《掘進(jìn)機(jī)的總體和行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《掘進(jìn)機(jī)的總體和行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（38頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、掘進(jìn)機(jī)的總體和行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 目 錄 第一章概述1 1.1國(guó)內(nèi)外懸臂式掘進(jìn)機(jī)發(fā)展歷史和現(xiàn)狀1 國(guó)外懸臂式掘進(jìn)機(jī)發(fā)展歷史和現(xiàn)狀1 國(guó)內(nèi)懸臂式掘進(jìn)機(jī)發(fā)展歷史和現(xiàn)狀2 國(guó)內(nèi)懸臂式掘進(jìn)機(jī)目前存在問(wèn)題2 1.2懸臂式掘進(jìn)機(jī)發(fā)展趨勢(shì)2 1.3懸臂式掘進(jìn)機(jī)主要組成部分3 1.4 EBJ─120TP型掘進(jìn)機(jī)簡(jiǎn)介4 1.4.1 EBJ─120TP概述4 1.4.2 EBJ─120TP主要技術(shù)參數(shù)5 第二章總體設(shè)計(jì)8 2.1總體布置8 2.2掘進(jìn)機(jī)各組成部分基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8 截割部8 裝載部9 刮板輸送機(jī)10 行走部11 機(jī)架和回轉(zhuǎn)臺(tái)11 液壓系統(tǒng)11 電氣系統(tǒng)11 第三

2、章行走部設(shè)計(jì)12 3.1行走部設(shè)計(jì)原理12 3.2行走部基本參數(shù)的確定12 3.3履帶的設(shè)計(jì)13 3.4驅(qū)動(dòng)元件的選擇13 3.5鏈輪設(shè)計(jì)15 3.6行走架設(shè)計(jì)16 3.7導(dǎo)向張緊裝置設(shè)計(jì)17 第四章減速器設(shè)計(jì)和校核18 4.1傳動(dòng)類(lèi)型的選擇18 4.2傳動(dòng)比計(jì)算18 4.3配齒計(jì)算19 4.4齒輪模數(shù)選擇22 4.5齒輪幾何尺寸和嚙合參數(shù)計(jì)算23 4.6傳動(dòng)效率計(jì)算25 4.7齒輪強(qiáng)度校核26 齒輪材料熱處理簡(jiǎn)介26 齒輪彎曲強(qiáng)度校核27 4.8其它零件校核33 減速器軸校核33 軸承校核41 鍵校核42 第五章檢修及維護(hù)保養(yǎng)45 5.1機(jī)器檢修

3、45 5.2機(jī)器維護(hù)和保養(yǎng)47 機(jī)器日常維護(hù)保養(yǎng)48 機(jī)器定期維護(hù)保養(yǎng)48 潤(rùn)滑49 5.2.4電氣53 5.3機(jī)器常見(jiàn)故障原因及處理方法:53 結(jié)論58 參考文獻(xiàn)59 英文原文60 中文譯文70 致謝80 摘 要 EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)是一種中型懸臂式掘進(jìn)機(jī)，主要用于中型煤巷及半煤巖巷的掘進(jìn)作業(yè)。它結(jié)構(gòu)緊湊、適應(yīng)性好、機(jī)身矮、重心低、操作簡(jiǎn)單、檢修方便。本設(shè)計(jì)主要針對(duì)掘進(jìn)機(jī)的整機(jī)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，對(duì)行走部進(jìn)行結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)等相關(guān)設(shè)計(jì)。EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)采用履帶式行走部，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力由液壓馬達(dá)提供，利用液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)方向變化實(shí)現(xiàn)行走部前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)向。在行走部傳動(dòng)

4、設(shè)計(jì)中，利用3K(Ⅰ)型行星減速器設(shè)計(jì)的一般原理，設(shè)計(jì)出適合行走部使用的3K(Ⅰ)型行星減速器，并將它和液壓馬達(dá)直接聯(lián)結(jié)，簡(jiǎn)化了行走部的傳動(dòng)布置。本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)：在3K(Ⅰ)型行星減速器中增加了一對(duì)增速齒輪，提高制動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，減小制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使得采用較小體積的制動(dòng)器實(shí)現(xiàn)有效地制動(dòng)。結(jié)構(gòu)上將制動(dòng)器和液壓馬達(dá)平行布置在減速器的端面，充分利用空間。設(shè)計(jì)中對(duì)3K(Ⅰ)型行星減速器進(jìn)行了優(yōu)化配齒，采用高度變位，并做了相應(yīng)的校核，在保證需要的傳動(dòng)比的情況下，使設(shè)計(jì)的3K(Ⅰ)型行星減速器體積最小。 關(guān)鍵詞：懸臂式掘進(jìn)機(jī)；行走部；行星減速器；制動(dòng)器 詳細(xì)DWG圖紙請(qǐng)加：三二③1爸爸五四0六 ABSTRA

5、CT The EBJ-120TP tunneling machine is one kind of medium cantilever tunneling machine which is mainly used in the medium coal lane and the half coal crag lane digging the tunnels, its structure compact, the compatibility good, the fuselage short, the center of gravity low, the operation simple, the

6、 overhaul is convenient. This design mainly aims at the tunneling machine’s entire machine to carry on the plan design and aims at walks-organization to carry on the design of its structure and transmission and so on. The EBJ-120TP tunneling machine uses marching walks organization, the actuation po

7、wer provides by the oil motor, using the change of the oil motor’s rotation direction to make the walks-organization advance, retrocede, and turn. In the transmission design of the walks organization, using general principle of the 3K(Ⅰ) planet reduction gear, designing a new 3K(Ⅰ) planet reduction

8、gear which is suitable to the walks organization, and joining it and the oil motor directly, simplified the walks-organization’s transmission. The innovation spot of this design: increase a pair of speed-up gear in the 3K(Ⅰ) planet reduction gear, so it can enhance the rotational speed of the stalk

9、and reduce the brake torque, causes to use a smaller volume brake realizing effectively to apply the brake. In Structure design, the brake and the oil motor parallel are arranged in the reduction gear’s end surface, fully uses the space. In the design, I carried on optimizing the teeth of 3K(Ⅰ) plan

10、et reduction gear and used highly dislodges, and has made the corresponding examination, in the needed velocity ratio, made the volume of the 3K(Ⅰ) planet reduction gear is the smallest. Keywords：Cantilever tunneling machine; Walks-organization; Planet reduction gear; Brake 第一章 概述 1.1國(guó)內(nèi)外懸臂式掘進(jìn)機(jī)

11、發(fā)展歷史和現(xiàn)狀 國(guó)外懸臂式掘進(jìn)機(jī)發(fā)展歷史和現(xiàn)狀 19世紀(jì)70年代，英國(guó)為修建海底隧道，生產(chǎn)制造了第一臺(tái)掘進(jìn)機(jī)，美國(guó)在20世紀(jì)30年代開(kāi)發(fā)了懸臂式掘進(jìn)機(jī)，并把此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于采礦業(yè)，此后英、德、日等十幾個(gè)國(guó)家相繼投入了大量的人力、物力、財(cái)力用于掘進(jìn)機(jī)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和研制，經(jīng)過(guò)多年的不懈努力，現(xiàn)有20多家公司，先后研制了近百種機(jī)型。 各國(guó)早期研制的懸臂式掘進(jìn)機(jī)都是以煤巷為作業(yè)對(duì)象。中期產(chǎn)品主要是用于截割各種煤巖的中型掘進(jìn)機(jī)，機(jī)重一般在25t左右?？山馗顜r石硬度系數(shù)f≤6、截割功率為50～100kW。有代表性的機(jī)型有英國(guó)的MKⅡA-2400型、奧地利的AM-50型、日本的S1O0型掘進(jìn)機(jī)。近期產(chǎn)品是

