【正文】 計(jì)計(jì)算及校核 ................. 25 行星減速機(jī)構(gòu)的齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 ........................... 27 5 軸及軸承的設(shè)計(jì) .................................................. 32 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度校核 ................................... 32 II Ⅰ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度校核 ........................... 32 Ⅱ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度校核 ........................... 38 Ⅲ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度校核 ........................... 43 Ⅳ軸的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度校核 ........................... 49 Ⅴ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度校核 ........................... 55 Ⅵ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度校核 ........................... 60 大齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度校核 ....................... 60 軸承的選用及其校核 ......................................... 66 Ⅰ軸上軸承的選用及其校核 ............................. 67 Ⅱ上軸承的選用及其校核 ............................... 68 Ⅲ軸上軸承的選用及其校核 ............................. 69 Ⅳ軸上軸承的選用及其校核 ............................. 70 Ⅴ軸上軸承的選用及其校核 ............................. 71 Ⅵ軸上軸承的選用及其校核 ............................. 72 6截割部的潤(rùn)滑及密封 ............................................... 72 采煤機(jī)的潤(rùn)滑 ............................................... 72 采煤機(jī)的密封 ............................................... 75 結(jié) 論 ........................................................... 76 參考文獻(xiàn) .......................................................... 77 1 1 緒論 本課題研究意義 為了提高工作面的生產(chǎn)效益 , 世界主要采煤國(guó)均紛紛致力于發(fā)展大型先進(jìn)的綜采設(shè)備 , 取得了顯著的效果 , 綜采工作面的生產(chǎn)能力和效益均大幅度提高。 I 題目：采煤機(jī)搖臂減速箱的設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生： （簽名） 指導(dǎo)教師： （簽名） 摘要 MG132/320WD型采煤機(jī)是一種電牽引大功率采煤機(jī)，該機(jī)機(jī)身矮，裝機(jī)功率大，所有電機(jī)橫向布置，機(jī)械傳動(dòng)都是直齒傳動(dòng)，電機(jī)、行走箱驅(qū)動(dòng)輪組件等均可從老塘側(cè)抽出，故傳動(dòng)效率高，容易安裝和維護(hù)。我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)煤炭需求大幅度增加 ,年產(chǎn)超 600萬(wàn) t高產(chǎn)高效工作面得到快速發(fā)展 ,大功率采煤機(jī)的市場(chǎng)需求日益增加。為了適應(yīng)采煤工況要求 ,必須實(shí)現(xiàn)機(jī)載交流變頻 ,“一拖一”方式平衡牽引 ,并開(kāi)發(fā)保護(hù)、監(jiān)測(cè)功能齊全、運(yùn)行可靠的程序。 ⑶ 牽引速度和牽引力不斷增大 電牽引采煤機(jī)最大牽引速度已達(dá) ，牽引力已普遍增大到 450～ 600KN。