JHB-14回柱绞车设计毕业设计(论文)

图书分类号：密级：毕业设计(论文)JHB-14回柱绞车设计JHB-14PROP-PULLINGHOISTDESIGN毕业设计(论文)XXX学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日XXX学位论文版权协议书本人完全了解XXX关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归XXX所拥有。XXX有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。XXX可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日毕业设计(论文)绪论1.1引言煤炭是一种重要的能源，对经济的发展有着重大影响，因此发展经济必定要关注煤炭行业的发展，这个行业的发展离不开机械的辅助，因此绞车的发展是很重要的一个部分。1.2概述我们所说的绞车，设计它是为了帮助煤矿井下更好的进行采煤工作，体现在：绞车自身相对来说大小适中，轻巧，在一些不方便的工作层面能够很好的开展工作。如今各行各业的发展都依赖机械的发展，绞车因此也得到广泛的应用。这次毕业设计，研究的是JHB-14回柱绞车。这种绞车在煤炭行业中是一种很有效的辅助机械设备。在采煤的各项工作中都有着很广泛有效的应用。绞车的应用是多方面的，不仅仅在采煤这方面，在其他需要运输调度的行业都有着很有效的运用。绞车在工作面布置有以下三种：1）安装在回风巷，绞车的回柱需要用到导向轮，导向轮要想完成工作，那么在每一次回柱的时候，它都需要移动，在这种情况下，钢丝绳更容易坏损，因为钢丝绳的作用使其多了一个拐弯，增大了其受到的摩擦阻力。从拉动绳子沿方向长式布局，才能够以此种方式布置绞车。由于绞车宽度太宽会导致道路被封锁，所以，绞车宽度不应超过。2）安装工作面的上端，然而这样的设计在现实应用中很不简便，原因在于要随着周期频繁的移动绞车，与此同时还要移开柱子。这样的情况下回柱绞车甚至有可能被压埋，如果齿轮啮合不良的话，尤其在机座受到力的作用变形时，这是非常危险的，这种情况多在工作面上方顶板压力较大时发生。3）安装在工作表面上，如果想在速度方面对回柱绞车进行提升，可以使用的方法是，操纵多台绞车，使他们在工作面上可以同时发生回柱。现今，每天可以有一个班来安排回柱放顶，但与其一起工作的刨煤机，用时只有2小时，显然，这就是增加产量的一个方向。回柱绞车结构的一般分类：1）按驱动机构划分（1）手摇式回柱绞车从外形上来说，它的体积和其它构造复杂的绞车相比是较小的，当然，在重量上，它也是更轻便的，所以这种绞车是很好移动的，综合所有绞车作对比，这种绞车有优点也有缺点，应用范围有限。（2）风动回柱绞车这种绞车拉力大，本身比较轻便，因而超级瓦斯矿这种场所就很适合它，比如中国西南地区的瓦斯矿。但在现实生活中，任何机械的制造使用都要考虑成本和效益，这种绞车的成本就很高，这就直接导致这类绞车的使用十分的稀少。（3）电动回柱绞车就目前这个追求效率和效益的市场而言，该绞车是效率高，操作方便，成本合适的使用范围最广的。2）按滚筒结构划分（1）缠绕式滚筒从操作的难易程度看，和其它绞车相比较，缠绕式滚筒绞车有着较为广泛的使用，原因在于它是有一定容绳量的，这样使其操作起来比较简单方便；同时这种绞车也是有缺点的，其中比较明显的是它的明显大于其他绞车的尺寸和重量。（2）摩擦式滚筒这种绞车，生产成型时，形状优美。滚筒的摩擦力完成了重要的工作，而且不会发生排绳的状况，绞车若要大规模投入使用还要经过更多的实验检验。（3）链条滚筒 绞车完成回柱工作可以有很多种方式，其中一种就是通过缠绕链条来进行工作，这就是链条滚筒。