3878 中厚煤層采煤機(jī)截割部設(shè)計(jì)1,煤層,采煤,機(jī)截割部,設(shè)計(jì) 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表指導(dǎo)教師： 童景琳 職稱： 所在院（系）： 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 教研室（研究室）： 題 目 中厚煤層采煤機(jī)截割部設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 于曉龍 專業(yè)班級(jí) 08 機(jī)制三班 學(xué)號(hào) 0828060036一、選題質(zhì)量：（主要從以下四個(gè)方面填寫：1、選題是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，能否體現(xiàn)綜合訓(xùn)練要求；2、題目難易程度；3、題目工作量；4、題目與生產(chǎn)、科研、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)際的結(jié)合程度）該設(shè)計(jì)符合本科階段培養(yǎng)專業(yè)設(shè)計(jì)的能力，能夠很好的訓(xùn)練學(xué)生的機(jī)械綜合能力，達(dá)到理論與實(shí)踐的結(jié)合，開拓視野，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新的意識(shí)。本課題設(shè)計(jì)難度中等，符合本科階段要求，工作量大，需要同學(xué)認(rèn)真查閱資料，扎實(shí)學(xué)好專業(yè)知識(shí)，與任課老師，相關(guān)的技術(shù)人員溝通，認(rèn)真完成畢業(yè)論文。該題目是關(guān)于礦山方面的機(jī)械設(shè)計(jì)，對(duì)于將要從事煤礦方面的學(xué)生來說，本次設(shè)計(jì)無疑是為學(xué)生深入了解煤礦機(jī)械提供了一個(gè)很好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，從而為自己以后在工作中積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)。二、開題報(bào)告完成情況：確定了明確的課題設(shè)計(jì)方向；并對(duì)中厚煤層采煤機(jī)截割部設(shè)計(jì)在使用中經(jīng)常出現(xiàn)的問題有一定的研究，且應(yīng)用在設(shè)計(jì)計(jì)算中；已經(jīng)開始對(duì)課題進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并有了突破性的進(jìn)展，設(shè)計(jì)過程已經(jīng)快速地展開，確定了工作的內(nèi)容和方法；同時(shí)，已完成了對(duì)相關(guān)資料的查閱，對(duì)課題有了總體的分析，開題報(bào)告順利完成。三、階段性成果：總體布置方案和主要結(jié)構(gòu)參數(shù)已確定，并完成一些標(biāo)準(zhǔn)件的選型及和大多數(shù)零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算工作。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核工作正在進(jìn)行中，部分零件圖的繪制已經(jīng)基本開始，已開始制作設(shè)計(jì)說明書的工作。四、存在主要問題：1.在采煤機(jī)的截割部設(shè)計(jì)中專業(yè)性比較強(qiáng)設(shè)計(jì)的時(shí)候遇到了一定的阻力。2.由于采煤機(jī)工作量比較大，從力學(xué)的角度考慮要在采煤機(jī)的要求內(nèi)使采煤機(jī)的整體設(shè)計(jì)成本最經(jīng)濟(jì)，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要綜合多方面的考慮。3.局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路不清晰，設(shè)計(jì)內(nèi)容不夠連貫，系統(tǒng)性不強(qiáng)，在整體結(jié)構(gòu)及零部件結(jié)構(gòu)上存在一定問題；4.獲得資料不夠充分，需要跟住實(shí)際的設(shè)計(jì)情況取得參考資料。5.在選用零件和確定結(jié)構(gòu)工藝參數(shù)時(shí)缺少經(jīng)驗(yàn)和參考五、指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生在畢業(yè)實(shí)習(xí)中，勞動(dòng)、學(xué)習(xí)紀(jì)律及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展等方面的評(píng)語指導(dǎo)教師： （簽名）年 月 日河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文1國(guó)際疲勞雜志鋯鈦酸鉛壓電陶瓷的破壞特性循環(huán)載荷文章信息文章歷史：2009 年 1 月 1 日起2009 年 3 月 31 日在修訂2009 年 4 月 1 日起2009 年 4 月 10 日可在線抽象的損傷特性的壓電陶瓷材料的性能是受循環(huán)載荷的影響的，正在研究的材料是鋯鈦酸鉛壓電陶瓷（PZT） 。其電氣性能，如機(jī)電耦合系數(shù) K33，在循環(huán)載荷作用下會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)在高壓或低壓下，其數(shù)值緩慢下降或者不改變，K33 系數(shù)迅速下降到一個(gè)較低的水平，作為樣品循環(huán)加載，其具有很高的應(yīng)用壓力。這種材料的降解的變化是影響材料的重要因素，它與壓電材料的損壞是息息相關(guān)的，PZT 陶瓷的破壞特性的詳細(xì)討論目前仍在進(jìn)行。1.介紹壓電陶瓷材料的意義是轉(zhuǎn)移出現(xiàn)跨兩個(gè)陶瓷的形狀陶瓷表面受高交變應(yīng)力引起的電壓差，這些陶瓷已動(dòng)用各種工程應(yīng)用通過使用這種獨(dú)特的材料特性，包括存儲(chǔ)設(shè)備，精密定位，電氣機(jī)械CAL 驅(qū)動(dòng)器，電源傳感器和振動(dòng)傳感器。為了使 PZT 陶瓷能使用更長(zhǎng)時(shí)間，有必要了解材料的應(yīng)用。如果過負(fù)載應(yīng)用，由于陶瓷材料的損傷，陶瓷的壓電性能的工作效率可能發(fā)生改變。在報(bào)告中，PZT 的損壞有幾種可能，如裂紋，晶?；瑒?dòng)和極性化。材料產(chǎn)生損壞時(shí)，壓電陶瓷的多孔地區(qū)會(huì)產(chǎn)生裂紋。如果是發(fā)生在樣品中的缺陷而導(dǎo)致的電域方向的變化，則壓電陶瓷的損壞也可以檢測(cè)到。能發(fā)生域切換高壓所加的壓力以及由此產(chǎn)生的彈性應(yīng)變，因?yàn)閴弘娞沾刹牧系男阅芸梢园l(fā)生改變，例如，壓電常數(shù)交換域。近日，Shindoet al 在研究壓電陶瓷的破壞特性數(shù)值模擬和理論。它似乎在裂紋尖端附近有影響，如應(yīng)力強(qiáng)度因子斷裂力學(xué)參數(shù)和能量釋放率。此外，這些參數(shù)可以改變裂紋擴(kuò)展長(zhǎng)度。從上述文獻(xiàn)可以看出，似乎有幾種 PZT 陶瓷的破壞特性可以改變材料的屬性。然而，在材料的性能特點(diǎn)里如何誘導(dǎo)損傷的原因還沒有得到答案。原因之一是揭示在壓電陶瓷家在過程中的缺陷的技術(shù)難度大。關(guān)于壓電損傷特征的信息是必須要了解的材料特性。本文的主要目的是探討在家在過程中的電氣和機(jī)械性能的河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文2物質(zhì)損失的影響。此外，試圖直接通過獨(dú)特的實(shí)驗(yàn)技術(shù)來揭示壓電陶瓷的損傷特征。2.材料和試驗(yàn)程序2.1 樣品制備目前工作選擇的材料是一個(gè)商業(yè)散裝鉛鋯鈦氧化物陶瓷（壓電陶瓷） ，該材料在日本被 Fuji Ceramics Co 發(fā)明。該陶瓷的晶粒尺寸是 5 微米。電極樣本表面被鍍上 10 微米的銀按以下流程：銀色金屬與玻璃熔塊粉涂的壓電表面，然后將涂層金屬在 973K空氣里加熱幾個(gè)小時(shí)，電極附著后，樣本兩者之間電鍍極化。在目前的工作狀態(tài)下，兩種樣本的標(biāo)本如圖 1 所示：（a）圓棒；（b）長(zhǎng)條。所有的標(biāo)本取自同樣的尺寸，圓棒的抗壓強(qiáng)度約是750 兆帕，矩形棒的彎曲強(qiáng)度約為 80 兆帕。2.2 疲勞和彎曲試驗(yàn)在 10 千牛容量的螺桿驅(qū)動(dòng)型萬能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行低周疲勞和彎曲試驗(yàn)，用圓棒試樣壓縮疲勞 R 比 0.05 和 0.05 赫茲的頻率進(jìn)行測(cè)試。在此基礎(chǔ)上確定最大的循環(huán)載荷 Rmax 被設(shè)計(jì)為不少于 67%的抗壓強(qiáng)度。用三點(diǎn)彎曲試樣，彎曲試驗(yàn)在高溫下用 1mm/min 的加載速度進(jìn)行。受聘為具有精度優(yōu)于 0.1 K 馬弗爐高溫彎曲試驗(yàn)。該爐的設(shè)計(jì)最初被安裝到測(cè)試機(jī)。在所有期間測(cè)試的實(shí)際溫度控制的標(biāo)本。壓電陶瓷電氣屬性和循環(huán)荷載研究，例如，電力學(xué)耦合系數(shù)，k 33，壓電常數(shù)，d 33，。在這種方法中，發(fā)生反共振頻率，共振頻率 fr 和靜電容量 CT 的測(cè)量過程中提前使用阻抗分析儀測(cè)試。在這種測(cè)量中，參數(shù)研究作為應(yīng)用的負(fù)載被刪除零與 fa 和 fr值，k 33 可以 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文3通過下列公式??33= 1?? ?????????????+??其中 a，b 系數(shù)取決于振動(dòng)模式。另一方面，壓電常數(shù)，d 33，可以被描述為：??33=??33??33????33其中 ε 33 和 cε 33 介電常數(shù)和彈性系數(shù)，分別評(píng)估由下列公式：??33=????????????33=(2??????)2??