【導(dǎo)讀】對截割部的傳動及結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。設(shè)計完成截割部的組件、零件工作圖設(shè)計。MG4000/型采煤機是一種電牽引大功率采煤機，該機機身矮，動輪組件等均可從老塘側(cè)抽出，故傳動效率高，容易安裝和維護(hù)。本說明書主要介紹了采煤機截割部的設(shè)計計算。后驅(qū)動滾筒旋轉(zhuǎn)。截割部采用四行星單浮動結(jié)構(gòu)，減小了結(jié)構(gòu)尺寸，采用大。角度彎搖臂設(shè)計，加大了過煤空間，提高了裝煤效果。和強度校核進(jìn)行了敘述和介紹。更好的發(fā)揮該采煤機的性能，達(dá)到最佳工作效果。

　　

【正文】 mdb 2484 ? 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 23 頁 ???? 20c o s407c o s55 ?dd b 齒距 p mmmp ?? ? 齒厚 s ?? ms ? 中心距 a mma 336? 圓整 mmd b ? mmp ? mms ? mma 336? 齒輪 6 和惰輪 7的幾何尺寸計算： 齒輪幾何尺寸計算： 分度圓直徑 d 171666 ??? mZd 281677 ??? mZd 齒頂高 ah mmmhh aa 16161* ???? 齒根高 fh ? ? ? ? ** ????? mchh af 齒頂圓直徑 ad 1622 7 2266 ????? aa hdd 1624 4 8277 ????? aa hdd 齒根圓直徑 fd 202272266 ????? ff hdd 202448277 ????? ff hdd 基圓直徑 bd ???? 20c o s272c o s66 ?dd b ???? 20c o s448c o s77 ?dd b 齒距 p mmmp ?? ? 齒厚 s mmms ?? ? 中心距 a mma 360? 圓整 mmd 2726 ? mmd 4487 ? mmha 16? mmhf 20? mmda 3046 ? mmda 4807 ? mmd f 2326 ? mmd f 4087 ? mmdb 2326 ? mmdb 3827 ? mmp ? mms ? mma 360? 惰輪 8 和齒輪 9的幾何尺寸計算： 齒輪幾何尺寸計算： 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁 分度圓直徑 d 281688 ??? mZd 391699 ??? mZd 齒頂高 ah mmmhh aa 16161* ???? 齒根高 fh ? ? ? ? ** ????? mchh af 齒頂圓直徑 ad 1624 4 8288 ????? aa hdd 1626 2 4299 ????? aa hdd 齒根圓直徑 fd 202448288 ????? ff hdd 202624299 ????? ff hdd 基圓直徑 bd ???? 20c o s448c o s88 ?dd b ???? 20c o s624c o s99 ?dd b 齒距 p mmmp ?? ? 齒厚 s mmms ?? ? 中心距 a mma 536? 圓整 mmd 4488 ? mmd 6249 ? mmha 16? mmhf 20? mmda 4808 ? mmda 6569 ? mmd f 4088 ? mmd f 4209 ? mmdb 3828 ? mmdb 5869 ? mmp ? mms ? mma 536? 由于齒輪的強度效核方法都是相似的，因而對其它齒輪的強度效核過程安排在設(shè)計說明書以外的篇幅中進(jìn)行，并全部強度驗算合格。 軸的設(shè)計及強度效核 先確定Ⅲ軸 選擇軸的材料 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理 軸徑的初步估算 由表 4－ 2取 A＝ 115， 可得 mmnpAd 33 331 ????? 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 25 頁 3軸示意圖 求作用在齒輪上的力 Ⅲ軸上大齒輪分度圓直徑為： mmmZd 3403 ?＝Ⅲ 圓周力 tF ，徑向力 rF 和軸向力 ?F 的大小如下 NdTF t 25636306435800022 2 31 ???? NFF ntr 9 3 3 120t a n2 5 6 3 6t a n1 ????? ? 小輪分度圓直徑為： mmd 2644 ? NdTF t 580 0022 4 32 ???? NFF ntr 1 2 0 1 1 4 1 1tan2 ????? ? 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）擬定軸向定位要求確定各軸段直徑和長度 Ⅰ 段 安 裝 調(diào) 心 滾 子 軸 承 。 軸 承 型 號 22219c ， 尺 寸3615085 ????? BDd 取軸段直徑 mmd 851 ? 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 26 頁 取齒輪距箱體內(nèi)壁距離 ,10mm?? 軸承距箱體內(nèi)壁 ,5mms? 則： mmsBL 1651051501 ???????? Ⅱ段安裝齒輪，齒輪左端采用套筒定位，右端使用軸肩定位，取軸段直徑 ,91mm 軸段長度 mmL 1102 ? Ⅲ段取齒輪右端軸肩高度 ,4mmh? 軸環(huán)直徑 91 ,mm 軸段長mmL 1783 ? Ⅳ 段 用 于 裝 軸 承 ， 選 用 深 溝 球 軸承 Nj419 ，尺寸3016090BDd ????? ，取 軸段直徑 ,903 mmd ? 軸段長 164mm 2）軸上零件的周向定位 兩個齒輪均采用花鍵聯(lián)結(jié)，花鍵適用于載荷較大和定心精度要求較高的靜聯(lián)接 和動聯(lián)接，它的鍵齒多，工作面總接觸面積大，承載能力高，它的鍵布置對稱，軸、轂受力均勻，齒槽淺，應(yīng)力集中較小，對軸和輪轂的消弱小。 花鍵尺寸為： 1 1 61 1 21 0 210 ??????? BDdN 軸承與軸的周向定位采用過渡配合保證的，因此軸段直徑公差取為 6K . 