【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 主要尺寸如圖 1 所示： 該電動(dòng)機(jī)輸出軸上帶有漸開(kāi)線花鍵，通過(guò)該花鍵電機(jī)將輸出的動(dòng)力傳遞給搖臂的齒輪減速機(jī)構(gòu)。 傳動(dòng)方案的確定 傳動(dòng)比的確定 滾筒上截齒的切線速度，稱為截割速度，它可由滾筒的轉(zhuǎn)速和直徑計(jì)算而的，為了減少滾筒截割產(chǎn)生的細(xì)煤和粉塵，增大塊煤率，滾筒的轉(zhuǎn)速出現(xiàn)低速化的趨勢(shì)。滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)滾筒截割和裝載過(guò)程影響都很大；但對(duì)粉塵生成和截齒使用壽命影響較大的是截割速度而不是滾筒轉(zhuǎn)速。 總傳動(dòng)比 總i 7536401470 ．＝＝＝ 滾總 nnI n —— 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min 滾n —— 滾筒轉(zhuǎn)速 r/min 傳動(dòng)比的分配 在進(jìn)行多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)時(shí)，傳動(dòng)比分配是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，能否合理分配傳動(dòng)比，將直接影響到傳動(dòng)系統(tǒng)的外闊尺寸、重量、結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑條件、成本及工作能力。多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比的確定有如下原則： 圖1 YBC3300 電動(dòng)機(jī)外形尺寸圖沉孔 深20 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 圖 2 NWG 行星機(jī)構(gòu) 1．各級(jí)傳 動(dòng)的傳動(dòng)比一般應(yīng)在常用值范圍內(nèi)，不應(yīng)超過(guò)所允許的最大值，以符合其傳動(dòng)形式的工作特點(diǎn)，使減速器獲得最小外形。 、結(jié)構(gòu)勻稱；各傳動(dòng)件彼此間不應(yīng)發(fā)生干涉碰撞；所有傳動(dòng)零件應(yīng)便于安裝。 3．使各級(jí)傳動(dòng)的承載能力接近相等，即要達(dá)到等強(qiáng)度。 4．使各級(jí)傳動(dòng)中的大齒輪進(jìn)入油中的深度大致相等，從而使?jié)櫥容^方便。 由于采煤機(jī)在工作過(guò)程中常有過(guò)載和沖擊載荷，維修比較困難，空間限制又比較嚴(yán)格，故對(duì)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(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比。 本次設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)構(gòu)主要由太陽(yáng)輪 a、內(nèi)齒圈 b、行星輪 g、行星架 x 等組成。傳動(dòng)時(shí)，內(nèi)齒圈 b 固定不動(dòng)，太陽(yáng)輪 a 為主動(dòng)輪，行星架 x 上的行星輪 g— 面繞自身的軸線ox— ox轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)行星架 x回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)減速。運(yùn)轉(zhuǎn)中，軸線 ox— ox 是轉(zhuǎn)動(dòng)的。 這種型號(hào)的行星減速裝置，效率高、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、傳動(dòng)功率范圍大，可用于各種工作條件。因此，它用在采煤機(jī)截割部最后一級(jí)減速是合適的，該型號(hào)行星傳動(dòng)減速機(jī)構(gòu)的使用效率為 ～ ,傳動(dòng)比一般為 ～ 。如圖 2－ 7所示 ，當(dāng)內(nèi)齒圈 b固定，以太陽(yáng)輪 a為主動(dòng)件，行星架 g為從動(dòng)件時(shí)，傳動(dòng)比的推薦值為 ～9。查閱文獻(xiàn) [4],采煤機(jī)截割部行星減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比一般為 4～ 6。這里定行星減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比 ?bagi 則其他三級(jí)減速機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比 總II? 247。 ?bagi 247。 = 由于采煤機(jī)機(jī)身高度受到嚴(yán)格限制 ，每級(jí)傳動(dòng)比一般為 。