JH-14礦用回柱絞車設計含6張CAD圖帶開題
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JH-14礦用回柱絞車設計開題報告
一、選題依據(jù)（目的、意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、學術準備情況、研究思路及方法）
1、 目的、意義
設計目的：
本課題要求設計一臺JH-14回柱絞車，用于井下回柱放頂、綜合采煤設備的搬遷及工作面安裝的牽引動力，亦可作運料、移溜槽、搬移皮帶運輸機機頭等輔助工作的牽引絞車絞車電動機、電器設備具有防爆性能，可用于含有沼氣及煤塵而周圍溫度不超過+35℃的礦井中。 絞車是用卷筒纏繞鋼絲繩或鏈條以提升或牽引重物的輕小型起重設備。絞車
可以單獨使用，也可作為起重、筑路和提升等機械中的組成部件，因操作簡單、繞繩量大、移置方便而廣泛應用。絞車又名卷揚機。該產(chǎn)品通用性高、結構緊湊、體積小、重量輕、起重大、使用轉移方便，被廣泛應用于建筑、水利工程、林業(yè)、礦山、碼頭等的物料升降或平拖，還可作現(xiàn)代化電控自動作業(yè)線的配套設備。
本課題能使學生綜合運用機械制造的基本理論，并結合生產(chǎn)實踐中學到的技能知識，獨立地分析和解決問題，也是熟悉和運用有關手冊、圖標等技術資料及編寫技術文件的幾次實踐機會。選擇絞車這種通用機械的設計作為畢業(yè)設計的選題，能培養(yǎng)我們獨立解決工程實際問題的能力，通過這次畢業(yè)設計是對所學基本理論和專業(yè)知識的一次綜合運用，也使我們的設計、計算和繪圖能力都得到了全面的訓練。
設計意義：
JH-14柱絞車由電動機，圓弧面蝸桿蝸輪減速器，中間軸，卷筒，底盤五大部分組成。絞車內(nèi)各主要轉動部位均采用滾動軸承支承，底座用型鋼焊接而成。回柱絞車主機用鋼絲繩與輔機連成牽車系統(tǒng)，輔機包括導向輪、壓輪、滑車、支持輪、重垂、重錘架等配件。鋼絲繩在主機摩擦輪上纏繞四圈后穿過導向輪、壓滾、滑車、兩頭固定。托滾放置在鋼絲繩下方起襯托作用，重垂通過支架輪將滑車張緊，使鋼絲繩始終有一定的張緊力，保證鋼絲繩在摩擦輪上產(chǎn)生足夠大的摩擦力，以拉動物體。整個過程如下:電機啟動、驅動減速器、使摩擦輪傳動，通過摩擦力使鋼絲繩運動。改變電機的傳動方向將改變運動方向。
2、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
我國礦用小絞車主要是指調(diào)度絞車和回柱絞車，它經(jīng)歷了仿制、自行設計兩個階段。解放初期使用的礦用小絞車有日本的、蘇聯(lián)的，因此當時生產(chǎn)的礦用小絞車也是測繪仿制日本和蘇聯(lián)的產(chǎn)品。1958年后這些產(chǎn)品相繼被淘汰，并對蘇聯(lián)絞車進行了改進，于1964年進入了自行設計階段.回柱絞車大體上也是經(jīng)歷了仿制和自行設計的兩個階段，八十年代以前一直使用的是仿制的老產(chǎn)品，八十年代中的回柱絞車，主要針對效率極低的球面蝸輪副、慢速工作和快速回繩等環(huán)節(jié)進行根本的改進。
礦用小絞車標準化方面，1967年制定了調(diào)度絞車部標準，1971年制定了回柱絞車部標準.1982年對上述兩個標準都進行了修訂，其標準方為JB965-83JB1409-83.國外礦用小絞車使用很普通，生產(chǎn)廠家也很多。蘇聯(lián)、日本、美國、瑞典等國都制造礦用小絞車。國外礦用小絞車的種類、規(guī)格較多.工作機構有單筒、雙筒和摩擦式.傳動型式有皮帶傳動、鏈式傳動、齒輪傳動、蝸輪傳動、液壓傳動、行星齒輪傳動和擺線齒輪傳動等。其中采用行星齒輪傳動的比較多。發(fā)展趨勢向標準化系列方向發(fā)展，向體積小、重量輕、結構緊湊方向發(fā)展;向高效、節(jié)能、壽命長、低噪音、一機多能通用化、大功率、外形簡單、平滑、美觀、大方等方向發(fā)展。
3、學術準備情況
搜集并閱讀的論著主要有: 王三民 《機械設計計算手冊》,吳宗澤《機械設計》, 羅伯特 《機械設計中的機械零件》, 濮良貴, 紀名剛 《機械設計》, 許鎮(zhèn)宇,《機械零件》。 李仲生 《機械設計基礎》, 任德斌 《材料力學》,機械設計手冊編委會, 《機械設計手冊》,王紹定.《礦用小絞車》, 黃霞,吳敏,丁軍,吳煉.《新型礦用回柱絞車的結構設計》, 石紹波,于正軍,楊社,呂華永.《礦用JH-40回柱絞車設計與實驗研究》, 楊球來，宋艷亮，趙連春.《新型JH-5型回柱絞車的設計》
4、本選題研究思路及方法
1）研究思路
（1）JH-14回柱絞車的主要參數(shù)的確定。
（2）主要設計零件的計算
（3）會出一部分零件的零件圖
（4）校核重要零件的受力情況
（5）會出JH-14回柱絞車的裝配圖
2）研究方法
（1）調(diào)研和參觀實習，查閱收集相關資料，了解此課題的研究動態(tài)。
（2）根據(jù)原始數(shù)據(jù)進行設計計算。
（3）根據(jù)設計計算，選擇合理的方案，設計出顎式破碎機總圖及各部件的尺寸
（4）繪制JH-14回柱絞車總裝圖、主要零件圖。
二、論文結構框架
1、論文提綱
1．緒論
2. JH-14回柱絞車的設計方案設定與總設計
3．JH-14回柱絞車的設計參數(shù)的選擇和計算
4．JH-14回柱絞車的設計傳動裝置的設計
5．JH-14回柱絞車的設計關鍵零件的設計
2、參考文獻
[1] 王三民. 機械設計計算手冊 [M]. 北京 : 化學工業(yè)出版社 , 2008.12.
[2] 吳宗澤. 機械設計 [M]. 北京 : 中央廣播電視大學出版社 , 1998.6.
[3] 朱昆泉, 許林發(fā). 建材機械工程手冊 [M]. 武漢 : 武漢工業(yè)大學出版社, 000.8.
[4] 機械設計手冊編委會. 機械設計手冊[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2004.8.
[5] 李仲生. 機械設計基礎 [M] .北京高等教育出版社, 2006.
[6] 羅伯特. 機械設計中的機械零件 [M] .北京機械工業(yè)出版社, 2004.
[7] 濮良貴. 紀名剛.機械設計 [M] .北京高等教育出版社, 2006.
[8〕殷玉楓.《機械設計課程設計》.機械工業(yè)出版社，200. 6
[9] 文九巴.《機械工程材料》.機械工業(yè)出版社，2006. 3
[10] 機械設計手冊編委會.《機械設計手冊·第五卷》機械工業(yè)出版社，2004. 8
[11] 王紹定.礦用小絞車[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1993.
[12] 張國瑞,等.漸開線少齒差行星齒輪減速器[M].北京:機械工業(yè)出版社,1980.
[13] 章宏甲.液壓傳動[M].北京:機械工業(yè)出版社,1994.
[14] 黃霞,吳敏,丁軍,吳煉.新型礦用回柱絞車的結構設計[J].煤礦機械,2013, 34(02): 169-170
[15] 石紹波,于正軍,楊社,呂華永.礦用JH-40回柱絞車設計與實驗研究[J].價值工程, 2014,33(10):63-64.
[16] 蔣歡,李炳文,吳曉茹.JHB-300型礦用回柱絞車的改進設計[J].煤礦機械,2015, 36 (03):171-172.
[17] 楊球來，宋艷亮，趙連春.新型JH-5型回柱絞車的設計 [J].機械工程師，2004 (5) :51-52.
[18] 李景奇.少齒差行星傳動在回柱絞車上的應用「J].煤礦機械. 2001,22(1)36-37.
三、論文寫作安排
（1）1-5周：JH-14回柱絞車的設計的相關資料，形成可行性開題報告。
（2）6-11周：分析JH-14回柱絞車的設計的課題內(nèi)容，確定設計方案及措施，完成中期檢查表。?
