调度绞车设计【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 I 摘 要 调度绞车是一种全齿传动机械。齿轮传动系统又称轮系。根据轮系传动时各齿轮轴线在空间的相对位置是否固定，可分为定轴轮系和周转轮系。定轴轮系又有外啮合圆柱齿轮传动和内啮合圆柱齿轮传动之分，而周转轮系又有差动传动和行星传动之分。调度绞车的传动齿轮既有内啮合圆柱齿轮传动，又有行星传动，所以调度绞车又称内齿轮行星传动绞车 。 调度绞车是煤矿的辅助运输设备之一，主要供井下或地面装载站调度编组矿车及在中间巷道中托运矿车及做其他辅助运输之用，直接关系到煤矿的正常生产。调度绞车结构简单、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。调度绞车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、启动平稳、故障率低、常见故障易处理、维护方便。 调度绞车是常用来调度车辆及进行辅助牵引作业的一种绞车。常用于矿井巷道中拖运矿车及辅助搬运，也可用在采掘工作面、装车站调度空、重载矿车。 1 此 设计 进行 了调度绞车的方案设计，并进行了比较分析，对其结构和主要部件经行了 设计及 强度校核。 并对绞车的控制电路进行了设计。 关键词 ： 调度绞车 ； 齿轮传动 ； 轮系 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is a to in be a d of in t in is of or in of of to of of to is in or of is to di a in be in of by a of in of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘要 . I . 1 章 绪论 . 1 计调度绞车的意义 . 1 度绞车 现状 . 1 内外 现状 分析 . 1 构型式 . 2 内外发展趋势 . 4 第 2 章 方案的选择与比较 . 6 计方案的种类 . 6 案可行性 . 7 体的结构设计 . 8 第 3 章 调度绞车主要参数的确定 . 11 要参数的选择计算 . 11 要设计参数 . 11 丝绳的选择 . 11 筒参数的确定 . 12 机的选择计算 . 13 速的确定 . 13 机的选型 . 13 传动比的计算及分配 . 14 传动比的计算： . 14 动比的分配 . 15 第 4 章 传动系统的设计 . 17 一级内齿轮的设 计计算 . 17 定各主要参数 . 17 啮合标准圆柱齿轮传动几何尺寸的计算 . 18 轮接触疲劳强度计 算 . 18 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 一级齿轮强度校验 . 20 二级内齿轮设计计算 . 25 二级传动齿轮模数 m . 25 啮合标准圆柱齿轮传动几何尺寸的计算 . 26 轮接触疲劳强度设计计算 . 26 二级齿轮强度校验 . 28 第 5 章 行星轮传动设计 . 33 定各主要参数 . 33 动比 . 33 星轮数目 . 33 荷不均衡系数 . 33 齿计算 . 33 阳轮分度圆直径 . 34 何尺寸计算 . 36 轮强度校核 . 36 啮合 齿轮强度校核 . 36 啮合 齿轮强度校核 . 41 第 6 章 主轴的结构设计 . 46 的材料的选定 . 46 直径的初步估算 . 46 的结构设计 . 46 第 7 章 轴承的选择 计算 . 53 柱 滚子轴承 的选择 . 54 汮球轴承 的选择 . 55 第 8 章 键得选择与计算 . 58 轮轴与内齿轮的联接 . 58 的选取 . 58 联接的强度校核 . 58 轴上的平键联接 . 58 的选取 . 58 联接的强度校核 . 58 筒和行星架之间的联接 . 60 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 的选取 . 60 联接的强度校核 . 60 第 9 章 制动器的设计计算 . 61 动器的作用与要求 . 61 动器的作用： . 61 动器的类型比较与选择 . 61 动器的类型： . 61 动器的选择 . 61 抱闸式制动器结构 . 62 抱闸式制动器的几何参数计算 . 62 第 10 章 电气控制的设计 . 65 度绞车的控制需要 . 65 度绞车的控制电路 . 65 结 论 . 67 致 谢 . 68 参考文献 . 69 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 . I . 1 he of . 1 . 1 of . 1 . 2 . 4 he to . 6 . 6 he of . 7 2. 2 . 8 of . 11 . 11 he . 11 . 11 . 12 . 13 . 13 . 13 of . 14 of . 14 he of . 15 . 17 of . 17 . 17 in . . 17 . . . 17 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he . 