1、 摘 要JHB8型回柱絞車是一種有效的礦山輔助運搬設備。該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，這種絞車也可以發揮作用。JHB8型回柱絞車的傳動系統采用兩級傳動，包括蝸輪蝸桿齒輪傳動、圓柱齒輪傳動，在設計過程中采用承載能力大的圓弧蝸輪蝸桿；而且采用了開式齒輪傳動，大大簡化了機械部分的傳動系統，便于安裝和拆卸，結構布置緊湊、合理。在設計過程采用錐面制動端蓋實現了工作狀態和制動狀態的互鎖。絞車起動時動載小，鋼絲繩受到的沖擊小。只需輕輕

2、點動電機控制按鈕，就可起動電機，然后操作制動的手柄，便可實現絞車的動作。設計中為使回柱絞車具有良好的防爆性能采用了防爆電動機以及防爆磁力啟動器和防爆按鈕開關。該絞車適用條件強、使用壽命長。該絞車結構緊湊，外形尺寸小；結構為近似對稱布置，外形美觀，成長條形，底座呈雪橇狀；絞車重心低，底座剛性好，可安裝地錨，運轉平穩，安全可靠，安裝方便。關鍵詞：回柱絞車； 圓弧蝸輪蝸桿； 制動 62ABSTRACTJHB8 to prop pulling winch is an effective mine auxiliary equipment shipped to move. This type of win

3、ch mainly used to top-of-use, but also can be used to uphill, downhill, Pingxiang fully mechanized coal face, such as the relocation of equipment, such as hydraulic support, the chute, and so on. In addition, the belt-tighten the nose, and transport material, scheduling and other work vehicles can b

4、e used to complete the winch. At ports, terminals, construction sites, factories and enterprises, the winch can also play a role. JHB8 to prop pulling winchdrive system using two transmission, including worm worm gear drive, cylindrical gear transmission, in the process of designing a large carrying

5、 capacity of the arc Worm Gear, and adopted the open-gear transmission, greatly simplifies the Mechanical part of the drive system, easy to install and demolition, structural layout compact and reasonable.In the design process using cone brake cover state and work to achieve a state of interlocking

6、brake. Starting at the winch dynamic small, the impact on the rope. Just gently move the motor control button, we can start the electrical and operation of the brake handle, can be realized winch action. Design for the prop pulling winch has a good performance by the explosion-proof electrical explo

7、sion-proof and explosion-proof magnetic starter button switch. The winch conditions apply strong and long life. The winch compact structure, shape, small size, structure similar to symmetrical layout, aesthetic appearance, growth Strip, a sled-shaped base; winch low center of gravity, rigid base, an

8、d can be installed to anchor, a smooth operation, safety and reliability, ease of installation.Keywords：prop pulling winch; arc Worm Gear; brake目 錄1 緒論11.1 引言11.2 概述 11.3 國內外絞車的發展21.4 JHB-8型回柱絞車的技術特點32 總體設計 42.1 設計總則42.2 設計條件42.3 傳動方案的設計42.4 電動機的設計選擇52.5 滾筒的設計計算63 減速器的設計計算93.1 減速器參數確定93.2 圓弧蝸桿蝸輪的設計計

9、算103.3 內齒輪嚙合及過橋傳動設計153.4 過橋齒輪與滾筒齒輪嚙合設計204 滾筒軸的設計計算344.1 滾筒和齒輪上的作用力344.2 確定軸的結構方案344.3 軸的強度校核355 系統傳動部件的校核415.1 聯軸器上鍵的校核415.2 蝸輪上鍵的校核415.3 內齒輪上鍵的校核425.4 軸軸承的校核425.5 滾筒軸承的校核455.6 制動器的校核455.7 滾筒聯結螺栓的校核466 JHB-8型回柱絞車使用說明書486.1 使用范圍486.2 主要技術規范486.3 結構特征486.4 絞車的潤滑與密封486.5 電氣操縱系統496.6 絞車的裝配、調整、及試運轉496.7

