1、<p><b>　　1緒論</b></p><p>　　1.1本課題研究背景</p><p>　　隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，社會生產(chǎn)技術的不斷提高，自動化生產(chǎn)的不斷普及，對于機械工作運轉效率也有了更高的要求。這其中就包括廣泛用于建筑、水利、電力、道路、礦山、港口和國防等工程領域的提升機構。提升機構，顧名思義即利用外界動力，將重物提升至一定高度的機構。其在一些常

2、用機械中也起著舉足輕重的作用，其作用是不能被取代的。本設計研究的課題是--輪軌式移動提升機傳動系統(tǒng)設計及車架部件設計。提升設備除了要對其精心設計制造，提高安裝質量以及合理的使用和維護設備外，確保其可靠安全的運行，預防、杜絕事故的發(fā)生也有著極其重要的意義。而輪軌式移動提升機有著運動阻力小，快捷，方便高效的移動能力，能夠大大的節(jié)約時間；通過設計過程中的可靠性計算，能夠保證其運轉的正常，從而確保工作過程的順利進行；且本課題設計的輪軌式提升機能

3、在包括室內、室外等不同環(huán)境作業(yè)，得到廣泛的應用。本課題《輪軌式移動提升機傳動系統(tǒng)設計及車架部件設計》是一門實踐性與綜合性較強的設計，需綜合運用到各門學科知識。本次設計將使我們在理論方面和實踐方面得到綜合提高。鍛煉我們獨立思考、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、提出創(chuàng)新的能力。而且，提升機構，在其廣泛地運用背景之</p><p>　　礦井提升機的工作特點是在一定的距離內，以一定的速度往復運行。為保證提升工作高效率和安全可靠，提升

4、機應具有良好的控制設備和完善的保護裝置。提升機在工作中一旦發(fā)生機械或電氣故障，就會嚴重地影響到正常的生產(chǎn)，甚至造成人身傷亡。所以熟悉提升機的性能、結構和動作原理，提高安裝質量，合理使用設備加強設備維護，對于確保提升工作高效率和安全可靠，防止和杜絕故障及事故的發(fā)生，具有重大意義。</p><p>　　1.2提升設備工作原理</p><p>　　我國把纏繞直徑在2m以上的提升設備稱之為提升機械

5、；纏繞直徑在2m以下（不包括2m）的稱為絞車（盡管這兩者的結構基本相同）。有的國家（例如德國），把最大提升速度大于4m/s的提升設備稱之為提升機械；小于4m/s的稱為絞車；這些說法，都從一個側面或一定程度上說明了提升機械的功能和特征。</p><p>　　提升機按工作原理的不同,可分為兩大類,如下圖所示。</p><p>　　一般的單繩纏繞式提升機，單繩纏繞式提升機的工作原理如圖1.1。&

6、lt;/p><p>　　圖1.1 提升機工作示意圖</p><p>　　簡單地說就是用一根較粗的鋼絲繩在卷筒上纏上和纏下來實現(xiàn)容器的提升和下放運動。圖1.1所示為單繩纏繞式單卷筒提升機，卷簡上固定兩根鋼絲繩，并應使每根鋼絲繩在卷簡上的纏繞方向相反。這樣，當電動機經(jīng)過減速器帶動卷筒旋轉時，兩根鋼絲繩便經(jīng)過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動。不難看出，單繩纏繞式提升機的一個根

7、本特點和缺點是鋼絲繩在卷筒上不斷的纏上和纏下，這就要求卷筒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度。單繩纏繞式提升機的規(guī)格性能、應用范圍及機械結構等，都是由這一特點來確定的。它的最大提升高度和最大載荷等，受現(xiàn)有鋼絲繩的承載能力和卷筒的容繩量的限制。一般而言，當鋼絲繩直徑大于60mm，鋼絲強度超過1700MPa時，制造較困難。同時，也會使提升機械龐大。因此，一般載重量不超過20t，一層纏繞時的提升高度

8、不超過600m。</p><p>　　移動式提升機是在單繩纏繞式提升機的基礎上發(fā)展而來的，它是將提升設備安裝在一移動平臺――車架上而改裝成?？捎善渌\輸設備拖動，在礦井軌道上移動。移動式提升機又類似于汽車起重機，在工作時可放下支腳，駐鋤，及上頂（用于支承礦井頂部）等輔助支承部件，在非工作狀態(tài)下，可收起支腳，上頂，在其他設備幫助下移動到別處。這樣做極大節(jié)省了礦井內，尤其是礦井口的有限空間，同時也可用一臺提升機工作于

9、多個礦井口。移動式提升機的主要單元可分為：電動機、減速器、制動器、卷筒、鋼絲繩、車架等等。</p><p>　　1.3礦井提升設備的分類及基本組成</p><p>　　1.3.1礦井提升設備的分類</p><p><b>　　1．按用途分類</b></p><p>　　（1）主井提升設備：專門用于提升礦石。</p&

10、gt;<p>　?。?）副井提升設備：專門用于提升矸石、升降人員、運送材料和設備等。</p><p>　　2．按提長機類型分類</p><p>　?。?）纏繞式提升設備：單繩式和多繩式。</p><p>　?。?）摩擦式提升設備：單繩式和多繩式。</p><p><b>　　3．按井筒斜角分類</b><

11、;/p><p>　　（1）豎井提升設備。</p><p>　　（2）斜井提升設備。</p><p><b>　　4．按提升容器分類</b></p><p>　　（1）罐籠提升設備。</p><p>　　（2）箕斗提升設備。</p><p>　?。?）礦車組提升設備（只用于斜井提

12、升）。</p><p>　?。?）吊桶提升設備（只用于豎井提升）。</p><p><b>　　5．按拖動裝置分類</b></p><p>　?。?）交流感應電動機拖動提升設備。</p><p>　　（2）直流電動機拖動提升設備。</p><p>　　6．按提升系統(tǒng)的平衡分類</p>

13、<p>　?。?）不平衡提升設備。</p><p>　?。?）提升平衡設備。</p><p>　　本課題所設計的移動式提升機的工作原理同于一般的單繩纏繞式提升機。</p><p>　　1.3.2礦井提升設備的組成</p><p>　　礦井提升設備主要由提升容器、提升鋼絲繩、提升機、井架和天輪以及裝卸載附屬裝置組成。</p&g

14、t;<p><b>　　提升機的組成</b></p><p>　　工作機構——主軸裝置</p><p><b>　　減速器</b></p><p><b>　　傳動系統(tǒng) 聯(lián)軸器</b></p><p>　　機 制動器——主制動器和輔助制

15、動器</p><p>　　械 制動系統(tǒng) </p><p>　　提 部 制動器控制裝置——液壓站和氣壓站</p><p>　　分 測速發(fā)電機裝置</p><p>　　升 保護系統(tǒng)</p><p>　　護板、護柵、護罩 </

