JWB-50无极绳绞车的设计【8张图/12700字】【优秀机械毕业设计论文】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览:
编号:611683
类型:共享资源
大小:1.17MB
格式:RAR
上传时间:2016-03-01
上传人:木***
认证信息
个人认证
高**(实名认证)
江苏
IP属地:江苏
50
积分
- 关 键 词:
-
jwb
50
无极
绞车
设计
优秀
优良
机械
毕业设计
论文
- 资源描述:
-
文档包括:
说明书一份。69页。12700字左右。
前期报告一份。
中期报告一份。
外文翻译一份。
图纸共8张,如下所示
A0-系统总图.dwg
A1-减速器.dwg
A1-卷筒.dwg
A3-传动系统简图.dwg
A3-低速轴.dwg
A3-行星齿轮.dwg
A3-高速轴.dwg
A3-齿轮.dwg
目 录
1 绪论 1
1.1引言 1
1.2概述 2
2 总体设计 3
2.1设计总则 3
2.2主要设计参数 3
2.3牵引钢丝绳及卷筒的选择计算 3
2.3.1钢丝绳的选择 3
2.3.2卷筒参数的确定 3
2.4传动系统的确定、运动学计算及电动机选择 4
2.4.1传动系统的确定 4
2.4.2计算传动效率 4
2.4.3选择电动机型号 4
2.4.4总传动比及各级传动比分配 6
3 齿轮传动的设计计算 8
3.1高速级计算 8
3.1.1配齿计算 8
3.1.2初步计算齿轮的主要参数 9
3.1.3啮合参数计算 10
3.1.4几何尺寸计算 10
3.1.5装配条件的验算 11
3.1.6传动效率的计算 12
3.1.7齿轮强度验算 12
3.1.8配齿计算 18
3.1.9初步计算齿轮的主要参数 19
3.1.10啮合参数计算 20
3.1.11几何尺寸计算 20
3.1.12装配条件的验算 21
3.1.13传动效率的计算 22
3.1.14齿轮强度验算 22
3.2低速级计算 27
3.2.1配齿计算 27
3.2.2初步计算齿轮的主要参数 29
3.2.3啮合参数计算 29
3.2.4几何尺寸计算 30
3.2.5装配条件的验算 31
3.2.6传动效率的计算 32
3.2.7齿轮强度验算 32
4 轴的设计计算 38
4.1高速轴设计计算 38
4.1.1计算作用在齿轮上的力 38
4.1.2初步估算轴的直径 38
4.1.3轴的结构设计 39
4.2低速轴设计计算 42
4.2.1计算作用在齿轮上的力 42
4.2.2初步估算轴的直径 42
4.2.3轴的结构设计 43
4.2.4绘制轴的弯矩图和扭矩图 43
4.2.5按弯扭合成强度校核轴的强度 46
4.3行星轮轴的设计计算 46
4.3.1计算作用在齿轮上的力 46
4.3.2初步估算轴的直径 47
4.3.3轴的结构设计 47
4.3.4绘制轴的弯矩图和扭矩图 48
5 滚动轴承的选择和计算 58
5.1行星轮轴承 58
5.1.1第一组 58
5.1.2第二组 59
5.1.3第三组 60
5.2其它轴承 60
6 键的选择和计算 62
6.1高速轴 62
6.2低速轴 62
7 绞车使用说明 63
7.1绞车装配注意事项 63
7.2试运转 63
7.2.1空负荷试运转 63
7.2.2负荷试运转 63
7.3绞车的检修 63
7.3.1小修 63
7.3.2中修 63
7.3.3大修 64
8 小结 65
参考文献 66
英文原文 67
中文翻译 74
致 谢 78
一、选题质量:(主要从以下四个方面填写:1、选题是否符合专业培养目标,能否体现综合训练要求;2、题目难易程度;3、题目工作量;4、题目与生产、科研、经济、社会、文化及实验室建设等实际的结合程度)
1、无极绳绞车的设计符合专业培养目标,能够体现综合训练的要求。
2、题目有一定的难度,工作量适中,需要查阅大量资料并认真的去做才能完成任务。
3、设计题目与煤矿生产、经济等实际情况结合紧密,有着很高的的应用价值。
4、工作量适中,图纸量大概在三张A0纸以上,设计说明书20000字以上。
二、开题报告完成情况:
开题报告按时完成,且质量良好,掌握了毕业设计的基本思路和方法。为了确定主轴装置结构和满足强度的要求,查阅了大量图书,进行了很多次的计算。首先是确定了主轴装置的结构图,确定了主要参数,其次设计出了总装配图,为搞好其设计做了充分的准备。
三、阶段性成果:
完成了毕业实习报告,完成了毕业设计的前期检查报告,有了总体设计的基本框架,以及整体思路,并从老师还有网上找了些相关的文献以及资料,开始了对液力耦合器的工作参数以及型号的选择的确定。知道了目前国内无极绳绞车存在的问题和缺陷。
四、存在主要问题:
总装配图可以满足要求,结构上也没有较大的缺陷,但在一些小的方面还有一定的问题需要进一步解决。但是随着设计的逐渐进行我有遇到了许多的新的和更加复杂的问题,这些问题使我充分认识到了自己在以前学习中的不足和自己与一些同学的差距,所以我要以本次设计为契机加强自己的学习,争取取得好的成绩。
![JWB-50无极绳绞车的设计[KT]](/images/A51491/A0-%E7%B3%BB%E7%BB%9F%E6%80%BB%E5%9B%BE.gif)







- 内容简介:
-
