矿井提升绞车传动装置设计设计

矿井提升绞车传动装置设计摘要本文针对JK型提升机，系统地分析矿井提升绞车的传动装置部分，根据传动系统的组成元素及设计方法合理地设计出相应的传动系统并进行主轴装置、半联轴器、减速调速器的结构设计本文针对矿山机械的特殊要求重点设计减速器，主轴部件主要包括了提升机的选型和计算，提升机减速器设计，联轴器的选择，提升机主轴装置设计计算和校核，最后完成提升机整体设计关键词提升机；单绳摩擦；联轴器；减速器；主轴设计DesignofMineHoistingWinchTransmissionDeviceAbstract InthispaperbasedonthetypeofJKhoistthetransmissiondevicepartofminehoistingwinchhasbeenanalysedsystematicallyofaccordingtotheelementsoftransmissionsystemandthedesignmethodofdesigningthecorrespondingdrivesystem.Andspindledevicehalfshaftcouplingreducerstructuredesignofgovernor.Accordingtothespecialrequirementsofminingmachineryinthekey.Keywords:singleropefrictionhoist;coupling;reducer;spindledesign1前言我国是个能源大国，也是矿山机电设备制造和使用大国从20世纪50年代仿造第一台矿井提升机以来，至今已设计制造、使用了近600多台随着社会需求和现代技术的高速发展，矿山工业企业亟待生产设备及设施的机械化、电气化、现代化而矿山工业的提升机是咽喉设备，产品不断更新换代，老产品运行年深日久，原本落后的结构问题暴露突出，故障增多，严重影响矿山的安全运转，抑制了矿山工业的高速发展，给国民经济带来了不良的影响随着国内矿井生产量的日新月异的提高，对提高提升机的安全性、可靠性、生产效率以及整机自动化运行水平，降低操作者及维护人员的劳动强度、处理设备事故的速度与对策等，成了迫切要求本次设计是关于JK单绳缠绕式矿井提升机的设计，在本次设计中将大学四年所学习的材料力学，理论力学，机械制造，机械设计，机械制图等知识进行了一次综合的运用本次设计不仅是对大学所学知识的总结和巩固而且为以后进入社会参见工作积累了一定的经验，本次设计是个难得的学习机会在毕业设计过程中，通过上网查资料，图书馆借书，我逐步认识了矿井提升机的工作原理和基本构造，为我能够圆满完成设计任务奠定了良好的基础另外我要特别感谢这次毕业设计的指导老师，莫亚武老师不仅给我提供了矿井提升机的相关资料而且给了我不少有用2文献综述

2.1矿井提升机的任务及其地位煤炭是我国的主要能源，又是重要的化工原料煤炭被誉为黑色金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界使用的的主要能源之一虽然它的重要位置已被石油所代替，但在今后相当长的一段时间内，由于石油的日渐枯竭，必然走向衰败，而煤炭因为储量巨大，加之科学技术的飞速发展，煤炭气化等新技术日趋成熟，并得到广泛应用，煤炭必将成为人类生活中的无法代替的能源之一我国既是煤炭生产大国又是消费大国，而根据我国的国情，在我国一次性能源结构中，煤炭所占的比重一直是70％以上，在今后相当长的时期内，煤炭仍然是我国的主要能源，故煤炭对我国的重要性不言而喻随着我国经济的不断改革开放，煤炭工业必将高速持续地向前发展

[1]矿井提升是煤炭生产过程中必不可少的重要生产环节从井下采煤工作面采出的煤炭，只有通过矿井提升设备运到地面，才能加以利用可以说，矿井提升是矿井生产的“咽喉”，其设备在工作中一旦发生故障，将直接影响生产，甚至造成人身伤亡此外，矿井提升系统的耗电量很大，一般占矿井生产总耗电量的50％-70％因此，合理选择维护使用这些设备，使之安全可靠、经济高效地运转，对保证矿井安全高效的生产，对提高煤炭企业的经济效益．都具有重要的现实意义由于矿井提升设备是在并下巷道内和井简内工作，空间受到限制，故要求它们结构紧凑，外部尺寸尽量小；又因工作地经常变化，因而要求其中的许多设备应便于移置；因为井下有瓦斯、煤尘、淋水、潮湿等特殊工作条件，还要求设备应防爆、耐腐蚀等此外，矿井提升设备是一大型的综合机械—电气设备，其成本和耗电量比较高，所以，在新矿井的设计和老矿井的改建设计中，确定合理的提升系统时，必须经过多方面的技术经济比较，结合矿井的具体条件，在保证提升设备在选型和运转两个方面都合理的前提下，要求提升设备具有良好的经济性

2.2矿井提升机的发展历程

2.

2.1缠绕式提升机的发展状况缠绕式提升机的发展是为适应我国矿山建设的需要，国产提升机大致可分为仿苏、改进及自行设计等三个阶段1953~1958年期间生产仿苏产品BM系列提升机；KJ系列提升机是1958~1966年期间生产的仿苏改进产品；JKA系列是在KJ型基础上的改进产品；XKT系列提升机是1971年7月开始生产的自行设计产品，后又改为XKT-B系列，是已成批生产的新型矿井提升机时至今日，中信公司生产的产品最齐全，JK/E，JKM，JTP，2JTP，JT等等

[2]

2.

