畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書一級(jí)擺線錐齒輪減速器設(shè)計(jì)說明書

1、本科本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說畢業(yè)設(shè)計(jì)說明明書書EBJ-160 掘進(jìn)機(jī)裝載部件設(shè)計(jì)及關(guān)鍵件加工工藝EBJ-160 BORING MACHINE LOADED WITH THE KEY COMPONENTS OF THE DESIGN AND PROCESSING TECHNOLOGY學(xué)院（部）： 機(jī)械學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 機(jī)械設(shè)計(jì) 05-2 班 學(xué)生姓名： 戴 兵 指導(dǎo)教師： 周哲波 2009 年 6 月 8 日安 徽 理 工 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書專業(yè)班級(jí) 機(jī)械 05 級(jí) 2 班 姓名 戴兵 日期 2009-6-8 1設(shè)計(jì)題目 EBJ-160 掘進(jìn)機(jī)裝載部件設(shè)計(jì)及關(guān)鍵件加工工藝（專 題） 一級(jí)擺線錐齒輪減速器

2、設(shè)計(jì) 2設(shè)計(jì)原始資料：3設(shè)計(jì)文件：說 明 書:1-1.5 萬字圖 紙:減速器裝配圖，錐齒輪軸零件圖，大錐齒輪零件圖，偏心盤零件圖，軸承座零件圖模型（工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)）4. 設(shè)計(jì)任務(wù)下達(dá)日期：5. 設(shè)計(jì)完成日期：6. 設(shè)計(jì)各章節(jié)答疑人： 部分 部分 部分 部分 部分 部分 7. 指導(dǎo)教師 8. 系（室）負(fù)責(zé)人 9. 院負(fù)責(zé)人 中文摘要摘要：本次設(shè)計(jì)的題目是 EBJ-160 掘進(jìn)機(jī)裝載部件設(shè)計(jì)及關(guān)鍵件加工工藝設(shè)計(jì)，我的專題是對(duì)該掘進(jìn)機(jī)的一級(jí)擺線錐齒輪減速器設(shè)計(jì)。首先，對(duì)有關(guān)掘進(jìn)機(jī)的書籍進(jìn)行初步閱讀，了解掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及其的技術(shù)上發(fā)展情況和瓶頸。核心是研究掘進(jìn)機(jī)的裝載部分的作用及其設(shè)計(jì)方案，為后期的設(shè)

3、計(jì)打好基礎(chǔ)。其次，對(duì)這次設(shè)計(jì)主題即掘進(jìn)機(jī)一級(jí)擺線錐齒輪減速器設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，從現(xiàn)有的減速器裝配圖上的研究開始，分析裝配圖上的各個(gè)零部件的作用及其位置關(guān)系，弄清部件彼此之間的裝配關(guān)系。最后重新設(shè)計(jì)這個(gè)減速器，設(shè)計(jì)思想是在不改變?cè)薪Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)不足的地方進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。這次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是擺線錐齒輪軸的設(shè)計(jì)和校核，以及該軸上的軸承的設(shè)計(jì)和校核。關(guān)鍵詞： 掘進(jìn)機(jī)；擺線錐齒輪；減速器；English Abstract Abstract: The design is the subject of EBJ-160 boring machine loaded with the key components of

4、 the design and processing technology design, my topic is the level of the boring machine cycloid bevel gear reducer design. First of all, boring machine for the preliminary reading of the bookto understand the development of boring machine and its technical developments and bottlenecks. The core is

5、 to study the loading part of boring machine and its design, for the latter designed to lay a solid foundation. Secondly, the design theme of the boring machine that is a cycloid bevel gear reducer design study, the reducer from the existing assembly drawing on the beginning of the study, analysis o

6、f the assembly drawing on the role of the various components and its location, clarify the components of the assembly relations between. Finally, re-design of the reducer, the design idea is not to change the original structure on the basis of lack of improvement of the local optimization. Is design

7、ed to focus on the cycloid bevel gear shaft design and verification, as well as the axis of the bearing design and verification. Key words: boring machine; cycloid bevel gear; reducer;目錄目錄摘要（中文）3 摘要（英文） 41、緒論 7 2、傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 8 2.1、傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 8 8 8 82.2、電動(dòng)機(jī)的選擇 9 9 9 93、齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 113.1、擺線錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算11 選定齒輪類型，精度等級(jí)，

8、材料及其齒數(shù) 11 、 擺線齒錐齒輪幾何參數(shù)初算11、 擺線齒錐齒輪精確幾何計(jì)算原始參數(shù)13、 擺線齒錐齒輪幾何計(jì)算數(shù)據(jù)匯總 143.2、 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度15、 接觸應(yīng)力計(jì)算15、 許用應(yīng)力計(jì)算163.3、 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度173.4、 擺線小錐齒輪軸結(jié)構(gòu)圖193.5、 擺線大錐齒輪結(jié)構(gòu)圖204、 錐齒輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算21 4.1、 錐齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21 、 齒輪軸的示意圖21 軸上的徑向尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22 、 軸上的軸向尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23 、 軸上的其他設(shè)計(jì)244.2、 軸齒輪的校核計(jì)算24 、 軸上的受力分析24 支反力的計(jì)算24、 求齒輪軸彎矩和扭矩圖 25 255、 軸承基本額定

