【導(dǎo)讀】如何發(fā)展中國的隧道掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)業(yè)？這一問題的提出源自中國迅速增長的城市地下。建筑和重大工程市場要求高效低耗的項目成本這一困擾多年的難題。設(shè)計提供了一定的理論依據(jù)。裝載部分主要由鏟板體!驅(qū)動裝置和升降油缸等組成。裝載機(jī)構(gòu)的作用是將截割機(jī)構(gòu)破。落下來的煤巖收集!裝載到中間刮板輸送機(jī)上,然后經(jīng)后部轉(zhuǎn)載設(shè)備卸載。輸送機(jī)由位于中間輸送機(jī)機(jī)頭兩側(cè)的兩臺電動機(jī)驅(qū)動。臺完全相同的兩級減速器驅(qū)動中間刮板輸送機(jī)的鏈輪軸。該減速器的第一級為斜齒圓柱。齒輪，第二級為弧齒錐齒輪。中間刮板輸送機(jī)的機(jī)頭鏈輪把動力傳輸?shù)綑C(jī)尾的從動鏈輪，然后再通過兩個完全相同的減速器分別驅(qū)動兩側(cè)的耙爪。該減速器由弧齒錐齒輪組成一

　　

【正文】 寬 ， b= d? *d1tmin== 大輪齒寬 ， b2=b=,圓整取 b2=25mm 小輪齒寬 ， b1=b2+(5～ 10)=25+(5～ 10)=30mm (3)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計算 ? ?FSFnF YYYYmbd KT aa ?? ?? ?? 1 12 （ 33） 齒形系數(shù)aFY， ??? 0331 o s/17c o s/1 ?ZZ V ??? uZZ VV 12 = 查圖 867 得1aFY= ，2aFY= 應(yīng)力修正系數(shù)aSY查圖 868 得1aSY= ，2aSY= 重合度系數(shù) ?Y ， ?Y =+? =+螺旋角系數(shù) ?Y ， ?Y =1000 1 2 02 4 3 2 0 ???? ?? ?= 許用彎曲應(yīng)力 ? ?F? ??F? =limF? NY xY/ FS （ 34） 彎曲疲勞極限limF?查圖 872，得1limF?=2limF?=950N/mm2 彎曲壽命系數(shù) NY 查圖 873，得1NY=2NY=1 尺寸系數(shù) xY 查圖 874，得 xY = 安全系數(shù) FS 查表 827，得 FS = 則 [ F? ]=9501本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 故 1F? = 7 1 4 8 ?????? ?? = N/mm2[ F? ] 2F? = 7 1 4 8 ?????? ?? = N/mm2[ F? ] 因此可知齒根彎曲強(qiáng)度足 夠。 第二級齒輪傳動計算 （ 1）選擇齒輪材料 小輪選用表面硬化處理的鋼：硬度 58HRC； 小輪選用表面硬化處理的鋼：硬度 58HRC； （ 2）基本參數(shù)的確定： 小輪齒數(shù) Z1在一般工業(yè)用弧齒錐齒輪表中查取 Z1=10 大輪齒數(shù) Z2， Z2=iZ1=10= 圓整取 Z2=44 齒數(shù)比 ， u= Z2/Z1=44/10= 傳動比誤差 ， uu/? =（ ） /= 誤差在 ? 5%范圍內(nèi) 小輪轉(zhuǎn)矩 ， T1= 小齒輪大端分度圓直徑 d1由下式求得： 3l i m211 s i nHAb u KKTZeZd ? ?? ?? （ 35） 錐齒輪類型幾何系數(shù) e，查資料表，得 e=1100； 變位后強(qiáng)度影響系數(shù) Zb,查資料表，得 Zb=； 齒寬比系數(shù) ?Z ，查資料表，得 ?Z =； 使用系數(shù) AK ，查資料表，得 AK =； 齒向載荷分布系數(shù) ?K ，由式 ?K = beK? ，其中 beK? 為軸承系數(shù)，查表可得beK? = 則可求得 ?K ==； 軸交角 ? ， ? =900； 試驗齒輪的接觸疲勞極限 limH? ，查資料表，得 limH? =1500 N/mm2 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 則3lim211 s inHAb u KKTZeZd ? ?? ?? = 3 2 90s i ? ??????= 選定模數(shù) m， m=d1/Z1=,查表，得 m=7； 小齒輪大端分度圓直徑的參數(shù)圓整值 ， d1= ?1d =Z1m=107=70mm 大齒輪大端分度圓直徑 ， d2=mZ2=744=308mm 軸交角 ? ， ? =900； 齒數(shù)比 u， u=Z2/Z1=44/10= 選取齒形角 ? ， ? =20o 選取螺旋角 m? ， m? = 齒頂高系數(shù) ?ah , ?ah =1 頂隙系數(shù) ?c ， ?c = 變位系數(shù) x, x1=,x2= 節(jié)錐角 ， 1? =???c o s/ s inar c tan 12 ZZ=00 90co s10/44 90s inar ct an ?