2.2各个系列提升机的主要特点A.JK型矿井提升机

1.主轴装置采用铸铁法兰盘；

2.调绳装置为手动蜗轮蜗杆式；

3.制动器为角移式；

4.液压传动装置为手动杠杆控制的三通阀和电磁铁控制的四通阀；

5.深度指示器为机械牌坊式；

6.减速器为渐开线人字齿轮减速器B.JK（A）型矿井提升机

1.调绳装置为电动蜗轮蜗杆式；

2.制动器为综合式，改善了闸瓦的磨损情况；

3.液压传动装置为手动控制的低压电液调节阀和电磁铁控制的安全三通阀，操纵省力，易于实现自动化和半自动化控制；

4.减速器采用圆弧人字形齿轮减速器；提高承载能力并减轻了重量C.XKT型矿井提升机1滚筒为焊接结构，重量轻；

2.采用液压齿轮式快速调绳装置，调绳省力省时；

3.采用圆盘制动系统（包括圆盘式制动器和液压站两部分），此种系列具有以下的优点

（1）安全性较高；

（2）制动力矩可调性好；

（3）惯性小、动作快、灵敏性强；

（4）结构紧凑、外形尺寸小、重量轻；

（5）通用性好；

（6）安装、使用及维护比较简单；

4.采用圆弧齿轮减速器，提高了承载能力，减轻了重量；

5.采用了圆盘深度指示器XKT系列矿井提升机与KJ和JK（A）系列比较，有以下的优点

（1）提升能力平均提高25%，重量平均减轻25%，

（2）采用了一些新技术、新结构，如盘式制动器、液压站、快速调绳装置、微拖动装置等

（3）通用化程度高D.GKT系列矿井提升机采用JSZ-2×500型双力线中心驱动减速器，结构紧凑，传动平稳，噪音小并采用双列向心滚动轴承，传动效率高，在实际工作中厂家建议传动效率取

0.85~

0.9；滚筒为整体焊接结构（2m提升机可根据用户要求，供应分割的焊接滚筒和制动盘），采用滚动轴承支座双滚筒提升机的主轴装置，具有液压操纵的、在结构上作了改进的齿轮离合器，调绳操作时间仅司机一人即可完成，节省了时间和人力；配有自整角机传动的圆盘深度指示器（2m提升机若用户要求时，可以改供给牌坊式深度指示器）；制动器为综合式的液压开启的盘式制动器；采用集中控制的操纵台

2.3矿井提升机的类型和工作原理

2.

3.1矿井提升机的类型及其特点提升机是矿井提升设备的主要组成部分，目前我国生产及使用的矿井提升机，按其滚筒的构造特点可分为三大类，即单绳缠绕式、多绳摩擦式及内装式提升机矿井提升机拥有诸多特点

[3]，如安全性所谓安全性，就是不能发生突然事故由于矿井提升设备在矿山生产中所占的地位十分重要，其运转的安全性，不仅直接影响整个矿井的生产，而且还涉及人员的生命安全因此各国都对矿井提升设备提出了极严格的要求在我国这些规定包括在《煤矿安全规程》中可靠性所谓可靠性，是指能够可靠地连续长期运转而不需在短期内检修矿井提升设备所担负的任务十分艰巨，不仅每年要把数十万吨到数百万吨的煤炭和矿石从井下提升到地面，而且还要完成其他辅助工作矿井提升设备是周期动作式输送设备，需要频繁地起动和停车，工作条件苛刻，其机械电气设备设计必须可靠经济性矿井提升设备是矿山大型设备之一，功率大，耗电多，大型矿井提升机的功率超过1000KW因此矿井提升设备的造价以及运转费用，也就成为影响矿井生产技术经济指标的重要因素之一合理的选择，正确的使用和维护具有重要的经济意义

2.

3.2矿井提升机的工作原理按工作原理的不同，矿井提升机可分为两类，如图1所示图1矿井提升机按工作原理的分类Fig.1Themachineaccordingtotheclassificationprincipleofminehoist我国目前广泛使用的有单绳缠绕式和多绳摩擦轮式两种，以下就重点介绍此两种提升机的工作原理图2双筒缠绕式矿井提升机Fig.2Duplexwindingminehoist

2.

3.3单绳缠绕式提升机的工作原理缠绕式提升机的主要部件有主轴、卷筒主轴承调绳离合器、减速器、深度指示器和制动器示意图如图3所示单绳缠绕式提升机是较早出现的一种类型，工作原理比较简单，就是将钢丝绳的一端固定在提升机的卷筒上，另一端绕过井架上的天轮与提升容器相连接，利用两个卷筒上钢丝绳的缠绕方向的不同，当提升机转动时，使两个容器一个上升一个下降，以完成提升任务，这种提升机在我国矿山中广泛使用图3缠绕式矿井提升机Fig.3Windingminehoist

2.

