【正文】 nzpv? ? 可推得轉(zhuǎn)速為 / minnr? 。則有 39。 1）選擇鍵的類型和尺寸 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和鏈輪寬度選擇普通平鍵聯(lián)接。 2）校核鍵聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度 鍵、軸和輪 轂的材料都是鋼，據(jù)此查得許用擠壓應(yīng)力 60 90cP MPa? ? ～ ，取其平均值75cP MPa? ? 。2 0 0 0 2 0 0 0 3 8 8 7 4 1 . 5 6 8 7 56 5 5 . 5 3 2c c PT M P a M P a M P ad k l???? ? ? ? ??? 所以鍵的選擇是合適的。經(jīng)綜合計算，選擇了油缸的最大推力為 ，按（式 4。 油缸銷軸與耳環(huán)的計算 ⑴ 銷軸的聯(lián)結(jié)計算 銷軸通常是雙面受剪（除特殊安裝外），為此直徑的計算可以按照下式進(jìn)行計算： 浙江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 pFd ?? （ 412） 式中 d —銷軸直徑； F —液壓缸輸出的最大推力； p? —銷軸材料的許 用切應(yīng)力，對于 45 號鋼， 70p MPa? ? 。 5 0 1 8 3 2l l b m m m m? ? ? ? ?， 以及 鍵與輪轂的接觸高度0 .5 0 .5 1 1 5 .5k h m m m m? ? ? ?。 由于軸徑為 4 65d mm? ，查手冊可得鍵的截面尺寸為： 1811? 。 鍵的計算 鍵的計算和軸承一樣，同樣是在設(shè)計軸的時候進(jìn)行，進(jìn)行鍵的強(qiáng)度計算校核后，若是發(fā)現(xiàn)強(qiáng)度不夠，就要考慮 采用雙鍵或者其余承載能力和傳遞轉(zhuǎn)矩的能力更強(qiáng)的聯(lián)接。39。10hL —軸承的預(yù)期壽命； n —軸的轉(zhuǎn)速 。故當(dāng)量動載荷為 ： 11 1 .8 2 1 2 0 3 8 1 6pP K R N N? ? ? ? 3）計算所需的基本額定動載荷 兩端采用了相同的軸承，而且其相互對稱布置，所以受載也完全一樣，按下式計算所需的基本額定動載荷。其中圓周力 1896tFN? ，徑向力為3792rFN? 。根據(jù)安裝軸承處的軸徑為 1 10 45d d mm?? ，所以軸承內(nèi)徑為 45mm 。 其他零件設(shè)計計算 在前文中主要設(shè)計的計算是關(guān)于主要零部件的，其上的相關(guān)零件仍需要進(jìn)行必要的計算和強(qiáng)度校核。當(dāng)量直徑為： 441v zii iLdld?? ? （ 48） 浙江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 式中： il ——階梯軸第 i 段的長度， mm； id——階梯軸第 i 段的直徑， mm； L——階梯軸的計算長度， mm； z——階梯軸計算長度內(nèi)的軸段數(shù)。 表 42 許用安全因數(shù) PS 值 選取條件 PS 載荷確定精確，材料性質(zhì)均勻 ～ 載荷確定不夠精確，材料性質(zhì)不夠均勻 ～ 載荷確定不精確，材料性質(zhì)均勻度較差 ～ ③ 所求危險截面的疲勞安全系數(shù) 由手冊公式可得 ： 2 2 2 24 . 1 2 1 3 . 3 6 3 . 9 44 . 1 2 1 3 . 3 6SSS SS?????? ? ??? 然 后 根據(jù)表 42 可知，許用安全因數(shù) PS? ～ ， 顯然 PSS? ，該軸的疲勞強(qiáng)度足夠。 