8吨回柱绞车的设计 - 图文(8)

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Mca1=12137972?(0.6?161040)2?1217636.8N mm

Mca2=12137922?(0.6?161040)2?1217631.8N mm

我们将轴的材料选择为经过调质处理的35CrMo,通过查表，我们可以知晓该材料的硬度为HB240～270，其?b=930N/mm2，再经过机械设计书，得出材料的许用应力为：

???1?b= 90N/mm2。

通过多方计算，我们最后得出的轴的计算应力为：

MM1217636.8?ca?ca1?ca13??23.78Nmm2????1?b?90N mm2 3W0.1d0.1?80所以，此段轴满足我们设计的强度要求。

4）危险截面的分析：

根据负荷的大小来进行截面的选择 对危险截面B

（1）危险截面B的应力为：

危险截面B上的扭矩：T = 161040 N mm2

216.1?70

危险截面B的右侧弯矩：M?M1??820618.9N mm

216.1抗扭矩的截面系数：WT?0.2d3?0.2?603?43300mm3

抗弯矩的截面系数：W?0.1d3?0.1?603?21700mm3

T161040??3.73Nmm2 危险截面B上的扭转应力：???WT43200M820618.9危险截面B上的弯曲应力：?b???38Nmm2

W21600弯曲平均应力：?m?0

弯曲应力幅：?a=?b= 38 Nmm2

根据机械设计手册，我们可以得到扭转剪应力的幅值与平均应力是相等的，即： ?a??m??2?3.732?1.865Nmm2 （2）影响系数的分析：

我们选择的轴的材料经过调质处理的35CrMo。 通过查阅机械设计表格8-2我们可以查得： ?B? 930 Nmm2 ??1?440Nmm2 ??1?280Nmm2

我们将轴肩处的应力系数用符号K?和K?表示， 通过式子：

r? 0 d22

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D80??1.333 d60在经过查阅机械设计表8-9我们可以得到： k?= 2.0 k?= 1.5

3.5.2对第二段轴的的设计计算

1）对轴与齿轮作用力的计算

P T2?95502

n2其中： n2?18.72rmin

P2?10.04kW

P10.04T2?95502?9550??5121.9N m

n218.72因为我们已经知晓蜗轮分度圆直径为d2?312mm，在传动过程当中，我们将蜗轮齿面上所受的的力分为三个，分别是：蜗杆的圆周力，蜗杆的径向力，蜗杆的轴向力

蜗杆的轴向力:

2T22?5121.9?103?32833N Fa1==

312d2蜗杆的圆周力：

2T12?161.04?103Ft1==?4026N

80d1蜗轮的圆周力：

Ft2??Fa1

蜗轮的轴向力: Fa2??Ft1

蜗轮的径向力：

Fr1??Fr2?Ft2?tana?32833?tan23?13936.8N 2）对轴的直径进行估算

我们选择的轴的材料为经过调质处理的40Cr，通过计算最小轴径式，对轴增加

10%的倒角以保证系统的安全；通过查表，最后我们取A的值为100 。

3则dmin?1.03?100?10.04?89.37mm 18.72将此值进行圆整，我们取值90mm。

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3.5.3第三段轴的计算

1）因为我们设计的此轴只做支承轴，因此它只承受弯矩，不传递转矩。 通过计算，我们可以得出轴上齿轮所传递的功率为： p3?9.74kW 轴上齿轮的转速为：

18.72rmin

2）对轴的直径进行初步的估算

3我们去的轴的材料为经过调质处理的40Cr，通过分析式子dmin?A我们可以分析得出附加系数0.7. 再通过查阅机械设计表取A为100，则：

9.74?56.3mm 18.72对轴的最小直径进行圆整，所以我们取dmin?60mm

3p n dmin?0.7×100

3）轴的结构设计 （1）确定轴的结构方案

我们设计的这段轴是用来支承过桥齿轮的。我们将此轴设计为阶梯状，以便于齿轮的装拆。

此轴的形状为中间粗两边小，具体形态如下图所示。

图3.4 （2）对轴的长度和直径进行计算

我们取1段轴的最小直径为60mm用符号d1表示，由于第一段其的支承作用，我们取

l1?34mm。

我们需要为2段轴的两边留有一定空隙，以便于轴上零件的装拆，因此轴的长度应比齿轮厚度大一点，因为我们所安装的过桥齿轮厚度为100mm，所以我们取l2?108mm。我们取d2?90mm，以便于齿轮的装拆。因为过桥齿轮相对于轴作的为转动运动，所以我们需要在此段轴上安装耐磨性能和减磨性能都很好的的轴套。通过查国标查GB/T 18324-2001最后确定下来，我们所选择的轴套为GB/T 18324-C90×105×100-CuSn8P。

第3段轴的参数与第1段的轴的参数一致，均取：

l3?25mm，d3?60mm。

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4滚筒

4.1牵引钢丝绳和其滚筒直径的选定

绞车一般用于支柱放顶煤采煤，也可以用来检查重量和车辆调度和其他用途。因为其工作的环境比较恶劣，所以必须具有防腐蚀和防锈的能力。

钢丝绳的安全系数K?4，其所能接收的拉力要达到以下的要求

F?4?F

F?80kN F?320kN 查表得 绳 6?19 股 (1?6?12) 以下是其主要数据：

钢丝总断面的面积 108.28mm2 钢丝绳的直径 ?17mm 钢丝的直径 ?1.1mm 钢丝破断拉力的总和?S为 ?151500N 钢丝绳公称抗拉的强度为 1400MPa

4.2滚筒设计以及计算

4.2.1滚筒D

D?(20~25)?d

式中，d?17mm 则 D?(20~25)?17

?340~425?mm? 可以取D?360mm

4.2.2滚筒宽度B

因为会影响产品的宽度的最大值，所以不能太宽。

上窄下宽的滚筒，然后减速后组装时，会变得不一致。所以，为了看起美观，大方，而且比较协调，以及考虑其平均速度，在各方面计算下。我们给其初始宽度B?300mm。

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4.2.3滚筒外径

按照常规滚筒的容绳量，我们把他设为100m，据以上数据我们可得出它的每一层缠绕圈数为

n?300/17?17

每圈所缠绕l：

l?2???R ?2?3.14?360/2

?1130.4mm

计算出其钢丝绳缠绕的层数100(17?1.1304)?5（层）

钢丝绳位于卷筒上的最大缠饶的直经：

Dmax?360?4?2?17?496mm 钢丝绳最小直径为：

Dmin?360mm

卷筒上平均缠饶的直经：

11Dc??Dmax?Dmin????496?360??428mm

22根据要求，其平均的速度Vc?7.0m/min

1000?7n??5.2r/min

3.14?428总传动比为：

730iz??140.38

5.2

4.3验算滚筒平均速度

其最大的速度

nVmax?d???Dmax?10?3

iz?730?3.14?0.496?8.1m/min

140.38其最小的速度

nVmin?D???Dmin?10?3

iz?730?3.14?0.36?5.9 m/min

140.38

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