某型号起重机滑轮组设计

大学 届毕业设计说明书0毕业设计说明书大学 届毕业设计说明书1某型号起重机滑轮组设计摘要在起重机滑轮组的设计当中,既要了解滑轮的性能与作用,还有就是滑轮组的分类,其中又分为铸造滑轮,E 型滑轮,和双副板压制滑轮。而本课题要研究的就是铸造 E 型滑轮，完成它的滑轮组设计，滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮匹配而成，可以达到既省力又改变力作用方向的目的。使用中，省力多少和绳子的绕法，决定于滑轮组的使用效果。动滑轮被两根绳子承担，即每根绳承担物体和动滑轮。滑轮有两种：定滑轮和动滑轮 ，组合成为滑轮组，它既可以省力又可以改变力的方向。 滑轮组的用途：为了既节省又能改变动力的方向，可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。省力的大小使用滑轮组时，滑轮组用几段绳吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。 滑轮组的特点：用滑轮组做实验，很容易看出，使用滑轮组虽然省了力，但是费了距离动力移动的距离大于货物升高的距离。滑轮需要通过计算得出钢丝绳直径尺寸，在确定各零部件尺寸。铸造 E 型滑轮零部件包括：滑轮体、隔环、涨圈、隔套 AT、隔套 BT、还有深沟圆柱轴承。起重机用铸造 E 型滑轮的设计，需要将其的零部件逐一用 solidworks 软件进行三维建模，然后进行装配，在通过 solidworks 生成工程图，以此来了解滑轮组的组成。关键词：定滑轮；动滑轮；钢丝绳；滑轮组大学 届毕业设计说明书2大学 届毕业设计说明书3AbstractThe design of the crane pulley which, it is necessary to understand the performance and role of pulley, there is the classification of pulley blocks, which are divided into casting pulley, E-type pulleys, and two deputy board pressed pulley.The study of this project is to cast E-type pulley, pulley block to complete its design, pulley blocks is determined by the number of matching pulley and movable pulley is made to achieve both effort and the purpose of changing the direction of force. Use, how much effort and the rope around the law, the decision result in the use of pulley blocks. Commitment by two ropes fixed pulley, the objects and take action every rope pulley. There are two wheels: fixed pulley and movable pulley, the combination of a pulley, it can either effort and can change the direction of the force.The use of pulley blocks: In order to save power and can change direction, can be combined into a pulley and movable pulley block. Effort of the size of the use of a block group, block and tackle hanging rope with a few paragraphs objects, objects used in the lift force is a fraction of the weight.Pulley pulley to experiment with features, it is easy to see that although the use of a block save power, but the costs of distance - the distance traveled is greater than power