3149 煤礦絞車設(shè)計(jì)

3149 煤礦絞車設(shè)計(jì),煤礦,絞車,設(shè)計(jì) 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書摘 要調(diào)度絞車是礦山生產(chǎn)系統(tǒng)中最常用的機(jī)電設(shè)備，主要用于礦井下調(diào)度礦車及其它輔助牽引，亦可用于煤礦、冶金礦山、建筑工地等場(chǎng)合作拖運(yùn)、提升工作或其他輔助搬運(yùn)工作，但不得作載人使用。在設(shè)計(jì)過(guò)程中根據(jù)絞車牽引力選擇電動(dòng)的型號(hào)以及鋼絲繩的直徑，選擇后驗(yàn)證速度是否與設(shè)計(jì)要求速度一致，根據(jù)要求設(shè)計(jì)絞車是通過(guò)兩級(jí)行星輪系及所采用的浮動(dòng)機(jī)構(gòu)完成絞車的減速和傳動(dòng)，其兩級(jí)行星齒輪傳動(dòng)分別在滾筒的兩側(cè)，從而根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定行星減速器的結(jié)構(gòu)和各個(gè)傳動(dòng)部件的尺寸，根據(jù)滾筒的結(jié)構(gòu)形式選擇制動(dòng)裝置為帶式制動(dòng)，并對(duì)各個(gè)設(shè)計(jì)零部件進(jìn)行校核等等。絞車通過(guò)操縱工作閘和制動(dòng)閘來(lái)實(shí)現(xiàn)絞車卷筒的正轉(zhuǎn)和停轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)重物的牽引和停止兩種工作狀態(tài)。設(shè)計(jì)中絞車內(nèi)部各轉(zhuǎn)動(dòng)部分均采用滾動(dòng)軸承，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活。JD-0.5 型調(diào)度絞車采用行星齒輪傳動(dòng)，絞車具有結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好、效率高、安裝移動(dòng)方便、起動(dòng)平穩(wěn)、操作靈活、制動(dòng)可靠、噪音低以及隔爆性能、設(shè)計(jì)合理、操作方便，用途廣泛等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：調(diào)度絞車； 帶式制動(dòng)；行星輪系河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書IABSTRACTMine production Dispatching winch system is the most commonly used in electrical and mechanical equipment, mainly for underground coal mine and other mines in the dumping of less than 30 degrees angle of the roadway in the haulage mine car handling and other auxiliary work, can also be used for mining and tunneling Face loading station on the scheduling grouping tramcar. In the design process in accordance with electric winch traction choose the type and the diameter of wire rope, after the choice of whether or not verify the speed consistent with the design requirements of speed, according to winch was designed by two rounds of the planet and used by the body floating completion of the slowdown and drive winch , The two planetary gear transmission in the drum on both sides, in accordance with design requirements so as to determine the structure and planetary reducer in various parts of the drive size, according to choose the form of the structure of drum brakes for the belt brake, and various design Parts and components for checking and so on. Winch through the manipulation of gates and brake drum gates to achieve the winch is to turn and stop, thus realizing the weight of traction and the suspension of the two working condition. Winch in the design of the internal rotation of the rolling bearings are used, flexible operation. JD-0.5 to Dispatching winch used planetary gear transmission, the winch is compact, rigid and efficient, easy to install mobile, starting a smooth, flexible operation, the brake reliable, low noise and flameproof performance, design reasonable, easy to operate, such as extensive use Characteristics.Keywords：Scheduling winch; Belt braking; Round of the planet.河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書目錄緒論 ....................................................................................................................................11 調(diào)度絞車的總體設(shè)計(jì) ....................................................................................................31.1 設(shè)計(jì)參數(shù) ..............................................................................................................31.2 結(jié)構(gòu)特征與工作原理 ..........................................................................................31.3 