【導(dǎo)讀】快，因而帶來采掘機(jī)械化比例失調(diào)的矛盾更加突出。特別是易采的中厚煤層資源日益減少，而薄煤層的開采比例逐年增加，舊采用著傳統(tǒng)的炮掘作業(yè)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全性差。機(jī)更新?lián)Q代的問題，緩解采掘比例失調(diào)的緊張局面。到現(xiàn)在，連續(xù)采煤機(jī)已日益完。進(jìn)作業(yè)過程中創(chuàng)出了前所未有的水平，效益十分可觀，為采煤界所公認(rèn)。中使用，發(fā)展很快，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。第三階段，60年代，是滾筒式連續(xù)采煤機(jī)高速發(fā)展，且日趨成熟的階段。美國(guó)是使用臺(tái)數(shù)最多、使用成效最好的國(guó)家。井工采煤產(chǎn)量的50%是靠。美國(guó)連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)平均班進(jìn)尺60m，日產(chǎn)煤2021t，并有許多高產(chǎn)工。作面，日進(jìn)達(dá)百米，月產(chǎn)煤超10萬t。使用連續(xù)采煤機(jī)掘進(jìn)已成為英國(guó)煤巷掘進(jìn)的主要方法之一，是美國(guó)。12CM14型連續(xù)采煤機(jī)，最高月產(chǎn)量萬噸，年產(chǎn)30萬噸，年進(jìn)尺萬米，雙環(huán)形是由兩排并列、轉(zhuǎn)向相反的刮板鏈組成。載機(jī)構(gòu)同時(shí)，間接地以輸送機(jī)構(gòu)機(jī)尾為主動(dòng)軸帶動(dòng)刮板輸送機(jī)構(gòu)工作。

　　

【正文】 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 28 頁 大 輪齒寬 mm 小輪齒寬 ? ?10~521 ?? bb = 80 mm （ 3） 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校荷計(jì)算 由 文獻(xiàn) 1 式 610 ? ?FSFF YYYmbdKT ?? ??? ?????112 齒形系數(shù) ?FY 查文獻(xiàn) 1 圖 小輪 1?FY = 2. 62 大輪 2?FY = 應(yīng)力修正系數(shù) ?SY 查文獻(xiàn) 1 圖 8－ 68 小輪 1?SY = 大輪 2?SY = 重合度 ? ?)tan(t a n)tan(t a nπ2 1 2211 ????? ????? aaa ZZ =)]20t a n)62616 20c os616s(t a n(a rc c o61)20t a n)62256 20c os256s(t a n(a rc c o25[ 1 ???? ???? ???????? ????= 重合度系數(shù) 由文獻(xiàn) 1 ??? aY ?? 故 N/ 滿足 （ 4） 齒輪幾何尺寸計(jì)算 分度圓直徑 d 齒頂高 ah 齒根高 fh 齒頂圓直徑 ad 齒根圓直徑 fd 基圓直徑 bd ： 齒距 p ： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 29 頁 齒厚 s ： 齒槽寬 e 基圓齒距： 頂隙： 2． 減速機(jī)齒輪錐 1 和齒輪錐 2 兩錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 1）選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力 小齒輪 40 調(diào)制 =260 HBS 大齒輪 45 正火 =210 HBS 許用接觸應(yīng)力 由文獻(xiàn) 1 式 66， [ ]= =700 N/ =550 N/ 接觸疲勞極限 查 文獻(xiàn) 1 圖 64 接觸強(qiáng)度壽命系數(shù) 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 由文獻(xiàn) 1 式 67 =60 j = 60 = = / = 查圖 65 得 = = 接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù) =1 則 [ ] = 700 = 728 N/ [ ] = 550 =616 N/ [ ]=616 N/ 許用彎曲應(yīng)力 [ ] 由式 612， [ ]= 彎曲疲勞極限 查圖 67，雙向傳動(dòng)乘 =378 N/ =294 N/ 彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù) 查圖 68 = =1 彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù) 查圖 69 =1 彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù) = 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 