10、安裝、固定、操作和后移506.8 絞車的操作規程526.9 絞車的維護、拆卸與修理54結束語 55參考文獻 56附錄 57致謝61 中國礦業大學成人教育學院2015屆畢業設計（論文）1 緒論1.1引言 煤炭是當前我國能源的主要組成部分之一，是國民經濟保持高速增長的重要物質基礎。但是目前我國的煤炭工業的發展遠不能滿足整個國民經濟的發展需要。因此必須以更快的速度發展煤炭工業。然而，高速發展煤炭工業的出路在于煤炭工業的機械化。 煤炭工業的機械化是指采掘、支護、運搬、提升的機械化。其中運搬包括運搬和輔助運搬。絞車就是輔助運搬的其中一種。我國絞車的發展大致分為三個階段。20世紀50年代主要是仿制設計階段

11、；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。1.2概述 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。JHB-8型回柱絞車是一種有效的礦山輔助設備。該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

12、地、工廠企業，這種回柱絞車也可以發揮作用。可見，回柱絞車在煤炭行業、機械行業，包括部分其他行業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。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，過寬則會堵塞巷道。因為運料工人常常從機體旁經過，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

13、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量的關鍵。現在安排回柱放頂時間是每天一個班（8小時），而用刨煤機進尺米只要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

14、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，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，目前各制造廠生產的多為電動回柱絞車。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，現在生產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“咬繩現象，這種絞車尚

15、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年生產的HJ-14型回柱絞車，第一級為普通蝸桿蝸輪傳動，再經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點，但體積重量都很大，搬運困難，不適于井下狹窄環境和經常移動的特點，故此類回柱絞車已不再生產。（2）圓弧面蝸桿傳動現在生產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機器體積和重量都相應減少。1.3 國內外絞車的發展近40年我國的煤炭行業發

16、生了巨大變化，總裁機械化水平達到國際先進水平，綜采單采原煤產量早已突破了百萬噸，然而煤炭工業機械化離不開運輸，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。原煤的運輸也已經實現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的小絞車群接式的運輸，運輸戰線長，環節多，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展和生產的需要。可見礦井輔運輸是當前現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

17、的設計也進入了標準化和系列化的發展階段。但與國外水平相比，我國的絞車在品種、型式、結構、產品性能，三化水平（參數化、標準化、通用化）和技術經濟方面還存在一定的差距。國外礦用絞車發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：1）制定完善標準，進行產品更新改造和提高產品性能；2）完善測試手段，重點放在產品性能檢測；3）技術引進和更新換代相結合；4）組織專業化生產，爭取在較短時間內達到先進國家的水平。1.4 JHB-8型回柱絞車的技術特點1

18、）速度變化不大，回柱效率高JHB-8型回柱絞車工作時的牽引速度為，平均速度,最大牽引力為，容繩量為，工作效率大大提高。2）結構簡單，布置合理JHB-8型回柱絞車的傳動系統采用兩級傳動，包括圓弧蝸輪蝸桿齒輪傳動、圓柱齒輪傳動，而且采用了開式齒輪傳動，大大簡化了機械部分的傳動系統，便于安裝和拆卸，結構布置緊湊、合理。3）操作簡單，安全可靠JHB-8型回柱絞車采用錐面實現了工作狀態和制動狀態的互鎖。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，便可實現絞車的動作。2 總 體 設 計2.1設 計 總 則1）煤礦生產，安全第一。2）面向生產，力求實效，

19、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）貫徹執行國家、部、專業的標準及有關規定。5）技術比較先進，并要求多用途。使用環境和工作條件（1）環境溫度為；環境相對濕度不超過；海拔高度以下。（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程中所規定的安全含量。2.2 設 計 條 件最大牽引力：平均牽引速度：容繩量：2.3 傳動方案的設計過橋齒輪 蝸桿 蝸輪內齒輪 滑移齒輪 大齒輪1蝸桿軸 2蝸輪軸 3過橋齒輪軸 4滾筒軸圖2.1 JHB-8型回柱絞車傳動系統圖其傳動路線是：防爆電機聯軸器蝸桿蝸輪內齒輪外齒輪過橋齒輪大齒輪卷筒。2.4電動機的設計選擇2.4.1電動機輸

