滚筒式绞车传动系统设计【7张CAD图纸和说明书】
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河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文0河 南 理 工 大 学毕业设计（论文）任务书专业班级 学生姓名 1、题目 2、主要任务与要求三、起止日期 年 月 日 至 年 月 日指导老师： 签字（盖章）系 主 任： 签字（盖章）河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文1年 月 日河 南 理 工 大 学毕业设计（论文）评阅人语专业班级 学生姓名 题目 评 阅 人 签字（盖章）职 称 工作单位 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文2年 月 日河 南 理 工 大 学毕业设计（论文）评定书专业班级 学生姓名 题目 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文3指导老师： 签字（盖章) 职称 年 月 日河 南 理 工 大 学毕业设计（论文）答辩许可证经审查， 专业 班 同学所提交的毕业设计（论文） ，符合学校本科生设计（论文）的相关规定，达到毕业设计（论文）任务书的要求，根据学校管理的有关规定，同意参加毕业设计（论文）答辩。 指导老师 签字（盖章）年 月 日河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文4根据审查，准予参加答辩。答辩委员会主席（组长） 签字（盖章）年 月 日河 南 理 工 大 学毕业设计（论文）答辩委员会（小组）决议院（系） 专业 班 同学的毕业设计（论文）于 年 月 日进行了答辩，题目 答辩委员会成员：主 席 （组长）委 员 （成员）委 员 （成员）委 员 （成员）委 员 （成员）委 员 （成员）河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文5委 员 （成员）答辩前向毕业设计答辩委员会（小组）提交了如下资料：1、设计（论文）说明 共 页2、图 纸 共 张3、评阅人意见 共 页4、指导老师意见 共 页根据学生所提供的毕业设计（论文）材料、评阅人和指导老师意见以及在答辩过程中学生回答问题的情况，毕业设计（论文）答辩委员会（小组）做出如下决议。1、毕业设计（论文）的总评语二、 毕业设计（论文）的总评成绩：河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文6毕业设计答辩委员会主席（组长） 签名委员（组员）签名年 月 日 目录摘 要 .9前 言 .111 概 论 .121.1 国内绞车的发展 .121.2 国外绞车的发展 .121.3 国内外水平对比 .121.4 总体发展趋势 .131.5 有关毕业设计的题目 .141.6 有关提升绞车的介绍 .141.7 有关调度绞车的介绍 .152、滚筒式绞车的基本原理 .162.1 滚筒式绞车的工作原理 .16河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文72.2 滚筒式绞车的传动原理 .162.3 设计的原始数据和传动方案选择 .173 传动方案的选择及滚筒的设计 .193.1 传动方案的选择 .193.2 驱动装置的设计 .193.3 滚筒的设计 .193.4 制动装置的设计 .204 传动系统的设计 .224.1 传动比的设计与计算 .224.2 减速装置的传动比分配计算 .234.3 传动装置的运动参数计算 .234.4 齿轮的传动设计 .244.5 轴的设计及计算 .384.6 滚动轴承的校核计算 .434.7 键的强度计算 .445.滚筒式绞车制动器的设计 .455.1 制动器的形式和常用安全装置 .455.2 制动器的选用和设计 .466.滚筒式绞车的使用与说明 .506.1 使用与维护 .506.2 绞车的润滑 .516.3 绞车的装配及检验 .52河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文86.4 绞车的修复与零部件的更换 .536.5 绞车的拆卸 .53结 束 语 .55致 谢 .56参 考 文 献 .57摘 要滚筒式绞车是结合了提升绞车 JT0.8 0.6 型号的技术参数以及调度绞车 JD-11.4 行星齿轮传动结构来设计的。目的是使此提升绞车能在节省空间的条件下完成较大的传动比的要求。