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1、矿井提升绞车传动装置设计 矿井提升绞车传动装置设计 摘要：关键词：提升机；单绳摩擦；联轴器；减速器；主轴设计,Design of Mine Hoisting Winch Transmission Device Abstract：In this paper, based on the type of JK hoist, the transmission device part of mine hoisting winch has been analysed systematically of, according to the elements of transmission system an
2、d the design method of designing the corresponding drive system. And spindle device, half shaft coupling, reducer structure design of governor. According to the special requirements of mining machinery in the key. Keywords: single rope friction hoist; coupling; reducer; spindle design 1 前言我国是个能源大国，也
3、是矿山机电设备制造和使用大国。从20世纪50年代仿造第一台矿井提升机以来，至今已设计制造、使用了近600多台。随着社会需求和现代技术的高速发展，矿山工业企业亟待生产设备及设施的机械化、电气化、现代化。而矿山工业的提升机是咽喉设备，产品不断更新换代，老产品运行年深日久，原本落后的结构问题暴露突出，故障增多，严重影响矿山的安全运转，抑制了矿山工业的高速发展，给国民经济带来了不良的影响。随着国内矿井生产量的日新月异的提高，对提高提升机的安全性、可靠性、生产效率以及整机自动化运行水平，降低操作者及维护人员的劳动强度、处理设备事故的速度与对策等，成了迫切要求。1 本次设计是关于JK单绳缠绕式矿井提升机的
4、设计，在本次设计中将大学四年所学习的材料力学，理论力学，机械制造，机械设计，机械制图等知识进行了一次综合的运用。本次设计不仅是对大学所学知识的总结和巩固而且为以后进入社会参见工作积累了一定的经验，本次设计是个难得的学习机会。在毕业设计过程中，通过上网查资料，图书馆借书，我逐步认识了矿井提升机的工作原理和基本构造，为我能够圆满完成设计任务奠定了良好的基础。另外我要特别感谢这次毕业设计的指导老师，莫亚武老师不仅给我提供了矿井提升机的相关资料而且给了我不少有用2 文献综述2.1 矿井提升机的任务及其地位煤炭是我国的主要能源，又是重要的化工原料。煤炭被誉为黑色金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世界
5、使用的的主要能源之一。虽然它的重要位置已被石油所代替，但在今后相当长的一段时间内，由于石油的日渐枯竭，必然走向衰败，而煤炭因为储量巨大，加之科学技术的飞速发展，煤炭气化等新技术日趋成熟，并得到广泛应用，煤炭必将成为人类生活中的无法代替的能源之一。我国既是煤炭生产大国又是消费大国，而根据我国的国情，在我国一次性能源结构中，煤炭所占的比重一直是70以上，在今后相当长的时期内，煤炭仍然是我国的主要能源，故煤炭对我国的重要性不言而喻。随着我国经济的不断改革开放，煤炭工业必将高速持续地向前发展1。矿井提升是煤炭生产过程中必不可少的重要生产环节。从井下采煤工作面采出的煤炭，只有通过矿井提升设备运到地面，才
6、能加以利用。可以说，矿井提升是矿井生产的“咽喉”，其设备在工作中一旦发生故障，将直接影响生产，甚至造成人身伤亡。此外，矿井提升系统的耗电量很大，一般占矿井生产总耗电量的50-70。因此，合理选择维护使用这些设备，使之安全可靠、经济高效地运转，对保证矿井安全高效的生产，对提高煤炭企业的经济效益都具有重要的现实意义。由于矿井提升设备是在并下巷道内和井简内工作，空间受到限制，故要求它们结构紧凑，外部尺寸尽量小；又因工作地经常变化，因而要求其中的许多设备应便于移置；因为井下有瓦斯、煤尘、淋水、潮湿等特殊工作条件，还要求设备应防爆、耐腐蚀等。此外，矿井提升设备是一大型的综合机械电气设备，其成本和耗电量比
