【正文】 查表 取 A=110 3m in 6 .3 31 1 0 3 0 .4300d ?? mm （ 3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 確定軸的結(jié)構(gòu)方案 左軸承從軸的有段裝入，靠軸肩定位。 機(jī)械驅(qū)動(dòng)裝置 機(jī)械驅(qū)動(dòng)是利用凸輪、齒輪、齒條、蝸桿，鏈條、鏈輪和杠桿等機(jī)構(gòu)來(lái)完成機(jī)械的各種動(dòng)作?？諝饩哂幸欢ǖ目蓧嚎s性。 6. 液壓缸主要零件的材料和技術(shù)要求 液壓缸主要零件如缸體、活塞、活塞桿、缸蓋的材料和技術(shù)要求如下： 1.） 缸體 材料： QT60002； 第 24 頁(yè) 主要表面粗糙度： 液壓缸內(nèi)圓柱表面粗糙度為 aR =； 技術(shù)要求：（ 1）內(nèi)徑用 H9 的配合；（ 2）內(nèi)徑圓度、圓柱度不大于直徑公差之半；（ 3）缸體與端蓋采用螺紋連接時(shí)，螺紋采用 H6 級(jí)精度；（ 4）為防止腐蝕和提高壽命，內(nèi)徑表面可以鍍 ～ mm 厚的硬鉻，再進(jìn)行拋光，缸體外涂耐腐蝕油漆。 液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下： 1 2 3 5 6487液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1— 活塞桿 ； 2— 法蘭蓋； 3— 缸蓋； 7— 密封圈； 5— 活塞； 6— 缸體； 8— 連接螺栓 第 22 頁(yè) 缸體端部與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關(guān)。一般設(shè)計(jì)可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。 設(shè)計(jì)的極 第 14 頁(yè) 限狀態(tài)如下圖所示。 臂部運(yùn)動(dòng)的目的：實(shí)現(xiàn)截割 頭 俯仰升降運(yùn)動(dòng)。 本設(shè)計(jì)采用圓盤（旋轉(zhuǎn)）式截割 頭 ，由截齒、圓盤和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三部分組成，它對(duì) U型礦車的具有較大的適應(yīng)性，驅(qū)動(dòng)裝置為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)源采用液壓系統(tǒng)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用 減速箱加 鏈條傳動(dòng)。 6） 液壓傳動(dòng)裝置出現(xiàn)故障時(shí)不易追查原因，不易迅速排除。 本設(shè)計(jì)中的礦車清車機(jī)，在實(shí)際生產(chǎn)中主要要求實(shí)現(xiàn)的任務(wù)是完成礦車底部粘結(jié)物的清理。 礦車清車機(jī)設(shè)計(jì)的目的 畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科教學(xué)的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是學(xué)完技術(shù)基礎(chǔ)課及有關(guān)專業(yè)課以后的一個(gè)專業(yè)課程內(nèi)容的綜合設(shè)計(jì)。每個(gè)截齒盤上裝有四個(gè)截齒。同時(shí)該機(jī)操作復(fù)雜、清車效果差，滿足不了煤礦實(shí)際生產(chǎn)的需要。其縱向行走部分是一個(gè)裝有四個(gè)小輪的小車，能沿軌道前進(jìn)或后退。這種方法具有無(wú)噪聲、無(wú)粉塵、不損壞礦車等優(yōu)點(diǎn)。用人工清理，勞動(dòng)強(qiáng)度大，清車速度慢，且不符合《煤礦安全生產(chǎn)規(guī)定》；采用機(jī)械清理，不僅可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度而且清車效果好，效率高 ；高壓水射流清理由于耗水量大，在推廣上受到限制。盡管如此，在完善和創(chuàng)新兩方面仍然取得了不少可喜的成果。 高壓水射流清理：高壓水經(jīng)噴嘴噴出后形成具有一定動(dòng)能的高壓水射流，當(dāng)作用于礦車粘結(jié)物時(shí)，將對(duì)其進(jìn)行切割和沖刷作用，使有一定粘結(jié)力的非固結(jié)性粘結(jié)物迅速脫落，同時(shí)高壓水射流沖人粘結(jié)物的縫隙和孔洞后，則產(chǎn)生高壓水楔作用，使粘結(jié)物的縫隙和孔洞不斷擴(kuò)展斷裂，而破碎脫落。 機(jī)械圓盤截齒式礦車清掃機(jī) 1電動(dòng)機(jī) 2減速器 3小鏈輪 4鏈輪大軸 5截盤軸 6圓截盤 7前輪軸 8大齒輪 9雙向摩擦離合器 10小齒輪 11大齒輪 12單向摩擦離合器 13錐齒輪 14下踏板 15離合器手把 16底輪傳動(dòng)軸 17錐齒輪組 18換向手把 19升降架 20升 降手輪 21 司機(jī)座椅 22上車架 23底架 五、液壓清車機(jī) 液壓傳動(dòng)與機(jī)械、電氣、氣壓傳動(dòng)相比，其主要優(yōu)點(diǎn)是容易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，調(diào)速范圍大，單位重量的輸出功率大，結(jié)構(gòu)緊湊，慣性小，能傳遞大扭矩和較大的推力，控制和調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單、方便、省力，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和過(guò)載保護(hù)。