16、p><p>　　機 主電機 </p><p>　　電氣 電氣控制裝置</p><p>　　部分 電氣保護系統(tǒng) </p><p>　　1.4 提升機發(fā)展概況</p><p>　　從提升機的結構和品種方面的發(fā)展來看，首先出現(xiàn)的是單繩纏繞式圓柱形單筒提升機。1876年德國人

17、戈培利用摩擦原理，制造出單繩摩擦式提升機。這種提升機利用一根提升鋼絲繩，繩的兩端分別各聯(lián)一個提升容器，而提升鋼絲繩則掛在摩擦輪上，摩擦輪傳動時，輪上的提升鋼絲繩因摩擦力而隨輪一起轉動，使繩上的兩個提升容器一個上升，一個下降。由于摩擦輪提升鋼絲繩不纏繞在輪上，提升高度與摩擦輪尺寸無直接關系。所以摩擦提升機特別適合用于較深的礦井中。</p><p>　　以后，隨著礦井生產(chǎn)的發(fā)展和技術的進步，纏繞式卷筒提升機和摩擦輪式

18、提升機又各有其不同的發(fā)展。</p><p>　　纏繞式提升機由單筒發(fā)展到雙筒，為適應提升距離增加和節(jié)省電能的需要，又發(fā)展了圓錐形、圓柱形圓錐型、雙圓柱圓柱錐形及單筒可分離式卷筒提升機等不同結構形式。</p><p>　　1938年又出現(xiàn)了多繩摩擦式礦井提升機，這不僅擴大了摩擦提升機的應用范圍，而且使提升機的結構尺寸和提升能力大幅度提高，從而為采用大提升量容器創(chuàng)造了條件，并提高了安全可靠性。

19、但這種提升機真正在世界各國推廣使用還是在60年代后。目前多繩摩擦輪式提升機的繩數(shù)已達到14根，最大一次提升量達到65噸，最大直徑一般達到9米，繩速達35m/s。</p><p>　　隨著世界采礦業(yè)的發(fā)展，開采深度不斷提高。在南非的金礦開采中，一次提升高度已達2600m，這對于一般單繩纏繞式提升機來說是不能勝任的。即使采用多繩摩擦式提升 機，也出現(xiàn)過不少尾繩事故。后來又出現(xiàn)了適合超深井的雙繩纏繞的布雷爾式提升機。2

20、0世紀70年代后，礦井提升機的類型和結構形式等都在日新月異地向前發(fā)展，目前，國外的提升機正向體積小、重量輕和自動化的方向發(fā)展，以適應深井和大產(chǎn)量的需要。</p><p><b>　　2傳動方案設計</b></p><p>　　本課題設計題目：輪軌式移動提升機傳動系統(tǒng)設計及車架部件設計</p><p>　　初始設計參數(shù)： 提升重量： G=400

21、0KG</p><p>　　提升高度： H=120m</p><p>　　提升速度： VQ=8m/min</p><p><b>　　工作類型： 中級</b></p><p>　　軌 距： L=600mm</p><p><b>　　設計要求：</b></p>

22、;<p>　　1、進行輪軌式移動提升機的整體設計，包括主要參數(shù)尺寸的確定，傳動系統(tǒng)的選型及設計、計算。</p><p>　　2、對車架部件進行設計。</p><p>　　3、對一些零部件進行設計、驗算。</p><p>　　滑輪組提升設計：本課題采用定滑輪傳動，具有結構簡單，拆裝方便，制造成本低等優(yōu)點,如下圖所示</p><p>

23、;　　圖2.1 滑輪組布局圖</p><p>　　其中提升機主體部分，經(jīng)過分析，最終確定減速器部分第一級采用2K-H行星傳動，第二級采用K-H-V傳動。即減速器部分設計方案如下圖所示：</p><p>　　圖2.2 減速器設計傳動示意圖</p><p>　　其中 為行星輪，銷軸固定，通過偏心結構即H結構帶動行星輪做小半徑的公轉，以此跟與卷筒固定的內齒輪嚙合，并帶

24、動卷筒轉動。</p><p>　　3工作裝置的設計計算</p><p><b>　　3.1 鋼絲繩</b></p><p>　　3.1.1鋼絲繩的材料及制造 </p><p>　　鋼絲繩是起重機械中使用最為廣泛的傳動撓性件。其優(yōu)點是：卷繞性好、承載能力大、自重輕、運行時平穩(wěn)無噪音，適于高速傳動；彈性好、強度高、過載能力強

25、，工作時一般不會發(fā)生突然斷裂，比較可靠。因而，獲得廣泛應用。</p><p>　　鋼絲繩是由許多直徑為0.5～2mm高強鋼絲繞編而成。鋼絲的材料通常采用優(yōu)質碳素鋼，其含碳量約為0.15%～0.18%，含硫磷量不大于0.03%，拉伸強度極限通常為1400～2000N/,特殊情況下可達2400N/。起重機中使用1600～1800N/的較適宜。鋼絲的品質根據(jù)內彎次數(shù)的多少分為特級、Ⅰ級及Ⅱ級。起重機采用Ⅰ級，特級用于載

26、客電梯，Ⅱ級用于系物等次要用途。</p><p>　　根據(jù)不同的使用目的，其結構和繞編方式各不相同，起重機采用雙重繞鋼絲繩。</p><p>　　3.1.2鋼絲繩的種類 </p><p>　　鋼絲繩根據(jù)不同的結構和編繞方式而有不同種類。</p><p>　　1.鋼絲繩的捻繞次數(shù)</p><p>　?。?）單繞繩

27、圖3-1所示，單繞繩是由若干層鋼絲繩依次圍繞一根鋼芯繞制而成。這種鋼絲繩的構造最簡單，其特點是剛性大，撓曲性差，不宜用作起重繩，可用作起重機的桅索、拉索和架空索道的承載索等。</p><p>　?。?）雙繞繩 圖3-2所示，雙繞繩是先由鋼絲擰成股，然后再將股擰成繩。這種鋼絲繩撓性較好，是起重機常用繩。 </p><p>　　（3）三繞繩 圖3-3所示，三繞繩是把雙繞繩作為股，再由幾股擰

28、成繩。這種鋼絲繩撓性特別好，但由于制造復雜，并且鋼絲較細，容易磨損折斷，起重機中一般不用。</p><p>　　圖3.1 點接觸股 圖3.2 雙繞繩 圖3.3 三繞繩</p><p>　　2.鋼絲繩的捻制方法</p><p>　?。?）順繞繩 圖3.4a所示，鋼絲繩繞成股與股繞成繩的方向相同。這種鋼絲繩撓性好，表

29、面光滑，使用壽命長，但容易自行松散和扭轉。因此它只能用于經(jīng)常保持張緊狀態(tài)的地方，如小車運行機構的牽引繩。</p><p>　?。?）交繞繩 圖3.4b所示，鋼絲繩繞成股與股繞成繩的方向相反。其撓性與使用壽命都較順繞繩差。但由于股與繩的扭轉趨勢相反，克服了扭轉和易松散的缺陷，故在起重機中使用較廣。</p><p>　?。?）混繞繩 圖3.4c所示，即一半順繞，一半交繞。因工藝復雜，極少應