9、壽命計(jì)算275.1、 錐齒輪軸軸承額定壽命計(jì)算(32221)27 、 軸承所受徑向力計(jì)算 2728dF、 判斷和計(jì)算軸向力2828285.2 錐齒輪軸軸承額定壽命計(jì)算(30222)2929、 計(jì)算派生軸向力 29dF、 判斷和計(jì)算軸向力 30、 確定當(dāng)量動(dòng)載荷 30、 計(jì)算軸承 30222 壽命 306、 鍵的選擇和校核 316.1、矩形花鍵的選擇 31 31的規(guī)格 316.2、 矩形花鍵的校核32 擠壓應(yīng)力計(jì)算 32 32 327、 潤滑與密封 337.1、 齒輪的潤滑 337.2、 軸承的潤滑 337.3、 密封 33 端蓋和軸間密封 33、 軸承座與箱體之間的密封 34 8、 箱體的設(shè)計(jì)

10、34 8.1、 減速器附件的選擇 34 8.2、 箱體及其附件參數(shù) 35 結(jié)束語 36參考文獻(xiàn) 37 致謝 381 1、緒論緒論 EBJ160 型重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)為國家“八五”重點(diǎn)科技攻關(guān)成果。該機(jī)主 要用于煤及半煤巖巷機(jī)械化掘進(jìn)施工，也適用于其他礦山及隧道的掘進(jìn)。該機(jī)主要特點(diǎn)為：整機(jī)采用低矮機(jī)型，懸臂縱軸式切割，切割機(jī)構(gòu)的進(jìn)給速度采用自動(dòng)調(diào)整，鏟板隨動(dòng)式防干涉裝置；切割頭采用高強(qiáng)度齒座，截齒采用大直徑“三高”硬質(zhì)合金刀頭高強(qiáng)度截齒，履帶采用高強(qiáng)度鑄造件液壓系統(tǒng)采用了恒壓變量伺服系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)比同類型進(jìn)口機(jī)組優(yōu)越，管件少 34EBJ-160 型掘進(jìn)機(jī)是重型掘進(jìn)機(jī)，它切割功率大，斷面大，廣泛適用

11、于鐵路、公路、水利、國防等隧道的掘進(jìn)施工，可以滿足 2-3 類到 4-5 類圍巖（軟巖、次堅(jiān)巖）的機(jī)械化掘進(jìn)，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)，運(yùn)輸，支護(hù)等同時(shí)作業(yè)，大幅度提高了隧道施工的效率。在煤礦、公路、鐵路的隧道施工中都會(huì)用到掘進(jìn)機(jī)這種機(jī)器設(shè)備，怎樣設(shè)計(jì)掘進(jìn)機(jī)使其能夠高效、安全地在施工中完成掘進(jìn)任務(wù)，確保工程安全順利的完工設(shè)計(jì)掘進(jìn)機(jī)的關(guān)鍵因素。掘進(jìn)機(jī)的裝載機(jī)構(gòu)一般分為星輪裝載和扒爪兩大類，因其型號(hào)和工作地點(diǎn)的不同，傳統(tǒng)掘進(jìn)機(jī)的裝載機(jī)構(gòu)各有其特點(diǎn)與不足,尤其出在減速器的問題較多。此次設(shè)計(jì)的目的：在原有兩中裝載方式的基礎(chǔ)上對(duì)擺線錐齒輪減速器進(jìn)行技術(shù)及結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)與設(shè)計(jì)；指導(dǎo)思想：由于 EBJ-160 為重型掘進(jìn)機(jī)，

12、采用的的是星輪裝載方式，吸取扒爪式的精華，在不改變星輪裝載的主體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的解決的問題：在結(jié)構(gòu)上對(duì)一級(jí)擺線錐齒輪減速器的進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì) 2 2、 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算2.12.1、傳動(dòng)方案擬定、傳動(dòng)方案擬定2.1.12.1.1、已知條件、已知條件（1） 工作條件：煤礦隧道下使用，工作兩班制。連續(xù)單向傳動(dòng)，載荷較平穩(wěn)，工作環(huán)境欠佳，有粉塵，環(huán)境最高溫度 35。（2）使用折舊期：8 年，每年工作 350 天，每天工作 16 小時(shí)。（3）檢修間隔期：2 年一次大修，每年一次中修，半年一次小修（4）動(dòng)力來源：電力，三相交流，電壓 380/220V。（5）制造條

13、件及生產(chǎn)批量：中型機(jī)械廠，單件小批生產(chǎn)。（6）驅(qū)動(dòng)方式 ：集中交流電機(jī)，采用后驅(qū)動(dòng)，（7）傳動(dòng)系統(tǒng)：交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，直交錐齒輪傳動(dòng) ，星輪（8）裝載方式：星輪連續(xù)裝載（9）鏈輪的張緊方式：黃油缸張緊（10）裝載能力：240-2503/minm2.1.22.1.2、 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)參 數(shù)星輪轉(zhuǎn)速鏈輪的轉(zhuǎn)速 V電動(dòng)機(jī)功率數(shù) 據(jù)45rpm1.2m/min22KW表 1-1 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表2.1.32.1.3、 本方案特點(diǎn)本方案特點(diǎn)本方案采用擺線錐齒輪減速器開式齒輪傳動(dòng)方案，齒輪傳動(dòng)具有：1) 效率高，是常用的機(jī)械傳動(dòng)中齒輪傳動(dòng)效率最高的。2) 結(jié)構(gòu)緊湊，相對(duì)其它傳動(dòng)機(jī)械，其占用空間較小。3) 工作可靠壽

