【正文】 T k NkN??? ? ? ?? ? ? ???? ??? 取 1 108T kN? 由于單側(cè)履帶行走機構(gòu)的牽引力必須大于或等于各阻力之和，但應(yīng)小于或等于單側(cè)履帶和地面之間的附著力。 1TG?? ,查表（ 32）取附著系數(shù)值 ? 為 。那么， 1 3 5 / 2 9 .8 0 .71 2 0 .0 5TG kN?? ? ? ?? 則， 1 108 120 .05T k N G k N?? ? ?,滿足要求。 表（ 32） 附著系數(shù)值 單側(cè)履帶行走機構(gòu)輸入功率的計算確定 單側(cè)履帶行走機構(gòu)的輸入功率 1 1 2/P TV ??? （ 39） 式中 P—— 單側(cè)履帶行走機構(gòu)的輸入功率， kW； V—— 履帶行走機構(gòu)工作時的行走速度， m／ s； 1? —— 履帶鏈的傳動效率。有支重輪時取 0． 89～ 0． 92，無支重輪時取 0． 71～0． 74； 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 2? —— 驅(qū)動裝置減速器的傳動效率，％。 按最大速度的情況計算： V=6m/min， 1? 取 ， 2? 取 ， 根據(jù)公式 （ 39） ， 1 0 8 6 6 0 1 9 .50 .7 4 0 .7 5P k W????? 液壓馬達、液壓泵與電機型號的選擇 （ 1）液壓馬達的型號選擇 暫定減速器的總傳動比為 i=290 驅(qū)動鏈輪的轉(zhuǎn)矩 1 /2M Td?鏈 （ 310） 將 1 108T kN? ， 468mmd? 帶入（ 310）得： 1 0 8 4 6 8= = 2 5 2 7 2 N m2M ?鏈 馬達的輸出轉(zhuǎn)矩 2/MM M i?? 鏈 （ 311） 將以上結(jié)果帶入（ 311）的 25272= 1 1 6 N m2 9 0 0 .7 5MM ?? 則選擇液壓馬達的型號為 MFB29，其性能參數(shù)： 幾何排量 (mL/r)： 最高轉(zhuǎn)速 (r/min)： 2400 最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速 (r/min)： 50 最高工作壓力 MPa： 最大輸出轉(zhuǎn)矩 N178。 m： 178 重量 kg： 29 （ 2）液壓泵的型號選擇 根據(jù)設(shè)備工況，選擇液壓泵的型號為 63SCY141B,其性能參數(shù)： 排量 (mL/r)： 63 額定壓力 MPa： 32 額定轉(zhuǎn)速 (r/min)： 1500 驅(qū)動功率 kW： 容積效率 ％ ： 92? 重量 kg： 65 （ 3）泵站電動機型號的選擇 行走機構(gòu)需要電動機的功率為 Pn 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 21 頁 Pn=2P/η v1η v2η j （ 312） 式中 P—— 單側(cè)履帶行走機構(gòu)的輸入功率， kW； η v1—— 液壓馬達的效率， %； η v2—— 液壓泵的效率， %； η j—— 功率傳輸?shù)膿p失， %； η vη v2取 ，η j取 ,根據(jù)公式（ 312）： 2 19. 5 / 5 50. 68k WnP ? ? ? ? ? 查表， 電動機型號為 YB250M— 4，功率為 55kW,轉(zhuǎn)動速度為 1470r/min。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 22 頁 4 掘進機行走部減速器設(shè)計 傳動方案的設(shè)計 根據(jù)工作機的要求，傳動裝置將原動機的動力和運動傳遞給工作機。實際表明，傳動裝置設(shè)計得合理與否，對整部裝置的性能，成本以及整體尺寸都有很大影響。因此，合理地設(shè)計傳動裝置是整部機器設(shè)計工作中的重要環(huán)節(jié)，即合理地擬定傳動方案又是保證傳動裝置設(shè)計質(zhì)量的基礎(chǔ)。 此次設(shè)計擬使用 3K型行星齒輪減速器。通過液壓馬達將動力傳遞給減速器的輸入軸，再由行星齒輪減速器的輸出軸輸出，帶動驅(qū)動鏈輪轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動履帶行走機構(gòu)。該減速器的結(jié)構(gòu)特點： （ 1） 行星齒輪傳動采用 3K 型傳動形式，而以前的傳動系統(tǒng)采用三級圓柱齒輪和二級行星齒輪傳動。 相比之下，新的傳動系統(tǒng)減少了傳動環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)更加緊湊，體積更小，傳動效率更高。 （ 2）為了解決掘進機行走制動的問題，在減速器的輸入端加裝了一對圓柱齒輪，它提高了制動軸的轉(zhuǎn)速，從而減小了制動轉(zhuǎn)矩，使得可以采用較小的制動器就能實現(xiàn)制動功能。在結(jié)構(gòu)上將制動器和液壓馬達平行布置在減速器的端面，充分利用了空間。 減速器傳動系統(tǒng)示意圖如圖 41。 圖 41傳動系統(tǒng)示意圖 總傳動比的計算 （ 1）液壓馬達轉(zhuǎn)速的計算 根據(jù)所選的液壓泵 63SCY141B，液壓馬達由兩個液壓泵提供液壓油分別驅(qū)動左右行走部的液壓馬達，液壓泵的轉(zhuǎn)動速度和泵站電動機的轉(zhuǎn)動速度相同。 Q nV ??泵 泵 泵 （ 41） 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 23 頁 其中 63ml/r?泵Ｖ ， 1470r/minn ? ， 90.?泵? 