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需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑摘 要液压绞车即液压驱动的卷扬机，由原动机带动液压泵，将工作油液输入执行构件（液压缸或液压马达）使机构动作，通过控制输入执行构件的液体流量实现调速。本文主要针对 5 吨液压绞车进行设计。首先，通过对液压绞车的现况及类型原理进行了分析并提出了总体结构方案和传动方案；接着，对传动装置及卷筒的主要零件进行了详细设计并校核其强度；最后应用 AutoCAD 软件绘制了液压绞车装配图和主要零件图。关键字：液压；绞车；减速器；卷筒需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑AbstractThe hydraulic driven winch hydraulic winch, motivated by the original hydraulic pump, the working oil input components (hydraulic cylinder or hydraulic motor) to achieve speed control mechanism, through the input of executive component in the liquid flow.This paper mainly aims at the design of 5 tons hydraulic winch. First of all, through the analysis of the current status and types of hydraulic winch, the overall structure scheme and transmission scheme is put forward. Then, the main parts of the transmission device and the main parts are designed and checked. Finally, AutoCAD software is used to draw the assembly drawing and the main parts.Key words: Hydraulic; Winch; Reducer; Drum需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑目 录摘 要 .IAbstract .II第一章 绪论 .11.1 绞车简介 .11.2 液压绞车的特点 .11.3 液压绞车的工作原理和用途 .11.4 国内外发展现状 .2第二章 总体设计与计算 .42.1 设计要求 .42.2 方案设计 .42.2.1 原理分析 .42.2.2 总体布置方案 .42.2.3 传动方案选择 .52.2.4 液压传动原理图 .5第三章 主要参数的确定 .73.1 卷筒直径的确定 .73.2 电动机的选择 .93.3 液压马达的选用与验算 .93.3.1 液压马达的分类及特点 .93.3.2 马达的验算 .10第四章 卷筒设计与校核 .134.1 卷筒的分类和特点 .134.2 卷筒设计计算 .134.2.1 卷筒长度 L 确定 .134.2.2 绳槽的选择 .144.2.3 卷筒壁厚 .154.2.4 钢丝绳允许偏角 .154.3 卷筒强度计算 .15第五章 传动装置的设计 .175.1 确定传动比 .175.2 齿轮齿数的确定 .175.3 选定齿轮的精度等级和材料 .185.4 齿轮模数的确定 .18需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑5.5 齿轮基本参数的确定 .205.5.1 尺寸基本参数的选定与计算 .205.5.2 齿轮公法线长度的确定 .225.6 内部结构的选定与设计 .225.6.1 转臂轴承的选定 .225.6.2 销孔数目、尺寸的确定 .235.6.3 销轴套、销轴的确定 .245.6.4 偏心套基本尺寸的确定 .245.7 轴的设计 .255.7.1 输入轴的设计 .255.7.1 输出轴（固定轴）的设计 .28总 结 .30参考文献 .31致 谢 .32需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑第一章 绪论1.1绞车简介在起重机械中，用以提升或下降货物的机构称为起升机构，一般采用卷扬式，而这样的机器叫做卷扬机又叫绞车。