3.4多绳摩擦式提升机的工作原理多绳摩擦式提升机的主要部件有主轴、主导轮、主轴承、车槽装置、减速器、深度指示器、制动装置及导向轮由于使用了数根钢丝绳代替一根钢丝绳，钢丝绳的直径变小，摩擦轮虽变为摩擦筒（亦称主导轮）而稍有加宽，但其直径亦变小由于多绳不易在同一时间内断裂，故较为安全，多绳摩擦式提升机的结构图示如图4由于开采深度的增加，需要缠在卷筒上的提升钢丝绳变长，因而矿井提升机的卷筒宽度加大，这带来了一系列问题，如提升机主轴太长、绳弦偏角太大、机器加重而使转动惯量加大等为了解决这个矛盾，德国人Koepe提出将钢丝绳搭在摩擦轮上，利用摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦力来带动钢丝绳运动与卷筒缠绕式相比，摩擦轮的宽度显著地变窄了，同时由于跨度变小，提升机主轴的直径与长度均有所降低，结果显著地减轻了机器的重力，而且由于回转力矩的减少，亦将降低提升电动机的容量图4多绳摩擦式矿井提升机Fig.4Typeofminemultiropefrictionhoist多绳摩擦提升机的结构特点是与它的动力传递原理以及安装特点密切相关的即由于它是靠摩擦力来传递动力的，它必须有较高摩擦系数的衬垫，为了保持几根绳的绳槽处的深浅相同，即各绳的摩擦半径相同，需设切槽装置，为了补偿钢丝绳蠕动或滑动对深度指示器指示位置的影响，设置了深度指示器自动调零装置，为了在使用圆尾绳时尾绳可以松捻而避免打结，在罐笼底部下方设有尾绳悬挂装置摩擦提升依靠衬垫与钢丝绳之间的摩擦力来传递动力，因此其工作可靠性就在于提升钢丝绳与安在主导轮上的摩擦衬垫之间是否产生滑动，即是否有足够的摩擦力3矿山提升绞车整体方案设计

3.1整体传动装置的设计此处省略 NNNNNNNNNNNN字如需要完整说明书和设计图纸等.请联系 扣扣九七一九二零八零零另提供全套机械毕业设计下载！该论文已经通过答辩绞车电动机作为电动机的过程，即正常的逆变过程该过程主要由整流、滤波和正常逆变三大部分组成，其中正常逆变过程是其核心部分，它改变电机定子的供电频率，从而改变输出电压，起到调速作用绞车电机作为发电机的过程，即能量回馈过程该过程主要由整流、回馈逆变和输出滤波三部分组成，回馈逆变部分是整个回馈过程的核心部分，该部分实现回馈逆变输出电压相位与电网电压相位的一致由于回馈逆变输出的是调制波，为保证逆变的正常工作，通过输出滤波部分，使该系统的可靠性更加稳定提升绞车的传动简图如下1主动齿轮2行星架3行星轮4内齿轮5被动齿轮6太阳轮7传动小齿轮8传动大齿轮9行星轮轴图5提升绞车的传动简图

[4]Fig.5Raisetransmissiondiagramofwinch提升绞车的结构简图如下

（1）底座；

（2）主轴部分；

（3）深度指示器；

（4）离合器箱；

（5）紧急制动器

（6）离合制动器；

（7）联轴器；

（8）电动机；

（9）工作制动器图6提升绞车的结构简图Fig.6Raisetransmissionschematicofwinch

3.2电动机的选择电动机是常用的原动机，具体结构简单、工作可靠、控制简便和维护容易等优点电动机的选择主要包括选择其类型和结构形式、容量（功率）和转速、确定具体型号

（1）电动机的类型按工作要求和条件选取YB2系列隔爆型三相异步电动机；电动机型号有YB2-631-

2、YB2-112M-

2、YB2-280S-

2、YB2-200L-

4、YB2-315M-

4、YB2-250M-

6、YB2-90L-

6、YB2-355M2-

6、YB2-225M-

8、YB2-802-

8、YB2-315M-

10、YB2-355L2-10等电动机型号的含义如下图示:图7电动机型号含义图Fig.7Motormodelimplicationgraph

（2）选择电动机的容量

①由绞车工作的要求，可得卷筒的转速和功率卷筒的转速为

（1）卷筒所需功率为

（2）

②由系统的转动机构简图和性能，查

[5]表得齿轮转动效率

0.97，卷筒效率

0.96，轴承效率

0.98，联轴器的效率

0.99总效率为电动机的输出功率为由上面的计算结果查机械设计手册

[6]P177，选择型电动机，其额定功率为，满载转速为

3.3绞车传动装置的初步设计

3.

3.1传动比的分配

（1）根据系统结构，计算总转动比为分别取齿轴、齿轮齿数为，，，；，；，；，则实际转动比为实际总转动比传动比误差传动比误差符合要求

（2）输入级轴转速，则当绞车调速轮空转时当绞车调速轮不转动时由上可知在无级调速过程中，绞车卷筒的转速范围为0~125r/min则绞车实际的绳速为

（3）符合实际要求

3.