（3）12-14周：寫出畢業(yè)設計說明書，完成JH-14回柱絞車的設計結構裝配圖和主要零部件圖。
（4）15-16周：修改設計說明書和圖紙的不妥之處，完善設計內(nèi)容及結構。
四、審核意見
指導教師意見：
1、通過 2、完善后通過 3、未通過
指導教師（簽字）
年 月 日
系部（專業(yè)）意見：
1、通過 2、完善后通過 3、未通過
負責人（簽字）
年 月 日
4
5
XXX設計（XXX）開題報告 論文題目：礦用JH-14回柱絞車設計 專 業(yè)：XXX 指導教師:XXXXX 學生姓名:XXXXX 學 號：XXXXXXXXXX 畢業(yè)時間：XXXXXXX目錄一、選題依據(jù)（目的、意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、學術準備情況、研究思路及方法）A二、論文結構框架B1、目的、意義l設計目的：l 本課題要求設計一臺JH-14回柱絞車，用于井下回柱放頂、綜合采煤設備的搬遷及工作面安裝的牽引動力，亦可作運料、移溜槽、搬移皮帶運輸機機頭等輔助工作的牽引絞車絞車電動機、電器設備具有防爆性能，可用于含有沼氣及煤塵而周圍溫度不超過+35的礦井中。絞車是用卷筒纏繞鋼絲繩或鏈條以提升或牽引重物的輕小型起重設備。絞車l可以單獨使用，也可作為起重、筑路和提升等機械中的組成部件，因操作簡單、繞繩量大、移置方便而廣泛應用。絞車又名卷揚機。該產(chǎn)品通用性高、結構緊湊、體積小、重量輕、起重大、使用轉移方便，被廣泛應用于建筑、水利工程、林業(yè)、礦山、碼頭等的物料升降或平拖，還可作現(xiàn)代化電控自動作業(yè)線的配套設備。l 本課題能使學生綜合運用機械制造的基本理論，并結合生產(chǎn)實踐中學到的技能知識，獨立地分析和解決問題，也是熟悉和運用有關手冊、圖標等技術資料及編寫技術文件的幾次實踐機會。選擇絞車這種通用機械的設計作為畢業(yè)設計的選題，能培養(yǎng)我們獨立解決工程實際問題的能力，通過這次畢業(yè)設計是對所學基本理論和專業(yè)知識的一次綜合運用，也使我們的設計、計算和繪圖能力都得到了全面的訓練。l設計意義：l JH-14柱絞車由電動機，圓弧面蝸桿蝸輪減速器，中間軸，卷筒，底盤五大部分組成。絞車內(nèi)各主要轉動部位均采用滾動軸承支承，底座用型鋼焊接而成?；刂g車主機用鋼絲繩與輔機連成牽車系統(tǒng)，輔機包括導向輪、壓輪、滑車、支持輪、重垂、重錘架等配件。鋼絲繩在主機摩擦輪上纏繞四圈后穿過導向輪、壓滾、滑車、兩頭固定。托滾放置在鋼絲繩下方起襯托作用，重垂通過支架輪將滑車張緊，使鋼絲繩始終有一定的張緊力，保證鋼絲繩在摩擦輪上產(chǎn)生足夠大的摩擦力，以拉動物體。整個過程如下:電機啟動、驅動減速器、使摩擦輪傳動，通過摩擦力使鋼絲繩運動。改變電機的傳動方向將改變運動方向。2、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀l我國礦用小絞車主要是指調(diào)度絞車和回柱絞車，它經(jīng)歷了仿制、自行設計兩個階段。解放初期使用的礦用小絞車有日本的、蘇聯(lián)的，因此當時生產(chǎn)的礦用小絞車也是測繪仿制日本和蘇聯(lián)的產(chǎn)品。1958年后這些產(chǎn)品相繼被淘汰，并對蘇聯(lián)絞車進行了改進，于1964年進入了自行設計階段.回柱絞車大體上也是經(jīng)歷了仿制和自行設計的兩個階段，八十年代以前一直使用的是仿制的老產(chǎn)品，八十年代中的回柱絞車，主要針對效率極低的球面蝸輪副、慢速工作和快速回繩等環(huán)節(jié)進行根本的改進。l礦用小絞車標準化方面，1967年制定了調(diào)度絞車部標準，1971年制定了回柱絞車部標準.1982年對上述兩個標準都進行了修訂，其標準方為JB965-83JB1409-83.國外礦用小絞車使用很普通，生產(chǎn)廠家也很多。蘇聯(lián)、日本、美國、瑞典等國都制造礦用小絞車。國外礦用小絞車的種類、規(guī)格較多.工作機構有單筒、雙筒和摩擦式.傳動型式有皮帶傳動、鏈式傳動、齒輪傳動、蝸輪傳動、液壓傳動、行星齒輪傳動和擺線齒輪傳動等。其中采用行星齒輪傳動的比較多。發(fā)展趨勢向標準化系列方向發(fā)展，向體積小、重量輕、結構緊湊方向發(fā)展;向高效、節(jié)能、壽命長、低噪音、一機多能通用化、大功率、外形簡單、平滑、美觀、大方等方向發(fā)展。3、學術準備情況l搜集并閱讀的論著主要有:王三民 機械設計計算手冊,吳宗澤機械設計,羅伯特 機械設計中的機械零件,濮良貴,紀名剛 機械設計,許鎮(zhèn)宇,機械零件。李仲生 機械設計基礎,任德斌 材料力學,機械設計手冊編委會,機械設計手冊,王紹定.礦用小絞車,黃霞,吳敏,丁軍,吳煉.新型礦用回柱絞車的結構設計,石紹波,于正軍,楊社,呂華永.礦用JH-40回柱絞車設計與實驗研究,楊球來，宋艷亮，趙連春.新型JH-5型回柱絞車的設計4、本選題研究思路及方法l1）研究思路l（1）JH-14回柱絞車的主要參數(shù)的確定。l（2）主要設計零件的計算l（3）會出一部分零件的零件圖l（4）校核重要零件的受力情況l（5）會出JH-14回柱絞車的裝配圖l 2）研究方法l（1）調(diào)研和參觀實習，查閱收集相關資料，了解此課題的研究動態(tài)。l（2）根據(jù)原始數(shù)據(jù)進行設計計算。l（3）根據(jù)設計計算，選擇合理的方案，設計出顎式破碎機總圖及各部件的尺寸l（4）繪制JH-14回柱絞車總裝圖、主要零件圖。二、論文結構框架1、論文提綱l1緒論l2.JH-14回柱絞車的設計方案設定與總設計l3JH-14回柱絞車的設計參數(shù)的選擇和計算l4JH-14回柱絞車的設計傳動裝置的設計l5JH-14回柱絞車的設計關鍵零件的設計2、參考文獻l1 王三民.機械設計計算手冊 M.北京:化學工業(yè)出版社,2008.12.l2 吳宗澤.機械設計 M.北京:中央廣播電視大學出版社,1998.6.l3 朱昆泉,許林發(fā).建材機械工程手冊 M.武漢:武漢工業(yè)大學出版社,000.8.l4 機械設計手冊編委會.機械設計手冊M.北京:機械工業(yè)出版社,2004.8.l5 李仲生.機械設計基礎 M.北京高等教育出版社,2006.l6 羅伯特.機械設計中的機械零件 M.北京機械工業(yè)出版社,2004.l7 濮良貴.紀名剛.機械設計 M.北京高等教育出版社,2006.l8殷玉楓.機械設計課程設計.機械工業(yè)出版社，200.6l9 文九巴.機械工程材料.機械工業(yè)出版社，2006.3l10 機械設計手冊編委會.機械設計手冊第五卷機械工業(yè)出版社，2004.811 王紹定.礦用小絞車M.北京:煤炭工業(yè)出版社,1993.12 張國瑞,等.漸開線少齒差行星齒輪減速器M.北京:機械工業(yè)出版社,1980.13 章宏甲.液壓傳動M.北京:機械工業(yè)出版社,1994.14 黃霞,吳敏,丁軍,吳煉.新型礦用回柱絞車的結構設計J.煤礦機械,2013,34(02):169-17015 石紹波,于正軍,楊社,呂華永.礦用JH-40回柱絞車設計與實驗研究J.價值工程,2014,33(10):63-64.16 蔣歡,李炳文,吳曉茹.JHB-300型礦用回柱絞車的改進設計J.煤礦機械,2015,36(03):171-172.17 楊球來，宋艷亮，趙連春.新型JH-5型回柱絞車的設計 J.機械工程師，2004(5):51-52.18 李景奇.少齒差行星傳動在回柱絞車上的應用J.煤礦機械.2001,22(1)36-37.THANKS謝謝聆聽
JH-14礦用回柱絞車設計
摘要
本文重點開發(fā)地JH-14型號礦用回柱絞車機器設備是在本人參觀實習時候所了解回柱絞車機器設備的總體基礎上面，再通過查閱對應的基本資料之后結合自己得思路予以設計的。在減速裝置的設計基本歷程里面，一般運用到蝸輪蝸桿結構類型的傳動作業(yè)、雙聯(lián)滑移結構類型齒輪傳動作業(yè)、圓柱形式齒輪結構部件傳動作業(yè)等傳動模式，運用撥叉結構部件撥動小滑移雙聯(lián)形式的齒輪結構部件的模式來予以變速作業(yè)，而且在撥叉結構部件的設計開發(fā)里面，我運用手柄結構部件搖動轉盤結構部件模式來實現(xiàn)撥叉結構部件水平方向的基本移動。在設計開發(fā)卷筒結構部件的時候，考慮到卷筒結構部件設計方面的基本精度等級要求不是很高，所以把之前的卷筒結構部件通軸改為在卷筒結構部件兩端位置運用過盈的基本配合以及焊接作業(yè)的模式來依次固定軸結構部件，防止材質浪費情況。
關鍵詞：回柱絞車；減速；齒輪傳動；卷筒；軸
Abstract
The main development of the JH-14 type of mine shaft winch machine equipment is the overall basis of the machine equipment that I learned in last year's graduation practice, and then it is designed by consulting the corresponding basic data and combining with his own ideas. In the basic course of the design of the decelerator, the transmission mode of the type of worm and worm structure type, the double slip structure type gear transmission operation, the transmission operation of the cylindrical form gear structure part and so on are generally used, and the pattern of the gear structure parts of the small slip and double form is made by using the structural parts of the fork. In the design and development of the fork structure parts, I used the mode of the handle structural parts to shake the structural parts of the turntable to achieve the basic movement of the horizontal direction of the fork structure parts. In the design and development of the reel structural parts, considering the basic precision level of the design of the reel structure is not very high, the preceding shaft is changed to fixed the shaft structural parts in turn by using the excess basic coordination and the mode of welding operation at both ends of the reel structural parts. It stops the waste of the material.
