掘進機的總體和行走機構設計-資料下載頁

　　

【正文】 5142 .9 8 1 039 .9 3 1 0apTTnN m m???? ? ? 將上面得到的數據代入公式 （ ），可以得到： ? ?2 43 72 15189 .8 2 10577 72admm?? ? ? ? ???? ? ?????? 齒輪模數 m= /aadz= 考慮到減速器使用在惡劣的環境下， 圓整 取模數為 m=5mm。 齒輪 幾何尺寸和嚙合參數計算 如前所述，該行星減速器具有四個嚙合齒輪副： —ac， —bc， —de和增速齒輪副。 齒輪變位方式的選用，主要根據以下幾個因素： （ 1） 各個齒輪 嚙合 副中小齒輪的齒數 1z 的多少； （ 2）各個齒輪嚙合副中的齒輪齒數之和 12z z z? ??值的大小； （ 3）各個齒輪嚙合副中的非變位中心距 a 與變位后的實際中心距 a? 的關系， aa? 或a=a? 。 各齒輪副的標準中心距為 ? ? ? ?11 5 1 5 2 8 1 0 7 . 522a c a ca m z z? ? ? ? ? ? ? mm ? ? ? ?11 5 7 2 2 8 1 1 022b c b ca m z z? ? ? ? ? ? ? mm ? ? ? ?11 5 6 9 2 8 1 1 022e d e da m z z? ? ? ? ? ? ? mm 增速齒輪副為 210 mm。 前面三對是減速器 行星齒輪 部分，其中心距相等，因為小齒輪少于 17 個齒，所以進行變位，但是不可以進行角度變位，只好進行高度變位。因為與 a 有關系的只有 c 和 e，所以只對 —ac， —bc變位， —ed沒有必要變位。 經計算， 各個齒輪的主要參數見表 ： 表 名稱 齒數 模數 (mm) 分度圓 直徑 (mm) 變位系數 x 齒頂圓 直徑 (mm) 齒根圓 直徑 (mm) 中心輪 a 15 5 75 87 行星輪 c 28 5 140 148 行星輪 d 25 5 125 0 135 內齒圈 b 72 5 360 內齒輪 e 69 5 345 0 335 增速大齒輪 63 5 315 0 325 增速小齒輪 21 5 105 0 115 內齒圈和減速器設計圖分別見圖 和圖 ： 圖 圖 減速器 傳動效率計算 由上面的幾何尺寸結果可以知道， b 的分度圓直徑大于 e的分度圓直徑，所以，該 3K（Ⅰ）型行星減速器的傳動效率 bae? 可采用下面的公式計算 Hbebaebaepi.??111980???? （ ） 已知： ? 和 72 15bazp z? ? ? 嚙合損失系數為 Hbe? HzeHzbHbe ??? ?? （ ） 當重合度 51.?? 時，則有 ???????? ?? 21 1132 zzf. zHz? （ ） 式中 1z —— 齒輪副中的小齒輪齒數； 2z —— 齒輪副中的大齒輪齒數； zf —— 嚙合摩擦系數，一般取 100060 .～.fz ? ；如果齒面經過跑合，可取 ? ； 正號“ +”為外嚙合，負號“ ”為內嚙合。按照公式 （ ） 1 1 1 12 . 3 2 . 3 0 . 1 0 . 0 0 5 92 5 6 9Hzedef zz? ?? ??? ? ? ? ? ??? ?????? 1 1 1 12 . 3 2 . 3 0 . 1 0 . 0 0 5 02 8 7 2Hzbcbf zz? ?? ??? ? ? ? ? ??? ?????? 將 ? ? ， ?? 代入 （ ），可以得到 0. 00 59 0. 00 50 0. 01 09Hbe? ? ? ? 將 ?? ， ? 和 72 15bazp z? ? ?代入公式 （ ），有 1 1 bae? ??? ? ?? 再考慮軸承等的摩擦損失，可得到該 3K（Ⅰ）型行星減速器的傳動效率 P? 為 830850980980 .... baeP ???? ?? 齒輪強度校核 齒輪材料熱處理簡介 根據該行星減速器的短期間斷工作特點以及結構緊湊、外廓尺寸較小和傳動比較大的要求，分別選用各齒輪的材料和熱處理及其硬度見表 。 表 名稱 材料牌號 熱處理 硬度 HRC 抗拉強度 b? 2mm/N 屈服極限 s? 2mm/N 中心輪 a 35CrMo 調質淬火 46～ 55 735 539 行星輪 c、 d 40Cr 調質淬火 48～ 55 735 539 內齒輪 b 40Cr 調質淬火 48～ 55 735 539 內齒輪 e 40Cr 調質淬火 48～ 55 735 539 增速大齒輪 35CrMo 調質淬火 46～ 55 735 539 增速小齒輪 35CrMo 調質淬火 46～ 55 735 539 齒輪彎曲強度校核 國家標準（ GB/T3480— 1997）是以載荷作用側的齒輪廓根部的最大拉應力作為名義彎曲應力，并經過相應的系數修正后作為計算齒根應力。 考慮到使用條件、要求以及尺寸的不同，標準將修正后的試件彎曲疲勞極限作為許用應力。給出的輪齒彎曲強度計算公式適用于齒根以內輪緣厚度不小于 。 對于短期間斷工作特點的 3K（Ⅰ）型行星傳動，只需要校核齒根彎曲強度，按下列公式驗算 FPFpFFVAFF KKKKK ??? ?? ?? 0 （ ） ??? YYYYbmF SaFantF 10 ? （ ） 式中 AK —— 計算彎曲強度的使用系數； VK —— 計算彎曲強度的動載荷系數； ?FK —— 計算彎曲強度的齒向載荷分布系數； ?FK —— 計算彎曲強度的齒間載荷分配系數； FpK —— 計算彎曲強度的行星輪間載荷分配不均勻系數； 0F? —— 齒根應力的基本值， N/mm2,大小齒輪應分別確定； xY —— 尺寸系數，按模數查表； FaY —— 載荷作用于齒頂時的齒形系數； SaY —— 載荷作用于齒頂時的應力修正系數； ?Y —— 計算彎曲強度的重合度系數； ?Y —— 計算彎曲強度的螺旋角系數； b —— 工作齒寬， mm；如果大小齒輪寬度不同時，寬齒輪的計算工作齒寬不應大于窄輪齒寬在加上一個模數 mn； nm —— 模數， mm； 許用齒根應力 FP? 