【正文】 2）計(jì)算危險(xiǎn)截面應(yīng)力： 截面右側(cè)彎矩 M=3082497*（ ） /= 截面上的扭矩 T= 抗彎截面系數(shù)為 :W= =100000mm3 孫鷺：可互換截割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 46 抗扭截面系數(shù)為 WT= =20xx00mm3 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=3）確定影響系數(shù) : 軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由 ]4[ 表（ 41）查得 ? B=600N/mm2, ? 1=275mm2, ? 1=140mm2 軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù) K? ,K? ， 根據(jù) r/d=5/100= D/d=110/100= 由 ]4[ 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 ]4[ 圖（ 418）得 ? ? =, ?? = 表面質(zhì)量系數(shù)，根據(jù) B? =600N/mm2 和 表面加工方法為精車，查 ]4[ 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* 2 751 ??? ? maK ??? ? ???= S** 14 01 ???? ? maK ??? ? ???= S2222 * ???????? ?SS SSc = 由 ]4[ 表（ 44）的許用安全系數(shù) [S]值，可知該軸安全 。 (1)初步估算軸伸直徑 按 ]4[ 式（ 42）初估軸最小直徑，查 ]4[ 表 42取 A=110 P= n2=1470r/min 可得： dmin=A3 nP =1103 1470/ = 取 d=55mm （ 314） (2)軸的結(jié)構(gòu) 圖 42 (3)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 1)輸出軸轉(zhuǎn)矩 T=771800Nmm 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 下圖中從左到右的長(zhǎng)度尺寸 L1=76mm L2= 2)求作用在錐齒輪上的力 小輪直徑 ?1md , 所以 Ft1=2T1/dm1=2*771800/=15791N Fr1= Ft1 1costan ?? ==5342N Fa1= Ft1 1sintan ?? ==2120N 3)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)力矩平衡求得： RV1 =2248N RV2 =7379N RH1 =9530N RH2 =23289N 4)作垂直面內(nèi)的彎矩圖和水平面內(nèi)的彎矩圖 孫鷺：可互換截割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 圖 43 5)求合成彎矩，作合成彎矩圖 M 合 = 22 VH MM ? ,其中各截面處的數(shù)值都標(biāo)在圖上 6)作轉(zhuǎn)矩圖 ?? T= 771800 T? = 7)求當(dāng)量彎矩 ，作當(dāng)量彎矩圖 M?c = 22 )( TM ?? （ 315） 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 圖 44 (4)校核軸的強(qiáng)度 1)校核軸的強(qiáng)度：軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 基圓直徑 ??? tb dd ?cos33 92*= ??? tb dd ?co s44 368*= 齒頂圓壓力角 ???98 r c c o sa r c c o s 333 abat dd?176。 =176。10 3/147= Ⅵ軸 （ 減速器低速軸 ）： P6=P5179。 34? =P3179。 12? =P0 179。 179。且/21 ?? ? )1(202 ??? Km ?? { 同一螺旋線上的截齒個(gè)數(shù)； 0m 在某直徑上的螺旋頭數(shù)； ?K 螺 旋線圍包角的過(guò)渡段系數(shù)，可取 0≤ ?K ≤ 3.} 同一圓周上的截齒圓心角 3? 也應(yīng)相等，并有 3?02m?? （ 2） 截割參數(shù)確定 1)截割深度和截割厚度 截割頭自下而上地截割工作面，沿工作面前進(jìn)方向量取的 e 的值為截割深度。左截割頭的排列為右旋，右截割頭的排列為左旋。實(shí)驗(yàn)表明截割角在 45176。 得 h39。 .由 ]5[ 表 76 選用 JG25/108 型鎬齒。這種方式成本相對(duì)較低 ，互換難度較小，但互換時(shí)需要考慮懸臂的長(zhǎng)度配合。掘進(jìn)機(jī)械的設(shè) 計(jì)和創(chuàng)新將始終貫穿著過(guò)去、現(xiàn)在以及未來(lái)的發(fā)展。 