3.2计算减速调速器中各轴的功率和转矩电动机轴的输出功率和转矩

（4）齿轴的输入功率和转矩

（5）二轴的输入功率和转矩（调速轮不转动时）

（6）

3.

3.3减速调速器中各齿轮的设计齿轮传动是应用最广泛的一种传动形式，其传动的主要优点是传递的功率大、速度范围广、效率高、工作可靠、寿命长、结构紧凑，齿轮的设计主要围绕传动平稳和承载能力高这两个基本要求进行的

（1）齿轴上的齿轮和行星齿轮的设计该对齿轮是直齿轮啮合传动齿轴上的齿轮材料选用40Cr，进行调质处理和齿部淬火处理；行星齿轮选用40Cr材料，进行高频淬火处理查机械设计手册得齿轴上的齿轮齿面硬度为HRC60~62，齿轮采用8级精度，齿面粗糙度为

3.2um；行星齿轮采用8级精度，齿面硬度为HRC56~60，齿面粗糙度为

6.3um齿轮的初步设计根据齿轮的初步分析和后述的尺寸确定，绘制两齿轮如图8按齿面接触疲劳强度设计齿轮转矩为

（7）图8齿轮和行星齿轮Fig.8Gearandplanetarygear查表得载荷系数；齿轮的齿数；由于齿轮传动对称布置，且齿面为软齿面，取查表得，，，，齿轮的寿命为齿轴上齿轮的应力循环次数为

（8）行星齿轮的应力循环次数为接触疲劳寿命系数为

（9）许用接触应力

（10）查

[5]表10-5得齿形系数为；修正系数为比较，应按行星架上齿轮的齿面接触疲劳强度进行计算

（11）模数查表得标准模数为分度圆的直径齿顶高齿根高齿全高齿宽故取，则取，，中心距

（2）行星齿轮和内齿轮的设计该对齿轮也是直齿轮啮合传动内齿轮材料选用ZG40Cr，先进行退火处理再进行调质处理；查机械设计手册得内齿轮齿面硬度为HB220~250，齿轮采用8级精度，齿面粗糙度为

6.3um如前所述，行星齿轮齿数，模数为齿轮的初步设计根据齿轮的初步分析和后述的尺寸确定，绘制这两个齿轮的草图9如下示按齿面接触疲劳强度设计齿轮转矩为查

[5]表10-2得载荷系数；齿轮的齿数；由于齿轮传动对称布置，且齿面为软齿面，取查表得，，，，图9行星齿轮和内齿轮Fig.9Planetarygearandinternalgear齿轮的寿命为内齿轮的应力循环次数为接触疲劳寿命系数为许用接触应力查表得齿形系数为修正系数为比较，应按行星架上齿轮的齿面接触疲劳强度进行计算二者啮合传动，由于配对的齿轮要求模数相同，故内齿轮的模数分度圆的直径齿顶高齿根高齿全高取，，，由于二者为行星传动，其中心线之间的距离仍为如前所述的中心距

（3）行星架上的齿轮和二轴上的齿轮的设计该对齿轮是斜齿轮啮合传动二者都选用ZG45材料，进行退火处理和调质处理查

[6]得二者都采用8级精度，齿面粗糙度为

3.2um；行星架上的齿轮齿面硬度为HRC60~62，二轴上的齿轮齿面硬度为HRC56~60齿轮的初步设计根据齿轮的初步分析和后述的尺寸确定，按比例绘制这两个齿轮的草图如下示图10齿轮Fig.10Gear按齿根弯曲疲劳强度设计行星架上的齿轮转距为该对齿轮为硬齿轮齿面，非对称安装，齿轮齿数分别为查表得齿宽系数，使用系数，动载系数，齿向载荷分布系数，按齿面硬化，斜齿轮，，齿间载荷分配系数；，，载荷系数为齿形系数按当量齿数；设螺旋角则行星架上齿轮的形位系数，二轴上齿轮的形位系数，查图得行星架上齿轮的应力修正系数，二轴上齿轮的应力修正系数；；，

（12）代入齿轮齿数，得，，由查得重合度系数，弯曲疲劳许用应力

（13）查取材料弯曲疲劳极限应力，齿轮的寿命为行星架上齿轮应力循环次数为二轴上齿轮应力循环次数查

[8]取尺寸系数，弯曲疲劳强度安全系数比较，应按行星架上齿轮的弯曲疲劳强度进行计算取标准模数由公式得

（14）圆整后取中心距为，与原假设相近二者分度圆的直径分别为齿顶高齿根高齿宽取，，，；，，，，

3.

3.4计算主轴装置中轴的功率和转矩主轴的输入功率和转矩（调速轮不转动时）

3.