河南理工大学万方科技学院 本科毕业 设计(论文)中期检查表 指导教师: 牛振华 职称: 所在院(系): 08机械与动力工程 系 教研室(研究室): 题 目 学生姓名 靳楠楠 专业班级 08机设 2班 学号 0828070141 一、选题质量:(主要从以下四个方面填写: 1、选题是否符合专业培养目标,能否体现综合训练要求; 2、题目难易程度; 3、题目工作量; 4、题目与生产、科研、经济、社会、文化及实验室建设等实际的结合程度) 1、无极绳绞车的设计符合专业培养目标,能够体现综合训练的要求。 2、题目有一定的难度,工作量适中,需要查阅大量资料并认真的去做才能完成任务。 3、设计题目与煤矿生产、经济等实际情况结合紧密,有着很高的的应用价值。 4、工作量适中,图纸量大概在三张 计说明书 20000字以上。 二、开题报告完成情况: 开题报告按时完成,且质量良好,掌握了毕业设计的基本思路和方法。为了确定主轴装置结构和满 足强度的要求 ,查阅了大量图书 ,进行了很多次的计算。首先是确定了主轴装置的结构图,确定了主要参数,其次设计出了总装配图,为搞好其设计做了充分的准备。 三、阶段性成果: 完成了毕业实习报告,完成了毕业设计的前期检查报告,有了总体设计的基本框架,以及整体思路,并从老师还有网上找了些相关的文献以及资料,开始了对液力耦合器的工作参数以及型号的选择的确定。知道了目前国内无极绳绞车存在的问题和缺陷。 四、存在主要问题: 总装配图可以满足要求,结构上也没有较大的缺陷,但在一些小的 方面还有一定的问题需要进一步解决。但是随着设计的逐渐进行我有遇到了许多的新的和更加复杂的问题,这些问题使我充分认识到了自己在以前学习中的不足和自己与一些同学的差距,所以我要以本次设计为契机加强自己的学习,争取取得好的成绩。 五、指导教师对学生在毕业实习中,劳动、学习纪律及毕业设计(论文)进展等方面的评语 指导教师: (签名) 年 月 日 河南理工大学万方科技学院 本科毕业设计(论文)开题报告 题目名称 极绳绞车的设计 学生姓名 靳楠楠 专业班级 08 机设 2 班 学号 0828070141 一、 选题的目的和意义 选题的目的: 无极绳连续牵引车是一种新型的被迅速推广的煤矿辅助运输装备。以一台无极绳绞车作为驱动装置,以钢丝绳为牵引构件,与张紧装置、梭车、尾轮等配套设备一起构成一套完整的无极绳连续牵引车运输系统,适用于有瓦斯和煤尘的煤矿井下工作面顺槽和轨道巷,实现材料、设备的长距离连续高效运输,特别适用于大型综采设备(如成台支架等)的连 续运输。也可用于金属矿井下和地面的轨道运输。 本次设计的 无极绳绞车是在老的调度绞车基础上,采用了行星排变速机构和普通双速绞车的某些结构特点改进后设计发明的,是一种有效的矿山辅助运输设备。该绞车主要应用于上山、下山、平巷等地材料、设备的运输,结构布置紧凑、合理,操作简单,安全可靠,可在有瓦斯的巷道中使用,无污染,不影响周围环境。 2 选题的意义: 1) 培养理论联系实际的设计思想,通过课题研究回顾、总结大学三年所学。在以后工作中 ,能更快速地提高专业技术; 2) 综合性地运用几年内所学知识去分析、解决一个问题 。使自己的实践动手、动笔能力得到锻炼; 3) 为工作时候的产品开发、改进打下基础; 4)掌握文献检索、资料查询的基本方法以及获取新知识的能力 二、 国内外研究综述: 限矩型液力偶合器是以液体为工作介质的一种非刚性联轴器,又称液力联轴器。主要由主动部分和被动部分组成。主动部分包括后辅室、前半联轴节、后半连轴节、弹性块、泵轮和外壳。从动部分主要包括轴和涡轮等。主动部分与原动机联接,被动部分与工作机联接。 液力偶合器的泵轮和涡轮组成一个可使液体循环流动的密闭工作腔,泵轮装在输入轴上,涡轮装在输出轴上 。动力机 (内燃机、电动机等 )带动输入轴旋转时,液体被离心式泵轮甩出。这种高速液体进入涡轮后即推动涡轮旋转,将从泵轮获得的能量传递给输出轴。 3 最后液体返回泵轮,形成周而复始的流动。液力偶合器靠液体与泵轮、涡轮的叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。它的输出扭矩等于输入扭矩减去摩擦力矩,所以它的输出扭矩恒小于输入扭矩。 原动机的扭矩,通过偶合器中的工作液体来传递,泵轮将原动机的机械能转变为工作液体的动能,涡轮又将工作液体的动能变为机械能,通过输出轴驱动负载。泵轮和涡轮之间没有机械联系,能量的传递完全由工作介质 液力偶合器的特性因工作腔与泵轮、涡轮的形状不同而有差异。它一般靠壳体自然散热,不需要外部冷却的供油系统。如将液力偶合器的油放空,偶合器就处于脱开状态,能起离合器的作用。 在输送机上,液力偶合器起到连接电机与减速机的作用,它替代了机械联轴器,液力偶合器的特点是:能消除冲击和振动;过载保护性能和起动性能好。 三、 毕业设计(论文)所用的主要技术与方法: 1、通过老师的指导。 2、采用 3、通过图书馆查取纸质资料及电子资料。 4、通过 料。 5、通过学校实验室观摩实习。 4 四、 主要参考文献与资料获得情况: 1徐祖茂 上海 2胡风兰 北京 3濮良贵 纪名刚 八版) 高等教育出版社, 4孔凌嘉 北京 5陶亦亦等编著 北京 6刘鸿文 四版) 高等教育出版社, 7孙恒编著等 七版) 高等教育出版社, 8矿车清理机械化编写组 北京 9孔凌嘉 北京 10吴宗择 、下册) 机械工业出版社, 11朱孝路 北京 12顾崇锨编著 西安 13赵冬梅编著 北京 社 14刘新德 二版) 机械工业出版社,2004. 15 丁淳等编著 北京 5 四、 毕业设计(论文)进度安排(按周说明) 1 第 1进行实习 2 第 3写实习报告并进行资料查找 3 第 5 周写开题报告 4 第 6进行设计并绘制装配图和零件图 5 第 14准备毕业答辩 五、 指导教师审批意见: 指 导 教 师 : (签名) 年 月 日 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 1 页 1 绪论 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和保障。