新型调度绞车行星轮系设计

机械本科毕业职业生涯设计论文PAGEPAGE54目录第一部分我的工程师之路 11我的职业方向及目标 12当今机械行业的就业趋势 13机械行业的发展前景 14优秀的机械工作者应具备的素质及能力 25自我评估 26自我强化 37总结 3第二部分新型调度绞车行星轮系设计 41绪论 61.1调度绞车的历史和发展状况 61.2调度绞车的结构组成 62对JD-1型调度绞车的改进 72.1调度绞车改造的重要性和紧迫性 72.2新型调度绞车的结构和特点 73主要参数选择 93.1电动机类型及转速 93.1.1类型 93.1.2满载转速 93.1.3总传动比 93.1.4分配传动比 93.1.5确定效率 93.1.6电机所需功率 93.2齿数的确定 93.2.1传动比条件： 93.2.2同心条件： 93.2.3装配条件： 103.3工作时各构件的转速： 104确定齿轮几何尺寸 134.1NGW型行星齿轮传动变位方案选择 134.1.1高度变位 134.1.2角度变位 134.1.2.1的正角度变位 134.1.2.2>的角度变位（不等角变位） 134.2预计啮合角 134.3高速级行星传动计算 144.3.1按接触强度初算A-C传动的中心距和模数 144.3.2计算A-C传动的实际中心矩变动系数和啮合角 154.3.3计算A-C传动的变位系数 154.3.4计算C—B传动的中心矩变动系数和啮合角 154.3.5计算C-B传动的变位系数 164.3.6几何尺寸计算 164.3.7验算A-C传动的接触强度和弯曲强度 184.3.8按接触强度来确定内齿轮材料 194.3.9C-B传动的弯曲强度验算 194.4低速级行星传动计算 194.4.1按接触强度初算A-C传动的中心距和模数 194.4.2计算A-C传动的实际中心矩变动系数和啮合角 204.4.3计算A-C传动的变位系数 204.4.4计算C—B传动的中心矩变动系数和啮合角，C-B传动未变位时的中心矩 214.4.5计算C-B传动的变位系数 214.4.6几何尺寸计算 214.4.7验算A-C传动的接触强度和弯曲强度 234.4.8按接触强度来确定内齿轮材料 244.4.9C-B传动的弯曲强度验算 245装配草图设计 267平键及花键联接设计 357.1太阳轮与电机轴的平键联接 357.1.1选择键的类型 357.1.2根据电机轴径，查《机械手册》 357.1.3验算挤压强度 357.2行星架与轴齿轮4的平键联接 357.2.1选择键的类型 357.2.2根据轴齿轮4的轴径50，查《机械手册》 357.2.3验算挤压强度 357.3接合轮与外伸轴的花键联接 367.3.1选择键的类型： 367.3.2强度校核 367.4外伸轴与制动轮的平键联接 367.4.1选择键的类型 367.4.2验算挤压强度 368轴承选择计算 389制动与卷筒设计 409.1钢丝绳的选择 409.2卷筒及容绳量的计算 409.3制动轮的设计 4210润滑及密封 4410.1润滑 4410.2密封 4411公差配合、表面粗糙度 4512调度绞车的维护和使用注意事项 4912.1调度绞车的维护 4912.2调度绞车的使用注意事项 4913总结 51参考文献 52谢辞 53第一部分我的工程师之路我现在已是大四的学生了，为了让自己在毕业能够找到一份优异的工作，我为自己做了一份规划。1我的职业方向及目标我学习的专业是机械设计制造及自动化专业，既然选择了这个专业，我就要从事它，并且励志在这一行业做出自己的贡献。四年的大学生活即将结束，我对自己的未来有一个目标，这也是我学习的动力，我希望在不久的将来通过我的努力我能成为一名工程师，一名优秀的工程师。2当今机械行业的就业趋势现在越来越多的制造业企业，回到人才市场招兵买马。咱省也在出台相应的政策予以扶持或是抽调经费培训相关的人才。根据报道：我省自06年以来机械发展规模效益凸现，利税高于产销。山东省机械工业利用外资，合资合作，资产重组，大批企业已经形成经济规模，经济效益明显提高。全省机械行业利润增幅比销售收入高6.05个百分点，其中汽车行业高16.12个百分点，工程机械高15.17个百分点。11个行业增幅都在两位数以上，除农机增幅在20%以下，其余10个行业增幅都在30%以上。龙头企业拉动，产业链条延伸。山东省行业的龙头骨干企业，产业链逐渐延伸，对行业的拉动明显。在全省工业企业销售收入百强中，机械行业12家，分别为中国重汽、时风集团、福田诸城、潍柴动力、上海东岳、一汽青岛、五征集团、斗山工程、小松山推、青岛太发、福田重工、九羊集团。名牌产品带动，行业质量升级。全省机械工业共有35个企业的37个产品享有“中国名牌产品”称号。五征集团等87家企业的87个产品评为“山东名牌”，其中30个产品为09年到期复评产品，57个是09年新增产品。