畢業(yè)設計--jhmb-28慢速絞車設計

1、<p>　　JHMB-28慢速絞車設計</p><p>　　DESIGN OF JHMB-28 LOW-SPEED WINCH </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　JHMB-28型慢速絞車是一種典型的礦山輔助搬運設備。該型絞車主要適用于煤礦井下有煤塵或爆炸性氣體環(huán)境中在傾角小于30°的巷道牽引重物

2、以及采煤工作面液壓支架的撤移、調向和搬運之用。</p><p>　　本次設計的絞車主要采用齒輪-蝸桿傳動系統(tǒng)傳動，包括圓柱直齒輪傳動和圓弧蝸輪蝸桿傳動。蝸桿用軸向剖面為圓弧形的砂輪進行精加工，可獲得較高的精度，具有承載能力大，傳動效率高的優(yōu)點，被廣泛用于冶金、礦山、化工、建筑、起重等機械設備中。</p><p>　　該絞車結構緊湊，外形尺寸小；結構為近似布置，外形美觀，成長條形，底座呈雪橇

3、狀，實現了可移動性，運轉平穩(wěn)，安全可靠，操作方便。</p><p>　　關鍵詞：慢速絞車，圓弧蝸輪蝸桿，結構緊湊，可移動</p><p>　　DESIGN OF JHMB-28 LOW-SPEED WINCH </p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　JHMB-28 is a type

4、of low-speed winch is a typical auxiliary marchinery of handing device for Mining. This kind of winch mainly being applied in pulling heavy objects in the roadway with inclination less than 30°and in the cocal mine

5、dust or explosive gas environment. At the same time it can be used for shifting 、adjusting and handing of the support in the cocal face hydraulic. </p><p>　　This winch design is mainly

6、taking the cylinder worm gearing and gearing ,including the straight gear transmission and the cylinder worm gearing transmission . The worm is being higher working used the arc-shaped grinding wheel in the axial profile

7、 . It has higher accuracy 、a larger carring capacity and high transmission efficiency,which is widely used in metallurgy、mining、chemical、construction、cranes and other manchinery.</p><p>　　It has compact stru

8、ctuce and smalloutline dimensions to this kind of winch. It has a binary approximate structure and a beautiful and dignified appearance. The product appearance is ski and has movbility. It has the characteristics of ligh

9、t、weight、high efficiency、low enery、run steadily and low noise.</p><p>　　KEYWORDS：Low-speed winch，Cylinder worm gearing，Compact structure， Movable</p><p><b>　　目錄</b></p><p&

10、gt;　　摘要(中文)………………………………………………………………………………Ⅱ</p><p>　　摘要(外文)………………………………………………………………………………Ⅲ</p><p>　　1緒論……………………………………………………………………………………1</p><p>　　1.1引言………………………………………………………………………………

11、1</p><p>　　1.2概述……………………………………………………………………………………1</p><p>　　1.3 慢速絞車結構的分析………………………………………………………………1</p><p>　　1.4 慢速絞車的布置方式………………………………………………………………2</p><p>　　1.5 國內外絞車的概述…

12、……………………………………………………………3</p><p>　　2總體設計…………………………………………………………………………5</p><p>　　2.1 設計條件…………………………………………………………………………5</p><p>　　2.2 原始數據………………………………………………………………………5</p><p>

13、;　　2.3 傳動方案的擬定…………………………………………………………………6</p><p>　　3電動機的選擇………………………………………………………………………7</p><p>　　3.1 電動機類型和結構型式…………………………………………………………7</p><p>　　3.2 系統(tǒng)的總效率…………………………………………………………………7<

14、;/p><p>　　3.3 電動機的功率…………………………………………………………………7</p><p>　　4卷筒的設計…………………………………………………………………………8</p><p>　　4.1 卷筒的概述…………………………………………………………………8</p><p>　　4.1.1卷筒的結構………………………………………

15、…………………………8</p><p>　　4.2.2 卷筒的材料………………………………………………………………8</p><p>　　4.2 卷筒尺寸的計算…………………………………………………………………8</p><p>　　5減速器的選擇…………………………………………………………………………10</p><p>　　5.1 減速器

16、的主要型式及特征…………………………………………………………10</p><p>　　5.2 減速器的分類……………………………………………………………………10</p><p>　　5.3 常見減速器的特點………………………………………………………………11</p><p>　　5.4減速器的選擇…………………………………………………………………11</p&

17、gt;<p>　　6聯軸器的選擇………………………………………………………………………12</p><p>　　6.1 聯軸器的概述與分類……………………………………………………………12</p><p>　　6.2 聯軸器的選擇……………………………………………………………………12</p><p>　　7制動器的選擇…………………………………………

18、……………………………13</p><p>　　7.1 制動器的概述……………………………………………………………………13</p><p>　　7.2 制動器的分類……………………………………………………………………13</p><p>　　7.3 制動器的選用……………………………………………………………………13</p><p>　　8

19、中間軸裝置的設計…………………………………………………………………14</p><p>　　8.1 中間軸上高速級齒輪的設計……………………………………………………14</p><p>　　8.2 中間軸上低速級齒輪的設計……………………………………………………17</p><p>　　8.3軸的設計計算…………………………………………………………………19<

20、/p><p>　　8.3.1軸的作用…………………………………………………………………20</p><p>　　8.3.2軸的分類…………………………………………………………………20</p><p>　　8.3.3軸的設計…………………………………………………………………20</p><p>　　8.4軸的強度校核………………………………………

21、…………………………21</p><p>　　9系統(tǒng)傳動部件的校核…………………………………………………………………23</p><p>　　9.1鍵的校核………………………………………………………………………23</p><p>　　9.2中間軸上軸承的校核………………………………………………………24</p><p>　　總結………………