由于资源条件和能源科技发展水平决定,在未来的30 50年内,世界范围内新能源、可再生能源及核电的发展尚不能普遍取代矿物燃料。因此,在相当时期内矿物燃料仍将是人类的主要能源。随着现代科学技术的快速发展,尤其是世界经济对能源的旺盛需求,世界煤炭开采技术也得到迅猛地发展。 20世纪末期以来,先进采煤国家积极应用机电一体化和自动化技术,实现了采掘机械化和自动化控制,做到了矿井的高产高效生产。 机械化是煤炭工业增加产 量、提高劳动效率、改善劳动条件、保障安全生产的必要技术手段,也是煤炭生产过程中节约能源、人力和减少原材料消耗的有效技术措施。矿井辅助运输作为矿井运输的重要组成部分之一,在矿山生产中也占有重要地位,尤其是现代化矿井对此更应高度重视。 矿井辅助运输的特点是:井下运输设备在巷道中工作,由于受井下巷道空间的限制,因而运输设备结构应紧凑,尺寸应尽量小;运输线路随工作地点的延伸(缩短)或迁移而经常变化;运输线路水平和倾斜互相交错连接;工作地点分散,使得运输线路环节多、分支多;待运物料品种繁多,形状各异;井下 巷道受空间限制,有沼气和煤尘,需用防爆设备。 辅助运输的上述特点,决定了辅助运输设备的类型具有多样性,除了过去常用的矿用绞车、调度绞车、电机车和一般的矿车、平板车、材料车外,目前许多先进的辅助运输设备,如单轨吊车、卡轨车、粘着齿轨机车、无轨运输车等都已在大量使用。利用这些设备不仅有效地解决了井下辅助运输工作中的难题,而且大大提高了辅助运输的效率。 尽管目前已经基本解决了煤矿辅助运输机械化的问题,但是运输环节任然是构成采煤功耗的最主要因素。为了进一步提高工效、降低成本,还需对整个运输系统进行改革,从技术、安 全、经济各方面谋求最合理的解决方案。国外主要产煤国对辅助运输存在的主要问题及其发展途径的看法是一致的,即降低辅助运输的劳动强度和提高辅助运输设备的效率。主要研究和发展方向有以下几个:井下材料、设备和人员的运输设备的研制,特别注意采区辅助运输设备的研制;对于供料地点到井下用户运输线路中转载点最少的运输系统和设备的研制;对辅助材料不经转载直接运到用户的合理组织和最佳运输路线方案的研制;完善运输辅助材料的有轨运输设备,增加专用 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 2 页 的辅助运输设备;为扩大自行矿车的使用范围,必须改进它的结构,减小外形尺寸,提高 通过能力和研制不污染矿井大气的动力源;进一步完善单轨吊车和卡轨车,使其具有更大的适应性。 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绞车。 60 年代进入了自行设计阶段,到了 70 年代,随着技术的逐渐成熟,绞车的设计也进入了标准化和系列化的阶段。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。 国外矿用绞车的发展趋势有以下几个特点:标准化、系列化;体积小、重量轻、结构紧凑;高效节能;寿命长、低噪音;一机 多能,通用化;大功率;外形简单、平滑、美观、大方。 述 无极绳绞车运输作为矿井辅助运输的一种重要手段,目前在煤矿应用十分广泛,而且型式、种类繁多。其系统主要由电动机、减速器、摩擦滚筒、张绳车、容绳滚筒、尾轮、钢丝绳及电控组成。工作原理为:电动机经减速器带动摩擦滚筒正反向旋转,钢丝绳在滚筒上缠绕数圈后,一端固定于张绳车上车轴上,另一端经过尾轮缠绕于张绳车的容绳卷筒上, 通过摩擦滚筒对钢丝绳产生的摩擦力,牵引张绳车运动,再由张绳车牵引矿车或其它运输车辆运行。 无极绳绞车运输系统主要具有以下特点:变 单向为双向运行。由于该系统采用抛物线形摩擦滚筒结构,使得滚筒可以正反向旋转,钢丝绳也可以实现双向运行;张绳车牵引载荷。矿车与张绳车用插销连接简单易学,操作方便,安全可靠;运输距离调整方便。以前的运输系统其运输距离一旦确定一般是不做改变的,而该系统可将一定量的钢丝绳存放于容绳卷筒上,以便运输距离发生改变时使用。当运输距离需要增大时,就可将容绳卷筒上的钢丝绳适当放出;当运输距离需要减小时,亦可将卷筒上的钢丝绳收回一些,这样就可满足煤矿生产运输距离多变的工况要求。 该无极绳绞车是在老的调度绞车基础上,采用了行 星排变速机构和普通双速绞车的某些结构特点改进后设计发明的,是一种有效的矿山辅助运输设备。该绞车主要应用于上山、下山、平巷等地材料、设备的运输,结构布置紧凑、合理,操作简单,安全可靠,可在有瓦斯的巷道中使用,无污染,不影响周围环境。 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 3 页 2 总体设计 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,又考虑到运搬、调度等一般用途; 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。 要设计参数 1、滚 筒直径: 800、牵引力: 0 0、绳速: m/s s 引钢丝绳及卷筒的选择计算 丝绳的选择 由于该绞车主要工作地点为井下巷道内,湿度较大,酸碱度较高,为了增加钢丝绳的抗腐蚀能力,延长其使用寿命,故选取镀锌钢丝绳。此外,由于该绞车主要用于矿井上、下山运输,磨损为其主要损坏原因,故应选用外层钢丝绳较粗的钢丝绳,如 6 7, 6( 19)或三角股等。 根据煤矿安全规程对提升钢丝绳的安全系数规定,选取钢丝绳的安全系数 K=钢丝绳所能承受的拉力 F K F 拉 式中: F 拉 =50绞车最大牵引力。 则: F 50 103=105 N 查实用机械设计手册表 择钢丝绳 6 19(1+6+12),绳纤维芯,钢丝绳表面镀鉻。