12、主要以中硬巖和工程隧道為作業(yè)對(duì)象的重型、全巖巷道掘進(jìn)機(jī)和掘錨機(jī)組，機(jī)重多在40～100 t，部分機(jī)型機(jī)重超過(guò)100 t?？山馗顜r石硬度系數(shù)：縱軸可達(dá)f=8～lO，橫軸可達(dá)f=10～14，截割功率為150～300 kW。比較有代表性的機(jī)型有英國(guó)的LH-1300、LH-1400；奧地利的AM75、ATM105、AHM105和日本的S200、S220、S300、S350等機(jī)型以及奧鋼聯(lián)的掘錨機(jī)組等。目前，也有把連續(xù)采煤機(jī)代替掘進(jìn)機(jī)作為巷道掘進(jìn)的，它主要針對(duì)半煤巖巷道和軟巖巷道的掘進(jìn)，截割硬度f(wàn)≤6。 國(guó)內(nèi)懸臂式掘進(jìn)機(jī)發(fā)展歷史和現(xiàn)狀 我國(guó)的懸臂式掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個(gè)階段。 第一階段：60年

13、代初期到70年代末，這一階段主要是以引進(jìn)國(guó)外掘進(jìn)機(jī)為主，也定型生產(chǎn)了幾種機(jī)型，在引進(jìn)的同時(shí)進(jìn)行消化、吸收，為我國(guó)懸臂式掘進(jìn)機(jī)的第二階段的發(fā)展打下了良好的技術(shù)基礎(chǔ)。這一階段掘進(jìn)機(jī)的主要特點(diǎn)是：使用范圍越來(lái)越廣，切割能力逐步提高，有切割?yuàn)A巖和過(guò)斷層的能力。 第二階段：70年代末到80年代末，這一階段，我國(guó)與國(guó)外合作生產(chǎn)了幾種懸臂式掘進(jìn)機(jī)并逐步地實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，其典型的代表是與奧地利、日本合作生產(chǎn)的AM50型及S100型，其后，我國(guó)自行設(shè)計(jì)制造了幾種懸臂式掘進(jìn)機(jī)，其典型代表是EMA-30型及EBJ-100型。這一階段懸臂式掘進(jìn)機(jī)的特點(diǎn)是：可靠性較高，已能適應(yīng)我國(guó)煤巷掘進(jìn)的需要；半煤巖巷的掘進(jìn)技術(shù)已達(dá)

14、到相當(dāng)?shù)乃剑怀霈F(xiàn)了重型機(jī)。 第三階段：由80年代末至今，重型機(jī)型大批出現(xiàn)，懸臂式掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)與制造水平已相當(dāng)先進(jìn)，可以根據(jù)礦井生產(chǎn)的不同要求實(shí)現(xiàn)部分個(gè)性化設(shè)計(jì)，這一階段的代表機(jī)型較多，主要有EBJ型、EL型及EBH型。這一階段懸臂式掘進(jìn)機(jī)的特點(diǎn)是：設(shè)計(jì)水平較為先進(jìn)，可靠性大幅提高；功能更加完善；功率更大；一些高新技術(shù)已用于機(jī)組的自動(dòng)化控制并逐步發(fā)展全巖巷的掘進(jìn)。 經(jīng)過(guò)三階段的發(fā)展，我國(guó)懸臂式掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用進(jìn)入了一個(gè)較高的水平，已跨入國(guó)際先進(jìn)行列，可與國(guó)外的懸臂式掘進(jìn)機(jī)相媲美。 1.1.3國(guó)內(nèi)懸臂式掘進(jìn)機(jī)目前存在問(wèn)題 懸臂式掘進(jìn)機(jī)發(fā)展速度雖然很快，并且技術(shù)成熟，但隨著煤礦生產(chǎn)

15、工藝的改進(jìn)，高產(chǎn)、高效礦井的建設(shè)，它已不能滿(mǎn)足需要，主要表現(xiàn)在以下幾方面。 （1）錨桿支護(hù)的成功推廣應(yīng)用提高了巷道支護(hù)的可靠性，目前存在掘進(jìn)、支護(hù)不能同步作業(yè)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，巷道支護(hù)約占用40％～50％的掘進(jìn)作業(yè)時(shí)間，這就使得掘進(jìn)機(jī)的開(kāi)機(jī)率大大降低，不能有效提高掘進(jìn)速度。 （2）現(xiàn)有機(jī)型偏向于中、重型，雖然有些掘進(jìn)機(jī)實(shí)現(xiàn)了矮型化設(shè)計(jì)，但整體尺寸仍不能有效縮減，對(duì)低矮巷道的適應(yīng)性還較差。 （3）內(nèi)噴霧除塵系統(tǒng)使用可靠性和適應(yīng)性較差，而外置機(jī)載除塵系統(tǒng)還比較困難。 （4）使用元部件的可靠性還不高，不能適應(yīng)截割硬煤巖產(chǎn)生的震動(dòng)及井下惡劣的工作條件。 （5）對(duì)于提高截割效率方面的設(shè)計(jì)和設(shè)備配套還不

16、完善。 （6）電子元器件的選型面窄、電子保護(hù)插件的可靠性不高。電控技術(shù)還不能適應(yīng)通用性、靈活性、可擴(kuò)展性、準(zhǔn)確性及響應(yīng)速度快速的需要。 1.2懸臂式掘進(jìn)機(jī)發(fā)展趨勢(shì) 1、更加全面的功能與完善的前后配套 為適合各種條件要求以及加快掘進(jìn)速度，提高截割效率，懸臂式掘進(jìn)機(jī)將會(huì)逐步發(fā)展掘錨一體化、截割硬度更高、適應(yīng)各種斷面、適應(yīng)坡度范圍更廣的機(jī)型，并會(huì)完善前后配套的轉(zhuǎn)載、裝運(yùn)等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)集約化功能，進(jìn)一步發(fā)揮其效能，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 2、自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展 懸臂式掘進(jìn)機(jī)的自動(dòng)控制包括截割斷面輪廓尺寸的監(jiān)控、機(jī)組運(yùn)行狀況的監(jiān)測(cè)和故障的自動(dòng)診斷、各種功率的自動(dòng)調(diào)節(jié)、遙控操作等。要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制功能，

