購買設計請充值后下載，，資源目錄下的文件所見即所得，都可以點開預覽，，資料完整，充值下載可得到資源目錄里的所有文件。。?！咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖紙，doc,docx為WORD文檔，原稿無水印，可編輯。。。具體請見文件預覽，有不明白之處，可咨詢QQ:12401814
湖 南 科 技 大 學
畢業(yè)設計（論文）任務書
機電工程 院 機制 系（教研室）
系（教研室）主任: （簽名） 年 月 日
學生姓名: 符星珂 學號: 1103010117 專業(yè): 機械設計制造及其自動化
1 設計（論文）題目及專題： 4000米海洋探礦絞車主傳動系統(tǒng)設計
2 學生設計（論文）時間：自 2015 年 3 月 9 日開始至 2015 年 6 月 5 日止
3 設計（論文）所用資源和參考資料：
絞車主要性能指標如下：（1）最大靜張力(卷筒載荷)： 250 kN；(2)公稱速度： 60 m/min；(3)纜繩直徑：20mm(鋼絲繩)；(4)驅動方式：6臺變頻電機；(5)工作壽命：3000小時。
參考資料：機械設計手冊，礦用提升機設計手冊
4 設計（論文）應完成的主要內容：
（1）電機、減速器計算與選型；
（2）主傳動齒輪設計；
（3）滾筒設計與軸承設計；
（4）機架設計。
5 提交設計（論文）形式（設計說明與圖紙或論文等）及要求：
（1）總裝配圖1張；所有非標準件零件圖各1 張； 共不少于3.5張A0圖紙.
（2）說明書（打?。?0頁 左右。
（3）翻譯與畢業(yè)設計題目相關外文科技論文一篇，要求翻譯成中文，字數1500左右，單獨裝訂。
6 發(fā)題時間： 2015 年 3 月 9 日
指導教師： （簽名）
學 生： （簽名）
湖 南 科 技 大 學
畢 業(yè) 設 計（ 論 文 ）
題目
4000米海洋探礦絞車主傳動系統(tǒng)設計
作者
符星珂
學院
機電工程學院
專業(yè)
機械設計制造及其自動化
學號
1103010117
指導教師
劉厚才
二〇一五 年 五 月 二十九 日
畢業(yè)論文（設計）外文文獻翻譯
學 院 : 湖南科技大學
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
學 號： 1103010117
姓 名： 符星珂
指導教師： 劉厚才
湖 南 科 技 大 學
2015年 5月 29 日
JT調度絞車
? 摘要
?調度絞車及其結構特點
調度絞車是常用來調度車輛及進行輔助牽引作業(yè)的一種絞車。常用于礦井巷道中拖運礦車及輔助搬運，也可用在采掘工作面、裝車站調度空、重載礦車。
?? 調度絞車是一種全齒傳動機械。齒輪傳動系統(tǒng)又稱輪系。根據輪系傳動時各齒輪軸線在空間的相對位置是否固定，可分為定軸輪系和周轉輪系。定軸輪系又有外嚙合圓柱齒輪傳動和內嚙合圓柱齒輪傳動之分，而周轉輪系又有差動傳動和行星傳動之分。調度絞車的傳動齒輪既有內嚙合圓柱齒輪傳動，又有行星傳動，所以調度絞車又稱內齒輪行星傳動絞車。
??
調度絞車常用型號主要有JD—0.4(JD—4.5)、JD—1（JD）—11.4）、JD—1.（JD—22）、JD—2（JD—25）、JD—3（JD—40）等。
?? 下面以JD—3（即JD—40）型調度絞車為例介紹調度絞車的組成及傳動原理。
? （一）JD—3型調度絞車的組成
?? JD—3型調度絞車的主要組成部分為滾筒、制動裝置機座和電動機。?絞車滾筒由鑄鋼制成，其主要功能是纏繞鋼絲繩牽引負荷。滾筒內和大內齒輪下裝有減速齒輪。
?? 絞車上共裝有兩組帶式閘，即制動閘2，工作閘3。電動機一側的制動閘2用來制動滾筒，大內齒輪上的工作閘3用于控制Z7組運轉。
?? 機座用鑄鐵制成，電動機軸承支架及閘帶定位板等均用螺栓固定在機座上。電動機為專用隔爆三相籠型電動機。
? （二）JD—3型調度絞車的傳動原理
? ? 該型絞車采用兩級內嚙合傳動和一級行星輪傳動。Z1/Z2和Z3/Z4為兩級內嚙合傳動，Z5、Z6、Z7組成行星傳動機構。
? ? 在電動機5軸頭上安裝著加長套的齒輪Z1，通過內齒輪Z2、齒輪Z3和內齒輪Z4，把運動傳到齒輪Z5上，齒輪Z5是行星輪系的中央輪（或稱太陽輪），再帶動兩個行星齒輪Z6和大內齒輪Z7。行星齒輪自由地裝在2根與帶動固定連接的軸上，大內齒輪Z7齒圈外部裝有工作閘，用于控制絞車滾筒運轉。
?? 若將大內齒輪Z7上的工作閘3閘住，而將滾筒上的制動閘2松開，此時電動機轉動由兩級內嚙輪傳動到齒輪Z5、Z6和Z7。但由于Z7已被閘住，不能轉動，所以齒輪Z6只能一方面繞自己的軸線自轉，同時還要繞齒輪Z5的軸線（滾筒中心線）公轉。從而帶動與其相連的帶動轉動，此時Z6的運行方式很類似太陽系中的行星（如地球）的運動方式，齒輪Z6又稱行星齒輪，其傳動方式稱為行星傳動。
?? 反之，若將大內齒輪Z7上的工作閘3松開，而將滾筒上的制動閘2閘住，因Z6與滾筒直接相連，只作自轉，沒有公轉，從Z1到Z7的傳動系統(tǒng)變?yōu)槎ㄝS輪系，齒輪Z7做空轉。倒替松開（或閘住）工作閘3或制動閘2，即可使調度絞車在不停電動機的情況下實現運行和停車。當需要作反向提升時，必須重新按動啟動按鈕，使電機反向運轉。
?? 需要注意的是，當電動機啟動后，不準將工作閘和制動閘同時閘住，這樣會燒壞電動機或發(fā)生其他事故。
二、調度絞車日常檢查維護的內容
??? (1)檢查各部位螺栓、銷子、螺母、墊圈等，如有松動、脫落，應及時擰緊和補全。
??? (2)檢查信號裝置及電動機運行操作按鈕是否完好和有無失爆現象，信號發(fā)出是否清楚和明亮，否則應修理或更換。
??? (3)檢查滾筒有無損壞或破裂，鋼絲繩頭固定是否牢固，軸承有無漏油，鋼絲繩排列是否整齊，有問題應及時處理。
??? (4)檢查閘帶有無裂紋，磨損是否超限(應留有不少于3 mm厚度)，拉桿螺栓、叉頭、閘把、銷軸等是否有損傷或變形，背緊螺母是否松動，有問題應調整和處理。
??? (5)檢查閘把及杠桿系統(tǒng)動作是否靈活，施閘后，閘把不得達到水平位置，應當比水平位置略有上翹。
??? (6)檢查固定絞車的頂柱和戧柱是否牢固，基礎螺栓或錨桿是否有松動，底座有無裂紋，有問題應及時處理。
??? (7)檢查電動機空載啟動是否正常，接地是否良好，啟動器等電氣設備是否符合防爆和完好要求。
??? (8)檢查軸承及電動機、開關、電纜、閘帶等是否溫度過高，發(fā)現問題應查明原因，采取措施進行處理。
(9)經常擦拭絞車，清理浮塵和雜物，保持周圍環(huán)境整潔。絞車的安全操作、檢查與維護
三、絞車常見故障及處理
??? (一)絞車滾筒產生異響的主要原因及處理方法
??? 1．絞車滾筒產生異響的主要原因
??? (1)滾筒筒殼螺栓松動。
??? (2)筒殼和支輪(法蘭盤)之間間隙過大。
??? (3)滾筒筒殼產生裂紋。
??? (4)焊接筒殼開焊。
??? (5)游動滾筒和襯套的固定螺釘松動，造成游動滾筒和襯套之間有相對滑動。
??? (6)襯套與主軸之間間隙磨損過大。
??? (7)蝸輪螺桿式離合器有松動。
??? 2．處理方法
??? 根據檢查情況，確定處理方法。如對松動的螺帽等，可在交接班停產時緊固；如果響聲不嚴重，可適當減輕絞車負載，注意觀察，維持到規(guī)定的停產檢修時進行修理；如果響聲嚴重，則應立即停車修理或更換，以免事故擴大。
??? (二)絞車滾筒上鋼絲繩排列不整齊的危害、原因及處理方法??? ，
??? 1．絞車滾筒上鋼絲繩排列不整齊的危害
??? (1)加快鋼絲繩磨損。鋼絲繩在滾筒上雜亂纏繞時，牽引受力繩經常要在雜亂排繩中擠出來又壓進去，造成嚴重磨損，造成鋼絲繩直徑磨細和斷絲增多，縮短了鋼絲繩的使用壽命。
??? (2)造成鋼絲繩滑出滾筒外。鋼絲繩排列不整齊，必然產生堆擠現象，損壞護繩板，當堆擠高度超過滾筒邊緣高度時，鋼絲繩極易滑出滾筒外，輕者斷絲，重者斷繩跑車。
??? 2．絞車滾筒上鋼絲繩排列不整齊的主要原因
??? (1)絞車布置不當，即提升鋼絲繩偏角不符合規(guī)定要求。
??? (2)絞車天輪(導輪)缺油，不能隨鋼絲繩在滾筒上纏繞時左右滑動。
??? (3)絞車排繩裝置失效或已被拆除。
? (4)操作不當，纏繞不緊。
? ?3．處理方法
? 根據不同情況，對癥處理。屬安裝質量和排繩裝置失效等情況的，要及時匯報請求派人處理，屬操作或維護不當的，要認真按照規(guī)定精心操作和維護；斜巷絞車尤其要注意清除途中障礙，防止在下放重物時鋼絲繩忽松忽緊。
??? (三)絞車減速器運轉中產生異響和振動的原因及處理方法
