【終稿全套】MG250-591-WD采煤機(jī)的截割部設(shè)計(jì)【6張CAD圖紙+文檔】
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中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2008屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第81頁(yè)1 概述1.1采煤機(jī)的發(fā)展概況機(jī)械化采煤開始于二十世紀(jì)40年代,是隨著采煤機(jī)械的出現(xiàn)而開始的。40年代初期,英國(guó)、蘇聯(lián)相繼生產(chǎn)了采煤機(jī),德國(guó)生產(chǎn)了刨煤機(jī),使工作面落煤、裝煤實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。但當(dāng)時(shí)的采煤機(jī)都是鏈?zhǔn)焦ぷ鳈C(jī)構(gòu),能耗大、效率低,加上工作面輸送機(jī)不能自移,所以限制了采煤機(jī)生產(chǎn)率的提高。50年代初期,英國(guó)、德國(guó)相繼生產(chǎn)出滾筒式采煤機(jī)、可彎曲刮板輸送機(jī)和單體液壓支柱,大大推進(jìn)了采煤機(jī)械化技術(shù)的發(fā)展。由于當(dāng)時(shí)采煤機(jī)上的滾筒是死滾筒,不能實(shí)現(xiàn)調(diào)高,因而限制了采煤機(jī)的適用范圍,我們稱這種固定滾筒采煤機(jī)為第一代采煤機(jī)。60年代是世界綜采技術(shù)的發(fā)展時(shí)期,第二代采煤機(jī)單搖臂滾筒采煤機(jī)的出現(xiàn),解決了采高調(diào)整問(wèn)題,擴(kuò)大了采煤機(jī)的適用范圍,特別是1964年第三代采煤機(jī)雙搖臂滾筒采煤機(jī)的出現(xiàn),進(jìn)一步解決了工作面自開缺口的問(wèn)題,再加上液壓支架和可彎曲輸送機(jī)的不斷完善等等,把綜采技術(shù)推向了一個(gè)新水平,并且在生產(chǎn)中顯示了綜采機(jī)械化采煤的優(yōu)越性高產(chǎn)、高效、安全和經(jīng)濟(jì)。進(jìn)入70年代,綜采機(jī)械化得到了進(jìn)一步的發(fā)展和提高,綜采設(shè)備開始向大功率、高效率及完善性能和擴(kuò)大使用范圍等方向發(fā)展。1970年采煤機(jī)無(wú)鏈牽引系統(tǒng)的研制成功以及1976年出現(xiàn)的第四代采煤機(jī)電牽引采煤機(jī),大大改善了采煤機(jī)的性能,并擴(kuò)大了它的使用范圍。80年代,德國(guó)、美國(guó)、英國(guó)都開發(fā)成功各種交、直流電牽引采煤機(jī),同時(shí)把計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)用在采煤機(jī)上。并且開始重視系列化采煤機(jī)的開發(fā)工作,一種功率的采煤機(jī)可以派生出多種機(jī)型,主要元部件在不同功率的采煤機(jī)上都能通用,這樣不僅擴(kuò)大了工作面的適應(yīng)范圍,而且便于用戶配件的管理。采煤機(jī)系列化是20世紀(jì)80年代采煤機(jī)發(fā)展中非常突出的特點(diǎn)。至此,緩傾斜中厚煤層的綜采機(jī)械化問(wèn)題已經(jīng)基本得到解決,專家開始對(duì)實(shí)現(xiàn)厚煤層、薄煤層、急傾斜及其它難采煤層開采的綜采機(jī)械的研發(fā),以適用不同的開采條件。1.2國(guó)內(nèi)電牽引采煤機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)及趨勢(shì)1.2.1采煤機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)電牽引采煤機(jī)已成為國(guó)內(nèi)采煤機(jī)的研究重點(diǎn)國(guó)內(nèi)從90年代初已逐步停止研究開發(fā)液壓牽引采煤機(jī)將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向電牽引采煤機(jī);通過(guò)交流、直流電牽引采煤機(jī)的對(duì)比研究,已基本確定以交流變頻調(diào)速電牽引采煤機(jī)為今后電牽引采煤機(jī)的發(fā)展方向。電牽引替代液壓牽引,交流調(diào)速代替直流調(diào)速已成為國(guó)內(nèi)采煤機(jī)的發(fā)展方向。裝機(jī)功率不斷增加為了滿足高產(chǎn)高效綜采工作面快速割煤對(duì)采煤機(jī)的高強(qiáng)度、高性能需要,不論是厚、中厚煤層還是薄煤層采煤機(jī),其裝機(jī)功率(包括截割功率和牽引功率)均在不斷加大,最大已達(dá)1020kW,其中截割電機(jī)功率達(dá)450k W,牽引電機(jī)功率達(dá)250kW。牽引速度和牽引力不斷增大電牽引采煤機(jī)最大牽引速度已達(dá)14.5m/min,牽引力已普遍增大到450600kN。電機(jī)橫向布置總體結(jié)構(gòu)發(fā)展迅速近年來(lái),我國(guó)基本停止了截割電左尼縱向布置采煤機(jī)的研制,新研制的采煤機(jī)中已廣泛采用了多電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫向布置的總體結(jié)構(gòu)??刂葡到y(tǒng)日趨完善采煤機(jī)電氣控制功能逐步齊全,可靠性不斷提高,在通用性互換性和集成化等方面已有較大進(jìn)步;開發(fā)了可靠的防爆全中文界面的PLC控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控、監(jiān)測(cè)功能,以及故障記憶和診斷功能;研制成功井下無(wú)線電離機(jī)控制并得到推廣使用。滾筒截深不斷增大目前已由630mm增至800mm,預(yù)計(jì)今后可能增至1000mm。采煤機(jī)的可靠性將成為國(guó)產(chǎn)采煤機(jī)越來(lái)越重要的性能指標(biāo)隨著高產(chǎn)高效礦井的建設(shè)和發(fā)展,要求采煤工作面逐步達(dá)到日產(chǎn)700010000t水平。采煤機(jī)及其系統(tǒng)的可靠性將成為影響礦井原煤產(chǎn)量關(guān)鍵因素越來(lái)越受到重視,成為中國(guó)采煤機(jī)越來(lái)越重要的綜合性能指標(biāo)。1.2.2采煤機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)電牽引采煤機(jī)經(jīng)過(guò)25年的發(fā)展,技術(shù)已趨成熟。