礦山絞車TP環(huán)面蝸桿減速器的設(shè)計說明

畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：礦用絞車用TP環(huán)形蝸桿減速器設(shè)計摘要本畢業(yè)設(shè)計主要闡述了用于礦用絞車的TP型環(huán)形蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計方法，它是蝸輪蝸桿減速器的一種形式。本設(shè)計主題來自嘉鋼某礦山工程機械。通過分析傳統(tǒng)減速機的設(shè)計方法和主要考慮因素，以礦用絞車減速機為設(shè)計背景，根據(jù)設(shè)計準(zhǔn)則和設(shè)計理論設(shè)計了TP型圓環(huán)蝸輪蝸桿減速機。并檢查一下，再計算檢查減速機各部件的尺寸。該設(shè)計代表了圓環(huán)蝸輪設(shè)計的一般過程，對其他蝸輪的設(shè)計具有一定的價值。目前，在礦用絞車減速機的設(shè)計、制造和應(yīng)用方面，與國外先進(jìn)水平相比，還存在較大差距。我國在減速機設(shè)計制造過程中存在諸多不足。合理的吊裝方式和運行參數(shù)，改造現(xiàn)有的吊裝設(shè)備，采用最新的工藝技術(shù)，使其不斷小型化、輕量化、吊裝量大、運行準(zhǔn)確可靠，向高度集中的自動化方向發(fā)展。關(guān)鍵詞：礦用絞車；PT環(huán)形蝸桿；減速器;結(jié)構(gòu)設(shè)計目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要三摘要四目錄五1簡介11.1本課題研究內(nèi)容及意義11.2國外發(fā)展概況21.3本主題應(yīng)滿足的要求3選擇設(shè)計42.1原動機的選擇42.2變速器的選擇43電機選型及動態(tài)參數(shù)計算73.1電機類型和結(jié)構(gòu)的初步選擇73.2電動機容量83.2.1確定減速機所需功率83.2.2確定傳輸效率93.2.3電機技術(shù)數(shù)據(jù)93.3變速器運動參數(shù)的計算93.3.1總傳動比的計算103.3.2各軸功率計算103.3.3計算各軸轉(zhuǎn)速103.3.4各軸輸入扭矩計算104減速機部件的選擇與計算114.1蝸桿傳動設(shè)計計算114.1.1蝸輪蝸桿材料的選擇114.1.2確定蝸桿頭和蝸輪齒數(shù)124.1.3檢查滾筒速度124.1.4確定蝸桿和蝸輪的中心距a124.1.5蝸桿傳動幾何參數(shù)設(shè)計134.2圓環(huán)蝸輪校核計算154.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計164.3.1蝸桿軸的設(shè)計164.3.2蝸輪軸的設(shè)計184.4檢查軸204.4.1蝸桿軸強度校核204.4.2蝸輪軸強度校核224.5滾動軸承的選型和驗證244.5.1蝸輪軸滾動軸承的選型和驗證244.5.2檢查蝸輪軸上的軸承254.6鍵連接強度校核264.6.1聯(lián)軸器安裝在蝸桿軸上的鍵連接264.6.2蝸輪軸上蝸輪處的鍵連接264.6.3蝸輪軸聯(lián)軸器鍵連接274.7聯(lián)軸器選擇與計算274.7.1與電機輸出軸聯(lián)軸器274.7.2蝸輪減速機聯(lián)軸器274.8箱體結(jié)構(gòu)尺寸及密封284.8.1盒子結(jié)構(gòu)尺寸284.8.2封箱295潤滑及附件結(jié)構(gòu)設(shè)計305.1減速機的潤滑305.1.1潤滑劑選擇305.1.2蝸桿傳動熱平衡計算305.2減速機配件325.2.1窺視孔和觀察孔蓋325.2.2呼吸器325.2.3定位銷335.2.4提升蓋板螺絲335.2.5起升裝置335.2.6放油孔和螺塞345.3減速機的安裝、使用及維護(hù)保養(yǎng)345.3.1減速機的安裝345.3.2減速機的使用與維護(hù)356結(jié)論和展望366.1結(jié)論366.2不足與未來展望36至37參考文獻(xiàn)381簡介1.1本課題研究內(nèi)容及意義減速機在原動機和工作機之間起匹配速度和傳遞扭矩的作用，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代機械中。減速機按用途可分為通用減速機和專用減速機兩大類，兩者的設(shè)計、制造和使用特點不同。絞車是一種常見的起重設(shè)備，其傳動裝置有皮帶減速機、鏈條減速機、齒輪減速機、蝸輪減速機等多種設(shè)計。1970年代和1980年代，世界減速機技術(shù)有了長足的發(fā)展。萬能減速機體現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：(1)高水平、高性能。(2)積木式組合設(shè)計。基本參數(shù)優(yōu)先編號，尺寸整齊，零件通用性強，互換性好，系列易于擴展和翻新，有利于組織大批量生產(chǎn)，降低成本。（3）形式多樣，設(shè)計多變。它擺脫了傳統(tǒng)的單一底座安裝方式，增加了空心軸懸掛式、浮動支撐底座、電機與減速機一體化連接、多向安裝面等不同類型，擴大了使用面積。TP系列平面包絡(luò)圓環(huán)蝸桿減速機（/T9051199-2）是一種平面初級包絡(luò)蝸桿傳動，具有TPU、TPS、TPA三種傳動方式，適用于冶金、礦山、起重、交通、建筑、石油、化工、航天，船用設(shè)備的精密傳動或減速傳動。工作條件：蝸輪轉(zhuǎn)速不超過1500；工作環(huán)境溫度為+40～-40℃，當(dāng)工作環(huán)境溫度低于0℃時，啟動前必須將潤滑油加熱到0℃以上，或者必須使用低冰點的潤滑油；當(dāng)溫度超過40℃時，需要采取強制降溫措施。我國的減速機大多以齒輪傳動和蝸桿傳動為主，但普遍存在功重比小，或傳動比大，機械效率過低等問題。此外，在材料質(zhì)量和工藝上還存在不少弱點，尤其是大型減速機問題更為突出，使用壽命不長。國外減速機，以德國、丹麥、日本為首，特別是在材料和制造工藝方面，工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主，體積和重量問題仍未解決。TP型圓環(huán)蝸桿減速機承載能力大、傳動效率高、使用壽命長，適用于重型動力傳動裝置，如圖1.1所示：圖1.1TP圓環(huán)蝸桿減速機本設(shè)計主題來自嘉鋼某礦山工程機械。主要內(nèi)容有：總結(jié)傳統(tǒng)減速機設(shè)計中存在的主要問題及發(fā)展趨勢，基于礦用絞車減速機的設(shè)計背景，通過對減速機零部件的初步計算，對減速機的尺寸參數(shù)進(jìn)行校核，然后根據(jù)現(xiàn)代計算機輔助設(shè)計技術(shù)AutoCAD軟件對減速機的所有齒輪、軸、箱體等零件進(jìn)行3D建模，最后組裝生成2D裝配圖。1.2國外發(fā)展概況卷揚機（也稱為絞盤）是一種以人力或機械動力驅(qū)動卷筒并纏繞繩索以完成牽引工作的裝置。重物可以垂直提升、水平拉動或傾斜。絞盤有兩種類型：手動絞盤和電動絞盤。現(xiàn)在主要是電動絞盤。電動葫蘆由電動機、聯(lián)軸器、制動器、變速箱和卷筒組成，它們共同安裝在機架上。在起升高度高、裝卸重的情況下，調(diào)速性能好，可以快速降低空鉤。對于已安裝或敏感的材料，可以使用較低的速度。如圖2.1所示：圖1.2礦用絞車我國的起重機生產(chǎn)是在解放后才開始的。1950年代，為適應(yīng)經(jīng)濟復(fù)蘇和第一個五年計劃建設(shè)的需要，起錨機的生產(chǎn)被提上了日程。