JHMB-14绞车的设计【含6张CAD图纸、说明书】
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压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985摘要在工业生产里面,绞车是用的比较多的,这种机器的发展时间是比较长的,现在绞车的技术是越来越高,生产材料也是一直在更新,并且电子控制技术也是在提升的,不管是动力,还是对能源的节省上,还是安全性,现在都是提升了很多。现在绞车在很多行业都有使用。论文研究的绞车型号是JHMB-14。要想将成本变得更低,让安全性变得更好,在这篇论文里面,将总方案定下来之后,在电动机,还有卷筒的两边装了两级齿轮,这样一来构造是更加的紧凑的,底座使用的原材料花费的成本也就没有那么高了;在这篇论文里面使用到了涡轮蜗杆传动的专用知识,因为涡轮蜗杆副具的传动比是非常大的,这样卷筒期望的速度也就能够实现了,避免卷筒出现反过来转的情况;因为这个机器在矿产上使用,所以它一定要能够防爆,那么他的电动机用的是鼠笼式电动机。关键词 绞车;JHMB-14;总体方案;蜗轮蜗杆;卷筒IIAbstractWinch is a kind of commonly used machinery in the process of industrial production. It has a long history and mature development design and manufacturing technology. With the continuous improvement of the winch technology, the continuous improvement of the processing materials and the continuous development of electronic control technology, the winch has made great progress in power, energy saving and safety. Step. Winches are being widely used in mines, harbors, factories, buildings and oceans.The winch designed by this paper takes JHMB-14 winch as the research object. In order to reduce the cost and improve the security for the purpose. In this design, on the basis of determining the overall plan, the two grade gear is installed on both sides of the motor and the drum respectively, making the structure compact and reducing the use of the base material to reduce the cost. The worm gear and worm transmission principle knowledge is applied to the design, and the worm and worm pair has a larger transmission ratio so that it can be realized. The desired speed of the drum can avoid the accidental loss caused by the reversing of the reel. As the machine is used in the mine field, it must have certain explosion-proof ability, so the old squirrel cage motor is selected with the explosion-proof motor.Keywords winch JHMB-14 overall scheme worm wheel and worm压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985目 录摘要IAbstractII1 绪论11.1 本课题研究的背景及意义11.2 绞车的概述11.3 国内绞车的发展现状21.4 国外绞车的发展现状31.5 绞车未来的发展趋势32 工作原理、性能参数的确定与计算52.1 工作原理的确定52.2 