4t承重氣動(dòng)單軌吊設(shè)計(jì)含10張CAD圖紙,承重,氣動(dòng),單軌,設(shè)計(jì),10,cad,圖紙 課題申報(bào)表 指導(dǎo)教師 XX 職稱 講師 教研室 機(jī)制教研室 申報(bào)課題名稱 4t氣動(dòng)單軌吊設(shè)計(jì) 課題類型 工程設(shè)計(jì)類 課題來源 教師科研 課 題 簡 介 設(shè)計(jì)為適用于礦井輔助運(yùn)輸設(shè)備氣動(dòng)單軌吊。主要進(jìn)行整機(jī)總體方案設(shè)計(jì)包括機(jī)車的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，氣動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 課題要求 （包括所具備的條件） 1）學(xué)生應(yīng)該具有相應(yīng)的機(jī)械制造專業(yè)的相關(guān)知識(shí)，cad或PRO/E軟件的操作和一定的英語翻譯能力 2）老師提供相應(yīng)的零件圖，相關(guān)參考書，工具書，設(shè)計(jì)手冊(cè)等數(shù)目。 課題工作量要求 1）與課題有關(guān)的外文文獻(xiàn)翻譯不少于4000漢字； 2）設(shè)計(jì)說明書的字?jǐn)?shù)不少于20000字； 3）畢業(yè)答辯圖紙總量不少于3張A0圖紙； 4）主要參考文獻(xiàn)不少于15篇（包括2篇以上外文文獻(xiàn)）。 教研室 審定意見 同意 室主任簽字： 學(xué) 院 審定意見 同意 教學(xué)院長簽字： 任 務(wù) 書 1．畢業(yè)設(shè)計(jì)的背景： 大作為高產(chǎn)高效輔助運(yùn)輸方式之一，單軌吊輔助運(yùn)輸系統(tǒng)越來越顯示出它的優(yōu)勢，它幾乎不受頂板的影響，運(yùn)輸巷道布置方便而且節(jié)省空間，運(yùn)輸效率高。過去一個(gè)月才能完成的綜采搬家倒面工作利用單軌吊可以在一周內(nèi)迅速完成，輔助運(yùn)輸?shù)男视辛孙@著的提高，從而提高了全員效率。 2．畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的內(nèi)容和要求： 1）與課題有關(guān)的外文文獻(xiàn)翻譯不少于4000漢字； 2）設(shè)計(jì)說明書的字?jǐn)?shù)不少于20000字； 3）畢業(yè)答辯圖紙總量不少于3張A0圖紙； 4）主要參考文獻(xiàn)不少于15篇（包括2篇以上外文文獻(xiàn)）。 3．主要參考文獻(xiàn)： [1]煤礦安全規(guī)程[M]. 煤炭工業(yè)出版社 , 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局, 2006 [2]懸掛運(yùn)輸設(shè)備與軌道設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 中國建筑工業(yè)出版社 , 許朝銓編著, 2003 [3]礦山機(jī)械[M]. 中國礦業(yè)大學(xué)出版社 , 程居山主編, 1997 [4]單軌吊機(jī)車動(dòng)力系統(tǒng)的研究[D]. 張延軍.太原理工大學(xué) 2008 4．畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度計(jì)劃(以周為單位)： 一、課題調(diào)研，查閱資料，熟悉AutoCAD等軟件的應(yīng)用功能。 二、完成開題報(bào)告及外文資料翻譯 三、擬訂氣動(dòng)單軌吊總體設(shè)計(jì)方案 四、繪制單軌吊的工作原理圖 五、進(jìn)行有關(guān)計(jì)算，確定主要技術(shù)參數(shù) 六、完成主要裝置的選型 七、繪制一級(jí)減速器的裝配圖 八、繪制二級(jí)減速器的裝配圖 九、繪制總圖 十、繪制主要零件圖 十一、修改完善減速器的裝配圖 十二、撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 十三、撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 十四、課題答辯 十五、整改畢業(yè)設(shè)計(jì)材料 教研室審查意見： 室主任簽名： 年 月 日 學(xué)院審查意見： 教學(xué)院長簽名： 年 月 日 開題報(bào)告 課題名稱 4t氣動(dòng)單軌吊設(shè)計(jì) 課題來源 教師科研 課題類型 工程設(shè)計(jì)類 1．選題的背景及意義： 現(xiàn)代煤礦業(yè)大多采用的輔助運(yùn)輸設(shè)備有單軌吊機(jī)車、齒軌車、卡軌車等。而其中單軌吊主要有鋼絲繩牽引單軌吊、柴油機(jī)單軌吊、電動(dòng)單軌吊等，而氣動(dòng)單軌吊以其氣動(dòng)單軌吊車體小，作業(yè)靈活，并且受到地板和作業(yè)空間限制小是我國數(shù)量的使用比較多的一種新型煤礦井下輔助運(yùn)輸設(shè)備。我國的支柱產(chǎn)業(yè)之一的煤礦產(chǎn)業(yè)，隨著高新創(chuàng)新技術(shù)以及現(xiàn)代化生產(chǎn)的發(fā)展進(jìn)步，煤炭的需求量在逐年的上升，煤礦輔助運(yùn)輸對(duì)煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展的起著重要的地位作用，輔助運(yùn)輸?shù)南冗M(jìn)將制約煤礦能否能更上一個(gè)階梯發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。伴隨高新創(chuàng)新技術(shù)在煤礦產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用后，安全、高效、高產(chǎn)現(xiàn)代化的礦井建設(shè)和輔助運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)代化程度作為衡量煤礦現(xiàn)代化生產(chǎn)能力和水平的指標(biāo)之一，同時(shí)輔助運(yùn)輸?shù)墓ぷ餍手苯佑绊懼旱V的生產(chǎn)效率，因此發(fā)展高效快捷的輔助運(yùn)輸方式是目前我國煤礦產(chǎn)業(yè)建設(shè)中一個(gè)具有特殊意義的重要任務(wù)?，F(xiàn)代化輔助運(yùn)輸設(shè)備被研發(fā)出來之前，傳統(tǒng)輔助運(yùn)輸設(shè)備主要就有架線機(jī)車、蓄電池機(jī)車、調(diào)度絞車等。由于煤層地質(zhì)條件、開采方式及采掘機(jī)械化程度等多種因素直接影響了輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的構(gòu)成需要以及輔助運(yùn)輸設(shè)備的選用。我國早期的礦井采掘機(jī)械化程度低、礦井生產(chǎn)能力有所限，讓一礦多工作面的生產(chǎn)方式被許多礦井所采用，早期輔助運(yùn)輸系統(tǒng)主要水平運(yùn)輸大巷多采用架線電機(jī)車，采區(qū)巷道主要采用小型調(diào)度絞車、礦用絞車、小型蓄電池機(jī)車等組成，就目前還有很多煤礦在采用這種運(yùn)輸方式。傳統(tǒng)輔助運(yùn)輸方式及設(shè)備的主要問題：系統(tǒng)復(fù)雜、占用設(shè)備多、運(yùn)輸能力低、運(yùn)輸環(huán)節(jié)多、需經(jīng)多次轉(zhuǎn)載和中轉(zhuǎn)編列、輔助人員多、安全隱患大等很多缺點(diǎn)。據(jù)調(diào)查我國煤礦井下人員就有三分之一以上是礦井輔助人員，其中有些礦井甚至超過二分之一。我國煤礦掘進(jìn)隊(duì)中從事輔助運(yùn)輸?shù)娜藛T基本占到百分之三十到百分之五十，所以工作效率低、安全狀況差就在所難免了，其事故平均占井下工傷事故總數(shù)的百分之三十左右，僅次于頂板事故且有上升趨勢。傳統(tǒng)輔助運(yùn)輸方式已經(jīng)不再適合于我國煤礦開采技術(shù)發(fā)展的需求，傳統(tǒng)落后及效率低下的輔助運(yùn)輸方式成了煤礦高產(chǎn)高效和煤礦技術(shù)現(xiàn)代化發(fā)展的瓶頸了。近些年來，很多新型煤礦井下輔助運(yùn)輸設(shè)備相繼出現(xiàn)在國內(nèi)外。國內(nèi)外煤礦較為實(shí)用的、新型高效的輔助運(yùn)輸設(shè)備就有單軌吊、無軌運(yùn)輸設(shè)備、軌道運(yùn)輸設(shè)備三大類。這些新型設(shè)備在技術(shù)特性、運(yùn)輸效率和安全性能方面，比傳統(tǒng)的輔助運(yùn)高產(chǎn)高效輔助運(yùn)輸方式之一的單軌吊輔助它基本不受頂板的影響，運(yùn)輸巷道的布置方便而且節(jié)省空間，并且運(yùn)輸效率高等很多優(yōu)點(diǎn)。以前三十天才能完成的綜采搬家倒面工作現(xiàn)在利用單軌吊可以在七天以內(nèi)快速完成，輔助運(yùn)輸?shù)男室灿辛孙@著的提高，進(jìn)而提高了整體的效率。輸設(shè)備都具有許多明顯的優(yōu)點(diǎn)。 2．研究內(nèi)容擬解決的主要問題： 氣動(dòng)單軌吊運(yùn)輸系統(tǒng)是單軌吊機(jī)車的一類，適合在短距離的范圍內(nèi)吊運(yùn)操作。它動(dòng)力來自壓縮空氣。和其他動(dòng)力形式的單軌吊相同，氣動(dòng)單軌吊在懸于巷道頂部的軌道上運(yùn)行。氣動(dòng)單軌吊同樣裝有防止發(fā)生意外的制動(dòng)裝置。制動(dòng)裝置的彈簧用來夾緊制動(dòng)閘，須在一定條件得氣壓下打開，機(jī)車才能行走。在速度過快以及系統(tǒng)壓力失效的狀態(tài)下，制動(dòng)裝置立即啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。所以氣動(dòng)單軌吊也可以應(yīng)用在特定坡度的巷道區(qū)間內(nèi)。壓縮空氣產(chǎn)生不必要的廢氣排放，氣動(dòng)單軌吊車更適合于通風(fēng)較差的工作環(huán)境下，如掘進(jìn)中的巷道所必需的物料進(jìn)出的運(yùn)輸。裝配不同的提升梁，氣動(dòng)單軌吊車可完成換載、吊移及設(shè)備硐室的設(shè)備的搬運(yùn)。為了適應(yīng)狹窄的環(huán)境內(nèi)使用，操控人員采用手持控制器的方式進(jìn)行跟隨作業(yè)。單軌吊機(jī)車運(yùn)行過程中,由于巷道坡度變化,必須采取有效的制動(dòng)措施,提高作業(yè)運(yùn)行的安全性能。單軌吊在傾斜巷道上行過程中,當(dāng)需要減速或制動(dòng)時(shí),當(dāng)工作閘不能工作時(shí),而又未能及時(shí)打開保險(xiǎn)閘,因?yàn)闆]有制動(dòng)力矩,機(jī)車將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重下滑；在單軌吊工作運(yùn)行時(shí),提升物料過程中可能會(huì)突然停電時(shí),沒能及時(shí)使用工作閘的情況下,同樣因?yàn)闊o制動(dòng)力矩而下滑；在停車期間,工作閘及保險(xiǎn)閘均處在松閘狀態(tài),在機(jī)車自身重力作用下,一樣會(huì)導(dǎo)致機(jī)車下滑,機(jī)車嚴(yán)重下滑時(shí),整個(gè)機(jī)車這一系列裝置連鎖受到影響,將會(huì)引發(fā)很嚴(yán)重的事故。從工程實(shí)際應(yīng)用的角度上出發(fā)，研究一種適用于傾角較大、高效、靈活的氣動(dòng)單軌吊非常必要（1）搜集氣動(dòng)單軌吊的有關(guān)資料，了解氣動(dòng)單軌吊整體運(yùn)行機(jī)理原理，對(duì)氣動(dòng)單軌吊的主要系統(tǒng)進(jìn)行歸納總結(jié)分類，為后續(xù)設(shè)計(jì)工作做好充分準(zhǔn)備（2）整體傳動(dòng)方案的研究設(shè)計(jì)；（3）三級(jí)減速器的研究設(shè)計(jì)；（4）制動(dòng)系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)；（5）氣動(dòng)控制系統(tǒng)的研究設(shè)計(jì)；（6）氣動(dòng)單軌吊運(yùn)行軌道安裝設(shè)計(jì)。 3．