目前，山东省机械工业共有265个产品享有“山东名牌产品”称号。工程机械企业近期公布的半年报中，普遍传出业绩高于预期的声音。这也说明了在金融危机的影响下机械行业在慢慢回升。这个行业的人才需求量也在逐渐增加，这就对我们的就业是一个很好的信号。尤其对于我省沿海城市来说，经济回暖，各大工厂都在扩建，需要的人才也相当多，给我们的就业带来了好的机遇。在这个大好形势下我们应该抓住这个机遇，俗话说：机不可失，失不再来。3机械行业的发展前景当今世界的机械行业正在向计算机集成制造（CIMS）、智能化、敏捷化、虚拟化、清洁化方面发展，机械制造业的发展方向是将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机的结合，通过计算机技术是企业产品在全生命周期中有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行，在企业产品全生命周期中实现信息化、智能化、集成优化达到产品上市快、服务好、质量优成本低的目的：（1）从制品开发开始，向机械使用者提供从制品、工艺配方、设备和售后服务等的全方位服务。（2）按照用户的要求，设计制造出专为用户解决其工艺困难的适用设备。（3）及时借鉴相关产业的技术发展，将各类最新的科技成果运用到本行业上。如电子、通讯产业和汽车工业、航天工业的科技成果。（4）紧跟材料科学的进展，使新型设备适应新型材料的加工。（5）树立用户在市场竞争中成败的关键因素是设备这一理念，力求设备运行的高速、高效和节能。（6）企业之间有优化重组的案例，但未见大化工企业那种大规模的联合。由于国外专业化协作很成熟，塑料机械生产企业的规模不会太大。政策方面，09年政府对机械行业的扶持力度一直有增无减，相继出台了“增值税转型”、“高档数控机床与基础制造装备”专项实施、“装备制造业产业振兴规划”、“船舶行业振兴规划”等一系列政策和措施。为抵御金融危机的侵袭，国务院实行积极的财政政策和适度宽松的货币政策，同时提出了快民生工程、基础设施、生态环境建设和灾后重建、提高城乡居民收入水平等扩大内需、促进经济增长的十项措施拉动经济增长，总投资约4万亿。我们判断这些扶持政策将持续拉动行业国内需求，促进产业升级，并对提升行业国际竞争力有着深远影响。目前部分政策效应已经开始显现，如近两年1.5万亿元的铁路投资规划对铁路相关行业景气度的拉动，我们预计2010年这一系列扶持政策的效果将持续体现。4优秀的机械工作者应具备的素质及能力一个优秀的工程师应具备的素质：（1）本专业的工作经验。有很强的事业心和责任心，能熟练应用常用的二维及三维绘图软件，具备良好的英语听说读写译能力。（2）专业技能扎实，能够进行各种符合生产需求的设计（3）具有较强的分析问题，解决问题的能力，具备较强的临时应变的能力。（4）熟悉各种公差配合/型位公差/表面处理/机加工方法的标准要求，能灵活将这些标准应用到日常的设计中。（5）有较强的协调能力和沟通能力，能提出并领导一些能提升公司效益的项目并最终实施，对生产设备和夹具进行持续改善，看待问题具有大局观。5自我评估自己的性格特点：内、外向并兼，对事物偏于理性认识。我的优点是：（1）自认为是有理想、有思想、有纪律、有自信和自知之明的人；遵纪守法，态度端正，坚持原则及责任感强；热爱生活、积极乐观，取他人之长补己之短。（2）本人有一颗善于学习借鉴自我优化的消化力，对人真诚和蔼、尊敬正直的友爱之心，善于培养兴趣，重视实践与探索。我的缺点是：综合应用能力较差，对知识融会贯通的能力差，不能很好的做到理论联系实际，思维不灵活。自我总结：职业心理学的研究表明，一个人的性格对于其在工作中的表现有着非常重要的影响，本人认为，对于自身性格特点进行全面深入地了解，很有必要。我的性格综合分析：乐群性较好，适于团体合作，情绪较稳定。聪慧性一般，独立性很好，是个严于律己的人。只有对个人风格特点有了全面的认识，才能在未来的学习工作中获得最大的成就感。6自我强化在大学的学习生活中，我学习很多关于专业知识，例如：材料力学，工程材料，机械设计，机械制造工艺学，机械制图等。这些都是日后工作必不可少的知识，只有现在学好乐，以后才能熟练运用。在这其中我的机械制图软件AutoCAD学习不是很好，不能熟练运用。而CAD软件的作用很大，它已成为工业生产现代化的重要标志。它对加速工程和产品的开发、缩短产品设计制造周期、提高产品质量、降低成本、增强企业市场竞争能力与创新能力发挥着重要作用。它的应用及发展正引起一场产品工程设计与制造深刻的技术革命，并对产品结构、产业结构、企业结构、管理结构、生产方式以及人才知识结构方面带来巨大影响。在经济迅速发展的今天，它可以让公司不会应生产效率低而被淘汰。与此同时，如果能熟练掌握该软件对于我日后的就业也会有很大的帮助，为我在日后激烈的就业竞争中争得一席之地，在工作中也会让顺利的完成公司交给而我的任务。