【導讀】截割部搖臂傳動設計部分是本設計首先要作的工作。設計中首先確定了搖臂內各。析了各個零部件的作用。最終通過分析計算完成了截割部搖臂傳動設計過程。輔助設計系統(tǒng),對提高漸開線齒輪設計的效率、可靠性具有重要意義。

　　

【正文】 2— 68） 76 . 8 4 1 0 1 1 . 86 0 . 9 7Xa TT k N miz ? ?? ? ?? （ 2— 69） ? 55 79 5 . 5 1 0 9 5 . 5 1 0 2 5 8 6 . 8 4 1 046XX x pT N m mn? ? ?? ? ? ? ? （ 2— 70） 33 319caZZ? ? ? ? （ 2— 71） 1AK? :vK 由于取 7 級精度，查 [5]中圖 1215 得 vK = K? ：根據(jù)1120 ??，查 [5]中圖 1216a 的 2 曲線，得 K? = K? ：按 7 級精度查表 1221 得 K? =1 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 19 EZ ：兩輪皆為鋼制，查 [5]中表 1222 得 EZ = HZ : 查 [5]中圖 1217 得 HZ = Z? ：查 [5]中圖 1211 和圖 1218 得 Z? = l i mm i n1 3 5 0 1 1 10801 .2 5H W NHPHZZ M p aS?? ??? ? ? （ 2— 72） （兩輪皆硬齒面 WZ =1，按長期工作考慮 NZ =1，高可靠性，查 [5]中表 1223 minHS =）試上述數(shù)據(jù)代入公式 得： 363 4 0 0 0 1 . 7 3 1 1 1 . 1 2 1 . 0 7 1 1 8 9 . 8 1 01 0 0 2 0 0 1 0 2H? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??? = 6636 10 636 M pa?? 〈 HP? 故安全 (6) 齒輪彎曲強度校核 按表 [21]1219 中的彎曲強度校核公式 t A vF F F PF K K K K Y Y Ybm ?? ?????? （ 2— 73） 式中 FY — 根據(jù) aZ =18， x? = 查圖 [21]1223 得 FaY = cZ =36， cx =， FcY =，兩輪材料一樣，應計算中心距 a Y? — 因 ? =0，所以 Y? =1 Y? — 根據(jù) X? = 查圖 [21]1223 得 Y? = l i ml i m 3 5 0 1 0 . 9 2 5 2041 . 5 1 . 0 6FF N XFPsrYY M p aSY?? ??? ? ?? （ 2— 74） （長期工作 NY =1；按 m=10mm 滲碳淬火鋼，查 [5]中圖 1228 得 XY =，按aZ =18， ax = 及滲碳淬火鋼，查 [5]中圖 1228 得 srY = 按可靠率查 [5]表 1223 得limFS=） 上述數(shù)據(jù)代入公式得： 664 5 3 3 3 1 1 . 0 2 1 . 0 7 1 2 . 1 1 0 . 8 3 5 7 9 . 5 1 0 7 9 . 51 0 0 1 0 1 0 p a M p a? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ???〈 FP? 通過內齒輪 b 采用調質的 35CrMnTi,b— c 齒輪是內嚙合傳動，承載能力遠遠超過外嚙合傳動，無須校核其強度。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 20 采煤機搖臂內各軸的設計 Ⅰ軸的設計 設計搖臂一軸：已知其輸入功率 p=750kw、轉速 n=1470r/min、傳動零件齒輪的主要參數(shù)尺寸為：模數(shù) m=齒數(shù)比 u=、小齒輪齒數(shù)為 1Z =2大齒輪齒數(shù)為 2Z =3小齒輪分度圓直徑為 1d =232mm、大齒輪分度圓直徑為 2d =288mm、中心距 a=268mm、尺寬 2b =80mm、 1b =70mm； （ 1） 軸材料的選擇 由于 1 軸各零件配合緊湊，則選取材料應與齒輪 1 相同。