考虑到链条的重量较大，那么，它的长度就应该受到限制，举例来说明，要生产重量三吨的便携式绞车，那么它的链条长度就被限定到仅有6米，也正是因此，链条回柱绞车是使用很少的一种。1.3国内外绞车的发展最近几十年的发展，我国机械化的发展快速，尤其煤炭行业，依靠机械化取得的很多的进步。绞车这种辅助设备功不可没，但是仍然有很多问题等待解决，比如，技术条件更不上现实发展需求。我国绞车经历了几个不同的发展阶段后，取得了不容忽视的成就，然而，从绞车的各方面发展情况来说，我国绞车的发展情况和国外相比，仍然有着相当的差距。1.4JHB-14型回柱绞车的技术特点1）速度平稳，工作效率高工作牵引速度为，平均速度，最大牵引力为，容绳量为。2）结构简单，安排合理驱动系统的设计是绞车设计中的重要部分，本次设计中采用的是具有蜗轮蜗杆以及圆柱齿轮的两级驱动系统，除此之外，还采用了圆弧蜗轮蜗杆，因为其承载能力较大，至于齿轮，设计使用开式齿轮，使机械传动部件得到很大的简化。3）使用方便，信赖度高工作状态和制动状态的互锁，在机械中可以有多种实现方式，而我们设计的JHB-14型回柱绞车则是通过锥面来实现。绞车工作时会产生动载，动载的大小是变化的，最小的动载出现在刚开始动作时，这些动载对会钢丝绳产生一定的影响，自然，刚开始动作时受到的影响最小。此时的电动机只需按动马达控制按钮即可启动，而绞车的运行，简单的操纵就可完成。2总体设计2.1规范要求首先，重要任务是确保安全；其次看中效率，尽量确保客户满意度；然后全面将各种可能问题列入思虑范围；再然后，彻底执行各部门相关规定；最后追求技术的进步，力求可以用途广泛。外在条件要求：首先，确保绞车能够正常工作，则必须保证其所处环境温度范围在；而是绞车可以使用的环境相对湿度；而要想绞车能够正常工作，则必须确保海拔在以下。其次，必须要确保绞车的使用环境，注意有害物质的含量，一定要符合国家规定。2.2基础数据最大牵引力：平均牵引速度：容绳量：2.3基础方案设计过桥齿轮蜗杆蜗轮内齿轮滑移齿轮大齿轮1蜗杆轴2蜗轮轴3过桥齿轮轴4滚筒轴图2.1JHB-14型回柱绞车传动系统图其传动路线是：防爆电机→联轴器→蜗杆→蜗轮→内齿轮→外齿轮→过桥齿轮→大齿轮→卷筒。2.4电动机电动机的选择不是随意就可以的，应该参照相关个标准，按照一定的方式方法来选择。2.4.1输出功率由给出的基础数据可以知道的是：，也就是说，那么，再看前面的基础方案中的图，可以计算：这求出来的结果是总传动效率。2.4.2确定型号这里的是所需要的额定功率，我们需要确定另一个输出功率与它的关系是可以从上面的一系列关系等式中看到，─是一种附加动载荷系数，是由电动机和工作机的运转等外部因素引起的，取在这样的情况下，绞车的工作环境必须要在各项考虑范围之内，尤其是绞车在井下工作的时候，与其他机械的工作环境来比较的话，是十分不好的工作环境了，这样的工作条件防爆就非常有必要了，所以绞车使用的电动机一定要有非常良好的防爆功能，而电动机的使用都是有一定规定的，这里我们就用这个电动机，它有几个重要的参数，，这是额定功率，，这是实际转速，，这是质量，，，这几个是限制它的条件。除了这些，还要知道的是，它的一些大小数据，，而这个是电动机的中心的高度数据，，这个数据是电动机的轴的直径，长度。2.4.3牵引钢丝绳直径的确定及滚筒直径的确定在涉及到回采工作面的问题中，想要实现这种工作，通常都要采用一些辅助设备来实现回柱放顶，这类工作多数情况都是采用经济合理的回柱绞车来完成的。实际上，绞车可以有效作用在很多方面，比如说托运重物，在某些情况下，调度车辆也会用到绞车。考虑到现实情况中，绞车经常要在环境十分恶劣的地方工作，对其要求就格外多些。这样就要对此作出一些计算，来确保安全。