5噸液壓絞車設(shè)計(jì)【10張CAD圖紙及說明書全套】【YC系列】

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First of all, through the analysis of the current status and types of hydraulic winch, the overall structure scheme and transmission scheme is put forward. Then, the main parts of the transmission device and the main parts are designed and checked. Finally, AutoCAD software is used to draw the assembly drawing and the main parts. Key words: Hydraulic; Winch; Reducer; Drum 目 錄 摘 要 I Abstract II 第一章 緒論 1 1.1絞車簡(jiǎn)介 1 1.2液壓絞車的特點(diǎn) 1 1.3液壓絞車的工作原理和用途 1 1.4國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 2 第二章 總體設(shè)計(jì)與計(jì)算 4 2.1設(shè)計(jì)要求 4 2.2方案設(shè)計(jì) 4 2.2.1原理分析 4 2.2.2總體布置方案 4 2.2.3傳動(dòng)方案選擇 5 2.2.4液壓傳動(dòng)原理圖 5 第三章 主要參數(shù)的確定 7 3.1卷筒直徑的確定 7 3.2電動(dòng)機(jī)的選擇 9 3.3液壓馬達(dá)的選用與驗(yàn)算 9 3.3.1液壓馬達(dá)的分類及特點(diǎn) 9 3.3.2馬達(dá)的驗(yàn)算 10 第四章 卷筒設(shè)計(jì)與校核 13 4.1卷筒的分類和特點(diǎn) 13 4.2卷筒設(shè)計(jì)計(jì)算 13 4.2.1卷筒長(zhǎng)度L確定 13 4.2.2繩槽的選擇 14 4.2.3卷筒壁厚 15 4.2.4鋼絲繩允許偏角 15 4.3卷筒強(qiáng)度計(jì)算 15 第五章 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 17 5.1確定傳動(dòng)比 17 5.2齒輪齒數(shù)的確定 17 5.3選定齒輪的精度等級(jí)和材料 18 5.4齒輪模數(shù)的確定 18 5.5齒輪基本參數(shù)的確定 20 5.5.1尺寸基本參數(shù)的選定與計(jì)算 20 5.5.2齒輪公法線長(zhǎng)度的確定 22 5.6內(nèi)部結(jié)構(gòu)的選定與設(shè)計(jì) 22 5.6.1轉(zhuǎn)臂軸承的選定 22 5.6.2銷孔數(shù)目、尺寸的確定 23 5.6.3銷軸套、銷軸的確定 24 5.6.4偏心套基本尺寸的確定 24 5.7軸的設(shè)計(jì) 25 5.7.1輸入軸的設(shè)計(jì) 25 5.7.1 輸出軸（固定軸）的設(shè)計(jì) 28 總 結(jié) 30 參考文獻(xiàn) 31 致 謝 32 32 第一章 緒論 1.1絞車簡(jiǎn)介 在起重機(jī)械中，用以提升或下降貨物的機(jī)構(gòu)稱為起升機(jī)構(gòu)，一般采用卷揚(yáng)式，而這樣的機(jī)器叫做卷揚(yáng)機(jī)又叫絞車。 卷揚(yáng)機(jī)的卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)一般由驅(qū)動(dòng)裝置、鋼絲繩卷繞系統(tǒng)、取物裝置和安全保護(hù)裝置等組成。驅(qū)動(dòng)裝置包括電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、制動(dòng)器、減速器、卷筒等部件。鋼絲繩卷繞系統(tǒng)包括鋼絲繩、卷筒、定滑輪和動(dòng)滑輪。取物裝置有吊鉤、吊環(huán)、抓斗、電磁吸盤、吊具掛梁等多種形式。安全保護(hù)裝置有超負(fù)載限制器、起升高度限位器、下降深度限位器、超速保護(hù)開關(guān)等，根據(jù)實(shí)際需要配用。 卷揚(yáng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式有三種，分別為內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)。 內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的起升機(jī)構(gòu)，其動(dòng)力由內(nèi)燃機(jī)經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)裝置集中傳給包括起升機(jī)構(gòu)在內(nèi)的各個(gè)工作機(jī)構(gòu)，這種驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)是具有自身獨(dú)立的能源，機(jī)動(dòng)靈活，適用于流動(dòng)作業(yè)。為保證各機(jī)構(gòu)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，整機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜笨重。由于內(nèi)燃機(jī)不能逆轉(zhuǎn)，不能帶載起動(dòng)，需依靠傳動(dòng)環(huán)節(jié)的離合實(shí)現(xiàn)起動(dòng)和換向，這種驅(qū)動(dòng)方式調(diào)速困難，操縱麻煩，屬于淘汰類型。目前只有少數(shù)地方應(yīng)用。 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)是卷揚(yáng)機(jī)的主要驅(qū)動(dòng)方式。直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性適合起升機(jī)構(gòu)的工作要求，調(diào)速性能好，但獲得直流電源較為困難。在大型的卷揚(yáng)機(jī)中，常采用內(nèi)燃機(jī)和直流發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)直流傳動(dòng)。交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)能直接從電網(wǎng)取得電能，操縱簡(jiǎn)單，維護(hù)容易，機(jī)組重量輕，工作可靠，在電動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)中應(yīng)用廣泛。 液壓驅(qū)動(dòng)的卷揚(yáng)機(jī)，由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓泵，將工作油液輸入執(zhí)行構(gòu)件（液壓缸或液壓馬達(dá)）使機(jī)構(gòu)動(dòng)作，通過控制輸入執(zhí)行構(gòu)件的液體流量實(shí)現(xiàn)調(diào)速。