increases the distance the goods.E-type pulley casting components include: pulley body, every ring, rose ring, sleeve AT, every set of BT, there are deep groove cylindrical bearings.E-type crane pulley by casting the design, you need to use solidworks parts one by one three-dimensional modeling software, and then assembled, generated through the solidworks drawings, in order to understand the composition of block and tackle.Key words: fixed pulley； movable pulley； rope ；pulleys大学 届毕业设计说明书0目 录1 绪论 11.1 国内外起重机的特征 11.2 课题介绍 21.2.1 起重机的分类 21.2.2 本课题研究的背景及内容 21.2.3 课题的主要任务 21.3 滑轮组的方案 32 滑轮和滑轮组的介绍 52.1 通用滑轮的分类 52.1.1 定滑轮 52.1.2 动滑轮 62.1.3 滑轮组 62.2 起重机滑轮组的分类 72.3 滑轮和滑轮组的工作原理及应用条件 82.3.1 滑轮和滑轮组的工作原理 82.3.2 滑轮和滑轮组的工作条件 82.4 起重机滑轮的现状及发展趋势 83 选择钢丝绳以及滑轮主要尺寸的确定 93.1 钢丝绳的选择条件 93.2 钢丝绳的选用 .123.2.1 确定系数 C123.2.2 钢丝绳允许偏角 .133.3 滑轮主要尺寸的确定 .134 Solid Works 的介绍及建模部分 .164.1 Solid Works 的介绍 .164.2 三维设计的特点 .184.3 三维零件图的建立 .195 滑轮组装配方法 .23大学 届毕业设计说明书15.1 基于特征的建模设计 .235.2 完成装配图 .256 工程图 .256.1 插入工程视图 .256.2 插入尺寸及注解 .266.3 注解 .266.4 生成工程图 .26全 文 总 结 28参 考 文 献 29致 谢.31大学 届毕业设计说明书01 绪论近年来,随着世界销售市场对起重机械需求量的不断增加,国外各种起重机制造企业在生产中不断的采用优化设计机械自动化和自动化设备以提高劳动生产率。有关资料表明,美国、德国、日本等一些起重机公司都广泛应用,彻底抛弃了传统的图板,并且还与计算机辅助工艺规划砂和计算机辅助制造相衔接,做到了无图纸生产。 11.1 国内外起重机的特征当前,国外桥式起重机发展有四大特征：大型化和专用化：由于工业生产规模不断扩大,产品生产过程中物料装卸!搬运费用所占比例逐渐增加,促使大型起重机的需求量不断增长“同时起重量越来越大,工作速度越来越高,对能耗和可靠性提出更高的要求。目前世界上最大的桥式起重机起重量为工业生产方式和用户需求的多样性,使专用起重机的市场不断扩大,品种也不断更新,以特有的功能满足特殊的需要,发挥出最佳的效用。德国德马格公司研制出一种飞机维修保养的专用起重机,在国际市场打开了销路。自动化和智能化：将机械技术和电子技术相结合,将先进的计算机、微电子、电力电子、模糊控制等技术应用到机械的驱动和控制系统,实现起重机的自动化和智能化。大型高效起重机新一代电气控制装置己发展为全电子数字化控制系统。例如德国采用激光装置查找起吊物的重心位置,在取物装置上装有超声波传感器引导取物装置自动抓取货物。此外,变频调速在国外起重机上应用,例如ABB 公司、日本富士、奥地利伊林公司等.。该调速方案具有高调速比,甚至可达到无级调速,并有节能等优点“成套化和系统化：为提高生产率,降低生产成本,国外一些大厂把起重运输机械有机的结合在一起,构成先进的机械化运输系统。例如,日本东芝洪川崎工厂用全自动桥式起重机组成的物料输送系统来搬运柔性加工线上的夹具和工件,为机床运送毛坯或将加工好的零件送到下一工序或仓库,使车间得到充分利用。模块化和组合化：将起重机中功能基本相同的零件!部件制成有多种用途,有相同联接要素和可互换的标准模块,通过不同模块的相互组合,形成不同类型和规格的起重机。设计新型起重机,只需选用不同模块重新组合,使单件小批量生产的起重机改换成具有相当批量的模块生产,改善了整机性能,降低了制造成本,充分满足大学 届毕业设计说明书1用户需求。目前,德国、英国、法国、美国和日本的著名起重机公司都已采用起重机模块化设计,并取得了显著的效益。