30、用。</p><p>　　圖3.4 鋼絲繩的繞向</p><p>　　a．順繞繩；b.交繞繩；c.混繞繩</p><p><b>　　3.股的形狀</b></p><p>　?。?）圓股繩 圖3.3所示，鋼絲繩中的股為圓形。制造方便，一般常用。</p><p>　?。?）異形股繩 圖3.5所

31、示，鋼絲繩中的股呈三角形、橢圓形及扁圓形等。這種鋼絲繩與滑輪槽和卷筒槽接觸良好，使用壽命長，但制造復雜。 </p><p>　　圖3.5 異型股鋼絲繩</p><p>　　a．三角股鋼絲繩；b.橢圓股鋼絲繩；c.扁股鋼絲繩</p><p>　?。?）多股不扭轉繩 圖3.6所示，鋼絲繩中各相鄰層股的捻向相反。這種鋼絲繩在卷筒上接觸表面較大，抗擠壓強度

32、高，壽命長，而且受力時其自由端不會發(fā)生旋轉。特別適宜于用作起升高度特大的自升式塔式起重機的起升鋼絲繩。</p><p>　　圖3.6 不扭轉鋼絲繩的構造與抗扭機理</p><p>　　a.4種多層不扭轉鋼絲繩構造示意圖</p><p>　　b.不扭轉鋼絲繩內外層繩股的捻向及其抗扭特性形成的機理示意圖</p><p>　　4.鋼絲繩中鋼絲與鋼

33、絲的接觸狀態(tài)</p><p>　?。?）點接觸鋼絲繩 圖3.7a所示，繩股中各層鋼絲直徑均相同，而內外各層鋼絲的節(jié)距不同，因而相互交叉形成點接觸。缺點是接觸應力高，表面粗糙，易破斷，使用壽命低。但因其制造工藝簡單，價格低廉，曾廣泛用于起重機中，先逐漸被線接觸鋼絲繩索代替。</p><p>　　圖3.7 二種接觸的鋼絲繩</p><p>　　a.點接觸； b.線接觸

34、</p><p>　?。?）線接觸鋼絲繩 圖3.7b所示，繩股由不同直徑的鋼絲繞制而成。通過斷面幾個尺寸的適當配置，使每一層鋼絲的節(jié)距均相等，并使外層鋼絲位于內層鋼絲繩之間的溝槽內，內外層鋼絲互相接觸在一條螺旋線上，形成線接觸。這種鋼絲繩消除了點接觸鋼絲繩所具有的二次彎曲應力，可降低工作時總的彎曲應力，承載能力高，而且撓性好，耐腐蝕，使用壽命長，在起重機得到了日益廣泛的應用。</p><p&

35、gt;　　線接觸鋼絲繩根據(jù)繩股斷面的結構又可分為三種形式：</p><p>　?、傥鳡栃?圖3.8a所示，又稱外粗式，代號為X。這種鋼絲繩股中，外層鋼絲粗，內層鋼絲細，同一層鋼絲的直徑相同。其特點是耐磨性好，但撓性較差。</p><p>　?、谕吡滞绦?圖3.8b所示，又稱粗細式，代號為W。這種鋼絲繩股的外層由不同直徑的鋼絲組成，配置的細鋼絲同時保持與三根相鄰鋼絲接觸，其斷面填充系數(shù)高

36、，撓性好，承載能力大，是起重機常用的形式。</p><p>　?、厶畛湫?圖3.8c所示，代號為T。在股中內外層鋼絲形成的溝槽中填充細鋼絲，斷面填充系數(shù)高，增加了承載能力。</p><p>　　（3）點、線接觸鋼絲繩 圖3.9所示，這是一種混合結構的鋼絲繩。如圖所示其外面為西爾型，里面是是點接觸。</p><p>　　圖3.8 線接觸股

37、 圖3.9 點、線接觸繩</p><p>　　a．西爾型；b.瓦林吞型；c.填充式鋼絲繩</p><p>　　3.1.3 鋼絲繩的選用</p><p>　　鋼絲繩的選擇包括鋼絲繩結構型式的選擇和鋼絲繩直徑的確定。</p><p>　　1.鋼絲繩結構型式的選擇</p><p>　　繞經(jīng)滑輪組和

38、卷筒的機構工作鋼絲繩應優(yōu)先選用線接觸鋼絲繩。在腐蝕性環(huán)境中應采用鍍鋅鋼絲繩。鋼絲繩的性能和強度應滿足機構安全工作的要求。</p><p>　　一般情況下，單根的鋼絲繩右捻和左捻在使用上并無區(qū)別，但由于穿繞雙聯(lián)滑輪組時要求使用右捻，以使之正確的卷繞于同一卷筒上。順向捻的鋼絲繩表面較平整，也較柔軟，具有良好的抗彎曲疲勞性能，因此比較耐用。其缺點是：繩股容易松開，繩頭必須扎緊；懸吊重物時容易旋轉，極易卷曲扭結，故在吊裝

39、中不宜采用。交互捻鋼絲繩與順向捻鋼絲繩相反，雖耐用程度較差，但是使用方便。一般采用W型，耐磨性能較高。</p><p>　　由于鋼絲繩捻繞方向的不同，其特點和采用范圍也有所不同，為了使用上的方便，避免使用過程中鋼絲繩扭轉糾纏，故在起重機、滑輪組等起吊裝置中，多采用交互捻的鋼絲繩為合適。</p><p>　　2.鋼絲繩直徑的確定</p><p><b>　　

40、據(jù)已知：</b></p><p>　　= G = 4000 Kg 9.8 N/Kg</p><p>　　查《起重運輸機械》表2-2初選定多層卷繞、圓股線接觸鋼芯鋼絲繩。其結構形6W（19）+7X7。</p><p>　　根據(jù)GB/T3811-1983計算：</p><p>　?。?）、按選擇系數(shù)C確定鋼絲繩直徑d(mm)</

41、p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　式中 d —鋼絲繩的最小直徑</p><p>　　C—選擇系數(shù)(m m／)。</p><p>　　—鋼絲繩最大工作靜拉力(N)。</p><p>　　選擇系數(shù)C的取值計算：</p><p><b>　　

42、（3.2）</b></p><p>　　式中：n —安全系數(shù)．按《機械設計手冊-2》表8.1-8選取。</p><p>　　K —鋼絲繩捻制折減系數(shù)，按《機械設計手冊-2》表8.1-9~表8.1-33選??；</p><p><b>　　—鋼絲繩充滿系數(shù)。</b></p><p>　　—鋼絲的公稱抗拉強度（N/

