【正文】 parts are made in such large quantities that they can be thoroughly tested in advance of manufacture. The cost of making these tests is very low when it is divided by the total number of parts manufactured.You can now appreciate the following four design categories:1) Failure of the part would endanger human life, or the part is made in extremely large quantities。事實(shí)上，偶然的失敗肯定會(huì)發(fā)生的，因?yàn)槊恳粋€(gè)真有創(chuàng)造性的設(shè)想似乎總有失敗或者批評(píng)伴隨它。人們基本上只有三種表達(dá)自己思想的方式，即文字材料、口頭表述和繪圖。毫無(wú)疑問(wèn)，有許多偉大的設(shè)計(jì)、發(fā)明或創(chuàng)造之所以沒(méi)有為人類所利用，就是因?yàn)閯?chuàng)造者不善于或者不愿意向他人介紹自己的成果。評(píng)價(jià)是整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的一個(gè)重要階段。因此，我們可以先綜合系統(tǒng)中的幾個(gè)零件，對(duì)它們進(jìn)行分析和優(yōu)化，然后再進(jìn)行綜合，看它們對(duì)系統(tǒng)其他部分有什么影響。因?yàn)橹挥型ㄟ^(guò)對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行分析，才能確定其性能是否滿足設(shè)計(jì)要求。某個(gè)工廠中可利用的制造工藝和設(shè)備會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)人員的工作有所限制，因而成為隱含的設(shè)計(jì)要求的部分。我們可以把設(shè)計(jì)對(duì)象看作是黑箱中的某種東西。要解決的問(wèn)題是比較具體的。因?yàn)檫@種需要可能只是一個(gè)模糊的不滿，一種不舒服的感覺(jué)，或者是感覺(jué)到了某些東西是不正確的。大部分設(shè)計(jì)需要利用數(shù)學(xué)、材料和工程力學(xué)知識(shí)。因此，硬度可以表示為所產(chǎn)生的壓痕尺寸的函數(shù)。在選用抗磨損、抗侵蝕或者抗塑性變形的材料時(shí)，硬度通常是最主要的性能。在此階段我們希望弄清楚設(shè)計(jì)能否真正滿足所有的要求。這個(gè)方法是在試件斷裂后，測(cè)量其斷裂處的橫截面的面積。通常將5％的延伸率定義為延展性與脆性的分界線。而設(shè)計(jì)中所能利用的數(shù)據(jù)通常是從簡(jiǎn)單的拉伸試驗(yàn)中得到的，其載荷是逐漸加上去的，有充分的時(shí)間產(chǎn)生應(yīng)變。這時(shí)候需要采用分析的方法來(lái)弄清楚不能令人滿意的原因和應(yīng)該如何進(jìn)行改進(jìn)。你可以對(duì)下列四種類型的設(shè)計(jì)做出評(píng)判：1) 零件的失效可能會(huì)危害人的生命安全，或者零件的產(chǎn)量非常大，因此在設(shè)計(jì)時(shí)安排一個(gè)完善的試驗(yàn)程序會(huì)被認(rèn)為是合理的。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，只要能夠獲得這種數(shù)據(jù)，工程師就可以盡可能好地進(jìn)行工程設(shè)計(jì)工作。這表明，如果零件將要承受彎曲載荷，那么就應(yīng)該進(jìn)行彎曲載荷的試驗(yàn)。參考文獻(xiàn)[1].：科學(xué)出版社，2007，9[2].李貴軒，李曉豁編著. 采煤機(jī)械設(shè)計(jì). 沈陽(yáng)：遼寧大學(xué)出版社，1994[3]．成大先主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004[4]. 劉春生. 滾筒式采煤機(jī)理論設(shè)計(jì)基礎(chǔ). 徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2003[5]. 孫忠義. 電牽引采煤機(jī)的研制、使用及發(fā)展前景. 煤礦機(jī)械，2000（5）[6]. 芮冰，皇欽宗. 我國(guó)采煤機(jī)30年發(fā)展回顧和展望. 煤礦機(jī)電，2000（5）[7]. 李占權(quán). 行星齒輪減速器的設(shè)計(jì). 煤礦機(jī)械，2000（11）[8]. 王蓓. 行星機(jī)構(gòu)在電牽引采煤機(jī)中的應(yīng)用. 煤礦機(jī)械，2000（30）[9]．方慎權(quán). 煤礦機(jī)械. 徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1987[10]. 成居山. 礦山機(jī)械. 徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，1987[11].保晉，王慶康，. 北京：煤炭工業(yè)出版社，1992[12].，1980[13].張仕紅，何敬德，煤礦機(jī)電[14].劉春生，1995（4）[15]. 