【正文】 Z Z Z Z??? 12 1 3 5 0 1 1 1 0 .9 1 1H P H P??? ? ? ? ? ? ? ? 接觸強度安全系數(shù) HPH HS ??? 1212151215HHSS?? 確定計算許用彎曲應(yīng)力 Fp? 時的各種系數(shù) 1） 壽命系數(shù) NTY 2） 齒根表面狀況系數(shù) RrelTY ? 3） 尺寸系數(shù) 5 1xYm?? 許用彎曲應(yīng)力 Fp? 1 8 0 0 0 .9 1 .0 1 0 .9 7F p H L im N T R rel T xFpY Y Y??? ??? ? ? ? 2 80 0 0. 8 0. 9 1. 01 0. 97Fp? ? ? ? ? ? 齒根彎曲強度安全系數(shù) FpF FS ??? 1xZ? 121215MPa1215MPaHPHP?? ?? 12HHSS?? 12NTYY ?? TY ? ? ? 1 70 PaFp? ?2 56 4. 3M PaFp? ? 中國礦 業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 12FFSS?? 12FFSS?? Z2 與 Z3嚙合參數(shù)及強度計算 計算依據(jù)及計算過程 重要計算結(jié)果 一、齒輪參數(shù)、材料、熱處理工藝及制造工藝的選定 齒輪采用 30CrMnTi，表面滲碳淬火處理，表面硬度可達 56～ 61HRC。g a t? ? ???? ? ? （其中正號為外嚙合，負號為內(nèi)嚙合） 端面重合度：12 c o s 3 3 . 6 7 9 c o s 0c o s 3 . 1 4 1 6 8 c o s 2 0ngmt???? ?? ??? ??； （三）齒輪強度驗算 采煤機用的齒輪的接觸和彎曲強度按照驅(qū)動電機的額定全功率驗算，因為滾筒截割硬煤或夾矸時可能受到很大的 沖擊 負載。 35 。 幾何尺寸計算： 128。最終加工為磨齒 ，精度 6級。 Z1 與 Z2嚙合參數(shù)及強度計算 計算依據(jù)及計算過程 重要計算結(jié)果 一、齒輪參數(shù)、材料、熱處理工藝及制造工藝的選定 齒輪采用 30CrMnTi，表面滲碳淬火處理，表面硬度可達 58～ 62HRC。 表 31 齒輪參數(shù)表 截割部傳動 系統(tǒng)齒輪的校核計算 概述 滾筒截割到硬煤或夾矸時可能受到很大的 沖擊 載荷，而且 截割部工作 的環(huán)境相當 差 ，所以截割部齒輪的校核計算均按照驅(qū)動電機的額定全功率驗算。 圖 31 搖臂傳動系統(tǒng)圖 計算傳動效率 1. 各傳動件的效率為： ? ?123471 0 .9 92 0 .9 8 73 0 .9 8 04 0 .9 6 05 0 .9 9 0?????） 花 鍵 效 率 ＝ （ 7 個 ） ；） 滾 動 軸 承 效 率 ＝ 對 ；） 圓 柱 直 齒 輪 效 率 ＝ ；） 行 星 齒 輪 傳 動 效 率 ＝ ；） 攪 油 效 率 ＝ ； 7 7 6 21 2 3 4 57 7 6 20. 99 0. 98 0. 98 0. 96 0. 98? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?總 ＝＝＝ 傳動比的分配及配齒情況 采煤機搖臂傳動齒輪傳動比的分配與一般減速器傳動比的分配有所不同，搖臂要求所有大齒輪盡量的一樣大， 這樣設(shè)計出的搖臂才能緊湊小巧，根據(jù)以上原則齒輪的齒數(shù)與模數(shù)定為 表 31 中所 列 的參數(shù)。 傳動路線經(jīng)過五級減速，其中含有二級行星齒輪傳動，通過改變工作面?zhèn)鹊膬蓚€齒輪實現(xiàn)三個速度的變化。 搖臂傳動方案的確定 參考以前 MG300/700－ WD 型采煤機搖臂的設(shè)計，采用變換齒輪的方式實現(xiàn)滾筒在三個速度間變換的要求。 / m i n。 已知條件 1. 采高范圍 ～ ； 2. 煤層傾角 35?? ； 3. 截割功率 2 300KW? ； 4. 滾筒轉(zhuǎn)速 / m i n。