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设计说明书论文【16000字，50页】.doc

【JX569】JTB-0.8×0.6型调速型提升绞车的机械调速装置设计【9张CAD图纸+论文+开题报告+外文翻译】【机械毕业设计论文】【通过答辩】

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CAD源文件图

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A0-总装图.dwg

A1-制动器.dwg

A1-行星齿轮离合器.dwg

A2-内齿轮.dwg

A2-行星架.dwg

A3-右挡盘.dwg

A3-太阳轮.dwg

A3-左挡盘.dwg

A3-行星轮.dwg

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关键词：: jx569 jtb 调速提升晋升绞车机械装置设计 cad 图纸论文开题报告讲演呈文外文翻译毕业设计通过答辩

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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：讲师所在院（系）：机械与动力工程学院教研室（研究室）：题目调速型提升绞车的机械调速装置设计学生姓名张佳菲专业班级 08 机设 2 班学号 0828070176 一、选题质量： 1、本题目符合机械设计专业的培养目标，能够充分锻炼和培养分析问题和实际操作能力，能够体现综合训练的要求。 2、设计任务难易程度和工作量适中，符合本科毕业设计要求，能在规定的时间内完成。 3、所选题目与实际贴合比较紧密，在实际的应用中比较广泛。在设计过程中，对机器的零件的设计和计算对我来说是以往所学知识的总结和应用，所以能够满足综合训练的要求。在设计过程中，对于我来说还是具有很大的难度，对于这方面的了解不是很多，且这方面的资料也是比较少，所以这对我来说是一个挑战。二、开题报告完成情况：根据自己在各方面资料的收集和整理，通过对可行性的分析，结合老师给的题目的选择，我完成了这次设计的选题。在选题结束之后，通过自己认真查阅相关的资料，最后结合本身的实际情况和设计的时间任务完成了开题报告。 2 三、阶段性成果： 1. 通过对调速型提升绞车的了解，再加上老师对我们的讲解，算是对其有了一个大概的了解。前期阶段主要是对有关于调速型提升绞车的各方面的文献和资料进行搜集，为以后的设计做了必要的准备。 2. 中期阶段主要是依据参考资料，从上面找到一些关于关于提升绞车的信息，首先对其零部件有了大致的了解，其次是已有了大概的设计方法，并开始了一些基本的结构设计。 3. 正在进行装配图的图和设计说明书。四、存在主要问题： 1、提升绞车设计对我是个新题，并且在搜索资料方面发现，关于调速型提升绞车的资料找到的不是很多。 2、这次设计对我来说是个比较大挑战，从没这样自己独立设计过，在设计的方法和时间把握上有些不足。 3、设计过程中关于自己所设计的方面不是太明确，导致了自己的很大被动。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）年月日附录外文资料与中文翻译外文资料： 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 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 n of to is to or 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 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 a, b, c, d in a m, 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 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., “ 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 4 561998). . of . A of . of as a of of 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。及他的小组成员曾经用类似的行星齿轮结构来驱动一个机器人，并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，同时也将绕着太阳轮按照顺时针方向的方向旋转，这样就形成了行星运动。由于多个行星齿轮以旋转的内齿圈也被叫做 3 加工过程和结构测试程序的特征体现了硅层结构、电解聚乙烯 , 以及传统的集成电路处理等技术水平的四个层次。技术尤其适应于齿轮机构。