其中 t 是兩個(gè)電極之間的距離，A 為面積電極。 L 和 Q 代表的圓桿的長(zhǎng)度和PZT 的密度分別。上述 CAL 的方法詳情計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)。3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.1 在疲勞試驗(yàn)的材料特性河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文4圖 2 顯示了壓電常數(shù)（d 33）作為一個(gè)函數(shù)的變化圓棒試樣的循環(huán)次數(shù)在各種壓縮載荷循環(huán)（RMAX50-500 MPA）的加載。應(yīng)當(dāng)指出，首先，所說中的數(shù)字表示最大外加應(yīng)力（RMAX）和骨折循環(huán)次數(shù)（NF）。RMAX50 兆帕和 100 兆帕的樣品循環(huán)約50,000 次循環(huán)荷載就停了下來，這些樣本沒有完全斷裂。高值的循環(huán)過程中取得的樣品 d33（3×10 -10）加載了 RMAX50 兆帕的壓力，而低值 d33 小于 1.3×10-10 M / V，施加壓力在 RMAX200 兆帕以上。相比之下，d 33 值隨著循環(huán)次數(shù)在 100 兆帕樣品間歇性降低，其值平息后，發(fā)現(xiàn)測(cè)試樣品 20 個(gè)周期后到類似的水平，為超過 RMAX 200 兆帕。為了進(jìn)一步測(cè)試調(diào)查期間疲勞的電性能的變化，機(jī)電耦合系數(shù)（k 33）與周期被調(diào)查期間的樣品在 RMAX50兆帕，100 兆帕和 200 兆帕循環(huán)得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖 3。 2，高值和低值 k33 系數(shù)為 50 兆帕和 200 兆帕樣品分別獲得。此外，k 33值隨著周期數(shù)量為 100 兆帕的樣本增加。這個(gè)結(jié)果被說服證據(jù)表明，被改變的壓電陶瓷材料的性能由負(fù)載條件。物質(zhì)屬性的變化在這種情況下，樣品中的物質(zhì)可能會(huì)受到在循環(huán)載荷的損失。為了澄清這一點(diǎn)，直接觀察樣品。圖 4 顯示試樣的 SEM 圖像 RMAX450 兆帕周期前后表面（圓桿）。注意，這兩個(gè)圖片來自同一位置。從圖 4(b），樣品表面觀察的損壞（或折疊）。從這一結(jié)果被認(rèn)為是該材料在壓電陶瓷的損害發(fā)生的疲勞試驗(yàn)期間，這可能會(huì)影響電氣性能。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文54.討論4.1 電氣性能與物質(zhì)損失要研究的物質(zhì)損失和材料降解之間的關(guān)系圖 2 和 3，進(jìn)一步的測(cè)試集開展。有幾個(gè)損壞的特點(diǎn)，在 PZT 包括裂紋（糧食滑）和域切換[5,7]。有人企圖審查的電性能標(biāo)本后接受人工裂紋損傷。而不是裂紋，加工機(jī)縫創(chuàng)建于圓棒試樣一個(gè)薄薄的鉆石切割鋸，例如，0.35 毫米厚。圖 5 示意圖顯示了人工樣本損壞。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文6（案例一）創(chuàng)建兩種類型的機(jī)縫; （案例二）邊緣樣品和標(biāo)本。同樣大小的幾個(gè)縫加工樣品中，用步驟 1-6 表示。在步驟 7 和8，電極被刪除文件只是周圍的區(qū)域除外電線連接到樣品表面。對(duì)其他另一方面，加工機(jī)縫被每一步更深的案例二。應(yīng)當(dāng)指出，實(shí)際材料相比損傷（裂紋和晶?；瑒?dòng)），機(jī)器的大小縫是更大的。然而，已被用來加工機(jī)縫故意誘發(fā)更大程度的損壞，為了研究隨之而來的行為對(duì)試樣的電氣性能與加工縫進(jìn)行了檢查。圖 6a 和 b顯示了機(jī)電耦合系數(shù) k33，分別測(cè)量每個(gè)步驟 I 和 II。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文7看到，即使加工狹縫的數(shù)量增加 k33 值沒有改變。另一方面，有輕微的減少 K33 系數(shù)可以看出，加工縫深化在案例二中，雖然k33 減少率是小于圖 3 獲得的。這一結(jié)果可能表明，物質(zhì)損失，如裂紋和晶?；瑒?dòng)，不影響壓電陶瓷的電氣性能響應(yīng)發(fā)揮重要作用（圖 2 和 3）。4.2 在加載過程中的損傷特點(diǎn)要了解電氣性能下降的原因在 2 和 3 所示。使用一臺(tái)攝像機(jī)觀察標(biāo)本在靜態(tài)抗壓試驗(yàn)材料的骨折。從圖發(fā)現(xiàn)，在壓電陶瓷的電活動(dòng)中，發(fā)生多次閃電般的現(xiàn)象，并組成一個(gè)明亮咔嚓聲與閃光。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文8試樣的代表性圖片。 7.（a ）在加載，（b）電擊及（c ）骨折。在裝載過程中獲得的顯示圖的強(qiáng)度可以識(shí)別單擊加載過程中發(fā)生的聲音波圖。正如圖 8。 8(a)，河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文9電擊檢測(cè)八次，在這種情況下，最終斷裂。電擊放大波聲音指示圖 8(b)，進(jìn)一步表明在壓應(yīng)力與位移關(guān)系（圖 9）。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文10可以看出，大量的的電化學(xué)事件在加載過程的開始，特別是低于 200 兆帕，由于閃電的觀測(cè)的現(xiàn)象，它可能會(huì)產(chǎn)生電荷，歸結(jié)為在壓電陶瓷一個(gè)失敗（或損壞）的一部分。為了研究壓電陶瓷材料在閃電現(xiàn)象的影響， 圖 9 與機(jī)電耦合系數(shù)（k 33）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)屬性和壓應(yīng)力。結(jié)果顯示在圖 10。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文11可以看出，k 33 系數(shù)降低非線性施加的壓力增加，其值穩(wěn)定，當(dāng)負(fù)載超過 200 兆帕。由于許多數(shù)據(jù)點(diǎn)在低于 200 兆帕的地區(qū)繪制的，它可能會(huì)建議壓電陶瓷與材料降解。此外，由于材料降解，電成因可能是由于域發(fā)生在壓電陶瓷開關(guān)[2,10]。為了清楚驗(yàn)證這一點(diǎn)，用另一個(gè)方法進(jìn)行。在以往的研究中，據(jù)報(bào)道切換域，韌性可以發(fā)揮突出作用，其中壓電陶瓷材料的疲勞性能與極化的壓電陶瓷相比具有較高的疲勞強(qiáng)度。這是由于晶格的變化結(jié)構(gòu)或向異性效應(yīng)[7,11] 。在以前報(bào)告的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了一項(xiàng)研究，檢查循環(huán)荷載的變化硬度。循環(huán)荷載進(jìn)行了約 60 兆帕斯卡的最大應(yīng)力。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文12獲得的數(shù)據(jù)圖 11 顯示可以看出，硬度隨著周期數(shù)的水平明顯提高。因此，得到的結(jié)果在循環(huán)荷載方向上顯示域會(huì)發(fā)生變化。進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)，其中力學(xué)性能研究作為一個(gè)循環(huán)加載的功能; 比較壓電陶瓷電氣性能（圖 3）。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文13河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文14圖 12 實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明雙方的彎曲模量的變化（E b）和 k33 系數(shù)作為一個(gè)樣品的周期數(shù)功能測(cè)試在 P 最大 50 兆帕， 100 兆帕和200 兆帕。應(yīng)該是指出：第一，彎曲模量在圖 12 獲得從壓應(yīng)力測(cè)定上的反射曲線。在這種情況下，彎曲模量被用來作為一個(gè)參數(shù)評(píng)估，因?yàn)?Eb 模量是非常敏感的材料損害。 圖 3 獲得 k33 系數(shù)表示作為其負(fù)面功能，k 33 為比較容易的 Eb 模。至于圖 12，觀察不同的電子束的變化趨勢(shì)。彎曲模量高，分別 Eb 模 200 兆帕樣品，低的水平在 50 兆帕和 200 兆帕，13.5 千牛頓/毫米，比 50 兆帕樣本兩倍左右高。另一方面，E b 為 100 兆帕的樣本線性變化的周期數(shù)增加。有趣的是，E b 的變化對(duì)所有樣品 k33 系數(shù)非常相似圖12a-c。 k33 與 Eb 之間的關(guān)系從圖 13 進(jìn)一步可以看出，k 33 彎曲模量呈線性關(guān)系系數(shù) R2= 0.93。我們從這些結(jié)果得出結(jié)論，機(jī)械在循環(huán)荷載的優(yōu)勢(shì)與電氣性能直接相關(guān)，其性能的變化可以影響極化切換。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文154.3 在加熱過程中的損傷特點(diǎn)提供材料的上述研究結(jié)果進(jìn)一步支持材料降解的損害，實(shí)質(zhì)損害的影響，閃電現(xiàn)象，即在加熱過程中進(jìn)行了檢查矩形壓電陶瓷。這種方法被執(zhí)行死刑因?yàn)闇囟扔绊憠弘姴牧系臋C(jī)電響應(yīng)。在這種情況下，電器及在高溫下的力學(xué)性能進(jìn)行了研究從 293 度以上的居里溫度 573 K.實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖 9，發(fā)生的電擊樣品加熱到 600 K 圖 14 在加熱過程中觀察展品的電擊事件，并顯示產(chǎn)電現(xiàn)象，主要是觀察高溫度區(qū)域。