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3.0吨调度绞车的设计【优秀机械毕业设计@word+7张CAD全套图纸】

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3.0吨调度绞车的设计【汽车车辆类优秀机械毕业设计@word+7张CAD全套图纸】.rar

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关键词：: 调度绞车设计优秀优良机械毕业设计 word cad 全套图纸

资源描述：

3.0吨调度绞车的设计【优秀机械毕业设计@word+7张CAD全套图纸@任务书】.bat

任务书.doc

内齿圈-A3.dwg

减速器-A0.dwg

刹车装置-A1.dwg

卷筒-A1.dwg

外文翻译.doc

太阳轮-A3.dwg

正文.doc

目录.doc

行星齿轮-A3.dwg

装配图-A0.dwg

任务书

毕业设计题目： 3.0吨调度绞车的设计

设计3吨调度绞车，

主要设计参数

牵引力：≈30

速绳： ≈1.2

容绳量：≈500 m

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。Z1/Z2和Z3/Z4为两级内啮合传动，

Z5、Z6、Z7组成行星传动机构。在电动机轴头上安装着加长套的齿轮Z1，通过内齿轮Z2、齿轮Z3和内齿轮Z4，把运动传到齿轮Z5上，齿轮Z5是行星轮系的中央轮（或称太阳轮），再带动两个

行星齿轮Z6和大内齿轮Z7。行星齿轮自由地装在2根与带动固定连接的轴上，大内齿轮Z7齿圈外部装有工作闸，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

Abstract

The design is the subject of three tons scheduling winch design. Scheduling winch as simple structure, less weight, mobile convenience, and the ground was widely used

in mining, metallurgical mines or construction sites, such as dispatching and other transportation work.

Winch the main features are: small size and weight of the structure, the rope speed is not high, installation and removal easy to operate, start balance (stability),

the failure rate is low and easy to deal with common fault, and easy maintenance. Many of our scheduling winches are designed to introduce the former Soviet Union, and on the basis of their made some improvements, the design of the main features: the use of two-winch internal drive and a planetary gear transmission. Z1/Z2 and Z3/Z4 for two Internal Drive, Z5, Z6, Z7 composition of planetary transmission mechanism. Installation of the motor shaft head of the extended sets of gear Z1, through the gears Z2, with gear Z3 and Z4, the movement spread to gear Z5, the Z5 is the planetary gear wheel of a central round (or round the sun), Further promote the two planetary gear Z6, and the gear Z7. Planetary gear freely installed in the two driven and connected to a fixed axis, the largest in the gear Z7 Gear work with the external gateway, used to control winch drum operation.

In order to achieve good results, are contained in the design of the bodies contained no extra bound to take the floating manner. In addition, the use of variable

gear can also get accurate than the drive to improve the quality and meshing transmission capacity.

The design of the two main transmissions and meshing with a planetary gear transmission, the drum structure, such as brake carried out a detailed design.

Key words: scheduling winch; planetary gear; planetary transmission; Internal Drive

一、整体方案设计1

1.1产品的名称、用途及主要设计参数1

1.2整体设计方案的确定1

1.3 设计方案的改进2

二、牵引钢丝绳直径及卷筒直径的确定3

2.1钢丝绳的选择3

2.1.1 计算钢丝绳直径3

2.1.2钢丝绳强度校核：3

2.2卷筒3

2.2.1 卷筒的名义直径3

2.2.2 确定卷筒的宽度B4

2.2.3 初选钢丝绳的缠绕层数为:4

2.2.5 确定卷筒直径4

2.2.6 卷筒厚度：4

三、电机的选取：6

3.1系统的总效率6

3.2绳速的确定6

3.3电机的选型6

四、总传动比的计算及传动比的分配7

4.1总传动比的计算：7

4.2 传动比的分配7

五、两级内齿圈传动设计9

5.1齿轮材料处理工艺及制造工艺的选定9

5.2确定各主要参数9

5.2.1传动比9

5.2.2 第一级传动齿轮模数m9

5.2.3 内啮合标准圆柱齿轮传动几何尺寸的计算10

5.2.4 齿轮接触疲劳强度计算10

5.2.5齿轮强度校验12

5.3 第二级传动齿轮模数m16

5.3.1 内啮合标准圆柱齿轮传动几何尺寸的计算17

5.3.2 齿轮接触疲劳强度设计计算17

5.3.3 齿轮强度校验20

六、行星轮传动设计24

6.1齿轮材料处理工艺及制造工艺的选定24

6.2确定各主要参数24

6.2.1传动比24

6.2.2行星轮数目24

6.2.3载荷不均衡系数24

6.2.4 配齿计算24

6.2.5 太阳轮分度圆直径25

6.2.6计算变位系数26

6.3几何尺寸计算29

6.4 啮合要素计算30

6.4.1 a—c传动端面重合度30

6.4.2 c—b传动端面重合度30

6.5 齿轮强度验算31

6.5.1 外啮合31

6.5.2 内啮合36

七、主轴的结构设计40

7.1轴的材料的选定40

7.2 轴直径的初步估算40

7.3轴的结构设计40

八、行星轴的结构设计和校核55

8.1行星轴55

8.1.1结构设计55

8.1.2行星轴材料55

8.1.3 轴的受力分析55

8.1.4按当量弯矩计算轴径56

8.1.5轴的疲劳强度安全因数校核计算56

8.1.6轴的表强度安全因数校核计算57

8.2行星轴校验58

8.2.1 轴径58

8.2.2行星轴材料58

8.2.3 轴的受力分析58

8.2.4按当量弯矩计算轴径59

8.2.5轴的疲劳强度安全因数校核计算60

8.2.6轴的表强度安全因数校核计算61

九、行星架结构设计63

9.1行星架形式的确定和材料的选定63

9.2行星架的技术要求63

十、轴承及校核65

10.1调心滚子轴承65

10.2深汮球轴承66

十一、联接（普通平键联接）69

11.1主轴上的平键联接69

11.1.1 键的选取69

11.1.2 键联接的强度校核69

11.2滚筒和行星架之间的联接70

11.2.1键的选取70

11.2.2键联接的强度校核70

十二、减速器铸造机体结构尺寸71

12.1铸造机体的壁厚71

12.2螺栓直径71

十三、制动器的设计计算72

13.1制动器的作用与要求72

13.1.1制动器的作用72

13.1.2制动器的要求72

13.2制动器的类型比较与选择72

13.2.1制动器的类型72

13.2.2制动器的选择72

13.3外抱闸式制动器结构72

13.4外抱闸式制动器的几何参数计算73

十四、主要零件的技术要求79

14.1对齿轮的要求79

14.1.1齿轮精度79

14.1.2对行星轮制造方面的几点要求79

14.1.3齿轮材料和热处理要求79

十五、维护及修理80

15.1润滑80

15.2维护80

15.3修理80

Abstract81

摘要88

毕业设计总结94

参考文献95

一、整体方案设计

1.1产品的名称、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 ≈30

绳速 ≈1.2

容绳 ≈500 m

1.2整体设计方案的确定

该型绞车采用两级内啮合传动和一级行星轮传动。Z1/Z2和Z3/Z4为两级内啮合传动，Z5、Z6、Z7组成行星传动机构。

在电动机轴头上安装着加长套的齿轮Z1，通过内齿轮Z2、齿轮Z3和内齿轮Z4，把运动传到齿轮Z5上，齿轮Z5是行星轮系的中央轮（或称太阳轮），再带动两个行星齿轮Z6和大内齿轮Z7。行星

齿轮自由地装在2根与带动固定连接的轴上，大内齿轮Z7齿圈外部装有工作闸，用于控制绞车滚筒运转。

若将大内齿轮Z7上的工作闸闸住，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Z5、Z6和Z7。但由于Z7已被闸住，不能转动，所以齿轮Z6只能一方面绕自己的轴线

自转，同时还要绕齿轮Z5的轴线（滚筒中心线）公转。从而带动与其相连的带动转动，此时Z6的运行方式很类似太阳系中的行星（如地球）的运动方式，齿轮Z6又称行星齿轮，其传动方式称

为行星传动。

反之，若将大内齿轮Z7上的工作闸松开，而将滚筒上的制动闸闸住，因Z6与滚筒直接相连，只作自转，没有公转，从Z1到Z7的传动系统变为定轴轮系，齿轮Z7做空转。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。