選擇電動(dòng)機(jī) ..........................................................................................................51.3.1 電動(dòng)機(jī)輸出功率的計(jì)算 ...........................................................................51.3.2 確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào) ...................................................................................62 滾筒及其部件的設(shè)計(jì) ....................................................................................................72.1 鋼絲繩的選擇 ......................................................................................................72.2 滾筒的設(shè)計(jì)計(jì)算 ..................................................................................................82.2.1 滾筒直徑 ...................................................................................................82.2.2 滾筒寬度 ...................................................................................................82.2.3 滾筒的外徑 ...............................................................................................83 減速器設(shè)計(jì) ..................................................................................................................103.1 總傳動(dòng)比及傳動(dòng)比分配 ....................................................................................103.1.1 總傳動(dòng)比 .................................................................................................103.1.2 傳動(dòng)比分配 .............................................................................................103.2 高速級(jí)計(jì)算 ........................................................................................................123.2.1 配齒計(jì)算 .................................................................................................123.2.2 變位方式及變位系數(shù)的選擇 .................................................................133.2.初算傳動(dòng)的中心距和模數(shù) ........................................................................143.2.4 幾何尺寸計(jì)算 .........................................................................................163.2.5 驗(yàn)算傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度 .........................................................183.2.6 驗(yàn)算傳動(dòng)接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度 .............................................................233.3 低速級(jí)計(jì)算 ........................................................................................................243.3.1 配齒計(jì)算 .................................................................................................243.3.2 變位方式及變位系數(shù)的選擇 .................................................................253.3.3 初算太陽(yáng)輪行星輪傳動(dòng)的中心距和模數(shù) .............................................263.3.4 幾何尺寸計(jì)算 .........................................................................................283.3.5 驗(yàn)算接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度 .....................................................................303.3.6 驗(yàn)算大接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度 .................................................................353.4 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 ................................................................................373.4.1 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 .........................................................................................373.4.2 各軸功率計(jì)算 .........................................................................................37河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書i3.4.3 各軸扭矩計(jì)算 .........................................................................................383.4.4 各軸轉(zhuǎn)速 功率 扭矩列表 .....................................................................384 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ......................................................................................................394.1 計(jì)算作用在齒輪上的力 ....................................................................................394.2、初步估算軸的直徑 .........................................................................................394.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ....................................................................................................404.3.1 確定軸的結(jié)構(gòu)方案 .................................................................................404.3.2 確定各軸段直徑和長(zhǎng)度 .........................................................................404.3.3 確定軸承及齒輪作用力位置 .................................................................414.4 繪制軸的彎矩圖和扭矩圖 ................................................................................424.5 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 ....................................................................................................444.6 按彎矩合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度 ........................................................................445 滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算 ......................................................................................465.1 基本概念及術(shù)語(yǔ) ................................................................................................465.2 軸承類型選擇 ....................................................................................................475.3 按額定動(dòng)載荷選擇軸承 ....................................................................................486 鍵的選擇與強(qiáng)度驗(yàn)算 ..................................................................................................506.1 電機(jī)軸與中心輪聯(lián)接鍵的選擇與驗(yàn)算 ............................................................506.1.1 鍵的選擇 .................................................................................................506.1.2 鍵的驗(yàn)算 .................................................................................................516.2 主軸（滾筒軸）與行星架聯(lián)接鍵的選擇與驗(yàn)算 ............................................516.2.1 鍵的選擇 .................................................................................................516.2.2 鍵的驗(yàn)算 .................................................................................................516.3 主軸與太陽(yáng)輪聯(lián)接鍵的選擇與驗(yàn)算 ................................................................526.3.1 鍵的選擇 .................................................................................................526.3.2 鍵的驗(yàn)算 .................................................................................................526.4 行星架與滾筒聯(lián)接鍵的選擇與驗(yàn)算 ................................................................536.4.1 鍵的選擇 .................................................................................................536.4.2 鍵的驗(yàn)算 .................................................................................................537 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算 ......................................................................................................557.1 制動(dòng)器的作用與要求 ........................................................................................557.1.1 制動(dòng)器的作用 .........................................................................................557.1.2 制動(dòng)器的要求 .........................................................................................557.2 制動(dòng)器的類型比較與選擇 ................................................................................557.2.1 制動(dòng)器的類型 .........................................................................................557.2.2 制動(dòng)器的選擇 .........................................................................................56河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書ii7.3 外抱帶式制動(dòng)器結(jié)構(gòu) ........................................................................................567.4 外抱帶式制動(dòng)器的幾何參數(shù)計(jì)算 ....................................................................578 主要零件的技術(shù)要求 ..................................................................................................698.1 對(duì)齒輪的要求 ............................................................................................698.1.1 齒輪精度 .................................................................................................698.1.2 對(duì)行星輪制造方面的幾點(diǎn)要求 .............................................................698.1.3 齒輪材料和熱處理要求 .........................................................................70小 結(jié) ..............................................................................................................................71參考文獻(xiàn) ..........................................................................................................................72致 謝 ..............................................................................................................................73附錄：英文資料與中文翻譯..............................................................................................74河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書0緒論我國(guó)調(diào)度絞車的生產(chǎn)經(jīng)歷了仿制和自行設(shè)計(jì)兩個(gè)階段。50 年代測(cè)繪仿制了日本、蘇聯(lián)的各型絞車。1958 年后，蘇聯(lián) DJ14.5 型和日本內(nèi)齒輪相繼淘汰。1960 年對(duì)調(diào)度絞車進(jìn)行了方案整頓，型號(hào)用 DJ 表示，保留了 DJ4.5、DJ11.4 型兩種規(guī)格。從 1964 年開始自行設(shè)計(jì)了調(diào)度絞車，已投入批量生產(chǎn)。結(jié)構(gòu)為多行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，操作簡(jiǎn)單，搬運(yùn)方便，適于礦山井下使用。近幾年各廠加強(qiáng)了新產(chǎn)品的研制工作，對(duì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了很大的改進(jìn)和創(chuàng)新，在提高壽命、降低噪聲方面取得了一定的效果。調(diào)度絞車在國(guó)外使用也很普遍，生產(chǎn)廠家也很多。根據(jù)目前收集到的資料，蘇、法、美、英、波、捷、匈、羅、加拿大、丹麥、瑞典等國(guó)家都在制造絞車，有國(guó)家從三十年代就已生產(chǎn)。種類繁多，規(guī)格較多，拉力小到 100kg，大到 3600kg。動(dòng)力有電動(dòng)、液動(dòng)和風(fēng)動(dòng)。工作機(jī)構(gòu)有單筒、雙筒和摩擦式。傳統(tǒng)形式有皮帶傳動(dòng)、鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸輪傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、行星齒輪傳動(dòng)和擺線傳動(dòng)等。其中用行星齒輪傳動(dòng)的比較多?？v觀國(guó)內(nèi)外調(diào)度絞車的發(fā)展概況，其發(fā)展趨勢(shì)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1）向標(biāo)準(zhǔn)化、系列化方向發(fā)展；2）向體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊方向發(fā)展；3）向高效、節(jié)能方向發(fā)展；4）向壽命長(zhǎng)、低噪音方向發(fā)展；5）向一機(jī)多能，通用化方向發(fā)展；河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書16）向大功率方向發(fā)展；7）向外形簡(jiǎn)單、平滑、美觀大方方向發(fā)展。當(dāng)前我國(guó)調(diào)度絞車還存在一些不足之處。主要是壽命、噪音、可靠性等綜合性技術(shù)指標(biāo)與國(guó)外有差距。