1、邵阳学院毕业设计（论文）1前 言随 着 生 产 的 不 断 发 展 ， 在 现 代 的 工 矿 企 业 、 车 站 港 口 、 建 筑 工 地 、 林 区 农 场 、 食品 加 工 和 国 民 经 济 各 部 门 ， 越 来 越 广 泛 地 使 用 各 种 起 重 运 输 机 械 ， 进 行 装 卸 、 运 转 、输 送 、 分 配 等 生 产 行 业 。 例 如 一 个 年 产 上 千 万 吨 钢 的 钢 铁 联 合 企 业 ， 仅 运 进 物 了 就 有两 千 万 吨 ； 再 加 上 生 产 作 业 过 程 中 的 运 转 设 备 ， 没 有 现 代 化 、 高 效 率 的 起 重 运 输
2、 机 械是 无 法 进 行 生 产 的 。 在 起 重 运 输 机 械 中 有 些 是 不 可 缺 少 的 运 转 设 备 ， 但 更 多 的 起 重 运输 机 械 ， 其 作 用 早 已 超 出 单 纯 的 辅 助 设 备 范 围 ， 它 们 被 直 接 应 用 于 生 产 工 艺 过 程 中 ，成 为 生 产 作 业 线 上 主 体 设 备 的 组 成 部 分 。 钢 铁 联 合 企 业 如 此 ， 其 他 国 民 经 济 部 门 也 是如 此 。 为 促 进 社 会 主 义 建 设 事 业 的 发 展 ， 提 高 劳 动 生 产 率 ， 充 分 发 挥 起 重 运 输 机 械 的作 用
3、是 具 有 重 要 意 义 的 。为 了 对 起 重 设 备 进 行 更 深 入 的 学 习 ， 在 这 次 毕 业 设 计 中 ， 我 准 备 了 矿 用 提 升 机 构设 计 。 设 计 的 主 要 内 容 有 ： 矿 用 提 升 机 的 主 要 零 部 件 （ 钢 丝 绳 、 吊 钩 、 制 动 装 置 、 卷筒 、 齿 轮 、 行 星 架 、 轴 和 电 动 机 等 ） 的 构 造 ， 工 作 原 理 及 主 要 机 构 的 组 成 和 设 计 计 算 。由 于 本 人 水 平 、 能 力 有 限 ， 文 中 难 免 会 出 现 错 误 和 遗 漏 ， 恳 请 各 位 老 师 批 评
4、指 正 。邵阳学院毕业设计（论文）21 提 升 机 驱 动 系 统 的 设 计1.1 设 计 方 案 的 确 定1.1.1、 设 计 参 数 ：调 度 重 量 7.5 吨 ；容 绳 量 300m。此 矿 用 提 升 机 构 一 般 的 起 重 机 构 ， 选 取 滚 筒 速 度 为 40m/min1.1.2、 设 计 方 案 的 确 定方 案 一 ： 采 用 蜗 杆 减 速 器 开 式 齿 轮 传 动 。 蜗 杆 减 速 器 均 装 在 滚 筒 外 ， 电 机 和 滚 筒轴 线 不 同 轴 。 这 种 方 案 的 特 点 是 构 造 简 单 ， 但 结 构 不 紧 凑 ， 占 地 面 积 大
5、。（ 见 图 1.1）图 1.1 方 案 一 图方 案 二 ： 采 用 行 星 轮 、 内 、 外 齿 轮 传 递 运 动 和 动 力 。 行 星 轮 、 内 、 外 齿 轮 装 在 滚筒 及 行 星 架 内 。 这 种 方 案 的 优 点 是 具 有 重 量 轻 、 体 积 小 、 传 动 比 大 和 效 率 高 ， 因 此 广泛 应 用 于 矿 山 冶 金 等 工 业 部 门 。（ 见 图 1.2）邵阳学院毕业设计（论文）3图 1.2 方 案 二 图综 上 比 较 两 种 方 案 一 、 所 以 择 优 选 方 案 二 。 方 案 二 在 各 个 方 面 都 优 于 方 案 一 。1.2
6、电 机 的 选 择电 动 机 已 经 标 准 化 、 系 列 化 。 电 动 机 有 交 流 电 机 和 直 流 电 机 之 分 。 一 般 工 厂 都 采用 三 相 交 流 电 ， 因 而 多 采 用 交 流 电 动 机 。 交 流 电 动 机 有 异 步 电 动 机 和 同 步 电 动 机 两 类 ，异 步 电 动 机 又 分 为 笼 型 的 绕 型 两 种 ， 其 中 以 普 通 笼 型 异 步 电 动 机 应 用 最 多 。 目 前 应 用最 广 的 是 Y 系 列 自 扇 冷 式 笼 型 三 相 异 步 电 动 机 ， 其 结 构 简 单 、 起 动 性 能 好 、 工 作 可 靠
