机械毕业设计（论文）-掘进机可互换截割机构设计【全套图纸】 .doc

《机械毕业设计（论文）-掘进机可互换截割机构设计【全套图纸】 .doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械毕业设计（论文）-掘进机可互换截割机构设计【全套图纸】 .doc（83页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 1 前言 巷道掘进机是一种能够实现截割、装载、运输、转载煤岩和调动行走、喷雾除尘的 联合机组。与传统的钻爆法相比，使用掘进机巷道具有能够保证巷道的稳定性，掘进速 度快，减少巷道的超控量和不必要的工程量，减少岩石的冒落及瓦斯的突然涌出，改善 劳动条件，减少笨重的体力劳动等优点。因此，使用掘进机不但可以提高巷道的掘进速 度，而且还可以研究巷道掘进技术，从而改善工艺和劳动组织，逐步实现巷道掘进过程 的综合机械化。 单一的掘进机械已不再能够满足人们日益对生产的需求。由于不同的环境及各异的 成效要求，掘进机的型号与类别等都有所改变，而掘进机并不是简易的机械，它的结构 是

2、复杂的，相对成本也较高，所以介于成产掘进机和使用掘进机，这就要求我们在尽可 能的情况下最大限度的满足各种要求，因此设计的过程必须是严谨的全面的考虑过程。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706153893706 鉴于不同用户的要求，本次的设计在于“可互换性” 。也就是实现一机多用的效果。 我们以 EBJ120（S）型掘进机为基础进行截割部分的互换。EBJ120（S）型掘进 机是悬臂式纵轴掘进机，考虑到纵轴式和横轴式各具特点和好处，我们将纵轴式改换成 横轴式，以便在不同的环境下不同的要求下使用不同形式的截割机构，来实现掘进机械 的多样化、简便化、功能化。 孙鹭：可互换截割机构设计 2 11

3、 绪论 1.1 掘进机在国内外的发展现状 1.1.1 国外掘进机的发展现状 经过半个多世纪的发展，目前，国外掘进机主要生产国有英、德、俄罗斯、奥地利、 日本等，所生产的掘进机以被广泛用于硬度 f 低于 8 半煤岩的采准巷道掘进，并扩大到 岩巷。重型机不移位截割断面达 35-42，多数机型能在纵向16、横向 8的斜坡上 可靠工作，截割功率在 132-300kW，机重在 50-100t，切割煤岩硬度 f 为 12.部分机型截 割速度已降至 1m/s 以下，牵引速度采用负载反馈调节，以适应不同岩石硬度；一些机型 除设有后支撑外还在履带前后安装了卡爪式液压扎脚机构，以便在切割岩石时锚固定位。 机电一体

4、化已成为掘进机发展趋势，新推出的掘进机可以实现推进方向和断面监控、电 动机功率自动调节、离机遥控操作及工况监测和故障诊断，部分掘进机实现 PLC 控制， 实现回路循环检测。 1.1.2 国内掘进机的发展现状 我国的悬臂式掘进机发展主要受英国 DOSCO、日本三井三池 S 系列型掘进机的影响。 目前主要以纵轴悬臂式为主。同时，由于吸收了奥地利 AM 系列型掘进机的特点，也有部 分掘进机设计为横轴截割方式。 1.2 掘进机的种类 1.2.1 掘进机的种类 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 3 根据所掘断面的形状分为全断面掘进机和部分断面掘进机。 部分断面掘进机的工作方式有截链式、圆盘铣削式和悬臂截

5、割式。 根据截割头的布置方式又可分为横轴式（截割头旋转轴与悬臂主轴垂直）和纵轴式 （旋转轴与悬臂主轴同轴）两种。 1.2.2 横轴式和纵轴式掘进机的优缺点 1、纵轴式掘进机的特点： 纵轴式截割头传动方便、结构紧凑，能截出任意形状的断面，易于获得较为平整的 断面，有利于采用内伸缩悬臂，可挖柱窝或水沟。截割头的形状有圆柱形、圆锥形和圆 锥加圆柱形，由于后两种截割头利于钻进，并使截割表面较平整，故使用较多。缺点是 由于纵轴式截割头在横向摆动截割时的反作用力不通过机器中心，与悬臂形成的力矩使 掘进机产生较大的振动，故稳定性较差。 2、横轴式掘进机的特点： 横轴式截割头分滚筒形、圆盘形、抛物线形和半球形

