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中 國(guó) 礦 業(yè) 大 學(xué)
本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
姓 名： 劉曉亮 學(xué) 號(hào)： 03030852
學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化
設(shè)計(jì)題目： 中煤層采煤機(jī)截割部設(shè)計(jì)
專 題：
指導(dǎo)教師： 楊寅威 職 稱： 副教授
2007 年 6 月 25 徐州
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書
學(xué)院 機(jī)電學(xué)院 專業(yè)年級(jí) 機(jī)械工程及自動(dòng)化 學(xué)生姓名 劉曉亮
任務(wù)下達(dá)日期： 2007年 3月 5 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)日期： 2007年 3月 26 日 至 2007 年 6 月 25日
畢業(yè)設(shè)計(jì)題目： 中煤層采煤機(jī)截割部設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)專題題目：
畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求：
參考參數(shù)
截割部功率： 180KW 滾筒截深： 650MM
采高范圍： 1.3—3.0MM 適應(yīng)煤質(zhì)硬度：f<2.5
煤層傾角： Y<25 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速： 1460轉(zhuǎn)/分
滾筒轉(zhuǎn)速： 45-50轉(zhuǎn)/分
頂板中等穩(wěn)定、地板起伏不大
液壓無(wú)鏈牽引
設(shè)計(jì)要求
1、完成采煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)
2、截割部傳動(dòng)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3、完成截割部的組件、零件工作圖設(shè)計(jì)
院長(zhǎng)簽字： 指導(dǎo)教師簽字：
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)閱書
指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)（①基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；②獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力；③研究?jī)?nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤工作態(tài)度及工作量；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問(wèn)題；⑧是否同意答辯等）：
成 績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書
評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)（①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；③工作量的大??；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤寫作的規(guī)范程度；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問(wèn)題；⑧是否同意答辯等）：
成 績(jī)： 評(píng)閱教師簽字：
年 月 日
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評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)（①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；③工作量的大?。虎苋〉玫闹饕晒皠?chuàng)新點(diǎn)；⑤寫作的規(guī)范程度；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問(wèn)題；⑧是否同意答辯等）：
成 績(jī)： 評(píng)閱教師簽字：
年 月 日
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及綜合成績(jī)
答 辯 情 況
提 出 問(wèn) 題
回 答 問(wèn) 題
正 確
基本
正確
有一般性錯(cuò)誤
有原則性錯(cuò)誤
沒(méi)有
回答
答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)及建議成績(jī)：
答辯委員會(huì)主任簽字：
年 月 日
學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評(píng)定成績(jī)：
學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人：
年 月 日
摘 要
在參考國(guó)內(nèi)外有關(guān)中厚煤層采煤機(jī)的情況下，完成了截割電機(jī)功率為180KW總裝機(jī)功率為450KW的截割式滾筒液壓牽引采煤機(jī)的整機(jī)方案設(shè)計(jì)及對(duì)采煤機(jī)截割部進(jìn)行了重點(diǎn)設(shè)計(jì)。主機(jī)身采用整體結(jié)構(gòu)形式，取消了長(zhǎng)螺柱及傳統(tǒng)意義上的螺栓聯(lián)接；此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，且尺寸小，大大的降低了采煤機(jī)的機(jī)身高度。截割部采用四級(jí)傳動(dòng)前三級(jí)為直齒傳動(dòng)，第四級(jí)為行星傳動(dòng)。在前三級(jí)的直齒傳動(dòng)利用直齒傳動(dòng)設(shè)計(jì)的一般原理，設(shè)計(jì)出適合截割部的齒輪傳動(dòng)依次分為截一軸系，惰一軸系，截二軸系，截三軸系，，惰二軸系；采用了兩個(gè)惰軸系是本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)，它即滿足了傳動(dòng)強(qiáng)度的要求又滿足了截割高度對(duì)截割部長(zhǎng)度的要求。在第四級(jí)行星傳動(dòng)中，用運(yùn)2KH行星減速器設(shè)計(jì)的原理，設(shè)計(jì)出適合截割部的一級(jí)2KH型行星減速器，并將它和滾筒直接聯(lián)結(jié)，大大簡(jiǎn)化了截割部的設(shè)計(jì)，節(jié)省了材料、空間。此外對(duì)截割部上的其它部分如離合器，內(nèi)噴霧系統(tǒng)也進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)及校合。
關(guān)鍵詞：
采煤機(jī) 截割部 行星輪減速器
ABSTRACT
Reference to the domestic and international thick seam Shearer circumstances, Cutting completed the electrical power of 180 KW total installed power of 450 KW of cutting-cylinder hydraulic traction Shearer Whole program design and right shearer cutting focus of the Department of Design. Host overall body structure, eliminating a long stud, and the traditional sense of the bolt; This structure is simple, reliable, and small size, greatly reducing the height of Shearer's fuselage. Cutting Part 4 used to drive before three straight tooth drive, the fourth level of planetary transmission. The former three straight drive gear teeth through the direct transmission of the general design principles, designed for cutting the Department of Gear were divided into a closed shaft, the shaft an inert, as of two shaft, up 3 shaft, and inert two shafts; using two inert shaft is the innovation in design, It is a drive to meet the strength to meet the demands of the cutting height on the cutting Minister degree requirements. In the fourth grade planetary transmission, and use Win two KH planetary reducer design principle, designed for cutting the Department of a two-KH planetary reducer, and it will directly link drum, greatly simplified the cutting of the design, saving materials and space. In addition to cutting the Department of the other parts such as clutch, which spray system also carried out a detailed design and a calibration.