17、在電控技術(shù)上必須將聲控、光控、微機(jī)處理數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)融合在一起，實(shí)現(xiàn)電控技術(shù)整體先進(jìn)、準(zhǔn)確、可靠。 3、提高元部件的可靠性和壽命 現(xiàn)在新機(jī)型的關(guān)鍵元部件大都選用國(guó)外的知名品牌，這雖然可提高整機(jī)的性能，但使得國(guó)產(chǎn)機(jī)型在元部件的配置上高低不一、質(zhì)量不等，為使用、維護(hù)和更新機(jī)型帶來(lái)了許多困難，隨著我國(guó)在掘進(jìn)機(jī)元部件研究上的突破，這種狀況會(huì)很快改變。 4、個(gè)性化開(kāi)發(fā)機(jī)型 煤礦在開(kāi)采過(guò)程中會(huì)碰到各種不同的生產(chǎn)條件，如煤層變化、水、瓦斯、煤巖硬度不一等，這些特殊的情況必然要求機(jī)組具有不同的功能和整體參數(shù)的合理匹配，今后的機(jī)型將會(huì)根據(jù)不同的要求進(jìn)行不同的性能配置，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和制造個(gè)性化和多元化。 1

18、.3懸臂式掘進(jìn)機(jī)主要組成部分 懸臂式掘進(jìn)機(jī)主要有橫軸式掘進(jìn)機(jī)和縱軸式掘進(jìn)機(jī)。它們的主要組成部件相同，只是截割頭的布置不同。懸臂式掘進(jìn)機(jī)由切割機(jī)構(gòu)、裝運(yùn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、除塵噴霧系統(tǒng)等組成 一、 切割機(jī)構(gòu) 切割機(jī)構(gòu)由切割頭、齒輪箱、電動(dòng)機(jī)、回轉(zhuǎn)臺(tái)等組成，具有破碎煤巖功能的機(jī)構(gòu)。 切割頭——裝有截齒，用于破碎煤巖的部件。切割頭是掘進(jìn)機(jī)的工作機(jī)構(gòu)，主要功能是破碎和分離煤巖。通過(guò)對(duì)煤巖切割過(guò)程研究得知，影響切割效果的因素很多，從而使得切割頭設(shè)計(jì)變得復(fù)雜和困難。在切割頭的每一轉(zhuǎn)中，如同時(shí)參加切削的各個(gè)截齒都從巖石帶中切下同樣大小體積的煤巖，達(dá)到每個(gè)刀齒受力相等、磨損相同、運(yùn)動(dòng)乎

19、穩(wěn)，這是切割頭設(shè)計(jì)的最佳目標(biāo)。尤其在切削硬巖中實(shí)現(xiàn)它更是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外學(xué)者和專(zhuān)家潛心研究的課題。 回轉(zhuǎn)臺(tái)——實(shí)現(xiàn)切割機(jī)構(gòu)水平擺動(dòng)和支承裝置?；剞D(zhuǎn)臺(tái)是懸臂式掘進(jìn)機(jī)主要組成部件之一，它聯(lián)接左、有機(jī)架、支承切割臂，實(shí)現(xiàn)切割臂的升降和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并承受來(lái)自切割頭的復(fù)雜交變的沖擊載荷。回轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)整機(jī)工作效率、切割乎穩(wěn)性有重要影響?；剞D(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)的基本要求成載能力大、慣性小、能量損耗少；運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、具有足夠的強(qiáng)度和剛度；結(jié)構(gòu)緊湊、回轉(zhuǎn)角度小、重心降低；水平回轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)給力變化較小。 二、裝運(yùn)機(jī)構(gòu) 裝運(yùn)機(jī)構(gòu)由裝載部和刮板輸送機(jī)組成。 懸臂式掘進(jìn)機(jī)裝載機(jī)構(gòu)形式較多。如星輪式、鏈輪鏈條式、蟹爪式等，過(guò)去比較多的是運(yùn)用蟹

20、爪式，現(xiàn)在隨著液壓的廣泛運(yùn)用，開(kāi)始大規(guī)模運(yùn)用液壓馬達(dá)直接帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)的機(jī)構(gòu)了。 刮板輸送機(jī)的目的是將切割下來(lái)的煤和巖石運(yùn)出去，要保證在一定的時(shí)間中將切割下來(lái)的物料全部運(yùn)轉(zhuǎn)到后面的轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)上。 三、行走機(jī)構(gòu) 掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu)主要由履帶部分、減速器和動(dòng)力輸入裝置（液壓馬達(dá)或電動(dòng)機(jī)）。 履帶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：具有良好的爬坡性能和靈活的轉(zhuǎn)向性能；兩條履帶分別驅(qū)動(dòng)，其動(dòng)力可選用液壓馬達(dá)或電動(dòng)機(jī)；履帶應(yīng)有較小的接近角和離去角。以減少其運(yùn)行阻力；要注意合理設(shè)計(jì)整機(jī)重心位置。使履帶不出現(xiàn)零比壓現(xiàn)象；履帶應(yīng)有可靠的制動(dòng)裝置，以保證機(jī)器在設(shè)計(jì)的最大坡度工作不會(huì)下滑。 四、液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)由統(tǒng)一的泵站給分布在

21、各個(gè)地方的液壓缸，液壓泵供液壓油，設(shè)計(jì)中要照顧不同液壓部件的壓力。 五、電氣系統(tǒng) 電器系統(tǒng)是電動(dòng)機(jī)和控制掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)控制器等電器元件，在井下工作的時(shí)候要注意它的防爆處理，選用的電動(dòng)機(jī)、電器元件必須符合井下的防爆標(biāo)準(zhǔn)。 六、除塵噴霧系統(tǒng) 除塵噴霧系統(tǒng)內(nèi)噴霧回路、外噴霧回路及冷卻水回路組成。 1.4 EBJ─120TP型掘進(jìn)機(jī)簡(jiǎn)介 EBJ─120TP概述 一、產(chǎn)品特點(diǎn) EBJ─120TP型掘進(jìn)機(jī)由煤炭科學(xué)總院分院設(shè)計(jì)制造。該機(jī)為懸臂式部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)，適應(yīng)巷道斷面9～18m2、坡度±16。、可經(jīng)濟(jì)切割單向抗壓強(qiáng)度≤60MP的煤巖，屬于中型懸臂式掘進(jìn)機(jī)。該機(jī)的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊

22、湊、適應(yīng)性好、機(jī)身矮、重心低、操作簡(jiǎn)單、檢修方便。 二、主要用途、適應(yīng)范圍 EBJ─120TP型懸臂式掘進(jìn)機(jī)主要是為煤礦綜采及高檔普采工作面采準(zhǔn)巷道掘進(jìn)服務(wù)的機(jī)械設(shè)備。主要適用于煤及半煤巖巷的掘進(jìn)，也適用于條件類(lèi)似的其它礦山及工程巷道的掘進(jìn)。該機(jī)可經(jīng)濟(jì)切割高度3.75m,可掘任意斷面形狀的巷道，適應(yīng)巷道±16。。該機(jī)后配套轉(zhuǎn)載運(yùn)輸設(shè)備可采用橋式膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)和可伸縮式帶式輸送機(jī)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸，以利于機(jī)器效能的發(fā)揮。 三、產(chǎn)品型號(hào)、名稱(chēng)及外型 產(chǎn)品型號(hào)、名稱(chēng)為EBJ─120TP型懸臂式掘進(jìn)機(jī)外型參見(jiàn)圖1.1 四、型號(hào)的組成及其代表的意義 圖1.1 EBJ─120TP主要技術(shù)參數(shù) 一

23、、總體參數(shù) 機(jī) 長(zhǎng) 8.6m 機(jī) 寬 2.1m 機(jī) 高 1.55m 地 隙 250mm 截割臥底深度 240mm 接地比壓 0.14MPa 機(jī) 重

