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I 摘 要 液壓絞車即液壓驅(qū)動(dòng)的絞車 由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓泵 將工作油液輸入執(zhí)行 構(gòu)件 液壓缸或液壓馬達(dá) 使機(jī)構(gòu)動(dòng)作 通過(guò)控制輸入執(zhí)行構(gòu)件的液體流量實(shí) 現(xiàn)調(diào)速 本文主要針對(duì) 5 噸液壓絞車進(jìn)行設(shè)計(jì) 首先 通過(guò)對(duì)液壓絞車的現(xiàn)況及類 型原理進(jìn)行了分析并提出了總體結(jié)構(gòu)方案和傳動(dòng)方案 接著 對(duì)傳動(dòng)裝置及卷 筒的主要零件進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)并校核其強(qiáng)度 最后應(yīng)用 AutoCAD 軟件繪制了 液壓絞車裝配圖和主要零件圖 關(guān)鍵字 液壓 絞車 減速器 卷筒 II Abstract The hydraulic driven winch hydraulic winch motivated by the original hydraulic pump the working oil input components hydraulic cylinder or hydraulic motor to achieve speed control mechanism through the input of executive component in the liquid flow This paper mainly aims at the design of 5 tons hydraulic winch First of all through the analysis of the current status and types of hydraulic winch the overall structure scheme and transmission scheme is put forward Then the main parts of the transmission device and the main parts are designed and checked Finally AutoCAD software is used to draw the assembly drawing and the main parts Key words Hydraulic Winch Reducer Drum III 目 錄 摘 要 I Abstract II 第一章 緒論 1 1 1 絞車簡(jiǎn)介 1 1 2 液壓絞車的特點(diǎn) 1 1 3 液壓絞車的工作原理和用途 1 1 4 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 2 第二章 總體設(shè)計(jì)與計(jì)算 4 2 1 設(shè)計(jì)要求 4 2 2 方案設(shè)計(jì) 4 2 2 1 原理分析 4 2 2 2 總體布置方案 4 2 2 3 傳動(dòng)方案選擇 5 2 2 4 液壓傳動(dòng)原理圖 5 第三章 主要參數(shù)的確定 7 3 1 卷筒直徑的確定 7 3 2 電動(dòng)機(jī)的選擇 9 3 3 液壓馬達(dá)的選用與驗(yàn)算 9 3 3 1 液壓馬達(dá)的分類及特點(diǎn) 9 3 3 2 馬達(dá)的驗(yàn)算 10 第四章 卷筒設(shè)計(jì)與校核 13 4 1 卷筒的分類和特點(diǎn) 13 4 2 卷筒設(shè)計(jì)計(jì)算 13 4 2 1 卷筒長(zhǎng)度 L 確定 13 4 2 2 繩槽的選擇 14 4 2 3 卷筒壁厚 15 4 2 4 鋼絲繩允許偏角 15 4 3 卷筒強(qiáng)度計(jì)算 15 第五章 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 17 5 1 確定傳動(dòng)比 17 5 2 齒輪齒數(shù)的確定 17 5 3 選定齒輪的精度等級(jí)和材料 18 5 4 齒輪模數(shù)的確定 18 IV 5 5 齒輪基本參數(shù)的確定 20 5 5 1 尺寸基本參數(shù)的選定與計(jì)算 20 5 5 2 齒輪公法線長(zhǎng)度的確定 22 5 6 內(nèi)部結(jié)構(gòu)的選定與設(shè)計(jì) 22 5 6 1 轉(zhuǎn)臂軸承的選定 22 5 6 2 銷孔數(shù)目 尺寸的確定 23 5 6 3 銷軸套 銷軸的確定 24 5 6 4 偏心套基本尺寸的確定 24 5 7 軸的設(shè)計(jì) 25 5 7 1 輸入軸的設(shè)計(jì) 25 5 7 1 輸出軸 固定軸 的設(shè)計(jì) 28 總 結(jié) 30 參考文獻(xiàn) 31 致 謝 32 1 第一章 緒論 1 1絞車簡(jiǎn)介 在起重機(jī)械中 用以提升或下降貨物的機(jī)構(gòu)稱為起升機(jī)構(gòu) 一般采用卷?yè)P(yáng) 式 而這樣的機(jī)器叫做絞車又叫絞車 絞車起升機(jī)構(gòu)通常由控制裝置 鋼絲繩卷繞裝置 接收系統(tǒng)的保護(hù)和安全 裝置等 驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī) 離合器和制動(dòng)器 減速器 滾筒等部件組成 鋼 絲繩纏繞系統(tǒng)包括鋼絲繩 卷筒 定滑輪和動(dòng)滑輪 接收裝置有鉤環(huán) 抓斗 電磁吸盤 吊具吊梁在各種不同的形狀 安全保護(hù)裝置有超負(fù)載限制器 起升 高度限位器 下降深度節(jié)流器的實(shí)際需求的基礎(chǔ)上 超速保護(hù)開關(guān)等 絞車的驅(qū)動(dòng)方式有三種 分別為內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng) 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng) 