畢業(yè)設(shè)計(jì)--單繩纏繞式礦井提升機(jī)的設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言4</b></p><p><b>　　1、緒論5</b></p><p>　　1.1 礦井提升機(jī)的任務(wù)及其地位5</p><p>　　1.2 礦井提升機(jī)的發(fā)展歷程6</p>

2、<p>　　1.2.1 纏繞式提升機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r6</p><p>　　1.2.2 各個(gè)系列提升機(jī)的主要特點(diǎn)6</p><p>　　1.3 礦井提升機(jī)的類型和工作原理8</p><p>　　1.3.1 礦井提升機(jī)的類型及其組成部分的特點(diǎn)8</p><p>　　1.3.2 礦井提升機(jī)的工作原理10</p>&l

3、t;p>　　2提升機(jī)的選型和計(jì)算18</p><p>　　2.1.1 罐籠選擇18</p><p>　　2.1.2 鋼絲繩設(shè)計(jì)及選擇18</p><p>　　2.1.3提升機(jī)的選用19</p><p>　　2.2 提升機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算20</p><p>　　2.2.1 選擇加減速度20</p&g

4、t;<p>　　2.2.2 速度各參數(shù)的計(jì)算20</p><p>　　2.3 提升動(dòng)力學(xué)計(jì)算21</p><p>　　2.3.1 預(yù)選電動(dòng)機(jī)21</p><p>　　2.3.2 提升系統(tǒng)的變位質(zhì)量21</p><p>　　2.3.3 力圖的計(jì)算22</p><p>　　3 提升機(jī)減速器的設(shè)計(jì)2

5、5</p><p>　　3.1 減速器的作用25</p><p>　　3.2 減速器的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀25</p><p>　　3.3 減速器的總體設(shè)計(jì)26</p><p>　　3.3.1 擬定傳動(dòng)方案26</p><p>　　3.3.2 電機(jī)選型27</p><p>　　3.3.3傳動(dòng)裝

6、置的總傳動(dòng)比及其分配27</p><p>　　3.3.4 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)28</p><p>　　3.4 齒輪設(shè)計(jì)29</p><p>　　3.4.1 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)29</p><p>　　3.4.2 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)37</p><p>　　3.5 軸的設(shè)計(jì)44</p><

7、;p>　　3.5.1減速器高速軸1的設(shè)計(jì)44</p><p>　　3.5.2 中間軸2的設(shè)計(jì)49</p><p>　　3.5.3 低速級(jí)軸3的設(shè)計(jì)51</p><p>　　4提升機(jī)制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)54</p><p>　　4.1 礦井提升機(jī)制動(dòng)裝置的功用及類型54</p><p>　　4.1.1 制動(dòng)

8、裝置的功用54</p><p>　　4.1.2 制動(dòng)裝置的類型54</p><p>　　4.1.3 制動(dòng)系統(tǒng)的要求55</p><p>　　4.2 制動(dòng)裝置的有關(guān)規(guī)定和要求55</p><p>　　4.3 制動(dòng)器的主要類型56</p><p>　　4.3.1 塊閘制動(dòng)器56</p><p

9、>　　4.3.2 綜合式制動(dòng)器59</p><p>　　4.3.3 盤式制動(dòng)器60</p><p>　　4.4 液壓盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)和工作原理61</p><p>　　4.4.1 液壓盤式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)61</p><p>　　4.4.2 液壓盤式制動(dòng)器的工作原理62</p><p>　　4.5盤式制動(dòng)器

10、的設(shè)計(jì)計(jì)算63</p><p>　　4.5.1 盤式制動(dòng)器工作時(shí)所需制動(dòng)力63</p><p>　　4.5.2 每副閘應(yīng)有的制動(dòng)力矩66</p><p>　　4.6 盤式制動(dòng)器的調(diào)整和維護(hù)66</p><p>　　4.6.1 閘瓦間隙的調(diào)整66</p><p>　　4.6.2 蝶形彈簧的檢查67</p

11、><p>　　4.7 提升機(jī)液壓工作站的設(shè)計(jì)67</p><p>　　4.7.1 液壓站的功用67</p><p>　　4.7.2 對(duì)交流拖動(dòng)提升機(jī)液壓站的工作要求68</p><p>　　4.7.3 液壓站的組成部分68</p><p>　　4.7.4 液壓站類型及其結(jié)構(gòu)原理69</p><

12、p>　　4.7.5 制動(dòng)力的調(diào)節(jié)72</p><p>　　4.7.6 液壓站的維護(hù)及注意事項(xiàng)76</p><p><b>　　總 結(jié)78</b></p><p><b>　　致 謝79</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)80</b></p

13、><p><b>　　附錄81</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　我國(guó)是個(gè)能源大國(guó)，也是礦山機(jī)電設(shè)備制造和使用大國(guó)。從20世紀(jì)50年代仿造第一臺(tái)礦井提升機(jī)以來(lái)，至今已設(shè)計(jì)制造、使用了近600多臺(tái)。隨著社會(huì)需求和現(xiàn)代技術(shù)的高速發(fā)展，礦山工業(yè)企業(yè)亟待生產(chǎn)設(shè)備及設(shè)施的機(jī)械化、電氣化、現(xiàn)代化。而

14、礦山工業(yè)的提升機(jī)是咽喉設(shè)備，產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，老產(chǎn)品運(yùn)行年深日久，原本落后的結(jié)構(gòu)問(wèn)題暴露突出，故障增多，嚴(yán)重影響礦山的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，抑制了礦山工業(yè)的高速發(fā)展，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)了不良的影響。</p><p>　　隨著國(guó)內(nèi)礦井生產(chǎn)量的日新月異的提高，對(duì)提高提升機(jī)的安全性、可靠性、生產(chǎn)效率以及整機(jī)自動(dòng)化運(yùn)行水平， 降低操作者及維護(hù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、處理設(shè)備事故的速度與對(duì)策等，成了迫切要求。</p><p&

15、gt;　　本次設(shè)計(jì)是關(guān)于2JK-2.0/20單繩纏繞式礦井提升機(jī)的設(shè)計(jì)，在本次設(shè)計(jì)中將大學(xué)四年所學(xué)習(xí)的材料力學(xué)，理論力學(xué)，機(jī)械制造，機(jī)械設(shè)計(jì)，機(jī)械制圖等知識(shí)進(jìn)行了一次綜合的運(yùn)用。本次設(shè)計(jì)不僅是對(duì)大學(xué)所學(xué)知識(shí)的總結(jié)和鞏固而且為以后進(jìn)入社會(huì)參見(jiàn)工作積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，本次設(shè)計(jì)是個(gè)難得的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。</p><p>　　在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)上網(wǎng)查資料，圖書館借書，我逐步認(rèn)識(shí)了礦井提升機(jī)的工作原理和基本構(gòu)造，為我能夠圓滿完

16、成設(shè)計(jì)任務(wù)奠定了良好的基礎(chǔ)。另外我要特別感謝這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師，劉建慧老師不僅給我提供了礦井提升機(jī)的相關(guān)資料而且給了我不少有用的建議，給我?guī)?lái)莫大的幫助。由于本人理論水平有限，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)較少，本次設(shè)計(jì)就難免有錯(cuò)誤和考慮不足之處，敬請(qǐng)各位老師以及閱讀者提出寶貴的意見(jiàn)和建議。</p><p><b>　　1、緒論</b></p><p>　　1.1 礦井提升機(jī)的任務(wù)及其

