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長春理工大學(xué)光電信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第一章 概 述 1.設(shè)計背景和目的 當(dāng)前，我國煤礦由于一井一面采煤方法的普遍采用，其開采速度大大加快，因而帶來采掘機械化比例失調(diào)的矛盾更加突出。 特別是易采的中厚煤層資源日益減少，而薄煤層的開采比例逐年增加，在全部采準(zhǔn)巷道中,半煤巖巷的比例已經(jīng)達到25%，但這些巷道中的90%仍舊采用著傳統(tǒng)的炮掘作業(yè)，勞動強度大，安全性差。 目前，我國大部分局、礦使用的幾種主要機型多是上世紀(jì)六、七十年代設(shè)計的，這些老產(chǎn)品設(shè)計陳舊過時、元部件可靠性差、開機率低、維護量大，而且機重偏輕、截割功率較小、過斷層和截割巖石的能力差，僅適合在煤巷 中使用。 因此急待開發(fā)研制綜合性能好、適應(yīng)范圍廣的連續(xù)采煤機，來解決采煤機更新?lián)Q代的問題，緩解采掘比例失調(diào)的緊張局面。 1.1連續(xù)采煤機的發(fā)展概況 連續(xù)采煤機起源于美國，從1949年美國利諾斯公司研制成功第一臺連續(xù)采煤機以來，已經(jīng)歷半個世紀(jì)的發(fā)展歷程。到現(xiàn)在，連續(xù)采煤機已日益完善，其采掘工藝走向成熟，不僅美國，而且世界許多國家，在房柱式采煤、回收邊角煤以及長壁開采的煤巷快速掘進中得到了廣泛的應(yīng)用，在單產(chǎn)、單進作業(yè)過程中創(chuàng)出了前所未有的水平，效益十分可觀，為采煤界所公認(rèn)。這套技術(shù)裝備，在60年代之前，主要用于房柱式或房柱式采煤，到60年代之后，美國推廣應(yīng)用于長壁采煤的準(zhǔn)備巷道快速掘進中，現(xiàn)在在世界許多國家中使用，發(fā)展很快，取得了顯著的經(jīng)濟效益。它的發(fā)展演變過程，按落煤機構(gòu)來劃分，大體上經(jīng)歷了以下三個階段： 第一階段，40年代，以利諾斯公司CM28H型和久益公司的3JCM及6CM型為代表的截鏈?zhǔn)竭B續(xù)采煤機，主要用于開采煤炭、鉀堿、鋁土、硼砂、頁巖及永凍土等；缺點是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、裝煤效果差、生產(chǎn)能力不高。 第二階段，50年代，以久益公司8CM型為代表的擺動式截割頭連續(xù)采煤機，其優(yōu)點是生產(chǎn)能力較高，裝煤效果好，缺點是振動大，維護費用高。 第三階段，60年代，是滾筒式連續(xù)采煤機高速發(fā)展，且日趨成熟的階段。60年代末，久益公司生產(chǎn)出10CM、11CM系列的連續(xù)采煤機，它是現(xiàn)代這種機型的形，到70年代末，在11CM型的基礎(chǔ)上又生產(chǎn)出12CM系列的連續(xù)采煤機。經(jīng)過對12CM型系列連續(xù)采煤機的不斷改進、完善和提高，生產(chǎn)出適用于開采中硬煤層的12CM12-10B、12CM18-10D和B型機，以及適用于特別堅硬煤層的12HM31C型和B型機。 美國是使用臺數(shù)最多、使用成效最好的國家。井工采煤產(chǎn)量的50%是靠連續(xù)采煤機生產(chǎn)的。長壁工作面的采區(qū)巷道、工作面平巷全由連續(xù)采煤機掘進。美國連續(xù)采煤機掘進平均班進尺60m，日產(chǎn)煤2000t，并有許多高產(chǎn)工作面，日進達百米，月產(chǎn)煤超10萬t。 在南非井工煤產(chǎn)量的90%是用連續(xù)采煤機房柱式生產(chǎn)的，但南非的煤質(zhì)特別的硬，截齒消耗量一般為萬噸125個，相當(dāng)于每個截齒只能生產(chǎn)80t煤。據(jù)95年不完全統(tǒng)計，目前，世界上使用的連續(xù)采煤機約有2100余套，其中美國1600臺套，南非220臺套，澳大利亞有190臺套，英國有90臺套。 1.2國內(nèi)連續(xù)采煤機的發(fā)展趨勢 1976年我國開始引進連續(xù)采煤機，到現(xiàn)在為止，大體上可分為三個階段： 第一階段： 1983年在巷道斷面15m平巷掘進中使用12CM11和12CM14型連續(xù)采煤機，最高月產(chǎn)量3.5萬噸，年產(chǎn)30萬噸，年進尺萬米，平均日進尺30m。目前，這一批設(shè)備由于多數(shù)不配套，掘進巷道斷面偏小 ，備件供應(yīng)困難，維護管理技術(shù)跟不上等原因，基本上在生產(chǎn)中已不使用了。 第二階段：90年代，以配套引進為主。黃陵礦區(qū)和神東公司先后配套引進27臺，用于房柱式開采和長壁工作面煤巷掘進，取得了優(yōu)異的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。據(jù)神東公司的統(tǒng)計，使用它比使用懸臂式掘進機每米成本低160元。 第三階段：2008年由神東公司和太原煤科院共同研發(fā)的國內(nèi)首臺連續(xù)采煤機EML340型在神東公司大柳塔礦完成井下工業(yè)性試驗。這臺設(shè)備填補了國內(nèi)該領(lǐng)域的空白，打破了國外連續(xù)采煤機一統(tǒng)中國市場的局面。 1.3我的設(shè)計 我的設(shè)計是依照在網(wǎng)上查到神東維修中心的JOY公司生產(chǎn)的12CM15-10D連續(xù)采煤機，對其截割部進行設(shè)計。 第二章 連續(xù)采煤機的特點 2.1概述 1.特點： 本次設(shè)計的截割部所對應(yīng)的連續(xù)采煤機，采用多電機驅(qū)動、縱向布置（電機）積木組合，各部件之間為干式對接，可采中厚煤層中的硬煤。 2.