jd0.5型调度绞车设计本科学位论文

第21页目录1概述……………11.1调度绞车的简介…………11.2用途及适用范围…………21.3本文所做的基本工作……………………22调度绞车的总体设计…………32.1设计参数…………………32.2结构特征…………………32.3选择电动机………………42.3.1电动机输出功率的计算………………42.3.2确定电动机的型号……………………43滚筒及其部件的设计…………53.1钢丝绳的选择……………53.2滚筒的设计计算…………63.2.1滚筒直径……………63.2.2滚筒宽度……………73.2.3滚筒外径……………74行星齿轮传动概论……………84.1行星齿轮传动的定义……………………84.2行星齿轮传动符号………94.3行星齿轮传动的特点……………………105减速器设计…………………115.1总传动比及传动比分配…………………115.1.1总传动比………………115.1.2传动比分配……………125.2高速级计算………………135.2.1配齿计算………………135.2.2变位方式及变位系数的选择…………145.2.3按接触强度初算A-C传动的中心距和模数………155.2.4几何尺寸计算…………165.2.5验算A-C传动的接触强度和弯曲强度………………195.2.6验算C-B传动大接触强度和弯曲强度………………255.3低速级计算………………265.3.1配齿计算………………265.3.2变位方式及变位系数的选择…………275.3.3按接触强度初算A-C传动的中心距和模数……275.3.4几何尺寸计算………295.3.5验算A-C传动的接触强度和弯曲强度………………325.3.6验算C-B传动大接触强度和弯曲强度………………385.4传动装置运动参数的计算………………395.4.1各轴转速计算…………395.4.2各轴功率计算…………395.4.3各轴扭矩计算…………395.4.4各轴转速、功率、扭矩列表（见表5.1）…………406传动轴的设计计算……………406.1计算作用在齿轮上的力…………………406.2、初步估算轴的直径……………………416.3轴的结构设计……………416.3.1确定轴的结构方案……………………416.3.2确定各轴段直径和长度………………416.3.3确定轴承及齿轮作用力位置…………426.4绘制轴的弯矩图和扭矩图………………426.5轴的计算简图……………446.6按弯矩合成强度校核轴的强度…………447滚动轴承的选择与寿命计算…………………457.1基本概念及术语…………457.2轴承类型选择……………467.3按额定动载荷选择轴承…………………468键的选择与强度验算…………478.1电机轴与中心轮联接键的选择与验算…………………488.1.1键的选择………………488.1.2键的验算………………488.2主轴（滚筒轴）与行星架联接键的选择与验算………498.2.1键的选择………………498.2.2键的验算……………498.3主轴与太阳轮联接键的选择与验算…………………498.3.1键的选择……………498.3.2键的验算……………498.4行星架与滚筒联接键的选择与验算…………………508.4.1键的选择……………508.4.2键的验算……………509制动器的设计计算…………519.1制动器的作用与要求……………………519.1.1制动器的作用：………519.1.2制动器的要求：………519.2制动器的类型比较与选择……………519.2.1制动器的类型有：……………………519.2.2制动器的选择………519.3外抱带式制动器结构…………………529.4外抱带式制动器的几何参数计算……5210结构设计……………………6210.1行星齿轮传动的均载机构……………6210.1.1均载机构的类型和特点……………6210.1.2行星轮间载荷分布不均匀性分析…………………6310.1.3行星轮间载荷分布均匀的措施……6510.2行星轮的结构及支承结构……………6710.2.1行星轮的结构………6710.2.2行星轮的支承结构…………………6811主要零件的技术要求………7111.1对齿轮的要求…………7111.1.1齿轮精度……………7111.1.2对行星轮制造方面的几点要求……7111.1.3齿轮材料和热处理要求……………7112绞车的安装及安装调试……………………7212.1绞车的安装……………7212.2绞车安装调试…………7213使用与操作…………………7213.1一般要求………………7213.2操作前注意事项………7213.3操作要求和操作方法…………………7314安全保护……………………7415维护与保养…………………7416可能发生的故障及消除方法………………7617绞车的润滑…………………76小结……………78参考文献………………………79附录……………80翻译部分英文原文……………………82中文译文……………………89致谢……………93摘要调度绞车是矿山生产系统中最常用的机电设备，主要用于煤矿井下和其他矿山在倾角度小于30度的巷道中拖运矿车及其它辅助搬运工作，也可用于回采工作面和掘进工作面装载站上调度编组矿车。在设计过程中根据绞车牵引力选择电动的型号以及钢丝绳的直径，选择后验证速度是否与设计要求速度一致，根据要求设计绞车是通过两级行星轮系及所采用的浮动机构完成绞车的减速和传动，其两级行星齿轮传动分别在滚筒的两侧，从而根据设计要求确定行星减速器的结构和各个传动部件的尺寸，根据滚筒的结构形式选择制动装置为带式制动，并对各个设计零部件进行校核等等。绞车通过操纵工作闸和制动闸来实现绞车卷筒的正转和停转，从而实现对重物的牵引和停止两种工作状态。设计中绞车内部各转动部分均采用滚动轴承，运转灵活。JD-0.5型调度绞车采用行星齿轮传动，绞车具有结构紧凑、刚性好、效率高、安装移动方便、起动平稳、操作灵活、制动可靠、噪音低以及隔爆性能、设计合理、操作方便，用途广泛等特点。