Keywords：
Shearer;Cutting Department;Planetary gear reducer
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2007屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 82頁(yè)
緒論
1.1引言
我國(guó)是產(chǎn)煤大國(guó)，煤炭也是我國(guó)最主要的能源，是保證我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)飛速增長(zhǎng)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。煤炭工業(yè)的機(jī)械化是指采掘、支護(hù)、運(yùn)輸、提升的機(jī)械化。其中采掘包括采煤和掘進(jìn)巷道。隨著采煤機(jī)械化的發(fā)展，采煤機(jī)是現(xiàn)在最主要的采煤機(jī)械。
1.2采煤機(jī)械概述
1.2.1采煤機(jī)械化的發(fā)展
20世紀(jì)40年代初，英國(guó)和蘇聯(lián)相繼研制出來(lái)了鏈?zhǔn)讲擅簷C(jī)。這種采煤機(jī)是用截鏈落煤，在截鏈上安裝有被稱為截齒的專用截煤工具，其工作效率低。同時(shí)德國(guó)研制出了用刨削方式落煤的刨煤機(jī)。50年代初，英國(guó)和德國(guó)相繼研制出了滾筒采煤機(jī)，在這種采煤機(jī)上安裝有截煤滾筒，這是一種圓筒形部件，其上裝有截齒，用截煤滾筒實(shí)現(xiàn)裝煤和落煤。這種采煤機(jī)與可彎曲輸送機(jī)配套，奠定了煤炭開采機(jī)械化的基礎(chǔ)。這種采煤機(jī)的主要缺點(diǎn)有二，其一是截煤滾筒的安裝高度不能在使用中調(diào)整，對(duì)煤層厚度及其變化適應(yīng)性差；其二是把圓筒形截煤滾筒改進(jìn)成螺旋葉片式截煤滾筒，即螺旋滾筒，極大地提高了裝煤效果。這兩項(xiàng)關(guān)鍵的改進(jìn)是滾筒式采煤機(jī)成為現(xiàn)代化采煤機(jī)械的基礎(chǔ)。
可提高螺旋滾筒采煤機(jī)或刨煤機(jī)與液壓支架和可彎曲輸送機(jī)配套，構(gòu)成綜合機(jī)械化采煤設(shè)備，使煤炭生產(chǎn)進(jìn)入高產(chǎn)、高效、安全和可靠的現(xiàn)代化發(fā)展階段。從此，綜合機(jī)械化采煤機(jī)采煤設(shè)備成為各國(guó)地下開采煤礦的發(fā)展方向。自70年代以來(lái)，綜合機(jī)械化采煤設(shè)備朝著大功率、遙控、遙測(cè)方向發(fā)展，其性能日益完善，生產(chǎn)率和可靠性進(jìn)一步提高。工礦自動(dòng)監(jiān)測(cè)、故障診斷以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理和數(shù)顯等先進(jìn)的監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)在采煤機(jī)上得到應(yīng)用。
1.2.2機(jī)械化采煤的類型
長(zhǎng)壁采煤工作面的采煤過(guò)程主要包括：落煤、裝煤、工作面運(yùn)煤、頂板支護(hù)及處理采空去五個(gè)工序，按照這些工序來(lái)分有兩種機(jī)械化采煤方式：
1） 普通機(jī)械化采煤（普采）：利用采煤機(jī)械（刨煤機(jī)或采煤機(jī)）來(lái)實(shí)現(xiàn)
落煤和裝煤，工作面輸送機(jī)運(yùn)煤，并用單體液壓（或金屬磨擦）支柱及金屬鉸接梁來(lái)支護(hù)頂板的采煤法稱普通機(jī)械化采煤。
2） 綜合機(jī)械化采煤（綜采）：用大功率采煤機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)落煤裝煤，刮板輸
送機(jī)運(yùn)煤，自移式液壓支架來(lái)支護(hù)頂板而使工作面采煤過(guò)程完全實(shí)現(xiàn)機(jī)械化的采煤法稱綜合機(jī)械化采煤。綜采工作面主要是三機(jī)配合：如下圖1-1所示：
1.3采煤機(jī)簡(jiǎn)述
1.3.1采煤機(jī)的分類和組成
采煤機(jī)有不同的分類方法，一般我們按照工作機(jī)構(gòu)的形式進(jìn)行分類，可分為：滾筒式、鉆削式和鏈?zhǔn)讲擅簷C(jī)；現(xiàn)在我們所說(shuō)的采煤機(jī)主要是指滾筒采煤機(jī)，這種采煤機(jī)適用范圍廣，可靠性高，效率高，所以現(xiàn)在有很廣泛的使用。
滾筒采煤機(jī)的組成如圖1-2 所示：
1.3.2滾筒采煤機(jī)的工作原理
第四代采煤機(jī)研發(fā)成功后，現(xiàn)在采煤機(jī)的設(shè)計(jì)基本上傳承了他們的特點(diǎn)，隨著機(jī)械電子的飛速發(fā)展，對(duì)采煤機(jī)產(chǎn)生了很大的影響，現(xiàn)在采煤機(jī)是集電子系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)，機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)于一身的復(fù)雜的系統(tǒng)。在機(jī)械傳動(dòng)部分現(xiàn)代的采煤機(jī)去掉了以前采煤機(jī)的的托架，全部采用雙滾筒設(shè)計(jì)。
1.3.3滾筒采煤機(jī)的特點(diǎn)
1.使用范圍廣 滾筒采煤機(jī)對(duì)煤層地質(zhì)條件的要求較低，對(duì)于地板起伏
不平、層厚變化大、煤粘頂、有落差不大的斷層以及不同性質(zhì)的頂板等煤層條件，采煤機(jī)都能適應(yīng)；
2．調(diào)高方便，免開缺口；
3．功率大、生產(chǎn)率高、工作可靠；
4．操作方便并有完善的保護(hù)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
5．向標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化發(fā)展。
但是滾筒采煤機(jī)也有其缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴；割落的煤的塊度小，
粉塵含量多，因而破碎單位體積煤的能量消耗大。
1.3.4采煤機(jī)與刨煤機(jī)的比較
刨煤機(jī)是僅次于滾筒采煤機(jī)而應(yīng)用的較多的一種采煤機(jī)械。
它們兩者的特點(diǎn)區(qū)別在于：
1、刨煤機(jī)較采煤機(jī)截深淺，它能有效的利用煤壁的壓酥作用，刨下的煤塊大，能耗低，產(chǎn)生的粉塵少，但是也正因?yàn)槿绱怂漠a(chǎn)量較采煤機(jī)而言低了很多；
