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摘 要
液压绞车即液压驱动的卷扬机，由原动机带动液压泵，将工作油液输入执行构件（液压缸或液压马达）使机构动作，通过控制输入执行构件的液体流量实现调速。
本文主要针对5吨液压绞车进行设计。首先，通过对液压绞车的现况及类型原理进行了分析并提出了总体结构方案和传动方案；接着，对传动装置及卷筒的主要零件进行了详细设计并校核其强度；最后应用AutoCAD软件绘制了液压绞车装配图和主要零件图。
关键字：液压；绞车；减速器；卷筒
Abstract
The hydraulic driven winch hydraulic winch, motivated by the original hydraulic pump, the working oil input components (hydraulic cylinder or hydraulic motor) to achieve speed control mechanism, through the input of executive component in the liquid flow.
This paper mainly aims at the design of 5 tons hydraulic winch. First of all, through the analysis of the current status and types of hydraulic winch, the overall structure scheme and transmission scheme is put forward. Then, the main parts of the transmission device and the main parts are designed and checked. Finally, AutoCAD software is used to draw the assembly drawing and the main parts.
Key words: Hydraulic; Winch; Reducer; Drum
目 录
摘 要 I
Abstract II
第一章 绪论 1
1.1绞车简介 1
1.2液压绞车的特点 1
1.3液压绞车的工作原理和用途 1
1.4国内外发展现状 2
第二章 总体设计与计算 4
2.1设计要求 4
2.2方案设计 4
2.2.1原理分析 4
2.2.2总体布置方案 4
2.2.3传动方案选择 5
2.2.4液压传动原理图 5
第三章 主要参数的确定 7
3.1卷筒直径的确定 7
3.2电动机的选择 9
3.3液压马达的选用与验算 9
3.3.1液压马达的分类及特点 9
3.3.2马达的验算 10
第四章 卷筒设计与校核 13
4.1卷筒的分类和特点 13
4.2卷筒设计计算 13
4.2.1卷筒长度L确定 13
4.2.2绳槽的选择 14
4.2.3卷筒壁厚 15
4.2.4钢丝绳允许偏角 15
4.3卷筒强度计算 15
第五章 传动装置的设计 17
5.1确定传动比 17
5.2齿轮齿数的确定 17
5.3选定齿轮的精度等级和材料 18
5.4齿轮模数的确定 18
5.5齿轮基本参数的确定 20
5.5.1尺寸基本参数的选定与计算 20
5.5.2齿轮公法线长度的确定 22
5.6内部结构的选定与设计 22
5.6.1转臂轴承的选定 22
5.6.2销孔数目、尺寸的确定 23
5.6.3销轴套、销轴的确定 24
5.6.4偏心套基本尺寸的确定 24
5.7轴的设计 25
5.7.1输入轴的设计 25
5.7.1 输出轴（固定轴）的设计 28
总 结 30
参考文献 31
致 谢 32
第一章 绪论
1.1绞车简介
在起重机械中，用以提升或下降货物的机构称为起升机构，一般采用卷扬式，而这样的机器叫做卷扬机又叫绞车。
卷扬机的卷扬机构一般由驱动装置、钢丝绳卷绕系统、取物装置和安全保护装置等组成。驱动装置包括电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒等部件。钢丝绳卷绕系统包括钢丝绳、卷筒、定滑轮和动滑轮。取物装置有吊钩、吊环、抓斗、电磁吸盘、吊具挂梁等多种形式。安全保护装置有超负载限制器、起升高度限位器、下降深度限位器、超速保护开关等，根据实际需要配用。
卷扬机的驱动方式有三种，分别为内燃机驱动、电动机驱动和液压驱动。
