2782 滾筒絞車總體設計,滾筒,絞車,總體,整體,設計 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)設計（論文）中期檢查表指導教師： 王得勝 職稱： 教授 所在院（系）： 機械與動力工程系 教研室（研究室）： 機械設計教研室 題 目 滾筒絞車總體設計學生姓名 謝春磊 專業(yè)班級 08 機設二班 學號 0828070027一、選題質量：（主要從以下四個方面填寫：1、選題是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標，能否體現(xiàn)綜合訓練要求；2、題目難易程度；3、題目工作量；4、題目與生產、科研、經濟、社會、文化及實驗室建設等實際的結合程度）1、本題目符合機械設計專業(yè)的培養(yǎng)目標，能夠充分鍛煉和培養(yǎng)分析問題和實際操作能力，能夠體現(xiàn)綜合訓練的要求；2、本題目難易適中，符合本科畢業(yè)設計要求；3、本題目工作量適中，能在規(guī)定的時間內完成；4、所選題目滾筒絞車的總體設計與實際貼合比較緊密，在實際的應用中比較廣泛。在設計過程中，對機器的零件的設計和計算對我來說是以往所學知識的總結和應用，所以能夠滿足綜合訓練的要求二、開題報告完成情況：根據(jù)自己在各方面資料的收集和整理，通過對可行性的分析，結合老師給的題目的選擇，我完成了這次設計的選題。在選題結束之后，通過自己認真查閱相關的資料，最后結合本身的實際情況和設計的時間任務完成了開題報告。2三、階段性成果：1、通過對滾筒絞車的了解，再加上有關書籍的介紹，算是對滾筒絞車有了一個大概的了解。前期階段主要是對有關于滾筒絞車的各方面的文獻和資料進行搜集，為設計以后的設計做了必要的準備。2、中期階段主要是依據(jù)參考資料，從上面找到一些關于關于滾筒絞車的信息，首先對其零部件有了大致的了解，其次是已有了大概的設計方法，并開始了一些基本的結構設計。3、正在進行裝配圖的 CAD 畫圖和設計說明書。四、存在主要問題：由于這是我第一次單獨進行滾筒絞車總體設計，所以剛開始進展的并不是很順利。而我對這方面的知識掌握比較少，所以需要在圖書館和網(wǎng)上查找更多的相關資料，對有滾筒絞車的知識進行更深入的了解。不過我堅信，只要自己努力和在指導老師的指引下，我能把各方面的問題逐個擊破，最終順利完成畢業(yè)設計。五、指導教師對學生在畢業(yè)實習中，勞動、學習紀律及畢業(yè)設計（論文）進展等方面的評語指導教師： （簽名）年 月 日河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)設計（論文）開題報告題目名稱 滾筒式絞車的總體設計學生姓名 謝春磊 專業(yè)班級 08 機設二班 學號 0828070027一、 選題的目的和意義：目的：隨著國民經濟對燃料和各種礦物需要量的不斷增長，礦井生產機械化、自動化和集中化程度的不斷提高，各種礦物的產量亦不斷擴大；我國煤礦和各類礦山每年都要生產大量的煤和礦石。為了使礦井生產能夠正常地進行和充分發(fā)揮設備的效能，目前在礦井井下主要運輸環(huán)節(jié)之間普遍設置了各類的煤倉，以調節(jié)和緩和各運輸環(huán)節(jié)的能力，使之連成一個有機的整體，以保證煤和礦石源源不斷地運到地面上來。因此，提升絞車礦井生產中的一個十分重要的環(huán)節(jié)，而煤倉的設計也成為礦井設計中重要的內容。礦井提升絞車是礦山重要和關鍵的設備之一，是礦山生產的“咽喉"設備，主要用于煤礦、 金屬礦及非金屬礦提升和下放人員、 提升煤炭、 礦石、 矸石及運輸材料和設備。提升絞車主要裝置由卷筒、傳動系統(tǒng)等組成。它的性能優(yōu)劣，運行是否正常，工作效率是否高，是否安全可靠，對礦山生產和人員、設備的安全有著重要的影響，為了適應我國國民經濟的高速發(fā)展，煤炭冶金工業(yè)要求建立大量的現(xiàn)代化礦山，提升機的市場前景樂觀；同時，由于國內提升絞車生產廠家多，競爭激烈，對傳統(tǒng)提升機的設計方法提出挑戰(zhàn)，市場的競爭要求設計者推陳出新，瞄準國際提升機的發(fā)展方向，設計出質量過硬性能最優(yōu)的產品，以滿足礦山行業(yè)要求。所以，對其進行現(xiàn)代設計研究，對于強化提升機的生產，提高效益具有重要意義。相信隨著課題的不斷深入，對帶式輸送機將會有更深入的了解，為以后的學習也能打下夯實的基礎。意義：目前中國絞車產業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問題中，許多情況不容樂觀，如質量差、工作效率低、資源消耗大、環(huán)境污染嚴重、對自然資源破壞力大、維修繁瑣需高技術人員等等。所以這次設計有以下意義。1）了解礦用絞車的結構、特點以及工作原理。22）對絞車各部分的性能的提高有重大意義:盡可能好地滿足工藝要求、便于操作。具有合理的強度與剛度，使用可靠，具有很好的經濟性，重量輕，制造維修方便。3）培養(yǎng)學生的自主設計能力二、 國內外研究綜述：我國礦用絞車主要是指調度絞車和回柱絞車，它經歷了仿制、自行設計兩個階段。解放初期使用的礦用小絞車有日本的、蘇聯(lián)的，因此當時生產的礦用小絞車也是測繪仿制日本和蘇聯(lián)的產品。1958 年后這些產品相繼被淘汰，并對蘇聯(lián)絞車進行了改進，于 1964 年進入了自行設計階段.回柱絞車大體上也是經歷了仿制和自行設計的兩個階段，八十年代以前一直使用的是仿制的老產品，八十年代中期才開始設計新型的回柱絞車，主要針對效率極低的球面蝸輪副、慢速工作和快速回繩等環(huán)節(jié)進行根本的改進。 國外礦用絞車的種類、規(guī)格較多.工作機構有單筒、雙筒和摩擦式.傳動型式有皮帶傳動、鏈式傳動、齒輪傳動、蝸輪傳動、液壓傳動、行星齒輪傳動和擺線齒輪傳動等。其中采用行星齒輪傳動的比較多。發(fā)展趨勢向標準化系列方向發(fā)展，向體積小、重量輕、結構緊湊方向發(fā)展;向高效、節(jié)能、壽命長、低噪音、一機多能通用化、大功率、外形簡單、平滑、美觀、大方方向發(fā)展。國外礦用絞車規(guī)格比較多，適用不同場合，我國礦用小絞車的規(guī)格少，品種型號多而亂，也較繁雜，沒有統(tǒng)一標準。從工作機構上分，國外有單筒、雙筒及摩擦式三種，我國只有單筒一種型式。從原動力上分，國外有電動的、風動的及液壓驅動，我國只有電動的和少量風動的。例如回柱絞車的薄弱環(huán)節(jié)是球面蝸輪副傳動，回柱絞車的主傳動均采用了蝸輪副傳動，這是因為蝸輪副傳動比大，又具有自鎖性，故其傳動效率較低，一般只有0. 4～0.45，回柱絞車的總傳動效率更低?；乩K速度慢，所有的回柱紋車回繩速度和工作牽引速度相同.不論絞車用于回柱放頂，還是搬運設備，工作效率太低。隨著采煤機械化的發(fā)展，綜采設備的頻繁搬遷，又由于回柱絞車搬運，工作時間長占用人工多，因此這類絞車均應設置快速回繩。我國礦用絞車在壽命、噪音、可靠性等綜合指標與蘇聯(lián)有著一定的差距。蘇聯(lián)礦用小絞車使用壽命規(guī)定在 5 年以上，我國目前不具備測試手段壽命無法考核，但從對用戶的訪問中得知，壽命達不到 5 年.噪音也稍大。雖然我國礦用絞車參數(shù)系列水平優(yōu)于國外，但在標準化和通用化方面遠不如發(fā)達采煤機械制造國。比如牽引力 14000kg·f 這一檔回柱絞車就有四種型號. JHC-143型一級減速為蝸輪副傳動、二級為行星齒輪傳動(少齒差傳動)。JHZ-14 型二級減速為蝸輪副傳動，一級和三級減速為圓柱齒輪傳動。JM-14 型是在一級蝸輪副減速之后,其二級、三級減速為直齒圓柱齒輪傳動。JH-14 型是在一級蝸輪副減速之后，其二級減速為直齒圓柱齒輪傳動，也是傳動系統(tǒng)最簡單的一種?