【正文】 mmmchh a ???? ?? ? 劉曉輝：掘進機裝載機構(gòu)及裝載減速器 設(shè)計 26 分圓齒頂高 ah ， ? ?mxhh aa ???? ? ，則 mmhmmh aa , 21 ?? 分圓齒根高 fh ， af hhh ?? ，則 mmhmmh ff , 21 ?? 節(jié)圓齒根高 fh? ， ? ? ?c o s/ dKhh aff ???? ， 則 mmhmmh ff , 21 ???? 節(jié)圓齒頂高 ah? ， fa hhh ???? ，則 mmhmmh aa , 21 ???? 頂圓直徑 ad ， ?co s2 aa hdd ??? ，則 mmdmmd aa 0 8, 21 ?? （ 3） 齒面接觸強度驗算： 由下式計算接觸應(yīng)力 2211uudb KKKKKZZZZZmeHtmHHVAKEHH ??? ????? （ 36） 1）節(jié)點區(qū)域系數(shù) HZ 按下式計算 HZ =Wttb?? ?tanc os c os22 （ 37） ? ?0c o ss ina r cs in ???? mbmb ?? = ? ???? 20co inar cs in ??? mt ?? ， WmWt ?? ?? =0 則 HZ =??? a os os22 = 2）彈性系數(shù) EZ ，由查表得，鋼對鋼， EZ = 2/mmN 3）重合度系數(shù) ?Z ，由下式求得 ?Z = ? ?? ????? ???? ??? 3 14 （ 38） 7158 ??? mRRm em = a a n ??????mmeH mb ? ?? ? =1 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 mmR Rdr e aa m v o s1582 o s2 111 ??? ??? ?? mmR Rdr e aa m v os1 582 31c os2 222 ??? ??? ?? mmRRdr e mb m v os1582 os2 c os 111 ??? ???? ? ??? mmRRdr e mb m v os1582 os2 c os 222 ??? ???? ? ??? ? ? mmrrrrrrg mb m vb m vb m va m vb m va m vam a n212 22 22 12 1 ???????? ? mmmp mmm o o s ????? ??? ??? mm pg ??? 則 ? ? ? ? 23 23 ???????Z 4）螺旋角系數(shù) ?Z ， osc os ??? ?mZ ?? 5）有效寬度 eHb ， mmbbb eFeH ????? 6）錐齒輪系數(shù) KZ , KZ = 7)使用系數(shù) AK ， AK = 8）齒寬中點分錐上的圓周力 tmF ， mmRRdd em ?? Nd TF mtm 520 0020 00 1 1 ???? 9）動載系數(shù) VK ，由式 1?? NKKV 求得， N= 221?? u uZ tm? （ 39） 31 vtmA eH CFK bKK ?? （ 310） 劉曉輝：掘進機裝載機構(gòu)及裝載減速器 設(shè)計 28 齒寬中點分錐上的圓周速度 smnd mtm / 0 0 0 0 5 6 0 0 0 0/11 ????? ?? 則代入數(shù)據(jù)可求得 N=，處于亞臨界區(qū)。 (4)按齒根彎曲強度驗算： 齒根彎曲應(yīng)力 KnmeF SaFatmFFVAF YYYmb YYKKKKK ????? 2,12,12,1 ? （ 312） 1） 齒向載荷分布系數(shù) ?? ?? HF KK 2)齒間 載荷分布系數(shù) ?? ?? HF KK 3)有效寬度 mmbb eHeF ?? 4)最小安全系數(shù) 1min ?FS （按照國家標(biāo)準(zhǔn)?。? 5）應(yīng)力修正系數(shù) 2?STY 6）錐齒輪系數(shù) 1?KY 7）中間法向模數(shù) o s7c o s ???? ?mmnm mm ? 劉曉輝：掘進機裝載機構(gòu)及裝載減速器 設(shè)計 30 8）齒形系數(shù) FaY ， ?? mvn zz ?? 