行星齿轮机构由芯片上的微引擎驱动，而且这也是采用技术的另一个理由。因为桑迪亚程序是一款众所周知的程序 ,所以我们只简要的作些解释。图 2是图 1的截面视图 ,也是由 1设计产生的，其中截面中的不连续的部分是为了钻孔而设置的。聚乙烯 1(灰色 )用来制造轮毂以及固定的内齿圈c,太阳齿轮 a,旋转的内齿圈 c,而输出齿轮是由聚乙烯 2制造的。附录 2是描述测试结构的图形。因为这篇文章的主旨是介绍一种齿轮减速机构 ,所以我们将整个行星齿轮系统分解成各个组成部分，以检测它的性能。第一个测试结构是驱动太阳齿轮的机械手 ,如前述，这个机械手是由芯片上的引擎驱动的，所以机械手的角速度是由引擎的输出速度决定的。第二个测试结构描述的是太阳轮和行星轮与固定的内齿圈啮合的点。因为事实上内齿圈是固定的 , 所以行星轮将太阳轮输入的转矩传到固定的内齿圈，因此这个过程并没有经过行星运动。也就是说，行星轮只绕它自己的轴转动，而没有绕太阳轮转动。第三个测试结构是旋转的内齿圈，它安装在固定的内齿圈的顶端上，行星轮开始绕太阳轮旋转，这样就可以实现行星传动。因此 ,一但输出齿轮被安装到旋转的内齿圈，也就是最后一个测试结构，整个减速系统完成。将行星齿轮成拆解成三个测试结构的过程中允许齿轮系统存在极微小的误差。解决程序和预期的表现传动比被定义为驱动轮和被驱动轮之间的角速度之比。高传动比意味着将速度转化为转矩。举例来说 , 一个传动比为 10:1的齿轮可以按照一定的数量级增加转矩。因为行星轮系的齿轮要保证相互之间啮合，除了行星齿轮，所以齿轮模数的设计应该遵从一定得限制。举例来说，太阳轮的齿数加上固定的或者旋转的内齿圈的齿数应该等于行星轮齿数的整数倍星， P(可以为 1)。果 P=2,应该首先观察 P=1的情况。 N 是对应齿轮的齿数。 c ( 1) (2) 行星轮系的齿轮 a、 b、 c、这是可以与现在的齿轮减速器相比较的模数，而齿数分别是 12,29,69,和 72。因此根据等式（ 2）可知，轮系的传动比为 162:1。根据罗杰等人的报告，他们设计出传动比为 12:1的减速器，但是要比行星轮系减速器的传动比小一个数量级。虽然罗杰等人设计的减速器尺寸大约达到 2 但是本文的行星齿轮减速器设计大约可以达到 2 因此 , 行星齿轮减速器设计的传动比能够达成更高的数量级，同时占用更少的空间。因为减速器是由数个部分组成，所以图 3充分显示了使用行星齿轮系统的优点。图 3利用数字的功能来显示本文提议的行星齿轮机制，也就是与桑迪亚齿轮系统，也就是之间的比较。纵坐标以较大的比例单位作图来显示两者之间的区别是很显然的。举例来说 , 在一个由 5个部分构成的组件中，两组之间的区别大约达到 610 。此外 ,在这个由五个部分组成的减速器因为采用了行星轮系，面积减少了 8500 。结论和讨论我们首先讨论了利用表面微加工技术制造的行星齿轮减速系统，它是由芯片上的引擎驱动的。这种减速器系统在传动比方面比早先设计减速器提高了一个数量级。然而 ,由于表面的摩擦和反作用力在齿轮制造加工过程中是不可避免的。所以在实际情形中，减速器的传动比可能比 162:1 要小。即使在实际情形中一些可能的损失被考虑 ,减速器的传动比还是应该比以前的设计提高一个数量级，而占据的空间会小很多。作者在设计过程中学习了许多关与微表面加工有关的知11识，而且发现许多设计需要再研究和改正。当画这些设计得截面视图时，这些知识已经变得很熟悉了。因为我们利用了基于的先进的设计工具软件包并确定了设计规则 ,行星齿轮的设计为制造加工做好了准备。我们希望这种行星齿轮减速器能够被研究人员继续更新、完善。河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）开题报告题目名称调速型提升绞车的机械调速装置设计学生姓名张佳菲专业班级 08 机设 2 班学号 0828070176 一、选题的目的和意义： 1、该设计是对本科阶段专业知识的综合应用，是理论与实际的有机结合，通过此次设计，可以把所学的知识更好的运用到实践中去，使学到的知识更加扎实牢固。 2、 2、树立正确的设计思想，为以后工作中遇到相关问题提供解决依据，同时培养自己的综合运用所学的基础理论、基本知识和基本技能，提高分析解决实际问题的能力，领会基本理论深化理论知识，检验学生综合素质和实践能力。二、国内外研究综述： 1 提升绞车的发展历史：绞车是工业生产过程中一种常见的机械，具有悠久的发展历史和比较成熟的设计制造技术。随着绞车制造技术的不断提高、加工材料的不断改进以及电子控制技术的不断发展，绞车在动力、节能和安全性等方面取得了很大的进步。目前，绞车正被广泛地运用于矿山、港口、工厂、建筑和海洋等诸多领域。矿井提升机包括机械设备及拖动控制系统，是联系地下和地上的重要途径，是矿山生产的咽喉设备，其性能好坏直接关系到矿山的生产效率和安全性及可靠性，它的安全、可靠运行是整个矿井正常生产的必要条件，一旦发生故障，所造成的经济损失是巨大的。 “运输是矿井的动脉，提升是咽喉”形象地描述了矿井提升运输系统的工作过程与重要作用。