JHMB-14绞车的设计【机械类毕业-含CAD图纸】.zip
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JHMB-14绞车的设计【机械类毕业-含CAD图纸】.zip,机械类毕业-含CAD图纸,jhmb-14,绞车jhmb-14
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汽车绞车锥型制动器性能的研究2016年,卷。8(5)1 - 62016年作者(年代)DOI:10.1177 / 1687814016645492摘要绞车制动是为了防止在工作时间发生倒车。基于两种类型的制动器的分析,本文建立了关系模型的刹车力和制动轴上的螺纹的角度构建模型制动力的关系和锥的高度,发现刹车力时最大的螺杆的角度是45。同时发现制动力随载荷的增加而增大，而制动力与锥体的高度呈正相关。在同一绞车中制造并安排了两种制动机构进行实验性能比较。实验结果表明,绞车最后用锥形制动器的温度达到约60C,33%低于90C的盘式制动器,空载电流的锥形制动器绞车是60以下,而在盘式制动器绞车在90后7分钟,比锥形制动器消耗33%的能量。锥形制动器可以有效的减少有害摩擦的发生，显著的提高绞车的效率，并且能够解决因热积聚而引起的尼龙电缆损坏引起的绞车安全问题。关键词 锥型制动器；汽车绞车；螺杆机构前言大马力的车辆需要安装一个紧急救援装置，它安装在汽车前保险杠下，这是一种被称为绞车的一种由主机推动的mechan- ism。绞车制动器的作用机理是防止在工作时间发生倒车现象。当车辆陷入困境时，绞车的倒车是意见非常危险的，它需要启动绞车来拯救自己。突然绞车可能使车辆处于更危险的状态。因此，绞车制动器的可靠性至关重要。考虑到安装位置的限制，制动器安装在卷扬机滚筒内。这种设计使制动器处于密闭空间。当绞车工作时产生了大量的热，由于热耗散较差，所以在鼓中产生热量，热量的积累导致了温度的升高。鼓起来，然后把缠绕在鼓上的尼龙绳拉出来。最终会严重影响绞车的使用寿命，危及人员安全。棘轮爪机构是一种可靠的制动机构，但在运行过程中会产生大量的振动和噪声。因此，它将增加机械故障的可能性和制动的制造成本。由于这些缺点，棘轮爪机制不是。图1所示 绞车的结构图应用广泛。蜗轮机构也是一种制动机构，其运行噪音较小。然而，它会在这个过程中产生大量的热量。制动机构需要油润滑，需要高密封性能。它需要精确的制造成本，因此具有蜗轮机构的制动机构也没有得到广泛的应用。液压绞车具有很好的制动性能，但它对我们的汽车液压泵和液压动力源装置有很高的要求，所以这种绞车并没有被广泛使用。相关研究如图1所示，大多数绞车采用的设计是制动机构安装在绞车滚筒内:绞车的左边是动力装置，包括电子控制装置和电机;绞车的中档是执行机构滚筒，绞车的右侧是减速机构。电机通过制动机构将动能传递到减速机的输入端。动能通过减速器到滚筒。滚轮转风电缆，驱动牵引车辆。制动机构通过样条与辊筒连接。盘式制动器花键是在摩擦盘总成上加工而不是锥形制动器，其花键是在花键轮毂制动器上加工的。因此，摩擦盘总成和花键轮毂制动相对于制动轴静力，当绞车工作时，相对运动部件与相对静止部件之间的摩擦力起到制动作用。埋入式车辆绞车的制动机构为圆盘式设计，如图2所示。图2为常用盘式制动器机构结构图。电机通过与凸轮2的耦合传递动能，凸轮2的凸缘与内螺纹压力板4的凸缘重合，通过螺纹的内螺纹压力板将扭力弹簧3推到左边。内螺纹压力板4将不再挤压fric- tion板和制动释放。电源通常可以传送到下一个单元，绞车也可以运行。图2 常用盘式制动器机构结构图(1)弹簧;(2)凸轮;(3)扭力弹簧;(4)内螺纹压力板;(5)摩擦盘组装;碟形弹簧(6);(7)平垫圈;(8)制动轴;(9)内部摩擦磁盘正常。权力时,电机停止旋转,扭力弹簧3推动内部线程施压的板4。在电阻的作用下，内螺纹压力板4按摩擦盘总成5和内部摩擦盘9。摩擦盘总成5通过样条连接到滚轮上，内部摩擦盘9通过键槽与制动轴连接。内螺纹压盘4按下摩擦盘装配5和内部摩擦磁盘9和刹车的工作原理。当负载较大时，制动力更强。盘式制动器的可靠性是非常不稳定的。在绞车的正常操作下，滚筒会产生大量的热量，导致辊筒温度急剧上升。最终，它会烧掉牵引尼龙绳，引起严重的摩擦磨损，这将影响绞车的整个寿命。此外,有一个操作员的安全隐患和vehicle.9锥形制动器结构设计。如图3所示，为锥形制动器的结构图，主要由制动轴、凸轮、内摩擦盘、花键轮毂制动器和单列圆锥滚子轴承组成。电机将动能传递给制动器，使凸轮3枚硬币的凸缘与内螺纹制动锥体5的凸缘连接在一起，内螺纹制动锥体5通过制动轴1上的螺纹向左转。内螺纹制动锥体5与花键轮毂制动6分离，松开制动器，由制动器释放的动力传递给减速机，驱动鼓，然后绞车运行正常。当电源关闭时，电机停止转动，扭力弹簧4推动内部。图3 锥形制动器结构结构图(1)制动轴;(2)弹簧;(3)凸轮;(4)扭力弹簧;(5)内螺纹制动锥体;(6)花键枢纽闸;(7)单列圆锥滚子轴承。图4 螺纹力图螺纹制动锥体5向右。在电阻的作用下，内螺纹制动锥体5按下。花键枢纽闸6。花键轮毂制动器6与滚轮与花键连接，内螺纹制动锥体5与制动轴连接。内螺纹制动锥体5按花键轮毂制动器6和。制动性能理论分析制动轴上的负载产生轴向压力F，由负载耦合作用于螺杆机构产生，并分布在接触面上。螺杆机构由制动轴与螺纹、连接片凸轮和内螺纹制动锥体组成。载荷耦合在凸轮和内螺纹制动锥体上，通过螺纹传递轴向压力。如图4所示，是线的力图(图4的垂直方向图表示轴向方向，水平方向代表径向方向)。载荷力作用于螺纹上的减速器，在螺纹上施加的载荷为F1，减速器的透射比为1/32。线程的角度是一个(0 90),和F4是F轴向压力,给出如下 （1） （2） （3）材料间摩擦系数为m。在极坐标下，R=3cm，R1=1cm，建立了半径为3的环.应力d如下所示 （4）本文给出了微区da。 (5）给出了微摩擦df。 （6）微摩擦力在轴上产生的微力矩为dT，如下面的公式所示 （7）减速机的SiON比为1/32。螺纹的角度为（090），F4为轴向压力F，如下面的公式所示 (8）由四个摩擦面产生的总制动力矩为Tdisk，如下面的公式所示 （9）锥形制动器的接触面的是锥形的。用同样的无穷小方法的计算制动力矩。在三维圆柱坐标系中建立了模型锥角b。 Nate的体系，Tan b=2=2=L(tanb.m)，锥底半径R=3cm，顶半径R9=1cm。微区为da，具体如下面的公式所示。 （10） (11) (12)图5 T和角的关系螺丝微摩擦为dF，如下面的公式所示。 (13)摩擦面产生的制动力矩为T，如下面的公式所示 (14) (15) (16)根据公式(3)-(9)，当荷载为60n时，摩擦系数为0.3。图5显示了T和螺钉角度之间的关系。圆盘式制动器的制动力矩与工作载荷、摩擦系数、螺杆角度有关。锥型制动器的制动力矩不仅与上述因素有关，也与锥体长度l有关，如图5所示，当螺钉的角度为45时，制动力矩最大，所述摩擦系数为0.3。根据公式(3)-(16)，当负载变化时，制动力矩与锥体高度的关系如图6所示。制动力矩随着锥体的高度而增大，当载荷较大时，它的制动力更强。图6 制动力矩与圆锥高度的关系图7绞车试验平台实验分析为了比较两种制动器的综合有效的性能，制造出来了两种有效的制动机构，并在同一绞车中进行了两种有效的制动机构性能比较。选择角45和圆锥6厘米。图7是winch测试平台，其功能是测试绞车的动态负载性能。