5噸液壓絞車設(shè)計【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絞車簡介 1 1.2液壓絞車的特點 1 1.3液壓絞車的工作原理和用途 1 1.4國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 2 第二章 總體設(shè)計與計算 4 2.1設(shè)計要求 4 2.2方案設(shè)計 4 2.2.1原理分析 4 2.2.2總體布置方案 4 2.2.3傳動方案選擇 5 2.2.4液壓傳動原理圖 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電動機的選擇 9 3.3液壓馬達的選用與驗算 9 3.3.1液壓馬達的分類及特點 9 3.3.2馬達的驗算 10 第四章 卷筒設(shè)計與校核 13 4.1卷筒的分類和特點 13 4.2卷筒設(shè)計計算 13 4.2.1卷筒長度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卷筒強度計算 15 第五章 傳動裝置的設(shè)計 17 5.1確定傳動比 17 5.2齒輪齒數(shù)的確定 17 5.3選定齒輪的精度等級和材料 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)的選定與計算 20 5.5.2齒輪公法線長度的確定 22 5.6內(nèi)部結(jié)構(gòu)的選定與設(shè)計 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 25 5.7.1輸入軸的設(shè)計 25 5.7.1 輸出軸（固定軸）的設(shè)計 28 總 結(jié) 30 參考文獻 31 致 謝 32 32 第一章 緒論 1.1絞車簡介 在起重機械中，用以提升或下降貨物的機構(gòu)稱為起升機構(gòu)，一般采用卷揚式，而這樣的機器叫做絞車又叫絞車。 絞車起升機構(gòu)通常由控制裝置、鋼絲繩卷繞裝置，接收系統(tǒng)的保護和安全裝置等。驅(qū)動裝置包括電機、離合器和制動器、減速器、滾筒等部件組成。鋼絲繩纏繞系統(tǒng)包括鋼絲繩、卷筒、定滑輪和動滑輪。接收裝置有鉤環(huán)，抓斗，電磁吸盤、吊具吊梁在各種不同的形狀。安全保護裝置有超負載限制器，起升高度限位器，下降深度節(jié)流器的實際需求的基礎(chǔ)上，超速保護開關(guān)等。 絞車的驅(qū)動方式有三種，分別為內(nèi)燃機驅(qū)動、電動機驅(qū)動和液壓驅(qū)動。 內(nèi)燃機驅(qū)動的起升機構(gòu)，他的力量，從內(nèi)燃機的機械傳動裝置傳輸與集中，包括起升機構(gòu)，包括所有的工作機構(gòu)，該盤的方法的優(yōu)點是能源獨立，移動靈活，適合流動作業(yè)。為確保每個機構(gòu)的獨立運動的笨重的機器，復(fù)雜的傳輸系統(tǒng)。由于內(nèi)燃機不逆轉(zhuǎn)，不從負載的傳輸鏈路的實現(xiàn)，依賴于啟動和換向離合器的操縱，這一速度的驅(qū)動模式的困難，消除麻煩，屬于的類型。目前，只有少數(shù)的本地應(yīng)用。 電機驅(qū)動是絞車的主要驅(qū)動模式。直流電機的起升機構(gòu)的工作要求的力學(xué)性能，調(diào)速性能好，但是很難得到的直流電源。在大型絞車，常采用直流發(fā)電機直流傳動內(nèi)燃機和實現(xiàn)。交流電動機驅(qū)動，可直接從電網(wǎng)的電力操作簡單，維修方便，重量輕，單位，工作可靠，廣泛用于電動葫蘆。 液壓驅(qū)動絞車，由原動機帶動液壓泵工作，將執(zhí)行石油輸入部件（液壓缸或液壓馬達）的成員做的作用機制實現(xiàn)通過輸入，實現(xiàn)流體的流動速度的控制。液壓傳動，傳動比大的優(yōu)點，可以實現(xiàn)大規(guī)模的無級調(diào)速，結(jié)構(gòu)緊湊，運行平穩(wěn)，操作方便，過載性能好。缺點是液壓傳動元件的制造精度要求高，易泄漏的液體。目前，在液壓傳動絞車在建筑中得到越來越廣泛的應(yīng)用。 1.2液壓絞車的特點 絞車液壓傳動元件，降低生產(chǎn)的電火花。使用鼠籠式電機，電器控制簡單，容易做的暴動的類型。因此，通過解決煤礦井下絞車液壓絞車的整個暴亂的問題的有效途徑。由于管道的輸送壓力油的液壓元件，所以不同的機械裝置容易安裝的每個元素的布局，可以放在任何地方，所以容易液壓絞車的遠程管理。 1.3液壓絞車的工作原理和用途 液壓絞車是利用電機1帶動液壓泵2，然后液壓泵帶動變量液壓馬達3，液壓馬達將動力通過減速裝置4帶動滾筒5轉(zhuǎn)動。絞車的正反轉(zhuǎn)和高低轉(zhuǎn)速改變依靠馬達自身調(diào)節(jié)完成。