主要用途、適用范圍： 主要適用于房柱式采煤和回收邊角煤，也適用于條件類似的其它礦山及工程巷道的開采。該機可采巷道最大寬度(定位時)3.3m，最大高度 4.6m，可采任意斷面形狀的巷道，適應(yīng)巷道坡度±15°。該機后配套轉(zhuǎn)載運輸設(shè)備可采用橋式膠帶轉(zhuǎn)載機和可伸縮式帶式輸送機，實現(xiàn)連續(xù)運輸，以利于機器效能的發(fā)揮。 2.2主要技術(shù)參數(shù) 1.總體參數(shù) 機 長： 11.002m 機 寬： 3.3m 機 高: 2.657m 總 功 率： 530kW 可經(jīng)濟截割煤巖硬度： 20-80MPa 最大可采高度： 3685mm 最大可掘?qū)挾龋? 3300mm 可掘巷道斷面： 18-20m2 適應(yīng)巷道坡度： ±15° 機器供電電壓： 660/1140V 2.截割部 電動機： 型 號： YBUS2-170 功 率： 170KW 轉(zhuǎn) 速： 1470r/min 截割頭： 轉(zhuǎn) 速： 50r/min 截 齒： 鎬形 3.裝載部 裝載形式 三爪轉(zhuǎn)盤 裝運能力 180m3/h 鏟板寬度 2.5m/2.8m 鏟板臥底 250mm 鏟板抬起 360mm 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速 30r/min 4.刮板輸送機 運輸形式 邊雙鏈刮板 槽 寬 510mm 龍門高度 390mm 鏈 速 0.93m/s 錨鏈規(guī)格 18×64mm 張緊形式 雙油缸張緊 5.行走部 行走形式 履帶式(液壓馬達分別驅(qū)動) 行走速度 工作 3m/min 調(diào)動 6m/min 接地長度 2.46m 制動形式 摩擦離合器 履帶板寬度 500mm 張緊形式 雙油缸張緊 6.液壓系統(tǒng) 系統(tǒng)額定壓力： 油缸回路 16MPa 行走回路 16MPa 裝載回路 14Mpa 輸送機回路 14Mpa 轉(zhuǎn)載機回路 10MPa 錨桿鉆機回路 ￡10MPa 系統(tǒng)總流量： 450 L/min 泵站電動機： 型號 YB250M-4 功率 55kW 轉(zhuǎn)速 1470 r/min 泵站三聯(lián)齒輪泵流量 50/50/40ml/r 泵站雙聯(lián)齒輪泵流量 63/40ml/r 錨桿泵站電動機： 型號 YB160L-4 功率 15kW 轉(zhuǎn)速 1470 r/min 錨桿泵站雙聯(lián)齒輪泵流量 32/32ml/r 油箱： 有效容積 610L 冷卻方式 板翅式水冷卻器 油缸數(shù)量： 8 個 7.噴霧冷卻系統(tǒng) 滅塵形式 內(nèi)噴霧、外噴霧 供水壓力 3MPa 外噴霧壓力 1.5MPa 流 量 63L/min 冷卻部件 切割電動機、油箱 8.電氣系統(tǒng) 供電電壓 660/1140V 總 功 率 190kW 隔爆形式 隔爆兼本質(zhì)安全型 2.3主要結(jié)構(gòu)和工作原理 2.3.1連續(xù)采煤機的基本組成 連續(xù)采煤機通常由截割機構(gòu)、裝運機構(gòu)、履帶行走機構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、冷卻噴霧除塵系統(tǒng)及安全保護裝置等組成。參見圖3.1. 連續(xù)采煤機雖然型號、規(guī)格有許多，但它的各主要組成部分大同小異，其區(qū)別主要在截割機構(gòu)的傳動和截割部上。 1.截割部 截割部又稱工作機構(gòu)，主要由布置在截割部兩側(cè)橫置的兩臺電動機及其安全保護裝置、一臺減速器、左、中、右截割滾筒、截鏈及截割臂等組成。 截割部分別為兩套對稱布置的三級減速傳動同一根實心主軸的特殊結(jié)構(gòu)，三級減速傳動分別是一級直齒傳動、二級錐齒傳動和三級行星輪傳動。由 170kW的電動機輸入動力，經(jīng)電動機扭矩軸傳至減速器I軸，經(jīng)過一級直齒傳動、二級錐齒傳動和三級行星輪傳動，最后由兩個行星輪架以花鍵連接方式同時驅(qū)動同一根橫軸旋轉(zhuǎn)，橫軸中間和兩端以花鍵連接方式裝有筒形鑄鋼輪轂的特殊結(jié)構(gòu)，從而帶動滾筒旋轉(zhuǎn)達到截割的目的。 圖3.1 整機系統(tǒng)圖 1截割部 2搖臂 3裝載機構(gòu) 4刮板輸送機 5機架 6左行走機構(gòu) 7右行走機構(gòu) 8電動機 9電氣系統(tǒng) 10駕駛座 11液壓系統(tǒng) 12支撐防護總成 整個截割部通過一個叉形框架、兩個銷軸鉸接于回轉(zhuǎn)臺上。借助安裝于截割部和回轉(zhuǎn)臺之間的兩個升降油缸，以及安裝于回轉(zhuǎn)臺與機架之間的兩個回轉(zhuǎn)油缸，來實現(xiàn)整個截割部的升、降和回轉(zhuǎn)運動，由此截割出任意形狀的斷面。 2.裝載部 裝載部結(jié)構(gòu)如圖3.2所示，主要由鏟板及左右對稱的驅(qū)動裝置組成，通過低速大扭矩液壓馬達直接驅(qū)動三爪轉(zhuǎn)盤向內(nèi)轉(zhuǎn)動，從而達到裝載煤巖的目的。裝載部安裝于機器的前端。通過一對銷軸和鏟板左右升降油缸鉸接于主機架上，在鏟板油缸的作用下，鏟板繞銷軸上、下擺動,可向上抬起360mm，向下臥底 250mm。當(dāng)機器截割煤巖時，應(yīng)使鏟板前端緊貼底板，以增加機器的截割穩(wěn)定性。 3.刮板輸送機 刮板輸送機結(jié)構(gòu)如圖3.3所示，主要由機前部、機后部、驅(qū)動裝置、邊雙鏈刮板、張緊裝置和脫鏈器等（改向輪組裝在裝載部上）組成。刮板輸送機位于機器中部，前端與主機架和鏟板鉸接，后部托在機架上。機架在該處設(shè)有可拆裝的墊塊，根據(jù)需要，刮板輸送機后部可墊高，增加刮板輸送機的卸載高度。刮板輸送機采用低速大扭矩液壓馬達直接驅(qū)動，刮板鏈條的張緊是通過在輸送機尾部的張緊油缸來實現(xiàn)的。 