JH-14型回柱絞車設計【全套CAD圖紙+畢業(yè)答辯論文】

買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 目 錄 1 緒論 1 言 1 述 1 車概況 1 柱絞車概況 2 內外絞車的發(fā)展 3 4 2 總體設計 4 計總則 5 計條件 5 動方案的設計 5 動機的設計選擇 5 的計算 5 6 7 筒的設計計算 8 8 8 筒的外徑1D 9 9 3 減速器設計 10 速器總體設計 10 速器概述 10 速器設計 10 速器參數(shù)確定 10 傳動比及傳動比分配 11 動裝置運動參數(shù)的計算 11 弧蝸輪蝸桿的設計計算 12 桿傳動概述 12 桿傳動 的失效形式 13 桿傳動的材料選定 13 桿傳動的結構 14 桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸計算 15 桿傳動的潤滑 18 移齒輪的設計計算 18 輪傳動類型 18 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 移齒輪概述 20 移齒輪傳動設計計算及強度校核 20 小齒輪的設計計算 26 輪傳動概述 26 輪材料選擇 27 輪傳動設計及強度校核 28 橋齒輪的設計計算 33 速器傳動軸的設計與校核 33 桿軸的設計計算 33 輪軸的設計計算 39 的選擇及強度校核 45 輪軸小滑移齒輪處 46 輪軸蝸輪處 46 滑移齒輪軸大滑移齒輪處 47 滑移齒輪軸小齒輪處 47 四軸軸過橋齒輪處 48 承的選擇及強度校核 48 桿軸上軸承的選擇及強度校核 49 輪軸上軸承的選擇及強度校核 52 它軸上軸承的選擇 55 速器中撥叉的設計 56 速器其他部件的設計 57 氣器 57 標 57 速器箱體的設計 57 4 卷筒齒輪設計 58 體設計 58 筒軸的設計及校核 59 筒軸軸承的選擇及校核 64 齒輪處鍵的選擇 67 5 回柱絞車其它部件 67 軸器 67 動器 68 座 69 6 回柱絞車的潤滑與密封 69 7 回柱絞車的安裝、操作與維護 70 柱絞車的裝配、調整及試運轉 70 柱絞車的 安裝、固定與操作 72 柱絞車的安裝與固定 72 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 柱絞車的操作規(guī)程 73 車的維護、拆卸與修理 75 參考文獻 76 英文原文 77 中文譯文 81 致 謝 87 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 1 緒 論 言 煤炭是我國的基礎能源和重要原料，是當前我國能源的主要組成部分之一，在國民經(jīng)濟中占有重要的戰(zhàn)略地位，這就是中國的國情。過去以至未來可預見的幾十年內，煤炭仍是我國的重要能源，以煤炭為主的能源結構將難以改變，煤炭工業(yè)的地位空前提高。但是目前我國的煤 炭工業(yè)的發(fā)展遠不能滿足整個國民經(jīng)濟的發(fā)展需要。因此必須以更快的速度發(fā)展煤炭工業(yè)。然而，高速發(fā)展煤炭工業(yè)的出路在于煤炭工業(yè)的機械化。 礦山機械主要面向能源、交通和原材料基礎工業(yè)部門服務，主要任務是為煤炭、鋼鐵、有色金屬、化工、建材和核工業(yè)等部門的礦山開采和原材料的深加工，以及為鐵路、公路、水電等大型工程的施工提供先進、高效的技術裝備。礦山機械是機械工業(yè)中一個品種繁多、設備結構復雜、需求量大、使用面廣的機械行業(yè)。礦山機械按其用途大致可分為采掘設備、提升設備、窄軌運輸設備、破碎粉磨設備、礦用篩分設備、洗選設備和焙 燒設備等 7大類，30小類， 700多個品種和數(shù)千種規(guī)格。 礦山機械在經(jīng)濟建設、科技進步和社會發(fā)展中占有十分重要的地位和作用，屬于國民經(jīng)濟的支柱行業(yè)。礦山機械制造業(yè)是國家建立獨立工業(yè)體系的基礎，也是衡量一個國家工業(yè)實力的重要標志。