内燃机驱动的起升机构，其动力由内燃机经机械传动装置集中传给包括起升机构在内的各个工作机构，这种驱动方式的优点是具有自身独立的能源，机动灵活，适用于流动作业。为保证各机构的独立运动，整机的传动系统复杂笨重。由于内燃机不能逆转，不能带载起动，需依靠传动环节的离合实现起动和换向，这种驱动方式调速困难，操纵麻烦，属于淘汰类型。目前只有少数地方应用。
电动机驱动是卷扬机的主要驱动方式。直流电动机的机械特性适合起升机构的工作要求，调速性能好，但获得直流电源较为困难。在大型的卷扬机中，常采用内燃机和直流发电机实现直流传动。交流电动机驱动能直接从电网取得电能，操纵简单，维护容易，机组重量轻，工作可靠，在电动卷扬机中应用广泛。
液压驱动的卷扬机，由原动机带动液压泵，将工作油液输入执行构件（液压缸或液压马达）使机构动作，通过控制输入执行构件的液体流量实现调速。液压驱动的优点是传动比大，可以实现大范围的无级调速，结构紧凑，运转平稳，操作方便，过载保护性能好。缺点是液压传动元件的制造精度要求高，液体容易泄漏。目前液压驱动在建筑卷扬机中获得日益广泛的应用。
1.2液压绞车的特点
绞车采用液压传动，减少了产生电气火花的元件。使用鼠笼电动机，使电器控制简单，容易做成防暴型。所以采用液压绞车是解决煤矿井下绞车全防暴问题的有效途径。由于用管道传递压力油，所以液压元件和各种机械装置都容易布局，各个元件的安装可以随意放在任何适当的位置，因此便于液压绞车进行远距离操作。
1.3液压绞车的工作原理和用途
液压绞车是利用防爆电动机1带动乳化液泵2，然后乳化液泵带动变量液压马达3，液压马达将动力通过减速器4拖动滚筒5转动。绞车的正反转和高低转速改变依靠马达自身调节完成。原理图1-1
1电动机 2主油泵 3液压马达 4减速箱 5绞车滚筒
图1-1 绞车工作原理图
液压绞车用途：主要用于井下综采工作面液压支架以及其它井下设备的安装和拆除。
1.4国内外发展现状
20世纪年代后期，日本、美国又开始推广应用液压—机械传动绞车。其优点是高速小扭矩液压马达具有制造容易、质量稳定、寿命长、传动效率高、噪音低、体积小等。日本三井三池制作所引进西德盖特拉马齐克公司和法国西克马菲尔公司的高速液压马达，研制了卷简直径为的型液压绞车，高速液压马达经行星减速器传动卷筒，用操作手柄改变变量泵斜盘的角度来实现无级调速。
2005年国内直径最大的液压绞车在河南省洛阳中信重机公司试车成功，并顺利发往内蒙古大雁煤业公司。国外由于电器技术水平较高，井下工程机械化程度高，一般巷道和硐室较大，设备安装方便，较早的开始推广应用电动绞车，主要是绕线型电机转子外接电子调速。其缺点为发热严重，占地面积大，电控系统复杂，成本高，调整性差。随着液压技术的不断发展，轴向柱塞式和径向柱塞式液压马达系列产品推出，并逐渐用于井下提升设备和研制液压绞车。液压绞车具有结构紧凑、造价便宜、起动平稳、调速方便、过载保护等优点，特别是采用鼠笼式电机拖动，使电控系统简单，实现了防爆要求。在国外，液压绞车根据结构形式可分为两大类：一类是采用低速大扭矩柱塞液压马达直接拖动绞车卷筒的全液压传动式；另一类是采用高速小扭矩柱塞液压马达经减速器再拖动绞车卷筒的液压—机械传动式。
日本三井三池制作所制造出第一台防暴液压绞车，以后反复进行了多种设计和改，生产有和等几种型号的防暴液压绞车，具有手动和半自动两种运转方式。液压控制方式与电动控制方式进行比较，液压控制方式能任意选择所需要的速度，操作简单，能任意调整加减速度，易于防暴结构，电器控制系统复杂，维修麻烦。
苏联、波兰、德国等国家研制和采用液压安全绞车作为倾斜煤层的采煤机的防滑、同步牵引设备。这些国家还矿泛采用液压无极绳绞车牵引井下运输用的卡轨车和单轨吊。日本三井三池制作所研制的小型液压绞车系列，主要用于煤矿井下作辅助运输，功率有、及三档。其采用高速轴向柱塞式液压马达通过安装在滚筒内部的行星齿轮减速箱拖动绞车运转，因而结构紧凑，体积小[5]。
我国煤矿井下防暴液压绞车的研制和应用比欧美、日本大约晚年，在煤与沼气突出的矿井都要使用防暴型电器设备。由湖南省煤炭科学研究所和湖南省煤矿专业机械厂共同研制型防暴液压绞车和型防暴液压绞车，并随同研制了型防暴绞车。国内其它厂家也进行了液压绞车的研制工作，淮南煤机厂研制了型防暴液压绞车，它采用高速液压马达通过行星减速箱驱动滚筒，洛阳矿山机械研究所研制采用高速马达驱动的防暴液压绞车。
第二章 总体设计与计算
2.1设计要求
设计一5吨液压绞车，设计参数要求如下：
（1）单绳拉力5吨；
（2）钢丝绳直径18mm；
（3）容绳量50m；
（4）绳速10m/min。
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