3149 煤礦絞車設(shè)計,煤礦,絞車,設(shè)計 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表指導(dǎo)教師： 明平美 職稱： 副教授 所在院（系）：動力機(jī)械與工程系 教研室（系、研究所）：機(jī)械設(shè)計教研室 題 目 煤礦轎車設(shè)計學(xué)生姓名 張喆 專業(yè)班級 08 機(jī)設(shè) 2 班 學(xué) 號 0828070107一、 選題質(zhì)量及開題報告完成情況該選題是礦用調(diào)度絞車設(shè)計，可以對大學(xué)四年所學(xué)知識進(jìn)行一次全面的練習(xí)。這將對以后工作起到十分有效的幫助，也能達(dá)到一個綜合訓(xùn)練的效果，又加強(qiáng)了實際的動手動腦能力。題目的難易程度很適中，對我們既是一個挑戰(zhàn)也是一個很好的鍛煉提高過程。題目的工作量：要求完成 3 張以上的 A0 圖紙，50 頁說明書一份。選題不僅能緊密的結(jié)合生產(chǎn)和實踐，也是在我們所學(xué)習(xí)過的范圍之類，對我們以后不管是科研還是從事實際的工作對有很大的幫助。在老師指導(dǎo)和同學(xué)們的幫助之下，經(jīng)過一番查閱資料，我順利的開始了本次畢業(yè)設(shè)計。我們專業(yè)課介紹過絞車，但只是個大概，所以我對調(diào)度絞車的了解明顯不夠。剛開始的時候不是很順利，甚至是無從著手。后來經(jīng)過網(wǎng)上查找相關(guān)資料和老師的引導(dǎo)，慢慢的找到設(shè)計入口，清楚了設(shè)計過程，順利的完成開題報告。目前，前期的工作已做了一部分，并有了一定的成果。現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了各部件計算設(shè)計過程，我將在以后工作中繼續(xù)努力，認(rèn)真完成這次畢業(yè)設(shè)計，檢測一下自己的真實能力。二、階段性成果：1、這次的畢業(yè)設(shè)計方案已經(jīng)確定，而且完成了調(diào)度絞車整體結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計，正在進(jìn)行各部件的精確計算；2、目前，已經(jīng)完成了滾筒的選擇、傳動齒輪的精確計算以及輪轂的計算等。已經(jīng)形成了整體的設(shè)計思路。三、存在的主要問題及解決方法：存在問題：剛開始進(jìn)展的并不是很順利，我對調(diào)度絞車這方面的知識掌握也不夠完善，這是我第一次單獨進(jìn)行課題設(shè)計，很多專業(yè)問題及具體的細(xì)節(jié)不知怎么處理，整個設(shè)計的過程也不是很清楚。解決方法：在圖書館和網(wǎng)上查找相關(guān)資料，對有關(guān)調(diào)度絞車的知識進(jìn)行更深入的了解，查詢專業(yè)資料搞清遇見的問題，向?qū)W長請教予以指導(dǎo)，和同學(xué)交流獲取解決辦法。在指導(dǎo)老師的指引下，我相信我能把各方面的問題逐個擊破，最終順利完成畢業(yè)設(shè)計。四、指導(dǎo)教師對學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）中的紀(jì)律及畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)的完成進(jìn)展等方面的評語指導(dǎo)教師： （簽名）年 月 日河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題目名稱 煤礦絞車設(shè)計學(xué)生姓名 張喆 專業(yè)班級 08 級機(jī)設(shè) 2 班 學(xué)號 0828070107一、選題的目的和意義礦用調(diào)度絞車是煤礦必不可少的運(yùn)輸機(jī)械。當(dāng)前我國的礦用機(jī)械正處于快速發(fā)展階段，作為一位即將從事煤礦機(jī)械工作的本科畢業(yè)生，我將這次的畢業(yè)設(shè)計題目確定為礦用調(diào)度絞車。調(diào)度絞車主要用于礦井下調(diào)度礦車及其它輔助牽引用，亦可用于煤礦、冶金礦山、建筑工地等場合作拖運(yùn)、提升工作或其他輔助搬運(yùn)工作。其結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡單，搬運(yùn)方便，所以運(yùn)用范圍廣泛。但是當(dāng)前我國的調(diào)度絞車壽命、噪音、可靠性等綜合性技術(shù)指標(biāo)與國外有差距，所以選擇此課題希望能夠?qū)Ξ?dāng)前調(diào)度絞車有所改進(jìn)，使其性能更加完善可靠。此課題不僅能綜合運(yùn)用專業(yè)知識而且訓(xùn)練解決實際問題的能力。同時也促進(jìn)我國礦用調(diào)度絞車的進(jìn)步，促進(jìn)我國礦業(yè)的發(fā)展。二、國內(nèi)外研究綜述我國調(diào)度絞車的生產(chǎn)經(jīng)歷了仿制和自行設(shè)計兩個階段。50 年代測繪仿制了日本、蘇聯(lián)的各型絞車。1958 年后，蘇聯(lián) DJ14.5 型和日本內(nèi)齒輪相繼淘汰。1960 年對調(diào)度絞車進(jìn)行了方案整頓，型號用 DJ 表示，保留了 DJ4.5、DJ11.4 型兩種規(guī)格。從 1964 年開始自行設(shè)計了調(diào)度絞車，目前我國已投入批量生產(chǎn)。我國調(diào)度絞車的結(jié)構(gòu)為多猩猩齒輪轉(zhuǎn)動，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，操作簡單，搬運(yùn)方便，適于礦山井下使用。近幾年各廠加強(qiáng)了新產(chǎn)品的研制工作，對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了很大的改進(jìn)和創(chuàng)新，在提高壽命、降低噪聲方面取得了一定的效果。調(diào)度絞車在國外使用也很普遍，生產(chǎn)廠家也很多。根據(jù)目前收集到的資料，蘇、法、美、英、波、捷、匈、羅、加拿大、丹麥、瑞典等國家都在制造絞車，有國家從三十年代就已生產(chǎn)。種類繁多，規(guī)格較多，拉力小到 100kg，大到 3600kg。動力有電動、液動和風(fēng)動。工作機(jī)構(gòu)有單筒、雙筒和摩擦式。傳統(tǒng)形式有皮帶傳動、鏈?zhǔn)絺鲃印X輪傳動、蝸輪傳動、液壓傳動、行星齒輪傳動和擺線傳動等。其中用行星齒輪傳動的比較多?？v觀國內(nèi)外調(diào)度絞車的發(fā)展概況，其發(fā)展趨勢有以下幾個特點：1）向標(biāo)準(zhǔn)化、系列化方向發(fā)展；2）向體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊方向發(fā)展；3）向高效、節(jié)能方向發(fā)展；4）向壽命長、低噪音方向發(fā)展；5）向一機(jī)多能，通用化方向發(fā)展；6）向大功率方向發(fā)展；7）向外形簡單、平滑、美觀大方方向發(fā)展。當(dāng)前我國調(diào)度絞車還存在一些不足之處。主要是壽命、噪音、可靠性等綜合性技術(shù)指標(biāo)與國外有差距。由于我國尚不具備測試手段，是壽命無法考核，噪聲也比較大，目前還不能達(dá)到環(huán)保衛(wèi)生部門的要求。在可靠性方面，目前尚無要求。這些反映了我國的產(chǎn)品質(zhì)量還存在一定差距。所以我國還需要加強(qiáng)對調(diào)度絞車這個學(xué)科的建設(shè)，努力完善各方面測試手段及性能要求。三、畢業(yè)設(shè)計（論文）所用的主要技術(shù)與方法：在這次設(shè)計中我們將采用機(jī)械圖形設(shè)計軟件 AutoCAD 或 Pro E 進(jìn)行繪圖。首先設(shè)計整體轉(zhuǎn)動系統(tǒng)，然后初步設(shè)計整體結(jié)構(gòu)，最后精確設(shè)計絞車。在設(shè)計的過程中如果發(fā)現(xiàn)遺漏或不合理的地方我還會及時補(bǔ)充上去或予以糾正。