2JWBY250无极绳牵引绞车设计.docx

本科生毕业论文论文题目： 2JWB-Y250无极绳牵引绞车设计 毕业论文题目： 2JWB-Y250无极绳牵引绞车设计毕业论文专题题目：毕业论文主要内容和要求：JWB型连续牵引车时以钢丝绳牵引的轨道运输设备，主要用于井下工作面顺槽和采区大巷实现材料，设备及人员运输，特别适用于大型综采设备的运输牵引，也可用于金属矿井下和地面轨道运输，可适用于坡度不大且起伏变化的轨道运输本论文主要设计了无级绳牵引绞车的减速器，底座等部分，减速器通过一级蜗轮蜗杆传动，另加两级圆柱齿轮传动将电动机的动力传递给卷筒，最终传递给钢丝绳，通过钢丝绳来牵引设备。论文主要要求：设计型号：2JWB-Y250型双滚筒牵引绞车牵引力要求：250 KN牵引速度：1020 m/min牵引距离：2000m中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成 绩： 评阅教师签字： 年 月 日中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩答 辩 情 况提 出 问 题回 答 问 题正 确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字： 年 月 日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人： 年 月 日摘 要无极绳运输绞车是一种新型的矿山辅助运输设备。其主要适用于煤矿中大型综采设备的搬迁，也可用于工作面的回柱放顶、大吨位的物料运输和矿车调度。该绞车的设计对于完善无极绳系列绞车起着重要的基础作用。2JWB-Y250型运输绞车主要由电动机、联轴器、变速器、卷筒、液压式电动制动闸和控制开关支架等组成。本毕业设计的重点是减速器的设计，该传动系统采用了蜗轮蜗杆加两级圆柱齿轮传动，形成封闭的传动路线，传动原理简单、可靠、高效。它采用液压式电动制动闸制动，更加安全有效，实现了大吨位、可制动的特点。2JWB-Y250型运输绞车具有良好的防爆性能和制动性能，容绳量大、适用条件强、使用寿命长、传动效率高等特点。该绞车结构紧凑，外形尺寸小，能够整机下井；结构为近似对称布置，外形美观，成长条形，底座呈雪橇状；绞车重心低，底座刚性好，可安装地锚，运转平稳，安全可靠，安装方便。关键词：运输绞车； 无极绳牵引； 制动； 设计ABSTRACTEndless-rope transportation winch is a new kind of mining auxiliary conveying equipment. The serial winch products are suitable to move coal mining equipments in compositive excavating working place. And they could be also used to release upper plate and withdraw the props in the working place ,convey large-tonnage bulk material and schedule mining carts . The design of that winch includes to the perfect endless-rope series winch important foundation function.2JWY-250 endless-rope transportation winch is made up of motor, couple, reel, gearbox, electro-hydraulic-brake, manual brake and