JHMB-28慢速绞车设计毕业设计说明书.docx

本科毕业设计说明书JHMB-28慢速绞车设计DESIGN OF JHMB-28 LOW-SPEED WINCH 学院（部）： 机械工程学院 专业班级： 机 设 09-1 学生姓名： 指导教师： 2012 年 6月 04 日 JHMB-28慢速绞车设计摘要绞车又称为卷扬机,主要运用于建筑、水利工程、林业、矿山、码头等的物料升降或平拖,是用卷筒缠绕钢丝绳或链条以提升或牵引重物的轻小型起重设备。 JHMB-28型慢速绞车是一种典型的矿山辅助搬运设备。该型绞车主要适用于煤矿井下有煤尘或爆炸性气体环境中在倾角小于30°的巷道牵引重物以及采煤工作面液压支架的撤移、调向和搬运之用。本次设计的思路是先以给定的数据确定钢丝绳的直径参数，而后计算卷起钢丝绳的卷筒的各个尺寸参数，通过给定的数据推出电动机的转速和功率，从而选择电动机，确定传动比，再分配给各个减速器计算其各个参数，最后计算及校核各轴、联轴器、制动器等机构零件。本文主要阐述了慢速绞车的发展和对慢速绞车的具体设计以及零部件的选用过程，本次设计中把两级齿轮分别装在电动机和卷筒的两侧，使结构紧凑，外形尺寸小，减少底座材料的使用降低了成本；成长条形，底座呈雪橇状，实现了可移动性，运转平稳，安全可靠，操作方便。由于该机器用于矿场上，所以必须具有一定的防爆能力，故而选用防爆电动机代替原来的鼠笼式电动机；绞车主要采用齿轮-蜗杆传动系统传动，包括圆柱直齿轮传动和圆弧蜗轮蜗杆传动。蜗杆用轴向剖面为圆弧形的砂轮进行精加工，可获得较高的精度，具有承载能力大，传动效率高的优点，被广泛用于冶金、矿山、化工、建筑、起重等机械设备中。关键字：慢速绞车，圆弧蜗轮蜗杆减速器，防爆电机，结构紧凑DESIGN OF JHMB-28 LOW-SPEED WINCHABSTRACTWinch also known as winch mainly used in construction, water conservancy, forestry, mining, port materials such as lifting or flat mop，is a small light lifting equipment with the reel winding wire rope or chain to lifting or pulling heavy loads.JHMB-28 type slow speed winch is a kind of typical mine auxiliary transportation equipment. This type of winch is mainly used in coal mine roadway dust or explosive gas environment of less than 30 DEG in the angle of the traction weight and hydraulic mining working face support withdrawal shift, to use and handling.The design idea is first to determine the diameter of the given data parameters of steel wire rope, various size parameters, then calculating drum roll of wire rope, through the given data motor speed and power, so as to select the motor, determine the transmission ratio, then assigned to each reducer to calculate the various parameters, the calculation and parts check the shaft, shaft