原國泰機械廠等批量仿制了兩種絞盤，一種是瑞本JIS8001型動力絞盤，是一種原動機作為電動機，傳動形式為開式圓柱齒輪傳動，雙錐形摩擦離合器，操作是手盤。另一種是按聯(lián)合圖紙制造的1011型和1012型普通蝸桿傳動電控慢速卷揚機[1]。由于當(dāng)時生產(chǎn)率低，對絞盤的需求低，這一時期國產(chǎn)絞盤的生產(chǎn)以仿制為主。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，到1960年代，生產(chǎn)和使用的絞盤越來越多。為協(xié)調(diào)生產(chǎn)，各主要起重機制造企業(yè)（礦山機械廠、起重機械廠、機械廠、提升機輸送廠等）組成了起重機械行業(yè)組織，隸屬于一機部礦山機械行業(yè)。為發(fā)展絞車生產(chǎn)，行業(yè)組織相關(guān)廠家人員到全國各地考察絞車生產(chǎn)及應(yīng)用情況。在調(diào)研的基礎(chǔ)上，他開始自行設(shè)計制造新型絞盤，先后試制了0.5t、1t、3t電動絞盤。1970年代以來，我國絞車生產(chǎn)進(jìn)入了技術(shù)改進(jìn)和品種齊全的新階段。在各廠設(shè)計生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，1973年絞盤行業(yè)組織相關(guān)廠家和院校聯(lián)合進(jìn)行絞盤的基礎(chǔ)設(shè)計，充分考慮了當(dāng)時中小型廠家的生產(chǎn)能力.快速葫蘆的基本型采用半開半閉齒輪傳動，離合器采用單錐面石棉橡膠摩擦帶結(jié)構(gòu)，操作采用手板制動帶制動。慢速卷揚機的基本型式為閉式傳動（圓柱齒輪傳動或蝸桿傳動減速機）和電磁制動結(jié)構(gòu)。這兩種基礎(chǔ)類型今天仍在生產(chǎn)中。為適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要，一機部發(fā)布了926-74《繞線機型號及基本參數(shù)》和1803-76《繞線機技術(shù)條件》兩項標(biāo)準(zhǔn)，將絞車行業(yè)納入建設(shè)機械研究所（工程機械研究所的前身）。隨著部標(biāo)的頒布，絞車有了大發(fā)展的基礎(chǔ)。這一時期，由于石化工業(yè)的發(fā)展，有很多大型設(shè)備需要吊裝，比如一些大型反應(yīng)塔。為適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展的需要，各廠家先后生產(chǎn)了20t、30t絞車。期末以來，我國實行改革開放政策，國民經(jīng)濟大發(fā)展，基礎(chǔ)建設(shè)任務(wù)增加不少。隨著改革開放的逐步深入和生產(chǎn)形勢的不斷發(fā)展，新產(chǎn)品的開發(fā)提上日程。很多廠家成立了工廠附屬研究所，開發(fā)高速絞盤、變速絞盤、自動限位絞盤等新產(chǎn)品。，采用諧波傳動、擺線針輪傳動、圓弧齒齒輪傳動、圓弧齒圓柱蝸桿傳動等新型傳動方式絞車，使絞車的生產(chǎn)滿足日益增長的需求，解決小、中型廠家，1988年絞盤行業(yè)組織九廠一校一校成立絞盤系列設(shè)計組。從t到2.5t的型號已經(jīng)被串聯(lián)設(shè)計。這種設(shè)計分為兩種，一種是基本型（電控絞盤），另一種是滑脫式（手動控制絞盤）。設(shè)計不僅考慮了技術(shù)發(fā)展的趨勢，還考慮了制造商的生產(chǎn)能力。因此，基本型為直線排列，采用二級或三級圓柱斜齒輪傳動，電動制動錐形轉(zhuǎn)子電機；滑動式采用閉式兩級行星齒輪傳動，普通Y系列電機，兩個手動制動帶控制工作和制動。這兩種機型結(jié)構(gòu)緊湊，加工簡單，操作方便，體積小，重量輕，普通中小企業(yè)均可生產(chǎn)，滿足生產(chǎn)需要，實現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步。目前，礦用絞車在世界范圍內(nèi)的應(yīng)用仍然非常重要。在設(shè)計的不斷開發(fā)和改進(jìn)中，追求高效的起重設(shè)備，以最大的效率完成生產(chǎn)任務(wù)，創(chuàng)造更大的生產(chǎn)價值。為此，世界絞車的開發(fā)設(shè)計行業(yè)是進(jìn)一步研究起重設(shè)備的基本理論，確定合理的起吊方式和運行參數(shù)，對現(xiàn)有起重設(shè)備進(jìn)行改造，采用最新的技術(shù)和工藝使其不斷體積小、重量輕、起重量大、準(zhǔn)確可靠、作業(yè)高度集中。向自動化方向發(fā)展。我國是機械制造大國，在礦用提升機的設(shè)計制造上永遠(yuǎn)不會落后于其他國家。本主題要滿足的要求機械零件的設(shè)計是整機設(shè)計工作中一個重要的具體內(nèi)容。因此，零件的設(shè)計必須從整機考慮。零件設(shè)計的步驟通常包括：選擇零件的類型；確定零件上的負(fù)載；零件失效分析；選擇零件的材料；通過承載能力計算初步確定零件的主要尺寸；和裝配圖。對于一些專業(yè)工廠大批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件，主要根據(jù)機器的工作要求和承載能力計算，在標(biāo)準(zhǔn)中合理選擇。學(xué)習(xí)這個任務(wù)，一方面是對我這幾年所學(xué)知識的一種檢驗，也是對我未來工作能力的一種提升。在這個畢業(yè)設(shè)計中，機械設(shè)計、機械制圖、互換性、材料、機械都會用到。原理和工程力學(xué)等多學(xué)科知識。通過減速機傳動裝置的合理設(shè)計，使提升機在特定的工作環(huán)境下能夠滿足正常的工作要求。本文需要解決的問題包括：（1）如何提高傳輸效率；（2）傳動系統(tǒng)各部件的設(shè)計計算；(3)卷揚機減速機各機械部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計。2選擇設(shè)計根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，傳動方案的設(shè)計包括原動機和傳動裝置兩部分。2.1原動機的選擇設(shè)計要求：電源為三相交流電，故原動機采用電動機。2.2傳動裝置的選擇傳動系統(tǒng)的設(shè)計是整機整體設(shè)計的主要部分。變速器的重量和成本通常占整機的很大比例。機器的工作性能和運行成本還取決于性能、設(shè)計布局的質(zhì)量和合理性。因此，傳動系統(tǒng)方案設(shè)計的優(yōu)劣對機器的工作性能、工作可靠性、外形尺寸、重量、制造成本、運行成本等都有一定的影響，具有很大的意義。合理制定傳輸方案的意義。一個合理的傳動系統(tǒng)方案，既要滿足工作機械的性能要求，適應(yīng)工況，工作可靠，又要使傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，體積緊湊，加工方便，成本低，性能好。效率高，易于使用和維護(hù)。通常很難同時滿足這些要求。在設(shè)計傳輸系統(tǒng)方案時，應(yīng)考慮并確保關(guān)鍵點。電機輸出轉(zhuǎn)速高，輸出不穩(wěn)定，同時運行失敗或嚴(yán)重過載時可能燒毀電機，所以必須有過載保護(hù)裝置?？赡艿倪x項有：皮帶傳動、鏈條傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動。