；刂g車以電動使用最廣，傳動型式以球面蝸輪副居多，該機主要結構型式為電動機懸裝在蝸輪副減速器的后部，蝸輪副減速器為第一級減速，第二級和第三級為圓柱齒輪傳動，分別安裝在機器的兩側對稱機體的中心布置，該機呈長條形適應并下巷道的空間，體積小，底座呈雪橇形，安裝搬運方便。三、 畢業(yè)設計（論文）所用的主要技術與方法：1. 在圖書館查閱相關資料和機械設計手冊2. 通過網(wǎng)絡搜集相關信息和資料3. 老師的指導與講解4. 利用各種文字處理軟件編寫設計說明書5. 通過繪圖軟件繪制相關零件圖四、 主要參考文獻與資料獲得情況：1、 《簡明機械零件設計實用手冊》 ，機械工業(yè)出版社，主編胡家秀2、 《機械零件設計手冊》 ，機械工業(yè)出版社，主編吳宗澤3、 《機械原理》 ，西北工業(yè)大學出版社，主編孫桓、陳作模等；4、 《機械設計》 ，高等教育出版社（第八版） ，主編濮良貴、紀名剛5、 《機械設計工程學[Ⅱ]》 ，中國礦業(yè)大學出版社，主編唐大放，馮小寧，楊現(xiàn)卿6、 《機械設計機械設計基礎課程設計》 ，中國礦業(yè)大學出版社，主編任濟生等7、 《減速器和變速器設計與選用手冊》 ，機械工業(yè)出版社，主編程乃士8、 《行星齒輪傳動設計》 ，化學工業(yè)出版社，主編饒振綱4五、 畢業(yè)設計（論文）進度安排（按周說明）時間 計劃安排要求1-2 周 確定題目，收集相關資料3 周 確定設計方案，熟悉設計步驟4 周 絞車主要參數(shù)的設計與計算5 周 傳動系統(tǒng)設計6 周 主要部件的選型和結構設計7 周 滾筒式絞車的使用說明8 周 破碎腔的設計9 周 產品色彩設計10,11 周 設計基本完成12，3 周 進行機械設計系統(tǒng)審查，開始設計圖紙14 周 完成設計圖紙15 周 完成設計說明書16 周 準備答辯。六、 指導教師審批意見：指導教師： （簽名）年 月 日 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文摘 要滾筒式絞車是結合了提升絞車JT0.8 ×0.6型號的技術參數(shù)以及調度絞車JD-11.4行星齒輪傳動結構來設計的。目的是使此提升絞車能在節(jié)省空間的條件下完成較大的傳動比的要求。目前，很多提升轎車都向著標準化、體積小、重量輕、結構緊湊、高效節(jié)能、壽命長、噪音低、一機多能、大功率、外形簡單等方向發(fā)展。因此，使得我們需要在結構上對提升機進行改進，而調度絞車的行星齒輪傳動對此改進將會起到很大的作用，因為行星輪傳動具有較大的傳動比、高效、噪音小、結構緊湊等特 ， 以 上 要求。因此，我的畢業(yè)設計滾筒式絞車 是對 絞車在結構 能上的 合，使 到 的設計效 ，具有 需的功能。本 設計 要對 外 合傳動 一 行星輪傳動、滾筒結構、 動 等進行了 的設計。滾筒式絞車 提升絞車 調度絞車 行星齒輪 I河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)論文AbstractThe roller type car is a technique to joins together to promote the winchJT0.8*0.6 model numbers parameter and adjust a degree the winch planet JD-11.4wheel gear spreads to move the construction to design of.The purpose is a request tomake this promote winch can complete while saving the spatial term biggerspreading move the ratio.Current,a lot of promote the winch all the facing standardseries turns,the physical volume is small,the weight is light,construction tightlypacked,economize on energy efficiently,the life span is long,low noise,a machinecan much,big power,shape etc.direction development.Therefore,make us needing onthe construction to promote the winch proceed the improvement,but adjusts a verybig function,because the planet wheel gear spreads to move to have the very bigspreading moves the ratio,efficiently,the noise is small,the characteristics of theconstruction tightly packed,can satisfy the above request at the rightmoment.Therefore,my graduate design "roller type winch"g is to two kinds ofwinches to go forward with the function at the construction the linesynthesizes,making its attain the superior turning.The design of the two main transmissions and meshing with a planetary geartransmission, the drum structure, such as brake carried out a detailed design. Key word the roller type winch promote the winch adjust a winchimprovementII滾筒絞車總體設計目 錄前 言 ...................................................................................................1第一章 概述 ...........................................................................................21.1、絞車的發(fā)展 ..............................................................................21.1.1 我國絞車的發(fā)展 ................................................................21.1.2 國外絞車的發(fā)展 ................................................................21.1.3 國內外水平對比 ................................................................31.1.4 總體發(fā)展趨勢 ...................................................................41.2 提升絞車簡述 ............................................................................41.3 