22、…………………………………………………………………25</p><p>　　參考文獻…………………………………………………………………………………26</p><p>　　致謝…………………………………………………………………………………27</p><p><b>　　1緒論</b></p><p><b>

23、　　1.1 引言</b></p><p>　　煤炭是當前我國能源的主要組成部分之一，是國民經濟保持高速增長的重要物質基礎。但是目前我國的煤炭工業(yè)的發(fā)展遠不能滿足整個國民經濟的發(fā)展需要。因此必須以更快的速度發(fā)展煤炭工業(yè)。然而，高速發(fā)展煤炭工業(yè)的出路在于煤炭工業(yè)的機械自動化。</p><p>　　煤炭工業(yè)的機械自動化是指采掘、支護、運搬、提升的機械化。其中運搬包括運搬和輔助運搬。絞

24、車就是輔助運搬的其中一種。我國轎車的發(fā)展大致分為三個階段。20世紀50年代主要是仿制設計階段;60年代，自行設計階段；70年代以后，我國進入標準化、系列化設計階段。.</p><p><b>　　1.2 概述</b></p><p>　　絞車是用卷筒纏繞鋼絲繩或鏈條以提升或牽引重物的輕小型起重設備。絞車可以單獨使用，也可以作為起重、筑路和礦井提升等機械中的組成部件，因

25、操作簡單、繞繩量大、移置方便而被廣泛應用。目前，絞車正被廣泛應用于建筑、水利工程、林業(yè)、礦山、碼頭等的物料升降或平拖，還可做現代化電控自動作業(yè)線的配套設備。</p><p>　　本課題所研究的JHMB-28慢速絞車也是絞車里的一類。慢速絞車又稱回柱絞車，是用于煤礦井下回收支柱的設備。由于它的高度較低重量又輕，特別適用于薄煤層和急傾斜煤層采煤工作面，以及各種采煤工作面回收沉入底板或被矸石壓埋的金屬支柱。同時，慢速絞

26、車也是煤礦井下所使用的一種特制的防爆絞車,它可以緩慢但是穩(wěn)定的完成復雜的卷揚任務,是當代煤礦必不可少的機械裝備。隨著機械化采煤程度的提高，它越來越多地被廣泛用于機械化采煤工作方面，作為安裝、回收牽引各種設備和備件之用。</p><p>　　絞車的用途多種多樣，所以它們的結構也各種各樣，性能特點也是大不相同的。為了更好的研究絞車的結構和性能特點，則需要對絞車的組成和分類進行仔細深入地探討。</p>&

27、lt;p>　　1.3 慢速絞車結構的分析</p><p>　　1.3.1 本絞車由電動機、底座、柱銷聯軸器、電力液壓塊式制動器、圓弧圓柱蝸桿減速器、齒輪罩、中間軸裝置和卷筒裝置等組成。</p><p>　　1.3.2 電氣設備</p><p>　　1. 防爆電動機 2. 隔爆可逆真空電磁起動器 3. 隔爆磁力起動器 4. 控制按鈕</p><

28、;p>　　1.3.3 制動部分</p><p>　　本絞車的制動部分由制動器和帶制動輪的彈性柱銷聯軸器兩部分組成，安裝在電動機與減速器之間。</p><p><b>　　1.3.4 減速器</b></p><p>　　本絞車采用圓弧圓柱蝸桿減速器，其蝸桿用軸向剖面為圓弧形的砂輪進行精加工，可獲得較高精度，具有承載能力大，效率高的優(yōu)點。&l

29、t;/p><p>　　1.3.5 中間軸裝置</p><p>　　中間軸裝置位于減速器和減速器和卷筒裝置之間，起減速作用。該部件由軸承座、軸承、軸和齒輪等零件組成。其采用了雙列向心球面滾子軸承，承載能力較大，且具有一定的自動調心性能，有利于安裝調整。</p><p>　　1.3.6 卷筒裝置</p><p>　　卷筒裝置由主軸、軸承座、卷筒和大齒

30、輪等零件組成。</p><p>　　主軸兩端固定在軸承座上，卷筒內孔兩端的圓錐滾子軸承支承在主軸上，固裝在卷筒上的大齒輪外側面設有壓板，以便鋼絲繩從繩孔穿入并緊固繩頭。</p><p><b>　　1.3.7 底座</b></p><p>　　底座采用鋼板、型鋼焊接而成，底座上備有基礎孔及錨固、打支柱的柱窩等穩(wěn)車的位置，以供使用。</p&

31、gt;<p>　　1.4 慢速絞車的布置方式</p><p>　　慢速絞車在回采工作面的布置方式有以下三種：</p><p>　　1.安裝在回風巷內，據距回采工作面約20--30m。這種布置方式適用條件廣，尤其是煤層傾角較大，頂板破碎，壓力較大的工作面。但這種布置方式會影響回風巷的運料工作。每一次回柱需移動導向輪，鋼絲繩繞過導向輪，多了一個九十度拐彎，摩擦阻力增大，鋼絲繩容易

32、損壞。按照這種方式布置回柱絞車，必須沿鋼絲繩牽引方向長條式布置，絞車寬度不應超過900mm，過寬則會堵塞巷道。因為運料工人要經常從機體旁經過，齒輪一定要封閉，不然就容易引起事故。</p><p>　　2.安設在回采工作面上端，緊靠回風巷上部和密集支柱之間。這種布置方式當頂板較好。煤層傾角較小的條件下采用。但每進行一個循環(huán)都需要移動絞車，并且需要移開柱子，因而不夠方便。在工作面上方頂板壓力較大時，機座受力容易變形，