目前，很多提升轿车都向着标准化、体积小、重量轻、结构紧凑、高效节能、寿命长、噪音低、一机多能、大功率、外形简单等方向发展。因此，使得我们需要在结构上对提升机进行改进，而调度绞车的行星齿轮传动对此改进将会起到很大的作用，因为行星轮传动具有较大的传动比、高效、噪音小、结构紧凑等特点，刚好可以满足上述要求。因此，我的毕业设计“滚筒式绞车”就是对两种绞车在结构和性能上的综合，使其达到最优的设计效果，具有所需的功能。关键字滚筒式绞车 提升绞车 调度绞车 行星齿轮 河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文9AbstractThe roller type car is a technique to joins together to promote the winch JT0.8*0.6 model numbers parameter and adjust a degree the winch planet JD-11.4 wheel gear spreads to move the construction to design of.The purpose is a request to make this promote winch can complete while saving the spatial term bigger spreading move the ratio.Current,a lot of promote the winch all the facing standard series turns,the physical volume is small,the weight is light,construction tightly packed,economize on energy efficiently,the life span is long,low noise,a machine can much,big power,shape etc.direction development.Therefore,make us needing on the construction to promote the winch proceed the improvement,but adjusts a very big function,because the planet wheel gear spreads to move to have the very big spreading moves the ratio,efficiently,the noise is small,the characteristics of the construction tightly packed,can satisfy the above request at the right moment.Therefore,my graduate design roller type winchg is to two kinds of winches to go forward with the function at the construction the line synthesizes,making its attain the superior turning.Key word the roller type winch promote the winch adjust a winch improvement河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文10前 言此次毕业设计师我们在学校里的最后一次综合能力的提高，它要求我们对大学里所学过的课程进行全面的了解与加深。比如说，机械原理、材料力学、理论力学、极限配合、机械设计等等。很快，四年的大学生活很快就要结束了，在离开学校走上工作岗位之际，毕业设计将是对我们的一个考验，这既考察了我们对大学四年里所学知识的掌握程度，有考察了我们的实际应用能力以及在解决一件事情上的态度的问题。在大学四年的学习过程中，我们也做过许多课程设计，独立完成一定量的图纸要求，但此次，完全用电脑来完成设计还是第一次，故而，这又锻炼了我们对制图软件、查阅机械手册以及相关资料的应用等的能力，为我们以后在工作岗位上能轻车熟路打好基础。机械行业是一个由不同的专业组成的，技术性很强的，需要紧密配合河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文11的系统工程，是促进我国经济发展的生命线。