液壓驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)比大，可以實(shí)現(xiàn)大范圍的無級(jí)調(diào)速，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，操作方便，過載保護(hù)性能好。缺點(diǎn)是液壓傳動(dòng)元件的制造精度要求高，液體容易泄漏。目前液壓驅(qū)動(dòng)在建筑卷揚(yáng)機(jī)中獲得日益廣泛的應(yīng)用。 1.2液壓絞車的特點(diǎn) 絞車采用液壓傳動(dòng)，減少了產(chǎn)生電氣火花的元件。使用鼠籠電動(dòng)機(jī)，使電器控制簡(jiǎn)單，容易做成防暴型。所以采用液壓絞車是解決煤礦井下絞車全防暴問題的有效途徑。由于用管道傳遞壓力油，所以液壓元件和各種機(jī)械裝置都容易布局，各個(gè)元件的安裝可以隨意放在任何適當(dāng)?shù)奈恢?，因此便于液壓絞車進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作。 1.3液壓絞車的工作原理和用途 液壓絞車是利用防爆電動(dòng)機(jī)1帶動(dòng)乳化液泵2，然后乳化液泵帶動(dòng)變量液壓馬達(dá)3，液壓馬達(dá)將動(dòng)力通過減速器4拖動(dòng)滾筒5轉(zhuǎn)動(dòng)。絞車的正反轉(zhuǎn)和高低轉(zhuǎn)速改變依靠馬達(dá)自身調(diào)節(jié)完成。原理圖1-1 1電動(dòng)機(jī) 2主油泵 3液壓馬達(dá) 4減速箱 5絞車滾筒 圖1-1 絞車工作原理圖 液壓絞車用途：主要用于井下綜采工作面液壓支架以及其它井下設(shè)備的安裝和拆除。 1.4國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 20世紀(jì)年代后期，日本、美國(guó)又開始推廣應(yīng)用液壓—機(jī)械傳動(dòng)絞車。其優(yōu)點(diǎn)是高速小扭矩液壓馬達(dá)具有制造容易、質(zhì)量穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)、傳動(dòng)效率高、噪音低、體積小等。日本三井三池制作所引進(jìn)西德蓋特拉馬齊克公司和法國(guó)西克馬菲爾公司的高速液壓馬達(dá)，研制了卷簡(jiǎn)直徑為的型液壓絞車，高速液壓馬達(dá)經(jīng)行星減速器傳動(dòng)卷筒，用操作手柄改變變量泵斜盤的角度來實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。 2005年國(guó)內(nèi)直徑最大的液壓絞車在河南省洛陽中信重機(jī)公司試車成功，并順利發(fā)往內(nèi)蒙古大雁煤業(yè)公司。國(guó)外由于電器技術(shù)水平較高，井下工程機(jī)械化程度高，一般巷道和硐室較大，設(shè)備安裝方便，較早的開始推廣應(yīng)用電動(dòng)絞車，主要是繞線型電機(jī)轉(zhuǎn)子外接電子調(diào)速。其缺點(diǎn)為發(fā)熱嚴(yán)重，占地面積大，電控系統(tǒng)復(fù)雜，成本高，調(diào)整性差。隨著液壓技術(shù)的不斷發(fā)展，軸向柱塞式和徑向柱塞式液壓馬達(dá)系列產(chǎn)品推出，并逐漸用于井下提升設(shè)備和研制液壓絞車。液壓絞車具有結(jié)構(gòu)緊湊、造價(jià)便宜、起動(dòng)平穩(wěn)、調(diào)速方便、過載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，特別是采用鼠籠式電機(jī)拖動(dòng)，使電控系統(tǒng)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了防爆要求。在國(guó)外，液壓絞車根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可分為兩大類：一類是采用低速大扭矩柱塞液壓馬達(dá)直接拖動(dòng)絞車卷筒的全液壓傳動(dòng)式；另一類是采用高速小扭矩柱塞液壓馬達(dá)經(jīng)減速器再拖動(dòng)絞車卷筒的液壓—機(jī)械傳動(dòng)式。 日本三井三池制作所制造出第一臺(tái)防暴液壓絞車，以后反復(fù)進(jìn)行了多種設(shè)計(jì)和改，生產(chǎn)有和等幾種型號(hào)的防暴液壓絞車，具有手動(dòng)和半自動(dòng)兩種運(yùn)轉(zhuǎn)方式。液壓控制方式與電動(dòng)控制方式進(jìn)行比較，液壓控制方式能任意選擇所需要的速度，操作簡(jiǎn)單，能任意調(diào)整加減速度，易于防暴結(jié)構(gòu)，電器控制系統(tǒng)復(fù)雜，維修麻煩。 蘇聯(lián)、波蘭、德國(guó)等國(guó)家研制和采用液壓安全絞車作為傾斜煤層的采煤機(jī)的防滑、同步牽引設(shè)備。這些國(guó)家還礦泛采用液壓無極繩絞車牽引井下運(yùn)輸用的卡軌車和單軌吊。日本三井三池制作所研制的小型液壓絞車系列，主要用于煤礦井下作輔助運(yùn)輸，功率有、及三檔。其采用高速軸向柱塞式液壓馬達(dá)通過安裝在滾筒內(nèi)部的行星齒輪減速箱拖動(dòng)絞車運(yùn)轉(zhuǎn)，因而結(jié)構(gòu)緊湊，體積小[5]。 我國(guó)煤礦井下防暴液壓絞車的研制和應(yīng)用比歐美、日本大約晚年，在煤與沼氣突出的礦井都要使用防暴型電器設(shè)備。由湖南省煤炭科學(xué)研究所和湖南省煤礦專業(yè)機(jī)械廠共同研制型防暴液壓絞車和型防暴液壓絞車，并隨同研制了型防暴絞車。國(guó)內(nèi)其它廠家也進(jìn)行了液壓絞車的研制工作，淮南煤機(jī)廠研制了型防暴液壓絞車，它采用高速液壓馬達(dá)通過行星減速箱驅(qū)動(dòng)滾筒，洛陽礦山機(jī)械研究所研制采用高速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的防暴液壓絞車。 第二章 總體設(shè)計(jì)與計(jì)算 2.1設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一5噸液壓絞車，設(shè)計(jì)參數(shù)要求如下： （1）單繩拉力5噸； （2）鋼絲繩直徑18mm； （3）容繩量50m； （4）繩速10m/min。 2.2方案設(shè)計(jì) 2.2.1原理分析 液壓絞車是利用防爆電動(dòng)機(jī)1帶動(dòng)乳化液泵2，然后乳化液泵帶動(dòng)變量液壓馬達(dá)3，液壓馬達(dá)將動(dòng)力通過減速器4拖動(dòng)滾筒5轉(zhuǎn)動(dòng)。絞車的正反轉(zhuǎn)和高低轉(zhuǎn)速改變依靠馬達(dá)自身調(diào)節(jié)完成。原理圖2-1 1電動(dòng)機(jī) 2主油泵 3液壓馬達(dá) 4減速箱 5絞車滾筒 圖2-1 液壓絞車原理圖 2.2.2總體布置方案 液壓馬達(dá)、制動(dòng)器和行星減速器都布置在卷筒的同一側(cè)（圖2-2）。這種布置形式，易于加工和裝配，總成分組性較好。 圖2-2液壓卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)總體布置方案 2.2.3傳動(dòng)方案選擇 減速裝置采用漸開線少齒差行星齒輪減速裝置，傳動(dòng)的原理：少齒差行星傳動(dòng)原理如圖3所示，當(dāng)帶曲柄的輸入軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，空套在曲柄上的行星輪Z1反向旋轉(zhuǎn)（Z2-Z1）/Z1轉(zhuǎn)，然后通過輸出軸輸出，去速比是I＝－Z1/(Z2-Z1),負(fù)號(hào)代表旋轉(zhuǎn)反向相反。 