德国德马格公司的标准起重机系列改用模块化设计后,比单件设计的设计费用下降,生产成本下降。 21.2 课题介绍1.2.1 起重机的分类起重机是一种能在一定范围内垂直起升和水平移动物品的机械，动作间歇性和作业循环性是起重机的工作特点 45。根据起重机的主要用途和构造特征进行如下分类：（1）按主要用途分通用起重机、建筑起重机、冶金起重机、铁路起重机、港口起重机、造船起重机、甲板起重机等；（2）按结构特征分桥门式类型起重机和臂架式类型起重机；旋转式起重机和非旋转式起重机；固定式起重机和运行式起重机。运行式起重机又分轨行式（在固定的钢轨上运行）和无轨式（无固定轨道，由轮胎或履带支承运行）起重机滑轮用以支撑钢丝绳，并能改变钢丝绳的走向，平衡钢丝绳分支的拉力，组成滑轮组，达到省力或加速的目的。 31.2.2 本课题研究的背景及内容随着社会化大生产日益加剧，工业生产中物料搬运量趋大化，导致起重机的额定起重量也要不断加大。伴随着现代工业的迅速发展，加之起重机设计理论的迅速发展和材料、制造工艺、控制技术的发展，大型化生产必定是起重机制造的发展趋势之一。 41.2.3 课题的主要任务本 课 题 所 要 研 究 的 起 重 机 滑 轮 组 是 起 升 机 构 的 一 部 分 。 起 升 机 构 是 起 重机 最 主 要 的 机 构 ， 由 原 动 机 、 卷 筒 、 钢 丝 绳 、 滑 轮 组 和 吊 钩 组 成 。 原 动 机 的旋 转 运 动 ， 通 过 卷 筒 钢 丝 绳 滑 轮 组 机 构 变 为 吊 钩 的 垂 直 上 下 直 线 运 动 。起 重 机 因 驱 动 形 式 的 不 同 ， 驱 动 卷 筒 的 原 动 机 可 为 电 动 机 、 液 压 马 达 ， 或 机械 传 动 中 的 某 一 主 动 轴 。 当 原 动 机 为 电 动 机 或 高 速 运 动 液 压 马 达 时 ， 应 通 过减 速 器 改 变 原 动 机 的 转 矩 和 转 速 。 为 了 提 高 下 降 速 度 ， 起 升 机 构 往 往 设 置 离合 器 ， 使 卷 筒 脱 开 原 动 机 动 力 在 重 物 自 重 作 用 下 反 向 旋 转 ， 让 重 物 和 空 钩 自由 下 降 。大学 届毕业设计说明书2滑 轮 是 用 来 改 变 挠 性 件 （ 钢 丝 绳 ） 运 动 方 向 并 平 衡 其 分 支 拉 力 的 承 载 零件 。 其 作 用 是 导 向 和 支 承 ， 以 改 变 钢 丝 绳 的 走 向 ； 组 成 滑 轮 组 ， 达 到 省 力 或增 速 的 目 的 。 滑 轮 组 按 构 造 形 式 可 分 为 单 联 滑 轮 组 和 双 联 滑 轮 组 ； 按 工 作 原理 可 分 为 省 力 滑 轮 组 和 增 速 滑 轮 组 ； 按 滑 轮 组 的 头 部 结 构 可 分 吊 钩 型 、 吊 环型 、 链 环 型 和 吊 梁 型 。如 图 1.1 所 示 ， 滑 轮 是 由 滑 防 田 轮 缘 （ 包 括 绳 槽 ） 、 轮 辐 、 轮 毂 组 成 的 。轮 缘 是 承 载 钢 丝 绳 的 主 要 部 位 ， 轮 福 将 轮 缘 与 毂 轮 连 接 整 个 滑 轮 通 过 轮 毂安 装 在 滑 轮 轴 上 。 滑 轮 的 合 理 结 构 保 证 钢 丝 绳 顺 利 通 过 并 不 易 跳 槽 。 5图 1.1 铸造滑轮1.3 滑轮组的方案 7滑轮供钢丝绳导向和平衡钢丝绳的分支拉利用。滑轮的尺寸不大时做成实体的或者铸造的；尺寸较大时，由轮毂、肋板的轮辐和轮壳焊接而成。铸造适合于成批的生产，而焊接的适合于单件的生产。现代多应用无切屑的压制法制造滑轮，生产率高。下面对几种滑轮进行比较。铸造滑轮又三种材料可选择，铸铁滑轮的工艺性好，易于切削加工，而且对钢丝绳的损害极小，但是因其强度低且较脆，使用时用以引起轮毂破裂。球墨铸铁滑轮的工艺性也好，有一定的强度和冲击韧性，使用时不易破裂。铸钢滑轮的强度和冲击韧性都较高，但是工艺性稍差，而且由于绳槽表面硬度高，钢丝绳比较容易磨损。在轻级和中级工作类型的起重机上可采用铸铁滑轮；在大学 届毕业设计说明书3重级和特重级工作类型起重机上适合采用铸钢滑轮或球墨铸铁滑轮。焊接滑轮常用 Q235 刚，其性能与铸钢滑轮相似，滑轮尺寸相同时，其重量较轻。 8比较上述的四种滑轮，中和其性能和成本，采用球墨铸铁的铸造滑轮。桥式类型的起重机上广泛采用的是双联滑轮组。滑轮组的组合有两种形式；一种是采用是采用平衡滑轮，如下图 1.2 所示：图 1.2 滑轮组方案一另一种方案是平衡杆形式，如下图 1.3 所示：大学 届毕业设计说明书4图 1.3 滑轮组方案二滑轮组中的平衡滑轮形式用来调整滑轮左右两边钢丝绳长度与拉力之间的差异，由于工作中的平衡滑轮常常转动，钢丝绳常在不长的一段上弯来弯去，使得钢丝绳迅速疲劳，以致断裂破坏。