7、较高，所以，在新矿井的设计和老矿井的改建设计中，确定合理的提升系统时，必须经过多方面的技术经济比较，结合矿井的具体条件，在保证提升设备在选型和运转两个方面都合理的前提下，要求提升设备具有良好的经济性。2.2 矿井提升机的发展历程2 2.2.1 缠绕式提升机的发展状况缠绕式提升机的发展是为适应我国矿山建设的需要，国产提升机大致可分为仿苏、改进及自行设计等三个阶段。19531958年期间生产仿苏产品BM系列提升机；KJ系列提升机是19581966年期间生产的仿苏改进产品；JKA系列是在KJ型基础上的改进产品；XKT系列提升机是1971年7月开始生产的自行设计产品，后又改为XKT-B系列，是已成批生
8、产的新型矿井提升机。时至今日，中信公司生产的产品最齐全，JK/E，JKM，JTP，2JTP，JT等等2。2.2.2 各个系列提升机的主要特点A. JK型矿井提升机1.)主轴装置采用铸铁法兰盘；2.)调绳装置为手动蜗轮蜗杆式；3.)制动器为角移式；4.)液压传动装置为手动杠杆控制的三通阀和电磁铁控制的四通阀；5.)深度指示器为机械牌坊式；6.)减速器为渐开线人字齿轮减速器。B.JK（A）型矿井提升机1.)调绳装置为电动蜗轮蜗杆式；2.)制动器为综合式，改善了闸瓦的磨损情况；3.)液压传动装置为手动控制的低压电液调节阀和电磁铁控制的安全三通阀，操纵省力，易于实现自动化和半自动化控制；4.)减速器采
9、用圆弧人字形齿轮减速器；提高承载能力并减轻了重量。C. XKT型矿井提升机1)滚筒为焊接结构，重量轻；2.)采用液压齿轮式快速调绳装置，调绳省力省时；3.)采用圆盘制动系统（包括圆盘式制动器和液压站两部分），此种系列具有以下的优点：（1）安全性较高；（2）制动力矩可调性好；（3）惯性小、动作快、灵敏性强；（4）结构紧凑、外形尺寸小、重量轻；（5）通用性好；3 （6）安装、使用及维护比较简单；4.)采用圆弧齿轮减速器，提高了承载能力，减轻了重量；5.)采用了圆盘深度指示器。XKT系列矿井提升机与KJ和JK（A）系列比较，有以下的优点：（1）提升能力平均提高25%，重量平均减轻25%，（2）采用了
10、一些新技术、新结构，如：盘式制动器、液压站、快速调绳装置、微拖动装置等（3）通用化程度高。D. GKT系列矿井提升机采用JSZ-2500型双力线中心驱动减速器，结构紧凑，传动平稳，噪音小。并采用双列向心滚动轴承，传动效率高，在实际工作中厂家建议传动效率h取0.850.9；滚筒为整体焊接结构（2m提升机可根据用户要求，供应分割的焊接滚筒和制动盘），采用滚动轴承支座。双滚筒提升机的主轴装置，具有液压操纵的、在结构上作了改进的齿轮离合器，调绳操作时间仅司机一人即可完成，节省了时间和人力；配有自整角机传动的圆盘深度指示器（2m提升机若用户要求时，可以改供给牌坊式深度指示器）；制动器为综合式的液压开启的
11、盘式制动器；采用集中控制的操纵台。2.3 矿井提升机的类型和工作原理2.3.1 矿井提升机的类型及其特点提升机是矿井提升设备的主要组成部分，目前我国生产及使用的矿井提升机，按其滚筒的构造特点可分为三大类，即单绳缠绕式、多绳摩擦式及内装式提升机。矿井提升机拥有诸多特点3，如：安全性：所谓安全性，就是不能发生突然事故。由于矿井提升设备在矿山生产中所占的地位十分重要，其运转的安全性，不仅直接影响整个矿井的生产，而且还涉及人员的生命安全。因此各国都对矿井提升设备提出了极严格的要求。在我国这些规定包括在煤矿安全规程中。可靠性：所谓可靠性，是指能够可靠地连续长期运转而不需在短期内检修。矿井提升设备所担负的
