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Broadly speaking, elevator, crane, hoist, vehicle, hoist, etc. can be called the elevator. This paper describes the design of the elevator. First of all, based on the improvement of the overall structure of the machine and the working principle analysis, this analysis is proposed based on the improvement of machine design; then to improve the mobility and transmission device of choice and checking calculation; then, to enhance and braking device were design and strength check. Finally, through the AutoCAD drawing software drawn the hoist assembly and major parts of the map. Through the design, the consolidation of the University of the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerance and interchangeability theories, mechanical drawing; master the design method of hoisting machinery products and be able to skillfully use AutoCAD drawing software, for the future work in life is of great significance. Key words: Hoist, Transmission device, Lifting device, Drum 目 錄 摘 要 I Abstract II 第一章 緒論 1 1.1研究背景及意義 1 1.2提升機(jī)簡介 1 1.3國內(nèi)外發(fā)展概況 2 第二章 總體方案設(shè)計 4 2.1設(shè)計要求 4 2.2工作原理分析 4 2.3方案擬定 4 第三章 動力及傳動裝置設(shè)計 7 3.1電動機(jī)的選擇 7 3.1.1選擇電動機(jī)類型 7 3.1.2電動機(jī)容量的選擇 7 3.1.3電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 7 3.2傳動參數(shù)計算 8 3.2.1分配傳動比 8 3.2.2各軸轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩計算 8 3.3齒輪傳動設(shè)計 9 3.3.1低速級齒輪的設(shè)計 9 3.3.2高速級齒輪的設(shè)計 13 3.4軸及附件的設(shè)計 14 3.4.1軸1的設(shè)計 14 3.4.2軸2的設(shè)計 16 3.4.3軸3的設(shè)計 17 3.4.4軸承的校核 17 3.4.5聯(lián)軸器的選用 18 第四章 提升及制動裝置設(shè)計 19 4.1鋼絲繩的選擇 19 4.2卷筒設(shè)計與校核 20 4.2.1卷筒直徑計算 20 4.2.2卷筒尺寸計算 21 4.2.3卷筒壁厚計算 22 4.2.4卷筒臂的強(qiáng)度驗(yàn)算 22 4.3滑輪的選擇 22 4.4制動器的選擇 23 總 結(jié) 25 參考文獻(xiàn) 26 致 謝 27 27 第一章 緒論 1.1研究背景及意義 我國是一個能源大國，而且機(jī)電設(shè)備制造和使用大國。從20世紀(jì)50年代模仿第一升降臺，從設(shè)計、制造、使用、已近600。隨著現(xiàn)代社會的需求和技術(shù)，采礦業(yè)緊急生產(chǎn)設(shè)備和機(jī)械安裝和電氣化和現(xiàn)代化，提升機(jī)是采礦業(yè)的咽喉設(shè)備，替代產(chǎn)品，多年來產(chǎn)品的經(jīng)營問題，原有的結(jié)構(gòu)向后老板，增加故障，嚴(yán)重影響安全運(yùn)行，抑制礦業(yè)的迅速發(fā)展，給國民經(jīng)濟(jì)帶來不利影響。 隨著添加量的增加，中國的快速生產(chǎn)，以提高安全性，提高機(jī)器的可靠性、生產(chǎn)效率和水平的機(jī)器自動運(yùn)行，降低操作者的勞動強(qiáng)度和維護(hù)人員和設(shè)備事故的處理速度和對策，是迫切的。 本設(shè)計是提升機(jī)的設(shè)計，材料力學(xué)，大學(xué)四年的學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計，機(jī)械制造，機(jī)械設(shè)計，使用一個深入的了解繪圖設(shè)計不僅是對大學(xué)知識鞏固和總結(jié)后，看到在社區(qū)工作積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，這樣的設(shè)計是一個學(xué)習(xí)的機(jī)會。 1.2提升機(jī)簡介 提升機(jī)是由一個大型機(jī)械設(shè)備，通過改變勢能，例如電梯升降機(jī)等。一般來說，電梯，起重機(jī)，絞車，起重機(jī)，車輛穩(wěn)定、開放和關(guān)閉的礦井提升機(jī)，等。是最大提升力普遍提高大型機(jī)械及主提升機(jī)。 （1）斗式提升機(jī) 斗式提升機(jī)，是一種機(jī)械固定裝置的輸送設(shè)備，主要適用于連續(xù)的垂直粉末形式，促進(jìn)和細(xì)小的顆粒材料，可應(yīng)用于各種規(guī)模的飼料廠、面粉廠、廠水稻、植物油、淀粉植物和散裝材料的沉積，促進(jìn)與其他港口。 斗式提升機(jī)提升垂直通過石灰石、磨煤、石膏、熟料、粘土和塊粒狀物料的干法水泥生料、煤粉等粉狀物料。 （2）多功能提升機(jī) 多功能電動葫蘆提升機(jī)是一種可用于土壤和用于建筑行業(yè)，具有輸送量大，提升高度高，穩(wěn)定可靠。多功能電動葫蘆起吊額定重量300公斤～500公斤，增幅最大的多功能升降電機(jī)高度100米。 （3）振動提升機(jī) 電機(jī)振動垂直提升機(jī)是由一個槽、振動電機(jī)、減振器等系統(tǒng)和一個基地。提升機(jī)固體粉末、塊狀和短纖維（除了粘結(jié)塊）被垂直輸送，還可以完成對干燥和冷卻開放型雙密封結(jié)構(gòu)和專門設(shè)計的?？筛鶕?jù)用戶的需求 （4）液壓提升機(jī) 液壓提升機(jī)是一種非剪叉式液壓升降第三層工業(yè)廠房、餐廳、商品之間的傳輸階段的餐廳，一個最小高度150-300mm最合適的桌子，在工作場所不挖坑本路基上部無吊點(diǎn)，以各種形式（單柱、雙柱、四柱）、穩(wěn)定、操作簡單、可靠、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的階段之間發(fā)送貨物。 （5）礦井提升機(jī) 這是一個很大的改進(jìn)的機(jī)械和機(jī)械驅(qū)動電機(jī)帶動吊繩使容器在井筒，完成運(yùn)輸任務(wù)。絞車的起重工具逐漸發(fā)展起來的現(xiàn)代提升量大，速度高，安全性高，已成為機(jī)器自動重電子計算機(jī)控制。 （6）纏繞式提升機(jī) 絞車線圈繞組數(shù)目可分為單、雙按兩個：第一，鼓鼓的，通常單鉤提升。電纜的一端固定在卷筒上，另一端繞過滑輪連接線圈旋轉(zhuǎn)和提升容器；當(dāng)電纜卷筒上纏繞或釋放，導(dǎo)致雙滾筒絞車，兩個吊鉤。每個電纜固定在兩個卷筒，分別的上方和下方的輸出線圈，線圈的旋轉(zhuǎn)，一個集裝箱上升和下降的另一個容器。 （7）摩擦提升機(jī) 摩擦提升機(jī)具有安全性高、小直徑電纜，前輪直徑，裝置重量輕、功耗低、成本低等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展很快。除了樹的深度的提升，也可用于斜井提升淺。提升鋼絲繩輪設(shè)置在導(dǎo)管（摩擦輪），兩端或一端提升容器懸掛配重（錘）操作之間的摩擦力和摩擦襯墊與鋼絲繩導(dǎo)向輪的債務(wù)人，驅(qū)動電纜完成容器。 1.3國內(nèi)外發(fā)展概況 我國的提升機(jī)，它經(jīng)歷了模仿，設(shè)計兩個階段。