43、）,按<<機械設計手冊-2>>表8.1-9~表8.1-33選取</p><p>　　有設計要求，工作等級為中級，取M7，繼而查表得：</p><p>　　n = 7 K = 0.92 = 0.46 =1470MPa</p><p>　　帶入式（3.2） </p><p><b>　　

44、則據(jù)式（3.1）得</b></p><p>　　圓整取d為26mm。</p><p>　　3.鋼絲繩強度校核：</p><p>　　本課題所設計裝置中鋼絲繩所受最大拉力為： （3.3）</p><p>　　有所選鋼絲繩的類型及工作等級，確定 k = 6， = 0.8</p><p><b&g

45、t;　　代入式（3.3）得</b></p><p>　　查表《機械設計手冊-2》表8.1-10，當取d=26，公稱抗拉強度為1470MPa 鋼 絲繩的所受最小破斷拉力為3.53 N。由于2.77 N 3.53 N ，因此，強度滿足。</p><p><b>　　故鋼絲繩的標記為</b></p><p>

46、　　鋼絲繩 6×19W+-26-Ⅰ-光-右交 GB1102-74</p><p>　　3.1.4 延長鋼絲繩使用壽命的途徑</p><p>　　所謂鋼絲繩的壽命，就是達到報廢標準的使用期限。鋼絲繩在使用一段時間之后，首先是表面的鋼絲被磨損及產(chǎn)生疲勞破斷。根據(jù)使用規(guī)范規(guī)定，鋼絲繩任何一股的捻距破斷鋼絲達到規(guī)定的數(shù)值時，鋼絲繩就應該報廢，換用新的鋼絲繩。</p>&l

47、t;p>　　為了延長鋼絲繩的使用壽命，除了選用合適的鋼絲繩構造型式外，可以采取下述幾方面的措施：</p><p>　　(1).提高安全系數(shù)n，也就是降低鋼絲繩的應力；</p><p>　　(2).選用較大的滑輪與卷筒直徑；</p><p>　　(3).滑輪槽的尺寸與材料對于鋼絲繩的壽命有很大的影響。理想的滑輪槽半徑約為R=0.53d，R太大使鋼絲繩與滑輪槽接觸

48、面積減小，R太小有將鋼絲繩卡死的毛病。滑輪及卷筒的材料硬度過高，對于鋼絲繩壽命不利。鑄鐵較鑄鋼有利，但用硬度過低的鑄鐵又會使滑輪或卷筒容易磨損，磨損下來的粉末會使鋼絲繩受到研磨，縮短鋼絲繩的壽命。近年來有在滑輪槽底鑲以鋁或卡普龍襯墊的，據(jù)說可以大大延長鋼絲繩壽命；</p><p>　　(4).盡量減少鋼絲繩的彎曲次數(shù)，即不要使鋼絲繩通過太多的滑輪（在選用滑輪組的型式及倍率時予以考慮），并且盡量避免使鋼絲繩反向彎曲

49、，因為反向彎曲對鋼絲繩壽命更為不利。</p><p>　　此外，仔細的維護保養(yǎng)，例如定期潤滑，對于延長鋼絲繩的壽命（石墨和凡士林的混合物）。潤滑前需用鋼絲刷去繩上污物，并用煤油清洗，潤滑時要將潤滑油加熱到80攝氏度以上，使油容易滲到鋼絲繩的內部。一般情況下，禁止將兩根鋼絲繩接起來使用。</p><p>　　3.1.5鋼絲繩端頭的固結方法</p><p>　　鋼絲繩在

50、使用時必須與其他零件聯(lián)接才能傳遞載荷，常用的聯(lián)接方法有如下幾種：</p><p>　　(1).編結法 圖3.10a所示，將鋼絲繩末端繞過心形套環(huán)后，繩頭打散，分別編插入工作分支各股中，然后用細鋼絲繩扎緊。捆扎長度l=（20～25）d，d為鋼絲繩直徑。同時不應小于300mm。這種方法對直徑大的鋼絲繩效果較好。聯(lián)接處的強度約為鋼絲繩自身高度的75%～90%。</p><p>　　(2).楔形

51、套筒法 圖3.10b所示，用特制的鋼絲繩斜楔塊固定，方法簡便。聯(lián)接處的強度約為鋼絲繩自身強度的75%～85%。</p><p>　　(3).灌鉛法 圖3.10c、d所示，將鋼絲繩末端拆散，穿入錐形襯套內后彎成鉤狀，然后灌鉛固結。此法聯(lián)接強度高，與自身強度大致相同，但操作復雜，較少采用。</p><p>　　(4).繩卡固定法 圖3.10e所示，鋼絲繩繞過心形套環(huán)后用專用的鋼絲繩卡固定

52、。繩卡底板須扣在鋼絲繩的工作段上，U形螺栓扣在鋼絲繩的尾段上，聯(lián)接處得強度約為鋼絲繩自身強度的80%～90%。當d15mm時，可用三個繩卡；16d20時用四個；20時用五個；d26時用六個。繩卡的型號及安裝間距可查閱有關手冊。</p><p>　　(5).鋁合金壓頭法 圖3.10f所示，將鋼絲繩端頭拆散后分為六股，各股留頭錯開，留頭長度不超過鋁套長度，并切去繩芯，彎轉后將其插入主索中。然后套入鋁套，在氣錘上壓成

53、了橢圓形，再用壓模壓制成型。此法加工工藝好，重量輕，安裝方便，一般常做起重機固定拉索用。</p><p>　　圖3.10 鋼絲繩端頭的固定方法</p><p>　　a.編結法；b.楔形套筒法；c、d.錐套灌鉛法；</p><p>　　e.繩卡固定法；f.鋁合金壓頭法</p><p><b>　　3.2 滑輪</b>

54、</p><p>　　滑輪是用來改變撓性件（鋼絲繩）運動方向并平衡撓性件（鋼絲繩）分支拉力的承載零件。其作用是：用來導向和支承，以改變鋼絲繩的走向；組成滑輪組，達到省力或增速的目的。</p><p>　　3.2.1滑輪的種類</p><p>　　在起重機中滑輪按用途分類，一般可分為定滑輪、動滑輪、滑輪組、導向滑輪和均衡滑輪等。</p><p>

55、;　　圖3.11 各式滑輪及滑輪組 </p><p>　?。?）定滑輪（圖3.11a）裝在固定心軸上的滑輪。主要用以改變鋼絲繩作用力方向，亦可用作平衡滑</p><p>　?。?）動滑輪（圖3.11b）裝在移動心軸上的滑輪。工作時隨載荷的起落而升降，同時又繞自身的心軸移動。用以達到省力的目的，但不改變鋼絲繩作用力方向。</p><p&g

56、t;　　（3）滑輪組（圖3.11c）鋼絲繩依次繞過若干定滑輪和動滑輪組成的裝置稱滑輪組。用來改變倍率，達到省力及減速的目的。</p><p>　?。?）導向滑輪（圖3.11d）用以改變鋼絲繩方向并可沿心軸滑動的滑輪?？善鸬脚爬K器的作用。</p><p>　?。?）平衡滑輪（圖3.11e）平衡兩支鋼絲繩拉力的滑輪?？墒垢麂摻z繩</p><p><b>　　受

