【正文】 ????? ? 滿足強(qiáng)度要求 （二） 鏈傳動(dòng)輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）計(jì)算作用在鏈輪上的作用力 轉(zhuǎn)矩 6 .0 89 5 5 0 = 5 8 0 .61。由推薦值 ~，取 K? =1 載荷系數(shù) AVKKKKK ??? = 材料彈性系數(shù) EZ ，查手冊，取 2 = 18 9. 8 N /m m EZ 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) HZ ，查手冊，取 ? 故 3 21 )577 (d ??????? =88mm 齒輪模數(shù) m 11 88m d z 2 .9 330? ? ?mm，查手冊 圓整得 m=3mm 小輪分度圓直徑 1d mm90mzd 11 ??? 圓周速度 mV s/????? 、?? 齒寬 b ???? db d? 取 b=72mm 大輪 2b =b=72mm 小輪 1b =72+5=77mm （ 3）齒根彎曲強(qiáng)度校核計(jì)算 由式 ? ?21212 11dmF Fa S a FKT YYb d mu?????? ? ?????? 齒形系數(shù) FaY ， 第 33 頁 查手冊，小輪 1FaY = 大輪 2FaY = 應(yīng)力修正系數(shù) SaY 查手冊，小輪 1SaY = 大輪 2SaY = 重合度 ?? ? ?1 1 2 2 1 21= ta n ta n + Z ta n ta n2?? ? ? ? ?? ? Z（ ） （ ）= 重合度系數(shù) Y? / ? ? ? ? 故 ? ?3 2112 1 . 9 8 2 0 1 . 5 1 0 2 . 5 2 1 . 6 3 0 . 6 8 1 0 7 . 2 /FF N m m??? ? ? ? ? ?? ? ???7 2 9 0 3 ? ?3 2212 1 . 9 8 2 0 1 . 5 1 0 2 . 2 1 . 7 8 0 . 6 8 1 0 9 . 3 /N m m? ? ? ? ? ?? ? ???7 7 9 0 3 齒根強(qiáng)度滿足要求 （ 4）齒輪的主要尺寸參數(shù) 大圓分度圓直徑 2d 22 3 90 27 0d mz? ? ? ? 頂圓直徑 ad 1 1 a2 h 90 + 2 3 = 96add? ? ? ? 2 2 a2 h 2 7 0 + 2 3 = 2 7 6add? ? ? ? 根圓直徑 fd f 2 2 f 2 h 270 2 3 = 262 .5dd? ? ? ? 第 34 頁 f 1 1 f 2 h 90 2 3 5= 82. 5dd? ? ? ? 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 （一）減速箱輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）計(jì)算作用在齒輪上的作用力 轉(zhuǎn)矩 6 .3 39 5 5 0 = 2 0 1 .5300T N m?? 輸出軸上大齒輪分度圓直徑 90d mm? 圓周力 tF = 312 / 2 20 1. 5 10 / 90 16 29 .8mT d N? ? ? ? 徑向力 0ta n 44 77 .8 ta n 20 16 29 .8rtF F N?? ? ? ? （ 2）初步估算軸的直徑 選取 40rC 作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理 由式 3 PdAn?計(jì)算軸的最小直徑并加大 3%考慮鍵槽的影響。m: 258 重量 /kg: 33 馬達(dá)的流量計(jì)算 m i n/ 7 6 LnPQ ?????? 式中， rLP / 為排量， m in/rn為轉(zhuǎn)速， 第 29 頁 減速箱的設(shè)計(jì)計(jì)算 傳動(dòng)比的計(jì)算 1. 估算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比： 3100300 ???wnni總 2. 傳動(dòng)比分配： 總iii ?? 21 減速箱傳動(dòng)比 31?i 鏈傳動(dòng)比 12?i 則： 31321 ????ii 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 ： 3001 ??nn r/min 100112 ?? inn r/min ： 4 ???????? 聯(lián)深承馬 ???dPP ＝ ????? ＝齒 深承??PP = ： 111 NnPT ????? 222 NnPT ????? 將上述結(jié)果列于表中： 第 30 頁 軸號 轉(zhuǎn) 速 n 功 率 P 轉(zhuǎn) 矩 T 1 300 r/min kW Nm 2 100r/min Nm 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）選擇齒輪材料 ，確定許用應(yīng)力 考慮減速器傳遞功率不在，所以齒輪采用軟齒面。 由于以上這些特點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)通常只在運(yùn)動(dòng)軌跡復(fù)雜，工作精度較高的小型機(jī)械驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中使用。