圖書分類號：密級：畢業設計(論文)JHB-14回柱絞車設計JHB-14PROP-PULLINGHOISTDESIGN畢業設計(論文)XXX學位論文原創性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經注明引用或參考的內容外，本論文不含任何其他個人或集體已經發表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標注。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。論文作者簽名：日期：年月日XXX學位論文版權協議書本人完全了解XXX關于收集、保存、使用學位論文的規定，即：本校學生在學習期間所完成的學位論文的知識產權歸XXX所擁有。XXX有權保留并向國家有關部門或機構送交學位論文的紙本復印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。XXX可以公布學位論文的全部或部分內容，可以將本學位論文的全部或部分內容提交至各類數據庫進行發布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。論文作者簽名：導師簽名：日期：年月日日期：年月日畢業設計(論文)緒論1.1引言煤炭是一種重要的能源，對經濟的發展有著重大影響，因此發展經濟必定要關注煤炭行業的發展，這個行業的發展離不開機械的輔助，因此絞車的發展是很重要的一個部分。1.2概述我們所說的絞車，設計它是為了幫助煤礦井下更好的進行采煤工作，體現在：絞車自身相對來說大小適中，輕巧，在一些不方便的工作層面能夠很好的開展工作。如今各行各業的發展都依賴機械的發展，絞車因此也得到廣泛的應用。這次畢業設計，研究的是JHB-14回柱絞車。這種絞車在煤炭行業中是一種很有效的輔助機械設備。在采煤的各項工作中都有著很廣泛有效的應用。絞車的應用是多方面的，不僅僅在采煤這方面，在其他需要運輸調度的行業都有著很有效的運用。絞車在工作面布置有以下三種：1）安裝在回風巷，絞車的回柱需要用到導向輪，導向輪要想完成工作，那么在每一次回柱的時候，它都需要移動，在這種情況下，鋼絲繩更容易壞損，因為鋼絲繩的作用使其多了一個拐彎，增大了其受到的摩擦阻力。從拉動繩子沿方向長式布局，才能夠以此種方式布置絞車。由于絞車寬度太寬會導致道路被封鎖，所以，絞車寬度不應超過。2）安裝工作面的上端，然而這樣的設計在現實應用中很不簡便，原因在于要隨著周期頻繁的移動絞車，與此同時還要移開柱子。這樣的情況下回柱絞車甚至有可能被壓埋，如果齒輪嚙合不良的話，尤其在機座受到力的作用變形時，這是非常危險的，這種情況多在工作面上方頂板壓力較大時發生。3）安裝在工作表面上，如果想在速度方面對回柱絞車進行提升，可以使用的方法是，操縱多臺絞車，使他們在工作面上可以同時發生回柱?，F今，每天可以有一個班來安排回柱放頂，但與其一起工作的刨煤機，用時只有2小時，顯然，這就是增加產量的一個方向?；刂g車結構的一般分類：1）按驅動機構劃分（1）手搖式回柱絞車從外形上來說，它的體積和其它構造復雜的絞車相比是較小的，當然，在重量上，它也是更輕便的，所以這種絞車是很好移動的，綜合所有絞車作對比，這種絞車有優點也有缺點，應用范圍有限。（2）風動回柱絞車這種絞車拉力大，本身比較輕便，因而超級瓦斯礦這種場所就很適合它，比如中國西南地區的瓦斯礦。但在現實生活中，任何機械的制造使用都要考慮成本和效益，這種絞車的成本就很高，這就直接導致這類絞車的使用十分的稀少。（3）電動回柱絞車就目前這個追求效率和效益的市場而言，該絞車是效率高，操作方便，成本合適的使用范圍最廣的。2）按滾筒結構劃分（1）纏繞式滾筒從操作的難易程度看，和其它絞車相比較，纏繞式滾筒絞車有著較為廣泛的使用，原因在于它是有一定容繩量的，這樣使其操作起來比較簡單方便；同時這種絞車也是有缺點的，其中比較明顯的是它的明顯大于其他絞車的尺寸和重量。（2）摩擦式滾筒這種絞車，生產成型時，形狀優美。滾筒的摩擦力完成了重要的工作，而且不會發生排繩的狀況，絞車若要大規模投入使用還要經過更多的實驗檢驗。