【導(dǎo)讀】我國(guó)煤炭中薄煤層儲(chǔ)量豐富，對(duì)小功率采煤機(jī)的需求量也比較大。所以對(duì)中薄煤層來(lái)說(shuō)開發(fā)適應(yīng)高檔普采的采煤機(jī)是非常必要的，而本。設(shè)計(jì)的采煤機(jī)正是針對(duì)中薄煤層適應(yīng)高普而進(jìn)行的設(shè)計(jì)。級(jí)采用太陽(yáng)輪浮動(dòng)形式的行星傳動(dòng)。采取搖臂結(jié)構(gòu)形式以增大滾筒的過煤空。齒輪可實(shí)現(xiàn)三檔變速實(shí)現(xiàn)三級(jí)工作轉(zhuǎn)速分。并對(duì)各級(jí)齒輪及相應(yīng)的傳動(dòng)軸進(jìn)。行了設(shè)計(jì)計(jì)算和相應(yīng)的校核，結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。

　　

【正文】 8113 ?? 查得 ? ； XY —— 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)，由表 ]1[119113 ?? 得 ? 。 將以上系數(shù)帶入（ 39）式得： 21 45 0 2. 0 0. 88 1. 0 1. 03 1. 0 81 5. 76 N /m mFG? ? ? ? ? ? ? ? 22 45 0 2. 0 0. 89 1. 0 1. 03 1. 0 82 5. 03 N /m mFG? ? ? ? ? ? ? ? (3) 計(jì)算安全系數(shù)： F L I MFFGF SS ???? ?? F L I MF SS ??? limFS —— 最小安全系數(shù)，見表 ]1[110113 ?? 。 按較高可靠度 取 limFS =。 所以 21,zz 齒彎曲強(qiáng)度滿足要求。 23 3z 大齒輪設(shè)計(jì)與校核 1. 確定基本參數(shù) 3Z 為減速器大齒輪，所以材料初定為 18Cr2Ni4WA。 21,zz 齒輪嚙合由于傳動(dòng)比選定 i=， 因?yàn)?2z 為惰輪， 31,zz 齒輪嚙合由于傳動(dòng)比已選定 i=。所以 32,zz 齒 輪 嚙 合 傳 動(dòng) 比 02 ??i 。 計(jì) 算 得 ： ???? izz ， 取 423?z 。 6mmnm ? 。 2. 計(jì)算 3z 齒的幾何尺寸 (1) 嚙合角 ?? ： mm2492 )( 32 ??? ZZma ????????? 20c os20c os)4241(2492 620c os)(239。c os 32 zzama 得 39。 20?? 。 (2) 實(shí)際中心距 a? （ mm ） ： mm24920c os 20c os24939。c osc os39。 ?? ???? a aaa 。 (3) 分度圓分離系數(shù) y ： 2 4 3 2 4 3 06aay m???? ? ?。 (4) 齒頂高變動(dòng)系數(shù) ? ： 0?? 。 (5) 齒輪的幾何尺寸： mm2 5 242633 ???? mZd mm2524241 42249239。2 21 33 ?????? zz zad w 24 o s252c o s33 ?????? add b mm2 6 46)001(22 5 2)2( 333 ?????????? ? mxhdd aa ? mm2376)(2252)2( 333 ??????????? ? mxchdd af (6) 計(jì)算齒頂圓壓力角 a? ： ??? rc c osa rc c os 333 aba dda )]20t a ( t a n42)20t a ( t a n41[2 1)]39。t a n( t a n)39。t a n( t a n[2 1 3322???????????????? aazaaz aa 3. 齒面接觸強(qiáng)度校核計(jì)算 (1) 計(jì)算接觸應(yīng)力： 大輪： 3H D H O A V H HZ K K K K????? （ 310） 式中 AK —— 使用系數(shù)，見表 [1]13181；表 13182 原動(dòng)機(jī)工作特性 示例及 [1]表 13183工作機(jī)工作特性示例 ， ? ； vK —— 動(dòng)載系數(shù)，由圖 13114 查得 ?vk ； s/m3 1 0 0 060 41201 4 5 52 4 61 0 0 060 22 ?????????? ndv ?HK —— 接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)，見表 13199； 25 2 331 .1 2 0 .1 8 ( ) 0 .2 3 1 0HbKbd? ? ? ?