目 录
1 概述……………………………………………………………………………………………1
1.1调度绞车的简介…………………………………………………………………………1
1.2用途及适用范围…………………………………………………………………………1
1.3 本文所做的基本工作……………………………………………………………………2
2 调度绞车的总体设计…………………………………………………………………………2
2.1设计参数…………………………………………………………………………………2
2.2结构特征与工作原理……………………………………………………………………2
2.3 选择电动机………………………………………………………………………………3
2.3.1电动机输出功率的计算………………………………………………………………3
2.3.2确定电动机的型号……………………………………………………………………4
3 滚筒及其部件的设计…………………………………………………………………………4
3.1 钢丝绳直径的确定及滚筒直径的确定…………………………………………………4
3.1.1钢丝绳的选择…………………………………………………………………………4
3.1.2滚筒参数的确定………………………………………………………………………5
3.1.3卷筒钢丝绳运动参数的计算…………………………………………………………6
4 行星齿轮传动概论……………………………………………………………………………6
4.1行星齿轮传动的定义……………………………………………………………………6
4.2行星齿轮传动符号………………………………………………………………………7
4.3行星齿轮传动的特点……………………………………………………………………7
5 减速器设计……………………………………………………………………………………9
5.1总传动比及传动比分配…………………………………………………………………9
5.1.1总传动比………………………………………………………………………………9
5.1.2传动比分配……………………………………………………………………………9
5.2高速级计算………………………………………………………………………………9
5.2.1配齿计算………………………………………………………………………………9
5.2.2 按接触强度初算a-g传动的中心距和模数…………………………………………9
5.2.3几何尺寸计算…………………………………………………………………………10
5.2.4 验算a-g传动的接触强度和弯曲强度………………………………………………11
5.2.5根据接触强度计算来确定内齿轮材料………………………………………………16
5.2.6 g-b传动的弯曲强度验算……………………………………………………………17
5.3低速级计算………………………………………………………………………………19
5.3.1配齿计算………………………………………………………………………………19
5.3.2按接触强度初算b-g传动的中心距和模数…………………………………………19
5.3.3几何尺寸计算…………………………………………………………………………20
5.3.4验算b-g传动的接触强度和弯曲强度………………………………………………21
5.3.5根据接触强度计算来确定内齿轮材料………………………………………………26
5.3.6 g-b传动的弯曲强度验算……………………………………………………………27
5.4传动装置运动参数计算…………………………………………………………………29
6传动轴的设计计算……………………………………………………………………………30
6.1计算作用在齿轮上的力…………………………………………………………………30
6.2初步估算轴的直径………………………………………………………………………30
6.3轴的结构设计……………………………………………………………………………30
6.3.1确定轴的结构方案……………………………………………………………………31
6.3.2确定各轴段直径和长度………………………………………………………………31
6.3.3确定轴承及齿轮作用力位置…………………………………………………………31
6.4绘制轴的弯矩图和扭矩图………………………………………………………………31
6.5轴的计算简图……………………………………………………………………………33
6.6按弯矩合成强度校核轴的强度…………………………………………………………34
7滚动轴承的选择与寿命计算…………………………………………………………………34
7.1基本概念及术语…………………………………………………………………………34
