学术论文毕业论文角磨机设计说明书.docx
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学术论文毕业论文角磨机设计说明书
【毕业论文】角磨机设计说明书
1
目 录
l"_Toc232151174"摘要--------------------------------------------------------------------3
l"_Toc232151175"ABSTRACT------------------------------------------------------------3
l"_Toc232151176"1 绪论
l"_Toc232151181"1.2设计绞磨机车目的----------------------------------------------------3
l"_Toc232151182"1.3设计绞磨机的优点----------------------------------------------------3
l"_Toc232151183"1.4绞磨机的开展前景-----------------------------------------------4
2 l"_Toc232151184"设计任务书及系统方案
l"_Toc232151185"2.1设计内容简介----------------------------------------------------------4
l"_Toc232151186"2.2主要技术参数----------------------------------------------------------6
l"_Toc232151187"2.3系统方案确定---------------------------------------------------------7
3 齿轮的设计校核
3.1第一对齿轮的设计及校核-----------------------------------------12
3.2第四对齿轮的设计及校核-----------------------------------------15
4 轴的设计及校核
4.2第三根轴的校核-----------------------------------------------------23
5 滚动轴承的选用及其校核
6 键的选择与校核
7 箱体的结构与参数
7.2箱体的参数-----------------------------------------------------------33
8 制动器的选择
8.1制动器的选择---------------------------------------------------------34
9 离合器的选择
10 换挡手柄的设计
11 总结
12 l"_Toc232151229"参考文献
13 l"_Toc232151230"附录
8吨绞磨机变速箱设计的摘要
绞磨机其广泛用于电力，电信，市政工程的施工紧线组立杆塔或机动放线。
适用于野外无电场所。
其具有结构合理，体积小，重量轻。
功率大，噪音小，操作灵活，搬运方便等优点。
深受广阔用户好评。
本新型绞磨机的设计包括柴油机的选择，变速箱的设计，离合器的选择，减速箱的设计，在以往的绞磨机根底上改进了变速箱的设计，实现了3轴换挡机构。
根据汽车换挡的变速原理改进了绞磨机手柄的设计。
具有操作简单可靠稳定等优点。
在材料的选择上优先选择了合金材料，其使用寿命得到明显的提高。
其质量的到明显的改善。
其结构得到明显的简化，其体积质量的得到最大限度的减少。
1 绪论
绞磨机是机械绞磨机的简称。
其主要类型有汽油机动绞磨机，柴油机动绞磨机，汽油机动绞磨机，拖拉机机动绞磨机等，是在无电源的情况下架空输电线路，通信线路，电力电缆线路的机动牵引的动力设备。
主要由磨心，变速箱，减速箱，动力源，离合器，制动器，磨筒，机架等组成。
机动绞磨的工作原理：
以汽油机或者柴油机或电动机为动力源，经离合器连接变速箱，经过变速箱的换档，可以提供不同的速度输出，再经制动器连接减速箱输出到磨心上。
在磨心上安装有磨筒，磨筒上有绞磨槽，其上有用来直接用来绞磨重物的钢丝绳。
通过磨筒的转动来实现重物的提升和下降的功能。
其广泛用于电力，电信，市政工程的施工紧线组立杆塔或机动放线。
适用于野外无电场所。
其具有结构合理，体积小，重量轻。
功率大，噪音小，操作灵活，搬运方便等优点。
深受广阔用户好评。
1.2设计绞磨机目的
绞磨机作为工程生产中一种重要的提升工具，在工程和生产中起到了相当重要的作用，绞磨机的设计主要是根据不同的工作需求进行的。
绞磨机一般应用于电信施工、架空输电线路等的场合，设计矿山绞磨机主要是为了用其代替人类的苦力劳动及防止人在危险的工作场合工作，节约劳力；绞磨机是为了实现重物的一提升而设计的。
此类绞磨机设计根据提升要求的质量和速度，还有本身具有自有动力的野外施工要求设计的。
在不同的要求下有不同的结构配置，不同的速度要求，设计采用不同的换挡方式和速度配置。
绞磨机工作质量轻，提升速度具有可变性，提升质量大，维修安装方便，能够分开运输并在要求的工作地点进行组装工作。
它配置了柴油机，不需要依赖动力源。
它采用的是汽车换挡的手柄原理设计，具有操作简单可靠等，在施工中易于操作等优点。
采用的是合金材料，使用寿命长，工作平稳可靠等优点。
采用了新型的行星轮系减速，具有变速比大，质量轻，能耗低等优点。
1.4 绞磨机的开展前景
目前绞磨机的还只用于一些提升要求不高的场合。
如质量不能太大，速度不能太快，平稳性不太高，运动不精确的场合。
在操作中不能实现速度的可控调节。
所以有待改进机构的结构设计，原理设计。
现在又出现液压的绞磨机，无极变速的绞磨机。
带过载保护的绞磨机。
绞磨机的减速机构有少齿差行星轮系机构。
还有制动刹车机构，电动制动刹车机构。
带有金属磨盘的绞磨机。
等等。
近年来国内不少单位试制了以汽油机为动力的机动绞磨机。
但目前生产的几种机动绞磨机一般只在5T左右。
由于设计的驱动功率小,因此整机牵引力及速度均不能满足开展的需要。
所以在以后的设计运用中应该会朝着这方面进行改进。
能够实现绞磨机各种所需的功能。
2 设计任务书及系统方案
本课题是根据毕业设计要而确定的，本绞磨机系统共有四个大的部件：
柴油机，变速箱，减速箱。
磨桶。
根据老师要求我设计局部为变速箱。
其工作原理采用的是滑移齿轮的变速原理。
在花键轴上实现齿轮的横向移动，并与不同的齿轮啮合实现不同的减速比。
采用的换挡装置为汽车换挡装置的简化版，在一个带有手柄的两个不同个滑块上安装不同的拨快。
在不同的手柄位置实现不同的速度输出。
手柄有五个工作位置，从而实现4个不同的速度。
选择的联轴器为弹性柱销联轴器，能够使工作平稳可靠。
选择的制动刹车装置能够有效的实现制动。
其换挡齿轮系如以下图。
其换挡装置的结构简图如下，其原理是根据汽车换挡装置改进而设计的，其工作原理如下：
手柄可以再两个方向上摇动。
带动位于箱体内的拨叉在导轨上移动。
从而实现滑移齿轮的横向移动。
2.2主要技术参数：
所用齿轮的模数m=3
齿数Z1=19 Z2=55
Z3=55 Z4=19
Z5=39 Z6=35
Z7=25 Z8=49
Z10=25 Z11=49
压力角为20°
要求变速箱的最大减速比约为12
最小减速比约为2
中间减速比为6
反转减速比为6
最大载物重为8000kg
最大速度小于30m/s
最小速度为3m/s.