可按下式計算，對大小齒輪要分別確定 XR re lTre lTlimF NTSTlimFFP YYYS YY ??? ? （ ） 式中 limF? —— 試驗齒輪的齒根彎曲疲勞極限， N/mm2； STY —— 試驗齒輪的應力修正系數； NTY —— 計算彎曲強度的壽命系數； relTY? —— 相對齒根圓角敏感系數； XY —— 計算彎曲強度的尺寸系數； RrelTY —— 相對齒根表面狀況系數； limFS —— 計算彎曲強度的最小安全系數。 現在分別校核四個嚙合齒輪副： —ac， —bc， —ed，增速齒輪副。 （ 1） —ac齒輪副 ○ 1 名義切向力 Ft 前面我們已經得到 41 9 .9 3 1 0T N m m? ? ?。 12021 2 0 0 0 9 . 9 3 1 0 264875taTF d ??? ? ? (N) ○ 2 相關系數 AK 使用系數按中等沖擊取 ? VK 先要計算 a輪相對于轉臂的速度，可由下式得到 ? ?1910011 HH nndv ?? （ ） 式中 1d —— 小齒輪的分度圓直徑， mm； 1n —— 小齒輪的轉動速度， r/min； Hn —— 轉臂 H的轉動速度， r/min。 式中 76514551 ????? pnn aH（ r/min）。 將 751 ?d mm， 4551 ?n (r/min)， 76?Hn （ m/s）代入公式 （ ） ? ? 49119100 7645575 .v H ???? （ m/s） 中心輪和行星輪均為 7級精度，即精度系數 C=7；按下式計算動載系數 BVK??????? ?? H200A A ? （ ） 式中 ? ? ? ? 40572505250 66706670 .. .. ?????? A=50+56(1B)=50+56 ()= 代入公式 （ ），可得 23149120 0638 83 . 6 40 ...K .V ??????? ??? ? 所以中心輪 a和行星輪 g的動載系數為 ?FK 齒向載荷分布系數 ?FK 可按下式計算 ? ? FbFK ??? 11 ??? （ ） 上式中，查相關圖可以得到 F? =1，由于沒有變位，φ d=，由此可查圖可以得到θ b=，代入（ ），則得 ? ? 151111511 ..K F ?????? ?FK 齒間載荷分配系數 ?FK 查表可得 ?FK = FpK 行星輪間載荷分配不均勻系數 FpK 按下式計算 ? ?1511 ??? HpFp （ ） 上式中，行星輪間載荷分布不均勻系數 KHp 取 ，代入公式（ ），則得 ? ? 31121511 ...K Fp ????? FaY 齒形系數 FaY 由圖可得 031 .YFa ? ， 6522 .YFa ? SaY 應力修正系數 SaY 由圖可得 511 .YSa ? , 6312 .YSa ? ?Y 重合度系數 ?Y 可按下面的公式計算 ac..Y ?? 750250 ?? （ ） 取ε ac=，代入（ ），則得 75051 750250 ....Y ???? ?Y 螺旋角系數 ?Y 查相關圖為 ?Y =1 b 從前面可有得到 b=40 ○ 3 計算齒根彎曲應力 F? ? ?1 1 1 122648 1 40 5136 .2 /tF Fa S a A V F F FpnFY Y Y Y K K K K KbmN mm? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ?2 2 2 1226482 .6 5 1 .6 3 0 .7 5 1 1 .5 1 .2 3 1 .1 5 1 .1 1 .34 0 51 4 4 .7 /tF Fa S a A V F F FpnFY Y Y Y K K K K KbmN mm? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? 取彎曲應力為 155N/mm2。 ○ 4 計算許用齒根應力 按公式 （ ）計算 許用齒根應力 limF? ，即 XR re lTre lTlimF NTSTlimFFP YYYS YY ??? ? 已經知道 limF? =340 N/mm2 查表查得最小安全系數 limFS =。 應力系數 STY ，按給定的 limF? 區域圖取 limF? 時，取 STY =2。 壽命系數由 NL確定， NL由下式確定 ? ? tnnnN PHaL ?? 60 （ ） 根據要求，減速器的壽命為 t=2021 h，代入 （ ），可得 ? ?81041202137645560???????.N L NTY 由下式計算 9202141 103 02086 ..Y .NT ??????? ??? 齒根圓角敏感系數 relTY? 查得為 relTY? =1 相對齒根表面狀況系數 RrelTY 按照下式計算 ? ? 10152906741 .zR re lT R..Y ??? （ ） 取齒根表面微觀不平度 Rz= m，代入式（ ），可得 ? ? 98015125 2 906 7 41 10 ....Y .R r e lT ????? 尺寸系數 XY == 5=1 將上面的所得的數據代入公式 （ ），則得 ? ?2306198012 9202340mm/N..FP???????? 因為齒根應力 220?F? N/mm2 小于許