3056 礦用提升機(jī)的設(shè)計

3056 礦用提升機(jī)的設(shè)計,提升,晉升,設(shè)計 邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）1前 言隨 著 生 產(chǎn) 的 不 斷 發(fā) 展 ， 在 現(xiàn) 代 的 工 礦 企 業(yè) 、 車 站 港 口 、 建 筑 工 地 、 林 區(qū) 農(nóng) 場 、 食品 加 工 和 國 民 經(jīng) 濟(jì) 各 部 門 ， 越 來 越 廣 泛 地 使 用 各 種 起 重 運(yùn) 輸 機(jī) 械 ， 進(jìn) 行 裝 卸 、 運(yùn) 轉(zhuǎn) 、輸 送 、 分 配 等 生 產(chǎn) 行 業(yè) 。 例 如 一 個 年 產(chǎn) 上 千 萬 噸 鋼 的 鋼 鐵 聯(lián) 合 企 業(yè) ， 僅 運(yùn) 進(jìn) 物 了 就 有兩 千 萬 噸 ； 再 加 上 生 產(chǎn) 作 業(yè) 過 程 中 的 運(yùn) 轉(zhuǎn) 設(shè) 備 ， 沒 有 現(xiàn) 代 化 、 高 效 率 的 起 重 運(yùn) 輸 機(jī) 械是 無 法 進(jìn) 行 生 產(chǎn) 的 。 在 起 重 運(yùn) 輸 機(jī) 械 中 有 些 是 不 可 缺 少 的 運(yùn) 轉(zhuǎn) 設(shè) 備 ， 但 更 多 的 起 重 運(yùn)輸 機(jī) 械 ， 其 作 用 早 已 超 出 單 純 的 輔 助 設(shè) 備 范 圍 ， 它 們 被 直 接 應(yīng) 用 于 生 產(chǎn) 工 藝 過 程 中 ，成 為 生 產(chǎn) 作 業(yè) 線 上 主 體 設(shè) 備 的 組 成 部 分 。 鋼 鐵 聯(lián) 合 企 業(yè) 如 此 ， 其 他 國 民 經(jīng) 濟(jì) 部 門 也 是如 此 。 為 促 進(jìn) 社 會 主 義 建 設(shè) 事 業(yè) 的 發(fā) 展 ， 提 高 勞 動 生 產(chǎn) 率 ， 充 分 發(fā) 揮 起 重 運(yùn) 輸 機(jī) 械 的作 用 是 具 有 重 要 意 義 的 。為 了 對 起 重 設(shè) 備 進(jìn) 行 更 深 入 的 學(xué) 習(xí) ， 在 這 次 畢 業(yè) 設(shè) 計 中 ， 我 準(zhǔn) 備 了 礦 用 提 升 機(jī) 構(gòu)設(shè) 計 。 設(shè) 計 的 主 要 內(nèi) 容 有 ： 礦 用 提 升 機(jī) 的 主 要 零 部 件 （ 鋼 絲 繩 、 吊 鉤 、 制 動 裝 置 、 卷筒 、 齒 輪 、 行 星 架 、 軸 和 電 動 機(jī) 等 ） 的 構(gòu) 造 ， 工 作 原 理 及 主 要 機(jī) 構(gòu) 的 組 成 和 設(shè) 計 計 算 。由 于 本 人 水 平 、 能 力 有 限 ， 文 中 難 免 會 出 現(xiàn) 錯 誤 和 遺 漏 ， 懇 請 各 位 老 師 批 評 指 正 。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）21 提 升 機(jī) 驅(qū) 動 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計1.1 設(shè) 計 方 案 的 確 定1.1.1、 設(shè) 計 參 數(shù) ：調(diào) 度 重 量 7.5 噸 ；容 繩 量 300m。此 礦 用 提 升 機(jī) 構(gòu) 一 般 的 起 重 機(jī) 構(gòu) ， 選 取 滾 筒 速 度 為 40m/min1.1.2、 設(shè) 計 方 案 的 確 定方 案 一 ： 采 用 蝸 桿 減 速 器 開 式 齒 輪 傳 動 。 蝸 桿 減 速 器 均 裝 在 滾 筒 外 ， 電 機(jī) 和 滾 筒軸 線 不 同 軸 。 這 種 方 案 的 特 點(diǎn) 是 構(gòu) 造 簡 單 ， 但 結(jié) 構(gòu) 不 緊 湊 ， 占 地 面 積 大 。（ 見 圖 1.1）圖 1.1 方 案 一 圖方 案 二 ： 采 用 行 星 輪 、 內(nèi) 、 外 齒 輪 傳 遞 運(yùn) 動 和 動 力 。 行 星 輪 、 內(nèi) 、 外 齒 輪 裝 在 滾筒 及 行 星 架 內(nèi) 。 這 種 方 案 的 優(yōu) 點(diǎn) 是 具 有 重 量 輕 、 體 積 小 、 傳 動 比 大 和 效 率 高 ， 因 此 廣泛 應(yīng) 用 于 礦 山 冶 金 等 工 業(yè) 部 門 。（ 見 圖 1.2）邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）3圖 1.2 方 案 二 圖綜 上 比 較 兩 種 方 案 一 、 所 以 擇 優(yōu) 選 方 案 二 。 方 案 二 在 各 個 方 面 都 優(yōu) 于 方 案 一 。1.2 電 機(jī) 的 選 擇電 動 機(jī) 已 經(jīng) 標(biāo) 準(zhǔn) 化 、 系 列 化 。 電 動 機(jī) 有 交 流 電 機(jī) 和 直 流 電 機(jī) 之 分 。 一 般 工 廠 都 采用 三 相 交 流 電 ， 因 而 多 采 用 交 流 電 動 機(jī) 。 交 流 電 動 機(jī) 有 異 步 電 動 機(jī) 和 同 步 電 動 機(jī) 兩 類 ，異 步 電 動 機(jī) 又 分 為 籠 型 的 繞 型 兩 種 ， 其 中 以 普 通 籠 型 異 步 電 動 機(jī) 應(yīng) 用 最 多 。 