57、力相同。</b></p><p>　　3.2.2滑輪的材料</p><p>　　根據(jù)加工方法的不同，可分為鑄造滑輪和焊接滑輪?；喴话阌奢喚?、輪輻和輪轂三部分組成，其構造如圖3.12所示。</p><p>　　滑輪的材質影響鋼絲繩的壽命，如果滑輪急速磨損在繩槽上產(chǎn)生壓痕就表明鋼絲繩壓在滑輪上接觸壓力過大，滑輪上一旦產(chǎn)生壓痕，將會加劇別處繩的磨損，為了防止

58、產(chǎn)生壓痕，可通過加大滑輪直徑、增加滑輪數(shù)目、采用較硬的耐磨件及性能較好</p><p>　　的金屬制造的滑輪來改善其工作狀況，滑輪材料一般有以下幾種：</p><p>　　圖3.12 滑輪的結構形式</p><p>　　a.鑄造滑輪；b.焊接滑輪</p><p>　　1.鑄鐵（如HT150）滑輪 價格便宜，易于加工，并且由于它的彈性模數(shù)較

59、低，使擠壓應力較小，有利于延長鋼絲繩壽命。主要缺點是輪緣易破碎，壽命短。因此在工作繁重、沖擊大及不便檢修的地方不宜采用。</p><p>　　2．鑄鋼滑輪 目前多用，常用材料有ZG230～450和ZG270～500等，強度和沖擊韌性都很高。</p><p>　　3.球墨鑄鐵（如QT1400～15）滑輪 有一定的強度和韌性，不易脆裂，有利于提高鋼絲繩使用壽命，可用來代替鑄鋼，但鑄造質量不

60、易保證。</p><p>　　4.焊接滑輪 鋼材可選用焊接性能浩的Q235鋼。焊接滑輪重量輕，僅為鑄造滑輪的1/4.近年來，大尺寸單件生產(chǎn)的滑輪愈來愈多的采用焊接代替鑄造，焊接滑輪輪緣可用扁鋼或角鋼壓成，由兩塊或幾塊拼接。</p><p>　　5.鋁合金滑輪 重量輕，硬度低，有利于延長鋼絲繩使用壽命，但是價格較貴，用在要求滑輪重量很輕的地方，如臂端滑輪采用鋁合金還是比較經(jīng)濟的。<

61、/p><p>　　6.塑料滑輪 目前國外已采用多種不同材質的聚合材料制造滑輪，形成了系列標注。這種滑輪重量輕、耐磨性好，制造工藝簡單，造價較低，很有發(fā)展前途，其缺點是受溫度影響，硬度、剛度較小，剛度變化比較大，容易變形。</p><p>　　本次設計采用鑄鋼滑輪。</p><p>　　3.2.3滑輪主要尺寸的確定</p><p>　　滑輪的主要

62、尺寸為滑輪槽底部直徑D（即滑輪的名義直徑），如圖3.13所示，D值的大小直接影響鋼絲繩的使用壽命，因而設計時應合理選用。一般情況下滑輪直徑不應小于允許的最小值。即：</p><p>　　圖3.13 滑輪主要尺寸</p><p><b>　　(3.4)</b></p><p>　　式中: —按鋼絲繩中心計算的滑輪（或卷筒）的最小卷繞直徑,單位(

63、mm)</p><p>　　h—與機構工作級別和鋼絲繩結構有關的系數(shù)，按表3-1選取</p><p>　　d—鋼絲繩的直徑，單位(mm)</p><p>　　表3.1 系數(shù)h（GB/T3811-1983）</p><p>　　代入數(shù)據(jù)有 （20-1）26 = 494 mm</p><p>　　根據(jù)《非

64、標準機械設備設計手冊》表6-7，滑輪代號可選WJ06201，具體尺寸如表3-3所示：</p><p>　　表3-3 滑輪的主要尺寸</p><p><b>　　3.3 卷筒</b></p><p>　　3.3.1卷筒的構造</p><p>　　卷筒是卷繞和容納鋼絲繩的部件。通過對鋼絲繩的收放，可把原動機的驅動力傳遞給鋼

65、絲繩，并將原動機的回轉運動變?yōu)橹本€運動。卷筒一般由三部分組成，即筒殼、支輪及支環(huán)。筒殼是卷筒的直接承載部件；支輪是支撐筒殼和傳力的部件；支環(huán)是為了增加筒殼的穩(wěn)定性。</p><p><b>　　1．卷筒的形式</b></p><p>　　卷筒的形狀一般為圓柱形，特殊要求的卷筒也有制成圓錐形或曲線形的。在起重機械中主要是采用圓柱形的鋼絲繩卷筒。</p>&

66、lt;p>　　按鋼絲繩在卷筒上卷繞層數(shù)可分為單層卷繞卷筒和多層卷繞卷筒。</p><p>　　單層卷繞卷筒表面通常切有螺旋形繩槽，鋼絲繩依次排列其內（圖3.14a）。繩槽節(jié)距比鋼絲繩直徑稍大，繩槽半徑也比鋼絲繩半徑稍大，這樣既增加了鋼絲繩與卷筒的接觸面積，又可防止在卷繞過程中相鄰鋼絲繩間的相互摩擦，從而延長鋼絲繩的使用壽命。卷筒繩槽尺寸已有標準，可查閱相關手冊。</p><p>　　

67、多層卷繞卷筒（圖3.14b）容繩量大。主要用于起升高度很大，卷筒長度又受到限制的提升機構。采用尺寸較小的多層卷繞卷筒對于減小機構尺寸十分有利。多層卷繞的卷筒多采用不帶螺旋槽的光面卷筒，卷筒的兩端必須帶有側板，以防鋼絲繩側向滑移。側板的高度應比最外層鋼絲繩高出1～2.5d。但多層卷繞卷筒的鋼絲繩所受的擠壓力大，相互間摩擦力大，鋼絲繩壽命降低，也容易產(chǎn)生亂繩現(xiàn)象。此外，當卷繞層數(shù)較多時，在繩索張力不變的情況下，卷筒的載荷力矩將隨卷筒上鋼絲繩

68、層數(shù)的多少而變化，從而使機構載荷力矩不穩(wěn)定。</p><p>　　圖3.14 鋼絲繩卷筒 圖3.15 焊接卷筒</p><p>　　a.螺旋槽卷筒；b.光面卷筒</p><p>　　按制作方式可分為鑄造卷筒（圖3.14）和焊接卷筒（圖3.15）。</p><p>　　2．卷筒的材料和制造&