为了提高钢丝绳耐久性，放大平衡滑轮的直径并将它装在滚动轴承上更加的合理。为了避免放大直径导致强度上和性能上的一些弊端，本次设计中，用平衡杆来替换平衡滑轮。绳端固定在平衡杆上，减少了钢丝绳的摩擦，提高了平衡强度。同时还可以用平衡杆来调整钢丝绳的张力和长度，使得钢丝绳由一边的单联滑轮组过度到另一边的单联滑轮组。9滑轮在旋转时，要克服轴承的摩擦阻力，还要克服钢丝绳的僵性阻力。因为钢丝绳有一定的僵性，使其在绕上滑轮时并不立刻适应滑轮的曲率，绕出滑轮时也不能立刻恢复到直线状态。则在曲率的变化过程中，钢丝绳部分弹性势能被其内摩擦所消耗，故卷绕是有功磨损。滑轮的效率是由绕进滑轮的分支拉力与绕出分支拉力之比值所决定的，其值与钢丝绳构造、滑轮及轴的直径、轴承的种类、钢丝绳包角以及润滑条件等因素有关。2 滑轮和滑轮组的介绍2.1 通 用 滑 轮 的 分 类大学 届毕业设计说明书5滑 轮 有 两 种 ： 定 滑 轮 和 动 滑 轮 ， 组 合 成 为 滑 轮 组 ， 它 既 可 以 省 力 又 可以 改 变 力 的 方 向 。 10 2.1.1 定 滑 轮图 2.1 定 滑 轮定 滑 轮 如 图 2.1 所 示 ， 定 滑 轮 实 质 是 等 臂 杠 杆 ， 不 省 力 也 不 费 力 ， 但 可以 改 变 作 用 力 方 向 . 定 滑 轮 的 特 点 通 过 定 滑 轮 来 拉 钩 码 并 不 省 力 。 通 过 或 不 通 过 定 滑 轮 ， 弹 簧 秤 的 读 数 是一 样 的 。 可 见 ， 使 用 定 滑 轮 不 省 力 但 能 改 变 力 的 方 向 。 在 不 少 情 况 下 ， 改 变力 的 方 向 会 给 工 作 带 来 方 便 。 定 滑 轮 的 原 理 定 滑 轮 实 质 是 个 等 臂 杠 杆 ， 动 力 L1、 阻 力 L2 臂 都 等 于 滑 轮 半 径 。 根 据杠 杆 平 衡 条 件 也 可 以 得 出 定 滑 轮 不 省 力 的 结 论 。 2.1.2 动 滑 轮大学 届毕业设计说明书6图 2.2 动 滑 轮动 滑 轮 如 图 2.2 所 示 ， 动 滑 轮 实 质 是 动 力 臂 为 阻 力 臂 二 倍 的 杠 杆 ， 省1/2 力 多 费 1 倍 距 离 . 动 滑 轮 的 特 点 ： 使 用 动 滑 轮 能 省 一 半 力 ， 费 距 离 。 这 是 因 为 使 用 动 滑 轮 时 ， 钩 码 由 两 段绳 子 吊 着 ， 每 段 绳 子 只 承 担 钩 码 重 的 一 半 。 使 用 动 滑 轮 虽 然 省 了 力 ， 但 是 动力 移 动 的 距 离 大 于 钩 码 升 高 的 距 离 ， 即 费 了 距 离 。 动 滑 轮 的 原 理 ： 动 滑 轮 实 质 是 个 动 力 臂 （ L1） 为 阻 力 臂 （ L2） 二 倍 的 杠 杆 。 2.1.3 滑 轮 组滑 轮 组 ： 由 定 滑 轮 跟 动 滑 轮 组 成 的 滑 轮 组 ， 既 省 力 又 可 改 变 力 的 方 向 . 滑 轮 组 用 几 段 绳 子 吊 着 物 体 ， 提 起 物 体 所 用 的 力 就 是 总 重 的 几 分 之 一 .绳子 的 自 由 端 绕 过 动 滑 轮 的 算 一 段 ， 而 绕 过 定 滑 轮 的 就 不 算 了 。 11使 用 滑 轮 组 虽 然 省 了 力 ， 但 费 了 距 离 ， 动 力 移 动 的 距 离 大 于 重 物 移 动 的距 离 。滑 轮 组 的 特 点 ：用 滑 轮 组 做 实 验 ， 很 容 易 看 出 ， 使 用 滑 轮 组 虽 然 省 了 力 ， 但 是 费 了 距 离动 力 移 动 的 距 离 大 于 货 物 升 高 的 距 离 。2.2 起 重 机 华 林 组 的 分 类起 重 机 滑 轮 又 分 为 四 个 型 号 ： 6大学 届毕业设计说明书7(一) 铸 造 滑 轮 (二) 焊接滑轮(三) 尼龙滑轮(四) 双副板压制滑轮（一）铸造滑轮按结构和使用要求不同分为 6 种，此 6 种形式都已经标准化A 型和 B 型为严密密封式，带有滚动轴承。A 型有内轴套，B 型无内轴套用于工作条件恶劣的环境中。C 型和 D 型为较严密密封式，带有滚动轴承。C 型有内轴套，D 型无内轴套。E 型为一般密封式，带有滚动轴承而无内轴承。F 型带有滑动轴承的滑轮。用于转速较低的地方。带滚动轴承的滑轮按所带轴承的类型不同分为型（向心球轴承）和型（圆柱滚子轴承） 。起重机用得较多的是 C 型、D 型和 E 型。（二）焊接滑轮焊接滑轮通用钢板和型钢焊接而成。其重量可比同级铸钢滑轮轻30%50%。（三）尼龙滑轮MC 尼龙滑轮按密封性能分为两类：一般密封性滑轮和严密密封型滑轮。（四）双副板压制滑轮双副板压制滑轮的副板由两片 4mm8mm 厚的钢板压制成型，并用胀铆接和过盈配合使滑轮轮壳连成一体。