根據(jù)國家重點支持能源、交通和原材料等基礎工業(yè)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策，礦山機械作為這些基礎工業(yè)的支柱應優(yōu)先得到國家的重點支持，以得到進一步發(fā)展和提高，為煤炭、金屬和非金屬礦山的開發(fā)提供更多的具有國際先進水平的優(yōu)質、高效設備，滿足國民經(jīng)濟發(fā)展對能源和原材料的需要。我國絞車的發(fā)展大致分為三個階段。 20 世紀買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 50 年代主要是仿制設計階段； 60 年代，自行設計階段； 70 年代以后，我國進入標準化、系列化設計階段。 述 車概況 絞車又稱為卷揚機，是用卷筒纏繞鋼絲繩或鏈條以提升或牽引重物的輕小型起重設備。目前國內最大的船用液壓拖纜絞車是 350T 的由泰興市依科攀船舶設備有限公司設計的。 1） 絞車的特點和用途： 絞車具有以下特點：通用性高、結構緊湊、體積小、重量輕、起重大、使用轉移方便，被廣泛應用于建筑、水利工程、林業(yè)、礦山、碼頭等的物料升降或平拖，還可作現(xiàn)代化電控自動作業(yè)線的配套設備。有 350 噸，分為快速和慢速兩種。其中高于 20 噸的為大噸位絞車 ,絞車可以單獨使用，也可作為起重、筑路和礦井提升等機械中的組成部件，因操作簡單、繞繩量大、移置方便而廣泛應用。絞車主要技術指標有額定負載、支持負載、繩速、容繩量等。 2） 絞車的分類 絞車按照動力分為手動、電動、液壓三類。從用途上分類可分為建筑用絞車和船用絞車。 絞車按照功能可以分為：船用絞車、工程絞車、礦用絞車、電纜絞車等。 按照卷筒形式分為單卷筒和和雙卷筒。 按照卷筒分布形式有分為并列雙卷筒和前后雙卷筒。 手動絞車： 手動絞車的手柄回轉的傳動機構上 裝有停止器 (棘輪和棘爪 )，可使重物保持在需要的位置。裝配或提升重物用的手動絞車還應設置安全手柄和制動器。手動絞車一般用在起重量小、設施條件較差或無電源的地方。 電動絞車： 電動絞車廣泛用于工作繁重和所需牽引力較大的場所。單卷筒電動絞車的電動機經(jīng)減速器帶動卷筒，電動機與減速器輸入軸之間裝有制動器。為適應提升、牽引和回轉等作業(yè)的需要，還有雙卷筒和多卷筒裝置的絞車。一般額定載荷低于 10 液壓絞車： 液壓絞車主要是額定載荷較大的絞車，一般情況下 10000T 的絞車設計成液壓絞車。 其結構主要由液壓馬達（低速或高速馬達）、液壓常閉多片式制動器、行星齒輪箱、離合器、卷筒、支撐軸、機架、壓繩器 (選配 )等組成。液壓馬達具有很高的機械效率，起動扭矩大，并可根據(jù)工況要求帶不同的配流器，還可根據(jù)用戶需要設計閥組直接集成于馬達配油器上，如帶平衡閥、過載閥、高壓梭閥、調速換向閥或其他性能的閥組，制動器、行星齒輪箱等直接安裝于卷筒內，卷筒、支撐軸、機架根據(jù)力學要求設計，整體結構簡潔合理并具有足夠的強度和剛性。因而該系列絞車在結構上具有緊湊、體積小、重量輕、外形美觀等特點，在性能上則具有安全性好、效率高、 起動扭矩大、低速穩(wěn)定性好、噪音小、操作可靠等特點。值得一提的是液壓馬達高的容積效率和美國 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 了一般絞車都存在的二次下滑和空鉤抖動現(xiàn)象，使得該系列液壓絞車的提升、下放和制動過程平穩(wěn)，帶離合器的絞車還可實現(xiàn)自由下放。安裝于配流盤上的集成閥組則有效地簡化了用戶的液壓系統(tǒng)。由于該系列絞車具備上述優(yōu)點，使其廣泛應用于船舶、鐵路、工程機械、石油、地質勘探、冶金等行業(yè)，其優(yōu)良性能得到了用戶的認可。 柱絞車概況 回柱絞車又稱慢速絞車，是供煤礦井下采煤工作面回柱放頂之用。由于它的高度較低重量 又輕，特別適用于薄煤層和急傾斜煤層采煤工作面，以及各種采煤工作面回收沉入底板或被矸石壓埋的金屬支柱。隨著機械化采煤程度的提高，它越來越多地被廣泛用于機械化采煤工作面，作為安裝、回收牽引各種設備和備件 。 