说明书-180万吨矿井多绳摩擦提升机的选型设计.doc
180万吨矿井多绳摩擦提升机的选型设计含4张CAD图
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180万吨矿井多绳摩擦提升机的选型设计含4张CAD图,180,矿井,摩擦,提升,选型,设计,CAD
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矿井提升设备的选型设计摘 要主井提升机是矿井大型固定设备之一，它的主要任务是沿井筒运煤，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。本文针对目前主井提升设备的现状，从实际需要出发，设计了提升机的驱动系统，主要包括减速器设计和计算，钢丝绳、提升容器、电动机的选型等。 目前国内外大中型矿井的新井设计几乎全部选用多绳摩擦提升系统。多绳摩擦提升系统具有很多显著的优点，如安全可靠、节省钢材和技术先进等。主轴、减速器、联轴器等是其主要组成部分，它们性能的好坏决定了提升机工作性能和安全可靠性的优劣，因此，合理地选择和设计这些零部件具有很重要的意义。 为此，必须熟悉和掌握矿井提升设备的结构、工作原理、性能特点等方面的知识，以做到设计合理，计算精确，使设计出的提升机能够安全，可靠、经济地工作。关键词：主井提升机；减速器；主轴iType selection and design of mine hoisting equipmentAbstractMinehoistisoneofthelargefixedequipmentinthemine.Itsmaintaskiscarryingcoals.Itsperformanceisdirectlyrelatedtotheefficiency,safetyandreliabilityoftheminingproduction.Aimingatthepresentsituationandaccordingtotheactualneeds,thistextfinishedthedesignofthedrivingsystemofminehoist,mainlyincludingthedesignandcalculationofspindle,reducer,andtheselectionofcouplingsteelwire,drum,motorselection,etc.Bothathomeandabroad,thenewwellsdesignoflargeandmedium-sizedminesalmostallusethehoistingsystemwithmoreropefriction.Ithasmanyprominentadvantages,suchasitissafeandreliable,itcansavesteelandwehaveadvancedtechnologyaboutit,etc.Spindle,reducer,couplingsetc.isthemaincomponentoftheminehoist,theydecidedtheworkingperformanceandsafetygroundsofthehoist,therefore,thereliabilityofreasonableselectionanddesignofthesepartshaveveryimportantsignificance.Therefore,wemustbefamiliarwithandgraspthestructure,workingprincipleandcharacteristicsoftheminehoist,inordertoachievereasonabledesignandaccuratecalculation,andinorderthatthehoistcanbesafe,reliable,andeconomicaltowork.Keywords:Minehoist;Reducer; principal axis目 录摘 要iAbstractii绪 论1第一章 主井提升设备选型与设计3第一节 设计依据3第二节 选择提升容器3一、 