內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的起升機(jī)構(gòu) 他的力量 從內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)裝置傳輸與集中 包括起升機(jī)構(gòu) 包括所有的工作機(jī)構(gòu) 該盤的方法的優(yōu)點(diǎn)是能源獨(dú)立 移動(dòng)靈 活 適合流動(dòng)作業(yè) 為確保每個(gè)機(jī)構(gòu)的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的笨重的機(jī)器 復(fù)雜的傳輸系 統(tǒng) 由于內(nèi)燃機(jī)不逆轉(zhuǎn) 不從負(fù)載的傳輸鏈路的實(shí)現(xiàn) 依賴于啟動(dòng)和換向離合 器的操縱 這一速度的驅(qū)動(dòng)模式的困難 消除麻煩 屬于的類型 目前 只有 少數(shù)的本地應(yīng)用 電機(jī)驅(qū)動(dòng)是絞車的主要驅(qū)動(dòng)模式 直流電機(jī)的起升機(jī)構(gòu)的工作要求的力學(xué) 性能 調(diào)速性能好 但是很難得到的直流電源 在大型絞車 常采用直流發(fā)電 機(jī)直流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)和實(shí)現(xiàn) 交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng) 可直接從電網(wǎng)的電力操作簡(jiǎn)單 維修方便 重量輕 單位 工作可靠 廣泛用于電動(dòng)葫蘆 液壓驅(qū)動(dòng)絞車 由原動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓泵工作 將執(zhí)行石油輸入部件 液壓缸 或液壓馬達(dá) 的成員做的作用機(jī)制實(shí)現(xiàn)通過(guò)輸入 實(shí)現(xiàn)流體的流動(dòng)速度的控制 液壓傳動(dòng) 傳動(dòng)比大的優(yōu)點(diǎn) 可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的無(wú)級(jí)調(diào)速 結(jié)構(gòu)緊湊 運(yùn)行平 穩(wěn) 操作方便 過(guò)載性能好 缺點(diǎn)是液壓傳動(dòng)元件的制造精度要求高 易泄漏 的液體 目前 在液壓傳動(dòng)絞車在建筑中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用 1 2液壓絞車的特點(diǎn) 絞車液壓傳動(dòng)元件 降低生產(chǎn)的電火花 使用鼠籠式電機(jī) 電器控制簡(jiǎn)單 容易做的暴動(dòng)的類型 因此 通過(guò)解決煤礦井下絞車液壓絞車的整個(gè)暴亂的問(wèn) 題的有效途徑 由于管道的輸送壓力油的液壓元件 所以不同的機(jī)械裝置容易 安裝的每個(gè)元素的布局 可以放在任何地方 所以容易液壓絞車的遠(yuǎn)程管理 1 3液壓絞車的工作原理和用途 2 液壓絞車是利用電機(jī) 1 帶動(dòng)液壓泵 2 然后液壓泵帶動(dòng)變量液壓馬達(dá) 3 液 壓馬達(dá)將動(dòng)力通過(guò)減速裝置 4 帶動(dòng)滾筒 5 轉(zhuǎn)動(dòng) 絞車的正反轉(zhuǎn)和高低轉(zhuǎn)速改變 依靠馬達(dá)自身調(diào)節(jié)完成 原理圖 1 1 1 電動(dòng)機(jī) 2 主油泵 3 液壓馬達(dá) 4 減速箱 5 絞車滾筒 圖 1 1 絞車工作原理圖 液壓絞車用途 主要用于井下綜合作業(yè)包括采工作面液壓支架以及其它井 下設(shè)備的安裝和拆除 1 4國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 在 20 世紀(jì)末 日本 美國(guó)和開始應(yīng)用液壓 機(jī)械傳動(dòng)絞車 它的優(yōu)點(diǎn)高速 小轉(zhuǎn)矩液壓馬達(dá)制造容易 穩(wěn)定的質(zhì)量和壽命 傳動(dòng)效率高 噪音低 體積小 等特點(diǎn) 介紹了生產(chǎn)三池西日本三井公司的德國(guó)和法國(guó)的馬菲爾蓋特拉齊克公 司慷慨的高速液壓 液壓絞車的設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)式量的直徑 通過(guò)高速液壓傳動(dòng)滾筒 與行星減速器 經(jīng)營(yíng)決策改變變量泵的斜盤的角度實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速 2005 年國(guó)內(nèi)直徑最大的液壓絞車在河南省洛陽(yáng)中信重機(jī)公司的液壓絞車的 調(diào)試成功 并成功地引導(dǎo)內(nèi)蒙古大雁煤業(yè)公司 由于國(guó)外的技術(shù)水平高的電氣 機(jī)械化程度高 地下工程巷道和相機(jī)通常更方便 設(shè)備安裝中的應(yīng)用 以前開 始鼓勵(lì)電動(dòng)絞車 主要傷口的外部電子調(diào)速電機(jī)轉(zhuǎn)子 他發(fā)燒嚴(yán)重的缺陷 占 地面積大 成本高 復(fù)雜的電子控制系統(tǒng) 調(diào)整 壞的 隨著液壓技術(shù)的不斷 發(fā)展 和軸向柱塞徑向柱塞液壓系列產(chǎn)品的推出 并逐漸井下液壓絞車的提升 設(shè)備和發(fā)展 液壓絞車結(jié)構(gòu)緊湊 價(jià)格便宜 方便開始穩(wěn)定 速度 過(guò)載等 特別是采用鼠籠式電機(jī) 拖動(dòng)來(lái)簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng) 防爆的要求 國(guó)外的液 壓絞車 根據(jù)結(jié)構(gòu)形式可分為兩類 一類是以較低的速度和轉(zhuǎn)矩直接拖動(dòng)柱塞 式液壓絞車滾筒式全液壓活塞式液壓馬達(dá) 另一種是利用高速小扭矩通過(guò)減速 