JH-20回柱絞車設(shè)計(jì)含4張CAD圖
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XXX XXX,JH-20回柱絞車設(shè)計(jì),答辯人：XXX,指導(dǎo)老師：XXXX,目錄 CONTENT,選題的背景及意義 電動(dòng)機(jī)的選擇 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 鋼絲繩的選擇及卷筒的設(shè)計(jì) 鍵聯(lián)接 制動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)與選用 減速器渦輪蝸桿的設(shè)計(jì) 軸承的選用 發(fā)展前景,課題背景及其意義,,回柱絞車是礦山用來(lái)回收單體支柱等設(shè)備，動(dòng)力來(lái)源于電動(dòng)機(jī)，通過(guò)傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)纏繞有鋼絲繩的滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)牽引鋼絲繩運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)單體支柱的回收。通過(guò)設(shè)計(jì)可以掌握典型的通用機(jī)械的設(shè)計(jì)過(guò)程。 絞車的特點(diǎn)在于它安全可靠，易于實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，換向平穩(wěn)等。絞車被廣泛用于井下開采工作面。因此絞車性能技術(shù)水平的高低將會(huì)直接影響到礦山的生產(chǎn)效率和職工的生命安全。,選擇電動(dòng)機(jī),4,考慮到設(shè)計(jì)的絞車用于井下開采工作面，所以需要選用防爆電動(dòng)機(jī)。通過(guò)計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并對(duì)其進(jìn)行分配。對(duì)各軸的動(dòng)力參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，最后得出傳動(dòng)裝置的參數(shù)結(jié)果。 通過(guò)計(jì)算結(jié)果最終選擇YBK2-225M-6型號(hào)的電動(dòng)機(jī)，主要參數(shù)是： 額定電壓：380V/660V、660V/1140V 額定頻率：50Hz 功率范圍：2.2kW — 200kW 安裝形式：B3、B5 絕緣等級(jí)：F級(jí) 防護(hù)等級(jí)：IP55,軸的設(shè)計(jì)計(jì)算,軸是組成機(jī)器的主要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件，都必須安裝在軸上 才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。因此軸的主要功用是支承回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。 通過(guò)計(jì)算得出軸的尺寸大小并對(duì)軸進(jìn)行校核。,鋼絲繩的選擇及卷筒的設(shè)計(jì),建筑卷?yè)P(yáng)機(jī)系多層纏繞，更適合選取的是強(qiáng)度較高，能承受高溫和橫向壓力的雙捻制金屬絲芯鋼絲繩。通過(guò)計(jì)算得出鋼絲繩的直徑為19mm。 考慮到卷筒材料具有良好的鑄造性和焊接工藝性，且貨源廣泛，在本設(shè)計(jì)中選取的材料為ZG270-500，經(jīng)過(guò)計(jì)算得出卷筒的節(jié)徑、容繩寬度、邊緣直徑纏繞層數(shù)和容繩量的尺寸參數(shù)。,鍵聯(lián)接,7,鍵聯(lián)接是通過(guò)鍵將軸與軸上零件結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)周向固定，并傳遞轉(zhuǎn)矩的連接。 本次設(shè)計(jì)中采用的是A型平鍵，由之前算的軸的直徑d=130mm，通過(guò)查表可以得出鍵寬為32mm鍵高為18mm鍵的長(zhǎng)度為60mm。 則鍵標(biāo)記為鍵14×64GB1096-1979. 最后通過(guò)計(jì)算校核平鍵的擠壓強(qiáng)度。,,圖 普通平鍵聯(lián)接,制動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)與選用,8,制動(dòng)器是利用摩擦力矩降低機(jī)器運(yùn)動(dòng)部件的轉(zhuǎn)速或使其停止回轉(zhuǎn)的裝置。 為了減小制動(dòng)力矩，縮小制動(dòng)器尺寸，通常將制動(dòng)器裝在機(jī)構(gòu)的高速軸上，或減速器的輸入軸上。 礦井中使用的這類絞車要靠制動(dòng)器來(lái)控制達(dá)到絞車的制動(dòng)，而靠蝸輪蝸桿來(lái)達(dá)到自鎖防止卷筒的反轉(zhuǎn)。 在使用制動(dòng)裝置時(shí)要對(duì)聯(lián)接銷軸；中間聯(lián)接軸；和手柄進(jìn)行強(qiáng)度校核。,減速器渦輪蝸桿的設(shè)計(jì),2019/12/5,,9,減速器常用在動(dòng)力機(jī)和工作機(jī)之間作為減速的傳動(dòng)裝置。 本次設(shè)計(jì)中選用蝸輪蝸桿的原因是因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)，無(wú)噪聲，沖擊振動(dòng)小而且能夠得到很大的單級(jí)傳動(dòng)比。之后提出對(duì)減速器的潤(rùn)滑。,軸承的選用,2019/12/5,www.islide.cc 「 讓PPT設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單起來(lái)！」,10,軸承是支承軸頸的部件，有時(shí)也用來(lái)支承軸上的回轉(zhuǎn)零件。 由于蝸桿上同時(shí)受有軸向力和徑向力且機(jī)器受有較大的力矩負(fù)荷所以選用圓錐滾子軸承。 由于蝸桿上同時(shí)受有軸向力和徑向力所以選擇深溝球軸承和推力球軸承相配合的方式。,發(fā)展前景,11,雖然我國(guó)礦山機(jī)械的生產(chǎn)在世界上占有舉足輕重的位置，但是數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。唯有盡快發(fā)展數(shù)控化的回柱絞車才能有更好的發(fā)展情景?；刂g車的數(shù)控化更是能提高操作工人的生命安全，因此絞車的發(fā)展需要更加的數(shù)控化和自動(dòng)化。,致謝 感恩,許旭東,2018年5月25日,
JH-20回柱絞車設(shè)計(jì)
DESIGN OF JH-20 COLUMN WINCH
摘要
絞車是用來(lái)提升牽引重物的起重機(jī)械。因絞車的操作容易、能輕易移動(dòng)故而被廣泛使用。在建筑、林業(yè)、工業(yè)、礦場(chǎng)等中多用絞車來(lái)提升下降物體。
當(dāng)今社會(huì)機(jī)械技術(shù)卓越發(fā)展的情況下，絞車扮演著一個(gè)越來(lái)越重要的角色。此次研究設(shè)計(jì)的對(duì)象是JH-20回柱絞車。它整個(gè)系統(tǒng)的核心關(guān)鍵是在于它的傳動(dòng)系統(tǒng)，因此在此次設(shè)計(jì)中使用了圓柱齒輪傳動(dòng)和渦輪蝸桿傳動(dòng)的兩級(jí)減速傳動(dòng)。這種傳動(dòng)系統(tǒng)能使得它整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。研究中對(duì)絞車的重要零件進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)，從而為絞車保證它的高性能。為了確保絞車工作時(shí)的安全，設(shè)計(jì)中使用的電動(dòng)機(jī)擁有防炸的性能，并且有各對(duì)應(yīng)的開關(guān)來(lái)操作。
文章的主要內(nèi)容為：1對(duì)主軸進(jìn)行分析。從所學(xué)的相關(guān)知識(shí)中，研究了該型號(hào)絞車主軸的重要零件，樹立了設(shè)計(jì)研究的相關(guān)力學(xué)模型，從而發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)主軸的根本辦法。2根據(jù)此次研究的絞車設(shè)計(jì)要求，分析減速器的設(shè)計(jì)原理，隨后在試車實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證是否可行。最后對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行研究。本文所得的研究成果對(duì)絞車的設(shè)計(jì)有著重要的參考意義，且能為下一步的研究進(jìn)行了重要的鋪墊。
關(guān)鍵詞： JH-20絞車；制動(dòng)裝置；主軸
Abstract
Winches are lifting machines used to lift hauling weights. It is widely used because it is easy to operate and can be easily moved. Winches are often used in buildings, forestry, industry, mines, etc. to raise descending objects.