2、刨煤機(jī)傳動(dòng)裝置位于輸送機(jī)兩端，刨頭靠輸送機(jī)導(dǎo)向，因此包頭可做的很矮，適合在薄煤層開采；
3、刨煤機(jī)的使用條件壁采煤機(jī)高，故使用范圍受到一定限制，特別是硬煤，粘煤不宜用刨煤機(jī)；
4、刨煤機(jī)調(diào)整采高較困難，因?yàn)榕兕^高度不能隨時(shí)調(diào)整，所以要求不能粘頂及厚度不能過(guò)大；
5、刨煤機(jī)不能自開缺口，工作面兩端需人工開缺口，工作量大；
6、刨煤機(jī)消耗在刨頭與輸送機(jī)及底板之間的摩擦功率大，用于采煤的有效功率占采煤機(jī)械總功率較小。
滾筒式采煤機(jī)正是因?yàn)樗倪m應(yīng)性強(qiáng)，生產(chǎn)產(chǎn)量大，機(jī)械化程度高，截割效率高等等優(yōu)點(diǎn)得到了飛躍的發(fā)展。
1.4 MG180/435－W型采煤機(jī)
1.4.1MG180/435－W型薄煤層液壓牽引采煤機(jī)（以下簡(jiǎn)稱MG180/435-W采煤機(jī)），為多電機(jī)橫向布置液壓無(wú)鏈牽引采煤機(jī)，該機(jī)裝機(jī)總功率435KW，截割功率2 X 180KW，牽引功率45KW，采用液壓無(wú)級(jí)調(diào)速系統(tǒng)來(lái)控制采煤機(jī)牽引速度。
MG180/435－W采煤機(jī)，主機(jī)身采用整體結(jié)構(gòu)形式，取消了長(zhǎng)螺柱及傳統(tǒng)意義上的螺栓聯(lián)接。此結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠，且尺寸小，大大的降低了采煤機(jī)的機(jī)身高度，適用薄煤層開采。多電機(jī)驅(qū)動(dòng)采用橫向布置形式，拆裝方便。在主機(jī)箱中部橫向裝有牽引電機(jī)，通過(guò)牽引機(jī)構(gòu)為采煤機(jī)提供300KN的牽引力。主機(jī)箱分為四個(gè)隔腔，從左到右分別為左固定箱、電控部分、液壓泵箱和右固定箱。采煤機(jī)控制面板位于電控隔腔內(nèi)，除油馬達(dá)外，所有液壓元件都安裝在液壓泵箱內(nèi)。液壓調(diào)高手把設(shè)在主機(jī)箱右側(cè)，控制采煤機(jī)左、右搖臂的升降。
1.4.2主要用途及適用范圍
MG180/435－W型薄煤層液壓牽引采煤機(jī)適用于采高0.85-2.0m，傾角小于或等于35度，煤質(zhì)中硬或中硬以下，含有少量夾矸的長(zhǎng)壁式工作面。
1.4.3型號(hào)的組成及其代表的含義
1.4.4使用環(huán)境條件
1、 可在周圍空氣中的甲烷、煤塵、硫化氫、二氧化碳等不超過(guò)《煤礦安
全規(guī)程》中所規(guī)定的安全含量的礦井中使用。
2、 海拔高度小于200m。
3、 周圍介質(zhì)溫度不超過(guò)＋40攝氏度、不低于-10攝氏度。
4、 環(huán)境溫度為＋25攝氏度時(shí)，周圍空氣濕度不大于97％。
5、 周圍介質(zhì)中無(wú)足以腐蝕和破壞絕緣的氣體和導(dǎo)電塵埃。
1.4.4.5安全警示
1、該產(chǎn)品必須取得礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志后方可下井使用。
2、該產(chǎn)品的電控腔急接線腔的箱蓋嚴(yán)禁在帶電的情況下打開。該產(chǎn)品在箱蓋的顯著位置已標(biāo)有“嚴(yán)禁帶電開蓋”的字樣。
3、用的隔離開關(guān)“QS”嚴(yán)禁帶電離合。
4、該產(chǎn)品的電路嚴(yán)禁亂拆亂調(diào)。
5、該產(chǎn)品開機(jī)前必須先通水，后開機(jī)，當(dāng)噴霧泵站停止供水時(shí)，應(yīng)立即停止電機(jī)運(yùn)行。
6、隨時(shí)注意冷卻水路中的安全閥，如產(chǎn)生釋放現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)檢查原因。
7、定期檢查清洗水閥內(nèi)的過(guò)濾器。
8、隨時(shí)注意各噴嘴運(yùn)行情況，如有堵塞，應(yīng)及時(shí)疏通。
9、定期檢查噴霧泵站至采煤機(jī)輸水管各連接口是否密合，不得有滲透水現(xiàn)象。
采煤機(jī)截割部的設(shè)計(jì)
1、截割電動(dòng)機(jī)的選擇
電機(jī)型號(hào)： YBC－180
額定功率（kw）： 180 kw
額定電壓（V）： 1140 V
額定電流（A）： 112 A
額定轉(zhuǎn)速（r.p.m）： 1480 r.p.m
外形尺寸（mm）： 693×550×615
電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距： T＝=
2、傳動(dòng)比分配
2.1、總傳動(dòng)比。
總傳動(dòng)比等于截割電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與滾筒的轉(zhuǎn)速比值:
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速： 1460轉(zhuǎn)/分
滾筒轉(zhuǎn)速： 45-50轉(zhuǎn)/分
總傳動(dòng)比：
即：總傳動(dòng)比在 32.44---29.2 之間
2.2、傳動(dòng)比分配。
對(duì)于采煤機(jī)結(jié)構(gòu)的特殊性（如機(jī)厚及其約束），MG1中厚煤層型采煤機(jī)一般使用3級(jí)圓柱直齒輪減速，帶2K－H負(fù)號(hào)行星齒輪減速。行星齒輪傳動(dòng)安排在最后一級(jí)較合理，既可利用滾筒滾轂
內(nèi)的空間，又可減少前面圓柱直齒輪的傳動(dòng)比和尺寸。采煤機(jī)機(jī)身高度受到嚴(yán)格限制，每級(jí)圓柱直齒輪傳動(dòng)比一般為，行星齒輪。
行星齒輪減速級(jí)傳動(dòng)比：
初步估算行星齒輪減速級(jí)傳動(dòng)比為.5
查表得可取：＝14，＝64，＝25，
三級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)系總傳動(dòng)比：
即：傳動(dòng)比在 5.24---5.823 之間
為有效利用空間，同時(shí)盡可能使所設(shè)計(jì)的采煤機(jī)機(jī)身高度較小，傳動(dòng)比應(yīng)從高速級(jí)向低速級(jí)遞增，在初步設(shè)計(jì)時(shí)可按
由公式：
，，
3 、直齒輪模數(shù)齒數(shù)
第一級(jí)直齒輪傳動(dòng)：
由：T<2000 根據(jù)劉春生著《滾筒式采煤機(jī)理論涉及基礎(chǔ)》第104頁(yè)中齒輪模數(shù)的選擇，第一級(jí)齒輪模數(shù)為 :
＝6
?。?