齒輪然后拖動(dòng)的鼓絞車液壓 機(jī)械傳動(dòng)式 日本三井三池生產(chǎn)的第一臺(tái)液壓絞車 后來(lái)反復(fù)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)等不同的變化 有幾種模式 和防暴液壓絞車 手動(dòng)和半自動(dòng)兩種工作 電動(dòng)液壓控制方式和 控制方式 液壓控制方式的比較 可以任意選擇所需要的速度可任意調(diào)節(jié) 操 作簡(jiǎn)單 容易干擾的加減速度結(jié)構(gòu)復(fù)雜 維修 電器控制系統(tǒng) 麻煩 3 蘇聯(lián) 波蘭 德國(guó)和其他國(guó)家的發(fā)展和安全使用作為傾斜煤層采煤機(jī)液壓 絞車的防滑 同步和牽引設(shè)備 這些國(guó)家也泛礦石通過(guò)液壓無(wú)極繩絞車牽引車 廂和單軌地下交通 日本三井三池生產(chǎn)發(fā)達(dá)的小型液壓絞車主要用作功率系列 煤礦井下輔助運(yùn)輸?shù)?有 和第三 他利用高速軸向柱塞液壓馬達(dá)通過(guò)安裝在 滾筒內(nèi)部的行星齒輪變速箱的拖曳絞車的運(yùn)行 因此 結(jié)構(gòu)緊湊 體積小 5 我國(guó)煤礦井下防暴液壓絞車的研制和應(yīng)用比歐美 日本大約晚 年 在煤10 與沼氣突出礦井 必須使用防暴型電氣設(shè)備 煤炭科學(xué)研究院從湖南省和湖南 省煤礦機(jī)械廠共同研制的專業(yè)型液壓絞車的騷亂暴動(dòng)和騷亂型液壓絞車 絞車 和開發(fā)的類型 國(guó)內(nèi)其他廠家的制備工作也進(jìn)行了淮南煤機(jī)廠開發(fā)了液壓絞車 他利用行星齒輪通過(guò)高速液壓傳動(dòng)輥 洛陽(yáng)礦山機(jī)械研究所研制的高速電機(jī)驅(qū) 動(dòng) 利用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)減速機(jī) 4 第二章 總體設(shè)計(jì)與計(jì)算 2 1設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一 5 噸液壓絞車 設(shè)計(jì)參數(shù)要求如下 1 單繩拉力 5 噸 2 鋼絲繩直徑 18mm 3 容繩量 50m 4 繩速 10m min 2 2方案設(shè)計(jì) 2 2 1原理分析 液壓絞車是利用電機(jī) 1 帶動(dòng)液壓泵 2 然后液壓泵帶動(dòng)變量液壓馬達(dá) 3 液 壓馬達(dá)將動(dòng)力通過(guò)減速裝置 4 帶動(dòng)滾筒 5 轉(zhuǎn)動(dòng) 絞車的正反轉(zhuǎn)和高低轉(zhuǎn)速改變 依靠馬達(dá)自身調(diào)節(jié)完成 原理圖 2 1 1 電動(dòng)機(jī) 2 主油泵 3 液壓馬達(dá) 4 減速箱 5 絞車滾筒 圖 2 1 液壓絞車原理圖 2 2 2總體布置方案 液壓馬達(dá) 制動(dòng)器和行星減速器都布置在卷筒的同一側(cè) 圖 2 2 這種布 置形式 易于加工和裝配 總成分組性較好 5 圖 2 2 液壓絞車構(gòu)總體布置方案 2 2 3傳動(dòng)方案選擇 減速裝置采用漸開線少齒差行星齒輪減速裝置 傳動(dòng)的原理 少齒差行星 傳動(dòng)原理如圖 3 所示 當(dāng)帶曲柄的輸入軸旋轉(zhuǎn)時(shí) 空套在曲柄上的行星輪 Z1 反向旋轉(zhuǎn) Z2 Z1 Z1 轉(zhuǎn) 然后通過(guò)輸出軸輸出 其速比是 I Z1 Z2 Z1 負(fù)號(hào)代表旋轉(zhuǎn)反向相反 圖 2 3 傳動(dòng)原理簡(jiǎn)圖 2 2 4液壓傳動(dòng)原理圖 系統(tǒng)的工作原理及其特點(diǎn)簡(jiǎn)要說(shuō)明如下 見(jiàn)圖 2 4 馬達(dá) 9 的排量變化通過(guò)電磁換向閥 5 實(shí)現(xiàn) 控制液壓油也由液壓馬達(dá) 9 自 身提供 為了防止下放時(shí)因超越負(fù)載作用而失速 在馬達(dá)回油路上設(shè)置了外控 式平衡閥 4 另外 在回油路上安裝了回油過(guò)濾器 7 及冷卻器 8 電磁換向閥 9 的中位機(jī)能為 K 型 所以 液壓泵可以中位低壓卸荷 利于節(jié)能 表 2 1 絞車液壓系統(tǒng)電磁鐵動(dòng)作順序 電磁鐵工 況 1YA 2YA 3YA 滿載卷?yè)P(yáng)上升 空包下放 停止 6 圖 2 4 液壓傳動(dòng)原理圖 1 離合器 2 液壓馬達(dá) 3 6 溢流閥 4 外控式平衡閥 5 三位四通電磁換向閥 7 回油過(guò)濾器 8 冷卻器 9 液壓馬達(dá) 10 油箱 7 第三章 主要參數(shù)的確定 3 1卷筒直徑的確定 1 卷筒直徑 計(jì)算 方法一 0D 卷筒容繩寬度 一般可以由下式確定 tB 取03t 0t 預(yù)設(shè)卷筒鋼絲繩纏繞層數(shù)為 4 層 則 卷筒容繩量 L 卷筒繩容量是指鋼絲繩在卷筒上順序緊密排布是 達(dá)到規(guī)定的纏繞層數(shù)所 能容納的鋼絲繩工作長(zhǎng)度的最大值 卷筒容繩量按下式計(jì)算 第 i 層鋼絲繩繩 芯直徑 為 iDdii 12 0 式中 卷筒直徑 鋼絲繩直徑d 卷筒容繩量 L 為 diDdBdBtit 12 1104141 聯(lián)立上述各式得 306 L 已知 mL50 d18 求得 24 D 表 3 1 卷筒直徑 D 系列 摘自 JB T9006 1 1999 100 125 160 200 250 280 315 355 400 450 500 560 630 710 800 900 1000 1120 1250 1320 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 按照表 3 1 卷筒直徑 D 系列 取卷筒直徑 250 2 卷筒直徑 計(jì)算 方法二 0 8 hdD 0 式中 與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別相關(guān)的系數(shù) 鋼絲繩直徑 表 3 2 機(jī)構(gòu)利用等級(jí) 摘自 GB T3811 1983 機(jī)構(gòu)利用 