17、地位</p><p>　　煤炭是我國(guó)的主要能源，又是重要的化工原料。煤炭被譽(yù)為黑色金子，工業(yè)的食糧，它是十八世紀(jì)以來(lái)人類世界使用的的主要能源之一。雖然它的重要位置已被石油所代替，但在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，由于石油的日漸枯竭，必然走向衰敗，而煤炭因?yàn)閮?chǔ)量巨大，加之科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，煤炭氣化等新技術(shù)日趨成熟，并得到廣泛應(yīng)用，煤炭必將成為人類生活中的無(wú)法代替的能源之一。我國(guó)既是煤炭生產(chǎn)大國(guó)又是消費(fèi)大國(guó)，而根據(jù)我國(guó)的

18、國(guó)情，在我國(guó)一次性能源結(jié)構(gòu)中，煤炭所占的比重一直是70％以上，在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，煤炭仍然是我國(guó)的主要能源，故煤炭對(duì)我國(guó)的重要性不言而喻。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷改革開(kāi)放，煤炭工業(yè)必將高速持續(xù)地向前發(fā)展。</p><p>　　礦井提升是煤炭生產(chǎn)過(guò)程中必不可少的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)。從井下采煤工作面采出的煤炭，只有通過(guò)礦井提升設(shè)備運(yùn)到地面，才能加以利用?？梢哉f(shuō)，礦井提升是礦井生產(chǎn)的“咽喉”，其設(shè)備在工作中一旦發(fā)生故障，將直接影

19、響生產(chǎn)，甚至造成人身傷亡。此外，礦井提升系統(tǒng)的耗電量很大，一般占礦井生產(chǎn)總耗電量的50％-70％。因此，合理選擇維護(hù)使用這些設(shè)備，使之安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效地運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)保證礦井安全高效的生產(chǎn)，對(duì)提高煤炭企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益．都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。由于礦井提升設(shè)備是在并下巷道內(nèi)和井簡(jiǎn)內(nèi)工作，空間受到限制，故要求它們結(jié)構(gòu)緊湊，外部尺寸盡量??；又因工作地經(jīng)常變化，因而要求其中的許多設(shè)備應(yīng)便于移置；因?yàn)榫掠型咚?、煤塵、淋水、潮濕等特殊工作條件，還要求設(shè)備

20、應(yīng)防爆、耐腐蝕等。此外，礦井提升設(shè)備是一大型的綜合機(jī)械—電氣設(shè)備，其成本和耗電量比較高，所以，在新礦井的設(shè)計(jì)和老礦井的改建設(shè)計(jì)中，確定合理的提升系統(tǒng)時(shí)，必須經(jīng)過(guò)多方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，結(jié)合礦井的具體條件，在保證提升設(shè)備在選型和運(yùn)轉(zhuǎn)兩個(gè)方面都合理的前提下，要求提升設(shè)備具有良好的經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　1.2 礦井提升機(jī)的發(fā)展歷程</p><p>　　1.2.1 纏繞式提升機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r&l

21、t;/p><p>　　纏繞式提升機(jī)的發(fā)展是為適應(yīng)我國(guó)礦山建設(shè)的需要，國(guó)產(chǎn)提升機(jī)大致可分為仿蘇、改進(jìn)及自行設(shè)計(jì)等三個(gè)階段。1953~1958年期間生產(chǎn)仿蘇產(chǎn)品BM系列提升機(jī)；KJ系列提升機(jī)是1958~1966年期間生產(chǎn)的仿蘇改進(jìn)產(chǎn)品；JKA系列是在KJ型基礎(chǔ)上的改進(jìn)產(chǎn)品；XKT系列提升機(jī)是1971年7月開(kāi)始生產(chǎn)的自行設(shè)計(jì)產(chǎn)品，后又改為XKT-B系列，是已成批生產(chǎn)的新型礦井提升機(jī)。時(shí)至今日，中信公司生產(chǎn)的產(chǎn)品最齊全，JK

22、/E，JKM，JTP，2JTP，JT等等。</p><p>　　1.2.2 各個(gè)系列提升機(jī)的主要特點(diǎn)</p><p>　　A. KJ型礦井提升機(jī)</p><p>　　1.)主軸裝置采用鑄鐵法蘭盤；</p><p>　　2.)調(diào)繩裝置為手動(dòng)蝸輪蝸桿式；</p><p>　　3.)制動(dòng)器為角移式；</p>&

23、lt;p>　　4.)液壓傳動(dòng)裝置為手動(dòng)杠桿控制的三通閥和電磁鐵控制的四通閥；</p><p>　　5.)深度指示器為機(jī)械牌坊式；</p><p>　　6.)減速器為漸開(kāi)線人字齒輪減速器。</p><p>　　B.JK（A）型礦井提升機(jī)</p><p>　　1.)調(diào)繩裝置為電動(dòng)蝸輪蝸桿式；</p><p>　　2.

24、)制動(dòng)器為綜合式，改善了閘瓦的磨損情況；</p><p>　　3.)液壓傳動(dòng)裝置為手動(dòng)控制的低壓電液調(diào)節(jié)閥和電磁鐵控制的安全三通閥，操縱省力，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和半自動(dòng)化控制；</p><p>　　4.)減速器采用圓弧人字形齒輪減速器；提高了承載能力并減輕了重量。</p><p>　　C. XKT型礦井提升機(jī)</p><p>　　1)滾筒為焊接結(jié)

25、構(gòu)，重量輕；</p><p>　　2.)采用液壓齒輪式快速調(diào)繩裝置，調(diào)繩省力省時(shí)；</p><p>　　3.)采用圓盤制動(dòng)系統(tǒng)（包括圓盤式制動(dòng)器和液壓站兩部分），此種系列具有以下的優(yōu)點(diǎn)：</p><p><b>　?。?）安全性較高；</b></p><p>　　（2）制動(dòng)力矩可調(diào)性好；</p><p

26、>　　（3）慣性小、動(dòng)作快、靈敏性強(qiáng)；</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)緊湊、外形尺寸小、重量輕；</p><p><b>　　（5）通用性好；</b></p><p>　?。?）安裝、使用及維護(hù)比較簡(jiǎn)單；</p><p>　　4.)采用圓弧齒輪減速器，提高了承載能力，減輕了重量；</p><p&

27、gt;　　5.)采用了圓盤深度指示器。</p><p>　　XKT系列礦井提升機(jī)與KJ和JK（A）系列比較，有以下的優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　1）提升能力平均提高25%，重量平均減輕25%，</p><p>　　2）采用了一些新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)，如：盤式制動(dòng)器、液壓站、快速調(diào)繩裝置、微拖動(dòng)裝置等</p><p><b>　　3）通用化

28、程度高。</b></p><p>　　D. GKT系列礦井提升機(jī)</p><p>　　采用JSZ-2×500型雙力線中心驅(qū)動(dòng)減速器，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音小。并采用雙列向心滾動(dòng)軸承，傳動(dòng)效率高，在實(shí)際工作中廠家建議傳動(dòng)效率取0.85~0.9；</p><p>　　滾筒為整體焊接結(jié)構(gòu)（2m提升機(jī)可根據(jù)用戶要求，供應(yīng)分割的焊接滾筒和制動(dòng)盤），采用