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文16數(shù)據(jù)就在居里溫度進(jìn)一步分析。圖 15 樣品溫度與機(jī)電耦合系數(shù)（k 31）在這一點(diǎn)的電擊?？梢钥闯觯?dāng)許多產(chǎn)電事件發(fā)生時(shí)，k31 值下降樣品溫度迅速增加，特別是超過 450 K 時(shí)。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文17我們從這個(gè)結(jié)果推斷，圖 10，k 31 系數(shù)降低影響物質(zhì)損失。為了證實(shí)這一點(diǎn)的變化彎曲模量和樣品溫度的功能進(jìn)行了檢查。圖 16 給出的結(jié)果。在這種情況下，彎曲模量包含彎曲載荷與撓度。彎曲模量隨樣品溫度的增加，特別超過 450 K 時(shí)，其中電擊發(fā)生。因此，得出樣品的彎曲模量增加是由材料特性決定的，例如，極化切換的變化。5.結(jié)論在循環(huán)過程中的壓電陶瓷的損傷特征研究。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以下可得出結(jié)論：1.壓電常數(shù) d33 從循環(huán)荷載測(cè)量獲得，當(dāng)樣品加載低循環(huán)應(yīng)力（RMAX50 兆帕）具有很高的值約 2.110 M / V。當(dāng)樣品裝入超過 RMAX 200 兆帕?xí)r具有較低的值約小于 710 10 M / V。另一方面，樣品裝入循環(huán) RMAX100 兆帕，d 33 隨周期數(shù)減少。與此相反，壓電陶瓷的硬度增加，循環(huán)次數(shù)增加。電氣的變化和力學(xué)性能歸因于不同的材料的性能。2.壓電陶瓷的電性能，例如，機(jī)電耦合系數(shù)，在我們的人工缺陷測(cè)試都沒有顯著影響微觀缺陷，如裂紋和晶?；瑒?dòng)。由于機(jī)械強(qiáng)度循環(huán)次數(shù)增加，域名增加結(jié)構(gòu)可能會(huì)影響材料的性能。在壓電陶瓷加載和加熱過程期間發(fā)生多次產(chǎn)電現(xiàn)象，在明亮的閃光點(diǎn)擊噪聲檢測(cè)這種現(xiàn)象可能是歸結(jié)為河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文18在壓電陶瓷開關(guān)領(lǐng)域。致謝作者希望感謝 RION 有限公司的先生，武雄 Tukanome 的技術(shù)支持，提供聲波數(shù)據(jù)。 “作者還想表示贊賞教授 S.高根 K.在秋田縣立大學(xué)的渡邊教授。提供有用意見的作者之一（M.O.）和（青年科學(xué)家（二）19760071，2007 年）和本所尤里工業(yè)科學(xué)和技術(shù)的支持。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文摘 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200KW總裝機(jī)功率為 475KW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，惰三軸系；采用了三個(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 行星輪減速器河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文ABSTRACTReference to the domestic and international thick seam Shearer circumstances, cutting completed the electrical power of 200 KW total installed power of 475 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 three 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 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文目錄目錄 ..............................................................................................................................1第一章 緒論 ............................................................................................................21.1 引言 .................................................................................................................21.2 采煤機(jī)械概述 .................................................................................................21.3 采煤機(jī)簡(jiǎn)述 .....................................................................................................4第二章 截割部整體方案的選擇 ..............................................................................62.1 驅(qū)動(dòng)方式的選擇 .............................................................................................62.2 傳動(dòng)方案的選擇 .............................................................................................72.3 滾筒結(jié)構(gòu)形式的選擇 ...................................................................................12第三章 截割部具體設(shè)計(jì)計(jì)算說明 ......................................................................133.1 電機(jī)的選擇 .................................................................................................133.2 傳動(dòng)方案的擬定 ........................................................................................143.3 各軸功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的確定 ...................................................................163.4 齒輪的設(shè)計(jì)與校核 ....................................................................................173.5 軸及軸承的設(shè)計(jì)及校核 ...............................................................................423.6 軸承的選型與校核 ......................................................................................483.7 滾筒結(jié)構(gòu)及參數(shù)的設(shè)計(jì)選擇 ......................................................................503.8 截齒材料及形式的選擇 ...............................................................................593.9 附屬裝置的設(shè)計(jì) ...........................................................................................61第四章 結(jié)束語 ......................................................................................................62致謝 ............................................................................................................................63參考文獻(xiàn)： ................................................................................................................64河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文第一章 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)展目前國(guó)內(nèi)外使用的采煤機(jī)械主要是可調(diào)高的雙滾筒采煤機(jī)，這種經(jīng)過改進(jìn)的滾筒采煤機(jī)，可追溯到長(zhǎng)壁截煤機(jī)，是早期用于煤層底部掏槽的采煤機(jī)械。