【正文】 主任 簽名 20xx 年 11 月 12 日 III 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計主要闡述的是礦山絞車 TP 環(huán)面蝸桿減速器的設(shè)計方法，該減速器是蝸輪蝸桿減速器的一種形式。本文是以絞車用的減速器為研究對象，利用其減速器減速增矩功能，采用的環(huán)面蝸桿傳動是多齒雙線接觸，齒面誘導法曲率小，接觸應(yīng)力小，滑動率接近 90176。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目 ： 礦山絞車 TP 環(huán)面蝸桿減速器的設(shè)計 無錫太湖學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） 礦山絞車 TP 環(huán)面蝸桿減速器的設(shè)計 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰 寫的成果作品。 減速器在各行各業(yè)中的使用越來越廣泛，在各式機械傳動系統(tǒng)中都可以看到，從交通 工具、建筑用重型機械及自動化生產(chǎn)設(shè)備到日常生活中的家電等。 三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達到的要求： ① 熟練掌握機械設(shè)計的一般過程； ② 熟練掌握礦山專用減速器的用途和構(gòu)造； II ③ 熟練運用多學科知識解決設(shè)計中的問題，通過合理的設(shè)計使產(chǎn)品符合工作要求； ④ 熟練運用設(shè)計資料并能夠進行數(shù)據(jù)處理和圖紙的設(shè)計； ⑤ 通過本次設(shè)計，提高自身的計算和制圖能力，熟悉有關(guān)的國家標準和行業(yè)標準，為以后的專業(yè)設(shè)計和工作打下堅實的基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞 ： 礦山絞車 ； PT 環(huán)面蝸桿 ； 減速器；結(jié)構(gòu)設(shè)計 IV Abstract This graduation design is the main design method of mine hoist TP toroidal worm reducer, the reducer is a form of worm gear reducer. This design derives from a mine in Zhangjiagang Construction Machinery Co., Ltd., through the analysis of the traditional design method of main reducer and consideration, in mine hoist reducer design background, in accordance with the design criteria and design theory to design TP toroidal worm reducer and be checked, then the ponents of the reducer to the size of the calculation and verification, the design represents the torus worm general design process, on the other worm design work also has a certain value. At present, in mine hoist reducer design, manufacture and application of domestic, pared with foreign advanced level there are still large gaps exist, home to a large extent the shortings in the design and manufacture of reducer process, but our country is further enhancing the basic theory of equipment, determine a reasonable upgrade mode and operation parameters, transformation the existing lifting equipment, using the latest technology, the latest technology, it has small volume, light weight, big lifting capacity, accurate and reliable operation and highly centralized automated direction. Key words: Mine hoist。