所以现在我要利用好现有的资源，去图书馆借阅关于AutoCAD方面的书籍，抓紧时间，认真学习，争取在毕业时可以熟练掌握。7总结大学生活即将结束，我会按照我的计划一步步走下去，虽然这个计划不是很全面，但是我会在以后生活中慢慢补充，做到尽善尽美。同时也很感谢在我大学生活学习中帮助过我的老师同学，是你们让我在大学学到了很多受益匪浅的东西。第二部分新型调度绞车行星轮系设计摘要调度绞车是煤矿井下普遍使用的一种小型的行星齿轮系传动绞车,它具有体积小、重量轻、承载能力大、效率高等特点。可以在井下调度车辆,也可以用来托运重物;最大牵引力3000kg,最大绳速86.4m/min,最小绳速68.4m/min,选用钢丝绳直径为20mm,最大容绳量为400m,传动比31.3,配用电动机11kW,其主要组成部件有滚筒装置、制动装置、机座和电动机。行星齿轮系滚筒为机器的关健部分，直接影响机器的使用效果，所以本设计着重对行星齿轮系进行设计论述。关键词：调度绞车；行星齿轮系；设计ABSTRACTDispatchingwinchisthecoalmineshaftuniversaluseonekindofsmallplanettoothgeartraintransmissionwinch,ithasthevolumetobeyoung,theweightislight,bearingcapacityisbig,efficiencyhighercharacteristic.Mayinthemineshaftdispatchvehicles,mayalsousefortoconsignforshipmenttheheavyitem;Biggestforceoftraction3000kg,biggestropespeed86.4m/min,smallestropespeed68.4m/min,selectsthesteelwirediameteris20mm,biggestRongShengliangis400m,thevelocityratio31.3,usesforpartselectricmotor11kW,itsmainbuildingblockhasthedrumapparatus,thearrestinggear,theseat-sonaplaneandtheelectricmotor.Planettoothgeartraindrumformachine'sGuanJianpart,immediateinfluencemachine'suseeffect,thereforethisdesigncarriesonthedesignelaborationemphaticallytotheplanettoothgeartrain.Keywords：dispatchingwinch;planetgearsystem;design1绪论1.1调度绞车的历史和发展状况绞车是工业生产过程中一种常见的机械，具有悠久的发展历史和比较成熟的设计制造技术。在矿山采掘和运输场合，绞车作为重要辅助设备被大量而广泛地运用着，例如矿用提升绞车、调度绞车、耙矿绞车和凿井绞车等。提升绞车可用于矿山竖井或斜井中物品与人员的调度，具有较大的牵引功率和很好的安全性，是矿山生产中不可缺少的设备之一。调度绞车是矿山生产过程中一种常见的机械设备，在井下水平巷逆不太长的趴离内移动矿车、在车场内调度矿车组、在轨进巷提运材料车等都需要用到绞车尤其是调度绞车。调度绞车是在短距离内调度矿车的设备，主要用于矿井地而、井下车场调度车辆，办可在其他一些地方作些辅助运输工作。随着绞车制造技术的不断提高、加工材料的不断改进以及电子控制技术的不断发展，绞车在动力、节能和安全性等方面取得了很大的进步。1.2调度绞车的结构组成调度绞车由下列主要部件组成:卷筒装置、制动装置、电动机、机座。该装置体积小，结构紧凑，其减速机采用了两个具有公共行星架的行星轮系组成的视合轮系。在绞车内部各传动处采id滚动轴承。2对JD-1型调度绞车的改进2.1调度绞车改造的重要性和紧迫性JD-1型调度绞车具有重量轻、体积小、拉力适中和操作方便等优点,在我国矿山已广泛使用。但国产调度绞车的传动方案几十年来都是测绘苏联产品，矿用调度绞车旧产品结构尺寸较大，机器自重较大，传动系统结构复杂,零件精度要求较高,其制造难度较大。型式陈旧，相对承载能力较低，成本高，嗓音大，行星传动无均载措施，要求更新产品改型。该绞车自1995年从前苏联引进后,不少厂家曾花大力气试图对该产品进行改进,并试制出了几种不同结构的机型,有的还投入了小批量生产,但因种种原因,却没有取得最后成功。2.2新型调度绞车的结构和特点针对这种情况，通过全面的分析,在保留其原有优点的基础上,应尽量选择较为简单的结构,以便好制造,好维修,成本低,寿命长,用先进成熟的技术对其进行改进,考虑到一般中小型机械厂的设备与技术条件，参考国内外各行业各种最新绞车设计，为此提出改进方案如图2-1。