coupling, brakes and other institutions.This paper mainly describes the selection process development slow winch and the specific design of the slow winch and components, the design of the both sides of the two stage gear are respectively arranged in the electric motor and the drum, compact structure, small size, reduce the use of the base material and the cost is low; the growth of strip, the base was sled-like, the mobility, smooth operation, safe and reliable, convenient operation. Because the machine is used for mine, so must have proof ability, therefore the selection of explosion-proof motor instead of squirrel-cage motors original; winches are mainly driven by gear - worm drive system, including the spur gear transmission and the circular worm drive. Finishing grinding wheel worm axial section is a circular arc shape, which can get high accuracy, high carrying capacity, the advantages of high transmission efficiency, are widely used in metallurgy, mine, chemical industry, building, lifting machinery and other equipment.KEYWARDS：slow speed winch，circular worm gear reducer，explosion-proof machine，compact formIII摘要IABSTRACTII1绪论11.1 引言11.1.1 绞车的分类11.1.2 绞车的特点和性能要求11.1.3 绞车功能与结构21.2 国内外绞车发展状况21.2.1 我国慢速绞车的发展21.2.2 国外慢速绞车发展状况31.2.3 国内外绞车的发展趋势31.3 国内外绞车发展水平对比413.1 品种41.32 结构41.3.3 产品性能52总体设计62.1 工作条件62.2 传动方案的拟定62.3 结构特征与工作原理72.4 主要技术参数83主要参数的确定93.1电动机的选择与动力参数931.1 电动机类型和结构型式93.1.2 系统的总效率93.1.3 电动机的功率93.1.4传动比的计算103.1.5运动参数计算103.2 钢丝绳的计算与选择113.3卷筒参数计算与选择113.3.1 卷筒结构113.3.2 卷筒材料123.3.3卷筒尺寸123.3.4 参数验算124联轴器的选择144.1联轴器的概述及分类144.2 联轴器的选择145制动器的选择165.1 制动器的类型与结构165.2 制动器的选择与确定166减速器器的选择186.1 减速器的概述186.2 类型选择187中间装置的设计计算207.1 齿轮设计计算207.12 高速级齿轮设计计算207.1.3 低速级齿轮设计计算247.2 中间轴的设计计算277.2.1 轴的用途及分类2772.2 轴的设计27小结29参考文献30致谢31ii1绪论1.1 引言在很久以前人们就用一种叫绞盘的器械来拖曳提升重物，它可以提升比自己重的物体。