花國(guó)梁. 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ). 北京：北京理工大學(xué)出版社，1990[16]. 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=，按配合查得 =，故取=；— 表面質(zhì)量系數(shù)，軸經(jīng)車削加工，—8[3]查得=；— 尺寸系數(shù)，—11[3]查得 =；剪應(yīng)力幅為：=== MPa式中： WP—抗扭斷面系數(shù)，—15[3]計(jì)算的W= == m3=== 式中：— 20CrMnTi的扭轉(zhuǎn)疲勞極限，—1[3]查得= 215 MPa；— 剪應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)，按鍵槽查得 =，按配合查得 =；，— 同正應(yīng)力；— 平均應(yīng)力折算系數(shù)，—13[3]查得 =S= == —4[3]可知，[ S ]= ~ 故S [ S ]，該軸D截面是安全的。tg(22037′11″)＝15606N花鍵傳動(dòng)附加力：Po=＝＝12526N式中：— 花鍵分度圓直徑，?。?34mm。m式中：T2 —　II軸傳遞扭矩；η1 η2—　傳動(dòng)效率， η1= η2=； — II軸轉(zhuǎn)速，　＝1460P2＝＝ ＝35469　NPr2＝P2 6. 軸的剛度校核： =1N，畫彎矩圖 （—5） =1 Nm , 畫彎矩圖 （—6）: ： e. 許用變形值的計(jì)算：—1[3]規(guī)定：安裝齒輪軸的許用撓度[y](~)mn=~。現(xiàn)對(duì)截面C進(jìn)行強(qiáng)度校核。 行走部軸的校核及軸承壽命計(jì)算 行走部Ⅰ軸的初步設(shè)計(jì)、校核及軸承壽命計(jì)算1．初步估算軸徑： 選擇軸的材料為20CrMnTi，滲碳后淬火，[3]查得材料的機(jī)械性能數(shù)據(jù)為：= 1080 Mpa = 835 Mpa= 514 Mpa = 300 Mpa由于材料是20CrMnTi，[3]選取A=100，則得dmin= A = 100 = 60 mm2．軸上受力分析：I齒輪軸傳遞的轉(zhuǎn)矩:T1= = =850 Nm式中：T1 —　I軸傳遞扭矩； P　—　電機(jī)功率，　P＝52 kW； — 電機(jī)轉(zhuǎn)速， n1＝1460 rpm。1. 計(jì)算齒根應(yīng)力： （3—18）式中：，— 使用系數(shù)，動(dòng)載荷系數(shù)同齒面接觸強(qiáng)度中的值取 ；— 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)， =1；— 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒間載荷分配系數(shù)，；— 齒根應(yīng)力的基本值，；2. 計(jì)算齒根應(yīng)力的基本值: （3—19）式中： Ft — 端面內(nèi)分度圓上的名義切向力，F(xiàn)t=36735N；b— 工作齒寬, b=65mm；m — 齒輪模數(shù)， m=5mm；— 載荷作用于齒頂時(shí)的齒形系數(shù)，； — 載荷作用于齒頂時(shí)的應(yīng)力修正系數(shù)，； — 重合度系數(shù)， =+=； — 螺旋角系數(shù)， 當(dāng)=00時(shí)，=1。式中：— 彈性系數(shù)，；— 重合度系數(shù)， ；— 螺旋角系數(shù)， ；Ft— 端面內(nèi)分度圓上的名義切向力，F(xiàn)t=36735N；b— 工作齒寬, b=65mm；m — 齒輪模數(shù)， m=5mm。6. 齒輪的幾何尺寸：：========1. 計(jì)算接觸應(yīng)力：行星輪：=ZD (3—15)式中：— 使用系數(shù)，見表13181[3]、表13182[3]原動(dòng)機(jī)工作特性示例及表13183[3]工作機(jī)工作特性示例，=。,Z6,Z7齒的幾何尺寸未變位時(shí)的中心距：aAC=m(ZA+ZC)/2=中心距變位系數(shù)： yAC=(ZA+Zc)()/2=則AC實(shí)際中心距：3．計(jì)算AC傳動(dòng)得變位系數(shù)=用圖1314[3]校核，在許用區(qū)內(nèi)，可用。 行走部二級(jí)行星齒輪Z5，Z6，Z7的初步設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核一．配齒計(jì)算：初選 =,查表1353[3]，取Cs=3,按配齒公式計(jì)算：=c = 25= 取=13=c =25313=62=( )/2=(6213)/2=采用不等角變位，可取=25或=24。所以 Z3,Z4齒面接觸強(qiáng)度滿足要求?！?動(dòng)載系數(shù)，由圖13114[3]查得KV=；— 接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)，見表13199[3]=++ b===++=— 接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒間載荷分配系數(shù)，見表131102[3]查得 ；— 小輪及大輪單對(duì)齒嚙合系數(shù)，見表131104[3]。2．實(shí)際中心距：===。 