1.3 设计方案的改进

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

2.1钢丝绳的选择

2.1.1 根据GB/T8918－1996知，钢丝绳直径可由钢丝绳最大工作静拉力，按下式确定：

d = （2-1）

式中d－钢丝绳最小直径

C－选择系数，取C =0.1

S－钢丝绳最大静拉力N

则由公式（2-1）可得：

d =17.32

所以选择钢丝绳直径d =19.5

初选钢丝绳直径 =19.5

型号为：6×19（a）－19.5－155

2.1.2钢丝绳强度校核：

由钢丝绳型号知：

钢丝绳公称抗拉强度为1550

所以最小钢丝破断拉力总和

整条钢丝绳的破断拉力为

式中：—拉力影响系数，取=0.85

安全系数

所以=5

故所选钢丝绳满足要求。

2.2卷筒

2.2.1 卷筒的名义直径

（2-3）

式中：—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M5级，所以取h =18

参考文献：

［1］马从谦，陈自诊等，渐开线行星齿轮传动设计。北京：机械工业出版社，1987

［2］《现代机械传动手册》编辑委员会。现代机械传动手册。北京：机械工业出版社，1995

［3］单丽云，强颖怀，张亚非。工程材料。徐州：中国矿业大学，2000

［4］张国端，张展等，行星传动技术。上海：上海交通大学出版社，1989

［5］胡来，何金国等，行星传动设计与计算。北京：煤炭工业出版社，1983

［6］朱龙根，简明机械零件设计手册。北京：机械工业出版社，1997

［7］周明衡，离合器、制动器选用手册。北京：化学工业出版社，2003

［8］成大先，机械设计手册（单行本）机械传动。北京：化学工业出版社，2004

［9］王洪欣等，机械设计工程学Ⅰ，徐州：中国矿业大学，2001

［10］唐大放等，机械设计工程学Ⅱ，徐州：中国矿业大学，2001

［11］单丽云，强颖怀，张亚非。工程材料。徐州：中国矿业大学，2000

［12］尤瑞琳，行星减速器行星架的改造设计。起重运输机械，2002

［13］张树森，机械制造工程学。沈阳：东北大学出版社，2001

［14］甘永立，几何量公差与检测。上海科学技术出版社，2003

［15］刘鸿文，简明材料力学，北京：高等教育出版社，1997

[16]F .T .thwaites,S. M. G allager. A Winch and C able for the Autonmous Vertacally Profiling Plankton Observatory. Woods Hole Oceanographic Institutino, 1998

［17］Davis, C. S, S. M Ggllager, and M. S Berman. The Video Planlton Recorder (VPR) Design and initial results Arch Hydrobiol Beih, 36,pp 67-81,1992

［18］Wang Yixing etc, Aatudy on jumping-over-teeth phenol menon in Roller china drive .New Youk :ASME journal of Mechnical Desingn, 1990