图2-1绞车设计改进图此方案采用2级NGW串联，齿轮3固定，齿轮6与右端制动轮固联在一起。工作时（右端制动器制动），即齿轮6固定，行星架X2与卷筒固定在一起作为输出。自由度：=3×5－2×5－4=1总传动比：,空载时（左、右制动器均松开）。自由度：=3×6－2×6－4=2这时卷筒和齿轮6（与右端制动轮相联）均可转动，第二级成为差动轮系。差动轮系可实现运动的合成与分解，故在启动与刹车时，可以用控制制动力的大小来调整卷筒的速度，从而达到调速的目的，避免启动或刹车的冲击，也可控制放绳速度。因此右端制动器起摩擦离合器的作用。上述方案与旧产品相比主要有以下优点：1)两级行星传动都有浮动件以保证均载，齿轮齿面接触好，加大了承载能力，提高了使用寿命。1)所有齿轮结构简单，具有良好的工艺性，可以保证齿轮的齿形精度，降低运转噪音。3)卷筒直径大，钢绳寿命高。4)绳速变化小，电动机负荷均匀性好。5)效率高，牵引力大。3主要参数选择3.1电动机类型及转速3.1.1类型YB160L-63.1.2满载转速970m/s功率：11kw3.1.3总传动比初选滚筒速度=31r/min则==31.293.1.4分配传动比为了得到最小的径向尺寸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1.=6.4615=6.46153.1.5确定效率效率计算非常复杂，不易掌握，一般可用查图法，啮合效率查[I]P620中间线==0.978×0.979=0.9573.1.6电机所需功率==7.78kw＜11kw式中：F牵引力（kw）、V钢丝绳平均速度,初选的电动机符合要求。3.2齿数的确定确定齿数应满足下列条件：3.2.1传动比条件：保证实现给定的传动比。3.2.2同心条件：对NGW型，太阳轮A与行星轮C的中心距应等于行星轮C与内齿轮B的中心距。对标准及高度变位齿轮对角度变位齿轮式中和分别为AC轮和CB轮的啮合角。3.2.3装配条件：必须保证相邻两行星轮互不相碰，并留有大于0.5㎜的间隙，即行星齿顶圆半径之和小于其中心距用计算法配齿比较麻烦，也可用此类法选定齿数，计算出有关参数后，再验算上述条件。比较简单的方法是查表法，根据前面分配的传动比查【I】即可查出、、且满足配齿条件，无须验算，但若采用不等角变位(>)时，应将查出的值减少1～2齿，以适应变位需要。本设计建议采用不等角变位，将减少1个齿，即取=-1配齿后按第一张公式计算出。故所选齿数：高速级：=13=28=71低速级：=16=22=623.3工作时各构件的转速：(1+)-（1-）×（1-）=0×(1-)各构件的转矩：输入转矩：×小太阳轮传递的扭矩:低速级输入转矩：=··太阳轮4传递的转矩：·×·×··表3-1各构件运动参数构件转速转矩径向力齿数197062.270132-230.54002830591.48071150.12658.78004150.122692.880165-56.360022602657.39750623132448004确定齿轮几何尺寸4.1NGW型行星齿轮传动变位方案选择4.1.1高度变位主要目的在于避免根切，使齿轮副的滑动系数或抗弯强度大致相等。4.1.2角度变位角度变位后，AC齿轮的啮合角为，CB齿轮的啮合角为，--变位系数。4.1.2.1的正角度变位当<时，推荐取0.5，这时节点位于双齿对啮合区，由接触强度所限制的承载能力最大，且大齿轮和小齿轮的弯曲强度接近相等。4.1.2.2>的角度变位（不等角变位）NGW型传动中外啮合的接触强度低于内啮合，因此对于直齿轮传动A-C啮合副可采用大啮合角的正角变位传动，而C-B啮合副则可采用高度变位或较小啮合角度变位。这种变位方法是在保持太阳轮和内齿轮齿数不变，而将行星齿数减少1-2的情况下，根据同心条件来实现的。采用这种角度变位的结果可以最大限度地提高受A-C啮合副接触强度限制的NGW型传动的承载能力。同时又可避免内齿轮变位系数过大而降低其弯曲强度。本设计建议采用此种变位。采用>的角度变位对提高传动质量的效果：a.提高了传动装置的承载能力根据分析和实验结果表明，当=～时，NGW型传动的接触强度和弯曲强度均可提高20%左右。b.提高了抗胶合和抗磨损能力NGW型传动的A-C啮合副是抗胶合与磨损的薄弱环节。采用这种变位后，A-C啮合副为较大啮合角的正变位传动，因而降低了众所周知的齿面几何压力系数和滑动系数，并可使相啮合两齿轮的滑动系数趋向相等，所以提高了齿轮抗胶合和抗磨损的能力。c.有利于行星轮向载荷均匀分配。由于啮合角>，则太阳轮与行星轮啮合的径向力比较大，有利于太阳轮和行星架浮动，所以当采用太阳轮或行星架浮动的均载机构时，可提高均载效果。d.在某些场合下，采用这种角度变位方法，可扩大齿数选择范围，便于满足传动比要求。