錨桿鉆機變幅機構Solidworks三維模型,鉆機,機構,Solidworks,三維,模型 中國礦業(yè)大學 2015 屆本科生畢業(yè)設計 第 23 頁 12lim14Nm50/mH；22lim14Nm50/mH 接觸壽命系數(shù)NZ 應力循環(huán)次數(shù)N由式：116060 1344.75 1(5 300 8)hNn jL 921/2.11 10/4.42NNu 則：查表 1NZ，2NZ：11NZ，21.05NZ 接觸安全系數(shù)HS：Hmin1S 則：H2H121450N/mm 許用彎曲應力F：xNFFFYYSlim 彎曲疲勞極限應力limF：2lim1lim21000/FFN mm 彎曲壽命系數(shù)NY：121NNYY 尺寸系數(shù)xY：1xY 彎曲強度最小安全系數(shù)FS：1.4FS 則：212lim111/1000 1 1/1.4714.2/FFFNxFY YSN mm （2）齒面接觸疲勞強度設計計算：確定齒輪精度等級，按311m)022.0013.0(nPnv估計齒寬中點分度圓上的圓周速度8mv m/s。查表?。航M公差 8 級 小輪大端分度圓1d由式：213121()EHdHZZZKTZudu 齒寬系數(shù)d按齒輪相對軸承為對稱布置：d=0.4 小齒輪齒數(shù)1Z：1=32Z 大輪齒數(shù)2Z：212.19 3270.8=70Zi Z 實際傳動比u：70/322.1875u 傳動比誤差uu/在%5范圍內(nèi)，滿足條件。中國礦業(yè)大學 2015 屆本科生畢業(yè)設計 第 24 頁 小輪轉矩 1T=228.31Nm 初定螺旋角0：0=15 使用系數(shù):1AK 動載荷系數(shù):1.2VK 齒向載荷分布系數(shù):1.1K 齒間載荷分布系數(shù):1.1K 載荷系數(shù)K:1 1.2 1.1 1.11.45AVKKKKK 彈性系數(shù):2189.8/EZN mm 節(jié)點影響系數(shù)：2.43HZ 重合度系數(shù)Z:0.78Z 螺旋角系數(shù)Z：0coscos150.97Z 1d的值為：2312 1.45 427.72.521 189.8 2.43 0.78 0.97()0.42.521450d 94.1mm 齒輪法面模數(shù)nm:11cos/94.1 cos15/273.37nmdZ 圓整取：4nm 齒輪嚙合中心距為：12()/(2cos)4(3270)/(2cos16)213.1nam zzmm 取圓整得：213amm 分度圓螺旋角為：12arccos()/(2)arccos(2(3270)/2213)nm zza 16.34 小輪分度圓直徑1d為：11/cos4 32/cos16.34132ndm Zmm 中國礦業(yè)大學 2015 屆本科生畢業(yè)設計 第 25 頁 大輪分度圓直徑2d：22/cos4 70/cos16.34292.6ndm Zmm 圓周速度mv：1 1/600003.14 112.55 344.75/600002.03/mvd nm s 齒寬 10.4 112.5545dbdmm 大輪齒寬：245bbmm 小輪齒寬：12(510)50bbmm（3）齒根彎曲疲勞強度校核計算：由式211FaSaFFYYYmbdKT 當量齒數(shù)vZ：3311/cos32/cos 16.3428.14ZvZ 3322/cos70/cos 16.3470.86ZvZ 齒形系數(shù)F aY：小輪 12.55FaY；大輪 22.24F aY 應力修正系數(shù)SaY：小輪 11.61SaY；大輪 21.75SaY 嚙合角t：arctan(tan20/cos16.34)20.77t 端面模數(shù)tm：/cos16.344/cos16.344.17tnmm 重合度：11221(tantan)(tantan)2tatattZZ 14.1727cos20.7727(tan(arccos)tan20.77)24.1727244.1768cos20.7768(tan(arccos)tan20.77)4.176824 1.62 重合度系數(shù)Y：0.250.75/0.250.75/1.620.71Y 許用彎曲應力F：1111 12FFaSanKTYY Y Ybd m 23447502.55 1.61 0.71 0.8950 112.224 中國礦業(yè)大學 2015 屆本科生畢業(yè)設計 第 26 頁 279.49/Nmm 222212FFaSanKTYYY Yb d m 23447502.24 1.75 0.71 0.8945 112.224 284.34/Nmm FF，齒根彎曲強度滿足要求。（4）齒輪其他主要尺寸計算 中心距：12()/(2cos)4(2768)/(2cos15)213nam zzmm 大輪分度圓直徑：22/cos2 48/cos16.34292.6ndm zmm 齒頂圓直徑 ad：112137aaddhmm 222283.52 4300.6aaddhmm 齒根圓直徑 fd：112112.52 1.25 4122.5ffddhmm 222283.52 1.25 4286.3ffddhmm 動力頭結構設計如圖 3.2 所示：圖 3.2 動力頭結構設計 3.2 進給裝置的參數(shù)設計與計算 在確定鉆頭鉆進的功率后，可以對進給裝置進行設計，進給裝置所需設計的參數(shù)主要有兩個，一個是給進推進力，主要是由馬達鏈輪裝置將馬達的扭矩轉化為作對在鉆桿上的鉆壓，這個鉆壓將將定鉆進的速度，將由第一部分的鉆進推進力計算得到；另外一個是鉆進的速度，設計要求鉆進的速度為 2m/min，這兩個參數(shù)定確定就可以對進給裝置的主要部分進行結構設計與選型了。鉆頭進給時的所需的推進力：中國礦業(yè)大學 2015 屆本科生畢業(yè)設計 第 27 頁 )sin()sin(1cos12TThQ（3.9）代入 3.1.2 中所計算的參數(shù)可得 Q=1919.74N。因此，進給裝置所需提供的進給力選型所需值為 Q=2000N。根據(jù)進給裝置所需的進給速度，鉆桿每分鐘鉆進的速度是 2m，如果進給馬達鏈輪的半徑為 RL，假設鏈輪半徑取 RL=50mm，進給馬達的轉速為 n r/min，則進給裝置鏈輪所需的轉速為：L2m/min6.37r/min220.05jjvnR （3.10）進給裝置所需的轉矩為：2000N0.05m100NmTFr （3.11）進給裝置所需的進給功率：2m/min1000N=333.4W60jjjv FP（3.12）查機械設計手冊，選用 BMT800 型減速液壓馬達。該液壓馬達的流量為 10L/min。3.3 變幅機構的設計與計算 本次設計的變幅機構如圖 2.13 所示，合理選擇液壓缸和合理設計油缸的行程，這里對調高油缸和俯仰油缸分別進行運動學分析和力學分析，因為調高級油缸（前級）和俯仰油缸（后級）使用相同型號的油缸，因為前級載荷比較大，所以只對前級進行載荷的近似計算。當前級滿足使用要求時，后級液壓缸的推力應足夠。ABFHbLtgLabHLha380210 xyfCFNcGabFtga 圖 3.3 調高油缸運動學與力學計算圖例 調高油缸的運動學與力學計算圖例如圖 3.3 所示。B 點高度與動臂 AB 與水平面之間夾角 之間的關系為：sin2700sinbabHL （3.13）