6、几种。这种掘进机截齿的截割 方向比较合理，破落煤岩较省力，排屑较方便，但在切进工作面时必须左右移动，所以 不如纵轴式工作机构使用方便。这种截割头的优点是截深较小，截割与装载情况较好。 纵向牵引时，截割阻力矩可为机器的自重所平衡，稳定性较好，适于截割抗压强度较高 的煤岩。其缺点是传动装置较复杂，在切入工作面时需左右摆动，不如纵轴式工作机构 使用方便；因为截割头较长对掘进断面形状有限制，难以获得较平整的巷道侧壁。 1.3 掘进机在我国的应用情况 掘进机广泛应用于矿井内巷道掘进及洞室开掘、竖井井筒等。我国悬臂式掘进机发 展大体分为三个阶段：上世纪 60 年代初到 70 年代末，以引进国外掘进机为主，

7、在引进 的同时尝试研究，但成效较低，这一时期产品的特点是重量轻、体积小、截割能力弱、 技术含量偏低、适应于煤巷掘进。上世纪 70 年代末到 90 年代初为消化吸收阶段。这一 时期我国悬臂式掘进机的主要特点是可靠性幅度提高，已能适应我国煤矿的巷道掘进， 中型掘进机型号日趋齐全。90 年代至今为自主研发阶段。这一阶段中型悬臂式掘进机日 趋成熟，重型掘进机大批出现，悬臂式掘进机的设计和加工制造水平已相当先进，并具 备了根据矿井条件实现个性化设计的能力。而且形成了多个系列的产品如煤炭科学研究 总院太原分院研制的 EBI(Z)系列，佳木斯煤机厂生产的 S 系列，煤炭科学研究总院上海 分院设计的 EBJ

8、系列等型掘进机。 孙鹭：可互换截割机构设计 4 1.4 掘进机设计的目的及意义 煤炭的不断消耗使得我国的能源计划在不断更替。如果，能在煤矿开采处更高效的 进行，势必对能源的利用具有促进作用。所以，掘进机械的自动化和现代化是必要的。 高性能的掘进机械将对能源的利用具有重要作用。掘进机械的设计和创新将始终贯穿着 过去、现在以及未来的发展。 2 可互换性 2.1 EBJ-120（S1）型掘进机简介 2.1.1 用途及适应范围 EBJ-120（S1）型悬臂式掘进机主要是为煤矿综采及高档普采工作面采准巷道掘进机 服务的机器设备，主要用于半煤岩巷道的掘进机，也适用于条件类似的其它矿山及工程 巷道的掘进。

9、2.1.2 主要技术参数 表 2-1 EBJ-120（S1）型掘进机的部分技术参数 Table 2-1 EBJ-120 (S1) roadheaders partial technical parameter 总体 可经济截割煤岩硬度 60Mpa 可掘巷道断面 20 最大可掘高度 4.5m 最大可掘宽度 5.65m 适应巷道坡度 16 截割部 电动机 型号 YBU-120 功率 120KW 转速 1470r.p.m 截割头 转速 59.90r/min 截齿 镐形截齿 42 个 最大摆角 上 48 下 25 左右各 36 伸缩距离 500mm 2.2 互换位置的选择 辽宁工程技术大学毕业设计（论

10、文） 5 1、回转机构处互换 这种方式是在回转处将电动机连同减速器及截割头全部换下，换上其它型号的截割 部分。这种方式保证了截割部分的完整性，但互换的部件的成本较高，互换的难度较大， 劳动强度大。 2、截割减速器与电动机相连处互换 这种方式是不改变电动机，将减速器及截割头换下，换上其它型号的减速器及相应 的截割头。这种方式成本相对较低，互换难度较小，但互换时需要考虑悬臂的长度配合。 综上，选用第二种互换方式。将 EBJ-120（S1）型掘进机的纵轴式截割部分互换成横 轴式截割部分。实现一机多用的功效。 3 3 掘进机截割部方案确定掘进机截割部方案确定 掘进机截割部主要部件：截割电动机、截割机构

