矿用新型3.0吨调度绞车的设计【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 中 国 矿 业 大 学 本科生毕业设 计 姓 名： 学 号 ： 学 院： 专 业： 设计题目： 调度绞车的设计 专 题： 指导教师： 职 称： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 毕业设计任务书 学院 专业年级 学生姓名 任务下达日期： 20*年 1 月 11 日 毕业设计日期： 20*年 3 月 25 日至 20*年 6 月 16 日 毕业设计题目： 调度绞车的设计 毕业设计专题题目： 毕业设计主要内容和要求： 设计 3吨调度绞车， 主要设计参数 牵引力： T 30 速绳： v 1.2 m/s 容绳量： H 500 m 院长签字： 指导教师签字： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 本次设计的题目是 3 吨调度绞车的设计。调度绞车由于结构简单、重量不大、移动方便，而被广泛应用于矿山地面、冶金矿场或建筑工地等 进行调度和其它运输工作。 绞车的主要特点为：结构尺寸和重量较小、钢丝绳速度不高，安装及撤除操作方便、启动平 衡 （稳）、故障率低、常见故障易处理、维护方便。 我国许多调度绞车的设计是引进前苏联的技术，并在其基础上作了一些改进，本设计方案的主要特点： 该型绞车采用两级内啮合传动和一级行星轮传动。 2 和 4 为两级内啮合传动， 成行星传动机构。在电动机轴头上安装着加长套的齿轮 过内齿轮 轮 内齿轮运动传到齿轮 ，齿轮 行星轮系的中央轮（或称太阳轮），再带动两 个行星齿轮 大内齿轮 星齿轮自由地装在 2 根与带动固定连接的轴上，大内齿轮 圈外部装有工作闸，用于控制绞车滚筒运转。 为了达到良好的均载效果，在设计的均载机构中采取无多余约束的浮动方式。另外，变位齿轮的使用也可以获得准确的传动比，提高啮合传动质量和承载能力。 本次设计主要对 两级内啮合传动和 一级 行星轮传动、滚筒结构、制动器等进行了详细的设计。 关键词： 调度绞车；行星齿轮；行星传动； 内啮合传动 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is of as in or as of is to is to of to on of of of a 2 3/Z4 Z7 of of of of 1, 2, 3 4, to 5, 5 is of a or 6, 7. in to a in 7 to In to in of no to In of to of a as a 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 一、整体方案设计 . 8 途及主要设计参数 . 8 . 8 计方案的改进 . 9 二、 牵引钢丝绳直径及卷筒直径的确定 . 10 丝绳的选择 . 10 计算钢丝绳直径 . 10 丝绳强度校核： . 10 . 10 卷筒的名义直径 . 10 定卷筒的宽度 B . 11 选钢丝绳的缠绕层数为 : . 11 定卷筒直径 . 11 筒厚度： . 11 三、 电机的选取： . 13 总 . 13 . 13 . 13 四、总传动比的计算及传动比的分配 . 14 . 14 动比的分配 . 14 五、 两级内齿圈传动设计 . 16 . 16 . 16 动比 . 16 一级传动齿轮模数 m . 16 内啮合标准圆柱齿轮传动几何尺寸的计算 . 17 齿轮接触疲劳强度计算 . 17 轮强度校验 . 19 第二级传动齿轮模数 m . 23 内啮合标准圆柱齿轮传动几何尺寸的计算 . 24 齿轮接触疲劳强度设计计算 . 24 齿轮强度校验 . 27 六、 行星轮传动设计 . 31 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 31 . 31 动比 . 31 星轮数目 . 31 荷不均衡系数 . 31 齿计算 . 31 阳轮分度圆直径 . 32 算变位系数 . 33 . 36 合要素计算 . 37 a . 37 c . 37 轮强度验算 . 38 啮合 . 38 啮合 . 43 七、主轴的结构设计 . 47 . 47 直径的初步估算 . 47 . 47 八、行星轴的结构设计和校核 . 62 . 62 构设计 . 62 星轴材料 . 62 的受力分析 . 62 当量弯矩计算轴径 . 63 的疲劳强度安全因数校核计算 . 63 的表强度安全因数校核计算 . 64 . 65 径 . 65 星轴材料 . 65 的受力分析 . 65 当量弯矩计算轴径 . 66 的疲劳强度安全因数校核计算 . 67 的表强度安全因数校核计算 . 68 九、 行星架结构设计 . 70 . 70 . 70 十、轴承及校核 . 72 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . 72 . 73 十一、 联接（普通平键联接） . 76 . 