29、滾動(dòng)軸承支座。雙滾筒提升機(jī)的主軸裝置，具有液壓操縱的、在結(jié)構(gòu)上作了改進(jìn)的齒輪離合器，調(diào)繩操作時(shí)間僅司機(jī)一人即可完成，節(jié)省了時(shí)間和人力；</p><p>　　配有自整角機(jī)傳動(dòng)的圓盤深度指示器（2m提升機(jī)若用戶要求時(shí)，可以改供給牌坊式深度指示器）；</p><p>　　制動(dòng)器為綜合式的液壓開(kāi)啟的盤式制動(dòng)器；</p><p>　　采用集中控制的操縱臺(tái)。</p>

30、<p>　　1.3 礦井提升機(jī)的類型和工作原理</p><p>　　1.3.1 礦井提升機(jī)的類型及其組成部分的特點(diǎn)</p><p>　　提升機(jī)是礦井提升設(shè)備的主要組成部分，目前我國(guó)生產(chǎn)及使用的礦井提升機(jī)，按其滾筒的構(gòu)造特點(diǎn)可分為三大類，即單繩纏繞式、多繩摩擦式及內(nèi)裝式提升機(jī)。</p><p>　　單繩纏繞式提升機(jī)在我國(guó)礦井提升中占有很大的比重，目前在豎

31、井、斜井、淺井、中小型礦井大量使用。其工作原理是把鋼絲繩的一線固定纏繞在提升機(jī)的滾筒上，另一端繞過(guò)井架上的天輪懸掛提升容器，利用滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)方向的不同，將鋼絲繩纏上或放松，完成提升或下放重物的任務(wù)。多繩摩擦式提升機(jī)其特點(diǎn)是靠鋼絲繩與摩擦輪之間的摩擦力傳動(dòng)，這種提升機(jī)由于具有安全可靠、體積小、質(zhì)量小，適用于深井提升等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)礦井提升中也已得到較廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　內(nèi)裝式提升機(jī)是世界上近年來(lái)研制成功的一

32、種全新的新型提升機(jī)，從提升機(jī)的工作原理來(lái)看，它亦屬于摩擦提升范疇，但它實(shí)現(xiàn)了“內(nèi)裝”。所謂內(nèi)裝，就是格拖動(dòng)電機(jī)直接裝在摩擦輪內(nèi)部，使電機(jī)轉(zhuǎn)子與摩擦輪成為一體。內(nèi)裝式提升機(jī)摩擦輪的外觀與一般的摩擦式提升機(jī)毫無(wú)區(qū)別，但它卻把由電動(dòng)機(jī)、減速器和摩擦輪組成的常規(guī)式，發(fā)展成為省去減速器，而使摩擦輪相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，主軸相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)定子的高度，結(jié)構(gòu)新穎的提升機(jī)。同時(shí)為了使內(nèi)部電動(dòng)機(jī)冷卻，主軸可以做成空心軸作為冷卻風(fēng)道，這樣減少了設(shè)備結(jié)構(gòu)重量又減少

33、了提升系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。世界上第1臺(tái)內(nèi)裝式提升機(jī)于1988年在德國(guó)豪斯阿登礦投入運(yùn)行，我國(guó)的開(kāi)灤礦業(yè)集團(tuán)東歡坨煤礦也于1992年從德國(guó)引進(jìn)了1臺(tái)內(nèi)裝式提升機(jī)，迄今設(shè)備運(yùn)行良好。</p><p>　　內(nèi)裝式提升機(jī)是提升機(jī)的機(jī)械與電氣高度一體的完美結(jié)合，由于它體積?。亓枯p、基礎(chǔ)設(shè)施簡(jiǎn)單、設(shè)備造價(jià)低、運(yùn)行費(fèi)用低，與傳統(tǒng)的提升機(jī)相比，其各項(xiàng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都顯示出了很高的優(yōu)越性，引起了國(guó)際提升界極大的關(guān)注。內(nèi)裝式提升機(jī)的問(wèn)

34、世，是提升機(jī)領(lǐng)域里的一個(gè)新的里程碑，它不但對(duì)提升機(jī)制造業(yè)產(chǎn)生巨大影響，還對(duì)礦井提升機(jī)的使用、維修也將引起變革，迫使人們用全新的概念去評(píng)價(jià)提升機(jī)性能的優(yōu)劣。內(nèi)裝式提升機(jī)的研制，在我國(guó)尚屬空白，應(yīng)給予足夠重視，以促進(jìn)國(guó)內(nèi)提升機(jī)的發(fā)展，趕超世界先進(jìn)水平。</p><p>　　1.3.2 礦井提升機(jī)的工作原理</p><p>　　按工作原理的不同，礦井提升機(jī)可分為兩類，如圖1-1所示。</p

35、><p>　　圖1-1 礦井提升機(jī)按工作原理的分類</p><p>　　單繩纏繞式提升機(jī)的工作原地如圖1-2所示，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是用一根較粗的鋼絲線在卷筒上纏上和纏下來(lái)實(shí)現(xiàn)容器的提升和下放運(yùn)動(dòng)。提升機(jī)安裝在地面提升機(jī)房里，鋼絲繩一端固定在卷筒上，另一端繞過(guò)天輪后懸掛提升容器。圖1-2所承為單繩纏繞式單卷筒提升機(jī)，卷筒上固定兩根鋼絲繩，并應(yīng)使每根鋼絲繩在卷簡(jiǎn)上的纏繞方向相反。這樣，當(dāng)電動(dòng)機(jī)經(jīng)過(guò)減速

36、器帶動(dòng)卷簡(jiǎn)旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩根鋼絲繩便經(jīng)過(guò)天輪在卷筒上纏上和纏下，從而使提升容器在井筒里上下運(yùn)動(dòng)。不難看出，單繩纏繞式提升機(jī)的一個(gè)根本特點(diǎn)和缺點(diǎn)是鋼絲繩在卷筒上不斷的纏上和纏下，這就要求卷簡(jiǎn)必須具備一定的纏繞表面積，以便能容納下根據(jù)井深或提升高度所確定的鋼絲繩懸垂長(zhǎng)度。單純纏繞式提升機(jī)的規(guī)格性能、應(yīng)用范圍及機(jī)械結(jié)構(gòu)等，都是由這一特點(diǎn)來(lái)確定的。</p><p>　　單繩纏繞式雙卷筒提升機(jī)具有兩個(gè)卷簡(jiǎn)，每個(gè)卷筒上固定一根鋼絲

37、繩，并應(yīng)使鋼絲繩在兩卷筒上的纏繞方向相反，其工作原理和特點(diǎn)與單卷筒提升機(jī)完全相同。多繩摩擦式提升機(jī)的工作原理與單純纏繞式提升機(jī)不同，鋼絲繩不是固定和纏繞在主導(dǎo)輪上，而是搭放在主導(dǎo)輪的摩擦襯墊上，如圖1-3所示，提升容器懸掛在鋼絲繩的兩端，在容器的底部還懸掛有平衡尾繩。提升機(jī)工作時(shí)，拉緊的鋼絲繩必須以一定的正壓力緊壓在摩擦襯墊上。當(dāng)主導(dǎo)輪由電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器帶動(dòng)向某一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在鋼絲繩和摩擦襯墊之間使發(fā)生根大的摩擦力，使鋼絲繩在這種摩擦