24、 35t 總 功 率 190kW 可經(jīng)濟(jì)截割煤巖單向抗壓強(qiáng)度 ≤60MPa 可掘巷道斷面 9～18m2 最大可掘高度 3.75m 最大可掘?qū)挾? 5.0m 適應(yīng)巷道坡度 ±16。 機(jī)器供電電壓

25、 660/1140V 二、截割部 電動(dòng)機(jī) 型 號(hào) YBUS3—120 功 率 120kW 轉(zhuǎn) 速 1470r/min 截割頭 轉(zhuǎn) 速 55r/min 截 齒 鎬形 最大擺動(dòng)角 上 42。

26、 下 31。 左右各39。 三、裝載部 裝載形式 三爪轉(zhuǎn)盤(pán) 裝運(yùn)能力 180m3/h 鏟板寬度 2.5m/2.8m 鏟板臥底深度 250mm 鏟板抬起

27、 360mm 轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速 30r/min 四、刮板輸送機(jī) 運(yùn)輸形式 邊雙鏈刮板 槽 寬 510mm 龍門(mén)寬度 350mm 鏈 速 0.93m/s 錨鏈規(guī)格

28、 18×64mm 張緊形式 黃油缸張緊 五、行走部 行走形式 履帶式(液壓馬達(dá)分別驅(qū)動(dòng)) 行走速度 工作3m/min，調(diào)動(dòng)6m/min 接地長(zhǎng)度 2.46m 制動(dòng)形式 摩擦離合器 履帶板寬度 500mm 張緊形式

29、 黃油缸張緊 六、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(jī)回路 14MPa 轉(zhuǎn)載機(jī)回路 14MPa 錨桿鉆機(jī)回路 ≤10MPa 系統(tǒng)總流量

30、 450L/min 泵站電動(dòng)機(jī)： 型 號(hào) YB250M—4 功 率 55kW 轉(zhuǎn) 速 1470r/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(dòng)機(jī)： 型 號(hào) YB160L—4

31、 功 率 15kW 轉(zhuǎn) 速 1470r/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(gè) 七、噴霧冷卻系統(tǒng) 滅塵形式 內(nèi)噴霧、外噴霧 供水壓力 3MPa 外

32、噴霧壓力 1.5MPa 流 量 63L/min 冷卻部件 切割電動(dòng)機(jī)、油箱 八、電器系統(tǒng) 供電電壓 660/1140V 總 功 率 190kW 隔爆形式 隔爆兼本質(zhì)安全型 控 制 箱

33、 本質(zhì)安全型 第二章 總體設(shè)計(jì) 2.1總體布置 機(jī)器的總體布置．關(guān)系到整機(jī)的性能、質(zhì)量和整機(jī)的合理性。也關(guān)系到操作方便、工作安全和工作效率。因此，總體布置是總體設(shè)計(jì)中極為重要的內(nèi)容。 (1)切割機(jī)構(gòu)由懸臂和回轉(zhuǎn)臺(tái)組成，位于機(jī)器前上部，懸臂能上下、左右回轉(zhuǎn)； (2)裝載鏟板是在機(jī)器下部前方，后接中間刮板運(yùn)輸機(jī)，兩者組成裝運(yùn)機(jī)構(gòu)，貫穿掘進(jìn)機(jī)的縱向軸線(xiàn)； (3)考慮掘進(jìn)機(jī)的橫向穩(wěn)定平衡，主要部件按掘進(jìn)機(jī)縱向平面對(duì)稱(chēng)布置，電控箱、液壓裝置分別裝在運(yùn)輸機(jī)兩側(cè)； (4)為保證作業(yè)的穩(wěn)定性，履帶位于機(jī)器的下部?jī)蓚?cè)，前有落地鏟板，后有穩(wěn)定器支撐，整個(gè)

34、機(jī)器的重心在履帶接地面積的形心面積范圍內(nèi)； (5)為了保護(hù)司機(jī)安全，同時(shí)又便于觀(guān)察、操作，將司機(jī)位置在機(jī)器后部右側(cè)； (6)由于掘進(jìn)機(jī)是地下巷道作業(yè)，所以整個(gè)機(jī)器呈長(zhǎng)條形，而且機(jī)身越矮機(jī)器越穩(wěn)定。 機(jī)器的整體結(jié)構(gòu)看圖1.1。 2.2掘進(jìn)機(jī)各組成部分基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 截割部 截割部又稱(chēng)工作機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)如圖2.1所示，主要又截割電機(jī)、叉形架、二級(jí)行星減速器、懸臂段、截割頭組成。 圖2.1 截割部為二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)。由120kW水冷電動(dòng)機(jī)輸入動(dòng)力，進(jìn)齒輪連軸節(jié)傳至二級(jí)行星減速器，經(jīng)過(guò)懸臂段主軸，將動(dòng)力傳給截割頭，從而達(dá)到破碎煤巖的目的。 裝載部 裝載部結(jié)構(gòu)如圖2.2，主要由鏟板及左右對(duì)

35、稱(chēng)的驅(qū)動(dòng)裝置組成，通過(guò)低速大扭矩液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)三爪轉(zhuǎn)盤(pán)向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到裝載煤巖的目的。本次設(shè)計(jì)采用的是2.5m寬的鏟板。 圖2.2 裝載部安裝于機(jī)器的前端。通過(guò)一對(duì)銷(xiāo)軸和鏟板的左右升降油缸鉸接于主機(jī)架上，在鏟板油缸的作用下，鏟板繞銷(xiāo)軸上下擺動(dòng)。當(dāng)機(jī)器截割煤巖時(shí)，應(yīng)使鏟板前端緊貼底板，以增加機(jī)器的截割穩(wěn)定行。 刮板輸送機(jī) 刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2.3，主要由機(jī)前部、機(jī)后部、驅(qū)動(dòng)裝置、邊雙鏈刮板、張緊裝置和脫鏈器等組成。 圖2.3 刮板輸送機(jī)位于機(jī)器中部，前端與主機(jī)架和鏟板鉸接，后部托在機(jī)架上。機(jī)架在該處設(shè)有可拆裝的墊片，根據(jù)需要，刮板輸送機(jī)后部可墊高，增加刮板輸送機(jī)的卸載高度。 刮

36、板輸送機(jī)采用低速大扭矩液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)，刮板鏈條的張緊是通過(guò)在輸送機(jī)尾部的張緊脂油缸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 行走部 行走部的設(shè)計(jì)見(jiàn)第三章的介紹。 機(jī)架和回轉(zhuǎn)臺(tái) 機(jī)架是整個(gè)機(jī)器的骨架，它承受來(lái)自截割、行走和裝載的各種載荷。機(jī)器中的各個(gè)部件均用螺栓、銷(xiāo)軸及止口與機(jī)架聯(lián)接，機(jī)架為組焊件。 回轉(zhuǎn)臺(tái)主要用于支承，聯(lián)接并實(shí)現(xiàn)切割機(jī)構(gòu)的升降和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?；剞D(zhuǎn)臺(tái)座在機(jī)架上，通過(guò)大型回轉(zhuǎn)軸承用于止口、36個(gè)高強(qiáng)度螺栓與機(jī)架相聯(lián)。工作時(shí)，在回轉(zhuǎn)油缸的作用下，帶動(dòng)切割機(jī)構(gòu)水平擺動(dòng)。截割機(jī)構(gòu)的升降是通過(guò)回轉(zhuǎn)臺(tái)支座上左、右耳軸鉸接相連的兩個(gè)升降油缸實(shí)現(xiàn)的。 圖2.4 液壓系統(tǒng) 本機(jī)除截割頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，其余各部分采用

