25KN电动背板绞车(DFDJC-025-00-JS)设计计算书编制：校对：审核:—、整体方案设计1.1产品的名称、用途及主要设计参数本次设计的产品名称是3吨调度绞车，调度绞车是一种小型绞车，通过緾绕在滚筒 上的钢丝绳牵引 车辆在轨道上运行，属于有极绳运输绞车调度绞车适用于煤矿井下或 地面装载站调度编组矿车，在中 间巷道中拖运矿车，亦可在其它地方作辅助运输工具主要设计参数为：牵引力 25绳速 1・68容绳 ~ 400 m1・2整体设计方案的确定该型绞车采用两级内啮合传动和一级行星轮传动 Z1/Z2和Z3/Z4为两级内啮合传动，Z5、Z6、Z7组成行星传动机构在电动机轴头上安装着加长套的齿轮Z1,通过内齿轮Z2、齿轮Z3和内齿轮Z4,把 运动传到齿轮 Z5上，齿轮Z5是行星轮系的中央轮（或称太阳轮），再带动两个行星齿 轮Z6和大内齿轮Z7O行星 齿轮自由地装在2根与带动固定连接的轴上，大内齿轮 Z7 齿圈外部装有工作闸，用于控制绞车滚筒运 转若将大内齿轮Z7 上的工作闸闸住，而将滚筒上的制动闸松开，此时电动机转动由两 级内啮轮传动 到齿轮Z5、Z6和Z7 °但由于Z7已被闸住，不能转动，所以齿轮Z6只能一方面绕自己的轴线自转, 同时还要绕齿轮Z5的轴线（滚筒中心线）公转。
从而带动与其相连的带动转动，此时Z6的运行方式 很类似太阳系中的行星（如地球）的运动方 式，齿轮Z6又称行星齿轮，其传动方式称为行星传动反之，若将大内齿轮Z7上的工作闸松开，而将滚筒上的制动闸闸住，因Z6与滚筒 直接相连，只 作自转，没有公转，从Z1到Z7的传动系统变为定轴轮系，齿轮Z7做空转倒替松开（或闸住）工 作闸或制动闸，即可使调度绞车在不停电动机的情况下实现运行和停车当需要作反向提升时，必须重新按动启动按钮，使电机反向运转 为了调节起升和下放速度或停 止，两刹车装置可交替刹紧和松开1.3 设计方案的改进 为了达到良好的均载效果，在设计的均载机构中采取无多余约束的浮动，既在行星轮中 安装一个球面调心轴承 高速级行星架无支承并与低速级太阳轮固定联接此法的优点 是机构中无多余约束，结构简单，浮动效果好， 沿齿长方向的载荷分布均匀由于行星 轮内只装一个轴承，当传动比较小时，轴承尺寸小，寿命较长设计中还采用了合理的变位齿轮，在渐开线行星齿轮传动中，可以获得如下的效果：获 得准确的传动比，提高 啮合传动质量和承载能力，在传动比得到保证的前提下得到理想 的中心距，在保证装配及同心等条件下，使齿 数的选择有较大的灵活性。
主要技术参数1- 1卷筒部分卷筒额定拉力（第1层，共2层）25KN额定速度（第1层）10m/min1.21.31.4卷筒过载拉力卷筒直径X长度卷筒容绳量（二层）钢丝绳直径（GB/T8918—96）电机参数w型号功率转速电制传动比机械效率30KN100mJZ2-H22-65kw900r/min380v 50Hz125.580.8① 620X610mm① 14mm卷筒的性能计算钢索直径 d=O 14 mm)2.2.1卷筒直径的确定D> 16d= 16X 14= 224mm根据需要取卷筒直径D二①500mm2.2 卷筒凸缘直径Dz= D+ 2(2+ 1.5 ) d= 500+ 2X( 2+ 1.5 )x 14= 598mm 取 620mm2.3 卷筒容绳量计算（以 2层绳计算） 卷筒长度 L= 610mm 卷筒容绳量 Lz= 2n L（D+2d）/1.05 X dx 103= 101m满足 100m 容绳量要求2.4. 整机效率n 总=n 1 X n 2 n 3 n 4 n 5=0.85 为保险起见，取 0.8其中卷筒轴承副 n [ —o・95齿轮川轴承副 n 2---0.98齿轮（II）轴承副 n 3---0・98齿轮（I）轴承副 n ：---0.984卷筒装置效率 n 5---0・9552.5. 传动比的确定额定速度（第1层）V=10m/minD= © 400mm d =© 14mm n=900r/mini= （D+d）nXn/1000v=（400+ 14） n X 960/1000X 10=116.9实际速比：125.58实际速度：9.7m/min2.6. 电机功率的确定P=FV/60 n =25X 9.7/（ 60X 0.8）=4.04kw满足要求的电机型号为 JZ2-H22-6 功率 5kw 转速 900r/min3. 