新型調度絞車行星輪系設計

機械本科畢業(yè)職業(yè)生涯設計論文PAGEPAGE54目錄第一部分我的工程師之路 11我的職業(yè)方向及目標 12當今機械行業(yè)的就業(yè)趨勢 13機械行業(yè)的發(fā)展前景 14優(yōu)秀的機械工作者應具備的素質及能力 25自我評估 26自我強化 37總結 3第二部分新型調度絞車行星輪系設計 41緒論 61.1調度絞車的歷史和發(fā)展狀況 61.2調度絞車的結構組成 62對JD-1型調度絞車的改進 72.1調度絞車改造的重要性和緊迫性 72.2新型調度絞車的結構和特點 73主要參數(shù)選擇 93.1電動機類型及轉速 93.1.1類型 93.1.2滿載轉速 93.1.3總傳動比 93.1.4分配傳動比 93.1.5確定效率 93.1.6電機所需功率 93.2齒數(shù)的確定 93.2.1傳動比條件： 93.2.2同心條件： 93.2.3裝配條件： 103.3工作時各構件的轉速： 104確定齒輪幾何尺寸 134.1NGW型行星齒輪傳動變位方案選擇 134.1.1高度變位 134.1.2角度變位 134.1.2.1的正角度變位 134.1.2.2>的角度變位（不等角變位） 134.2預計嚙合角 134.3高速級行星傳動計算 144.3.1按接觸強度初算A-C傳動的中心距和模數(shù) 144.3.2計算A-C傳動的實際中心矩變動系數(shù)和嚙合角 154.3.3計算A-C傳動的變位系數(shù) 154.3.4計算C—B傳動的中心矩變動系數(shù)和嚙合角 154.3.5計算C-B傳動的變位系數(shù) 164.3.6幾何尺寸計算 164.3.7驗算A-C傳動的接觸強度和彎曲強度 184.3.8按接觸強度來確定內齒輪材料 194.3.9C-B傳動的彎曲強度驗算 194.4低速級行星傳動計算 194.4.1按接觸強度初算A-C傳動的中心距和模數(shù) 194.4.2計算A-C傳動的實際中心矩變動系數(shù)和嚙合角 204.4.3計算A-C傳動的變位系數(shù) 204.4.4計算C—B傳動的中心矩變動系數(shù)和嚙合角，C-B傳動未變位時的中心矩 214.4.5計算C-B傳動的變位系數(shù) 214.4.6幾何尺寸計算 214.4.7驗算A-C傳動的接觸強度和彎曲強度 234.4.8按接觸強度來確定內齒輪材料 244.4.9C-B傳動的彎曲強度驗算 245裝配草圖設計 267平鍵及花鍵聯(lián)接設計 357.1太陽輪與電機軸的平鍵聯(lián)接 357.1.1選擇鍵的類型 357.1.2根據(jù)電機軸徑，查《機械手冊》 357.1.3驗算擠壓強度 357.2行星架與軸齒輪4的平鍵聯(lián)接 357.2.1選擇鍵的類型 357.2.2根據(jù)軸齒輪4的軸徑50，查《機械手冊》 357.2.3驗算擠壓強度 357.3接合輪與外伸軸的花鍵聯(lián)接 367.3.1選擇鍵的類型： 367.3.2強度校核 367.4外伸軸與制動輪的平鍵聯(lián)接 367.4.1選擇鍵的類型 367.4.2驗算擠壓強度 368軸承選擇計算 389制動與卷筒設計 409.1鋼絲繩的選擇 409.2卷筒及容繩量的計算 409.3制動輪的設計 4210潤滑及密封 4410.1潤滑 4410.2密封 4411公差配合、表面粗糙度 4512調度絞車的維護和使用注意事項 4912.1調度絞車的維護 4912.2調度絞車的使用注意事項 4913總結 51參考文獻 52謝辭 53第一部分我的工程師之路我現(xiàn)在已是大四的學生了，為了讓自己在畢業(yè)能夠找到一份優(yōu)異的工作，我為自己做了一份規(guī)劃。1我的職業(yè)方向及目標我學習的專業(yè)是機械設計制造及自動化專業(yè)，既然選擇了這個專業(yè)，我就要從事它，并且勵志在這一行業(yè)做出自己的貢獻。四年的大學生活即將結束，我對自己的未來有一個目標，這也是我學習的動力，我希望在不久的將來通過我的努力我能成為一名工程師，一名優(yōu)秀的工程師。2當今機械行業(yè)的就業(yè)趨勢現(xiàn)在越來越多的制造業(yè)企業(yè)，回到人才市場招兵買馬。咱省也在出臺相應的政策予以扶持或是抽調經(jīng)費培訓相關的人才。根據(jù)報道：我省自06年以來機械發(fā)展規(guī)模效益凸現(xiàn)，利稅高于產(chǎn)銷。山東省機械工業(yè)利用外資，合資合作，資產(chǎn)重組，大批企業(yè)已經(jīng)形成經(jīng)濟規(guī)模，經(jīng)濟效益明顯提高。全省機械行業(yè)利潤增幅比銷售收入高6.05個百分點，其中汽車行業(yè)高16.12個百分點，工程機械高15.17個百分點。11個行業(yè)增幅都在兩位數(shù)以上，除農(nóng)機增幅在20%以下，其余10個行業(yè)增幅都在30%以上。龍頭企業(yè)拉動，產(chǎn)業(yè)鏈條延伸。山東省行業(yè)的龍頭骨干企業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈逐漸延伸，對行業(yè)的拉動明顯。在全省工業(yè)企業(yè)銷售收入百強中，機械行業(yè)12家，分別為中國重汽、時風集團、福田諸城、濰柴動力、上海東岳、一汽青島、五征集團、斗山工程、小松山推、青島太發(fā)、福田重工、九羊集團。