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河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
指導(dǎo)教師： 李延鋒 職稱： 教授
所在院（系）： 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 教研室（研究室）： 機(jī)設(shè)
題 目
多繩摩擦式提升機(jī)的動(dòng)力及傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
周楊
專業(yè)班級(jí)
08機(jī)設(shè)5班
學(xué)號(hào)
0816101019
一、 選題質(zhì)量：
1、本題目符合機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，能夠充分鍛煉和培養(yǎng)分析問(wèn)題和實(shí)際操作能力，能夠體現(xiàn)綜合訓(xùn)練的要求。
2、設(shè)計(jì)任務(wù)難易程度和工作量適中，符合本科畢業(yè)設(shè)計(jì)要求，能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成。
3、所選題目礦井提升設(shè)備的選型設(shè)計(jì)與實(shí)際貼合比較緊密，在實(shí)際的應(yīng)用中比較廣泛。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)機(jī)器的零件的設(shè)計(jì)和計(jì)算對(duì)我來(lái)說(shuō)是以往所學(xué)知識(shí)的總結(jié)和應(yīng)用，所以能夠滿足綜合訓(xùn)練的要求。礦井提升機(jī)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于我來(lái)說(shuō)還是具有很大的難度，對(duì)于這方面的了解不是很多，且這方面的資料也是比較少，所以這對(duì)我來(lái)說(shuō)是一個(gè)挑戰(zhàn)。
二、開(kāi)題報(bào)告完成情況：
根據(jù)自己在各方面資料的收集和整理，通過(guò)對(duì)可行性的分析，結(jié)合老師給的題目的選擇，我完成了這次設(shè)計(jì)的選題。在選題結(jié)束之后，通過(guò)自己認(rèn)真查閱相關(guān)的資料，最后結(jié)合本身的實(shí)際情況和設(shè)計(jì)的時(shí)間任務(wù)完成了開(kāi)題報(bào)告。
三、階段性成果：
現(xiàn)階段主要成果有以下幾點(diǎn)：
完成畢業(yè)實(shí)習(xí)并完成實(shí)習(xí)報(bào)告
完成英文文獻(xiàn)翻譯
完成開(kāi)題報(bào)告
完成總體設(shè)計(jì)，并完成各部件的詳細(xì)計(jì)算并且繪制草圖。
已收集整理各種資料
四、存在主要問(wèn)題：
現(xiàn)階段存在的主要問(wèn)題有：一是資料的查找比較困難，關(guān)于多繩摩擦式提升機(jī)的資料非常復(fù)雜和繁瑣其中許多都是與設(shè)計(jì)無(wú)關(guān)的，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間尋找。二是其中牽扯到許多專業(yè)知識(shí)，許多地方都是在課堂上沒(méi)有接觸過(guò)的，還有一些牽扯到實(shí)際中的情況，一些設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)也是以前在課本上沒(méi)見(jiàn)過(guò)的。
解決方法：1 靜下心來(lái)認(rèn)真查找并整理相關(guān)資料
2 查找相關(guān)書籍資料學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)
3 請(qǐng)教老師和專業(yè)相關(guān)人員
4 上網(wǎng)尋求幫助
五、指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生在畢業(yè)實(shí)習(xí)中，勞動(dòng)、學(xué)習(xí)紀(jì)律及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展等方面的評(píng)語(yǔ)
指導(dǎo)教師： （簽名）
年 月 日
2
河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
摘 要
我國(guó)煤炭資源比較豐富，煤礦開(kāi)采存在著許多技術(shù)問(wèn)題，跟國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家比仍然存在很大的差距，特別是一些傳統(tǒng)煤礦開(kāi)采技術(shù)上仍然駐足不前，特別是提升機(jī)的安全保障很難達(dá)到要求。本次設(shè)計(jì)主要是大型礦用提升機(jī)動(dòng)力部分及傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算及其強(qiáng)度校核，該提升機(jī)是多繩摩擦式，適用于大中型煤礦的提升運(yùn)輸。
本論文針對(duì)礦山機(jī)械的特殊要求，重點(diǎn)設(shè)計(jì)動(dòng)力部分及傳動(dòng)部分，兩個(gè)部分是提升機(jī)的關(guān)鍵部分，動(dòng)力部分如果不選擇合適的電機(jī)，將會(huì)造成動(dòng)力不足或者浪費(fèi)能量；提升機(jī)的傳動(dòng)部分為減速器，在設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮軸承受的彎扭力矩，齒輪是否滿足強(qiáng)度要求，軸的工藝要求等.多繩摩擦式礦用提升機(jī)，各零件均按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，安全可靠性高，適用于大中型礦井的提升運(yùn)輸。
關(guān)鍵詞：提升機(jī) 主軸 強(qiáng)度校核 減速器
ABSTRACT
China's rich coal resources, coal mining, there are many technical issues, with developed countries than there are still big gaps, especially some of the traditional small and medium-sized coal mining technology still does not stop the former, in particular to enhance the safety and security of a machine Difficult to meet the requirement of this design is mine hoist drum and a fixed spindle device design and strength check calculation, the hoist is a two-reel structure, applicable to the large and medium-sized coal mines Upgrading transportation.
This paper for the special requirements of mining machinery, spare parts and focus on design reel main components, the two parts is a key part of hoist, roll strength enough lead to a direct consequence of the cartridge case is the collapse pressure, weld cracks, and so is the spindle Transfer power plant, to be considered in the design of its affordable bending and torsion torque, the key strength of the spindle assembly and the weakening of the problem, the axis of requirements . according to various parts of standard design, Security high reliability, application and upgrade the transport of large and medium-sized mines.
