机械毕业设计（论文）-MG200(456)-AWD采煤机截割部的设计【全套图纸】.doc

中国矿业大学2008届本科毕业设计 第 91页1 概述全套图纸，加1538937061.1采煤机的发展概况机械化采煤开始于二十世纪40年代，是随着采煤机械的出现而开始的。40年代初期，英国、苏联相继生产了采煤机，德国生产了刨煤机，使工作面落煤、装煤实现了机械化。但当时的采煤机都是链式工作机构，能耗大、效率低，加上工作面输送机不能自移，所以限制了采煤机生产率的提高。50年代初期，英国、德国相继生产出滚筒式采煤机、可弯曲刮板输送机和单体液压支柱，大大推进了采煤机械化技术的发展。由于当时采煤机上的滚筒是死滚筒，不能实现调高，因而限制了采煤机的适用范围，我们称这种固定滚筒采煤机为第一代采煤机。60年代是世界综采技术的发展时期，第二代采煤机单摇臂滚筒采煤机的出现，解决了采高调整问题，扩大了采煤机的适用范围，特别是1964年第三代采煤机双摇臂滚筒采煤机的出现，进一步解决了工作面自开缺口的问题，再加上液压支架和可弯曲输送机的不断完善等等，把综采技术推向了一个新水平，并且在生产中显示了综采机械化采煤的优越性高产、高效、安全和经济。进入70年代，综采机械化得到了进一步的发展和提高，综采设备开始向大功率、高效率及完善性能和扩大使用范围等方向发展。1970年采煤机无链牵引系统的研制成功以及1976年出现的第四代采煤机电牵引采煤机，大大改善了采煤机的性能，并扩大了它的使用范围。80年代，德国、美国、英国都开发成功各种交、直流电牵引采煤机，同时把计算机控制系统用在采煤机上。并且开始重视系列化采煤机的开发工作，一种功率的采煤机可以派生出多种机型，主要元部件在不同功率的采煤机上都能通用，这样不仅扩大了工作面的适应范围，而且便于用户配件的管理。采煤机系列化是20世纪80年代采煤机发展中非常突出的特点。至此，缓倾斜中厚煤层的综采机械化问题已经基本得到解决，专家开始对实现厚煤层、薄煤层、急倾斜及其它难采煤层开采的综采机械的研发，以适用不同的开采条件。1.2国内电牵引采煤机的技术特点及趋势1.2.1采煤机的技术特点电牵引采煤机已成为国内采煤机的研究重点国内从90年代初已逐步停止研究开发液压牵引采煤机将研究重点转向电牵引采煤机;通过交流、直流电牵引采煤机的对比研究，已基本确定以交流变频调速电牵引采煤机为今后电牵引采煤机的发展方向。电牵引替代液压牵引，交流调速代替直流调速已成为国内采煤机的发展方向。装机功率不断增加为了满足高产高效综采工作面快速割煤对采煤机的高强度、高性能需要，不论是厚、中厚煤层还是薄煤层采煤机，其装机功率(包括截割功率和牵引功率)均在不断加大，最大已达1020kW，其中截割电机功率达450k W，牵引电机功率达250kW。牵引速度和牵引力不断增大电牵引采煤机最大牵引速度已达14.5m/min，牵引力已普遍增大到450600kN。电机横向布置总体结构发展迅速近年来，我国基本停止了纵向布置采煤机的研制，新研制的采煤机中已广泛采用了多电机驱动横向布置的总体结构。控制系统日趋完善采煤机电气控制功能逐步齐全，可靠性不断提高，在通用性互换性和集成化等方面已有较大进步；开发了可靠的防爆全中文界面的PLC控制系统，实现了运行状态的监控、监测功能，以及故障记忆和诊断功能;研制成功井下无线电离机控制并得到推广使用。滚筒截深不断增大目前已由630mm增至800mm，预计今后可能增至1000mm。采煤机的可靠性将成为国产采煤机越来越重要的性能指标随着高产高效矿井的建设和发展，要求采煤工作面逐步达到日产700010000t水平。采煤机及其系统的可靠性将成为影响矿井原煤产量关键因素越来越受到重视，成为中国采煤机越来越重要的综合性能指标。