名牌產(chǎn)品帶動，行業(yè)質量升級。全省機械工業(yè)共有35個企業(yè)的37個產(chǎn)品享有“中國名牌產(chǎn)品”稱號。五征集團等87家企業(yè)的87個產(chǎn)品評為“山東名牌”，其中30個產(chǎn)品為09年到期復評產(chǎn)品，57個是09年新增產(chǎn)品。目前，山東省機械工業(yè)共有265個產(chǎn)品享有“山東名牌產(chǎn)品”稱號。工程機械企業(yè)近期公布的半年報中，普遍傳出業(yè)績高于預期的聲音。這也說明了在金融危機的影響下機械行業(yè)在慢慢回升。這個行業(yè)的人才需求量也在逐漸增加，這就對我們的就業(yè)是一個很好的信號。尤其對于我省沿海城市來說，經(jīng)濟回暖，各大工廠都在擴建，需要的人才也相當多，給我們的就業(yè)帶來了好的機遇。在這個大好形勢下我們應該抓住這個機遇，俗話說：機不可失，失不再來。3機械行業(yè)的發(fā)展前景當今世界的機械行業(yè)正在向計算機集成制造（CIMS）、智能化、敏捷化、虛擬化、清潔化方面發(fā)展，機械制造業(yè)的發(fā)展方向是將傳統(tǒng)的制造技術與現(xiàn)代信息技術、管理技術、自動化技術、系統(tǒng)工程技術進行有機的結合，通過計算機技術是企業(yè)產(chǎn)品在全生命周期中有關的組織、經(jīng)營、管理和技術有機集成和優(yōu)化運行，在企業(yè)產(chǎn)品全生命周期中實現(xiàn)信息化、智能化、集成優(yōu)化達到產(chǎn)品上市快、服務好、質量優(yōu)成本低的目的：（1）從制品開發(fā)開始，向機械使用者提供從制品、工藝配方、設備和售后服務等的全方位服務。（2）按照用戶的要求，設計制造出專為用戶解決其工藝困難的適用設備。（3）及時借鑒相關產(chǎn)業(yè)的技術發(fā)展，將各類最新的科技成果運用到本行業(yè)上。如電子、通訊產(chǎn)業(yè)和汽車工業(yè)、航天工業(yè)的科技成果。（4）緊跟材料科學的進展，使新型設備適應新型材料的加工。（5）樹立用戶在市場競爭中成敗的關鍵因素是設備這一理念，力求設備運行的高速、高效和節(jié)能。（6）企業(yè)之間有優(yōu)化重組的案例，但未見大化工企業(yè)那種大規(guī)模的聯(lián)合。由于國外專業(yè)化協(xié)作很成熟，塑料機械生產(chǎn)企業(yè)的規(guī)模不會太大。政策方面，09年政府對機械行業(yè)的扶持力度一直有增無減，相繼出臺了“增值稅轉型”、“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”專項實施、“裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)振興規(guī)劃”、“船舶行業(yè)振興規(guī)劃”等一系列政策和措施。為抵御金融危機的侵襲，國務院實行積極的財政政策和適度寬松的貨幣政策，同時提出了快民生工程、基礎設施、生態(tài)環(huán)境建設和災后重建、提高城鄉(xiāng)居民收入水平等擴大內需、促進經(jīng)濟增長的十項措施拉動經(jīng)濟增長，總投資約4萬億。我們判斷這些扶持政策將持續(xù)拉動行業(yè)國內需求，促進產(chǎn)業(yè)升級，并對提升行業(yè)國際競爭力有著深遠影響。目前部分政策效應已經(jīng)開始顯現(xiàn)，如近兩年1.5萬億元的鐵路投資規(guī)劃對鐵路相關行業(yè)景氣度的拉動，我們預計2010年這一系列扶持政策的效果將持續(xù)體現(xiàn)。4優(yōu)秀的機械工作者應具備的素質及能力一個優(yōu)秀的工程師應具備的素質：（1）本專業(yè)的工作經(jīng)驗。有很強的事業(yè)心和責任心，能熟練應用常用的二維及三維繪圖軟件，具備良好的英語聽說讀寫譯能力。（2）專業(yè)技能扎實，能夠進行各種符合生產(chǎn)需求的設計（3）具有較強的分析問題，解決問題的能力，具備較強的臨時應變的能力。（4）熟悉各種公差配合/型位公差/表面處理/機加工方法的標準要求，能靈活將這些標準應用到日常的設計中。（5）有較強的協(xié)調能力和溝通能力，能提出并領導一些能提升公司效益的項目并最終實施，對生產(chǎn)設備和夾具進行持續(xù)改善，看待問題具有大局觀。5自我評估自己的性格特點：內、外向并兼，對事物偏于理性認識。我的優(yōu)點是：（1）自認為是有理想、有思想、有紀律、有自信和自知之明的人；遵紀守法，態(tài)度端正，堅持原則及責任感強；熱愛生活、積極樂觀，取他人之長補己之短。（2）本人有一顆善于學習借鑒自我優(yōu)化的消化力，對人真誠和藹、尊敬正直的友愛之心，善于培養(yǎng)興趣，重視實踐與探索。我的缺點是：綜合應用能力較差，對知識融會貫通的能力差，不能很好的做到理論聯(lián)系實際，思維不靈活。自我總結：職業(yè)心理學的研究表明，一個人的性格對于其在工作中的表現(xiàn)有著非常重要的影響，本人認為，對于自身性格特點進行全面深入地了解，很有必要。我的性格綜合分析：樂群性較好，適于團體合作，情緒較穩(wěn)定。聰慧性一般，獨立性很好，是個嚴于律己的人。