31 11 c osc os ， 查資料圖，當(dāng) ?x 時， 1FaY = ?? mvn zz ?? 32 22 c o sc o s ，查資料圖，當(dāng) ?x 時， 2FaY = 9)應(yīng)力修正數(shù) SaY ，查資料圖，可得， , 21 ?? SaSa YY 10）重合度系數(shù) ?Y ，由下式求得： os3414c os341 22 ??????? ??? ? ? bmY 11）螺旋角系數(shù) ?Y ， 1??? ，故 ??????? ?mY ?? ?? 12）相對齒根圓角敏感系數(shù) relTY? ， 根據(jù)資料圖，由 11 , re lTSa YY ?得? =；由 ?? 22 r e lTSa YY ?，得 13）相對齒根表面狀況系數(shù) RrelTY ， 由資料圖， ? ? ???? zR r e l T RY 14）尺寸系數(shù) XY ， 由資料表，令 , ???? nmXnm mYm 15）彎曲極限應(yīng)力值 limF? ，由資料圖， MQ 為 limF? =470N/mm2， ML為 limF? =320 N/mm2， 考慮到我國鋼材的彎曲強度偏低，可靠性差，因此取平均值， limF? =400 N/mm2。 由于 ISO 公式未考慮非零變位的影響，而實際上該設(shè)計采用 “節(jié)點區(qū)至少有兩對齒保持嚙合 ”，故需按表 13326 進行修正，即取變位類型影響系數(shù) Zb= 修正。 . 各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計算 按指導(dǎo)書表 確定各零件效率?。? 聯(lián)軸器效率： 聯(lián)? = 齒輪嚙合效 率： 齒? = 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 滾動軸承效率：承?= 0 軸：電動機軸 P0 =Pr =11KW n0=1455r/min T0=11103/1455= mN? I 軸：第一級減速高速軸 P1=P0? 01=P0聯(lián)? =11= n1=n0 /i01 =n0 /i聯(lián) =1455/1=1455r/min T1 =P1 /n1 =103/1455= mN? Ⅱ 軸：第一級減速低速軸 P2 =P1 12? =P1齒? 承? == n2 =n1 /i12 =n1 /i1 =1455/=562r/min T2 =P2/n2=103/562= mN? Ⅲ 軸 :第二級減速低速軸 P3=P223? =P2齒? 承? == n3=n2/i23=n2/i2=562/=129 r/min T3=P3/n3=103/129= mN? Ⅳ 軸：第三級減速高速軸 P4=2P3P 運 =2= n4=n3=129r/min T4=P4/n4=103/129= mN? Ⅴ 軸 :第三級減速低速軸 P5=P445? =P4齒? 承? == n5 =n4 /i45 =n4 /i3 =129/=40 r/min T5=P5/n5 =103/40= mN? 劉曉輝：掘進機裝載機構(gòu)及裝載減速器 設(shè)計 20 齒輪部分設(shè)計 第一級齒輪傳動計算： （ 1） 選擇齒輪材料： 小輪選用合金剛，表面滲碳 HRC1=5662 大輪選用合金剛，表面滲碳 HRC2=56—62 (2)按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計計算： 采用斜齒圓柱齒輪傳動，按 ? t=(～ ) 3 11 /nPn 估取圓周速度 ? t=,參考教材表 814， 815。 由前面確定的裝載耙爪耙集次數(shù) N=40 次 /分。該減速器由弧齒錐齒輪組成一級減速。 3 裝載機構(gòu)減速器的設(shè)計 ： 裝載機構(gòu)和中間刮板輸送機構(gòu)的傳動系統(tǒng)為集中傳動形式，即裝載耙爪和中間刮板輸送機由位于中間輸送機機頭兩側(cè)的兩臺電動機驅(qū)動。；而 +? 和 ?? 用于右耙爪， ?? 和 ?? 用于左耙爪； l 連桿延長尺寸，查得 l =。 求得 ?? = rad/s （ 3） 求連桿和搖桿的角加速度 ?? 和 ?? 