圖3.2 裝載部 1鏟板體 2-刮板輸送機改向鏈輪組 3-三爪轉(zhuǎn)盤 4-驅(qū)動裝置 圖3.3 刮板輸送機 1-機前部 2-機后部 3-邊雙鏈刮板 4-張緊裝置 5-驅(qū)動裝置 6-液壓馬達 4.行走部 本次設(shè)計的采煤機采用履帶式行走機構(gòu)。左、右履帶行走機構(gòu)對稱布置，分別驅(qū)動。各由 10 個高強度螺栓（M30×2、10.9 級）與機架相聯(lián)。左、右履帶行走機構(gòu)各由液壓馬達經(jīng)三級園柱齒輪和二級行星齒輪傳動減速后，將動力傳給主動鏈輪，驅(qū)動履帶運動。 現(xiàn)以左行走機構(gòu)為例，說明其結(jié)構(gòu)組成及傳動系統(tǒng)。如圖3.4所示，左行走機構(gòu)主要由導(dǎo)向張緊裝置、左履帶架、履帶鏈、左行走減速器、液壓馬達、摩擦片式制動器等組成。摩擦片式制動器為彈簧常閉式，當(dāng)機器行走時，泵站向行走液壓馬達供油的同時，向摩擦片式制動器提供壓力油推動活塞，壓縮彈簧，使摩擦片式制動器解除制動。 本機工作行走速度為 3m/min，調(diào)動行走速度為 6m/min。通過使用黃油槍向安裝在導(dǎo)向張緊裝置油缸上的注油嘴注入油脂，來完成履帶鏈的張緊（油缸張緊行程 120mm），調(diào)整完畢后，裝入適量墊板及一塊鎖板，擰松注油嘴螺塞，泄除油缸內(nèi)壓力后再擰緊該螺塞，使張緊油缸活塞不承受張緊力。 圖3.4 左履帶行走機構(gòu) 1-導(dǎo)向張緊裝置 2-履帶架 3-履帶鏈 4-行走減速器 5-行走液壓馬達 6-摩擦片式制動器 5.液壓傳動 本機除截割頭的旋轉(zhuǎn)運動外，其余各部分均采用液壓傳動。系統(tǒng)主泵站由一臺55kW的電動機通過同步齒輪箱驅(qū)動一臺雙聯(lián)齒輪泵和一臺三聯(lián)齒輪泵（轉(zhuǎn)向相反），同時分別向油缸回路、行走回路、裝載回路、輸送機回路、皮帶轉(zhuǎn)載機回路供壓力油，主系統(tǒng)由五個獨立的開式系統(tǒng)組成。該機還設(shè)有液壓錨桿鉆機泵站，可同時為二臺錨桿鉆機提供壓力油，另外系統(tǒng)還設(shè)置了文丘里管補油系統(tǒng)為油箱補油，避免了補油時對油箱的污染。液壓系統(tǒng)原理如圖3.5所示。 圖3.5 液壓系統(tǒng)原理圖 （1）油缸回路 油缸回路采用雙聯(lián)齒輪泵的后泵（40 泵）通過四聯(lián)多路換向閥分別向 4組油缸（截割升降、回轉(zhuǎn)、鏟板升降、支撐油缸）供壓力油。油缸回路工作壓力由四聯(lián)多路換向閥閥體內(nèi)自帶的溢流閥調(diào)定，調(diào)定的工作壓力為6MPa。截割機構(gòu)升降、鏟板升降和后支撐各兩個油缸，它們各自兩活塞腔并接，兩活塞桿腔并接。而截割機構(gòu)兩個回轉(zhuǎn)油缸為一個油缸的活塞腔與另一油缸的活塞桿腔并接。 （2）行走回路 行走回路由雙聯(lián)齒輪泵的前泵（63 泵）向兩個液壓馬達供油，驅(qū)動機器行走。行走速度為 3m/min；當(dāng)裝載轉(zhuǎn)盤不運轉(zhuǎn)時，供裝載回路的 50 泵自動并入行走回路，此時的兩個齒輪泵（63 泵和 50 泵）同時向行走馬達供油，實現(xiàn)快速行走，其行走速度為 6m/min。系統(tǒng)工作壓力為 16MPa?；芈饭ぷ鲏毫τ裳b在兩聯(lián)多路換向閥閥體內(nèi)的溢流閥調(diào)定。注意：根據(jù)該機器液壓系統(tǒng)的特點，行走回路的工作壓力調(diào)定時，必須先將裝載轉(zhuǎn)盤開動。快速行走時，由于并入了裝載回路的 50 泵，其系統(tǒng)工作壓力為 14Mpa。 （3）裝載回路 裝載回路由三聯(lián)齒輪泵的前泵（50泵），通過一個齒輪分流器分別向2個液壓馬達供油, 用一個手動換向閥控制馬達的正、反轉(zhuǎn)。該系統(tǒng)的工作壓力為 14Mpa，通過調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來實現(xiàn)。齒輪分流器內(nèi)的兩個溢流閥的調(diào)定壓力均為 16MPa。該閥的壓力是通過專用的液壓實驗臺調(diào)定的。注意：該溢流閥的調(diào)定壓力在機器出廠時已經(jīng)調(diào)節(jié)好，在機器使用過程中不允許調(diào)節(jié)壓力。 （4）輸送機回路 輸送機回路由三聯(lián)齒輪泵的中泵（50 泵）向一個（或兩個）液壓馬達供油，用一個手動換向閥控制馬達的正、反轉(zhuǎn)。系統(tǒng)工作壓力為 14MPa，通過調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來實現(xiàn)。 a.轉(zhuǎn)載機回路 轉(zhuǎn)載機回路由三聯(lián)齒輪泵的后泵（40 泵）向轉(zhuǎn)載馬達供油，通過一手動換向閥控制馬達的正反轉(zhuǎn)。系統(tǒng)工作壓力為 10MPa，通過調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來實現(xiàn)。 b.錨桿鉆機回路 錨桿鉆機回路由一臺 15kW 電機驅(qū)動一臺雙聯(lián)齒輪泵，通過二個手動換向閥可同時向兩臺液壓錨桿鉆機供油。系統(tǒng)工作壓力為 10MPa，通過調(diào)節(jié)換向閥體上的溢流閥來實現(xiàn)。 c.油箱補油回路 油箱補油回路由兩個截止閥、文丘里管和接頭等輔助元件組成，為油箱加補液壓油。如圖3.6所示，補油系統(tǒng)并接在錨桿鉆機回路的回油管路上（若掘進機不為錨桿鉆機提供油源，則補油系統(tǒng)并接在運輸回路或轉(zhuǎn)載機回路的回油管路上）。當(dāng)需要向油箱補油時，截止閥Ⅰ關(guān)閉，截止閥Ⅱ開啟，油液經(jīng)過文丘里管時，在 A 口產(chǎn)生負壓，通過插入油筒 5 內(nèi)的吸油管吸入，將油補入油箱。