Key words: prop winch; deceleration; gear drive; reel; shaft
Ⅰ
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目 錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2國內(nèi)外絞車機器設備的發(fā)展狀況 2
1.3 JH-14基本型號的回柱結構的絞車機器設備的技術特點 2
第2章 總體結構的設計 4
2.1 設計總則 4
2.2設計條件 4
2.3 總體傳動方案的設計 4
2.4電動機結構部件的設計以及選擇 5
2.4.1電動機結構部件輸出作業(yè)的功率大小的求解分析 5
2.4.2確定電動機結構部件的基本型號 5
2.4.3牽引作業(yè)的鋼絲繩部件直徑的確定及滾筒結構部件直徑大小的確定 6
2.5滾筒結構部件的設計求解分析 7
2.5.1滾筒結構部件直徑大小 7
2.5.2滾筒結構部件寬度大小 8
2.5.3滾筒結構部件的外徑大小 8
2.5.4驗算滾筒結構部件的平均的速度大?。?9
第3章 減速裝置的設計 10
3.1減速裝置總體結構設計 10
3.1.1減速裝置概述 10
3.1.2減速裝置設計 10
3.2減速裝置的參數(shù)確定 10
3.2.1總傳動比參數(shù)大小及傳動比分配 10
3.2.2傳動裝置運動參數(shù)的求解分析 11
3.3圓弧形式的蝸輪蝸桿結構部件的設計求解分析 12
3.3.1蝸桿形式傳動概述 12
3.3.2蝸桿結構部件傳動作業(yè)的失效形式 13
3.3.3蝸桿結構部件傳動作業(yè)的材質選定 13
3.3.4蝸桿傳動的結構 14
3.3.5蝸桿結構類型傳動作業(yè)的主要參數(shù)大小和幾何結構尺寸大小求解分析 15
3.4滑移形式的齒輪結構部件的設計求解分析（參考《機械設計》） 17
3.4.1齒輪形式的傳動作業(yè)類型 17
3.4.2滑移形式的齒輪結構部件概述 17
3.4.3滑移形式的齒輪結構部件傳動設計求解分析及強度校核 17
3.5大小齒輪結構部件的設計求解分析（參考《機械設計》） 22
3.5.1齒輪傳動概述 22
3.5.2齒輪材料選擇 23
3.5.3齒輪結構部件傳動設計及強度校核 23
3.6過橋形式的齒輪結構部件的設計求解分析 26
3.7減速裝置傳動軸結構部件的設計與校核 27
3.7.1 蝸桿軸結構部件的設計求解分析 27
3.7.2 蝸輪軸結構部件的設計求解分析 33
3.8軸承的選擇及強度校核 40
3.8.1蝸桿軸結構部件上軸承結構部件的選擇及強度校核 40
第4章 卷筒結構部件齒輪設計 44
4.1總體設計 44
4.2卷筒軸結構部件的設計及校核 44
4.3卷筒軸結構部件軸承零件的選擇及校核 49
第5章 回柱形式的絞車其它部件 53
5.1聯(lián)軸裝置 53
5.2制動裝置 54
5.3底座結構部件 55
第6章 回柱絞車機器設備的潤滑與密封 56
結 論 57
參考文獻 58
致 謝 60
- Ⅲ -
第1章 緒論
1.1 引言
煤炭基本物料屬于我們國家的基礎能源以及十分重要的原料，是現(xiàn)在我們國家總體能源的十分重要組成基本部分之一，在國民的總體經(jīng)濟里面擁有著十分重要的戰(zhàn)略方面的地位，現(xiàn)在我們國家的煤炭能源的工業(yè)領域的發(fā)展很大程度上面不能滿足國民經(jīng)濟的快速發(fā)展的綜合需要。所以需要以更快的發(fā)展的基本速度來提升煤炭領域的基本工業(yè)。但是，快速的發(fā)展煤炭領域的工業(yè)的關鍵是煤炭領域工業(yè)的相關的機械化實現(xiàn)。
在現(xiàn)代化的當今社會，世界人民正在大量的將一系列的機器設備等用到日常的工作、生活以及學校當中，這是基于機械設備能夠有效的提高事物的完成質量以及基本作業(yè)的效率、降低人民在基本的作業(yè)過程中的勞動工作強度大小。與此之外，機械設備的生產(chǎn)不僅能夠有效的適應單一品種大規(guī)模的生產(chǎn)模式也能夠適應多類型的品種的小批量類型的生產(chǎn)作業(yè)，只有合理有效的使用機械設備才能夠達到產(chǎn)品結構的標準化類型的生產(chǎn)、系列化類型的生產(chǎn)、以及通用化類型的生產(chǎn)，也能夠有效的提高物料生產(chǎn)作業(yè)的機械化作業(yè)程度、電氣化作業(yè)程度和自動化作業(yè)程度。那么大規(guī)模的研究設計以及生產(chǎn)制造不同種類與時俱進的機械設備是促進我們國家的基本經(jīng)濟實力發(fā)展，加快我們國家的社會主義的基本現(xiàn)代化的建設的一個十分重心的任務。一臺現(xiàn)代化的機器設備里面，往往集成了機械基本結構、電氣控制總成、氣動控制總成、液壓控制總成等多方面的元素，但一個機器設備的基礎結構也就是主體結構往往還是機械體系。不管我們拆解任何一臺機器設備，我們總能夠發(fā)現(xiàn)，一般的機械體系往往是由系列的機構予以構成，里面的每個基本的機構往往又擁有多個不同種類的零件，故一個機器設備的機械體系通常都市由多個不同種類的零件予以組合而成的。
礦山相關的基本機械在經(jīng)濟方面的建設、科技領域的進步以及社會的快速和諧發(fā)展里面有著特別重要的相關地位以及作用，屬于我們國家的經(jīng)濟的支柱性行業(yè)。礦山類型的機械產(chǎn)品的制造加工領域是國家構建綜合的工業(yè)作業(yè)體系的十分重要的基礎，也是評價一個民族工業(yè)領域實力的重要的基本標志。我們國家的絞車機器設備的發(fā)展能夠有效的分為三個基本的階段。二十世紀五十年代主要是仿制作業(yè)的設計開發(fā)階段；六十年代，自行的基本設計開發(fā)作業(yè)階段；七十年代之后，我們國家慢慢進入標準作業(yè)化、系列作業(yè)化設計開發(fā)的階段。
1.2國內(nèi)外絞車機器設備的發(fā)展狀況
近四十年來我們國家的煤炭領域的基本行業(yè)存在著很大的變化，總的機械化方面的水平達到國際行業(yè)的相關的先進水平，綜采單以及采原煤物料的綜合的產(chǎn)量突破了百萬噸的級別，但是煤炭工領域的基本機械化往往和運輸是分不開的，運輸作業(yè)和輔助類型的運輸作業(yè)機器設備也是分不開的，絞車機器設備就是輔助類型運輸作業(yè)機器設備其中的一種類型。
我們國家的絞車機器設備的誕生是在二十世紀五十年代的時候慢慢開始的，初期的時候一般是仿制設計日本民族和蘇聯(lián)民族的；六十年代之后我們慢慢的進入了自己設計開發(fā)的作業(yè)階段；七十年代的時候，伴隨整體技術的區(qū)域成熟，絞車機器設備的設計也慢慢了標準作業(yè)化和系列作業(yè)化的發(fā)展基本階段。但和西方國家相關的水平進行比較，我們國家的絞車機器設備在總體的品種方面、型式方面、結構方面、產(chǎn)品的基本性能方面，三化水平方面以及技術經(jīng)濟方面還有著很大的差距。
西方國家的礦用類型的絞車機器設備總體的發(fā)展作業(yè)趨勢有下面特點：