減速器 按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類，二者的設(shè)計、制造和使用特點各不相同。 (2)積木式組合設(shè)計。 TP系列平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿減速器（ JB/T90511992）為平面一次包絡(luò)蝸桿傳動，傳動TPU、 TPS、 TPA三種形式，適合于冶金、礦山、起重、 運輸、建筑、石油、化工、航天、航海設(shè)備或精密傳動的減速傳動。國外的減速器，以德國、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。可以垂直提升、水平或傾斜拽引重物。對于起升高度和裝卸量大工作頻繁的情況，調(diào)速性能好，能令空鉤快速下降。原沈陽國泰機器廠等成批仿制了兩種卷揚機，一種為 riben的 JIS8001型動力卷揚機，它是一種原動機為電動機，傳動形式是開式圓柱齒輪傳動，雙錐體摩擦離合器，操作為手板腳踩的快速卷揚機；另一種是按蘇聯(lián)圖紙制造的 1011型和 1012型普通蝸桿傳動、電控慢速卷揚機 [1]。為了發(fā)展卷揚機的生產(chǎn)，行業(yè)組織了有關(guān)廠家的人員對全國卷揚機的生產(chǎn)和應(yīng)用情況進行了調(diào)查?？焖倬頁P 機的基型采用半開半閉式齒輪傳動，離合器采用單錐面石棉橡膠摩擦帶結(jié)構(gòu)，操作用手板剎車帶制動。隨著部標準的頒布，使卷揚機有了大發(fā)展的基礎(chǔ)。為使卷揚機的生產(chǎn)滿足日益增加的需求和解決中小廠家設(shè)計力量薄弱的情況， 1988年卷揚機行業(yè)組織了九廠一所一校成立了卷揚機系列設(shè)計組，對單筒快速建筑卷揚機起重質(zhì)量從 。這兩種機型結(jié) 構(gòu)緊湊，加工簡單，操作方便，體積小，重量輕，一般中小企業(yè)均可生產(chǎn)，滿足了生產(chǎn)的需要又實現(xiàn)了技術(shù)的進步 。設(shè)計零件的步驟通常包括：選擇零件的類型；確定零件上的載荷；零件失效分析；選擇零件的材料；通過承載能力計算初步確定零件的主要尺寸；分析零部件的結(jié)構(gòu)合理性；作出零件工作圖和裝配圖。本文需要解決的問題包括： (1)怎樣提高傳動效率的問題； (2)對傳動系統(tǒng)各零部件的設(shè)計計算； (3)卷揚機減速器各機械部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計。因此傳動系統(tǒng)方案設(shè)計的優(yōu)劣，對機器的工作性能、工作可靠性、外廓尺寸、重量、制造成本、運轉(zhuǎn)費用等均有一定程度的影響，合理擬訂傳動方案具有重要意義。 可能選用的有：帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動。由于傳動比大，零件數(shù)目又少，因而結(jié)構(gòu)很緊湊。當滑動速度很大，工作條件不夠良好時，會產(chǎn)生較嚴重的磨擦和磨損，從而引起過分發(fā)熱，使?jié)櫥闆r惡化。齒輪副是由兩個相互嚙合的齒輪組成的基本機構(gòu)，兩齒輪軸線相對位置不變，并各繞其自身的軸線轉(zhuǎn)動。齒輪傳動是現(xiàn)代機械中應(yīng)用最廣的一種機械傳動形式。 (2)傳遞的功率和速度范圍大。一般傳動效率為 ～ 。 ② 齒輪的齒數(shù)為整數(shù)，能獲得的傳動比受到一定的限制，不能實現(xiàn)無級變速。 綜上所述，本設(shè)計選取方案一蝸桿傳動類型。蝸桿及蝸輪軸均采用圓錐滾子軸承，承受徑向載荷和軸向載荷的復(fù)合作用，為防止軸外延伸段箱內(nèi)潤滑油漏失以及外界灰塵，異物侵入箱內(nèi)，在軸承蓋中裝有密封元件。由于生產(chǎn)單位一般多采用三相交流電源，因為此，無特殊要求時均應(yīng)選用三相交流電動機 ，其中以三相異步交流電動機應(yīng)用最廣泛。 電動機的容量 (功率 )選擇的是否合適，對電動機的正常工作和經(jīng)濟性都有影響 。當用于礦山地面、冶金礦物或建筑工地的地面調(diào)度和搬運工作，要求 環(huán)境濕度在 80%以 下，周圍介質(zhì)溫度不超過 40℃ ，且空氣中不得含有沼氣等爆炸性及具有腐蝕作用的氣體，可選用非防爆電機。