而目前，我国的机械行业在世界发展潮流中还尚处于落后的地位，因此，需要我们这一批人把握时代的主题，走在国家乃至世界的前列。诚然，毕业设计尚属于一个并不成熟的设计，只是我们迈向未来的第一步，但在毕业设计中，我们可以完全放飞自己的思想，让我们的思路不受任何限制，大胆的去实现自己的想法。当然，在我们所设计出的产品里面，可能还有许多不实用的地方，但都有着我们自己的想法在里面。相信通过自己的努力，一定能在这次毕业设计中巩固自己在大学期间所学的知识。为以后我们真正的走上工作岗位检验自己。1 概 论 1.1 国内绞车的发展我国的绞车只是经历了仿制、自行设计两个阶段。解放初期使用的产品主要来自日本与苏联，1958 年以后，这些产品相继被淘汰，并对苏联轿车进行了改进，与 1964 年进入自行设计阶段。淮南煤机厂曾设计了摆线齿轮绞车和少齿差动绞车，徐州矿山设备制造厂也曾设计制造了摆线和行星齿轮传动绞车，一些厂家还设计试制 25KW 的调度绞车。目前，矿用小绞车已经在标准化方面得到了相应的发展，于 1982 年，对以前制定的准进行了修订。其标准分为 JB965-83,JB1409-83。1.2 国外绞车的发展国外矿用小绞车使用很普遍，生产厂家很多。苏联、美国、日本、河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文12瑞典等国都制造了矿用小绞车，而且，国外矿用小绞车种类、规格较多，比如调度绞车牵引力以 100kgf 到 3600kgf,动力有电动的、液动的、风动的、齿轮传动的、蜗轮传动、行星轮传动、摆线齿轮传动等。其中，采用行星轮传动的比较多。发展趋势是向着标准化系列方向发展，向着体积小、重量轻、结构紧凑方向发展、向着高效、节能、寿命长、噪音低、一机多能通用化、大功率、外形简单、平滑、美观、大方的方向发展。1.3 国内外水平对比（1）品种国外矿用小绞车的规格多，适用于不同的场合，我国的矿用小绞车规格少，品种型号少，也较繁琐，标准化程度不够高。（2）形式从工作机构上分，国外有单筒、双筒、摩擦式，而我国则较少。从原动力上分，国外有电动的、风动的、液压驱动的。我国只有少量的电动和风动的。（3）结构我国及国外的调度绞车大多数采用行星齿轮传动，其传动系统结构简单，使用方便，但牵引力过小，特别是上山、下山很难实现较大设备的搬运工作。随着采煤的机械化发展，综采设备的频繁搬迁，还需要快速回升。（4）产品性能主要是寿命、噪音、可靠性等综合指标与日本等国还有一定的差距。三化水平河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文13虽然我国的矿用小绞车参数系列化方面水平由于国外，但在标准化和通用化方面还远不如发达机械制造国。（6）技术经济指标我国的矿用小绞车技术经济指标与国外特别是与苏联等机械发达国家还有一定的差距。1.4 总体发展趋势纵观国内外矿用小绞车的发展状况，其发展趋势有以下几个特点：（1）向着标准化系列化方向发展使各制造公司都有自己的产品系列型谱，在这些型谱中，对绞车的性能、参数做进一步的明确规定，并强力推行和实施，给设计、制造、使用、维护带来极大的方便。（2）向体积小、重量轻、结构紧凑方向发展力求将绞车的原动力及传动装置。工作滚筒、制动装置部分及底座等主要部件综合在一个系统中并加以统筹布局，充分利用空间，提高紧凑程度，做好外形封闭。（3）向高效节能的方向发展选取最佳参数，最大限度提高产品功能，采用合理的制造精度，提高生产效率。（4）向寿命长、低噪音、的方向发展，使综合性能指标得到提高。（5）向一体多能化、通用化方向发展。（6）向外形简单、平滑、美观、大方的方向发展。河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文141.5 有关毕业设计的题目我所做的毕业设计题目就是“滚筒式绞车传动系统” ，主要是利用JT0.80.6 型提升绞车的技术参数，以及 JD-11.4 型调度绞车的结构来进行产品的改良。也就是把 JT0.80.6 型提升绞车做成 JD-11.4 型调度绞车的形式。这样，可以相对节省一定的空间，使得绞车结果紧凑。1.6 有关提升绞车的介绍般滚筒直径都在 2 米以下，通常称这类提升机械为提升绞车。目前，市面上主要的绞车若按滚筒数目来分主要是单筒和双筒两种。单筒绞车用于单钩提升，钢丝绳的一端固定在滚筒上，另一端与提升容器相连，沿滚筒或斜井单股轨道牵引容器，向下运行是靠货载自重自溜下放。双滚筒绞车用双钩提升，两根钢丝绳分别缠绕在绞车的两个滚筒上，做滚筒下方出绳，右滚筒上方出。这样，一边向上运行，另一边向下运行。双钩比单钩生产效率可提高一倍，但在多水平中使用时不方便的。