【導讀】在地下采礦工程中有兩個基本作業(yè)內(nèi)容。其一是把有用礦物或礦石從礦層中破碎下。來，形成容易裝運的塊狀，即礦物開采。因此，巷道掘進在礦山生產(chǎn)與建設中與。礦物開采處于同樣重要的地位，不僅要采掘并舉，而且要掘進先行。礦山掘進機械有了巨大進步。勞動者的勞動強度大大減輕，生產(chǎn)效率得到了大幅度提高。因此，裝載機的研究已成為保證能源生產(chǎn)開發(fā)的關鍵。而在地下礦應用較多的裝載設備是前裝后卸式鏟斗裝載機，其中冶金、化工、本設計的目的是設計能在小截面的地下巷道中裝巖的裝載機械。行走機構主要包括發(fā)動機、輪軸和減速箱等。在回轉(zhuǎn)機構上部裝有工作。提升機構的作用是提起鏟斗向后卸。鏟斗下放復位則靠緩沖彈簧反力和工作機構自重作用實現(xiàn)。工作機構主要包括鏟斗、斗臂、橫梁及穩(wěn)定鋼絲繩。

　　

【正文】 鋼 ， 調(diào)質(zhì)處理 。 由表 41 查得 2650 /B N mm? ? ， 則 [ ] ~ B??? ，遼寧工程技術大學 畢業(yè)設計 (論文 ) 33 即 258 ~ 65 /N mm， 取 2[ ] 65 /N mm? ? ， 軸的計算應力為 ： 235 6 6 . 9 0 2 6 . 2 5 / [ ] 6 5 /0 . 1 6 0cc M N m m N m mW ????? ? ? ? ?? 滿足強度要求 。 因為此軸是重要軸 ， 所以要精確校核軸的疲勞強度 判斷危險截面為截面左側 。 計算危險截面應力 截面左側彎矩 M 為 N m?? 截面上的扭矩 T 為 N m?? 抗彎截面系數(shù) 330 .1 2 1 6 0 0W d m m?? 抗扭截面系數(shù) 330 .2 4 3 2 0 0W d m m?? 截面上的彎曲應力 27 . 5 5 /b M N m mW? ?? 截面上的扭轉(zhuǎn)剪應力 29 . 5 8 /TT N m mW? ?? 彎曲應力幅 27 . 5 5 /ab N m m???? 彎曲平均應力 0m?? 扭轉(zhuǎn)剪應力的幅值與平均應力相等 ， 即 2/ 2 4 .7 9 /am N m m? ? ?? ? ? 確定影響系數(shù) 軸的材料為 45 號鋼 ， 調(diào)質(zhì)處理 。 由表 41 查得 2600 /B N mm? ? ， 21 275 /N mm?? ? ，21 140 /N mm?? ? 軸肩圓角處的有效應力集中系數(shù) k? 、 k? 。 根據(jù) / 4 / 60 ??， / 68 / 60 ??， 由表 45 經(jīng)插值后可得 k?? ， k? = 尺寸系數(shù) ?? 、 ?? 根據(jù)軸截面為圓截面查圖 418 得 ?? =， ?? =。 表面質(zhì)量系數(shù) ?? 、 r? 根據(jù) 2600 /B N mm? ? 和表面加工方法為精車 ， 查圖 419， 得李剛 ： 裝載機傳動系統(tǒng)設計 34 ????? 材料彎曲 、 扭轉(zhuǎn)的特性系數(shù) ?? 、 r? 取 ?? ? ， ?? ? 由上面結果可得 1 275 2 2 . 2 11 . 6 4 7 . 5 5amS K ? ? ??? ? ??? ? ??? 1 2 1 .9 8mS K? ? ? ??? ? ????? 22 1 5 .6 2SSS SS??????? 查表 44 中的許用安全系數(shù) [S]值 ， 知該軸安全 。 遼寧工程技術大學 畢業(yè)設計 (論文 ) 35 4 提升機構設計 提升機構 主要包括馬達 、 減速器 、 卷筒 、 導向輪 、 鏈條及自動正位鼓輪等部分 。 設計方案應簡單緊湊 、 便于安裝維修且堅固耐用 ， 同時應考慮加工工藝水平可能性 。 