??? 1．減速器運轉中產生異響和振動的主要原因
??? (1)齒輪嚙合間隙過緊或過松。
??? (2)軸承間隙過大，一般表現為下放空載時響聲大，重載提升時響聲小。
??? (3)減速器或軸承螺栓松動。
??? (4)減速器內掉人異物。
??? 2．處理方法
??? (1)調整齒輪嚙合間隙至適當位置，若磨損嚴重，則應更換齒輪。
??? (2)對松弛的軸承進行修理或更換。
??? (3)注意緊固松動的螺釘。
??? (4)若有異物掉進減速器內，應立即停運，排除故障。
??? (四)絞車制動閘發(fā)熱的原因及處理
??? 1．絞車制動閘發(fā)熱的原因
??? (1)用閘過早、過多、過猛。
??? (2)重物下放時經常使用制動閘，絞車沒有電氣動力制動系
統(tǒng)，單滾筒絞車常有此種情況。
??? (3)閘瓦螺栓松動或閘瓦磨損過度，螺栓頭觸及閘輪(或閘盤)。
??? (4)閘瓦與閘輪(或閘盤)安裝不正確，接觸面積過小。
(5)閘輪(或閘盤)擺動較大。
Abstract
? First、 Scheduling and the structural characteristics of winch
scheduling winch is used to dispatch vehicles to assist traction and operating a winch. Commonly used in the mine tunnel in the haulage and supporting mine car handling、 can also be used in the mining face、 with scheduling space station、 heavy cars.
· ??Scheduling winch is full-gear transmission machinery. Gear also known as the round of the transmission system. According round of the transmission gear when the axis of space in the relative position is fixed、 can be divided into fixed and working capital of the axis round of the round. Another round of the axis of cylindrical mesh gear transmission and the cylindrical mesh gear transmission of points、 and turnover of another round of transmission and differential planetary transmission of the points. Scheduling the winch within the existing transmission gear meshing cylindrical Gear、 another planetary transmission、 scheduling winch planetary transmission gear、 also known as the winch.
???Scheduling winch models commonly used mainly JD-0.4 (JD-4.5)、 JD-1 (JD) -11.4)、 JD-1. (JD-22)、 JD-2 (JD-25)、 JD-3 (JD - 40).
???Below the JD-3 (that is、 JD-40) as an example of scheduling winch on the composition and scheduling transmission principle.
?(A) JD-3-scheduling of the winch
???JD-3-scheduling the main component of the winch drum for、 brakes and motor frame. From the winch drum made of cast steel、 its main function is winding rope traction load. Drum、 and the slowdown in gear with the gear.
???Winch on the two groups with a total installed-gate that is Brake 2、the gateway 3. Motor side of the gate 2 to brake drum brakes、 the gear in the work of three gates used to control Z7 group functioning.
?? Use made of cast iron frame、 the motor bearings and gates with stent-positioning are fixed with bolts in the plane seat. For Flameproof for the thee-phase motor .
?(B) JD-3-Dispatch winch the drive principle
??this type of winch used two Internal Drives and a planetary gear transmission. Z1/Z2 and Z3/Z4 for two Internal Drive、 Z5、 Z6、 Z7 composition of planetary transmission mechanism.
?? Motor head in the installation of a 5-axis extended sets of gear Z1、 through the gears Z2、 with gear Z3 and Z4、 the movement spread to gear Z5、 the Z5 is the planetary gear wheel of a central round (or round of the Sun) And then led the two planetary gear Z6、 and the gear Z7. Planetary gear freely installed in the two driven and connected to a fixed axis、 the largest in the gear Z7 Gear work with the external gateway、 used to control winch drum operation.
?? If the big gear Z7 gate on the work of three gates to live、 and will be on the brake drum gates 2 release、 this time by two motor rotation within the rodents to gear wheel drive Z5、 Z6 and Z7. However、 due to Z7 gate has been living and can not rotate、 so gear Z6 only on the one hand around its own axis of rotation、 but also around the axis of gear Z5 (drum center) to the public. Thus connected with the rotation of the lead、 then Z6 the operation mode very similar to the planets in the solar system (such as Earth) movement、 also known as the planetary gear Z6、 its transmission mode known as the planetary transmission.