等級(jí) 總設(shè)計(jì) 壽命 說(shuō)明 機(jī)構(gòu)利 用等級(jí) 總設(shè)計(jì) 壽命 說(shuō)明 T0 200 T5 6300 經(jīng)常中等使用 T1 400 T6 12500 不經(jīng)常繁忙地使用 T2 800 T7 25000 T3 1600 不經(jīng)常使 用 T8 50000 T4 3200 經(jīng)常使用 T9 100000 繁忙地使用 表 3 3 機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài) 摘自 GB T3811 1983 載荷狀態(tài) 說(shuō)明 L1 輕 機(jī)構(gòu)經(jīng)常承受輕載荷 偶爾承受最大的載荷 L2 中 機(jī)構(gòu)經(jīng)常承受中等載荷 較少承受最大的載荷 L3 重 機(jī)構(gòu)經(jīng)常承受較重的載荷 也常承受最大的載荷 L4 特重 經(jīng)常承受最大的載荷 表 3 4 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別 摘自 GB T3811 1983 機(jī)構(gòu)利用等級(jí)載荷狀 態(tài) T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 L1 輕 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 L2 中 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 L3 重 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 L4 特重 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 表 3 5 系數(shù) h 值 摘自 GB T3811 1983 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別 系數(shù) h 值 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別 系數(shù) h 值 M1 M3 14 M6 20 M4 16 M7 22 4 M5 18 M8 25 根據(jù)本卷筒工作工況要求 參照上述表 3 2 3 5 可選定工作級(jí)別為 M4 則16 h 故 mhdD21860 按照表 3 1 卷筒直徑 D 系列 取卷筒直徑 故本次設(shè)計(jì)的提升裝280 D 9 置采用 JB T9006 1 1999 中標(biāo)準(zhǔn)鑄造卷筒 且取卷筒直徑 280 D 3 2電動(dòng)機(jī)的選擇 正確的選擇電機(jī)容量的原則 能滿足要求的機(jī)械負(fù)荷的發(fā)動(dòng)機(jī) 發(fā)動(dòng)機(jī)功 率的最經(jīng)濟(jì) 最明智的決定 建筑機(jī)械的線圈屬于不連續(xù)工作 而啟動(dòng) 制動(dòng)頻繁的性質(zhì) 因此選擇電 機(jī)應(yīng)適應(yīng)他們的工作 鼓芯采用三棟建筑為交流異步電動(dòng)機(jī) 該卷筒輸出功率 KWFvP17 860 9153 F 額定拉力 F 5000KG V 提升速度 V 10m min 卷筒整機(jī)傳動(dòng)效率 可設(shè)定效率 0 85 則輸入功率 KP6 985 0170 根據(jù)該卷筒的工作特點(diǎn)可選 Y 系列異步電動(dòng)機(jī) 據(jù)化學(xué)工業(yè)出版社 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第四版可選電動(dòng)機(jī) Y160M 4 其技術(shù)參數(shù)如表 3 6 表 3 6 技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 功率 kw 轉(zhuǎn)速 r min 重量 kg Y1160L 4 11 1460 123 3 3液壓馬達(dá)的選用與驗(yàn)算 3 3 1液壓馬達(dá)的分類及特點(diǎn) 液壓起重機(jī)液壓分為一般的高速和低速液壓馬達(dá) 高速液壓馬達(dá)的基本特 征是速度和轉(zhuǎn)矩負(fù)載低 體積小 結(jié)構(gòu)緊湊 重量輕 但在機(jī)構(gòu)中的減速器和 支持利用相應(yīng)的傳輸速度和功率低的工作機(jī)制 以滿足相同的特點(diǎn)和要求 其 他類似的液壓泵 有 M 擺線齒輪的藥物應(yīng)用的軸向柱塞馬達(dá) 馬達(dá) 液壓扭矩 在低轉(zhuǎn)速大負(fù)荷 低速度 穩(wěn)定好 可直接或只有減速齒輪傳動(dòng)的尺寸和重量 但更多的 內(nèi)曲線徑向柱塞軸向柱塞馬達(dá)和球或球塞馬達(dá)是更常見(jiàn)的類型 液壓泵的使用和不困難 反過(guò)來(lái) 他的效率更高 更積極的運(yùn)行速度范圍 內(nèi) 可以在相反的 能承受長(zhǎng)期的影響 經(jīng)常 有時(shí)也承受較大的徑向載荷 因此 應(yīng)根據(jù)液壓負(fù)載轉(zhuǎn)矩 速度 布局和工作條件的選擇 如液壓式結(jié)構(gòu) 規(guī)范和連接類型 根據(jù)已知液壓馬達(dá)的工作壓力為 16 5MP 總排量 520ml r 初選液壓馬達(dá) 10 的型號(hào)為 JMQ 23 型低速大扭矩葉片馬達(dá) 參數(shù)見(jiàn) 表 3 7 型號(hào) 排量 ml r 壓力 Mp 轉(zhuǎn)速 r min 效率 轉(zhuǎn)矩 N m 額定 最高 額定 最高 容積效率 總效率JMQ 23 604 16 20 75 400 0 95 0 85 1440 表 3 7 YM630 型葉片馬達(dá)參數(shù) 3 3 2馬達(dá)的驗(yàn)算 滿載起升時(shí)液壓馬達(dá)的輸出功率 mP kw 210Qv 式中 起升載荷動(dòng)載系數(shù) 因液壓馬達(dá)不具有電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力而馬2 