圖 41 提升機構示意圖 Fig 41 promote anization sketch map 圖 42 提升機構平面布置 Fig 42 promote anization flat surface a decoration 主要設計原則 ： (1) 外廓尺寸應滿足巷道及采礦條李剛 ： 裝載機傳動系統(tǒng)設計 36 件要求 ， 并與運輸車輛配套 ： (2) 鏈條 、 卷筒 、 導向輪和正位鼓輪應位于裝巖機的縱向中心線上 ： (3) 考慮電動機安裝和檢修位置 ，減速器應布置在回轉(zhuǎn)臺的一側 ； 電動機和減速器與回轉(zhuǎn)臺上側板的間隙不得小于85mm ； (4) 電動機長度不宜太大 ， 與減速箱體最好采用法蘭盤式聯(lián)結 ， 而不采用連軸節(jié) ， 以便減小電動機與減速箱組裝后的總寬度 ； (5) 減速器傳動齒輪的齒寬系數(shù)盡量小一些 ； 減速箱的高度應與馬達 相適應 ， 長度與回轉(zhuǎn)平臺相適應 ； (6) 減速器一般采用二級或三級減速 ， 提升速度為 ~ /ms。 當斗容小于 時 ， 推薦采用二級減速器 ； 斗容大于 時 ， 采用三級減速器 。 原動機的功率確定和選擇 提升原動機的類型主要有氣馬達和電動機兩種 ， 考慮到行走機構原動機的類型 ， 選擇電動機為原動機 。 這樣可以減少能源種類 ， 使維護單一 ， 減少設備費用 ， 同時電動機的工作費用比較低 。 裝載機的設 計功率 cNV?? （ 31） 提升機構比容功率 ? 查表 59取 344 /KW m? ? 則 ： 0 .2 4 4 8 .8N K W? ? ? 查新編機械設計手冊選擇電動機型號 YB180L8 功率 11KW 步轉(zhuǎn)速 730 /minr 參照同類型鏟斗裝載機 ， 取卷筒的設計輸出轉(zhuǎn) 速為 ： 74 / minnr? 遼寧工程技術大學 畢業(yè)設計 (論文 ) 37 提升減速器設計 裝載機斗容為 采用兩極減速器 ， 則提升減速器的傳動比 i減 ： 730 ??減 傳動比分配 ： 12 ??減減 提升減速器第一級設計 1 2060ZZ ??減減 2 傳動比誤差 ： 1 0 5%i? ? ?減 滿足條件 。 10 PT n??? （ 32） 3 311 19 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 1 1 1 4 3 . 9 0730PT N mn?? ??? ? ? ?減減 減 則 d減 1t 的設計初值 d減 1t 為 ： 23 21 ()[]EHdHZ Z ZKTd ??? ? ??? ? ? （ 33） 2131232 1 ()[]2 1 .1 8 1 4 3 9 0 0 3 1 1 8 9 .8 2 .5 0 .9( ) 8 3 .9 00 .8 3 4 1 8EHtdHKT Z Z Zdmm??? ? ??? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?減減 模數(shù) m ： 11/ 8 3 . 9 0 / 2 0 4 . 2 0tm d Z m m? ? ?減 減 查表 83 取標準模數(shù)第一系列 =5m 分度圓直徑 d m Z?? （ 34） 李剛 ： 裝載機傳動系統(tǒng)設計 38 小輪分度圓直徑 d減 1 ： 1 2 0 5 1 0 0d m Z m m? ? ? ? ?減 1 減 大輪分度圓直徑 d減 2 ： 6 0 5 3 0 0d m Z m m? ? ? ? ?減 2 減 2 中心距 a ： 1()2m Z Za ?? 2 （ 35） 1() 2020m Z Za m m m???減 減 2 大齒輪寬度 b減 2 ： 1tbd???2 （ 36） 1 8 3 . 9 0 0 . 8 6 7tb d m m?? ? ? ? ?減 2 減 小齒輪寬度 b減 1 ： (5 ~ 8 ) 7 2b b m m? ? ?減 1 減 2 齒根彎曲疲勞強度校核計算 ： 1 1112 []F F a S a FKT Y Y Yb d m ?????減 減 減減 （ 37） 2l i m[ ] / 2 3 0 /F F N X FY Y S N m m?? ? ? ? ?減 1 減 1 減 1 減 1 2l i m[ ] / 1 9 5 /F F N X FY Y S N m m?? ? ? ? ?減 2 減 2 減 2 減 2 2112 1 . 1 8 1 4 3 9 0 0 9 . 4 3 / [ ]7 2 1 0 0 5FF N m m??? ? ???減 減 22 1 . 1 8 1 4 3 9 0 0 1 0 . 1 4 / [ ]6 7 1 0 0 5 N m m??? ? ???減 減 滿足彎曲強度要求 。 提升減速器第二級設計 1 2582ZZ ??