1）確定危險截面 根據(jù)載荷的分布（如圖 中的彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖）、應(yīng)力集中和軸的結(jié)構(gòu)尺寸，很明顯鏈輪寬度中心處的截面即為危險截面。 根據(jù)（式 48）公式計算安裝鏈輪處的軸徑為： 22311 0 ( )bpMTd ????? 22361 0 5 4 0 ( 0 .5 9 3 8 9 ) 0 .0 4 6 0 7 4 6 .0 76 0 1 0 m m m m m? ? ?? ? ?? （考慮轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)變化，取 1060 0 .5 9102bpbpM P aM P a?? ? ?? ? ?）。在確定軸承的支點位置時，應(yīng)從手冊查取軸承中心位置。 對實心軸，式 (46)也可寫為設(shè)計式： 22311 0 ( )bpMTd ????? （ 48） 若計算的剖面有鍵槽，則應(yīng)將計算所得的軸徑 增大，方法同扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算。 稱為當(dāng)量彎矩； 為根據(jù)轉(zhuǎn)矩性質(zhì)而定的折合系數(shù)。若有彎矩作用，可用降低許用應(yīng)力的方法來考慮其影響。 所有的軸段直徑和長度均已經(jīng)確定。所以這些軸段的直徑和長度分別設(shè)計成： 6 11l mm? ； 7 68d mm? ， 7 80l mm? ； 8 60d mm? ， 8 80l mm? ； 9 54d mm? ， 9 50l mm? 。 此處主要考慮軸段與軸段間的軸肩高度不宜很長，以免應(yīng)力相對集中， 則 取 5 65d mm? ， 因此查手冊 GB/T8941986 取 4 62d mm? 。在 1d 軸段上有軸承端蓋、軸承， 由于工作環(huán)境惡劣 可能還應(yīng)設(shè)計擋 環(huán) （圖 中未畫出），所以其長度需要綜合考慮。mm。 則估算該鏈輪軸的最小直徑為 ： 33m in 5 5 3 8 8 7 4 1 .5 3 6 .1 5 235pTd m m m m? ?? ? ? 然而主動鏈輪軸的輸入端顯然是安裝聯(lián)軸器的 ，該處軸的直徑 0d ，如圖 。則軸 所需要傳遞的扭矩為： 0 2053 8 7 9 . 8 . 3 8 8 7 4 1 . 5 .22t dT F N m m N m m? ? ? ? ? 式中 tF ——作用在鏈輪上的圓周力； 0d ——鏈輪的節(jié)圓直徑。 初步確定軸的直徑是通常在不知道軸的支反力的作用點，不能決定彎矩的大小與分布情況，因而還不能按軸所受的具體載荷及其引起的應(yīng)力來確定軸的直徑。常用的定位方法有過盈配合、鍵聯(lián)接、花鍵聯(lián)接、型面聯(lián)接、彈性環(huán)聯(lián)接等。 當(dāng)軸上零件對所受的軸向力的值較大時，常用軸肩、軸環(huán)、過盈配合等定位方式；受中 等軸向力時，可采用軸套、圓螺母、軸端擋板、圓錐面、圓錐銷等方式定位；受較小軸向力時則可用彈性檔圈、擋環(huán)、緊定螺釘?shù)确绞健? 圖 鏈輪軸的結(jié)構(gòu) ㈡ 軸上零件的定位 為了防止軸上零件在受力時發(fā)生沿軸向或周向的相對運(yùn)動，這些零件除了有游動或空轉(zhuǎn)的要求外，都必須進(jìn)行周向和軸向的定位，以保證其準(zhǔn)確的工作位置。所以在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計中下列幾個重要問題必須充分考慮 [14]。而該軸的設(shè)計主要是結(jié)構(gòu)設(shè)計與工作能力的計算兩方面的內(nèi)容。； ② 鏈窩底面的不平度不大于 l mm； ③ 鏈窩寬度中心線對理論鏈窩位置的不對稱度不大于 1 mm； ④ 如采用兩個半齒寬鏈輪并接，焊接為一整體，不得有影響輪齒嗆合的相對錯位。