圖2-3傳動(dòng)原理簡(jiǎn)圖 2.2.4液壓傳動(dòng)原理圖 系統(tǒng)的工作原理及其特點(diǎn)簡(jiǎn)要說明如下：（見圖2-4） 液壓馬達(dá)9的排量切換由二位四通電磁換向閥5實(shí)現(xiàn)，控制壓力由液壓馬達(dá)9自身提供，為了防止下放時(shí)因超越負(fù)載作用而失速，在馬達(dá)回油路上設(shè)置了外控式平衡閥4。另外，為了提高系統(tǒng)工作可靠性，以防污染和過熱造成的故障，在回油路上設(shè)置了回油過濾器7及冷卻器8。三位四通電磁換向閥9的中位機(jī)能為K型，所以，絞車停止待命時(shí)，液壓泵可以中位低壓卸荷，有利于節(jié)能。 表2.1絞車液壓系統(tǒng)電磁鐵動(dòng)作順序 工 況 電磁鐵 1YA 2YA 3YA 滿載卷揚(yáng)上升 - + - 空包下放 + - - 停止 - - + 由表1.2可知：當(dāng)電磁鐵2YA通電時(shí)，三位四通電磁換向閥5切換至右位，液壓油經(jīng)過單向閥進(jìn)入液壓馬達(dá)2，驅(qū)動(dòng)滾筒卷揚(yáng)方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)電磁鐵1YA通電時(shí)，負(fù)載由平衡閥支撐的同時(shí)快速下放，當(dāng)需要制動(dòng)時(shí)，電磁鐵3YA通電，制動(dòng)器制動(dòng) 。 圖2-4 液壓傳動(dòng)原理圖 1.多片式摩擦離合器2、液壓馬達(dá)3、6、溢流閥4、外控式平衡閥 5、三位四通電磁換向閥7、回油過濾器8冷卻器9、液壓馬達(dá)10、油箱 第三章 主要參數(shù)的確定 3.1卷筒直徑的確定 （1）卷筒直徑計(jì)算（方法一） 卷筒容繩寬度，一般可以由下式確定： 取 預(yù)設(shè)卷筒鋼絲繩纏繞層數(shù)為4層，則 卷筒容繩量L 卷筒繩容量是指鋼絲繩在卷筒上順序緊密排布是，達(dá)到規(guī)定的纏繞層數(shù)所能容納的鋼絲繩工作長(zhǎng)度的最大值，卷筒容繩量按下式計(jì)算，第i層鋼絲繩繩芯直徑為： 式中：- 卷筒直徑 - 鋼絲繩直徑 卷筒容繩量L為： 聯(lián)立上述各式得： 已知，， 求得： 表3-1 卷筒直徑D系列（摘自JB/T9006.1-1999） 100 125 160 200 250 280 315 355 400 450 500 560 630 710 800 900 1000 1120 1250 1320 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 按照表3-1卷筒直徑D系列，取卷筒直徑 （2）卷筒直徑計(jì)算（方法二） 式中：-與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別相關(guān)的系數(shù) -鋼絲繩直徑 表3-2 機(jī)構(gòu)利用等級(jí)（摘自GB/T3811-1983） 機(jī)構(gòu)利用等級(jí) 總設(shè)計(jì)壽命 說明 機(jī)構(gòu)利用等級(jí) 總設(shè)計(jì)壽命 說明 T0 200 不經(jīng)常使用 T5 6300 經(jīng)常中等使用 T1 400 T6 12500 不經(jīng)常繁忙地使用 T2 800 T7 25000 繁忙地使用 T3 1600 T8 50000 T4 3200 經(jīng)常使用 T9 100000 表3-3 機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài)（摘自GB/T3811-1983） 載荷狀態(tài) 說明 L1-輕 機(jī)構(gòu)經(jīng)常承受輕載荷，偶爾承受最大的載荷 L2-中 機(jī)構(gòu)經(jīng)常承受中等載荷，較少承受最大的載荷 L3-重 機(jī)構(gòu)經(jīng)常承受較重的載荷，也常承受最大的載荷 L4-特重 經(jīng)常承受最大的載荷 表3-4 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別（摘自GB/T3811-1983） 載荷狀態(tài) 機(jī)構(gòu)利用等級(jí) T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 L1-輕 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 L2-中 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 L3-重 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 L4-特重 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 表3-5 系數(shù)h值（摘自GB/T3811-1983） 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別 系數(shù)h值 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別 系數(shù)h值 M1~M3 14 M6 20 M4 16 M7 22.4 M5 18 M8 25 根據(jù)本卷筒工作工況要求，參照上述表3-2~3-5可選定工作級(jí)別為M4，則 故： 按照表3-1卷筒直徑D系列，取卷筒直徑，故本次設(shè)計(jì)的提升裝置采用JB/T9006.1-1999中標(biāo)準(zhǔn)鑄造卷筒，且取卷筒直徑。 3.2電動(dòng)機(jī)的選擇 正確選擇電動(dòng)機(jī)額定功率的原則是：在電動(dòng)機(jī)能夠滿足機(jī)械負(fù)載要求的前提下，最經(jīng)濟(jì)、最合理地決定電動(dòng)機(jī)的功率。 建筑卷筒屬于非連續(xù)工作機(jī)械，而啟動(dòng)、制動(dòng)頻繁，因此選擇電動(dòng)機(jī)應(yīng)與其工作特點(diǎn)相適應(yīng)。建筑卷筒主要采用三向交流異步電動(dòng)機(jī)。 該卷筒輸出功率： F——額定拉力（F=5000KG）； V——提升速度（V=10m/min）； ——卷筒整機(jī)傳動(dòng)效率。 可設(shè)定效率＝0.85，則輸入功率： 根據(jù)該卷筒的工作特點(diǎn)可選Y系列異步電動(dòng)機(jī)。 據(jù)化學(xué)工業(yè)出版社《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四版可選電動(dòng)機(jī)：Y160M－4 其技術(shù)參數(shù)如表3-6： 表3-6 技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 功率/kw 轉(zhuǎn)速 r/min 重量（kg） Y1160L-4 11 1460 123 3.3液壓馬達(dá)的選用與驗(yàn)算 3.3.1液壓馬達(dá)的分類及特點(diǎn) 起重機(jī)的常用液壓馬達(dá)分為高速液壓馬達(dá)和低速液壓馬達(dá)。