20、出功率的計算已知：最大拉力 平均繩速 即：則：根據以上的傳動方案圖2.1可得：總傳動效率 其中： 聯軸器的效率為； 軸承的效率為； 蝸輪蝸桿傳動效率為； 齒輪傳動效率=0.97。2.4.2確定電動機的型號 電動機所需的額定功率與電動機輸出功率之間有以下的關系： 其中：用以考慮電動機和工作機的運轉等外部因素引起的附加動載荷而引入的系數，取 同時，絞車井下使用，條件比較惡劣，要求電動機必須具有防爆功能，查機械零件設計手冊，得到電動機的型號：額定功率實際轉速重量：其外形尺寸：電機中心高度：電動機軸直徑長度：2.4.3牽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

21、托運重物和調度車輛等用途。由于其工作環境惡劣，要求其具有一定的防腐蝕及防銹能力。鋼絲繩的安全系數取，則鋼絲繩所能承受的拉力需滿足以下的要求：拉其中：拉則： 查機械設計手冊， 表選擇： 繩 股 繩纖維芯，鋼絲繩表面鍍絡。其主要參數如下： 鋼絲繩直徑： 鋼絲直徑： 鋼絲總斷面面積： 參考重力： 鋼絲繩公稱抗拉強度： 鋼絲破斷拉力總和：2.5滾筒的設計計算2.5.1滾筒直徑式中，鋼絲繩直徑 則 取 2.5.2滾筒寬度滾筒的寬度直接影響到最終產品的寬度，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，就會顯得不協調。所以滾筒的寬度不能隨便確定，而最好是在畫圖的

22、過程中把它定下來，這樣有利于整體的配合。讓人看起來協調、美觀、大方。但現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。2.5.3滾筒的外徑按照常規，同時根據煤礦安全規程，鋼絲繩的纏繞層數最好不要超過5層，也就是說，控制在5層以內,但也可以超過層。滾筒的容繩量，我們為，據以上設計可知，每一層纏繞的圈數：（圈）每一圈所纏繞的長度：計算鋼絲繩的纏繞層數為（層）則鋼絲繩在卷筒上的最小纏饒直經：鋼絲繩在卷筒上的最大纏饒直經：鋼絲繩在卷筒上的平均纏饒直經：根據設計要求平均速度為滾筒的轉速為：計算出系統總傳動比為：2.5.4驗算滾筒的平均速度（鋼絲繩平均速度）：1）最小速度 2）最大速度

23、3）平均速度2.5.5驗算電機悶車時，鋼絲繩在里層的安全系數1）電機在悶車時，鋼絲繩的拉力 2）電機悶車時，鋼絲繩在里層的安全系數 所以電機悶車時，鋼絲繩也安全。3 減速器的設計計算3.1減速器參數確定根據減速器情況并查蝸輪蝸桿傳動設計參數，決定兩級傳動比的分配情況如下:第一級蝸輪傳動：第二級齒輪傳動：電動機輸出功率：系統總傳動比：第一級：第二級：系統中各個傳動軸的速度：1軸2軸 =3軸 軸轉速：=齒輪轉速：= 4軸 軸轉速： =齒輪轉速： =各軸功率計算： 電機輸出功率為： 1軸 =2軸 3軸 4軸 計算各軸扭距1軸2軸 3軸 軸上扭矩： 齒輪扭矩：4軸 軸上扭矩：齒輪扭矩：3.2圓弧蝸桿蝸

24、輪的設計計算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，在分度機構中，傳動比可達成1000；2）傳動平穩，沖擊載荷小；3）具有自鎖性；4）相對滑動速度較大，當工作條件不夠好時，會產生嚴重的摩擦磨損，傳動效率低，自鎖性時效率僅為左右；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：有圓柱蝸桿傳動、環面蝸桿傳動、錐蝸桿傳動。圓柱蝸桿傳動又分為普通圓柱蝸桿傳動和圓弧圓柱蝸桿傳動。普通圓柱蝸桿傳動分為阿基米德蝸桿（ZA蝸桿）、法向直廓蝸桿（ZN蝸桿）和漸開線蝸桿（ZI蝸桿）。各蝸桿傳動的特點及應用：阿

