矿井提升绞车传动装置设计毕业设计

1、矿井提升绞车传动装置设计摘要：本文针对JK型提升机，系统地分析矿井提升绞车的传动装置部分，根据传动系统的组成元素及设计方法合理地设计出相应的传动系统。并进行主轴装置、半联轴器、减速调速器的结构设计。本文针对矿山机械的特殊要求重点设计减速器，主轴部件。主要包括了提升机的选型和计算，提升机减速器设计，联轴器的选择，提升机主轴装置设计计算和校核，最后完成提升机整体设计。关键词：提升机；单绳摩擦；联轴器；减速器；主轴设计,Design of Mine Hoisting Winch Transmission Device Abstract：In this paper, based on the type

2、 of JK hoist, the transmission device part of mine hoisting winch has been analysed systematically of, according to the elements of transmission system and the design method of designing the corresponding drive system. And spindle device, half shaft coupling, reducer structure design of governor. Ac

3、cording to the special requirements of mining machinery in the key. Keywords: single rope friction hoist; coupling; reducer; spindle design1 前言我国是个能源大国，也是矿山机电设备制造和使用大国。从20世纪50年代仿造第一台矿井提升机以来，至今已设计制造、使用了近600多台。随着社会需求和现代技术的高速发展，矿山工业企业亟待生产设备及设施的机械化、电气化、现代化。而矿山工业的提升机是咽喉设备，产品不断更新换代，老产品运行年深日久，原本落后的结构问题暴露突出

4、，故障增多，严重影响矿山的安全运转，抑制了矿山工业的高速发展，给国民经济带来了不良的影响。随着国内矿井生产量的日新月异的提高，对提高提升机的安全性、可靠性、生产效率以及整机自动化运行水平， 降低操作者及维护人员的劳动强度、处理设备事故的速度与对策等，成了迫切要求。本次设计是关于JK单绳缠绕式矿井提升机的设计，在本次设计中将大学四年所学习的材料力学，理论力学，机械制造，机械设计，机械制图等知识进行了一次综合的运用。本次设计不仅是对大学所学知识的总结和巩固而且为以后进入社会参见工作积累了一定的经验，本次设计是个难得的学习机会。在毕业设计过程中，通过上网查资料，图书馆借书，我逐步认识了矿井提升机的工

5、作原理和基本构造，为我能够圆满完成设计任务奠定了良好的基础。另外我要特别感谢这次毕业设计的指导老师，莫亚武老师不仅给我提供了矿井提升机的相关资料而且给了我不少有用2 文献综述2.1 矿井提升机的任务及其地位煤炭是我国的主要能源，又是重要的化工原料。煤炭被誉为黑色金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的的主要能源之一。虽然它的重要位置已被石油所代替，但在今后相当长的一段时间内，由于石油的日渐枯竭，必然走向衰败，而煤炭因为储量巨大，加之科学技术的飞速发展，煤炭气化等新技术日趋成熟，并得到广泛应用，煤炭必将成为人类生活中的无法代替的能源之一。我国既是煤炭生产大国又是消费大国，而根据我国的国情

6、，在我国一次性能源结构中，煤炭所占的比重一直是70以上，在今后相当长的时期内，煤炭仍然是我国的主要能源，故煤炭对我国的重要性不言而喻。随着我国经济的不断改革开放，煤炭工业必将高速持续地向前发展1。矿井提升是煤炭生产过程中必不可少的重要生产环节。从井下采煤工作面采出的煤炭，只有通过矿井提升设备运到地面，才能加以利用。可以说，矿井提升是矿井生产的“咽喉”，其设备在工作中一旦发生故障，将直接影响生产，甚至造成人身伤亡。此外，矿井提升系统的耗电量很大，一般占矿井生产总耗电量的50-70。因此，合理选择维护使用这些设备，使之安全可靠、经济高效地运转，对保证矿井安全高效的生产，对提高煤炭企业的经济效益都具

7、有重要的现实意义。由于矿井提升设备是在并下巷道内和井简内工作，空间受到限制，故要求它们结构紧凑，外部尺寸尽量小；又因工作地经常变化，因而要求其中的许多设备应便于移置；因为井下有瓦斯、煤尘、淋水、潮湿等特殊工作条件，还要求设备应防爆、耐腐蚀等。此外，矿井提升设备是一大型的综合机械电气设备，其成本和耗电量比较高，所以，在新矿井的设计和老矿井的改建设计中，确定合理的提升系统时，必须经过多方面的技术经济比较，结合矿井的具体条件，在保证提升设备在选型和运转两个方面都合理的前提下，要求提升设备具有良好的经济性。2.2 矿井提升机的发展历程2.2.1 缠绕式提升机的发展状况缠绕式提升机的发展是为适应我国矿山