由于負載是穩(wěn)定的，無需進行過載能力的校核；當電動機不帶負載起動時，也無需進行起動條件的校核。 1000w FvP ? （ 31） 其中 :F G mg?? ,為提升重量。 (2) 同類型的幾對運動副或傳動副都要考慮其效率，不要漏掉。 一級環(huán)面蝸桿傳動效率 : ?? 一對滾動軸承傳動效率： 3 ?? 凸緣聯(lián)軸器效率： ?? ?— 從電動機至工作機主動軸之間的總效率故傳動裝置總效率： 221 2 3 4 = 0 . 9 8 0 . 7 0 0 . 9 8 0 . 9 8 = 0 . 6 4 6? ? ? ? ?? ? ? ? 電動機的輸出功率 dP ： 考慮傳動裝置的功率損耗，電動機輸出功率為： wd PP ?? 則 PP kw?? ? ? 電動機的技術(shù)數(shù)據(jù) 根據(jù)計算的功率可選定電動機額定功率，取同步轉(zhuǎn)速 min1000 r ， 6 級極數(shù)。 各軸 的轉(zhuǎn)速可根據(jù)電動機滿載轉(zhuǎn)速及傳動比進行計算。 總傳動比的計算 由上面的選型及計算可知： 電機的轉(zhuǎn)速為 940 minnr?電 機 ，因為傳動比 i 的合理范圍為 580 minr ，選取 50i? 。 平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳功于 1971年發(fā)明的一種新型蝸桿傳動裝置，這種蝸輪副具有以下特點： 1）蝸桿齒面硬度高 (HRC58)， 表面面經(jīng)滲氮后精確磨削而成，精度高，表面光滑； 2）加工過程與成形原理吻合度高，傳動精度高； 3）蝸桿與蝸輪的嚙合為多齒接觸，每齒為瞬時雙線接觸，齒面接觸區(qū)可達 70%以上； 4）嚙臺面的綜合曲率半 徑大； 5）接觸線與相對速度方向夾角大，動壓油膜形成及保持性性好。 本設(shè)計采用 TPU型蝸輪蝸桿，其結(jié)構(gòu) 示意圖如圖 ： 圖 TP環(huán)面蝸輪蝸桿 、蝸輪材料，確定許用應(yīng)力 考慮蝸桿傳動中，傳遞的功率不大，速度只是中等，根據(jù)《機械零件課程設(shè)計》表 5－ 2[3]，蝸桿選用 40Cr，因希望效率高些，耐磨性好故蝸桿螺旋齒面要求：調(diào)質(zhì) HB265~285.蝸輪選用鑄錫磷青銅 ZQSn101，金屬模鑄造，為了節(jié)約貴重有色金屬，僅齒圈用錫磷青銅無錫太湖學院學士學位論文 12 制造，輪芯用灰鑄鐵 HT100 制造。 代入數(shù)據(jù)得： ? ?1Ac1 F M PPK 1 . 4 7 0 . 7 0P 1 . 3 5 k wK K 0 . 9 0 0 . 8 5?? ? ?? 以等于或略大于蝸桿計算功率 1CP 所對應(yīng)的中心距作為合理的選取值根據(jù)《機械工程手冊 /傳動設(shè)計卷》（第二版） [5]表 25－ 22a，選取蝸桿的中心距： 100a mm? 。因而若許用傳動功率確定中心距，則然后校核蝸輪齒根剪切強度。 校核 ： ? ?39。p —當量齒厚 滑動速度： 1119100 coss mdnv r? 4 0 . 5 9 4 0 2 . 0 11 9 1 0 0 4 . 4 9 8 msc o s???? 根據(jù)滑動速度 sv 查《機械設(shè)計手冊》表 3－ 3－ 9 得 39。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 蝸桿軸的設(shè)計 由《機械零件課程設(shè)計》表 61 選用 45 號鋼，調(diào)質(zhì)。 擬訂軸上零件的裝配方案：本設(shè)計的總體方案已經(jīng)在前面分析比較，具體現(xiàn)選用如下零件的裝配方案，結(jié)構(gòu)示意圖如圖 所示； 1) 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求， 12 軸段右端制出一軸肩，故取 23 28d mm? ? ，左端用軸端擋定位，按軸端直徑取 擋圈直徑 30D mm? ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度1 52L mm? ,保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上，而不壓在軸的端面上，故 12 軸段的長度應(yīng)比轂孔長度略短一些，故取 12 50l mm? ? 。 4) 軸承端蓋的總寬度為 20mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定 )。 無錫太湖學院學士學位論文 18 圖 蝸桿軸零件的裝配示意圖 (注： 數(shù)字 1,2,3,4,5,6,7