100米钻机变速箱设计

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1、摘要针对传统钻探行业施工过程中设备搬迁困难、钻孔效率低以及无法倾斜钻探等问题，研制、改进新一代高效可倾式钻探设备则显得尤为必要。该矿用钻机改型过程中所面对的若干问题进行了较为详细研究，并对关键件加工过程出现的工艺文体进行分析和调整。通过调研了解到，对钻孔深度100米左右的钻机需求量比较大，而目前的100米钻机，存在着劳动强度大、适应性差等缺点。鉴于以上原因，我们决定开发100米钻机。经几次方案讨论决定，钻机应具有以下特点：经济耐用可靠、质优价廉；便于解体搬运；体积小，重量轻；操作简单，维修方便；适用于42、50mm两种钻杆；适用于合金钻头或金刚石钻头钻进；钻进速度快，效率高；动力为电机或柴油机

2、。关键词:100米 变速箱 钻机Abstractthe equipment moves the difficulty in view of the traditional drilling profession construction process in, the drill hole efficiency lowers as well as is unable to incline questions and so on drilling, the development, improves new one generation highly effective to be possib

3、le to lean the type drilling equipment to appear especially essential. In this mineral product drilling machine modification process faces certain questions have conducted the comparatively dissect, and the craft literary style which appears to the key processing process carries on the analysis and

4、the adjustment. Understood through the investigation and study, quite is big to the drill hole depth 100 meter about drilling machine demands, but the present 100 meters drilling machines, have the labor intensity in a big way, the compatible inferior shortcoming. In view of the fact that above reas

5、on, we decided develops 100 meters drilling machines. Decided after several plan discussions that, the drilling machine should have following characteristic: economy durable reliable, high quality at low price; is advantageous for the disintegration transporting; the volume is small, the weight is l

6、ight; the operation is simple, the service is convenient; is suitable for 42, 50mm two kind of drill rods; is suitable in the alloy drill bit or the carbon bit sneaks in; sneaks in the speed to be quick, the efficiency is high; the power is the electrical machinery or the diesel engine.Kewords: dril

7、ling machines 100 meters gearbox目 录摘要ABSTRACT绪论1第1章 总体设计2第2章 钻机的主要技术特性3第3章 动力确定53.1 回转钻进及破碎岩层,土层所需功率53.2 进给油缸所需功率计算63.2.1 进给油缸的基本参数63.2.2 油缸工作压力计算63.2.3 油泵最大工作流量计算73.2.4 进给油缸功率73.3 动力机功率的确定7第4章 机械传动系统设计104.1 要参数的选择104.1.1 回转器104.1.2 升降机104.1.3 变速箱104.2 机械传动系统10第5章 回转器125.1 结构特点125. 2 零部件的强度与寿命计算125.

8、2.1 齿面按接触疲劳强度计算135.2.2 弯曲疲劳强度极限应力13第6章 变速箱的设计与计算156.1 变速箱的结构特点156.2 零件的强度计算156.3 齿轮的强度计算156.4 轴系零部件强度与寿命的校核计算20第7章 绞 车247.1 结构特点247.2 主要参数的选择247.3 绞车所需功率257.4 零部件的强度及寿命计算25第8章 液压系统的设计与计算318.1 液压卡盘的设计与计算318.2 进给油缸的设计33第9章 钻机的使用说明书35总结50致谢 51参考文献52专题 轴的机械加工工艺过程53附录159附录268绪论国内外的科技现状国内：“六五”“九五”期间，我国地质调

9、查工作中探矿工艺与设备获得长足发展，在引进、消化、吸收的基础上，研究开发了一大批新技术、新装备，如：以绳索取心为主体的金刚石钻探技术；液动冲击回转钻探技术；受控定向钻探技术（含对接井施工技术）；多工艺空气钻探技术（中心反循环连续取样及空气潜孔锤钻探技术）；水力反循环连续取心钻探技术；人造金刚石超硬复合材料及其钻头；低固相泥浆等钻井液应用及护壁堵漏技术；XY系列、CD系列、全液压等新型岩心钻机及配套装备；水文水井钻探设备；短浅坑道机械化作业线等等。在这一领域，我省煤田地质局在煤田地质钻探方面，成功地采用了受控定向钻探技术，并完善了SMQ-1型取芯器，发展成3SMQ-2型取芯器；此外，还研制改进了