（1）標準作業(yè)化和系列作業(yè)化；
（2）總體的體積比較的小、重量也比較輕、外形結構較為緊湊；
（3）整體高效而且節(jié)能；
（4）使用的壽命比較長、噪音比較的低；
（5）一機往往具有多種功能、通用作業(yè)話的程度比較的高、功率比較的大；
（6）外形結構比較的簡單、平滑、美觀而且大方。
1.3 JH-14基本型號的回柱結構的絞車機器設備的技術特點
（1）速度參數(shù)的基本變化比較大，回柱作業(yè)的效率比較的高。
JH-14基本型號的礦用回柱絞車工機器設備作業(yè)的時候的牽引作業(yè)的速度大小為，平均的基本的速度大小,最大牽引作業(yè)載荷大小為，容繩量參數(shù)大小為，作業(yè)的基本效率大小大大提高。
（2）外形結構較為簡單，功效比較的全面。
JH-14基本型號的礦用回柱絞車機器設備的傳動體系采用三級類型的傳動作業(yè)，能夠有效的適應不同情況下面的傳動作業(yè)。傳動體系比較的簡單，結構布局較為的緊湊、合理。
（3）操作較為簡單，安全性能比較的可靠。
JH-14基本型號的礦用回柱絞車機器設備采用滑移形式的齒輪結構部件滿足變速的基本傳動，僅需要在需要調(diào)速作業(yè)的時候，手動的搖動作業(yè)撥叉手柄結構部件，就能夠滿足滑移形式的齒輪結構部件的總體移動，從而滿足變速的要求。絞車機器設備起動作業(yè)的時候動載比較的小，鋼絲繩結構部件受到的基本沖擊比較的小。只需輕輕點動電機結構部件控制相關的基本按鈕，就能夠起動電機結構部件，之后操作制動類型的手把結構部件，便能夠實現(xiàn)絞車機器設備的動作。
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第2章 總體結構的設計
2.1 設計總則
（1）煤礦領域的加工生產(chǎn)，安全需要保持第一。
（2）面向生產(chǎn)加工，需要遵循實效的原則。
（3）要綜合的考慮到回柱作業(yè)的時候的各種類型的問題。
（4）及時貫徹執(zhí)行國家民族、部、專業(yè)的基本標準以及相關的作業(yè)規(guī)定。
（5）技術需要可靠先進，并要求具有多種的功能。
使用的基本環(huán)境以及作業(yè)的條件：
（1）環(huán)境的基本溫度大小為-10度到+40度；環(huán)境的基本相對濕度大小低于95%（+25度）；海拔的基本高度大小2000m以下。
（2）周圍空氣介質里面的甲烷介質、煤塵介質、硫化氫介質和二氧化碳介質等低于《煤礦安全規(guī)程》中所規(guī)定的安全含量。
2.2設計條件
最大的總體牽引載荷：
平均牽引作業(yè)的速度大?。?
容繩量：
2.3 總體傳動方案的設計
圖2.1 JH-14基本型號的礦用回柱絞車機器設備傳動作業(yè)系統(tǒng)圖
1—制動器結構部件 2—聯(lián)軸裝置結構部件 3—蝸桿結構部件 4—蝸輪軸結構部件
5—小齒輪軸結構部件6—過橋齒輪軸結構部件 7—卷筒軸結構部件 8—卷筒結構部件 9—電動機結構部件
其傳動作業(yè)的基本路線是：
防爆電機結構部件→制動器結構部件、聯(lián)軸裝置結構部件→蝸桿結構部件→蝸輪結構部件→滑移齒輪結構部件→小齒輪結構部件→過橋齒輪結構部件→大齒輪結構部件→卷筒結構部件。
2.4電動機結構部件的設計以及選擇
2.4.1電動機結構部件輸出作業(yè)的功率大小的求解分析
已知：最大的基本拉力載荷：
平均的繩速參數(shù)大?。?
即：
則電動機結構部件的輸出作業(yè)的功率大?。?
（2-1）
總傳動作業(yè)的效率大小
表達式里面：
蝸桿結構部件傳動作業(yè)的效率大小為0.90；
聯(lián)軸裝置結構部件傳動作業(yè)的效率大小為0.99；
軸承結構部件傳動作業(yè)的效率大小為0.99；
齒輪結構部件傳動作業(yè)的效率大小=0.97；
卷筒結構部件傳動作業(yè)的效率大小=0.96。
求解分析電動機結構部件輸出的功率大?。?
（2-2）
2.4.2確定電動機結構部件的基本型號
電動機結構部件所需的額定時候的功率大小與電動機結構部件輸出作業(yè)的功率大小之間有下面的函數(shù)關系：
表達式里面為功率參數(shù)的儲備系數(shù)大小，通常取，沒有過載的時候取
礦用回柱絞車機器設備可取
選電動機結構部件的基本型號為
額定時候的功率大小
實際的基本轉速大小
查得電動機結構部件的外形結構的基本尺寸大?。洪L×寬×高=775×400×490（mm）
電機結構部件中心位置的高度大小：
電動機結構部件軸直徑大小長度大?。?
圖2.2 電動機結構部件外形結構圖
2.4.3牽引作業(yè)的鋼絲繩部件直徑的確定及滾筒結構部件直徑大小的確定
鋼絲繩結構部件在作業(yè)里面承受的最大的基本靜拉力載荷，將最大的靜拉力載荷乘以規(guī)定的安全作業(yè)的系數(shù)大小，取鋼絲繩結構部件的安全作業(yè)的系數(shù)大小取，之后選擇一種破斷拉力載荷大小大于的鋼絲繩結構部件。
鋼絲繩結構部件直徑大小不應小于下式求解分析的最小的基本直徑大?。?
（2-3）
表達式里面：
C-鋼絲繩結構部件的選擇的系數(shù)大小；
S-鋼絲繩結構部件最大的靜拉力載荷。
取鋼絲繩結構部件直徑大?。?
選擇的系數(shù)大小C，其中數(shù)值是在鋼絲結構充滿w為0.46，執(zhí)減的基本系數(shù)的k為0.82時，選擇的系數(shù)大小c值取c=0.084，
鋼絲繩結構的破斷力載荷S0可按下式予以估算：
（2-4）
表達式里面：d—鋼絲繩結構部件的直徑大小 ；
—鋼絲繩結構部件鋼絲的抗拉作業(yè)的強度極限大小 ；
—鋼絲繩結構部件里面金屬絲截面位置與整個截面積的的基本比值大小，取；
K—損失系數(shù)大小，取k=0.82
結合鋼絲繩結構部件的真正破斷力載荷S0，驗算安全作業(yè)的系數(shù)大小n：
（2-5）
整理得C與n間有下面的函數(shù)關系：
（2-6）
鋼絲繩結構部件選擇：繩股繩纖維芯。優(yōu)勢：旋轉的基本性能小，有比較大的撓性。
鋼絲繩結構部件的直徑大?。?；
鋼絲的直徑大小：；
鋼絲結構總斷的面積大小：；
參考重力載荷：；
鋼絲繩結構部件公稱類型的抗拉作業(yè)強度大?。?；
鋼絲繩結構部件破斷力載荷總和（不小于）：。
2.5滾筒結構部件的設計求解分析
2.5.1滾筒結構部件直徑大小
鋼絲繩結構部件的直徑大小為時，槽底結構的半徑大小為，標準的槽形，，；
加深類型的槽形結構；
；。
圖2.3 卷筒結構部件槽形圖
滾筒結構部件直徑大?。?
（2-7）
表達式里面：—以鋼絲繩結構部件中心線位置求解分析的鋼絲繩結構部件卷繞直徑；
—與起升作業(yè)裝置工作的級別有關系的參數(shù)大小，；
—鋼絲繩結構部件的直徑大小,。
取
圖2.4 卷筒結構圖
2.5.2滾筒結構部件寬度大小
結合本文的基本實際的使用的情況，本文暫定滾筒結構部件的寬度大小為。
2.5.3滾筒結構部件的外徑大小
鋼絲繩結構部件的纏繞作業(yè)的層數(shù)大小最好不要高于5層，控制作業(yè)在5層范圍里面,但特殊情況下能夠超過層。
滾筒結構部件的容繩量大小，本文為，每一層位置纏繞作業(yè)的圈數(shù)大?。?
