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1、永城職業(yè)學(xué)院08屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 摘 要 回柱絞車又稱慢速絞車,它是能拆除和回收回采工作面頂柱的-種機(jī)械。牽引力大和牽引速度慢是回柱絞車的主要性能要求。隨著機(jī)械化采煤程度的提高，它越來(lái)越多地被廣泛用于機(jī)械化采煤工作面，作為安裝、回收牽引各種設(shè)備稱備件之用。回柱絞車除用來(lái)回柱放頂工作外，也可用來(lái)拖運(yùn)和調(diào)運(yùn)車輛。 目前，回柱絞車的發(fā)展趨勢(shì)向標(biāo)準(zhǔn)化系列方向發(fā)展；向體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊方向發(fā)展;向高效、節(jié)能、壽命長(zhǎng)、低噪音、一機(jī)多能通用化、大功率、外形簡(jiǎn)單、平滑、美觀、大方方向發(fā)展。 目 錄 1.設(shè)計(jì)方案的擬定 3 2.傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 5

2、 2.1 傳動(dòng)方案的擬定 5 2.2 電動(dòng)機(jī)選擇 5 2.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分級(jí)傳動(dòng)比 6 2.4 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 7 2.5 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 8 2.5.1 高速級(jí)傳動(dòng)件設(shè)計(jì) 8 2.5.2 低速級(jí)傳動(dòng)件設(shè)計(jì) 11 2.6 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 16 2.6.1高速軸設(shè)計(jì)(蝸桿軸) 16 2.6.2 中間軸的設(shè)計(jì)(蝸輪齒輪軸) 21 2.6.3 低速軸的設(shè)計(jì) 24 3.滾筒及主軸的設(shè)計(jì) 28 3.1 滾筒的設(shè)計(jì) 28 3.2 滾筒主軸的設(shè)計(jì) 29 4.制動(dòng)器的設(shè)計(jì) 36 4.1制動(dòng)器的確定 36 4.2.帶式制動(dòng)器的工作原理 36 4.3. 帶

3、式制動(dòng)閘的閘帶有下列要求： 37 4.4．制動(dòng)器的制動(dòng)力矩 38 5.畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié) 39 致 謝 40 1.設(shè)計(jì)方案的擬定 1.設(shè)計(jì)條件: 1)機(jī)器用途:煤礦井下回收支柱用的慢速絞車; 2)工作情況:工作穩(wěn)定、平穩(wěn),間歇工作(工作與停歇時(shí)間比為1:2),繩筒轉(zhuǎn)向定期變換; 3)運(yùn)動(dòng)要求:絞車?yán)K筒轉(zhuǎn)速誤差不超過(guò)8%; 4)工作能力:儲(chǔ)備余量10%; 2.原始數(shù)據(jù): 題 號(hào) J1 鋼繩牽引力(kN) 45 鋼繩最大速度(m/min) 8 繩筒直徑(mm) 250 鋼繩直徑(mm)

4、 15 最大纏繞層數(shù) 4 繩筒容繩量(mm) 120 3.方案的初步擬定 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求和所給的原始數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)對(duì)回柱絞車常用型號(hào)的傳動(dòng)方式的比較,最后選用一級(jí)為蝸桿傳動(dòng),一級(jí)為齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)方式.其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖如下: 該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,而且占用的空間小,適合井下狹窄空間.第一級(jí)采用蝸桿機(jī)構(gòu),也符 合回柱絞車傳動(dòng)比大的要求,所以經(jīng)過(guò)比較,最終我選擇此種傳動(dòng)方案. 2.傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 2.1 傳動(dòng)方案的擬定 已知條件:鋼繩牽引力F=45kN,最大速度V=8m/min,繩筒直徑D=250mm,鋼繩直徑d=15