它是由轴穿过卷筒组成的机械，人通过手搅动杆通过卷筒绕绳提升重物。人类在公元前二千年就设计并制造出曲柄砂轮，现在我们把它叫做绞车它是通过原动机驱动卷筒缠绕绳索的提升或者拖拽重物的机械。绞车的结构有电动机驱动蜗轮蜗杆或者齿轮减速器再由卷筒、绳索及制动装备组成。绞车是工业生产中的一种最常见的机械之一，历史比较悠久结构也相对成熟设计制造技术也相当发达绞车在多年的发展中功能领域已经走向多元化，目前主要运用于建筑、水利工程、林业、矿山、码头等众多领域。在采矿和货物运输方面绞车起着至关重要的作用。在货物提升和拖运中要就要考虑到诸多环保节能和安全因素因此在这方面绞车的运用还有待于改进。在港口运输方面和港口闸门启闭机，有集装箱起重机等起重机械还有塔式起重机等它们主要靠绞车来驱动这么多领域的绞车就要考虑到其通用性。还有在水利工程机械和海洋开发等方面也需要绞车机械的大力支持。总得来说绞车的用处还是非常广泛的在不同领域都有其不同的作用其形态结构也不同。因此为了能够更好的研究绞车我们需要从各个领域不同功能的绞车的结构以及各部分参数来出发。1.1.1 绞车的分类绞车的种类是很多的其中按照卷筒数分类可以分为三种: 单筒绞车、双筒绞车和多卷筒绞车，其中单卷筒绞车是最常见的。按照绞车的驱动方式把绞车分为液动绞车、气动绞车和电动绞车三种。1.1.2 绞车的特点和性能要求通过对各个领域的绞车的功能和结构进行了研究得出了绞车的以下几个特点：1可驱动力矩范围较大不同绞车的驱动力不同大致分为几吨到几百吨不等。2.调速方便，运行平稳现在许多绞车都可以连续的调整收放速度。在高速或者低速运作的同时，即不能出现飞车的情况也不能出现爬车的现象，并且要保持一定的输出力矩。3.操作性良好随着可以的发展，一些电子技术和数控的运用，使绞车能在不同的时间和空间内进行操作，大大提高了其便捷性。4.安全性要求高绞车在运行过程中一定不能出现事故，一旦出现就是比较严重的，因此不仅要在绞车设计和制造上下工夫，而且要培养操作人员的素质，这样两方面抓才能保证其安全性。5.负载不稳定由于外界环境因素的影响，例如海浪、海流、货物重量等的不断变化，他的负载也在不断变化，这就对绞车的稳定性造成了很大的干扰。如果不采取有效的控制手段，绞车的收放速度就不可能稳定，有时甚至无法正常工作，而且由于操作人员的不正当操作也有可能引起绞车的收放速度不稳定。1.1.3 绞车功能与结构绞车是用卷筒缠绕钢丝绳或链条以提升或牵引重物的轻小型起重设备，绞车一般包括驱动装置、工作装置、辅助装置等几部分。1.驱动装置:包含盘绞、释放缆绳、动力及传动装置与控制装置。绞车的驱动方式有多重：电动机、蒸汽机、柴油发动机、汽油发动机、液压马达、气动马达等。其中小型绞车都设计的结构相对紧密，这样方便了运输和组装，这样的绞车的驱动部分和工作装置是连接在一起的，这样紧密的结合使其在工作时相对的稳定；而大型绞车在场地上占的面积较大，它的驱动部分和工作装置可以独立的放置，再通过电缆管线、液压管线或气动管线等传动装置相连接，这样子在远程操控方面很方便，而且不直接与人接触，更加安全。 2.工作装置:通过以上的驱动装置作为动力，驱动卷筒旋转或者夹钳直线拉拔等方式来实现工作目的，有的绞车还拥有对缆绳的容绳和排缆装置，方便了操作。3.辅助装置:有滑轮组、长度距离测量、导向装置以及速度测量、张力测量等装置部分：绞车使用绳的材质也多种多样有尼龙缆绳、钢丝绳等多种材质缆绳。1.2 国内外绞车发展状况1.2.1 我国慢速绞车的发展 解放初期使用的绞车有苏联的、日本的,当时生产的绞车也是仿造的苏联和日本的设计。之后这些产品陆续被淘汰了，我国自主苏联的绞车进行了改进, 自1964年进入了自行设计阶段。淮南煤机厂曾设计试制了摆线齿轮绞车和少齿差行星齿轮传动绞车。徐州矿山设备制造厂也曾设计制造了摆线和行星齿轮传动绞车, 还有一些厂还设计试制了25KW的调度绞车, 徐州、淮南、锦州矿山机械厂又陆续设计试制了功率为 40KW、55KW 的调度绞车。