有兩種設(shè)計方案：圖2.1方案一選項1：蝸輪驅(qū)動類型蝸桿傳動是一種在空間交錯的兩個軸之間傳遞運動和動力的機構(gòu)。兩軸之間的夾角可以是任意值，常用的是90度。這種傳動具有以下特點，因此被廣泛使用。廣泛。(1)采用單頭蝸桿時，蝸桿轉(zhuǎn)動一次，蝸輪只轉(zhuǎn)動一個齒距，因此可以達(dá)到很大的傳動比。在動力傳動中，一般傳動比I=5-80；在分度機構(gòu)或手動機構(gòu)中，傳動比可達(dá)300；如果只傳動運動，傳動比可達(dá)1000。由于傳動比大，零件數(shù)量少，結(jié)構(gòu)非常緊湊。(2)在絲杠和蝸桿傳動中，由于蝸輪齒是連續(xù)的斜齒，它與蝸輪齒逐漸嚙合，逐漸退出嚙合，同時嚙合的齒對多，所以沖擊載荷小，傳動平穩(wěn)。低噪聲。(3)當(dāng)蝸桿的螺旋升角小于嚙合面的等效摩擦角時，蝸桿傳動自鎖性更強。(4)蝸桿傳動與斜齒輪傳動類似，在嚙合點有相對滑動。當(dāng)滑動速度較大，工作條件不夠好時，會發(fā)生嚴(yán)重的摩擦磨損，從而產(chǎn)生過多的熱量，使?jié)櫥闆r惡化。因此，磨損大；蝸桿傳動自鎖時，效率僅為0.4左右。同時，由于摩擦磨損嚴(yán)重，往往需要用有色金屬制作蝸輪，與鋼蝸桿配對，形成減磨性好的滑動摩擦劑。圖2.2方案二方案二：圓柱齒輪傳動型齒輪是任何帶齒的機械元件，它可以利用其齒與另一個帶齒元件連續(xù)嚙合，從而將運動傳遞給后者，或從后者接收運動。齒輪副是由兩個相互嚙合的齒輪組成的基本機構(gòu)。兩個齒輪軸的相對位置不變，各自圍繞自己的軸旋轉(zhuǎn)。齒輪副是線接觸的高副。齒輪傳動是一種利用齒輪副傳遞運動和（或）動力的機械傳動裝置。齒輪副中的一對齒輪的齒輪流交替接觸，以達(dá)到一定規(guī)律的相對運動過程并形成稱為嚙合。齒輪傳動是現(xiàn)代機械中應(yīng)用最廣泛的機械傳動形式。廣泛用于工程機械、礦山機械、冶金機械、各種機床儀表、儀器儀表等行業(yè)中傳遞運動和動力。除傳遞旋轉(zhuǎn)運動外，還可采用齒輪傳動將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線往復(fù)運動（如齒輪齒條傳動）。與摩擦輪傳動、皮帶傳動和鏈傳動相比，齒輪傳動具有以下優(yōu)點：(1)能保證瞬時傳動比恒定，傳動穩(wěn)定性好，傳動運動準(zhǔn)確可靠。(2)傳遞的功率和速度大。傳輸功率小至小于1W（如儀表中的齒輪傳動），大至5×104kW（如蝸輪發(fā)動機的減速機），甚至高達(dá)1×105kW；傳輸時圓周速度可達(dá)300m/s。(3)傳輸效率高。一般傳動效率為0.94～0.99。(4)結(jié)構(gòu)緊湊，運行可靠，使用壽命長。一個設(shè)計合理、制造良好、潤滑良好且維護(hù)良好的齒輪傳動裝置將持續(xù)數(shù)年甚至數(shù)十年。齒輪傳動也有以下缺點：①制造和安裝精度要求高，運行時有噪音。②齒輪的齒數(shù)為整數(shù)，所能得到的傳動比受到一定的限制，無法實現(xiàn)無級變速。③如果中心距過大，齒輪傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)又大又重，不適合中心距大的場合。鏈傳動和齒輪傳動雖然傳動效率高，但會產(chǎn)生一定的振動，緩沖減震能力差，沒有過載保護(hù)；皮帶傳動穩(wěn)定性好，噪音低，具有緩沖減震和過載保護(hù)能力。，制造、安裝、維修較方便，成本相對較低，但傳動效率低，傳動比不恒定，壽命短，蝸桿傳動效率低，無緩沖吸振和過載保護(hù)。但還是比較符合這個設(shè)計的要求，所以采用了蝸桿傳動。此外，與齒輪傳動相比，蝸桿傳動的傳動比更大，傳動更平穩(wěn)，噪音更小，在相同傳動比的情況下結(jié)構(gòu)更緊湊，易于實現(xiàn)自鎖。綜上所述，本設(shè)計選擇了蝸桿傳動類型。單級蝸桿減速機按要求設(shè)計，傳動路線為：電機-聯(lián)軸器-減速機-聯(lián)軸器-滾子。根據(jù)設(shè)計要求，蝸桿周向路線為V≤4-5，因此蝸桿減速機采用蝸桿下式。采用這種布置方式，由于蝸桿在蝸輪下方，嚙合處的冷卻和潤滑效果更好。蝸輪與蝸輪軸用平鍵軸向固定。蝸桿和蝸輪軸均采用圓錐滾子軸承，承受徑向載荷和軸向載荷的聯(lián)合作用。為防止軸外加長箱內(nèi)潤滑油外泄和外部灰塵、異物侵入箱內(nèi)，軸承蓋內(nèi)裝有密封元件。.減速機的結(jié)構(gòu)包括電機、蝸輪蝸桿、蝸輪軸、箱體、滾動軸承、檢查孔、定位銷等附件，以及其他標(biāo)準(zhǔn)件。3電機選型及動態(tài)參數(shù)計算3.1電機類型和結(jié)構(gòu)的初步選擇電機是專業(yè)工廠批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件。設(shè)計應(yīng)根據(jù)工作機的工作特性、電源類型（交流或直流）、工作條件（環(huán)境溫度、空間位置等）、負(fù)載的大小和性質(zhì)（可變性、過載條件等）、起動性能和起動、制動、正反轉(zhuǎn)的頻率等來選擇電動機的類型、結(jié)構(gòu)、容量（功率）和轉(zhuǎn)速，并在說明書中選擇其具體型號和尺寸。產(chǎn)品目錄。電機分為交流電機和直流電機。由于生產(chǎn)單位一般采用三相交流電源，正因如此，無特殊要求時應(yīng)選用三相交流電機。其中，三相異步交流電動機應(yīng)用最為廣泛。根據(jù)不同的防護(hù)要求，電機有開放式、防護(hù)式、封閉式自扇冷式和防爆式等不同的結(jié)構(gòu)形式。Y系列三相籠式感應(yīng)電動機是通用型全封閉自風(fēng)扇冷卻電動機。因其結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、價格低廉、維修方便等特點，廣泛應(yīng)用于不燃、不爆、無腐蝕性氣體及無特殊要求的機械，如金屬切削機床、輸送機、風(fēng)機、攪拌機等。等。對于起重、起重設(shè)備等經(jīng)常啟動和制動正反轉(zhuǎn)的機器，要求電機具有較小的轉(zhuǎn)動慣量和較大的過載能力。電機的容量（功率）選擇是否合適，對電機的正常運行和經(jīng)濟性都有影響。容量過小，無法保證工作機的正常運轉(zhuǎn)，或因過載而過早損壞電機；容量過大，電機價格高，容量不能充分利用。其效率和功率因數(shù)低，增加了功耗，造成能源浪費。電機的容量主要由電機運行時的發(fā)熱情況決定。該絞車用于在礦山井下車場、中巷、運輸巷道和開挖頭調(diào)度礦車。該礦含有沼氣和煤塵等爆炸性氣體。選用YB系列防爆電機。用于礦山地面、冶金礦產(chǎn)或建筑工地的地面調(diào)度處理時，要求環(huán)境濕度80%以下，周圍介質(zhì)溫度不超過40℃，空氣中不得含有爆炸性和腐蝕性物質(zhì)沼氣等氣體。使用非防爆電機。方案對比如下表3-1所示：表3-1參數(shù)列表模型額定功率()額定轉(zhuǎn)速()效率（％）重量（㎏）YB90L-61.191088.2149YB100L-61.594088.5166YB112M-62.297089.5215經(jīng)比較，選用電機型號為YB100L-6，其外部結(jié)構(gòu)如圖3.1所示：圖3.1礦用電機3.2電機容量電機的功率（容量）選擇是否合適，對電機的工作和經(jīng)濟性影響很大。低于工作要求時，不能保證工作機的正常運轉(zhuǎn)，長期過載會使電機過早損壞。太大，電機價格高，效率和功率因數(shù)低，浪費能源。