考慮到齒輪直徑的大小需加一惰輪 ?。?
第二級(jí)直齒輪傳動(dòng)：
由于
取 m=7
?。?
第三級(jí)直齒輪傳動(dòng)：
由于
取 m=8
?。?
考慮到齒輪直徑的大小需加一惰輪 ：取：
即： 第一級(jí)： m=6
第二級(jí)： m=7
第三級(jí)： m=8
行星齒輪：＝14，＝64，＝25
4 、 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算
4.1、各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算。
第一軸的轉(zhuǎn)速：
第二軸的轉(zhuǎn)速：
第三軸的轉(zhuǎn)速：
第五軸的轉(zhuǎn)速：
第六軸的轉(zhuǎn)速：
4.2、各軸的扭矩。
電機(jī)軸的扭矩：
第一軸的扭矩：
第二軸的扭矩：
第三軸的扭矩：
第四軸的扭矩：
第五軸的扭矩：
第六軸的扭矩：
行星齒輪單獨(dú)計(jì)算、校核
5 、 圓柱直齒齒輪設(shè)計(jì)及校核
5.1．圓柱直齒齒輪1設(shè)計(jì)及校核
已知參數(shù)： m=6
B=(8—12)m取：B=72 材料為 淬火滲碳
5.1.1接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算、校核
校核公式：
彈性系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-64
?。?
節(jié)點(diǎn)影響系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-65
?。?
重合度系數(shù) ，（）
=0.87
載荷系數(shù) K，
使用系數(shù),查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》表8-20
取：=1.75
齒間載荷分配系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》表8-21
?。?1.15
動(dòng)載荷系數(shù)， 查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-57
?。?1.05
齒向載荷分布系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-60
?。?1.02
K=1.75*1.15*1.05*1.02=2.324
=
=926.6
校核公式：
齒面接觸疲勞極限應(yīng)力，
查表得：
齒面接觸強(qiáng)度的安全系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》表8-27 取 ：＝1.1
齒面接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-70
取： ＝1
齒面工作硬化系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-71
取： ＝1
＝1318N/mm
顯然：<
5.1.2 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算、校核
校核公式：
齒形系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-67
?。? ＝2.68
應(yīng)力修正系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-68
?。? ＝1.58
重合度系數(shù),由式8-67
=
=347.83
許用彎曲應(yīng)力，由式8-71
彎曲疲勞極限，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-72
?。?600
彎曲壽命系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-73
?。? =1
尺寸系數(shù) ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-74
取： = 0.98
安全系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-27
?。?
則
即<
合格
5.2．圓柱直齒齒輪2設(shè)計(jì)及校核
已知參數(shù)： m=6
B=(8—12)m?。築=72材料為 淬火滲碳
5.2.1接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算、校核
校核公式：
彈性系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-64
?。?
節(jié)點(diǎn)影響系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-65
?。?
重合度系數(shù) ，（）
=0.86
載荷系數(shù) K，
使用系數(shù),查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》表8-20
?。?1.75
齒間載荷分配系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》表8-21
?。?1.15
動(dòng)載荷系數(shù)， 查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-57
取：=1.05
齒向載荷分布系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-60
?。?1.02
K=1.75*1.15*1.05*1.02=2.324
=
=811.1
校核公式：
齒面接觸疲勞極限應(yīng)力，
查表得：
齒面接觸強(qiáng)度的安全系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》表8-27 取 ：＝1.1
齒面接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-70 ?。? ＝1.1
齒面工作硬化系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-71取： ＝1
＝1450N/mm
顯然：<
5.2.2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算、校核
校核公式：
齒形系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-67
?。? ＝2.45
應(yīng)力修正系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-68
?。? ＝1.65
重合度系數(shù),由式8-67
=
=302.8
許用彎曲應(yīng)力，由式8-71
彎曲疲勞極限，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-72
?。?600
彎曲壽命系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-73
?。? =1
尺寸系數(shù) ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-74
?。?= 0.98
安全系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-27
?。?
則
即<
合格
5.3．圓柱直齒齒輪3設(shè)計(jì)及校核
已知參數(shù)： m=6
B=(8—12)m?。築=72 材料為 淬火滲碳
5.3.1接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算、校核
校核公式：
彈性系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-64
?。?
節(jié)點(diǎn)影響系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-65
?。?