調度絞車簡述 ............................................................................51.4 滾筒式絞車設計思路 ...................................................................5第二章 滾筒絞車總體結構設計方案 ..........................................................72.1 總體設計方案 ............................................................................72.2 系統(tǒng)概述 ...................................................................................7第三章 局部方案設計 ..............................................................................93.1 驅動形式 ...................................................................................93.2 減速箱的選用 ...........................................................................103.3 傳動方案 .................................................................................103.4 排繩方案 ..................................................................................113.5 電氣控制方案 ...........................................................................11第四章 傳動方案的選擇及滾筒的設計 .....................................................144.1 設計的原始數(shù)據(jù)和傳動方案選擇 ................................................144.2 傳動方案選擇 ...........................................................................154.3 滾筒的設計 ..............................................................................154.4 制動裝置設計 ...........................................................................16第五章 傳動系統(tǒng)的設計 .........................................................................185.1 傳動比的設計與計算 ..................................................................185.2 減速裝置的傳動比分配計算 .......................................................195.3 傳動裝置的運動參數(shù)計算 ..........................................................205.4 齒輪的傳動設計 .......................................................................225.5 軸的設計及計算 .......................................................................405.6 滾動軸承的校核計算 .................................................................475.7 鍵的強度計算 ...........................................................................48第六章 行星架結構設計 .........................................................................496.1 行星架形式的確定和材料的選定 ................................................496.2 行星架的技術要求 .....................................................................49第七章 滾筒式絞車制動器的設計 ...........................................................527.1 制動器的形式和常用安全裝置 ....................................................527.2 制動器的選用和設計 .................................................................54第八章 滾筒式絞車的使用與說明 ...........................................................578.1 使用與維護 ..............................................................................578.2 絞車的潤滑 ..............................................................................588.3 絞車的裝配及檢驗 ....................................................................598.4 絞車的修復與零部件的更換 .......................................................608.5 絞車的拆卸 ..............................................................................60結 束 語 ..............................................................................................62致 謝 ................................................................................................63參 考 文 獻 ....................................................................................65前 言絞車是一種用卷筒纏繞鋼絲繩或鏈條提升或牽引重物的輕小型起重設備，又稱卷揚機，因操作簡單、繞繩量大、移置方便而廣泛應用。