高速液壓馬達(dá)的主要性能特點(diǎn)是負(fù)載速度低、扭矩小、體積緊湊、重量輕，但在機(jī)構(gòu)傳動(dòng)中需與相應(yīng)的減速器配套使用，以滿足機(jī)構(gòu)工作的低速重載要求，其他的特點(diǎn)與同類的液壓泵相同，較多應(yīng)用的有擺線齒輪馬達(dá)，軸向柱塞馬達(dá)。低速液壓馬達(dá)的負(fù)載扭矩大、轉(zhuǎn)速較低、平穩(wěn)性較好，可直接或只需一級(jí)減速驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，但體積和重量較大。內(nèi)曲線徑向柱塞或球塞馬達(dá)和軸向球塞式馬達(dá)是較常用的型式。 液壓馬達(dá)在使用中并不是泵的逆運(yùn)轉(zhuǎn)，它的效率較高，轉(zhuǎn)速范圍更大，可正、反向運(yùn)轉(zhuǎn)，能長(zhǎng)期承受頻繁沖擊，有時(shí)還承受較大的徑向負(fù)載。因此，應(yīng)根據(jù)液壓馬達(dá)的負(fù)載扭矩、速度、布置型式和工作條件等選擇液壓馬達(dá)的結(jié)構(gòu)型式、規(guī)格和連接型 根據(jù)已知液壓馬達(dá)的工作壓力為16.5MP，總排量520ml/r，初選液壓馬達(dá)的型號(hào)為JMQ—23型低速大扭矩葉片馬達(dá)，參數(shù)見（表3-7）。 型號(hào) 排量 （ml/r） 壓力 （Mp） 轉(zhuǎn)速（r/min） 效率 轉(zhuǎn)矩（N/m） JMQ—23 604 額定 最高 額定 最高 容積效率 總效率 1440 16 20 75 400 0.95 0.85 表3-7 YM630型葉片馬達(dá)參數(shù) 3.3.2馬達(dá)的驗(yàn)算 滿載起升時(shí)液壓馬達(dá)的輸出功率 （kw） 式中——起升載荷動(dòng)載系數(shù)，因液壓馬達(dá)不具有電動(dòng)機(jī)的過載能力而馬達(dá) 工作壓力又受系統(tǒng)壓力限制，一般取=1.15~1.3； ——額定起升載荷（N） ——物品起升速度（m/s） ——機(jī)械總效率，初步計(jì)算時(shí)，取0.8~0.85。 額定起升載荷根據(jù)下式計(jì)算 式中——鋼絲繩自由端拉力（N）； ——滑輪組倍率。 根據(jù)已知=10787.7N。一般當(dāng)起升載荷時(shí)，滑輪組倍率宜取2，時(shí)，倍率取3~6，載荷量更大時(shí)，倍率可取8以上。因此，。 把數(shù)值代入到式子中得：=21575.4N 物品提升速度按下式計(jì)算：=0.5m/s 根據(jù)需要選取=1.3，機(jī)械總效率取=0.85，卷筒機(jī)械效率=0.97，=0.5m/s， =21575.4N，把數(shù)據(jù)代入式中得： =17.009kw 滿載起升時(shí)液壓馬達(dá)輸出扭矩 式中——減速器傳動(dòng)比； ——鋼繩在卷筒上的卷繞層數(shù)。 其余符號(hào)同以前式子。 由于已知為大排量馬達(dá)，選用低速方案。因此不采用減速器，所以=1。又由已知卷筒鋼絲繩卷繞三層，故=3。 把所有數(shù)值代入式子中得： =1004.845 所選用的馬達(dá)的額定轉(zhuǎn)矩為=1440，因?yàn)?，所以選用的馬達(dá)轉(zhuǎn)矩符合要求。 計(jì)算液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速和輸入油量 根據(jù) 式中各符號(hào)同以前的式子，把數(shù)值代入式中得： =176.43 r/min 計(jì)算馬達(dá)的輸入油量用下式 式中——液壓馬達(dá)的排量（ml/r）； ——液壓馬達(dá)容積效率。 馬達(dá)的排量根據(jù)已知得=520 ml/r， 根據(jù)下式計(jì)算： 式中——液壓馬達(dá)總效率； ——液壓馬達(dá)機(jī)械效率。 根據(jù)表查得取0.85，取0.9。 把數(shù)代入式中得：=0.95 把所計(jì)算的數(shù)據(jù)代入式中得： 選用的液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速范圍為r/min，由于計(jì)算得=216r/min，所以馬達(dá)的轉(zhuǎn)速符合要求。 第四章 卷筒設(shè)計(jì)與校核 4.1卷筒的分類和特點(diǎn) 卷筒是起升機(jī)構(gòu)中卷繞鋼絲繩的部件。常用卷筒組類型有齒輪連接盤式、周邊大齒輪式、短軸式和內(nèi)裝行星齒輪式。 齒輪連接盤式卷筒組為封閉式傳動(dòng)，分組性好，卷筒軸不承受扭矩，是目前橋式起重機(jī)卷筒組的典型結(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)是檢修時(shí)需沿軸向外移卷筒。 周邊大齒輪式卷筒組多用于傳動(dòng)速比大、轉(zhuǎn)速低的場(chǎng)合，一般為開式傳動(dòng)，卷筒軸只承受彎矩。 短軸式卷筒組采用分開的短軸代替整根卷筒長(zhǎng)軸。減速器側(cè)短軸采用鍵與過盈配合與卷筒法蘭盤剛性連接，減速器通過鋼球或圓柱銷與底架鉸接；支座側(cè)采用定軸式或轉(zhuǎn)軸式短軸，其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，調(diào)整安裝比較方便。 內(nèi)裝行星齒輪式卷筒組輸入軸與卷筒同軸線布置，行星減速器置于卷筒內(nèi)腔，結(jié)構(gòu)緊湊。 根據(jù)鋼絲繩在卷筒上卷繞的層數(shù)分單層繞卷筒和多層繞卷筒。由于本設(shè)計(jì)的卷繞層數(shù)為三層，因此采用多層卷筒。根據(jù)鋼絲繩卷入卷筒的情況分單聯(lián)卷筒（一根鋼絲繩分支繞入卷筒）和雙卷筒（兩根鋼絲繩分支同時(shí)繞入卷筒）。單聯(lián)卷筒可以單層繞或多層繞，雙聯(lián)卷筒一般為單層繞。起升高度大時(shí)，為了減小雙聯(lián)卷筒長(zhǎng)度，有將兩個(gè)多層繞卷筒同軸布置，或平行布置外加同步裝置的實(shí)例。 多層卷筒可以減小卷筒長(zhǎng)度，使機(jī)構(gòu)緊湊，但鋼絲繩磨損加快，工作級(jí)別M5以上的機(jī)構(gòu)不宜使用。 4.2卷筒設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)3.1節(jié)已選定卷筒直徑 4.2.1卷筒長(zhǎng)度L確定 由于采用多層卷繞卷筒L，由下式 式中——多層卷繞鋼繩總長(zhǎng)度（mm）； 根據(jù)已知卷筒容繩量為27m，所以=27m， 把數(shù)據(jù)代入式中得 =195.52mm 取多層卷繞卷筒長(zhǎng)度=200mm。 4.2.2繩槽的選擇 單層卷繞卷筒表面通常切出導(dǎo)向螺旋槽，繩槽分為標(biāo)準(zhǔn)槽和深槽兩種形式，一般情況都采用標(biāo)準(zhǔn)槽。當(dāng)鋼絲繩有脫槽危險(xiǎn)時(shí)（例如起升機(jī)構(gòu)卷筒，鋼絲繩向上引出的卷筒）以及高速機(jī)構(gòu)中，采用深槽。 多層卷繞卷筒表面以往都推薦做成光面，為了減小鋼絲繩磨損。但實(shí)踐證明，帶螺旋槽的卷筒多層卷繞時(shí)，由于繩槽保證第一層鋼絲繩排列整齊，有利于以后各層鋼絲繩的整齊卷繞。光面卷筒極易使鋼絲繩多層卷繞時(shí)雜亂無序，由此導(dǎo)致的鋼絲繩磨損遠(yuǎn)大于有繩槽的卷筒。 帶繩槽單層繞雙聯(lián)卷筒，可以不設(shè)擋邊，因?yàn)殇摻z繩的兩頭固定在卷筒的兩端。多層繞卷筒兩端應(yīng)設(shè)擋邊，以防止鋼絲繩脫出筒外，檔邊高度應(yīng)比最外層鋼絲繩高出。 （1）繩槽半徑根據(jù)下式 取R=0.5d 把數(shù)值代入得： 繩槽節(jié)距P=d+（2～4）mm 取P=8+2=10mm 繩槽深度h=（0.25～0.4）d 取h=0.35d=0.35×8=2.8 圖4-1繩槽的放大示意圖 （2）卷筒上有螺旋槽部分長(zhǎng) 式中——=，卷筒計(jì)算直徑，由鋼絲繩中心算起的卷筒直徑（mm）； ——1.5，為固定鋼絲繩的安全圈數(shù)。取2； 把數(shù)據(jù)代入式中得 =167.8mm 由此可取 =170mm。 （3）繩槽表面精度：2級(jí)——值12.5。 4.2.3卷筒壁厚 初步選定卷筒材料為鑄鐵卷筒，根據(jù)鑄鐵卷筒的計(jì)算式子： mm 把數(shù)值代入式中有：=0.02D+8=12mm，故選用=12mm。 4.2.4鋼絲繩允許偏角 鋼絲繩繞進(jìn)或繞出卷筒時(shí)，鋼絲繩偏離螺旋槽兩側(cè)的角度推薦不大于3.5o。 對(duì)于光面卷筒和多層繞卷筒，鋼絲繩與垂直于卷筒軸的平面的偏角推薦不大于 2o，以避免亂繩。 布置卷繞系統(tǒng)時(shí)，鋼角推薦不大于5o，以避免槽口損壞和鋼繩脫槽。 4.3卷筒強(qiáng)度計(jì)算 卷筒在鋼絲繩拉力作用下，產(chǎn)生壓縮，彎曲和扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，其中壓縮應(yīng)力最大。當(dāng)時(shí)，彎曲和扭轉(zhuǎn)的合成應(yīng)力不超過壓縮應(yīng)力的，只計(jì)算壓應(yīng)力即可。當(dāng)時(shí)，要考慮彎曲應(yīng)力。對(duì)尺寸較大，壁厚較薄的卷筒還需對(duì)筒壁進(jìn)行抗壓穩(wěn)定性驗(yàn)算。 由于所設(shè)計(jì)的卷筒直徑=200mm，=200mm， 。所以只計(jì)算壓應(yīng)力即可。 卷筒筒壁的最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在筒壁的內(nèi)表面壓應(yīng)力按下式計(jì)算： 式中——卷筒壁壓應(yīng)力（MPa）； ——鋼絲繩最大靜拉力（N）； ——應(yīng)力減小系數(shù)，在繩圈拉力作用下，筒壁產(chǎn)生徑向彈性變形，使繩圈緊度降低，鋼絲繩拉力減小，一般??； ——多層卷繞系數(shù)。多層卷繞時(shí)，卷筒外層繩圈的箍緊力壓縮下層鋼絲繩，使各層繩圈的緊度降低，鋼絲繩拉力減小，筒壁壓應(yīng)力不與卷繞層數(shù)成正比按表取值； ——許用壓應(yīng)力，對(duì)鑄鐵，為鑄鐵抗壓強(qiáng)度極限，對(duì)鋼，為鋼的屈服極限。 取，按表取，根據(jù)已知卷筒底層拉力1100kgf，可算得，把各數(shù)代入式中： =121.36MP 根據(jù)所計(jì)算的結(jié)果查得卷筒的材料為球墨鑄鐵，其抗壓強(qiáng)度極限，，=121.36MP<,因此材料選用合格。 第五章 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 5.1確定傳動(dòng)比 按額定轉(zhuǎn)速初定總傳動(dòng)比，總傳動(dòng)比按下式計(jì)算： 式中 ——電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/min） —— 卷筒轉(zhuǎn)速（r/min） 可按下式計(jì)算： 式中 ——鋼絲繩額定速度（m/min）； ——卷筒基準(zhǔn)層鋼絲繩中心直徑（mm），即卷筒計(jì)算直徑。 由已知得：＝10m/min，＝280mm 故＝11.37r/min 由此可計(jì)算總傳動(dòng)比： 5.2齒輪齒數(shù)的確定 少齒差傳動(dòng)一般齒差數(shù)為1～4，由于傳動(dòng)比i＝19.1，不是很大，故可取齒差數(shù)＝3。 對(duì)于圖4所示的K－H－V少齒差行星傳動(dòng)，若轉(zhuǎn)臂H固定，則： 當(dāng)內(nèi)齒輪2固定，轉(zhuǎn)臂H主動(dòng)，構(gòu)件V從動(dòng)時(shí)，可由上式得傳動(dòng)比公式為： 上式中的“－”號(hào)表示從動(dòng)件V與主動(dòng)件H轉(zhuǎn)向相反。 當(dāng)構(gòu)件V固定，轉(zhuǎn)臂H主動(dòng)，內(nèi)齒輪從動(dòng)（即相當(dāng)于卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)的情況），可得出傳動(dòng)比公式為： 上式中的“+”號(hào)，表示從動(dòng)件2與主動(dòng)件H的轉(zhuǎn)向相同。 已知齒數(shù)差＝＝3，i＝19.1，可得： ＝3×19.1＝57.3,取57 ， ＝57-3＝54。 5.3選定齒輪的精度等級(jí)和材料 一般選用7級(jí)精度，內(nèi)齒輪采用40Cr，其熱處理要求：調(diào)質(zhì)后表面淬火，調(diào)質(zhì)硬度為250-280HB，齒面接觸疲勞極限應(yīng)力，齒輪齒根彎曲疲極限應(yīng)力；外齒輪（行星輪）用20CrMnTi,滲碳淬火，低溫回火，表面硬度，心部HR為302-388，齒面接觸疲勞極限應(yīng)力，齒輪齒根彎曲疲極限應(yīng)力。 5.4齒輪模數(shù)的確定 由于少齒差行星傳動(dòng)的齒輪普通采用正角度變位，其齒而接觸強(qiáng)度和齒根彎曲強(qiáng)度都較高，而且齒面接觸強(qiáng)度遠(yuǎn)高于齒根彎曲強(qiáng)度。所以，少齒差傳動(dòng)齒輪的模數(shù)通常按彎曲強(qiáng)度決定；或按結(jié)構(gòu)要求和功率大小初選，然后校核彎曲強(qiáng)度。 在這里就按彎曲強(qiáng)度來確定模數(shù)，因?yàn)樯冽X差傳動(dòng)一般選用短齒，內(nèi)外齒輪嚙合的很好，齒面接觸較好，只要行星輪的彎曲強(qiáng)度足夠，內(nèi)齒輪就不會(huì)有問題的，所以在確定模數(shù)的時(shí)候就只用按行星輪的彎曲條件來計(jì)算模數(shù)。 按行星輪齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式： （1）根據(jù)行星輪的表面硬度查得其彎曲疲勞強(qiáng)度極限。 （2）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》書中的圖10－18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)。 （3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S＝1.4 （4）計(jì)算載荷系數(shù)K 試選載荷系數(shù) 計(jì)算外齒輪傳遞的扭矩 取齒寬系數(shù) 查材料的彈性影響系數(shù)；內(nèi)齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度為;外齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度為。 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ； 查圖得接觸疲勞壽命系數(shù)； 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)是s=1.25 試計(jì)算小齒輪分度圓直徑 ，帶入數(shù)據(jù)得 計(jì)算圓周速度 ，帶入數(shù)據(jù)得v=6.49m/s 計(jì)算齒寬 模數(shù)mm 初取齒高 所以 b/h=2.88 由v=6.49m/s，7級(jí)精度，由圖14-1-14查得動(dòng)載荷系數(shù)1.09； 再由表10-3查得齒間載荷分布系數(shù) ； 再由表14-1-81得 使用系數(shù)。 