回柱绞车也就经历了仿制同行和自行设计的两个阶段, 1980年以前一直使用的是仿制的别国的含片, 1985年左右才开始自行设计新型的回柱绞车, 主要是对效率极低的球面蜗轮副、慢速工作和快速回绳等环节进行根本的改进。1967年制定了调度绞车部标准, 1971年对上述两个标准都进行了修订制定了回柱绞车部标准, 分别为JB965-83, JB1409-83。国外矿用小绞车使用很普遍, 生产的国家也很多，有苏联、日本、美国、瑞典等，它们都制造矿用小绞车，而且其种类、规格较多。绞车的牵引力有从100kg·f 到 3600kg·f 的,原动机有电动的、液力和风动的。工作机构有单简、双筒和摩擦式。传动型式有皮带传动、链式传动、齿轮传动、蜗轮传动、液压传动、行星 齿轮传动和摆线齿轮传动等等。其中采用行星齿轮传动的比较多。发展趋势向标准化系列方向发展, 向体积小、重量轻、结构紧凑方向发展向高效、节能、寿命长、低噪音、一机多能通用化、大功率、外形简单、平滑、美观、大方方向发展。 1.2.2 国外慢速绞车发展状况 国外矿用小绞车使用相对较普遍，其中苏联、日本、美国、瑞典等国都制造矿用小绞车。国外矿用小绞车的种类、规格较多。比如动力有电动的、液力和风动的、调度绞车牵引力从100kg·f到3600kg·f不等。工作机构有单简、双筒和摩擦式。传动型式有皮带传动、链式传动、齿轮传动、蜗轮传动、液压传动、行星齿轮传动和摆线齿轮传动等。其中采用行星齿轮传动的比较多。发展趋势向标准化系列方向发展，向体积小、重量轻、结构紧凑方向发展；向高效、节能、寿命长、低噪音、一机多能通用化、大功率、外形简单、平滑、美观、大方方向发展。1.2.3 国内外绞车的发展趋势 纵观国外矿用小绞车的发展情况其发展趋势有以下几个特点： (1) 向体积小、重量轻、结构紧凑方向发展。因为煤矿井下的工作环境狭窄，这就要求绞车体积小、重量轻, 各国都在争取创新设计来将绞车的原动机、减速器、滚筒、制动装置等部分及底座等主要部件结合一个系统中加以统筹布局, 使其工作空间更加紧密, 然后外形上要整体封闭。因此有的绞车把传动部分置于滚筒内部, 有的紧贴在滚筒端部, 有的将电机埋入滚筒内部,有的将底座支架减速器铸为一体。(2) 向高效节能方向发展。世界工业发达的国家如苏联、日本在绞车设计的各种结构参数和组装摆布参数的设置上进行优化, 尽可能的使其完美，最大限度提高产品性能。在传动机构上尽量采用最先进效率最高的传动装置, 而且严格要求其设计和生产的尺寸精度，来提高绞车的工作效率。各国各公司在绞车的环保节能方面也很重视。日本和苏联在设计的绞车都遵循节约电耗的标准, 精心选用原动机使其效得到最高价值的利用。而且又要使原动机的功率转速等各部分参数满足绞车的牵引力、牵引速度等, 从而使原动机的效率得到充分利用。(3) 向寿命长、低噪音方向发展。寿命的长短和噪音的大小是客户选择绞车的至关重要的一点，也是国际公认的一项衡量指标, 反应了整个产品以及整个厂家的性质及优缺点。寿命长, 经济效益才能高，噪音低，有利工人身心健康。早期苏联国家规定调变绞车使用寿命为5年以上, 保修期为2年。规定了工作时的噪音不课超过国际环保卫生部的规定。其中数西德的绞车的噪音较低，为了提高产品寿命、降低噪音，主要从提高齿轮的制造精度, 提高润滑油的优点，从而提高了整个产品的性能。(4) 向一机多能、通用化方向发展。比如矿用小绞车在其工作过程中不但有调度的作用, 并且还做运输、拖运及其他辅助工作。使用范围比较大, 这就要求绞车有比较强的适应能力。其中调度、运输、 辅助绞车这三种绞车结构相似，即只要工作部分相似而制动装置部分根据各自的使用条件有所区别。有的国家已经打破了行业界限，把各行业的绞车设备统归为绞车机械类。这样有利于生产使用和维护，有利于提高产品质量和社会经济效益。随着管理方法的提高，各种机械产品倾向往通用化标准发展，即一机多用，这将是未来产品技术发展的必然趋势。(5) 向大功率方向发展。