5、mm ，則 初步擬定出二級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)方案。因?yàn)槭蔷鹿ぷ?，是多粉塵，潮濕，易燃易爆的場(chǎng)合，而且傳遞的功率大，傳動(dòng)要求嚴(yán)格，尺寸要求緊湊，所以最后選定蝸桿-齒輪二級(jí)減速器. 2.2 電動(dòng)機(jī)選擇 (1）電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 回柱絞車主要用于井下回收支柱用,為防止瓦斯、粉塵等有害氣體引起爆炸,故絞車的電動(dòng)機(jī)需要選用礦用防爆電機(jī).防爆電機(jī)的選型原則是安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、維護(hù)方便,同其它的防爆電氣設(shè)備一樣應(yīng)根據(jù)危險(xiǎn)場(chǎng)所的類別和區(qū)域等級(jí)以及在該場(chǎng)所存在的爆炸性混合物的級(jí)別、組別來(lái)選用.在這里我們選用BJO2系列防爆電機(jī).結(jié)構(gòu)為封閉臥式結(jié)構(gòu). (2）電動(dòng)機(jī)容量 1）繩筒軸的輸出功率

6、 = 2）電動(dòng)機(jī)輸出功率= 傳動(dòng)裝置的總效率 式中為從電動(dòng)機(jī)到繩筒之間各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和軸承的效率，由表查的滾動(dòng)軸承＝0.99，蝸桿傳動(dòng)＝0.8，圓柱齒輪傳動(dòng)＝0.97，彈性聯(lián)軸器＝0.99，繩筒滑動(dòng)軸承＝0.96 則 故 = = kW (3)電動(dòng)機(jī)額定功率 查手冊(cè)選取電動(dòng)機(jī)的額定功率 (4)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 因?yàn)槭窃诰鹿ぷ?要考慮到其安全可靠性,所以選用防爆電機(jī)，即BJO2系列防爆三相異步電機(jī),同步轉(zhuǎn)速為750m/min,滿載時(shí)轉(zhuǎn)速為720r/min. 2.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)

7、比和分級(jí)傳動(dòng)比 (1)傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 (2）分配各級(jí)傳動(dòng)比 取蝸桿傳動(dòng)比，圓柱齒輪傳動(dòng)比 2.4 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) (1)各軸轉(zhuǎn)速 高速軸為0軸，中間軸為1軸，低速軸為2軸，則 (2)各軸輸入功率 按電動(dòng)機(jī)的額定功率計(jì)算各軸輸入功率，即 (3)各軸轉(zhuǎn)矩 0 2.5 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.5.1 高速級(jí)傳動(dòng)件設(shè)計(jì) 1. 選擇蝸桿傳動(dòng)類型 根據(jù)GB/T10085—1988的推薦,采用漸開(kāi)線蝸桿(ZI) 2. 選擇材料 根據(jù)設(shè)計(jì)要求,并考慮到蝸桿傳動(dòng)傳遞的功率不大,速度 是慢速,故蝸桿用45鋼,因需要效率高些,耐磨性

8、好些,故蝸桿螺旋齒面要求淬火,硬度為45-55HRC.蝸輪用鑄錫磷青銅ZcuSn10P1,金屬模鑄造.為了節(jié)約貴重的有色金屬,僅齒圈用青銅制造,二輪芯用灰鑄鐵HT100鑄造. 3. 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì),再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度. 1) 確定作用再蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 由前面計(jì)算可知 2) 確定載荷系數(shù)K 因工作較穩(wěn)定,故取載荷分布不均有系數(shù);由表選取使用系數(shù);由于轉(zhuǎn)速不高,沖擊不大,可取動(dòng)載系數(shù), 則 3) 確定彈性影響系數(shù) 因選用得式鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配,故 4) 確定接觸

9、系數(shù) 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑和傳動(dòng)中心距得比值,從圖11-18中查得 5)確定許用接觸應(yīng)力 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZcuSn10P1,金屬模鑄造,蝸桿螺旋齒面硬度＞45HRC,可從表11-7中查得蝸輪得基本許用應(yīng)力 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 壽命系數(shù) 則 6)計(jì)算中心距 取中心距,根據(jù)傳動(dòng)比,從手冊(cè)中取模數(shù),蝸桿分度圓直徑.這時(shí),從圖11-18中可查得接觸系數(shù),因?yàn)?因此以上計(jì)算結(jié)果可用. 4.蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 1)蝸桿 軸向齒距;直徑系數(shù);齒頂圓直徑;分度圓導(dǎo)程角;蝸桿軸向齒厚. 2)蝸輪 蝸輪齒數(shù);變

