【正文】 試件，因而硬度是一個(gè)容易測量的性能。這種需要往往不是很明顯的。在這種情況下，我們必須具體確定黑箱的輸入和輸出，以及他們的特性和制約因素。因此，不進(jìn)行分析和優(yōu)化就不能進(jìn)行綜合。評(píng)價(jià)是對(duì)一個(gè)成功設(shè)計(jì)的最后檢驗(yàn)，通常包括樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。因此，一個(gè)優(yōu)秀的工程師除了掌握技術(shù)之外，還應(yīng)該精通這三種表達(dá)方式。 consequently, an elaborate testing program is justified during design.2) The part is made in large enough quantities so that a moderate series of tests is feasible.3) The part is made in such small quantities that testing is not justified at all。從一次失敗中可以學(xué)到很多東西，只有不怕遭受失敗的人們才能夠取得最大的收獲。提出方案是一種說服別人的工作。分析和優(yōu)化都要求我們建立或者做出系統(tǒng)的抽象模型，以便對(duì)此進(jìn)行數(shù)學(xué)分析。例如，一個(gè)小工廠中可能沒有冷卻加工機(jī)械設(shè)備，因此，設(shè)計(jì)人員就必須選擇這個(gè)工廠中能夠進(jìn)行的其他的金屬加工方法。如果需要干凈的空氣，要解決的問題可能是要降低發(fā)電廠煙囪的排塵量，或者是降低汽車排出的有害氣體。我們對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過程感興趣。有幾種可供選用的硬度試驗(yàn)方法，采用哪一種方法取決于最希望測量的材料特性。因此延展性可以表示為橫截面的收縮率。到目前為止，還必須利用這些數(shù)據(jù)來設(shè)計(jì)每分鐘承受幾千次復(fù)雜的動(dòng)載荷的作用的零件，因此機(jī)械零件有時(shí)會(huì)失效是不是為奇的概括的說，設(shè)計(jì)人員所遇到的基本問題是，不論對(duì)于哪一種應(yīng)力狀態(tài)或者載荷情況，都能利用通過簡單拉伸試驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù)并將其與零件的強(qiáng)度聯(lián)系起來。2) 零件的常量足夠大，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)南盗性囼?yàn)。如果零件將要承受彎曲和扭轉(zhuǎn)的復(fù)合載荷，那么就應(yīng)該進(jìn)行彎曲和扭轉(zhuǎn)復(fù)合載荷的試驗(yàn)?？傊谶@次設(shè)計(jì)中，學(xué)到了許多的東西，同時(shí)也認(rèn)識(shí)到了自己在許多方面存在不足，需要以后多多學(xué)習(xí)，來充實(shí)自己。：軸承選用進(jìn)口22317E型，Cr＝308kNLh＝（） 式中：P — 軸承所受實(shí)際動(dòng)載荷，　P＝R；— 行星輪與軸相對(duì)轉(zhuǎn)速，　＝1460()= rpmLh＝（）＝24452 h3. 2. 4 二級(jí)行星架支承軸承計(jì)算扭矩計(jì)算：T＝＝＝21780Ntgα1211=403776. 軸承壽命計(jì)算：軸承A（煤壁側(cè)）選用進(jìn)口NJ212E型，Cr＝535 kNLhA＝（）＝（）＝191644h式中：PA— 軸承所受實(shí)際動(dòng)載荷，　PA＝RA 。tgα21=35469b. 安全系數(shù)校核計(jì)算：由于采煤機(jī)截割部電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，彎矩引起對(duì)稱循環(huán)的彎應(yīng)力，轉(zhuǎn)矩引起的為脈動(dòng)循環(huán)的剪應(yīng)力。將以上系數(shù)帶入（3—19）式得：將以上結(jié)果帶入（3—18）得：： （3—20）式中： — 計(jì)算齒輪的彎曲極限應(yīng)力；— 試取齒輪的齒根彎曲疲勞極限，=450MPa； — 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，取=； — 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的系數(shù)，見圖13155[3]查得 ； — 相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)，見圖13157[3]查得=；— 相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)，見圖13158[3]查得=；— 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)，由表131119[3]得=?！?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]，行星齒輪傳動(dòng)的內(nèi)齒輪寬度與行星輪分度圓直徑的比小于或等于1時(shí)，取 ==1；— 接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒間載荷分配系數(shù)，見表131102[3]查得 ；— 節(jié)點(diǎn)處計(jì)算接觸應(yīng)力的基本值，；— 小輪及大輪單對(duì)齒嚙合系數(shù)，見表131104[3]。為提高傳動(dòng)承載能力，宜取=24,預(yù)取。 取 取 .0— 節(jié)點(diǎn)處計(jì)算接觸應(yīng)力的基本值。 兩者比較取大者，取前者。