提升高度H的计算3二、 确定合理的经济速度4三、 估算一次合理经济提升循环时间4四、 估算一次合理的经济提升量4五、 计算实际一次提升量5第三节 选择提升钢丝绳6一、 计算钢丝绳的绳端载荷质量6二、 计算钢丝绳的最大悬垂长度7三、 首绳单位长度重量计算7四、 尾绳单位长度重量计算 8第四节 提升机的选择8一、 主导轮直径8二、 最大静拉力和拉力差的计算8第五节 提升系统的确定9一、 井塔高度9二、 尾绳环高度10三、 悬垂长度11四、 主导轮与导向轮之水平中心距11五、 围包角的确定11第六节 提升容器的最小自重13一、 按静防滑条件，容器自重13二、 按动防滑条件，容器自重13第七节 钢丝绳与提升机的效验13一、 首绳安全系数13二、 最大静拉力和拉力差14第八节 衬垫材料单位压力14第九节 预选电动机14一、 计算电动机的转数15二、 计算提升机的最大速度15三、 预算电动机功率15第十节 提升系统的变为质量15第十一节 提升速度图16一、 采用六阶段速度图17二、 加减速度的确定17三、 爬行速度和距离18四、 速度图计算18五、 提升一次循环所需时间19第十二节 提升能力20第十三节 电机等效功率计算20一、 运动力计算20二、 等效力计算21三、 等效功率22四、 校核电机多负荷系数22第十四节 电耗及效率计算23一、 提升一次电耗23二、 一次提升实际电耗23三、 每吨煤耗电量23四、 提升机效率24第十五节 提升机的防滑验算24一、 静防滑安全系数24二、 动防滑安全系数 24第二章 减速器的设计计算26第一节 方案选择26第二节 传动比的分配26第三节 齿轮参数设计27一、 高速级齿轮设计27二、 低速级齿轮设计34第四节 减速器轴的设计41一、 高速轴的设计41二、 低速轴设计计算45第五节 减速器上轴承的寿命验算46一、 高速级上轴承的校核47二、 低速轴上轴承的校核47第六节 减速器轴上键的校核48一、 高速轴上键的验算48二、 低速轴输出端键的验算49第四章 滚筒主轴设计计算50第一节 求主轴的转速、功率和转矩50第二节 初步确定轴的最小直径50第三节 主轴的结构设计50一、 拟定主轴上零件的装配方案50二、 确定主轴的各段直径和长度50结论52参考文献53致 谢54v绪 论矿山提升机是通过钢丝绳带动容器（罐笼或箕斗）沿井筒升降，与装卸装置、封闭井塔或敞开井架、导向轮或天伦等组成的以完成输送人员设备、煤炭、矸石等物料为任务的大型机械设备。提升设备是一个系统，主要包括提升机、提升主钢丝绳、提升容器等。提升系统按被提升对象分为主井提升和副井提升。主井是用于提升矿产品，副井是用于提升和下放设备、提升矸石、下放矿井矿物挖出后防塌陷的充填物等辅助材料，以及升降人员之用。所以也有把副井称之为辅井，副井的提升容器一般都用罐笼。矿井提升机主要有电动机、主轴装置、减速器、卷筒、制动系统、深度指示系统、测速限速系统和操纵系统组成，采用交流或直流电机驱动。采用低速电动机时可不用减速器，电动机直接与卷筒主轴相连，或将电动机转子装在卷筒主轴的末端。传动功率大时，可采用2台或4台电动机同时驱动。一台提升机的总功率已达到11600千瓦。制动系统是保证提升机安全运行的重要装置。遇到紧急情况时，制动系统应通过可调节制动力矩的液压系统产生两级安全制动，以保证提升机及时停车又不产生制动过猛现象。交流电机驱动的提升机，其制动系统还要具有灵敏的制动力矩可调性能，以准确控制提升机在临近停车点时的运行速度。下面分别介绍和本设计有关部分的功能。我国是采煤大国，也是矿山机电设备制造和使用大国。解放后我国工业技术得到了迅速发展，建立了自己的提升机制造业。目前我国可以成批生产各种现代化大型矿井提升机以及各种配套设备，无论从设计、制造、自动控制等各方面，我国生产的矿井提升设备都正在跨入世界先进的行列。从世界矿井提升机的发展趋势看，各国为争夺用户市场，开发了各种形式、规格的提升机，以达到高效、低能耗、低成本目的。矿井提升机发展总趋势可归结为：在总体上向大负载、高速、大型化发展。在提高矿井提升机的可靠性上也都非常重视，为此除了十分重视矿井提升机的制造质量外，在部件生产上都力求专业化生产。在设计研究上也有很大的投入，如为了提高生产效率，消除操作上的人为因素，在主井提升机一般都配备全自动提升运行装置。