選取 r n o20CM M 、查 [3]表 14179 知抗扭強度 b? =1177 2/N mm 、屈服點 s? =883 2/N mm 。根據(jù) [7]表 611注中的公式計算 彎曲疲勞極限 1?? =( b? + s? ) （ 2— 75） =(1177+883) =556 2/N mm ； 扭轉疲勞極限 1?? =( b? + s? ) （ 2— 76） =(1177+883) = 2/N mm ； s? =() s? = () 883=() 2/N mm 取 s? =500 2/N mm ； （ 2— 77） 0? = 1?? = 556=778 2/N mm ； 0? = 1?? = 321=481 2/N mm ； 根據(jù)比值選取許用彎曲靜應力 ? ?1?? =397 2/N mm ；選取許用脈動循環(huán)應力0[]? =199 2/N mm ；選取許用疲勞應力 ? ?1?? =127 2/N mm ； （ 2）初步估算軸徑 按扭轉強度估算 1 軸的最小軸徑，查 [7]表 612 按公式 13min 01pdAn? 計算 查 [7]表 613 取系數(shù) A=112 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 21 則 1 33m i n 017 1 2 . 9 51 1 2 8 7 . 91470pd A m mn? ? ? （ 2— 78） 取最小直徑為 88mm. （ 3）軸的結構設計 [16] 根據(jù)搖臂簡圖確定軸上主要零件的布置圖和軸的初步估算定出的軸徑 ，如圖所示 圖 （ 4）軸上零件的軸向定位 則在齒輪兩端設置軸肩以用來固定軸承，為便于裝拆軸承，軸承處軸肩不宜太高。 （ 5）軸上零件的周向定位 齒輪與軸的同向定位采用平鍵聯(lián)接，按 45d? 由表 [17]61 查得平鍵截面32 18bh? ? ? ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 220mm，為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 76Hh 。 （ 6）確定各段軸徑和長度 為滿足軸向定位要求，Ⅰ Ⅱ軸段需設一軸肩，非定位軸肩高度一般取 。故Ⅱ Ⅲ段直徑 23d? =97mm。 取 12l?? 50mm，定位軸肩高度按表 123 取，取定位 軸肩高度 h ，故取 h=8mm ， 34 105d mm? ? . 選用 42221 軸 承 ， 其 尺 寸10 5 19 0 36d D B? ? ? ? ?，軸承端蓋厚度取 25mm，取箱體厚度 23 60l mm? ? ，取安裝齒輪處的軸段 45 110d mm? ? ， 45l? =70mm,齒輪左端與左軸承之間用套筒定位。取齒輪與箱體間的距離為 20mm， 考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承時， 應距箱體內壁一段距離 S,取 S=8。則 34 36 20 8 6 70l mm? ? ? ? ? ?。右端采用軸肩定位取 h=8mm，則內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 22 軸環(huán)處直徑 56 126d mm? ? ，軸環(huán)寬度 ? 取 56 12 20 8 40l m m? ? ? ? ?， 6 7 3 4 105d d mm???? , 67 36l mm? ? 。 （ 7）考慮軸的結構工藝學 在齒輪軸的兩端均制成 1 45 倒角。兩端裝配軸承處為磨削加工 ，留有砂輪越程槽。 （ 8）軸的強度驗算 先做出軸的受力簡圖，如圖所示，取集中載荷作用于齒輪及軸承的中點。 （ 9）齒輪上作用力大小 轉矩 ： T1=9550 11pn =9550 =； （ 2— 79） 圓周力 ： 11 12021 2 0 0 0 4 6 3 1 . 7 5 3 9 9 2 8 . 9232t TFNd ?? ? ?； （ 2— 80） 徑向力 ： 11 ta n 3 9 9 2 8 .9 ta n 2 0 1 4 5 3 3rtF F N?? ? ? ? （ 2— 81） 1tF 、 1rF 的方向如圖所示。 