3.5主轴装置中齿轮的设计该对齿轮为结合齿和大齿轮，是直齿轮啮合传动结合齿材料选用45号钢，进行高频淬火处理；大齿轮选用ZG45材料，先进行退火处理再进行齿部淬火处理查机械设计手册得结合齿齿面硬度为HRC60~62，齿轮采用7级精度，齿面粗糙度为

3.2um；大齿轮采用7级精度，齿面硬度为HRC56~60，齿面粗糙度为

3.2um根据齿轮的初步分析和后述的尺寸确定，绘制这两个齿轮的简图如下示图11结合齿和大齿轮Fig.11conjunctiongearandabiggear按齿面接触疲劳强度设计齿轮转矩为查表得载荷系数；齿轮的齿数；由于齿轮传动对称布置，且齿面为软齿面，取查表得，，，，齿轮的寿命为结合齿的应力循环次数为大齿轮的应力循环次数为接触疲劳寿命系数为许用接触应力查表得齿形系数为；修正系数为比较，应按结合齿的齿面接触疲劳强度进行计算模数查表得标准模数为分度圆的直径；齿顶高齿根高齿全高齿宽故取，则取，，；，，，，，，，中心距

3.

3.6减速调速器中轴的设计轴主要用来支承零件作旋转运动，以传递运动和动力本绞车传动装置总共有三根轴，根据设计要求，具体的设计步骤和内容如下

（1）齿轴的设计选择轴的材料及确定许用应力该轴选用40Cr材料，进行调质处理和齿部淬火处理查表得取按弯曲许用切应力计算，初估轴的最小直径查表得取，由下式得因轴上开有键槽应增大轴颈以考虑键槽对轴强度的削弱则直径应增大，又，，故初定该轴的最小直径为40mm，其配合段轴长应与轴承相匹配确定齿轮和轴承的润滑齿轮圆周速度为齿轮采用浸油润滑，轴承采用脂润滑轴的初步设计根据轴系结构分析要点，结合后述尺寸确定，按比例绘制轴的草图如下图12齿轮轴Fig.12pinion shaft轴的结构设计轴的结构设计主要有以下几项内容各轴段径向尺寸的确定；各轴段轴向长度的确定径向尺寸的确定如上草图所示，从轴段开始，逐段选取相邻轴段的直径，起定位固定作用；起定位轴承的作用，且能保证齿轴和行星齿轮的完好啮合，实现有效的齿轮传动，定位轴肩高度可在范围内，故取；同理，按轴的标准直径系列，为齿轴的齿轮部分，将作为分度圆的直径，；其它几个轴段的径向长度分别为，，轴向尺寸的确定齿轴的齿轮齿宽，齿长；右轴段与抱刹轮相联，取轴段长，考虑到为了方便安装，轴承盖至抱刹轮的距离为；与轴承相配合，查表得轴承安装尺寸宽度为，初取，类似地，其它几个轴段的轴向长度分别为，，

（2）二轴的设计选择轴的材料及确定许用应力该轴材料选用45号钢，进行调质处理查表得取按弯曲许用切应力计算，初估轴的最小直径查表得取，由下式得因轴上开有两个键槽应增大轴颈以考虑键槽对轴强度的削弱则直径应增大，又，，故初定该轴的最小直径为85mm，其配合段轴长应与结合齿相配合确定齿轮和轴承的润滑齿轮圆周速度为

（15）齿轮采用浸油润滑，轴承采用脂润滑轴的初步设计根据轴系结构分析要点，结合后述尺寸确定，按比例绘制轴的草图如下轴的结构设计轴的结构设计主要有以下几项内容各轴段径向尺寸的确定；各轴段轴向长度的确定径向尺寸的确定如上草图所示，从轴段开始，逐段选取相邻轴段直径起定位固定的作用，按轴的标准直径系列，；起定位固定斜齿轮的作用，定位轴肩高度可在范围内，由轴的标准直径系列得图13中间轴Fig.13Mid-shaft取；同理，其它几个轴段的径向长度分别为，；起定位轴承和固定作用，取轴向尺寸的确定二轴的最右轴段取为，右轴段与结合齿配合，考虑到为了方便安装，轴承盖至结合齿的距离为；与轴承相配合，且伸出箱体至离结合齿距离为的位置，又查表得轴承安装尺寸宽度为，故初取，同理，其它几个轴段的轴向长度分别为，，，

3.

3.7主轴装置中轴的设计选择轴的材料及确定许用应力该轴材料选用45号钢，进行调质处理查表得取按弯曲许用切应力计算，初估轴的最小直径查表得取，由下式得:因轴上开有两个键槽应增大轴颈以考虑键槽对轴强度的削弱则直径应增大，又，，故初定该轴的最小直径为55mm确定齿轮和轴承的润滑齿轮圆周速度为

（16）齿轮采用浸油润滑，轴承采用脂润滑轴的初步设计根据轴系结构分析要点，结合后述尺寸确定，按比例绘制轴的草图如下图14主轴Fig.14Mainaxle轴的结构设计轴的结构设计主要有以下几项内容各轴段径向尺寸的确定；各轴段轴向长度的确定径向尺寸的确定如上草图所示，从轴段开始，逐段选取相邻轴段的直径起定位固定的作用，按轴的标准直径系列，分别取，；和共同起定位固定大齿轮的作用，定位轴肩的高度可在范围内，故这两段都取为；同理，其它几个轴段的径向长度分别为，；起定位固定作用轴向尺寸的确定主轴的最左轴段取为，左轴段与伞齿轮接合，考虑到为了方便安装，轴承盖至伞齿轮轮齿的距离为；与轴承相配合，查表得轴承安装尺寸宽度为，故初取，同理，其它几个轴段的轴向长度分别为，，，，4矿山提升绞车的精确设计

4.1齿轮的校核

4.