Nowadays, with the excellent development of mechanical technology in society, winch plays an increasingly important role. The object of this study design is the JH-20 winch. The key to the whole system is its transmission system. Therefore, in this design, a two-stage reduction gear with a spur gear drive and a worm drive was used. This kind of transmission system can make its entire system structure stable. In the research, the important parts of the winch were studied and designed so as to guarantee the high performance of the winch.In order to ensure the safety of the winch during operation, the electric motor used in the design has anti-explosion performance and has corresponding switches to operate.
The main content of the article is: 1 Analysis of the main shaft. From the relevant knowledge learned, the important parts of the winch spindle of this model were studied, and the relevant mechanical model of the design research was established, and the fundamental method of designing the spindle was found. 2 According to the design requirements of the winch in this study, analyze the design principle of the reducer, and then verify whether it is feasible in the trial test. Finally, the results of the experiment were studied. The research results obtained in this paper have important reference significance for the design of the winch, and can be important for the next step of research.
Keywords： JH-20 winch braking device spindle
37
目 錄
摘要 I
Abstract II
1 緒論 1
1.1 絞車的概述 1
1.2 絞車的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 1
1.3絞車的分類 1
1.4絞車的發(fā)展 2
2 電動(dòng)機(jī)的選擇 3
2.1 電動(dòng)機(jī)的計(jì)算 3
2.1.1 電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和型號(hào)選擇 3
2.1.2 電動(dòng)機(jī)輸出功率的計(jì)算 3
2.2傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的計(jì)算及分配 4
2.2.1總傳動(dòng)比計(jì)算 4
2.2.2傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的分配 4
2.3動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 4
2.3.1軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算 5
2.3.2軸的輸入功率計(jì)算 5
2.3.3軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算 5
3 設(shè)計(jì)軸的計(jì)算 7
3.1軸的概述 7
3.2主軸的設(shè)計(jì) 9
3.3軸的核查 10
3.3.1 核查主軸Ⅶ軸 10
3.4研究分析卷筒軸 11
4 選用鋼絲繩并設(shè)計(jì)卷筒 16
4.1選用鋼絲繩 16
4.1.1鋼絲繩的概述 16
4.1.2選用合適的鋼絲繩直徑 16
4.2設(shè)計(jì)卷筒 17
4.2.1選取材料 17
4.2.2計(jì)算容繩的尺寸大小 17
4.2.3計(jì)算卷筒壁的強(qiáng)度以及厚度 18
5 鍵聯(lián)接 20
5.1鍵聯(lián)接的概述 20
5.2選擇合適的鍵 20
5.3核查平鍵強(qiáng)度 21
6 研究分析制動(dòng)器 22
7 減速器蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì) 24
7.1渦輪蝸桿的計(jì)算 24
7.2 減速器的潤(rùn)滑 28
7.2.1 傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑 28
7.2.2軸承的潤(rùn)滑 28
8 軸承的選用及密封方法 30
8.1滾動(dòng)軸承的概述 30
8.2蝸輪軸上軸承的選用 30
8.3蝸桿軸上軸承的選用 31
8.4 密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 31
9 軸承游隙 32
10 絞車的常見故障及處理方法 33
結(jié)論 35
致謝 36
參考文獻(xiàn) 37
1 緒論
1.1 絞車的概述
絞車，又稱卷?yè)P(yáng)機(jī)，因?yàn)槠浼軜?gòu)小，重量輕等原因而被廣泛應(yīng)用到采礦過(guò)程中，主要用來(lái)提升或牽引一些裝備。由于絞車的出現(xiàn)，使得整個(gè)煤礦產(chǎn)業(yè)朝著機(jī)械化的方向不斷的邁進(jìn)。
本文中研究的JH-20回柱絞車是在煤礦行業(yè)中較為廣泛使用的機(jī)械。究其原因在于它的牽引力適宜且它的安裝維護(hù)使用簡(jiǎn)單。它也是一種通用的機(jī)械設(shè)備，應(yīng)用范圍較為廣闊。
1.2 絞車的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
絞車主要由電動(dòng)機(jī)、卷筒裝置、剎車裝置、底座、減速器等部件組成。
絞車的主要特點(diǎn)在于它的架構(gòu)小，質(zhì)量輕，使用方便等。同時(shí)絞車的通用范圍廣闊，既可以單獨(dú)使用，也可以作為起重大型機(jī)械的組成部件。
1.3絞車的分類
絞車的分類方法有很多，這里采用按照絞車的的動(dòng)力進(jìn)行分類，絞車可分為氣動(dòng)、手動(dòng)、電動(dòng)、液壓等幾類。
1.氣動(dòng)絞車
氣動(dòng)絞車是以氣動(dòng)馬達(dá)作為動(dòng)力的，需要配置壓縮空氣站，如沒有壓縮空氣站也可手動(dòng)操作。它的優(yōu)勢(shì)在于它的啟動(dòng)力矩大，有著過(guò)載保護(hù)的能力，同時(shí)具有耐潮耐濕的性能，可以在雨雪天氣下安全工作，但是它的噪音較大，需要配置相應(yīng)的消音器來(lái)避免噪音污染。
2.手動(dòng)絞車
手動(dòng)絞車是一種輪軸機(jī)構(gòu)，通過(guò)手動(dòng)來(lái)牽引拖拉重物。提升重物用的手動(dòng)絞車需要配置安全手柄跟制動(dòng)器，同時(shí)為了能夠使重要保持在相應(yīng)的位置，需要在手動(dòng)絞車的手柄傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上裝有停止器。由于啟動(dòng)力矩不足，因此手動(dòng)絞車一般用于質(zhì)量輕、沒有電源條件的工作情況下使用。
3.電動(dòng)絞車