型絞車主要應用于 回柱放頂之用 ，同時也可用于 上山、下山、平巷等綜采工作面設備的搬遷，比如液壓支架、溜槽等。此外，拉緊皮帶機機頭、運料、調度車輛等工作都可以用這種絞車來完成。在港口、碼頭、建筑工地、工廠企業(yè)，這種回柱絞車也可以發(fā)揮作用。可見，回柱絞車在煤炭行業(yè)、機械行 業(yè)，包括部分其他行業(yè)都有著不可忽視的地位。 回柱絞車在回采工作面的布置方式有以下三種： 1）安裝在回風巷內，距回采工作面約 20 30m 。這種布置方式適用條件廣，尤其是煤層傾角較大，頂板破碎，壓力較大的工作面。但這種布置方式會影響回風巷的運料工作。每一次回柱需移動導向輪，鋼絲繩繞過導向輪，多了一個 090 拐彎，摩擦阻力增大，鋼絲繩容易損壞。按這種方式布置的回柱絞車，必須沿鋼絲繩牽引方向長條式布置，絞車寬度不應超過 900過寬則會堵塞巷道。因為運料工人常常從機體旁經(jīng)過，齒輪一定要密閉，不然就容易引起事故。 2）安設在回采工作面上端，緊靠回風巷上部和密集支柱之間。這種布置方式當頂板較好，煤層傾角較小的條件下采用。但每進行一個循環(huán)都須移動絞車，且需移開柱子，因而不夠方便。在工作面上方頂板壓力較大時，機座受力容易變形，可能引起齒輪嚙合不良，甚至回柱絞車有被壓埋的危險。 3）安設在工作面上，工作面上有數(shù)臺絞車同時回柱，加快回柱速度。這種布置方式對淺截深的機采工作面尤為需要。例臺徐州礦務局 認為，回柱設備是當前提高煤產(chǎn)量的關鍵?，F(xiàn)在安排回柱放頂時間是每天一個班（ 8 小時），而用刨煤機進尺 要 2 小時就能完成，因此，只要加快回柱速度，就會收到提高煤產(chǎn)量的效果。 回柱絞車結構的一般分析 1）按驅動機構分 （ 1）手搖式回柱絞車 手搖式回柱絞車用于人工回柱，體積小，重量輕，移動方便，結構簡單。但人工回柱效率低，安全性差，一般只用作輔助作業(yè)，或在回收金屬支柱時使用。 （ 2）風動回柱絞車 風動回柱絞車拉力大，重量輕，適用于我國西南地區(qū)的超級瓦斯礦，但是風動 回柱絞車成本較高，使用范圍受到限制。 （ 3）電動回柱絞車 電動回柱絞車使用范圍最廣，目前各制造廠生產(chǎn)的多為電動回柱絞車。 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 2）按滾筒結構分 （ 1）纏繞式滾筒 纏繞式滾筒具有一定的容繩量，操作簡單，使用范圍廣，但體積和重量都比較大，現(xiàn)在生產(chǎn)的回柱絞車以采用纏繞式滾筒的為最多。 （ 2）摩擦式滾筒 摩擦式滾筒多制成雙曲線型，靠滾筒上的幾圈鋼絲繩與滾筒的摩擦力帶動鋼絲繩進行工作，滾筒量不受限制，也不存在排繩子問題，解決了“咬繩現(xiàn)象，這種絞車尚在試驗中。 （ 3）鏈條滾筒 鏈條滾筒即用纏繞鏈條來進行回柱工作。因鏈條較重 ，不宜太長，如某廠生產(chǎn)的三噸輕便回柱絞車，鏈條僅有 6米，因此，使用這種回柱絞車的極少。 3）按傳動機構分 （ 1）普通蝸桿蝸輪傳動 淮南煤礦機械廠 1952 年生產(chǎn)的 回柱絞車，第一級為普通蝸桿蝸輪傳動，再經(jīng)過二級圓柱齒輪帶動滾筒。采用蝸桿蝸輪傳動機械效率低，雖具有結構結實耐用的優(yōu)點，但體積重量都很大，搬運困難，不適于井下狹窄環(huán)境和經(jīng)常移動的特點，故此類回柱絞車已不再生產(chǎn)。 （ 2）圓弧面蝸桿傳動 現(xiàn)在生產(chǎn)的各種回柱絞車均采用圓弧面蝸桿傳動，機械效率提高到約為 器體積和重量都相應減少。 內外絞車的發(fā)展 近 40年我國的煤炭行業(yè)發(fā)生了巨大變化，總裁機械化水平達到國際先進水平， 綜采單采原煤產(chǎn)量早已突破了百萬噸，然而煤炭工業(yè)機械化離不開運輸，運輸又離不了輔助運輸設備，絞車就是輔助運輸設備的一種。原煤的運輸也已經(jīng)實現(xiàn)了大運量娦式輸送機化，但井下軌道輔助運輸與之很不適應，材料的運較基本上沿用傳統(tǒng)的小絞車群接 式的運輸，運輸戰(zhàn)線長，環(huán)節(jié)多，占用搬運設備、人員多，安全性差，效率低。 