矿用绞车传动系统设计机械CAD图纸

1、摘 要矿山提升设备是矿山运输中的咽喉设备，占有特殊地位，是井下与地面联系的主要工具。矿山提升设备的用途是沿井筒提运矿石和废石，升降人员，下放材料、工具和设备。矿山提升设备在工作中如果一旦发生机械和电气故障就会造成停产，甚至人身伤亡。为了保证生产和人员的安全要求矿山提升设备运行准确，安全可靠，井必须配有性能良好的控制设备和保护装置。矿山提升设备的耗电量一般占矿井总耗电量的30%一40%，所以为了降低矿石的成本，必须经济合理地选择和使用矿山提升设备。矿山提升设备又是矿井最大固定设备之一，是套较复杂的机械-电气机组。 这篇毕业设计的论文主要阐述的是一套系统的关于环面蜗轮蜗杆减速器的设计方法。环面蜗轮

2、蜗杆减速器是蜗轮蜗杆减速器的一种形式.这个方法是以加工过程和蜗轮减速器的使用条件的数学和物理公式为基础的。目前，在环面蜗轮蜗杆减速器的设计、制造以及应用上，国内与国外先进水平相比仍有较大差距。国内在设计制造环面蜗轮蜗杆减速器过程中存在着很大程度上的缺点，正如论文中揭示的那样，重要的问题如：轮齿的根切；蜗杆毛坯的正确设计；蜗轮蜗杆的校核。关键词：绞车 ；减速器 ；蜗轮 ；蜗杆ABSTRACTThe mine lift technique is in the mine haulage pharynx and larynx equipment, holds the special status, a

3、nd is the mine shaft and the ground relation main tool.The mine lift technique use is picks up and ships the ore and the scrap rock along the well chamber, the fluctuation personnel, the release material, the tool and the equipment. Mine lift technique in work once if has the machinery and the elect

4、rical failure can create the production suspension, even person casualties. In order to guarantee the production and personnel's safety requirements mine lift technique movement is accurate, safe reliable, the well must have the performance good control device and the protective device.The mine

5、lift technique power consumption occupies the mine pit total power consumption generally 170%, therefore in order to reduce the ore the cost, must the economical reasonably choice and the use mine lift technique. The mine lift technique also is one of mine pit most greatly fixed equipments, is the c

6、omplex machinery - electricity unit.This paper of graduation project mainly presents a systematic approach for the design of circular worm gear reducer . circular worm gear reducer is one of the members in the worm gear reducer family . the approach is based on the mathematical formulations and phys

7、ical formulation on the generation process and conditions for the type of worm reducer . At present, we still fall far short of abroad advanced technology in design, manufacture and using. There are a lot of fault in the design of circular worm gear reduce. As can be revealed from the literature sea

8、rch , important problem such as： tooth undercutting ；proper design of worm gear blank；computations of worm and label gear.Key words: Lifting hoist ；reducer ；worm ；ge前 言2第一章 回柱绞车的概况与方案的初步拟定61.1、国内外回柱小绞车的概况61.2、回柱绞车的主要传动方式类型9第二章 总体设计任务与方案的拟定102.1总体方案的初步拟定112.2主要组成部分11第三章 机械传动系统方案设计133.1 电动机选择153.2计算传动

9、装置总传动比和分级传动比163.3 传动装置的运动和动力参数163.4 高速级传动件设计173.5 低速级传动件设计213.6高速轴设计(蜗杆轴)253.7中间轴的设计(蜗轮齿轮轴)303.8 低速轴的设计333.9 蜗杆轴上的轴承寿命校核36第四章 箱体及附件设计与减速器的润滑374.1 箱体主要基本结构尺寸374.2减速器的润滑38第五章 回柱绞车制动器的设计395.1常用绞车制动闸的形式395.2绞车上应有的安全装置395.3回柱绞车制动器的作用405.4制动器的选用和设计41第六章 回柱绞车的操作要求及钢丝绳断裂原因分析436.1回柱绞车的操作要求436.2开车前必须认真检查436.3

