【正文】 2L 1 L 3M vM H 圖 38 軸的彎矩圖 Fig. 38 curved square picture of axle （ 6） 求合成彎 矩 M 合 = 22 VH MM ? = （ 7） 作轉(zhuǎn)矩圖 周振坤 :連續(xù)采煤機(jī)截割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 40 R H 2R v 2F t 2F α 2F α 1F r 1F t 1R v 1R H 1F r 1R v 1L 2L 1 L 3a T 圖 39 軸的扭矩圖 Fig. 39 torsion picture of axle T= T? =? 3994659= （ 8） 求當(dāng)量彎矩 M ?c = 22 )( TM ?? = 5） 校核軸的強(qiáng)度 軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由教材表（ 41） 查 2/650 mmNB ?? ，則 ?][? ～ B? 即 58～ 65N/mm2 ,取 ][? =60N/mm2 ,直徑 d= 軸的計(jì)算應(yīng)力為： ??c = WMc? =? =?2 ][? 該軸安全 減速箱高速軸的 設(shè)計(jì)及 強(qiáng)度校核 1） 選擇軸的材料 選取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 1)初步估算軸伸直徑 初估實(shí)心軸最小直徑，查教材表（ 42）取 周振坤 :連續(xù)采煤機(jī)截割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 A=110 P= n2=可得： dmin=A3 nP =110 3 / = 取 d=140mm 2)軸的結(jié)構(gòu) 圖 31 軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 Fig. 31 structural sketch of axle d1 =150mm L1 =120mm d2 =174mm L2 =120mm d3 =150mm L3 =300mm 3） 軸的計(jì)算 （ 1） 輸出軸轉(zhuǎn)矩： T=16242300Nmm （ 2） 求作用在錐齒輪上的力 ,其中力的作用點(diǎn)為錐齒輪分度圓中點(diǎn)處 此處的圓直徑 d=150mm 圓周力 Ft、徑向力 Fr 和軸向力 Fa 的大小如下： Ft=2T/d=216242300/150=216564N Fr= Fttan cos??=216564tan20 cos14 = Fa= Ft tan sin??=216564tan20 sin14 = 4） 求垂直面內(nèi)的支承反力，和水平面內(nèi)的支承反力 依據(jù)軸的計(jì)算求得： RV1 = RV2 = RV3= RV4= RH1 = RH2 = RH3= RH4= 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 29 （ 1）作垂直面內(nèi)的彎矩圖和水平面內(nèi)的彎矩圖 F rF tF aR H 1 R H 2R v 2R v 1L 1 L 2 L 3 L 4R v 4 R H 4R v 3R H 3M vM H 圖 32 軸的彎矩圖 Fig. 32 curved square picture of axle （ 2） 求合成彎矩 M 合 = 22 VH MM ? = （ 3）作扭矩圖 ?? T= T? = 周振坤 :連續(xù)采煤機(jī)截割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 30 F rF tF aR H 1 R H 2R v 2R v 1L 1 L 2 L 3 L 4R v 4 R H 4R v 3R H 3a T 圖 33 軸的扭矩圖 Fig. 33 torsion picture of axle （ 4）求當(dāng)量彎矩 M ?c = 22 )( TM ?? = 5）校核軸的強(qiáng)度 軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由教材表（ 41） 查得 2/650 mmNB ?? ，則 ?][? ～ B? 即 58～ 65N/mm2 ,取 ][? =60N/mm2 ,軸的計(jì)算應(yīng)力為： ??c = WMc? =20xx7500/? 3150 =?2 ][? 該軸安全 6）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度： （ 1）判斷危險(xiǎn)截面：大齒輪中點(diǎn) 左側(cè) 計(jì)算危險(xiǎn)截面應(yīng)力： 截面右側(cè)彎矩 M= 截面上的扭矩 T= 抗彎截面系數(shù)為 :W= =? 3150 =3375000 3mm 抗扭截面系數(shù)為 WT= =? 3150 =6750000 3mm 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 31 截面上的彎曲應(yīng)力 ? b= M/W=扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 ? = T/WT=彎曲應(yīng)力幅 : a? = b? =彎曲平均應(yīng)力 : m? =0 扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力幅與平均應(yīng)力相等，即a?= m? =? /2=（ 2）確定影響系數(shù) : 軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由教材表（ 41）查得 ? B=650N/ 2mm , ? 1=300 2mm , ? 1=155 2mm 有效應(yīng)力集中系數(shù) K? ,K? ，根據(jù) r/d=0 D/d=1 由教材表（ 45）經(jīng)插值后可得： k? = k? = 尺寸系數(shù) ????, ,根據(jù)軸截面為圓截面，查教材圖（ 418）得 ? ? =, ?? = 表面質(zhì)量系數(shù)： 根據(jù) B? =650N/ 2mm 和表面加工方法為精車查教材圖（ 419）得 ?? ?? ?? ， 材料彎曲、扭轉(zhuǎn)的特性系數(shù) ????, ，取 ??? , ?? ?? ? = 由上面結(jié)果可得： S 1 3002 . 7 1 3 1 . 2 0 . 1 0amk? ???? ? ????? ? ? ?= S 1 1551 . 5 2 7 . 4 5 0 . 0 5 7 . 4 5amk? ???? ? ????? ? ? ?= S2 2 2 23 . 5 4 1 3 . 2 53 . 5 4 1 3 . 2 5c SSSS??????????= 查教材表（ 44）可知該軸安全。 