360桌面截图20140628232054.jpg

刹车装置-A1.jpg

行星齿轮-A3.jpg

减速器-A0.jpg

卷筒-A1.jpg

内齿圈-A3.jpg

太阳轮-A3.jpg

装配图-A0.jpg

内容简介：: 中国矿业大学本科生毕业设计第97页一、整体方案设计1.1产品的名称、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 30 绳速 1.2 容绳 500 m1.2整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。Z1/Z2和Z3/Z4为两级内啮合传动，Z5、Z6、Z7组成行星传动机构。A1234567B 在电动机轴头上安装着加长套的齿轮Z1，通过内齿轮Z2、齿轮Z3和内齿轮Z4，把运动传到齿轮Z5上，齿轮Z5是行星轮系的中央轮（或称太阳轮），再带动两个行星齿轮Z6和大内齿轮Z7。行星齿轮自由地装在2根与带动固定连接的轴上，大内齿轮Z7齿圈外部装有工作闸，用于控制绞车滚筒运转。若将大内齿轮Z7上的工作闸闸住，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Z5、Z6和Z7。但由于Z7已被闸住，不能转动，所以齿轮Z6只能一方面绕自己的轴线自转，同时还要绕齿轮Z5的轴线（滚筒中心线）公转。从而带动与其相连的带动转动，此时Z6的运行方式很类似太阳系中的行星（如地球）的运动方式，齿轮Z6又称行星齿轮，其传动方式称为行星传动。反之，若将大内齿轮Z7上的工作闸松开，而将滚筒上的制动闸闸住，因Z6与滚筒直接相连，只作自转，没有公转，从Z1到Z7的传动系统变为定轴轮系，齿轮Z7做空转。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。1.3 设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2.1钢丝绳的选择2.1.1 根据GB/T89181996知，钢丝绳直径可由钢丝绳最大工作静拉力，按下式确定：d = （2-1）式中d钢丝绳最小直径 C选择系数，取C =0.1 S钢丝绳最大静拉力N则由公式（2-1）可得：d =17.32 所以选择钢丝绳直径d =19.5初选钢丝绳直径 =19.5 型号为：619（a）19.51552.1.2钢丝绳强度校核：由钢丝绳型号知：钢丝绳公称抗拉强度为1550 所以最小钢丝破断拉力总和整条钢丝绳的破断拉力为（2-2）式中：拉力影响系数，取=0.85安全系数所以=5故所选钢丝绳满足要求。2.2卷筒2.2.1 卷筒的名义直径（2-3）式中：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M5级，所以取h =182.2.2 确定卷筒的宽度B初选每层缠绕圈数z=21B=式中：钢丝绳排列不均匀系数2.2.3 初选钢丝绳的缠绕层数为:n=132.2.4 验算卷筒容绳量L L = （2-4）=413.95 m式中：钢丝绳每层降低系数。取=0.92.2.5 确定卷筒直径钢丝绳的最小缠绕直径=351+15.5=366.5 mm钢丝绳的最大缠绕直径=+d+2(n-1)d （2-5）=351+19.5+2(13-1)19.50.9=791.7 mm式中：钢丝绳每层降低系数。取=0.9钢丝绳在卷筒上的平均缠绕直径：= （2-6）=（366.5+791.7）=579.1 卷筒的结构外径：=791.7+219.53=908.7 取=908.7 2.2.6 卷筒厚度：对铸铁卷筒：厚度=0.02+(6-10)=0.02351+9=16.02 mm三、电机的选取：3.1系统的总效率=0.9600.990=0.825式中：卷筒上钢丝绳缠绕效率，取=0.960搅油效率，取=0.990一级行星轮传动效率，各取=0.970七个滚动轴承的效率，各取=0.990两级内齿传动效率，各取=0.9803.2绳速的确定v =1.2 m/s3.3电机的选型最大功率： =Fv =301.2 =36 kW电机轴上的功率：P =/=36/0.825=43.636 kW根据以上计算，选取电机的参数如下：型号：Y250M-4额定功率：55 KW满载转速：1480 r/min效率：92.5%=2.0=7.7电机的实际输出功率：P=550.925=50.875 kW 所以该电机符合要求。四、总传动比的计算及传动比的分配4.1总传动比的计算：由上面的选型及计算可知：电机的转速 =1480 r/min卷筒转速 =37.799 r/min可得总传动比为= = =39.154.2 传动比的分配按三级传动，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 q =式中：使用系数。中等沖击， = =1.25行星轮间载荷分配系数，行星架浮动，6级精度，取 =1.20行星轮间载荷分配系数，太阳轮浮动，8级精度，取 =1.05综合系数。=3，高精度，硬齿面，取 = =1.8角标1、2表示第一级和第二级传动。 = =2查表定 = =0.7 =则：q = = =1.143计算 =1.143 2以此值和传动比得 =6.8 可知： =i/=39.15/7.8=4.99则=2.79 =2.79=4.99五、两级内齿圈传动设计5.1齿轮材料处理工艺及制造工艺的选定内齿圈的材料为40Cr,调质处理，硬度为HBS 262293试验齿轮齿面接触疲劳极限=650 =220 齿轮的加工为插齿，精度为7级。5.2确定各主要参数由于属于低速传动，采用齿形角=，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。5.2.1传动比=2.795.2.2 第一级传动齿轮模数m模数m由强度计算或结构设计确定式中综合系数，齿轮为7级精度等级冲击取=1.62.6，8级精度等级中等冲击取=2.53.9，冲击较大、不变位时取较大值。小齿轮的齿形系数小齿轮的传动转矩额定功率，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MQ级中等质量要求选取齿宽系数，齿宽b与小齿轮分度圆直径的比值。则取圆整 =45.2.3 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：齿顶高系数：纵向间隙系数模数的选取 =45.2.4 齿轮接触疲劳强度计算小轮分度圆直径，由下边公式齿宽系数查表，按齿轮相对轴承为非对称布置=0.8小轮齿数取=27大轮齿数 =2.7927=75.33齿数比 =75/27传动比误差 =0.33/2.770.05小轮转矩 =354899载荷系数使用系数，查表取=1动载系数，查表取=1.2齿间载荷系数，由表取1.1齿间载荷分布系数，查表取1.1载荷系数 =11.21.11.1=1.45材料弹性系数查表取=189.8节点区域系数查图取 =2.5重合度系数由推荐值0.850.92 ，则=0.87 = =96.41 齿轮模数 =96.41/27=3.57 ，取圆整 =5 小轮分度圆直径 =527=135 圆周速度 =取=10.46 标准中心距 =5（27+75）/2=255 齿宽 =0.8135=108 大齿轮齿宽小齿轮齿宽 = +（510）=115 分度圆直径 =75 5=375 基圆直径 =375=352 齿顶圆直径 =-式中 =当 =1，=时 =1 =-=375-215+1=366 齿根圆直径 =375+2（1+0.25）5=382.5 全齿高 =（382.5 366）=8.25 中心距 =（75-27）5=120 5.2.5齿轮强度校验）齿面接触疲劳强度计算接触应力由公式（5-15）得齿面接触应力的基本值 = =2.58189.80.911 =226.63 式中：端面内分度圆上的名义切向力，取 =2776.16 N b工作齿宽，取b =108 小齿轮分度圆直径，取 =144u齿数比，u =/ =75/27 =2.79节点区域系数，取 =2.58 =0，查图6-10，取 =2.21弹性系数，查表取 =189.8重合度系数，查图取 =0.91螺旋角系数，直齿 =0，取 =1，由公式（5-14）得接触应力 = = 226.63 = 309.62 式中使用系数，中等冲击，查表取 =1.25 动载系数，6级精度，查表取 =1.01 计算接触强度的齿向载荷分布系数，取 =1.12 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,查表取 =1.2 计算齿面接触应力的基本值，许用接触应力 = 式中：试验齿轮的接触疲劳极限，取 =1400 计算接触强度的最小安全系数，取 =1.25 计算接触强度的寿命系数，取 =1.03润滑油系数，取 =1.06工作硬化系数， =1.1速度系数，取 =0.905粗糙度系数，取 =0.96尺寸系数，取 =1则 = =1168.62 故接触强度通过。）齿根弯曲疲劳强度，计算齿根应力式中：= 端面内分度圆上的名义切向力，取 =2776.16 Nb工作齿宽，取b =108 法向模数，取=5= =5.14载荷系数 =11.21.11.1=1.45式中：使用系数。取=1 动载系数。取=1.2 齿间载荷系数，取=1.1 齿间载荷分布系数，取=1.1弯曲强度的重合度系数式中：齿形系数。取=2.5 应力修正系数。取=1.605 重合度系数。=0.716 螺旋角系数。=1.0 则：计算许用弯曲应力式中：弯曲疲劳极限。由于材料为40Cr，故取=350最小安全系数。取=1.4式中：应力修正系数。取=2.0寿命系数，取=1.0圆角敏感系数，取=0.99表面状况系数。取=1.674-0.529=1.063尺寸系数。由，则=1.0则：故内啮合齿轮弯曲疲劳校核通过。5.3 第二级传动齿轮模数m模数m由强度计算或结构设计确定式中综合系数，齿轮为7级精度等级冲击取=1.62.6，8级精度等级中等冲击取=2.53.9，冲击较大、不变位时取较大值。小齿轮的齿形系数小齿轮的传动转矩额定功率，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MQ级中等质量要求选取齿宽系数，齿宽b与小齿轮分度圆直径的比值。则取圆整 =45.3.1 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：齿顶高系数：纵向间隙系数模数的选取 =45.3.2 齿轮接触疲劳强度设计计算小轮分度圆直径，由下边公式齿宽系数查表，按齿轮相对轴承为非对称布置=0.8小轮齿数取=27大轮齿数 =2.7927=75.33齿数比 =75/27传动比误差 =0.33/2.770.05小轮转矩 =347801载荷系数使用系数，查表取=1动载系数，查表取=1.2齿间载荷系数，由表取1.1齿间载荷分布系数，查表取1.1载荷系数 =11.21.11.1=1.45材料弹性系数查表取=189.8节点区域系数查图取 =2.5重合度系数由推荐值0.850.92 ，则=0.87 = =95.77 齿轮模数 =95.77/27=3.57 ，取圆整 =4 小轮分度圆直径 =427=108 圆周速度 = 取=8.36 标准中心距 =5（27+75）/2=255 齿宽 =0.8108=86.4 大齿轮齿宽小齿轮齿宽 = +（510）=95.4 基圆直径 =75 4=300 分度圆直径 =300=282 齿顶圆直径 =- 式中 =当 =1，=时 =1 =-=282-215+1=272 齿根圆直径 =272+2（1+0.25）5=294.5 全齿高 =（294.5 272）=11.25 中心距=（75-27）5=120 5.3.3 齿轮强度校验）齿面接触疲劳强度计算接触应力由公式（5-15）得齿面接触应力的基本值 = =2.58189.80.911 =180.44 式中：端面内分度圆上的名义切向力，取 =2776.16 N b工作齿宽，取b =86.4 小齿轮分度圆直径，取 =108 u齿数比，u =/ =99/37 =2.68节点区域系数，取 =2.58 =0，查图6-10，取 =2.21弹性系数，查表取 =189.8重合度系数，查图取 =0.91螺旋角系数，直齿 =0，取 =1，由公式（5-14）得接触应力 = = 226.85 = 309.91 式中使用系数，中等冲击，查表取 =1.25 动载系数，6级精度，查表取 =1.01 计算接触强度的齿向载荷分布系数，取 =1.12 计算接触强度的齿间载荷分布系数，取 =1 计算接触强度的齿间载荷不均衡系数,查表取 =1.2 计算齿面接触应力的基本值，许用接触应力 = 式中：试验齿轮的接触疲劳极限，取 =1400 计算接触强度的最小安全系数，取 =1.25 计算接触强度的寿命系数，取 =1.03润滑油系数，取 =1.06工作硬化系数， =1.1速度系数，取 =0.905粗糙度系数，取 =0.96尺寸系数，取 =1则 = =1168.62 故按图，取 =1润滑油系数，HRC =HV713, v =1.237 m/s, 查表用中型极压油 =150 =150 取 =1.03工作硬化系数，两齿均为硬齿面，查图取 =1速度系数，查图取 =0.96粗糙度系数，按8， =2.4m， = = =2.72，取 =1.01尺寸系数，m 5,取 =1故接触强度通过。）