10、煤层气储存监测罐。地矿、煤田系统多工艺空气钻探技术的采用更加完善和成熟。 国外：传统的地质勘查工程技术与装备已十分成熟。立轴式液压钻机仍然是主要机型，全液压动力头钻机获得广泛应用，美国金刚石岩心钻机制造商协会制定的DCDMA标准仍然占据钻探管材和钻具市场的主流，国际标准化组织（ISO）的TC82（矿业技术委员会）/SC6（金刚石钻探设备分技术委员会）也制定了一些标准，可能成为今后的发展方向。 通过调研了解到，对钻孔深度100米左右的钻机需求量比较大，而目前的100米钻机，存在着劳动强度大、适应性差等缺点。鉴于以上原因，我们决定开发100米钻机。经几次方案讨论决定，钻机应具有以下特点：1. 经济

11、耐用可靠、质优价廉；2. 便于解体搬运；3. 体积小，重量轻；4. 操作简单，维修方便；5. 适用于42、50mm两种钻杆；6. 适用于合金钻头或金刚石钻头钻进；7. 钻进速度快，效率高；8. 动力为电机或柴油机。第1章 总体设计经过调研和几次方案论证，考虑到现场特点，从实用角度出发，确定方案如下：1. 考虑到井下、井上和野外作业，动力可选电机或柴油机。2. 考虑到有软岩石、硬岩石的钻进，除了正常的钻进速度外，增加高速340r/min。3. 钻机除配机动绞车外，增加了液压卡盘减轻劳动强度，节约时间，提高有效钻进速度。4. 考虑到高转速时，绞车速度不能太快，所以增加了互锁装置，安全可靠。5. 由

12、于本机动力较大，动力由V型带传动到变速箱的传动轴上易使传动轴弯曲，所以增加了卸荷装置。6. 采用二级回归式变速箱，减少变速箱体积，根据不同的地质条件，选用不同的钻进速度。7. 设置压带轮，皮带调整安全可靠。8. 在满足上述要求的同时，尽量结构简单，操作方便，适于整体或解体搬运。尽量做到标准化, 通用化，系列化。第2章 钻机技术特性1. 钻进深度 100m 2. 钻孔直径 1开孔直径 892终孔直径 603. 钻孔倾斜角度 03604. 立轴转速 110、190、340/min5. 立轴行程 4006最大液压给进压力 4MPa7卡盘最大工作压力（弹簧常闭式液压卡盘） 6MPa8立轴内孔直径 52

13、9油缸最大起拔力 28.5KN 10油缸最大给进力 20KN 11. 绞车提升速度 0.25、0.57、0.65m/s 12. 绞车转速 28、50、78r/min 13绞车提升负荷 0.75m/s 3.35KN . 0.44m/s 6.00KN . 0.22m/s 12KN 14. 卷筒 直径 140mm 宽度 100m 钢丝绳直径 8.8mm 容绳长度 32.8m 15配备动力 电动机 型号 YB160M4 电压 380/660V 功率 5.5KW 转速 1440r/min 柴油机 型号 S1100 功率 5.5KW 转速 1500r/min 16外型尺寸（Lhb） 13706851200

14、mm 17重量（不含柴油机） 750Kg 第3章 动力机的确定本机组的驱动装置采用交流感应电动机，因为这种动力机重量轻、结构简单、使用维护方便易实现防爆。为了便于搬运和机场的布置，钻机和水泵各用一台电机单独驱动，而回转器与油泵共用一台电机联合驱动。输出功率为N。N。1.2Nj式中：Nj钻机所需功率 KW Nj（NhNy）/式中: Nh回转钻进所需功率 KW 效率 =0.85 Ny油泵所需功率 KW Nh=N1+N2+N3式中: N1井底破碎岩石、土层所需功率 KW N2钻头与孔底摩擦所需功率 KW N3回转钻杆所需功率 KW3.1 回转钻进及破碎岩石、土层所需功率 KWNh=N1+N2+N3