原理圖1-1 1電動機 2主油泵 3液壓馬達 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：主要用于井下綜合作業(yè)包括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國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 在20世紀(jì)末，日本、美國和開始應(yīng)用液壓-機械傳動絞車。它的優(yōu)點高速小轉(zhuǎn)矩液壓馬達制造容易，穩(wěn)定的質(zhì)量和壽命，傳動效率高，噪音低，體積小等特點。介紹了生產(chǎn)三池西日本三井公司的德國和法國的馬菲爾蓋特拉齊克公司慷慨的高速液壓，液壓絞車的設(shè)計的簡式量的直徑，通過高速液壓傳動滾筒與行星減速器、經(jīng)營決策改變變量泵的斜盤的角度實現(xiàn)無級調(diào)速。 2005年國內(nèi)直徑最大的液壓絞車在河南省洛陽中信重機公司的液壓絞車的調(diào)試成功，并成功地引導(dǎo)內(nèi)蒙古大雁煤業(yè)公司。由于國外的技術(shù)水平高的電氣、機械化程度高，地下工程巷道和相機通常更方便，設(shè)備安裝中的應(yīng)用，以前開始鼓勵電動絞車，主要傷口的外部電子調(diào)速電機轉(zhuǎn)子。他發(fā)燒嚴重的缺陷，占地面積大，成本高，復(fù)雜的電子控制系統(tǒng)，調(diào)整，壞的。隨著液壓技術(shù)的不斷發(fā)展，和軸向柱塞徑向柱塞液壓系列產(chǎn)品的推出，并逐漸井下液壓絞車的提升設(shè)備和發(fā)展。液壓絞車結(jié)構(gòu)緊湊，價格便宜，方便開始穩(wěn)定，速度、過載等。特別是采用鼠籠式電機，拖動來簡單的實現(xiàn)電氣系統(tǒng)、防爆的要求。國外的液壓絞車，根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可分為兩類：一類是以較低的速度和轉(zhuǎn)矩直接拖動柱塞式液壓絞車滾筒式全液壓活塞式液壓馬達；另一種是利用高速小扭矩通過減速齒輪然后拖動的鼓絞車液壓-機械傳動式。 日本三井三池生產(chǎn)的第一臺液壓絞車，后來反復(fù)設(shè)計和生產(chǎn)等不同的變化。有幾種模式，和防暴液壓絞車，手動和半自動兩種工作。電動液壓控制方式和控制方式，液壓控制方式的比較，可以任意選擇所需要的速度可任意調(diào)節(jié)，操作簡單，容易干擾的加減速度結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修，電器控制系統(tǒng)，麻煩。 蘇聯(lián)、波蘭，德國和其他國家的發(fā)展和安全使用作為傾斜煤層采煤機液壓絞車的防滑，同步和牽引設(shè)備。這些國家也泛礦石通過液壓無極繩絞車牽引車廂和單軌地下交通。日本三井三池生產(chǎn)發(fā)達的小型液壓絞車主要用作功率系列，煤礦井下輔助運輸?shù)?，有，和第三。他利用高速軸向柱塞液壓馬達通過安裝在滾筒內(nèi)部的行星齒輪變速箱的拖曳絞車的運行，因此，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小[ 5 ]。 我國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，在煤與沼氣突出礦井，必須使用防暴型電氣設(shè)備。煤炭科學(xué)研究院從湖南省和湖南省煤礦機械廠共同研制的專業(yè)型液壓絞車的騷亂暴動和騷亂型液壓絞車，絞車和開發(fā)的類型。國內(nèi)其他廠家的制備工作也進行了淮南煤機廠開發(fā)了液壓絞車，他利用行星齒輪通過高速液壓傳動輥、洛陽礦山機械研究所研制的高速電機驅(qū)動，利用液壓馬達驅(qū)動減速機。 第二章 總體設(shè)計與計算 2.1設(shè)計要求 設(shè)計一5噸液壓絞車，設(shè)計參數(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 2.2.1原理分析 液壓絞車是利用電機1帶動液壓泵2，然后液壓泵帶動變量液壓馬達3，液壓馬達將動力通過減速裝置4帶動滾筒5轉(zhuǎn)動。絞車的正反轉(zhuǎn)和高低轉(zhuǎn)速改變依靠馬達自身調(diào)節(jié)完成。原理圖2-1 1電動機 2主油泵 3液壓馬達 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、制動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液壓絞車構(gòu)總體布置方案 2.2.3傳動方案選擇 減速裝置采用漸開線少齒差行星齒輪減速裝置，傳動的原理：少齒差行星傳動原理如圖3所示，當(dāng)帶曲柄的輸入軸旋轉(zhuǎn)時，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，其速比是I＝－Z1/(Z2-Z1)，負號代表旋轉(zhuǎn)反向相反。 