只有對個人風格特點有了全面的認識，才能在未來的學習工作中獲得最大的成就感。6自我強化在大學的學習生活中，我學習很多關于專業(yè)知識，例如：材料力學，工程材料，機械設計，機械制造工藝學，機械制圖等。這些都是日后工作必不可少的知識，只有現(xiàn)在學好樂，以后才能熟練運用。在這其中我的機械制圖軟件AutoCAD學習不是很好，不能熟練運用。而CAD軟件的作用很大，它已成為工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要標志。它對加速工程和產(chǎn)品的開發(fā)、縮短產(chǎn)品設計制造周期、提高產(chǎn)品質量、降低成本、增強企業(yè)市場競爭能力與創(chuàng)新能力發(fā)揮著重要作用。它的應用及發(fā)展正引起一場產(chǎn)品工程設計與制造深刻的技術革命，并對產(chǎn)品結構、產(chǎn)業(yè)結構、企業(yè)結構、管理結構、生產(chǎn)方式以及人才知識結構方面帶來巨大影響。在經(jīng)濟迅速發(fā)展的今天，它可以讓公司不會應生產(chǎn)效率低而被淘汰。與此同時，如果能熟練掌握該軟件對于我日后的就業(yè)也會有很大的幫助，為我在日后激烈的就業(yè)競爭中爭得一席之地，在工作中也會讓順利的完成公司交給而我的任務。所以現(xiàn)在我要利用好現(xiàn)有的資源，去圖書館借閱關于AutoCAD方面的書籍，抓緊時間，認真學習，爭取在畢業(yè)時可以熟練掌握。7總結大學生活即將結束，我會按照我的計劃一步步走下去，雖然這個計劃不是很全面，但是我會在以后生活中慢慢補充，做到盡善盡美。同時也很感謝在我大學生活學習中幫助過我的老師同學，是你們讓我在大學學到了很多受益匪淺的東西。第二部分新型調度絞車行星輪系設計摘要調度絞車是煤礦井下普遍使用的一種小型的行星齒輪系傳動絞車,它具有體積小、重量輕、承載能力大、效率高等特點。可以在井下調度車輛,也可以用來托運重物;最大牽引力3000kg,最大繩速86.4m/min,最小繩速68.4m/min,選用鋼絲繩直徑為20mm,最大容繩量為400m,傳動比31.3,配用電動機11kW,其主要組成部件有滾筒裝置、制動裝置、機座和電動機。行星齒輪系滾筒為機器的關健部分，直接影響機器的使用效果，所以本設計著重對行星齒輪系進行設計論述。關鍵詞：調度絞車；行星齒輪系；設計ABSTRACTDispatchingwinchisthecoalmineshaftuniversaluseonekindofsmallplanettoothgeartraintransmissionwinch,ithasthevolumetobeyoung,theweightislight,bearingcapacityisbig,efficiencyhighercharacteristic.Mayinthemineshaftdispatchvehicles,mayalsousefortoconsignforshipmenttheheavyitem;Biggestforceoftraction3000kg,biggestropespeed86.4m/min,smallestropespeed68.4m/min,selectsthesteelwirediameteris20mm,biggestRongShengliangis400m,thevelocityratio31.3,usesforpartselectricmotor11kW,itsmainbuildingblockhasthedrumapparatus,thearrestinggear,theseat-sonaplaneandtheelectricmotor.Planettoothgeartraindrumformachine'sGuanJianpart,immediateinfluencemachine'suseeffect,thereforethisdesigncarriesonthedesignelaborationemphaticallytotheplanettoothgeartrain.Keywords：dispatchingwinch;planetgearsystem;design1緒論1.1調度絞車的歷史和發(fā)展狀況絞車是工業(yè)生產(chǎn)過程中一種常見的機械，具有悠久的發(fā)展歷史和比較成熟的設計制造技術。在礦山采掘和運輸場合，絞車作為重要輔助設備被大量而廣泛地運用著，例如礦用提升絞車、調度絞車、耙礦絞車和鑿井絞車等。提升絞車可用于礦山豎井或斜井中物品與人員的調度，具有較大的牽引功率和很好的安全性，是礦山生產(chǎn)中不可缺少的設備之一。調度絞車是礦山生產(chǎn)過程中一種常見的機械設備，在井下水平巷逆不太長的趴離內移動礦車、在車場內調度礦車組、在軌進巷提運材料車等都需要用到絞車尤其是調度絞車。調度絞車是在短距離內調度礦車的設備，主要用于礦井地而、井下車場調度車輛，辦可在其他一些地方作些輔助運輸工作。隨著絞車制造技術的不斷提高、加工材料的不斷改進以及電子控制技術的不斷發(fā)展，絞車在動力、節(jié)能和安全性等方面取得了很大的進步。1.2調度絞車的結構組成調度絞車由下列主要部件組成:卷筒裝置、制動裝置、電動機、機座。該裝置體積小，結構緊湊，其減速機采用了兩個具有公共行星架的行星輪系組成的視合輪系。