新一代大功率電牽引采煤機(jī)已集中采用了當(dāng)今世界最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)成為具有人工智能的高自動(dòng)化機(jī)電設(shè)備代替液壓牽引已成必然。 采煤機(jī) 主要由電動(dòng)機(jī)、牽引部、截割部和附屬裝置等部分組成（如圖 1b）。 底托架：是固定和承托整臺(tái)采煤機(jī)的底架，通過(guò)其下部四個(gè)滑靴 9將采煤機(jī)騎在刮板輸送機(jī)的槽幫上，其中采空區(qū)側(cè)兩個(gè)滑靴套在輸送機(jī)的導(dǎo)向管上，以保證采煤機(jī)的可靠導(dǎo)向。由于截割消耗采煤機(jī)總功率的 80％～ 90％，因此要求設(shè)計(jì)出的截割部傳動(dòng) 裝置具有高的強(qiáng)度、剛度和可靠性，良好的潤(rùn)滑密封、散熱條件和高的傳動(dòng)效率。這種傳動(dòng)方式取消了搖臂，靠由電動(dòng)機(jī)、減速箱和滾筒組成的截割部來(lái)調(diào)高 (稱(chēng)為機(jī)身調(diào)高 )，使齒輪數(shù)大大減少，機(jī)殼的強(qiáng)度、剛度增大，且調(diào)高范圍大，采煤機(jī)機(jī)身也可縮短，有利于采煤機(jī)開(kāi) 缺口工作。 3) 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，采用集成閥塊結(jié)構(gòu)，管路少，連接可靠；經(jīng)常調(diào)整的閥設(shè)在液壓箱體外，便于檢修和更換。 截割部電動(dòng)機(jī)的選擇 由設(shè)計(jì)要求知，截割部功率為 132 2KW，即每個(gè)截割部功率為 132KW。由于該截割部要求傳動(dòng)比大，空間體積小，如果在高速級(jí)分配較大傳動(dòng)比，隨著傳動(dòng)比和模數(shù)的增大，齒輪的直徑將變得很大，不宜滿(mǎn)足空間體積的要求。 對(duì)閉式齒輪傳動(dòng)，高速級(jí)轉(zhuǎn)速較高，為提高傳動(dòng)平穩(wěn)性，降低動(dòng)載荷，以齒輪較多為 好 ， 一 般 取 小 齒 輪 齒 數(shù) 為 20 40 ，現(xiàn)取 1 22z? ，傳動(dòng)比 13 ? ，則31 22 iz? ? ? ?，則取整為 3 39z ? 2．設(shè)計(jì)計(jì)算 13 閉式 硬齒面齒輪傳動(dòng)，承載能力一般取決于彎曲強(qiáng)度，故先按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)，驗(yàn)算接觸強(qiáng)度。 計(jì)算應(yīng)力 MpaYYzbm YKT saFaF 264442 34 ????? ?????? ?? MpaYYzbm YKT saFaF 265552 35 ????? ?????? ?? 計(jì)算彎曲應(yīng)力 20 ? ? l i mm i n 525 0 . 8 9 3 7 3 . 81 . 2 5F NF F YS?? ? ? ? ? 查得 lim 525F? ? Mpa 彎曲疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足。 煤礦機(jī)械齒輪傳動(dòng)，對(duì)齒輪精度無(wú)特別要求，選齒輪為 7級(jí)精度。惰輪所受應(yīng)力為交變應(yīng)力，且 ?P ， min/ 5 r? 。 7 0 1 4 2822bac zzz ? ?? ? ? 2. ac? 齒輪傳動(dòng)主要尺寸的確定 為減小傳動(dòng)的尺寸，采用角變位。 258a r c c o s c o s a r c c o s c o s 2 0 1 7 . 82 5 4 . 6 4bc aa?? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 內(nèi)齒輪 b 的尺寸 mmmz b 5 6 0870d b ???? mmmxhd ybaba )(2560)(2d b ???????????? ? 或 22m in2 ( sin )a b b b b cd r a ????? ? ? 式中 mmad bbb os2560c os2r ??? mmxz cc8)]([)]1([m in??????????? 則 mmab 5 4) i 1 2( 6 32d 22 ????? 應(yīng)取 mmab ? 4．太陽(yáng)輪 a 的材料為 20CrMnTi ，滲碳后表面淬火 58 ~ 62HRC ? ，行星輪 c 的材料與熱處理同太陽(yáng)輪。 33 圖 41a 2. 選擇軸的材料 軸的材料選 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 (2) 計(jì)算軸上外力 齒輪的圓周力 NmzTdTF t 15753225 511 11 ?? ????? 齒輪的徑向力 NFF at 573420tan1 5 7 5 3tan11r ???? (3) 求支反力 水平面內(nèi)支反力 1 1 2 1 2()HtF l l F l? ? ? NLL LFF H 78237374 731575321 21t1 ?? ????? NFFF HH 7 9 3 011t2 ??? 