，钢丝绳安全系数，钢丝绳上的拉力：拉拉,所以，由机械设计手册，表选择：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：2.5滚筒的设计计算2.5.1滚筒直径上面的式子中是表示钢丝绳的直径，2.5.2滚筒宽度考虑滚筒宽度，也要考虑到滚筒宽度对最终的产品的影响。所以，设计时，一定要注意限制滚筒宽度的最大值，确保其不能太宽。同时也要注意，不能让滚筒宽度过窄，这主要是考虑到滚筒的协调性，尤其是滚筒与减速器装配起来后的协调性。正因为如此，不能随意的定下滚筒的宽度，比较稳妥的方法是，就会显得更加协调，看起来也就更加美观大方。下面的设计中，取。2.5.3滚筒的外径在平时的工作中，总是要用到一些前人总结的经验教训，根据这些总结出来的规定使用条件，可以知道的是，要想获得最好的使用效果，那么钢丝绳缠绕的时候最好就缠5层就好了，这个数据小于5的时候都是不错的，如果大于5的话也可以，就是这时候的使用效果不好。这里要计算这个缠绕的层数的话，可以将其设为n，在已经知道的条件中又知道滚筒它的容绳量是100m,那么就可以进行一下的计算了：每一圈所缠绕的长度：计算钢丝绳的缠绕层数为（层）则钢丝绳在卷筒上的最小缠饶直经：钢丝绳在卷筒上的最大缠饶直经：钢丝绳在卷筒上的平均缠饶直经：根据设计要求平均速度为滚筒的转速为：计算出系统总传动比为：2.5.4验算滚筒的平均速度：计算的思路是，先分别求出最大速度和最小速度，进而求出平均速度1）最小速度2）最大速度3）平均速度2.5.5验算电机闷车时，钢丝绳在里层的安全系数1）电机在闷车时，钢丝绳的拉力2）电机闷车时，钢丝绳在里层的安全系数由上面的计算过程可以知道，钢丝绳在这种情况下是没有危险的，可以放心使用。3减速器的设计计算3.1减速器参数确定要确定两级传动比的分配，就必须考虑影响到它的各种情景，蜗轮蜗杆对它有着重要的影响，因此必须被考虑在内：第一级蜗轮传动：第二级齿轮传动：电动机输出功率：系统总传动比：第一级：第二级：系统中各个传动轴的速度：1轴2轴=3轴轴转速：=齿轮转速：=4轴轴转速：=齿轮转速：=各轴功率计算：电机输出功率为：1轴=2轴3轴4轴计算各轴扭距1轴2轴3轴轴上扭矩：齿轮扭矩：4轴轴上扭矩：齿轮扭矩：3.2圆弧蜗杆蜗轮的设计计算每一种传动都是有一定目的的，而蜗杆的传动是为了实现在空间里面，它们两个之间存在的一种运动，除了这个还有一种可以传递的动力，这两个轴放在一起，它们的状态是相交的，相交的时候倾城的角度为90度，每一种传动都有自己的特点，它的特点是下面这些：1）传动比还是比挺大的，正常情况下如果要用的话就用这个数值，，在其它的不在范围的情况下取值的话，取数值1000就可以了。2）它可以非常稳定的进行运行，而且它受到的冲击载荷也是比较小的；3）它可以很好的一个功能，自锁；4）它在滑动的时候有着一个非常大的速度，这种蜗杆可能会导致严重的摩擦磨损，在工作条件不太好的情况下，这些原因导致了它有着相对较低的传动效率，如果发生自锁这种情况的话，可能就只有的效率了；5）如果要减小摩擦的话，可以有很多种方法，其中合金做成的蜗轮就很有效果，虽然这样效果很好，但是这样花费的钱比较多。3.2.1材料的选定蜗杆材料：35CrMo,整体调质处理，硬度HB240～270，齿面氮化深度，齿面硬度HV516～615(HRC50～56)。，蜗轮材料：ZQSn6-6-3金属模型铸造3.2.2初选参数在机械设计手册上的表16.5-37，16.5-37可以查阅到：中心距：传动比：39模数：8蜗杆：齿廓曲率半径：轴向齿形角：齿顶高：顶隙c：轴向齿厚：导程角圆弧中心坐标：齿顶倒圆圆角半径r：经过查阅机械设计手册选取，蜗轮转速18.72蜗杆转速n3.2.3蜗轮蜗杆参数计算及校核1)蜗杆分度圆直径：2)蜗轮分度圆直径:3)蜗轮变位系数4)顶隙C：5)蜗杆齿顶高：6)蜗杆齿根高：7)蜗杆齿根圆直径:8)蜗杆齿顶圆直径：9)蜗轮齿顶高：10)蜗轮齿根高：11)蜗轮齿根圆直径：12)蜗轮喉圆直径：13)蜗轮顶圆直径：14)蜗杆轴向齿厚：=15)蜗杆法向齿厚：16)蜗轮齿宽：17)蜗杆齿宽：18)圆弧中心坐标：将蜗轮蜗杆与齿轮放在一起比较，可以发现，它们的失效形式有很多相似的地方，比如都会出现的失效形式有齿面点蚀，或者胶合等。