15、1. N1= 3-1式中: m钻头切削刃数 取m=6 n立轴转速 r/min h钻进速度 h=1.5cm/min. 岩石抗压强度,其值见表3-1A 井底环状面积，取钻头直径D=7.3cm,内孔直径 d=5.8cm,A=(D2d2)/4=(7.325.82)/4=15.43cm2 2. N2=fen(R+r)/1944800 3-2式中: 孔底压力或岩石抗压强度. f钻具与岩石直接的摩擦系数 f=0.3 e侧摩擦系数 e=1.1 n立轴转速 R钻头外圆半径 R=3.65cm r钻头内孔半径 r=2.91cm 将立轴不同转速和不同空底压力代入式3-2中,所得相应数值见表3-2。 3. N3=7.8

16、1011Ldn1。7 (当n200r/min时) 3-3-2式中：L孔深 ， 硬质合金钻进时，取L150000mm 金刚石钻进时，取L75000mm d钻杆直径 ，取d=42mm计算 n立轴转速， r冲洗液比重。 r=1.15 将上述参数及立轴不同转速代入上式，所得值列表32中。 3.2 给进油缸所需功率的计算 3.2.1. 给进油缸的基本参数 1）给进油缸的数量 n2 2）油缸直径 D55mm 3）活塞杆直径 d30mm 4）活塞杆有效行程 L400mm 5）油缸面积 A123.76cm2 6）活塞杆面积 A27cm2 7）有效面积 AA1A216.76cm2 3.2.2油缸工作压力的计算

17、钻机大水平孔时，油缸的最大推力为： WCFm式中：W油缸最大推力 C孔底最大压力 C10000N Fm钻杆与孔壁间的摩擦力 FmqLf式中：q钻杆单位长度重量 q45.6N/m L钻杆长度 L1050m f摩擦系数 f0.35 Fm45.610500.35=1675.8N W=10000+1675.8=11675.8N 油泵的工作压力PP=W/A=11675.8/16.76=696.6N/cm2 3.2.3.油泵最大工作流量计算 油缸回程时的最大容油量: V1=A1L=23.7640=950.4mL=0.9504L 油缸送进时的最大容油量: V2=AL=16.7640=0.6704L当选用立轴

18、的钻进速度V=0.06m/min=0.6dm/min时,立轴送进时每分钟所需的油量为: Q=2AV=20.16760.6=0.2 令活塞回程时间为0.3min,则回程所需油量为: Q1=0,95042/0.3=6.336 3.2.4.给进油缸功率Ny Ny=PQ/60102=696.60.2/60102=0.0233.2.5.根据上面的计算,选用YBC10/80型齿轮油泵(排油量10L/min,压力800N/cm2 )。油泵满负荷时所需功率是:Ny=PQ/6010212式中:P额定压力 P=800N/cm2 Q额定流量 Q=10L/min 1机械效率 1=0.9 2容积效率 2=0.71 Ny

19、=80010/601020.90.71=2.04KW3.3动力机功率的确定 通过上述的计算说明，立轴钻进时给进所需功率很小，而且油泵满负荷工作时一般是立轴停止转动状态，液压卡盘松开时，必须停止钻进。所以参考表32本机选用5.5KW电机或柴油机，基本能满足表32中粗线以上各种工作状态。表31岩 石 名 称 抗 压 强 度 （N/cm2 ）粘土、页岩、片状砂岩4000石灰岩、砂岩8000大理石、石灰岩10000坚硬的石灰岩、页岩12000黄铁况、磁铁矿14000煤2000N (kw) r/minN/cm2110190340N120000.06930.07940.091840000.13860.15

20、890.183780000.27710.31770.3675100000.34640.39710.4593120000.4157 0.4765 0.5512N220000.24430.42300.756940000.48980.84601.513880000.97951.69193.0277100001.22442.114937846 12000 1.4693 2.5379 4.5346N3 r/minN/cm21.01602.57282.2804Nh20001.32963.07523.129240001.64443.57693.977980002.27264.58245.6756100002