新一代大功率電牽引采煤機(jī)已集中采用了當(dāng)今世界最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)成為具有人工智能的高自動(dòng)化機(jī)電設(shè)備代替液壓牽引已成必然。技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)可簡(jiǎn)要?dú)w結(jié)如下:電牽引系統(tǒng)向交流變頻調(diào)速牽引系統(tǒng)發(fā)展。結(jié)構(gòu)形式向多電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫向布置發(fā)展。監(jiān)控技術(shù)向自動(dòng)化、智能化、工作面系統(tǒng)控制及遠(yuǎn)程監(jiān)控發(fā)展。性能參數(shù)向大功率、高參數(shù)發(fā)展。綜合性能向高可靠性和高利用率發(fā)展。國(guó)內(nèi)電牽引采煤機(jī)研制方向與國(guó)際發(fā)展基本一致經(jīng)過(guò)近15年的研究,已取得較大進(jìn)展但離國(guó)際先進(jìn)水平特別是在監(jiān)控技術(shù)及可靠性方面尚有較大差距,必須進(jìn)行大量的技術(shù)和試驗(yàn)研究。1.3采煤機(jī)類型及組成1.3.1采煤機(jī)類型 滾筒采煤機(jī)的類型很多,可按滾筒數(shù)目、行走機(jī)構(gòu)形式、行走驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)速傳動(dòng)方式、行走部布置位置、機(jī)身與工作面輸送乳汁機(jī)配合導(dǎo)向方式、總體結(jié)構(gòu)布置方式等分類。按滾筒數(shù)目分為單滾筒和雙滾筒采煤機(jī),其中雙滾筒采煤機(jī)應(yīng)用最普遍。按行走機(jī)構(gòu)形式分鋼絲繩牽引、鏈牽引和無(wú)鏈牽引采煤機(jī)。按行走驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)速方式分機(jī)械調(diào)速、液壓調(diào)速和電氣調(diào)速滾筒采煤機(jī)(通常簡(jiǎn)稱機(jī)械牽引、液壓牽引和電牽引采煤機(jī))。按行走部布置位置分內(nèi)牽引和外牽引采煤機(jī)。按機(jī)身與工作面輸送機(jī)的配合導(dǎo)向方式分騎槽式和爬底板式采煤機(jī)。按總體結(jié)構(gòu)布置方式分截割(主)電動(dòng)機(jī)縱向布置在搖臂上的采煤機(jī)和截割(主)電動(dòng)機(jī)橫向布置在機(jī)身上的采煤機(jī)、截割電動(dòng)機(jī)橫向布置在搖臂上的采煤機(jī)。按適用的煤層厚度分厚煤層、中厚煤層和薄煤層采煤機(jī)。按適用的煤層傾角分緩斜、大傾角和急斜煤層采煤機(jī)。1.3.2采煤機(jī)的組成 采煤機(jī)主要由電動(dòng)機(jī)、牽引部、截割部和附屬裝置等部分組成(如圖1.1)。電動(dòng)機(jī):是滾筒采煤機(jī)的動(dòng)力部分,它通過(guò)兩端輸出軸分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)截割部和牽引部。采煤機(jī)的電動(dòng)機(jī)都是防爆的,而且通常都采用定子水冷,以縮小電動(dòng)機(jī)的尺寸。牽引部:通過(guò)其主動(dòng)鏈輪與固定在工作面輸送機(jī)兩端的牽引鏈3相嚙合,使采煤機(jī)沿工作面移動(dòng),因此,牽引部是采煤機(jī)的行走機(jī)構(gòu)。 左、右截割部減速箱:將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)齒輪減速后傳給搖臂5的齒輪,驅(qū)動(dòng)滾筒6旋轉(zhuǎn)。滾筒:是采煤機(jī)落煤和裝煤的工作機(jī)構(gòu),滾筒上焊有端盤及螺旋葉片,其上裝有截齒。螺旋葉片將截齒割下的煤裝到刮板輸送機(jī)中。為提高螺旋滾筒的裝煤效果,滾筒一側(cè)裝有弧形擋煤板7,它可以根據(jù)不同的采煤方向來(lái)回翻轉(zhuǎn)180。如圖1.1 雙滾筒采煤機(jī)底托架:是固定和承托整臺(tái)采煤機(jī)的底架,通過(guò)其下部四個(gè)滑靴9將采煤機(jī)騎在刮板輸送機(jī)的槽幫上,其中采空區(qū)側(cè)兩個(gè)滑靴套在輸送機(jī)的導(dǎo)向管上,以保證采煤機(jī)的可靠導(dǎo)向。調(diào)高油缸:可使搖臂連同滾筒升降,以調(diào)節(jié)采煤機(jī)的采高。調(diào)斜油缸:用于調(diào)整采煤機(jī)的縱向傾斜度,以適應(yīng)煤層沿走向起伏不平時(shí)的截割要求。電氣控制箱:內(nèi)部裝有各種電控元件,用于采煤機(jī)的各種電氣控制和保護(hù)。此外,為降低電動(dòng)機(jī)和牽引部的溫度并提供內(nèi)外噴霧降塵用水,采煤機(jī)設(shè)有專門的供水系統(tǒng)。采煤機(jī)的電纜和水管夾持在拖纜裝置內(nèi),并由采煤機(jī)拉動(dòng)在工作面輸送機(jī)的電纜槽中卷起或展開。1.4采煤機(jī)總體方案的確定采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)、橫向布置(電機(jī))積木組合,各部件之間為干式對(duì)接,可采中厚偏薄煤層中的硬煤。是比較理想的更新?lián)Q代機(jī)型。1.4.1適用范圍該機(jī)主要定位適用于傾角的中厚偏薄煤層的開采,煤層中不應(yīng)有堅(jiān)硬的或較厚的該類夾雜物,以及落差較大的斷層。1.4.2主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)及配套設(shè)備:采高(m):1.53.2;適應(yīng)傾角():15; 煤質(zhì)硬度 : f4;機(jī)面高度(m):1.1; 過(guò)煤高度(m): 0.366 ; 機(jī)重(T):36 牽引速度(m/min): 07.5;牽引力(KN):524; 截深(m):0.63 滾筒直徑 (m): 1.6 電壓(V):1140; 臥底量(m):0.403(1.6m滾筒); 滾筒水平中心距(m):10.517; 搖臂回轉(zhuǎn)中心距(m):6.4;牽引形式 :機(jī)載交流變頻調(diào)速銷軌式; 調(diào)高泵型號(hào):A2F12R4P1 ; 泵電機(jī)型號(hào):YBRB-11 ; 截割電機(jī)型號(hào):YBCS3-250C ;牽引電機(jī)型號(hào):YBQYS3-40 供水泵型號(hào):PB-320/6.3裝機(jī)功率(KW):591 (其中兩個(gè)截割電機(jī)2250KW兩個(gè)牽引電機(jī)240KW,一個(gè)泵電機(jī)11KW,共計(jì)225024011=591KW)1.4.3整機(jī)主要特點(diǎn)1)機(jī)身矮,裝機(jī)功率大。