33、可能引起齒輪嚙合不良，甚至回柱絞車有被埋得危險。</p><p>　　3.安設在工作面上，工作面上有數臺絞車同時回柱，加快回柱速度。此種布置方式對淺截深的機采工作面尤為需要。</p><p>　　1.5 國內外絞車的概述</p><p>　　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絞車有日本的、蘇聯的，因此當時生產的

34、礦用絞車也是測繪仿制日本和蘇聯的產品。1958年后這些產品相繼被淘汰，并對蘇聯絞車進行了改進，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。 </p><p>　　礦用絞車標準化方面，1967年制定了調度絞車部標準，1971年制定

35、了回柱絞車部標準.1982年對上述兩個標準都進行了修訂，其標準方為JB965-83. JB1409-83.國外礦用絞車使用很普通，生產廠家也很多。蘇聯、日本、美國、瑞典等國都制造礦用絞車。</p><p>　　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)

36、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。</p><p>　　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。</p>

37、<p>　　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。</

38、p><p>　　我國礦用絞車在壽命、噪音、可靠性等綜合指標與蘇聯有著一定的差距。蘇聯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。</p><p>　　雖然我國礦用絞車參數系列水平優(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-14型

39、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。</p><p>　　回柱絞車以電動使用最廣，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

40、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</p><p>　　當今世界是科技突飛猛進的時代，技術的更新更是日新月異，慢速絞車呈現出如下特點：</p><p>　　(1)向標準化系列化方向發(fā)展，蘇聯月本、美國、德國、英國已有礦用絞車國家標準.并且這些國家的各制造公司有自己的產品系

41、列型譜。在這些國家標準和系列型譜中，對絞車的性能、參數做了明確的規(guī)定，并強力推行和實施，給設計和制造、使用、維護帶來極大方便。</p><p>　　(2)向體積小、重量輕、結構緊湊方向發(fā)展。由于煤礦井下狹窄的工作環(huán)境要求絞車體積小、重量輕，各國都在力求將絞車的原動機、傳動裝置、工作滾筒、制動操作等部分及底座等主要部件綜合在一個系統(tǒng)中加以統(tǒng)籌布局，充分利用空間提高緊湊程度，做好外形封閉。為此有的將傳動部分置于滾筒內

42、部，有的緊貼滾筒端部，有的將電機埋入滾筒內部，有的將底座支架減速器鑄為一體。 </p><p>　　(3)向高效節(jié)能方向發(fā)展。世界工業(yè)發(fā)達的國家如蘇聯、日本在紋車各種參數的設置上進行優(yōu)化設計，選取最佳參數，最大限度提高產品功能。在傳動機構上盡量采用較先進的傳動型式，并采用合理的制造精度，以提高生產效率。在產品節(jié)能方面各國各公司都很重視。蘇聯和日本在絞車設計方面為節(jié)約電耗，對電機功率在全面分析絞車的實際工作情

43、況的基礎上確定。使電機的功率保證絞車的功能(牽引力、牽引速度)等，又能使電機功率得以充分利用。</p><p>　　(4)向壽命長、低噪音方向發(fā)展。壽命和噪音是衡量產品的綜合性能指標，是產品質量的綜合性反應。壽命長，經濟效益才能高;噪音低,有利工人身心健康。</p><p>　　(5)向一機多能、通用化方向發(fā)展。礦用絞車在使用過程中不僅做調度用，而且還做運輸及其他輔助工作。使用范圍擴大，要

44、求絞車有比較強的適應能力。把調度、運輸、輔助絞車歸納為一個標準。三種絞車結構相近，大同小異。即主機相近而制動操作部分則根據各自的使用條件有所區(qū)別。有的國家已經打破了行業(yè)界限，把各行業(yè)的卷揚機設備統(tǒng)歸為卷揚機類。這樣便于生產使用和維護。便于提高產品質量和社會經濟效益。隨著管理水平的提高，產品通用化程度也必然的不斷提高，這是今后產品發(fā)展的必然趨勢。</p><p>　　(6)向大功率方向發(fā)展。隨著生產的發(fā)展，原來的產

45、品越來越不能滿足用戶的要求。長期的生產實踐的成功經驗表明，調度絞車除調度礦車外，也用于運搬設備，又如回柱絞車除用于回柱放頂外，有時也用于運搬綜采及各類機電設備時，運距一般較長，牽引和回繩用一種速度，且目前的回柱絞車牽引速度太慢，回繩速度更慢，因此解決上述問題的同時要加大絞車的功率，滿足用戶的要求。 </p><p>　　(7)向外形簡單、平滑、美觀、大方方向發(fā)展。由于各國力求使產品的結構緊湊、體積小、重量輕

46、、大都采用了機電合一的綜合機構。外表只能看到滾簡和制動操縱部分。整個絞車近似一個圓形，顯得線條簡單外形平滑，為了爭奪市場，各國絞車在外形上巧妙的構思，使得產品造型美觀，操作者感到舒適。</p><p><b>　　2總體設計</b></p><p><b>　　2.1 設計條件</b></p><p>　　1)機器用途:煤

47、礦井下有煤塵或爆炸性氣體環(huán)境中和其他礦山在傾角小于 30°的巷道牽引重物及回收支柱用的慢速絞車;</p><p>　　2)工作情況:工作穩(wěn)定、平穩(wěn),間歇工作(工作與停歇時間比為1:2),繩筒轉向定期變換;</p><p>　　3)運動要求:絞車繩筒轉速誤差不超過8%;</p><p><b>　　2.2 原始數據</b></

48、p><p>　　表1 基本參數與尺寸</p><p>　　2.3 傳動方案的擬定</p><p>　　根據已知條件，并結合參考資料，擬定慢速絞車的三種傳動方案，如下所示：</p><p>　　(a) （b）</p><p><b>　　（c）</b><