21、.58685.08486.5243120002.90105.58797.3662Ny r/minN/cm20.0230.0230.023Nj=Nh/3.41293.61793.6814N0=1.2Nj4.09204.34154.4177第4章 机械传动系统设计 4.1 主要参数的选择 4.1.1 回转器立轴的转速，主要取决于地质条件、钻头直径及钻进方式，当使用直径为75mm钻头时，采用硬质合金和钻粒，根据国内外的经验，立轴转速取n90400r/min比较适宜；采用金刚石钻头钻进时，立轴转速取n4001000r/min比较适宜。本机选用110340r/min，即适合合金钻头钻进，由适合金刚石钻头

22、钻进。4.1.2 升降机为了减轻钻机重量，不使动力机过大，绞车的缠绳速度不宜过高，基本上采用低速，本机升降机速度为0.220.66m/s。4.1.3 变速箱参考国内外现有小型钻机的转速系列，本机采用了不规则排列的中间转速系列。（1） 立轴有三种转速，110、190、340r/min转速适合合金钻头钻进。（2） 卷筒缠绳速度为三种，见表41 表41档档档立轴转速 r/min110190340 缠绳速度 m/s0.220.370.664.2 机械传动系统机械系统传动路线见图41传动计算如下：1.立轴的转速:n=nD1/D2Z1/Z2Z3/Z4Z10/Z11式中: n立轴的第一档转速 r/min n

23、电机转速 n=1440r/min D1主动皮带轮直径 D1=125mm D2大皮带轮直径 D2=285mm Z1Z11传动链中各齿轮的齿数,Z1=31,Z2=54,Z3=31,Z4=54Z10=21,Z11=39 n=1440125/28531/5431/5421/39=112.1110r/min n=nD1/D2Z1/Z2Z5/Z6Z10/Z11式中:Z5=42,Z6=43 n=1440125/28531/5442/4321/39=190.69190r/min n=nD1/D2Z1/Z4内Z10/Z11式中: Z4内=31 n=1460160/36531/3121/39=340.08340r

24、/min考虑到皮带传动、齿轮传动、轴承等的效率，所以各档转速确定为110、190、340r/min。2. 绞车的缠绳速度V1=D(nD1/D2Z1/Z2Z3/Z4Z9/Z12/Z13/Z14)/60000 m/s式中:D=D0+d=140+8.8=148.8mm式中:D0=140mm为卷筒直径,d=8.8mm为钢丝绳直径。V1=148.8(1460160/36525/3118/3833/8318/1818/54)/60000 =0.22m/s V2=0.44m/s V3=0.75m/s (计算从略)考虑到皮带、轴承、齿轮等的效率，确定绞车提升速度分别为：U10.22m/s U2=0.44m/s

25、 U3=0.75m/s。第5章 回转器5.1 结构特点 回转器的结构如图51所示，是由本体、立轴、立轴导管、弧齿锥齿轮等组成。立轴上端装有常闭式液压卡盘。其特点是：1、回转器尺寸小、紧凑。2、回转器适用于各种角度的孔的钻进。3、离开孔口采用开箱式，简单可靠，减轻钻机重量。4、立轴行程比过去小型钻机大，为500mm，缩短钻进辅助时间。5.2 零部件的强度与寿命计算弧齿锥齿轮副的强度校核:Z10与Z11的主要参数见表51。齿面硬度Z10为HRC52、Z11为HRC57，锥距R77.515m,节锥角10=28018 22”,11=6104128”表5-1齿 号齿 数模数变位系数齿宽材料齿顶系数压力角

26、螺旋角旋向精度Z10213.502220CrMnTi0.85200350右8DCZ11393.502220CrMnTi0.85200350左8DC齿轮在各种转速下传递的功率、转速及转矩见表52 表52功率 KW转速 r/min转矩 nm 5.1763280 5.07208233 5.07354137 5.2.1 齿面按接触疲劳强度计算（1）接触应力HZE 1.5ftmaxKAKVKHZR 3 Ft1 N/mm2 bd1I Ftmax ZE弹性系数 ZE189.8 N/mm2 Ft1=Ftmax小轮运转中最小切向力 Ftmax=2758N KA使用系数 KA=1.25 Kv动载系数 KV1=KV

