【正文】 機(jī)構(gòu)及裝載減速器 設(shè)計(jì) 12 式中 b—— 承載板前沿寬度， m。由前面求得的曲柄長(zhǎng)度 計(jì)算 取 a=350mm。對(duì)塊狀物料， h 可取耙爪高度的 2 倍計(jì)算；對(duì)細(xì)粒物料， h 等于耙爪高度， m。 由上面所求數(shù)據(jù)可求得 V=； 因此求得理論生產(chǎn)率 Qt= m3/h。 N 值的選取與被裝載物料的性質(zhì)有關(guān)。其計(jì)算式為： Qs=KcKnQt (214) 式中 Qs——技術(shù)生產(chǎn)率， [Qs]為 m3/h； Kc——理想耙取體積的充滿系數(shù)，一般取 Kc=； Kn——耙取難度系數(shù)，見 表 21 表 21 耙取難度系數(shù) Table trailing 21 from the difficulty factor 平均塊度 [mm] 100～ 200 200～ 300 300～ 400 Kn 因此可求得技術(shù)生產(chǎn)率 Qs= m3/h； (3)實(shí)際生產(chǎn)率 Qp 實(shí)際生產(chǎn)率是考慮了司機(jī)操作水平和調(diào)車、維修與交接班等時(shí)間損失，機(jī)器在一個(gè)工作班內(nèi)，平均作業(yè)一小時(shí)的實(shí)際裝載能力。Q s (215) 式中 Qp——機(jī)器實(shí)際生產(chǎn)率， m3/h； Ks——時(shí)間利用系數(shù)，可通過實(shí)測(cè)取值，一般， Ks =~。KEδ1Nb+S) 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 (216) 式 中 Qp——技術(shù)生產(chǎn)率， m3/min； KE——制動(dòng)系數(shù)，機(jī)器有制動(dòng)裝置時(shí)， KE =1；機(jī)器無制動(dòng)裝置時(shí) ， KE =；取KE= bpa——兩個(gè)耙爪運(yùn)動(dòng)的最大寬度，一般可取 bpa =b=20xxmm。 hp——耙爪工作部分高度， m,一般取 hp =。 ap——物料平均塊度， m。 ? 1——耙尖夾角， rad。 Kg ——料堆高度影響系數(shù)；查表得 Kg=； N——耙爪每分鐘耙取次數(shù)； S——耙爪伸出承載板前緣的長(zhǎng)度， m。 ? ?m a x3?????????? ????bFc ap?? (217) 式中 Fcmax機(jī)器最大插入力， N； ? 鏟板傾角，（ o）； ? ?? ????? s i nc o sm a x ??? GnFc (218) 式中 Gn機(jī)器粘著重力， N； ? 履帶粘著系數(shù)， ? =~； ? 機(jī)器行走阻力系數(shù)， ? =~； ? 工作面底板傾角， ? =50~6o。圖中 O 為曲柄中心，曲柄長(zhǎng)度 OA=a； D 為搖桿擺動(dòng)中心，搖桿長(zhǎng)度 DB=c；再設(shè) BA=b。BAP為連桿，連桿長(zhǎng)度為 b+l,工作時(shí)左右怕抓位置相差 180o。在上圖中，把四桿機(jī)構(gòu) OABD 看成由兩個(gè)封閉向量三角形 OAB 和 ODB 組成， ?OB 是公共向量，向量方程為： a+b=c+d (219) 任何向量 A 的復(fù)數(shù)幾何表達(dá)式為 A=x+yi,其中 x 為向量 A 在 x 軸的分向量， yi 為 A 在y 軸的分向量。 根據(jù)復(fù)數(shù)等式兩邊相等的條件可得 bcos? =ccos? +dacos? (221) bsin? =csin? asin? (222) 將式（ 221）、（ 222）平方后相加，并設(shè) M= sin? ， N= cos? ad ， K= ac dcba 2 2222 ??? cd cos? ， 同時(shí)將半角三角函數(shù)關(guān)系代入，則得： ? ? ? ? 02t a n22t a n 2 ????? KNMKN ?? 式中， 2tan? 的解： 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 2tan?= KN KNMM ? ??? 222 (223) 則 ?=???????? ? ???? KN KNMM2221t a n2 （ 224） ? 有正負(fù)兩個(gè)解，根據(jù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求取正值。 “+”用于右耙爪， “”用于左耙爪，代入（ 224）、（ 225）式，即可求出 ? 與 ? 的值。將式（ 2）對(duì)時(shí)間 t 求一階導(dǎo)數(shù)，各項(xiàng)同乘 ?ie? 