每一圈位置所纏繞的基本長度大?。?
求解分析鋼絲繩結構的纏繞作業(yè)的層數(shù)大小為
則鋼絲繩結構部件在卷筒結構部件上的最小的基本纏饒直經(jīng)大?。?
鋼絲繩材質在卷筒結構部件上的最大的基本纏饒直經(jīng)大?。?
鋼絲繩材質在卷筒結構部件上的平均的基本纏饒直經(jīng)大?。?
結合設計要求的平均的速度大小為
滾筒結構部件的轉速大小為：
最?。?
最大：
求解分析出體系總傳動比參數(shù)大小為：
2.5.4驗算滾筒結構部件的平均的速度大?。?
（1）最小的速度大小
（2-8）
（2）最大的速度大小
（2-9）
（3）平均的速度大小
（2-10）
第3章 減速裝置的設計
3.1減速裝置總體結構設計
當壓電材料（壓電晶片）作為傳感器使用時，通常會在外部接一個高阻抗電荷放大器，這時可以把電學邊界條件視為電學開路，然而其機械邊界條件是可以不用。
3.1.1減速裝置概述
減速裝置是原動機以及工作機彼此之前的能夠獨立的閉式類型的傳動作業(yè)機構，用來降低對應的基本轉速以及增大轉矩載荷，以達到作業(yè)的基本需要。
通常能夠有效的分為三類：
（1）均勻類型的載荷;
（2）中等類型的沖擊載荷;
（3）強沖擊類型的載荷。
3.1.2減速裝置設計
減速裝置傳動作業(yè)的方案設計圖為：
圖3.1 減速裝置的傳動作業(yè)方案
3.2減速裝置的參數(shù)確定
3.2.1總傳動比參數(shù)大小及傳動比分配
第一級的蝸輪結構部件傳動：
表達式里面：為蝸輪蝸桿結構部件傳動比參數(shù)大小
為滑移形式的齒輪結構部件傳動比參數(shù)大小
為大小齒輪結構部件傳動比參數(shù)大小
綜上所得：
蝸輪蝸桿結構部件傳動比參數(shù)大?。?
滑移齒輪結構部件傳動比參數(shù)大小：
大小齒輪結構部件傳動比參數(shù)大?。?
3.2.2傳動裝置運動參數(shù)的求解分析
從減速裝置的高速軸結構部件開始各軸結構部件命名為Ⅰ軸結構部件（蝸桿結構部件）、Ⅱ軸（蝸輪軸結構部件）、Ⅲ軸結構部件（小齒輪軸結構部件）、Ⅳ軸結構部件（過橋齒輪軸結構部件）、Ⅴ軸結構部件（大齒輪軸結構部件）。
（1）各軸結構部件轉速求解分析
第Ⅰ軸結構部件：
第Ⅱ軸結構部件：
第Ⅲ軸結構部件：
第Ⅳ軸結構部件：
第Ⅴ軸結構部件：
（2）各軸結構部件功率求解分析：
電機結構部件輸出功率大小為：
第Ⅰ軸結構部件：
第Ⅱ軸結構部件：
第Ⅲ軸結構部件：
第Ⅳ軸結構部件：
第Ⅴ軸結構部件：
（3）各軸扭距求解分析
第Ⅰ軸結構部件：
第Ⅱ軸結構部件：
第Ⅲ軸結構部件：
第Ⅳ軸結構部件：
第Ⅴ軸結構部件：
軸號
轉速n（r/min）
輸出功率P（kw）
輸出扭矩
T（N·m）
傳動比i
效率
Ⅰ軸
970
20.13
198.19
25
0.98
Ⅱ軸
38.8
17.40
4282.73
Ⅲ軸
11.25
16.71
14184.9
3.45
0.86
Ⅳ軸
11.25
16.04
13616.2
Ⅴ軸
4.25
15.41
34627.18
2.65
0.96
表3.1 各軸參數(shù)表
3.3圓弧形式的蝸輪蝸桿結構部件的設計求解分析
3.3.1蝸桿形式傳動概述
蝸桿形式的傳動作業(yè)是由蝸桿結構部件和蝸輪結構部件予以組成的，蝸桿形式的傳動作業(yè)用于傳遞空間領域交錯的兩軸結構部件間運動形式和動力載荷,通常兩軸結構部件的交角大小為。蝸桿形式的傳動作業(yè)的基本特點：
（1）傳動比參數(shù)比較的大，在動力的基本傳動里面，通常傳動比參數(shù)大小，在分度作業(yè)的基本機構里面，傳動比參數(shù)大小能夠達成1000；
（2）傳動作業(yè)比較的平穩(wěn)，沖擊作業(yè)的基本載荷比較的??；
（3）具有一定的自鎖性能；
（4）總體的基本成本比較的高。
蝸桿結構部件傳動作業(yè)類型：圓柱形式的蝸桿結構部件傳動作業(yè)、環(huán)面形式的蝸桿結構部件傳動作業(yè)、錐形式的蝸桿結構部件傳動作業(yè)。
圓柱形式的蝸桿結構部件傳動作業(yè)的類型：普通圓柱形式的蝸桿結構部件傳動作業(yè)、圓弧圓柱形式的蝸桿結構部件傳動作業(yè)。
普通圓柱形式的蝸桿結構部件傳動作業(yè)分為阿基米德類型的蝸桿（ZA蝸桿）、法向直廓類型的蝸桿（ZN蝸桿）和漸開線類型的蝸桿（ZI蝸桿）。
3.3.2蝸桿結構部件傳動作業(yè)的失效形式
蝸桿結構類型傳動的失效的基本形式和齒輪結構部件是一樣，也會存在齒面位置的點蝕現(xiàn)象、膠合現(xiàn)象、磨損現(xiàn)象和齒根位置的折斷現(xiàn)象等。
蝸桿結構部件的主要的基本失效作業(yè)形式是剛度大小不足。
3.3.3蝸桿結構部件傳動作業(yè)的材質選定
蝸桿結構部件一般是用碳鋼基本材質或合金鋼基本材質予以制成，對于高速類型的重載蝸桿結構部件傳動作業(yè)，常用20C材質r、20 CrMnTi材質、12CrNi3A材質等，表面位置經(jīng)滲碳淬火作業(yè)處理的硬度大小達HRC56~62材質，淬火處理后需磨削加工處理；對中速中載六類線的蝸桿結構部件傳動，常用45材質、40Cr材質、35SiMn材質等，表面位置淬火作業(yè)處理至HRC45~55，再磨削加工處理；對一般基本用途的蝸桿結構部件傳動能夠用45號鋼調(diào)質作業(yè)處理，基本硬度大小為HRC220~250,；對低速類型的蝸桿形式的傳動作業(yè)，蝸桿結構部件能夠不經(jīng)熱處理，或運用鑄鐵材質。
蝸桿結構部件：選用45號鋼材質進行表面位置淬火處理，便面硬度HRC=45~50。
蝸輪結構部件：選用ZcuSn10Pbl材質
蝸輪結構部件許用的基本接觸應力載荷大小
蝸輪結構部件的許用的基本接觸應力載荷大小查得
應力的基本循環(huán)作業(yè)次數(shù)N,
；
接觸的強度的壽命大小系數(shù)
則蝸輪結構部件許用類型接觸應力載荷大小
蝸輪結構部件的許用類型彎曲應力載荷大小，
蝸輪結構部件的基本許用類型的彎曲應力載荷大小，查得
彎曲作業(yè)的強度的壽命系數(shù)大小
則蝸輪結構部件許用類型的彎曲應力載荷大小
3.3.4蝸桿傳動的結構
蝸桿結構部件的基本直徑比較的小，一般和軸結構部件做成一個有機的整體，稱為蝸桿軸。
圖3.2 蝸桿結構部件結構圖
蝸輪結構部件的總體的直徑比較的大，為節(jié)約貴重的有色類型的金屬材質，一般蝸輪結構部件做成裝配的基本模式，常見的蝸輪結構部件的基本形式有下面幾種：
（1）拼鑄結構類型：將青銅材質的齒圈結構鑄造在鑄鐵輪芯結構部件上面，然后進行切齒作業(yè)。
（2）壓配結構類型：這種結構由青銅材質的齒圈結構及鑄鐵材質輪芯結構予以所組成。
圖3.3 蝸輪結構部件結構圖
僅僅鑄鐵材質的蝸輪結構部件，鋁合金材質的蝸輪結構部件以及直徑小于100mm的青銅材質的蝸輪結構部件，才使用整體結構類型的 。
本文的基本開發(fā)我們使用的是壓配結構類型的裝配。
3.3.5蝸桿結構類型傳動作業(yè)的主要參數(shù)大小和幾何結構尺寸大小求解分析
（1）齒面位置的接觸作業(yè)疲勞強度大小設計求解分析
（3-1）
（3-2）
蝸桿結構部件頭數(shù)參數(shù)大小
蝸輪結構部件頭數(shù)參數(shù)大小
蝸輪結構部件轉矩參數(shù)大小
估取效率參數(shù)大小
蝸輪結構部件轉速參數(shù)大小
蝸輪結構部件轉矩參數(shù)大小
載荷系數(shù)參數(shù)大?。?