1.1减速调速器中齿轮的校核

（1）齿轴上的齿轮和行星齿轮的校核校核原假设的系数齿轮的速度为

（17）

（18）查图得，与原取值一致，符合要求齿宽取校核齿面接触疲劳强度查手册得，，，，齿形系数为；修正系数为齿面接触疲劳强度计算的寿命系数为许用接触应力齿轮接触疲劳校核公式代入上述接触疲劳校核公式得由于，，接触疲劳强度足够；齿轮设计满足实际要求

（2）行星齿轮和内齿轮的校核校核原假设的系数齿轮的速度为查图得，与原取值一致，符合要求齿宽取校核齿面接触疲劳强度查手册得，，，齿形系数为；修正系数为齿面接触疲劳强度计算的寿命系数为许用接触应力齿轮接触疲劳校核公式代入上述接触疲劳校核公式得由于，，接触疲劳强度足够；齿轮设计满足实际要求

（3）行星架上的齿轮和二轴上的齿轮的校核校核原假设的系数齿轮的速度为查图得，与原取值一致，符合要求齿宽，取校核齿根弯曲疲劳强度查手册得，弹性系数；节点区域系数；重合度系数；螺旋角系数弯曲疲劳许用应力公式为查表得齿轮材料弯曲疲劳极限应力，弯曲疲劳强度计算的寿命系数为工作硬化系数；弯曲疲劳强度安全系数许用弯曲应力为将以上各值代入斜齿轮弯曲疲劳校核公式

（19），说明接触疲劳强度足够；齿轮设计满足实际要求

4.

1.2主轴装置中齿轮的校核该对齿轮为结合齿和大齿轮，是直齿轮啮合传动校核原假设的系数齿轮的速度为查图得，与原取值一致，符合要求齿宽取校核齿面接触疲劳强度查手册得，，，，齿形系数为；修正系数为齿面接触疲劳强度计算的寿命系数为许用接触应力齿轮接触疲劳校核公式代入上述接触疲劳校核公式得由于，，接触疲劳强度足够；齿轮设计满足实际要求

4.2轴的校核

4.

2.1减速调速器中轴的校核

（1）齿轮轴的校核计算齿轮受力转矩齿轮切向力为径向力轴向力计算支反力和弯矩并校核；；在水平面上C截面弯矩D截面弯矩结构图如下图示图14齿轮轴结构图Fig.14Structurediagramofgearshaft弯矩图和受力图如下图示图15齿轮轴弯矩和受力示意图Fig.15Gearshaftbendingmomentandforcediagram垂直面受力如上图所示，计算支点反力和C、D两截面的弯矩支反力，C截面弯矩D截面弯矩合成弯矩C截面当量弯矩D截面当量弯矩故由于有键故实际直径为，强度足够，在键联接抱刹轮后，所选用轴的直径寿命和强度均能满足该轴的结构设计合理

（2）二轴的校核计算齿轮受力转矩齿轮切向力为径向力轴向力计算支反力和弯矩并校核；；在水平面上C截面弯矩结构图如下图示图16中间轴轴结构图Fig.16Mid-axisstructurediagram弯矩图和受力图如下图图17中间轴弯矩和受力示意图Fig.17Mid-axisbendingmomentandforcediagram垂直面受力如上图所示，计算支点反力和C、D两截面的弯矩支反力C截面弯矩D截面弯矩合成弯矩C截面当量弯矩D截面当量弯矩故由于有两个键故实际直径为，强度足够，在键联接结合齿后，所选用轴的直径寿命和强度均能满足该轴的结构设计合理.

4.

2.2主轴装置中轴的校核计算齿轮受力转矩齿轮切向力为径向力轴向力计算支反力和弯矩并校核；；在水平面上C截面弯矩D截面弯矩结构图如下图示图18主轴Fig.18Mainaxle弯矩图和受力图如下图示图19主轴弯矩和受力示意图Fig.19Shaftbendingandforcediagram垂直面受力如上图所示，计算支点反力和C、D两截面的弯矩支反力C截面弯矩D截面弯矩合成弯矩C截面当量弯矩D截面当量弯矩故由于有两个键故实际直径为，强度足够，在键联接大齿轮后，所选用轴的直径寿命和强度均能满足该轴的结构设计合理

4.3其它零部件的选择和设计校核

4.