提升機(jī)由解放初期的日本、蘇聯(lián)、提升機(jī)在生產(chǎn)也是產(chǎn)品模仿日本和歐盟1964 -在設(shè)計階段，機(jī)提升是眾所周知的模仿和設(shè)計兩個階段，20世紀(jì)80年代以前一直使用仿品是古老的，在80年代中期開始，在新的設(shè)計提升機(jī)，主要針對滾珠絲杠工作效率低、副和緩慢的快速收縮結(jié)合的改進(jìn)。 提升機(jī)，多種規(guī)格。傳動機(jī)構(gòu)，單筒和雙筒式摩擦型帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿傳動、液壓傳動、行星齒輪和擺線齒輪等。其中一個行星齒輪越來越多的趨勢。系列標(biāo)準(zhǔn)化的方向，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊；發(fā)展高效、節(jié)能、壽命長、噪音低、一機(jī)多用通用，功率大，簡單的形狀，光滑，美觀，大方的方向。 規(guī)范越來越多的提升機(jī)，適用于不同的場合，我國提升機(jī)規(guī)格少，多種型號和混亂，但也更復(fù)雜，缺乏標(biāo)準(zhǔn)工作機(jī)構(gòu)，單缸，雙缸和摩擦型三，我們唯一的單缸從動力、國外電動，氣動和液壓驅(qū)動我國電，只有一點(diǎn)風(fēng)。 提高機(jī)器的使用壽命、噪聲、綜合指標(biāo)的可靠性和蘇聯(lián)有提高壽命預(yù)測蘇聯(lián)超過五年，我國目前不具備的壽命評價試驗(yàn)不可能但用戶訪問的壽命至少5年，噪音稍大。 雖然我國提升參數(shù)系列水平高于國外，但在該領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化和推廣少很多煤礦機(jī)械制造的發(fā)達(dá)國家。 提升機(jī)電最廣泛使用的類型的蝸桿傳動是球形的，本機(jī)主要結(jié)構(gòu)型式的發(fā)動機(jī)蝸輪減速器掛在后方，蝸輪減速器一級二級和三級減速，傳動齒輪，分別安裝在中央的身體兩側(cè)對稱的機(jī)器，機(jī)器是一個狹長的適應(yīng)和巷道空間，體積小，基本呈雪橇、安裝運(yùn)輸方便。 第二章 總體方案設(shè)計 2.1設(shè)計要求 設(shè)計提升機(jī)，提升高度10m，提升速度2m/s，提升重量1噸。 2.2工作原理分析 單繩纏繞式提升機(jī)工作原理如圖2-1所示，是一個簡單的較粗的電纜卷筒上纏繞容器和實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動。 圖2-1 單繩纏繞式提升機(jī) 1-滾筒；2-鋼絲繩；3-天輪；4-容器 提升機(jī)安裝在家里的地面升降，電纜的一端固定在卷筒上，另一端安裝在升降滑輪后圖2為載體提升鋼絲繩纏繞固定單線圈，兩滾筒上的鋼絲繩，必須使每個鋼絲繩纏繞在卷簡方向時，電機(jī)帶動卷筒轉(zhuǎn)動的減速器，兩根鋼絲繩和滑輪后在卷軸上，從而提升容器在井筒中的運(yùn)動上下。這是不難理解的特點(diǎn)蜱和根本缺陷型絞車鋼絲繩在卷筒常數(shù)和纏繞的線圈，這個要求必須有一個彎曲的表面，使電纜的長度字段適應(yīng)井深或提升高度卷規(guī)格范圍性能，應(yīng)用機(jī)，整機(jī)結(jié)構(gòu)特征的確定。 2.3方案擬定 操作方法提升機(jī)由于不同，其結(jié)構(gòu)是重要的?？刂铺嵘龣C(jī)是通過接通或切斷了他的工作或制動。物料的提升或下降的電機(jī)反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，操作簡單和實(shí)踐。 （1）圓柱齒輪減速器提升機(jī) 圖2-2 圓柱齒輪減速器提升機(jī) （2）圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳動的提升機(jī) 圖2-3 圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳動的提升機(jī) （3）蝸桿減速器提升機(jī) 對于一些舉重大吊機(jī)，電纜滾筒上設(shè)置通常需要安裝一個電纜設(shè)計規(guī)范安裝，要求提升鋼絲繩牽引機(jī)> 120kn，安裝電纜。 圖2-4 蝸桿減速器提升機(jī) 綜上述（1）~（3）選擇下圖示圓柱齒輪減速器作為傳動裝置的提升機(jī)。由電動機(jī)、聯(lián)軸器、制動器、減速器、卷筒、導(dǎo)向滑輪、起升滑輪組、吊鉤等組成，其各方面的機(jī)構(gòu)分布如下圖： 圖2-5 提升機(jī)總體方案簡圖 釋放制動電機(jī)或反向制動，通過耦合驅(qū)動輪減速機(jī)高速軸通過減速機(jī)低速軸旋轉(zhuǎn)的滾筒驅(qū)動，使電纜在滾筒周圍或釋放，使舉重或電機(jī)的轉(zhuǎn)動制動功能的制動輪制動鼓，從而停止懸浮在空氣中。 第三章 動力及傳動裝置設(shè)計 3.1電動機(jī)的選擇 3.1.1選擇電動機(jī)類型 電機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)件，一個穩(wěn)定的電荷的運(yùn)動，所以選擇通用系列全封閉自扇冷式三相異步電動機(jī)鼠籠。 3.1.2電動機(jī)容量的選擇 3.1.3電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 鼓輪軸工作轉(zhuǎn)速： 3.2傳動參數(shù)計算 3.2.1分配傳動比 （1）總傳動比 滿載轉(zhuǎn)速。故總傳動比為： （2）分配傳動比 考慮潤滑問題的兩級齒輪，大齒輪的兩級深度應(yīng)相似。在高速和低速兩級齒輪的傳動比的值取為1.3，取 則：； ； 3.2.2各軸轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩計算 （1）各軸的轉(zhuǎn)速 1軸 ； 2軸 ； 3軸 鼓輪軸 （2）各軸的輸入功率 1軸 ； 2軸 ； 3軸 ； （3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電機(jī)軸 ； 1軸 ； 2軸 ； 3軸 ； 整理列表 軸名 功率 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 傳動比 電機(jī)軸 23.06 149.81 1470 1軸 22.83 148.32 1470 1 2軸 22.37 581.32 367.5 4 3軸 21.49 1675.34 122.5 3 3.3齒輪傳動設(shè)計 3.3.1低速級齒輪的設(shè)計 ⑨計算 試算小齒輪分度圓直徑，代入中的較小值 計算圓周速度v 計算齒寬b 計算齒寬與齒高之比b/h 模數(shù) 齒高 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由圖6.16查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 　 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1％，安全系數(shù)為S=1.3，由式10-12得 計算載荷系數(shù) ②查取齒形系數(shù) 由表6.4查得　 ③查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表6.4查得 　 ④計算大小齒輪的，并比較 大齒輪的數(shù)據(jù)大 ⑤設(shè)計計算 算出小齒輪齒數(shù)　取 大齒輪齒數(shù)　取 （4）幾何尺寸計算 ①計算分度圓直徑 ②計算中心距 ③計算齒寬寬度取 序號 名稱 符號 計算公式及參數(shù)選擇 1 齒數(shù) Z 28，84 2 模數(shù) m 5mm 3 分度圓直徑 4 齒頂高 5 齒根高 6 全齒高 7 頂隙 8 齒頂圓直徑 9 齒根圓直徑 10 中心距 3.3.2高速級齒輪的設(shè)計 設(shè)計計算過程同3.3.1類似，此處不一一復(fù)述，計算結(jié)果如下表： 序號 名稱 符號 計算公式及參數(shù)選擇 1 齒數(shù) Z 22，88 2 模數(shù) m 4mm 3 分度圓直徑 4 齒頂高 5 齒根高 6 全齒高 7 頂隙 8 齒頂圓直徑 9 齒根圓直徑 10 中心距 3.4軸及附件的設(shè)計 3.4.1軸1的設(shè)計 與軸配合 為H6/n5。 （2）強(qiáng)度校核計算 1）求作用在軸上的力 已知高速級齒輪的分度圓直徑為= ，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》（軸的設(shè)計計算部分未作說明皆查此書）式(10-14)，則 2）求軸上的載荷（詳細(xì)過程以軸2為例，其他軸類似不一一復(fù)述） 首先，根據(jù)方案的決策樹結(jié)構(gòu)計算簡圖的確定軸承的旋轉(zhuǎn)位置，教材中提取有價值的滾珠軸承6208型，通過研究手冊= 18毫米。因此，范圍支撐軸的L1 = 172毫米。 根據(jù)計算做圖軸彎矩和扭矩圖的樹圖結(jié)構(gòu)板的彎曲和扭轉(zhuǎn)的C部分是危險截面的軸。