電動(dòng)絞車是以電動(dòng)機(jī)為源動(dòng)力，通過(guò)多種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)，從而來(lái)提供和所需的牽引力。因此多用于提升重物或工作所需牽引力較大的條件下。但是由于它的結(jié)構(gòu)設(shè)備復(fù)雜、安裝維修難度高，所以對(duì)保養(yǎng)人員的技術(shù)要求更加的嚴(yán)苛。
4.液壓絞車
液壓絞車是以油泵作為源動(dòng)力的，通過(guò)液壓馬達(dá)來(lái)提供動(dòng)力。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在于架構(gòu)緊湊、體積較小、質(zhì)量輕，所以當(dāng)發(fā)生過(guò)載的情況下，不會(huì)出現(xiàn)較大的沖擊。由于它是以油液為工作介質(zhì)，因此它的元件壽命較長(zhǎng)。同時(shí)在性能上它還具有工作效率高、安全性能好、啟動(dòng)力矩足、穩(wěn)定性能好的特點(diǎn)。相比于氣壓絞車它的噪音較小。
1.4絞車的發(fā)展
煤炭是全球能源使用的重要組成部分之一，而隨著社會(huì)的發(fā)展，煤礦產(chǎn)業(yè)的機(jī)械化程度越來(lái)越深，在當(dāng)今社會(huì)機(jī)械化水平的飛速發(fā)展的情況下，我國(guó)的機(jī)械技術(shù)也得到了質(zhì)的飛躍，近年來(lái)我國(guó)的煤礦技術(shù)發(fā)生了翻天覆地的改變，已經(jīng)接近國(guó)際的先進(jìn)水平。其中煤礦產(chǎn)業(yè)的機(jī)械化包括礦物運(yùn)輸和輔助運(yùn)輸。而絞車則是輔助運(yùn)輸設(shè)備的一種。但是在井下開采煤礦工作面上仍然需要的是牽引力大、穩(wěn)定性能好、安全性高、生產(chǎn)效率高的礦用機(jī)械。
在解放后我國(guó)的絞車開始生產(chǎn)，距今已有70年的發(fā)展歷史。在50年代期間，絞車的生產(chǎn)被提到了第一個(gè)五年計(jì)劃中，在此期間仿制了兩種絞車，一種是按照蘇聯(lián)圖紙生產(chǎn)的1011型和1012型電控慢速絞車，另一種是日本的JIS8001型絞車。到了60年代時(shí)期，社會(huì)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，絞車的使用被廣泛應(yīng)用，為了生產(chǎn)發(fā)展，出現(xiàn)了第一批絞車行業(yè)。在70年代時(shí)，出現(xiàn)了更多品種的絞車，到了70年代中后期，我國(guó)的煤礦產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)了低落，絞車的發(fā)展變得停滯不前，沒有新的架構(gòu)也沒有新的產(chǎn)品出現(xiàn)。到了70年代末，隨著我國(guó)的改革開放政策，絞車被進(jìn)行了防爆設(shè)計(jì)，從而被用到井下開采工作面，然而由于設(shè)備自動(dòng)化程度不高，無(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作，因此安全事故并沒有因此減少。到了20世紀(jì)，隨著全球油價(jià)的高升不降，煤炭產(chǎn)業(yè)再一次被人重視，而絞車這種礦用機(jī)械需求量不斷增加，隨后出現(xiàn)了各種品種的絞車，在此期間，絞車的自動(dòng)化程度再次加深，所以機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化和數(shù)字化是必然的走向。
2 電動(dòng)機(jī)的選擇
2.1 電動(dòng)機(jī)的計(jì)算
2.1.1 電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和型號(hào)選擇
電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的設(shè)備，是較為常用的原動(dòng)機(jī)。而電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、型號(hào)、輸出功率的選擇是根據(jù)工作時(shí)工況來(lái)決定的。
電動(dòng)機(jī)按照它電源的不同可以分為交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)。在工業(yè)上多采用交流電動(dòng)機(jī)，在此次設(shè)計(jì)中，采用Y型籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，究其原因在于它的設(shè)計(jì)新意、工作效率高、噪音低、安全性好、使用方便等特點(diǎn)。
JH-20回柱絞車設(shè)計(jì)是用于井下開采工作面的礦用設(shè)備，考慮到井下開采安全事故問(wèn)題，因此電動(dòng)機(jī)需要采用防爆電動(dòng)機(jī)，所以選用380V的YBK防爆電動(dòng)機(jī)。
2.1.2 電動(dòng)機(jī)輸出功率的計(jì)算
1．電動(dòng)機(jī)的靜功率計(jì)算公式為：
（2-1）
式中
電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算如下：
（2-2）
式（2.2）中Fw-----阻力。
Vw-----線速度（M/S）。
----效率。
其中
查得聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率為0.99，卷筒的傳動(dòng)效率為0.96，齒輪的傳動(dòng)效率為0.97，
軸承的傳動(dòng)效率為0.98
所以取，，，
2．電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的計(jì)算
卷筒軸的轉(zhuǎn)速如下：
（2-3）
查得：電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的適合范圍為：
（2-4）
經(jīng)計(jì)算得:
表2-1 電動(dòng)機(jī)主要參數(shù)
型號(hào)
額定功率（Kw）
轉(zhuǎn)速r/min
YBK2-225M-6
30
980
2.2傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的計(jì)算及分配
2.2.1總傳動(dòng)比計(jì)算
傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為：
（2-5）
式中
總傳動(dòng)比的計(jì)算公式為：
（2-6）
2.2.2傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的分配
取 則
由于潤(rùn)滑因素，查閱可得，則。
2.3動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算
要進(jìn)行動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算，就得推算出轉(zhuǎn)矩和功率。設(shè)將各個(gè)軸由高速到低速依次分成Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ軸。
由此可以得出軸的動(dòng)力參數(shù)：
圖2-1 電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)示意圖
2.3.1軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算
Ⅰ軸：
Ⅱ軸：
Ⅲ軸：
Ⅳ軸：＝
2.3.2軸的輸入功率計(jì)算
Ⅰ軸—Ⅳ軸的輸入功率：
Ⅰ軸：
Ⅱ軸：
Ⅲ軸：
Ⅳ軸：
取，，
其中為電動(dòng)機(jī)的出功率（KW），為聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率，為軸承的傳動(dòng)效率，為齒輪的傳動(dòng)效率；
2.3.3軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算
可知電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩：
（2-7）
Ⅰ軸—Ⅳ軸的輸入轉(zhuǎn)矩：
計(jì)算如表所示
表2-2 各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
軸名
電動(dòng)機(jī)軸
Ⅰ軸
Ⅱ軸
Ⅲ軸
Ⅳ軸
效率P（Kw)
輸入
21.34
20.29
18.9
17.97
輸出
22
20.70
19.28