4.2预计啮合角（注：A、C、B分别代表齿轮1、2、3或4、5、6）根据确定的齿数算出：高速级：低速级：查【】图8-142高速级：取查【】低速级：取4.3高速级行星传动计算4.3.1按接触强度初算A-C传动的中心距和模数选太阳轮材料40Cr,热处理种类表面淬火，齿面硬度HRC=48～55，取52HRC,=119kg/㎜选行星轮材料40Cr=×=计算模数取标准值则A-C传动的未变位时的中心距按预计啮合角，求A-C传动中心矩变动系数则实际中心矩取整4.3.2计算A-C传动的实际中心矩变动系数和啮合角4.3.3计算A-C传动的变位系数查【】图8-15a，计算出的在之上，符合齿根和齿面承载能力大的要求。齿轮A的变位系数（行星传动机构设计）×××-4.3.4计算C—B传动的中心矩变动系数和啮合角C-B传动未变位时的中心矩则4.3.5计算C-B传动的变位系数+4.3.6几何尺寸计算分度圆直径：齿顶高变动系数：+-=-=--=-=齿顶高：(1+-)·(1+-)·(1-+)·齿根高：（1.25-）·（1.25-0.4623）×3.52.75695（1.25-）·（1.25-0.6025）×3.52.26625（1.25+）·（1.25+0.5318）×3.56.23413齿顶圆直径：+245.5+2×4.6462554.7925+298+2×5.13695108.2739-2248.5-2×1.64115245.2177齿根圆直径：-245.5-2×2.7569539.98740-298-2×2.2662593.467593-2248.5+2×6.23413260.96826261节圆直径：47.55102.44247.67齿顶圆压力角：重合度：1.23>1.11.57>1.1在一般机械中,齿轮的重合度要求,所以两对齿轮啮合均符合要求.齿轮宽度:所以4.3.7验算A-C传动的接触强度和弯曲强度验算接触强度：查《机械设计》表7.11因为<，所以齿面接触疲劳强度校验合格。式中：—载荷系数，查【】--综合弹性模量，一对钢制齿轮=2.06×--齿轮宽度，代入、中较小值。--中心矩--啮合角--许用接触接触应力验算弯曲强度160+2.5160+2.5×52290因为<，<，所以齿根弯曲疲劳强度校验合格式中：、为两轮的齿形系数，查【】。、分别为两轮的许用弯曲应力，按【】的方法确定。4.3.8按接触强度来确定内齿轮材料选45#钢表面淬火>4.3.9C-B传动的弯曲强度验算273/1.5182>所以预选的45#钢适合。4.4低速级行星传动计算4.4.1按接触强度初算A-C传动的中心距和模数选太阳轮材料20CrMnTi,渗碳淬火，齿面硬度（56～62）HRC，取60HRC，151kg/㎜，选行星轮材料20CrMnTi22622681.4582计算模数4.315取标准值4则A-C传动的未变位时的中心距76按预计啮合角，求A-C传动中心矩变动系数取整4.4.2计算A-C传动的实际中心矩变动系数和啮合角4.4.3计算A-C传动的变位系数查【】0.31170.01490.8493查【】图8-15a，计算出的在之上，符合齿根和齿面承载能力大的要求。齿轮A的变位系数0.5×0.5×0.5×0.4654-0.85-0.470.384.4.4计算C—B传动的中心矩变动系数和啮合角，C-B传动未变位时的中心矩80则4.4.5计算C-B传动的变位系数-0.238+-0.238+0.3830.1454.4.6几何尺寸计算分度圆直径齿顶高变动系数+--0.849-0.750.0990.238+0.250.012齿顶高(1+-)·(1+0.465-0.099)×45.464(1+-)·(1+0.383-0.099)×45.136(1-+)·(1-0.145+0.012)×43.468齿根高（1.25-）·（1.25-0.465）×43.14（1.25-）·（1.25-0.383）×45.136（1.25+）·（1.25+0.145）×45.58齿顶圆直径+264+2×5.46474.928+288+2×5.13698.272-2248-2×3.468241.064齿根圆直径-264-2×3.1457.72-288-2×3.46881.064+2248+2×5.58259.16节圆直径66.5391.47244.9齿顶圆压力角重合度1.279>1.11.696>1.1在一般机械中，齿轮的重合度要求为，所以该行星轮系适合。齿轮宽度0.6×7947.4所以554.4.7验算A-C传动的接触强度和弯曲强度验算接触强度查《机械设计》表7.11因为<，所以齿面接触疲劳强度校验合格。式中：—载荷系数，查【】--综合弹性模量，一对钢制齿轮2.06×--齿轮宽度，代入、中较小值。--中心矩--啮合角--许用接触接触应力验算弯曲强度5.85.8×603482323×601380因为<，<，所以齿根弯曲疲劳强度校验合格式中：、为两轮的齿形系数，查。