8、建设的需要，国产提升机大致可分为仿苏、改进及自行设计等三个阶段。19531958年期间生产仿苏产品BM系列提升机；KJ系列提升机是19581966年期间生产的仿苏改进产品；JKA系列是在KJ型基础上的改进产品；XKT系列提升机是1971年7月开始生产的自行设计产品，后又改为XKT-B系列，是已成批生产的新型矿井提升机。时至今日，中信公司生产的产品最齐全，JK/E，JKM，JTP，2JTP，JT等等2。2.2.2 各个系列提升机的主要特点A. JK型矿井提升机1.)主轴装置采用铸铁法兰盘；2.)调绳装置为手动蜗轮蜗杆式；3.)制动器为角移式；4.)液压传动装置为手动杠杆控制的三通阀和电磁铁控制的

9、四通阀；5.)深度指示器为机械牌坊式；6.)减速器为渐开线人字齿轮减速器。B.JK（A）型矿井提升机1.)调绳装置为电动蜗轮蜗杆式；2.)制动器为综合式，改善了闸瓦的磨损情况；3.)液压传动装置为手动控制的低压电液调节阀和电磁铁控制的安全三通阀，操纵省力，易于实现自动化和半自动化控制；4.)减速器采用圆弧人字形齿轮减速器；提高承载能力并减轻了重量。C. XKT型矿井提升机1)滚筒为焊接结构，重量轻；2.)采用液压齿轮式快速调绳装置，调绳省力省时；3.)采用圆盘制动系统（包括圆盘式制动器和液压站两部分），此种系列具有以下的优点：（1）安全性较高；（2）制动力矩可调性好；（3）惯性小、动作快、灵敏

10、性强；（4）结构紧凑、外形尺寸小、重量轻；（5）通用性好；（6）安装、使用及维护比较简单；4.)采用圆弧齿轮减速器，提高了承载能力，减轻了重量；5.)采用了圆盘深度指示器。XKT系列矿井提升机与KJ和JK（A）系列比较，有以下的优点：（1）提升能力平均提高25%，重量平均减轻25%，（2）采用了一些新技术、新结构，如：盘式制动器、液压站、快速调绳装置、微拖动装置等（3）通用化程度高。D. GKT系列矿井提升机采用JSZ-2×500型双力线中心驱动减速器，结构紧凑，传动平稳，噪音小。并采用双列向心滚动轴承，传动效率高，在实际工作中厂家建议传动效率取0.850.9；滚筒为整体焊接结构（2

11、m提升机可根据用户要求，供应分割的焊接滚筒和制动盘），采用滚动轴承支座。双滚筒提升机的主轴装置，具有液压操纵的、在结构上作了改进的齿轮离合器，调绳操作时间仅司机一人即可完成，节省了时间和人力；配有自整角机传动的圆盘深度指示器（2m提升机若用户要求时，可以改供给牌坊式深度指示器）；制动器为综合式的液压开启的盘式制动器；采用集中控制的操纵台。2.3 矿井提升机的类型和工作原理2.3.1 矿井提升机的类型及其特点提升机是矿井提升设备的主要组成部分，目前我国生产及使用的矿井提升机，按其滚筒的构造特点可分为三大类，即单绳缠绕式、多绳摩擦式及内装式提升机。矿井提升机拥有诸多特点3，如：安全性：所谓安全性，

12、就是不能发生突然事故。由于矿井提升设备在矿山生产中所占的地位十分重要，其运转的安全性，不仅直接影响整个矿井的生产，而且还涉及人员的生命安全。因此各国都对矿井提升设备提出了极严格的要求。在我国这些规定包括在煤矿安全规程中。可靠性：所谓可靠性，是指能够可靠地连续长期运转而不需在短期内检修。矿井提升设备所担负的任务十分艰巨，不仅每年要把数十万吨到数百万吨的煤炭和矿石从井下提升到地面，而且还要完成其他辅助工作。矿井提升设备是周期动作式输送设备，需要频繁地起动和停车，工作条件苛刻，其机械电气设备设计必须可靠。经济性：矿井提升设备是矿山大型设备之一，功率大，耗电多，大型矿井提升机的功率超过1000KW。因

13、此矿井提升设备的造价以及运转费用，也就成为影响矿井生产技术经济指标的重要因素之一。合理的选择，正确的使用和维护具有重要的经济意义。2.3.2 矿井提升机的工作原理按工作原理的不同，矿井提升机可分为两类，如图1所示。图1 矿井提升机按工作原理的分类Fig.1 The machine according to the classification principle of mine hoist我国目前广泛使用的有单绳缠绕式和多绳摩擦轮式两种，以下就重点介绍此两种提升机的工作原理。图2 双筒缠绕式矿井提升机Fig.2 Duplex winding mine hoist单绳缠绕式提升机的工作原理缠绕式