14、命長。設(shè)計(jì)制造正確合理，使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，工作十分可靠，壽命可長達(dá)一、二十年，這是其它機(jī)械傳動(dòng)無法比擬的。4) 傳動(dòng)比穩(wěn)定。5) 使用了一對(duì)開式齒輪傳動(dòng)，它的失效形式多為齒面磨損，同時(shí)，開式齒輪傳動(dòng)在沒有防護(hù)罩的情況下容易對(duì)靠近的工作人員造成危險(xiǎn)。2.22.2、 電動(dòng)機(jī)選擇電動(dòng)機(jī)選擇2.2.12.2.1 、 確定鏈輪分度圓直徑確定鏈輪分度圓直徑d=2222006418207.979090sin18sin18sinsintdzz注取齒數(shù)Z=52.2.22.2.2 、 確定減速器輸入軸及其傳動(dòng)比確定減速器輸入軸及其傳動(dòng)比60 10001.2 60 1000110.26 /min3.14159

15、27 207.97vnrd入（=45 已給數(shù)據(jù)）110.26 /min2.4545 /minnrinr入出n出2.2.32.2.3、 電動(dòng)機(jī)型號(hào)選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)選擇根據(jù)掘進(jìn)機(jī)使用環(huán)境選擇 YB 系列隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)，已經(jīng)知道給定功率為 P=22KW，=111.26，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中常用電機(jī)選擇，選擇如下n入兩種方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kW滿載轉(zhuǎn)速/1minr傳動(dòng)比YBGB180L-422147013.33YB200L2-6229708.97綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的情況，同時(shí)也要降低電動(dòng)機(jī)的成本，最終可確定方案 2 YB200L2-62.2.3.1、 詳細(xì)參數(shù)詳細(xì)參數(shù)序號(hào)=57型號(hào)=YB2

16、00L2-6額定功率kw=22滿載時(shí)額定電流A=44.6滿載時(shí)額定轉(zhuǎn)速r/min=970滿載時(shí)效率%=90.2滿載時(shí)功率因數(shù)cos=0.83堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩=1.8堵轉(zhuǎn)電流/額定電流=6.5最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩=2重量kg=3002.2.電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸圖片電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸圖片 YB200L2-6 型電動(dòng)機(jī)安裝型式外形及安裝尺寸-序號(hào)=12 機(jī)座號(hào)=200 LH=200 A=318 B=305 C=133 D2 極=55 E2 極=110 FGD2 極=1610 F10 G2 極=49 K=19 T=5M=350N=300 P=400 R= 0 n-S=4 -19 AB=390 AD=290

17、AE=205 HD=645AA=70 BB=379 HA=25 AC=400 LA=18 L2 極=805 安裝型式=B353 3、 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算3.13.1、 擺線錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算擺線錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算、選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及其齒數(shù)。(1)按照設(shè)計(jì)要求，選用擺線齒錐齒輪傳動(dòng)。(2)因?yàn)榫蜻M(jìn)機(jī)的扒抓機(jī)構(gòu)是一般工作機(jī)，速度不高，可選用 7 級(jí)精度（GB10095-88）(3)材料選擇參照機(jī)械齒輪設(shè)計(jì)手冊(cè)表 10-1，選擇小齒輪的材料為 40Gr(調(diào)質(zhì))，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 240HBS,二者材料硬度差為 40HBS。、擺線齒錐齒輪

18、幾何參數(shù)初算按照機(jī)械齒輪設(shè)計(jì)手冊(cè)給定算法計(jì)算，過程如下表 3-1 表 3-1 擺線齒錐齒輪幾何參數(shù)初算名稱符號(hào)單位計(jì)算公式結(jié)果軸交角（）90傳動(dòng)比理論值12,0iu齒數(shù)初值120iu2.45主動(dòng)小輪轉(zhuǎn)速1( /min)n r已經(jīng)知數(shù)據(jù)110.26主動(dòng)小輪轉(zhuǎn)矩1( /)Tn m2211195.5 10/95.5 1022/110.26Tpn31.905 10名稱單位計(jì)算公式結(jié)果大輪大端節(jié)圓直徑2/()edmm05211901000edTn 302. 820時(shí)u（）（）1+u384.0026 取整 384大輪大端節(jié)錐角初值020/( )0200sin/( )arctan()1/cosu67.79續(xù)