10、位系數(shù) 蝸輪分度圓直徑 蝸輪喉圓直徑 蝸輪齒根圓直徑 蝸輪咽喉母圓半徑 5.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 當(dāng)量齒數(shù) 根據(jù),,從圖11-19中可查得齒形系數(shù) 螺旋角系數(shù) 許用彎曲應(yīng)力 從表11-18中查得由ZcuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力 壽命系數(shù) 所以, 彎曲強(qiáng)度是滿足的. 6.精度等級(jí)公差 考慮到所設(shè)計(jì)和表面粗糙度的確定的蝸桿傳動(dòng)是動(dòng)力傳動(dòng),屬于通用機(jī)械減速器,從GB/T 10089-1988

11、圓柱蝸桿,蝸輪精度中選擇8級(jí)精度,側(cè)隙種類為f,標(biāo)注為8f GB/T 10089-1988.然后由有關(guān)手冊(cè)查得要求的公差項(xiàng)目及表面粗糙度. 7.工作圖見(jiàn)圖紙 2.5.2 低速級(jí)傳動(dòng)件設(shè)計(jì) 1.選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1）選用斜齒圓柱齒輪 2）絞車為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度(GB10095-88) 3）材料選擇 由表10－1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)）硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240HBS，兩者材料硬度差為40HBS 4） 選小齒輪齒數(shù)，則大齒輪齒數(shù) 5） 初選螺旋角 2.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1） 確定公式內(nèi)的各

12、計(jì)算數(shù)值 (1)試選載荷系數(shù)(初選) (2)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 (3)由表10－7選齒寬系數(shù) (4)由表10－6查的材料的彈性影響因數(shù) (5)由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限 (6)由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) (7)由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù), (8)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1％，安全系數(shù)S＝1 (9)由圖10-30選取區(qū)域系數(shù) 由圖10-26查得 2） 計(jì)算 (1)計(jì)算小齒輪分度圓直徑，由公式得 (2)計(jì)算圓周速度 (3)計(jì)算齒寬b及模數(shù) (4)計(jì)算縱向

13、重合度 (5)計(jì)算載荷系數(shù)K 已知使用系數(shù),根據(jù),七級(jí)精度,由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù);由表10-4查得的計(jì)算公式與直齒輪的相同,故 由圖10-13查得;由表10-3查得; 故 (6)按實(shí)際載荷系數(shù)校核算得得分度圓直徑 (7)計(jì)算模數(shù) 3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1) 確定計(jì)算參數(shù) (1) 計(jì)算載荷系數(shù) (2) 根據(jù)縱向重合度,從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù) (3) 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) (4) 查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù) 由表10-5查得 (5) 由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限,大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限;

14、(6) 由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù), (7) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4,則 (8) 計(jì)算大小齒輪的并加以比較 大齒輪的數(shù)值大 2) 設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù),取,已可滿足彎曲強(qiáng)度.但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度,需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù),于是由 取 4.幾何尺寸計(jì)算 1)計(jì)算中心距 2)按圓整后的中心距修正螺旋角 因β值改變不多,故參數(shù)等不必修正. 3)計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 4)計(jì)算齒輪寬度 圓整后取,

15、 5)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.6 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.6.1高速軸設(shè)計(jì)(蝸桿軸) (1)軸的材料選擇 選用45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì). (2)求作用在蝸桿上的力 已知:,,,蝸桿分度圓直徑. 所以, 圓周力 軸向力 徑向力 (3)初步確定軸的最小直徑 根據(jù)表15-3,取,于是得 最小直徑處是安裝聯(lián)軸器得直徑,為使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選聯(lián)軸器的型號(hào). 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,查表14-1,取,則 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查標(biāo)準(zhǔn)GB/T5014-1985,選用TL6型彈性套柱銷聯(lián)軸器,公稱轉(zhuǎn)矩,許用轉(zhuǎn)速3800r/m