而本次設計對象是行星齒輪調度絞車，調度絞車主要用于礦井井下機地面裝載站調度編組礦車，中間巷到中拖運礦車及完成其他輔助搬運工作等。在設計過程中根據(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計要求速度一致，根據(jù)要求設計絞車是通過兩級行星輪系及所采用的浮動機構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，從而根據(jù)設計要求確定行星減速器的結構和各個傳動部件的尺寸，根據(jù)滾筒的結構形式選擇制動裝置為帶式制動，并對各個設計零部件進行校核等等。絞車通過操縱工作閘和制動閘來實現(xiàn)絞車卷筒的正轉和停轉，從而實現(xiàn)對重物的牽引和停止兩種工作狀態(tài)作靈活、制動可靠、噪音低以及隔爆性能、設計合理、操作方便，用途廣泛等特點。在國內，平均每年需求各種不同規(guī)格的調度絞車數(shù)萬臺，同時我國的礦用提升機和絞車交流調速技術一直處于比較落后狀態(tài)，幾乎沒有發(fā)展，導致高能耗和效率低的電動機轉子串電阻裝置一直占據(jù)主導地位，大大制約了其整機水平的提高。因此，改變現(xiàn)在礦用提升機和絞車的現(xiàn)狀和發(fā)展前景，是一項迫切的工作。調度絞車最主要的機械部位就是齒輪傳動部位，它的選擇嚴重影響絞車的外貌和性能，而漸開線行星齒輪傳動與普通齒輪傳動相比具有一系列的優(yōu)點。如：承載能力大，體積小，效率高，重量輕，傳動比大，噪聲小，可靠性高，壽命長以及便于維修的優(yōu)點。同時行星傳動的箱體比普通定軸齒輪傳動的箱體在同樣條件下，其重量要小幾倍，這也是本次設計選用行星齒輪傳動的重要原因。 第一章 概述1.1、絞車的發(fā)展1.1.1 我國絞車的發(fā)展我國絞車主要經歷了仿制、自行設計兩個階段。解放初期使用的產品主要來自日本與蘇聯(lián)，1958 年以后，這些產品相繼被淘汰，并對蘇聯(lián)絞車進行了改進，于 1964 年進入自行設計階段?；茨厦簷C廠曾設計了擺線齒輪絞車和少齒輪差傳動絞車，徐州礦山設備制造廠也曾設計制造了擺線和行星齒輪傳動絞車，一些廠還設計試制了 25kw 的調度絞車。目前，礦用小絞車已經在標準化方面得到了相應發(fā)展，于 1982 年，對以前制定的標準進行了修訂。其標準方為 JB965-83，JB1409-83,。1.1.2 國外絞車的發(fā)展國外礦用小絞車使用很普遍，生產廠家也很多。蘇聯(lián)、美國、日本、瑞典等國都制造了礦用小絞車，而且，國外礦用小絞車種類、規(guī)格較多，比如調度絞車牽引力以 100kgf 到 3600kgf，動力有電動的，液力的，風動的。工作機構有單筒、雙筒和摩擦。傳動形式有皮帶傳動、鏈式傳動、齒輪傳動、渦輪傳動、液壓傳動、行星輪傳動、擺線齒輪傳動等。其中采用行星輪傳動。其中采用行星輪傳動的比較多。發(fā)展趨勢是向著標準化系列方向發(fā)展，向著體積小、重量輕、結構緊湊方向發(fā)展，向著高效、節(jié)能、壽命長、低噪音、一機多能通用化、大功率、外形簡單、平滑、美觀、大方方向發(fā)展。 1.1.3 國內外水平對比（1）品種國外礦用小絞車的規(guī)格較多，適用于不同場合，我國的礦用小絞車規(guī)格較少，品種型號多，也較繁瑣，標準化程度不夠高。（2）型式從工作機構上分，國外有單筒、雙筒、摩擦式，而我國則較少。從原動力上分，國外有電動的、風動的、液壓驅動的。我國只有少量的電動和風動的。但近幾年有了較大程度的發(fā)展。（3）結構我國及國外的調度絞車大多數(shù)采用行星齒輪傳動，其傳動系統(tǒng)結構簡單，使用方便，但牽引力過小，特別是上山、下山很難實現(xiàn)較大設備的搬運工作。隨著采煤的機械化發(fā)展，綜采設備的頻繁搬遷，絞車也得到了相應的發(fā)展。使得絞車還需要具備快速回繩的功能。（4）產品性能主要壽命、噪音、可靠性等綜合指標與蘇聯(lián)等國還有一定的差距。（5）三化水平雖然我國的礦用小絞車參數(shù)系列化方面水平優(yōu)于國外，但在標準化和通用化方面還遠不如發(fā)達機械制造國。（6）技術經濟指標我國的礦用小絞車技術經濟指標與國外特別是與蘇聯(lián)等機械發(fā)達國家還有一定的差距。 1.1.4 總體發(fā)展趨勢縱觀國內外礦用小絞車的發(fā)展情況，其發(fā)展趨勢有以下幾個特點：（1）向著標準化系列化方向發(fā)展使各制造公司都有自己的產品系列型譜中，對絞車的性能、參數(shù)做進一步的明確規(guī)定，并強力推行實施，將設計、制造、使用、維護、帶來極大的方便。（2）向體積小、重量輕、結構緊湊方向發(fā)展力求將絞車的運動及傳動裝置、工作滾筒、制動裝置部分底座等主要部件綜合在一個系統(tǒng)中并加以統(tǒng)籌布局，充分利用空間，提高緊湊程度，做好外形封閉。（3）向高效節(jié)能的方向發(fā)展選取最佳參數(shù)，最大限度提高產品功能，采用合理的制造精度，提高生產效率。向壽命長，低噪音的方向發(fā)展，使得綜合性能指標得到提高。（4）向一機多能化、通用化方向發(fā)展；（5）向大功率的方向發(fā)展；（6）向外形簡單、平滑、美觀、大方方向發(fā)展。1.2 提升絞車簡述小型礦井提升所使用的絞車與大、中、型礦井井下運輸所用的絞車，一般滾筒直徑都在 2 米以下，通常稱這類提升機械為提升絞車。目前，市面上主要的絞車若按滾筒數(shù)目來分主要是單筒和雙筒兩種。單筒絞車用于單鉤提升，鋼絲繩的一端固定在滾筒上，另一端與提升容器相連，沿滾筒或斜井單股軌道牽引容器，向下運行時依靠貨載自重自溜下放。雙滾筒絞車用雙鉤提升，兩根鋼絲繩分別纏繞在絞車的兩個滾筒上，左滾筒下方出繩，右滾筒上方出繩。這樣，一邊向上運行，另一邊向下運行。雙鉤比單鉤生效率可提高一倍，但在多水平中使用時不方便的。按照滾筒的直徑大小來分，提升絞車主要有直徑為 0.8 米、1.2 米.和 1.6 米三種。提升絞車主要用于大、中型礦井井下斜井巷道物料運輸，在建井期間亦可作為立井的臨時提升設備。對于產量低的小型礦井，則作為主要提升設備。1.3 調度絞車簡述調度絞車一般是用于井下水平巷道，在不太長的距離內移動礦車，以及在中間巷道中托運礦車，又同時可以用于其他輔助搬運工作。為使絞車體積減小，結構緊湊，調度絞車一般是采用行星輪減速裝置，并將其裝入滾筒內部，電動機也半伸入滾筒端部，這樣可以節(jié)省相當?shù)目臻g，因此我的畢業(yè)設計主要是利用調度絞車的結構特點來完成一個提升絞車。1.4 滾筒式絞車設計思路我所做的畢業(yè)設計題目是“滾筒絞車“主要是利用 JT0.8×0.6 型提升絞車的技術參數(shù)，以及 JD-11.4 型調度絞車的結構（行星齒輪傳動）來進行產品的改良。也就是把 JT0.8×0.6 型提升絞車做成 JD-11.4 型調度絞車的形式。這樣，可以相對節(jié)省一定的空間，使得絞車結構緊湊。第二章 滾筒絞車總體結構設計方案2.1 總體設計方案本次設計的單滾筒絞車是由電動機、減速器、聯(lián)軸器、滾筒、排繩機構及底座組成。 （圖 2.1）圖 2.1 單滾筒絞車絞車結構示意圖2.2 系統(tǒng)概述驅動方式有很多種，例如電力驅動、液壓驅動、氣壓驅動，介于驅動的結果是為使?jié)L筒旋轉來收放鋼絲繩，故本次設計采用電力驅動。本次設計的傳動機構采用兩級傳動，由減速器和開式齒輪組成。采用兩級傳動機構主要原因是：從減速器的輸出軸與滾筒連接軸要保證同軸度，要確定安裝位置是否在筒一平面上，若是沒有應開式齒輪來湊合，很難在同一平面上傳輸。齒輪傳動繼而帶動滾筒傳動，滾筒上纏繞的鋼絲繩隨著滾筒的正反轉達到快速收繩放繩的效果。