先計算出截面C處的MH、MV及M的值列于下表。 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F ， ， C截面彎矩M 總彎矩 扭矩 3.4.2軸2的設(shè)計 P2=22.37Kw，n2=367.5n/min，T2=581.32N.m 設(shè)計計算過程與3.4.1軸1的設(shè)計類似，不再一一復(fù)述，經(jīng)計算軸2的結(jié)構(gòu)尺寸如下圖示： 3.4.3軸3的設(shè)計 ，， 設(shè)計計算過程與3.4.1軸1的設(shè)計類似，不再一一復(fù)述，經(jīng)計算軸3的結(jié)構(gòu)尺寸如下圖示： 3.4.4軸承的校核 3.4.5聯(lián)軸器的選用 第四章 提升及制動裝置設(shè)計 4.1鋼絲繩的選擇 提升鋼絲繩是一項重要的提升系統(tǒng)。它直接關(guān)系到安全生產(chǎn)人員和礦山的正常，而且在設(shè)計提升機(jī)，提升系統(tǒng)經(jīng)常更換耗材。因此，無論是從安全生產(chǎn)經(jīng)營的經(jīng)濟(jì)考慮，或給予足夠的重視。 在選擇鋼絲繩還應(yīng)考慮以下因素：絞車?yán)p繞在繞組串防止軟電纜，捻向相同的方向螺旋纏繞電纜卷筒上的電纜，目前，但更多的權(quán)利，所以更選擇正確的繩子。為了提高性能，提高可靠性的最佳選擇金屬芯鋼絲繩。 盡管國內(nèi)外對鋼絲繩進(jìn)行了大量的研究，但鋼絲繩強(qiáng)度計算理論的應(yīng)用程度尚未實(shí)現(xiàn)。因此，選擇計算和電纜上的靜電荷是根據(jù)近似計算，考慮到系數(shù)從sécurité.et規(guī)定繞提升鋼絲繩安全系數(shù)的裝置，用于升降人員不得少于9；人員和起重設(shè)備，升降人員不得少于9，促進(jìn)材料不低于7.5，物料提升機(jī)特別不低于6.5。 根據(jù)選擇的提升鋼絲繩的計算和選擇。 依據(jù)以上選擇原則，對提升機(jī)的鋼絲繩進(jìn)行計算和選用： 4.2卷筒設(shè)計與校核 4.2.1卷筒直徑計算 卷筒直徑計算公式： 式中：-與機(jī)構(gòu)工作級別相關(guān)的系數(shù) -鋼絲繩直徑 表4-1 機(jī)構(gòu)利用等級（摘自GB/T3811-1983） 機(jī)構(gòu)利用等級 總設(shè)計壽命 說明 機(jī)構(gòu)利用等級 總設(shè)計壽命 說明 T0 200 不經(jīng)常使用 T5 6300 經(jīng)常中等使用 T1 400 T6 12500 不經(jīng)常繁忙地使用 T2 800 T7 25000 繁忙地使用 T3 1600 T8 50000 T4 3200 經(jīng)常使用 T9 100000 表4-2 機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài)（摘自GB/T3811-1983） 載荷狀態(tài) 說明 L1-輕 機(jī)構(gòu)經(jīng)常承受輕載荷，偶爾承受最大的載荷 L2-中 機(jī)構(gòu)經(jīng)常承受中等載荷，較少承受最大的載荷 L3-重 機(jī)構(gòu)經(jīng)常承受較重的載荷，也常承受最大的載荷 L4-特重 經(jīng)常承受最大的載荷 表4-3 機(jī)構(gòu)工作級別（摘自GB/T3811-1983） 載荷狀態(tài) 機(jī)構(gòu)利用等級 T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 L1-輕 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 L2-中 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 L3-重 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 L4-特重 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 表4-4 系數(shù)h值（摘自GB/T3811-1983） 機(jī)構(gòu)工作級別 系數(shù)h值 機(jī)構(gòu)工作級別 系數(shù)h值 M1~M3 14 M6 20 M4 16 M7 22.4 M5 18 M8 25 根據(jù)本卷筒工作工況要求，參照上述表3-2~3-5可選定工作級別為M6，則 故： 表4-5 卷筒直徑D系列（摘自JB/T9006.1-1999） 100 125 160 200 250 280 315 355 400 450 500 560 630 710 800 900 1000 1120 1250 1320 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 按照表4-5卷筒直徑D系列，取卷筒直徑 4.2.2卷筒尺寸計算 4.2.3卷筒壁厚計算 根據(jù)《龍門起重機(jī)（上）》知卷筒壁厚： δ=0.02D+（6～10）=0.02×315+（6～10）=12～16 取δ=15mm 4.2.4卷筒臂的強(qiáng)度驗(yàn)算 4.3滑輪的選擇 天車滑輪是一個簡單的機(jī)械，利用杠桿原理的作用，他可以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動用起重機(jī)鋼絲繩，以改變力的方向。在實(shí)踐中，以延伸的滑輪，經(jīng)常有一些可移動的滑輪和許多滑輪組合使用，組成的滑輪，這往往是一個提升絞車和裝卸協(xié)調(diào)等，是一個重要的工具。 輪轂、輻條，加強(qiáng)筋，槽和輪輞繩輪材料通常是鋼或鑄鐵HT150，ZG230-450 ZG270-500。大為減輕重量的滑輪還焊接鋼。 照明設(shè)計使起重機(jī)作為HT150輪材料。 4.4制動器的選擇 提升機(jī)制動裝置包括一個工作（即剎車）和傳動裝置，工作裝置直接作用于制動輪，產(chǎn)生摩擦力矩；傳動裝置是由工作裝置或制動釋放機(jī)構(gòu)摩擦。因此，該裝置結(jié)構(gòu)的識別裝置，制動器可分為盤式制動器和制動塊；通過電源驅(qū)動裝置的區(qū)分，可分為液壓制動和空氣彈簧。制動塊通常壓塊鼓式制動器制動輪，并生成一個有限對制動，為了區(qū)別作用方式的制動塊與制動輪，制動塊式角位移，平移和集成。 綜合分析本次選用平移式塊式制動器，如下圖4-1（b）： 圖4-1塊式制動器原理圖 (a)—角移式；(b)—平移式；(c)—綜合式 制動塊結(jié)構(gòu)簡單，制造和安裝方便，壓力平衡對瓷磚，使制動軸不受彎曲載荷。因此，在起重機(jī)上廣泛其中液壓動力制動塊運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，壽命長，體積小，重量輕，泄漏少、節(jié)能、易于交流電源。 制動的計算機(jī)程序，動態(tài)轉(zhuǎn)矩，根據(jù)門式起重機(jī)（上）”，P = 67知： Nm 總 結(jié) 設(shè)計階段的大學(xué)學(xué)習(xí)是一種罕見的理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)機(jī)會，通過對提升機(jī)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合的機(jī)構(gòu)，行使綜合運(yùn)用我的專業(yè)知識，能力解決實(shí)際問題，而且提高了我的文學(xué)教材設(shè)計、設(shè)計能力，規(guī)范和其他層次的專門知識，并通過本地控制組件，妥協(xié)，以及細(xì)節(jié)的決定，我的運(yùn)動能力，經(jīng)驗(yàn)了豐富，壓縮力的能力和意愿的質(zhì)量，也提高耐力水平不同。 參考文獻(xiàn) [1] 潘英．礦山提升機(jī)機(jī)械設(shè)計．徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2001 [2] 葛世榮．礦井提升機(jī)可靠性技術(shù)．徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1994 [3] 麻健,李勇忠．提升機(jī)新型液壓制動系統(tǒng)．煤礦機(jī)械，1999 [4] 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畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 提升機(jī)的設(shè)計 指導(dǎo)老師 學(xué)?歷 職??稱 具體要求： 一. 設(shè)計參數(shù) 設(shè)計提升機(jī)，提升高度10m，提升速度2m/s，提升重量1噸。 二. 