69、lt;/p><p>　　鑄造卷筒一般采用不低于HT200的灰鑄鐵鑄造，重要的卷筒可用不低于QT450-10的球墨鑄鐵鑄造。采用鑄鋼時應不低于ZG230-450，鑄鋼卷筒并不能使壁厚減少很多，且工藝復雜成本高，因而較少采用。</p><p>　　焊接卷筒主要用于大直徑的卷筒，多用Q235鋼板彎成筒形焊接而成。小直徑的卷筒也可采用無縫鋼管制造。焊接卷筒與鑄造卷筒相比，自重可以大大減輕，也適用于單件

70、生產(chǎn)。</p><p>　　3.3.2卷筒的失效形式及其原因</p><p>　　卷筒筒殼的損壞是礦井提升機普遍存在的問題。卷筒的失效形式主要有：</p><p>　　卷筒筒殼的損壞是指筒殼在工作過程中產(chǎn)生較大的變形，并在局部地方開裂，以致不能正常工作。卷筒筒殼的開裂形式有(見圖3.16)</p><p>　　沿筒殼圓周方向局部開裂(占多數(shù))

71、；沿卷筒的法蘭盤(也稱丈輪)或支環(huán)處局部開裂(占多數(shù))；沿焊縫開裂或開焊；沿筒殼上螺釘孔周圍開裂；沿筒殼軸線方向局部開裂(占少數(shù))等等。</p><p>　　圖3.16 筒殼的裂紋形式（示意圖）</p><p>　　沿筒殼圓周方向局部開裂</p><p>　　沿焊縫或支環(huán)外局部開裂</p><p>　　造成筒殼變形和開裂的主要原因有：<

72、/p><p>　　理論計算中的誤差過大；結構設計上的某些不合理，加工裝配上的缺陷；使用利維護上的不合理，鋼板材質上的缺陷等等。所以，對于每一個具體的筒殼開裂問題，應對下列情況進行分析：</p><p>　　①產(chǎn)品的技術性能、結構形式和有關的設計計算資料；</p><p>　?、诩庸ぱb配質量和安裝質量；</p><p>　?、郛a(chǎn)品使用的歷史情況和現(xiàn)

73、狀，特別是使用過程中的負荷變化情況，如未滿負荷使用的時間，滿負荷使用的時間，是否有超負荷使用的現(xiàn)象，超負荷程度和使用時間的長短，非常載荷出現(xiàn)的次數(shù)；</p><p>　?、茉O備在使用過程中的維護情況；</p><p>　　⑤筒殼在開裂前的征兆(如變形和發(fā)響等)和開裂過程，等等。</p><p>　　3.3.3卷筒的計算</p><p><

74、;b>　　1、卷筒的幾何尺寸</b></p><p>　　單層繞卷筒表面通常切出導向螺旋槽，繩槽分標準槽與深槽兩種形式。一般情況都采用標準槽。當鋼絲繩有脫槽危險（例如抓斗起升機構卷筒，鋼絲繩向上引出的卷筒）以及高速機構中，采用深槽。</p><p><b>　　圖3.17卷筒槽形</b></p><p>　　本次設計采用光筒，

75、不用開槽。</p><p><b>　　卷筒的名義直徑D</b></p><p>　　D=(h-1)d (3.5)</p><p>　　式中 D——卷筒名義直徑</p><p><b>　　d——鋼絲繩直徑</b></p><p>

76、;　　h——與機構工作級別和鋼絲繩結構相關的系數(shù)</p><p>　　本次設計選取h =20</p><p>　　則有： D=(20-1)×26= 494mm</p><p>　　類型 A型，據(jù)最小直徑D，查《機械設計手冊-2》表8.1-50，取標準值630mm.</p><p><b>　　卷筒的長度L&l

77、t;/b></p><p>　　圖3.18 卷筒長度示意圖</p><p>　?、賳螌訂温?lián)卷筒 （3.6）</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　H—起重機最大起升高度；</p><p><b>　　m—為滑輪組

78、倍率；</b></p><p>　　—鋼絲繩附加安全圈數(shù)，一般取1.5～3圈；</p><p>　　—卷筒的計算直徑（鋼絲繩截面中心距），即 =D+d。</p><p>　?、诙鄬泳砝@卷筒 （《礦井提升機械設備》公式3-7）</p><p>　　式中——無繩槽的卷筒端部尺寸，按需要定；</p><p>　　

79、——固定繩尾所需長度，≈3P；</p><p>　　——中間光滑部分長度；</p><p><b>　　n——卷繞層數(shù)；</b></p><p>　　——錯繩圈數(shù)，取2~4圈； </p><p>　　——平均纏繞直徑，= （3.7）</p><p>　　——繩圈間的間隙，

80、取2~3mm,但應保證不咬繩。</p><p>　　本次設計針對的是工作于礦井的提升機,工作環(huán)境狹小,必須盡量減小自身的體積,故采用多層卷繞。</p><p>　　所以初選n=3層，計算和L</p><p>　　= = = 681.68 mm</p><p><b>　?。?.8）</b></p><

81、p>　　==394.1 mm</p><p>　　考慮到鋼絲繩在卷筒上排列可能不均勻，應將卷筒長度增加</p><p>　　則取L=490 mm</p><p><b>　　3）卷筒的厚度</b></p><p><b>　　鋼卷筒≈dmm</b></p><p>　　

82、鑄造卷筒≈0.02D+（6~10）≥12mm</p><p>　　本次設計采用鑄造卷筒，故有=0.02×710+6=20.2mm ≥12mm</p><p>　　卷筒標記 A 630490-15-240 JB/T9006.2-1999</p><p><b>　　2、卷筒的強度校核</b></p><p>

83、　　卷筒強度計算根據(jù)受力情況來具體決定，卷筒壁主要承受鋼絲繩纏繞所產(chǎn)生的壓縮應力。此外，還承受扭轉和彎曲應力。當L≤3D時，彎曲與扭轉應力的合成應力不超過壓縮應力的10～15％，故可以只按照壓縮應力計算。</p><p>　　=A≤[]（MPa）</p><p>　　式中 A—與卷筒有關的系數(shù)；</p><p>　　表3-4 系數(shù)A的選擇</p>&l

84、t;p>　　——鋼絲繩最大靜拉力，單位N；</p><p>　　P——卷筒繩的繩距，單位mm；（無槽P =d）</p><p>　　——卷筒的壁厚，單位mm；</p><p>　　——許用壓應力，單位MPa；</p><p>　　其中，鋼：=，—屈服強度；</p><p>　　鑄鐵：=，—抗壓強度。</p&

85、gt;<p>　　= A= 1.8 =74.64(MPa)</p><p>　　===333.33MPa</p><p>　　故有≤ 卷筒強度滿足要求。</p><p>　　3.3.4鋼絲繩在卷筒上的固定</p><p>　　綱絲繩在卷筒上的固定必須十分可靠，便于檢查和裝拆，避免在固定處使鋼絲繩受到過分的彎曲，目前采用的固