10、运行中必须注意446.4钢丝绳断丝原因分析44第七章 使用与维护457.1绞车的安装操作457.2后移467.3维护与检修47小 结47参考文献49致 谢50前 言矿用回柱绞车，又称慢速绞车,是用来拆除和回收矿山回采工作面顶柱的机械设备。回柱作业属危险性工作，工作人员不能直接进入回柱空顶区，此时可把回柱绞车布置在距回柱空顶危险区段较远的安全地段，用钢丝绳钩头来拉倒和回收顶柱。由于它的高度较低重量又好，持别适用于薄煤层、和急倾斜煤层采煤工作面，以及各种采煤工作面回收沉入底板或被矸石压埋的金属支杖。牵引力大和牵引速度慢是回柱绞车的主要性能要求。随着机械化采煤程度的提高，它越来越多地被广泛用于机械化

11、采煤工作面，作为安装、回收牵引各种设备称备件之用。回柱绞车除用来回柱放顶工作外，也可用来拖运更韧和调运车辆下面让我们熟悉一下回柱绞车的特点以及它在井下回采面的布置方式.1.回柱绞车(含慢速绞车)的结构有如下特点：(1)传动系统都有一级减速比很大的蜗轮蜗杆传动，皆具备自锁功能，不会发生下故重物拉动滚筒旋转情况。(2)具有整体结构，便于移动和安装，甚至可以用回柱绞车牵引力来牵引绞车本身移动。 (3)总传动比大(i150230)，能在电动机功率较小时，获得较大的牵引力。(4)因蜗轮蜗杆传动效率低，易造成发热和温升过高,所以必须重视润滑和维护。 (5)有的在电动机联轴器上装有手动制动闸，有的在蜗轮减速

12、器输出轴上装有活动齿轮和锥形摩擦制动器，使回柱绞车可以按信号准确停位，并能从滚筒上自由放绳(不受蜗杆传动自锁影响)，且可控制放绳速度，防止松绳和乱绳。 (6)电气控制装置较简单，皆具备隔爆性能，可用于有瓦斯、煤尘的环境场所。2.回柱绞车在井下回采工作面的布置方式主要有以下几种：(1)回柱绞车安装在回风巷内：回柱绞车安装在回风巷内的位置、应符合作业规程定.如图1所示.图1 在回风巷布置回柱绞车Fig 1-回柱绞车安装在回风巷内布置方式的优点有：回栓绞车不需经常搬迁；适合于煤层倾角较大、顶板破碎、压力较大的工作面。缺点有；回栓绞车可能影响回风巷人员行走和材料运输工作；钢丝绳牵引时要绕过一个拐直角的

13、导向轮，钢丝绳受力大容易损坏；要求固定拐角导向轮的柱子或锚杆等必须牢固.(2)回柱绞车安装在回采工作面上端； 回柱绞车布置在紧靠回风巷，且在工作面的上端相密集支柱之间如图2所示。图2 在回采工作面上布置回柱绞车Fig 2 -回柱绞车安装在回采工作面上端布置方式的优点有：钢丝绳牵引不必拐弯，直线牵引，钢丝绳运行阻力小，不易损坏；不影响回风巷内人员走动和材料运输工作。缺点有：每进行一次循环都要移动回柱绞车；要求在顶板条件较好和煤层倾角较小的条件下采用。当顶板压力较大时，机座受力后易变形；顶板严重冒落，可能埋住绞车，移设和检修都很困难。这种布置方式很少采用。 (3)回柱绞车直接安装在工作面：回柱绞车

14、直接安装在工作面的多台布置,方式如图3所示. 图 3 在工作面上布置数台绞车回柱绞车直接安装在工作面的多台绞车布置方式的优点有：多台同时回柱，加快回柱进度，特别适合需要回柱的普通机械化采煤工作面，如使用刨煤机的回采工作面；不影响回风巷内的人员走动和材料运输工作；钢丝绳牵引不必拐弯，直线牵引，钢丝绳运行阻力小，不易损坏。缺点有，每进行次循环都要移动回柱绞车；要求在顶板条件较好和煤层倾角较小的条件下采用；顶板冒落，可能埋住绞车，移设和检修都很困难。这种布置方式是在回柱工艺时间大大超过来煤工艺时间的情况下采用，可提高采煤工作面生产能力和经济效益，但应在确保安全的前提下谨慎推广使用。第一章 回柱绞车的

15、概况与方案的初步拟定1.1、国内外回柱小绞车的概况我国矿用小绞车主要是指调度绞车和回柱绞车，它经历了仿制、自行设计两个阶段。解放初期使用的矿用小绞车有日本的、苏联的，因此当时生产的矿用小绞车也是测绘仿制日本和苏联的产品。1958年后这些产品相继被淘汰，并对苏联绞车进行了改进，于1964年进入了自行设计阶段.回柱绞车大体上也是经历了仿制和自行设计的两个阶段，八十年代以前一直使用的是仿制的老产品，八十年代中期才开始设计新型的回柱绞车，主要针对效率极低的球面蜗轮副、慢速工作和快速回绳等环节进行根本的改进。 矿用小绞车标准化方面，1967年制定了调度绞车部标准，1971年制定了回柱绞车部标准.1982