Key words: lifting hoist main axle strength checking reduction gear
i
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
1 緒論 1
1.1 礦井提升設(shè)備的特點(diǎn) 1
1.2 礦井提升機(jī)的用途和發(fā)展概況 1
1.3 礦井提升機(jī)的工作原理 3
2提升機(jī)的組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 6
2.1 單繩纏繞式、多繩摩擦式提升機(jī)的工作原理 7
2.1.1 單繩纏繞式提升機(jī)的工作原理 7
2.1.2多繩摩擦式提升機(jī)的工作原理 8
2.2兩種提升機(jī)的特點(diǎn) 9
2.2.1單繩纏繞式提升機(jī)特點(diǎn) 9
2.2.2多繩摩擦式提升機(jī)特點(diǎn) 10
3提升機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10
3.1設(shè)計(jì)參數(shù)： 10
3.2提升機(jī)電力拖動(dòng)的方式選擇 11
3.3電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 11
3.4電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定 12
4 提升機(jī)減速器的設(shè)計(jì) 12
4.1 減速器的作用 12
4.2 減速器的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 13
4.3 減速器的總體設(shè)計(jì) 14
4.3.1 擬定傳動(dòng)方案 14
4.3.2傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配 15
4.3.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 16
4.4 齒輪設(shè)計(jì) 18
4.4.1 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) 18
4.4.2 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) 26
4.5 軸的設(shè)計(jì) 34
4.5.1減速器高速軸1的設(shè)計(jì) 34
4.5.2 中間軸2的設(shè)計(jì) 41
4.5.3 低速級(jí)軸3的設(shè)計(jì) 43
5提升速度圖 46
致 謝 48
參考文獻(xiàn) 49
1 緒論
1.1 礦井提升設(shè)備的特點(diǎn)
（1）安全性
所謂安全性，就是不能發(fā)生突然事故。由于礦井提升設(shè)備在礦山生產(chǎn)中所占地位十分重要，其運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性，不僅直接影響整個(gè)礦井的生產(chǎn)，而且還涉及人員的生命安全。因此各國(guó)都對(duì)礦井提升設(shè)備的安全性提出了極嚴(yán)格的要求。在我國(guó)這些規(guī)定包括在《煤礦安全規(guī)程》之中。
（2）可靠性
可靠性是指能夠可靠地連續(xù)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)而不需在短期內(nèi)檢修。礦井提升設(shè)備所擔(dān)負(fù)的任務(wù)十分艱巨，不僅每年要把數(shù)十萬(wàn)噸到數(shù)百萬(wàn)噸的煤炭和礦石從井下提升到地面，而且還要完成其它輔助工作。罐籠或箕斗必須在不長(zhǎng)的距離內(nèi)——數(shù)百米到上千米，以很高的速度往返運(yùn)行，因此必然要頻繁地起動(dòng)和停車，可見(jiàn)提升機(jī)的工作條件是十分苛刻的。一個(gè)年產(chǎn)150萬(wàn)t的礦井，停產(chǎn)一天就要損失大約20萬(wàn)元。因此礦井提升機(jī)至少要服務(wù)二十年以上而不需大修。
（3）經(jīng)濟(jì)性
礦井提升設(shè)備是礦山大型設(shè)備之一，功率大，耗電多，大型礦井提升機(jī)的功率超過(guò)1000kW。因此提升設(shè)備的造價(jià)以及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，也就成為影響礦井生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重要因素之一。
因此提升機(jī)的設(shè)計(jì)水平會(huì)直接影響到煤礦業(yè)的發(fā)展水平。
1.2 礦井提升機(jī)的用途和發(fā)展概況
礦井提升機(jī)是礦山的重要設(shè)備之一，是聯(lián)系井下與地面的主要運(yùn)輸工具。 我國(guó)對(duì)滾筒直徑在2m和2m以上的提升設(shè)備稱之為提升機(jī)(防爆液壓絞車除外)，對(duì)滾筒直徑在2m以下的俗稱為絞車。
礦井提升機(jī)主要用于煤礦、金屬礦、和非金屬礦中提升煤炭、礦石和矸石、升降人員、下放材料、工具和設(shè)備。
礦井提升機(jī)與壓氣、通風(fēng)和排水設(shè)備組成礦井四大固定設(shè)備，是一套復(fù)雜的機(jī)械——電氣組。所以合理的選用礦井提升機(jī)具有很大的意義。
礦井提升機(jī)的工作特點(diǎn)是在一定的距離內(nèi)，以較高的速度往復(fù)運(yùn)行。為保證提升工作高效率和安全可靠，礦井提升機(jī)應(yīng)具有良好的控制設(shè)備和完善的保護(hù)裝置。礦井提升機(jī)在工作中一旦發(fā)生機(jī)械和電氣故障，就會(huì)嚴(yán)重地影響到礦井的生產(chǎn)，甚至造成人身傷亡。
熟悉礦井提升機(jī)的性能、結(jié)構(gòu)及工作原理，提高安裝質(zhì)量，合理使用設(shè)備，加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，對(duì)于確保提升工作效率和安全可靠，防止和杜絕故障及事故發(fā)生，具有重大意義。
礦井提升機(jī)已有很長(zhǎng)的發(fā)展歷史。早在八百多年以箭．我國(guó)古代勞動(dòng)人民就發(fā)明了轆轤，用手搖轆轤從地下提升煤炭和礦石，以后發(fā)展成畜力絞車。十九世紀(jì)，西方資本主義國(guó)家制造出蒸汽提升機(jī)，并用于生產(chǎn)。到二十世紀(jì)，由于電力的發(fā)展，電力拖動(dòng)的提升機(jī)逐漸代替蒸汽提升機(jī)。近幾十年來(lái)，礦井提升機(jī)有了更大的發(fā)展，出現(xiàn)了多繩摩擦式提升機(jī)以及先進(jìn)的拖動(dòng)和控制系統(tǒng)。目前，國(guó)外的礦井提升機(jī)正向體積小、重量輕和自動(dòng)化的方向發(fā)展，以適應(yīng)深井和大產(chǎn)量的需要。隨著生產(chǎn)技術(shù)不斷的進(jìn)步，礦井提升設(shè)備正在朝著大型化、高效化、自動(dòng)化方向發(fā)展。
礦井提升機(jī)是提升系統(tǒng)中最主要的組成部分，礦井提升機(jī)有多種結(jié)構(gòu)形式，大致可按下列方式對(duì)其進(jìn)行分類：
日前我國(guó)生產(chǎn)的主要結(jié)構(gòu)形式有：?jiǎn)卫K纏繞式的單筒和雙筒礦井提升機(jī)；摩擦式的多繩落地式和塔式多繩摩擦式提升機(jī)：拖動(dòng)方式則需要設(shè)計(jì)，另外用于井下的有液壓傳動(dòng)礦井提升機(jī)等。