20 . 25 he m . 25 in . 26 of . 26 . 28 . 33 . 33 . 33 of . 33 . 33 . 33 . 36 . 36 . 36 of . 41 . 46 of . 46 of . 46 . 46 . 53 . 54 . . 55 to . 58 . 58 he of . 58 of . 58 he on . 58 he of . 58 of . 58 he . 60 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of . 60 of . 60 of . 61 he of . 61 he of . 61 . 63 . 61 he of . 61 he . 62 he . 62 0 . 65 . 65 . 65 . 67 . 68 . 69买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 绪 论 设计调度绞车的 意义 由于调度绞车体积小重量轻，搬运方便，牵引力 大，使用灵活，性能可靠性高，在煤矿得到了广泛使用。同时 随着大中型矿井的增多，煤炭产量的提高和大型综采设备的使用，要求矿用小绞车在工作能力、工作效率、节能、使用寿命方面得到应有的改进，尽快克服目前调度绞车牵引力小，并要求具有 一机多用 的功能，以简化矿用小绞车设备的生产、管理及维护，减少投资费用。调度绞车多年来国内一直具有较高的需求量 , 平均每年需求各种不同规格的绞车数万台 , 因此 , 改进质量降低成本、研制一种具有结构紧凑、刚性好、传动效率高、安装移动方便、启动平稳、操作灵活、制动可靠、故障率低、噪音低的调度 绞车具有重要意义。 调度绞车 现状 内外 现状 分析 1. 品种 ： 国外矿用小绞车规格比较多，适用不同场合，我国矿用小绞车的规格少，品种型号多而乱，也较繁杂，没有统一标准 1。 2 从工作机构上分，国外有单筒、双筒及摩擦式三种，我国只有单筒一种型式。从原动力上分，国外有电动的、风动的及液压驱动，我国只有电动的和少量风动的 1。 3. 结构 ： 我国及国外的调度绞车大多数采用行星齿轮传动，其传动系统、结构简单、使用维修方便。但 行星齿轮传动只有在载荷分配均匀情况下才能充分发挥传动比大、结 构紧凑、效率高、承载能力大、传动平稳等优点 。 在行星齿轮传动设计中均载机构是必不买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 可少的。均载机构能补偿不可避免的制造误差 ,使各行星齿轮均匀分担载荷 ,功率均匀分流 ,降低载荷不均匀系数 ,从而提高承载能力。降低噪声 ,提高平稳性和可靠性 ,降低齿轮的制造精度。 苏联的产品体积比我国同等规格的产品要小。例如苏联规定，国家标准规定的调度绞车的轴向尺寸不大于 我国现有的牵引力 1000N 以上的产品轴向尺寸均远远大于 1m 以上 1。 4 主要寿命、噪音、可靠性等综合指标与苏联有差距。苏联矿用小绞车使用寿命规定在 5 年以上，我国目前不具备测试手段寿命无法考核，但从对用户的访问中得知，寿命达不到 5 年，噪音也稍大 1。 5. 三化水平 ： 虽然我国矿用小绞车参数系列水平优于国外，但在标准化和通用化方面远不如发达采煤机械制造国。苏联把调度绞车运输绞车等统一为一个标准中，主机相同。只是制造和操作部分有所区别，而我国既使是同一规格产品，不同厂家生产的其结构各不相同，零件无通用之处，给使用和选型造成不便 1。 构型式 我国的矿用小绞车其中的调度绞车多为行星齿轮传动，结构有以下四种基本型式。 图 1 轴式结构 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 同轴式绞车 其主要特点是立轴贯穿其中，使整机刚性强、能保证运转过程中齿轮啮合精度，因而噪音小、寿命长，该种结构零件简单易于制造和维修，成本较低。 图 1动式结构 浮动式绞车 其特点是由于采用了浮动件，故绞车的传动件受力状况好，因而噪音明显下降寿命较长 2 。 图 1理入式结构 半理入式 其特点是电机的一部分埋入滚筒内部，传动装置设在滚筒内部和端部，结构紧凑体积小、重量轻。但该结构刚性差，运转中齿轮精度很难保证，给进一步提高寿命，降低噪音造成很大困难。且零件技术 要求较高，制造难度大。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 图 1理入式结构 全理入式 其特点是电机全部置于滚筒内部，传动部分设在滚筒端部，使得整机结构紧凑、体积小、搬运方便 2。 国内外 发展 趋势 纵观国外矿用小绞车的发展情况其发展趋势有以下几个特点。 (1)向标准化系列化方向发展。苏联、日本、美国、德国、英国已有矿用小绞车国家标准 这些国家标准和系列型谱中，对绞车的性能、参数做了明确的规定，并强力推行和实施，给设计和制造、使用、维护带来极大方便。 (2)向 体积小、重量轻、结构紧凑方向发展。由于煤矿井下狭窄的工作环境要求绞车体积小、重量轻，各国都在力求将绞车的原动机、传动装置、工作滚筒、制动操作等部分及底座等主要部件综合在一个系统中加以统筹布局，充分利用空间提高紧凑程度，做好外形封闭。