【正文】 ：— 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)。將以上系數(shù)帶入（3—16）式得：將以上結(jié)果帶入（3—15）得：： （3—17）式中：— 計(jì)算齒輪的接觸極限應(yīng)力；— 試取齒輪的接觸疲勞極 =1500MPa； — 接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，工作壽命2萬(wàn)小時(shí)計(jì)算見(jiàn)圖13126[3]查得 — 潤(rùn)滑劑系數(shù)，—速度系數(shù)，—粗糙度系數(shù)，見(jiàn)表131108[3] 持久強(qiáng)度： ；— 工作硬化系數(shù) ， =；— 接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)， .=。所以 Z9齒面接觸強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。將以上系數(shù)帶入（3—19）式得：將以上結(jié)果帶入（3—18）得：： （3—20）式中： — 計(jì)算齒輪的彎曲極限應(yīng)力；— 試取齒輪的齒根彎曲疲勞極限，=450MPa； — 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，取=； — 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的系數(shù)，見(jiàn)圖13155[3]查得 ； — 相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)，見(jiàn)圖13157[3]查得=；— 相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)，見(jiàn)圖13158[3]查得=；— 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)，由表131119[3]得=。所以 Z6齒彎曲強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。P1＝=＝3192 NPr1＝P1tg(22014′46″)=1305 N花鍵傳動(dòng)附加力:Po=＝＝10625N式中：— 花鍵分度圓直徑　＝16 mm3. 求支反力：RAY==2133 N RBY== 1136 NRAX== 1025N RBX== 454 NRAO==1604N RBO==734NRA=＝＝4287NRB=＝＝1962N4. 作彎矩和扭矩圖：齒輪的作用力在水平平面的彎矩圖：(—1)MCx==72 Nm齒輪作用在垂直平面的彎矩圖：(—2)MCy==191 Nm由于齒輪作用力在C截面作出的最大合成彎矩：= =227 Nm由于R0作用而作出的彎矩圖：(—3)MC0= =574Nm 則截面C的最大合成彎矩為：MC= +MC0= 227+574= 801Nm作轉(zhuǎn)矩圖（—4）: T1= 340 Nm5. 軸的強(qiáng)度校核：a. 確定危險(xiǎn)截面：根據(jù)齒輪軸的結(jié)構(gòu)尺寸及彎矩圖，扭矩圖，截面C處的彎矩最大，且有齒輪配合與漸開(kāi)線(xiàn)花鍵引起的應(yīng)力集中，故屬危險(xiǎn)截面。b. 安全系數(shù)校核計(jì)算：由于采煤機(jī)截割部電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，彎矩引起對(duì)稱(chēng)循環(huán)的彎應(yīng)力，轉(zhuǎn)矩引起的為脈動(dòng)循環(huán)的剪應(yīng)力。剪應(yīng)力幅為：=== MPa式中： WP— 抗扭斷面系數(shù)，取W=16m3===式中：— 20CrMnTi的扭轉(zhuǎn)疲勞極限，—1[3]查得= 300 MPa； — 剪應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)，—5[3]按鍵槽得 =，按配合查得 =； ，— 同正應(yīng)力； — 平均應(yīng)力折算系數(shù)，—13[3]查得 =S= == —4[3]可知，[ S ]= ~ 故S [ S ]，該軸C截面是安全的?！?[1]查得，安裝圓錐滾子軸承處[]該軸的計(jì)算結(jié)果：yC=0012 mm [y]=~= []=所以，實(shí)際變形均小于許用值，故軸的剛度完全滿(mǎn)足要求。軸承B（老塘側(cè)）選用進(jìn)口NJ215E型，Cr＝310 kNLhB＝（）＝（）＝152630h式中：PB— 軸承所受實(shí)際動(dòng)載荷，　PB＝RB —1～—6 行走部II軸的初步設(shè)計(jì)及校核及軸承壽命計(jì)算1．