我國(guó)常用的礦井提升機(jī)形式主要是單繩纏繞式和多繩摩擦式。我國(guó)的礦井與世界上礦業(yè)較發(fā)達(dá)的國(guó)家相比，開(kāi)采的井型較小、礦井提升高度較高，煤礦用的較多，其他礦(如金屬礦、非金屬礦)則較少，另外斜井提升占的比重不少。因此在20世紀(jì)60年代開(kāi)始單繩纏繞式礦井提升機(jī)采用較多，因?yàn)閱渭兝p繞式較適合用于這種礦井。
1.3 礦井提升機(jī)的工作原理
按工作原理的不同，礦井提升機(jī)可分為兩類，如圖1-1所示。
圖1—1 礦井提升機(jī)按工作原理的分類
單繩纏繞式提升機(jī)的工作原地如圖l—2所示，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是用一根較粗的鋼絲線在卷筒上纏上和纏下來(lái)實(shí)現(xiàn)容器的提升和下放運(yùn)動(dòng)。提升機(jī)安裝在地面提升機(jī)房里，鋼絲繩一端固定在卷筒上，另一端繞過(guò)天輪后懸掛提升容器。圖1—2所承為單繩纏繞式單卷筒提升機(jī)，卷筒上固定兩根鋼絲繩，并應(yīng)使每根鋼絲繩在卷簡(jiǎn)上的纏繞方向相反。這樣，當(dāng)電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)減速器帶動(dòng)卷簡(jiǎn)旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩根鋼絲繩便經(jīng)過(guò)天輪在卷筒上纏上和纏下，從而使提升容器在井筒里上下運(yùn)動(dòng)。不難看出，單繩纏繞式提升機(jī)的一個(gè)根本特點(diǎn)和缺點(diǎn)是鋼絲繩在卷筒上不斷的纏上和纏下，這就要求卷簡(jiǎn)必須具備一定的纏繞表面積，以便能容納下根據(jù)井深或提升高度所確定的鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度。單繩纏繞式提升機(jī)的規(guī)格性能、應(yīng)用范圍相機(jī)械結(jié)構(gòu)等，都是由這一特點(diǎn)來(lái)確定的。
單繩纏繞式雙卷筒提升機(jī)具有兩個(gè)卷簡(jiǎn)，每個(gè)卷筒上固定一根鋼絲繩，并應(yīng)使鋼絲繩在兩卷筒上的纏繞方向相反，其工作原理和特點(diǎn)與單卷筒提升機(jī)完全相同。多繩摩擦式提升機(jī)的工作原理與單純纏繞式提升機(jī)不同，鋼絲繩不是固定和纏繞在主導(dǎo)輪上，而是搭放在主導(dǎo)輪的摩擦襯墊上，如圖l—3所示，提升容器懸掛在鋼絲繩的兩端，在容器的底部還懸掛有平衡尾繩。提升機(jī)工作時(shí)，拉緊的鋼絲繩必須以一定的正壓力緊壓在摩擦襯墊上。當(dāng)主導(dǎo)輪由電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器帶動(dòng)向某一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在鋼絲繩和摩擦襯墊之間使發(fā)生根大的摩擦力，使鋼絲繩在這種摩擦力的作用下，跟隨主導(dǎo)輪一起運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)容器的提升和下放。不難看出，多繩摩擦式提升機(jī)的一個(gè)根本特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是鋼絲繩不在主導(dǎo)輪上纏繞，而是搭放在主導(dǎo)輪的摩擦襯墊上，靠摩擦力進(jìn)行工作。同樣，多繩摩擦式提升機(jī)的規(guī)格性能、應(yīng)用范圍和機(jī)械結(jié)構(gòu)等，都是由這—特點(diǎn)來(lái)確定的。
多繩摩擦式提升機(jī)特別適應(yīng)于深井和大產(chǎn)量的提升工作。多繩摩擦式提升機(jī)與單繩纏繞式提升機(jī)比較，在規(guī)格性能、應(yīng)用范圍、機(jī)械結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)效果等方面都優(yōu)越得多，就深井和大產(chǎn)量來(lái)說(shuō)，是豎井提升的發(fā)展方向。
但是，根據(jù)我國(guó)目前淺井多、斜井多的特點(diǎn)，單繩纏繞式提升機(jī)仍然是目前制造和使用的重點(diǎn)。對(duì)于部分深井和大產(chǎn)量的礦井，則應(yīng)該合理的選用多繩摩擦式提升機(jī)，而不宜選用大型的單繩纏繞式提升機(jī)。
圖1—2 單繩纏繞式提升機(jī)工作 圖1—3多繩摩擦式提升機(jī)
原理示意圖 工作原理圖
1—卷筒；2—鋼絲繩；3—天輪； 1—主導(dǎo)輪；2—導(dǎo)向輪；3—鋼絲繩；
4—容器；5—平衡尾繩 4—容器；5—平衡尾繩
50
2提升機(jī)的組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
礦井提升機(jī)作為一個(gè)完整的機(jī)械——電氣機(jī)組，它的組成部分及其功能如下：
1.工作機(jī)構(gòu)
主軸裝置和主軸承（包括滾筒和摩擦輪），作為纏繞或搭放提升鋼絲繩，以承受各種正常載荷（靜載荷、動(dòng)載荷）及非正常載荷。
2.制動(dòng)系統(tǒng)
制動(dòng)器和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，用于機(jī)器停止時(shí)，能可靠地閘住機(jī)器。并能在正常工作制動(dòng)和緊急制動(dòng)時(shí)，參與控制機(jī)器的速度，能使機(jī)器迅速停車。
3.機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)
減速器和聯(lián)軸器，用以減速和傳遞動(dòng)力。
4.潤(rùn)滑系統(tǒng)
潤(rùn)滑油站及管路，當(dāng)機(jī)器工作時(shí)，不斷向軸承、減速器軸承及嚙合齒面壓送潤(rùn)滑油。
5.觀測(cè)和操縱系統(tǒng)
包括操縱臺(tái)、深度指示器及測(cè)速發(fā)電機(jī)。操縱臺(tái)控制主電動(dòng)機(jī)的速度變化和換向及對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行控制；深度指示器指示提升容器的運(yùn)行位置，在提升容器接近井口（或井底）時(shí)發(fā)出減速信號(hào)，當(dāng)機(jī)器過(guò)卷或超速時(shí)，進(jìn)行限速和過(guò)卷保護(hù)。對(duì)于多繩摩擦式提升機(jī)，能自動(dòng)調(diào)零；測(cè)速發(fā)電機(jī)用于測(cè)定機(jī)器的實(shí)行運(yùn)行速度。
6.拖動(dòng)、控制和自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)
拖動(dòng)有交流、直流兩大系統(tǒng)。交流包括：交流主電動(dòng)機(jī)、金屬電阻及控制接觸器，并可帶動(dòng)力制動(dòng)、低頻制動(dòng)或微拖動(dòng)裝置。直流包括：直流電動(dòng)機(jī)，其電源設(shè)備，有電動(dòng)發(fā)電機(jī)組和可控硅整流。拖動(dòng)系統(tǒng)是為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器穩(wěn)定地起動(dòng)、等速、減速、停車和換向。自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)具有：過(guò)速、過(guò)卷、閘瓦磨損超限、潤(rùn)滑油超壓或欠壓、制動(dòng)油超壓或欠壓、軸承溫升超限，制動(dòng)油溫升超限、電動(dòng)機(jī)過(guò)流或欠壓等自動(dòng)保護(hù)的作用。