在絞車內部各傳動處采id滾動軸承。2對JD-1型調度絞車的改進2.1調度絞車改造的重要性和緊迫性JD-1型調度絞車具有重量輕、體積小、拉力適中和操作方便等優(yōu)點,在我國礦山已廣泛使用。但國產(chǎn)調度絞車的傳動方案幾十年來都是測繪蘇聯(lián)產(chǎn)品，礦用調度絞車舊產(chǎn)品結構尺寸較大，機器自重較大，傳動系統(tǒng)結構復雜,零件精度要求較高,其制造難度較大。型式陳舊，相對承載能力較低，成本高，嗓音大，行星傳動無均載措施，要求更新產(chǎn)品改型。該絞車自1995年從前蘇聯(lián)引進后,不少廠家曾花大力氣試圖對該產(chǎn)品進行改進,并試制出了幾種不同結構的機型,有的還投入了小批量生產(chǎn),但因種種原因,卻沒有取得最后成功。2.2新型調度絞車的結構和特點針對這種情況，通過全面的分析,在保留其原有優(yōu)點的基礎上,應盡量選擇較為簡單的結構,以便好制造,好維修,成本低,壽命長,用先進成熟的技術對其進行改進,考慮到一般中小型機械廠的設備與技術條件，參考國內外各行業(yè)各種最新絞車設計，為此提出改進方案如圖2-1。圖2-1絞車設計改進圖此方案采用2級NGW串聯(lián)，齒輪3固定，齒輪6與右端制動輪固聯(lián)在一起。工作時（右端制動器制動），即齒輪6固定，行星架X2與卷筒固定在一起作為輸出。自由度：=3×5－2×5－4=1總傳動比：,空載時（左、右制動器均松開）。自由度：=3×6－2×6－4=2這時卷筒和齒輪6（與右端制動輪相聯(lián)）均可轉動，第二級成為差動輪系。差動輪系可實現(xiàn)運動的合成與分解，故在啟動與剎車時，可以用控制制動力的大小來調整卷筒的速度，從而達到調速的目的，避免啟動或剎車的沖擊，也可控制放繩速度。因此右端制動器起摩擦離合器的作用。上述方案與舊產(chǎn)品相比主要有以下優(yōu)點：1)兩級行星傳動都有浮動件以保證均載，齒輪齒面接觸好，加大了承載能力，提高了使用壽命。1)所有齒輪結構簡單，具有良好的工藝性，可以保證齒輪的齒形精度，降低運轉噪音。3)卷筒直徑大，鋼繩壽命高。4)繩速變化小，電動機負荷均勻性好。5)效率高，牽引力大。3主要參數(shù)選擇3.1電動機類型及轉速3.1.1類型YB160L-63.1.2滿載轉速970m/s功率：11kw3.1.3總傳動比初選滾筒速度=31r/min則==31.293.1.4分配傳動比為了得到最小的徑向尺寸可使低速級內齒輪分度圓直徑與高速級內齒輪分度圓直徑之比接近1.=6.4615=6.46153.1.5確定效率效率計算非常復雜，不易掌握，一般可用查圖法，嚙合效率查[I]P620中間線==0.978×0.979=0.9573.1.6電機所需功率==7.78kw＜11kw式中：F牽引力（kw）、V鋼絲繩平均速度,初選的電動機符合要求。3.2齒數(shù)的確定確定齒數(shù)應滿足下列條件：3.2.1傳動比條件：保證實現(xiàn)給定的傳動比。3.2.2同心條件：對NGW型，太陽輪A與行星輪C的中心距應等于行星輪C與內齒輪B的中心距。對標準及高度變位齒輪對角度變位齒輪式中和分別為AC輪和CB輪的嚙合角。3.2.3裝配條件：必須保證相鄰兩行星輪互不相碰，并留有大于0.5㎜的間隙，即行星齒頂圓半徑之和小于其中心距用計算法配齒比較麻煩，也可用此類法選定齒數(shù)，計算出有關參數(shù)后，再驗算上述條件。比較簡單的方法是查表法，根據(jù)前面分配的傳動比查【I】即可查出、、且滿足配齒條件，無須驗算，但若采用不等角變位(>)時，應將查出的值減少1～2齒，以適應變位需要。本設計建議采用不等角變位，將減少1個齒，即取=-1配齒后按第一張公式計算出。故所選齒數(shù)：高速級：=13=28=71低速級：=16=22=623.3工作時各構件的轉速：(1+)-（1-）×（1-）=0×(1-)各構件的轉矩：輸入轉矩：×小太陽輪傳遞的扭矩:低速級輸入轉矩：=··太陽輪4傳遞的轉矩：·×·×··表3-1各構件運動參數(shù)構件轉速轉矩徑向力齒數(shù)197062.270132-230.54002830591.48071150.12658.78004150.122692.880165-56.360022602657.39750623132448004確定齒輪幾何尺寸4.1NGW型行星齒輪傳動變位方案選擇4.1.1高度變位主要目的在于避免根切，使齒輪副的滑動系數(shù)或抗彎強度大致相等。4.1.2角度變位角度變位后，AC齒輪的嚙合角為，CB齒輪的嚙合角為，--變位系數(shù)。4.1.2.1的正角度變位當<時，推薦取0.5，這時節(jié)點位于雙齒對嚙合區(qū)，由接觸強度所限制的承載能力最大，且大齒輪和小齒輪的彎曲強度接近相等。4.1.2.2>的角度變位（不等角變位）NGW型傳動中外嚙合的接觸強度低于內嚙合，因此對于直齒輪傳動A-C嚙合副可采用大嚙合角的正角變位傳動，而C-B嚙合副則可采用高度變位或較小嚙合角度變位。這種變位方法是在保持太陽輪和內齒輪齒數(shù)不變，而將行星齒數(shù)減少1-2的情況下，根據(jù)同心條件來實現(xiàn)的。采用這種角度變位的結果可以最大限度地提高受A-C嚙合副接觸強度限制的NGW型傳動的承載能力。同時又可避免內齒輪變位系數(shù)過大而降低其彎曲強度。