目 前 應(yīng) 用最 廣 的 是 Y 系 列 自 扇 冷 式 籠 型 三 相 異 步 電 動 機(jī) ， 其 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 起 動 性 能 好 、 工 作 可 靠 、價 格 低 廉 ， 維 護(hù) 方 便 ， 適 用 于 不 易 燃 、 不 易 爆 、 無 腐 蝕 性 氣 體 、 無 特 殊 要 求 的 場 合 ，如 運(yùn) 輸 機(jī) 、 機(jī) 床 、 風(fēng) 機(jī) 、 農(nóng) 機(jī) 、 輕 工 機(jī) 械 等 。 在 經(jīng) 常 需 要 起 動 、 制 動 和 正 、 反 轉(zhuǎn) 的 場合 （ 如 起 重 機(jī) ） ， 則 要 求 電 動 機(jī) 轉(zhuǎn) 動 慣 量 小 、 過 載 能 力 大 ， 應(yīng) 選 用 起 重 及 冶 金 用 三 相 異步 電 動 機(jī) YZ 型 （ 籠 型 ） 或 YZR 型 （ 繞 線 型 ） 。提 升 機(jī) 為 一 般 起 重 設(shè) 備 ， 電 動 機(jī) 的 工 作 載 塔 為 中 級 ， 啟 動 反 轉(zhuǎn) 頻 繁 ， 工 作 環(huán) 境 較差 。 故 采 用 Y 系 列 一 般 用 途 的 全 封 閉 自 扇 冷 鼠 籠 型 三 相 異 步 電 動 機(jī) 。1.2.1、 電 動 機(jī) 的 容 量已 知 條 件 ： 卷 筒 刊 徑 D=300mm， 卷 筒 運(yùn) 轉(zhuǎn) 速 度 V=40,/min， 高 度 重 量 F=7.5t。電 動 機(jī) 輸 出 功 率P0=Pw/=FV/1000w=7.51030.67/（ 10000.960.9730.992）=5.79kw額 定 功 率 P.=（ 1 1.3） P0=(1 1.3) 5.79=5.79 7.53kw邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）4查 資 料 取 P.為 7.5kw。1.2.2、 卷 筒 的 轉(zhuǎn) 速nw=60V/（ D） =600.67/（ 300） =42.68t/min查 機(jī) 械 課 程 設(shè) 計 手 冊 可 得 電 動 機(jī) 的 型 號 為 Y160M-6。nm=970r/min。1.2.3、 計 算 總 傳 動 比 ， 分 配 各 級 傳 動 比（ 1） 總 傳 動 比 I=nm/nw=970/42.68=22.73（ 2） 分 配 各 級 傳 動 比取 ib=5.54,Ig=i/ib/22.73/5.54=4.1（ 3） 計 算 傳 動 裝 置 的 運(yùn) 動 和 動 力 參 數(shù) 各 軸 的 轉(zhuǎn) 速nI=970r/minnIII=nI/ib=970/5.54=175.09nIII=nII/ig=175.09/4.1=42.68 各 軸 的 功 率pI=pm=7.5KW pIII=7.50.990.97=7.2KWpIII=7.20.990.97=6.92KW 各 軸 的 轉(zhuǎn) 矩TI=9550 7.5/970=73.84N.mTIII=95507.2175.09=392.7 N.MTIII=95506.9242.69=1549.5 N.M最 后 ， 將 所 度 算 的 結(jié) 果 填 入 下 表 1.1：邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）5軸 名參 數(shù)電 動 機(jī) I II 軸 滾 筒 軸 (III)轉(zhuǎn) 速n（ r/min）970 970 175.09 42.68功 率 P/kw 7.5 7.5 7.2 6.92轉(zhuǎn) 矩 （ N.m） 73.84 73.84 392.7 1549.5傳 動 比 i 5.54 4.1 1效 率 0.97 0.99 0.99表 1.1 軸 的 工 況 表邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）62 提 升 機(jī) 傳 動 系 統(tǒng) 的 設(shè) 計2.1 電 動 機(jī) 軸 齒 輪 的 設(shè) 計2.1.1、 齒 輪 傳 動 是 應(yīng) 用 最 廣 泛 的 一 種 機(jī) 械 傳 動 ， 它 是 依 靠 齒 輪 齒 廓 直 接 接 觸 來 傳 遞 運(yùn)動 和 動 力 的 ， 具 有 傳 動 比 恒 定 ， 效 率 高 ， 使 用 幫 助 長 ， 適 用 范 圍 廣 及 承 載 有 力 高 等 優(yōu)點(diǎn) 。 在 生 產(chǎn) 實(shí) 踐 中 ， 對 齒 輪 傳 動 的 要 求 是 多 方 面 的 ， 但 歸 納 起 來 不 外 乎 下 列 兩 項(xiàng) 基 本要 求 ：（ 1） 傳 動 要 準(zhǔn) 確 平 穩(wěn) 即 要 求 齒 輪 傳 動 在 工 作 過 程 中 ， 瞬 時 傳 動 比 要 恒 定 ， 且 沖 擊 、振 動 小 。（ 2） 承 載 能 力 高 即 要 求 齒 輪 傳 動 能 傳 遞 較 大 的 動 力 ， 且 體 積 小 ， 重 量 輕 ， 壽 命 長 。2.1.2、 選 定 齒 輪 的 傳 動 類 型 、 精 度 等 級 、 材 料 、 熱 處 理 方 式 ， 確 定 許 用 應(yīng) 力 。 為 提 高齒 輪 的 承 載 能 力 和 傳 動 平 穩(wěn) 性 ， 采 用 高 變 位 齒 輪 傳 動 。 