研究方法技術(shù)路線： （1）根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)列出手算任務(wù)（2）建立數(shù)學(xué)力學(xué)模型（3）按照設(shè)計(jì)步驟，設(shè)計(jì)粗細(xì)圖（4）處理有關(guān)的表格和線路路線（5）確定程序變量名稱，寫出參數(shù)名稱與程序名稱的變量名稱的對(duì)照表 4．研究的總體安排和進(jìn)度計(jì)劃： 一、2018.2.21-27課題調(diào)研，查閱資料，熟悉AutoCAD等軟件的應(yīng)用功能。二、2018.2.28-3.05完成開題報(bào)告及外文資料翻譯三、2018.3.07-3.12擬定氣動(dòng)單軌吊的總體設(shè)計(jì)方案四、2018.3.14-3.19繪制單軌吊的工作原理圖五、2018.3.21-3.26進(jìn)行有關(guān)計(jì)算，確定主要技術(shù)參數(shù)六、2018.3.28-4.02完成主要裝置的選型七、2018.4.04-4.09繪制一級(jí)減速器的裝配圖八、2018.4.11-4.16繪制二級(jí)減速器的裝配圖九、2018.4.18-4.23繪制總圖十、2018.4.25-4.30繪制主要零件圖十一、2018.5.03-5.07修改完善減速器的裝配圖十二、2018.5.09-5.14撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書十三、2018.5.16-5.21撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書十四、2018.5.23-5.28課題答辯十五、2018.5.30-6.04整改畢業(yè)設(shè)計(jì)材料 5．主要參考文獻(xiàn)： [1]煤礦安全規(guī)程[M]. 煤炭工業(yè)出版社 , 國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局, 2006 [2]懸掛運(yùn)輸設(shè)備與軌道設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 中國建筑工業(yè)出版社 , 許朝著,2003 [3]礦山機(jī)械[M]. 中國礦業(yè)大學(xué)出版社 , 程居山主編, 1997 [4]單軌吊機(jī)車動(dòng)力系統(tǒng)的研究[D]. 張延軍.太原理工大學(xué) 2008 指導(dǎo)教師意見： 對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語：文獻(xiàn)查閱完整，兼顧中文與外文文獻(xiàn)，能夠滿足設(shè)計(jì)基本需求。 對(duì)總體安排和進(jìn)度計(jì)劃的評(píng)語：研究的總體安排和進(jìn)度計(jì)劃合理，同意開題。 指導(dǎo)教師簽名： 2018年3月16 日 教研室意見： 通過，同意開題 教研室主任簽名： 年 月 日 學(xué)院意見： 教學(xué)院長簽名： 年 月 日 指導(dǎo)記錄 第一次指導(dǎo)記錄： 解釋論文題目，互留聯(lián)系方式 講畢業(yè)論文應(yīng)交作業(yè)及具體要求、參考文獻(xiàn) 要求同學(xué)回去廣泛搜集資料，確定框架思路 推薦了一些查閱資料的網(wǎng)站以及方法。 指導(dǎo)地點(diǎn) A203 2018年1月15日 第二次指導(dǎo)記錄： 開學(xué)后的第一次會(huì)議定在3月2號(hào)上午十點(diǎn)，首先是對(duì)實(shí)習(xí)報(bào)告，實(shí)習(xí)鑒定表的材料的上交；其次是把自己搜集的資料，查找的翻譯文章讓老師查閱，方便了解畢設(shè)的思路；最后老師針對(duì)個(gè)人畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，進(jìn)行設(shè)計(jì)方向的指導(dǎo)，大致確定研究設(shè)計(jì)方向。 指導(dǎo)地點(diǎn) A203 2018年3月2日 第三次指導(dǎo)記錄： 任務(wù)書下發(fā)，開始寫開題報(bào)告 老師經(jīng)任務(wù)書在學(xué)校的畢業(yè)生系統(tǒng)中下達(dá)，根據(jù)任務(wù)書中的要求，開始書寫開題報(bào)告，分析說明開題報(bào)告的寫法和注意事項(xiàng)（研究背景、目的意義、課題研究現(xiàn)狀和趨勢、本文研究技術(shù)路線和研究方法，主要解決問題），討論研究各位同學(xué)題目的框架和研究內(nèi)容。對(duì)開題報(bào)告中需要注意的一些關(guān)鍵點(diǎn)，老師做了簡單介紹和舉例。 指導(dǎo)地點(diǎn) A203 2018 年3月5日 第四次指導(dǎo)記錄： 檢查開題報(bào)告撰寫進(jìn)度，講解點(diǎn)評(píng)開題報(bào)告初稿。 老師針對(duì)所寫開題報(bào)告，指出需要修改內(nèi)容，包括選題的背景和意義在介紹時(shí)，字?jǐn)?shù)偏少，內(nèi)容方面沒有點(diǎn)題，偏離所設(shè)計(jì)題目。研究內(nèi)容擬解決的主要問題這個(gè)方面中，缺少主導(dǎo)思想，沒有寫出本次設(shè)計(jì)中所需要著重設(shè)計(jì)的方面，沒有表現(xiàn)出此次設(shè)計(jì)存在的社會(huì)意義。研究方法技術(shù)路線缺少細(xì)節(jié)介紹，只是流程似的闡述設(shè)計(jì)步驟，總的來說，整體需要修改。 指導(dǎo)地點(diǎn) A203 2018年3月7日 第五次指導(dǎo)記錄： 根據(jù)上周老師對(duì)開題報(bào)告提出的建議，把需要修改的地方，通過查閱資料參考其他結(jié)論性文章，對(duì)內(nèi)容做了添加和修改。老師審閱了修改后的開題報(bào)告，內(nèi)容方面大致可以了，對(duì)開題報(bào)告的格式還需要按照模板加以修改。 指導(dǎo)地點(diǎn) A203 2018年 3月 12日 第六次指導(dǎo)記錄： 修改完成的開題報(bào)告經(jīng)老師審閱，內(nèi)容和格式方面大致沒有問題，經(jīng)老師同意，將開題報(bào)告上傳至學(xué)校官網(wǎng)的畢業(yè)生系統(tǒng)。將大致翻譯的外文文獻(xiàn)的文檔讓老師查閱，在內(nèi)容翻譯的方法上存在一定問題，有待修改。 指導(dǎo)地點(diǎn) A203 2018年3月13日 第七次指導(dǎo)記錄： 對(duì)外文翻譯的內(nèi)容加以審閱，在格式方面加以規(guī)范化，要求按照論文格式加以修改。 指導(dǎo)地點(diǎn) A203 2018年3月15 日 第八次指導(dǎo)記錄： 外文翻譯格式修改 指導(dǎo)地點(diǎn) A203 2018年3月 19 日 第九次指導(dǎo)記錄： 外文翻譯定稿 指導(dǎo)地點(diǎn) A203 2018年3月 22日 第十次指導(dǎo)記錄： 對(duì)已經(jīng)完成的摘要和第一部分緒論的審閱，摘要的問題在于格式需要修改，內(nèi)容設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)比較久，沒有一定的說服力，需要找一些最新數(shù)據(jù)，添加進(jìn)去。緒論編寫內(nèi)容較多，一些不需要的內(nèi)容可以刪減，做到短小簡練的效果 指導(dǎo)地點(diǎn) A203 2018年3月29日 第十一次指導(dǎo)記錄： 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 老師對(duì)論文中設(shè)計(jì)方案的選擇和采摘裝置的設(shè)計(jì)兩部分內(nèi)容提出了修改意見，在設(shè)計(jì)方案中，前后的設(shè)計(jì)邏輯存在錯(cuò)誤，需要調(diào)整，還需要添加一個(gè)系統(tǒng)原理圖，方便快速理解傳動(dòng)過程；采摘部分存在的問題主要是缺少視圖展示。 指導(dǎo)地點(diǎn) A203 2108年4月19日 第十二次指導(dǎo)記錄： 老師審閱了說明書的內(nèi)容和格式，指出說明書中的公式格式存在問題，需加以調(diào)整和更改；說明書的設(shè)計(jì)部分在邏輯思路上存在問題，需要把思路重新編排。在審閱零件二維圖時(shí)，指出零件圖中的標(biāo)題欄沒有標(biāo)準(zhǔn)化，圖紙的布置方位也存在細(xì)微的問題，有部分存在表述不清的問題，還需按照?qǐng)D紙要求，加以進(jìn)一步完善。 指導(dǎo)地點(diǎn) A203 2018年4月26日 第十三次指導(dǎo)記錄： 對(duì)論文說明書格式加內(nèi)容的結(jié)構(gòu)提出建議，并在論文的行文和思想表達(dá)上給予了修改意見。查閱三維模型圖，對(duì)總體裝配圖出現(xiàn)的一些問題，加以指出，并給出修改建議。 指導(dǎo)地點(diǎn) A203 2018年5月3日 第十四次指導(dǎo)記錄： 仿真的建立 對(duì)仿真動(dòng)畫的建立的查看，提出了模型結(jié)構(gòu)上錯(cuò)誤，在傳動(dòng)過程中缺少部分部件，并提供解決思路，很好的幫助我解決了仿真中遇到的困難。 指導(dǎo)地點(diǎn) A203 2018年5月10日 第十五次指導(dǎo)記錄： 對(duì)論文進(jìn)行最后審閱，論文定稿，進(jìn)行論文查重工作。發(fā)布時(shí)間節(jié)點(diǎn)，下達(dá)附件填寫任務(wù)，開始準(zhǔn)備答辯材料。 指導(dǎo)地點(diǎn) A203 2018年5月16 日 中期匯報(bào)表 學(xué)生姓名 XX 專 業(yè) XX 學(xué) 號(hào) XX 設(shè)計(jì)（論文）題目 4t氣動(dòng)單軌吊 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前期工作小結(jié) 現(xiàn)已完成的：1.根據(jù)課題收集并查閱了相關(guān)資料，對(duì)所需知識(shí)進(jìn)行了復(fù)習(xí)。 2.完成了開題報(bào)告。 3.查找了相關(guān)的外文文獻(xiàn)并進(jìn)行了翻譯。 4.在劉老師的指導(dǎo)下完成了對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)總體的設(shè)計(jì)計(jì)算。 主要的問題：1.論文的大綱有些不完善并沒有針對(duì)性。 2.對(duì)圖紙的繪制思路不夠明晰，還需繼續(xù)細(xì)化。 3.在繪制二維圖時(shí)，對(duì)一些制圖標(biāo)準(zhǔn)也很模糊。 4.對(duì)一些知識(shí)掌握程度不足，不能較靈活的運(yùn)用以掌握的知識(shí)，需多向老師請(qǐng)教。 下階段工作：根據(jù)目前檢查的結(jié)果，我將在后期對(duì)論文的每個(gè)章節(jié)進(jìn)行細(xì)化，對(duì)內(nèi)容做進(jìn)一步的修改，對(duì)專題研究部分進(jìn)行深入的研究。配合論文對(duì)圖紙進(jìn)行繪制，修改圖紙格式，同時(shí)找老師幫忙檢查論文與圖紙上的不足并修改，保證論文與圖紙質(zhì)量的條件下完成畢設(shè)終稿，制作畢設(shè)論文副本與答辯PPT，準(zhǔn)備參加畢業(yè)答辯。 指導(dǎo)教師意見 該生前期已完成的工作基本上與畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書以及開題報(bào)告中要求的內(nèi)容基本相吻合，整體完成情況良好。 簽名： 2018年 5月 26日 中期情況檢查表 學(xué)院名稱：機(jī)電工程學(xué)院 檢查日期：2018 年 5 月 31 日 學(xué)生姓名 XX 專 業(yè) XX 指導(dǎo)教師 XX 設(shè)計(jì)（論文）題目 4t承重氣動(dòng)單軌吊設(shè)計(jì) 工作進(jìn)度情況 該生畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度基本符合于任務(wù)書的進(jìn)度安排，后期需加快進(jìn)度方可完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 是否符合任務(wù)書要求進(jìn)度 是 能否按期完成任務(wù) 是 工作態(tài)度情況 (態(tài)度、紀(jì)律、出勤、主動(dòng)接受指導(dǎo)等) 該生工作態(tài)度較為端正，基本能遵守學(xué)校的有關(guān)規(guī)章制度，按照指導(dǎo)教師規(guī)定的指導(dǎo)時(shí)間出勤，對(duì)不會(huì)的問題能主動(dòng)地聯(lián)系指導(dǎo)教師進(jìn)行請(qǐng)教，具有查閱文獻(xiàn)獲取知識(shí)的能力，具有一定的分析解決問題的能力，能熟練使用計(jì)算機(jī)軟件，動(dòng)手能力較強(qiáng)。 