16、年对上述两个标准都进行了修订，其标准方为JB965-83. JB1409-83.国外矿用小绞车使用很普通，生产厂家也很多。苏联、日本、美国、瑞典等国都制造矿用小绞车。 国外矿用小绞车的种类、规格较多.工作机构有单筒、双筒和摩擦式.传动型式有皮带传动、链式传动、齿轮传动、蜗轮传动、液压传动、行星齿轮传动和摆线齿轮传动等。其中采用行星齿轮传动的比较多。发展趋势向标准化系列方向发展，向体积小、重量轻、结构紧凑方向发展;向高效、节能、寿命长、低噪音、一机多能通用化、大功率、外形简单、平滑、美观、大方方向发展。 国外矿用小绞车规格比较多，适用不同场合，我国矿用小绞车的规格少，品种型号多而乱，也较繁杂，没

17、有统一标准。从工作机构上分，国外有单筒、双筒及摩擦式三种，我国只有单筒一种型式。从原动力上分，国外有电动的、风动的及液压驱动，我国只有电动的和少量风动的。例如回柱绞车的薄弱环节是球面蜗轮副传动，回柱绞车的主传动均采用了蜗轮副传动，这是因为蜗轮副传动比大，又具有自锁性，故其传动效率较低，一般只有0. 40.45，回柱绞车的总传动效率更低。回绳速度慢，所有的回柱纹车回绳速度和工作牵引速度相同.不论绞车用于回柱放顶，还是搬运设备，工作效率太低。随着采煤机械化的发展，综采设备的频繁搬迁，又由于回柱绞车搬运，工作时间长占用人工多，因此这类绞车均应设置快速回绳。 我国矿用小绞车在寿命、噪音、可靠性等综合指

18、标与苏联有着一定的差距。苏联矿用小绞车使用寿命规定在5年以上，我国目前不具备测试手段寿命无法考核，但从对用户的访问中得知，寿命达不到5年.噪音也稍大。 虽然我国矿用小绞车参数系列水平优于国外，但在标准化和通用化方面远不如发达采煤机械制造国。比如牵引力14000kg·f这一档回柱绞车就有四种型号. JHC-14型一级减速为蜗轮副传动、二级为行星齿轮传动(少齿差传动)。JHZ-14型二级减速为蜗轮副传动，一级和三级减速为圆柱齿轮传动。JM-14型是在一级蜗轮副减速之后,其二级、三级减速为直齿圆柱齿轮传动。JH-14型是在一级蜗轮副减速之后，其二级减速为直齿圆柱齿轮传动，也是传动系统最简单

19、的一种。 回柱绞车以电动使用最广，传动型式以球面蜗轮副居多，该机主要结构型式为电动机悬装在蜗轮副减速器的后部，蜗轮副减速器为第一级减速，第二级和第三级为圆柱齿轮传动，分别安装在机器的两侧对称机体的中心布置，该机呈长条形适应并下巷道的空间，体积小，底座呈雪橇形，安装搬运方便。 纵观国外矿用小绞车的发展情况其发展趋势有以下几个特点。 (1)向标准化系列化方向发展，苏联月本、美国、德国、英国已有矿用小绞车国家标准.并且这些国家的各制造公司有自己的产品系列型谱。在这些国家标准和系列型谱中，对绞车的性能、参数做了明确的规定，并强力推行和实施，给设计和制造、使用、维护带来极大方便。 (2)向体积小、重量轻

20、、结构紧凑方向发展。由于煤矿井下狭窄的工作环境要求绞车体积小、重量轻，各国都在力求将绞车的原动机、传动装置、工作滚筒、制动操作等部分及底座等主要部件综合在一个系统中加以统筹布局，充分利用空间提高紧凑程度，做好外形封闭。为此有的将传动部分置于滚筒内部，有的紧贴滚筒端部，有的将电机埋入滚筒内部，有的将底座支架减速器铸为一体。 (3)向高效节能方向发展。世界工业发达的国家如苏联、日本在纹车各种参数的设置上进行优化设计，选取最佳参数，最大限度提高产品功能。在传动机构上尽量采用较先进的传动型式，并采用合理的制造精度，以提高生产效率。在产品节能方面各国各公司都很重视。苏联和日本在绞车设计方面为节约电耗，对

