【正文】 制的機—液傳動系統(tǒng)，其主機部分是一個帶有反應(yīng)盤濕式摩擦離合器的齒輪減速箱，減速器是一種輸入軸和輸出軸直交，第一級為圓錐齒輪傳動，第二級為圓柱齒輪傳動，第三級為行星輪系傳動組成。動摩擦片一圓周外齒嵌于行星輪系環(huán)形內(nèi)齒一側(cè)的內(nèi)環(huán)齒中，與內(nèi)齒輪同步旋轉(zhuǎn)；靜摩擦片中心的花鍵孔，可沿固定于機殼離合器座上的花鍵軸滑移。因為與刮板輸送機驅(qū)動滾筒軸相聯(lián)接的CST輸出軸上承受很大負載力矩，輸出軸和行星托架不轉(zhuǎn)動，行星輪只做自傳而不繞太陽輪公轉(zhuǎn)，從而帶動內(nèi)齒輪和動摩擦片旋轉(zhuǎn)。當電動機空載起動達到額定轉(zhuǎn)速之后，液壓控制器是環(huán)形液壓缸工作，其環(huán)形活塞的擠壓作用，使動、靜摩擦片間隙減小，二者間形成傳遞力矩的油膜，增加行星輪系內(nèi)齒輪的旋轉(zhuǎn)阻力距，即將負載力距逐漸加到內(nèi)齒輪上，這時候行星輪不僅自轉(zhuǎn)，而且還繞太陽輪公轉(zhuǎn)，其托架和CST輸出軸轉(zhuǎn)動，輸出力矩逐漸驅(qū)動負載。隨著負載按設(shè)置的加速度，內(nèi)齒輪也按相應(yīng)的減速度制動，輸出軸與內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)向相反、轉(zhuǎn)速成反比。改變環(huán)形液壓缸中的壓力，移動環(huán)形活塞，就可以調(diào)節(jié)動、靜摩擦片間隙即滑差，并改變對內(nèi)齒輪的制動力矩及內(nèi)齒輪的轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)行星輪托架及CST輸出軸和刮板輸送機驅(qū)動滾筒的轉(zhuǎn)速，達到控制刮板輸送機加、減速率及運動速度的目的，實現(xiàn)軟特性起、制動和高低速運行。當為常數(shù)時，內(nèi)齒輪角速度也呈線性減小，而行星輪架角速度即CST主機輸出軸角速度呈線性增加。(2)CST裝置不僅降低了電動機的啟動電流和減小對電動機的熱沖擊負荷及對電網(wǎng)的影響，從而節(jié)約電能并延長電動機的工作壽命，而且極為有效地減小了啟動時傳動系統(tǒng)對刮板輸送機的破壞性張力，消除了輸送機啟動時產(chǎn)生的振蕩，還能大幅度減輕傳動系統(tǒng)本身所受到的啟動沖擊，延長圓環(huán)鏈、刮板等關(guān)鍵部件的使用壽命，保證了設(shè)備的安全可靠運行，有效地降低了設(shè)備維修及故障時間成本。(4)使用CST裝置系統(tǒng)，可防止輸入到刮板輸送機的功率及力矩超過安全限度，以保證刮板輸送機過載時不能運行，從而保護該系統(tǒng)的其他部件；(5)CST裝置能保證在緊急停車及突然停電時，提供可控停車。 ，得 所以總的傳動比為 2)傳動比的分配 初取行星輪的傳動比，則，根據(jù)《機械設(shè)計課程上機與設(shè)計》得、。 (3) 各軸扭矩的計算 4)各級齒輪的設(shè)計計算 ⑴ 級圓錐齒輪的傳動設(shè)計計算 ①選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力 由《機械設(shè)計》 小圓錐齒輪 40Cr 表面淬火 大圓錐齒輪 45 調(diào)質(zhì) 許用接觸應(yīng)力，由《機械設(shè)計》S式6—6，得 () 接觸疲勞極限查圖6—4得 小圓錐齒輪： 大圓錐齒輪： 接觸強度壽命系數(shù)，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N,由式6—7，得 () 式中：—小圓錐齒輪的轉(zhuǎn)速，=1500； —齒輪每轉(zhuǎn)一周時同一齒面的嚙合齒數(shù)，=1； —齒輪的工作壽命為12年，每年平均工作300天，每 天平均工作16小時 則： 查圖6—5得 ， 接觸強度最小安全系數(shù)，有推薦值=1~，本設(shè)計中取 ==1 所以許用接觸應(yīng)力為 所以 許用彎曲應(yīng)力，由式6—12，得 () 式中：—彎曲強度計算的壽命系數(shù)，由圖6—8得 —彎曲強度計算的尺寸系數(shù)，查圖6—9（設(shè)模數(shù)不大于15mm） 得 —試驗齒輪的彎曲疲勞強度極限，查圖6—7得： ，； —彎曲強度計算安全系數(shù)，有推薦值=~3， =，=； ，得 ②按齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算 確定齒輪傳動精度等級，估計圓周轉(zhuǎn)速為=22，查《機械設(shè)計》、。 ，得 所以模數(shù)：，圓整取=8mm 小圓錐齒輪大端分度圓直徑： 小圓錐齒輪平均分度圓直徑：，圓整取=200mm 圓周速度： 齒寬：，圓整取=80mm 當量齒數(shù): ③按齒根彎曲疲勞強度校核計算 由《機械設(shè)計》式6—21，得 () 式中：—齒形系數(shù)，小圓錐齒輪：=，大圓柱齒輪： =； —應(yīng)力修正系數(shù)，小圓柱齒輪：=，大圓錐 輪：=； 所以 所以滿足齒根彎曲強度 ④齒輪其他主要尺寸 大圓錐齒輪大端分度圓直徑： 兩輪間的錐距： 小圓錐齒輪大端頂圓直徑： 大圓錐齒輪大端頂圓直徑： 軸交角：（兩軸垂直） 小圓錐齒輪分錐角： 大圓錐齒輪錐角： 齒頂高系數(shù)：查標準12369—1990得=1 頂隙系數(shù)：查標準12369—1990得= 壓力角：查標準12369—1990得= 高變位系數(shù)： 切向變位系數(shù)：由《現(xiàn)代機械傳動手冊》—21得 ， 小圓錐齒輪大端齒頂高： 大圓錐齒輪大端齒頂高： 小圓錐齒輪大端齒根高： 大圓柱齒輪大端齒根高： 大端齒根高： 小圓錐齒輪齒根角： 大圓錐齒輪齒根角： (2) 級直齒圓柱齒輪設(shè)計計算 ①選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力 由《機械設(shè)計》 選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力 由《機械設(shè)計》 小圓柱齒輪 20Cr 表面淬火 大圓柱齒輪 40Cr 表面淬火 許用接觸應(yīng)力，由《機械設(shè)計》式6—6，得 () 接觸疲勞極限查圖6—4得 小圓柱齒輪： 大圓錐齒輪： 接觸強度壽命系數(shù)，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N,由式6—7，得 () 式中：—小圓柱齒輪的轉(zhuǎn)速，=536； —齒輪每轉(zhuǎn)一周時同一齒面的嚙合齒數(shù)，=1； —齒輪的工作壽命為12年，每年平均工作300天，每 天平均工作16小時 則： 查圖6—5得，.07 接觸強度最小安全系數(shù)，有推薦值=1~，本設(shè)計中取== 所以許用接觸應(yīng)力為 所以 許用彎曲應(yīng)力，由式6—12，得 ()式中：—彎曲強度計算的壽命系數(shù)，由圖6—8得 —彎曲強度計算的尺寸系數(shù)，查圖6—9（設(shè)模數(shù)不大于15mm）得 —試驗齒輪的彎曲疲勞強度極限，查圖6—7得（雙向轉(zhuǎn)動 ）： 小圓柱齒輪： 大圓柱齒輪：； —彎曲強度計算安全系數(shù)，有推薦值=~3，=， =； ，得 ②按齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算 確定齒輪傳動精度等級，估計圓周轉(zhuǎn)速為= ≈13， 查《機械設(shè)計》、 小圓柱齒輪的分度圓直徑：由《機械設(shè)計》式6—5得 ()式中：—齒寬系數(shù)，（按齒輪相對軸承的位置對稱布置）取=； —小齒輪齒數(shù)，在推薦值=20~40中選，取=33； —大齒輪齒數(shù)，==，圓整取=81； —齒數(shù)比，,傳動比誤差 =＜，滿足設(shè)計要求； —小齒輪轉(zhuǎn)矩， — 滿載系數(shù)， —使用系數(shù)，=； —動載系數(shù)，由推薦值=~，取=； —齒間載荷分配系數(shù)，~，取=； —齒向載荷分布系數(shù)，由推薦值=1~，取=； 所以 —材料彈性系數(shù)，=； —節(jié)點區(qū)域系數(shù)，查圖6—3（，==0)得，=； —重合度系數(shù)，~=。 