橫軸式掘進(jìn)機(jī)的特點(diǎn)： 橫軸式截割頭分滾筒形、圓盤(pán)形、拋物線形和半球形幾種。我們以 EBJ— 120（ SⅠ）型掘進(jìn)機(jī)為基礎(chǔ)進(jìn)行截割部分的互換。 EBJ— 120（ SⅠ）型掘進(jìn)機(jī)是 懸臂式 縱軸 掘進(jìn)機(jī)，考慮到縱軸式和橫軸式各具特點(diǎn)和好處，我們將縱軸式改換成橫軸式，以便在不同的環(huán)境下不同的要求下使用不同形式的截割機(jī)構(gòu)，來(lái)實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)械的多樣化、簡(jiǎn)便化、功能化。這種掘進(jìn)機(jī)截齒的截割方向比較合理，破落煤巖較省力，排屑較方便 ，但在切進(jìn)工作面時(shí)必須左右移動(dòng)，所以不如縱軸式工作機(jī)構(gòu)使用方便 。 綜上，選用第二種互換方式。其尺寸參數(shù)為：齒全長(zhǎng) L為 108mm， L1 為 60mm，齒錐角 ? 為 26176。 =S/2=25mm ③相鄰鎬齒間的最佳間距 由 ]8[ 式 413 知： s/d=tg? 所以 s=dtg? =25*tg30176。 55176。這樣，在工作時(shí)割落的煤巖拋向兩個(gè)截割頭的中間，改善了截割時(shí)的受力情況和裝載效果。 e 的最大值可取為截割頭的最大直徑 2rmax 。 179。 齒? 179。 聯(lián)? 179。 45? =P5179。 模數(shù) ??? 611zdm 取模數(shù) m=5 ㎜ 分度圓直徑 11523511 ???? mzd 29058522 ???? mzd 齒寬中點(diǎn)分度圓直徑 ??????? )(115)(11 Rm dd ? ??????? )(2 9 0)(22 Rm dd ? 孫鷺：可互換截割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 外錐距 ???? 6 4 in2/1 1 5s in2/ 11 ?dR 中錐距 ??????? )( 5 5)( Rm RR ? 齒寬 ????? R? mm 取 b=47mm 齒頂高 ?????? )01(5)1( 11 xmh a 5mm ?2ah 5mm 齒根高 mmxmh f )( 11 ????? mmhf 62 頂圓直徑 ???????? 6 4 o s521 1 5c o s2 1111 ?aa hdd ???????? 3 5 o s522 9 0c o s2 2222 ?aa hdd 齒根角 ??? 611 a rct gRha rct g ff?176。 ??? 374 r c c o sa r c c o s 444 abat dd? 176。 由 ]4[ 教材表（ 41）查 2/650 mmNB ?? ，則 ?][? ～ B? ， 即 58～ 65N/mm2 ,取][? =60N/mm2。 ? 減 速 箱 軸 Ⅵ 的設(shè)計(jì) 選擇軸的材料 :選取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 軸的計(jì)算應(yīng)力為： ??c = WMc? = 610? /*1331000=?2 ][? 該軸安全 . (5)精確校核軸的疲勞強(qiáng)度： 1）判 斷危險(xiǎn)截面：齒輪左端軸肩處應(yīng)力 集中。 ? 軸的設(shè)計(jì) ? 減 速箱軸Ⅰ的設(shè)計(jì) 選擇軸的材料 :選取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 5）計(jì)算主要幾何尺寸 分度圓直徑 ?? ?co s/33 zmd n 3*30/=92mm ?? ?co s/44 zmd n 3*120/=368mm 齒頂圓直徑 ??? aa hdd 233 92+2*3=98mm ??? aa hdd 244 368+2*3=374mm 端面壓力角 ??? o s 20c o s tga rc tgtga rc tg nt ???176。 176。 179。10 3/147= Ⅳ 軸（減速器中間軸 3）： P4=P3179。10 3 /1470= Ⅱ 軸（減速器中間軸 1）： P2 =P1 179。 η 聯(lián) 3 =179。 同一直徑上每個(gè)截齒向側(cè)向擺動(dòng)的距離bi Vnm060??? 孫鷺：可互換截割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 在螺旋線上個(gè)相鄰截齒所夾圓心角 1? 應(yīng)相等，每條螺旋線上的圍包角 2? 也應(yīng)相等。截割頭由合金鋼板組焊后加工而成，齒座由 兩種 金屬用特種工藝 制成，每個(gè)截割頭有個(gè)鎬形截齒，其截齒的尾部用兩個(gè)軸用彈簧漲圈固定在齒座中，可以自由旋轉(zhuǎn)，自行刃磨。截割角是截齒軸線與齒尖運(yùn)動(dòng)軌 跡的切線之間的夾角。 