最早的滾筒采煤機(jī)是在截煤機(jī)的基礎(chǔ)上，將減速箱部分改成允許安裝一根水平軸和截割滾筒而演變成的。這種滾筒采煤機(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)。早期的滾筒采煤機(jī)主要存在 2個(gè)問題，①截煤滾筒的安裝高度不能在使用中調(diào)整(即所謂的固定滾筒)，對(duì)煤層厚度及變化適應(yīng)性差；② 截煤滾筒的裝煤效果不佳(即所謂的圓形滾筒)，限制了采煤機(jī)生產(chǎn)率的提高。20 世紀(jì) 60年代，英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)和前蘇聯(lián)等先后對(duì)采煤機(jī)的截割滾筒作出 2項(xiàng)改進(jìn)。一是截煤滾筒可以在使用中調(diào)整其高度，完全解決對(duì)煤層賦存條件的適應(yīng)性；二是把圓形滾筒改進(jìn)成螺旋葉片式截煤滾筒，極大地提高了裝煤效果。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文這 2項(xiàng)改進(jìn)使?jié)L筒式采煤機(jī)成為現(xiàn)代化采煤機(jī)械的基礎(chǔ)。在滾筒采煤機(jī)發(fā)展的同時(shí)，還研制出用刨削方式落煤的刨煤機(jī)、以鉆削方式落煤的鉆削式采煤機(jī)，以及螺旋鉆式采煤機(jī)?，F(xiàn)代滾筒采煤機(jī)均為可調(diào)高搖臂滾筒采煤機(jī)，其發(fā)展是從有鏈到無鏈；由機(jī)械牽引到液壓牽引再到電牽引；由單機(jī)縱向布置驅(qū)動(dòng)到多機(jī)橫向布置驅(qū)動(dòng)；由單滾筒到雙滾筒，且向大功率、遙控、遙測(cè)、智能化發(fā)展，其性能日臻完善，生產(chǎn)率和可靠性進(jìn)一步提高，工況自動(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，自移式液壓支架來支護(hù)頂板而使工作面采煤過程完全實(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：河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 圖 1-1.采 煤 機(jī)2刮 板 輸 送 機(jī)3液 壓 支 架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)在采河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文煤機(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)。YBQS2-45AA 1367 圖 1雙 滾 筒 采 煤 機(jī).右 滾 筒 右 搖 臂 3右 牽 引 部 中 間 箱 左 牽 引 箱 6左 搖 臂 7.左 滾 筒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。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文第二章 截割部整體方案的選擇2.1 驅(qū)動(dòng)方式的選擇除了外牽引和電力傳動(dòng)的采煤機(jī)外，驅(qū)動(dòng)截割部和牽引部的電動(dòng)機(jī)一般是公共的，其中牽引部大約消耗采煤機(jī)裝機(jī)功率的 10一 15％左右。一般有三種驅(qū)動(dòng)方式：1)單機(jī)驅(qū)動(dòng)方式——用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)采煤機(jī)的各部分，包括牽引部、全部截割部及其它輔助裝置等，2)分別驅(qū)動(dòng)方式——每個(gè)截割部由單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，牽引部和其它輔助裝置可以由截割部電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)或另設(shè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；3)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)力式——把兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)結(jié)合成整體，共同驅(qū)動(dòng)采煤機(jī)的各部分。牽引部和輔助裝置消耗的功率比較少，而在工作過程中滾筒可能突然裁到堅(jiān)硬夾雜物、頂梁和鏟煤板等，截割部載荷大大超過額定值。為了安全起見．截割部強(qiáng)度應(yīng)按其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的全功率考核。即使是單機(jī)驅(qū)動(dòng)，在上述情況下超載可能集中在一個(gè)截割部上，所以也應(yīng)該這樣考核。 分別驅(qū)動(dòng)時(shí)，各截割部電動(dòng)機(jī)功率 —般相同。若是雙滾筒采煤機(jī)在采煤機(jī)裝機(jī)功率一定的條件下，每臺(tái)截割部電動(dòng)機(jī)的功率只有單機(jī)驅(qū)動(dòng)和聯(lián)合驅(qū)動(dòng)時(shí)的一半，截割部可能設(shè)計(jì)得較小且結(jié)構(gòu)餃簡(jiǎn)單，可以取消容易引起發(fā)熱等問題的橫貫牽引部的過軸。單機(jī)驅(qū)動(dòng)或聯(lián)合驅(qū)動(dòng)時(shí)，每臺(tái)截割部都要按采煤機(jī)的裝機(jī)功率設(shè)計(jì)河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文強(qiáng)度，所以截割部較重較大。但單機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)的功率比另外兩種驅(qū)功方式時(shí)大，故電動(dòng)機(jī)、截割部和牽引部都較高，可能給設(shè)計(jì)帶來某些方使。聯(lián)合驅(qū)動(dòng)時(shí)，截割部要按采煤機(jī)的裝機(jī)功率設(shè)計(jì)強(qiáng)度，電功機(jī)和截割部的高度卻不比分別驅(qū)動(dòng)時(shí)高，所以設(shè)計(jì)的難度最高，截割部長(zhǎng)度和采煤機(jī)總長(zhǎng)度也是最長(zhǎng)的。單機(jī)驅(qū)動(dòng)和聯(lián)合驅(qū)動(dòng)時(shí)，采煤機(jī)的整體結(jié)構(gòu)也較分別驅(qū)動(dòng)時(shí)復(fù)雜。綜上所述，從機(jī)械設(shè)計(jì)的角度說，分別驅(qū)動(dòng)是較好的方案，單機(jī)驅(qū)動(dòng)次之，聯(lián)合驅(qū)動(dòng)最差。但是從有效利用設(shè)備能力的角度來考察，分別驅(qū)動(dòng)并不是個(gè)好方案。因?yàn)閮膳_(tái)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際載荷可能相差懸殊，負(fù)載重的電動(dòng)機(jī)限制了采煤機(jī)的牽引速度，而另一臺(tái)卻可能還沒有滿載。單機(jī)驅(qū)動(dòng)就沒有這個(gè)問題，可以較充分地利用裝機(jī)功率。聯(lián)合驅(qū)動(dòng)時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)特性難免有些差異，從理論上說，不可能兩臺(tái)電功機(jī)同時(shí)達(dá)到滿載，所以也不能充分利用裝機(jī)功率。由此得出結(jié)論，單機(jī)驅(qū)動(dòng)和分別驅(qū)動(dòng)是常用的驅(qū)動(dòng)方式，聯(lián)合驅(qū)動(dòng)則很少采用。通常的做法是，按單機(jī)驅(qū)動(dòng)方式設(shè)計(jì)的采煤機(jī)，只要再加一臺(tái)相同功率的電動(dòng)機(jī)，就可以演變出裝機(jī)功率增加一倍的大功率采煤機(jī)。本采煤機(jī)采用分別驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式，左右截割部各用一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，牽引部由獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。2.2 傳動(dòng)方案的選擇采煤機(jī)的傳動(dòng)有如下特點(diǎn)：(1)采煤機(jī)的電動(dòng)機(jī)多采用四極電機(jī)．其出軸轉(zhuǎn)速 n0＝1460—1475r／min，而滾筒轉(zhuǎn)速一般為 n＝20—50r／min，因此截割部總傳動(dòng)比為：河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文30~7520146n??i一般采用 3—5級(jí)齒輪減速。由于采煤機(jī)機(jī)身高度受到嚴(yán)格限制，所以各級(jí)傳動(dòng)比不能平均分配，一般前級(jí)傳動(dòng)比較大，而后級(jí)逐漸減小，以保持尺寸均勻。各圓柱、圓錐齒輪的傳動(dòng)比一般不大于 3—4，當(dāng)末級(jí)采用行星齒輪傳動(dòng)時(shí)，其傳動(dòng)比可達(dá) 5—6。(2)采煤機(jī)電動(dòng)機(jī)軸心與短筒軸心垂直時(shí)．傳動(dòng)裝置中必須裝有圓錐齒輪。為減小傳遞扭矩及便于加工，圓錐齒輪一般放在高速級(jí)(第一或第二級(jí))，并采用弧齒錐齒輪。兩齒輪在安裝的應(yīng)使兩輪的軸向力將兩輪推開，以增大齒側(cè)間隙，避免輪齒楔緊造成損壞?；″F齒輪的軸向力方向取決于齒輪轉(zhuǎn)向及螺旋線方向。(3)采煤機(jī)電動(dòng)機(jī)除驅(qū)動(dòng)截割部外還要驅(qū)動(dòng)牽引部時(shí)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)中必須設(shè)置離離合器，使采煤機(jī)在調(diào)動(dòng)工作或檢修時(shí)將滾筒與電動(dòng)機(jī)脫開。離合器一般放在高速級(jí)，以減小尺寸及便于操縱。(4)為加長(zhǎng)搖臂，擴(kuò)大調(diào)高范圍，搖臂內(nèi)常裝有一串惰輪。