7.輔助部分
包括司機(jī)座椅、機(jī)座、機(jī)架、護(hù)柵、擋板、護(hù)罩等輔助用具及材料。對(duì)于多繩摩擦式提升機(jī)還包括導(dǎo)向輪裝置及摩擦輪襯墊的車槽裝置。
2.1 單繩纏繞式、多繩摩擦式提升機(jī)的工作原理
我國(guó)目前廣泛使用的提升機(jī)有單繩纏繞式和多繩摩擦輪式兩種，以下就重點(diǎn)介紹這兩種提升機(jī)的工作原理。
2.1.1 單繩纏繞式提升機(jī)的工作原理
單繩纏繞式提升機(jī)的主要部件有主軸、卷筒、調(diào)繩離合器、主軸承、減速器、深度指示器和制動(dòng)器。示意圖如下：
圖2-1 單繩纏繞式提升機(jī)
單繩纏繞式提升機(jī)是較早出現(xiàn)的一種類型，工作原理比較簡(jiǎn)單，就是將鋼絲繩的一端固定在卷筒上，另一端繞過(guò)井架上的天輪與提升容器相連接，利用兩個(gè)卷筒上鋼絲繩的纏繞方向的不同，當(dāng)提升機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使兩個(gè)容器一個(gè)上升一個(gè)下降，以完成任務(wù)，這種提升機(jī)在我國(guó)礦中廣泛使用。
2.1.2多繩摩擦式提升機(jī)的工作原理
多繩摩擦式提升機(jī)的主要部件有主軸、主導(dǎo)輪、主軸承、車槽裝置、減速器、深度指示器、制動(dòng)裝置及導(dǎo)向輪。由于使用了數(shù)根鋼絲繩代替一根鋼絲繩，鋼絲繩的直徑變小，摩擦輪雖變?yōu)槟Σ镣玻ㄒ喾Q主導(dǎo)輪）而稍有加寬，但其直徑亦變小。鋼絲繩直徑有如下關(guān)系：
式中：——用n根鋼絲繩時(shí)提升鋼絲繩直徑； d——單繩摩擦提升的鋼絲繩直徑
由于多繩不易在同一時(shí)間內(nèi)斷裂，故較為安全，多繩摩擦式提升機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖2-2所示：
圖2-2 多繩摩擦式提升機(jī)
2.2兩種提升機(jī)的特點(diǎn)
2.2.1單繩纏繞式提升機(jī)特點(diǎn)
單繩纏繞式提升機(jī)主要用于煤礦、金屬礦和非金屬礦中提升物料、礦石、升降人員和下放材料設(shè)備等，也可作其它牽引運(yùn)輸用。電機(jī)通過(guò)減速器將動(dòng)力傳給纏繞鋼絲繩的卷筒，實(shí)現(xiàn)容器的提升下放。通過(guò)電器傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)調(diào)速；盤形制動(dòng)器由液壓和電氣控制進(jìn)行制動(dòng)；通過(guò)位置指示系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)容器的深度指示；通過(guò)各種傳感器、測(cè)速發(fā)電機(jī)控制元件，組成安全保護(hù)系統(tǒng)。技術(shù)特點(diǎn)：(1) 采用整體式彈性結(jié)構(gòu)卷筒，井下采用兩瓣式、四瓣式或八瓣式鑄鋼卷筒（已申請(qǐng)國(guó)家專利）（2）采用油缸后置式盤形制動(dòng)器，電——液聯(lián)合控制。（3）主軸與卷筒平面大扭矩摩擦連接。
2.2.2多繩摩擦式提升機(jī)特點(diǎn)
摩擦式礦井提升機(jī)產(chǎn)品用于煤、金屬礦和非金屬礦的豎井作提升煤、礦物、升降人員、下放材料與設(shè)備等。中間掛有容器的封閉鋼絲繩繞在卷筒上當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)鋼繩與卷筒的摩擦力實(shí)現(xiàn)容器的提升與下放；通過(guò)電氣傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)調(diào)速；盤形制動(dòng)器通過(guò)液壓與電氣控制實(shí)現(xiàn)制動(dòng)；通過(guò)各種位置指示系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)容器的深度指示；通過(guò)各種傳感器與控制元件實(shí)現(xiàn)的機(jī)、電、液聯(lián)合系統(tǒng)，進(jìn)行整機(jī)的監(jiān)控與保護(hù)；通過(guò)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)提升機(jī)內(nèi)、外的信息傳輸。
3提升機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1設(shè)計(jì)參數(shù)：
調(diào)度重量8.5噸；
井筒垂深561米；
此礦用提升機(jī)構(gòu)是多繩摩擦式提升機(jī)，為副立井擔(dān)負(fù)人員、材料、設(shè)備等的升降任務(wù)，故最大提升速度根據(jù)《多繩摩擦式提升機(jī)基本參數(shù)》標(biāo)準(zhǔn)為：
最大提升速度
提人時(shí)：但不超過(guò)16m/s。
故
3.2提升機(jī)電力拖動(dòng)的方式選擇
提升機(jī)拖動(dòng)方式的選擇應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝的要求，即滿足各種可能出現(xiàn)的運(yùn)行速度圖和力圖。在這個(gè)前提下對(duì)各種可能的拖動(dòng)方案作技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，然后選擇最合理的一種。
在選擇拖動(dòng)方式時(shí)，首先要決定的是采用交流拖動(dòng)還是直流拖動(dòng)的問(wèn)題。一般地說(shuō)，交流拖動(dòng)比較簡(jiǎn)單、設(shè)備和安裝費(fèi)用低、建筑面積小，但是電氣調(diào)速性差。而直流電機(jī)拖動(dòng)則相反，調(diào)速性能好、不需要附加其他拖動(dòng)裝置、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、尤其適用與多繩摩擦輪提升，缺點(diǎn)就是設(shè)備和安裝費(fèi)用高，建筑面積大等。
交流電機(jī)有鼠籠式和繞線式，繞線式啟動(dòng)力矩大，能滿載啟動(dòng)，但質(zhì)量大，價(jià)格高。
對(duì)于本次設(shè)計(jì)的礦用多繩摩擦式提升機(jī)的容量初步估算1000kW左右，所以選擇交流電機(jī)，這樣的話第一，比較簡(jiǎn)單。第二，設(shè)備和安裝費(fèi)用低。第三，建筑面積小。對(duì)于調(diào)速差的問(wèn)題，隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在變頻調(diào)速應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用，用變頻調(diào)速技術(shù)可以很好解決調(diào)速差的問(wèn)題。因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)是礦用提升機(jī)所以提升物料的時(shí)候要滿載啟動(dòng)，所以選擇繞線式。
綜合上述，本次電機(jī)的選擇類型是：交流繞線式異步電機(jī)。