齿根弯曲疲劳强度，计算齿根应力由公式(5-17)得 = 式中：使用系数，动载系数，计算弯曲强度的齿向载荷分布系数， =1.08 计算弯曲强度的齿间载荷分配系数，取 =1 计算齿根弯曲强度的行星轮间载荷不均衡系数， =1.3计算齿根弯曲应力基本值，由公式(5-18)得 = 式中：载荷作用于齿顶时的齿形系数，太阳轮 =0.52， =24，查图取 =2.28，行星轮， =0.584 ， =37，查图，取 =2.14载荷作用于齿顶时的应力修正系数，查图，太阳轮取 =1.82行星轮 =1.88，计算弯曲强度极限的螺旋角系数，计算弯曲强度的重合度系数， =0.826b工作齿宽，许用齿根应力由公式（5-19）得 = 式中：试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限，试验齿轮的应力修正系数，取 =2 计算弯曲强度的寿命系数，取 =1计算弯曲强度的最小安全系数，按高可靠度，查表，取 =1.6相对齿根圆角敏感系数，查图得太阳轮 =0.98，行星轮 =1.01相对齿根表面状况系数，取1.045计算弯曲强度极限的尺寸系数，太阳轮： = =15.86则：弯曲应力 =15.861.251.011.0811.3 =28.11 许用弯曲应力 =0.981.0451 =448 故：,弯曲强度通过。行星轮： =12.141.850.8261 =15.13 则：弯曲应力 =15.131.251.011.0811.3 =26.82 许用弯曲应力 =1.011.0451 =323 故：,弯曲强度通过。6.5.2 内啮合）齿面接触疲劳强度计算接触应力由公式（5-15）得齿面接触应力的基本值 = =2.58189.80.911 =229.27 式中：端面内分度圆上的名义切向力，取 =2776.16 N b工作齿宽，取b =100 小齿轮分度圆直径，取 =144u齿数比，u =/ =99/37 =2.68节点区域系数，取 =2.58 =0，查图6-10，取 =2.21弹性系数，查表取 =189.8重合度系数，查图取 =0.91螺旋角系数，直齿 =0，取 =1，由公式（5-14）得接触应力 = = 229.27 = 313.23 式中使用系数，中等冲击，查表取 =1.25 动载系数，6级精度，查表取 =1.01 计算接触强度的齿向载荷分布系数，取 =1.12 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,查表取 =1.2 计算齿面接触应力的基本值， =523.67 =523.67 许用接触应力 = 式中：试验齿轮的接触疲劳极限，取 =1400 计算接触强度的最小安全系数，取 =1.25 计算接触强度的寿命系数，取 =1.03润滑油系数，取 =1.06工作硬化系数， =1.1速度系数，取 =0.905粗糙度系数，取 =0.96尺寸系数，取 =1则 = =1168.62 故接触强度通过。）齿根弯曲疲劳强度，计算齿根应力由公式(5-24)得齿根弯曲应力基本值 = = =17.74 式中：载荷作用于齿顶时的齿形系数，取 =2.055载荷作用于齿顶时的应力修正系数，取 =2.458计算弯曲强度极限的螺旋角系数，计算弯曲强度的重合度系数，取 =0.759b工作齿宽，由公式(5-23)得 = =17.741.251.011.0811.3=31.44 式中：使用系数，动载系数，计算弯曲强度的齿向载荷分布系数，取 =1.08 计算弯曲强度的齿间载荷分配系数，取 =1 计算齿根弯曲强度的行星轮间载荷不均衡系数，取 =1.3计算齿根弯曲应力基本值，许用齿根应力由公式（5-25）得 = =0.981.0451 =360 式中：试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限，试验齿轮的应力修正系数，取 =2 计算弯曲强度的寿命系数，取 =1计算弯曲强度的最小安全系数，取 =1.6相对齿根圆角敏感系数， =0.759相对齿根表面状况系数，取 =1.045计算弯曲强度极限的尺寸系数，故：，该轴截面A 疲劳强度足够。3.轴的静强度安全因数校核计算(1)确定危险截面。按载荷较大，截面较小的原则，选取A截面为危险截面。(2)校核危险截面的安全因数 =8.07式中：40Cr钢材料正应力屈服点，查表得 =550 工作时的短时最大载荷，设工作时短时过载为正常工作载荷的两倍，则 =2 =22437.5 =4875 抗弯截面系数， =71.53 =68.15 2）转矩作用时的安全因数 =48.03式中：40Cr钢材料切应力屈服点，查表得： =0.6 =0.6550 =330 工作时短时最大载荷，设工作时短时过载为正常工作载荷的两倍，则 =2T =2479.32 =958.64 N.m抗弯截面系数， =143.563）截面B的静强度安全因数 = 6.32因为 =0.733所以查表得许用安全因数=1.72.2S ,该轴静强度足够。7.4.2当钢丝绳通过滚筒作用在轴上的力集中在B处时，轴的受力分析见（图7.3-a）a 求支反力设由于力产生的作用，各支反力分别为，（图7.3-b）容易求得=6.25 =20 6.25=13.75b 作弯矩和转矩图由于作用而作出弯矩图（图7.3-c）=3437.5 作转矩图（如图7.3-b） c.校核计算1按当量弯矩计算轴径按插值法查表得:=72 =124 根据公式计算A截面轴径 = 0.08425 =84.25(考虑转达矩按脉动循环变化,取 = = =0.58)在结构设计时,取d =90是满足强度要求的.2.轴的疲劳强度安全因数校核计算(1)确定危险截面根据载荷分布（弯矩图、转矩图）、应力集中和轴的结构尺寸、选取轴上B截面分析。截面B属于危险截面，取截面B进行校核计算。2.轴的疲劳强度安全因数校核计算(1)确定危险截面根据载荷分布（弯矩图、转矩图）、应力集中和轴的结构尺寸、选取轴上B截面分析。截面B属于危险截面，取截面B进行校核计算。(2)校核危险截面的安全因数1）弯矩作用时的安全因数由于该轴转动，弯矩起对称循环变应力，根据表中弯矩作用时的安全因数为 = 1.72式中：40Cr钢弯曲对称循环时的疲劳极限，由前知 =350 弯曲应力幅 = =48.06 其中，抗弯截面系数W = 弯曲平均应力， =0 扭转有效应力集中因数，按配合查得 =2.652，所以取 =2.652，表面质量因数，轴径车削加工，查表可得 =0.91 尺寸因数，查表可得 =0.68 材料弯曲时的平均应力折算因数，查表可得 =0.342）转矩作用时的安全因数考虑到机器运转时不均匀引起的惯性力和振动的存在，转矩引起的切应力视为脉动循环变应力，转矩作用时的安全因数为 =39.46式中：40Cr钢抗扭的疲劳极限，由前知 =200 切应力幅 = =1.68其中，抗弯截面系数W = 平均切应力， = =2.39 正应力有效应力集中因数，按配合查得 =1.89，所以取 =1.89，表面质量因数，轴径车削加工，查表可得 =0.91 尺寸因数，查表可得 =0.74 材料扭转时的平均应力折算因数，查表可得 =0.213）截面B的疲劳强度安全系数 = 1.72查表知当载荷确定较精确，材料性质较均匀时，许用安全因数=1.31.5S ，该轴截面B疲劳强度足够。3.轴的静强度安全因数校核计算(1)确定危险截面。按载荷较大，截面较小的原则，选取B截面为危险截面。(2)校核危险截面的安全因数 =5.72式中：40Cr钢材料正应力屈服点，查表得 =550 工作时的短时最大载荷，设工作时短时过载为正常工作载荷的两倍，则 =2 =23437.5 =6875 抗弯截面系数， =71.53 =96.11 2）转矩作用时的安全因数 =48.03式中：40Cr钢材料切应力屈服点，查表得： =0.6 =0.6550 =330 工作时短时最大载荷，设工作时短时过载为正常工作载荷的两倍，则 =2T =2479.32 =958.64 N.m 抗弯截面系数， =143.56 3）截面B的静强度安全因数 = 5.68因为 =0.733所以查表得许用安全因数=1.72.2S ,该轴静强度足够。由以上的计算可知：主轴的强度满足要求。八、行星轴的结构设计和校核8.1行星轴8.1.1结构设计行星轴的结构设计见（图8.1）图8.18.1.2行星轴材料选用40Cr钢，经调质处理，可查得材料力学为： =750 =550 =350 =200 8.1.3 轴的受力分析结合轴的受力情况，轴的受力分析（图8.2-a）a、求支反力在水平面内受力情况分析，（图8.2-b)轴在B截面所受的圆周力方向向上的力为 =21521.89 =3043.78 由受力平衡条件容易求出： =1606.44 =3043.78-1606.44 =1437.34 所以B截面处所受的弯矩最大 =68.27 b、轴的弯矩图由轴的受力分析可得轴的弯矩图(图8.2-c)8.1.4按当量弯矩计算轴径按插值法查表得:=72 =124 根据公式计算A截面轴径 = 0.0212 =21.2(考虑转达矩按脉动循环变化,取 = = =0.58)在结构设计时,取d =45是满足强度要求的.8.1.5轴的疲劳强度安全因数校核计算(1)确定危险截面根据载荷分布（弯矩图）、应力集中和轴的结构尺寸知，截面B属于危险截面，取截面B进行校核计算。(2)校核危险截面的安全因数因为行星轴为心轴，所以它的安全系数为： =15.47式中：40Cr钢弯曲对称循环时的疲劳极限，由前知 =350 弯曲应力幅 = =7.63 其中，抗弯截面系数W = 正应力有效应力集中因数，按配合查得 =2.652，所以取 =2.652，材料弯曲时的平均应力折算因数，查表可得 =0.34查表知当载荷确定较精确，材料性质较均匀时，许用安全因数=1.32.5S ，该轴截面B疲劳强度足够。8.1.6轴的表强度安全因数校核计算1、确定危险截面。按载荷较大，截面较小的原则，选取B截面为危险截面。2、校核危险截面的安全因数 =36.03式中：40Cr钢材料正应力屈服点，查表得 =550 工作时的短时最大载荷，设工作时短时过载为正常工作载荷的两倍，则 =2 =268.27 =136.54 抗弯截面系数， =8.946 =15.263 所以查表得许用安全因数=1.72.2S ,该轴静强度足够。8.2行星轴校验8.2.1 轴径d =458.2.2行星轴材料选用40Cr钢，经调质处理，可查得材料力学为： =750 =550 =350 =200 8.2.3 轴的受力分析结合轴的受力情况，轴的受力分析（图8.2-a） a、求支反力在水平面内受力情况分析，（图8.3-b)轴在B截面所受的圆周力方向向上的力为 =25592.94 =11185.88 由受力平衡条件容易求出： =5939.60 =11185.88-5939.60 =5846.28 所以B截面处所受的弯矩最大 =445.47 b、轴的弯矩图由轴的受力分析可得轴的弯矩图(图8.3-c)8.2.4按当量弯矩计算轴径按插值法查表得:=72 =124 根据公式计算A截面轴径 = 0.0396 =39.6 (考虑转达矩按脉动循环变化,取 = = =0.58)在结构设计时,取d =55是满足强度要求的.8.2.5轴的疲劳强度安全因数校核计算(1)确定危险截面根据载荷分布（弯矩图）、应力集中和轴的结构尺寸知，截面B属于危险截面，取截面B进行校核计算。