蜗轮蜗杆的失效大多发生在蜗轮齿轮上，原因在于蜗轮材料硬度与蜗杆相比较低。根据机械设计手册齿轮传动P243页3.1.4齿根弯曲强度。求蜗轮的圆周速度，并校核效率： 实际传动比：蜗轮的圆周速度：滑动速度：求传动效率，按式（16.5-3）式中取；。所以，与暂取值0.85接近。校核蜗轮齿面的接触强度：按表16.5-10，齿面接触强度验算公式为：式中：查表16.5-11得：查表16.5-12得：(间歇工作);蜗轮传递的实际转矩：5337.95当时。查图16.5-4得.将上式带入。计算出：所以，强度满足。3.3内齿轮啮合及过桥传动设计在现在的各行各业的运作中，有各种各样的传动，最为常见的，也是使用的比较多的就是和齿轮这个部件有关系的传动。对于这种使用频率很高的齿轮传动，它必定是具有很多优点供选择的，其中比较突出的就是其承载能力，还有它的工作效率，以及它更为准确的传动比。除此以外，齿轮传动在它的结构的设计上，更加的紧凑合理，在实际工作中，运行的也更加安全、可靠，相对来说使用寿命长。这种传动不好的方面在于它的制造和安装精度，因为这些方面有很高的要求，需要支付高昂的费用，因此，这种传动一般不被应用在中心距较大的场合。如果齿轮传动的形式从它的工作环境等等这些外在的因素来说的话，它的构造决定了它的的齿轮是完全暴露在外面的，因此灰砂、杂物等会对其产生非常大的影响，所以这种齿轮传动的润滑效果无法有准确有效的保障，这样一来，就非常容易是齿轮被磨坏损毁，因此许多这样的原因，这种齿轮常应用于低速级、不重要的场合。3.3.1传动材料以及数据参数5)材料及热处理小齿轮选用，渗碳淬火回火HRC56～62；内齿轮选用，渗碳淬火回火HRC56～62；过桥齿轮选用，渗碳淬火回火HRC56～62。3.3.2强度校核1）按接触疲劳强度校核（1）:（2）:（3）:（4）:（5）由表8—119，选取：（6）由图8—32（7）由图8—34表8—120（8）图8—35，（9）由图8—36查得：（10）由表8—122查得：（11）由图8—38d查得：（12）（13）由图8—39，按允许点蚀查得：，（14）由图8—40（15）由图8—41查得：（16）粗糙度系数由图8—41，齿面粗糙度3.2，，0.95，（17）由图8—43查得：（18）齿数比u：（19）其中重合度系数取（20）（21）（22）由此可知，齿轮的接触疲劳强度通过。2）按弯曲疲劳强度校核（1)图8—34表8—120（2)由图8—44，查，（3)直齿轮（4)由图8—47d查得：（5)由表8—124得：（6)由图8—49（7)由图8—50查得：按重合度：=[(-tan)+(-tan)]=[20(tan(arccos-)+20(tan(arccos-)]=1.86重合度系数=0.25+0.75/1.86=0.65（8)（9)10)查表8—121得：11)因此，根据以上设计计算，得出在传递过程中，强度足够。如果想要验证内齿轮，就需要知道一些基本的数据：为内齿轮，为滑移齿轮，为过桥齿轮。齿轮其他主要尺寸计算齿轮分度圆直径：根圆直径：齿根高：=顶圆直径：齿顶高：3.4过桥齿轮与滚筒齿轮啮合设计：3.4.1传动材料以及数据参数5)材料及热处理滚筒齿轮选用20，渗碳淬火回火HRC56～62；过桥齿轮选用20，渗碳淬火回火HRC56～623.4.2强度校核现实生活里的应用中，会发生失效这种状况的地方是有一定的规律的，发生频率较高的是齿轮这个部位。