和 ?ie? ，經(jīng)整理得： ?? = ? ?? ????? ????? sinsinba （ 226） ?? = ? ?? ????? ?? ??sinsinca （ 227） 式中， ?? 曲柄 a 的角速度，值為 ? ， “+”用于右耙爪， “”由于左耙爪。由（ 220）式對(duì)時(shí)間 t 求二階導(dǎo)數(shù)，然后各項(xiàng)同乘 ?ie? 和 ?ie? ，經(jīng)推導(dǎo)和整理得到： ?? = ? ? ? ?? ??? ??????? ??? ? ????? s in c osc ot 222 b ac （ 228） ?? = ? ? ? ?? ??? ??????? ??? ? ????? s in c osc ot 222 c ab （ 229） 將各已知值代入（ 228）、（ 229）中，求得左、右耙爪的角加速度 （ 4） 求連桿 P 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。”，由機(jī)器結(jié)構(gòu)尺寸確定，查得 ? =176。 為了使蟹爪的坐標(biāo)與掘進(jìn)機(jī)坐標(biāo)一致，便于用計(jì)算機(jī)畫出 P 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡圖，可將蟹爪機(jī)構(gòu)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn) ? 角，參考上面的蟹爪機(jī)構(gòu)原理圖，右耙爪轉(zhuǎn) +? 角，左耙爪轉(zhuǎn) ? 角， ? =176。 對(duì) P 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡方程對(duì)時(shí)間 t 求一階導(dǎo)數(shù)可得： p? = ? ?? ? ??????????? ?????????????????? c o s2222222 alladtdydtdx （ 233） 對(duì) P 點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡方程對(duì)時(shí)間 t 求二階導(dǎo)數(shù)可得： 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 pa =222222????????????????? dt yddt xd = ? ? ? ? ? ?? ?? ? 2/12242242 s i nc os2 ?????????????? ?????? mmgalla ???????? （ 234） 將左右耙爪的各已知值代入上面兩式中，可求出 P 點(diǎn)的速度和加速度，式中 ?? 、 ??用于右耙爪， ?? 、 ?? 用于左耙爪。兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的輸出軸分別通過兩臺(tái)完全相同的兩級(jí)減速器驅(qū)動(dòng)中間刮板輸送機(jī)的鏈輪軸。中間刮板輸送機(jī)的機(jī)頭鏈輪把動(dòng)力傳輸?shù)綑C(jī)尾的從動(dòng)鏈輪，然后再通 過兩個(gè)完全相同的減速器分別驅(qū)動(dòng)兩側(cè)的耙爪。 電動(dòng)機(jī)的選擇 : 根據(jù)所參考的掘進(jìn)機(jī)的總裝功率 及對(duì)設(shè)計(jì)的驗(yàn)算 選擇裝運(yùn)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)功率 P=11KW，n=1455r/min. 選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為： YBU 系列電動(dòng)機(jī)， YBU11。因此，此機(jī)構(gòu)可看成為三級(jí)減速?？芍倐鲃?dòng)比 50 ??? Wnni ， 中間輸送機(jī)機(jī)頭減速器形式為錐齒輪和正齒輪二級(jí)減速，裝載耙爪傳動(dòng)形式為單級(jí)圓錐齒輪傳動(dòng)。 根據(jù)傳動(dòng)比的分配查書機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇齒輪齒數(shù) 第一級(jí)：大斜齒圓柱齒輪的齒數(shù)為 44，小的為 17； 第二級(jí)：大的弧齒錐齒輪齒數(shù)為 45，與其嚙合的齒輪為 10； 第三級(jí)：大的弧齒錐齒輪齒數(shù)為 45，與其嚙合的齒輪為 14。