使用系數(shù)參數(shù)大小;
動載荷系數(shù)參數(shù)大?。汗廊?，取
載荷分布不均勻系數(shù)參數(shù)大小，載荷比較的平穩(wěn)，取
則，載荷系數(shù)參數(shù)大?。?
彈性系數(shù)參數(shù)大小
故
得：模數(shù)大小，，
蝸桿結構部件分度圓位置的直徑大?。?
，
蝸輪結構部件分度圓位置的直徑大?。?
蝸輪結構部件圓周位置的直徑大小：
（2）齒根位置的彎曲作業(yè)疲勞類型的強度大小校核求解分析
蝸輪結構部件齒根位置彎曲作業(yè)疲勞強度大小的校核和設計公式為：
(3-3)
蝸輪結構部件齒形結構的系數(shù)大小，得
故
故
彎曲作業(yè)的強度大小足夠。
（3）其他的基本主要尺寸
蝸桿結構部件頂圓位置的直徑大小：
蝸桿結構部件根圓位置的直徑大?。?
蝸桿結構部件螺紋部分長度大：
蝸桿結構部件喉圓位置的直徑大?。?
蝸輪結構部件根圓位置的直徑大?。?
蝸輪結構部件外圓位置的直徑大?。?
蝸輪結構部件寬度大?。?
名稱
蝸桿
蝸輪
中心距
a=1/2（d1+d2+2x2m）=1/2(600+120)=360
分度圓直徑
d1=qm=12×10=120mm
d2=mz=12×50=600mm
蝸桿軸面齒距
p=mπ=12×3.14=37.68mm
齒頂高
ha1=ha*m=12mm
ha2=(ha*+x2)m=12mm
齒根高
hf1=(ha*+c*)m=14.4mm
hf1=(ha*+c*-x2)m=14.4mm
齒頂圓直徑
da1=d1=2ha1=144mm
齒根圓直徑
df1=d1-2hf1=92.2mm
df2=d2-2hf2=571.2mm
蝸輪喉圓直徑
da2=d2+2ha2=624mm
蝸桿螺旋長度
b=(12+0.1z2)m+35=239mm
蝸輪輪緣寬度
B=0.65da1=0.65×144=93.6mm
表3.2 蝸輪蝸桿結構部件傳動作業(yè)的主要尺寸大小
3.4滑移形式的齒輪結構部件的設計求解分析（參考《機械設計》）
3.4.1齒輪形式的傳動作業(yè)類型
齒輪結構部件的傳動作業(yè)類型：
（1）圓柱形式的齒輪結構部件傳動
（2）錐形式的齒輪結構部件傳動
（3）雙曲面形式的齒輪結構部件傳動
（4）螺旋形式的齒輪結構部件傳動
（5）蝸桿形式的齒輪結構部件傳動
（6）圓弧形式的齒輪結構部件傳動
（7）擺線形式的齒輪結構部件傳動
（8）行星形式的齒輪結構部件傳動
3.4.2滑移形式的齒輪結構部件概述
滑移形式的齒輪結構部件是在軸結構部件上能夠移動作業(yè)的的，它所傳遞作業(yè)的扭距載荷是傳到軸結構部件上的，用滑鍵零件或花鍵零件予以連接，齒輪結構部件嚙合作業(yè)滿足變速。
滑移形式的齒輪結構部件在使用里面主要注意下面幾點：
（1）滑移形式的齒輪結構部件的內(nèi)孔結構通常都要鑲嵌銅套結構部件，并確保潤滑作業(yè)良好，以降低摩擦。
（2）關于滑移形式的齒輪結構部件的設計，與普通類型的齒輪結構部件的設計是相同的，只不過齒側位置的間隙要留大些。
（3）一定要綜合的考慮潤滑作業(yè)
3.4.3滑移形式的齒輪結構部件傳動設計求解分析及強度校核
小滑移形式的雙聯(lián)齒輪結構部件的轉速大小，大雙聯(lián)齒形式的輪轉速大小
高速類型的齒輪結構部件傳遞的功率大?。?，
（1）選擇齒輪結構部件的材質，確定許用類型的應力載荷大小
小齒輪結構部件選用40Cr調(diào)質鋼材質，
；
大齒輪結構部件選用45號鋼材質，進行正火作業(yè)處理，
。
許用類型的接觸應力載荷：
(3-4)
接觸作業(yè)的疲勞極限大小
接觸強度載荷壽命系數(shù)大小,應力的循環(huán)作業(yè)次數(shù)大小，
接觸作業(yè)的強度載荷大小最小安全的系數(shù)大小，
許用類型的彎曲作業(yè)應力載荷大?。?
(3-5)
彎曲作業(yè)的疲勞極限大小，雙向傳動乘0.7
彎曲作業(yè)的強度大小的壽命相關系數(shù)，
彎曲作業(yè)的強度的尺寸相關系數(shù)(設模數(shù)m小于5mm)，
彎曲作業(yè)的強度最小安全相關系數(shù)，
（2）齒面位置接觸作業(yè)疲勞強度大小設計求解分析
確定齒輪結構部件傳動作業(yè)精度等級
按估取圓周位置的速度大小
Ⅱ公差組8級
小輪結構部件分度圓位置的基本直徑大小，
(3-6)
齒寬的相關系數(shù)大小，查表6.9，按齒輪結構部件相對軸承結構部件為非對稱進行布置
小輪結構部件的齒數(shù)大小，在推薦作業(yè)的參數(shù)值大小20-40中選
大輪結構部件齒數(shù)大小
圓整取
齒數(shù)比大小，
傳動比參數(shù)誤差大小，
小輪結構部件轉矩大小
載荷相關系數(shù)大小
使用相關系數(shù)大小，
動載荷相關系數(shù)大?。和扑]作業(yè)的參數(shù)值1.05~1.4，取
齒間位置載荷分配相關系數(shù)大?。和扑]作業(yè)的參數(shù)值1.0~1.2，取
齒間位置載荷分布相關系數(shù)大小，推薦作業(yè)的參數(shù)值1.0~1.2，取
則，載荷相關系數(shù)大?。?
材質彈性相關系數(shù)大小，
節(jié)點區(qū)域相關系數(shù)大?。?，），
重合度相關系數(shù)大小，由推薦作業(yè)的參數(shù)值0.85~0.92，取
故
齒輪結構部件模數(shù)大小
圓整
小滑移齒輪結構部件分度圓位置的基本直徑大?。?
圓周位置速度大?。?
標準的中心距大小,
齒寬大小，
大輪結構部件齒寬大?。?
小輪結構部件齒寬大?。?
（3）齒根位置彎曲作業(yè)疲勞強度大小校核求解分析
(3-7)
齒形相關系數(shù)大小，
得小輪結構部件
大輪結構部件
應力載荷修正相關系數(shù)大小，
得小輪結構部件
大輪結構部件
重合度大小
(3-8)
重合度相關系數(shù)大小,
故
齒根位置的彎曲作業(yè)強度大小足夠。
（4）齒輪結構部件其他主要尺寸大小
大輪結構部件分度圓位置的基本直徑大?。?
根圓位置的基本直徑大?。?
頂圓位置的基本直徑大?。?
圖3.4 滑移齒輪
（5）當滾筒結構部件速度大小最大時齒輪結構部件的主要尺寸大小
滾筒結構部件的最大的基本轉速大小為
蝸桿結構部件的轉速大小為
蝸輪結構部件的轉速大小為
蝸輪蝸桿結構部件的傳動比大小
大小齒輪結構部件的傳動比大小
第Ⅳ軸結構部件轉速大小
此時滑移形式的齒輪結構部件的傳動比大小
故
滑移形式的齒輪結構部件的中心距大小
此時，
小滑移齒輪結構部件的分度圓位置的基本直徑大?。?
大滑移齒輪結構部件的分度圓位置的基本直徑大小：
小滑移齒輪結構部件的齒根圓位置的基本直徑大?。?
大滑移齒輪結構部件的齒根圓位置的基本直徑大?。?