19、表名稱符號(hào)單位計(jì)算公式結(jié)果大輪大端節(jié)錐距初值0/()eRmm02200.5/sineeRd240.4554齒寬b重載傳動(dòng) b=(0.29 0.33) 取=3.40eR0eRbb=67.533 取整 68參考點(diǎn)法向模數(shù)nm硬齒面重載齒輪取=(0.10.14)bnm10nbm=6.8 取整nm7參考點(diǎn)螺旋角初值0m0/( )一般00m030 45035小輪齒數(shù)1z220m0110(sin)cos5endbzzu m加以圓整，12.76 圓整取13大輪齒數(shù)2z20 1zu z，加以圓整31.85 圓整取32齒數(shù)比u21zzu=2.46傳動(dòng)比誤差百分?jǐn)?shù)2i020100iuuu0.4大輪節(jié)錐角02/(

20、)2sinarctan()1/cosu67.88參考點(diǎn)螺旋角0m/( )1m22arcos()sinnez umdb33.7481擺線齒錐齒輪幾何參數(shù)初算（表 3-1）、 擺線齒錐齒輪精確幾何計(jì)算原始參數(shù)按照機(jī)械齒輪設(shè)計(jì)手冊(cè)（上冊(cè)）給定算法計(jì)算，計(jì)算過程如下表 3-2表表 3-23-2 擺線齒錐齒輪精確幾何計(jì)算原始參數(shù)擺線齒錐齒輪精確幾何計(jì)算原始參數(shù)名稱符號(hào)單位計(jì)算公式結(jié)果大輪大端節(jié)圓直徑2/()edmm見上表 3-1384軸交角（）見上表 3-190 名稱符號(hào)單位計(jì)算公式結(jié)果參考點(diǎn)法向模數(shù)見上表 3-17小輪齒數(shù)1z見上表 3-113大輪齒數(shù)2z32法向壓力角0( )n一般取020n20齒頂

21、高系數(shù)ah一般取=1ah1頂隙系數(shù)C一般取 C=0.250.25圓周齒側(cè)間隙（mm）ij按照齒輪設(shè)計(jì)手冊(cè)上表 5.2-8 取=0.19ij0.19法向齒側(cè)間隙（mm）nj=0.05+0.03njnm0.26高變位系數(shù)1x初值=0.5 由手冊(cè)上表 5.5-2 求得終值1x切向高變位系數(shù)1tx初值=0.1 由手冊(cè)上表 5.5-5 求得終值1tx分度錐角修正值0/( )因小錐輪軸小端五軸頸所以修正角為 00齒數(shù)比U見上表 3-12.46齒寬b/(mm)見上表 3-168參考點(diǎn)螺旋角0m0/( )見上表 3-133.74813.1.43.1.4、 擺線齒錐齒輪幾何計(jì)算數(shù)據(jù)匯總數(shù)據(jù)匯總按照機(jī)械齒輪設(shè)計(jì)手

22、冊(cè)（上冊(cè)）給定算法計(jì)算，見下表 3-3表表 3-33-3 擺線齒錐齒輪幾何計(jì)算數(shù)據(jù)匯總擺線齒錐齒輪幾何計(jì)算數(shù)據(jù)匯總名稱符號(hào)單位計(jì)算公式結(jié)果法向模數(shù)nm7小輪齒數(shù)1z13名稱符號(hào)單位計(jì)算公式結(jié)果傳動(dòng)比12i2.46小輪分度錐角01/( )21.62大輪分度錐角02/( )68.88小輪大端節(jié)圓直徑1/()dmm12/ddu184.6748 取整 184大輪大端節(jié)圓直徑2/()dmm384小輪參考點(diǎn)節(jié)圓直徑1/()mdmm11/cosmnmdm z148.021 取整 148大輪參考點(diǎn)節(jié)圓直徑2/()mdmm22/cosmnmdm z384.4728 取整 384高變位系數(shù)1x0.5小輪齒頂高（m

23、m）1ah(+)1anhmah1x10.5大輪齒頂高（mm）2ah= (-)2ahnmah1x3.5續(xù)表全齒高h(yuǎn)(2)nahmhc15.75大輪齒數(shù)2z32壓力角n20小輪當(dāng)量齒數(shù)1vz111cosvzz14.0314取整為大輪當(dāng)量齒數(shù)2vz222cosvzz84.98 取整為 85錐距R(mm)240擺線齒錐齒輪幾何計(jì)算數(shù)據(jù)匯總（表 3-3）3.23.2、 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度1)錐齒輪以大端面參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值，取齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量齒輪作為強(qiáng)度計(jì)算依據(jù)進(jìn)行校核。已算小齒輪齒數(shù) Z1=13，傳動(dòng)比為*U=2.46 則大齒輪齒數(shù)Z2= 32, =1905(n/m)1T依據(jù)的校核公式

24、：210.85tAHHHEHHPmnFk KKUZ Z Z Zbd、接觸應(yīng)力計(jì)算（1）分度圓切向力計(jì)算1120002000 19052070.65184tmTFNd（2） 使用系數(shù) 原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)都是輕微震動(dòng)，查機(jī)械設(shè)計(jì)書本上的表得出該系數(shù)=1.35Ak(3) 動(dòng)載荷系數(shù)計(jì)算212222()110010.8510.1113 32.46(0.0193)11.0821.35 2070.6510002.4610.85 68ttvAtKZVuKkK Fub (4) 載荷分布系數(shù)計(jì)算1.51.5 1.251.9Hh eKK（5） 載荷分配系數(shù)計(jì)算1.2HaK（6） 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)計(jì)算2.125HZ(7)