按照滚筒直径大小来分，提升绞车主要用于大中型矿井井下斜井巷道物料运输，在建井期间亦可作为立井的临时提升设备。对于产量低的小型矿井，则作为主要提升设备。1.7 有关调度绞车的介绍调度绞车一般是用于井下水平巷道，在不太长的距离内移动矿车，以及在中间巷道中拖运矿车，有时用以其他辅助搬运工作。为了适应经常迁移和在狭小的范围条件下工作，调度绞车应结构紧凑轻便，为使绞车移动平稳并能够准确的停车，调度绞车的工作速度不应太河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文15大。为使绞车体积减小，结构紧凑，调度绞车一般是采用行星轮减速装置，并将其转入滚筒内部，电动机也半伸入滚筒端部，这样可以节省相当的空间。2、滚筒式绞车的基本原理2.1 滚筒式绞车的工作原理滚筒制动盘上装有差动制动装置，借以操纵绞车的运行、停止。当闸A 抱紧时，属于滚筒的工作状态，因为此时，电动机带动齿轮一级一级传动到行星架（即滚筒） ，使得滚筒处于运动状态。此时，钢丝绳一圈圈缠绕在滚筒上面，若是滚筒制动，只需要把闸 A 松开，把闸 B 抱紧，此时，电动机将带动一系列齿轮进行空转， （即相当于一个定轴轮系）此时，行星（即滚筒）将停止转动。完成滚筒制动。这就是滚筒式绞车的工作原理。2.2 滚筒式绞车的传动原理河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文16由下图可以看出此滚筒式绞车的传动原理是：用闸 A 往内齿圈Z7（此时闸 B 松开） 。则 Z7 不动，Z 5 带动行星轮 Z6，Z 6 自传又公转，借Z6 中心的销轴带动滚筒 H 旋转，此为滚筒工作的情形。当 制 动 闸 A 而 滚 筒 H 工 作 时 ， 整 个 传 动 成 为 行 星 轮 系 ， 行 星 轮 系 中 的首 轮 为 Z1， 末 轮 为 Z7,系 杆 为 滚 筒 H。 此 行 星 轮 系 的 传 动 比 可 以 用 转化 轮 系 的 传 动 比 公 式 求 得 ： 531742171170znni HHH 即 5317421 znH53174211 zniH河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文17而 此 时 滚 筒 的 转 动 方 向 与 电 动 机 的 转 动 方 向 一 致 。反 之 ， 当 松 动 制 动 闸 A 而 制 动 闸 B 时 ， 整 个 传 动 系 统 称 为 定 轴 轮 系 ，这 时 滚 筒 不 动 （ 这 才 是 真 正 的 绞 车 制 动 ）53174217zi2.3 设计的原始数据和传动方案选择1 电 动 机 的 选 用1） 由 所 给 的 技 术 参 数 ， 电 动 机 的 功 率 为 22KW 6 级 ； 选 择 电 动 机 的型 号 为 YX180L-4， 同 步 转 速 为 1500 （ 额 定 转 矩 ：minrT=1.84 ）mN2） 选 择 电 动 机 的 原 因1、 首 先 是 由 所 给 技 术 参 数 决 定 的 ；2、 因 为 该 绞 车 是 用 于 矿 井 上 面 的 提 升 设 备 ， 因 此 ， 此 电 动 机 不 选 防 爆电 机 ， 其 造 价 较 高 ， 若 用 于 矿 井 下 面 的 需 求 ， 可 配 置 防 爆 电 机 等 。2.4 减 速 装 置 的 设 计对 于 此 滚 筒 式 绞 车 ， 其 滚 筒 部 分 即 相 当 于 减 速 器 的 外 壳 部 分由 所 给 的 参 数滚 筒 直 径（ mm)滚 筒 宽 度（ mm)滚 筒 个 数 速 比 绳 容 量河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文18根 据 这 些 数 据 的 限 制 ， 涉 及 滚 筒 内 部 减 速 装 置 的 形 式 ， 由 于 在 滚 筒 内部 ， 我 们 采 用 行 星 轮 减 速 装 置 ， 可 以 实 现 较 大 的 传 动 比 ， 且 结 构 紧 凑 。3 传动方案的选择及滚筒的设计3.1 传动方案的选择对 于 此 滚 筒 式 绞 车 ， 初 步 采 用 两 组 外 齿 轮 传 动 副 和 一 组 行 星 轮 系 ，并 将 其 装 入 滚 筒 内 部 ， 电 动 机 亦 半 深 入 卷 筒 端 部 ； 且 绞 车 内 部 各 处 均采 用 滚 动 轴 承 支 撑 ， 使 其 传 动 灵 活 ， 但 此 绞 车 不 同 于 调 度 绞 车 ， 它 主要 用 于 提 升 作 用 ， 因 此 ， 要 附 加 紧 急 安 全 制 动 装 置 ， 以 及 深 度 指 示 器等 装 置 。