表 31 橫切割頭截 割參數(shù)與礦物特性關(guān)系 Table 31 the relation of transverse cutting head ‘s cutting parameters and mineral characteristics 礦物特性 超硬材料 硬材料 中硬材料 軟材料 單向抗壓強(qiáng)度 /Mpa ＞ 80 6080 3060 ＜ 30 牽引速度 /（ m/s） 0． 20． 4 0． 30． 4 0． 350． 6 0． 65 截線距 /mm 4050 5060 60100 70120 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 由 ]7[ 式 =2h39。柱狀硬質(zhì)合金尖端錐角為 60176。 截割減速器與電動(dòng)機(jī)相連處互換 這種方式是不改變電動(dòng)機(jī)，將減速器及截割頭換下，換上其它型號(hào)的減速器及相應(yīng)的截割頭。高性能的掘進(jìn)機(jī)械將對(duì)能源的利用具有重要作用。缺點(diǎn)是由于縱軸式截割頭在橫向擺動(dòng)截割時(shí)的反作用力不通過(guò)機(jī)器 中心，與懸臂形成的力矩使掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，故穩(wěn)定性較差。也就是實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用的效果 。 孫鷺：可互換截割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 ?1 緒論 ? 掘進(jìn)機(jī)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀 ? 國(guó)外掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展 現(xiàn)狀 經(jīng)過(guò) 半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，目前，國(guó)外掘進(jìn)機(jī)主要生產(chǎn)國(guó)有英、德、俄羅斯、奧地利、日本等，所生產(chǎn)的掘進(jìn)機(jī)以被廣泛用于硬度 f 低于 8半煤巖的采準(zhǔn)巷道掘進(jìn)，并擴(kuò)大到巖巷。 這種截割頭的優(yōu)點(diǎn)是 截深較小，截割與裝載情況較好。 2 可互換性 將 EBJ120（ S1）型掘進(jìn)機(jī)的縱軸式截割部分互換成橫軸式截割部分。直徑為 25mm。 = s 為兩相鄰截齒的中心距； d 為直徑； ? 為斷面傾斜著經(jīng)過(guò)一 ? 時(shí)的計(jì)算值。之間時(shí)截割阻力最小。 （ 1） 截割頭工況參數(shù)的 選擇 ： ① 截割阻力 由 ]8[ 表 16 如下： 表 32 煤的分級(jí) Table 32 coal graduation 種類 A（ N/mm） f 軟煤 ＜ 150 ＜ 中硬煤 150300 堅(jiān)硬煤 ＞ 300 ＞ 選取 A=180N/mm 由上知： h=250mm 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 由 ]8[ 式 113 hZA? AhZ? =180*250=45000N （ 21） ② 截割速度： 1）橫切速度 它是指懸臂回轉(zhuǎn)時(shí)，截 割頭的橫向擺動(dòng)速度，其大小決定著截齒的壽命和截割頭的截割性能。 a 表示截割厚度，是在沿工作面鉛垂面內(nèi)量取的，其最大值 應(yīng)小于 2rmax 。 179。 承? =179。 承? =179。 齒? 179。 ??? 5 5622 a rct gRha rct g ff?176。 端面重合度 )](120)(30[2 1)]()([2 1 4433tgtgtgtgtgtgztgtgz tattata??????????????? = 齒寬 ??? ab a? *230= 取 b=105mm 齒寬系數(shù) ??3dbd? 105/92= 孫鷺：可互換截割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 22 縱向重合度 ????? 3 in92s in ?? ?? ? nmb 當(dāng)量齒數(shù) ?? ?333 cos/zzv 30/= ?? ?344 cos/zzv 120/= 基圓柱螺旋角 ????? )92 ()( 33 tgar c tgtgddar c tg bb ??176。 直徑 d=70mm 軸的計(jì)算應(yīng)力為： ??c = WMc? = 610? /*343000=?2 ][? （ 316） 該軸安全 . (5)精確校核軸的疲勞強(qiáng)度： 1）判斷危險(xiǎn)截面：錐齒輪 右 端軸肩處，該處應(yīng)力 集中最嚴(yán)重 。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 47 (1)初步估算軸伸直徑 按 ]4[ 式（ 42）初估軸最小直徑，查 ]4[ 表 42 A=110 P= n2= r/min 可得： dmin=A3 nP =1103 (2)軸的