switch-controller-support. The point of this graduation design is the gearbox. The transmission system realizes a closed circuit which has three planet gear step. Its transmission principle is simple, reliable and it has high efficiency.2JWY-250 transportation winch has good blast protection property and braking property, big cope capacity, long longevity and high transmission efficiency. It also has compact structure, small external dimensions, approximately symmetrical structure ,long disappearance, basement in the shape of sleigh which is very convenient and smoothly moved ,low gravity center ,good stillness of basement. The installment is convenient by shore or ground anchor block, which make the winch work smoothly, reliably and safely.Keyword:transportation winch; endless-ropetowing; braking; design目 录1绪论11.1课题背景11.1.1绞车的分类11.1.2绞车的特点和性能要求11.2国内外绞车发展状况21.2.1国内绞车发展状况21.2.2国外绞车发展状况31.3无级绳绞车系统42.设计条件93原始数据94.钢丝绳选型95卷筒主要尺寸确定106电机选型107传动方案确定117.1确定传动方案:117.2传动比分配：127.3无极绳绞车减速器部分传动简图147.4传动装置动力参数计算147.4.1各轴转速计算147.4.2各传动部件间传动效率157.4.3各轴功率计算167.4.4各轴扭矩计算:168传动件设计计算178.1蜗轮蜗杆的设计与校核178.2第二级圆柱齿轮的设计与校核218.3第三级圆柱齿轮的设计与校核239各轴设计与校核269.1蜗杆轴(I轴)的设计与校核269.1.1蜗杆轴的结构设计269.2蜗轮轴(II轴)的设计与校核319.2.1蜗轮轴的结构设计319.2.2蜗轮轴的强度校核329.3III轴的结构设计369.3.1轴的强度校核379.4IV轴的结构设计429.4.1输出轴的强度校核4310轴上键与联轴器的设计4711轴承的选择和校核计算4912其他主要尺寸设计5512.1轴承端盖：5512.2减速器箱体尺寸设计：6012.3通气螺栓选择：6212.4油标选型：6212.5放油螺塞和封油垫圈：6312.6吊耳设计：6312.7齿轮的润滑方法：64参考文献66翻译部分67英文原文67中文译文721绪论1.1课题背景绞车是工业生产过程中一种常见的机械，具有悠久的发展历史和比较成熟的设计制造技术。随着绞车制造技术的不断提高、加一;材料的不断改进以及电子控制技术的不断发展，绞车在动力节能和安全性等力一面取得了很大的进步。目前，绞车正被广泛地运用于矿山、港口、工厂、建筑和海洋等诸多领域在矿山采掘和运输场合，绞车作为重要辅助设备被大量并广泛地运用着，例如矿用提升绞车、调度绞车、耙矿绞车和凿井绞车等。