目前，国内外对提升设备经过多年的研究，近几十年来发展的很快，尤其是提升设备的滚筒方式、制动方式和电力拖动、自动化控制等方面有很大的改进，在提升设备的理论和实践方面都取得了丰富的经验。 2 提升绞车的发展现状：矿用提升机和提升绞车是矿山关键设备之一，其调速性能是整机性能好坏的重要指标。然而几十年来，各生产厂家只是在其机械结构及部件的改进提高上作了工作，并推出了许多更新换代产品，而在直接影响其性能的调速方面，尤其是大量使用的交流调速装置方面重视不够，总认为 2 它是配套产品，地位不重要。因此，矿用提升机和提升绞车上流调速电控技术一直处于较落后状态，几乎没有发展，导致高能耗和效率低的电动机转子串电阻调速装置一直占据主导地位，大大制约了其整机水平的提高。为此，分析矿用提升机和提升绞车交流电气传动装置的现状与发展前景，推出同国外先进技术水平相接轨的产品，提高其总体技术水平，是一项迫切的工作。 1 现状 1 1矿用把升机交优调控装置的现状建国以来，我国矿用提升机交流调速装置逐步从仿制、部分改进到系列更新。经历了漫长的道路。前苏联技术模式的影响至今还有痕迹，从前苏联照搬过来的矿用提升机电动机转子串电阻调速方案，是各厂家在控制单机容量为 1000下、双机容量为2000下矿用提升机时一直主要采用的方案。 3 提升绞车的发展趋势行星齿轮传动与普通定轴齿轮传动相比较，具有质量小、体积小、传动比大、承载能力大以及传动平稳和传动效率高等优点，这些已被我国越来越多的机械工程技术人员所了解和重视。由于在各种类型的行星齿轮传动中均有效的利用了功率分流性和输入、输出的同轴性以及合理地采用了内啮合，才使得其具有了上述的许多独特的优点。行星齿轮传动不仅适用于高速、大功率而且可用于低速、大转矩的机械传动装置上。它可以用作减速、增速和变速传动，运动的合成和分解，以及其特殊的应用中；这些功用对于现代机械传动发展有着重要意义。因此，行星齿轮传动在起重运输、工程机械、冶金矿山、石油化工、建筑机械、轻工纺织、医疗器械、仪器仪表、汽车、船舶、兵器、和航空航天等工业部门均获得了广泛的应用。目前行星齿轮传动正向以下几个方向发展： 1）向高速大功率及低速大转距的方向发展。 2）向无级变速行星齿轮传动发展。 3）向复合式行星齿轮传动发展。 4）制造技术的发展方向。 4 矿用提升绞车及其调速装置简介列提升绞车可供煤矿、金属矿、非金属矿在倾斜巷道作升降物料和人员之用，也可作为小型竖井的提升设备。此外，还可以地下或地面作其它运输及辅助工作。车及斜坡提升物料以及用于甲烷或煤尘等爆炸危险混合物的矿井等多种场合。据制造工艺的不同，可把提升机的滚筒结构分为铸造一焊接混合型 (支轮为铸造，滚筒为焊接 )和焊接型。减速器是一种动力传达机构，利 3 用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。减速器降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速器额定扭矩。降速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。一般的减速器有斜齿轮减速器 (包括平行轴斜齿轮减速器、蜗轮减速器、锥齿轮减速器等等 )、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器、蜗轮蜗杆减速器、行星摩擦式机械无级变速机等等。按传动级数主要分为：单级、二级、多级；按传动件类型又可分为：齿轮、蜗杆、齿轮杆 1）蜗轮蜗杆减速器的主要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速比，输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上。但是一般体积较大，传动效率不高，精度不高。 2）谐波减速器的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的，体积不大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击，刚性与金属件相比较差。输入转速不能太高。 3）行星减速器其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、精度较高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大。行星齿轮减速器较普通齿轮减速器具有体积小、重量轻、效率高及传递功率范围大等优点，逐渐获得广泛应用，但同时它的缺点是材料优质、结构复杂、制造精度要求较高、安装较困难些、设计计算也较一般减速器复杂。随着人们对行星传动技术进一步的深入地了解和掌握以及对国外行星传动技术的引进和消化吸收，从而使其传动结构和均载方式都不断完善，同时生产工艺水平也不断提高，完全可以制造出较好的行星齿轮传动减速器。行星齿轮传动根据基本构件的组成情况可分为： 2K H、 3K、及 K H V 三种；若按各对齿轮的啮合方式，又可分为：、、、和 N 型等。 2传动装置：该装置由两对内啮合齿轮副组成，共同完成减速与输出任务，无需其他型式输出机构，由齿轮轴或内齿轮直接输出，其基本构件为两个中心轮 K 和行星架 H 组成，故称 2齿差行星传动。