【正文】 座上，拆裝方便。 （ 4） .中間軸裝置 中間軸位于減速器和卷筒之間，起減速作用。 （ 5） .卷筒部件 卷筒部件由主軸、軸承座、卷筒和大齒輪等零件組成。 m 6301120 卷筒 直徑 mm 560 電機(jī)功率 kW 寬度 mm 620 外形尺寸 長(zhǎng)度 mm 鋼絲繩 直徑 mm 30 寬度 mm 長(zhǎng)度 mm 210 高度 mm 1444 安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 3 主要參數(shù)的確定 電動(dòng)機(jī)的選擇與動(dòng)力參數(shù) 3． 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 根據(jù)電動(dòng)機(jī)工作電源的不同， 電動(dòng)機(jī)有交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩種。因此，選擇電動(dòng)機(jī)應(yīng)與其工作特點(diǎn)相適應(yīng)。 系統(tǒng)的總效率 傳動(dòng)裝置的總效率 η =η 1 η 4查國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《 MTT 4782021 YB2 系列輸送機(jī)用隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)》選取電機(jī)型號(hào)為： YB2315S8。 m T2 = 105P2/n2 = N 本次絞車選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼絲，可以獲得較大的抗拉強(qiáng)度；金屬繩芯，可以減少鋼絲之間的擠壓變形和接觸應(yīng)力，使鋼絲富有彈性，抗沖擊和緩解彎曲應(yīng)力，儲(chǔ)存潤(rùn)滑油，防止內(nèi)部銹蝕和減少 鋼 絲間摩擦。截面如圖 21。 按照卷筒纏繞層數(shù)的不同可分為單層纏繞卷筒和多層纏繞卷筒。 按照轉(zhuǎn)矩的傳遞方式來(lái)分，常采用端側(cè)板周邊大齒輪外嚙合式和筒端或筒內(nèi)齒輪內(nèi)嚙合式。 （ 2）試取卷筒的寬度 B 卷筒的寬度直接影響到最終產(chǎn)品的寬度，因此，它的寬度必然要有最大值的限制，即不能太寬。試取卷筒寬度為 620mm?；刂g車與其他鋼絲繩纏繞式機(jī)械有所不同，在回柱過(guò)程中鋼繩不需要連續(xù)不斷地纏繞，鋼繩放出后就相當(dāng)于一個(gè)均質(zhì)的彈性桿，由于它傳遞拉力，因此可以認(rèn)為疲勞斷絲不是它的主要破壞因素。=590+2 30 sin60186。=+2 30 sin60186。 （ 3） 纏繞鋼絲繩長(zhǎng)度 (m)： 第一層纏繞鋼絲繩長(zhǎng)度 L1=Nπ D1/1000=20π 590/1000= 第二層纏繞鋼絲繩長(zhǎng)度 L2=Nπ D2/1000=20π 第三層纏繞鋼絲繩長(zhǎng)度 L3=Nπ D3/1000=20π 第四層纏繞鋼絲繩長(zhǎng)度 L4=Nπ D4/1000=20π 第五層纏繞鋼絲繩長(zhǎng)度 L5=Nπ D5/1000=20π 五層鋼絲繩纏繞總長(zhǎng) 度 L1?5 = L1 +L2 + L3 +L4 + L5 = 218 （ 4） 卷筒轉(zhuǎn)速 (r/min): n=N/i=740/200=（ 5） 纏繞鋼絲繩繩速 (m/s)： 第一層纏繞鋼絲繩繩速 V1=π D1 n/60/1000=π 590 第二層纏繞鋼絲繩繩速 V2=π D2 n/60/1000=π 第三層鋼絲繩纏繞繩速 V3=π D3 n/60/1000=π 第三層鋼絲繩纏繞繩速 V4=π D4 n/60/1000=π 第三層鋼絲繩纏繞繩速 V5=π D5 n/60/1000=π 前 五 層 鋼 絲 繩 平 均 繩 速 V1?5 = （ V1 + V2 + V3 + V4 + V5 ） /5=（ ++++ ） = （ 6）張力計(jì)算 （ KN） ： 前五層鋼絲繩平均靜張力 F1?5=Pη /V1?55=55 鋼絲繩第五層最大靜張力 F=Pη /V5=55 由以上計(jì)算， 可得 ： 纏繞 5層 ； 卷筒直徑 D=560mm； 卷筒寬度 B=620m； 總傳動(dòng)效率 η = 前五層纏繞鋼絲繩總長(zhǎng)度 218 m 容繩量 200 m 前五層鋼絲繩平均繩速 繩速極限 前五層鋼絲繩平均靜張力 平均所需靜張力 320 N 鋼絲繩第五層最大靜張力 外層最大靜張力 280N 滿足條件 。這就要求設(shè)計(jì)聯(lián)軸器時(shí)，要從結(jié)構(gòu)上采取各種不同的措施，使之具有適應(yīng)一定范圍的相對(duì)位移的性能。彈性柱銷聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力很安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(dòng)較大、正反轉(zhuǎn)變化較多和啟 動(dòng)頻繁的場(chǎng)合。 安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 5 制動(dòng)器的選擇 制動(dòng)器的類型與結(jié)構(gòu) 制動(dòng)器是用來(lái)降低機(jī)械運(yùn)動(dòng)速度或迫使其停止運(yùn)動(dòng)的裝置，在車輛、起重機(jī)等機(jī)械中有著廣泛的應(yīng)用，它是保證機(jī)構(gòu)或機(jī)器正常安全工作的重要部件。按工作狀態(tài)，制動(dòng)器又有常閉式和常開(kāi)式兩種。 