圖書分類號(hào)：密級(jí)：畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)JHB-14回柱絞車設(shè)計(jì)JHB-14PROP-PULLINGHOISTDESIGN畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)XXX學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)注。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。論文作者簽名：日期：年月日XXX學(xué)位論文版權(quán)協(xié)議書本人完全了解XXX關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：本校學(xué)生在學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸XXX所擁有。XXX有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的紙本復(fù)印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。XXX可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進(jìn)行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：日期：年月日日期：年月日畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)緒論1.1引言煤炭是一種重要的能源，對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重大影響，因此發(fā)展經(jīng)濟(jì)必定要關(guān)注煤炭行業(yè)的發(fā)展，這個(gè)行業(yè)的發(fā)展離不開機(jī)械的輔助，因此絞車的發(fā)展是很重要的一個(gè)部分。1.2概述我們所說的絞車，設(shè)計(jì)它是為了幫助煤礦井下更好的進(jìn)行采煤工作，體現(xiàn)在：絞車自身相對(duì)來說大小適中，輕巧，在一些不方便的工作層面能夠很好的開展工作。如今各行各業(yè)的發(fā)展都依賴機(jī)械的發(fā)展，絞車因此也得到廣泛的應(yīng)用。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，研究的是JHB-14回柱絞車。這種絞車在煤炭行業(yè)中是一種很有效的輔助機(jī)械設(shè)備。在采煤的各項(xiàng)工作中都有著很廣泛有效的應(yīng)用。絞車的應(yīng)用是多方面的，不僅僅在采煤這方面，在其他需要運(yùn)輸調(diào)度的行業(yè)都有著很有效的運(yùn)用。絞車在工作面布置有以下三種：1）安裝在回風(fēng)巷，絞車的回柱需要用到導(dǎo)向輪，導(dǎo)向輪要想完成工作，那么在每一次回柱的時(shí)候，它都需要移動(dòng)，在這種情況下，鋼絲繩更容易壞損，因?yàn)殇摻z繩的作用使其多了一個(gè)拐彎，增大了其受到的摩擦阻力。從拉動(dòng)繩子沿方向長式布局，才能夠以此種方式布置絞車。由于絞車寬度太寬會(huì)導(dǎo)致道路被封鎖，所以，絞車寬度不應(yīng)超過。2）安裝工作面的上端，然而這樣的設(shè)計(jì)在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中很不簡便，原因在于要隨著周期頻繁的移動(dòng)絞車，與此同時(shí)還要移開柱子。這樣的情況下回柱絞車甚至有可能被壓埋，如果齒輪嚙合不良的話，尤其在機(jī)座受到力的作用變形時(shí)，這是非常危險(xiǎn)的，這種情況多在工作面上方頂板壓力較大時(shí)發(fā)生。3）安裝在工作表面上，如果想在速度方面對(duì)回柱絞車進(jìn)行提升，可以使用的方法是，操縱多臺(tái)絞車，使他們?cè)诠ぷ髅嫔峡梢酝瑫r(shí)發(fā)生回柱?，F(xiàn)今，每天可以有一個(gè)班來安排回柱放頂，但與其一起工作的刨煤機(jī)，用時(shí)只有2小時(shí)，顯然，這就是增加產(chǎn)量的一個(gè)方向?；刂g車結(jié)構(gòu)的一般分類：1）按驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)劃分（1）手搖式回柱絞車從外形上來說，它的體積和其它構(gòu)造復(fù)雜的絞車相比是較小的，當(dāng)然，在重量上，它也是更輕便的，所以這種絞車是很好移動(dòng)的，綜合所有絞車作對(duì)比，這種絞車有優(yōu)點(diǎn)也有缺點(diǎn)，應(yīng)用范圍有限。（2）風(fēng)動(dòng)回柱絞車這種絞車?yán)Υ?，本身比較輕便，因而超級(jí)瓦斯礦這種場所就很適合它，比如中國西南地區(qū)的瓦斯礦。但在現(xiàn)實(shí)生活中，任何機(jī)械的制造使用都要考慮成本和效益，這種絞車的成本就很高，這就直接導(dǎo)致這類絞車的使用十分的稀少。（3）電動(dòng)回柱絞車就目前這個(gè)追求效率和效益的市場而言，該絞車是效率高，操作方便，成本合適的使用范圍最廣的。2）按滾筒結(jié)構(gòu)劃分（1）纏繞式滾筒從操作的難易程度看，和其它絞車相比較，纏繞式滾筒絞車有著較為廣泛的使用，原因在于它是有一定容繩量的，這樣使其操作起來比較簡單方便；同時(shí)這種絞車也是有缺點(diǎn)的，其中比較明顯的是它的明顯大于其他絞車的尺寸和重量。