27、2=1 KH齿间载荷分布系数 KH=1.2 Zx尺寸系数 Zx=1.0 ZR表面状况系数 ZR=1 b有效齿宽 b=22mm d1小轮大端分圆直径 d1=94.5mm I几何系数 I=0.1 将以上各值代入上式,得H=1197N/mm2 (2)接触疲劳极限应力 HIin=HIinZNZW/ZQ N/mm2 HIin接触疲劳极限应力 HIin1352 Zwgz工作硬化系数 Zw1 ZN寿命系数 ZN1 ZQ温度系数 ZQ=1 HIin=135211=1352 (3)安全系数:SH=HIin/H=1352/1197=1.12SHIin=1 所以安全。 5.2.2 弯曲疲劳强度极限应力（1） 计算齿

28、根弯曲应力 FFtKAKUKFYX/bmsJ N/mm2 Ft作用于大端分度圆上的切向力 Ft=2758N KA使用系数 KA =1.25 Kv动载系数 Kv=1 KF载荷分布系数 KF1.15 Yx尺寸系数 Yx1 ms大端端面模数 ms=4.5 J几何系数 J0.18 F141N/mm2（2） 齿根弯曲疲劳极限应力 FIimFIimYN/YQ N/mm2 YQ温度系数 YQ1 YN寿命系数 YN1 FIim齿根弯曲疲劳极限应力 FIim206.82N/mm2（3） 安全系数 SFFIim/F206.82/141=1.46SFmin=1所以安全。第6章 变速箱的设计与计算 6.1 变速箱的结

29、构特点变速箱的结构如图61所示，它是由变速部分、分动部分及操纵部分和壳体等组成。也是变速部分和分动部分合为一体的传动箱。其特点是：1、采用了回归式的传动形式，箱体呈扁平状，有利于降低钻机的高度，齿轮Z4即是移动齿轮由是结合子，因此结构紧凑。2、变速、分动相结合，减少了零件数目，有效利用变速箱内的空间。3、操纵结构采用了齿轮齿条拨叉机构，操纵灵活可靠，每个移动齿轮单独控制，并有互锁装置，这种互锁装置安全可靠，结构简单。4、增加了卸荷装置，减少了轴齿轮的受力状况。6.2 零件的强度计算 1、在校核零件的强度时，假设电机的功率全部输入变速箱，然后再输入绞车和回转器。2、变速箱在不更换齿轮的情况下，可

30、连续工作10000小时，纯机动时间每班16小时，可连续工作20个月。每个速度的工作时间分配情况如下：第一速（110r/min） 为40即4000小时；第二速（190r/min） 为40即4000小时；第三速（340r/min） 为20即2000小时； 3、本机零部件的强度和寿命计算方法和数据是按机械设计手册（冶金工业出版社）计算的。6.3齿轮强度计算 1、变速箱内各齿轮主要参数及材料见表61表61齿数模数齿宽变位系数Xn材料硬度RC应力角备注Z1312351.040Cr40-45200Z2542220.140Cr40-45200Z3312261.0 40Cr 40-45200Z4542 260

31、.140Cr40-50200Z5422240.140Cr40-45200Z6432241.040Cr40-45200Z735325040Cr40-45200Z826326 040Cr45-50200Z933422040Cr45-50200Z121732604540-45200Z13183350.1520CrMnTi57-62200 Z14183200.120CrMnTi57-62200 Z15543280.3540Cr2002、Z3、Z4齿轮副的强度校核1) 齿根弯曲疲劳强度验算（A） 计算齿轮的弯曲疲劳极限应力式中被校核齿轮的弯曲疲劳极限应力实验齿轮的弯曲疲劳极限应力，由图F813查得：（M

32、pa） 弯曲寿命系数，因两齿轮的应力循环次数为：=*0.4*60*365=0.87*次=*0.4*60*210=0.5*次由图F814知=1尺寸系数=1（图F815）有效应力集中系数，有图F816查知=1.03，=0.97所以 =*/=400*1*1/1.03=370（Mpa） =*/=400*1*1/0.97=412（Mpa）（B） 比较弯曲强度图F86查得齿形系数=1.94，=2.26 则有/=370/1.94=191/=412/2.26=182因此齿轮弯曲强度弱。（C） 计算弯曲工作应力=/bm() （Mpa）式中 计算圆周力，而=其中 工作圆周力=2000/=2000*132.5/62