根据负载情况进行一般的齿轮强度、几何尺寸的设计计算，然后要进行传动比条件、同心条件、装配条件、相邻条件的设计计算，由于采用的是多个行星轮传动，还必须进行均载机构及浮动量的设计计算。 4 三、毕业设计（论文）所用的主要技术与方法： 1毕业设计所用的方法是：类比设计、优化设计、经验设计以及数据计算法等方法。在资料和信息获取过程中进行了实地考察和调研。 2在绘图过程中运用计算机绘图（包括图）。 T 绞车调速装置的设计作为毕业设计的课题，能培养我们独立解决工程实际问题的能力，通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。对传动方案的要求合理的传动方案，首先应满足工作机的功能要求，还要满足工作可靠、传动精度高、体积小、结构简单、尺寸紧凑、重量轻、成本低、工艺性好、使用和维护方便等要求。拟定传动方案任何一个方案，要满足上述所有要求是十分困难的，要统筹兼顾，满足最主要的和最基本的要求。如图所示为初步拟定的传动方案，适于在恶劣环境下长期连续工作。 5 四、主要参考文献与资料获得情况：主要参考文献 1、孙桓、陈作模等，机械原理 M，北京，西北工业大学出版社， 2、濮良贵、纪名刚等，机械设计 M，北京，高等教育出版社（第八版）， 2005 3、吴宗泽，机械零件设计手册 M，北京，机械工业出版社，、胡家秀，简明机械零件设计实用手册 M，北京，机械工业出版社，、唐大放，冯小宁，杨现卿，机械设计工程学 M，徐州，中国矿业大学出版社， 2001 6、李炳文、王启广等，矿山机械 M，徐州，中国矿业大学出版社， 2007 7、任济生，机械设计基础课程设计 M，徐州，中国矿业大学出版社， 2009 8、饶振纲，行星齿轮传动设计 M，北京，化学工业出版社， 2003 9、程乃士，减速器和变速器设计与选用手册 M，北京，机械工业出版社， 2007 10、刘建勋，电动滚筒设计与选用手册 M，北京，化学工业出版社，五、毕业设计（论文）进度安排（按周说明） 15 周，毕业实习，确定题目，收集资料； 69 周，确定设计方案，进行结构设计； 1012 周，进行结构设计审查，修改设计图纸； 1314 周，设计图纸基本完成，编写设计说明书； 1516 周，修改和完善，准备毕业答辩。六、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本科毕业论文 1 摘要属矿、非金属矿在倾斜巷道作升降物料和人员之用，也可作为小型竖井的提升设备。据制造工艺的不同，可把提升机的滚筒结构分为铸造一焊接混合型 (支轮为铸造，滚筒为焊接 )和焊接型。机械传动系统包括减速器和联轴器 ,矿井提升机主轴的转数由于受提升速度的限制，一般在 60 转分之间，而用作拖动的电动机的转数，一般在 480 一 960 转分之间。这样，除采用低速直流电动机拖动外，一般情况下不能将主轴与电动机直接联接，中间必须经过减速器。因而减速器的作用是减速并传递动力。联轴器由半联轴器、柱销等零件组成。由于柱销具有缓冲和减震作用，因而具有传动平稳、噪音小、安全可靠、易于维护等优点。主轴与减速器输出轴的连接采用齿式联轴器。润滑系统是一切机械系统中很重要的一个环节。润滑系统的作用是：在提升机工作时，不间断地向主轴承、减边器轴承和啮合齿面压送润滑油，以保证轴承和齿轮能良好的工作润滑系统必须与自动保护系统和主电动机联锁电动机通过主轴驱动滚筒主轴也是传动的主要部件。提升绞车主轴应能承受工作过程中的外负荷而不发生残余变形和过量的弹性变形，同时要保证一定的使用寿命。主轴往往是提升机中重量最大的一个零件，其尺寸和传递的力矩也较大。关键词：提升绞车减速器联轴器主轴河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 2 is It in or be as in to we of is by so it is 0 0 r/At is to is 80 60 r/In C to by is to is of of so a to so of to is a of in so is a in be to of in of At to a is of in 南理工大学万方科技学院本科毕业论文 1 目录摘要 . 1 . 2 1 . 1 . 1 . 1 2 行星齿轮传动概述 . 3 星齿轮传动的定义及分类 . 3 星齿轮传动符号 . 4 星齿轮传动的特点 . 5 3 行星结构传动设计计算及校核 . 7 . 7 . 8 . 8 . 8 . 9 星齿轮传动的配齿计算 . 10 . 10 轴条件 . 11 配条件 . 11 接条件 . 12 星齿轮传动的几何尺寸和啮合参数计算 . 12 d . 14 顶圆直径. 14 根圆直径. 14 宽 b . 15 心距 a . 15 星齿轮传动强度计算及校核 . 16 择齿轮材料及精度等级 . 16 关系数和接触疲劳极限 . 16 轮齿面强度的计算及校核 . 18 根弯曲疲劳强度校核 . 19 星齿轮传动的受力分析 . 