（2）摩擦式滾筒這種絞車，生產(chǎn)成型時(shí)，形狀優(yōu)美。滾筒的摩擦力完成了重要的工作，而且不會(huì)發(fā)生排繩的狀況，絞車若要大規(guī)模投入使用還要經(jīng)過更多的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。（3）鏈條滾筒 絞車完成回柱工作可以有很多種方式，其中一種就是通過纏繞鏈條來進(jìn)行工作，這就是鏈條滾筒?？紤]到鏈條的重量較大，那么，它的長度就應(yīng)該受到限制，舉例來說明，要生產(chǎn)重量三噸的便攜式絞車，那么它的鏈條長度就被限定到僅有6米，也正是因此，鏈條回柱絞車是使用很少的一種。1.3國內(nèi)外絞車的發(fā)展最近幾十年的發(fā)展，我國機(jī)械化的發(fā)展快速，尤其煤炭行業(yè)，依靠機(jī)械化取得的很多的進(jìn)步。絞車這種輔助設(shè)備功不可沒，但是仍然有很多問題等待解決，比如，技術(shù)條件更不上現(xiàn)實(shí)發(fā)展需求。我國絞車經(jīng)歷了幾個(gè)不同的發(fā)展階段后，取得了不容忽視的成就，然而，從絞車的各方面發(fā)展情況來說，我國絞車的發(fā)展情況和國外相比，仍然有著相當(dāng)?shù)牟罹唷?.4JHB-14型回柱絞車的技術(shù)特點(diǎn)1）速度平穩(wěn)，工作效率高工作牽引速度為，平均速度，最大牽引力為，容繩量為。2）結(jié)構(gòu)簡單，安排合理驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是絞車設(shè)計(jì)中的重要部分，本次設(shè)計(jì)中采用的是具有蝸輪蝸桿以及圓柱齒輪的兩級(jí)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，除此之外，還采用了圓弧蝸輪蝸桿，因?yàn)槠涑休d能力較大，至于齒輪，設(shè)計(jì)使用開式齒輪，使機(jī)械傳動(dòng)部件得到很大的簡化。3）使用方便，信賴度高工作狀態(tài)和制動(dòng)狀態(tài)的互鎖，在機(jī)械中可以有多種實(shí)現(xiàn)方式，而我們?cè)O(shè)計(jì)的JHB-14型回柱絞車則是通過錐面來實(shí)現(xiàn)。絞車工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生動(dòng)載，動(dòng)載的大小是變化的，最小的動(dòng)載出現(xiàn)在剛開始動(dòng)作時(shí)，這些動(dòng)載對(duì)會(huì)鋼絲繩產(chǎn)生一定的影響，自然，剛開始動(dòng)作時(shí)受到的影響最小。此時(shí)的電動(dòng)機(jī)只需按動(dòng)馬達(dá)控制按鈕即可啟動(dòng)，而絞車的運(yùn)行，簡單的操縱就可完成。2總體設(shè)計(jì)2.1規(guī)范要求首先，重要任務(wù)是確保安全；其次看中效率，盡量確保客戶滿意度；然后全面將各種可能問題列入思慮范圍；再然后，徹底執(zhí)行各部門相關(guān)規(guī)定；最后追求技術(shù)的進(jìn)步，力求可以用途廣泛。外在條件要求：首先，確保絞車能夠正常工作，則必須保證其所處環(huán)境溫度范圍在；而是絞車可以使用的環(huán)境相對(duì)濕度；而要想絞車能夠正常工作，則必須確保海拔在以下。其次，必須要確保絞車的使用環(huán)境，注意有害物質(zhì)的含量，一定要符合國家規(guī)定。2.2基礎(chǔ)數(shù)據(jù)最大牽引力：平均牽引速度：容繩量：2.3基礎(chǔ)方案設(shè)計(jì)過橋齒輪蝸桿蝸輪內(nèi)齒輪滑移齒輪大齒輪1蝸桿軸2蝸輪軸3過橋齒輪軸4滾筒軸圖2.1JHB-14型回柱絞車傳動(dòng)系統(tǒng)圖其傳動(dòng)路線是：防爆電機(jī)→聯(lián)軸器→蝸桿→蝸輪→內(nèi)齒輪→外齒輪→過橋齒輪→大齒輪→卷筒。2.4電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)的選擇不是隨意就可以的，應(yīng)該參照相關(guān)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，按照一定的方式方法來選擇。2.4.1輸出功率由給出的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可以知道的是：，也就是說，那么，再看前面的基礎(chǔ)方案中的圖，可以計(jì)算：這求出來的結(jié)果是總傳動(dòng)效率。2.4.2確定型號(hào)這里的是所需要的額定功率，我們需要確定另一個(gè)輸出功率與它的關(guān)系是可以從上面的一系列關(guān)系等式中看到，─是一種附加動(dòng)載荷系數(shù)，是由電動(dòng)機(jī)和工作機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)等外部因素引起的，取在這樣的情況下，絞車的工作環(huán)境必須要在各項(xiàng)考慮范圍之內(nèi)，尤其是絞車在井下工作的時(shí)候，與其他機(jī)械的工作環(huán)境來比較的話，是十分不好的工作環(huán)境了，這樣的工作條件防爆就非常有必要了，所以絞車使用的電動(dòng)機(jī)一定要有非常良好的防爆功能，而電動(dòng)機(jī)的使用都是有一定規(guī)定的，這里我們就用這個(gè)電動(dòng)機(jī)，它有幾個(gè)重要的參數(shù)，，這是額定功率，，這是實(shí)際轉(zhuǎn)速，，這是質(zhì)量，，，這幾個(gè)是限制它的條件。