卷扬机的卷扬机构一般由驱动装置、钢丝绳卷绕系统、取物装置和安全保护装置等组成。驱动装置包括电动机、联轴器、制动器、减速器、卷筒等部件。钢丝绳卷绕系统包括钢丝绳、卷筒、定滑轮和动滑轮。取物装置有吊钩、吊环、抓斗、电磁吸盘、吊具挂梁等多种形式。安全保护装置有超负载限制器、起升高度限位器、下降深度限位器、超速保护开关等，根据实际需要配用。卷扬机的驱动方式有三种，分别为内燃机驱动、电动机驱动和液压驱动。内燃机驱动的起升机构，其动力由内燃机经机械传动装置集中传给包括起升机构在内的各个工作机构，这种驱动方式的优点是具有自身独立的能源，机动灵活，适用于流动作业。为保证各机构的独立运动，整机的传动系统复杂笨重。由于内燃机不能逆转，不能带载起动，需依靠传动环节的离合实现起动和换向，这种驱动方式调速困难，操纵麻烦，属于淘汰类型。目前只有少数地方应用。电动机驱动是卷扬机的主要驱动方式。直流电动机的机械特性适合起升机构的工作要求，调速性能好，但获得直流电源较为困难。在大型的卷扬机中，常采用内燃机和直流发电机实现直流传动。交流电动机驱动能直接从电网取得电能，操纵简单，维护容易，机组重量轻，工作可靠，在电动卷扬机中应用广泛。液压驱动的卷扬机，由原动机带动液压泵，将工作油液输入执行构件（液压缸或液压马达）使机构动作，通过控制输入执行构件的液体流量实现调速。液压驱动的优点是传动比大，可以实现大范围的无级调速，结构紧凑，运转平稳，操作方便，过载保护性能好。缺点是液压传动元件的制造精度要求高，液体容易泄漏。目前液压驱动在建筑卷扬机中获得日益广泛的应用。1.2液压绞车的特点绞车采用液压传动，减少了产生电气火花的元件。使用鼠笼电动机，使电器控制简单，容易做成防暴型。所以采用液压绞车是解决煤矿井下绞车全防暴问题的有效途径。由于用管道传递压力油，所以液压元件和各种机械装置都容易布局，各个元件的安装可以随意放在任何适当的位置，因此便于液压绞车进行远距离操作。需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑1.3液压绞车的工作原理和用途液压绞车是利用防爆电动机 1 带动乳化液泵 2，然后乳化液泵带动变量液压马达 3，液压马达将动力通过减速器 4 拖动滚筒 5 转动。绞车的正反转和高低转速改变依靠马达自身调节完成。原理图 1-11 电动机 2 主油泵 3 液压马达 4 减速箱 5 绞车滚筒图 1-1 绞车工作原理图液压绞车用途：主要用于井下综采工作面液压支架以及其它井下设备的安装和拆除。1.4国内外发展现状20 世纪年代后期，日本、美国又开始推广应用液压机械传动绞车。其优点是高速小扭矩液压马达具有制造容易、质量稳定、寿命长、传动效率高、噪音低、体积小等。日本三井三池制作所引进西德盖特拉马齐克公司和法国西克马菲尔公司的高速液压马达，研制了卷简直径为 的 型m21205S.MHW液压绞车，高速液压马达经行星减速器传动卷筒，用操作手柄改变变量泵斜盘的角度来实现无级调速。2005 年国内直径最大的液压绞车在河南省洛阳中信重机公司试车成功，并顺利发往内蒙古大雁煤业公司。国外由于电器技术水平较高，井下工程机械化程度高，一般巷道和硐室较大，设备安装方便，较早的开始推广应用电动绞车，主要是绕线型电机转子外接电子调速。其缺点为发热严重，占地面积大，电控系统复杂，成本高，调整性差。随着液压技术的不断发展，轴向柱塞式和径向柱塞式液压马达系列产品推出，并逐渐用于井下提升设备和研制液压绞车。液压绞车具有结构紧凑、造价便宜、起动平稳、调速方便、过载保护等优点，特别是采用鼠笼式电机拖动，使电控系统简单，实现了防爆要求。在国外，液压绞车根据结构形式可分为两大类：一类是采用低速大扭矩柱塞液压马达直接拖动绞车卷筒的全液压传动式；另一类是采用高速小扭矩柱塞液压马达经减速器再拖动绞车卷筒的液压机械传动式。日本三井三池制作所制造出第一台防暴液压绞车，以后反复进行了多种设需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑计和改，生产有 和 等几种型号的防暴液压绞车，具有手动和半自动两种运4075转方式。