截割電機(jī)容量調(diào)整范圍寬。通過(guò)調(diào)整截割電機(jī)的容量,可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多型。2)整機(jī)為無(wú)底托架積木式組合結(jié)構(gòu)。各部件之間為干式對(duì)接,對(duì)接面之間無(wú)任何機(jī)械或液壓傳動(dòng)關(guān)系。機(jī)身三大部件之間使用高強(qiáng)度 T形螺栓和四個(gè)楔形啞鈴銷以及兩個(gè)150定位銷連接和緊固,提高了大部件之間聯(lián)接的可靠性。3)截割電機(jī)、牽引電機(jī)的啟動(dòng)、停止等操作采用旋轉(zhuǎn)開關(guān)控制外,其余控制如牽引速度調(diào)整、方向設(shè)定、左右搖臂的升降,急停等操作均由設(shè)在機(jī)身兩端操作站的按鈕進(jìn)行控制,操作簡(jiǎn)單、方便。4)所有電機(jī)橫向布置。機(jī)械傳動(dòng)都是直齒傳動(dòng)。電機(jī)、行走箱驅(qū)動(dòng)輪組件等均可從老塘側(cè)抽出。故傳動(dòng)效率高,容易安裝和維護(hù)。5)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理,采用集成閥塊結(jié)構(gòu),管路少,連接可靠;經(jīng)常調(diào)整的閥設(shè)在液壓箱體外,便于檢修和更換;6)截割機(jī)械傳動(dòng)鏈設(shè)有扭矩軸過(guò)載保護(hù)裝置,并可設(shè)有強(qiáng)制潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng),提高了傳動(dòng)件,支承件的使用壽命。7)截割部采用四行星單浮動(dòng)結(jié)構(gòu),承載能力大,減小了結(jié)構(gòu)尺寸。采用大角度彎搖臂設(shè)計(jì),加大過(guò)煤空間,提高裝煤效果,臥底量大8)調(diào)高油缸與調(diào)高液壓鎖采用分離布置,液壓鎖置于殼體空腔內(nèi),打開蓋板即可取出液壓鎖,方便井下查找故障和更換調(diào)高油缸、液壓鎖等維修工作。9)行走箱與牽引部為干式對(duì)接,拆行走箱后,牽引部不漏油。行走箱內(nèi)為干油潤(rùn)滑,行走輪軸承壽命高。1.4.4主要結(jié)構(gòu)及組成確定該采煤機(jī)主要由以下幾部分組成。左、右搖臂,裝在搖臂上的兩臺(tái)250KW電機(jī),左、右螺旋滾筒等組成左右對(duì)稱的兩大可搖動(dòng)調(diào)高的截割機(jī)構(gòu);左、右行走部;左、右牽引部;液壓傳動(dòng)部和電控部以及底托架等組成主體部分。下面分別裝有導(dǎo)向及平滑靴,調(diào)高油缸等。此外還有內(nèi)外噴霧冷卻系統(tǒng)。1)搖臂截割機(jī)構(gòu)采煤機(jī)截割部都采用齒輪傳動(dòng),常見的傳動(dòng)方式有以下幾種:電動(dòng)機(jī)固定減速箱搖臂滾筒(如圖1.2(a)。這種傳動(dòng)方式的特點(diǎn)是傳動(dòng)簡(jiǎn)單,搖臂從固定減速箱端部伸出,支承可靠,強(qiáng)度和剛度好。但搖臂下降的最低位置受輸送機(jī)限制,故臥底量較小。DY-150、BM-100型采煤機(jī)均采用這種傳動(dòng)方式。電動(dòng)機(jī)固定減速箱搖臂行星齒輪傳動(dòng)滾筒(圖1.2(b)。這種方式在滾筒內(nèi)裝了行星傳動(dòng),故前幾級(jí)傳動(dòng)比減小,簡(jiǎn)化了傳動(dòng)系統(tǒng),但筒殼尺寸卻增大了,故這種傳動(dòng)方式適用于中厚煤層采煤機(jī),如在MLS3 -170、MXA-300、AM-500和MG系列等型采煤機(jī)中采用。電動(dòng)機(jī)減速箱滾筒(圖1.2(c)。這種傳動(dòng)方式取消了搖臂,靠由電動(dòng)機(jī)、減速箱和滾筒組成的截割部來(lái)調(diào)高(稱為機(jī)身調(diào)高),使齒輪數(shù)大大減少,機(jī)殼的強(qiáng)度、剛度增大,且調(diào)高范圍大,采煤機(jī)機(jī)身也可縮短,有利于采煤機(jī)開缺口工作。MXP-240和DTS-300型采煤機(jī)采用這種傳動(dòng)方式。電動(dòng)機(jī)搖臂行星齒輪傳動(dòng)滾筒(圖1.2(d)。這種傳動(dòng)方式的電動(dòng)機(jī)軸與滾筒軸平行,取消了容易損壞的錐齒輪,使傳動(dòng)更加簡(jiǎn)單,而且調(diào)高范圍大,機(jī)身長(zhǎng)度小。新的電牽引采煤機(jī)都采取這種傳動(dòng)方式。 圖1.2 截割部傳動(dòng)方式1電動(dòng)機(jī);12固定減速箱;3搖臂;4滾筒;5行星齒輪傳動(dòng); 6泵箱;7機(jī)身及牽引部對(duì)比以上傳動(dòng)方式,本采煤機(jī)截割部傳動(dòng)方式為:電動(dòng)機(jī)搖臂行星齒輪傳動(dòng)滾筒。(如圖1.3)該截割部采用銷軸與牽引部聯(lián)結(jié),截割電機(jī)橫向布置在搖臂上,搖臂和機(jī)身連接沒(méi)有動(dòng)力傳遞,取消了縱向布置結(jié)構(gòu)中的螺旋傘齒輪和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的通軸。圖1.3 截割部傳動(dòng)系統(tǒng)2)牽引機(jī)構(gòu) 該部分主要由左右牽引箱、牽引電動(dòng)機(jī)組成,牽引箱中裝有變量主油泵、輔助油泵、調(diào)高油泵、閥組和調(diào)速機(jī)構(gòu)、過(guò)濾器等;牽引箱中有與主油泵基本相同的定量馬達(dá)和減速機(jī)構(gòu)。3)牽引機(jī)構(gòu)及調(diào)高系統(tǒng)無(wú)鏈牽引選用廣泛使用的銷排式傳動(dòng),方便配套;調(diào)高油缸選用用量最廣的標(biāo)準(zhǔn)油缸。方便維修及更換備件。2截割部的設(shè)計(jì)及計(jì)算2.1電動(dòng)機(jī)的選擇設(shè)計(jì)要求截割部功率為250KW,根據(jù)礦井電機(jī)的具體工作環(huán)境情況,電機(jī)必須具有防爆和電火花的安全性,以保證在有爆炸危險(xiǎn)的含煤塵和瓦斯的空氣中絕對(duì)安全,而且電機(jī)工作要可靠,啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大,過(guò)載能力強(qiáng),效率高。