800 600 1 20 3.14层 数 绳 速 m/s 绳 径 （ mm) 最 大 径 张 力（ KN)最 大 径 张 力差 （ KN）4 3.14 16 30 15河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文19我 们 主 要 利 用 JT-0.8*0.6 型 提 升 绞 车 以 及 JD-11.4 型 调 度 绞 车 的原 理 及 外 形 进 行 改 良 ， 使 其 在 能 达 到 JT-0.8*0.6 型 提 升 绞 车 的 提 升 能力 下 ， 也 可 以 实 现 调 度 绞 车 行 星 传 动 的 形 式 ， 把 减 速 器 部 分 放 入 滚 筒内 部 ， 这 便 是 初 步 的 设 计 构 思 。3.2 驱动装置的设计电 动 机 的 选 择 与 校 核 :在 上 一 章 我 们 已 经 选 择 了 电 动 机 的 型 号 为 YX180L-4， 同 步 转 速为 1500r/min， 在 这 里 我 们 只 需 要 校 核 电 动 机 是 否 能 满 足 我 们 设 计 的 需要 ， 通 过 对 电 动 机 轴 的 受 力 分 析 和 弯 扭 矩 的 计 算 ， 结 果 符 合 我 们 设 计的 需 要 ， 故 电 动 机 选 择 正 确 。3.3 滚筒的设计滚 筒 材 料 铸 钢 铸 造 成 型滚 筒 功 能（ 1） 在 滚 筒 面 上 缠 绕 钢 丝 绳 ， 以 牵 引 负 荷 ；（ 2） 在 滚 筒 制 动 盘 上 装 设 差 动 制 动 装 置 ， 借 以 操 纵 绞 车 运 行 和 停 止 ；（ 3） 在 滚 筒 体 腔 内 装 设 减 速 齿 轮 系 ， 因 而 具 有 减 速 机 壳 的 作（ 三 ） 滚 筒 的 结 构在 滚 筒 内 部 左 端 装 设 用 螺 钉 的 滚 柱 体 套 ， 装 在 电 动 机 的 端 盖 伸 出部 分 的 轴 承 上 ， 即 压 入 此 套 中 ， 并 用 弹 性 挡 圈 轴 向 定 位 ；第 一 组 外 齿 轮 传 动 副 中 的 马 达 齿 轮 用 键 及 弹 性 挡 圈 与 电 动 机 轴 连接 ， 与 外 齿 轮 相 啮 合 ， 大 齿 轮 架 用 两 个 键 与 滚 筒 相 连 接 ， 同 时 用 6河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文20个 螺 栓 固 定 在 滚 筒 边 上 ；第 二 组 与 第 一 组 的 相 似 ， 在 此 不 再 獒 述 ；第 三 组 行 星 轮 系 的 轴 齿 轮 是 太 阳 轮 ， 用 键 与 弹 性 挡 圈 固 定 在 输 出轴 上 ， 装 在 大 齿 轮 架 的 两 个 齿 轮 （ 行 星 轮 ） 与 轴 齿 轮 （ 太 阳 轮 ） 相 啮合 ， 可 在 大 齿 轮 中 滚 动 ， 电 动 机 与 轴 承 支 架 用 普 通 螺 栓 与 螺 尾 锥 销 固定 在 绞 车 机 座 上 ， 螺 尾 锥 销 在 装 卸 时 其 定 位 作 用 ； 在 大 齿 轮 架 和 挡 圈柄 尾 用 螺 母 锁 紧 ， 通 过 轴 承 支 架 及 轴 承 盖 并 用 6 个 螺 栓 拉 紧 滑 圈 ， 以阻 止 轴 承 移 动 ， 挡 圈 上 的 凸 环 与 滑 圈 上 的 凹 槽 相 嵌 合 ， 在 其 内 缘 设 毡圈 ， 在 滚 筒 面 上 有 2 个 带 油 洞 的 注 油 孔 。 钢 丝 绳 头 安 入 绳 孔 后 ， 用 螺钉 及 绳 卡 固 定 在 滚 筒 侧 边 上 。3.4 制动装置的设计绞 车 上 有 两 个 差 动 制 动 装 置 ， 其 结 构 尺 寸 及 动 作 原 理 完 全 相 同 ， 在电 动 机 一 边 的 制 动 作 用 带 用 来 制 动 滚 筒 ； 在 大 齿 轮 上 的 制 动 带 ， 具 有摩 擦 离 合 器 的 作 用 。 当 此 制 动 带 被 完 全 刹 紧 的 时 候 ， 行 星 轮 即 沿 着 大齿 轮 滚 动 ， 带 动 滚 筒 工 作 。制 动 钢 带 用 铝 铆 钉 与 石 棉 铆 合 在 一 起 ， 制 动 时 ， 按 下 制 动 手 柄 ， 经 杠杆 和 叉 头 动 作 系 统 将 2 个 拉 杆 轴 承 架 拉 起 ， 使 制 动 带 两 端 相 互 靠 拢 ，产 生 制 动 作 用 。 向 上 制 动 手 柄 时 ， 制 动 带 即 可 松 开 。调 节 活 动 螺 栓 拧 入 叉 头 螺 母 中 的 长 度 ， 可 使 制 动 带 的 拉 紧 力 及 制 动 手柄 的 位 置 得 到 调 整 。