= 2? =90o1? =o 平均當(dāng)量齒輪齒數(shù) vmZ ， vmZ = mmZZ 0 o s o o sc o 2211 ??????? ??????????? ? ???? 節(jié)錐與分錐比值 Ka, 01 0 ????? ?vma ZxK 中點當(dāng)量齒輪分度圓壓力角 m? ， ?c o st a na r c t a n 0 ?? mm ??? 中點當(dāng)量齒輪嚙合角 m?? ， ?6 osa r c c os ???amm K ?? 齒面寬 b,通常情況下大小輪齒面寬相等，一般取 1/3 外錐距 Re 與 10 倍模數(shù)之較小值， 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 其中外錐距 ， Re=? =? 則外錐距 ， Re=70/=158mm 由于 1/3Re=10m=70mm 因此齒面寬 ， b=53mm 中點錐距 R， R==53= 齒全高 h, ? ? mmmchh a ???? ?? ? 分圓齒頂高 ah ， ? ?mxhh aa ???? ? ，則 mmhmmh aa , 21 ?? 分圓齒根高 fh ， af hhh ?? ，則 mmhmmh ff , 21 ?? 節(jié)圓齒根高 fh? ， ? ? ?c o s/ dKhh aff ???? ， 則 mmhmmh ff , 21 ???? 節(jié)圓齒頂高 ah? ， fa hhh ???? ，則 mmhmmh aa , 21 ???? 頂圓直徑 ad ， ?co s2 aa hdd ??? ，則 mmdmmd aa 0 8, 21 ?? （ 3）齒面接觸強(qiáng)度驗算： 由下式計算接觸應(yīng)力 2211uudb KKKKKZZZZZmeHtmHHVAKEHH ??? ????? （ 36） 1）節(jié)點區(qū)域系數(shù) HZ 按下式計算 HZ =Wttb?? ?tanc os c os22 （ 37） ? ?0c o ss ina r cs in ???? mbmb ?? = ? ???? 20co inar cs in ??? mt ?? ， WmWt ?? ?? =0 則 HZ =??? a os os22= 2）彈性系數(shù) EZ ，由查表得，鋼對鋼， EZ = 2/mmN 3）重合度系數(shù) ?Z ，由下式求得 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 ?Z = ? ?? ????? ???? ??? 3 14 （ 38） 7158 ??? mRRm em = a a n ??????mmeH mb ? ?? ? =1 mmR Rdr e aa m v o s1582 o s2 111 ??? ??? ?? mmR Rdr e aa m v o s1582 o s2 222 ??? ??? ?? mmRRdr e mb m v os1582 os2 c os 111 ??? ???? ? ??? mmRRdr e mb m v os1582 os2 c os 222 ??? ???? ? ??? ? ? mmrrrrrrg mb m vb m vb m va m vb m va m vam a n212 22 22 12 1 ???????? ? mmmp mmm o o s ????? ??? ??? mm pg ??? 則 ? ? ? ? 23 23 ???????Z 4）螺旋角系數(shù) ?Z ， osc os ??? ?mZ ?? 5）有效寬度 eHb ， mmbbb eFeH ????? 6）錐齒輪系數(shù) KZ , KZ = 7)使用系數(shù) AK ， AK = 8）齒寬中點分錐上的圓周力 tmF ， mmRRdd em ?? 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 Nd TF mtm 520 0020 00 1 1 ???? 9）動載系數(shù) VK ，由式 1?? NKKV 求得， N= 221?? u uZ tm? （ 39） 31 vtmA eH CFK bKK ?? （ 310） 齒寬中點分錐上的圓周速度 smnd mtm / 0 0 0 0 0 0 0 0/11 ????? ?? 