25、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。可用砂輪磨削，常用于多頭、精密的傳動。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。廣泛應用于冶金、礦山、化工、建筑、起重等機械設備中。環面蝸桿傳動:同時嚙合的齒對數多,由于齒的接觸線與相對運動方向處處幾乎垂直

26、,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.制造和安裝較復雜,對精度要求高。錐蝸桿傳動：同時嚙合的齒對數多，重合度大。傳動比大，一般為。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。在此，選用圓弧圓柱蝸桿傳動。3.2.1 材料的選定蝸桿材料：35CrMo,整體調質處理，硬度HB240270，齒面氮化深度，齒面硬度HV516615(HRC5056)。 ，蝸輪材料：ZQSn6-6-3 金屬模型鑄造3.2.2初選參數 根據機械設計手冊表16.5-37，16.5-37查得： 中心距： 傳動比：39 模數：8 蝸桿：

27、 齒廓曲率半徑： 軸向齒形角： 齒頂高： 頂隙c： 軸向齒厚： 導程角 圓弧中心坐標： 齒頂倒圓圓角半徑r： 根據機械設計手冊選取，蝸輪轉速 18.72蝸桿轉速 n3.2.3蝸輪蝸桿參數計算及校核1) 蝸桿分度圓直徑： 2) 蝸輪分度圓直徑:3) 蝸輪變位系數 4) 頂隙C：5) 蝸桿齒頂高：6) 蝸桿齒根高：7) 蝸桿齒根圓直徑:8) 蝸桿齒頂圓直徑：9) 蝸輪齒頂高：10) 蝸輪齒根高： 11) 蝸輪齒根圓直徑： 12) 蝸輪喉圓直徑： 13) 蝸輪頂圓直徑： 14) 蝸桿軸向齒厚：=15) 蝸桿法向齒厚：16) 蝸輪齒寬： 17) 蝸桿齒寬：18) 圓弧中心坐標： 蝸輪蝸桿傳動的失效形式

28、與齒輪一樣，也會出現齒面點蝕、膠合、磨損和齒根折斷等。由于蝸輪材料硬度較蝸桿為低，所以失效經常發生在蝸輪輪齒上。根據機械設計手冊齒輪傳動P243頁3.1.4 軸向圓弧圓柱蝸桿傳動的齒面接觸強度的計算可以近似的采用普通圓柱蝸桿傳動的齒面接觸輕度計算方法（見表16.5-10），由于這種傳動是凹凸面接觸，當量曲率半徑大。接觸線方向有利于潤滑，因此可以視為接觸應力較小。用表16.5-10的公式可將降低，或把增大。由于這種傳動的蝸輪齒根較厚，一般不產生齒根折斷。因此不必計算齒根彎曲強度。有關其他的選擇可以參考普通圓柱蝸桿傳動。求蝸輪的圓周速度，并校核效率：實際傳動比：蝸輪的圓周速度：滑動速度： 求傳動效

29、率，按式（16.5-3）式中 取；。所以，與暫取值0.85接近。校核蝸輪齒面的接觸強度：按表16.5-10，齒面接觸強度驗算公式為： 式中：查表16.5-11得：查表16.5-12得：(間歇工作); 蝸輪傳遞的實際轉矩： 5337.95當時。查圖16.5-4得. 將上式帶入。計算出：所以，強度滿足。3.3內齒輪嚙合及過橋傳動設計齒輪傳動是機械傳動中應用最廣泛的一種傳動。目前，齒輪傳動的功率可高達數萬千瓦，圓周速度可達，直徑可達以上單級傳動比可達8以上，傳動效率達。齒輪傳動承載能力大，效率高，傳動比準確，結構緊湊，工作可靠，使用壽命長。但制造和安裝精度要求高，制造費高，不宜用于中心距較大的場合。