其主要参数为: 钢丝绳直径: 钢丝直径: 钢丝总断面面积: 考重力: 1658 N/100m; 钢丝绳公称抗拉强度: 2000 N 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 4 页 钢丝破断拉力总和: 350500 N 筒参数的确定 由于采用无极绳牵引方式,卷筒上无需缠绕过多钢丝绳,故卷筒其它参数可根据传动方案的选择和外观适当选取(已知卷筒直径 D=800以有利于整体布局的紧凑、美观、合理。 动系统的确定、运动学计算及电动机选择 动系统的确定 该无极绳绞车传动系统如图 2示: 快速制动器慢速制动器2极绳绞车传动系统 其传动路线为: 防爆电动机联轴器 行星减速器(行星排减速)太阳轮行星齿轮内齿轮卷筒。 算传动效率 根据传动系统简图,查机械设计表 9 1)卷筒传动效率 1= 2)单级行星圆柱齿轮减速器传动效率 2= 3)齿式联轴器传动效率 3= 4)滚动轴承效率 4=对)。 故系统传动总效率 243321 总 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 5 页 =0,992 = 选择电动机型号 1000 = 6 0 0 11 0 0 050 电动机所需的额定功率 之间有以下关系: P K P 式中 运输绞车取 K= P =于电机为短时工 作,可以充分利用电机的过载能力,以减少电机容量,降低机器的成本和尺寸。 Y 系列封闭式三相异步电动机,具有效率高,耗电少,性能好,噪声低,振动小,体积小,重量轻,运行可靠,维修方便。为 B 级绝缘,结构为全封闭式,自扇冷式,能防止灰尘铁屑杂物侵入电动机内部。查实用电机手册选取: 电动机型号: 率: 55 速: 980r/ 量: 510 定转矩最大转矩电机外形尺寸(长宽高) =1060 545 830 机中心高度 H=280机轴直径长度 =75 140 机过载系数 计算 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 6 页 额定功率 )电机轴功率 电机轴功率总)卷筒上的功率( 卷筒上的功率 3mi 10 = 5010150000 3 : 0 载系数 : 传动比及各级传动比分配 1)总传动比 i 式中: 电动机转速;n 卷筒转速。n 根据已知设计参数,卷筒直径 D=800 可得: D 11 100060 =D 22 100060 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 7 页 60 r所以总传动比为: 2)传动比分配 根据传动形式及整体布局尺寸,各级行星传动传动比确定如下: 高速第一组行星轮: 103 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 8 页 3 齿轮传动的设计计算 速级计算 ( 1)第一组行星轮: 齿计算 通常取行星轮数目 3多会使载荷均衡困难,过少又发挥不了行星齿轮传动的优点,由于 以可不检验邻接条件。 各轮齿数按公式 进行配齿计算,计算根据 适当调整,使 C 等于整数,再求出aZ,使 。适当调整 2632.7 则: 11 n 解得: 191 9119(21)(21 111 数无公约数,及整数,且整数, n 由 15019501191111 zz 机械设计手册 3图 知适用的预计啮合角为 2020 ,虽然 1719 zz a,但为避免根切,改善齿轮副磨损情况以及提高 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 9 页 其承载能力,故采用高变 位。由于实际的 4以取太阳轮正变位,行星轮和内齿轮负变位。 高度变位时,啮合角 20 w,总变位系数 021 根据齿数比 轮传动设计手册图 2.0bc 步计算齿轮的主要参数 中心轮 a 和行星轮 c 均采用 20质、渗碳淬火,齿面硬度 5862据行 星 齿 轮 传 动 图 6图 6取2l i i m 和,中心轮 ; 内齿 轮 b 采用 42调 质 硬度 217 259 据图取2l i i m ,加工精度 7级。 按弯曲强度的初算公式,计算齿轮的模数 m 为: 3l i 现已知 161 Z , 2 , 小齿轮名义转矩111 9549 ,代入已知条件得:9803 55954 91 取算式系数 查行星齿轮传动表 66综合系数 使用系数 K ; 取接触强度计算的行星轮间载荷分布不均匀系数 则计算弯 曲强度的行星轮载荷分布不均匀系数 K 由齿轮传动设计手册图 2得齿形系数 行星齿轮 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 10 页 传动表 6.0d,则齿轮模数 m 为: 2 m 取齿轮模数 1 合参数计算 在两个啮合齿轮副 、 中,其标准中心距 a 为: 8501 1 942121 个齿轮副的标准中心距都相等。因此,该行星轮传动能满足非变位的同心条件。 何尺寸计算 按高变位齿轮传动的计算公式进行其几何尺寸的计算。 分度圆直径: aa cc bb 顶高: 齿根高: 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 11 页 高: 顶圆直径: 02111 根圆直径: 62111 配条件的验算 对于所设计的上述行星齿轮传动应满足如下的装配条件: 邻接条件 按行星齿轮传动公式 3条件,即: 1 将已知的1得: 2 3 960s 5 即满足邻接条件。 