关键词：调度绞车；带式制动；行星轮系ABSTRACTMineproductionDispatchingwinchsystemisthemostcommonlyusedinelectricalandmechanicalequipment,mainlyforundergroundcoalmineandotherminesinthedumpingoflessthan30degreesangleoftheroadwayinthehaulageminecarhandlingandotherauxiliarywork,canalsobeusedforminingandtunnelingFaceFaceloadingstationontheschedulinggroupingtramcar.Inthedesignprocessinaccordancewithelectricwinchtractionchoosethetypeandthediameterofwirerope,afterthechoiceofwhetherornotverifythespeedconsistentwiththedesignrequirementsofspeed,accordingtowinchwasdesignedbytworoundsoftheplanetandusedbythebodyfloatingcompletionoftheslowdownanddrivewinch,Thetwoplanetarygeartransmissioninthedrumonbothsides,inaccordancewithdesignrequirementssoastodeterminethestructureandplanetaryreducerinvariouspartsofthedrivesize,accordingtochoosetheformofthestructureofdrumbrakesforthebeltbrake,andvariousdesignPartsandcomponentsforcheckingandsoon.Winchthroughthemanipulationofgatesandbrakedrumgatestoachievethewinchistoturnandstop,thusrealizingtheweightoftractionandthesuspensionofthetwoworkingcondition.Winchinthedesignoftheinternalrotationoftherollingbearingsareused,flexibleoperation.JD-0.5toDispatchingwinchusedplanetarygeartransmission,thewinchiscompact,rigidandefficient,easytoinstallmobile,startingasmooth,flexibleoperation,thebrakereliable,lownoiseandflameproofperformance,designreasonable,easytooperate,suchasextensiveuseCharacteristics.Keywords：Schedulingwinch;beltbraking;roundoftheplanet.1概述1.1调度绞车的简介调度绞车是通过两级行星轮系及所采用的浮动机构完成绞车的减速和传动。通过控制电机的正反转及操纵两个刹车闸的不同刹紧状态实现绞车卷筒的正转、反转和停转，从而实现对重物的牵引、下放和停止三种工作状态。深度指示器通过指示器的齿轮与卷筒上内齿轮的啮合带动与指示器相联的丝杠的旋转，达到显示深度的目的。绞车内部各转动部分均采用滚动轴承，运转灵活。绞车是用卷筒缠绕钢丝绳或链条以提升或牵引重物的轻小型起重设备（见起重机械），又称卷扬机。绞车可以单独使用，也可作为起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用。调度绞车是矿山生产系统中最常用的机电设备。绞车在工作过程中普遍存在的一个问题就是钢丝绳在绞车滚筒上缠绕不均,出现咬绳、压绳等现象。尤其是使用了一段时间后的旧钢丝绳,严重时钢丝绳只集中缠绕在滚筒的一侧进而跳出滚筒导致重大事故,对于牵引距离较长的绞车这个问题尤其突出。调度绞车的工作往往是间歇性的,当完成一次牵引任务绳段载荷去掉后,绳头呈自由状态,钢丝绳会因自身弹力作用使缠绕在滚筒上的钢丝绳松圈而出现乱绳现象,同样会影响绞车的正常工作。针对小绞车提升运输中出现的上述问题,研制开发适用于平巷以及巷道起伏…调度绞车护绳装置，属于矿山用调度绞车装置技术领域。以往绞车仅在滚筒后部设置护绳板，操作人员违章处理容易发生钢丝绳缠伤操作人员事故。该实用新型的技术方案为：支架上设置有轴套、上滑套管和下滑套管；上护绳架的垂直架在上滑套管内，其水平架上套有上滑转轮；下护绳架的垂直架在下滑套管内，其水平架上套有下滑转轮；弹簧一端固定在下护绳架上，其另一端固定在支架上；支架下端固定在铁板固定座上；上护罩两端分别连接轴套和护绳板。它的优点是：该装置有效的解决了绞车滚筒的部分封闭和缠绳质量差引起的安全问题，在一定程度上减少了绞车钢丝绳跑偏、乱绳等故障的发生。

绞车有手动和电动两类。手动绞车的手柄回转的传动机构上装有停止器(棘轮和棘爪)，可使重物保持在需要的位置。装配或提升重物用的手动绞车还应设置安全手柄和制动器。手动绞车一般用在起重量小、设施条件较差或无电源的地方。

电动绞车广泛用于工作繁重和所需牵引力较大的场所。单卷筒电动绞车的电动机经减速器带动卷筒，电动机与减速器输入轴之间装有制动器。为适应提升、牵引和回转等作业的需要，还有双卷筒和多卷筒装置的绞车。

例如，安装在直升机上的救援设备，主要功用是将人或物吊起、放下，自有动力，可控制，直升机在保持高度悬停时，通过绞车手的控制可收放钢索将人或物吊起放下。绞车的电器设备具有防爆性能，可用于煤尘及瓦斯的矿井中。绞车的运输方式可选用火车或汽车托运。可采用包装箱或敞车托运。若敞车托运应有防雨和固定设施，以防受潮湿和碰撞磕伤绞车。

绞车贮存应存放在干燥的无腐蚀性气体的库房内，露天存放应有防潮、防雨、防锈设施。以防绞车部件及面漆受损。1.2用途及适用范围矿用调度绞车性能特点：具有隔爆性能、设计合理、操作方便用途和特点。JD系列调度绞车，主要用于煤矿井下和其他矿山在倾角度小于30度的巷道中拖运矿车及其它辅助搬运工作，也可用于回采工作面和掘进工作面装载站上调度编组矿车。本绞车严禁用于提升和载人。JD型绞车均用行星齿轮传动，绞车具有结构紧凑、刚性好、效率高、安装移动方便、起动平稳、操作灵活、制动可靠、噪音低等特点。绞车的电气设备具有防爆性能，可用于有煤尘及瓦斯的矿井。