帶入 公式 （ 41） 1 4 7 0 6 3 0 .98 3 3 4 9 m l/m inQ ? ? ??泵 因為 ?泵 馬 達 /n Q V??馬 達 馬 達 馬 達 馬 達 （ 42） 其中 61 .6 /ml r?馬 達Ｖ ， 90.?馬達? 帶入 公式 （ 42） 83 34 9 0. 961 .612 18 r/m inn???馬 達 （ 2）鏈輪轉(zhuǎn)速的計算 計算當掘進機的速度為 V=6m/min 時的鏈輪轉(zhuǎn)速 10 00 /n V za?鏈 輪 （ 43） 式中 V—— 掘進機的調(diào)動速度， m/min； z—— 鏈輪的齒數(shù)； a—— 履帶節(jié)距， mm。 將 6m/min?Ｖ ， 9z? ， 160a? 帶入公式（ 43） 1 0 0 0 6 4 .1 7 r /m in9 1 6 0n ????鏈 輪 （ 3）總傳動比 ni n? 馬 達鏈 輪 （ 44） 將 12 18 r/m inn ?馬 達 ， 4. 17 r/m inn ?鏈 輪 ，帶入公式（ 44） 1218 ?? 則行走部減速器的總傳動比 為 292。 行星齒輪減速器的設(shè)計 已知條件 根據(jù)設(shè)計要求，此行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)緊湊、體積較小、工作環(huán)境差、沖擊較大。 行星傳動的輸入功率： 1 1 9 .5 0 .9 8 0 .9 8 0 .9 8 0 .9 9 1 8 .2 k wP ? ? ? ? ? ? 輸入轉(zhuǎn)速： 1 1218 r/m innn??馬 達 傳動比： 292pii?? 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁 配齒計算 根據(jù) 3k 行星傳動的傳動比公式： 111bb beap a eb a e beZzzZiiZ z z zZ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ?? （ 45） 再根據(jù)其裝配條件，即保證各行星輪能勻稱裝入時，中心輪 a、 e和 b之間的條件： pba nCzz 1?? （ 46） pea nCzz 2?? （ 47） 式中 為正整數(shù)、行星輪數(shù)目； 21 CC—n p 由公式（ 45）可知，要傳動比 baei 值比較大，而且結(jié)構(gòu)緊湊，就盡量使 bz 與 ez 的差值取小些，但從滿足裝配條件看， bz 與 ez 最小差值應(yīng)滿足： e b pz z n? ?? （ 48） 將 e b pz z n??代入傳動比 pi 公式（ 45），經(jīng)整理化簡后可得齒數(shù) bz 的一元二次方程 ? ? ? ?2 10b a p b p a pz z n z i z n? ? ? ? ? （ 49） 則 ? ? ? ? ? ?21 412b a p a p p a pz z n z n i z n??? ? ? ? ? ????? （ 410） 則由公式（ 48）可求得 ez ，即 e b pz z n?? （ 411） 如果 eazz? 為偶數(shù)，則 cz 可按下式 計算，即 12eac zzz ??? 如果 be azz? 為奇數(shù)，即在采用角度變位的行星傳動中，則 cz 可按下面的公式計算 zzz ??? （ 412） 一般選取行星輪數(shù) 3?pn ，再取太陽輪 a 的齒數(shù) az =16。 則由公式（ 410）得 bz =109，再由公式（ 411）得 ez =112，因為 ez az =11216=96，為 偶 數(shù)，再由公式（ 412）得 cz =47 驗算傳動比，允許其傳動誤差為 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 25 頁 ppp ii iii ????? （ 413） 式中 給定的傳動比——i p ； 實際的傳動比——i ； 040020 .～.——i p 般可取許用的傳動比誤差，一? 。 3k 型 行星齒輪傳動的各齒輪的齒數(shù) 如下 az bz ez cz 16 109 112 47 帶入公式（ 45） 109116 1 112baei???? 傳動比 baep ii ? 。得 pii? ? ? ?滿足 傳動要求。 初步計算齒輪的主要參數(shù) 齒輪材料和熱處理的選擇： 中心輪 a和行星輪 c采用 20CrMnTi，滲碳淬火， 齒面硬度 58～ 62HRC。查齒輪接觸疲勞強度極限圖，取 2lim 1550 N /m mH? ? ；查齒輪彎曲疲勞強度極限圖，取 2lim 34 0 N /m mF? ? 。中心輪 a和行星輪 c的加工精度 為 6 級； 內(nèi)齒輪 b 和 e 均采用 42SiMn，表面 淬火，硬度 45～ 55HRC 。查齒輪接觸疲勞強度極限圖，取 2lim 1000 N /m mH? ? ；查齒輪彎曲疲勞強度極限圖，取 2lim 50 0 N /m mF? ? 。 內(nèi)齒輪b和 e的加工精度 7級。 按照齒根彎曲強度條件的設(shè)計公式確定模數(shù) m ； 3 21 11 limFd FaFPFAm z YKKKTKm ?? ?? （ 414） 式中 mK —— 算式系數(shù)，對于直齒輪傳動為 ； 1T —— 小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩 ， N178。 mm； ?FK —— 綜合系數(shù)； FPK —— 彎曲強度的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)； d? —— 齒輪寬度系數(shù)； 1z —— 齒輪副中小齒輪齒數(shù)； lim