37、液壓傳動(dòng)。系統(tǒng)原理圖見(jiàn)圖2.4 電氣系統(tǒng) 電氣系統(tǒng)由前級(jí)饋電開(kāi)關(guān)、KXJ250/1140EB型隔爆兼本質(zhì)安全型掘進(jìn)機(jī)用電控箱、CZD14/8型礦用隔爆型掘進(jìn)機(jī)電控箱用操作箱、XEFB—36/150隔爆型蜂鳴器、DGY—60/36型隔爆照明燈、LA810—1型隔爆急停按鈕、KDD2000型瓦斯斷電儀以及驅(qū)動(dòng)掘進(jìn)機(jī)各工作機(jī)構(gòu)的防爆電動(dòng)機(jī)和連接電纜組成。 第三章 行走部設(shè)計(jì) 3.1行走部設(shè)計(jì)原理 掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)的工作原理:液壓馬達(dá)依靠液壓泵送來(lái)的高壓油旋轉(zhuǎn),與其聯(lián)接的減速機(jī)構(gòu)減速得到低轉(zhuǎn)速大扭矩, 液壓馬達(dá)、減速機(jī)構(gòu)和鏈輪做成一個(gè)整體，液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪(鏈輪) 旋轉(zhuǎn), 鏈輪的輪齒和

38、履帶的鏈軌銷(xiāo)咬合, 從而實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)在履帶上爬行。同時(shí)導(dǎo)向輪起到導(dǎo)向作用, 導(dǎo)向輪和張緊油缸一起作用對(duì)履帶的松緊進(jìn)行調(diào)節(jié), 支重輪起到對(duì)車(chē)身支撐作用, 拖輪主要是支撐履帶。在設(shè)計(jì)和裝配過(guò)程中, 必須保證驅(qū)動(dòng)輪、引導(dǎo)輪、支重輪、拖輪四輪一線(xiàn)。懸臂式巷道掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu), 需要滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)機(jī)體前進(jìn)、后退以及左右轉(zhuǎn)彎調(diào)動(dòng)的工作要求,所以履帶式行走機(jī)構(gòu)的左、右履帶裝置都采用分別單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)方式。掘進(jìn)機(jī)行走速度的調(diào)節(jié)是通過(guò)兩液壓泵的合流與否來(lái)實(shí)現(xiàn)的。掘進(jìn)機(jī)前進(jìn)、后退時(shí),左、右液壓馬達(dá)同時(shí)驅(qū)動(dòng)鏈輪帶動(dòng)履帶運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)要轉(zhuǎn)彎時(shí),可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)彎方向的另外一側(cè)液壓馬達(dá),而使轉(zhuǎn)彎一側(cè)的液壓馬達(dá)停止運(yùn)轉(zhuǎn),或者可以采

39、用以相反方向分別驅(qū)動(dòng)左右液壓馬達(dá)的方法,使機(jī)體急轉(zhuǎn)彎。 本次的設(shè)計(jì)采用的是液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，由液壓馬達(dá)直接連接3K行星減速器，所以采用的液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速相對(duì)要低一些。 3.2行走部基本參數(shù)的確定 （1）履帶板寬度b （3.1） 式中 ——掘進(jìn)機(jī)總質(zhì)量，t； = 612752 mm 為了使接地比壓不至于過(guò)小而浪費(fèi)材料，取 。 （2）左右履帶中心距離B （3.2） =17502250 mm 取 B=2000 mm。 （3）單側(cè)履帶接地長(zhǎng)度L

40、 （3.3） = 32004400 mm 取 L=2460 mm。 (6)履帶板平均接地比壓p （3.4） 式中 ——掘進(jìn)機(jī)總重量，kN； Pa =0.14MPa (7)行走速度 工作速度為0.05m/s，調(diào)動(dòng)速度為0.1m/s。 3.3履帶的設(shè)計(jì) 圖3.1 如圖3.1，選取履帶板的節(jié)距p=160 mm，所以接地履帶板個(gè)數(shù)為： 取n=16，即意味著和地接觸的履帶板為16。 3.4驅(qū)動(dòng)元件的選擇 （1）單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)牽引力的計(jì)算確定。 履帶行走機(jī)構(gòu)的最小牽引

41、力應(yīng)滿(mǎn)足掘進(jìn)機(jī)在最大設(shè)計(jì)坡度上作業(yè)、爬坡和在水平路面上轉(zhuǎn)彎等工況的要求，最大牽引力應(yīng)小于在水平路面履帶的附著力。一般情況下，履帶行走機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)彎不與掘進(jìn)機(jī)作業(yè)、爬坡同時(shí)進(jìn)行，而掘進(jìn)機(jī)在水平地面轉(zhuǎn)彎時(shí)，單側(cè)履帶的牽引力為最大，故單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力的計(jì)算以此為依據(jù)。 （3.5） （3.6） 式中 T1——單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力，kN； R1——單側(cè)履帶對(duì)地面的滾動(dòng)阻力，kN； f——履帶與地面之間滾動(dòng)阻力因數(shù)，0.08～0.1，按較大值選取； μ——履帶與地面之間的轉(zhuǎn)向阻力因數(shù)，0.8～1.0，按較大值選取； n——掘進(jìn)機(jī)重心與履帶行走機(jī)構(gòu)接地形心的縱向偏心距離，取n,mm

42、； G1——單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)承受的掘進(jìn)機(jī)的重力，kN。 f取0.1時(shí)，由公式（3.4）： μ取1.0，n取時(shí)，由公式（3.5）： 根據(jù)單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力心須大于或等于各阻力之和，但應(yīng)小于或等于單側(cè)履帶與地面之間的附著力。，附著系數(shù)值選取0.8。 符合。 （2）單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)輸入功率的計(jì)算確定 （3.7） 式中P——單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的輸入功率，kW； V——履帶行走機(jī)構(gòu)工作時(shí)的行走速度，m／s； η1——履帶鏈的傳動(dòng)效率。有支重輪時(shí)取0．89～0．92，無(wú)支重輪時(shí)取0．71～0．74； η2——驅(qū)動(dòng)裝置減速器的傳動(dòng)效率，％。 在最大速度的情況下計(jì)算，V=6m/mi

43、n=0.1m/s，η1取0.9，η2取0.8，根據(jù)公式（3.7）： （3）液壓馬達(dá)選型 選取液壓馬達(dá)型號(hào)為JMDG—2—150，寧波中意液壓馬達(dá)生產(chǎn)。 液壓馬達(dá)的技術(shù)參數(shù)為： 排量V：157 ml/r； 連續(xù)壓力p：25 MPa； 額定扭矩T：581 N.m； 轉(zhuǎn)速范圍S：10～1000 r/min； 最大輸出功率P：25 kW； 重量W：27 kg。 （3）泵站電機(jī)的功率選擇 行走需要電動(dòng)機(jī)的功率為Pn Pn=2P/ηv1ηv2ηj（3.8） 式中 P——單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的輸入功率，kW； ηv1——液壓馬達(dá)的效率，%； ηv2——液壓泵的效