JD型调度绞车的电气设备有两种，一种为防爆，另一种为非防爆的，前一种可用于有煤尘及瓦斯的矿井中。绞车的电机具有防爆性能，其他配套电器设备由用户自备，但必须选用上个月在有效期内的《矿用产品安全标志证书》的产品，以适用在有瓦斯（甲烷）及煤尘爆炸危险的矿井中使用。使用环境和工作条件1）环境温度为；环境相对湿度不超过；海拔高度以下。2）周围空气中的甲烷、煤尘、硫化氢和二氧化碳等不得超过《煤矿安全规程》中所规定的安全含量。1.3本文所做的基本工作1）设计完成总体装配图设计；2）设计完成主减速器装配图设计；3）完成主要传动组件、零件的工作图设计；4）编写主要零件的加工工艺；5）编写完成整体设计计算说明书。2调度绞车的总体设计2.1设计参数最大牵引力：；容绳量：平均速度：2.2结构特征与工作原理绞车由下列主要部分组成。电动机、卷筒、行星齿轮传动装置、刹车装置和机座。绞车在结构上采用两级行星齿轮传动，分别布置在主轴的两端，主轴贯穿滚筒，左端支承在左支架上，右端支承在右支架上，电动机采用法兰盘固定在左支架上。绞车的传动系统见附图：图2.1JD─0.5型调度绞车传动系统图1─左侧行星轮架2─主轴3─右侧行星轮架JD-0.5型调度绞车采用两级行星齿轮传动，分别安装在滚筒的两侧，、、为左侧行星齿轮，、、为右侧行星齿轮。电动机轴上装有电机齿轮（太阳轮），它带动左侧行星齿架1上的行星齿轮旋转，由于电动机齿轮是固定旋转的，所以，行星齿轮除作自转外，还要围绕电动机齿轮公转，因此，带动左侧行星轮架1旋转，从而使固定在行星轮架上、通过滚筒中心的主轴2旋转，装在主轴上的齿轮（太阳轮）也旋转，于是带动右侧行星轮架3上的行星齿轮转动，此时有如下三种情况：1）如果将左侧制动闸刹住，右侧工作闸松开，此时滚筒被刹住，行星轮架3与滚筒相连接，也不旋转，行星齿轮不作公转只作自转，同时带动内齿轮空转（此为停止状态）；2）如果将左侧制动闸松开，右侧工作闸刹住，内齿轮停止不转，行星齿轮除作自转外，还要作公转，带动行星轮架3转动，滚筒与行星轮架相连接，也旋转起来，即可进行牵引（此为工作状态）；3）如果两侧闸都松开，行星轮架3呈浮动状态，牵引绳可以带动滚筒反向松绳（此为下放状态）。2.3选择电动机2.3.1电动机输出功率的计算已知：最大拉力：最低绳速：则：(2.1)根据传动方案图2.1可得：总传动效率式中：轴承的效率为；行星轮传动效率为。2.3.2确定电动机的型号按公式(2.1)可计算出电动机的输出功率：电动机所需的额定功率与电动机输出功率之间有以下的关系：(2.2)其中：─用以考虑电动机和工作机的运转等外部因素引起的附加动载荷而引入的系数，取由式(2.2)可计算出额定功率：圆整取。同时，绞车井下使用，条件比较恶劣，要求电动机必须具有防爆功能，查《机械零件设计手册》，得到电动机的型号：。额定功率；实际转速；；；；其外形尺寸：；电机中心高度：；电动机轴直径长度：。3滚筒及其部件的设计3.1钢丝绳的选择选择钢丝绳时，应根据使用条件和钢丝绳的特点来考虑。我国提升钢丝绳多用同向捻绳，至于是左捻还是右捻，我国的选择原则是：绳的捻向与绳在卷筒上的缠绕螺旋线方向一致。我国单绳缠绕式提升机多为右螺旋缠绕，故应选右捻绳，目的是防止钢丝绳松捻；多绳摩擦提升为了克服绳的旋转性给容器导向装置造成磨损，一般选左、右捻各一半。此处，还应考虑如下因素：1）在井筒淋水大，水的酸碱度较高且处于出风井中的提升钢丝绳，因腐蚀严重，应选用镀锌钢丝绳；2）以磨损为主要损坏原因时，如斜井提升，采区上、下山运输等，应选用外层钢丝绳较粗的钢丝绳，如，或三角股等；3）以弯曲疲劳为主要损坏原因时，应优先选用线接触式或三角股钢丝绳，如，等。4）用于高温和有明火的地方，如煤矿矸石山等，应选用金属绳芯钢丝绳。由于调度绞车是用以调度车辆的一种绞车，常用于井下采区、煤仓用装车站调度室、牵引矿车，湿度较大，酸碱度很高，为了增加钢丝绳的搞腐蚀能力，延长它的使用寿命。因此选择镀锌钢丝绳。因为镀锌以后，对于防腐蚀及防锈有很好的效果。钢丝绳的安全系数取，则钢丝绳所能承受的拉力需满足以下的要求：其中：则：查《矿井运输提升》表2-2（2）选择：绳股绳纤维芯，钢丝绳表面镀络。其主要参数如下：钢丝绳直径：钢丝直径：钢丝总断面面积：参考重力：钢丝绳公称抗拉强度：钢丝破断拉力总和：3.2滚筒的设计计算3.2.1滚筒直径式中，─钢丝绳直径，则：取3.2.2滚筒宽度滚筒的宽度直接影响到最终产品的宽度，因此它的宽度必然要有最大值的限制，即不能太宽。滚筒的宽度太窄的话，那么与减速器装配起来后，就会显得不协调。所以滚筒的宽度不能随便确定，而最好是在画图的过程中把它定下来，这样有利于整体的配合。让人看起来协调、美观、大方。根据总装图，我们定下来的滚筒宽度为。3.2.3滚筒的外径滚筒的容绳量，我们设定为，据以上设计可知，每一层缠绕的圈数：每一圈所缠绕的长度：∴钢丝绳的缠绕层数为则:滚筒的外径：式中，─为钢丝绳直径，∴取外径，可算出最大速度。转速由于，即可得，同已知的最高速度一样，所以符合条件。4行星齿轮传动概论齿轮传动在各种机器和机械设备中已获得了较广泛的应用。例如，起重机械、工程机械、冶金机械、建筑机械、石油机械、纺织机械、机床、汽车、飞机、火炮、船舶和仪器、仪表中均采用了齿轮传动。在上述各种机器设备和机械传动装置中，为了减速、增速和变速等特殊用途，经常采用一系列互相啮合的齿轮组成的传动系统，在《机械原理》中，便将上述的齿轮传动系统称之为轮系。4.1行星齿轮传动的定义轮系可由各种类型的齿轮副组成。由锥齿轮、螺旋齿轮和蜗杆蜗轮组成的轮系，称之为空间轮系；而由圆柱齿轮组成的轮系，称为平面轮系。下面我们主要讨论的是平面轮系的设计问题。根据齿轮系运转时其笔顺齿轮的几何轴线相对位置是否变动，齿轮传动分为两大类型。1）普通齿轮传动（定轴轮系）当齿轮系运转时，如果组成该齿轮系的所有齿轮的几何轴线位置都是固定不变的，则称为普通齿轮传动（或称为定轴轮系）。在普通齿轮传动中，如果各齿轮副的轴线均互相平行，则称为平行轴齿轮传动；如果齿轮系中含有一个相交轴齿轮副或一个相错轴齿轮副，则称为不平行轴齿轮传动（空间齿轮传动）。2）行星齿轮传动（行星轮系）当齿轮系运转时，如果组成该齿轮系的齿轮中至少有一个齿轮的几何轴线位置不固定，而绕着其他齿轮的几何轴线旋转，即在该齿轮系中，至少具有一个作行星运动的齿轮。行星齿轮传动按其自由度的数目可分为以下几种。（1）简单行星齿轮传动具有一个自由度（W=1）的行星齿轮传动。对于简单行星齿轮传动，只需要知道其中一个构件的运动后，其余各构件的运动便可确定。