不管是哪个部位发生失效，都是以多种形式体现出来的，而轮齿的失效也符合这个规律，比如说，由于轮齿的折断而导致的失效，再或者是由于齿面上的点蚀而带来的失效等等。轮齿折断：在齿轮的运行中中，时常会发生有一个或多个齿断裂的情况，且这种情况多发生在齿根部位发生，这种断裂有时是整体的，有时是局部发生的，我们把这样的情况叫做轮齿折断。齿面点蚀：在齿轮面上，如果齿面在齿面线附近一直重复遭受到交变出现的接触应力，就会在齿面上形成一些小裂纹，这种损伤就是我们所说的这种损伤。齿面胶合：齿轮上的齿面，当它们和到一起的时候，如果齿轮以很高的速度重载或者以很低的速度重载的时候，发生粘焊现象，这种现象叫做齿面胶合。齿面磨损：磨粒磨损是在齿面间运动时，有外界硬屑落入其中时产生的，而齿面磨损就是这样形成的。1）按接触疲劳强度校核（1）（2）（3）（4）齿宽：（5）由表8—119选取：（6）由图8—32选取（7）由图8—34表8—120选取，（8）图8—35（9）由图8—36查得：（10）由表8—122查得：（11）由图8—38d查得：（12）（13）由图8—39，按允许点蚀查得：（14）由图8—40（15）由图8—41，，查得：（16）粗糙度系数由图8—41，齿面粗糙度3.2，，（17）由图8—43查得：（18）齿数比u:（19）其中重合度系数取（20）（21）得：（22）由此可知，齿轮的接触疲劳强度通过。2）按弯曲疲劳强度校核（1）图8—34表8—120（2）由图8—44，查（3）直齿轮得：（4）由图8—47d查得：（5）由表8—124得：（6）由图8—49（7）由图8—50查得：按重合度=[(-tan)+(-tan)]=[20(tan(arccos-)+72(tan(arccos-)]=1.68重合度系数:（8）（9）（10）查表8—121得：（11）齿轮其他主要尺寸计算齿轮分度圆直径：根圆直径：=顶圆直径：3.5减速器传动轴的设计校核3.5.1第1轴的设计计算1）计算轴和齿轮上的作用力其中：,,蜗杆分度圆直径蜗轮分度圆直径轴在运动的时候总是要受到力的作用的，对这个力进行受力分析，可以把它转化为三个力，这三个力的关系是互相垂直的，它们分别是：圆周力和径向力，还有轴向力。蜗杆圆周力：==蜗杆轴向力:==蜗轮圆周力：蜗轮轴向力:径向力： 2）初步估算轴的直径蜗杆的材料为35CrMo由这个公式来看，轴的最小直径可以被计算出来，轴的跨度，轴上的键槽，都会对轴的直径产生一定的影响，所以轴的长度取值要有一定的估算来确保安全。查表：取A=100则由于轴的最小直径段通过联轴器与电动机轴相连。从上述可知电动机轴的直径为。所以取轴的最小直径。3）轴的结构设计（1）确定轴的结构方案从下面的轴的示意图可以看到，轴的右边安装进去的是右轴承，在这一边，定位用到的是轴肩，另一边定位用的是轴承盖；在下图中可以看到，轴的左端安装进去的是左轴承，该轴承的左边用的轴肩来进行定位的，而它的右边的定位用的是轴承盖。之所以要把轴做成这种齿轮轴，是因为齿轮的直径是比较小的，在所述的轴中。图3.1（2）确定各轴段直径和长度eq\o\ac(○,1)段根据，并且与电动机输出轴的直径相配合来选择联轴器并确定轴Ⅰ段的轴颈。根据选择联轴器型号为:YL10型。公称转矩。轴孔长度，总长。轴的长度比毂孔长度少短一点为。由轴径根据选择键。尺寸为，，。eq\o\ac(○,2)段考虑到轴承端盖的大小和厚度，以及端盖的装拆，所以②段轴的长度为，此段要定位联轴器，所以轴的直径要大于，故取。eq\o\ac(○,3)段此段上装有圆锥滚子轴承,考虑到轴承的便于装拆以及轴承端盖对轴承的定位，取要大于，且要符合标准轴承内径，故取。查暂选轴承的型号为32313，其宽度,基本额定载荷，。轴承润滑方式选择脂润滑。考虑到轴承的定位取略小于轴承的宽度。。eq\o\ac(○,4)段便于拆卸轴承内圈且要定位轴承，。取轴肩。