14、提升机的主要部件有主轴、卷筒主轴承调绳离合器、减速器、深度指示器和制动器。示意图如图3所示。 单绳缠绕式提升机是较早出现的一种类型，工作原理比较简单，就是将钢丝绳的一端固定在提升机的卷筒上，另一端绕过井架上的天轮与提升容器相连接，利用两个卷筒上钢丝绳的缠绕方向的不同，当提升机转动时，使两个容器一个上升一个下降，以完成提升任务，这种提升机在我国矿山中广泛使用。图3 缠绕式矿井提升机Fig.3 Winding mine hoist多绳摩擦式提升机的工作原理多绳摩擦式提升机的主要部件有主轴、主导轮、主轴承、车槽装置、减速器、深度指示器、制动装置及导向轮。由于使用了数根钢丝绳代替一根钢丝绳，钢丝绳的直

15、径变小，摩擦轮虽变为摩擦筒（亦称主导轮）而稍有加宽，但其直径亦变小。由于多绳不易在同一时间内断裂，故较为安全，多绳摩擦式提升机的结构图示如图4。由于开采深度的增加，需要缠在卷筒上的提升钢丝绳变长，因而矿井提升机的卷筒宽度加大，这带来了一系列问题，如提升机主轴太长、绳弦偏角太大、机器加重而使转动惯量加大等。为了解决这个矛盾，德国人Koepe提出将钢丝绳搭在摩擦轮上，利用摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦力来带动钢丝绳运动。与卷筒缠绕式相比，摩擦轮的宽度显著地变窄了，同时由于跨度变小，提升机主轴的直径与长度均有所降低，结果显著地减轻了机器的重力，而且由于回转力矩的减少，亦将降低提升电动机的容量。 图4 多

16、绳摩擦式矿井提升机Fig.4 Type of mine multi rope friction hoist多绳摩擦提升机的结构特点是与它的动力传递原理以及安装特点密切相关的。即由于它是靠摩擦力来传递动力的，它必须有较高摩擦系数的衬垫，为了保持几根绳的绳槽处的深浅相同，即各绳的摩擦半径相同，需设切槽装置，为了补偿钢丝绳蠕动或滑动对深度指示器指示位置的影响，设置了深度指示器自动调零装置，为了在使用圆尾绳时尾绳可以松捻而避免打结，在罐笼底部下方设有尾绳悬挂装置。摩擦提升依靠衬垫与钢丝绳之间的摩擦力来传递动力，因此其工作可靠性就在于提升钢丝绳与安在主导轮上的摩擦衬垫之间是否产生滑动，即是否有足够的摩擦

17、力。3 矿山提升绞车整体方案设计3.1 整体传动装置的设计 此处省略 NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和设计图纸等.请联系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载！该论文已经通过答辩绞车电动机作为电动机的过程，即正常的逆变过程。该过程主要由整流、滤波和正常逆变三大部分组成，其中正常逆变过程是其核心部分，它改变电机定子的供电频率，从而改变输出电压，起到调速作用。绞车电机作为发电机的过程，即能量回馈过程。该过程主要由整流、回馈逆变和输出滤波三部分组成，回馈逆变部分是整个回馈过程的核心部分，该部分实现回馈逆变输出电压相位与电网电压相位的一致。由于回馈逆变

18、输出的是调制波，为保证逆变的正常工作，通过输出滤波部分，使该系统的可靠性更加稳定。提升绞车的传动简图如下：1)主动齿轮 2)行星架 3)行星轮 4)内齿轮 5)被动齿轮 6)太阳轮 7)传动小齿轮 8)传动大齿轮 9)行星轮轴图5 提升绞车的传动简图4Fig.5 Raise transmission diagram of winch提升绞车的结构简图如下：（1）底座；（2）主轴部分；（3）深度指示器；（4）离合器箱；（5）紧急制动器（6）离合制动器；（7）联轴器；（8）电动机；（9）工作制动器图6 提升绞车的结构简图Fig.6 Raise transmission schematic of w

19、inch3.2 电动机的选择电动机是常用的原动机，具体结构简单、工作可靠、控制简便和维护容易等优点。电动机的选择主要包括选择其类型和结构形式、容量（功率）和转速、确定具体型号。（1）电动机的类型：按工作要求和条件选取YB2系列隔爆型三相异步电动机；电动机型号有：YB2-631-2、YB2-112M-2、YB2-280S-2、YB2-200L-4、YB2-315M-4、YB2-250M-6、YB2-90L-6、YB2-355M2-6、YB2-225M-8、YB2-802-8、YB2-315M-10、YB2-355L2-10等。电动机型号的含义如下图示:图7 电动机型号含义图Fig.7 Motor

