【導讀】結(jié)構(gòu)緊湊、適應性好機身矮、重心低、操作簡單、檢修方便。兩種，按照它的截割頭的分布可以分為橫軸式和縱軸式兩種。進機截割部是縱軸式帶伸縮的形式。設計方便，便于安裝和調(diào)試。在截割過程中，橫軸式可以進行上下左右擺動。帶伸縮的截割臂，在解決掘進機掘進面窄的問題上發(fā)揮了。我的設計中動力源是電動機，通過聯(lián)軸。器傳動，由減速器進行減速，最后輸出轉(zhuǎn)速為40r/min。本設計中主要的傳。動，輸入和輸出都采用花鍵聯(lián)結(jié)。

　　

【正文】 按照齒根彎曲強度條件的設計公式確定起模數(shù) m 3 21 11 limFd FaFPFAm z YKKKTKm ?? ?? （ 38） 式中 mK —— 算式系數(shù)，對于直齒輪傳動為 對于斜齒輪傳動為 1T —— 小齒輪承受的扭矩（ 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)； limF? —— 試驗齒輪的彎曲疲勞極限（ N/mm2） AK —— 計算彎曲強度的使用系數(shù)； 1FaY —— 載荷作用于齒頂時的小齒輪齒形系數(shù)； 2KH 型傳動有兩個嚙合齒輪副： g—a ， —gb。減速器傳動的轉(zhuǎn)矩主要由中心輪與行星輪嚙合傳遞。因此，我們在這里先按照齒輪副 g—a 進行模數(shù)的初算。 11 3173 48513apTT n? ? ? N178。 m （ 1） 選擇齒寬系數(shù)為 ? ? 查相關(guān)的數(shù)據(jù)，可以得到 ? ； limF? =400N/mm2；齒形系數(shù)1FaY =； ?FK =；取接觸強度計算的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)HpK =，由于 ? ?1511 ??? HpFp ，所 ? ；齒寬系數(shù)選 ； 將上面得到的數(shù)據(jù)代入公式 （ 38）得： 33 1 10 5 25 19 400m ? ? ? ? ??? ??? 取模數(shù)為 10 2. 齒輪副嚙合中心距 0a 的確定 0 () 1 0 ( 3 7 2 1 ) 29022agm z za m m? ??? ? ? 所以未變位前中心距 290a ? mm 預取變位角 39。 ? ? ? ? ? ?39。0 .5 c o s / c o s 1 0 .3 5t a g a gy Z Z ??? ? ? ? ? 實際中心距 0 290 5 10 294ty m m m??? ? ? ? ? ? 變位系數(shù)的計算 （ 1） ag 傳動 根據(jù)中心距的實際情況，采用角度變位 ?1 嚙合角 ag? 0 294c o s c o s c o s 2 0290ag a aa? ?? 22ag? ? ?2 變位系數(shù)和 x? ? ?? ?2 t a n22 2037 +212 0. 36 39 70 230. 41agaginv invx z zinv inv??????????? ?3 中心距變動系數(shù) y 0 2 9 4 2 9 0 0 .410aay m? ?? ? ? x y? ? ? ? ? ? ? ?4 分配變位系數(shù) 查表取 ? 0. 41 0. 17 0. 24agx x x?? ? ? ? ? （ 2） gb 傳動 ?1 嚙合角 gb? 0cos cosag a aa? ? （ 39） 式中 ? ? ? ?11 1 0 7 9 2 1 2 9 022bga m z z? ? ? ? ? ? ?mm 所以未變位前中心距 290a ? mm 預取變位角 39。 gb? ? ? ? ? ?39。0 .5 c o s / c o s 1 0 .3 5t b g g by Z Z ??? ? ? ? ? 實際中心距 0 290 5 10 294ty m m m??? ? ? ? ? ? 把數(shù)據(jù)代入式（ 39）得 22gb? ? ?2 變位系數(shù)和 x? 根據(jù)中心距的實際情況 ? ? 2 ta ngbbg in v in vx z z ???? ??? = ?3 分配變位系數(shù) 由 ag變位系數(shù)分配可知 ? 