eq\o\ac(○,5)段根据蜗轮的分度圆直径以及蜗杆的齿轮长度暂定。便于圆弧面蜗杆的加工要小于圆弧面齿轮的分度圆直径。故取。eq\o\ac(○,6)此段为圆弧面齿轮，根据蜗轮蜗杆啮合传动取蜗杆，eq\o\ac(○,7)此段与⑤段对称布置，所以，。eq\o\ac(○,8)段此段与④段对称布置，所以，。eq\o\ac(○,9)段该段轴的直径。查暂选轴承的型号为32313，其宽度,基本额定载荷，。轴承润滑方式选择脂润滑。轴的长度等于轴承的宽度，。3）确定轴承及齿轮作用力的位置如图所示，要想确定所求，就要从轴承支点位置下手，对31313轴承的资料检索，起支点,因此，。4）绘制轴的弯矩图和扭矩图（1）求轴承反力H水平面：由图3.2（b）求轴承反力由得：解得：由解得：V垂直面：由图3.2（c）求轴承反力由得：解得由：解得（2）求齿宽中点处弯矩H水平面V垂直面合成弯矩M图3.2（d）扭矩图3.2（e）轴的弯矩图和扭矩图如下面所示：图3.2轴的受力简图5）按弯扭合成强度校核轴的强度，选用系数=0.6,那么计算处于齿宽中点处的当量弯矩，图3.2（f）==选用作为材料,整体处理用调制的方法，硬度HB240～270，=930N/mm，许用应力=90N/mm。轴的计算应力为：所以，该轴满足强度要求。）确定危险截面：确定危险截面的原则是要靠载荷较大还有截面较小的方式来定夺的，选取截面为危险截面（1）计算危险截面应力：截面右侧弯矩：截面上的扭矩：抗弯截面系数：抗扭截面系数：截面上的弯曲应力：截面上的扭转剪应力：弯曲应力幅：弯曲平均应力：0（2）确定影响系数：轴的材料为，调质处理。由表查得。轴肩圆角处的有效应力集中系数、根据，查机械设计表可得：尺寸系数、，根据轴的截面查图的得表面质量系数、根据和表面加工方法为精车，查图，得材料弯曲、扭转的特性系数、取：，由上面参数可得：其中：查表中的许用安全系数值，查得该轴安全，校核通过。3.5.2第2轴的设计计算1）计算轴和齿轮上的作用力其中：蜗轮分度圆直径在传动过程中，蜗轮齿面上所受的的力可以分解为3个相互垂直的分力：圆周力，径向力，轴向力蜗杆圆周力：==蜗杆轴向力:==蜗轮圆周力：蜗轮轴向力:径向力：2）初步估算轴的直径取40Cr调质作为轴的材料由式计算轴的最小直径，由于要考虑轴上键槽及倒角的影响使轴加大10%来确保安全；查表，取A=100则故取轴的最小直径为。3）轴的结构设计（1）确定轴的结构方案首先要观察下面的这个图，在这个图上面我们可以看到的是，在它的右面有两个轴承，在这个设计中，它们被装入轴的方位是右面，而左边的这个轴承，它的装入点是在左端，而蜗轮，则是在轴的右端，它转入后是通过左边和右边的两轴承来定位的，与此同时，还有两个部件是从左边转入的，这两个部件一个是叫做滑移齿轮，还有一个是叫做内齿轮。在图上我们可以看到的内容不多，但是可以知道的是，轴的左边的轴承，它是需要定位的，如果想要实现定位的话，就要用到箱体，还有套筒这个部件。在图上，轴的右边的轴承，可以看到的是，它也是需要定位的，它要想实现定位的话，就要用端盖来辅助实现了。选用单列圆锥滚子轴承和深沟球轴承。图的结构如图3.3所示：图3.3轴的结构设计（2）确定各轴段直径和长度第①段，根据，确定。从锥面端盖，滑移齿轮，刹车时，滑移齿轮在轴上移动的距离暂定，此段轴上需装耐磨和减磨的轴套。查GB/T18324-2001选择轴套GB/T18324-C90×105×160-CuSn8P。第②段，此段上装有内齿轮,取，。内齿轮与轴之间通过键联结。由轴径根据选择键C型。尺寸，，。第③段，此段装有圆锥滚子轴承，取。根据轴的直径查暂选轴承的型号为30322，其宽度,基本额定载荷，，用脂润滑，。第④段，此段上装有蜗轮，蜗轮的宽度为，，。蜗轮与轴之间通过键联结。由轴径根据选择键。尺寸为，，。第⑤段，此段与3段对应，取。