【正文】 。 44 圖 438 行星齒輪的裝配圖 45 圖 439 行星齒輪裝配完成圖 45 圖 440 軸承 6311 的裝配圖 45 圖 441 大內(nèi)齒圈的裝配圖 46 圖 442 內(nèi)齒圈架的裝配圖 46 圖 443 制動(dòng)裝置的裝配圖 46 圖 444 軸承支架的裝配圖 47 圖 445 電動(dòng)機(jī)的裝配圖 47 圖 446 絞車的裝配圖 47 圖 447 絞車的剖視圖 48 插 表 清 單 表 31 各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表 7 表 41 高速級定軸齒輪系傳動(dòng)主要參數(shù)表 13 表 42 高速級行星齒輪系傳動(dòng)主要參數(shù)表 30 蚌埠學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 基于 Pro/E 的礦用調(diào)度絞車設(shè)計(jì) 摘 要 ： 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(shè)備 ，又稱卷揚(yáng)機(jī)。因操作簡單、繞繩量大、移動(dòng)方便而廣泛應(yīng)用。而本次設(shè)計(jì)對象是行星齒輪調(diào)度絞車，調(diào)度型絞車主要應(yīng)用于礦井下及地面裝載在站調(diào)度編組礦車、中間巷道中托運(yùn)礦車及完成其他輔助搬運(yùn)工作。本次設(shè)計(jì)的是 JD25 型調(diào)度型絞車，在礦山機(jī)械中具有很廣泛的應(yīng)用。 絞車在結(jié)構(gòu)上采用兩級內(nèi)齒輪傳動(dòng)和行星齒輪系傳動(dòng)，并且布置在卷筒的內(nèi)部，具有效率高、剛性好、結(jié)構(gòu)緊湊、啟動(dòng)平穩(wěn)、操作靈活、制動(dòng)可靠、噪音低和良好地隔爆性等優(yōu)點(diǎn)。 關(guān)鍵詞： 調(diào)度絞車； JD25；行星齒輪系 基于 Pro/E 的礦用調(diào)度絞車設(shè)計(jì) 2 Mining scheduling winch design based on Pro/E Abstract： Winch is a winding wire rope or chain lifting or pulling heavy loads with the reel the small light lifting equipment, also called winch. Because the operation is simple, the rope around is big, the movement is convenient and the widespread application. The object of this design is the plaary gear dispatching winch, type dispatching winch is mainly used in mine and ground loading station scheduling grouping tramcar, intermediate tunnel checked tramcar and other auxiliary handling work in. The design of the JD25 type of scheduling winch, in the mining machinery has a very wide range of applications. Winch in the structure using twostage internal gear and plaary gear transmission, and is arranged in the interior of the drum, with high efficiency, good rigidity, pact structure, stable starting, flexible operation, reliable braking, low noise and good flameproof and has the advantages of. Key words： Scheduling winch； JD25； Round of the plant 蚌埠學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 基于 Pro/E 的礦用調(diào)度絞車 設(shè)計(jì) 1 引 言 在煤礦上，人員及 物料的提升和運(yùn)輸，綜采設(shè)備的安裝、拆卸及搬遷，各種重物及設(shè)備的牽引均離不開礦用絞車。 國內(nèi)調(diào)度絞車的制造經(jīng)歷了仿制和自行設(shè)計(jì)兩個(gè)階段 [1]。 1958 年后，蘇聯(lián)制造的DJ 型及日本制造的內(nèi)齒輪型絞車先后被淘汰。 在 1960 年對絞車的型號進(jìn)行了統(tǒng)一，用DJ 來代表，留下 、 型兩種類型。自從 1964 年起我國開始自主研發(fā)調(diào)度絞車，并且大量的制造。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上多采用行星齒輪傳動(dòng)，具有結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，易于控制，運(yùn)輸方便，適用于礦山中 [8]。近年來我國加快了對新型絞車的研發(fā)工作，在絞車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面具有很 大的調(diào)整和創(chuàng)新，在使用壽命、降噪方面具有很大的提高 [10]。 