初步估算軸徑： 選擇軸的材料為20CrMnTi，滲碳后淬火，[3]查得材料的機(jī)械性能數(shù)據(jù)為： = 850 Mpa = 550 Mpa= 375 Mpa = 215 Mpa由于材料是20CrMnTi，[3]選取A=108，則得dmin= A = 100 = 60mm2．軸上受力分析：II軸傳遞的轉(zhuǎn)矩:T2＝η1η2＝＝1474Ntgα21=35469tgα23=37455 求支反力： RAY＝=35425NRAX＝＝4867NRAO＝＝4270NRBY＝＝36681NRBX＝＝5875NRBO＝＝8256NRA=＝＝40567NRB=＝＝46514N4. 作彎矩和扭矩圖：齒輪的作用力在水平平面的彎矩圖：(—1)MDx==517 Nm齒輪作用在垂直平面的彎矩圖：(—2)MDy==3137 Nm由于齒輪作用力在C截面作出的最大合成彎矩：= = 2988 Nm由于R0作用而作出的彎矩圖：(—3)MD0= = 756 Nm 則截面D最大合成彎矩為：MD= +MD0= 2988+756= 3744 Nm作轉(zhuǎn)矩圖（—4）: T2= 1474 Nm 5. 軸的強(qiáng)度校核： a. 確定危險(xiǎn)截面：根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸及彎矩圖，扭矩圖，截面D處的彎矩最大，且有齒輪配合與漸開(kāi)線(xiàn)花鍵引起的應(yīng)力集中，故屬危險(xiǎn)截面。 b. 安全系數(shù)校核計(jì)算：由于采煤機(jī)截割部電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，彎矩引起對(duì)稱(chēng)循環(huán)的彎應(yīng)力,轉(zhuǎn)矩引起的為脈動(dòng)循環(huán)的剪應(yīng)力。6. 軸承壽命計(jì)算：軸承A（煤壁側(cè)）選用進(jìn)口NJ212E型，Cr＝535 kNLhA＝（）＝（）＝191644h式中：PA— 軸承所受實(shí)際動(dòng)載荷，　PA＝RA 。軸承使用壽命相差不多，這里只計(jì)算一個(gè)軸強(qiáng)度和壽命。m式中：T8 —　二級(jí)太陽(yáng)輪傳遞扭矩； η6—　傳動(dòng)效率， η5=P12＝m；— 行星傳動(dòng)不均載數(shù)。tgα1211=40377tgα1213=38730現(xiàn)對(duì)截面C進(jìn)行強(qiáng)度校核。 彎曲應(yīng)力幅為：=== MPa式中： W— 抗彎斷面系數(shù)，—15[3]計(jì)算得W= = === 式中： — 45號(hào)鋼彎曲對(duì)稱(chēng)應(yīng)力時(shí)的疲勞極限， =270 MPa； — 正應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)，—5[3]按鍵槽查得 =，按配合查得 =，故取=； — 表面質(zhì)量系數(shù)，軸經(jīng)車(chē)削加工，—8[3]查得=； — 尺寸系數(shù)，—11[3]查得 =； — 平均應(yīng)力折算系數(shù)，—13[3]查得 =。：軸承選用進(jìn)口22317E型，Cr＝308kNLh＝（） 式中：P — 軸承所受實(shí)際動(dòng)載荷，　P＝R；— 行星輪與軸相對(duì)轉(zhuǎn)速，?。?460()= rpmLh＝（）＝24452 h3. 2. 4 二級(jí)行星架支承軸承計(jì)算扭矩計(jì)算：T＝＝＝21780N這次設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于：1. 取消了工作面的牽引鏈，消除了斷鏈和跳鏈傷人事故，工作安全可靠；在同一工作面內(nèi)可以同時(shí)使用兩臺(tái)或者多臺(tái)采煤機(jī)，從而可降低生產(chǎn)成本，提高工作效率；牽引速度的脈沖比鏈牽引小得很多，使采煤機(jī)運(yùn)行較平穩(wěn)。3. 行星減速器相比于其他減速方式，其尺寸小，可以提高減速效果。2. 行星減速器雖然具有許多優(yōu)點(diǎn)，但是其制造精度高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點(diǎn)。總之，在這次設(shè)計(jì)中，學(xué)到了許多的東西，同時(shí)也認(rèn)識(shí)到了自己在許多方面存在不足，需要以后多多學(xué)習(xí)，來(lái)充實(shí)自己。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，得到了多位老師的熱情支持，幫助及指導(dǎo)，尤其是指導(dǎo)老師焦麗老師，在此設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)我的極大幫助及指導(dǎo)，在此我表示由衷的表示感謝。要保證機(jī)械零件在使用過(guò)程中不失效，就必須知道它們?cè)谀承r(shí)候?yàn)槭裁磿?huì)失效的原因，然后，我們才能將應(yīng)力與強(qiáng)度聯(lián)系起來(lái)，以確保其安全。