20、 model implication graph（2）选择电动机的容量由绞车工作的要求，可得卷筒的转速和功率：卷筒的转速为： （1）卷筒所需功率为： （2）由系统的转动机构简图和性能，查5表得：齿轮转动效率0.97，卷筒效率0.96，轴承效率0.98，联轴器的效率0.99。总效率为：电动机的输出功率为：由上面的计算结果查机械设计手册6P177，选择型电动机，其额定功率为：，满载转速为。3.3 绞车传动装置的初步设计3.3.1 传动比的分配（1）根据系统结构，计算总转动比为：分别取齿轴、齿轮齿数为：，；，；，；，。则实际转动比为：实际总转动比传动比误差传动比误差符合要求。（2）输入级轴转速，则：

21、当绞车调速轮空转时：当绞车调速轮不转动时：由上可知：在无级调速过程中，绞车卷筒的转速范围为：0125r/min。则绞车实际的绳速为：（3）符合实际要求。 计算减速调速器中各轴的功率和转矩电动机轴的输出功率和转矩：（4）齿轴的输入功率和转矩：（5）二轴的输入功率和转矩（调速轮不转动时）：（6） 减速调速器中各齿轮的设计齿轮传动是应用最广泛的一种传动形式，其传动的主要优点是：传递的功率大、速度范围广、效率高、工作可靠、寿命长、结构紧凑，齿轮的设计主要围绕传动平稳和承载能力高这两个基本要求进行的。（1）齿轴上的齿轮和行星齿轮的设计该对齿轮是直齿轮啮合传动。齿轴上的齿轮材料选用40Cr，进行调质处理和

22、齿部淬火处理；行星齿轮选用40Cr材料，进行高频淬火处理。查机械设计手册得：齿轴上的齿轮齿面硬度为HRC6062，齿轮采用8级精度，齿面粗糙度为3.2um；行星齿轮采用8级精度，齿面硬度为HRC5660，齿面粗糙度为6.3um。齿轮的初步设计：根据齿轮的初步分析和后述的尺寸确定，绘制两齿轮如图8：按齿面接触疲劳强度设计：齿轮转矩为：（7）图8 齿轮和行星齿轮Fig.8 Gear and planetary gear查表得：载荷系数；齿轮的齿数；由于齿轮传动对称布置，且齿面为软齿面，取。查表得，齿轮的寿命为：齿轴上齿轮的应力循环次数为： （8）行星齿轮的应力循环次数为：接触疲劳寿命系数为：（9）

23、许用接触应力：（10）查5表10-5得：齿形系数为：； 修正系数为：比较：，应按行星架上齿轮的齿面接触疲劳强度进行计算。（11）模数：查表得：标准模数为分度圆的直径：齿顶高：齿根高：齿全高：齿 宽：故：取，则取，中心距：（2）行星齿轮和内齿轮的设计该对齿轮也是直齿轮啮合传动。内齿轮材料选用ZG40Cr，先进行退火处理再进行调质处理；查机械设计手册得：内齿轮齿面硬度为HB220250，齿轮采用8级精度，齿面粗糙度为6.3um。如前所述，行星齿轮齿数，模数为。齿轮的初步设计：根据齿轮的初步分析和后述的尺寸确定，绘制这两个齿轮的草图9如下示：按齿面接触疲劳强度设计：齿轮转矩为：查5表10-2得：载荷

24、系数；齿轮的齿数；由于齿轮传动对称布置，且齿面为软齿面，取。查表得，图9 行星齿轮和内齿轮Fig.9 Planetary gear and internal gear齿轮的寿命为：内齿轮的应力循环次数为：接触疲劳寿命系数为：许用接触应力：查表得：齿形系数为：修正系数为：比较：，应按行星架上齿轮的齿面接触疲劳强度进行计算。二者啮合传动，由于配对的齿轮要求模数相同，故：内齿轮的模数。分度圆的直径： 齿顶高： 齿根高： 齿全高：取，由于二者为行星传动，其中心线之间的距离仍为如前所述的中心距：（3）行星架上的齿轮和二轴上的齿轮的设计该对齿轮是斜齿轮啮合传动。二者都选用ZG45材料，进行退火处理和调质处

25、理。查6得：二者都采用8级精度，齿面粗糙度为3.2um；行星架上的齿轮齿面硬度为HRC6062，二轴上的齿轮齿面硬度为HRC5660。齿轮的初步设计：根据齿轮的初步分析和后述的尺寸确定，按比例绘制这两个齿轮的草图如下示：图10 齿轮Fig.10 Gear按齿根弯曲疲劳强度设计：行星架上的齿轮转距为：该对齿轮为硬齿轮齿面，非对称安装，齿轮齿数分别为：。查表得：齿宽系数，使用系数，动载系数，齿向载荷分布系数，按齿面硬化，斜齿轮，齿间载荷分配系数；，载荷系数为：,齿形系数按当量齿数；设螺旋角则行星架上齿轮的形位系数，二轴上齿轮的形位系数，查图得：行星架上齿轮的应力修正系数，二轴上齿轮的应力修正系数；