。由式（ 221）和（ 222）得： ?= ???????? ?? ?? ?? ?? c osc os s ins int a n 1 adc ac （ 225） 將數(shù)據(jù) a=200mm,b=360mm,c=270mm,d=400mm,? =0， 360176。 劉曉輝：掘進機裝載機構(gòu)及裝載減速器 設(shè)計 14 BX/DO Y/XAPYX/O Y/AXDYBP 圖 23 蟹爪機構(gòu)原理 Figure 23 Xiezhao agencies Principle (1)求連桿、搖桿的角位移 ? 和 ? 。 由此可求得實際生 產(chǎn)率 Qp= m3/h. 蟹爪機構(gòu)運動參數(shù)的計算： 求解各部分的運動參數(shù)可用復(fù)數(shù)向量的方法，如下圖為蟹爪機構(gòu)原理圖。 ? 1=。(d—曲柄圓盤直徑 ),hp=160mm。(εb pa (hp+ap) 其計算 式為： Qp=Ks 顯然，理論生產(chǎn)率 Qt 隨耙爪每分鐘的耙取次數(shù) N 的增多而增大，同時 也與工作機構(gòu)的有關(guān)尺寸成正比。 h——被耙取物料層的平均高度。a h 圖 22 鏟板的結(jié)構(gòu)簡圖 Figure 22 spade board structure diagram 裝載機構(gòu)生產(chǎn)率的確定 生產(chǎn)率有理論生產(chǎn)率、技術(shù)生產(chǎn)率、實際生產(chǎn)率三種。 鏟板的各部分尺寸如 圖 22 所示 鏟板寬度 b： b? （ 211） 式中 d曲柄圓盤直徑 ， mm。 （ 5） 三齒形前緣：比凸刃形前緣能更有效地預(yù)先松動 料堆，大大減少插入阻力，而且不遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 會出現(xiàn)鋸齒形前緣的 “卡齒 ”現(xiàn)象。而當(dāng)齒槽被堅硬物料卡住時，將使插入阻力顯著增大，插入深度減小，引起生產(chǎn)率下降。 鏟板的結(jié)構(gòu)設(shè)計 鏟板的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括前緣（即前刃）形狀的選擇和有關(guān)幾何尺 寸的確定。試驗證明： N 增加 3 倍時，耙尖切向慣性力增加 10~11 倍。 （ 6）耙爪高度 hp 和耙爪次數(shù) N 的確定 ： 耙爪高度一般取為： hp=( 31 ~21 )d （ 210） 對于輕型裝載， hp=100~150mm；對于重型裝載， hp=200~250mm。當(dāng)鏟板長度一定時，傾角小則插入阻力小，但鏟板下面的空間也將變小，給傳動裝置的設(shè)計帶來困難。 （ 3） 連桿長度 BC，耙爪長度 BE 及夾角 ? 的確定 連桿 BC 和耙爪 BE 為一剛體，實際上是一個 ? CBE=? 的折桿。 兩個曲柄固定支點 1O 和 2O 的位置，可分別用尺寸 1a 和 2a 確定： 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 1a ?（ ~)d mma 13001 ? （ 25） 2a ? (~)d mma 8002 ? （ 26）式中 1a 兩曲柄圓盤的中心距，即兩固定支點間的距離， mm； 2a O1 與 1O? 距鏟板前緣的距離， mm。一般取 maxD =300~600mm。這些經(jīng)驗數(shù)據(jù)是根據(jù)長期劉曉輝：掘進機裝載機構(gòu)及裝載減速器 設(shè)計 8 生產(chǎn)實踐以及對大量同類機型的綜合分析獲得的。所以，設(shè)計盡量減少它們之間的間隙。在實際工作中，當(dāng)耙爪的內(nèi)表面形狀設(shè)計不合理時，將會發(fā)生大塊物料被卡死在兩個耙爪之間的 “卡塊 ”現(xiàn)象，以致造成耙爪及其傳動裝置的損壞。 （ 1） 耙爪頭的結(jié)構(gòu) 耙爪頭的結(jié)構(gòu)有很多類型，無論哪種類型，首先要確定耙爪的尖角 1? ， 1? 的合理值，遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 7