25、彈性系數(shù)計(jì)算2189.8(/)EZN mm（8） 重合度螺旋角系數(shù)計(jì)算44 1.7330.86930.870(1)33vaZZ因式中(9) 錐齒輪系數(shù)計(jì)算1KZ(10) 計(jì)算結(jié)果=267.1210.85tAHHHEHmnFk KKUZ Z Z Zbd、 許用應(yīng)力計(jì)算（1） 許用接觸應(yīng)力公式limlimHHPNLRXWHZ Z V Z ZS（2） 試驗(yàn)齒輪接觸疲勞極限由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（3）上圖 23.2-18d 查得2lim1300(/)HN mm（3） 壽命系數(shù)=1 （長期工作）WZ（4） 潤滑油膜影響系數(shù) (機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 3 圖 23.2-21)0.985LVRZ（5） 最小安全系數(shù)min1.

26、1HS（6） 尺寸系數(shù)1XZ（7） 工作硬化系數(shù)1WZ（8） 許用接觸應(yīng)力值213001 0.985 11164(/)1.1HPN mm （9） 結(jié)論 通過校核HHP3.33.3、 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1)確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)，計(jì)算載荷系數(shù)使用系數(shù)：由*，取1.1KA動(dòng)載系數(shù)：由*，按 9 級(jí)精度查取，齒間載荷分布系數(shù)：1.23KV取 1 KH KF齒向載荷分布系數(shù)：eHK5 . 1K KFH其中，軸承系數(shù)由*查得25. 1eHK所以875. 125. 15 . 1K KFH綜上，載荷系數(shù)HHVAKKKKK 537. 2875. 10 . 123. 11 . 1537. 2

27、875. 10 . 123. 11 . 1FFVAKKKKK2)確定齒形系數(shù)，應(yīng)力校正系數(shù)，*：FYSY 53. 21FY62. 11SY 13. 22FY85. 12SY3)確定彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)，壽命系數(shù)查*1.4 S 查得： 86. 01FNk88. 02FNk疲勞極限應(yīng)力，由*查得： a1510MPFEaFEMP3802*可求出許用應(yīng)力 aFEFNFMPSK286.3134 . 151086. 0111aFEFNFMPSK857.2384 . 138088. 02224）校核彎曲強(qiáng)度輪齒所受切向力，由*，有tF112111222 19050276.0869(1 0.5)

28、184(1 0.5 0.3)ttmRTTFFNdd*校核11112.537 276.0869 2.53 1.62201.90(1 0.5)68 2.46 (1 0.5 0.3)tFasaFaFRKF YYMPbm22212007.191) 3 . 05 . 01 (5 . 28 . 685. 113. 20869.276537. 2)5 . 01 (FaRsaFatFMPbmYYKF彎曲強(qiáng)度滿足要求3.43.4、 擺線小錐齒輪軸機(jī)構(gòu)圖（圖擺線小錐齒輪軸機(jī)構(gòu)圖（圖 3-13-1）3.53.5、 擺線大錐齒輪機(jī)構(gòu)圖（圖擺線大錐齒輪機(jī)構(gòu)圖（圖 3-13-1）4 4、錐齒輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算4.14.1、

29、錐齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 齒輪軸的設(shè)計(jì)圖（圖 4-14-1）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖（圖 4-1）4.1.24.1.2、 軸上的徑向尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 表 4-1 軸上的徑向尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)區(qū)段說明結(jié)果A-A 段該段安裝了矩形花鍵，規(guī)格為,軸徑10 72 78 12(114487)GB的尺寸由花鍵的尺寸的來定大徑 (mm)78A AD小徑 (mm)72A AdB-B 段該段安裝有圓螺母和止動(dòng)墊圈，直徑由圓螺母的尺寸來計(jì)算確定，該段要制造螺紋，螺母規(guī)格：M90 2大徑 90()B BDmm小徑 88()B BdmmC-C 段該段安裝浮封圈和浮封杯，直徑要與 D-D 段綜合考慮95()C CDmmD-D 段該段安裝了圓螺母和

30、止動(dòng)墊圈，軸徑帶有螺紋，大小徑由裝配圖明細(xì)欄上的圓螺母規(guī)格確定，圓螺母規(guī)格M100 2大徑100()D DDmm小徑98()D DdmmE-E 段該段安裝圓錐磙子軸承，規(guī)格為直徑由軸承內(nèi)徑來計(jì)算確定，105()E EDmmF-F 段該段裝有圓錐磙子軸承，規(guī)格是軸的直徑有軸承的內(nèi)徑來確定110()F FDmmG-G 段該段是軸肩，用于軸承的定位，由由軸承的軸向定位需求取115()G GDmm115()G GDmmH-H 段該段是小錐齒輪尺寸參數(shù)請(qǐng)參看第三章的齒輪設(shè)計(jì)部分、 軸上的軸向尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 分析說明見下表表 4-24-2 軸上的軸向尺寸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)區(qū)段說明結(jié)果A-A 段該段安裝了矩形花鍵，規(guī)格