本設計建議采用此種變位。采用>的角度變位對提高傳動質量的效果：a.提高了傳動裝置的承載能力根據(jù)分析和實驗結果表明，當=～時，NGW型傳動的接觸強度和彎曲強度均可提高20%左右。b.提高了抗膠合和抗磨損能力NGW型傳動的A-C嚙合副是抗膠合與磨損的薄弱環(huán)節(jié)。采用這種變位后，A-C嚙合副為較大嚙合角的正變位傳動，因而降低了眾所周知的齒面幾何壓力系數(shù)和滑動系數(shù)，并可使相嚙合兩齒輪的滑動系數(shù)趨向相等，所以提高了齒輪抗膠合和抗磨損的能力。c.有利于行星輪向載荷均勻分配。由于嚙合角>，則太陽輪與行星輪嚙合的徑向力比較大，有利于太陽輪和行星架浮動，所以當采用太陽輪或行星架浮動的均載機構時，可提高均載效果。d.在某些場合下，采用這種角度變位方法，可擴大齒數(shù)選擇范圍，便于滿足傳動比要求。4.2預計嚙合角（注：A、C、B分別代表齒輪1、2、3或4、5、6）根據(jù)確定的齒數(shù)算出：高速級：低速級：查【】圖8-142高速級：取查【】低速級：取4.3高速級行星傳動計算4.3.1按接觸強度初算A-C傳動的中心距和模數(shù)選太陽輪材料40Cr,熱處理種類表面淬火，齒面硬度HRC=48～55，取52HRC,=119kg/㎜選行星輪材料40Cr=×=計算模數(shù)取標準值則A-C傳動的未變位時的中心距按預計嚙合角，求A-C傳動中心矩變動系數(shù)則實際中心矩取整4.3.2計算A-C傳動的實際中心矩變動系數(shù)和嚙合角4.3.3計算A-C傳動的變位系數(shù)查【】圖8-15a，計算出的在之上，符合齒根和齒面承載能力大的要求。齒輪A的變位系數(shù)（行星傳動機構設計）×××-4.3.4計算C—B傳動的中心矩變動系數(shù)和嚙合角C-B傳動未變位時的中心矩則4.3.5計算C-B傳動的變位系數(shù)+4.3.6幾何尺寸計算分度圓直徑：齒頂高變動系數(shù)：+-=-=--=-=齒頂高：(1+-)·(1+-)·(1-+)·齒根高：（1.25-）·（1.25-0.4623）×3.52.75695（1.25-）·（1.25-0.6025）×3.52.26625（1.25+）·（1.25+0.5318）×3.56.23413齒頂圓直徑：+245.5+2×4.6462554.7925+298+2×5.13695108.2739-2248.5-2×1.64115245.2177齒根圓直徑：-245.5-2×2.7569539.98740-298-2×2.2662593.467593-2248.5+2×6.23413260.96826261節(jié)圓直徑：47.55102.44247.67齒頂圓壓力角：重合度：1.23>1.11.57>1.1在一般機械中,齒輪的重合度要求,所以兩對齒輪嚙合均符合要求.齒輪寬度:所以4.3.7驗算A-C傳動的接觸強度和彎曲強度驗算接觸強度：查《機械設計》表7.11因為<，所以齒面接觸疲勞強度校驗合格。式中：—載荷系數(shù)，查【】--綜合彈性模量，一對鋼制齒輪=2.06×--齒輪寬度，代入、中較小值。--中心矩--嚙合角--許用接觸接觸應力驗算彎曲強度160+2.5160+2.5×52290因為<，<，所以齒根彎曲疲勞強度校驗合格式中：、為兩輪的齒形系數(shù)，查【】。、分別為兩輪的許用彎曲應力，按【】的方法確定。4.3.8按接觸強度來確定內齒輪材料選45#鋼表面淬火>4.3.9C-B傳動的彎曲強度驗算273/1.5182>所以預選的45#鋼適合。4.4低速級行星傳動計算4.4.1按接觸強度初算A-C傳動的中心距和模數(shù)選太陽輪材料20CrMnTi,滲碳淬火，齒面硬度（56～62）HRC，取60HRC，151kg/㎜，選行星輪材料20CrMnTi22622681.4582計算模數(shù)4.315取標準值4則A-C傳動的未變位時的中心距76按預計嚙合角，求A-C傳動中心矩變動系數(shù)取整4.4.2計算A-C傳動的實際中心矩變動系數(shù)和嚙合角4.4.3計算A-C傳動的變位系數(shù)查【】0.31170.01490.8493查【】圖8-15a，計算出的在之上，符合齒根和齒面承載能力大的要求。齒輪A的變位系數(shù)0.5×0.5×0.5×0.4654-0.85-0.470.384.4.4計算C—B傳動的中心矩變動系數(shù)和嚙合角，C-B傳動未變位時的中心矩80則4.4.5計算C-B傳動的變位系數(shù)-0.238+-0.238+0.3830.1454.4.6幾何尺寸計算分度圓直徑齒頂高變動系數(shù)+--0.849-0.750.0990.238+0.250.012齒頂高(1+-)·(1+0.465-0.099)×45.464(1+-)·(1+0.383-0.099)×45.136(1-+)·(1-0.145+0.012)×43.468齒根高（1.25-）·（1.25-0.465）×43.14（1.25-）·（1.25-0.383）×45.136（1.25+）·（1.25+0.145）×45.58齒頂圓直徑+264+2×5.46474.928+288+2×5.13698.272-2248-2×3.468241.064齒根圓直徑-264-2×3.1457.72-288-2×3.46881.064+2248+2×5.58259.16節(jié)圓直徑66.5391.47244.9齒頂圓壓力角重合度1.279>1.11.696>1.1在一般機械中，齒輪的重合度要求為，所以該行星輪系適合。