(2)校核危险截面的安全因数因为行星轴为心轴，所以它的安全系数为： =4.33式中：40Cr钢弯曲对称循环时的疲劳极限，由前知 =350 弯曲应力幅= =27.27 其中，抗弯截面系数W = 正应力有效应力集中因数，按配合查得 =2.652，所以取 =2.652，材料弯曲时的平均应力折算因数，查表可得 =0.34查表知当载荷确定较精确，材料性质较均匀时，许用安全因数=1.32.5S ，该轴截面B疲劳强度足够。8.2.6轴的表强度安全因数校核计算1、确定危险截面。按载荷较大，截面较小的原则，选取B截面为危险截面。2、校核危险截面的安全因数 =10.08式中：40Cr钢材料正应力屈服点，查表得 =550 工作时的短时最大载荷，设工作时短时过载为正常工作载荷的两倍，则 =2 =2445.47 =890.94 抗弯截面系数， =8.946 =54.55 所以查表得许用安全因数=1.72.2S ,该轴静强度足够。由以上计算可知：行星轴的强度满足要求。九、行星架结构设计9.1行星架形式的确定和材料的选定行星架是行星传动中结构比较复杂的一个重要零件，也是承受外力矩最大的零件。它有三种基本形式：双壁整体式、双壁剖分式和单臂式。因为本设计中传动比较大，(NGW型单级)，所以行星轮轴承安装在行星轮内，采用双壁整体式行星架（如图9.1）这种型式的行星架结构刚性大，受载变形小，因而有利于行星轮上载荷沿齿宽方向均匀分布，减少振动和噪声。行星架材料常用ZG55，由于铸钢件废品率高，浪费大，很不经济。现采用球墨铸铁QT600-3，重量轻，离心力小，噪声也小，既降低了成本，又不影响机构性能，且其它性能也有所提高。9.2行星架的技术要求1、中心距极限偏差行星架上各行星轮上的轴孔与行星架基准轴线的中心距偏差会引起行星轮径向位移，从而影响齿轮传动侧隙，且当各中心距偏差的数值和方向不同时，要影响行星轮轴孔距相对弦距误差的测量值，因而影响行星架的均载。一般要求控制其值在0.010.02之间。由中心距的基本数值和齿轮精度等级查表得：对高速级 =对低速级 =2、相邻行星轮轴孔距偏差相邻行星轮轴孔偏差是对各行星轮间载苛分配均衡性影响较大的因素，必须严格控制。值主要取决于各轴孔的分度误差，而分度误差又取决于机床和工艺装配的精度。按下式计算：高速级 = mm，取 mm低速级 = mm，取 mm图9.13、行星轮轴孔对行星架基准线的平行度公差。X方向轴线平行度误差，Y 方向轴线平行度误差4、行星架的偏心误差行星架的偏心误差可根据其中心距的极限偏差和相邻行星轮轴孔距偏差的几何关系求得。一般取由于高速级 mm，所以取 =15 um 低速级 mm，取 =18 um5、静平衡试验为了保证传动装置的运转的平稳性，对行星架时行静平衡。不平衡力矩应小于0.5 N.m十、轴承及校核10.1调心滚子轴承行星轴直径d =45 为了无多余约束的均载机构的需要，其上调心滚子轴承选用代号为22209c的轴承。其主要参数为: d =45 D =85 B =23 Cr =73.2 (10-1) 式中：以小时数（h）表示轴承的基本额定寿命（可靠度为90%）轴承工作转速， C基本额定动载荷，N P当量动载荷，N 寿命指数，对滚子轴承 =由于该轴承轴向受力可忽略不计，只受径向载荷，所以P = =2 =3048.78 N =551.25 r/min =73.2 由公式(10-1)可得 = =1.21 h =55000 h行星轴直径d =55 ，其上调心滚子轴承选用代号为22211c的轴承。其主要参数为: d =55 D =100 B =25 Cr =922 同理由于该轴承轴向受力可忽略不计，只受径向载荷，所以P = =2 =11185.88 N =551.25 r/min由公式(10-1)可得 = =1.53 h =55000 h10.2深汮球轴承减速器中所用的深汮球轴承按从左到右、从上到下的顺序分别为轴承、。根据结构和承受的载荷需要。它们的型号选择及其校核计算如下：1、轴承两对，型号为6024，其主要参数为：d =120 D =180 B =28 Cr =67.5 由于该轴承轴向受力可忽略不计，两对轴承受径向载荷最大为20313 N，径向载荷最小为7813 N所以每对轴承的当量动载荷 =7031.5 N =200 r/min由公式(10-1)可得 = =7.37 h =55000 h2、轴承两对，型号为6418，主要参数块为:d =90 D =225 B =54 Cr =148 由于该轴承轴向受力可忽略不计，两对轴承受径向载荷最大为25000 N，径向载荷最小为0 N所以每对轴承的当量动载荷 =12500 N =200 r/min由公式(10-1)可得 = =13.8 h =55000 h3、轴承两对，型号为6212，其主要参数为：d =60 D =130 B =31 Cr =62.8 由于两对轴承双并列用，所以轴向力不计，径向载荷最大为17187 N，径向载荷最小为4687 N所以每对轴承的当量动载荷 =5468.5 N =200 r/min由公式(10-1)可得 = =12.6 h =55000 h4、轴承两对，型号为6030，其主要参数为：d =150 D =225 B =35 Cr =102 轴承的当量动载荷为： =10937 N =200 r/min由公式(10-1)可得 = =6.67 h =55000 h由以上的计算可知，各轴承的寿命符合要求。十一、联接（普通平键联接）11.1主轴上的平键联接11.1.1 键的选取由于两平键都不安装在直径为75的轴上，所以两平键的公称尺寸为 bh =2012 11.1.2 键联接的强度校核键的强度校核公式如下： (11-1) (11-2)式中：M传递的转矩 =479.32 d轴的直径 =75 l键的工作长度 k键与轮彀的接触高度 k =h-t h 为键的高度，t为轴槽的深度。 b键的宽度键联接的许用挤压应力查表可得轻微冲击载荷时，取=150 键的许用静压力查表可知：=100 由公式（11-1）和（11-2）可得： = =37.87 =8.52 = =28.41 =6.39 所以由以上的计算可知，两万平键的强度极限满足要求。11.2滚筒和行星架之间的联接11.2.1键的选取根据传递转矩的性质和大小，确定选用B型平键联接，初步确定其有关参数如下：d =295.5 bh =2816 t =10 =6.4 l =50 k =h-t =16-10 =6 传递的最大转矩为 =0.1525000 =3750 11.2.2键联接的强度校核校核时取转矩为最大的转矩，由公式（11-1）和（11-2）可得： = =102.04 =21.86 所以故此键强度符合要求。十二、减速器铸造机体结构尺寸12.1铸造机体的壁厚尺寸系数式中：B 机体宽度 D 机体内壁直径因为2.5时， 1721,所以取 =20 前机盖壁厚 =0.820 =16 后机盖壁厚 =20 加强肋厚度 =20 加强肋斜度为12.2螺栓直径机体机盖坚固螺栓直径取 =20 轴承端固螺栓直径 =0.820 =16 取 =16 地脚螺栓直径d取d =24 十三、制动器的设计计算制动器的工作是以关掉电动机电源为前提的。因此，制动的实质就是由外力所产生的摩擦阻力矩来克服机器的惯性力矩。在这里就是由外力产生的摩擦阻力矩来克服机械传动以及负载的惯性力矩。13.1制动器的作用与要求13.1.1制动器的作用：1）在绞车停止工作时，能可靠的刹住绞车，并继续保持这种制动状态，即正常停车制动。2）在发生紧急情况时，能迅速而合乎要求的刹住绞车，即安全制动。13.1.2制动器的要求：1）安全、可靠；2）动作迅速、有效；3）结构简单、重量轻、尺寸小；4）安装、使用及维护方便。13.2制动器的类型比较与选择13.2.1制动器的类型有：1）带式制动器；2）抱闸式制动器；3）盘式制动器。13.2.2制动器的选择带式制动器在非工作状态时，为了消除制动带与制动轮之间的摩擦，必须置有制动带的张紧结构。在此不可取；至于盘式制动器，最宜工作于制动轮的端部，且结构复杂。我们这里的制动轮位于电动机与减速器之间，不宜采用盘式制动器。因此我们采用抱闸式制动器。另外，绞车工作在井下，要具备防爆功能。若用电力制动，必须配置防爆电器，这样会使结构复杂化。同时提高了成本，因此我们不用电力制动。同时，绞车为纯机械式的，也不宜用液压制动，也省去一整套液压系统，有利于结构的简单化，降低成本。综合上所述，我们决定采用外抱带式制动器。外抱带式制动器，结构简单、紧凑，包角大，一般接近360。与带式制动器相比，其制动轴不受弯矩力，占用空间小，制动所需外力小，非常适合于手动操作的小型设备制动中。13.3外抱闸式制动器结构外抱带式制动器常用于中、小载荷的起重、运输机械中，手把是用来操纵制动带进行制动或松开制动带。止动板的作用是当制动带在抱紧动轮时，制止整个制动器随制动一起转动；还起着当制动器松开后，制动带与制动轮之间最小退距的调整作用。调节螺栓的作用是调节制动带与制动轮的抱紧程度及因制动带磨损而造成制动力矩下降。两个调节螺母的作用是与调节螺栓一起相配合来调节制动力矩，并在当制动力矩调整合适后，把调节螺栓与框架紧固成一体。制动器与钢带之间常用铝制带在磨损后很方便地从钢带上拆卸下来。销座及丁字板与钢带之间是用钢制铆钉铆接在一起，其目的是为了增加坚固性。13.4外抱闸式制动器的几何参数计算1）根据制动闸磨损量确定起始角值（1）有关极限磨损量的概念当制动闸磨损到值后，制动闸两端相互接触（即），此时，因制动闸抱紧力无法再调紧，而使制动闸制动失效，也即此制动闸寿命终止，此时的值就称为制动闸的极限磨损量，它是外抱闸式制动器设计中的一个很重要的概念。（2）确定值设为制动闸磨损值后的内径，则有，将代入前式后整理可得 (9.1)我们取代入(9.1)式可得：（3）确定起始角可知2）初步确定角度值由于值的大小影响着制动机构的销座孔之间距离大小，朋而也影响着机构受力状态的好坏及制动闸与制动轮贴合的紧密程度，并且，值大小还决定着调节螺栓的长度。故应先初步确定一个值，以便于计算程序的进行，待调节螺栓的长度确定后，再利用公式最后确定值。这样，不但使结构紧凑，而且也使构件受力处于较佳状态。初步确定的值一般推荐在之间，取。3）初步确定值（见图9.4）图9.4值在决定调节螺栓长度时，其作用与角相同，为了便于计算程序的进行，也需先初步确定其数值，等调节螺栓的长度确定后，再最后确定其所需值。值由下式确定：式中，销座孔中心高，销座底板厚度，钢带厚度，取制动闸厚度，框架板厚度，（见图13.8）螺栓的螺纹大径，取将代入式可求得：，取将代入式可求得：，取将代入式可求得：，取将代入式可求得：，取将、及代入式可求得：4）制动状态下的孔距计算由式，推得5）确定松开制动闸后的制动闸内径假设松开制动闸后，制动闸的内径与制动轮外径仍是同心圆，即式中，平均退距，查得将代入可求得：6）确定最小退距由于销座与制动钢闸之间一般是用铆钉铆接，钢性大，当松开制动闸后，销座处的退距最小，甚至还处在接触状态，为了使处于松开状态的制动闸不与制动轮相接触，应使处于松开状态的制动闸内径中心高于制动轮中心一个值，即使是在制动闸达到磨损报废极限时值也应该大于零。制动器的最小退距查得。7）确定值（见图13.6）由图可知：，则8）求松开状态下的制动闸销座孔距角（1）确定值（见图13.5）（2）求角（见图13.6） 9）求松开状态下的销座孔距由图13.6可知： 10）求调节螺栓长度及螺纹工作长度（1）求由图13.7可知：（2）求角可知：（3）求当时，即制动闸磨损到了极限磨损量值（制动闸已达到报废时期）。，则（4）求设，则取（5）求11）校核在求出螺栓的长度及螺纹工作长度后，必须进行校核，使之满足下列等式：式中，螺母厚度，框架板厚度，螺栓螺距，由于,所以满足条件。12）求铰链节点距离可知：，故：13）确定制动手把长度取14）求框架内腔长度 15）说明事项（1）调节螺栓只起到调整和恢复制动闸与制动轮之间因制动闸磨损而引起的制动力下降之作用。（2）决定着平均退距大小。十四、主要零件的技术要求14.1对齿轮的要求14.1.1齿轮精度1）精度等级行星齿轮传动中，一般多采用圆柱齿轮，若有合理的均载机构，齿轮精度等级可根据其相对于行星架的圆周速度来确定。通常与普通定轴齿轮传动的齿轮精度相当或稍高。一般情况下，齿轮精度应不低于8-7-7级。对于中、低行星齿轮传动其太阳轮和行星轮精度不低于5级，内齿轮精度不低于6级。齿轮精度的检验项目及极限偏差应符合GB/T10095-1988渐开线圆柱齿轮精度的规定。