所以選擇由撫順廠生產(chǎn)的三相鼠籠異步防爆電動(dòng)機(jī),型號(hào)為YBCS3-250C ;其主要參數(shù)如下:額定功率:250KW;額定電壓:1140V;滿載電流:157A;額定轉(zhuǎn)速:1476r/min;滿載效率:0.920;絕緣等級(jí): H;滿載功率因數(shù):0.85;接線方式:Y;質(zhì)量: 1380KG;冷卻方式:外殼水冷該電動(dòng)機(jī)輸出軸上帶有漸開線花鍵,通過(guò)該花鍵電機(jī)將輸出的動(dòng)力傳遞給搖臂的齒輪減速機(jī)構(gòu)。2.2總傳動(dòng)比及傳動(dòng)比的分配2.2.1總傳動(dòng)比的確定滾筒上截齒的切線速度,稱為截割速度,它可由滾筒的轉(zhuǎn)速和直徑計(jì)算而得,為了減少滾筒截割產(chǎn)生的細(xì)煤和粉塵,增大塊煤率,滾筒的轉(zhuǎn)速出現(xiàn)低速化的趨勢(shì)。滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)滾筒截割和裝載過(guò)程影響都很大;但對(duì)粉塵生成和截齒使用壽命影響較大的是截割速度而不是滾筒轉(zhuǎn)速。總傳動(dòng)比電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 r/min滾筒轉(zhuǎn)速 r/min2.2.2傳動(dòng)比的分配在進(jìn)行多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)時(shí),傳動(dòng)比分配是一個(gè)重要環(huán)節(jié),能否合理分配傳動(dòng)比,將直接影響到傳動(dòng)系統(tǒng)的外闊尺寸、重量、結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑條件、成本及工作能力。多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比的確定有如下原則:1.各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般應(yīng)在常用值范圍內(nèi),不應(yīng)超過(guò)所允許的最大值,以符合其傳動(dòng)形式的工作特點(diǎn),使減速器獲得最小外形。2.各級(jí)傳動(dòng)間應(yīng)做到尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱;各傳動(dòng)件彼此間不應(yīng)發(fā)生干涉碰撞;所有傳動(dòng)零件應(yīng)便于安裝。3.使各級(jí)傳動(dòng)的承載能力接近相等,即要達(dá)到等強(qiáng)度。4.使各級(jí)傳動(dòng)中的大齒輪進(jìn)入油中的深度大致相等,從而使?jié)櫥容^方便。由于采煤機(jī)在工作過(guò)程中常有過(guò)載和沖擊載荷,維修比較困難,空間限制又比較嚴(yán)格,故對(duì)行星齒輪減速裝置提出了很高要求。因此,這里先確定行星減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比。設(shè)計(jì)采用NGW型行星減速裝置,其工作原理如下圖所示(圖2.1):a太陽(yáng)輪 b內(nèi)齒圈 c行星輪 x行星架圖2.1 NGW型行星機(jī)構(gòu)該行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由太陽(yáng)輪a、內(nèi)齒圈b、行星輪c、行星架x等組成。傳動(dòng)時(shí),內(nèi)齒圈b固定不動(dòng),太陽(yáng)輪a為主動(dòng)輪,行星架x上的行星輪c繞自身的軸線oxox轉(zhuǎn)動(dòng),從而驅(qū)動(dòng)行星架X回轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)減速。運(yùn)轉(zhuǎn)中,軸線oxox是轉(zhuǎn)動(dòng)的。這種型號(hào)的行星減速裝置,效率高、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、傳動(dòng)功率范圍大,可用于各種工作條件。因此,它用在采煤機(jī)截割部最后一級(jí)減速是合適的,該型號(hào)行星傳動(dòng)減速機(jī)構(gòu)的使用效率為0.970.99,傳動(dòng)比一般為2.113.7。如圖2.3,當(dāng)內(nèi)齒圈b固定,以太陽(yáng)輪a為主動(dòng)件,行星架c為從動(dòng)件時(shí),傳動(dòng)比的推薦值為2.79。從采掘機(jī)械與支護(hù)設(shè)備上可知,采煤機(jī)截割部行星減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比一般為56。所以這里先定行星減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比:則其他三級(jí)減速機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比:根據(jù)前述多級(jí)減速齒輪的傳動(dòng)比分配原則及齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)為17為依據(jù),另參考MG250/591型采煤機(jī)截割部各齒輪齒數(shù)分配原則,初定齒數(shù)及各級(jí)傳動(dòng)比為:2.3截割部傳動(dòng)計(jì)算2.3.1各級(jí)傳動(dòng)轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算:從電動(dòng)機(jī)出來(lái),各軸依次命名為、軸。