鋼絲繩在滾筒上一般為多層卷繞，為使鋼絲繩能排列整齊，在此要使用排繩機構，最后整個絞車需要一個底架來支撐，這樣就形成了一個完整的絞車裝置。第三章 局部方案設計本章研究的是傳輸部分的設計，介紹了絞車設計的傳動方案，排繩機構，驅動形式以及減速箱的選用。3.1 驅動形式由總體方案確定本次設計采用電動機驅動。絞車主卷筒傳動電動機的功率隨絞車拉力的噸位值不同而異。因為無調速要求，為了保證電動機具有較大的過載能力通常選用起重冶金用的交流電動機，功率在 30 千瓦以下的一般采用鼠籠式電動機，它具有控制簡單的優(yōu)點。在電網(wǎng)容量不夠，電動機功率又較大或要求平穩(wěn)地起制動的場合選用纏繞式電動機。目前使用的斷續(xù)工作制的交流起重冶金電動機的型號有 JZ2,、JZR2 和 YZ、YZR 型。異步電動機分為鼠籠電動機和纏繞式電動機。鼠籠電動機性能：簡單，耐用，可靠，易維護，價格低，特性硬，但啟動和調速性能差，輕載時功率因數(shù)低。一般無調速要求的機械廣泛采用。在可變頻率電源供電下可平滑調速。變極數(shù)多速電動機可分級變速調節(jié)，但體積大，價格較貴。纏繞式電動機性能：因有滑環(huán)，比鼠籠電動機維護麻煩，價格也稍貴，轉子串電阻的特性屬軟特性，隨負載轉矩的增加，電機轉速顯著下降，但它啟動轉矩大，啟動時功率因數(shù)高，且可進行小范圍的速度調節(jié)，控制設備簡單，故廣泛用于各種生產機械，尤其是電網(wǎng)容量小、啟動次數(shù)多的機械，如提升機、起重機及軋鋼機械等。 在此選用 YZR 系列起重機三相異步電動機。YZR 系列為繞線轉子電動機。有較高的機械強度及過載能力，轉動慣量小，適合頻繁快速啟動及反轉頻繁的制動場合。3.2 減速箱的選用介于設計的要求，需要傳動比大，傳動效率高，結構緊湊，相對體積小，重量輕，運轉平穩(wěn)，噪聲低，適用于動力傳動中，故選用行星輪系減速器最合適不過，行星輪系減速器的特點是體積小、重量輕、承載能力大、效率高、工作平穩(wěn)的特點。由于傳動比的需要，現(xiàn)選擇 NGW112-18 型減速器。該減速器能充分滿足本設計的要求。3.3 傳動方案由總體方案確定本次設計使用齒輪傳動。齒輪傳動是現(xiàn)代機械中應用最廣泛的一種傳動方式。齒輪傳動相對于帶傳動更能保證準確的傳動比，傳動裝置緊湊，壽命較長，傳動效率高：齒輪傳動相對于鏈傳動在高速運轉中也能保持平穩(wěn)，傳動噪聲小。按齒輪傳動的工作條件，可分成開式齒輪傳動，半開式齒輪傳動及閉式齒輪傳動。開式齒輪傳動常用在農業(yè)機械，建筑機械以及簡易的機械設備中，沒有防塵罩或機殼，齒輪完全暴露在外面，不僅外界雜物極易侵入，而且潤滑不良，工作條件不好，齒輪容易磨損，故只宜用于低速轉動。半開式齒輪傳動裝有簡單的防護罩，有時還在大齒輪部分侵入油池中，工作條件雖有改善，但仍不能做到嚴密防止外界雜物侵入，潤滑條件也不算太好。閉式齒輪傳動（齒輪箱） ，如汽車，機床，航空發(fā)動機等所用的齒輪傳動，都是裝在經過精確加工且封閉嚴密的箱體內的，與開式或半開式的齒輪傳動相比，潤滑或防護等條件最好，個軸的安裝精度及系統(tǒng)的剛度比較高，能保證較好的嚙合精度，多用于重要場合。3.4 排繩方案排繩機構是為了 使鋼絲繩在滾筒上卷繞時達到排列整齊目的而設置的。它主要由導桿、排繩螺桿、排繩器、傳動鏈輪和手動調整離合器等部分組成。導桿和排繩螺桿互相平行地固定在兩邊的支架上，而排繩器則是在兩端用滑動軸承支持在導桿和排繩螺桿上，用以維持其在移動時的穩(wěn)定性。在排繩器中部，通過滑行爪和排繩螺桿相嚙合，在螺桿的轉動下，就能沿著導桿和螺桿滑行。在排繩器架體內，安裝有四根垂直滾柱和一個或一對水平滾柱，用以導向并保持鋼絲繩上貯繩筒時與貯繩筒軸線垂直。通過來自筒體的鏈輪傳動裝置，收繩卷繞時，排繩螺桿始終朝一個方向轉到（放繩時朝相反方向） ，而排繩器則按與滑行爪相嚙合的螺紋槽方向向前滑行，當行至端部極限位置，螺紋槽折回自另一方向返回，與之嚙合的滑行爪帶動排繩器亦隨之折轉返回滑移。3.5 電氣控制方案由于前面驅動方式已定，本次設計采用纏繞異步電動機，通過其轉子軸上的滑環(huán)，向轉子繞組回路接入電阻，以便進行啟動和調速。現(xiàn)采用 JTK 系列電控系統(tǒng)，它可以完成半自動運行，其正常運行控制有以下三種方式：（1）正力電動加速-電動等速-電動減速的操作運行方法： 此種運行方式使用于重物向上提升，刺激將操作手柄逐檔推出，同時配合推出制動手柄，使提升絞車由起動逐漸均勻加速至全速。行至減速點時，XC 失電，減速鈴響，電機串如少量的電阻維持較大力矩開始緩緩減速。司機將操作手柄阻擋收回，使提升絞車均勻的減速至低速，達到終點迅速收回兩手柄。（2）正力電動加速-電動等速-負力減速此種運行方式適用于較輕負荷向上提升，操作控制方法與前款大致相同，但不同之處在于減速時提升絞車帶慣性減速，并輔以輕閘，使負荷速度降低，達到終點時速度收回兩手柄停車。（3）動力制動下放如果提升絞車由重物下放、載人之工況，按規(guī)定控制系統(tǒng)應配置動力制動系統(tǒng)。系運行方式有以下兩種：（1）正力電動加速-發(fā)電等速-動力制動減速：下放重物時，啟動動力制動電源（按下動力制動電源開關 DQA） ，提升絞車在減速段和等速段運行方式與前款相同達到減速位置，減速鈴響，司機踏下動力制動踏板，投入動力制動電源。同時輕輕帶閘制動，待動力制動電流建立以后方能松開制動器。提升絞車在制動電流作用下減速，到達停車位置立即收回制動手柄隔和操作手柄至零位，停車。（2）全程動力制動開車信號發(fā)出，司機啟動動力制動電源，塔下動力制動腳踏板，待顯示有制動電流后，將操作手柄想負載下行方向以較快速速逐檔推至最大位置，同時緩緩松開制動手柄，提升絞車在重力作用下緩慢加速。司機可以通過改變腳踏板的角度來控制電流的大小，也可以改變操作手柄的位置，以滿足下方速速。若要終止電流，則必須將兩手柄收回至零位，待提升絞車終止后，才能松開踏板。第四章 傳動方案的選擇及滾筒的設計4.1 設計的原始數(shù)據(jù)和傳動方案選擇1 電 動 機 的 選 用1） 由 所 給 的 技 術 參 數(shù) ， 電 動 機 的 功 率 為 22KW 6 級 ； 選 擇 電 動 機 的 型 號為 YX180L-4， 同 步 轉 速 為 1500 （ 額 定 轉 矩 ： T=1.84 ）minr mN2） 選 擇 電 動 機 的 原 因1、 首 先 是 由 所 給 技 術 參 數(shù) 決 定 的 ；2、 因 為 該 絞 車 是 用 于 礦 井 上 面 的 提 升 設 備 ， 因 此 ， 此 電 動 機 不 選 防 爆 電機 ， 其 造 價 較 高 ， 若 用 于 礦 井 下 面 的 需 求 ， 可 配 置 防 爆 電 機 等 。3） 減 速 裝 置 的 設 計對 于 此 滾 筒 式 絞 車 ， 其 滾 筒 部 分 即 相 當 于 減 速 器 的 外 殼 部 分由 所 給 的 參 數(shù)滾 筒 直 徑（ mm)滾 筒 寬 度（ mm)滾 筒 個 數(shù) 速 比 繩 容 量800 600 1 20 3.14層 數(shù) 繩 速 m/s 繩 徑 （ mm) 最 大 徑 張 力（ KN)最 大 徑 張 力差 （ KN）4 3.14 16 30 15根 據(jù) 這 些 數(shù) 據(jù) 的 限 制 ， 涉 及 滾 筒 內 部 減 速 裝 置 的 形 式 ， 由 于 在 滾 筒 內 部 ，我 們 采 用 行 星 輪 減 速 裝 置 ， 可 以 實 現(xiàn) 較 大 的 傳 動 比 ， 且 結 構 緊 湊 。4.2 傳動方案選擇對 于 此 滾 筒 式 絞 車 ， 初 步 采 用 兩 組 外 齒 輪 傳 動 副 和 一 組 行 星 輪 系 ， 并將 其 裝 入 滾 筒 內 部 ， 電 動 機 亦 半 深 入 卷 筒 端 部 ； 且 絞 車 內 部 各 處 均 采 用 滾動 軸 承 支 撐 ， 使 其 傳 動 靈 活 ， 但 此 絞 車 不 同 于 調 度 絞 車 ， 它 主 要 用 于 提 升作 用 ， 因 此 ， 要 附 加 緊 急 安 全 制 動 裝 置 ， 以 及 深 度 指 示 器 等 裝 置 。