礦用提升機(jī)的設(shè)計(jì)含SW三維仿真及7張CAD圖

礦用提升機(jī)的設(shè)計(jì)含SW三維仿真及7張CAD圖,提升,晉升,設(shè)計(jì),sw,三維,仿真,cad XXXXX礦用提升機(jī)的設(shè)計(jì)目錄01選題背景02論文結(jié)構(gòu)03研究方法04成果展示01選題背景01提升機(jī)的研究意義提升機(jī)的研究意義在礦山的眾多需要設(shè)備中，礦用提升機(jī)的地位是不可替代的，它的作用便是將礦井中將采集的眾多有價(jià)值的物品進(jìn)行提升到陸地表面上，在礦山的生產(chǎn)中起著關(guān)鍵的作用，與其作用相匹配的便是其復(fù)雜的構(gòu)造，在眾多設(shè)備中礦用提升機(jī)屬于大型設(shè)備，越優(yōu)秀的設(shè)計(jì)對(duì)其功用便也越好。02論文結(jié)構(gòu)021.總體方案的設(shè)計(jì)2.電動(dòng)機(jī)的選擇3.減速器的設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng) 軸的設(shè)計(jì) 箱體的設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)的確定傳動(dòng)比的確定4.鋼絲繩的選擇高速軸低速軸5.滾筒的設(shè)計(jì)6.主軸的設(shè)計(jì)03研究方法03翻書(shū)查資料閱讀相關(guān)論文文獻(xiàn)請(qǐng)教老師研究方法研究方法研究方法研究方法研究方法研究方法研究方法研究方法04成果展示圖片素材圖片素材04運(yùn)動(dòng)仿真運(yùn)動(dòng)仿真THANKS答辯人答辯人 XXXXXXXX指導(dǎo)老師指導(dǎo)老師 XXXXXX 礦用提升機(jī)的設(shè)計(jì) 摘 要 在煤礦等礦山設(shè)備中，提升機(jī)的作用十分重要，負(fù)責(zé)將挖掘的礦物進(jìn)行提升到陸面上，并且還具有負(fù)責(zé)人員升降、設(shè)備升降等等諸多的功能，所以其作用十分重要， 在礦用提升機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，保證設(shè)備的安全就顯得特別的重要，保證設(shè)備的安全，一方面要提升設(shè)備的設(shè)計(jì)能力，采用良好的適用現(xiàn)場(chǎng)需要的零部件材質(zhì)，另一方面就是對(duì)設(shè)備進(jìn)行安全檢測(cè)以及各種必要反饋點(diǎn)的控制等等。 礦用提升機(jī)的主要部分包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速機(jī)構(gòu)、以及卷?yè)P(yáng)滾筒和各種電氣設(shè)備等組合而成，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)用途，以及提升的任務(wù)，對(duì)電機(jī)的選型、聯(lián)軸器的選型、以及減速箱的設(shè)計(jì)、滾筒設(shè)計(jì)等等這些部分組成，需要對(duì)減速箱進(jìn)行分布設(shè)計(jì)，對(duì)齒輪的各種參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)以及齒輪的類型進(jìn)行選擇說(shuō)明，對(duì)軸的材質(zhì)、各個(gè)軸端的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)、對(duì)軸危險(xiǎn)截面進(jìn)行強(qiáng)度的校核、對(duì)軸承進(jìn)行選型和使用壽命的校驗(yàn)、對(duì)輸出端的滾筒進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算、對(duì)主軸進(jìn)行校驗(yàn)和設(shè)計(jì)等等任務(wù)。 本次設(shè)計(jì)就是針對(duì)當(dāng)今的各種提升機(jī)為基礎(chǔ)進(jìn)行的創(chuàng)新性的研究設(shè)計(jì)，總體目的是為了提升設(shè)備的性能，提高經(jīng)濟(jì)性，以及提高設(shè)備的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力等等為目的。 關(guān)鍵詞：提升機(jī)；減速器；滾筒；主軸；校驗(yàn) Abstract In mine equipment such as coal mine, the function of the hoist is very important. It is responsible for lifting the mineral to the land surface, and it also has many functions, such as the lifting of the personnel, the lifting of the equipment, and so on. So it is very important. In the operation of the mine hoist, the safety of the equipment is particularly heavy. To ensure the safety of the equipment, on the one hand, it is necessary to improve the design ability of the equipment, adopt a good material for the parts and spare parts for the field, and on the other hand, it is the safety inspection of the equipment and the control of all kinds of necessary feedback points. The main parts of the mine hoist include the driving motor, coupling, brake, deceleration mechanism, rolling drum and all kinds of electrical equipment. In the design, the type of motor, the type of coupler, the design of the reducer, the design of the drum, and so on are required. These parts are composed of the design of the reducer, the design of various parameters of the gear and the selection of the type of the gear, the design of the shaft material, the dimensions of each axle end, the checking of the strength of the shaft dangerous section, the selection of the bearing and the check of the service life, and the output end. The roller is designed and calculated, the main shaft is checked and designed, and so on. This design is an innovative research design based on today's various hoists. The purpose of the design is to improve the performance of the equipment, improve the economy, and improve the market competitiveness of the equipment. Key words: hois; reducer;drum;spindle;calibration 目 錄 第一章、引言 1 1.1提升機(jī)的研究意義 1 1.2 提升機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.3提升機(jī)的結(jié)構(gòu)和用途 2 第二章、總體方案設(shè)計(jì) 3 2.