盡管一些煤礦對其進行了技術改造 , 但仍然滿足不了當前礦井發(fā)展和生產(chǎn)的需要?？梢?礦 井輔 運輸是當前現(xiàn)代化礦井建設的關鍵和重點。 我國絞車的誕生是從 20世紀 50年代開始的，初期主要仿制日本和蘇聯(lián)的； 60年代進入了自行設計階段；到了 70年代，隨著技術的慢慢成熟，絞車的設計也進入了標準化和系列化的發(fā)展階段。 但與國外水平相比，我國的絞車在品種、型式、結構、產(chǎn)品性能，三化水平（參數(shù)化、標準化、通用化）和技術經(jīng)濟方面還存在一定的差距。 國外礦用絞車發(fā)展趨勢有以下幾個特點： 1） 標準化系列化； 2） 體積小、重量輕、結構緊湊； 3） 高效節(jié)能； 4） 壽命長、低噪音； 5） 一機多能、通用化高 f、大功率； 6） 外形簡單、平滑、美觀、大方。 針對國外的情況我們應譏采取以下措施： 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 1） 制定完善標準，進行產(chǎn)品更新改造和提高產(chǎn)品性能； 2） 完善測試手段，重點放在產(chǎn)品性能檢測； 3） 技術引進和更新?lián)Q代相結合； 4） 組織專業(yè)化生產(chǎn)，爭取在較短時間內達到先進國家的水平。 回柱絞車的技術特點 1）速度變化大，回柱效率高 回柱絞車工作時的牽引速度為 69m/平均速度 最大牽引力為140容繩量為 130m ，工作效率大大提高。 2）結構簡單，功效全面 回柱絞車的傳動系統(tǒng)采用三級傳動，包括圓弧蝸輪蝸桿齒輪傳動、兩級圓柱齒輪傳動，其中一級采用了滑移齒輪傳動，這樣就可以實現(xiàn)變速傳動，可以適應各種情況下的傳動。傳動系統(tǒng)簡單，結構布置緊湊、合理。 3）操作簡單，安全可靠 回柱絞車采用滑移齒輪實現(xiàn)變速傳動，只需要在需要調速的時候，手動搖動撥叉手柄，就可以實現(xiàn)滑移齒輪的移動，從而實現(xiàn)變速。絞車起動時動載 小，鋼絲繩受到的沖擊小。只需輕輕點動電機控制按鈕，就可起動電機，然后操作制動的手把，便可實現(xiàn)絞車的動作。 2 總 體 設 計 計 總 則 1）煤礦生產(chǎn)，安全第一。 2）面向生產(chǎn)，力求實效，以滿足用戶最大實際需求。 3）要考慮到回柱時的各種問題。 4）貫徹執(zhí)行國家、部、專業(yè)的標準及有關規(guī)定。 5）技術比較先進，并要求多用途。 使用環(huán)境和工作條件 1）環(huán)境溫度為 C 4 0 C；環(huán)境相對濕度不超過 095% 25 C ；海拔高度 2000m 以下。 2）周圍空氣中的甲烷、煤塵、硫化氫和二氧化碳等不得超過煤礦安全規(guī)程中所規(guī)定的安全含量。 計 條 件 最大牽引力： 140 平均牽引速度： 6m/ 容繩量： 130 動方案的設計 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 1Z ， 2Z 滑移齒輪 3Z 蝸輪 4Z 小齒輪 5Z 過橋齒輪 6Z 大齒輪 1 制動器 2 聯(lián)軸器 3 蝸桿 4 蝸輪軸 5 小齒輪軸 6 過橋齒輪軸 7 卷筒軸 8 卷筒 9 電動機 圖 其傳動路線是： 防爆電機制動器、聯(lián)軸器蝸桿蝸 輪滑移齒輪小齒輪過橋齒輪大齒輪卷筒。 動機的設計選擇 動機輸出功率的計算 已知：最大拉力： 140 平均繩速： 6m/ 即： 6 / 6 0 0 . 1 m / 則電動機的輸出功率 P ： 根據(jù)以上的傳動方案圖 總傳動效率 321 2 3 4 5 320 . 9 0 0 . 9 9 0 . 9 9 0 . 9 7 0 . 9 6 0 . 7 8 式中： 蝸桿傳動效率 1 為 聯(lián)軸器效率 2 為 軸承效率3為 齒輪傳動效率 4 = 卷筒效率5= 計算電動機輸出功率 P ： 1000 1 4 0 1 0 0 0 0 . 11 0 0 0 0 . 