液压控制方式与电动控制方式进行比较，液压控制方式能任意选择所需要的速度，操作简单，能任意调整加减速度，易于防暴结构，电器控制系统复杂，维修麻烦。苏联、波兰、德国等国家研制和采用液压安全绞车作为倾斜煤层的采煤机的防滑、同步牵引设备。这些国家还矿泛采用液压无极绳绞车牵引井下运输用的卡轨车和单轨吊。日本三井三池制作所研制的小型液压绞车系列，主要用于煤矿井下作辅助运输，功率有 、 及 三档。其采用高速轴向柱kW237k48塞式液压马达通过安装在滚筒内部的行星齿轮减速箱拖动绞车运转，因而结构紧凑，体积小5 。我国煤矿井下防暴液压绞车的研制和应用比欧美、日本大约晚 年，在煤10与沼气突出的矿井都要使用防暴型电器设备。由湖南省煤炭科学研究所和湖南省煤矿专业机械厂共同研制 型防暴液压绞车和 型防暴液120BYT6.BYT压绞车，并随同研制了 型防暴绞车。国内其它厂家也进行了液压绞6ENIM车的研制工作，淮南煤机厂研制了 型防暴液压绞车，它采用高速液YJ压马达通过行星减速箱驱动滚筒，洛阳矿山机械研究所研制采用高速马达驱动的防暴液压绞车。需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑第二章 总体设计与计算2.1设计要求设计一 5 吨液压绞车，设计参数要求如下：（1）单绳拉力 5 吨；（2）钢丝绳直径 18mm；（3）容绳量 50m；（4）绳速 10m/min。2.2方案设计2.2.1原理分析液压绞车是利用防爆电动机 1 带动乳化液泵 2，然后乳化液泵带动变量液压马达 3，液压马达将动力通过减速器 4 拖动滚筒 5 转动。绞车的正反转和高低转速改变依靠马达自身调节完成。原理图 2-11 电动机 2 主油泵 3 液压马达 4 减速箱 5 绞车滚筒图 2-1 液压绞车原理图2.2.2总体布置方案液压马达、制动器和行星减速器都布置在卷筒的同一侧（图 2-2） 。这种布置形式，易于加工和装配，总成分组性较好。需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑图 2-2 液压卷扬机构总体布置方案2.2.3传动方案选择减速装置采用渐开线少齿差行星齿轮减速装置，传动的原理：少齿差行星传动原理如图 3 所示，当带曲柄的输入轴旋转时，空套在曲柄上的行星轮 Z1反向旋转（Z2-Z1）/Z1 转，然后通过输出轴输出，去速比是 IZ1/(Z2-Z1),负号代表旋转反向相反。图 2-3 传动原理简图2.2.4液压传动原理图系统的工作原理及其特点简要说明如下：（见图 2-4）液压马达 9 的排量切换由二位四通电磁换向阀 5 实现，控制压力由液压马达 9 自身提供，为了防止下放时因超越负载作用而失速，在马达回油路上设置需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑了外控式平衡阀 4。另外，为了提高系统工作可靠性，以防污染和过热造成的故障，在回油路上设置了回油过滤器 7 及冷却器 8。三位四通电磁换向阀 9 的中位机能为 K 型，所以，绞车停止待命时，液压泵可以中位低压卸荷，有利于节能。表 2.1 绞车液压系统电磁铁动作顺序电磁铁工 况1YA 2YA 3YA满载卷扬上升 - + -空包下放 + - -停止 - - +由表 1.2 可知：当电磁铁 2YA 通电时，三位四通电磁换向阀 5 切换至右位，液压油经过单向阀进入液压马达 2，驱动滚筒卷扬方向旋转。当电磁铁 1YA 通电时，负载由平衡阀支撑的同时快速下放，当需要制动时，电磁铁 3YA 通电，制动器制动 。图 2-4 液压传动原理图1.多片式摩擦离合器 2、液压马达 3、6、溢流阀 4、外控式平衡阀5、三位四通电磁换向阀 7、回油过滤器 8 冷却器 9、液压马达 10、油箱需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑第三章 主要参数的确定3.1卷筒直径的确定（1）卷筒直径 计算（方法一）0D卷筒容绳宽度 ，一般可以由下式确定：tB取03t0t预设卷筒钢丝绳缠绕层数为 4 层，则卷筒容绳量 L卷筒绳容量是指钢丝绳在卷筒上顺序紧密排布是，达到规定的缠绕层数所能容纳的钢丝绳工作长度的最大值，卷筒容绳量按下式计算，第 i 层钢丝绳绳芯直径 为：iDdii )12(0式中： - 卷筒直径- 钢丝绳直径d卷筒容绳量 L 