我 們 主 要 利 用 JT-0.8*0.6 型 提 升 絞 車 以 及 JD-11.4 型 調 度 絞 車 的 原理 及 外 形 進 行 改 良 ， 使 其 在 能 達 到 JT-0.8*0.6 型 提 升 絞 車 的 提 升 能 力 下 ，也 可 以 實 現(xiàn) 調 度 絞 車 行 星 傳 動 的 形 式 ， 把 減 速 器 部 分 放 入 滾 筒 內 部 ， 這 便是 初 步 的 設 計 構 思 。4.3 滾筒的設計滾 筒 材 料 鑄 鋼 鑄 造 成 型滾 筒 功 能（ 1） 在 滾 筒 面 上 纏 繞 鋼 絲 繩 ， 以 牽 引 負 荷 ；（ 2） 在 滾 筒 制 動 盤 上 裝 設 差 動 制 動 裝 置 ， 借 以 操 縱 絞 車 運 行 和 停 止 ；（ 3） 在 滾 筒 體 腔 內 裝 設 減 速 齒 輪 系 ， 因 而 具 有 減 速 機 殼 的 作（ 三 ） 滾 筒 的 結 構在 滾 筒 內 部 左 端 裝 設 用 螺 釘 的 滾 柱 體 套 ， 裝 在 電 動 機 的 端 蓋 伸 出 部 分的 軸 承 上 ， 即 壓 入 此 套 中 ， 并 用 彈 性 擋 圈 軸 向 定 位 ；第 一 組 外 齒 輪 傳 動 副 中 的 馬 達 齒 輪 用 鍵 及 彈 性 擋 圈 與 電 動 機 軸 連 接 ，與 外 齒 輪 相 嚙 合 ， 大 齒 輪 架 用 兩 個 鍵 與 滾 筒 相 連 接 ， 同 時 用 6 個 螺 栓 固定 在 滾 筒 邊 上 ；第 二 組 與 第 一 組 的 相 似 ， 在 此 不 再 獒 述 ；第 三 組 行 星 輪 系 的 軸 齒 輪 是 太 陽 輪 ， 用 鍵 與 彈 性 擋 圈 固 定 在 輸 出 軸 上 ， 裝在 大 齒 輪 架 的 兩 個 齒 輪 （ 行 星 輪 ） 與 軸 齒 輪 （ 太 陽 輪 ） 相 嚙 合 ， 可 在 大 齒輪 中 滾 動 ， 電 動 機 與 軸 承 支 架 用 普 通 螺 栓 與 螺 尾 錐 銷 固 定 在 絞 車 機 座 上 ，螺 尾 錐 銷 在 裝 卸 時 其 定 位 作 用 ； 在 大 齒 輪 架 和 擋 圈 柄 尾 用 螺 母 鎖 緊 ， 通 過軸 承 支 架 及 軸 承 蓋 并 用 6 個 螺 栓 拉 緊 滑 圈 ， 以 阻 止 軸 承 移 動 ， 擋 圈 上 的凸 環(huán) 與 滑 圈 上 的 凹 槽 相 嵌 合 ， 在 其 內 緣 設 氈 圈 ， 在 滾 筒 面 上 有 2 個 帶 油洞 的 注 油 孔 。 鋼 絲 繩 頭 安 入 繩 孔 后 ， 用 螺 釘 及 繩 卡 固 定 在 滾 筒 側 邊 上 。4.4 制動裝置設計絞 車 上 有 兩 個 差 動 制 動 裝 置 ， 其 結 構 尺 寸 及 動 作 原 理 完 全 相 同 ， 在 電動 機 一 邊 的 制 動 作 用 帶 用 來 制 動 滾 筒 ； 在 大 齒 輪 上 的 制 動 帶 ， 具 有 摩 擦 離合 器 的 作 用 。 當 此 制 動 帶 被 完 全 剎 緊 的 時 候 ， 行 星 輪 即 沿 著 大 齒 輪 滾 動 ，帶 動 滾 筒 工 作 。 制 動 鋼 帶 用 鋁 鉚 釘 與 石 棉 鉚 合 在 一 起 ， 制 動 時 ， 按 下 制 動手 柄 ， 經 杠 桿 和 叉 頭 動 作 系 統(tǒng) 將 2 個 拉 桿 軸 承 架 拉 起 ， 使 制 動 帶 兩 端 相互 靠 攏 ， 產 生 制 動 作 用 。 向 上 制 動 手 柄 時 ， 制 動 帶 即 可 松 開 。 調 節(jié) 活 動 螺栓 擰 入 叉 頭 螺 母 中 的 長 度 ， 可 使 制 動 帶 的 拉 緊 力 及 制 動 手 柄 的 位 置 得 到 調整 。固 定 在 制 動 帶 上 的 丁 字 板 插 入 與 絞 車 機 座 連 接 在 一 起 的 墊 板 中 ， 以 防止 制 動 裝 置 在 制 動 時 轉 動 。 制 動 盤 上 的 鋼 帶 包 和 角 為 3500， 絞 車 的 電 動機 端 蓋 由 鑄 鋼 制 成 ， 形 成 托 架 ， 為 電 動 機 的 一 個 組 成 部 分 ， 并 且 也 是 絞 車滾 筒 的 一 個 支 撐 ， 通 過 滾 筒 軸 承 支 撐 滾 筒 。 軸 承 支 架 用 鑄 鋼 制 成 ， 是 絞 車滾 筒 的 另 一 支 撐 ， 用 螺 栓 將 電 動 機 與 軸 承 支 架 固 定 在 絞 車 底 座 上 ， 并 裝 有螺 釘 以 便 校 對 。第五章 傳動系統(tǒng)的設計5.1 傳動比的設計與計算由 所 給 的 傳 動 比 i=20,我 們 想 到 利 用 三 級 減 速 裝 置 ， 因 此 ， 我 們 可 以采 取 以 下 兩 種 傳 動 方 案 。方 案 （ 一 ）方 案 （ 二 ） 比較以上兩種方案：（一）采用外齒輪嚙合傳動（二）采用內齒輪嚙合傳動，由于我們所需的傳動比不大，故是選用（一） 。5.2 減速裝置的傳動比分配計算由所給條件 i1H=20得到： 1920531742??z因此 917?i即我們從此定軸輪系出發(fā)來進行傳動比的分配問題： 19.5734127??ii令外嚙合傳動比為： ，則 .657i 81.3412?i因實際傳動比為: 9.).(8.1.17???i實際總傳動比為： 84.209.1??Hi滾筒的實際轉速： min/3.71.51" rinH?滾筒的轉速為： i/5201' rn滾筒的轉速誤差： %5047.75483.'" ?????n滿足要求。5.3 傳動裝置的運動參數(shù)計算各軸功率計算高速軸輸入功率： ；kwp78.219.02.11 ????中間軸的輸入功率： k92.0....3212 ??低速軸的輸入功率 ： p..97.0..5423??各軸的轉速的計算高速軸的轉速： ；min/1501rn?動中間軸的轉速： i/73.82.12ri低速軸的轉速： min/6.458.342rin??各軸的輸入轉矩高速軸的輸入轉矩： NT?????51 1039.5078.29中間軸的輸入轉矩： m52 4.7.8低速軸的輸入轉矩： NT?????53 109.6.509各軸的功率、轉速、轉矩、列于下表中： 軸號 功率 kw 轉速 r/min 扭矩 N mm高速軸 21.78 1500 51039.?中間軸 20.92 828.73 4.2低速軸 20.09 457.86 5109.5.4 齒輪的傳動設計一、外齒輪的傳動副設計因為考慮到結構性更好，我們采用把第一對外齒輪傳動和第二對外齒輪傳動設計成尺寸相同的形式，因為這樣，齒輪在傳動過程中，可以更好的運行。第一對齒輪的扭矩要比第二對齒輪的扭矩要小，因此，若從第一對齒輪設計開始，則后面的第二對齒輪可能不能滿足其強度的要求。故而我們可以試著采用從第二對齒輪開始進行設計，這樣，第一對齒輪肯定可以滿足其強度的要求，而且，這樣也節(jié)省了相當?shù)囊徊糠謺r間。選定齒輪的精度等級、材料及齒數(shù)按外齒輪嚙合傳動的方案選用直齒圓柱齒輪進行傳動；絞車為一般工作機器，速度不高，故可選用 7 級精度（GB10095-88） ；材料的選擇選擇齒輪材料時，考慮到小齒輪齒數(shù)較大齒輪齒數(shù)少，小齒輪輪齒的工作次數(shù)較大齒輪的多，為使一對齒輪傳動更接近等強度，小齒輪常用好一些的材料。通常以應使小齒輪的齒面硬度較大齒輪的齒面硬度高（20~50HBS ）小齒輪 40Cr 調質處理 HB=270HBS大齒輪 45 調質處理 HB=240HBS硬度差： HBS302470??選用小齒輪的齒數(shù)為 ，則大齒輪的齒數(shù)為201?z選,.368.20??z 362z2.