2）齿轮副的侧隙齿轮啮合侧隙一般应比定轴齿轮传动稍大，并以此计算出齿厚或公法线平均长度的极限偏差，再圆整到GB/T10095-1988所规定的偏差代号所对应的数值。3）齿轮联轴器的齿轮精度一般取8级，其侧隙应稍大于一般定轴齿轮传动。14.1.2对行星轮制造方面的几点要求由于行星轮的偏心误差对浮动量的影响最大，因此对其齿圈径向跳动公差应严格要求。在成批生产中，应选取偏心误差相近的行星轮为一组，装配时使同组各行星轮的偏心方向对各自中心线（行星架中心与该行星轮轴孔中心的边线）呈相同角度，这们可使行星轮的偏心误差的影响了降到最小。在单件生产中应严格控制齿厚，如采用具有砂轮自动修整和补偿机构的磨齿机进行磨齿，可保证砂轮与被磨的相对位置不变，即可控制各行星轮齿厚保持一致。对调质齿轮，并以滚齿作为最终加工时，应将几个行星轮安装在一个心轴上一次完成精滚轮中的一个齿槽互相对准，使齿槽的对称线在同一轴平面内，并按装配条件的要求，在图纸上注明装配标记。14.1.3齿轮材料和热处理要求行星齿轮传动中太阳轮同时与几个行星轮啮合，载荷循环次数最多，因此在一般情况下，应选用承载能力较高的合金钢，并采用表面淬火、渗氮等热处理方法，增加其表面硬度。在NGWT和NGWN传动中，行星轮C同时与太阳轮和内齿轮啮合，齿轮受双向弯曲载荷，所以常选用太阳轮相同的材料和热处理。内齿轮强度一般裕量较大，可采用稍差一些的材料。齿面硬度也可低些，通常只调质处理，也可表面淬火和渗氮。十五、维护及修理15.1润滑(1)、润滑脂选用3号复合钙基润滑脂，润滑油选用中等负荷工业齿轮油：(2)、润滑脂和润滑油必须干净、清洁、不准有污物、灰尘和水等杂物；(3)、加油孔三处（见装配图）注油量为空腔的1/31/2左右；(4)、润滑脂的工作温度不应超过7515.2维护(1)、应该按润滑的要求，拆除钢丝绳及有关螺钉，定期加注黄油； (2)、新绞车或大修理后的绞车，在运转三个月后必须更换全部润滑油，并同时将零件清除干净；(3)、较长时间不用的绞车，应通风防潮，其裸露部分应涂以防锈脂。15.3修理(1)、绞车必须根据实际情况安排小修和大修，按实际使用时间累计，一般小修周期为半年，大修周期为两年；(2)、小修的主要内容为：消除刹车故障，将左右两刹车瓦对调使用，补充或更换润滑脂，小修一般在现场即可；(3)、大修的主要内容为：拆除全部零件，清洗干净，检查其磨损度，更换或修复已磨损的零件，更换润滑脂；(4)、修理后要试运转，喷刷油漆后方可投入工作，大修宜在机修厂进行。Abstract First、 Scheduling and the structural characteristics of winch scheduling winch is used to dispatch vehicles to assist traction and operating a winch. Commonly used in the mine tunnel in the haulage and supporting mine car handling、 can also be used in the mining face、 with scheduling space station、 heavy cars. Scheduling winch is full-gear transmission machinery. Gear also known as the round of the transmission system. According round of the transmission gear when the axis of space in the relative position is fixed、 can be divided into fixed and working capital of the axis round of the round. Another round of the axis of cylindrical mesh gear transmission and the cylindrical mesh gear transmission of points、 and turnover of another round of transmission and differential planetary transmission of the points. Scheduling the winch within the existing transmission gear meshing cylindrical Gear、 another planetary transmission、 scheduling winch planetary transmission gear、 also known as the winch. Scheduling winch models commonly used mainly JD-0.4 (JD-4.5)、 JD-1 (JD) -11.4)、 JD-1. (JD-22)、 JD-2 (JD-25)、 JD-3 (JD - 40). Below the JD-3 (that is、 JD-40) as an example of scheduling winch on the composition and scheduling transmission principle. (A) JD-3-scheduling of the winch JD-3-scheduling the main component of the winch drum for、 brakes and motor frame. From the winch drum made of cast steel、 its main function is winding rope traction load. Drum、 and the slowdown in gear with the gear. Winch on the two groups with a total installed-gate that is Brake 2、the gateway 3. Motor side of the gate 2 to brake drum brakes、 the gear in the work of three gates used to control Z7 group functioning. Use made of cast iron frame、 the motor bearings and gates with stent-positioning are fixed with bolts in the plane seat. For Flameproof for the thee-phase motor .(B) JD-3-Dispatch winch the drive principle this type of winch used two Internal Drives and a planetary gear transmission. Z1/Z2 and Z3/Z4 for two Internal Drive、 Z5、 Z6、 Z7 composition of planetary transmission mechanism. Motor head in the installation of a 5-axis extended sets of gear Z1、 through the gears Z2、 with gear Z3 and Z4、 the movement spread to gear Z5、 the Z5 is the planetary gear wheel of a central round (or round of the Sun) And then led the two planetary gear Z6、 and the gear Z7. Planetary gear freely installed in the two driven and connected to a fixed axis、 the largest in the gear Z7 Gear work with the external gateway、 used to control winch drum operation. If the big gear Z7 gate on the work of three gates to live、 and will be on the brake drum gates 2 release、 this time by two motor rotation within the rodents to gear wheel drive Z5、 Z6 and Z7. However、 due to Z7 gate has been living and can not rotate、 so gear Z6 only on the one hand around its own axis of rotation、 but also around the axis of gear Z5 (drum center) to the public. Thus connected with the rotation of the lead、 then Z6 the operation mode very similar to the planets in the solar system (such as Earth) movement、 also known as the planetary gear Z6、 its transmission mode known as the planetary transmission. Conversely、 if the gear Z7 in the work release gate 3、 and will brake drum on the live gate 2、 the Z6 directly connected with the drum、 only for the rotation、 not revolution、 the Z1 from the transmission system changed to Z7 For the fixed axis of the round、 gear Z7 to go short. Inverted for the release (or live gate) gate work Brake 2 or 3、 you can make scheduling winch in the case of non-stop motor to achieve operating and parking. When the need to reverse upgrade、 must be re-activated the launch button、 reverse the motor running. It should be noted that、 when the motor is turned on、 the gate and not allowed to work Brake live gate at the same time、 it will burn motor or other accidents. Third、 scheduling winch day-to-day maintenance check the contents of (1) check each part of bolts、 pin、 nuts、 washers、 etc.