17.58
17.07
轉(zhuǎn)矩T（T*M）
輸入
216.67
1184.28
4887.46
13194.70
輸出
216.67
210.17
1125.07
4545.34
12534.97
轉(zhuǎn)速N（r/min）
980
980
980
170.43
38.47
13.54
傳動(dòng)比
1
5.57
4.43
2.84
效率
0.9
0.95
0.93
0.95
根據(jù)傳動(dòng)裝置的參數(shù)計(jì)算結(jié)果可知：
綜合決定采用型號(hào)的電動(dòng)機(jī)，主要參數(shù)為：
額定電壓：380V/660V、660V/1140V
額定頻率：50Hz
功率范圍：2.2kW — 200kW安裝形式：B3、B5
絕緣等級(jí)：F級(jí)
防護(hù)等級(jí)：IP55
主要性能參數(shù)如下表：
表2-3 電動(dòng)機(jī)的主要性能參數(shù)
型號(hào)
YBK2-225M-6
額定功率
千瓦
45
馬力
60
電流（A）
82.1
轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）
2970
效率
92.5
功率因素
0.9
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩
額定轉(zhuǎn)矩
2.0
堵轉(zhuǎn)電流
額定電流
7.5
重量（Kg）
349
3 設(shè)計(jì)軸的計(jì)算
3.1軸的概述
1.軸的用途及分類
軸是一種用于支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件并傳遞運(yùn)動(dòng)跟動(dòng)力的機(jī)械零件。軸的一般分類為曲軸、直軸、實(shí)心軸、空心軸、軟軸跟剛性軸等。軸的性能在于它的強(qiáng)度跟剛度以及它的震動(dòng)穩(wěn)定性。
2.軸的材料使用
軸的主要材料為碳素鋼和合金鋼
因其碳素結(jié)構(gòu)鋼較高的綜合力學(xué)性能且它的價(jià)格低廉，所以應(yīng)用較為廣泛，其中以45剛最為廣泛。同時(shí)為了改善其耐磨性等其他力學(xué)性能，應(yīng)進(jìn)行熱處理。而合金鋼由于它的高力學(xué)性能但是價(jià)格昂貴，所以多用于特殊要求的軸。
3.軸的架構(gòu)研究
軸的架構(gòu)設(shè)計(jì)研究分為軸的架構(gòu)及尺寸大小
（一）分析軸上零件的裝配
要進(jìn)行軸的架構(gòu)設(shè)計(jì)首先等擬定出軸上零件的裝配情況。主要在于分配軸上零件的裝配方向順序等
（二）進(jìn)行定位
為了確保軸上零件位置的準(zhǔn)確性，所以需要對(duì)軸上零件進(jìn)行軸向及徑向定位。
①軸上零件的徑向定位
軸上零件的徑向定位通常用過(guò)盈配合、花鍵、切向鍵、平鍵等來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其目的是為了防止軸上零件跟軸之間發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
②軸上零件的軸向定位
軸上零件的軸向定位是靠軸肩軸環(huán)、圓螺母、圓錐面、彈性擋圈、套筒、軸端擋板來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
4.軸的強(qiáng)度計(jì)算
軸的強(qiáng)度計(jì)算是要為了使得軸滿足強(qiáng)度剛度要求
（1）計(jì)算軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度：
(3-1)
式中：
；
上式中可知：
d≥ (3-2)
式中A0= ，
其中
式中,
即內(nèi)徑d1比上外徑d，一般取。
倘若軸截面上設(shè)有鍵槽時(shí)，需要增大軸徑來(lái)對(duì)軸強(qiáng)度進(jìn)行一定的削弱。當(dāng)d大于100mm時(shí)，有一個(gè)鍵槽軸徑增加百分之三，有兩個(gè)時(shí)，需要增加百分之七。當(dāng)d小于或者等于100mm時(shí)，有一個(gè)鍵槽軸徑增加百分之五到百分之七；有兩個(gè)鍵槽需增加百分之十到百分之十五左右.最后其標(biāo)準(zhǔn)直徑為軸徑的圓整直徑。
（2）計(jì)算軸的彎扭合成強(qiáng)度
①作出計(jì)算簡(jiǎn)圖
作圖時(shí)，首先計(jì)算出軸上零件所受力，然后分解成水平方向上跟垂直方向上的力。最后求出各個(gè)零件處的水平反力跟垂直反力。
②作出彎矩圖
根據(jù)所作的簡(jiǎn)圖，從水平和垂直平面分別計(jì)算力所產(chǎn)生的彎矩，并在水平面和垂直面分別作出所受的彎矩示意圖，最后按照計(jì)算公式算出總彎矩并作出示意圖。
③作出扭矩圖
（3）核實(shí)軸強(qiáng)度
根據(jù)第三理論，計(jì)算應(yīng)力為：
(3-3)
由于有循環(huán)特性的存在，故代入系數(shù)a,如下所示：
（3-4）
如軸直徑為d，
彎曲應(yīng)力，
扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，
代入上式中，則有軸的彎矩合成強(qiáng)度為：
（3-5）
其中：
；
；
；
。
3.2主軸的設(shè)計(jì)
1)V軸設(shè)計(jì)
基本參數(shù)為：軸單位時(shí)間內(nèi)所做功的大小為P=5.504KW，軸在單位時(shí)間內(nèi)所做的圓周運(yùn)動(dòng)最低次數(shù)為n=30r/min ，軸產(chǎn)生的扭曲變形程度為T=1700N.m
求齒輪所受到的力：
==
軸直徑與長(zhǎng)度的計(jì)算：
軸的材料為45鋼，經(jīng)過(guò)熱處理后查表可知=110，
查閱可知計(jì)算公式：
（3-6）
將已知條件下的, 代入上式中, 設(shè)，最后可得
由于存在兩個(gè)鍵槽故
套筒安裝在d1=70
取用輕（2）216系列。 大小為：
長(zhǎng)度為：L1=110mm
(2)mm
選用3600型36216的軸承，安裝在d2=80處
大小為：
（3）（0）2尺寸系列N218E的圓柱子滾筒安裝在軸的前端部分
大小為：
3.3軸的核查
3.3.1 核查主軸Ⅶ軸
1. 計(jì)算齒輪上所受到的力
==
2.
H面：
V面：
計(jì)算M
3.計(jì)算物體轉(zhuǎn)動(dòng)的的力矩，作出扭矩圖。T=1700N.m
求出受力截面的彎矩，作彎矩圖。
4.核查
經(jīng)查閱可得：
故軸可以使用。
3.4研究分析卷筒軸
絞車的設(shè)計(jì)中卷筒軸的設(shè)計(jì)由于重要，原因在與卷筒軸的可靠性跟絞車的安全性能有著密不可分的聯(lián)系，所以卷筒軸的架構(gòu)設(shè)計(jì)變得十分的重要。考慮到絞車的安全性，對(duì)卷筒軸的結(jié)構(gòu)要求時(shí)所受應(yīng)力要小并且集中。除此以外，還要研究卷筒軸在經(jīng)過(guò)多次變載荷作用下而不會(huì)發(fā)生破壞的最大應(yīng)力，同時(shí)還要核實(shí)軸的剛度。
本次設(shè)計(jì)采用45鋼作為卷筒軸材料，經(jīng)過(guò)熱處理
經(jīng)查閱可知：
可知鋼絲繩正常情況下所受拉力為，卷筒的直徑長(zhǎng)度，繩的直徑長(zhǎng)度
按照卷筒的設(shè)計(jì)尺寸可得軸的基本尺寸如下圖所示：
圖3-1軸的基本尺寸
a)分析軸的受力情況
水平方向上所受反力：軸在此方面上未受到作用力，因此Fa=0
垂直方向上所受反力： 軸受到了鋼絲繩上的拉力以及兩個(gè)軸承反作用力
可得軸所受力得示意圖為：
圖3-2軸垂直面的受力圖
由于FC=
故得
由上式可知=2719 =2281
作出軸垂直面得彎矩圖
圖3-3軸垂直面彎矩圖
軸發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所受的力矩圖如下
625000 N.mm 625000 N.mm
圖3-4軸所受的扭矩圖
轉(zhuǎn)矩圖
625000 N.mm
489 785
圖3-5軸受的轉(zhuǎn)矩圖
b)軸徑的核查
許用應(yīng)力：查表可得 [] []=
應(yīng)力校正系數(shù)：=[]/[]=60/102.5=0.59
當(dāng)量轉(zhuǎn)矩：
當(dāng)量彎矩：M= N.mm
軸長(zhǎng)：D= mm
故該設(shè)計(jì)的軸徑適宜。
c)計(jì)算軸在經(jīng)過(guò)多次變載荷作用下而不會(huì)發(fā)生破壞的最大應(yīng)力
首先計(jì)算出鋼絲繩所受的當(dāng)量拉力，從而得出軸在經(jīng)過(guò)多次變載荷作用下而不會(huì)發(fā)生破壞的最大應(yīng)力，故得出：