21、电机功率在全面分析绞车的实际工作情况的基础上确定。使电机的功率保证绞车的功能(牵引力、牵引速度)等，又能使电机功率得以充分利用。 (4)向寿命长、低噪音方向发展。寿命和噪音是衡量产品的综合性能指标，是产品质量的综合性反应。寿命长，经济效益才能高;噪音低,有利工人身心健康。 (5)向一机多能、通用化方向发展。矿用小绞车在使用过程中不仅做调度用，而且还做运输及其他辅助工作。使用范围扩大，要求绞车有比较强的适应能力。把调度、运输、辅助绞车归纳为一个标准。三种绞车结构相近，大同小异。即主机相近而制动操作部分则根据各自的使用条件有所区别。有的国家已经打破了行业界限，把各行业的卷扬机设备统归为卷扬机类。这

22、样便于生产使用和维护。便于提高产品质量和社会经济效益。随着管理水平的提高，产品通用化程度也必然的不断提高，这是今后产品发展的必然趋势。 (6)向大功率方向发展。随着生产的发展，原来的产品越来越不能满足用户的要求。长期的生产实践的成功经验表明，调度绞车除调度矿车外，也用于运搬设备，又如回柱绞车除用于回柱放顶外，有时也用于运搬综采及各类机电设备时，运距一般较长，牵引和回绳用一种速度，且目前的回柱绞车牵引速度太慢，回绳速度更慢，因此解决上述问题的同时要加大绞车的功率，满足用户的要求。 (7)向外形简单、平滑、美观、大方方向发展。由于各国力求使产品的结构紧凑、体积小、重量轻、大都采用了机电合一的综合机

23、构。外表只能看到滚简和制动操纵部分。整个绞车近似一个圆形，显得线条简单外形平滑，为了争夺市场，各国绞车在外形上巧妙的构思，使得产品造型美观，操作者感到舒适。1.2、回柱绞车的主要传动方式类型我国常用的回柱绞车类型及其传动方式有下列几种:1.型回柱绞车,其传动方式为:一组蜗轮,一组直齿轮2.型回柱绞车,其传动方式为:一组直齿轮,一组蜗轮,一组直齿轮3.型回柱绞车,其传动方式为:一组蜗轮,一组少齿差行星齿轮4.型回柱绞车,其传动方式为:一组圆锥齿轮,一组变速直齿轮,一组行星齿轮,一组直齿轮5.型回柱绞车,其传动方式为:一组斜齿轮,一组蜗轮,一组直齿轮6.回柱绞车,其传动方式有两种,一种为:一组蜗轮

24、,两组直齿轮;一组为一组斜齿轮,一组蜗轮,一组直齿轮.第二章 总体设计任务与方案的拟定2.1设计条件:机器用途:煤矿井下回收支柱用的慢速绞车;工作情况:工作稳定、平稳,间歇工作(工作与停歇时间比为1:2),绳筒转向定期变换;运动要求:绞车绳筒转速误差不超过8%;工作能力:储备余量10%;22原始数据见表1-1: 表1-1绞车原始数据图2.3总体方案的初步拟定根据设计要求，所给原始数据,经过对回柱绞车常用型号的传动方式比较,最后选用一级为蜗杆传动,一级齿轮传动的传动方式.其传动结构图如图1-1所示。该结构简单,而且占用的空间小,适合井下狭窄空间.第一级采用蜗杆机构,也符合回柱绞车传动比大的要求,

25、所以经过比较,最终我选择此种传动方案.图1-1 JH-8回柱绞车的结构简图2.4主要组成部分JH-8型回柱绞车由电动机，圆弧面蜗杆蜗轮减速器，卷筒，底盘五大部分组成。其传动原理是：动力由电动机通过一对联轴器传动圆弧面蜗杆、蜗轮，由蜗轮轴上的小齿轮经中间过桥齿轮传动大齿轮，大齿轮带动卷筒，卷筒引钢丝绳进行工作。第三章 机械传动系统方案设计根据机械器的工艺性能、结构要求、空间位置和总传动比等条件选择机械传动系统所需的传动类型，并拟定从动力机到工作机构之间机械传动系统的设计方案和总体布置。一般情况下，尽管动力机的输出功率满足工作机构的要求，但输出的转速、扭矩或运动形式很难符合工作机构的需要，这时就需