3.3電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算
根據(jù)提升載荷和提升速度，初選電動(dòng)機(jī)的功率為
式中k——電動(dòng)機(jī)富余系數(shù)，k=1.1；
Q——一次提升載荷，kg；
——提升機(jī)與電動(dòng)機(jī)連接裝置傳動(dòng)效率，直聯(lián)取0.98，行星齒輪減速器取0.92，平行軸減速器取0.85~0.90。
——考慮提升系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中加、減速時(shí)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱及鋼絲繩不平衡質(zhì)量等影響系數(shù)，對(duì)于強(qiáng)迫通風(fēng)可取=1，本次設(shè)計(jì)為自然通風(fēng)。
則：
3.4電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定
根據(jù)電力拖動(dòng)的方式的選擇為交流繞線式異步電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的功率可以確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為：YR1250-6/1180。
額定功率為：1250kW。
額定電壓為：6000V。
額定電流為：151A。
額定轉(zhuǎn)速為：980r/min。
4 提升機(jī)減速器的設(shè)計(jì)
4.1 減速器的作用
1）降速同時(shí)提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機(jī)輸出乘減速比，但要注意不能超出減速器額定扭矩。
? ?2） 降速同時(shí)降低了負(fù)載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。
4.2 減速器的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
1）國(guó)外減速器現(xiàn)狀：齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著，是一種不可缺少的機(jī)械傳動(dòng)裝置。當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。國(guó)外的減速器，以德國(guó)、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，減速器工作可靠性好，使用壽命長(zhǎng)。但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問(wèn)題，也未解決好。最近報(bào)導(dǎo)，日本住友重工研制的FA型高精度減速器，美國(guó)Alan-Newton公司研制的X-Y式減速器，在傳動(dòng)原理和結(jié)構(gòu)上與本項(xiàng)目類似或相近，都為目前先進(jìn)的齒輪減速器。當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展。因此，除了不斷改進(jìn)材料品質(zhì)、提高工藝水平外，還在傳動(dòng)原理和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上深入探討和創(chuàng)新，平動(dòng)齒輪傳動(dòng)原理的出現(xiàn)就是一例。減速器與電動(dòng)機(jī)的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開(kāi)拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號(hào)的產(chǎn)品。
2）國(guó)內(nèi)減速器現(xiàn)狀：國(guó)內(nèi)的減速器多以齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)，特別是大型的減速器問(wèn)題更突出，使用壽命不長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)使用的大型減速器（500kw以上），多從國(guó)外（如丹麥、德國(guó)等）進(jìn)口，花去不少的外匯。60年代開(kāi)始生產(chǎn)的少齒差傳動(dòng)、擺線針輪傳動(dòng)、諧波傳動(dòng)等減速器具有傳動(dòng)比大，體積小、機(jī)械效率高等優(yōu)點(diǎn)?。但受其傳動(dòng)的理論的限制，不能傳遞過(guò)大的功率，功率一般都要小于40kw。由于在傳動(dòng)的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)方面沒(méi)有突破，因此，沒(méi)能從根本上解決傳遞功率大、傳動(dòng)比大、體積小、重量輕、機(jī)械效率高等這些基本要求。90年代初期，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的三環(huán)（齒輪）減速器，是一種外平動(dòng)齒輪傳動(dòng)的減速器，它可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，傳遞載荷的能力也大。它的體積和重量都比定軸齒輪減速器輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率亦高。由于該減速器的三軸平行結(jié)構(gòu)，故使功率/體積（或重量）比值仍小。且其輸入軸與輸出軸不在同一軸線上，這在使用上有許多不便。我國(guó)超大型減速器（如水泥生產(chǎn)行業(yè)，冶金，礦山行業(yè)都需要超大型減速器）大多依靠進(jìn)口，而本減速器的一個(gè)巨大優(yōu)勢(shì)就是可以做超大型的減速器，完全可以填補(bǔ)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的空白，并將具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
4.3 減速器的總體設(shè)計(jì)
4.3.1 擬定傳動(dòng)方案
礦井提升機(jī)機(jī)是低速重載機(jī)械，工作條件較差，載荷有一定的沖擊，且有粉塵等。與其它傳動(dòng)方式相比，齒輪傳動(dòng)有效率高，尺寸小，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，所以設(shè)計(jì)礦井提升機(jī)機(jī)采用齒輪傳動(dòng)。設(shè)計(jì)球磨機(jī)工作二十年，每年工作340天，每天連續(xù)工作13h。根據(jù)齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)，擬定采用兩級(jí)傳動(dòng)，均采用閉式斜齒輪傳動(dòng)，如下圖所示：
圖4-1擬定傳動(dòng)方案
4.3.2傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配
由上章所知，選擇的是YR1250-6/1180型礦井提升機(jī)，額定轉(zhuǎn)速為980r/min。
輸出軸的轉(zhuǎn)速為：
已知摩擦輪的直徑為3500mm。故輸出軸的轉(zhuǎn)速為55.03r/min。
總的傳動(dòng)比為:
分配傳動(dòng)比
因?yàn)?