??? Conversely、 if the gear Z7 in the work release gate 3、 and will brake drum on the live gate 2、 the Z6 directly connected with the drum、 only for the rotation、 not revolution、 the Z1 from the transmission system changed to Z7 For the fixed axis of the round、 gear Z7 to go short. Inverted for the release (or live gate) gate work Brake 2 or 3、 you can make scheduling winch in the case of non-stop motor to achieve operating and parking. When the need to reverse upgrade、 must be re-activated the launch button、 reverse the motor running.
?? It should be noted that、 when the motor is turned on、 the gate and not allowed to work Brake live gate at the same time、 it will burn motor or other accidents.
Second、 scheduling winch day-to-day maintenance check the contents of
???(1) check each part of bolts、 pin、 nuts、 washers、 etc.、 if loose、 loss should be tightened and timely complement.
???(2) to check installations and electrical signal Operation button is intact and whether stolen explosive phenomenon、 whether the signal sent clear and bright、 it should be repaired or replaced.
??(3) to check whether damaged or broken drum、 the first wire rope is firmly fixed、 bearing oil spill there、 the rope is neatly arranged、 the problems should be promptly dealt with.
??(4) inspection gate with a crack-free、 wear-gauge whether or not (should have a thickness of not less than 3 mm)、 the tension bar bolts、 fork first、 the gate、 such as whether there is a pin deformation or injury、 whether the loose nuts back tight、 Problems should be adjusted and dealt with.
??(5) Check the gate and lever action is a flexible system、 Shi gate、 the ate may not reach the level position、 it should be slightly Sangria than the horizontal position.
??(6) to check the roof fixed winch-and-beam is solid、 based on whether there is a bolt or bolts loose、 whether crack base、 the issue should be dealt with promptly.
??(7) To check whether the normal start motor idling、 whether good grounding to start with、 and so whether the explosion-proof electrical equipment and good demand.
(8) Check bearings and motors、 switches、 cables、 such as whether the gate with the temperature too high、 the problem should be found to identify the reasons for、 to take measures to deal with.
(9) Often wipe winch to remove dust and debris、 and maintain the environment clean and tidy. Winch the safe operation、 inspection and maintenance
Third、 winch common faults and deal with
???? (A) a winch drum abnormal sound and the main approach
???? 1. Winch drum produce abnormal sound the main reason
???? (1) drum cartridge case bolts loose.
???? (2) Shell and tube-round (flange) gap between too large.
???? (3) Drum cylinder shell cracks.
???? (4) Welding a cylinder shell welding.
???? (5) Walks drum and hub of the fixed screw loose、 causing swimming drum and hub between the relative sliding.
???? (6) Gap between the hub and spindle wear too large.
???? (7) A clutch worm screw loose.
??2. Approach
???? According to the inspection to determine treatment. If the loosening of the nut、 in Jiao Ban shutdown when fastening If noise is not serious、 may be appropriate to reduce winch load、 pay attention to observe、 to maintain the provisions of the maintenance shutdown at the repair if the beep serious、 they should immediately Parking repaired or replaced、 so as to avoid accidents expand.
????(B) On the rope winch drum with Bu Shangri hazards、 causes and treatment methods、
??1. Winch drum on the rope with the harm Bu Shangri
???(1) speed up the rope wear. Rope in the mess on the winding drum、 traction force to justice often ranked in the mess in the rope and pressure to get out、 causing serious wear、 resulting in diameter steel wire rope and wire break more ground and shorten the life of the rope.
??(2) Of wire rope slid off the drum. Rope with Bu Shangri、 an inevitable phenomenon of a crowded heap for damage to justice board、 when the reactor crowded the edge of more than high rollers、 the rope easily slid off the drum、 light、 broken wires、 heavy sports car、 and broken rope.
??2. Winch drum on the main rope with Bu Shangri
???(1) winch layout properly that is hoisting cable angle non-compliance requirements.
???(2) Winch Titanium (Preliminary round) Quemoy not with the rope on the winding drum at about sliding.
???(3) Ranked rope winch device failure or have been removed.
?? (4) Improper operation the wound is not tight.
??3. Approach
? According to different situations symptomatic treatment. The installation of quality and exclusive rope devices such as the failure to timely report on the request sent treatment、 operation or maintenance of an improper、 we should conscientiously in accordance with the provisions of meticulous operation and maintenance; Inclined Drift winch paying particular attention to removing obstacles on their way to prevent the re-delegate Of Mandrel、 tight-rope Mandrel.
???? (C) Winch reducer operation abnormal sound and vibration generated in the causes and treatment
???? 1. Reducer functioning of abnormal sound and vibration generated in the main
???? (1) gears meshing space tight or too loose.
???? (2) Bearing gap is too large、 the general performance of the decentralization empty at the beep、 beep when upgrading heavy small.
???? (3) Or bearing reducer bolts loose.
???? (4) Reducer in the swap was foreign bodies.
???? 2. Approach
???? (1) adjusting the gears meshing gap to a suitable position、 if the wear and gear should be replaced.
???? (2) Relaxation of the repair or replacement of bearings.
???? (3) Pay attention to tighten loose screws.
???? (4) If it has fallen into foreign body reducer、 should be immediately suspended、 and troubleshooting.
???? (D) Winch brake gate of the reasons for and treatment of fever
???? 1. Brake winch for fever
???? (1) a gate too early、 too excessive.
???? (2) Weights are often delegated to use Brake、 no electrical power winch braking system
EC、 single-drum winch often such a situation.
???? (3) Brake shoe loose bolts or excessive brake wear、 the bolt hit the first round of gate (or gateway disc).
???? (4) Brake shoe and the gateway round (or gateway disk) was not installed correctly; the contact area is too small.
???? (5) Gate Ferry (or gateway disc) swing more.
8
湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文）
摘要
本次設計的海洋絞車主傳動系統(tǒng)，在結構上采用了6臺電動機同時驅動，為避免電機工作時相互之間產生干涉，在選擇機架時我們在參考外國的設計時還采取了一些自己的想法，在保留外國的一些結構的同時，也加入了一些自己的檢算。在選取傳動比的時候，也大膽的將齒輪的傳動比加大到5.28，并且采取了兩種方式進行對齒輪的核算。在選取大齒輪的時候，也對大齒輪的機構進行了參考。為保持齒輪在卷筒上的穩(wěn)定性，將齒輪的一部分切掉，使其在與卷筒的固定時出現一個相互咧和的結構。在設計卷筒時，在參考機械設計手冊的同時對卷筒的整體強度進行了加強，采用了在卷筒的內部加入了一些環(huán)狀的加強筋。在卷筒的兩端分別焊接兩個端面的結構。并且將兩端的軸也分別焊在這兩邊的端面結構上。為保證卷筒的強度，在軸與卷筒的外壁之間還加上了加強筋。跟國內的卷筒相比，這個卷筒的強度要高出很多，而且這個卷筒外表面是不需要做纜繩槽的，因為在這個卷筒的上面會在加上一個專門做的槽套。
關鍵字；海洋絞車 主傳動系統(tǒng)
Abstract
The design of marine winch main drive system, in the structure of the 6 sets of motor drive, at the same time, to avoid motor mutual interference, in the choice of frame we in foreign reference design has also taken some of their own ideas, in retain foreign some structure at the same time, also add some own checking calculation. In the selection of the transmission ratio, it is also bold to increase the transmission ratio of the gear to 5.28, and took two ways to gear accounting. In the selection of the large gear, but also to the large gear mechanism for reference. In order to keep the gear on the drum of stability, gear for a cut, the reel fixed when a blanket and the structure. In the design of the drum, the overall strength of the drum is enhanced while the reference machine design manual is used, and some ring reinforcement is added to the drum.. At the ends of the drum, the structure of the two ends is welded. And the ends of the shaft are also welded on both sides of the structure of the end. In order to guarantee the strength of the drum, the reinforcing bar is also added between the shaft and the outer wall of the drum.. Compared with domestic drum, the drum strength to a much higher and the outside of the drum surface is don't need to make cable trough, because on top of the drum will in with a specially made sleeve groove.