图8 刹车温度与时间的关系图9 空载速度与时间的关系系统提供了两个12,000磅的绞盘和盘型和锥型刹车机构。它们安装在测试平台上，测试两种有效的制动机构空载特性和动态负载特性。首先，在空载试验中，两个绞车在相同的条件下运行，没有绞盘绳。在每隔1分钟的时间内记录制动瞬变电流和电流变化。第二，在动态负荷试验中，将卷绕绳与两个绞车和载荷分别赋予不同的动载和记录动载、电压和电流值。实验人员同过并根据无负荷试验的记录数据，图8显示了随时间变化的两个制动器tem- perature的关系曲线，图9显示了随时间变化的两个绞车的空载速度，图10显示了工作电流的变化。根据图8,绞车最后用锥形制动器的温度保持在大约60C,33%低于90C的盘式制动器。锥式制动器在无载瞬变电磁法中具有明显的优势。在负载测试过程中，3分钟后，当盘式制动器工作时，温度急剧上升。当锥体制动温度升高时。两种有效的制动机构在刹车的时间上有着不同的数值变化和有效的刹车时间。图10工作电流与时间的关系图11工作电流与负载的关系从图9可以看出，磁盘制动绞车的速度在4分钟内突然下降，而装有锥形制动器的绞车速度保持在50 rad/min。通过实验数据和实验图表的观察很明显，锥体制动器对绞车空载速度的影响较小。空载电流是判断绞车的性能的关键。通过实验数据和实验图表的观察如图10所示，锥形制动绞车的空载电流在60 A以下，而在盘式制动绞车中，7分钟后为90 A以上，消耗33%的能量。图11显示了工作电流与负载的关系，根据动态负载测试的记录数据。通过实验数据和实验图表的观察从图11可以看出，锥式制动器的工作电流总是低于盘式制动器。圆锥式制动器的效率高于盘式制动器。在绞车的正常工作状态下，T没有多余的摩擦力，所以没有必要克服摩擦，减少能量损失。锥式制动器不产生余热，有效的提高绞车的性能。结论通过理论计算和实验结果表明，锥形制动器的性能优于盘式制动器。锥形制动器可以有效的减少有害摩擦的发生，显著的提高绞车的效率，能够解决因热积聚而引起的尼龙电缆损坏的绞车安全问题。刹车力传动效率最高时制动轴上的螺旋角是45。当绞盘工作正常时，盘闸不能完全释放。在主轴的高速旋转过程中，有大量的热源。热量在滚筒内积聚，不能被排出。滚筒的温度上升，最终会在滚筒周围燃烧尼龙绳子。而制动盘与主轴之间的摩擦也会降低主轴的使用寿命。锥形制动器可以解决这一问题，从而大大的提高了绞车的性能。参考文献1。索洛维约夫和切尔尼夫斯基。拖网绞盘的计算和实验分析。Eng失败肛门2013;28日:160 - 165。2。在拖网绞盘设计中，以渔场为基础。海洋Eng 2015;102:136 - 145。3所示。Picchio R, Magagnotti N, Sirna A，等。改进的绞车技术，以减少伐木损失。航空医学2013;32:350 - 351。4所示。在直升机的救援行动中，包括了一名急救员的绞车。受伤2012;43:1377 - 1380。5。Wang F, Gu KK, Wang WJ, et al.关于制动蹄材料在湿陷下制动摩擦性能的研究。穿2015;342 - 343:262 - 269。6。太阳D, Wang S, Xiao Z, et al.用旋涡式制动器对密封的旋转动力系数的测量。科学理论马赫2015;94:188 - 199。7所示。Picchio R, Magagnotti N, Sirna A，等。改进的绞车技术，以减少伐木损失。生态Eng 2012;47:83 - 86。8。Hu J, Wang M和Zan T.通过滑滚比的滚珠螺杆机构的运动学。科学理论马赫2014;79:158 - 172。9。本文研究了热膨胀对精密机床滚珠丝杆进给系统热致误差的影响。2015年J马赫工具;97:60 - 71。1毕业设计（论文）课题申报表课题简介绞车是矿山用来回收单体支柱等设备，动力来源于电动机，通过传动系统带动缠绕有钢丝绳的滚筒转动来牵引钢丝绳运动，实现单体支柱的回收。通过设计可以掌握典型的通用机械的设计过程。课题要求（包括所具备的条件）完成总体方案的设计；调研并选定传动机构主要参数；完成传动系统总图及主要零部件图的设计；完成论文的撰写。课题工作量要求绘制图纸若干张，包括总装配图及其主要零部件图，图纸量折合3张零号图；撰写毕业设计论文，字数不少于1.5完；完成4000英文原文的翻译。参考文献不低于15篇,其中英文原文两篇。教研室审定意见 同意室主任签字：学 院审定意见同意 教学院长签字： 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 1毕业设计的背景：绞车是矿山用来回收单体支柱等设备，动力来源于电动机，通过传动系统带动缠绕有钢丝绳的滚筒转动来牵引钢丝绳运动，实现单体支柱的回收。通过设计可以掌握典型的通用机械的设计过程。2毕业设计(论文)的内容和要求：完成总体方案的设计；调研并选定传动机构主要参数；给定部分参考图；完成传动系统总图及主要零部件图的设计；完成论文的撰写。绘制图纸若干张，包括总装配图及其主要零部件图，图纸量折合3张零号图；撰写毕业设计论文，字数不少于1.5万字；完成4000英文原文的翻译。参考文献不低于15篇,其中英文原文两篇。3主要参考文献：1徐灏机械设计手册.北京：机械工业出版社，20002陈国定，吴立颜.机械设计，高等教育出版社，2013 3裘新建，机械原理课程设计，高等教育出版社，2010 4孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理，高等教育出版社，20154毕业设计(论文)进度计划(以周为单位)：寒假 实习、查资料、英文翻译12周 完成开题报告；34周 确定方案，进行总体方案设计56周 总图绘制，说明书编写712周 部件图绘制，说明书编写13周 填写论文副本，完成说明书、图纸绘制，准备答辩教研室审查意见： 室主任签名： 年 月 日学院审查意见： 教学院长签名： 年 月 日 毕业设计（论文）开题报告课题名称JHMB-14绞车设计课题来源1选题的背景及意义：绞车是矿山用来回收单体支柱等设备，动力来源于电动机，通过传动系统带动缠绕有钢丝绳的滚筒转动来牵引钢丝绳运动，实现单体支柱的回收。通过设计可以掌握典型的通用机械的设计过程。2研究内容拟解决的主要问题：课题首先根据市场调研拟定总体设计方案，绘制绞车的工作原理图；通过相关设计计算，确定主要技术参数，完成绞车的总体结构设计；绘制绞车总装图及主要零件图，编写设计说明书。拟主要解决的问题：1， 电机的选择,矿山工作环境中瓦斯浓度很高，预防其发生爆炸：2，制动器的设计,工作环境中可能有较多的人，机械有失效的可能预防发生意外，需要安装紧急的制动装置。 3，减速器的设计和强度计算。4，二级低速齿和卷筒的联接。5，箱体的设计，箱体在总重量中占很大的比例，同时很大程度上影响着集齐的工作精度以及抗震性能。3研究方法技术路线：（1）查阅相关资料，整理资料熟悉现有的绞车在国内外的发展现状，同时掌握它们的工作原理； （2） 通过卷筒的速度和卷筒上钢绳的拉力以及各个传动过程中的效率，计算该机械应该有的功率和速度，选择电动机的型号。（3）由于一级蜗轮蜗杆副减速达到卷筒的线速度要求，所以选用两级齿轮减速来达到卷筒线速度要求，然后计算出两级齿轮副的各个技术参数。（4）根据各轴的转矩选择合适大小的轴颈然后对轴进行强度校核。（5）根据电动机的外伸直径和减速器蜗杆的直径设计联轴器的各部分尺寸，然后对联接联轴器两部分的螺栓进行强度校核。 