（2）差动行星齿轮传动具有两个自由度（W=2）的行星齿轮传动，即它是具有三个可动外接构件（a、b和x）的行星轮系。对于差动行星齿轮传动，必须给定两个构件的运动后，其余构件的运动才能确定。。在行星齿轮传动中作行星运动的齿轮，称为行星齿轮（简称为行星轮）。换而言之，在齿轮系中，凡具有自转和公转的齿轮，则称为行星轮。仅有一个齿圈的行星，称为单齿圈行星轮；带有两个齿圈的行星轮称为双齿圈行星轮。在行星齿轮传动中，支承行星轮并使它得到公转的构件，称为转臂（又称为行星架），用符号x表示。转臂x绕之旋转的几何轴线，称为主轴线。在行星齿轮传动中，与行星齿轮相啮合的，且其轴线又与主轴线重合的齿轮，称为中心轮；外齿中心轮用符号a或b表示，内齿中心轮用符号b或e表示。最小的外齿中心轮a又可称为太阳轮。而将固定不动的（与机架连接的）中心轮，称为支持轮。在行星齿轮传动中，凡是其旋转轴线与主轴线相重合，并承受外力矩的构件，称为其本构件。换言之，所谓基本构件就是在空间具有固定旋转轴线的受力构件；其中也可能是固定构件。而差动行星齿轮传动就是具有三个运动基本构件的行星齿轮传动。在其三个基本构件中，若将内齿轮固定不动，则可得到应用广泛的，输入件为中心轮或转臂，输出件为转臂或中心轮的行星齿轮传动。仿上，当中心轮a固定不动时，则可得到输入件为内齿轮b或转臂x，输出件为转臂x或内齿轮b的行星齿轮传动。当转臂x固定不动时，则可得到所有齿轮细线均固定不动的普通齿轮传动，即定轴齿轮传动。由于该定轴齿轮传动骒原来行星齿轮传动的转化机构，故又称之为准行星齿轮传动。4.2行星齿轮传动符号在行星齿轮传动中较常用的符号如下。——转速，以每分钟的转数来衡量的角速度，。——角速度，以每秒弧度来衡量的角速度，。——齿轮a的转速，。——内齿轮b的转速，。——转臂x的转速，。——行星轮c的转速，。——内齿轮b与中心轮a的齿数比。——内齿轮b固定，即,中心轮a输入，转臂x输出时的行星齿轮传动的传动比。4.3行星齿轮传动的特点行星齿轮传动与普通齿轮传动相比较，它具有许多独特的优点。它的最显著的特点是：在传递动力时它可以进行功率分流；同时，其输入轴与输出轴具有同轴性，即输出轴与输入轴均设置在同一主轴上。所以，行星齿轮传动现已被人们用来代替普通齿轮传动,而作为各种机械传动系统中的减速器、增速器和和变速装置.尤其是对于那些要求体积小、质量小、结构紧凑和传动效率高的航空发动机、起重运输、石油化工和兵器等的齿轮传动装置以及需要差速器的汽车和坦克等车辆的齿轮传动装置，行星齿轮传动已得到了越来越广泛的应用。行星齿轮传动的主要特点如下。1）体积小，质量小，结构紧凑，承载能力大由于行星齿轮传动具有功率分流和各中心轮的周围均匀地分布着数个行星轮来共同分担载荷，从而使得每个齿轮所承受的负荷较小，并允许这些齿轮采用较小的模数。此外，在结构上充分利用了内啮合承载能力大和内齿圈本身的可容体积，从而有利于缩小其外廓尺寸，使其体积小，质量小，结构非常紧凑，且承载能力大。一般，行星齿轮传动的外廓尺寸和质量约为普通齿轮传动的（即在承受相同的载荷条件下）。2）传动效率高由于行星齿轮传动结构的对称性，即它具有数个匀称分布的行星轮，使得作用于中心轮和转臂轴承中的反作用力能互相平衡，从而有利于达到提高传动效率的作用。在传动类型选择恰当、结构布置合理的情况下，其效率值可达。3）传动比较大，可以实现运动的合成与分解只要适当选择行星齿轮传动的类型及配齿方案，便可以用少数几个齿轮而获得很大的传动比。在仅作为传递运动的行星齿轮传动中，其传动比可达到几千。应该指出，行星齿轮传动在其传动比很大时，仍然可保持结构紧凑、质量小、体积小等许多优点。而且，它还可以实现运动的合成与分解以及实现各种变速的复杂的运动。4）运动平稳、抗冲击和振动的能力较强由于采用了数个结构相同的行星轮，均匀地分布中心轮的周围，从而可使行星轮与转臂的惯性力相互了解。同时，也使参与啮合的齿数增多，故行星齿轮传动的运动平稳，抵抗冲击和振动的能力较强，工作较可靠。总之，行星齿轮传动具有质量小、体积小、传动比大及效率高（类型选项用得当）等优点。因此，行星齿轮传动现已广泛地应用于工程机械、矿山机械、冶金机械、起重运输机械、轻工机械、石油化工机械、机床、机器人、汽车、坦克、火炮、飞机、轮船、仪器、和仪表各方面。行星传动不仅适用于高转速、大功率，而且在低速大转矩的传动装置上也已获得了应用。它几乎可适用于一切功率和转速范围，故目前行星传动技术已成为世界各国机械传动发展的重点之一。随着行星传动技术的迅速发展，目前，高速渐开线行星齿轮传动装置所传递的功率已达到，输出转矩已达到。据有关资料介绍，人们认为目前行星齿轮传动技术的发展方向如下。（1）标准化、多品种目前世界上已有50多个渐开线行星齿轮传动系列设计；而且还演化出多种型化的行星减速器、差速器和行星变速器等多品种的产品。（2）硬齿面、高精度行星齿轮传动机构中的齿轮广泛采用渗碳和氮化等化学热处理。齿轮制造精度一般均在6级以上。显然，采用硬齿面、高精度有利于进一步提高承载能力，使齿轮尺寸变得更小。（3）高转速、大功率行星齿轮传动机构在高速传动中，如在高速汽轮中已获得日益广泛的应用，其传动功率也越来越大。（4）大规格、大转矩在中低速、重载传动中，传递大转矩的大规格的行星齿轮传动已有了较大的发展。行星齿轮传动的缺点是：材料优质、结构复杂、制造和安装较困难人们对行星传动技术进一步深入地了解和掌握以及对国外行星传动技术的引进和消化吸收，从而使其传动结构和均载方式都不断完善，同时生产工艺水平也不断提高。因此，对于它的制造安装问题，目前已不再视为一件什么困难的事情。实践表明，在具有中等技术水平的工厂里弄也是完全可以制造出较好的行星齿轮传动减速器。应该指出，对于行星齿轮传动的设计者，不仅应该了解其优点，而且应该在自己的设计工作中，充分地发挥其优点，且把其缺点降低到最低的限度。从而设计出性能优良的行星齿轮传动装置。5减速器设计5.1总传动比及传动比分配5.1.1总传动比(5.1)式中，为电动机转速为滚筒转速据滚筒及其部件设计，滚筒直径则所以，总传动比在传递动力时,行星轮数目越多越容易发挥行星齿轮传动的优点,但是行星数目的增加会使其载荷均衡困难,而且由于邻接条件限制又会减小传动比的范围.因而在设计行星齿轮传动时,通常采用3个或4个,特别是3个行星轮。取行星轮的数目为3。因为行星轮数目，传动范围只有，故选用两级行星齿轮传动机构。5.1.2传动比分配多级行星齿轮传动的传动比分配原则是各级传动之间等强度，并希望获得最小的外廓尺寸，在两级NGW型行星齿轮传动中，用角标表示高速级参数，表示低速级参数。