在零部件的設(shè)計(jì)選型中，在不影響總體設(shè)計(jì)的情況下，盡量采用了煤礦常用標(biāo)準(zhǔn)零部件。采用電位控制或機(jī)械擋塊定位時(shí)，有較高的重復(fù)定位精度。通過(guò)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的機(jī)械整機(jī)設(shè)計(jì)的能力，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，掌 握機(jī)電一體化機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本方法和步驟 ,為自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。因此，在本次設(shè)計(jì)如此定位的情況下，選擇了液壓傳動(dòng)方式。 4） 各連接處的螺栓、螺釘或銷釘連接要嚴(yán)格按 照連接強(qiáng)度要求。 應(yīng)考慮通用性和特性要求 一般情況下，截割 頭 多是專用的，為了擴(kuò)大它的使用范圍，提高它的通用化程度，以適應(yīng)截割不同硬度 的粘結(jié)物需要，故采取截齒可調(diào)整地辦法，如更換截齒。 第 13 頁(yè) 截割臂的基本要求 臂部設(shè)計(jì)首先要實(shí)現(xiàn)所需要的運(yùn)動(dòng)，為此，須滿足臂部應(yīng)承載能力大、剛度好、自重輕 的要求。 仰俯 液壓缸的設(shè)計(jì) 液壓缸工作壓力及主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算 液壓缸工作壓力主要根據(jù)液壓設(shè)備的類型來(lái)確定的，對(duì)于不同用途的液壓缸，由于工作條件不同，通常采用的壓力范圍也不同。 1D — 液壓缸缸體的外徑； D— 液壓缸缸體的內(nèi)徑； 將各已知數(shù)據(jù)代入上式 ()，得： 22295 )8095( ?? = MPa ﹥ np = MPa 第 19 頁(yè) 計(jì)算知：額定工作壓力 np 遠(yuǎn)小于一定的極限值。其特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、在振動(dòng)的工作條件下容易松動(dòng)，必須用鎖緊裝置、應(yīng)用較多。 液壓驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn) 輸出力大體積小?？諝饨橘|(zhì)清潔不易堵塞，不腐蝕管路，因粘性小，管路損失小，可作遠(yuǎn)距離輸送，可建立空壓站集中供應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的 液壓設(shè)備及氣動(dòng)設(shè)備作動(dòng)力源，使用維修方便。 馬達(dá) 的選 型 馬達(dá)的相關(guān)計(jì)算 1） 設(shè)定礦車 清車機(jī) 截割部的額定 功率： ?wP kW 2）清車機(jī)滾筒截割速度： v=由 60DnV ?? ， 得 ??? ???? DVn r/min 取轉(zhuǎn)速 n= 100 r/min 3）傳動(dòng)裝置總效率： ① 選取 齒輪傳動(dòng)效率： ?齒? 圓錐滾子軸承效率： ?錐承? 深溝球軸承效率： ?深承? 滾子鏈傳動(dòng)效率： ?鏈? 聯(lián)軸器傳動(dòng) 效率： ?花? 馬達(dá)效率： ?馬? ② 總效率： 齒聯(lián)馬深承鏈錐承 ??????? ?????? 26a .9 82 ???? = 4）清車機(jī)輸出功率： 第 28 頁(yè) 5 .5 7 .1 80 .7 6 6wdaPP k W?? ? ? 驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的選型 設(shè)計(jì) 輸出 功率 滾筒截割速度 v=(即 n=) 綜合考慮選取馬達(dá)型號(hào)： MMFB45 MMFB45 型 定 量 直列柱塞 液壓馬達(dá)技術(shù)參數(shù)如下 MMFB45 型 定 量 直列柱塞 液壓馬達(dá)技術(shù)參數(shù)型號(hào) : 排量 /L查 GB/T276— 94，選取6209 型軸承 45d mm? ，其寬度是 19mm軸承潤(rùn)滑方式采用油潤(rùn)滑，齒輪和箱體之間的距離 ? 取 16mm，取軸承距內(nèi)壁的距離為 13mm，則 l 48mm? 4 段 50d mm? ，為使套筒能壓緊齒輪，這段軸的長(zhǎng)度比尺寬短，取l 75mm? 5 段 這段主要是用來(lái)給齒輪定位的，取 55d mm? ， l 25mm? 6 段 這段主要用來(lái)安裝左軸承， 45d mm? ， l 21mm? （ 4）繪制軸的彎矩圖和扭矩圖 齒輪軸受力如下圖所示， （ a）求軸承反力： H水平面內(nèi) 21 447 / 2 223 R N? ? ? V豎直面內(nèi) 12= 476 / 2 238 R N?? （ b）求彎矩 水平面內(nèi)彎矩 的計(jì)算 223 74 165 .68HM N m? ? ? 