在副井提升上提升机房内也不舍=设提升机操作员，而趋向于在提升容器内由使用人员直接控制提升机运行。再者，为确保提升设备无事故运行，在提升设备有可能出现故障的各个环节上，设双回路系统，并在系统的各个环节上设有各种检测、控制、自诊断以及记录和保护装置。因此在提升系统的检测、控制等各种元器件方面也做了许多工作。国外矿井提升机的发展已有一百多年历史，世界上经济发达的一些国家，提升机的运行速度已达20-25m/s，一次提升量达到50t，电动机容量已超过10000KW。目前，国内经常使用的提升机有单绳缠绕式和多绳摩擦式两种形式。提升设备的各项具体技术都有飞速发展，随着矿井开采深度不断加深和采用集中提升方式，多绳摩擦式矿井提升机有较大的发展前途。多绳摩擦式矿井提升机随着科学技术的发展，其增长速度很快，使用范围也日益增多，不仅立井使用，国外在斜井或露天斜坡也在使用，例如，联邦德国米尔斯露天矿，1954年在斜坡上使用了单箕斗四绳提升机，采用封闭式钢丝绳，直径为32mm。又如，奥地利Wodzyki矿井是斜井，1960年以前就使用了双绳摩擦式矿井提升机，井筒倾角是24度，斜长1138m，串车提升，绳速8m/s，提升6辆煤车和2辆矸石车，有效负荷13.56t，为了防止钢丝绳在主导轮上产生滑动，在井底尾绳环处安装种锤拉紧的导向轮。国内是使用的多绳摩擦式提升机也日益增多，1960年第一台多绳摩擦式提升机投入运行以来，大量的这种提升机在我国安装运行。目前，国外多绳摩擦式矿井提升机的发展方向是：发展落地式和斜井多绳摩擦式提升机，研究其用于特浅井、盲井的可能性，以扩大起使用范围；采用新结构，以减小机器的外形尺寸和重量；实现自动化和遥控，以提高工作的可靠性和生产效率，以适应深矿井和大生产量的需求多年来；大量采用先进的拖动、控制系统，甚至是全液压型等。随着矿井开采深度不断加深和采用集中提升方式，多绳摩擦式矿井提升机有较大的发展前途。并为此探索具有耐磨性好、摩擦系数高的摩擦衬垫材料。新结构的多绳缠绕式矿井提升机开始在一些国家使用，它对提升高度大的深井开采有重要意义；采用液压马达代替电动机的防爆提升机受到重视；气力提升也正在研究和发展中。现在，各国为争夺用户市场，开发了各种形式、规格的矿井提升机，以适应各国矿井的开采深度，达到高效、低能耗、低成倍的目的。矿井提升机的发展总趋势可归结为：在总体上向大负荷、高速、大型化方向发展。实用、经济、高效、可靠的提升机产品是使用者和制造者共同的追求。第一章 主井提升设备选型与设计 第一节 设计依据 1. 矿井年产量180万吨2. 年工作日br=300天3. 每日工作t=16小时4. 井筒深度Hs=480m，5. 装载高度Hz=22m，6. 卸载高度Hx=18m7. 煤的松散密度为0.92kg/m3 8. 电压等级6000伏根据以上数据，设计主井提升设备第二节 选择提升容器一、 提升高度H的计算 (米) （1-1） 480+18+22520(米)式中-井筒深度480米-卸载高度18米-装载高度22米二、确定合理的经济速度(米/秒) （1-2） 0.35 7.98（米/秒）式中H提升高度520(米)三、估算一次合理经济提升循环时间 (秒) （1-3） 101.1（秒）式中提升加速度值，箕斗可取；容器爬行阶段附加时间，箕斗可暂取10秒；装卸载休止时间取 16秒；四、 估算一次合理的经济提升量 （1-4）式中矿井设计年产量180万吨；提升能力富裕系数； 取C提升不均衡系数；考虑井底设置煤仓 取 C=1.1提升设备年工作日数300天；提升设备日工作小时数14小时。根据一次合理的经济提升量，查表选箕斗选择JDGY16/1504型多绳箕斗，箕斗其技术规格如下：箕斗名义载荷 16 吨；箕斗有效容积 17.6 米3；提升主绳根数 4 根；箕斗自身质量15000kg；箕斗全高 15.6 米。