为：需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑diDdBdBLtit )12(1104141 联立上述各式得：306L已知 ， ，mL50d18求得： 24D表 3-1 卷筒直径 D 系列（摘自 JB/T9006.1-1999）100 125 160 200 250 280 315 355 400450 500 560 630 710 800 900 1000 11201250 1320 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000按照表 3-1 卷筒直径 D 系列，取卷筒直径 250（2）卷筒直径 计算（方法二）0hdD0式中： -与机构工作级别相关的系数-钢丝绳直径表 3-2 机构利用等级（摘自 GB/T3811-1983）机构利用等级总设计寿命 说明机构利用等级总设计寿命 说明T0 200 T5 6300 经常中等使用T1 400 T6 12500 不经常繁忙地使用T2 800 T7 25000T3 1600不经常使用T8 50000T4 3200 经常使用 T9 100000繁忙地使用表 3-3 机构载荷状态（摘自 GB/T3811-1983）载荷状态 说明L1-轻 机构经常承受轻载荷，偶尔承受最大的载荷L2-中 机构经常承受中等载荷，较少承受最大的载荷L3-重 机构经常承受较重的载荷，也常承受最大的载荷L4-特重 经常承受最大的载荷表 3-4 机构工作级别（摘自 GB/T3811-1983）载荷状 机构利用等级需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑态 T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9L1-轻 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8L2-中 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8L3-重 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8L4-特重 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8表 3-5 系数 h 值（摘自 GB/T3811-1983）机构工作级别 系数 h 值 机构工作级别 系数 h 值M1M3 14 M6 20M4 16 M7 22.4M5 18 M8 25根据本卷筒工作工况要求，参照上述表 3-23-5 可选定工作级别为 M4，则16h故： mhdD28160按照表 3-1 卷筒直径 D 系列，取卷筒直径 ，故本次设计的提升装280D置采用 JB/T9006.1-1999 中标准铸造卷筒，且取卷筒直径 。3.2电动机的选择正确选择电动机额定功率的原则是：在电动机能够满足机械负载要求的前提下，最经济、最合理地决定电动机的功率。建筑卷筒属于非连续工作机械，而启动、制动频繁，因此选择电动机应与其工作特点相适应。建筑卷筒主要采用三向交流异步电动机。该卷筒输出功率：KWFvP17.860.9153F额定拉力（ F=5000KG） ；V提升速度（V=10m/min） ；卷筒整机传动效率。可设定效率 0.85，则输入功率：KP6.985.0170根据该卷筒的工作特点可选 Y 系列异步电动机。据化学工业出版社机械设计手册第四版可选电动机：Y160M4其技术参数如表 3-6：表 3-6 技术参数需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑型号 功率/kw 转速 r/min 重量（kg）Y1160L-4 11 1460 1233.3液压马达的选用与验算3.3.1液压马达的分类及特点起重机的常用液压马达分为高速液压马达和低速液压马达。高速液压马达的主要性能特点是负载速度低、扭矩小、体积紧凑、重量轻，但在机构传动中需与相应的减速器配套使用，以满足机构工作的低速重载要求，其他的特点与同类的液压泵相同，较多应用的有摆线齿轮马达，轴向柱塞马达。低速液压马达的负载扭矩大、转速较低、平稳性较好，可直接或只需一级减速驱动机构，但体积和重量较大。内曲线径向柱塞或球塞马达和轴向球塞式马达是较常用的型式。