1.2.2采煤机的发展趋势电牵引采煤机经过25年的发展，技术已趋成熟。新一代大功率电牵引采煤机已集中采用了当今世界最先进的科学技术成为具有人工智能的高自动化机电设备代替液压牵引已成必然。技术发展趋势可简要归结如下:电牵引系统向交流变频调速牵引系统发展。结构形式向多电机驱动横向布置发展。监控技术向自动化、智能化、工作面系统控制及远程监控发展。性能参数向大功率、高参数发展。综合性能向高可靠性和高利用率发展。国内电牵引采煤机研制方向与国际发展基本一致经过近15年的研究，已取得较大进展但离国际先进水平特别是在监控技术及可靠性方面尚有较大差距，必须进行大量的技术和试验研究。1.3 MG200/456-AWD交流电牵引采煤机MG200/456AWD型采煤机是一种多电机驱动，横向布置的交流电牵引矮型无拖架采煤机，其截割功率为2200KW，调高功率为16KW，牵引功率220KW，采用交流变频调速系统，变频调速装置采用机载式，适用于采高1.12.3m,煤层倾角40的薄煤层工作面，要求煤层顶板中等稳定，底板起伏不大，不过于松软，媒质硬或中硬，能截割一定的矸石夹层，工作面长度以150200m为宜。该采煤机的电气设备符合矿用防爆规程要求可再有瓦斯或煤尘爆炸危险的矿井中使用，并可在海拔不超过1000m周围介质不超过35，空气湿度不大于97（在25时）的情况下可靠的工作。MG200/456-AMD型采煤机机身上分为左右电牵引部、中间电控箱、左右截割摇臂五大部份机身之间采用液压螺母和高强螺母联接，简单可靠，拆卸方便，左右摇臂与左右电牵引部通过自身耳轴相联结。采煤机调高油缸位于煤壁侧牵引壳体下方外置油缸，采煤机供水系统，供油系统，机间电缆均布置于机身后面，由后护板保护，端头按钮站可实现采煤机起停，牵引换向，调高，输送机停止等功能，中间可实现手动调高。主要特点a 该机功率大、机身矮、多电机横向布置，整机结构紧凑，取消了螺旋伞齿轮和结构复杂的通轴。b 采用积木式组合；使各部件间相互独立，更换方便。各部件间联结采用高强螺母、液压螺母，螺栓联结，不易松动。c 截割电机，牵引电机等主要元部件均可从采空区抽出，容易更换，方便维修。本机无底拖架，从而加大机身下面的过煤高度，取消了外接行走机构，牵引与行走做成一体，使机身整体尺寸紧凑，缩小了机身高度。d 整体弯摇臂结构，刚性好，过煤空间大，装煤效果好。e 中间牵引手动调高，两端牵引电动调高，远控。f 变频器，逆变器，变压器等均布置在中间电控箱内。g 具有四象限工作的优越特性，采煤机可根据生产的需要实现加速减速或停止，尤其在煤层倾角较大的工作面，在机器可能下滑的情况下，采煤机能按要求给定的速度下运行。h 操作方便，可靠性高，事故率低，开机率高，可满足高产高效工作面的要求。i PLC控制、GOT显示、单点启动、多点操作，可离机控制。1.3.1 结构特征与工作原理图1.1 双滚筒采煤机1- 电动机；2-牵引部；3-牵引链；4-截割部减速器；5-摇臂；6-滚筒；7-弧形挡煤板；8-底托架；9-滑靴；10-调高油缸；11-调斜油缸；12-拖缆装置；13-电气控制箱 摇臂摇臂主要由截割电动机、摇臂壳、一轴组件、惰轮组件、二轴组件、三轴组件、拔叉组件、行星减速器，内喷雾系统等组成。左右摇臂减速器除壳体不同外，其余零部件完全相同，可互换使用。摇臂直接由截割电动机拖动，经三级直齿轮传动和一级行星机构传动，将动力传递到截割滚筒，实现了采煤机落煤和装煤的作用。摇臂有如下特点：（1）摇臂回转采用小铰轴结构。（2）摇臂齿轮减速器都是简单的直齿传动，精度高，传动效率高。（3）行星传动内齿圈采用座入摇臂壳内结构，运转中不易松动，工作平稳。（4）采用弯摇臂形式，加大了装煤口，提高装煤效率，增加块煤率。