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 3 2.2 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 3 2.2總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求 4 第三章、電動(dòng)機(jī)的選擇 6 3.1 電動(dòng)機(jī)的確定 6 3.2 傳動(dòng)比的確定 7 3.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 7 第四章、減速器的設(shè)計(jì) 9 4.1.齒輪傳動(dòng) 9 4.1.1高速級(jí)齒輪 9 4.1.2 低速軸齒輪傳動(dòng) 13 4.2 軸的設(shè)計(jì) 18 4.2.1 輸入軸的設(shè)計(jì) 18 4.2.2 中間軸的設(shè)計(jì) 24 4.2.3 輸出軸的設(shè)計(jì) 29 4.3 箱體設(shè)計(jì)及尺寸的計(jì)算 33 第五章、鋼絲繩的選擇 35 第六章、滾筒的設(shè)計(jì) 36 6.1 滾筒有關(guān)尺寸的計(jì)算 36 6.2 滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 36 6.3 滾筒的強(qiáng)度計(jì)算 37 6.3.1 筒殼的計(jì)算載荷 37 6.3.2 筒殼強(qiáng)度的校核 38 6.3.3 支輪處筒殼應(yīng)力的校核 39 6.3.4 支環(huán)處筒殼應(yīng)力的校核 40 6.4 筒殼的強(qiáng)度穩(wěn)定性校核 40 第七章、 主軸的設(shè)計(jì) 42 7.1主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 42 7.2 主軸的強(qiáng)度校核 43 7.2.1 求主軸的正常載荷 43 7.2.2 支反力的計(jì)算 45 7.2.3 按彎扭組合校核強(qiáng)度 46 7.2.4 正常載荷下主軸強(qiáng)度驗(yàn)算 47 總 結(jié) 50 參考文獻(xiàn) 51 致謝 52 第一章、引 言 1.1提升機(jī)的研究意義 在礦山的眾多需要設(shè)備中，礦用提升機(jī)的地位是不可替代的，它的作用便是將礦井中將采集的眾多有價(jià)值的物品進(jìn)行提升到陸地表面上，在礦山的生產(chǎn)中起著關(guān)鍵的作用，與其作用相匹配的便是其復(fù)雜的構(gòu)造，在眾多設(shè)備中礦用提升機(jī)屬于大型設(shè)備，越優(yōu)秀的設(shè)計(jì)對(duì)其功用便也越好。 礦井提升機(jī)在使用時(shí)是通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)電將動(dòng)力輸出到聯(lián)軸器上，然后帶動(dòng)減速機(jī)構(gòu)進(jìn)而將更大的力矩進(jìn)行輸出到卷筒上，并且將速度降低到需要的設(shè)計(jì)速度上，為了保證提升機(jī)的運(yùn)行安全性，必須結(jié)構(gòu)電氣設(shè)備對(duì)其進(jìn)行限位控制，如果設(shè)計(jì)上或者電氣上出現(xiàn)問(wèn)題，則會(huì)對(duì)運(yùn)行安全造成非常嚴(yán)重的影響，甚至造成人身傷害[1]。 所以在進(jìn)行礦用提升機(jī)的設(shè)計(jì)上，我們首先必須先考慮礦用提升機(jī)的結(jié)構(gòu)，以及工作原理，對(duì)必要的零部件進(jìn)行特殊的加工處理，在保證設(shè)備的安全性上市十分的重要的，可以有效的降低危險(xiǎn)事故的發(fā)生。 1.2 提升機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 我們國(guó)家對(duì)礦用提升機(jī)的使用比較早，其作用原理也是在我們的日常生活中也比較常見(jiàn)。例如我們?cè)谶M(jìn)行建筑樓房的時(shí)候，就可以看到運(yùn)輸各種物品時(shí)就會(huì)用到提升機(jī)，我們?cè)陔娨暽弦?jiàn)到的水井轆轤也是采用這種原理將地下井里面的水提升到陸面的。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)礦用提升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來(lái)越成熟，并且安全性更加的完善，采用的鋼絲繩也越來(lái)越安全，并且配合使用安全防護(hù)措施，將礦用提升機(jī)的安全系數(shù)提高到了很高的水平。目前，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加的緊湊，占用的空間也越來(lái)越小，但是其工作能力卻不斷地增大，安全性也不斷的提高，并且結(jié)合自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的控制和檢測(cè)。 目前，我國(guó)在礦用提升機(jī)的設(shè)計(jì)能力上已經(jīng)可以達(dá)到提升重力2000T以上，并且生產(chǎn)能力在世界上也是屈指可數(shù)的，在2005年我們國(guó)家研制的DJ2 * 6多繩摩擦式電梯，將提升能力以及卷?yè)P(yáng)水平達(dá)到了世界零件水平。目前的發(fā)展趨勢(shì)是正在朝著多繩摩擦型發(fā)展[2]。 1.3提升機(jī)的結(jié)構(gòu)和用途 常見(jiàn)的提升機(jī)可以有單卷筒和雙卷筒，減速機(jī)的作用在礦用提升機(jī)中非常重要，而且也是結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的設(shè)備之一，它的作用在升降機(jī)中的作用是將電機(jī)的輸出速度降低，提升力矩卻可以提高很多倍，減速機(jī)的結(jié)構(gòu)形式主要包含了軸部、箱體、以及附屬零部件等，其中軸系主要包含軸、齒輪、軸承、密封圈、軸套等等組成；減速器的箱體主要是支撐這些零部件，并且為這些零部件的運(yùn)行提供了一個(gè)良好的工作環(huán)境，保證了外界灰塵等污染物進(jìn)入內(nèi)部，并且將潤(rùn)滑油封閉在一個(gè)有效的空間內(nèi)，保證了齒輪等零部件的運(yùn)動(dòng)可靠性，箱體的結(jié)構(gòu)形式比較復(fù)雜，一般是采用鑄造的形式生產(chǎn)的，在箱體上還設(shè)計(jì)了進(jìn)出油口、觀察口、液位計(jì)、透氣口等等附屬零部件組成[3]。 