86、定方法有以下幾種。</p><p><b>　　用壓板固定</b></p><p>　　利用壓板和螺栓同定繩尾，這種方法構造簡單，裝拆方便，便了觀察和檢查，安全可靠，目前最常用，在用于多層繞時，一般采用圖（3-17a）的形式。</p><p>　　用長板條固定(圖3.17c)</p><p>　　在鑄造卷筒的筒體上留有固

87、定鋼絲繩繩尾用的穿孔，在孔內裝上凸頭板條，板條下面有縱向繩槽，板條用螺釘壓緊。這種方法可使卷筒縮短，但是卷筒構造復雜。</p><p>　　用楔子固定（圖3.17 d)</p><p>　　鋼絲繩繞在楔子上，并與楔子一起裝入卷筒的楔孔內，在鋼絲繩拉力作用下被楔緊。楔子的斜度—般為1：4~1：5，以滿足自鎖條件。這種方法卷筒構造復雜。不便于鋼絲繩更換，但可以用于多層繞。 </p>

88、<p>　　圖3.19 鋼絲繩在卷筒上的固定</p><p>　　4 動力裝置的設計計算</p><p>　　起重及冶金用三相異步電動機是用于驅動各種形式的起重機械和冶金設備中的輔助機械的專用系列產(chǎn)品，它具有較大的過載能力和較高的機械強度，特別適用于短時或斷續(xù)周期運行、頻繁起動和制動、有時過負荷及有顯著的振動與沖擊的設備。</p><p>　　YZ系列

89、為籠型轉子電動機，YZR系列為繞線轉子電動機。起重及冶金用電動機大多采用繞線轉子，但對于30kW以下的電動機以及在起動不是很頻繁而電網(wǎng)容量又許可滿壓起動的場所，也可采用籠型轉子。</p><p>　　4.1 電動機的工作制</p><p>　　根據(jù)負荷的不同性質，電動機常用的工作制分為S2（短時工作制）、S3（斷續(xù)周期工作制）、S4（包括起動的斷續(xù)周期性工作制）、S5（包括電制動的斷續(xù)周期

90、工作制）四種。電動機的額定工作制為S3，第一個工作周期為20min。電動機的基準負載持續(xù)率JC為40%。這4種工作制簡要特性如下：</p><p>　?、?連續(xù)工作制（S1） 電動機在恒定負荷下連續(xù)運行至繞組達到穩(wěn)定溫升，這種工作狀態(tài)稱為電動機的連續(xù)工作制，發(fā)熱曲線見圖4-1a的曲線。從圖可見，當電動機通電之后繞組溫升按指數(shù)曲線上升，隨著電動機運行時間的增加，溫升逐步接近于穩(wěn)定溫升，在穩(wěn)定溫升下電動機發(fā)出的熱量

91、基本上等于電動機向周圍介質中散出的熱量。對同一臺電動機，負荷越大，穩(wěn)定溫升就越高。穩(wěn)定溫升不應高于該電動機繞組允許的溫升，這就是這種電動機熱容量選擇的依據(jù)。</p><p>　　圖4.1 各工作制下的溫升曲線</p><p>　?、?短時工作制（S2） 圖1.1a的三條曲線表示同一臺電動機在不同功率下長期連續(xù)運行時的溫升曲線，，若電動機的允許溫升為，那么從圖可見，這臺電動機能夠以功率長期連

92、續(xù)運行；若電動機運行時間達之后長時間停歇，以使電動機繞組的溫度能降到與周圍介質溫度相同，那么同一臺電動機的允許功率為，；若運行時間縮短為，允許功率可提高到。以上情況說明了短時工作制電動機的工作特點。顯然，同一規(guī)格電動機在短時工作制下運行時允許的功率比長期連續(xù)工作制時大，運行時間越短，允許功率越大。短時工作制電動機的選擇也很簡單，只要使實際需要的功率小于電動機在規(guī)定短期運轉時間下的允許功率即可。短時工作制電動機允許功率在電動機產(chǎn)品目錄上也

93、有標注（在一定時間下）。和連續(xù)工作電動機一樣，這種電動機的允許功率是通過實驗得到的。短期工作制的發(fā)熱和冷卻曲線示于圖4-1b。</p><p>　?、?斷續(xù)周期工作制（S3） 這種運行方式的特點是，電動機較短時間恒負荷運行后，有一段停歇時間，但停歇時間不長，以至于繞組還為冷卻至周圍截至二溫度，電動機又開始恒負荷運行，以后就周而復始重復這種斷斷續(xù)續(xù)的運行。在這種運行方式下，設啟動電流對電動機繞組的溫升無明顯的影響

94、，則電動機溫升曲線如圖1.1c表示。從圖可見，這種電動機允許功率在連續(xù)工作制和短時工作制之間。</p><p>　?、?考慮啟動電流影響的斷續(xù)工作制（S4）， 這種方式與S3類似，但在每段負荷運行的啟動時間內，啟動電流對電動機溫升有較大影響，必須給予考慮。這一工作制的溫升曲線見圖1.1d。</p><p>　　S3，S4工作制的電動機，一個循環(huán)時間包括一次運行和一次停歇，時間一般在10m

95、in以內。顯然，在相同循環(huán)時間下，運行時間占循環(huán)時間的比率較大，同一電動機的允許功率小。這個時間比率稱為接電持續(xù)率，通常用百分數(shù)表示，符號為JC（%）；當用小數(shù)表示接電持續(xù)率時，為書寫方便可記為。</p><p>　　提升機構的負荷特點是，啟動時間較短（約1s左右），只占等速運動時間很小的比例，啟動時慣性載荷較小，只有滿載起升靜轉矩的10%～20%，電動機平均啟動轉矩約為電動機額定轉矩的1.3～1.6倍，而且遠小

96、于電動機的傾覆轉矩，因此提升機構電動機可以認為是S3工作制。</p><p>　　4.2電動機的選擇與校驗</p><p>　?、盘嵘龣C所需的穩(wěn)態(tài)功率，即靜功率按下式計算： </p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　式中 —電動機計算功率，單位kW；</p><p>

97、;　　—提升物的最大重量, 單位N；</p><p>　　—提升速度，單位m/min；</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)，可得：</b></p><p>　　提升總重為： =+=（4000+328.8）9.8 N = 42422.24 N</p><p>　　= =5.66 kw</p><p&

98、gt;　　根據(jù)工作條件，查《機械設計手冊2》初選YR系列的電動機，型號YR160M-4</p><p>　　由于額定工作制（即JC=40%）下工作，功率選為為7.5KW，轉速1460r/min。</p><p>　　⑵ 電動機的發(fā)熱校驗：</p><p>　　由于起重機并不總是在滿載狀態(tài)下工作，各種起重機的載荷情況又各不相同，國內選擇起重機起升機構電動機容量時，對工

99、作級別較低的機構，有時選擇電動機S3時額定輸出功率略小于滿載提升所需功率。實踐證明這樣選擇是正確的。</p><p>　　現(xiàn)對所選電動機進行發(fā)熱校驗: </p><p>　　= (4.2) </p><p>　　式中 —穩(wěn)態(tài)平均功率(KW)；</p><p>　　—穩(wěn)態(tài)負載平均系數(shù)，查手冊選取