設(shè)計內(nèi)容與要求 （1）對提升機(jī)設(shè)計與計算 （2）編制詳細(xì)設(shè)計計算說明書（含中英文摘要） （3）繪制提升機(jī)裝配圖及主要零部件圖，折合圖紙量3A0 （4）畢業(yè)設(shè)計總結(jié) 三.進(jìn)度安排： （1）2015.12.10——2016.1.20，提出設(shè)計方案的初步設(shè)想。 （2）2016.2.21——2016.2.27，閱讀相關(guān)書籍、文章，做讀書筆記，搜集、整理與本設(shè)計項目有關(guān)的資料。 （3）2016.3.1——2016.3.13，構(gòu)思設(shè)計計算框架，編寫設(shè)計提綱，向指導(dǎo)教師提出開題報告。 （4）2016.3.14——2016.4.30，撰寫設(shè)計計算書初稿及設(shè)計圖紙初稿，送交指導(dǎo)教師提出改進(jìn)。 （5）2016.5.05——2016.6.3，修改設(shè)計計算書初稿及設(shè)計圖紙定稿，上交指導(dǎo)教師。 （6）2016.6.6——2016.6.12，做好論文答辯準(zhǔn)備及參加論文答辯。 指導(dǎo)老師簽字： 年??月??日 學(xué)院意見：? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??教研室主任簽字：?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??年??月??日 題目發(fā)出日期 設(shè)計（論文）起止時間 附注：? ? 摘 要 提升機(jī)是通過改變勢能進(jìn)行運(yùn)輸?shù)拇笮蜋C(jī)械設(shè)備，如礦井提升機(jī)、過壩提升機(jī)等。廣義地說，電梯、天車、卷揚(yáng)、穩(wěn)車、吊車、啟閉機(jī)等均可稱為提升機(jī)。 本文講述了提升機(jī)的設(shè)計。首先，通過對提升機(jī)總體結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行分析，在此分析基礎(chǔ)上提出了提升機(jī)的設(shè)計方案；接著，對提升機(jī)動力及傳動裝置進(jìn)行了選擇與校核計算；然后，對提升及制動裝置進(jìn)行了設(shè)計與強(qiáng)度校核；最后，通過AutoCAD制圖軟件繪制了本提升機(jī)的裝配圖及主要零部件圖。 通過本次設(shè)計，鞏固了大學(xué)所學(xué)專業(yè)知識，如：機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計、材料力學(xué)、公差與互換性理論、機(jī)械制圖等；掌握了起重機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計方法并能夠熟練使用AutoCAD制圖軟件，對今后的工作于生活具有極大意義。 關(guān)鍵字：提升機(jī)，傳動裝置，提升裝置，卷筒 Abstract Hoist is to change the potential energy for transport of large machinery and equipment, such as mine hoist, hoist, etc.. Broadly speaking, elevator, crane, hoist, vehicle, hoist, etc. can be called the elevator. This paper describes the design of the elevator. First of all, based on the improvement of the overall structure of the machine and the working principle analysis, this analysis is proposed based on the improvement of machine design; then to improve the mobility and transmission device of choice and checking calculation; then, to enhance and braking device were design and strength check. Finally, through the AutoCAD drawing software drawn the hoist assembly and major parts of the map. Through the design, the consolidation of the University of the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerance and interchangeability theories, mechanical drawing; master the design method of hoisting machinery products and be able to skillfully use AutoCAD drawing software, for the future work in life is of great significance. Key words: Hoist, Transmission device, Lifting device, Drum 目 錄 摘 要 I Abstract II 第一章 緒論 1 1.1研究背景及意義 1 1.2提升機(jī)簡介 1 1.3國內(nèi)外發(fā)展概況 2 第二章 總體方案設(shè)計 4 2.1設(shè)計要求 4 2.2工作原理分析 4 2.3方案擬定 4 第三章 動力及傳動裝置設(shè)計 7 3.1電動機(jī)的選擇 7 3.1.1選擇電動機(jī)類型 7 3.1.2電動機(jī)容量的選擇 7 3.1.3電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 7 3.2傳動參數(shù)計算 8 3.2.1分配傳動比 8 3.2.2各軸轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩計算 8 3.3齒輪傳動設(shè)計 9 3.3.1低速級齒輪的設(shè)計 9 3.3.2高速級齒輪的設(shè)計 13 3.4軸及附件的設(shè)計 14 3.4.1軸1的設(shè)計 14 3.4.2軸2的設(shè)計 16 3.4.3軸3的設(shè)計 17 3.4.4軸承的校核 17 3.4.5聯(lián)軸器的選用 18 第四章 提升及制動裝置設(shè)計 19 4.1鋼絲繩的選擇 19 4.2卷筒設(shè)計與校核 20 4.2.1卷筒直徑計算 20 4.2.2卷筒尺寸計算 21 4.2.3卷筒壁厚計算 22 4.2.4卷筒臂的強(qiáng)度驗(yàn)算 22 4.3滑輪的選擇 22 4.4制動器的選擇 23 總 結(jié) 25 參考文獻(xiàn) 26 致 謝 27 27 第一章 緒論 1.1研究背景及意義 我國是個能源大國，也是礦山機(jī)電設(shè)備制造和使用大國。從20世紀(jì)50年代仿造第一臺礦井提升機(jī)以來，至今已設(shè)計制造、使用了近600多臺。隨著社會需求和現(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，給國民經(jīng)濟(jì)帶來了不良的影響。 隨著國內(nèi)礦井生產(chǎn)量的日新月異的提高，對提高提升機(jī)的安全性、可靠性、生產(chǎn)效率以及整機(jī)自動化運(yùn)行水平，降低操作者及維護(hù)人員的勞動強(qiáng)度、處理設(shè)備事故的速度與對策等，成了迫切要求。 本次設(shè)計是提升機(jī)的設(shè)計，在本次設(shè)計中將大學(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，機(jī)械制圖等知識進(jìn)行了一次綜合的運(yùn)用。本次設(shè)計不僅是對大學(xué)所學(xué)知識的總結(jié)和鞏固而且為以后進(jìn)入社會參見工作積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，本次設(shè)計是個難得的學(xué)習(xí)機(jī)會。 1.2提升機(jī)簡介 提升機(jī)（well elevating conveyor/Elevator）是通過改變勢能進(jìn)行運(yùn)輸?shù)拇笮蜋C(jī)械設(shè)備，如礦井提升機(jī)、過壩提升機(jī)等。廣義地說，電梯、天車、卷揚(yáng)、穩(wěn)車、吊車、啟閉機(jī)等均可稱為提升機(jī)。提升機(jī)一般指功率較大、提升能力較強(qiáng)的大型機(jī)械設(shè)備。提升機(jī)主要有以下類型。 （1）斗式提升機(jī) 斗式提升機(jī)，是一種固定裝置的機(jī)械輸送設(shè)備，主要適用于粉狀、顆粒狀及小塊物料的連續(xù)垂直提升，可廣泛應(yīng)用于各種規(guī)模的飼料廠、面粉廠、米廠、油廠、淀粉廠以及糧庫、港口碼頭等的散裝物料的提升。 斗式提升機(jī)用來垂直提升經(jīng)過破碎機(jī)的石灰石、煤、石膏、熟料、干粘土等塊粒狀物料以及生料、水泥、煤粉等粉狀物料。 （2）多功能提升機(jī) 多功能提升機(jī)是電動葫蘆的一種可用于地面和空中使用。廣泛用于建筑行業(yè)，具有輸送量大，提升高度高，運(yùn)行平穩(wěn)可靠。多功能電動提升機(jī)額定提升重量為300公斤~500公斤，多功能電動提升機(jī)的最大提升高度為100米。 （3）振動提升機(jī) 電機(jī)振動垂直提升機(jī)是由提升槽、振動電機(jī)、減振系統(tǒng)和底座等組成。該提升機(jī)對粉狀、塊狀和短纖維狀的固體物料（有粘性和易結(jié)塊的除外）都可垂直輸送，還可以完成對物料的干燥、冷卻作用。分敞開式、封閉式兩種結(jié)構(gòu)。并可按照用戶需要進(jìn)行特殊設(shè)計 （4）液壓提升機(jī) 液壓提升機(jī)是一種非剪叉式液壓升降臺。適用于二三層工業(yè)廠房，餐廳，酒樓樓層間的貨物傳輸，臺面最低高度為150-300mm，最適合于不能開挖地坑的工作場所安裝使用。該平臺無須上部吊點(diǎn)，形式多樣（單柱，雙柱，四柱），運(yùn)行平穩(wěn)，操作簡單可靠，樓層間貨物傳輸經(jīng)濟(jì)便捷. （5）礦井提升機(jī) 是一種大型提升機(jī)械設(shè)備。由電機(jī)帶動機(jī)械設(shè)備，以帶動鋼絲繩從而帶動容器在井筒中升降，完成輸送任務(wù)。礦井提升機(jī)是由原始的提水工具逐步發(fā)展演變而來?，F(xiàn)代的礦井提升機(jī)提升量大，速度高，安全性高，已發(fā)展成為電子計算機(jī)控制的全自動重型礦山機(jī)械。 （6）纏繞式提升機(jī) 單繩纏繞式提升機(jī)根據(jù)卷筒數(shù)目可分為單卷筒和雙卷筒兩種：①單卷筒提升機(jī)，一般作單鉤提升。鋼絲繩的一端固定在卷筒上，另一端繞過天輪與提升容器相連；卷筒轉(zhuǎn)動時，鋼絲繩向卷筒上纏繞或放出，帶動提升容器升降。②雙卷筒提升機(jī)，作雙鉤提升。兩根鋼絲繩各固定在一個卷筒上，分別從卷筒上、下方引出，卷筒轉(zhuǎn)動時，一個提升容器上升，另一個容器下降。 （7）摩擦式提升機(jī) 摩擦式提升機(jī)具有安全性高、鋼絲繩直徑細(xì)、主導(dǎo)輪直徑小、設(shè)備重量輕、耗電少、價格便宜等優(yōu)點(diǎn)，發(fā)展很快。除用于深立井提升外，還可用于淺立井和斜井提升。鋼絲繩搭放在提升機(jī)的主導(dǎo)輪（摩擦輪）上，兩端懸掛提升容器或一端掛平衡重(錘)。運(yùn)轉(zhuǎn)時，借主導(dǎo)輪的摩擦襯墊與鋼絲繩間的摩擦力帶動鋼絲繩完成容器的升降。 1.3國內(nèi)外發(fā)展概況 我國提升機(jī)，它經(jīng)歷了仿制、自行設(shè)計兩個階段。解放初期使用的提升機(jī)有日本的、蘇聯(lián)的，因此當(dāng)時生產(chǎn)的提升機(jī)也是測繪仿制日本和蘇聯(lián)的產(chǎn)品。1964年進(jìn)入了自行設(shè)計階段，提升機(jī)大體上也是經(jīng)歷了仿制和自行設(shè)計的兩個階段，八十年代以前一直使用的是仿制的老產(chǎn)品，八十年代中期才開始設(shè)計新型的提升機(jī)，主要針對效率極低的球面蝸輪副、慢速工作和快速回繩等環(huán)節(jié)進(jìn)行根本的改進(jìn)。 國外提升機(jī)的種類、規(guī)格較多.工作機(jī)構(gòu)有單筒、雙筒和摩擦式傳動型式有皮帶傳動、鏈?zhǔn)絺鲃?、齒輪傳動、蝸輪傳動、液壓傳動、行星齒輪傳動和擺線齒輪傳動等。其中采用行星齒輪傳動的比較多。發(fā)展趨勢向標(biāo)準(zhǔn)化系列方向發(fā)展，向體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊方向發(fā)展;向高效、節(jié)能、壽命長、低噪音、一機(jī)多能通用化、大功率、外形簡單、平滑、美觀、大方方向發(fā)展。 國外提升機(jī)規(guī)格比較多，適用不同場合，我國提升機(jī)的規(guī)格少，品種型號多而亂，也較繁雜，沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。從工作機(jī)構(gòu)上分，國外有單筒、雙筒及摩擦式三種，我國只有單筒一種型式。從原動力上分，國外有電動的、風(fēng)動的及液壓驅(qū)動，我國只有電動的和少量風(fēng)動的。 我國提升機(jī)在壽命、噪音、可靠性等綜合指標(biāo)與蘇聯(lián)有著一定的差距。蘇聯(lián)提升機(jī)使用壽命規(guī)定在5年以上，我國目前不具備測試手段壽命無法考核，但從對用戶的訪問中得知，壽命達(dá)不到5年，噪音也稍大。 雖然我國提升機(jī)參數(shù)系列水平優(yōu)于國外，但在標(biāo)準(zhǔn)化和通用化方面遠(yuǎn)不如發(fā)達(dá)采煤機(jī)械制造國。 提升機(jī)以電動使用最廣，傳動型式以球面蝸輪副居多，該機(jī)主要結(jié)構(gòu)型式為電動機(jī)懸裝在蝸輪副減速器的后部，蝸輪副減速器為第一級減速，第二級和第三級為圓柱齒輪傳動，分別安裝在機(jī)器的兩側(cè)對稱機(jī)體的中心布置，該機(jī)呈長條形適應(yīng)并下巷道的空間，體積小，底座呈雪橇形，安裝搬運(yùn)方便。 第二章 總體方案設(shè)計 2.1設(shè)計要求 設(shè)計提升機(jī)，提升高度10m，提升速度2m/s，提升重量1噸。 2.2工作原理分析 單繩纏繞式提升機(jī)的工作原地如圖2-1所示，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(shí)現(xiàn)容器的提升和下放運(yùn)動。 圖2-1 單繩纏繞式提升機(jī) 1-滾筒；2-鋼絲繩；3-天輪；4-容器 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，另一端繞過天輪后懸掛提升容器。圖2-1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上的纏繞方向相反。這樣，當(dāng)電動機(jī)經(jīng)過減速器帶動卷筒旋轉(zhuǎn)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(yùn)動。不難看出，單繩纏繞式提升機(jī)的一個根本特點(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(jī)的規(guī)格性能、應(yīng)用范圍、機(jī)械結(jié)構(gòu)等都是由這一特點(diǎn)來確定的。 2.3方案擬定 提升機(jī)由于操作方法不同，其結(jié)構(gòu)相差很大。其中電控提升機(jī)是通過通電或斷電已實(shí)現(xiàn)其工作或制動。物料的提升或下降由電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，操作簡單方便。 （1）圓柱齒輪減速器提升機(jī) 圖2-2 圓柱齒輪減速器提升機(jī) （2）圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳動的提升機(jī) 圖2-3 圓柱齒輪減速器加開式齒輪傳動的提升機(jī) （3）蝸桿減速器提升機(jī) 對一些起重重量大的提升機(jī)，為使鋼絲繩在卷筒上排列整齊需要安裝排繩器。安裝設(shè)計規(guī)范要求，在鋼絲繩拉力F>120KN的提升機(jī)，均應(yīng)安裝排繩器。 圖2-4 蝸桿減速器提升機(jī) 綜上述（1）~（3）選擇下圖示圓柱齒輪減速器作為傳動裝置的提升機(jī)。由電動機(jī)、聯(lián)軸器、制動器、減速器、卷筒、導(dǎo)向滑輪、起升滑輪組、吊鉤等組成，其各方面的機(jī)構(gòu)分布如下圖： 圖2-5 提升機(jī)總體方案簡圖 電動機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)時，制動器松開，通過帶動制動輪的聯(lián)軸器帶動減速器高速軸，經(jīng)過減速器減速后由低速軸帶動卷筒旋轉(zhuǎn)，使鋼絲繩在卷筒上繞進(jìn)或放出，從而使重物起升或下降。電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動時，依靠制動器將滾筒的制動輪剎住，使懸吊的重物停止在空中。 第三章 動力及傳動裝置設(shè)計 3.1電動機(jī)的選擇 3.1.1選擇電動機(jī)類型 電動機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)部件，因?yàn)槭覂?nèi)工作，運(yùn)動載荷平穩(wěn)，所以選擇Y系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機(jī)。 