由于我國(guó)尚不具備測(cè)試手段，是壽命無(wú)法考核，噪聲也比較大，目前還不能達(dá)到環(huán)保衛(wèi)生部門的要求。在可靠性方面，目前尚無(wú)要求。這些反映了我國(guó)的產(chǎn)品質(zhì)量還存在一定差距。所以我國(guó)還需要加強(qiáng)對(duì)調(diào)度絞車這個(gè)學(xué)科的建設(shè)，努力完善各方面測(cè)試手段及性能要求。作為一名機(jī)械專業(yè)的本科畢業(yè)生，針對(duì)國(guó)內(nèi)外礦用調(diào)度絞車的發(fā)展現(xiàn)狀，本文選題礦用調(diào)度絞車設(shè)計(jì)。采用行星齒輪傳動(dòng)，絞車具有結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好、效率高、安裝移動(dòng)方便、起動(dòng)平穩(wěn)、操作靈活、制動(dòng)可靠、噪音低等特點(diǎn)。絞車的電氣設(shè)備具有防爆性能，可用于有煤塵及瓦斯的礦井。本文所做的基本工作：1）設(shè)計(jì)完成總體裝配圖設(shè)計(jì)；2）設(shè)計(jì)完成主減速器裝配圖設(shè)計(jì)；3）完成主要傳動(dòng)組件、零件的工作圖設(shè)計(jì)；4）編寫完成整體設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書。河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書21 調(diào)度絞車的總體設(shè)計(jì)1.1 設(shè)計(jì)參數(shù)最大牽引力：6KN；容繩量： 150m平均速度： .6/s~.2/1.2 結(jié)構(gòu)特征與工作原理絞車由下列主要部分組成。電動(dòng)機(jī)、滾筒、行星齒輪傳動(dòng)裝置、剎車裝置和機(jī)座。在結(jié)構(gòu)上采用兩級(jí)行星齒輪傳動(dòng)，分別布置在主軸的兩端，主軸貫穿滾筒，左端支承在左支架上，右端支承在右支架上，電動(dòng)機(jī)采用法蘭盤固定在左支架上。絞車的傳動(dòng)系統(tǒng)見附圖：河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書3Z1234Z56 Ⅰ ⅡⅢ Ⅳ ⅤⅥ Ⅶ圖 1-1 JD─0.5 型調(diào)度絞車傳動(dòng)系統(tǒng)圖1─左側(cè)行星輪架 2─主軸 3─右側(cè)行星輪架JD-0.5 型調(diào)度絞車采用兩級(jí)行星齒輪傳動(dòng)，分別安裝在滾筒的兩側(cè)， 、 、 為左側(cè)行星齒輪， 、 、 為右側(cè)行星齒輪。電1Z234Z56動(dòng)機(jī)軸上裝有電機(jī)齒輪（太陽(yáng)輪） ，它帶動(dòng)左側(cè)行星齒架 1 上的行星1齒輪 旋轉(zhuǎn)，由于電動(dòng)機(jī)齒輪 是固定旋轉(zhuǎn)的，所以，行星齒輪除作2自轉(zhuǎn)外，還要圍繞電動(dòng)機(jī)齒輪 公轉(zhuǎn)，因此，帶動(dòng)左側(cè)行星輪架 1 旋轉(zhuǎn)，1Z從而使固定在行星輪架上、通過(guò)滾筒中心的主軸 2 旋轉(zhuǎn)，裝在主軸上的齒輪（太陽(yáng)輪） 也旋轉(zhuǎn)，于是帶動(dòng)右側(cè)行星輪架 3 上的行星齒輪1Z轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)有如下三種情況：5Z1）如果將左側(cè)制動(dòng)閘剎住，右側(cè)工作閘松開，此時(shí)滾筒被剎住，河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書4行星輪架 3 與滾筒相連接，也不旋轉(zhuǎn)，行星齒輪 不作公轉(zhuǎn)只作5Z自轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)內(nèi)齒輪 空轉(zhuǎn)（此為停止?fàn)顟B(tài)） ；6Z2）如果將左側(cè)制動(dòng)閘松開，右側(cè)工作閘剎住，內(nèi)齒輪 停止不轉(zhuǎn)，6行星齒輪 除作自轉(zhuǎn)外，還要作公轉(zhuǎn)，帶動(dòng)行星輪架 3 轉(zhuǎn)動(dòng)，滾5Z筒與行星輪架相連接，也旋轉(zhuǎn)起來(lái)，即可進(jìn)行牽引（此為工作狀態(tài)）；3）如果兩側(cè)閘都松開，行星輪架 3 呈浮動(dòng)狀態(tài)，牽引繩可以帶動(dòng)滾筒反向松繩（此為下放狀態(tài)） 。1.3 選擇電動(dòng)機(jī)1.3.1 電動(dòng)機(jī)輸出功率的計(jì)算已知：最大拉力：F=6KN 最低繩速： min0.6/sV?則： （1.1） ??' kW1FP??根據(jù)傳動(dòng)方案圖 1-1 可得：總傳動(dòng)效率 1120.9.70.86???式中： 軸承的效率 為 ； 1?.行星輪傳動(dòng)效率 為 。297.0河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書51.3.2 確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)按公式(1.1)可計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的輸出功率：=4.2KW??p86.010??VF電動(dòng)機(jī)所需的額定功率 與電動(dòng)機(jī)輸出功率 之間有以下的關(guān)系：P'P(1.2)'KA?其中： ─用以考慮電動(dòng)機(jī)和工作機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)等外部因素引起的附AK加動(dòng)載荷而引入的系數(shù)，取 1A?由式(1.2)可計(jì)算出額定功率 ： P =4.2KW，圓整取4.21??P=5.5KW。同時(shí)，絞車井下使用，條件比較惡劣，要求電動(dòng)機(jī)必須具有防爆功能，查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ，得到電動(dòng)機(jī)的型號(hào)：YB2-132S-4。額定功率 P=5.5KW,實(shí)際轉(zhuǎn)速 ；140r/min?；.2額 定 轉(zhuǎn) 矩最 大 轉(zhuǎn) 矩；3.?額 定 轉(zhuǎn) 矩堵 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 矩；7.0堵 轉(zhuǎn) 電 流額 定 電 流其外形尺寸： 515×365×470；??4635m???長(zhǎng) 寬 高電機(jī)中心高度 ： ；H=12河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書6電動(dòng)機(jī)軸直徑 長(zhǎng)度：28×80（mm） 。?河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書72 滾筒及其部件的設(shè)計(jì)2.1 鋼絲繩的選擇選擇鋼絲繩時(shí)，應(yīng)根據(jù)使用條件和鋼絲繩的特點(diǎn)來(lái)考慮。我國(guó)提升鋼絲繩多用同向捻繩，至于是左捻還是右捻，我國(guó)的選擇原則是：繩的捻向與繩在卷筒上的纏繞螺旋線方向一致。我國(guó)單繩纏繞式提升機(jī)多為右螺旋纏繞，故應(yīng)選右捻繩，目的是防止鋼絲繩松捻；多繩摩擦提升為了克服繩的旋轉(zhuǎn)性給容器導(dǎo)向裝置造成磨損，一般選左、右捻各一半。