30、按工作條件，齒輪傳動可做成開式、半開式和閉式齒輪傳動。開式齒輪傳動，齒輪完全外露，易落入灰砂和雜物，不能保證良好的潤滑，故輪齒易磨損，多用于低速級、不重要的場合。半開式齒輪傳動，齒輪浸入油池內，上裝護罩，但不封閉。閉式齒輪傳動，其齒輪和軸承完全封閉在箱體內，能保證良好的潤滑和較好的嚙合精度，為多數齒輪傳動所采用。按齒面硬度，齒輪可分為軟齒面和硬齒面齒輪。3.3.1傳動材料以及數據參數 5)材料及熱處理小齒輪選用， 滲碳淬火回火HRC5662；內齒輪選用， 滲碳淬火回火HRC5662；過橋齒輪選用， 滲碳淬火回火HRC5662。3.3.2強度校核1）按接觸疲勞強度校核（1）:（2）:（3）:（4

31、）: （5）由表8119，選取： （6）由圖832 （7）由圖834表8120（8） 圖835，（9）由圖836查得：（10）由表8122查得：（11）由圖838d查得：（12）（13）由圖839，按允許點蝕查得： ，（14）由圖840 （15）由圖841 查得： （16）粗糙度系數 由圖841，齒面粗糙度3.2，0.95， （17）由圖843查得： （18）齒數比u： （19） 其中重合度系數取（20）（21）（22）由此可知，齒輪的接觸疲勞強度通過。2）按彎曲疲勞強度校核（1) 圖834 表8120（2) 由圖844，查，（3) 直齒輪（4) 由圖847d查得：（5) 由表8124得：（6

32、) 由圖849 （7) 由圖850查得：按 重合度：=(-tan)+(-tan)=20(tan(arccos-)+20(tan(arccos-)=1.86重合度系數=0.25+0.75/1.86=0.65（8) （9) 10) 查表8121得：11) 過橋齒輪在傳動系統中只起傳遞轉矩和動力，不改變傳動比。過橋齒輪的的尺寸參數數據和外齒輪的相同。所以其強度校核和外齒輪相差部大，強度也應滿足要求。因此根據以上設計計算得出在傳遞過程中。強度足夠。以下給出內齒輪傳動以及過橋齒輪的設計參數。其中：為內齒輪，為滑移齒輪，為過橋齒輪。齒輪其他主要尺寸計算 齒輪分度圓直徑： 根圓直徑：齒根高： = 頂圓直徑：

33、齒頂高： 3.4過橋齒輪與滾筒齒輪嚙合設計：3.4.1傳動材料以及數據參數 5)材料及熱處理滾筒齒輪選用20，滲碳淬火回火HRC5662；過橋齒輪選用20，滲碳淬火回火HRC56623.4.2強度校核齒輪傳動的失效主要發生在輪齒部位，其他部位很少失效。輪齒的主要形式有輪齒折斷、齒面點蝕、齒面膠合、齒面磨損和塑性變形。輪齒折斷指齒輪一個或多個齒在齒根部位整體或局部的斷裂。輪齒因受到短是過載或沖擊栽荷時，引起輪齒突然斷裂，叫過載折斷。輪齒在多次重復的彎曲應力和應力集中作用下的折斷，叫疲勞折斷。齒面點蝕是指在交變的接觸應力多次反復作用下，在齒面節線附近，會出現若干小裂紋。封閉在裂紋中的潤滑油，在壓力

34、作用下，產生楔擠作用而使裂紋擴大，最后導致表層小片狀剝落而形成麻點狀凹坑，形成齒面疲勞點蝕。齒面膠合是指在高速重載和低速重載傳動時，相嚙合齒面金屬發生粘焊現象，隨著齒面相對運動，粘焊處衩撕破脫胎換骨后輪齒表面沿滑動方向形成溝痕，一般出現在齒頂和齒根處。齒面磨損是指當外界的硬屑落入運動著的齒面間，就可能產生磨粒磨損。另外當表面粗糙的硬齒與較軟的輪齒面相嚙合時，由于相對滑動，軟齒表面易被劃傷也可能產生齒面磨粒磨損。塑性變形是當齒輪材料較軟面載荷摩擦力又很大時，嚙合過程中，齒面表層會沿著摩擦力的方向產生塑性變形從而破壞正確齒形。主動輪在節線附近形成凹槽，從動輪在節線附近形成凸脊。1）按接觸疲勞強度校