本次設(shè)計主要的工作是MG300/700WD 采煤機 截割部 齒輪傳動的設(shè)計。 周圍介質(zhì)中無足以腐蝕和破壞絕緣的氣體和導(dǎo)電塵埃。 周圍介質(zhì)溫度不超過＋ 40 攝氏度、不低于 10 攝氏度。 型號的組成及其代表的含義 使用環(huán)境條件 可在周圍空氣中的甲烷、煤塵、硫化氫、二氧化碳等不超過《煤礦安全規(guī)程》中所規(guī)定的安全含量的礦井中使用。在 牽引減速箱內(nèi)橫向裝有開關(guān)磁阻電機，通過牽引機構(gòu)為采煤機提供 520KN 的 牽引力，中間控制箱裝有調(diào)高油缸，電控、變壓器、水閥，每個主要部件可以從老塘側(cè)抽出，易維修，易更換。 中國礦 業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 1 頁 1 緒論 2 MG300/700－ WD 型采煤機 概述 MG300/700－ WD 無鏈電牽引采煤機，裝機總功率 700KW，截割功率 2? 300KW，牽引功率 2? 40KW，調(diào)高電機功率 ，采用開關(guān)磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)來控制采煤機牽引速度。 MG300/700－ WD 無鏈電牽引采煤機，采用多電機驅(qū)動橫向布置形式，截割搖臂用銷軸與牽引部聯(lián)接，左、右牽引部及中間箱，采用高強度液壓螺栓聯(lián)接。 主要用途及適用范圍 MG300/700－ WD 無鏈電牽引采煤機一般適用于中厚煤層的開采，傾角小于 35 度，煤質(zhì)中硬或中硬以上，含有少量夾矸的長壁式工作面。 海拔高度小于 200m。 中國礦 業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 2 頁 環(huán)境溫度為＋ 25 攝氏度時，周圍空氣濕度不大于 97％。 3 MG300/700－ WD 型采煤機 截割部的設(shè)計 截割部 概述 截割機構(gòu)是采煤機實現(xiàn)落煤、裝煤的主要部件，它分別由左右截割部組成，每個截割部主要由截割部殼體、截割電機、齒輪減速裝置、滾筒等組成，截割部內(nèi)設(shè)有冷卻系統(tǒng)、內(nèi)噴霧等裝置。 截割部傳動總體方案 設(shè)計總則 煤礦生產(chǎn)，安全第一； 面向生產(chǎn)，力求實效，以滿足用戶最大實際需求； 貫徹執(zhí)行國家、部、專業(yè)的標準及有關(guān)規(guī)定； 技術(shù)比較先進， 在一般設(shè)計中進行改進，要求性能和壽命能有顯著的提高 。 / m i n。 5. 搖臂形式采用整體，左右 可互換直搖臂； 6. 搖臂擺角： 46. 1 19. 8??上 擺 ： ； 下 擺 ： ；（設(shè)計后有所調(diào)整） 7. 設(shè)計壽命： 5000h?？傮w傳動方案如圖 31。 創(chuàng)新點：采用兩級行星傳動 左右可互換搖臂 主要目的： 1. 減小行星頭尺寸，可以裝較小的滾筒，截割更硬的煤層； 2. 減小搖臂 整體尺寸使其質(zhì)量更輕，剛性更好 ，過煤量更大； 中國礦 業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 3 頁 3. 左右搖臂互換，減少了搖臂的備用量。 輸出轉(zhuǎn)速與要求滾筒轉(zhuǎn)速的誤差計 算： 1 2 9 . 4 2 9 . 3 6 %2 9 . 4? ? ?＝ 100 ％ ＝ 1 2 3 3 .6 3 3 .4 0 .5 %3 3 .6? ? ?＝ 100% ＝ 中國礦 業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁 3 3 8 . 4 3 8 . 33 8 . 3? ? ?＝ 100 ％ ＝ ％ 誤差較小符合要求。 