主要性能参数的简介52.2.1钢绳拉力52.2.2钢绳绳速52.2.3电动机额定功率62.2.4钢绳类型和直径72.2.5卷筒直径82.3 JHMB-14绞车性能参数的确定92.4 计算参数的计算与确定92.4.1电机的计算和选确定92.4.2计算各轴的运动和动力参数103 主要零部件的设计与计算123.1 蜗轮蜗杆的设计和计算123.1.1选/a值123.1.2计算中心距123.1.3计算传动基本尺寸123.1.4计算齿面接触疲劳强度133.1.5计算轮齿弯曲疲劳强度133.1.6验算蜗杆轴扰度133.1.7校核温度143.2齿轮的设计与计算143.2.1一级齿轮的设计与计算143.2.2二级齿轮的设计与计算173.3 各轴的设计和计算203.3.1蜗杆轴分析与强度校核203.3.2蜗轮轴的分析和强度校核223.3.3齿轮轴的分析与强度校核243.3.4滚筒轴分析与强度计算263.4 轴承的选用与校核284 其他零部件的设计、选择与计算354.1 联轴器的选择和计算354.2 制动器的选择和计算354.3 蜗轮齿轮上键的选择和强度计算374.4 箱体的设计39结论40致谢41参考文献4241 绪论1.1 本课题研究的背景及意义进行矿产资源开采还有运输的时候,最重要的一个机器就是绞车,现在用的是非常多的,比方说矿上面会用到提升绞车,调度绞车等等。对与开采矿产资源来说,绞车是少不了的。绞车还有一个主要的作用,就是在港口进行工作,比方说集装箱起重机,港口装卸门座起重机等等,这种机器的主要执行部分就是绞车,这些绞车的结构,还有形式都是不一样的,因为绞车的作用不一样,所以在对速度进行调整的时候,性能一定要好,并且安全性也要一定好才行。还有,绞车在很多线缆的保存,加工还有输送上用的也是不少的。用在这种作用下,绞车不光能够对速度进行调整,还能够将这些缆线按照直径不一样的大小进行排列,这样生产的时候才能比较顺利,在船上面,还有在大海里面进行开发的时候,绞车都可以拿来使用的。绞车在很多地方都在使用,他们的作用都是不一样的,所以说他们的结构也都是不一样的。要想对绞车的结构,还有性能进行更加深入的研究,所以就要仔细的研究研究的组成,绞车的类型,还有绞车的性能,还有绞车的功能等等。1.2 绞车的概述绞车还有一个名字叫卷扬机,通过卷筒绕着钢丝绳进行提升比较重的东西,这个机器其实就是一个其中机器,是比较轻也比较小的。现在我们国家,船上面使用的液压拖缆绞车是泰州的一个公司生产的。1、绞车的特征还有使用途径:绞车有下面的特征:通用程度是很高的,构造也非常紧凑,体积不大,质量小,起重是比较大的,用的时候要想转移是比较便利的,在建筑,矿上,码头上等等都可以对货物进行升降,还能够在生产线上进行使用。绞车有两种速度,一种是慢的,一种是快的。要是大于二十吨的话,绞车就是大吨位的,绞车可以拿来单独用的,还能够放在起重机,建筑上等等使用的机器里面的一个部件,因为用起来不复杂,绕绳是非常的大的,移动起来也比较方便,所以用的是很多的。 2、绞车的种类根据动力来进行划分,有手动,有电动,有液压的。按照使用途径来分,有建筑上用的,有船上面用的。按照它的功能来进行划分:有船上使用的,有工程上使用的,有矿上面使用的,有电缆的。根据卷筒的样子不一样来进行划分,有一个筒的,有两个筒的。按照卷筒的布局来进行分类,有并列的,有前后的(1)手动绞车:将停止器装在手柄的回转传动部分,这样重的东西就一直在规定的地方。手动绞车上面还要装一个安全手柄,还有制动器。正常来说,手动绞车起重的重量是不大的,机器工作环境不好,并且没有电源。(2)电动绞车:在很多起重重量非常大的地方进行使用。电动绞车要是一个卷筒的话,那么通过减速器将卷筒带着进行工作,装一个制动器在电动机跟减速器的输入轴的中间。要想满足提升,牵引,还有回转等等工作的要求,另外绞车还有两个卷筒的,或者是好搓个卷筒的。只要额定载荷小于10T,那么绞车可以设计成电动的。(3)液压绞车:这种绞车的额定载荷是非常大的,液压绞车的载荷要是在十吨到五千吨范围里面的话,就可以使用液压绞车。它的组成有液压马达,液压制动器,齿轮箱,离合器等等。液压马达在工作的时候机械效率是非常高的,并且启动的时候扭矩很大,按照工况的需要,配置不一样的配流器,按照要求,设计一个阀在马达的配油器上面进行组装,比方说带平衡阀,过载阀等等,都在卷筒里面直接进行安装的。设计卷筒,支承轴,还有机架的时候,按照力学的要求来进行,设计的这个绞车结构不能复杂,并且强度,还有刚度都要能够满足要求。这种绞车的结构一定要非常紧凑,体积不能大,并且质量要小,外表看上去要非常漂亮等等,它的安全性是非常好的,工作效率是很高的,启动的时候扭矩不小,工作速度慢稳定性不错,噪声不大,操作的时候可靠性高等等。1.3 国内绞车的发展现状最近这几十年,我们国家的煤炭行业发生了太大的改变了,整个行业的机械化水平跟国际上也差不了多少了,现在光是开采的煤炭量已经超过了百万吨,不过煤炭行业要想实现机械化,运输是少不了的,输送要使用专门的输送机器,绞车其实就是中间的一个。