齒輪寬度0.6×7947.4所以554.4.7驗算A-C傳動的接觸強度和彎曲強度驗算接觸強度查《機械設計》表7.11因為<，所以齒面接觸疲勞強度校驗合格。式中：—載荷系數(shù)，查【】--綜合彈性模量，一對鋼制齒輪2.06×--齒輪寬度，代入、中較小值。--中心矩--嚙合角--許用接觸接觸應力驗算彎曲強度5.85.8×603482323×601380因為<，<，所以齒根彎曲疲勞強度校驗合格式中：、為兩輪的齒形系數(shù)，查。、分別為兩輪的許用彎曲應力，按的方法確定。4.4.8按接觸強度來確定內齒輪材料選45#鋼表面淬火>4.4.9C-B傳動的彎曲強度驗算273/1.5182>所以預選的45#鋼適合。表4-1齒輪傳動主要幾何參數(shù)匯總表名稱代號齒輪編號123456齒數(shù)132871162262模數(shù)3.54壓力角20齒頂高系數(shù)1徑向間隙系數(shù)0.25傳動比31.29變位系數(shù)0.4620.6030.5320.4650.3830.145嚙合角25.9719.4725.3117.92分度圓直徑45.598248.56488248節(jié)圓直徑47.55102.44247.6766.5391.47244.9頂圓直徑54.79108.27245.2274.9398.27241.06齒根圓直徑40932615881259中心距a7579齒寬453855554760精度IT85裝配草圖設計1．根據(jù)選擇的傳動方案首先選擇浮動件，即均載機構類型。參看【】。體現(xiàn)行星齒輪傳動優(yōu)越性的前提是必須保證功率在各行星輪之間均勻分流（分配），保證措施是合理的結構設計和必要的加工質量。過去人們靠減小制造誤差來解決均載問題，但這既不經(jīng)濟又十分困難，而且誤差和變形總是難免的。近代行星齒輪傳動在機構設計上的重大突破就是成功地采用了均載機構，解決了由于造，裝配和構件變形等因素引起的各行星輪之間的載荷不均勻問題，從而使這種傳動的優(yōu)點得以充分發(fā)揮，均載機構的原理是通過均載構件浮動件，在受力不均載時能自動調位或產(chǎn)生附加彈性變形來補償誤差，達到受力均衡，使功率均勻分流。2．選擇結果:考慮到具體情況，本設計高速級和低速級均采用內齒輪浮動，用接合輪支撐，優(yōu)點浮動范圍大，均載效果好。3．預選軸承類型及尺寸一般選用向心球軸承，行星輪處徑向尺寸受限制時，可用滾針軸承或滑動軸承。4．選擇聯(lián)接類型可根據(jù)具體結構、受力情況選用螺栓、銷、緊定螺釘、平鍵、漸開線花鍵等。螺栓尺寸可根據(jù)類比確定，不進行驗算。5．初步畫出卷筒、制動輪、底座等部分尺寸。6軸的設計計算為了便于計算，首先選擇各軸的材料,填好表6-1如下：表6-1各軸的材料及機械性能軸名材料抗拉強度極限許用彎曲應力軸齒輪140Cr73669行星軸24558854軸齒輪420CrMnTi108098行星軸54558854外伸軸45588541)軸齒輪根據(jù)電動機伸出軸直徑、長度設計此軸齒輪為了減輕重量和安裝方便，此軸設計成空心軸，軸孔與電動機相連處相當于聯(lián)軸器聯(lián)接.受力分析：此軸所受合力為零，只受扭矩作用（傳動軸）圖示處扭轉強度條件為0.60.6×736441.6<式中：--小太陽輪傳遞的扭矩圖6-1傳動軸2)行星軸2方向合力為零向：對行星軸的扭矩，故只受彎矩作用受力圖圖6-2受力圖圖6-3受力圖<543)軸齒輪4受力分析：所受合力為零，不受彎矩只受扭矩作用，此處用三個行星輪圖6-4受力分析圖強度條件：<故滿足條件軸的尺寸設計：根據(jù)確定最小軸徑考慮到與軸齒輪1聯(lián)接取該軸段安裝行星架，由于行星架的總寬度，所以該軸段的長。第二段安裝軸承，為了減小軸的尺寸，又考慮到軸承是標準件，把該段軸徑設計成，選取軸承6011（2個），軸承的寬度，兩軸承的內端面分別用孔用擋圈固定外圈，擋圈寬度，兩擋圈之間留有一定的空隙，確定該軸段的長。軸承2的左端用軸肩定位，軸承的安裝尺，所以軸肩的直徑為，寬度取6。第三段是軸齒輪，齒輪的尺寸，，，。圖6-5齒輪軸尺寸圖其它軸的設計類似。4)行星軸5圖6-6行星軸受力圖式中：--太陽輪4的節(jié)圓直徑<98故滿足要求。5)與制動輪相連的外伸軸受力分析：圖6-7受力分析圖圖中：-卷筒及齒輪中約為1000--最大牽引力式中：--卷筒直徑--鋼絲繩直徑圖6-8水平支反力圖水平面上：求、支座的反力即即水平彎矩圖圖6-9水平彎矩圖垂直面上：圖6-10垂直支反力圖求、支座的反力即即圖6-11支反力圖作合成彎矩圖圖6-12彎矩圖扭矩圖：圖6-13扭矩圖危險截面的最大當量彎矩<所以該軸強度足夠。7平鍵及花鍵聯(lián)接設計7.1太陽輪與電機軸的平鍵聯(lián)接7.1.1選擇鍵的類型選用C型（用于軸端與轂類零件的聯(lián)接）7.1.2根據(jù)電機軸徑，查《機械手冊》選用鍵C12×90GB1096-7912,8,90,軸,轂7.1.3驗算擠壓強度查《機械手冊》（第七版）表6-2許用擠壓應力=110<所以該鍵強度足夠。7.2行星架與軸齒輪4的平鍵聯(lián)接7.2.1選擇鍵的類型雖屬端部聯(lián)接，但考慮到與軸齒輪之間相對轉動，當選用C型鍵時，一旦從鍵槽中外移將產(chǎn)生摩擦，所以此處選用A型鍵。