【導(dǎo)讀】與傳統(tǒng)的鉆爆法相比，使用掘進(jìn)機(jī)巷道具有能夠保證巷道的穩(wěn)定性，掘進(jìn)速度快，減少巷道的超控量和不必要的工程量，減少巖石的冒落及瓦斯的突然涌出，改善勞動(dòng)條件，減少笨重的體力勞動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。以研究巷道掘進(jìn)技術(shù)，從而改善工藝和勞動(dòng)組織，逐步實(shí)現(xiàn)巷道掘進(jìn)過(guò)程的綜合機(jī)械化。單一的掘進(jìn)機(jī)械已不再能夠滿足人們?nèi)找鎸?duì)生產(chǎn)的需求。由于不同的環(huán)境及各異的成。況下最大限度的滿足各種要求，因此設(shè)計(jì)的過(guò)程必須是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娜娴目紤]過(guò)程。鑒于不同用戶的要求，本次的設(shè)計(jì)在于“可互換性”。也就是實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用的效果。我們以EBJ—120（SⅠ）型掘進(jìn)機(jī)為基礎(chǔ)進(jìn)行截割部分的互換。有后支撐外還在履帶前后安裝了卡爪式液壓扎腳機(jī)構(gòu)，以便在切割巖石時(shí)錨固定位。我國(guó)的懸臂式掘進(jìn)機(jī)發(fā)展主要受英國(guó)DOSCO、日本三井三池S系列型掘進(jìn)機(jī)的影響。目前主要以縱軸懸臂式為主。這一階段中型懸臂式掘進(jìn)機(jī)日趨成熟，重型。綜上，選用第二種互換方式。

　　

【正文】 RV1 =13805N RV2 =8624N RH1 =14252N RH2 =25205N 4)作垂直面內(nèi)的彎矩圖和水平面內(nèi)的彎矩圖 孫鷺：可互換截割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 40 圖 412 5)求合成彎矩，作合成彎矩圖 M 合 = 22 VH MM ? ,其中各截面處的數(shù)值都標(biāo)在圖上 6)作轉(zhuǎn)矩圖 ?? T= T? = 7)求當(dāng)量彎矩，作當(dāng)量彎矩圖 M?c = 22 )( TM ?? 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 41 圖 413 (4)校核軸的強(qiáng)度 1)校核軸的強(qiáng)度：軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由 ]4[ 表（ 41）查 2/650 mmNB ?? ，則 ?][? ～ B? 即 58～ 65N/mm2 ,取 ][? =60N/mm2, 直徑 d=120mm。 軸的計(jì)算應(yīng)力為： ??c = WMc? = 610? /*1728000=?2 ][? 該軸安全 (5)精確校核軸的疲勞強(qiáng)度： 1） 判斷危險(xiǎn)截面： 直 齒輪 左 端軸肩處應(yīng)力 集中 。 2）計(jì)算危險(xiǎn)截面應(yīng)力： 截面右側(cè)彎矩 M=5314588*（ ） /= 截面上的扭矩 T= 抗彎截面系數(shù)為 :W= =133100mm3 抗扭截面系數(shù)為 WT= =266200mm3 孫鷺：可互換截割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 42 截面上的彎曲應(yīng)力 ? b= M/W=扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 ? = T/WT=彎曲應(yīng)力幅 : ? a=? b=彎曲平均應(yīng)力 :? m=0 扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力幅與平均應(yīng)力相等，即 ? a=? m=3）確定影響系數(shù) : 軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由 ]4[ 表（ 41）查得 ? B=600N/mm2, ? 1=275mm2, ? 1=140mm2 軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù) K? ,K? ， 根據(jù) r/d=5/110= D/d=120/110= 由 ]4[ 表（ 45） 經(jīng)插值后可得： K? =, K? = 尺寸系數(shù) ????, ,根據(jù)軸截面為圓截面，查 ]4[ 圖（ 418）得 ? ? =, ?? = 表面質(zhì)量系數(shù)，根據(jù) B? =600N/mm2 和表面加工方法為精車，查 ]4[ 圖（ 419）得?? ?? ?? ，材料彎曲、扭轉(zhuǎn)的特性系數(shù) ????, ，取 ??? , ?? ?? ? = 由上面結(jié)果可得： S* 2751 ??? ? maK ??? ? ???= S** 14 01 ???? ? maK ??? ? ???= S2222 * ???????? ?SS SSc = 由 ]4[ 表（ 44）的許用安全系數(shù) [S]值，可知該軸安全 ? 減 速箱軸Ⅴ的設(shè)計(jì) 選擇軸的材料 :選取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 (1)初步估算軸伸直徑 按 ]4[ 式（ 42）初估軸最小直徑，查 ]4[ 表 42取 A=110 P= n2=147r/min 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 43 可得： dmin=A3 nP =1103 147/ = 取 d=100mm (2)軸的結(jié)構(gòu) 圖 414 (3)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 1)輸出軸轉(zhuǎn)矩 T=6302350Nmm 下圖中從左到右的長(zhǎng)度尺寸 L1= L2= 2)求作用在直齒輪上的力 ???? 