達(dá) 工作壓力又受系統(tǒng)壓力限制 一般取 1 15 1 3 2 額定起升載荷 N Q 物品起升速度 m s v 機(jī)械總效率 初步計(jì)算時(shí) 取 0 8 0 85 額定起升載荷 根據(jù)下式計(jì)算 QSm 式中 鋼絲繩自由端拉力 N S 滑輪組倍率 m 根據(jù)已知 10787 7N 一般當(dāng)起升載荷 時(shí) 滑輪組倍率宜取50QPkN 2 時(shí) 倍率取 3 6 載荷量更大時(shí) 倍率可取 8 以上 因此 50QPk 把數(shù)值代入到式子中得 21575 4N1078 2 物品提升速度按下式計(jì)算 0 5m s v 11 根據(jù)需要選取 1 3 機(jī)械總效率取 0 85 卷筒機(jī)械效率 0 97 2 2 m 0 5m s 21575 4N 把數(shù)據(jù)代入式中得 1v Q 17 009kw 3257 40098mP 滿載起升時(shí)液壓馬達(dá)輸出扭矩 mT 2 1 QDzdNmi 式中 減速器傳動(dòng)比 i 鋼繩在卷筒上的卷繞層數(shù) z 其余符號(hào)同以前式子 由于已知為大排量馬達(dá) 選用低速方案 因此不采用減速器 所以 1 i 又由已知卷筒鋼絲繩卷繞三層 故 3 z 把所有數(shù)值代入式子中得 1004 845 1 3257 4 0 231 0 8 95mT Nm 所選用的馬達(dá)的額定轉(zhuǎn)矩為 1440 因?yàn)?所以選用的馬達(dá)T T 轉(zhuǎn)矩符合要求 計(jì)算液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速 和輸入油量mnmQ 根據(jù) 60 1 ivDzd 式中各符號(hào)同以前的式子 把數(shù)值代入式中得 176 43 r min 6021 5 8 mn 計(jì)算馬達(dá)的輸入油量用下式 mvqQ 式中 液壓馬達(dá)的排量 ml r 液壓馬達(dá)容積效率 mv 12 馬達(dá)的排量根據(jù)已知得 520 ml r 根據(jù)下式計(jì)算 mqmv v 式中 液壓馬達(dá)總效率 m 液壓馬達(dá)機(jī)械效率 根據(jù)表查得 取 0 85 取 0 9 mm 把數(shù)代入式中得 0 95 0 859v 把所計(jì)算的數(shù)據(jù)代入式中得 3 r 選用的液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速范圍為 r min 由于計(jì)算得 216r min 所以75 40mn 馬達(dá)的轉(zhuǎn)速符合要求 13 第四章 卷筒設(shè)計(jì)與校核 4 1卷筒的分類和特點(diǎn) 卷筒起升機(jī)構(gòu)的鋼絲繩纏繞的成分 有一組常用鼓型齒輪連接盤 短軸周 圍的大齒輪式 內(nèi)置式和行星齒輪式 齒輪連接組的磁盤鼓包 封閉式傳動(dòng) 滾筒軸不承受扭矩的典型結(jié)構(gòu) 目 前是橋式起重機(jī)的鼓組 缺點(diǎn)是 修理時(shí)需要向外 沿軸線線圈 大滾筒齒輪式繞組多為大傳動(dòng)比 低轉(zhuǎn)速的場(chǎng)合 通常只開放式滾筒軸傳 動(dòng) 有時(shí)刻 短軸型組線圈分別代替整個(gè)根鼓的短軸 長(zhǎng)軸 短軸的側(cè)鍵和減速器減速 器和滾筒剛性連接法蘭的干擾 通過(guò)球或圓柱銷鉸接底盤側(cè)和定軸轉(zhuǎn)動(dòng) 支持 的類型或類型的短軸 它的優(yōu)點(diǎn)是 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 安裝更方便的調(diào)整 行星齒輪式滾筒組內(nèi)的輸入軸與軸的行星減速器和滾筒 滾筒下方的空腔 結(jié)構(gòu)緊湊 根據(jù)鋼絲繩在卷筒纏繞層的單層和多層的周圍圍繞鼓鼓 由于這種設(shè)計(jì)對(duì) 繞組層的三層 因此 通過(guò)多層的鼓 根據(jù)鋼絲繩 鋼絲繩在滾筒的情況在部 門的一個(gè)線圈的繞雙鼓 鼓 和鋼絲繩在滾筒周圍的兩個(gè)分支同時(shí) 一個(gè)單層 或多層線圈可繞雙鼓的周圍 通常是一個(gè)層的周圍 起升高度 以減少長(zhǎng)度的 雙滾筒 滾筒的周圍有兩個(gè)多層同軸布置 或者 例如 加上同步裝置平行排 列 多層卷筒可以減小卷筒長(zhǎng)度 使機(jī)構(gòu)緊湊 但鋼絲繩磨損加快 工作級(jí)別 M5 以上的機(jī)構(gòu)不宜使用 4 2卷筒設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù) 3 1 節(jié)已選定卷筒直徑 280 D 14 4 2 1卷筒長(zhǎng)度 L確定 由于采用多層卷繞卷筒 L 由下式 1 lpnDd 2 式中 多層卷繞鋼繩總長(zhǎng)度 mm l 根據(jù)已知卷筒容繩量為 27m 所以 27m l 把數(shù)據(jù)代入式中得 195 52mm 31 2709 6 8 L 取多層卷繞卷筒長(zhǎng)度 200mm 4 2 2繩槽的選擇 單層卷繞滾筒表面 通常切割方向的螺旋槽 繩槽的槽和深分為標(biāo)準(zhǔn) 通 過(guò)兩種形式 一般都采用標(biāo)準(zhǔn)槽 當(dāng)有槽處理危險(xiǎn) 例如 滾筒鋼絲繩時(shí) 鋼 絲繩卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu) 對(duì)高速鼓引出 和機(jī)構(gòu) 深的溝槽 所有的以前的建議做表面光滑的多層卷筒鋼絲繩 以減少磨損 但實(shí)踐表 明 多層纏繞滾筒與螺旋槽的槽的鋼絲繩的保證 因?yàn)榈谝粚?