固 定 在 制 动 带 上 的 丁 字 板 插 入 与 绞 车 机 座 连 接 在 一 起 的 垫 板 中 ， 以防 止 制 动 装 置 在 制 动 时 转 动 。 制 动 盘 上 的 钢 带 包 和 角 为 3500， 绞 车河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文21的 电 动 机 端 盖 由 铸 钢 制 成 ， 形 成 托 架 ， 为 电 动 机 的 一 个 组 成 部 分 ， 并且 也 是 绞 车 滚 筒 的 一 个 支 撑 ， 通 过 滚 筒 轴 承 支 撑 滚 筒 。轴 承 支 架 用 铸 钢 制 成 ， 是 绞 车 滚 筒 的 另 一 支 撑 ， 用 螺 栓 将 电 动 机 与 轴承 支 架 固 定 在 绞 车 底 座 上 ， 并 装 有 螺 钉 以 便 校 对 。4 传动系统的设计4.1 传动比的设计与计算由 所 给 的 传 动 比 i=20,我 们 想 到 利 用 三 级 减 速 装 置 ， 因 此 ， 我 们 可以 采 取 以 下 两 种 传 动 方 案 。方 案 （ 一 ）河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文22方 案 （ 二 ）比较以上两种方案：（一）采用外齿轮啮合传动（二）采用内齿轮啮合传动，由于我们所需的传动比不大，故是选用（一）。4.2 减速装置的传动比分配计算由所给条件 i1H=20河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文23得到： 1920531742z因此 97i即我们从此定轴轮系出发来进行传动比的分配问题： 1.5734127ii令外啮合传动比为： ，则 .657i 81.3412i因实际传动比为: 9).(8.1实际总传动比为： 09.Hi滚筒的实际转速： min/483.71.251 rin滚筒的转速为： i/0滚筒的转速误差： %5047.75483.1 n满足要求。4.3 传动装置的运动参数计算各轴功率计算高速轴输入功率： ；kwp78.219.02.11 中间轴的输入功率： k92.032 低速轴的输入功率 ： .543各轴的转速的计算高速轴的转速： ；min/101rn动河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文24中间轴的转速： min/73.821.5012rin低速轴的转速： i/6.4.34i各轴的输入转矩高速轴的输入转矩： mNT51 1039.5078.29中间轴的输入转矩： 52 4.7.8低速轴的输入转矩： mNT53 109.6.509各轴的功率、转速、转矩、列于下表中： 轴号 功率 kw 转速 r/min 扭矩 N mm高速轴 21.78 1500 51039.中间轴 20.92 828.73 42低速轴 20.09 457.86 5.4.4 齿轮的传动设计一、外齿轮的传动副设计因为考虑到结构性更好，我们采用把第一对外齿轮传动和第二对外齿轮传动设计成尺寸相同的形式，因为这样，齿轮在传动过程中，可以更好的运行。第一对齿轮的扭矩要比第二对齿轮的扭矩要小，因此，若从第一对齿轮设计开始，则后面的第二对齿轮可能不能满足其强度的要求。故而我们可以试着采用从第二对齿轮开始进行设计，这样，第一对齿轮肯定可以满足其强度的要求，而且，这样也节省了相当的一部分时间。河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文25选定齿轮的精度等级、材料及齿数按外齿轮啮合传动的方案选用直齿圆柱齿轮进行传动；绞车为一般工作机器，速度不高，故可选用 7 级精度（GB10095-88 ） ；材料的选择选择齿轮材料时，考虑到小齿轮齿数较大齿轮齿数少，小齿轮轮齿的工作次数较大齿轮的多，为使一对齿轮传动更接近等强度，小齿轮常用好一些的材料。通常以应使小齿轮的齿面硬度较大齿轮的齿面硬度高（2050HBS）小齿轮 40Cr 调质处理 HB=270HBS大齿轮 45 调质处理 HB=240HBS硬度差： HBS302470选用小齿轮的齿数为 ，则大齿轮的齿数为1z选,.68.2z 62z2.按齿面接触强度进行设计334223 .).(1.(.2iTKddHEtt 1）试选用载荷系数： .1t2）扭矩 mNT.0.253）传动比 834i4）齿宽系数 （悬臂式）5.d5）材料弹性影响系数 MPzE8.19河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文266）应力循环次数： 93 106.3)53082(173.820 N994.7）由机械设计图 10-21 安齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳极限MPaMPahh 50,6504lim3lim8）由图 10-19 查得齿轮的接触疲劳寿命系数92.,9.43HNHNK9)计算接触疲劳需用应力取失效率为 1%，安全系数为 S=1 MPasKhHNh50692.0. 