軸端倒角 ??452 軸的強度效核： 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖 ： 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 27 頁 軸承1 軸承2 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 28 頁 166。Α 2166。Α 1166。Α166。Α 2） 求支反力： 水平面： ? ?? ? ? ? NFFR ttRB 7 8 4 3901 2 583/831 2 583 43 ???????? NRFFR HBttHA ???? 垂直面： ? ?? ? ? ? NFFR rrRB 8 2 5901 2 583/831 2 5)83( 43 ????????? NRFFR rBrrHA 21 2743 ???? 3） 計算彎矩，繪彎矩圖 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 29 頁 水平彎矩：圖（ b）所示 mmNRM HACH ?????? 0 5 9 8 4 mmNRM HBDH ?????? 垂直面彎矩：圖（ c）所示 mmNRM VACV ???????? 1 7 6 5 4 1832 1 2 783 mmNRM VBDV ?????? 5 2 4 3 3 8 2 590 合成彎矩：圖（ d）所示 mmNMMM CHCVC ?????? 0 6 7 3 9 51 7 6 5 4 0 5 9 8 4 4 2222 mmNMMM DHDVD ?????? 5 6 0 1 5 55 2 4 3 3 12 5 0 5 8 8 8 2222 4) 扭矩： mmNT ?? 32511003 mmNT ????? 1 9 5 0 6 6 03 2 5 1 1 0 ? 5） 計算當(dāng)量彎矩：圖（ f）所示 mmNMM CCa ???? 39502? ? mmNTMM DDa ?????? 2222 ?左mmNMM DDa ??? 顯然 D 處為危險截面，故只對該處進(jìn)行強度效核 軸的材料為 45鋼，調(diào) 質(zhì)處理，查表 4－ 1得 2/650 mmNB ?? 由 ? ??? ?? WM Da 得 ? ? 2/65~~ mmNB ?? ?? 取 ? ? 2/60 mmN?? 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 30 頁 3333 mmddW ????? ? 2/ 267 1861 3 mmNWM Ca ???? ? ? 2/60 mmN?? 安全系數(shù)效核計算： 1）確定參數(shù) 由前述計算可知： mNT ?? mmNM Ca ?? 0 6 7 3 9 5 mmW ? min/ rn ? 抗扭截面模量： 3333 mmddW ????? ?? 2）計算應(yīng)力參數(shù) 彎曲應(yīng)力幅 2/ mmNa ?? ?? 因彎矩為對稱循環(huán)， 故彎曲平均應(yīng)力 0?m? 扭剪應(yīng)力幅 23 / 32511002 mmNWTa ???? ?? 因轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)，故扭剪平均應(yīng)力 2/ mmNma ?? ?? 3）確定影響系數(shù) 軸的材料為 45 鋼 ， 調(diào) 質(zhì) 處 理 ， 由 表 4 － 1 查得212 /300,/650 mmNmmNB ?? ??? ， 21 /155 mmN??? 軸肩圓角處得有效應(yīng)力集中系數(shù) ?? KK, 根據(jù) 0 1 ??dr ??dD 由表 4－ 5經(jīng)插值可得： ??k ??k 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 31 頁 尺寸系數(shù) ?? 、 ?? 根據(jù)軸截面為圓截面查圖 4－ 18得： ?? ＝ ?? = 表面質(zhì)量系數(shù) ?? 、 ?? 根據(jù) 2/650 mmNB ?? 和表面加工方法為精車，查圖 4－ 19，得 ?? ＝ ?? ＝ 。材料彎曲扭轉(zhuǎn)的特性系數(shù) ?? 、 ?? 取 ?? ＝ ?? ＝ ?? = 可得： 3001 ??????? ? maKS ??? ? ??? 1551 ??????? ? maKS ??? ? ??? ? ? ~2222 ???????? SSSSSS Ca???? 所以強度足夠。 截割部行星機構(gòu)的設(shè)計計算 已知：輸入功率 7 ? KW, 轉(zhuǎn)速 7n =， 輸出轉(zhuǎn)速 n滾 =40r/min 齒輪材料熱處理工藝及制造工藝的選定 太陽輪和行星輪的材料為 20CrNi2MoA，表面滲碳淬火處理，表面硬度為 57～ 61HRC。因為對于承受沖擊重載荷的工件，常采用韌性高淬透性大的18Cr2Ni4WA 和 20CrNi2MoA 等高級滲碳鋼，經(jīng)熱處理后，表面有高的硬度及耐磨性，心部又具有高的強度及良好的韌性和很低的缺口敏感性。 試驗齒輪齒面接觸疲勞極限 lim 1450H? ? MPa 試驗齒輪齒根彎曲疲 勞極限： 太陽輪： lim 1450H? ? MPa 行星輪： lim 1450H? ? MPa 齒形為漸開線直齒，最終加工為磨齒，精度為 6 級。 內(nèi)齒圈的材料為 42CrMo，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 262～ 302HBS. 中國礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 32 頁 試驗齒輪的接觸疲勞極限： lim 400H? ? Mpa 試驗齒輪的彎曲疲勞極限： lim 280H? ? Mpa 齒形的加工為插齒，精度為 7 級。 確定各主要參數(shù) ⑴ 行星機構(gòu)總傳動比： i=，采 用 NGW 型行星機構(gòu)。 ⑵ 行星輪數(shù)目 pn ： 要根據(jù)文獻(xiàn) 3 表 及傳動比 i，取 4pn? 。 ⑶ 載荷不均衡系數(shù) pk ： 采用太陽輪浮動和行星架浮動的均載機構(gòu)，取 pk = ⑷ 配齒計算： 太陽輪齒數(shù) az . 4 2 2 145 .7 4