756 /2 tt FdTF 2*6974100/230=57645N 766 tan rtr FFF ???? ?=60644*tan20=20981N 3)求垂直面內(nèi)的支承反力和水平面內(nèi)的支承反力 依據(jù)力矩平衡求得： RV1 =10490N RV2 =10490N RH1 =28822N RH2 =28822N 4)作垂直面內(nèi)的彎矩圖和水平面內(nèi)的彎矩圖 孫鷺：可互換截割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 44 圖 415 5)求合成彎矩，作合成彎矩圖 M 合 = 22 VH MM ? ,其中各截面處的數(shù)值都標(biāo)在圖上 6)作轉(zhuǎn)矩圖 ?? T= T? = 7)求當(dāng)量彎矩，作當(dāng)量彎矩圖 M?c = 22 )( TM ?? 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 45 圖 416 (4)校核軸的強(qiáng)度 1)校核軸的強(qiáng)度：軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由 ]4[ 表（ 41）查 2/650 mmNB ?? ，則 ?][? ～ B? 即 58～ 65N/mm2 ,取 ][? =60N/mm2, 直徑 d=110mm。 軸的計(jì)算應(yīng)力為： ??c = WMc? = 610? /*1331000=?2 ][? 該軸安全 . (5)精確校核軸的疲勞強(qiáng)度： 1）判 斷危險(xiǎn)截面：齒輪左端軸肩處應(yīng)力 集中。 2）計(jì)算危險(xiǎn)截面應(yīng)力： 截面右側(cè)彎矩 M=3082497*（ ） /= 截面上的扭矩 T= 抗彎截面系數(shù)為 :W= =100000mm3 孫鷺：可互換截割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 46 抗扭截面系數(shù)為 WT= =20xx00mm3 截面上的彎曲應(yīng)力 ? b= M/W=扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 ? = T/WT=彎曲應(yīng)力幅 : ? a=? b=彎曲平均應(yīng)力 :? m=0 扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力幅與平均應(yīng)力相等，即 ? a=? m=3）確定影響系數(shù) : 軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由 ]4[ 表（ 41）查得 ? B=600N/mm2, ? 1=275mm2, ? 1=140mm2 軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù) K? ,K? ， 根據(jù) r/d=5/100= D/d=110/100= 由 ]4[ 表（ 45）經(jīng)插值后可得： K? =, K? = 尺寸系數(shù) ????, ,根據(jù)軸截面為圓截面，查 ]4[ 圖（ 418）得 ? ? =, ?? = 表面質(zhì)量系數(shù)，根據(jù) B? =600N/mm2 和 表面加工方法為精車，查 ]4[ 圖（ 419）得?? ?? ?? ，材料彎曲、扭轉(zhuǎn)的特性系數(shù) ????, ，取 ??? , ?? ?? ? = 由上面結(jié)果可得： S* 2 751 ??? ? maK ??? ? ???= S** 14 01 ???? ? maK ??? ? ???= S2222 * ???????? ?SS SSc = 由 ]4[ 表（ 44）的許用安全系數(shù) [S]值，可知該軸安全 。 ? 減 速 箱 軸 Ⅵ 的設(shè)計(jì) 選擇軸的材料 :選取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 47 (1)初步估算軸伸直徑 按 ]4[ 式（ 42）初估軸最小直徑，查 ]4[ 表 42 A=110 P= n2= r/min 可得： dmin=A3 nP =1103 (2)軸的結(jié)構(gòu) 、 圖 417 (3)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 1)輸出軸轉(zhuǎn)矩 T=12102230Nmm 下圖中從左到右的長(zhǎng)度尺寸 L1=97mm L2=97mm 2)求作用在齒輪上的力 大 輪直徑 ?8md 460mm, 所以 Ft8=2T1/dm8=2*12102230/460=52618N Fr8= Ft8tan? =52618*tan20=19152N 3)求垂直面內(nèi)的支承反力和水平面內(nèi)的支 承反力 依據(jù) 力矩平衡 求得： RV1 =9576N RV2 =9576N RH1 =26309N RH2 =26309N 4)作垂直面內(nèi)的彎矩圖和水平面內(nèi)的彎矩圖 孫鷺：可互換截割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 48 圖 418 5)求合成彎矩，作合成彎矩圖 M 合 = 22 VH MM ? ,其中各截面處的數(shù)值都標(biāo)在圖上 6)作轉(zhuǎn)矩圖 ?? T= 12102230 T? = 7)求當(dāng)量彎矩，作當(dāng)量彎矩圖 M?c = 22 )( TM ?? 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 49 圖 419 (4)校核軸的強(qiáng)度 1)校核軸的強(qiáng)度：軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由 ]4[ 表（ 41）查 2/650 mmNB ?? ，則 ?][? ～ B? 