圖 （ 10）求軸承的支反力 水平面上的支反力 1 108 4 6 3 1 . 7 5 1 0 8 2 3 1 5 . 8 82 1 6 2 1 6tAB FF F N? ?? ? ? ?； 內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 23 垂直面上的支反力 39。39。 1 1 1 5 7 .9 42rAB FF F N? ? ?； （ 11）畫彎矩圖（圖 b、 c、 d） 截面 C 處的彎矩為 水平面上的彎矩 39。 3 310 8 10 23 15 .8 8 10 8 10 25 01 .1 5cAM F Nm??? ? ? ? ? ?； 垂直面上的彎矩 39。 39。 39。 3 08 10 10 32 0 10 8 10 11 14 .5 6cAM F Nm? ? ? ? ? ?； 合成彎矩 39。 2 39。 39。 2 2 22 5 0 1 .1 5 1 1 1 4 .5 6 2 7 3 8 .2 4c c cM M M N? ? ? ? ? （ 12）畫轉矩圖（圖 e） 1T =； 畫計算彎矩圖 因單向回轉，視轉矩為脈動循環(huán)， ? ?? ?10b?? ????，則截面 C 處的當量彎矩為 39。 2 2( ) 3 4 0 1V c cM M T Nm?? ? ?； （ 13）按彎矩合成應力校核軸的強度 ①截面 C 當量彎矩最大，故截面 C 為可能危險截面。已知 c VcMM? =。由上步知，許用應靜力 ? ?1b?? =127mpa。 330. 1 11 0 13 31 00W mm? ? ?； ? ?3 13 2 5 8 1 0 2 4 . 4 7 1 2 7133100cc M m p a m p aW?? ??? ? ? ? ?； （ 2— 82） ②截面 D 處其直徑最小，則該截面亦可能為危險截面。由 [6]表 5336 公式知 95 mm? ? ?； ? ?3 15 6 7 1 1 0 6 6 1 2 78 5 7 3 7 . 5DD M m p a m p aW?? ??? ? ? ? ?； （ 2— 83） 所以 D 截面強度足夠，安全。 因此，一軸疲勞強度足夠，安全。 （ 14）按疲勞強度校核安全系數(shù) 由受力圖分析可知，計算彎矩在 C 截面出最大。另外， D 處花鍵邊緣處直徑最小且為花鍵邊緣有應力集中，因此，該齒輪軸只需校核 C 截面和 D 截面的安全 系數(shù)即可。內蒙古科技大學畢業(yè)設計說明書 24 取許用安全系數(shù) [S]=。其校核計算如下： ① C 截面處疲勞強度安全系數(shù)校核 抗彎截面系數(shù) W= 3110? = 330. 1 11 0 13 31 00 mm?? ； 抗扭截面系數(shù) 330 .2 1 1 0 2 6 6 2 0 0TW m m? ? ?； 合成彎矩 2 2738245CCM M N mm?? ； 扭矩 463175CT Nmm? ； 按對稱循環(huán)變應力計算 彎曲應力幅 2738245 5 . 9 1463175Ca M m p aW? ? ? ?； （ 2— 84） 彎曲平均應力 0m mpa? ? ； 按脈動循環(huán)變應力計算 扭剪應力幅 2738245 5 .1 42 2 2 6 6 2 0 0Ca TT m p aW? ? ? ??； （ 2— 85） 扭剪平均應力 m? = a? =11mpa； 由 2 步和查 [3]表 122 知，彎曲疲 勞極限 1?? =556 2/N mm ；剪切疲勞極限1?? = 2/N mm ；彎曲等效系數(shù) ?? =；扭轉等效系數(shù) ?? =； 查表 [18]128 的絕對尺寸影響系數(shù) ?? =、 ?? =； 查表 [18]129 取表面質量系數(shù) ? =1； 查表 [18]125 取有效應力集中數(shù) ? ? 、 ? ? ； 受彎矩作用時的安全系數(shù) 1 556 . 0. 1 . a mS k? ? ?????????? ? ????? ?； （ 2— 86） 受扭矩作用時的安全系數(shù) 1 . 11 11. 1 . a mS k? ? ?????????? ? ????