不論選用什么材料制造鏈輪，其心部必須調(diào)質(zhì)處理，使其硬度為 240～ 320HBS，而鏈窩及齒面的硬度則要 45～ 55HRC，需進(jìn)行淬火處理，且淬硬層不小于 3mm。1 1 3 ( 1 c o s ) 2 9 . 5 5 ( 1 c o s 2 5 . 9 4 4 ) 3 1 . 1 6R R R m m m m? ?? ? ? ? ? ? ? 其中314a r c s i n a r c s i n 2 5 . 9 4 42 2 1 6LR? ?? ? ??。 齒根圓弧半徑 ： 2 10 5R d m m m m? ? ? ? 鏈窩端部圓弧半徑 ： 3 0 . 5 ( 0 ~ 2 . 5 ) 0 . 5 3 4 ( 0 ~ 2 . 5 ) 1 7 ~ 1 9 . 5R b m m m m? ? ? ? ? ?， 取 3 18R mm? 。 該工作裝置中總共有三個圓環(huán)鏈鏈輪，均采用同樣的設(shè)計。為滿足鏈環(huán)節(jié)距伸長的需要，鏈窩長度 A稍大于鏈環(huán)長度 Δ，即 A=d+p+Δ。 當(dāng)單鏈牽引時： 1max QnFF k? （ 43） 當(dāng)雙鏈牽引時： 1max 2 QnFF k?? （ 44） 式中 maxF ——圓環(huán)鏈的最小破斷載荷（ N）； ? ——雙鏈牽引時的不均勻系數(shù)，一般取 ； nk ——安全系數(shù)，采煤機(jī)可取 ～ ；刮板輸送機(jī)可取 ～ 。 在鏈環(huán)未經(jīng)充分預(yù)拉時，很難發(fā)現(xiàn)熱處理及焊接缺陷。 圓環(huán)鏈損壞形式及選擇 高強(qiáng)度的圓環(huán)鏈在各種場合發(fā)生的主要損壞形式是斷裂。 浙江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 圖 凸緣式 圖 開口式 圖 鉸接式 在該裝置的設(shè)計中，還有一部分鏈節(jié)是專門設(shè)計制造的 ， 以用于安裝鏟斗 ， 如圖 中 3 所示 。如圖 所示 鋼絲 4 用來銷緊，銷軸 2 傳遞載荷。如圖 ， 鏈環(huán) 1 和卡塊 2 的兩端分別做有互相嵌合的榫頭和榫槽，卡塊從頂部裝進(jìn)開口鏈環(huán)，再打入兩個開口彈性銷，組成整體。 圖 圓環(huán)鏈 圓環(huán)鏈的接鏈環(huán)的結(jié)構(gòu)形式主要有以下幾種類型： 凸緣式接鏈環(huán)：由兩個半鏈環(huán)，一個卡塊由兩個半鏈環(huán)，一個卡塊及一個彈性圓柱銷組成。其鏈段長度（ mm）與公差（ mm）按下式確定： 0L np? （ 41） 0 (1 0 .1 5 )100pLn? ? ? ? （ 42） 根據(jù)礦下水倉的斷面結(jié)構(gòu)初定工作裝置的橫向尺寸為 3000mm，縱向尺寸為 1600mm。 圓環(huán)鏈傳動設(shè)計 目前我國在采煤機(jī)、刨煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)、板式輸送機(jī)、倉式列車等多種礦山機(jī)械中廣泛采用圓環(huán)鏈牽引或傳動。通過多環(huán)的修改、論證各部分的結(jié)構(gòu)是比較合理的，適用于水倉內(nèi)的工作。動力裝置是采用防暴電機(jī)、輸出端與液壓多聯(lián)泵相連。鏟斗在上行運(yùn)輸對物料的過程中，必須保持水平位置。 圖 鏟斗正視圖 由于鏟斗是安裝在鏈條上，由鏈條的運(yùn)動，拖著一系列的料斗往前運(yùn)動。對于鏟掘土方的機(jī)械，斗底圓弧半徑應(yīng)該大些。而淺斗的斗口與后壁的夾角小，每個料斗的裝載量雖然小，但是 其較易卸空，所以適用于運(yùn)送潮濕和粘性的物料。 