11、减速器、截割头。 3.1 截割部电机及传动系统的选择 掘进机的截割部一般多采用矿用防爆水冷三相交流感应电动机。电机动力经传动系 统传向截割头进行截割。本设计考虑到可互换，保留电动机，所以截割电动机 【YBU（S）-120 型】 ，然后经联轴器和传动系统即圆锥-圆柱齿轮变速箱将动力和速度传 递到截割轴带动截割头截割。为了实现方向上的改变以及考虑生产成本和制造方便，本 设计的传动部分减速箱采用三级圆锥-圆柱齿轮传动。由于减速箱内部结构较为复杂，体 积也比较大，所以截割部电机是经过特殊加工的，虽然功率较大，但体积很小，所以节 省了一定的空间。 （减速器内部结构具体尺寸见装配图） 3.2 截割头及截齿

12、类型的选择 3.2.1 截齿的设计 （1）截齿类型的选择 在截割头上安装扁齿（又称刀齿或径向齿）或镐齿（又称锥形齿或切向齿） 。 由于煤岩超硬即按原苏联根据接触强度值的大小把岩石分为六类中的中等坚固 （650-1250Mpa） ，选用镐齿。齿柄为圆锥体，插入齿座后，用 U 型销或环形钢丝固定。 当截割煤岩时，齿能在齿座内自由转动，使齿尖磨损均匀，保持齿尖锐利。齿柄上有环 形槽，用之以卡住齿。柱状硬质合金尖端锥角为 60.由表 7-6 选用 JG25/108 型镐齿。 5 其尺寸参数为：齿全长 L 为 108mm，L 为 60mm，齿锥角为 26，直径为 25mm。下为图： 1 孙鹭：可互换截割

13、机构设计 6 图 3-1 截齿结构 Figure 3-1 pick structure （2）截齿排列参数的确定 每线齿数 对于较硬的煤和硬岩，通常选用毎线一齿。否则，就会出现加深截槽的现象，即同 一截线上的截齿只是加深由前一个截齿截出的截槽，而崩落的效果极为微弱。对于每线 一齿，在排列上应使第 i 条截线上的截齿的圆周角与螺旋角头数和相邻截线上截齿 i 0 m 的角度保持下列关系：。 21ii 0 11 0 )(360 m ii i 截线间距 S 它表征相邻截齿齿尖轨迹的距离，其值影响单个截齿载荷、受力大小、破碎效果和 功率消耗。对横轴式切割头选择截线间距时，尤其应考虑煤岩特性和水平摆动速度

14、，因 为截线间距在切割过程中发生变化，总之，确定截线间距时应全面考虑煤岩性质、截割 厚度、牵引速度等因素。横切割头在摆动切割时，实际截割间距随摆动速度变化，而切 深保持不变。实验证明，被截下的煤岩量与截线间距和切深有关，过小的截线间距使煤 岩过于粉碎，产生粉尘、单位能耗高、截割效率低。过大的间距则会在煤壁上保留棱边， 也引起截割效率减少，正确的截线间距是切深的二倍，即。h -截齿切 ss nZvhS/2 深，m；-牵引速度或摆动速度，m/min；n-切割头转速，r/min；-一条截线上的截齿 s v s Z 数。 由下表的经验值选取 S 为 50mm。 表 3-1 横切割头截割参数与矿物特性关

15、系 Table 3-1 the relation of transverse cutting head s cutting parameters and mineral characteristics 矿物特性超硬材料硬材料中硬材料软材料 单向抗压强度/Mpa80 60-8030-60 30 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 7 牵引速度/（m/s）02-0403-04035-06065 截线距/mm 40-5050-6060-10070-120 由式 16.1-15S=2h 得 h =S/2=25mm 7 相邻镐齿间的最佳间距 由式 4-13 知：s/d=tg 所以 s=dtg=25*tg3