随着社会的发展和工厂生产规模的进一步提高，现在的产品已经越来越不能完全满足客户的大部分需求，主要在产品的功率方面，这就需要提高产品的生产功率。产期的设计制造生产经验表明，绞车运用范围之广，需要的牵引力也越来越大，而且比如回柱绞车除了用于回柱放顶以外，有的还用于搬运比如大型机械一样的重型设备，而且在搬运的过程中，其需要的搬运距离也相对较长，因此牵引绳速要增大。现在面临的是各类绞车由于减速器的作用，其牵引速度略小，因此，要解决上述问题要加大绞车的功率来满足客户的需求。(6) 向外形简单、平滑、美观、大方方向发展。因为每个国家每个厂家都力求设计体积小、排布紧密的、重量轻、美观大方的绞车。因此各厂家都偏向于设计一体机绞车，这样表面上看到的部件不是太多，但其内部复杂的结构足以保证其客户所需要的功能，而且绞车的外形也是比较讲究的，在设计中各国各厂家力求设计线条完美匀称平滑，这样既争夺了市场，而且其巧妙的构思和优美的结构首先吸引了广大客户的眼球，在操作部件上进行改进设计，使其外形更加有利于操作，更加人性化，更加美观舒适。1.3 国内外绞车发展水平对比13.1 品种国外的绞车规格参数种类比较多，在多领域都有运用，我国设计的绞车的规格数种类相对较少,而且品种型号杂乱，不够标准，不够统一。1.32 结构我国及国外的调度专用绞车大多采用行星齿轮传动，因为其传动系统、结构简单、使用维修方便。但是由于其牵引力小，尤其是在上下山的时候特别难实现重型设备的搬运，而且不容易实现正常工作。还有日本的产品体积比我国同等规格的产品相对要小。比如日本规定，调度绞车的卷筒径向尺寸应不超过1m,但是我国现有生产设计的绞车的牵引力在1000kg·f 以上的产品轴向尺寸都远远大于了1m 以上。而且回柱绞车关键的一点结构是球面蜗轮副传动, 而回柱绞车的主传动都采用了蜗轮副传动这种结构,这是由于蜗轮副传动比大，而且又具有自锁性,所以它的传动效率比较低，一般只有0.4-0.45,而且回柱绞车的传动效率更加低。并且回绳速慢,但是所有的回柱绞车回绳速度和工作牵引速度相同。不论是用于哪个方面的绞车，其工作效率都太低。随着采矿的发展，带动了采矿机械 的发展，采矿设备的迁移比较频繁，而且在搬运的过程中其回绳速度较慢，因此在绞车功率方面一定要加大。1.3.3 产品性能主要是绞车的寿命、噪音、可靠性等一些性能参数指标与日本有差距。日本的矿用小绞车使用寿命规定5年以上, 而我国目前没有办法去测量绞车的寿命参数, 但从部分客户的使用情况下来看，大多数绞车的使用年限不超过一年，而且噪音极大，所以在绞车的改装方面要深入。2总体设计JHMB-28型慢速绞车主要适用于煤矿井下有煤尘或爆炸性气体环境中，在倾角小于30°的巷道内牵引重物以及采煤工作面液压支架的撤移、调向和搬运之用，亦可用于其他矿山和路面牵引。本绞车的电器设备都具有防爆隔爆功能。2.1 工作条件（1）.环境温度为-10ºC +40ºC；（2）.环境相对湿度不超过95%（25ºC）；海拔高度不超过1000m的情况下工作。对于海拔高度超过1000m，需要考虑到空气冷却作用和介电强度的下降，选用的电气设备应根据制造厂和用户的协议进行设计或使用；（3）.本绞车用于煤矿井下时，周围空气中的甲烷、煤尘和硫化氢、二氧化碳等不得超过煤矿安全规程中所规定的安全含量。2.2 传动方案的拟定根据已知条件，并结合参考资料，拟定慢速绞车的三种传动方案，如下所示： (1) （2） （3）图2-1 传动方案 （1）方案采用二级圆柱齿轮减速器，结构简单，但齿轮相对于轴承的位置不对称，因此要求轴有较大刚度。高速级齿轮布置在院里输入端，这样，轴在转矩作用下产生的扭矩变形和载荷作用下产生的弯曲变形可以部分地相互抵消，以减缓沿齿宽载荷分布不均匀的现象，用于载荷比较平衡的场合。 （2）方案采用蜗杆减速器和开式齿轮传动，蜗杆传动具有传动比大、结构紧凑、工作平稳等优点，但其传动效率较低，尤其在可以自锁时，其传动更低，且蜗杆尺寸大，成本高。因此，它通常用于中小功率、间歇工作或要求自锁的场合。为了提高传动效率，减小蜗杆结构尺寸，通常将其布置在高速级。蜗杆在蜗轮上方，蜗杆的圆周速度可高些，但蜗杆不易润滑。