由于調(diào)度絞車是用以調(diào)度車輛的一種絞車，常用于井下采區(qū)、煤倉(cāng)用裝車站調(diào)度室、牽引礦車，濕度較大，酸堿度很高，為了增加鋼絲繩的搞腐蝕能力，延長(zhǎng)它的使用壽命。因此選擇鍍鋅鋼絲繩。因?yàn)殄冧\以后，對(duì)于防腐蝕及防銹有很好的效果。鋼絲繩的安全系數(shù)取 ，則鋼絲繩所能承受的拉力 需滿足以下的5?KF要求： 其中：5F??拉 KN6F拉則： 30?查《礦井運(yùn)輸提升》表 2-2（2）選擇：繩 股 196???61?繩纖維芯，鋼絲繩表面鍍絡(luò)。其主要參數(shù)如下：鋼絲繩直徑： 9.3m?鋼絲直徑： 0.6河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書8鋼絲總斷面面積： 23.m參考重力： 04.5N/鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度：1550Mpa鋼絲破斷拉力總和 ：?S490?2.2 滾筒的設(shè)計(jì)計(jì)算2.2.1 滾筒直徑??16~20Dd??式中， ─鋼絲繩直徑，d9.3m?則： ????.48取 180?2.2.2 滾筒寬度滾筒的寬度直接影響到最終產(chǎn)品的寬度，因此它的寬度不能太寬。滾筒的寬度太窄的話，就會(huì)顯得不協(xié)調(diào)。最好是在畫圖的過(guò)程中把它定下來(lái)，這樣有利于整體的配合。讓人看起來(lái)協(xié)調(diào)、美觀、大方。根據(jù)總裝圖，我們定下來(lái)的滾筒寬度為 。240mB?2.2.3 滾筒的外徑滾筒的容繩量，我們?cè)O(shè)定為 ，據(jù)以上設(shè)計(jì)可知，每一層纏150河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書9繞的圈數(shù) ： n??240/9.35?圈每一圈所纏繞的長(zhǎng)度 ：lRl??2/1804.?56m?∴ 鋼絲繩的纏繞層數(shù)為 ???5.層則:滾筒的外徑 ：1Dd???521式中， ─為鋼絲繩直徑， 9.3md?∴ 180.6取外徑 ，可算出最大速度 。36D?1v轉(zhuǎn)速 vn??1804.36.??67rmin?由于 ，Dv?10?即 7.63246?可得 ，同已知的最高速度一樣，所以符合條件。1.m/sv?河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書103 減速器設(shè)計(jì)3.1 總傳動(dòng)比及傳動(dòng)比分配3.1.1 總傳動(dòng)比(3.1)'ni?式中， 為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 為滾筒轉(zhuǎn)速'據(jù)滾筒及其部件設(shè)計(jì)，滾筒直徑 180mD?則 '601vnD???60.3.4??57.32r/in所以，總傳動(dòng)比 ''//.in在傳遞動(dòng)力時(shí),行星輪數(shù)目越多越容易發(fā)揮行星齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn),但是行星數(shù)目的增加會(huì)使其載荷均衡困難,而且由于鄰接條件限制又會(huì)減小傳動(dòng)比的范圍.因而在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)時(shí),通常采用 3 個(gè)或 4 個(gè),特別是 3 個(gè)行星輪。取行星輪的數(shù)目為 3。因?yàn)樾行禽啍?shù)目 ，傳動(dòng)范圍只有 ，故選用兩wn?7.1~2?BAXi級(jí)行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。3.1.2 傳動(dòng)比分配多級(jí)行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比分配原則是各級(jí)傳動(dòng)之間等強(qiáng)度，并希望獲得最小的外廓尺寸，在兩級(jí) NGW 型行星齒輪傳動(dòng)中，用角標(biāo) 表示?高速級(jí)參數(shù)， 表示低速級(jí)參數(shù)。設(shè)高速級(jí)和低速級(jí)外嚙合齒輪材料，?河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書11齒面硬度相同，則 ；取行星輪數(shù)目 ；對(duì)于兩級(jí) NGWlimliH????3wn?型行星齒輪傳動(dòng)，可使低速級(jí)內(nèi)齒輪分度圓直徑 與高速級(jí)內(nèi)齒輪分bd?度圓直徑 之比接近于 ，之比值用 表示，通常令 ，并取bd?1B1~.2B；取載荷不均勻系數(shù) ；取齒寬系數(shù) 。1.2B?CK???2.d??兩級(jí) NGW 型行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比分配可利用圖 17.2-4《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 ，圖中 和 分別為高速級(jí)及總的傳動(dòng)比， 可按下式計(jì)算i? E3EAB?22limwdCVHNWHnKZ????????式中 ——行星輪數(shù)目； ——齒寬系數(shù)；wd——載荷不均勻系數(shù)見表 17.2-16；查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》CK——接觸強(qiáng)度的齒向載荷分布系數(shù)； ——?jiǎng)虞d系數(shù)；H? VK——接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)； ——工作硬化系數(shù)；NZWZ——計(jì)算齒輪的接觸疲勞極限，取值查第 16 篇第 2 章。查limH?《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》、 、 的比值，可用類比法進(jìn)行試湊，或取三項(xiàng)比值的乘VKH?2NZ積 等于 。取 2VN?????????1.8~021.9VHNKZ????如全部齒輪硬度 ，可取 。35BS?2W?河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書12∴ 22limwdCVHNWHnKZA?????????1.9??2.8由公式 可計(jì)算出 E 值：3EB再使用圖 17.2-4《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》,即可查出 NGW 型兩級(jí)行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比分配，圖中 和 分別為高速級(jí)及總的傳動(dòng)比，如果最后i?標(biāo)得的 值大于 ，則取 。E66E?332.81.94AB?由圖 17.2-4，查得 5i?那么低速級(jí)傳動(dòng)比 。.64.31i??3.2 高速級(jí)計(jì)算3.2.1 配齒計(jì)算確定齒數(shù)應(yīng)滿足的條件：行星齒輪傳動(dòng)各齒輪齒數(shù)的選擇，除去應(yīng)滿足漸開線圓柱齒輪齒數(shù)的選擇，還須滿足其傳動(dòng)比條件、同心條件、裝配條件和鄰接條件。通常電動(dòng)滾筒中取行星輪數(shù)目 ，過(guò)多會(huì)使其載荷均衡困難，3wn?過(guò)少又發(fā)揮不了行星齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，由于 距可能達(dá)到的傳5.1BAXi動(dòng)比極限值較遠(yuǎn)，所以可不檢驗(yàn)鄰接條件。