其中心距为a=111mm
2.3系统方案确定
2.3.1绞磨机的动作描述
绞磨机的变速箱换挡机构共有A、B、C、D四个档位，通过转换手柄选取。
例如手柄在一工位是选择的是第一档得到的速度就是第一档的输送速度，当其正处于倒退档时候得到的是倒退档的速度。
从而实现绞磨机的工作。
而换挡手柄的工位总共有5个所有具有四个不同的速度输出。
其手柄转动只能在两个平面内转动。
其换挡原理与汽车换挡的原理根本相似。
通过手柄带动滑移齿轮的横向移动。
从而实现不同的速度比。
在不同的工位都独立设有制动机构。
这样能够保证齿轮啮合工作的稳定。
2.3.2滑移齿轮的分布方案
滑移齿轮的分布可以采取不同的分布形式。
根据结构的紧凑要求选择最正确的齿轮分布；可供选择的方案如下：
这是本设计选择的方案
第二供选择的方案如下
中间的两个小齿轮可以作为双联齿轮这样就可以再轴的选择上得到简化。
但是如此布局，滑移齿轮的横向移动就要求比较大。
且其双联齿轮的宽度要求也得比较长。
这样对双联齿轮的空加工就要求比较高。
这样箱体的体积也要比较大。
所以放弃此设计。
本设计选择的方案如以下图所示
此方案的轴2为滑移齿轮，轴4为制动器，轴1为输入轴，轴3为中间轴。
滑移齿轮的横向移动在轴2即花键轴上移动。
花键轴的材料可以选择较好的合金。
本设计所选择的材料为40Cr。
键的要求也较高。
所有选择的材料与齿轮相同。
这样在轴较小的情况下满足轴的疲劳强度，弯扭合成强度的要求，也能够满足键的挤压强度，与剪切强度的要求。
4 原动机选择
由于该绞磨机为野外施工的设备，考虑到动力的局限性。
选择的动力机为柴油机。
因为其要求的最大功率为4KW。
考虑的绞磨机的动力损耗。
选择的柴油机为8.3KW的功率。
额定转速为3600r/min.柴油机的输出连接的是变速箱。
其通过的是离合器
标准柴油机的功率由额定功率表示。
所选电动机的额定功率应等于或大于工作要求的功率。
所需电动机功率为
式中，为工作机实际需要的电动机输出功率，kW；为工作机需要的输入功率，kW；为电动机至工作机之间的传动装置的总效率。
由设计要求磨桶所需输入功率为4kW，即为4kW。
传动装置包括离合器，减速器，变速器。
分别设其传动效率为。
那么总传动效率约为50%。
齿轮啮合的传递效率为0.98.滚动轴承的专递效率为0.99.联轴器的传递效率为0.99，离合器的传递效率为0.98，磨桶的传递效率为0.97.根据所有的效率计算得到的总的效率β=60%
那么所需电动机功率为
所有选择的柴油机功率为8.3KW。
选择的柴油机为以下图所示
其型号为188FB
四冲程直喷式其额定转速为3600rpm.
自重为58-53KG
1第一对齿轮的设计及校核
选用精度等级材料及齿数
材料选择为40Cr大小齿轮材料都为40C。
调质后外表淬火
齿轮的硬度为48-55HRC
外表淬火变形不大。
故精度等级为7级精度
2按齿面接触强度设计
1〕确定公式内的各计算值
计算小齿轮的传递转矩
T1=
查资料材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa?
按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度极限
查的=1100MPA
因为大小齿轮是选择的同一种材料所以它们的接触疲劳极限值是相同所以
1100MPA
计算应力循环次数
设计寿命30年，一班制。
应力循环次数N=60njLh
=60*3600*1*8*300*30
=1.55*10?
10
2计算接触疲劳许用应力〔失效率为1%平安系数为S=1）
大小齿轮的分别为
大齿轮为==950MPA
小齿轮为==1045MPA
计算小齿轮的分度圆的直径d1t.代入接触
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