4~3?ji 根據(jù)前述多級(jí)減數(shù)齒輪的傳動(dòng)比分配原則和搖臂的具體結(jié)構(gòu)，初定各級(jí)傳動(dòng)比為： x行 星架 圖2 NWG行星機(jī) 構(gòu) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) , ?i , ?i ?i 以此計(jì)算，四級(jí)減速傳動(dòng)比的總誤差為： ( ??? 1． 56 2． 29 5． 747）247。 36． 75＝ 0． 2? 在誤差允許范圍 5﹪內(nèi)，合適。 3 傳動(dòng) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 截割部傳動(dòng)系統(tǒng)圖 圖 3 截割部傳動(dòng)系統(tǒng)圖 各級(jí)傳動(dòng)轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩的確定 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算： 從電動(dòng)機(jī)出來(lái)，各軸依次命名為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ軸。 Ⅰ軸 14701 ?n /r min Ⅲ軸 m in/?? Ⅳ軸 ??inn ＝ min/r Ⅵ軸 m in/ 2 ??＝ 各軸功率計(jì)算： Ⅰ軸 30031 ??η＝ PP =297kW Ⅱ軸 29721212 ??? ηη＝ PP = Ⅲ軸 8 81223 ??? ηη＝ PP = 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) Ⅳ軸 ???? ηηη＝ PP = Ⅴ軸 ???? ηηη＝ PP = Ⅵ軸 6 31256 ??? ηη＝ PP = Ⅶ軸 ???? ηηη＝ PP = Ⅷ軸 ???? ηηη＝ PP = 各軸扭矩計(jì)算 : Ⅰ軸 9 5 509 5 50111 ?? nPT mN ?? 9 2 91 4 7 0297 Ⅲ軸 95509550333 ?? nPT mN ?? Ⅳ軸 95 5095 50444 ?? nPT mN ?? Ⅶ軸 95 5095 50777 ?? nPT mN ?? 0 2 9 2 9 4 7 Ⅷ軸 95509550888 ?? nPT mN ?? 9 8 2 9 0 2 9 0 將上述計(jì)算結(jié)果列入下表 ,供以后設(shè)計(jì)計(jì)算使用 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 編號(hào) 功率 /kW 轉(zhuǎn)速n/(r min1? ) 轉(zhuǎn)矩 T/(N m) 傳動(dòng)比 Ⅰ軸 297 1470 Ⅲ軸 Ⅳ軸 Ⅶ軸 Ⅷ軸 齒輪設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核 這里主要是根據(jù)查閱的相關(guān)書(shū)籍和資料，借鑒以往采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)初步確定各級(jí)傳動(dòng)中齒輪的齒數(shù)、轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)的功率、轉(zhuǎn)矩以及各級(jí)傳動(dòng)的效率，進(jìn)而對(duì)各級(jí)齒輪模數(shù)進(jìn)行初步確定，具體計(jì)算過(guò)程級(jí)計(jì)算結(jié)果如下：統(tǒng)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)初步確定各級(jí)傳動(dòng)中齒輪的齒數(shù)、轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)的功率、轉(zhuǎn)矩以及各級(jí)傳動(dòng)的效率，進(jìn)而對(duì)各級(jí)齒輪模數(shù)進(jìn)行初步確定，截割部齒輪的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核，具體計(jì)算過(guò)程及計(jì)算結(jié)果如下： 齒輪 1 惰輪 2的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 計(jì)算過(guò)程及說(shuō)明 計(jì)算結(jié)果 1)選擇齒輪材料 查文獻(xiàn) 1表 817 齒輪選用 20CrMnTi 滲碳淬火 2)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)，按 3 111 /)0 2 ~0 1 ( npnv t ?估取圓周速度smvt /12?，參考文獻(xiàn) 1 表 8－ 14，表 8－ 15選取 小輪分度圓直徑 1d ，由式（ 8－ 64）得 3 211 )][(12HHEdZZZuukTd ?? ?????? 齒寬系數(shù) d? 