在國外調(diào)度絞車應(yīng)用范圍也比較廣泛，生產(chǎn)廠商也居多。據(jù)目前所了解的，例如法國、美國、英國、加拿大、丹麥、瑞典等多個(gè)國家都有設(shè)計(jì)和制造為一體的生產(chǎn)廠家，所以絞車在我們?nèi)粘Ｖ衅鸬胶軓V泛的應(yīng)用。同時(shí)絞車在近幾十年的發(fā)展也比較迅速，距今種類繁多，規(guī)格多樣，由拉力小到 100kg，大到現(xiàn)在的 3600kg。動(dòng)力裝置有電動(dòng)、液動(dòng)和風(fēng)動(dòng)。卷筒的類型分為單筒和雙筒。傳遞方式主要有帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、行星齒輪傳動(dòng)以及齒輪齒條傳動(dòng) [6]。 其中 用行星齒輪傳動(dòng)的比較多?，F(xiàn)在國際調(diào)度絞車的發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)為： (1) 向標(biāo)準(zhǔn)化，系列化方向發(fā)展。 (2) 向體積小重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊方向發(fā)展。 (3) 向高效節(jié)能方向發(fā)展。 (4) 向低噪聲，壽命長方向發(fā)展。 (5) 向一機(jī)多能，通用化方向發(fā)展。 (6) 向大功率方向發(fā)展。 在本次設(shè)計(jì)過程中，最主要的機(jī)械部位就是齒輪傳動(dòng)部位，它的選擇嚴(yán)重影響絞車的外貌和性能，而漸開線行星齒輪傳動(dòng)與普通齒輪傳動(dòng)相比具有一系列的優(yōu)點(diǎn)。而該設(shè)計(jì)的 JD25 型調(diào)度絞車采用行星齒輪傳動(dòng)，絞車具有結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好、效率高、安裝移動(dòng)方便 、起動(dòng)平穩(wěn)、操作靈活、制動(dòng)可靠、噪音低以及良好的隔爆性能等特點(diǎn)。 基于 Pro/E 的礦用調(diào)度絞車設(shè)計(jì) 4 2 方案的確定 方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)參數(shù)： 最大牽引力： 18KN 卷繩速度： V= 總傳動(dòng)比： 該絞車在傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)上采用兩級定軸齒輪系和一級行星齒輪系相結(jié)合，傳動(dòng)系統(tǒng)放置在卷筒的內(nèi)部 [8]，絞車的傳動(dòng)系統(tǒng)如圖 21 所示 。 (NJ315E) (6308) (6311) (6320) 圖 21 JD25 型絞車傳動(dòng)系統(tǒng)圖 方案分析 該方案通過電動(dòng)機(jī)經(jīng)由減速器系統(tǒng)提供給卷筒扭矩，利用鋼絲繩和卷筒的纏繞，用剎車裝置控制運(yùn)轉(zhuǎn)和停止，滿足調(diào)度和搬運(yùn)物料的目的。 首先，電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器與馬達(dá)齒輪相連，馬達(dá)齒輪與內(nèi)嚙合直齒輪嚙合，構(gòu)成高速級齒輪傳動(dòng)。高速級傳動(dòng)經(jīng)由內(nèi)齒輪套通過鍵與軸齒輪連接，將轉(zhuǎn)動(dòng)傳到第二級內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng) [3]；同樣通過內(nèi)齒輪套與太陽軸齒輪連接，將運(yùn)動(dòng)傳遞給行星齒輪系，然后將運(yùn)動(dòng)傳給卷筒。 其次，該方案采用定軸輪系和行星輪系的結(jié)合，控制卷筒的，具體情況將會(huì)在剎車裝置中闡述。蚌埠學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 3 總體方案設(shè)計(jì) 電機(jī)的選擇與校核 為了避免電動(dòng)機(jī)體積過大，因而 選用同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min 的隔爆三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī) [8]。 電動(dòng)機(jī)的輸出功率： 0? wwPP ? (31) 式中， wP 為工作機(jī)所需的功率 w? 為卷筒效率，按設(shè)計(jì)手冊可查得 = 0. 98= 0. 99? ??????軸 承 滾 子球 卷筒的效率 w? 3 3 2 0. 80 8w? ? ? ? ?? ? ? ? ?球 行 星 齒 輪滾 子 (32) 式中：齒輪的效率 η = 輪 行星輪傳動(dòng)效率 ??行 星 ? ?w w w0 ww 1 8 0 0 0 0 . 5 1 . 3 9 9 0 . 7 7 3P F VP 2 4 . 2 k w1 0 0 0 1 0 0 0 0 . 8 0 8? ? ?? ? ? ?? ? ? (33) 因此，選擇功率為 25kW 的電機(jī)，加上礦用、防爆要求，最終選擇型號為JBJQ25 的防爆型防腐三相異步電動(dòng)機(jī) [11]。 