100、0.8；</p><p>　　—提升速度，單位m/s;</p><p>　　Q—提升重量，單位N；</p><p><b>　　m—電動機數(shù)量；</b></p><p><b>　　—機構總效率.</b></p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)有：</b>

101、</p><p>　　= ==5.32（kw）≤，</p><p><b>　　證明校驗通過.</b></p><p>　　⑶電動機過載能力校驗</p><p><b>　　(4.3)</b></p><p>　　式中 —電動機轉矩的允許過載倍數(shù)，查《機械設計手冊》<

102、/p><p>　　—考慮電壓降及轉矩允差及靜在試驗超載的系數(shù)，繞線異步電機為2.1；籠型電動機為2.2；直流電動機為1.4</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)有 </b></p><p>　　==4.99KW≤P ，校驗通過。</p><p>　　故所選電動機型號為YR160M-4，其主要參數(shù)如下</p>

103、<p>　　表4.1 所選電動機參數(shù)</p><p>　　5 傳動裝置的設計計算</p><p>　　減速器作為獨立部件裝在卷筒的內部，減速器的輸入軸經(jīng)多片盤式制動器與電動機相連。減速器的輸出軸與卷筒固接。</p><p>　　5．1 確定總的傳動比</p><p>　　由公式：

104、 i=</p><p>　　其中：為電動機轉速；為卷筒轉速。</p><p>　　有： =1460r/min</p><p>　　= ==4.04r/min</p><p>　　式中 D—卷筒直徑</p><p><b>　　—提升速度</b>

105、;</p><p>　　故提升裝置總的傳動比： </p><p>　　i===361.39 </p><p>　　經(jīng)分析擬選用二級減速：第一級采用2K-H（A）型行星傳動,如圖5-1所示；第</p><p>　　二級采用K-H-v少齒差行星齒輪傳動。如下圖：</p><p>　　第一級2K-H

106、 第二級K-H-V</p><p>　　圖5.1 一、二級減速器形式 </p><p>　　5．2 多級復合輪系減速器的設計計算</p><p>　　5.2.1 確定2K-H（A）型傳動的基本參數(shù)</p><p>　　1. 2K-H（A）型傳動比的計算</p><p>　　初

107、定第一級2K-H（A）型傳動比=9, 采用非變位行星齒輪傳動。根據(jù)總的傳動比，則第二級K-H-v型少齒差行星齒輪傳動比能達到較大減速作用，為=40.15。查取《行星機構傳動設計》，采用角度變位齒輪傳動中的正傳動，可以湊合中心距、避免輪齒根切，減少齒輪機構的尺寸；減少齒面磨損和提高壽命，以及提高其承載能力。</p><p>　　經(jīng)分析圖5-1減速器傳動示意圖，可知第一級采用2K-H（A）型行星齒輪傳動，內齒輪3固定

108、不動，齒輪1輸入時，轉臂H輸出，則有：</p><p><b>　?、?lt;/b></p><p><b>　　②</b></p><p><b>　?、?lt;/b></p><p>　　式中：—齒輪1的轉速，單位為r/min；</p><p>　　—行星架的轉

109、速，單位r/min； </p><p>　　—齒輪3的轉速，單位為r/min。</p><p>　　代入數(shù)據(jù)，由①②③算得： </p><p>　　==1+P ④ </p><p>　　上式④中P為A型行星機構的特性參數(shù)（也稱內傳動比），當給定傳動比=值，那么 </p><p>　　P=

110、=-1=9-1=8 ⑤</p><p>　　特性參數(shù)P值應合理地進行選取，P值太大或者太小都是不合理的。如果P值太大，或使得Z值很大；或使得Z值很小。通常內齒圈3的尺寸是受到減速器總體尺寸的限制。為了不過分地增大其外形尺寸，故Z值不能很大。而中心輪1的尺寸應考慮到其齒數(shù)Z受到最少齒數(shù)Z的限制，以及轉軸裝入齒輪1內的可能性，故Z值不能很小。另外，P值接近于1也是不允許的，因為

111、這樣會使得行星輪2的尺寸太小。一般，應選取P=3～8。本次取P等于8，在其范圍內。</p><p>　　2.選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)</p><p>　　1）按如圖6-1所示的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。</p><p>　　2）提升機為一般的工作機器，速度較低，故選用7級精度（GB 10095-88）。</p><p><

112、;b>　　3）材料的選擇</b></p><p>　　由表10-1選擇齒輪1材料為40（調質后表面淬火），硬度為280HBS。齒輪2材料為45鋼（調質后表面淬火），硬度為240HBS；內齒輪的為45鋼（調質后表面淬火），硬度為200HBS，二者材料相差20～40HBS。</p><p>　　4）在行星齒輪傳動中,初選齒輪齒數(shù)=22</p><p>

113、　　3.確定內齒圈、行星輪的齒數(shù)和驗算傳動比的誤差</p><p><b>　　由⑤式可得</b></p><p><b>　　= </b></p><p>　　由上式可知，當選定最小齒數(shù)時，便容易求得內齒輪3的齒數(shù)值。 </p><p><b>　　=822≈176</b>&

114、lt;/p><p>　　其傳動比誤差為0，所以，=176。</p><p>　　據(jù)同心條件可求得行星輪2的齒數(shù)為</p><p><b>　　=77</b></p><p>　　齒輪2 =77</p><p>　　4. 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)</p><p>&l

115、t;b>　　1）各軸轉速</b></p><p>　　1軸轉速 1460 （r/min） </p><p>　　2軸轉速 162.22(r/min)</p><p><b>　　2）各軸功率</b></p><p>　　1軸功率

116、 =7.35（KW）</p><p><b>　　3）各軸轉矩</b></p><p>　　電動機軸轉矩 4.91（N.mm）</p><p>　　1軸轉矩 2.04（N.mm）</p><p>　　上式中 ——為行星輪的個數(shù)；</p><p>　　——為運轉不平穩(wěn)系數(shù)。&

117、lt;/p><p>　　5.按齒面接觸強度設計</p><p>　　由設計計算《機械設計》第八版 公式（10-9a）進行試算，即</p><p>　　1）試選載荷系數(shù)（1.2～1.4）</p><p>　　2）計算小齒輪1傳遞的轉矩</p><p><b>　　由上可知：</b></p>

118、<p>　　2.04（N.mm）</p><p>　　3）由《機械設計》第八版表10-7選取齒寬系數(shù)=0.6懸臂布置）</p><p>　　4）由《機械設計》第八版 表10-6查得材料的彈性模量=189.8</p><p>　　5）由《機械設計》第八版 圖10-21d按齒面硬度查得齒輪1的接觸疲勞強度極限600；齒輪2的接觸疲勞強度極限550；齒輪3的接