液压马达在使用中并不是泵的逆运转，它的效率较高，转速范围更大，可正、反向运转，能长期承受频繁冲击，有时还承受较大的径向负载。因此，应根据液压马达的负载扭矩、速度、布置型式和工作条件等选择液压马达的结构型式、规格和连接型 根据已知液压马达的工作压力为 16.5MP，总排量 520ml/r，初选液压马达的型号为 JMQ23 型低速大扭矩叶片马达，参数见（表 3-7） 。型号 排量（ml/r）压力（Mp ）转速（r/min）效率 转矩（N/m）额定 最高 额定 最高 容积效率 总效率JMQ2360416 20 75 400 0.95 0.851440表 3-7 YM630 型叶片马达参数3.3.2马达的验算满载起升时液压马达的输出功率 mP（kw）210Qv式中 起升载荷动载系数，因液压马达不具有电动机的过载能力而马2达工作压力又受系统压力限制，一般取 =1.151.3；2额定起升载荷（N）Q需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑物品起升速度（m/s）v机械总效率，初步计算时，取 0.80.85。额定起升载荷 根据下式计算QSm式中 钢丝绳自由端拉力（N） ；S滑轮组倍率。m根据已知 =10787.7N。一般当起升载荷 时，滑轮组倍率宜取50QPkN2， 时，倍率取 36，载荷量更大时，倍率可取 8 以上。因此，50QPk。把数值代入到式子中得： =21575.4N1078.2物品提升速度按下式计算： =0.5m/sv根据需要选取 =1.3，机械总效率取 =0.85，卷筒机械效率 =0.97，22m=0.5m/s， =21575.4N，把数据代入式中得：1vQ=17.009kw.3257.40098mP满载起升时液压马达输出扭矩 mT2(1)()QDzdNmi式中 减速器传动比；i钢绳在卷筒上的卷绕层数。z其余符号同以前式子。由于已知为大排量马达，选用低速方案。因此不采用减速器，所以 =1。i又由已知卷筒钢丝绳卷绕三层，故 =3。z把所有数值代入式子中得：=1004.8451.3257.40(231)0.8.95mT Nm需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑所选用的马达的额定转矩为 =1440 ，因为 ，所以选用的马达TNmmT转矩符合要求。计算液压马达的转速 和输入油量mnQ根据 60(1)ivDzd式中各符号同以前的式子，把数值代入式中得：=176.43 r/min6021.5.8mn计算马达的输入油量用下式 mvqQ式中 液压马达的排量（ml/r） ；液压马达容积效率。mv马达的排量根据已知得 =520 ml/r， 根据下式计算：mqmvv式中 液压马达总效率；m液压马达机械效率。根据表查得 取 0.85， 取 0.9。mm把数代入式中得： =0.950.859v把所计算的数据代入式中得： 3(/)r选用的液压马达转速范围为 r/min，由于计算得 =216r/min，所以7540mn马达的转速符合要求。需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑第四章 卷筒设计与校核4.1卷筒的分类和特点卷筒是起升机构中卷绕钢丝绳的部件。常用卷筒组类型有齿轮连接盘式、周边大齿轮式、短轴式和内装行星齿轮式。齿轮连接盘式卷筒组为封闭式传动，分组性好，卷筒轴不承受扭矩，是目前桥式起重机卷筒组的典型结构。缺点是检修时需沿轴向外移卷筒。周边大齿轮式卷筒组多用于传动速比大、转速低的场合，一般为开式传动，需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑卷筒轴只承受弯矩。短轴式卷筒组采用分开的短轴代替整根卷筒长轴。减速器侧短轴采用键与过盈配合与卷筒法兰盘刚性连接，减速器通过钢球或圆柱销与底架铰接；支座侧采用定轴式或转轴式短轴，其优点是构造简单，调整安装比较方便。内装行星齿轮式卷筒组输入轴与卷筒同轴线布置，行星减速器置于卷筒内腔，结构紧凑。根据钢丝绳在卷筒上卷绕的层数分单层绕卷筒和多层绕卷筒。由于本设计的卷绕层数为三层，因此采用多层卷筒。根据钢丝绳卷入卷筒的情况分单联卷筒（一根钢丝绳分支绕入卷筒）和双卷筒（两根钢丝绳分支同时绕入卷筒） 。单联卷筒可以单层绕或多层绕，双联卷筒一般为单层绕。起升高度大时，为了减小双联卷筒长度，有将两个多层绕卷筒同轴布置，或平行布置外加同步装置的实例。