各輪齒數(shù)按公式 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書13BAXwizcn?進(jìn)行配齒計(jì)算，計(jì)算中根據(jù) 并適當(dāng)調(diào)整，使 等于整數(shù)，再求出BAXic， 應(yīng)盡可能取質(zhì)數(shù)，并使 整數(shù)。Az wzn?則 5.134BAXAwizn??20A?208BAc???1CBzz???1??31?這些符合 取質(zhì)數(shù)， / 整數(shù)， / 整數(shù)，且 及AAwn?Bzwn?CBz/無(wú)公約數(shù)， 整數(shù)的 NGW 型配齒要求。CAz//c3.2.2 變位方式及變位系數(shù)的選擇在漸開線行星齒輪傳動(dòng)中，合理采用變位齒輪可以獲得如下效果：獲得準(zhǔn)確的傳動(dòng)化、改善嚙合質(zhì)量和提高承載能力，在保證所需傳動(dòng)比前提下得到合理的中心距、在保證裝配及同心等條件下使齒數(shù)的選擇具有較大的靈活性。常用行星齒輪傳動(dòng)的變位方法及變位系數(shù)可按表 13-5-13 及 13-5-4、圖 13-5-5 和圖 13-5-6 確定。參考《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》此行星齒輪傳動(dòng)采用的變位方式為高變位；表 13-5-13《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》詳細(xì)說(shuō)明了高變位的系數(shù)的選擇的情況:河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書14（1） 太陽(yáng)輪負(fù)變位，行星輪和內(nèi)齒輪正變位。即： 4BAXi?Cx??和 按圖 13-5-4 及圖 13-5-5 確定。選《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》A（2） 太陽(yáng)輪正變位，行星輪和內(nèi)齒輪負(fù)變位。即：4BXi?ACxx??和 按圖 13-5-4 及圖 13-5-5 確定。選《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》由于 ，故 查得 ，5.14BAXi?ACBxx??0.3A?0.3CBx??3.2.初算傳動(dòng)的中心距和模數(shù)輸入轉(zhuǎn)距 ??mN2.3140.95P0nT1 ????因傳動(dòng)中有一個(gè)或兩個(gè)基本構(gòu)件浮動(dòng)動(dòng)作為均載機(jī)構(gòu)，且齒輪精度低于 6 級(jí)，所以取載荷不均勻系數(shù) 。15.CFHcK在一對(duì) A-C 傳動(dòng)中，小齒輪（太陽(yáng)輪）傳遞的扭矩 ??23.T158.9NmAcwKn?????全面硬齒面的外嚙合，在對(duì)稱，中等沖擊載荷時(shí)：精度采用 8-7-7 GB/T100951-2001。使用的綜合系數(shù) 2.0~8K考慮電動(dòng)滾筒加工和使用的實(shí)際條件，取 。齒數(shù)比4.?31.520CAzu?河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書15太陽(yáng)輪和行星輪的材料用 40Cr 鋼表面的影響系數(shù)。調(diào)質(zhì)處理后HBS240 285，取 。~2lim10N/H??齒寬系數(shù) （GB10098—88）線偏斜可以忽略因齒面硬度/ab?HB>350，則取 。0.3按接觸強(qiáng)度初算中心距 公式：a(3.2)??32lim481AaHKTauu????由公式(3.2)可計(jì)算出中心距（內(nèi)嚙合用“－”號(hào)）:??32.489481.501.5a??????41.8m?求模數(shù) m24.8.6301ACz???1）計(jì)算 A-C 傳動(dòng)的實(shí)際中心距和嚙合角 取模數(shù) （漸'ACa3m??開線齒輪標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)（GB1357-87） ） ，則實(shí)際中心距()2ACACmaz????3(201)?????76.5?因?yàn)橹饼X輪高變位，則' .03ACACaY???''coscos??76.5cs2?o?所以嚙合角 '20ACa河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書162）計(jì)算 C-B 傳動(dòng)的中心距和嚙合角 'CBa實(shí)際中心距：()2CBBCmaz??????3821?????76.5m?因?yàn)橹行木嘧儎?dòng)系數(shù) ，所以嚙合角' .03CBaY??。'o20CBa?3.2.4 幾何尺寸計(jì)算按高變位齒輪傳動(dòng)的幾何計(jì)算 A、C、B 三輪的集合尺寸。1）分度圓直徑3206mAdz????319mCdz????84B?2）齒頂高 ??*aAAhx??????10.3?.9?CCm??.?2.1m*aBaBhx? ??式中 ；????22*7.517.510.3.568aBz????。0.6..4maBh???3）齒根高 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書17??*fAaAhcxm? ??????10.253????2.85m?fCC? ?.4.6*fBaBhcx? ???10.2532.854）齒高 AafA?????3.986.7m?CfCh???2.145.BafB???3..86.25）齒頂圓直徑 2aAaAdh?????0.9?7.m?CC???32.1.2aBaBdh????46.39.66）齒根圓直徑 fAfA????02.85?4.m?2fCfCdh????93.63.7fBfB????42.851.7）齒寬：查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 13-1-79,即：齒寬系數(shù) 的推薦范圍表。d?查表得： ，取0.4~9d??0.8d??太陽(yáng)輪齒寬 ： ；Ab.64mA??河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書18行星輪齒寬 ： 取 ；Cb??5~10438mA???42Cb?內(nèi)齒輪齒寬 ： 。B42m3.2.5 驗(yàn)算傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度1）動(dòng)載系數(shù) 和速度系數(shù)VKVZ動(dòng)載系數(shù) 和速度系數(shù) 按齒輪相對(duì)于行星架 的圓周速度X，查圖 13-1-18(或按表 13-1-90 和表 13-1-84 計(jì)??ms601XAXdnv????算)和圖 13-1-28(或按表 13-1-107 計(jì)算)求出。查看《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 。和 所用的圓周速度用相對(duì)于行星架的圓周速度：VKZ??601AXXdnv????106Adni????????????1045.6??????????3.5ms動(dòng)載系數(shù) VK是用來(lái)考慮齒輪副在嚙合過(guò)程中，因基節(jié)誤差、齒形誤差而引V起的內(nèi)部附加動(dòng)載荷對(duì)輪齒受載的影響。