考 慮 上 減 速 器 的 功 率 較 大 ， 故齒 輪 選 用 硬 齒 面 ， 齒 輪 的 材 料 為 20Cr 鋼 滲 碳 淬 火 ， 硬 度 為 56 62HRC（ 查 表 ） 齒 輪 按 7級 精 度 制 造 （ 查 表 ） 。oHIim=1500MP（ 查 圖 ） ， OFIim=460MP(查 圖 )SF=1（ 查 表 ） ， SH=1， Yx=1.0（ 查 圖 ） ，故 OH=o HIim/SH=1500/1=1500 MP。oF=o FIimYx/SF=4601=460 MP。2.1.3、 按 輪 齒 彎 曲 疲 勞 強(qiáng) 度 設(shè) 計計 算 齒 輪 的 模 數(shù) 由 公 式m 2KT1YFsY /dZ12o F1/3 MP。確 定 公 式 內(nèi) 各 計 算 數(shù) 值（ 1） 初 步 選 定 齒 輪 參 數(shù)設(shè) 齒 數(shù) 比 為 u=4, Z1=24， 故 Z2=uZ1=424=96d=0.7（ 查 表 ）（ 2） 計 算 小 齒 輪 的 名 義 轉(zhuǎn) 矩T1=9550P/n1=95507.5/970=73.84N.m=0.7384N.mm邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）7（ 3） 計 算 2 載 荷 系 數(shù) KKA=1（ 查 表 ） V=3m/s， V Z1/100=324/100=0.72Kv=1.15（ 查 圖 ）a=1.88-3.2（ 1/Z1+1/Z2） COS=1.88-3.2（ 1/24+/96） 1=0.2448Ka=1.1（ 查 圖 ） K=1.19 （ 查 圖 ）K=KAKVKaK=11.151.111.19=1.5（ 4） 查 取 復(fù) 合 齒 形 系 數(shù) YFS并 比 較 YFS/ oFYFS1=4.25， YFS2=3.98 （ 查 圖 ）YFS1/ o F1=4.25/460=0.0092 YFS2/ o F2=3.98/460=0.0057（ 5） 計 算 重 合 度 系 數(shù)Y=0.25+0.75/a=0.25+0.75/1.71=0.6886（ 6） 設(shè) 計 計 算m2KT1YFSY2/dZ12oF1/3=21.50.73841050.00920.6886/0.92421/3=1.52將 模 數(shù) 圓 整 為 標(biāo) 準(zhǔn) 值 ， 取 m=22.1.4、 幾 何 尺 寸 的 計 算d1=mZ1=242=48mmd2=mZ2=296=192mma=m/2（ Z1+Z2） =2/2（ 24+96） =120mmb=dd10.948=43.2mm， 取 b2=45mmb1=b2+（ 5 10） =50 55mm， 取 b1=55mm2.1.5、 校 核 齒 面 接 觸 疲 勞 強(qiáng) 度O H=ZEZHZ2KT1（ U+1） ubd121/2式 中 ZE=189.8MPaZH=2.5Z=（ 4- a） /31/20-（ 4-1.71/3） 1/2=0.87oH=ZEZHZ2KT1（ U+1） /ubd121/2=189.82.50.8721.50.7384105105(4+1)/4548241/2=674.64MPaYFS2/ F2=3.95/220=0.018Y =0.25+0.75/a=0.25+0.75+1.71=0.69所以 f=2KT1YFSY/bd1m=21.5840.0721054.250.69/(56482)=85.25MPa F1im=220MPa 合適（7）驗(yàn)算齒輪的實(shí)際速度V= d1n1/（ 601000） = 48421/（601000）=1.06/s3 m/s 合適。（8）圖見零件圖。2.3 行星齒輪的設(shè)計邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）102.3.1、選定齒輪的傳動類型、精度等級、材料、熱處理方式、確定許用應(yīng)力。由所設(shè)計的傳動方案選直齒圓柱齒輪傳動，因它所傳遞的功率羅大，所以齒輪選用硬齒面，材料為 20Cr，滲碳淬火，硬度為 5662HRS，齒輪的制造精度為 8 級。查表取H1im=1500NP，F(xiàn)1im=460MP2.3.2、按齒面接觸疲勞計算由公式 d12KT1（u+1）/(ZE+ZH+Z/H)21/3（2）確定公式內(nèi)各參數(shù)的值因滾動軸承對稱分布，做 d=0.5因此齒輪為減速傳動，故 u=2.35（2）計算齒輪的名義轉(zhuǎn)矩T3=9550P3/n3=95506.92/42.7=15.18KNm（3）初步選定齒輪參數(shù)Z1=17 Z2=ui=2.3517=40（4）計算載荷系數(shù) K 及其它參數(shù) KA=1， Kv=1.2， Ka=1.2, K=1.1K=KAKvK a K=11.21.21.1=1.584ZE=189.8， ZH=2.5， Z=（4-1.71）/3 1/2=0.903v=3m/s，v Z1/100=417/100=0.68m/s所以 d12KT1（u+1）/du （ZE+ZH+Z /H 21/3=（21.58415.481000002.35/0.51.35(189.82.50.903/1500)1/3=111.68mm取 d1=112mmM=d1/Z1=112/17=6.59 取 m=7（5）確定齒輪的幾何尺寸d1=mZ1=717=119mmd2=m22=740=280mma=m（Z1+Z2）/2=7（17+40）/2=199.5mmb2=b=0.5119=59.5mmb1=59.5+（510）=64.569.5 