選擇第一級(jí)傳動(dòng)比為：
則第二級(jí)傳動(dòng)比為：
4.3.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
1、各軸轉(zhuǎn)速 n
一軸直聯(lián)電機(jī)轉(zhuǎn)速為電機(jī)額定轉(zhuǎn)速
二軸的轉(zhuǎn)速：
三軸的轉(zhuǎn)速：
2、各軸功率
礦井提升機(jī)機(jī)是專用機(jī)械，應(yīng)用電機(jī)的輸入功率來(lái)計(jì)算各軸的輸入功率，電機(jī)的額定功率為1250kw。
各軸的輸入功率如下
一軸的功率：
二軸的功率：
三軸的功率：
3、各軸輸入轉(zhuǎn)矩
一軸的功率：
二軸的功率：
三軸的功率：
將以上結(jié)果，整理列入表4-1：
表4-1：
項(xiàng) 目
電動(dòng)機(jī)軸
軸1
軸2
軸3
980
980
196
55.3
功率（kW）
1250
1250
1200
1152
轉(zhuǎn)矩（N·m）
12181
58469
7768.9
198944
傳動(dòng)比
1
5
3.54
4.4 齒輪設(shè)計(jì)
4.4.1 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)
斜齒輪傳動(dòng)比較平穩(wěn)，沖擊、震動(dòng)、噪聲小，適用于高速重載傳動(dòng)，所以提升機(jī)磨傳動(dòng)裝置高速級(jí)選擇斜齒輪傳動(dòng)。
高速級(jí)傳動(dòng)位于減速器內(nèi)，屬閉式傳動(dòng)，所以按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。
1、齒輪材料、精度等級(jí)、齒數(shù)及螺旋角選擇
大、小斜齒輪選擇40Cr，調(diào)質(zhì)處理，并進(jìn)行表面淬火處理。HB=480～550HBS強(qiáng)度極限為700Mpa,屈服極限為50Mpa。精度等級(jí)為7級(jí)。
齒數(shù)選擇：小齒輪齒數(shù)，。
初選螺旋角
2.、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算
（1） 確定公式內(nèi)各計(jì)算量
1）選擇=1.6。
2）查圖10-30選擇區(qū)域系數(shù)=2.42。
3）計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩：
4）齒寬系數(shù)，選
5）彈性影響系數(shù)，
6）按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限
7）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
齒輪的工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N按下式計(jì)算：
——齒輪的轉(zhuǎn)速（單位為r/min）；
——齒輪每轉(zhuǎn)一圈時(shí)，同一齒輪嚙合的次數(shù)；
——齒輪的工作壽命（單位為h）
=
8）查疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)；
9）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1得
10）端面重合度，查得，，
于是：
（2）計(jì)算
1）試算小齒輪分度圓直徑，代入的值.
2)計(jì)算圓周速度V
3)計(jì)算齒寬及模數(shù)
齒寬:
模數(shù):
齒高:
4）計(jì)算縱向重合度
5）計(jì)算載荷系數(shù)K
經(jīng)查課本《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-2得使用系數(shù)。根據(jù)v=9.03m/s,7級(jí)精度,查圖10-8得動(dòng)載系數(shù)，由表10-3查得；由表10-4用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，齒向載荷分布系數(shù)
由, ,2查圖10-13得,故載荷系數(shù)為：
6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑如下：
7)計(jì)算模數(shù)：
3 按照齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，使用以下公式：
(1) 確定計(jì)算參數(shù)
1)計(jì)算載荷系數(shù)：
2) 根據(jù)縱向重合度 =1.5 查圖10-28得螺旋角影響系數(shù)
3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù).
4）查取齒形系數(shù)
查10-5表應(yīng)用插值法得:
5）查取應(yīng)力校正系數(shù)
查10-5表應(yīng)用插值法得:
（2）其余參數(shù)選擇
查圖10-20c表得小齒輪的彎曲疲勞極限 ;
大齒輪的彎曲疲勞極限
查圖10-21表選取彎曲疲勞壽命系數(shù) :
計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
選取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 ,利用公式求得如下:
計(jì)算大小齒輪的 并加以比較.
小齒輪的數(shù)值大
(3) 設(shè)計(jì)計(jì)算
代入數(shù)值：
對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)與由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)相差較大，為保證齒輪的在使用期間能滿足壽命要求，取較大值作為設(shè)計(jì)時(shí)參考的模數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)值,取分度圓直徑來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。
于是：
取
則
4 幾何尺寸計(jì)算
（1）計(jì)算中心距
將中心距圓整為571mm
（2） 按圓整后的中心距修正螺旋角
（3）計(jì)算大，小齒輪的基圓直徑，齒頂圓直徑，齒根圓直徑
小齒輪基圓直徑:
大齒輪基圓直徑：
齒頂高：
小齒輪齒頂圓直徑：
大齒輪齒頂圓直徑：
小齒輪齒根圓直徑：
大齒輪齒根圓直徑:
（4）計(jì)算齒輪寬度
圓整后??；。
5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：
以大齒輪為例,因齒輪齒頂圓直徑大于160mm, 所以選擇腹板式為好。其他有關(guān)尺寸按圖表推薦用的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)。
4.4.2 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)
1、齒輪材料、精度等級(jí)、齒數(shù)及螺旋角選擇
大、小斜齒輪選擇40Cr，調(diào)質(zhì)處理，并進(jìn)行表面淬火處理。HB=480～550HBS強(qiáng)度極限為700Mpa,屈服極限為50Mpa。精度等級(jí)為7級(jí)。
齒數(shù)選擇：小齒輪齒數(shù)，，取85
初選螺旋角
2、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算
（1） 確定公式內(nèi)各計(jì)算量
1）選擇=1.6。
2）查圖10-30選擇區(qū)域系數(shù)=2.42。
3）計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩
4）齒寬系數(shù)，選
5）彈性影響系數(shù)，
6）按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限
7）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
齒輪的工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N按下式計(jì)算：
——齒輪的轉(zhuǎn)速（單位為r/min）；
——齒輪每轉(zhuǎn)一圈時(shí)，同一齒輪嚙合的次數(shù)；
——齒輪的工作壽命（單位為h）
=
8）查疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)
；
9）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1得
10）端面重合度，查得，
于是:
（2）計(jì)算
1)試算小齒輪分度圓直徑，代入的值.