同心条件 按行星齿轮传动表 3河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 12 页 件,即: 各齿轮副的啮合角为 20 20 且 191190代入上式,即得: o s 501 1 920c o s 5019 则满足同心条件。 安装条件 按行星齿轮传动公式 3得: 46311919 n 数) 所以,满足其安装条件。 动效率的计算 查机械设计手册图 ,可见,该行星传动的传动效率较高,可以满足工作方式的使用要求。 轮强度验算 ( 1) 传动 强度计算所用公式同定轴线齿轮传动,但确定 6010 001111 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 13 页 =度系数星齿轮传动图 67.0其他参数确定: 查行星齿轮 传动表 6k ; 齿向载荷分布系数 11 接触强度计算时: 11 式中: F 、 H 齿轮相对于行星架的圆周速度 大齿轮齿面硬度2 影响系数,按行星齿轮传动图 6 b 齿宽和行星轮数目对于圆柱直齿传动,如果行星架刚性好,行星轮对称布置或者行星轮采用调位轴承,则使太阳轮和行星轮的轴线偏斜可以忽略不计,b值可由行星齿轮传动图 6取,得b= 则: 间载荷分布系数 t a nt a nt a nt a 2211 aa 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 14 页 111 c rc c 112 c rc c 39 rc c 则: 20t a a a a = =为是直齿轮传动,故总重合度 所以, 0 3 HF 点区域系数 查齿轮传动设计手册图 2 z 弹性系数 12 0 6 0 0 021121 z、z、 z 计算接触强度的重合度系数 z 计算接触强度的螺旋角系数 10c o sc o s z 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 15 页 计算接触强度的寿 命系数 1最小安全系数 取 1 润滑剂系数 粗糙度系数 速度系数面工作硬化系数传动接触强度验算: 计算齿面接触应力 H ,由行星齿轮传动式 666 按式 6 m i nl i m 校核齿面接触应力的强度条件: 则: 2l i m H计算结果, 接触强度通过。用 20质后渗碳淬火,安全可靠。 传动弯曲强度计算: 根据行星齿轮传动式 66 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 16 页 式中:齿形系数,由行星齿轮传动图 6得: 1应力修正系数,由行星齿轮传动图 6 2Y 计算弯曲强度的重合度系数 7 1 Y 计算弯曲强度的螺旋角系数,因为是直齿轮,故取值为 1 则: F N/虑到行星轮轮齿受力可能出现不均匀性,齿根最大应力: 2m a x 由强度条件 可得: m a xm i nm a x Y 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 17 页 即: 2m i nm a xl i m 51 S由表查得, 20碳淬火, 2 ,故 传动改用材质后,弯曲强度验算也通过。 ( 2) 传动 根据 传动的 H 来确定 传动的接触应力因为 传动为内啮合齿轮传动,故 以: HH 17 6 由 ,可得: m i nl i m c bH 2 42质 22l i m ,则内齿轮用 42质材料,接触强度符合要求。 弯曲强度的验算只对内齿轮进行验算,按行星齿轮传动式 66大小和 传动的外啮合一样,即: 0F , 2m a x 由强度条件 可得: 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 18 页 2 42质材料 22l i m 5 . 8F ,所以 传动中的内齿轮弯曲强度符合要求。 ( 2)第二组行星轮: 齿计算 通常取行星轮数目 3多会使载荷均衡困难,过少又发挥不了行星齿轮传动的优点,由于 以可不检验邻接条件。 各轮齿数按公式 进行配齿计算,计算根据 适当调整,使 C 等于整数,再求出aZ,使 。适当调整 1636.3 则: 5831 6 3 22 n 解得: 552 51 1 9(21)(21 222 数无公约数,及整数,且整数, n 由 13255321192222 zz 机械设计手册 3图 2020 ,虽然 1755 zz a,但为避免根切,改善齿轮副磨损情况以及提高 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 19 页 其承载能力,故采用高变位。由于实际的 4以取太阳轮负变位,行星轮和内齿轮正变位。 高度变位时,啮合角 20 w,总变位系数 021 根据齿数比 轮传动设计手册图 2bc 步计算齿轮的主要参数 中心轮 a 和行星轮 c 均采用 20质、渗碳淬火,齿面硬度 5862 据 行 星 齿 轮 传 动 图 6图 6取2l i i m 0和 0 0 ,中心轮 ; 内齿 轮 b 采用 42调 质 硬度 217 259 据图取2l i i m ,加工精度 7级。 按弯曲强度的初算公式,计算齿轮的模数 m 为: 3l i 取算式系数 查行星齿轮传动表 66综合系数 使用系数 K ; 取接触强度计算的行星轮间载荷分布不均匀系数 则计算弯曲强度的行星轮载荷分布不均匀系数 K 由齿轮传动设计手册图 2得齿形系数 行星齿轮传动表 6.0d,则齿轮模数 m 为: 2 m 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 20 页 为实现变速传动及制造简单,仍取齿轮模数 合参数计算 在两个啮合齿轮副 、 中,其标准中心距 a 为: 4325542121 4321 1 942121 个齿轮副的标准中心距都相等。