垂直面支反力 1 1 2 2()VrF L L F L?? 35 NLL LFF rV 28477473 73573421 211 ??????? NFFF VV 2887284757341r2 ????? (4) 計(jì)算軸的彎矩，并畫(huà)彎矩圖 水平面彎矩 mmNLFM HH .5 7 8 9 0 2747 8 2 3. 11 ???? 垂直面彎矩 1 0 6 7 8742 8 4 7. 111 NLFM VV ???? mmNMM VV .2 1 0 6 7 812 ?? 合成彎矩 1 0 7 5 822 NMMM VH ??? (5) 畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖（圖 41b） 36 圖 41b (6) 計(jì)算并畫(huà)當(dāng)量彎矩圖 轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化計(jì)算，取 ?? 得： 9 8 6 551 NT ?????? mmNMM .2 1 0 7 5 8e ?? 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩及扭矩的截面的強(qiáng)度。 Ⅱ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度校核 1. 根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)方案整體布局，擬定軸上零件的裝配方案。 (1) 畫(huà)出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（如圖 42b） 為計(jì)算方便，將軸上的作用力分解到水平面和垂直面內(nèi)計(jì)算。 按式（ 27a）和式（ 27b）計(jì)算可得綜合影響系數(shù)值為 43 2 .5 6 4 .30 .6 4 0 .9 3kK ?????? ? ?? 1 .5 2 2 .5 50 .6 4 0 .9 3kK ?????? ? ?? 軸材料是 45 鋼，查表 81 取彎曲等效系數(shù) ?? ? ，扭轉(zhuǎn)等效系數(shù) ?? ? 。則軸的最小直徑 取 110mm。 45 (1) 畫(huà)出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（如圖 43b） 為計(jì)算方便，將軸上的作用力分解到水平面和垂直面內(nèi)計(jì)算。 Ⅲ軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其強(qiáng)度校核 1. 根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)方案整體布局，擬定軸上零件的裝配方案。 (2) 計(jì)算軸上外力 齒輪的圓周力 NFF t 1575312t ?? 齒輪的徑向力 NaFF t 5 7 3 4t a n22r ?? (3) 求支反力 水平面內(nèi)支反力 2 2 1 1 2()tHF L F L L? ? ? ? NLL LFF H 991575321 22t1 ??????? 同理： NFFF HH 5 0 212t2 ??? 垂直面支反力 1 1 2 2 2()VrF L L F L? ? ? ?N NLL LFF rV 99573421 221 ??????? 同理 : NFV 34592 ? 41 (4) 計(jì)算軸的彎矩，并畫(huà)彎矩圖 水平 面彎矩 mmNLFM HH . 9 0 7 0 1 2 5 0. 11 ???? 垂直面彎矩 4 9 3 9 2 7 5. 111 NLFM VV ???? 合成彎矩 3 4 3 7 4 9 3 9 9 0 7 0 2 2222 NMMM VH ????? (5) 畫(huà)轉(zhuǎn)矩圖（圖 42b） 圖42b (6)進(jìn)行強(qiáng)度校核 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩及扭矩的截面的強(qiáng)度。 2. 選擇 軸的材料 軸的材料選 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 7. 按疲勞強(qiáng)度的安全系數(shù)校核計(jì)算 (1) 判斷危險(xiǎn)截面 危險(xiǎn)截 面的位置應(yīng)是彎矩和轉(zhuǎn)矩較大及截面面積較小且應(yīng)力集中較嚴(yán)重處。根據(jù)表 83，取 0 110A? 。 按表 1219 中的接觸強(qiáng)度校核公式： 1tH A v E H H PaF u K K K K Z Z Zb d u ? ? ????? ? ? ? ? 式中 KNSd KTF a ca 3t ??? ???? ? )4,. ?????? SKmKNi TT cbax x?（ 27 314cazu z? ? ? 取 1AK? VK 根據(jù) smwwd xaax / )( )(u1 ??????? 11 ? 及 7 級(jí)精度，查圖 1215 得 ? K? 根據(jù) 1/ 1 6 3 / 3 2 4 0 .5bd ??，查圖 1216a 得 ? ? K? 按 7 級(jí)精度查表 1221 得 1K?? EZ 兩輪皆為鑄鋼，查