31、為，花鍵10 72 78 12(114487)GBA-AL75()mm工作長度 L=75（mm）B-B 段該段安裝有圓螺母和止動(dòng)墊圈，直徑由圓螺母的尺寸來計(jì)算確定，該段要制造螺紋，螺母規(guī)格：, M90 2.L 要大于螺母厚度 20L=lRec 倍多B-BL55()mmC-C 段該段安裝浮封圈和浮封杯，長段由計(jì)算確定C-CL55()mmD-D 段該段安裝了圓螺母和止動(dòng)墊圈，軸徑帶有螺紋，長度由裝配圖明細(xì)欄上的圓螺母規(guī)格確定，圓螺母規(guī)格,L 要大于螺母和墊圈的厚度，M100 2D-DL30()mmE-E 段該段安裝圓錐磙子軸承，規(guī)格為這段的長度大于等于軸承寬度，由計(jì)算確定E-EL55()mmF-F

32、 段由計(jì)算確定F-FL110()mmG-G 段該段是軸肩，由軸承的軸向定位需求，取G-GL6()mmG-GL6()mmH-H 段該段是小錐齒輪 厚度參看齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)H-HL80()mm4.4.1.41.4、 軸上的其他設(shè)計(jì)（1）軸上零件的周向定位B-B 段的軸承端蓋周向定位采用圓螺母和止動(dòng)墊片來定位，滾動(dòng)軸承周向定位由過渡配合保證，選用軸直徑的公差為 k6(2) 確定軸上圓角和側(cè)角尺寸軸端倒角，圓角均為 R2.54524.24.2、 軸齒輪的校核計(jì)算、 軸上的受力分析（1）軸傳遞的轉(zhuǎn)矩計(jì)算 441122 955 1022 955 10110.26Tn4190.54 10/1905/N mmN

33、m（2）齒輪的圓周力計(jì)算1120002 1905 100020706148tmTFNd（3）齒輪的徑向力計(jì)算0tantan20207069062coscos33.74nrtFF（4）齒輪的軸向力計(jì)算tan20706 tan33.7413830XtFF、 支反力的計(jì)算支反力的計(jì)算（1） 在垂直面上支反力計(jì)算 (圖 4-2 b )： 0CzM11545202mBZrxdRFF11321BZRN 0:ZF0CZBZRRF20383CZRN(2) 在水平面內(nèi)的支反力計(jì)算 (圖 4-2c ) 0:AyM521540tByFR6991ByRN 0:YF0ByCytRRF13715CyRN 、 求齒輪軸彎矩

34、和扭矩圖 齒輪的作用力在垂直面的彎矩 （圖 4-2 b）3529062 52 10471CZrMFNm 齒輪的作用力在水平面的彎矩圖 （圖 4-2 c）35220706 52 101076CYtMFNm 截面 C 處的最大合成彎矩計(jì)算 （圖 4-2 d）221174CCYCZMMMNm 做轉(zhuǎn)矩圖11905()TNm已知 危險(xiǎn)截面的判斷根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖，即如上圖（b）(c) (d)所示。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以看出截面 C 是軸的危險(xiǎn)截面。后面將附注小齒輪軸上載荷圖（圖 4-2）截面 C 處的各種受力值列表 4-2表 4-2 截面 C 處的受力參數(shù)列表載 荷垂直

35、面 Z水平面 Y支反力 F（N） 11321BZRN 20383CZRN 6991ByRN 13715CyRN 彎矩）（mNM471CZMNm1076CYMNm總彎矩）（mN 221174CCYCZMMM扭矩)mNT（19051T附圖rFtFXF1NVFBYRBZRCYRCZRBZRCZRCYMVMBYRCYRaHFF1rF1HM2HMtFT12CZmDZR dM圖 4-2 小齒輪軸上載荷圖、 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度這里只校核危險(xiǎn)截面 C 的強(qiáng)度。*及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取折合系數(shù)6 . 0計(jì)算截面 C 的抗彎截面系數(shù) W

36、c3339 .1135913210532mmdWcc軸的計(jì)算應(yīng)力aacccaMPMPWTM34.109 .113591)19056 . 0(1174000)(22212該軸材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，由*查得許用應(yīng)力因此，aMP601，故安全。1ca5 5、 軸承基本額定壽命計(jì)算軸承基本額定壽命計(jì)算5.15.1、 錐齒輪軸軸承額定壽命計(jì)算錐齒輪軸軸承額定壽命計(jì)算(32221)(32221)如圖 4-2，記 B 處軸承為 1，C 處軸承為 2。由前述已知，外界產(chǎn)生的軸向力：NFx13830徑向力：NFr9062各支點(diǎn)力： ；NRBy6991NRBZ11321；NRCy13715NRCZ2038

37、3、 軸承所受徑向力計(jì)算軸承所受徑向力計(jì)算2222169911132111305rByBZFRRN22222137152038324567rCyCZFRRN5.1.25.1.2、 計(jì)算派生軸向力計(jì)算派生軸向力dF、確定動(dòng)載系數(shù)、確定動(dòng)載系數(shù)查*得計(jì)算系數(shù)，軸向動(dòng)載荷系數(shù)。37. 0e6 . 1Y因?yàn)?，所以，由*查得：eFFrX5 . 1906213830徑向動(dòng)載荷系數(shù)40. 0X、 派生軸向力計(jì)算派生軸向力計(jì)算由*派生軸向力公式NYFFrd812.35326 . 1211305211NYFFrd187.76776 . 12245672225.1.35.1.3、 判斷和計(jì)算軸向力判斷和計(jì)算軸向