4研究的总体安排和进度计划：寒假 实习、查资料、英文翻译1-2周完成开题报告；3-4周确定方案，进行总体方案设计；5-6周总图绘制，说明书编写；7-12周部件图绘制，说明书编写；13周填写论文副本，完成说明书、图纸绘制，准备答辩。5主要参考文献：1徐灏机械设计手册.北京：机械工业出版社，2000 2陈国定，吴立颜.机械设计，高等教育出版社，2013 3裘新建，机械原理课程设计，高等教育出版社，2010 4孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理，高等教育出版社，2015 5 杨可桢, 机械设计基础, 高等教育出版社，2015 6范崇落, 机械加工工艺学, 东南大学出版社, 2009年 7胡兆国, 机械加工基础, 西南交大出版社, 2007 8傅水根, 机械制造工艺学基础 清华大学出版社 2011 9冯新安 机械制造设备基础 机械工业出版社 2004 10王春福 机床夹具设计手册 上海科学技术出版社 11冯道 机械零件切削加工工艺与技术标准实用手册 机械工业出版社 2003 12成大先 机械设计手册（减速器，电机与电器）化学工业出版社 2001 13高泽远，王金，机械设计基础设计，东北大学出版社，1997 14Robert.Norton Design of Machinery Publication Date 15Copyright Engineering and the Ultimate Publication Date 16王兆义，小型可编程控制器实用技术，北京：机械工业出版社，2002指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日教研室意见： 通过，同意开题 教研室主任签名： 年 月 日学院意见： 教学院长签名： 年 月 日6摘要在工业生产里面，绞车是用的比较多的，这种机器的发展时间是比较长的，现在绞车的技术是越来越高，生产材料也是一直在更新，并且电子控制技术也是在提升的，不管是动力，还是对能源的节省上，还是安全性，现在都是提升了很多。现在绞车在很多行业都有使用。论文研究的绞车型号是JHMB-14。要想将成本变得更低，让安全性变得更好，在这篇论文里面，将总方案定下来之后，在电动机，还有卷筒的两边装了两级齿轮，这样一来构造是更加的紧凑的，底座使用的原材料花费的成本也就没有那么高了；在这篇论文里面使用到了涡轮蜗杆传动的专用知识，因为涡轮蜗杆副具的传动比是非常大的，这样卷筒期望的速度也就能够实现了，避免卷筒出现反过来转的情况；因为这个机器在矿产上使用，所以它一定要能够防爆，那么他的电动机用的是鼠笼式电动机。关键词 绞车；JHMB-14；总体方案；蜗轮蜗杆；卷筒IAbstractWinch is a kind of commonly used machinery in the process of industrial production. It has a long history and mature development design and manufacturing technology. With the continuous improvement of the winch technology, the continuous improvement of the processing materials and the continuous development of electronic control technology, the winch has made great progress in power, energy saving and safety. Step. Winches are being widely used in mines, harbors, factories, buildings and oceans.The winch designed by this paper takes JHMB-14 winch as the research object. In order to reduce the cost and improve the security for the purpose. In this design, on the basis of determining the overall plan, the two grade gear is installed on both sides of the motor and the drum respectively, making the structure compact and reducing the use of the base material to reduce the cost. The worm gear and worm transmission principle knowledge is applied to the design, and the worm and worm pair has a larger transmission ratio so that it can be realized. The desired speed of the drum can avoid the accidental loss caused by the reversing of the reel. As the machine is used in the mine field, it must have certain explosion-proof ability, so the old squirrel cage motor is selected with the explosion-proof motor.Keywords winch JHMB-14 overall scheme worm wheel and worm目 录摘要IAbstractII1 绪论11.1 本课题研究的背景及意义11.2 绞车的概述11.3 国内绞车的发展现状21.4 国外绞车的发展现状31.5 绞车未来的发展趋势32 工作原理、性能参数的确定与计算52.1 工作原理的确定52.2 主要性能参数的简介52.2.1钢绳拉力52.2.2钢绳绳速52.2.3电动机额定功率62.2.4钢绳类型和直径72.2.5卷筒直径82.3 JHMB-14绞车性能参数的确定92.4 计算参数的计算与确定92.4.1电机的计算和选确定92.4.2计算各轴的运动和动力参数103 主要零部件的设计与计算123.1 蜗轮蜗杆的设计和计算123.1.1选/a值123.1.2计算中心距123.1.3计算传动基本尺寸123.1.4计算齿面接触疲劳强度133.1.5计算轮齿弯曲疲劳强度133.1.6验算蜗杆轴扰度133.1.7校核温度143.2齿轮的设计与计算143.2.1一级齿轮的设计与计算143.2.2二级齿轮的设计与计算173.3 各轴的设计和计算203.3.1蜗杆轴分析与强度校核203.3.2蜗轮轴的分析和强度校核223.3.3齿轮轴的分析与强度校核243.3.4滚筒轴分析与强度计算263.4 轴承的选用与校核284 其他零部件的设计、选择与计算354.1 联轴器的选择和计算354.2 制动器的选择和计算354.3 蜗轮齿轮上键的选择和强度计算374.4 箱体的设计39结论40致谢41参考文献4231 绪论1.1 本课题研究的背景及意义进行矿产资源开采还有运输的时候，最重要的一个机器就是绞车，现在用的是非常多的，比方说矿上面会用到提升绞车，调度绞车等等。