2)計(jì)算圓周速度V
3)計(jì)算齒寬及模數(shù)
齒寬:
模數(shù):
齒高:
4）計(jì)算縱向重合度
5）計(jì)算載荷系數(shù)K
經(jīng)查課本《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-2得使用系數(shù).根據(jù)v=3.31m/s,7級(jí)精度,查圖10-8得動(dòng)載系數(shù)，由表10-3查得；由表10-4用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，齒向載荷分布系數(shù)
由, ,查圖10-13得,故載荷系數(shù)為：
6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑如下：
7)計(jì)算模數(shù)：
3 按照齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，使用以下公式：
（1）確定計(jì)算參數(shù)
1)計(jì)算載荷系數(shù)：
2) 根據(jù)縱向重合度 =2.045 查圖10-28得螺旋角影響系數(shù)
3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù).
4）查取齒形系數(shù)
查10-5表應(yīng)用插值法得
5）查取應(yīng)力校正系數(shù)
查10-5表應(yīng)用插值法得
（2）其余參數(shù)選擇
查圖10-20d表得小齒輪的彎曲疲勞極限 ;大齒輪的彎曲疲勞極限
查圖10-18表選取彎曲疲勞壽命系數(shù)
計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
選取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 ,利用公式求得如下:
計(jì)算大小齒輪的 并加以比較.
小齒輪的數(shù)值大
（3）設(shè)計(jì)計(jì)算
代入數(shù)值：
對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)與由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)相差較大，為保證齒輪的在使用期間能滿足壽命要求，取較大值作為設(shè)計(jì)時(shí)參考的模數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)值=14mm,取分度圓直徑
于是：
取;則：
取。
4 幾何尺寸計(jì)算
（1）計(jì)算中心距
將中心距圓整為790mm
（2） 按圓整后的中心距修正螺旋角
因值改變不多,故參數(shù) 等不必修正
（3 ）計(jì)算大，小齒輪基圓直徑，齒頂圓直徑，齒根圓直徑
小齒輪基圓直徑:
大齒輪基圓直徑：
齒頂高：
小齒輪齒頂圓直徑：
大齒輪齒頂圓直徑：
小齒輪齒根圓直徑：
大齒輪齒根圓直徑:
（4）計(jì)算齒輪寬度
圓整后??；。
5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：
以大齒輪為例,因齒輪齒頂圓直徑大于160mm, 所以選擇腹板式為好.其他有關(guān)尺寸按圖表推薦用的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)。
4.5 軸的設(shè)計(jì)
4.5.1減速器高速軸1的設(shè)計(jì)
1、選擇材料
由于傳遞大功率，軸的轉(zhuǎn)速不太高，為保持尺寸穩(wěn)定性和減少熱處理變形可選用40Cr鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，查得材料的力學(xué)性能數(shù)據(jù)為：
2、初步估算軸徑
由于軸的材料為40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理。，查參考文獻(xiàn)[機(jī)械設(shè)計(jì)] 選取，則得：
輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的軸頸。為了使所選的,軸頸與聯(lián)軸器的孔頸相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。
聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,查表取,則：
按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查彈性柱銷聯(lián)軸器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014-2003，選用LX10型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為35500N.m。半聯(lián)軸器的孔徑為110mm,故取，故取輸入軸的最小直徑為110mm,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度。
3、齒輪的力分析計(jì)算：
圓周力:
徑向力：
軸向力：
4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
高速軸1的形狀如圖4-2，為了方便清楚的進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算，圖上軸的各段標(biāo)注了相應(yīng)的數(shù)字。
圖4-2高速軸1形狀
1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2軸段左端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑；右端用軸端擋圈定位。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長(zhǎng)度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取。
2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承參照工作要求并根據(jù)；，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)角接觸球軸承33024，其尺寸為，故；而。左端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)查得30324型軸承的定位軸肩高度，因此取。
3)已知齒輪輪轂的寬度為155mm，故取。4-5段比3-4段高出一個(gè)軸肩的高度，軸肩高度，故取h=10mm,則。根據(jù)二軸的實(shí)際情況取。
4）軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面之間的距離，故取。
5）取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距離箱體內(nèi)壁一短距離s，取，已知滾動(dòng)軸承寬度，則 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。
6)軸上零件的周向定位
半聯(lián)軸器與軸的周向定位.采用平鍵連接。半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為，長(zhǎng)度取155mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑公差為m6。
7）確定軸上圓角和倒角尺寸
取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖紙所示。
5 支座反力分析
1）水平面上支反力
以A點(diǎn)為支點(diǎn)：
以C點(diǎn)為支點(diǎn)：
2) 垂直反力
以A點(diǎn)為支點(diǎn)：
以C點(diǎn)為支點(diǎn)：
6 當(dāng)量彎矩
1）水平彎矩
2) 垂直面彎矩
3) 合成彎矩
圖4-3
根據(jù)圖4-3數(shù)據(jù)，以及單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取得
7、 校核強(qiáng)度
按扭彎合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度，由軸的結(jié)構(gòu)筒圖及當(dāng)量彎矩圖可知截面C處當(dāng)量彎矩最大，是軸的危險(xiǎn)截面，進(jìn)行校核時(shí)，只校核軸上承受最大當(dāng)量彎矩的截面的強(qiáng)度，則由軸的強(qiáng)度校核式
故軸的強(qiáng)度足夠，軸安全可靠。
4.5.2 中間軸2的設(shè)計(jì)
1、選擇材料
軸2的材料與軸1的材料相同
2、初步估算軸徑
由于軸的材料為40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理。，查參考文獻(xiàn)[機(jī)械設(shè)計(jì)] 選取 ，則得：
3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
中間軸2的形狀如圖4-4，為了方便清楚的進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算，圖上軸的各段標(biāo)注了相應(yīng)的數(shù)字。
圖4-4中間軸2的形狀
1） 初步選擇滾動(dòng)軸承。軸的兩端采用深溝球軸承，顯然此軸的最小直徑在兩端的安裝軸承處，根據(jù)尺寸，由軸承產(chǎn)品目錄初步選0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承33038，其尺寸為，，且（6-7段左端有一個(gè)套筒），取(1-2段右端有一個(gè)套筒)
2）取安裝齒輪處的軸段2-3的直徑；齒輪的左端與左軸承之間采用軸套定位。已知齒輪輪轂的寬度為160mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸端應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取h=10mm，則。軸環(huán)寬度，取。
3）由低速級(jí)小齒輪的齒寬為280mm得。取軸段5-6比6-7段高出一個(gè)軸肩，取。
4）齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接，按，由彈性柱銷聯(lián)軸器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/J5014-2003查得平鍵，取長(zhǎng)度為140mm。按，由彈性柱銷聯(lián)軸器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/J5014-2003查得平鍵。取長(zhǎng)度為255mm。
5）軸的強(qiáng)度校核和軸1相同，經(jīng)校驗(yàn)強(qiáng)度足夠，安全。
4.5.3 低速級(jí)軸3的設(shè)計(jì)
1、選擇材料
軸3的材料與軸2的材料相同
2、初步估算軸徑
由于軸的材料為40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理。，查參考文獻(xiàn)[機(jī)械設(shè)計(jì)] 選取。
則得：
低速軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的軸頸。為了使所選的,軸頸與聯(lián)軸器的孔頸相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。
聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,查表?。?