44、率，%； ηj——功率傳輸?shù)膿p失，%； ηv1、ηv1取0.9，ηj取0.95,根據(jù)公式（3.8）： 考慮還有其它的液壓泵需要功率，所以選取電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YB250M—4，功率為55kW,轉(zhuǎn)動(dòng)速度為1470r/min。 3.5鏈輪設(shè)計(jì) 按照經(jīng)驗(yàn)公式：驅(qū)動(dòng)鏈輪分度圓直徑 （3.9） 由公式（3.9）得d=（324368）mm，為滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)布置，取 d=368 mm 而（3.10） （3.11） （3.12） 式中 d——分度圓直徑，mm； z——鏈輪的齒數(shù)； da——齒頂圓直徑，mm； df——齒根圓直徑，mm； d1——兩個(gè)履帶的厚度，mm。 將p=160

45、帶入（3.6）、（3.7）、（3.8）三個(gè)公式： ； ； 圓整為，，。 3.6行走架設(shè)計(jì) 行走架的地板長(zhǎng)度要能保證15～16個(gè)履帶板和地面接觸，在這個(gè)設(shè)計(jì)中行走架是承擔(dān)了負(fù)重輪的功能的。行走架要保證導(dǎo)向輪和傳動(dòng)鏈輪的安裝以及保證履帶能在上面運(yùn)動(dòng)。行走架見(jiàn)圖3.2。 圖3.2 3.7導(dǎo)向張緊裝置設(shè)計(jì) 張緊裝置行程的推薦范圍為0.751.25個(gè)履帶鏈節(jié)距,前文提到取履帶鏈節(jié)距取160mm，因此取張緊行程為120 mm。導(dǎo)向張緊裝置是用來(lái)保證掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)彎和調(diào)整履帶松緊程度的一種裝置，其設(shè)計(jì)如圖3.3： 圖3.3 第四章 減速器設(shè)計(jì)和校核 4.1傳動(dòng)類(lèi)型的選擇 根據(jù)掘進(jìn)機(jī)的工作特

46、點(diǎn)，它每天的工作時(shí)間較少，且為短期間斷的工作方式，以及礦井下空間狹小的工況，因此該減速器的特點(diǎn)應(yīng)為：短期間斷工作、重量輕、傳動(dòng)效率高。而3K(I)型行星齒輪傳動(dòng)較適合于短期間斷的工作，其傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，故選用3K(I)型行星齒輪傳動(dòng)，其傳動(dòng)系統(tǒng)如圖4.1所示。 圖4.1 4.2傳動(dòng)比計(jì)算 （1）液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速的計(jì)算 在高速行走的時(shí)候，液壓馬達(dá)由63液壓泵和50液壓泵提供液壓油，液壓泵的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和泵站電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度相同。 （4.1） ，，，帶入（4.1）： 液壓馬達(dá)有 （4.2） ，帶入（4.2） （2）鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度的計(jì)算 鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度與前進(jìn)速度有關(guān)系，前面

47、已經(jīng)提到用調(diào)動(dòng)的速度即。 （4.3） 式中 V——機(jī)器的調(diào)動(dòng)速度，m/min； z——鏈輪的齒數(shù)； p——履帶節(jié)距，mm。 將，，帶入公式（4.3），則得 （3）減速比計(jì)算 減速比計(jì)算公式為： （4.4） 由前面可以知道，，帶入公式（4.4），則得 4.3配齒計(jì)算 根據(jù)3K(Ⅰ）傳動(dòng)的傳動(dòng)比公式 （4.5） 和安裝條件： （4.6） （4.7） 式中 將公式（4.6）－（4.7），可得齒差數(shù) （4.8） 令，則得 （4.9） 式中。 所以 （4.10） 其同心條件為 即有 （4.11） 所以 （4.12） 再按同心條件： 則得

48、 （4.13） 將公式（4.10），（4.12）和（4.13）代入傳動(dòng)比公式（4.5），經(jīng)整理化簡(jiǎn)后可得齒數(shù)的一元二次方程 （4.14） 則可結(jié)得 （4.15） 則由公式（4.10）可求得，即 如果為偶數(shù)，則可按公式（4.13）計(jì)算，即 由上面的式子所求得的值只適合用于非變位或高度變位的行星傳動(dòng)。 如果為奇數(shù)，即在采用角度變位的行星傳動(dòng)中，則可按下面的公式計(jì)算 （4.16） 按公式（4.13）、（4.16）所確定的值是不相同的，所以它們所對(duì)應(yīng)的實(shí)際傳動(dòng)比也是不相同的。 當(dāng)選取行星輪數(shù)時(shí)，即可取。從而，可以獲得許多組不同齒數(shù)的3K（Ⅰ）型傳動(dòng)方案。但必須驗(yàn)算傳動(dòng)比，允許其傳

49、動(dòng)誤差為 （4.17） 式中； ； 。 按照上述公式（4.15）、（4.10）、（4.13）或（4.16）和（4.12），可以根據(jù)給定的傳動(dòng)比確定各個(gè)齒輪的齒數(shù)。 本次設(shè)計(jì)的齒輪模數(shù)比較大，高度比較小，所以采用的齒輪的齒數(shù)不能太多，如果齒數(shù)太多的話(huà)就會(huì)造成減速器與地面接觸。 ，分別取等數(shù)據(jù)，帶入公式，可得到一組解見(jiàn)表4.1： 84.882 15 120 111 52 43 84.891 15 72 69 28 25 84.960 18 183 165 83 65 84.988 21 162 150 71 59

50、 85.000 18 108 102 45 39 表4.1 通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)傳動(dòng)比為84.891的時(shí)候，表4.1有一組齒數(shù)比較合適。這組解齒數(shù)也比較少，而且只需要高度變位就可以了，比較合適在小空間上使用大模數(shù)的3（K）減速器。 84.891 15 72 69 28 25 表4.2 參數(shù)帶入公式（4.5） 傳動(dòng)比。 現(xiàn)在考慮的是在傳動(dòng)比為89.891的情況下速度的增加情況，利用公式（4.4）， 事實(shí)上的速度增加非常小，工程誤差一般在5%左右，這樣的誤差合乎要求。 4.4齒輪模數(shù)選擇 根據(jù)空間的情況和該減速器的重載情況，該行星減速器的齒

51、輪材料全部采用合金鋼，表面淬火，其中行星輪和外嚙合齒輪才用滲碳淬火。 按照齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式： （4.18） 式中--齒輪材料許用接觸應(yīng)力，查表取577 --齒寬系數(shù)，查表取0.8； --太陽(yáng)輪a承受的轉(zhuǎn)矩，N·mm； u--齒數(shù)比，； K--載荷系數(shù)，； --使用系數(shù)，查表取1.5； --動(dòng)載系數(shù)，推薦值1.051.4； --齒間載荷分配系數(shù)，推薦值1.01.2； --齒向載荷分配系數(shù)，推薦值1.01.2； --材料彈性系數(shù)，查表取189.8； --節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，查表取2.5； --重合度系數(shù)，推薦值0.850.92； 所以 K= =2.59 而3K