26、要采用某种机械传动装置。这是绝大多数机械设计的共同特点。按照传动原理的不同，机械传动装置可分为摩擦传动、啮合传动和推压传动三种。根据传动比能否改变，机械传动装置又可分为可调传动比传动、固定传动比传动和变传动比传动三类。回柱绞车一般采用固定传动比传动。减速器传动：本回柱绞车由于总减速比较大，而采用动力蜗杆减速器。蜗杆传动的主要特点是：传动比大、结构紧凑、工作平稳、无噪声、自锁性能好。对于回柱绞车，要求卷筒能够自锁。即卷筒的正反转只能由电动机的正反转来控制；当电源切断时绞车马上停止工作；卷筒本身不能自由转动，以免发生事故。这就需要设计一个装置来控制卷筒的自转。而蜗轮蜗杆传动就起到了这个作用。因为若

27、取蜗杆的蜗旋线开角小于齿轮间的当量摩擦角，则当蜗轮主动时，机构自锁，即只能蜗杆带动蜗轮，而不能蜗轮带动蜗杆。因此，采用蜗轮蜗杆减速器，就能保证卷筒的自锁性。这就是回柱绞车采用蜗杆减速器的一个重要原因。 但是，采用蜗杆减速器也有一缺点，就是传动效率低，这点应在具体的蜗杆减速器设计中充分重视，并设法提高。 采用圆弧齿圆柱蜗杆，就是提高效率的一种措施，这是一种新型的传动装置。它与普通的蜗杆传动相比，其不同在于，具有良好的润滑条件使齿面之间建立连续的润滑油膜形成液体摩擦，从而降低摩擦系数，减轻磨损，提高了承载能力和效率。因此，它具有承载能力大，使用寿命长，效率高（高10-15%）等优点。齿轮传动:选择

28、齿轮传动，是由于齿轮传动具有工作可靠，使用寿命长，瞬时传动比为常数；传动效率高、结构紧凑、功率和速度适用范围广等优点。因斜齿轮传动时会产生轴向力，对传动不利。若采用人字齿轮，虽可使齿轮轴向力自行抵消，但人字齿轮制造比较困难，所以选择直齿轮传动。 从结构上看：如果让蜗轮轴上的齿轮与主轴上的齿轮啮合，由于传动比大，会造成两齿轮大小相差过甚，大齿轮太大以至于不好安装和制造，而且外形尺寸也太大。另外，涡轮轴上的小齿轮也不能太小，因为根据强度要求限制了轴径，从而控制小齿轮的尺寸只能小到某一程度。否则，会给加工成本带来诸多不便。况且卷筒和大齿轮以及蜗轮尺寸都较大，让蜗轮上的齿轮与卷筒上的齿轮直接啮合，受尺

29、寸限制，不容易做到。基于以上原因，决定增加一中间轴，轴上安装一过桥齿轮。这样，既可以得到合适的传动比，又可以令整体布局合理。 现代生产的发展，无论在承载能力、工作可靠稳定方面，还是在结构尺寸和重量方面，对齿轮的传动的要求愈来愈高。标准齿轮由于存在一些缺点限制了它的应用范围。为了满足设计要求，我们决定设计三个变位齿轮，作为改善齿轮传动质量的有效方法。 ，则滚筒转速为3.1 电动机选择3.2计算传动装置总传动比和分级传动比 根据机械传动系统的设计方案把总传动比分配到各级传动上，并要求各级传动结构紧凑，承载能力高，工作可靠，制造经济和效率高。3.2.2分配各级传动比取蜗杆传动比，圆柱齿轮传动比3.3

30、 传动装置的运动和动力参数各轴转速高速轴为1轴，中间轴为2轴，低速轴为3轴，则各轴输入功率按电动机的额定功率计算各轴输入功率，即各轴转矩3.4 高速级传动件设计选择蜗杆传动类型根据GB/T100851988的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI)选择材料根据设计要求,并考虑到蜗杆传动传递的功率不大适中,速度是慢速,故蜗杆用20Cr,因需要效率高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度为45-55HRC.蜗轮用铸铝铁青铜ZCuAl10Fe3,金属模铸造.为了节约贵重的有色金属,仅齿圈用青铜制造,二轮芯用灰铸铁HT100铸造.蜗轮蜗杆设计1按齿面接触疲劳强度进行设计根据闭式蜗杆传动的设计准则,先按齿面接