查暂选轴承的型号为30322，其宽度,基本额定载荷，用脂润滑，故。3.5.3第3轴的计算1）此轴为过桥齿轮的支承轴，不传递转矩，只承受弯矩。轴上齿轮传递的功率：轴上齿轮的转速：2）初步估算轴的直径考虑到轴的材料，由式弯矩的承受和传递影响着计算结果，此处不传递弯矩，附加系数0.7.查表取A=100则0.7×100所以，取轴最小直径3）轴的结构设计（1）确定轴的结构方案将轴分为三段，两边直径小中间直径大。图的结构如图3.4所示。图3.4（2）确定轴的直径和长度第①段，最小直径，支承的意义，箱体的厚度放在考虑之内，取。第②段，过桥齿轮在这里，为保持空间，轴的长度应稍大于齿轮厚度，厚度为，取。为了齿轮的装拆，此段直径大于第一段，故取。此段轴上装耐磨和减磨轴套，选择轴套GB/T18324-C90×105×100-CuSn8P。③段与一段对称，。4滚筒轴的设计计算4.1滚筒和齿轮上的作用力滚筒轴不传递弯矩，所以滚筒轴转速为0。为了便于计算。用轴上齿轮的参数来进行计算和校核。其中：轴上齿轮受力：圆周力：==径向力：回柱绞车的最大拉力：初步估算轴的直径取40Cr调质作为轴的材料根据公式，主要弯矩由滚筒轴承受，故取0.95作为系数。查表得40Cr取A=100则圆整4.2确定轴的结构方案在回柱绞车中，有许多非常重要的部件，比如说滚筒，还有各种轴，轴承等等。这些重要的部件中有一个非常重要的就是滚筒轴这个部件了。它非常重要的原因在于它的设计会对绞车最终的能不能有很好的使用功能有着很重要的影响。对于这个重要的部件来说，设计的时候依然要从结构开始一步步来进行，从下面的结构图可以看到的内容是，这个轴它的右边安装上来的是一个叫做右圆柱滚子轴承的部件，在它的左边，安装了一个部件叫密封圈，在这个密封圈的左边，我们可以看到的是，轴肩这个部件对圆柱滚子轴承进行了定位，然后在它的右边，用到的是轴承盖这个部件来进行定位的。用同样的道理来看轴的左边，可以看到的是，轴的左边安装了左圆柱滚子轴承这个部件，它从轴的左边安装进入轴，然后在他的右边也是通过使用密封圈这个部件来实现对它定位这个目的的，同样的，密封圈的右边使用的是轴肩这个部件，以这个部件来实现对密封圈的定位，相同的道理可以知道，圆柱滚子轴承左端的定位要想实现的话就要用轴端盖这个部件来实现了。这些内容都可以在下面的图4.1当中看到。图4.1（1）确定各轴段直径和长度第eq\o\ac(○,1)段，根据，确定，。第eq\o\ac(○,2)段，此段轴的直径要大于，故取。大齿轮厚度为，此段长度要大于大齿轮的厚度，轴承端盖的厚度，故取。第eq\o\ac(○,3)段，此段取要大于，据轴承内径标准，取。查机械设计手册，轴承的型号为N2228，,，。用脂润滑。查机械设计手册得密封圈宽度为。考虑到轴承以及密封圈的定位轴的长度，应小于两者宽度之和。故取。第eq\o\ac(○,4)段，此段为轴肩，便于定位。取，取。第eq\o\ac(○,5)段，根据滚筒轴结构上的需要。取，。第eq\o\ac(○,6)段，此段与4段相对称，取，第eq\o\ac(○,7)段，此段与3段对称布置，取。选轴承的型号为N2228，,，，用脂润滑，密封圈宽度为，取。eq\o\ac(○,8)段此段与1段相对应，所以取，。4.3轴的强度校核要想知道这些设计出来的轴是不是能够符合我们所需要的要求，就要对这些轴进行评估计算，通过这些计算来验证设计的好不好，能不能用。这样的验证校核是一个非常繁琐复杂的过程，必须要想办法简化这一过程，有一种很好用的方法，就是找到每一个作用点，还有每一个支点，如果可以做到这些，就可以使整个验算校核的过程非常简单方便。具体情况可以在图4.2中看到。4.3.1绘制轴的弯矩图和扭矩图先将大齿轮、卷筒看作一个整体，求轴承作用卷筒上的力。