（3-7）
其中
。經(jīng)查閱可知
平均應(yīng)力和應(yīng)力幅關(guān)系如下：
軸的最大應(yīng)力計(jì)算安全系數(shù)為：
查閱可知
查得可知軸的疲勞強(qiáng)度計(jì)算的安全系數(shù)在，
故而該軸強(qiáng)度適宜。
d)計(jì)算軸強(qiáng)度并核查
用靜強(qiáng)度計(jì)算拉力公式來(lái)求的軸的靜強(qiáng)度，計(jì)算公式如下：
式中
，查閱可知
靜強(qiáng)度計(jì)算的安全系數(shù)
當(dāng)時(shí)，，
由上可知，核實(shí)軸強(qiáng)度適宜。
4 選用鋼絲繩并設(shè)計(jì)卷筒
絞車工作時(shí)依靠鋼絲繩提升拖拉重物來(lái)完成的，加上工作時(shí)的工況復(fù)雜，一旦鋼絲繩出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)造成嚴(yán)重的事故，因此鋼絲繩的選用十分重要。
4.1選用鋼絲繩
4.1.1鋼絲繩的概述
鋼絲繩是按照一定的規(guī)則將鋼絲捻在一起。繩芯、鋼絲和潤(rùn)滑脂組成了鋼絲繩。繩芯是由鋼芯跟纖維芯所組成的。纖維芯主要是天然纖維芯和合成纖維芯兩種，鋼芯則是金屬纖維芯和金屬絲股芯。
由纖維芯構(gòu)成的鋼絲具有良好的彈性功能，在捻制時(shí)所受到的彎曲應(yīng)力也較小但是承受不了橫向所受的應(yīng)力；而由鋼芯所組成的鋼絲繩具有高強(qiáng)度，并且能夠耐高溫、承受橫向應(yīng)力，但是跟纖維芯相反，它的擾性很差。由于絞車的鋼絲繩需要多層纏繞，所以會(huì)選擇金屬芯股芯制成的鋼絲繩。
鋼絲繩的分類有多種，可按照材質(zhì)分類，也可按照表面狀態(tài)進(jìn)行分類。同時(shí)也能按照捻制的方法分類。
按照第三種分類方式，鋼絲繩被分為單股繩、雙捻繩跟三捻繩。
考慮到絞車設(shè)計(jì)中多用交捻鋼絲繩，所以在此次設(shè)計(jì)中優(yōu)先選取雙捻繩制的金屬芯鋼絲繩。
4.1.2選用合適的鋼絲繩直徑
查閱可知鋼絲繩的安全系數(shù)計(jì)算公式為：
(4-1)
其中：
經(jīng)查閱可知卷?yè)P(yáng)機(jī)的工作級(jí)別為A6，故取=6
KN (4-2)
鋼絲繩需大于或者等于以下的計(jì)算值：
其中
，查得=0.1036
查閱可知d=19(mm),鋼絲繩的抗拉強(qiáng)度為1770MPa
鋼繩是重要容器跟卷?yè)P(yáng)機(jī)間得紐帶，所以鋼絲繩在礦采安全性方面顯得格外重要。但有些煤礦由于設(shè)施落后、技術(shù)問(wèn)題、管理問(wèn)題等原因，會(huì)導(dǎo)致各種安全問(wèn)題的出現(xiàn)，甚至影響到礦采工人的生命安全。因此對(duì)鋼絲繩的選用、使用、維護(hù)等方面要求更高。以此來(lái)保證煤礦安全事故隱患的降低。下面來(lái)介紹幾個(gè)來(lái)增加鋼絲繩使用壽命的方法：
高頻率的檢查鋼絲繩的使用情況
做好對(duì)鋼絲繩的維護(hù)保養(yǎng)
及時(shí)的對(duì)鋼絲繩加油潤(rùn)滑處理。
4.2設(shè)計(jì)卷筒
卷?yè)P(yáng)機(jī)中卷筒所受的作用力十分的復(fù)雜，并且卷筒是卷?yè)P(yáng)機(jī)中的主要零件構(gòu)成，對(duì)卷?yè)P(yáng)機(jī)的安全性、工作效率及穩(wěn)定性起到至關(guān)重要的作用。
4.2.1選取材料
卷筒材料應(yīng)該有良好的可鍛造性，并且需要廣泛的資源。故在此次設(shè)計(jì)中選用ZG270-500作為材料，其所受的最大應(yīng)力為
、
4.2.2計(jì)算容繩的尺寸大小
按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定來(lái)選用容繩的基本尺寸參數(shù)
（1）卷筒的節(jié)圓直徑
卷筒節(jié)圓直徑 需要滿足：
(4-3)
其中： ，查閱可知
所以
設(shè)
（2）容繩的寬度``
卷筒容繩的寬度，需要滿足：
(4-4)
其中
所以
設(shè)
（3） 卷筒的邊緣直徑
卷筒端側(cè)面的直徑需要滿足下式：
(4-5)
其中——最外層的鋼絲繩直徑，由公式可得
——鋼絲繩纏繞層數(shù)
所以 設(shè)
（4）纏繞層數(shù)
由公式可得
(4-6)
其中
所以
故 設(shè)
（5）卷筒容繩量
鋼絲繩在卷筒上纏繞時(shí)，卷筒所能容納下最大長(zhǎng)度的鋼絲繩被稱為卷筒的容繩量
L的計(jì)算公式如下可知：
第層的繩芯直徑是：
(4-7)
上式中的——第層，。
故
第層鋼絲繩的長(zhǎng)度為
故L為：
4.2.3計(jì)算卷筒壁的強(qiáng)度以及厚度
?。?）計(jì)算多層纏繞系數(shù)
查閱可知計(jì)算As的公式為：
(4-8)
式中
式中
求得
(2)計(jì)算卷筒壁的厚度
卷筒壁的厚度公式：
式中
查閱絞車設(shè)計(jì)手冊(cè)可知
所以 故取
?。?）計(jì)算卷筒壁的強(qiáng)度
通過(guò)計(jì)算結(jié)果可知，卷筒壁的強(qiáng)度符合要求。
5 鍵聯(lián)接
5.1鍵聯(lián)接的概述
為了能夠?qū)⑤S與軸上零件之間的位置固定來(lái)傳遞動(dòng)力，這便是鍵聯(lián)接的作用。鍵聯(lián)接的特點(diǎn)在于它架構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)拆卸聯(lián)接，且它的工作性能穩(wěn)定，故鍵聯(lián)接已被推廣使用在各個(gè)領(lǐng)域。
鍵聯(lián)接分為平鍵聯(lián)接，半圓鍵聯(lián)接，楔鍵聯(lián)接，切向鍵聯(lián)接等幾種
平鍵聯(lián)接按照用途可以分為一下三種：普通平鍵、導(dǎo)向平鍵和滑鍵。
普通平鍵根據(jù)鍵的端面形狀結(jié)構(gòu)可以分為：圓頭（A型），方頭（B型）及單圓頭（C型）三種。A型圓頭平鍵的圓頭部分無(wú)法被充分的使用，原因在于A型平鍵鍵槽的端面所受應(yīng)力集中過(guò)大。它的優(yōu)點(diǎn)在于它的鍵能夠在鍵槽中較完好的固定，適合固定在鍵槽銑刀銑出的鍵槽中。B型方頭平鍵能夠避免A型平鍵的缺點(diǎn)，是由于它的鍵槽是用盤銑刀銑出的，相對(duì)于外形較大的鍵來(lái)說(shuō)，B型鍵槽需要用螺釘來(lái)進(jìn)行固定來(lái)防止鍵的松動(dòng)。C型單圓頭平鍵通常用于聯(lián)接軸端。
導(dǎo)向平鍵與滑鍵通常用于軸上零件需要軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)采用。導(dǎo)向平鍵屬于活動(dòng)聯(lián)接，主要的失效形式是工作面的磨損。它是一個(gè)長(zhǎng)平鍵，是依靠螺釘來(lái)固定在鍵槽里的。為了便于拆卸，關(guān)鍵是要使用一個(gè)起鍵螺釘，這樣螺釘就可以擰開，鍵就從鑰匙槽里取出。傳動(dòng)軸上的傳動(dòng)部位可以沿著鍵沿軸向滑動(dòng)。當(dāng)各部件之間的距離較大時(shí)，應(yīng)使用滑鍵，因?yàn)閷?dǎo)向平鍵的要求長(zhǎng)度太大，不能制造?；瑝K鍵固定在輪轂上，輪轂驅(qū)動(dòng)滑塊鍵在軸上的鍵槽上進(jìn)行軸向滑動(dòng)。這樣，只有一個(gè)更長(zhǎng)的鍵槽可以在軸上研磨，并且可以縮短鍵。
5.2選擇合適的鍵
選擇鍵的方式是從選擇的型號(hào)跟尺寸來(lái)確定的。按照鍵聯(lián)接的架構(gòu)特點(diǎn)和工作時(shí)的使用情況來(lái)選擇型號(hào)。而確定尺寸是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定及所需強(qiáng)度來(lái)確定。 鍵的截面尺寸大小以及它的長(zhǎng)度是鍵的基本尺寸參數(shù)。
普通平鍵的基本參數(shù)如下：
表5.1 普通平鍵的尺寸大小
軸的直徑d
6×8
＞8~10
＞10~12
＞12~17
＞17~22
＞22~30
鍵寬b×鍵高h(yuǎn)
2×2
3×3
4×4
5×5
6×6
8×7
軸的直徑d
＞30~38
＞38~44
＞44~50
＞50~58
＞58~65
＞68~75
鍵寬b×鍵高h(yuǎn)
10×8
12×8
14×9
16×10
18×11
20×12
軸的直徑d
＞75~85
＞85~95
＞95~110
＞110~130
鍵寬b×鍵高h(yuǎn)
22×14
25×14
28×16
32×18
鍵的長(zhǎng)度系列L
6，8，10，12，14，16，18，20，22，25，28，32，36，40，45，50，56，63，70，80，90，100，110，125，140，180，200，220，...