（5）摇臂壳体采用整体铸钢结构，外壳有焊接的冷却水套，用于冷却和内喷雾供水喷雾降尘。 截割电动机 截割电动机为矿用割爆型三相交流异步电动机，可用于环境温度下于40，有甲烷或爆炸性煤尘工作面，横向安装在采煤机摇臂上，采用实心轴传动结构，强度高，外壳采用水套冷却。 左右截割电动机通用，接线喇叭口可以改变方向，方便电缆引入，拆装时，可以利用电动机联接法兰上的顶丝螺孔顶出，从老塘侧抽出，拆装方便。 使用时注意开机前应先检查冷却水的水量，先通水后起电动机，严禁断水使用，电动机长时间运行后不要马上关闭冷却水，发现有异样声响时，应立即停车检查。 一轴组件由轴齿轮、轴承、端盖、骨架油封、油封架等组成，轴齿轮由轴承对称支撑在轴承杯上，并通过渐开线花键与电动机输出轴相联接，轴承的轴向间隙应保持0.150.35之间。惰轮轴组I主要由齿轮、心轴、轴承、距离套等组成，靠心轴与壳体台阶定位。二轴组件主要由齿轮、齿轮、轴承、花键轴、端盖等组成。矩形花键由二个轴承支撑在箱体上，花键上装有二个齿轮，其中一个为离合齿轮与拨叉相连，推动拨叉可实现摇臂的离或合两个位置，轴承的轴向间隙，保持在0.150.35mm之间.三轴组件主要由轴齿轮、齿轮、轴承、端盖、距离套、密封圈等组成，齿轮通过矩形花键套在轴齿轮上，轴齿轮由二个轴承支撑在箱体上。调整垫用来调整轴承的轴向间隙，保持在0.150.35mm。惰轮轴共有两组，其定位方式与惰轮轴相同，这两组轴安装方向相反。四轴组件为行星减速器输入轴组，其齿轮大齿轮内孔为花键与太阳轮相连，两轴承内圈安装在大齿轮的空心轴上，而外圈安装在套杯上，轴承间隙应调整在0.150.35mm之间。2.1.7 内喷雾供水装置由接头、水封、泄漏环、油封、轴承装置外壳、轴承、不锈钢送水管、形圈、定位销、管座、高压软管等组成。不锈钢送水管插入靠煤壁侧管座时，管上的缺口对准座上的定位销，使送水管和滚筒轴（行星架）一起转动，靠内外两道型圈密封，送水管靠老塘侧通过轴承支撑在轴承装置外壳内，因两者有相对旋转运动，为防止内喷雾水进入摇臂油池，在送水管壳体，靠特制的水封防漏水，在水封的后面又架设了一只骨架油封（材料与普通油封不同）起防水，防尘作用，在该水封和油封间装有泄漏环，经水封泄漏的水通过水封装置外壳流出摇臂壳体外，油封是为防止油液外漏而设置的。内喷雾水通过接头座与喷雾冷却系统的相应管路相通，经送水管，煤壁侧高压管与滚筒的内喷雾供水口相连，进入滚筒水道。 行星减速器为四个行星轮减速机构，主要由太阳轮、行星轮、内齿圈、行星架支撑轴承，平面浮动油封装置和方形联接套等组成，太阳轮的另一端与摇臂大齿轮的内花键相联，输入转矩，当太阳轮转动时，驱动行星轮沿本身轴线自转，同时又带动行星架绕其轴线转动，行星架通过花键和方形连接套联接，将输出转矩传给滚筒。 行星齿轮传动利用四个行星轮啮合的形式，结构紧凑，传动比大。传动可靠，考虑行星轮间均载，采用太阳轮浮动结构，太阳轮浮动灵敏，反力矩小，浮动量通过与大齿轮相配合的外花键侧隙来保证。行星架前端靠轴承支撑，此轴承两端面需控制轴向间隙0.150.35mm后端靠轴承支撑。方形联结套采用平面浮动油封装置，能适应行星机构的轴向窜动，适应在有煤尘和煤泥的工况下工作。 牵引部1 左电牵引部左电牵引部由左电牵引部壳体、牵引电机、电机轴组、牵引二轴、制动轴、双行星减速器、液压制动器、行走轮组成等组成。牵引电动机输出的转矩经二级直齿圆柱齿轮和二级行星齿轮减速器减速后，由行星架输出，通过驱动轮与行走轮相啮合，再由行走轮与工作面输送机上的销轨啮合使采煤机来回行走，同时制动轴出轴通过花键与液压制动器相连，实现电牵引的制动。2 牵引电动机牵引电动机为隔爆型三相交流调速电动机，与变频调速装置配套作为采煤机的牵引动力源，可适用于环境温度小于40，相对湿度不大于97。