（3）鏈條滾筒 絞車完成回柱工作可以有很多種方式，其中一種就是通過纏繞鏈條來進行工作，這就是鏈條滾筒?？紤]到鏈條的重量較大，那么，它的長度就應該受到限制，舉例來說明，要生產重量三噸的便攜式絞車，那么它的鏈條長度就被限定到僅有6米，也正是因此，鏈條回柱絞車是使用很少的一種。1.3國內外絞車的發展最近幾十年的發展，我國機械化的發展快速，尤其煤炭行業，依靠機械化取得的很多的進步。絞車這種輔助設備功不可沒，但是仍然有很多問題等待解決，比如，技術條件更不上現實發展需求。我國絞車經歷了幾個不同的發展階段后，取得了不容忽視的成就，然而，從絞車的各方面發展情況來說，我國絞車的發展情況和國外相比，仍然有著相當的差距。1.4JHB-14型回柱絞車的技術特點1）速度平穩，工作效率高工作牽引速度為，平均速度，最大牽引力為，容繩量為。2）結構簡單，安排合理驅動系統的設計是絞車設計中的重要部分，本次設計中采用的是具有蝸輪蝸桿以及圓柱齒輪的兩級驅動系統，除此之外，還采用了圓弧蝸輪蝸桿，因為其承載能力較大，至于齒輪，設計使用開式齒輪，使機械傳動部件得到很大的簡化。3）使用方便，信賴度高工作狀態和制動狀態的互鎖，在機械中可以有多種實現方式，而我們設計的JHB-14型回柱絞車則是通過錐面來實現。絞車工作時會產生動載，動載的大小是變化的，最小的動載出現在剛開始動作時，這些動載對會鋼絲繩產生一定的影響，自然，剛開始動作時受到的影響最小。此時的電動機只需按動馬達控制按鈕即可啟動，而絞車的運行，簡單的操縱就可完成。2總體設計2.1規范要求首先，重要任務是確保安全；其次看中效率，盡量確保客戶滿意度；然后全面將各種可能問題列入思慮范圍；再然后，徹底執行各部門相關規定；最后追求技術的進步，力求可以用途廣泛。外在條件要求：首先，確保絞車能夠正常工作，則必須保證其所處環境溫度范圍在；而是絞車可以使用的環境相對濕度；而要想絞車能夠正常工作，則必須確保海拔在以下。其次，必須要確保絞車的使用環境，注意有害物質的含量，一定要符合國家規定。2.2基礎數據最大牽引力：平均牽引速度：容繩量：2.3基礎方案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2.1JHB-14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電動機電動機的選擇不是隨意就可以的，應該參照相關個標準，按照一定的方式方法來選擇。2.4.1輸出功率由給出的基礎數據可以知道的是：，也就是說，那么，再看前面的基礎方案中的圖，可以計算：這求出來的結果是總傳動效率。2.4.2確定型號這里的是所需要的額定功率，我們需要確定另一個輸出功率與它的關系是可以從上面的一系列關系等式中看到，─是一種附加動載荷系數，是由電動機和工作機的運轉等外部因素引起的，取在這樣的情況下，絞車的工作環境必須要在各項考慮范圍之內，尤其是絞車在井下工作的時候，與其他機械的工作環境來比較的話，是十分不好的工作環境了，這樣的工作條件防爆就非常有必要了，所以絞車使用的電動機一定要有非常良好的防爆功能，而電動機的使用都是有一定規定的，這里我們就用這個電動機，它有幾個重要的參數，，這是額定功率，，這是實際轉速，，這是質量，，，這幾個是限制它的條件。除了這些，還要知道的是，它的一些大小數據，，而這個是電動機的中心的高度數據，，這個數據是電動機的軸的直徑，長度。2.4.3牽引鋼絲繩直徑的確定及滾筒直徑的確定在涉及到回采工作面的問題中，想要實現這種工作，通常都要采用一些輔助設備來實現回柱放頂，這類工作多數情況都是采用經濟合理的回柱絞車來完成的。實際上，絞車可以有效作用在很多方面，比如說托運重物，在某些情況下，調度車輛也會用到絞車?？紤]到現實情況中，絞車經常要在環境十分惡劣的地方工作，對其要求就格外多些。這樣就要對此作出一些計算，來確保安全。，鋼絲繩安全系數，鋼絲繩上的拉力：拉拉,所以，由機械設計手冊，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滾筒直徑上面的式子中是表示鋼絲繩的直徑，2.5.2滾筒寬度考慮滾筒寬度，也要考慮到滾筒寬度對最終的產品的影響。