四、主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況1. 主要參考文獻(xiàn)如下:[1]《機(jī)械零件》 （第七版） ，濮良貴、紀(jì)名剛主編，高等教育出版社[2] 《機(jī)械設(shè)計手冊》 （第三版） ，化學(xué)工業(yè)出版社[3] 《新編機(jī)械設(shè)計手冊》 張麗驊、鄭嚴(yán)主編，人民郵電出版社[4] 《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》 李育錫主編，高級教育出版社[5] 《機(jī)械設(shè)計手冊》 （單行本）齒輪傳動，機(jī)械工業(yè)出版社[6] 《機(jī)械原理》 （第七版）鄭文偉、吳克堅主編，高等教育出版社[7] 《機(jī)械工程師手冊》 （第二版）機(jī)械工業(yè)出版社 [8] 《英漢雙向機(jī)電詞典》 上海交通大學(xué)出版社[9] 《現(xiàn)代機(jī)械優(yōu)化設(shè)計方法》 （第二版）.化學(xué)工業(yè)出版社[10]《機(jī)械傳動手冊》 電子工業(yè)出版社[11]《機(jī)械原理.》 孫恒、陳作模主編.高等教育出版社[12]《Auto CAD2007 計算機(jī)繪圖實用教程》 張愛梅、鞏琦、趙艷霞、李玉林主編 .高等教育出版社[13]《行星傳動設(shè)計與計算》 王容、胡來主編 煤炭工業(yè)出版社2．資料獲取情況如下：1) 從學(xué)校圖書館借閱相關(guān)圖書；2) 從網(wǎng)上搜索相關(guān)資料，例如在學(xué)校圖書館網(wǎng)頁上下載相關(guān)文獻(xiàn)或期刊；3) 在設(shè)計過程中遇到難題時向指導(dǎo)老師和專業(yè)老師請教，同時與同學(xué)交流獲取相關(guān)信息。五、畢業(yè)設(shè)計（論文）進(jìn)度安排：1）5～7 周：畢業(yè)實習(xí)、還收集部分資料并確定畢業(yè)設(shè)計課題；2）8～10 周：初步確定設(shè)計方案，寫開題報告，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計的基本計算；3）11～13 周：排版整理畢業(yè)設(shè)計說明書和用 CAD 軟件進(jìn)行繪制零件圖、裝配圖；4）14～15 周：對畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行修改、完善，準(zhǔn)備答辯。六、指導(dǎo)教師審批意見指導(dǎo)教師： （簽名）年 月 日 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書摘 要調(diào)度絞車是礦山生產(chǎn)系統(tǒng)中最常用的機(jī)電設(shè)備，主要用于礦井下調(diào)度礦車及其它輔助牽引，亦可用于煤礦、冶金礦山、建筑工地等場合作拖運(yùn)、提升工作或其他輔助搬運(yùn)工作，但不得作載人使用。在設(shè)計過程中根據(jù)絞車牽引力選擇電動的型號以及鋼絲繩的直徑，選擇后驗證速度是否與設(shè)計要求速度一致，根據(jù)要求設(shè)計絞車是通過兩級行星輪系及所采用的浮動機(jī)構(gòu)完成絞車的減速和傳動，其兩級行星齒輪傳動分別在滾筒的兩側(cè)，從而根據(jù)設(shè)計要求確定行星減速器的結(jié)構(gòu)和各個傳動部件的尺寸，根據(jù)滾筒的結(jié)構(gòu)形式選擇制動裝置為帶式制動，并對各個設(shè)計零部件進(jìn)行校核等等。絞車通過操縱工作閘和制動閘來實現(xiàn)絞車卷筒的正轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)對重物的牽引和停止兩種工作狀態(tài)。設(shè)計中絞車內(nèi)部各轉(zhuǎn)動部分均采用滾動軸承，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活。JD-0.5 型調(diào)度絞車采用行星齒輪傳動，絞車具有結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好、效率高、安裝移動方便、起動平穩(wěn)、操作靈活、制動可靠、噪音低以及隔爆性能、設(shè)計合理、操作方便，用途廣泛等特點。關(guān)鍵詞：調(diào)度絞車； 帶式制動；行星輪系河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書IABSTRACTMine production Dispatching winch system is the most commonly used in electrical and mechanical equipment, mainly for underground coal mine and other mines in the dumping of less than 30 degrees angle of the roadway in the haulage mine car handling and other auxiliary work, can also be used for mining and tunneling Face loading station on the scheduling grouping tramcar. In the design process in accordance with electric winch traction choose the type and the diameter of wire rope, after the choice of whether or not verify the speed consistent with the design requirements of speed, according to winch was designed by two rounds of the planet and used by the body floating completion of the slowdown and drive winch , The two planetary gear transmission in the drum on both sides, in accordance with design requirements so as to determine the structure and planetary reducer in various parts of the drive size, according to choose the form of the structure of drum brakes for the belt brake, and various design Parts and components for checking and so on. Winch through the manipulation of gates and brake drum gates to achieve the winch is to turn and stop, thus realizing the weight of traction and the suspension of the two working condition. Winch in the design of the internal rotation of the rolling bearings are used, flexible operation. JD-0.5 to Dispatching winch used planetary gear transmission, the winch is compact, rigid and efficient, easy to install mobile, starting a smooth, flexible operation, the brake reliable, low noise and flameproof performance, design reasonable, easy to operate, such as extensive use Characteristics.Keywords：Scheduling winch; Belt braking; Round of the planet.