26、， （12）代入齿轮齿数，得：，。由查得重合度系数，。弯曲疲劳许用应力： （13）查取材料弯曲疲劳极限应力，齿轮的寿命为：行星架上齿轮应力循环次数为：二轴上齿轮应力循环次数查8取尺寸系数，。弯曲疲劳强度安全系数。比较，应按行星架上齿轮的弯曲疲劳强度进行计算。取标准模数。由公式得：（14）圆整后取中心距为：，与原假设相近。二者分度圆的直径分别为： 齿顶高： 齿根高： 齿 宽：取，；，计算主轴装置中轴的功率和转矩主轴的输入功率和转矩（调速轮不转动时）：主轴装置中齿轮的设计该对齿轮为结合齿和大齿轮，是直齿轮啮合传动。结合齿材料选用45号钢，进行高频淬火处理；大齿轮选用ZG45材料，先进行退火处理再进

27、行齿部淬火处理。查机械设计手册得：结合齿齿面硬度为HRC6062，齿轮采用7级精度，齿面粗糙度为3.2um；大齿轮采用7级精度，齿面硬度为HRC5660，齿面粗糙度为3.2um。根据齿轮的初步分析和后述的尺寸确定，绘制这两个齿轮的简图如下示：图11 结合齿和大齿轮Fig.11 conjunction gear and a big gear按齿面接触疲劳强度设计：齿轮转矩为：查表得：载荷系数；齿轮的齿数；由于齿轮传动对称布置，且齿面为软齿面，取。查表得，齿轮的寿命为：结合齿的应力循环次数为：大齿轮的应力循环次数为：接触疲劳寿命系数为：许用接触应力：查表得：齿形系数为：；修正系数为：比较 ，应按结

28、合齿的齿面接触疲劳强度进行计算。模数：查表得：标准模数为分度圆的直径：； 齿顶高： 齿根高：齿全高：齿 宽：故：取，则取，；，中心距：减速调速器中轴的设计轴主要用来支承零件作旋转运动，以传递运动和动力。本绞车传动装置总共有三根轴，根据设计要求，具体的设计步骤和内容如下：（1）齿轴的设计选择轴的材料及确定许用应力：该轴选用40Cr材料，进行调质处理和齿部淬火处理。查表得：取,。按弯曲许用切应力计算，初估轴的最小直径：查表得：取,，由下式得：因轴上开有键槽,应增大轴颈以考虑键槽对轴强度的削弱,则直径应增大，又，故初定该轴的最小直径为40mm，其配合段轴长应与轴承相匹配。确定齿轮和轴承的润滑：齿轮圆

29、周速度为：齿轮采用浸油润滑，轴承采用脂润滑。轴的初步设计：根据轴系结构分析要点，结合后述尺寸确定，按比例绘制轴的草图如下：图12 齿轮轴Fig.12 pinion shaft轴的结构设计：轴的结构设计主要有以下几项内容：各轴段径向尺寸的确定；各轴段轴向长度的确定。径向尺寸的确定：如上草图所示，从轴段开始，逐段选取相邻轴段的直径，起定位固定作用；起定位轴承的作用，且能保证齿轴和行星齿轮的完好啮合，实现有效的齿轮传动，定位轴肩高度可在范围内，故取；同理，按轴的标准直径系列，为齿轴的齿轮部分，将作为分度圆的直径，；其它几个轴段的径向长度分别为：，。轴向尺寸的确定：齿轴的齿轮齿宽，齿长；右轴

30、段与抱刹轮相联，取轴段长，考虑到为了方便安装，轴承盖至抱刹轮的距离为：；与轴承相配合，查表得：轴承安装尺寸宽度为，初取，类似地，其它几个轴段的轴向长度分别为：，。（2）二轴的设计选择轴的材料及确定许用应力：该轴材料选用45号钢，进行调质处理。查表得：取,。按弯曲许用切应力计算，初估轴的最小直径：查表得：取,，由下式得：因轴上开有两个键槽,应增大轴颈以考虑键槽对轴强度的削弱,则直径应增大，又，故初定该轴的最小直径为85mm，其配合段轴长应与结合齿相配合。确定齿轮和轴承的润滑：齿轮圆周速度为： （15）齿轮采用浸油润滑，轴承采用脂润滑。轴的初步设计：根据轴系结构分析要点，结合后述尺寸确定，按比例绘

31、制轴的草图如下：轴的结构设计：轴的结构设计主要有以下几项内容：各轴段径向尺寸的确定；各轴段轴向长度的确定。径向尺寸的确定：如上草图所示，从轴段开始，逐段选取相邻轴段直径。起定位固定的作用，按轴的标准直径系列，；起定位固定斜齿轮的作用，定位轴肩高度可在范围内，由轴的标准直径系列得：图13 中间轴Fig.13 Mid-shaft取；同理，其它几个轴段的径向长度分别为：，；起定位轴承和固定作用，取。轴向尺寸的确定：二轴的最右轴段取为，右轴段与结合齿配合，考虑到为了方便安装，轴承盖至结合齿的距离为：；与轴承相配合，且伸出箱体至离结合齿距离为的位置，又查表得：轴承安装尺寸宽度为，故初取，同理，其它几个轴