38、力的作用下，跟隨主導(dǎo)輪一起運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)容器的提升和下放。不難看出，多繩摩擦式提升機(jī)的一個(gè)根本特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)是鋼絲繩不在主導(dǎo)輪上纏繞，而是搭放在主導(dǎo)輪的摩擦襯墊上，靠摩擦力進(jìn)行工作。同樣，多繩摩擦式提升機(jī)的規(guī)格性能、應(yīng)用范圍和機(jī)械結(jié)構(gòu)等，都是由這—特點(diǎn)來(lái)確定的。多繩摩擦式提升機(jī)特別適應(yīng)于深井和大產(chǎn)量的提升工作。多繩摩擦式提升機(jī)與單繩纏繞式提升機(jī)比較，在規(guī)格性能、應(yīng)用范圍、機(jī)械結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)效果等方面都優(yōu)越得多，就深井和大產(chǎn)量來(lái)說(shuō)，是豎井提升的發(fā)

39、展方向。但是，根據(jù)我國(guó)目前淺井多、斜并多的特點(diǎn)，單繩纏繞式提升</p><p>　　圖1-2 單繩纏繞式提升機(jī)工作 圖1-3多繩摩擦式提升機(jī)</p><p>　　原理示意圖 工作原理圖</p><p>　　1—卷筒；2—鋼絲繩；3—天輪； 1—主導(dǎo)輪；2—導(dǎo)向輪；3—鋼絲繩；

40、 </p><p>　　4—容器；5—平衡尾繩 4—容器；5—平衡尾繩 </p><p>　　此外，還有一種新的提升機(jī)類型：布雷爾式提升機(jī)。</p><p>　　1957年南非工程師Robert Blair發(fā)明了多繩纏繞式提升機(jī)（我國(guó)稱為布雷爾式提升機(jī)）。他是基于深井提升的實(shí)踐，總結(jié)了單繩纏繞式和多繩摩擦式提升機(jī)存在的問(wèn)題而產(chǎn)生的。眾所周

41、知，單繩纏繞式提升機(jī)在井深超過(guò)1500m時(shí)，其主、尾繩和摩擦襯墊的壽命都幾乎下降，而且還會(huì)出現(xiàn)主繩震動(dòng)和尾繩難以管理等問(wèn)題。為了保證鋼絲繩的使用壽命，規(guī)定鋼絲繩的任意斷面處的應(yīng)力不應(yīng)過(guò)大（一般不應(yīng)大于),而摩擦提升機(jī)采用尾繩，在容器與鋼絲連接處的鋼絲繩斷面上，靜力隨容器位置的不同而改變的幅度很大，約為。如果以應(yīng)力波動(dòng)值不大于計(jì)算，則提升高度的極限約為1700m。布雷爾提升機(jī)不用尾繩，克服了這些弱點(diǎn)。又無(wú)防滑問(wèn)題。出現(xiàn)的問(wèn)題是體積大功耗大

42、。</p><p>　　布雷爾提升機(jī)實(shí)際上是在較寬的卷筒上安裝一個(gè)中間擋板，把一個(gè)卷筒分隔成兩段，每段纏繞一根鋼絲繩，每個(gè)卷筒上的兩根鋼絲繩，繞過(guò)天輪以后共同連接到一個(gè)提升容器上，可見(jiàn)提升原理與單繩纏繞式無(wú)異，只是用兩根鋼絲繩代替一根鋼絲繩，因此繩徑和卷筒直徑相對(duì)減小了。</p><p>　　布雷爾提升機(jī)有三種不同的布置方式。如圖1所示，其中（a）為前后排列齒輪傳動(dòng)方式；（b）為直線布置式

43、；（c）為電機(jī)直聯(lián)分別拖動(dòng)式。布雷爾提升機(jī)在結(jié)構(gòu)上有如下特點(diǎn)：</p><p>　　1）卷筒上的兩個(gè)纏繞間隔，必須設(shè)計(jì)成纏繞相同圈數(shù)和相同層數(shù)的鋼絲繩，以保證兩根繩中拉力平衡。</p><p>　　2）應(yīng)進(jìn)肯呢個(gè)纏繞多層以減少卷筒的寬度，實(shí)際證明，纏四層甚至是五層是無(wú)困難的，為了減少多層纏繞帶來(lái)的繩弦震動(dòng)和鋼絲繩排列不齊的擠壓喝磨損，一般多采用平行繩槽（Le Bus繩槽），并很好地設(shè)計(jì)間層

44、過(guò)渡楔。</p><p>　　3）以為兩根鋼絲繩連在一個(gè)提升容器上，就存在如多繩摩擦提升的鋼絲繩拉力平衡問(wèn)題，布雷爾提升機(jī)使用兩種平衡方法。一種是平衡輪法，如圖2所示，兩根鋼絲繩以相反方向在平衡輪上纏繞數(shù)圈并固定在平衡輪上，拉力不平衡時(shí)，平衡輪可以轉(zhuǎn)動(dòng)。另一種方法是利用天倫來(lái)平衡鋼絲繩拉力，天輪裝在聯(lián)通的液壓缸上，借天倫的升降來(lái)平衡鋼絲繩拉力。</p><p>　　4）保證整齊的多層纏繞對(duì)

45、布雷爾提升機(jī)是十分重要的，為了見(jiàn)識(shí)纏繩情況，設(shè)有纏繩檢測(cè)裝置，如圖3所示。在卷筒的每個(gè)纏繩間隔的整個(gè)寬度上，設(shè)有弧形板A，它距所纏繞的一層鋼絲繩有繩徑的間隙，弧形板由線圈2來(lái)控制。可隨層數(shù)的不同而移動(dòng)（圖上為纏繞四層），另有閉鎖線圈3，纏繩過(guò)程中，它使插銷總是定位于軸上的凹槽中（凹槽與纏繞層數(shù)相對(duì)應(yīng)）。一層纏滿時(shí)，線圈3通電拔起閉鎖插銷，同時(shí)線圈B通電使軸4移動(dòng)，帶動(dòng)弧形板1后移或者前移，弧形板移到新的位置后，線圈2的3斷電閉鎖。如果在

46、莫一層沒(méi)有一根繩提前纏到下層上，稀釋由于軸4被閉鎖，弧形板不能移動(dòng)，便在繩的壓力下繞軸6轉(zhuǎn)動(dòng)，使串與安全回路中的接點(diǎn)5打開(kāi)，提升機(jī)以正常減速度停車。此外也可以用液壓控制檢測(cè)纏繩。</p><p>　　5）對(duì)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)必須特別重視，特備是直聯(lián)電機(jī)分別拖動(dòng)時(shí)，由于不平衡靜力矩大，每個(gè)卷筒要設(shè)兩個(gè)制動(dòng)輪（盤）。</p><p>　　（a）前后排列齒輪傳動(dòng)布置</p><p&

47、gt;<b>　?。╞）直線式布置</b></p><p>　?。╟）電器聯(lián)系直聯(lián)電機(jī)拖動(dòng)式布置</p><p><b>　　鋼絲繩拉力平衡輪</b></p><p>　　根據(jù)對(duì)單繩纏繞式、多繩摩擦式的布雷爾式提升機(jī)進(jìn)行一次提升量的井深，以及對(duì)功率和初期投資的比較結(jié)果，可以得出結(jié)論，每種提升機(jī)都一個(gè)臨界提升高度?？紤]繩中應(yīng)