河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書目錄緒論 ....................................................................................................................................11 調(diào)度絞車的總體設(shè)計 ....................................................................................................31.1 設(shè)計參數(shù) ..............................................................................................................31.2 結(jié)構(gòu)特征與工作原理 ..........................................................................................31.3 選擇電動機(jī) ..........................................................................................................51.3.1 電動機(jī)輸出功率的計算 ...........................................................................51.3.2 確定電動機(jī)的型號 ...................................................................................62 滾筒及其部件的設(shè)計 ....................................................................................................72.1 鋼絲繩的選擇 ......................................................................................................72.2 滾筒的設(shè)計計算 ..................................................................................................82.2.1 滾筒直徑 ...................................................................................................82.2.2 滾筒寬度 ...................................................................................................82.2.3 滾筒的外徑 ...............................................................................................83 減速器設(shè)計 ..................................................................................................................103.1 總傳動比及傳動比分配 ....................................................................................103.1.1 總傳動比 .................................................................................................103.1.2 傳動比分配 .............................................................................................103.2 高速級計算 ........................................................................................................123.2.1 配齒計算 .................................................................................................123.2.2 變位方式及變位系數(shù)的選擇 .................................................................133.2.初算傳動的中心距和模數(shù) ........................................................................143.2.4 幾何尺寸計算 .........................................................................................163.2.5 驗算傳動的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度 .........................................................183.2.6 驗算傳動接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度 .............................................................233.3 低速級計算 ........................................................................................................243.3.1 配齒計算 .................................................................................................243.3.2 變位方式及變位系數(shù)的選擇 .................................................................253.3.3 初算太陽輪行星輪傳動的中心距和模數(shù) .............................................263.3.4 幾何尺寸計算 .........................................................................................283.3.5 驗算接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度 .....................................................................303.3.6 驗算大接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度 .................................................................353.4 傳動裝置運(yùn)動參數(shù)的計算 ................................................................................373.4.1 各軸轉(zhuǎn)速計算 .........................................................................................373.4.2 各軸功率計算 .........................................................................................37河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書i3.4.3 各軸扭矩計算 .........................................................................................383.4.4 各軸轉(zhuǎn)速 功率 扭矩列表 .....................................................................384 傳動軸的設(shè)計計算 ......................................................................................................394.1 計算作用在齒輪上的力 ....................................................................................394.2、初步估算軸的直徑 .........................................................................................394.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ....................................................................................................404.3.1 確定軸的結(jié)構(gòu)方案 .................................................................................404.3.2 確定各軸段直徑和長度 .........................................................................404.3.3 確定軸承及齒輪作用力位置 .................................................................414.4 繪制軸的彎矩圖和扭矩圖 ................................................................................424.5 軸的計算簡圖 ....................................................................................................444.6 按彎矩合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度 ........................................................................445 滾動軸承的選擇與壽命計算 ......................................................................................465.1 基本概念及術(shù)語 ................................................................................................465.2 軸承類型選擇 ....................................................................................................475.3 按額定動載荷選擇軸承 ....................................................................................486 鍵的選擇與強(qiáng)度驗算 ..................................................................................................506.1 電機(jī)軸與中心輪聯(lián)接鍵的選擇與驗算 ............................................................506.1.1 鍵的選擇 .................................................................................................506.1.2 鍵的驗算 .................................................................................................516.2 主軸（滾筒軸）與行星架聯(lián)接鍵的選擇與驗算 ............................................516.2.1 鍵的選擇 .................................................................................................516.2.2 鍵的驗算 .................................................................................................516.3 主軸與太陽輪聯(lián)接鍵的選擇與驗算 ................................................................526.3.1 鍵的選擇 .................................................................................................526.3.2 鍵的驗算 .................................................................................................526.4 行星架與滾筒聯(lián)接鍵的選擇與驗算 ................................................................536.4.1 鍵的選擇 .................................................................................................536.4.2 鍵的驗算 .................................................................................................537 制動器的設(shè)計計算 ......................................................................................................557.1 