【文章內(nèi)容簡介】 等強度。4．使各級傳動中的大齒輪進入油中的深度大致相等，從而使?jié)櫥容^方便。由于采煤機在工作過程中常有過載和沖擊載荷，維修比較困難，空間限制又比較嚴格，故對行星齒輪減速裝置提出了很高要求。因此，這里先確定行星減速機構(gòu)的傳動比。本次設(shè)計采用 NWG 型行星減速裝置，其原理如圖 2 所示： 該行星齒輪傳動機構(gòu)主要由太陽輪 a、內(nèi)齒圈 b、行星輪 g、行星架 x 等組成。傳動時，內(nèi)齒圈 b 固定不動，太陽輪 a 為主動輪，行星架 x 上的行星輪 g—面繞自身的軸線 ox—ox 轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動行星架 x 回轉(zhuǎn)，實現(xiàn)減速。運轉(zhuǎn)中，軸線 ox—ox 是轉(zhuǎn)動的。這種型號的行星減速裝置，效率高、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、傳動功率范圍大，可用于各種工作條件。因此，它用在采煤機截割部最后一級減速是合適的，該型號行星傳動減速機構(gòu)的使用效率為 ～,傳動比一般為 ～。如圖2－7 所示，當(dāng)內(nèi)齒圈 b 固定，以太陽輪 a 為主動件，行星架 g 為從動件時，傳動比的推薦值為 ～9。查閱文獻[4],采煤機截割部行星減速機構(gòu)的傳動比一般為 4～6。這里定行星減速機構(gòu)傳動比 ?bagi則其他三級減速機構(gòu)總傳動比 247。 247。=x行 星 架 圖 NWG行 星 機 構(gòu) 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁由于采煤機機身高度受到嚴格限制，每級傳動比一般為 根據(jù)前述多級減數(shù)。4~3?ji齒輪的傳動比分配原則和搖臂的具體結(jié)構(gòu)，初定各級傳動比為： ,?i ,?i ?i以此計算，四級減速傳動比的總誤差為： 1．562．295．747）247。36．75＝0．2‰.536(??在誤差允許范圍 5﹪內(nèi)，合適。3 傳動系統(tǒng)的設(shè)計 截 割 部 傳 動 系 統(tǒng) 圖圖 3 截割部傳動系統(tǒng)圖 各級傳動轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩的確定各軸轉(zhuǎn)速計算： 從電動機出來，各軸依次命名為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ軸。Ⅰ軸 min1470?n/rⅢ軸 min/Ⅳ軸 ?i＝ i/rⅥ軸 89./435636n＝各軸功率計算：Ⅰ軸 =297031??η＝ PkW 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁Ⅱ軸 =??ηη＝ P2kWⅢ軸 =＝Ⅳ軸 =??ηηη＝ kⅤ軸 =?ηηη＝ PⅥ軸 =?ηη＝ kWⅦ軸 =＝Ⅷ軸 =???ηηη＝ P k各軸扭矩計算:Ⅰ軸 9511nTmN??Ⅲ軸 033?P?.Ⅳ軸 9544nTmN??Ⅶ軸 077?P?Ⅷ軸 9588nT mN??將上述計算結(jié)果列入下表,供以后設(shè)計計算使用運動和動力參數(shù)編號 功率/kW 轉(zhuǎn)速n/(rmin )1?轉(zhuǎn)矩T/(Nm)傳動比Ⅰ軸 297 1470 Ⅲ軸 Ⅳ軸 Ⅶ軸 Ⅷ軸 齒輪設(shè)計及強度效核這里主要是根據(jù)查閱的相關(guān)書籍和資料，借鑒以往采煤機截割部傳動系統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)驗初步確定各級傳動中齒輪的齒數(shù)、轉(zhuǎn)速、傳動的功率、轉(zhuǎn)矩以及各級傳動的效率，進而對各級齒輪模數(shù)進行初步確定，具體計算過程級計算結(jié)果如下：統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)驗初步確 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁定各級傳動中齒輪的齒數(shù)、轉(zhuǎn)速、傳動的功率、轉(zhuǎn)矩以及各級傳動的效率，進而對各級齒輪模數(shù)進行初步確定，截割部齒輪的設(shè)計及強度效核，具體計算過程及計算結(jié)果如下：齒輪 1 惰輪 2 的設(shè)計及強度校核。