在補油系統(tǒng)不工作時，務(wù)必將截止閥Ⅱ關(guān)閉，截止閥Ⅰ開啟。 圖 3.6 補油回路原理圖 1- 換向閥 2-截止閥Ⅰ 3-截止閥Ⅱ 4-文丘里管 5-裝油容器 6-油箱 7-錨桿電機 8-雙聯(lián)齒輪泵 6.幾種主要液壓元件的選型設(shè)計 (1)吸油過濾器 為了保護油泵及其它液壓元件，避免吸入污染雜質(zhì)，有效地控制液壓系統(tǒng)污染，提高液壓系統(tǒng)的清潔度，在油泵的吸油口處設(shè)置了兩個吸油過濾器，該過濾器為精過濾。當(dāng)更換、清潔濾芯或維修系統(tǒng)時，只需旋開濾油器端蓋(清洗蓋)，抽出濾芯，此時自封閥就會自動關(guān)閉，隔絕油箱油路，使油箱內(nèi)油液不會向外流出。這樣使清洗、更換濾芯及維修系統(tǒng)變得非常方便。 (2)回油過濾器 為了使流回油箱的油液保持清潔，在液壓系統(tǒng)中設(shè)置了兩個回油過濾器，該過濾器為粗過濾，位于油箱的上部。當(dāng)濾芯被污染物堵塞或系統(tǒng)液溫過低，流量脈動等因素造成進出油口壓差為 0.35MPa 時，壓差發(fā)訊裝置便彈出，發(fā)出訊號，此時應(yīng)及時更換濾芯或提高油液溫度。更換濾芯時，只需旋開濾油器濾蓋(清洗蓋)即可更換濾芯或向油箱加油。若未能及時停機更換濾芯時，則設(shè)在濾芯下部的旁通閥就會自動開啟工作(旁通閥開啟壓力為0.4MPa，以保護系統(tǒng)。 (3)四聯(lián)手動換向閥 四聯(lián)手動換向閥，主要由進油閥、多路換向閥、回油閥三部分組成。進油閥有壓力油口 P 和回油口 O，在 P 和 O 之間裝有閥組總溢流閥。換向閥部分是由閥體和滑閥組成，滑閥的機能均為 Y 型，閥體為并聯(lián)型，因此，既可以分別操作又可以同時操作，當(dāng)同時操作時工作速度減慢。當(dāng)滑閥處于中位時，油泵通過閥組卸荷。為了防止工作腔的壓力油向 P 腔倒流，設(shè)置了單向閥。 (5)油缸 本次設(shè)計中機器有三組油缸，共六根。截割機構(gòu)升降油缸、鏟板升降油缸和后支撐油缸各兩根，結(jié)構(gòu)形式均相同，其中鏟板升降油缸和后支撐油缸通用。 (6)油箱 本液壓系統(tǒng)采用封閉式油箱，采用 N68 號抗磨液壓油。油箱采用二級過濾，設(shè)置了兩個吸油過濾器和兩個回油過濾器，有效地控制了油液的污染，并采用文丘里管補油，進一步降低了油液的污染。油箱上還配有液位液溫計，當(dāng)液位低于工作油位或油溫超過規(guī)定值（70℃）時，應(yīng)停機加油或降溫。油箱冷卻器采用了熱交換量較大的板翅式散熱器，總熱交換量達40000kcal/h，以保障系統(tǒng)正常油溫和粘度的要求。 (7)六點壓力表 按操縱臺標(biāo)牌表明的位置接好油管。旋轉(zhuǎn)壓力表表盤，其指針?biāo)傅奈恢眉礊闃?biāo)牌表明的回路的工作壓力。 a.內(nèi)、外噴霧冷卻除塵系統(tǒng) 本系統(tǒng)主要用于滅塵、冷卻掘進機切割電機及油箱，提高工作面能見度，改善工作環(huán)境，內(nèi)、外噴霧冷卻除塵系統(tǒng)如圖3.7所示。 水從井下輸水管通過過濾器粗過濾后進入總進液球閥，一路經(jīng)減壓閥減壓至 1.5MPa 后，冷卻油箱和切割電機，再引至前面霧狀噴嘴架處噴出。另一路不經(jīng)減壓閥的高壓水，引至懸臂段上的內(nèi)噴霧系統(tǒng)的霧狀噴嘴噴出，當(dāng)沒有內(nèi)噴霧時，此路水引至叉形架前方左右兩邊的加強型外噴霧處的線型噴嘴噴出。 內(nèi)噴霧配水裝置安裝在懸臂段內(nèi)，8 個線型噴嘴分別安裝在截割頭的齒座之間；外噴霧噴霧架固定在懸臂筒法蘭上，安裝有 10 個霧狀噴嘴；加強型外噴霧的噴霧架固定在叉形架前端，安裝有 8 個線型噴嘴。 圖 3.7 水系統(tǒng)原理圖 1-Y 型過濾器 2-球閥 3-減壓器 4-耐震壓力表 5-油箱冷卻器 6-球閥 7-霧狀噴嘴 8-線型噴嘴圖 7.潤滑 正確的潤滑可以防止磨損、防止生銹和減少發(fā)熱，如經(jīng)常檢查機器的潤滑狀況，就可以在機器發(fā)生故障之前發(fā)現(xiàn)一些問題。比如，水晶狀的油表示可能有水，乳狀或泡沫狀的油表示有空氣；黑色的油脂意味著可能已經(jīng)開始氧化或出現(xiàn)污染。潤滑周期因使用條件的差異而有所不同。始終要使用推薦的潤滑油來進行潤滑，并且在規(guī)定的時間間隔內(nèi)進行檢查和更換，否則，就無法給機器以保障，因而導(dǎo)致過度磨損以及非正常停機檢修。 潤滑油的更換： 在最初開始運轉(zhuǎn)的三百小時左右，應(yīng)更換潤滑油。由于在此時間內(nèi)，齒輪及軸承完成了跑合，隨之產(chǎn)生了少量的磨損。 初始換油后，相隔1500小時或者6個月內(nèi)必須更換一次。當(dāng)更換新潤滑油時，清洗掉齒輪箱體底部附著的沉淀物后再加入新油。 8.電氣系統(tǒng) 電氣系統(tǒng)由前級饋電開關(guān)、KXJ250/1140EB 型隔爆兼本質(zhì)安全型采煤機用電控箱、CZD24/8 型礦用隔爆型采煤機電控箱用操作箱、XEFB-127(36)/150 隔爆型蜂鳴器、DGY35/48(36)B(B) 礦用隔爆型機車照明燈、BZA1-5/127-2 型礦用隔爆型控制按鈕、KDD2000 型瓦斯斷電儀以及驅(qū)動掘進機各工作機構(gòu)的防爆電動機和連接電纜組成。電氣設(shè)備明細表見表 本次設(shè)計的采煤機電控設(shè)備為 KXJ250/1140EB 型隔爆兼本質(zhì)安全型掘進機用電控箱（以下簡稱電控箱）、CZD24/8 型礦用隔爆型掘進機電控箱用操作箱（以下簡稱操作箱），符合我國的煤礦安全規(guī)程、防爆規(guī)程和有關(guān)規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，適用于具有爆炸性危險氣體（甲烷）和煤塵的礦井中，控制掘進機切割電機、油泵電機、備用電機及錨桿電機的運轉(zhuǎn)，并對電機及有關(guān)線路進行保護。 （1）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 電控箱隔爆外殼由主腔和接線腔兩個獨立的隔爆部分組成。 主腔面板裝有隔離開關(guān)操作手把（手把有通、斷兩個位置）、急停按鈕（SB1）、電壓表視窗和顯示器視窗；主腔中門板裝有控制器、繼電器、顯示器、電壓表；主腔后壁裝有各回路接觸器、阻容吸收器、互感器；主腔頂板裝有熔斷器；右底板裝有主變壓器、隔離變壓器和電源部分的熔斷器等；左底板裝有保護器（JB）和五個接頭座；主腔和接線腔之間的連接板上裝有九星盤和接線端子。 電控箱門與箱體為螺栓緊固，并設(shè)有回轉(zhuǎn)鉸鏈。電控箱箱體通過減震器和主機連接。 操作箱為礦用隔爆型。操作箱分為二個通過接線端子相互連接的獨立腔體，上邊為進出線腔，下邊為主腔。進出線腔內(nèi)設(shè)有接線端子和內(nèi)接地端子。主腔門上裝有轉(zhuǎn)換開關(guān)、控制按鈕等。 電控箱的主要技術(shù)參數(shù) 額定電壓：V 主回路： AC：1140/660 控制回路：AC：220、36 DC：24 額定電流：A 250 額定頻率：Hz 50 主回路數(shù)：4 660/1140V 電壓下各回路的額定電流大小為： 切割回路：130/75A； 油泵回路：59.0/34.1A； 錨桿回路：17.4/10.1A； 備用回路：4.5/7.7A（7.5kW） 6.6/11.3A（11kW）。 機載功率：190kW （2）工作原理 電氣系統(tǒng)在原理上可以分為四個部分：主回路部分、電源部分、保護單元和控制部分。 ①主回路部分 主回路部分明確了系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)，我們采用了隔離開關(guān)作為電控箱主回路電源的開關(guān)，在主回路中設(shè)有兩組熔斷器，用于短路保護，別為：切割電機回路 FU1-FU3 (400A)；油泵電機及其它回路FU4-FU6(250A)。在控制上，切割回路和油泵回路均采用了真空接觸器，并加裝了阻容吸收裝置，用于吸收真空接觸器斷開時電動機產(chǎn)生的高壓；在備用回路和錨桿泵站回路采用了空氣接觸器（由于它的功率較低）。以上四個回路中設(shè)有檢測主回路電流的電流互感器TA1-TA9(備用和錨桿回路公用互感器) 來完成保護電路的信號采集，每回路三個。在附錄圖2 中主回路原理圖中明確的指明了接觸器線圈和自保接點的線號及控制繼電器的接點。 ②電源部分 電源部分是有一臺主變壓器、一臺隔離變壓器和控制熔斷器FU7-FU13 組成。主變壓器有五個電壓范圍的輸入抽頭：660V、726V、1050V、1140V、1250V。當(dāng)井下電壓不穩(wěn)定時，可以隨著電壓的變化來調(diào)整變壓器的抽頭，來保證輸出電壓的穩(wěn)定，進而保證控制回路的可靠性。隔離變壓器（21號線和22號線）為保護設(shè)備 JB 和控制單元提供 180V 電源，由 SB1 來控制。36V（6號線和7號線）為照明燈、蜂鳴器和瓦斯斷電儀提供電源。220V（17 號線和18號線）為接觸器線圈提供電源。繼電器的線圈電源由保護器 JB 內(nèi)部模塊（27號線和28號線）供 24V 直流電源。熔斷器 FU7-FU13 的位置見附錄圖 3所示。 ③控制單元 控制單元由四部分組成，主要控制部件為西門子 PLC-CPU226；另外，包括三擴展單元。在附錄圖4 主控單元中，可以很明確的顯示出系統(tǒng)的啟動和停止的控制接點、各保護接點的輸入接點以及相應(yīng)的輸出接點，同時也表示出了顯示器（TD200）和控制器的接口；由于輸入為模擬信號，所以又增添了模擬量擴展模塊（3個模塊），其接線情況如附錄圖5 所示。TD200 為兩行中文液晶顯示器，可以顯示整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)和故障情況，如果在多項故障同時出現(xiàn)的情況下，顯示器的右下角出現(xiàn)閃動的光標(biāo)提示。 本系統(tǒng)采用 PLC 作為主控元件，從而在軟件上實現(xiàn)了各機構(gòu)電機的邏輯控制和保護中斷功能。 ? 第三章 截割部設(shè)計 3.1設(shè)計任務(wù)相關(guān)參數(shù) 截割硬度：40-80MPa 生產(chǎn)能力：15-27t/min 截割頭轉(zhuǎn)速：50r/min 截割部電機功率：2×170KW 機身長：11.020m 寬：3.3m 高：1.775m 機重：58.3噸 裝機功率：530KW 適用傾角：≤15 最大可采高度：4.6m 最大可掘?qū)挾龋?.3m 滾筒的直徑：1.12m 刮板速度：0.9-1.0m/s 運輸形式：邊雙鏈 履帶寬度：2×250mm 行走速度：3m/min（工作） 6m/min（調(diào)動） 額定電壓：1140/660v 3.2 傳動裝置的選擇原則 機械傳動裝置系統(tǒng)的兩大任務(wù)是保證工作裝置實現(xiàn)預(yù)期的運動要求和傳遞動力。如工作機上現(xiàn)有的機器，則傳動系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù)僅在于選擇一個合理的傳動裝置，使動力機的輸出與工作機的輸入相匹配即可。如設(shè)計任務(wù)上實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)與動力機的匹配，則傳動系統(tǒng)的設(shè)計就比較復(fù)雜，需要分析執(zhí)行機構(gòu)件的運動要求：行程、速度、加速度、調(diào)速范圍、實現(xiàn)急回要求、位置要求、軌跡要求、停歇要求、相互間動作配合要求；以及動力要求，力、轉(zhuǎn)矩和功率等。