48、力波動(dòng)值不過(guò)大，多繩摩擦式提升機(jī)這個(gè)臨界高度約為1400m，布雷爾提升機(jī)約為2000m。小于臨界高度，布雷爾提升的一次提升量不變，而多繩摩擦提升則可大大增加。如果一次提升量相同，多繩摩擦提升機(jī)的均方根功率高，明顯優(yōu)于布雷爾提升機(jī)，這是由于布雷爾提升機(jī)的不平衡力矩大的緣故。影響初期投資的因素很多，但無(wú)疑多繩摩擦提升機(jī)要便宜的多，但是在那些不得不使用布雷爾提升機(jī)的礦井，這個(gè)問(wèn)題就要退居次要了，以為如果由于提升機(jī)的緣故，不得不改變礦井設(shè)計(jì)，或

49、者采用分段提升，那么費(fèi)用就會(huì)超過(guò)布雷爾提升機(jī)的初期投資。由上述理由可見(jiàn)，1400m以內(nèi)的深井，使用多繩摩擦提升機(jī)合理；超過(guò)1400m的井深，兩者都可以使用，但布雷爾提升機(jī)較合理些；深井超過(guò)1700m以上時(shí)，采用布雷爾提升機(jī)最為合理.</p><p>　　2提升機(jī)的選型和計(jì)算</p><p>　　煤礦主井主要為了煤炭的運(yùn)輸提升，而副井只作為下放材料，設(shè)備，以及排矸（立井還作為人員上下的通道）

50、，副井一般采用罐籠提升。本次設(shè)計(jì)的就是副井所使用的提升機(jī)。</p><p>　　2.1.1 罐籠選擇</p><p>　　根據(jù)礦車類型按表選擇單層罐籠（YJGS-1.8-1)其技術(shù)規(guī)格為：</p><p>　　裝載礦車一輛，最大載重2.2噸、自重2噸、乘人數(shù)10人、斷面尺寸1800X1150</p><p><b>　　礦石一次提升

51、重量：</b></p><p><b>　　廢石一次提升重量：</b></p><p><b>　　一次提升礦車總重：</b></p><p>　　2.1.2 鋼絲繩設(shè)計(jì)及選擇</p><p>　　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)單繩纏繞式提升機(jī)多為右螺旋纏繞，故應(yīng)

52、選右捻繩，目的是防止鋼絲繩松捻。</p><p>　　1） 最大懸垂長(zhǎng)度：</p><p><b>　　2）鋼絲繩的選擇</b></p><p>　　考慮井不太深，根據(jù)貨源情況，選用6x19右捻鍍鋅鋼絲繩。</p><p>　　m------------------安全系數(shù)，罐籠類取7.5</p><

53、p>　　按表選擇6x19鋼絲繩，其技術(shù)規(guī)格如下：</p><p>　　繩徑 d=24.5mm 每米繩重p=1.98kg/m</p><p><b>　　鋼絲破斷力總和N</b></p><p><b>　　鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度</b></p><p>　　2.1.3提升機(jī)的選用</p>

54、;<p>　　1卷筒直徑D=1000mm</p><p>　　2卷筒寬度B=1000mm</p><p>　　3鋼絲繩的最大靜張力</p><p>　　4鋼絲繩的最大靜張力差</p><p><b>　　5合理的提升速度</b></p><p>　　按照《礦井運(yùn)輸提升》附表12選擇2

55、JK-2/20型提升機(jī)，其技術(shù)規(guī)格如下：卷筒直徑D=1000mm 寬度= B=1000mm 鋼絲繩最大靜張力 最大靜張力差：.配套的二級(jí)減速器比 i=11.5機(jī)器旋轉(zhuǎn)部分變位重量 （不包括天輪和電動(dòng)機(jī)）</p><p>　　2.2 提升機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算</p><p>　　2.2.1 選擇加減速度</p><p>　　根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，升降人員時(shí)加、減速度

56、應(yīng)不大于0.75米/秒 選取加速度 減速度</p><p>　　2.2.2 速度各參數(shù)的計(jì)算</p><p>　　2.3 提升動(dòng)力學(xué)計(jì)算</p><p>　　2.3.1 預(yù)選電動(dòng)機(jī)</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)的近似容量</b></p><p>　　選擇JRQ-147-8型電動(dòng)機(jī) 其技術(shù)規(guī)格

57、N=200千瓦 額定轉(zhuǎn)速735轉(zhuǎn)/分</p><p>　　額定電壓=6000伏 轉(zhuǎn)子飛輪力矩125kg.</p><p>　　2.3.2 提升系統(tǒng)的變位質(zhì)量 </p><p>　　礦石重量： Q=1400kg</p><p>　　罐籠重量：=2000kg</p><p>　　礦車重量： q=500kg</p>

58、;<p><b>　　鋼絲繩重量：</b></p><p>　　機(jī)器旋轉(zhuǎn)部位變位質(zhì)量</p><p>　　(6)天輪的變位質(zhì)量：</p><p>　　電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子變位質(zhì)量：</p><p><b>　　總變位質(zhì)量：</b></p><p>　　2.3.3 力圖的計(jì)

59、算</p><p>　　a.在加速階段 動(dòng)力方程式</p><p>　　提升開(kāi)始時(shí)，t=0,拖動(dòng)力為</p><p>　　=1.2X1400+1.98X350+2736X0.7</p><p><b>　　=4288.2kg</b></p><p>　　加速階段階段終了時(shí)， 拖動(dòng)力</p&

60、gt;<p>　　b.在等速階段，動(dòng)力方程為</p><p>　　(1)在等速開(kāi)始時(shí)，t=0 拖動(dòng)力方程為</p><p>　　等速終了時(shí)， 拖動(dòng)力為</p><p>　　C.減速階段 </p><p><b>　　拖動(dòng)力方程式為：</b></p><p>　　減速階段開(kāi)始

61、時(shí)，t=0, 拖動(dòng)力為：</p><p>　　減速終了時(shí) t= ,拖動(dòng)力為：</p><p>　　3 提升機(jī)減速器的設(shè)計(jì) </p><p>　　3.1 減速器的作用

62、 </p><p>　　1）降速同時(shí)提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機(jī)輸出乘減速比，但要注意不能超出減速器額定扭矩。   2） 降速同時(shí)降低了負(fù)載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。</p><p>　　3.2 減速器的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 </p><p>

63、　　1）國(guó)外減速器現(xiàn)狀：齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著，是一種不可缺少的機(jī)械傳動(dòng)裝置。當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。國(guó)外的減速器，以德國(guó)、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，減速器工作可靠性好，使用壽命長(zhǎng)。但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問(wèn)題，也未解決好。最近報(bào)導(dǎo)，日本住友重工研制的FA型高精度減速器，美國(guó)Alan-Newton公司研制的X-Y式減速器，在