设高速级和低速级外啮合齿轮材料，齿面硬度相同，则；取行星轮数目；对于两级NGW型行星齿轮传动，可使低速级内齿轮分度圆直径与高速级内齿轮分度圆直径之比接近于，之比值用表示，通常令，并取；取载荷不均匀系数；取齿宽系数。两级NGW型行星齿轮传动的传动比分配可利用图17.2-4《机械设计手册》，图中和分别为高速级及总的传动比，可按下式计算式中——行星轮数目；——齿宽系数；——载荷不均匀系数见表17.2-16；查《机械设计手册》——接触强度的齿向载荷分布系数；——动载系数；——接触强度的寿命系数；——工作硬化系数；——计算齿轮的接触疲劳极限，取值查第16篇第2章。查《机械设计手册》、、的比值，可用类比法进行试凑，或取三项比值的乘积等于。取如全部齿轮硬度，可取。∴由公式(5.1)可计算出E值：再使用图17.2-4《机械设计手册》,即可查出NGW型两级行星齿轮传动的传动比分配，图中和分别为高速级及总的传动比，如果最后标得的值大于，则取。由图17.2-4，查得那么低速级传动比。5.2高速级计算5.2.1配齿计算确定齿数应满足的条件：行星齿轮传动各齿轮齿数的选择，除去应满足渐开线圆柱齿轮齿数的选择，还须满足其传动比条件、同心条件、装配条件和邻接条件。通常电动滚筒中取行星轮数目，过多会使其载荷均衡困难，过少又发挥不了行星齿轮传动的优点，由于距可能达到的传动比极限值较远，所以可不检验邻接条件。各轮齿数按公式进行配齿计算，计算中根据并适当调整，使等于整数，再求出，应尽可能取质数，并使整数。则这些符合取质数，/整数，/整数，且及无公约数，整数的NGW型配齿要求。5.2.2变位方式及变位系数的选择在渐开线行星齿轮传动中，合理采用变位齿轮可以获得如下效果：获得准确的传动化、改善啮合质量和提高承载能力，在保证所需传动比前提下得到合理的中心距、在保证装配及同心等条件下使齿数的选择具有较大的灵活性。变位齿轮有高变位和角变位，两者在渐开线行星齿轮传动中都有应用。高变位主要用于消除根切和使相啮合齿轮的滑动比及弯曲强度大致相等。角变位主要用于更灵活地选择齿数，拼凑中心距，改善啮合特性及提高承载能力。由于高变位的应用在某些情况下受到限制，因此角变位在渐开线行星齿轮传动中更为广泛的应用。常用行星齿轮传动的变位方法及变位系数可按表13-5-13及13-5-4、图13-5-5和图13-5-6确定。参考《机械零件设计手册》此行星齿轮传动采用的变位方式为高变位；表13-5-13《机械零件设计手册》详细说明了高变位的系数的选择的情况:（1）太阳轮负变位，行星轮和内齿轮正变位。即：和按图13-5-4及图13-5-5确定。选《机械零件设计手册》（2）太阳轮正变位，行星轮和内齿轮负变位。即：和按图13-5-4及图13-5-5确定。选《机械零件设计手册》由于，故查得，5.2.3按接触强度初算A-C传动的中心距和模数输入转距因传动中有一个或两个基本构件浮动动作为均载机构，且齿轮精度低于6级，所以取载荷不均匀系数。在一对A-C传动中，小齿轮（太阳轮）传递的扭矩全面硬齿面的外啮合，在对称，中等冲击载荷时：精度采用8-7-7GB/T100951-2001。使用的综合系数6）齿根圆直径7）齿宽：查《机械设计手册》表13-1-79,即：齿宽系数的推荐范围表。查表得：，取太阳轮齿宽：取；行星轮齿宽：取；内齿轮齿宽：。5.3.5验算A-C传动的接触强度和弯曲强度1）动载系数和速度系数动载系数和速度系数按齿轮相对于行星架的圆周速度，查图13-1-18(或按表13-1-90和表13-1-84计算和图13-1-28(或按表13-1-107计算)求出。查看《机械设计手册》和所用的圆周速度用相对于行星架的圆周速度：动载系数是用来考虑齿轮副在啮合过程中，因基节误差、齿形误差而引起的内部附加动载荷对轮齿受载的影响。对于圆柱齿轮传动，可取也可用公式算出：取；速度系数由《机械设计手册》查得2）齿向载荷分布系数、对于不重要的行星齿轮行动，齿轮强度计算中的齿向载荷分布系数、可用《机械设计手册》的传动齿轮第一章来确定；对于重要的行星齿轮传动，应考虑行星传动的特点，用下述方法确定。弯曲强度计算时：接触强度计算时：式中，和——齿轮相对于行星架的圆周速度及大齿轮齿面硬度对及的影响系数（图13-5-12）;查看《机械设计手册》——齿宽和行星轮数目对和的影响系数。对于圆柱直齿或人字齿轮行星传动，如果行星架刚性好，行星轮对称布置或者行星轮采用调位轴承，因而使太阳轮和行星轮的轴线偏斜可以忽略不计时，值由图13-5-13查取。查看《机械设计手册》如果NGW型和NW型行星齿轮传动的内齿轮宽度与行星轮分度圆直径的比值小于或等于时，可取。由图13-5-13查得：由图13-5-12查得：，弯曲强度计算时：接触强度计算时：可见算出来的数值有点偏高。另外在NGW型和NW型行星齿轮传动的内齿轮宽度与行星轮分度圆直径的比值小于或等于1时，可取。3）求齿间载荷分配系数及先求端面重合度：式中则因为是直齿齿轮，总重合度节点区域系数：式中，∴弹性系数：接触强度计算的重合度系数：接触强度计算的螺旋角系数：接触强度计算的寿命系数：因为当量循环次数，则。最小安全系数：取=1润滑剂系，考虑用N46机械油作为润滑冷却剂，取=0.93。粗糙度系数：取。齿面工作硬化系数：取=1。接触强度计算的尺寸系数：=14）A-C传动接触强度验算计算接触应力：许用接触应力：其强度条件：则计算结果，A-C接触强度通过。用40Cr钢（40MnB钢）调质后表面淬火，安全可靠。5）A-C传动弯曲强度验算齿根应力为：式中，——齿形系数，考虑当载荷作用于齿项时齿形对弯曲应力的影响，与齿数、变位系数有关，与模数无关。标准齿轮齿形系数可查表6-5《机械设计》课本。——应力修正系数，考虑齿根过渡曲线处的应力集中及其他应力对齿根应力的影响，与齿数、变位系数有关，与模数无关。标准齿轮应力修正系数可查表6-5《机械设计》课本。——重合度系数，是将载荷作用于齿顶时的齿根弯曲应力折算为载荷作用在单齿对啮合区上界点时齿根弯曲应力的系数，相啮合的大、小齿轮，由于其齿数不同，两轮的和不相等，故它们的弯曲应力一般是不相等的，而且，当大、小齿轮的材料及热处理不同时，其许用应力也不相等，所以进行轮齿的弯曲疲劳强度校核时，大、小齿轮应分别计算。