Keywords; marine winch; main drive system
目錄
摘要 I
第一章 緒論 - 1 -
第二章 海洋絞車總體機械結構設計方案 - 2 -
第一節(jié) 傳動機構 - 2 -
1.1、多電機+多行星減速器+固定輪系+主軸支撐 - 2 -
1.2、多電機+多減速器+固定輪系+轉盤軸承支撐 - 2 -
1.3、多電機+固定輪系+行星減速器+主軸支撐 - 3 -
第二節(jié) 排纜系統(tǒng)機械結構 - 4 -
2.1平行排纜結構 - 4 -
2.2 垂直排纜結構 - 5 -
第三章 主要參數的計算 - 6 -
第一節(jié) 滾筒尺寸 - 6 -
第二節(jié) 電機功率 - 7 -
第三節(jié) 主傳動系統(tǒng)傳動比 - 8 -
第四節(jié) 絞車扭矩校核 - 9 -
第四章 關鍵零部件選型與計算 - 10 -
第一節(jié) 變頻電機 - 10 -
第二節(jié) 行星減速器 - 10 -
第三節(jié) 齒輪的設計 - 11 -
方案一 - 11 -
方案二 - 21 -
第四節(jié) 軸承選型與壽命計算 - 30 -
4.1、軸承的選擇 - 30 -
4.2、校核軸承工作壽命為 - 33 -
4.3、軸承靜載荷計算 - 34 -
結論 - 35 -
參考文獻 - 36 -
致謝 - 37 -
II
第一章 緒論
隨著我們對未知世界的探索越來越深入，從地球到地下，從地表到太空都需要更多更好的機器作為探索未知世界的工具。在對海洋的探索過程中，海洋絞車就起到了非常大的作用。
目前我國使用的大部分海洋絞車都主要依靠從外國進口，國內在這一塊的自主研發(fā)、制造技術都還顯得非常的不成熟。我這次的畢業(yè)設計主要是在借鑒外國的海洋絞車主傳動系統(tǒng)作為參考，在了解了國外的海洋絞車的主要結構以后，在對自己的部分進行設計。
在設計過程中，對于部分機構我進行了適當的改進，例如在安排卷筒上面的通孔時（通孔是為了將臍帶纜從卷筒內部接出來，從而將里面的信號通過臍帶纜傳送出來），要求通孔的位置必須在靠近卷筒的端部，這樣的話就有可能與端部的加強筋產生干涉。但我不原本梯形的加強筋變?yōu)榱巳切尉筒豢赡艹霈F這種情況了。在我的設計里，電機的數量達到了6臺。這在一般的國內機械設計里，并不是很常見。在對于卷筒的強度問題上我采取的方法是在卷筒的兩端焊接上一個可以安裝并且能受力的端面，在卷筒的內部焊接上足夠的加強筋，同時將兩者用于卷筒上可以將卷筒的強度提高很多倍。為保證齒輪有一個比較密封的工作環(huán)境，還專門將卷筒的一端外面一部分進行加長，保證給齒輪一個相對較好的工作環(huán)境。對于齒輪的設計時，在依據機械設計手冊設計出了齒輪合適的強度、齒數、分度圓等等的時候，將齒輪的結構進行了改變。將齒輪切掉一部分，保證大齒輪在與卷筒的配合更加緊湊。為了保證底架的強度，再次我采用了H型鋼，通過焊接的方式焊接出一個底座，并且對底座進行加強，。在底座的兩邊加上加強筋。為保證整個整體與其他部分的連接，在底架的兩端分別再焊接4塊鋼板，并將其打上孔。
第二章 海洋絞車總體機械結構設計方案
第一節(jié) 方案選擇
1、多電機+多行星減速器+固定輪系+主軸支撐
丹麥MacArtney公司的新一代海洋絞車主傳動系統(tǒng)采用的就是這種結構形式。每臺電機的主軸直接與1臺行星減速器相連，每個行星減速器輸出軸上安裝1個小齒輪，6個小齒輪以外嚙合方式同時驅動1個大齒輪（6個小齒輪和1個小齒輪形成1個固定輪系減速），大齒輪直接安裝在卷筒上，絞車卷筒通過主軸支撐在機架上。這種傳動方案的機械傳動原理如圖2.1所示。
圖2.1 多電機+多行星減速器+固定輪系+主軸支撐的傳動原理圖
這種傳動機構的部件之間連接很緊密，結構比較緊湊，行星減速器可以直接從市場上采購標準行星減速器，卷筒通過主軸支撐，支撐結構比較簡單，支撐軸承比較小，光電滑環(huán)可以直接安裝在卷筒支撐主軸內。6個電機均勻布置在卷筒上，工作卷筒受力均衡，無偏應力。與卷筒連接的大齒輪可以直接固定在卷筒上，卷筒主軸上基本上只承受彎矩不承受扭矩，受力狀態(tài)較好。
2、多電機+多減速器+固定輪系+轉盤軸承支撐
英國的Slingsby Aviation公司生產的絞車就是采用這種結構形式，即2臺電機分別連接2臺減速器，再通過中間傳動件驅動2個小齒輪，2個小齒輪驅動轉盤軸承外齒圈（形成固定輪系），絞車卷筒直接固定在轉盤軸承外圈上，轉盤軸承內圈固定在機架上，絞車卷筒是通過2個轉盤軸承支撐在機架上，不需要卷筒主軸。
這種傳動結構的絞車將電機反向布置在卷筒的下方，可以縮短絞車軸向尺寸，或增大卷筒長度以增大纜繩儲繩量；該結構直接通過2個大的轉盤軸承將卷筒與機架相連，卷筒不需要通過主軸支撐，減少了卷筒主軸，簡化了主軸結構，降低了轉動慣量；因電機布置在卷筒下方，工作時卷筒會承受一定的側應力。
這種傳動方案的機械傳動原理如圖2.2所示。
圖2.2 多電機+多減速器+固定輪系+轉盤軸承支撐方案傳動原理圖
3、多電機+固定輪系+行星減速器+主軸支撐
株洲立達公司曾做過類似這種傳動結構形式的煤礦絞車，與此不同的是株洲立達采用的多臺（6臺）液壓馬達驅動而不是多臺電機驅動絞車。這種傳動結構形式實際上是將丹麥MacArtney絞車傳動結構的1、2級傳動反過來做，即電機連接小齒輪，小齒輪驅動大齒輪，大齒輪與行星減速器輸入軸連接，行星減速器輸出軸與卷筒連接。這種傳動方案的機械傳動原理如圖2.3所示。
圖2.3 多電機+固定輪系+行星減速器+主軸支撐方案傳動原理圖
這種傳動結構實際上是也可認為是將方案（1）中的多個行星減速器合并成1個大的行星減速器，減少了行星減速器的個數。同樣具有部件之間連接很緊密，結構比較緊湊，卷筒通過主軸支撐，支撐結構比較簡單，支撐軸承比較小，光電滑環(huán)可以直接安裝在卷筒支撐主軸內，卷筒受力均衡，無偏應力等特點。但行星減速器需要定制，且卷筒需要通過與行星減速器輸出主軸相連的卷筒主軸來傳遞扭矩進行驅動，因此卷筒主軸不僅會承受很大的彎矩而且還會承受很大的扭矩，受力狀態(tài)不好。
4、多電機+多行星減速器+固定輪系（內嚙合）+轉盤軸承支撐
這種傳動結構是在綜合上述幾種傳動結構之后的提出擬采用的一種新的傳動結構形式，第1級傳動采用方案1中電機直接連接行星減速器，第2級的固定輪系傳動采用齒輪內嚙合形式，即多個小齒輪同時驅動轉盤軸承的帶齒輪內圈，卷筒固定在轉盤軸承內圈上，轉盤軸承外圈固定在機架上，絞車卷筒通過2個轉盤軸承進行支撐。這種傳動方案的機械傳動原理如圖2.4所示。