軸 r/min軸 軸 軸 各軸功率計(jì)算:軸 kW軸 kW軸 kW軸 kW軸 kW軸 kW軸 kW式中 滾動(dòng)軸承效率 =0.99閉式圓柱齒輪效率 =0.97花鍵效率 =0.99各軸扭矩計(jì)算:軸 軸 軸 軸 將上述計(jì)算結(jié)果列入下表(表2.1):軸號(hào)輸出功率P(kW)轉(zhuǎn)速n(r/min)輸出轉(zhuǎn)矩T/(Nm)傳動(dòng)比軸245147615851.79軸237.67軸225.96824.582617軸214.81528.5838811.56軸206.292.29軸198軸188.33230.87792.682.3.2 截割部齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪1和惰輪2的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核,具體計(jì)算過(guò)程和計(jì)算結(jié)果如下:計(jì)算過(guò)程及說(shuō)明計(jì)算結(jié)果1)選擇齒輪材料查文獻(xiàn)1表8-17 兩個(gè)齒輪都選用20GrMnTi滲碳淬火2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí),按估取圓周速度,參考文獻(xiàn)1表814,表815選取小輪分度圓直徑,由式文獻(xiàn)1(864)得齒寬系數(shù):查文獻(xiàn)1表823按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱布置,取06小輪齒數(shù): =19惰輪齒數(shù): 齒數(shù)比 : 傳動(dòng)比誤差 誤差在范圍內(nèi)小輪轉(zhuǎn)矩: 載荷系數(shù): 由文獻(xiàn)1式(854)得使用系數(shù): 查文獻(xiàn)1表820 175動(dòng)載荷系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖857 111齒向載荷分布系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖860 1.08齒間載荷分配系數(shù): 由文獻(xiàn)1式(855)及得 查文獻(xiàn)1表821并插值 則載荷系數(shù)的初值 彈性系數(shù): 查文獻(xiàn)1表82 節(jié)點(diǎn)影響系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖8-64重合度系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖865許用接觸應(yīng)力: 由文獻(xiàn)1式 得接觸疲勞極限應(yīng)力: 查文獻(xiàn)1圖869應(yīng)力循環(huán)次數(shù): 由文獻(xiàn)1式得 則 查文獻(xiàn)1圖870得接觸強(qiáng)度得壽命系數(shù) ,(不許有點(diǎn)蝕)硬化系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖871及說(shuō)明 1接觸強(qiáng)度安全系數(shù):查文獻(xiàn)1表827,按較高可靠度查, 取故的設(shè)計(jì)初值為齒輪模數(shù): 查文獻(xiàn)1表83小齒分度圓直徑的參數(shù)圓整值:圓周速度: 與估取很相近,對(duì)取值影響不大,不必修正1.11, 小輪分度圓直徑: 惰輪分度圓直徑: 中心距 : 圓整齒寬: 惰輪齒寬: 小輪齒寬: 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度效荷計(jì)算由文獻(xiàn)1式 齒形系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖867 小輪 大輪應(yīng)力修正系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖868 小輪大輪重合度系數(shù):由文獻(xiàn)1式867許用彎曲應(yīng)力:由文獻(xiàn)1式871 彎曲疲勞極限: 查文獻(xiàn)1圖872彎曲壽命系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖873 尺寸系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖874安全系數(shù): 查文獻(xiàn)1表827 則4. 齒輪幾何尺寸計(jì)算 分度圓直徑: 齒頂高: 齒根高: 齒頂圓直徑: 齒根圓直徑: 基圓直徑: 齒距: 齒厚: 齒槽寬e: 基圓齒距: 法向齒距: 頂隙: HRC 5662公差組7級(jí)06=19331.73合適1751111.081.02.50.89701齒根彎曲強(qiáng)度足夠齒輪4和齒輪5的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核,具體計(jì)算過(guò)程和計(jì)算結(jié)果如下 1)選擇齒輪材料查文獻(xiàn)1表8-17 兩個(gè)齒輪都選用20GrMnTi滲碳淬火2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí),按估取圓周速度,參考文獻(xiàn)1表814,表815選取小輪分度圓直徑,由式文獻(xiàn)1(864)得齒寬系數(shù):查文獻(xiàn)1表823按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱布置,取06小齒輪齒數(shù): =23大齒輪齒數(shù): 齒數(shù)比 : 傳動(dòng)比誤差 誤差在范圍內(nèi)小輪轉(zhuǎn)矩: 載荷系數(shù): 由文獻(xiàn)1式(854)得使用系數(shù): 查文獻(xiàn)1表820 175動(dòng)載荷系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖857 115齒向載荷分布系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖860 1.08齒間載荷分配系數(shù): 由文獻(xiàn)1式(855)及得 查文獻(xiàn)1表821并插值 1.0則載荷系數(shù)的初值 彈性系數(shù): 查文獻(xiàn)1表82 節(jié)點(diǎn)影響系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖8-64重合度系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖865許用接觸應(yīng)力: 由文獻(xiàn)1式 得接觸疲勞極限應(yīng)力: 查文獻(xiàn)1圖869應(yīng)力循環(huán)次數(shù): 由文獻(xiàn)1式得 則 查文獻(xiàn)1圖870得接觸強(qiáng)度得壽命系數(shù) ,(不許有點(diǎn)蝕)硬化系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖871及說(shuō)明 1接觸強(qiáng)度安全系數(shù):查文獻(xiàn)1表827,按較高可靠度查, 取故的設(shè)計(jì)初值為齒輪模數(shù): 查文獻(xiàn)1表83小齒分度圓直徑的參數(shù)圓整值:圓周速度: 