35、核（1）（2）（3）（4）齒寬：（5）由表8119選取：（6）由圖832 選取（7）由圖834表8120選取，（8） 圖835（9）由圖836查得：（10）由表8122查得：（11）由圖838d查得：（12）（13）由圖839，按允許點蝕查得： （14） 由圖840 （15）由圖841 ， 查得：（16）粗糙度系數 由圖841，齒面粗糙度3.2，（17）由圖843查得： （18）齒數比u : （19） 其中重合度系數取（20）（21）得：（22）由此可知，齒輪的接觸疲勞強度通過。2）按彎曲疲勞強度校核（1） 圖834 表8120（2）由圖844，查（3） 直齒輪得：（4）由圖847d查得： （

36、5）由表8124得：（6）由圖849 （7） 由圖850查得：按 重合度=(-tan)+(-tan)=20(tan(arccos-)+72(tan(arccos- )=1.68重合度系數:（8） （9） （10）查表8121得：（11） 齒輪其他主要尺寸計算 齒輪分度圓直徑： 根圓直徑：= 頂圓直徑： 3.5減速器傳動軸的設計校核3.5.1 第1軸的設計計算1）計算軸和齒輪上的作用力 其中：, ,蝸桿分度圓直徑蝸輪分度圓直徑在傳動過程中，蝸桿齒面上所受的的力可以分解為3個相互垂直的分力：圓周力、徑向力、軸向力。蝸桿圓周力：=蝸桿軸向力: = =蝸輪圓周力：蝸輪軸向力: 徑向力：2）初步估算軸的

37、直徑蝸桿的材料為35CrMo由式計算軸的最小直徑，由于軸跨度很長且要要考慮軸上鍵槽的影響使軸加大60%來確保安全；查表：取A=100 則因為軸的最小直徑段通過聯軸器與電動機軸相連。由上可知電動機軸的直徑使。故取軸的最小直徑為。3）軸的結構設計（1）確定軸的結構方案右軸承從軸的右端裝入，右邊靠軸肩定位，左邊靠軸承蓋。左軸承從軸的左端裝入，左邊靠軸肩定位，右邊靠軸承蓋。由于齒輪直徑小，故做成齒輪軸，齒輪軸段的長度取。右邊半聯軸器靠軸肩定位。采用單列圓錐滾子軸承和剛性聯軸器。圖的結構如圖3.1所示：圖3.1（2）確定各軸段直徑和長度段 根據，并且與電動機輸出軸的直徑相配合來選擇聯軸器并確定軸段的軸頸

38、。根據選擇聯軸器型號為:YL10型。公稱轉矩。軸孔長度，總長。軸的長度比轂孔長度少短一點為。由軸徑根據選擇鍵。尺寸為，。段 考慮到軸承端蓋的大小和厚度，以及端蓋的裝拆，所以段軸的長度為，此段要定位聯軸器，所以軸的直徑要大于，故取。段 此段上裝有圓錐滾子軸承,考慮到軸承的便于裝拆以及軸承端蓋對軸承的定位，取要大于，且要符合標準軸承內徑，故取。查暫選軸承的型號為32313，其寬度,基本額定載荷，。軸承潤滑方式選擇脂潤滑。考慮到軸承的定位取略小于軸承的寬度。段 便于拆卸軸承內圈且要定位軸承，。取軸肩。段 根據蝸輪的分度圓直徑以及蝸桿的齒輪長度暫定。便于圓弧面蝸桿的加工要小于圓弧面齒輪的分度圓直徑。故