49、;/p><p>　?。╝）方案采用二級圓柱齒輪減速器，適合于繁重及惡劣條件下長期工作，使用維護方便，但結構尺寸較大；（b）方案采用蝸桿減速器，蝸桿傳動具有傳動比大、結構緊湊、工作平穩(wěn)等優(yōu)點，但其傳動效率低，尤其在低速時，其傳動更低，且蝸桿尺寸大，成本高。因此，它通常用于中小功率、間歇工作或要求自鎖的場合。為了提高傳動效率，減小蝸桿結構尺寸，通常將其布置在高速級。</p><p>　　(c)方案

50、采用一級圓柱齒輪減速器和開式齒輪傳動，成本較低，但使用壽命較短。</p><p>　　比較上述三種方案，（b）方案結構簡單,而且占用的空間小,適合井下狹窄空間。第一級采用蝸桿機構也符合回柱絞車傳動比大的要求,適合慢速絞車牽引重物及對采煤工作面液壓支架的撤移、調向和搬運等間歇性工作，并且安全系數較高，所以經過比較,最終我選擇此種傳動方案。</p><p><b>　　3 電動機的選

51、擇</b></p><p>　　3.1 電動機類型和結構型式</p><p>　　根據電動機工作電源的不同，電動機有交流電動機和直流電動機兩種。由于直流電動機需要直流電源，結構較復雜，價格較高，維護不方便，因此無特殊要求時不宜采用，工業(yè)上一般采用交流電動機。</p><p>　　電動機按結構及工作原理可分為異步電動機和同步電動機，電動機按轉子的結構可分為

52、鼠籠型異步電動機和繞線型異步電動機。絞車屬于非連續(xù)制工作機械，且起動、制動頻繁。因此，選擇電動機應與其工作特點相適應。</p><p>　　慢速絞車主要用于井下回收支柱用,為防止瓦斯、粉塵等有害氣體引起爆炸,故絞車的電動機需要選用礦用防爆電機。防爆電機的選型原則是安全可靠、經濟合理、維護方便,同其它的防爆電氣設備一樣應根據危險場所的類別和區(qū)域等級以及在該場所存在的爆炸性混合物的級別、組別來選用。在這里我們選用YB

53、3S系列防爆電機，結構為封閉臥式結構。</p><p>　　3.2 系統(tǒng)的總效率</p><p>　　傳動裝置的總效率 η=η1*η2*η3 ²*η4*η5</p><p>　　式中為從電動機到繩筒之間各傳動機構和軸承的效率</p><p>　　圓弧圓柱蝸桿減速器 η1=0.909 由《機械設計手冊》第3卷表25

54、83;1-66</p><p>　　彈性柱銷聯軸器 η2=0.99 由《機械設計課程設計》附表1-1</p><p>　　圓柱齒輪傳動 η3=0.97 由《機械設計課程設計》附表1-1</p><p>　　卷筒圓錐滾子軸承 η4=0.98 由《機械設計課程設計》附表1-1</p><p>　　中間軸調心滾子軸承 η5=0

55、.98 由《機械設計課程設計》附表1-1</p><p>　　所以系統(tǒng)的總效率η=0.909×0.99×0.97 ²×0.98×0.98=0.813</p><p>　　3.3 電動機的功率</p><p>　　卷筒所需功率 Pw = F*v/1000</p><p>　　試設鋼絲繩的速

56、度 v = 0.14 m∕s</p><p>　　所以 Pw = 280×1000×0.14∕1000 = 39.2 KW</p><p>　　則所需電動機功率 Pd = Pw∕η = 39.2∕0.81 = 48.67 KW</p><p><b>　　電動機的轉速</b></p><p>　　因

57、為是在井下工作,要考慮到其安全可靠性,所以選用防爆電機，即YBS系列防爆三相異步電機,同步轉速為750m/min,滿載時轉速為740r/min。</p><p><b>　　4 卷筒的確定</b></p><p><b>　　4.1卷筒的概述</b></p><p>　　4.1.1卷筒的結構</p><

58、p>　　卷筒結構形式較多，可按下述方法分類：</p><p>　　按照制造方式不同可分為鑄造卷筒和焊接卷筒。鑄造卷筒應用廣泛。絞車的卷筒大多為鑄鐵卷筒，成本低，工藝性好。</p><p>　　按照卷筒纏繞層數的不同可分為單層纏繞卷筒和多層纏繞卷筒。絞車主要使用多層纏繞卷筒。</p><p>　　按照卷筒內部是否帶有筋板，可分為帶筋板卷筒和不帶筋板卷筒。<

59、/p><p>　　按照結構的整體性，卷筒可分為整體式卷筒和分體裝配式卷筒。</p><p>　　按照轉矩的傳遞方式來分，常采用端側板周邊大齒輪外嚙合式和筒端或筒內齒輪內嚙合式。</p><p>　　4.1.2 卷筒的材料</p><p>　　由于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，在本設計中選取材料QT450-10，極限應力、

60、。</p><p>　　4.2 卷筒尺寸的計算</p><p>　　下圖為卷筒裝置的裝配圖：</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　1 齒輪 2、9 、14螺栓 3 螺母 4、10、13 墊圈 5 擋油圈 6 軸 7 卷筒 8 墊圈 11 軸承座 12 軸端墊圈 16 軸承座

61、 17 軸承 18 繩卡</p><p>　　如下表格是有關卷筒的一些參數：</p><p><b>　　表格2</b></p><p>　　具體計算過程見佘小波的說明書。</p><p><b>　　5 減速器的選擇</b></p><p>　　5.1 減速器的主要型式及