所以，設計時，一定要注意限制滾筒寬度的最大值，確保其不能太寬。同時也要注意，不能讓滾筒寬度過窄，這主要是考慮到滾筒的協調性，尤其是滾筒與減速器裝配起來后的協調性。正因為如此，不能隨意的定下滾筒的寬度，比較穩妥的方法是，就會顯得更加協調，看起來也就更加美觀大方。下面的設計中，取。2.5.3滾筒的外徑在平時的工作中，總是要用到一些前人總結的經驗教訓，根據這些總結出來的規定使用條件，可以知道的是，要想獲得最好的使用效果，那么鋼絲繩纏繞的時候最好就纏5層就好了，這個數據小于5的時候都是不錯的，如果大于5的話也可以，就是這時候的使用效果不好。這里要計算這個纏繞的層數的話，可以將其設為n，在已經知道的條件中又知道滾筒它的容繩量是100m,那么就可以進行一下的計算了：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：計算的思路是，先分別求出最大速度和最小速度，進而求出平均速度1）最小速度2）最大速度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由上面的計算過程可以知道，鋼絲繩在這種情況下是沒有危險的，可以放心使用。3減速器的設計計算3.1減速器參數確定要確定兩級傳動比的分配，就必須考慮影響到它的各種情景，蝸輪蝸桿對它有著重要的影響，因此必須被考慮在內：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圓弧蝸桿蝸輪的設計計算每一種傳動都是有一定目的的，而蝸桿的傳動是為了實現在空間里面，它們兩個之間存在的一種運動，除了這個還有一種可以傳遞的動力，這兩個軸放在一起，它們的狀態是相交的，相交的時候傾城的角度為90度，每一種傳動都有自己的特點，它的特點是下面這些：1）傳動比還是比挺大的，正常情況下如果要用的話就用這個數值，，在其它的不在范圍的情況下取值的話，取數值1000就可以了。2）它可以非常穩定的進行運行，而且它受到的沖擊載荷也是比較小的；3）它可以很好的一個功能，自鎖；4）它在滑動的時候有著一個非常大的速度，這種蝸桿可能會導致嚴重的摩擦磨損，在工作條件不太好的情況下，這些原因導致了它有著相對較低的傳動效率，如果發生自鎖這種情況的話，可能就只有的效率了；5）如果要減小摩擦的話，可以有很多種方法，其中合金做成的蝸輪就很有效果，雖然這樣效果很好，但是這樣花費的錢比較多。3.2.1材料的選定蝸桿材料：35CrMo,整體調質處理，硬度HB240～270，齒面氮化深度，齒面硬度HV516～615(HRC50～56)。，蝸輪材料：ZQSn6-6-3金屬模型鑄造3.2.2初選參數在機械設計手冊上的表16.5-37，16.5-37可以查閱到：中心距：傳動比：39模數：8蝸桿：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：經過查閱機械設計手冊選取，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：將蝸輪蝸桿與齒輪放在一起比較，可以發現，它們的失效形式有很多相似的地方，比如都會出現的失效形式有齒面點蝕，或者膠合等。蝸輪蝸桿的失效大多發生在蝸輪齒輪上，原因在于蝸輪材料硬度與蝸桿相比較低。根據機械設計手冊齒輪傳動P243頁3.1.4齒根彎曲強度。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：求傳動效率，按式（16.5-3）式中??；。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在現在的各行各業的運作中，有各種各樣的傳動，最為常見的，也是使用的比較多的就是和齒輪這個部件有關系的傳動。對于這種使用頻率很高的齒輪傳動，它必定是具有很多優點供選擇的，其中比較突出的就是其承載能力，還有它的工作效率，以及它更為準確的傳動比。除此以外，齒輪傳動在它的結構的設計上，更加的緊湊合理，在實際工作中，運行的也更加安全、可靠，相對來說使用壽命長。這種傳動不好的方面在于它的制造和安裝精度，因為這些方面有很高的要求，需要支付高昂的費用，因此，這種傳動一般不被應用在中心距較大的場合。