致使強(qiáng)割部齒輪數(shù)較多。(5)由于行星齒輪傳動(dòng)為多齒嚙合，傳動(dòng)比大，效率高，可減小齒輪模數(shù)，放末級(jí)采用行星齒輪傳動(dòng)可簡(jiǎn)化前幾級(jí)傳動(dòng)。采煤機(jī)的截割部或牽引部多采用 2K—H傳動(dòng)，即用兩個(gè)中心輪(太陽輪 Z1、和內(nèi)齒圈 Z3)及一個(gè)系桿(H)，若干個(gè)行星輪 Z進(jìn)行傳動(dòng)(常用 3個(gè))，其中一個(gè)中心輪(內(nèi)齒圈 Z3)固定。(6)因采煤機(jī)承受大的沖擊載荷，為保護(hù)傳動(dòng)件，某些采煤機(jī)如MG—300從 MCLE—DR6565的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)置了安全剪切銷，當(dāng)外載荷到了3倍額定載荷時(shí)，剪切銷被剪斷。滾筒停止工作。剪切銷一般放在高速河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文級(jí)。采煤機(jī)截割部大多采用齒輪傳動(dòng)，主要有以下幾種傳動(dòng)方式(圖2—1)：(1)電動(dòng)機(jī)—機(jī)頭減速箱—搖臂減速箱—滾筒(圖 a)。這種傳動(dòng)方式府用較多，DY—150、MZS2—150、BM—100、SIRUS—400 等型采煤機(jī)都采用這種傳動(dòng)方式。它的特點(diǎn)是傳動(dòng)簡(jiǎn)單，搖臂從機(jī)頭減速箱端部伸出(稱為端面搖臂)，支承可靠，強(qiáng)度和剛度好，但搖臂下限位置受輸送機(jī)限制，臥底量較小。(2)電動(dòng)機(jī)—機(jī)頭減速箱—搖臂減速箱—行星齒輪傳動(dòng)—滾筒(圖 b)。由于行星齒輪的傳動(dòng)比較大，因此可使前幾級(jí)傳動(dòng)比減小，系統(tǒng)得以簡(jiǎn)化，并使行星齒輪的齒輪模數(shù)減小。但行星齒輪的采用使?jié)L筒筒轂尺寸增加，因而這種傳動(dòng)方式適應(yīng)在中厚煤層以上工作的大直徑滾筒采煤機(jī)，大部分中厚煤層采煤機(jī)如 AM—500、BJD—300、MLS 3—170、MXA—300、MCLE—DR65656 等型都采用這種力式。這里搖臀從機(jī)頭減速箱側(cè)面伸出(稱為側(cè)面搖臂)，所以可獲得較大的臥底量。在以上兩種傳動(dòng)方式中都采用搖臂調(diào)高，獲得了好的調(diào)高性能，但搖臂內(nèi)齒輪較多，要增加調(diào)高范圍必須增加齒輪數(shù)。由于滾筒上受力大，搖臂及其與機(jī)頭減速箱的支承比較薄弱，所以支承距離加大才能保證搖臂的強(qiáng)度和剛度。(3)電動(dòng)機(jī)—機(jī)頭減速箱—滾筒(圖 c)。這種傳動(dòng)方式取消了搖臂，而靠由電動(dòng)機(jī)、機(jī)頭減速箱和滾筒組成的截割部來調(diào)高，使齒輪數(shù)大大減少，機(jī)殼的強(qiáng)度、剛度增大，可獲得較大的調(diào)高范圍，還可使采煤機(jī)機(jī)身長(zhǎng)度大大縮短，有利于采煤機(jī)開切口等工作。(4)電動(dòng)機(jī)—搖臂—行星齒輪傳動(dòng)—滾筒（圖 d)。這種傳動(dòng)方式主電動(dòng)機(jī)采用橫向布置，使電動(dòng)機(jī)軸與滾筒軸平行，取消了承載大、易損河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文壞的錐齒輪，使截割部更為簡(jiǎn)化。采用這種傳動(dòng)方式可獲得較大的調(diào)高范圍、并使采煤機(jī)機(jī)身長(zhǎng)度進(jìn)一步縮短。新型的電牽引采煤機(jī)如3LS、EDW—150—2L、R550 等型都采用這種傳動(dòng)方式。通過對(duì)比以上幾種傳動(dòng)方式，結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)書所給定的工作條件——中厚煤層。最終確定采用第（4）種傳動(dòng)方案即：電動(dòng)機(jī)—搖臂—行星齒輪傳動(dòng)—滾筒的傳動(dòng)方式。全部采用標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，這種傳動(dòng)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝性好，有利于提高制造質(zhì)量，安裝及維護(hù)方便，使可靠性和生產(chǎn)能力大大提高。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文2.3 滾筒結(jié)構(gòu)形式的選擇（1）銑削式結(jié)構(gòu)方案 在鼓形滾筒的表面或在旋轉(zhuǎn)滾筒的葉片上安裝截齒，滾筒隨采煤機(jī)前移并自轉(zhuǎn)，截齒便用銑削的方式把煤從煤壁上截割下來，這就是銑削式結(jié)構(gòu)。具體分為側(cè)銑和端銑兩種，側(cè)銑方式中螺旋滾筒結(jié)構(gòu)應(yīng)用最普遍，其主要優(yōu)點(diǎn)是它不僅能實(shí)現(xiàn)截落煤的功能還能實(shí)現(xiàn)裝煤的功能；水平旋轉(zhuǎn)軸調(diào)整滾筒高度方便，對(duì)不同的煤層厚度的適應(yīng)性好；具有自開缺口的功能等。端銑式結(jié)構(gòu)是在齒冠外側(cè)安裝大截齒當(dāng)齒冠自轉(zhuǎn)并隨采煤機(jī)移動(dòng)時(shí)，截齒實(shí)現(xiàn)破煤功能。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是截齒安裝的比較少， 煤的塊度大，機(jī)器能耗?。粚?shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，制造容易；負(fù)荷變化大，機(jī)器動(dòng)特性較差。（2）鉆削式結(jié)構(gòu)方案鉆削式結(jié)構(gòu)在喚醒懸臂的前端安裝截齒，這種懸臂的內(nèi)表面上也安裝有截齒。這種結(jié)構(gòu)被稱為鉆削頭，懸臂則被成為鉆削臂。當(dāng)鉆削頭自轉(zhuǎn)并沿其軸線方向推進(jìn)時(shí)，首先在煤層中由鉆削頭截割出現(xiàn)截槽，而此環(huán)形槽所圍成的柱狀煤體則被鉆削頭內(nèi)的截齒所破碎。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便；集落煤和裝煤功能于一體；煤的坡度大，機(jī)器能耗低。其缺點(diǎn)是這種結(jié)構(gòu)應(yīng)布置于采煤機(jī)的端面，機(jī)身必沿其鉆削出的空間前進(jìn)，因此，機(jī)身長(zhǎng)；這種結(jié)構(gòu)不能自開缺口；為使地板平整還必須配有截割盤，沿頂板和地板截割煤層，因此使整個(gè)機(jī)器復(fù)雜化；此外這種結(jié)構(gòu)對(duì)煤層厚度的適應(yīng)性小。（3）滾壓式結(jié)構(gòu)方案滾壓式破煤結(jié)構(gòu)是在螺旋筒的旋葉上和滾筒端面安裝滾演盤刀當(dāng),當(dāng)河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文滾筒前移并自轉(zhuǎn)時(shí)，盤刀壓向煤壁，其刃部的擠壓和剪切作用達(dá)到破沒的目的。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于，彩霞煤的塊度大，煤塵明顯低；機(jī)器能耗??；盤刀壽命長(zhǎng)。缺點(diǎn)在于機(jī)構(gòu)復(fù)雜，成本高。采煤機(jī)的落煤功能是采煤機(jī)的第一功功能，因此，現(xiàn)在把有落煤功能的結(jié)構(gòu)稱為采煤機(jī)的工作機(jī)構(gòu)。在采煤機(jī)的設(shè)計(jì)中，工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合適與否，對(duì)采煤機(jī)的工作占有舉足輕重的地位。對(duì)比以上三種結(jié)構(gòu)，最終選用螺旋式滾筒結(jié)構(gòu)。因?yàn)榻馗畈堪衙簭拿罕谏掀扑橄聛硪院?，還要裝在工作面輸送機(jī)里運(yùn)到工作面之外。實(shí)現(xiàn)這中裝煤功能的機(jī)構(gòu)與落煤結(jié)構(gòu)的種類有關(guān)。經(jīng)過淘汰和篩選，采用螺旋滾筒式工作機(jī)構(gòu)，采煤下來的碎煤被螺旋葉片自煤壁向采空區(qū)方向輸送，并裝到工作面輸送機(jī)里。第三章 截割部具體設(shè)計(jì)計(jì)算說明3.1、電機(jī)的選擇。參考《采掘機(jī)械》P59 公式）（）（ KW4.06HQ60N213wbx???其中， ：能耗比 bx= w?,查表 4-5得AxwbH=0.34，基準(zhǔn)煤層阻抗 A=180~200,采煤機(jī)工作煤層阻抗xA=60~120。Q采煤機(jī)設(shè)計(jì)生產(chǎn)率：Q=800~1200t/h=13.3~20t/hK1功率利用系數(shù)，兩電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)時(shí) K1=0.8河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文K2功率水平系數(shù)，查表 4-6得 K2=0.9K3后滾筒工作條件系數(shù) K3=0.8~1.0因此，N max=377.78KW采用前后電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)方式，電機(jī)功率 P0= =188.89KW。2Nmax選用電機(jī)型號(hào)為:YBC—200C功率：P 0=200KW電壓：U=1140V轉(zhuǎn)速：n 0=1470r/min3.2 傳動(dòng)方案的擬定根據(jù)前文所確定的傳動(dòng)方式，擬定傳動(dòng)系統(tǒng)圖，如圖 3—1所示： ⅠⅠⅠⅠ圖 3—1 傳動(dòng)系統(tǒng)圖河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文其中 Z2、Z 8、Z 9惰輪，是為了增大傳動(dòng)距離而設(shè)。（1）分配傳動(dòng)比由 3.1節(jié)知所選電機(jī)轉(zhuǎn)速為 n0=1470 r/min，初定滾筒轉(zhuǎn)速為40 r/min，則總傳動(dòng)比為：i= 75.36401n?