43.lim44li33 计算1）试算齿轮分度圆直径的 代入 中较小的值td3Hmdt 5.1981.50)506/.9()(14.23.2 23 2）计算圆周速度sndVt /18.510673.2.94.3106.23 3）计算齿宽 bmdt 8.59.5.34）计算齿宽与齿高之比 b/h河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文274.6.138596.139852.2.0.13hbmmzdttt5）计算载荷系数根据 ，7 级精度，由图 10-8 查得动载荷系数 smv/8.514.VK直齿轮 0.1FHK由表 10-2 查得使用系数 .A由表 10-4 查得用插值法查得 7 级精度，小齿轮悬臂式布置时，201.HK查得图 10-13 的 4.F载荷系数 37.102.14.0HVAK按实际载荷系数校正所得分度圆直径mKdtt 6.123.75.19.33 计算模数 m08.62.13zd3、按弯曲疲劳强度计算数值 ).(.233FSdYzTKm确定公式内各计算数值河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文28由图 10-20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 MPaFE503大齿轮的弯曲疲劳强度极限 aFE420由图 10-18 取弯曲疲劳寿命系数 9.,8.43FNNK计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数 ，由图 10-12 得4.1S MPaKFENF 7.35.08.33 SFEF 24.19.44 计算载荷系数30.14.0. FVAKK查取齿形系数由表 10-5 查得： .2,8.243FFY查取应力校正系数由表 10-5 查得 6.1,5.143SSY计算大小齿轮的 并加以比较F小齿轮： 0126.7.34582.3FSY大齿轮： 49.2.4FS由以上计算可知，大齿轮的数值大，故而选用大齿轮的进行设计计算设计计算 6.30149.405.123.23533 FdSzYKTm河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文29对比计算结果：m 大小取决于弯曲疲劳强度，而齿轮接触疲劳强度只与齿轮的直径有关。因此，可以取弯曲疲劳强度的模数，并就近圆整，m=4，按接触疲劳强度得的分度圆直径 md6.12算出小齿轮的齿数 304.3mz大齿轮的齿数 取.5081.252z这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到了结构紧凑，避免浪费。4、几何尺寸的计算1）计算分度圆直径：mmzd12043.36542）计算中心距 1682243da3）计算齿轮宽度 取 mdb6015.0.34）按弯曲疲劳强度进行校核1. 333 24.846565.12.7.01. FSFtF MPambYK 2 4344 57.84601.3.27.13. FSFtFbY 故大小齿轮均满足强度要求。河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文30大小齿轮的各部分计算尺寸如下：序号 项目 代号 计算公式 结 果小齿轮 大齿轮1 齿数 z 30 542 模数 m 4 43 齿宽 b 65 604 齿顶高系数 ha* 1.0 1.05 顶隙系数 c* 0.25 0.256 压力角 a 200 2007 分度圆直径 d zm.120 2168 齿顶高 ha ha.4 49 齿根高 hf cf)(5 510 齿全高 h ma.29 911 齿顶圆直径 da hz)(128 22412 齿根圆直径 df caf .110 20613 基圆直径 db os.db112.6 202.9714 齿距 p m12.56 12.5615 基圆齿距 pb cs.pb 11.80 11.8016 齿厚 s 26.25 6.2517 齿槽宽 e 6.25 6.2518 顶隙 c mc.1.0 1.0河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文3119 标准中心距 a 243d16820 节圆直径 d 120 216二行星轮系的设计1.