【導(dǎo)讀】采煤機(jī)械的裝備水平是煤礦技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。采煤機(jī)械的選用取決于煤層的。煤炭是我國(guó)的主要能源，煤炭工業(yè)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。面臨著許多困難和問題，采煤機(jī)械化是最終發(fā)展的必然。所以如何提高采煤效率以滿足我。國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)中迅猛發(fā)展的經(jīng)濟(jì)對(duì)能源的需要就成了十分迫切的要求。我國(guó)煤炭中薄煤層儲(chǔ)量豐富，對(duì)大功率采煤機(jī)的需求量也比較大。而炮采安全性比較。低，生產(chǎn)率也比較低；綜采對(duì)設(shè)備要求較高，而且投資費(fèi)用比較大。采取搖臂結(jié)構(gòu)形式以增大滾筒的過煤空間進(jìn)而提高裝煤效率，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】 m i n2 5 . 3 6 r /1 2 7 . 1 7 / 5 . 0/810 ??? ??inn 各軸功率計(jì)算 軸 1 kW 7 2 0 .3 00 .9 80 .9 87 5 0211 ?????? ?電動(dòng)機(jī)PP 軸 2 kW 6 9 8 .8 30 .9 90 .9 87 2 0 .33212 ??????? ??PP 軸 3 kW 6 6 4 . 4 40 .9 90 .9 80 .9 ????????? ???PP 軸 4 kW 6 4 4 .6 40 .9 90 .9 86 6 4 .4 43234 ??????? ??PP 軸 5 6 2 5 .4 3 kW0 .9 90 .9 86 4 4 .6 43245 ??????? ??PP 軸 6 kW 6 0 6 .8 00 .9 90 .9 86 2 5 .4 33256 ??????? ??PP 軸 7 kW 5 7 6 . 9 40 .9 90 .9 80 .9 86 0 6 . 8 032167 ????????? ???PP 軸 8 kW 5 6 5 . 4 00 .9 85 7 6 . 9 4478 ?????? ?PP 軸 9 kW 5 5 4 . 1 00 .9 85 6 5 . 4 0189 ?????? ?PP 軸 10 kW 5 4 3 . 0 00 .9 85 5 4 . 1 04910 ?????? ?PP 各軸扭矩計(jì)算 扭矩計(jì)算公式： nPT 9550? 軸 1： ??T 軸 2： ??T 軸 3 7 3 9 2 . 3 0 N m4 / 8 5 8 .3 89 5 5 0 x 6 6 4 . 43 ??T 軸 4 1 7 ??T 軸 5 9 5 ??T 軸 6 7 5 ??T 軸 7 9 6 2 8 . 2 7 N m4 / 5 7 2 .2 59 5 5 0 x 5 7 6 . 97 ??T 軸 8 4 2 4 5 9 . 4 6 N m0 / 1 2 7 . 1 79 5 5 0 x 5 6 5 . 48 ??T 軸 10 m2 0 4 4 8 1 .4 7 N0 / 2 5 . 3 69 5 5 0 x 5 4 3 . 010 ??T 數(shù)據(jù)匯總 將以上數(shù)據(jù)列于 下 表中。 搖臂傳動(dòng)系統(tǒng) 動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)參數(shù) 第 11 頁(yè) 軸號(hào) 轉(zhuǎn)速 n(r/min) 輸出功率 P(kW) 輸出扭矩 T() 傳動(dòng)比 1 1485 3 7 8 10 3. 搖臂 齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算與強(qiáng)度校核 兩級(jí)圓柱齒輪減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核 計(jì)算 齒輪傳動(dòng)的失效形式主要發(fā)生在 輪齒部位，其他部位很少失效。輪齒的主要失效形式包括輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面磨損和塑性變形。由于磨損、塑性變形等的設(shè)計(jì)計(jì)算至今未建立完善的計(jì)算方法，所以目前一般齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算，通常按齒面接觸疲勞強(qiáng)度和齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。 本次兩級(jí)圓柱齒輪減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)采用齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算，齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核的方式。兩級(jí)行星傳動(dòng)的設(shè)計(jì)采用相反的方式。 以下計(jì)算參考程志紅主編《機(jī)械設(shè)計(jì)》 和《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四版 。 齒輪 1 和齒輪 2 設(shè)計(jì)校核 二級(jí)圓柱直齒輪傳動(dòng)采用 2 級(jí)減速，為加長(zhǎng)搖臂的長(zhǎng)度，齒輪 2 和齒輪 3 為完全一樣的惰輪，齒輪 齒輪 6 和齒輪 7 為完全一樣的惰輪?？梢詤⒄找延邢嚓P(guān)采煤機(jī)設(shè)計(jì)，確定每級(jí)的傳動(dòng)比和中心距，進(jìn)而確定各級(jí)的幾何參數(shù)。 （ 1）選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力 由于采煤機(jī)搖臂上齒輪運(yùn)動(dòng)速度較大，功率較大，故齒輪選用鑄鋼件。 實(shí)踐證明，對(duì)于受沖擊載荷的齒輪，應(yīng)當(dāng)選用芯部沖擊韌性較好的材料。參考以往采煤機(jī)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) 選擇齒輪材料 小齒輪 18Cr2Ni4WA 滲碳淬火 大齒輪 18Cr2Ni4WA 滲碳淬火 HRC 5662 許用 接觸應(yīng)力 ? ?H? =NHminHlim ZS? 式中：接觸疲勞極限 Hlim? 查圖 64 Hlim1? = 21650N/mm Hlim3? = 21650N/mm 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 由式 67 hjLnN 11 60? 其中： n —— 齒輪轉(zhuǎn)速 ； j —— 齒輪每轉(zhuǎn)一圈同一齒面的嚙合次數(shù)； hL —— 齒輪的工作壽命； 第 12 頁(yè) 103001011485601 ??????N 91 ??N 9113 ??? iNN 93 ??N 接觸強(qiáng)度壽命系數(shù) NZ 查圖 65 N1Z = N3Z =1 接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù) HminS 通常為 ?S 則 ? ?H? =16501/1. 25 ? ? 2H 1320N /m m?? 許用彎曲應(yīng)力 ? ?F? =XNFminFlim YYS? 彎曲疲勞極限 Flim? 查圖 67 2Flim 800N/mm?? 彎曲強(qiáng)度壽命極限 NY 查圖 68 N3N1 YY ? =1 彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù) XY 查圖 69 X3X1 YY ? = 彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù) FminS FminS = 則 ? ? .9 9 /1800F ???? ? ? 2F 1N /m m?? （ 2） 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 確定齒輪精度等級(jí) 3 /)0 2 ~0 1 ( nPnv t ? m / s 57 2 0 .3 0 / 1 4 3???tv ?tv 估取圓周速度為 4 m/s 參考表 ，表 選取 Ⅱ 公差組 6 級(jí) 小輪分度圓直徑 ? ?3d12HεHE1 12 uuKTZZZd ?????????? ?? 小齒輪齒數(shù) 1z 暫取為 23 231?z 大齒輪齒數(shù) 3z . 7 3113 ????? ziz 圓整為 40 403?z 惰輪齒數(shù) 2z 132 zz ? 392?z 齒數(shù)比 u 23/40/ 13 ?? zzu ?u 第 13 頁(yè) 傳動(dòng)比誤差 uu/? Δ u/u= %?5% 滿足傳動(dòng)比要求 齒寬系數(shù) d? 查表 ，按齒輪相對(duì)軸承 為非對(duì)稱分布 ?? 材料彈性系數(shù) EZ 查表 ，都為鍛鋼 2E N /m m8189.?Z 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) HZ 查圖 63(β =0， 021 ??xx ) ?Z 重合度系數(shù) εZ 推薦值 ~ ?Z 載荷系數(shù) βαVA KKKKK ? 使用系數(shù) AK 查表 （按具有輕微沖擊的工作特性） ?K 動(dòng)載系數(shù) VK 推薦值 ?K 齒間載荷分配系數(shù) αK 推薦值 ~ ?K 齒向載荷分配系數(shù) βK 推薦值 ~ ?K 所以 ????K ?K 則 3 21 ????????? ???d ?d 齒輪模數(shù) 7 . 9 8231 8 3 .6 0 //z 11 ??? dm 按表 圓整 mm8?m 小輪分度圓直徑 23811 ??? mzd 184mm1 ?d 圓周速 度 6 0 0 0 0/1 4 8 51 8 0 0 0 0/11 ???? ndv t ? ?tv 與估取值相近 齒寬 b 8 2 . 8184. 4 501d ????? db ? ,圓整 83mm?b 大齒輪齒寬 3b ）（ 10~53 ??bb 88mm3 ?b 惰輪齒寬 2b 32 bb? 88mm2 ?b 小齒輪齒寬 1b ）（ 10~531 ??bb 93mm1 ?b （ 3）按 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 第 14 頁(yè) 由式 610 ? ?FεSaFa1 1F 2 ?? ?? YYYmbdKT 載荷系數(shù) βαVA KKKKK ? 使用系數(shù) AK 查表 （按輕微沖擊的工作特性） ?K 動(dòng)載系數(shù) VK 推薦值 ?K 齒間載荷分配系數(shù) αK 推薦值 ?K 齒向載荷分配系數(shù) βK 推薦值 ?K 所以 ????K K= 齒形系數(shù) FaY 查表 小輪 Fa1Y ?Y 惰輪 Fa2Y ?Y 大輪 Fa3Y ?Y 應(yīng)力修正系數(shù) SaY 查表 小輪 Sa1Y ?Y 惰輪 Sa2Y ?Y 大輪 Sa3Y ?Y 重合 度系數(shù) εY αε 75/. ???Y 重合度 α? ? ? ? ?? ??????? tantanztantanz2 1211α a2a ?? 其中 壓力角 ?20?? ?? 20c os238a rc c os1 ??????a? ?? 20c os408a rc c os2 ??????a? 所以 ? ? ? ?? ????? 20t a a n4020t a a n232 1α ???? ?? = ）（ 1 ?? ?? ??Y ?Y 第 15 頁(yè) 則 ???? ???? = 818488 ????? ???? = ????? ???? = 2F1 /m m?? 2F2 /m m??