如果齒輪傳動的形式從它的工作環境等等這些外在的因素來說的話，它的構造決定了它的的齒輪是完全暴露在外面的，因此灰砂、雜物等會對其產生非常大的影響，所以這種齒輪傳動的潤滑效果無法有準確有效的保障，這樣一來，就非常容易是齒輪被磨壞損毀，因此許多這樣的原因，這種齒輪常應用于低速級、不重要的場合。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HRC56～62；內齒輪選用，滲碳淬火回火HRC56～62；過橋齒輪選用，滲碳淬火回火HRC56～62。3.3.2強度校核1）按接觸疲勞強度校核（1）:（2）:（3）:（4）:（5）由表8—119，選?。海?）由圖8—32（7）由圖8—34表8—120（8）圖8—35，（9）由圖8—36查得：（10）由表8—122查得：（11）由圖8—38d查得：（12）（13）由圖8—39，按允許點蝕查得：，（14）由圖8—40（15）由圖8—41查得：（16）粗糙度系數由圖8—41，齒面粗糙度3.2，，0.95，（17）由圖8—43查得：（18）齒數比u：（19）其中重合度系數?。?0）（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8—34表8—120（2)由圖8—44，查，（3)直齒輪（4)由圖8—47d查得：（5)由表8—124得：（6)由圖8—49（7)由圖8—50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8—121得：11)因此，根據以上設計計算，得出在傳遞過程中，強度足夠。如果想要驗證內齒輪，就需要知道一些基本的數據：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：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HRC56～62；過橋齒輪選用20，滲碳淬火回火HRC56～623.4.2強度校核現實生活里的應用中，會發生失效這種狀況的地方是有一定的規律的，發生頻率較高的是齒輪這個部位。不管是哪個部位發生失效，都是以多種形式體現出來的，而輪齒的失效也符合這個規律，比如說，由于輪齒的折斷而導致的失效，再或者是由于齒面上的點蝕而帶來的失效等等。輪齒折斷：在齒輪的運行中中，時常會發生有一個或多個齒斷裂的情況，且這種情況多發生在齒根部位發生，這種斷裂有時是整體的，有時是局部發生的，我們把這樣的情況叫做輪齒折斷。齒面點蝕：在齒輪面上，如果齒面在齒面線附近一直重復遭受到交變出現的接觸應力，就會在齒面上形成一些小裂紋，這種損傷就是我們所說的這種損傷。齒面膠合：齒輪上的齒面，當它們和到一起的時候，如果齒輪以很高的速度重載或者以很低的速度重載的時候，發生粘焊現象，這種現象叫做齒面膠合。齒面磨損：磨粒磨損是在齒面間運動時，有外界硬屑落入其中時產生的，而齒面磨損就是這樣形成的。1）按接觸疲勞強度校核（1）（2）（3）（4）齒寬：（5）由表8—119選?。海?）由圖8—32選取（7）由圖8—34表8—120選取，（8）圖8—35（9）由圖8—36查得：（10）由表8—122查得：（11）由圖8—38d查得：（12）（13）由圖8—39，按允許點蝕查得：（14）由圖8—40（15）由圖8—41，，查得：（16）粗糙度系數由圖8—41，齒面粗糙度3.2，，（17）由圖8—43查得：（18）齒數比u:（19）其中重合度系數?。?0）（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8—34表8—120（2）由圖8—44，查（3）直齒輪得：（4）由圖8—47d查得：（5）由表8—124得：（6）由圖8—49（7）由圖8—50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8—121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軸在運動的時候總是要受到力的作用的，對這個力進行受力分析，可以把它轉化為三個力，這三個力的關系是互相垂直的，它們分別是：圓周力和徑向力，還有軸向力。