32、段的轴向长度分别为：，。主轴装置中轴的设计选择轴的材料及确定许用应力：该轴材料选用45号钢，进行调质处理。查表得：取,。按弯曲许用切应力计算，初估轴的最小直径：查表得：取,，由下式得: 因轴上开有两个键槽,应增大轴颈以考虑键槽对轴强度的削弱,则直径应增大，又，故初定该轴的最小直径为55mm。确定齿轮和轴承的润滑：齿轮圆周速度为： （16）齿轮采用浸油润滑，轴承采用脂润滑。轴的初步设计：根据轴系结构分析要点，结合后述尺寸确定，按比例绘制轴的草图如下：图14 主轴Fig.14 Main axle轴的结构设计：轴的结构设计主要有以下几项内容：各轴段径向尺寸的确定；各轴段轴向长度的确定。径向尺寸的确定

33、：如上草图所示，从轴段开始，逐段选取相邻轴段的直径。起定位固定的作用，按轴的标准直径系列，分别取：，；和共同起定位固定大齿轮的作用，定位轴肩的高度可在范围内，故这两段都取为：；同理，其它几个轴段的径向长度分别为：，；起定位固定作用。轴向尺寸的确定：主轴的最左轴段取为，左轴段与伞齿轮接合，考虑到为了方便安装，轴承盖至伞齿轮轮齿的距离为：；与轴承相配合，查表得：轴承安装尺寸宽度为，故初取，同理，其它几个轴段的轴向长度分别为：，。4 矿山提升绞车的精确设计4.1 齿轮的校核减速调速器中齿轮的校核（1）齿轴上的齿轮和行星齿轮的校核校核原假设的系数齿轮的速度为： （17） （18）查图得：，与原取值一致

34、，符合要求。齿宽取。校核齿面接触疲劳强度：查手册得，齿形系数为：；修正系数为：齿面接触疲劳强度：计算的寿命系数为：许用接触应力：齿轮接触疲劳校核公式：代入上述接触疲劳校核公式得：由于：，接触疲劳强度足够；齿轮设计满足实际要求。（2）行星齿轮和内齿轮的校核校核原假设的系数齿轮的速度为：查图得：，与原取值一致，符合要求。齿宽取。校核齿面接触疲劳强度：查手册得：，齿形系数为：；修正系数为：齿面接触疲劳强度：计算的寿命系数为：许用接触应力：齿轮接触疲劳校核公式：代入上述接触疲劳校核公式得：由于：，接触疲劳强度足够；齿轮设计满足实际要求。（3）行星架上的齿轮和二轴上的齿轮的校核校核原假设的系数齿轮的速度

35、为：查图得：，与原取值一致，符合要求。齿宽，取。校核齿根弯曲疲劳强度：查手册得，弹性系数；节点区域系数；重合度系数；螺旋角系数。弯曲疲劳许用应力公式为：查表得：齿轮材料弯曲疲劳极限应力，弯曲疲劳强度计算的寿命系数为：工作硬化系数；弯曲疲劳强度安全系数。许用弯曲应力为：将以上各值代入斜齿轮弯曲疲劳校核公式： （19），说明接触疲劳强度足够；齿轮设计满足实际要求。4.1.2 主轴装置中齿轮的校核该对齿轮为结合齿和大齿轮，是直齿轮啮合传动。校核原假设的系数齿轮的速度为：查图得：，与原取值一致，符合要求。齿宽取。校核齿面接触疲劳强度：查手册得，齿形系数为：；修正系数为：齿面接触疲劳强度：计算的寿命系数

36、为：许用接触应力：齿轮接触疲劳校核公式：代入上述接触疲劳校核公式得：由于：，接触疲劳强度足够；齿轮设计满足实际要求。4.2 轴的校核4.2.1 减速调速器中轴的校核（1）齿轮轴的校核计算齿轮受力：转矩齿轮切向力为：径向力：轴向力：计算支反力和弯矩并校核：；在水平面上：C截面弯矩：D截面弯矩：结构图如下图示：图14 齿轮轴结构图Fig.14 Structure diagram of gear shaft弯矩图和受力图如下图示：图15 齿轮轴弯矩和受力示意图Fig.15 Gear shaft bending moment and force diagram垂直面受力如上图所示，计算支点反力和C、D