因此,该行星轮传动能满足非变位的同心条件。 何尺寸计算 按高变位齿轮传动的计算公式进行其几何尺寸的计算。 分度圆直径: aa 8324222 cc bb 顶高: 齿根高: 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 21 页 齿高: 顶圆直 径: 根圆直径: 82222 62222 配条件的验算 对于所设计的上述行星齿轮传动应满足如下的装配条件: 邻接条件 按行星齿轮传动公式 3: 2 将已知的2得: 360s 8 即满足邻接条件。 同心条件 按行星齿轮传动表 3: 各齿轮副的啮合角为 20 20 且 55119 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 22 页 32代入上式,即得: o s 321 1 920c o s 3255 则满足同心条件。 安装条件 按行星齿轮传动公式 3得: 58311955 n 数) 所以,满足其安装条件。 动效率的计算 查机械设计手册图 ,可见,该行星传动的传动效率较高,可以满足工作方式的使用要求。 轮强度验算 ( 1) 传 动 强度计算所用公式同定轴线齿轮传动,但确定 60100 01121 601 0 0 02 2 =度系数星齿轮传动图 67.0其他参数确定: 查行星齿轮传动表 6k ; 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 23 页 齿向载荷分布系数 11 接触强度计算时: 11 式中 : F 、 H 齿轮相对于行星架的圆周速度 大齿轮齿面硬度2 影响系数,按行星齿轮传动图 6 b 齿宽和行星轮数目对于圆柱直齿传动,如果行星架刚性好,行星轮对称布置或者行星轮采用调位轴承,则使太阳轮和行星轮的轴线偏斜可以忽略不计,b值可由行星齿轮传动图 6取,得b= 则: 间载荷分布系数 t a nt a nt a nt a 2211 aa 221 c rc c 39 rc c 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 24 页 222 c rc c rc c o s 则: 20t a a a a = =为是直齿轮传动,故总重合度 所以, HF 点区域系数 查齿轮传动设计手册图 2 z 弹性系数 12 0 6 0 0 021121 z、z、 z 计算接触强度的重 合度系数 z 计算接触强度的螺旋角系数 10c o sc o s 最小安全系数 取 1 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 25 页 润 滑剂系数 粗糙度系数 速度系数面工作硬化系数传动接触强度验算: 计算齿面接触应力 H ,由行星齿轮传动式 666 2 按式 6 m i nl i m 校核齿面接触应力的强度条件: 则: 2l i m 0 03 2 9 71 H计算结果, 接触强度通过。用 20质后渗碳淬火 ,安全可靠。 传动弯曲强度计算: 根据行星齿轮传动式 66 式中:齿形系数,由行星齿轮传动图 6得: 1 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 26 页 应力修正系数,由行星齿轮传动图 6 2Y 计算弯曲强度的重合度系数 Y 计算弯曲强度的螺旋角系数,因为是直齿轮,故取值为 1 则: 2 322 F N/虑到行星轮轮齿受力可能出现不均匀性,齿根最大应力: 2m a x 由强度条件 可得: m a xm i nm a x Y 即: 2m i nm a xl i m S由表查得, 20碳淬火, 2 ,故 传动改用材质后,弯曲强度验算也通过。 ( 2) 传动 根据 传动的 H 来确定 传动的接触应力因为 传动为 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 27 页 内啮合齿轮传动,故 以: HH 2 由 ,可得: m i nl i m c bH 53 422l i m 6 . 3,则内齿轮用 40触强度符合要求。 弯曲强度的验算只对内齿轮进行验算,按行星齿轮传动式 66大小和 传动的外啮合一样,即: 2 , 2由强度条件 可得: 2 422l i m . 6F ,所以 传动中的内齿轮弯曲强度符合要求。 速级计算 齿计算 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 28 页 通常取行星轮数目 3多会使载荷均衡困难,过少又发挥不了行星齿轮传动的优点,由于 103 以可不 检验邻接条件。 各轮齿数按公式 进行配齿计算,计算根据 适当调整,使 C 等于整数,再求出aZ,使 。适当调整 8824.9 则: 5638 8 2 33 n 解得: 173 71 5 1(21)(21 333 数无公约数,及整数,且整数, n 由 16717671513333 zz 机械设计手册 3图 2020 ,虽然 1717 zz a,但为避免根切,改善齿轮副磨损情况以及提高其承载能力,故采用高变位。由于实际的 4以取太阳轮正变位,行星轮和内齿轮负变位。 高度变位时,啮合角 20 w,总变位系数 021 根据齿数比 轮传动设计手册图 2.0bc 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 29 页 步计算齿轮的主要参数 中心轮 a 和行星轮 c 均采用 20质、渗碳淬火,齿面硬度 5862 据 行 星 齿 轮 传 动 图 6图 6取2l i i m 0 0 ,中心轮 ; 内齿 轮 b 采用 42调 质 硬度 217 259 据图取2l i i m ,加工精度 7级。 