則代入數(shù)據(jù)可求得 N=，處于亞臨界區(qū)。 ?vC ， ?vC 。 ? ? 121 vapt CcyfK ??? （ 311） 齒距極限偏差 ,ptf 通常按大輪查表，可得： ,ptf =22 m? 跑合量 ay ，查表由式 ay = mf Hpt ?? 5 0 0/221 6 0/1 6 0 l i m ??? 單對齒剛度 c? ，取 c? =14N/? ?mmm?? 則 ? ? ?????K ， 0 3 8 1 ??? ??K ，0 1 1 ????VK 10）齒向載荷分布系數(shù) ?HK ，由式 beHH KK ?? ? 求得，其中 beHK? 查表可得，beHK? =，則 8 7 ????HK 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 11）齒間載荷分布系數(shù) ?HK ,因 mmNmmNb FK eH tmA /100/268 ??，查表，可得?HK =（ 7 級精度） 12）潤滑劑系數(shù) LZ ，由資料圖， 40 號機(jī)械油， 50oC 時的平均運(yùn)動粘度smm /40 250 ?? ，對 1 2 0 0/1 5 0 0 2lim ?? mmNH? 的淬硬鋼 LZ ? 13）速度系數(shù) ?Z ，由資料圖，當(dāng) 2l i m /1 2 0 0,/ mmNsm Htm ?? ?? 時，??Z 14）粗糙度系數(shù) RZ ， RZ ? 15）溫度系數(shù) TZ 取為 1 16）尺寸系數(shù) XZ 取為 1 17）最小安全系數(shù) limHS ，當(dāng)失效概率為 1%時， limHS =1 18）極限應(yīng)力值 limH? ，按 MQ 取值， limH? =1500N/mm2 2211uudb KKKKKZZZZZmeHtmHHVAKEHH ??? ????? =22 ??? ????????? = 1569N/mm2 許用接觸應(yīng)力 11 i n l i m ?? ?????? HT HXRVLHp SZ ZZZZ ?? N/mm2 HpH ?? ? ，不安全。 由于 ISO 公式未考慮非零變位的影響，而實際上該設(shè)計采用 “節(jié)點區(qū)至少有兩對齒保持嚙合 ”，故需按表 13326 進(jìn)行修正，即取變位類型影響系數(shù) Zb=修正。 修正后 2/ 3 3 31 5 6 mmNZ HbH ????? ?? 即 m in0 0 ??? ?? ，故安全。 (4)按齒根彎曲強(qiáng)度驗算： 齒根彎曲應(yīng)力 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 KnmeF SaFatmFFVAF YYYmb YYKKKKK ????? 2,12,12,1 ? （ 312） 1）齒向載荷分布系數(shù) ?? ?? HF KK 2)齒間載荷分布系數(shù) ?? ?? HF KK 3)有效寬度 mmbb eHeF ?? 4)最小安全系數(shù) 1min ?FS （按照國家標(biāo)準(zhǔn)?。? 5）應(yīng)力修正系數(shù) 2?STY 6）錐齒輪系數(shù) 1?KY 7）中間法向模數(shù) o s7c o s ???? ?mmnm mm ? 8）齒形系數(shù) FaY ， ?? mvn zz ?? 31 11 c osc os ，查資料圖，當(dāng) ?x 時， 1FaY = ?? mvn zz ?? 32 22 c o sc o s ，查資料圖，當(dāng) ?x 時， 2FaY = 9)應(yīng)力修正數(shù) SaY ，查資料圖，可得， , 21 ?? SaSa YY 10）重合度系數(shù) ?Y ，由下式求得： os3414c os341 22 ??????? ??? ? ? bmY 11）螺旋角系數(shù) ?Y ， 1??? ，故 ??????? ?mY ?? ?? 12）相對齒根圓角敏感系數(shù) relTY? ，根據(jù)資料圖，由 11 , relTSa YY ?得? =；由 ?? 22 re lTSa YY ?，得 13）相對齒根表面狀況系數(shù) RrelTY ， ? ? ???? zR re lT RY 14）尺寸系數(shù) XY ，由資料表，令 , ???? nmXnm mYm 15）彎曲極限應(yīng)力值 limF? ，由資料圖， MQ 為 limF? =470N/mm2， ML 為limF? =320 N/mm2 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 考慮到我國