質(zhì)量 評(píng)價(jià) (針對(duì)已完成的部分) 1. 開題報(bào)告及外文翻譯 完成良好 2. 零件圖和裝配圖 完成良好 3. 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書部分初稿 完成良好 存在問題和解決辦法 1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容：撰寫剩余部分，并需要進(jìn)一步修改完善； 2. 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書格式：文字、標(biāo)點(diǎn)、圖、表等需要按照學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行修改； 3. 圖紙：裝配圖、零件圖抓緊時(shí)間完成，尺寸標(biāo)注、技術(shù)要求等需進(jìn)一步完善； 4. 基礎(chǔ)知識(shí)需進(jìn)一步提高，繼續(xù)完善畢業(yè)設(shè)計(jì)為答辯做好準(zhǔn)備。 檢查人簽名 教學(xué)院長簽名 指導(dǎo)教師評(píng)閱表 學(xué)院： 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)： XX 學(xué)生： XX 學(xué)號(hào)： XX 題目： 4t承重氣動(dòng)單軌吊設(shè)計(jì) 評(píng)價(jià) 項(xiàng)目 評(píng)價(jià)要素 成績?cè)u(píng)定 優(yōu) 良 中 及格 不及格 工作 態(tài)度 工作態(tài)度認(rèn)真，按時(shí)出勤 √ 能按規(guī)定進(jìn)度完成設(shè)計(jì)任務(wù) √ 選題 質(zhì)量 選題方向和范圍 √ 選題難易度 √ 選題理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值 √ 能力 水平 查閱和應(yīng)用文獻(xiàn)資料能力 √ 綜合運(yùn)用知識(shí)能力 √ 研究方法與手段 √ 實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)踐能力 √ 創(chuàng)新意識(shí) √ 設(shè)計(jì) 論文 質(zhì)量 內(nèi)容與寫作 √ 結(jié)構(gòu)與水平 √ 規(guī)范化程度 √ 成果與成效 √ 指導(dǎo) 教師 意見 建議成績 70 是否同意參加答辯 同意 評(píng)語： 該生能夠按期完成設(shè)計(jì)要求規(guī)定的任務(wù)；在運(yùn)用所學(xué)理論和專業(yè)知識(shí)上基本正確，但在非主要內(nèi)容上有欠缺和不足；立論正確，計(jì)算分析、實(shí)驗(yàn)基本正確；有一定的獨(dú)立工作能力；工作態(tài)度較認(rèn)真，按時(shí)出勤，接受指導(dǎo)老師的指導(dǎo)的積極性不夠高，完成了“4t承重氣動(dòng)單軌吊設(shè)計(jì)”的設(shè)計(jì)，工作量滿足畢業(yè)設(shè)計(jì)要求，畢業(yè)設(shè)計(jì)水平一般。 說明書格式基本規(guī)范，文理通順，但論述有個(gè)別錯(cuò)誤或表達(dá)不清楚。圖紙較完備，基本正確，但質(zhì)量一般。 總體來看達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)要求，同意參加答辯。 指導(dǎo)教師簽名： 2018年 5 月 31 日 評(píng)閱教師評(píng)閱表 學(xué)院： 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)： XX 學(xué)生： XX 學(xué)號(hào)： XX 題目： 4t承重氣動(dòng)單軌吊設(shè)計(jì) 評(píng)價(jià) 項(xiàng)目 評(píng)價(jià)要素 成績?cè)u(píng)定 優(yōu) 良 中 及格 不及格 選題 質(zhì)量 選題方向和范圍 √ 選題難易度 √ 選題理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值 √ 能力 水平 查閱和應(yīng)用文獻(xiàn)資料能力 √ 綜合運(yùn)用知識(shí)能力 √ 研究方法與手段 √ 實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)踐能力 √ 創(chuàng)新意識(shí) √ 設(shè)計(jì) 論文 質(zhì)量 內(nèi)容與寫作 √ 結(jié)構(gòu)與水平 √ 規(guī)范化程度 √ 成果與成效 √ 評(píng)閱 教師 意見 建議成績 75 是否同意參加答辯 同意 評(píng)語： 論文研究內(nèi)容正確，詳實(shí)，結(jié)構(gòu)合理，撰寫規(guī)范。 評(píng)閱教師簽名： 2018年 6 月 1 日 答辯及綜合成績?cè)u(píng)定表 學(xué) 院 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè) XX 學(xué)生姓名 XX 學(xué) 號(hào) XX 指導(dǎo)教師 XX 設(shè)計(jì)論文題 目 4t承重氣動(dòng)單軌吊設(shè)計(jì) 答辯時(shí)間 2018年 5 月 29 日 時(shí) 分至 時(shí) 分 答辯地點(diǎn) 敬本樓A503 答辯小組成 員 姓名 李志 孫濤 于萍 劉成強(qiáng) 何紹華 職稱 副教授 講師 講師 中級(jí) 副教授 答辯 記錄 提問人 提問主要內(nèi)容 學(xué)生回答摘要 孫濤 何紹華 1. 齒輪的設(shè)計(jì)過程 2. 鍵的作用 3.氣動(dòng)原理圖講解 1答：先計(jì)算轉(zhuǎn)速，后齒數(shù)通過分度圓直徑接著圓周速度V，最后計(jì)算齒寬和模數(shù) 2.答：起軸向和周向固定軸上零件作用 3.答：論文書上有，大體講解了一下原理圖 答辯記錄人簽名： 答辯 小組 意見 答辯評(píng)語： 該同學(xué)答辯時(shí)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，能完成自述，主要問題能答出，或經(jīng)啟發(fā)后才能答出，回答問題較膚淺。對(duì)所學(xué)的基本理論、基本技能、基本知識(shí)能基本掌握，但不夠牢固。 答辯成績：62 答辯小組組長簽名： 綜合 成績 評(píng)定 指導(dǎo)教師評(píng)定成績 評(píng)閱教師評(píng)定成績 答辯成績 綜合評(píng)定成績 答辯委員會(huì)主任簽名： 年 月 日 21 4t氣動(dòng)單軌吊設(shè)計(jì) DESIGN OfF4T PNEUMATIC MONORAIL CRANE 摘要 本文中所設(shè)計(jì)的單軌吊其主要?jiǎng)恿碓礊闅鈩?dòng)，利用減速裝置對(duì)氣動(dòng)馬達(dá)所提供的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到實(shí)際使用所需要的速度值，本文中主要完成以下工作：一、對(duì)課題的研究的背景、意義以及對(duì)單軌吊的國內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行闡述，其中包括對(duì)單軌吊進(jìn)行分類概述，分別從不同方面進(jìn)行敘述，其中包括：動(dòng)力方式、減速器選擇等方面。二、對(duì)本文中所設(shè)計(jì)的單軌吊為氣動(dòng)單軌吊，給出設(shè)計(jì)參數(shù)。從而利用設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)氣動(dòng)單軌吊今天整體方案的設(shè)計(jì)，主要完成以下工作：牽引力計(jì)算、吊車功率、氣動(dòng)馬達(dá)的選擇、以及最為重要的減速方案的確定。其中在減速方案中對(duì)單機(jī)減速器進(jìn)行計(jì)算與設(shè)計(jì)，其中確定各軸以及齒輪的轉(zhuǎn)速、功率、扭矩等相關(guān)參數(shù)。三、就是對(duì)本文的4t氣動(dòng)單調(diào)軌的制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先對(duì)制動(dòng)原理進(jìn)行闡述，表明氣動(dòng)單軌吊制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理，提出本文中所需要的制動(dòng)要求。從而給出制動(dòng)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)以及相關(guān)結(jié)構(gòu)與材料的選擇，緊接著對(duì)制動(dòng)力進(jìn)行計(jì)算，以及對(duì)主要的零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)與選擇。四、對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)中的控制子系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中包括氣動(dòng)工作的原理闡述，對(duì)氣動(dòng)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行敘述，并且根據(jù)本文中氣動(dòng)氣動(dòng)單軌吊所工作的環(huán)境與工作要求進(jìn)行對(duì)氣功工作的回路進(jìn)行設(shè)計(jì)。五、在這里，我們主要對(duì)氣動(dòng)單軌吊的安裝進(jìn)行說明，因?yàn)闅鈩?dòng)單軌吊的使用空間較為狹小，因此對(duì)其安裝工藝以及設(shè)備使用要求都會(huì)相對(duì)嚴(yán)格，因此在這里要嚴(yán)格按照工藝流程進(jìn)行安裝，保證設(shè)備的使用壽命以及防止安全事故的發(fā)生。 關(guān)鍵詞 氣動(dòng)；減速；工作原理 Abstract The main power source of the single crane rail in this paper is the aerodynamic force. The speed of the pneumatic motor is adjusted by the speed reduction device to achieve the required speed value. The following work is completed in this paper: first, the background and significance of the research on the subject, and the status of the single crane rail at home and abroad are explained. It includes the summary of the single crane track, including the power mode and the choice of reducer. Two, the design parameters are given for the single hanging rail designed in this paper. The design parameters are used to design the overall plan of the pneumatic single crane rail today. The main tasks are as follows: the calculation of the traction force, the power of the crane, the selection of the pneumatic motor, and the determination of the most important deceleration scheme. Among them, the single speed reducer is calculated and