大圓柱齒輪的分度圓直徑：齒根圓直徑：小圓柱齒輪：大圓柱齒輪：頂圓直徑：小圓柱齒輪：大圓柱齒輪：⑶級行星齒輪傳動設(shè)計計算 ①行星齒輪系的介紹 該輪系廣泛地用于動力及輔助傳動中，工作制度不限，可用為減速、增速和差速裝置，本設(shè)計用于減速裝置。 ②行星輪系的傳動比的選擇由《齒輪設(shè)計手冊》可知行星齒輪的傳動共有三種方式，即 ()式中：—表示內(nèi)齒輪固定b，太陽輪a對行星架X的傳動比； —表示太陽輪a固定，內(nèi)齒輪b對行星架X的傳動比； —表示行星架X固定，太陽輪a對內(nèi)齒輪的傳動比； —太陽輪齒數(shù)； —行星輪齒數(shù)； —內(nèi)齒輪齒數(shù)。在本設(shè)計中，傳輸系統(tǒng)為可控起動傳輸系統(tǒng)，剛起動時，太陽輪a固定，內(nèi)齒輪b轉(zhuǎn)動,此時傳動比為；當液壓缸慢慢加壓，即刮板輸送機開始工作時，內(nèi)齒輪b的轉(zhuǎn)速逐漸降低，當刮板輸送機完全工作時，內(nèi)齒輪b固定，此時傳動比，在整體設(shè)計時，按傳動比為的傳動方式設(shè)計。 Ⅰ傳動條件 行星齒輪各齒數(shù)設(shè)計時應(yīng)滿足：，其中、。 角變位行星齒輪應(yīng)滿足： 式中：、為不同嚙合的端面嚙合角，為中心輪a與行星輪c的嚙合角；為內(nèi)齒輪b與行星輪c的嚙合角。 Ⅲ鄰接條件 由于多個行星輪c均勻?qū)ΨQ地布置在太陽輪a和內(nèi)齒輪b之間的行星傳動，設(shè)計時，必須保證相鄰兩個行星輪齒頂之間不得相互碰撞。所以鄰接條件應(yīng)該滿足： 即 ()式中：—行星輪個數(shù)，本設(shè)計取=3； —為a—c嚙合副的中心距； —行星輪頂圓直徑。設(shè)計行星輪系時，其行星輪的數(shù)目和各齒輪的齒數(shù)必須選正確，否則就裝配不起來。又因為均勻分布的行星輪的中心位置也是確定的，所以在一般情況下，其余行星輪的齒有可能不能同時插入內(nèi)齒輪和太陽輪的齒槽中，即無法裝配。 小齒輪最大值： 在保證齒輪有足夠彎曲強度條件下選取。本設(shè)計采用系列設(shè)計配齒數(shù)法的公式配齒和查表配齒法相結(jié)合。 ⑤行星輪機構(gòu)的設(shè)計 Ⅰ各齒輪材料及熱處理工藝的選定由《機械手冊》《工程材料工藝與成形》構(gòu)件名稱材料熱處理方法齒面硬度太陽輪a30滲碳淬火62行星輪c20滲碳淬火58內(nèi)齒輪b40調(diào)質(zhì)265 由《機械設(shè)計》圖6—4查得齒面疲勞強度極限： 太陽輪a: 行星輪c: 內(nèi)齒輪b： 由《機械設(shè)計》圖6—4查得齒面接觸疲勞強度極限： 太陽輪a： 行星輪c： 內(nèi)齒輪b： 太陽輪、行星輪、內(nèi)齒輪均采用齒形為漸開線直齒，由《機械設(shè)計》《機械精度》可知，太陽輪和行星輪采用磨齒加工，精度等級為6級；內(nèi)齒輪采用插齒加工，精度等級為7級。式中為第 三軸上的傳動功率，由前面可知=786，為第三軸的轉(zhuǎn)速， 由前面可知=221，為載荷不均勻系數(shù)，由《齒輪 設(shè)計手冊》查得=，所以 ； —齒齒寬系數(shù)，由《齒輪設(shè)計手冊》得=； —太陽輪接觸疲勞極限，由前面可知 =1480。 Ⅵ嚙合要素驗算 a—c傳動端面重合度： 頂圓齒形曲徑： () 太陽輪a： 行星輪c： 端面節(jié)圓長度： () 式中為端面節(jié)圓嚙合角，直齒==，則 端面重合度 c—b端面重合度： 頂圓齒形曲徑： () 行星輪由前面計算得= 內(nèi)齒輪b： Ⅶ端面節(jié)圓長度： () 式中為端面節(jié)圓嚙合角，直齒==，則 Ⅷ端面重合度 ⑥齒輪強度驗算 Ⅰ按齒面接觸疲勞強度計算 彎曲疲勞極限，查圖6—7得， 太陽輪a： 行星輪c： 內(nèi)齒輪b： 彎曲強度最小安全系數(shù)，~3，取= 彎曲強度壽命系數(shù)，查圖6—8得 彎曲強度尺寸系數(shù)，查圖6—9得， 把已知數(shù)據(jù)代入6—12式，則有 太陽輪a： 行星輪c： 內(nèi)齒輪b： Ⅱ按齒根彎曲強度校核計算 由《機械設(shè)計》式6—10 () 式中：—齒形系數(shù)，=，=，=； —應(yīng)力修正系數(shù)，=，=，=； —重合度系數(shù) ，有公式=+得