每層有利于整 齊的 整潔的卷取后的鋼絲繩 光面滾筒容易做 當(dāng)多層纏繞鋼絲繩的鋼絲繩 磨損的踩踏事件 造成線圈遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有槽 與周圍的單層雙滾筒繩槽 不可阻擋的邊緣 因?yàn)殇摻z繩固定在兩滾筒的 兩端 多層線圈繞組的兩端法蘭上應(yīng)設(shè)置防止鋼絲繩脫出 每桶的邊緣 文件 的高度必須高于最外層的鋼絲繩 1 5 d 1 繩槽半徑 根據(jù)下式R 0 3 6 取 R 0 5d 把數(shù)值代入得 繩槽節(jié)距 P d 2 4 mm 取 P 8 2 10mm 繩槽深度 h 0 25 0 4 d 取 h 0 35d 0 35 8 2 8 15 圖 4 1 繩槽的放大示意圖 2 卷筒上有螺旋槽部分長(zhǎng) 0L 01 3lpZd 式中 卷筒計(jì)算直徑 由鋼絲繩中心算起的卷筒直徑0D0d mm 1 5 為固定鋼絲繩的安全圈數(shù) 取 2 1z 1Z 把數(shù)據(jù)代入式中得 167 8mm 30271 08L 由此可取 170mm 0L 3 繩槽表面精度 2 級(jí) 值 12 5 aR 4 2 3卷筒壁厚 初步選定卷筒材料為鑄鐵卷筒 根據(jù)鑄鐵卷筒的計(jì)算式子 mm0 2 6 10 D 把數(shù)值代入式中有 0 02D 8 12mm 故選用 12mm 4 2 4鋼絲繩允許偏角 鋼絲繩在滾筒周圍或從周圍的螺旋槽 當(dāng)鋼絲繩從雙方的角度偏差不超過(guò) 3 5 對(duì)于光面卷筒和多層繞卷筒 的順利和多層繞軸垂直的平面線圈 鋼絲繩 和角度不超過(guò) 2 以避免混亂的繩子 布置卷繞系統(tǒng) 推薦不超過(guò) 5 以避免損壞鋼絲繩脫槽和損壞 4 3卷筒強(qiáng)度計(jì)算 16 鋼絲繩張力滾筒由于壓縮 彎曲和扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 其中最大壓縮應(yīng)力 當(dāng) 時(shí) 彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的壓縮應(yīng)力不超過(guò)縮應(yīng)力的 可以只壓3LD 10 5 應(yīng)力 時(shí) 彎曲應(yīng)力必須考慮到 為更大的尺寸 更薄的壁上的鼓筒壁 的抗壓穩(wěn)定性檢驗(yàn)的必要 由于所設(shè)計(jì)的卷筒直徑 200mm 200mm 所以只計(jì)算壓DL3D 應(yīng)力即可 卷筒筒壁的最大壓應(yīng)力出現(xiàn)在筒壁的內(nèi)表面壓應(yīng)力 按下式計(jì)算 c max12 ccSAp 式中 卷筒壁壓應(yīng)力 MPa c 鋼絲繩最大靜拉力 N maxS 應(yīng)力減小系數(shù) 在繩圈拉力作用下 筒壁產(chǎn)生徑向彈性變形 使繩1A 圈緊度降低 鋼絲繩拉力減小 一般取 10 75A 多層卷繞系數(shù) 多層卷繞時(shí) 卷筒外層繩圈的箍緊力壓縮下層鋼絲2 繩 使各層繩圈的緊度降低 鋼絲繩拉力減小 筒壁壓應(yīng)力不與卷繞層數(shù)成正 比 按表取值 2A 許用壓應(yīng)力 對(duì)鑄鐵 為鑄鐵抗壓強(qiáng)度極限 對(duì)鋼 c c 5b b 為鋼的屈服極限 s s 取 按表取 根據(jù)已知卷筒底層拉力 1100kgf 可算得10 75A221 8A 把各數(shù)代入式中 max9 8 7SN 121 36MP 0 75120c 根據(jù)所計(jì)算的結(jié)果查得卷筒的材料為球墨鑄鐵 其抗壓強(qiáng)度極限802QT 121 36MP100 300 162 217 580 290 270 135 5545 調(diào)質(zhì) 200 217 255 650 360 300 155 60 5 7 1輸入軸的設(shè)計(jì) 軸的合理外型應(yīng)滿足 軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置 軸上的 零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整 軸應(yīng)具有良好的制造工藝性 影響軸結(jié)構(gòu)的主要因素有 軸的受力性質(zhì) 大小 方向及分布情況 軸上零件的布置和固定形式 所采用 軸承類型和尺寸 軸的加工工藝等 1 求出輸入軸上的轉(zhuǎn)矩 618 479 50950503 816PT Nmn 26 其中 輸入功率 取 8 47kW 1P 輸入轉(zhuǎn)速 取 1460 r min n 2 初步確定軸得最小直徑 由于軸的材料選用的為 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 抗拉強(qiáng)度 屈服MPab750 彎曲疲勞極限 扭轉(zhuǎn)疲勞極限 MPas50 MPa3501 21 通過(guò) 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第四版第二卷表 6 1 19 選取 126 則有 0A 133min08 47262 60dAm 輸入軸的最小直徑設(shè)置在聯(lián)接軸的軸上 為了適應(yīng)所選擇的軸的直徑的耦 合的直徑 耦合模型是必需的 聯(lián)軸器轉(zhuǎn)矩的計(jì)算 N m ntzwc TKnpT 950 式中 驅(qū)動(dòng)功率 KW 工作轉(zhuǎn)速 r min 動(dòng)力機(jī)系數(shù) 由于為電動(dòng)機(jī) 故取 1 wK 工作系數(shù) 故取 1 75 啟動(dòng)系數(shù) 取 1 z 溫度系數(shù) 取 1 1 t 公稱轉(zhuǎn)矩 N mnT 所以 8 479509501 5 106 56cwztpKNmn 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器的公稱轉(zhuǎn)矩的條件 又考慮到要與電動(dòng)機(jī)的軸 相聯(lián)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二卷 選用 GL5 型滾子鏈聯(lián)軸器 其公稱轉(zhuǎn)矩為 250N m 半聯(lián)軸器的孔徑 半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔的長(zhǎng)度235dm 由于要考慮到軸端有鍵槽和在結(jié)構(gòu)上的要求 在此先將最小直徑取160Lm 為 35 其余各段直徑均按 5 放大 27 F E D C B A 圖 5 4 輸入軸工作簡(jiǎn)圖 3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及周向定位 