12、任务十分艰巨，不仅每年要把数十万吨到数百万吨的煤炭和矿石从井下提升到地面，而且还要完成其他辅助工作。矿井提升设备是周期动作式输送设备，需要频繁地起动和停车，工作条件苛刻，其机械电气设备设计必须可靠。经济性：矿井提升设备是矿山大型设备之一，功率大，耗电多，大型矿井提升机的功率超过1000KW。因此矿井提升设备的造价以及运转费用，也就成为影响矿井生产技术4 经济指标的重要因素之一。合理的选择，正确的使用和维护具有重要的经济意义。2.3.2 矿井提升机的工作原理按工作原理的不同，矿井提升机可分为两类，如图1所示。 图1 矿井提升机按工作原理的分类Fig.1 The machine according
13、 to the classification principle of mine hoist我国目前广泛使用的有单绳缠绕式和多绳摩擦轮式两种，以下就重点介绍此两种提升机的工作原理。 图2 双筒缠绕式矿井提升机Fig.2 Duplex winding mine hoist2.3.3单绳缠绕式提升机的工作原理 缠绕式提升机的主要部件有主轴、卷筒主轴承调绳离合器、减速器、深度指示器和制动器。示意图如图3所示。单绳缠绕式提升机是较早出现的一种类型，工作原理比较简单，就是将钢丝绳的一端固定在提升机的卷筒上，另一端绕过井架上的天轮与提升容器相连接，利用两个卷筒上钢丝绳的缠绕方向的不同，当提升机转动时，使两
14、个容器一个上升一个下降，以完成提升任务，这种提升机在我国矿山中广泛使用。5 图3 缠绕式矿井提升机Fig.3 Winding mine hoist2.3.4多绳摩擦式提升机的工作原理多绳摩擦式提升机的主要部件有主轴、主导轮、主轴承、车槽装置、减速器、深度指示器、制动装置及导向轮。由于使用了数根钢丝绳代替一根钢丝绳，钢丝绳的直径变小，摩擦轮虽变为摩擦筒（亦称主导轮）而稍有加宽，但其直径亦变小。由于多绳不易在同一时间内断裂，故较为安全，多绳摩擦式提升机的结构图示如图4。由于开采深度的增加，需要缠在卷筒上的提升钢丝绳变长，因而矿井提升机的卷筒宽度加大，这带来了一系列问题，如提升机主轴太长、绳弦偏角太
15、大、机器加重而使转动惯量加大等。为了解决这个矛盾，德国人Koepe提出将钢丝绳搭在摩擦轮上，利用摩擦衬垫与钢丝绳之间的摩擦力来带动钢丝绳运动。与卷筒缠绕式相比，摩擦轮的宽度显著地变窄了，同时由于跨度变小，提升机主轴的直径与长度均有所降低，结果显著地减轻了机器的重力，而且由于回转力矩的减少，亦将降低提升电动机的容量。6 图4 多绳摩擦式矿井提升机Fig.4 Type of mine multi rope friction hoist多绳摩擦提升机的结构特点是与它的动力传递原理以及安装特点密切相关的。即由于它是靠摩擦力来传递动力的，它必须有较高摩擦系数的衬垫，为了保持几根绳的绳槽处的深浅相同，即各
16、绳的摩擦半径相同，需设切槽装置，为了补偿钢丝绳蠕动或滑动对深度指示器指示位置的影响，设置了深度指示器自动调零装置，为了在使用圆尾绳时尾绳可以松捻而避免打结，在罐笼底部下方设有尾绳悬挂装置。摩擦提升依靠衬垫与钢丝绳之间的摩擦力来传递动力，因此其工作可靠性就在于提升钢丝绳与安在主导轮上的摩擦衬垫之间是否产生滑动，即是否有足够的摩擦力。3 矿山提升绞车整体方案设计3.1 整体传动装置的设计 此处省略 NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和设计图纸等.请联系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载！该论文已经通过答辩 绞车电动机作为电动机的过程，即正常的逆变过程。该过程主要由整流
17、、滤波和正常逆变三大部分组成，其中正常逆变过程是其核心部分，它改变电机定子的供电频率，从而改变输出电压，起到调速作用。绞车电机作为发电机的过程，即能量回馈过7 程。该过程主要由整流、回馈逆变和输出滤波三部分组成，回馈逆变部分是整个回馈过程的核心部分，该部分实现回馈逆变输出电压相位与电网电压相位的一致。由于回馈逆变输出的是调制波，为保证逆变的正常工作，通过输出滤波部分，使该系统的可靠性更加稳定。提升绞车的传动简图如下： 1)主动齿轮 2)行星架 3)行星轮 4)5)被动齿轮 6)太阳轮 7)传动小齿轮8)传动大齿轮 9)行星轮轴4 图5 提升绞车的传动简图Fig.5 Raise transmis