圖2.4 多電機+多行星減速器+固定輪系（內嚙合）+轉盤軸承支撐傳動原理圖
這種傳動結構集中了上述幾種方案的優(yōu)點:機構簡單、結構緊湊、受力均衡、運動平穩(wěn),且標準部件多，而且固定輪系改為內嚙合方式可以增大對卷筒的驅動力矩。電機和行星減速器可以直接采購，轉盤軸承也可以直接訂購，大齒輪（內齒）由轉盤軸承內圈自帶，對于主傳動系統(tǒng)只剩下設計制造小齒輪，因此從制造角度來說，相對會比較方便和容易，同時也省掉了絞車卷筒主軸。
第二節(jié) 排纜系統(tǒng)機械結構
1、平行排纜結構
平行排纜結構，纜繩張力直接作用到了絞車卷筒上，排纜機構只需對纜繩側向施加一個較小的力，驅動纜繩側移就可實現排纜動作，因此這種結構的排纜機構受力較小，排纜機構可以做比較小巧，電機、絲桿和導向桿都可以做得很小，因此制造成本較低。但纜繩在絞車卷筒長度方向上來回移動，纜繩與A型架的天輪之間的偏角不恒定、會不斷變化，對起吊物的收放會產生一定影響。
2、垂直排纜結構
，這種結構的排纜機構起吊物的重量先作用在排纜機構的轉輪上，再通過轉輪將纜繩張力作用到卷筒上，這樣排纜機構所受的拉力和彎矩非常大，因此這種排纜機構的導向桿和絲桿必須做得很大。這種結構形式因排纜機構的轉輪與A型架的天輪幾乎始終在同一平行線上，因此，纜繩與A型架的天輪之間不會產生偏角，對起吊物的平穩(wěn)收放非常有利。
垂直排纜結構又有如下2種形式：
（1）導向桿布置在絞車側邊，這種結構形式絞車的排纜機構所承受的較大的拉力只作用在絞車的一側，致使絞車受力不平衡。且這種結構形式增大了絞車的寬度，但同時也給電器控制柜的安裝提供了空間。
（2）導向桿布置在絞車中間，這種結構形式絞車的受力相對比較平衡，且可以減少絞車的寬度。
綜上分析，考慮到本次研發(fā)是第1次研發(fā)海洋絞車且經費受限，宜采用結構簡單、制造容易、成本較低的結構形式，因此本次研發(fā)絞車的排纜機械結構宜采用平行排纜的結構方案。如果從絞車使用性能角度考慮宜采用垂直排纜的結構方案，且適宜采用導向桿布置在絞車中間的結構形式。
第三章 主要參數的計算
第一節(jié) 滾筒尺寸的確定
根據直徑DLS=32mm臍帶纜最小彎曲半徑要求（最小彎曲直徑>900mm）,確定滾筒直徑為D1=1600mm。
按儲纜總層數N=10層纜繩長度達Ls=4500m,、
滾筒儲纜第10層直徑為：
計算絞車滾筒長度Lg：
式（3.1）
故滾筒長度Lg取2500
滾筒底層能存儲纜繩列數為：列，
底層儲纜長度為：
式（3.2）
儲纜10層時的可儲存纜繩總長度：
滾筒法蘭直徑： 取2.4米
最終確定滾筒尺寸如下:
（1）卷筒直徑：1600mm
（2）卷筒長度： 2500mm
（3）卷筒法蘭直徑：2400mm
由機械設計手冊單行本--起重機運輸機械零部件操作件和小五金，可選
卷筒類型為B型卷筒
由資料可知，臍帶纜直徑為28mm，最小彎曲半徑為900mm，所以在此，臍帶纜的直徑為32mm，可取卷筒的直徑d=1600mm
則根據機械設計手冊單行本--起重機運輸機械零部件操作件和小五金表8.1-51可得D=1600mm時的其它相關尺寸
D=1600mm
所以
該卷筒的壁厚為
第二節(jié) 電機功率
絞車主傳動總效率：
式（3.3）
—雙級行星減速器效率，取0.93； —開式圓柱齒輪傳動效率，取0.94；
—滾子軸承效率，取0.96； —絞車卷筒效率，取0.94
絞車所需輸入總功率：
式（3.4）
每臺電機功率為：P/6=42.2Kw,取45Kw電機。
絞車輸入總功率為：456=270Kw。
電機類型選：交流變頻電機 45kW 6臺，極對數4/2,380-440v
電動機額定轉速：nd=1500rpm
電機額定輸出扭矩：
第三節(jié) 主傳動系統(tǒng)傳動比
1、以卷筒底層直徑為準，提升速度72m/min,
滾筒轉速為：
式（3.5）
總傳動比：
2、卷筒中間層（第5層）直徑為：
，
按最大提升速度v=60m/min，
滾筒轉速為：
總傳動比：
3、以卷筒外層直徑為準，提升速度60m/min,
滾筒轉速為：
總傳動比：
綜合三種情況,總傳動比確定為i=153
第四節(jié) 絞車扭矩校核：
絞車滾筒最底層承受200KN載荷所需扭矩為：
絞車滾筒最外層承受138KN載荷所需扭矩為：
絞車滾筒的驅動扭矩為：
式（3.6）
扭矩滿足要求
絞車滾筒中間層（第5層）最大承受載荷為：
絞車滾筒最外層（第10層）最大承受載荷為：
第四章 關鍵零部件選型與計算
第一節(jié) 變頻電機
經過前期調研考查，初步選定電機型號為：YR250M2-4
電機結構和外形尺寸查表可得：
功率45KW 轉速1480r/min 電流85.9A 效率0.915 功率因數（cosф）0.87
最大轉矩3 轉子電壓340V 轉子電流81A 噪聲（聲功功率dB）94
轉動慣量2.37 質量490kg
卷筒的側面積
6臺電動機的的總共側面積
選擇YR250M2-4 且機座無底腳、端蓋上有凸緣的安裝方式
第二節(jié) 行星減速器
已知條件
從運機：卷筒
工作時間：每日連續(xù)運轉24小時
低速軸轉速：50r/min
低速軸實際所需轉矩：
電機頻率為50Hz 4級電機
輸出軸聯接方式：聯軸器聯接（無軸向力)
選型
a、 使用系數
K=1.2
b、輸出轉速50r/min、電機頻率為50Hz、4級，計算傳動比1500/50=30，選傳動比為30
C、電動機的功率為45Kw
d、按表機械設計手冊第四卷16-2-138
直聯型減速器查表后所選減速器的參數為
傳動比43 輸出轉速35r/min 電機功率45Kw 輸出轉矩11405N*M 機型8225 使用系數K=1.058
查表《機械設計手冊》第四卷表15-2-106 可得擺線針輪減速器直聯型8225型號的尺寸
第三節(jié) 齒輪的設計
方案一
已知輸入功率,小齒輪的轉速35r/min，傳動比i=3.56，由電動機驅動，工作壽命為8000h
1、選定齒輪的類型，精度等級，材料及齒數
1）為避免產生額外的力，我們選擇直齒圓柱齒輪傳動
2）我國國標GB10095-88中，對漸開線圓柱齒輪規(guī)定了12個精度等級，第l級精度最高，第12級最低。齒輪精度等級主要根據傳動的傳遞的功率、圓周速度、使用條件以及其它經濟、技術要求決定。6級是高精度等級，用于高速、分度等要求高的齒輪傳動，一般 機 械 中 常 用7～8級 ，對 精 度 要 求不 高 的低速齒輪可使用9～12級。