減減 2 傳動比誤差 ： 3 .2 8 3 .2 7 1 % 5 %3 .2 7i ?? ? ? ?減 2 遼寧工程技術大學 畢業(yè)設計 (論文 ) 39 滿足條件 。 3 19 .5 5 1 0 PTn ?? ? ?? 減減 2 減 2 5 10 11 9 7 41 4244 Nm? ? ? ?? ? ? 則 d減 2t 的設計初值為 ： 232 2 1 ()[]EHtdHKT Z Z Zd ??? ? ??? ? ?減 2減 23 2 1 . 1 8 4 1 3 4 4 0 3 . 2 7 1 1 8 9 . 8 2 . 5 0 . 9( ) 1 1 8 . 4 60 . 8 3 . 2 7 4 1 8 mm? ? ? ? ?? ? ? ? 模數(shù) m ： / 1 1 8 . 4 6 / 2 5 4 . 7 4tm d Z m m? ? ?減 2 減 2 查表 83 取標準模數(shù)第一系列 =5m 小輪分度圓直徑 td減 3 ： 5 2 5 1 2 5td m Z m m? ? ? ? ?減 3 減 3 大輪分度圓直徑 td減 4 ： 5 8 2 4 1 0td m Z m m? ? ? ? ?減 4 減 4 中心距 a ： 1() 2 6 7 .52m Z Za m m???減 減 2 圓整取 a =265mm 大齒輪寬度 b減 4 ： 1 1 8 .4 6 0 .8 9 5tbd ?? ? ? ? ?減 4 減 3 小齒輪寬度 b減 3 ： ( 5 ~ 8 ) 1 0 0b b m m? ? ?減 3 減 4 齒根彎曲疲勞強度校核計算 ： 李剛 ： 裝載機傳動系統(tǒng)設計 40 由公式 1 1112 []F F a S a FKT Y Y Yb d m ?????減 減 減減 （ 38） 2l i m[ ] / 2 3 0 /F F N X FY Y S N m m?? ? ? ? ?減 1 減 1 減 1 減 1 2l i m[ ] / 1 9 5 /F F N X FY Y S N m m?? ? ? ? ?減 2 減 2 減 2 減 2 22 1 . 1 8 4 1 3 4 4 0 1 5 . 6 1 / [ ]1 0 0 1 2 5 5FF N m m??? ? ???減 3 減 3 22 1 . 1 8 4 1 3 4 4 0 1 6 . 4 3 / [ ]9 5 1 2 5 5 N m m??? ? ???減 4 減 4 滿足彎曲強度要求 。 提升減速器軸的設計 軸材料選 45號鋼調(diào)質(zhì)處理 ， 軸最小直徑 3 /d A p n? （ 39） 查表 42 取設計系數(shù) A ： A =115。 則 ： 高速級軸的最小軸徑 d低 min 為 ： 33 / 1 1 5 1 1 / 7 3 0 2 8 . 4 0d A p n m m? ? ? ?低 min 中間軸的最小軸徑 d中 min 為 ： 3 / 4 0 .3 8d A p n m m??中 min 低速級軸的最小軸徑 mind高 為 ： 3m in / 5 7 .2 9d A P n m m??高 由于電動機和提升減速器是法蘭相連 ， 所以高速軸即為電動機軸 。 作圖得各軸的結構尺寸如下 高速級 ： 電動機與提升減速器用法蘭盤相連 ， 所以高速級軸即為電動機軸 。 查新編機械設計手冊電動機結構 ， 電動機軸直徑 D為 48mm 遼寧工程技術大學 畢業(yè)設計 (論文 ) 41 中間軸 如圖 33： 圖 43 Fig 43 低速軸 如圖 44： 圖 44 Fig 44 對低速級軸進行校 核 圓周力 39。1 1 1 22/ttF T d F? ? ? （ 310） 得 ： 432020ttF F N?? 徑向力 39。1 1 2tanr t rF F F?? ? ? （ 311） 得 ： 43 7 3 3 .8 0rrF F N? ? ? 李剛 ： 裝載機傳動系統(tǒng)設計 42 其中 39。? 為嚙合角 ， 取標準中心距則 39。? =? 。 國家 (GB135688)中規(guī)定分度圓壓力角為標準值 ， 20? ?? 。 根據(jù)軸的結構圖作出軸的計算簡圖 ， 然后根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖 、 扭矩圖和當量彎矩圖 。 圖 45 軸的計算簡圖 The calculation of