18、sion diagram of winch提升绞车的结构简图如下：8 （1）底座；（2）主轴部分；（3）深度指示器；（4）离合器箱；（5）紧急制动器（6）离合制动器；（7）联轴器；（8）电动机；（9）工作制动器图6 提升绞车的结构简图Fig.6 Raise transmission schematic of winch3.2 电动机的选择电动机是常用的原动机，具体结构简单、工作可靠、控制简便和维护容易等优点。电动机的选择主要包括选择其类型和结构形式、容量（功率）和转速、确定具体型号。（1）电动机的类型：按工作要求和条件选取YB2系列隔爆型三相异步电动机；电动机型号有：YB2-631-2、YB2
19、-112M-2、YB2-280S-2、YB2-200L-4、YB2-315M-4、YB2-250M-6、YB2-90L-6、YB2-355M2-6、YB2-225M-8、YB2-802-8、YB2-315M-10、YB2-355L2-10等。电动机型号的含义如下图示: 图7 电动机型号含义图Fig.7 Motor model implication graph（2）选择电动机的容量9 由绞车工作的要求，可得卷筒的转速nk和功率Ps：卷筒的转速为：nk=卷筒所需功率为： 601000v6010001.3m/s=25r/min（1） pDp1000mmFv20000N1.3m/s=26kW（2）
20、10001000Ps=由系统的转动机构简图和性能，查5表得：齿轮转动效率0.97，卷筒效率0.96，轴承效率0.98，联轴器的效率0.99。总效率h为：h=h1h2h3h4=0.970.960.980.99=0.716 6565电动机的输出功率为：Pr=Ps/h=26kW/0.716=36.31kW由上面的计算结果查机械设计手册6P177，选择YB2-280S-6型电动机，其额定功率为：P=45kW，满载转速为n=980r/min。3.3 绞车传动装置的初步设计3.3.1 传动比的分配（1）根据系统结构，计算总转动比为：i=n/nk=980/25=39.4Z1=25，Z2=36，Z3=98，Z
21、4=98；Z5=40，Z6=45；分别取齿轴、齿轮齿数为：Z7=18，Z8=125；Z9=24，Z10=30。则实际转动比为：i1=Z2/Z1=36/25=1.44i2=Z3/Z2=98/36=2.72i3=Z4/Z3=98/98=1.00i4=Z6/Z5=45/40=1.13i5=Z8/Z7=125/18=6.94i6=Z10/Z9=30/24=1.25实际总转动比i=i1i2i3i4i5i6=1.442.721.001.136.941.25=38.40 传动比误差Di=(i-i)/i=(39.4-38.40)/39.4=2.66%传动比误差符合要求。（2）输入级轴转速n1=980r/min
22、，则：当绞车调速轮空转时： n2=n1/i1=(980r/min)/1.44=681r/minn3=n2/i2=(681r/min)/2.72=250r/min10 n4=n3/i3=(250r/min)/1.00=250r/min当绞车调速轮不转动时：n5=n1/i4=(980r/min)/1.13=867r/minn6=n5/i5=(867r/min)/6.94=125r/min由上可知：在无级调速过程中，绞车卷筒的转速范围为：0125r/min。则绞车实际的绳速为：v=nDp/60000=241000p/60000=1.26m/s>1.3(1-0.05)m/s（3） 符合实际要求。
23、3.3.2计算减速调速器中各轴的功率和转矩电动机轴的输出功率Pr和转矩Tr：Pr=36.31kW64Tr=9.55106P/n=9.551036.31/980=35.3810Nmm（4） r齿轴的输入功率P1和转矩T1：P1=Prh4=36.310.99=35.95kW二轴的输入功率P： 2和转矩T2（调速轮不转动时）22P=Phh=35.950.970.98=33.49kW 2113 64T1=9.55106P/n=9.551035.95/980=35.0310Nmm（5） 1165T2=9.55106P/n=9.551033.49/867=3.6910Nmm（6） 223.3.3减速调速器