37、两截面的弯矩支反力，C截面弯矩：D截面弯矩：合成弯矩：C截面当量弯矩：D截面当量弯矩：故：由于有键,故：实际直径为，强度足够，在键联接抱刹轮后，所选用轴的直径寿命和强度均能满足,该轴的结构设计合理。（2）二轴的校核计算齿轮受力：转矩齿轮切向力为：径向力：轴向力：计算支反力和弯矩并校核：；在水平面上：C截面弯矩：结构图如下图示：图16 中间轴轴结构图Fig.16 Mid-axis structure diagram弯矩图和受力图如下图图17 中间轴弯矩和受力示意图Fig.17 Mid-axis bending moment and force diagram垂直面受力如上图所示，计算支点反力和C

38、、D两截面的弯矩支反力：C截面弯矩：D截面弯矩：合成弯矩：C截面当量弯矩：D截面当量弯矩：故： 由于有两个键,故：实际直径为，强度足够，在键联接结合齿后，所选用轴的直径寿命和强度均能满足,该轴的结构设计合理.4.2.2 主轴装置中轴的校核计算齿轮受力：转矩齿轮切向力为：径向力：轴向力：计算支反力和弯矩并校核：；在水平面上：C截面弯矩：D截面弯矩：结构图如下图示：图18 主轴Fig.18 Main axle弯矩图和受力图如下图示：图19 主轴弯矩和受力示意图Fig.19 Shaft bending and force diagram垂直面受力如上图所示，计算支点反力和C、D两截面的弯矩支反力：C

39、截面弯矩：D截面弯矩：合成弯矩：C截面当量弯矩：D截面当量弯矩：故： 由于有两个键,故：实际直径为，强度足够，在键联接大齿轮后，所选用轴的直径寿命和强度均能满足,该轴的结构设计合理。4.3 其它零部件的选择和设计校核轴承的选择和校核齿轴右端的轴承：由工作要求得：轴承的使用时间为轴承的当量动载荷：；查手册得：取；若取轴承：查手册得：，。由前面轴的受力分析知：，；由，查手册值得：；由于，查表得：；计算轴承寿命：，轴承使用寿命足够，符合要求，选用此轴承。齿轴左端的轴承：由工作要求得：轴承的使用时间为轴承的当量动载荷：；查手册得：取若取轴承：查手册得：，。由前面轴的受力分析知：，；由，查手册值得：；由

40、于，查表得：；（4.93）计算轴承寿命：，轴承使用寿命足够，符合要求，选用此轴承。二轴上的轴承：由工作要求得：轴承的使用时间为轴承的当量动载荷：；查手册得：取若取轴承：查手册得：，。由前面轴的受力分析知：，；由，查手册值得：；，查表得：；计算轴承寿命：，轴承使用寿命足够，符合要求，选用此轴承。主轴上的轴承：由工作要求得：轴承的使用时间为轴承的当量动载荷：；查手册得：取若取轴承：查手册得：，。由前面轴的受力分析知：，；由，查手册值得：；，查表得：；计算轴承寿命：，轴承使用寿命足够，符合要求，选用此轴承.键的选择和校核在工作轴中，键的大小选择由轴的大小确定，校核公式为：齿轴上的键：该键联接抱刹轮和

41、齿轴，键型为型键，为，；其许用扭转应力为：，又：键符合扭转应力的要求，选用该键。锥柄齿上的键：该键联接调速轮和锥柄齿，键型为型键，为，；其许用扭转应力为：，又：键符合扭转应力的要求，选用该键。行星架上的键：该键联接斜齿轮和行星架，键型为型键，为，；其许用扭转应力为：，又： 键符合扭转应力的要求，选用该键。二轴右端的键：该键联接结合齿和二轴，键型为型键，为，；其许用扭转应力为：，又：键符合扭转应力的要求，选用该键。主轴上的键：该键联接大齿轮和主轴，键型为型键，为，；其许用扭转应力为：，又：键符合扭转应力的要求，选用该键。箱体的设计箱体用于支持和固定减速调速器中的各种零件，使箱体内的零部件有良好的

42、润滑和密封。箱体结构与受力均较复杂，目前尚无成熟的计算方法,箱体各部分尺寸一般按经验公式设计,在其装配草图的设计和绘制过程中确定16。箱体选用灰铸铁，,布氏硬度。附件的设计（1）窥视孔盖和窥视孔为了检查传动件的啮合、润滑、接触点、齿侧间隙及向箱内注油等，在箱盖顶部设置便于观察传动件啮合区的位置并且有足够大的窥视孔。取，个，孔径，孔盖用的螺钉紧固。（2）排油孔、油塞、油标为了换油及清洗箱体时排出油污，在箱座底部设有排油孔，并在其附近做出一小凹坑，以便攻丝及油污的汇集和排放，排油孔用油塞及封油垫封住；本设计中取螺塞,油圈。为了检查减速器内的油面高度，应在箱体便于观察、油面较稳定的部位设置油标，本次