圖2-3傳動原理簡圖 2.2.4液壓傳動原理圖 系統(tǒng)的工作原理及其特點簡要說明如下：（見圖2-4） 馬達9的排量變化通過電磁換向閥5實現(xiàn)，控制液壓油也由液壓馬達9自身提供，為了防止下放時因超越負載作用而失速，在馬達回油路上設(shè)置了外控式平衡閥4。另外，在回油路上安裝了回油過濾器7及冷卻器8。電磁換向閥9的中位機能為K型，所以，液壓泵可以中位低壓卸荷，利于節(jié)能。 表2.1絞車液壓系統(tǒng)電磁鐵動作順序 工 況 電磁鐵 1YA 2YA 3YA 滿載卷揚上升 - + - 空包下放 + - - 停止 - - + 圖2-4 液壓傳動原理圖 1、離合器2、液壓馬達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，達到規(guī)定的纏繞層數(shù)所能容納的鋼絲繩工作長度的最大值，卷筒容繩量按下式計算，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）卷筒直徑計算（方法二） 式中：-與機構(gòu)工作級別相關(guān)的系數(shù) -鋼絲繩直徑 表3-2 機構(gòu)利用等級（摘自GB/T3811-1983） 機構(gòu)利用等級 總設(shè)計壽命 說明 機構(gòu)利用等級 總設(shè)計壽命 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 機構(gòu)載荷狀態(tài)（摘自GB/T3811-1983） 載荷狀態(tài) 說明 L1-輕 機構(gòu)經(jīng)常承受輕載荷，偶爾承受最大的載荷 L2-中 機構(gòu)經(jīng)常承受中等載荷，較少承受最大的載荷 L3-重 機構(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 機構(gòu)工作級別（摘自GB/T3811-1983） 載荷狀態(tài) 機構(gòu)利用等級 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） 機構(gòu)工作級別 系數(shù)h值 機構(gòu)工作級別 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電動機的選擇 正確的選擇電機容量的原則：能滿足要求的機械負荷的發(fā)動機，發(fā)動機功率的最經(jīng)濟、最明智的決定。 建筑機械的線圈屬于不連續(xù)工作，而啟動、制動頻繁的性質(zhì)，因此選擇電機應(yīng)適應(yīng)他們的工作。鼓芯采用三棟建筑為交流異步電動機。 該卷筒輸出功率： F——額定拉力（F=5000KG）； V——提升速度（V=10m/min）； ——卷筒整機傳動效率。 可設(shè)定效率＝0.85，則輸入功率： 根據(jù)該卷筒的工作特點可選Y系列異步電動機。 據(jù)化學(xué)工業(yè)出版社《機械設(shè)計手冊》第四版可選電動機：Y160M－4 其技術(shù)參數(shù)如表3-6： 表3-6 技術(shù)參數(shù) 型號 功率/kw 轉(zhuǎn)速 r/min 重量（kg） Y1160L-4 11 1460 123 3.3液壓馬達的選用與驗算 3.3.1液壓馬達的分類及特點 液壓起重機液壓分為一般的高速和低速液壓馬達。高速液壓馬達的基本特征是速度和轉(zhuǎn)矩負載低，體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，但在機構(gòu)中的減速器和支持利用相應(yīng)的傳輸速度和功率低的工作機制，以滿足相同的特點和要求，其他類似的液壓泵，有M擺線齒輪的藥物應(yīng)用的軸向柱塞馬達，馬達。液壓扭矩在低轉(zhuǎn)速大負荷、低速度、穩(wěn)定好，可直接或只有減速齒輪傳動的尺寸和重量，但更多的。內(nèi)曲線徑向柱塞軸向柱塞馬達和球或球塞馬達是更常見的類型。 液壓泵的使用和不困難，反過來，他的效率更高，更積極的運行速度范圍內(nèi)，可以在相反的，能承受長期的影響，經(jīng)常，有時也承受較大的徑向載荷。因此，應(yīng)根據(jù)液壓負載轉(zhuǎn)矩、速度、布局和工作條件的選擇，如液壓式結(jié)構(gòu)，規(guī)范和連接類型。 根據(jù)已知液壓馬達的工作壓力為16.5MP，總排量520ml/r，初選液壓馬達的型號為JMQ—23型低速大扭矩葉片馬達，參數(shù)見（表3-7）。 