滑轮自重仅为铸钢滑轮的 1/3。滑轮绳槽内镶嵌铸型尼龙衬垫，能显著延长钢丝绳使用寿命。2.3 滑轮和滑轮组的工作原理及应用条件2.3.1 滑轮和滑轮组的工作原理 12起重机中滑轮支持和导引绳索运动，起到导向和平和两个作用。滑轮组是由定滑轮和动滑轮传绕组成，它兼有动、定滑轮的特点，滑轮分定滑轮和动滑轮两种。定滑轮只改变力的方向。动滑轮可以省力。所以，滑轮组既能改变力大学 届毕业设计说明书8的方向又能省力。而且可以作为减速和加速装置。起重量较大时，宜采用较大倍率的滑轮组，以减少钢丝的拉力；起重量较轻时，宜采用较小倍率的滑轮组，以减少钢丝绳的穿绕次数，提高工作效率，由钢丝绳、定滑轮和动滑轮组成的滑轮组是起升机构的重要组成部分，根据滑轮组的作用分为省力滑轮组和增速滑轮组两种。滑轮组又分为有单联滑轮组和双联滑轮组两种。2.3.2 滑轮和滑轮组的工作条件具备下列情况之一，滑轮应予以报废：（1）裂纹（不能补焊） ；（2）轮槽不均匀磨损达 3mm； （3）轮槽壁厚度的磨损尺寸达原尺寸的 20%；（4）因磨损使轮槽底部直径减少量达钢丝绳直径的 50%；（5）其他符合报废条件的；2.4 起 重 机 滑 轮 的 现 状 及 发 展 趋 势 16目 前 ， 国 内 专 业 生 产 大 型 起 重 机 的 厂 家 很 多 。 其 中 以 中 联 重 科 、 三 一 重工 、 抚 挖 等 公 司 产 品 系 列 较 全 ， 市 场 占 有 率 较 高 。 中 联 重 科 在 2007 年 12月 宣 布 实 行 品 牌 统 一 战 略 后 。 现 在 已 成 功 开 发 了 50t600t 履 带 式 起 重 机 产品 系 列 。 作 为 中 国 起 重 机 行 业 的 领 跑 者 ， 徐 州 重 型 机 械 有 限 公 司 现 在 已 经 形成 了 已 汽 车 起 重 机 为 主 导 ， 履 带 式 起 重 机 和 全 路 面 起 重 机 为 侧 翼 强 势 推 进 的庞 大 型 谱 群 。 国 内 最 具 有 历 史 的 履 带 式 起 重 机 生 产 企 业 抚 挖 现 已 拥 有35t350t 的 履 带 式 起 重 机 产 品 系 列 。 QUY350 是 抚 挖 2007 年 推 出 的 国 产 首台 350t 履 带 式 起 重 机 ， 填 补 了 国 内 350t 履 带 式 起 重 机 的 产 品 型 空 白 。 17对齿轮的加工，传统的加工都是机械切削加工而制造的，就是通过毛培粗车的精车。再滚齿成型，最后到热处理成产品。如果改用一种新型额熔模精密铸造，这种小无切削的加工工艺。大大降低了生产成本本节约了合金资源，提高了生产效率，特别是对于低速大模数的齿轮，效果更为明显。所以铸造齿轮必将逐渐代替传统机械加工齿轮。 18大学 届毕业设计说明书93 选择钢丝绳以及滑轮主要尺寸的确定3.1 钢丝绳的选择条件 19 钢丝绳是起重机上应用广泛的挠性构件，其优点是：卷挠性好；承载能力强，对于冲击载荷的承受能力强，卷绕过程中平稳，即使是在卷绕速度高的情况下也无噪音；由于绳股钢丝断是逐渐发生的，一般不会突然发生整根钢丝绳的断裂，故工作时是比较可靠的。钢丝绳股内相邻层钢丝的接触状态有三种形式：点接触、线接触和面接触。起重机上采用的钢丝绳主要有以下几种：（1）点接触钢丝绳，因单股挠性差又不能承受横向压力，故仅作拉索用。多股性能比单股好，故应用稍广泛。（2）线接触钢丝绳，包括外粗型、细粗型及填充性，其优点是：消除点接触钢丝绳索具有的二次弯曲应力，能降低工作时总的弯曲应力，抗疲劳性能好；结构紧密，金属断面利用系数高，使用寿命比普通的点接触钢丝绳要高 12 倍。（3）多股不扭转钢丝绳，其优点是相邻层股的捻向相反，故钢丝绳受力时其自由端不会发生旋转：在卷筒上的接触面较大，抗挤压强度高。工作时不易变形；总破断拉力大，寿命比普通的高很多。 20（4）异性股钢丝绳，其优点是接触面积大，耐磨性好，钢丝比易断裂寿命比普通的约高 3 倍。钢丝绳的结构密度大，在相同的绳径总破断拉力大于圆股钢丝绳。（5）密封式接触钢丝绳，其优点是表面光滑，抗腐蚀性好，且耐磨性好，能承受较大的横向力。钢丝绳在一般的正常情况下使用不会发生突然断裂，除非安全报复装置失灵。起重机用钢丝绳的破断过程及特征是：钢丝绳超过卷绕系统时要反复弯曲和伸直并与滑轮或卷筒槽摩擦，工作条件恶劣，工作越频繁，此现象便会越严重。经一定的时间，钢丝绳表面的钢丝发生弯曲疲劳与磨损，表面层得钢丝逐渐折断；折断的钢丝数量越多，其它为折断的钢丝所承受的拉力越大，疲劳与磨损便越厉害，使得钢丝断裂的速度加快，当钢丝断裂的根数达到一定的程度，就保证不了钢丝绳的必须的安全性，这时钢丝绳就应该报废了，不能再继续使大学 届毕业设计说明书10用了。