designed in the deceleration scheme, and the relevant parameters such as speed, power and torque of each shaft and gear are determined. Three, it is the design of the 4T pneumatic monotone rail brake system, first of all, the principle of braking is expounded, and the working principle of the pneumatic single rail brake system is shown, and the requirements in this paper are put forward. The overall design of the brake system and the selection of the related structure and materials are given, and the braking force is calculated, and the main parts are designed and selected. Four. Design the control subsystem in the pneumatic system, including the principle of pneumatic work, the design requirements of the pneumatic drive, and the design of the qigong work circuit according to the environment and work requirements of the pneumatic and pneumatic single crane rail. Five, here, we mainly explain the installation of pneumatic single crane rail, because the use of pneumatic single rail is relatively small, so the installation process and equipment requirements will be relatively strict, so here I should strictly follow the process of installation, ensure the service life of the equipment and prevent the safety of the equipment. The accident happened. Keywords Pneumatic Deceleration Working Principle  目 錄 摘要 II Abstract III 1 緒論 1 1.1 課題研究背景 1 1.2 課題研究意義 1 1.3 單軌吊發(fā)展概述 2 1.3.1 單軌吊國外發(fā)展概況 2 1.3.2 單軌吊國內(nèi)發(fā)展概況 3 1.3.3 氣動(dòng)單軌吊特點(diǎn) 3 1.3.4 氣動(dòng)單軌吊結(jié)構(gòu)與工作原理 3 1.4課題研究的主要內(nèi)容 4 2 總體方案設(shè)計(jì) 5 2.1 氣動(dòng)單軌吊設(shè)計(jì)參數(shù) 5 2.2 氣動(dòng)單軌吊參數(shù)計(jì)算 5 2.2.1 氣動(dòng)單軌吊牽引力計(jì)算 5 2.2.2 氣動(dòng)單軌吊車的功率計(jì)算 6 2.2.3 氣動(dòng)單軌吊車的氣動(dòng)馬達(dá) 6 2.3 氣動(dòng)單軌吊減速方案設(shè)計(jì) 7 2.3.1 氣動(dòng)單軌吊傳動(dòng)裝置 7 2.3.2 氣動(dòng)單軌吊傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 8 2.3.2 氣動(dòng)單軌吊減速方案設(shè)計(jì) 8 2.4 本章小結(jié) 9 3 單極減速器相關(guān)設(shè)計(jì) 10 3.1 計(jì)算傳動(dòng)裝置參數(shù) 10 3.2 一級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 10 3.3二級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 14 3.4三級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 17 3.5傳動(dòng)軸與滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì) 18 3.5.1輸入軸的強(qiáng)度校核 18 3.5.2傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 3.6本章小結(jié) 24 4 氣動(dòng)單軌吊制動(dòng)系統(tǒng) 26 4.1制動(dòng)原理 26 4.2制動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 26 4.2.1制動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 26 4.2.2制動(dòng)系統(tǒng)的材料選擇 28 4.2.3氣缸的計(jì)算與選型 29 4.3本章小結(jié) 29 5 氣動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 30 5.1氣動(dòng)概述 30 5.1.1氣動(dòng)系統(tǒng)的組成部分 30 5.2控制回路設(shè)計(jì) 31 5.3本章小結(jié) 31 6 結(jié)論 33 參考文獻(xiàn) 34 致謝 35 46 1 緒論 1.1 課題研究背景 在我們國家，每時(shí)每刻都在進(jìn)行煤炭的開采工作，我們生活中所使用的電力能源，有將近八成時(shí)來源于火力發(fā)電，而火力發(fā)電的主要燃料就是煤炭，這也就是說，煤炭在當(dāng)今社會(huì)中的地位十分重要，作為世界上的煤炭儲(chǔ)量大國，我國的煤炭儲(chǔ)量也是處于世界前列，但是相對(duì)于我國的煤炭開采技術(shù)來講。我國的煤炭開采工作的效率與發(fā)達(dá)國家相比之下較低，為了能夠提高煤炭開采的工作效率，也就需要對(duì)我們?cè)诿禾块_采中所使用的設(shè)備以及工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，因此在這里也就產(chǎn)生了本文中所涉及的氣動(dòng)單軌吊，氣動(dòng)單軌吊主要時(shí)應(yīng)用于煤炭以及煤炭工作人員的輸送工作，在我國的煤礦當(dāng)中，煤炭開采工作的機(jī)械化程度與發(fā)達(dá)國家的水平相比，我們始終處于相對(duì)比較落的地位。因此在煤炭的開采量上也不能與發(fā)達(dá)國家相比較，在一些偏遠(yuǎn)的山區(qū)的小煤礦中，還在使用著軌道小車用于煤炭的運(yùn)輸，其中對(duì)人力的投入較大，也就增加了煤炭工人的人身危險(xiǎn)，不僅在人身安全方面存在隱患，而且在工作效率方面也比較低，相對(duì)于氣動(dòng)單軌吊的工作效率來講，軌道小車的工作效率是非常第的。在地下有限的工作空間內(nèi)，軌道小車所占用的空間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氣動(dòng)單吊的空間，因此也就會(huì)造成工程量的增大，因此綜合以上方面的闡述，也就產(chǎn)生的本論文中所涉及課題的研究背景，在保證煤炭工人的人身安全為前提下，提高煤炭開采工作的機(jī)械化程度以及提高煤炭產(chǎn)量。 氣動(dòng)單軌吊不僅能在煤炭行業(yè)使用，在相應(yīng)的其他采礦作業(yè)中也可以發(fā)揮相當(dāng)大的作用，在當(dāng)今社會(huì)與經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的時(shí)代。我們對(duì)能源以及其他材料的需求日益增大，這也就要求我們對(duì)新的設(shè)備、新的工藝、新的技術(shù)手段進(jìn)行更新，這樣才能在保證人身安全的前提下完成對(duì)礦石的開采工作，也就對(duì)本文中所設(shè)計(jì)的單軌吊的設(shè)計(jì)要求為：高效率、低能耗、較高的可靠性等，同時(shí)能夠使得我國在采礦水平再提升一個(gè)臺(tái)階。這也是本課題研究的背景。 1.2 課題研究意義 在煤炭開采中，采用單軌吊的輸送方式能夠使得我國煤炭開采技術(shù)的提高，機(jī)械化程度上升，減少人工成本，降低人身傷亡事故的發(fā)生，使得煤炭的生產(chǎn)成本降低，使得煤炭相關(guān)行業(yè)的利潤提高，更能造福人民。在一些關(guān)于煤炭開采的相關(guān)調(diào)查中，我國煤炭企業(yè)的人均年產(chǎn)量也相當(dāng)于印度尼西亞的五分之一，與美國相比，他們的人均年產(chǎn)量都在萬噸以上，我們才達(dá)到約他們的二十分之一，可見我國在煤炭開采工作的效率在世界上是十分低的，不僅無法與發(fā)達(dá)國家的開采工作效率相比較，甚至與發(fā)展中國家的煤炭開采效率都無法相提并論。究其原因，主要是以下幾個(gè)方面的原因：一、我國建國時(shí)間與發(fā)達(dá)國家相比較而言，時(shí)間較短，在煤炭開采工藝以及生產(chǎn)技術(shù)上都是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他國家的；二、煤炭開采中的機(jī)械化程度，煤炭開采中的機(jī)械化程度的高低直接影響著煤炭開采的工作效率，在當(dāng)今科技飛速發(fā)展的今天，利用機(jī)械化進(jìn)行工作的效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于人工的效率。因此在機(jī)械化程度上，我們也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家。綜合上述兩點(diǎn)的闡述，對(duì)于第一點(diǎn)的原因，我們通過對(duì)發(fā)達(dá)國家的技術(shù)學(xué)習(xí)以及我們自身經(jīng)驗(yàn)與時(shí)間的積累時(shí)可以趕上的 ，但是在機(jī)械化程度上，發(fā)達(dá)國家對(duì)于我們的技術(shù)封鎖，我們也就無從下手去學(xué)習(xí)，這也就使得我們要自力更生，要依靠自身的力量去設(shè)計(jì)與優(yōu)化相關(guān)煤炭開采所用的機(jī)械設(shè)備，而本文中所設(shè)計(jì)的4t承重單軌吊，就是一個(gè)比較好的代表。單軌吊作為在礦井用于運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械設(shè)備，它本身就具有相當(dāng)高的技術(shù)含量，它融合了機(jī)械結(jié)構(gòu)、氣動(dòng)控制與原理、減速系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等多方面的知識(shí)，很大程度上體現(xiàn)了一個(gè)國家在煤炭開采過程中，機(jī)械設(shè)備的機(jī)械化程度的高低。 在這里，我們對(duì)單軌吊的動(dòng)力來源也有了明確的選擇，我們沒有選用燃燒化石燃料的燃?xì)鈾C(jī)，也沒有采用電力作為能量來源，而是利用氣動(dòng)的方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，這樣就有了以下的優(yōu)點(diǎn)：一、不采用化石燃料的燃?xì)鈾C(jī)作為動(dòng)力來源，是由于其動(dòng)力來源于化石燃料的燃燒。這樣就會(huì)消耗礦井內(nèi)的空氣，排出廢氣。在深度達(dá)到數(shù)百米的地下礦井中，新鮮的空氣對(duì)于礦工來說是十分重要的，因此，我們要盡可能地減少空氣消耗；二、不采用電動(dòng)機(jī)的原因主要考慮為安全因素。在煤炭的礦井通道內(nèi)瓦斯?jié)舛热绻_(dá)到一定數(shù)值時(shí)，一個(gè)電火花的產(chǎn)生就會(huì)造成爆炸，這樣也就會(huì)造成重大人員傷亡的事故發(fā)生，而電動(dòng)機(jī)的主要?jiǎng)恿碓礊殡娏碓矗虼巳绻€路發(fā)生故障時(shí)，也就會(huì)造成短路，從而可能會(huì)造成電火花的出現(xiàn)。