原来输送煤炭的时候基本上用的都是娦式输送机化,但是下到矿井下之后的轨道,跟运输这种办法是不大合适的,材料在进行输送的时候,基本上都是用一群小轿车来进行,运输的线路是非常长的,环节比较多,使用的搬运机器,工作人员都是非常多的,安全性一点都不好,效率也不高。虽然现在在技术上进行了提升,对于现在矿产资源的需要还是满足不了的。也就是说,现在矿井建设的时候,主要就在于怎么样进行输送。上世纪五十年代的时候我们国家才有了绞车,一开始是模仿日本还有苏联的机器来进行生产的,到了六十年代,开始自己对绞车进行设计;到了七十年代,技术越来越成熟,设计绞车也越来越标准化,系列化。不过跟国外的进行比较,我们国家的绞车不管是类型,还是结构,性能等等,差的不是一点点的。矿上面使用的小绞车,在上世纪六十年代的时候,将绞车调度的标准进行制定,后来对于回柱绞车的标准也进行了制定,使用了一段时间之后,对设定的这两个标准进行了修订,确定标准是JB965-83,JB1409-83。1.4 国外绞车的发展现状在国外,小绞车用的是很多的,生产单位也是比较多的,比方说在苏联还有日本这些国家,矿产上,使用的都是小绞车。在国外的矿上面用的小绞车,类型还有型号都是非常多的,比方说,绞车的牵引力不一样的话,绞车有电动的,有液动的,还有风动的。绞车的工作部分有一个筒的,有两个筒的还有摩擦式的。在进行传动的时候,有皮带的,有链式的,有齿轮的,有蜗轮的,有液压的等等。这些传动里面,用的最多的是行星齿轮传动的。发展方向是更加的标准,更加的系列化,它的发展方向是体积更小,质量更轻,并且结构更加紧凑,效率更高,能源更加节省,使用时间长,噪声小,一个机器可以有好多种用途,功率大,外表看上去漂亮并且还不复杂。1.5 绞车未来的发展趋势对国外矿上面使用的小绞车的发展来进行分析: 1、更加标准化,更加的系列化在日本,美国这样的国家现在已经确定了矿上面使用的小绞车的标准了,这些国家的生产单位,生产的产品都已经形成一定的系列了,对于机器的性能,还有数据,规定都是非常清楚的,而且在他们国家强制性进行推广,进行实施,不管是设计,还是加工,还是后期出现问题进行维修,都是非常方便的。2、体积更小,质量更轻,并且结构更加的紧凑因为在下面的矿里面,工作的地方环境是比较小的,所以绞车不能体积太大,质量要轻一些,大家的研究方向是将绞车的动力部分,传动部分,工作滚筒还有刹车这些零部件都放在一个系统里面,之后对它进行布局,对空间的利用率更高,对它的外表进行封闭,封闭效果要好。3、节能的效果更好在发达国家,他们对于绞车的数据进行优化,选择最合适的数据,这样可以将产品的性能在最大限度里面进行提高。传动装置的结构用的是最先进的,并且加工精度是合理的,这样一来生产效率是非常高的。4、使用时间比较长,噪声更低看一个产品在使用的时候性能怎么样,就看他能用多长时间,还有噪声是多大。使用时间长,那么经济效益也就更好;噪声要是比较小的话,对于人的身心健康是有好处的。要想将使用时间变得更长,噪声变得更低,可以通过齿轮的加工精度变高,还能够用稀油进行润滑,这样一来这个机器的性能变得更好。5、机器变得更加通用化,并且一个机器多个功能小绞车在矿上面使用的时候,可以用来进行调度,还能够用来进行运输,还可以进行一些别的工作。用的时候区间一定要大,需要绞车的适应能力非常强大。将调度,输送,还有辅助的绞车都放在一个标准里面。这几种绞车的结构都是差不多的,后来管理水平变高了之后,通用化的程度也是变高的,这就是将来产品的发展方向。6、功率更大的发展趋势后来生产一直在发展,原先的产品对于现在的需求是满足不了的,长时间的生产经验告诉我们,绞车不仅能够进行调度,还能够进行输送,它的牵引力要稍微小一些,所以要把这些问题都解决掉,这样绞车的功率也就变大了,对于使用者的需求就可以满足了。2 工作原理、性能参数的确定与计算2.1 工作原理的确定按照设计的方案里面的技术规格,还有技术数据,将它的总方案设计出来。后来通过计算,将涡轮蜗杆减速器,还有两极齿轮减速器,还有调速装置的有关数据都算出来,并且校核了主要零部件的强度。2-1里面是绞车的构造。在工作的时候它的原理是: 图2-1 绞车的结构示意图JHMB-14绞车的组成部分:1、电动机;2、底架;3、蜗轮蜗杆减速器;4、两级齿轮传动;5、紧急制动装置。JHMB-14绞车的动力是电动机,这个电动机是防爆的,用联轴器将电动机的轴还有蜗杆轴都连接起来,在蜗轮蜗杆的速度降低之后,经过两级齿轮减速部分,这样传动比就可以满足绞车的需要了,之后二级齿轮减速部分的低速齿轮,通过螺栓还有滚筒连接,这样动力就传送到滚筒上,那么滚筒就按照设定的速度将钢绳卷起来,将柱子进行牵引,那么绞车的功能就能够实现了。2.2 主要性能参数的简介2.2.1钢绳拉力我们国家对绞车的数据是有规定的,钢绳的拉力有三种,分别是五吨,八吨,还有十四吨。不过,现在我们国家对钢绳的拉力还没有一个统一的标准。