mg400940-wd型采煤機截割部設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 比較大時通常采用多級傳動，若傳動裝置由多級串聯而成，則必須使各級傳動比的乘積和總傳動比相等。 1．分配原則 1）由高速級至低速級逐漸增大傳動比。由于該截割部要求傳動比大，空間體積小，如果在高速級分配較大傳動比，隨著傳動比和模數的增大，齒輪的直徑將變得很大，不宜滿足空間體積的要求。 2）通過總體預算具體分配各級傳動比。由于分配傳動比時首先要考慮總體設計結構，然后在給定的中心矩范圍內分配各級傳動比，因而必須先進行總體預算，并經過不斷的調整，最后得到合適的傳動 比。 13 2．傳動比數值表 級數 一級 二級 三級 四級 傳動比 i 13 ? 34 ? 45 ? 6i ?行 星 實際分配后的總傳動比： 1 .7 7 1 .7 6 2 .2 4 6 4 1 .9i ? ? ? ? ?總 n、功率 P、轉矩 T 1）確定各軸轉速 n 1 1 4 7 0 r / m innn??電 機 21 147 0 r / m innn?? 3 2 1/ 147 0 / 830 r / m inn n i? ? ? 4 3 2/ 830 / 472 r / m inn n i? ? ? 54=4 72 r / m innn? 6 5 3/ 472 / 211 r / m inn n i? ? ? 76 / 21 1 / 6 35 r / m inn n i? ? ?行 星 2）確定各軸輸入功率 P 1 400 kWP ? 21 400 kWPP?? 3 2 1 2 4 0 0 0 .9 7 0 .9 9 3 8 4 k WPP ??? ? ? ? ? ? ? 4 3 1 2 3 8 4 0 .9 7 0 .9 9 3 6 9 k WPP ??? ? ? ? ? ? ? 54 369 kWPP?? 14 6 5 1 2 3 6 9 0 .9 7 0 .9 9 3 5 4 k WPP ??? ? ? ? ? ? ? 76 354 kWPP?? 式中： 1? －齒輪嚙合效率， 1 ?? 。 2? －軸承效率， 2 ? ? . 3）確定各軸輸入轉矩 T 1114009 5 5 0 9 5 5 0 2 5 9 0 N m1470PT N? ? ? ? ? 21 259 0 N mTT? ? ? 3333849 5 5 0 9 5 5 0 4 3 7 9 N m830PT N? ? ? ? ? 4443699 5 5 0 9 5 5 0 7 5 0 0 N m472PT N? ? ? ? ? 54 750 0 N mTT? ? ? 6663549 5 5 0 9 5 5 0 1 6 0 0 0 N m211PT N? ? ? ? ? 7773549 5 5 0 9 5 5 0 9 6 0 0 0 N m35PT N? ? ? ? ? 第三章 齒輪嚙合參數及強度計 齒輪的初步設計及強度校核 本截割部所用的齒輪為漸開線直齒圓柱齒輪，可根據彎曲強度計算確定模數來進 15 行初步設計計算，參考文獻 [1]來進行計算及校核。 第一級減速齒輪傳動設計計算及強度校核 1. 選擇齒輪材料和熱處理、精 度等級、齒輪齒數 考慮到傳遞功率較大，并且是井下設備，要求結構緊湊，使用壽命長，由表 62，選齒輪材料用 20CrMnTi ，表面滲碳淬火，齒面硬度 56~62 HRC 。 煤礦機械齒輪傳動，對齒輪精度無特別要求，選齒輪為 7級精度。 對閉式齒輪傳動，高速級轉速較高，為提高傳動平穩性，降低動載荷，以齒輪較多為好，一般取小齒輪齒數為 20 40 ，現取 1 22z? ，傳動比 13 ? ，則31 22 iz? ? ? ?，則取整為 3 39z ? 2．設計計算 閉式硬齒面齒輪傳動，承載能力一般取決于彎曲強度，故先按彎曲強度設計，驗算接觸強度。由式（ 615）有 ? ?13 212 Fa Sad FK T Y Y Ym z ? ???? ??? ?? 確定式中各項數值： 因載荷有較重沖擊，由表 63查得 ? ，故 選初載荷系數 2tK? 6 6 61114009 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 2 . 