b1=68a=200， ha*=1， c*=0.25da1=133mm， df1=101.5mm da2=294mm， df2=262.5mm邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）11（6）校核齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度oF=2KT1YFSY /bd1mYFs1=4.25，YFs2=3.95， Y=0.25+0.75/1.792=0.668F=2KT1YFsY/bd1m=21.58415.481000004.250.69/59.51197=290.16MPF=450MP（7）驗(yàn)算齒輪的實(shí)際速度V=d1nl/601000=119 42.7/601000=0.27m/sv=4m/s 合適。（8）其圖見零件圖。2.4 軸的設(shè)計及軸承的選擇2.4.1、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計原則軸 的 結(jié) 構(gòu) 主 要 取 決 于 ： 軸 上 載 荷 的 性 質(zhì) 、 大 小 、 方 向 及 分 布 情 況 ： 軸 上 零 件 的 類型 、 數(shù) 量 、 尺 寸 、 安 裝 位 置 、 定 位 及 固 定 方 式 ： 軸 的 加 工 及 裝 配 工 藝 等 。由 于 影 響 思 想因 素 很 多 ， 具 體 情 況 各 異 ， 所 以 軸 沒 有 標(biāo) 準(zhǔn) 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 。 軸 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 就 是 在 滿 足 工作 能 力 要 求 的 前 提 下 ， 針 對 不 同 情 況 ， 綜 合 考 慮 上 述 各 種 因 素 ， 合 理 確 定 軸 的 結(jié) 構(gòu) 形狀 和 全 部 尺 寸 。 其 應(yīng) 遵 循 的 一 般 原 則 是 ：（ 1） 軸 的 受 力 合 理 ， 有 利 于 提 高 軸 的 強(qiáng) 度 和 剛 度 ；（ 2） 軸 上 零 件 相 對 于 軸 、 軸 、 相 對 于 機(jī) 架 ， 應(yīng) 定 位 準(zhǔn) 確 ， 固 定 可 靠 ；（ 3） 軸 便 于 制 造 ， 軸 上 零 件 便 于 裝 拆 和 調(diào) 整 ；（ 4） 盡 量 減 小 應(yīng) 力 集 中 ， 并 節(jié) 省 材 料 、 減 輕 重 量 。2.4.2、 軸 承 的 選 擇軸 承 所 受 載 荷 的 大 小 、 方 向 和 性 質(zhì) 是 選 擇 軸 類 型 的 主 要 依 據(jù) ， 一 般 原 則 是 ：（ 1） 軸 承 受 輕 、 中 及 較 平 衡 的 載 荷 時 ， 宜 選 用 球 軸 承 ； 載 荷 大 、 有 沖 擊 時 ， 則宜 選 用 滾 子 軸 承 ；（ 2） 軸 承 受 純 徑 向 載 荷 時 ， 可 選 用 徑 向 接 觸 軸 承 ， 如 深 溝 球 軸 承 、 圓 柱 滾 子 軸承 、 滾 針 軸 承 等 ； 受 純 軸 向 載 荷 時 ， 一 般 選 用 軸 向 接 觸 軸 承 ， 如 推 力 球 軸 承 、 推 力 圓柱 滾 子 軸 承 ， 但 在 高 速 時 ， 可 考 慮 用 深 溝 球 軸 承 或 角 接 觸 球 軸 承 來 代 替 ；（ 3） 軸 承 同 時 受 徑 向 載 荷 和 軸 向 載 荷 時 ， 若 軸 向 載 荷 相 對 較 小 ， 可 選 用 深 溝 球軸 承 或 小 接 觸 角 的 向 心 角 接 觸 軸 承 ； 若 軸 向 載 荷 相 對 較 大 ， 則 選 用 較 大 接 觸 角 的 向 心角 接 觸 軸 承 ， 或 選 用 徑 向 接 觸 軸 承 和 軸 向 接 觸 軸 承 的 組 合 ， 分 別 承 擔(dān) 徑 向 載 荷 和 軸 向 載邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）12荷 。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）132.4.3、 軸 材 料 的 選 擇由 電 動 機(jī) 功 率 選 45 鋼 ， 正 火 處 理 。 查 表 b=600MP， b-1=55M按 扭 轉(zhuǎn) 強(qiáng) 度 初 估 軸 的 最 小 直 徑 ， 由 表 查 得 A=1102.4.4、 軸 II 的 設(shè) 計 、 計 算 及 軸 承 的 確 定（ 1） d A（ p/n） 1/3=110（ 7.275/302.75） 1/3=31.72mm, d=35mm（ 2） 確 定 齒 輪 和 軸 承 的 潤 滑 ， 由 于V1= mZn/6010002170.74100000/601000=0.13m/s3m/s所以齒輪采用油浴管潤滑，軸承采用脂潤滑。（3）軸 II 各段軸向尺寸的確定小齒輪的寬度 b=48mm又因?yàn)榇溯S向尺寸與軸齒輪相配合，它的軸向尺寸一般略小于傳動零件的輪轂寬度。取 b=46mm小內(nèi)齒輪端面至卷賂內(nèi)壁距離=1015mm，取=10mm又小內(nèi)齒輪與軸承相配合，它的尺寸為 50mm，查表選深溝球軸承，代號碼為6410。所為軸承寬度 B=31mm，取擋油板厚為 1mm， 所以 B=31+1=32mm。