多层卷筒可以减小卷筒长度，使机构紧凑，但钢丝绳磨损加快，工作级别M5 以上的机构不宜使用。4.2卷筒设计计算根据 3.1 节已选定卷筒直径 280D4.2.1卷筒长度 L确定由于采用多层卷绕卷筒 L，由下式 1.()lpnd.2式中 多层卷绕钢绳总长度（mm） ；l根据已知卷筒容绳量为 27m，所以 =27m，l把数据代入式中得=195.52mm31.2709.6(8)L取多层卷绕卷筒长度 =200mm。4.2.2绳槽的选择单层卷绕卷筒表面通常切出导向螺旋槽，绳槽分为标准槽和深槽两种形式，一般情况都采用标准槽。当钢丝绳有脱槽危险时（例如起升机构卷筒，钢丝绳向上引出的卷筒）以及高速机构中，采用深槽。多层卷绕卷筒表面以往都推荐做成光面，为了减小钢丝绳磨损。但实践证需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑明，带螺旋槽的卷筒多层卷绕时，由于绳槽保证第一层钢丝绳排列整齐，有利于以后各层钢丝绳的整齐卷绕。光面卷筒极易使钢丝绳多层卷绕时杂乱无序，由此导致的钢丝绳磨损远大于有绳槽的卷筒。带绳槽单层绕双联卷筒，可以不设挡边，因为钢丝绳的两头固定在卷筒的两端。多层绕卷筒两端应设挡边，以防止钢丝绳脱出筒外，档边高度应比最外层钢丝绳高出 。(1.5)d（1）绳槽半径 根据下式R(0.53.6)d取 R=0.5d把数值代入得：绳槽节距 P=d+（24）mm取 P=8+2=10mm绳槽深度 h=（0.250.4）d取 h=0.35d=0.358=2.8图 4-1 绳槽的放大示意图（2）卷筒上有螺旋槽部分长 0L01()3lpZd式中 = ，卷筒计算直径，由钢丝绳中心算起的卷筒直径0D0d（mm） ； 1.5，为固定钢丝绳的安全圈数。取 2；1z1Z把数据代入式中得=167.8mm30271()08L需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑由此可取 =170mm。0L（3）绳槽表面精度：2 级 值 12.5。aR4.2.3卷筒壁厚 初步选定卷筒材料为铸铁卷筒，根据铸铁卷筒的计算式子：mm0.2(610)D把数值代入式中有： =0.02D+8=12mm，故选用 =12mm。4.2.4钢丝绳允许偏角钢丝绳绕进或绕出卷筒时，钢丝绳偏离螺旋槽两侧的角度推荐不大于3.5。对于光面卷筒和多层绕卷筒，钢丝绳与垂直于卷筒轴的平面的偏角推荐不大于 2，以避免乱绳。布置卷绕系统时，钢角推荐不大于 5，以避免槽口损坏和钢绳脱槽。4.3卷筒强度计算卷筒在钢丝绳拉力作用下，产生压缩，弯曲和扭转剪应力，其中压缩应力最大。当 时，弯曲和扭转的合成应力不超过压缩应力的 ，只3LD 10%5计算压应力即可。当 时，要考虑弯曲应力。对尺寸较大，壁厚较薄的卷筒还需对筒壁进行抗压稳定性验算。由于所设计的卷筒直径 =200mm， =200mm， 。所以只计算压L3D应力即可。卷筒筒壁的最大压应力出现在筒壁的内表面压应力 按下式计算：cmax12ccSAp式中 卷筒壁压应力（MPa） ；c钢丝绳最大静拉力（N） ；maxS应力减小系数，在绳圈拉力作用下，筒壁产生径向弹性变形，使绳1A圈紧度降低，钢丝绳拉力减小，一般取 ；10.75A多层卷绕系数。多层卷绕时，卷筒外层绳圈的箍紧力压缩下层钢丝2绳，使各层绳圈的紧度降低，钢丝绳拉力减小，筒壁压应力不与卷绕层数成正需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑比 按表取值；2A许用压应力，对铸铁 ， 为铸铁抗压强度极限，对钢cc/5bb， 为钢的屈服极限。/ss取 ， 按表取 ，根据已知卷筒底层拉力 1100kgf，可算得10.75A221.8A，把各数代入式中：max9.8.7SN=121.36MP0.75120c根据所计算的结果查得卷筒的材料为球墨铸铁 ，其抗压强度极限802QT， ， =121.36MP100300162217 580 290 270 135 5545调质 200217255 650 360 300 155 605.7.1输入轴的设计轴的合理外型应满足：轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置；轴上的零件应便于装拆和调整。轴应具有良好的制造工艺性.影响轴结构的主要因素有：轴的受力性质，大小，方向及分布情况；轴上零件的布置和固定形式；所采用轴承类型和尺寸；轴的加工工艺等。