38、力、軸承、軸承 1 1 受軸向力受軸向力因?yàn)閄ddFFNNNNF21187.2150713830187.7677812.3532所以軸承 1 所受的軸向力NFFFdXX17.2150721、軸承、軸承 2 2 受軸向力受軸向力NFFdX187.7677225.1.45.1.4、 確定當(dāng)量動(dòng)載荷確定當(dāng)量動(dòng)載荷由*查取動(dòng)載荷系數(shù)：1 . 1pf由*求當(dāng)量動(dòng)載荷NYFXFfPXrp. 6 .428217.215076 . 11130540. 01 . 1111NYFXFfPXrp1 .2432187.76776 . 12456740. 01 . 12225.1.55.1.5、 計(jì)算軸承壽命計(jì)算軸承壽

39、命由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)差得軸承 32221 軸承參數(shù)： 軸承內(nèi)徑：105 軸承外徑：190 軸承寬度：39 額定動(dòng)載荷：270000 額定靜載荷：225000 潤滑方式：脂潤滑 極限轉(zhuǎn)速：2400所以基本額定動(dòng)載荷 C=270000N*求壽命得：hpcnLh631063101611036. 16 .428227000026.11060106010以上計(jì)算壽命都遠(yuǎn)大于要求的使用折舊時(shí)間 44800h，所以選取的軸承合適。在本設(shè)計(jì)中，軸承工作載荷教平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，故此不對(duì)軸承進(jìn)行靜載荷能力計(jì)5.25.2 錐齒輪軸軸承額定壽命計(jì)算錐齒輪軸軸承額定壽命計(jì)算(30222)(30222)如圖 4-2，記 B 處

40、軸承為 1，C 處軸承為 2。由前述已知，外界產(chǎn)生的軸向力：NFx13830徑向力：NFr9062各支點(diǎn)力： ；NRBy6991NRBZ11321；NRCy13715NRCZ203835.2.15.2.1 軸承所受徑向力計(jì)算軸承所受徑向力計(jì)算2222169911132111305rByBZFRRN22222137152038324567rCyCZFRRN5.2.25.2.2、 計(jì)算派生軸向力計(jì)算派生軸向力dF5.2.2.15.2.2.1、 確定動(dòng)載系數(shù)確定動(dòng)載系數(shù)查*得計(jì)算系數(shù)，軸向動(dòng)載荷系數(shù)。37. 0e6 . 1Y因?yàn)?，所以，由*查得：eFFrX5 . 1906213830徑向動(dòng)載荷系數(shù)

41、40. 0X5.2.2.25.2.2.2、 派生軸向力計(jì)算派生軸向力計(jì)算由*派生軸向力公式NYFFrd812.35326 . 1211305211NYFFrd187.76776 . 12245672225.2.35.2.3 判斷和計(jì)算軸向力判斷和計(jì)算軸向力5.2.3.15.2.3.1、 軸承軸承 1 1 受軸向力受軸向力因?yàn)閄ddFFNNNNF21187.2150713830187.7677812.3532所以軸承 1 所受的軸向力NFFFdXX17.21507215.2.3.25.2.3.2、 軸承軸承 2 2 受軸向力受軸向力NFFdX187.7677225.2.45.2.4 、 確定當(dāng)量

42、動(dòng)載荷確定當(dāng)量動(dòng)載荷由*查取動(dòng)載荷系數(shù)：1 . 1pf由*求當(dāng)量動(dòng)載荷NYFXFfPXrp. 6 .428217.215076 . 11130540. 01 . 1111NYFXFfPXrp1 .2432187.76776 . 12456740. 01 . 12225.2.55.2.5、 計(jì)算軸承計(jì)算軸承 3022230222 壽命壽命由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)差得軸承 30222 軸承參數(shù)： 軸承參數(shù)： 軸承內(nèi)徑：110 軸承外徑：200 軸承寬度：38 額定動(dòng)載荷：112000 額定靜載荷：100000 潤滑方式：脂潤滑 極限轉(zhuǎn)速：3800所以基本額定動(dòng)載荷 C=112000N*求壽命得：hpcnLh

43、63106310261109 .521 .243211200026.11060106010以上計(jì)算壽命都遠(yuǎn)大于要求的使用折舊時(shí)間 44800h，所以選取的軸承合適。在本設(shè)計(jì)中，軸承工作載荷教平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，故此不對(duì)軸承進(jìn)行靜載荷能力計(jì)6 6、 鍵的選擇和校核6.16.1、矩形花鍵的選擇、概述本設(shè)計(jì)中減速器和和刮板輸送機(jī)采用共同的驅(qū)動(dòng)， 電動(dòng)機(jī)放置于掘進(jìn)機(jī)尾端，錐齒輪軸的是通過軸的尾端的花鍵與鏈輪連接來獲得轉(zhuǎn)矩的。、矩形花鍵的選擇的規(guī)格錐齒輪軸尾端花鍵規(guī)格為 NdDB=10727812鍵數(shù) N=10小徑 d=72大徑 D=78鍵寬 B=12（GB/T 1144-19876.26.2、 矩形花鍵的