一、根据起重机具体作业条件选用合适的钢丝绳 22所以我们在选择钢丝绳的时候要考虑下列一些因素：1）绳芯的材料钢丝绳的绳芯包括有机芯、石棉纤维芯及金属芯，有机芯的钢丝绳挠性我弹性都较好，但是承受横向压力差，故不宜用再多层卷绕的场合，耐高温差，故不宜用在高温环境下工作的起重机上。石棉纤维的钢丝绳耐热性好，适宜用在高温环境下工作的起重机上。金属芯的钢丝绳强度大，能承受较高的横向压力，可用在多层卷绕及高温环境，但是挠性和弹性较差。2）钢丝绳的绕捻方向钢丝绳的绕捻方分为单挠钢丝绳和双挠钢丝绳。单挠钢丝绳刚性大且表面不光滑，在起重机上仅作为固定绳使用，双绕钢丝绳主要有顺绕和交绕两种，以顺绕钢丝绳寿命较长，在光卷筒上不宜用顺绕钢丝绳，因它会自行松散，使得卷绕到卷筒上的各圈钢丝绳由搭迭在一起的现象，故顺绕钢丝绳一般只用于有刚性导轨或钢丝绳绳端不会自由旋转的场合顺绕钢丝绳的绕捻方向与其在卷筒上的卷绕方向之间的关系是；钢丝绳在卷筒上左向卷绕时，采用右绕钢丝绳；钢丝绳在卷筒上右向卷绕时，采用左饶钢丝绳，在起升高度大而且承载分枝数少的场合应考虑采用多股不扭转的钢丝绳。 233）钢丝绳的结构形式工作频繁的起重机应优先考虑选用线接触及异性股钢丝绳。卷绕方向之关系(图 3.1)应是：钢丝绳在卷筒上左向卷绕时，采用右绕钢丝绳在卷简上右向卷绕时，采用左绕钢丝绳。4）钢丝绳的极限强度选用钢丝绳强度高的钢丝绳可缩小其尺寸，但强度太高时，钢丝绳僵性太大，对工作反而不利。起重机上适宜选用抗拉强度为 155185kg/mm3 的钢丝绳。5）钢丝绳的表面状况对于室内工作的起重机，可选用一般光面钢丝绳，对于室外或潮湿空气及有酸性侵蚀的环境中工作的起重机，应选用镀锌钢丝绳。 24根据上述选择钢丝绳的原则，选择纤维芯的线接触钢丝绳。大学 届毕业设计说明书11图 3.1 钢丝绳卷绕方式钢丝绳使用场合及其合适的结构型式见表 3.1。表 3.1 选定钢丝绳型号使 用 场 所 常用型号4 时。为了不使卷筒中间的光面部分过长，应将两根钢丝绳分支引向吊钩组中间两个动滑轮，用平衡梁代替平衡滑轮。 28滑轮组倍率的选定对起升机构的总体尺寸影响较大。倍率增大，则钢丝绳分支拉力减小，钢丝绳直径、滑轮和卷简直径也随之减小，在起升速度不变时，需提高卷筒转数，即减小机构传动比。但倍率过大，会使滑轮组本身体积和重大学 届毕业设计说明书15量增大，同时也会降低效率，加速钢丝绳的磨损。起重量小时，选用小的倍率，随着起重量增大，倍率相应提高。倍率增大，起升速度相应减小。桥式起重机常用双联滑轮组倍率数见下表 3.4表 3.4 桥式起重机常用双联滑轮组倍率额定起重量(t) 3 5 8 12.51620325080100120160200250倍率 m 1 2 2 3 3 4 4 4 5 6 6 6 8 83）滑轮组的效率滑轮效率是由绕进滑轮的分支拉力与绕出分支致力之比值所决定，其值与钢丝绳构造、滑轮及轴的直径、轴承种类、钢丝绳包角以及润滑条件等因素有关。滑轮组效率与滑轮效率及滑轮组倍率有关可由下式计算：(3-6)滑轮组的效率也可以从表 3.5 中选用。表 3.5 滑轮组效率 zm轴承形式 01 2 3 4 5 6 8 10滑动 0.96 1.0 0.98 0.95 0.93 0.9 0.88 0.84 0.80滚动 0.98 1.0 0.99 0.985 0.98 0.97 0.96 0.95 0.924） 导向滑轮效率 29导向滑轮的效率与滑轮组的配置有关，主要表现在钢丝绳与动滑轮、定滑轮之间的包角大小，具体关系可参看表 3.6。根据公式 3-1 来计算钢丝绳直径，有上述可知选定系数 C=0.089；针对指定型号 QD（5t/16m）的桥式起重机选用双联滑轮组，可根据公式 3-4 来计算钢丝绳最大静拉力，选取 m=2 的滑轮组配置，由表 3.5、表 3.6 分别来选取滑轮组的大学 届毕业设计说明书16效率和导向滑轮的效率。在此选取 z=0.99， z = 1 2 3 4 5 6=0.953*0.963；根据表 3.3 来计算起升载荷Q=q+Q0=（1+2%）Q 0=1.02 Q0=234600N 15.7689.0*6.9*211*2 3zmsmscd5.41.765809.选择钢丝绳的直径 d=25mm，那么滑轮直径 D=630mm 和直径 D5=130 的E1 型滑轮，标记为：滑轮 E125*630-130 JB/T 9005.8-19994 Solid Works 的介绍及建模部分4.1 Solid Works 的介绍Solid Works 有很多优点，其主要特点如下： 301）Solid Works 作为第一个 Windows 原创的实体建模软件，是真正意义上的 Windows 软件，它不是将工作站上的 CAD 软件简单生硬地搬到 Windows 平台上，而是充分利用了基于组件对象模型(COM)的先进技术在 Windows 下重新开发的。