五、 计算实际一次提升量 （一） 实际装载 （1-5）式中：Q实标准箕斗有效容积，吨 煤的松散密度，（二） 计算一次提升循环时间 （1-6）（三） 计算提升机所需的提升速度 (1-7) 6.19（米/秒）提升机的最大提升速度应符合煤矿安全规程的规定：对立井箕斗13.68 (m/s)满足要求第3节 选择提升钢丝绳 一、 计算钢丝绳的绳端载荷质量 Q=Q+Q=16192+15000=31192(kg) （1-8）二、 计算钢丝绳的最大悬垂长度 （1-9）式中： 容器的全高15.6m过卷高度取10.04m（查表经计算得）导向轮轴中心距导向轮层地板的高度取1.8m摩擦轮与导向轮中心高差取6.5m尾绳环的高度取13.4m三、 首绳单位长度重量计算 （1-10）式中： m 安全系数 钢丝绳的公称抗拉强度查钢丝绳规格表选用钢丝绳：（GB1102-74） 6（37）34.5型普通三角股钢丝绳四根，左右捻各两根，查钢丝绳规格表（矿用钢丝绳参考资料汇编），其规格为： 四、 尾绳单位长度重量计算 （1-11）n首绳数量 n尾绳数量规格表选用（GB1102-74） 6（19）46型普通三角股钢丝绳两根，查钢丝绳如上 因 所以下列计算均按平衡系统考虑第四节 提升机的选择一、 主导轮直径煤矿安全规程规定：对有导向轮塔式摩擦轮提升机 d 钢丝绳直径绳中最粗钢丝直径二、 最大静拉力和拉力差的计算 （1-12） （1-13） 选择JKM-4/4（I）型多绳摩擦轮提升机其主要技术数据如下：主导轮直径 导向轮直径 主导轮变位质量 导向轮变为质量 最大静张力 最大静张力差 第五节 提升系统的确定一、 井塔高度 （1-14）式中 ： 容器的全高15.6m 过卷高度取10.04m R导向轮的半径 导向轮轴中心距导向轮层地板的高度取1.8m 摩擦轮与导向轮中心高差取6.5m h为导向轮楼层地板（包括有关的梁）的厚度HX=18Hr=15.6Hg=10.04He=11.3Hzx=6.5Hk=57Hh=15Hc=569S=2.2Dm=4Dd=3Hs=480Hz=22图1-1 提升系统图二、 尾绳环高度 （1-15）式中：S是两容器中心距，通过手册表查得s=2.2m三、 悬垂长度 （1-16）四、 主导轮与导向轮之水平中心距（附图 图1-2） （1-17）五、 围包角的确定 （1-18） 式中：规程规定不超过195度取u=0.2,则得0.97Rm=2mRd=1.5mS=2.2mL0 =1.7m Hzx=6.5mb=6.7m图1-2 摩擦轮与导向轮相对位置图 第六节 提升容器的最小自重 一、 按静防滑条件，容器自重为 （1-19）W1箕斗提升的阻力系数，取0.075；静防滑安全系数，静防滑安全系数不小于1.75，取1.75。二、 按动防滑条件，容器自重为 （1-20）-箕斗提升时允许的最大加速度，在设计中一般其采用值为：0.5-0.8-动防滑系数；上提重物的加速段及下放重物的减速段，动防滑系数不得小于1.25，取1.25第七节 钢丝绳与提升机的效验一、 首绳安全系数 （1-21） 二、最大静拉力和拉力差 （1-22） （1-23）第八节 衬垫材料单位压力 （1-24） 第9节 预选电动机 一、 依据所需的提升速度 计算电动机的转数 （1-25）二、 依据n ，取n=400r/min计算提升机的最大速度v （1-26）三、 预算电动机功率 （1-27）式中：对箕斗的的提升取=1.2 减速器的效率，以及传动=0.93得到技术参选择YR2000-12/1730型电动机一台，查电动机产品样本，数如下：第10节 提升系统的变为质量 （1-28） 第十一节 提升速度图 图1-3 六阶段速度图一、采用六阶段速度图（附图 图1-3）二、加减速度的确定（一）加速度的确定 1.初加速度： （1-29） 取 h=2.35 m 取v=1.5m/s2.正常加速度：按减速度最大力矩计算 （1-30）不包含电机变为质量时的提升系统变为质量 （1-31）式中：R 主导轮半径2 m 矿山机械手册表125查得570000按电动过负荷系数计算 （1-32）启动阶段提升电动机产生的平均力 （1-33）按防滑条件计算=0.65m/s,在计算容器最小自重时已定，综合上列计算，最后取=0.65m/s（二）减速度的确定 按自由滑行 （1-34）式中提升钢丝绳与平衡尾绳的总单重之差等于0即=np-nq 按防滑条件，查表1-5-10得到当a=194.7,u=0.2时， （1-35） 式中：R矿山阻力 R=0.15Q=0.1516192 最后取=0.96m/s 三、 爬行速度和距离按自动控制：v=0.5 m/s , h= 3 m四、速度图计算已知： v=7.98m/s =0.65m/s H=520m =0.96m/s v=1.5m/s v=0.5 