擬定軸上零件的裝配方案 1 A B 段接聯(lián)軸器 通過(guò) 機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè) 檢查表中的 2 13 段 可確定長(zhǎng) 58 毫米 軸 軸的公差選擇 K6 深 其偏差 0 018 分別 0 002 同時(shí) 選擇 A 型 GB T1096 1979 平鍵 大小 b H L 10 8 53 檢 查表簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 7 2 聯(lián)系 通常為 B 槽寬偏差 0 0 036 半聯(lián) 軸器和軸坐標(biāo)為 H7 K6 段 直徑的極限偏差 0 018 0 002 2 B C 段還要穿過(guò)支座 端蓋 大小軸承 也可以考慮最初的其長(zhǎng)度為 57 毫米直徑 40 毫米 這個(gè)項(xiàng)目 只有從軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 在軸的軸向載荷和非 常小的 因此 選擇支持的連接類型的滾珠軸承 初步確定 6208 型 GB T276 1994 年 該項(xiàng)目的支持 端蓋和軸承的公差的選擇 K6 其偏差 0 018 分別 0 002 3 C D 段的精度不必要求太高 因?yàn)樵诖硕尾豁毎惭b其他零件 該段直 徑為 45 4 D E 截面偏心套的安裝連接有有鍵的聯(lián)結(jié) 選定的密鑰大小為 b H L 14 9 70 采用一般的通信的主要關(guān)鍵 槽寬 b 的上 下偏差 0 0 0 043 偏心套 75 毫米的長(zhǎng)度 因此該項(xiàng)目的 77 毫米長(zhǎng)的設(shè)計(jì) 在這一部分 還與偏心套 可以選擇在這里與模型是 3516 徑向滾子軸承安裝 此段為直徑 45 毫米 選擇此項(xiàng) K6 寬容 其偏差 0 018 分別 0 002 5 E F 段連接數(shù)和軸承 其長(zhǎng)度 22 毫米 直徑 40 毫米 因此 和相關(guān) 的可選的 GB T276 1994 滾珠軸承 6208 型 選擇此項(xiàng) K6 寬容 其偏差 0 018 分別 0 002 同時(shí)定位與肩位置的所有方面的不使用環(huán) 環(huán)組件應(yīng) 該根據(jù)具體的情況 上述公差協(xié)商的基礎(chǔ)上 以 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 1 1 6 獲 取表 4 確定軸上圓角和倒角尺寸 28 參考課本 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 15 2 取軸端倒角為 1 6 45 軸右端軸肩處圓角 半徑為 1 6 其余各處倒角和圓角參看附圖 5 7 1 輸出軸 固定軸 的設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中的輸出軸是固定的 她和銷盤固定銷軸固定在一起 這使得旋 轉(zhuǎn) 從而帶動(dòng)內(nèi)齒輪行星旋轉(zhuǎn)平移 最終帶動(dòng)滾筒一起旋轉(zhuǎn)的內(nèi)在機(jī)制 他工 作的進(jìn)度 如圖 9 所示 選用材料 20cr 調(diào)質(zhì)處理 抗拉強(qiáng)度 屈服點(diǎn) MPab750 MPas50 彎曲疲勞極限 扭轉(zhuǎn)疲勞極限 通過(guò) 機(jī)械設(shè)計(jì)手MPa3501 21 冊(cè) 第四版第二卷表 6 1 19 選取 102 有 0A23307 2 146 jpdAmn 輸出功率 8 47 w 22310 卷筒轉(zhuǎn)速 76 4r min j j 因?yàn)楸仨毧紤]在結(jié)構(gòu)和軸端有關(guān)鍵的要求 首先在這里將最小直徑為 47 毫 米 由于最初為部分直徑 50 毫米 其他方面 如下圖所示 第 5 部分 在極端的左軸用平鍵固定在一起 并使他的支持 從而不轉(zhuǎn)動(dòng) 為了安全 的雙鍵連接在一次選擇 選定的密鑰 GB 1095 扁平鑰匙 1979 的大小 b H L 16 10 60 在這方面 采用普通的鑰匙 關(guān)鍵是為廣泛的 b 偏差 0 0 0 043 短軸長(zhǎng)度的機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 中的檢查表 2 13 段可確定 82 毫 米長(zhǎng) 軸 軸的長(zhǎng)度 即 選擇 H7 深公差 其偏差分別為 0 0 025 c 必 須安裝在與線圈的截面 端蓋和小蓋等 也許 在該項(xiàng)目從素描開始 72 毫米長(zhǎng) 為了和相應(yīng)的固體 直徑 50 毫米 最初這個(gè)項(xiàng)目 軸承滾珠軸承的選擇 GB T276 6210 型 1994 年 該項(xiàng)目的支持 端蓋和軸承的公差的選擇 H7 其偏 差分別為 0 0 025 c d 項(xiàng)目通過(guò)鼓 但不安裝任何的細(xì)節(jié) 因此為了減少 量的材料 該項(xiàng)目可以將適當(dāng)降低初始直徑 47 毫米的長(zhǎng)度的長(zhǎng)度的測(cè)定 應(yīng)根 據(jù)鼓的大小和 和 數(shù)了 270 毫米 D e 項(xiàng)目方面 通過(guò)安裝 軸承和鼓 這段長(zhǎng)度 38 毫米直徑 50 毫米 選擇軸承滾珠軸承 GB T276 至 1994 6211 型 所有軸的軸向固定環(huán)固定 該項(xiàng)目符合公差選擇 K6 29 圖 5 5 輸出軸工作簡(jiǎn)圖 公差分別為 0 021 0 002 軸右端與銷軸相聯(lián)的銷軸盤的直徑初定為 270 盤的寬度為 30 銷孔直徑與銷軸相同 為 20 銷軸與輸出軸 銷 孔 的配合選用 h6 P7 銷孔尺寸上下偏差為 0 022 0 074 銷孔分布圓直 徑為 200 在該圓上有十個(gè)銷孔均勻分布 其他尺寸間附圖 總 結(jié) 本設(shè)計(jì)利用我們學(xué)過(guò)的幾乎所有的大學(xué)畢業(yè)的專業(yè)課程 可以說(shuō) 我們?cè)?