3 液压制动器液压制动器是由螺塞、外壳、碟形弹簧、活塞、圆盘、压盘、外摩擦片、内摩擦片、底座、花键套等组成。当采煤机在正常工况下工作时，由调高泵输出的压力油经集成块和制动电磁阀进入液压制动器的外接油口，活塞在油压下压紧碟形弹簧组，压盘与内外摩擦片脱离接触，液压制动器呈现自由空转状态，当电控系统发出制动信号时，制动电磁阀断电复位，制动器内的油腔与油池连通，使得活塞在碟形弹簧的作用下推动压盘压紧内外摩擦片，产生制动转矩，花键套被抱闸，起到制动采煤机的作用。4 右电牵引部右电牵引部内的传动系统与左电牵引部完全相同，所不同的是其内部还装有调高电动机，双联齿轮泵、集成块、过滤器、压力表、制动电磁阀等元件。用于采煤机调高系统及液压制动器的动力来源。 辅助液压系统1 采煤机辅助液压系统包括两部分：A 调高回路。B 制动回路。它由调高泵站、机外油管、左右调高油缸和液压制动器等组成。其中。泵站布置在右电牵引部内，液压制动器布置于左右电牵引部内，调高油缸布置在机身下。泵站由调高电动机、单泵、集成块、过滤器、制动电磁阀、压力表、高低压溢流阀等组成。调高回路的主要功能是使滚筒能按司机所需的位置工作，调高回路的动力由调高电动机提供，调高油缸调高阻力太大时，为防止系统回路油压过高，损坏油泵及附件，在调高系统排油路设置一高压溢流阀作为安全阀，调高压力20MPa。液压制动回路的压力油回油路设置低压溢流阀，为制动器压力及调高电磁反向阀所用压力，为保证液压制动器打开，在制动回路设置一低压溢流阀，调定压力为1.5MPa，它由二位三通电磁阀，液压制动器，低压溢流阀及其管路等组成，制动电磁阀在集成块上，通过特定管路与安装在左右电牵引部上的液压制动器相连。2 调高电动机该电动机为矿用隔爆型三相异步电动机，可适用环境低于40，且有甲烷或爆炸性煤尘的工作面。3 调高油缸两只调高油缸设置在靠煤壁侧机身下方，油缸的活塞杆与摇臂的小支臂，缸体与左右牵引部下面分别用销轴联结，已实现左右滚筒的调高，调高油缸由液力锁缸体，活塞杆和活塞等组成。4 齿轮泵该泵为CBK1012-B3F型齿轮泵，体积小、重量轻、结构简单、工作可靠。5 过滤器在辅助液压系统中，设有过滤器一个，安装在右电牵引部泵站中，采用网式滤芯，型号为MDY01042，其流量为63l/min。6 压力表采煤机的工作过程中，为了随时监视液压系统中工作状况，因此在泵站中安装有高低压压力表，分别显示调高及控制油源的压力，为防止表针剧烈振动而损坏，压力表表座中有阻尼塞。7 手动换向阀本机设有两只手动换向阀，其内部结构和性能完全一样，均为H型三位四通换向阀，阀中弹簧是使阀芯复位，此时无压力油进入油缸，用手直接操作确定阀的工作位置，使压力油进入油缸，使其伸缩实现摇臂的升降。8 电磁阀本机选用24GDEY-H6B-T2隔爆型电磁换向阀作为制动电磁阀，当采煤机启动时，制动电磁阀待电动作，压力油进入制动器克服弹簧力，内外摩擦片分离，牵引进入进行状态，当采煤机停止时，制动电磁阀断电复位，压力油回油池，制动器内外摩擦片贴紧，采煤机被制动。 辅助装置由左右行走箱、滑靴组、拖缆装置、冷却喷雾管路系统、机身联结、截割滚筒、机外液压管路组成。1 在采空区侧：行走轮组、行走轮、导向滑靴、行走轮轴承、芯轴等组成。2 在煤臂侧：滑靴组，用螺栓、销子固定在左右牵引部下面。3 拖缆装置：拖缆装置由拖缆架，连接板、销、电缆板等组成，当采煤机沿工作面运行时，拖拽并保护缆和水管使用电缆夹来承受，这样使电缆，水管不受力磨损小，同时还能防砸及拖拽平稳且阻力小，在工作面刮板输送机的电缆槽内可靠的来回拖动。拖缆装置固定在电控箱前面右上部，以便电缆能顺利进入电控箱，电缆和水管进入工作面后安装在工作面输送机的固定电缆槽内，在输送机的中点在进入电缆槽并安装电缆夹，故移动电缆和管的长度的一半略有多余。