矿用绞车总体设计（三）【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 前言 . 7 1 概论 . 8 车的发展 . 8 国绞车的发展 . 8 外绞车的发展 . 8 内外水平对比 . 9 体发展趋势 . 9 用绞车总体设计”设计思路 . 10 2 绞车的主要技术参数的设计与计算 . 12 计的原始参数 . 12 动机的选用 . 12 3 总体方案设计 . 14 计条件 . 14 体方案的初步拟定 . 14 要组成部分 . 15 4 机械传动系统方案设计 . 16 算传动装置总传动比和分级传动比 . 18 动装置总传动比 . 18 配各级传动比 . 18 动装置的运动和动力参数 . 19 轴转速 . 19 轴输入功率 . 19 轴转矩 . 19 速级传动件设计 . 20 择蜗杆传动类型 . 20 择材料 . 20 轮蜗杆设计 . 20 速级传动件设计 . 24 择齿轮类型、精度等级、材料及齿数 . 24 齿面接触疲劳强度设计 . 25 算 . 26 齿根弯曲强度设计 . 27 计计算 . 28 何尺寸计算 . 29 速轴设计（蜗杆轴） . 30 的材料选择 . 30 作用在蜗杆上的力 . 30 步确定轴的最小直径 . 30 轴的校核 . 31 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 间轴的设计 (蜗轮齿轮轴 ) . 34 的材料选择 . 34 作用在蜗轮和齿轮上的力 . 34 步估算轴的最小直径 . 34 的校核 . 35 速轴的设计 . 36 的材料选择 . 36 求作用在大齿轮上的力 . 36 步确 定轴的最小直径 . 36 的校核 . 37 弯曲合成应力校核轴的强度 . 38 弯曲合成应力校核轴 的强度 . 38 5 主要部件的选型与结构设计 . 40 动器的选择 . 40 用绞车制动闸的形式 . 40 车上应有的安全装置 . 40 柱绞车制动器的作用 . 41 动器的选用和设计 . 42 筒的设计 . 43 筒材料 . 43 筒的功能 . 43 滚筒结构 . 43 承支架的设计 . 44 6 使用与维护 . 47 柱绞车的操作要求 . 47 车前必须认真检查 . 47 行中必须注意 . 47 丝绳断丝原因分析 . 48 丝绳间断断丝 . 48 丝绳连续断丝 . 48 车的安装操作 . 48 移 . 49 护与检修 . 50 小结 . 51 致 谢 . 52 参考文献 . 53 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 矿用绞车总体设计 摘要 回柱绞车又称慢速绞车，它是能拆除和回收回踩工作面顶柱的一种机械。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，他越来越多的被应用于机械化采煤工作面，作为安装、回收牵引各种设备备件之用。随着绞的发展趋势向标准 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展回柱绞车也有了相应的改进，矿用绞车总体设计借鉴 柱绞车和 6 提升绞车的参数结构力求达到这一目标。 关键词回 回柱绞车 提升绞车 改进 it is to on a is be in as of of of to To To is 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 x 6 of of to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 前言 毕业设计是我们在大学里的最后一次综合能力的训练，他让我们对大学里所学过的课程譬如机械零件、机械原理、材料力学、矿山机械机械设计学等进行离一次全面的了解和加深。四年的大学生活马上就要结束了，在离开学校走上工作岗位之前，毕业设计是对我们的一个考验，这既考察了我们大学四年里对知识的全面掌握程度，又考察了我们的实际应用能力以及解决种种困难时的心态问题！ 在以前的学习过程中我们做过了许多次课程设计，完成过几份图纸，但这次完全使用电脑制图、完成设计对我们还是第一次。因此，这也锻炼了我们对制图查资料、电脑制图的应用 和熟练程度。为我们在以后在工作岗位上能够更加驾轻就熟打下基础，做好铺垫！ 机械行业是一个由许多专业组成的，技术性很强的，需要紧密配合的系统工程。是促进我国发展的生命线。而目前，我国的机械行业在世界之林中还尚处于落后的地位。因此，需要我们把握时代的的主流，为国家为社会做出贡献！ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 1 概论 车的发展 国绞车的发展 我国的绞车主要经历了仿制、自行设计两个阶段。解放初期使用的产品主要来自日本与苏联， 1958 年以后，这些产品相继被淘汰，并对苏联绞车进行了改进，于 1964年进入自行设计阶段。淮南煤机厂曾设计了摆线齿轮绞车和少齿差传动绞车，徐州矿山设备制造厂也曾设计制造了摆线和行星齿轮传动绞车，一些厂家还试制了 25调度绞车。目前，矿用小绞车已经在标准化方面得到了相应的发展，于 1982年，对以前指定的标准进行了修改。 外绞车的发展 国外矿用小绞车使用很普遍，生产厂家也很多。美国、日本、瑞典等国家都制造了矿用小绞车，而且国外矿用小绞车种类、规格较多，比如调度绞车牵引力以 100600力有电动的、液力的、风动的。