按齒面接觸強度進行設計???334223 .)).(1.(.2izTKddHEtt ?????試選用載荷系數(shù)： .1?t扭矩 mNT.04.25?傳動比 81.34?i齒寬系數(shù) （懸臂式）5.0?d材料彈性影響系數(shù) MPzE8.19?應力循環(huán)次數(shù)： 93 106.3)53082(173.8260 ?????N994..7）由《 機械設計 》圖 10-21 安齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞極限MPaMPahh 50,6504lim3lim????8）由圖 10-19 查得齒輪的接觸疲勞壽命系數(shù)92.0,93.043??HNHNK9)計算接觸疲勞需用應力取失效率為 1%，安全系數(shù)為 S=1?? MPasKhHNh50692.0. 43..lim44li33 ???????計算試算齒輪分度圓直徑的 代入 中較小的值td3??H?mdt 5.1981.50)506/.9()(14.23.2 2??????計算圓周速度sndVt /18.510673.825.94.3106.23 ??????3）計算齒寬 bmdt 8.59.15.0.3???4）計算齒寬與齒高之比 b/h 4.6.138596.139852.2.0.13???hbmmzdttt5）計算載荷系數(shù)根據(jù) ，7 級精度，由圖 10-8 查得動載荷系數(shù) smv/18.5? 14.?VK直齒輪 0.1??FHK由表 10-2 查得使用系數(shù) .A由表 10-4 查得用插值法查得 7 級精度，小齒輪懸臂式布置時，201.??HK查得圖 10-13 的 4.?F載荷系數(shù) 37.102.14.0.. ???????HVAK按實際載荷系數(shù)校正所得分度圓直徑mKdtt 6.123.75.19.33 ???計算模數(shù) m08.62.13??zd按彎曲疲勞強度計算數(shù)值 ??).(.233FSdYzTKm??????確定公式內各計算數(shù)值由圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 MPaFE503??大齒輪的彎曲疲勞強度極限 aFE420??由圖 10-18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) 90.,8.43?FNNK計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數(shù) ，由圖 10-12 得4.1?S?? MPaKFENF 7.35.08.33 ????SFENF 24.19.44 ?計算載荷系數(shù)30.14.01... ??????FVAKK查取齒形系數(shù)由表 10-5 查得： 43.2,80.23???FFY查取應力校正系數(shù)由表 10-5 查得 6.1,5.143???SSY計算大小齒輪的 并加以比較??FS?.小齒輪： 0126.7.34582.3???FSY?大齒輪： ??49.20..4FS??由以上計算可知，大齒輪的數(shù)值大，故而選用大齒輪的進行設計計算?設計計算?? 6.30149.405.123.23533 ??????FdSzYKTm??對比計算結果：m 大小取決于彎曲疲勞強度，而齒輪接觸疲勞強度只與齒輪的直徑有關。因此，可以取彎曲疲勞強度的模數(shù)，并就近圓整，m=4，按接觸疲勞強度得的分度圓直徑 md6.12?算出小齒輪的齒數(shù) 304.3?z大齒輪的齒數(shù) 取.5081.2??52?z這樣設計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到了結構緊湊，避免浪費。幾何尺寸的計算1）計算分度圓直徑：mmzd12043.3???65.4計算中心距 168210243???da計算齒輪寬度 取 mdb60125.0.3????按彎曲疲勞強度進行校核1. ??333 24.846565.12.7.01.. FSFtF MPambYK ??? ????? ??4344 57.84601.3.27.13.. FSFtFb ?????故大小齒輪均滿足強度要求。大小齒輪的各部分計算尺寸如下： 序號 項目 代號 計算公式 結 果小齒輪 大齒輪1 齒數(shù) z 30 542 模數(shù) m 4 43 齒寬 b 65 604 齒頂高系數(shù) ha* 1.0 1.05 頂隙系數(shù) c* 0.25 0.256 壓力角 a 200 2007 分度圓直徑 d zm.?120 2168 齒頂高 ha ha.?4 49 齒根高 hf cf).(??5 510 齒全高 h mha.2?9 911 齒頂圓直徑 da z).(??128 22412 齒根圓直徑 df chaf .2??110 20613 基圓直徑 db ?os.db?112.6 202.97 14 齒距 p m.??12.56 12.5615 基圓齒距 pb ?cos.pb 11.80 11.8016 齒厚 s 2?6.25 6.2517 齒槽寬 e p6.25 6.2518 頂隙 c mc.??1.0 1.019 標準中心距 a 243d?16820 節(jié)圓直徑 d' ?' 120 216行星輪系的設計1.選擇齒輪類型、精度等級、材料及其齒數(shù)等1）直齒輪傳動；2） 7 級精度 GB 10095-88；3）材料的選擇齒輪性質材料 熱處理 表面硬度齒面接觸疲勞極限齒面彎曲疲勞極限精度太陽輪 40Cr 調質 270HBS 800MPa 300MPa 7行星輪 40Cr 調質 270HBS 800MPa 300MPa 7內齒輪 2G310-570調質 190HBS 600MPa 240MPa 7選擇內齒輪、太陽輪、行星輪齒數(shù)因確定該級傳動比為： ，查表得行星輪數(shù)取為 21.6?i載荷不均衡系數(shù) 5.FPHK以下驗證該行星輪是否滿足相應的條件傳動比條件 1.657?i同心條件保證中心論和行星架軸線重合的條件下正確嚙合，為此，各對嚙合齒輪之間的中心距必須相等若 ，則 ，為滿足同心條件，則，205?z12.607??z5576??裝配條件 保證各行星輪能均布安裝在兩中心齒輪之間，為此，各齒數(shù)與行星輪個數(shù) 必須滿足裝配條件 （整數(shù)）wncnzw??75，為整數(shù)，故滿足裝配條件7120??鄰接條件保證鄰接的兩個行星輪的齒數(shù)不能相碰齒數(shù)、模數(shù)、和中心距的計算按公式計算太陽輪的分度圓直徑32lim31... ??????HdPAtda KTK齒輪傳動比為： 2.55；??使用系數(shù)為： 1.25；A算式系數(shù)為： 768（查表所得） ；tdK綜合系數(shù)為： 2.0|（查表所得） ；??H太陽輪單個齒輪傳遞的轉矩 T mNTnKw .924019.425.)(53???齒寬系數(shù) 取為 0.6；?d?5.201,80lim????MPaH代入式中，計算得到： mda4.所以模數(shù) ，取為2.5204.15?za 6?則 mma132)(62).(5????齒寬 ，取dba 64..10..??mb63?故， zma 26.51??齒輪的強度驗算確定計算負荷名義轉距： ；mNT.92403?名義圓周力： dFt 151.3???應力循環(huán)次數(shù) 5N 95 10.)58230()7586.4(06.60 ???????tnpH其中， 太陽輪相對于行星架的轉速；?5壽命周期為要求傳動總運轉時間t確定強度計算中的各種系數(shù)使用系數(shù) ,取 KA=1.25（查表得);動負荷系數(shù) V因 和 5025??z mNbFt /150.64??