m/s h=2.35m h= 3 m =0.48m/s（一）初加速度阶段： （1-36） （1-37）（二）正常加速度阶段： （1-38） （1-39）（三）正常减速度阶段： （1-40） （1-41）（四）爬行阶段： （1-42）（五）制动阶段： （六）等速阶段：h=H-h-h-h-h （1-43） =520-2.35-33.03-47.3-3 =434.32(m) （1-44）五、 提升一次循环所需时间T=t+t+t+t+t+t （1-45） =3.125+9.97+54.43+7.79+6+1 =82.315(s) T= T+=83+16=99(s)第十二节 提升能力 年实际提升能力 （1-46） 第十三节 电机等效功率计算一、 运动力计算（按平衡系数计算H=0） （一）初加速阶段 （1-47） （二）主加速阶段 （1-48） （三）等速阶段（1-49） （1-49） （四）减速阶段 （1-50） （五）爬行阶段 (1-51) （六）制动减速阶段 (1-52) 二、等效力计算（一）求 (1-53)（二）等效时间 (1-54)（三）等效力 (1-55)三、等效功率 (1-56)四、校核电机多负荷系数 (1-57) 预选电机负荷要求第14节 电耗及效率计算一、提升一次电耗 （1-58）二、 一次提升实际电耗 （1-59）三、 每吨煤耗电量 （1-60）四、 提升机效率 （1-61） 第15节 提升机的防滑验算由于以上计算的提升容器自重，是根据防滑条件确定的，故不需要再进行防滑验算，但考虑到规定的要求，结合具体条件，对防滑验算的内容和方法介绍于下：一、 静防滑安全系数 （1-62）二、 动防滑安全系数 上提重物时，加速段动防滑安全验算： （1-63）（1-64）下放重物时，减速段动防滑安全验算： （1-65） （1-66） 第二章 减速器的设计计算第一节 方案选择根据传动比和传动方案的需要，选用行星齿轮减速器。它与普通齿轮减速器相比，具有许多突出的优点，已成为世界各国机械传动发展的重点。行星齿轮减速器具有体积小、质量轻、结构紧凑、传动比大、传递效率大、承载能力高、工作可靠等主要优点。根据设计计算总传动比i总，选用二级NGW型行星减速器。第二节 传动比的分配提升机摩擦轮的转速 （2-1）总传动比总传动比 （2-2）传动比分配高速级传动比低速级传动比联轴器效率：轴承效率：齿轮效率：第三节 齿轮参数设计 一、 高速级齿轮设计（一）配齿计算：选择行星轮数目 确定各轮齿数，按装配条件配齿： （2-1）调整使N为整数本设计采用不等角度变位齿轮啮合，提高了齿轮的承载能力，配齿方案时，齿数选择满足以下四个条件：传动比条件 （2-2）同心条件（各齿轮模数相同） （2-3）装配条件（N为整数） 邻接条件 预选啮合角，因取（二）材料选择及热处理方式表2.1 材料选择及热处理方式齿轮材料热处理加工精度太阳轮20CrMnTi渗碳淬火HRC58-6219007006级行星轮内齿轮40Cr调质262-293HBS8502207级（三）a-c齿轮按接触强度 初算按 1.齿轮副配对材料对传动尺寸的影响系数，取=1 2.计算齿数比 3.接触强度使用的综合系数4.输入转矩 （2-4） 设载荷不均匀系数 =1.15 在一对a-c传动中，小轮（太阳轮）传递转矩 （2-5）5.计算齿宽系数 取6.计算 7.初定中心距，代入强度计算公式 （2-6） = 8.计算模数m （2-7） 取标准值 9.未变位时中心距a （2-8）10.中心距变动系数 （2-9） = 11.实际中心距 （2-10） 取（四）a-c齿轮传动的主要尺寸1.实际中心距变动系数Y （2-11）2.实际啮合角 （2-12）3.总变位系数（2-13)4.分配变位系数，查图2-1（b）知合适，可分变位系数如下，5.齿高变动系数6.太阳轮a的主要尺寸 （2-14） （2-15） = （2-16） 7.行星轮c的主要尺寸 由式（2-14）可见 由式（2-15）可见 = 由式（2-16）可见 （五）b-c齿轮传动的中心距 （2-17） 由式（2-11）可见 由式（2-12）可见 由式（2-13）可见 （六）内齿圈b的主要尺寸 由式（2-14）可见 （2-18） 齿根圆直径 （七）验算a-c齿轮传动的接触强度1.