30 頁 則 [ ] =378 / = 270 N/ [ ] =294 / = 210 N/ (2) 齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)，估取圓周速度 = m/s，查文獻(xiàn) 1 表 、表 選 小輪大端分度圓直徑 由式 620 得 ≥ ( 1 + ) 齒寬系數(shù) 查表 = 小輪齒數(shù) 在推薦值 20—40 中選 =23 大輪齒數(shù) = = 圓整取 72 齒數(shù)比 u=72/23= 傳動(dòng)比誤差 錐齒輪 1 轉(zhuǎn)矩 = Nmm 載荷 系數(shù) K= = 使用系數(shù) =1 動(dòng)載系數(shù) = 齒向載荷分布系數(shù) = 材料彈性系數(shù) 查表 = 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查圖 63 = 故 ≥ ( 1 + ) ≥ mm 齒輪模數(shù) m= = 23= 圓整 m=8 小輪大端分度圓直徑 =m =8 23=184 mm 3 222 /)~( npnv t ? 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 31 頁 小輪平均分度圓直徑 = =184/(1+ )= mm 圓周速度 = /60000 = 齒寬 b= = 184=92 mm (3)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 由式 621 [ ] 當(dāng)量齒數(shù) = /cos =23 = = = 齒形系數(shù) 查表 小輪 = 大輪 = 應(yīng)力修正系數(shù) 查表 小輪 = 大輪 = 故 = = 齒根彎曲強(qiáng)度滿足 （ 4）齒輪其他主要尺寸計(jì)算 大輪大端分度圓直徑 = m =8 72=576 mm 錐距 R= = = mm 小輪大端頂圓直徑 = +2m cos =184+2 mm 大輪大端頂圓直徑 = +2m cos =576+ mm 3． 單級(jí)行星齒輪計(jì)算 齒輪材料熱處理工藝及制造工藝的選定 高速級(jí)和低速級(jí) 太陽輪和行星輪的材料為 20CrMnTi，表面滲碳淬火處理，表面硬度為 56～ 60HRC。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(qiáng)度及良好的韌性和很低的缺口敏感性。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 32 頁 試驗(yàn)齒輪齒面接觸疲勞極限 =1300 MPa 試驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲勞極限： 太陽輪： =1300 MPa 行星輪： =1300 MPa 齒形為漸開線直齒，最終加工為磨齒，精度為 6 級(jí)。 兩 內(nèi)齒圈的材料 均 為 42CrMo，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 262～ 302HBS. 試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限： lim 400H? ? Mpa 試驗(yàn)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(jí)。 確定各主要參數(shù) （ 1） 行星機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比： i=，采用 單級(jí) NGW 型行星機(jī)構(gòu)。 （ 2）高速級(jí)計(jì)算 1） 行星輪數(shù)目 pn ： 要根據(jù)文獻(xiàn) 2 表 17。 21 及傳動(dòng)比 i，取 4?wn 。 2） 載荷不均衡系數(shù) pk 采用太陽輪浮動(dòng)均載機(jī)構(gòu)，取 pk =1 3）配齒 ： 由文獻(xiàn) 2 表 選取 =31， =17 ， =187。 4）按接觸強(qiáng)度計(jì)算 ac 傳動(dòng)中心距和 齒輪模數(shù) m ： 按文獻(xiàn) 2 表 中的公式計(jì)算中心距： 3 2l i m4 8 3 ( 1 ) AakTau u???? 接觸強(qiáng)度使用的 綜合系數(shù) 按文獻(xiàn) 2 表 查得 ： 2?k 太陽輪單個(gè)齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： mNT a ??? 齒數(shù)比： ??? aczzu 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 33 頁 取齒寬系數(shù)： ?a? 初定中心距： 將以上各值代入強(qiáng)度計(jì)算公式，得 mma ac )(483 3 2 ??????? 計(jì)算模數(shù) m ： mmzz am ca ?????? 