、分别为两轮的许用弯曲应力，按的方法确定。4.4.8按接触强度来确定内齿轮材料选45#钢表面淬火>4.4.9C-B传动的弯曲强度验算273/1.5182>所以预选的45#钢适合。表4-1齿轮传动主要几何参数汇总表名称代号齿轮编号123456齿数132871162262模数3.54压力角20齿顶高系数1径向间隙系数0.25传动比31.29变位系数0.4620.6030.5320.4650.3830.145啮合角25.9719.4725.3117.92分度圆直径45.598248.56488248节圆直径47.55102.44247.6766.5391.47244.9顶圆直径54.79108.27245.2274.9398.27241.06齿根圆直径40932615881259中心距a7579齿宽453855554760精度IT85装配草图设计1．根据选择的传动方案首先选择浮动件，即均载机构类型。参看【】。体现行星齿轮传动优越性的前提是必须保证功率在各行星轮之间均匀分流（分配），保证措施是合理的结构设计和必要的加工质量。过去人们靠减小制造误差来解决均载问题，但这既不经济又十分困难，而且误差和变形总是难免的。近代行星齿轮传动在机构设计上的重大突破就是成功地采用了均载机构，解决了由于造，装配和构件变形等因素引起的各行星轮之间的载荷不均匀问题，从而使这种传动的优点得以充分发挥，均载机构的原理是通过均载构件浮动件，在受力不均载时能自动调位或产生附加弹性变形来补偿误差，达到受力均衡，使功率均匀分流。2．选择结果:考虑到具体情况，本设计高速级和低速级均采用内齿轮浮动，用接合轮支撑，优点浮动范围大，均载效果好。3．预选轴承类型及尺寸一般选用向心球轴承，行星轮处径向尺寸受限制时，可用滚针轴承或滑动轴承。4．选择联接类型可根据具体结构、受力情况选用螺栓、销、紧定螺钉、平键、渐开线花键等。螺栓尺寸可根据类比确定，不进行验算。5．初步画出卷筒、制动轮、底座等部分尺寸。6轴的设计计算为了便于计算，首先选择各轴的材料,填好表6-1如下：表6-1各轴的材料及机械性能轴名材料抗拉强度极限许用弯曲应力轴齿轮140Cr73669行星轴24558854轴齿轮420CrMnTi108098行星轴54558854外伸轴45588541)轴齿轮根据电动机伸出轴直径、长度设计此轴齿轮为了减轻重量和安装方便，此轴设计成空心轴，轴孔与电动机相连处相当于联轴器联接.受力分析：此轴所受合力为零，只受扭矩作用（传动轴）图示处扭转强度条件为0.60.6×736441.6<式中：--小太阳轮传递的扭矩图6-1传动轴2)行星轴2方向合力为零向：对行星轴的扭矩，故只受弯矩作用受力图图6-2受力图图6-3受力图<543)轴齿轮4受力分析：所受合力为零，不受弯矩只受扭矩作用，此处用三个行星轮图6-4受力分析图强度条件：<故满足条件轴的尺寸设计：根据确定最小轴径考虑到与轴齿轮1联接取该轴段安装行星架，由于行星架的总宽度，所以该轴段的长。第二段安装轴承，为了减小轴的尺寸，又考虑到轴承是标准件，把该段轴径设计成，选取轴承6011（2个），轴承的宽度，两轴承的内端面分别用孔用挡圈固定外圈，挡圈宽度，两挡圈之间留有一定的空隙，确定该轴段的长。轴承2的左端用轴肩定位，轴承的安装尺，所以轴肩的直径为，宽度取6。第三段是轴齿轮，齿轮的尺寸，，，。图6-5齿轮轴尺寸图其它轴的设计类似。4)行星轴5图6-6行星轴受力图式中：--太阳轮4的节圆直径<98故满足要求。5)与制动轮相连的外伸轴受力分析：图6-7受力分析图图中：-卷筒及齿轮中约为1000--最大牵引力式中：--卷筒直径--钢丝绳直径图6-8水平支反力图水平面上：求、支座的反力即即水平弯矩图图6-9水平弯矩图垂直面上：图6-10垂直支反力图求、支座的反力即即图6-11支反力图作合成弯矩图图6-12弯矩图扭矩图：图6-13扭矩图危险截面的最大当量弯矩<所以该轴强度足够。7平键及花键联接设计7.1太阳轮与电机轴的平键联接7.1.1选择键的类型选用C型（用于轴端与毂类零件的联接）7.1.2根据电机轴径，查《机械手册》选用键C12×90GB1096-7912,8,90,轴,毂7.1.3验算挤压强度查《机械手册》（第七版）表6-2许用挤压应力=110<所以该键强度足够。7.2行星架与轴齿轮4的平键联接7.2.1选择键的类型虽属端部联接，但考虑到与轴齿轮之间相对转动，当选用C型键时，一旦从键槽中外移将产生摩擦，所以此处选用A型键。7.2.2根据轴齿轮4的轴径50，查《机械手册》选用键16×10GB1096-79根据轴长选键长5016,10,50,轴,毂7.2.3验算挤压强度查《机械手册》（第七版）表6-2许用挤压应力=110>挤压强度不满足，试选A型键双键<所以A型键双键适合。