制動器的作用與要求 ........................................................................................557.1.1 制動器的作用 .........................................................................................557.1.2 制動器的要求 .........................................................................................557.2 制動器的類型比較與選擇 ................................................................................557.2.1 制動器的類型 .........................................................................................557.2.2 制動器的選擇 .........................................................................................56河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書ii7.3 外抱帶式制動器結(jié)構(gòu) ........................................................................................567.4 外抱帶式制動器的幾何參數(shù)計算 ....................................................................578 主要零件的技術(shù)要求 ..................................................................................................698.1 對齒輪的要求 ............................................................................................698.1.1 齒輪精度 .................................................................................................698.1.2 對行星輪制造方面的幾點要求 .............................................................698.1.3 齒輪材料和熱處理要求 .........................................................................70小 結(jié) ..............................................................................................................................71參考文獻(xiàn) ..........................................................................................................................72致 謝 ..............................................................................................................................73附錄：英文資料與中文翻譯..............................................................................................74河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書0緒論我國調(diào)度絞車的生產(chǎn)經(jīng)歷了仿制和自行設(shè)計兩個階段。50 年代測繪仿制了日本、蘇聯(lián)的各型絞車。1958 年后，蘇聯(lián) DJ14.5 型和日本內(nèi)齒輪相繼淘汰。1960 年對調(diào)度絞車進(jìn)行了方案整頓，型號用 DJ 表示，保留了 DJ4.5、DJ11.4 型兩種規(guī)格。從 1964 年開始自行設(shè)計了調(diào)度絞車，已投入批量生產(chǎn)。結(jié)構(gòu)為多行星齒輪轉(zhuǎn)動，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，操作簡單，搬運(yùn)方便，適于礦山井下使用。近幾年各廠加強(qiáng)了新產(chǎn)品的研制工作，對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了很大的改進(jìn)和創(chuàng)新，在提高壽命、降低噪聲方面取得了一定的效果。調(diào)度絞車在國外使用也很普遍，生產(chǎn)廠家也很多。根據(jù)目前收集到的資料，蘇、法、美、英、波、捷、匈、羅、加拿大、丹麥、瑞典等國家都在制造絞車，有國家從三十年代就已生產(chǎn)。種類繁多，規(guī)格較多，拉力小到 100kg，大到 3600kg。動力有電動、液動和風(fēng)動。工作機(jī)構(gòu)有單筒、雙筒和摩擦式。傳統(tǒng)形式有皮帶傳動、鏈?zhǔn)絺鲃印X輪傳動、蝸輪傳動、液壓傳動、行星齒輪傳動和擺線傳動等。其中用行星齒輪傳動的比較多?？v觀國內(nèi)外調(diào)度絞車的發(fā)展概況，其發(fā)展趨勢有以下幾個特點：1）向標(biāo)準(zhǔn)化、系列化方向發(fā)展；2）向體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊方向發(fā)展；3）向高效、節(jié)能方向發(fā)展；4）向壽命長、低噪音方向發(fā)展；5）向一機(jī)多能，通用化方向發(fā)展；河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書16）向大功率方向發(fā)展；7）向外形簡單、平滑、美觀大方方向發(fā)展。當(dāng)前我國調(diào)度絞車還存在一些不足之處。主要是壽命、噪音、可靠性等綜合性技術(shù)指標(biāo)與國外有差距。由于我國尚不具備測試手段，是壽命無法考核，噪聲也比較大，目前還不能達(dá)到環(huán)保衛(wèi)生部門的要求。在可靠性方面，目前尚無要求。這些反映了我國的產(chǎn)品質(zhì)量還存在一定差距。所以我國還需要加強(qiáng)對調(diào)度絞車這個學(xué)科的建設(shè)，努力完善各方面測試手段及性能要求。作為一名機(jī)械專業(yè)的本科畢業(yè)生，針對國內(nèi)外礦用調(diào)度絞車的發(fā)展現(xiàn)狀，本文選題礦用調(diào)度絞車設(shè)計。采用行星齒輪傳動，絞車具有結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好、效率高、安裝移動方便、起動平穩(wěn)、操作靈活、制動可靠、噪音低等特點。絞車的電氣設(shè)備具有防爆性能，可用于有煤塵及瓦斯的礦井。本文所做的基本工作：1）設(shè)計完成總體裝配圖設(shè)計；2）設(shè)計完成主減速器裝配圖設(shè)計；3）完成主要傳動組件、零件的工作圖設(shè)計；4）編寫完成整體設(shè)計計算說明書。