蝸桿圓周力：==蝸桿軸向力:==蝸輪圓周力：蝸輪軸向力:徑向力： 2）初步估算軸的直徑蝸桿的材料為35CrMo由這個公式來看，軸的最小直徑可以被計算出來，軸的跨度，軸上的鍵槽，都會對軸的直徑產生一定的影響，所以軸的長度取值要有一定的估算來確保安全。查表：取A=100則由于軸的最小直徑段通過聯軸器與電動機軸相連。從上述可知電動機軸的直徑為。所以取軸的最小直徑。3）軸的結構設計（1）確定軸的結構方案從下面的軸的示意圖可以看到，軸的右邊安裝進去的是右軸承，在這一邊，定位用到的是軸肩，另一邊定位用的是軸承蓋；在下圖中可以看到，軸的左端安裝進去的是左軸承，該軸承的左邊用的軸肩來進行定位的，而它的右邊的定位用的是軸承蓋。之所以要把軸做成這種齒輪軸，是因為齒輪的直徑是比較小的，在所述的軸中。圖3.1（2）確定各軸段直徑和長度eq\o\ac(○,1)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Ⅰ段的軸頸。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，，。eq\o\ac(○,2)段考慮到軸承端蓋的大小和厚度，以及端蓋的裝拆，所以②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。eq\o\ac(○,3)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?？紤]到軸承的定位取略小于軸承的寬度。。eq\o\ac(○,4)段便于拆卸軸承內圈且要定位軸承，。取軸肩。eq\o\ac(○,5)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。故取。eq\o\ac(○,6)此段為圓弧面齒輪，根據蝸輪蝸桿嚙合傳動取蝸桿，eq\o\ac(○,7)此段與⑤段對稱布置，所以，。eq\o\ac(○,8)段此段與④段對稱布置，所以，。eq\o\ac(○,9)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，要想確定所求，就要從軸承支點位置下手，對31313軸承的資料檢索，起支點,因此，。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，選用系數=0.6,那么計算處于齒寬中點處的當量彎矩，圖3.2（f）==選用作為材料,整體處理用調制的方法，硬度HB240～270，=930N/mm，許用應力=90N/mm。軸的計算應力為：所以，該軸滿足強度要求。）確定危險截面：確定危險截面的原則是要靠載荷較大還有截面較小的方式來定奪的，選取截面為危險截面（1）計算危險截面應力：截面右側彎矩：截面上的扭矩：抗彎截面系數：抗扭截面系數：截面上的彎曲應力：截面上的扭轉剪應力：彎曲應力幅：彎曲平均應力：0（2）確定影響系數：軸的材料為，調質處理。由表查得。軸肩圓角處的有效應力集中系數、根據，查機械設計表可得：尺寸系數、，根據軸的截面查圖的得表面質量系數、根據和表面加工方法為精車，查圖，得材料彎曲、扭轉的特性系數、取：，由上面參數可得：其中：查表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）確定軸的結構方案首先要觀察下面的這個圖，在這個圖上面我們可以看到的是，在它的右面有兩個軸承，在這個設計中，它們被裝入軸的方位是右面，而左邊的這個軸承，它的裝入點是在左端，而蝸輪，則是在軸的右端，它轉入后是通過左邊和右邊的兩軸承來定位的，與此同時，還有兩個部件是從左邊轉入的，這兩個部件一個是叫做滑移齒輪，還有一個是叫做內齒輪。在圖上我們可以看到的內容不多，但是可以知道的是，軸的左邊的軸承，它是需要定位的，如果想要實現定位的話，就要用到箱體，還有套筒這個部件。在圖上，軸的右邊的軸承，可以看到的是，它也是需要定位的，它要想實現定位的話，就要用端蓋來輔助實現了。選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第①段，根據，確定。