31、触疲劳强度设计,再校核齿根弯曲疲劳强度.2确定作用再蜗轮上的转矩由计算可知3确定载荷系数K因工作较稳定,故取载荷分布不均有系数;由表选取使用系数;由于转速不高,冲击不大,可取动载系数,则 .4确定弹性影响系数因选用得式铸造铝铁青铜蜗轮和钢蜗杆相配,故5确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距得比值,从中查得6确定许用接触应力根据蜗轮材料为铸铝铁青铜ZCuAl10Fe3,金属模铸造,蜗杆螺旋齿面硬度46HRC,可得蜗轮得基本许用应力应力循环次数 寿命系数 则 .7计算中心距取中心距,根据传动比,从手册中取模数,蜗杆分度圆直径.这时,可得接触系数,因为,因此以上计算结果可用.8蜗杆与蜗轮的主要

32、参数与几何尺寸1)蜗杆轴向齿距;直径系数;齿顶圆直径;齿根圆直径分度圆导程角;蜗杆轴向齿厚.2)蜗轮蜗轮齿数;变位系数X=-0.5验算传动比 这时传动比误差为 这是允许的蜗轮分度圆直径 蜗轮喉圆直径 蜗轮齿根圆直径蜗轮咽喉母圆半径 .9校核齿根弯曲疲劳强度 当量齿数 根据,从中可查得齿形系数螺旋角系数 许用弯曲应力 从中可得由ZCuAl10Fe3制造的蜗轮的基本许用弯曲应力寿命系数 所以, 弯曲强度是满足的.10验算效率 已知 ， ；与相对滑动速度有关。从表中用插值法查得 带人式中得 大于原估计值，因此不用重算。.11精度等级公差考虑到所设计和表面粗糙度的确定的蜗杆传动是动力传动,属于通用机械

33、减速器,从GB/T 10089-1988圆柱蜗杆,蜗轮精度中选择8级精度,侧隙种类为f,标注为8f GB/T 10089-1988.然后由有关手册查得要求的公差项目及表面粗糙度.8.工作图见图纸3.5 低速级传动件设计1.选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数1）选用直齿圆柱齿轮2）绞车为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)3）材料选择 选择小齿轮材料为40Cr（调质）硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，两者材料硬度差为40HBS4） 选小齿轮齿数，则大齿轮齿数2.按齿面接触疲劳强度设计1） 确定公式内的各计算数值(1)试选载荷系数 (初选)

34、(2)小齿轮传递的转矩(3)选齿宽系数(4)由此可得的材料的弹性影响因数(5)按齿面硬度查得小齿轮接触疲劳强度极限，大齿轮接触疲劳强度极限(6)计算应力循环次数(7)可得接触疲劳寿命系数,(8)计算接触疲劳许用应力取失效概率为1，安全系数S12） 计算(1)试计算小齿轮分度圆直径，代入中的较小的值(2)计算圆周速度(3)计算齿宽b (4)计算齿宽与齿高b/h 模数 齿高 (5)计算载荷系数K根据 ，7级精度，查图得动载荷系数直齿轮， ；由表10-2查得使用系数 ；由表用插值法查得7级精度，小齿轮相对支承非对称布置时故动载荷系数（6） 按实际的载荷系数教正所算得的分度圆直径得（7） 计算模数 m

35、 3、 安齿根弯曲强度设计 弯曲强度的设计公式为 3.1确定公式内的各计算数值 由图查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限；大齿轮的弯曲强度极限；由图取弯曲疲劳寿命系数 ， 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4 则得 计算载荷系数K 查取齿形系数由表查得 查取应力校正系数 由表查得 计算大小齿轮的并加以比较 大齿轮的数值较大3.2设计计算 对此计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数M 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿数模数M的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数6.555并就近圆

36、整为标准值M = 8 mm ,按接触强度算得的分度圆直径，算出小齿轮齿数 大齿轮的齿数 取 这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。4、 几何尺寸计算4.1计算分度圆直径 4.2计算中心距 4.3计算齿轮宽度 取 5、结构设计及绘制齿轮零件图（见图纸）3.6高速轴设计(蜗杆轴)轴的材料选择选用45号钢,调质.求作用在蜗杆上的力已知:,蜗杆分度圆直径. 所以,圆周力 轴向力 径向力 初步确定轴的最小直径根据表15-3,取,于是得最小直径处是安装联轴器得直径,为使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应,故需同时选联轴器的型号.联轴器的计算转矩,