64、傳動(dòng)原理和結(jié)構(gòu)上與本項(xiàng)目類似或相近，都為目前先進(jìn)的齒輪減速器。當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展。因此，除了不斷改進(jìn)材料品質(zhì)、提高工藝水平外，還在傳動(dòng)原理和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上深入探討和創(chuàng)新，平動(dòng)齒輪傳動(dòng)原理的出現(xiàn)就是一例。減速器與電動(dòng)機(jī)的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開(kāi)拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號(hào)的產(chǎn)品。</p><p>　　2）國(guó)內(nèi)減速器現(xiàn)狀：國(guó)內(nèi)的減速器多以齒輪傳動(dòng)、蝸

65、桿傳動(dòng)為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)，特別是大型的減速器問(wèn)題更突出，使用壽命不長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)使用的大型減速器（500kw以上），多從國(guó)外（如丹麥、德國(guó)等）進(jìn)口，花去不少的外匯。60年代開(kāi)始生產(chǎn)的少齒差傳動(dòng)、擺線針輪傳動(dòng)、諧波傳動(dòng)等減速器具有傳動(dòng)比大，體積小、機(jī)械效率高等優(yōu)點(diǎn)?。但受其傳動(dòng)的理論的限制，不能傳遞過(guò)大的功率，功率一般都要小于40kw。由于在傳動(dòng)的理論上、工

66、藝水平和材料品質(zhì)方面沒(méi)有突破，因此，沒(méi)能從根本上解決傳遞功率大、傳動(dòng)比大、體積小、重量輕、機(jī)械效率高等這些基本要求。90年代初期，國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的三環(huán)（齒輪）減速器，是一種外平動(dòng)齒輪傳動(dòng)的減速器，它可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，傳遞載荷的能力也大。它的體積和重量都比定軸齒輪減速器輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率亦高。由于該減速器的三軸平行結(jié)構(gòu)，故使功率/體積（或重量）比值仍小。且其輸入軸與輸出軸不在同一軸線上，這在使用上有許多不便。我國(guó)超大型減速器（如水泥生產(chǎn)行業(yè)，

67、冶金，礦山行業(yè)都需要超大型減速器）大多依靠進(jìn)口，而本減速器的一個(gè)巨大優(yōu)勢(shì)</p><p>　　3.3 減速器的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1 擬定傳動(dòng)方案</p><p>　　礦井提升機(jī)機(jī)是低速重載機(jī)械，工作條件較差，載荷有一定的沖擊，且有粉塵等。與其它傳動(dòng)方式相比，齒輪傳動(dòng)有效率高，尺寸小，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，所以設(shè)計(jì)礦井提升機(jī)機(jī)采用齒輪傳動(dòng)。設(shè)計(jì)球磨機(jī)工作

68、二十年，每年工作340天，每天連續(xù)工作13h。根據(jù)齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)，擬定采用兩級(jí)傳動(dòng)，均采用閉式斜齒輪傳動(dòng)，如下圖所示：</p><p>　　3.3.2 電機(jī)選型 </p><p>　　工業(yè)上一般用三相交流電源，無(wú)特殊要求，一般采用三相異步交流電機(jī)。由上章所知，選擇的是JRQ-147-8型電動(dòng)機(jī)，其技術(shù)規(guī)格N=200千瓦，額定轉(zhuǎn)速735轉(zhuǎn)/分，額定電壓為6000伏。</p>

69、<p>　　3.3.3傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配</p><p>　　由上章所知，選擇的是2JK-2/20型礦井提升機(jī)，其相配套的減速器的傳動(dòng)比為11.5,20,30三種，本次設(shè)計(jì)采用傳動(dòng)比為11.5的二級(jí)斜齒圓柱減速器。</p><p><b>　　分配傳動(dòng)比</b></p><p>　　選，則 ,則 </

70、p><p>　　3.3.4 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p><p><b>　　1、各軸轉(zhuǎn)速 n</b></p><p><b>　　各軸標(biāo)號(hào)如圖</b></p><p><b>　　2、各軸功率</b></p><p>　　礦井提升機(jī)機(jī)是專用機(jī)械，

71、應(yīng)用電機(jī)的輸入功率來(lái)計(jì)算各軸的輸入功率，電機(jī)的額定功率為200kw，電動(dòng)機(jī)的效率為，所以電動(dòng)機(jī)的輸出功率為185kw</p><p><b>　　各軸的輸入功率為：</b></p><p><b>　　0.99</b></p><p>　　3、各軸輸入轉(zhuǎn)矩 </p><p>　　將以上結(jié)果，

72、整理列入下表</p><p><b>　　3.4 齒輪設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.4.1 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)</p><p>　　斜齒輪傳動(dòng)比較平穩(wěn)，沖擊、震動(dòng)、噪聲小，適用于高速重載傳動(dòng)，所以提升機(jī)磨傳動(dòng)裝置高速級(jí)選擇斜齒輪傳動(dòng)。</p><p>　　高速級(jí)傳動(dòng)位于減速器內(nèi)，屬閉式傳動(dòng)，所以按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算

73、，然后校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。</p><p>　　1、齒輪材料、精度等級(jí)、齒數(shù)及螺旋角選擇</p><p>　　小斜齒輪選擇40Cr，調(diào)質(zhì)處理，HB=241～286強(qiáng)度極限為700Mpa,屈服極限為50Mpa,齒面硬度為260HBS。大齒輪材料選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB=217～255，選取硬度為：225 HBS 二者硬度差為：35 HBS，精度等級(jí)為7。</p><

74、p>　　齒數(shù)選擇：小齒輪齒數(shù)，，取75</p><p><b>　　初選螺旋角</b></p><p>　　2.、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　（1） 確定公式內(nèi)各計(jì)算量</p><p><b>　　1）選擇=1.6。</b></p><p>　　2）查圖

75、10-30選擇區(qū)域系數(shù)=2.42。</p><p><b>　　3）計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　4）齒寬系數(shù)，選</b></p><p><b>　　5）彈性影響系數(shù)，</b></p><p>　　6）按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪接觸疲勞

76、強(qiáng)度極限</p><p>　　7）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p>　　8）查疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)；</p><p>　　9）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　10）端面重合度，查得，，于是</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1得</p><p><b>　?。?）

77、計(jì)算</b></p><p>　　1）試算小齒輪分度圓直徑，代入的值.</p><p><b>　　2)計(jì)算圓周速度V</b></p><p><b>　　3)計(jì)算齒寬及模數(shù)</b></p><p><b>　　齒寬 </b></p><p>

78、;<b>　　模數(shù) </b></p><p><b>　　齒高 </b></p><p>　　4）計(jì)算縱向重合度 </p><p>　　5）計(jì)算載荷系數(shù)K </p><p>　　經(jīng)查課本《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-2得使用系數(shù) 根據(jù)v=7.14m/s,7級(jí)精度,查圖10-8得動(dòng)載系數(shù)，由表10-3查

79、得；由表10-4用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，齒向載荷分布系數(shù)</p><p>　　由,,2查圖10-13得,故載荷系數(shù)為：</p><p>　　6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑如下：</p><p><b>　　7)計(jì)算模數(shù)：</b></p><p>　　3 按照齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，使用以下公

80、式： </p><p><b>　　確定計(jì)算參數(shù)</b></p><p><b>　　1)計(jì)算載荷系數(shù)：</b></p><p>　　2) 根據(jù)縱向重合度 =1.875 查圖10-28得螺旋角影響系數(shù) </p><p><b>　　3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù).</b>&