作為保證提升機(jī)安全性的關(guān)鍵設(shè)備，制動(dòng)器的作用是非常的關(guān)鍵的，一般在電機(jī)的輸出端需要安置一個(gè)聯(lián)軸器，負(fù)責(zé)對(duì)輸出端的聯(lián)軸器進(jìn)行制動(dòng)，以便于有效的保證電機(jī)可以在斷電制定下可以及時(shí)的停止運(yùn)動(dòng)，在一般的設(shè)計(jì)型號(hào)選擇上，制動(dòng)器的類型有多種選擇，可以有盤(pán)式制動(dòng)器、鼓式制動(dòng)器等，我們根據(jù)設(shè)計(jì)安裝的需要，采用鼓式制動(dòng)器，制動(dòng)器的制動(dòng)原理也比較簡(jiǎn)單，一般制動(dòng)器的推動(dòng)器內(nèi)部裝有液壓油，里面設(shè)計(jì)了一臺(tái)微型泵，將液壓油退出，帶動(dòng)活塞桿外伸，推動(dòng)頂桿，加緊瓦盤(pán)，當(dāng)需要放開(kāi)制動(dòng)輪時(shí)，通過(guò)斷電的作用，達(dá)到松開(kāi)制動(dòng)瓦盤(pán)，同時(shí)有的設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，為了更加的提高設(shè)備的安全性，將卷筒是也安裝一套制動(dòng)器，常采用的制動(dòng)器為盤(pán)式制動(dòng)器，目前國(guó)內(nèi)比較有名的制動(dòng)器廠家有江西華伍、以及河南金箍制動(dòng)器等都比較有名，在滾筒的兩端的軸上，采用軸承座進(jìn)行滾筒的固定[3]。 第二章、總體方案設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)任務(wù) 現(xiàn)在要假定一些參數(shù)，來(lái)方便我進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先假設(shè)一礦井的深度約為232米，礦井直徑約為4.5米。 根據(jù)下面條件，我將設(shè)計(jì)一個(gè)礦用提升機(jī)： 一，每年工作 天數(shù)=300天 二.每日工作 時(shí)間=14h 三.提升用的鋼絲繩線速度 3～5m/s 四.選則的電機(jī)轉(zhuǎn)速 910～1000r/min 五.減速器的選擇 二級(jí)減速 六.提升機(jī)的類型 纏繞式 七.提升機(jī)的箕斗自重 一次提升量 八.提升機(jī)不均勻系數(shù) 九.鋼絲繩的出繩角度 2.2 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 1、本次設(shè)計(jì)的提升機(jī)用于在礦山中使用，所以對(duì)傳動(dòng)比例不是相比于其他的系統(tǒng)來(lái)講，不是特別精確，同時(shí)，為了保證重載作業(yè)出現(xiàn)緊急停機(jī)而盡量避免對(duì)電動(dòng)機(jī)的損傷，采用彈性聯(lián)軸器，因?yàn)樵摲N聯(lián)軸器也有利于補(bǔ)償誤差損失。 2、電動(dòng)機(jī)輸出端的轉(zhuǎn)速雖然非常大但其轉(zhuǎn)矩并不是很大，所以我設(shè)計(jì)的是將制動(dòng)器安裝在電動(dòng)機(jī)的輸出端，這樣可以有效減少電機(jī)軸的損耗。 3、總體傳動(dòng)路線時(shí)經(jīng)過(guò)電機(jī)的輸出軸輸出動(dòng)力和力矩，經(jīng)過(guò)聯(lián)軸器進(jìn)而傳遞到二級(jí)減速箱內(nèi)，經(jīng)過(guò)減速箱的速度變動(dòng)，將輸出速度變?yōu)樵O(shè)計(jì)需要的范圍內(nèi)，同時(shí)以為減速機(jī)的作用，速度降低的同時(shí)，力矩增大，達(dá)到設(shè)計(jì)需要的能力，再通過(guò)減速機(jī)的輸出軸與卷?yè)P(yáng)滾筒軸進(jìn)行連接，并且在滾筒處安裝了相應(yīng)的檢測(cè)以及限位設(shè)施，可以通過(guò)這些檢測(cè)設(shè)備將信號(hào)傳遞到電機(jī)。下圖是我設(shè)計(jì)礦用提升機(jī)的基礎(chǔ)和原理圖。 2.2總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求 總體的設(shè)計(jì)思路是，首先根據(jù)設(shè)計(jì)要求，查閱相關(guān)的設(shè)計(jì)資料，明確本次設(shè)計(jì)的具體的要求，以及注意事項(xiàng)，然后結(jié)合機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等先關(guān)的設(shè)計(jì)課本，對(duì)本次設(shè)計(jì)有一個(gè)總體規(guī)劃方案。 卷筒運(yùn)動(dòng)速度，以及提升力出發(fā)，通過(guò)傳動(dòng)效率，首先時(shí)選擇電機(jī)，然后對(duì)電機(jī)的輸出功率出發(fā)，計(jì)算減速箱的參數(shù)，包括傳動(dòng)比的確定、相互嚙合的齒輪的模數(shù)、嚙合的齒數(shù)、齒形的設(shè)計(jì)、齒輪的分度圓直徑、齒頂圓等的傾斜角的確定、軸的設(shè)計(jì)和校核，鍵的設(shè)計(jì)、以及鍵的校核、軸承的選擇、使用壽命的校核、最后時(shí)減速箱體的相關(guān)參數(shù)的確定。 經(jīng)過(guò)一系列的計(jì)算，我們就可以根據(jù)相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，明確圖紙的繪制，首先時(shí)對(duì)組成提升機(jī)減速箱的零部件進(jìn)行繪制，而且進(jìn)行繪制的時(shí)候，要特別注意配合精度，各種形位公差的確定，然后繪制總裝圖，在進(jìn)行繪制圖紙時(shí)，需要特別注意嚴(yán)格按照繪制要求進(jìn)行繪制，裝配圖要寫(xiě)明明細(xì)表，注意事項(xiàng)，各個(gè)零部件的數(shù)量等等，并且對(duì)組成關(guān)鍵的零部件進(jìn)行材質(zhì)的選擇，加工完成后的熱處理的方法。 下面是這次設(shè)計(jì)的大體步驟： 首先是關(guān)于電動(dòng)機(jī)的選型與設(shè)計(jì)————然后是關(guān)鍵的減速器和聯(lián)軸器的有關(guān)設(shè)計(jì)————接著便是翻找資料對(duì)滾筒的設(shè)計(jì)和計(jì)算————然后是具體的有關(guān)主軸的設(shè)計(jì)————最后是其他需要的零部件的設(shè)計(jì)。 64 第三章、電動(dòng)機(jī)的選擇 所有電動(dòng)機(jī)分交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)，一般來(lái)講，直流的結(jié)構(gòu)更加的復(fù)雜，所以價(jià)格也會(huì)比較昂貴，一般在工業(yè)上使用比較多的是交流電動(dòng)機(jī)，因?yàn)樯a(chǎn)用電一般都是三相電，并且因?yàn)殡妱?dòng)的運(yùn)動(dòng)需要隨時(shí)根據(jù)信號(hào)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)或者停止，這就要求電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性小，具有一定的過(guò)流承載能力。 