從錐面端蓋，滑移齒輪，剎車時，滑移齒輪在軸上移動的距離暫定，此段軸上需裝耐磨和減磨的軸套。查GB/T18324-2001選擇軸套GB/T18324-C90×105×160-CuSn8P。第②段，此段上裝有內齒輪,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，，。第③段，此段裝有圓錐滾子軸承，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，，用脂潤滑，。第④段，此段上裝有蝸輪，蝸輪的寬度為，，。蝸輪與軸之間通過鍵聯結。由軸徑根據選擇鍵。尺寸為，，。第⑤段，此段與3段對應，取。查暫選軸承的型號為30322，其寬度,基本額定載荷，用脂潤滑，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）初步估算軸的直徑考慮到軸的材料，由式彎矩的承受和傳遞影響著計算結果，此處不傳遞彎矩，附加系數0.7.查表取A=100則0.7×100所以，取軸最小直徑3）軸的結構設計（1）確定軸的結構方案將軸分為三段，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第①段，最小直徑，支承的意義，箱體的厚度放在考慮之內，取。第②段，過橋齒輪在這里，為保持空間，軸的長度應稍大于齒輪厚度，厚度為，取。為了齒輪的裝拆，此段直徑大于第一段，故取。此段軸上裝耐磨和減磨軸套，選擇軸套GB/T18324-C90×105×100-CuSn8P。③段與一段對稱，。4滾筒軸的設計計算4.1滾筒和齒輪上的作用力滾筒軸不傳遞彎矩，所以滾筒軸轉速為0。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調質作為軸的材料根據公式，主要彎矩由滾筒軸承受，故取0.95作為系數。查表得40Cr取A=100則圓整4.2確定軸的結構方案在回柱絞車中，有許多非常重要的部件，比如說滾筒，還有各種軸，軸承等等。這些重要的部件中有一個非常重要的就是滾筒軸這個部件了。它非常重要的原因在于它的設計會對絞車最終的能不能有很好的使用功能有著很重要的影響。對于這個重要的部件來說，設計的時候依然要從結構開始一步步來進行，從下面的結構圖可以看到的內容是，這個軸它的右邊安裝上來的是一個叫做右圓柱滾子軸承的部件，在它的左邊，安裝了一個部件叫密封圈，在這個密封圈的左邊，我們可以看到的是，軸肩這個部件對圓柱滾子軸承進行了定位，然后在它的右邊，用到的是軸承蓋這個部件來進行定位的。用同樣的道理來看軸的左邊，可以看到的是，軸的左邊安裝了左圓柱滾子軸承這個部件，它從軸的左邊安裝進入軸，然后在他的右邊也是通過使用密封圈這個部件來實現對它定位這個目的的，同樣的，密封圈的右邊使用的是軸肩這個部件，以這個部件來實現對密封圈的定位，相同的道理可以知道，圓柱滾子軸承左端的定位要想實現的話就要用軸端蓋這個部件來實現了。這些內容都可以在下面的圖4.1當中看到。圖4.1（1）確定各軸段直徑和長度第eq\o\ac(○,1)段，根據，確定，。第eq\o\ac(○,2)段，此段軸的直徑要大于，故取。大齒輪厚度為，此段長度要大于大齒輪的厚度，軸承端蓋的厚度，故取。第eq\o\ac(○,3)段，此段取要大于，據軸承內徑標準，取。查機械設計手冊，軸承的型號為N2228，,，。用脂潤滑。查機械設計手冊得密封圈寬度為。考慮到軸承以及密封圈的定位軸的長度，應小于兩者寬度之和。故取。第eq\o\ac(○,4)段，此段為軸肩，便于定位。取，取。第eq\o\ac(○,5)段，根據滾筒軸結構上的需要。取，。第eq\o\ac(○,6)段，此段與4段相對稱，取，第eq\o\ac(○,7)段，此段與3段對稱布置，取。選軸承的型號為N2228，,，，用脂潤滑，密封圈寬度為，取。eq\o\ac(○,8)段此段與1段相對應，所以取，。4.3軸的強度校核要想知道這些設計出來的軸是不是能夠符合我們所需要的要求，就要對這些軸進行評估計算，通過這些計算來驗證設計的好不好，能不能用。