齒輪每個精度等級的公差根據對運動準確性、傳動平穩(wěn)性和載荷分布均勻性等三方面要求，劃分成三個公差組，即第I公差組、第II公差組、第III公差組。在一般情況下，可選三個公差組為同一精度等級，但也容許根據使用要求的不同，選擇不同精度等級的公差組組合。
齒輪傳動的側隙是指一對齒輪在嚙合傳動中，工作齒廓相互接觸時，在兩基圓柱的內公切面上，兩個非工作因廓之間的最小距離。規(guī)定側隙，可避免因制造、安裝誤差以及熱膨脹或承載變形等原因而導致輪齒卡住。合適的側隙可通過適當的齒厚極限偏差和中心距極限偏差來保證，齒輪副的實際中心距越大，齒厚越小，其側隙就越大。
故選7級精度
3）材料的選擇根據表10-1 選
小齒輪選40Cr，熱處理選調制后表面淬火，齒芯硬度：241-286HBS，齒面硬度48-55HRC；
大齒輪選45#鋼，熱處理選調制后表面淬火，齒芯硬度：217-255HBS，齒面硬度40-50HRC。
4）選小齒輪的齒數為，大齒輪的齒數,取
2、按齒面接觸疲勞強度設計
由以下設計計算公式進行計算，即
式（4.1）
(1)確定公式內的各計算數值
1）試選擇載荷系數
2）計算小齒輪的傳遞轉矩
式（4.2）
3）由下表
圓柱齒輪的齒寬系數 表4.2
裝置狀況
兩支承相對于小齒輪做對稱布置
兩支承相對于小齒輪做不對稱布置
小齒輪懸臂布置
注：
1）大、小齒輪皆為硬齒面時，應取表中偏下限值；若皆為軟齒面或僅大齒輪為軟齒面時，可取表中偏上限的數值
2）括號內的數值用于人字齒輪，此時b為人字齒輪的總寬度。
3）金屬切削機床的齒輪傳動，若傳遞的功率不大時，可小到0.2）非金屬齒輪可取 則選取齒寬系數=0.5由下表
彈性影響系數 表4.3
材料
齒輪材料
彈性模量E/MPa
配對齒輪材料
灰鑄鐵
球墨鑄鐵
鑄鋼
鍛鋼
夾布塑膠
鍛鋼
162.0
181.4
188.9
189.8
56.4
鑄鋼
161.4
180.5
188
--
--
球墨鑄鐵
156.6
173.9
--
灰鑄鐵
143.7
注;表中所列夾布塑膠的泊松比為0.5，其余材料的均為0.3
由上表可得材料的彈性影響系數
5）由圖《機械設計》第八版西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室編著圖10-21 （d）齒輪的接觸疲勞強度極限
按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限
6) 計算應力循環(huán)次數
式（4.3）
為齒輪的轉速(單位為r/min）
J為齒輪每轉一圈時，同一齒面嚙合的次數
為齒輪的工作壽命（單位為h）
7) 由下圖《機械設計》第八版西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室編著，主編紀名剛 圖10-19 接觸疲勞壽命系數
則可取接觸疲勞壽命系數;
8) 計算接觸疲勞許用應力
取失效概率為0.01，安全系數S,對于接觸疲勞強度計算，由于點蝕破壞發(fā)生后只引起噪聲、振動增大，并不立即導致不能繼續(xù)工作的后果，故可取。但對彎曲疲勞強度來說，如果一旦發(fā)生斷齒，就會引起嚴重的事故，因此在進行齒根彎曲疲勞強度計算時
所以在此取，則
（2） 計算
1）試計算小齒輪分度圓直徑，代入中的最小值
取
2） 計算圓周速度
式（4.4）
3） 計算齒寬
式（4.5）
4)計算齒寬與齒高之比
模數 式（4.6）
齒高
5）計算載荷系數
根據， 7級精度，由下圖《機械設計》第八版西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室編著，主編紀名剛 圖10-8 動載系數值
查得動載荷系數為
又由齒間載荷分配系數 表4.4
精度等級組
5
6
7
8
5級或更低
經表面硬化的斜齒輪
1.0
1.1
1.2
1.4
未經表面硬化的斜齒輪
1.0
1.1
1.2
注：
1）對直齒輪及其修行齒輪，取==1；
2）如大、小齒輪精度等級不同時，按精度等級較低者取值；
3）為按齒面接觸疲勞強度計算時用的齒間載荷分配系數，為按齒根彎曲疲勞強度計算時用的齒間載荷分配系數。
所以==1
查表使用系數
《機械設計》第八版西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室編著，主編紀名剛 表10-2 使用系數, 則使用系數
又有表《機械設計》第八版西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室編著，主編紀名剛 表10-4 接觸疲勞強度計算用的齒向載荷分布系數， 可查得
用插值法查得7級精度
KHβ=1.155
又由 KHβ=1.155、查圖《機械設計》第八版西北工業(yè)大學機械原理及機械零件教研室編著，主編紀名剛 圖10-13 彎曲強度計算的齒向載荷分布系數
所以載荷系數
式（4.7）
6) 按實際的載荷校正所算得的分度圓直徑
式（4.8）
7） 計算模數
3、 按齒根彎曲強度設計
由公式得彎曲強度設計公式為
式（4.9）
(1)確定公式內的各個計算數值
1）由《機械設計》第八版西北工業(yè)大學機械原理及其機械零件教研室 編著 主編 濮良貴 紀名剛圖10-20C p208 查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲強度極限
2）由《機械設計》第八版西北工業(yè)大學機械原理及其機械零件教研室 編著 主編 濮良貴 紀名剛 圖10-18
取彎曲疲勞壽命系數,
3)計算彎曲疲勞許用應力
去彎曲疲勞安全系數S=1.4，則
4） 計算載荷系數K
式（4.10）
5)查取齒形系數，齒形系數及應力校正系數 表4.5
17
18
19
20
21
22
23
24
25
2.97
2.91
2.85
2.80
2.76
2.72
2.69
2.65
2.62
1.52
1.53
1.54
1.55
1.56
1.57
1.575
1.58
1.59
齒形系數及應力校正系數 表4.6
26
27
28
29
30
35
40
45
50
2.60
2.57
2.55
2.53
2.52
2.45
2.40
2.35
2.32
1.595
1.60
1.61
1.62