16、0=14.43mm 8 s 为两相邻截齿的中心距；d 为直径；为断面倾斜着经过一时的计算 值。时镐形截齿的圆锥角的一半。 3.2.2 截齿的排列 （1）截齿排列方式 顺序式。截齿是一个挨一个进行截割的，形成的截槽两边不对称，截齿两侧受力 不等。另外，这种布置方式，切削断面较小。其条件是：螺旋头数与毎线齿数之比为 1. 交叉式。截齿以一个间隔一个的次序进行截割的，形成两侧接近对称的截槽，可 以保证截齿两侧受力基本平衡，切屑面积大，截割比能耗低。这种排列方式有利于降低 截齿的侧向和截割比能耗。其条件是：螺旋头数与毎线齿数之比为 2. 图 3-2 截齿排列方式 Figure 3-2 pick arr

17、angement way （2）截齿排列图（图为截割头 1/4 的截齿排列） 孙鹭：可互换截割机构设计 8 图 3-3 截齿排列 Figure 3-3 pick arrangement 所以，截割头的截齿为 244 个。左截割头的排列为右旋，右截割头的排列为左旋。 这样，在工作时割落的煤岩抛向两个截割头的中间，改善了截割时的受力情况和装载效 果。 （3）截齿的安装 截割角 （又叫切削角） 。截割角是截齿轴线与齿尖运动轨迹的切线之间的夹角。 实验表明截割角在 45-55之间时截割阻力最小。此范围内，截齿以较好的位置锲入岩 石，它对切割头很重要。大的角虽然提高切削效率，但磨损比较严重，容易使齿尖变

18、钝， 以致无法切入矿物。当角很小时，所需进给力增大，容易使截齿超载，此时，截齿不仅 轴线方向承受负荷，而且齿顶方向负荷较大，使进给力和切削力达到十分有效的使用效 果，经德国矿冶技术有限公司试验分析，推荐最佳的截割角为 46. 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 9 图 3-4 镐形齿的安装角度 Figure 3-4 pickaxe shape cutting pick installment angle 倾斜角 。截齿按倾斜角安装，保证截齿在横向摆动截割时，沿合速度方向截入 岩体。由于截割头横摆速度远远低于截割速度，因此， 角很小。 （） 。为 jb VarctgV / 了使刀齿能磨损均匀，保持

19、锐利的工作状态，以便降低截割阻力，根据实践和实验表明， 截齿应向截割头横摆方向偏转 8。这样，截齿的运动方向与进入岩体方向一致，也有助 于截齿的自转。 孙鹭：可互换截割机构设计 10 图 3-5 截齿倾斜角 Figure 3-5 pick tilt angle 3.2.3 截割头结构及参数选择 结构：截割头为焊接组件，左右为两个半球形对称布置。截割头由头体、端盘、齿 座、截齿等组成。截割头由合金钢板组焊后加工而成，齿座由两种金属用特种工艺制成， 每个截割头有个镐形截齿，其截齿的尾部用两个轴用弹簧涨圈固定在齿座中，可以自由 旋转，自行刃磨。左截割头的排列为右旋，右截割头的排列为左旋。这样，在工作

20、时割 落的煤岩抛向两个截割头的中间，改善了截割时的受力情况和装载效果。 （1）截割头工况参数的选择： 截割阻力 由表 1-6 如下： 8 表 3-2 煤的分级 Table 3-2 coal graduation 种类A（N/mm） f 软煤1501.5 中硬煤 150-3001.5-3.0 坚硬煤3003.0 选取 A=180N/mm 由上知：h=250mm 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 11 由式 1-13 =180*250=45000N （2-1） 8 h Z A AhZ 截割速度： 1）横切速度 它是指悬臂回转时，截割头的横向摆动速度，其大小决定着截齿的寿命和截割头的 截割性能。一般