7.2.2根據(jù)軸齒輪4的軸徑50，查《機械手冊》選用鍵16×10GB1096-79根據(jù)軸長選鍵長5016,10,50,軸,轂7.2.3驗算擠壓強度查《機械手冊》（第七版）表6-2許用擠壓應力=110>擠壓強度不滿足，試選A型鍵雙鍵<所以A型鍵雙鍵適合。7.3接合輪與外伸軸的花鍵聯(lián)接7.3.1選擇鍵的類型：矩形花鍵：8×62×72×12（N×d×D×B）7.3.2強度校核強度條件擠壓應力：查《新編機械設計手冊》100～140<所以該鍵強度足夠。式中：--載荷分配不均勻系數(shù)=0.7～0.8Z—花鍵齒數(shù)--花鍵齒側面的工作高度，=，此處為外花鍵的大徑，為內花鍵的小徑，為倒角尺寸，C=0.6--齒的工作長度--花鍵的平均直徑7.4外伸軸與制動輪的平鍵聯(lián)接7.4.1選擇鍵的類型根據(jù)軸徑，查《機械手冊》選用鍵C20×12GB1096-7920,12,100,軸,轂7.4.2驗算擠壓強度查《機械手冊》（第七版）表6-2許用擠壓應力=110>擠壓強度不滿足，試選C型鍵雙鍵<所以C型鍵雙鍵適合。8軸承選擇計算1)電機處伸出此處滾動軸承用來支撐卷筒，受到向下的重力及水平拉力的作用，其合力為9850.89預選軸承6021=105=160=26=55.2=115=150查【】=1.815=1.025=1.2=1=<所以預選軸承適合。2)行星輪2處軸承采用滾動軸承，預選軸承型號6206=30=62=16=11=36=56查【】=1.815=0.525=1.2=122619.14<所以預選軸承適合。3)中間處支撐行星架軸承此軸承不受力，起輔助支撐作用，可根據(jù)此處軸徑選特輕系列6011=55=90=18=62=834)行星輪4處軸承由于受徑向尺寸限制，此處選用滾針軸承，預選=35=55=36=12×7902.615.8因為</所以預選軸承適合5)滾筒支承軸承此軸承受滾筒自重和牽引力的作用，合力：根據(jù)軸徑預選軸承6216=80=140=26=55.0=90=130查【】=1.815=1.025=1.2=1<55.0所以預選軸承適合。6)外伸軸支承軸承此軸承受滾筒自重和牽引力的作用，合力：根據(jù)軸徑105預選軸承6021=105=160=26=55.2=115=150查【】=1.815=1.025=1.2=1<55.2所以預選軸承適合。此軸承受力根據(jù)軸徑55預選軸承6211=55=100=21=33.5=64=91查【】=1.815=1.025=1.2=1<33.5所以預選軸承適合。9制動與卷筒設計9.1鋼絲繩的選擇在礦井淋水大，酸堿度高和作為出風井筒中，由于銹蝕嚴重而影響了鋼絲繩的使用壽命，選用鍍鋅鋼絲繩比較合適。根據(jù)JB965-83選6×19-12.5-155標準含義：6股19絲抗拉強度為155制成的直徑為12.5鋼絲繩。強度條件：查【】8870故滿足要求式中：--破斷拉力最大靜拉力--安全系數(shù)，取5.59.2卷筒及容繩量的計算最大牽引速度：1最大繞繩直徑：卷筒直徑：（18）1818×12.5225設計取315最小牽引速度：平均速度：根據(jù)裝配草圖設計，卷筒寬度=390則繞繩層數(shù)：=14.3（圈）取10圖9-1裝配草圖煤層鋼絲繩的平均直徑：式中：—第層每層的繞繩圈數(shù)：式中：根據(jù)以上公式計算、計入下表9-110表9-1-數(shù)據(jù)參數(shù)ii12345678910327.5349.2370.8392.5414.1435.8457.4179.1500.7522.431302928272625242322109.3制動輪的設計圖9-2制動輪根據(jù)取制動輪直徑(4～6）d+取4d+4×12.5+522.36572取580操作力，--鋼絲繩直徑制動力矩1.75對卷筒制動圓周力：=緊邊拉力式中：--帶與帶輪接觸包角弧度0.35松邊拉力：-19939-175002439制動鋼帶的厚度式中：鋼帶機鋼絲石棉帶寬度釘在計算斷面上的數(shù)量為2。--許用拉應力，帶的最大比壓石棉帶厚度類比確定為6。10潤滑及密封10.1潤滑及時、充分地潤滑，對保證絞車安全運轉，延長使用壽命具有很大意義。潤滑劑必須合乎要求，不能混有灰塵、污物、水等雜質。卷筒內加2：1配制的3號鈣基潤滑脂和24號缸油的混合油潤滑，齒輪和軸承，注油量為3Kg左右。軸承架內的兩軸承采用3號鈣基脂潤滑，油量不超過軸承室容積的2/3。在絞車首次工作24小時后，必須更換產(chǎn)品內部的潤滑油、脂。正常情況下，每三個月要更換一次油。絞車在規(guī)定的工作制度下工作時，油濕不得超過80。10.2密封絞車應具有良好的密封性，需油封處的線速度均小于5m/s，因此選用毛氈密封（是防塵，防油的油封）。11公差配合、表面粗糙度哲項工作對沒有實際工作經(jīng)驗的初學者來說是非常困難的，尤其是對非機制專業(yè)的學生。設計時可根據(jù)教材中講的選擇原則，參考JB/208119-87，結合現(xiàn)場圖紙資料類比選定，現(xiàn)摘錄JB/ZQ8119-87有關主要零件關鍵項目和主要加工制造量應符合的規(guī)定供參考。1.電動機齒輪1）配合孔徑尺寸與電機軸配合精度7級，與其他配合精度9級。