4 喷雾冷却系统采煤机工作时，滚筒在破煤和装煤过程中，会产生大量煤尘，不及降低了工作面的能见度，影响正常生产，而且对安全生产和工人的健康也会产生严重影响，因此，必须及时降尘，最大限度的降低空气中的含量，同时采煤机在工作时，各主要部件会产生很大热量需及时进行冷却，已保证工作面生产的顺利进行。喷雾冷却系统由水阀、水压、继电器、安全阀、节流阀、喷嘴、高压软管及有关连接件组成，来自喷雾泵的水压由送水管经电缆槽，拖缆装置进入水阀，由水阀到机身后面的两个分配阀，分多路用于冷却截割电机，牵引电机，调高电机，电控箱，内外喷雾降尘。5 机身连接装置左右电牵引部，中间电控箱的连接螺柱，摇臂与左右电牵引部铰接销轴四组，这些装置将采煤急各大部件联接成一个整体，起到紧固及连接的作用。液压螺母由螺母、油堵、密封圈、活塞紧圈组成，其工作原理和使用方法如下：在打压前应先将液压螺母拧紧后取下一个油堵，接通超高压泵当手动超高压泵产生的高压油，注入螺母与密封圈之间的油腔时，螺母在液压力的作用下向上移动，将螺栓强行拉伸，产生很大的豫紧力，打压到限定的油压后，将紧固旋紧至螺母底部，卸去高压油拧上油堵，这时螺母靠紧圈和活塞锁在预定的位置。本机选用两种规格的液压螺母M30，限定油压200MPa和M363限定油压180MP采用液压锁紧，预紧力大，螺栓受力均匀，防松可靠。滚筒滚筒是采煤机工作机构，担负着破煤，装煤的作用，主要由滚筒体、截齿、齿座和喷嘴等组成。滚筒与摇臂行星减速器输出轴采用方形联结套联接，联接可靠，拆卸方便。滚筒体采用焊接结构，三头螺旋叶片，设有内喷雾水道和喷嘴压力水从喷嘴雾状喷出，直接喷向齿尖，以达到冷却截齿，降低煤尘和稀释瓦斯的目的。为延长螺旋叶片的使用寿命，在其出煤口处采用耐磨材料喷煤处理。机外液压管路由于采用手动换向阀安装在左中部，两端电动换向机外管路简单，由泵箱端集成块引出四根去左右油缸进出油口，二根去制动器，即可将左右油缸，制动器与系统连接起来。2截割部传动方案的设计2.1电动机的选择设计要求截割部功率为200KW，根据矿井电机的具体工作环境情况，电机必须具有防爆和电火花的安全性，以保证在有爆炸危险的含煤尘和瓦斯的空气中绝对安全，而且电机工作要可靠，启动转矩大，过载能力强，效率高。所以选择由抚顺厂生产的三相鼠笼异步防爆电动机，型号为YBCS3-200C ；其主要参数如下：额定功率：200KW；额定电压：1140V；满载电流：130A；额定转速：1470r/min；满载效率：0.920；绝缘等级： H；满载功率因数：0.85；接线方式：Y；质量： 1280KG；冷却方式：外壳水冷该电动机输出轴上带有渐开线花键，通过该花键电机将输出的动力传递给摇臂的齿轮减速机构。2.2总传动比及传动比的分配2.2.1总传动比的确定滚筒上截齿的切线速度，称为截割速度，它可由滚筒的转速和直径计算而得，为了减少滚筒截割产生的细煤和粉尘，增大块煤率，滚筒的转速出现低速化的趋势。滚筒转速对滚筒截割和装载过程影响都很大；但对粉尘生成和截齿使用寿命影响较大的是截割速度而不是滚筒转速。总传动比电动机满载转速 r/min滚筒转速 r/min2.2.2传动比的分配在进行多级传动系统总体设计时，传动比分配是一个重要环节，能否合理分配传动比，将直接影响到传动系统的外阔尺寸、重量、结构、润滑条件、成本及工作能力。多级传动系统传动比的确定有如下原则：1.各级传动的传动比一般应在常用值范围内，不应超过所允许的最大值，以符合其传动形式的工作特点，使减速器获得最小外形。2.各级传动间应做到尺寸协调、结构匀称；各传动件彼此间不应发生干涉碰撞；所有传动零件应便于安装。3.使各级传动的承载能力接近相等，即要达到等强度。