因此，不能使用電動(dòng)機(jī)為單軌吊的動(dòng)力來源。綜上所述，我們采用氣動(dòng)的方式，氣動(dòng)的工作回路，主要依靠氣泵，我們可以通過管道進(jìn)行連接。這樣也就會(huì)避免消耗礦井內(nèi)部的空氣。 1.3 單軌吊發(fā)展概述 1.3.1 單軌吊國外發(fā)展概況 在上世紀(jì)中期時(shí)，隨著人民生活的水平提高，對(duì)于煤炭的需求量也隨著增大，這樣也就使得一些主要的煤炭輸出國在單軌吊的研究上加大科研人力與物力的投入。在德國，老牌工業(yè)巨頭，西門子就開始了對(duì)單軌吊的的設(shè)計(jì)優(yōu)化與創(chuàng)新，由于單軌吊在當(dāng)時(shí)的使用方面較為狹窄，而其所需控制零件與部件較為繁瑣，也就造成其制造成本較高，使用成本飛速上漲，在這樣的環(huán)境下，也就使得西門子工業(yè)對(duì)單軌吊的設(shè)計(jì)優(yōu)化處于一個(gè)迫在眉睫的處境，使得它在單軌吊的改進(jìn)技術(shù)方面處于世界的領(lǐng)先地位。在我國的北方，與我們相鄰的國家-俄羅斯也是世界上的煤炭儲(chǔ)量大國，在俄羅斯的遠(yuǎn)東地區(qū)，其地下就有相當(dāng)大的煤炭資源，由于前蘇聯(lián)以及俄羅斯的工業(yè)體系發(fā)展的優(yōu)勢，在單軌吊的研究上，能夠與德國的水平作為比較。在俄羅斯的鄰居烏克蘭，因?yàn)槠湓诠I(yè)領(lǐng)域的水平，在氣動(dòng)單軌吊的研究中，也處于世界先進(jìn)的的行列中，在歐洲的煤炭開采國家中，氣動(dòng)單軌吊作為一種工作效率較高的運(yùn)輸設(shè)備已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于煤礦開采過程中，它能夠提高煤炭的開采效率，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，使得歐洲的老齡化國家都能夠節(jié)約人力成本，在現(xiàn)如今的中國，我們也會(huì)遇到他們?cè)诎l(fā)展中所遇到的問題，所以我們要將氣動(dòng)單軌吊應(yīng)用于我國煤炭的開采工作中，使得我們?cè)诿禾块_采的機(jī)械化程度趕上發(fā)達(dá)國家的水平。 1.3.2 單軌吊國內(nèi)發(fā)展概況 與國外的發(fā)展相比，國內(nèi)發(fā)展起步較晚，在技術(shù)與工藝水平上無法與發(fā)達(dá)國家相比較。在建國初期，由于法制不夠健全，各種小型煤礦層出不窮，在一些小煤礦中，由于都是私人進(jìn)行開采，所以在資金方面不夠，使得煤礦開采技術(shù)與設(shè)備都是相當(dāng)?shù)偷乃?。也就造成了較多人身事故的發(fā)生 ，在煤炭開采的初期，甚至出現(xiàn)人力運(yùn)輸煤炭，嚴(yán)重降低了煤炭開采的工作效率。在單軌吊使用方面，我國也處于起步較晚的行列中，氣動(dòng)單軌吊的使用歷史在國外已經(jīng)有很多年的時(shí)間，而在國內(nèi)我們知道這個(gè)氣動(dòng)單軌吊的存在也短短幾十年。在我國的產(chǎn)煤大省-山西，許多人都因?yàn)槊禾块_采設(shè)備的簡陋，使得承受著時(shí)刻會(huì)發(fā)生人身安全事故的風(fēng)險(xiǎn)。在十幾年前，山西省的各個(gè)煤礦中，都陸陸續(xù)續(xù)使用氣動(dòng)單軌吊作為運(yùn)輸工具，在實(shí)際應(yīng)用中，有了較好的使用效果，在煤炭開采過程中，它不僅能夠運(yùn)送煤炭，而且還能夠輸送人員，很大程度上提高了工作效率，而且還能夠保障礦工的人身安全。在現(xiàn)在的煤炭開采中，我們應(yīng)該大力推廣氣動(dòng)單軌吊的使用，在氣動(dòng)單軌吊的研究方面，我們也要加大科研投入，爭取早日趕上國外的發(fā)展水平。 1.3.3 氣動(dòng)單軌吊特點(diǎn) 相比其它運(yùn)輸方式，氣動(dòng)單軌吊有以下特點(diǎn)： 1 氣動(dòng)單軌吊具有較強(qiáng)的適用性，具有相當(dāng)好的爬坡能力； 2 氣動(dòng)單軌的能量消耗低，不需要太多的動(dòng)力能源，僅依靠氣動(dòng)就可以完成工作； 3 氣動(dòng)單軌吊具有轉(zhuǎn)彎功能，它的走向，主要依靠軌道的鋪設(shè)方向； 4 氣動(dòng)單軌吊的使用要求較低，對(duì)于一般的礦工都能夠進(jìn)行操作； 5 氣動(dòng)單軌吊的工作能力出色，承載量較大； 6 氣動(dòng)單軌吊機(jī)構(gòu)緊湊，布局合理； 7 氣動(dòng)單軌吊重量較輕，移動(dòng)方便，能夠跟隨工作面一同推進(jìn)； 8 氣動(dòng)單軌吊具有失效制動(dòng)功能，能夠保證在失效的情況下，實(shí)現(xiàn)緊急制動(dòng)。 1.3.4 氣動(dòng)單軌吊結(jié)構(gòu)與工作原理 1、氣動(dòng)單軌吊結(jié)構(gòu) 氣動(dòng)單軌吊的主要結(jié)構(gòu)一般由軌道、伸縮梁、拖線小車、風(fēng)動(dòng)葫蘆、拉桿、主牽引裝置、減速系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、氣動(dòng)控制系統(tǒng)等組成（如圖1.1）。 圖1-1整體安裝圖 2、氣動(dòng)單軌吊的工作原理 氣動(dòng)單軌吊的軌道使用專用吊掛裝置，使得其吊掛于巷道頂板之上，軌道之間利用銷軸進(jìn)行連接，用于動(dòng)力輸入的公汽氣管固定在軌道之上來回移動(dòng)的滑車之上能夠跟隨氣動(dòng)單軌吊的主機(jī)一起進(jìn)行來回的移動(dòng)，而單軌吊的主機(jī)由氣動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)貼合于軌道腹板的摩擦輪，從而拖動(dòng)負(fù)載沿著軌道進(jìn)行來回的移動(dòng)，當(dāng)單軌吊整機(jī)采用失效制動(dòng)的時(shí)候，使用安全可靠。 1.4課題研究的主要內(nèi)容 在本文中，為了能夠使得單軌吊實(shí)現(xiàn)工作效率的提高以及具有相當(dāng)高的適用性，實(shí)現(xiàn)煤炭開采的工作效率提升，本文主要研究以下內(nèi)容： 1、 對(duì)單軌吊的國內(nèi)外發(fā)展進(jìn)行調(diào)研，闡述國內(nèi)外單軌吊的發(fā)展現(xiàn)狀； 2、 根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)氣動(dòng)單軌吊的整機(jī)設(shè)計(jì)方案，并且對(duì)相關(guān)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)與選型； 3、 對(duì)氣動(dòng)單軌吊的減速系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中包括單極減速器的設(shè)計(jì)以及二級(jí)減速器的設(shè)計(jì)等； 4、 針對(duì)氣動(dòng)單軌吊的制動(dòng)要求與特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)其制動(dòng)系統(tǒng)，保證其制動(dòng)能夠滿足使用要求； 5、 對(duì)氣動(dòng)單軌吊的氣動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行研究，從而設(shè)計(jì)出滿足使用要的氣動(dòng)控制回路； 6、 制定氣動(dòng)單軌吊的安裝工藝標(biāo)準(zhǔn)，保證在安裝使用過程的人員安全。 2 總體方案設(shè)計(jì) 氣動(dòng)單軌吊的整體系統(tǒng)應(yīng)該完成所規(guī)定的動(dòng)作，其中，沿著軌道的移動(dòng)、在某一位置的制動(dòng)、用于起吊物體的動(dòng)作、以及氣動(dòng)控制回路等相關(guān)動(dòng)作。因此，如果想要完成以上這些動(dòng)作，也就要有相應(yīng)的的裝置進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。其中沿著軌道運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力來源為氣動(dòng)馬達(dá)，首先，氣動(dòng)馬達(dá)通過氣泵的壓縮氣體進(jìn)行蓄力，然后通過減速裝置將速度達(dá)到一定工作要求時(shí)傳輸出來；制動(dòng)也就是通常稱為的剎車動(dòng)作，主要是利用制動(dòng)閘片與軌道之間的摩擦力進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的，其摩擦機(jī)理為滑動(dòng)摩擦。在用于起吊動(dòng)作的部件選擇時(shí)，我們采用吊鉤和掛件的方式，在材料選擇時(shí)，一定要充分考慮其強(qiáng)度以及剛度的使用要求。 2.1 氣動(dòng)單軌吊設(shè)計(jì)參數(shù) 在設(shè)計(jì)氣動(dòng)單軌吊的過程中，我們要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：1、氣動(dòng)單軌吊的運(yùn)行速度，這里我們主要設(shè)計(jì)考慮為其最大運(yùn)行速度；2、氣動(dòng)單軌吊所能實(shí)現(xiàn)的運(yùn)輸距離，因氣動(dòng)單軌吊的運(yùn)動(dòng)軌跡主要依靠軌道的走向，因此在這里我們?nèi)∑渥畲蟮倪\(yùn)輸距離，不過這個(gè)距離可以根據(jù)軌道的長度進(jìn)行選擇與改善。3、因?yàn)閱诬壍豕ぷ鞯目臻g狹小，一般在地下的巷道之中，而地下的巷道一般會(huì)有相應(yīng)的坡度，這樣也就導(dǎo)致軌道的鋪設(shè)會(huì)存在相應(yīng)的傾角，因此我們所設(shè)計(jì)的氣動(dòng)單軌吊要滿足其軌道的傾角。4、氣動(dòng)單軌吊的承載重量，這個(gè)很重要，我們?cè)谠O(shè)計(jì)氣動(dòng)單軌吊時(shí)，一定要采用留有安全裕度的方式，使得其實(shí)際承載量不超過理論承載的重量，防止安全事故的發(fā)生。在這里，我們所設(shè)計(jì)的氣動(dòng)單軌吊的設(shè)計(jì)參數(shù)如表2-1所示， 表2-1 氣動(dòng)單軌吊設(shè)計(jì)參數(shù) 名稱 最大運(yùn)行速度 最大運(yùn)輸距離 軌道最大傾角 最大載重 數(shù)值 0.5m/s 100m 15度 4t 2.2 氣動(dòng)單軌吊參數(shù)計(jì)算 2.2.1 氣動(dòng)單軌吊牽引力計(jì)算 根據(jù)相關(guān)的力學(xué)知識(shí)，我們可知，單軌吊車處于工作時(shí)，其牽引力F（在這里取單位牛頓，簡稱N）和單軌吊車所受到的阻力以及產(chǎn)生的慣性力為一對(duì)平衡力，其關(guān)系式如下所示： F=W0+Wi+Wa2 (2-1) 其中上式中所表達(dá)的含義為：F為氣動(dòng)單軌吊的牽引力，單位為N；W0為氣動(dòng)單軌吊所受到的阻力，單位為N；Wi為氣動(dòng)單軌吊受到坡道給予的阻力，單位為N；Wa為氣動(dòng)單軌吊在運(yùn)動(dòng)中所產(chǎn)生的慣性力，單位為N。 根據(jù)公式2.1我們可知，如果想得到氣動(dòng)單軌吊的牽引力，我們就要先求得W0、Wi以及Wa。因此接下來我們就要對(duì)這幾個(gè)作用力進(jìn)行求解： W0=M+Qgω （2-2） 在這里，公式2.2中的參數(shù)具體為:M指的是氣動(dòng)單軌吊的整機(jī)重量，在這里我們?nèi)∑涔乐?，大約為800kg；Q為氣動(dòng)單軌吊所能承載的重量，這里取4t=4000kg；g也就是指的是重力加速度，為固定值9.8M/S2；ω為氣動(dòng)單軌吊運(yùn)動(dòng)時(shí)所取的阻力系數(shù)，這里我們?nèi)ˇ?0.03（注：氣動(dòng)單軌吊的阻力系數(shù)一般與軌道的走向有關(guān)，如果時(shí)水平直道時(shí)，一般取水平直道，若是在水平彎道運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般取值范圍為水平直道）。 Wi=±M+Qgi （2-3） 由公式2.3我們以求得Wi的具體數(shù)值，在式中的i是指的氣動(dòng)單軌吊車在巷道中運(yùn)行時(shí)的坡度。