39、取。此段為圓弧面齒輪，根據蝸輪蝸桿嚙合傳動取蝸桿， 此段與段對稱布置，所以，。段 此段與段對稱布置，所以，。段 該段軸的直徑。查暫選軸承的型號為32313，其寬度,基本額定載荷，。軸承潤滑方式選擇脂潤滑。軸的長度等于軸承的寬度，。3）確定軸承及齒輪作用力的位置如圖所示，先確定軸承支點的位置，查31313軸承，起支點,因此軸的支承點到齒輪載荷作用點距離，。4）繪制軸的彎矩圖和扭矩圖（1）求軸承反力H水平面：由圖3.2（b）求軸承反力由得：解得：由解得：V垂直面：由圖3.2（c）求軸承反力由得：解得由：解得（2）求齒寬中點處彎矩 H水平面 V垂直面合成彎矩M圖3.2（d）扭矩 圖3.2（e）軸的彎

40、矩圖和扭矩圖如下面所示：圖3.2 軸的受力簡圖5）按彎扭合成強度校核軸的強度當量彎矩，取折合系數=0.6,則齒寬中點處當量彎矩 圖3.2（f）=軸的材料為,整體調質處理，硬度HB240270，查得=930N/mm，由設計書中可查得材料許用應力= 90N/mm。軸的計算應力為：所以，該軸滿足強度要求。6）確定危險截面：根據載荷較大及截面較小的原則，選取截面B為危險截面（1） 計算危險截面應力：截面右側彎矩： 截面上的扭矩：T = 161040抗彎截面系數：21600mm3抗扭截面系數：43200mm3截面上的彎曲應力：截面上的扭轉剪應力：彎曲應力幅：= 38 彎曲平均應力：0扭轉剪應力的應力幅與

41、平均應力相等，即：1.865（2）確定影響系數：軸的材料為，調質處理。由表8-2查得 930 。440280軸肩圓角處的有效應力集中系數、根據 0 ，查機械設計表8-9可得：= 2.0 = 1.5尺寸系數 、，根據軸的截面查圖8-12的得= 0.7= 0.75表面質量系數 、 根據930 和表面加工方法為精車，查圖8-2，得材料彎曲、扭轉的特性系數 、 取：= 0.1= 0.5，= 0.05由上面參數可得：其中：查表8-13中的許用安全系數值，查得該軸安全，校核通過。3.5.2第2軸的設計計算1）計算軸和齒輪上的作用力其中： 蝸輪分度圓直徑在傳動過程中，蝸輪齒面上所受的的力可以分解為3個相互垂

42、直的分力：圓周力，徑向力，軸向力蝸桿圓周力：=蝸桿軸向力: =蝸輪圓周力：蝸輪軸向力: 徑向力：2）初步估算軸的直徑取40Cr調質作為軸的材料由式計算軸的最小直徑，由于要考慮軸上鍵槽及倒角的影響使軸加大10%來確保安全；查表，取A=100 則故取軸的最小直徑為。3）軸的結構設計（1）確定軸的結構方案右邊兩個軸承從軸的右端裝入，左軸承從軸的左端裝入，蝸輪從軸的右端轉入靠左右兩軸承定位，滑移齒輪和內齒輪從軸的左端轉入。左端軸承靠箱體以及套筒定位，右端軸承靠端蓋定位。采用單列圓錐滾子軸承和深溝球軸承。圖的結構如圖3.3所示：圖3.3 軸的結構設計（2）確定各軸段直徑和長度段 根據，確定。考慮到錐面端

43、蓋的厚度，滑移齒輪的寬度，以及在回柱絞車運轉中的離合，剎車時，滑移齒輪在軸上移動的距離暫定，由于滑移齒輪在軸上既作滑移運動，又相對與軸作轉動，因此在此段軸上裝耐磨和減磨的軸套。查GB/T 18324-2001選擇軸套GB/T 18324-C90×105×160-CuSn8P。段 此段上裝有內齒輪,考慮到右邊圓錐滾子軸承的定位以及內齒輪的定位，取 ，。內齒輪與軸之間通過鍵聯結。由軸徑根據選擇鍵C型。尺寸，。段 此段裝有圓錐滾子軸承，考慮到軸承的定位與裝拆，以及與其相鄰零件的裝拆。取。根據軸的直徑查暫選軸承的型號為30322，其寬度,基本額定載荷，。軸承潤滑方式選擇脂潤滑。考慮