由表查得7級(jí)精度、行星輪相對(duì)支承對(duì)稱布置時(shí)， 再由，=1.13查《機(jī)械設(shè)計(jì)》書中圖10-13得=1.125 所以載荷系數(shù)=1×1.09×1.1×1.125＝1.35 （5）查取齒形系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》書中圖10－5查得 ＝2.24 （6）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》書中圖10－5查得 ＝1.75 （7）設(shè)計(jì)計(jì)算 帶入數(shù)值得出： ＝3.63 為同時(shí)滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和齒面接觸疲勞強(qiáng)度可取模數(shù)為m＝5㎜。 5.5齒輪基本參數(shù)的確定 5.5.1尺寸基本參數(shù)的選定與計(jì)算 少齒差傳動(dòng)齒輪尺寸設(shè)計(jì)中，在齒數(shù)模數(shù)已知的條件下，應(yīng)先選擇合適的嚙合角，通過變換變?yōu)橄禂?shù)來滿足設(shè)計(jì)要求。 齒輪齒數(shù) ，； 齒輪模數(shù) m=5㎜； 取齒頂高系數(shù) ； 取頂隙系數(shù) ； 齒形壓力角 ； 齒輪分度圓直徑 =270mm，=285mm； 未變位時(shí)的中心距 ； 初選嚙合角 ＝40°； 計(jì)算中心距 =9.20011mm； 實(shí)際中心距 =INT(*10+0.5)/10=9.2mm； 實(shí)際嚙合角 =39.9992°=40°； 分度圓分離系數(shù) =0.34； 初取小齒輪變位系數(shù) ； 大小齒輪變位系數(shù)之差 = 0.51954 齒輪頂高 =4，=2.3； 分度圓直徑 ； 齒頂圓直徑 ， ； 齒根圓直徑 ， ； 基圓直徑 ； 齒頂圓壓力角：，； 重合度系數(shù)： 齒廓干涉系數(shù)驗(yàn)算 （GS應(yīng)大于0） 其中 ； 以上結(jié)果表明系數(shù)滿足了重合度大于1.05和齒廓重疊干涉大于0的條件要求。 5.5.2齒輪公法線長(zhǎng)度的確定 公法線長(zhǎng)度的確定對(duì)于加工齒輪極為重要，它是對(duì)齒輪輪齒加工是否達(dá)到所要求的尺寸的一個(gè)重要量度。而且用公法線測(cè)量法有它的優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量時(shí)不與齒頂圓為基準(zhǔn)，因此不受齒頂圓誤差的影響，測(cè)量精度較高并可放寬對(duì)齒頂圓的精度要求。在此只計(jì)算行星輪的公法線長(zhǎng)度。行星輪的變位系數(shù)x＝0，z=54,齒形角為20°，故由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版中冊(cè)表8-99查得跨測(cè)齒數(shù)＝8，＝23.1214。則公法線長(zhǎng)度＝92.49㎜。 5.6內(nèi)部結(jié)構(gòu)的選定與設(shè)計(jì) 5.6.1轉(zhuǎn)臂軸承的選定 在行星輪確定的情況下，根據(jù)安裝條件結(jié)構(gòu)尺寸來選定轉(zhuǎn)臂軸承。根據(jù)各種軸承的用途和特點(diǎn)在本設(shè)計(jì)中可選用雙列向心球面滾子軸承。此種軸承能承受很大的徑向載荷，同時(shí)也可以承受少量的軸向載荷。也能自動(dòng)調(diào)心適用于剛度較差的軸承座及多支點(diǎn)軸中。 在上節(jié)的表格中得出行星輪的分度圓直徑＝270㎜，故齒寬。而轉(zhuǎn)臂軸承的寬度應(yīng)與行星輪的齒寬接近，且其外經(jīng)尺寸大約應(yīng)是行星輪齒根圓的一半（即大約為135㎜），根據(jù)以上兩個(gè)限制條件可選定轉(zhuǎn)臂軸承（雙列向心球面滾子軸承）。其參數(shù)如下圖5所示： 圖5-1雙列向心球面滾子軸承 表5.1選用軸承的基本尺寸及性能 軸承 型號(hào) 尺寸（㎜） 額定動(dòng)載荷（kN） 額定靜載荷（kN） 極限轉(zhuǎn)速 d D B r 脂潤(rùn)滑 油潤(rùn)滑 3516 80 140 33 3 104 103 2200 3000 由以上數(shù)據(jù)可知：行星輪的齒寬b＝33，而實(shí)際齒寬系數(shù)： 實(shí)際齒寬系數(shù)與先前假設(shè)的齒寬系數(shù)相差不大，故可不必再校核。 5.6.2銷孔數(shù)目、尺寸的確定 由于行星輪分度圓直徑為270㎜，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》里《輪系》一章中表36.2－42銷孔數(shù)目參考值查得應(yīng)選銷孔數(shù)目為10（=10）。 銷孔的尺寸公差不應(yīng)低于7級(jí)精度。 銷孔的公稱尺寸理論上是銷套外徑加上兩個(gè)中心距。但考慮別銷孔、銷軸以及銷套的加工和裝配誤羌。對(duì)銷孔的公稱直徑再加適量的補(bǔ)償尺寸。太小時(shí)，將要求提高零件的加工精度。并給裝配造成一定困難，太大時(shí)，則承受載荷的銷軸數(shù)日將減小．影響承載能力。一般取＝0.15～0.25㎜，行星輪尺寸小時(shí)，取較小值、反之取較大值。 在這里可?。?.2㎜。而銷孔的尺寸就要通過畫圖來初定了。下圖6是已經(jīng)多次畫圖比較得出的： 圖5-2 行星輪簡(jiǎn)易工作圖 銷孔直徑＝45㎜，銷孔公差配合選用F7，其上下偏差為（+50，+25）。 銷孔分布圓直徑=200㎜。 5.6.3銷軸套、銷軸的確定 銷軸式W機(jī)構(gòu)是由固連在銷軸盤上的若干個(gè)銷軸與行星齒輪端面上的對(duì)應(yīng)的等分孔所組成。在機(jī)構(gòu)上行星輪上的銷軸孔要比銷軸套外經(jīng)大兩倍的偏心距，但考慮到一些加工裝配誤差還應(yīng)加上一個(gè)補(bǔ)償尺寸，上面也已經(jīng)提到。在這里可取值＝0.2㎜。 故銷套外經(jīng)＝45－2×9.2－0.2＝26.4㎜。 銷套長(zhǎng)度可根據(jù)畫圖確定，初定為72㎜。 偏心距(即實(shí)際中心距)＝9.2。 可初定銷軸套內(nèi)徑為20㎜，即銷軸直徑=20mm。 根據(jù)少齒差傳動(dòng)零件的裝配配合要求可對(duì)銷軸、銷軸套的配合公差進(jìn)行選擇。銷軸套外徑選用h6，其尺寸的上下偏差為（0，-0.016），銷軸套內(nèi)徑與銷軸配合選用F8/h6，銷軸套內(nèi)徑尺寸的上下偏差為（+0.053，+0.02），銷軸直徑的上下偏差為（0，-0.016）。以上偏差值是通過查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》一書中的表1.1-5和1.1-6所得。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用懸臂梁式銷軸。 5.6.4偏心套基本尺寸的確定 偏心套的尺寸要根據(jù)結(jié)構(gòu)要求來確定。其視圖如圖5-3所示 圖5-3 偏心套工作簡(jiǎn)圖 偏心套的偏心距即為內(nèi)外齒輪的偏心距e=9.2㎜。其內(nèi)徑初定為45㎜。