4.使各级传动中的大齿轮进入油中的深度大致相等，从而使润滑比较方便。由于采煤机在工作过程中常有过载和冲击载荷，维修比较困难，空间限制又比较严格，故对行星齿轮减速装置提出了很高要求。因此，这里先确定行星减速机构的传动比。设计采用NGW型行星减速装置，其工作原理如下图所示（图2.1）：图2.1 NGW型行星机构a太阳轮 b内齿圈 c行星轮 x行星架该行星齿轮传动机构主要由太阳轮a、内齿圈b、行星轮c、行星架x等组成。传动时，内齿圈b固定不动，太阳轮a为主动轮，行星架x上的行星轮c绕自身的轴线oxox转动，从而驱动行星架X回转，实现减速。运转中，轴线oxox是转动的。这种型号的行星减速装置，效率高、体积小、重量轻、结构简单、制造方便、传动功率范围大，可用于各种工作条件。因此，它用在采煤机截割部最后一级减速是合适的，该型号行星传动减速机构的使用效率为0.970.99,传动比一般为2.113.7。如图2.1，当内齿圈b固定，以太阳轮a为主动件，行星架c为从动件时，传动比的推荐值为2.79。从采掘机械与支护设备上可知,采煤机截割部行星减速机构的传动比一般为56。所以这里先定行星减速机构传动比：则其他三级减速机构总传动比：36.755.747=6.39根据前述多级减速齿轮的传动比分配原则及齿轮不发生根切的最小齿数为17为依据，另参考MG250/591型采煤机截割部各齿轮齿数分配原则，初定齿数及各级传动比为：2.3截割部传动计算图2.2 截割部传动系统2.3.1各级传动转速、功率、转矩各轴转速计算：从电动机出来，各轴依次命名为、轴。轴 min轴 =轴 =526.43r/min轴 =229.88r/min各轴功率计算：轴 kW轴 kW轴 kW轴 kW轴 kW轴 kW轴 kW式中 滚动轴承效率 =0.99闭式圆柱齿轮效率 =0.97花键效率 =0.99各轴扭矩计算:轴 轴 轴 轴 将上述计算结果列入下表：轴号输出功率P（kW）转速n(r/min)输出转矩T/(Nm)传动比轴196.02147012731.79轴190.14轴180.77821.22102轴171.86526.4331181.56轴165.042.29轴158.49轴150.68229.8862592.3.2 截割部齿轮设计计算齿轮1和惰轮2的设计及强度效核，具体计算过程和计算结果如下：计算过程及说明计算结果1)选择齿轮材料查文献1表8-17 两个齿轮都选用20GrMnTi渗碳淬火2)按齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮传动精度等级，按估取圆周速度，参考文献1表814，表815选取小轮分度圆直径，由式文献1（864）得齿宽系数：查文献1表823按齿轮相对轴承为非对称布置，取06小轮齿数： =19惰轮齿数： 齿数比 ： 传动比误差 误差在范围内小轮转矩： 载荷系数： 由文献1式（854）得使用系数： 查文献1表820 175动载荷系数： 查文献1图857 111齿向载荷分布系数： 查文献1图860 1.08齿间载荷分配系数： 由文献1式(855)及得 查文献1表821并插值 则载荷系数的初值 弹性系数： 查文献1表82 节点影响系数： 查文献1图8-64重合度系数： 查文献1图865许用接触应力： 由文献1式 得接触疲劳极限应力： 查文献1图869应力循环次数： 由文献1式得 则 查文献1图870得接触强度得寿命系数 ,(不许有点蚀)硬化系数： 查文献1图871及说明 1接触强度安全系数：查文献1表827，按较高可靠度查， 取故的设计初值为齿轮模数： 查文献1表83小齿分度圆直径的参数圆整值：圆周速度： 与估取很相近，对取值影响不大，不必修正1.11， 小轮分度圆直径： 惰轮分度圆直径： 中心距 ： 圆整齿宽： 惰轮齿宽： 小轮齿宽： 齿根弯曲疲劳强度效荷计算由文献1式 齿形系数： 查文献1图867 小轮 大轮应力修正系数： 查文献1图868 小轮大轮重合度系数：由文献1式867许用弯曲应力：由文献1式871 弯曲疲劳极限： 查文献1图872弯曲寿命系数： 查文献1图873 尺寸系数： 查文献1图874安全系数： 查文献1表827 则 4. 