5.3 核查平鍵強(qiáng)度
取用圓頭平鍵，因,由上可知
故鍵記為：鍵。
鍵受擠壓時(shí)的強(qiáng)度極限為：
（5-1）
其中：
,
可得 ，
K=9mm，
故經(jīng)核查該平鍵強(qiáng)度符合要求。
6 研究分析制動(dòng)器
制動(dòng)器是為了將運(yùn)動(dòng)零件降低轉(zhuǎn)速或者停止運(yùn)動(dòng)的機(jī)械零件。生活中較為常見的是汽車的剎車。電閘等。
制動(dòng)器能正常使用的條件如下
（1） 滿足推力要求，制動(dòng)器的扭矩越大越安全。
（2） 滿足安裝的尺寸要求。
（3） 制動(dòng)反應(yīng)速度要快。
（4） 制動(dòng)器零件需要較好的耐高溫性能。
（5） 維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單。
制動(dòng)器一般的安裝位置在機(jī)構(gòu)的高速轉(zhuǎn)軸或者減速器的輸入軸上，其目的為了能夠降低制動(dòng)時(shí)的所受的力。
JH-20型回柱絞車用于井下開采工作面，因此需要依靠制動(dòng)器來(lái)啟動(dòng)絞車，而如果發(fā)生卷筒發(fā)轉(zhuǎn)，會(huì)造成嚴(yán)重后果，所以需要用渦輪蝸桿達(dá)到自鎖的目的。
需要進(jìn)行強(qiáng)度的核查之后再使用制動(dòng)裝置。
①銷軸強(qiáng)度核查：
作用在銷軸上的剪切應(yīng)力為：
[т]= (6-1)
==62.75MPa
其中：
選擇圓鋼來(lái)作為銷軸的材料，進(jìn)行熱處理之后，它的抵抗拉伸強(qiáng)度為為取中間值為640Mpa。取用8.8性能等級(jí)來(lái)進(jìn)行計(jì)算。所以銷的最大受屈服極限為：800Mpa。
銷軸能承受的最大應(yīng)力為。
選用剪切安全系數(shù)[Ss]為2.5
因?yàn)殇N軸的所受剪切力比銷軸能承受的最大應(yīng)力來(lái)的小
故而經(jīng)核查銷軸的強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。
②核查連接軸處的強(qiáng)度：
對(duì)軸連接處進(jìn)行強(qiáng)度核查原因在于此處會(huì)受到力的作用。聯(lián)接軸所受的剪切應(yīng)力大小為：
Т= = （6-2）
其中：
使用45號(hào)鋼作為材料其產(chǎn)生屈服時(shí)的應(yīng)力為355MPa。
材料所能承受的最大應(yīng)力為[т]=
選取剪切安全系數(shù)[Ss]為2.5
所以經(jīng)查核連接軸的強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。
③核查剎手把處的強(qiáng)度
需要核查剎手把處的強(qiáng)度原因是該處會(huì)受到載荷作用下的彎曲應(yīng)力，其彎曲作用力計(jì)算如下：
;
其中：
。
經(jīng)過(guò)核查剎手把處的強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求。
7 減速器蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)
減速器常常用作減速的傳動(dòng)裝置，在特定情況下也會(huì)用作增速裝置。這是被叫為增速機(jī)。在目前的機(jī)械行業(yè)中被廣泛使用。主要原因在于它的高效率、穩(wěn)定可靠性以及安裝維護(hù)的方便等優(yōu)點(diǎn)。
減速器的種類繁多，分類的方式也很多，大致可以分為齒輪減速器、蝸桿減速器、單級(jí)和多級(jí)減速器等。
選用減速器類型是按照傳動(dòng)比的大小來(lái)決定的。如傳動(dòng)比小于八時(shí)，則可以使用單級(jí)的減速器。主要原因在于如果單級(jí)減速器的傳動(dòng)比過(guò)大時(shí)，會(huì)造成外廓形狀過(guò)大。
當(dāng)傳動(dòng)比大于十時(shí)，應(yīng)該采用蝸桿減速器，是因?yàn)槲仐U減速器的特點(diǎn)在于它具有反自鎖功能。反之傳動(dòng)比較小的時(shí)候，蝸桿減速器的優(yōu)點(diǎn)就突顯不出來(lái)了，并且此時(shí)的蝸桿減速器的工作效率較低。
蝸桿減速器又可以分為兩種結(jié)構(gòu)形式，區(qū)分關(guān)鍵在于蝸桿的圓周速度，當(dāng)蝸桿圓周速度小于4m/s時(shí)，使用蝸桿在下的形式。因?yàn)榇藭r(shí)蝸桿在嚙合處能夠由較好的潤(rùn)滑。反之，當(dāng)蝸桿圓周速度大于4m/s時(shí)，使用蝸桿在上式的減速器，可以避免出現(xiàn)減速器過(guò)熱現(xiàn)象。
阿基米德蝸桿減速器由于它的制作方法簡(jiǎn)單，所以目前還在推廣應(yīng)用，但是它的缺點(diǎn)也是突顯出來(lái)，如它的工作效率低下，冷卻系統(tǒng)劣質(zhì)，使用壽命短。所以隨著機(jī)械水平的進(jìn)步，出現(xiàn)了更多優(yōu)秀種類的蝸桿減速器。
7.1渦輪蝸桿的計(jì)算
由于減速器需要的總傳動(dòng)比較大，所以盡可能的需要較大的單級(jí)傳動(dòng)比，故而選用渦輪蝸桿。又因?yàn)闇u輪蝸桿減速器的架構(gòu)緊湊，安全穩(wěn)定性能好，并且能獲得更大的傳動(dòng)比，因此選用圓柱蝸桿傳動(dòng)。
選[值
: 假設(shè)
經(jīng)過(guò)查閱資料可得：
：
：
選取值： 由圖可知以下：
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計(jì)算中心距
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（7-1）
： 查閱表格可知
： 查表可得處
Mpa
Zn== （7-2）
查閱表格可知
查閱表格可得
設(shè)為
（7-3）
=
=
（7-4）
查閱資料可得
（7-5）
（7-6）
（7-7）
=
（7-8）
=
=
查閱表可得
（7-9）
=
由于
所以符合要求
查閱表格可知：
設(shè)
由于<
所以符合要求
蝸桿軸繞度計(jì)算
==
I=7.72×
[]
[]
由于合格<[]
所以符合要求
設(shè)為
設(shè)為
由于<80
所以符合要求
7.2 減速器的潤(rùn)滑
7.2.1 傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑
圓周速度小于12m/s的齒輪減速器一般使用油箱潤(rùn)滑并自然冷卻。將浸入油中的齒輪置于1至2個(gè)齒高，以便減小齒輪運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力和油的溫升，高速的齒輪減速器也應(yīng)該較淺，大致應(yīng)為0.7倍的齒高，但不應(yīng)少于10mm。
在多級(jí)減速器中，傳動(dòng)的各個(gè)階段都應(yīng)盡可能地浸入。如果低速齒輪油太深，可采取以下措施降低齒輪的深度：高速齒輪通過(guò)托輥浸入油中；或減速箱蓋和箱座腹部?jī)A斜，使高速和低速傳動(dòng)的深度大致相等。如果出現(xiàn)減速器的工作平衡溫度超過(guò)90℃的現(xiàn)象時(shí)，此時(shí)需要使用循環(huán)油潤(rùn)滑或者采用其他的冷卻方式。