5 9 1 01470pT n? ? ? ? ? ?Nmm? 由式（ 67），13111 . 8 8 3 . 2 c o szz???????? ? ?????????，計算端面重合度 ?? ? 由式（ 613）， ? ??? ? ? ? ? 由表 66，選取 ? ? 由圖 619，由圖 620查得 16 1 ? 1 ? 3 ? 3 ? 由式（ 612）有 ? ? 9116 0 6 0 1 4 7 0 1 2 8 3 0 0 1 5 6 .3 5 1 0hN n jL? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 9 913 13 6 . 3 5 1 0 3 . 5 9 1 01 . 7 7NN i ?? ? ? ? 由圖 621 查得 1 ? ， 3 ? ； 取 min ? 由圖 622d 按齒面硬度均值 60HRC，在 ML 線上查得 lim 1 lim 3 525FF????Mpa ? ? l i m 1 11 m i n 5 2 5 0 .8 5 3571 .2 5FNF F Y M p aS?? ?? ? ?Mpa ? ? l i m 3 33 m i n 5 2 5 0 . 8 6 3 6 9 . 61 . 2 5FNF F Y M p aS?? ?? ? ?Mpa ? ?111 2 .7 2 1 .5 7 0 .0 1 2357F a S aFYY? ??? ? ?222 2 . 3 9 1 . 6 3 0 . 0 1 0 53 6 9 . 6F a S aFYY? ??? 取 ? ?141 SaFYY? ? ，設計齒輪模數： 將確定后的各項數值代入設計公式，求得： ? ? 61 1 1 33 221 12 2 2 10 22t Fa Sat d FK T Y Y Ym z ??? ?? ? ? ? ?? ? ? ??? ???mm 修正 tm ： 11 6 . 6 9 2 2 1 4 7 0 1 1 . 3 26 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tmznv ? ? ? ? ?? ? ???/ms 由圖 67查得 ? 17 由圖 610 查得 ? ? 由表 64查得 ?? 則 1. 5 1. 19 1. 12 1. 2 2. 39AvK K K K K??? ? ? ? ? ? 33 2 . 3 96 . 6 9 7 . 12ttKmm K? ? ? ?mm 由表 61，選取第二系列標準模數 7m? 齒輪主要幾何尺寸： 11 7 22 154d mz? ? ? ?mm 33 7 39 273d mz? ? ? ?mm ? ? ? ?13 7 2 2 3 9 2 1 3 .522ma z z? ? ? ? ?mm 1 154 ?? ? ? ?mm ，取 3 93B? mm 1 96B? mm ? ?122 1H E H HKT uZ Z Z b d u?????? 由表 65查得 EZ? 188 Mpa 由圖 614 查得 ? 由圖 613 查得 ? ? 由圖 615,按不允許出現點蝕，查得 1 ? 3 ? 由圖 616e，按齒面硬度均值 60HRC，在 MQ 和 ML線中間查出 lim1H? ? lim3H? ? 1400Mpa 取 min 1HS ? 則 ? ? lim1 1lim1 m in 1218HNH H ZS?? ??Mpa 18 ? ? lim 3 3lim 3 m in 1246HNH H ZS?? ??Mpa 將確定出的各項數值代入接觸強度校核公式，得 ? ?622 2 . 3 9 2 . 5 9 1 0 1 . 7 7 11 8 8 2 . 5 0 . 8 7 1 2 1 29 3 1 5 4 1 . 7 7H H??? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? 接觸強滿足。 計算應力 611 1 12212 2 2 . 3 9 2 . 5 9 1 0 0 . 7 2 . 7 2 1 . 5 7 3 5 7 . 69 6 7 2 2F F a s aK T Y YYb m z ?? ? ? ? ?? ? ? ? ???Mpa 613 3 32232 2 2 . 3 9 2 . 