1、河南理工大学万方科技学院本科毕业（论文）说明书I矿用调度绞车的设计摘 要调度绞车是矿山生产系统中最常用的机电设备，主要用于煤矿井下和其他矿山在倾角度小于 30 度的巷道中拖运矿车及其它辅助搬运工作，也可用于回采工作面和掘进工作面装载站上调度编组矿车。在设计过程中根据绞车牵引力选择电动的型号以及钢丝绳的直径，选择后验证速度是否与设计要求速度一致，根据要求设计绞车是通过两级行星轮系及所采用的浮动机构完成绞车的减速和传动，其两级行星齿轮传动分别在滚筒的两侧，从而根据设计要求确定行星减速器的结构和各个传动部件的尺寸，根据滚筒的结构形式选择制动装置为带式制动，并对各个设计零部件进行校核等等。绞车通过操纵
2、工作闸和制动闸来实现绞车卷筒的正转和停转，从而实现对重物的牵引和停止两种工作状态。设计中绞车内部各转动部分均采用滚动轴承，运转灵活。JD-0.5 型调度绞车采用行星齿轮传动，绞车具有结构紧凑、刚性好、效率高、安装移动方便、起动平稳、操作灵活、制动可靠、噪音低以及隔爆性能、设计合理、操作方便，用途广泛等特点。关键词：调度绞车； 带式制动；行星轮系河南理工大学万方科技学院本科毕业（论文）说明书IIABSTRACTMine production Dispatching winch system is the most commonly used in electrical and mechanica
3、l equipment, mainly for underground coal mine and other mines in the dumping of less than 30 degrees angle of the roadway in the haulage mine car handling and other auxiliary work, can also be used for mining and tunneling Face loading station on the scheduling grouping tramcar. In the design proces
4、s in accordance with electric winch traction choose the type and the diameter of wire rope, after the choice of whether or not verify the speed consistent with the design requirements of speed, according to winch was designed by two rounds of the planet and used by the body floating completion of th
5、e slowdown and drive winch , The two planetary gear transmission in the drum on both sides, in accordance with design requirements so as to determine the structure and planetary reducer in various parts of the drive size, according to choose the form of the structure of drum brakes for the belt brak
6、e, and various design Parts and components for checking and so on. Winch through the manipulation of gates and brake drum gates to achieve the winch is to turn and stop, thus realizing the weight of traction and the suspension of the two working condition. Winch in the design of the internal rotatio
7、n of the rolling bearings are used, flexible operation. JD-0.5 to Dispatching winch used planetary gear transmission, the winch is compact, rigid and efficient, easy to install mobile, starting a smooth, flexible operation, the brake reliable, low noise and flameproof performance, design reasonable,
8、 easy to operate, such as extensive use Characteristics.Keywords：Scheduling winch; Belt braking; Round of the planet.河南理工大学万方科技学院本科毕业（论文）说明书i目录绪论 .11 调度绞车的总体设计 .31.1 设计参数 .31.2 结构特征与工作原理 .31.3 选择电动机 .51.3.1 电动机输出功率的计算 .51.3.2 确定电动机的型号 .62 滚筒及其部件的设计 .72.1 钢丝绳的选择 .72.2 滚筒的设计计算 .82.2.1 滚筒直径 .82.2.2 滚筒宽
9、度 .82.2.3 滚筒的外径 .83 减速器设计 .103.1 总传动比及传动比分配 .103.1.1 总传动比 .103.1.2 传动比分配 .103.2 高速级计算 .123.2.1 配齿计算 .123.2.2 变位方式及变位系数的选择 .133.2.初算传动的中心距和模数 .143.2.4 几何尺寸计算 .163.2.5 验算传动的接触强度和弯曲强度 .183.2.6 验算传动接触强度和弯曲强度 .233.3 低速级计算 .243.3.1 配齿计算 .243.3.2 变位方式及变位系数的选择 .253.3.3 初算太阳轮行星轮传动的中心距和模数 .263.3.4 几何尺寸计算 .283
10、.3.5 验算接触强度和弯曲强度 .303.3.6 验算大接触强度和弯曲强度 .353.4 传动装置运动参数的计算 .373.4.1 各轴转速计算 .373.4.2 各轴功率计算 .37河南理工大学万方科技学院本科毕业（论文）说明书ii3.4.3 各轴扭矩计算 .383.4.4 各轴转速 功率 扭矩列表 .384 传动轴的设计计算 .394.1 计算作用在齿轮上的力 .394.2、初步估算轴的直径 .394.3 轴的结构设计 .404.3.1 确定轴的结构方案 .404.3.2 确定各轴段直径和长度 .404.3.3 确定轴承及齿轮作用力位置 .414.4 绘制轴的弯矩图和扭矩图 .424.5
11、 轴的计算简图 .444.6 按弯矩合成强度校核轴的强度 .445 滚动轴承的选择与寿命计算 .465.1 基本概念及术语 .465.2 轴承类型选择 .475.3 按额定动载荷选择轴承 .486 键的选择与强度验算 .506.1 电机轴与中心轮联接键的选择与验算 .506.1.1 键的选择 .506.1.2 键的验算 .516.2 主轴（滚筒轴）与行星架联接键的选择与验算 .516.2.1 键的选择 .516.2.2 键的验算 .516.3 主轴与太阳轮联接键的选择与验算 .526.3.1 键的选择 .526.3.2 键的验算 .526.4 行星架与滚筒联接键的选择与验算 .536.4.1
12、键的选择 .536.4.2 键的验算 .537 制动器的设计计算 .557.1 制动器的作用与要求 .557.1.1 制动器的作用 .557.1.2 制动器的要求 .557.2 制动器的类型比较与选择 .557.2.1 制动器的类型 .557.2.2 制动器的选择 .56河南理工大学万方科技学院本科毕业（论文）说明书iii7.3 外抱带式制动器结构 .567.4 外抱带式制动器的几何参数计算 .578 主要零件的技术要求 .698.1 对齿轮的要求 .698.1.1 齿轮精度 .698.1.2 对行星轮制造方面的几点要求 .698.1.3 齿轮材料和热处理要求 .70小 结 .71参考文献 .