分配各級(jí)減速的傳動(dòng)比如下：i13=1.5；i 45=2.1；i 69=2.5；行星減速器 ih=4.75（2）確定各齒輪齒數(shù)如下齒輪Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 Z10 Z11 Z12齒數(shù)23 36 35 21 43 19 35 35 43 16 22 60表 3—1 齒輪齒數(shù)表（3）驗(yàn)算總傳動(dòng)比則總傳動(dòng)比為160i943i21i5i h641 ???；；；i= 50.h6953?因此，最終確定滾筒轉(zhuǎn)速為 8.4350.7in?河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文3.3 各軸功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的確定已知傳遞效率 η 齒輪 =0.98，η 軸承 =0.99，則Ⅰ軸 P 1=P=200KWn=n0=1470r/minT1=9.55×106× 610293.1470??Ⅱ軸 該軸為心軸，轉(zhuǎn)速為 0，此處計(jì)算所得均指該軸上齒輪的動(dòng)力參數(shù)，P2=P0×η 齒輪 ×η 軸承 =194.04 KWr/min17.9362147in2???NT??60..05.9Ⅲ軸 P 3 = P2 ×η 齒輪 ×η 軸承 = 188.26 KWmin/r963517.in23???NT?66108.2.0.9Ⅳ軸 P 4= P3 ×η 齒輪 ×η 軸承 =182.65KWmNTr?????66452 107.3.41580.9in/.in河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文Ⅴ軸 該軸為心軸，轉(zhuǎn)速為 0，此處計(jì)算所得均指該軸上齒輪的動(dòng)力參數(shù)P5= P4×η 齒輪 ×η 軸承 =177.21KWmNTr?????6657 108..2510.9in/.39.inⅥ軸 該軸為心軸，轉(zhuǎn)速為 0，此處計(jì)算所得均指該軸上齒輪的動(dòng)力參數(shù)由于 Z6=Z5=35，故min/10.2nr?P6= P5×η 齒輪 ×η 軸承 =171.93KWT6= mN????66104..2937.9Ⅶ軸 ×η 齒輪 ×η 軸承 =166.86KW7?mNTr?????6679 104.7.20815. in/.39.4in3.4 齒輪的設(shè)計(jì)與校核3.4.1 電機(jī)齒輪組（Z 1、 Z2、 Z3）的設(shè)計(jì)與校核3.4.1.1Z1、Z 2的設(shè)計(jì)與校核1）選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）按照前面所確定的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文（2）采煤機(jī)為一般工作機(jī)器，選用 7級(jí)精度。（3）選擇材料，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 3》兩齒輪材料均選用20CrMnMo，滲碳淬火，58~62HRC。（4）已知小齒輪齒數(shù) Z1=23，惰輪 Z2=36。2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按公式 d 1t≥2.32× 進(jìn)行試算）（ 】【 Heu1KT2d3????（1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù) Kt=2.0?！?小齒輪傳遞的扭矩 T1=1.3?106N?mm?！?由《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材表 10—7選擇齒寬系數(shù) d?=0.7。○3由表 10—6查得材料的彈性影響系數(shù) Ze=189.8 MPa 21?！?由圖 10—21d按齒面強(qiáng)度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限○5H?lim=1480MPa。由式 10—13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)○6N1=60n1j Lh=60 =4.2336×108）（ 13082147??N2=8695.57.03?由圖 10—19取接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1= KHN2=0.98○7計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力○8取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，則【 H?】= MPa4.15089.0SKHlimN??河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文（2）計(jì)算試算小輪分度圓直徑 d1t○1d1t≥2.32× ）（ 】【 HZeu1KT2d3????=2.32× ）（ 4.15089.7.02263?=109.14計(jì)算圓周速度 v○2v= smn/396.810647.9.3106dt ?????試算齒寬 bt○3bt= 8.71td?試算齒寬與齒高之比 h○4模數(shù) mt= m75.4231.09Zd1t?齒高 h=2.25mt=10.68mm=7.15hb計(jì)算載荷系數(shù)○5根據(jù) v=8.396m/s,7級(jí)精度，由圖 10—8查得動(dòng)載荷系數(shù)Kv=1.15直齒輪齒間載荷分布系數(shù) KHα =KF? =1由表 10—2查得使用系數(shù) KA=1.75由表 10—4查得小齒輪對(duì)稱布置時(shí)齒向載荷分布系數(shù) KHβ =1.305由圖 10—13KFβ =1.25河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文K=Kv =1.15×1.75×1.305×1=2.62??HAK?按實(shí)際載荷修正所算得分度圓直徑○6d1= d1t =109.14× =119.11mmt32.063計(jì)算模數(shù)○7m= m18.523.9Z1?選取模數(shù) m=6mm3）按齒根彎曲強(qiáng)度校核校核公式 ??FSaFFbdmYKT2????查表 10—5，齒形系數(shù) YFa1=2.69、Y Fa2=2.45，應(yīng)力校正系數(shù)YSa1=1.575、Y Fa2=1.65。扭矩 T1=1.30×106，T 2=1.97×106彎曲強(qiáng)度極限 MPa0FE1??取安全系數(shù) S=1.25由圖 10—18取彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1=0.96KFN2=0.98計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力???SKFE1N1F?Pa8.46025.90?MPa.7.8FE22F載荷系數(shù) K=KAKvKFα KFβ =1.75×1.15×1.25×1=2.51河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 ????1F6Sa1F1F1 67.3451387.0.9252bdmYKT2 ?? ??????????2F6Sa2F2F2 3.193187.0.295bd ??????）（因此，兩齒輪彎曲強(qiáng)度均足夠。3.4 .1.2 Z3的校核1） 、已知參數(shù)：m=6mm,Z 3=35, d3=210mm b3=0.8d =110.4，d 3=168mm材料：20CrMnMo，滲碳淬火，58~62HRC。2） 、按齒面接觸強(qiáng)度校核校核公式:??HtEHu1bdKFZ5.2??????由表 10—6查得材料的彈性影響系數(shù) Ze=189.8 MPa 21載荷系數(shù) K，K= Kv ??HA?由圖 10—8查得動(dòng)載荷系數(shù) Kv=1.15直齒輪齒間載荷分布系數(shù) KHα =KF =1由表 10—2查得使用系數(shù) KA=1.75由表 10—4查得齒輪非對(duì)稱布置時(shí)齒向載荷分布系數(shù)KHβ =1.336由圖 10—13KFβ =1.25K=Kv =1.15×1.75×1.336×1=2.6887??HAK?河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文Ft= N107.21086.dT43 ????取齒寬系數(shù) =0.8d?計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N3=60n3jLh=60×966×1×（2×8×300×1）=2.782×10 8 由圖 10—19取接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1= KHN2=0.98由圖 10—21d按齒面強(qiáng)度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限H?lim=1480MPa。計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，則【 H?】=MPa4.15089.0SKHlimN???ubdFZ5.2tE??=2.5?189.8 ??H453.9402.1.107682????因此，校核合格。3）按彎曲強(qiáng)度校核校核公式 ??FSaFFbdmYKT2????查表 10—5，齒形系數(shù) YFa3=2.45，應(yīng)力校正系數(shù) YFa3=1.65。扭矩 T3=1.86×106，彎曲強(qiáng)度極限 MPa0FE3??河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文取安全系數(shù) S=1.25由圖 10—18取彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN3=0.98計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力???SKFE3N3F?MPa4.7025.16980?