JDM-30无极绳调车绞车设计【7张CAD图纸和说明书】

摘  要

    JDM-30型无极绳绞车是一种新型的矿山辅助运输设备。其主要适用于煤矿井下长运距，多起伏的运输巷道，特别适用于大型综采设备的运输牵引和长运距矿车及材料的运输。能大大提高运输效率和运输安全可靠性，防止放打滑现象。该绞车的设计对于完善无极绳绞车起着重要的基础作用。
JDM—30型无极绳绞车主要由电动机、联轴器、减速器、卷筒和制动闸等组成。本毕业设计的重点是减速器的设计，该传动系统采用了五级传动，第一级为直齿圆锥齿轮传动，其余为圆柱直齿轮传动，采用了两个双联齿轮，最后一级的小齿轮和大齿轮靠过桥齿轮连接，形成封闭的传动路线。传动原理简单、可靠、高效。
JDM—30型无极绳绞车具有良好的防爆性能和制动性能，容绳量大、适用条件强、使用寿命长、传动效率高等特点。该绞车结构紧凑，外形尺寸小，能够整机下井；结构为近似对称布置，外形美观，成长条形，底座呈雪橇状；绞车重心低，底座刚性好，可安装地锚，运转平稳，安全可靠，维护方便。
关键词：无极绳绞车； 运输； 传动

ABSTRACT

JDM-30-Promise rope winch is a new type of mine-assisted transport equipment. The main application is long distance in the coal mine, more ups and downs of the roadway, especially for large transport fully mechanized coal mining equipment traction and long distance transport cars and materials. It can greatly improve transport efficiency and transport safety and reliability and prevent-skid phenomenon. The winch design plays an important basic role in improving the Promise of the rope winch.
JDM-30-Promise rope winch is mainly composed of the motor, coupling, reducer, brake drum gates, and other components. The graduation project focused on the design of the reducer, the drive system uses five transmission, the first class uses straight bevel gear, the rest is straight cylindrical gear transmission, it uses two pairs of gears, and the small gear and the big gear of the last one are c onnected by the bridge gear.It formed a closed transmission line. Transmission principle is simple, reliable and efficient.
JDM-30-Promise rope winch has a good explosion-proof performance and braking performance, large capacity to justice, conditions of application strong, long-life, high efficiency drive. The winch has compact structure, small shape size, can go down with overall unit; structure is similar to symmetrical layout, aesthetic appearance, growth strip, a sled-shaped base; the gravity centerof the winch is low, rigid base, and can be installed to anchor, a smooth operation, safe and reliable , easy maintenance.
Keyword : promise rope winch ; transport; drive

目    录

1 绪论 1
    1.1引言 1
    1.2绞车运输及国内外的发展状况 1
    1.3无极绳绞车的类型及工作原理 1
    1.3.1无极绳绞车的类型 2
    1.3.2无极绳绞车的工作原理 2
    1.4无极绳运输的安全注意事项 2
2 总体设计 2
    2.1设计总则 2
    2.2已知条件 3
    2.3牵引钢丝绳直径的确定及滚筒直径的确定 3
    2.3.1钢丝绳的选择 3
    2.3.2滚筒参数的确定 3
    2.4滚筒强度的计算 4
    2.5传动系统的确定、运动学计算及电机的选择 4
    2.5.1传动系统的确定 4
    2.5.2计算传动效率 5
    2.5.3各级传动比分配及总传动比 6
    2.5.4计算总传动比 6
    2.5.5确定钢丝绳在卷筒上的拉力及卷筒上的功率 6
    2.5.6选择电机型号 7
    2.5.7验算电机闷车时，钢丝绳在里层的安全系数 7
    2.5.8传动装置运动参数的计算 8
3 齿轮设计 8
    3.1第一级直齿锥齿传动设计 8
    3.1.1初步设计 8
    3.1.2几何计算定 9
    3.1.3齿面接触疲劳强度校核 12
    3.1.4齿根抗弯疲劳强度校核 14
    3.2第二级直齿圆柱齿轮传动设计 15
    3.2.1基本参数 15
    3.2.2强度校核 16
    3.3第三级直齿圆柱齿轮传动的强度校核 20
    3.3.1基本参数 20
    3.3.2强度校核 21
    3.4第四级直齿圆柱齿轮传动的强度校核 25
    3.4.1基本参数 25
    3.4.2强度校核 26
    3.5第五级直齿圆柱齿轮传动前级的强度校核 30
    3.5.1基本参数 30
    3.5.2强度校核 30
    3.6第五级直齿圆柱齿轮传动后级的强度校核 34
    3.6.1基本参数 34
    3.6.2强度校核 35
4 齿轮轴传动的设计计算 39
    4.1锥齿轮轴的设计计算与强度校核 39
    4.1.1轴的初步计算 39
    4.1.2轴的结构设计 40
    4.1.3轴的疲劳强度校核 40
    4.1.4锥齿轮轴上键的强度验算 45
    4.1.5锥齿轮轴上轴承的寿命验算 45
    4.2二轴的设计计算与强度验算 46
    4.2.1轴的初步计算 46
    4.2.2轴的结构设计 46
    4.2.3轴的疲劳强度校核 47
    4.2.4二轴上键的强度验算 53
    4.2.5二轴轴承的寿命验算 54
    4.3花键轴的设计计算与强度验算 55
    4.3.1轴的初步计算 55
    4.3.2轴的结构设计 56
    4.3.3轴的疲劳强度校核 56
    4.3.4花键轴上花键的强度验算 64
    4.3.5花键轴上轴承的寿命验算 65
    4.4过桥轮轴的设计计算与强度验算 67
    4.4.1初定轴的直径 67
    4.4.2轴的疲劳强度校核 67
    4.4.3过桥轮轴的轴承寿命验算 68
    4.5卷筒轴的设计 69
    4.5.1对卷筒进行受力分析 69
    4.5.2对卷筒轴进行受力分析 71
    4.5.3轴的直径的初步确定 72
    4.5.4轴的疲劳强度校核 72
    4.5.5卷筒轴上轴承的寿命验算 74
5 绞车及主要部位的检查维护 76
6 绞车的常见故障原因 76
结论 79
参考文献 80
英文原文 81
中文译文 86
致谢 90