13、72致 谢 .73河南理工大学万方科技学院本科毕业（论文）说明书1绪论我国调度绞车的生产经历了仿制和自行设计两个阶段。50 年代测绘仿制了日本、苏联的各型绞车。1958 年后，苏联 DJ14.5 型和日本内齿轮相继淘汰。1960 年对调度绞车进行了方案整顿，型号用 DJ 表示，保留了 DJ4.5、DJ11.4 型两种规格。从 1964 年开始自行设计了调度绞车，已投入批量生产。结构为多行星齿轮转动，结构紧凑，体积小，重量轻，操作简单，搬运方便，适于矿山井下使用。近几年各厂加强了新产品的研制工作，对产品的结构进行了很大的改进和创新，在提高寿命、降低噪声方面取得了一定的效果。调度绞车在国外使用也很
14、普遍，生产厂家也很多。根据目前收集到的资料，苏、法、美、英、波、捷、匈、罗、加拿大、丹麦、瑞典等国家都在制造绞车，有国家从三十年代就已生产。种类繁多，规格较多，拉力小到 100kg，大到 3600kg。动力有电动、液动和风动。工作机构有单筒、双筒和摩擦式。传统形式有皮带传动、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传动等。其中用行星齿轮传动的比较多。纵观国内外调度绞车的发展概况，其发展趋势有以下几个特点：1）向标准化、系列化方向发展；2）向体积小、重量轻、结构紧凑方向发展；3）向高效、节能方向发展；4）向寿命长、低噪音方向发展；5）向一机多能，通用化方向发展；河南理工大学万方
15、科技学院本科毕业（论文）说明书26）向大功率方向发展；7）向外形简单、平滑、美观大方方向发展。当前我国调度绞车还存在一些不足之处。主要是寿命、噪音、可靠性等综合性技术指标与国外有差距。由于我国尚不具备测试手段，是寿命无法考核，噪声也比较大，目前还不能达到环保卫生部门的要求。在可靠性方面，目前尚无要求。这些反映了我国的产品质量还存在一定差距。所以我国还需要加强对调度绞车这个学科的建设，努力完善各方面测试手段及性能要求。作为一名机械专业的本科毕业生，针对国内外矿用调度绞车的发展现状，本文选题矿用调度绞车设计。采用行星齿轮传动，绞车具有结构紧凑、刚性好、效率高、安装移动方便、起动平稳、操作灵活、制动
16、可靠、噪音低等特点。绞车的电气设备具有防爆性能，可用于有煤尘及瓦斯的矿井。本文所做的基本工作：1）设计完成总体装配图设计；2）设计完成主减速器装配图设计；3）完成主要传动组件、零件的工作图设计；4）编写完成整体设计计算说明书。河南理工大学万方科技学院本科毕业（论文）说明书31 调度绞车的总体设计1.1 设计参数最大牵引力：6KN；容绳量： 150m平均速度： .6/s.2/1.2 结构特征与工作原理绞车由下列主要部分组成。电动机、滚筒、行星齿轮传动装置、刹车装置和机座。在结构上采用两级行星齿轮传动，分别布置在主轴的两端，主轴贯穿滚筒，左端支承在左支架上，右端支承在右支架上，电动机采用法兰盘固定
17、在左支架上。绞车的传动系统见附图：河南理工大学万方科技学院本科毕业（论文）说明书4Z1234Z56 图 1-1 JD0.5 型调度绞车传动系统图1左侧行星轮架 2主轴 3右侧行星轮架JD-0.5 型调度绞车采用两级行星齿轮传动，分别安装在滚筒的两侧， 、 、 为左侧行星齿轮， 、 、 为右侧行星齿轮。电1Z234Z56动机轴上装有电机齿轮（太阳轮） ，它带动左侧行星齿架 1 上的行星1齿轮 旋转，由于电动机齿轮 是固定旋转的，所以，行星齿轮除作2自转外，还要围绕电动机齿轮 公转，因此，带动左侧行星轮架 1 旋转，1Z从而使固定在行星轮架上、通过滚筒中心的主轴 2 旋转，装在主轴上的齿轮（太阳轮
18、） 也旋转，于是带动右侧行星轮架 3 上的行星齿轮1Z转动，此时有如下三种情况：5Z1）如果将左侧制动闸刹住，右侧工作闸松开，此时滚筒被刹住，河南理工大学万方科技学院本科毕业（论文）说明书5行星轮架 3 与滚筒相连接，也不旋转，行星齿轮 不作公转只作5Z自转，同时带动内齿轮 空转（此为停止状态） ；6Z2）如果将左侧制动闸松开，右侧工作闸刹住，内齿轮 停止不转，6行星齿轮 除作自转外，还要作公转，带动行星轮架 3 转动，滚5Z筒与行星轮架相连接，也旋转起来，即可进行牵引（此为工作状态）；3）如果两侧闸都松开，行星轮架 3 呈浮动状态，牵引绳可以带动滚筒反向松绳（此为下放状态） 。1.3 选择电动机1.3.1 电动机输出功率的计算已知：最大拉力：F=6KN 最低绳速： min0.6/sV则： （1.1） kW1FP根据传动方案图 1-1 可得：总传动效率 1120.9.70.86式中： 轴承的效率 为 ； 1.行星轮传动效率 为 。297.0