可根據(jù)圓周速度 sndV/.2)(.65??由圖 10-8 查 7 級精度 0.1?VKC、齒向載荷分布系數(shù) ?FH,HlwHK.)1(10?????FlFF K.)(0??式中， 計算接觸強度時運轉初期的齒向載荷分布系數(shù)?0?HK由圖 5-2 查得 13.0??計算接觸強度時運轉初期的齒向載荷分布系數(shù)?Hw由圖 5-4 查得 12.HwK計算彎曲強度時跑合系數(shù)Fw由圖 5-5 查得 45.0?Fw與均載系數(shù)有關的系數(shù)，則分別為：0.7，,085?FlHlK,所以， 03.1.70)13.(??????HK4.5.8.2.1?FD、齒間載荷分布系數(shù) ?FHK,因 mNbFKtA /12.8064.251. ???精度 7 級，硬齒面直齒輪由表查得： 20.1?FHK?E、節(jié)點區(qū)域系數(shù) 5.ZF、彈性系數(shù) MPaE8.19?G、載荷作用齒頂是，齒形系數(shù)， ?FY根據(jù) （查圖 5-11）,80.2??FY,20,5?ZXH、載荷作用齒頂時應力修正系數(shù)： 35.1??SYI、重合度系數(shù) ?YZ,89.0365.143?????Z70.65.12.075.2.0???????Y其中，重合度 計算如下：?兩輪分度圓半徑： 153,605?r兩輪齒頂圓半徑： 9,65aa兩齒頂圓壓力角： 060528.5,3.1?aa?又因兩齒輪是按照標準中心距安裝，則 '? ?65.12/)tan.(t)tan.(t 6655 ????? ????zz齒數(shù)比 .20156?z?計算接觸應力基本值 0H? 5.216310.489.15.2...50 ?????????bdFZtEH接觸應力 MPaKHVAH 50.462.103.5.12.1.36..0 ????????彎曲應力值 0F MPaYSFmbFt 76.142.035.8261045..0 ????????彎曲應力 FPaKFVA 18.24.0.15.2.176.4..0 ????????確定計算許用接觸應力 HP?XwRVNTHP ZZ...lim??壽命系數(shù) 因 (次） ，由圖 5-19 得 9510.?? 97.0?NTZ潤滑系數(shù) LZ因 ，查圖 5-14 得 ,/2020smVA?MPaH80lim?? 01.?LZ速度系數(shù) ，查圖 5-15 得 VZ92.?VZ粗糙度系數(shù) R由齒面 ，查圖 5-16 得 8.406??Z 93.0?RZ工作硬化系數(shù) w由圖 5-17 查得 14.?Z尺寸系數(shù)由圖 5-18 查得 0.1?XZ許用接觸應力 HP?MPaHP 5.7640.1.93.02.1.97.08 ????確定接觸疲勞安全系數(shù)65.1427??HPS?確定計算許用彎曲應力 時的各種系數(shù)FP?RrevTrNTSFPYY..lim???齒輪應力修正系數(shù) ;0.2?S壽命系數(shù) 查表 5-25 得 ;91.NTY相對齒根圓角敏系數(shù)，查表 5-22 得 95.0?revT?齒根表面狀況系數(shù) 查表 5-23 得 6.RrevY尺寸系數(shù) ，由表 5-24 得 9.01.05.????X許用彎曲應力 MPaFP .42.6.9..230??確定彎曲強度安全系數(shù) KS38.201.49??FPKS?15)行星輪系的相關尺寸總結序號 項目 代號 結 果太陽輪 行星輪 大齒輪1 齒數(shù) z 20 51 1222 模數(shù) m 6 6 63 齒寬 b 63 58 584 齒頂高系數(shù) ?ah1.0 1.0 1.05 頂隙系數(shù) ?c0.25 0.25 0.256 壓力角 ?0202027 分度圓直徑 d 120 306 7328 齒頂高 ah6 6 69 齒根高 f7.5 7.5 7.510 齒全高 h 13.5 13.5 13.511 齒頂圓直徑 ad132 318 72012 齒根圓直徑 f105 301 74713 基圓直徑 bd112.76 187.55 687.8514 齒距 p 18.84 18.84 18.8415 頂隙 c1.5 1.5 1.516 標準中心距 a 2135.5 軸的設計及計算中間軸的設計由于高速軸是和電機軸連在一起的，亦即高速軸即電機軸，故不再對電機軸進行軸的設計，是標準軸，直接對中間軸設計。軸的材料的選取有機械設計手冊我們選用 40Cr，熱處理方式為調質處理軸頸的初步估算取 A=100，由公式 得3.nPAd?md.2973.8013???軸的結構設計由軸的結構及設計要求，取 mld76,302121???小齒輪左側軸肩定位，取 l5,433?初步選深溝球軸承，參照工作要求并根據(jù) ，由軸承產品目錄中d423??初步選取 0 基本游隙組，標準精度等級的深溝球軸承 61909，其尺寸為,(倒角半徑為 ，安裝尺寸為 ） ，126845???BDd 6.0r 63,50?aaDd故， ml3,43???取 ld18,25454大齒輪右側用軸肩定位，取 mld67,5356???（故此，中間軸的結構初步確定）按彎扭合成進行軸的強度校核繪制計算簡圖；計算有用在軸上的力;NdTFt 5.2311604.252 ???tgr .8.02 7.41610.532???dTFt Ntgr 9..3求支反力垂直面（V） 根據(jù) 可得0,??BAM5.134286,02 ?????rVrA FRFMNRBV3.79864218,032 ?????rAVr FRFRAV.65(校核 812.2+1461.9+605.2=2879.3，無誤）水平面 425.13086,02 ??????BHttA RFMNRBH7.149425.82,03?????AHttFNRAH5.1264?(校核 15264.5+4016.7=17049.7+2231.5=19281.2，無誤）計算彎距垂直面 mNFMrAV.269842??rB .1375.3水平面 tAH.90862??mNFMtB .3547.3合成彎矩 AHVA .3202???NBB .97822作扭矩 mNT.104.5??作當量彎矩 取 6.?mNTMAd .1625034).0(2????Bd .9786.22校核軸的強度查表可知 許用彎曲應力 ??21/70mNb???驗證 A 處的強度 ??bdAdAM123/5.4. ????驗證 B 處的強度 ??bdBdBmNM123/4.51.0??????故強度足夠。低速軸的設計軸的材料的選取和上面高速軸一樣，選用 40Cr，熱處理方式用同樣為調質處理軸頸的初步計算 mnpAd3.586.470921.33 ????軸的結構設計1）根據(jù)設計要求 和所知條件, 取 mld20,46121???3）由 及工作要求初步選深溝球軸承 61910，其尺寸為md4621??,安裝尺寸 ，12750??BDDdaa67,5?故，取 mld40,503232????4）由齒輪右側由軸肩定位，故取 mld12,604343???5）由齒寬為 60，取 ld5,5244??（故此，低速軸的結構初步確定）按彎扭合成進行強度校核繪制計算簡圖計算作用在軸上的力 NdTFt 6.387921609.4543???tgr ..04 NdTFt 3.69812.553???tgr 7.40.5求支反力垂直面(V) 根據(jù) 可得0,??BAM5.13856,054 ?????rBVrA FRFMNRBV.975.103894,05??????rAVrB FRFMNRAV8.12(校核 1412.1+1021.8+2541.7=4975.6，無誤）水平面（H）根據(jù) 可得0,??BAM385.156,0