这就使得设计师们在使用 CAD 系统时，能通过 OLE 直接使用 Office 的办公自动化工具，如 Word, Excel 等。2）Solid Works 突出了机械设计和修改的方便性和灵活性。首创在屏幕左侧显示特征树和装配树，用以直观管理产品的设计过程:可以直接替换某一中间特征:逐步回退到某一中间阶段;或从某一中间阶段起重演设计操作过程:可以进行特征的拖动(drag and drop)和剪贴(cut and paste)，即从一个窗口的零件上用光标选取若干特征，安放在另一窗口的零件上。3）强大的实体造型与曲面造型相结合的造型技术 30，使设计人员能设计出复杂的产品;变量化的草图轮廓绘制，能够自动进行动态过约束检查;用Solid Works 的拉伸、旋转、倒角、抽壳及倒圆角等功能可以更简便地得到要设计地实体模型;高级抽壳功能可以在同一实体上定义不同地抽壳壁厚;用高级大学 届毕业设计说明书17放样、扫描和曲面延伸等功能可以生成形状复杂的构造曲面;通过直线对曲面的操作，能控制参数曲面的形状;通过简单的选取并延伸分型线，能生产非平面的分型面;能够把有公共边界线的曲面缝合成单一曲面;所有特征都可以用拖动手柄改变尺寸，并可以动态预览。4）Solid Works 具有强大的饭金模块，但这个模块不是独立存在的，而是完全集成于 Solid Works 设计环境，这样在进行饭金设计设计时更加方便;饭金模块包括平面特征、多重弯曲、切割、自动展平、弯折等功能，利用这些功能可以设计出非常复杂的饭金零件。5）Solid Works 是面向产品级的机械设计系统 33，它既提供自底向上的装配设计方法，同时还提供自顶向下的装配设计方法。自顶向下的装配使设计者在装配环境中能参考装配体其它零件及尺寸设计新的零件，更加符合工程设计习惯。6）Solid Works 还能进行大型产品的装配 25。在装配设计，特别是大型装配设计的情形下，Solid Works 设计了具有独创性的“封套”功能，利用这项功能可以分块处理复杂装配体。装配设计中的产品配置功能，为用户设计不同结构的产品提供了解决方案，同时为产品数据管理系统的实施打下坚实的基础。另外，在调用大装配体时，“轻化”零部件的功能极大地提高了运行速度。7）Solid Works 采用最流行的 Parasolid 技术开发的内核构成了先进的基于特征的造型技术;Solid Works 采用 DCM 作为约束管理模块。Solid Works 底层功能得到专业机构的支持，技术上相对成熟、运行稳定。8）Solid Works 有严密的几何和尺寸约束管理。清楚区分欠约束和全约束.零件、装配体和二维工程图全程共享关联性约束，任一环节中的修改会自动反映到其它两个环节的图形上。二维草图设计过程的动态导航智能操作能力强。9）Solid Works 可以自动提取和统计每个零部件的系统属性和用户属性 31，生成 BOM (材料明细表)。用 Solid Works 的标注和注解工具，能快捷地生成完整的、符合实际产品要求的工程图纸;通过 Windows 的驱动程序，全线支持各种打印、绘图设备。10）Solid Works 提供的插件 Photo Works 可以使用户迅速产生高级渲染的效果图，设计者可以随心所欲地更换场景，设置材质和光线。大学 届毕业设计说明书1811）Solid Works 软件提供完整的、免费的开发工具(API)，用户可以用微软公司的 Visual Basic, Visual C+, Visual Basic Application (VBA)或其它支持 OLE 的编程语言建立自己的应用方案。4.2 三维设计的特点一般设计过程，总要经过方案草图、装配草图、零部件图、正式总装图、正式零件图等很多环节。二维参数化本质上实现的是计算机辅助绘图(Computer Aided Drawing)而不是真正的计算机辅助设计(Computer Aided Design).二维CAD 设计表达不直观，参数化设计能力很差;设计人员设计时对视图关系考虑较多，对整体结构考虑很少 26。对二维 CAD 图纸进行修改时 24，稍有疏忽就会产生遗漏，使设计产生偏差，影响产品整体性能。三维 CAD 设计直接将设计思想转化为三维模型，由软件自动完成三维向二维工程图纸的转换，可以解决上述问题。在设计的整个过程中，构思的原始冲动是三维概念，是有颜色、材料、硬度、形状、尺寸、位置、相关零件、制造工艺等相关概念的三维实体，甚至是带有相当复杂的运动关系的三维实体，设计实施的结果同样是三维实体。利用传统的二维设计，设计构思与设计成果之间的信息传递完全依靠二维图形来表达，这就是传统二维设计的最大缺陷。设计直接以三维概念开始设计，设计模型可表达出设计构思的全部几何参数 。整个设计过程完全在三维模型上讨论，计算机辅助设计很容易扩展到设计的全过程，设计的全部流程都能使用统一的数据。