齿轮几何尺寸计算 分度圆直径： 齿顶高： 齿根高： 齿顶圆直径： 齿根圆直径： 基圆直径： 齿距： 齿厚： 齿槽宽e： 基圆齿距： 法向齿距： 顶隙： HRC 5662公差组7级06=19341.79合适1751111.081.02.50.89701齿根弯曲强度足够齿轮4和齿轮5的设计及强度效核，具体计算过程和计算结果如下 1)选择齿轮材料查文献1表8-17 两个齿轮都选用20GrMnTi渗碳淬火2)按齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮传动精度等级，按估取圆周速度，参考文献1表814，表815选取小轮分度圆直径，由式文献1（864）得齿宽系数：查文献1表823按齿轮相对轴承为非对称布置，取06小齿轮齿数： =23大齿轮齿数： 齿数比 ： 传动比误差 误差在范围内小轮转矩： 载荷系数： 由文献1式（854）得使用系数： 查文献1表820 175动载荷系数： 查文献1图857 1.18齿向载荷分布系数： 查文献1图860 1.08齿间载荷分配系数： 由文献1式(855)及得 =1.65查文献1表821并插值 1.0则载荷系数的初值 弹性系数： 查文献1表82 节点影响系数： 查文献1图8-64重合度系数： 查文献1图865许用接触应力： 由文献1式 得接触疲劳极限应力、： 查文献1图869应力循环次数： 由文献1式得 则 查文献1图870得接触强度得寿命系数,(不许有点蚀)硬化系数： 查文献1图871及说明 1接触强度安全系数：查文献1表827，按较高可靠度查， 取故的设计初值为 齿轮模数： 查文献1表83小齿分度圆直径的参数圆整值：圆周速度： 与估取很相近，对取值影响不大，不必修正1.18， 小轮分度圆直径： 大轮分度圆直径： 中心距 ： 圆整齿宽： 大齿轮轮齿宽： 小轮齿宽： 齿根弯曲疲劳强度效荷计算由文献1式 齿形系数： 查文献1图867 小轮 大轮应力修正系数： 查文献1图868 小轮大轮重合度系数：由文献1式867许用弯曲应力：由文献1式871 弯曲疲劳极限： 查文献1图872弯曲寿命系数： 查文献1图873 尺寸系数： 查文献1图874安全系数： 查文献1表827 则4. 齿轮几何尺寸计算 分度圆直径： 齿顶高： 齿根高： 齿顶圆直径： 齿根圆直径： 基圆直径： 齿距： 齿厚： 齿槽宽e： 基圆齿距： 法向齿距： 顶隙： HRC 5662公差组7级06=23361.56合适1751.181.081.02.50.88=11齿根弯曲强度足够齿轮6和惰轮7的设计及强度效核，具体计算过程和计算结果如下： 1)选择齿轮材料查文献1表8-17 两个齿轮都选用20GrMnTi渗碳淬火2)按齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮传动精度等级，按估取圆周速度，参考文献1表814，表815选取小轮分度圆直径，由式文献1（864）得齿宽系数：查文献1表823按齿轮相对轴承为非对称布置，取0.6齿轮齿数： =17惰轮齿数： 齿数比 ： 传动比误差 误差在范围内齿轮转矩： 载荷系数： 由文献1式（854）得使用系数： 查文献1表820 175动载荷系数： 查文献1图857 