可據(jù)此推測(cè)出輸入軸的結(jié)構(gòu)尺寸。 5.7軸的設(shè)計(jì) 軸的常用材料是35、45、50優(yōu)質(zhì)破累結(jié)構(gòu)鋼。最常用的是45鋼。在此所用的到的軸都選用45鋼。其性能如下： 表5.2 45鋼的性能 材料牌號(hào) 熱處理 毛坯直徑(mm) 硬度(HB) 拉伸強(qiáng)度極限 拉伸屈服極限() 彎曲疲勞極限() 剪切疲勞極限() 許用彎曲應(yīng)力 45 正火 25 241 610 360 260 150 55 正火 100 170~217 600 300 275 140 回火 >100~300 162~217 580 290 270 135 調(diào)質(zhì) 200 217~255 650 360 300 155 60 5.7.1輸入軸的設(shè)計(jì) 軸的合理外型應(yīng)滿足：軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整。軸應(yīng)具有良好的制造工藝性.影響軸結(jié)構(gòu)的主要因素有：軸的受力性質(zhì)，大小，方向及分布情況；軸上零件的布置和固定形式；所采用軸承類型和尺寸；軸的加工工藝等。 （1）求出輸入軸上的轉(zhuǎn)矩 其中：---輸入功率，取8.47kW； ---輸入轉(zhuǎn)速，取1460 r/min； （2）初步確定軸得最小直徑 由于軸的材料選用的為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，抗拉強(qiáng)度,屈服 ，彎曲疲勞極限，扭轉(zhuǎn)疲勞極限。通過《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四版第二卷表6-1-19選取=126。則有：。 輸入軸的最小直徑安裝在聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使所選的軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩的計(jì)算： （N.m） 式中——驅(qū)動(dòng)功率，KW； ——工作轉(zhuǎn)速，r/min； ——?jiǎng)恿C(jī)系數(shù)，由于為電動(dòng)機(jī)，故取1； ——工作系數(shù)，故取1.75； ——啟動(dòng)系數(shù)，取1； ——溫度系數(shù)，取1.1； ——公稱轉(zhuǎn)矩，N.m 所以，。 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件，又考慮到要與電動(dòng)機(jī)的軸相聯(lián)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二卷，選用GL5型滾子鏈聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為250N.m。半聯(lián)軸器的孔徑，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔的長(zhǎng)度。由于要考慮到軸端有鍵槽和在結(jié)構(gòu)上的要求，在此先將最小直徑取為35㎜。其余各段直徑均按5㎜放大。 F E D C B A 圖5-4 輸入軸工作簡(jiǎn)圖 3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及周向定位 擬定軸上零件的裝配方案： （1）A-B段接聯(lián)軸器，軸伸長(zhǎng)度通過查《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中表2-13可確定A-B段即軸深長(zhǎng)為58㎜，軸深公差選用k6，其上下偏差分別為（+0.018、+0.002）。其間選用A型平鍵（GB/T1096-1979)，尺寸為b×h×L=10×8×53。查《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中表7-2得出：采用一般鍵聯(lián)接，則鍵槽寬b的上下偏差為（0，-0.036）。半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6，A-B段直徑極限偏差為（+0.018、+0.002）； （2）B-C段還要穿過支座、端蓋、大小軸承，還要考慮其中的間隙，可初定其長(zhǎng)度為57㎜，該段直徑為40㎜。軸只受扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，受軸向力很小，所以在軸與支架的連接處選用深溝球軸承，初步確定軸承型號(hào) （GB/T276-1994）6208型。該段與軸承、支座、端蓋的配合公差選用k6,其上下偏差分別為（+0.018、+0.002）； （3）C-D段的精度不必要求太高，因?yàn)樵诖硕尾豁毎惭b其他零件，該段直徑為45㎜； （4）D-E段要安裝偏心套其間有鍵的聯(lián)結(jié)，所選用鍵的尺寸為b×h×L=14×9×70。采用一般鍵聯(lián)接，鍵槽寬b的上下偏差為（0，-0.043）。偏心套的長(zhǎng)度為75㎜，故可設(shè)計(jì)該段的長(zhǎng)度為77㎜。在該段偏心套上還聯(lián)接有軸承，在此可選用雙列向心滾子軸承軸承型號(hào)是3516，此段直徑設(shè)定為45㎜。該段的配合公差選用k6,其上下偏差分別為（+0.018、+0.002）； （5）E-F段就與軸承聯(lián)接，其長(zhǎng)度初定為22㎜，直徑為40㎜，故與之相聯(lián)的軸承可選深溝球軸承（GB/T276-1994）6208型。該段的配合公差選用k6，其上下偏差分別為（+0.018、+0.002）。在此其間軸承的定位沒有軸肩的都是采用擋圈定位，擋圈尺寸要根據(jù)具體裝配情況而定。以上的公差配合通過查閱《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》中表1.1-6得出。 4）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考課本《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-2，取軸端倒角為1.6×45°，軸右端軸肩處圓角半徑為1.6㎜其余各處倒角和圓角參看附圖。 5.7.1 輸出軸（固定軸）的設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中的輸出軸是固定不動(dòng)的，它與銷軸盤固聯(lián)在一起，這使得銷軸固定不動(dòng)，從而使得行星輪作平動(dòng)帶動(dòng)內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，最終帶動(dòng)卷筒一起跟隨內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)。其工作圖如圖9所示。 選用材料：20cr，調(diào)質(zhì)處理，抗拉強(qiáng)度,屈服點(diǎn)，彎曲疲勞極限，扭轉(zhuǎn)疲勞極限。通過《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四版第二卷表6-1-19選取=102有： ——輸出功率（=8.47×w） ——卷筒轉(zhuǎn)速（＝76.4r/min） 由于要考慮到軸端有鍵槽和在結(jié)構(gòu)上的要求，在此先將最小直徑取為47㎜。聯(lián)接支座的部分直徑初定為50㎜。