i=tanα,其中α代表了氣動(dòng)單軌吊所在巷道的最大傾角。上式中的+號(hào)代表是氣動(dòng)單軌吊的運(yùn)行方向?yàn)樯掀路较颍?號(hào)代表氣動(dòng)單軌吊處于下坡方向。 Wa=（M+Q）a （2-4） 在上式中，a為氣動(dòng)單軌吊在運(yùn)動(dòng)中的加速度，在這里我們?nèi)≈?.05 M/S2。 根據(jù)公式2.2、公式2.3以及公式2.4我們可以算出氣動(dòng)單軌吊車的牽引力，其具體計(jì)算過程如下所示：F=（M+Q）（ωg+ig+a）代入數(shù)值可得，（在這里我們求其最大牽引力）Fmax=800+4000×0.03×9.8+9.8×tan150+0.05=14256N 由上式我們可以得出氣動(dòng)單軌吊的最大牽引力為14256N，這樣我們就可以根據(jù)其牽引力進(jìn)行計(jì)算其他參數(shù)，如氣動(dòng)單軌吊的功率、氣動(dòng)馬達(dá)的選型等。 2.2.2 氣動(dòng)單軌吊車的功率計(jì)算 經(jīng)過上式計(jì)算可得氣動(dòng)單軌吊所需要的最大牽引力，在這里，我們就要根據(jù)牽引力以及氣動(dòng)單軌吊的運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算氣動(dòng)單軌吊的最大功率。在這里，我們采用計(jì)算最大功率的方式，根據(jù)以及所學(xué)的物理知識(shí)可知： Pmax=FmaxVmax （2-5） 其中，F(xiàn)max為氣動(dòng)單軌吊的最大牽引力，為14256N；Vmax為氣動(dòng)單軌吊的運(yùn)行速度，為0.5m/s。將數(shù)值代入可得： Pmax=FmaxVmax=14256×05=7128W 這樣我們也就得到了氣動(dòng)單軌吊的最大輸出功率為7128W，在接下來的氣動(dòng)馬達(dá)選型時(shí)，就會(huì)作為數(shù)據(jù)參照進(jìn)行使用。 2.2.3 氣動(dòng)單軌吊車的氣動(dòng)馬達(dá) 根據(jù)公式2.5中，我們計(jì)算得到了氣動(dòng)單軌吊的最大功率，在這里，對(duì)于氣動(dòng)馬達(dá)的輸出功率的選擇就要滿足條件為P≥7.13KW，因?yàn)槌蓪?duì)的氣動(dòng)馬達(dá)的連接方式為串聯(lián)方式，因此我們要進(jìn)行計(jì)算，采用以下公式進(jìn)行計(jì)算就能夠得到實(shí)際中馬達(dá)所需功率參數(shù); Pq=Pmax2η總 （2-6） 公式2.6中，η總為氣動(dòng)馬達(dá)的總效率值，在這里η總?cè)≈禐?.88。將數(shù)值帶入上式中，可得Pq=14.982×0.8=8.51KW計(jì)算可得，其所需功率值應(yīng)為8.51KW，因此查詢手冊(cè)標(biāo)準(zhǔn)可知SPX/GLOBE的齒輪式氣動(dòng)馬達(dá)GM920就可以滿足我們的使用要求，其具體參數(shù)如表2-2所示， 表2-2齒輪式氣動(dòng)馬達(dá)GM920參數(shù) 名稱 正常工作壓力值 額定功率 額定轉(zhuǎn)速 數(shù)值 0.8MPa 9.2KW 3000r/min 以上我們就是對(duì)我們所設(shè)計(jì)的氣動(dòng)單軌吊的牽引力、最大功率以及對(duì)氣動(dòng)單軌吊的氣動(dòng)馬達(dá)就行選型，完成這些工作后，我們接下來就要對(duì)單軌吊的減速方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。 2.3 氣動(dòng)單軌吊減速方案設(shè)計(jì) 氣動(dòng)單軌吊的減速方案設(shè)計(jì)主要包括以下幾點(diǎn)：1、傳動(dòng)裝置的組成部分；2傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)；3、根據(jù)傳動(dòng)方式的特點(diǎn)確定本文中的傳動(dòng)方案。 2.3.1 氣動(dòng)單軌吊傳動(dòng)裝置 在機(jī)械傳動(dòng)中，主要存在于以下幾種減速方式：1、機(jī)械設(shè)備減速，主要利用各種減速器進(jìn)行傳遞運(yùn)動(dòng)，其特點(diǎn)為傳動(dòng)效率較高，但是對(duì)安裝要求較高；2、皮帶輪減速，這是利用平帶或者三角帶之間的摩擦力來實(shí)現(xiàn)的，特點(diǎn)為傳動(dòng)效率較低，但是使用成本以及安裝維護(hù)較為方便；3、液力耦合器，這種變速方式屬于無極變速，現(xiàn)在主要的的風(fēng)力發(fā)電站以及小型汽車上應(yīng)用較為普遍，其特點(diǎn)為變速效率高，方便靈活，但是使用成本較高，維修不方便。 在這里，我們采用的減速方案為如圖2-1所示， 圖2-1 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖 組成部分主要有：氣動(dòng)馬達(dá)、減速器、工作機(jī)的裝置。這種傳動(dòng)裝置的特點(diǎn)為：齒輪與軸承之間呈現(xiàn)的分布情況時(shí)不對(duì)稱的，因此也就會(huì)產(chǎn)生在軸向方向的載荷分布不均勻，因此對(duì)傳動(dòng)軸的剛度有較大要求，齒輪相連接的傳動(dòng)軸在軸向力的作用下也會(huì)出現(xiàn)軸向位移，因此為了防止這種情況的發(fā)生，我們要利用右手螺旋法則進(jìn)行去除軸向力所帶來的影響。 氣動(dòng)馬達(dá)的滿載轉(zhuǎn)速為n=3000 r/min，功率為9.2KW，則驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為n驅(qū)=300014.9=201.34r/min。又因?yàn)闅鈩?dòng)單軌吊車的最大速度為0.5m/s，由公式代入可得其驅(qū)輪的直徑約為0.32m。 2.3.2 氣動(dòng)單軌吊傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 根據(jù)本文的設(shè)計(jì)要求以及設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和取值后，確定以下參數(shù)： 因?yàn)槟Σ凛喌闹睆郊s為320mm，因此由計(jì)算公式2-6可知 i總=πnqd6000v （2-6） 把所有的參數(shù)以及數(shù)值代入公式可得：i總=94.24 2.3.2 氣動(dòng)單軌吊減速方案設(shè)計(jì) 在這里，根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算以及傳動(dòng)特點(diǎn)，我們采用的減速方案為三級(jí)減速的方式，首先根據(jù)氣動(dòng)馬達(dá)輸出動(dòng)力，此時(shí)氣動(dòng)馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速較高，因此利用減速器來降低轉(zhuǎn)速，此時(shí)為一級(jí)減速如圖2-2所示， 圖2-2一級(jí)減速器傳動(dòng)方案 當(dāng)速度降低后 ，此時(shí)的扭矩就會(huì)變大，也就能夠給主鉤通過足夠的扭矩，此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)二級(jí)減速器傳動(dòng)方案，如圖2-3所示， 圖2-3 二級(jí)減速器出動(dòng)方案 綜合以上敘述可知總體減速方案，如圖2-4所示， 圖2-4 總體減速方案 減速方案確定后，我們要對(duì)傳動(dòng)比進(jìn)行分配，在這里，我們一級(jí)減速的傳動(dòng)比取值為i1=5.2，然后根據(jù)公式i2=i總i1，代入數(shù)值計(jì)算可得i2=18.1。 2.4 本章小結(jié) 在本章中，我們主要完成了以下工作內(nèi)容：一、對(duì)氣動(dòng)單軌吊的總體方案設(shè)計(jì)，其中確定方案設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)；二、完成了對(duì)氣動(dòng)單軌吊設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算，其中包括：牽引力計(jì)算、單軌吊功率、氣動(dòng)馬達(dá)選型等；三、我們完成了對(duì)氣動(dòng)單軌吊的減速方案設(shè)計(jì)，其中闡述主要機(jī)械傳動(dòng)中的減速方式以及特點(diǎn)，根據(jù)使用要求確定本文中的減速方案，并且計(jì)算相應(yīng)的總傳動(dòng)比以及分配相應(yīng)各級(jí)減速器上的傳動(dòng)比。 3 單極減速器相關(guān)設(shè)計(jì) 3.1 計(jì)算傳動(dòng)裝置參數(shù) 本節(jié)中我們要對(duì)單極減速器中傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，主要包括：1、各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速、功率以及扭矩等。 1 各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速參數(shù) Ⅰ軸因?yàn)榕c氣動(dòng)馬達(dá)相連，因此其轉(zhuǎn)速就是氣動(dòng)馬達(dá)的輸出軸的轉(zhuǎn)速，因此n1=nq=3000r/min，因此傳動(dòng)軸Ⅱ經(jīng)過減速后的轉(zhuǎn)速就應(yīng)該利用公式以及傳動(dòng)比進(jìn)行計(jì)算可得，n2=n1i1=30005.2=576.9r/min。 2 各傳動(dòng)軸的功率計(jì)算 在這里，我們也是主要計(jì)算Ⅰ軸和Ⅱ軸的功率，其中，Ⅰ軸與氣動(dòng)馬達(dá)相連接，在這里假設(shè)沒有其他損耗情況的發(fā)生，那么Ⅰ軸的功率就是氣動(dòng)馬達(dá)的輸出功率，即為P1=Pq=8.51kw,但是Ⅱ軸就與Ⅰ軸的功率不通過，其經(jīng)過減速裝置減速后，就要一定的功率增加，因此在這里，我們經(jīng)過代入公式可得Ⅱ軸的輸出功率，為P2=2×P1×η1=2×8.51×0.97=16.51KW，其中η1指的是傳動(dòng)裝置中嚙合齒輪的傳動(dòng)效率，在這里我們的取值為0.97。 3 各軸的扭矩計(jì)算 這里我們采用的扭矩公式為：T=9550Pn （3-1） 其中，P為各軸的功率，單位為W；n為各軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/min；代入相應(yīng)的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算可得：Ⅰ軸的扭矩為T1=9550×85103000=27090N?M，Ⅱ軸的扭矩為T2=9550×165103000=273306N?M。 3.2 一級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 在本節(jié)中，我們應(yīng)該對(duì)一級(jí)齒輪傳動(dòng)中的齒輪的材料、熱處理方式以及精度進(jìn)行確定，其中，我們?cè)谶@里采用的齒輪為斜齒圓柱齒輪，因此對(duì)于兩個(gè)傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)如下： 齒輪1我們采用的材料為S34CrNiMo，熱處理工藝為調(diào)質(zhì)處理，其材料的品質(zhì)為MX，硬度值為248HBS；齒輪2所采用的材料為ZG35CrMo，熱處理的方式也采用調(diào)質(zhì)處理，其材料的品質(zhì)為ME，硬度值在179-241HBS的區(qū)間內(nèi)，因?yàn)辇X輪2相對(duì)齒輪1所需要的硬度值較小些，因此我們可以采用硬度值相對(duì)較低的材料進(jìn)行加工。其中，螺旋角度值我們統(tǒng)一選擇β=24o，齒輪1的齒數(shù)z=17，齒輪2的齒數(shù)z=58，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10095－1998的規(guī)定，我們的精度等級(jí)為7級(jí)，并且防止斷齒現(xiàn)象的發(fā)生，我們對(duì)齒根進(jìn)行噴丸強(qiáng)化處理，以增強(qiáng)其強(qiáng)度。 