齿向载荷分布系数： 查文献1图860 1.08齿间载荷分配系数： 由文献1式(855)及得 查文献1表821并插值 1.02则载荷系数的初值 弹性系数： 查文献1表82 节点影响系数： 查文献1图8-64（）重合度系数： 查文献1图865许用接触应力： 由文献1式 得接触疲劳极限应力： 查文献1图869应力循环次数： 由文献1式得 则 查文献1图870得接触强度得寿命系数 ,(不许有点蚀)硬化系数： 查文献1图871及说明 1接触强度安全系数：查文献1表827，按较高可靠度查， 取故的设计初值为 齿轮模数： 查文献1表83齿轮分度圆直径的参数圆整值：圆周速度： 与估取很相近，对取值影响不大，不必修正 齿轮分度圆直径： 惰轮分度圆直径： 中心距 ： 圆整齿宽： 齿轮齿宽： 惰轮齿宽： 齿根弯曲疲劳强度效荷计算由文献1式 齿形系数： 查文献1图867 齿轮 惰轮应力修正系数： 查文献1图868 齿轮惰轮重合度系数：由文献1式867许用弯曲应力：由文献1式871 弯曲疲劳极限： 查文献1图872弯曲寿命系数： 查文献1图873 尺寸系数： 查文献1图874安全系数： 查文献1表827 则 4. 齿轮几何尺寸计算 分度圆直径： 齿顶高： 齿根高： 齿顶圆直径： 齿根圆直径： 基圆直径： 齿距： 齿厚： 齿槽宽e： 基圆齿距： 法向齿距： 顶隙： HRC 5662公差组8级0.6=17271.588合适1751.081.021齿根弯曲强度足够由于齿轮的设计计算和强度效核方法都是相似的，因而对其它齿轮的设计计算和强度效核过程安排在设计说明书以外的篇幅中进行，并全部强度验算合格。2.3.3截割部行星机构的设计计算已知：输入功率KW,转速=229.88r/min，输出转速=40r/min1.齿轮材料热处理工艺及制造工艺的选定太阳轮和行星轮的材料为20CrNi2MoA，表面渗碳淬火处理，表面硬度为5761HRC。因为对于承受冲击重载荷的工件，常采用韧性高淬透性大的18Cr2Ni4WA和20CrNi2MoA等高级渗碳钢，经热处理后，表面有高的硬度及耐磨性，心部又具有高的强度及良好的韧性和很低的缺口敏感性。试验齿轮齿面接触疲劳极限MPa试验齿轮齿根弯曲疲劳极限：太阳轮：（）行星轮：齿形为渐开线直齿，最终加工为磨齿，精度为6级。内齿圈的材料为42CrMo，调质处理，硬度为262302HBS.试验齿轮的接触疲劳极限：试验齿轮的弯曲疲劳极限：齿形的加工为插齿，精度为7级。2.确定各主要参数行星机构总传动比：i=5.74，采用NGW型行星机构。行星轮数目：要根据文献3表2.9-3及传动比i，取。载荷不均衡系数：采用太阳轮浮动和行星架浮动的均载机构，取 =1.15配齿计算：太阳轮齿数式中：取c=20（整数）内齿圈齿数 行星轮齿数 取 -齿轮接触强度初步计算按表义14-1-60中的公式计算中心距：1) 综合系数：2）太阳轮单个齿轮传递的转矩：3）齿数比：4）取齿宽系数： 5）初定中心距：将以上各值代入强度计算公式，得6）计算模数：取标准值m=87）未变位时中心距a：根据实际情况取（6）计算变位系数1）a-c传动a)啮合角： 所以 b)总变位系数： =c)中心距变动系数：d)齿顶降低系数：e)分配变位系数： 取 （见文献3第101页）则2）c-b传动a)啮合角：式中， 代入 所以 b)变位系数和： c)中心距变动系数：d)齿顶降低系数：e)分配变位系数： 3.几何尺寸计算分度圆 齿顶圆 齿根圆 基圆直径 齿顶高系数 太阳轮，行星轮内齿轮顶隙系数太阳轮，行星轮内齿轮代入上组公式计算如下：太阳轮 行星轮 =200mm=219.2mm=181.88mm内齿轮=511.49mm =545.1mm 太阳轮，齿宽b由表2.5-12, 取 则