除了這些，還要知道的是，它的一些大小數(shù)據(jù)，，而這個(gè)是電動(dòng)機(jī)的中心的高度數(shù)據(jù)，，這個(gè)數(shù)據(jù)是電動(dòng)機(jī)的軸的直徑，長度。2.4.3牽引鋼絲繩直徑的確定及滾筒直徑的確定在涉及到回采工作面的問題中，想要實(shí)現(xiàn)這種工作，通常都要采用一些輔助設(shè)備來實(shí)現(xiàn)回柱放頂，這類工作多數(shù)情況都是采用經(jīng)濟(jì)合理的回柱絞車來完成的。實(shí)際上，絞車可以有效作用在很多方面，比如說托運(yùn)重物，在某些情況下，調(diào)度車輛也會(huì)用到絞車?？紤]到現(xiàn)實(shí)情況中，絞車經(jīng)常要在環(huán)境十分惡劣的地方工作，對(duì)其要求就格外多些。這樣就要對(duì)此作出一些計(jì)算，來確保安全。，鋼絲繩安全系數(shù)，鋼絲繩上的拉力：拉拉,所以，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，表選擇：繩股繩纖維芯，鋼絲繩表面鍍絡(luò)。其主要參數(shù)如下：鋼絲繩直徑：鋼絲直徑：鋼絲總斷面面積：參考重力：鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度：鋼絲破斷拉力總和：2.5滾筒的設(shè)計(jì)計(jì)算2.5.1滾筒直徑上面的式子中是表示鋼絲繩的直徑，2.5.2滾筒寬度考慮滾筒寬度，也要考慮到滾筒寬度對(duì)最終的產(chǎn)品的影響。所以，設(shè)計(jì)時(shí)，一定要注意限制滾筒寬度的最大值，確保其不能太寬。同時(shí)也要注意，不能讓滾筒寬度過窄，這主要是考慮到滾筒的協(xié)調(diào)性，尤其是滾筒與減速器裝配起來后的協(xié)調(diào)性。正因?yàn)槿绱?，不能隨意的定下滾筒的寬度，比較穩(wěn)妥的方法是，就會(huì)顯得更加協(xié)調(diào)，看起來也就更加美觀大方。下面的設(shè)計(jì)中，取。2.5.3滾筒的外徑在平時(shí)的工作中，總是要用到一些前人總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，根據(jù)這些總結(jié)出來的規(guī)定使用條件，可以知道的是，要想獲得最好的使用效果，那么鋼絲繩纏繞的時(shí)候最好就纏5層就好了，這個(gè)數(shù)據(jù)小于5的時(shí)候都是不錯(cuò)的，如果大于5的話也可以，就是這時(shí)候的使用效果不好。這里要計(jì)算這個(gè)纏繞的層數(shù)的話，可以將其設(shè)為n，在已經(jīng)知道的條件中又知道滾筒它的容繩量是100m,那么就可以進(jìn)行一下的計(jì)算了：每一圈所纏繞的長度：計(jì)算鋼絲繩的纏繞層數(shù)為（層）則鋼絲繩在卷筒上的最小纏饒直經(jīng)：鋼絲繩在卷筒上的最大纏饒直經(jīng)：鋼絲繩在卷筒上的平均纏饒直經(jīng)：根據(jù)設(shè)計(jì)要求平均速度為滾筒的轉(zhuǎn)速為：計(jì)算出系統(tǒng)總傳動(dòng)比為：2.5.4驗(yàn)算滾筒的平均速度：計(jì)算的思路是，先分別求出最大速度和最小速度，進(jìn)而求出平均速度1）最小速度2）最大速度3）平均速度2.5.5驗(yàn)算電機(jī)悶車時(shí)，鋼絲繩在里層的安全系數(shù)1）電機(jī)在悶車時(shí)，鋼絲繩的拉力2）電機(jī)悶車時(shí)，鋼絲繩在里層的安全系數(shù)由上面的計(jì)算過程可以知道，鋼絲繩在這種情況下是沒有危險(xiǎn)的，可以放心使用。3減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1減速器參數(shù)確定要確定兩級(jí)傳動(dòng)比的分配，就必須考慮影響到它的各種情景，蝸輪蝸桿對(duì)它有著重要的影響，因此必須被考慮在內(nèi)：第一級(jí)蝸輪傳動(dòng)：第二級(jí)齒輪傳動(dòng)：電動(dòng)機(jī)輸出功率：系統(tǒng)總傳動(dòng)比：第一級(jí)：第二級(jí)：系統(tǒng)中各個(gè)傳動(dòng)軸的速度：1軸2軸=3軸軸轉(zhuǎn)速：=齒輪轉(zhuǎn)速：=4軸軸轉(zhuǎn)速：=齒輪轉(zhuǎn)速：=各軸功率計(jì)算：電機(jī)輸出功率為：1軸=2軸3軸4軸計(jì)算各軸扭距1軸2軸3軸軸上扭矩：齒輪扭矩：4軸軸上扭矩：齒輪扭矩：3.2圓弧蝸桿蝸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算每一種傳動(dòng)都是有一定目的的，而蝸桿的傳動(dòng)是為了實(shí)現(xiàn)在空間里面，它們兩個(gè)之間存在的一種運(yùn)動(dòng)，除了這個(gè)還有一種可以傳遞的動(dòng)力，這兩個(gè)軸放在一起，它們的狀態(tài)是相交的，相交的時(shí)候傾城的角度為90度，每一種傳動(dòng)都有自己的特點(diǎn)，它的特點(diǎn)是下面這些：1）傳動(dòng)比還是比挺大的，正常情況下如果要用的話就用這個(gè)數(shù)值，，在其它的不在范圍的情況下取值的話，取數(shù)值1000就可以了。