所以鏟斗的設(shè)計要求需滿足： ① 插入及崛起阻力小，作業(yè)效率高； ② 具有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨性； ③ 適應(yīng)鏟裝不同種類和重度的物料。 浙江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 圖 旋轉(zhuǎn)支撐 該結(jié)構(gòu)主要設(shè)計是采用了槽鋼來組成兩側(cè)滑軌。 圖 鋼管導(dǎo)軌 旋轉(zhuǎn)支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計 在工作裝置通過前部的舉升油缸提升時，必須有一支軸，這在圖 中可以清楚地看到該動作是繞銷軸擺動的。如圖 ， 其 中的 3 均是采用方形的空心鋼管，其中 1 和 3 的截面尺寸為 6030，而 2 的截面尺寸為 6060。 而對圓環(huán)鏈及其鏈輪組的設(shè)計將在后面章節(jié)敘述。而立鏈環(huán)制成高度較低的斷面形狀為扁圓形或方形的鏈環(huán)，如圖 （緊湊鏈）所 示。若以任意兩段鏈條配對安裝，其長度誤差會很大，運(yùn)行中將會出現(xiàn)受力不均、刮板傾斜及與鏈輪不能正常嚙合傳動，容易發(fā)生鏈輪損壞和斷鏈?zhǔn)鹿省Ｍ瑫r還配有多種長度的調(diào)節(jié)鏈段，用來調(diào)節(jié)刮板鏈長度，以適應(yīng)愉送機(jī)的長度變化和緊鏈需 圖 緊湊鏈 要。目前 Φ34以上的鏈環(huán)已大量使用，如 Φ42146,Φ48 144/160(德國 )，并出現(xiàn)了Φ52146(美國 JQY)的鏈環(huán)。所以采用圓環(huán)鏈。而且鏈條的強(qiáng)度也較橡膠帶的大的多，此外，若在橡膠帶上打孔以便安裝料斗，更會降低帶的強(qiáng)度。在斗式提升機(jī)中常用的牽引構(gòu)件是橡膠帶和鏈條。 圖 輸送方式簡圖 這種連續(xù)式的傳送機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)比較簡單，橫向尺寸可以相對較長，縱向尺寸較小，可以節(jié)約水倉中狹小的空間資源。 輸送結(jié)構(gòu)的設(shè)計 在該課題中所要設(shè)計的新型工作裝置需要實現(xiàn)連續(xù)式的進(jìn)行淤泥裝載，綜合現(xiàn)有各種工程機(jī)械以及礦山機(jī)械的特點，采用類似與斗式提升機(jī)式的輸送形式來滿足工作要求。 浙江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 本章小節(jié) 本章主要闡述了課題中所涉及的工作裝置的功能所在和工作的具體環(huán)境及工作狀態(tài)。)： 177。 所以綜合比較后，采用方案三進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算。但是該裝置結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，需較大的動力機(jī)構(gòu)，而且螺旋滾筒的磨損大，巷道面上的淤泥難以清理。但其也存在一 些缺陷， 行走系統(tǒng)采用履帶結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，未充分利用巷道內(nèi)已有的軌道資源；回轉(zhuǎn)平臺增加了整車的高度和復(fù)雜程度，限制了整車長度；更重要的是該裝置只能間歇式工作，效率比較低。 圖 鏈斗輸送式 浙江科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 方案比較與選擇 通過實地地考究與結(jié)構(gòu)上的分析，得出了上述幾中方案各自的優(yōu)點以及缺陷所在。輸送刮板與底盤固定安裝，由行走機(jī)構(gòu)調(diào)定尾端與料車對正，保證頭部