33、=4273（N）工作状况系数，由表F87查知=1.25 动载系数，因为V/100=1.18*31/100=0.37，由F84知=1载荷分配系数，=1/，当=1.6时，=0.7，所以=1/0.7=1.43载荷分布系数，因=b/=26/62=0.45,故由表F85查知=1.05则 =4273*1*1*1.43*1.05=6417.5（N） 载荷作用位置数 =0.7 螺旋角系数 =1 b 齿宽 b=26 (毫米) m模数 m=2 (毫米) =/bm()=6417.5/26*2(2.26*0.7*1=195（Mpa） (d)计算齿轮的弯曲疲劳安全系数 =/=412/195=2.11可靠2）齿面接触疲劳

34、强度验算（A）计算齿轮的接触疲劳极限应力=*式中 实验齿轮的接触疲劳极限应力，由F817查知 =1100（Mpa）寿命系数，由图F818查知=1.19， =1.22硬化系数， 取=1所以 =1100*1.19*1.03=1348（Mpa）=1100*1.22*1.03=1424 （Mpa） （B）计算接触工作应力=（Mpa）式中 材料系数，由F89查知=189.8节点系数，=2.27 由图F810重合度系数 =0.9由图F89U齿数比 U=54/31=1.74则 =189.8*2.27*0.9=889（Mpa）（C） 算安全系数=/=1384/889=1.516 安全可靠3）短期过载强度校验计

35、算取最大短期尖峰载荷是额定工作载荷的1.5倍短期过载弯曲极限应力，根据表F812知 =18*=18*45=810（Mpa）最大的弯曲工作应力为 =*1.5/=195*1.5/1.25=234（Mpa）短期过载弯曲强度安全系数 =/=810/234=3.5（安全）短期过载接触极限应力，根据表F812知 =41，3*45=1859 （Mpa）而最大接触应力为=889*=974（Mpa）短期过载接触强度的安全系数为=1.9（安全）3、其他齿轮对的强度校核 按上面的方法和步骤，对变速箱中的其他齿轮对可进行类似的计算，略。6.4 轴系零件与部件的强度与寿命的校核计算在变速箱中共有三根轴，其中轴负荷最大，

36、而且相对尺寸直径小、长度长。下面仅以该轴的强度寿命进行验算。轴共有七种工作状态，向回转器传递四种状态的动力，驱动绞车三种状态。相比而言回转器的130r/min的转速时该轴扭矩最大，受力最大。1、轴的驱动校核已知下列条件：材料40Cr，调质T220-250，各齿轮分度圆直径为：d4108、d684、d8105.该轴的四个转速及传递的扭矩见表6-2表6-2转速（r/min）扭矩（Nm）备 注档2102217档3561184 III档 636 7928（A） 在各种转速下齿轮受力支反力计算结果列表63中（B） 轴的疲劳强度校核：从表62中得知，校核轴的强度时，应取低转速的受力状态。表63 RCY R

37、BY Ft6 Ft4 RAY C B Ft6 FR4 A RCX RBX RAX 125 94.5 115 60.5 270 395 续表63档档档档Ft45362Fr41952Ft642594Fr6944Ft131132450Fr11133892Ft82450Fr8292RAX194174RBX8831092RCX60375RAY3680724RBY7201502RCY4921027RR3684745RB11391506RC7781030轴的扭矩图如图63所示，现计算，截面的安全系数。截面-的弯矩：水平弯矩：Mxz=Fr410010-3+RBX17010-3199Nm垂直弯矩-：MYZ=Ft

38、410010-3+RBY910-3542Nm合成弯矩：M Mxz2 + MYZ2 575Nm截面-的弯矩： 水平弯矩：MxzRAX60510-3+19460.510-3=11Nm 垂直弯矩：MYZRAY60.510-3=223.6Nm合成弯矩：M Mxz +MYZ =223Nm 12量截面扭矩T356.6Nm下面是按当量弯矩计算-、-两截面的安全系数。 水平受力图： C B Frx A 180 47 水平弯矩图： 11 199 Fty 垂直受力图： C B 垂直弯矩图： 80 145 223 542合成弯矩图： 60 231 223 575扭矩图： 356 图63 表64名 称-截面-截面 说