1 绪论
1.1引言
煤炭是当前我国能源的主要组成部分之一，是国民经济保持高速增长的重要物质基础。但是目前我国的煤炭工业的发展远不能满足整个国民经济的发展需要。因此必须以更快的速度发展煤炭工业。然而，高速发展煤炭工业的出路在于煤炭工业的机械化。
煤炭工业的机械化是指采掘、支护、运输、提升的机械化。其中运输包括矿物运输和辅助运输。绞车就是辅助运搬输其中一种。我国绞车的发展大致分为三个阶段。20世纪50年代主要是仿制设计阶段;60年代，自行设计阶段；70年代以后，我国进入标准化、系列化设计阶段。
1.2绞车运输及国内外的发展状况
   近40年我国的煤炭行业发生了巨大变化,采煤技术已接近达到国际先进水平，综采单采原煤产量早已突破了百万吨，然而煤炭工业机械化离不开运输，运输又离不了辅助运输设备，绞车就是辅助运输设备的一种。原煤的运输也已经实现了大运量娦式输送机化，但井下轨道辅助运输与之很不适应，材料的运输基本上沿用传统的小绞车群接式的运输方式，运输战线长，环节多，占用搬运设备、人员外，安全性差，效率低。尽管一些煤矿对其进行了技术改造, 但仍然满足不了当前矿井发展和生产的需要。可见矿井辅助运输在当前现代化矿井建设中起关键作用。
我国绞车的诞生是从20世纪50年代开始的，初期主要仿制日本和苏联的；60年代进入了自行设计阶段；到了 年代，随着技术的慢慢成熟，绞车的设计也进入了标准化和系列化的发展阶段。但与国外水平相比，我国的绞车在品种、型式、结构、产品性能，三化水平（参数化、标准化、通用化）和技术经济方面还存在一定的差距。
国外矿用绞车发展趋势有以下几个特点：a、标准化、系列化；b、体积小、重量轻、结构紧凑；c、高效节能；d、寿命长、低噪音；e、一机多能、通用化、大功率；g、外形简单、平滑、美观、大方。针对国外的情况我们应采取以下措施：a、制定完善标准，进行产品更新改造和提高产品性能；b、完善测试手段，重点放在产品性能检测；c　技术引进和更新换代相结合；d、组织专业化生产，争取在较短时间内达到先进国家的水平。
1.3无极绳绞车的类型及工作原理
1.3.1无极绳绞车的类型
无极绳绞车按滚筒的形式可分为螺旋缠绕式和夹钳式两种。
螺旋缠绕式滚筒是在滚筒上缠绕两圈或多圈钢丝绳，以增加其围抱角.它的优点是结构简单,缺点是钢丝绳磨损较大。
 夹钳式滚筒由铰接的一对夹块组成，当钢丝绳按辐射方向拖力于绳夹时，夹块把钢丝绳夹个住，在分离点上，钢丝绳离开后由于下部弹簧的作用使夹块张开。它的优点是拉力大，钢丝绳弯曲小，缺点是维护较繁琐，夹绳弹簧质量差时易折断。
1.3.2无极绳绞车的工作原理
钢丝绳绕过无极绳绞车的主动轮，再经过张紧轮和尾轮连接在一起，形成无极封闭形，电机带动主动轮转动，通过摩擦力传递使钢丝绳绕主动轮和尾轮不停地转动。钢丝绳牵引矿车在轨道上运行。矿车从一端挂在钢丝绳上，到另一端或到中途摘下矿车。
无极绳绞车属于矿用小绞车，它由电动机、减速器、螺旋缠绕式或夹钳式滚筒、制动系统、主轴、底座、张力平衡等部分组成。
1.4无极绳运输的安全注意事项
（1）采用无极绳运输的平巷，要求巷道比较平直，无杂物及岩块等，有利于矿车的通行。巷道拐弯太多，矿车容易掉道，不利于安全行车。
（2）无极绳运输是连续工作的，其摘挂钩都须不停车操作。因此，这一环节最容易发生事故。为了保证安全，要求摘挂钩人员动作敏捷、精力集中，同时，井下无极绳运输平巷中的摘挂钩的车场，要求两哦帮宽敞，光线明亮，轨道和路基要平整。
（3）无论无极绳是否运行，行人都不得在轨道中间跨越钢丝绳行走，以免钢丝绳突然弹起伤人。工人摘挂钩时不要站在轨道中间，头和身不要伸到两车端头之间，以免碰伤，开车前，要发出警号，摘钩，挂钩都应提前做好准备，遇到摘挂不了时，应立即停车，进行处理。
（4）定期检查钢丝绳、绞车等设备情况，加强维护工作，发现损坏零件，应及时修理和更换，防止发生事故。

2 总体设计
2.1设计总则
1、煤矿生产，安全第一。
2、面向生产，力求实效，以满足用户最大实际需求。
3、既考虑到运输为主要用途，又考虑到运输、调度、回柱等一般用途。
4、贯彻执行国家、部、专业的标准及有关规定。
  5、技术比较先进，并要求多用途。
2.2已知条件
1、设计寿命：  t=5000h
2、最大牵引力：F=300KN
3、牵引速度： 
4、容绳量：    L=500m
2.3牵引钢丝绳直径的确定及滚筒直径的确定