表6-5查得：小轮：大轮：小轮：大轮：重合度系数式中，——螺旋角系数；因为是直齿轮，所以取=1考虑到行星轮轮齿受力可能出现不均匀性，齿根最大应力：由强度条件，即则(5.4)式中，——弯曲强度计算的最小安全系数，由于断齿破坏比点蚀破坏具有更严重的后果，所以通常设计时，弯曲强度的安全系数应大于接触强度的安全系数，，取由《机械设计》课本查取：40Cr调质、表面淬火。A-C传动改用材质后，弯曲强度验算也通过。（参考图6-3查取）5.3.6验算C-B传动大接触强度和弯曲强度1）根据A-C传动的来确定C-B传动的接触应力，因为C-B传动为内啮合，，所以2）核算内齿轮材料的接触疲劳极限由，，即式中，——接触强度计算的最小安全系数，通常取则45号钢调，则内齿轮用45号钢调质钢，调质硬度，接触强度符合要求。3）弯曲强度的验算只对内齿轮进行验算，计算齿根应力，其大小和A-C传动的外啮合一样，即由强度条件，得45号钢调，所以C-B传动中的内齿轮弯曲强度符合要求。5.4传动装置运动参数的计算5.4.1各轴转速计算高速级行星架轴转速：主轴转速：由于主轴和行星架是是通过键连接在一起的，故低速级行星架轴转速：式中，——电动机转动，；——高速级传动比；——低速级传动比。5.4.2各轴功率计算高速级行星架轴功率：主轴功率：低速级行星架轴功率：式中，轴承的效率为；两级行星轮系传动效率为。注:两级行星轮的传动比相等，并且它们之积为。5.4.3各轴扭矩计算高速级行星架轴扭矩：主轴扭矩：低速级行星架轴扭矩：5.4.4各轴转速、功率、扭矩列表（见表5.1）表5.1各轴转速、功率、扭矩列表轴号转速输出功率输出扭矩传动比效率电机轴14403.523.2高速级行星架轴282.3533.328112.5615.10.98主轴282.3533.328112.5615.10.98低速级行星架轴63.73.13469.2544.43330.98卷筒轴63.73.13469.25410.986传动轴的设计计算6.1计算作用在齿轮上的力轴的转矩输出轴上太阳轮分度圆直径圆周力径向力轴向力各力方向如图6.2和图6.3所示。6.2、初步估算轴的直径选取45号钢作为轴的材料，调质处理由式计算轴的最小直径并加大3%以考虑键槽的影响根据轴的材料查得则取6.3轴的结构设计6.3.1确定轴的结构方案左轴承从轴的左端装入，靠轴肩定位。齿轮和右轴承从轴的右端装入，轴承左侧靠轴肩定位，太阳轮两边靠左右轴承定位。最右侧两轴承靠套和弹性挡圈以定位，最右端轴承靠圆螺母以定位。轴的结构如图6.1所示。图6.1轴的结构图6.3.2确定各轴段直径和长度eq\o\ac(○,1)段轴和转臂是通过键联接起来的。转臂的毂孔长度为，为了使轴和转臂运行更加安全，所以用螺钉把它们联接在一起。故其长度比毂孔长度短30毫米，则，。eq\o\ac(○,2)段为了便于装拆轴承内圈，且符合标准轴承内径。查GB/T276-94，暂选滚动轴承型号为6212，,其宽度。采用密封的方式，则该轴段长度。eq\o\ac(○,3)段轴承是以轴肩来定位的。所以轴肩的直径，轴肩高度应满足轴承拆卸要求，则该轴段直径，长度。eq\o\ac(○,4)段，故该轴段直径,长度。eq\o\ac(○,5)段轴承是以轴肩来定位的。所以轴肩的直径，轴肩高度应满足轴承拆卸要求，则该轴段直径，长度。eq\o\ac(○,6)段为了便于装拆轴承内圈，且符合标准轴承内径。查GB/T276-94，暂选滚动轴承型号为6212，,其宽度。采用密封的方式，则该轴段长度。eq\o\ac(○,7)段齿轮的宽度为，轮毂长度，为了便于定位，取轴段长度；为了便于轴承拆卸，，取轴段直径。eq\o\ac(○,8)段查GB/T276-94，暂选滚动轴承的型号6309，,并其宽度。用2个滚动轴承支承轴，为使轴承运行平稳，选用圆螺母固定轴端，圆螺母能够承受大轴向力，但轴上螺纹处有较大的应力集中，会降低轴的疲劳强度。查GB/T6170-2000，暂选螺母M45.轴段长度。则该轴段长度。6.3.3确定轴承及齿轮作用力位置各力方向如图6.2和6.3和轴的结构图所示，先确定轴承支点位置，查6212轴承，其支点尺寸，因此轴的支承点到另一个轴的支承点距离，，，，，。6.4绘制轴的弯矩图和扭矩图图6.2滚筒的受力简图图6.3轴的计算简图6.5轴的计算简图1）求轴承反力水平面，，，垂直面，，，2）求齿宽中点处弯矩水平面，，垂直面，合成弯矩，，扭矩弯矩图、扭矩图如图6.3所示。6.6按弯矩合成强度校核轴的强度当量弯矩，取折合系数，则齿宽中点处当量弯矩当量弯矩图如图6.3所示。轴的材料为45号钢，调质处理。由表8.2查得，由表8.9查得材料施用应力轴的应力为该轴满足强度要求。7滚动轴承的选择与寿命计算7.1基本概念及术语1）寿命指一套滚动轴承，其中一个套圈（或垫圈）或滚动体的材料出现第一个疲劳扩展迹象之前，一个套圈（或垫圈）相对另一个套圈（或垫圈）的转数。2）可靠度（即轴承寿命的可靠度）指一组在同一条件下运转的、近于相同的滚动轴承所期望达到或超过规定寿命的百分率。单个滚动轴承的可靠度为该轴承达到或超过规定寿命的概率。3）静载荷当轴承套圈或垫圈的相对旋转速度为零时（向心或推力轴承）或当滚道元件在滚动方向无动力时（直线轴承），作用在轴承上的载荷。4）动载荷当轴承套圈或垫圈的相对旋转时（向心或推力轴承）或当滚道元件在滚动方向运动时（直线轴承），作用在轴承上的载荷。5）额定寿命以径向基本额定动载荷或轴向基本额定动载荷为基础的寿命的预测值。6）基本额定寿命与90%可靠性关联的额定寿命。7）径向基本额定动载荷指一套滚动轴承假想能承受的恒定径向载荷，在这一载荷作用下的基本额定寿命为一百万转。对于单列角接触轴承，该载荷是指引起轴承套圈相互间产生纯径向位移的载荷的径向分量。8）轴向基本额定动载荷指假想作用于滚动轴承的恒定的中心轴向载荷，在该载荷作用于滚动轴承的基本额定寿命为一百万转。9）径向（或轴向）当量动载荷指一恒定的径向载荷（或中心轴向载荷），在该载荷作用下，滚动轴承具有与实际载荷作用下相同的寿命。10）径向（或轴向）基本额定静载荷指与滚动体及滚道的总永久变形量相对应的径向静载荷（或中心轴向静载荷）。如果在零载荷下，滚子与滚道（滚子轴承）为或假定为正常母线（全线接触）时，在最大接触应力下，滚动体与滚道接触处产生的总永久变形量为滚动体直径的，对于单列角接触轴承，径向额定载荷为引起轴承套圈彼此相对纯径向位移的载荷的径向分量。11）径向（或轴向）当量静载荷该径向静载荷（或中心轴向静载荷）会使受最大应力的滚动体和滚道接触处产生的总永久变形量与实际载荷条件下的总永久变形量相同。7.2轴承类型选择选择滚动轴承的类型与多种因素有关，通常根据下列几个主要因素。1）允许空间。