掘進機截割部設(shè)計匯總

#高速級：F=-F=-7771ac1ca1(4-15)低速級：F=-F=-24987ac2ca2內(nèi)齒輪b作用于行星輪c的切向力：高速級：F=F=-7771(4-16)bc1ac1低速級：F二F=-24987bc2ac2轉(zhuǎn)臂x作用于行星輪c的切向力：高速級：F=-2F=15542xc1ac1(4-17)低速級：F=-2F=49974xc2ac2轉(zhuǎn)臂x所受的作用力：高速級：F=-F=-15542cx1xc1(4-18)低速級：F=-F=-49974cx2xc2內(nèi)齒輪b所受的切向力：高速級：F=-F=7771cb1bc1(4-19)低速級：F=-F=24987cb2bc2嚙合作用力載荷為中心輪a和內(nèi)齒輪b作用于行星輪c的切向力之和：高速級：F=F+F=2F=—15542(4-20)嚙合1ac1bc1ac1低速級：F=F+F=2F=—49974嚙合2ac2bc2ac2離心力：高速級：F=6.73x10-11d2bn2r九=198(4-21)L1cxx0低速級：F=6.73x10-11d2bn2r九=73L1cxx0兩種作用力在同一平面內(nèi)，方向垂直，其合力為：高速級：F=;'F―2ZF—2=15543(4-22)c1V嚙合1離心1低速級：F=J―2T?—；=49975c27嚙合2離心2行星輪軸最可能的失效形式是剪斷，應(yīng)校核其剪切應(yīng)力材料40Cr□=40?52高速級：4F兀d2高速級：4F兀d24x155433.14x6O2=5.5<[t]4-23)低速級：4F4x49975以“「］t——c2——6.37<k」兀d23.14x100224.2.5軸承設(shè)計及校核在結(jié)構(gòu)要求很緊湊時．可選用無內(nèi)圈和外圈的滾針軸承，此時滾道就是行星輪孔壁和行星軸表面。由于掘進機截割機構(gòu)行星減速器的外廓尺寸受到極大的限制，行星齒輪直徑太小，其軸承的選用便是要解決的難題之一。根據(jù)上述限制條件，一般要選擇內(nèi)外徑之差如此小的軸承，通常會首先選用滾針軸承或滑動軸承可是采用滾針軸承雖能滿足尺寸方面的要求，但在承受強烈沖擊及重負荷的工況下，其使用壽命不能滿足可靠性方面的要求。而滑動軸承因偏載、潤滑等問題，同樣保證不了可靠性要求。為了解決這一難題，在該機的設(shè)計中采用了另一種形式，即用行星齒輪內(nèi)孔充當(dāng)軸承滾子的外圈滾道，行星軸圓柱面充當(dāng)本軸承滾子的內(nèi)圈滾道，在內(nèi)外滾道間充填短圓柱滾子，與行星齒輪、行星軸等共同組成行星齒輪軸承。在該軸承的設(shè)計中，重點考慮了以下幾個方面:1）結(jié)構(gòu)。短圓柱滾子安裝在齒輪內(nèi)孔和軸之間閥。在圓周上排列著的短圓柱滾子問設(shè)有保持架，在軸向方向因有多排短圓柱滾子，排與排之間設(shè)有鋁青銅制成的隔環(huán)，防止排與排間的運動干涉。2）潤滑。由于良好的潤滑可以減小摩擦，降低發(fā)熱，使行星齒輪軸承正常運轉(zhuǎn)．延長其使用壽命。當(dāng)多排圓柱滾子披密集地安裝在行星齒輪孔及軸之間，處于中間排的短圓柱滾子潤滑比較困難。在行星齒輪齒根處鉆幾個直通至排與排之間的小孔，小孔的個數(shù)視短圓柱滾子排數(shù)而定．小孔座均勻分布在齒輪圓周上。3）精度。由于行星齒輪內(nèi)孔充當(dāng)軸承外滾道，行星軸表面充當(dāng)軸承內(nèi)滾道，因此對行星齒輪內(nèi)孔及軸的形狀精度、尺寸精度和表面粗糙度等要求較高，均按滾動軸承的精度標(biāo)準(zhǔn)予以考慮。另外，尺寸公差的給出除參照標(biāo)準(zhǔn)推薦值外，還同時考慮短圓柱滾子、廂環(huán)、擋環(huán)等相關(guān)件的尺寸精度，并通過計算確定，最終還要滿足滾動軸承標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于滾子軸承軸向游隙和徑向游隙的要求。4）材料及熱處理。該軸承中與短圓柱滾子相接觸的行星齒輪和軸表面，除具有高的加工質(zhì)量外，還要有很高的熱處理硬度．同時為兼顧齒輪和軸對高強度的要求．因此在選