圆柱齿轮接触应力计算公式 式中：“+”-外啮合，“-”-内啮合2.计算 式中： （2-19）3.确定参数 （2-20） （2-21） （2-22）查得 所选齿轮精度为（7-7-7） 4.确定参数 查表得 计算 5.计算 将以上各个数值代入接触应力计算公式，得 （2-23） 6.验算结果 满足要求（八）轮齿抗弯强度校核1.齿根应力计算公式 由于行星轮c受对称循环的弯曲应力，其承受能力较低，应按该齿轮计算，根据相关资料可查得： 代入上述各值 （2-24） 2.验算 满足要求由于b-c齿轮时内啮合传动，承载能力高于外啮合传动，故不再进行验算。（九）端面重合度计算 （2-25）=1.6表2.2 高速级齿轮参数分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿宽齿数中心距模数传动比太阳轮256274.8240.31373222983.562行星轮192210.7176.214424内齿圈656670.4 641.613782二、 低速级齿轮设计（一）配齿计算：选择行星轮数目 确定各轮齿数，按装配条件配齿： 调整使N为整数本设计采用不等角度变位齿轮啮合，提高了齿轮的承载能力，配齿方案时，齿数选择满足以下四个条件：传动比条件 同心条件（各齿轮模数相同） 装配条件（N为整数） 邻接条件 预选啮合角，因取（二）材料选择及热处理方式表2.3 材料选择及热处理方式齿轮材料热处理加工精度太阳轮20CrMnTi渗碳淬火HRC58-6219007006级行星轮内齿轮40Cr调质262-293HBS8502207级（三）a-c齿轮按接触强度 初算按 1.齿轮副配对材料对传动尺寸的影响系数，取=1 2.计算齿数比 3.接触强度使用的综合系数4.输入转矩 由式（2-4）可见设载荷不均匀系数 =1.15在一对a-c传动中，小轮（太阳轮）传递转矩由式（2-5）可见5.计算齿宽系数 6.计算 7.初定中心距，代入强度计算公式 由式（2-6）可见 = 8.计算模数m由式（2-7）可见 取标准值9.未变位时中心距a由式（2-8）可见 10.中心距变动系数 由式（2-9）可见 = 11.实际中心距由式（2-10）可见 取（四）a-c齿轮传动的主要尺寸1.实际中心距变动系数Y由式（2-11）可见 2.实际啮合角由式（2-12）可见 3.总变位系数由式（2-13）可见 4.分配变位系数，查图2-1（b）知合适，可分变位系数如下 ，5.齿高变动系数 6.太阳轮a的主要尺寸由式（2-14）可见 由式（2-15）可见 = 由式（2-16）可见 7.行星轮c的主要尺寸由式（2-14）可见 由式（2-15）可见 m = 由式（2-16）可见 （五）b-c齿轮传动的中心距由式（2-17）可见 由式（2-11）可见 由式（2-12）可见 由式（2-13）可见 （六）内齿圈b的主要尺寸由式（2-14）可见 由式（2-18）可见 齿根圆直径 （七）验算a-c齿轮传动的接触强度1.圆柱齿轮接触应力计算公式 式中：“+”-外啮合，“-”-内啮合2.计算 式中：由式（2-19）可见 3.确定参数 由式（2-21）可见 由式（2-22）可见 查得 4.确定参数 查表得 计算 5.计算 将以上各个数值代入接触应力计算公式，得由式（2-23）可见 6.验算结果 满足要求（八）轮齿抗弯强度校核1.齿根应力计算公式 由于行星轮c受对称循环的弯曲应力，其承受能力较低，应按该齿轮计算，根据相关资料可查得： 代入上述各值 2.验算 满足要求端面重合度计算 由式（2-25）可见=1.95由于b-c齿轮时内啮合传动，承载能力高于外啮合传动，故不再进行验算。齿轮数据整理如下：表2.4 低速级齿轮参数分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿宽齿数中心距模数传动比太阳轮308342.6283.916522266143.545行星轮224258.6199.917216内齿圈784812.3767.616556 第四节 减速器轴的设计一、高速轴的设计（一）计算作用在齿轮上的力轴的转矩 （2-26）输入轴上太阳轮分度圆直径圆周力 （2-27）径向力 （2-28）轴向力 各力方向如图和图所示。 （二）估算轴的直径由于是齿轮轴，选取20CrMnTi作为轴的材料，渗碳淬火。