所以軸的總長度為 L=46+32+32+10=110mm（4）軸 II 的強(qiáng)度校核計算齒輪受力 分度圓直徑 d=196mm，轉(zhuǎn)矩 T=421.35N.m齒輪切向力 Ft=2T/d=24.21100000/196=4296N齒輪徑向力 Fr=Fttan a/cos=4296tan20 0/=1664N齒輪軸向力 Fx=Fttan=ON繪制軸的受力簡圖（見圖 2.1 ）計算支承反力（見圖 2.1）水平平面 FH1=（Fxd/2+65Fr）/110=651664/110=983NFH2=Fr-FH1=1664-983=681N垂直平面 Fv1=Fv2=Ft/2=4296/2=2146N繪制彎矩圖（見圖 2.1）邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）14水平平面彎矩圖，b 戴面 MHb=65FH1=65983=63895N.mmMHb= MHb-Fxd/2=63895-0=63895N垂直平面彎矩圖Mvb=65Fv1=652146=13949ON.mm合成彎矩圖Mb=（M 2Hb+M2vb）=（63895 2+1394902）=2354000N.mm= Mb繪制轉(zhuǎn)矩圖T=421.35N.m繪制當(dāng)量彎矩圖因軸為雙向運(yùn)轉(zhuǎn)，所以 a=0.5aT=0.54.211000000=210.5N.mb 截面Meb= M 2b+(aT)2=23540002+2105002=236339N.mmMeb= Meb=236339N.mm 核校截面 b因截面 a 只受扭矩作用，雖然健槽、軸肩及過渡配合引起應(yīng)力集中將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于量小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕的確定，所以截面 a 無需校核，只校核截面 b。db=(Meb/0.1-1) =(236339/0.155) =32.69mm1313考慮鍵槽，db=1.0532.69=34.32mm，所以實(shí)際直徑為 db=35mm，合適。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）15圖 2.1 軸的截荷分析圖邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）162.4.5、軸的設(shè)計、計算及軸承的確定(1)dA(P/n) =110(6.92/42.7) =59.97mm，取 d=60mm1313(2)軸各段軸向尺寸的確定小齒輪的寬度 b=48mm又因?yàn)榇溯S向尺寸與軸齒輪相配合，它的軸向尺寸一般略小于傳動零件的輪轂寬度。取 b=47mm小內(nèi)齒輪端面至卷筒內(nèi)壁距離=1015mm，取=1015mm又小內(nèi)齒輪與軸承相配合，它的尺寸為 55mm，查表選取深溝球軸承，代號為6411。所以軸承寬度 B =33mm，取擋油板厚為 1mm，所以 B=33+1=34mm。所以軸承的總長度為 L=47+34+34+15=130mm。同理按軸的方法校核軸的強(qiáng)度合適。(3)其圖見零件圖。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）173 行星架的選擇1、最基本的行星輪系包括三個基本構(gòu)件，即兩個中心輪和一系桿。選擇輪系的類型時，主要從傳動比、效率、機(jī)構(gòu)復(fù)雜程度及外廊尺寸等幾個方面綜合考慮。負(fù)號機(jī)構(gòu)的效率都較高，故用于動力傳動中；但負(fù)號機(jī)構(gòu)的傳動比較小，在動力傳動中若需具有較大的傳動化，可將幾個負(fù)號機(jī)構(gòu)串聯(lián)起來，或采用負(fù)號機(jī)構(gòu)與定軸輪系組成的復(fù)合輪系。正號機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是傳動比大，但效率低，故一般用于非動力傳動或短期動力傳動中。例如磨床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)、軋鋼機(jī)的指示器等其他儀表傳動中。因行星輪的分度圓直徑為 161，且其中需按轉(zhuǎn)安裝軸承，所以采用雙壁整體式結(jié)構(gòu)。這種行星架的主要特點(diǎn)是受載后的變型小，即剛性好。這一特點(diǎn)有利于行星輪上的載荷沿齒寬方向的均勻分布，減少震動的噪聲。為了保證剛度，通常取 s=(0.160.28)a=(0.160.28)140=22.439.2mm2、各行星輪軸孔的相鄰孔距差的公差 f1f1 是對行星輪間載荷分配均勻影響較大的因素，可按下式計算f14.5(a)/1000um=4.5(140) /1000um對行星架的技術(shù)要求有：(1)鑄件無夾渣、氣孔、缺肉等缺陷。(2)鑄造圓角 R3-R10 由各處工藝結(jié)構(gòu)自定。(3)正火處理。3、其圖見零件圖。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）184 提升機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計4.1 鋼絲繩的設(shè)計鋼絲繩是起重機(jī)械的重要零件之一，它具有強(qiáng)度高、自重輕、運(yùn)行平穩(wěn)適于高速、彈性較好、極少突然斷折等優(yōu)點(diǎn)，廣泛運(yùn)用于機(jī)械、采礦等各方面。4.1.1、鋼絲繩之所以易于彎曲，主要是由于采用了直徑較小的細(xì)鋼絲，M=EIa/R上公式是將直徑 d 的鋼絲彎曲為半徑為 R 的圓環(huán)時所需的彎矩可以看出鋼絲繩直徑 d 愈小，彎曲所需力矩 M 愈小，更易于彎成較小的曲率半徑 R。