对与开采矿产资源来说，绞车是少不了的。绞车还有一个主要的作用，就是在港口进行工作，比方说集装箱起重机，港口装卸门座起重机等等，这种机器的主要执行部分就是绞车，这些绞车的结构，还有形式都是不一样的，因为绞车的作用不一样，所以在对速度进行调整的时候，性能一定要好，并且安全性也要一定好才行。还有，绞车在很多线缆的保存，加工还有输送上用的也是不少的。用在这种作用下，绞车不光能够对速度进行调整，还能够将这些缆线按照直径不一样的大小进行排列，这样生产的时候才能比较顺利，在船上面，还有在大海里面进行开发的时候，绞车都可以拿来使用的。绞车在很多地方都在使用，他们的作用都是不一样的，所以说他们的结构也都是不一样的。要想对绞车的结构，还有性能进行更加深入的研究，所以就要仔细的研究研究的组成，绞车的类型，还有绞车的性能，还有绞车的功能等等。1.2 绞车的概述绞车还有一个名字叫卷扬机，通过卷筒绕着钢丝绳进行提升比较重的东西，这个机器其实就是一个其中机器，是比较轻也比较小的。现在我们国家，船上面使用的液压拖缆绞车是泰州的一个公司生产的。1、绞车的特征还有使用途径：绞车有下面的特征：通用程度是很高的，构造也非常紧凑，体积不大，质量小，起重是比较大的，用的时候要想转移是比较便利的，在建筑，矿上，码头上等等都可以对货物进行升降，还能够在生产线上进行使用。绞车有两种速度，一种是慢的，一种是快的。要是大于二十吨的话，绞车就是大吨位的，绞车可以拿来单独用的，还能够放在起重机，建筑上等等使用的机器里面的一个部件，因为用起来不复杂，绕绳是非常的大的，移动起来也比较方便，所以用的是很多的。 2、绞车的种类根据动力来进行划分，有手动，有电动，有液压的。按照使用途径来分，有建筑上用的，有船上面用的。按照它的功能来进行划分：有船上使用的，有工程上使用的，有矿上面使用的，有电缆的。根据卷筒的样子不一样来进行划分，有一个筒的，有两个筒的。按照卷筒的布局来进行分类，有并列的，有前后的（1）手动绞车：将停止器装在手柄的回转传动部分，这样重的东西就一直在规定的地方。手动绞车上面还要装一个安全手柄，还有制动器。正常来说，手动绞车起重的重量是不大的，机器工作环境不好，并且没有电源。（2）电动绞车：在很多起重重量非常大的地方进行使用。电动绞车要是一个卷筒的话，那么通过减速器将卷筒带着进行工作，装一个制动器在电动机跟减速器的输入轴的中间。要想满足提升，牵引，还有回转等等工作的要求，另外绞车还有两个卷筒的，或者是好搓个卷筒的。只要额定载荷小于10T，那么绞车可以设计成电动的。（3）液压绞车：这种绞车的额定载荷是非常大的，液压绞车的载荷要是在十吨到五千吨范围里面的话，就可以使用液压绞车。它的组成有液压马达，液压制动器，齿轮箱，离合器等等。液压马达在工作的时候机械效率是非常高的，并且启动的时候扭矩很大，按照工况的需要，配置不一样的配流器，按照要求，设计一个阀在马达的配油器上面进行组装，比方说带平衡阀，过载阀等等，都在卷筒里面直接进行安装的。设计卷筒，支承轴，还有机架的时候，按照力学的要求来进行，设计的这个绞车结构不能复杂，并且强度，还有刚度都要能够满足要求。这种绞车的结构一定要非常紧凑，体积不能大，并且质量要小，外表看上去要非常漂亮等等，它的安全性是非常好的，工作效率是很高的，启动的时候扭矩不小，工作速度慢稳定性不错，噪声不大，操作的时候可靠性高等等。1.3 国内绞车的发展现状最近这几十年，我们国家的煤炭行业发生了太大的改变了，整个行业的机械化水平跟国际上也差不了多少了，现在光是开采的煤炭量已经超过了百万吨，不过煤炭行业要想实现机械化，运输是少不了的，输送要使用专门的输送机器，绞车其实就是中间的一个。原来输送煤炭的时候基本上用的都是娦式输送机化，但是下到矿井下之后的轨道，跟运输这种办法是不大合适的，材料在进行输送的时候，基本上都是用一群小轿车来进行，运输的线路是非常长的，环节比较多，使用的搬运机器，工作人员都是非常多的，安全性一点都不好，效率也不高。虽然现在在技术上进行了提升，对于现在矿产资源的需要还是满足不了的。也就是说，现在矿井建设的时候，主要就在于怎么样进行输送。上世纪五十年代的时候我们国家才有了绞车，一开始是模仿日本还有苏联的机器来进行生产的，到了六十年代，开始自己对绞车进行设计；到了七十年代，技术越来越成熟，设计绞车也越来越标准化，系列化。不过跟国外的进行比较，我们国家的绞车不管是类型，还是结构，性能等等，差的不是一点点的。矿上面使用的小绞车，在上世纪六十年代的时候，将绞车调度的标准进行制定，后来对于回柱绞车的标准也进行了制定，使用了一段时间之后，对设定的这两个标准进行了修订，确定标准是JB965-83，JB1409-83。1.4 国外绞车的发展现状在国外，小绞车用的是很多的，生产单位也是比较多的，比方说在苏联还有日本这些国家，矿产上，使用的都是小绞车。在国外的矿上面用的小绞车，类型还有型号都是非常多的，比方说，绞车的牵引力不一样的话，绞车有电动的，有液动的，还有风动的。绞车的工作部分有一个筒的，有两个筒的还有摩擦式的。在进行传动的时候，有皮带的，有链式的，有齿轮的，有蜗轮的，有液压的等等。这些传动里面，用的最多的是行星齿轮传动的。发展方向是更加的标准，更加的系列化，它的发展方向是体积更小，质量更轻，并且结构更加紧凑，效率更高，能源更加节省，使用时间长，噪声小，一个机器可以有好多种用途，功率大，外表看上去漂亮并且还不复杂。1.5 绞车未来的发展趋势对国外矿上面使用的小绞车的发展来进行分析： 1、更加标准化，更加的系列化在日本，美国这样的国家现在已经确定了矿上面使用的小绞车的标准了，这些国家的生产单位，生产的产品都已经形成一定的系列了，对于机器的性能，还有数据，规定都是非常清楚的，而且在他们国家强制性进行推广，进行实施，不管是设计，还是加工，还是后期出现问题进行维修，都是非常方便的。2、体积更小，质量更轻，并且结构更加的紧凑因为在下面的矿里面，工作的地方环境是比较小的，所以绞车不能体积太大，质量要轻一些，大家的研究方向是将绞车的动力部分，传动部分，工作滚筒还有刹车这些零部件都放在一个系统里面，之后对它进行布局，对空间的利用率更高，对它的外表进行封闭，封闭效果要好。3、节能的效果更好在发达国家，他们对于绞车的数据进行优化，选择最合适的数据，这样可以将产品的性能在最大限度里面进行提高。传动装置的结构用的是最先进的，并且加工精度是合理的，这样一来生产效率是非常高的。4、使用时间比较长，噪声更低看一个产品在使用的时候性能怎么样，就看他能用多长时间，还有噪声是多大。使用时间长，那么经济效益也就更好；噪声要是比较小的话，对于人的身心健康是有好处的。要想将使用时间变得更长，噪声变得更低，可以通过齿轮的加工精度变高，还能够用稀油进行润滑，这样一来这个机器的性能变得更好。5、机器变得更加通用化，并且一个机器多个功能小绞车在矿上面使用的时候，可以用来进行调度，还能够用来进行运输，还可以进行一些别的工作。用的时候区间一定要大，需要绞车的适应能力非常强大。将调度，输送，还有辅助的绞车都放在一个标准里面。这几种绞车的结构都是差不多的，后来管理水平变高了之后，通用化的程度也是变高的，这就是将来产品的发展方向。