這樣的驗證校核是一個非常繁瑣復雜的過程，必須要想辦法簡化這一過程，有一種很好用的方法，就是找到每一個作用點，還有每一個支點，如果可以做到這些，就可以使整個驗算校核的過程非常簡單方便。具體情況可以在圖4.2中看到。4.3.1繪制軸的彎矩圖和扭矩圖先將大齒輪、卷筒看作一個整體，求軸承作用卷筒上的力。1）求滾動軸承反力H水平面：由圖4.2（a）求軸承反力由得：解得：由解得：V垂直面：所有的結論都要從計算中得出，通過上面的一些列計算說明，可以知道的是在這個垂直的面上面，所關注的的這個軸承沒有收到什么力的作用和影響。2）對整個滾筒軸分析（1）求軸承座反力H水平面：由圖4.2（b）求軸承反力由得：解得：由解得：V垂直面：由圖求軸承座反力由得：解得由：解得（2）求各處的彎矩B點處H水平面：V垂直面：C點處H水平面：V垂直面：D點處H水平面：V垂直面：合成彎矩：軸的彎矩圖和扭矩圖如下面4.2所示：圖4.23）按彎扭合成強度校核軸的強度滾筒軸不受扭矩，所以；40Cr為軸的材料,調質處理，硬度HB240-285=685N/mm，材料許用應力=60N/mm。軸的計算應力為：所以該軸滿足強度要求。）確定危險截面：從載荷較大，截面較小判斷，選取截面為危險截面（1）計算危險截面應力：截面右側彎矩：抗彎截面系數：截面上的彎曲應力：彎曲應力幅：彎曲平均應力：0（2）確定影響系數：軸的材料為鋼，調質處理。由表查得，軸肩圓角處的有效應力集中系數、根據，查機械設計表可得：尺寸系數、，根據軸的截面查圖的得表面質量系數、根據和表面加工方法為精車，查圖，得由上面參數可得：查表中的許用安全系數值，查得該軸安全，校核通過。5系統傳動部件的校核5.1聯軸器上鍵的校核查機械零件設計手冊表5-3，許用擠壓應力聯軸器上所選鍵的基本尺寸為:在鍵的接觸面上，擠壓應力的分布是均勻的，可以由此計算擠壓強度：上式中，由以上可知，鍵的強度通過。5.2蝸輪上鍵的校核查機械零件設計手冊表5-3，鍵的許用擠壓應力此段上所選鍵的基本尺寸為:對于這段軸而言，壓潰是軸上的鍵主要失效形式，所以要對其擠壓強度進行計算?？梢杂纱擞嬎銛D壓強度：由以上可知，鍵的強度通過不夠，應采用雙鍵。5.3內齒輪上鍵的校核查機械零件設計手冊表5-3，鍵的許用擠壓應力鍵為C型，尺寸為:對于這段軸而言，壓潰是軸上的鍵主要失效形式，可以由此計算擠壓強度：由于載荷分布不均這種現象可能會出現在鍵上，因而計算的時候按照鍵計算。按照上述情況，此處若想要滿足要求就要采用雙鍵。5.4軸上軸承的校核查機械零件設計手冊，軸承的型號為32313，，，，，。畫出受力簡圖如圖5.1：圖5.11）軸上所受的力====2）求軸承反力（1）H水平面：由圖5.1求軸承反力由得：解得：由解得：（2）V垂直面：由圖（c）求軸承反力由得：解得：由：解得：（3）求合成支反力3）計算軸承派生軸向力查表10-7軸承軸向派生力S4）計算軸承所受的軸向載荷因5）計算軸承所受的當量載荷由表10-6。載荷系數因查表10.5得：故因查表10.5得：故）計算軸承壽命因,故按計算。由表10-3，溫度系數5．5滾筒軸承的校核滾筒的軸承選圓柱軸承型N2228（GB/T283-1994）。查得，經過上述各種數據的計算審核可以確定，在使用壽命方面，滾筒軸上的軸承滿足要求。5．6制動器的校核1）作用：（1）對制動器而言，必定要求其能夠可靠的剎住絞車，尤其是在絞車停止工作時，更重要的是，制動器還要能有一個非常穩定的能力，能夠一直保持想要達到的那種要求。（2）還有安全方面，毫無疑問的要求制動器能夠非常非常好的的把絞車控制在我們想要達到的狀態，假如有什么緊急或者很特殊的情況出現的話，也能夠做出符合我們心意的安全舉措。2）要求：（1）安全、可靠；（2）動作迅速、有效；（3）安裝、使用及維護方便。在此傳動系統中，選用錐面制動器。內錐面材料：20GrMnTi，外錐面端蓋為HT250；且外錐面加皮革作襯墊。動摩擦因數取0.4。3）許用傳遞轉矩其中，-圓錐母線寬度－載荷系數－圓錐最大直徑－摩擦因數－許用比壓－速度修正系數－結合次數修正系數=24，=1.1，=201.7，=0.4，，.，故，轉矩滿足要求。5．7滾筒聯結螺栓的校核滾筒最大扭矩在滾筒卷繩過程中，螺栓受的里為扭轉力矩。由于每個螺栓在的節圓上均勻分布。所以每個