7.3接合轮与外伸轴的花键联接7.3.1选择键的类型：矩形花键：8×62×72×12（N×d×D×B）7.3.2强度校核强度条件挤压应力：查《新编机械设计手册》100～140<所以该键强度足够。式中：--载荷分配不均匀系数=0.7～0.8Z—花键齿数--花键齿侧面的工作高度，=，此处为外花键的大径，为内花键的小径，为倒角尺寸，C=0.6--齿的工作长度--花键的平均直径7.4外伸轴与制动轮的平键联接7.4.1选择键的类型根据轴径，查《机械手册》选用键C20×12GB1096-7920,12,100,轴,毂7.4.2验算挤压强度查《机械手册》（第七版）表6-2许用挤压应力=110>挤压强度不满足，试选C型键双键<所以C型键双键适合。8轴承选择计算1)电机处伸出此处滚动轴承用来支撑卷筒，受到向下的重力及水平拉力的作用，其合力为9850.89预选轴承6021=105=160=26=55.2=115=150查【】=1.815=1.025=1.2=1=<所以预选轴承适合。2)行星轮2处轴承采用滚动轴承，预选轴承型号6206=30=62=16=11=36=56查【】=1.815=0.525=1.2=122619.14<所以预选轴承适合。3)中间处支撑行星架轴承此轴承不受力，起辅助支撑作用，可根据此处轴径选特轻系列6011=55=90=18=62=834)行星轮4处轴承由于受径向尺寸限制，此处选用滚针轴承，预选=35=55=36=12×7902.615.8因为</所以预选轴承适合5)滚筒支承轴承此轴承受滚筒自重和牵引力的作用，合力：根据轴径预选轴承6216=80=140=26=55.0=90=130查【】=1.815=1.025=1.2=1<55.0所以预选轴承适合。6)外伸轴支承轴承此轴承受滚筒自重和牵引力的作用，合力：根据轴径105预选轴承6021=105=160=26=55.2=115=150查【】=1.815=1.025=1.2=1<55.2所以预选轴承适合。此轴承受力根据轴径55预选轴承6211=55=100=21=33.5=64=91查【】=1.815=1.025=1.2=1<33.5所以预选轴承适合。9制动与卷筒设计9.1钢丝绳的选择在矿井淋水大，酸碱度高和作为出风井筒中，由于锈蚀严重而影响了钢丝绳的使用寿命，选用镀锌钢丝绳比较合适。根据JB965-83选6×19-12.5-155标准含义：6股19丝抗拉强度为155制成的直径为12.5钢丝绳。强度条件：查【】8870故满足要求式中：--破断拉力最大静拉力--安全系数，取5.59.2卷筒及容绳量的计算最大牵引速度：1最大绕绳直径：卷筒直径：（18）1818×12.5225设计取315最小牵引速度：平均速度：根据装配草图设计，卷筒宽度=390则绕绳层数：=14.3（圈）取10图9-1装配草图煤层钢丝绳的平均直径：式中：—第层每层的绕绳圈数：式中：根据以上公式计算、计入下表9-110表9-1-数据参数ii12345678910327.5349.2370.8392.5414.1435.8457.4179.1500.7522.431302928272625242322109.3制动轮的设计图9-2制动轮根据取制动轮直径(4～6）d+取4d+4×12.5+522.36572取580操作力，--钢丝绳直径制动力矩1.75对卷筒制动圆周力：=紧边拉力式中：--带与带轮接触包角弧度0.35松边拉力：-19939-175002439制动钢带的厚度式中：钢带机钢丝石棉带宽度钉在计算断面上的数量为2。--许用拉应力，带的最大比压石棉带厚度类比确定为6。10润滑及密封10.1润滑及时、充分地润滑，对保证绞车安全运转，延长使用寿命具有很大意义。润滑剂必须合乎要求，不能混有灰尘、污物、水等杂质。卷筒内加2：1配制的3号钙基润滑脂和24号缸油的混合油润滑，齿轮和轴承，注油量为3Kg左右。轴承架内的两轴承采用3号钙基脂润滑，油量不超过轴承室容积的2/3。在绞车首次工作24小时后，必须更换产品内部的润滑油、脂。正常情况下，每三个月要更换一次油。绞车在规定的工作制度下工作时，油湿不得超过80。10.2密封绞车应具有良好的密封性，需油封处的线速度均小于5m/s，因此选用毛毡密封（是防尘，防油的油封）。11公差配合、表面粗糙度哲项工作对没有实际工作经验的初学者来说是非常困难的，尤其是对非机制专业的学生。设计时可根据教材中讲的选择原则，参考JB/208119-87，结合现场图纸资料类比选定，现摘录JB/ZQ8119-87有关主要零件关键项目和主要加工制造量应符合的规定供参考。1.电动机齿轮1）配合孔径尺寸与电机轴配合精度7级，与其他配合精度9级。2）配合孔径表面粗糙度3）配合孔径间位置公差◎φ0.024）键槽宽度尺寸精度8级5）键槽侧面粗糙度6）齿面粗糙度7）齿面渗碳深度0.5～1mm.8）齿面硬度HRC55～62.9）齿轮精度887、、、、2.