（1）求出输入轴上的转矩 618.479.50950503.816PT Nmn其中： -输入功率，取 8.47kW；1-输入转速，取 1460 r/min；n（2）初步确定轴得最小直径由于轴的材料选用的为 45 钢，调质处理，抗拉强度 ,屈服MPab750，弯曲疲劳极限 ，扭转疲劳极限 。MPas50MPa350121通过机械设计手册第四版第二卷表 6-1-19 选取 =126。则有：0A。133min08.47262.60dAm输入轴的最小直径安装在联轴器处轴的直径，为了使所选的轴的直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器转矩的计算：（N.m）ntzwcTKnpT950需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑式中 驱动功率，KW；p工作转速，r/min；n动力机系数，由于为电动机，故取 1；wK工作系数，故取 1.75；启动系数，取 1；z温度系数，取 1.1；t公称转矩，N.mnT所以， 。8.479509501.5.106.56cwztpKNmn按照计算转矩应小于联轴器的公称转矩的条件，又考虑到要与电动机的轴相联查机械设计手册第二卷，选用 GL5 型滚子链联轴器，其公称转矩为250N.m。半联轴器的孔径 ，半联轴器与轴配合的毂孔的长度235dm。由于要考虑到轴端有键槽和在结构上的要求，在此先将最小直径取160Lm为 35。其余各段直径均按 5放大。F E D C B A需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑图 5-4 输入轴工作简图3）轴的结构设计及周向定位拟定轴上零件的装配方案：（1）A-B 段接联轴器，轴伸长度通过查简明机械设计手册 中表 2-13可确定 A-B 段即轴深长为 58，轴深公差选用 k6，其上下偏差分别为（+0.018、+0.002） 。其间选用 A 型平键（GB/T1096-1979) ，尺寸为bhL=10853。查简明机械设计手册中表 7-2 得出：采用一般键联接，则键槽宽 b 的上下偏差为（0，-0.036） 。半联轴器与轴的配合为 H7/k6，A-B 段直径极限偏差为（+0.018、+0.002 ） ；（2）B-C 段还要穿过支座、端盖、大小轴承，还要考虑其中的间隙，可初定其长度为 57，该段直径为 40。轴只受扭转应力，受轴向力很小，所以在轴与支架的连接处选用深沟球轴承，初步确定轴承型号 （GB/T276-1994）6208 型。该段与轴承、支座、端盖的配合公差选用 k6,其上下偏差分别为（+0.018、+0.002） ；（3）C-D 段的精度不必要求太高，因为在此段不须安装其他零件，该段直径为 45；（4）D-E 段要安装偏心套其间有键的联结，所选用键的尺寸为bhL=14970。采用一般键联接，键槽宽 b 的上下偏差为（0，-0.043） 。偏心套的长度为 75，故可设计该段的长度为 77。在该段偏心套上还联接有轴承，在此可选用双列向心滚子轴承轴承型号是 3516，此段直径设定为 45。该段的配合公差选用 k6,其上下偏差分别为（+0.018、+0.002） ；（5）E-F 段就与轴承联接，其长度初定为 22，直径为 40，故与之相联的轴承可选深沟球轴承（GB/T276-1994）6208 型。该段的配合公差选用k6，其上下偏差分别为（+0.018、+0.002 ） 。在此其间轴承的定位没有轴肩的都是采用挡圈定位，挡圈尺寸要根据具体装配情况而定。以上的公差配合通过查阅机械零件设计手册中表 1.1-6 得出。4）确定轴上圆角和倒角尺寸参考课本机械设计表 15-2，取轴端倒角为 1.645，轴右端轴肩处圆角半径为 1.6其余各处倒角和圆角参看附图。5.7.1 输出轴（固定轴）的设计在本设计中的输出轴是固定不动的，它与销轴盘固联在一起，这使得销轴固定不动，从而使得行星轮作平动带动内齿轮转动，最终带动卷筒一起跟随内齿轮转动。其工作图如图 9 所示。选用材料：20cr，调质处理，抗拉强度 ,屈服点 ，MPab750MPas50需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑弯曲疲劳极限 ，扭转疲劳极限 。