xxxxxxxx 机械课程设计 目录
1、概述.......................................................2 1.1课程设计题目............................................2 1.2机械安全课程设计的目的与要求............................2 1.3课程设计设计任务........................................2 2、机械安全课程设计内容.......................................2
2.1 舞台吊杆系统简介.......................................2 2.2 画出吊杆系统工作原理图及电气控制原理图.................2 2.3 列出吊杆技术参数.......................................4 2.4 拟定吊杆主机结构方案...................................4 2.5 吊杆运动参数及几何参数确定.............................5 2.6 吊杆工作过程分析.......................................6 2.7 吊杆功率计算及电动机选择...............................8 2.8 吊杆制动力矩计算及制动器选择..........................12 2.9 吊杆制动时间验算......................................12 2.10 吊杆运行的安全规程...................................14 2.11 吊杆的安全技术设计...................................18 3、总结.......................................................31 3.1 设计体会及建议.........................................31 3.2 参考文献...............................................31
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xxxxxxxx 机械课程设计 1、概述
1.1 课程设计题目
起重机械机械的安全技术设计 1.2 机械安全课程设计的目的与要求 教学目的：
《机械安全技术课程设计》是《机械安全技术》课程的教学环节之一。根据教学大纲安排，该课程设计是为了帮助学生进一步理解、掌握和深化课堂教学内容，配合专业课程，作为加强基本技能训练和实践的教学环节。 教学要求：
要求学生通过课程设计，综合运用所学的基础理论和专业知识，能初步解决机械设备或系统实现机械安全的思路、途径、对策及具体的安全技术。 1.3 课程设计设计任务
拟定舞台吊杆系统的总体方案，画出机构运动简图和电气控制原理图；根据给定的工作参数，通过计算，查阅相关手册，选择所需的标准或通用零部件，如电动机、制动器、减速器、联轴器和钢丝绳等，对非标准零件还需进一步强度与刚度等计算，最后画出吊杆主机的总装配图和主要零件图。
2、机械安全课程设计内容
2.1 舞台吊杆系统简介
吊杆是一种悬吊装置，安装在舞台上空，用它提升景片、悬挂幕布、灯具和其他效果器等。它数量繁多，使用频繁，是舞台上必备的机械设备。
舞台吊杆分为提升景片用的布景吊杆和悬挂灯具的灯光吊杆两种，它们的构造基本一样。目前应用最多的还是卷扬式电动吊杆。由驱动卷扬机（主机）、拐角滑轮、吊点滑轮、钢丝绳和杆体组成。 2.2 画出吊杆系统工作原理图及电气控制原理图 1.吊杆系统工作原理
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xxxxxxxx 机械课程设计 电动机正转或反转时，制动器松开，通过带制动轮的联轴器带动减速器高速轴，经减速器减速后由低速轴带动卷筒旋转，使钢丝绳在卷筒上绕进或放出，并通过滑轮而使重物起升或下降。电动机停止转动时，依靠制动器将高速轴的制动轮刹住，使悬吊的重物停止在空中。
2.电气控制原理图
舞台吊杆控制系统主要由远程控制端(PC机)、舞台吊杆控制器、现场设备、LCD显示器等组成，如图1所示。
系统采用分布式结构。远程控制端作为管理机，负责管理和协调现场设备，
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xxxxxxxx 机械课程设计 通过局域网使用UDP/IP协议发送控制指令并采集现场数据；舞台吊杆控制器作为终端，接收远程控制端送来的指令，并根据接收到的控制命令控制现场设备动作，采集到现场数据后把数据以UDP格式打包送给远程控制端，以便远程控制端实时进行现场监控。同时为使现场能够观察到单个设备的运行情况，还把这些数据通过串口送给现场LCD显示器。 2.3 列出吊杆技术参数 吊 重：6000N 速 度：0.8m/s
行 程：最高离栅顶1m，最低离台面1m，总行程20m 杆体长度：16m
杆体结构：焊接管，管径50～60mm 吊点数量：5点
2.4 拟定吊杆主机结构方案
目前，吊杆主机根据钢丝绳的缠绕方式不同可分为多层缠绕吊机和单层缠绕吊机。多层缠绕吊机结构简单，造价较低，但是排绳效果不好；单层缠绕吊机排绳效果好，但相比成本较高。这里主要介绍单层缠绕吊机的设计。 （一）整体结构形
卷扬式吊机主机的主要零部件是电动机、制动器、减速器、卷筒、支座和底座，另外还有压绳滚子、行程开关和编码器等。图4-18所示为目前比较常见、比较合理的结构形式。主要特征为卷筒卧置，电动机及减速器立装，带制动的电动机与减速器直联，卷筒与减速器直联，结构紧凑。
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2.5吊杆运动参数和几何参数的确定
运动参数是指运动速度、传动比。运动参数、运动机构尺寸的确定是吊杆主机设计中的重要问题。因为它不但直接影响运动特性，而且直接影响主机的结构。
可先根据设计要求得出钢丝绳的直径e。
再求出卷筒的直径，卷筒直径必须满足以下条件：
Dmin≥ed
图4-18 吊杆主机结构
（4-1）
式中 Dmin——卷筒允许的最小直径（mm）；
； d——钢丝绳直径（mm）
e——卷筒直径与钢丝绳直径之比。
已知吊杆的额定速度为v。设电动机转速为n1，蜗轮减速比为i12，卷筒转速
n2，卷筒直径D。则
v??Dn260?1000??Dn160000i12
（4-2）
即 v?f(D,n1,i12)
（4-3）
由式（3-2）可知，速度v是D、n1、i12的函数。一般情况下，速度v是给定值。 电动机的转速与它的极数有关，极数少，转速高，体积小，成本低，故应
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