1）求滚动轴承反力H水平面：由图4.2（a）求轴承反力由得：解得：由解得：V垂直面：所有的结论都要从计算中得出，通过上面的一些列计算说明，可以知道的是在这个垂直的面上面，所关注的的这个轴承没有收到什么力的作用和影响。2）对整个滚筒轴分析（1）求轴承座反力H水平面：由图4.2（b）求轴承反力由得：解得：由解得：V垂直面：由图求轴承座反力由得：解得由：解得（2）求各处的弯矩B点处H水平面：V垂直面：C点处H水平面：V垂直面：D点处H水平面：V垂直面：合成弯矩：轴的弯矩图和扭矩图如下面4.2所示：图4.23）按弯扭合成强度校核轴的强度滚筒轴不受扭矩，所以；40Cr为轴的材料,调质处理，硬度HB240-285=685N/mm，材料许用应力=60N/mm。轴的计算应力为：所以该轴满足强度要求。）确定危险截面：从载荷较大，截面较小判断，选取截面为危险截面（1）计算危险截面应力：截面右侧弯矩：抗弯截面系数：截面上的弯曲应力：弯曲应力幅：弯曲平均应力：0（2）确定影响系数：轴的材料为钢，调质处理。由表查得，轴肩圆角处的有效应力集中系数、根据，查机械设计表可得：尺寸系数、，根据轴的截面查图的得表面质量系数、根据和表面加工方法为精车，查图，得由上面参数可得：查表中的许用安全系数值，查得该轴安全，校核通过。5系统传动部件的校核5.1联轴器上键的校核查机械零件设计手册表5-3，许用挤压应力联轴器上所选键的基本尺寸为:在键的接触面上，挤压应力的分布是均匀的，可以由此计算挤压强度：上式中，由以上可知，键的强度通过。5.2蜗轮上键的校核查机械零件设计手册表5-3，键的许用挤压应力此段上所选键的基本尺寸为:对于这段轴而言，压溃是轴上的键主要失效形式，所以要对其挤压强度进行计算。可以由此计算挤压强度：由以上可知，键的强度通过不够，应采用双键。5.3内齿轮上键的校核查机械零件设计手册表5-3，键的许用挤压应力键为C型，尺寸为:对于这段轴而言，压溃是轴上的键主要失效形式，可以由此计算挤压强度：由于载荷分布不均这种现象可能会出现在键上，因而计算的时候按照键计算。按照上述情况，此处若想要满足要求就要采用双键。5.4轴上轴承的校核查机械零件设计手册，轴承的型号为32313，，，，，。画出受力简图如图5.1：图5.11）轴上所受的力====2）求轴承反力（1）H水平面：由图5.1求轴承反力由得：解得：由解得：（2）V垂直面：由图（c）求轴承反力由得：解得：由：解得：（3）求合成支反力3）计算轴承派生轴向力查表10-7轴承轴向派生力S4）计算轴承所受的轴向载荷因5）计算轴承所受的当量载荷由表10-6。载荷系数因查表10.5得：故因查表10.5得：故）计算轴承寿命因,故按计算。由表10-3，温度系数5．5滚筒轴承的校核滚筒的轴承选圆柱轴承型N2228（GB/T283-1994）。查得，经过上述各种数据的计算审核可以确定，在使用寿命方面，滚筒轴上的轴承满足要求。5．6制动器的校核1）作用：（1）对制动器而言，必定要求其能够可靠的刹住绞车，尤其是在绞车停止工作时，更重要的是，制动器还要能有一个非常稳定的能力，能够一直保持想要达到的那种要求。（2）还有安全方面，毫无疑问的要求制动器能够非常非常好的的把绞车控制在我们想要达到的状态，假如有什么紧急或者很特殊的情况出现的话，也能够做出符合我们心意的安全举措。2）要求：（1）安全、可靠；（2）动作迅速、有效；（3）安装、使用及维护方便。在此传动系统中，选用锥面制动器。内锥面材料：20GrMnTi，外锥面端盖为HT250；且外锥面加皮革作衬垫。动摩擦因数取0.4。3）许用传递转矩其中，-圆锥母线宽度－载荷系数－圆锥最大直径－摩擦因数－许用比压－速度修正系数－结合次数修正系数=24，=1.1，=201.7，=0.4，，.，故，转矩满足要求。5．7滚筒联结螺栓的校核滚筒最大扭矩在滚筒卷绳过程中，螺栓受的里为扭转力矩。由于每个螺栓在的节圆上均匀分布。所以每个