重合度系數(shù) ，（）
=0.86
載荷系數(shù) K，
使用系數(shù),查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》表8-20
?。?1.75
齒間載荷分配系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》表8-21
?。?1.15
動(dòng)載荷系數(shù)， 查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-57
?。?1.0
齒向載荷分布系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-60
?。?1.02
K=1.75*1.15*1.05*1.02=2.324
=
=766.8
校核公式：
齒面接觸疲勞極限應(yīng)力，
查表得：
齒面接觸強(qiáng)度的安全系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》表8-27
取 ：＝1.1
齒面接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-70
?。? ＝1.1
齒面工作硬化系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-71
?。? ＝1
＝1450N/mm
顯然：<
5.3.2 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算、校核
校核公式：
齒形系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-67
?。? ＝2.35
應(yīng)力修正系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-6
?。? ＝1.65
重合度系數(shù),由式8-67
=
=290.4
許用彎曲應(yīng)力，由式8-71
彎曲疲勞極限，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-72
?。?600
彎曲壽命系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-73
?。? =1
尺寸系數(shù) ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-74
取： = 0.98
安全系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-27
取：
則
即<
合格
5.4圓柱直齒齒輪4設(shè)計(jì)及校核
已知參數(shù)： m=7
B=(8—12)m?。築=84 材料為淬火滲碳
5.4.1接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算、校核
校核公式：
彈性系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-64
?。?
節(jié)點(diǎn)影響系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-65
?。?
重合度系數(shù) ，（）
載荷系數(shù) K，
使用系數(shù),查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》表8-20
取：=1.75
齒間載荷分配系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》表8-21
取：=1.15
動(dòng)載荷系數(shù)， 查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-57
?。?1.0
齒向載荷分布系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-60
?。?1.02
K=1.75*1.15*1.05*1.02=2.324
=
=1016.7
校核公式：
齒面接觸疲勞極限應(yīng)力，
查表得：
齒面接觸強(qiáng)度的安全系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》表8-27
取 ：＝1.1
齒面接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-70
?。? ＝1.0
齒面工作硬化系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-71
取： ＝1
＝1318N/mm
顯然：<
5.4.2 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算、校核
校核公式：
齒形系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-67
?。? ＝2.65
應(yīng)力修正系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-68
?。? ＝1.58
重合度系數(shù),由式8-67
=
=357.1
許用彎曲應(yīng)力，由式8-71
彎曲疲勞極限，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-72
取：=600
彎曲壽命系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-73
?。? =1
尺寸系數(shù) ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-74
?。?= 0.98
安全系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-27
取：
則
即< 合格
5.5．圓柱直齒齒輪5設(shè)計(jì)及校核
已知參數(shù)： m=6
B=(8—12)m?。築=90mm 材料為 淬火滲碳
5.5.1接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算、校核
校核公式：
彈性系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-64
取：
節(jié)點(diǎn)影響系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-65
取：
重合度系數(shù) ，（）
載荷系數(shù) K，
使用系數(shù),查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》表8-20
?。?1.75
齒間載荷分配系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》表8-21
?。?1.15
動(dòng)載荷系數(shù)， 查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-57
?。?1.0
齒向載荷分布系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-60
?。?1.02
K=1.75*1.15*1.05*1.02=2.324
=
=758.5
校核公式：
齒面接觸疲勞極限應(yīng)力，
查表得：
齒面接觸強(qiáng)度的安全系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》表8-27
取 ：＝1.1
齒面接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-70
?。? ＝1.1
齒面工作硬化系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-71取： ＝1
＝1450N/mm
顯然：<
5.5.2 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算、校核
校核公式：
齒形系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-67
?。? ＝2.65
應(yīng)力修正系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-68
取： ＝1.58
重合度系數(shù),由式8-67
=
=357.4
許用彎曲應(yīng)力，由式8-71
彎曲疲勞極限，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-72
?。?600
彎曲壽命系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-73
?。? =1
尺寸系數(shù) ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-74
取： = 0.98
安全系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-27
取：
則
即<
合格
5.6．圓柱直齒齒輪6設(shè)計(jì)及校核
已知參數(shù)： m=8
B=(8—12)m?。築=100 材料為 淬火滲碳
5.6.1接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算、校核
校核公式：
彈性系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-64
?。?
節(jié)點(diǎn)影響系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-65
取：
重合度系數(shù) ，（）
載荷系數(shù) K，
使用系數(shù),查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》表8-20
取：=1.75
齒間載荷分配系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》表8-21
?。?1.15
動(dòng)載荷系數(shù)， 查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-57
取：=1.0
齒向載荷分布系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-60
取：=1.1
K=1.75*1.15*1.05*1.02=2.424
=
=979.8
校核公式：
齒面接觸疲勞極限應(yīng)力，
查表得：
齒面接觸強(qiáng)度的安全系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》表8-27
取 ：＝1.1
齒面接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-70
?。? ＝1.1
齒面工作硬化系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-71
取： ＝1
＝1450N/mm
顯然：<
5.6.2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算、校核
校核公式：
齒形系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-67
?。? ＝2.64
應(yīng)力修正系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-68
取： ＝1.60
重合度系數(shù),由式8-67
=
=453.6
許用彎曲應(yīng)力，由式8-71
彎曲疲勞極限，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-72
取：=600
彎曲壽命系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-73
?。? =1
尺寸系數(shù) ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-74
?。?= 0.98
安全系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-27
?。?
則
即<
合格
5.7．圓柱直齒齒輪7為惰輪 可直接校核齒輪8
5.8．圓柱直齒齒輪8設(shè)計(jì)及校核
已知參數(shù)： m=8
B=(8—12)m?。築=110mm材料為 淬火滲碳
5.8.1接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算、校核
校核公式：
彈性系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-64
?。?
節(jié)點(diǎn)影響系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-65
取：
重合度系數(shù) ，（）
載荷系數(shù) K，
使用系數(shù),查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》表8-20
?。?1.75
齒間載荷分配系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》表8-21
取：=1.15
動(dòng)載荷系數(shù)， 查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-57
?。?1.05
齒向載荷分布系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-60
?。?1.02
K=1.75*1.15*1.05*1.02=2.324
=
=712.35
校核公式：
齒面接觸疲勞極限應(yīng)力，
查表得：
齒面接觸強(qiáng)度的安全系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》表8-27 取 ：＝1.1
齒面接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-70 取： ＝1.1
齒面工作硬化系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-71取： ＝1
＝1450N/mm
顯然：<
5.8.2 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的計(jì)算、校核
校核公式：
齒形系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-67
?。? ＝2.4
應(yīng)力修正系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-68
?。? ＝1.67
重合度系數(shù),由式8-67
=
=406.7
許用彎曲應(yīng)力，由式8-71
彎曲疲勞極限，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-72
?。?600
彎曲壽命系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-73
?。? =1
尺寸系數(shù) ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-74
?。?= 0.98
安全系數(shù)，查《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》圖8-27
?。?