其他部分尺寸如下圖5-5所示。 在軸的最左端，使用平鍵使其和支架固聯(lián)在一起從而使其不能轉(zhuǎn)動(dòng)。為了安全在次選用雙鍵聯(lián)接，所選用鍵（平鍵GB/1095-1979）的尺寸為b×h×L=16×10×60。在此采用一般鍵聯(lián)接，鍵槽寬b上下偏差為（0，-0.043）。軸伸長(zhǎng)度經(jīng)查《簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》中表2-13可確定A-B段即軸深長(zhǎng)為82㎜，即為A-B段的長(zhǎng)度，軸深公差選用h7，其上下偏差分別為（0、-0.025）；B-C段上要裝上軸承、卷筒蓋和小端蓋等，經(jīng)畫圖可初定這一段的長(zhǎng)度為72㎜。為了與相應(yīng)的軸承配合固初定此段的直徑為50㎜。選用的軸承為深溝球軸承（GB/T276-1994）6210型。該段與軸承、支座、端蓋的配合公差選用h7,其上下偏差分別為（0、-0.025）；C-D段要通過卷筒但不安裝任何零件，故為了減少材料的用量可將此段的直徑適當(dāng)縮小，初定為47㎜，長(zhǎng)度要根據(jù)卷筒的長(zhǎng)度及裝配尺寸確定，初定為270㎜；D-E段通過安裝軸承與卷筒聯(lián)接，此段的長(zhǎng)度為38㎜，直徑為50㎜，選用的軸承為深溝球軸承（GB/T276-1994）6211型。在該軸上的軸承的軸向固定都用擋圈固定。該段的配合公差選用k6，其上下偏 圖5-5 輸出軸工作簡(jiǎn)圖 差分別為（+0.021、+0.002）。軸右端與銷軸相聯(lián)的銷軸盤的直徑初定為270㎜。盤的寬度為30㎜，銷孔直徑與銷軸相同，為20㎜，銷軸與輸出軸（銷孔）的配合選用h6/P7。銷孔尺寸上下偏差為（-0.022、-0.074）。銷孔分布圓直徑為200㎜，在該圓上有十個(gè)銷孔均勻分布。其他尺寸間附圖。 總 結(jié) 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)幾乎用到了我們大學(xué)所學(xué)的所有專業(yè)課程,可以說是我們大學(xué)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一次綜合考察和評(píng)定.通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì),使我們對(duì)以前所學(xué)的專業(yè)知識(shí)有了一個(gè)總體的認(rèn)識(shí)與融會(huì)貫通.例如我們?cè)谠O(shè)計(jì)過程當(dāng)中需要用到所學(xué)的工程制圖、材料力學(xué)、機(jī)械工程材料、機(jī)械設(shè)計(jì)、極限配合與公差以及CAD計(jì)算機(jī)輔助制圖等基礎(chǔ)的專業(yè)知識(shí).在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中,不僅使我們熟悉了舊的的知識(shí)點(diǎn),還使我們發(fā)現(xiàn)了許多以前沒有注意的細(xì)節(jié)問題,而這些細(xì)節(jié)問題恰恰是決定我們是否能夠成為一名合格的機(jī)械技術(shù)人才的關(guān)鍵所在. 此外,我感覺兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)極大的豐富了我們的知識(shí)面,使我學(xué)到了許多知識(shí),不僅僅局限于多學(xué)的專業(yè)知識(shí).在做設(shè)計(jì)的過程中,由于需要用到課本外的知識(shí),這要求我們上網(wǎng)或者到圖書館等查閱資料.例如在設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案時(shí)就需要我們對(duì)提升裝置的工作環(huán)境和工作能力等由一定的了解才能選擇合適的傳動(dòng)方式.由于以前沒有注意此方面的問題,所以必須通過實(shí)踐認(rèn)識(shí)和查閱資料才能做到更好. 參考文獻(xiàn) [1] 秦大同、謝里陽.液壓傳動(dòng)與控制設(shè)計(jì)，化學(xué)工業(yè)出版社 [2] 蔡自興.學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展戰(zhàn)略，液壓卷揚(yáng)機(jī)2001.4 [3] 張建民.工業(yè)液壓卷揚(yáng)機(jī).北京理工大學(xué)出版史.1988 [4] 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Prepared for theNational Utility Contractors Association,Arlington, VA. 致 謝 大學(xué)生活即將結(jié)束，在這短短的幾年里，讓我結(jié)識(shí)了許許多多熱心的朋友、工作嚴(yán)謹(jǐn)教學(xué)相幫的教師。畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成也脫離不了他們的熱心幫助及指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)，在此向所有給予我此次畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)和幫助的老師和同學(xué)表示最誠(chéng)摯的感謝。 首先，向本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師表示最誠(chéng)摯的謝意。在自己緊張的工作中，仍然盡量抽出時(shí)間對(duì)我們進(jìn)行指導(dǎo)，時(shí)刻關(guān)心我們的進(jìn)展?fàn)顩r，督促我們抓緊學(xué)習(xí)。老師給予的幫助貫穿于設(shè)計(jì)的全過程，從借閱參考資料到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際操作，他都給予了指導(dǎo)，不僅使我學(xué)會(huì)書本中的知識(shí)，更學(xué)會(huì)了學(xué)習(xí)操作方法。也懂得了如何把握設(shè)計(jì)重點(diǎn)，如何合理安排時(shí)間和論文的編寫，同時(shí)在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，她和我們?cè)谝黄鸸餐鉀Q了設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問題。 其次，要向給予此次畢業(yè)設(shè)計(jì)幫助的老師們，以及同學(xué)們以誠(chéng)摯的謝意，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，他們也給我很多幫助和無私的關(guān)懷，更重要的是為我們提供不少技術(shù)方面的資料，在此感謝他們，沒有這些資料就不是一個(gè)完整的論文。 另外，也向給予我?guī)椭乃型瑢W(xué)表示感謝。 總之，本次的設(shè)計(jì)是老師和同學(xué)共同完成的結(jié)果，在設(shè)計(jì)的一個(gè)月里，我們合作的非常愉快，教會(huì)了大我許多道理，是我人生的一筆財(cái)富，我再次向給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示感謝！