在選定動力機后，根據(jù)運動和動力的要求來確定傳動系統(tǒng)方案并進行具體的設(shè)計，這時，傳動系統(tǒng)就可能包含連桿機構(gòu)，凸輪機構(gòu)和間歇機構(gòu)等。 3.3電機選型 截割機構(gòu)是連續(xù)采煤機的主要工作機構(gòu)，它主要由電動機、叉形架、減速器、滾筒、截割頭等組成。電動機經(jīng)扭矩軸驅(qū)動減速器，將動力傳給滾筒，通過截割頭轉(zhuǎn)動而達到破碎煤巖的目的。 3.3.1選擇電動機的類型 電動機分為交流電動機和直流電動機兩種，工業(yè)上廣泛應(yīng)用三相交流電動機，尤其以三相籠型異步電動機應(yīng)用最為廣泛。目前應(yīng)用最多的是Y系列自扇冷式籠型電動機，其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、價格低廉、維護方便，應(yīng)用于輸送機、攪拌機、機床等。 3.3.2選擇電動機的型號 在連續(xù)運轉(zhuǎn)的條件下，電動機發(fā)熱不超過許可溫升的最大功率稱為額定功率。負荷達到額定功率時的電動機轉(zhuǎn)速稱為滿載轉(zhuǎn)速。 （1）確定電動機的功率 電動機的功率與電動機的工作性能和經(jīng)濟性能有直接的聯(lián)系。如果電動機的功率小于工作要求，則不能保證工作機的正常工作，并且電動機易損壞；如果電動機的功率過大，則電動機不能滿載工作，效率較低，增加電能消耗，造成浪費。因此，再設(shè)計中要選擇合適的電動機功率。電動機的功率主要根據(jù)工作機的功率來確定。 工作機的功率根據(jù)工作阻力和速度來確定，即 Pw=或Pw= 式中，Pw是工作機的功率（KW）；F是工作機的阻力（N）;v是工作機的線速度（m/s）；是工作機的效率；T是工作機的轉(zhuǎn)矩（N.m）；n是工作機的轉(zhuǎn)速（r/min）。 電動機所需的輸出功率 式中，為電動機到工作機的傳動裝置總效率，可按下式計算。 式中， 為傳動裝置中各零部件的效率，見表2-3機械傳動的效率概略值。 （2）確定電動機的轉(zhuǎn)速 同一類型、相同額定功率的電動機也有幾種不同的的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速越高，則電動機的外形尺寸越小，重量越輕，價格越便宜，效率也越高。但是，當(dāng)工作機轉(zhuǎn)速較低時，選擇轉(zhuǎn)速較高的電動機，則減速機構(gòu)的傳動比就越大，從而使減速機構(gòu)的外形尺寸，重量、成本等加大。 可由工作機的轉(zhuǎn)速要求和傳動機構(gòu)的合理傳動比范圍，推算出電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍，即 式中，nd為電動機的可選轉(zhuǎn)速范圍；i1-in為各級傳動比的合理范圍；nw為工作機的轉(zhuǎn)速范圍。 由以上公式可計算得出所選擇電機的類型為： 型號為 YBC－170S 額定功率為 170kw 滿載轉(zhuǎn)速為 1470r/min 重量為 80kg 額定電壓為 660/1140kw 電機的一些基本尺寸如下： A=216mm B=140mm C=89mm D=38mm E=80mm F=1Omm G=33mm H=132mm K=12mm AB=280mm AC=270mm AD=240mm HD=470mm L=510mm 3.5傳動裝置總傳動比的確定及各級分傳動比的分配 3.5.1分配傳動比 總的傳動比： i＝＝1470/50＝29.4 預(yù)計分別采用圓柱齒輪傳動、圓錐齒輪傳動和NGW行星齒輪傳動進行三級減速。 預(yù)設(shè)直尺錐齒輪 =3.08， 3.5.2傳動裝置參數(shù)計算 各級傳動的轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩 各軸轉(zhuǎn)速計算： Ⅰ軸： 1470 r/min Ⅱ軸： 1470/2.367= 621.0393 r/min Ⅲ軸： = 621.0393/3.08=201.6361 r/min Ⅳ軸： 201.6361/4.03 = 50 r/min 各軸功率計算： Ⅰ軸： =170 KW Ⅱ軸： =156.786 KW Ⅲ軸： = 147.504 KW IV軸： = 143.108 KW —花鍵效率0.99。 —直齒傳動效率0.97。 —錐齒傳動效率0.96。 —圓柱滾子軸承效率 0.98。 各軸扭矩計算: Ⅰ軸： =9550 N·m Ⅱ軸： =9550 N·m Ⅲ軸： =9550 N·m IV軸 =9550 N·m 3.6 三級減速器的具體設(shè)計計算 3.6.1 確定各齒輪的參數(shù) 1、計算兩直齒圓柱齒輪1、2。 （1）選擇齒輪材料 小齒輪40調(diào)制 =260 HBS 大齒輪45正火 =210 HBS 許用接觸應(yīng)力由文獻1式6-6， []= =700 N/ =550 N/ 接觸疲勞極限查圖6-4 接觸強度壽命系數(shù) 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 由式6-7 =60j= 60= 1.04 =/= 6.53 查圖6-5得 =1 =1.02 接觸強度最小安全系數(shù) =1 則 [] = 700= 700 N/ [] = 550=561 N/ []=561 N/ 許用彎曲應(yīng)力[] 由式6-12，[]= 彎曲疲勞極限 查圖6-7，雙向傳動乘0.7 =378 N/ =294 N/ 彎曲強度壽命系數(shù) 查圖6-8 ==1 彎曲強度尺寸系數(shù) 查圖6-9 =1 彎曲強度最小安全系數(shù) =1.4 則： [] =378/1.4 = 270 N/ [] =294/1.4 = 210 N/ （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，按，估取圓周速度=3.941m/s，參考文獻1表8－14，表8－15選?