21、情况下，横切速度可由下选取： 较软的半煤岩：min/32mVb 较硬的半煤岩：min/0 . 25 . 1mVb 中等硬度的岩石：min/5 . 18 . 0mVb 选取=1.5m/min b V 2）截割速度 它是指截齿齿尖的圆周速度，其大小决定于截割头直径和转速。最佳切割速度取决 于被切割矿物特性，矿物越硬、越韧、研磨性越大，选择截割速度越低，而切削效率与 切割速度成线性关系。截割速度是指截齿尖运动轨迹切线方向。实验表明，截割速度在 1-5m/s，对煤岩一般取 3-5m/s；当截割石英含量为 30%-40%，最佳截割速度为 1.5- 2m/s。选取截割速度为 1.9m/s。D 为截割头的工

22、作直径为 500mm。 截齿的截割速度为 则 n=60*1.9/（3.14*0.5）=72.61r/min （2- 60 Dn Vj D Vj 60 2） （2）结构参数的选择： 直径和长度 截割头的直径和长度，与煤岩性质有关，同时还影响工作循环的时间。截割头过长， 会使阻力和能耗增加；截割头长度过小，随可减小截割阻力，但会影响截割的循环速度。 目前，横轴式掘进机的截割头长度为 600-900mm，横向长度在 800-1200mm 范围内。根据 横轴式截割头的特点，所以横向长度取 1000mm，长度取 500mm，则截割头为直径是 1000mm 的半球形。 螺旋头数和围包角 由于截割功率、截割

23、生产率和被截割煤岩的物理性质等要求，横轴式截割头上的螺 旋叶片头数要大于 1，一般在 1-4 头的范围内变化。选取 2 头。 孙鹭：可互换截割机构设计 12 同一直径上每个截齿向侧向摆动的距离 bi V nm0 60 在螺旋线上个相邻截齿所夹圆心角应相等，每条螺旋线上的围包角也应相等。 1 2 且 c n/ 21 )1 ( 2 0 2 K m -同一螺旋线上的截齿个数；-在某直径上的螺旋头数；-螺旋线围包角的过渡段 c n 0 m K 系数，可取 03. K 同一圆周上的截齿圆心角也应相等，并有 3 3 0 2 m （2）截割参数确定 1)截割深度和截割厚度 截割头自下而上地截割工作面，沿工作

24、面前进方向量取的 e 的值为截割深度。e 的最 大值可取为截割头的最大直径 2r。a 表示截割厚度，是在沿工作面铅垂面内量取的， max 其最大值应小于 2r。e 和 a 的取值，应根据截割功率、截割头结构参数及工作面煤岩 max 的物理性质，由司机随时调整。 2）切削厚度 在工作状态时截齿的切削厚度的计算方法： 横向移动的距离： =1.5/76.39=1.96cm （2- n V h bi bi n V h b b 3） 实际切屑厚度：=1.96*sin30=0.98cmsin bimi hh 4 4 传动部分减速箱的具体设计说明传动部分减速箱的具体设计说明 设计题目：三级圆锥-圆柱齿轮变速

25、器的设计（硬齿面） 4.1 电动机的确定 4.1.1 电动机的功率和转速 因为本次设计的题目是可互换截割机构设计 ，我们将纵轴式改换成横轴式，在不 改变原有电动机的基础上进行其他截割部的互换。所以电动机的型号是 YBU(S)120。 表 4-1 电动机性能参数 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 13 Table 4-1 motor performance parameter 型号 YBU-120 额定功率 120KW 同步转速 1470r/min 4.1.2 工作机的功率和转速 （1）工作机功率 =45000*1.9/1000=85.5kw （3- 1000 Fv PW 1） 传动总效率： 总

26、=联齿承 2 齿承 2 齿承 2 齿承 2 联 3 =0.990.970.9820.970.9820.970.9820.993 =0.72 （3- 2） 其中：联轴器效率 =0.99 齿轮啮合效率 锥=0.97柱=0.97（齿轮精度为 7 级） 滚动轴承效率 =0.98 所需电动机功率 ： =85.5/0.72=118.75 （3- W r P P 3） 则选用的电动机合适。 （2）工作机转速 w n 由上知：D=0.5m，sm/2 所以 =72.61r/min （3-4） w n D v 60 5 . 014 . 3 9 . 160 4.2 传动装置的运动和动力参数计算 4.2.1 传动方案