這些試驗(yàn)應(yīng)該采用與零件有著相同的熱處理，表面光潔度和尺寸大小的試件進(jìn)行，而且試驗(yàn)應(yīng)該在與零件使用過(guò)程中承受的載荷完全相同的情況下進(jìn)行。如果零件將要承受彎曲和扭轉(zhuǎn)的復(fù)合載荷，那么就應(yīng)該進(jìn)行彎曲和扭轉(zhuǎn)復(fù)合載荷的試驗(yàn)。它們可以告訴工程師應(yīng)該使用的安全系數(shù)和對(duì)于給定使用壽命時(shí)的可靠性。如果零件的失效可能會(huì)危害人的生命安全，或者零件有足夠大的產(chǎn)量，則在設(shè)計(jì)前收集這樣廣泛的數(shù)據(jù)所花費(fèi)的費(fèi)用是值得的。如果把進(jìn)行這些試驗(yàn)的費(fèi)用分?jǐn)偟剿a(chǎn)的零件上的話(huà)，則每個(gè)零件攤到的費(fèi)用是非常低的。2) 零件的常量足夠大，可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)南盗性囼?yàn)。4) 零件已經(jīng)完成了設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)，但其結(jié)果不能令人滿(mǎn)意。我們將主要對(duì)后三種類(lèi)型進(jìn)行討論。人們期望著工程師在利用這些不是很多的數(shù)據(jù)資料的基礎(chǔ)上，對(duì)靜載荷與動(dòng)載荷、兩維應(yīng)力狀態(tài)與三維應(yīng)力狀態(tài)、高溫與低溫以及大零件與小零件進(jìn)行設(shè)計(jì)。到目前為止，還必須利用這些數(shù)據(jù)來(lái)設(shè)計(jì)每分鐘承受幾千次復(fù)雜的動(dòng)載荷的作用的零件，因此機(jī)械零件有時(shí)會(huì)失效是不是為奇的概括的說(shuō)，設(shè)計(jì)人員所遇到的基本問(wèn)題是，不論對(duì)于哪一種應(yīng)力狀態(tài)或者載荷情況，都能利用通過(guò)簡(jiǎn)單拉伸試驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù)并將其與零件的強(qiáng)度聯(lián)系起來(lái)。延展性是用材料斷裂時(shí)的延伸率來(lái)量度的。斷裂時(shí)延伸率小于5％的材料成為脆性材料，大于5％的成為延展性材料。因?yàn)檫@并不是對(duì)實(shí)際應(yīng)變量的測(cè)量，所以有時(shí)也采用另一種測(cè)量延展性的方法。因此延展性可以表示為橫截面的收縮率。評(píng)價(jià)是對(duì)一個(gè)成功設(shè)計(jì)的最后檢驗(yàn)，通常包括樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。它是否可靠？在與類(lèi)似的產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)中它能否獲勝？制造和使用這種產(chǎn)品是否經(jīng)濟(jì)？它是否易于維護(hù)和調(diào)整？能否從它的銷(xiāo)售或使用中獲得利潤(rùn)？延展性材料能夠承受較大的超載荷這個(gè)特性是設(shè)計(jì)中的一個(gè)附加的安全因素。諸如彎曲和拉延這類(lèi)金屬加工過(guò)程需要采用延展性材料。有幾種可供選用的硬度試驗(yàn)方法，采用哪一種方法取決于最希望測(cè)量的材料特性。大多數(shù)硬度試驗(yàn)系統(tǒng)是將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的載荷加在與被試驗(yàn)材料相接觸的小球或者棱錐上。這表明由于硬度是非破壞性試驗(yàn)，而且不需要專(zhuān)門(mén)的試件，因而硬度是一個(gè)容易測(cè)量的性能。機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)是指機(jī)械裝置和機(jī)械系統(tǒng)機(jī)器、產(chǎn)品、結(jié)構(gòu)、設(shè)備和儀器的設(shè)計(jì)。我們對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程感興趣。認(rèn)識(shí)到這種需要，并用語(yǔ)言將其清楚地?cái)⑹龀鰜?lái)，常常是一種高度創(chuàng)造性的工作。這種需要往往不是很明顯的。敘述某種需要和隨后要解決的問(wèn)題之間有著明顯的區(qū)別。如果需要干凈的空氣，要解決的問(wèn)題可能是要降低發(fā)電廠煙囪的排塵量，或者是降低汽車(chē)排出的有害氣體。這些設(shè)計(jì)要求包括輸入量、輸出量的特性、設(shè)計(jì)對(duì)象所占據(jù)的空間尺寸以及對(duì)這些參量所有制約因素。