6、功率更大的发展趋势后来生产一直在发展，原先的产品对于现在的需求是满足不了的，长时间的生产经验告诉我们，绞车不仅能够进行调度，还能够进行输送，它的牵引力要稍微小一些，所以要把这些问题都解决掉，这样绞车的功率也就变大了，对于使用者的需求就可以满足了。2 工作原理、性能参数的确定与计算2.1 工作原理的确定按照设计的方案里面的技术规格，还有技术数据，将它的总方案设计出来。后来通过计算，将涡轮蜗杆减速器，还有两极齿轮减速器，还有调速装置的有关数据都算出来，并且校核了主要零部件的强度。2-1里面是绞车的构造。在工作的时候它的原理是： 图2-1 绞车的结构示意图JHMB-14绞车的组成部分：1、电动机；2、底架；3、蜗轮蜗杆减速器；4、两级齿轮传动；5、紧急制动装置。JHMB-14绞车的动力是电动机，这个电动机是防爆的，用联轴器将电动机的轴还有蜗杆轴都连接起来，在蜗轮蜗杆的速度降低之后，经过两级齿轮减速部分，这样传动比就可以满足绞车的需要了，之后二级齿轮减速部分的低速齿轮，通过螺栓还有滚筒连接，这样动力就传送到滚筒上，那么滚筒就按照设定的速度将钢绳卷起来，将柱子进行牵引，那么绞车的功能就能够实现了。2.2 主要性能参数的简介2.2.1钢绳拉力我们国家对绞车的数据是有规定的，钢绳的拉力有三种，分别是五吨，八吨，还有十四吨。不过，现在我们国家对钢绳的拉力还没有一个统一的标准。回柱绞车是一种缠绕很多层的机器。支柱的拉力是从钢绳来的。最外面一层，还有嘴里面一层的钢绳拉力都是最小的，很明显，只要电动机的功率确定下来，机械结构确定下来，还有最外面那一层的拉力是最小的。所以，绞车的名义拉力就是最外面一层的拉力。要是设计绞车的时候，名义拉力是中间层的，或者是最里面一层的，那么外面一层的拉力就比绞车的名义拉力还要小。这样的话是不满足要求的。JHMB-14绞车的钢绳最外面一层的拉力大小是120000N2.2.2钢绳绳速在绞车的卷筒上面进行缠绕的时候，钢绳缠绕了很多圈，钢丝绳不会没有变化的，跟着缠绕的层数越多，这个数值也就变得越大。要想跟绳的拉力进行匹配，要按照最外面一层速度来当做这个钢丝绳的名义速度，大小是0.14m/s。对于回柱放顶作业的效率有影响的一个因素就是钢绳的速度。回柱放顶的时候花费的时间比较长，那么正常的循环就受到影响了，延迟回柱放顶的时间，顶板的压力变大了，那么回柱绞车就有难度了。不过，钢绳的速度对于回柱的生产率有很大的影响。在回柱进行放顶的时候，很多都是辅助工作时间。所以，回柱放顶作业怎么样进行组织，跟操作是不是熟练有很大的作用。还如果拉力到了最大的时候，要是绳子的速度太大的话，那么出现的动力载荷是非常大的，导致的结果是支柱破损率也就变得更大了，并且在绳速范围里面，零件会被弄坏。2.2.3电动机额定功率对电动机的功率进行确定的时候，那么就可以将电动机的能力充分的发挥出来，还能够对电能进行节省，所以要对回柱放顶工作流程进行研究，将电动机的工作制度确定下来。在支柱上将钢绳栓上去，电动机启动之后，钢绳就被带着进行工作，这个时候钢丝绳是松下来的，运行的时候要是空载的话，拉力的数值也就变大了，那么支柱达到顶板之后，就降下来了，这个时候电动机有可能会出现一瞬间过载的情况，之后带着支柱工作一段的距离，电动机停下来，回柱的周旋到这里就完成了，接着进行一些辅助的工作，下一个周转也就开始了，这样一直重复进行。任何一个生产流程里面，有启动时间，还有非常短的超载荷工作时间，还有停车断电时间。查看它的特征，确定是断续周期性的载荷。在矿井下面进行工作的时候，要想让它的使用区间变得更大，这个地方在确定电动机的时候不能根据断续周期性的工作办法来选用，在确定的时候根据持续的工作制来进行。点攻击的功率在算的时候，按照瞬间的载荷最大值来进行，算的时候将电动机的额定容量就算出来了。电动机的瞬时过载容量就告诉我们，电动机一直都是在发热的，而且在很短的时间里面，确保电动机虽然瞬间过载，它的转矩也就到了临界值了，如果过载不减少，并且大于临界的转差率的时候，那么电动机的转矩就很快降低了，这电动机会出现闷车的情况。鼠笼式电动机的过载系数为K=1.8-2。要想电动机不会出现闷车的情况，在算功率的时候，确定K=1.36，2-2里面就是鼠笼电动机的机械特征。图2-2 鼠笼电动机机械特性将功率算出来见（2-1） （2-1）式中：在卷筒的最外面一层钢绳的速度 卷筒最外面一层的钢绳的拉力 机械进行传动的时候效率的综述机械传动总效率额定功率 （2-2）按照这个来算P，从这些样本里面将电动机的功率确定下来，这个数值要比P大。2.2.4钢绳类型和直径在用钢绳的时候，有很多原因会导致机械强度变低，比方说损耗，上锈，咬伤，疲劳等等。绞车要是不一样，他们工作时候的特征不一样，还有使用时候的条件也不一样。那么也就是说，他们的机械强度在降低的时候也都是不一样的。因为钢绳绕在滚筒的上面，钢绳里面会有弯曲，还有扭转应力出现，因为一直进行工作，所以钢丝绳肯定会有疲劳出现。来回弯曲多少次，疲劳破坏的非常快。回柱绞车，跟别的形式的钢丝绳缠绕装置是不一样的，在进行回柱的时候，钢丝绳一直在进行缠绕，钢丝绳放出去之后，就跟均匀的弹性干是一样的，因为它可以对拉力进行传送。所以说，回柱钢丝绳遭到破坏的主要原因就是出现疲劳断丝。在工作面上有回柱绞车，因为湿度是非常大的，容易上锈，在进行回柱的时候，钢绳一般跟底板，煤摩擦，所以上锈的情况，还有损耗的情况一致都是出现的，因为有损耗，所以上锈的情况就变得更加严重了。回柱钢绳报废的主要原因就是这两个，一个上锈，一个损耗。所以说，缠绕很多层出现咬绳的状况是肯定的，所以说钢绳能够使用多长时间，这个也是有很大影响的。要想将钢绳的直径定下来，一开始要将回柱钢绳的许用安全系数确定下来，对于设计来说，这个数值是非常重要的。将它的安全系数变大，那么就可以让钢绳的使用时间变长。不过，钢绳的安全系数要是太大的话，那么它的直径就变得更粗了，这样机械的体积就变得非常大，没有那么灵活了。对于经济原则是符合不了的，整个绞车下井的时候是非常不方便了。所以，在对安全性，还有可靠性进行确保的时候，尽量的将安全系数进行降低。许用安全系数 （2-3）=0.1.=0.2那么许用安全系数是： 现在，不管是我们国家还是国外，钢绳算的时候，理论还没有一个体系。提升钢绳来说，要是在算的时候只对它的静载荷进行考虑，在钢绳里面有很多动载荷出现，要想进行抵偿通过将安全系数进行变大。所以安全系数确定的是比较大的。实际上这个数值是一个大概的，回柱绞车的钢绳拉力是静拉力，所以，它在进行工作的时候是非常安全的。设计回柱绞车的时候，将安全系数算出来用下面的式子来表示这两个因素之间的关系钢绳的结构不一样，换算系数也就不一样，跟它有关系的是捻距有多大，还有钢绳是什么结构等等。它的构造越是不简单，那么钢丝数就越是多，产生的破断拉力损耗就越是大。那么在回柱绞车上，钢绳的型号选用的是619型，它的换算系数大小是那么这个钢绳的整个破断拉力的大小是整条钢绳破断拉力=（1-）静拉力选用的是卷筒最里面一层的，在进行回柱的时候，静拉力的最大数值在最里面一层出现。所以将拉力算出来： （2-4），那么 （2-5）式中：最外层绳速（m/s）；d=0.83；那么卷筒嘴里面一层的转动速度在最里面那一层钢绳的拉力就是：整条钢绳破断拉力 =（1-）设计回柱绞车的时候，将安全系数算出来，满足论文要求。如果算出来的安全系数比许用安全系数1.3还要大的话，那么这个钢丝绳就是安全的。2.2.5卷筒直径矿上面使用的绞车，不管是缠绕的，还是摩擦的，按照事先设定的卷筒的直径跟钢丝绳的直径相比得到的数值，来确定卷筒的直径的。