21 4 行星机构的结构设计及相关技术要求 . 25 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 2 . 25 星轮间载荷分布不均匀性分析 . 25 星轮间载荷分布均匀的措施 . 27 星轮的结构及支承结构 . 29 星架结构设计 . 30 齿轮的要求 . 32 5轴承的选择及校核 . 33 . 33 . 34 . 36 键的选用步骤 . 36 接键的选择与验算 . 36 7 绞车的工作原理 . 39 8 . 40 9绞车的使用与操作 . 41 . 41 . 41 10维护与保养 . 43 致谢 . 46 参考文献 . 47 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 1 1 升绞车简介升绞车的型号含义： 00/6 30 扬机类升绞车爆型 800 600 30矿用提升绞车的原理与结构特征绞车的工作系由电动机藉弹性联轴器，园柱齿轮减速机及一级开式齿轮带动主轴卷筒旋转。防爆绞车由主轴装置，减速机，弹性联轴器，带式制动器，机座等部件组成。非防爆绞车由主轴装置，减速机，带制动轮弹性联轴器，电磁制动器带式制动器，机座等部件组成。主轴装置该装置由主轴、齿轮、制动轮、卷筒、滚动轴承等零件组成。两端的齿轮和制动轮用键与主轴相联。在卷筒壳外表面用螺栓固定一层木衬。以保护钢丝绳。主轴两端轴颈分别以滚动轴承支承于机座上。直齿轮齿数不同。减速机减速机由一级斜齿轮、机体、机盖、轴、滚动轴承等零件组成。减速机的箱体系剖分式的，在机盖上设有视孔，供注入润滑油和观察齿轮的啮合情况，为了便于检查减速机内的油量及放油情况，在机体上设有油位尺和放油孔。在低速轴上装有以键连接的斜齿轮，一端轴颈装有 7615轴承，另一端轴颈装有 7315轴承，轴的伸出端装有以键联接的小齿轮。高速轴为轴齿轮其两端轴颈装有 7311 轴承，入端与弹性联轴器相联。00,齿轮齿数不同。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 2 带式制动器制动器由制动带、杠杆、手柄、重锤等零件组成，制动带用石棉带藉铜铆钉固定在钢带上，制动带上装有调节装置，可改变制动带与制动轮之间的间隙，杠杆的一端装有重锤，可以使卷筒迅速制动。卷筒的松闸是靠手动操纵来实现，根据制动力大小，重锤可以调整。机座机座是由槽钢，角钢及钢板等焊接而成。机座底面四个槽钢制成向上翘曲的，以便于搬运，顶面焊有四个园筒，当绞车在井下没有固定基础时，用柱子作固定绞车之用。齿轮罩齿轮罩由钢板，角钢焊接而成，其上设有视孔，以便观察齿轮啮合情况和加入润滑油。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 3 2 行星齿轮传动概述轮系可由各种类型的齿轮副组成。由锥齿轮、螺旋齿轮和蜗杆蜗轮组成的轮系，称之为空间轮系；而由圆柱齿轮组成的轮系，称为平面轮系。下面我们主要讨论的是平面轮系的设计问题。 2 星齿轮传动的定义及分类普通齿轮传动（定轴轮系）当齿轮系运转时，如果组成该齿轮系的所有齿轮的几何轴线位置都是固定不变的，则称为普通齿轮传动（或称为定轴轮系）。在普通齿轮传动中，如果各齿轮副的轴线均互相平行，则称为平行轴齿轮传动；如果齿轮系中含有一个相交轴齿轮副或一个相错轴齿轮副，则称为不平行轴齿轮传动（空间齿轮传动）。行星齿轮传动（行星轮系）当齿轮系运转时，如果组成该齿轮系的齿轮中至少有一个齿轮的几何轴线位置不固定，而绕着其他齿轮的几何轴线旋转，即在该齿轮系中，至少具有一个作行星运动的齿轮。行星齿轮传动按其自由度的数目可分为以下几种：简单行星齿轮传动具有一个自由度（ W=1）的行星齿轮传动。对于简单行星齿轮传动，只需要知道其中一个构件的运动后，其余各构件的运动便可确定。差动行星齿轮传动具有两个自由度（ W=2）的行星齿轮传动，即它是具有三个可动外接构件（ a、 b 和 x）的行星轮系。对于差动行星齿轮传动，必须给定两个构件的运动后，其余构件的运动才能确定。在行星齿轮传动中作行星运动的齿轮，称为行星齿轮（简称为行星河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 4 轮）。换而言之，在齿轮系中，凡具有自转和公转的齿轮，则称为行星轮。仅有一个齿圈的行星，称为单齿圈行星轮；带有两个齿圈的行星轮称为双齿圈行星轮。在行星齿轮传动中，支承行星轮并使它得到公转的构件，称为转臂（又称为行星架），用符号臂为主轴线。在行星齿轮传动中，与行星齿轮相啮合的，且其轴线又与主轴线重合的齿轮，称为中心轮；外齿中心轮用符号 a 或 b 表示，内齿中心轮用符号 b 或 e 表示。最小的外齿中心轮 a 又可称为太阳轮。而将固定不动的（与机架连接的）中心轮，称为支持轮。在行星齿轮传动中，凡是其旋转轴线与主轴线相重合，并承受外力矩的构件，称为其本构件。换言之，所谓基本构件就是在空间具有固定旋转轴线的受力构件；其中也可能是固定构件。而差动行星齿轮传动就是具有三个运动基本构件的行星齿轮传动。