對(duì)于圓柱齒輪傳動(dòng)，可取 取 1.061.05~4VK?速度系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得VZ.96VZ河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書192）齒向載荷分布系數(shù) 、HK?F如果 NGW 型和 NW 型行星齒輪傳動(dòng)的內(nèi)齒輪寬度與行星輪分度圓直徑的比值小于或等于 時(shí)，可取 。11FHK??另外在 NGW 型和 NW 型行星齒輪傳動(dòng)的內(nèi)齒輪寬度與行星輪分度圓直徑的比值小于或等于 1 時(shí)，可取 。FH?3）求齒間載荷分配系數(shù) 及HK?先求端面重合度 ：??????12tanttant2ACzz??????? ?? ?式中 1cosaraAd?? 60.937rs8?.4??2rcsCaad???.rc972?6?則 ????10tn3.74t031tant0???? ????? ??????2.68..48.6??1.58因?yàn)槭侵饼X齒輪，總重合度 ????0.645.1.5802HFK????節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ： 式中 Z)(3.' ??H 0????2'4.80.71HY??河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書20CAxYz??0.312??∴ 24.87.8()HZ??.53彈性系數(shù) ：E1Z???206(1.3)?2189.Nm?接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù) ：?43Z????1.580.9?接觸強(qiáng)度計(jì)算的螺旋角系數(shù) ：?Z10cos??接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù) ：V.96因?yàn)楫?dāng)量循環(huán)次數(shù) ，則 。7105??eN1NZ最小安全系數(shù) ：取 =1minHSinH潤(rùn)滑劑系數(shù) ，考慮用 N46 機(jī)械油作為潤(rùn)滑冷卻劑，取 =0.93。LZ LZ粗糙度系數(shù) ：取 。 齒面工作硬化系數(shù) ：取 =1。R1.0?W接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù) ： =1XZ4）A-C 傳動(dòng)接觸強(qiáng)度驗(yàn)算計(jì)算接觸應(yīng)力 ：H?H 1?¤?¤tAVHEFuKZdb??????河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書21201.5?¤.0681.253189.013ATda???????28.9....86075??26Nm?許用接觸應(yīng)力 ：HP ?lim nNLVRWXZS?其強(qiáng)度條件： HP??則 min Hlim ?¤HNLVRWXSZ???2 2lim261910N0.931H?????計(jì)算結(jié)果，A-C 接觸強(qiáng)度通過(guò)。用 40Cr 鋼（40MnB 鋼）調(diào)質(zhì)后表面淬火，安全可靠。5）A-C 傳動(dòng)彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算齒根應(yīng)力為：(3.3)2F ()tAVFaSnKYNmbm??????式中， ——齒形系數(shù)，考慮當(dāng)載荷作用于齒項(xiàng)時(shí)齒形對(duì)彎曲應(yīng)力的aY影響，與齒數(shù)、變位系數(shù)有關(guān)，與模數(shù)無(wú)關(guān)。標(biāo)準(zhǔn)齒輪齒形系數(shù)可查表 10-5《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本。——應(yīng)力修正系數(shù)，考慮齒根過(guò)渡曲線處的應(yīng)力集中及其他SaY河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書22應(yīng)力對(duì)齒根應(yīng)力的影響，與齒數(shù)、變位系數(shù)有關(guān)，與模數(shù)無(wú)關(guān)。標(biāo)準(zhǔn)齒輪應(yīng)力修正系數(shù)可查表 10-5《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本。——重合度系數(shù)，是將載荷作用于齒頂時(shí)的齒根彎曲應(yīng)力折算Y?為載荷作用在單齒對(duì)嚙合區(qū)上界點(diǎn)時(shí)齒根彎曲應(yīng)力的系數(shù)， 0.257????相嚙合的大、小齒輪，由于其齒數(shù)不同，兩輪的 和 不相等，F(xiàn)aYS故它們的彎曲應(yīng)力一般是不相等的，而且，當(dāng)大、小齒輪的材料及熱處理不同時(shí)，其許用應(yīng)力也不相等，所以進(jìn)行輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度校核時(shí)，大、小齒輪應(yīng)分別計(jì)算。由表 10-5 查得：小輪： 大輪：2.8FaAY?2.51FaCY?小輪： 大輪：1.5S .6S重合度系數(shù) 0.27?????0.271.58?0.2式中， ——螺旋角系數(shù)；因?yàn)槭侵饼X輪，所以取 =1?Y ?Y由公式(3.3)計(jì)算：F tAVFaSnKYbm??????201.068.281.607251.3ATd?????.9...6075?河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)（論文）說(shuō)明書23??215.4Nm?考慮到行星輪輪齒受力可能出現(xiàn)不均勻性，齒根最大應(yīng)力 ??2max1.54.23.16N/mF???由強(qiáng)度條件 aP?即 limaxnFSTPFY??則 (3.4)axiliFST?式中， ——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的最小安全系數(shù)，由于斷齒破壞比點(diǎn)蝕minF破壞具有更嚴(yán)重的后果，所以通常設(shè)計(jì)時(shí)，彎曲強(qiáng)度的安全系數(shù)應(yīng)大于接觸強(qiáng)度的安全系數(shù)， ，取min1.4~3FS?min1.4FS?公式(3.4)算出齒根最大應(yīng)力： ??2axi26.N/mSTY??由《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本查?。?0Cr 調(diào)質(zhì)、表面淬火 。2li350/F??A-C 傳動(dòng)改用材質(zhì)后，彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算也通過(guò)。 （參考圖 6-3 查?。?.2.6 驗(yàn)算傳動(dòng)接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度1）根據(jù) A-C 傳動(dòng)的 來(lái)確定 C-B 傳動(dòng)的接觸應(yīng)力 ，因?yàn)?C-BH?HCB?傳動(dòng)為內(nèi)嚙合， ，所以 82.64531BCzu?河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科