， ??? db d? 0 )( 32 ??????? ? ?HK —— 接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒間載荷分配系數(shù)， 見 [1]表 131102 查得 ： ? ? ； DZ —— 大輪單對(duì)齒嚙合系數(shù)，見表 ]1[104113 ?? ； 3 D 3 3 D2 M 1 Z M M 1 Z 1?? ? ? ? ?因 。 當(dāng) 〉 時(shí) ， ； 當(dāng) 時(shí) 。 ]2)1(1][21[39。t a n22222323233zddzddaMababa ??? ?????? ]412)(][[20t a n2222?????????? 取 ?Dz HO? —— 節(jié)點(diǎn)處計(jì)算接觸應(yīng)力的基本值 （ 2N/mm ）； 計(jì)算接觸應(yīng)力的基本值 : 11tH O H E F uZ Z Z Z d b u??? ?? （ 311） 式中 HZ —— 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ； 26 222 c os c os 2 c os 0 c os 20 os 20 si n 20c os si nbtH ttZ?????? ? ?? EZ —— 彈性系數(shù) （ 2N/mm ） 。見表 ]1[10113 ?? ， 218 N /m mEZ ? ； ?Z —— 重合度系數(shù) 4 4 1 .7 6 0 .8 6 433Z ?? ?? ?? ? ?； ?Z —— 螺旋角系數(shù) 10c o sc o s ??? ???Z ； tF —— 端面內(nèi)分度圓上的切向力 （ N ）。 ?????? 22wt dTF 其中 ????????? 41202155 2222 NPT ； b —— 工作齒寬 ， 4 ????? db d? ； nm —— 法向模數(shù)， 6mmnm ? 。 將以上系數(shù)帶入（ 311）式得： 2mm/ ??????????HD? 將以上結(jié)果帶入（ 310）得： 23 mm/ ????????H? (2) 許用接觸應(yīng)力： XWRVLNTHHG ZZZZZZlim?? ? （ 312） 27 式中 HG? —— 計(jì)算齒輪的接 觸極限應(yīng)力 （ 2N/mm ）； HLim? —— 試取齒輪的接觸疲勞極限 （ MPa ） lim 3 165 0 MP aH? ? ； NTZ —— 接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)。工作壽命 2 萬(wàn)小時(shí)計(jì)算 ； 8433 ????????? NL LnN 或根據(jù)公式 3()cNTLNZ N? ，見圖 ]1[16113 ?? 查得 75 10CN ?? 所以 ) 105( 87 ????NTZ LZ —— 潤(rùn)滑劑系數(shù)， VZ ─ 速度系數(shù)， RZ ─ 粗糙度系數(shù) ， 見表 131108持久強(qiáng)度 CL NN ? ； ?RVL ZZZ ； WZ —— 工作硬化系數(shù) 17 ??? HBZ W ， 3 ? ； XZ —— 接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù) ； n =1 .76 109 m 6 109 6= 106XZ ?? 將以上系數(shù)帶入（ 312）式得： 23 mm/ 6 7 50 1 0 1 6 5 0 ???????HG? (3) 計(jì)算安全系數(shù)： H L I MHHGHG SS ???? ?? 式中 limHS —— 最小安全系數(shù)，見表 ]1[110113 ?? ， 取 lim ? 。 所以 3Z 齒面接觸強(qiáng)度滿足要求。 28 4. 輪齒彎曲強(qiáng)度校核計(jì)算 (1) 計(jì)算齒根應(yīng)力： ???? FFVAFF KKKK0? （ 313） 式中 AK ， VK —— 使用系數(shù)，動(dòng)載荷系數(shù)同齒面接觸強(qiáng)度中的值 ， 取 ?AK ， ?VK ； ?FK —— 彎曲強(qiáng)度計(jì)的齒向載荷分布系數(shù)， 0 . 6 2( ) 1. 17 1. 