則
即<
合格
6 、 軸及軸承的設(shè)計(jì)及校核
6.1．齒輪軸1
6.1.1確定軸的最小直徑
選取軸的材料為，淬火滲碳處理。按《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)2》4-2查表取 A=115可得：
考慮到軸中空?。篸=65mm
6.1.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）裝配方案如圖：
軸段1 裝配軸承 ，=d=65mm選圓柱滾子軸承NF313E
軸段 2 為了給軸承定位，根據(jù)軸承的定位尺寸取=72mm，考慮到齒輪與箱體的間隔 取
軸段 3 此段為軸齒輪，=144mm，
軸段 4 此段和軸段 2一樣給軸承定位，齒輪與箱體的間隔。取 =72mm，
軸段 5 此段和軸段 1一樣裝配軸承，選圓柱滾子軸承NF313E =65mm
軸段 6 軸段6與電動(dòng)機(jī)配合，考慮到電動(dòng)機(jī)的尺寸以及密封圈的尺度 取 =62mm
6.1.3軸的強(qiáng)度校核
6.1.3.1軸的載荷 圓周力：
軸向力：
支反力：水平面
垂直面
彎矩： 水平面
垂直面
合成彎矩：
當(dāng)量彎矩：
6.1.3.2校核軸的強(qiáng)度
軸的材料為，淬火滲碳。由表4-1查得，則[]=0.09-0.1，即58-65，取[]=60，軸的計(jì)算應(yīng)力為
強(qiáng)度滿足
6.1.3.3軸承強(qiáng)度的校核
1）查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》圓柱滾子軸承NF313E的主要性能參數(shù)：
2）計(jì)算軸承支反力
1．水平支反力
2．垂直支反力
3．合成支反力
3）軸承的當(dāng)量載荷
即：
6.1.3.4軸承的壽命
因?yàn)?，固都可以，由《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)2》表5-9 ，5-10 查得：
按式5-5
采煤機(jī)的軸承壽命要求為：10000-30000
顯然 合格
6.2．惰軸 2
6.2.1確定軸的最小直徑
選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。按《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)2》4-2查表取 A=115可得：
考慮到軸為心軸：取 d=75mm
6.2.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）裝配方案如圖
軸段1 裝配箱體 ，=d=75mm考慮到箱體的厚度，以及與齒輪的間隔取：
軸段 2 為了方便裝配軸承，根據(jù)選取的軸承的尺寸取=80mm，選取的軸承為：兩個(gè)調(diào)心滾子軸承22216c/w33
考慮到軸段1次段應(yīng)該縮進(jìn)4mm 取
軸段 3 此段為裝配箱體，考慮調(diào)心滾子軸承22216c/w33的裝配尺寸?。?90mm 跟軸段1考慮到箱體的厚度，以及與齒輪的間隔?。?
6.2.3軸的強(qiáng)度校核
6.2.3.1軸的載荷
圓周力：
軸向力：
支反力：水平面
垂直面
彎矩： 水平面
垂直面
合成彎矩：
當(dāng)量彎矩：
6.2.3.2校核軸的強(qiáng)度
軸的材料為45鋼，淬火滲碳。由表4-1查得
則[]=0.09-0.1，即58-65，取[]=60，軸的計(jì)算應(yīng)力為
強(qiáng)度滿足
6.2.3..3軸承強(qiáng)度的校核
1）查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》調(diào)心滾子軸承22216c/w33的主要性能參數(shù)：
2）計(jì)算軸承支反力
1．水平支反力
2．垂直支反力
3．合成支反力
3）軸承的當(dāng)量載荷
即：
4）軸承的壽命
因?yàn)?，固都可以，由《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)2》表5-9 ，5-10 查得：
按式5-5
采煤機(jī)的軸承壽命要求為：10000-30000
顯然 合格
6.3．軸3
6.3.1確定軸的最小直徑
選取軸的材料為，淬火滲碳處理。按《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)2》4-2查表取 A=115可得：
考慮到軸承的承受能力 ?。篸=100mm
6.3.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）裝配方案如圖
軸段1 裝配軸承 ，=d=100mm選圓柱滾子軸承N220E
軸段 2 為了給離合器定位，根據(jù)軸承的定位尺寸取=120mm，考慮到齒輪與箱體的間隔 取
軸段 3 此段裝配齒輪4，考慮到離合器需要的空間及齒輪4的承受能力?。?112mm，
軸段 4 此段和軸段 2一樣給軸承定位，選取取圓拄滾子軸承N222 110x200x38 =110mm，
軸段 5 此段和軸段 1一樣裝配軸承，選圓柱滾子軸承N220E =100mm
6.3.3軸的強(qiáng)度校核
6.3.3.1軸的載荷
圓周力：
軸向力：
支反力：水平面
垂直面
彎矩： 水平面
垂直面
合成彎矩：
當(dāng)量彎矩：
6.3.3.2校核軸的強(qiáng)度
軸的材料為45鋼，淬火滲碳。由表4-1查得
則[]=0.09-0.1，即58-65，取[]=60，軸的計(jì)算應(yīng)力為
強(qiáng)度滿足
6.3.4軸承強(qiáng)度的校核
6.3.4.1查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》圓拄滾子軸承N222 110x200x38的主要性能參數(shù)：
計(jì)算軸承支反力
1．水平支反力
2．垂直支反力
3．合成支反力
1.3）軸承的當(dāng)量載荷