參數(shù)如 下： 額定功率： 25kW； 實(shí)際轉(zhuǎn)速： 1460r/min； 重量： 1370kg； 其外形尺寸：長寬高 =143012171250（ mm） 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 絞車的傳動(dòng)系統(tǒng)是由兩級內(nèi)齒輪與一級行星齒輪傳動(dòng)組成，內(nèi)齒輪副安裝到卷筒體內(nèi)并且與馬達(dá)齒輪直接相連 [6]。 基于 Pro/E 的礦用調(diào)度絞車設(shè)計(jì) 6 第一級內(nèi)齒輪傳動(dòng)中，齒輪 Z1 通過鍵和彈性擋圈和電機(jī)連接，再和內(nèi)齒輪 Z2 連接。內(nèi)齒輪 Z2 的柄孔，用鍵和彈性擋圈固定軸齒輪 Z3，支承 2 和 3 的兩個(gè) NJ315E 單列圓柱滾子軸承裝在偏心的齒輪架上，軸承相互之間采用套筒隔開再用彈性擋圈進(jìn)行軸向定位。 第二級內(nèi)齒輪傳動(dòng)中，齒輪軸 Z3 相嚙合的第二個(gè)內(nèi)齒輪 Z4 支承使用兩個(gè) NJ315E單列圓柱滾子軸承，軸承裝在大齒輪架上并用兩個(gè)定位圈和彈性擋圈進(jìn)行定位。大齒輪架用鍵與滾筒連接。 第三級行星齒輪傳動(dòng)中，齒輪軸 Z5 通過用鍵與彈性擋圈固定在第二個(gè)內(nèi)齒輪 Z4柄孔中。安裝在大齒輪架上的兩個(gè)行星齒輪 Z6 和軸齒輪相嚙合，可繞小軸自轉(zhuǎn)，同樣也能在大齒輪 Z7 中滾動(dòng)。行星齒輪 Z6 利用兩個(gè) 6308 單列向心球軸承裝在小軸上 。 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 將傳動(dòng)裝置各軸由高速到低速依次定義為 1 軸、 2 軸、 3 軸。 (1) 各軸轉(zhuǎn) 速的計(jì)算 1460 / min?enr 1 1 4 6 0 / m in??en n r 121 / 146 0 / 59 709 .14 / m in? ? ?n n i r 232 / 709 .14 / 344 .44 / m in? ? ?n n i r 4 3 3/ 344 .44 / 2 41. 399 / m in? ? ?n n i r (2) 各軸輸入功率計(jì)算 0 kW? 110 2 3 .4 7 0 .9 9 2 3 .2 3 5 3P P k W?? ? ? ? ? 2 1 2 3 2 3 .2 3 5 3 0 .9 7 0 .9 8 2 2 .0 8 7 5P P k W??? ? ? ? ? ? 3 2 2 3 2 2 .0 8 7 5 0 .9 7 0 .9 8 2 0 .9 9 6 4P P k W??? ? ? ? ? ? 224 3 2 3 20 .9 96 4 0. 97 0. 99 19 .9 61 2P P k W??? ? ? ? ? ? (3) 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算 ： 009 5 5 0 / 9 5 5 0 2 4 .2 / 1 4 6 0 1 5 8 .2 9? ? ? ? ?eT P n N m 1 1 19 5 5 0 / 9 5 5 0 2 3 .9 5 8 / 1 4 6 0 1 5 6 .7 1T P n N m? ? ? ? ? 2 2 2955 0 / 955 0 22. 774 / 709 .14 306 .70T P n N m? ? ? ? ? 3 3 3955 0 / 955 0 21. 649 / 344 .44 600 .24T P n N m? ? ? ? ? 4 4 49 5 5 0 / 9 5 5 0 2 0 .5 8 2 / 4 1 .3 9 9 4 7 4 7 .9 0T P n N m? ? ? ? ? 蚌埠學(xué)院本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表如圖 31。 表 31 各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表 軸號 轉(zhuǎn)速 (r/min) 功率 (kW) 轉(zhuǎn)矩 (Nm) 0 1460 1 1460 2 3 4 基于 Pro/E 的礦用調(diào)度絞車設(shè)計(jì) 8 4 機(jī)械結(jié)構(gòu)及零部件的設(shè)計(jì) 絞車總體結(jié)構(gòu) (1) 卷筒裝置 卷筒是由鑄鋼制造而成，其主要作用是： ① 鋼絲繩通過纏繞在卷筒面上以牽引負(fù)載； ② 制動(dòng)裝置安裝在卷筒的制動(dòng)盤上并且能控制絞車卷筒的轉(zhuǎn)動(dòng)和停止。 為了避免絞車的外形尺寸過大，傳動(dòng)平穩(wěn)，在傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)采取兩組內(nèi)齒輪及一組行星齒輪系組合，并且放置在卷筒內(nèi)部，電機(jī)采用伸入卷筒尾部 [14]。為了讓絞車運(yùn)行靈活，傳動(dòng)部分使用軸承進(jìn)行支撐 卷筒的內(nèi)部右端使用螺釘進(jìn)行固定到滾柱套上，并安裝在電機(jī)的檔蓋伸出的NU224E 單列向心短圓柱滾子軸承安裝套筒上，用彈性擋 圈進(jìn)行軸向定位 [15]。 (2) 制動(dòng)裝置 絞車上裝有兩個(gè)差動(dòng)剎車裝置，如圖 41 所示 。 電動(dòng)機(jī)的一側(cè)安裝制動(dòng)裝置來控制卷筒運(yùn)轉(zhuǎn)和停止，另一側(cè)則是通過裝在內(nèi)齒輪上的制動(dòng)裝置具有摩擦離合器的功能，當(dāng)此剎車裝置完全抱死時(shí)，行星齒輪將繞著內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從