16、in.半聯(lián)軸器孔 徑為32mm,故取軸徑;半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=82mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 (4)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1)擬定軸上零件的轉(zhuǎn)配方案 見(jiàn)圖紙 2)根據(jù)軸上定位要求確定各段直徑和長(zhǎng)度 (a)為滿足半聯(lián)軸器的定位要求,第一段軸右端需制出一軸肩,故取第二段軸徑.左端用軸端擋圈定位,取軸端擋圈直徑D=35mm.半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度,轂第一段軸的長(zhǎng)度應(yīng)比略短一些,現(xiàn)取.根據(jù),取 (b)初步選擇滾動(dòng)軸承.因軸承同時(shí)承受徑向力和軸向力,故選用角接觸球軸承.參照工作要求,,從手冊(cè)中選用7310B型角接觸球軸承,(應(yīng)角接觸球軸承都使成對(duì)使用,所以此處選用一對(duì)),尺寸,,,所以 右端滾

17、動(dòng)軸承采用軸肩定位,由手冊(cè)查得定位軸肩高度h=15mm,因此取 (c)由前面設(shè)計(jì)可知蝸桿分度圓直徑,所以 (d)蝸桿右端支撐初采用深溝球周稱,查手冊(cè)選用6210型深溝球軸承,其尺寸,.深溝球軸承采用制動(dòng)墊圈來(lái)軸向定位,所以取, (e)角接觸球軸承和深溝球軸承都有擋油環(huán),故取, (f)軸左端軸承端蓋的寬度為55mm(由設(shè)計(jì)而定).根據(jù)軸承端蓋裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑油,所以取 (g)角接觸軸承左端用螺母來(lái)軸向緊固,所以取 (h)取 3)軸上零件周向定位 聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接,按由手冊(cè)查得平鍵截面尺寸,鍵槽用槽銑刀加工,長(zhǎng)度為 4)確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角

18、為,各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖紙. (5)求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖.在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí),應(yīng)從手冊(cè)中查取值.因此,作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距為563mm.根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎距圖和扭距圖 現(xiàn)將計(jì)算出的截面C處的的值列于下面: 水平面支反力 垂直面支反力 水平面彎距 垂直面彎距 總彎距 扭距 下圖所示為高速軸的水平面彎矩圖,垂直面彎矩圖,合成彎矩圖以及扭矩圖. 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎距圖和扭距圖中可以看出C是軸的危險(xiǎn)截面. (6)

19、按彎曲合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí),通常只校核軸上承受最大彎距和扭距的截面的強(qiáng)度.取,軸的計(jì)算應(yīng)力為 之前選定軸的材料為45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理.由表15-1查得.因,故安全. 2.6.2 中間軸的設(shè)計(jì)(蝸輪齒輪軸) (1)軸的材料選擇 選用45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì). (2)求作用在蝸輪和齒輪上的力 已知:,,,小齒輪分度圓直徑 作用在蝸輪上的力: 作用在小齒輪上的力: (3)初步估算軸的最小直徑 取材料為45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì).根據(jù)表15-3,取,于是得 最小直徑處安裝軸承,所以取軸徑為80mm.,所以選取36116型角接觸球軸承,,, (4)結(jié)構(gòu)設(shè)

20、計(jì) 1)軸承需要用軸肩來(lái)軸向定位,故取.因?yàn)榇溯S段時(shí)用來(lái)固定蝸輪,蝸輪寬為90mm,所以此段軸長(zhǎng)度應(yīng)略短蝸輪寬度一些,取. 2)在安裝蝸輪的右端制出一軸肩,取軸肩高度為6mm,所以取軸徑為 3)小齒輪制成齒輪軸,所以此段軸長(zhǎng)為 4)軸承應(yīng)距箱體一段距離,取.齒輪需距箱體一段距離,取,所以取, 5)軸上零件周向定位 固定蝸輪采用平鍵聯(lián)接,由,查手冊(cè)取,鍵長(zhǎng)為70mm. 6)軸端倒角為,各軸肩處的倒角見(jiàn)圖紙. (5)求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖.在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí),先從手冊(cè)中查出值.因此作為簡(jiǎn)支梁的支承跨距為,據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎距圖和扭距圖. 下面