2）它可以非常穩(wěn)定的進(jìn)行運(yùn)行，而且它受到的沖擊載荷也是比較小的；3）它可以很好的一個(gè)功能，自鎖；4）它在滑動(dòng)的時(shí)候有著一個(gè)非常大的速度，這種蝸桿可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的摩擦磨損，在工作條件不太好的情況下，這些原因?qū)е铝怂兄鄬?duì)較低的傳動(dòng)效率，如果發(fā)生自鎖這種情況的話，可能就只有的效率了；5）如果要減小摩擦的話，可以有很多種方法，其中合金做成的蝸輪就很有效果，雖然這樣效果很好，但是這樣花費(fèi)的錢比較多。3.2.1材料的選定蝸桿材料：35CrMo,整體調(diào)質(zhì)處理，硬度HB240～270，齒面氮化深度，齒面硬度HV516～615(HRC50～56)。，蝸輪材料：ZQSn6-6-3金屬模型鑄造3.2.2初選參數(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上的表16.5-37，16.5-37可以查閱到：中心距：傳動(dòng)比：39模數(shù)：8蝸桿：齒廓曲率半徑：軸向齒形角：齒頂高：頂隙c：軸向齒厚：導(dǎo)程角圓弧中心坐標(biāo)：齒頂?shù)箞A圓角半徑r：經(jīng)過查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取，蝸輪轉(zhuǎn)速18.72蝸桿轉(zhuǎn)速n3.2.3蝸輪蝸桿參數(shù)計(jì)算及校核1)蝸桿分度圓直徑：2)蝸輪分度圓直徑:3)蝸輪變位系數(shù)4)頂隙C：5)蝸桿齒頂高：6)蝸桿齒根高：7)蝸桿齒根圓直徑:8)蝸桿齒頂圓直徑：9)蝸輪齒頂高：10)蝸輪齒根高：11)蝸輪齒根圓直徑：12)蝸輪喉圓直徑：13)蝸輪頂圓直徑：14)蝸桿軸向齒厚：=15)蝸桿法向齒厚：16)蝸輪齒寬：17)蝸桿齒寬：18)圓弧中心坐標(biāo)：將蝸輪蝸桿與齒輪放在一起比較，可以發(fā)現(xiàn)，它們的失效形式有很多相似的地方，比如都會(huì)出現(xiàn)的失效形式有齒面點(diǎn)蝕，或者膠合等。蝸輪蝸桿的失效大多發(fā)生在蝸輪齒輪上，原因在于蝸輪材料硬度與蝸桿相比較低。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)齒輪傳動(dòng)P243頁3.1.4齒根彎曲強(qiáng)度。求蝸輪的圓周速度，并校核效率： 實(shí)際傳動(dòng)比：蝸輪的圓周速度：滑動(dòng)速度：求傳動(dòng)效率，按式（16.5-3）式中?。?。所以，與暫取值0.85接近。校核蝸輪齒面的接觸強(qiáng)度：按表16.5-10，齒面接觸強(qiáng)度驗(yàn)算公式為：式中：查表16.5-11得：查表16.5-12得：(間歇工作);蝸輪傳遞的實(shí)際轉(zhuǎn)矩：5337.95當(dāng)時(shí)。查圖16.5-4得.將上式帶入。計(jì)算出：所以，強(qiáng)度滿足。3.3內(nèi)齒輪嚙合及過橋傳動(dòng)設(shè)計(jì)在現(xiàn)在的各行各業(yè)的運(yùn)作中，有各種各樣的傳動(dòng)，最為常見的，也是使用的比較多的就是和齒輪這個(gè)部件有關(guān)系的傳動(dòng)。對(duì)于這種使用頻率很高的齒輪傳動(dòng)，它必定是具有很多優(yōu)點(diǎn)供選擇的，其中比較突出的就是其承載能力，還有它的工作效率，以及它更為準(zhǔn)確的傳動(dòng)比。除此以外，齒輪傳動(dòng)在它的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，更加的緊湊合理，在實(shí)際工作中，運(yùn)行的也更加安全、可靠，相對(duì)來說使用壽命長。這種傳動(dòng)不好的方面在于它的制造和安裝精度，因?yàn)檫@些方面有很高的要求，需要支付高昂的費(fèi)用，因此，這種傳動(dòng)一般不被應(yīng)用在中心距較大的場合。如果齒輪傳動(dòng)的形式從它的工作環(huán)境等等這些外在的因素來說的話，它的構(gòu)造決定了它的的齒輪是完全暴露在外面的，因此灰砂、雜物等會(huì)對(duì)其產(chǎn)生非常大的影響，所以這種齒輪傳動(dòng)的潤滑效果無法有準(zhǔn)確有效的保障，這樣一來，就非常容易是齒輪被磨壞損毀，因此許多這樣的原因，這種齒輪常應(yīng)用于低速級(jí)、不重要的場合。3.3.1傳動(dòng)材料以及數(shù)據(jù)參數(shù)5)材料及熱處理小齒輪選用，滲碳淬火回火HRC56～62；內(nèi)齒輪選用，滲碳淬火回火HRC56～62；過橋齒輪選用，滲碳淬火回火HRC56～62。3.3.2強(qiáng)度校核1）按接觸疲勞強(qiáng)度校核（1）:（2）:（3）:（4）:（5）由表8—119，選?。海?）由圖8—32（7）由圖8—34表8—120（8）圖8—35，（9）由圖8—36查得：（10）由表8—122查得：（11）由圖8—38d查得：（12）（13）由圖8—39，按允許點(diǎn)蝕查得：，（14）由圖8—40（15）由圖8—41查得：（16）粗糙度系數(shù)由圖8—41，齒面粗糙度3.2，，0.95，（17）由圖8—43查得：（18）齒數(shù)比u：（19）其中重合度系數(shù)?。?0）（21）（22）由此可知，齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度通過。2）按彎曲疲勞強(qiáng)度校核（1)圖8—34表8—120（2)由圖8—44，查，（3)直齒輪（4)由圖8—47d查得：（5)由表8—124得：（6)由圖8—49（7)由圖8—50查得：按重合度：=[(-tan)+(-tan)]=[20(tan(arccos-)+20(tan(arccos-)]=1.86重合度系數(shù)=0.25+0.75/1.86=0.65（8)（9)10)查表8—121得：11)因此，根據(jù)以上設(shè)計(jì)計(jì)算，得出在傳遞過程中，強(qiáng)度足夠。