绳子里面出现的弯曲应力跟卷筒的直径，还有钢绳的直径，还有钢绳的结构有很大的关系。弯曲应力 （2-6）要想将弯曲应力变小，将钢丝绳的直径定下来，还有使用的材料定下来，那么钢丝绳的使用时间就变长了。要想工作的时候安全性更好，所以确定卷筒的直径是四百毫米，对于论文的要求是能够满足的。2.3 JHMB-14绞车性能参数的确定1、卷筒直径：400mm2、卷筒宽度：300mm3、容绳量：150m4、绳的直径：23mm5、绳速：0.12m/s6、平均提升力：120KN7、电动机（1）型号YBK-225M-8（2）功率22KW（3）转速730r/min8、传动比1282.4 计算参数的计算与确定2.4.1电机的计算和选确定下来是查看相关材料，卷筒线转动的速度就是0.12m/s那么就可以将卷筒的角速度给算出来n=v/（） （2-7）=0.12/（式中：n卷筒在转动时候的速度；d 卷筒直径的大小；v 卷筒线速度的大小。那么卷筒的拉力功率就可以算出来那么整个机器在进行传动的时候效率是电动机在工作的时候，效率大小是查看相关资料，一级蜗轮蜗杆进行传动的时候，传动比是10：40，要是齿轮进行传动，那么传动比就是1：8，论文里面设计的绞车传动用的是蜗轮蜗杆，还有齿轮两对。那么这个机器在进行传动的时候，传动比的大小是：这样就可以知道这个电动机的转动速度在矿井里面工作的绞车一定是防爆的，现在的绞车对于防爆要求能够满足，所以电动机用的是YBK-255M-8型，2-1表格里面就是它的有关数据：表2-1电动机的技术参数型号功率（KW）转速（n/min）YBK-225M-822730传动比的总数是 （2-8）确定128。对传动比进行划分：蜗轮蜗杆为20；一级齿轮为2；二级齿轮为3.2。2.4.2计算各轴的运动和动力参数2-3这个图里面就是论文设计的绞车的结构。图2-3 JHMB-14结构示意图每个轴的转动的速度：式中 蜗轮蜗杆传动比： 一级齿轮传动比： 二级齿轮传动比：每一个轴在输入的时候功率的大小： (2-9)每一轴的输入转矩大小是： (2-10)每一个轴的数据在表格2-2里面详细展示。表2-2 各轴的相关参数轴功率（KW）转矩（）转速（r/min）传动比效率电动机20.96274.2073012023.20.90720.7840.95060.9506120.75271.46730216.274256.4936.5315.468092.4418.25414.7024616.555.7443 主要零部件的设计与计算3.1 蜗轮蜗杆的设计和计算为什么使用涡轮蜗杆，因为它的结构非常紧凑，并且工作时候非常稳定，不会有噪声，冲击性比较小，并且震动也不大，这样它可以得到的单级传动比是很大的，所以就使用圆柱型的蜗轮蜗杆进行传动。3.1.1选/a值当量摩擦系数：假设当量摩擦系数：=0.03当量摩擦角：=1.72确定/a的数值/a=0.35导程角：传动啮合效率：=0.83.1.2计算中心距蜗轮转矩 (3-1)使用系数：确定是弹性系数：转速系数=在式子的里面： 寿命系数 =1.27接触系数：=3接触疲劳极限：=265MPa接触疲劳最小安全系数：=1.3算出来中心距的大小 (3-2) =3.1.3计算传动基本尺寸将蜗杆有多少个算出来=2.35确定=2蜗轮的齿数有多少个 (3-3)=40将模数算出来m=（1.4-1.7）a/确定m=10蜗杆分度圆直径=/a (3-4) 确定 =112mm蜗轮分度圆直径=m确定=400mm导程角tan=m/=210/112 (3-5)=10.12这个蜗轮的宽度是=79.8确定=70 蜗杆进行圆周动作的时候，速度是= (3-6)=4.28m/s在进行相对滑动的时候，它的快慢是= (3-7)=4.35m/s当量摩擦系数，=0.6m/s3.1.4计算齿面接触疲劳强度许用接触应力 (3-8)接触应力的最大数值是= (3-9)因为3.1.5计算轮齿弯曲疲劳强度齿轮根部的弯曲疲劳强度的大小是=115Mpa弯曲疲劳强度的安全系数的最小值是=1.3许用弯曲疲劳应力 (3-10)=88.46Mpa齿轮弯曲应力的最大数值是 (3-11)，所以满足要求3.1.6验算蜗杆轴扰度算出来轴的惯性矩的大小=7.72 (3-12)蜗杆可以实现的扰度的大小算出来蜗杆的扰度 (3-13) ，满足论文的需要3.1.7校核温度在进行传动的时候，进行齿合时候的效率是 (3-14)=0.75搅油效率=0.99轴承效率=0.99 那么效率的总数就是要进行散热的面积的大小=3.032这个箱子在工作的时候多少度80，对于论文的要求是能够满足的3.2齿轮的设计与计算用齿轮，是因为以一级蜗杆的传动比小于128，蜗轮蜗杆的速度降低之后，用两级齿轮来减低速度，因为它在进行传动的时候可靠性是非常高的，使用时间比较长，一瞬间的传动比是一个常数；在进行传动的时候，效率是非常高的，构造非常紧凑，并且速度的范围是非常大的，所以说传动比很稳定，还有承载能力很高。选用的齿轮是直齿圆柱形的。3.2.1一级齿轮的设计与计算小齿轮的材料用的是40Cr，对它进行调质处理，硬度达到280；大齿轮的原材料用的是40Cr，硬度可以达到280HB，不管是大齿轮还是小齿轮，都要对他们进行热处理。1、先把小齿轮的直径算出来算出来转矩的大小 (3-15)n齿轮是高速级的话转动的速度。=4256490齿宽系数=0.4接触疲劳极限=850Mpa=850Mpa许用接触疲劳极限=0.9=0.9将的数值定下来，=82将小齿轮的直径算出来=246.83mm (3-16)将齿轮的宽算出来bb= (3-17)2、对齿轮的强度进行校核圆周速度= (3-18)确定这个齿轮的精度等级是九级3、将齿数，还有模数都算出来初步确定比较小的齿轮的齿数是=25模数m=，确定m=10=i确定=25，=50使用系数，=1.25动载荷系数，=1.1齿间载荷分配系数=1.88-3.2（1/+1/=0.88=1.2齿轮方向上载荷的分布系数算出来： (3-19) =1.174载荷系数 (3-20)弹性系数=189.8节点这个地方的系数是=2.5在进行接触的时候安全系数的最小值=1.054、算出来进行工作花费的总的时间应力循环了多少次在公式里面：在同一边的齿面进行齿合了多少次同一侧齿面的啮合次数；进行工作花费的时间。=60136.5/26000接触寿命系数，=1.3（确定下来是A）=1.25（确定下来是B）5、许用接触应力=8501.3/1.05=1052.38Mpa (3-21)=8501.25/1.05=1052.38Mpa6、进行验算 (3-22) =829.17Mpa已经知道还有比还要小 ，对于论文的需要是满足的7、将传动部分的大小确定下来 (3-23)小的齿轮的齿的宽度比大的齿轮的宽度要大，大10mm的样子，确定b1=110mm8、对齿轮根部的弯曲疲劳强度进行校核重合度系数齿间载荷分布系数：=1.2齿轮方向上载荷的分布系数算出来：那么就确定=1.18载荷系数齿形系数，确定=1.2；=2.34应力修正系数，确定下来=1.58；=1.72弯曲疲劳极限，确定下来=680Mpa；=680Mpa进行弯曲的时候安全系数的最小值就是=1.25应力周转了多少次 (3-24)进行弯曲的时候使用时间的系数，确定下来是=1，=1.1尺寸系数，确定下来是=0.97算出来许用弯曲应力的大小=68011.97/1.25=527.68Mpa (3-25)=6801.11.97/1.25=527.68Mpa对弯曲的应力进行验算F1，对于论文的要求是能够满足的 (3-26) F2，对于论文的要求是能够满足的3.2.2二级齿轮的设计与计算确定下来材料用的什么：小齿轮确定下来原材料用的是40Cr对它进行调质处理，之后硬度就可以达到280HB；大的齿轮原材料确定下来是40Cr，硬度的大小可以达到280HB大齿轮，还有小齿轮都确定下来了，对他们进行热处理。