提升绞车可用于矿山竖井或斜井中物料与人员的调度，具有较大的牵引功率和很好的安全性，是矿山生产中不可缺少的设备之一。绞车的另一个重要用途是港口机械，常见的有集装箱起重机、港口装卸门座起重塔式起重机以及轻小型的电葫芦等起重机械，其主要执行机构都是各种形式和结构的。对于这种用途的绞车，要求具备较好的调速性能和很高的安全性能。另外，被运用于各种线缆的存储、制造和运输，例如纺织机械中的用于存放丝线的线招和电缆制造中用于存放各种直径缆绳的缆盘。这种情况下，绞车不光要具有一定的调速能力，并还能够使不同直径的缆绳排列整齐，从而保证生产的顺利进行。在船用甲板机械和海洋开发领域，纹车也具有悠久的使用历.史和多种多样的用途。可以说，绞车广泛地运用于各种各样的场合，发挥着不同的作用，也具有各种各样的结构组成。为了更好地研究绞车的结构和性能，需要对绞车的组成和纹车的分类展开探讨。1.1.1绞车的分类绞车多种多样的用途，决定了纹车的种类和组成形式也是多种多样的。按照纹车卷筒的数量分，绞车可以分为以下几种:单卷筒纹车、双卷筒绞车和多卷筒纹车。单卷筒绞车是二种类型纹车中最常见的。它只有一个卷筒用来存放缆绳或者铰链，一般用于一对卷筒的容绳量要求不高的场合。另外，按照绞车的驱动方式，通常又把绞车分为电动纹车，气动纹车和液压绞车二种。1.1.2绞车的特点和性能要求通过对纹车应用场合的探讨和纹车结构的分析，可以得知，在工程应用中绞车会具有如下一些特点:l.负载时变纹车用于海洋拖曳、电梯轿厢提升，矿山调度等场合时，由于几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，它的负载也在不断变化。这就对绞车的稳定运行造成了很大干扰。如果不采取有效的控制手段，纹车的收放速度就不可能稳定，有时甚至无法正常工作。2.驱动力矩范围大这也是由纹车的下作环境决定的，其驱动力范围从几公斤到上百吨不等。3.要求调速方便，高低速运行稳定由于收放工作的需要，现在许多绞车都需要能够方便连续地调整收放速度。在高速运行的时候，不能出现飞车的情况;在低速运行的时候，不能出现爬行现象，要保持一定的输出力矩4.对安全可靠性要求较高由于绞车一旦出现事故，就有可能对人的生命或财产造成很大的伤害，加上绞车的工作环境大多比较恶劣，所以就要求纹车具有很高的可靠性。因此在设计纹车时设计人员应考虑到绞车的最大负载能力、绞车的防爆性、元件的可靠性等因素。5.要求具有较好的可操作性随着对绞车使用要求的不断提高以及自动化技术的发展，绞车的自动化程度也在不断提高。一些先进的电子控制技术、通讯技术的运用，使得现在的绞车能够具有很好的人机接口和远程通信能力，极大地提高了绞车的操作性能。1.2国内外绞车发展状况矿井提升机包括机械设备及拖动控制系统，是联系地下和地上的重要途径，是矿山生产的咽喉设备，其性能好坏直接关系到矿山的生产效率和安全性及可靠性，它的安全、可靠运行是整个矿井正常生产的必要条件，一旦发生故障，所造成的经济损失是巨大的。“运输是矿井的动脉，提升是咽喉”形象地描述了和矿井提升运输系统的工作过程与重要作用。日前，国内外对提升设备经过多年的研究，近几于年来发展的很快，尤其是提升设备的滚筒方式、制动方式和电力拖动、自动化控制等方面有很大的改进，在提升设备的理论和实践力一面都取得了丰富的经验。国内外对提升纹车的优化设计研究属于较冷门的行业，相关的研究成果不太多。1.2.1国内绞车发展状况我国提升设备的设计制造，是在解放以后才开始的。建国初期在党的领导下，新建和改建了许多矿山机械制造厂。1953年抚顺重型机器厂制造了我国第一台缠绕式双筒提升机。1958年洛阳矿山机器厂设计制成了我国第一台2x4多绳摩擦式提升机，并于1961年开始运转，这种提升机与缠绕式提升机比较，具有重量轻、体积小、安全一可靠、适合较深矿井的特点，是现代提升机的发展方向。