垂直面內(nèi)彎矩 的計(jì)算 238 74 176 .3VM Nm? ? ? 彎扭組合計(jì)算 則 22 242HVM M M Nm? ? ? 查手冊(cè) 由 2735 /b N mm? ? 得 ? ? 21 26 0 /b N m m? ? ? ， ? ? 21 72 /b N m m? ? ? ， ? ? 20 12 6 /b N m m? ? 折算系數(shù) ? ?? ?1073 0 .5 8124bb?? ??? ? ? 第 36 頁(yè) 取 ?? 當(dāng)量彎矩 22()eM M T??? 2 2 2 2( ) 2 4 2 ( 0 .6 2 0 1 .5 ) 2 7 0 .5caM M T Nm Nm?? ? ? ? ? ? ? （ 5）驗(yàn)算危險(xiǎn)截面強(qiáng)度 由上圖知齒寬中點(diǎn)處受的彎矩最大，則 第 37 頁(yè) 3 2ca32 7 0 . 5 1 0 / m m = 2 1 . 6 / m m0 . 1 5 0ca M NNW? ??? ? 滿足強(qiáng)度要求 （二）減速箱輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）計(jì)算作用在齒輪上的作用力 轉(zhuǎn)矩 6 .1 49 5 5 0 = 5 8 6 .8300T N m?? 輸出軸上大齒輪分度圓直徑 270d mm? 圓周力 tF = 312 / 2 58 10 / 27 0 43 46 .7mT d N? ? ? ? 徑向力 0ta n 43 46 .7 ta n 20 15 82rtF 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。分度圓直徑 1d 為： 3 221122 11 ( )[]1dm HEdm HK T Z Zud uu ???? ?? ? ? ??????? 齒寬系數(shù) dm? 查手冊(cè) 取 dm? = 小齒輪齒數(shù) 1Z 取 1Z =30 大齒輪 齒數(shù) 取 90Z2? 小輪轉(zhuǎn)矩 NmT 1 ??? 載荷系數(shù) AVKKKKK ??? AK —— 使用系數(shù)。與液（氣）壓傳動(dòng)比較，效率高，易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離和自動(dòng)控制。采用液壓傳動(dòng)，右以實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平衡，定位精度比氣動(dòng)高，自我潤(rùn)滑性能好，壽命長(zhǎng) ，易實(shí)現(xiàn)三化。 第 23 頁(yè) O 型密封圈截面簡(jiǎn)圖 5. 液壓缸的安裝連結(jié)結(jié)構(gòu) 液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)包括液壓缸的安裝結(jié)構(gòu)、液壓缸進(jìn)出油口的連接等。 活塞 的行程 L 等于活塞桿的行程為： 320 mm； 缸蓋滑動(dòng)支承面的長(zhǎng)度 l ：設(shè)計(jì)取 l =60 mm； 第 21 頁(yè) 活塞的寬度 B =48 mm。F ： 221139。 經(jīng)計(jì)算，礦車清車機(jī)仰俯總行程為 26? ，其中向上最大仰角度為 1? ＝13? ，向下最大俯角度為 2? ＝ 13? 。本設(shè)計(jì)選用圓盤式，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)加工方便，實(shí)現(xiàn)動(dòng)作方便的優(yōu)點(diǎn)。盡管機(jī)電一體化的產(chǎn)品名 目繁多，并由于它們的 第 10 頁(yè) 功能不同而有不同的型式和復(fù)雜程度，但做功的機(jī)械本體部分（包括動(dòng)力部分）和微電子控制部分（包括信息處理）是其基本的、必不可少的要素。 當(dāng)然，相比其他傳動(dòng)方式，液壓傳動(dòng)由于其工作方式的特殊性，也存在一些缺點(diǎn)： 1） 液體為工作介質(zhì)，易泄漏，油液可壓縮，故不能用于傳動(dòng)比要求很高的場(chǎng)合。要留有合理的空間，以便各種控制線路或是液壓油路的鋪設(shè)； 3） 設(shè)計(jì)出的整機(jī)礦車清車機(jī)在最大負(fù)載情況下要能夠符合強(qiáng)度要求。 與原機(jī)械式礦車清車機(jī)的比較 與機(jī)械式礦車清掃機(jī)相比較液壓礦車清車機(jī)主要改進(jìn)了以下部位 : 由摩擦離合器控制行走部改為液壓控制，控制系統(tǒng)采用液壓系統(tǒng)代替， 安裝了多路液 壓換向控制閥，分別控制清車機(jī)前后、左右行走及割盤升降。 橫向行走機(jī)構(gòu)：由下車體、橫向行走輪軸、橫向行走油 液壓 缸等組成。這幾種清車機(jī)的共同特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、操作輕便靈活，拆裝維修方便 第 4 頁(yè) 等。清掃器有金屬刷式、盤式、滾筒式、螺旋割刀式等幾種。 煤炭部門所最多采用的電動(dòng)低頻振動(dòng)清車機(jī)雖有不少優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)也較多。 第 1 頁(yè) 1 緒論 礦車在煤礦井下運(yùn)輸中占有十分重要的地位，煤矸粘結(jié)礦車車底，是煤礦生產(chǎn)運(yùn)