將以上系數(shù)帶入（3—6）式得：將以上結(jié)果帶入（3—5）得：： （3—7）式中： — 計(jì)算齒輪的彎曲極限應(yīng)力，；— 試取齒輪的齒根彎曲疲勞極限，==210MPa；— 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，取=；— 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)；見圖13155[3]查得 — 相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)，見圖13157[3]查得=；— 相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)，見圖13158[3]查得=— 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)，由表131119[3]得=。≈ 齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算在初步設(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)，由表13178[3]得直齒輪時(shí)，；— 許用齒根應(yīng)力， ； — 齒輪材料的彎曲疲勞強(qiáng)度的基本值，由圖1315[3] ；— 復(fù)合齒形系數(shù)，；YFa— 齒形系數(shù)按圖13138[3]可查時(shí)，當(dāng)時(shí)， =，當(dāng)時(shí)，=。綜合上面行走機(jī)構(gòu)和行走驅(qū)動(dòng)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)的表述，在本次設(shè)計(jì)中，主要采用了電牽引、齒輪—銷軌式無鏈牽引的設(shè)計(jì)方案。電子控制系統(tǒng)能將多種信號(hào)快速傳遞到調(diào)節(jié)器中，以便及時(shí)調(diào)整各參數(shù)，防止機(jī)器超載荷運(yùn)行?？稍诓擅簷C(jī)前進(jìn)時(shí)提供牽引力，使機(jī)器克服阻力移動(dòng)；也可在采煤機(jī)下滑時(shí)進(jìn)行發(fā)電制動(dòng)，向電網(wǎng)反饋電能。鏈軌式雖然也是鏈條，但強(qiáng)度余量較大，彈性變形對(duì)牽引速度的影響較??；牽引力大，能適應(yīng)大功率采煤機(jī)和高產(chǎn)高效的需要。按調(diào)速傳動(dòng)方式有機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)和電傳動(dòng)，分別稱為機(jī)械牽引、液壓牽引和電牽引。目前，上海分院研制的MG系列電牽引采煤機(jī)已形成9大系列共幾十個(gè)品種。并在廣泛吸收國外幾種采煤機(jī)長處的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國煤田條件，自行設(shè)計(jì)了具有彎搖臂和無鏈牽引的MG行系列，同時(shí)也研制了一批適用與破碎頂板、大傾角、薄煤層等困難條件下的中功率采煤機(jī)。經(jīng)過5年連續(xù)生產(chǎn)，達(dá)到了高效、低耗和安全要求。1950年，吉林蛟河煤礦首先引進(jìn)使用前蘇聯(lián)KM1型截煤機(jī)，實(shí)際上這是一種深截盤（—）的煤層掏槽機(jī)械。這也是從深截式向淺截式發(fā)展的一種嘗試。80年代初期，引進(jìn)了采煤機(jī)的整體（如英國AM500型）和關(guān)鍵零部件（如德國EDW300型）的制造工藝技術(shù)，補(bǔ)充了我國發(fā)展大功率采煤機(jī)的不足。如美國JOY公司的LS系列，英國LongAirdox公司的Electura、EL系列，德國Eickhoff公司的EDW系列、SL系列，日本三井三池制作所的MCLEDR系列等電牽引采煤機(jī)。1 采煤機(jī)行走部 采煤機(jī)行走部設(shè)計(jì)總體方案 采煤機(jī)主要參數(shù)搖臂回轉(zhuǎn)中心距 4620 mm過煤高度 280 mm采煤高度 —適用傾角 ≤250機(jī)面高度 牽引力 326 KN牽引速度 0—總功率 312 KW左右截割功率 130KW牽引功率 52 KW 采煤機(jī)行走機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)方式的總體設(shè)計(jì)方案采煤機(jī)行走部包括行走機(jī)構(gòu)和行走驅(qū)動(dòng)裝置兩部分。鏈牽引的缺點(diǎn)是牽引速度不均勻，致使采煤機(jī)負(fù)載不平穩(wěn)，齒數(shù)越少，速度波動(dòng)越大。液壓牽引，液壓調(diào)速行走部是利用容積式液壓傳動(dòng)的調(diào)速特性來實(shí)現(xiàn)調(diào)速性能的行走部，具有無級(jí)調(diào)速特性，且換向、停止、過載保護(hù)易于實(shí)現(xiàn)，便于根據(jù)負(fù)載變化實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)速，保護(hù)系統(tǒng)比較完善；但是其缺點(diǎn)是效率低，油液容易污染，致使零部件容易損壞，使用壽命較低。3) 運(yùn)行可靠，使用壽命長。7) 有完善的檢測和顯示系統(tǒng)。電動(dòng)機(jī)功率25kw，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1460r/min，傳動(dòng)比，根據(jù)設(shè)計(jì)需要，欲把行走速度為7m/min左右，所以,本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)采用直齒傳動(dòng)和行星傳動(dòng)：通過類比及查閱資料，初步確定傳動(dòng)比如下表2—2 傳動(dòng)比的分配：表2—2 傳動(dòng)比的分配MG265/312WD牽引部傳動(dòng)比初步確定齒數(shù)為表2—23 齒數(shù)分配：表2—3 齒數(shù)分配MG265/312WD牽引部齒數(shù)確定Z3=331324621324623 行走部零件的初步設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 ，Z2初步設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核在初步設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，Z1,Z2齒輪材料初定為20CrMnTi。