、 if loose、 loss should be tightened and timely complement. (2) to check installations and electrical signal Operation button is intact and whether stolen explosive phenomenon、 whether the signal sent clear and bright、 it should be repaired or replaced. (3) to check whether damaged or broken drum、 the first wire rope is firmly fixed、 bearing oil spill there、 the rope is neatly arranged、 the problems should be promptly dealt with. (4) inspection gate with a crack-free、 wear-gauge whether or not (should have a thickness of not less than 3 mm)、 the tension bar bolts、 fork first、 the gate、 such as whether there is a pin deformation or injury、 whether the loose nuts back tight、 Problems should be adjusted and dealt with. (5) Check the gate and lever action is a flexible system、 Shi gate、 the ate may not reach the level position、 it should be slightly Sangria than the horizontal position. (6) to check the roof fixed winch-and-beam is solid、 based on whether there is a bolt or bolts loose、 whether crack base、 the issue should be dealt with promptly. (7) To check whether the normal start motor idling、 whether good grounding to start with、 and so whether the explosion-proof electrical equipment and good demand. (8) Check bearings and motors、 switches、 cables、 such as whether the gate with the temperature too high、 the problem should be found to identify the reasons for、 to take measures to deal with. (9) Often wipe winch to remove dust and debris、 and maintain the environment clean and tidy. Winch the safe operation、 inspection and maintenance 4、 winch common faults and deal with (A) a winch drum abnormal sound and the main approach 1. Winch drum produce abnormal sound the main reason (1) drum cartridge case bolts loose. (2) Shell and tube-round (flange) gap between too large. (3) Drum cylinder shell cracks. (4) Welding a cylinder shell welding. (5) Walks drum and hub of the fixed screw loose、 causing swimming drum and hub between the relative sliding. (6) Gap between the hub and spindle wear too large. (7) A clutch worm screw loose. 2. Approach According to the inspection to determine treatment. If the loosening of the nut、 in Jiao Ban shutdown when fastening If noise is not serious、 may be appropriate to reduce winch load、 pay attention to observe、 to maintain the provisions of the maintenance shutdown at the repair if the beep serious、 they should immediately Parking repaired or replaced、 so as to avoid accidents expand. (B) On the rope winch drum with Bu Shangri hazards、 causes and treatment methods、 1. Winch drum on the rope with the harm Bu Shangri (1) speed up the rope wear. Rope in the mess on the winding drum、 traction force to justice often ranked in the mess in the rope and pressure to get out、 causing serious wear、 resulting in diameter steel wire rope and wire break more ground and shorten the life of the rope. (2) Of wire rope slid off the drum. Rope with Bu Shangri、 an inevitable phenomenon of a crowded heap for damage to justice board、 when the reactor crowded the edge of more than high rollers、 the rope easily slid off the drum、 light、 broken wires、 heavy sports car、 and broken rope. 2. Winch drum on the main rope with Bu Shangri (1) winch layout properly that is hoisting cable angle non-compliance requirements. (2) Winch Titanium (Preliminary round) Quemoy not with the rope on the winding drum at about sliding. (3) Ranked rope winch device failure or have been removed. (4) Improper operation the wound is not tight. 3. Approach According to different situations symptomatic treatment. The installation of quality and exclusive rope devices such as the failure to timely report on the request sent treatment、 operation or maintenance of an improper、 we should conscientiously in accordance with the provisions of meticulous operation and maintenance; Inclined Drift winch paying particular attention to removing obstacles on their way to prevent the re-delegate Of Mandrel、 tight-rope Mandrel. (C) Winch reducer operation abnormal sound and vibration generated in the causes and treatment 1. Reducer functioning of abnormal sound and vibration generated in the main (1) gears meshing space tight or too loose. (2) Bearing gap is too large、 the general performance of the decentralization empty at the beep、 beep when upgrading heavy small. (3) Or bearing reducer bolts loose. (4) Reducer in the swap was foreign bodies. 2. Approach (1) adjusting the gears meshing gap to a suitable position、 if the wear and gear should be replaced. (2) Relaxation of the repair or replacement of bearings. (3) Pay attention to tighten loose screws. (4) If it has fallen into foreign body reducer、 should be immediately suspended、 and troubleshooting. (D) Winch brake gate of the reasons for and treatment of fever 1. Brake winch for fever (1) a gate too early、 too excessive. (2) Weights are often delegated to use Brake、 no electrical power winch braking system EC、 single-drum winch often such a situation. (3) Brake shoe loose bolts or excessive brake wear、 the bolt hit the first round of gate (or gateway disc). (4) Brake shoe and the gateway round (or gateway disk) was not installed correctly; the contact area is too small. (5) Gate Ferry (or gateway disc) swing more. 2. Prevention and treatment Constantly sum up experience in operations、 and explore methods of operation and improve the level of technique; strict winch the safe operation、 inspection and maintenance of traction control grid load、 no-load、 do not send delegate at the motor-vehicle gate flying; regular maintenance checks、 pay attention to brake shoe and the gateway Round (or gate-) exposure. (5) Disc Brake-meters does not deal with the causes and prevention methods 1. Brake-song disc is not the main meters (1) brake operation handle screw drawbars length adjustment inappropriate. (2) Brake operation handle swing point of view inappropriate. (3) Relief valve plug the hole cut expenditure or slide valve failure death card. (4) Relief valve surge devices or electro-hydraulic oil spills. (5) electro-hydraulic device moves lap surge Inch Xian welding is not strong or disconnected. 