3.1.2電動機(jī)容量的選擇 （1）運(yùn)輸機(jī)所需要的功率為： 其中：F=9800N，V=2m/s，初選卷筒直徑D=315mm得 （2）電動機(jī)的輸出功率為 ——電動機(jī)至鼓輪軸的傳動裝置總效率。 取聯(lián)軸器效率，圓柱齒輪傳動效率，軸承效率，卷筒的傳動效率，電動機(jī)至鼓輪軸的傳動裝置總效率為： （3）電動機(jī)所需功率為： 因有輕微震動 ，電動機(jī)額定功率只需略大于即可，查《機(jī)械設(shè)計手冊》表19-1選取電動機(jī)額定功率為30kw。 3.1.3電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 鼓輪軸工作轉(zhuǎn)速： 展開式二級減速器推薦的傳動比為： 所以電動機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的推薦值為： 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為1000、1500、3000r/min。 綜合考慮傳動裝置機(jī)構(gòu)緊湊性和經(jīng)濟(jì)性，選用同步轉(zhuǎn)速1500r/min的電機(jī)。 型號為Y200L-4，滿載轉(zhuǎn)速，功率30。 3.2傳動參數(shù)計算 3.2.1分配傳動比 （1）總傳動比 滿載轉(zhuǎn)速。故總傳動比為： （2）分配傳動比 考慮兩級齒輪潤滑問題，兩級大齒輪應(yīng)該有相近的浸油深度。則兩級齒輪的高速級與低速級傳動比的值取為1.3，取 則：； ； 3.2.2各軸轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩計算 （1）各軸的轉(zhuǎn)速 1軸 ； 2軸 ； 3軸 鼓輪軸 （2）各軸的輸入功率 1軸 ； 2軸 ； 3軸 ； （3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電機(jī)軸 ； 1軸 ； 2軸 ； 3軸 ； 整理列表 軸名 功率 轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速 傳動比 電機(jī)軸 23.06 149.81 1470 1軸 22.83 148.32 1470 1 2軸 22.37 581.32 367.5 4 3軸 21.49 1675.34 122.5 3 3.3齒輪傳動設(shè)計 3.3.1低速級齒輪的設(shè)計 （1）選精度等級、材料和齒數(shù) 采用7級精度由表6.1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS。 選小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù)取 （2）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計 由設(shè)計計算公式進(jìn)行試算，即 1） 確定公式各計算數(shù)值 ①試選載荷系數(shù) ②計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 　　　 ③小齒輪相對兩支承非對稱分布，選取齒寬系數(shù) ④由表6.3查得材料的彈性影響系數(shù) ⑤由圖6.14按齒面硬度查得 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ⑥由式6.11計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ⑦由圖6.16查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) ⑧計算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 取失效概率為1％，安全系數(shù)為S=1，由式10-12得 ⑨計算 試算小齒輪分度圓直徑，代入中的較小值 計算圓周速度v 計算齒寬b 計算齒寬與齒高之比b/h 模數(shù) 齒高 計算載荷系數(shù)K 根據(jù)，7級精度，查得動載荷系數(shù) 假設(shè)，由表查得 由于載荷中等振動，由表5.2查得使用系數(shù) 由表查得 查得 故載荷系數(shù) （10）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式可得 （11）計算模數(shù)ｍ （3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為 ①確定公式內(nèi)的計算數(shù)值 由圖6.15查得 小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由圖6.16查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 　 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為1％，安全系數(shù)為S=1.3，由式10-12得 計算載荷系數(shù) ②查取齒形系數(shù) 由表6.4查得　 ③查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表6.4查得 　 ④計算大小齒輪的，并比較 大齒輪的數(shù)據(jù)大 ⑤設(shè)計計算 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)4.48mm，圓整取標(biāo)準(zhǔn)值m＝5.0mm 并按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 算出小齒輪齒數(shù)　取 大齒輪齒數(shù)　取 （4）幾何尺寸計算 ①計算分度圓直徑 ②計算中心距 ③計算齒寬寬度取 序號 名稱 符號 計算公式及參數(shù)選擇 1 齒數(shù) Z 28，84 2 模數(shù) m 5mm 3 分度圓直徑 4 齒頂高 5 齒根高 6 全齒高 7 頂隙 8 齒頂圓直徑 9 齒根圓直徑 10 中心距 3.3.2高速級齒輪的設(shè)計 設(shè)計計算過程同3.3.1類似，此處不一一復(fù)述，計算結(jié)果如下表： 序號 名稱 符號 計算公式及參數(shù)選擇 1 齒數(shù) Z 22，88 2 模數(shù) m 4mm 3 分度圓直徑 4 齒頂高 5 齒根高 6 全齒高 7 頂隙 8 齒頂圓直徑 9 齒根圓直徑 10 中心距 3.4軸及附件的設(shè)計 3.4.1軸1的設(shè)計 （1）尺寸與結(jié)構(gòu)設(shè)計計算 1）高速軸上的功率P1,轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1 ，， 2）初步確定軸的最小直徑 先按式初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計表11.3，取，于是得： 3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 該處開有鍵槽故軸徑加大5％～10％，且這是安裝大帶輪的直徑，取30mm。 為了滿足帶輪的軸向定位，Ⅰ-Ⅱ軸段右端要有一軸肩，故取Ⅱ-Ⅲ段直徑為dⅡ-Ⅲ=36mm。 初步選定滾動軸承，因軸承受徑向力和軸向力，根據(jù)dⅡ-Ⅲ=36mm，取用6208型深溝球軸承，其尺寸為d×D×T=40mm×80mm×18mm，則有dⅢ-Ⅳ=dⅤ-Ⅵ=40mm，LⅡ=18mm，軸承中間處用軸肩定位，這段取直徑dⅣ-Ⅴ=48mm。 右端軸承與齒輪之間應(yīng)有一套同固定，Ⅴ-Ⅵ長應(yīng)為：取套同長12mm，則LⅤ-Ⅵ=32mm。 齒輪為齒輪軸此軸段長LⅥ-Ⅶ=40mm。 取軸承端蓋總寬為32mm，外端面與大帶輪右端面間距離為10mm，故取LⅡ-Ⅲ=42mm。 結(jié)合箱體結(jié)構(gòu)，取LⅣ-Ⅴ=76mm。 4）軸上零件的周向定位 軸上零件的周向定位：聯(lián)軸器與軸的周向定位均用平鍵聯(lián)接。按dⅥ-Ⅶ=18mm查得平鍵截面b×h=8mm×7mm，鍵槽用銑刀加工，長56mm，同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸配合為H6/n5。 （2）強(qiáng)度校核計算 1）求作用在軸上的力 已知高速級齒輪的分度圓直徑為= ，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》（軸的設(shè)計計算部分未作說明皆查此書）式(10-14)，則 2）求軸上的載荷（詳細(xì)過程以軸2為例，其他軸類似不一一復(fù)述） 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承支點(diǎn)位置時，從手冊中查取a值。