76 的选取 . 76 联接的强度校核 . 76 . 77 的选取 . 77 联接的强度校核 . 77 十二、减速器铸造机体结构尺寸 . 78 . 78 . 78 十三、 制动器的设计计算 . 79 . 79 动器的作用 . 79 动器的要求 . 79 . 79 动器的类型 . 79 动器的选择 . 79 . 79 . 80 十四、 主要零件的技术要求 . 86 . 86 轮精度 . 86 行星轮制造方面的几点要求 . 86 轮材料和热处理要求 . 86 十五、维护及修理 . 87 . 87 . 87 . 87 毕业设计总结 . 88 参考文献 . 89 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 一、整体方案设计 品的名称、用途及主要设计参数 本次设计的产品名称是 3 吨 调度绞车，调度绞车是一种小型绞车，通过緾绕在滚筒上的钢丝绳牵引车辆在轨道上运行，属于有极绳运输绞车。调度绞车适用于煤矿井下或地面装载站调度编组矿车，在中间巷道中拖运矿车，亦可在其它地方作辅助运输工具。 主要设计参数为： 牵引力 T 30 绳速 v 1.2 m/s 容绳 H 500 m 体设计方案的确定 该型绞车采用两级内啮合传动和一级行星轮传动。 2 和 4 为两级内啮合传动， 成行星传动机构。 在电动机轴头上安装着加长套的齿轮 过内齿轮 轮 内齿轮 运动传到齿轮 ，齿轮 行星轮系的中央轮（或称太阳轮），再带动两个行星齿轮 大内齿轮 星齿轮自由地装在 2 根与带动固定连接的轴上，大内齿轮 圈外部装有工作闸， 用于控制绞车滚筒运转。 若将大内齿轮 的工作闸闸住，而将滚筒上的制动闸松开，此时电动机转动由两级内啮轮传动到齿轮 由于 被闸住，不能转动，所以齿轮 能一方面绕自己的轴线自转，同时还要绕齿轮 轴线（滚筒中心线）公转。从而带动与其相连的带动转动，此时 运行方A 1 2 3 4 5 6 7 B 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 式很类似太阳系中的行星（如地球）的运动方式，齿轮 称行星齿轮，其传动方式称为行星传动。 反之，若将大内齿轮 的工作闸松开，而将滚筒上的制动闸闸住，因滚筒直接相连，只作自转，没有公转，从 传动系统变为定轴轮系，齿轮 空转。倒替松开（或闸住）工作闸或制动闸，即可使调度绞车在不停电动机的情况下实现运行和停车。当需要作反向提升时，必须重新按动启动按钮，使电机反向运转。 为了调节起升和下放速度或停止，两刹车装置可交替刹紧和松开。 计方案的改进 为了达到良好的均载效果，在设计的均载机构中采取无多余约束的浮动，既在行星轮中安装一个球面调心轴承。高速级行星架无支承并与低速级太阳轮固定联接。此法的优点是机构中无多余约束，结构简单，浮动效果好，沿齿长方向的载荷分布均匀。由于行星轮内只装一个轴承 ，当传动比较小时，轴承尺寸小，寿命较长。 设计中还采用了合理的变位齿轮，在渐开线行星齿轮传动中，可以获得如下的效果：获得准确的传动比，提高啮合传动质量和承载能力，在传动比得到保证的前提下得到理想的中心距，在保证装配及同心等条件下，使齿数的选择有较大的灵活性。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 二、 牵引钢丝绳直径及卷筒直径的确定 丝绳的选择 根据 8918 1996知，钢丝绳直径可由钢丝绳最大工作静拉力，按下式确定： d = C s （ 2 式中 d钢丝绳最小直径 C选择系数 12 ，取 C =钢丝绳最大静拉力 N 则由公式（ 2得： d =所以选择钢丝绳直径 d =初选钢丝绳直径 =19.5 型号为： 6 19（ a） 155 丝绳强度校核： 由钢丝绳型号知： 钢丝绳公称抗拉强度为 1550 2N/所以最小钢丝破断拉力总和 138500s 2N/整条钢丝绳的破断拉力为 （ 2 0 1 3 8 5 0 0 117725 2N/式中： 拉力影响系数，取 =全系数m a . 8 820000 所以 5 故所选钢丝绳满足要求。 筒 卷筒的名义直径 0D h d（ 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 式中：0D 按钢丝绳中心计算的卷筒最小直径 d 钢丝绳直径 h 与机构工作级别和钢丝绳的结构有关的系数，因为机构的工作级别为 以取 h =18 定卷筒的宽度 B 初选 每层缠绕圈数 z=21 B=12 1 1 9 . 5 4310 . 9 5 式中：1k 钢丝绳排列不均匀系数 选钢丝绳的缠绕层数为 : n=13 算卷筒容绳量 L L = 021n z D d n d k （ 2 =m 式中：2k 钢丝绳每层降低系数。取2k= 确定卷筒直径 钢丝绳的最小缠绕直径 351+66.5 丝绳的最大缠绕直径 D+d+2 ( d2k（ 2 =351+ (13 791.7 中：2k 钢丝绳每层降低系数。