调度绞车设计说明书

I摘 要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。调度绞车是煤矿的辅助运输设备之一，主要供井下或地面装载站调度编组矿车及在中间巷道中托运矿车及做其他辅助运输之用，直接关系到煤矿的正常生产。调度绞车结构简单、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。调度绞车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、启动平稳、故障率低、常见故障易处理、维护方便。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。 1此设计进行了调度绞车的方案设计，并进行了比较分析，对其结构和主要部件经行了设计及强度校核。并对绞车的控制电路进行了设计。关键词：调度绞车；齿轮传动；轮系 IIAbstractDispatch hoist is a full gear transmission machinery. Gear transmission system and transmission. According to the gear axis when driving gear train in space, whether fixed position can be divided into fixed axis gear train and turnover gear train. And there was a fixed axle gears cylindrical gears transmission and internal meshing cylindrical gear transmission, and turnover and differential planetary gear transmission and the points. Dispatch hoist gear meshing of cylindrical gears transmission in both, and planetary transmission, therefore scheduling and winch in gear planetary transmission winch.The coal mine hoist scheduling is one of the main auxiliary equipment for underground or ground load standing in the middle of the harvesters and scheduling grouping of check and other auxiliary coveyance harvesters, directly related to the normal production of coal mine. Hoist scheduling of simple structure, convenient to move, little weight, is widely used in mining, metallurgy, mines, or the construction schedule and other transportation etc. Dispatch hoist structure size and weight, high speed wire smaller, installation and removal of convenient operation, stable starting, low failure rate, the common fault handling easy, convenient maintenance. Dispatch hoist is used to dispatch vehicles and auxiliary traction homework a winch. Often used in coal mine roadway and superstructure harvesters, can also be used in mining face, station and heavy-load harvesters scheduling.The design of the hoist scheduling by design, and makes a comparative analysis of its structure, and the main parts in intensity. And the control circuit of winch was designed.Key words：dispatch hoist ；gear drive；rotating III目 录摘要 .IAbstract.II第 1 章 绪论 .11.1 设计调度绞车的意义 .11.2 调度绞车 现状 .11.2.1 国内外现状分析 .11.2.2 结 构型式 .21.2.3 国内外发展趋势 .4第 2 章 方案的选择 与比较 .62.1 设计方案 的种类 .62.2 方案 可行性 .72.3 总体的结 构设计 .8第 3 章 调度绞车主要参数 的确定 .113.1 主要参数的选择计算 .113.1.1 主要设计参数 .113.1.2 钢丝绳的选择 .113.1.3 滚筒参数的确定 .123.2 电机的选择计 算 .133.2.1 绳速的确定 .133.2.2 电 机的选型 .133.3 总传动比的计算及分配 .143.3.1 总传动比的计算： .143.3.2 传动比的分配 .15第 4 章 传 动系统的设计 .174.1 第一级内齿轮的设计计算 .174.1.1 确定各主要参数 .174.1.2 内啮合 标准圆柱齿轮传动几何尺寸的计算 .184.1.3 齿轮 接触疲劳强度计算 .18IV4.2 第一级齿轮 强度校验 .204.3 第二级内齿 轮设计计算 .254.3.1 第二级传动齿 轮模数 m .254.3.2 内啮合标准圆柱齿轮传动几何尺寸的计算 .264.3.3 齿轮接触疲劳强 度设计计算 .264.4 第二级齿轮 强度校验 .28第 5 章 行星 轮传动 设计 .335.1 确定各主要参数 .335.1.1 传动比 .335.1.2 行星轮数目 .335.1.3 载荷不均衡系数 .335.1.4 配齿计算 .335.1.5 太阳轮分度圆 直径 .345.2 几何尺寸计算 .365.3 齿轮强 度校核 .365.3.1 外啮合齿轮强度校核 .365.3.2 内啮合齿轮 强度校核 .41第 6 章 主轴的 结构设计 .466.1 轴的材料的选定 .466.2 轴直径的初步估算 .466.3 轴的结构 设计 .46第 7 章 轴承的选择 计算 .537.1 圆柱滚子轴承的选择 .547.2 深汮球轴承的选择 .55第 8 章 键得选 择与计算 .588.1 齿轮轴与内齿轮的联接 .588.1.1 键的选取 .588.1.2 键联接的强度校核 .588.2 主轴上的平键联接 .588.2.1 键的选取 .588.2.2 键联接的强度校核 .588.3 滚筒和行星架之间的联接 .60V8.3.1 键的选取 .608.3.2 键联接的强 度校核 .60第 9 章 制动器的 设计计 算 .619.1 制动器的作用与要求 .619.1.1 制动器的作用： .619.2 制动器的类型比较与选择 .619.2.1 制动器的类型： .619.2.2 制动器的 选择 .619.3 外抱闸式制动器结构 .629.4 外抱闸式制 动器的几何 参数计算 .62第 10 章 电气控制 的设计 .6510.1 调 度绞车的控制需要 .6510.2 调度绞车的 控制电 路 .65结 论 .67致谢 .68参考文献 .69VIDirectoryAbstract.IChapter 1 Introduction.11.1 The significance of the design schedule winch .11.2 Scheduling winch Overview.11.2.1 Comparative analysis of domestic and international level .11.2.2 Structure type.21.2.3 Domestic and international trends .41.2.4 The main problem to solve .6Chapter 2 Comparison and Selection.62.1 The type of design.72. 2 Feasibility.8Chapter 3 The main parameters of scheduling winch.113.1 Major parameters for calculating.113.1.1 The main design parameters .113.1.2 Wire Rope Selection .113.1.3 Drum Parameters .123.2 Motor Selection and Calculation .133.2.1 Determine the speed rope .133.2.2 Motor Selection.133.3 Calculation of the total transmission and distribution than .143.3.1 Calculation of the total transmission ratio .143.3.2 The allocation of transmission ratio.15Chapter 4 Transmission systems design.174.1 First-class design and calculation of internal gear.174.1.1 Determine the main parameters .174.1.2 Gear in meshing standard cylindrical geometry calculations.174.1.2 Gear Contact Fatigue Strength Calculation . .174.2 The first stage gear strength check .20VII4.3 Design and calculation within the second stage gear .254.3.1 The second stage gear module m.254.3.2 Gear in meshing standard cylindrical geometry calculations.264.3.3 Fatigue Design of computing gear.264.4 Check the second stage gear strength .28Chapter 5 Planetary Gear Transmission Design.335.1 Determine the main parameters .335.1.1 Drive ratio.335.1.2 Determine the number of planetary gear .335.1.3 Load imbalance factor .335.1.4 Calculated with teeth .335.2 Geometry calculations.365.3 Gear Strength