圓周速度大于12M/s的齒輪減速器不應(yīng)該用油箱潤(rùn)滑，因?yàn)椋?）齒輪帶上的油會(huì)被離心力拋出而不能送到嚙合位置；（2）由于油的攪拌，減速器的溫度會(huì)升高。（3）油底將被攪拌使得軸承磨損程度加深；（4）潤(rùn)滑油氧化速度加快，降低潤(rùn)滑油的性能。此時(shí)采用噴油潤(rùn)滑最為適宜。
蝸桿圓周速度低于10m/s的蝸輪減速器可以由油池潤(rùn)滑。當(dāng)蝸桿在上時(shí)，浸入油中的蝸桿齒輪的深度可以限制在不超過(guò)限定高度。當(dāng)蝸桿在下時(shí)，為避免功率損失的加重，油面的深度應(yīng)低于蝸桿的螺紋根部，且不超過(guò)蝸桿滾子軸承最低球的中心。但是如果滿足了后面一個(gè)條件并且蝸桿浸入油中時(shí)，可以在蝸桿軸上安裝甩油環(huán)，以便將油甩進(jìn)蝸桿上進(jìn)行潤(rùn)滑。
蝸桿圓周轉(zhuǎn)速為10m/s的減速器可以采用噴油潤(rùn)滑。燃油噴射的方向應(yīng)遵循蝸桿的方向進(jìn)入嚙合區(qū)，但有時(shí)油也可以從蝸桿的兩側(cè)輸送到嚙合區(qū)，以加速散熱。
7.2.2軸承的潤(rùn)滑
在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，軸承內(nèi)外環(huán)與滾動(dòng)體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)是不可避免的，從而造成機(jī)體與部分動(dòng)力之間的摩擦，導(dǎo)致內(nèi)部與內(nèi)部之間的熱磨損。外環(huán)滾體。為了降低軸承的摩擦阻力，減緩軸承的磨損速度，控制軸承的溫升，提高軸承的使用壽命，在設(shè)計(jì)軸承機(jī)構(gòu)時(shí)必須考慮軸承的潤(rùn)滑。為了保持軸承的潤(rùn)滑，必須考慮軸承的密封。
?7.2.2.1 潤(rùn)滑的效果
?通過(guò)加入潤(rùn)滑劑，能夠在相對(duì)運(yùn)動(dòng)體之間形成液體或者半液體摩擦，從而能夠減小摩擦引起的磨損，降低摩擦系數(shù)。除此以外當(dāng)油膜從相對(duì)體中分離時(shí)，可以避免兩個(gè)摩擦表面之間的摩擦。
??7.2.2.2降低溫升
加入潤(rùn)滑劑之后，除了潤(rùn)滑油流過(guò)表面帶有一部分熱量之外，由于摩擦系數(shù)的降低，減少了相對(duì)運(yùn)動(dòng)體之間的摩擦，從而軸承的發(fā)熱也會(huì)相應(yīng)的降低。以此來(lái)達(dá)到了降低溫升的作用效果。
潤(rùn)滑油在相對(duì)運(yùn)動(dòng)體表面形成的油膜能夠起到防止腐蝕和清潔效果，保證了零部件表面不發(fā)生銹蝕現(xiàn)象。潤(rùn)滑油在流過(guò)運(yùn)動(dòng)體表面同時(shí)帶走了零件內(nèi)的臟物，達(dá)到了清洗的作用。
潤(rùn)滑劑能夠形成密封效果，通過(guò)密封裝置來(lái)防止外來(lái)雜物臟物進(jìn)入到軸承內(nèi)部，保證軸承不會(huì)因?yàn)橥饨绠愇镆鸸收稀?
7.2.2.3 選擇潤(rùn)滑劑的標(biāo)準(zhǔn)
首先潤(rùn)滑劑需要選用的是具有低摩擦系數(shù)、良好的吸附能力和滲透性特點(diǎn)的，其目的是為了能夠獲得較好的潤(rùn)滑效果。這樣的潤(rùn)滑劑能夠滲透到摩擦副的微小間隙中并牢固地附著在摩擦表面上從而形成一定強(qiáng)度的抗壓油膜。除此以外，在設(shè)計(jì)中，應(yīng)該根據(jù)所用軸承的類型、工作時(shí)的速度等來(lái)選擇合理的潤(rùn)滑劑，正確合理的選擇方式能夠降低軸承的工作負(fù)荷，從而來(lái)提高它的工作使用壽命。
?7.2.2.4滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑
一般來(lái)說(shuō)，使用潤(rùn)滑脂或者潤(rùn)滑油對(duì)滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑。通過(guò)試驗(yàn)不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)軸承的轉(zhuǎn)速高時(shí)，選用潤(rùn)滑油會(huì)比潤(rùn)滑脂來(lái)得好，因?yàn)橛脻?rùn)滑油溫升低，反之，當(dāng)轉(zhuǎn)速低時(shí)，選用潤(rùn)滑脂。一般來(lái)說(shuō)，用速度因子dn來(lái)進(jìn)行判斷。d為軸承內(nèi)徑(Mm)，n為轉(zhuǎn)速(r/min)。可以通過(guò)查閱資料手冊(cè)得出各種滾動(dòng)軸承適用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑還是潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，以及適用的潤(rùn)滑方式的dn值。
8 軸承的選用及密封方法
軸承是用來(lái)支撐機(jī)械零件，也可以用作支承軸上的零件。
軸承的分類方式有多種。按照滾動(dòng)體的形狀分，軸承可以分為球軸承和滾子軸承。球軸承的負(fù)荷能力較低但是所受摩擦力的阻力小，轉(zhuǎn)速高，價(jià)格低廉。
按照滾動(dòng)體的列數(shù)分，軸承分為單列軸承、雙列軸承和多列軸承。
8.1滾動(dòng)軸承的概述
滾動(dòng)軸承是以滾動(dòng)摩擦為主。滾動(dòng)軸承一般分為：深溝球軸承、圓柱滾子軸承、推力球軸承、滾針軸承等等。滾動(dòng)軸承的主要組成部分是由內(nèi)外圈跟滾動(dòng)體保持架所組成。
滾動(dòng)摩擦軸承稱為滾動(dòng)軸承。滾動(dòng)軸承主要由外圈、內(nèi)圈、滾動(dòng)元件和車架組成。外環(huán)的內(nèi)表面和內(nèi)環(huán)的外表面都有溝槽，稱為溝槽。當(dāng)內(nèi)圈和外圈相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，外圈在旋轉(zhuǎn)體中旋轉(zhuǎn)。滾動(dòng)元件是滾動(dòng)軸承形成滾動(dòng)軸承所不可缺少的部件?；\口的作用是將滾動(dòng)元件均勻分離，避免兩個(gè)相鄰的滾輪直接接觸，增加磨損。
常用的滾動(dòng)體形狀有球滾子，短圓柱滾子，圓錐滾子，球面滾子，螺旋滾子，長(zhǎng)圓柱滾子，滾針。
根據(jù)滾動(dòng)軸承的載荷，它們可分為三類：徑向軸承只承擔(dān)徑向（垂直至旋轉(zhuǎn)軸）滾動(dòng)軸承的載荷，如深溝球軸承。推力軸承只承受滾動(dòng)軸承（如推力球軸承）的軸向載荷（沿或平行于旋轉(zhuǎn)軸）。徑向軸承和軸向載荷，如角接觸球軸承，用于徑向推力軸承。滾動(dòng)軸承的軋?bào)w、內(nèi)圈和外圈應(yīng)具有較高的硬度、接觸疲勞強(qiáng)度、耐磨性和沖擊強(qiáng)度。
與滑動(dòng)軸承比較，滾動(dòng)軸承在使用上有以下優(yōu)點(diǎn)：
1）較高的工作效率以及較小的摩擦阻力