52、（Ⅰ）型傳動(dòng)有三個(gè)嚙合齒輪副：，，。在這里先按照高速級(jí)齒輪副進(jìn)行模數(shù)的初算。 （4.19） 將，代入公式（4.19） 又有 將上面得到的數(shù)據(jù)代入公式（4.18），可以得到： 齒輪模數(shù)m== 72.4/15 = 4.83mm 考慮到減速器使用在惡劣的環(huán)境下，圓整取模數(shù)為m=5mm。 4.5齒輪幾何尺寸和嚙合參數(shù)計(jì)算 如前所述，該行星減速器具有四個(gè)嚙合齒輪副：，，和增速齒輪副。 齒輪變位方式的選用，主要根據(jù)以下幾個(gè)因素： （1）各個(gè)齒輪嚙合副中小齒輪的齒數(shù)的多少； （2）各個(gè)齒輪嚙合副中的齒輪齒數(shù)之和值的大小； （3）各個(gè)齒輪嚙合副中的非變位中心距a與變位后的實(shí)際中心距的關(guān)

53、系，a<或a=。 各齒輪副的標(biāo)準(zhǔn)中心距為 mm mm mm 增速齒輪副為210 mm。 前面三對(duì)是減速器行星齒輪部分，其中心距相等，因?yàn)樾↓X輪少于17個(gè)齒，所以進(jìn)行變位，但是不可以進(jìn)行角度變位，只好進(jìn)行高度變位。因?yàn)榕ca有關(guān)系的只有c和e，所以只對(duì)，變位，沒(méi)有必要變位。 經(jīng)計(jì)算，各個(gè)齒輪的主要參數(shù)見(jiàn)表4.3： 表4.3 名稱(chēng) 齒數(shù) 模數(shù) (mm) 分度圓 直徑(mm) 變位系數(shù) x 齒頂圓 直徑(mm) 齒根圓 直徑(mm) 中心輪a 15 5 75 0.2 87 64.5 行星輪c 28 5 140 -0.2 148

54、125.5 行星輪d 25 5 125 0 135 112.5 內(nèi)齒圈b 72 5 360 -0.2 349.4 370.5 內(nèi)齒輪e 69 5 345 0 335 357.5 增速大齒輪 63 5 315 0 325 302.5 增速小齒輪 21 5 105 0 115 92.5 內(nèi)齒圈和減速器設(shè)計(jì)圖分別見(jiàn)圖4.2和圖4.3： 圖4.2 圖4.3 減速器 4.6傳動(dòng)效率計(jì)算 由上面的幾何尺寸結(jié)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(dòng)效率可采用下面的公式計(jì)算 （

55、4.20） 已知：和 嚙合損失系數(shù)為 （4.21） 當(dāng)重合度時(shí)，則有 （4.22） 式中——齒輪副中的小齒輪齒數(shù)； ——齒輪副中的大齒輪齒數(shù)； ——嚙合摩擦系數(shù)，一般??；如果齒面經(jīng)過(guò)跑合，可?。? 正號(hào)“+”為外嚙合，負(fù)號(hào)“-”為內(nèi)嚙合。按照公式（4.22） 將，代入（4.21），可以得到 將，和代入公式（4.20），有 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(dòng)效率為 4.7齒輪強(qiáng)度校核 齒輪材料熱處理簡(jiǎn)介 根據(jù)該行星減速器的短期間斷工作特點(diǎn)以及結(jié)構(gòu)緊湊、外廓尺寸較小和傳動(dòng)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(jiàn)表4.4。 表4.4

56、 名稱(chēng) 材料牌號(hào) 熱處理 硬度 HRC 抗拉強(qiáng)度 屈服極限 中心輪a 35CrMo 調(diào)質(zhì)淬火 46～55 735 539 行星輪c、d 40Cr 調(diào)質(zhì)淬火 48～55 735 539 內(nèi)齒輪b 40Cr 調(diào)質(zhì)淬火 48～55 735 539 內(nèi)齒輪e 40Cr 調(diào)質(zhì)淬火 48～55 735 539 增速大齒輪 35CrMo 調(diào)質(zhì)淬火 46～55 735 539 增速小齒輪 35CrMo 調(diào)質(zhì)淬火 46～55 735 539 齒輪彎曲強(qiáng)度校核 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T3480—1997）是以載荷作用側(cè)的齒

57、輪廓根部的最大拉應(yīng)力作為名義彎曲應(yīng)力，并經(jīng)過(guò)相應(yīng)的系數(shù)修正后作為計(jì)算齒根應(yīng)力。 考慮到使用條件、要求以及尺寸的不同，標(biāo)準(zhǔn)將修正后的試件彎曲疲勞極限作為許用應(yīng)力。給出的輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式適用于齒根以?xún)?nèi)輪緣厚度不小于3.5mn的圓柱齒輪。 對(duì)于短期間斷工作特點(diǎn)的3K（Ⅰ）型行星傳動(dòng)，只需要校核齒根彎曲強(qiáng)度，按下列公式驗(yàn)算 （4.23） （4.24） 式中——計(jì)算彎曲強(qiáng)度的使用系數(shù)； ——計(jì)算彎曲強(qiáng)度的動(dòng)載荷系數(shù)； ——計(jì)算彎曲強(qiáng)度的齒向載荷分布系數(shù)； ——計(jì)算彎曲強(qiáng)度的齒間載荷分配系數(shù)； ——計(jì)算彎曲強(qiáng)度的行星輪間載荷分配不均勻系數(shù)； ——齒

58、根應(yīng)力的基本值，N/mm2,大小齒輪應(yīng)分別確定； ——尺寸系數(shù)，按模數(shù)查表； ——載荷作用于齒頂時(shí)的齒形系數(shù)； ——載荷作用于齒頂時(shí)的應(yīng)力修正系數(shù)； ——計(jì)算彎曲強(qiáng)度的重合度系數(shù)； ——計(jì)算彎曲強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)； ——工作齒寬，mm；如果大小齒輪寬度不同時(shí)，寬齒輪的計(jì)算工作齒寬不應(yīng)大于窄輪齒寬在加上一個(gè)模數(shù)mn； ——模數(shù)，mm； 許用齒根應(yīng)力可按下式計(jì)算，對(duì)大小齒輪要分別確定 （4.25） 式中——試驗(yàn)齒輪的齒根彎曲疲勞極限，N/mm2； ——試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)； ——計(jì)算彎曲強(qiáng)度的壽命系數(shù)； ——相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)； ——計(jì)算彎曲強(qiáng)度的尺寸系數(shù)； ——相

59、對(duì)齒根表面狀況系數(shù)； ——計(jì)算彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)。 現(xiàn)在分別校核四個(gè)嚙合齒輪副：，，，增速齒輪副。 （1）齒輪副 名義切向力Ft 前面我們已經(jīng)得到。 (N) 相關(guān)系數(shù) a.使用系數(shù) 使用系數(shù)按中等沖擊取 b.動(dòng)載荷系數(shù) 先要計(jì)算a輪相對(duì)于轉(zhuǎn)臂的速度，可由下式得到 （4.26） 式中 ——小齒輪的分度圓直徑，mm； ——小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，r/min； ——轉(zhuǎn)臂H的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，r/min。 式中（r/min）。 將mm，(r/min)，（m/s）代入公式（4.26） （m/s） 中心輪和行星輪均為7級(jí)精度，即精度系數(shù)C=7；按下式計(jì)算動(dòng)載系數(shù) （