回柱绞车是一种缠绕很多层的机器。支柱的拉力是从钢绳来的。最外面一层,还有嘴里面一层的钢绳拉力都是最小的,很明显,只要电动机的功率确定下来,机械结构确定下来,还有最外面那一层的拉力是最小的。所以,绞车的名义拉力就是最外面一层的拉力。要是设计绞车的时候,名义拉力是中间层的,或者是最里面一层的,那么外面一层的拉力就比绞车的名义拉力还要小。这样的话是不满足要求的。JHMB-14绞车的钢绳最外面一层的拉力大小是120000N2.2.2钢绳绳速在绞车的卷筒上面进行缠绕的时候,钢绳缠绕了很多圈,钢丝绳不会没有变化的,跟着缠绕的层数越多,这个数值也就变得越大。要想跟绳的拉力进行匹配,要按照最外面一层速度来当做这个钢丝绳的名义速度,大小是0.14m/s。对于回柱放顶作业的效率有影响的一个因素就是钢绳的速度。回柱放顶的时候花费的时间比较长,那么正常的循环就受到影响了,延迟回柱放顶的时间,顶板的压力变大了,那么回柱绞车就有难度了。不过,钢绳的速度对于回柱的生产率有很大的影响。在回柱进行放顶的时候,很多都是辅助工作时间。所以,回柱放顶作业怎么样进行组织,跟操作是不是熟练有很大的作用。还如果拉力到了最大的时候,要是绳子的速度太大的话,那么出现的动力载荷是非常大的,导致的结果是支柱破损率也就变得更大了,并且在绳速范围里面,零件会被弄坏。2.2.3电动机额定功率对电动机的功率进行确定的时候,那么就可以将电动机的能力充分的发挥出来,还能够对电能进行节省,所以要对回柱放顶工作流程进行研究,将电动机的工作制度确定下来。在支柱上将钢绳栓上去,电动机启动之后,钢绳就被带着进行工作,这个时候钢丝绳是松下来的,运行的时候要是空载的话,拉力的数值也就变大了,那么支柱达到顶板之后,就降下来了,这个时候电动机有可能会出现一瞬间过载的情况,之后带着支柱工作一段的距离,电动机停下来,回柱的周旋到这里就完成了,接着进行一些辅助的工作,下一个周转也就开始了,这样一直重复进行。任何一个生产流程里面,有启动时间,还有非常短的超载荷工作时间,还有停车断电时间。查看它的特征,确定是断续周期性的载荷。在矿井下面进行工作的时候,要想让它的使用区间变得更大,这个地方在确定电动机的时候不能根据断续周期性的工作办法来选用,在确定的时候根据持续的工作制来进行。点攻击的功率在算的时候,按照瞬间的载荷最大值来进行,算的时候将电动机的额定容量就算出来了。电动机的瞬时过载容量就告诉我们,电动机一直都是在发热的,而且在很短的时间里面,确保电动机虽然瞬间过载,它的转矩也就到了临界值了,如果过载不减少,并且大于临界的转差率的时候,那么电动机的转矩就很快降低了,这电动机会出现闷车的情况。鼠笼式电动机的过载系数为K=1.8-2。要想电动机不会出现闷车的情况,在算功率的时候,确定K=1.36,2-2里面就是鼠笼电动机的机械特征。图2-2 鼠笼电动机机械特性将功率算出来见(2-1) (2-1)式中:在卷筒的最外面一层钢绳的速度 卷筒最外面一层的钢绳的拉力 机械进行传动的时候效率的综述机械传动总效率额定功率 (2-2)按照这个来算P,从这些样本里面将电动机的功率确定下来,这个数值要比P大。2.2.4钢绳类型和直径在用钢绳的时候,有很多原因会导致机械强度变低,比方说损耗,上锈,咬伤,疲劳等等。绞车要是不一样,他们工作时候的特征不一样,还有使用时候的条件也不一样。那么也就是说,他们的机械强度在降低的时候也都是不一样的。因为钢绳绕在滚筒的上面,钢绳里面会有弯曲,还有扭转应力出现,因为一直进行工作,所以钢丝绳肯定会有疲劳出现。来回弯曲多少次,疲劳破坏的非常快。回柱绞车,跟别的形式的钢丝绳缠绕装置是不一样的,在进行回柱的时候,钢丝绳一直在进行缠绕,钢丝绳放出去之后,就跟均匀的弹性干是一样的,因为它可以对拉力进行传送。所以说,回柱钢丝绳遭到破坏的主要原因就是出现疲劳断丝。在工作面上有回柱绞车,因为湿度是非常大的,容易上锈,在进行回柱的时候,钢绳一般跟底板,煤摩擦,所以上锈的情况,还有损耗的情况一致都是出现的,因为有损耗,所以上锈的情况就变得更加严重了。回柱钢绳报废的主要原因就是这两个,一个上锈,一个损耗。所以说,缠绕很多层出现咬绳的状况是肯定的,所以说钢绳能够使用多长时间,这个也是有很大影响的。要想将钢绳的直径定下来,一开始要将回柱钢绳的许用安全系数确定下来,对于设计来说,这个数值是非常重要的。将它的安全系数变大,那么就可以让钢绳的使用时间变长。不过,钢绳的安全系数要是太大的话,那么它的直径就变得更粗了,这样机械的体积就变得非常大,没有那么灵活了。对于经济原则是符合不了的,整个绞车下井的时候是非常不方便了。所以,在对安全性,还有可靠性进行确保的时候,尽量的将安全系数进行降低。许用安全系数 (2-3)=0.1.=0.2那么许用安全系数是: 现在,不管是我们国家还是国外,钢绳算的时候,理论还没有一个体系。提升钢绳来说,要是在算的时候只对它的静载荷进行考虑,在钢绳里面有很多动载荷出现,要想进行抵偿通过将安全系数进行变大。