取2k=丝绳在卷筒上的平均缠绕直径： m a x m )2 （ 2 =12（ =579.1 卷筒的结构外径： m a x 23D D d 外= 3=908.7 取 08.7 筒厚度： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 对铸铁卷筒：厚度 =6351+9=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 三、 电机的选取： 统的总效率 总 总 = 1 2 3 4 5 =7 20 . 9 7 0 0 . 9 9 0 0 . 9 8 0=中：1 卷筒上钢丝绳缠绕效率，取1= 搅油效率，取2= 一级行星轮传动效率，各取3= 七个滚动轴承的效率，各取4= 两级内齿传动效率，各取 5 =速的确定 v = m/s 机的选型 最大功率： P =F v =30 36 机轴上的功率： P = P /总=36/据以上计算，选取电机的参数如下： 型号： 定功率： 55 载转速： 1480 r/率： 堵 转 转 矩额 定 转 矩 = 转 电 流额 定 电 流 = 机的实际输出功率： P=P 电 机 电 机=55 所以该电机符合要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 四、总传动比的计算及传动比的分配 传动比的计算 ： 由上面的选型及计算可知： 电机的转速 =1480 r/筒转速 =r/得总传动比为 输 出= 动比的分配 按三级传动，1 2 3i ii i，因此应进行传动比分配，分配的原则为： 1）使各级传动的承载能力大致相等，即齿面接触强度大致相等； 2）使减速机构获得最小的外形尺寸和重量； 3）使各级传动的大齿轮浸 油深度大致相等。 为此，一般取 1 ( 0 . 0 1 0 . 0 6 )i i iq = 22 2 1 1 l i m 2121 1 2 2 l i m 12()()p d a A H p d a A H P H K Kn k K K式中：使用系数。 中等沖击，1行星轮间载荷分配系数，行星架浮动， 6 级精度，取1行星轮间载荷分配系数，太阳轮浮动， 8 级精度，取2 综合系数。，高精度，硬齿面，取12标 1、 2表示第一级和第二级 传动。 1 查表 163 定1()2()文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 ： q = 1 12 2= 5 =算 3q = 2 以此值和传动比得 1p= 可知： 3i=i/1i=1i= 2i=i=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 五、 两级内齿圈传动设计 轮材料处理工艺及制造工艺的选定 内齿圈的材料为 40质处理，硬度为 62 293 试验齿轮齿面接触疲劳极限 650 2N/ 220 2N/齿轮的加工为插齿，精度为 7级。 定各主要参数 由于属于低速传动，采用齿形角020 ，直齿轮传动，精度为 6级，为提高承载能力，两级均采用直齿轮传动。 动比 1i= 第一级传动齿轮模数 m 模数 1132l i m 11 2 . 1 ( ) Ym m 式中 K 综合系数，齿轮为 7 级精度等级冲击取 K =8 级精度等级中等冲击取 K =击较大、不变位时取较大值。 小齿轮的齿形系数 1T 小齿轮的传动转矩 1 19550 () P 额定功率， 1n 小齿轮转数（一般为第一级即电机转数） ， / 实验齿轮的弯曲疲劳极限，按 中等质量要求选取 d 齿宽系数，齿宽 d 的比值。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 9 5 5 0 5 5 3 5 5 ( )1480T N m 则 31 23 . 4 2 . 4 3 5 5 3 . 63 4 0 2 0 0 . 8m 取圆整 m =4 内啮合标准圆柱齿轮传动几何尺寸的计算 分度圆的压力角： 20n t a n t a n / c o 齿顶高系数： *1a 纵向间隙系数 *1 0 *1 c o 模数 m 的选取 m =4 齿轮接触疲劳强度计算 小轮 分度圆直径1d，由下边公式 2 131 2 ( 1 )() Z K T 齿宽系数 d 查表，按齿轮相对轴承为非对称布置d=轮齿数 1z 取 1z =27 大轮齿数227=数比 u u =21/5/27 传动比误差 / /=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 小轮转矩1619 1 0 / 0 55/1480 =354899 载荷系数 K K K K 使用系数，查表取 动载系数，查表取 齿间载荷系数，由表取 齿间载荷分布系数，查表取 荷系数 K K K K=1 料弹性系数由推荐值 则 Z= 131 2 ( 1 )() Z K T = 23 1 8 9 . 8 2 . 5 0 . 8 7 2 1 . 4 5 3 5 4 8 9 9 ( 2 . 7 7 1 )()5 7 7 0 . 8 2 . 