44、到軸承的定位此段軸的長度應小于圓錐滾子軸承的厚度。故。段 此段上裝有蝸輪，蝸輪的寬度為，考慮到蝸輪定位與裝拆問題取。，。蝸輪與軸之間通過鍵聯結。由軸徑根據選擇鍵。尺寸為，。段 此段與3段對應，取。根據軸的直徑查暫選軸承的型號為30322，其寬度,基本額定載荷。軸承潤滑方式選擇脂潤滑。取此段軸的長度等于圓錐滾子軸承的厚度。故。3.5.3第3軸的計算1）此軸為過橋齒輪的支承軸，不傳遞轉矩，只承受彎矩。軸上齒輪傳遞的功率：軸上齒輪的轉速：2）初步估算軸的直徑取40Cr調質作為軸的材料，由式由于此軸只承受彎矩，不傳遞轉矩。所以附加系數0.7.查表取A=100 則 0.7×100所以，取軸最小

45、直徑3）軸的結構設計（1）確定軸的結構方案此軸支承過橋齒輪。為了齒輪的便于裝拆，軸取階梯裝。分為三段，兩邊直徑小中間直徑大。圖的結構如圖3.4所示。 圖3.4（2）確定軸的直徑和長度段 此段取最小直徑。由于這一段起支承作用，考慮到箱體的厚度。取。段 上裝有過橋齒輪，為了齒輪兩邊有一定的空間，所以軸的長度應不齒輪厚度少大一點，過橋齒輪厚度為，所以取。為了齒輪的裝拆。此段直徑應比第一段的大，故取。過橋齒輪相對與軸作轉動，因此在此段軸上裝耐磨和減磨的軸套。查GB/T 18324-2001選擇軸套GB/T 18324-C90×105×100-CuSn8P。段 與一段對稱，。4 滾筒

46、軸的設計計算4.1滾筒和齒輪上的作用力由于滾筒軸只承受彎矩，并沒有承受轉矩。所以滾筒軸轉速為零。為了便于計算。用軸上齒輪的參數來進行計算和校核。 其中： 軸上齒輪受力： 圓周力：= =徑向力：回柱絞車的最大拉力：初步估算軸的直徑取40Cr調質作為軸的材料由式計算軸的最小直徑，由于滾筒軸主要承受彎矩。所以乘以0.95作為系數。查表得40Cr取A=100 則圓整4.2確定軸的結構方案 滾筒軸在回柱絞車中時很重要的。它的結構設計直接關系到整個回柱絞車性能。對于滾筒軸設計成近乎對稱的結構，右圓柱滾子軸承從軸的右端裝入，左邊裝有密封圈。密封群左邊靠軸肩定位圓柱滾子軸承右端靠軸承端蓋定位。，同理，左圓柱滾

47、子軸承從軸的左端裝入，右邊裝有密封圈。密封群右邊靠軸肩定位，圓柱滾子軸承左端靠軸承端蓋定位。軸的結構如圖4.1所示。圖4.1 （1）確定各軸段直徑和長度段 根據，確定，根據滾筒支承座的厚度。確定。段 考慮到軸與滾筒支承座之間的定位，所以此段軸的直徑要大于，故取。大齒輪靠螺栓與滾筒聯結在一起。從而帶動滾筒轉動卷繩。大齒輪厚度為，大齒輪在轉動過程中與支承座不發生干涉，所以此段長度要大于大齒輪的厚度，軸承端蓋的厚度，故取。段 此段上裝有圓柱滾子軸承和密封圈，考慮到軸承和密封圈的便于裝拆以及軸承端蓋對軸承的定位，取要大于，且要符合標準軸承內徑，故取。查機械設計手冊暫選軸承的型號為N2228，其寬度,基本額定載荷，。軸承潤滑方式選擇脂潤滑。查機械設計手冊得密封圈寬度為。為了軸承和密封圈的定位軸的長度應小于兩者寬度之和。故取。段 此段