7、、价 格 低 廉 ， 维 护 方 便 ， 适 用 于 不 易 燃 、 不 易 爆 、 无 腐 蚀 性 气 体 、 无 特 殊 要 求 的 场 合 ，如 运 输 机 、 机 床 、 风 机 、 农 机 、 轻 工 机 械 等 。 在 经 常 需 要 起 动 、 制 动 和 正 、 反 转 的 场合 （ 如 起 重 机 ） ， 则 要 求 电 动 机 转 动 惯 量 小 、 过 载 能 力 大 ， 应 选 用 起 重 及 冶 金 用 三 相 异步 电 动 机 YZ 型 （ 笼 型 ） 或 YZR 型 （ 绕 线 型 ） 。提 升 机 为 一 般 起 重 设 备 ， 电 动 机 的 工 作 载 塔
8、为 中 级 ， 启 动 反 转 频 繁 ， 工 作 环 境 较差 。 故 采 用 Y 系 列 一 般 用 途 的 全 封 闭 自 扇 冷 鼠 笼 型 三 相 异 步 电 动 机 。1.2.1、 电 动 机 的 容 量已 知 条 件 ： 卷 筒 刊 径 D=300mm， 卷 筒 运 转 速 度 V=40,/min， 高 度 重 量 F=7.5t。电 动 机 输 出 功 率P0=Pw/=FV/1000w=7.51030.67/（ 10000.960.9730.992）=5.79kw额 定 功 率 P.=（ 1 1.3） P0=(1 1.3) 5.79=5.79 7.53kw邵阳学院毕业设计（论文）
9、4查 资 料 取 P.为 7.5kw。1.2.2、 卷 筒 的 转 速nw=60V/（ D） =600.67/（ 300） =42.68t/min查 机 械 课 程 设 计 手 册 可 得 电 动 机 的 型 号 为 Y160M-6。nm=970r/min。1.2.3、 计 算 总 传 动 比 ， 分 配 各 级 传 动 比（ 1） 总 传 动 比 I=nm/nw=970/42.68=22.73（ 2） 分 配 各 级 传 动 比取 ib=5.54,Ig=i/ib/22.73/5.54=4.1（ 3） 计 算 传 动 装 置 的 运 动 和 动 力 参 数 各 轴 的 转 速nI=970r/m
10、innIII=nI/ib=970/5.54=175.09nIII=nII/ig=175.09/4.1=42.68 各 轴 的 功 率pI=pm=7.5KW pIII=7.50.990.97=7.2KWpIII=7.20.990.97=6.92KW 各 轴 的 转 矩TI=9550 7.5/970=73.84N.mTIII=95507.2175.09=392.7 N.MTIII=95506.9242.69=1549.5 N.M最 后 ， 将 所 度 算 的 结 果 填 入 下 表 1.1：邵阳学院毕业设计（论文）5邵阳学院毕业设计（论文）6轴 名参 数电 动 机 I II 轴 滚 筒 轴 (II
11、I)转 速n（ r/min）970 970 175.09 42.68功 率 P/kw 7.5 7.5 7.2 6.92转 矩 （ N.m） 73.84 73.84 392.7 1549.5传 动 比 i 5.54 4.1 1效 率 0.97 0.99 0.99表 1.1 轴 的 工 况 表邵阳学院毕业设计（论文）72 提 升 机 传 动 系 统 的 设 计2.1 电 动 机 轴 齿 轮 的 设 计2.1.1、 齿 轮 传 动 是 应 用 最 广 泛 的 一 种 机 械 传 动 ， 它 是 依 靠 齿 轮 齿 廓 直 接 接 触 来 传 递 运动 和 动 力 的 ， 具 有 传 动 比 恒 定
12、， 效 率 高 ， 使 用 帮 助 长 ， 适 用 范 围 广 及 承 载 有 力 高 等 优点 。 在 生 产 实 践 中 ， 对 齿 轮 传 动 的 要 求 是 多 方 面 的 ， 但 归 纳 起 来 不 外 乎 下 列 两 项 基 本要 求 ：（ 1） 传 动 要 准 确 平 稳 即 要 求 齿 轮 传 动 在 工 作 过 程 中 ， 瞬 时 传 动 比 要 恒 定 ， 且 冲 击 、振 动 小 。（ 2） 承 载 能 力 高 即 要 求 齿 轮 传 动 能 传 递 较 大 的 动 力 ， 且 体 积 小 ， 重 量 轻 ， 寿 命 长 。2.1.2、 选 定 齿 轮 的 传 动 类 型