3.1 電動(dòng)機(jī)的確定 ———提升機(jī)功率 由已知： N V取 則： 電動(dòng)機(jī)所需功率[5]： 其中 則 決定選用電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為900～1010r/min，查設(shè)計(jì)手冊(cè)[5]，選型號(hào)為YZR280S—6的電動(dòng)機(jī)，這個(gè)電動(dòng)機(jī)的功率P為63Kw，它的轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速n為980r/min，額定轉(zhuǎn)矩為2.0，需要電壓380V。 3.2 傳動(dòng)比的確定 設(shè)比為i=18/1，滾筒轉(zhuǎn)速: 分配傳動(dòng)比: 電動(dòng)機(jī)的輸出端與聯(lián)軸器相連接，而聯(lián)軸器又和減速箱相連接，當(dāng)分配傳動(dòng)比時(shí)決定因素在于減速器： 其中，——為總的傳動(dòng)比 ——為減速器上的傳動(dòng)比 方案采用二級(jí)減速機(jī)，其傳動(dòng)比分配按所需要的圓柱齒輪減速器來(lái)進(jìn)行： 式中，——高速級(jí)的傳動(dòng)比 有 ： 得到 3.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1）首先確定各軸轉(zhuǎn)速[5] Ⅰ軸轉(zhuǎn)速為： 其中， ——為滿載時(shí)的轉(zhuǎn)速（r/min） ——為減速機(jī)I軸與電機(jī)軸的傳動(dòng)比 有 Ⅱ軸的轉(zhuǎn)速為： Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速為： 設(shè)計(jì)中提升機(jī)的主軸和減速器的連接采用鼓形齒式聯(lián)軸器， =54.4r/min 計(jì)算各軸的功率: Ⅰ軸功率為： Ⅱ軸功率為： Ⅲ軸功率為： 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩為: 電動(dòng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)矩為： Ⅰ軸的轉(zhuǎn)矩為： Ⅱ軸的轉(zhuǎn)矩為： Ⅲ軸的轉(zhuǎn)矩： 第四章、減速器的設(shè)計(jì) 4.1.齒輪的傳動(dòng) 4.1.1高速級(jí)的齒輪 1.齒輪材質(zhì)、齒數(shù)、類型的確定 根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，減速箱的一級(jí)傳動(dòng)齒輪中，相互嚙合的齒輪常采用斜齒輪，因?yàn)樾饼X輪相比于直齒輪，具有更好的傳動(dòng)穩(wěn)定性，并且震動(dòng)和噪聲都比較小，所以本次設(shè)計(jì)的減速機(jī)的一級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)也采用斜齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)。齒輪傳動(dòng)計(jì)算的步驟如下[6]： 1） 因提升機(jī)的轉(zhuǎn)速不高，取安全系數(shù)為1.25，從加工經(jīng)濟(jì)型考慮，采用軟齒面，關(guān)于齒輪材料的選擇上小齒輪我決定選用為ZG340—640、它的硬度不高為210HBS；大齒輪的材料我選擇為ZG340—640、它的硬度是250HBS。 2） 我選用的精度等級(jí)為7級(jí)。 3） 對(duì)于齒輪的齒數(shù)初步確定小齒輪的齒數(shù)為，大齒輪的齒數(shù)為 4） 初步選定的螺旋角為 2. 跟據(jù)齒面的接觸強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算 根據(jù)書(shū)本進(jìn)行計(jì)算： 以下是設(shè)計(jì)中所用到的數(shù)據(jù) 1） 2） 3） 有 4） 通過(guò)計(jì)算得到小齒輪的轉(zhuǎn)矩為 5） 齒寬系數(shù)為 6） 所用彈性影響的系數(shù)為 7） 算出應(yīng)力的循環(huán)系數(shù)為: 8） 算出接觸疲勞壽命的系數(shù) 9） 接下來(lái)計(jì)算接觸疲勞的許用應(yīng)力 選用安全系數(shù),算出: 3 .算出齒輪的各個(gè)參數(shù) 1） 算小齒輪的分度圓直徑為： 2） 算出小齒輪的圓周速度為： 3） 算出小齒輪寬和小齒輪的摸數(shù)： 4） 算出齒輪縱向重合度： 5） 算出齒輪的載荷系數(shù)： 選用齒輪系數(shù) 有，并且為級(jí)精度，按照設(shè)計(jì)手冊(cè)，小齒輪的動(dòng)載系數(shù) ， 齒向載荷的分布系數(shù)為： 齒向載荷的分布系數(shù)為 并且 所以載荷系數(shù)為： 6） 計(jì)算分度圓的直徑： 7） 計(jì)算齒輪的模數(shù)： 4. 按齒根彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)[6]： 1） 確定所需要的數(shù)據(jù) a. 算出載荷的系數(shù)為 b. 得到縱向重合度 ，選用螺旋角的影響系數(shù)為 c. 求出個(gè)齒輪當(dāng)量齒數(shù) d. 翻手冊(cè)得到齒形系數(shù)為: e. 翻手冊(cè)的應(yīng)力校正系數(shù)為： f. 求出大、小齒輪的 通過(guò)算出的數(shù)據(jù)得到小齒輪的數(shù)值大于大齒輪 2） 算出齒輪彎曲強(qiáng)度: 取已可滿足彎曲強(qiáng)度。所以分度圓的直徑為,算出齒數(shù)為： 所以，得到 5. 幾何尺寸計(jì)算[6] 1） 查手冊(cè)算中心距 取中心距為 2） 通過(guò)中心距得到螺旋角為： ` 3）接下來(lái)算出兩個(gè)齒輪的分度圓直徑為 4） 然后算齒輪的齒寬為 ?。? 4.1.2 低速軸齒輪傳動(dòng) 1.齒輪類型、材質(zhì)、齒數(shù)確定[6] 1）. 因輸出轉(zhuǎn)速低，扭矩大，決定采用直齒圓柱齒輪。 2）選則小齒輪的材質(zhì)為ZG340—640、它的硬度是210HBS；選擇大齒輪的材質(zhì)為ZG340—640、它硬度為250HBS。 3） 精度選擇為7。 4） 初選小齒輪的齒數(shù)選擇為，大齒輪的齒數(shù)選擇為，大齒輪齒數(shù)取 2． 根據(jù)齒面的接觸疲勞強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)[6] 1） 根據(jù)需要得以下參數(shù) a. 載荷的系數(shù)為 b. 轉(zhuǎn)矩： 其中， ——Ⅱ軸的轉(zhuǎn)矩 ——Ⅱ軸的功率， ——Ⅱ軸的轉(zhuǎn)速 c. 取齒寬系數(shù) d. 彈性影響系數(shù) e. 小齒輪的接觸疲勞極限為 ；大齒輪的接觸疲勞極限 為 f. 求出應(yīng)力循環(huán)的次數(shù)為 g. 