81、lt;/p><p><b>　　4）查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　查10-5表應(yīng)用插值法得 </p><p>　　5）查取應(yīng)力校正系數(shù)</p><p>　　查10-5表應(yīng)用插值法得 </p><p><b>　?。?）其余參數(shù)選擇</b></p

82、><p>　　查圖10-20c表得小齒輪的彎曲疲勞極限 ;大齒輪的彎曲疲勞極限 </p><p>　　查圖10-21表選取彎曲疲勞壽命系數(shù) </p><p>　　計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　選取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 ,利用公式求得如下:</p>&l

83、t;p><b>　　MPa</b></p><p>　　4）計(jì)算大小齒輪的 并加以比較.</p><p><b>　　小齒輪的數(shù)值大</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)與由齒根彎曲疲勞

84、強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)相差較大，為保證齒輪的在使用期間能滿足壽命要求，取較大值作為設(shè)計(jì)時(shí)參考的模數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)值=8mm,取分度圓直徑</p><p><b>　　取，則,取</b></p><p><b>　　4 幾何尺寸計(jì)算</b></p><p><b>　?。?）計(jì)算中心距</b></p>

85、<p>　　將中心距圓整為439mm</p><p>　?。?） 按圓整后的中心距修正螺旋角</p><p>　　（3 ）計(jì)算大，小圓的基圓直徑，齒圓直徑，齒根圓直徑</p><p><b>　　5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　以大齒輪為例,因齒輪齒頂圓直徑大于160mm, 所以選擇腹板式為好.

86、其他有關(guān)尺寸按圖表推薦用的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì).</p><p>　　3.4.2 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)</p><p>　　1、齒輪材料、精度等級(jí)、齒數(shù)及螺旋角選擇</p><p>　　小斜齒輪都選擇40Cr，調(diào)質(zhì)處理，HB=241～286強(qiáng)度極限為700Mpa,屈服極限為50Mpa,齒面硬度為260HBS。大齒輪材料選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，HB=217～255，選取硬度為：22

87、5 HBS 二者硬度差為：35 HBS，精度等級(jí)為7。</p><p>　　齒數(shù)選擇：小齒輪齒數(shù)，，取82</p><p><b>　　初選螺旋角</b></p><p>　　2.、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　?。?） 確定公式內(nèi)各計(jì)算量</p><p><b>　　1）選

88、擇=1.6。</b></p><p>　　2）查圖10-30選擇區(qū)域系數(shù)=2.42。</p><p><b>　　3）計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　4）齒寬系數(shù)，選</b></p><p><b>　　5）彈性影響系數(shù)，</b></p&g

89、t;<p>　　6）按齒面硬度查得小齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限</p><p>　　7）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)</p><p>　　8）查疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)； </p><p>　　9）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力</p><p>　　10）端面重合度，查得，，于是</p><p>　　取失效概率為1%

90、，安全系數(shù)S=1得</p><p><b>　?。?）計(jì)算</b></p><p>　　1）試算小齒輪分度圓直徑，代入的值.</p><p><b>　　2)計(jì)算圓周速度V</b></p><p><b>　　3)計(jì)算齒寬及模數(shù)</b></p><p>

91、<b>　　齒寬 </b></p><p><b>　　模數(shù) </b></p><p><b>　　齒高 </b></p><p>　　4）計(jì)算縱向重合度 </p><p>　　5）計(jì)算載荷系數(shù)K </p><p>　　經(jīng)查課本《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-

92、2得使用系數(shù) 根據(jù)v=2.39m/s,7級(jí)精度,查圖10-8得動(dòng)載系數(shù)，由表10-3查得；由表10-4用插值法查得7級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，齒向載荷分布系數(shù)</p><p>　　由,,2查圖10-13得,故載荷系數(shù)為：</p><p>　　6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑如下：</p><p><b>　　7)計(jì)算模數(shù)：</b&

93、gt;</p><p>　　3 按照齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，使用以下公式： </p><p><b>　　確定計(jì)算參數(shù)</b></p><p><b>　　1)計(jì)算載荷系數(shù)：</b></p><p>　　2) 根據(jù)縱向重合度 =2.045 查圖10-28得螺旋角影響系數(shù) </p>

94、;<p><b>　　3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù).</b></p><p><b>　　4）查取齒形系數(shù)</b></p><p>　　查10-5表應(yīng)用插值法得 </p><p>　　5）查取應(yīng)力校正系數(shù)</p><p>　　查10-5表應(yīng)用插值法得 </p>

95、<p><b>　　（2）其余參數(shù)選擇</b></p><p>　　查圖10-20c表得小齒輪的彎曲疲勞極限 ;大齒輪的彎曲疲勞極限 </p><p>　　查圖10-21表選取彎曲疲勞壽命系數(shù) </p><p>　　計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力</p><p

96、>　　選取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 ,利用公式求得如下:</p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)計(jì)算</b></p><p>　　對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)與由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)相差較大，為保證齒輪的在使用期間能滿足壽命要求，取較大值作為

97、設(shè)計(jì)時(shí)參考的模數(shù)，取標(biāo)準(zhǔn)值=10mm,取分度圓直徑</p><p><b>　　取，則,取</b></p><p><b>　　4 幾何尺寸計(jì)算</b></p><p><b>　?。?）計(jì)算中心距</b></p><p>　　將中心距圓整為616mm</p>&

98、lt;p>　?。?） 按圓整后的中心距修正螺旋角</p><p>　　因值改變不多,故參數(shù) 等不必修正</p><p>　　（3 ）計(jì)算大，小圓的基圓直徑，齒圓直徑，齒根圓直徑</p><p><b>　　5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　以大齒輪為例,因齒輪齒頂圓直徑大于160mm, 所以選擇腹板式為好

99、.其他有關(guān)尺寸按圖表推薦用的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì).</p><p><b>　　3.5 軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.5.1減速器高速軸1的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1、選擇材料</b></p><p>　　由于傳遞中小功率，軸的轉(zhuǎn)速較高，為保持尺寸穩(wěn)定性和減少熱處理變形可選用40，&l

100、t;/p><p>　　經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，查得材料的力學(xué)性能數(shù)據(jù)為：</p><p><b>　　2、初步估算軸徑</b></p><p>　　由于軸的材料為40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理。，查參考文獻(xiàn)[機(jī)械設(shè)計(jì)] 選取 ，則得：</p><p>　　此軸上有一個(gè)鍵槽，則軸徑增大7%</p><p>　　輸入軸的最小

101、直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的軸頸。為了使所選的,軸頸與聯(lián)軸器的孔頸相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。</p><p>　　聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,查表取,則：</p><p>　　按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用LH7型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為6300N.m。半聯(lián)軸器的孔徑為70mm,故取，故取輸入軸的最小直徑為70mm,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度。<

102、;/p><p>　　3、齒輪的力分析計(jì)算：</p><p><b>　　圓周力: </b></p><p><b>　　徑向力： 、</b></p><p><b>　　軸向力：</b></p><p><b>　　4、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b&g

103、t;</p><p>　　高速軸1的形狀如下圖，為了方便清楚的進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算，圖上軸的各段標(biāo)注了相應(yīng)的數(shù)字。</p><p>　　1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2軸段左端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑；右端用軸端擋圈定位。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長(zhǎng)度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取。</p><p>