所以安全系数确定的是比较大的。实际上这个数值是一个大概的,回柱绞车的钢绳拉力是静拉力,所以,它在进行工作的时候是非常安全的。设计回柱绞车的时候,将安全系数算出来用下面的式子来表示这两个因素之间的关系钢绳的结构不一样,换算系数也就不一样,跟它有关系的是捻距有多大,还有钢绳是什么结构等等。它的构造越是不简单,那么钢丝数就越是多,产生的破断拉力损耗就越是大。那么在回柱绞车上,钢绳的型号选用的是619型,它的换算系数大小是那么这个钢绳的整个破断拉力的大小是整条钢绳破断拉力=(1-)静拉力选用的是卷筒最里面一层的,在进行回柱的时候,静拉力的最大数值在最里面一层出现。所以将拉力算出来: (2-4),那么 (2-5)式中:最外层绳速(m/s);d=0.83;那么卷筒嘴里面一层的转动速度在最里面那一层钢绳的拉力就是:整条钢绳破断拉力 =(1-)设计回柱绞车的时候,将安全系数算出来,满足论文要求。如果算出来的安全系数比许用安全系数1.3还要大的话,那么这个钢丝绳就是安全的。2.2.5卷筒直径矿上面使用的绞车,不管是缠绕的,还是摩擦的,按照事先设定的卷筒的直径跟钢丝绳的直径相比得到的数值,来确定卷筒的直径的。绳子里面出现的弯曲应力跟卷筒的直径,还有钢绳的直径,还有钢绳的结构有很大的关系。弯曲应力 (2-6)要想将弯曲应力变小,将钢丝绳的直径定下来,还有使用的材料定下来,那么钢丝绳的使用时间就变长了。要想工作的时候安全性更好,所以确定卷筒的直径是四百毫米,对于论文的要求是能够满足的。2.3 JHMB-14绞车性能参数的确定1、卷筒直径:400mm2、卷筒宽度:300mm3、容绳量:150m4、绳的直径:23mm5、绳速:0.12m/s6、平均提升力:120KN7、电动机(1)型号YBK-225M-8(2)功率22KW(3)转速730r/min8、传动比1282.4 计算参数的计算与确定2.4.1电机的计算和选确定下来是查看相关材料,卷筒线转动的速度就是0.12m/s那么就可以将卷筒的角速度给算出来n=v/() (2-7)=0.12/(式中:n卷筒在转动时候的速度;d 卷筒直径的大小;v 卷筒线速度的大小。那么卷筒的拉力功率就可以算出来那么整个机器在进行传动的时候效率是电动机在工作的时候,效率大小是查看相关资料,一级蜗轮蜗杆进行传动的时候,传动比是10:40,要是齿轮进行传动,那么传动比就是1:8,论文里面设计的绞车传动用的是蜗轮蜗杆,还有齿轮两对。那么这个机器在进行传动的时候,传动比的大小是:这样就可以知道这个电动机的转动速度在矿井里面工作的绞车一定是防爆的,现在的绞车对于防爆要求能够满足,所以电动机用的是YBK-255M-8型,2-1表格里面就是它的有关数据:表2-1电动机的技术参数型号功率(KW)转速(n/min)YBK-225M-822730传动比的总数是 (2-8)确定128。对传动比进行划分:蜗轮蜗杆为20;一级齿轮为2;二级齿轮为3.2。2.4.2计算各轴的运动和动力参数2-3这个图里面就是论文设计的绞车的结构。图2-3 JHMB-14结构示意图每个轴的转动的速度:式中 蜗轮蜗杆传动比: 一级齿轮传动比: 二级齿轮传动比:每一个轴在输入的时候功率的大小: (2-9)每一轴的输入转矩大小是: (2-10)每一个轴的数据在表格2-2里面详细展示。表2-2 各轴的相关参数轴功率(KW)转矩()转速(r/min)传动比效率电动机20.96274.2073012023.20.90720.7840.95060.9506120.75271.46730216.274256.4936.5315.468092.4418.25414.7024616.555.7463 主要零部件的设计与计算3.1 蜗轮蜗杆的设计和计算为什么使用涡轮蜗杆,因为它的结构非常紧凑,并且工作时候非常稳定,不会有噪声,冲击性比较小,并且震动也不大,这样它可以得到的单级传动比是很大的,所以就使用圆柱型的蜗轮蜗杆进行传动。3.1.1选/a值当量摩擦系数:假设当量摩擦系数:=0.03当量摩擦角:=1.72确定/a的数值/a=0.35导程角:传动啮合效率:=0.83.1.2计算中心距蜗轮转矩 (3-1)使用系数:确定是弹性系数:转速系数=在式子的里面: 寿命系数 =1.27接触系数:=3接触疲劳极限:=265MPa接触疲劳最小安全系数:=1.3算出来中心距的大小 (3-2) =3.1.3计算传动基本尺寸将蜗杆有多少个算出来=2.35确定=2蜗轮的齿数有多少个 (3-3)=40将模数算出来m=(1.4-1.7)a/确定m=10蜗杆分度圆直径=/a (3-4) 确定 =112mm蜗轮分度圆直径=m确定=400mm导程角tan=m/=210/112 (3-5)=10.12这个蜗轮的宽度是=79.8确定=70 蜗杆进行圆周动作的时候,速度是= (3-6)=4.28m/s在进行相对滑动的时候,它的快慢是= (3-7)=4.35m/s当量摩擦系数,=0.6m/s3.1.4计算齿面接触疲劳强度许用接触应力 (3-8)接触应力的最大数值是= (3-9)因为3.1.5计算轮齿弯曲疲劳强度齿轮根部的弯曲疲劳强度的大小是=115Mpa弯曲疲劳强度的安全系数的最小值是=1.3许用弯曲疲劳应力 (3-10)=88.46Mpa齿轮弯曲应力的最大数值是 (3-11),所以满足要求3.1.6验算蜗杆轴扰度算出来轴的惯性矩的大小=7.72 (3-12)蜗杆可以实现的扰度的大小算出来蜗杆的扰度 (3-13) ,满足论文的需要3.1.7校核温度在进行传动的时候,进行齿合时候的效率是 (3-14)=0.75搅油效率=0.99轴承效率=0.99 那么效率的总数就是要进行散热的面积的大小=3.032这个箱子在工作的时候多少度80,对于论文的要求是能够满足的3.2齿轮的设计与计算用齿轮,是因为以一级蜗杆的传动比小于128,蜗轮蜗杆的速度降低之后,用两级齿轮来减低速度,因为它在进行传动的时候可靠性是非常高的,使用时间比较长,一瞬间的传动比是一个常数;在进行传动的时候,效率是非常高的,构造非常紧凑,并且速度的范围是非常大的,所以说传动比很稳定,还有承载能力很高。选用的齿轮是直齿圆柱形的。3.2.1一级齿轮的设计与计算小齿轮的材料用的是40Cr,对它进行调质处理,硬度达到280;大齿轮的原材料用的是40Cr,硬度可以达到280HB,不管是大齿轮还是小齿轮,都要对他们进行热处理。1、先把小齿轮的直径算出来算出来转矩的大小 (3-15)n齿轮是高速级的话转动的速度。=4256490齿宽系数=0.4接触疲劳极限=850Mpa=850Mpa许用接触疲劳极限=0.9=0.9将的数值定下来,=82将小齿轮的直径算出来=246.83mm (3-16)将齿轮的宽算出来bb= (3-17)2、对齿轮的强度进行校核圆周速度= (3-18)确定这个齿轮的精度等级是九级3、将齿数,还有模数都算出来初步确定比较小的齿轮的齿数是=25模数m=,确定m=10=i确定=25,=50使用系数,=1.25动载荷系数,=1.1齿间载荷分配系数=1.88-3.2(1/+1/=0.88=1.2齿轮方向上载荷的分布系数算出来: (3-19) =1.174载荷系数 (3-20)弹性系数=189.8节点这个地方的系数是=2.5在进行接触的时候安全系数的最小值=1.054、算出来进行工作花费的总的时间应力循环了多少次在公式里面:在同一边的齿面进行齿合了多少次同一侧齿面的啮合次数;进行工作花费的时间。=60136.5/26000接触寿命系数,=1.3(确定下来是A)=1.25(确定下来是B)5、许用接触应力=8501.3/1.05=1052.38Mpa (3-21)=8501.25/1.05=1052.38Mpa6、进行验算 (3-22) =829.17Mpa已经知道还有比还要小 ,对于论文的需要是满足的7、将传动部分的大小确定下来 (3-23)小的齿轮的齿的宽度比大的齿轮的宽度要大,大10mm的样子,确定b1=110mm8、对齿轮根部的弯曲疲劳强度进行校核重合度系数齿间载荷分布系数:=1.2齿轮方向上载荷的分布系数算出来:那么就确定=1.18载荷系数齿形系数,确定=1.2;=2.34应力修正系数,确定下来=1.58;=1.72弯曲疲劳极限,确定下来=680Mpa;=680Mpa进行弯曲的时候安全系数的最小值就是=1.25应力周转了多少次 (3-24)进行弯曲的时候使用时间的系数,确定下来是=1,=1.1尺寸系数,确定下来是=0.97算出来许用弯曲应力的大小=68011.97/1.25=527.68Mpa (3-25)=6801.11.97/1.25=527.68Mpa对弯曲的应力进行验算F1,对于论文的要求是能够满足的 (3-26) F2,对于论文的要求是能够满足的3.2.2二级齿轮的设计与计算确定下来材料用的什么:小齿轮确定下来原材料用的是40Cr对它进行调质处理,之后硬度就可以达到280HB;大的齿轮原材料确定下来是40Cr,硬度的大小可以达到280HB大齿轮,还有小齿轮都确定下来了,对他们进行热处理。1、将齿面接触疲劳强度算出来,并且对它进行校核:算出来转矩的大小 (3-27)齿宽系数,确定下来是=0.4接触疲劳极限,算出来许用接触疲劳极限的数值=0.9=0.9确定下来是=82将小齿轮的直径大小算出来= (3-28)确定下来是将齿轮的宽算出来bb=对齿轮的强度进行校核将圆周速度算出来v =精度确定下来是9级齿数Z,模数m,确定下来是=25模数m=250/25=10,确定下来是m=10=i=3.225=80确定下来是=25,=80使用系数,确定下来是=1.25动载荷系数,确定下来是=1.1齿间载荷分配系数=1.88-3.2(1/+1/=0.873=1.2齿轮方向上载荷的分布系数算出来: =1.174算出来载荷系数的大小弹性系数,=189.8节点这个范围里面的系数的大小,确定下来是=2.5进行接触的时候安全系数的最小值,确定下来是=1.05将工作花费的时间的总数算出来:应力周转了多少次=接触寿命系数Zn=1.4(确定下来是A),=1.32(确定下来是B)算出来许用接触应力对它进行验算 =,对于论文的要求是能够满足的将传动部分的主要大小都定下来因为小一点的齿轮的宽度比大一点的齿轮的宽度还要大十毫米,确定下来是对齿轮根部的弯曲疲劳强度来进行校核:算出来重合度的系数大小齿间载荷分布系数=1.2齿轮方向上载荷的分布系数算出来:=1.18算出来载荷系数的大小齿形系数,确定下来是=2.65,=2.23应力修正系数,确定下来是=1.58,=1.79弯曲疲劳极限,确定下来是,进行弯曲的时候安全系数的最小值就是,确定下来是=1.25应力周转了多少次=进行弯曲的时候使用时间的系数,确定下来是=1.02,=1.08尺寸系数,确定下来是=0.97算出来许用弯曲应力的大小计算对弯曲的应力进行验算 F1,对于论文的要求是能够满足的D,对于论文的要求是能够满足的3.3.2蜗轮轴的分析和强度校核(a)下面图纸里面展示的是轴的结构(b)下面图纸里面展示的是轴受到的力(C)在水平面上面,承受的力的图纸分析这个齿轮受到的力:(d)在水平面上面,承受的力的图纸 (e)在水平范围里面,弯矩的图纸画出来(f)在垂直面里面,将受力的图纸画出来(g)在垂直面里面,将弯矩的图纸画出来(h)将将合成弯矩图纸画出来纸画出来校核这个轴的直径只能是在理论上存在转矩不改变,真正的情况是,机器在进行工作的时候,不可能都是匀称的,并且还有扭矩震动,所以要想更高安全,那么就要根据脉动转矩,对轴进行计算,确定用的是合金钢,他们的循环应力是对称的,大小是90Mpa。轴的直径的大小是=98.4mm (3-32)D,对于论文的要求是能够满足的3.3.3齿轮轴的分析与强度校核(a)下面图纸里面展示的是轴的结构(b)下面图纸里面展示的是轴受到的力(C)对两个齿轮的受到的力进行分析(1)左边齿轮的受力分析 (2)右边齿轮的受力分析按照之前分析的蜗轮蜗杆,可以进行以下的计算:,=26318.4N,(d)在水平面上受到的力的图纸算出来这两个轴在水平面上受到的力的大小= =-43780.86N =76675.77N(e)在水平的面上,弯矩图纸画出来(f)在垂直的面里面,将受力的图纸画出来对这两个轴承的垂直面承受到的力来进行分析=0N(g)将合成弯矩图纸画出来校核这个轴的直径只能是在理论上存在转矩不改变,真正的情况是,机器在进行工作的时候,不可能都是匀称的,并且还有扭矩震动,所以要想更高安全,那么就要根据脉动转矩,对轴进行计算,确定用的是合金钢,他们的循环应力是对称的,大小是90Mpa。轴的直径的大小是=D,对于论文的要求是能够满足的3.3.4滚筒轴分析与强度计算(a)下面图纸里面展示的是轴的结构(b)下面图纸里面展示的是轴受到的力(C)将齿轮受到的力进行详细的分析 (3-33)(d)在水平面上受到的力的图纸=120000N=56765.91N(e)在水平的面上,弯矩图纸画出来(f)在垂直的面里面,将受力的图纸画出来(g)将合成弯矩图纸画出来校核这个轴的直径只能是在理论上存在转矩不改变,真正的情况是,机器在进行工作的时候,不可能都是匀称的,并且还有扭矩震动,所以要想更高安全,那么就要根据脉动转矩,对轴进行计算,确定用的是合金钢,他们的循环应力是对称的,大小是90Mpa。=102.07mmD,对于论文的要求是能够满足的3.4 轴承的选用与校核将蜗杆轴上面使用的轴承确定下来,并且算出来因为有轴向力,还有径向力作用在我赶上,还有机器承受的力矩载荷是很大的,确定用的轴承是圆锥滚子的,这种轴承的特征是: 1、不仅可以承受径向上的载荷,还能够承受轴向上的载荷。2、对于单纯是轴方向上的载荷是不能用来承受的。3、对于轴一个方向上进行的位置的移动是可以进行限制的。选用轴承:因为轴承用的是圆锥滚子轴承,代号是3,轴的直径大小是轴mm,它里面的直径的代号就是12。按照需要选出来下面几种轴承: 表3-1各轴承的技术参数为轴承代号外形尺寸mm基本额定负荷KN 计算系数重量KGdDTBeY3031260 13033.5311621250.351.711.94313126013033.53112290.50.830.70.41.52832012609523235454.50.331.810.56322126011029.75281251020.41.50.81.197323126013048.5462151800.351.712.88(1)算出来附加的轴向力的大小30312=6924N3131232012322123231230312=3936.14N313123201232212323123031231312320123221232312因为要比还要大,那么在轴承2上面的力的大小就是,轴承1上面的力的大小是。