接觸疲勞使用的壽命系數(shù) ， h. 求出接觸疲勞的各個(gè)許用的應(yīng)力為 2） 求出所需要的各數(shù)值 a. 計(jì)算求出熊齒輪的分度圓直徑，然后將其放入中比較小的數(shù) b. 算出圓周的速度v C． 算出齒輪寬度b d. 然后求出齒輪寬度與齒輪高度比為 因?yàn)辇X輪的模數(shù)為： 計(jì)算出齒輪高度為： e. 算出所需要的載荷系數(shù) 查設(shè)計(jì)手冊(cè)得動(dòng)載系數(shù)： ，，使用系數(shù) 則： 將數(shù)據(jù)代入后得： 由 ， 得： 故載荷系數(shù) f. 首先計(jì)算分度圓的直徑為： g. 再算出模數(shù)為m 3. 通過(guò)齒根的彎曲強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算得 查手冊(cè)得設(shè)計(jì)為 1） 以下是設(shè)計(jì)中用到的數(shù)值 a. 小齒輪，大齒輪的疲勞強(qiáng)度為 b. 齒輪彎曲疲勞壽命所用到的各個(gè)系數(shù)： c. 求出需要的彎曲疲勞許用的應(yīng)力為 選擇s=1.4，求出： d. 求出需要用到的載荷系數(shù)k e.. 翻手冊(cè)得到齒輪的齒形系數(shù) 取用： f. 翻手冊(cè)得到應(yīng)力的校正系數(shù)為 取用 ： g. 由公式求出各個(gè)齒輪 通過(guò)計(jì)算得到的數(shù)據(jù)表明小齒輪的齒數(shù)大于大齒輪 2） 翻手冊(cè)根據(jù)公式計(jì)算數(shù)據(jù) 通過(guò)接觸強(qiáng)度解出分度圓的直徑為， 接下來(lái)求小齒輪的齒數(shù)為： ?。? 然后算出大齒輪的齒數(shù)為 ： 取： 4. 求出各個(gè)需要的數(shù)值 1） 首先確定分度圓的直徑 2） 然后算出所用中心距 3） 求出所用到的齒輪的寬度為 通過(guò)計(jì)算選用 ： 5. 進(jìn)行最后的校核得到 所示，進(jìn)過(guò)校核設(shè)計(jì)合理。 6. 其他參數(shù)的計(jì)算 因 ， 則： 可做成實(shí)心結(jié)構(gòu)，Ⅱ軸小齒輪， 則： 4.2 軸的設(shè)計(jì) 4.2.1 輸入軸的設(shè)計(jì) 1. 根據(jù)減速器的傳動(dòng)功率，設(shè)計(jì)高速軸選用45鋼，加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。 2. 選用軸的最小直徑為： 通過(guò)翻書(shū)，查到：，所以嘗試軸的最小直徑為 軸Ⅰ設(shè)計(jì)了與聯(lián)軸器連接的鍵槽，所以直徑需增大5%～7%，取6% 則 ： 所以 計(jì)算聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩： 通過(guò)一系列篩選比較，選 然后 ： 按照書(shū)本以及其他相關(guān)選用材料和選用條件篩選比較得到，本次設(shè)計(jì)的輸入軸采用的聯(lián)軸器型號(hào)為：HL4型彈性柱銷聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器的孔徑=45mm，長(zhǎng)度L=112mm，半聯(lián)軸器與軸配合長(zhǎng)度=84mm，公稱轉(zhuǎn)矩為1250000， 3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[6] a.確定軸的結(jié)構(gòu) 根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算的結(jié)果，初步對(duì)該軸進(jìn)行了設(shè)計(jì)，如下圖4.1所示，并且標(biāo)明了各個(gè)階段的長(zhǎng)度，以及直徑、倒角等參數(shù)。 圖4.1 I軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 b. 初步選擇滾動(dòng)軸承 因Ⅰ軸同時(shí)承受徑向和軸向載荷，并且根據(jù)=52mm。因此我決定選用角接觸球軸承它的型號(hào)為7211C，，因此，得到 7211C的定位軸肩高度h=4.5mm，取=64mm。 c. 齒輪軸中齒輪=145mm。同時(shí)我選擇左側(cè)肩長(zhǎng)=8mm，右側(cè)肩長(zhǎng)20mm。 d. 已知軸承寬B=23mm，將齒輪距箱體內(nèi)壁間距a=16mm，Ⅱ軸上的大齒輪與小直齒輪的安裝間距設(shè)計(jì)c=20mm，可以取 通過(guò)以上數(shù)據(jù)已經(jīng)確定各段的基本情況 4. 關(guān)于軸上的其他所用的固定 軸上齒輪和半聯(lián)軸器與軸全采用平鍵與軸配合，因，半聯(lián)軸器處選用的平鍵尺寸為：，軸上的聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。軸與軸承的尺寸公差為m6。 翻手冊(cè)軸端的倒角選用為c為 測(cè)軸肩a、b、c、d、e、f等處的圓角半徑分別取R1.6、R2、R2、R2、R2。 6. 計(jì)算軸上的所有載荷 a. 得到軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖,如圖4.2，因軸承a=20.9mm，所以，計(jì)算出軸蘇需要的支撐跨距是。 求得， b. 接下來(lái)我要算出軸的，和 通過(guò)得到的條件算出： 然后要計(jì)算出小斜齒輪的分度圓直徑： 知道，算出 有： 由此得到圖(a)確定出所需要的各個(gè)力的方向。 c. 接下來(lái)需要得到水平方向的支反力以及水平彎矩； 通過(guò) 得， 得到(b) 求c處的水平彎矩： 得到（c）。 d. 然后算出垂直方向的支反力和垂直還有彎矩 通過(guò) 得， 得到d c處的垂直彎矩為： 得到（e） e. 接下來(lái)計(jì)算出總的彎矩 得（f） 圖4.2 I軸的載荷分析圖 f. 圖g為扭矩圖。 7. 對(duì)軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核[6] 我們通過(guò)上述作圖分析和計(jì)算，并且結(jié)合零件圖，我們可以知道在截面C處的結(jié)構(gòu)比較危險(xiǎn)，所以進(jìn)行校核的時(shí)候，只需要對(duì)C處進(jìn)行校核即可，取 軸的計(jì)算應(yīng)力： 取 則： 可見(jiàn)： ， 因軸的材料為45鋼，故可知 通過(guò)計(jì)算，可我們可以看到軸的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足使用要求。 8. 對(duì)于使用鍵的校核[6] 半聯(lián)軸器處的鍵尺寸：，對(duì)其進(jìn)行校核。 其中，通過(guò)上公式得它們的接觸高為 K=0.5h，h表示為用到的鍵的高。 通過(guò)選擇設(shè)計(jì)按照?qǐng)A頭平鍵來(lái)進(jìn)行，得到鍵的長(zhǎng)的為： L=L-b=50-10=40mm 公式里的d 是軸的直徑 則： 根據(jù)鍵槽的材質(zhì)，知： =60～90Mpa 可見(jiàn)， <，所以可以看出我設(shè)計(jì)的鍵槽的強(qiáng)度符合我的設(shè)計(jì)要求。 接下來(lái)是齒輪軸轂與軸連接平鍵的校核， < 通過(guò)計(jì)算可以看出，我選用的平鍵的強(qiáng)度也滿足要求。 9. 