2）配合孔徑表面粗糙度3）配合孔徑間位置公差◎φ0.024）鍵槽寬度尺寸精度8級5）鍵槽側面粗糙度6）齒面粗糙度7）齒面滲碳深度0.5～1mm.8）齒面硬度HRC55～62.9）齒輪精度887、、、、2.內齒輪1）配合孔徑尺寸精度8級2）配合孔徑尺寸表面粗糙度3）與軸承配合軸徑尺寸精度6級4）配合軸徑表面粗糙度5）配合孔、軸同軸度公差8級6）齒面粗糙度7）齒面硬度HB170～197、HRC50～608）齒面滲層深度0.8～0.5mm.9）齒輪精度887、、、、10）鍵槽寬度尺寸精度9級。11）鍵槽側面粗糙度3.行星齒輪1）孔徑尺寸精度7級。2）孔徑表面粗糙度3）齒面粗糙度4）齒面硬度HRC50～605）齒面滲層深度0.7～1mm.6）齒輪精度887、、、、4.卷筒1）配合孔徑尺寸精度8級。2）配合孔徑間位置公差◎φ0.01。3）配合孔徑表面粗糙度4）與大齒輪架配合的端面圓跳動0.06mm.5）鍵槽寬度尺寸精度等級9級。6）鍵槽側面表面粗糙度5.小齒輪架1）中心距或偏心距尺寸精度8級。2）配合孔徑尺寸精度7級。3）配合軸徑尺寸精度7級。4）配合孔、軸徑表面粗糙度5）配合軸、孔//φ0.08，位置公差◎φ0.02。6）鍵槽寬度尺寸精度等級8級。7）鍵槽側面表面粗糙度8）兩對軸銷孔公共軸線對中心孔軸線的平行度//φ0.04。9）兩對軸銷孔公共軸線組成之平面對中心孔軸線位置度0.07。6.大齒輪架1）材料機械性能。2）配合軸徑尺寸精度等級6級。3）配合軸徑表面粗糙度4）配合孔徑尺寸精度等級7級。5）配合孔徑表面粗糙度6）配合軸、孔間位置公差◎φ0.04。7）與卷筒配合端面圓跳動0.05。8）中心距尺寸。9）鍵槽寬度尺寸精度等級9級。10）鍵槽側面表面粗糙度11）兩對軸銷孔公共軸線組成之平面對中心孔軸線的平行度//φ0.04。12）兩對軸銷孔公共軸線組成之平面對中心孔軸線位置度0.09。13）軸頭根部不得有鑄造缺陷和焊補。14）鑄造表面粗糙度100。7.支承1）配合孔尺寸精度7級。2）配合孔表面粗糙度3）配合孔軸線對底平面的平行度//0.04。4）兩支承中心高差。5）配合孔間位置公差0.04。8.軸承套1）配合孔徑尺寸精度7級。2）配合軸徑尺寸精度6級。3）配合軸、孔徑表面粗糙度9.連軸齒輪1）孔徑尺寸精度6級。2）配合軸徑表面粗糙度3）鍵槽寬度尺寸精度9級。4）鍵槽側面表面粗糙度5）齒面滲層深度0.5～0.8mm,0.7～1mm.6）齒面硬度HRC55～62。7）齒面粗糙度8）齒面精度887、、、、10.中心齒輪1）孔徑尺寸精度7級。2）孔徑表面粗糙度3）鍵槽寬度尺寸精度8級。4）鍵槽側面表面粗糙度5）齒面粗糙度。6）齒面硬度HRC55～62。7）齒面滲層深度0.7～1mm.8）齒面精度887、、、、11.底座平面度0.08。注：上述規(guī)定值為最低限度12調度絞車的維護和使用注意事項12.1調度絞車的維護操作人員和維修人員必須每天對絞車各部件認真保養(yǎng),注意潤滑情況是否良好并經(jīng)常注意溫升,決不允許超負荷運轉。絞車出現(xiàn)故障時,應通知維修人員進行處理。及時合理潤滑,潤滑油脂內不能有灰塵、污物及水等雜質。JD-40內齒輪調度絞車電動機后蓋上的單列向心短圓柱滾子軸承,以及軸承支架中的單列向心球軸承均采用Ⅲ號鈣基潤滑脂,傳動機構和行星輪,用灌入滾筒體內的按2:1比例配制的Ⅲ號鈣基潤滑和24號汽缸油的混合油潤滑。加油時必須仔細清除油孔處的灰塵和污垢,以免進入機件內部,注油完畢后將油堵擰緊。12.2調度絞車的使用注意事項(1)絞車司機必須了解所操作絞車的性能、結構、并熟悉操作方法。(2)鋼絲繩的靜拉力不得超過規(guī)定的數(shù)值,而且絕對不允許運送人員。(3)防爆電器設備的檢查與維護應符合《煤礦安全規(guī)程》的要求。(4)操作前檢查鋼絲繩接頭是否牢固,支座螺栓和地腳螺栓是否緊固完好,絞車安裝是否可靠。(5)檢查各部位螺栓、銷子、螺母、墊圈等,如有松動、脫落,應及時擰緊和補全。(6)檢查閘帶有無裂紋,磨損是否超限(閘存≥3mm),拉桿螺栓、叉頭、閘把、銷軸等是否完好,剎車機構應靈活、準確、可靠。(7)檢查信號裝置及電機運行操作按鈕是否完好和有無失爆現(xiàn)象,信號發(fā)出是否清楚和明亮,否則應修理或更換。(8)鋼絲繩不準有打結現(xiàn)象和扭繞現(xiàn)象;如果在一個節(jié)距內斷絲超過10%時,應予更換。(9)清理行車軌道,檢查鋼絲繩經(jīng)過處有無障礙,以免在牽引過程中發(fā)生事故。(10)電器部分不得有漏電現(xiàn)象,電動機和操作按鈕應良好接地。(11)滾筒的開動和停止必須迅速,但不允許急劇開車和停車,以防止損壞傳動部件。(12)當絞車上經(jīng)常有反力矩作用時,兩制動器必須接觸良好,穩(wěn)妥可靠。(13)在電動機開動時,兩制動器不可同時閘住,這樣有燒壞電機的可能。(14)隨時注意制動器的工作狀態(tài),若制動不靈,必須加以調節(jié),落在上面的油污必須及時清除。(15)絞車的滾筒、制動帶及軸承蹬溫度不得超過70℃,如果溫度急劇上升,必須停車檢查。(16)必須定期檢查潤滑油是否充足,如不足要進行補充,密封裝置必須完整無損以防止灰塵進入及油脂的外流。13總結本論文所取得的成果在這次的畢業(yè)設計里深入的接觸了礦用調度絞車的設計，并通過對現(xiàn)有礦用調度絞車的工作原理和使用環(huán)境的