查文獻(xiàn) 1表 8－ 23按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱布置，取 d? ＝ 0． 6 小輪齒數(shù) 1Z 惰輪齒數(shù) 2Z 2Z ＝ 19= 取 37 齒數(shù)比 u 193721 ?? ZZ= 傳動(dòng)比誤差 ????uu％ 誤差在 %3? 范圍內(nèi) 小輪轉(zhuǎn)矩mmNT ?? 95820xx 載荷系數(shù) K 由式 得 ?? KKKKK VA ???? 使用系數(shù) AK 動(dòng)載荷系數(shù) VK 查圖 得初值 VtK 齒向載荷分布系數(shù) ?K 齒間載荷分配系數(shù) ?K 由式 8－ 55及 0?? 得 ??? ?? c o s)]/1/1([ 21 ZZ ???? ＝ [－ (1/19+1/34)]= HRC 56~62 smvt /12? 公差組 6級(jí) d? ＝ 0． 6 1Z =19 2Z ＝ 37 u ＝ 合適 AK ＝ 1． 75 VtK ＝ 1． 11 ?K ＝ ?K ＝ 1 ?t 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 查表 8－ 21 并插值 ?K ＝ 1 則載荷系數(shù) K 的初值 ?t . ???? 彈性系數(shù) EZ 查表 EZ ＝ 2/mmN 節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) HZ 查圖 8－ 64 0,021 ??? xx? 重合度系數(shù) ?Z ??? ?? ?Z 許用接觸應(yīng)力 由式 ? ?698? 得 ? ?H? ＝ HHHLim SZZ /?? ?? 接觸疲勞極限應(yīng)力 21lim /1450 mmNH ?? 22lim /1450 mmN? 查圖 8－ 69 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由式 ? ?708? 得 ? ?1011 ????????? hjLnN 91012 ????? uNN 則 查圖 得接觸強(qiáng)度得壽命系數(shù) ?NZ ?NZ 硬化系數(shù) ?Z 查圖 8－ 71 及說(shuō)明 接觸強(qiáng)度安全 系數(shù) HS 查表 8－ 27，按可靠度查~?HLimS 取 ?HS ? ? ? ? 221 / 0 ????? ?? 故 1d 的設(shè)計(jì)初值 td1 為 321 ?????? ??????td= EZ ＝ 2/mmN HZ ＝ ?Z ＝ 21 /1450 mmNH Lim ?? 22 /1450 mmNH Lim ?? 101 107. ?? 92 ? ?NZ 9. ?Z ＝ 1 ?HS 8?m td1 ＝ 152mm sv/? ?VK 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 齒輪模數(shù) ??? Zdm t 取 m=8 查表 8－ 3 小齒分度圓直徑的參數(shù)圓整值 td1 ＝mmmZ 1521 ?? 圓周速度 v smndv t / 11 ?????? 與估取sm/12?很相近，對(duì) VK 取值影響不大，不必 修正 VK VtV KK ? ＝ ， ?? tKK 小輪分度圓直徑 tdd 11? 惰輪分度圓直徑 mmmZd 29683722 ????? 中心距 a ? ? ? ? 2242 371982 21 ????? ZZma 齒寬 b ???? db d? 取 96?b 惰輪齒寬 962 ??b 小輪齒寬 10599621 ???? bb 取 9 ??3 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度效荷計(jì)算 由式 ? ?668? ? ?FSFF YYYmbdKT ?? ??? ????? 1 12 齒形系數(shù) ?FY 查圖 小輪 1?FY 大輪 2?FY 應(yīng)力修正系數(shù) ?SY 查圖 8－ 68 小輪 1?SY 大輪 2?SY 重合度系數(shù) ?Y ,由式 8－ 67 1 ????? ?? ?Y 許用彎曲應(yīng)力 ? ?F? 由式 ? ? FxNF LimF SYY /??? ?? 彎曲疲勞極限 FLim? 查圖 ?tK td1 ＝ 152mm mm2962 ? 224?a 962b 1052? 1?FY ＝ 2?FY ＝ 1?SY = 2?SY = ??Y 21 /850 mmNFLim ??22 /850 mmNFLim ?? ?NY ?NY xY ＝ FS ＝ 2 ? ?21 / mmNF ?? 22 / mmN 21 / ?? 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) 齒輪 1 和惰輪 2 的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核 齒輪 4 和齒輪 5設(shè)計(jì)及強(qiáng) 度效核： 彎曲壽命系數(shù) NY 查圖 尺寸系數(shù) xY 查圖 安全系數(shù) FS 查表 則 ? ? ? ?211121 /???????? ??? ? ?121 / FF mmN ?? ??????? ???