小滑移齒輪結構部件的齒頂圓位置的基本直徑大?。?
大滑移齒輪結構部件的齒頂圓位置的基本直徑大?。?
3.5大小齒輪結構部件的設計求解分析（參考《機械設計》）
3.5.1齒輪傳動概述
小齒輪結構部件轉速大小，大齒輪結構部件轉速大小
高速齒輪結構部件傳遞作業(yè)的功率大?。海?
3.5.2齒輪材料選擇
常用的輪齒結構部件的基本材質有鍛鋼材質、鑄鋼材質、鑄鐵材質和非金屬材質。
3.5.3齒輪結構部件傳動設計及強度校核
（1）確定需用的應力載荷大小
許用類型的接觸應力載荷大小
接觸作業(yè)的疲勞極限大?。?
接觸作業(yè)的強度壽命相關系數(shù)大小,應力載荷循環(huán)作業(yè)的次數(shù)大小,
接觸作業(yè)的基本強度最小安全相關的系數(shù)大小，
則
許用類型的彎曲作業(yè)應力載荷：
彎曲作業(yè)的疲勞類型的極限大小，雙向傳動乘0.7
彎曲作業(yè)的強度的壽命相關系數(shù)大小，，
彎曲作業(yè)的強度的尺寸相關系數(shù)大小(設模數(shù)m小于5mm)，
彎曲作業(yè)的強度最小安全相關系數(shù)大小，
則
（2）齒面位置的接觸作業(yè)疲勞強度大小設計求解分析
確定齒輪結構部件傳動作業(yè)的精度等級
按估取圓周位置的速度大小
Ⅱ公差組8級
小輪結構部件分度圓位置的基本直徑大小，
齒寬位置的相關系數(shù)大小，按齒輪結構部件相對軸承結構部件為非對稱類型的布置
小輪結構部件齒數(shù)大小，選
大輪結構部件齒數(shù)大小
圓整取
齒數(shù)比大小，
傳動比參數(shù)誤差大小，
小輪結構部件轉矩大小
名義載荷大小
載荷相關系數(shù)大小
使用相關系數(shù)大小
動載荷相關系數(shù)大?。和扑]作業(yè)的參數(shù)值1.05~1.4，取
齒間位置載荷分配相關系數(shù)大?。和扑]作業(yè)的參數(shù)值1.0~1.2，取
齒間位置載荷分布相關系數(shù)大小，推薦作業(yè)的參數(shù)值1.0~1.2，取
則，載荷相關系數(shù)大?。?
材質彈性相關系數(shù)大小，
節(jié)點區(qū)域相關系數(shù)大小，（，），
重合度相關系數(shù)大小，由推薦作業(yè)的參數(shù)值0.85~0.92，取
故
齒輪結構部件模數(shù)大小
圓整
小滑移齒結構部件輪分度圓位置的基本直徑大?。?
圓周位置的速度大?。?
標準的基本中心距大小,
齒寬大小，
大輪結構部件齒寬大?。?
小輪結構部件齒寬大小：
（3）齒根位置的彎曲作業(yè)疲勞強度校核求解分析
(3-9)
(3-10)
齒形相關的系數(shù)大?。?
得小輪結構部件
大輪結構部件
應力修正相關的系數(shù)大?。?
得小輪結構部件
大輪結構部件
重合度大小
重合度相關的系數(shù)大小,
故
齒根位置的彎曲作業(yè)強度足夠。
齒輪其他主要尺寸
大輪結構部件分度圓位置的基本直徑大?。?
根圓位置的基本直徑大?。?
頂圓位置的基本直徑大?。?
3.6過橋形式的齒輪結構部件的設計求解分析
過橋齒輪在傳動體系里面只起傳遞轉矩大小和動力大小，不改變傳動比參數(shù)大小。
過橋形式的齒輪結構部件模數(shù)大?。?
過橋形式的齒輪結構部件齒數(shù)大?。?
過橋形式的齒輪結構部件分度圓位置的基本直徑大?。?
根圓位置的基本直徑大?。?
頂圓位置的基本直徑大小：
3.7減速裝置傳動軸結構部件的設計與校核
3.7.1 蝸桿軸結構部件的設計求解分析
（1）求解分析軸結構部件上的作用載荷大小
(3-11)
其中：,
,
蝸桿結構部件分度圓位置的基本直徑大小
蝸輪結構部件分度圓位置的基本直徑大小
在傳動作業(yè)的歷程里面，蝸桿結構部件齒面位置上所受的的載荷能夠分解為3個相互垂直的分載荷：圓周載荷、徑向載荷、軸向載荷。
蝸桿結構部件圓周載荷：
蝸桿結構部件軸向載荷:
蝸輪結構部件圓周載荷：
蝸輪結構部件軸向載荷:
徑向載荷：
（2）初步估算軸結構部件的直徑大小
蝸桿結構部件的材質為40Cr。
由式求解分析軸的最小的基本直徑大小，查表：取A=100
則
電動機結構部件的軸的直徑大小使。故取軸的最小的基本直徑大小為。
（3）確定軸承結構部件及齒輪結構部件作用載荷大小的位置
確定軸承結構部件支點的位置，查7014C軸承結構部件，起支點位置,因此軸結構部件的支承點位置到齒輪結構部件載荷作用點位置距離大小，，。
圖3.6 軸結構部件的結構布置圖
（4）繪制軸結構部件的彎矩載荷圖和扭矩載荷圖
①求軸承結構部件反力載荷
H水平面：求軸承結構部件反力載荷
由得：
求解得到：
由
求解得到：
V垂直面位置：求軸承結構部件反力載荷
由得：
求解得到
由：
求解得到
②求齒寬位置中點處彎矩大小
H水平面位置
V垂直面位置
合成作業(yè)的彎矩大小M：
扭矩
軸結構部件的彎矩載荷圖和扭矩載荷圖如下面能夠看到：
圖3.7 軸結構部件的求解分析簡圖
（5）按彎扭合成強度大小校核軸結構部件的強度
當量類型的彎矩載荷，取折合系數(shù)大小=0.6,則齒寬結構中點位置當量彎矩大小
軸結構部件的材質為45鋼,調(diào)質作業(yè)處理，硬度大小HBS217～255，查得抗拉作業(yè)的基本強度大小，屈服作業(yè)的基本強度大小，彎曲作業(yè)的疲勞極限大小，剪切作業(yè)的疲勞極限大小。軸結構部件的御用彎曲作業(yè)的應力載荷大小
軸結構部件的求解分析應力載荷大小為：
所以，該軸結構部件滿足作業(yè)的強度要求。
（6）確定危險位置的截面：
選取六軸左截面位置為危險截面
① 求解分析危險截面應力載荷大?。?
截面位置右側彎矩載荷：
截面位置上的扭矩載荷大?。?
抗彎截面位置的相關系數(shù)大?。?
抗扭截面位置的相關系數(shù)大?。?
截面位置上的彎曲作業(yè)的應力載荷大?。?
截面位置上的扭轉作業(yè)剪應力載荷大小：
彎曲的應力幅大?。?
彎曲作業(yè)平均應力載荷大小：0
扭轉剪應力載荷的應力幅與平均類型的應力載荷相等，即：
②確定影響的基本系數(shù)大?。?