7.2轴承类型选择……………………………………………………………………………35
7.3按额定动载荷选择轴承…………………………………………………………………35
8键的选择与强度验算…………………………………………………………………………36
8.1电机轴与中心轮联接键的选择与验算…………………………………………………37
8.1.1键的选择………………………………………………………………………………37
8.1.2键的验算………………………………………………………………………………37
8.2 主轴（滚筒轴）与行星架联接键的选择与验算………………………………………38
8.2.1键的选择………………………………………………………………………………38
8.2.2 键的验算……………………………………………………………………………38
8.3 行星架与滚筒联接键的选择与验算…………………………………………………38
8.3.1 键的选择……………………………………………………………………………38
8.3.2 键的验算……………………………………………………………………………38
9 制动器的设计计算…………………………………………………………………………39
9.1制动器的作用与要求……………………………………………………………………39
9.1.1 制动器的作用：………………………………………………………………………39
9.1.2 制动器的要求：………………………………………………………………………39
9.2 制动器的类型比较与选择……………………………………………………………39
9.2.1制动器的类型有：……………………………………………………………………39
9.2.2 制动器的选择………………………………………………………………………39
9.3 外抱带式制动器结构…………………………………………………………………40
9.4 外抱带式制动器的几何参数计算……………………………………………………40
10 结构设计……………………………………………………………………………………49
10.1 行星齿轮传动的均载机构……………………………………………………………49
10.1.1 均载机构的类型和特点……………………………………………………………49
10.1.2 行星轮间载荷分布不均匀性分析…………………………………………………49
10.1.3 行星轮间载荷分布均匀的措施……………………………………………………51
10.2 行星轮的结构及支承结构……………………………………………………………52
10.2.1 行星轮的结构………………………………………………………………………52
10.2.2 行星轮的支承结构…………………………………………………………………54
11 主要零件的技术要求………………………………………………………………………55
11.1 对齿轮的要求…………………………………………………………………………55
11.1.1 齿轮精度……………………………………………………………………………55
11.1.2 对行星轮制造方面的几点要求……………………………………………………56
11.1.3 齿轮材料和热处理要求……………………………………………………………56
12 绞车的安装及安装调试……………………………………………………………………56
12.1 绞车的安装……………………………………………………………………………56
12.2 绞车安装调试…………………………………………………………………………56
13 使用与操作…………………………………………………………………………………57
13.1 一般要求………………………………………………………………………………57
13.2 操作前注意事项………………………………………………………………………57
13.3 操作要求和操作方法…………………………………………………………………57
14 安全保护……………………………………………………………………………………58
15 维护与保养…………………………………………………………………………………58
16 可能发生的故障及消除方法………………………………………………………………59
17 绞车的润滑…………………………………………………………………………………59
小结……………………………………………………………………………………………61
参考文献………………………………………………………………………………………62
附录……………………………………………………………………………………………63
翻译部分
英文原文……………………………………………………………………………………64