齿轮接触疲劳强度及弯曲疲劳强度计算接触应力：Z =Z Z ZB [F（卩 +1）K K/KBK /bd 卩】H H E eB t A HB Ha弯曲应力：Z尸=斤矶幺K： aYFsYeB/bMn许用接触应力：Z HP= HlimZNZ_VFZVZx/S Hmin 许用弯曲应力： Z FF= Z FpYNYsrdtYrndtYx/S Fmin 接触强度安全系数：Sh= Z HlimZNZ-VFZVZX/ Z H弯曲强度安全系数：SF= Z Fp^—dt F序号名 称符号单位公式或来源第一级第一级第三级乙Z2Z3乙Z5Z61齿数z根据要求初算1782168016802法向模数m确定3.5573分度圆螺旋角B8.1096211.5952704中心距a1752453365径向变位系数X+0.5-0.5+0.3-0.3+0.2-0.26分度圆直径dmmd=zm/cos B?60.1? 289.9?81.67?408.33?112?5607齿根圆直径dfmm?54.85? 277.6?72.17?392.83?97.3?539.78齿顶圆直径dammDa=d+2ha?70.6? 293.3?94.67?415.33?128.8?571.29传动比■ i4.825510传动扭矩TNmT=FD/234.33165.6165.6828.1828.1414011节圆上圆周力FtNF =2500T/dt1142.414055.314787.513使用系数&表 35.2-241.11.11.11.11.114动载系数KV式 35.2-121.5911.0651.0651.0091.0915轴向重合度图 35.2-110.580.830.830016端面重合度Sa图 35.2-101.511.541.6117齿向载何分布系数Kh表 35.2-281.3811.4330.24318齿间载荷分配系数da表 35.2-301.5351.5951.119复合齿形系数Yfs图 35.2-22233.934.024.144.26425螺旋角与重合度系数图 35.2-160.7180.6780.71621计算弯曲应力SFN/mnm表 35.2-2210.710.913.913.525.118.922寿命系数YN1.21.21.223相对齿根圆角敏感系Y数以 relt表 35.2-3311124表面状总系数YRtelt23.2-24.2611125尺寸系数Yx图 35.2-29110.9826齿轮材料40CrZG353M40CrZG35SI40CrZG359M27热处理调质调质调质28硬度HRC240-260250-225240-260250-225240-260250-22529弯曲疲劳强度基本值SFEN/mnm图 35.2-27581.3280581.3280581.328030最小安全系数SF iFmi n表 35.2-321.61.61.631许用弯曲应力SFP表 35.2-22908.3437.5908.3437.5897.4432.332安全系数SF54254125281434计算结果⑴Sv S S VF FP FminSF齿根弯曲强度强度满足35节点区域系数图 35.2-142.4742.4532.49536接触强度用螺旋：角与重合度系数 35.2-15/160.8520.660.70.8837润滑油膜影响系数ZVR图 35.2-18,190.870.870.870.870.870.8738计算接触应力ZHN/mm表 35.2-22255.3228.1295.739接触强度寿命系数ZN图 35.2-171.61.61.61.61.61.640工作硬化系数ZW111.131.141.131.1441接触强度尺寸系数ZX图 35.2-2111111142接触疲劳应力ZHlimN/mm2图 35.2-16705.6350705.6350705.635043接触强度最小安全系S数 min表 35.2-321.31.31.31.31.31.344许用接触应力Z HPN/mm2表 35.2-22613.9304.5613.9304.5613.9304.545安全系数Sh表 35.2-224.72.34.32.13.31.646计算结果II< 8CH、°PSH >Slmin齿面接触强度满足要求注：本计算参考a. 机械工业出版社《机械设计手册》渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法（ GB/3480-97 b. 化工版《机械设计手册》。
4. 工作负载时的强度校核4.1 齿。