型號 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型葉片馬達參數(shù) 3.3.2馬達的驗算 滿載起升時液壓馬達的輸出功率 （kw） 式中——起升載荷動載系數(shù)，因液壓馬達不具有電動機的過載能力而馬達 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） ——機械總效率，初步計算時，取0.8~0.85。 額定起升載荷根據(jù)下式計算 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，滑輪組倍率宜取2，時，倍率取3~6，載荷量更大時，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算：=0.5m/s 根據(jù)需要選取=1.3，機械總效率取=0.85，卷筒機械效率=0.97，=0.5m/s， =21575.4N，把數(shù)據(jù)代入式中得： =17.009kw 滿載起升時液壓馬達輸出扭矩 式中——減速器傳動比； ——鋼繩在卷筒上的卷繞層數(shù)。 其余符號同以前式子。 由于已知為大排量馬達，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 所選用的馬達的額定轉(zhuǎn)矩為=1440，因為 ，所以選用的馬達轉(zhuǎn)矩符合要求。 計算液壓馬達的轉(zhuǎn)速和輸入油量 根據(jù) 式中各符號同以前的式子，把數(shù)值代入式中得： =176.43 r/min 計算馬達的輸入油量用下式 式中——液壓馬達的排量（ml/r）； ——液壓馬達容積效率。 馬達的排量根據(jù)已知得=520 ml/r， 根據(jù)下式計算： 式中——液壓馬達總效率； ——液壓馬達機械效率。 根據(jù)表查得取0.85，取0.9。 把數(shù)代入式中得：=0.95 把所計算的數(shù)據(jù)代入式中得： 選用的液壓馬達轉(zhuǎn)速范圍為r/min，由于計算得=216r/min，所以馬達的轉(zhuǎn)速符合要求。 第四章 卷筒設(shè)計與校核 4.1卷筒的分類和特點 卷筒起升機構(gòu)的鋼絲繩纏繞的成分。有一組常用鼓型齒輪連接盤、短軸周圍的大齒輪式，內(nèi)置式和行星齒輪式。 齒輪連接組的磁盤鼓包，封閉式傳動，滾筒軸不承受扭矩的典型結(jié)構(gòu)，目前是橋式起重機的鼓組。缺點是，修理時需要向外，沿軸線線圈。 大滾筒齒輪式繞組多為大傳動比、低轉(zhuǎn)速的場合，通常只開放式滾筒軸傳動，有時刻。 短軸型組線圈分別代替整個根鼓的短軸，長軸。短軸的側(cè)鍵和減速器減速器和滾筒剛性連接法蘭的干擾，通過球或圓柱銷鉸接底盤側(cè)和定軸轉(zhuǎn)動；支持的類型或類型的短軸，它的優(yōu)點是，結(jié)構(gòu)簡單，安裝更方便的調(diào)整。 行星齒輪式滾筒組內(nèi)的輸入軸與軸的行星減速器和滾筒，滾筒下方的空腔，結(jié)構(gòu)緊湊。 根據(jù)鋼絲繩在卷筒纏繞層的單層和多層的周圍圍繞鼓鼓。由于這種設(shè)計對繞組層的三層，因此，通過多層的鼓。根據(jù)鋼絲繩（鋼絲繩在滾筒的情況在部門的一個線圈的繞雙鼓（鼓）和鋼絲繩在滾筒周圍的兩個分支同時）。一個單層或多層線圈可繞雙鼓的周圍，通常是一個層的周圍。起升高度，以減少長度的雙滾筒，滾筒的周圍有兩個多層同軸布置，或者，例如，加上同步裝置平行排列。 多層卷筒可以減小卷筒長度，使機構(gòu)緊湊，但鋼絲繩磨損加快，工作級別M5以上的機構(gòu)不宜使用。 4.2卷筒設(shè)計計算 根據(jù)3.1節(jié)已選定卷筒直徑 4.2.1卷筒長度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 取多層卷繞卷筒長度=200mm。 4.2.2繩槽的選擇 單層卷繞滾筒表面，通常切割方向的螺旋槽，繩槽的槽和深分為標(biāo)準(zhǔn)，通過兩種形式，一般都采用標(biāo)準(zhǔn)槽。當(dāng)有槽處理危險（例如，滾筒鋼絲繩時，鋼絲繩卷揚機構(gòu)，對高速鼓引出）和機構(gòu)，深的溝槽。 所有的以前的建議做表面光滑的多層卷筒鋼絲繩，以減少磨損。但實踐表明，多層纏繞滾筒與螺旋槽的槽的鋼絲繩的保證，因為第一層，每層有利于整齊的，整潔的卷取后的鋼絲繩。光面滾筒容易做，當(dāng)多層纏繞鋼絲繩的鋼絲繩磨損的踩踏事件，造成線圈遠遠大于有槽。 與周圍的單層雙滾筒繩槽，不可阻擋的邊緣，因為鋼絲繩固定在兩滾筒的兩端。多層線圈繞組的兩端法蘭上應(yīng)設(shè)置防止鋼絲繩脫出，每桶的邊緣，文件的高度必須高于最外層的鋼絲繩。 （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 式中——=，卷筒計算直徑，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——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 鋼絲繩在滾筒周圍或從周圍的螺旋槽，當(dāng)鋼絲繩從雙方的角度偏差不超過3.5o。 對于光面卷筒和多層繞卷筒，的順利和多層繞軸垂直的平面線圈，鋼絲繩和角度不超過2°，以避免混亂的繩子。 布置卷繞系統(tǒng)，推薦不超過5o，以避免損壞鋼絲繩脫槽和損壞。 4.3卷筒強度計算 鋼絲繩張力滾筒由于壓縮、彎曲和扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，其中最大壓縮應(yīng)力。當(dāng)時，彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的壓縮應(yīng)力不超過縮應(yīng)力的，可以只壓應(yīng)力。時，彎曲應(yīng)力必須考慮到。為更大的尺寸，更薄的壁上的鼓筒壁的抗壓穩(wěn)定性檢驗的必要。 由于所設(shè)計的卷筒直徑=200mm，=200mm， 。所以只計算壓應(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，一般取； ——多層卷繞系數(shù)。多層卷繞時，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，對鑄鐵，為鑄鐵抗壓強度極限，對鋼，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)所計算的結(jié)果查得卷筒的材料為球墨鑄鐵，其抗壓強度極限，，=121.36MP<,因此材料選用合格。 第五章 傳動裝置的設(shè)計 5.1確定傳動比 按額定轉(zhuǎn)速初定總傳動比，總傳動比按下式計算： 式中 ——電動機額定轉(zhuǎn)速（r/min） —— 卷筒轉(zhuǎn)速（r/min） 可按下式計算： 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），即卷筒計算直徑。 由已知得：＝10m/min，＝280mm 故＝11.37r/min 由此可計算總傳動比： 5.2齒輪齒數(shù)的確定 少齒差傳動一般齒差數(shù)為1～4，由于傳動比i＝19.1，不是很大，故可取齒差數(shù)＝3。 對于圖4所示的K－H－V少齒差行星傳動，若轉(zhuǎn)臂H固定，則： 當(dāng)內(nèi)齒輪2固定，轉(zhuǎn)臂H主動，構(gòu)件V從動時，可由上式得傳動比公式為： 上式中的“－”號表示從動件V與主動件H轉(zhuǎn)向相反。 當(dāng)構(gòu)件V固定，轉(zhuǎn)臂H主動，內(nèi)齒輪從動（即相當(dāng)于卷筒轉(zhuǎn)動的情況），可得出傳動比公式為： 上式中的“+”號，表示從動件2與主動件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和材料 一般選用7級精度，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 因為少齒差行星傳動齒輪與普通的積極變化的角度，她的牙齒，而接觸強度和齒根彎曲強度和接觸強度高，遠高于齒齒根彎曲強度。所以，少齒差傳動，通常決定傳輸模塊的抗彎強度；結(jié)構(gòu)和尺寸的要求或功率的初選，然后檢查的彎曲強度。 確定模塊的彎曲強度，因為少齒差傳動短齒的共同選擇，內(nèi)部和外部的齒輪的齒面接觸和很好的，最好的，只要有足夠的行星輪內(nèi)齒輪的彎曲強度，將不確定問題的模塊，因此，當(dāng)只有彎曲計算模塊根據(jù)條件的行星。 按行星輪齒根彎曲強度設(shè)計，彎曲強度設(shè)計公式： （1）根據(jù)行星輪的表面硬度查得其彎曲疲勞強度極限。 （2）由《機械設(shè)計》書中的圖10－18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)。 （3）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S＝1.4 （4）計算載荷系數(shù)K 試選載荷系數(shù) 計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)齒輪的接觸疲勞強度為;外齒輪的接觸疲勞強度為。 