4.1.2、鋼絲繩的受力分析(1)拉應(yīng)力11.2S/i(/4)d 2=1.2S/(/4)D 12式中：S鋼絲繩的拉伸載荷；d鋼絲繩的直徑；i鋼絲繩的鋼絲總數(shù)；D1鋼絲繩的直徑；充滿率，=i(/4)d 2/(/4)D 120.43(8 股點(diǎn)接觸繩) 0.47(6 股點(diǎn)接觸繩)0.47(8 股點(diǎn)接觸繩) 0.51(6 股點(diǎn)接觸繩)(2)繞上卷筒的彎曲應(yīng)力當(dāng)鋼絲繩繞上卷筒時，鋼絲受到彎曲，由于它是螺旋形，彎曲應(yīng)力比直鋼絲繞上圓筒時小，約為其值的 40%，故 W0.4ED 1/D式中 E=2.1105N/mm2D卷筒直徑。(3)鋼絲繩在擠壓載荷 P 的作用下產(chǎn)生的擠壓應(yīng)力為=0.388(PE 2 2)1/3邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）19式中：接觸折合率；E折合彈性模數(shù)。E=2E1E2/ E1+E2 (E1=2.1105N/mm2,E2=1105N/mm2)起重機(jī)鋼絲繩根據(jù)不同工作條件應(yīng)有一定的安全系數(shù)。即 FmaxSFp (1)Fp=F O (2)所以 F OFmaxS/Fmax鋼絲繩最大靜拉力；FO鋼絲繩破斷拉力綜合；鋼絲繩破斷拉力換算系數(shù)；S鋼絲繩的安全系數(shù)；由以上公式及有關(guān)數(shù)據(jù)，查起重機(jī)械可得下述型號的鋼絲繩鋼絲繩的直徑 d=14.0mm鋼絲直徑 d=0.9mm鋼絲總斷面積 s=40.29mm2鋼絲繩參考質(zhì)量 m=68.50kg/100m4.2 卷筒的設(shè)計卷筒在起升機(jī)構(gòu)或牽引機(jī)械中用來卷繞鋼絲繩，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動。它也是起重機(jī)械的重要零件之一。4.2.1、卷筒的主要尺寸卷筒的主要尺寸為：直徑 D、長度 L、厚度 B。(1)卷筒的直徑 D卷筒的名義直徑是繩槽底的直徑。卷筒直徑不能低于規(guī)定的下限，即：D(e-1)dE 的數(shù)值查表得 e=18所以 D(18-1)14=238mm，取 D=300mm(2)卷筒的長度卷筒為多層卷繞，設(shè)各層的卷繞直徑分別為 D1 D2 D3Dn，共繞 n 層，每層邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）20有 Z 圈，則總的繞繩量為mH=Z(D 1+D2+D3+Dn)D1=D+dD2=D+3dD3=D+5dDn=D+(2n-1)d代入上式得：mH=ZnD+d1+3+5+(2n-1)=Zn(D+nd)所以 Z=mH/n(D+nd)(3)卷筒的厚度卷筒的壁厚可由經(jīng)驗(yàn)公式確定對于鑄鐵卷筒 B=0.02D+(610)(mm)即：B=0.02300+(610)=12 16(mm)對于鋼卷筒 Bd在此選鑄鐵卷筒，由強(qiáng)度核及鑄造工藝要求，鑄鐵卷筒壁厚不宜小于 12mm。取卷筒壁厚 B=14mm。(4)鋼絲繩為尾在卷筒上的固定由于鋼絲繩為多層卷繞且使卷筒緊湊，采用下圖所示方法將繩尾引到卷筒一側(cè)，再用壓板固定。(見圖 4.1)邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）21圖 4.1 繩尾固定示意圖壓板的計算繩尾的壓力 SS=kdSmax/eau（0.12）當(dāng) n=1.5 時，e au=e3 =3.1當(dāng) n=2 時，e au=e4 =3.1當(dāng) n=1.5 時，e au=e6 =3.1kd動系數(shù) k=a+bv （a=1.11.4,a=1.2 b=0.1330.533b=0.4,v=0.8）所以 k=1.52又因?yàn)?Smax=6yt/A=82691 N所以 S=1.521054.714/4.5=27.93KN每個壓板的夾持力如下圖(見圖 4.2)圖 4.2 繩尾壓板示意圖S=2P (P 為每個螺釘?shù)睦?壓板數(shù) ny=ks/s1 (k安全系數(shù)，k1.52)為了安全，壓板數(shù)不少于 2，取ny=4。4.3 吊鉤的設(shè)計邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）224.3.1、吊鉤的材料吊鉤的材料的取法可以避免重大的人身及設(shè)備事故，其材料要求沒有突然斷裂的危險。從減輕吊鉤自重的角度出發(fā)，要求吊鉤的材料具有高的強(qiáng)度，但強(qiáng)度的材料通常對裂紋和缺陷很敏感，材料的強(qiáng)度愈高，突然斷裂的可能性愈大。因此，目前吊鉤廣泛采用低碳鋼。4.3.2、吊鉤的構(gòu)造吊釣鉤孔的尺寸根據(jù)系物繩或?qū)Ｓ玫蹙叩某叽鐩Q定。標(biāo)準(zhǔn)釣鉤取的鉤孔尺寸是根據(jù)容納系物繩的尺寸決定的，單鉤 a=(305000)m0(t)1/2=(1012)Q(KN)1/2(mm)。雙鉤 a=(2025)m0(t)1/2=(78)Q(KN)1/2(mm)，大起重量取小值。鉤口 a1較鉤孔 a 小，a 13a/4。從吊鉤的受力情況看，吊鉤的斷面形狀為梯形最為合理。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）235 制動器的設(shè)計提升機(jī)是一種間歇動作的機(jī)械，它的工作特點(diǎn)是經(jīng)常啟動和制動。