中文译文……………………………………………………………………………………70
致谢……………………………………………………………………………………………74
1 概 述
1.1调度绞车的简介
调度绞车是通过两级行星轮系及所采用的浮动机构完成绞车的减速和传动。通过控制电机的正反转及操纵两个刹车闸的不同刹紧状态实现绞车卷筒的正转、反转和停转，从而实现对重物的牵引、下放和停止三种工作状态。深度指示器通过指示器的齿轮与卷筒上内齿轮的啮合带动与指示器相联的丝杠的旋转，达到显示深度的目的。绞车内部各转动部分均采用滚动轴承，运转灵活。绞车是用卷筒缠绕钢丝绳或链条以提升或牵引重物的轻小型起重设备（见起重机械），又称卷扬机。绞车可以单独使用，也可作为起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用。
调度绞车是矿山生产系统中最常用的机电设备。绞车在工作过程中普遍存在的一个问题就是钢丝绳在绞车滚筒上缠绕不均,出现咬绳、压绳等现象。尤其是使用了一段时间后的旧钢丝绳,严重时钢丝绳只集中缠绕在滚筒的一侧进而跳出滚筒导致重大事故,对于牵引距离较长的绞车这个问题尤其突出。调度绞车的工作往往是间歇性的,当完成一次牵引任务绳段载荷去掉后,绳头呈自由状态,钢丝绳会因自身弹力作用使缠绕在滚筒上的钢丝绳松圈而出现乱绳现象,同样会影响绞车的正常工作。针对小绞车提升运输中出现的上述问题,研制开发适用于平巷以及巷道起伏。
调度绞车护绳装置，属于矿山用调度绞车装置技术领域。以往绞车仅在滚筒后部设置护绳板，操作人员违章处理容易发生钢丝绳缠伤操作人员事故。该实用新型的技术方案为：支架上设置有轴套、上滑套管和下滑套管；上护绳架的垂直架在上滑套管内，其水平架上套有上滑转轮；下护绳架的垂直架在下滑套管内，其水平架上套有下滑转轮；弹簧一端固定在下护绳架上，其另一端固定在支架上；支架下端固定在铁板固定座上；上护罩两端分别连接轴套和护绳板。它的优点是：该装置有效的解决了绞车滚筒的部分封闭和缠绳质量差引起的安全问题，在一定程度上减少了绞车钢丝绳跑偏、乱绳等故障的发生。
绞车有手动和电动两类。手动绞车的手柄回转的传动机构上装有停止器(棘轮和棘爪)，可使重物保持在需要的位置。装配或提升重物用的手动绞车还应设置安全手柄和制动器。手动绞车一般用在起重量小、设施条件较差或无电源的地方。
电动绞车广泛用于工作繁重和所需牵引力较大的场所。单卷筒电动绞车的电动机经减速器带动卷筒，电动机与减速器输入轴之间装有制动器。为适应提升、牵引和回转等作业的需要，还有双卷筒和多卷筒装置的绞车。
例如，安装在直升机上的救援设备，主要功用是将人或物吊起、放下，自有动力，可控制，直升机在保持高度悬停时，通过绞车手的控制可收放钢索将人或物吊起放下。绞车的电器设备具有防爆性能，可用于煤尘及瓦斯的矿井中。
绞车的运输方式可选用火车或汽车托运。可采用包装箱或敞车托运。若敞车托运应有防雨和固定设施，以防受潮湿和碰撞磕伤绞车。
????绞车贮存应存放在干燥的无腐蚀性气体的库房内，露天存放应有防潮、防雨、防锈设施。以防绞车部件及面漆受损。
1.2用途及适用范围
矿用调度绞车性能特点：具有隔爆性能、设计合理、操作方便用途和特点。
JD系列调度绞车，主要用于煤矿井下和其他矿山在倾角度小于30度的巷道中拖运矿车及其它辅助搬运工作，也可用于回采工作面和掘进工作面装载站上调度编组矿车。本绞车严禁用于提升和载人。
JD型绞车均用行星齿轮传动，绞车具有结构紧凑、刚性好、效率高、安装移动方便、起动平稳、操作灵活、制动可靠、噪音低等特点。绞车的电气设备具有防爆性能，可用于有煤尘及瓦斯的矿井。
?JD型调度绞车的电气设备有两种，一种为防爆，另一种为非防爆的，前一种可用于有煤尘及瓦斯的矿井中。
绞车的电机具有防爆性能，其他配套电器设备由用户自备，但必须选用
上个月在有效期内的《矿用产品安全标志证书》的产品，以适用在有瓦斯（甲烷）及煤尘爆炸危险的矿井中使用。
使用环境和工作条件
1）环境温度为；环境相对湿度不超过；海拔高度以下。
2）周围空气中的甲烷、煤尘、硫化氢和二氧化碳等不得超过《煤矿安全规程》中所规定的安全含量。
1.3本文所做的基本工作
1）设计完成总体装配图设计；
2）设计完成主减速器装配图设计；
3）完成主要传动组件、零件的工作图设计；
4）编写主要零件的加工工艺；
5）编写完成整体设计计算说明书。
2 调度绞车的总体设计
2.1设计参数
最大牵引力：；容绳量：
平均速度：
2.2结构特征与工作原理
绞车由下列主要部分组成。电动机、卷筒、行星齿轮传动装置、刹车装置和机座。
绞车在结构上采用两级行星齿轮传动，分别布置在主轴的两端，主轴贯穿滚筒，左端支承在左支架上，右端支承在右支架上，电动机采用法兰盘固定在左支架上。
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