計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ； 查圖得接觸疲勞壽命系數(shù)； 計算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1%，安全系數(shù)是s=1.25 試計算小齒輪分度圓直徑 ，帶入數(shù)據(jù)得 計算圓周速度 ，帶入數(shù)據(jù)得v=6.49m/s 計算齒寬 模數(shù)mm 初取齒高 所以 b/h=2.88 由v=6.49m/s，7級精度，由圖14-1-14查得動載荷系數(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級精度、行星輪相對支承對稱布置時， 再由，=1.13查《機械設(shè)計》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《機械設(shè)計》書中圖10－5查得 ＝2.24 （6）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由《機械設(shè)計》書中圖10－5查得 ＝1.75 （7）設(shè)計計算 帶入數(shù)值得出： ＝3.63 為同時滿足齒根彎曲疲勞強度和齒面接觸疲勞強度可取模數(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)的選定與計算 少齒差傳動齒輪尺寸設(shè)計中，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； 未變位時的中心距 ； 初選嚙合角 ＝40°； 計算中心距 =9.20011mm； 實際中心距 =INT(*10+0.5)/10=9.2mm； 實際嚙合角 =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齒輪公法線長度的確定 齒輪公法線長度的處理，確定是否是非常重要的，用于加工齒輪的重要措施，達到所要求的尺寸。與公法線測量的方法和有自己的優(yōu)勢：在測量和齒頂圓不為基準(zhǔn)，所以從齒頂圓誤差的影響，在齒頂圓的高精度測量的精度要求，并能緩解。這里只有行星齒輪公法線長度的計算。行星輪的變異系數(shù)（x = 0，z = 54，從20度角齒，因此《機械設(shè)計手冊》第二版（表8- 99）檢查跨測齒數(shù)＝8，＝23.1214。則公法線長度＝92.49㎜。 5.6內(nèi)部結(jié)構(gòu)的選定與設(shè)計 5.6.1轉(zhuǎn)臂軸承的選定 在行星輪的條件下，以確定的情況下，隔震結(jié)構(gòu)的按摩器根據(jù)軸承的安裝尺寸。根據(jù)使用不同的軸承和特征在本設(shè)計中可以選擇雙列向心球面滾子軸承。這種態(tài)度可能有大的徑向載荷，也會有少量的軸向負荷?？蛇m用于剛度差的 自動調(diào)心軸承座和多支點軸。 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 尺寸（㎜） 額定動載荷（kN） 額定靜載荷（kN） 極限轉(zhuǎn)速 d D B r 脂潤滑 油潤滑 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，而實際齒寬系數(shù)： 實際齒寬系數(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)《機械設(shè)計手冊》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級精度，下圖6是已經(jīng)多次畫圖比較得出的： 圖5-2 行星輪簡易工作圖 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機構(gòu)是由固連在銷軸盤上的若干個銷軸與行星齒輪端面上的對應(yīng)的等分孔所組成。在機構(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)加上一個補償尺寸，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㎜。 銷套長度可根據(jù)畫圖確定，初定為72㎜。 偏心距(即實際中心距)＝9.2。 可初定銷軸套內(nèi)徑為20㎜，即銷軸直徑=20mm。 根據(jù)少齒差傳動零件的裝配配合要求可對銷軸、銷軸套的配合公差進行選擇。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《機械零件設(shè)計手冊》一書中的表1.1-5和1.1-6所得。在結(jié)構(gòu)設(shè)計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㎜?？蓳?jù)此推測出輸入軸的結(jié)構(gòu)尺寸。 