并已在我国许多矿山中得到普及和应用。如安徽的风凰山铜矿、梅山铁矿、张家洼小官庄铁矿、西石门铁矿、丰山铜矿、铜坑锡矿等矿山是较早地应用多绳摩擦提升机的矿山。1989年投产的通钢板石沟铁矿18#矿组的罐笼井采用的是上海冶金矿山机械厂生产的第二台JKD1-854多绳摩擦式提升机.1971年该厂又新设计制造了JK型新系列单绳缠绕式提升机，新系列采用了一些新结构，与老型号比较，提升能力平均提高了25%。而机器重量也相应的有所减少。其它如JT系列矿用纹车，JKM和JKD系列多绳提升机在采用新结构提高产品性能方面都有较大改进和提高。我国的矿用提升机其调速原理经历了电阻调速、液压调速、变频调速及行星差动调速等几次大的改进，日前国产提升机所采用的调速装置主要有两种类型:一是液压传动调速装置(液压调速)，其产品形式即为现有的液压提升纹车;二是电调速装置（变频调控)，其产品形式即为现有的传统JT系列绞车。提升机是一种重要的矿用机械，我国的提升机从上世纪七十年代开始应用于煤矿生产，极大地提高了工作效率，但安全性能较差，极易发生爆裂;八十年代为解决井下提升机防爆难题，生产了一种液压提升机，之后又出现了运用变频调这原理生产的无级调速提升机。煤矿提升绞车是煤矿安全生产的重要设备，是安全生产的关键，它能否正常运行，直接关系着煤炭的产量、生产成本及矿井和职工的安全。随着市场经济的发展和矿井标准化建设的需要，提升纹车的运行质量越来越受到各级部门的重视。根据煤矿安全规程规定：投入运行后的提升设备，必须由矿务局机电部门每年进行一次检查，每3年进行一次测试，认定合格后签发运行许可证书后方可继续使用。每次的测试结果表明大部分的绞车使用良好，但也存在一些带有一普遍性的问题，在一定程度上制约了煤炭产量，增加了生产成本，同时也影响了煤矿的安全生产，下面就针对一些上一要问题进行归纳。1.提升设备完好率差，存在重大事故隐患。提升装肴必须装设下列保险装程，即防过卷装置、限速装置、深度指示器失效保护装置等，并满足相应的技术要求，但有许多矿用绞车没有设置，违反了相应规定。2.制动装置可靠性差。制动装置是提升纹车的重要组成部分，根据设计安装要求，制动闸加工表面粗糙度应达到1.6，偏差越小越好，最大不应超过0.5mm,但有的矿用绞车安装质量差，滚筒端面凹凸不平，使滚筒在运转时，制动轮间歇摩擦闸瓦，从而造成电机电流波动大，电耗增加，并加这了闸瓦的磨损。还有的绞车松闸不彻底，有时还会因为某些干扰因素引起突然紧闸现象。这种现象会影响机械系统的使用寿命，并有可能造成断绳等事故。3.纹车实际运行质量较差、效率偏低。测试中发现人多数绞车均采用手动控制，加速、减速及低速爬行和停车休止时间相对偏长，使纹车提升能力下降，电机电耗增加。近年来，我国各生产厂家对结构、调速装置等进行了许多改进，并推出了许多新换代的产品。随着计算机技术的飞速发展，计算机和PLC的运算速度加快、存贮能力加大、功能加强、体积减小，使煤矿机械的功能更强、性能更优、效率更高。例如淮南张集矿2X3O00kW交变频双电机拖动提升机，其自动化控制由主控PLC(57-400)、监控PLC(S7-400),闸控PLC(57-400)、装载PLC(S5-115W)、卸载PLC（S5-115E）和传动控制装置SIMADYND及操作台的Wince界面装置多台计算机(PLC)组成。1.2.2国外绞车发展状况国外矿用提升机的研究比较先进，并能及时地将研究的成果运用到矿用提升机的实际生产中。自1827年德国制造出第一台蒸汽提升机以来，矿井提升机大体分为两种形式，一种为缠绕式提升机,另一种为多绳摩擦式提升机。目前广泛使用单绳缠绕式提升机和多绳摩擦提升机。最初提升机仅为缠绕式提升机一种，但随着矿井开采深度及年产量日益增加，在井深达1000m以上，一次提升量达40-50t的条件下采用缠绕式提升机其钢绳直径要达到90mm，滚筒直径要达到9m。电动机功率要达到4500kW。