按弯曲强度的初算公式,计算齿轮的模数 m 为: 3l i 现已知 171 Z , 2 ,小齿轮名义转矩 112 ,代入已知条件得: T 取算式系数 查行星齿轮传动表 66综合系数 使用系数 K ; 取接触强度计算的行星轮间载荷分布不均匀系数 则计算弯曲强度的行星轮载荷分布不均匀系数 K 由齿轮传动设计手册图 2得齿形系数 行星齿轮传动表 6.0d,则齿轮模数 m 为: 2 m 取齿轮模数 合参数计算 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 30 页 在两个啮合齿轮副 、 中,其标准中心距 a 为: 个齿轮副的标准中心距都相等。 因此,该行星轮传动能满足非变位的同心条件。 何尺寸计算 按高变位齿轮传动的计算公式进行其几何尺寸的计算。 分度圆直径: aa 2676333 cc 61 5 16333 bb 顶高: 齿根高: 高: 河南理工大学万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 31 页 顶圆直径: 根圆直径: 目 录 1 绪论 . 1 言 . 1 述 . 2 2 总体设计 . 3 计总则 . 3 要设计参数 . 3 引钢丝绳及卷筒的选择计算 . 3 丝绳的选择 . 3 筒参数的确定 . 3 动系统的确定、运动学计算及电动机选择 . 4 动系统的确定 . 4 算传动效率 . 4 择电动机型号 . 4 传动比及各级传动比分配 . 6 3 齿轮传动的设计计算 . 8 速级计算 . 8 齿计算 . 8 步计算齿轮的主要参数 . 9 合参数计算 . 10 何尺寸计算 . 10 配条件的验算 . 11 动效率的计算 . 12 轮强度验算 . 12 齿计算 . 18 步计算齿轮的主要参数 . 19 合参数计算 . 20 何尺寸计算 . 20 配条件的验算 . 21 动效率的计算 . 22 轮强度验算 . 22 速级计算 . 27 齿计算 . 27 步计算齿轮的主要参数 . 29 合参数计算 . 29 何尺寸计算 . 30 配条件的验算 . 31 动效率 的计算 . 32 轮强度验算 . 32 4 轴的设计计算 . 38 速轴设计计算 . 38 算作用在齿轮上的力 . 38 步估算轴的直径 . 38 的结构设计 . 39 速轴设计计算 . 42 算作用在齿轮上的力 . 42 步估算轴的直径 . 42 的结构设计 . 43 制轴的弯矩图和扭矩图 . 43 4 弯扭合成强度校核轴的强度 . 46 星轮轴的设计计算 . 46 算作用在齿轮上的力 . 46 步估算轴的直径 . 47 的结构设计 . 47 制轴的弯矩图和扭矩图 . 48 5 滚动轴承的选择和计算 . 58 星轮轴承 . 58 一组 . 58 二组 . 59 三组 . 60 它轴承 . 60 6 键的选择和计算 . 62 速轴 . 62 速轴 . 62 7 绞车使用说明 . 63 车装配注意事项 . 63 运转 . 63 负荷试运转 . 63 荷试运转 . 63 车的检修 . 63 修 . 63 修 . 63 修 . 64 8 小结 . 65 参考文献 . 66 英文原文 . 67 中文翻译 . 74 致 谢 . 78 河南理工大学 大学 万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 1 页 英文原文: a in in is so of is of To of of is is in is to 62:1 is an of in a a b c d n of of of of of he in to in it is to a of on a 南理工大学 大学 万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 2 页 a an of 1. is so to 2 et 2 to a or a to by be is to 3 to a 00, be of by 4 is in is of a of a 5. to it is in by 5in to a of of be at of of it to 7et 7 an 2:1. of a 2,985,984:1 at of at is in It be to of of of in of An of to is to or 南理工大学 大学 万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 3 页 of at as 1. of is 000, is 1). of is of a, b, c, d, of is An is a, by to d, is as an if in b, at at in in to b, c, d, is so a 3K 1. he of of an 4. is be by is of is a 5 is , 1). in is is to c, a, c, is in to is to is so 河南理工大学 大学 万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 4 页 2. of is to a is to to is to of on at to of is is to is on of to so is to is of in he is as of of a 10:1 an of in be to of a of