3.1轴承的选择和校核齿轴右端的轴承由工作要求得轴承的使用时间为轴承的当量动载荷；查手册得取；若取轴承查手册得，由前面轴的受力分析知，；由，查手册值得；；由于，查表得；计算轴承寿命，轴承使用寿命足够，符合要求，选用此轴承齿轴左端的轴承由工作要求得轴承的使用时间为轴承的当量动载荷；查手册得取若取轴承查手册得，由前面轴的受力分析知，；由，查手册值得；；由于，查表得；（

4.93）计算轴承寿命，轴承使用寿命足够，符合要求，选用此轴承二轴上的轴承由工作要求得轴承的使用时间为轴承的当量动载荷；查手册得取若取轴承查手册得，由前面轴的受力分析知，；由，查手册值得；；，查表得；计算轴承寿命，轴承使用寿命足够，符合要求，选用此轴承主轴上的轴承由工作要求得轴承的使用时间为轴承的当量动载荷；查手册得取若取轴承查手册得，由前面轴的受力分析知，；由，查手册值得；；，查表得；计算轴承寿命，轴承使用寿命足够，符合要求，选用此轴承.

4.

3.2键的选择和校核在工作轴中，键的大小选择由轴的大小确定，校核公式为齿轴上的键该键联接抱刹轮和齿轴，键型为型键，，为，；其许用扭转应力为，又键符合扭转应力的要求，选用该键锥柄齿上的键该键联接调速轮和锥柄齿，键型为型键，，为，；其许用扭转应力为，又键符合扭转应力的要求，选用该键行星架上的键该键联接斜齿轮和行星架，键型为型键，，为，；其许用扭转应力为，又键符合扭转应力的要求，选用该键二轴右端的键该键联接结合齿和二轴，键型为型键，，为，；其许用扭转应力为，又键符合扭转应力的要求，选用该键主轴上的键该键联接大齿轮和主轴，键型为型键，，为，；其许用扭转应力为，又键符合扭转应力的要求，选用该键

4.

3.3箱体的设计箱体用于支持和固定减速调速器中的各种零件，使箱体内的零部件有良好的润滑和密封箱体结构与受力均较复杂，目前尚无成熟的计算方法箱体各部分尺寸一般按经验公式设计在其装配草图的设计和绘制过程中确定

[16]箱体选用灰铸铁，布氏硬度

4.

3.4附件的设计

（1）窥视孔盖和窥视孔为了检查传动件的啮合、润滑、接触点、齿侧间隙及向箱内注油等，在箱盖顶部设置便于观察传动件啮合区的位置并且有足够大的窥视孔取，，，，，个，，孔径，孔盖用的螺钉紧固

（2）排油孔、油塞、油标为了换油及清洗箱体时排出油污，在箱座底部设有排油孔，并在其附近做出一小凹坑，以便攻丝及油污的汇集和排放，排油孔用油塞及封油垫封住；本设计中取螺塞油圈为了检查减速器内的油面高度，应在箱体便于观察、油面较稳定的部位设置油标，本次设计选用杆式油标

（3）吊耳和吊钩为拆卸及搬运减速调速器，应在箱盖上铸出吊耳环，并在箱座上铸出吊钩，吊钩和吊耳的尺寸可以根据具体情况加以修改4定位销定位销的公称直径可取并圆整为标准值，取定位销的总长度应稍大于箱体联接凸缘的总厚度，以利装拆，取

4.4绘制装配图和零件图完成了绞车传动装置基本结构的设计；零部件的设计、选择和校核后，为了表明其整体结构，各零部件的结构及其装配关系和能够指导生产，需要绘制装配图和零件图