擇材料時，通常采用高強度滲碳淬火鋼．如18Cr2N4W、20Cr2N4A等．這類鋼材除具有很高的強度，而且通過滲碳淬火，可使?jié)B碳表面達到HRC58—63。4.2.6花鍵設(shè)計及校核花鍵設(shè)計及校核花鍵聯(lián)結(jié)為多齒工作，承載能力高，對中性好，導(dǎo)向性好，齒根較淺，應(yīng)力集中小，對軸榖的削弱小。矩形花鍵加工方便，可用磨削方法獲得較高的精度。按齒數(shù)和齒高不同規(guī)定有輕、中兩個系列。應(yīng)用廣泛。一般用于輕載和中載。漸開線花鍵受載時齒上有徑向分力，能起自動定心的作用，使各齒載荷作用均勻，強度高，壽命長，加工工藝與齒輪加工相同，易獲得較高的精度和互換性。用于載荷較大，定心精度要求高，以及尺寸較大的聯(lián)結(jié)。齒根有平齒根和圓齒根，漸開線有標(biāo)準(zhǔn)壓力角30°、37.5°和45°。30°壓力角花鍵應(yīng)用廣泛，既適用于傳遞運動，又適用于傳遞動力，不僅適用于固定聯(lián)結(jié)，而且適用于滑動和浮動聯(lián)結(jié)，45°花鍵適用于固定聯(lián)結(jié)，通常用于傳動精度要求不太高的結(jié)構(gòu)上，37.5°花鍵介于上述兩者之間，常用于聯(lián)軸器。聯(lián)軸器花鍵：壓力角a二37.5°,Z二20m二2.5大徑尺寸D二m(Z+0.9)二66.15Dee強度校核：一般的花鍵聯(lián)結(jié)只進行擠壓強度和耐磨性計算。對于靜聯(lián)結(jié)，其主要失效形式是齒面壓潰，偶爾也會發(fā)生齒根被折斷，對于動聯(lián)結(jié)，主要的失效形式是工作面的過度磨損。本次設(shè)計的花鍵都是靜聯(lián)結(jié)，其強度條件為：4-24)2T4-24)◎二<Qp屮Zhldppm2x1046.580.82x1046.580.8x20x(0.9x3.5)x40x(20x2.5)二0.021<Q滿足強度pp輸出軸花鍵：選用壓力角a二30°Z二20m二2.5大徑尺寸D二m(Z+1)二52.5Dee強度校核2x37970.810.8強度校核2x37970.810.8x29x3.5x66x(29x3.5)二0.046<Qpp滿足強度低速太陽輪花鍵根據(jù)結(jié)構(gòu)，高速級轉(zhuǎn)臂與低速級太陽輪聯(lián)結(jié)的外花鍵與低速級太陽輪設(shè)計成一體，所以該花鍵聯(lián)結(jié)的尺寸參照太陽輪的尺寸，只進行強度校核。pp滿足強度4-25）2x7287.86pp滿足強度4-25）0.8x29x4x48x（29x4）聯(lián)軸器的選擇4.3.1輸入端聯(lián)軸器的選擇計算轉(zhuǎn)矩：T=K?T=K?9550旦w<TNmCnn查表知K=2.5.T=K?T=K?9550-Pw=2.5*9550*0.99*200/1460=2590.3NmCn根據(jù)工作情況要求，決定高速軸I與電動機軸之間選用彈性柱銷聯(lián)軸器。按[1]表4-2-22查聯(lián)軸器型號為：HL5聯(lián)軸器55x142GB5014-85?4.3.2輸出端聯(lián)軸器的選擇計算轉(zhuǎn)矩：T=K?T=K?9550你<TNmCnn查表知K=2.5.T=K?T=K?9550人=2.5*9550*143.14/36=94929.65NmCn根據(jù)工作情況要求，低速軸V與工作機主軸之間需要選用三個漲套聯(lián)軸器。漲套聯(lián)軸器是靠正壓力產(chǎn)生漲緊力，而通過漲緊力產(chǎn)生的摩擦力傳遞扭矩。漲套聯(lián)軸器除具有傳遞扭矩大、對中性好、結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便等優(yōu)點之外，還可起緩沖和過載保護作用。所以選用