24、中各齿轮的设计齿轮传动是应用最广泛的一种传动形式，其传动的主要优点是：传递的功率大、速度范围广、效率高、工作可靠、寿命长、结构紧凑，齿轮的设计主要围绕传动平稳和承载能力高这两个基本要求进行的。（1）齿轴上的齿轮和行星齿轮的设计该对齿轮是直齿轮啮合传动。齿轴上的齿轮材料选用40Cr，进行调质处理和齿部淬火处理；行星齿轮选用40Cr材料，进行高频淬火处理。查机械设计手册得：齿轴上的齿轮齿面硬度为HRC6062，齿轮采用8级精度，齿面粗糙度为3.2um；行星齿轮采用8级精度，齿面硬度为HRC5660，齿面粗糙度为6.3um。齿轮的初步设计：根据齿轮的初步分析和后述的尺寸确定，绘制两齿轮如图8： 按齿
25、面接触疲劳强度设计：齿轮转矩为：65T1=9.55106P/n=9.551035.95/980=3.50310Nmm（7） 1111 图8 齿轮和行星齿轮Fig.8 Gear and planetary gear查表得：载荷系数K=1.1；齿轮的齿数Z1=25,Z2=36；由于齿轮传动对称布置，且齿面为软齿面，取jd=0.6。*查表得sHlim1=560MPa，sHlim2=530MPa，SH=1，ha=1，c=0.25齿轮的寿命为：齿轴上齿轮的应力循环次数为：N1=60n1jLk=6098011036016=33.86108（8）行星齿轮的应力循环次数为：N2=N1/i1=33.86108/
26、1.44=23.52108 3106接触疲劳寿命系数为：ZN1=N10.023106=833.86100.020.02=1.02 60.02ZN23106=N2310=823.5210=1.1（9）许用接触应力：sH1=sHlim1ZN1/SH=5601.02/1=571.2MPasH2=ZN2sHlim2/SH=5301.1/1=583MPa（10）查5表10-5得：齿形系数YFa1为：YFa1=2.20,YFa2=2.65；修正系数Ys为：YS1=1.78,YS2=1.59 YFa1YSa12.201.78=0.00672 比较：sH158312 YFa2YSa22.651.59=0.00
27、738 sH2571.2YFa2YSa2YFa1YSa1，应按行星架上齿轮的齿面接触疲劳强度进行计算。sF2sF1d176.43=76.43=90.23mm（11） 模数：m=d1/Z1=90.23/25=3.61查表得：标准模数为m=4分度圆的直径：d1=mZ1=425=100mmd2=mZ2=436=144mm齿顶高：ha=ham=14=4mm齿根高：hf=(ha+c)m=(1+0.25)4=5mm齿全高：h=(2ha+c)m=(21+0.25)4=9mm齿宽：b=jdd1=0.6100=60mm故：取b2=60mm，则b1=b2+3=63mm取d11=110mm，d22=153mm，d2
28、1=90mm *（Z1+Z2）=0.54（25+36）mm=122mm 中心距：a=0.5m（2）行星齿轮和内齿轮的设计该对齿轮也是直齿轮啮合传动。内齿轮材料选用ZG40Cr，先进行退火处理再进行调质处理；查机械设计手册得：内齿轮齿面硬度为HB220250，齿轮采用8级精度，齿面粗糙度为6.3um。如前所述，行星齿轮齿数Z2=36，模数为m=4。齿轮的初步设计：根据齿轮的初步分析和后述的尺寸确定，绘制这两个齿轮的草图9如下示：按齿面接触疲劳强度设计：齿轮转矩为：65T1=9.55106P/n=9.551035.95/980=3.50310Nmm 11查5表10-2得：载荷系数K=1.1；齿轮的
29、齿数Z2=36,Z3=98；由于齿轮传动对称布置，且齿面为软齿面，取jd=1。*查表得sHlim2=530MPa，sHlim3=530MPa，SH=1，ha=1，c=0.2513 图9 行星齿轮和Planetary gear and internal gear齿轮的寿命为：内齿轮的应力循环次数为：N3=N2/i2=23.52108/2.72=8.65108 接触疲劳寿命系数为：ZN23106=N23106=N30.023106=823.52103106=88.65100.02=1.1 0.020.02ZN3=0.97许用接触应力：sH2=ZN2sHlim2/SH=5301.1/1=583MPa