對于6208型深溝球軸承，由手冊中查得a=18mm。因此，軸的支撐跨距為L1=172mm。 根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面C是軸的危險截面。先計算出截面C處的MH、MV及M的值列于下表。 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F ， ， C截面彎矩M 總彎矩 扭矩 （3）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)式(15-5)及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取，軸的計算應(yīng)力 已選定軸的材料為45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。因此，故安全。 3.4.2軸2的設(shè)計 P2=22.37Kw，n2=367.5n/min，T2=581.32N.m 設(shè)計計算過程與3.4.1軸1的設(shè)計類似，不再一一復(fù)述，經(jīng)計算軸2的結(jié)構(gòu)尺寸如下圖示： 3.4.3軸3的設(shè)計 ，， 設(shè)計計算過程與3.4.1軸1的設(shè)計類似，不再一一復(fù)述，經(jīng)計算軸3的結(jié)構(gòu)尺寸如下圖示： 3.4.4軸承的校核 以中間軸軸承為例，選用的軸承為6209型深溝球軸承，由手冊查得 （1）由滾動軸承樣本可查得,軸承背對背或面對 面成對安裝在軸上時,當(dāng)量載荷可以按下式計算: 1)當(dāng) 2)當(dāng) ,且工作平穩(wěn),取,按上面式(2)計算當(dāng)量動載荷,即 （2）計算預(yù)期壽命 （3）求該軸承應(yīng)具有的基本額定動載荷 故選擇此對軸承在軸上合適. 以輸出軸上鍵為例：在設(shè)計時選用平鍵聯(lián)接,尺寸為,鍵長度為63mm 鍵的工作長度 鍵的工作高度 得鍵聯(lián)接許用比壓 故選用此鍵合適. 3.4.5聯(lián)軸器的選用 以輸出端聯(lián)軸器為例：根據(jù)前面計算，輸出軸最小直徑： 查機(jī)械手冊，根據(jù)軸徑和計算轉(zhuǎn)矩選用彈性柱銷聯(lián)軸器： 聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩計算 查表課本14-1， K=1.3，則 啟動載荷為名義載荷的1.25倍，則 按照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊選擇聯(lián)軸器型號為選用HL5（J1型）彈性柱銷聯(lián)軸器，其允許最大扭矩[T]=5000,許用最高轉(zhuǎn)速 n=5000，半聯(lián)軸器的孔徑d=65，孔長度l=84mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L1=82。 第四章 提升及制動裝置設(shè)計 4.1鋼絲繩的選擇 提升鋼絲繩是提升系統(tǒng)的重要組成部分。它直接關(guān)系到礦井的正常生產(chǎn)和人員的安全，還影響提升機(jī)的設(shè)計，又是提升系統(tǒng)中經(jīng)常更換的易耗品。因此無論從安全生產(chǎn)還是經(jīng)濟(jì)運(yùn)行上考慮都要給予足夠的重視。 在選用鋼絲繩時還應(yīng)考慮以下因素：單繩纏繞式提升機(jī)為防止纏繞時繩松捻，鋼絲繩的捻向應(yīng)與繩在卷筒上纏繞時的螺旋線方向一致，目前但繩纏繞多為右旋，所以多選用右同向捻繩。為加強(qiáng)工作性能，增強(qiáng)可靠性最好選用金屬繩芯鋼絲繩。 盡管國內(nèi)外對礦井提升鋼絲繩進(jìn)行了大量的研究，但鋼絲繩強(qiáng)度計算理論尚未達(dá)到工程應(yīng)用的程度。所以對礦井鋼絲繩的選擇計算仍按靜載荷進(jìn)行近似計算，同時考慮一定的安全系數(shù)。且規(guī)定單繩纏繞式提升機(jī)裝置的安全系數(shù)為專為升降人員的不得小于9；升降人員和物料用的——升降人員時不得小于9，提升物料時不得小于7.5，專用升降物料的不得小于6.5。 依據(jù)以上選擇原則，對提升機(jī)的鋼絲繩進(jìn)行計算和選用： （1）鋼絲繩最大懸垂長度 ——鋼絲繩最大懸垂長度； ——井架高度；此值在計算鋼絲繩時尚不能精確確定，可采用下列數(shù)值：罐籠提升=10～20m ——礦井深度； 估算鋼絲繩每米重量 取鋼絲繩抗拉強(qiáng)=17000 kg／cm2，安全系數(shù)=7.5 ＝1.3 式中: ——一次提升貨載的重量； ——容器的自身重量； ——安全系數(shù)取=7.5； ——鋼絲繩每米重量，千克/米； 故選用普通圓形股615型鋼絲繩，其技術(shù)特征為： 鋼絲繩直徑d=15.5mm； 鋼絲直徑=1.2mm； 鋼絲繩全部鋼絲斷裂力總和Qq=389000N； 每米重P=1.3； 鋼絲繩公稱抗拉強(qiáng)度 （3）鋼絲繩的校核 ＝9.2 7.5 Qq ——所選鋼絲繩全部鋼絲破斷拉力總和； ——貨載、容器、鋼絲繩重量總和； 安全系數(shù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，主井箕斗提升，大于等于7，取=7；由于實(shí)際安全系數(shù)大于7，故所選鋼絲繩滿足安全要求，合格可用。 4.2卷筒設(shè)計與校核 4.2.1卷筒直徑計算 卷筒直徑計算公式： 式中：-與機(jī)構(gòu)工作級別相關(guān)的系數(shù) -鋼絲繩直徑 表4-1 機(jī)構(gòu)利用等級（摘自GB/T3811-1983） 機(jī)構(gòu)利用等級 總設(shè)計壽命 說明 機(jī)構(gòu)利用等級 總設(shè)計壽命 說明 T0 200 不經(jīng)常使用 T5 6300 經(jīng)常中等使用 T1 400 T6 12500 不經(jīng)常繁忙地使用 T2 800 T7 25000 繁忙地使用 T3 1600 T8 50000 T4 3200 經(jīng)常使用 T9 100000 表4-2 機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài)（摘自GB/T3811-1983） 載荷狀態(tài) 說明 L1-輕 機(jī)構(gòu)經(jīng)常承受輕載荷，偶爾承受最大的載荷 L2-中 機(jī)構(gòu)經(jīng)常承受中等載荷，較少承受最大的載荷 L3-重 機(jī)構(gòu)經(jīng)常承受較重的載荷，也常承受最大的載荷 L4-特重 經(jīng)常承受最大的載荷 表4-3 機(jī)構(gòu)工作級別（摘自GB/T3811-1983） 載荷狀態(tài) 機(jī)構(gòu)利用等級 T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 L1-輕 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 L2-中 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 L3-重 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 L4-特重 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 表4-4 系數(shù)h值（摘自GB/T3811-1983） 機(jī)構(gòu)工作級別 系數(shù)h值 機(jī)構(gòu)工作級別 系數(shù)h值 M1~M3 14 M6 20 M4 16 M7 22.4 M5 18 M8 25 根據(jù)本卷筒工作工況要求，參照上述表3-2~3-5可選定工作級別為M6，則 故： 表4-5 卷筒直徑D系列（摘自JB/T9006.1-1999） 100 125 160 200 250 280 315 355 400 450 500 560 630 710 800 900 1000 1120 1250 1320 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 按照表4-5卷筒直徑D系列，取卷筒直徑 4.2.2卷筒尺寸計算 卷筒長度： L=2(L0+L1+L2)+L 式中 L1—固定鋼繩所需的長度，L2≈3p，取10mm L2—卷筒兩端空余部分長度，由結(jié)構(gòu)需要決定，取10mm L光—中間光滑部分長度，根據(jù)鋼絲繩允許偏角確定,取20mm L0—卷筒上有螺旋槽部分長度L0={（Hmax×m）/πD0+Z1}·t1，式中 Hmax—最大起升高度，Hmax=21-6.5=14.5m Z1—為固定鋼繩的安全圈數(shù)，Z1≥1.5，取Z1=2 t1—繩槽節(jié)距(標(biāo)準(zhǔn)槽)，t1=d+(2～4)=15.5+2.5=18mm m—滑輪組倍率 D0=D+d—卷筒計算直徑，由鋼絲繩中間算起的卷筒直徑 所以：L0=162.9,取L0=170mm 所以：L=2×(L0+L1+L2)+L光=2×（170+10+10）+20=400mm 取整L=400mm 根據(jù)《龍門起重機(jī)（上）》表7-7知卷筒繩槽尺寸：R=10，t1=18,r1=1.5,c1=6 4.2.3卷筒壁厚計算 根據(jù)《龍門起重機(jī)（上）》知卷筒壁厚： δ=0.02D+（6～10）=0.02×315+（6～10）=12～16 取δ=15mm 4.2.4卷筒臂的強(qiáng)度驗(yàn)算 根據(jù)《龍門起重機(jī)（上）》知： σymax=Smax/（δ·t1）=25327/(15×18)=93.8MPa 本設(shè)計采用ZG270-500，根據(jù)《工程材料及成型技術(shù)》知σs=270MPa,由《龍門起重機(jī)（上）》知： [σ壓]= σs/2=270/2=135 式中 Smax—鋼繩的最大拉力 δ—卷筒的壁厚 t—繩槽的節(jié)距 σs—鑄鋼的屈服極限 因?yàn)椋害襶ma=93.8MPa≤[σ壓] =135，所以抗壓強(qiáng)度足夠。 