开式齿轮结构简单，制造安装方便。（3）方案采用一级圆锥齿轮减速器和开式齿轮传动，圆锥齿轮减速器减小绞车的宽度，但锥齿轮尺寸不易太大，否则加工困难，而且制造安装复杂、成本高。比较上述三种方案，（2）方案结构简单,而且占用的空间小,适合井下狭窄空间。第一级采用蜗杆机构符合回柱绞车传动比大的要求,适合慢速绞车牵引重物及对采煤工作面液压支架的撤移、调向和搬运等间歇性工作，并且安全系数较高；制作安装也不复杂，成本较低。所以经过比较,最终我选择此种传动方案。2.3 结构特征与工作原理（1）.传动系统图2-2绞车传动系统1-电动机；2-底座；3-电力液块式制动器；4-弹性柱销联轴器；5-圆弧圆柱蜗杆减速器；6-齿轮轮罩；7-中间轴装置；8-卷筒装置（2）.制动部分本绞车的制动部分由制动器和带制动轮的弹性柱销联轴器两部分组成，安装在电机与减速器之间。制动器采用YWZ5-400/80电力液压块式制动器，其电器具有隔爆功能，自成系统安装在绞车底座上，拆装方便。带制动轮的弹性柱销联轴器，采用弹性柱销联接，用以传递动力和制动，且具有补偿两轴线的相对误差以及缓冲吸振的性能。（3）.减速器本绞车采用CWU355-25-I 圆弧圆柱蜗杆减速器，其蜗杆用轴向剖面为圆弧形的砂轮进行精加工，可获得较高精度，具有承载能力大，效率高的优点。减速器壳体采用整体铸造，设有油标、放油孔、通气塞、透视孔、吊耳等。（4）.中间轴装置中间轴位于减速器和卷筒之间，起减速作用。该部件由轴承座、轴承、轴和齿轮等零件组成。其采用了双列向心球面滚子轴承，承载能力较大，且具有一定的自动调心性能，有利于安装调整。轴承采用脂润滑，打开两端的轴承盖便能进行油脂的补充或更换。（5）.卷筒部件卷筒部件由主轴、轴承座、卷筒和大齿轮等零件组成。主轴两端固定在轴承座上，卷筒内孔两端的圆锥滚子轴承支撑在主轴上，固装在卷筒上的大齿轮外侧面设有压板，以便钢丝绳从绳孔穿入并紧固绳头。（6）.底座底座采用钢板、型钢焊接而成，底座上备有基础孔及锚固、打支柱的柱窝等稳车的位置，以供使用。2.4 主要技术参数表2-1 技术规格钢丝绳静张力kg外层最大平均电动机型号YB2-315S-8286.5329.4功率kW55卷筒容绳量m200转速r/min740钢丝绳平均绳速m/s0.13电压V380/660总减速比1200制动器型号YZ5-400/80质量kg制动力矩N·m630-1120卷筒直径mm560电机功率kW0.33宽度mm620外形尺寸长度mm3585.46钢丝绳直径mm30宽度mm1448.2长度mm210高度mm14443主要参数的确定3.1电动机的选择与动力参数31.1 电动机类型和结构型式根据电动机工作电源的不同，电动机有交流电动机和直流电动机两种。由于直流电动机需要直流电源，结构较复杂，价格较高，维护不方便，因此无特殊要求时不宜采用，工业上一般采用交流电动机。电动机按结构及工作原理可分为同步电动机和异步电动机，异步电动机按转子的结构可分为鼠笼型异步电动机和绕线型异步电动机。绞车属于非连续制工作机械，且起动、制动频繁。因此，选择电动机应与其工作特点相适应。慢速绞车主要用于井下回收支柱用,为防止瓦斯、粉尘等有害气体引起爆炸,故绞车的电动机需要选用矿用防爆电机。防爆电机的选型原则是安全可靠、经济合理、维护方便,同其它的防爆电气设备一样应根据危险场所的类别和区域等级以及在该场所存在的爆炸性混合物的级别、组别来选用。在这里我们选用YB2系列防爆电机，结构为封闭卧式结构。3.1.2 系统的总效率传动装置的总效率 =1·2·3 ²·4·5式中为从电动机到绳筒之间各传动机构和轴承的效率弹性柱销联轴器 1=0.99 由机械设计课程设计附表1-1圆弧圆柱蜗杆减速器 2=0.90 由机械设计手册第3卷表25·1-66圆柱齿轮传动 3=0.97 由机械设计课程设计附表1-1中间轴调心滚子轴承 4=0.98 由机械设计课程设计附表1-1卷筒圆锥滚子轴承 5=0.98 由机械设计课程设计附表1-1所以系统的总效率 =0.90×0.99×0.97 ²×0.98×0.98=0.80513.1.3 电动机的功率卷筒所需功率 Pw=F*V/1000试设钢丝绳的速度 V= 0.12 ms所以 Pw= 280×0.12 = 33.6 kW则所需电动机功率Pd = Pw = 33.60.8051 = 41.73.7 kW选额定功率为55KW,电机同步转速 750r/min，电机满载转速740 r/min，由于是在矿井下工作，则要求电机必须具有隔爆功能。