、蚣壒罱M8及精度。 小輪分度圓直徑，由式（8－64）得： 齒寬系數(shù) 查文獻1表8－23按齒輪相對軸承為非對稱布置，取 ＝0.6 輪齒數(shù) 初取 =25 齒數(shù) ＝25 圓整?。?9 齒數(shù)比 ＝ 傳動比誤差 誤差在范圍內(nèi) 小輪轉(zhuǎn)矩 =1071.51 n·m 載荷系數(shù) 由文獻1式（8－54）得 使用系數(shù) 查文獻1表6.3 動載荷系數(shù) 查文獻1 齒向載荷分布系數(shù) 查文獻1 齒間載荷分配系數(shù) 由文獻1 材料彈性系數(shù) 查文獻1表6.4 =189.8 節(jié)點區(qū)域系數(shù) 查文獻1圖6-3 =2.5 重合度系數(shù) 有推薦值0.85~0.92 故的設(shè)計初值為 121.33 mm 齒輪模數(shù)m= 查文獻1表6.6，得m= 5 mm 小齒分度圓直徑的參數(shù)圓整值 ＝ mm 圓周速度： m/s 與估取 很相近，對取值影響不大，不必修正。 標(biāo)準(zhǔn)中心距 mm 齒寬 mm 大輪齒寬 mm 小輪齒寬 = 80 mm （3）齒根彎曲疲勞強度校荷計算 由文獻1式6-10 齒形系數(shù) 查文獻1圖6.5 小輪= 2. 62 大輪= 2.28 應(yīng)力修正系數(shù) 查文獻1圖8－68 小輪= 1.59 大輪= 1.73 重合度 ==1.688 重合度系數(shù)由文獻1 故177.57N/ 74.41 N/ 滿足 （4） 齒輪幾何尺寸計算 分度圓直徑 d 齒頂高 齒根高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 基圓直徑： 齒距： 齒厚： 齒槽寬e 基圓齒距： 頂隙： 2．減速機齒輪錐1和齒輪錐2兩錐齒輪設(shè)計計算 （1）選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力 小齒輪40調(diào)制 =260 HBS 大齒輪45正火 =210 HBS 許用接觸應(yīng)力由文獻1式6-6， []= =700 N/ =550 N/ 接觸疲勞極限查文獻1圖6-4 接觸強度壽命系數(shù) 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 由文獻1式6-7 =60j= 60= 4.85 =/= 1.732 查圖6-5得 =1.04 =1.12 接觸強度最小安全系數(shù) =1 則 [] = 700= 728 N/ [] = 550=616 N/ []=616 N/ 許用彎曲應(yīng)力[] 由式6-12，[]= 彎曲疲勞極限 查圖6-7，雙向傳動乘0.7 =378 N/ =294 N/ 彎曲強度壽命系數(shù) 查圖6-8 ==1 彎曲強度尺寸系數(shù) 查圖6-9 =1 彎曲強度最小安全系數(shù) =1.4 則 [] =378/1.4 = 270 N/ [] =294/1.4 = 210 N/ (2) 齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算 確定齒輪傳動精度等級，估取圓周速度 = 2.45 m/s，查文獻1表6.7、表6.8選 小輪大端分度圓直徑由式6-20得 ≥ ( 1 +) 齒寬系數(shù) 查表6.14 =0.5 小輪齒數(shù) 在推薦值20—40中選 =23 大輪齒數(shù) ==2.8 圓整取72 齒數(shù)比u=72/23=3.13 傳動比誤差 錐齒輪1 轉(zhuǎn)矩=2410.953 Nmm 載荷系數(shù) K==1.32 使用系數(shù) =1 動載系數(shù) =1.2 齒向載荷分布系數(shù) =1.1 材料彈性系數(shù) 查表6.4 =189.8 節(jié)點區(qū)域系數(shù) 查圖6-3 =2.5 故 ≥ ( 1 +) ≥ 170.67 mm 齒輪模數(shù) m==170.6723=7.42 圓整 m=8 小輪大端分度圓直徑 =m=823=184 mm 小輪平均分度圓直徑 ==184/(1+)= 174.5 mm 圓周速度 =/60000 =621.0393/60000 = 5.33 m/s 齒寬 b==0.5184=92 mm (3)齒根彎曲疲勞強度校核計算 由式6-21 [] 當(dāng)量齒數(shù) =/cos=23=24.15 ==24.15 齒形系數(shù) 查表6.5 小輪=2.69 大輪=2.24 應(yīng)力修正系數(shù) 查表6.5 小輪=1.575 大輪=1.75 故 =288.88 =267.11 齒根彎曲強度滿足 （4）齒輪其他主要尺寸計算 大輪大端分度圓直徑 = m=872=576 mm 錐距R== = 302.34 mm 小輪大端頂圓直徑=+2m cos=184+2 mm 大輪大端頂圓直徑=+2m cos=576+ mm 3．單級行星齒輪計算 齒輪材料熱處理工藝及制造工藝的選定 高速級和低速級太陽輪和行星輪的材料為20CrMnTi，表面滲碳淬火處理，表面硬度為56～60HRC。經(jīng)熱處理后，表面有高的硬度及耐磨性，心部又具有高的強度及良好的韌性和很低的缺口敏感性。 試驗齒輪齒面接觸疲勞極限=1300 MPa 試驗齒輪齒根彎曲疲勞極限： 太陽輪：=1300 MPa 行星輪：=1300 MPa 齒形為漸開線直齒，最終加工為磨齒，精度為6級。 兩內(nèi)齒圈的材料均為42CrMo，調(diào)質(zhì)處理，硬度為262～302HBS. 試驗齒輪的接觸疲勞極限： Mpa 試驗齒輪的彎曲疲勞極限： Mpa 齒形的加工為插齒，精度為7級。 確定各主要參數(shù) （1）行星機構(gòu)總傳動比： i=4.03，采用單級NGW型行星機構(gòu)。 （2）高速級計算 1）行星輪數(shù)目： 要根據(jù)文獻2表17。2-1及傳動比i，取。 2）載荷不均衡系數(shù) 采用太陽輪浮動均載機構(gòu)，取 =1 3）配齒： 由文獻2表17.2-4選取=31，=17 ，=187。 4）按接觸強度計算a-c傳動中心距和齒輪模數(shù)： 按文獻2表16.2-20中的公式計算中心距： 接觸強度使用的綜合系數(shù)按文獻2表17.2-31查得： 太陽輪單個齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： 齒數(shù)比： 取齒寬系數(shù)： 初定中心距： 將以上各值代入強度計算公式，得 計算模數(shù)： 取標(biāo)準(zhǔn)值m=9 中心距a 216 216 5）計算變位系數(shù) 采用高變位，因為=12>4，所以太陽輪正變位，行星輪和內(nèi)齒輪負變位。即： xa=-xc=-xb 按文獻2圖16.2-8分配 (Za1+zc1)/2=(17+85)/2=51 Xa1=0.398 xc1=- 0.398 xb1= -0.398 6）幾何尺寸計算 分度圓直徑：=m=319= 279 mm =m=179=153 mm =m=659=585 mm 齒輪寬： 取 齒頂圓直徑：=+2(ha*+xa)m=34+2(1+0.398) 2=39.592 mm =+2(ha*+xc)m=170+2(1-0.398) 2=199 mm =-2(ha*-xb-k2)m=374-2(1+0.398) 2=368.74 mm 齒根圓直徑 =-2(ha*+c*-xa1)m=34-2(1+0.25-0.398) 2 = 30.592mm =-2(ha*+c*-xc1)m=170-2(1+0.25+0.398) 2 =163.408 mm =+2(ha*+c*+xb1)m=374+2(1+0.25-0.398) 2 =377.408 mm 7) 齒輪彎曲疲勞強度校核計算 太陽輪齒輪 20CrMnTi調(diào)制 =60HRC 行星齒輪正火20CrMnTi調(diào)制 =60HRC 試驗齒輪齒根彎曲疲勞極限： 太陽輪：=1300 MPa 行星輪：=1300 MPa 齒形為漸開線直齒，最終加工為磨齒，精度為7級。 內(nèi)齒圈的材料均為42CrMo，調(diào)質(zhì)處理，硬度為262～302HBS。 許用接觸應(yīng)力由文獻1式6-6， []= 接觸強度壽命系數(shù) 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 由文獻1式6-7 每天工作4小時，每年300天，用十年。 =60j= 60= 1.72 =/= 3.456 查圖6-5得 =1.11 =1.02 接觸強度最小安全系數(shù) =1 則 [] = 1300= 1443 N/ [] = 1300=1560 N/ []=1443 N/ 許用彎曲應(yīng)力[] 由文獻1式6-12，[]= 彎曲疲勞極限 查文獻1圖6-7，雙向傳動乘0.7 =700 N/ =700 N/ 彎曲強度壽命系數(shù) 查圖6-8 ==1 彎曲強度尺寸系數(shù) 查圖6-9 =1 彎曲強度最小安全系數(shù) =1.4 則 [] =700/1.4 = 500 N/ [] =700/1.4 = 500 N/ 有文獻3式6-10 齒形系數(shù) 查文獻1表6.5 太陽輪= 2.52 行星輪= 2.97 應(yīng)力修正系數(shù) 查文獻1表6.5 太陽輪= 1.63 行星輪= 1.52 重合度 ==2.636 重合度系數(shù)由文獻1 故 241.95 N/ 157.68 N/ 齒根彎曲強度要求滿足 3.6.2軸的設(shè)計 1. I軸的設(shè)計去效核 計算作用在齒輪上的力 1）輸入軸上的轉(zhuǎn)矩 2）求作用在齒輪上的力 小直齒輪的受力分析 圓周力 徑向力和軸向力 β （2）確定軸的最小直徑 選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。初估軸的最小直徑，取，可得: （3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）軸的結(jié)構(gòu)如圖4.2所示： 圖4.2 輸入軸的結(jié)構(gòu)圖 2）確定各軸段直徑和長度 軸段① 用于安裝電動機扭矩軸，其直徑應(yīng)該與安全摩擦離合器的輸出摩擦盤的孔徑相配合。故取軸段①的直徑 ,其長度取 軸段② 為了便于裝拆軸承內(nèi)圈，且符合標(biāo)準(zhǔn)軸承內(nèi)徑，選用圓錐滾子軸承，取，選用33118型圓錐滾子軸承，尺寸， 軸段③ 該軸段與圓柱齒輪做成一體，，取，。 軸段④ 齒輪寬度為81mm，直徑為115mm,則，。 軸段⑤ 該軸段也與圓柱齒輪做成一體，，取，。 軸段⑥ 為便于裝拆軸承內(nèi)圈，選用圓錐滾子軸承，取，選用30211型圓錐滾子軸承，尺寸 , 3）繪制軸的彎矩圖和扭矩圖： ①求軸承反力： H水平面： V垂直面： ②求齒寬中心處彎矩： H水平面： V垂直面： ③合成彎矩： 扭矩T： ④按彎扭合成強度校核軸的強度： 當(dāng)量彎Mca=，取折合系數(shù)a=0.6, ⑤校核軸的強度 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表4-1查得，，則 軸的計算應(yīng)力為 根據(jù)計算結(jié)果可知，該軸滿足強度要求。 軸設(shè)計時所用到的表和圖，參考《機械設(shè)計工程學(xué)[Ⅱ]》。 彎扭圖、扭矩圖見下面 圖2.3 輸入軸受力分析圖 2. II軸的設(shè)計去效核 （1）計算作用在齒輪上的力 1）中間軸上的轉(zhuǎn)矩 2）求作用在錐齒輪上的力 大直齒輪的受力分析： 大錐齒輪與小錐齒輪的受力存在著一種關(guān)系,所以可以由輸入軸的受力分析得： : （2）