37、查表14-1,取,则按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件,查标准GB/T5014-1985,选用TL7型弹性套柱销联轴器,公称转矩,许用转速2800r/min.半联轴器孔 径为48mm,故取轴径;半联轴器长度L=112mm。结构设计.1、拟定轴上零件的转配方案 .3按弯曲合成应力校核轴的强度进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯距和扭距的截面的强度.取,轴的计算应力为之前选定轴的材料为45号钢,调质处理.查得.因,故安全.3.7中间轴的设计(蜗轮齿轮轴)轴的材料选择选用45号钢,调质.求作用在蜗轮和齿轮上的力已知:, ,小齿轮分度圆直径作用在蜗轮上的力: 作用在小齿轮上的力:初步估算轴的最小直

38、径取材料为45号钢,调质.取,于是得最小直径处安装轴承,所以取轴径为80mm.,所以选取7016C型角接触球轴承,结构设计 .1拟定轴上零件的传配方案 .2轴的校核 水平面支反力 则 垂直面支反力 其中 则 水平面弯矩 垂直面弯矩 总弯矩 扭矩 .3按弯曲合成应力校核轴的强度进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯距和扭距的截面的强度.取,轴的计算应力为之前选定轴的材料为45号钢,调质处理.查得.因,故安全.3.8 低速轴的设计轴的材料选择选用45号钢,调质.求作用在大齿轮上的力由小齿轮的受力情况,可以得出大齿轮的受力,即初步确定轴的最小直径选轴的材料为45号钢,调质处理.取,于是得拟定轴上零件的

39、传配方案 （见图纸)轴的校核 水平面支反力 则 垂直面支反力 则 水平面弯矩 垂直面弯矩 总弯矩 扭矩 按弯曲合成应力校核轴的强度进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯距和扭距的截面的强度.取,轴的计算应力为之前选定轴的材料为45号钢,调质处理.查得.因,故安全.3.9 蜗杆轴上的轴承寿命校核1.在设计蜗杆选用的轴承为7312B型角接触球轴承,由手册查得，(1)由滚动轴承样本可查得,70000型轴承背对背或面对 面成对安装在轴上时,当量载荷可以按下式计算:1)当 2)当 ,且工作平稳,取,按上面式(2)计算当量动载荷,即(2)计算预期寿命(3)求该轴承应具有的基本额定动载荷故选择此对轴承在轴上合

40、适.第四章 箱体及附件设计与减速器的润滑4.1 箱体主要基本结构尺寸名 称 尺 寸(mm)箱座壁厚 16 箱盖壁厚 10箱座上部凸缘厚度 18箱盖上部凸缘厚度 14.4箱座底凸缘厚度 30地脚螺钉数目 6地脚螺钉直径 24轴承旁联接螺钉直径 18盖于座联接螺栓直径 12视孔盖螺钉直径 7定位销直径 10箱盖加强筋厚度 8箱座加强筋厚度 104.2减速器的润滑传动件的润滑闭式齿轮传动的润滑大部分要求润滑油有较高的粘度和较好的油性.润滑油的粘度可以根据齿轮的材料和圆周速度来选择润滑油.蜗杆传动传动齿面间的滑动速度大,传动效率低,发热大,因此润滑对于蜗杆传动来说更为重要.由于是蜗杆-齿轮减速器,综合

41、考虑采用油池润滑方式.在多级减速器中,应尽量使各级传动浸入油深度近于相等.一般齿顶圆到油池地面的距离不应小于3050mm,以免太浅时激起沉于积在箱底的油泥.根据齿轮及蜗杆传动的粘度平均值,选用HJ-50号机械油进行润滑.轴承的润滑轴承的润滑尽可能利用传动件的润滑方法来实现,通常根据齿轮或蜗杆的圆周速度来选择.由飞溅油量不能满足轴承的需要,这时需要采用油脂如何方法,故在轴承内侧设置挡油环,以免油池中的油浸入轴承,稀释润滑油.由于工作温度在80100摄氏度,而且工作环境油水分或较潮湿,所以选用钙钠基润滑脂(ZBE 36002-88).第五章 回柱绞车制动器的设计5.1常用绞车制动闸的形式绞车制动闸