如果想要驗(yàn)證內(nèi)齒輪，就需要知道一些基本的數(shù)據(jù)：為內(nèi)齒輪，為滑移齒輪，為過橋齒輪。齒輪其他主要尺寸計(jì)算齒輪分度圓直徑：根圓直徑：齒根高：=頂圓直徑：齒頂高：3.4過橋齒輪與滾筒齒輪嚙合設(shè)計(jì)：3.4.1傳動(dòng)材料以及數(shù)據(jù)參數(shù)5)材料及熱處理滾筒齒輪選用20，滲碳淬火回火HRC56～62；過橋齒輪選用20，滲碳淬火回火HRC56～623.4.2強(qiáng)度校核現(xiàn)實(shí)生活里的應(yīng)用中，會(huì)發(fā)生失效這種狀況的地方是有一定的規(guī)律的，發(fā)生頻率較高的是齒輪這個(gè)部位。不管是哪個(gè)部位發(fā)生失效，都是以多種形式體現(xiàn)出來的，而輪齒的失效也符合這個(gè)規(guī)律，比如說，由于輪齒的折斷而導(dǎo)致的失效，再或者是由于齒面上的點(diǎn)蝕而帶來的失效等等。輪齒折斷：在齒輪的運(yùn)行中中，時(shí)常會(huì)發(fā)生有一個(gè)或多個(gè)齒斷裂的情況，且這種情況多發(fā)生在齒根部位發(fā)生，這種斷裂有時(shí)是整體的，有時(shí)是局部發(fā)生的，我們把這樣的情況叫做輪齒折斷。齒面點(diǎn)蝕：在齒輪面上，如果齒面在齒面線附近一直重復(fù)遭受到交變出現(xiàn)的接觸應(yīng)力，就會(huì)在齒面上形成一些小裂紋，這種損傷就是我們所說的這種損傷。齒面膠合：齒輪上的齒面，當(dāng)它們和到一起的時(shí)候，如果齒輪以很高的速度重載或者以很低的速度重載的時(shí)候，發(fā)生粘焊現(xiàn)象，這種現(xiàn)象叫做齒面膠合。齒面磨損：磨粒磨損是在齒面間運(yùn)動(dòng)時(shí)，有外界硬屑落入其中時(shí)產(chǎn)生的，而齒面磨損就是這樣形成的。1）按接觸疲勞強(qiáng)度校核（1）（2）（3）（4）齒寬：（5）由表8—119選?。海?）由圖8—32選?。?）由圖8—34表8—120選取，（8）圖8—35（9）由圖8—36查得：（10）由表8—122查得：（11）由圖8—38d查得：（12）（13）由圖8—39，按允許點(diǎn)蝕查得：（14）由圖8—40（15）由圖8—41，，查得：（16）粗糙度系數(shù)由圖8—41，齒面粗糙度3.2，，（17）由圖8—43查得：（18）齒數(shù)比u:（19）其中重合度系數(shù)?。?0）（21）得：（22）由此可知，齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度通過。2）按彎曲疲勞強(qiáng)度校核（1）圖8—34表8—120（2）由圖8—44，查（3）直齒輪得：（4）由圖8—47d查得：（5）由表8—124得：（6）由圖8—49（7）由圖8—50查得：按重合度=[(-tan)+(-tan)]=[20(tan(arccos-)+72(tan(arccos-)]=1.68重合度系數(shù):（8）（9）（10）查表8—121得：（11）齒輪其他主要尺寸計(jì)算齒輪分度圓直徑：根圓直徑：=頂圓直徑：3.5減速器傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)校核3.5.1第1軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1）計(jì)算軸和齒輪上的作用力其中：,,蝸桿分度圓直徑蝸輪分度圓直徑軸在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候總是要受到力的作用的，對(duì)這個(gè)力進(jìn)行受力分析，可以把它轉(zhuǎn)化為三個(gè)力，這三個(gè)力的關(guān)系是互相垂直的，它們分別是：圓周力和徑向力，還有軸向力。蝸桿圓周力：==蝸桿軸向力:==蝸輪圓周力：蝸輪軸向力:徑向力： 2）初步估算軸的直徑蝸桿的材料為35CrMo由這個(gè)公式來看，軸的最小直徑可以被計(jì)算出來，軸的跨度，軸上的鍵槽，都會(huì)對(duì)軸的直徑產(chǎn)生一定的影響，所以軸的長度取值要有一定的估算來確保安全。查表：取A=100則由于軸的最小直徑段通過聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)軸相連。從上述可知電動(dòng)機(jī)軸的直徑為。所以取軸的最小直徑。3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）確定軸的結(jié)構(gòu)方案從下面的軸的示意圖可以看到，軸的右邊安裝進(jìn)去的是右軸承，在這一邊，定位用到的是軸肩，另一邊定位用的是軸承蓋；在下圖中可以看到，軸的左端安裝進(jìn)去的是左軸承，該軸承的左邊用的軸肩來進(jìn)行定位的，而它的右邊的定位用的是軸承蓋。之所以要把軸做成這種齒輪軸，是因?yàn)辇X輪的直徑是比較小的，在所述的軸中。圖3.1（2）確定各軸段直徑和長度eq\o\ac(○,1)段根據(jù)，并且與電動(dòng)機(jī)輸出軸的直徑相配合來選擇聯(lián)軸器并確定軸Ⅰ段的軸頸。根據(jù)選擇聯(lián)軸器型號(hào)為:YL10型。公稱轉(zhuǎn)矩。軸孔長度，總長。軸的長度比轂孔長度少短一點(diǎn)為。由軸徑根據(jù)選擇鍵。尺寸為，，。eq\o\ac(○,2)段考慮到軸承端蓋的大小和厚度，以及端蓋的裝拆，所以②段軸的長度為，此段要定位聯(lián)軸器，所以軸的直徑要大于，故取。