62、其特征</p><p>　　減速器是一種由封閉在剛性殼體內的齒輪傳動、蝸桿傳動或齒輪—蝸桿傳動所組成的獨立部件，常用在動力機與工作機之間作為減速的傳動裝置；在少數場合下也用作增速的傳動裝置，這時就稱為增速器。減速器由于結構緊湊、效率較高、傳遞運動準確可靠、使用維護簡單，并可成批生產，故在現代機器中應用廣泛。</p><p>　　5.2 減速器的分類</p><p>

63、　　按照傳動結構的特點，可將減速器分為四大類：圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、蝸桿減速器、行星齒輪減速裝置。其中圓柱齒輪減速器又可分為漸開線圓柱齒輪減速器和圓弧齒圓柱齒輪減速器。圓錐齒輪減速器可分為漸開線圓錐齒輪減速器、雙曲面齒輪減速器和圓弧齒圓錐齒輪減速器。蝸桿減速器可分為圓柱蝸桿減速器、環(huán)面蝸桿減速器和錐蝸桿減速器。行星齒輪減速裝置可分為漸開線行星齒輪減速裝置、少齒差行星齒輪減速裝置、擺線針輪減速裝置和諧波齒輪減速裝置等等。<

64、/p><p>　　5.3 常見減速器的特點</p><p>　　1）圓柱齒輪減速器的主要特點是中心距，公稱傳動比等主要參數均經優(yōu)化設計，主要零、部件互換性好。體積小、重量輕、精度高、承載能力大、效率高，壽命長，可靠性高、傳動平穩(wěn)、噪音低。</p><p>　　2）圓錐齒輪減速器由于圓錐齒輪的精加工比較困難，允許圓周速度又很低，故圓錐齒輪減速器的應用不如圓柱齒輪減速器。&

65、lt;/p><p>　　3） 蝸輪蝸桿減速器的主要特點是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速比，輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上。但是一般體積較大，傳動效率不高，精度不高。</p><p>　　4） 行星齒輪減速裝置的特點是傳動效率可以很高（單級達到96﹪～99﹪），傳動比范圍廣，傳動功率可從12W～50000W，體積和重量比普通齒輪、蝸桿減速器小得多，結構比較緊湊。但價格略貴，結

66、構比較復雜，制造精度要求較高。</p><p>　　5.4 減速器的選擇</p><p>　　根據絞車的工作環(huán)境及工作要求，并且查閱相關資料可知，圓柱蝸桿減速器在絞車的使用中比較廣泛，故選擇圓柱蝸桿減速器。</p><p><b>　　1）減速器輸出轉速</b></p><p>　　取蝸桿傳動的傳動比 i1 = 25&l

67、t;/p><p>　　則減速器輸出轉速 n1 = N0∕i1 = 740∕25 = 29.6 r∕min</p><p><b>　　2）減速器輸入功率</b></p><p>　　P1 = P0*η2² = 55×0.99² = 53.9 KW</p><p><b>　　3）減速器

68、輸出功率</b></p><p>　　P2 = P1*η1 = 53.9×0.909 = 49 KW</p><p><b>　　4）減速器輸出轉矩</b></p><p>　　T2 = 9550*P2∕n1 = 9550×49∕29.6 = 15809.154 N.m</p><p>　

69、　由《圓弧圓柱蝸桿減速器》（江蘇省金象減速機有限公司）表14、15得</p><p>　　f1 = 1.25 f2 = 1</p><p>　　所以 P1j = P1*f1*f2 = 53.9×1.25×1 = 67.382 KW</p><p>　　T2j = T2*f1*f2 = 15809.154×1.25×1 =

70、19761.442 N.m</p><p>　　則由續(xù)表12 選減速器型號為 CWU400</p><p>　　如上數據列成表格如下：</p><p><b>　　表格3</b></p><p><b>　　6 聯軸器的選擇</b></p><p>　　6.1 聯軸器的概述及

71、分類</p><p>　　聯軸器是聯接兩軸或軸和回轉件，在傳遞運動和動力過程中一同回轉而不脫開的一種裝置。此外，聯軸器還可能具有補償兩軸相對位移、緩沖和減振以及安全防護等功能。</p><p>　　按照聯軸器的性能可分為剛性聯軸器和撓性聯軸器。剛性聯軸器或稱固定式剛性聯軸器，這種聯軸器雖然不具有補償性能，但有結構簡單、制造容易、不需維護、成本低等特點而仍有其應用范圍；撓性聯軸器中又分為無彈

72、性元件撓性聯軸器(也稱可移式剛性聯軸器)和帶彈性元件撓性聯軸器，前一類只具有補償兩軸相對位移的能力，后一類除有補償性能外還具有緩沖和減振作用，但在傳遞轉矩的能力上，因受彈性元件的強度限制，一般不及無彈性元件聯軸器。帶彈性元件聯軸器中按彈性元件的材質不同，又可再分為金屬彈性元件和非金屬彈性元件，金屬彈性元件的主要特點是強度高、傳遞轉矩能力大、使用壽命長、不易變質且性能穩(wěn)定。非金屬彈性元件的優(yōu)點是制造方便，易獲得各種結構形狀，且具有較高的阻

73、尼性能。</p><p>　　6.2 聯軸器的選擇</p><p>　　彈性柱銷聯軸器傳遞轉矩的能力很大，結構簡單，安裝、制造方便，耐久性好，具有一定的緩沖吸震能力，允許被連接兩軸有一定的軸向位移以及少量的徑向位移和角位移，適用于軸向竄動較大、正反轉變化較多和啟動頻繁的場合。</p><p>　　因此，依據礦用轎車的使用情況可以選取彈性柱銷聯軸器。</p>