即：
1.4）軸承的壽命
因?yàn)?，固都可以，由《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)2》表5-9 ，5-10 查得：
按式5-5
采煤機(jī)的軸承壽命要求為：10000-30000
顯然 合格
6.3.4.2查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》圓柱滾子軸承N220E 的主要性能參數(shù)：
計(jì)算軸承支反力
1．水平支反力
2．垂直支反力
3．合成支反力
軸承的當(dāng)量載荷
即：
軸承的壽命
因?yàn)?，固都可以，由《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)2》表5-9 ，5-10 查得：
按式5-5
采煤機(jī)的軸承壽命要求為：10000-30000
顯然 合格
6.4．軸4
6.4.1確定軸的最小直徑
選取軸的材料為4，淬火滲碳處理。按《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)2》4-2查表取 A=115可得：
考慮到軸承的承受能力 ?。篸=110mm
6.4.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
裝配方案如圖：
軸段1 裝配軸承 ，=d=110mm選圓柱滾子軸承22322
軸段 2 根據(jù)軸承的定位尺寸取=120mm，考慮到齒輪與箱體的間隔 取
軸段 3 此段為軸齒輪，?。?，
軸段4 此段考慮到離合器需要的空間， =130mm，
軸段5 此段和裝配齒輪， =115mm 考慮到離合器需要的空間與上一軸匹配
軸段6 裝配軸承跟軸段1一樣，=d=110mm選圓柱滾子軸承
22322
6.4.3軸的強(qiáng)度校核
軸的載荷 圓周力：
軸向力：
支反力：水平面
垂直面
彎矩： 水平面
垂直面
合成彎矩：
當(dāng)量彎矩：
校核軸的強(qiáng)度
軸的材料為4，淬火滲碳處理。由表4-1查得
則[]=0.09-0.1，即58-65，取[]=60，軸的計(jì)算應(yīng)力為
顯然 合格
6.4.3軸承強(qiáng)度的校核
6.4.3.1查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》圓柱滾子軸承22322 的主要性能參數(shù)：
計(jì)算軸承支反力
1．水平支反力
2．垂直支反力
3．合成支反力
軸承的當(dāng)量載荷
即：
軸承的壽命
因?yàn)?，固都可以，由《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)2》表5-9 ，5-10 查得：
按式5-5
采煤機(jī)的軸承壽命要求為：10000-30000
顯然 合格
6.5．惰軸 5
6.5.1確定軸的最小直徑
選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。按《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)2》4-2查表取 A=115可得：
取 d=100mm
6.5.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）裝配方案如圖
軸段1 裝配箱體 ，=d=100mm考慮到箱體的厚度，以及與
齒輪的間隔取：
軸段 2 為了方便裝配軸承，根據(jù)選取的軸承的尺寸取=110mm，選取的軸承為：兩個(gè)調(diào)心滾子軸承22222 110x200x53
考慮到軸段1次段應(yīng)該縮進(jìn)4mm 取
軸段 3 此段為裝配箱體，考慮調(diào)心滾子軸承的裝配尺寸?。?122mm 跟軸段1考慮到箱體的厚度，以及與齒輪的間隔?。?
6.5.3軸的強(qiáng)度校核
軸的載荷圓周力：
軸向力：
支反力：水平面
垂直面
彎矩： 水平面
垂直面
合成彎矩：
當(dāng)量彎矩：
2）校核軸的強(qiáng)度
軸的材料為45鋼，淬火滲碳。由表4-1查得
則[]=0.09-0.1，即58-65，取[]=60，軸的計(jì)算應(yīng)力為
強(qiáng)度滿足
6.5.4軸承強(qiáng)度的校核
6.5.4.1查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》調(diào)心滾子軸承22222 110x200x53的主要性能參數(shù)：
2）計(jì)算軸承支反力
1．水平支反力
2．垂直支反力
3．合成支反力
軸承的當(dāng)量載荷
即：
軸承的壽命
因?yàn)?，固都可以，由《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)2》表5-9 ，5-10 查得：
按式5-5
采煤機(jī)的軸承壽命要求為：10000-30000
顯然 合格
6.6．軸 6
6.6.1確定軸的最小直徑
選取軸的材料為，淬火滲碳處理。按《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)2》4-2查表取 A=100可得：
考慮到中空 取 d=90mm
因?yàn)榇溯S與行星齒輪相關(guān)聯(lián)所以校核到行星齒輪中
7 、 行星齒輪設(shè)計(jì)及校核
太陽(yáng)輪和行星輪：材料為 表面滲碳淬火
硬度 57-61HRC
面接觸疲勞極限
齒輪齒根彎曲疲勞極限：太陽(yáng)輪
行星輪
內(nèi)齒輪：材料為 表面滲碳淬火
硬度 262-302HBS
＝14，＝64，＝25 =3
7.1初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù)
最少齒輪的模數(shù)m 為：
算試系數(shù) 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)應(yīng)?。?