eq\o\ac(○,3)段此段上裝有圓錐滾子軸承,考慮到軸承的便于裝拆以及軸承端蓋對(duì)軸承的定位，取要大于，且要符合標(biāo)準(zhǔn)軸承內(nèi)徑，故取。查暫選軸承的型號(hào)為32313，其寬度,基本額定載荷，。軸承潤滑方式選擇脂潤滑?？紤]到軸承的定位取略小于軸承的寬度。。eq\o\ac(○,4)段便于拆卸軸承內(nèi)圈且要定位軸承，。取軸肩。eq\o\ac(○,5)段根據(jù)蝸輪的分度圓直徑以及蝸桿的齒輪長度暫定。便于圓弧面蝸桿的加工要小于圓弧面齒輪的分度圓直徑。故取。eq\o\ac(○,6)此段為圓弧面齒輪，根據(jù)蝸輪蝸桿嚙合傳動(dòng)取蝸桿，eq\o\ac(○,7)此段與⑤段對(duì)稱布置，所以，。eq\o\ac(○,8)段此段與④段對(duì)稱布置，所以，。eq\o\ac(○,9)段該段軸的直徑。查暫選軸承的型號(hào)為32313，其寬度,基本額定載荷，。軸承潤滑方式選擇脂潤滑。軸的長度等于軸承的寬度，。3）確定軸承及齒輪作用力的位置如圖所示，要想確定所求，就要從軸承支點(diǎn)位置下手，對(duì)31313軸承的資料檢索，起支點(diǎn),因此，。4）繪制軸的彎矩圖和扭矩圖（1）求軸承反力H水平面：由圖3.2（b）求軸承反力由得：解得：由解得：V垂直面：由圖3.2（c）求軸承反力由得：解得由：解得（2）求齒寬中點(diǎn)處彎矩H水平面V垂直面合成彎矩M圖3.2（d）扭矩圖3.2（e）軸的彎矩圖和扭矩圖如下面所示：圖3.2軸的受力簡圖5）按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度，選用系數(shù)=0.6,那么計(jì)算處于齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量彎矩，圖3.2（f）==選用作為材料,整體處理用調(diào)制的方法，硬度HB240～270，=930N/mm，許用應(yīng)力=90N/mm。軸的計(jì)算應(yīng)力為：所以，該軸滿足強(qiáng)度要求。）確定危險(xiǎn)截面：確定危險(xiǎn)截面的原則是要靠載荷較大還有截面較小的方式來定奪的，選取截面為危險(xiǎn)截面（1）計(jì)算危險(xiǎn)截面應(yīng)力：截面右側(cè)彎矩：截面上的扭矩：抗彎截面系數(shù)：抗扭截面系數(shù)：截面上的彎曲應(yīng)力：截面上的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力：彎曲應(yīng)力幅：彎曲平均應(yīng)力：0（2）確定影響系數(shù)：軸的材料為，調(diào)質(zhì)處理。由表查得。軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù)、根據(jù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)表可得：尺寸系數(shù)、，根據(jù)軸的截面查圖的得表面質(zhì)量系數(shù)、根據(jù)和表面加工方法為精車，查圖，得材料彎曲、扭轉(zhuǎn)的特性系數(shù)、?。?，由上面參數(shù)可得：其中：查表中的許用安全系數(shù)值，查得該軸安全，校核通過。3.5.2第2軸的設(shè)計(jì)計(jì)算1）計(jì)算軸和齒輪上的作用力其中：蝸輪分度圓直徑在傳動(dòng)過程中，蝸輪齒面上所受的的力可以分解為3個(gè)相互垂直的分力：圓周力，徑向力，軸向力蝸桿圓周力：==蝸桿軸向力:==蝸輪圓周力：蝸輪軸向力:徑向力：2）初步估算軸的直徑取40Cr調(diào)質(zhì)作為軸的材料由式計(jì)算軸的最小直徑，由于要考慮軸上鍵槽及倒角的影響使軸加大10%來確保安全；查表，取A=100則故取軸的最小直徑為。3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）確定軸的結(jié)構(gòu)方案首先要觀察下面的這個(gè)圖，在這個(gè)圖上面我們可以看到的是，在它的右面有兩個(gè)軸承，在這個(gè)設(shè)計(jì)中，它們被裝入軸的方位是右面，而左邊的這個(gè)軸承，它的裝入點(diǎn)是在左端，而蝸輪，則是在軸的右端，它轉(zhuǎn)入后是通過左邊和右邊的兩軸承來定位的，與此同時(shí)，還有兩個(gè)部件是從左邊轉(zhuǎn)入的，這兩個(gè)部件一個(gè)是叫做滑移齒輪，還有一個(gè)是叫做內(nèi)齒輪。在圖上我們可以看到的內(nèi)容不多，但是可以知道的是，軸的左邊的軸承，它是需要定位的，如果想要實(shí)現(xiàn)定位的話，就要用到箱體，還有套筒這個(gè)部件。在圖上，軸的右邊的軸承，可以看到的是，它也是需要定位的，它要想實(shí)現(xiàn)定位的話，就要用端蓋來輔助實(shí)現(xiàn)了。選用單列圓錐滾子軸承和深溝球軸承。圖的結(jié)構(gòu)如圖3.3所示：圖3.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（2）確定各軸段直徑和長度第①段，根據(jù)，確定。從錐面端蓋，滑移齒輪，剎車時(shí)，滑移齒輪在軸上移動(dòng)的距離暫定，此段軸上需裝耐磨和減磨的軸套。查GB/T18324-2001選擇軸套GB/T18324-C90×105×160-CuSn8P。第②段，此段上裝有內(nèi)齒輪,取，。內(nèi)齒輪與軸之間通過鍵聯(lián)結(jié)。由軸徑根據(jù)選擇鍵C型。尺寸，，。第③段，此段裝有圓錐滾子軸承，取。根據(jù)軸的直徑查暫選軸承的型號(hào)為30322，其寬度,基本額定載荷，，用脂潤滑，。第④段，此段上裝有蝸輪，蝸輪的寬度為，，。