21、所示為中間軸的水平面彎距圖,垂直面彎距圖,合成彎距圖以及扭距圖 現(xiàn)將計(jì)算結(jié)果列出: 水平支反力: 垂直支反力: 水平彎距: 垂直彎距: 合成彎距: 扭距: (6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 由手冊(cè)查得,軸的計(jì)算應(yīng)力 前面選定軸的材料為45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理,其,故安全. 2.6.3 低速軸的設(shè)計(jì) (1)軸的材料選擇 選用45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì). (2)求作用在大齒輪上的力 由小齒輪的受力情況,可以得出大齒輪的受力,即 (3)初步確定軸的最小直徑 選軸的

22、材料為45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,取,于是得 輸出軸得最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào). 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,查表14-1,取,則 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查手冊(cè)或GB/T5014-1985,選用HL8型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為.半聯(lián)軸器的孔徑為100mm,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=212mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為167mm. (4)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1)為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求,左端需制出一軸肩,故需制出一軸肩,取.半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為167mm,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)

23、軸器上而不壓在軸的端面上,故長(zhǎng)度應(yīng)比轂孔長(zhǎng)度略短一些,現(xiàn)取. 2)因軸承同時(shí)承受軸向力和徑向力,故選用角接觸球軸承.參照要求并根據(jù),由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取36122型角接觸球軸承,其尺寸為,,,故. 3)軸承右端采用軸肩進(jìn)行軸向定位,取. 4)取安裝齒輪處的軸段軸徑;已知齒輪輪轂的寬度為206mm,此軸端應(yīng)略短與輪轂寬度,故取. 5)軸承端蓋總長(zhǎng)度為20mm,故取. 6)軸承應(yīng)距箱體一段距離,取,則. 7)軸上零件的周向定位 半聯(lián)軸器,齒輪與軸軸向定位采用平鍵聯(lián)接.半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接,選用平鍵尺寸為,鍵長(zhǎng)為140mm;按,由手冊(cè)查得齒輪與軸的平鍵尺寸為,鍵長(zhǎng)為140mm,鍵槽用

24、槽銑刀加工,同時(shí)為了保證齒輪和軸配合由良好的對(duì)中性,故選擇齒輪輪轂與軸配合為H7/n6. 8)確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為,各軸肩處圓角半徑見(jiàn)圖紙. (5)求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖.在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí),應(yīng)先從手冊(cè)中查取值.因此,作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距 根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎距圖和扭距圖. 現(xiàn)將計(jì)算結(jié)果列出如下: 水平面支反力: 垂直面支反力: 水平彎距: 垂直彎距: 總彎距: 扭距: 下圖所示為輸出軸的水平面彎距圖,垂直面彎距圖,合成彎距圖以及扭距圖. (6)按彎扭合成應(yīng)力來(lái)校核軸

25、的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí),通常只校核軸上承受最大彎距和扭距的截面的強(qiáng)度.根據(jù)時(shí)(15-5)及表中的數(shù)值,并取,軸的計(jì)算應(yīng)力為 已經(jīng)選定軸的材料為45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理,.,故安全. 3.滾筒及主軸的設(shè)計(jì) 3.1 滾筒的設(shè)計(jì) 一.滾筒材料及壁厚確定 選用A3鋼作為滾筒材料,焊接而成.查手冊(cè)知其厚度在20～40mm之間,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式,最后確定滾筒壁厚為. 二.滾筒尺寸的確定 已知滾筒的尺寸: 1.滾筒直徑:250mm 2.鋼繩直徑:15mm 3.最大纏繞層數(shù):4 4.最大容繩量:120mm 1.確定滾筒的寬度B 由公式 可以算出每層的纏繞圈數(shù), 即 取,