内齿轮1）配合孔径尺寸精度8级2）配合孔径尺寸表面粗糙度3）与轴承配合轴径尺寸精度6级4）配合轴径表面粗糙度5）配合孔、轴同轴度公差8级6）齿面粗糙度7）齿面硬度HB170～197、HRC50～608）齿面渗层深度0.8～0.5mm.9）齿轮精度887、、、、10）键槽宽度尺寸精度9级。11）键槽侧面粗糙度3.行星齿轮1）孔径尺寸精度7级。2）孔径表面粗糙度3）齿面粗糙度4）齿面硬度HRC50～605）齿面渗层深度0.7～1mm.6）齿轮精度887、、、、4.卷筒1）配合孔径尺寸精度8级。2）配合孔径间位置公差◎φ0.01。3）配合孔径表面粗糙度4）与大齿轮架配合的端面圆跳动0.06mm.5）键槽宽度尺寸精度等级9级。6）键槽侧面表面粗糙度5.小齿轮架1）中心距或偏心距尺寸精度8级。2）配合孔径尺寸精度7级。3）配合轴径尺寸精度7级。4）配合孔、轴径表面粗糙度5）配合轴、孔//φ0.08，位置公差◎φ0.02。6）键槽宽度尺寸精度等级8级。7）键槽侧面表面粗糙度8）两对轴销孔公共轴线对中心孔轴线的平行度//φ0.04。9）两对轴销孔公共轴线组成之平面对中心孔轴线位置度0.07。6.大齿轮架1）材料机械性能。2）配合轴径尺寸精度等级6级。3）配合轴径表面粗糙度4）配合孔径尺寸精度等级7级。5）配合孔径表面粗糙度6）配合轴、孔间位置公差◎φ0.04。7）与卷筒配合端面圆跳动0.05。8）中心距尺寸。9）键槽宽度尺寸精度等级9级。10）键槽侧面表面粗糙度11）两对轴销孔公共轴线组成之平面对中心孔轴线的平行度//φ0.04。12）两对轴销孔公共轴线组成之平面对中心孔轴线位置度0.09。13）轴头根部不得有铸造缺陷和焊补。14）铸造表面粗糙度100。7.支承1）配合孔尺寸精度7级。2）配合孔表面粗糙度3）配合孔轴线对底平面的平行度//0.04。4）两支承中心高差。5）配合孔间位置公差0.04。8.轴承套1）配合孔径尺寸精度7级。2）配合轴径尺寸精度6级。3）配合轴、孔径表面粗糙度9.连轴齿轮1）孔径尺寸精度6级。2）配合轴径表面粗糙度3）键槽宽度尺寸精度9级。4）键槽侧面表面粗糙度5）齿面渗层深度0.5～0.8mm,0.7～1mm.6）齿面硬度HRC55～62。7）齿面粗糙度8）齿面精度887、、、、10.中心齿轮1）孔径尺寸精度7级。2）孔径表面粗糙度3）键槽宽度尺寸精度8级。4）键槽侧面表面粗糙度5）齿面粗糙度。6）齿面硬度HRC55～62。7）齿面渗层深度0.7～1mm.8）齿面精度887、、、、11.底座平面度0.08。注：上述规定值为最低限度12调度绞车的维护和使用注意事项12.1调度绞车的维护操作人员和维修人员必须每天对绞车各部件认真保养,注意润滑情况是否良好并经常注意温升,决不允许超负荷运转。绞车出现故障时,应通知维修人员进行处理。及时合理润滑,润滑油脂内不能有灰尘、污物及水等杂质。JD-40内齿轮调度绞车电动机后盖上的单列向心短圆柱滚子轴承,以及轴承支架中的单列向心球轴承均采用Ⅲ号钙基润滑脂,传动机构和行星轮,用灌入滚筒体内的按2:1比例配制的Ⅲ号钙基润滑和24号汽缸油的混合油润滑。加油时必须仔细清除油孔处的灰尘和污垢,以免进入机件内部,注油完毕后将油堵拧紧。12.2调度绞车的使用注意事项(1)绞车司机必须了解所操作绞车的性能、结构、并熟悉操作方法。(2)钢丝绳的静拉力不得超过规定的数值,而且绝对不允许运送人员。(3)防爆电器设备的检查与维护应符合《煤矿安全规程》的要求。(4)操作前检查钢丝绳接头是否牢固,支座螺栓和地脚螺栓是否紧固完好,绞车安装是否可靠。(5)检查各部位螺栓、销子、螺母、垫圈等,如有松动、脱落,应及时拧紧和补全。(6)检查闸带有无裂纹,磨损是否超限(闸存≥3mm),拉杆螺栓、叉头、闸把、销轴等是否完好,刹车机构应灵活、准确、可靠。(7)检查信号装置及电机运行操作按钮是否完好和有无失爆现象,信号发出是否清楚和明亮,否则应修理或更换。(8)钢丝绳不准有打结现象和扭绕现象;如果在一个节距内断丝超过10%时,应予更换。(9)清理行车轨道,检查钢丝绳经过处有无障碍,以免在牵引过程中发生事故。(10)电器部分不得有漏电现象,电动机和操作按钮应良好接地。(11)滚筒的开动和停止必须迅速,但不允许急剧开车和停车,以防止损坏传动部件。(12)当绞车上经常有反力矩作用时,两制动器必须接触良好,稳妥可靠。(13)在电动机开动时,两制动器不可同时闸住,这样有烧坏电机的可能。(14)随时注意制动器的工作状态,若制动不灵,必须加以调节,落在上面的油污必须及时清除。(15)绞车的滚筒、制动带及轴承蹬温度不得超过70℃,如果温度急剧上升,必须停车检查。(16)必须定期检查润滑油是否充足,如不足要进行补充,密封装置必须完整无损以防止灰尘进入及油脂的外流。13总结本论文所取得的成果在这次的毕业设计里深入的接触了矿用调度绞车的设计，并通过对现有矿用调度绞车的工作原理和使用环境的