由式计算轴的最小直径并加大3%以考虑键槽的影响根据轴的材料查得则 （2-29）取 （三）轴的结构方案左、右轴承从轴的右端装入，靠轴肩定位。太阳轮做成齿轮轴。最右侧两轴承靠套和端盖定位。 图2-1 轴的结构图（四）确定各轴段直径和长度段 轴通过键于联轴器相连且是过盈配合连接，则，。段 轴为了定位联轴器，取一定的轴肩高，则该轴段直径，长度。段 安装轴承、套筒，。段 安装套筒，则，。段 安装轴承、套筒，。轴肩段，,宽度段 该段为轴颈，。段 该段为齿轮，分度圆径（五）轴的计算简图轴承反力水平面 ，垂直面，齿宽中点处弯矩水平面，垂直面，合成弯矩，扭矩图2-2 轴的计算简图（六）校核轴的强度当量弯矩，取折合系数，则齿宽中点处当量弯矩 （2-30） 轴的材料为20GrMnTi，由机械设计手册得，材料施用应力轴的应力为 （2-31） 该轴满足强度要求二、低速轴设计计算（一）确定轴的结构方案轴通过圆头普通平键传递转矩，轴的右端采用双键180布置与行星架输出端配合，轴的左端装齿轮减速器，行星架和齿轮联轴器的轴向定位均为轴肩定位。轴的结构如图所示。（二）初步估算轴的直径 选取45号钢作为轴的材料，调质处理由式计算轴的最小直径并加大10%以考虑键槽的影响根据轴的材料查得则 取 图2-2 减速器输出轴（三）确定各轴段直径和长度段 用来与齿轮联轴器相连，为了便于定位，取轴段长度；，取轴段直径。 段 轴承是以轴肩来定位的。所以轴肩的直径，轴肩高度应满足轴承拆卸要求，则该轴段直径，长度。段 轴通过键于行星架相连且是过盈配合连接，则，。（四）按扭转强度条件进行轴的校核轴的转矩由式（2-26）可见 （2-32）查机械设计手册，轴的需用扭转切应力 该轴强度条件满足要求第五节 减速器上轴承的寿命验算一、高速级上轴承的校核高速级上选用深沟球轴承6040，查机械设计手册得 (2-33)式中P滚动轴承的当量动载荷；则 温度系数；寿命指数；对于球轴承 由以上可知，选用轴承的寿命满足要求。二、 低速轴上轴承的校核低速轴上选用深沟球轴承6264，查机械设计手册得 由式（2-33）可得 式中P滚动轴承的当量动载荷；则 温度系数；寿命指数；对于球轴承由以上可知，选用轴承的寿命满足要求。减速器上轴承的寿命验算的公司和表参考机械设计 。第六节 减速器轴上键的校核一、 高速轴上键的验算与联轴器联接处键，根据轴径选取，由机械设计 （2-34）则 由以上可知，键的强度通过。二、低速轴输出端键的验算与联轴器联接处键，根据轴径选取，由式（2-34）得 则 由以上可知，键的强度通过。齿轮上键的设计参考机械设计和机械设计手册 。 第四章 滚筒主轴设计计算第一节 求主轴的转速、功率和转矩已知减速器输出轴的功率P=1897kW，转速n=38.1联轴器的效率滚动轴承的效率则主轴功率P=1897=1840kw主轴转矩T=191804.70.980.99=182329.5(N.m)主轴转速 n=38.1第二节 初步确定轴的最小直径先初步估算轴的最小直径，选取轴的材料为号优质碳素结构钢，并进行热处理，其强度极限为420到560Mpa，硬度为160到200。 取轴的最小直径第3节 主轴的结构设计一、拟定主轴上零件的装配方案主轴的设计草图如图3-1所示二、确定主轴的各段直径和长度图3-1 主轴结草图半联轴器与轴配合的毂孔长度去，2、4段左端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位. 并将2段和4段的长度设计3段上安装主导轮，主导轮的宽度B=1755mm，因此，5段取，6段安装轴承，7段取，至此，已初步确定了主轴的各段直径和长度。结论 本设计是主井提升机总体机构设计，主要对主井提升机驱动系统进行设计和计算和选型。通过对各种类型提升机的详细分析和比较，本文选择了多绳摩擦式提升机的设计，并对多绳摩擦式提升机的各个机构进行了布置和选型分析。在对提升机驱动系统进行设计和计算的过程中，主要对提升机的主轴装置，减速器和联轴器进行了设计计算和选型，根据已知矿井参数对提升机的提升容器、钢丝绳、主导轮、提升系统、变位质量等进行了计算和选型。在设计过程中，本文先根据已知条件，先对提
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