这样的提升机制作金属量消耗大、制造困难、成本昂贵，更重要的是直径50mm以上的钢绳只有几个个发达国家可以制造，而且价格贵的惊人，且寿命远不如50mm以下的长。于是在18世纪末，出现了用几根细钢绳代替一根粗钢绳的做法，就产生了多绳摩擦提升机。由于多绳摩擦提升机绳径小，摩擦轮直径小，电动机功率小，到20世纪70年代，世界上应用的多绳摩擦提升机已有600多台。在过去的20年中，我国从德国共进口20多套大型矿用提升机，其电控配套装置均为西门子公司的产品，其中10套是为直流电动机配套的直流电控制系统，其余10多套均为交频交流电气传动电控配套装置。第一套是1年为山西省常林矿主井提升机配套的，其调速性能非常理想，日前节能效果相当明显，它代表了世界矿用提升机的先进水平，也为我们指明了走节能和无级调速的路子;特别是随着计算机技术的飞速发展，机电一体化技术和产品在世界范围内得到了迅速发展和应用。先进采煤国从采煤工作面、掘进工作面，到井下主煤流运输及辅助运输，到矿井提升及井下供电、排水等装青，均具有建立在微处理器基础上的监控和保护系统，其机电一体化的设备、性能、可靠性和功能等有大幅度提高。如美国、澳大利亚等国由于在井下采用了先进的机电一体化设备，己实现无人一作面、遥控采矿甚至无人矿井;加拿大工INSO公司利用现代通讯、井下定位与一导航、在线信息处理、监控系统，实现了对地下煤矿的机电一体化采矿装备乃至整个矿山开采系统的遥控操作。1.3无级绳绞车系统1）型号组成及代表意义示例1:变频调速,额定功率为110kw采用机械传动的防爆型煤矿用无极绳调速机械绞车:JWB110PJ示例2:电机调速,额定功率为75kw采用机械传动的非防暴型煤矿用无极绳调速绞车:JW75DJ2）无极绳绞车牵引系统运输设备特点（1）操作简单，可靠性高。绞车采用机械传动方式，结构紧凑，操作方便，大大地提高了工人可操作性和设备可靠性。（2）适应性强，用途广。无极绳绞车既可使用在顺槽，又可应用在采区上（下）山，还可布置在集中轨道巷，又能为掘进后配套服务。（3）系统布置灵活。绞车既可平行于轨道布置，又可垂直于轨道布置。无极绳绞车既可布置成单轨（两条轨道）单运输，又可布置成双轨（四条轨道）双运输，还可布置成三轨（三条轨道）双运输。无极绳绞车布置成单轨（两条轨道）运输，可采用钢丝绳同在轨道内；也可采用主绳在轨道内，而副绳在轨道外的布置型式。无极绳绞车进出绳方便且体积适中，既可利用原有硐室布置，又可靠巷帮布置，充分为客户着想。（4）无极绳绞车配置方便。根据不同的工况条件，采用不同组成以及压绳和托绳配置方式，可适应起伏变化坡道的不同运输需求。（5）可实现巷道水平转弯运输。配备专用弯道达到水平曲线运输目的。（6）梭车储绳量大，运行费用低。采用张紧装置张紧钢丝绳,钢丝绳张力随牵引工况而变化，钢丝绳寿命长；采用导向轮分绳,避免钢丝绳咬绳,减少钢丝绳磨损；梭车采用储绳结构，可减少有运距变化巷道钢丝绳浪费；系统采用可靠的机械结构，故障率低，维护量小。（7）安全高效，经济实用。两套制动系统；区段内直达运输，无需转载，减少人力倒车次数，减轻了作业人员的劳动强度；同时大大降低了管理人员的难度和设备使用的事故率。（8）安装简单。采用灵活的固定结构，拆装方便；尾轮固定简单，可方便快捷地移动，实现运距变化。3）主要用途及适用范围无极绳绞车牵引系统主要用于巷道坡度不大于20的煤矿井下巷道的轨道运输。适用于长距离、大倾角、多变坡、大吨位工况条件下的工作面顺槽、采区上（下）坡和集中轨道巷材料、设备等系统行驶线路内不轻转载的直达运输。是替代传统小绞车接力、对拉运输方式比较理想的辅助运输设备。但不适用于载人和提升的绞车。4)绞车的主要结构及工作原理绞车采用机械传动，是整个系统的动力源，绞车钢丝绳采用双轮螺旋缠绕式。电动机通过联轴节与减速器联接，减速器输出轴与一对蜗轮蜗杆连接，通过两级渐开线圆柱齿轮传动将动力传到摩擦轮。