截一齒輪，惰一齒輪，截二大齒輪校核計算 漸開線直齒的設(shè)計與校核參考《機械工程學(xué) I》（王洪欣等 著，中國礦業(yè)大學(xué)出版社出版） 和 《現(xiàn)代機械傳動手冊》（現(xiàn)代機械傳動手冊編輯委員會 編） ， 校核過程中的系數(shù)均從上 述 兩 本書中查取。試驗齒輪齒面接觸疲勞極限為 limH? 試驗齒輪齒根彎曲疲勞極限 limF? 齒形為漸開線直齒。 齒輪 2為惰輪，其受到循環(huán)彎曲應(yīng)力，所以上述齒輪 2的試驗 齒根彎曲疲勞極限乘了一個修正系數(shù) 。 25 。m z z? ? ? lim 1lim 2lim 1lim 214 50 M P a14 50 M P a40 0M P a28 0M P aHHFF???????? 12200mm280mmdd ?? 中國礦 業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 分度圓直徑： d mz? ； 齒頂圓直徑： *2 ( )aad m h x yd ? ? ? ?； 齒根圓直徑： **2 ( )fad m h c xd ??； 其中： *ah ＝ 1， *c ＝ ； 二．嚙合要素的驗算： 1 和 2 的重合度 12? ； （ 1）頂圓齒形曲率半徑： 22( ) ( )22abdd? ??； 221 2 1 6 2 0 0 c o s 2 0( ) ( )22?? ??? ； 222 2 9 6 2 8 0 c o s 2 0( ) ( )22 ?? ??? 12( sin ) 。設(shè)計時間按 T＝ 20210h＝ 1202100min 計算。試驗齒輪齒面接觸疲勞極限為 limH? 試驗齒輪齒根彎曲疲勞極限 limF? 齒形為漸開線直齒。 幾何尺寸計算： 128。 29 。g a t? ? ???? ? ? （其中正號為外嚙合，負號為內(nèi)嚙合） lim 3lim 31450M Pa400M PaHF?? ?? 23280mm232mmdd ?? 23296mm248mmaadd ?? 23180mm212mmffdd ?? 2 ? ? 3 ? ? ? 中國礦 業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 端面重合度：23 c o s 3 9 . 3 5 2 c o s 0c o s 3 . 1 4 1 6 8 c o s 2 0ngmt???? ?? ??? ??； （三）齒輪強度驗算 采煤機用的齒輪的接觸和彎曲強度按照驅(qū)動電機的額定全功率驗算，因為滾筒截割硬煤或夾矸時可能受到很大的尖峰負載。 （ 2） 圓周速度 3 .1 4 1 3 6 3 8 2 .8 86 0 6 0 1 0 0 0dnv ? ???? ? （ 2）確定計算負載 名義轉(zhuǎn)矩： 3009 5 5 0 9 5 5 0 1480pT n? ? ? 名義圓周力：3 12 0 0 0 2 0 0 0 1 9 3 6200t TF d ??? （ 3）應(yīng)力循環(huán)次數(shù) Na 913 251 .7 7 6 1 0 29nN u? ? ? ? （ 4）確定強度計算中的各種系數(shù) 接觸應(yīng)力強度系數(shù) 1）使用系數(shù) ak 2）動負載荷系數(shù) vk 3）齒向載荷分布系數(shù) k? 4）齒間載荷分布系數(shù) k? ；（ 23 ? ? ） 則載荷系數(shù) K的初值 kt ， t A vtk k k k k??? 5）彈性系數(shù) EZ 6）節(jié)點影響系數(shù) HZ 222 c os c os 2 c os 0 c os 20c os 20 si n 20c os si nbtH ttz???????? ?????? 23 ? ? ? 1936N/mT ? 3 19360NtF ? 93 10N ?? ?ak ? ? ? ?? ? 18 9. 8 M PaEZ ? 3 ? 中國礦 業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 7）重合度系數(shù) Z? 4 4 1 .6 733z ?? ?? ??? 0 .7 5 0 .7 50