5.7軸的設(shè)計 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 熱處理 毛坯直徑(mm) 硬度(HB) 拉伸強度極限 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 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，抗拉強度,屈服 ，彎曲疲勞極限，扭轉(zhuǎn)疲勞極限。通過《機械設(shè)計手冊》第四版第二卷表6-1-19選取=126。則有：。 輸入軸的最小直徑設(shè)置在聯(lián)接軸的軸上。為了適應(yīng)所選擇的軸的直徑的耦合的直徑，耦合模型是必需的。 聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩的計算： （N.m） 式中——驅(qū)動功率，KW； ——工作轉(zhuǎn)速，r/min； ——動力機系數(shù)，由于為電動機，故取1； ——工作系數(shù)，故取1.75； ——啟動系數(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，又考慮到要與電動機的軸相聯(lián)查機械設(shè)計手冊第二卷，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 輸入軸工作簡圖 3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及周向定位 擬定軸上零件的裝配方案： （1）A-B段接聯(lián)軸器，，通過“機械設(shè)計簡明手冊“檢查表中的2 - 13 -段可確定長58毫米，軸，軸的公差選擇K6深，其偏差（+ 0.018分別+ 0.002）。同時，選擇A型（GB / T1096 - 1979平鍵），大小（b * H * L = 10×8×53。檢查表簡明機械設(shè)計手冊，7 - 2：聯(lián)系，通常為B，槽寬偏差（0，-0.036）。半聯(lián)軸器和軸坐標(biāo)為H7 / K6段，直徑的極限偏差（+ 0.018，+ 0.002）； （2）B-C段還要穿過支座、端蓋、大小軸承，也可以考慮最初的其長度為57毫米直徑40毫米，這個項目。只有從軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，在軸的軸向載荷和非常小的，因此，選擇支持的連接類型的滾珠軸承，初步確定6208型（GB / T276 - 1994年）。該項目的支持，端蓋和軸承的公差的選擇，K6，其偏差（+ 0.018分別+ 0.002）； （3）C-D段的精度不必要求太高，因為在此段不須安裝其他零件，該段直徑為45㎜； （4）D-E截面偏心套的安裝連接有有鍵的聯(lián)結(jié)，選定的密鑰大小為（b * H * L = 14×9×70。采用一般的通信的主要關(guān)鍵，槽寬（b的上、下偏差（0 0 - 0.043）。偏心套75毫米的長度，因此該項目的77毫米長的設(shè)計。在這一部分還與偏心套，可以選擇在這里與模型是3516徑向滾子軸承安裝，此段為直徑45毫米。選擇此項K6寬容，其偏差（+ 0.018分別+ 0.002）； （5）E-F段連接數(shù)和軸承，其長度22毫米，直徑40毫米，因此，和相關(guān)的可選的（GB / T276 - 1994滾珠軸承6208型）。選擇此項K6寬容，其偏差（+ 0.018分別+ 0.002）。同時定位與肩位置的所有方面的不使用環(huán)，環(huán)組件應(yīng)該根據(jù)具體的情況。上述公差協(xié)商的基礎(chǔ)上，以“機械零件設(shè)計手冊”1.1-6獲取表。 4）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考課本《機械設(shè)計》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 在本設(shè)計中的輸出軸是固定的，她和銷盤固定銷軸固定在一起，這使得旋轉(zhuǎn)，從而帶動內(nèi)齒輪行星旋轉(zhuǎn)平移，最終帶動滾筒一起旋轉(zhuǎn)的內(nèi)在機制。他工作的進度，如圖9所示。 選用材料：20cr，調(diào)質(zhì)處理，抗拉強度,屈服點，彎曲疲勞極限，扭轉(zhuǎn)疲勞極限。通過《機械設(shè)計手冊》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） 因為必須考慮在結(jié)構(gòu)和軸端有關(guān)鍵的要求，首先在這里將最小直徑為47毫米。由于最初為部分直徑50毫米。其他方面，如下圖所示，第5部分。 在極端的左軸用平鍵固定在一起，并使他的支持，從而不轉(zhuǎn)動。為了安全的雙鍵連接在一次選擇，選定的密鑰（GB / 1095扁平鑰匙1979）的大?。