計算過程及說明 計算結(jié)果 1)選擇齒輪材料查文獻 1 表 817 齒輪選用 20CrMnTi 滲碳淬火2)按齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算確定齒輪傳動精度等級，按估取圓周速度 ，參311/)02.~.(npvt? smvt/12?考文獻 1 表 8－14，表 8－15 選取小輪分度圓直徑 ，由式（8－64）得1d3 211 )][(2HEdZukT???????齒寬系數(shù) 查文獻 1 表 8－23 按齒輪相對軸承為非對稱布置，取 ＝0．6d小輪齒數(shù) 1Z惰輪齒數(shù) ＝19= 取 3722齒數(shù)比 =?Z傳動比誤差 ％ 誤差在 .??%3?小輪轉(zhuǎn)矩 mNT??98201載荷系數(shù) 由式 得K??KVA???使用系數(shù) A動載荷系數(shù) 查圖 得初值VVt齒向載荷分布系數(shù) ?K齒間載荷分配系數(shù) 由式 8－55 及 得?0??HRC 56~62smvt/12?公差組 6 級＝0 ．6d?=191Z＝372＝合適＝1．75A＝1．11Vt＝? 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁???? cos)]/1([2Z??? ＝[－(1/19+1/34)]=查表 8－21 并插值 ＝1?K 則載荷系數(shù) 的初值 K?t .?? 彈性系數(shù) 查表 ＝ 2/mN節(jié)點影響系數(shù) 查圖 8－64H 0,021??x?重合度系數(shù) ?4????許用接觸應(yīng)力 由式 得??68＝??H?HLimS/??接觸疲勞極限應(yīng)力 21lim/450N?? 查圖 8－692liH應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由式 得??708??101 ?????hjLnN 則 查圖 得接觸強度得壽命系數(shù) ??NZ硬化系數(shù) 查圖 8－71 及說明 ?Z接觸強度安全系數(shù) 查表 8－27，按可靠度查HS ~5?HLimS.??? 22 /??故 的設(shè)計初值 為1dtd＝1?K?t＝＝＝?Z 21/450mNHLim??2i 1017.???N＝1?6.?HS8?m＝152mmtd1sv/7. 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁=21 ??????????td齒輪模數(shù) 取 m=8 查表 8－34/1/?Zmt小齒分度圓直徑的參數(shù)圓整值 ＝ td1mZ?圓周速度 v snt /???與估取 很相近，對 取值影響不大，不必修正sm/2VKVK＝， ?t小輪分度圓直徑 td1惰輪分度圓直徑 mZ968372??中心距 a????241???m齒寬 取 ?b惰輪齒寬 92b小輪齒寬 取 91??齒根彎曲疲勞強度效荷計算??3由式 68???FSFFYmbdKT????????12齒形系數(shù) 查圖 小輪?Y1 大輪 2?FY應(yīng)力修正系數(shù) 查圖 8－68 小輪?S 1S大輪 2?重合度系數(shù) ,由式 8－67?./7502./. ???????許用彎曲應(yīng)力 由式 ??F???FxNFLimSY/??1.?VK＝152mmtd1m296?4a2b105＝ ?FY＝ =?S=??Y21/850mNFLim???＝ ＝2 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 齒輪 1 和惰輪 2 的設(shè)計及強度效核彎曲疲勞極限 查圖 ?彎曲壽命系數(shù) 查圖 尺寸系數(shù) 查圖 安全系數(shù) 查表 則?? 21121 /????????. F?? ??? 22 /. FF ??4. 