30、sH3=ZN3sHlim3/SH=0.97530/1=514MPa查表得：齿形系数YFa为：YFa2=2.65,YFa3=2.87修正系数Ys为：YS2=1.59,YS3=1.28 YFa2YSa22.651.59=0.00723 比较：sH2583YFa3YSa32.871.28=0.00715 sH3514YFa2YSa2YFa3YSa3，应按行星架上齿轮的齿面接触疲劳强度进行计算。 sF2sF3二者啮合传动，由于配对的齿轮要求模数相同，故：内齿轮的模数m=4。分度14 圆的直径：d2=mZ2=436=144mmd3=mZ3=498=392mm齿顶高：ha=ham=14=4mm齿根高：hf
31、=(ha+c)m=(1+0.25)4=5mm齿全高：h=(2ha+c)m=(21+0.25)4=9mm取b3=88mm，d31=385mm，d32=440mm，d33=448mm由于二者为行星传动，其中心线之间的距离仍为如前所述的中心距：a=122mm（3）行星架上的齿轮和二轴上的齿轮的设计该对齿轮是斜齿轮啮合传动。二者都选用ZG45材料，进行退火处理和调质处理。查6得：二者都采用8级精度，齿面粗糙度为3.2um；行星架上的齿轮齿面硬度为HRC6062，二轴上的齿轮齿面硬度为HRC5660。齿轮的初步设计：根据齿轮的初步分析和后述的尺寸确定，按比例绘制这两个齿轮的草图如下示：* 图10 齿轮F
32、ig.10 Gear按齿根弯曲疲劳强度设计：行星架上的齿轮转距为：64T1=9.55106P/n=9.551035.95/980=35.0310Nmm 11该对齿轮为硬齿轮齿面，非对称安装，齿轮齿数分别为：Z5=40,Z6=45。查表得：齿宽系数jd=0.35，使用系数KA=1.35，动载系数KV=1.02，齿向载荷分布系数Kb=1.14，按齿面硬化，斜齿轮，KAFt/b100N/mm，齿间载荷分配系数Ka=1.2；han*=1，cn*=0.25，xn=0.315 载荷系数为：K=KAKVKbKa=1.251.021.141.2=2.198,齿形系数YFa按当量齿数ZV=Zob=15, ；设螺
33、旋角3cosbZV5=Z520=22.17 33ocosbcos15ZV6Z6102=110.92 33ocosbcos15则行星架上齿轮的形位系数YFa5=2.75，二轴上齿轮的形位系数YFa6=2.18，查图得：行星架上齿轮的应力修正系数Ysa5=1.57，二轴上齿轮的应力修正系数Ysa5=1.8；at=20.6469o；ea5/Z5=0.038，ea6/Z6=0.0082tanantan20otanat=0.3768（12） ocosbcos15代入齿轮齿数，得：ea5=0.76，ea6=0.836，ea=ea5+ea6=0.76+0.836=1.596。 由eb=bsinb=0.318
34、jdZ5tanb=0.3180.420tan15o=0.852 pmn查得重合度系数Ye=0.71，Yb=0.87。弯曲疲劳许用应力：sF=sFLimYNYXYSTSF（13）查取材料弯曲疲劳极限应力sFLim5=sFLim6=1500MP齿轮的寿命为：行星架上a，齿轮应力循环次数为：N5=60n1gth=6098011036016=33.86108二轴上齿轮应力循环次数N6=60n2gth=6086711036016=29.96108YN5310=N560.023106=833.86100.020.02=0.9YN631063106=8N29.9610616=0.930 查8取尺寸系数YX=
35、1.0，YST=2。弯曲疲劳强度安全系数SF=1.25。sF5=sFLim5YN6YXYSTSF5000.912=720MPa 1.25sF6=sFLim6YN6YXYSTSF=5000.93012=744MPa 1.25YFa5YSa52.751.56YFa6YSa62.181.81=0.00596=0.0053 比较，sF5720sF6744YFa6YSa6YFa5YSa5 sF7sF8应按结合齿的齿面接触疲劳强度进行计算。 d276.43=76.43=171.36mm 模数：m=d2/Z7=171.36/18=9.52查表得：标准模数为m=10分度圆的直径：d7=mZ7=1018=180