╞ * H * L = 16×10×60。在這方面，采用普通的鑰匙，關(guān)鍵是為廣泛的（b偏差（0 0 - 0.043）。“短軸長度的機械設(shè)計手冊”中的檢查表2 - 13 -段可確定82毫米長，軸-軸的長度，即，選擇H7深公差，其偏差分別為（0，0.025；（c）必須安裝在與線圈的截面，端蓋和小蓋等。也許，在該項目從素描開始72毫米長。為了和相應(yīng)的固體，直徑50毫米，最初這個項目。軸承滾珠軸承的選擇（GB / T276 6210型- 1994年）。該項目的支持，端蓋和軸承的公差的選擇，H7，其偏差分別為（0，0.025 c - d）；項目通過鼓，但不安裝任何的細節(jié)，因此為了減少量的材料，該項目可以將適當(dāng)降低初始直徑47毫米的長度的長度的測定，應(yīng)根據(jù)鼓的大小和ассамбле和，數(shù)了270毫米；D e項目方面，通過安裝軸承和鼓，這段長度38毫米直徑50毫米，選擇軸承滾珠軸承（GB / T276至1994 6211型）。所有軸的軸向固定環(huán)固定。該項目符合公差選擇K6。 圖5-5 輸出軸工作簡圖 公差分別為（+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㎜，在該圓上有十個銷孔均勻分布。其他尺寸間附圖。 總 結(jié) 本設(shè)計利用我們學(xué)過的幾乎所有的大學(xué)畢業(yè)的專業(yè)課程，可以說，我們在大學(xué)的專業(yè)知識的一次綜合的研究。本畢業(yè)設(shè)計和評價，以便我們先前的知識有全面的理解和團結(jié)，通過，例如，我們在設(shè)計過程中。需要使用學(xué)到的工程制圖，材料力學(xué)，工程設(shè)計，設(shè)備和材料，極限公差和降落和CAD計算機輔助制圖等基本的專業(yè)知識的畢業(yè)生做的。在設(shè)計過程中，不僅讓我們熟悉的舊知識，我們也發(fā)現(xiàn)了許多以前沒有注意的細節(jié)問題，這些細節(jié)，即決定我們是否能成為一名合格的機械技術(shù)人員的關(guān)鍵。 另外，我覺得兩個月的畢業(yè)設(shè)計，極大地豐富了我們的知識，讓我學(xué)到了很多的知識，不限于做設(shè)計的多的專業(yè)知識。在教科書的使用過程中，由于外部知識的需要，這就要求我們在網(wǎng)上或獲取信息，例如，如圖書博物館。我們必須在設(shè)計電路時的傳輸?shù)纳笛b置組成的工作環(huán)境和工作能力，在有了一定的認識，可以選擇合適的傳輸模式，因為以前沒有的。請注意，這方面的問題，因此，必須在實踐中的知識和信息的訪問，使事情做得更好。 參考文獻 [1] 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TrenchlessPipeline Rehabilitation. Prepared for theNational Utility Contractors Association,Arlington, VA. 致 謝 大學(xué)生活即將結(jié)束，在過去的幾年中，我遇到了許多熱心的朋友來幫助工作階段的教學(xué)，嚴格的老師。從成功的完成他們的畢業(yè)設(shè)計也不幫助和導(dǎo)師的精心指導(dǎo)，在這里我對所有本畢業(yè)設(shè)計提供指導(dǎo)和幫助的老師和同學(xué)表示衷心的感謝。 首先，在本設(shè)計的教練，表示衷心的感謝。在自己的努力，仍在試圖找到時間來關(guān)心我們的領(lǐng)導(dǎo)的時刻，我們敦促的進展，我們學(xué)習(xí)。在設(shè)計的整個過程中，老師的幫助，鏈接到該網(wǎng)站從借款的實際操作，他給的指示，使我不僅學(xué)到了書本上的知識，更學(xué)會了操作方法，學(xué)習(xí)。也知道如何使用設(shè)計的關(guān)鍵，如何在合理的時間內(nèi)和文檔編寫和發(fā)行，在設(shè)計過程中，她和我們在一起，解決了設(shè)計中的各種問題。 其次，我們必須提供援助，這與教師和學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計，衷心的感謝，在整個設(shè)計過程中，他們也給了我很多的幫助和無私的關(guān)懷，更重要的是為我們提供大量的技術(shù)信息，感謝他們，沒有這些數(shù)據(jù)不完整的文件。 此外，還幫助我感謝所有的同學(xué)。 總之，本次設(shè)計是設(shè)計完成的老師和同學(xué)共同作用的結(jié)果，一個月，我們合作的非常愉快的大教堂，我多的真理，是我的生命，財富，我又給我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)們，謝謝！