27、拟定 孙鹭：可互换截割机构设计 14 图 4-1 传动方案 Figure 4-1 transmission programme 4.2.2 传动比的分配 总传动比 i总=n /n =1470/72.61=20.24 （3- 0w 5） 根据参考文献 1 中表 9-1-6 和 9-1-3 得：i1=2.5 i2=4 所以 i3=i/（i1i2）=20.24/（2.5 4）=2.02 4.2.3 运动和动力参数计算 0 轴（电动机轴）： P =P =120Kw 0r 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 15 n =1470r/min 0 T =9.55P /n =9.5512010 /1470=77

28、9.59N.m 000 3 轴（减速器高速轴）： P = P =P =1200.99=118.8kw 1001 0联 n =n /i=n /i=1470/1=1470r/min 10010联 T =9.55P /n =9.55118.810 /1470=771.80N.m 111 3 轴（减速器中间轴 1）： P =P =P =118.80.970.98=112.93kw 2112 0齿 承 n =n /i=n /i =1470/2.5=588r/min 211211 T =9.55P2/n2=9.55112.93103/588=1834.15N.m 2 轴（减速器中间轴 2）： P3=P2=

29、P2=112.930.970.98=107.35kw 23 齿 承 n3=n2/i23=n2/i2=588/4=147r/min T3=9.55P3/n3=9.55107.35103/147=6974.10N.m 轴（减速器中间轴 3）： P4=P3=P3=107.350.970.98=102.05kw 34 联 承 n4=n3/i34=n3/i=147/1=147r/min T4=9.55P4/n4=9.55102.05103/147=6629.58N.m 轴（减速器中间轴 4） P5=P4=P4=102.050.970.98=97.01kw 45 齿 承 n =n /i=n /i=147/

30、1=147r/min 54454 T5=9.55P5/n =9.5597.01103/147=6302.35N.m 5 轴（减速器低速轴）： P6=P5=P5=97.010.970.98=92.22kw 45 齿 承 n =n /i=n /i=147/2.02=72.77r/min 65455 孙鹭：可互换截割机构设计 16 T6=9.55P6/n =9.5592.22103/72.77=12102.23N.m 5 由上汇总： 表 4-2 各轴运动及动力参数 Table 4-2 various axes movements and dynamic parameter 轴序号功率 P/kw转速

31、n/（r/min）转矩 T/Nm 01201470779.59 118.81470771.80 112.935881834.15 107.351476974.10 102.051476629.18 97.011476302.35 92.2272.7712102.23 表 4-3 传动型式 Table 4-3 transmission patterns 传动型式传动比效率 锥齿轮传动 2.50.97 斜齿圆柱齿轮传动 40.97 直齿圆柱齿轮传动 20.97 联轴器 10.99 4.3 齿轮部分设计 4.3.1 高速级齿轮传动设计（即锥齿轮设计） 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 17 (1)选

32、择材料及热处理方法 大,小齿轮的材料均采用合金钢,表面渗碳 HRC=56-62HRC 。 精度等级为 7 级，即 7c GB11365. (2)初步设计 选用直齿锥齿轮，按接触疲劳强度进行初步设计，即： d965 （3- 1 3 222 1 )5 . 01 (1 HRR m u KT C 6） 齿宽系数由表 8-3-85 选=0.3 R 1 R 载荷系数 K 由表 8-3-88 得 K=2.4 1 额定转矩 T=7718000mN 齿数比 u=n1/n2=1470/588=2.5 许用接触应力由表 8-3-88 知：=0.9 1500=1350Mpa 1 lim 9 . 0 HH 材料配对系数

33、 Cm由表 8-3-28 得1 1 m C d965=116.10 1 3 222 13503 . 0)3 . 05 . 01 (15 . 2 80.7714 . 2 （3）几何尺寸计算（按表 8-3-85 计算） 1 齿数：取 Z =23 1 则 Z =uZ =2.523=57.5 圆整 Z =58 212 传动比 u= Z / Z =58/23=2.52 21 传动比误差/=(2.52-2.5)/2.5=0.008 误差在5%范围里。 分锥角 21.644 52 . 2 11 1 arctg u arctg 90-21.644=68.356 12 模数 5.05 取模数 m=5 23 10