1 齒輪傳動(dòng)的主要尺寸 一、 依照齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)公式3.2可以計(jì)算得出， d1t≥32KtK1Φ1εα×u±1u×(ZHZEσH)2 (3-2) 其中，對(duì)公式3.2 中的相對(duì)應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行確定，其中在這里，我們Kt=1.6，經(jīng)過查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知區(qū)域系數(shù)ZH=2.32，εα1=0.68，εα2=0.78.因此εα=0.68+0.78=1.46。再經(jīng)過查詢機(jī)械手冊(cè)，可以計(jì)算出應(yīng)力值環(huán)數(shù)，如下式： 60×1440×1×(3×365×8）=7.5686×10h 2.2218×10h (為齒數(shù)比,即)； 查詢機(jī)械手冊(cè)可知，KHN1=1.11 KHN2=1.07； 接下來，我們對(duì)齒輪的疲勞極限進(jìn)行取值，然后利用它們的疲勞極限進(jìn)行計(jì)算其相應(yīng)的許用應(yīng)力值，經(jīng)過查詢相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)以及機(jī)械手冊(cè)可知，根據(jù)齒面硬度對(duì)應(yīng)表格可知，齒輪1的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim1的取值為820MPa;齒輪2的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim2的取值為640MPa。在氣動(dòng)單軌吊工作時(shí)，也會(huì)存在失效的情況，我們?nèi)∈У牡陌l(fā)生概率為1%，安全系數(shù)S取1，則利用公式3-3代入得： σH=KHNσHlimS （3-3） 可得： 繼續(xù)計(jì)算可得齒輪的許用應(yīng)力為： σH=(σH1+σH2)/2=(910.2+684.8)/2=797.4MPa。 根據(jù)材料的彈性系數(shù)對(duì)應(yīng)表格，我們可以查詢得出齒輪所采用材料的彈性影響系數(shù)ZE為188.9MPa，Φd的取值為0.55。 確定以上所需數(shù)值后，我們就將所有的數(shù)值代入公式后就可以得到 =95.5×10×=4.874Nmm 二、 齒輪的尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 第一步：輪1的分度圓直徑d1t 將相應(yīng)的數(shù)值代入公式3.2可得， = 第二步：確定與計(jì)算齒輪的圓周速度V 第三步：利用相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算齒輪的齒寬數(shù)b以及模數(shù)mn b== 根據(jù)螺旋角度=24，以及分度圓直徑d1t還有齒數(shù)Z1就可以計(jì)算出齒輪的模數(shù)mn，計(jì)算過程如下式所示： mn=d1tcosβZ1=40.5×cos24o17=2.18mm 第四步：結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算齒輪1的齒寬高比b/h的數(shù)值。 首先我們利用模數(shù)計(jì)算可知齒高的結(jié)果h=2.25×mn=2.25×2.18=49mm 在上式中，我們已經(jīng)計(jì)算可知齒寬的系數(shù)b，因此齒寬高比值為： b/h=22.28/4.9=4.55 第五步：求出齒輪的縱向重合度。 εβ=0.318φdZ1tanβ=1.324 第六步：求解齒輪的載荷系數(shù)K 查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，載荷系數(shù)K與使用系數(shù)KA、動(dòng)載系數(shù)KV、KHα以及KHβ都有關(guān)系，因此在這里如果想求解載荷系數(shù)K，那么就要先把相應(yīng)的系數(shù)計(jì)算求解出來，然后利用公式3.4就可以計(jì)算得出； K=KA?KV?KHα?KHβ (3-4) 因此，從上式中可知，我們的使用系數(shù)KA=1，由于V=3.2325m/s，齒輪的的制造精度為7級(jí)，我們可以通過查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，動(dòng)力系數(shù)KV的計(jì)算公式為： KV=1+(K1KAFtb+K2)Z1V100u21+u2 （3-5） 將所有相應(yīng)數(shù)值代入公式3.5可得 ，KV=1.18。 KHβ=1.17+0.181+6.7bd12+0.47×10-3×b （3-6） 代入可得，KHβ=1.727 講過查詢相關(guān)機(jī)械手冊(cè)，可知KFβ=1.15；KFα=1.1 求得相關(guān)數(shù)據(jù)后，將所有數(shù)據(jù)都代入公式3.4，就可以計(jì)算得出載荷系數(shù)，K=2.23 第七步：根據(jù)求得的實(shí)際載荷系數(shù)對(duì)分度圓的直徑進(jìn)行校正，以獲得我們?cè)O(shè)計(jì)所需的尺寸。 d1=d1t3KKt （3-7） 經(jīng)過計(jì)算可得，校正后的分度圓直徑為47.3mm 第八步：計(jì)算校正后的mn mn=d1cosβZ1 （3-8） 代入數(shù)據(jù)計(jì)算可知，校正后的模數(shù)為2.54mm 三 對(duì)齒輪的齒根彎曲強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 首先，查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，齒輪的齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式為： mn≥32KT1Yβcosβ2ΦdZ12εαYFσYFσσF (3-9) 由公式3.9，我們可知，mn必須要大于某個(gè)值，也就是我們要確定其最小值，只能能夠保證這個(gè)數(shù)值比最小值大，也就能夠滿足我們的設(shè)計(jì)要求。 第一步，我們要查詢或者計(jì)算公式3.9中各個(gè)系數(shù)的具體大小數(shù)值。 在上文中，我們已經(jīng)將齒輪1的具體扭矩值計(jì)算出來了 ，因此T1的數(shù)值為48.74，齒數(shù)Z也是已知數(shù)值，分別為Z1為17，Z2為58。這些齒數(shù)為理論設(shè)計(jì)齒數(shù)。 利用上述齒數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)，利用公式3.10可知： zv1=Z1cosβ3 （3-10） 其中螺旋角為24o，代入計(jì)算可得，當(dāng)量齒數(shù)分布為Zv1=17.52，Zv2=59.77。 確定齒輪的齒寬系數(shù)φd 經(jīng)過查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，根據(jù)其齒輪的放置方式，我們?cè)谶@里選擇懸臂方式，因此可知φd為0.55。 螺旋角度，我們?cè)谶@里的螺旋角度取值為24o 齒輪的載荷系數(shù)K，在上文中，我們已經(jīng)對(duì)齒輪的載荷系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，在這里，我們直接采用計(jì)算所得的載荷系數(shù)K=1.514 對(duì)齒輪的齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)進(jìn)行查詢，我們經(jīng)過查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，齒形系數(shù)分別為2.97和2.2.應(yīng)力校正系數(shù)為1.52和1.73。 求解齒輪的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度極限，經(jīng)過查詢可知齒輪1的強(qiáng)度極限為650MPa,齒輪2的強(qiáng)度極限為530MPa。 查詢齒輪的彎曲疲勞壽命系數(shù)：KFN1為0.95，KFN2為0.98。其彎曲疲勞的安全系數(shù)S在這里我們?nèi)≈禐?.4。 σF=KFNσFFS (3-11) 根據(jù)上式代入數(shù)據(jù)計(jì)算可知 ，σF1的取值為441.1MPa，σF2的取值為371MPa。 第二步，對(duì)上述數(shù)值所設(shè)計(jì)的尺寸進(jìn)行計(jì)算， 1、 求解齒輪模數(shù) 將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入公式3.9后，我們計(jì)算得出其模數(shù)為： mn≥1.69mm 根據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)要求，我們對(duì)于齒輪設(shè)計(jì)中所涉及的齒面接觸疲勞強(qiáng)度的法面模數(shù)mn要保證其始終大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的法面模數(shù)，根據(jù)GB/T1357-1987的相關(guān)固定，我們對(duì)求得的結(jié)果進(jìn)行取整處理后，去模數(shù)mn為2.5mm。但是，在我們的實(shí)際計(jì)算中，為了同時(shí)滿足兩者的疲勞強(qiáng)度的要求，我們還是應(yīng)當(dāng)使用接觸疲勞強(qiáng)度所求解出的分度圓直徑d1=47.3mm進(jìn)行求解相應(yīng)的齒數(shù)，故應(yīng)有接下來的計(jì)算結(jié)果為：Z1=17.3取整后為17，Z2=58。 求解齒輪的幾何尺寸 首先計(jì)算中心距，公式如下： a=Z1+Z2mn2α （3-12） 代入計(jì)算得，中心距為102.62mm，經(jīng)過取整處理后，我們?nèi)?shù)值為103mm。 按照取整后的齒輪中心距數(shù)值對(duì)螺旋角校正。公式如下： β=cos-1Z1+Z2mn2α （3-13） 將數(shù)值代入公式3.13中，我們求得結(jié)果為23o5915011 這個(gè)數(shù)值與我們初定的螺旋角24o相差甚小，因此與其相關(guān)的數(shù)據(jù)我們就不用一一校正了，如：εα、Kβ以及Zh等數(shù)值。 已知上述數(shù)值后，我們就可以求解齒輪的分度圓直徑d以及齒輪的齒寬B； d=Z1mncosβ （3-14） B=Φd1 （3-15） 將數(shù)值代入公式可以求得，齒輪1的分度圓直徑d1為46.7mm，齒輪2的分度圓直徑d2為159.3mm。齒輪1的齒寬B1為35mm，齒輪2的齒寬B2為25mm。 3.3二級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 經(jīng)過對(duì)一級(jí)齒輪的計(jì)算，我們就要對(duì)二級(jí)齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算。二級(jí)齒輪傳動(dòng)中也是兩個(gè)齒輪嚙合作用，其中還是從齒輪的材料選擇、齒輪的熱處理工藝、齒輪品質(zhì)登記以及齒面硬度等方面進(jìn)行選擇。首先，經(jīng)過查詢相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)以及機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，我們?cè)谶@里選擇小齒輪的材料為S34CrNi3Mo鋼，熱處理方式采用調(diào)質(zhì)處理，齒輪的品質(zhì)等級(jí)為ML，齒輪的齒面硬度為248HBS，齒數(shù)Z1為32；大齒輪的制造材料為ZG310~570，熱處理方式為正火處理，齒輪的品質(zhì)等級(jí)為MQ，大齒輪的齒面硬度在163~197HBS的范圍內(nèi)選取，齒輪的齒數(shù)Z2為52。其中為了保證齒輪嚙合的精度要求，我們根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T10095－1998的相關(guān)規(guī)定，在這里我們的齒輪精度等級(jí)為7級(jí)，而且還要對(duì)齒輪的齒根進(jìn)行噴丸強(qiáng)化處理，增強(qiáng)其強(qiáng)度，保證齒輪的工作安全，增加齒輪的使用壽命。 