选择齿轮类型、精度等级、材料及其齿数等1）直齿轮传动；2）7 级精度 GB 10095-88；3）材料的选择齿轮性质材料 热处理 表面硬度齿面接触疲劳极限齿面弯曲疲劳极限精度太阳轮 40Cr 调质 270HBS 800MPa 300MPa 7行星轮 40Cr 调质 270HBS 800MPa 300MPa 7内齿轮 2G310-570 调质 190HBS 600MPa 240MPa 7选择内齿轮、太阳轮、行星轮齿数因确定该级传动比为： ，查表得行星轮数取为 21.6i载荷不均衡系数 5.FPHK以下验证该行星轮是否满足相应的条件传动比条件 1.657i2、同心条件保证中心论和行星架轴线重合的条件下正确啮合，为此，各对啮合齿轮之间的中心距必须相等河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文32若 ，则 ，为满足同心条件，则，205z12.607z12676z3、装配条件 保证各行星轮能均布安装在两中心齿轮之间，为此，各齿数与行星轮个数 必须满足装配条件 （整数）wncnzw75，为整数，故满足装配条件71204、邻接条件保证邻接的两个行星轮的齿数不能相碰5、齿数、模数、和中心距的计算按公式计算太阳轮的分度圆直径32lim31. HdPAtda KTK齿轮传动比为：2.55 ；使用系数为： 1.25；A算式系数为： 768（查表所得） ；tdK综合系数为： 2.0|（查表所得） ；H太阳轮单个齿轮传递的转矩 T mNTnKw .924019.425.)(53齿宽系数 取为 0.6；d5.201,80limMPaH代入式中，计算得到： mda4.河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文33所以模数 ，取为2.5204.15zdma 6m则 a13)(6).(齿宽 ，取dba 64.2.10. mb63故， mzma6516、齿轮的强度验算1）确定计算负荷名义转距： ；mNT.92403名义圆周力： dFt 15132）应力循环次数 5 95 10.)58230()7586.4(06.60 tnNpH其中， 太阳轮相对于行星架的转速；寿命周期为要求传动总运转时间。t3）确定强度计算中的各种系数：A、使用系数 ,取 KA=1.25（查表得);B、动负荷系数 V因 和 5025z mNbFt /150.64可根据圆周速度 sndV/.2)(.65由图 10-8 查 7 级精度 0.1VKC、齿向载荷分布系数 FH,HlwHK.)(10河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文34FlwFF KK.)1(10式中， 计算接触强度时运转初期的齿向载荷分布系数0H由图 5-2 查得 13.0计算接触强度时运转初期的齿向载荷分布系数HwK由图 5-4 查得 2.Hw计算弯曲强度时跑合系数Fw由图 5-5 查得 45.0FwK与均载系数有关的系数，则分别为： 0.7，,085FlHlK,所以， 03.1.7)13.(458021FD、齿间载荷分布系数 FHK,因 mNbKtA /12.8064.25. 精度 7 级，硬齿面直齿轮由表查得： 0.1FHE、节点区域系数 5.2ZF、弹性系数 MPaE89G、载荷作用齿顶是，齿形系数， FY根据 （查图 5-11）,80.2FY,20,5ZXH、载荷作用齿顶时应力修正系数： 35.1SYI、重合度系数 YZ,河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文3589.0365.143Z7.2.7.025.Y其中，重合度 计算如下：两轮分度圆半径： 153,605r两轮齿顶圆半径： 9aa两齿顶圆压力角： 060528.,.又因两齿轮是按照标准中心距安装，则 a 65.1/)tn.(ta)tan.(t 6655 zz4）齿数比 5.201565）计算接触应力基本值 0H 5.216310.489.15.2.50 bdFZtEH6）接触应力 MPaKHVAH 0.4.5.2.1.36.0 7）弯曲应力值 0FPaYSmbFt 76.142.035.826145.0 8)弯曲应力 FMaKFVAF 18.24.0.15.2.17.4.0 9)确定计算许用接触应力 HPXwRVN
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