制動(dòng)器的選擇與確定 應(yīng)綜合考慮機(jī)械的性能、結(jié)構(gòu)、環(huán)境場(chǎng)合是常閉。 m 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器》第五版 15210表 查得 Sp=3 計(jì)算轉(zhuǎn)矩： Tca=T用來(lái)降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩以滿足各種機(jī)械工作的需要。 （ 2）蝸桿減速器 主要有圓柱蝸桿減速器、環(huán)面蝸桿減速器和錐蝸桿減速器。； （ 2） 蝸桿轉(zhuǎn)速不超過(guò) 1500r／ min； （ 3） 蝸桿中間平面分度圓滑動(dòng)速度不超過(guò) 16m／ s； （ 4） 工作環(huán)境溫度為 040 度當(dāng)環(huán)境溫度低于 0 度或高于 40 度時(shí)，潤(rùn)滑油要相應(yīng)加熱或冷卻 ； （ 5） 蝸桿軸可正、反向運(yùn)轉(zhuǎn) 。 61 圓弧圓柱蝸桿減速器外形尺寸 安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 7 中間裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 齒輪傳動(dòng)是 機(jī)械傳動(dòng)中重要的傳動(dòng)之一，形式很多，應(yīng)用廣泛，傳遞的功率可達(dá)到數(shù)十萬(wàn)千瓦，圓周速度可達(dá) 200 m/s。 2）結(jié)構(gòu)緊湊 在同樣的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般較小。 但是齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴，且不易用 于傳動(dòng)距離過(guò)大的場(chǎng)合。當(dāng)齒輪傳動(dòng)裝置有簡(jiǎn)單的防護(hù)罩，有時(shí)還把大齒輪部分浸入油池中，則稱為半開(kāi)式齒輪傳動(dòng)。 ． 2 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 按圖 21（ 2） 所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪 傳動(dòng)。 （ 2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 d1t ≥ √KT1?d? u177。絞車為一般機(jī)器，速度不高，故選用 7級(jí)精度（ GB 1009588）。1u ( ZE[σH])23 1） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ① 試選載荷系數(shù) Kt=； ② 計(jì)算小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩： T1 = 105P3n3 = 105 N?mm = 107 N ?mm ③ 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第八版）表 107 選取齒寬系數(shù) Фd=； ④ 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第八版）表 106 查得材料彈性影響系數(shù) ZE=； ⑤ 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第八版）圖 1021d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim3=1500MPa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度 σHlim4=1500MPa； ⑥ 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： N3 = 60N3jLH = 60 1 (12 300 15) = 107 N4 = 107 = 107 ⑦ 由 《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第八版）圖 1019 取接觸疲勞壽命系 數(shù) KHN3=； KHN4=； ⑧ 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力： 取安全系數(shù) S= 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第八版）式（ 1012）得 [σH]3 = KHN3σHlim3S = = 1125MPa 安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 [σH]4 = KHN4σHlim4S = = 2）計(jì)算 ① 試算小齒輪分度圓直徑 d3t，代入 [??H]中較小的值 d3t ≥ √KtT3?d?u+ 1u ( ZE[σH])23= √ 107 ?+ 1 (1125)23mm = mm ② 計(jì)算圓周速度 V： V = πd3tn360 1000 = π 1000 m s? = ③ 計(jì)算齒寬 b： b=?d ? d3t = mm= ④ 計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h： . 