7 8P 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 1 7 ( )P K W 定電動機的型號 電動機所需的額定功率 P 與電動機輸出功率 P 之間有以下的關系： P K P 式中 K 為功率儲備系數(shù)，一般取 ，吳 無過載時取 1K 回柱絞車可取 由于絞車在井下使用，條件比較惡劣，要求電動機必須具有防爆功能，查機械設計 課程上機于設計表 166額定功率 22P 實際轉速 970 r/m 6 轉 電 流額 定 電 流 1 轉 轉 矩額 定 轉 矩 2 大 轉 矩額 定 轉 矩 查得電動機的外形尺寸： 7 7 5 4 0 0 4 9 0 m m 長 寬 高 電機中心高度 H ： 200m 電動機軸直徑 長度： 55 110 圖 電動機結構外形圖 引鋼絲繩直徑的確定及滾筒直徑的確定 回柱絞車主要用于回采工作面中的回柱放頂，亦可用于托運重物和調度車輛等用途。由于其工作環(huán)境惡 劣，要求其具有一定的防腐蝕及防銹能力。 長期以來，鋼絲繩是按安全系數(shù)法選擇的。鋼絲繩在工作中承受的最大靜拉力140 ，將最大靜拉力乘以規(guī)定的安全系數(shù)，取鋼絲繩的安全系數(shù)取 ，然后選擇一種破斷拉力不小于 的鋼絲繩。 所選擇的鋼絲繩，其直徑不應小于下式計算的最小直徑： S式中： 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 m i S 0 . 0 8 4 1 7 0 0 0 0 2 2 . 2 m m 取鋼絲繩直徑： 選擇系數(shù) C，其取值與機構工作級別有關，按起重機設計與實例表 4取，其中數(shù)值是在鋼絲充滿 w 為 減系數(shù) k 為 ，選擇系數(shù) c 值取 c=t 1 7 0 0 M P a 鋼絲繩破斷力 t 1 7 0 0 M P a 20 式中： d 鋼絲繩的直徑 ） ； t 鋼絲繩鋼絲的抗拉強度極限 2N/） ； 鋼絲繩中金屬絲截面與整個截面積的比值，與鋼絲繩結構有關，一般取 ； K 考慮鋼絲在繞制過程中的損失等因素的損失系數(shù)，一般取 k=據(jù)鋼絲繩的實際破斷力 算安全系數(shù) n： 0 整理得 C與 2tn k 鋼絲繩選擇：繩 6 19 股 1 6 12（ ） 繩纖維芯。優(yōu)點：旋轉性小，有相當大的撓性。 查礦井運輸提升表 22）： 鋼絲繩直徑： 鋼絲直徑： 鋼絲總斷面積： 參考重力： 1658N /100m ； 鋼絲繩公稱抗拉強度： 1700 鋼絲繩破斷力總和（不小于）： 298000N 。 筒的設計計算 筒直徑 D 根據(jù)機械設計手冊查表 8絲繩直徑為 ，槽底半徑為 標準槽形1P =H =R =深槽形2P =H =R = 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 圖 卷筒槽形圖 滾筒直徑： h d式中：以鋼絲繩中心線計算的鋼絲繩卷繞直徑； h 與起升機構工作級別有關的參數(shù)， h=16 ； 鋼絲繩直徑 , 22.5 m 。 m i n m i h d 1 6 2 2 . 5 3 6 0 m m 取 D=360 圖 卷筒結構圖 筒寬度 B 滾筒的寬度直接影響到最終產(chǎn)品的寬度，因此它的寬度必然要有最大值的限制，即不能太寬。滾筒的寬度太窄的話，那么與減速器裝配起來后，就會顯得不協(xié)調。所以滾筒的寬度不能隨便確定，而最好是 在畫圖的過程中把它定下來，這樣有利于整體的配合。讓人看起來協(xié)調、美觀、大方。但現(xiàn)在考慮到滾筒的平均速度以及便于下面的各種計算，我們暫定滾筒寬度為 550 。 筒的外徑 1D 按照常規(guī)，同時根據(jù)煤礦安全規(guī)程，鋼絲繩的纏繞層數(shù)最好不要超過 5 層，也就是說，控制在 5層以內 ,但也可以超過 5 層。 滾筒的容繩量，我們?yōu)?130m ，據(jù)以上設計可知 ，每一層纏繞的圈數(shù) n ： 5 1 0 / 2 2 . 5 2 3n （ 圈 ） 每一圈所纏繞的長度 l ： 2 2 3 . 