將以上系數(shù)帶入（3—3）式得：將以上結(jié)果帶入（3—1）、（3—2）得：： （3—4）式中：— 計(jì)算齒輪的接觸極限應(yīng)力；— 試取齒輪的接觸疲勞極限；=1650MPa =1500MPa— 接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，工作壽命1萬小時(shí)計(jì)算見圖13126[3]查得 ；— 潤滑劑系數(shù)，—速度系數(shù)，—粗糙度系數(shù)，見表131108[3] 持久強(qiáng)度： ；— 工作硬化系數(shù)， =1 =1— 接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)， .=將以上系數(shù)帶入（3—4）式得：4．計(jì)算安全系數(shù)：= = = = = = — 最小安全系數(shù)，見表131110[3]，取=1。一．齒面接觸強(qiáng)度根據(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=；、— 剛對(duì)鋼配對(duì)的齒輪副的值，查表13175[3]得 直齒輪=48=766；— 齒寬系數(shù)按表13177[3]圓整，取=。：。將以上系數(shù)帶入（3—13）式得：將以上結(jié)果帶入（3—12）得：： （3—14）式中： — 計(jì)算齒輪的彎曲極限應(yīng)力，；— 試取齒輪的齒根彎曲疲勞極限；=370MPa =450MPa— 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，取=；— 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，見圖13155[3]查得 — 相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)，見圖13157[3]查得=；— 相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)，見圖13158[3]查得=；— 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)，由表131119[3]得=；將以上系數(shù)帶入（3—14）式得：4．計(jì)算安全系數(shù)：= = = = = = — 最小安全系數(shù)，見表131110[3] 取=。4．計(jì)算CB傳動(dòng)的中心距變位系數(shù)和嚙合角5．計(jì)算CB傳動(dòng)得變位系數(shù)=用圖1314[3]校核，在許用區(qū)內(nèi)，可用。將以上系數(shù)帶入（3—17）式得：4．計(jì)算安全系數(shù)：= = = — 最小安全系數(shù)，見表131110[3] 取=1。tgα1=3192.7. 軸承壽命計(jì)算：軸承A（煤壁側(cè)）選用進(jìn)口NJ212E型，Cr＝535kNLhA＝（）＝（）＝15338h式中：PA— 軸承所受實(shí)際動(dòng)載荷，　PA＝RA ?，F(xiàn)對(duì)截面D進(jìn)行強(qiáng)度校核。＝＝40377 N式中： — 行星輪數(shù)量，=3；T8 — 太陽輪傳遞扭矩，T8= 15918N b. 安全系數(shù)校核計(jì)算：由于惰輪不傳遞扭矩，所以彎矩引起脈動(dòng)循環(huán)的彎應(yīng)力。但是，由于是首次獨(dú)立完成這樣的設(shè)計(jì)任務(wù)，在設(shè)計(jì)中存在許多的不足：1. 由于是理想化模型的設(shè)計(jì)，一些部位的設(shè)計(jì)存在缺陷。設(shè)計(jì)任何機(jī)械零件的理想情況為，工程師可以利用大量的他所選用的這種材料的強(qiáng)度試驗(yàn)數(shù)據(jù)。例如，汽車和冰箱的零件的產(chǎn)量非常大，可以在生產(chǎn)之前對(duì)它們進(jìn)行大量的試驗(yàn)，使其具有較高的可靠性。這就是說，設(shè)計(jì)人員通常只能利用那些公共發(fā)表的屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度和延伸率等數(shù)據(jù)資料。材料的伸長量通常是在50mm的計(jì)量長度上測量的。延展性材料的重要性在于它是材料冷變形性能的衡量尺度。通?？梢灾苯釉趯?shí)際的機(jī)械零件上進(jìn)行硬度試驗(yàn)。例如，對(duì)食品包裝機(jī)械進(jìn)行改進(jìn)的需要，可能是由于噪音過大、包裝重量的變化、包裝質(zhì)量的微小的但是能夠察覺得出來的變化等表現(xiàn)出來的。這些設(shè)計(jì)要求將規(guī)定生產(chǎn)成本、產(chǎn)量、工作范圍、操作溫度和可靠性。設(shè)計(jì)工作是一個(gè)反復(fù)進(jìn)行的過程。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。如果一個(gè)技術(shù)能力很強(qiáng)的人在上述三種表達(dá)方式中的某一種能力較差，他就會(huì)遇到很大的困難。 or the design must be pleted so rapidly that there is not enough time for testing.4) The part has already been designed manufatufacured, and tested and found to be unsatisfactory. Analysis is required to understand why the part is unsatisfactory and what to do to improve it.It is with the last three categories that we shall be mostly concerned. This means that the designer will usually have only published values of yield strength, ultimate strength, and percentage elongation. With this meager information the engineer is expected to design against static and dynamic loads, bia