43、设计选用杆式油标。（3）吊耳和吊钩为拆卸及搬运减速调速器，应在箱盖上铸出吊耳环，并在箱座上铸出吊钩，吊钩和吊耳的尺寸可以根据具体情况加以修改。(4)定位销定位销的公称直径可取,并圆整为标准值，取。定位销的总长度应稍大于箱体联接凸缘的总厚度，以利装拆，取4.4 绘制装配图和零件图完成了绞车传动装置基本结构的设计；零部件的设计、选择和校核后，为了表明其整体结构，各零部件的结构及其装配关系和能够指导生产，需要绘制装配图和零件图14。装配图的作用：表明绞车传动装置整体结构和工作原理，各零部件的结构及其装配关系，所有零部件的形状和尺寸，相关零部件间的联接形式，是绞车装配、调试、维护等的技术依据；表明绞车

44、传动装置各零部件的装配和拆卸的可能性、次序及其调整和使用方法。装配图应总体规划：选择几个基本视图，将工作原理和主要装配关系集中反映在一个基本视图上；结合必要的剖视、剖面和局部视图加以补充。布置视图时应注意：表1 铸造减速调速器箱体的主要结构尺寸表Table.1 Casting speed governor main structural dimensions of the table名 称符号尺寸关系取 值箱座壁厚20mm箱盖壁厚15mm箱盖凸缘厚度30mm箱座凸缘厚度35mm箱座底凸缘厚度35mm地脚螺钉直径21mm地脚螺钉数目8轴承旁联接螺栓直径19mm盖与底座联接螺栓直径20mm联接螺栓

45、的间距200mm轴承端盖螺钉直径16mm视孔盖螺钉直径12mm定位销直径12mm至外箱壁距离查手册25mm至凸缘边缘距离查手册20mm轴承旁凸台半径20mm凸台高度35mm外箱壁至轴承座端面距离45mm铸造过度尺寸查手册4mm,18mm,大齿轮顶圆与内箱壁距离25mm齿轮端面与内箱壁距离20mm箱盖/箱座肋厚20mm轴承端盖外径200mm轴承旁连接螺栓距离200mm整个图面匀称美观，并在右下方预留技术要求、标题栏和零件明细表的位置；各视图之间应留适当的尺寸标注和零件序号标注的位置。尺寸标注应包括：特性尺寸、外形尺寸、安装尺寸等。标题栏、序号和明细表说明机器或部件的名称、数量、比例、材料、标准规

46、格、标准代号、图号以及设计者姓名等内容；装配图中每个零件都应编写序号，并在标题栏的上方用明细表来说明；应写明技术要求，语言简洁，不能有歧义。绘制完装配图后，结合设计和校核后得出的可行性数据拆画零件图。零件图的作用：反映设计者的意图，是设计、生产部门组织设计、生产的重要技术文件；表达机器或零部件的技术要求，是制造和检验零件的依据。在绘制装配图要求的基础上，零件图应合理标注尺寸及公差、合理标注表面粗糙度；技术要求更详细具体，标题栏应说明零件的名称、数量、比例、材料、图号以及设计者姓名等内容。5润滑与密封绞车传动装置的各运动部位应及时充分地润滑。润滑剂不得混入灰尘、污垢及水分等杂质。齿轮采用浸油润滑

47、，轴承采用飞溅润滑。减速调速器齿轮用N32或N46机械油，各操作件、运动件的轴承和关节处用N46机械油，开式齿轮用ZG-3钙基润滑脂。表2 电力液压推杆制动器用油表Table.2 Electric hydraulic brake oil table周围介质温度推荐选用油液452020号机械油（凝固点15）GB443-6420010号变压器油（凝固点-10） SYB1351-620-1525号变压器油（凝固点-25） SYB1351-62-15-30仪表油（凝固点-60）GB487-65低于-30酒精和甘油的混合溶液减速调速器内油面高度约浸没大齿轮的三分之一；新的或大修的绞车运转5-6天后，放掉

48、减速调速器内的润滑油，用煤油清洗内腔，清除金属微粒细屑， 更换新油，以后1-3个月换油一次；滚动轴承的油量不超过轴承空积的三分之二；主轴装置滚动轴承三个月换油脂一次，减速调速器滚动轴承检修时换油脂，电动机滚动轴承 2-3个月加油脂一次；开式齿轮每隔 6-8天，擦去齿面脏物，调整两齿轮之间的间隙，加油脂一次，使齿面经常保持一层薄的油膜；电力液压推杆制动器3个月换油一次。为防止灰尘、水份等侵入，并阻止润滑剂的漏失，绞车传动装置的相关部件需要密封。轴伸出处，选用毡圈式密封，其作用是使滚动轴承与箱外隔绝,防止润滑油漏出和箱体外杂质、水及灰尘等侵入轴承室，避免轴承急剧磨损和腐蚀；毡圈式密封结构简单、价廉、安装方便、但毡圈寿命短。轴承内侧，选用挡油环密封，其作用用于油润滑轴承，防止过多的油、杂质进入轴承室以内以及啮合处的热油冲入轴承内；挡油环与轴