在其三个基本构件中，若将内齿轮固定不动，则可得到应用广泛的，输入件为中心轮或转臂，输出件为转臂或中心轮的行星齿轮传动。仿上，当中心轮 a 固定不动时，则可得到输入件为内齿轮 b 或转臂 x，输出件为转臂 x 或内齿轮 b 的行星齿轮传动。当转臂 x 固定不动时，则可得到所有齿轮细线均固定不动的普通齿轮传动，即定轴齿轮传动。由于该定轴齿轮传动骒原来行星齿轮传动的转化机构，故又称之为准行星齿轮传动。星齿轮传动符号在行星齿轮传动中较常用的符号如下： n 转速，以每分钟的转数来衡量的角速度， r 角速度，以每秒弧度来衡量的角速度，河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 5 齿轮 r 内齿轮 r 转臂 r 行星轮 r p 内齿轮内齿轮 0 ,中心轮臂星齿轮传动的特点最显著的特点是：在传递动力时它可以进行功率分流；同时，其输入轴与输出轴具有同轴性，即输出轴与输入轴均设置在同一主轴上。行星齿轮传动的主要特点如下。（ 1）体积小，质量小，结构紧凑，承载能力大由于行星齿轮传动具有功率分流和各中心轮的周围均匀地分布着数个行星轮来共同分担载荷，从而使得每个齿轮所承受的负荷较小，并允许这些齿轮采用较小的模数。此外，在结构上充分利用了内啮合承载能力大和内齿圈本身的可容体积，从而有利于缩小其外廓尺寸，使其体积小，质量小，结构非常紧凑，且承载能力大。一般，行星齿轮传动的外廓尺寸和质量约为普通齿轮传动的 1125（即在承受相同的载荷条件下）。（ 2）传动效率高由于行星齿轮传动结构的对称性，即它具有数个匀称分布的行星轮，使得作用于中心轮和转臂轴承中的反作用力能互相平衡，从而有利于达河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 6 到提高传动效率的作用。在传动类型选择恰当、结构布置合理的情况下，其效率值可达（ 3）传动比较大可以实现运动的合成与分解只要适当选择行星齿轮传动的类型及配齿方案，便可以用少数几个齿轮而获得很大的传动比。在仅作为传递运动的行星齿轮传动中，其传动比可达到几千。应该指出，行星齿轮传动在其传动比很大时，仍然可保持结构紧凑、质量小、体积小等许多优点。而且，它还可以实现运动的合成与分解以及实现各种变速的复杂的运动。（ 4）运动平稳、抗冲击和振动的能力较强由于采用了数个结构相同的行星轮，均匀地分布中心轮的周围，从而可使行星轮与转臂的惯性力相互了解。同时，也使参与啮合的齿数增多，故行星齿轮传动的运动平稳，抵抗冲击和振动的能力较强，工作较可靠。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 7 3 行星结构传动设计计算及校核行星齿轮传动根据基本够件的组成情况可分为： 2K H、 3K、及K H 按各对齿轮的啮合方式，又可分为：、型等，本次毕业设计所设计的行星齿轮属于 2K H 行星传动关原始数据课题 :表 3升绞车技术参数表参数型号滚筒载荷提升高度钢丝绳电动机重量个数量直直径宽度最大静张力大静张力差绳量 m 层数绳速 ms 绳径率号速比单位 800 600 15 15 375 4 2 0 2100 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 8 动方案的分析与拟定传动方案的要求合理的传动方案，首先应满足工作机的功能要求，还要满足工作可靠、传动精度高、体积小、结构简单、尺寸紧凑、重量轻、成本低、工艺性好、使用和维护方便等要求。定传动方案任何一个方案，要满足上述所有要求是十分困难的，要统筹兼顾，满足最主要的和最基本的要求。如图所示为初步拟定的传动方案，适于在恶劣环境下长期连续工作。图 3转轮系河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 9 图 3车传动系统轮星齿轮传动的传动比和效率计算行星齿轮传动比符号及角标含义为： 123i 其中 1 固定件、 2 主动件、 3 从动件 1各构件的转速计算齿轮， 2K H（传动的传动比 +bz/ 15 输出转速：河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 10 Hn=an/n/960/6=160r/( ( =可得行星轮的转速：240r/号表示与太阳轮的转向相反。 2 行星齿轮传动的效率计算 =1-|(n| H H = H H Ha b B 为 a g 啮合的损失系数，为 b g 啮合的损失系数，为轴承的损失系数， H 为总的损失系数，一般取 H =60r/n=160r/5可得 =1-|( n| H =1-|(960( 160|星齿轮传动的配齿计算行星齿轮传动比符号及角标含义为： a 中心轮、 b 内齿轮、 g 行星轮传动比条件传动比的要求传动比条件即 +bz/ 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 11 同轴条件保证中心轮、内齿轮和行星架轴线重合同轴条件为保证行星轮求外啮合齿轮 a b w(a )()w b 称为同轴条件。