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1、前 言随着生产的不断发展，在现代的工矿企业、车站港口、建筑工地、林区农场、食品加工和国民经济各部门，越来越广泛地使用各种起重运输机械，进行装卸、运转、输送、分配等生产行业。例如一个年产上千万吨钢的钢铁联合企业，仅运进物了就有两千万吨；再加上生产作业过程中的运转设备，没有现代化、高效率的起重运输机械是无法进行生产的。在起重运输机械中有些是不可缺少的运转设备，但更多的起重运输机械，其作用早已超出单纯的辅助设备范围，它们被直接应用于生产工艺过程中，成为生产作业线上主体设备的组成部分。钢铁联合企业如此，其他国民经济部门也是如此。为促进社会主义建设事业的发展，提高劳动生产率，充分发挥起重运输机械的作用是
2、具有重要意义的。为了对起重设备进行更深入的学习，在这次毕业设计中，我准备了矿用提升机构设计。设计的主要内容有：矿用提升机的主要零部件（钢丝绳、吊钩、制动装置、卷筒、齿轮、行星架、轴和电动机等）的构造，工作原理及主要机构的组成和设计计算。由于本人水平、能力有限，文中难免会出现错误和遗漏，恳请各位老师批评指正。全套CAD图纸，加1538937061 提升机驱动系统的设计1.1 设计方案的确定1.1.1、设计参数： 调度重量7.5吨； 容绳量300m。 此矿用提升机构一般的起重机构，选取滚筒速度为40m/min1.1.2、设计方案的确定方案一：采用蜗杆减速器开式齿轮传动。蜗杆减速器均装在滚筒外，电机
3、和滚筒轴线不同轴。这种方案的特点是构造简单，但结构不紧凑，占地面积大。（见图1.1） 图1.1 方案一图方案二：采用行星轮、内、外齿轮传递运动和动力。行星轮、内、外齿轮装在滚筒及行星架内。这种方案的优点是具有重量轻、体积小、传动比大和效率高，因此广泛应用于矿山冶金等工业部门。（见图1.2） 图1.2 方案二图综上比较两种方案一、所以择优选方案二。方案二在各个方面都优于方案一。1.2 电机的选择电动机已经标准化、系列化。电动机有交流电机和直流电机之分。一般工厂都采用三相交流电，因而多采用交流电动机。交流电动机有异步电动机和同步电动机两类，异步电动机又分为笼型的绕型两种，其中以普通笼型异步电动机应
4、用最多。目前应用最广的是Y系列自扇冷式笼型三相异步电动机，其结构简单、起动性能好、工作可靠、价格低廉，维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体、无特殊要求的场合，如运输机、机床、风机、农机、轻工机械等。在经常需要起动、制动和正、反转的场合（如起重机），则要求电动机转动惯量小、过载能力大，应选用起重及冶金用三相异步电动机YZ型（笼型）或YZR型（绕线型）。提升机为一般起重设备，电动机的工作载塔为中级，启动反转频繁，工作环境较差。故采用Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。1.2.1、电动机的容量已知条件：卷筒刊径D=300mm，卷筒运转速度V=40,/min，高度重量F=7.5t
5、。电动机输出功率P0=Pw/=FV/1000w =7.51030.67/（10000.960.9730.992）=5.79kw额定功率P.=（11.3）P0=(11.3) 5.79=5.797.53kw查资料取P.为7.5kw。1.2.2、卷筒的转速 nw=60V/（D）=600.67/（300）=42.68t/min查机械课程设计手册可得电动机的型号为Y160M-6。 nm=970r/min。1.2.3、计算总传动比，分配各级传动比（1）总传动比 I=nm/nw=970/42.68=22.73（2）分配各级传动比 取ib=5.54, Ig=i/ib/22.73/5.54=4.1（3）计算传动
6、装置的运动和动力参数各轴的转速 nI=970r/min nIII=nI/ib=970/5.54=175.09 nIII=nII/ig=175.09/4.1=42.68各轴的功率pI=pm=7.5KW pIII=7.50.990.97=7.2KWpIII=7.20.990.97=6.92KW各轴的转矩TI=9550 7.5/970=73.84N.m TIII=95507.2175.09=392.7 N.MTIII=95506.9242.69=1549.5 N.M最后，将所度算的结果填入下表1.1： 参 数轴 名电动机III轴滚筒轴(III)转速n（r/min）970970175.0942.68功