查国家标准MTT 478-2011 YB2系列输送机用隔爆型三相异步电动机选取电机型号为：YB2-315S-8。3.1.4传动比的计算试设钢丝绳的速度 v = 0.12 ms卷筒转速nw=V×1000×60/D=×（0.12×1000）/(×560)×60=4.09 r/min总传动比i=Pw/nw=740÷4.09=180.93 取i=200传动比分配：蜗轮蜗杆为25 一级齿轮为2.5 二级为3.23.1.5运动参数计算图3-1 JHMB-28结构示意图各轴的转速：n1=nd=740 r/minn2=n1i1=740/25=29.6 r/minn3=n2i2=29.6/2.5=11.84 r/minn4=n3i3=11.84/3.2=3.7 r/min各轴的输入功率：P1=Pd×1=55×0.99=54.45 kWP2=P1×2=54.45×0.9=49.01 kWP3=P2×34=49.01×0.97×0.98=46.58 kWP4=P3×35=46.58×0.97×0.98=44.28 kW各轴的输入转矩：Td=995.5×105Pd/nd=709.80 N·mT1=995.5×105P1/n1=702.70 N·mT2=995.5×105P2/n2=15810.73 N·mT3=995.5×105P3/n3=37574.21 N·mT4=995.5×105P4/n4=114297.74N.m3-1 各轴的相关参数轴功率/kW转速/r.min-1转矩/N·m传动比电动机55740709.801154.45740702.70249.0129.615810.7325346.5811.8437574.212.5444.283.7114297.743.23.2 钢丝绳的计算与选择（1）.钢丝绳结构、材料钢丝绳是由若干根钢丝按一定捻向绕股芯捻成股，再由若干股按一定捻向绕绳芯捻制成绳。本次绞车选用优质碳素结构钢丝，可以获得较大的抗拉强度；金属绳芯，可以减少钢丝之间的挤压变形和接触应力，使钢丝富有弹性，抗冲击和缓解弯曲应力，储存润滑油，防止内部锈蚀和减少钢丝间摩擦。同时井下作业环境复杂，为了增加钢丝绳的防腐蚀性能，要在钢丝绳表面镀锌。（2）.钢丝绳接触情况由于矿用钢丝绳用于辅助搬运，对其性能要求等级不是太高，则点接触式普通钢丝绳即可满足要求。综合以上情况选取结构为6x19的普通圆股钢丝绳，公称抗拉强度为1670Mpa，直径为30mm,长度根据现场要求决定。截面如图2-1。图3-2 钢丝绳结构资料来源：李炳文，万丽荣，柴光远.矿山机械M.徐州：中国矿业大学出版社，20103.3卷筒参数计算与选择3.3.1 卷筒结构卷筒结构形式较多，可按下述方法分类：按照制造方式不同可分为铸造卷筒和焊接卷筒。铸造卷筒应用广泛。绞车的卷筒大多为铸铁卷筒，成本低，工艺性好。按照卷筒缠绕层数的不同可分为单层缠绕卷筒和多层缠绕卷筒。绞车主要使用多层缠绕卷筒。按照卷筒内部是否带有筋板，可分为带筋板卷筒和不带筋板卷筒。按照结构的整体性，卷筒可分为整体式卷筒和分体装配式卷筒。按照转矩的传递方式来分，常采用端侧板周边大齿轮外啮合式和筒端或筒内齿轮内啮合式。3.3.2 卷筒材料由于考虑到卷筒材料具有良好的铸造性和焊接工艺性，且货源广泛，在本设计中选取材料QT450-10，极限应力B=450M Pa、S=310MPa。3.3.3卷筒尺寸（1）卷筒的名义直径D根据中华人民共和国煤炭行业标准MT/T 953-2005 5.5.10 卷筒直径与钢丝绳绳径之比应大于18，知卷筒直径D>=18x30mm=540mm。取D=560mm。（2）试取卷筒的宽度B 卷筒的宽度直接影响到最终产品的宽度，因此，它的宽度必然要有最大值的限制，即不能太宽。