对于非变位或高度变位传动，有 m/2(az+m/2(得装配条件保证多个行星轮均布装入两个中心轮的齿间装配条件，想邻两个行星轮所夹的中心角H=2 /心轮，1角必须等于中心轮个（整数）齿所对的中心角，即1=2 / /a 转过一个齿（周节）所对的中心角。n/ 1 / H =1+将1和H代入上式，有 2 / /+bz/ =az+ 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 12 邻接条件保证相邻两行星轮的齿顶不相碰邻接条件，在行星传动中，为保证两相邻行星轮的齿顶不致相碰，相邻两行星轮的中心距应大于两轮齿顶圆半径之和，如图 3星齿轮传动结构示意图可得 2wa 1 8 0 / )o () 取4，则8，20 星齿轮传动的几何尺寸和啮合参数计算按齿根弯曲强度初算齿轮模数 m 齿轮模数 m 的初算公式为河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 13 m= 231 1 1 l i m/m A F F P F a d K K K Y z式中算数系数，对于直齿轮传动 1T 啮合齿轮副中小齿轮的名义转矩， 1T=aT/5491P/549 22/3 960=K 使用系数，由行星齿轮传动设计表 6 7 查得综合系数，由表 6 5查得2；计算弯曲强度的行星轮间载荷分布不均匀系数，由公式 6 5得 1小齿轮齿形系数，图 6 22可得1 1z 齿轮副中小齿轮齿数，1z=4；试验齿轮弯曲疲劳极限， 2*N 由图 6 26 6 30选取340 2*N 所以 m= 231 1 1 l i m/m A F F P F a d K K K Y z=3 27 2 . 9 4 1 . 5 2 1 . 3 2 . 6 7 / 0 . 6 2 4 3 4 0 = m=3南理工大学万方科技学院本科毕业论文 14 分度圆直径 d ()ad= 24=72)gd=m() 48=144)bd=m() 120=360 齿顶圆直径啮合1*m=3 内啮合2 *h ） m=(z)m ()2+6=78)44+6=150) 齿根圆直径 *c ） m=)南理工大学万方科技学院本科毕业论文 15 齿宽 b 选取d=0.6 b=d()72=5 中心距 a 对于不变位或高变位的啮合传动，因其节圆与分度圆相重合，则啮合齿轮副的中心距为： 1、 a m(az+2=3 (24+48)/2=108、 b m(2=3 (1202=108心轮 a 行星轮 g 内齿轮 b 模数 m 3 齿数 z 24 48 120 分度圆直径 d 72 144 360 齿顶圆直径50 心距 a 08 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 16 星齿轮传动强度计算及校核选择齿轮材料及精度等级中心轮 0碳淬火，齿面硬度 56图 6 61400 2/N 340 2/N 中心轮级；内齿轮 2质硬度 217图 6780 2/N 260 2/N 内齿轮级。有关系数和接触疲劳极限查行星齿轮传动设计（ 1）使用系数 7 选取 2）动载荷系数 6可得 3）齿向载荷分布系数于接触情况良好的齿轮副可取1 （ 4）齿间载荷分配系数 9查得 1 2 5）行星轮间载荷分配不均匀系数 13 得+ 由图 7 19 得所以1+=1+ =南理工大学万方科技学院本科毕业论文 17 仿上2 6）节点区域系数 9查得 7）弹性系数 10查得 8）重合度系数 Z由图 6 10查得 Z= 9）螺旋角系数 ZZ= =1 （ 10）试验齿的接触疲劳极限图 6 11图 6 15查得 1400 2/N （ 11）最小安全系数.5、（ 12）接触强度计算的寿命系数 11查得 13）润滑油膜影响系数Z、 17、 6 18、 6 19 查得Z=Z= 14）齿面工作硬化系数 20查得 15）接触强度计算的尺寸系数 21 查得（ 16）齿向载荷分布系数公式 6 17）齿间载荷分布系数表 6查 18）行星轮间载荷分布系数 19）齿形系数南理工大学万方科技学院本科毕业论文 18 （ 20）应力修正系数 21）重合度系数 Y按 6= 22）螺旋角系数 Y由图 6=1 齿轮齿面强度的计算及校核（ 1）齿面接触应力H1H=0H 12A V H H a H K K K2H=0H 22A V H H a H K K K0H=1/ 1 /H E Z Z F d b u u （ 2）许用接触应力为用接触应力可按下式计算，即 l i m l i m/H N T L V R w x Z Z Z Z S（ 3）强度条件校核齿面接触应力的强度条件：大小齿轮的计算接触应力中的较大H值均应不大于其相应的许用接触应力为即H 者校核齿轮的安全系数：大、小齿轮接触安全系数HS行星齿轮传动设计表 6 11可得以H=1/ 1 /H E Z Z F d b u u =1河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 19 2026 372 45 2=0H 12A V H H a H K K K=1 1 . 0 2 1 1 . 1 1 . 