1.625
1.65
1.67
1.68
1.70
齒形系數及應力校正系數 表4.7
60
70
80
90
100
150
200
2.28
2.24
2.22
2.20
2.18
2.14
2.12
2.06
1.73
1.75
1.77
1.78
1.79
1.83
1.865
1.97
6）查上表取應力校正系數
7）計算大、小齒輪的
大齒輪的數值大
(2) 設計計算
對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數，由于齒輪模數m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數與齒數的乘積）有關，可取由彎曲強度算得的模數大于等于11.89，并就近圓整為m=16，按接觸強度算得的分度圓直徑，算出小齒輪的齒數
式（4.11）
大齒輪齒數
這樣設計出的齒輪傳動，即滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結構緊湊，避免浪費。
4、幾何尺寸計算
（1）計算分度圓直徑
（2）計算中心距 式（3-18）
式（4.12）
（3）計算齒輪寬度
式（4.13）
方案二
已知小齒輪的傳遞額定功率p=45Kw，小齒輪轉速為52r/min，傳動比為153/29=5.28，滿載工作時間8000h
1）選擇材料，確定實驗齒輪的疲勞極限應力參考表16.2-59、60、65，選擇出齒輪的材料為：
小齒輪選40Cr，熱處理選調制后表面淬火，齒芯硬度：241-286HBS，齒面硬度48-55HRC；
大齒輪選45#鋼，熱處理選調制后表面淬火，齒芯硬度：217-255HBS，齒面硬度40-50HRC。
查圖可得：KFN=1.0，KHN=1.05；
；（小齒輪質量等級取中，大齒輪取低）
；（小齒輪質量等級取中，大齒輪取低）
2) 按接觸疲勞強度初步確定中心距，并初選主要參數
按表4.8
圓柱齒輪傳動簡化設計計算公式 表4.8
齒輪類型
接觸強度
彎曲強度
直齒輪
斜齒輪
人字齒輪
式中的符號
a--中心距，mm
--小齒輪分度圓直徑，mm
--分別為端面模數及法面模數（mm)
--小齒輪齒數
--齒寬系數
--齒數比，
--復合齒形系數
--許用接觸應力（），簡化計算中近似取為試驗齒輪的接觸疲勞極限應力（)，為接觸強度計算的最小安全系數，可取
--許用彎曲應力（），簡化計算中近似取，為齒輪材料的彎曲疲勞強度的基本值，為抗彎強度計算的最小安全系數，可取
--小齒輪傳遞的額定轉矩（）
--載荷系數，若原動機采用電動機或汽輪機，燃氣輪機，一般可取K=1.2--2。當載荷平穩(wěn)，精度較高（6級以上）、速度較低、齒輪對稱與軸承分布時，應取較小值，對直齒輪應取較大值。若采用單缸內燃機，應將K值加到1.2倍左右
注：
1）各式里“”，“+”號用于外嚙合齒輪傳動，“-”號用于內嚙合齒輪傳動
2）接觸強度計算公式中，應代入及中的最小值；抗彎強度計算公式中應代入及中的較大值
故選公式
式（4.14）
式中 小齒輪傳遞的轉矩:
式（4.15）
尺寸的轉矩
在此減速器的效率為0.93
所以
載荷系數K： 式（4.16）
：KA ——使用系數；Kv ——動載系數；Kα——齒間載荷分配；Kβ——齒向載荷分布系
查手冊有：
使用系數 表4.9
載荷狀態(tài)
工作機器
原動機
電動機、均勻運轉的蒸汽機、燃氣輪機
蒸汽機、燃氣輪機液壓裝置
多缸內燃機
單缸內燃機
均勻平穩(wěn)
電動機、均勻傳送的帶式運送機或板式輸送機、螺旋輸送機、輕型升降機、包裝機、機床進給機構、通風機、均勻密度材料攪拌機等
1.00
1.10
1.25
1.50
輕微沖擊
不均勻傳送的帶式輸送機或板式輸送機、機床的主傳動機構、重型升降機、工業(yè)與礦用風機、重型離心機、變密度材料攪拌機等
1.25
1.35
1.50
1.75
中等沖擊
橡膠擠壓機、橡膠和塑料做間斷工作的攪拌機、輕型球磨機、木工機械、鋼柸初軋機、提升裝置、單缸活塞泵等
1.50
1.60
1.75
2.00
嚴重沖擊
挖掘機、重型球磨機、橡膠揉合機、破碎機、重型給水泵、旋轉式鉆探裝置、壓磚機、帶材冷軋機、壓柸機等
1.75
1.85
2.00
2.25或更大
KA=1.5； Kv=1.25； KHα= KFα=1.2； KHβ=1.155 KFβ=1.12
所以K=2.52
齒寬系數，取=0.4
齒數比u：暫取u=i=5.28
許用接觸應力：按表
式（4.17）
取最小安全系數，按大齒輪計算
將以上數據代入計算中心距的公式得
圓整為標準中心距
a =710mm
按經驗公式，
取標準模數
初取
式（4.18）
取，取
壓力角：取標準壓力角20°；
精求螺旋角
所以
式（4.19）
齒輪的許用應力：
式（4.20）
式中：S——疲勞強度安全系數，?。篠H=1；SF=1.5；
KN——壽命系數，循環(huán)次數
查圖可得：KFN=1.0，KHN=1.05；
；（小齒輪質量等級取中，大齒輪取低）
；（小齒輪質量等級取中，大齒輪取低）
(1) 計算載荷
式中：KA ——使用系數；Kv ——動載系數；Kα——齒間載荷分配；Kβ——齒向載荷分布系
查手冊有：KA=1.5； Kv=1.25； KHα= KFα=1.2； KHβ=1.155 KFβ=1.12
()
（2）按彎曲疲勞強度校核
式（4.21）
；
查圖得：
強度不滿足，故將小齒輪尺寸改為29mm
則取，取
壓力角：取標準壓力角20°；
=2.25=2.2512.57=28.283mm
所以不滿足要求
所以將大齒輪的材料也改成40Cr
所以
則則齒輪的材料為
小齒輪選40Cr，熱處理選調制后表面淬火，齒芯硬度：241-286HBS，齒面硬度48-55HRC；
大齒輪也選40Cr，熱處理選調制后表面淬火，齒芯硬度：241-286HBS，齒面硬度48-55HRC；
則校核通過
此時
（3）按接觸疲勞強度校核
式（4.22）
查表和圖得：
校核滿足條件
第四節(jié) 軸承選型與壽命計算
4.1、軸承的選擇：
卷筒的總體積
又因為卷筒的材料為Q345號鋼，Q345號鋼的密度為，
即
所以
卷筒的重量為
1)重量為17270Kg，滾筒支撐距離為3565mm；卷筒法蘭與支撐最小距離為245mm；
4500米的臍帶纜重量為：4500×3.3=14850Kg；
絞車安全工作載荷：138 kN
最大靜張力(卷筒載荷)： 200 KN；