與估取很相近,對(duì)取值影響不大,不必修正 小輪分度圓直徑: 大輪分度圓直徑: 中心距 : 圓整齒寬: 大齒輪輪齒寬: 小輪齒寬: 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度效荷計(jì)算由文獻(xiàn)1式 齒形系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖867 小輪 大輪應(yīng)力修正系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖868 小輪大輪重合度系數(shù):由文獻(xiàn)1式867許用彎曲應(yīng)力:由文獻(xiàn)1式871 彎曲疲勞極限: 查文獻(xiàn)1圖872彎曲壽命系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖873 尺寸系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖874安全系數(shù): 查文獻(xiàn)1表827 則4. 齒輪幾何尺寸計(jì)算 分度圓直徑: 齒頂高: 齒根高: 齒頂圓直徑: 齒根圓直徑: 基圓直徑: 齒距: 齒厚: 齒槽寬e: 基圓齒距: 法向齒距: 頂隙: HRC 5662公差組7級(jí)06=23361.56合適1751.081.072.50.881齒根彎曲強(qiáng)度足夠齒輪6和惰輪7的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核,具體計(jì)算過(guò)程和計(jì)算結(jié)果如下:1)選擇齒輪材料查文獻(xiàn)1表8-17 兩個(gè)齒輪都選用20GrMnTi滲碳淬火2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí),按估取圓周速度,參考文獻(xiàn)1表814,表815選取小輪分度圓直徑,由式文獻(xiàn)1(864)得齒寬系數(shù):查文獻(xiàn)1表823按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱布置,取0.6齒輪齒數(shù): =17惰輪齒數(shù): 齒數(shù)比 : 傳動(dòng)比誤差 誤差在范圍內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)矩: 載荷系數(shù): 由文獻(xiàn)1式(854)得使用系數(shù): 查文獻(xiàn)1表820 175動(dòng)載荷系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖857 齒向載荷分布系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖860 1.08齒間載荷分配系數(shù): 由文獻(xiàn)1式(855)及得 查文獻(xiàn)1表821并插值 1.02則載荷系數(shù)的初值 彈性系數(shù): 查文獻(xiàn)1表82 節(jié)點(diǎn)影響系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖8-64()重合度系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖865許用接觸應(yīng)力: 由文獻(xiàn)1式 得接觸疲勞極限應(yīng)力: 查文獻(xiàn)1圖869應(yīng)力循環(huán)次數(shù): 由文獻(xiàn)1式得 則 查文獻(xiàn)1圖870得接觸強(qiáng)度得壽命系數(shù) ,(不許有點(diǎn)蝕)硬化系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖871及說(shuō)明 1接觸強(qiáng)度安全系數(shù):查文獻(xiàn)1表827,按較高可靠度查, 取故的設(shè)計(jì)初值為齒輪模數(shù): 查文獻(xiàn)1表83齒輪分度圓直徑的參數(shù)圓整值:圓周速度: 與估取很相近,對(duì)取值影響不大,不必修正 齒輪分度圓直徑: 惰輪分度圓直徑: 中心距 : 圓整齒寬: 齒輪齒寬: 惰輪齒寬: 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度效荷計(jì)算由文獻(xiàn)1式 齒形系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖867 齒輪 惰輪應(yīng)力修正系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖868 齒輪惰輪重合度系數(shù):由文獻(xiàn)1式867許用彎曲應(yīng)力:由文獻(xiàn)1式871 彎曲疲勞極限: 查文獻(xiàn)1圖872彎曲壽命系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖873 尺寸系數(shù): 查文獻(xiàn)1圖874安全系數(shù): 查文獻(xiàn)1表827 則 4. 齒輪幾何尺寸計(jì)算 分度圓直徑: 齒頂高: 齒根高: 齒頂圓直徑: 齒根圓直徑: 基圓直徑: 齒距: 齒厚: 齒槽寬e: 基圓齒距: 法向齒距: 頂隙: HRC 5662公差組8級(jí)0.6=17281.611合適1751.081.021齒根彎曲強(qiáng)度足夠由于齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算和強(qiáng)度效核方法都是相似的,因而對(duì)其它齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算和強(qiáng)度效核過(guò)程安排在設(shè)計(jì)說(shuō)明書以外的篇幅中進(jìn)行,并全部強(qiáng)度驗(yàn)算合格。2.3.3截割部行星機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算已知:輸入功率KW,轉(zhuǎn)速=230.8r/min,輸出轉(zhuǎn)速=40r/min1.齒輪材料熱處理工藝及制造工藝的選定太陽(yáng)輪和行星輪的材料為20CrNi2MoA,表面滲碳淬火處理,表面硬度為5761HRC。因?yàn)閷?duì)于承受沖擊重載荷的工件,常采用韌性高淬透性大的18Cr2Ni4WA和20CrNi2MoA等高級(jí)滲碳鋼,經(jīng)熱處理后,表面有高的硬度及耐磨性,心部又具有高的強(qiáng)度及良好的韌性和很低的缺口敏感性。