工作机构有单筒、双筒、 摩擦式。传动形式有皮带传动、链式传动、齿轮传动、涡轮传动、液压传动、行星轮传动、摆线齿轮传动等。其中采用行星轮传动的比较多。发展趋势是向着标准化系列化，向着体积小、重量轻、结构紧凑方向发展，向着高效、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、大方方向发展的。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 内外水平对比 （ 1）品种 国外矿用绞车的规格较多，适用于不同场合，我国的矿用绞车规格较少品种型号多，也较繁琐，标准化程度不够高。 （ 2）形式 从工作机构上分，国外有单筒、双筒、摩擦式，而我国则较少。从原动 力上分，国外有电动的、风动的、液压驱动的。我国只有少量的电动和风动的。但近几年有了较大程度的发展。 （ 3）结构 我国及国外的调度绞车大多数采用行星齿轮传动，其传动结构简单，使用方便，但牵引力过小，特别是上山、下山很难实现较大的设备搬运工作。随着采煤的机械化发展，综采设备的频繁搬迁，绞车也得到了相应的发展。使得绞车还需要具备快速回绳的功能。 （ 4）产品性能 主要寿命、噪音、可靠性、等综合指标与国外还有一定差距。 （ 5）三化水平 虽然我国的矿用绞车参数系列化方面水平优于国外，但标准化和通用化方面 还远不如发达的机械制造国。 （ 6）技术经济指标 我国的矿用绞车技术经济指标与国外特别是与美国等机械发达的国家还有一定差距。 体发展趋势 纵观国内外矿用绞车的发展情况，其发展趋势有以下几点： （ 1）向着标准化系列化方向发展 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 使各制造公司都有自己的产品系列型谱，在这些型谱中，对绞车的性能、参数作进一步的明确规定，并强力推行实施，给设计、制造、使用、维护带来极大的方便。 （ 2）向体积小、重量轻结、构紧凑方向发展 力求将绞车的运动及传动装置、工作滚筒、制动装置部分底座等主要部件综合在一个系统中并加以统 筹布局，充分利用空间，提高紧凑程度，做好外形封闭。 （ 3）向高效节能的方向发展 选取最佳参数，最大限度提高产品功能，采用合理的制造精度，提高生产效率。向寿命长、低噪音的方向发展，使综合性能指标得到提高。 （ 4）向一机多能化、通用化方向发展； （ 5） 向 大功率的方向发展； （ 6）向外形简单、平滑、美观、大方、方向发展。 矿用绞车总体设计 ”设计思路 我所做的毕业设计题目是“ 矿用绞车总体设计 ” ，根据实际情况结合网上搜到的资料，借鉴矿用回柱绞车的结构布局 和 滚筒直径为 800度为 600行设计改良 。回柱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 (i 150 230)，能在电动机功率较小时，获得较大的牵引力。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 (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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 2 绞车的主要技术参数的设计与计算 计的原始参数 表 1车的主要技术参数 滚筒直径 筒个数 绳速 m/s 电动机功率 额定转速 r/00 1 60 37 1500 动机的选用 （ 1）电动机类型和 结构型式 回柱绞车主要用于井下回收支柱用 ,为防止瓦斯、粉尘等有害气体引起爆炸 ,故绞车的电动机需要选用矿用防爆电机 济合理、维护方便 ,同其它的防爆电气设备一样应根据危险场所的类别和区域等级以及在该场所存在的爆炸性混合物的级别、组别来选用 B 系列防爆型三相异步电动机 （ 2）传动装置的总效率 4321 2 3 式中为从电动机到绳筒之间各传动机构和轴承的 效率，由表查的滚动轴承 杆传动 柱齿轮传动 性联轴器 筒滑动轴承 20 . 8 0 . 9 7 0 . 9 9 0 . 9 6 0 . 7 0 8 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 （ 3）电动机额定功率 根据原始数据选取电动机的额定功率 7（ 4）电动机的转速 因为是在井下工作 ,要考虑到其安全可靠性 ,所以选用防爆 电机，即列防爆三相异步电机 ,同步转速为 1500m/载时转速为1480r/买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 3 总体方案设计 计条件 （ 1）机器用途 :煤矿井下回收支柱用的慢速绞车 ; （ 2）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 ; （ 3）运动要求 :绞车绳筒转速误差不超过 8%; （ 4）工作能力 :储备余量 10%; 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 示。该结构简单 ,而且占用的空间小 ,适合井下狭窄空间 也符合回柱绞车传动比大的要求 ,所以经过比较 ,最终我选择此种传动方案 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 图 1 柱绞车的结构简图 要组成部分 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 。 