纜繩對滾筒拉力方向按與滾筒重力方向垂直計算（這樣計算結果偏于安全）
則軸承在兩個極限狀態(tài)受力情況如下：
2） 卷筒的體積
式（4.23）
將所選材料變成灰鑄鐵 HT200，其密度為
即
所以卷筒的總重量為
綜上，將卷筒的材料定為Q345號鋼
（1）纜繩全部放出（第1層），
卷筒重量分到軸承上的徑向力為：F1=17270×9.8÷2=484623N=84.623KN；
纜繩載荷分到軸承上的最大徑向力為：
軸承所受最大徑向力為
（2）纜繩全部收回（第10層），
卷筒重量分到軸承上的徑向力為：F1=（17270+14850）×9.8÷2=157388N=157.388KN；
纜繩載荷分到軸承上的最大徑向力為：
軸承所受最大徑向力為
所以軸承所受的最大徑向力為
已知的條件是：
軸承的直徑d=320mm 軸承受的徑向載荷
因為電機的轉速為1480r/min，該傳動系統(tǒng)的總傳動比為153， 所以該軸承的轉速，要求的壽命
參考相關資料，取d=320的調心滾子軸承，按表機械設計手冊單行本 成大先主編的軸承部分表6-2-77預選軸承的代號為23064，其計算系數e=0.26，
軸承所受的軸向力比較小，取零，即
對于只能承受純徑向載荷的軸承
則它的當量動載荷
根據式 式（4.24）
式中：C---基本額定動載荷計算值，N；
P---當量動載荷，
P-當量動載荷，N
-徑向載荷，N
-軸向載荷，N
X-徑向動載荷系數；
Y-軸向動載荷系數
---壽命因數，按表取數值
---速度因數，按表取數值
---力矩載荷系數，力矩載荷較小時，=1.5，力矩載荷較大時=2
---沖擊載荷系數，按表取數值
---溫度因數，按表取數值
---軸承尺寸及其性能表中所列徑向基本額定 動載荷，N
---軸承尺寸及其性能表中所列軸向基本額定動載荷，N
參考資料先將軸承選為調心滾子軸承
查表機械設計手冊單行本 成大先 主編 軸承部分表6-2-8到6-2-11可得：
=2.3 =1.435 =2 =1.8 =1
則
又因為
,故預選的23068型號的調心滾子軸承合適
基本參數為
軸承型號:23064
基本參數：d=320；D=480；B=121；
基本額定載荷Cr=1380KN；C0r=3260KN
極限轉速：脂：400r/min；油：500 r/min；
其他尺寸：r=4；
安裝尺寸：da=338；Da=462；ra=3
計算系數:e=0.26；Y1=2.6；Y2=3.8；Y0=2.5；
4.2、校核軸承工作壽命為：
式（4.25）
為指數，對于求軸承，=3，對于滾子軸承，=
4.3、 軸承靜載荷計算
靜載荷安全系數為：
式（4.26）
軸承滿足要求。
結論
通過這次畢業(yè)設計，讓我再一次復習了以前很多學過的東西。并且在很多以前學習的時候覺得并不重要的知識，這次在實踐中都得以運用。在本次畢業(yè)設計中，幾乎讓我了解了一個對于我完全全新的東西--海洋絞車。在做這次畢業(yè)設計之前，很多都東西我都太過于死板。就比如說，電機的數量在此之前基本上接觸的都是一個設計一臺電機。但這次的設計，一個構建既然要安裝6臺電機。在在我以前是不敢想像的。還有一點就是對與傳動比的選擇，以前接觸的大部分傳動比都不超過3，但這次我的傳動比都取到了5點多。要不是指導老師說可以取這么多，我還真的不敢取這么大的傳動比。但要不取這么大的傳動比，其他的地方就沒有辦法在接著計算下去了。在做畢業(yè)設計的時候，剛開始畫圖成了我一件非常有難度的事情。因為本來就對作圖軟件不是很熟悉，在加上又蠻久沒有實際畫過了。在做3維圖時，很多地方都是改了一遍又一遍，問了一次又一次。真的是一筆一筆的將三維圖慢慢的畫下去。在畫cad時也是一樣，對于很多構建的標準畫法都不是很清楚，導致了很多的錯誤。就僅僅是畫圖、改圖差不多就花費了我1個多月的時間。但現在畫完了，確實感覺到相比與以前自己的作圖能力確實有了很大的提高。
在對于海洋絞車這一塊，目前的應用前景是非常不錯的。首先，隨著科技的進步，大家對能源的需求等等很多方面都表明，海洋將是解決很多問題的主要戰(zhàn)場。因此，對海洋的開發(fā)也是未來必然的選擇。開發(fā)海洋時，海洋絞車又是不可或缺的機器。而且，目前國內對于海洋絞車這一塊還是比較欠缺的。
參考文獻
[1] 俆灝.機械設計手冊.第3卷.第3卷.[M].北京.機械工業(yè)出版社.1991
[2]《機械設計手冊》單行本.[M].軸承部分 成大龍主編
[3]《機械設計》第八版西北工業(yè)大學機械原理及其機械零件教研室.[M]. 編著 主編 濮良貴 紀名剛
[4]《機械設計機械設計基礎課程設計》中國礦業(yè)大學出版社出版 .[M]. 主編馬克新 任濟生 唐道武
[5]《proe Wildfire 5產品設計及制圖》清華大學出版社出版 .[M]. 主編姜玲蓮 謝龍漢
[6] 濮良貴.紀名剛.機械設計.[M].8版.北京:高等教育出版社.2006.
[7] 任濟生.馬克新.唐道武.機械設計機械設計基礎課程設計[M].江蘇.中國礦業(yè)大學出版社.2008
[8] 潘存云.機械原理.[M].2版.長沙.中南大學出版社.2013
[9] 李必文.胡華榮.機械精度設計與檢測.[M].2版.長沙.中南大學出版社.2012
[10] 俆灝.機械設計手冊.第3卷.第4卷.[M].北京.機械工業(yè)出版社.1991
[11] 高志.黃純穎.機械創(chuàng)新設計.[M].北京.高等教育出版社.2010
致謝
這次畢業(yè)設計的完成，確實是咨詢了很多人。在這些人里面，幫助我最大的就是我的指導老師。
這次的設計在我們這組中我不是基礎最好的，也不是最聰明的。但我應該是問老師比較多的。很多次我都有問題，每次都去。老師每次都很耐心，每次都是很和氣的跟我指出問題的所在。然后再叫我回去修改。有的時候一次問題太多，回去的時候沒有全部修改完，等到下次再去的時候，可能上次還有幾個問題沒有解決，老師還是很耐心的把那個問題再一次指出來，讓我回去再回去繼續(xù)修改。在對與整個系統(tǒng)的結構的理解我也是在老師講解了好幾遍以后才大概的有了一個概念，在給我講解的過程中很多地方我聽不懂，然后老師又回過去，給我看他自己做的三維圖，對著圖在給我講解，一直到我理解了為止。
其次還要感謝的就是我的同學了，在自己畫圖的過程中，很多不懂得地方都是通過咨詢他們來解決的。
最后，感謝所有為了我們這次畢業(yè)設計順利完成的所有付出過的老師和同學們。謝謝。
- 36 -