卷筒上的扭矩： M=(Smax×D)/η=(25327×0.3)/0.99=7674.85Nm 卷筒速度 N卷=mv/πD=(2×15)/(3.14×0.3)=31.83n/min 4.3滑輪的選擇 起重機(jī)滑輪是利用杠桿原理制成的一種簡單機(jī)械，它能借助起重機(jī)繩索的作用產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，以改變作用力的方向。在實(shí)際中，為了擴(kuò)大滑輪的效用，往往把一定數(shù)量的動滑輪和一定數(shù)量的定滑輪組合起來使用，組成滑輪組，它經(jīng)常配合卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行吊裝、搬運(yùn)等工作，是重要的工具。 滑輪有輪轂、輪輻、加強(qiáng)筋、繩槽和輪緣組成，滑輪的材料一般為HT150鑄鐵或者ZG230-450、ZG270-500鑄鋼。大尺寸滑輪為了減輕自重也有鋼板焊制而成。 本次設(shè)計為輕型起重機(jī)所以選用HT150作為滑輪材料。 根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計手冊》知，為了保證鋼絲繩有足夠的壽命，滑輪直徑不能過小，須與鋼絲繩直徑d之間保持一定的比例關(guān)系，即 D0min≥e·d 式中 D0min—按鋼絲繩中心計算的滑輪允許的最小卷繞直徑mm d—鋼絲直徑mm e—系數(shù) 由《起重機(jī)設(shè)計手冊》表3-2-1查知e=20,所以 D0min≥15.5×20=310mm 根據(jù)《起重機(jī)設(shè)計手冊》表3-2-2和表3-2-4選取鑄造的E1型滑輪，鑄造滑輪繩槽斷面及尺寸如下：R=9.0, H=25, B1=50, E1=35, C=1.5, R1=16, R2=13, R3=3.0, R4=4.0, M=10, N=0, S=12。 選擇E型滑輪的主要尺寸如下：D5=90, D6=110, D7=160, D17=190, B=80, B3=90, B4=74, B9=70, S2=10,滾動軸承E1型按國標(biāo)276選218，B10=30。 4.4制動器的選擇 提升機(jī)的制動器包括工作裝置(即制動閘)和傳動裝置,工作裝置直接作用于制動輪，產(chǎn)生摩擦力矩；傳動裝置是工作裝置產(chǎn)生或解除制動摩擦力的機(jī)構(gòu)。因此，按工作裝置裝置結(jié)構(gòu)區(qū)分，制動器可分為盤式制動器和塊式制動器；按傳動裝置的動力源區(qū)分，制動器可分為液壓式、氣壓式和彈簧式。塊式制動器一般都是閘塊壓在提升機(jī)滾筒的制動輪上而產(chǎn)生制動力矩，出于閘塊與制動輪的作用方式差別，塊式制動器有角移式、平移式和綜合式之分。 綜合分析本次選用平移式塊式制動器，如下圖4-1（b）： 圖4-1塊式制動器原理圖 (a)—角移式；(b)—平移式；(c)—綜合式 塊式制動器的構(gòu)造簡單，制造與安裝都很方便，成對的瓦塊壓力相互平衡，使制動軸不受彎曲載荷。因此，在起重機(jī)上廣泛應(yīng)用。而其中電力液壓塊制動器（代號YWZ）有動作平穩(wěn)，噪音小，壽命長，尺寸小，重量輕，不易漏電，省電，交流供電方便等特點(diǎn)。 制動器按一個計，計算機(jī)動力矩，根據(jù)《龍門起重機(jī)（上）》，P=67知： Nm 其中 ：K—起升機(jī)構(gòu)的制動安全系數(shù)，根據(jù)起重機(jī)工作類型選K=1.75 η—制動時的機(jī)構(gòu)效率，η≈0.89 i—實(shí)際傳動比 a—倍率 D—卷筒直徑 查《起重機(jī)設(shè)計手冊》P318,表3-7-19，選擇制動器YWZ2—300/50，額定制動力矩為630N·m ,自重65Kg。 總 結(jié) 畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的學(xué)習(xí)機(jī)會，通過這次對提升機(jī)理論知識和實(shí)際設(shè)計的相結(jié)合，鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識，解決實(shí)際工程問題的能力，同時也提高了我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計手冊、設(shè)計規(guī)范能力以及其他專業(yè)知識水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力以及耐力也都得到了不同程度的提升。 參考文獻(xiàn) [1] 潘英．礦山提升機(jī)機(jī)械設(shè)計．徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2001 [2] 葛世榮．礦井提升機(jī)可靠性技術(shù)．徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1994 [3] 麻健,李勇忠．提升機(jī)新型液壓制動系統(tǒng)．煤礦機(jī)械，1999 [4] 成遠(yuǎn)葛．煤礦提升設(shè)備的改造．煤礦工業(yè)出版社，1988.8 [5] 李時海．提升機(jī)司機(jī)．北京：煤礦工業(yè)出版社，1990.2 [6] 肖興明．摩擦提升重大故障分析及預(yù)防．北京：中國礦業(yè)大學(xué)出版社,1994 [7] 張復(fù)德．礦井提升設(shè)備．北京：北京煤炭工業(yè)出版社，1980 [8] 夏榮海，郝玉?。V井提升機(jī)械設(shè)備．徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1997 [9] 機(jī)械設(shè)計手冊V3.0軟件版 [10] 馬天平，張子哲，倪華英，李利芳．液壓盤式制動器的性能特點(diǎn)及應(yīng)用．太原重型機(jī)械集團(tuán)．冶金設(shè)備．2002年12月第6期 致 謝 大學(xué)生活即將結(jié)束，在這短短的四年里，讓我結(jié)識了許許多多熱心的朋友、工作嚴(yán)謹(jǐn)教學(xué)相幫的教師。畢業(yè)設(shè)計的順利完成也脫離不了他們的熱心幫助及指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)，在此向所有給予我此次畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)和幫助的老師和同學(xué)表示最誠摯的感謝。 首先，向本設(shè)計的指導(dǎo)老師表示最誠摯的謝意。在自己緊張的工作中，仍然盡量抽出時間對我們進(jìn)行指導(dǎo)，時刻關(guān)心我們的進(jìn)展?fàn)顩r，督促我們抓緊學(xué)習(xí)。老師給予的幫助貫穿于設(shè)計的全過程，從借閱參考資料到現(xiàn)場的實(shí)際操作，他都給予了指導(dǎo)，不僅使我學(xué)會書本中的知識，更學(xué)會了學(xué)習(xí)操作方法。 其次，要向給予此次畢業(yè)設(shè)計幫助的老師們，以及同學(xué)們以誠摯的謝意，在整個設(shè)計過程中，他們也給我很多幫助和無私的關(guān)懷，更重要的是為我們提供不少技術(shù)方面的資料。 另外，也向給予我?guī)椭乃型瑢W(xué)表示感謝。 總之，本次的設(shè)計是老師和同學(xué)共同完成的結(jié)果，在設(shè)計的一個月里，我們合作的非常愉快，教會了大我許多道理，是我人生的一筆財富，我再次向給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示感謝！