26、所以滾筒的寬度為: 2.確定繩筒各直徑 1)滾筒最小纏繞直徑 ―――滾筒的最小外徑 ―――鋼絲繩直徑 2)滾筒最大纏繞直徑 ―――鋼絲繩每層厚度降低系數(shù),取 3)滾筒平均纏繞直徑 4)滾筒結(jié)構(gòu)外徑 3.2 滾筒主軸的設(shè)計(jì) 一.滾筒主軸設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問(wèn)題 主軸是絞車的主要部件之一,對(duì)于它的設(shè)計(jì)和使用,必須給予足夠的重視. 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮如下幾點(diǎn): 1)便于起吊、安裝和加工; 2)卷筒子軸上的固定方式,不論用鍵或熱裝固定,都應(yīng)力求可靠、不松動(dòng),因?yàn)樗蓜?dòng)后不僅影響傳動(dòng),而且回在軸上磨出溝槽,以至引起斷軸事

27、故; 3)軸的斷面變化不應(yīng)太劇烈,并要防止其它類型的、過(guò)大的應(yīng)力集中; 4)軸的加工和熱處理需嚴(yán)格遵守規(guī)程,并于機(jī)械加工情在軸頭切樣檢驗(yàn),此外還要進(jìn)行探傷檢驗(yàn); 5)對(duì)軸不僅有強(qiáng)度要求,而且還有剛度要求,通常撓度應(yīng)小于軸跨距的1/3000; 6)主軸的材料一般采用45號(hào)鋼. 二.主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1.確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 1)確定最小直徑及長(zhǎng)度 根據(jù)前面設(shè)計(jì)選用的聯(lián)接減速器和滾筒主軸的聯(lián)軸器孔徑,可以確定滾筒主軸的最小直徑,即.半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為167mm,,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故軸的長(zhǎng)度應(yīng)比轂孔長(zhǎng)度略短一些,現(xiàn)取. 為了滿足聯(lián)軸器的軸

28、向定位,右端需制出一軸肩,故取該段直徑為. 2)初步選擇滾動(dòng)軸承 因?yàn)檩S承同時(shí)承受有徑向力和軸向力的作用,故選用雙列圓錐滾子軸承.參照工作要求,由手冊(cè)中初步選取352122型雙列圓錐滾子軸承,其尺寸為: ,,,故,而. 兩端軸承都采用軸肩進(jìn)行軸向定位,由手冊(cè)上查得,取,因此,取 . 3)兩端安裝支輪處都采用軸肩來(lái)進(jìn)行軸向定位,取 ,. 4)中間軸端為安裝滾筒處,取該段軸徑為,長(zhǎng)度為. 5)因?yàn)橹苿?dòng)器放在左邊支輪處,所以安裝左支輪處的軸徑長(zhǎng)度應(yīng)略長(zhǎng)一些,故 取.右邊支輪處軸徑長(zhǎng)度為. 6)軸承端蓋的總寬度為20mm,根據(jù)軸承端蓋的裝拆方便及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求

29、,取端蓋的外斷面與半聯(lián)軸器右端面鍵的距離為30mm,故取. 7)軸上零件的周向定位 支輪、半聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵聯(lián)接.按,由手冊(cè)查得 平鍵截面尺寸為,鍵長(zhǎng)為32mm;半聯(lián)軸器與軸得聯(lián)接,選用平 鍵尺寸為,鍵長(zhǎng)為140mm.滾動(dòng)軸承的周向定位是借過(guò)渡配合 來(lái)保證的. 8)確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為,各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖. 2.求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的的計(jì)算簡(jiǎn)圖.在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí),從手冊(cè) 中查取值.因此作為簡(jiǎn)支梁的軸的跨距為933.5mm. 經(jīng)分析,當(dāng)鋼絲繩位于靠近左邊支輪時(shí),軸承、軸的受力最大,將各力已知卷