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書21 調(diào)度絞車的總體設(shè)計1.1 設(shè)計參數(shù)最大牽引力：6KN；容繩量： 150m平均速度： .6/s~.2/1.2 結(jié)構(gòu)特征與工作原理絞車由下列主要部分組成。電動機(jī)、滾筒、行星齒輪傳動裝置、剎車裝置和機(jī)座。在結(jié)構(gòu)上采用兩級行星齒輪傳動，分別布置在主軸的兩端，主軸貫穿滾筒，左端支承在左支架上，右端支承在右支架上，電動機(jī)采用法蘭盤固定在左支架上。絞車的傳動系統(tǒng)見附圖：河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書3Z1234Z56 Ⅰ ⅡⅢ Ⅳ ⅤⅥ Ⅶ圖 1-1 JD─0.5 型調(diào)度絞車傳動系統(tǒng)圖1─左側(cè)行星輪架 2─主軸 3─右側(cè)行星輪架JD-0.5 型調(diào)度絞車采用兩級行星齒輪傳動，分別安裝在滾筒的兩側(cè)， 、 、 為左側(cè)行星齒輪， 、 、 為右側(cè)行星齒輪。電1Z234Z56動機(jī)軸上裝有電機(jī)齒輪（太陽輪） ，它帶動左側(cè)行星齒架 1 上的行星1齒輪 旋轉(zhuǎn)，由于電動機(jī)齒輪 是固定旋轉(zhuǎn)的，所以，行星齒輪除作2自轉(zhuǎn)外，還要圍繞電動機(jī)齒輪 公轉(zhuǎn)，因此，帶動左側(cè)行星輪架 1 旋轉(zhuǎn)，1Z從而使固定在行星輪架上、通過滾筒中心的主軸 2 旋轉(zhuǎn)，裝在主軸上的齒輪（太陽輪） 也旋轉(zhuǎn)，于是帶動右側(cè)行星輪架 3 上的行星齒輪1Z轉(zhuǎn)動，此時有如下三種情況：5Z1）如果將左側(cè)制動閘剎住，右側(cè)工作閘松開，此時滾筒被剎住，河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書4行星輪架 3 與滾筒相連接，也不旋轉(zhuǎn)，行星齒輪 不作公轉(zhuǎn)只作5Z自轉(zhuǎn)，同時帶動內(nèi)齒輪 空轉(zhuǎn)（此為停止?fàn)顟B(tài)） ；6Z2）如果將左側(cè)制動閘松開，右側(cè)工作閘剎住，內(nèi)齒輪 停止不轉(zhuǎn)，6行星齒輪 除作自轉(zhuǎn)外，還要作公轉(zhuǎn)，帶動行星輪架 3 轉(zhuǎn)動，滾5Z筒與行星輪架相連接，也旋轉(zhuǎn)起來，即可進(jìn)行牽引（此為工作狀態(tài)）；3）如果兩側(cè)閘都松開，行星輪架 3 呈浮動狀態(tài)，牽引繩可以帶動滾筒反向松繩（此為下放狀態(tài)） 。1.3 選擇電動機(jī)1.3.1 電動機(jī)輸出功率的計算已知：最大拉力：F=6KN 最低繩速： min0.6/sV?則： （1.1） ??' kW1FP??根據(jù)傳動方案圖 1-1 可得：總傳動效率 1120.9.70.86???式中： 軸承的效率 為 ； 1?.行星輪傳動效率 為 。297.0河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書51.3.2 確定電動機(jī)的型號按公式(1.1)可計算出電動機(jī)的輸出功率：=4.2KW??p86.010??VF電動機(jī)所需的額定功率 與電動機(jī)輸出功率 之間有以下的關(guān)系：P'P(1.2)'KA?其中： ─用以考慮電動機(jī)和工作機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)等外部因素引起的附AK加動載荷而引入的系數(shù)，取 1A?由式(1.2)可計算出額定功率 ： P =4.2KW，圓整取4.21??P=5.5KW。同時，絞車井下使用，條件比較惡劣，要求電動機(jī)必須具有防爆功能，查《機(jī)械零件設(shè)計手冊》 ，得到電動機(jī)的型號：YB2-132S-4。額定功率 P=5.5KW,實際轉(zhuǎn)速 ；140r/min?；.2額 定 轉(zhuǎn) 矩最 大 轉(zhuǎn) 矩；3.?額 定 轉(zhuǎn) 矩堵 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 矩；7.0堵 轉(zhuǎn) 電 流額 定 電 流其外形尺寸： 515×365×470；??4635m???長 寬 高電機(jī)中心高度 ： ；H=12河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書6電動機(jī)軸直徑 長度：28×80（mm） 。?河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書72 滾筒及其部件的設(shè)計2.1 鋼絲繩的選擇選擇鋼絲繩時，應(yīng)根據(jù)使用條件和鋼絲繩的特點來考慮。我國提升鋼絲繩多用同向捻繩，至于是左捻還是右捻，我國的選擇原則是：繩的捻向與繩在卷筒上的纏繞螺旋線方向一致。我國單繩纏繞式提升機(jī)多為右螺旋纏繞，故應(yīng)選右捻繩，目的是防止鋼絲繩松捻；多繩摩擦提升為了克服繩的旋轉(zhuǎn)性給容器導(dǎo)向裝置造成磨損，一般選左、右捻各一半。由于調(diào)度絞車是用以調(diào)度車輛的一種絞車，常用于井下采區(qū)、煤倉用裝車站調(diào)度室、牽引礦車，濕度較大，酸堿度很高，為了增加鋼絲繩的搞腐蝕能力，延長它的使用壽命。因此選擇鍍鋅鋼絲繩。因為鍍鋅以后，對于防腐蝕及防銹有很好的效果。鋼絲繩的安全系數(shù)取 ，則鋼絲繩所能承受的拉力 需滿足以下的5?KF要求： 其中：5F??拉 KN6F拉則： 30?查《礦井運(yùn)輸提升》表 2-2（2）選擇：繩 股 196???61?繩纖維芯，鋼絲繩表面鍍絡(luò)。其主要參數(shù)如下：鋼絲繩直徑： 9.3m?鋼絲直徑： 0.6河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書8鋼絲總斷面面積： 23.m參考重力： 04.5N/鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度：1550Mpa鋼絲破斷拉力總和 ：?S490?2.2 滾筒的設(shè)計計算2.2.1 滾筒直徑??16~20Dd??式中， ─鋼絲繩直徑，d9.3m?則： ????.48取 180?2.2.2 滾筒寬度滾筒的寬度直接影響到最終產(chǎn)品的寬度，因此它的寬度不能太寬。滾筒的寬度太窄的話，就會顯得不協(xié)調(diào)。最好是在畫圖的過程中把它定下來，這樣有利于整體的配合。讓人看起來協(xié)調(diào)、美觀、大方。根據(jù)總裝圖，我們定下來的滾筒寬度為 。240mB?2.2.3 滾筒的外徑滾筒的容繩量，我們設(shè)定為 ，據(jù)以上設(shè)計可知，每一層纏150河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書9繞的圈數(shù) ： n??240/9.35?圈每一圈所纏繞的長度 ：lRl??2/1804.?56m?∴ 鋼絲繩的纏繞層數(shù)為 ???5.層則:滾筒的外徑 ：1Dd???521式中， ─為鋼絲繩直徑， 9.3md?∴ 180.6取外徑 ，可算出最大速度 。36D?1v轉(zhuǎn)速 vn??1804.36.??67rmin?由于 ，Dv?10?即 7.63246?可得 ，同已知的最高速度一樣，所以符合條件。1.m/sv?河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書103 減速器設(shè)計3.1 總傳動比及傳動比分配3.1.1 總傳動比(3.1)'ni?式中， 為電動機(jī)轉(zhuǎn)速 為滾筒轉(zhuǎn)速'據(jù)滾筒及其部件設(shè)計，滾筒直徑 180mD?則 '601vnD???60.3.4??57.32r/in所以，總傳動比 ''//.in在傳遞動力時,行星輪數(shù)目越多越容易發(fā)揮行星齒輪傳動的優(yōu)點,但是行星數(shù)目的增加會使其載荷均衡困難,而且由于鄰接條件限制又會減小傳動比的范圍.因而在設(shè)計行星齒輪傳動時,通常采用 3 個或 4 個,特別是 3 個行星輪。