3.0吨调度绞车的设计【毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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 要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 目 录 一、整体方案设计 . 1 途及主要设计参数 . 9 . 9 计方案的改进 . 10 二、 牵引钢丝绳直径及卷筒直径的确定 . 11 丝绳的选择 . 11 计算钢丝绳直径 . 11 . 12 . 12 卷筒的名义直径 . 12 定卷筒的宽度 B . 12 选钢丝绳的缠绕层数为 : . 12 定卷筒直径 . 13 筒厚度： . 13 三、 电机的选取： . 14 总 . 14 . 14 . 15 四、总传动比的计算及传动比的分配 . 15 . 15 动比的分配 . 16 五、 两级内齿 圈传动设计 . 17 . 17 . 18 . 18 一级传动齿轮模数 m . 18 内啮合标准圆柱齿轮传动几何尺寸的计算 . 18 齿轮接触疲劳强度计算 . 19 . 21 第二级传动齿轮模数 M . 25 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 内啮合标准圆柱齿轮传动几何尺寸的计算 . 26 齿轮接触疲劳强度设计计算 . 26 齿轮强度校验 . 29 六、 行星轮传动设计 . 33 . 33 . 33 . 33 . 33 . 34 齿计算 . 34 阳轮分度圆直径 . 34 . 35 . 38 合要素计算 . 39 a . 39 c . 40 轮强度验算 . 40 啮合 . 40 啮合 . 45 七、主轴的结构设计 . 49 . 49 直径的初步估算 . 49 . 50 八、行星轴的结构设计和校核 . 65 . 65 . 65 . 65 的受力分析 . 65 . 66 . 66 . 68 . 68 径 . 68 . 68 的受力分析 . 69 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 . 69 . 70 . 72 九、 行星架结构设计 . 73 . 73 . 73 十、轴承及校核 . 75 . 75 . 76 十一、 联接（普通平键联接） . 79 . 79 的选取 . 79 联接的强度校核 . 79 . 80 . 80 . 80 十二、减速器铸造机体结构尺寸 . 81 . 81 . 81 十三、 制动器的设计计算 . 82 . 82 . 82 . 82 . 82 . 82 . 83 . 83 . 83 十四、 主要零件的技术要求 . 90 . 90 . 90 . 90 . 90 十五、维护及修理 . 91 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 . 91 . 91 . 91 . 92 摘要 . 99 毕业设计总结 . 105 参考文献 . 106 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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A 1 2 3 4 5 6 7 B 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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。 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 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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 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 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 =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： 对铸铁卷筒：厚度 =6351+9=要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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。 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= 要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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()0.7 ： q = 1 12 2= 5 =算 3q = 2 以此值和传动比得 1p= 可知： 3i=i/1i=要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 则1i= 2i=i=、 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。 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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。 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： 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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 / /=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，查表取要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 K 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齿轮齿宽12b+（ 5 10） =115 分度圆直径 2d=25 5=375 基圆直径 2d 375 352 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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/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 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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， 许用接触应力P=l i mm i v R Z Z Z 2N/ 需要购买对应 纸 咨询 14951605 买对应的 纸 14951605 或 1304139763 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 .