因此，制動器是一個必不可少的零件，以保證吊重能停止在空中。5.1.1、制動器的選用起升機(jī)構(gòu)制動器的力矩必須大于由貨物產(chǎn)生的靜力矩，使貨物處于懸吊狀態(tài)時具有足夠的安全裕度，故應(yīng)滿足下式MzhK zhMj(N.m)Kzh制動安全系數(shù) 查表取 Kzh=1.75下降靜力矩為：M j=(Q1+Q0)Doy/2Mj由于帶式制動器的制動帶包角很大，因而制動力矩很大，對于同樣制動力矩可以采用比塊式制動器更小的制動輪且它的結(jié)構(gòu)緊湊，因此在此選用帶式制動器。5.1.2、帶式制動器的計算(1)根據(jù)制動原理，帶與輪所產(chǎn)生的磨擦力 F 與帶兩端的張力 T 和 t 之差相等，而且必須能平衡圓周力。(見圖 5.1)邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）24F=T-t=P=2Mz/D圖 5.1 制動原理示意圖式中 D制動輪直徑，按需要的制動力矩由表取 D=600mm，M2300kgf.m，寬試 B=110mm。根據(jù)歐拉公式，帶的兩端張力之間的關(guān)系為T=tea式中 摩擦系數(shù)，查表取a制動帶繞在制動輪上的包角(rad)。通常取 25002700在此取 a=2600。驗(yàn)算直徑 D，D=4Mzhe a /P(e a -1)1/3式中許用壓力比，通常為P0.30.6N/mm 2 取P=0.4N/mm 2=0.20.3，D 大時取小值。取 =0.25所以 D599.4mm，取 D=600mm，合適所以 P=2M z/D=23001000/600=1000kgfT=Pea (ea -1)=349.6kgft=P/(ea -1)=793.7kgf(2)制動帶的寬度制動帶的寬度 b 一般比制動輪的寬度 B（見表）小 510mm，取 b=100mm計算帶的繞入端張力驗(yàn)比壓力，即qmax=T/(D/2)bq(kgf/cm 2)q 許用壓力比，查表得q=15kgf/cm 2所以 qmax=11.4kgf/cm2q=15kgf/cm 2合適。(3)制動帶的厚度制動帶的厚度 可根據(jù)最大張力端連接處危險斷面的拉伸強(qiáng)度條件來確定，即=T/(b-Zd) 1(cm)式中 d連接鉚釘直徑，通常取 d=0.40.1cm，在此取 d=0.8cm。Z為每排鉚釘數(shù)值：取 Z=6 1帶的拉伸許用應(yīng)力，鋼帶的材料常用 A3、A5 和 45 鋼， 1=8001000kgf/cm2；取 1=900 落千丈 kgf/cm2根據(jù)制動的厚度與寬度的關(guān)系查表得： =6mm邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）25（4）制動帶比壓力帶式制動器的比壓力分布是不均勻的，如下圖，在最大張力 Smzx處比壓力 p 也最大。（見圖 5.2）圖 5.2 制 動 帶 比 壓 力 分 布 圖P=Pmax=2Smax/DB=282691/（6001000）=2.76KN式中 D制動輪直徑，B制動帶寬度。（5）驗(yàn)算制動力矩Mzh=（Smax-Smin）D/2根據(jù)柔性帶的摩擦公式，當(dāng)制動輪轉(zhuǎn)動時 Smax=Smin e Ha式中 a包角，單位為孤度；摩擦系數(shù)Smin=Smax/ea =36588.9NMzh=SmaxD(1-1/ea )2由于 Smax=DBp2所以 Mzh=D2BP(1-1/ea )/4=D 3p（1-1/e a ）/4=0.2560030.4(1-1/e0.182600/36002)=302.4 kgf.mM zh=300 kgf.m 合適（6）上閘力上閘力的 P 大小為 p=Smina/1=2M zh a/D1（e a -1）23000000（260 0/36002）/6000.95 (e 0.182600/36002 -1450=42N杠桿效率 =0.95邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）26（7）松閘間隙和松閘行程帶式制動器的最小松閘間隙可取為 min=0.03D0.03600=18mm磨損后的最大松閘間隙可取為 max=1.5 min=1.518=27mm上閘力 P 的著力點(diǎn)的最大行程為（見圖 5.3）圖 5.3 制動器最大行程示意圖H= maxa1/b1=（D/2+）a-Da/2=a=（1827）（2600/36002）=40.6860.12mm取1=60mm 所以 b=104mmH= maxa1/b=27（2600 0）/360 02）450/104=264m為了保證各處松閘間隙均勻，在圓周上分布若干限制退程的調(diào)整頂螺頂釘（見圖5.4）邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）27圖 5.4 制動器調(diào)整頂螺釘示意圖（8）起動和制動時間的驗(yàn)算起動時間機(jī)構(gòu)起動時電動機(jī)必須發(fā)出較大的力矩，即起動力矩，便原來靜止的質(zhì)量開始運(yùn)動。這時起動力矩除了克服靜阻力矩外，還有一部分使運(yùn)動質(zhì)量加速。這部分力矩越大，加速的時間就越短。電動機(jī)軸上的力矩平衡方程為Mq=Mj+Mg式中Mj靜力矩，即穩(wěn)定運(yùn)動時的阻力矩；Mg在加速過程中運(yùn)動質(zhì)量引起的貫性力矩。由 Mgg=J/tq=Jn d/30tq=Jnd/9.55tq起動時間為 tq=Jnd/9.55（Mq-Mj） （S）式中 Mq起動力左（N/m）查表取 Mq=（0.80.9）Mmax。