34、.116 1 1 z d m 分度圆直径 115235 11 mzd 孙鹭：可互换截割机构设计 18 290585 22 mzd 齿宽中点分度圆直径 97.75)3 . 05 . 01 (115)5 . 01 ( 11Rm dd 246.5)3 . 05 . 01 (290)5 . 01 ( 22Rm dd 外锥距 155.89644.21sin2/115sin2/ 11 dR 中锥距 132.51)3 . 05 . 01 (89.155)5 . 01 ( Rm RR 齿宽 46.767 mm 取 b=47mm89.1553 . 0Rb R 齿顶高 5mm 5mm)01 (5)1 ( 11 x

35、mha 2a h 齿根高 mmxmhf62 . 15)2 . 1 ( 11 mmhf6 2 顶圆直径 124.29mm644.21cos52115cos2 1111 aa hdd 293.69mm356.68cos52290cos2 2222 aa hdd 齿根角 2.204 89.155 6 1 1 arctg R h arctg f f 2.204 89.155 6 2 2 arctg R h arctg f f 齿顶角 2.204 2.204 21fa 12fa 顶锥角 21.644+2.204=23.848 111aa 68.356+2.204=70.560 222aa 根锥角 21.

36、644-2.204=19.440 111ff 68.356-2.204=66.152 222ff 分度圆齿厚 5*3.14/2=7.85 2 21 mSS （4）校核接触强度：（由表 8-3-89 得） 1 强度条件： HH 计算接触应力： （3- HVA eHm mt KEHH KKKK u u bd F zzzzz 1 2 1 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 19 7） 式中：由图 8-3-36 得2.5 1 H Z 由表 8-3-34 得 1 MpaZE 8 . 189 由图 8-3-12 得0.88 1 Z 由图 8-3-13 得1 1 Z 由表 8-3-89 得0.85 1 K Z

37、 2000*771.80/97.75=15971.30N mmt dTF/2000 0.85*47=39.95mmbbeH85 . 0 由表 8-3-31 得1.75 1 A K 由表 8-3-90 得1.07 1 V K 由表 8-3-89、表 8-3-91，表 8-3-92 得1.875,1 1 H K H K 则1387.18 H 许用接触强度 RVLX H H H ZZZZ S min lim 式中：由中:图 8-3-231,图 8-3-191.03,图 8-3-200.99 图 1 X Z L Z V Z 8-3-210.95 表 8-3-891 R Z minH S 则1453.0

38、7 满足接触强度 H H （5）齿根弯曲强度校核 强度条件 FF 计算齿根应力 （3- KFaSa mneF mt FFVAF YYYYY mb F KKKK 8） 式中：由表 8-3-89 得1.875，表 8-3-92 得1，图 8-3-37 得 1 HF KK F K 2.65、2.16，图 8-3-38 得1.67、2.02，图 8-3-39 得0.67， 1Fa Y 2Fa Y 1Sa Y 2Sa Y Y 孙鹭：可互换截割机构设计 20 图 8-3-14 得1，表 8-3-93 得1,5*（1-0.5*0.3）=4.25 Y K Y)5 . 01 ( Rmn mm 则968.22 1

39、F 954.59 2F 许用接触应力 XRrelTrelT F STF F YYY S Y min lim 式中：由表 8-3-93 得1.4，2.0，图 8-3-26 得 1 minF S ST Y 0.995，1.03，图 8-3-25 得1.02，1。 1relT Y 2relT Y RrelT Y X Y 则1024.85 满足齿根弯曲强度。 F F 4.3.2 中间级齿轮传动设计(即斜齿圆柱齿轮设计) （1）选择材料及热处理方法 大,小齿轮的材料均采用合金钢,表面渗碳 HRC=56-62HRC 。 精度等级为 7 级，即 7c GB11365. （2）按接触强度进行初步设计 1）确定