載荷系數(shù) K=KAKvKFα KFβ =1.75×1.15×1.25×1=2.51??3F6Sa3F3F3 1.782104.5.85.2bdmYT2 ?? ??????因此，校核合格。3.4.2 二級(jí)減速器高速齒輪組（Z 4、 Z5）的設(shè)計(jì)與校核1）選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）按照前面所確定的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪。（2）采煤機(jī)為一般工作機(jī)器，選用 7級(jí)精度。（3）選擇材料，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 3》兩齒輪材料均選用20CrMnMo。（4）已知小齒輪齒數(shù) Z4=21，大齒輪 Z5=43。2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按公式 d 4t≥2.32× 進(jìn)行試算）（ 】【 Heu1KT2d3????（1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù) Kt=2.0?！?河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文小齒輪傳遞的扭矩 T3=1.86?106N?mm?！?由《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材表 10—7選擇齒寬系數(shù) d?=0.8?！?由表 10—6查得材料的彈性影響系數(shù) Ze=189.8 MPa 21。○4由圖 10—21d按齒面強(qiáng)度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限○5H?lim=1480MPa。由式 10—13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)○6N4=60n4j Lh=60 =1.36×108）（ 130827.41??N5=8063.0.213?由圖 10—19取接觸疲勞壽命系數(shù) KHN4= KHN5=0.99○7計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力○8取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，則【 H?】= MPa2.1465809.SKHlimN??（2）計(jì)算試算小輪分度圓直徑 d1t○1d4t≥2.32× ）（ 】【 HZeu1KT2d3????=2.32× ）（ 2.146589.08.6023?=113.17計(jì)算圓周速度 v○2v= smn/79.2106.47.3.106dt4 ?????試算齒寬 bt○3河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文bt= 536.90d1t???試算齒寬與齒高之比○4 hb模數(shù) mt= m89.21.7Z4t齒高 h=2.25mt=12.13=7.47hb計(jì)算載荷系數(shù)○5根據(jù) v=2.61m/s,7級(jí)精度，由圖 10—8查得動(dòng)載荷系數(shù) Kv=1.15直齒輪齒間載荷分布系數(shù) KHα =KF? =1由表 10—2查得使用系數(shù) KA=1.75由表 10—4查得小齒輪對(duì)稱布置時(shí)齒向載荷分布系數(shù) KHβ =1.305由圖 10—13KFβ =1.25K=Kv =1.15×1.75×1.305×1=2.62??HAK?按實(shí)際載荷修正所算得分度圓直徑○6d4= d4t =113.17× =123.83t32.063計(jì)算模數(shù)○7m= m897.5213.Z4?選取模數(shù) m=7mm3）按齒根彎曲強(qiáng)度校核校核公式??FSaFFbdmYKT2????查表 10—5，齒形系數(shù) YFa4=2.76、Y Fa5=2.35，應(yīng)力校正系數(shù)河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文YSa4=1.56、Y Fa5=1.68。Z4傳遞的扭矩 T3=1.86×106N m?，Z 5傳遞的扭矩 T4=3.70×106 Nm?彎曲強(qiáng)度極限 MPa0FE54??取安全系數(shù) S=1.25由圖 10—18取彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN4=0.96，K FN5=0.98計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力???SKFE4N4F?Pa8.46025.190?.7.85FE5FMPa載荷系數(shù) K=KAKvKFα KFβ =1.75×1.15×1.25×1=2.51????4F6Sa4F3F4 25.37148.0.252bdmYT2 ?? ????????5F6Sa5F4F5 93.2743178.08.522bdK2 ??????）（）（因此，兩齒輪彎曲強(qiáng)度均足夠。3.4.3 二級(jí)減速器輸出齒輪組（Z 6、 Z7、 Z8、 Z9）的設(shè)計(jì)與校核3.4.3.1 Z6、 Z7的設(shè)計(jì)與校核河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文1）選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）按照前面所確定的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪。（2）采煤機(jī)為一般工作機(jī)器，選用 7級(jí)精度。（3）選擇材料，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 3》兩齒輪材料均選用20CrMnMo。 滲碳淬火，58~62HRC。（4）已知小齒輪齒數(shù) Z6=19，惰輪 Z7=35。2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按公式 d 6t≥2.32× 進(jìn)行試算）（ 】【 Heu1KT2d43????（1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù) Kt=2.0?！?小齒輪傳遞的扭矩 T4=3.70?106N?mm?！?由《機(jī)械設(shè)計(jì)》教材表 10—7選擇齒寬系數(shù) d?=0.8?！?由表 10—6查得材料的彈性影響系數(shù) Ze=189.8 MPa 21?！?由圖 10—21d按齒面強(qiáng)度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限○5H?lim=1480MPa。由式 10—13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)○6N6=60n4軸 j Lh=60 =1.36×108）（ 130827.41??N7=806.059.213?由圖 10—19取接觸疲勞壽命系數(shù) KHN6= KHN7=0.99○7計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力○8取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，則【 H?】= MPa2.1465809.SKHlimN??河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文（2）計(jì)算試算小輪分度圓直徑 d1t○1d6t≥2.32× ）（ 】【軸 HZeu1KT2d43????=2.32× ）（ 2.146589.038.07263?=142.3計(jì)算圓周速度 v○2v= smn/51.31067.42..3106dt4 ?????試算齒寬 bt○3bt= 8.1td?試算齒寬與齒高之比○4 h模數(shù) mt= m49.7123Z6t?齒高 h=2.25mt=16.85=6.756hb計(jì)算載荷系數(shù)○5根據(jù) v=3.26m/s,7級(jí)精度，由圖 10—8查得動(dòng)載荷系數(shù) Kv=1.05直齒輪齒間載荷分布系數(shù) KHα =KF? =1由表 10—2查得使用系數(shù) KA=1.75由表 10—4查得小齒輪對(duì)稱布置時(shí)齒向載荷分布系數(shù) KHβ =1.237由圖 10—13KFβ =1.25K=Kv =1.05×1.75×1.314×1=2.41??HAK?按實(shí)際載荷修正所算得分度圓直徑○6河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文d6= d6t =142.3× =151.52t3K2.0413計(jì)算模數(shù)○7m= 6Z975.12.?選取模數(shù) m=8mm3）按齒根彎曲強(qiáng)度校核校核公式 ??FSaFFbdmYKT2????查表 10—5，齒形系數(shù) YFa6=2.97、Y Fa7=2.45，應(yīng)力校正系數(shù)YSa6=1.52、Y Fa5=1.65。Z6傳遞的扭矩 T4=3.70×106N?，Z 7傳遞的扭矩 T5=7.380×106 Nm?彎曲強(qiáng)度極限 MPa0FE76??取安全系數(shù) S=1.25由圖 10—18取彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN4=0.96，K FN5=0.98計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力???SKFE6N6F?Pa8.46025.190?MPa.7.87FE7F載荷系數(shù) K=KAKvKFα KFβ =1.75×1.05×1.25×1=2.297????6F6Sa6F4F6 95.188198.02.7327bdmYT2 ?? ??????河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文??7F6Sa7F5F7 1.503835819.0.4272bdmYKT2 ?? ??????）（）（因此，兩齒輪彎曲強(qiáng)度均足夠，校核合格。