74、;<p>　　彈性柱銷聯軸器型號：LHZ4 （Y型軸孔）</p><p>　　由《機械設計手冊--聯軸器、離合器與制動器》 22-117 表22.5-38</p><p>　　具體計算過程見佘小波的說明書。</p><p><b>　　7 制動器的選擇</b></p><p>　　7.1 制動器的概述

75、</p><p>　　制動器是用于機構或機器減速或使其停止的裝置。有時也用作調節(jié)或限制機構或機器的運動速度。它是保證機構或機器正常安全工作的重要部件。電力制動（再生制動、渦流制動、反接制動等）只能消耗機構或機器的一部分動能，減小或限制其運動速度，不能使運動停止。機械式制動器則具有減速、停止及支持功能。</p><p>　　為了減小制動轉矩，縮小制動器尺寸，通常將制動器裝在機構的高速軸上，或

76、裝在減速器的輸入軸上。某些安全制動器則裝在低速軸或卷筒軸上，以防在傳動機構中斷軸時物品的墜落。特殊情況下也有將制動器裝在其他軸上的。</p><p>　　7.2 制動器的分類</p><p>　　按工作狀態(tài)分，制動器可分為常閉式和常開式。常閉式制動器靠彈簧和重力的作用經常處于緊閘狀態(tài)，而機構運行時，則用人力、或松閘器使制動器松閘。與此相反，常開式制動器經常處于松閘狀態(tài)，只有施加外力時才能使

77、其緊閘。</p><p>　　按照結構特征分，常用制動器可以分為摩擦式和非摩擦式兩大類。  ①摩擦式制動器。靠制動件與運動件之間的摩擦力制動?？煞譃橥獗K式制動器、內張?zhí)闶街苿悠鳌街苿悠?、盤式制動器等；外抱塊式制動器又可分為長行程塊式和短行程塊式制動器；內張?zhí)闶街苿悠饔挚煞譃殡p蹄式和多蹄式制動器；帶式制動器又可分為簡單帶式、差動帶式、綜合帶式和短行程帶式制動器；盤式制動器又可分為鉗盤、全盤和錐盤

78、。  ②非摩擦式制動器。制動器的結構形式主要有磁粉制動器（利用磁粉磁化所產生的剪力來制動）、磁渦流制動器（通過調節(jié)勵磁電流來調節(jié)制動力矩的大?。┮约八疁u流制動器等。</p><p>　　7.3 制動器的選用</p><p><b>　　制動器的作用</b></p><p>　　1.保證準確停位，防止電動機停電后,其轉子慣性仍繼續(xù)轉

79、動。</p><p>　　2.控制放繩速度，防止?jié)L筒上鋼絲繩亂纏繩。實際進行回柱作業(yè)時，為縮短拴繩時間，可打開回柱絞車的離合器。使?jié)L筒與蝸輪蝸桿減速箱脫開，拴繩工可迅速輕快地將鋼絲繩從滾簡上拉出來，直至拴到需要回收的頂校上。為限制滾筒放繩旋轉時的慣性，可使用制動閘進行控制，防止?jié)L筒上鋼絲繩亂繩。</p><p>　　YWZ系列液壓塊式制動器主要用于起重、運輸、冶金、礦山、港口、建筑機械驅動

80、裝置的機械制動，具有制動平穩(wěn)，安全可靠、維修方便、耗電少、壽命長、無噪音等優(yōu)點。YWZ5系列操作每小時可達720次，符合GB6333-86標準；</p><p>　　根據要求，選取電力液壓塊式制動器</p><p>　　電力液壓塊式制動器型號：YWZ5-315/900</p><p>　　由《機械設計手冊--聯軸器、離合器與制動器》 22-261 22-262<

81、;/p><p>　　8 中間軸裝置的設計</p><p>　　8.1 中間軸上高速級齒輪的設計</p><p>　　通過機械設計手冊（軟件版）V3.0設計得</p><p><b>　　1）設計參數</b></p><p>　　傳遞功率 P=47.55(kW)</p><p>

82、　　傳遞轉矩 T=15646.28(N·m)</p><p>　　齒輪1轉速 n1=29.02(r/min)</p><p>　　齒輪2轉速 n2=10.60(r/min)</p><p>　　傳動比 i=2.739</p><p>　　原動機載荷特性 SF=均勻平穩(wěn)</p><p>　　工作機載荷特性 WF

83、=均勻平穩(wěn)</p><p>　　預定壽命 H=10000(小時)</p><p><b>　　2）布置與結構</b></p><p>　　結構形式 ConS=開式</p><p>　　齒輪1布置形式 ConS1=懸臂布置</p><p>　　齒輪2布置形式 ConS2=非對稱布置（軸鋼性較大）&l

84、t;/p><p><b>　　3）材料及熱處理</b></p><p>　　齒面嚙合類型 GFace=軟硬齒面</p><p>　　熱處理質量級別 Q=MQ</p><p>　　齒輪1材料及熱處理 Met1=20CrMnTi<滲碳></p><p>　　齒輪1硬度取值范圍 HBSP1=56

85、～62</p><p>　　齒輪1硬度 HBS1=58</p><p>　　齒輪2材料及熱處理 Met2=ZG35CrMo<調質></p><p>　　齒輪2硬度取值范圍 HBSP2=197～269</p><p>　　齒輪2硬度 HBS2=240</p><p><b>　　4）齒輪精度<

86、/b></p><p>　　齒輪1精度 JD11=8</p><p>　　齒輪2精度 JD21=8</p><p><b>　　5）齒輪基本參數</b></p><p>　　模數(法面模數) Mn=12</p><p>　　端面模數 Mt=12.00000</p><p&