30、筒 軸心上,其受力情況如下所示: 現(xiàn)將計(jì)算出的卷筒軸上的計(jì)算結(jié)果列于下: 鋼繩牽引力: 垂直面支反力: 總彎距: 扭距: 3.精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 1)判斷危險(xiǎn)截面 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看,截面D處的應(yīng)力集中最嚴(yán)重;從受載 的情況來(lái)看,截面D處的應(yīng)力最大,所以該軸需校核D處兩邊. 2)截面D左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面D左側(cè)的彎距為 扭距為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力

31、 軸的材料為45鋼,調(diào)制處理。由表15-1查得，， 。 截面上由于軸肩形成的理論應(yīng)力系數(shù)及按表3-2查取。因，，，經(jīng)插值后可查得 ， 又由圖3-1可得住的材料的敏性系數(shù)為， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 由圖3-2得尺寸系數(shù)；由圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 軸按磨削加工，由圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，綜合系數(shù)值為 又由3-1及3-2得碳鋼的特性系數(shù) ，取 ，取 于是，計(jì)算安全系數(shù)值，則得 故可知其安全

32、。 3） 截面右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面D左側(cè)的彎距為 扭距為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 過(guò)盈配合出的值，由表3-8用插值法求出，并取，于是 得 ， 軸按磨削加工，由圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為 故得綜合系數(shù)為 所以右側(cè)的安全系數(shù)為 故該軸在截面右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。 4.制動(dòng)器的設(shè)計(jì) 4.1制動(dòng)器的確定 根據(jù)給

33、出的滾筒直徑以及絞車的實(shí)際情況,最后確定選用帶式制動(dòng)器. 4.2.帶式制動(dòng)器的工作原理 帶式制動(dòng)器是常見(jiàn)的一種制動(dòng)器,工作原理為摩擦制動(dòng). 圖1為帶式制動(dòng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。制動(dòng)塊與閘帶固聯(lián)并插入制動(dòng)槽內(nèi)。當(dāng)手柄在操作力P的作用下扳過(guò)死點(diǎn),閘帶緊箍閘輪并欲與之同轉(zhuǎn)由于制動(dòng)塊與槽的作用,可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)目的。 帶式制動(dòng)器是靠作用力Q收緊制動(dòng)帶而抱住閘輪，即靠帶與輪間產(chǎn)生的摩擦力達(dá)到制動(dòng)目的。為了使帶能夠彎曲，帶通常必須做得很薄((2～4mm)。為了增加摩擦作用，制動(dòng)帶材料一般為鋼帶上覆有一層石棉織物或夾鐵紗帆布，這層覆蓋物也很薄，被粘結(jié)或鉚在鋼帶上，而且必須是連續(xù)和撓性的。 同其它類型的制

34、動(dòng)器一樣，為了采用較小型號(hào)的制動(dòng)器和減小安裝尺寸，帶式制動(dòng)器也應(yīng)安裝在主電動(dòng)機(jī)或高速軸上，以減小所需的制動(dòng)力矩。 4.3. 帶式制動(dòng)閘的閘帶有下列要求： (1) 閘帶(剎車帶)與鋼帶連接應(yīng)使用鋼或鋁質(zhì)鉚釘鉚接，鉚釘埋入閘帶深度不小于閘帶厚度的30％。間帶和鋼帶鉚接后．應(yīng)緊緊相貼，不得有皺折和拱曲現(xiàn)象；不得有間隙；鋼帶兩頭彎曲鉚接后的鉚釘頭不得高于閘帶厚度； (2) 帶式制動(dòng)閘安裝到絞車上后，閘帶與閘輪的接觸面積不小于閘帶面積的70％ (3) 閘帶使用后，不得有裂紋，閘帶磨損余厚不小于3mm； (4) 與閘帶相連接的拉桿螺栓、叉頭、閘把、銷軸等零件不得有損傷或變形，拉桿螺栓應(yīng)用背帽背緊