通过机械设计手MPa3501MPa201册第四版第二卷表 6-1-19 选取 =102 有：0A23307.2*146.jpdAmn输出功率（ =8.47 w）22310卷筒转速（ 76.4r/min）j j由于要考虑到轴端有键槽和在结构上的要求，在此先将最小直径取为 47。联接支座的部分直径初定为 50。其他部分尺寸如下图 5-5 所示。在轴的最左端，使用平键使其和支架固联在一起从而使其不能转动。为了安全在次选用双键联接，所选用键（平键 GB/1095-1979）的尺寸为bhL=161060。在此采用一般键联接，键槽宽 b 上下偏差为（0，-0.043） 。轴伸长度经查简明机械设计手册中表 2-13 可确定 A-B 段即轴深长为 82，即为 A-B 段的长度，轴深公差选用 h7，其上下偏差分别为（ 0、-0.025） ；B-C段上要装上轴承、卷筒盖和小端盖等，经画图可初定这一段的长度为 72。为了与相应的轴承配合固初定此段的直径为 50。选用的轴承为深沟球轴承（GB/T276-1994）6210 型。该段与轴承、支座、端盖的配合公差选用 h7,其上下偏差分别为（0、-0.025） ；C-D 段要通过卷筒但不安装任何零件，故为了减少材料的用量可将此段的直径适当缩小，初定为 47，长度要根据卷筒的长度及装配尺寸确定，初定为 270；D-E 段通过安装轴承与卷筒联接，此段的长度为 38，直径为 50，选用的轴承为深沟球轴承（GB/T276-1994 ）6211 型。在该轴上的轴承的轴向固定都用挡圈固定。该段的配合公差选用 k6，其上下偏图 5-5 输出轴工作简图需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑差分别为（+0.021 、+0.002） 。轴右端与销轴相联的销轴盘的直径初定为270。盘的宽度为 30，销孔直径与销轴相同，为 20，销轴与输出轴（销孔）的配合选用 h6/P7。销孔尺寸上下偏差为（-0.022、-0.074） 。销孔分布圆直径为 200，在该圆上有十个销孔均匀分布。其他尺寸间附图。总 结这次毕业设计几乎用到了我们大学所学的所有专业课程,可以说是我们大学所学专业知识的一次综合考察和评定.通过这次毕业设计,使我们对以前所学的专业知识有了一个总体的认识与融会贯通.例如我们在设计过程当中需要用到所学的工程制图、材料力学、机械工程材料、机械设计、极限配合与公差以及 CAD计算机辅助制图等基础的专业知识.在做毕业设计的过程中,不仅使我们熟悉了旧的的知识点,还使我们发现了许多以前没有注意的细节问题,而这些细节问题恰恰是决定我们是否能够成为一名合格的机械技术人才的关键所在.此外,我感觉两个月的毕业设计极大的丰富了我们的知识面,使我学到了许多需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑知识,不仅仅局限于多学的专业知识.在做设计的过程中,由于需要用到课本外的知识,这要求我们上网或者到图书馆等查阅资料.例如在设计传动方案时就需要我们对提升装置的工作环境和工作能力等由一定的了解才能选择合适的传动方式.由于以前没有注意此方面的问题,所以必须通过实践认识和查阅资料才能做到更好.参考文献1 秦大同、谢里阳 .液压传动与控制设计，化学工业出版社2 蔡自兴.学的发展趋势和发展战略，液压卷扬机 2001.43 张建民.工业液压卷扬机.北京理工大学出版史.19884 严学高、孟正大 .液压卷扬机原理.南京，东南大学出版社.19925 成大先.机械设计手册.化学工业出版社。6 成大先.机械设计图册.化学工业出版社。7 许福玲主编 .液压与气压传动 M. 北京：机械工业出版社，2007.38 吴辉海编 液压绞车 ，煤炭工业出版社,1989:16-19需要 CAD 图纸，Q 咨询 414951605 或 1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑9 姚建刚.国产防爆绞车在选型设计中存在的问题J. 矿山机械,1997:810 李强.车载绞车滚筒的改进设计J.化学工程师,2001:3-611 许晓林. 赵涛.等绞车新型盘形闸液压站系统J.煤矿机械,1999:1712 彭佑多.张永忠.刘德顺.郭迎福.陈艳屏.液压防爆提升机发展面临的问题J.煤矿机械,200
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