一般采用的電力驅(qū)動(dòng)裝置是由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和螺旋副三部分組成。 氣動(dòng)裝置系統(tǒng)的特點(diǎn) 系統(tǒng)的輸出力小、體積大。 在同等的功率下，液壓傳動(dòng)裝置的體積小，重量輕，運(yùn)動(dòng)習(xí)慣量小，動(dòng)態(tài)性能好。 進(jìn)、出油口的形式選用：螺孔連接，安裝尺寸： M18。其特點(diǎn)：端蓋與活塞桿直接接觸導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)簡單，但磨損后只能更換整個(gè)端蓋。 （ 2）按作用方式分：單作用液壓缸，即一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)依靠液壓作用力實(shí)現(xiàn)，另一個(gè)方向依靠彈簧力、重力等實(shí)現(xiàn)；雙作用液壓缸，即兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)都依靠液壓作用力來實(shí)現(xiàn)；復(fù)合式 缸，即活塞缸與活塞缸的組合、活塞缸與柱塞缸的組合、活塞缸與機(jī)械結(jié)構(gòu)的組合等。 （ 4）驗(yàn)算缸筒的爆裂壓力 Ep 是否遠(yuǎn)大于耐壓試驗(yàn)壓力 rp ： Ep = 1 ???DDb? =﹥﹥ rp = MPa 式中 Ep — 缸筒的爆裂壓力； 第 20 頁 b? — 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度， MPa，設(shè)計(jì)取 b? =610 MPa； 通過以上四方面的計(jì)算知：液壓缸壁厚滿足要求。從材料力學(xué)可知，承受壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律因壁厚不同而各異。 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)選用單作用、液壓缸固定的單桿式液壓缸。 為使控制擺動(dòng)的液壓缸的擺角留有余量，設(shè)計(jì)為向上最大仰角度為 1? ＝15? ，向下最大俯角度為 2? ＝ 15? ，仰俯總行程為 30? ，是合理的 。以臂部為例，一般結(jié)構(gòu)上較多采用懸伸梁形式（水平或垂直懸伸）。他的作用是支撐截割 頭 并帶動(dòng)它們作上下擺動(dòng)。 截割頭的設(shè)計(jì) 截割 頭 的組成：截割 頭 由截齒、圓盤 組成 。歸結(jié)起來，常用的截割 頭 ，按其工件的原理，可分為抓斗式、刮板式和圓盤（旋轉(zhuǎn)）式幾大類。 以上就是本次礦車清車機(jī)設(shè)計(jì)的可行性和必要性分析。 第 9 頁 5） 液壓元件制造精度高，造假高，所以需要組織專業(yè)生產(chǎn)。 2） 在同等功率的情況下，液壓傳動(dòng)方式裝置的體積小，重量輕，慣性小，結(jié)構(gòu)緊湊（如液壓馬達(dá)的重量只有同功率奠基重量的 10～ 20％），而且能傳遞較大的力或轉(zhuǎn)矩； 3） 液壓傳動(dòng)工作比較平穩(wěn)，反映快沖擊小，能高速啟動(dòng)、制動(dòng)和換向。所以，在設(shè)計(jì)礦車清車機(jī)的時(shí)候，我們就要根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際使用需求來最優(yōu)化的選擇它的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)方案。 （ 4）煤礦生產(chǎn)的需要。 主要傳動(dòng)軸的滑動(dòng)軸承均改為滾動(dòng)軸承，并增加了密封，減少傳動(dòng)系統(tǒng)的磨損與振動(dòng)，延長了壽命。本設(shè)計(jì)采用液動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。截割盤行走機(jī)構(gòu) 截割機(jī)構(gòu) 礦車 操作機(jī)構(gòu) 第 5 頁 是清車機(jī)的主要工作部件。 液壓式雙圓盤截齒礦車清車機(jī)簡介 液壓式圓盤截齒清車機(jī)主要由行走機(jī)構(gòu)、截割機(jī)構(gòu)、液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及操作機(jī)構(gòu)等四部分組成。該機(jī)前后、左右等行走部靠磨擦離合器控制，運(yùn)行容易產(chǎn)生打滑，無法保證正常工作。 1980 年 4 月，邯邢礦山局礦山研究所研制成功 YQJ 型液壓清車機(jī)，它用于符山鐵礦側(cè)卸式礦車，以鏟頭的鏟扒達(dá)到清車的目的。吉林通化銅礦曾研制成一臺由刷洗頭、制動(dòng)軸、減速器和電動(dòng)機(jī)等組成的車箱清掃器。 結(jié)構(gòu)組成 該種清理裝置主要由可三維空間移動(dòng)的門式組合機(jī)架、高壓泵站、電控系 統(tǒng)和截齒可伸縮清理滾筒等組成，其中清理滾筒是實(shí)現(xiàn)清理作業(yè)的直接執(zhí)行部件。 二、電滲清車器 電滲法清理礦車是在外電場的作用下，以水為介質(zhì)在礦車與粘結(jié)物之間形成一層水膜，使粘結(jié)物與車壁脫離而達(dá)到清理礦車的目的。