7 7 =齿轮模数 m m =11/7=取圆整 m =5 小轮分度圆直径 1d 1d =15 27=135 圆周速度 v v =11 / 6 0 0 0 0 1 3 5 1 4 8 0 / 6 0 0 0 0 取 v =( ) / 2m z z=5（ 27+75） /2=255 齿宽 b b =1135=108 大齿轮齿宽 2文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 小齿轮齿宽12b+（ 5 10） =115 分度圆直径 2d=25 5=375 基圆直径 2d 375 352 齿顶圆直径 22m d式中 *222当 *， =20 时 75 =1 22m d=3751 5+1=366 齿根圆直径 2 *2 2 ( )d h c m 2375+2（ 1+ 5=382.5 全齿 高 221 ()2 d d=12 （ 366） =中心距 211 ()2a z z m=12（ 75 5=120 轮强度校验 ）齿面接触疲劳强度 计算接触应力H由公式（ 5齿面接触应力的基本值0H0H=11 Z Zd b u 2N/ =1 2 7 7 6 . 1 6 2 . 7 9 11 3 5 1 0 8 2 . 7 9=N/买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 式中：端面内分度圆上的名义切向力，取 b 工作齿宽， 取 b =108 1d 小齿轮分度圆直径，取1d=144 u 齿数比， u =cZ/5/27 =Z 节点区域系数，取 =0，查图 6 =Z 弹性系数，查表 16 重合度系数，查图 16 Z = 螺旋角系数，直齿 =0，取 Z =1， 由公式（ 5接触应力HH=0H A v H H H K K K2N/= 1 . 2 5 1 . 0 1 1 . 1 2 1 . 1 0 1 . 2 = 2N/ 式中 使用系数，中等冲击，查表 16 取动载系数， 6级精度，查表 16取K 计算接触强度的齿向载荷分布系数，取K 计算接触强度的齿间载荷分布系数，取 1 计算接触强度的行星轮间载荷不均衡系数 ,查表 17H 计算齿面接触应力的基本值， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 许用接触应力P=l i mm i v R Z Z Z 2N/ 式中： 试验齿轮的接触疲劳极限，取1400 2N/计算接触强度的最小安全系数，取Z 计算接触强度的寿命系数，取Z 润滑油系数，取 工作 硬化系数， Z =1.1 速度系数，取Z 粗糙度系数，取尺寸系数，取 则 1 4 0 0 1 . 0 3 1 . 0 6 0 . 9 0 5 0 . 9 6 1 . 1 1 11 . 2 5 =N/故 H910 按图 16取 润滑油系数， v =m/s, 查表 18中型极压油 50v=150 610 2/150 2/ 工作硬化系数，两齿均为硬齿面，查图 16 Z =1 速度系数，查图 16Z 粗糙度系数，按 8，m，10023 1002=32 0 02 6 8 尺寸系数， m 轴截面 A 疲劳强度足够。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 (1)确定危险截面。按载荷较大，截面较小的原则，选取 (2)校核危险截面的安全 因数 m a . 1 5W =中：s 40材料正应力屈服点，查表得s=550 工作时的短时最大载荷，设工作时短时过载为正常工作载荷的两倍，则 4875 W 抗弯截面系数， W =3m m a . 5 3 1 0 =2）转矩作用时的安全因数 m a 8 7 =中：s 40材料切应力屈服点，查表得： s=550 =330 工作时短时最大载荷，设工作时短时过载为正常工作载荷的两倍，则T =2 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 W 抗弯截面系数， W =6310 m m a x 69 8 5 . 6 4 p a = 6 . 8 7 M p 3 . 5 6 1 0 3）截面 2 2 2 28 . 0 7 4 8 . 0 38 . 0 7 4 8 . 0 3= 为 550750 =以查表得许用安全因数 轴静强度足够。 钢丝绳通过滚筒作用在轴上的力集中在 的受力分析 见（图 1 4 7 9 N a 求支反力 设由于力0 支反力分别为0 易求得 001 5 0 1 0 01 5 0 4 0 0 1 5 0 1 0 0 =25020800=买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 C 0 0 0R =20 b 作弯矩和转矩图 由于0 00 0 . 5 5 6 . 2 5 0 . 5 5 k N . =作转矩图（如图 1 1按当量弯矩计算轴径 按插值法查表得 : 1 =72 0 =124 根据公式计算 22 2233611 0 ( ) 1 0 2 4 3 7 . 5 ( 0 . 5 8 4 7 9 . 3 2 )7 2 1 0 = m =(考虑转达矩按脉动循环变化 ,取 = 10=72124=在结构设计时 ,取 d =90满足强度要求的 . 买文档就送您 纸全套