104、;　　2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承參照工作要求并根據(jù)；，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)角接觸球軸承33016，其尺寸為，故；而。左端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)查得30316型軸承的定位軸肩高度，因此取。</p><p>　　3)已知齒輪輪轂的寬度為200mm，故取。4-5段比3-4段高出一個(gè)軸肩的高度，軸肩高度，故取h=7mm,則。根

105、據(jù)實(shí)際情況取。</p><p>　　4）軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面之間的距離，故取。</p><p>　　5）取齒輪距箱體內(nèi)壁之距離，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動(dòng)軸承位置時(shí)，應(yīng)距離箱體內(nèi)壁一短距離s，取，已知滾動(dòng)軸承寬度，則 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。</p&

106、gt;<p>　　6)軸上零件的周向定位</p><p>　　半聯(lián)軸器與軸的周向定位.采用平鍵連接。半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為，長(zhǎng)度取95mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑公差為m6。</p><p>　　7）確定軸上圓角和倒角尺寸</p><p>　　取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖紙所示。

107、</p><p><b>　　5 支座反力分析</b></p><p><b>　　1）水平面上支反力</b></p><p><b>　　2) 垂直反力</b></p><p><b>　　6 當(dāng)量彎矩</b></p><p>&

108、lt;b>　　1）水平彎矩</b></p><p><b>　　2) 垂直面彎矩</b></p><p>　　3) 合成彎矩 </p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)，以及單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取得 </p><p><b>　　7、 校核強(qiáng)度</b>&l

109、t;/p><p>　　按扭彎合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度，由軸的結(jié)構(gòu)筒圖及當(dāng)量彎矩圖可知截面C處當(dāng)量彎矩最大，是軸的危險(xiǎn)截面，進(jìn)行校核時(shí)，只校核軸上承受最大當(dāng)量彎矩的截面的強(qiáng)度，則由軸的強(qiáng)度校核式 </p><p>　　其中軸為直徑d=70mm的實(shí)心軸，則</p><p>　　故軸的強(qiáng)度足夠，軸

110、安全可靠。</p><p>　　3.5.2 中間軸2的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1、選擇材料</b></p><p>　　軸2的材料與軸1的材料相同</p><p><b>　　2、初步估算軸徑</b></p><p>　　由于軸的材料為40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理。，查參考

111、文獻(xiàn)[機(jī)械設(shè)計(jì)] 選取 ，則得：</p><p><b>　　3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　高速軸1的形狀如下圖，為了方便清楚的進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算，圖上軸的各段標(biāo)注了相應(yīng)的數(shù)字。</p><p>　　1) 初步選擇滾動(dòng)軸承。軸的兩端采用深溝球軸承，顯然此軸的最小直徑在兩端的安裝軸承處，根據(jù)尺寸，由軸承產(chǎn)品目錄初步選0基本游隙組，

112、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承33016，其尺寸為，故，且（6-7段左端有一個(gè)擋圈），取(1-2段右端有一個(gè)套筒)</p><p>　　2）取安裝齒輪處的軸段2-3的直徑；齒輪的左端與左軸承之間采用軸套定位。已知齒輪輪轂的寬度為205mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸端應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，故取h=5mm，則。軸環(huán)寬度，取。</p><p>　　3）

113、由低速級(jí)小齒輪的齒寬為273mm得。取軸段5-6比6-7段高出一個(gè)軸肩，取，。</p><p>　　4）齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接，按，由表查得平鍵，取長(zhǎng)度為180mm。</p><p>　　5）軸的強(qiáng)度校核和軸1相同，經(jīng)校驗(yàn)強(qiáng)度足夠，安全。</p><p>　　3.5.3 低速級(jí)軸3的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1、選擇

114、材料</b></p><p>　　軸3的材料與軸2的材料相同</p><p><b>　　2、初步估算軸徑</b></p><p>　　由于軸的材料為40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理。，查參考文獻(xiàn)[機(jī)械設(shè)計(jì)] 選取 ，則得：</p><p>　　此軸上有一個(gè)鍵槽，則軸徑增大7%</p><p>

115、　　輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的軸頸。為了使所選的,軸頸與聯(lián)軸器的孔頸相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。</p><p>　　聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩,查表取,則：</p><p>　　按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用LH12型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為63000N.m。半聯(lián)軸器的孔徑為170mm,故取，故取輸入軸的最小直徑為170mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)

116、度為242mm</p><p><b>　　3、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2軸段左端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑；右端用軸端擋圈定位。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長(zhǎng)度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取。</p><p>　　2）初步選擇

117、軸承。因軸承同時(shí)受徑向力和軸向力選作用，故采用單列角接觸球軸承，因軸徑較大，采用專門制造的大軸承。取，，則，軸的6-7段左端由套筒定位，套筒長(zhǎng)12mm，取。</p><p>　　3)取安裝齒輪處的軸段；齒輪的右端與右軸承之間采用軸套定位。已知齒輪輪轂的寬度為278mm,為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸端應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度，故取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度，取。<

118、;/p><p><b>　　4），取</b></p><p>　　5）齒輪與軸的周向定位采用平鍵連接，由選，取長(zhǎng)度為250mm。</p><p>　　6）軸的強(qiáng)度校核同軸1的方法相同，經(jīng)校核強(qiáng)度足夠，安全。</p><p>　　附 減速器的其他設(shè)計(jì)尺寸：</p><p>　　軸承端蓋凸緣厚度11mm，

119、減速器殼體壁厚12mm，軸承距箱體內(nèi)壁8mm，齒輪距箱體內(nèi)壁16mm.</p><p>　　4提升機(jī)制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 礦井提升機(jī)制動(dòng)裝置的功用及類型</p><p>　　4.1.1 制動(dòng)裝置的功用</p><p>　　1)在提升機(jī)正常工作的減速階段或下放重物時(shí)，參與調(diào)整提升機(jī)的運(yùn)行速度，并在提升終了時(shí)使之正常停車

120、，即工作制動(dòng)；</p><p>　　2）當(dāng)提升機(jī)工作異常時(shí)使之迅速停車，以免事故擴(kuò)大，即安全制動(dòng)；</p><p>　　3）當(dāng)提升機(jī)檢修時(shí)，使之保持不動(dòng)；</p><p>　　4）雙筒提升機(jī)在進(jìn)行調(diào)繩操作時(shí)，是卷筒保持不動(dòng)。</p><p>　　4.1.2 制動(dòng)裝置的類型</p><p>　　制動(dòng)裝置中的制動(dòng)器按結(jié)構(gòu)分

121、為塊閘和盤閘；傳動(dòng)裝置按傳動(dòng)能源分為油壓、氣壓及彈簧等。</p><p>　　JK型和BM型提升機(jī)使用油壓角移式制動(dòng)裝置。JK型和HKM3型提升機(jī)使用壓氣平移制動(dòng)裝置。JKA型提升機(jī)使用液壓綜合式制動(dòng)裝置。XKT型、JK型、GKT型、JKD型、JKM型、JKMD型提升機(jī)使用液壓盤式制動(dòng)裝置。礦用提升絞車使用手動(dòng)角移式制動(dòng)器作為工作制動(dòng)，重錘-電磁鐵絲杠螺母操縱的角移式制動(dòng)器或重錘-電力液壓推桿操縱的平移式制動(dòng)器作