電機功率的大小一般應(yīng)根據(jù)加熱條件確定，其工作條件分為兩類：1、對于負(fù)載比較穩(wěn)定、運行時間較長的機械（如皮帶輸送機），通常根據(jù)電機的額定功率來選擇：先估算傳動系統(tǒng)的總效率，然后計算出所需的電機功率工作機根據(jù)工作機的特點，最后選擇額定電機。功率，并使電機的額定功率不小于工作機所需的電機功率。由于負(fù)載穩(wěn)定，無需檢查過載能力；電機空載啟動時，無需檢查啟動條件。其額定功率等于或略大于電機所需的輸出功率。2、電機在變負(fù)載下的長期運行、短時運行和反復(fù)短時運行，容量選擇按等效功率法計算，必須檢查過載能力和啟動條件。3.2.1確定減速機所需功率由滾筒的圓周力和滾筒的速度v，我們得到： (3-1)其中：，為起重量。一般來說，礦井中每次提升的礦物質(zhì)量為，電機轉(zhuǎn)速為，則提升重量為：滾筒的切線線速度為：將數(shù)據(jù)代入式（3-1）可得：若安全系數(shù)取為1.25，本文擬設(shè)計的減速機額定功率為：3.2.2確定傳輸效率傳輸效率由以下要求決定：(1)軸承效率是指一對軸承。(2)應(yīng)考慮多對同類型的運動副或傳動副的效率，不可遺漏。(3)蝸桿傳動的效率與蝸桿頭數(shù)z1有關(guān)，應(yīng)先選好頭數(shù)，再估算效率。另外，蝸桿傳動的效率已經(jīng)包括了蝸桿軸上一對軸承的效率，因此蝸桿軸上的軸承的效率不再計入總效率的計算中。各傳動機構(gòu)和軸承的效率為：在設(shè)計中，連接電機和減速機的法蘭相當(dāng)于法蘭聯(lián)軸器。一級環(huán)形蝸桿傳動效率：一對滾動軸承的傳動效率：法蘭聯(lián)軸器效率：-從電動機到工作機驅(qū)動軸的總效率，因此傳動裝置的總效率：電機輸出功率：考慮到變速器的功率損耗，電機的輸出功率為：但3.2.3電機技術(shù)數(shù)據(jù)根據(jù)計算出的功率，可選擇電機的額定功率，取同步轉(zhuǎn)速和6極數(shù)。經(jīng)過以上分析計算，本文選用的YB100L-6礦用電機主要參數(shù)如下：電機額定功率：；電機滿載轉(zhuǎn)速：；電壓：;當(dāng)前：。3.3傳動運動參數(shù)計算變速器的運動和功率參數(shù)主要是指各軸的轉(zhuǎn)速、功率和扭矩。在選定電機型號和分配傳動比后，應(yīng)計算傳動系統(tǒng)中各軸的轉(zhuǎn)速、功率和扭矩，以及相鄰兩軸之間的傳動比和傳動效率，用于傳動部件的設(shè)計計算和軸設(shè)計計算提供證據(jù)?？筛鶕?jù)電機滿載轉(zhuǎn)速和傳動比計算出各軸的轉(zhuǎn)速。根據(jù)輸入值計算出各軸的功率和扭矩，計算中使用的電機輸出功率可以從工作機所需的電機功率或電機的額定功率中選擇。按前者設(shè)計的傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊；按后者設(shè)計的傳動系統(tǒng)具有一定的生產(chǎn)潛力。在計算功率和扭矩時，應(yīng)注意：同一軸的輸出功率或扭矩與輸入功率或扭矩數(shù)據(jù)不同，因為軸承的功率損失等；一個軸的輸出功率或扭矩與下一個相鄰軸的輸出功率或扭矩不同。由于傳動部件的功率損耗，根軸的輸入功率或扭矩值不同。3.3.1總傳動比的計算由以上選擇計算可知：電機轉(zhuǎn)速為5-80，因為傳動比的合理范圍為5-80。3.3.蝸桿軸蝸桿軸3.3.蝸桿軸蝸桿軸3.3.蝸桿軸蝸桿軸表3-3參數(shù)列表軸名稱功率千瓦轉(zhuǎn)速扭矩蝸桿軸1.4794014.93蝸桿軸0.9718.8492.744減速機部件的選擇與計算4.1蝸桿傳動設(shè)計計算4.1.1選擇蝸桿、蝸輪材料1、在各種機械中廣泛使用的蝸桿傳動裝置中，大部分蝸桿是圓柱的，最常見的是阿基米德蝸桿（端面齒形為阿基米德螺線），也有漸開線的。蝸桿（其端面齒廓為漸開線）、圓弧圓柱蝸桿（其軸截面齒廓為凹圓?。?。在圓柱蝸桿中，阿基米德蝸桿和漸開線蝸桿統(tǒng)稱為普通圓柱蝸桿。由于阿基米德蝸桿是最簡單的，關(guān)于阿基米德蝸桿傳動的一些基礎(chǔ)知識也適用于其他類型的蝸桿傳動[2]。平面二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動是1971年發(fā)明的一種新型蝸桿傳動。這種蝸輪副具有以下特點：1）蝸輪齒面硬度高（HRC58），表面經(jīng)滲氮后精密研磨，精度高，表面光潔；2）加工工藝與成型原理高度吻合，傳動精度高；3）蝸桿與蝸輪的嚙合為多齒接觸，各齒為瞬時雙線接觸，齒面接觸面積可達(dá)70%以上；4）嚙合臺的綜合曲率半徑大；5）接觸線與相對速度方向的夾角大，動壓油膜形成和保持良好。該蝸輪副承載能力大、傳動效率高、耐磨，可廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、化工、建筑、橡塑、船舶等各行業(yè)。與普通圓柱蝸桿相比，承載能力大、滑動角效率高、無噪音且嚙合穩(wěn)定、減速比選擇大、材料和熱處理方法優(yōu)質(zhì)、結(jié)構(gòu)緊湊合理、節(jié)能、使用壽命長.等等，這次設(shè)計的TP環(huán)形蝸桿就是其中之一。主要有以下三種：①TPU型——蝸桿在蝸輪下方；②TPS型——蝸桿在蝸輪一側(cè)；③TPA型——蝸桿在蝸輪上方。本設(shè)計采用TPU型蝸輪，其結(jié)構(gòu)圖如圖4.1所示：圖4.1TP環(huán)形蝸輪2、選擇蝸輪蝸桿的材料，確定許用應(yīng)力[3]《機械零件課程設(shè)計》中，蝸桿選用40Cr。因為希望更高的效率和更好的耐磨性，所以需要蝸輪蝸桿齒面。：調(diào)質(zhì)HB265～285。蝸輪采用鑄錫磷青銅ZQSn10-1，金屬模具鑄造而成。為了節(jié)省貴重的有色金屬，只有齒圈采用錫磷青銅，輪芯采用灰口鑄鐵HT100。蝸輪材料的許用接觸應(yīng)力見《機械零件課程設(shè)計》表5-3：蝸輪材料的許用彎曲應(yīng)力見《機械零件課程設(shè)計》表5-5：4.1.2確定蝸輪頭和蝸輪齒數(shù)來自《機械零件課程設(shè)計》表5-6：選擇但所以拿4.1.3檢查滾筒的速度實際傳動比：工作機滾筒轉(zhuǎn)速：鋼絲繩的提升速度，假設(shè)卷筒直徑為250cm：速度誤差：，合適的。4.1.4a蝸桿和蝸輪確定蠕蟲的計算功率：公式中——使用系數(shù)，每天工作一小時，輕微震動，從齒輪手冊[4]:;—制造精度系數(shù)，取7級精度，摘自《齒輪手冊》：——材料配對系數(shù)，齒面滑動速度<10，來自“齒輪手冊”：。將數(shù)據(jù)代入：取中心距等于或略大于計算出的蠕蟲功率作為合理的選擇值。根據(jù)《機械工程手冊/變速器設(shè)計卷》（第二版）[5]表2-5-22a，選擇蝸桿的中心距：. 由于準(zhǔn)平行二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿是一種新型蝸桿，其優(yōu)點是：接觸面大，導(dǎo)程角穩(wěn)定恒定，潤滑性好。蝸桿設(shè)計參數(shù)。4.1.5蝸桿傳動幾何參數(shù)設(shè)計準(zhǔn)平行二次包絡(luò)環(huán)形蝸桿的幾何參數(shù)及尺寸計算表如下：1.中心距：出自《機械工程手冊/變速器設(shè)計卷》（第二版）標(biāo)準(zhǔn)選擇2.