2）制動(dòng)速度快，穩(wěn)定性跟安全性好。
3）在相同條件下，后者的直徑小。
4）后者的維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單容易。
5）后者的回轉(zhuǎn)精度高。
6）后者生產(chǎn)高，更加的標(biāo)準(zhǔn)化。
8.2蝸輪軸上軸承的選用
選擇圓錐滾子軸承是在于它的蝸桿上能夠同時(shí)受到軸向跟徑向上的作用力，并且擁有較大力矩負(fù)荷。它的特點(diǎn)如下：
1、它能夠同時(shí)承受軸徑向的作用力，并具有大的力矩負(fù)荷。
2、不適合用來(lái)承擔(dān)純軸向負(fù)荷。
3、能夠?qū)S一個(gè)方向上的軸向位移進(jìn)行控制。
考慮到之前選擇的是類型代號(hào)為3的圓錐滾子軸承，所以軸的直徑應(yīng)當(dāng)選用105mm，故得出來(lái)它的內(nèi)徑代號(hào)為21。
8.3蝸桿軸上軸承的選用
需要選擇深溝球軸承與推力球軸承相匹配的方法，因?yàn)槲仐U上同時(shí)受到軸向力以及徑向力的作用。
選用軸承：由于采用深溝球軸承，其類型代號(hào)為6，選用的軸徑為75毫米，因此其內(nèi)徑代號(hào)為15，可按要求選擇下列軸承：61715, 63715等。由于采用推力球軸承，其類型代號(hào)為5，因此選用的軸徑為80mm，其內(nèi)徑代號(hào)為16?？砂匆筮x擇下列的軸承： 52216, 52316等。
8.4 密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
?無(wú)論是油潤(rùn)滑還是脂潤(rùn)滑的軸承結(jié)構(gòu)，機(jī)械系統(tǒng)中的密封結(jié)構(gòu)都是為了防止外物進(jìn)入軸承內(nèi)部。因此密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的就是考慮防漏以及異物進(jìn)入。
設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)以及進(jìn)行疏導(dǎo)是潤(rùn)滑油防漏的主要方法。考慮到角接觸軸承承具有泵油的功能，又因?yàn)檩S承安裝通常是背靠背的，所以主軸箱和端蓋之間必須有回油通道，從來(lái)達(dá)到潤(rùn)滑和防止泄漏的作用。而上文中提到的甩油環(huán)密封結(jié)構(gòu)，在工作中也可以起到防漏和疏導(dǎo)的作用。油通過(guò)軸承并通過(guò)螺母2流向右側(cè)。螺母的外環(huán)具有鋸齒環(huán)槽。當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，油泵流向壓力蓋1中的空腔，然后通過(guò)回油孔回流到主軸箱。鋸齒的方向應(yīng)該與。油流方向相反應(yīng)該有2-3個(gè)環(huán)形槽?；赜涂椎闹睆綉?yīng)盡可能大
9 軸承游隙
軸承游隙是指滾動(dòng)跟軸承內(nèi)外圈之間的距離。選擇正確合適的軸承游隙可以對(duì)機(jī)械零件起到很重要的作用，比如會(huì)提高它的使用壽命，機(jī)械件運(yùn)行的穩(wěn)定性能，同時(shí)也對(duì)軸承的各項(xiàng)動(dòng)態(tài)性能有著很大的作用力。因此，選擇合適的軸承游隙是十分重要的。
選擇正確的軸承游隙時(shí)的注意事項(xiàng)：
（1）軸承和軸孔的松動(dòng)將使得軸承游隙值發(fā)生變化。故而在安裝軸承之后會(huì)使得游隙值變?。?
（2）在軸承工作時(shí)內(nèi)，環(huán)與外環(huán)之間的溫差時(shí)由軸與外殼散熱條件的不同而產(chǎn)生的，因此游隙值會(huì)變??；
（3）考慮到軸與殼體材料膨脹系數(shù)的差異，會(huì)影響到游隙的大小。
一般來(lái)說(shuō)，軸承游隙標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的基礎(chǔ)游隙值是最適合向心軸承的工作間隙值，同樣適用于一般工作情況下，所以通常會(huì)先考慮基本組游隙值。如果向心軸需要在特殊的條件下工作時(shí)此時(shí)可選用輔助組游隙值。
10 絞車的常見故障及處理方法
1.卷?yè)P(yáng)機(jī)產(chǎn)生異響
1) 滾筒處發(fā)出反常的聲音 主要原因在于滾筒的螺栓松動(dòng)或者滾筒已經(jīng)產(chǎn)生裂痕、滾筒與軸之間的磨損嚴(yán)重等原因造成的。出現(xiàn)這種情況時(shí)需要首先確定發(fā)生異常的原因，再來(lái)去確定方法。如果發(fā)生響聲嚴(yán)重時(shí)需要停機(jī)修理以防發(fā)生安全事故。
2) 減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出反常的響聲 出現(xiàn)這個(gè)故障時(shí)可能的幾個(gè)原因是①齒輪嚙合間隙不緊密②軸的間隙過(guò)大③減速器或軸承的螺栓松落④有其他物體掉入了減速器內(nèi)。解決該問(wèn)題的方法是針對(duì)以上出現(xiàn)的狀況實(shí)施正確的處理辦法。如出現(xiàn)了異物在減速器中，則需要停止使用，將異物取出排除故障之后再測(cè)試是否還會(huì)發(fā)生異響。
2.卷?yè)P(yáng)機(jī)滾筒上鋼絲繩排列雜亂無(wú)序
1) 卷?yè)P(yáng)機(jī)使用不當(dāng)，比如提升重物是未按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的角度。此時(shí)需要及時(shí)的處理，認(rèn)真按照規(guī)定操作使用卷?yè)P(yáng)機(jī)。
2) 卷?yè)P(yáng)機(jī)的處理繩系統(tǒng)裝置失效 ，需要重新安裝新的卷?yè)P(yáng)機(jī)的排繩裝置。
3) 卷?yè)P(yáng)機(jī)的導(dǎo)輪缺油潤(rùn)滑導(dǎo)致，此時(shí)需要及時(shí)加油潤(rùn)滑促使鋼絲繩再滾筒上能夠左右滑動(dòng)。
3.絞車提升重物時(shí)出現(xiàn)打滑現(xiàn)象
1) 滾筒離合器的摩擦片與摩擦鼓損壞過(guò)大，需要更換新的摩擦片及摩擦鼓以防止發(fā)生打滑現(xiàn)象。
2) 滾筒離合器中滲入了油污造成了打滑，此時(shí)應(yīng)該重新維護(hù)滾筒的離合器。
4.剎手把無(wú)法剎住車
1) 剎車帶磨損嚴(yán)重，及時(shí)更換新的剎車帶以防發(fā)生安全事故。
2） 剎車帶上沾有油污，此時(shí)需要停止運(yùn)行，及時(shí)的清洗油污，杜絕安全隱患。
3) 剎車時(shí)的角度未按照規(guī)定要求。
5.絞車的制動(dòng)閘松開時(shí)不靈活
1) 制動(dòng)裝置的油缸內(nèi)有空氣或者沒有完全密封。
2) 沒有調(diào)整適宜的制動(dòng)操作杠桿長(zhǎng)度。
3) 沒有完全密封溢流閥或者調(diào)壓裝置處發(fā)生了漏油現(xiàn)象
4） 制動(dòng)操縱裝置油缸活塞發(fā)生了卡缸現(xiàn)象。
6.減速器漏油
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