36、mmd8=mZ8=10125=1250mm；齿顶高：ha=ham=110=10mm齿根高：hf=(ha+c)m=(1+0.25)10=12.5mm齿全高：h=(2ha+c)m=(21+0.25)10=22.5mm齿宽：b=jdd7=1180=180mm故：取b7=180mm，则b8=b7+35=215mm取d71=85mm，d72=110mm，d73=200mm； *d81=120mm，d82=200mm，d83=815mm，d84=870mm，d85=1060mm，d86=1160mm，d87=1200mm，d88=1270mm（Z7+Z8）=0.510（18+125）mm=715mm 中心
37、距：a=0.5m3.3.6减速调速器中轴的设计轴主要用来支承零件作旋转运动，以传递运动和动力。本绞车传动装置总共有三19根轴，根据设计要求，具体的设计步骤和齿轮轴Fig.12 pinion shaft轴的结构设计：轴的结构设计主要有以下几项内容：各轴段径向尺寸的确定；各轴段轴向长度的确定。径向尺寸的确定：如上草图所示，从轴段d1=40mm开始，逐段选取相邻轴段的直径，d1起定位固定作用；d2起定位轴承的作用，且能保证齿轴和行星齿轮的完好啮（0.050.1）合，实现有效的齿轮传动，定位轴肩高度h可在范围内，20 故d2=d1+2h40(1+20.07)=45.6mm取d2=50mm；同理，按轴的
38、标准直径系列，d3为齿轴的齿轮部分，将d3作为分度d4=83mm，d5=75mm，d3=102mm；圆的直径，其它几个轴段的径向长度分别为：d6=70mm。轴向尺寸的确定：齿轴的齿轮齿宽b1=110mm，齿长L3=63mm；右轴段L6与抱刹轮相联，取轴段长L6=97mm，考虑到为了方便安装，轴承盖至抱刹轮的距离为：L=1520mm；L1与轴承相配合，查表得：轴承安装尺寸宽度为B1=20mm，初取L1=21mm，类似地，其它几个轴段的轴向长度分别为：L2=4mm，L4=205mm，L5=94mm。（2）二轴的设计选择轴的材料及确定许用应力：该轴材料选用45号钢，进行调质处理。查表得：取sB=64
39、0MPa,sob=110MPa。按弯曲许用切应力计算，初估轴的最小直径：查表得：取C=110,t=40MPa，由下式得： d1=C=74.26mm 因轴上开有两个键槽,应增大轴颈以考虑键槽对轴强度的削弱,则直径应增大8%12%，又d100mm，d174.26(1+10%)=81.69mm，故初定该轴的最小直径为85mm，其配合段轴长应与结合齿相配合。确定齿轮和轴承的润滑：齿轮圆周速度为：v=齿轮采用浸油润滑，轴承采用脂润滑。 p15601000=53.31m/s（15）轴的初步设计：根据轴系结构分析要点，结合后述尺寸确定，按比例绘制轴的草图如下：轴的结构设计：轴的结构设计主要有以下几项内容：各
40、轴段径向尺寸的确定；各轴段轴向长度的确定。径向尺寸的确定：如上草图所示，从轴段d1=85mm开始，逐段选取相邻轴段直径。d2起定位固定的作用，按轴的标准直径系列，d2=90mm；d3起定位固定斜齿轮（0.050.1）的作用，定位轴肩高度h可在范围内，由轴的标准直径系列得：d3=d2+2h90(1+20.05)=99mm21 图13 中间轴Fig.13 Mid-shaft取d3=100mm；同理，其它几个轴段的径向长度分别为：d4=105mm，d5=100mm；d6起定位轴承和固定作用，取d6=90mm。轴向尺寸的确定：二轴的最右轴段取为L1=120mm，右轴段L1与结合齿配合，考虑到为了方便安装，轴承盖至结合齿的距离为：L=1520mm；L2与轴承相配合，且伸出箱体至离结合齿距离为L的位置，又查表得：轴承安装尺寸宽度为B1=20mm，L3=121mm，L4=10mm，故初取L2=80mm，同理，其它几个轴段的轴向长度分别为：L5=129mm，L6=45mm。3.3.7主轴装置中轴的设计选择轴的材料及确定许用应力：该轴材料选用