傳動(dòng)比的分配 確定總傳動(dòng)比并根據(jù)傳動(dòng)比分配理論分配各級(jí)傳動(dòng)比 ,并選擇齒輪齒數(shù) i總 = 0/ wnn=1470/66= 1i = 2i =3 3i =3 各軸功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計(jì)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? =（齒輪精度為 7 級(jí)） 滾動(dòng)軸承效率承?= 滾 筒效率 卷筒? = 開式齒輪嚙合效率 開齒? = 0 軸（電動(dòng)機(jī)軸）： P0 =Pr =132kw n0 =1470r/min T0 = /n0 =132103 /1470= Ⅰ 軸： P1 = P0 01? =P0 聯(lián)? =132= n1 =1470r/min T1 =P1 /n1 =103 /1470= Ⅱ 軸： P2 =P1 12? =P0 齒? 承? == 周振坤 :連續(xù)采煤機(jī)截割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 n2 = n1 /i1 =1470/=T2 =P2 / n2 =103/= Ⅲ 軸： P3 =P2 23? = P2 齒? 承? == n3 = n2 /2i =T3 =P3 / n3 =103/= Ⅳ 軸： P4 = P3 34? = P3 聯(lián)? 承? == n4 = n3 /3i =T4 =P4 / n4 =103/= 齒輪部分設(shè)計(jì) 高速級(jí) 齒輪傳動(dòng) 的設(shè)計(jì) (1)選擇齒輪材料： 小輪 選用 45鋼 調(diào)質(zhì)處理 HRC1=56—62 大輪選用 45鋼 調(diào)質(zhì)處理 HRC2=56—62 (2)按齒 面接觸 疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算： 采用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，按 tV =(～ ) 311/n p n (31) 估取圓周速度 Vt =,參考教 材表 814， 815 選取 II 公差組 7 級(jí) d1? 3 21 )][(12 HHEd ZZZZuuKT ???? ??? (32) 齒寬系數(shù) d? ,查教材表 823 按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱布置，取 d? = 小齒輪齒數(shù) Z1 在推薦值 20～ 40 中選 Z1=24 大齒輪齒數(shù) Z2 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 17 Z2=24= 圓整取 Z2=59 齒數(shù) 比 u=Z2/Z1=59/24＝ 合適 傳動(dòng)比誤差 uu/? =（ ） /= 誤差在 ? 5%內(nèi) 小輪轉(zhuǎn)矩 T1=1000000載荷系數(shù) K=KA KV K? K? (33) 使用系數(shù) KA，查教材表（ 820） KA= 動(dòng)載荷系數(shù) KV 的初值 KVt 由教材圖（ 857）查得 KVt = 齒向載荷分布系數(shù) K? 由教材圖（ 860）查得 K? = 齒間載荷分布系數(shù) K? 的初值 K t? 在推薦值（ 07?? ～ 200 ）中初選 0? =16? 由教材中式（ 855），（ 856）得 ??? ??? ?? (34) ?? =[(1/Z1+1/Z2)]cos? +(1/? )Z1 d? tan? =[(1/24+1/59)]cos16? +(1/? )24tan16? =+ = ?? = ?? == 查教材表（ 821）得 K t? = 則載荷系數(shù)的初值為 : K=K A K V K ? K ? == 彈性系數(shù) ZE,查教材表（ 822）得 ZE= 2/mmN 節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) ZH，查教材圖（ 864） （ 1x = 2x =0） 得 ZH= 重合度系數(shù) ?Z ，查教材圖（ 865） Z? = 螺旋角系數(shù) ?Z = ?cos = ?16cos = 周振坤 :連續(xù)采煤機(jī)截割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 接觸疲勞極限應(yīng)力 2lim1lim , HH ?? 查教材圖（ 869） 得 1limH? =1500N/mm2 2limH? =1400N/mm2 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1 =60njLh (35) N1 =6014701(1630010) =910 N2 = N1 /u=4233600000/=910 則查教材圖（ 870）得接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù) z1N,z2N z1N= z2N=1 硬化系數(shù) zw 查教材圖（ 871）得 zw =1 接觸強(qiáng)度安全系數(shù) HS ，查教材表（ 827）得 HS = 許用接觸應(yīng)力 [ H? ]= limH? ZNZw/SH (36) 則： [! ] 1500 1 1 / ? ? ? ?=[2 ] 1400 1 1 / ? ? ? ?=由式（ 32）得 d1 的設(shè)計(jì)初值 d1t 為 d1t ? 253 2 2 .7 1 8 .4 9 1 0 2 .4 8 5 1 1 8 9 .8 2 .4 3 0 .7 7 0 .9 80 .5 2 .4 8 5 1 0 7 6 .9? ? ? ? ? ? ????? ???? d1t ? 法面模數(shù) mn mn=d1tcos? /Z1 (36) mn == 查表 83 取 mn=5 中心距 a 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 a=mn(Z1+Z2)/(2cos? ) (37) a=5(24+59)/(2cos16? ) = 圓整取 a=215mm 分度圓螺旋角 ? =cos1[mn(Z1+Z2)/2a] =cos1[5(24+59)/(2216)] = 小輪分度圓直徑的計(jì)算值 d1t＇ =mnZ1/cos? =524/= 小輪分度圓 圓 周速度 V= 60000/11 nd t?? =1470/60000=與估取 Vt 很相近 ,對(duì) KV 值影響不大 ,不必修正 ,取 KV = K t? = 由式（ 34）得 ??? ??? ?? =[(1/Z1+1/Z2)]cos? +(1/? )Z1d?tan? =[(1/24+1/59)]? +(1/? )24? =+ = ?? = ?? = 查教材表（ 821）得 齒間載荷系數(shù) K? = 載荷系數(shù) K=KA vKKK??== 小輪分度圓直徑 d131tt kkd? = 取 d1=d1t＇ = 大輪分度圓直徑 d2=mnZ2/cos? =559/= 齒寬 b=