大學(xué)的專業(yè)知識(shí)的一次綜合的研究 本畢業(yè)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià) 以便我們先前的知識(shí) 有全面的理解和團(tuán)結(jié) 通過(guò) 例如 我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中 需要使用學(xué)到的工程 制圖 材料力學(xué) 工程設(shè)計(jì) 設(shè)備和材料 極限公差和降落和 CAD 計(jì)算機(jī)輔 助制圖等基本的專業(yè)知識(shí)的畢業(yè)生做的 在設(shè)計(jì)過(guò)程中 不僅讓我們熟悉的舊 知識(shí) 我們也發(fā)現(xiàn)了許多以前沒(méi)有注意的細(xì)節(jié)問(wèn)題 這些細(xì)節(jié) 即決定我們是 否能成為一名合格的機(jī)械技術(shù)人員的關(guān)鍵 另外 我覺(jué)得兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì) 極大地豐富了我們的知識(shí) 讓我學(xué)到了 很多的知識(shí) 不限于做設(shè)計(jì)的多的專業(yè)知識(shí) 在教科書的使用過(guò)程中 由于外 部知識(shí)的需要 這就要求我們?cè)诰W(wǎng)上或獲取信息 例如 如圖書博物館 我們 必須在設(shè)計(jì)電路時(shí)的傳輸?shù)纳笛b置組成的工作環(huán)境和工作能力 在有了一定 30 的認(rèn)識(shí) 可以選擇合適的傳輸模式 因?yàn)橐郧皼](méi)有的 請(qǐng)注意 這方面的問(wèn)題 因此 必須在實(shí)踐中的知識(shí)和信息的訪問(wèn) 使事情做得更好 參考文獻(xiàn) 1 秦大同 謝里陽(yáng) 液壓傳動(dòng)與控制設(shè)計(jì) 化學(xué)工業(yè)出版社 2 蔡自興 學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展戰(zhàn)略 液壓絞車 2001 4 3 張建民 工業(yè)液壓絞車 北京理工大學(xué)出版史 1988 4 嚴(yán)學(xué)高 孟正大 液壓絞車原理 南京 東南大學(xué)出版社 1992 5 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社 6 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè) 化學(xué)工業(yè)出版社 7 許福玲主編 液壓與氣壓傳動(dòng) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 3 8 吳輝海編 液壓絞車 煤炭工業(yè)出版社 1989 16 19 9 姚建剛 國(guó)產(chǎn)防爆絞車在選型設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題 J 礦山機(jī)械 1997 8 10 李強(qiáng) 車載絞車滾筒的改進(jìn)設(shè)計(jì) J 化學(xué)工程師 2001 3 6 11 許曉林 趙濤 等絞車新型盤形閘 液壓站系統(tǒng) J 煤礦機(jī)械 1999 17 31 12 彭佑多 張永忠 劉德順 郭迎福 陳艷屏 液壓防爆提升機(jī)發(fā)展面臨的問(wèn)題 J 煤礦機(jī)械 2001 23 26 13 Goumas J 1995 Tri Villages of GreaterChicago Reduce I I with CIPP TrenchlessTechnology 4 3 14 Iseley T and M Najafi 1995 TrenchlessPipeline Rehabilitation Prepared for theNational Utility Contractors Association Arlington VA 致 謝 大學(xué)生活即將結(jié)束 在過(guò)去的幾年中 我遇到了許多熱心的朋友來(lái)幫助工 作階段的教學(xué) 嚴(yán)格的老師 從成功的完成他們的畢業(yè)設(shè)計(jì)也不幫助和導(dǎo)師的 精心指導(dǎo) 在這里我對(duì)所有本畢業(yè)設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)和幫助的老師和同學(xué)表示衷心 的感謝 首先 在本設(shè)計(jì)的教練 表示衷心的感謝 在自己的努力 仍在試圖找到 時(shí)間來(lái)關(guān)心我們的領(lǐng)導(dǎo)的時(shí)刻 我們敦促的進(jìn)展 我們學(xué)習(xí) 在設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò) 程中 老師的幫助 鏈接到該網(wǎng)站從借款的實(shí)際操作 他給的指示 使我不僅 學(xué)到了書本上的知識(shí) 更學(xué)會(huì)了操作方法 學(xué)習(xí) 也知道如何使用設(shè)計(jì)的關(guān)鍵 如何在合理的時(shí)間內(nèi)和文檔編寫和發(fā)行 在設(shè)計(jì)過(guò)程中 她和我們?cè)谝黄?解 決了設(shè)計(jì)中的各種問(wèn)題 其次 我們必須提供援助 這與教師和學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì) 衷心的感謝 在 32 整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中 他們也給了我很多的幫助和無(wú)私的關(guān)懷 更重要的是為我們 提供大量的技術(shù)信息 感謝他們 沒(méi)有這些數(shù)據(jù)不完整的文件 此外 還幫助我感謝所有的同學(xué) 總之 本次設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)完成的老師和同學(xué)共同作用的結(jié)果 一個(gè)月 我們 合作的非常愉快的大教堂 我多的真理 是我的生命 財(cái)富 我又給我?guī)椭?老師和同學(xué)們 謝謝