87、gt;　　齒輪1齒數 Z1=23</p><p>　　齒輪1變位系數 X1=0.00</p><p>　　齒輪1齒寬 B1=160(mm)</p><p>　　齒輪1齒寬系數 Φd1=0.580</p><p>　　齒輪2齒數 Z2=63</p><p>　　齒輪2變位系數 X2=0.00</p><

88、;p>　　齒輪2齒寬 B2=160(mm)</p><p>　　齒輪2齒寬系數 Φd2=0.212</p><p>　　標準中心距 A0=516.00000(mm)</p><p>　　實際中心距 A=516.00000(mm)</p><p>　　齒數比 U=2.73913</p><p>　　齒輪1分度圓直徑

89、 d1=276.00000(mm)</p><p>　　齒輪1齒頂圓直徑 da1=300.00000(mm)</p><p>　　齒輪1齒根圓直徑 df1=246.00000(mm)</p><p>　　齒輪2分度圓直徑 d2=756.00000(mm)</p><p>　　齒輪2齒頂圓直徑 da2=780.00000(mm)</p&g

90、t;<p>　　齒輪2齒根圓直徑 df2=726.00000(mm)</p><p>　　齒頂高系數 ha*=1.00</p><p>　　頂隙系數 c*=0.25</p><p>　　壓力角 α*=20(度)</p><p>　　端面齒頂高系數 ha*t=1.00000</p><p>　　端面頂隙系數

91、 c*t=0.25000</p><p>　　端面壓力角 α*t=20.0000000(度)</p><p><b>　　6）強度校核數據</b></p><p>　　齒輪1接觸強度極限應力 σHlim1=1250.0(MPa)</p><p>　　齒輪1抗彎疲勞基本值 σFE1=812.0(MPa)</p>

92、<p>　　齒輪1接觸疲勞強度許用值 [σH]1=1251.9(MPa)</p><p>　　齒輪1彎曲疲勞強度許用值 [σF]1=832.7(MPa)</p><p>　　齒輪2接觸強度極限應力 σHlim2=350.0(MPa)</p><p>　　齒輪2抗彎疲勞基本值 σFE2=280.0(MPa)</p><p>　　齒

93、輪2接觸疲勞強度許用值 [σH]2=350.5(MPa)</p><p>　　齒輪2彎曲疲勞強度許用值 [σF]2=287.1(MPa)</p><p>　　接觸強度用安全系數 SHmin=1.4</p><p>　　彎曲強度用安全系數 SFmin=1.40</p><p>　　接觸強度計算應力 σH=347.1(MPa)</p>

94、<p>　　接觸疲勞強度校核 σH≤[σH]=滿足</p><p>　　齒輪1彎曲疲勞強度計算應力 σF1=35.2(MPa)</p><p>　　齒輪2彎曲疲勞強度計算應力 σF2=32.7(MPa)</p><p>　　齒輪1彎曲疲勞強度校核 σF1≤[σF]1=滿足</p><p>　　齒輪2彎曲疲勞強度校核 σF2≤[σ

95、F]2=滿足</p><p>　　7）強度校核相關系數</p><p>　　圓周力 Ft=113378.841(N)</p><p>　　齒輪線速度 V=0.419(m/s)</p><p>　　使用系數 Ka=1.000</p><p>　　動載系數 Kv=1.005</p><p>　　齒向

96、載荷分布系數 KHβ=0.182</p><p>　　綜合變形對載荷分布的影響 Kβs=0.000</p><p>　　安裝精度對載荷分布的影響 Kβm=0.182</p><p>　　齒間載荷分布系數 KHα=1.100</p><p>　　材料的彈性系數 ZE=188.900</p><p>　　接觸強度重合度系數

97、 Zε=0.877</p><p>　　接觸強度螺旋角系數 Zβ=1.000</p><p>　　重合、螺旋角系數 Zεβ=0.877</p><p>　　接觸疲勞壽命系數 Zn=1.30000</p><p>　　接觸強度尺寸系數 Zx=1.00000</p><p>　　齒向載荷分布系數 KFβ=0.182<

98、/p><p>　　齒間載荷分布系數 KFα=1.100</p><p>　　抗彎強度重合度系數 Yε=0.693</p><p>　　抗彎強度螺旋角系數 Yβ=1.000</p><p>　　抗彎強度重合、螺旋角系數 Yεβ=0.693</p><p>　　8.2 中間軸上低速級齒輪的設計</p><p

99、>　　通過機械設計手冊（軟件版）V3.0設計得</p><p><b>　　1）設計參數</b></p><p>　　傳遞功率 P=45.2(kW)</p><p>　　傳遞轉矩 T=38152.11(N·m)</p><p>　　齒輪1轉速 n1=11.313(r/min)</p><

100、;p>　　齒輪2轉速 n2=3.71(r/min)</p><p>　　傳動比 i=3.053</p><p>　　原動機載荷特性 SF=均勻平穩(wěn)</p><p>　　工作機載荷特性 WF=均勻平穩(wěn)</p><p>　　預定壽命 H=10000(小時)</p><p><b>　　2）布置與結構<

101、/b></p><p>　　結構形式 ConS=開式</p><p>　　齒輪1布置形式 ConS1=非對稱布置（軸鋼性較大）</p><p>　　齒輪2布置形式 ConS2=非對稱布置（軸鋼性較大）</p><p><b>　　3）材料及熱處理</b></p><p>　　齒面嚙合類型 G

102、Face=軟硬齒面</p><p>　　熱處理質量級別 Q=MQ</p><p>　　齒輪1材料及熱處理 Met1=20CrMnTi<滲碳></p><p>　　齒輪1硬度取值范圍 HBSP1=56～62</p><p>　　齒輪1硬度 HBS1=59</p><p>　　齒輪2材料及熱處理 Met2=QT