13、 、 精 度 等 级 、 材 料 、 热 处 理 方 式 ， 确 定 许 用 应 力 。 为 提 高齿 轮 的 承 载 能 力 和 传 动 平 稳 性 ， 采 用 高 变 位 齿 轮 传 动 。 考 虑 上 减 速 器 的 功 率 较 大 ， 故齿 轮 选 用 硬 齿 面 ， 齿 轮 的 材 料 为 20Cr 钢 渗 碳 淬 火 ， 硬 度 为 56 62HRC（ 查 表 ） 齿 轮 按 7级 精 度 制 造 （ 查 表 ） 。oHIim=1500MP（ 查 图 ） ， OFIim=460MP(查 图 )SF=1（ 查 表 ） ， SH=1， Yx=1.0（ 查 图 ） ，故 OH=o HIi
14、m/SH=1500/1=1500 MP。oF=o FIimYx/SF=4601=460 MP。2.1.3、 按 轮 齿 弯 曲 疲 劳 强 度 设 计计 算 齿 轮 的 模 数 由 公 式m 2KT1YFsY /dZ12o F1/3 MP。确 定 公 式 内 各 计 算 数 值（ 1） 初 步 选 定 齿 轮 参 数设 齿 数 比 为 u=4, Z1=24， 故 Z2=uZ1=424=96d=0.7（ 查 表 ）（ 2） 计 算 小 齿 轮 的 名 义 转 矩T1=9550P/n1=95507.5/970=73.84N.m=0.7384N.mm邵阳学院毕业设计（论文）8（ 3） 计 算 2 载
15、 荷 系 数 KKA=1（ 查 表 ） V=3m/s， V Z1/100=324/100=0.72Kv=1.15（ 查 图 ）a=1.88-3.2（ 1/Z1+1/Z2） COS=1.88-3.2（ 1/24+/96） 1=0.2448Ka=1.1（ 查 图 ） K=1.19 （ 查 图 ）K=KAKVKaK=11.151.111.19=1.5（ 4） 查 取 复 合 齿 形 系 数 YFS并 比 较 YFS/ oFYFS1=4.25， YFS2=3.98 （ 查 图 ）YFS1/ o F1=4.25/460=0.0092 YFS2/ o F2=3.98/460=0.0057（ 5） 计 算
16、重 合 度 系 数Y=0.25+0.75/a=0.25+0.75/1.71=0.6886（ 6） 设 计 计 算m2KT1YFSY2/dZ12oF1/3=21.50.73841050.00920.6886/0.92421/3=1.52将 模 数 圆 整 为 标 准 值 ， 取 m=22.1.4、 几 何 尺 寸 的 计 算d1=mZ1=242=48mmd2=mZ2=296=192mma=m/2（ Z1+Z2） =2/2（ 24+96） =120mmb=dd10.948=43.2mm， 取 b2=45mmb1=b2+（ 5 10） =50 55mm， 取 b1=55mm2.1.5、 校 核 齿
17、面 接 触 疲 劳 强 度O H=ZEZHZ2KT1（ U+1） ubd121/2式 中 ZE=189.8MPaZH=2.5Z=（ 4- a） /31/20-（ 4-1.71/3） 1/2=0.87oH=ZEZHZ2KT1（ U+1） /ubd121/2=189.82.50.8721.50.7384105105(4+1)/4548241/2=674.64MPaYFS2/ F2=3.95/220=0.018Y =0.25+0.75/a=0.25+0.75+1.71=0.69所以 f=2KT1YFSY/bd1m=21.5840.0721054.250.69/(56482)=85.25MPa F1im=220MPa 合适（7）验算齿轮的实际速度V= d1n1/（ 601000） = 48421/（601000）=1.06/s3 m/s 合适。（8）图见零件图。2.3 行星齿轮的设计