5 9 1 0 0 . 7 2 . 3 9 1 . 6 3 1 8 9 . 99 3 7 3 9F F a s aK T Y YYb m z ?? ? ? ? ?? ? ? ? ???Mpa 計算彎曲應力 ? ? l imm in 525 0 .8 5 3 5 71 .2 5F NF F YS?? ? ? ? ?Mpa 由圖 622（ d）查得 lim 525F? ? Mpa 彎曲疲勞強度滿足。 第二級減速齒輪傳動設計計算及強度校核 1. 選擇齒輪材料和熱處理、精度等級、齒輪齒數 考慮到傳遞功率較大，并且是井下設備，要求結構緊湊，使用壽命長，由表 62，選齒輪材料用 20CrMnTi ，表面滲碳淬火，齒面硬度 56~62 HRC 。 煤礦機械齒輪傳動，對齒輪精度無特別要求，選齒輪為 7級精度。 對閉式齒輪傳動，高速級轉速較高，為提高傳動平穩性，降低動載荷，以齒輪較多為好，一般取小齒輪齒數為 20 40? ，現取 4 25z ? ，傳動比 34 ? ，則 19 54 1 .7 6 2 5 4 4z iz? ? ? ?。 2. 閉式硬齒面齒輪傳動，承載能力一般取決于彎曲強度，故先按彎曲強度設計，驗算接觸強度。由式（ 615）有 ? ?33 242 Fa Sad FK T Y Y Ym z ? ???? ??? ?? 確定式中各項數值： 因載荷有較重沖擊，由表 63查得 ? ，故選初載荷系數 2tK? 6 6 63333849 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 4 . 3 7 9 1 0830pT n? ? ? ? ? ?Nmm? 由式（ 67），45111 . 8 8 3 . 2 c o szz???????? ? ?????????，計算端面重合度 ?? ? 由式（ 613）， ? ??? ? ? ? ? 由表 66，選取 ? ? 由圖 619，由圖 620查得 4 ? 4 ? 5 ? 5 ? 由式（ 612）有 ? ? 9436 0 6 0 8 3 0 1 2 8 3 0 0 1 5 3 .5 8 1 0hN n jL? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 9 945 3 . 5 8 1 0 2 . 0 4 1 01 . 7 6NN i ?? ? ? ? 由圖 621 查得 4 ? ， 5 ? ； 取 min ? 由圖 622d 按齒面硬度均值 60HRC，在 ML 線上查得 lim 4 lim 5 525FF????Mpa 20 ? ? l i m 6 44 m i n 5 2 5 0 . 8 9 3 7 3 . 81 . 2 5FNF F Y M p aS?? ?? ? ?Mpa ? ? l i m 5 55 m i n 5 2 5 0 .9 0 3781 .2 5FNF F Y M p aS?? ?? ? ?Mpa ? ?444 2 . 6 1 1 . 5 7 0 . 0 1 0 9374F a S aFYY? ??? ? ?555 2 . 3 6 1 . 6 7 0 . 0 1 0 4378F a S aFYY? ??? 取 ? ?444 SaFYY? ? ，設計齒輪模數： 將確定后的各項數值代入設計公式，求得： ? ? 63 4 4 33 224 42 2 2 79 10 10 9 25t Fa Sat d FK T Y Y Ym z ??? ?? ? ? ? ?? ? ? ??? ???mm 修正 tm ： 43 8 . 1 2 5 8 3 0 8 . 16 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tm z nv ? ? ? ? ?? ? ???/ms 由圖 67查得 ? 由圖 610 查得 ? ? 由表 64查得 ?? 則 1 .5 1 .1 7 1 .0 3 1 .2 2 .1AvK K K K K??? ? ? ? ? ? 33 2 . 18 . 1 8 . 2 32ttKm m m mK? ? ? ?mm 由表 61，選取第一系列標準模數 8m? 齒輪主要幾何尺寸： 44 8 25 200d mz? ? ? ?mm 55 8 44 352d mz? ? ? ?mm 21