103、800-2<-></p><p>　　齒輪2硬度取值范圍 HBSP2=245～335</p><p>　　齒輪2硬度 HBS2=290</p><p>　　齒輪2材料類別 MetN2=2</p><p>　　齒輪2極限應力類別 MetType2=0</p><p><b>　　4）齒輪精度<

104、/b></p><p>　　齒輪1第Ⅰ組精度 JD11=8</p><p>　　齒輪2第Ⅰ組精度 JD21=8</p><p><b>　　5）齒輪基本參數</b></p><p>　　模數(法面模數) Mn=16</p><p>　　端面模數 Mt=16.00000</p>

105、<p>　　螺旋角 β=0.00000(度)</p><p>　　基圓柱螺旋角 βb=0.0000000(度)</p><p>　　齒輪1齒數 Z1=19</p><p>　　齒輪1變位系數 X1=0.00</p><p>　　齒輪1齒寬 B1=165(mm)</p><p>　　齒輪1齒寬系數 Φd1=0.

106、543</p><p>　　齒輪2齒數 Z2=58</p><p>　　齒輪2變位系數 X2=0.00</p><p>　　齒輪2齒寬 B2=160(mm)</p><p>　　齒輪2齒寬系數 Φd2=0.172</p><p>　　標準中心距 A0=616.00000(mm)</p><p>

107、　　實際中心距 A=616.00000(mm)</p><p>　　齒數比 U=3.05263</p><p>　　齒輪1分度圓直徑 d1=304.00000(mm)</p><p>　　齒輪1齒頂圓直徑 da1=336.00000(mm)</p><p>　　齒輪1齒根圓直徑 df1=264.00000(mm)</p><

108、;p>　　齒輪2分度圓直徑 d2=928.00000(mm)</p><p>　　齒輪2齒頂圓直徑 da2=960.00000(mm)</p><p>　　齒輪2齒根圓直徑 df2=888.00000(mm)</p><p>　　齒輪1公法線長度 Wk1=122.34294(mm)</p><p>　　齒輪2公法線長度 Wk2=320.

109、01880(mm)</p><p>　　齒頂高系數 ha*=1.00</p><p>　　頂隙系數 c*=0.25</p><p>　　壓力角 α*=20(度)</p><p>　　端面齒頂高系數 ha*t=1.00000</p><p>　　端面頂隙系數 c*t=0.25000</p><p>

110、;　　端面壓力角 α*t=20.0000000(度)</p><p><b>　　6) 強度校核數據</b></p><p>　　齒輪1接觸強度極限應力 σHlim1=1250.0(MPa)</p><p>　　齒輪1抗彎疲勞基本值 σFE1=816.0(MPa)</p><p>　　齒輪1接觸疲勞強度許用值 [σH]1

111、=1219.4(MPa)</p><p>　　齒輪1彎曲疲勞強度許用值 [σF]1=815.9(MPa)</p><p>　　齒輪2接觸強度極限應力 σHlim2=616.0(MPa)</p><p>　　齒輪2抗彎疲勞基本值 σFE2=470.0(MPa)</p><p>　　齒輪2接觸疲勞強度許用值 [σH]2=600.9(MPa)<

112、;/p><p>　　齒輪2彎曲疲勞強度許用值 [σF]2=469.9(MPa)</p><p>　　接觸強度用安全系數 SHmin=1.4</p><p>　　彎曲強度用安全系數 SFmin=1.40</p><p>　　接觸強度計算應力 σH=468.3(MPa)</p><p>　　接觸疲勞強度校核 σH≤[σH]=滿

113、足</p><p>　　齒輪1彎曲疲勞強度計算應力 σF1=60.9(MPa)</p><p>　　齒輪2彎曲疲勞強度計算應力 σF2=54.9(MPa)</p><p>　　齒輪1彎曲疲勞強度校核 σF1≤[σF]1=滿足</p><p>　　齒輪2彎曲疲勞強度校核 σF2≤[σF]2=滿足</p><p>　　7)

114、 強度校核相關系數</p><p>　　圓周力 Ft=251000.724(N)</p><p>　　齒輪線速度 V=0.180(m/s)</p><p>　　使用系數 Ka=1.000</p><p>　　動載系數 Kv=1.001</p><p>　　齒向載荷分布系數 KHβ=0.182</p>&l

115、t;p>　　綜合變形對載荷分布的影響 Kβs=0.000</p><p>　　安裝精度對載荷分布的影響 Kβm=0.182</p><p>　　齒間載荷分布系數 KHα=1.100</p><p>　　接觸強度重合度系數 Zε=0.883</p><p>　　接觸強度螺旋角系數 Zβ=1.000</p><p>

116、　　重合、螺旋角系數 Zεβ=0.883</p><p>　　齒向載荷分布系數 KFβ=0.182</p><p>　　齒間載荷分布系數 KFα=1.100</p><p>　　抗彎強度重合度系數 Yε=0.701</p><p>　　抗彎強度螺旋角系數 Yβ=1.000</p><p>　　抗彎強度重合、螺旋角系數

117、Yεβ=0.701</p><p>　　齒輪1復合齒形系數 Yfs1=4.42487</p><p>　　齒輪1應力校正系數 Ysa1=1.53717</p><p>　　齒輪2復合齒形系數 Yfs2=3.98248</p><p>　　齒輪2應力校正系數 Ysa2=1.73512</p><p>　　8.3 軸的設計

118、計算 </p><p><b>　　8.3.1軸的作用</b></p><p>　　軸是機械設備中的重要零件之一。作回轉運動的零件都要裝在軸上來實現其回轉運動，大多數軸還起著傳遞轉矩的作用。因此軸的主要功用是支承回轉零件并傳遞運動和動力。</p><p><b>　　8.3.2軸的分類</b></p><