3.4.3.2、Z 8、 Z9的設(shè)計(jì)與校核因?yàn)辇X輪 Z8與齒輪 Z7的材料、齒數(shù)、模數(shù)均一致，所以在此不再校核。只進(jìn)行Z3的校核。1） 、已知參數(shù)：m=8mm,Z 9=43, d9=344mm b 9=0.8d6=121.6,d9=275.2mm材料：20CrMnMo，滲碳淬火，58~62HRC2） 、按齒面接觸強(qiáng)度校核校核公式:??HtEHu1bdKFZ5.2??????由表 10—6查得材料的彈性影響系數(shù) Ze=189.8 MPa 21載荷系數(shù) K，K= Kv ??HA?由圖 10—8查得動(dòng)載荷系數(shù) Kv=1.15直齒輪齒間載荷分布系數(shù) KHα =KF =1由表 10—2查得使用系數(shù) KA=1.75由表 10—4查得齒輪非對(duì)稱布置時(shí)齒向載荷分布系數(shù) KHβ =1.336由圖 10—13KFβ =1.25河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文K=Kv =1.15×1.75×1.336×1=2.6887??HAK?Ft= N10965.43105.82dT497 ???取齒寬系數(shù) =0.8d?計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N9=60n3jLh=60×186.51×1×（2×8×300×1）=5.37×10 7 由圖 10—19取接觸疲勞壽命系數(shù) KHN9=0.98由圖 10—21d按齒面強(qiáng)度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限H?lim=1480MPa。計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，則【 H?】= MPa4.15089.0SKHlimN???ubdFZ5.2tE??=2.5?189.8 ??H428.759.136.12078????因此，校核合格。3）按彎曲強(qiáng)度校核校核公式 ??FSaFFbdmYKT2????查表 10—5，齒形系數(shù) YFa9=2.35，應(yīng)力校正系數(shù) YFa9=1.68。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文扭矩 T7=1.86×106，彎曲強(qiáng)度極限 MPa0FE9??取安全系數(shù) S=1.25由圖 10—18取彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN9=0.98計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力???SKFE9N9F?Pa4.7025.1680?載荷系數(shù) K=KAKvKFα KFβ =1.75×1.15×1.25×1=2.51??9F6Sa9F7F9 47.52834.12.1075.bdmYT2 ?? ??????因此，校核合格。3.4.4、行星減速器齒輪組的設(shè)計(jì)與校核3.4.4.1 a—c 傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與校核1）選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）按照前面所確定的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪。（2）行星減速器對(duì)齒輪制造精度要求較高，選用 6級(jí)精度。（3）選擇材料，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 3》齒輪材料均選用20CrMnMo。滲碳淬火，58~62HRC。（4）已知太陽輪齒數(shù) Z10=16，行星輪齒數(shù) Z11=22，內(nèi)齒圈齒數(shù)Z12=60。河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文2）選擇行星輪數(shù)目，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 3》表 17.2—1選擇行星輪數(shù)目，取 nw=4。3）按接觸強(qiáng)度計(jì)算 a—c傳動(dòng)模數(shù)輸入轉(zhuǎn)矩 T7=7.64×106查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 3》表 17.2—116，載荷不均勻系數(shù) Kc=1.15.則，小齒輪名義轉(zhuǎn)矩 Ta= mN???6cw71095.2Kn按公式 d 10t≥2.32× 進(jìn)行試算）（ 】【 HZeu2d3????（1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù) Kt=2.0?！?小齒輪傳遞的名義轉(zhuǎn)矩 Ta=2.1965?106N?mm。○2選擇齒寬系數(shù) d?=1?！?由表 10—6查得材料的彈性影響系數(shù) Ze=189.8 MPa 21。○4由圖 10—21d按齒面強(qiáng)度查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限○5H?lim=1480MPa。由式 10—13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)○6N10=60n10j Lh=60 ）（ 1308246.01??=6.00×107由圖 10—19取接觸疲勞壽命系數(shù) K HN10=0.99○7計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力○8取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，則河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文【 H?】= MPa2.1465809.SKHlimN??（2）計(jì)算試算太陽輪分度圓直徑 d10t○1d10t≥2.32× ）（ 】【 HZeu1KT2da3????=2.32× ）（ 2.146589.3710965.23??=116.235計(jì)算圓周速度 v○2v= smn/27.110646.8235.4.106dt ?????試算齒寬 bt○3bt= .1td?試算齒寬與齒高之比 h○4模數(shù) mt= m26.71.35Zd4t?齒高 h=2.25mt=16.35=7.11hb計(jì)算載荷系數(shù)○5根據(jù) v=1.27m/s,6級(jí)精度，由圖 10—8查得動(dòng)載荷系數(shù) Kv=1.03直齒輪齒間載荷分布系數(shù) KHα =KF? =1由表 10—2查得使用系數(shù) KA=1.75由表 10—4查得小齒輪非對(duì)稱布置時(shí)齒向載荷分布系數(shù)KHβ =1.305河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文由圖 10—13KFβ =1.25K=Kv ??HAK?=1.03×1.75×1.305×1=2.35按實(shí)際載荷修正所算得分度圓直徑○6d10= d10t =116.235× =122.65t32.035計(jì)算模數(shù)○7m= m65.71.2Z0?選取模數(shù) m=8mm3）按齒根彎曲強(qiáng)度校核校核公式 ??FSaFFbdmYKT2????查表 10—5，齒形系數(shù) YFa10=2.97、Y Fa11=2.72，應(yīng)力校正系數(shù)YSa10=1.52、Y Fa11=1.57。Z10傳遞的名義轉(zhuǎn)矩 Ta=2.1965×106N?，Z 11傳遞的扭矩Tb=3.32×106 N?彎曲強(qiáng)度極限 MPa0FE54??取安全系數(shù) S=1.25由圖 10—18取彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN4=0.96，K FN5=0.98計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力???SKFE4N10F?Pa8.46025.190?MPa.7.85FE1F河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文載荷系數(shù) K=KAKvKFα KFβ =1.75×1.03×1.25×1=2.25??10F6Sa10F10 43.81252.19705.2bdmYT2 ?? ????????1F6Sa1FbF1 0.35481727.03.5dK2 ??????因此，兩齒輪彎曲強(qiáng)度均足夠。4）a—c 傳動(dòng)的變位計(jì)算采取等變位齒輪傳動(dòng)，變位系數(shù) x10= 。12x??根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 3》表 16.2—11公式x= =1-0.9358=0.06422Zsinha???取 x =0.065，則 x10 065.12??節(jié)圓直徑 ○1 7mZd8110?‘嚙合角 等變位齒輪傳動(dòng)嚙合角 ?20'??○2齒頂高 ??10a10axh???m○3=1.065×8=8.52 mm h m?1a??1ax??河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文=0.935×8=7.48 mm齒根高 mxch10a10f ）（ ????○4=（1+0.25-0.065）×8=9.48 mmxch1a1f ）（ ????=（1+0.25+0.065）×8=10.52 mm齒頂圓直徑 10a10ah2d??○5=128+2×8.52=145.04 mm1a1ah2d??=176+2×7.48=190.96 mm齒根圓直徑 10f10fh2d??○6=128-2×9.48=109.04 mm10f1fh2d??=176-2×10.52=154.96 mm中心距 a○7 2d101???= 768河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文=152 mm 中心距變動(dòng)系數(shù) 等變位齒輪傳動(dòng)，中心距變動(dòng)系數(shù) y=0○8齒頂高變動(dòng)系數(shù) 等變位齒輪傳動(dòng)，齒頂高變動(dòng)系數(shù) 0y??○93.