取標(biāo)準(zhǔn)值 m=9 中心距 a 216 216 5）計(jì)算變位系數(shù) 采用高變位，因?yàn)?baHi =124，所以太陽輪正變位，行星輪和 內(nèi)齒輪負(fù)變位。即： xa=xc=xb 按文獻(xiàn) 2 圖 分配 (Za1+zc1)/2=(17+85)/2=51 Xa1= xc1= xb1= 6）幾何尺寸計(jì)算 分度圓直徑： = m=31? 9= 279 mm = m=17?9=153 mm = m=65?9=585 mm 齒輪寬： 取 齒頂圓直徑： = +2(ha*+xa)m=34+2?(1+) ?2= mm = +2(ha*+xc)m=170+2?() ?2=199 mm = 2(ha*xbk2)m=3742?(1+) ?2= mm 齒根圓直徑 = 2(ha*+c*xa1)m=342?(1+) ?2 = 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 34 頁 = 2(ha*+c*xc1)m=1702?(1++) ?2 = mm = +2(ha*+c*+xb1)m=374+2?(1+) ?2 = mm 7) 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 太陽輪齒輪 20CrMnTi 調(diào)制 =60HRC 行星齒輪正火 20CrMnTi 調(diào)制 =60HRC 試驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲勞極限： 太陽輪： =1300 MPa 行星輪： =1300 MPa 齒形為漸開線直齒，最終加工為磨齒，精度為 7 級(jí)。 內(nèi)齒圈的材料 均 為 42CrMo，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 262～ 302HBS。 許用接觸應(yīng)力 由文獻(xiàn) 1 式 66， [ ]= 接觸強(qiáng)度壽命系數(shù) 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 由文獻(xiàn) 1 式 67 每天工作 4 小時(shí)，每年 300 天，用十年。 =60 j = 60 = = / = 查圖 65 得 = = 接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù) =1 則 [ ] = 1300 = 1443 N/ [ ] = 1300 =1560 N/ [ ]=1443 N/ 許用彎曲應(yīng)力 [ ] 由文獻(xiàn) 1 式 612， [ ]= 彎曲疲勞極限 查文獻(xiàn) 1 圖 67，雙向傳動(dòng)乘 =700 N/ =700 N/ 彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù) 查圖 68 = =1 彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù) 查圖 69 =1 彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù) = 則 [ ] =700 / = 500 N/ [ ] =700 / = 500 N/ 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 35 頁 有文獻(xiàn) 3 式 610 ? ?FSFa aF YYYmbdKT ?? ??? ????? 2 齒形系數(shù) ?FY 查文獻(xiàn) 1 表 太陽 輪 aFY? = 行星 輪 cFY? = 應(yīng)力修正系數(shù) ?SY 查文獻(xiàn) 1 表 太陽 輪 aSY? = 行星 輪 cSY? = 重合度 ? ?)tan(t a n)tan(t a nπ2 1 2211 ????? ????? aaa ZZ =)]20t a n)22852 20c os852s(t a n(a rc c o85)20t a n)22172 20c os172s(t a n(a rc c o17[ 1 ???? ???? ???????? ????= 重合度系數(shù) 由文獻(xiàn) 1 ??? aY ?? 故 N/ N/ 齒根彎曲強(qiáng)度要求滿足 軸的設(shè) 計(jì) 1. I 軸的設(shè)計(jì)去效核 計(jì)算作用在齒輪上的力 1） 輸入軸上的轉(zhuǎn)矩 ?T mmNnPT ???? 1161 2） 求作用在齒輪上的力 小直 齒輪的受力分析 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 36 頁 圓周力 tF mt dTF 2? NFFtt 71 51 0221 ????? 徑向力 rF 和軸向力 aF cos/tan ?tr FF ? β βsintan ?ta FF ? NF r 39。229c o s/ ??? ?? NF a 5 039。229t a 8 5 5 ??? ? （ 2） 確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼 ，調(diào)質(zhì)處理。初估軸的最小直徑，取 107?A ，可得 : mmnPAd 4 7 33m