根據(jù)經(jīng)驗選取 0. 17 0. 41b g ax x x? ? ? ?＝ 中心距變動系數(shù) y= 齒輪幾何尺寸的計算 分度圓直徑 d mz? （ 310） 齒頂圓直徑 ? ?*2aad d m h x y? ? ? ? （ 311） 齒根圓直徑 ? ?**2fad d m h c x?? （ 312） 基圓直徑 cosbdd?? （ 313） 式中“ +”用于外嚙合，“ ”用于內(nèi)嚙合 齒高系數(shù)： 太陽輪、行星輪齒高系數(shù) —— * 1ah? 內(nèi)齒輪齒高系數(shù) —— * ? 頂隙系數(shù) 內(nèi)齒輪頂隙系數(shù) —— * ? 將數(shù)據(jù)代入公式（ 310） 、 (311)、（ 312）、（ 313） (1)中心輪的幾何尺寸 分度圓直徑 10 37 370d ? ? ? mm 齒頂圓直徑 ? ?3 7 0 2 1 0 1 0 .2 4 0 .0 1 3 9 4 .6ad ? ? ? ? ? ? ? mm 齒根圓直徑 ? ?37 0 2 10 1 0. 4 0. 24 34 6. 8fd ? ? ? ? ? ? ? mm 基圓直徑 37 0 c os 20 34 7. 69bd ?? mm (2)行星輪的幾何尺寸 分度圓直徑 10 21 210d ? ? ? mm 齒頂圓直徑 ? ?2 1 0 2 1 0 1 0 .1 7 0 .0 1 2 3 3 .2ad ? ? ? ? ? ? ? mm 齒根圓直徑 ? ?21 0 2 10 1 0. 4 0. 17 18 5. 4fd ? ? ? ? ? ? ?mm 基圓直徑 21 0 c os 20 19 35 5bd ?? mm (3)內(nèi)齒輪的幾何尺寸 分度圓直徑 10 79 790d ? ? ? mm 齒頂圓直徑 ? ?7 9 0 2 1 0 0 .8 0 .5 8 0 .0 1 7 8 5 .4ad ? ? ? ? ? ? ? mm 齒根圓直徑 ? ?7 9 0 2 1 0 0 .8 0 .2 5 0 .5 8 7 5 7 .4fd ? ? ? ? ? ? ? mm 基圓直徑 79 0 c os 20 74 57bd ?? mm 行星齒輪嚙合要素的計算 (1)ag傳動端面重合度 1a? 的計算 ?1 頂圓齒形曲率半徑 a? 2222aba dd? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? （ 314） 將數(shù)據(jù)代入公式（ 314）得 中心輪 221 amm? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? 行星輪 222 23 3. 2 19 7. 33 5522amm? ? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ?2 端面嚙合長度 ag ? ?39。39。12 sina a a tga? ? ?? ? ? （ 315） 式中： 39。t? —— 端面節(jié)圓嚙合角，直齒圓柱齒輪 39。t? = ag? =22176。 “ +”用于外嚙合，“ ”用于內(nèi)嚙合 將數(shù)據(jù)代入公式（ 315） 得 ag = ?3 端面重合度 1a? ? ?1 c os / c osa a n tgm? ? ? ?? 式中： ? —— 螺旋角，直齒圓柱齒輪 ? =0 ta —— 端面壓力角， ta =0176。 代入數(shù)據(jù) 1a? = 〉 1 符合要求 （ 2） gb 傳動端面重合度 2a? 的計算 ?1 頂圓齒形曲 率半徑 a? 將數(shù)據(jù)代入公式（ 314） 內(nèi)齒輪頂圓齒形曲率半徑 3a? =135 ?2 端面嚙合長度 ag ? ?39。39。23 sina a a tga? ? ?? ? ? （ 316） 式中： 39。t? —— 端面節(jié)圓嚙合角，直齒圓柱齒輪 39。t? = ag? =22176。 “ +”用于外嚙合，“ ”用于內(nèi)嚙合 將數(shù)據(jù)代入公式（ 315） 得 ag = ?3 端面重合度 2a? ? ?2 c os / c osa a n tgm? ? ? ?? （ 317） 式中： ? —— 螺旋角，直齒圓柱齒輪 ? =0 ta —— 端面壓力角， ta =0176。 代入數(shù)據(jù) 2a? =〉 1 符合要求 行星齒輪裝配條件的驗算 （ 1）傳動比條件： ? ?1bb aH az i z?? 配齒利用此公式，故滿足要求 （ 2）鄰接條件： 2 sinag agpadn? ? 上式轉(zhuǎn)換為： 21 22 a r c sina r c sin37 21pgagn zzz?? ? ??? ? ? ?? ?????????? 代入數(shù)據(jù) 3 ?? ,滿足要求 （ 3）同心條件： 39。aga = 39。gba 配齒利用此公式，故滿足要求 （ 4）裝配條件： 7 9 3 7 143bapzzM n? ?? ? ?為整數(shù) 滿足要求 行星齒輪傳動效率計算 由 NGW 型行星齒輪傳動原理可以知道，中心 輪為主動件，行星架為從動件，故低速級行星齒輪傳動效率 baH? 可采用下面的公式計算 1 1 HbaH Hbai? ???? （ 318） 嚙合損失系數(shù)為 H? H H Hmn??? ?? （ 319） 式中： Hm? —— 各嚙合齒輪副的損失系數(shù) Hn? —— 軸承的損失系數(shù) 若行星輪數(shù) 3pn? ，在計算 Hn? 時，只需考慮行星輪軸承的損失。 當重合度 51.?? 時，則有 1 1 1 12 .3Hmza g g bf z z z z? ??? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??? （ 320） 式中 zf —— 嚙合摩擦系數(shù)，一般取 100060 .～.fz ? ； 如果齒面經(jīng)過跑合，可取 ? ； 按照公式 （ 320）代入數(shù)據(jù) 得 Hm? = 軸承的損失系數(shù) Hn? 可忽略不計。 將數(shù)據(jù)代入公式（ 318） 得 8 98%baH? ?? 行星齒輪強度的計算 行星齒輪傳動的轉(zhuǎn)矩主要由中心輪和行星輪的嚙合傳動，齒輪的實效主要發(fā)生在中心輪和行星輪上。因此，在此僅對 ag 傳動進行強度校核。若 ,中心輪和行星輪傳動滿足強度要求，則行星輪與內(nèi)齒 輪傳動也滿足要求。 (一 )中心輪強度的校核 (1)確定計算負荷 名義轉(zhuǎn)矩 T（ N178。 m） T= 1 14553T ? 名義圓周力 tF （ N） 200 0 200 0 145 5337078665tTFd???? (2)應力循環(huán)次數(shù) aN 60 Ha a pN n n t? （ 321） 11ann i? （ 322） 2Ha a H an n n n n? ? ? ? （ 323） 式中 Han —— 中心輪相對與行星架的轉(zhuǎn)速（ r/min） t—— 壽命周期內(nèi)要求傳動的總運轉(zhuǎn)時間（ h） 在我所設計的 EWB200 型掘進機中齒輪的壽命周期為 10000小時 代入數(shù)據(jù) 得 aN = 10? 次 (3)確定強度計算中的各系數(shù) 1）使用系數(shù) AK 根據(jù)掘進機使用負荷的實測和分析 使用系數(shù)按嚴重沖擊取 ? 2）動負荷系數(shù) vK 可根據(jù)圓周速度 12 116345 .0 5 2 61 2 6 / m inbanniHr??? 根據(jù)圓周速度選取精度等級，從而求得： 12 ?? 根據(jù)公式 得 ? 3）齒向載荷分布系數(shù) HK? 、 FK? 根據(jù)設計手冊的公式 ? ?011H H H W H eK K K K??? ? ? ? ?011F F F W F eK K K K??? ? ? 0HK? —— 計算接觸強度時運轉(zhuǎn)初期（未經(jīng)跑合）的齒向載荷分布系數(shù) 查表得 0HK? = HwK —— 計算接觸強度時的跑合影響系數(shù) 查表得 HwK = 0FK? —— 計算彎曲強度時運轉(zhuǎn)初期（未經(jīng)跑合）的齒向載荷分布系數(shù) 查表得 0FK? = FwK —— 計算