蝸輪與軸之間通過鍵聯(lián)結(jié)。由軸徑根據(jù)選擇鍵。尺寸為，，。第⑤段，此段與3段對(duì)應(yīng)，取。查暫選軸承的型號(hào)為30322，其寬度,基本額定載荷，用脂潤滑，故。3.5.3第3軸的計(jì)算1）此軸為過橋齒輪的支承軸，不傳遞轉(zhuǎn)矩，只承受彎矩。軸上齒輪傳遞的功率：軸上齒輪的轉(zhuǎn)速：2）初步估算軸的直徑考慮到軸的材料，由式彎矩的承受和傳遞影響著計(jì)算結(jié)果，此處不傳遞彎矩，附加系數(shù)0.7.查表取A=100則0.7×100所以，取軸最小直徑3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）確定軸的結(jié)構(gòu)方案將軸分為三段，兩邊直徑小中間直徑大。圖的結(jié)構(gòu)如圖3.4所示。圖3.4（2）確定軸的直徑和長度第①段，最小直徑，支承的意義，箱體的厚度放在考慮之內(nèi)，取。第②段，過橋齒輪在這里，為保持空間，軸的長度應(yīng)稍大于齒輪厚度，厚度為，取。為了齒輪的裝拆，此段直徑大于第一段，故取。此段軸上裝耐磨和減磨軸套，選擇軸套GB/T18324-C90×105×100-CuSn8P。③段與一段對(duì)稱，。4滾筒軸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1滾筒和齒輪上的作用力滾筒軸不傳遞彎矩，所以滾筒軸轉(zhuǎn)速為0。為了便于計(jì)算。用軸上齒輪的參數(shù)來進(jìn)行計(jì)算和校核。其中：軸上齒輪受力：圓周力：==徑向力：回柱絞車的最大拉力：初步估算軸的直徑取40Cr調(diào)質(zhì)作為軸的材料根據(jù)公式，主要彎矩由滾筒軸承受，故取0.95作為系數(shù)。查表得40Cr取A=100則圓整4.2確定軸的結(jié)構(gòu)方案在回柱絞車中，有許多非常重要的部件，比如說滾筒，還有各種軸，軸承等等。這些重要的部件中有一個(gè)非常重要的就是滾筒軸這個(gè)部件了。它非常重要的原因在于它的設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)絞車最終的能不能有很好的使用功能有著很重要的影響。對(duì)于這個(gè)重要的部件來說，設(shè)計(jì)的時(shí)候依然要從結(jié)構(gòu)開始一步步來進(jìn)行，從下面的結(jié)構(gòu)圖可以看到的內(nèi)容是，這個(gè)軸它的右邊安裝上來的是一個(gè)叫做右圓柱滾子軸承的部件，在它的左邊，安裝了一個(gè)部件叫密封圈，在這個(gè)密封圈的左邊，我們可以看到的是，軸肩這個(gè)部件對(duì)圓柱滾子軸承進(jìn)行了定位，然后在它的右邊，用到的是軸承蓋這個(gè)部件來進(jìn)行定位的。用同樣的道理來看軸的左邊，可以看到的是，軸的左邊安裝了左圓柱滾子軸承這個(gè)部件，它從軸的左邊安裝進(jìn)入軸，然后在他的右邊也是通過使用密封圈這個(gè)部件來實(shí)現(xiàn)對(duì)它定位這個(gè)目的的，同樣的，密封圈的右邊使用的是軸肩這個(gè)部件，以這個(gè)部件來實(shí)現(xiàn)對(duì)密封圈的定位，相同的道理可以知道，圓柱滾子軸承左端的定位要想實(shí)現(xiàn)的話就要用軸端蓋這個(gè)部件來實(shí)現(xiàn)了。這些內(nèi)容都可以在下面的圖4.1當(dāng)中看到。圖4.1（1）確定各軸段直徑和長度第eq\o\ac(○,1)段，根據(jù)，確定，。第eq\o\ac(○,2)段，此段軸的直徑要大于，故取。大齒輪厚度為，此段長度要大于大齒輪的厚度，軸承端蓋的厚度，故取。第eq\o\ac(○,3)段，此段取要大于，據(jù)軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)，取。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，軸承的型號(hào)為N2228，,，。用脂潤滑。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得密封圈寬度為?？紤]到軸承以及密封圈的定位軸的長度，應(yīng)小于兩者寬度之和。故取。第eq\o\ac(○,4)段，此段為軸肩，便于定位。取，取。第eq\o\ac(○,5)段，根據(jù)滾筒軸結(jié)構(gòu)上的需要。取，。第eq\o\ac(○,6)段，此段與4段相對(duì)稱，取，第eq\o\ac(○,7)段，此段與3段對(duì)稱布置，取。選軸承的型號(hào)為N2228，,，，用脂潤滑，密封圈寬度為，取。eq\o\ac(○,8)段此段與1段相對(duì)應(yīng)，所以取，。4.3軸的強(qiáng)度校核要想知道這些設(shè)計(jì)出來的軸是不是能夠符合我們所需要的要求，就要對(duì)這些軸進(jìn)行評(píng)估計(jì)算，通過這些計(jì)算來驗(yàn)證設(shè)計(jì)的好不好，能不能用。這樣的驗(yàn)證校核是一個(gè)非常繁瑣復(fù)雜的過程，必須要想辦法簡化這一過程，有一種很好用的方法，就是找到每一個(gè)作用點(diǎn)，還有每一個(gè)支點(diǎn)，如果可以做到這些，就可以使整個(gè)驗(yàn)算校核的過程非常簡單方便。具體情況可以在圖4.2中看到。4.3.1繪制軸的彎矩圖和扭矩圖先將大齒輪、卷筒看作一個(gè)整體，求軸承作用卷筒上的力。1）求滾動(dòng)軸承反力H水平面：由圖4.2（a）求軸承反力由得：解得：由解得：V垂直面：所有的結(jié)論都要從計(jì)算中得出，通過上面的一些列計(jì)算說明，可以知道的是在這個(gè)垂直的面上面，所關(guān)注的的這個(gè)軸承沒有收到什么力的作用和影響。