(2)将冲击载荷系数的大小算出来:因为冲击是中等的,那么冲击系数的大小是=1.2,它的接触角的大小是=35那么30312查看表格18.7知,3131232012322123231230312查看表格18.7知31312320123221232312(3)将当量动载荷的大小算出来30312 (3-34)313123201232212323123031231312320123221232312因为P2P1在对强度进行校核的时候,只要校核轴承2的强度就可以了 (3-35)30312=1446h31312=993.61h32012=1394.37h32212=1394.36h32312=1446.98h按照上面算的,因为32312的重量是蛮大的,并且30312的构造用的是比较合理的,那么确定轴承用的就是30312。将蜗轮轴上面的轴承确定下来,并且进行相关的计算因为作用在涡轮上面的力不仅有轴方向的,还有径方向上的,所以轴承用的是接触球轴承,它的特征是1.承受的载荷可以是径向上的,还有轴方向的,轴方向上的载荷是非常大的。2.在轴的上面将两个轴承外面的圈一起进行安装,对于轴两个方向上出现的位置的移动都是可以进行限制的。3.接触角变大了,那么轴方向上承受的载荷就变大。极限转动的速度也就变快了,正常用的时候都是两个一起的。确定轴承:使用的角接触球轴承的代号是7,直径的大小是90mm,那么里面的直径的打好是18,选出两个数,这样它的宽,还有直径的代号就出来了按照需要对轴承进行选择:表3-2 各轴承的技术参数为轴承代号 外形尺寸 mm基本额定负荷KNdDB2*B701890 140244854.853.872189013033.53112290.57318901904386238300确定下来是算出来附加的轴向力的大小 701872187318701872187318之前已经分析了齿轮承受到的力所以=70187218=34753.4/90500=0.387318701872187318将当量动载荷的大小算出来P:因为冲击是中等的,那么冲击系数的大小是为1.2 (3-36)7018=1.299295.54=119154.65N7218=1.299295.54=119154.65N7318701872187318因为P1P2那么校核的时候,只需要对轴承的强度来进行就可以了 7018=44h7218=490.22h7318=7289h7318这个轴承使用的时间是最长的,所以就用这个。别的轴承,因为对轴向力不需要进行承受,所以强度就不需要进行校核了。第三级的轴承用的是6318。滚筒上面使用的轴承的型号是NU2324。4 其他零部件的设计、选择与计算4.1 联轴器的选择和计算在连接两个轴的时候,让它进行回转,并且对转矩进行传送用的就是联轴器,机器停下来之后,通过拆卸,那么两个轴就能分下来了。联轴器进行分类,有刚性的,有扰性的。在两个轴可以进行对中,并且在工作的时候不会出现位置的移动的时候,用刚性联轴器;扰性的用的是在两个轴有出现偏斜,或者是在工作的时候有相对的位置的移动的时候,就用这种,刚性联轴器要简单一点,生产起来简单一点,所以说用的联轴器是刚性的.4-1图纸里面就是这个联轴器的总结构。图4-1 连轴的结构示意图校核一下这个联轴器的强度:连接联轴器用的是四个螺栓,大小是16,每一个螺栓上面承受的剪切力的大小是 (4-1)校核这个螺栓的强度大小: 螺栓的等级是九点八级,那么这种材料的拉伸极限强度就是,材料的屈服极限。因为被剪的螺栓会有载荷施加在上面,这个载荷跟静载荷是差不多的,那么剪切安全系数的大小是2.5算出来螺栓的许用剪切应力的大小是 =施加在螺栓上面的剪切应力大小是F/S=3.03/(88)=15.078MPa;强度对于论文的要求是能够满足的4.2 制动器的选择和计算绞车在矿里面用的时候,要想让绞车停下来,要通过制动器来进行实现,涡轮蜗杆就可以让这个卷筒反过来转。4-2图纸里面就是这个机器里面的制动部分的结构。图4-2 制动装置的结构示意图在用制动部分的时候,要校核连接销轴,中间连接轴,还有手柄的强度。校核销轴的强度大小:算出来销轴承受到的剪切应力: = (4-2)=2。销轴的原材料用的是圆钢,对它进行退火处理,它的抗拉强度的大小是在算的时候按照640Mpa来进行算螺栓的屈服极限的时候按照屈服极限的大小来进行;等级标准用的是八点八级。那么销轴的屈服极限数值就是销轴的许用切应力为=800/2.5=320MPa。因为受剪销轴上面会有一个载荷施加,这个载荷跟静载荷是差不多的,那么剪切安全系数的大小是 Ss=2.5有剪切应力时间在销轴的上面,这个力要比销轴的许用切应力稍微大一些的,那么这个销轴的强度是满足要求的。校核连接轴的强度:因为有一个单纯的扭转施加在连接轴这个地方,那么中间轴要校核一下它的剪切强度,算出来连接轴的剪切应力大小= (4-3)中间连接轴用的原材料是45号钢,那么它的屈服极
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