齒輪幾何尺寸計算 分度圓直徑 d81??mZ 372 齒頂高 ahha* 齒根高 f ???????mcf 齒頂圓直徑 ad21aad 96h 齒根圓直徑 f 1051???ff 22ffd 基圓直徑 bd?coscos1?b ???0962 齒距 ? 齒厚 ss1/ 中心距 取整a4? ??21/??2621/??d16ha8?f0mda6132???a24 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 齒輪 4 和齒輪 5 設(shè)計及強度效核： 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁1)選擇齒輪材料查文獻 1《機械設(shè)計手冊》表 817 齒輪 4 選用 20CrMnTi 滲碳淬火 齒輪 5 選用 45 鋼調(diào)質(zhì)2)按齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算確定齒輪傳動精度等級，按 估3/)02.~1.(npvt?取圓周速度 ，參考文獻 1 表 ，精度等級 7 級。smvt/9?表 選取小輪分度圓直徑 ，由式（8－64）得1d3 211 )][(2HEdZukT???????齒寬系數(shù) 查文獻 1 表 按齒輪相對軸承為非對稱布置，取 ＝0 ．6d小輪齒數(shù) 4Z大輪齒數(shù) ＝ 圓整取55 ????Zi齒數(shù)比 ＝u//傳動比誤差 誤差在 范圍內(nèi)03./?%5?小輪轉(zhuǎn)矩 mNT??174載荷系數(shù) 由式（8－54）得K??KKVA???使用系數(shù) 查表 8－20A動載荷系數(shù) 查圖 8－ 57 得初值VVt齒向載荷分布系數(shù) 查圖 8－60 ?K齒向載荷分配系數(shù) 由式 8－55 及 得?0????? cos)]/1/([54Z??? ＝[－(1/23+1/36)]=查表 并插值 ＝?K 則載荷系數(shù) 的初值 ??t 彈性系數(shù) 查表 HRC 56～62HBS 245～275smvt/9?公差組 7 級＝0 ．6d?=234Z＝415＝合適＝＝＝?K＝??t 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 ＝ 節(jié)點影響系數(shù) 查圖 8－64HZ0,021??x?重合度系數(shù) 查圖 ?????許用接觸應(yīng)力 由式 得698?＝??H?HLimSZ/??接觸疲勞極限應(yīng)力 查圖 8－6954Limi?、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由式 得??708? ??hnjLN 915 ?u則 查圖 得接觸強度得壽命系數(shù) 121?NZ硬化系數(shù) 查圖 及說明 ?Z接觸強度安全系數(shù) 按高可靠度查 取HS6.~?HS?? 22 /???故 的設(shè)計初值 24 ????????????t齒輪模數(shù) 取mZdmt 3//4??小齒分度圓直徑的參數(shù)圓整值 ＝td493??Z圓周速度 v 60/?nt?與估取 很相近，對 取值影響不大，不必修正smt/9?VK＝， VtK5.?t小輪分度圓直徑 td4＝＝＝?24/170mNHLim??58i9410.??521NZ＝1?6.?HS＝190mmtd49?mt2074sv/.? 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁惰輪分度圓直徑 369415???mZd中心距 a????2824?齒寬 ????td?惰輪齒寬 55b小輪齒寬 ??~4?齒根彎曲疲勞強度效荷計算??3由式 68???FSFFYmbdKT????????42齒形系數(shù) 查圖 小輪?Y4 大輪 5?FY應(yīng)力修正系數(shù) 查圖 小輪?S 4S大輪 5?重合度系數(shù) ,由式 ???????許用彎曲應(yīng)力 由式 8－71 ??F???FxNFLimSY/???彎曲疲勞極限 查圖 彎曲壽命系數(shù) 查圖 尺寸系數(shù) 查圖 安全系數(shù) 查表 則 ?? 2/????XNFLimY?155Fi Smd3695?a28b15?m304＝ ?FY＝ =?S=??