7、率P/kw7.57.57.26.92转矩（N.m）73.8473.84392.71549.5传动比i5.544.11效率0.970.990.99表1.1轴的工况表2 提升机传动系统的设计2.1 电动机轴齿轮的设计2.1.1、齿轮传动是应用最广泛的一种机械传动，它是依靠齿轮齿廓直接接触来传递运动和动力的，具有传动比恒定，效率高，使用帮助长，适用范围广及承载有力高等优点。在生产实践中，对齿轮传动的要求是多方面的，但归纳起来不外乎下列两项基本要求：（1）传动要准确平稳 即要求齿轮传动在工作过程中，瞬时传动比要恒定，且冲击、振动小。（2）承载能力高 即要求齿轮传动能传递较大的动力，且体积小，重量轻，寿
8、命长。2.1.2、选定齿轮的传动类型、精度等级、材料、热处理方式，确定许用应力。为提高齿轮的承载能力和传动平稳性，采用高变位齿轮传动。考虑上减速器的功率较大，故齿轮选用硬齿面，齿轮的材料为20Cr钢渗碳淬火，硬度为5662HRC（查表）齿轮按7级精度制造（查表）。oHIim=1500MP（查图）， OFIim=460MP(查图)SF=1（查表），SH=1， Yx=1.0（查图），故 OH=o HIim/SH=1500/1=1500 MP。oF=o FIimYx/SF=4601=460 MP。2.1.3、按轮齿弯曲疲劳强度设计 计算齿轮的模数由公式 m2KT1YFsY /dZ12o F1/3 M
9、P。 确定公式内各计算数值（1）初步选定齿轮参数 设齿数比为u=4, Z1=24，故Z2=uZ1=424=96 d=0.7（查表）（2）计算小齿轮的名义转矩 T1=9550P/n1=95507.5/970=73.84N.m=0.7384N.mm（3）计算2载荷系数K KA=1（查表） V=3m/s， V Z1/100=324/100=0.72 Kv=1.15（查图） a=1.88-3.2（1/Z1+1/Z2）COS=1.88-3.2（1/24+/96）1=0.2448Ka=1.1（查图） K=1.19 （查图）K=KAKVKaK=11.151.111.19=1.5（4）查取复合齿形系数YFS并
10、比较YFS/ oF YFS1=4.25， YFS2=3.98 （查图） YFS1/ o F1=4.25/460=0.0092 YFS2/ o F2=3.98/460=0.0057（5）计算重合度系数 Y=0.25+0.75/a=0.25+0.75/1.71=0.6886（6）设计计算 m2KT1YFSY2/dZ12oF1/3 =21.50.73841050.00920.6886/0.92421/3=1.52 将模数圆整为标准值，取m=22.1.4、几何尺寸的计算 d1=mZ1=242=48mm d2=mZ2=296=192mm a=m/2（Z1+Z2）=2/2（24+96）=120mm b=d
11、d10.948=43.2mm，取b2=45mm b1=b2+（510）=5055mm，取b1=55mm2.1.5、校核齿面接触疲劳强度 O H=ZEZHZ2KT1（U+1）ubd121/2 式中 ZE=189.8MPa ZH=2.5 Z=（4- a）/31/20-（4-1.71/3）1/2=0.87 oH=ZEZHZ2KT1（U+1）/ubd121/2 =189.82.50.8721.50.7384105105(4+1)/4548241/2=674.64MPao H=1500MPa 接触疲劳强度足够。2.1.6、齿轮的实际圆周速度 v= d1n1/（601000）=48970/（601000）
12、2.44m/s3 m/s合适。2.1.7、其图见零件图。2.2 内齿轮的设计2.2.1、选定齿轮的传动类型、精度等级、材料、热处理方式，确定许用应力。由所设计的传动方案，采用直齿圆柱齿轮传动。故齿轮选用软齿面，齿轮的材料为45钢调质处理，硬度为229286HBS（查表）齿轮按8级精度制造（查表）。 H1im=690MP（查图）， F1im=220MP（查图）2.2.2、按齿轮齿面接触疲劳计算 由公式d12KT1（u+1）/du（ZEZHZ/H）1/21/3（1）确定公式内各值的参数 因为滚动轴承非对称分布所以d=0.9因为齿轮减速器为减速传动 所以u=i=4.1（2）计算小齿轮的名义转矩 T1
13、=9550P/n195507.275/175.09=421.35N.M（3）初步选定齿轮参数 Z1=24,Z2=u Z1=4.124=98.4,取Z2=98（4）计算载荷系数 K KA=1（查表） V=3m/s， v z1/100=324/100=0.72 a=1.88-3.2（1/Z1+1/Z2）cos=1.88-3.2(1/24+/98)1=1.72 Ka=1.2（查图） K =1.1（查图）K=KAKVKaK=11.21.21.1=1.584式中 ZE=189.8MPaZH=2.5Z=（4- a）/31/2=（4-1.71）/31/2=0.87d12KT1（u+1）/du （zEzHz/H1/21/3=21.5844.21105（4.1-1）/（0.94.1）（189.82.50.87/690）2 =44.85 取 d1=46mm所