軸結構部件的材質為40Cr，調(diào)質作業(yè)處理。彎曲作業(yè)疲勞類型的極限大小，剪切作業(yè)疲勞的極限大小。
截面結構圓角位置的有效應力載荷集中相關系數(shù)大小、
根據(jù) ，
尺寸相關的系數(shù)大小、，軸結構部件的截面位置得
，
表面位置的質量系數(shù)大小、 根據(jù)和表面位置加工制作為精車加工，得
材質的彎曲、扭轉的特性相關的系數(shù)大小 、
取：= 0.1
= 0.5，= 0.05
其中：
許用類型的安全相關的系數(shù)大小值為1.8，軸安全。
3.7.2 蝸輪軸結構部件的設計求解分析
（1）求解分析作用在滑移形式的齒輪結構部件上的作用力載荷
轉矩大小：
其中：,
軸結構部件上滑移形式的齒輪結構部件的分度圓位置的基本直徑大小
在傳動作業(yè)的歷程里面，滑移形式的齒輪結構部件齒面位置上所受的載荷能夠有效分解為3個相互垂直的分力載荷：圓周載荷、徑向載荷、軸向載荷。
圓周載荷：
軸向載荷:
徑向載荷：
求解分析作用在蝸輪結構部件上的作用載荷：
圓周載荷：
軸向載荷:
徑向載荷：
各載荷方向能夠看到
（2）初步估算軸結構部件的直徑大小
軸結構部件的材質為40Cr，調(diào)質作業(yè)處理。
由式求解分析軸結構部件的最小直徑大小，。
查表：取A=100
則
故取軸結構部件的最小的基本直徑大小為。
（3）軸結構部件的結構設計
①確定軸結構部件的結構方案
右軸承結構部件從軸結構部件的右端位置進行裝入，左邊位置靠擋油環(huán)零件予以定位，右邊位置靠軸承蓋結構部件。左軸承結構部件從軸結構部件的左端位置予以裝入，左邊位置靠軸承蓋零件予以定位，右邊位置靠擋油環(huán)零件予以定位。2軸結構部件上安裝作業(yè)滑移形式的齒輪結構部件，因為滑移形式的齒輪結構部件需要在軸零件上滑動以滿足變速作業(yè)，所以此軸結構部件長度大小需滿足滑移形式的齒輪結構部件的齒寬位置再加大滑移形式的齒輪結構部件的半個齒寬大小，所以軸段位置的長度大小取。此軸結構部件兩端位置都采用圓錐滾子結構類型軸承結構部件。
圖3.8 蝸輪軸結構部件的結構圖
（2）確定各軸段位置的基本直徑大小和長度大小
①段位置 結合，查暫選軸承結構部件的基本型號為32016，其寬度大小,基本額定時候的載荷大小，。軸承結構部件潤滑作業(yè)模式選擇脂潤滑。軸結構部件的長度大小大于等于軸承結構部件與擋油環(huán)零件的寬度大小，軸段位置的直徑大小。
②段位置 此軸段安裝作業(yè)滑移形式的齒輪結構部件，因為滑移形式的齒輪結構部件需要在軸結構部件上滑動作業(yè)以滿足變速，所以此軸長度大小需滿足滑移形式的齒輪結構部件的齒寬大小再加大滑移形式的齒輪結構部件的半個齒寬大小，那么軸段結構的長度大小取，取。
③段位置 此軸段位置沒有具體的要求,起一定的基本加強作用，取，。
④段位置 此軸上安裝作業(yè)蝸輪結構部件，取，。
⑤段位置 此軸位置為軸肩結構，固定軸段右邊位置的擋油環(huán)結構和軸承結構部件，，。
⑥段位置 該段軸位置結構的直徑大小。軸承結構部件的基本型號為32024，其寬度大小,基本額定時候的載荷大小，。軸承結構部件潤滑作業(yè)的方式選擇脂潤滑。軸結構部件的長度大小大于等于軸承結構部件與擋油環(huán)零件的寬度大小。
（3）確定軸承結構部件及齒輪結構部件作用載荷的位置
先確定軸承結構部件支點的基本位置，查32016軸承結構部件，起支點位置,查32024軸承結構部件，起支點位置。所以軸結構部件的支承點位置到齒輪結構部件載荷作用點位置距離大小，，。
（4）繪制軸結構部件的彎矩載荷圖和扭矩載荷圖
①求軸承結構部件反力載荷
H水平面位置：求軸承結構部件反力載荷
由得：
求解得到：
由
求解得到：
V垂直面位置：求軸承結構部件反力載荷
由得：
求解得到
由：
求解得到
②求齒寬位置中點處彎矩載荷大小
H水平面位置
V垂直面位置
合成作業(yè)彎矩載荷大小M
扭矩大小
軸結構部件的彎矩載荷圖和扭矩載荷圖如下面能夠看到：
圖3.9軸結構部件的求解分析簡圖
（5）按彎扭作業(yè)合成的強度大小校核軸結構部件的強度
當量類型的彎矩載荷，取折合相關的系數(shù)大小=0.6,則齒寬位置的中點位置當量彎矩大小，
軸結構部件的材質為40Cr,調(diào)質作業(yè)的處理，硬度大小HBS217～255，查得抗拉作業(yè)的基本強度大小，屈服作業(yè)的強度大小，彎曲作業(yè)的疲勞極限大小，剪切疲作業(yè)勞極限大小。軸結構部件的御用彎曲應力載荷大小
軸結構部件的求解分析應力為：
所以，該軸結構部件滿足基本的強度要求。
（6）確定危險截面位置：
結合載荷較大及截面位置較小的基本原則，選取六軸左截面位置為危險的截面
① 求解分析危險截面應力：
截面位置右側的彎矩大?。?
截面位置上的扭矩大?。?
抗彎截面位置相關的系數(shù)大?。?
抗扭截面位置相關的系數(shù)大小：
截面位置上的彎曲作業(yè)的應力載荷：
截面位置上的扭轉剪應力載荷大小：
彎曲作業(yè)應力幅大?。?
彎曲作業(yè)平均應力載荷大?。?
扭轉作業(yè)剪應力載荷大小的應力幅大小與平均應力載荷相等，即：
②確定影響相關系數(shù)大?。?
軸結構部件的材質為45Cr，調(diào)質作業(yè)處理。彎曲作業(yè)的疲勞極限大小，剪切作業(yè)的疲勞極限。
截面圓角位置的有效的應力載荷集中相關系數(shù)大小、
根據(jù) ，
，
尺寸相關系數(shù)大小、
，
表面位置的質量相關系數(shù)大小、 根據(jù)，得
材質的彎曲作業(yè)、扭轉作業(yè)的特性相關系數(shù)大小 、
?。? 0.1
= 0.5，= 0.05
其中：
查表得許用安全系數(shù)值為1.8，查得該軸安全
3.8軸承的選擇及強度校核
3.8.1蝸桿軸結構部件上軸承結構部件的選擇及強度校核
左軸承結構部件：軸承結構部件的型號為7318B，軸承結構部件基本參數(shù)大小為，,,；
基本額定時候的載荷大小為,;
極限的基本轉速大小為
右軸承結構部件：軸承結構部件的型號為7014C，軸承結構部件基本參數(shù)大小為，,,；
基本額定時候的載荷大小為,;
極限的基本轉速大小為
軸承結構部件受力載荷的分析如下圖能夠看到
圖3.11軸承結構部件受力載荷的分析圖
（1）求解分析軸結構部件上的作用載荷大小
其中：,
,
蝸桿結構部件分度圓位置的基本直徑大小
蝸輪結構部件分度圓位置的基本直徑大小
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。
蝸桿結構部件圓周載荷大?。?
蝸桿結構部件軸向載荷大小:
蝸輪結構部件圓周載荷大?。?
蝸輪結構部件軸向載荷大小:
徑向載荷大?。?
(2)求解分析軸承反載荷
①水平位置的支反載荷
由圖3.11（b）求軸承結構部件的反力載荷
由得：
求解得到：
由得;
求解得到：
②垂直支反載荷
由圖3.11（c）求軸承反載荷
由得：
求解得到：
由得;
求解得到：
③合成支反載荷
④求解分析軸承結構部件派生軸向載荷
軸承結構部件派生軸向載荷:
⑤求解分析軸承結構部件所受的軸向載荷
⑥求解分析軸承結構部件所受的當量類型的載荷
軸承結構部件作業(yè)時有中等類型的基本沖擊，載荷相關的系數(shù)大小
因
相對軸向的基本載荷大小
故
因
相對軸向的基本載荷大小
故
⑦求解分析軸承結構部件壽命大小
因,故應按求解分析。溫度相關的系數(shù)大小
所以應該使用半年更換一次軸承
第4章 卷筒結構部件齒輪設計
4.1總體設計
筒結構部件的表面位置車成螺旋形式的槽結構，槽底位置的半徑大小，d為纏繞作業(yè)的鋼絲繩結構的直徑大小；標準類型的繩槽結構的槽深大小，深槽結構的槽深大小為；卷筒結構部件螺旋形的螺距大小，標準類型的螺旋線的螺距大小，標準槽結構的，深槽的結構。
大齒輪結構部件和卷筒軸結構部件連接，采用軸承座結構部件予以支撐，里邊用調(diào)心球結構類型軸承結構部件。
設計簡圖如下圖能夠看到：
圖4.1卷筒齒輪結構部件配合結構圖
1-軸承座結構部件 2-調(diào)心球軸承結構部件 3-卷筒結構部件 4-繩槽結構部件 5-大齒輪結構部件 6-軸套結構部件 7-端蓋結構部件
4.2卷筒軸結構部件的設計及校核
（1）求解分析軸結構部件上的作用載荷大小
其中：,
軸上大齒輪結構部件的分度圓位置的基本直徑大小
圓周載荷大?。?
軸向載荷大小:
徑向載荷大?。?
（2）初步估算軸結構部件的直徑
軸結構部件的材質為40Cr。
由式求解分析軸結構部件的最小的直徑大小，查表：取A=100
則
故取軸結構部件的最小的直徑大小為。
（3）確定軸結構部件的結構方案
圖4.3 卷筒軸結構圖
（4）確定軸承結構部件及齒輪結構部件作用力載荷的位置
先選擇軸承結構部件
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