取行星輪的數(shù)目為 3。因為行星輪數(shù)目 ，傳動范圍只有 ，故選用兩wn?7.1~2?BAXi級行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)。3.1.2 傳動比分配多級行星齒輪傳動的傳動比分配原則是各級傳動之間等強(qiáng)度，并希望獲得最小的外廓尺寸，在兩級 NGW 型行星齒輪傳動中，用角標(biāo) 表示?高速級參數(shù)， 表示低速級參數(shù)。設(shè)高速級和低速級外嚙合齒輪材料，?河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書11齒面硬度相同，則 ；取行星輪數(shù)目 ；對于兩級 NGWlimliH????3wn?型行星齒輪傳動，可使低速級內(nèi)齒輪分度圓直徑 與高速級內(nèi)齒輪分bd?度圓直徑 之比接近于 ，之比值用 表示，通常令 ，并取bd?1B1~.2B；取載荷不均勻系數(shù) ；取齒寬系數(shù) 。1.2B?CK???2.d??兩級 NGW 型行星齒輪傳動的傳動比分配可利用圖 17.2-4《機(jī)械設(shè)計手冊》 ，圖中 和 分別為高速級及總的傳動比， 可按下式計算i? E3EAB?22limwdCVHNWHnKZ????????式中 ——行星輪數(shù)目； ——齒寬系數(shù)；wd——載荷不均勻系數(shù)見表 17.2-16；查《機(jī)械設(shè)計手冊》CK——接觸強(qiáng)度的齒向載荷分布系數(shù)； ——動載系數(shù)；H? VK——接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)； ——工作硬化系數(shù)；NZWZ——計算齒輪的接觸疲勞極限，取值查第 16 篇第 2 章。查limH?《機(jī)械設(shè)計手冊》、 、 的比值，可用類比法進(jìn)行試湊，或取三項比值的乘VKH?2NZ積 等于 。取 2VN?????????1.8~021.9VHNKZ????如全部齒輪硬度 ，可取 。35BS?2W?河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書12∴ 22limwdCVHNWHnKZA?????????1.9??2.8由公式 可計算出 E 值：3EB再使用圖 17.2-4《機(jī)械設(shè)計手冊》,即可查出 NGW 型兩級行星齒輪傳動的傳動比分配，圖中 和 分別為高速級及總的傳動比，如果最后i?標(biāo)得的 值大于 ，則取 。E66E?332.81.94AB?由圖 17.2-4，查得 5i?那么低速級傳動比 。.64.31i??3.2 高速級計算3.2.1 配齒計算確定齒數(shù)應(yīng)滿足的條件：行星齒輪傳動各齒輪齒數(shù)的選擇，除去應(yīng)滿足漸開線圓柱齒輪齒數(shù)的選擇，還須滿足其傳動比條件、同心條件、裝配條件和鄰接條件。通常電動滾筒中取行星輪數(shù)目 ，過多會使其載荷均衡困難，3wn?過少又發(fā)揮不了行星齒輪傳動的優(yōu)點，由于 距可能達(dá)到的傳5.1BAXi動比極限值較遠(yuǎn)，所以可不檢驗鄰接條件。各輪齒數(shù)按公式 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書13BAXwizcn?進(jìn)行配齒計算，計算中根據(jù) 并適當(dāng)調(diào)整，使 等于整數(shù)，再求出BAXic， 應(yīng)盡可能取質(zhì)數(shù)，并使 整數(shù)。Az wzn?則 5.134BAXAwizn??20A?208BAc???1CBzz???1??31?這些符合 取質(zhì)數(shù)， / 整數(shù)， / 整數(shù)，且 及AAwn?Bzwn?CBz/無公約數(shù)， 整數(shù)的 NGW 型配齒要求。CAz//c3.2.2 變位方式及變位系數(shù)的選擇在漸開線行星齒輪傳動中，合理采用變位齒輪可以獲得如下效果：獲得準(zhǔn)確的傳動化、改善嚙合質(zhì)量和提高承載能力，在保證所需傳動比前提下得到合理的中心距、在保證裝配及同心等條件下使齒數(shù)的選擇具有較大的靈活性。常用行星齒輪傳動的變位方法及變位系數(shù)可按表 13-5-13 及 13-5-4、圖 13-5-5 和圖 13-5-6 確定。參考《機(jī)械零件設(shè)計手冊》此行星齒輪傳動采用的變位方式為高變位；表 13-5-13《機(jī)械零件設(shè)計手冊》詳細(xì)說明了高變位的系數(shù)的選擇的情況:河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書14（1） 太陽輪負(fù)變位，行星輪和內(nèi)齒輪正變位。即： 4BAXi?Cx??和 按圖 13-5-4 及圖 13-5-5 確定。選《機(jī)械零件設(shè)計手冊》A（2） 太陽輪正變位，行星輪和內(nèi)齒輪負(fù)變位。即：4BXi?ACxx??和 按圖 13-5-4 及圖 13-5-5 確定。選《機(jī)械零件設(shè)計手冊》由于 ，故 查得 ，5.14BAXi?ACBxx??0.3A?0.3CBx??3.2.初算傳動的中心距和模數(shù)輸入轉(zhuǎn)距 ??mN2.3140.95P0nT1 ????因傳動中有一個或兩個基本構(gòu)件浮動動作為均載機(jī)構(gòu)，且齒輪精度低于 6 級，所以取載荷不均勻系數(shù) 。15.CFHcK在一對 A-C 傳動中，小齒輪（太陽輪）傳遞的扭矩 ??23.T158.9NmAcwKn?????全面硬齒面的外嚙合，在對稱，中等沖擊載荷時：精度采用 8-7-7 GB/T100951-2001。使用的綜合系數(shù) 2.0~8K考慮電動滾筒加工和使用的實際條件，取 。齒數(shù)比4.?31.520CAzu?河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書15太陽輪和行星輪的材料用 40Cr 鋼表面的影響系數(shù)。調(diào)質(zhì)處理后HBS240 285，取 。~2lim10N/H??齒寬系數(shù) （GB10098—88）線偏斜可以忽略因齒面硬度/ab?HB>350，則取 。0.3按接觸強(qiáng)度初算中心距 公式：a(3.2)??32lim481AaHKTauu????由公式(3.2)可計算出中心距（內(nèi)嚙合用“－”號）:??32.489481.501.5a??????41.8m?求模數(shù) m24.8.6301ACz???1）計算 A-C 傳動的實際中心距和嚙合角 取模數(shù) （漸'ACa3m??開線齒輪標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)（GB1357-87） ） ，則實際中心距()2ACACmaz????3(201)?????76.5?因為直齒輪高變位，則' .03ACACaY???''coscos??76.5cs2?o?所以嚙合角 '20ACa河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書162）計算 C-B 傳動的中心距和嚙合角 'CBa實際中心距：()2CBBCmaz??????3821?????76.5m?因為中心距變動系數(shù) ，所以嚙合角' .03CBaY??。'o20CBa?3.2.4 幾何尺寸計算按高變位齒輪傳動的幾何計算 A、C、B 三輪的集合尺寸。1）分度圓直徑3206mAdz????319mCdz????84B?2）齒頂高 ??*aAAhx??????10.3?.9?CCm??.?2.1m*aBaBhx? ??式中 ；????22*7.517.510.3.568aBz????。0.6..4maBh???3）齒根高 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書17??