1 4 3 6 0 / 2 1130.4 m m 計算鋼絲繩的纏繞層數(shù)為 1 3 0 0 0 0 (1 1 3 0 . 4 2 3 ) 5 ( ) 層 則鋼絲繩在卷筒上的最小纏饒直經(jīng)： m 6 0 m 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 鋼絲繩在 卷筒上的最大纏饒直經(jīng)： m a x 3 6 0 4 2 2 2 . 5 5 4 0 m 鋼絲繩在卷筒上的平均纏饒直經(jīng)： m a x m i 4 0 3 6 0 4 5 0 m D 根據(jù)設計要求平均速度為 6 .0 m /m 滾筒的轉速為： 最小： 1 0 0 0 7 4 . 2 5 r / m i 1 4 4 5 0n 最大： 1 0 0 0 9 6 . 3 7 r / m i 1 4 4 5 0n 計算出系統(tǒng)總傳動比為： 970 2 2 8 . 4 44 . 2 5i z 算滾筒的平均速度（鋼絲繩平均速度） ： 1）最小速度 3m i n m i n 10V n D 4 . 2 5 3 . 1 4 0 . 3 6 4 . 8 m / m i n 2）最大速度 3m a x m a x 10V n D 4 . 2 5 3 . 1 4 0 . 5 4 7 . 2 m / m i n 3）平均速度 m i n m a . 8 7 . 2 6 m / m i V 3 減 速 器 設 計 速器總體設計 速器概述 減速器是原動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置，用來降低轉速和增大轉矩，以滿足工作需要，在某些場合也用來增速，稱為增 速器。 選用減速器時應根據(jù)工作機的選用條件，技術參數(shù)，動力機的性能，經(jīng)濟性等因素，比較不同類型、品種減速器的外廓尺寸，傳動效率，承載能力，質量，價格等，選擇最適合的減速器。 減速器的類別、品種、型式很多，目前已制定為行（國）標的減速器有 40 余種。減速器的類別是根據(jù)所采用的齒輪齒形、齒廓曲線劃分；減速器的品種是根據(jù)使用的需要而設計的不同結構的減速器；減速器的型式是在基本結構的基礎上根據(jù)齒面硬度、傳動級數(shù)、出軸型式、裝配型式、安裝型式、聯(lián)接型式等因素而設計的不同特性的減速器。 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 與減速器聯(lián)接的工作機載荷狀態(tài)比較復 雜，對減速器的影響很大，是減速器選用及計算的重要因素，減速器的載荷狀態(tài)即工作機（從動機）的載荷狀態(tài)，通常分為三類： 均勻載荷 ; 中等沖擊載荷 ; 強沖擊載荷。 速器設計 減速器的種類很多，根據(jù)傳動類型分為齒輪減速器、蝸桿減速器、齒輪 據(jù)齒輪類型分為圓柱齒輪減速器、錐齒輪減速器、好錐 據(jù)傳動的級數(shù)分為單級減速器和多級減速器；根據(jù)傳動布置形式分為展開式減速器、分流式減速器和同軸式減速器。 本次設計采用的是齒輪 輪傳動布置在低速級 ，采用蝸桿傳動，二級齒輪傳動。第一級齒輪傳動采用滑移齒輪傳動，用撥叉撥動小滑移齒輪實現(xiàn)變速。 減速器傳動方案設計圖為： 圖 減速器傳動方案 速器參數(shù)確定 傳動比及傳動比分配 根據(jù)減速器情況并查蝸輪蝸桿傳動設計參數(shù)，決定兩級傳動比的分配情況如下 : 第一級蝸輪傳動： 2 2 8 . 4 4 250 . 0 4 2 2 8 . 4 4 0 . 0 4 總蝸 總1 2 3 2 2 8 . 4 4i i i i 總式中：123上所得： 蝸輪蝸桿傳動比：1 25i 滑移齒輪傳動比：2 大小齒輪傳動比：3 動裝置運動參數(shù)的計算 從減速器的高速軸開始各軸命名為軸（蝸桿）、軸（蝸輪軸）、 軸（小齒輪軸）、買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 軸（過橋齒輪軸）、軸（大齒輪軸）。 1）各軸轉速計算 第軸：1 970 r/m 第軸：2 1970 3 8 . 