選取 II 公差組 7 級(jí) 小輪分度圓直徑 d1，可由下式求得： d1? ? ?3 21 12 ???????? ???????HHEdZZZZuuKT ?? ?? （ 31） 齒寬系數(shù) d? ,查教材表 823 按 齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱布置，取 d? = 小齒輪齒數(shù) Z1，選 Z1=17 大齒輪齒數(shù) Z2=Z1i=17= 圓整取 Z2=44 齒數(shù)比 u=Z2/Z1=44/17＝ 合適 傳動(dòng)比誤差 uu/? =（ ） /=， 誤差在 ? 5%內(nèi) 小輪轉(zhuǎn)矩 T1= 載荷系數(shù) K 由式（ 854）得 K=KA ? KV ? K? ? K? 使用系數(shù) KA，查教材表（ 820） KA= 動(dòng)載荷系數(shù) KV 的初值 KVt 由教材圖（ 857）查得 KVt = 齒向載荷分布系數(shù) K? 由教材圖（ 860）查得 K? = 齒間載荷分布系數(shù) K? 的初值 K t? 在推薦值（ ?? 7o～ 20o）中初選 0? =13o 由式（ 855），（ 856）得 ??? ??? ?? =[(1/Z1+1/Z2)]cos? +(1/? )Z1d?tan? =[(1/17+1/44)]cos13? +(1/? )17tan13? 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 =+= ?? = ?? == 查教材表（ 821）得 K t? = 則載荷系數(shù)的初值為 : K=KA? ?? KKKv ?? == 彈性系數(shù) ZE,查教材表（ 822）得 ZE= 2/mmN 節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) ZH，查教材圖（ 864）得 ZH= 重合度系數(shù) ?Z ，查教材圖（ 865） Z? = 螺旋角系數(shù) ?Z = ?cos = ?13cos = 接觸疲勞極限應(yīng)力 2lim1lim , HH ?? 查教材圖（ 869）得 1limH? =1500N/mm2 2limH? =1400N/mm2 應(yīng)力循 環(huán)次數(shù) N1 =60njLh =6014551(1630010) =109h N2 = N1 /u=109/=109h 則查教材圖（ 870）得接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù) z1N,z2N： z1N= z2N=1 硬化系數(shù) zw 查教材圖（ 871）得 zw =1 接觸強(qiáng)度安全系數(shù) HS ，查教材表（ 827）得 HS = 許用接觸應(yīng)力由式（ 869）得 [ H? ]= limH? ? ZN? Zw/SH 則： [ ]! ???H?=[ ]2 ???H?=故 d1 的設(shè)計(jì)初值 d1t 為 d1t? 3 2 ?????? ??????? （ 32） 劉曉輝：掘進(jìn)機(jī)裝載機(jī)構(gòu)及裝載減速器 設(shè)計(jì) 22 d1t? 法面 模數(shù) mn=d1tcos? /Z1 =cos130/17= 取 mn=3 齒頂高系數(shù) 1??anh 頂隙系數(shù) ??nc 齒頂高 mmmhh nana 331 ???? ? 齒根高 ? ? ? ? mmmchh nnanf ?????? ?? 中心距 a=mn(Z1+Z2)/(2cos? )=3(17+44)/(2cos13o)= 圓整取 a=94mm 分度圓螺旋角 ? =cos1[mn(Z1+Z2)/2a] =cos1[3(17+44)/(294)] = 小輪分度圓直徑的計(jì)算值 d1t＇ =mnZ1/cos? =317/= 圓周速度 ?= 60000/11 nd t?? =1455/60000=與估取 Vt 很相近 ,對(duì) KV 值影響不大 ,不必修正 ,取 KV = K t? = 齒間載荷系數(shù) K? ??? ??? ?? =[(1/Z1+1/Z2)]cos? +(1/? )Z1d?tan? =[(1/17+1/44)]+(1/)17 =+ = 查教材表（ 821）得 K? = 載荷系數(shù) K=KA? ?? KKKv ?? == 小輪分度圓直徑 d131tt kkd? = = 取 d 1=d1t＇ = 遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 大輪分度圓直徑 d2=mnZ2/cos? =344/= 齒寬 b= d? *d1tmin== 大輪齒寬 b2=b=,圓整取 b2=25mm 小輪齒寬 b1=b2+(5～ 10)=25+(5～ 10)=30mm (3)按齒根彎曲疲勞