聯(lián)軸器的校核[6] 扭矩驗(yàn)算 K——工作系數(shù)，取 所以，可知聯(lián)軸器符合設(shè)計(jì)需求。 4.2.2 中間軸的設(shè)計(jì) 1. 材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理 2. 初步確定軸的最小直徑[6] 故?。? 初選圓錐滾子軸承，根據(jù)，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)，取軸承30313，尺寸，同時(shí)因?yàn)檩S承內(nèi)側(cè)采用套定位，所以取。 3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[6] 1） 設(shè)計(jì)過(guò)程與上述類似，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖如圖4.3。 選左側(cè)平鍵。按， 選右側(cè)平鍵。按， 2） 確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 a. 已知斜齒輪寬150mm，故取。 b. 又因斜齒輪與直齒輪間距20mm，取。 c. 因中間軸齒寬160mm，取 。 因采用的軸承尺寸，故， 。 圖4.3 II軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 d. 因軸承的安裝尺寸為d=77mm，所以。關(guān)于中間軸上的兩個(gè)齒輪，它們之間我設(shè)計(jì)為軸肩定位，肩高h(yuǎn)=（0.07～0.1）d=（0.07～0.1）77，我選用h=6mm，于是得到軸環(huán)。 4. 中間軸的兩個(gè)齒輪和軸的鏈接形式均采用平鍵。按，選平鍵，取兩齒輪與軸的配合均為H7/K6，軸承與軸配合處的尺寸公差取值為m6[7]。 5.確定其他尺寸 翻手冊(cè)取軸端的倒角c為 ，所以接下來(lái)排列出的a開(kāi)始f結(jié)束的各個(gè)圓半徑分別取成R2、R2、R2、R2.5、R2.5、R2。 6. 計(jì)算軸上的載荷 a. 根據(jù)我的選用要求，如圖4.4所示，根據(jù)圖來(lái)進(jìn)行接下來(lái)的設(shè)計(jì)。 確定軸承的支點(diǎn)位置，因30313型軸承，得到a=29mm，得到， ， 得到大齒輪上的力是： 同樣得到小齒輪上的各個(gè)力是： 通過(guò)計(jì)算得到圖（a）表達(dá)出各個(gè)方向。 接下來(lái)求水平方向的支反力，用圖（b）所示 則： d. 計(jì)算B、C水平彎矩，并做彎矩圖，（C）所示，則： e. 垂直面受力圖，如圖（d）所示 根據(jù)條件： 則： 根據(jù)： 則可知： f. 求出點(diǎn)B、點(diǎn)C的垂直彎矩然后做出彎矩圖，彎矩圖為（e）。 圖4.4 II軸上的各載荷 g. 求出總的彎矩并做出圖，圖f為總的彎矩圖。 h． 作轉(zhuǎn)矩圖，（h）所示 7. 校核軸的強(qiáng)度[6] 截面C是比較危險(xiǎn)，因?yàn)閷?duì)該處進(jìn)行校核。 由式 ： 其中， 則： 所以，進(jìn)過(guò)計(jì)算，可以知道強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，所以安全。 8. 鍵的校核[6] 大斜齒輪處鍵的尺寸為：，對(duì)其進(jìn)行校核，根據(jù)如下公式進(jìn)行計(jì)算： 將參數(shù)帶入上述，得： 根據(jù)鍵的材質(zhì)得知： =（60~90）Mpa 那么，我們可以知道≤ ，所以，可鍵的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。 小直齒輪處鍵，對(duì)其進(jìn)行的校核計(jì)算。 計(jì)算過(guò)程同上， 可見(jiàn)，該鍵的強(qiáng)度也滿足設(shè)計(jì)要求。 4.2.3 輸出軸的設(shè)計(jì) 1. 首先選擇材質(zhì)為45鋼，然后進(jìn)行一些后期的處理。 2. 首先確定一下軸能用的最小直徑 得到 初選角接觸軸承，根據(jù)，選7220C型軸承， ，故，取。 3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[6] 1） 確定各軸段直徑及長(zhǎng)度 a. 結(jié)構(gòu)草圖如圖4.5。 b. 因我選的7220C軸承的定位軸肩高為 c. 取直徑為，通過(guò)之前確定出齒輪寬度為155mm，所以的。我選擇的定位方式用軸肩定位，用齒輪左軸肩， 通過(guò)計(jì)算得到高h(yuǎn)=（0.06～0.12）d=6~12（mm）。我選擇h=7.5mm，得到軸右度為，取， 圖4.5 III軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 d. 因軸承安裝尺寸的問(wèn)題，所以，考慮到裝配的要求，。 e. 將輸出軸直徑取值45mm,，半聯(lián)軸器取L=120mm，故取。 其余設(shè)計(jì)尺寸如圖4.5所示。 考慮到轉(zhuǎn)矩變化和沖擊，故取， 則： 4. 然后求軸上的各個(gè)零件軸向的固定 首先齒輪、半聯(lián)軸器與軸均采用平鍵連接，按，選平鍵。槽長(zhǎng)為110mm，配合為H7/k6，半聯(lián)軸器處平鍵 ，配合為H7/k6。滾動(dòng)軸承與軸尺寸公差為m6。 5. 確定軸上的圓角的尺寸和軸上的倒角的尺寸 翻書(shū)選用軸端倒角C為 a、b、c、d、e、f處各個(gè)圓角都分為R2.5、R3.、R2.5、R2.5、R2.5、R2.5。 5. 求軸上的各處的載荷[6] a. 通過(guò)計(jì)算畫(huà)出軸上的計(jì)算見(jiàn)圖為（a）。 翻書(shū)求解得到以下數(shù)據(jù)為 由此得出大齒輪上受到的力為下 b. 求出水平方向上的各支反力，畫(huà)出圖（b） 通過(guò) ： 得到 ： c. 通過(guò)得到的數(shù)據(jù)，畫(huà)出水平方向彎矩圖（c） d. 通過(guò)得到的數(shù)據(jù)，做出圖（d）垂直面受力圖 通過(guò) 得到 e. 通過(guò)得到的數(shù)據(jù)，做出圖（e）垂直面彎矩圖 f. 作出合成彎矩圖，如圖（f）所示 6. 校核軸的強(qiáng)度 B處危險(xiǎn)，對(duì)該處進(jìn)行校核，則根據(jù)下式 如前所述， 則，可知： 所以，根據(jù)計(jì)算，可軸安全 7. 鍵的校核[6] 齒輪處平鍵，根據(jù)前面的計(jì)算方法，得： 圖4.6 III 軸的載荷分析圖 通過(guò)計(jì)算，我們可以發(fā)現(xiàn)在該軸的尺寸與軸的鏈接處，因?yàn)橛?jì)算得到擠壓強(qiáng)度不能滿足設(shè)計(jì)要求，所以決定采用雙鍵，并且設(shè)計(jì)成布置的方式進(jìn)行放置鍵槽。 鍵的工作長(zhǎng)為： 則可知： 經(jīng)過(guò)對(duì)鍵的計(jì)算和校核，可以發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式滿足要求。 8. 聯(lián)軸器的校核 按照所受的扭矩進(jìn)行計(jì)算 通過(guò)以上計(jì)算比較得到所選聯(lián)軸器滿足要求。 