为此有的将传动部分置于滚筒内部，有的紧贴滚筒端部，有的将电机埋入滚筒内部，有的将底座支架减速器铸为一体。 (3)向高效节能方向发展。世界工业发达的国家如苏联、日本在绞车各种参数的设置上进行优化设计，选取最佳参数，最大限度提买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 高产品功能。在传动机构上尽量采用较先进的传动型式，并采用合理的制造精度，以提高生产效率。在产品节能方面各国各公司都很重视。苏联和日本在绞车设计方面为节约电耗，对电机功率在全面分析绞车的实际工作情况的基础上确定。使电机的功率保证绞车的功能 (牵引力、牵引速度 )等，又能使电机功率得以充分利用。 (4)向寿命长、低噪音方向发展。寿命和噪音是衡量产品的综合性能指标，是产品质量的综合性反应。寿命长，经济效益才能高 ;噪音低，有利工人身心健康。苏联规定调度绞车使用寿命为 5 年以上，保修期为 2 年，规定工作噪音不得超过环保卫生部的规定。并将寿命和噪音值纳入产品标准中去，西德绞车的噪音较 低，为提高产品寿命和降低噪音，有的提高齿轮的制造精度，有的采用稀油润滑，从而提高了产品整机性能。 (5)向一机多能、通用化方向发展。矿用小绞车在使用过程中不仅做调度用，而且还做运输及其他辅助工作。使用范围扩大，要求绞车有比较强的适应能力。把调度、运输、辅助绞车归纳为一个标准。三种绞车结构相近，大同小异。即主机相近而制动操作部分则根据各自的使用条件有所区别。有的国家已经打破了行业界限，把各行业的卷扬机设备统归为卷扬机类。这样便于生产使用和维护。便于提高产品质量和社会经济效益。随着管理水平的提高，产品通用化程度 也必然的不断提高，这是今后产品发展的必然趋势。 (6)向大功率方向发展。效率是衡量传动质量好坏的重要指标之一，随着生产的发展，原来的产品越来越不能满足用户的要求。长期的生产实践的成功经验表明，调度绞车除调度矿车外，也用于运搬设备，其牵引力又显得小些，因此解决上述问题的同时要加大绞车的功率，满足用户的要求。 (7)向外形简单、平滑、美观、大方方向发展。由于各国力求使产品的结构紧凑、体积小、重量轻、大都采用了机电合一的综合机构。外表只能看到滚筒和制动操纵部分。整个绞车近似一个圆形，显得线条简单外形平滑，为了争夺 市场，各国绞车在外形上巧妙的构思，使得产品造型美观，操作者感到舒适 3。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第 2 章 方案的 确定 与比较 设计 方案 的种类 方案一：内齿轮和一级行星齿轮传动，传动系统放置滚筒内部1 电机 2 滚筒 3 行星减速器 图 2 1 内装式调度绞车 方案二：二级齿轮传动，传动系统放置在滚筒外部电机带动齿轮，通过二级齿轮减速后带动滚筒，传动系统放置在电机与滚筒之间。 1 电 机 2 联轴器 3 减速器 4 绞车滚筒 图 2 2 外装式调度绞车 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 方案三：液压泵液压马达传动电机带动双向变量的泵，泵再带动马达。传动系统放置在滚筒外部。 1 电机 2 柱塞泵 3 液压马达 4 绞车滚筒 图 2 3 液压式调度绞车 方案 的比较 由上述三种方案比较 其 优缺点： 方案二 ，减速器体积和重量都很大，在运输方面很不便利。而且外加减速器的绞车刹车制动存在很多问题，无法在电机转动是使绞车制动，需要反复的起停 电动机，这样使电机的寿命大大缩短，同时 隔爆要求高。使调度绞车受到很大的限制。 方案三中 需要外加液压系统，使绞车受到了极大的限制。液压传动因有相对运动表面不可避免地存在泄漏，同时油液不是绝对不可压缩的，加上油管等弹性变形，液压传动不能得到严格的传动比，工作液存在泄漏的情况。 油液流动过程中存在沿损失、局部损失和泄漏损失，传动效率较低，不适宜远距离传动。 为防止漏油以及为满足某些性能上的要求，液压元件制造精度买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 要求高，给使用与维修保养带来一定困难 ,制造成本也随之增加。 发生故障不易检查，特别是液压技术不太普及的单 位，这一矛盾往往阻碍着液压技术的进一步推广应用。液压设备维修需要依赖经验，培训液压技术人员的时间较长。 方案一 内齿圈调度绞车零件少，重量轻，结构简单紧凑， 传动比大， 传动效率高，操作简便可靠 ，在绞车刹车时电机可以继续转动不需要反复起停电机 。但这种绞车加工制造精度要求高 ，特别是内齿轮的加工。 通过以上分析内齿圈和一级行星齿轮传动 无论从结构上还是从便利程度上都优于其他两个方案。 所以确定采用方案一的结构。 总体的结构设计 绞车总体结构 绞车总体结构如图 2 图 2 调度绞车结构图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 各主要组成部分的结构如下： (1)传动系统 第一组内齿轮传动副中的马达齿轮用键与电动机轴相连接， 与内齿轮相啮合。 第二组内齿轮传动副中，齿轮轴与 第一级 内齿轮用键相连接，齿轮轴与第二级内齿轮啮合。 第三级行星轮系中 ，主轴和太阳轮用键相连，太阳轮和行星轮啮合，装在大齿轮架