35、； (5)閘把及杠桿等應(yīng)操作靈活可靠，施閘后，閘帶不應(yīng)有明顯伸長(zhǎng)。注意緊閘后，間把位置個(gè)應(yīng)低十水平位置，適當(dāng)保持在略有向L傾角的位置. 4.4．制動(dòng)器的制動(dòng)力矩 由已知條件知鋼絲繩的牽引力為45kN，又由前面知道滾筒的平均纏繞半徑，所以可以求出制動(dòng)力矩。即 5.畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié) 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們從大學(xué)畢業(yè)生走向未來(lái)重要的一步。從最初的選題，開(kāi)題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)修改圖紙，每一個(gè)過(guò)程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。 通過(guò)這次實(shí)踐，我了解了帶式輸送機(jī)的用途及工作原理，熟悉了帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)步驟，鍛煉了工程設(shè)計(jì)實(shí)踐能

36、力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我專業(yè)知識(shí)和專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，同時(shí)也是走向工作崗位前的一次熱身。 畢業(yè)設(shè)計(jì)收獲很多，比如學(xué)會(huì)了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經(jīng)驗(yàn)公式的獲得是前人不懈努力的結(jié)果。同時(shí)，仍有很多課題需要后輩去努力去完善。 但是畢業(yè)設(shè)計(jì)也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解，等等。這次實(shí)踐是對(duì)自己大學(xué)兩年所學(xué)的一次大檢閱，使我明白自己知識(shí)還很淺薄，雖然馬上要畢業(yè)了，但是自己的求學(xué)之路還很長(zhǎng)，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己 成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)的人，為中國(guó)石油工業(yè)添

37、上自己的微薄之力 通過(guò)這次次畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓我學(xué)到了不少的知識(shí)。通過(guò)自己的一遍又一遍的查找資料，一遍又一遍的學(xué)習(xí)，使我受益匪淺。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我提高了對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)能力，體會(huì)到我們大學(xué)所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)的重要性；學(xué)會(huì)了查閱手冊(cè)及圖表資料的方法，為以后從事實(shí)際生產(chǎn)工作奠定了專業(yè)資料查詢的能力；由于自己的能力有限，所以還有許多地方做的不是很滿意，望老師批評(píng)指正。 致 謝 設(shè)計(jì)已接近尾聲了，在近兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，經(jīng)歷了反復(fù)重做、改正的痛苦，也經(jīng)歷了解決問(wèn)題后的喜悅和振奮；出現(xiàn)了很多問(wèn)題和挫折，同時(shí)也學(xué)到了很多的東西。通過(guò)設(shè)計(jì)我對(duì)知

38、識(shí)的理解更加深了一步。如果沒(méi)有老師們的悉心指導(dǎo)，就不會(huì)順利完成設(shè)計(jì)，所以，在此我要感謝老師們給予的幫助和指導(dǎo)。 本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)能按時(shí)的完成，我由衷的感謝我的指導(dǎo)張老師，由于我做的課題回柱絞車的資料很少，而且這種機(jī)械大部分使用在井下，平時(shí)很難見(jiàn)到，為了豐富我們的實(shí)踐知識(shí)，加深對(duì)回柱絞車的印象。在設(shè)計(jì)以前，張老師給我們講解了回柱絞車的工作原理及工作特點(diǎn)，使我們對(duì)其有了一定的認(rèn)識(shí)。 張老師自己工作雖然很忙，但每次我們遇到困難老師都耐心的幫我們解決，而且還嚴(yán)格要求我們，在老師的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，精益求精的工作作風(fēng)的影響下，我們不但知識(shí)有了很大提高，而且這種治學(xué)的態(tài)度將對(duì)我以后的工作生活和學(xué)大有裨益。 經(jīng)過(guò)思考和楊老師的細(xì)心指導(dǎo)，才有了今天的這個(gè)設(shè)計(jì)。在此，我要衷心感謝張老師，謝謝他們給過(guò)我許多無(wú)私幫助。沒(méi)有老師的耐心細(xì)心的指導(dǎo)和糾正。畢業(yè)設(shè)計(jì)就沒(méi)辦法順利的完成，在此，我再次衷心的感謝老師們對(duì)我的幫助和教導(dǎo)。 祝老師們身體健康，萬(wàn)事如意！ 49