无级绳绞车牵引系统主要由下列几部分组：JWB型无极绳绞车主要由无极绳绞车、张紧装置、梭车、尾轮、压绳轮和托绳轮等组成，能过钢丝绳组合成一套完整的运输系统。图1.1无极绳运输系统图1.2（1）JWB系列连续牵引绞车是无极绳连续牵引系统配套用主机，是整个系统的动力源，采用机械传动。主要由电机、底座、减速器、滚筒部分、联轴器、电液制动闸。手动制动闸等设备组成。其驱动方式有抛物线单滚筒和绳槽式双滚筒两种型式。驱动滚筒、绳径比均达50倍以上。（2）张紧装置绞车组成运输系统运输时为保证钢丝绳有一定的初张紧力，必须配置张紧装置，张紧装置为重锤式，主要有箱体、导绳轮、动轮组、静轮组、导向轮和配重块组成。该装置可吸纳钢丝绳由于弹性变形引起的伸长，并为绞车提供尾张紧力，以保证钢丝绳在卷绳筒的绳衬图1.3上较稳定的摩擦力，使系统有稳定的牵引力，不致于因钢丝绳伸长在绞车卷绳筒上引起打滑的现象。系统装有两套张紧装置，两套张紧装置并排放在一起。张紧装置的箱体为焊接结构，分为上、下箱体，上、下箱体用螺栓连接在一起，张紧装置两端的两只导绳轮是为分绳而设计的，避免卷绳筒绳衬上出、入绳相互缠在一起，同时避免两根钢丝绳在牵引过程中交叉磨损，导绳轮固定在张紧装置两端，并可上、下调整导绳角度，以适应不同的工况需求。（3）梭车图1.4梭车是用来牵引矿车、平板车、材料车等车列，同时具有固定钢丝绳和储存钢丝绳等功能。前后两端是碰头，碰头连接车列。梭车主要有下列部分组成：车架、储绳筒、锲块、制动装置、车轮组件等。车架梭车车架主要由架体、碰头组成，车架两端是碰头，车轮组件安装在架体上，组成行走机构，起行走和承重作用。储绳筒梭车安装有一个储绳筒，可储存钢丝绳，以备巷道延深开采或缩短运距之用。收绳时先拔出固定插销，再用手把摇转储绳筒，钢丝绳逐渐缠绕于储绳筒上，最后插入固定插销。锲块梭车前后各有一个锲块，钢丝绳两端穿过锲块，拧紧锲块上的压紧螺栓压紧钢丝绳，收放钢丝绳时只需松开一个锲块，然后把钢丝绳卷入或卷出储绳筒，锲块起固定钢丝绳作用。（4）尾轮尾轮固定在运距的终端，支承整个系统的反力，并可随工作面的推进，可方便的移动，以实现运距的变化。图1.5图1.6（5）压绳轮和托绳轮图1.7图1.8为适应起伏变化坡道，本系统设计有压绳轮组，既可防止在过垂直弯道时因钢丝绳抬高而引起车辆掉道，压绳轮组分为主压绳轮组和副压绳轮组，在主压绳轮组上通过弹簧把压绳轮压在钢丝绳上，当梭车通过时，梭车前端的牵引板分开两压绳轮，使梭车能顺利通过。在副压绳轮组上，压绳轮直接固定在底架上。压绳轮组的固定方法像矿用轨枕一样通过螺栓固定在轨道下沿上。2.设计条件1机器功用：井下煤矿运输；2工作情况：可双向传动，轻微冲击；3使用寿命：5000小时；4设计要求：双轮双向运输.3原始数据钢丝绳额定拉力：250kN；钢丝绳运输速度：10-20m/min；运输距离：2000m；图3.14.钢丝绳选型根据钢丝绳的额定拉力，根据下表选择钢丝绳类型为67+FC-1870Mpa（钢芯钢丝绳）钢丝绳直径为36mm。钢丝绳最小破断拉力：=870kN。表4.1钢丝绳安全系数计算：其中根据煤矿安全手册规定:（见下表所示）故所选钢丝绳型号符合安全系数的规定表4.25卷筒主要尺寸确定卷筒最小直径确定根据下面的公式来确定：mm其中：-卷筒最小直径/mm；-钢丝绳直径/mm；-绳径比；根据查设计手册确定取20卷筒边缘直径：mm6电机选型根据煤矿常用电机型号，选用6极，额定转速为980r/min的防爆电机。电机功率确定：kW电机额定功率：其中：-机械传动效率。取0.7故kW根据JB5338-1991选择电机型号为：YB315M2-6。参数如下：额定电压：220V额定功率：110KW极数：6极额定转速：980r/min防护等级：IP55防爆等级ExdIICT4电动机外形尺寸（长X宽X高）电动机中心高电动机直径X轴深处段长度7传动方案确定卷筒转速r/min总传动比7.1确定传动方案:首先根据题目要求决定卧式还是立式减速器，如没有特殊要求时尽可能采用卧式减速器。