42、的形式有下列三种：(1)带式制动闸 带式制动间有结构简单、操作方便、维修快捷等优点，但也有制动力矩受限、闸带易磨损等缺点。一般用于井下小绞车.(2)块式制动闸块式制动闸因闸块大都使用木块而得其名。滚简直径在12m及其以上的老式绞车皆采用块式制动间。按结构分，有角移式块式制动闸和平移式块式制动闸。(3)盘式制动闸盘式制动闸是一种利用盘形弹簧(又称碟形弹簧)弹力紧闸和利用液压推力松闸的一种新型绞车制动装置。由于使用多副制动闸，制动可靠性高；用电液调压装置来调节制动力矩，操作方便，可调性好；惯性小，动作快，灵敏度高；重量轻，外形尺寸小；通用性好等优点，因而盘形闸获得广泛应用。但也有制造精度高、密封要

43、求严格和碟形弹簧可能失效等缺点，在使用维护中必须注意。5.2绞车上应有的安全装置制动闸各类绞车都必须具备制动闹，重要纹车应有手动操纵闸和能自动操纵的保险闸。如果手动闸和保险闸共同使用一套闸瓦制动时，操纵和控制机构必须分开。滚筒直径在o8m及其以下的绞车只有手动闸。深度指示器深度指示器是指示提升容器在井筒中运行位置的重要装置。滚简直径1.2m及其以上的绞车都装有深度指示器。在深度指示器上都装有减速警铃、过卷保护开关、限速凸轮板、传动齿轮和离合联轴节等。指示针装在螺母上，由两根丝杠带动，使两根指针同时做上下移动。各种保险装置提刀绞车按规定要求必须装设下列保险装置：防止过卷装置、防止过速装置、过负荷

44、和欠电压保护装置、限速装置、闸瓦过磨损保护装置、松绳报警装置、满仓保护装置和深度指示器失效保护装置等。滚筒直径o8m及其以下的绞车，由于绞车结构简单，运行速度较侵，一般都没有上述保险装置。滚简直径12m及其以上的绞车根据个同的使用要求设置不同类型和数量的保险装置。5.3回柱绞车制动器的作用1.保证准确停位，防止电动机停电后,其转子惯性仍继续转动.2.控制放绳速度，防止滚筒上钢丝绳乱缠绳。实际进行回柱作业时，为缩短拴绳时间，可打开回柱绞车的离合器使滚筒与蜗轮蜗杆减速箱脱开，拴绳工可迅速轻快地将钢丝绳从滚简上拉出来，直至拴到需要回收的顶校上。为限制滚筒放绳旋转时的惯性，可使用制动闸进行控制，防止滚

45、筒上钢丝绳乱绳.5.4制动器的选用和设计根据给出的滚筒直径以及绞车的实际情况,最后确定选用带式制动器.带式制动器是常见的一种制动器,工作原理为摩擦制动. 图4-1为带式制动器结构简图。制动块与闸带固联并插入制动槽内。当手柄在操作力P的作用下扳过死点,闸带紧箍闸轮并欲与之同转由于制动块与槽的作用,可实现制动目的。图4-1 带式制动器结构简图第六章 回柱绞车的操作要求及钢丝绳断裂原因分析6.1回柱绞车的操作要求 (1)操作工必须经过培训考试合格，方可上岗；(2)操作工应熟悉所操作回柱绞车的性能与结构，熟悉信号的联系方法，会检查、维修、润滑、保养设备，并会处理般性故障。6.2开车前必须认真检查(1)

46、检查各部螺栓、销于等有无松动、检查支撑柱是否牢固，发现松动要及时撑紧。(2)检查机座有无开裂或明显变形。安装是否牢固，否则应继续加固压稳。(3)检查各电气设备和信号装置是否完好，是咨符合防爆要求。(4)检查钢丝绳在滚筒上固定是否牢固，排列是否整齐断丝磨损程度是否超过规定，有无咬伤、打结等现象。(5)开车前应检查绞车与回柱导轮之间有无人员站止若有必须让其躲开。6.3运行中必须注意(1)开车前必须松开手闸。(2)运行中必须精神集中，注意信号，注意与回柱工之间的密切配合；信号不清不能开车；(3)注意观察绞车各部运转情况，如电动机声响、钢丝绳缠绕情况、减速器温度(不得超过60)、电动机外完温度(不得越过70)等；(4)绞车运行中必须坚守岗位，不得离开绞车，必须时常注意顶板及绞车的支撑固定情况。6.4钢丝绳断丝原因分析第七章 使用与维护7.1绞车的安装操作由于绞车