*fAaAhcxm? ??????10.253????2.85m?fCC? ?.4.6*fBaBhcx? ???10.2532.854）齒高 AafA?????3.986.7m?CfCh???2.145.BafB???3..86.25）齒頂圓直徑 2aAaAdh?????0.9?7.m?CC???32.1.2aBaBdh????46.39.66）齒根圓直徑 fAfA????02.85?4.m?2fCfCdh????93.63.7fBfB????42.851.7）齒寬：查《機(jī)械設(shè)計手冊》表 13-1-79,即：齒寬系數(shù) 的推薦范圍表。d?查表得： ，取0.4~9d??0.8d??太陽輪齒寬 ： ；Ab.64mA??河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書18行星輪齒寬 ： 取 ；Cb??5~10438mA???42Cb?內(nèi)齒輪齒寬 ： 。B42m3.2.5 驗算傳動的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度1）動載系數(shù) 和速度系數(shù)VKVZ動載系數(shù) 和速度系數(shù) 按齒輪相對于行星架 的圓周速度X，查圖 13-1-18(或按表 13-1-90 和表 13-1-84 計??ms601XAXdnv????算)和圖 13-1-28(或按表 13-1-107 計算)求出。查看《機(jī)械設(shè)計手冊》 。和 所用的圓周速度用相對于行星架的圓周速度：VKZ??601AXXdnv????106Adni????????????1045.6??????????3.5ms動載系數(shù) VK是用來考慮齒輪副在嚙合過程中，因基節(jié)誤差、齒形誤差而引V起的內(nèi)部附加動載荷對輪齒受載的影響。對于圓柱齒輪傳動，可取 取 1.061.05~4VK?速度系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計手冊》查得VZ.96VZ河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書192）齒向載荷分布系數(shù) 、HK?F如果 NGW 型和 NW 型行星齒輪傳動的內(nèi)齒輪寬度與行星輪分度圓直徑的比值小于或等于 時，可取 。11FHK??另外在 NGW 型和 NW 型行星齒輪傳動的內(nèi)齒輪寬度與行星輪分度圓直徑的比值小于或等于 1 時，可取 。FH?3）求齒間載荷分配系數(shù) 及HK?先求端面重合度 ：??????12tanttant2ACzz??????? ?? ?式中 1cosaraAd?? 60.937rs8?.4??2rcsCaad???.rc972?6?則 ????10tn3.74t031tant0???? ????? ??????2.68..48.6??1.58因為是直齒齒輪，總重合度 ????0.645.1.5802HFK????節(jié)點區(qū)域系數(shù) ： 式中 Z)(3.' ??H 0????2'4.80.71HY??河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書20CAxYz??0.312??∴ 24.87.8()HZ??.53彈性系數(shù) ：E1Z???206(1.3)?2189.Nm?接觸強(qiáng)度計算的重合度系數(shù) ：?43Z????1.580.9?接觸強(qiáng)度計算的螺旋角系數(shù) ：?Z10cos??接觸強(qiáng)度計算的壽命系數(shù) ：V.96因為當(dāng)量循環(huán)次數(shù) ，則 。7105??eN1NZ最小安全系數(shù) ：取 =1minHSinH潤滑劑系數(shù) ，考慮用 N46 機(jī)械油作為潤滑冷卻劑，取 =0.93。LZ LZ粗糙度系數(shù) ：取 。 齒面工作硬化系數(shù) ：取 =1。R1.0?W接觸強(qiáng)度計算的尺寸系數(shù) ： =1XZ4）A-C 傳動接觸強(qiáng)度驗算計算接觸應(yīng)力 ：H?H 1?¤?¤tAVHEFuKZdb??????河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書21201.5?¤.0681.253189.013ATda???????28.9....86075??26Nm?許用接觸應(yīng)力 ：HP ?lim nNLVRWXZS?其強(qiáng)度條件： HP??則 min Hlim ?¤HNLVRWXSZ???2 2lim261910N0.931H?????計算結(jié)果，A-C 接觸強(qiáng)度通過。用 40Cr 鋼（40MnB 鋼）調(diào)質(zhì)后表面淬火，安全可靠。5）A-C 傳動彎曲強(qiáng)度驗算齒根應(yīng)力為：(3.3)2F ()tAVFaSnKYNmbm??????式中， ——齒形系數(shù)，考慮當(dāng)載荷作用于齒項時齒形對彎曲應(yīng)力的aY影響，與齒數(shù)、變位系數(shù)有關(guān)，與模數(shù)無關(guān)。標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒形系數(shù)可查表 10-5《機(jī)械設(shè)計》課本?！獞?yīng)力修正系數(shù)，考慮齒根過渡曲線處的應(yīng)力集中及其他SaY河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書22應(yīng)力對齒根應(yīng)力的影響，與齒數(shù)、變位系數(shù)有關(guān)，與模數(shù)無關(guān)。標(biāo)準(zhǔn)齒輪應(yīng)力修正系數(shù)可查表 10-5《機(jī)械設(shè)計》課本?！睾隙认禂?shù)，是將載荷作用于齒頂時的齒根彎曲應(yīng)力折算Y?為載荷作用在單齒對嚙合區(qū)上界點時齒根彎曲應(yīng)力的系數(shù)， 0.257????相嚙合的大、小齒輪，由于其齒數(shù)不同，兩輪的 和 不相等，F(xiàn)aYS故它們的彎曲應(yīng)力一般是不相等的，而且，當(dāng)大、小齒輪的材料及熱處理不同時，其許用應(yīng)力也不相等，所以進(jìn)行輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度校核時，大、小齒輪應(yīng)分別計算。由表 10-5 查得：小輪： 大輪：2.8FaAY?2.51FaCY?小輪： 大輪：1.5S .6S重合度系數(shù) 0.27?????0.271.58?0.2式中， ——螺旋角系數(shù)；因為是直齒輪，所以取 =1?Y ?Y由公式(3.3)計算：F tAVFaSnKYbm??????201.068.281.607251.3ATd?????.9...6075?河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說明書23??215.4Nm?考慮到行星輪輪齒受力可能出現(xiàn)不均勻性，齒根最大應(yīng)力 ??2max1.54.23.16N/mF???由強(qiáng)度條件 aP?即 limaxnFSTPFY??則 (3.4)axiliFST?式中， ——彎曲強(qiáng)度計算的最小安全系數(shù)，由于斷齒破壞比點蝕minF破壞具有更嚴(yán)重的后果，所以通常設(shè)計時，彎曲強(qiáng)度的安全系數(shù)應(yīng)大于接觸強(qiáng)度的安全系數(shù)， ，取min1.4~3FS?min1.4FS?公式(3.4)算出齒根最大應(yīng)力： ??2axi26.N/mSTY??由《機(jī)械設(shè)計》課本查取：40Cr 調(diào)質(zhì)、表面淬火 。2li350/F??A-C 傳動改用材質(zhì)后，彎曲強(qiáng)度驗算也通過。 （參考圖 6-3 查?。?.2.6 驗算傳動接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度1）根據(jù) A-C 傳動的 來確定 C-B 傳動的接觸應(yīng)力 ，因為 C-BH?HCB?傳動為內(nèi)嚙合， ，所以 82.64531BCzu?河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科