44、校核校核公式校核公式 2 jyjyg gmTZh l D、 擠壓應(yīng)力計(jì)算（1）轉(zhuǎn)矩 花鍵獲得的轉(zhuǎn)矩3T=1.905 10/N mm（2） 花鍵各齒間載荷不均勻系數(shù) 通常 取 0.80.7 0.8（3）Z 花鍵齒數(shù) Z=10（4） 花鍵齒的工作高度（ mm） (C 為倒角gh22.22gDdhCmm尺寸為 0.4)（5） 花鍵齒的工作長度 經(jīng)過查手冊(cè) 取 =75（mm）glgl（6） 花鍵的平均直徑 mD787275()22mDdDmm（7）計(jì)算結(jié)果22 1905380.8 10 2.2 75 75jyag gmTMPZh l D、 許用擠壓應(yīng)力計(jì)算（1）經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（3）上表 21.4-2

45、 花鍵連接的許用擠壓應(yīng)力 jy花鍵的工作是動(dòng)連接不移動(dòng)的，=45 jy、 校核結(jié)果 （1）擠壓應(yīng)力=38 許用擠壓應(yīng)力為=45jy jy（2）=38=45 滿足強(qiáng)度要求jy jy7 7、 潤滑與密封潤滑與密封7.17.1、齒輪的潤滑采用浸油潤滑，由于低速級(jí)周向速度為 45rpm，為錐齒輪傳動(dòng)，浸油高度應(yīng)沒過大錐齒輪齒寬，至少應(yīng)沒過 1/3 齒寬，齒頂距箱底至少 30mm,這里為設(shè)計(jì)為 44mm。選用 L-AN15 潤滑油。7.27.2、軸承的潤滑滾動(dòng)軸承的潤滑采用油潤滑，通過齒輪的的快速轉(zhuǎn)動(dòng)，將油打到機(jī)箱內(nèi)壁上，油沿著機(jī)箱內(nèi)壁流到油溝里，然后沿著油溝流到滾動(dòng)軸承那進(jìn)行潤滑和散熱。減速器內(nèi)圓錐滾

46、子軸承的 dn 值如下：min/3 .1157725.1101051rmmdnmin/5 .1212725.1101102rmmdnmin/405045903rmmdn*分析如下： 減速器中軸承的 dn 值較小，宜選用脂潤滑方式，且脂潤滑具有形成潤滑膜強(qiáng)度高，不容易流失，容易密封，一次加脂可以維持相當(dāng)長一段時(shí)間，也有利于傳動(dòng)裝置的維護(hù)。*選用 ZL-2 號(hào)通用鋰基潤滑脂（GB 7324-1994）7.37.3、密封、端蓋和軸間密封端蓋和軸間采用了浮封圈和浮封環(huán)密封,浮封圈尺寸；浮封環(huán)尺寸，123 9.5137 36浮環(huán)密封有下列優(yōu)點(diǎn)： 1）密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只有幾個(gè)形狀簡(jiǎn)單的環(huán)、銷、彈簧等零件。多

47、層浮動(dòng)環(huán)也只有這些簡(jiǎn)單零件的組合，比機(jī)械密封零件少。 2）對(duì)機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)并不敏感，有穩(wěn)定密封性能。 3）的密封件不產(chǎn)生磨損，密封可靠，維護(hù)簡(jiǎn)單、檢修方便。4）因密封件材料為金屬，固耐高溫。5）浮環(huán)可以多個(gè)并列使用，組成多層浮動(dòng)環(huán)，能有效的密封 10MPa 以上的高壓。 6）能用于 1000020000r/min 的高速旋轉(zhuǎn)流體機(jī)械，尤其使用于氣體壓縮機(jī)，其許用速度高達(dá) 100m/s 以上，這是其他密封所不能比擬的。 7）只要采用耐腐蝕金屬材料或里襯耐腐蝕的非金屬材料（如石墨）作浮動(dòng)環(huán)，可以用于強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的密封。 掘進(jìn)機(jī)在地下幾百米下工作，各個(gè)部件都要有好的密封的形式，防灰塵防止減速器軸上的各種可能泄露的最好的選擇、 軸承座與箱體之間的密封 軸承座與箱體之間的接觸采用了 O 形橡膠圈來密封，O 型密封圈密封的優(yōu)點(diǎn)： O 密封圈主要用于靜密封和往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封。用于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)密封時(shí)，僅限于低速回轉(zhuǎn)密封裝置，可防油防塵。8 8、 箱體的設(shè)計(jì)減速器為單件小批量生產(chǎn)，所以減速器箱體使用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，在這樣的生產(chǎn)規(guī)模下，焊接比鑄造更經(jīng)濟(jì)更靈活而且鋼的彈性模量與切變摸量較鑄鐵大40%70%之間，可以得到重量較輕剛性更好的箱體。8.18.1 減速器附件的選擇減速器附件的選擇起吊裝置：采用箱蓋