这个设计借鉴 取消了 过桥齿轮，小齿轮通过与大齿轮啮合将动力传到大齿轮，大齿轮所在的轴通过一对联轴器与滚筒相连将动力传到滚筒。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 4 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。因为若取蜗杆的蜗旋线开角 小于齿轮间的当量摩擦角 v，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。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 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等优点。 齿轮传动 :选择齿轮传动，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。 已知条件 :钢绳牵引力 F=37大速度 V=60m/筒直径D=800绳直径 d=14则滚筒转速为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 m i 060100060 1 初步拟定出二级传动的传动方案。因为是井下工作，是多粉尘，潮湿，易燃易爆的场合，而且传递的功率大，传动要求严格，尺寸要求紧凑，所以最后选定蜗杆 算传动装置总传动比和分级传动比 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。 动装置总传动比 2 配各级传动比 取蜗杆传动比 ，圆柱齿轮传动比 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 动装置的运动和动力参数 轴转速 高速轴为 1轴，中间轴为 2 轴，低速轴为 3轴，则 m m 3 m 2n 4 m 5 轴输入功率 按电动机的额定功率计算各轴输入功率，即 7p 1 wp 22112 6 32123 p 7 轴转矩 8 0379 5 5 09 5 5 0111 8 8 5 09 5 5 0222 9 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 速级传动件设计 择蜗杆传动类型 根据 10085 1988的推荐 ,采用渐开线蜗杆 (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 20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 属模铸造 仅齿圈用青铜制造 ,二轮芯用灰铸铁 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 ,先按齿面接触疲劳强度设计 ,再校核齿根弯曲疲劳强度 . 23 () T 9 （ 2）确定作用再蜗轮上的转矩 由计算可知 4 7 9 99 5 5 0 0 00T 2 10 （ 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 1K ;由表选取使用系数 ;由于转速不高 ,冲击不大 ,可取动载系数 , 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 则 1 . 0 5 1 1 . 0 5 1 . 2 1K 11 （ 4）确定弹性影响系数用得式铸造铝铁青铜蜗轮和钢蜗杆相配 ,故 1 / 2160 P a（ 5）确定接触系数 Z先假设蜗杆分度圆直径1a 得比值1 / 从中查得 （ 6）确定许用接触应力 H根据蜗轮材料为铸铝铁青铜 属模铸造 ,蜗杆螺旋齿面硬度 46得蜗轮得基本许用应力 60 应力循环次数 10 72 Ln h 12 寿命系数 7010K 13 则 M P 14 （ 7） 计算中心距 1 2 7 6 5 1)2 0 8 0(4 1 8 4 9 8 3 15 取中心距 225a ,根据传动比 ,从手册中取模数 8m ,蜗杆分度圆直径 1 80d / ,可得接触系数 ,因为 ,因此以上计算结果可用 . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 （ 8）蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 蜗杆 轴向齿距 ;直径系数 10q ;齿顶圆直径 1 96ad ;齿根圆直径 分度圆导程角 ;蜗杆 . 蜗轮 蜗轮齿数 452Z;变位系数 X=算传动比 16 这时传动比误差为 %这是允许的 蜗轮分度圆直径 z 36045822d 17 蜗轮喉圆直径 76823602 222d 18 蜗轮齿根圆直径 23762 222d 19 蜗轮咽喉母圆半径 7376212252122r 20 （ 9） 校核齿根弯曲疲劳强度 2 2121 . 5 3 F F a Yd d m 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 当量齿数 o sc o 22 根据 v, ,从中可查得齿形系数 螺旋角系数 0Y 000 23 许用弯曲应力 F F F 24 从中可得由 造的蜗轮的基本许用弯曲应力20 寿命系数 6 6010K 25 所以 , M P 0 26 M