傳動比：3、蝸輪齒數(shù)：摘自《機械工程手冊/變速器設(shè)計卷》（第二版）選擇4、蝸桿頭數(shù)：摘自《機械工程手冊/傳動設(shè)計卷》（第二版）選擇5、蝸輪齒尖圓直徑：《機械工程手冊/變速器設(shè)計卷》（第二版）表2.5-16選擇6、蝸輪輪輞寬度：《機械工程手冊/變速器設(shè)計卷》（第二版）表2.5-16選擇7、蝸輪螺距角：8、蝸桿包含蝸輪齒數(shù)：9、蝸輪齒寬包角的一半：10、蝸輪齒寬：《機械工程手冊/變速器設(shè)計卷》（第二版）表2.5-16選擇11、蝸桿螺紋部分長度：《機械工程手冊/變速器設(shè)計卷》（第二版）表2.5-16、選擇12.蝸輪齒尖圓弧半徑：《機械工程手冊/變速器設(shè)計卷》（第二版）表2.5-16、選擇13、成型圓半徑：《機械工程手冊/變速器設(shè)計卷》（第二版）表2.5-16選擇14、蝸桿尖圓最大直徑：《機械工程手冊/變速器設(shè)計卷》（第二版）表2.5-16，選擇15、蝸輪端面模數(shù)：16、徑向游隙：17.附錄高度：18.根高：19.全齒高：20、蝸桿分度圓直徑：21、蝸輪分度圓直徑：22、蝸輪齒根圓直徑：23、蝸輪齒根圓直徑：判斷：因為，滿足要求。24、蝸輪喉徑：25、蝸輪根圓弧半徑：26、蝸桿螺紋包角的一半：27、蝸輪喉母圓半徑：28、蝸輪外徑：可查閱《機械工程手冊》29、蝸桿分度圓導(dǎo)程角：30.蝸桿平均導(dǎo)程角：31、分度圓壓力角：32、蝸桿外徑處肩帶寬度：取3mm33、蝸桿螺紋兩端連接直徑：34、蝸輪分度圓齒厚：（4-1）將數(shù)據(jù)帶入式（4-1）得35、背隙：查《機械工程手冊/變速器設(shè)計卷》（第二版4-2-6）中的表格獲得36、蝸桿分度圓齒厚：37.蝸桿分度圓法向齒厚：38、蝸輪分度圓的法向齒厚：39、蝸輪冠圓弧半徑：40.蝸桿測量齒尖高度：41.蝸桿測量齒尖高度：4.2環(huán)形蝸輪的校核計算環(huán)形蝸桿傳動的承載能力主要受蝸輪齒面膠合和蝸輪齒根抗剪強度的限制。因此，如果用內(nèi)容的傳動功率來確定中心距，那么就要檢查蝸輪根部的抗剪強度。由于軸承變形增加了蝸桿的軸向位移，蝸輪上的載荷集中在2-3個齒上。而且，由于蝸輪齒的變形，引起卸載，載荷在齒高方向上分布不均，使合力的作用點向齒根方向偏移。因此，蝸輪的斷齒主要是由于齒根抗剪強度不足造成的[6]。檢查：（4-2）其中——作用于蝸輪齒面的載荷及摩擦的影響-蝸輪齒數(shù)——蝸桿與蝸輪嚙合齒間的載荷分布系數(shù)-蝸輪齒根剪切面積公式中各參數(shù)的計算：(1)計算(4-3)式中——作用在蝸輪齒上的圓周力，-蝸桿喉部的螺旋角，-等效齒厚滑動速度：根據(jù)滑動速度，查閱《機械設(shè)計手冊》表3-3-9得到將數(shù)據(jù)帶入式（4-3）得：(2)計算(3)蝸輪齒根剪切面積(4-4)其中，——蝸輪齒根扇貝厚度(4-5)從上面可以看出：-蝸輪端面圓周；——蝸輪理論半包角；——蝸輪分度圓齒厚圓心角將數(shù)據(jù)帶入式(4-5)得代入式(4-2)(4-4)得對于錫青銅齒圈取查看鑄錫磷青銅、砂型鑄造、抗拉強度手冊[7]然后，滿足要求。4.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計4.3.1蝸桿軸設(shè)計1、軸的材料選擇根據(jù)《機械零件課程設(shè)計》表6-1，選用45號鋼進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。2、初步計算最小軸徑取自《機械零件課程設(shè)計》表6-2，按公式計算(4-6)其中——軸的轉(zhuǎn)速，940r/min——軸傳遞的功率，1.47kw——計算截面處的軸直徑，mm將數(shù)據(jù)代入式（4-6）得：輸出軸的最小直徑基于聯(lián)軸器處的軸直徑。為使所選軸的直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，需要同時選擇聯(lián)軸器的類型。聯(lián)軸器的計算扭矩：查表15-3，考慮到扭矩變化很小，?。焊鶕?jù)計算扭矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱扭矩的情況，查閱標(biāo)準(zhǔn)手冊（GB5843-86）選擇YL4法蘭聯(lián)軸器和半聯(lián)軸器的孔徑。因此，取半聯(lián)軸器的長度。3、根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段的直徑和長度擬定軸上零件的裝配方案：本設(shè)計的整體方案在前文中進(jìn)行了分析比較，選擇了以下零件的裝配方案。示意圖如圖4.3所示；1）為滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，在1-2軸段的右端做一個軸肩，使左端與軸端止動定位，擋塊直徑環(huán)是根據(jù)軸端直徑取的。與軸相匹配的輪轂孔長度保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上，而不壓在軸端面上，所以1-2軸段的長度應(yīng)略短于半聯(lián)軸器。輪轂孔的長度，所以拿去吧。2)滾動軸承的初步選型，由于軸承同時承受徑向力和軸向力，所以選用單列圓錐滾子軸承，參考工作要求，按標(biāo)準(zhǔn)精度等級初步選型-列圓錐滾子來自軸承產(chǎn)品目錄軸承30207，其尺寸為，所以。3)已得到蝸桿喉部齒頂圓的直徑、齒頂圓的最大直徑、蝸桿螺紋部分的長度和蝸桿的齒寬，故取,,,.4）軸承端蓋總寬度為20mm（由減速機和軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計決定）。根據(jù)軸承端蓋裝拆的要求和軸承加注潤滑脂的方便，取端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面的距離，故取。5）為避免蝸輪與箱壁干涉，箱壁上凸臺之間的距離應(yīng)略大于蝸輪的最大直徑，并應(yīng)考慮到與壁的距離.考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承的位置時，壁面之間的距離取一些距離，取。6)應(yīng)在軸段3-4和7-8上分別安裝一個防濺槽，如圖4.3所示，以使用的長度為準(zhǔn)。因此，可以得到：, 至此，軸的各段的直徑和長度已經(jīng)初步確定。圖4.3蝸桿軸零件裝配示意圖（注：數(shù)字1、2、3、4、5、6、7、8為各軸段的編號）零件在4軸上的圓周定位半聯(lián)軸器與軸的圓周定位采用平滑連接。說明書中找到的平鍵截面為（GB/T1095--1979），鍵槽用鍵槽銑刀加工，長度為45mm（標(biāo)準(zhǔn)鍵長見GB/T1096--1979）,半聯(lián)軸器與軸的配合為.滾動軸承與軸的圓周定位由過渡配合保證，所選軸的直徑公差為[8]。5確定軸上的圓角和倒角尺寸以軸端倒角為，為了使零件靠近軸肩并獲得準(zhǔn)確可靠的定位，軸肩處的過渡圓角半徑r必須小于圓角半徑R或端部倒角匹配部分的輪轂孔。尺寸C軸和零件的倒角和圓角的常用尺寸見表4-3：表4-3零件倒角C和圓角半徑R推薦值直徑d>6-10>10-18>18-30>30-50>50-80>80-120>120-180C或R0.50.60.81.01.21.62.02.53.04.3.2蝸輪軸設(shè)計1、軸的材料選擇根據(jù)《機械零件課程設(shè)計》表6-1，選用45號鋼進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。