2 5 =0H 22A V H H a H K K K=1 1 . 0 2 1 1 . 2 1 . 7 5 =l i m l i m/H N T L V R w x Z Z Z Z S=1400 1/250 2/N 所以H 面接触校核合格齿根弯曲疲劳强度校核转矩1aT/5491P/549 22/(3 960)= 1）按齿根弯曲应力的条件公式 6 1F 先按公式 6 F=0F K 0F=aY Y/用齿根应力公式 6算河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 20 TY Y/2）名义切向力a 的切向力tF= 000aT/d=2000 3 72)= 按公式 6F=2026 1 45 3)=2026 1 45 3)=150 2/N 按公式 6p=340 2 1 78 2/N 因为齿根应力F=150 2/N 于许用齿根应力378 2/N 所以（ 3）轮副在内啮合齿轮副仍按公式 6算其齿根弯曲应力2F和按公式 6算计算许用齿根应力过查表或采用相应计算公式，可取和外啮合不同的系数河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 21 K=，2Y= 2F=2026 1 (45 3)=145 2/N 260 2 05 2/N 因为齿根应力F=145 2/N 于许用齿根应力305 2/N 所以星齿轮传动的受力分析在行星齿轮传动中由于其行星轮的数目通常大于 1，即,且均匀对称地分布于中心轮之间；所以在 2H 基本构件（中心轮 a、）对传动主轴上的轴承所作用的总径向力等于零。因此，为了简便起见，本设计在行星齿轮传动的受力分析图中均未绘出各构件的径向力用一条垂直线表示一个构件，同时用符号 F 代表切向力为了分析各构件所受力的切向力 F，提出如下三点：在转矩的作用下，行星齿轮传动中各构件均处于平衡状态，因此，构件间的作用力应等于反作用力。如果在某一构件上作用有三个平行力，则中间的力与两边的力的河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 22 方向应相反。为了求得构件上两个平行力的比值，则应研究它们对第三个力的作用点的力矩。在 2H 受力分析图是由运动的输入件开始，然后依次确定各构件上所受的作用力和转矩 ,对于直齿圆柱齿轮的啮合齿轮副只需绘出切向力 F。由于在输入件中心轮行星轮数目2时，各个行星轮上的载荷均匀，（或采用载荷分配不均匀系数此，只需要分析和计算其中的一套即可。在此首先确定输入件中心轮 a 在每一套中（即在每个功率分流上）所承受的输入转矩为 1T=aT/5491P/549 22/3 960=得 T 中中心轮所传递的转矩， 1P 输入件所传递的名义功率，河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 23 图 3星齿轮传动简图及构件的受力分析按照上述提示进行受力分析计算，则可得行星轮 g 作用于中心轮 a 的切向力为 0001T/ 000aT/000 2=2026N 而行星轮中心轮 2000aT/2026N 内齿轮作用于行星轮 2000aT/2026N 转臂 2000aT/052N 转臂 24000aT/4052N 输出输入(a) 传动简图 (b) 构件的受力分析河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 24 转臂 HT=wn 4000ad*4000 2108=在内齿轮 000aT/026N 在内齿轮矩为 bT=wn 000=2026/360=中中心轮内齿轮转臂河南理工大学万方科技学院本科毕业论文 25 4 行星机构的结构设计及相关技术要求轮传动的均载机构行星齿轮传动通常采用均载机构来体现其质量小、承载能力高等突出优点。可以补偿制造误差，还可降低对齿轮的精度要求，以均衡各行星轮传动递的载荷。均载机构具有多种型式，我们所采用的是行星架浮动的均载机构。行星架浮动的均载机构特点是：主要适用于三个行星轮的行星齿轮传动。基本构件（太阳轮、内齿轮或行星架）没有固定的径向支承，在受力不平衡的条件下，可以径向游动（又称浮动），以使各行星轮均匀分担载荷。在于行星架受力较大（二倍圆周力），有利于浮动。行星架浮动不要支承，可简化结构，尤其利于多级行星齿轮传动。但由于行星架自重大，速度高会产生较大的离心力，影响浮动效果，所以常用于速度不高的场合。行星轮间载荷分布不均匀性分析在传动比和名义功率相同的情况下，采用四个行星轮的行星齿轮传动装置的外形尺寸，仅为具有一个行星轮的行星齿轮传动的一半；在相同结构尺寸的情况下，行星齿轮传动所传递的转矩为普通定轴齿轮传动的 4 5倍。但是由于不可避免的制造和安装误差，以及构件的变形等因素的影响，致使行星轮间的载荷分布是不均匀的。较严重的情况是：有时载荷可能是集中在某一行星轮上，而其他的行星轮则被闲置，而不能起着传递动力的作用。这就是某些行星齿轮传动时，认

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