4.3 箱體設(shè)計(jì)及尺寸的計(jì)算[9] 名稱 單位（mm） 箱座壁厚 箱蓋壁厚 箱座、箱蓋、凸緣厚座b 箱座底凸緣后座 地腳螺釘直徑 地腳螺釘數(shù)目 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 蓋與座聯(lián)接螺栓直徑 聯(lián)接螺栓的間距L 軸承端蓋螺釘直徑 窺視孔蓋螺釘直徑 定位銷直徑d 、、至外箱壁距離 、至凸緣邊緣距離 軸承旁凸臺(tái)半徑 凸臺(tái)高度 外箱壁至軸承座端面距離 鑄造過(guò)渡尺寸k、h 大齒輪頂圓與內(nèi)壁距離 齒輪端面與內(nèi)壁距離 箱蓋、箱座筋厚、m 軸承端蓋外徑 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 第五章、鋼絲繩的選擇 1. 根據(jù)任務(wù)要求，我們首先對(duì)鋼絲繩的參數(shù)記性確定，首先是確定每米重P,按如下公式進(jìn)行[10]: 其中， ——一1次提升的重量 ———箕斗本身重量 ———極限抗拉強(qiáng)度,用 ———安全系數(shù)，用 ———最大懸垂長(zhǎng)度 式中 ， ———井架的高度，用22m 2. 標(biāo)準(zhǔn)鋼絲繩確定[11] 根據(jù)實(shí)際的使用其概況，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇，初步擬定選擇使用普通的圓股繩型號(hào)為為的鋼絲繩。 這個(gè)型號(hào)的鋼絲繩參數(shù)為：繩的直徑為d=12.5mm；鋼絲的直徑為mm，P=0.5412Kg/mm，極限抗拉強(qiáng)度，斷裂力，總斷面。 進(jìn)行計(jì)算，可按如下公式進(jìn)行。 通過(guò)上述的求解，確定這個(gè)型號(hào)的鋼絲繩滿足我設(shè)計(jì)的要求。 3. 鋼絲繩的最大靜拉力[11] 第六章、滾筒的設(shè)計(jì) 在計(jì)算上，在滾筒輸入軸與減速箱的輸出軸之間也采用的齒輪嚙合的設(shè)計(jì)形式，接下來(lái)進(jìn)行對(duì)滾筒的相關(guān)設(shè)計(jì)及參數(shù)的確定。 6.1 滾筒有關(guān)尺寸的計(jì)算 1. 計(jì)算出滾筒的直徑[12] 通過(guò) 得： 2. 對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行求證 通過(guò)計(jì)算求證表明D=1320mm非常符合設(shè)計(jì)要求。 3. 接下來(lái)求出滾筒的寬度 其中字母表示， ——主井的提升高度 ——兩繩圈之間的間隙，用 6.2 滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 筒木襯制繩槽，所以可知槽深： d——鋼絲直徑 兩相鄰溝槽的中心矩： 取 圖6.1 滾筒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖[12] 6.3 滾筒的強(qiáng)度計(jì)算 這個(gè)計(jì)算是為了證明設(shè)計(jì)的合理性，一切應(yīng)力在滾筒的可承受范圍內(nèi) 6.3.1 筒殼的計(jì)算載荷 1. 首先要求出筒殼的外部承受的載荷 其中單位面積內(nèi)壓力[12] 通過(guò) 得到， ———為鋼絲繩的最大靜拉力 ———筒殼厚度的平均半徑 ———兩纏繞繩圈的間距 2. 接著要求出鋼絲繩拉力能降低多少 通過(guò)， 其中， —變形修正系數(shù) ，我用 ，筒殼頂端位置我用， ———筒殼的寬度 其中，—鋼絲繩的彈形模數(shù)，，用 ——表示為筒殼彈性模數(shù)， ——表示為鋼絲的橫街面積 ———表示為筒殼的厚度， ———兩繩圈相互纏繞的節(jié)間矩離， 其中： （取自筒殼的中間位置） （取自筒殼的頂端） 通過(guò)計(jì)算，表明兩者差距不大，所以我用 6.3.2 筒殼強(qiáng)度的校核 1）. 分片段進(jìn)行校核，首先校核自由段[12] 首先該滿足自由段的長(zhǎng)度設(shè)計(jì) 用 式中 —滾筒半徑 —筒殼厚度 因?yàn)椴殚嗁Y料， 許用壓縮應(yīng)力 因筒徑，寬，我選用其直徑為，其節(jié)距， 纏滿一層需要圈數(shù)，長(zhǎng)度 鋼絲繩懸垂為，因此纏繞第二層需要圈數(shù) 2） 求出一層纏繞時(shí)的壓縮應(yīng)力的大小 其中字幕表示， S——為最大靜拉力（Kg）， h——為筒殼厚度（cm）， t——為纏繞節(jié)矩 ， ——降低系數(shù)， 3） 當(dāng)?shù)诙永p繞時(shí)應(yīng)滿足壓縮應(yīng)力乘以纏繞系數(shù) 并且 其中， 所以， 通過(guò)以上計(jì)算不難看出，設(shè)計(jì)的壓縮應(yīng)力滿足設(shè)計(jì)要求。 6.3.3 支輪處筒殼應(yīng)力的校核 通過(guò)計(jì)算得到筒殼的壓縮應(yīng)力[13]： 其中，。 ——單位面積壓力， ———筒平均半徑， h——筒殼厚（cm）， 其中， 筒殼的壓縮應(yīng)力為： 由此得出總的應(yīng)力為： ———表示為波桑比， 通過(guò)以上計(jì)算結(jié)果不難看出所計(jì)算都滿足與設(shè)計(jì)要求。 6.3.4 支環(huán)處筒殼應(yīng)力的校核 首先要計(jì)算出在焊接的點(diǎn)的壓縮應(yīng)力是否滿足條件： 其中，——表示為剛度系數(shù)，翻手冊(cè)得通常情況下，在這里我選用 其中， ——表示為拉力降低系數(shù) 計(jì)算出彎曲應(yīng)力為： 合成應(yīng)力為： 通過(guò)以上計(jì)算表明設(shè)計(jì)滿足要求，暫無(wú)不妥。 6.4 筒殼的強(qiáng)度穩(wěn)定性校核 首先要判斷筒殼是否滿足設(shè)計(jì)要求： 其中， ——臨界單位壓力 ——安全系數(shù)，， 這里我選用 其中， 在上式中， ———表示為筒殼的臨界長(zhǎng)度 得到， 由此比較 通過(guò)上述計(jì)算可以判斷出筒殼的強(qiáng)度穩(wěn)定性滿足我的設(shè)計(jì)要求。 第七章 主軸的設(shè)計(jì) 1.通過(guò)生活知識(shí)常識(shí)我們明白礦用提升機(jī)的使用過(guò)程中，要克服的負(fù)載力包括了牽引力，這個(gè)牽引力在提升機(jī)的升降過(guò)程中，是不斷的變化的。 2.在主軸的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，一旦遇到突然的制動(dòng)信號(hào)，電機(jī)會(huì)在制動(dòng)器的作用下立即停止運(yùn)動(dòng)，并且減速箱也會(huì)停止，主軸則會(huì)隨著變?yōu)橥Ｖ範(fàn)顟B(tài)，所以我們可以知道主軸的類型應(yīng)該是轉(zhuǎn)軸。 7.1主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1. 根據(jù)提升機(jī)卷筒設(shè)計(jì)的對(duì)稱性結(jié)構(gòu)，我們可以知道滾筒內(nèi)的軸的結(jié)構(gòu)也應(yīng)該是對(duì)稱的，所以我們記下里就是對(duì)軸的計(jì)算和校核。在剛開(kāi)始設(shè)計(jì)軸的地點(diǎn)，首先確定軸的最小直徑。 滾筒軸可以采用45鋼，加工完成后，我們需要對(duì)該軸進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，以便于增強(qiáng)硬度。 