試驗(yàn)齒輪齒面接觸疲勞極限MPa試驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲勞極限:太陽(yáng)輪:MPa行星輪:MPa齒形為漸開線直齒,最終加工為磨齒,精度為6級(jí)。內(nèi)齒圈的材料為42CrMo,調(diào)質(zhì)處理,硬度為262302HBS.試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限:Mpa試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限:Mpa齒形的加工為插齒,精度為7級(jí)。2.確定各主要參數(shù)行星機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比:i=5.74,采用NGW型行星機(jī)構(gòu)。行星輪數(shù)目:要根據(jù)文獻(xiàn)3表2.9-3及傳動(dòng)比i,取。載荷不均衡系數(shù):采用太陽(yáng)輪浮動(dòng)和行星架浮動(dòng)的均載機(jī)構(gòu),取 =1.15配齒計(jì)算:太陽(yáng)輪齒數(shù)式中:取c=22(整數(shù))內(nèi)齒圈齒數(shù) 行星輪齒數(shù) 取 齒輪模數(shù):按文獻(xiàn)3表2.4-7中的公式計(jì)算中心距:1) 綜合系數(shù):2)太陽(yáng)輪單個(gè)齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩:3)齒數(shù)比:4)取齒寬系數(shù): 5)初定中心距:將以上各值代入強(qiáng)度計(jì)算公式,得6)計(jì)算模數(shù):取標(biāo)準(zhǔn)值m=87)未變位時(shí)中心距a:根據(jù)實(shí)際情況?。?)計(jì)算變位系數(shù)1)a-c傳動(dòng)a)嚙合角:所以 b)總變位系數(shù):c)中心距變動(dòng)系數(shù):d)齒頂降低系數(shù):e)分配變位系數(shù): 取 (見文獻(xiàn)3第101頁(yè))則2)c-b傳動(dòng)a)嚙合角:式中, 代入 所以 b)變位系數(shù)和:c)中心距變動(dòng)系數(shù):d)齒頂降低系數(shù):e)分配變位系數(shù): 3.幾何尺寸計(jì)算分度圓 齒頂圓 齒根圓 基圓直徑 齒頂高系數(shù) 太陽(yáng)輪,行星輪內(nèi)齒輪頂隙系數(shù)太陽(yáng)輪,行星輪內(nèi)齒輪代入上組公式計(jì)算如下:太陽(yáng)輪 行星輪 內(nèi)齒輪 太陽(yáng)輪,齒寬b由表2.5-12, 取 則 取 4.嚙合要素驗(yàn)算a-c傳動(dòng)端面重合度1) 頂圓齒形曲徑:太陽(yáng)輪行星輪2)端面嚙合長(zhǎng)度:式中 “”號(hào)正號(hào)為外嚙合,負(fù)號(hào)為內(nèi)嚙合角 端面節(jié)圓嚙合直齒輪 則(mm)3)端面重合度: c-b端面重合度1) 頂圓齒形曲徑 : 由上式計(jì)算得 行星輪 內(nèi)齒輪 2)端面嚙合長(zhǎng)度:3)端面重合度: 5.齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算(1)a-c傳動(dòng) (以下為相嚙合的小齒輪(太陽(yáng)輪)的強(qiáng)度計(jì)算過(guò)程,太陽(yáng)輪(行星輪)的計(jì)算方法相同。)1)確定計(jì)算負(fù)荷:名義轉(zhuǎn)矩名義圓周力2) 應(yīng)力循環(huán)次數(shù):式中 太陽(yáng)輪相對(duì)于行星架的轉(zhuǎn)速, (r/min)壽命期內(nèi)要求傳動(dòng)的總運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間,(h)(h)3)確定強(qiáng)度計(jì)算中的各種系數(shù):a)使用系數(shù)根據(jù)對(duì)截割部使用負(fù)荷的實(shí)測(cè)與分析,?。ㄝ^大沖擊)b)動(dòng)負(fù)荷系數(shù)因?yàn)楹涂筛鶕?jù)圓周速度:和 由文獻(xiàn)3圖2.4-4,查得6級(jí)精度時(shí):c)齒向載荷分布系數(shù)由文獻(xiàn)3表2.4-8查得滲碳淬火齒輪 文獻(xiàn)3表2.4-9, 由文獻(xiàn)3表2.4-8查得, 根據(jù)和,由文獻(xiàn)3圖2.4-5,查得式中: d)齒間載荷分布系數(shù)因由文獻(xiàn)3圖2.4-6查得e)節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 式中, 直齒輪;端面節(jié)圓嚙合角;直齒輪端面壓力角, 直齒輪f)彈性系數(shù)由文獻(xiàn)3表2.4-11查得 (鋼鋼)g)齒形系數(shù)根據(jù)和,由文獻(xiàn)3圖2.4-14查h)應(yīng)力修正系數(shù)由文獻(xiàn)3圖2.4-18,查得 i)重合度系數(shù)j)螺旋角系數(shù)和因 得 得 4) 齒數(shù)比:5) 接觸應(yīng)力的基本值 6) 接觸應(yīng)力:7) 彎曲應(yīng)力的基本值:8) 齒根彎曲應(yīng)力:9) 確定計(jì)算許用接觸應(yīng)力時(shí)的各種系數(shù)a)壽命系數(shù)因,由文獻(xiàn)3圖2.4-7,得 b)潤(rùn)滑系數(shù)因和由文獻(xiàn)3圖2.4-9,查得 c)速度系數(shù)因 ,由文獻(xiàn)3圖2.4-10,查得 d)粗糙硬化系數(shù)因 和 由圖2.4-11, 查得 e)工作硬化系數(shù)由于大小齒輪均為硬齒面,所以 f)尺寸系數(shù) 由文獻(xiàn)3表2.4-15 ,查得10) 許用接觸應(yīng)力11) 接觸強(qiáng)度安全系數(shù)12) 確定計(jì)算許用彎曲應(yīng)力時(shí)的各種系數(shù)a)試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)b)壽命系數(shù) 因,查文獻(xiàn)3圖2.4-8得 c)相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù) 因,由文獻(xiàn)3圖2.4-20查得 d)齒根表面狀況系數(shù) e)尺寸系數(shù)由文獻(xiàn)3表2.4-16,得13) 許用彎曲應(yīng)力 14)彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)(2) c-b傳動(dòng) 本節(jié)僅列出相嚙合的大齒輪(內(nèi)齒輪)的強(qiáng)度計(jì)算過(guò)程,小齒輪(行星輪)的強(qiáng)度較高,故計(jì)算從略。