[14]装配图的作用表明绞车传动装置整体结构和工作原理，各零部件的结构及其装配关系，所有零部件的形状和尺寸，相关零部件间的联接形式，是绞车装配、调试、维护等的技术依据；表明绞车传动装置各零部件的装配和拆卸的可能性、次序及其调整和使用方法装配图应总体规划选择几个基本视图，将工作原理和主要装配关系集中反映在一个基本视图上；结合必要的剖视、剖面和局部视图加以补充布置视图时应注意表1铸造减速调速器箱体的主要结构尺寸表Table.1Castingspeedgovernormainstructuraldimensionsofthetable整个图面匀称美观，并在右下方预留技术要求、标题栏和零件明细表的位置；各视图之间应留适当的尺寸标注和零件序号标注的位置尺寸标注应包括特性尺寸、外形尺寸、安装尺寸等标题栏、序号和明细表说明机器或部件的名称、数量、比例、材料、标准规格、标准代号、图号以及设计者姓名等内容；装配图中每个零件都应编写序号，并在标题栏的上方用明细表来说明；应写明技术要求，语言简洁，不能有歧义绘制完装配图后，结合设计和校核后得出的可行性数据拆画零件图零件图的作用反映设计者的意图，是设计、生产部门组织设计、生产的重要技术文件；表达机器或零部件的技术要求，是制造和检验零件的依据在绘制装配图要求的基础上，零件图应合理标注尺寸及公差、合理标注表面粗糙度；技术要求更详细具体，标题栏应说明零件的名称、数量、比例、材料、图号以及设计者姓名等内容5润滑与密封绞车传动装置的各运动部位应及时充分地润滑润滑剂不得混入灰尘、污垢及水分等杂质齿轮采用浸油润滑，轴承采用飞溅润滑减速调速器齿轮用N32或N46机械油，各操作件、运动件的轴承和关节处用N46机械油，开式齿轮用ZG-3钙基润滑脂表2电力液压推杆制动器用油表Table.2Electrichydraulicbrakeoiltable减速调速器内油面高度约浸没大齿轮的三分之一；新的或大修的绞车运转5-6天后，放掉减速调速器内的润滑油，用煤油清洗内腔，清除金属微粒细屑，更换新油，以后1-3个月换油一次；滚动轴承的油量不超过轴承空积的三分之二；主轴装置滚动轴承三个月换油脂一次，减速调速器滚动轴承检修时换油脂，电动机滚动轴承2-3个月加油脂一次；开式齿轮每隔6-8天，擦去齿面脏物，调整两齿轮之间的间隙，加油脂一次，使齿面经常保持一层薄的油膜；电力液压推杆制动器3个月换油一次为防止灰尘、水份等侵入，并阻止润滑剂的漏失，绞车传动装置的相关部件需要密封轴伸出处，选用毡圈式密封，其作用是使滚动轴承与箱外隔绝防止润滑油漏出和箱体外杂质、水及灰尘等侵入轴承室，避免轴承急剧磨损和腐蚀；毡圈式密封结构简单、价廉、安装方便、但毡圈寿命短轴承内侧，选用挡油环密封，其作用用于油润滑轴承，防止过多的油、杂质进入轴承室以内以及啮合处的热油冲入轴承内；挡油环与轴承座孔之间应留有一定的间隙，以便让一定量的油能溅入轴承室进行润滑箱盖与箱座接合面之间的密封在接合面上涂上密封胶即可6结束语通过本次设计的答辩，我也就圆满完成了大学学业我本次所作设计是单绳缠绕式提升机传动装置部分，由于我过去很少接触到该方面的知识，所以设计初期遇到了不小的麻烦，我甚至不清楚提升机的详细总体结构，好在我通过对相关书籍的阅读以及在莫老师的悉心指导下，一步步的完成了本次毕业设计本次设计中减速器部分较难，但此部分却关系到整个提升机的性能，我不得不耐心的查阅资料学习，对于煤矿生产太重要了，设计提升机，安全是第一位的毕业设计是一次系统的设计，比以前任何的一次课程设计都要全面和系统有一点问题考虑不到就会影响整个设计工作，这给我带来了深刻的教训，毕业近三个月的毕业设计工作将要结束，我大学里的最后一次作业也将完成设计不仅全面地检验了一个大学生在四年里所学的知识，更重要的是为今后进入社会参加工作打下牢固的基础参考文献

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[22]唐大放，冯小宁，杨现卿编.机械设计工程学[Ⅱ].徐州:中国矿业大学出版社致谢本次设计已顺利结束，我终于完成了大学里的最后一次学习任务，心里十分高兴本次毕业设计能顺利完成，固然有自己的努力，但离不开莫老师和同学们的大力支持我衷心地对你们说声谢谢！莫亚武老师在本次毕业设计开始时就我讲解了提升机的主要构造和工作原理，而且还给我提供了宝贵的参考资料，对我的设计工作有莫大的帮助，再一次对莫老师表示感谢感谢大学四年里所有教过的各位老师，是你们教授给我知识，传授给我做人的道理，谢谢各位老师，祝你们身体健康，工作顺利感谢与我相处四年的同学们，四年的大学生活里你们给了我很多帮助使我感到了同学友情的温暖本次设计中CAD图的制作过程中你们给了我极大的帮助，谢谢你们大学生活就要结束了，在此阶段我用知识充实了自己的头脑，更重要的是学会了做人做事在下一个阶段的学习中，我依然会不断努力的，用优异的成绩回报关心我的老师和同学们最后，衷心感谢在百忙之中抽出时间审阅本文的专家和教授们名称符号尺寸关系取值箱座壁厚20mm箱盖壁厚15mm箱盖凸缘厚度30mm箱座凸缘厚度35mm箱座底凸缘厚度35mm地脚螺钉直径21mm地脚螺钉数目8轴承旁联接螺栓直径19mm盖与底座联接螺栓直径20mm联接螺栓的间距200mm轴承端盖螺钉直径16mm视孔盖螺钉直径12mm定位销直径12mm至外箱壁距离查手册25mm至凸缘边缘距离查手册20mm轴承旁凸台半径20mm凸台高度35mm外箱壁至轴承座端面距离45mm铸造过度尺寸查手册4mm18mm大齿轮顶圆与内箱壁距离25mm齿轮端面与内箱壁距离20mm箱盖/箱座肋厚20mm轴承端盖外径200mm轴承旁连接螺栓距离200mm周围介质温度推荐选用油液45℃~20℃20号机械油（凝固点15℃）GB443-6420℃~0℃10号变压器油（凝固点-10℃）SYB1351-620℃~-15℃25号变压器油（凝固点-25℃）SYB1351-62-15℃~-30℃仪表油（凝固点-60℃）GB487-65低于-30℃酒精和甘油的混合溶液。