1 根據(jù)齒輪齒面的接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) d1t≥32KtK1Φ1εα×u±1u×(ZHZEσH)2 第一步，根據(jù)公式中所涉及的參數(shù)進(jìn)行求解與查詢 選取Kt的數(shù)值為1.5；查詢相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，可知區(qū)域系數(shù)ZH的數(shù)值為2.32；在這里，我們對(duì)螺旋角的角度選取為β為24o，然后根據(jù)查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，=0.758 =0.765 =0.758+0.765=1.523。 對(duì)于齒輪的應(yīng)力循環(huán)值進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)公式： N=60×n×j×L=60×422×1×(3×8×365)=2.218×10 N2=N1u2=2.218×1081.625=1.365×108 齒輪的接觸疲勞壽命系數(shù):KHN1=1.075；KHN2=1.09。 根據(jù)齒輪的齒面硬度進(jìn)行對(duì)大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限進(jìn)行求解，可得： 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim1為502.5MPa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim2為298MPa。 在完成強(qiáng)度極限的計(jì)算后，我們緊接著就要對(duì)齒輪的許用應(yīng)力進(jìn)行極端，其中所設(shè)計(jì)的參數(shù)我們?nèi)“踩禂?shù)S為1，失效的概率為1%，利用公式3.3，進(jìn)行計(jì)算，如下所示： σH=KHNσHlimS 其齒輪的接觸疲勞許用應(yīng)力分別為540.2MPa、324.82MPa，加權(quán)平均可得432.5MPa。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)及相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)查詢可知，材料的彈性影響系數(shù)ZE為188.9MPa，齒輪的齒寬系數(shù)Φd為0.95。 扭矩計(jì)算公式為：T=9550P3n3代入數(shù)值計(jì)算結(jié)果為1597.1N.m。 利用上述數(shù)值以及公式可以求解出分度圓的直徑，代入計(jì)算得d1t應(yīng)該大于或者等于81.9mm。換而言之，其分度圓直徑的最小取值應(yīng)為81.9mm。 第二步，求解齒輪的圓周速度V 已經(jīng)齒輪轉(zhuǎn)速以及分度圓直徑，代入公式得： V=πd1tn260×1000=1.809m/s 第三步，求解齒輪的齒寬b b=d=77.81mm 第四步，求解齒輪的齒寬與齒高比值b/n 首先，計(jì)算齒輪模數(shù)：mnt=d1tcosβZ1=2.34mm 然后利用公式計(jì)算齒輪的齒高：h=2.25×mnt=5.27mm 故齒輪的齒寬與齒高比值為b/n=77.81/5.27=14.81 第五步，求解齒輪的縱向重合度εβ εβ=0.318ΦdZ1tanβ 將數(shù)據(jù)代入可得，齒輪的縱向重合度εβ=4.3 第六步，求解齒輪的載荷系數(shù)K 其求解過程可以依據(jù)一級(jí)齒輪中，齒輪1的載荷求解公式，在這里，我們就不一一贅述了，直接給出齒輪的載荷系數(shù)K為1.846。 第七步，根據(jù)實(shí)際工作中的載荷系數(shù)去校對(duì)設(shè)計(jì)中的分度圓的直徑，以期達(dá)到實(shí)際設(shè)計(jì)中的分度圓直徑數(shù)值d1。 計(jì)算公式為：d1=d1tKkt，其中，代入所有數(shù)值后，可得d1值為87.77mm。 緊接著計(jì)算齒輪的模數(shù)：mn=d1cosβZ1將數(shù)值代入計(jì)算后得結(jié)果為2.51mm。 2 根據(jù)齒輪的齒根彎曲強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)求解 ≥ 第一步，求解公式中所有參數(shù)的數(shù)值 首先，求解小齒輪所傳遞的扭矩值T2=159.72 N·m，在這里，我們采用的齒輪面為軟齒面，因此根據(jù)相關(guān)規(guī)定，對(duì)齒輪的齒數(shù)進(jìn)行求解可得：Z1=32，Z2=52。其兩者之間的傳動(dòng)誤差為u=1.625。 對(duì)齒輪的齒寬系數(shù)Φd進(jìn)行選擇，因?yàn)辇X輪的裝置的布置形式為對(duì)稱分布，因此其齒寬系數(shù)初定為0.95。 在這里 ，我們的齒輪螺旋角β初步選擇為24 o。 求解齒輪的載荷系數(shù)K，其計(jì)算工程如上文中所述，在這里，我們直接給出其計(jì)算結(jié)果，載荷系數(shù)K為1.68。 求解齒數(shù)的當(dāng)量齒數(shù)，計(jì)算過程同上，故在此給出其計(jì)算結(jié)果，Zv1為39.81，Zv2的計(jì)算結(jié)果為64.69。 查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，齒輪的齒形系數(shù)為2.28以及應(yīng)力校正系數(shù)為1.73。 求解兩個(gè)齒輪的經(jīng)過計(jì)算可得，分別為0.015和0.016。 因?yàn)榇簖X輪的數(shù)值較大，因此在這里我們采用大齒輪的尺寸數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算， 求解齒輪模數(shù)，利用公式計(jì)算后可得，齒輪的模數(shù)最小取值為2.12mm，因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)齒輪時(shí)，其模數(shù)取值應(yīng)該大于2.12mm。 經(jīng)過對(duì)求解的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比可知，因?yàn)楦鶕?jù)齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn比根據(jù)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度而計(jì)算得來的法面模數(shù)大，因此在這里我們根據(jù)GB/T1357-1987的相關(guān)規(guī)定對(duì)模數(shù)進(jìn)行取整處理，在這里我們?nèi)∧?shù)的數(shù)值為4mm，但是，在實(shí)際的齒輪工作中，我們?yōu)榱藵M足接觸疲勞強(qiáng)度的要求，應(yīng)該使用根據(jù)接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算所得的分度圓直徑d1=70.5mm進(jìn)行計(jì)算齒輪的齒數(shù)。 經(jīng)過公式計(jì)算可得，齒數(shù)Z1為16，Z2為43。 接下來，我們對(duì)一些主要的尺寸進(jìn)行極端，其中包括：：齒輪中心距a，修正后的螺旋角β，修正后的分度圓直徑d1，齒輪的齒寬b等。 1） 齒輪之間的中心距a a=Z1+Z2mn2cosβ=129.2mm 2）修正后的螺旋角β β=cos-1Z1+Z2mn2a=23o49158‘’ 這個(gè)求解得出的數(shù)值與我們初定的螺旋角24 o相差不大，因此我們對(duì)與之相關(guān)的系數(shù),,等都不予校正。 3）求解齒輪的分度圓直徑d d=Zmncosβ 將數(shù)值代入公式得，d1為69.97mm，d2為188mm 4）求解校正后從齒輪寬度B 利用公式為：b=Φdd1 ，把相關(guān)數(shù)據(jù)代入求得，B1為62mm，B2為60mm。 3.4三級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 在氣動(dòng)單軌吊的傳動(dòng)裝置中，三級(jí)齒輪中的小齒輪采用的材料為35CrMn鋼，熱處理工藝為調(diào)質(zhì)處理，其齒面的硬度范圍為207~269HBS，齒輪的品質(zhì)等級(jí)為ML，在本次設(shè)計(jì)中我們?nèi)⌒↓X輪的齒數(shù)Z1為16；與小齒輪嚙合的大齒輪材料采用ZG310，熱處理工藝為正火，其品質(zhì)等級(jí)為ME，其齒面的硬度范圍為163~197HBS，齒數(shù)Z2為43。根據(jù)其工作環(huán)境以及要求，依照GB/T10095－1998的相關(guān)規(guī)定，我們本次設(shè)計(jì)中精度等級(jí)為8級(jí)，對(duì)其齒根進(jìn)行強(qiáng)度增強(qiáng)處理工藝為噴丸強(qiáng)化。 因?yàn)辇X輪的設(shè)計(jì)過程以及相關(guān)的計(jì)算公式都與以上兩種齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算過程相同，因此在這里我們就直接給出相關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果。 1 根據(jù)齒輪的齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 第一步，對(duì)于公式中所設(shè)計(jì)的參數(shù)進(jìn)行確定具體數(shù)值。 首先，我們選擇Kt為1.6，經(jīng)過查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可得區(qū)域系數(shù)ZH為2.32，對(duì)于齒輪的螺旋角我們還是依舊選取24 o，然后根據(jù)螺旋角進(jìn)行計(jì)算可知εα1為066，εα2為1.25，εα為1.91。齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1為1.36×10，N2為0.508×10。接著，經(jīng)過查詢相關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)我們可以等到齒輪接觸疲勞壽命系數(shù)為K=1.1，K= 1.13，經(jīng)過籍貫可得小齒輪與大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限分別為490MPa、490MPa。在這里對(duì)齒輪的疲勞許用應(yīng)力計(jì)算得539MPa、502MPa以及520.7MPa。查詢可知齒輪的材料的彈性影響系數(shù)ZE為188.9MPa，齒寬系數(shù)Φd為1.2。 將上述數(shù)據(jù)代入公式可得： d1t≥69.67mm 第二步，根據(jù)上式中算出的最小分度圓直徑d1t代入齒輪的圓周速度公式進(jìn)行求解齒輪的圓周速度V。 計(jì)算得V=0.947m/s 第三步，根據(jù)分度圓直徑進(jìn)行計(jì)算齒輪的齒寬b。 代入公式進(jìn)行計(jì)算可得b=Φdd1t=83.6mm 第四步，求解齒輪的齒輪與齒高之比b/h 其中先計(jì)算模數(shù)可得，mnt=3.98mm，齒高h(yuǎn)為8.96mm則齒寬與齒高之比b/h的值為7.78。 第五步，求解齒輪的縱向重合度εβ。 經(jīng)過公式計(jì)算可得齒輪的縱向重合度εβ為2.72. 第六步，求解齒輪的載荷系數(shù)K。 在這里，如果我們要求解齒輪的載荷系數(shù)K，就要先知道使用系數(shù)KA、以及KV、KHβ、KHα等值。經(jīng)過查詢計(jì)算后，齒輪的實(shí)際載荷系數(shù)K為1.66。 第七步，根據(jù)上面求得的實(shí)際載荷系數(shù)進(jìn)行對(duì)齒輪的分度圓直徑進(jìn)行求解。 求解可知，校正后的分度圓直徑d1為70.5mm。 第八步，已知實(shí)際分度圓直徑后，求解模數(shù)mn。 經(jīng)過公式計(jì)算可得，模數(shù)mn為4.03mm。 2 根據(jù)齒輪齒根的彎曲強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算與設(shè)計(jì) 第一步，對(duì)公式中所涉及的參數(shù)進(jìn)行取值 首先，是對(duì)小齒輪的扭矩進(jìn)行確