10 2NFHKK??? ? ? )()(1 )( 22 ????hbhbhbN ?FK —— 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的齒間載荷分配系數(shù)， ???? Fo? —— 齒根應(yīng)力的基本值， 2N/mm 計(jì)算齒根應(yīng)力的基本值 : tF o F a SaF Y Y Y Ybm ??? ? （ 314） 式中 tF—— 端面內(nèi)分度圓上的名義切向力 （ N ） ， ?? b —— 工作齒寬 ， ?b nm —— 法向模數(shù)， 6mmnm ? .,1,20 ???? nfPnfPnaPn mmhmh ?? ? 時(shí)， FaY —— 齒形系數(shù)按圖 13138當(dāng) 423?z 時(shí)， 3 ? ； 29 .,1,20 ???? nfPnfPnaPn mmhmh ?? ? 時(shí)， SaY —— 應(yīng)力修正系數(shù)按圖 13143 當(dāng) 423?Z 時(shí)， 3 ? ； ?Y —— 重合度系數(shù)， 0 . 7 5 0 . 7 50 . 2 5 0 . 2 5 0 . 6 7 61 . 7 6Y ???? ? ? ? ?； ?Y —— 螺旋角系數(shù)， 當(dāng) 0?? 時(shí)， 1Y?? ； 將以上系數(shù)帶入（ 314）式得： 203 mm/ ????????F? 將以上結(jié)果帶入（ 313）得： 23 mm/ ???????F? (2) 許用齒根應(yīng)力： XR r e l Tr e l TNTSTFFG YYYYY ??? lim? （ 315） 式中 FG? —— 計(jì)算齒輪的彎曲極限應(yīng)力 （ 2N/mm ）； FLim? —— 試取齒輪的齒根彎曲疲勞極限 （ MPa ） ， lim 3 450 MP aF? ? ； STY —— 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，取 ? ； NTY —— 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，見圖 ]1[55113 ?? 查的 3 ? ； relTY? —— 相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)，見圖 ]1[57113 ?? 查得 ? ? ； RrelTY —— 相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)，見圖 ]1[58113 ?? 查得 ? ； XY —— 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)，由表 ]1[119113 ?? 得 ? 。 30 將以上系數(shù)帶入（ 315）式得： 2/ mmFG ????????? (3) 計(jì)算安全系數(shù)： F L I MFFGF SS ???? ?? 式中 limFS ─ 最小安全系數(shù)，見表 131110。取 lim ? ， 所以 3z 齒彎曲強(qiáng)度滿足要求。 54,zz 齒輪設(shè)計(jì)與校核 1. 初步確定主要參數(shù) 在初步設(shè)計(jì)齒輪時(shí)， 54,zz 齒輪材料初定為 40Cr， 20CrMnTi。根據(jù)齒面接觸強(qiáng)度，可按下列公式估算齒輪傳動(dòng)的尺寸： ? ? 33 21 ( m m )a a H PKTa A u u???? （ 316） 3 333 2 1 ( m m )dd H PKT udA u?? ?? （ 317） 式中 K —— 載荷系數(shù)常用值 ， 2K? ； aA 、 dA —— 剛對(duì)鋼配對(duì)的齒輪副的值 ， 查表 ]1[57113 ?? 得 直齒輪 483aA ? 、 766dA ? ； 31 a? —— 齒寬系數(shù) )1( ?? uda ?? 按表 ]1[77113 ?? 圓整 ； 其中： ?? 取 ? ? 。則 ?a? ； HP? —— 許用接觸應(yīng)力 2(N/mm) ，推薦 2lim0. 9 (N /m m )H P H??? limH? —— 試就驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限 ； 見圖 ]1[24113 ?? (b)， lim 4 118 0MP aH? ? ， lim 5 165 0 MP aH? ? ， 取較小值 23 l im 30 .9 0 .9 1 1 8 0 1 0 6 2 ( N /m m )H P H??? ? ? ?