模數(shù) mt=d3t z3? = 20? mm= 齒高 h = = = bh = = ⑤ 計(jì)算載荷系數(shù)： 根據(jù) V= m/s,7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第八版）圖 108查得動(dòng)載系數(shù) Kv=； 直齒輪， KHα = KFα = 1； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第八版）表 102查得使用系數(shù) KA=； 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第八版）表 104查得 7 級(jí)精度、小齒輪懸臂布置時(shí)， KHβ=； 由 b h? = ? = ， KHβ= 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第八版）圖 1013 的KFβ=； 故載荷系數(shù) K = KAKVKHα KHβ = 1 = ⑥ 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式 （ 1010a） 得 d3 = d3t√KKt3 = √3 = ⑦ 計(jì)算模數(shù) m 安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 m = d3z3= = （ 3)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》（第八版）式（ 105）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 m ≥ √2KT3?dz32(YFaYSa[σF])3 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ① 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 1020d 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ??FE3=900MPa，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ??FE4=900MPa； ② 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 1018 取彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1=， KFN2=； ③ 計(jì)算許用彎曲疲勞應(yīng)力： 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（ 1012）得 [σF]3 = KFN3σFE3S = = [σF]4 = KFN4σFE4S = = ④ 計(jì)算載荷系數(shù) K： K = KAKVKFα KFβ = 1 = ⑤ 查取齒形系數(shù)： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 105查得 YFs3 = ； YFa4 = ⑥ 查取應(yīng)力校正系數(shù)： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 105查得 YSa4 = ； YSa4 = ⑦ 計(jì)算大、小齒輪的 YFaYSa[σF]并加以比較 YFa3YSa3[σF]3 = = YFa4YSa4[σF]4 = 660 = 2）設(shè)計(jì)計(jì)算 m ≥ √2 107 202 3 mm = mm 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面解除疲勞強(qiáng)度計(jì)算模數(shù) m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而開(kāi)式齒輪傳動(dòng)主要保證齒根抗折斷能力，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) mm并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=16 mm。 工作中既承受扭矩又承受彎矩的軸稱為轉(zhuǎn)軸，這類軸在各種機(jī)器中最常見(jiàn)；只承受彎矩而不承受扭矩的軸稱為心軸，心軸又可分為動(dòng)心軸和固定心軸兩種；只承受扭矩而不承受彎矩的軸稱為傳動(dòng)軸。光軸形狀簡(jiǎn)單，加工容易，應(yīng)力集中源少，但軸上的零件不易裝配及定位；階梯軸則正好與光軸相反，因此光軸主要用于心軸和傳動(dòng)軸，階梯軸則常用于轉(zhuǎn)軸。由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)滾動(dòng)軸承》表 選取 22332 型軸承，尺寸 D=340mm， d=160mm， B=114mm。 6)由滾筒裝置的尺寸，取大齒輪側(cè)面與滾筒外緣相距 20mm，則取 L3=640mm。齒輪與軸承直徑采用套筒定位。煤礦開(kāi)采仍在繼續(xù)，因此就需要對(duì)絞車進(jìn)行研究，以提高絞車的效率與可靠性，使井下工作的更安全。此外，應(yīng)大力投入對(duì)絞車的安全檢測(cè)方面的研發(fā)，使絞車的工作狀態(tài)可以數(shù)字化、可視化，減少事故的發(fā)生。 安徽理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 參考文獻(xiàn) [1]Gilbert Art and Science of Iventing（ 2nd ed） .VNR Co， 1982. 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