1、将齿面接触疲劳强度算出来，并且对它进行校核：算出来转矩的大小 (3-27)齿宽系数，确定下来是=0.4接触疲劳极限，算出来许用接触疲劳极限的数值=0.9=0.9确定下来是=82将小齿轮的直径大小算出来= (3-28)确定下来是将齿轮的宽算出来bb=对齿轮的强度进行校核将圆周速度算出来v =精度确定下来是9级齿数Z，模数m，确定下来是=25模数m=250/25=10，确定下来是m=10=i=3.225=80确定下来是=25，=80使用系数，确定下来是=1.25动载荷系数，确定下来是=1.1齿间载荷分配系数=1.88-3.2（1/+1/=0.873=1.2齿轮方向上载荷的分布系数算出来： =1.174算出来载荷系数的大小弹性系数，=189.8节点这个范围里面的系数的大小，确定下来是=2.5进行接触的时候安全系数的最小值，确定下来是=1.05将工作花费的时间的总数算出来：应力周转了多少次=接触寿命系数Zn=1.4（确定下来是A），=1.32（确定下来是B）算出来许用接触应力对它进行验算 =，对于论文的要求是能够满足的将传动部分的主要大小都定下来因为小一点的齿轮的宽度比大一点的齿轮的宽度还要大十毫米，确定下来是对齿轮根部的弯曲疲劳强度来进行校核：算出来重合度的系数大小齿间载荷分布系数=1.2齿轮方向上载荷的分布系数算出来：=1.18算出来载荷系数的大小齿形系数，确定下来是=2.65，=2.23应力修正系数，确定下来是=1.58，=1.79弯曲疲劳极限，确定下来是，进行弯曲的时候安全系数的最小值就是，确定下来是=1.25应力周转了多少次=进行弯曲的时候使用时间的系数，确定下来是=1.02，=1.08尺寸系数，确定下来是=0.97算出来许用弯曲应力的大小计算对弯曲的应力进行验算 F1，对于论文的要求是能够满足的D，对于论文的要求是能够满足的3.3.2蜗轮轴的分析和强度校核（a）下面图纸里面展示的是轴的结构(b)下面图纸里面展示的是轴受到的力（C）在水平面上面，承受的力的图纸分析这个齿轮受到的力：（d）在水平面上面，承受的力的图纸 （e）在水平范围里面，弯矩的图纸画出来（f）在垂直面里面，将受力的图纸画出来（g）在垂直面里面，将弯矩的图纸画出来（h）将将合成弯矩图纸画出来纸画出来校核这个轴的直径只能是在理论上存在转矩不改变，真正的情况是，机器在进行工作的时候，不可能都是匀称的，并且还有扭矩震动，所以要想更高安全，那么就要根据脉动转矩，对轴进行计算，确定用的是合金钢，他们的循环应力是对称的，大小是90Mpa。轴的直径的大小是=98.4mm (3-32)D，对于论文的要求是能够满足的3.3.3齿轮轴的分析与强度校核（a）下面图纸里面展示的是轴的结构（b）下面图纸里面展示的是轴受到的力（C）对两个齿轮的受到的力进行分析（1）左边齿轮的受力分析 （2）右边齿轮的受力分析按照之前分析的蜗轮蜗杆，可以进行以下的计算：，=26318.4N，（d）在水平面上受到的力的图纸算出来这两个轴在水平面上受到的力的大小= =-43780.86N =76675.77N（e）在水平的面上，弯矩图纸画出来（f）在垂直的面里面，将受力的图纸画出来对这两个轴承的垂直面承受到的力来进行分析=0N（g）将合成弯矩图纸画出来校核这个轴的直径只能是在理论上存在转矩不改变，真正的情况是，机器在进行工作的时候，不可能都是匀称的，并且还有扭矩震动，所以要想更高安全，那么就要根据脉动转矩，对轴进行计算，确定用的是合金钢，他们的循环应力是对称的，大小是90Mpa。轴的直径的大小是=D，对于论文的要求是能够满足的3.3.4滚筒轴分析与强度计算（a）下面图纸里面展示的是轴的结构（b）下面图纸里面展示的是轴受到的力（C）将齿轮受到的力进行详细的分析 (3-33)（d）在水平面上受到的力的图纸=120000N=56765.91N（e）在水平的面上，弯矩图纸画出来（f）在垂直的面里面，将受力的图纸画出来（g）将合成弯矩图纸画出来校核这个轴的直径只能是在理论上存在转矩不改变，真正的情况是，机器在进行工作的时候，不可能都是匀称的，并且还有扭矩震动，所以要想更高安全，那么就要根据脉动转矩，对轴进行计算，确定用的是合金钢，他们的循环应力是对称的，大小是90Mpa。=102.07mmD，对于论文的要求是能够满足的3.4 轴承的选用与校核将蜗杆轴上面使用的轴承确定下来，并且算出来因为有轴向力，还有径向力作用在我赶上，还有机器承受的力矩载荷是很大的，确定用的轴承是圆锥滚子的，这种轴承的特征是： 1、不仅可以承受径向上的载荷，还能够承受轴向上的载荷。2、对于单纯是轴方向上的载荷是不能用来承受的。3、对于轴一个方向上进行的位置的移动是可以进行限制的。选用轴承：因为轴承用的是圆锥滚子轴承，代号是3，轴的直径大小是轴mm，它里面的直径的代号就是12。按照需要选出来下面几种轴承： 表3-1各轴承的技术参数为轴承代号外形尺寸mm基本额定负荷KN 计算系数重量KGdDTBeY3031260 13033.5311621250.351.711.94313126013033.53112290.50.830.70.41.52832012609523235454.50.331.810.56322126011029.75281251020.41.50.81.197323126013048.5462151800.351.712.88（1）算出来附加的轴向力的大小30312=6924N3131232012322123231230312=3936.14N313123201232212323123031231312320123221232312因为要比还要大，那么在轴承2上面的力的大小就是，轴承1上面的力的大小是。（2）将冲击载荷系数的大小算出来：因为冲击是中等的，那么冲击系数的大小是=1.2，它的接触角的大小是=35那么30312查看表格18.7知，3131232012322123231230312查看表格18.7知31312320123221232312（3）将当量动载荷的大小算出来30312 (3-34)313123201232212323123031231312320123221232312因为P2P1在对强度进行校核的时候，只要校核轴承2的强度就可以了 (3-35)30312=1446h31312=993.61h32012=1394.37h32212=1394.36h32312=1446.98h按照上面算的，因为32312的重量是蛮大的，并且30312的构造用的是比较合理的，那么确定轴承用的就是30312。将蜗轮轴上面的轴承确定下来，并且进行相关的计算因为作用在涡轮上面的力不仅有轴方向的，还有径方向上的，所以轴承用的是接触球轴承，它的特征是1.承受的载荷可以是径向上的，还有轴方向的，轴方向上的载荷是非常大的。2.在轴的上面将两个轴承外面的圈一起进行安装，对于轴两个方向上出现的位置的移动都是可以进行限制的。3.接触角变大了，那么轴方向上承受的载荷就变大。极限转动的速度也就变快了，正常用的时候都是两个一起的。