即 58～ 65N/mm2 ,取 ][? =60N/mm2, 直徑 d=140mm。 軸的計(jì)算應(yīng)力為： ??c = WMc? = 610? /*2744000=?2 ][? 該軸安全 (5)精確校核軸的疲勞強(qiáng)度： 孫鷺：可互換截割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 50 1） 判斷危險(xiǎn)截面：齒輪左端軸肩處 應(yīng)力 集中。 2） 計(jì)算危險(xiǎn)截面應(yīng)力： 截面右側(cè)彎矩 M=2715763*（ 9769） /97= 截面上的扭矩 T= 抗彎截面系數(shù)為 :W= =219700mm3 抗扭截面系數(shù)為 WT= =439400mm3 截面上的彎曲應(yīng)力 ? b= M/W=扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 ? = T/WT=彎曲應(yīng)力幅 : ? a=? b=彎曲平均應(yīng)力 :? m=0 扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力幅與平均應(yīng)力相等，即 ? a=? m=3） 確定影響系數(shù) : 軸的材料為 45鋼 ，調(diào)質(zhì)處理，由 ]4[ 表（ 41）查得 ? B=600N/mm2, ? 1=275mm2, ? 1=140mm2 軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù) K? ,K? ， 根據(jù) r/d=5/130= D/d=140/130= 由 ]4[ 表（ 45）經(jīng)插值后可得： K? =, K? = 尺寸系數(shù) ????, ,根據(jù)軸截面為圓截面，查 ]4[ 圖（ 418）得 ? ? =, ?? = 表面質(zhì)量系數(shù)，根據(jù) B? =600N/mm2 和表面加工方法為精車，查 ]4[ 圖（ 419）得?? ?? ?? ，材料彎曲、扭轉(zhuǎn)的特性系數(shù) ????, ，取 ??? , ?? ?? ? = 由上面結(jié)果可得： S* 2 751 ??? ? maK ??? ? ???= S** 14 01 ???? ? maK ??? ? ???= 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 51 S2222 * ???????? ?SS SSc = 由 ]4[ 表（ 44）的許用安全系數(shù) [S]值，可知該軸安全 ? 滾動(dòng)軸承的選擇 及校核 ? 軸Ⅰ上的軸承 選擇 ： 此 軸的軸承既受一定徑向載荷，同時(shí)還承受軸向載荷，選用圓錐滾子軸承，初取 d=60㎜ , 由 ]2[ 表 選用型號(hào)為 30212 ， 其 主 要 參 數(shù) 有 ： d=70 ㎜ ,D=125㎜ ,T=,Cr=125KN,e=,Y=。 軸承的 校核 1) 計(jì)算軸承的受 力 水平支反力 : R 1H =9530N R 2H =23289N 垂直支反力 : R1v =2248N R2v =7379N 合成支反力 : R1= 2222 2 2 4 89 5 3 011 ??? VH RR=9791N R2= 2222 73792 3 2 8 922 ??? VH RR=24430N 2) 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 : 軸承的派生軸向力 : S1=R1/2Y=9791/(2)＝ 3496N S2=R2/2Y=24430/(2)＝ 8725N 軸承所受的軸向載荷 由 S1=Fa+S1=2120+3496＜ S2， 由 ]4[ 式 (510)得 A1 =Ka +S2 =2120+8725=10845N A2 =S2 =8725N 軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 因 A1/R1=10845/9791=＞ e=, 查 ]4[ 表 512 得 ： X1=,Y1= 孫鷺：可互換截割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 52 由式 （ 57） :P1r=X1R1+Y1A1=9791+179。 10845=19099N 因 A2/R2=8725/24430=＜ e, 查 ]4[ 表 512 得 ： X2=1,Y2=0 由式 （ 57）： P2r=X2R2+Y2A2=124430=24430N 3) 計(jì)算軸承壽命 軸承壽命：因 P 2r ＞ P 1r ，故按 P 2r 計(jì)算，由 ]4[ 表 5 510 查得 fP=,ft=， 按 ]4[ 式（ 55） 計(jì)算 ： Lh= 310160106 ????????rPrt Pf Cfn = 3102 4 4 3 01 1 2 5 0 0 011 4 7 060 10 6 ?????? ??? ＝ 179。 104 h （ 320） ? 軸Ⅱ上的軸承 選擇 此 軸的軸承也是既受一定徑向載荷，同時(shí)還承受軸向載荷，選用 圓錐 滾子軸承，初取d=70 ㎜ , 由 ]2[ 表 選用型號(hào)為 30214 ， 其主 要 參 數(shù) 有： d=70 ㎜ ,D=125㎜ ,T=,Cr=125KN,e=,Y=。 軸承的 校核 1) 計(jì)算軸承的受力 水平支反力 : R 1H =9462N R 2H =8475N 垂直支反力 : R1v =4693N R2v =299N 合成支反力 : R1= 2222 4 6 9 39 4 6 211 ??? VH RR=10561N R2= 2222 2998 4 7 522 ??? VH RR=8480N 2) 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 : 軸承的派生軸向力 : S1=R1/2Y=10561/(2)＝ 3771N S2=R2/2Y=8480/(2)＝ 3028N 軸承所受的軸