此处采用卧式减速器设计样式。减速器类型的选择。根据题目要求决定减速器类型，综合考虑传动比等要求，减速装置需要输入轴和输出轴互相垂直，采用蜗轮蜗杆减速器，否则一般采用锥齿轮减速器;如长期运转，并要求效率高时尽可能不要采用蜗杆减速器，间歇工作或工作时闻不长或要求传动比大而紧凑，功率不大时可采用蜗杆减速器;行星减速器具有传动比大、结构紧凑等优点，但制造较复杂，成本较高，因此传动比不大而且结构尺太大.要求不严格时不应盲目采用。此处设计采用蜗轮蜗杆三级齿轮减速器。根据工作机构速度和所选电动机的转速，初步计算出传动装置的总传动比，根据此传动比大小参考表15-1选取合适的减速器型式。电动机有交流和直流电动机，一般情况下采用交流电动机。交流电动机有鼠笼式和绕线式，绕线式起动力矩大。能够满载起动，但重量大，价格高，因此一般情况尽可能采用鼠笼式。交流电机又分为同步及异步两种，一般场合都用异步电动机。总之，无特殊要求时常用交流鼠笼式异步电动机，目前较普遍使用的有Y系列三相异步电动机电动机转速系列有3000、1500、1000、750r/min几种。电机转速越高其重量及价格越低。反之亦然。采用高转速系列电动机虽然便宜，但所设计的传动装置传动比增大，相应地传动系统级数增加，故有可能使其总成本增加;采用低转速电动机时传动系统虽简单，但电动机成本增加，使总费用也有可能增大。故应该衡量总的经济效益来确定电动机转速系列，故此处选择1000转系列电动机。由于无极绳绞车运用于煤矿环境中，故采用YB型防爆电机（JB5338-1991）决定剖分面型式。如没有特殊要求时一般采用水平剖分面型式，这样利于加工和装拆。决定轴承类型。轴承可以是滚动轴承，也可以是滑动轴承，一般小型减速器多采用滚动轴承。根据轴承受力情况，决定采用哪一类轴承，支座上的径向力和轴向力可以用一个轴承承受.也可以用两种类型轴承分别承受径向力和轴向力(如锥齿轮轴轴向力大，故常用一个圆锥滚子轴承承受轴向力)。确定联轴器类型。高速轴一般用弹性联轴器，低速轴可用刚性联轴器。又便于在电机轴和减速器轴间安装制动器，故采用带制动轮的弹性联轴器。确定采用梅花形带制动轮联轴器（GB/T5272-2002）其形式如图7.1所示：图7.17.2传动比分配：总传动比等于各级传动比的连乘积，即其中j传动级数。如果把传动比分配得合理时，传动系统结构紧凑，重量轻，成本低，润滑条件也好;但分配不合理，则其结果正好相反，因此分配传动比时要考虑以下几条原则：各级传动比应在每一级传动所推荐的范围内，各类传动比允许的推荐值见下表：表7.1图7.2两级及多级齿轮减速器，尽可能使各级从动轮浸油深度相近.以使各级齿轮得到充分润滑，并减小搅油损失。如下图所示：图7.3各级传动尺寸要协调、合理。如高速级外加的带传动比过大时，有可能使减速器上的从动带轮半径超过减速器中心高，使带轮与底座相碰;如减速器的高速级齿轮传动比过大时.大齿轮与低速级轴相碰。故初步确定；。总传动比：，传动比误差：故传动比分配合理。7.3无极绳绞车减速器部分传动简图1防爆电机；2蜗轮蜗杆啮合；3-圆柱齿轮啮合；4无极绳卷筒；5联轴器图7.4传动简图减速器总体装配图如下所示：图7.57.4传动装置动力参数计算从减速器的高速轴开始，命名各轴为1轴，2轴，3轴，4轴7.4.1各轴转速计算7.4.2各传动部件间传动效率其中：-总机械传动效率-弹性联轴器传动效率，根据下表，取0.995-角接触球轴承传动效率，根据下表，取0.99（一对）-深沟球轴承传动效率，根据下表，取0.99（三对）-蜗轮蜗杆传动效率，根据下表，取0.85-圆柱齿轮啮合效率，根据下表，取0.97（二组）-蜗杆传动搅油效率，根据下表，取0.98-摩擦轮钢丝绳缠绕效率，根据下表，取0