由 : 軸最小直徑與齒輪連接，并且改端需要與齒輪連接，用的鍵槽設(shè)計(jì)，所以需要對(duì)改端的軸進(jìn)行加厚處理，軸徑應(yīng)增大3%，則 故 結(jié)合 ，將主軸的兩端的支撐軸承采用圓柱滾子軸承，型號(hào)為N220，該軸承的參數(shù)如下：尺寸，故，長(zhǎng)L=B=34mm，設(shè)計(jì)出主軸如圖7.1所示 圖7.1 主軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 根據(jù)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，并且查閱先關(guān)的設(shè)計(jì)資料，我們將上圖中的軸的尺寸進(jìn)行了確定，、 、根據(jù)相關(guān)條件，我選擇鍵的尺寸為， 其中段聯(lián)軸器CICL9型鼓形齒式聯(lián)軸器的參數(shù)為，轉(zhuǎn)矩為18000，轉(zhuǎn)矩再后面會(huì)用到，孔徑的大小是d=90mm，它的長(zhǎng)度212mm，其中半軸器與軸配合的長(zhǎng)度為。 7.2 主軸的強(qiáng)度校核 接下來(lái)要設(shè)計(jì)主軸，主軸的強(qiáng)度校核包含以下三個(gè)部分的內(nèi)容。 首先我們要進(jìn)行剛度上的校核，翻書(shū)查出其校核公式為 其中 ， ——表示為主軸的跨度。 7.2.1 求主軸的正常載荷 a ).受力狀況，如圖7.2所示： 首先我們要確定滾筒的重量： 因此求出（得到。把滾筒一分為二，一為p1、二為p2，兩部分分別作用在不同的支輪邊。根據(jù)對(duì)稱性，我們可得： b). 確定鋼絲繩纏繞于滾筒上的重量 首先求出一層纏繞時(shí)， 接著推導(dǎo)出二層以后， d. 接著我們還要求出和和 以及在鋼絲繩向上提的過(guò)程中的力 其中， ——表示為拉力降低系數(shù) 根據(jù)所求得的數(shù)據(jù)，列出以下表 表7.1 扭矩及自重 工 況 i T（i）/N 纏繩位置 自重 1 11096.45 筒殼右端 3096.45 2 9998.5 筒殼左端 3109.45 7.2.2 支反力的計(jì)算 接下來(lái)應(yīng)該對(duì)主軸進(jìn)行受力分析。在對(duì)主軸上的力分析時(shí)應(yīng)從不同平面入手即垂直面與水平面。 得到，還有，， 得到其中1中情況： 首先通過(guò)豎直面進(jìn)行分析畫(huà)出圖8.3： 圖8.3 其1情況分析 接著通過(guò)水平面進(jìn)行分析畫(huà)圖8.4 7.2.3 按彎扭組合校核強(qiáng)度 首先通過(guò)計(jì)算得到的數(shù)據(jù)畫(huà)出彎矩圖8.5 （1） 工況1： 7.2.4 正常載荷下主軸強(qiáng)度驗(yàn)算 首先我們要通過(guò)疲勞強(qiáng)度進(jìn)行判定是否合格 其中： ，———都分別為實(shí)際的安全系數(shù) 這里面： ———表示為彎曲疲勞的極限，在這里我用 ———表示為剪切疲勞極限，我選用 ，———表示為應(yīng)力的集中系數(shù)， ， ———表示為尺寸系數(shù)， 我選用 ———表示為表面的光潔度系數(shù)， ， ——都表示為折算系數(shù)， ， ，——兩個(gè)都表示為扭轉(zhuǎn)及彎曲應(yīng)力幅 因?yàn)榕まD(zhuǎn)應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)，所以： 其中： ——表示為主軸一處的抗彎截面系數(shù) ———表示為主軸2斷面處的抗扭截面模數(shù) 式中： ——表示為計(jì)算的直徑 ，——表示為彎曲及扭轉(zhuǎn)的平均應(yīng)力 通過(guò)以上計(jì)算表明我的設(shè)計(jì)滿足要求，并沒(méi)有不合格之處。 總 結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是針對(duì)礦用提升機(jī)而進(jìn)行的研究，創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)對(duì)提升機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，要求提升機(jī)在執(zhí)行任務(wù)時(shí)可以達(dá)到任務(wù)要求，對(duì)設(shè)計(jì)安全性提出了新的要求，對(duì)材質(zhì)進(jìn)行了選型等工作，良好的提升機(jī)設(shè)備，不僅使用壽命長(zhǎng)，而且在使用中具有良好的制動(dòng)效果，保證了提升機(jī)的使用安全性，同時(shí)也保證了人身安全和設(shè)備安全，所以在實(shí)際的使用上，如果設(shè)計(jì)形式滿足理想的使用要求，則意義是十分重大的。 在礦用提升機(jī)的結(jié)構(gòu)組成中，設(shè)計(jì)主要包括了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的型號(hào)的選擇、聯(lián)軸器的選擇、減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算、卷筒裝置的設(shè)計(jì)以及鋼絲繩的選擇計(jì)算等幾個(gè)部分。 （1） 首先通過(guò)對(duì)相關(guān)的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述，講述了礦用提升機(jī)的結(jié)構(gòu)形式，以及發(fā)展概況。 （2） 對(duì)礦用提升機(jī)的聯(lián)軸器類型進(jìn)行了說(shuō)明，并結(jié)合本次設(shè)計(jì)的具體用途，選擇合適的聯(lián)軸器、根據(jù)使用要求，對(duì)電機(jī)進(jìn)行了選型。 （3） 對(duì)礦用提升機(jī)的減速機(jī)構(gòu)進(jìn)行了類型的選擇，對(duì)齒輪的參數(shù)、傳動(dòng)比、模數(shù)、齒數(shù)等等進(jìn)行了計(jì)算和說(shuō)明，對(duì)各級(jí)軸進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核，對(duì)軸承進(jìn)行了選型并且對(duì)使用壽命進(jìn)行了計(jì)算和說(shuō)明，對(duì)減速箱的其他結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明。 （4） 對(duì)減速機(jī)的輸出軸、主軸、滾筒、鋼絲繩的選型等進(jìn)行了說(shuō)明和相應(yīng)的計(jì)算。 本次設(shè)計(jì)綜合來(lái)講，是一項(xiàng)綜合性的學(xué)科知識(shí)融合而進(jìn)行設(shè)計(jì)的一個(gè)畢業(yè)課題，不僅需要對(duì)機(jī)械專業(yè)的知識(shí)有過(guò)硬的掌握，而且需要對(duì)工藝、焊接等等知識(shí)進(jìn)行了介紹，結(jié)合咨詢老師的方式對(duì)整體進(jìn)行了設(shè)計(jì)，為了適應(yīng)時(shí)代的需求，就要多加學(xué)習(xí)，不斷的將自己的能力推向前進(jìn)。 參考文獻(xiàn) [1] 洛陽(yáng)礦用機(jī)械研究所編. 礦井提升機(jī). 機(jī)械工業(yè)出版社出版.2012.3. 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