39、 明扭 矩T（Nm）356356弯 矩M（Nm）575223当量力矩Ml652380轴 经d（mm）36、4236、42工作应力m(Mpa)13176.92w=4.9410-6疲劳极限-1(Mpa)350350尺寸系数0.770.77表面质量0.850.85有效应力集中系数K1.571.57安全系数S2.293.91许用安全系数 2.292.29 安 全 通过上述验算轴通过,其它轴系从略。第7章 绞车7.1 结构特点 本钻机考虑到井上、井下钻探作业，故设置了绞车，如图71。在井下矮巷道内钻孔时，绞车难以发挥作用，这时可将绞车拆除。设置绞车也给机器在井下短距离搬运提供自牵的方便。在结构上选择常用

40、的固定轮系的NGW型行星式传动绞车，其特点是：1、结构简单而紧凑，传动装置兼起离合作用，并有过载保护作用。2、在一定范围内，可实现无级调速和微动升降。3、传动功率大，效率高。4、传动平稳，操纵灵活。7.2 主要参数的选择 1、确定钢丝绳直径d根据GB110274标准，选定钢丝绳直径如下：外 径：d=8.8mm总断面积：A=27.88mm2总破断力：S=47300N抗拉强度：=1700Mpa绳 型：绳637（纤维芯）2、钢丝绳的强度校核绞车最大提升负荷：Q=12000N最小安全系数：S=45在正常情况下，最大起重时的安全系数为：S=S/Q=47300/12000=3.49S在急刹车时，取Q2.5

41、Q，则安全系数SS/Q1.63、卷筒参数确定如下：卷筒内径：D140mm卷筒外径：D230mm卷筒有效长度：L0100mm容绳长度：LnD式中：n钢丝绳圈数 n11 D每层缠绳长度之和，共五层， D5（D+d）+20d32m。 4、绞车参数提升速度 卷筒转速 提升力V1=0.22m/s n1=28r/min 12000NV2=0.44m/s n2=50r/min 6000NV3=0.75m/s n3=78r/min 3350N7.3 绞车所需功率1. 卷筒所受扭矩：MT0.5(D+d)Q=0.5(0.14+0.0088)12000 =893Nm 2.绞车轴所受扭矩: MZ=MT/2=298Nm

42、 3.绞车轴所需功率: P=MZn1I/9550=2.6KW7.4 零部件的强度及寿命计算（一）齿轮强度校核对NGW型行星齿轮传动，只校核外啮合。即Z13与Z14。Z1318、 m3、 X13=0.15、 材料为20CrMnTi、 HRC=5762Z1418、 m3、 X14=0.15、 材料为20CrMnTi、 HRC=5762HIim=1500N/mm2 FIim=450 N/mm2传递扭矩：Mz298Nm转 速：nz=n1i84r/min按接触强度校核：1. 分度圆圆周力 Ft=1000MZ/CSR1=5518.5N2. 工况系数 KA=1.253. 动载系数 KV=14. 齿间载荷分配

43、系数 KH=1.055. 齿向载荷分配系数 KH=16. 节点区域系数 ZH=2.357. 弹性系数 ZE=189.8 N/mm28. 重合度系数 Z=0.979. 螺旋角系数 Z=110. 计算接触应力 H Fti+1KAKVKHKH ZHZEZZ db i 11.寿命系数 ZN1=1.02 ZN2=1.1112.最小安全系数 SHmin=1 SFmin1.413.润滑剂系数 ZL=114.速度系数 ZV=0.915.粗糙度系数 ZR=0.916.齿面工作硬化系数 ZW=117.尺寸系数 ZX=118.许用接触应力HP1ZL1ZV1ZR1ZW1ZX1 1239N/mm2 HP2=1308.7N/mm219.接触强度判断因为 H978N/mm2HP11239N/mm2,所以接触强度校核通过。按弯曲疲劳强度校核1. 齿向载荷分布系数 KF=12. 应力修正系数 YS1=1.62 YS2=1.583. 重合度系数 Y=0.94. 螺旋角系