三维 CAD 设计生成的二维工程图的表达仍然要遵守传统设计的要求，三维模型与二维工程图双向关联 29，同时为了能在设计时修改零件形状，支持软件又必须有三维实休全面尺寸约束和特征修改的功能。这样才有可能建立完整的设计数据库，并以此为基础，进一步进行应力应变分析、质量属性分析、空间运动分析、装配干涉分析、NC 控制可加工性分析、实用二维工程图的自动生成、外观色彩和造型效果评价、商业广告造型与动画生成等一系列的需求都能得到满足，这才是对设计全过程的有效辅助。达到了以上要求，传统的以二维工程图为主的设计资料管理将变成三维设计数据的保存和管理。进行机械设计时采用三维 CAD 设计，可以解决传统二维设计时前文所列的缺陷;这样做无疑能显著提高设计质量和设计效率。 31大学 届毕业设计说明书19CAD 技术以二维绘图开始，经历了三维框架、曲面和实体造型阶段，现在已进入特征造型阶段。特征的引入，一方面提高了新一代 CAD 系统的集成度，另一方面为解决三维基于约束的参数化设计提供了契机，在一定程度上满足了设计与修改的方便性。特征造型是几何造型的自然延伸，它从工程的角度，对形体的各个组成部分及其特征进行定义，使所描述的形体信息更具工程意义。特征的引入直接体现设计意图，使得建立产品模型容易为别人理解和组织生产，设计的图样也更容易修改。4.3 三维零件图的建立根据上述计算钢丝绳直径可以建立滑轮组主要零部件模型。本课题设计的是铸造 E 型滑轮的设计，且滑轮为标准件。隔套（AT ）D 5=130mm， D6=150mm，B 5=8.0mm 三维图如下图 5.1 所示。直径 D5=130mm 的 E 型滑轮用隔套（AT） ，标记为：隔套 AT 130 JB/T 9005.8-1999图 5.1 隔套 AT隔套 BT 的数据为：D 5=130mm，D 6=150mm，B 6=11.0mm 三维图如下图 5.2 所示。直径 D5=130mm 的 E 型滑轮用隔套（BT） ，标记为： 隔套 BT 130 JB/T 9005.8-1999大学 届毕业设计说明书20图 5.2 隔套 BTE 型滑轮用挡尘盖（G）的尺寸为：D5=130mm，D 13=131mm，D 14=160mm，D 16=263mm，S 4=2.0mm，B 2=5mm，R 2=2mm三维图如下图 5.3 所示。直径 D5=130mm 的 E 型滑轮用挡尘盖（G） ，标记为：挡盖 G 130 JB/T 9005.8-1999图 5.3 挡尘盖E 型滑轮用隔环（H）的主要尺寸为：D5=130mm，D 9=130.5mm，D 10=138mm，D 11=150mm，F=6mm，S 2=10mm，倒角 C*450环上有 8*D18=4mm 的孔大学 届毕业设计说明书21三维图如下图 5.4 所示图 5.4 隔环直径 D5=130mm 的 E 型滑轮用隔环（H） ，标记为：隔环 H 130 JB/T 9005.8-1999E 型滑轮用涨圈的主要尺寸为：R=112.5mm，D6=215mm，D7=230mm，D8=235mm，L3=9.5mm直径 D7=230mm 的 E 型滑轮用涨圈，标记为：涨圈 230 JB/T 9005.8-1999三维图草图如下图 5.5 所示大学 届毕业设计说明书22图 5.5 涨圈草图涨圈的三维零件图如下图 5.6 所示图 5.6 涨圈滑轮体的三维图如下 5.7 所示：图 5.7 滑轮体大学 届毕业设计说明书235 滑轮组的装配方法5.1 基于特征的建模设计 32传统的装配建模是采用基于特征从零件到装配的方法，即自底向上的建模方法。优点是思路简单，操作便捷，但实际的设计过程常始于概念设计。自底向上的设计方法则与实际的设计顺序和方法相矛盾。存在以下问题：不能表达产品的功能品设计的全过程；由于零件是用特征单独定义的，缺乏关联性；零件的过早定义易造成零件之间关系的不一致性、过约束和零件冗余。图形的设计方法分为自底向上和自顶向下两种方法：（1） 自底向上设计法自底向上设计法是比较传统的方法。在自底向上设计中，首先生成零件并将其插入到装配体，然后根据设计要求配合零件。当使用以前生成的现成零件时，自底向上的设计方案是首选的方法。此外，因为配合的零部件是独立设计的，它们的相互关系及重建操作比较简单和快捷，也就是说，当要修改配合零部件中的特征和尺寸时，可以直接打开相关联的零部件文件，对零部件实体进行编辑。此时，系统会将零部件的编辑操作直接作用于装配体中。这种操作方式，可以很好地保持设计者的设计意图与连贯性。详细设计过程见下图 5.1。零件设计意图 部件装配体设计意图装配图设计意图图 5.1 自底向上设计方法（2）自顶向下设计法采用自顶向下的设计方法，设计过程完全从概念设计开始，使零部件在设计过程中不断完善，同时可避免重复设计，能最大限度地发挥设计人员的设计