則：
按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查彈性柱銷聯(lián)軸器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014-2003，選用LX13型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為125000N.m。半聯(lián)軸器的孔徑為280mm,故取，故取輸入軸的最小直徑為280mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為380mm
3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
圖4-5低速軸3的形狀
1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2軸段左端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑；右端用軸端擋圈定位。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為380，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長(zhǎng)度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取。
2）初步選擇軸承。因軸承同時(shí)受徑向力和軸向力選作用，故采用單列角接觸球軸承，因軸徑較大，采用專門制造的大軸承。取，則，軸的6-7段左端由套筒定位，套筒長(zhǎng)12mm，取。
3)取安裝齒輪處的軸段；齒輪的右端與右軸承之間采用軸套定位。已知齒輪輪轂的寬度為285mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸端應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度，故取h=21mm，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。
4），取
5）齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接，由，選，取長(zhǎng)度為250mm。
6）軸的強(qiáng)度校核同軸1的方法相同，經(jīng)校核強(qiáng)度足夠，安全。
附 減速器的其他設(shè)計(jì)尺寸：
軸承端蓋凸緣厚度11mm，減速器殼體壁厚12mm，軸承距箱體內(nèi)壁8mm，齒輪距箱體內(nèi)壁16mm.
5提升速度圖
礦井提升機(jī)應(yīng)按照設(shè)計(jì)合理的速度圖來(lái)運(yùn)行，但是由于生產(chǎn)的發(fā)展，礦井提升系統(tǒng)中的設(shè)備不可避免地有所變換或更新，提升容器的加大、電動(dòng)機(jī)更換、滾筒直徑改變等等)，為了研究提升容器的實(shí)際運(yùn)動(dòng)規(guī)律，掌握其性能，合理地使用，及早地發(fā)現(xiàn)隱患等多方面來(lái)考慮，應(yīng)該經(jīng)常性地實(shí)際測(cè)定提升速度圖(尤其是在提升系統(tǒng)有較大設(shè)備變化時(shí))，并對(duì)速度圖分析驗(yàn)算，以了解提升機(jī)實(shí)際提升能力及電動(dòng)機(jī)功率，及時(shí)檢驗(yàn)起動(dòng)電阻和控制繼電器的合理性。這樣既可延長(zhǎng)設(shè)備壽命，提高生產(chǎn)效率，增加經(jīng)濟(jì)效益,又可提高安全性。
1）初加速度階段：由圖可以看出，加速度較小，因?yàn)榇藭r(shí)井口箕斗已完全卸載完畢，而且井底箕斗已裝滿，剛剛開(kāi)始一個(gè)新的提升循環(huán)，井口箕斗尚未在卸載曲軌內(nèi)運(yùn)行，為了減小井架的沖擊載荷，故限制不得太大，此階段提升速度達(dá)到為止。
2）主加速度階段：此時(shí)箕斗已離開(kāi)卸載曲軌，容器以較大的加速度運(yùn)行，直至最大速度。
3）等速階段：此階段中容器以不變的速度在井筒中運(yùn)行。
4）減速階段：此時(shí)重載箕斗已接近井口，空箕斗接近裝載點(diǎn)，應(yīng)減速，減速度為，直至速度降為。
5）爬行階段：此時(shí)種箕斗進(jìn)入卸載曲軌，為了減少?zèng)_擊，容器以低速爬行。
6）停車休止階段θ：此時(shí)提升機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，井口箕斗卸載，井底箕斗裝載，可以把停車看成一個(gè)階段，實(shí)際上因?yàn)閱渭兺＼嚂r(shí)間很短，也可以一并計(jì)入休止時(shí)間內(nèi)?；沸葜箷r(shí)間與箕斗的裝載量有關(guān)。
圖5-1箕斗提升速度圖
致 謝
經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的努力，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)順利完成了。在這里，我向所有指導(dǎo)過(guò)我的老師，幫助過(guò)我的同學(xué)和一直關(guān)心支持著我的家人，對(duì)他們表示深深的謝意。
感謝我的指導(dǎo)老師——李延鋒老師。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。本設(shè)計(jì)從題目的選擇到最終完成，李延鋒老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。沒(méi)有他的悉心指導(dǎo)，就沒(méi)有這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成。
感謝我的大學(xué)期間的全體老師。沒(méi)有他們的諄諄教導(dǎo)，我就不可能具備扎實(shí)的機(jī)械專業(yè)知識(shí)。
感謝08機(jī)械的兄弟姐妹們，在生活與學(xué)習(xí)中，對(duì)我的關(guān)懷與幫助。懷念我們一起經(jīng)歷的點(diǎn)點(diǎn)滴滴。
感謝我的父母親，一直以業(yè)對(duì)我無(wú)私的關(guān)懷，他們永遠(yuǎn)是支撐我前行的最大動(dòng)力。
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