所以卷筒的宽度不能随便确定，而最好是根据实际情况它定下来，这样有利于整体的配合。让人看起来协调、美观、大方。但现在考虑到卷筒的平均速度以及便于下面的计算，依据卷筒的名义直径和卷筒容绳量160m。试取卷筒宽度为620mm。(3)初选钢丝绳的缠绕层数n钢丝绳在卷筒上的缠绕层数与卷筒的宽度和长度以及容绳量有关。一般情况下，由于钢绳在卷筒上缠绕，钢绳中产生弯曲应力和扭转应力，在其反复作用下，钢丝绳会出现疲劳。反复弯曲的次数越多，疲劳破坏迅速。回柱绞车与其他钢丝绳缠绕式机械有所不同，在回柱过程中钢绳不需要连续不断地缠绕，钢绳放出后就相当于一个均质的弹性杆，由于它传递拉力，因此可以认为疲劳断丝不是它的主要破坏因素。卷筒缠绕层数越多，钢丝绳容易发生咬伤，弯曲应力变化太快，减缓了寿命；缠绕层数越少则会扩大卷筒的宽度，使整部机器的尺寸变大，不利于井下操作。综合以上信息，试选n = 5层。3.3.4 参数验算（1）钢丝绳缠绕直径(mm):第一层钢丝绳缠绕直径D1=D+d=560+30=590第二层钢丝绳缠绕直径D2=D1+2×d×sin60º=590+2×30×sin60º=641.96第三层钢丝绳缠绕直径D3=D2+2×d×sin60º=641.96+2×30×sin60º=693.92 第四层钢丝绳缠绕直径D4=D3+2×d×sin60º=693.92+2×30×sin60º=745.88 第五层钢丝绳缠绕直径D5=D4+2×d×sin60º=745.88+2×30×sin60º=797.84（2）每层缠绕圈数：N=B/d=620/30=20.67，取N=20。（3）缠绕钢丝绳长度(m)：第一层缠绕钢丝绳长度L1=N××D1/1000=20××590/1000=37.07第二层缠绕钢丝绳长度L2=N××D2/1000=20××641.96/1000=40.34第三层缠绕钢丝绳长度L3=N××D3/1000=20××693.92/1000=43.60第四层缠绕钢丝绳长度L4=N××D4/1000=20××745.88/1000=46.26第五层缠绕钢丝绳长度L5=N××D5/1000=20××797.85/1000=50.13五层钢丝绳缠绕总长度L1-5=L1+L2+L3+L4+L5=218（4）卷筒转速(r/min):n=N/i=740/200=3.7r/min（5）缠绕钢丝绳绳速(m/s)：第一层缠绕钢丝绳绳速V1=×D1×n/60/1000=×590×3.7/60/1000=0.1143第二层缠绕钢丝绳绳速V2=×D2×n/60/1000=×641.96×3.7/60/1000=0.1243第三层钢丝绳缠绕绳速V3=×D3×n/60/1000=×693.92×3.7/60/1000=0.1344第三层钢丝绳缠绕绳速V4=×D4×n/60/1000=×745.88×3.7/60/1000=0.1445第三层钢丝绳缠绕绳速V5=×D5×n/60/1000=×797.84×3.7/60/1000=0.1545前五层钢丝绳平均绳速V1-5=（V1+V2+V3+V4+V5）/5=（0.1143+0.1243+0.1344+0.1445+0.1545）=0.1344（6）张力计算（KN）：前五层钢丝绳平均静张力F1-5=P×/V1-5-5=55×0.8051/0.1344=286.49钢丝绳第五层最大静张力F=P×/V5=55×0.8051/0.1545=329.40 由以上计算，可得 ： 缠绕5层；卷筒直径D=560mm；卷筒宽度B=620m；总传动效率=0.805 前五层缠绕钢丝绳总长度218 m > 容绳量200 m 前五层钢丝绳平均绳速 0.1344m/s < 绳速极限0.17m/s 前五层钢丝绳平均静张力329.40N > 平均所需静张力320 N 钢丝绳第五层最大静张力286.49N > 外层最大静张力280N 满足条件。 4联轴器的选择4.1联轴器的概述及分类联轴器用来把两轴连接在一起，机器运转时不能分离；只有在机器停车并将连接拆开，两轴才能分开的一种装置。