=12.1
小齒名義轉(zhuǎn)距 =T/=7041.11/3=2347
使用系數(shù) 查《行星齒輪設(shè)計(jì)》表5-6
?。?1.75
齒寬系數(shù) 取：=0.6
齒形系數(shù) 查《行星齒輪設(shè)計(jì)》?。? =2.67
綜合系數(shù) 查《行星齒輪設(shè)計(jì)》表5-7
?。?1.8
載荷分配系數(shù) 取：=1.20
=1+1.5（-1）=1.3
6.924
?。簃=7
捏合參數(shù)： 取：a=140 mm
?。篵=60mm
7.1.1計(jì)算變位系數(shù)：
1）a-g傳動(dòng)
嚙合角 因?yàn)?：
所以：=23.6232345
變位系數(shù)和：
中心距變位系數(shù)y：
齒頂降低系數(shù)：：
分配變位系數(shù)：=0.56>0.5 取
2）g-b傳動(dòng)
嚙合角 因?yàn)?：
所以：==23.6232345
變位系數(shù)和：
中心距變位系數(shù)y：
齒頂降低系數(shù)：：
分配變位系數(shù)：=0.56>0.5 取:
7.1.2 幾何尺寸計(jì)算
分度圓：
齒頂圓：
基圓直徑：
齒頂系數(shù)：太陽(yáng)、行星輪 =1 內(nèi)齒輪=0.8
頂隙系數(shù)：內(nèi)齒輪 =0.25
太陽(yáng)輪：
行星輪：
內(nèi)齒輪：
齒寬：b=60mm
7.1.3嚙合要素驗(yàn)算
1、a-g傳動(dòng)端面重合度
1）頂圓齒形曲率半徑 =
太陽(yáng)輪：
行星輪：
2）端面嚙合長(zhǎng)度
端面節(jié)圓嚙合角
直齒輪：==23.6232345
端面重合度
=
7.1.3.2．g-b傳動(dòng)端面重合度
1）頂圓齒形曲率半徑 =
太陽(yáng)輪：
行星輪：
2）端面嚙合長(zhǎng)度
端面節(jié)圓嚙合角
直齒輪：==23.6232345
端面重合度
=
7.1.4齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算：
1．a(chǎn)-g傳動(dòng)
1）確定計(jì)算負(fù)荷 名義轉(zhuǎn)距： T=2347
名義圓周力：
2）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
3）確定強(qiáng)度計(jì)算中的各種系數(shù)
使用系數(shù) 查《行星齒輪設(shè)計(jì)》表5-6
取：=1.75
動(dòng)負(fù)荷系數(shù)
?。?1.05
齒向載荷分布系數(shù)：
計(jì)算接觸強(qiáng)度時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)初期 查 《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖5-2
取：=1.1
計(jì)算接觸強(qiáng)度時(shí)跑合影響系數(shù) 查《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖5-5
?。?0.60
計(jì)算彎曲強(qiáng)度時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)初期齒向載荷分布系數(shù) 查《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖5-4
?。?1.10
計(jì)算彎曲強(qiáng)度時(shí)跑合影響系數(shù)查《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖5-5
?。?0.9
與均載系數(shù)有關(guān)的系數(shù) =0.7
與均載系數(shù)有關(guān)的系數(shù) =0。85
齒間載荷分布系數(shù) 及
因?yàn)椋?
精度 六級(jí)
查《行星齒輪設(shè)計(jì)》表 5-5
?。?=1.0
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 可查《行星齒輪設(shè)計(jì)》表 5-5
彈性系數(shù)可查《行星齒輪設(shè)計(jì)》表 5-13
由=14
查《行星齒輪設(shè)計(jì)》表 5-8 圖 5-11
取：=2.2
載荷作用與齒頂?shù)膽?yīng)力修正系數(shù)
?。?1.6
重合度系數(shù)
螺旋角系數(shù)
?。?1 =1
4）齒數(shù)比
5）計(jì)算接觸應(yīng)力基本值 ：
6）接觸應(yīng)力：
7）彎曲應(yīng)力的基本值：
8）彎曲應(yīng)力：
9）確定計(jì)算許用接觸應(yīng)力時(shí)各種參數(shù)
壽命系數(shù)
查《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖 5-19
潤(rùn)滑系數(shù)：查《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖 5-14
取：=1.03
速度系數(shù)：查《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖5-15
?。?0.9
粗糙度系數(shù)：查《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖5-16
?。?0.90
工作硬化系數(shù)：查《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖5-17
取：=1
尺寸系數(shù)：查《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖5-18
?。?0.96
10）許用接觸應(yīng)力
11）接觸強(qiáng)度安全系數(shù)
12）確定計(jì)算許用彎曲應(yīng)力的各種參數(shù)
試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)
壽命系數(shù)：查《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖5-19
?。?
相對(duì)齒跟圓角敏感系數(shù)：查《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖5-19
取：
齒面表面狀況系數(shù)=0.925
尺寸系數(shù)：查《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖5-24
?。?
13）許用彎曲應(yīng)力：
彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)
合格
7.2．g-b傳動(dòng)
1）確定計(jì)算負(fù)荷
名義圓周力：
2）應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
3）確定強(qiáng)度計(jì)算中的各種系數(shù)
使用系數(shù) 查《行星齒輪設(shè)計(jì)》表5-6
?。?1.75
動(dòng)負(fù)荷系數(shù)
?。?1.05
齒向載荷分布系數(shù)：
計(jì)算接觸強(qiáng)度時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)初期 查 《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖5-2
取：=1.2
計(jì)算接觸強(qiáng)度時(shí)跑合影響系數(shù) 查《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖5-5
取：=0.31
計(jì)算彎曲強(qiáng)度時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)初期齒向載荷分布系數(shù) 查《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖5-4
?。?1.10
計(jì)算彎曲強(qiáng)度時(shí)跑合影響系數(shù)查《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖5-5
?。?0.5
與均載系數(shù)有關(guān)的系數(shù) =0.7
與均載系數(shù)有關(guān)的系數(shù) =0。85
齒間載荷分布系數(shù) 及
因?yàn)椋?
精度 六級(jí)
查《行星齒輪設(shè)計(jì)》表 5-5
?。?=1.0
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 可查《行星齒輪設(shè)計(jì)》表 5-5
彈性系數(shù)可查《行星齒輪設(shè)計(jì)》表 5-13
由=14
查《行星齒輪設(shè)計(jì)》表 5-8 圖 5-11
?。?2.053
載荷作用與齒頂?shù)膽?yīng)力修正系數(shù)
取：=2.75
重合度系數(shù)
螺旋角系數(shù)
?。?1 =1
4）齒數(shù)比
5）計(jì)算接觸應(yīng)力基本值 ：
6）接觸應(yīng)力：
7）彎曲應(yīng)力的基本值：
8）彎曲應(yīng)力：
9）確定計(jì)算許用接觸應(yīng)力時(shí)各種參數(shù)
壽命系數(shù)
查《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖 5-19
潤(rùn)滑系數(shù)：查《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖 5-14
?。?1.04
速度系數(shù)：查《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖5-15
取：=0.92
粗糙度系數(shù)：查《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖5-16
取：=0.80
工作硬化系數(shù)：查《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖5-17
?。?1.11
尺寸系數(shù)：查《行星齒輪設(shè)計(jì)》圖5-18
?。?0.96
10）許用接觸應(yīng)力
11）接觸強(qiáng)度安全系數(shù)
12）確定計(jì)算許用彎曲應(yīng)力的各種參數(shù)
試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)
壽命系數(shù)：查《