2、初步計算軸徑由《機械零件課程設(shè)計》表6-2，取A=112，根據(jù)公式(4-7)其中：——軸的轉(zhuǎn)速，18.8r/min—軸傳遞的功率，0.97kw——計算截面處的軸直徑，mm將數(shù)據(jù)代入式(4-7)得：輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器的軸的直徑，因此需要選擇聯(lián)軸器型號。計算聯(lián)軸器的扭矩，查表15-3，考慮到扭矩變化很小。但：根據(jù)計算扭矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱扭矩的情況，查閱標(biāo)準(zhǔn)手冊（GB5843-86）選擇YL11法蘭聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器的孔徑，所以取半聯(lián)軸器的長度耦合。3、根據(jù)軸向定位的要求確定軸各段的直徑和長度制定軸上零件的裝配方案：本設(shè)計的整體方案在前面已經(jīng)分析比較，現(xiàn)選擇圖4.4所示的裝配方案。1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，必須在1-2軸段的右端做一個臺肩，所以左端用軸端擋圈定位，直徑擋圈按軸端直徑取。與軸相匹配的輪轂孔長度保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上，而不是壓在軸端面上，所以1-2節(jié)的長度應(yīng)略短于L，所以拿去吧。2）滾動軸承的初步選型，由于軸承同時受到徑向力和軸向力的影響，所以選擇單列圓錐滾子軸承，參考工作要求，根據(jù)零基本游隙組的初步選型。軸承產(chǎn)品目錄，標(biāo)準(zhǔn)精度等級單列圓錐滾子軸承30212，其尺寸為，因此，和。3）取安裝蝸輪的軸段直徑，用套筒定位蝸輪左端和左軸承。已知蝸輪的輪緣寬度為28mm，因此蝸輪輪轂的寬度為52mm。-5段應(yīng)該比輪轂寬度略短，所以拿它。4)蝸輪右端由軸肩定位，軸肩的高度取，然后軸肩的直徑，軸肩的寬度取，，。5）軸承端蓋總寬度為28mm（由減速機和軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計決定）。根據(jù)軸承端蓋裝拆的要求和軸承加注潤滑脂的方便，取端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面的距離。6）取蝸輪與箱壁之間的距離?？紤]到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承的位置時，應(yīng)與箱體壁有一定的距離。那么，至此，軸的各段的直徑和長度已經(jīng)初步確定。圖4.4蝸輪軸零件裝配示意圖（注：數(shù)字1、2、3、4、5、6、7、8為各軸段的編號）4.零件在軸上的圓周定位蝸輪、半聯(lián)軸器和軸的圓周定位采用平滑連接。根據(jù)選配的蝸輪與軸之間的平鍵尺寸（GB/T1096--1979），鍵槽用鍵槽銑刀加工，長度為45mm（見GB/T1096--1979）標(biāo)準(zhǔn)密鑰長度）。配合具有良好的中性，選用輪轂與軸的配合。半聯(lián)軸器與軸之間的連接基于手冊（GBT1096--1979）中平鍵的橫截面。該裝置與軸的配合為。滾動軸承與軸的圓周定位由過渡配合保證，所選軸的直徑尺寸公差為.5.確定軸上的圓角和倒角尺寸以軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑按表4-3選取。4.4軸校準(zhǔn)4.4.11.繪圖軸計算圖在確定軸承支點的位置時，應(yīng)從手冊中檢查a的值。對于30207型單列圓錐滾子軸承，a=16mm，所以軸作為簡支梁的支撐跨度：2.計算作用在軸上的力3.計算支點反作用力水平反作用力：垂直反作用力：4.計算彎矩并制作彎矩圖水平彎矩： 垂直彎矩： 復(fù)合彎矩：5.扭矩圖換算系數(shù)取自《機械零件課程設(shè)計》表6-18扭矩圖如圖4.5所示。6.檢查軸的強度從“機械設(shè)計”表15-1查到：那么，實力就足夠了。軸向強度彎矩圖和扭矩圖見圖4.5。圖4.5蝸桿軸強度4.4.2蝸輪軸強度校核1.繪圖軸計算圖在確定軸承支點的位置時，應(yīng)從手冊中檢查a的值。對于30212列圓錐滾子軸承，簡支梁軸的支撐跨度2.計算作用在軸上的力3.計算支點反作用力水平反作用力：垂直反作用力：4.計算彎矩并制作彎矩圖水平彎矩： 垂直彎矩： 復(fù)合彎矩：5.扭矩圖換算系數(shù)取自《機械零件課程設(shè)計》表6-18扭矩圖如圖4.6所示。6.檢查軸的強度從“機械設(shè)計”表15-1查到：,那么，實力就足夠了。蝸輪軸的彎矩圖如圖4.6所示。圖4.6蝸輪軸的強度4.5滾動軸承的選擇和檢查4.5.1蝸輪軸滾動軸承的選擇與檢查1、軸承徑向載荷的計算2.推導(dǎo)軸向力的計算根據(jù)設(shè)計手冊，30207型圓錐滾子軸承的參數(shù)為：,當(dāng)d=35mm時，e=0.37，y=1.6；所以再次因此，軸承2承受壓力但3.求當(dāng)量動載荷因此，對于軸承1：x=1,y=0；對于軸承2：x=0.4，y=1.64.檢查軸承壽命檢查設(shè)計手冊,,因此，軸承的壽命滿足設(shè)計要求。4.5.2檢查蝸輪軸上的軸承1.求徑向載荷2.計算導(dǎo)出的軸向力根據(jù)設(shè)計手冊，30212型圓錐滾子軸承的參數(shù)為：,那么，然后軸承2被壓縮所以，3.求等效動載荷因此，對于軸承1：x=1，y=0對于軸承2：x=1，y=0檢查軸承壽命檢查設(shè)計手冊并獲得：,,因此，軸承壽命滿足設(shè)計要求。4.6鍵連接強度校核4.6.1聯(lián)軸器安裝在蝸桿軸上的鍵連接從“機械零件課程設(shè)計”表8-1中選擇普通平鍵：，取L=45mm。查自《機械零件課程設(shè)計》表8-7：按鍵工作長度：按鍵工作高度：鍵連接的內(nèi)容壓力見《機械零件課程設(shè)計》表8-8：,因此，，選擇的平調(diào)是合適的。4.6.2蝸輪軸上蝸輪處的鍵連接從“機械零件課程設(shè)計”表8-1中選擇普通平鍵：，取L=45mm。查自《機械零件課程設(shè)計》表8-7：按鍵工作長度：按鍵工作高度：鍵連接的內(nèi)容壓力見《機械零件課程設(shè)計》表8-8：因此，，選擇的平調(diào)是合適的。4.6.3蝸輪軸上聯(lián)軸器處的鍵連接從“機械零件課程設(shè)計”表8-1中選擇普通平鍵：，取L=100mm?！稒C械零件課程設(shè)計》表8-7中按鍵的工作長度：按鍵工作高度：鍵連接的內(nèi)容壓力見《機械零件課程設(shè)計》表8-8：因此，選擇的平鍵是合適的。4.7聯(lián)軸器選擇與計算4.7.1與電機輸出軸聯(lián)軸器1.計算聯(lián)軸器的計算扭矩(4-8)查閱《機械工程手冊》表14-1，在轉(zhuǎn)矩較小、電機作為原動機時得到：,由公式（4-8）我們得到2.選型根據(jù)前面的計算，電機的輸出軸，選擇彈性聯(lián)軸器TL6型。主要參數(shù)如下：額定扭矩（滿足要求）內(nèi)容速度,因此，該聯(lián)軸器符合要求。4.7.2與蝸輪減速機聯(lián)軸器1、計算聯(lián)軸器的計算扭矩，