2）對(duì)整個(gè)滾筒軸分析（1）求軸承座反力H水平面：由圖4.2（b）求軸承反力由得：解得：由解得：V垂直面：由圖求軸承座反力由得：解得由：解得（2）求各處的彎矩B點(diǎn)處H水平面：V垂直面：C點(diǎn)處H水平面：V垂直面：D點(diǎn)處H水平面：V垂直面：合成彎矩：軸的彎矩圖和扭矩圖如下面4.2所示：圖4.23）按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度滾筒軸不受扭矩，所以；40Cr為軸的材料,調(diào)質(zhì)處理，硬度HB240-285=685N/mm，材料許用應(yīng)力=60N/mm。軸的計(jì)算應(yīng)力為：所以該軸滿足強(qiáng)度要求。）確定危險(xiǎn)截面：從載荷較大，截面較小判斷，選取截面為危險(xiǎn)截面（1）計(jì)算危險(xiǎn)截面應(yīng)力：截面右側(cè)彎矩：抗彎截面系數(shù)：截面上的彎曲應(yīng)力：彎曲應(yīng)力幅：彎曲平均應(yīng)力：0（2）確定影響系數(shù)：軸的材料為鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表查得，軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù)、根據(jù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)表可得：尺寸系數(shù)、，根據(jù)軸的截面查圖的得表面質(zhì)量系數(shù)、根據(jù)和表面加工方法為精車，查圖，得由上面參數(shù)可得：查表中的許用安全系數(shù)值，查得該軸安全，校核通過。5系統(tǒng)傳動(dòng)部件的校核5.1聯(lián)軸器上鍵的校核查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表5-3，許用擠壓應(yīng)力聯(lián)軸器上所選鍵的基本尺寸為:在鍵的接觸面上，擠壓應(yīng)力的分布是均勻的，可以由此計(jì)算擠壓強(qiáng)度：上式中，由以上可知，鍵的強(qiáng)度通過。5.2蝸輪上鍵的校核查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表5-3，鍵的許用擠壓應(yīng)力此段上所選鍵的基本尺寸為:對(duì)于這段軸而言，壓潰是軸上的鍵主要失效形式，所以要對(duì)其擠壓強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算?？梢杂纱擞?jì)算擠壓強(qiáng)度：由以上可知，鍵的強(qiáng)度通過不夠，應(yīng)采用雙鍵。5.3內(nèi)齒輪上鍵的校核查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)表5-3，鍵的許用擠壓應(yīng)力鍵為C型，尺寸為:對(duì)于這段軸而言，壓潰是軸上的鍵主要失效形式，可以由此計(jì)算擠壓強(qiáng)度：由于載荷分布不均這種現(xiàn)象可能會(huì)出現(xiàn)在鍵上，因而計(jì)算的時(shí)候按照鍵計(jì)算。按照上述情況，此處若想要滿足要求就要采用雙鍵。5.4軸上軸承的校核查機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)，軸承的型號(hào)為32313，，，，，。畫出受力簡圖如圖5.1：圖5.11）軸上所受的力====2）求軸承反力（1）H水平面：由圖5.1求軸承反力由得：解得：由解得：（2）V垂直面：由圖（c）求軸承反力由得：解得：由：解得：（3）求合成支反力3）計(jì)算軸承派生軸向力查表10-7軸承軸向派生力S4）計(jì)算軸承所受的軸向載荷因5）計(jì)算軸承所受的當(dāng)量載荷由表10-6。載荷系數(shù)因查表10.5得：故因查表10.5得：故）計(jì)算軸承壽命因,故按計(jì)算。由表10-3，溫度系數(shù)5．5滾筒軸承的校核滾筒的軸承選圓柱軸承型N2228（GB/T283-1994）。查得，經(jīng)過上述各種數(shù)據(jù)的計(jì)算審核可以確定，在使用壽命方面，滾筒軸上的軸承滿足要求。5．6制動(dòng)器的校核1）作用：（1）對(duì)制動(dòng)器而言，必定要求其能夠可靠的剎住絞車，尤其是在絞車停止工作時(shí)，更重要的是，制動(dòng)器還要能有一個(gè)非常穩(wěn)定的能力，能夠一直保持想要達(dá)到的那種要求。（2）還有安全方面，毫無疑問的要求制動(dòng)器能夠非常非常好的的把絞車控制在我們想要達(dá)到的狀態(tài)，假如有什么緊急或者很特殊的情況出現(xiàn)的話，也能夠做出符合我們心意的安全舉措。2）要求：（1）安全、可靠；（2）動(dòng)作迅速、有效；（3）安裝、使用及維護(hù)方便。在此傳動(dòng)系統(tǒng)中，選用錐面制動(dòng)器。內(nèi)錐面材料：20GrMnTi，外錐面端蓋為HT250；且外錐面加皮革作襯墊。動(dòng)摩擦因數(shù)取0.4。3）許用傳遞轉(zhuǎn)矩其中，-圓錐母線寬度－載荷系數(shù)－圓錐最大直徑－摩擦因數(shù)－許用比壓－速度修正系數(shù)－結(jié)合次數(shù)修正系數(shù)=24，=1.1，=201.7，=0.4，，.，故，轉(zhuǎn)矩滿足要求。5．7滾筒聯(lián)結(jié)螺栓的校核滾筒最大扭矩在滾筒卷繩過程中，螺栓受的里為扭轉(zhuǎn)力矩。由于每個(gè)螺栓在的節(jié)圓上均勻分布。所以每個(gè)