设计描述：

文档包括:
word版设计说明书一份，共85页，约37000字
任务书一份
翻译一份

CAD版本图纸，共9张

摘要
绞车，是用卷筒缠绕钢丝绳以提升或牵引重物的轻小型起重设备。本设计以零件疲劳理论和线性累积损伤假说为理论基础，运用静力学的普遍原理，分析和解决了绞车运动过程中的一些受力和运动问题，力求最优化和最可靠设计绞车减速器和卷筒。在最普遍绞车传动方式和结构的基础上，运用位置传感和水位传感技术，采用PLC控制，实现了牵引绞车根据水位提升和下放泵房的自动控制和手动控制。
本文主要介绍了绞车的发展历史，用途，组成及工作原理；牵引绞车的工作特点；设计的一般步骤；使用中存在的问题及改进措施。在本次牵引绞车的设计过程中，着重对减速器、卷筒进行了分析和设计。对重要的部件进行了受力分析、强度的校核，根据其常见失效形式、影响因素及基本设计要求，给出了重要部件的受力分析、强度和刚度的设计方法。

关键词：牵引绞车； 减速器； PLC； 自动控制

目录

1 概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1
1.1绞车的应用............................................... 1
1.2绞车的发展概况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1
1.3国外绞车概况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2
1.4绞车发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
2 绞车的计算基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
2.1绞车工作级别划分的理论基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
2.2绞车的工作级别与类别．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
2.2.1利用等级．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
2.2.2载荷状态．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7
2.2.3绞车工作级别的划分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
2.3绞车计算载荷．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
2.3.1额定拉力．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
2.3.2当量拉力．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
2.3.3静强度计算拉力．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
2.3.4动载系数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
2.3.5试验拉力．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
2.3.6许用应力和安全系数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
2.3.7零件强度的可靠性计算安全系数和许用应力．．．．．．．．．．．．．．．．13
3 钢丝绳的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
3.1概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
3.1.1安全系数法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
3.1.2选择系数法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
3.2钢丝绳选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
3.3钢丝绳在卷筒上的固定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
3.3.1钢丝绳在卷筒上的固定方式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
3.3.2钢丝绳固定端承载能力验算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
3.3.3钢丝绳的出绳方向及其偏角．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20
4 卷筒设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
4.1卷筒结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
4.2卷筒容绳尺寸参数计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
4.2.1卷筒节径．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
4.2.2卷筒边缘直径．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
4.2.3卷筒容绳宽度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
4.2.4卷筒筒壳厚度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
4.2.5卷筒端侧板厚度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
4.3卷筒的受力分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23
4.3.1钢丝绳拉力与卷筒支撑处反力．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
4.3.2由钢丝绳拉力产生在筒壁上的转矩．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
4.3.3卷筒筒壁的径向压力．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
4.3.4钢丝绳对端侧板产生的轴向推力．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
5 减速器的设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
5.1传动方式的拟定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
5.2电动机的选型设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
5.3总传动比及传动比分配．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
5.3.1总传动比．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
5.3.2传动比分配．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28
5.4传动装置运动参数计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29
5.4.1各轴转速计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29
5.4.2各轴功率计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29
5.4.3各轴扭矩计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
5.5齿轮参数计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
5.5.1开式齿轮齿面接触疲劳强度设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
5.5.2开式齿轮齿根弯曲疲劳强度校核计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
5.5.3齿轮其他主要参数．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
5.6轴的设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
5.6.1轴的材料选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
5.6.2轴的设计计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
5.7滚动轴承的选择及校核计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45
5.7.1轴承的类型选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45
5.7.2滚动轴承常见的失效形式及计算准则．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45
5.7.3滚动轴承的校核计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46
5.8键连接的校核计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48
5.9联接螺栓的校核计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50
5.9.2螺栓剪切强度校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50
5.10减速器的润滑和密封．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50
5.10.1减速器的润滑．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50
5.10.2减速器的密封．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51
5.11减速器箱体及附件的选型设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51
5.11.1减速器箱体的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51
5.11.2减速器附件的选型设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51
6 联轴器与制动器的选型设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54
6.1联轴器的选型设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54
6.2制动器的选型设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55
6.2.1制动器的选型计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56
7 牵引绞车控制系统的设计 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57
7.1牵引绞车降压起动．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57
7.2绝对式旋转编码器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57
7.2.1绝对式旋转编码器的工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57
7.2.2绝对式旋转编码器的特点与应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58
7.2.3绝对式旋转编码器的选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59
7.2.4绝对式旋转编码器的机械安装使用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60
7.2.5编码器脉冲转换．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61
7.3水位传感器的选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61
7.4可编程控制器控制系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62
7.4.1PLC的主要功能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62
7.4.2PLC的特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．62
7.4.3被控绞车的工作情况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．63
7.4.4PLC选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64
7.4.5PLC控制系统图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65
7.4.6I/O接线及I/O分配．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65
7.4.7PLC自动控制程序设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．66
7.5提高PLC控制系统可靠性的措施．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70
7.5.1PLC安装的环境条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70
7.5.2PLC的抗干扰措施．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．70
设计总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73
参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74
翻译部分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．75
英文原文．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．75
中文译文．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．80
致 谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．85

毕业设计题目：牵引绞车及其控制系统

毕业设计主要内容和要求：
主要内容
了解牵引绞车的用途、工作原理以及工作中存在的问题，设计一台牵引绞车，根据水位自动和手动提升或下降泵房。泵房总质量：20t；提升高度：25m；倾斜角度：20°；工作制：S1；使用：3×365×24，一年一小修。
基本要求
1.设计完成牵引绞车系统总体装配图设计；
2.设计完成牵引绞车减速器装配图；
3.完成主要传动组件、零件的工作图设计；
4.设计牵引绞车的控制方式和编写控制程序；
5.编写完成整体设计计算说明书。