1) 名義切向力 2) 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 式中 內(nèi)齒輪相對(duì)于行星架的轉(zhuǎn)速 r/mim; 3) 確定強(qiáng)度計(jì)算中的各種系數(shù) a)使用系數(shù) b)動(dòng)負(fù)荷系數(shù) 和 由文獻(xiàn)3圖2.4-4查得, (7級(jí)精度)c)齒向載荷分布系數(shù) 由文獻(xiàn)3表2.4-8,查得調(diào)質(zhì)鋼 , 由文獻(xiàn)3表2.4-9,得 由文獻(xiàn)3表2.4-10,查得 (因?yàn)?齒寬100b200) 根據(jù)和由文獻(xiàn)3圖2.4-5,查得 式中 d) 齒間載荷分布系數(shù) 因 由文獻(xiàn)3圖2.4-6查得 e)節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 式中, 直齒輪: 端面節(jié)圓嚙合角: 直齒輪 端面壓力角,直齒輪f)彈性系數(shù) 由文獻(xiàn)3表2.4-11,查得 g)齒形系數(shù)由文獻(xiàn)3圖2.4-13,查得 h)應(yīng)力修正系數(shù) 由文獻(xiàn)3圖2.4-18,查得 i)重合度系數(shù) j)螺旋角系數(shù), 因 得 得 4) 齒數(shù)比 5) 接觸應(yīng)力的基本值 6) 接觸應(yīng)力 7) 彎曲應(yīng)力的基本值 8) 齒根彎曲應(yīng)力 9) 確定計(jì)算許用接觸應(yīng)力時(shí)的各種系數(shù) a)壽命系數(shù) 因,由文獻(xiàn)3圖2.4-7,得 b)潤(rùn)滑系數(shù) 因和 由文獻(xiàn)3圖2.4-9,查得 c)速度系數(shù) 因,由文獻(xiàn)3圖2.4-10 查得 d)粗糙度硬化系數(shù) 因和 由文獻(xiàn)3圖2.4-11查得 e)工作硬化系數(shù) 因內(nèi)齒輪齒面硬度為 由公式得 f)尺寸系數(shù) 由文獻(xiàn)3表2.4-15 ,查得10) 許用接觸應(yīng)力 11) 接觸強(qiáng)度安全系數(shù) 12) 確定計(jì)算許用彎曲應(yīng)力時(shí)的各種系數(shù)a)試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) b)壽命系數(shù) 因,查文獻(xiàn)3圖2.4-8得 c)相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù) 因,由文獻(xiàn)3圖2.4-20,查得 d)齒根表面狀況系數(shù) 由文獻(xiàn)3圖2.4-21,查得 e)尺寸系數(shù),由文獻(xiàn)3表2.4-16,得 13) 許用彎曲應(yīng)力 14)彎曲強(qiáng)度安全系數(shù) 2.3.4軸的設(shè)計(jì)及校核 1 截軸的設(shè)計(jì)與校核(1)軸上的轉(zhuǎn)矩 由文獻(xiàn)2表42取A115, 可得(2)求作用在齒輪上的力 截 軸上大齒輪分度圓直徑為: 圓周力,徑向力和軸向力的大小如下 小輪分度圓直徑為: (3)確定軸的最小直徑選取軸的材料為45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理。按文獻(xiàn)2式4-2初估軸的最小直徑 查文獻(xiàn)2表4-2 取A=118,得軸段 用于安裝軸承 選取軸承為 22219c 因此取 d=95 mm(4)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1)按軸向定位要求確定各軸段直徑和長(zhǎng)度 軸段 根據(jù)所選取的軸承取軸段直徑 軸段 該軸段安裝齒輪,兩齒輪中間用套筒隔開,取 小齒輪另一端直接和軸承Nj419內(nèi)齒圈連接 軸段 根據(jù)所選軸承Nj419 確定 2)軸上零件的周向定位 兩個(gè)齒輪均采用花鍵聯(lián)結(jié),花鍵適用于載荷較大和定心精度要求較高的靜聯(lián)接和動(dòng)聯(lián)接,它的鍵齒多,工作面總接觸面積大,承載能力高,它的鍵布置對(duì)稱,軸、轂受力均勻,齒槽淺,應(yīng)力集中較小,對(duì)軸和輪轂的消弱小。 花鍵型號(hào)為: 軸承與軸的周向定位采用過(guò)渡配合保證的,因此軸段直徑公差取為. 軸端倒角 (5)軸的強(qiáng)度效核: 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖:1) 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 (見下頁(yè)插圖)2) 求支反力水平面: 垂直面: 3) 計(jì)算彎矩水平面彎矩: 垂直面彎矩: 合成彎矩: 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖4) 扭矩: 5) 計(jì)算當(dāng)量彎矩: 進(jìn)行強(qiáng)度效核 軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,查文獻(xiàn)2表41得由得 取(6)精確校核軸的疲勞強(qiáng)度: 1)判斷危險(xiǎn)截面 危險(xiǎn)截面應(yīng)該是應(yīng)力較大,同時(shí)應(yīng)力集中較嚴(yán)重的截面。分析可知,危險(xiǎn)截面為截面2) 計(jì)算危險(xiǎn)截面應(yīng)力截面右側(cè)彎矩M為截面上的扭矩T為 抗彎截面系數(shù) (花鍵軸近似認(rèn)為平均軸徑)抗扭截面系數(shù)截面上的彎曲應(yīng)力截面上的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 彎曲應(yīng)力幅 因彎矩為對(duì)稱循環(huán),故彎曲平均應(yīng)力 扭剪應(yīng)力幅 扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力幅與平均應(yīng)力相等,即3)確定影響系數(shù) 軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理,由文獻(xiàn)2表41查得, 軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù) 根據(jù) 由文獻(xiàn)2圖4
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