.96（一对）故表7.27.4.3各轴功率计算电机轴输出功率：1轴功率：2轴功率：3轴功率：4轴功率：输出功率：单个卷筒功率：7.4.4各轴扭矩计算:1轴扭矩：2轴扭矩：3轴扭矩：输出轴扭矩：表7.3各轴转速，功率及扭矩计算数据列表轴号转速n(r/min)功率P()扭矩T()传动比i电机轴98011011980108.36105615.5263.289.36135034315.885.8518602.546.3282.4124512.68传动件设计计算8.1蜗轮蜗杆的设计与校核1）选择齿轮材料,确定许用应力蜗杆:40Cr，表面淬火蜗轮:ZCuSn10Zn2，正火材料硬度：HRC1=50HRC;HRC2=55HRC蜗轮许用接触应力：其中，查图得其中设定机器寿命5年，每年工作300天，每天工作8小时则则故蜗轮的极限弯曲应力查表得2）齿面接触疲劳强度设计计算设计计算式式中ZC蜗杆传动其中初选蜗轮圆周速度大于，载荷均匀 选 选 选选 选 选选则 选查图故根据蜗杆传动选根据蜗杆基本尺寸参考表查得蜗杆参数：根据蜗杆蜗轮啮合参数搭配表查得参数：中心距：；模数：；蜗杆分度圆直径蜗杆头数：；蜗轮齿数；蜗轮变位系数蜗轮弯曲强度校核计算：校核公式式中式中故取查表知故即弯曲强度符合蜗杆的刚度校核计算：校核轴蜗杆的最大挠角式中取极限挠度，因采用表面淬火，故蜗杆圆周力蜗杆径向力故故蜗杆刚度符合热平衡计算：蜗杆传动总效率涡轮蜗杆啮合效率轴承效率取0.99搅油及溅油的效率取0.98故蜗杆传动效率低，温度升高，而温度过高有时还会破坏润滑，引起传动损坏。因此，对于连续工作的闭式传动，要进行散热计算，要求传动装置在允许的温升范围内它所能散出的热量折合的效率要大于或等于损耗的功率，即传动中损耗的功率自然通风条件下，箱体表面散出的热量折合为功率式中箱体的表面传热系数可取取传动装置散热计算面积内表面被油浸溅着而外表面又可为自然循环的空气所冷却的箱体表面积计算表面上的加强筋和凸座的表面以及金属底座上的箱体底面积润滑油的工作温度取周围空气的温度取故即其它几何尺寸及参数计算轴向齿形角由推荐值取蜗杆齿顶高蜗杆齿根高顶隙蜗杆齿顶圆直径蜗杆齿根圆直径蜗杆轴向齿厚蜗杆法向齿厚蜗杆齿宽蜗杆齿廓曲率半径蜗杆齿廓中心坐标蜗轮分度圆直径蜗轮齿顶高蜗轮齿根高蜗轮喉圆直径蜗轮顶圆直径取整蜗轮齿宽取整蜗轮宽度蜗杆传动的受力分析蜗杆圆周力蜗轮轴向力蜗杆轴向力蜗轮圆周力蜗杆径向力蜗轮径向力法向力8.2第二级圆柱齿轮的设计与校核1）选择齿轮材料,确定许用应力小齿轮:40Cr，表面淬火大齿轮:45钢，表面淬火材料硬度：接触疲劳极限：1500N/mm21350N/mm2计算许用接触应力其中-接触疲劳强度计算的最小安全系数，通常取11.5，这里按1选取。-接触强度计算的寿命系数。由应力循环次数N查表确定。N应力循环次数，由下式可求得：式中,n齿轮转速，r/min；j齿轮每转一周同一齿面的啮合次数；-齿轮的设计使用寿命，根据已知条件取5000h查表可得寿命系数故，将各系数带入式x得： 计算许用弯曲应力：式中：-试验齿轮的弯曲疲劳极限，N/mm2查表得；-弯曲强度计算的最小安全系数，通常取=1.4-3，这里取1.5-弯曲强度计算的寿命系数，根据应力循环次数查表选取。这里查表取1.0-弯曲强度的尺寸系数，根据材料和模数查表选择，这里取1.0故许用弯曲应力：2）按齿面接触疲劳强度进行齿轮设计：确定齿轮传动精度为8级，II公差组，圆周速度根据下式：结合推荐值表选取为根据下面的设计公式初步设计小轴分度圆直径：式中：-小齿轮分度圆直径，mm；小轮齿数在推荐值中选大齿轮齿数齿数比小轮转矩载荷系数使用系数查表动载系数由推荐值齿间载荷分配系数由推荐值齿向载荷分布系数由推荐值载荷系数材料弹性系数查表节点区域系数查图重合度系数由推荐值故 大端分度圆模数取整后取5小齿轮分度圆直径圆周速度标准中心距齿宽大轮齿宽小轮齿宽