2）载荷大小和方向。例如既有径向又有轴向的联合载荷一般选用角接触轴承或圆锥滚子轴承，如径向载荷大，轴向载荷小，可选深沟球轴承和内外圈都有挡边的圆柱滚子轴承，如同时还存在轴或壳体变形大以及安装对中性差的情况，可选用调心球轴承、调心滚子轴承；如轴向载荷大，径向载荷小，可选用推力角接角球轴承、推力圆锥滚子轴承，若同时要求调心性能，可选推力调心滚子轴承。3）轴承工作转速。4）旋转精度。一般机械均可用G级公差轴承。5）轴承的刚性。一般滚子轴承的刚性大于球轴承，提高轴承的刚性，可通过“预紧”，但必须适当。6）轴向游动。轴承配置通常是一端固定，一端游动，以适应轴的热胀泠缩，保证轴承游动方式，一是可选用内圈或外圈无挡过的轴承，另一种是在内圈与轴或者外圈与轴承孔之间采用间隙配合。7）摩擦力矩。需要低摩擦力矩的机械（如仪器），应尽量采用球轴承，还应避免采用接触式密封轴承。8）安装与拆卸。装卸频繁时，可选用分离型轴承，或选用内圈为圆锥孔的、带紧定套或退卸套的调心滚子轴承、调心球轴承。7.3按额定动载荷选择轴承选择轴承一般应根据机械的类型、工作条件、可靠性要求及轴承的工作转速，预先确定一个适当的使用寿命（用工作小时表示），再进行额定动载荷和额定静载荷的计算。各类机械所需轴承使用寿命的推荐值见表7.1：表7.1轴承使用寿命的推荐值使用条件使用寿命/h不经常使用的仪器和设备3003000短期或间断使用的机械，中断使用不致引起严重后果，如手动机械、农业机械、装配吊车、自动送料装置30008000间断使用的机械，中断使用将引起严重后果，如发电站辅助设备、流水作业的传动装置、带式输送机、车间吊车800012000每天8h工作的机械、但经常不是满载荷使用，如电机、一般齿轮装置、压碎机、起重机和一般机械1000025000每天8h工作，满载荷使用，如机床、木材加工机械、工程机械、印刷机械、分离机、离心机200003000024h连续工作的机械，如压缩机、泵、电机、轧机齿轮装置、纺织机械400005000024h连续工作的机械、中断使用将引起严重后果，如纤维机械、造维机械、造纸机械、电站主要设备给排水设备、矿用通风机100000由于调度绞车属于短期或间断使用的机械，中断使用不致引起严重后果。所以使用寿命为30008000。8键的选择与强度验算一般平键的选用步骤如下：（1）根据轴径d键的标准，得到键的截面尺寸；（2）根据轮毂宽度B，查键的标准，在键长度系列中选择适当的键长L；（3）验算其强度。若发现强度不足时，可利用适当增大键的工作长度或改用双键等方法，直到满足条件为止。平键联接可能的失效形式有：eq\o\ac(○,1)静联接时，键、轴槽和轮毂槽中较弱零件的工作面可能被压溃；eq\o\ac(○,2)动联接时，工作面出现过度磨损；eq\o\ac(○,3)键被剪断。实际上，平键联接最易发生的失效形式通常是压溃和磨损，一般不会发生键被剪断的现象（除非有严重过载）。因此，平键联接的强度计算一般只需进行挤压强度或耐磨性计算。8.1电机轴与中心轮联接键的选择与验算8.1.1键的选择根据电动机的规格，电机轴的输入直径为。查普通平键（摘自GB/T1095-2003,GB/T1096-2003），键的规格为键AGB/T1096-2003，即：，，。8.1.2键的验算假设载荷为均匀分布，由图8.1可得平键联接的强度计算式为：挤压强度条件(8.1)式中，——转矩，；——轴径，；——键的高度，；——键的工作长度，；对A型键；对B型键；对C型键，其中L为键的长度，B为键的宽度；——许用挤压应力，，查得。由公式(8.1)可计算出挤压应力：即：故，符合要求8.2主轴（滚筒轴）与行星架联接键的选择与验算8.2.1键的选择主轴的输入直径为。查摘自GB/T1095-2003,GB/T1096-2003，键的规格为键AGB/T1096-2003，即：，，。8.2.2键的验算假设载荷为均匀分布，由图8.1可得平键联接的强度计算式为：挤压强度条件式中，——转矩，；——轴径，；——键的高度，；——键的工作长度，；对A型键；对B型键；对C型键，其中L为键的长度，B为键的宽度；——许用挤压应力，，查得。由公式(8.1)可计算出挤压应力：即：故，符合要求8.3主轴与太阳轮联接键的选择与验算8.3.1键的选择太阳轮处的轴径为。查摘自GB/T1095-2003,GB/T1096-2003，键的规格为键AGB/T1096-2003，即：，，。8.3.2键的验算假设载荷为均匀分布，由图8.1可得平键联接的强度计算式为：挤压强度条件式中，——转矩，；——轴径，；——键的高度，；——键的工作长度，；对A型键；对B型键；对C型键，其中L为键的长度，B为键的宽度；——许用挤压应力，，查得。由公式(8.1)可计算出挤压应力：即：故，符合要求8.4行星架与滚筒联接键的选择与验算8.4.1键的选择行星架的外径为。查摘自GB/T1095-2003,GB/T1096-2003，键的规格为键BGB/T1096-2003，即：，，。8.4.2键的验算假设载荷为均匀分布，由图8.1可得平键联接的强度计算式为：挤压强度条件式中，——转矩，；——轴径，；——键的高度，；——键的工作长度，；对A型键；对B型键；对C型键，其中L为键的长度，B为键的宽度；——许用挤压应力，，查得。由公式(8.1)可计算出挤压应力：即：故，符合要求。但考虑到安全,所以采用双键,并按布置。9制动器的设计计算制动器的工作是以关掉电动机电源为前提的。因此，制动的实质就是由外力所产生的摩擦阻力矩来克服机器的惯性力矩。在这里就是由外力产生的摩擦阻力矩来克服机械传动以及负载的惯性力矩。9.1制动器的作用与要求9.1.1制动器的作用：1）在绞车停止工作时，能可靠的刹住绞车，并继续保持这种制动状态，即正常停车制动。2）在发生紧急情况时，能迅速而合乎要求的刹住绞车，即安全制动。9.1.2制动器的要求：1）安全、可靠；2）动作迅速、有效；3）结构简单、重量轻、尺寸小；4）安装、使用及维护方便。9.2制动器的类型比较与选择9.2.1制动器的类型有：1）带式制动器；2）抱闸式制动器；3）盘式制动器。9.2.2制动器的选择带式制动器在非工作状态时，为了消除制动带与制动轮之间的摩擦，必须置有制动带的张紧结构。在此不可取；至于盘式制动器，最宜工作于制动轮的端部，且结构复杂。我们这里的制动轮位于电动机与减速器之间，不宜采用盘式制动器。因此我们采用抱闸式制动器。另外，绞车工作在井下，要具备防爆功能。若用电力制动，必须配置防爆电器，这样会使结构复杂化。