2. Prevention approaches the timely adjustment of brake operation handle moves location、 regular cleansing of the hydraulic system of oil filters、 hydraulic oil to maintain the cleanliness and avoid valve plug the hole. (6) The launch button、 do not turn the winch motor and Treatment 1. Main (1) A power failure、 such as power failures、 break phase、 motor or grounding line、 grounding the protection of power supply voltage or too low. (2) Stop button did not recover bit. (3) Have launched internal fault. (4) Cable operator disconnected. (5) Motor burned. 2. Approach To check power、 such as the local power supply cables on the other electrical and mechanical equipment are a fixed、 it would surely is the power blackout、 should be promptly reported that the request transmission. Check the button、 we must switch handle hit by power outage location、 check the button may be open、 not to repair its damaged in the explosion-proof performance. Several other conditions must be full-time electrician to check processing. (7) The stop button、 the motor does not stop the causes and treatment 1. Main(1) Operating button failures or too wet. (2) Operation of short circuit or grounding. (3) Magnetic starter for the main contact point or burning auxiliary contact adhesive and can not leave. (4) arc-suppression hood stuck contact、 could not leave. (5) Contact between the open relays. (6) Magnetic starter placed unrighteousness、 touch or backward dumping beyond 15 .2. Approach Should urgently Fishing magnetic starter、 to winch their magnetic starter handle the operation to stop fighting position. Pre-gate method should be used first to raise load stopped to prevent Lash starter when the magnetic switch in isolation have too great a power outage sparks. (8) Single-phase operation of the motor causes and treatment 1Winch motor single-phase operation of the characteristics and hazards (1) Whether positive start、 or reverse start、 the electrical occurred dull hum、 but the motor will not always turn. (2) If a motor running in single-phase operation、 while still maintaining the original motor to spin、 but obviously slow down the speed、 a humming sound、 the electrical start fever、 if the winch with Ammeter、 some point to zero、 Some larger current value. Whether or activated in motor running single-phase operation、 if not timely detection and shutdown、 it may be burning motor for the accident. 2. Single-phase operation of a motor for (1) Lack of power (of a fault). This is because of a broken fuse or a disconnection of contacts and a phase-connection is bad、 and so causes. (2) Motor stator windings of a break. Stator windings at this time because of the different connection mode、 the impact of differentiated、 that is、 stars (丫) of wiring than 1.30 () of wiring serious. 3. Approach Rapid shut down to identify reasons for the timely reporting or maintenance electrician for processing. 摘要一、调度绞车及其结构特点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。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。调度绞车常用型号主要有JD0.4(JD4.5)、JD1（JD）11.4）、JD1.（JD22）、JD2（JD25）、JD3（JD40）等。下面以JD3（即JD40）型调度绞车为例介绍调度绞车的组成及传动原理。（一）JD3型调度绞车的组成 JD3型调度绞车的主要组成部分为滚筒、制动装置机座和电动机。绞车滚筒由铸钢制成，其主要功能是缠绕钢丝绳牵引负荷。滚筒内和大内齿轮下装有减速齿轮。绞车上共装有两组带式闸，即制动闸2，工作闸3。电动机一侧的制动闸2用来制动滚筒，大内齿轮上的工作闸3用于控制Z7组运转。机座用铸铁制成，电动机轴承支架及闸带定位板等均用螺栓固定在机座上。电动机为专用隔爆三相笼型电动机。（二）JD3型调度绞车的传动原理该型绞车采用两级内啮合传动和一级行星轮传动。Z1/Z2和Z3/Z4为两级内啮合传动，Z5、Z6、Z7组成行星传动机构。在电动机5轴头上安装着加长套的齿轮Z1，通过内齿轮Z2、齿轮Z3和内齿轮Z4，把运动传到齿轮Z5上，齿轮Z5是行星轮系的中央轮（或称太阳轮），再带动两个行星齿轮Z6和大内齿轮Z7。行星齿轮自由地装在2根与带动固定连接的轴上，大内齿轮Z7齿圈外部装有工作闸，用于控制绞车滚筒运转。若将大内齿轮Z7上的工作闸3闸住，而将滚筒上的制动闸2松开，此时电动机转动由两级内啮轮传动到齿轮Z5、Z6和Z7。但由于Z7已被闸住，不能转动，所以齿轮Z6只能一方面绕自己的轴线自转，同时还要绕齿轮Z5的轴线（滚筒中心线）公转。从而带动与其相连的带动转动，此时Z6的运行方式很类似太阳系中的行星（如地球）的运动方式，齿轮Z6又称行星齿轮，其传动方式称为行星传动。反之，若将大内齿轮Z7上的工作闸3松开，而将滚筒上的制动闸2闸住，因Z6与滚筒直接相连，只作自转，没有公转，从Z1到Z7的传动系统变为定轴轮系，齿轮Z7做空转。倒替松开（或闸住）工作闸3或制动闸2，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。需要注意的是，当电动机启动后，不准将工作闸和制动闸同时闸住，这样会烧坏电动机或发生其他事故。三、调度绞车日常检查维护的内容 (1)检查各部位螺栓、销子、螺母、垫圈等，如有松动、脱落，应及时拧紧和补全。 (2)检查信号装置及电动机运行操作按钮是否完好和有无失爆现象，信号发出是否清楚和明亮，否则应修理或更换。 (3)检查滚筒有无损坏或破裂，钢丝绳头固定是否牢固，轴承有无漏油，钢丝绳排列是否整齐，有问题应及时处理。 (4)检查闸带有无裂纹，磨损是否超限(应留有不少于3 mm厚度)，拉杆螺栓、叉头、闸把、销轴等是否有损伤或变形，背紧螺母是否松动，有问题应调整和处理。 (5)检查闸把及杠杆系统动作是否灵活，施闸后，闸把不得达到水平位置，应当比水平位置略有上翘。 (6)检查固定绞车的顶柱和戗柱是否牢固，基础螺栓或锚杆是否有松动，底座有无裂纹，有问题应及时处理。 (7)检查电动机空载启动是否正常，接地是否良好，启动器等电气设备是否符合防爆和完好要求。 (8)检查轴承及电动机、开关、电缆、闸带等是否温度过高，发现问题应查明原因，采取措施进行处理。(9)经常擦拭绞车，清理浮尘和杂物，保持周围环境整洁。绞车的安全操作、检查与维护四、绞车常见故障及处理 (一)绞车滚筒产生异响的主要原因及处理方法 1绞车滚筒产生异响的主要原因 (1)滚筒筒壳螺栓松动。 (2)筒壳和支轮(法兰盘)之间间隙过大。 (3)滚筒筒壳产生裂纹。 (4)焊接筒壳开焊。 (5)游动滚筒和衬套的固定螺钉松动，造成游动滚筒和衬套之间有相对滑动。 (6)衬套与

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