現(xiàn)將幾種主要的礦用清車機(jī)簡介如下： 一、振動(dòng)清車機(jī) 振動(dòng)清車機(jī)是我國使用比較早、研究比較多的一種清車機(jī)。 清理礦車粘結(jié)物，可分為人工和機(jī)械清理、高壓水射流清理等。 清掃礦車車箱的主要要求是及時(shí)和干凈，否則日積月累形成的煤、巖粉粘結(jié)層厚而結(jié)實(shí)，使用現(xiàn)有的任何清掃方法均難以立刻完全見效。礦用清車機(jī)按照工作原理可分為振動(dòng)法 、電滲法、高壓水射流法、機(jī)械法等，其中振動(dòng)法又包括電磁振動(dòng)、電動(dòng)高頻振動(dòng)、電動(dòng)低頻振動(dòng)、風(fēng)力振動(dòng)以及與翻車機(jī)籠體聯(lián)動(dòng)的無動(dòng)力振動(dòng)等；機(jī)械法又包括抓斗式、刮板式和圓盤（旋轉(zhuǎn)）式等。為了向安裝在翻籠上的清車機(jī)電機(jī)供電，在煤礦上采用集電環(huán)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)之后，一些金屬礦山又推出了電磁給電裝置和電動(dòng)推桿給電裝置。 機(jī)械截齒清理：利用螺旋分布的截齒對堅(jiān)硬粘結(jié)物的切割作用，使粘結(jié)物快速與礦車分離。有關(guān)煤礦雖作了一些改進(jìn)，但效果不明顯。因此，近年來， 各種液壓清車機(jī)相繼問世。 液壓礦車清車機(jī)的特點(diǎn) 以前研制的圓盤截齒式清車機(jī) (見 上圖 )，屬于六十年代產(chǎn)品。如軌道傳動(dòng)部分中選用的車輪、車架、軌道、軸承等均系煤礦常用標(biāo)準(zhǔn)零部件。 截割機(jī)構(gòu)：由圓形截盤，升降臂和支承截盤的軸承等組成。液動(dòng)式可實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制，使工業(yè)機(jī)械的用途和通用性更廣，定位精度一般在 1mm 范圍內(nèi)。 由單排鏈改為三排鏈，極大地減小了鏈輪尺寸。 （ 3）通過設(shè)計(jì)，使學(xué)生能熟練的應(yīng)用有關(guān)參考資料、計(jì)算圖表、手冊、圖冊和規(guī)范；熟悉有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn)，以完成一個(gè)工程技術(shù)人員在機(jī)械整體設(shè)計(jì)方面所必須具備的基本技能訓(xùn)練。 本設(shè)計(jì)方案的規(guī)劃 清車機(jī)各部分的設(shè)計(jì) 一、礦車清車機(jī)運(yùn)動(dòng)方式的選擇 礦車清車機(jī)，不僅要求能夠順利 的實(shí)現(xiàn)動(dòng)作，而且還要求這種有目的的動(dòng)作能夠有耗時(shí)短、動(dòng)作迅速，效率高，能耗小的特點(diǎn)。相比較其他的傳動(dòng)方式，如電動(dòng)、氣動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)等方式，液壓傳動(dòng)方式有著自己 獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)： 1） 液壓傳動(dòng)能在運(yùn)行中實(shí)線無級調(diào)速，調(diào)速方便且調(diào)速范圍比較大，可達(dá) 100： 1～ 2021： 1。 4） 液壓傳動(dòng)需要有單獨(dú)的能源（例如液壓泵站），液壓能不能像電能那樣從遠(yuǎn)處傳來。各液壓缸的各密封處的密封件也要嚴(yán)格按照密封條件選取。 第 11 頁 3 截割部設(shè)計(jì) 截割 頭 是用來直接工 作 的部件，由于被清理礦車的形狀、尺寸大小等的不同，所以礦車清車機(jī)的截割 頭 結(jié)構(gòu)是多種多樣的，大部分的截割 頭 結(jié)構(gòu)是根據(jù)特定的工作要求而設(shè)計(jì)的。此外，還要考慮要適應(yīng)工作環(huán)境提出的特殊要求，如耐粉塵、耐腐蝕、能承受沖擊力、防爆等。 截割臂的設(shè)計(jì) 臂部是截割 頭 的主要握持部件。 對于礦車清車機(jī)臂部或機(jī)身的承載能力，通常取決于其剛度。 臂 部 俯仰狀態(tài)圖 仰俯角的計(jì)算過程 ： 已知：臂長 1200mm 滾筒直徑 300 車箱寬 870 建立三角形如圖 解得：向上最大仰角度為 1? ＝ 15? ，向下最大俯角度為 2? ＝ 15? 。參考同類設(shè)計(jì)，初定液壓缸 的工作壓力為 1p = MPa。 液壓缸的壁厚一般是指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。 （ 2）額定壓力 np 也應(yīng)與完全塑性變形壓力有一定的比例范圍，以避免塑性變形的發(fā)生： ?np （ ～ ） rLp 1 ????? DDp SrL ? MPa （ ～ ） rLp =（ ～ ） ? =（ ～ ） MPa ﹥ np = MPa 式中 rLp — 缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力， MPa； （ 3）驗(yàn)算缸筒徑向變形 D? 應(yīng)處在允許的范圍內(nèi)： D? = )(221221 ???? DD DDEDp r (