40、中心距 a（由表 8-3-27 进行计算） 1 （3-3 2 1 ) 1( Ha am u KT uACa 9） 式中：由表 8-3-28 查1，表 8-3-29 查476，表 8-3-27 查 K=1.6，表 8- 1 m C a A 3-4 查0.45，参考表 8-3-27 得0.9*1700=1530。 a lim 9 . 0 HH 9.55*112.93/588=1834.15Nm n p T55 . 9 u=4 则： 229.15 3 23 1350445 . 0 /(1083 . 1 6 . 1) 14(476a 取 a=230mm 2）确定模数 n m 由表 8-3-4 取值 （

41、0.007-0.02）*230=1.61-4.6 1 amn)02 . 0 007 . 0 ( 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 21 取3 n m 3）确定齿数 1 z 2 z 初取螺旋角=13 2*230*cos13/3*(4+1)=29.88 ) 1( cos2 3 um a z n 取 z1=30 4*30=120 34 uzz 4）重定螺旋角 =11.97 a zzmn 2 )( arccos 21 2302 )12030(3 arccos 5）计算主要几何尺寸 分度圆直径 3*30/cos11.97=92mmcos/ 33 zmd n 3*120/cos11.97=368mmcos

42、/ 44 zmd n 齿顶圆直径 92+2*3=98mm aa hdd2 33 368+2*3=374mm aa hdd2 44 端面压力角 20.408 97.11cos 20 cos tg arctg tg arctg n t 基圆直径 92*cos20.408=86.23mm tb ddcos 33 368*cos20.408=344.90mm tb ddcos 44 齿顶圆压力角 28.370 98 23.86 arccosarccos 3 3 3 a b at d d 22.751 374 90.344 arccosarccos 4 4 4 a b at d d 端面重合度 孙鹭：可

43、互换截割机构设计 22 )408.20751.22(120)408.2037.28(30 2 1 )()( 2 1 4433 tgtgtgtg tgtgztgtgz tattata =1.71 齿宽 0.45*230=103.5 ab a 取 b=105mm 齿宽系数 105/92=1.14 3 d b d 纵向重合度 2.02 3 97.11sin92sin n m b 当量齿数 30/cos311.97=32.05 3 33 cos/zzv 120/cos311.97=128.18 3 44 cos/zzv 基圆柱螺旋角 11.24)97.11 92 23.86 ()( 3 3 tgarc

44、tgtg d d arctg b b （3）校核齿面接触强度（根据表 8-3-30 计算） 1 minHH SS （3- H XWRVLNTH H ZZZZZZ S lim 10） ； （3- HHVA t EHBH KKKK u u bd F ZZZZZ 1 3 3 11） B D HH z z 34 式中：2000*1830/92=39782N 3 /2000dTFt 由查表 8-3-31 知1.75，表 8-3-32 知1，表 8-3-33 知1.78，表 1 A K H K H K 8-3-30 知，图 8-3-11 查2.45，表 8-3-34 知，图 8-3-1 DB ZZ H Z

45、MpaZE 8 . 189 辽宁工程技术大学毕业设计（论文） 23 12 查0.765，图 8-3-13 查0.99.1.15. Z Z V K 则 1512.33 43HH H 由查图 8-3-17 知0.93,0.95，图 8-3-19 知1.04，图 8-3-20 知 1 3NT Z 4NT Z L Z 0.93，图 8-3-21 知1.1，图 8-3-23 知1，图 8-3-22 知1，表 8-3-35 V Z R Z X Z W Z 知1.1。 minH S 则1700*0.93*1.04*0.93*1.1*1*1/1512=1.112 1H S 1700*0.95*1.04*0.93*1.1*1*1/1512=1.136 2H S 结果安全。 （4）校核齿根弯曲强度（由表 8-3-30 进行计算） 1 （3- XRrelTrelT F NTSTF F YYY YY S lim 12） （3- FFVASaFa n t F KKKKYYYY bm F 13） 式中：由图 8-3-15（a）查2.51，2.15，图 8-3-16（a）查 1 3Fa Y 4Fa Y 2.55，2.16，图 8-3-14 查0.915，表 8-3-30 查1，表