參考《機械工程手冊》表14-1，得到小扭矩，電機為原動機。由公式（4-8）我們得到這是2.選型根據(jù)前面的計算，蝸輪輸出軸，選擇彈性銷聯(lián)軸器HL4型。主要參數(shù)如下：額定扭矩內(nèi)容速度，因此，該聯(lián)軸器符合要求。4.8箱體結(jié)構(gòu)尺寸及密封4.8.1箱體結(jié)構(gòu)尺寸減速箱用于支撐和固定軸系部件，保證傳動部件的嚙合精度、良好的潤滑和軸系的可靠密封。必須綜合考慮傳輸質(zhì)量、處理技術(shù)和成本[9]。箱體按結(jié)構(gòu)形狀可分為分體式和整體式；按制造方法可分為鑄造箱體和焊接箱體。減速機箱體多采用分體式結(jié)構(gòu)。分體箱由箱座和箱蓋兩部分組成，用螺栓連接成一個整體。分體式與減速機傳動部分的軸線重合，有利于軸系部分的安裝和拆卸。立式大型減速機可以使用多個分體面，分體面必須有一定的高度，需要精心加工。為了保證箱體的剛性，在軸承處有加強筋，箱體底座有一定的厚度和高度，以保證安裝的穩(wěn)定性和剛性。近年來，減速箱的設(shè)計采用了一些簡潔利落的造型，將傳統(tǒng)的大圓面過渡改為方形小圓過渡，上下箱連接處的外法蘭改為法蘭結(jié)構(gòu)體。箱體內(nèi)設(shè)計有加強筋和軸承座等。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計的要求，選擇分體結(jié)構(gòu)的盒子。由于灰口鑄鐵具有良好的鑄造性能和減振性能，易于獲得美觀的外觀和低成本，適合大批量生產(chǎn)。所以盒子是用HT200做的。箱體結(jié)構(gòu)示意圖如圖4.7所示：圖4.7箱體結(jié)構(gòu)示意圖減速箱結(jié)構(gòu)尺寸：1、箱座壁厚：摘要2.箱蓋壁厚：摘要3、箱體法蘭厚度：包廂座盒蓋箱底4、加強筋厚度：包廂座盒蓋5、地腳螺栓直徑：摘要6、地腳螺栓數(shù)量：7、軸承觀察箱連接螺栓直徑：8、箱蓋與箱座連接螺栓直徑：9、軸承蓋螺釘?shù)闹睆胶蛿?shù)量：,10、觀察孔蓋螺絲直徑：11、軸承旁邊凸臺的高度和半徑：由結(jié)構(gòu)決定，。4.8.2封箱減速機殼體密封包括兩個方面：軸承座端面與軸承端蓋之間的密封和減速機剖分面的密封：(1)軸承座端面與軸承端蓋之間的密封采用法蘭端蓋用墊片形式密封。這里的墊片還可以起到調(diào)節(jié)軸系軸向位置的作用；用于嵌入式端蓋大多用O型圈密封。如有必要，在密封面上涂抹密封劑以增強密封效果。(2)減速機分體面的密封處，連接法蘭應(yīng)有足夠的厚度，連接面要精細(xì)，表面粗糙度不大于6.3，對密封要求高的表面要刮除地面?；赜筒鄢ｃ娫跈C座法蘭上。法蘭連接螺栓的間距不宜過大，不超過100～150mm，并應(yīng)盡量均勻布置，以保證剖分面的密封。密封面不能使用墊片，必要時可在密封面上涂抹密封膠以增強密封效果[10]。5潤滑及附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1減速器的潤滑減速機傳動部件的軸承都需要良好的潤滑，既可以減少磨損，提高傳動效率，又可以防止腐蝕，降低噪音[11]。 5.1.1潤滑劑選擇蝸輪蝸桿傳動潤滑油種類的選擇沒有明顯的區(qū)別。德國建議對頻繁啟動的重型硬化蝸桿和蝸桿傳動使用含有極壓添加劑的潤滑油。蝸桿傳動潤滑油的粘度選擇有三種方法，一種是根據(jù)滑動速度選擇，一種是根據(jù)中心距和蝸桿速度選擇，另一種是根據(jù)力-速度因素。根據(jù)滑動速度選擇的依據(jù)如下：表5-1滑動速度選擇滑動速度≤1.5>1.5～3.5>3.5～10>10粘度值>612414～506288～352198～242ISO-VG或GB-N等級680460320220由于蝸桿的滑動速度為2m/s，故選用潤滑油的粘度作為4602潤滑方式的選擇；由于設(shè)計的減速機采用蝸桿下置式傳動，轉(zhuǎn)速不高，故選用油浸潤滑。蝸桿浸油深度h1≥1螺紋高度，但不高于蝸桿軸承最底部滾動體的中心。潤滑時，傳動部件在油中的浸入深度要適當(dāng)，既要避免攪拌損失過大，又要保證潤滑充分，油池應(yīng)保持一定的深度和儲油量。如下所示：圖5.1潤滑方式5.1.2蝸桿傳動的熱平衡計算由于蝸桿傳動效率低，運行時會產(chǎn)生大量熱量。在封閉式傳動中，如果產(chǎn)生的熱量不能及時散去，潤滑油會因油溫不斷升高而被稀釋，從而增加摩擦損失，甚至發(fā)生粘連。因此，熱平衡計算必須同時按照單位時間發(fā)熱量等于散熱量的條件進(jìn)行，以保證油溫穩(wěn)定在規(guī)定范圍內(nèi)。由于摩擦損失的功率，產(chǎn)生的熱流（以單位為單位）為：(5-1)式中，為蝸桿傳遞的功率，。另外,,代入式(5-1)得：(5-2)式中：——理想的箱體表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，當(dāng)周圍空氣流通良好時，取較大值；-表面可以濺上潤滑油，外表面可以是被周圍空氣冷卻的箱體表面積；-油品的工作溫度一般限制在60～70℃，最高不應(yīng)超過80℃；-周圍空氣溫度，常溫下取20℃；根據(jù)熱平衡條件，可以得到給定工況下的油溫（單位為℃）為：(5-3)維持正常工作溫度所需的散熱面積（單位：㎡）為：(5-4)請參閱參考文獻(xiàn)14：,,代入式(5-4)得：當(dāng)有效散熱面積不足時，必須采取措施提高散熱能力。通常采取以下一些措施：1）增加散熱片，增加散熱面積；2）蝸桿軸端裝有風(fēng)扇，加速空氣流通；3）在傳動箱內(nèi)安裝循環(huán)冷卻管路，如圖5.2所示；4）壓力注油潤滑，油外循環(huán)冷卻。圖5.2帶循環(huán)冷卻線的蝸桿傳動5.2減速機配件為了保證減速機的正常運行，通常在減速機箱體上安裝一些裝置或附加結(jié)構(gòu)，以方便減速機潤滑油的注油、排油、油位檢查、拆卸和維護(hù)[12].5.2.1窺孔和觀察孔蓋為了檢查傳動部件的嚙合、接觸點、齒隙和向殼體內(nèi)注入潤滑油，在傳動部件嚙合區(qū)上方的殼體蓋上開有一個窺孔。窺視孔應(yīng)有足夠的尺寸，以便人們可以伸出手來操作。為此，方形窺視孔的長度應(yīng)≥90mm，寬度應(yīng)≥50mm。通常在盒子的頂部打開，可以看到嚙合區(qū)域的位置。為防止?jié)櫥蜑R出，防止臟物進(jìn)入箱體，窺視孔應(yīng)設(shè)置氣密蓋，蓋板應(yīng)用螺釘固定在箱蓋上，并在其上放置密封墊。蓋板和箱蓋。如圖5.3[13]所示。圖5.3窺孔和觀察孔蓋5.2.2呼吸機減速機工作時，箱體溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，對減速機結(jié)合面的密封非常不利。通常在箱蓋或檢查孔蓋的頂部安裝一個通氣孔。減速器的熱膨脹氣體可以自由逸出，保持箱內(nèi)壓力正常，從而保證了減速器各部位接合面的密封性能。通氣孔一般位于箱蓋頂部或觀察孔蓋上。更完美的呼吸機部分是由一定的彎曲路徑制成，并配有金屬網(wǎng)。如圖5.4所示。選擇呼吸機時，應(yīng)考慮其對環(huán)境的適應(yīng)性，尺寸要與減速機的大小相適應(yīng)。圖5.4個呼吸器5.2.3定位銷為保證箱體軸承座孔的鏜孔和裝配精度，需要在箱體箱面上的凸窗扇長度方向兩側(cè)各安裝一個錐形定位銷。兩個引腳應(yīng)放置較遠(yuǎn)，但不應(yīng)對稱排列。定位銷孔應(yīng)在盒蓋和盒座擰緊后鉆好，其位置應(yīng)便于鉆孔、鉸鏈和裝拆，不應(yīng)與相鄰的盒壁和螺釘發(fā)生碰撞。定位銷的直徑最好（：為法蘭上螺栓的直徑），長度應(yīng)大于分箱面上法蘭的總厚度[14]。如圖5.5所示。5.2.4蓋螺絲為了保證減速器的密封性，在箱體的分體面上常涂上水玻璃或密封膠。為了方便盒蓋的拆卸，在盒蓋的法蘭上設(shè)置了1～2個蓋螺絲。卸下箱蓋時，轉(zhuǎn)動蓋板螺絲將箱蓋抬起。蓋螺釘設(shè)置在罐蓋的連接法蘭上，螺紋的有效長度應(yīng)大于罐蓋法蘭的厚度。