确定轴承：使用的角接触球轴承的代号是7，直径的大小是90mm，那么里面的直径的打好是18，选出两个数，这样它的宽，还有直径的代号就出来了按照需要对轴承进行选择：表3-2 各轴承的技术参数为轴承代号 外形尺寸 mm基本额定负荷KNdDB2*B701890 140244854.853.872189013033.53112290.57318901904386238300确定下来是算出来附加的轴向力的大小 701872187318701872187318之前已经分析了齿轮承受到的力所以=70187218=34753.4/90500=0.387318701872187318将当量动载荷的大小算出来P：因为冲击是中等的，那么冲击系数的大小是为1.2 (3-36)7018=1.299295.54=119154.65N7218=1.299295.54=119154.65N7318701872187318因为P1P2那么校核的时候，只需要对轴承的强度来进行就可以了 7018=44h7218=490.22h7318=7289h7318这个轴承使用的时间是最长的，所以就用这个。别的轴承，因为对轴向力不需要进行承受，所以强度就不需要进行校核了。第三级的轴承用的是6318。滚筒上面使用的轴承的型号是NU2324。4 其他零部件的设计、选择与计算4.1 联轴器的选择和计算在连接两个轴的时候，让它进行回转，并且对转矩进行传送用的就是联轴器，机器停下来之后，通过拆卸，那么两个轴就能分下来了。联轴器进行分类，有刚性的，有扰性的。在两个轴可以进行对中，并且在工作的时候不会出现位置的移动的时候，用刚性联轴器；扰性的用的是在两个轴有出现偏斜，或者是在工作的时候有相对的位置的移动的时候，就用这种，刚性联轴器要简单一点，生产起来简单一点，所以说用的联轴器是刚性的.4-1图纸里面就是这个联轴器的总结构。图4-1 连轴的结构示意图校核一下这个联轴器的强度：连接联轴器用的是四个螺栓，大小是16，每一个螺栓上面承受的剪切力的大小是 (4-1)校核这个螺栓的强度大小： 螺栓的等级是九点八级，那么这种材料的拉伸极限强度就是，材料的屈服极限。因为被剪的螺栓会有载荷施加在上面，这个载荷跟静载荷是差不多的，那么剪切安全系数的大小是2.5算出来螺栓的许用剪切应力的大小是 =施加在螺栓上面的剪切应力大小是F/S=3.03/(88)=15.078MPa；强度对于论文的要求是能够满足的4.2 制动器的选择和计算绞车在矿里面用的时候，要想让绞车停下来，要通过制动器来进行实现，涡轮蜗杆就可以让这个卷筒反过来转。4-2图纸里面就是这个机器里面的制动部分的结构。图4-2 制动装置的结构示意图在用制动部分的时候，要校核连接销轴，中间连接轴，还有手柄的强度。校核销轴的强度大小：算出来销轴承受到的剪切应力： = (4-2)=2。销轴的原材料用的是圆钢，对它进行退火处理，它的抗拉强度的大小是在算的时候按照640Mpa来进行算螺栓的屈服极限的时候按照屈服极限的大小来进行；等级标准用的是八点八级。那么销轴的屈服极限数值就是销轴的许用切应力为=800/2.5=320MPa。因为受剪销轴上面会有一个载荷施加，这个载荷跟静载荷是差不多的，那么剪切安全系数的大小是 Ss=2.5有剪切应力时间在销轴的上面，这个力要比销轴的许用切应力稍微大一些的，那么这个销轴的强度是满足要求的。校核连接轴的强度：因为有一个单纯的扭转施加在连接轴这个地方，那么中间轴要校核一下它的剪切强度，算出来连接轴的剪切应力大小= (4-3)中间连接轴用的原材料是45号钢，那么它的屈服极限那么钢的许用切应力的大小是= (4-4)因为受剪中间的连接轴承受一个载荷，这个载荷跟静载荷差不多，那么剪切安全系数对刹车把的强度来进行校核： 刹车把这个地方只是受到一个纯弯曲的作用力，那么只要对弯曲强度进行校核就可以了，算出来刹车把的弯曲应力 (4-5)在公式里面：代表刹车把承受的弯矩；W 代表刹车把抵抗弯矩的截面的系数；B 代表刹车把有多宽；H 代表刹车把有多高。4.3 蜗轮齿轮上键的选择和强度计算键这个零件是标准的，有两种： 1）平键，还有半圆键，用来形成松连接；2)斜键，用来形成的连接是紧连接。因为这个连接只是用来对蜗轮还有齿轮进行固定的，这个固定是轴方向上的，那么键就用的是平键，也可以用花键，因为在论文里面传动转矩是很大的，所以用的可能是花键。确定使用在蜗轮上面的键，并且对键的强度进行校核：因为蜗轮的精度要求是九级，所以对定心性有要求，所以用的是平键，因为连接方式是进链接，键用的是平键的，圆头的。查看专业资料d=95mm-110mm时，那么键的截面大小是：宽b=28mm；高h=16mm。已经知道轮毂的长，确定键的长就是l=110mm。键用来进行接触的地方的长是=l-b=110-28=82mm。确定下来是铸钢的许用挤压应力为=120MpaT=hd (4-6)蜗轮上面进行传送的转矩的大小是：那么能够知道连接时候的挤压强度满足不了要求，因为差距有一定的限额，所以将键的长度加大，或者将键改成方头的，对于论文的要求就可以满足了。改变之后，进行连接的时候，传送的转矩的大小是T=hd对于论文的要求是能够满足的那么在蜗轮上使用的键的型号是：确定左边齿轮副里面的一级齿轮键，对它的强度进行校核：因为齿轮的精度是九级的，它对于定心性是有一定要求的，再加上连接方式是静连接，所以键用的是平键，一个圆头的。查专业有关的资料d=65mm-75mm时，这个键的截面的大小是：宽b=20mm；高h=12mm。已经知道轮毂的长了，那么键的长就是l=90mm。键用来进行接触的地方的长是=-b=90-10=80mm。确定下来是铸钢的许用挤压应力为=150MpaT=hd在齿轮上，进行传送的转矩的大小是T=/2=3289.8 (4-7)这样就可以知道，进行连接的时候，挤压强度是满足不了要求的；那么就使用两个键，这样强度变为原来强度的一点五倍，那么这个时候用这种连接对于转矩是能够承受的T=hd，对于论文的要求是能够满足的那么用在齿轮上面的键就是：在左边的齿轮副里面，确定二级齿轮键，并且对它的强度进行校核：因为齿轮的精度等级是九级，并且对定心性有要求，所以用的键是平键，再加上是静连接，所以选用的是圆头的。查看专业资料d=85mm-95mm时，那么这个键的截面的大小是：宽b=25mm；高h=14mm。已经知道轮毂的长了，那么键的长就是l=95mm。键用来进行接触的地方的长是=-b=99-25=74mm。许用挤压应力为=150MpaT=hd在齿轮上，进行传送的转矩的大小是T=/2=5263.68这样就可以知道，进行连接的时候，挤压强度是满足不了要求的；那么就使用两个键，这样强度变为原来强度的一点五倍，那么这个时候用这种连接对于转矩是能够承受的T=hd对于论文的要求是能够满足的那么用在齿轮上面的键就是：在右边的齿轮副里面，一级齿轮上面使用的键进行选用，并且校核它的强度：因为齿轮的精度等级是九级，并且对定心性有要求，所以用的键是平键，再加上是静连接，所以选用的是圆头的。查看专业资料d=85mm-95mm时，那么这个键的截面的大小是：宽b=25mm；高h=14mm。已经知道轮毂的长了，那么键的长就是l=102mm。键用来进行接触的地方的长是=-b=102-25=77mm。许用挤压应力为=150MpaT=hd/在齿轮上，进行传送的转矩的大小是T=/2=5263.68这样就可以知道，进行连接的时候，
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