在這種情況下，我們必須具體確定黑箱的輸入和輸出，以及他們的特性和制約因素。還存在著許多由設(shè)計(jì)人員所處的特定環(huán)境或者由于問(wèn)題本身的性質(zhì)所產(chǎn)生的隱含設(shè)計(jì)要求。例如，一個(gè)小工廠中可能沒(méi)有冷卻加工機(jī)械設(shè)備，因此，設(shè)計(jì)人員就必須選擇這個(gè)工廠中能夠進(jìn)行的其他的金屬加工方法。在確定了要解決的問(wèn)題，并且形成了一系列的書(shū)面的和隱含的設(shè)計(jì)要求之后，設(shè)計(jì)工作的下一階段是進(jìn)行綜合以獲得最優(yōu)的結(jié)果。因此，不進(jìn)行分析和優(yōu)化就不能進(jìn)行綜合。在這個(gè)過(guò)程中，我們要經(jīng)歷幾個(gè)階段，在對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)后，在返回到前面的階段。分析和優(yōu)化都要求我們建立或者做出系統(tǒng)的抽象模型，以便對(duì)此進(jìn)行數(shù)學(xué)分析。在建立數(shù)學(xué)模型時(shí)，我們希望能夠找到一個(gè)可以很好地模擬實(shí)際物理系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。評(píng)價(jià)是對(duì)一個(gè)成功設(shè)計(jì)的最后檢驗(yàn)，通常包括樣機(jī)的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)。它是否可靠？在與類(lèi)似的產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)中它能否獲勝？制造和使用這種產(chǎn)品是否經(jīng)濟(jì)？它是否易于維護(hù)和調(diào)整？能否從它的銷(xiāo)售或使用中獲得利潤(rùn)？與其他人就設(shè)計(jì)方案進(jìn)行交流和磋商是設(shè)計(jì)過(guò)程的最后和關(guān)鍵階段。提出方案是一種說(shuō)服別人的工作。只有成功地完成這項(xiàng)工作，為得出這個(gè)方案所花費(fèi)的大量時(shí)間和經(jīng)歷才不會(huì)被浪費(fèi)掉。因此，一個(gè)優(yōu)秀的工程師除了掌握技術(shù)之外，還應(yīng)該精通這三種表達(dá)方式。如果上述三種能力都較差，那將永遠(yuǎn)沒(méi)有人知道他是一個(gè)多么能干的人！一個(gè)有能力的工程師不應(yīng)該害怕在提出自己的方案時(shí)遭到失敗的可能性。從一次失敗中可以學(xué)到很多東西，只有不怕遭受失敗的人們才能夠取得最大的收獲。附錄Ｂ The Strength of Mechanical ElementsOne of the primary considerations in designing any machine or structure is that the strength must be sufficiently greater than stress to assure both safety and reliability. To assure that mechanical parts do not fail in service, it is necessary to learn why they sometimes do fail. Then we shall be able to relate the stresses with the strengths to achieve safety.Ideally, in designing any machine element, the engineer should have at his disposal the results of a great many strength tests of the particular material chosen. These tests should have been made on specimens having the same heat treatment, surface finish, and size as the element he proposes to design。 consequently, an elaborate testing program is justified during design.2) The part is made in large enough quantities so that a moderate series of tests is feasible.3) The part is made in such small quantities that testing is not justified at a