同时提高了成本，因此我们不用电力制动。同时，绞车为纯机械式的，也不宜用液压制动，也省去一整套液压系统，有利于结构的简单化，降低成本。综合上所述，我们决定采用外抱带式制动器。外抱带式制动器，结构简单、紧凑，包角大，一般接近360°。与带式制动器相比，其制动轴不受弯矩力，占用空间小，制动所需外力小，非常适合于手动操作的小型设备制动中。9.3外抱带式制动器结构外抱带式制动器常用于中、小载荷的起重、运输机械中，其结构见图9.1。在图9.1中，手把（件1）是用来操纵制动带进行制动或松开制动带。止动板的作用是当制动带在抱紧动轮时，制止整个制动器随制动一起转动；还起着当制动器松开后，制动带与制动轮之间最小退距的调整作用。调节螺栓（件3）的作用是调节制动带与制动轮的抱紧程度及因制动带磨损而造成制动力矩下降。两个调节螺母（件8）的作用是与调节螺栓一起相配合来调节制动力矩，并在当制动力矩调整合适后，把调节螺栓与框架（件9）紧固成一体。制动器（件11）与钢带（件12）之间常用铝制带在磨损后很方便地从钢带上拆卸下来。销座（件4）及丁字板（件7）与钢带（件12）之间是用钢制铆钉铆接在一起，其目的是为了增加坚固性。图9.1外抱带式制动器结构图9.4外抱带式制动器的几何参数计算1）根据制动带磨损量确定起始角值（见图9.2）图9.2（1）有关极限磨损量的概念当制动带磨损到值后，制动带两端相互接触（即图9.2中的），此时，因制动带抱紧力无法再调紧，而使制动带制动失效，也即此制动带寿命终止，此时的值就称为制动带的极限磨损量，它是外抱带式制动器设计中的一个很重要的概念。（2）确定值设为制动带磨损值后的内径，则有，将代入前式后整理可得(9.1)我们取代入(9.1)式可得：（3）确定起始角由图9.2可知2）初步确定角度值（见图9.3）图9.3由于值的大小影响着制动机构的销座孔之间距离大小，朋而也影响着机构受力状态的好坏及制动带与制动轮贴合的紧密程度，并且，值大小还决定着调节螺栓的长度。故应先初步确定一个值，以便于计算程序的进行，待调节螺栓的长度确定后，再利用公式最后确定值。这样，不但使结构紧凑，而且也使构件受力处于较佳状态。初步确定的值一般推荐在之间，取。3）初步确定值（见图9.4）图9.4值在决定调节螺栓长度时，其作用与角相同，为了便于计算程序的进行，也需先初步确定其数值，等调节螺栓的长度确定后，再最后确定其所需值。值由下式确定：(9.2)(9.3)(9.4)(9.5)(9.6)式中，——销座孔中心高，——销座底板厚度，——钢带厚度，取——制动带厚度，——框架板厚度，（见图9.8）——螺栓的螺纹大径，取将代入(9.5)式可求得：，取将代入式(9.6)可求得：，取将代入式(9.4)可求得：，取将代入式(9.3)可求得：，取将、、及代入式(9.2)可求得：4）制动状态下的孔距计算（见图9.5）图9.5由式，推得5）确定松开制动带后的制动带内径假设松开制动带后，制动带的内径与制动轮外径仍是同心圆，即(9.7)式中，——平均退距，查得将代入(9.7)可求得：6）确定最小退距（见图9.6）图9.6由于销座与制动钢带之间一般是用铆钉铆接，钢性大，当松开制动带后，销座处的退距最小，甚至还处在接触状态，为了使处于松开状态的制动带不与制动轮相接触，应使处于松开状态的制动带内径中心高于制动轮中心一个值，即使是在制动带达到磨损报废极限时值也应该大于零。制动器的最小退距查得。7）确定值（见图9.6）由图9.6可知：，则8）求松开状态下的制动带销座孔距角（1）确定值（见图9.5）（2）求角（见图9.6）9）求松开状态下的销座孔距由图9.6可知：10）求调节螺栓长度及螺纹工作长度图9.7（1）求由图9.7可知：（2）求角由图9.2和9.7可知：（3）求当时，即制动带磨损到了极限磨损量值（制动带已达到报废时期）。在图9.7中，则（4）求（见图9.8）图9.8设，则取（5）求（见图9.8）11）校核在求出螺栓的长度及螺纹工作长度后，必须进行校核，使之满足下列等式：(9.8)式中，——螺母厚度，——框架板厚度，——螺栓螺距，由于,所以满足条件。12）求铰链节点距离（见图9.9）图9.9由图9.9a)可知：，由图9.9b)可知：，故：13）确定制动手把长度取14）求框架内腔长度（见图9.8）15）说明事项（1）调节螺栓只起到调整和恢复制动带与制动轮之间因制动带磨损而引起的制动力下降之作用。（2）决定着平均退距大小。10结构设计10.1行星齿轮传动的均载机构10.1.1均载机构的类型和特点行星齿轮传动通常采用几个行星轮分担载荷尔蒙，因而使其具有体积的质量小、承载能力高等突出优点。为了充分发挥行星齿轮传动的上述优点，通常采用均载机构来补偿不可避免的制造误差，以均衡各行星轮传动递的载荷。采用均载机构不仅可以均衡载荷，提高齿轮的承载能力，还可降低运转噪声，提高平稳性，同时还可降低对齿轮的精度要求，从而降低制造成本。因此，在行星齿轮传动中，均载机构已获得广泛应用。均载机构具有多种型式，我们所采用的是：行星架浮动的均载机构。行星架浮动的均载机构特点是：主要适用于三个行星轮的行星齿轮传动。基本构件（太阳轮、内齿轮或行星架）没有固定的径向支承，在受力不平衡的条件下，可以径向游动（又称浮动），以使各行星轮均匀分担载荷。在NGW型传动中，由于行星架受力较大（二倍圆周力），有利于浮动。行星架浮动不要支承，可简化结构，尤其利于多级行星齿轮传动。但由于行星架自重大，速度高会产生较大的离心力，影响浮动效果，所以常用于速度不高的场合。10.1.2行星轮间载荷分布不均匀性分析如前如述，行星齿轮传动具有结构紧凑、质量小、体积小、承载能力大等优点。这些都是由于在其结构上采用了多个行星轮的传动方式，充分利用了同心轴齿轮之间的空间，使用了多个行星轮来分担载荷，形成功率分流，并合理地采用了内啮合传动；从而，才使其具备了上述的许多优点。这对于传递动力的行星齿轮传动来说，采用多个行星轮的结构型式确是非常紧凑、承载能力更大。例如，在传动比和名义功率相同的情况下，采用四个行星轮的行星齿轮传动装置的外形尺寸，仅为具有一个行星轮的行星齿轮传动的一半；在相同结构尺寸的情况下，行星齿轮传动所传递的转矩为普通定轴齿轮传动的45倍。但是，当人们在设计这种传动效率高、体积小和传动比大的行星齿轮传动时，即使在设计过程中作了许多细致的工作，如果在结构上疏忽了由输入齿轮（如中心轮）传到各个行星轮的载荷分布的不均匀性问题，那么，就不能很好地发挥行星齿轮传动的优越性。现在不少的行星齿轮传动装置正是在