60、4.27） 式中 A=50+56(1-B)=50+56×(1-0.4)=83.6 代入公式（4.27），可得 所以中心輪a和行星輪g的動(dòng)載系數(shù)為0.5 c.齒向載荷分布系數(shù) 齒向載荷分布系數(shù)可按下式計(jì)算 （4.28） 上式中，查相關(guān)圖可以得到=1，由于沒(méi)有變位，φd=0.5，由此可查圖可以得到θb=1.15，代入（4.28），則得 d.齒間載荷分配系數(shù) 齒間載荷分配系數(shù)查表可得=1.1 e.行星輪間載荷分配不均勻系數(shù) 行星輪間載荷分配不均勻系數(shù)按下式計(jì)算 （4.29） 上式中，行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)KHp取1.2，代入公式（4.29），則得 f.齒形系數(shù) 齒

61、形系數(shù)由圖可得， g.應(yīng)力修正系數(shù) 應(yīng)力修正系數(shù)由圖可得, h.重合度系數(shù) 重合度系數(shù)可按下面的公式計(jì)算 （4.30） 取εac=1.5，代入（4.30），則得 i.螺旋角系數(shù) 螺旋角系數(shù)查相關(guān)圖為=1 j.齒寬b 從前面可有得到b=40 計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力 取彎曲應(yīng)力為155N/mm2。 計(jì)算許用齒根應(yīng)力 按公式（4.25）計(jì)算許用齒根應(yīng)力，即 已經(jīng)知道=340 N/mm2 查表查得最小安全系數(shù)=2.0。 應(yīng)力系數(shù)，按給定的區(qū)域圖取時(shí)，取=2。 壽命系數(shù)由NL確定，NL由下式確定 （4.31） 根據(jù)要求，減速器的壽命為t=2000 h，代入（4.31），

62、可得 由下式計(jì)算 齒根圓角敏感系數(shù)查得為=1 相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)按照下式計(jì)算 （4.32） 取齒根表面微觀(guān)不平度Rz=12.5μm，代入式（4.32），可得 尺寸系數(shù)=1.05-0.01m×5=1 將上面的所得的數(shù)據(jù)代入公式（4.25），則得 因?yàn)辇X根應(yīng)力N/mm2小于許用應(yīng)力 N/mm2，即。所以，齒輪副滿(mǎn)足齒根彎曲強(qiáng)度條件。 （2）齒輪副 在內(nèi)嚙合齒輪副中只需要校核內(nèi)齒輪b的彎曲強(qiáng)度，即仍按前面的公式計(jì)算其齒根彎曲應(yīng)力和許用應(yīng)力，已經(jīng)知道zb=75，=440N/mm2（參考[13]171～174頁(yè)）。 仿照上面的計(jì)算過(guò)程，通過(guò)查表或采用相同的公式計(jì)算，可以得到一系列

63、取值：，，，=1.1，=1，，，，=1，b=40，，=1.03，，=1。 取 可見(jiàn)。所以，齒輪副滿(mǎn)足齒根彎曲強(qiáng)度條件。 （3）齒輪副 在內(nèi)嚙合齒輪副中需要校核內(nèi)齒輪e和d的彎曲強(qiáng)度，即仍按前面的公式計(jì)算其齒根彎曲應(yīng)力和許用應(yīng)力，已經(jīng)知道Ze=72,Zf=27，=440N/mm2（參考[13]171～174頁(yè)）。 仿照上面的計(jì)算過(guò)程，通過(guò)查表或采用相同的公式計(jì)算，可以得到一系列取值：，，，=1，=1.1，，,，，，=1，b=40，，=1.03，，=1。 此時(shí)，F(xiàn)t1=30/27Ft=2648×30/27=2942 （N） 取 可見(jiàn)。所以，齒輪副滿(mǎn)足齒根彎曲強(qiáng)度條件。 （4）增

64、速齒輪副 前面我們已經(jīng)得到。 (N) 在增速齒輪副中需要校核大齒輪和小齒輪的彎曲強(qiáng)度，即仍按前面的公式計(jì)算其齒根彎曲應(yīng)力和許用應(yīng)力，已經(jīng)知道大小齒輪齒為Z大=63，Z小=21，=440N/mm2（參考[13]171～174頁(yè)） 仿照上面的計(jì)算過(guò)程，通過(guò)查表或采用相同的公式計(jì)算，可以得到一系列取值：，，，=1，=1.1，，,，，，=1，b=40，，=1.03，，=1。 代入公式有 取 N/mm2，前面已經(jīng)知道 N/mm2。 因?yàn)辇X根應(yīng)力N/mm2小于許用應(yīng)力 N/mm2，即。所以，齒輪副滿(mǎn)足齒根彎曲強(qiáng)度條件。 4.8其它零件校核 減速器軸校核 （1）行星輪支承軸校核 a

65、.受力分析 行星輪支承關(guān)系見(jiàn)圖4.8 圖4.8 根據(jù)關(guān)系圖可以畫(huà)出受力示意圖如圖4.9和圖4.10： 圖4.9 垂直平面 圖4.10 水平平面 Fag、Fbg、Fef可以通過(guò)下面的公式計(jì)算 （4.33） （4.34） （4.35） 當(dāng)時(shí)，則 對(duì)于，前面已經(jīng)知道了，=75mm，代入（4.33） N 對(duì)于，先要知道，可以按照下面的公式計(jì)算 （4.36） 前面已經(jīng)知道了，，代入（4.36），則有 N·mm 代入（4.35），有 對(duì)于，先要知道，可以按照下面的公式計(jì)算 （4.37） 前面已經(jīng)知道了，，代入（4.37），則有 N·mm 代入（4.34

66、），有 的計(jì)算可以按照下面的公式計(jì)算 （4.38） 將上面得到的數(shù)據(jù)代入（4.38），則得 (N) (N) (N) 根據(jù)受力示意圖如圖，有 （4.39） （4.40） 將上面所得到的數(shù)據(jù)代入（4.39），（4.40），有 通過(guò)計(jì)算得到 畫(huà)出受力圖、彎矩圖，如圖4.10 圖4.11 垂直平面 圖4.12 水平平面 b.強(qiáng)度校核 根據(jù)材料力學(xué)第三強(qiáng)度理論，按下式計(jì)算出當(dāng)量彎矩，很明顯強(qiáng)度最大的部位在c齒輪的中部的那個(gè)地方的軸。只要這個(gè)地方通過(guò)了。其它的也沒(méi)有問(wèn)題。 N·mm （4.41） 從受力圖上我們可以看到，這個(gè)軸上的扭矩剛好全部抵消，所以只需要將彎矩代入計(jì)算，則得 行星輪心軸選用37SiMn2MoV合金鋼進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，當(dāng)直徑小于200mm的時(shí)候，σb=863N·mm2（參考[13]151頁(yè)）， N·mm2。 行星輪心軸直徑選取65，按照下式進(jìn)行強(qiáng)度校核 N·mm2（4.42） 將，d=50 mm代入（4.42），則得 N·mm2 很顯然有，所以通過(guò)校核。 （2）功率輸入軸校核 a.受力分析