8 r / m i 1第軸：3 23 8 . 8 1 1 . 2 5 r / m i 4 5 2第軸：4 1 1 r/m 第軸：5 31 1 . 2 5 4 . 2 5 r / m i 6 5 32）各軸功率計算： 電機輸出功率為： 2 0 k 第軸：1 2 3 2 0 . 5 4 0 . 9 9 0 . 9 9 2 0 . 1 3P P K W 第軸：2 1 1 3 4 2 0 . 1 3 0 . 9 9 0 . 9 0 0 . 9 7 1 7 . 4 0P P K W 第軸：3 2 3 4 1 7 . 4 0 0 . 9 9 0 . 9 7 1 6 . 7 1P P K W 第軸：4 3 3 4 1 6 . 7 1 0 . 9 9 0 . 9 7 1 6 . 0 4P P K W 第軸：5 4 3 4 1 6 . 0 4 0 . 9 9 0 . 9 7 1 5 . 4 1P P K W 3)各軸扭距計算 第軸： 2 0 . 1 39 5 5 0 9 5 5 0 1 9 8 . 1 9 N n 11 1第軸： 1 7 . 4 09 5 5 0 9 5 5 0 4 2 8 2 . 7 3 N . 8PT n 22 2第軸： 1 6 . 7 19 5 5 0 9 5 5 0 1 4 1 8 4 . 9 N . 2 5PT n 33 3第軸： 1 6 . 0 49 5 5 0 9 5 5 0 1 3 6 1 6 . 2 N . 2 5PT n 44 4第 軸： 1 5 . 4 19 5 5 0 9 5 5 0 3 4 6 2 7 . 2 N 2 5PT n 55 5表 軸參數(shù)表 買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 弧蝸輪蝸 桿的設計計算（參考機械設計） 桿傳動概述 蝸桿傳動是由蝸桿和蝸輪組成的，它是由交錯軸斜齒圓柱齒輪傳動演變而來。為了改善嚙合狀況，常將蝸輪分度圓柱面的母線改為圓弧形，使之將蝸桿部分地包住，并用與蝸桿形狀和參數(shù)相同的滾刀范成加工蝸輪，這樣嚙合齒廓間的接觸為線接觸，可傳遞較大的動力。蝸桿傳動用于傳遞兩根空間交錯軸間的運動和動力，兩軸間的夾角可為任意值，通常為 900。 蝸桿傳動用于于傳遞空間交錯的兩軸間運動和動力 ,通常兩軸的交角為 蝸桿傳動的特點 ： 1）傳動比大，在動力傳動中，一般傳動比 5 80i ，在分度機構中，傳動比可達成1000； 2）傳動平穩(wěn)，沖擊載荷??； 3）具有自鎖性； 4）相對滑動速度較大，當工作條件不夠好時，會產(chǎn)生嚴重的摩擦磨損，傳動效率低，自鎖性時效率僅為 40% 左右； 5）要采用減摩性較好的貴重有色金屬的合金作蝸輪，成本較高。 蝸桿傳動的類型：圓柱蝸桿傳動、環(huán)面蝸桿傳動、錐蝸桿傳動。 圓柱蝸桿傳動的類型：普通圓柱蝸桿傳動、圓弧圓柱蝸桿傳動。 普通圓柱蝸桿傳動分為阿基米德蝸桿（ 桿）、法向直廓蝸桿（ 漸開線蝸桿（ 各蝸桿傳動的特點及應用： 阿基米德蝸桿：端面齒廓為阿基米德螺旋線，軸向齒廓為直線。加工時，車刀切削平面通過蝸桿軸線。一般用于低速、輕載或不重要的傳動。 法向直廓蝸桿：端面齒廓為漸開線。加工時，車刀刀刃平面與基圓相切，可在專用機床上磨削，易保證加工精度。一般用于蝸桿頭數(shù)較多、轉速效高且精度要求較高的傳動。 漸開線蝸桿：端面齒廓為延伸漸開線，法面齒廓為直線?？捎蒙拜喣ハ鳎Ｓ糜诙囝^、精密的傳動。 軸 號 轉速 n(r/輸出功率 P(輸出扭矩 T(N m) 傳動比 i 效率 軸 970 5 軸 軸 軸 軸 文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 圓弧圓柱蝸桿傳動： 蝸桿齒廓為內凹弧形，蝸輪齒廓為凸弧形。其綜合曲率半徑較大，承載能力高， 較普通圓柱蝸桿傳動高 50% 150% 。廣泛應用于冶金、礦山、化工、建筑、起重等機械設備中。 環(huán)面蝸桿傳動 :同時嚙合的齒對數(shù)多 ,由于齒的接觸線與相對運動方向處處幾乎垂直 ,齒面間形成動壓油膜條件好 ,承載能力高于普通圓柱蝸桿傳動約 倍 對精度要求高。 