Check.365.4.1 External Gear Strength Check .365.4.2 Strength check of internal gear .41Chapte 6 Spindle Design.466.1 Axis of the material selected.466.2 Preliminary estimation of shaft diameter.466.3 Axis Design.46Chapter 7 Bearing Selection.537.1 Spherical Roller Bearings .547.2 Deep L. Tsai ball bearings .55Chapter 8 Key to select and calculated.588.1 Gear within the gear shaft and connected.588.1.1 The selection of key.588.1.2 Connection of intensity.588.2 The key link on the shaft.588.2.1 The selection of key.588.2.2 Connection of intensity.588.3 The cylinder and the connection between the planet shelf .608.3.1 The selection of key.60VIII8.3.2 Connection of intensity.60Chapter 9 The design and calculation of detent .619.1 The brake and requirements of detent .619.1.1 The role of detent.619.2 Brake type comparison and selection .639.2.1 Brake type .619.2.2 The select of brake .619.3 The brake type brake structure.629.4 The brake type brake geometric parameters calculation .62Chapter 10 The electrical control design.6510.1 Dispatch hoist control needs .6510.2 Dispatch hoist control circuit.65Conclusion .67Thinks .68References.691第 1 章 绪 论1.1 设计调度绞车的意义由于调度绞车体积小重量轻，搬运方便，牵引力大，使用灵活，性能可靠性高，在煤矿得到了广泛使用。同时随着大中型矿井的增多，煤炭产量的提高和大型综采设备的使用，要求矿用小绞车在工作能力、工作效率、节能、使用寿命方面得到应有的改进，尽快克服目前调度绞车牵引力小，并要求具有“一机多用”的功能，以简化矿用小绞车设备的生产、管理及维护，减少投资费用。调度绞车多年来国内一直具有较高的需求量, 平均每年需求各种不同规格的绞车数万台, 因此, 改进质量降低成本、研制一种具有结构紧凑、刚性好、传动效率高、安装移动方便、启动平稳、操作灵活、制动可靠、故障率低、噪音低的调度绞车具有重要意义。1.2 调度绞车现状1.2.1 国内外现状分析1. 品种：国外矿用小绞车规格比较多，适用不同场合，我国矿用小绞车的规格少，品种型号多而乱，也较繁杂，没有统一标准 1。2 .型式：从工作机构上分，国外有单筒、双筒及摩擦式三种，我国只有单筒一种型式。从原动力上分，国外有电动的、风动的及液压驱动，我国只有电动的和少量风动的 1。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、使用维修方便。但行星齿轮传动只有在载荷分配均匀情况下才能充分发挥传动比大、结构紧凑、效率高、承载能力大、传动平稳等优点。在行星齿轮传动设计中均载机构是必不可少的。均载机构能补偿不可避免的制造误差,使各行星齿轮均匀分担载荷,功率均匀分流,降低载荷不均匀系数,从而提高承载能2力。降低噪声,提高平稳性和可靠性,降低齿轮的制造精度。苏联的产品体积比我国同等规格的产品要小。例如苏联规定，国家标准规定的调度绞车的轴向尺寸不大于 lm，而我国现有的牵引力 1000N 以上的产品轴向尺寸均远远大于1m 以上 1。4 .产品性能：主要寿命、噪音、可靠性等综合指标与苏联有差距。苏联矿用小绞车使用寿命规定在 5 年以上，我国目前不具备测试手段寿命无法考核，但从对用户的访问中得知，寿命达不到 5 年，噪音也稍大 1。5. 三化水平：虽然我国矿用小绞车参数系列水平优于国外，但在标准化和通用化方面远不如发达采煤机械制造国。苏联把调度绞车运输绞车等统一为一个标准中，主机相同。只是制造和操作部分有所区别，而我国既使是同一规格产品，不同厂家生产的其结构各不相同，零件无通用之处，给使用和选型造成不便 1。1.2.2 结构型式我国的矿用小绞车其中的调度绞车多为行星齿轮传动，结构有以下四种基本型式。1.通轴式图 1-1 通轴式结构同轴式绞车其主要特点是立轴贯穿其中，使整机刚性强、能保证运转过程中齿轮啮合精度，因而噪音小、寿命长，该种结构零件简单易于制造和维修，3成本较低。2.浮动式图 1-2 浮动式结构浮动式绞车其特点是由于采用了浮动件，故绞车的传动件受力状况好，因而噪音明显下降寿命较长 2。3.半理入式图 1-3 半理入式结构半理入式其特点是电机的一部分埋入滚筒内部，传动装置设在滚筒内部和端部，结构紧凑体积小、重量轻。但该结构刚性差，运转中齿轮精度很难保证，给进一步提高寿命，降低噪音造成很大困难。且零件技术要求较高，制造难度大。4.全理入式4图 1-4 全理入式结构全理入式其特点是电机全部置于滚筒内部，传动部分设在滚