對于一般起升速度不太大的起重機(jī)，t q=0.52s，對于起升速度大于 0.5m/s的裝卸起重機(jī)，t q=34s 小起重量的起重機(jī)起動時間應(yīng)短些；起重最大的可梢長。因提升機(jī)為一般起升速度不太大的起重機(jī)，取 tq=2s。制動時間制動時，制動器的制動力矩促使運(yùn)動質(zhì)量減速，下降制動時制動時間長，其公式為Tzh=Jnd/9.55（M zn-Mj） （s）(J)=1。15J a+（Q+Q 0）d 02/4gm2i2滿載下降時電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，通常 nd2n 0-nd制動時間大約等于起動時間。所以 tzh=tq=2s。（9）為了防止制動帶從制動輪上滑脫，可將制動輪做成具有輪緣的結(jié)構(gòu)。為增大制動帶與輪接觸表面的摩擦系數(shù)，在鋼帶的表面用埋頭鉚釘或螺釘固定一層石棉帶或木塊作為復(fù)面，帶的兩端用特制的連接件連接，其中一端作剛性固接，另一端用可調(diào)的螺紋連接，以便可按帶與輪的松開間隙調(diào)節(jié)帶的長短。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）28邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）296 潤滑與密封因滾動軸承速度較底，所以采用脂潤滑。脂潤滑的結(jié)構(gòu)簡單，易于密封，一般每隔半年左右補(bǔ)充或更換一次潤滑脂。潤滑脂的裝填量不應(yīng)超過軸承空間的1/31/2?？赏ㄟ^軸承座上的注油孔及通道注入，為防止箱內(nèi)的油侵入軸承與脂混合，并防止脂流失，應(yīng)在箱體內(nèi)側(cè)裝擋油環(huán)。減速器的密封部位有許多，一般有軸處、軸承室內(nèi)側(cè)、箱體結(jié)構(gòu)面等。軸伸處的密封采用氈圈式密封，此種密封結(jié)構(gòu)簡單、價廉、安裝方便。軸承室內(nèi)側(cè)采用檔油環(huán)密封，此種密封能防此過多的油、雜質(zhì)進(jìn)入軸承室內(nèi)。箱體結(jié)構(gòu)面的密封是在結(jié)合面上涂密封膠來密封。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）30設(shè)計小結(jié)畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)我綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識技能來解決實(shí)際問題的能力的一個重要環(huán)節(jié)。對我來說，這是一種綜合能力測試的時候。而且我受到老師精心培養(yǎng)和自我實(shí)踐能力（包括實(shí)際動手能力、查閱文獻(xiàn)與撰寫論文能力等）下，一種自我創(chuàng)新的好機(jī)會。本著對三年學(xué)業(yè)的總結(jié)及自我的全面檢測，進(jìn)行了本次畢業(yè)設(shè)計。此次我畢業(yè)設(shè)計的課題為礦用提升機(jī)的設(shè)計，設(shè)計歷時共 50 天。畢業(yè)設(shè)計是一種綜合性較強(qiáng)的專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，它具知識面寬、學(xué)科廣、綜合性強(qiáng)等特點(diǎn)。它不僅把我大學(xué)三年所學(xué)的基礎(chǔ)知識及專業(yè)知識有機(jī)的聯(lián)系起來，還把書本知識與實(shí)踐聯(lián)系起來。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我鞏固了以前學(xué)過的知識，提高了查閱資料的能力，使我更認(rèn)識到畢業(yè)設(shè)計的重要性，從而提高了我理論聯(lián)系實(shí)際上的設(shè)計能力和動手能力。為我今后走向工作崗位打下了一定的基礎(chǔ)。本次設(shè)計在戴正強(qiáng)老師的細(xì)心指導(dǎo)下完成。由于我本人水平有限，有許多不足之處，還望各位老師指點(diǎn)。在此感謝戴老師及教育我的其他老師的許多幫助，同時也感謝學(xué)校對我的辛勤培育。邵陽學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）31參考文獻(xiàn)1.楊長睽.起重機(jī)械.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19812.陳道南.起重運(yùn)輸機(jī)械.北京：機(jī)械工業(yè)出版式社，19823.張建中.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ).江蘇：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，20014.張建中.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)調(diào)和設(shè)計.江蘇：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，20015.成大憲.機(jī)械設(shè)計手冊.北京：化學(xué)工業(yè)出版社第三版第 3 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