齒根彎曲強(qiáng)度在初步設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，根據(jù)齒根彎曲強(qiáng)度，可按下列公式估算齒輪的模數(shù)：(mm)式中： — 模數(shù)系數(shù)；直齒輪時(shí)，；— 許用齒根應(yīng)力， ；— 齒輪材料的彎曲疲勞強(qiáng)度的基本值，圖13153[3]，— 復(fù)合齒形系數(shù)，；YFa— 齒形系數(shù)，查：時(shí)，當(dāng)時(shí) =，當(dāng)時(shí)，=；YSa— 應(yīng)力修正系數(shù)按圖13143[3]查：時(shí)，當(dāng)時(shí)，；當(dāng)時(shí)。 行走部齒輪Z3，Z4的初步設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核在初步設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，Z3,Z4齒輪材料初定為20CrMnTi。1. 計(jì)算齒根應(yīng)力： （3—5）式中：，— 使用系數(shù)，動(dòng)載荷系數(shù)同齒面接觸強(qiáng)度中的值取 — 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)， — 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒間載荷分配系數(shù)，；— 齒根應(yīng)力的基本值，；2. 計(jì)算齒根應(yīng)力的基本值: （3—6）式中：— 載荷作用于齒頂時(shí)的齒形系數(shù)， ；— 載荷作用于齒頂時(shí)的應(yīng)力修正系數(shù)， ； — 重合度系數(shù)， =+=；— 螺旋角系數(shù)， 當(dāng)=00時(shí)，=1。則 取 =6mm Z1 =25 Z2=36,Z2齒的幾何尺寸1．嚙合角：根據(jù)=61 P6 查得：==+=+得 =[3]查得變位系數(shù) X1= X2=2．實(shí)際中心距：===3. 分度圓分離系數(shù)y：4. 齒頂高變動(dòng)系數(shù)：：　：===176。一．齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算根據(jù)齒面接觸強(qiáng)度，可按下列公式估算齒輪傳動(dòng)的尺寸(mm)(mm)式中：K— 載荷系數(shù)常用值,K=2；、— 剛對(duì)鋼配對(duì)的齒輪副的值，表13175[3]得 直齒輪=48=766；— 齒寬系數(shù)，表13177[3]圓整，取=，則=；— 許用接觸應(yīng)力，推薦 ；— 試就驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限，=1500MPa 取較小值；圖13124(b) [3] =1650MPa=1500MPa 取較小值。牽引部的總傳動(dòng)比一般在200左右，減速級(jí)數(shù)為3—5級(jí)；采用了二級(jí)行星減速器在增大傳動(dòng)比的同時(shí)減少了齒輪的數(shù)量，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本[12]。當(dāng)某些參數(shù)超過(guò)允許值時(shí)，便會(huì)發(fā)出警報(bào)信號(hào)，嚴(yán)重時(shí)可以自行切斷電源。6) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。4) 反應(yīng)靈敏，動(dòng)態(tài)特性好。~，因此電牽引采煤機(jī)可以用在40176。電牽引采煤機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：1) 具有良好的牽引特性。）條件下工作，利用制動(dòng)器還可以使采煤機(jī)的防滑問(wèn)題得到解決。近年來(lái)廣泛使用了無(wú)鏈牽引采煤機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)在于：取消了工作面的牽引鏈，消除了斷鏈和跳鏈傷人事故，工作安全可靠；在同一工作面內(nèi)可以同時(shí)使用兩臺(tái)或者多臺(tái)采煤機(jī)，從而可降低生產(chǎn)成本，提高工作效率；牽引速度的脈沖比鏈牽引小得很多，使采煤機(jī)運(yùn)行較平穩(wěn)。液壓牽引采煤機(jī)上廣泛使用的是鏈牽引，鏈牽引的特點(diǎn)是：強(qiáng)度高，承載能力大，能滿足采煤機(jī)增大牽引力和提高牽引素的的要求；鏈牽引是依靠鏈輪齒和鏈環(huán)相嚙合，工作較可靠；牽引鏈?zhǔn)褂脡勖L(zhǎng)，一般可用6個(gè)月以上。行走驅(qū)動(dòng)裝置用來(lái)驅(qū)動(dòng)牽引機(jī)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)牽引速度的調(diào)節(jié)。經(jīng)過(guò)近20年的研制開發(fā)，我國(guó)的交流電牽引采煤機(jī)已逐步走向成熟。1991年，煤炭科學(xué)研究總院上海分院與波蘭合作，在國(guó)內(nèi)率先研制成功我國(guó)第一臺(tái)采用交流交頻調(diào)速技術(shù)的 薄煤層爬底板采煤機(jī)后，上海分院優(yōu)先后研制成功了截割電動(dòng)機(jī)縱向布置的交流電牽引采煤機(jī)、截割電動(dòng)機(jī)橫向布置的適用于中厚和較薄煤層的交流電牽引采煤機(jī)。80年代后期出現(xiàn)了交流電牽引采煤機(jī)。在仿制的基礎(chǔ)上，研制和發(fā)展了MLS3型系列、MAX型系