錐蝸桿傳動：同時嚙合的齒對數(shù)多，重合度大。傳動比大，一般為 10 360 。承載能力和效率較高。側隙可調整，機構緊湊。制造安裝簡單方便。但傳動具有非對稱性，正反轉受力、承載能力和效率均不相同。 桿傳動的失效形式 蝸桿傳動的主要參數(shù)有：模數(shù) m 、壓力角 、蝸桿頭數(shù)1z、蝸輪齒數(shù)2z、蝸桿直徑系數(shù) q 、蝸桿分度圓柱導程角 、傳動比 i 、中心距 a 和蝸輪變位系數(shù)2 蝸桿傳動的失效形式與齒輪一樣，也會出現(xiàn)齒面點蝕、膠合、磨損和齒根折斷等。蝸桿傳動齒面之間的相對滑動速度大，發(fā)熱量高，更容易發(fā)生磨損和膠合。尤其是當重載、高轉速且潤滑不良時，膠合將是蝸桿傳動的主要失效形式。由于蝸桿輪齒材料的強度要高于蝸輪輪齒材料的強度，而且蝸桿輪齒是連續(xù)的螺旋，蝸桿傳動的失效只發(fā)生在蝸輪輪齒上 。 蝸桿的主要失效形式是剛度不足。 蝸桿傳動承載能力的計算：接觸疲勞強度和彎曲疲勞強度，在此基礎上適當考慮膠合和磨損因素的影響，故其強度計算是條件性的。 蝸桿傳動的設計準則：蝸桿傳動的承載能力主要取決于蝸輪輪齒的承載能力。閉式傳動中，通常是按齒面接觸疲勞強度進行設計，再按齒根彎曲疲勞強度進行校核。開式傳動中，只需保證齒根彎曲疲勞強度，考慮到磨料磨損嚴重，將計算所得模數(shù)加大 10% 15%左右。此外，閉式蝸桿傳動，由于散熱較為困難，還應作熱平衡校核。 桿傳動的材料選定 蝸桿一般是用碳鋼或合金鋼制成， 對于高速重載蝸桿傳動，常用 2020 2，表面經(jīng)滲碳淬火硬度達 2，淬火后需磨削；對中速中載蝸桿傳動，常用 45、 4035，表面淬火至 5，再磨削；對一般用途的蝸桿傳動可用 45 號鋼調質處理，硬度為 50,；對低速不重要的蝸桿傳動，蝸桿可不經(jīng)熱處理，或采用鑄鐵。 蝸輪齒圈材料常用鑄錫青銅、鑄鋁青銅及鑄鐵等。對于滑動速度為 1525m/s 的較高速、且重要的蝸桿傳動、蝸輪齒圈材料可采用鑄錫青銅，常用 ，其耐磨 性、減摩性、抗膠合能力及切削性能均好，但價格較貴、強度較低；對于滑動速度為 610m/用鑄鋁青銅，常用 ，其強度較高、價格低廉，但抗膠合能力差；對于滑動速度小于 2m/s 的低速傳動，可用灰鑄鐵，如 。 蝸桿：參見 用 45 號鋼表面淬火，便面硬度 550。 蝸輪：參見表 用 輪 許用 接觸應力 H買文檔送全套 紙 Q 號交流 414951605 含 紙和論文 最新答辯完整資料 由式 7 H H N 蝸輪的 許用 接觸應 力 H由表 得 22 0 0 /H N m m 應力循環(huán)次數(shù) N, 26 0 6 0 ( 9 7 0 / 2 5 ) 1 ( 3 0 0 8 5 )hN n j L h 72 1 0N 接觸強度的壽命系數(shù) 7 781 0 / 1 0 / ( 2 . 7 9 1 0 ) 0 . 8 8 則蝸輪許用接觸應力 20 . 8 8 2 0 0 1 7 6 /H N m m 蝸輪的許用彎曲應力 F由式 7 F F N 蝸輪的基本許用彎曲應力 F， 由表 得 25 1 /F N m m 彎曲強度的壽命系數(shù) 6 791 0 / 1 0 / ( 2 . 7 9 1 0 ) 0 . 6 9 則蝸輪許用彎曲應力 20 . 6 9 5 1 3 5 . 2 3 /F N m m 桿傳動的結構 蝸桿直徑小，通常與軸做成一個整體，稱為蝸桿軸，蝸桿輪齒部分可用車制 和銑制兩種方法加工，車削的輪齒部份要有退刀槽，因而削弱了蝸桿軸的剛度。銑削出的蝸桿，在軸上直接銑出螺旋部分，無退刀槽，因而蝸桿軸的剛度好；當蝸桿的直徑過大，或蝸桿與軸采用不同的材料時，可將蝸桿做成套筒套裝在軸上。 圖 桿結構圖 蝸輪直徑較大，為節(jié)約貴重的有色金屬，通常蝸輪做成裝配式，常見的蝸輪結構形式有以下幾種： 1）拼鑄式：將青銅齒圈鑄造在鑄鐵輪芯上，然后切齒。 2）壓配式：這種結構由青銅齒圈及鑄鐵輪芯所組成，齒圈與輪芯常采用過盈配合或，加熱齒圈或加壓裝配。蝸輪圓周力靠配合面摩擦力傳 遞。為可靠起見，沿配合面裝置 4 8個螺釘。 買文檔送全套 紙 Q 號交流 41495