有頭螺釘?shù)闹睆娇梢耘c法蘭連接螺釘?shù)闹睆较嗤Ｈ鐖D5.5所示。圖5.5起吊蓋螺釘和定位銷5.2.5升降裝置為了搬運和裝卸箱蓋，箱蓋上裝有吊環(huán)螺釘或鑄有吊耳和吊鉤。搬運箱蓋或整個減速器時，在箱底兩端的連接法蘭上打鉤。結(jié)構(gòu)設(shè)計一般有幾種類型，如圖5.6所示。圖5.6耳墜和掛鉤5.2.6放油孔和塞子為了排除臟油，在減速機箱座底部有一個放油孔，并用放油塞和密封墊圈堵住。為便于加工，箱體放油孔外側(cè)應(yīng)有凸起部分，安裝時應(yīng)加油環(huán)加強密封。塞子的直徑大約是盒子壁厚的2到3倍[15]。如圖5.7所示。圖5.7放油孔和螺塞5.3減速機的安裝、使用和維護(hù)5.3.1減速機的安裝1、安裝前仔細(xì)檢查機器上銘牌（減速電機）上的要求與電源是否一致。檢查減速電機和減速器是否完好。2、由于工作環(huán)境為礦山專用，應(yīng)有防瓦斯爆炸措施。當(dāng)在潮濕的地方使用時，可根據(jù)要求提供具有腐蝕保護(hù)的產(chǎn)品。油漆的任何損壞都應(yīng)修復(fù)。3、減速機輸入軸與原動機直接連接時，根據(jù)設(shè)計要求推薦采用法蘭聯(lián)軸器；減速機輸出軸與工作機連接時，按設(shè)計要求推薦采用法蘭聯(lián)軸器，聯(lián)軸器不得用錘子裝在軸上。4、減速機應(yīng)牢固安裝在穩(wěn)定的水平基礎(chǔ)上，油箱內(nèi)的油應(yīng)能排盡，冷卻空氣循環(huán)應(yīng)暢通。5、減速機、原動機和工作機必須仔細(xì)對準(zhǔn)，誤差不應(yīng)大于所用聯(lián)軸器的內(nèi)容補償量。6、減速機安裝后，用手轉(zhuǎn)動必須靈活，無卡阻現(xiàn)象。蝸輪蝸桿軸承的軸向游隙應(yīng)符合技術(shù)要求。7、安裝好的減速機在正式投入使用前應(yīng)處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)。部分額定負(fù)載在間歇運行后可運行1～3小時。運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無沖擊、無異常振動、無噪音、無漏油現(xiàn)象。5.3.2減速機的使用與保養(yǎng)1、更換減速機油1）減速機（或新更換的蝸輪副）第一次使用時，運行150-300小時后必須更換潤滑油。在以后的使用中，應(yīng)定期檢查油品的質(zhì)量。是時候更換了。一般情況下，對于長時間連續(xù)工作的減速機，每500-1000h必須換油一次。對于每天工作時間不超過8h的減速機，每1200-3000h換油一次[16]。2）減速機應(yīng)加入與原牌號相同的油，不得與不同牌號的油混用。內(nèi)容混合相同等級但不同粘度的油。3）換油時，蝸輪應(yīng)使用與運轉(zhuǎn)中相同等級的油進(jìn)行清洗（使用煤油會損壞密封，影響潤滑油的性能）。 4）工作中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)油溫超過80度或油池溫度超過100度并出現(xiàn)異響時，停止使用并檢查原因。如果是周圍齒面粘連等造成的，必須排除故障，更換潤滑油后才能繼續(xù)運轉(zhuǎn)。2、減速機大修啟動機器后，仔細(xì)觀察減速是否正確。噪音、振動、密封、溫升等應(yīng)正常。如有故障，應(yīng)立即停機，查明原因，待故障排除后再繼續(xù)使用。減速機不應(yīng)輕易拆卸和修理。維修人員必須具備相應(yīng)的資質(zhì)。一般新減速機出現(xiàn)故障應(yīng)通知維修公司。減速機拆卸維修，必須調(diào)節(jié)裝配調(diào)整。減速機應(yīng)定期檢修。如果發(fā)現(xiàn)劃痕、粘連和明顯磨損，必須采取有效措施加以制止或消除。備件必須按標(biāo)準(zhǔn)制造，較新的備件必須經(jīng)過磨合和負(fù)載測試才能正式使用。3、減速機維護(hù)用戶應(yīng)有合理的使用和維護(hù)規(guī)章制度，認(rèn)真記錄減速機的運行情況和檢查中發(fā)現(xiàn)的問題。1）減速機應(yīng)定期清理油污，保持清潔，以利于散熱。2）如果油封損壞，應(yīng)及時更換。3）應(yīng)經(jīng)常檢查油位，油量不足應(yīng)立即補充。4)潤滑油應(yīng)定期更換。新機第一次使用時，運行7～15天后必須更換潤滑油。以后可根據(jù)情況每3～6個月更換一次。在惡劣的使用環(huán)境或長期連續(xù)工作的情況下，應(yīng)選擇短時間。循環(huán)。換油時務(wù)必切斷電源，以確保安全。如果發(fā)現(xiàn)潤滑油明顯混濁，建議盡快更換。5）不同品質(zhì)的潤滑油不能混用。6）電機的使用和維護(hù)必須按照電機的使用說明書進(jìn)行。6結(jié)論與展望6.1結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計課題是礦用絞車蝸輪減速器的設(shè)計。礦用絞車的目的是提升煤、矸石、下料，并沿豎井提升人員和設(shè)備。它在采礦工程中占有重要地位，是連接礦山地面和地下的紐帶。由于電機的輸出轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)大于卷揚機的轉(zhuǎn)速，所以必須設(shè)計減速機的傳動裝置。本文旨在設(shè)計蝸輪減速機的傳動裝置，使提升機在特定工作環(huán)境下滿足正常工作要求。同時，通過本次畢業(yè)設(shè)計，我綜合運用所學(xué)基礎(chǔ)理論知識，培養(yǎng)了結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算能力，熟悉了通用機械裝置設(shè)計的流程。6.2弱點和未來前景我設(shè)計的礦用絞車傳動裝置是以減速機為主體，外加電機和滾輪，實現(xiàn)以規(guī)定速度驅(qū)動物體的功能。性能可靠，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，易于制造。同時，通過這個設(shè)計，我意識到有一些我們以后必須注意的問題：(1)設(shè)計過程不僅僅是一個計算過程。當(dāng)然，計算很重要，但它只是為結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)，而零件、部件和機械的最終尺寸和形狀通常由結(jié)構(gòu)設(shè)計決定。由此產(chǎn)生的圖形往往會受到結(jié)構(gòu)設(shè)計的修改，一般在設(shè)計工作中占有較大的比例。(2)我們不能修課本。教科書中給出的一些例子或設(shè)計結(jié)果通常只是舉例說明如何使用基礎(chǔ)知識和經(jīng)驗數(shù)據(jù)來解決實際問題，而不是唯一的正確答案。因此，我們必須學(xué)會查閱各種書籍和手冊，利用現(xiàn)有資源，加上自己的想法和創(chuàng)新，才能真正完成一個低成本、有前景和使用價值、可以廣泛推廣的新產(chǎn)品。因此，充分追求不斷增值的設(shè)計能力是學(xué)習(xí)機械設(shè)計的中心思想。（三）創(chuàng)新是名家之魂，是我國興旺發(fā)達(dá)的不竭動力。創(chuàng)新在機械設(shè)計的過程中體現(xiàn)得更加淋漓盡致。我們設(shè)計的東西一定要超過以前的社會使用價值。因此，首先要勇于突破束縛、打破