of or of be of of P (). , is of is a of , 2, 29, 69, 2 62:1 2). et 7 a 12:1 is of of et 7 to be in an of 河南理工大学 大学 万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 5 页 an of is of of a is . of 162n, 7, 12n, as a of n. is in so of in a of is of 500 m2 in a he by an in an of of to is be 62:1 in be in be of is 7. a a of to be of is to be by he r. ui to . K., A., “河南理工大学 大学 万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 6 页 53- 60 (1991). 2. K., T., M., Y., “ 4., 3, 2861999). 3. H., K., N., N., “a 31702000). 4. “ (2000) 5. T. W., J. J., M. S., S., J. J., “, 999 (1999). 6. J. J., S. L., G. F., M. S., P. J., “by 178(1996). 7. M. S., S. S., S., G. F., “ of 4561998). of 河南理工大学 大学 万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 7 页 A of of as a of of 南理工大学 大学 万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 8 页 中文翻译 采用表面微加工技术制造微型行星齿轮减速器 摘要 这篇文章论述了一种结构紧凑、传动比高的微型行星齿轮减速机构。这种机构的加工 方法采用桑迪亚国家实验室研发的过度平面的多极微机电系统技术去除整体结构的冗余部分,而且这种设计原理已经得到承认。为了充分利用表面微加工技术,我们在设计加工这种行星减速齿轮时,需要使用安装在芯片上的微电机。我们将计算这种齿轮预期的减速比,并把它与传统的链传动和齿轮传动相比较。在这篇论文中演示的微行星轮占用较少的空间,消耗较少的材料,减速比却有望达到 162: 1。这比以前的论文中设计的减速器的传动比要高的多,简直是一个神话。 关键字:微机电 行星齿轮 减速器 表面微加工 过度平面的多极微机电系统的加工 (简称为 ) 术语: 定) 转) 介绍 在微机电系统中的齿轮结构通常希望用来在微小的体积内产生较大的扭矩。但是没有较大重量的减速器,往往是很难达到这样的目的。研究发现拥有微行星齿轮的减速机构能够在狭小的空间内增加扭矩,这好像有点自相矛盾。这是因为微行星齿轮系统能在每单位体积内产生更大的传动比。然而它的结构是如此的复杂, 以至于我们很少尝试将齿轮系统微型化。 使它在 直径为一寸的钢管里前后移动。他们利用一个马达来驱动高传动比的齿轮机构,通过微电线的放电加工技术能够实现这种齿轮机构的精确加工。但是这些部件应该在装配驱动马达之前安装在齿轮箱上。 人也用这种技河南理工大学 大学 万方科技学院 2008 届本科生毕业设计 第 9 页 术制造了微行星齿轮。他们建议用特殊的含陶合金和高碳钢作为最佳选择材料。当这种齿轮系统的传动比达到 200 的时候,才可以安装马达并使之驱动。为了实现用芯片的方法来实现行星齿轮的驱动,在研究 中我们采用 方法来加工微行星齿轮。 过程是唯一可以实现 对于总数为五层(其中一层为地平面 )的硅中释放四层的铸造过程由于这个原因,它经常被用来通过安装在芯片上的电子执行器来驱动复杂的齿轮机构。然而 , 在许多情形 ,微电机不可能提供充足的转力矩来驱动机械负荷 ,因为它们的静电梳的典型驱动只产生几十微牛顿的力。幸运的是 ,这些引擎能容易地达到每分钟几万转的速度。这就使将转矩转化为速度变成是可行的。罗杰等人设计了二个传动比为 12: 1 的双重的水平齿轮。如此六个这样的模组的传输集合在以占据极大的空间 为代价的前提下可以达到 2,985,984:1 的传动比。为了达到结构紧凑,同时达到高传动比的目的少比 , 行星齿轮系统将被作为研究对象。根据作者的认识,它将会是第一个使用表面微加工原理设计的行星齿轮结构。我们还将阐述行星齿轮的操作规则,加工过程和希望达到的行星齿轮系统的性能。 操作原则 使用齿轮传输转矩的其它可行的方法是将一个或者多个的齿轮 ,也就是 , 行星齿轮 ,在另一个齿轮的外面旋转 ,也就是太阳轮。按照传统的尺寸设计的行星齿轮减速器是使整体结构紧凑的常用的传输系统。图 1是上述的行星齿轮的示意图。自从用 以来 ,图( 1)可以通过软件自动产生 (附 1)。一个完整的行星齿轮系统是由六个齿轮组成的 : 一个太阳齿轮 a,三个行星齿轮 b,一个固定的内齿圈 c,一个旋转的内齿圈 d,和一个输出齿轮 e。除了行星齿轮之外 ,每个齿轮的齿数都不相同。 太阳齿轮 与微引擎连接的机械手驱动。内齿圈 d,被视为输出齿轮。举例来说 ,如果机械手驱动太阳轮按照顺时针方向方向旋转 , 那么行星轮 b, 将绕着它们自己的轴按照逆时针方向宣战,同时
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

人人文库网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。