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单曲柄往复式给煤机设计【优秀含12张CAD图纸+给煤机全套课程毕业设计】

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传动平台.dwg

减速器总装.dwg

定曲柄.dwg

底托板.dwg

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关键词：: 曲柄往复机械设计采煤机毕业设计给煤机单曲柄往复式给煤机设计给煤机全套课程毕业设计

资源描述：

单曲柄往复式给煤机设计【优秀含12张CAD图纸+给煤机全套课程毕业设计】

【带任务书】【76页@正文19300字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609 】

单曲柄往复式给煤机设计说明书.doc

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设计文档

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任务书

毕业论文题目：单曲柄往复式给煤机

毕业论文专题题目：

毕业论文主要内容和要求：

主要内容

了解往复式给煤机的用途、工作原理以及工作中存在的问题，设计一台单曲柄往复式给煤机。给料量：；往复行程：。

基本要求

1.设计完成总体装配图设计；

2.设计完成主减速器装配图设计；

3.完成主要传动组件、零件的工作图设计；

4.编写主要零件的加工工艺；

5.编写完成整体设计计算说明书。

1．往复式给煤机概述

1.1 往复式给煤机的用途

1.2 K型往复式给煤机的组成

1.3 K型往复式给煤机工作原理简述

1.4 K4型给煤机的主要特点

1.5 往复式给煤机与振动式，板式给煤机的比较

1.6 K-4型往复式给煤机的技术参数

2．往复式给煤机的总体设计

2.1、往复式给煤机的参数

2.2给煤机的总体外型设计

2.3给煤机的受力分析

3. 给煤机的减速器设计方案

3.1 电机选型

3.2 减速器选型

3.3 齿轮的设计及校核计算

3.4 轴的设计及校核计算

3.5 轴承的选择与校核计算

3.6 键的选择与校核计算

3.7 轴系部件的结构设计

3.8 轴外伸处的密封设计

3.9 减速器箱体的设计

3.10 油面位置及箱座高度的确定

3.11 油沟的结构形式及尺寸

3.12 检查孔与检查孔盖的设计

3.13 通气器的结构及尺寸

3.14 放油孔、螺塞和封油圈

3.15 油标指示器

3.16 起吊装置

3.17 定位销

3.18 启盖螺钉

3.19 套筒的设计

4．给煤机其余部件设计方案

4.1曲柄连杆的设计

4.2给煤槽的设计

4.3拖辊组件的设计及校核

4.4闸门的设计

5．主要零件的加工工艺

5.1齿轮的加工工艺

5.2轴的加工工艺

结论

参考文献

英文

中文译文

摘要

给煤设备是煤矿生产系统的主要设备之一,给煤设备的可靠性,特别是关键咽喉部位给煤设备的可靠性,直接影响整个生产系统的正常运行。生产实践证明,现有的往复式给料机的生产能力小、安装和拆卸不方便、受力不均匀等缺点。，随着煤炭工业的发展,煤矿井型不断地扩大,现有Ｋ型往复给煤机生产能力小,不能满足大型矿井的要求，因此,改进和扩大现有Ｋ型往复给煤机是完全必要的。本设计的往复式给煤机是在原有的基础上作了一些改进，具有结构简单、维修量小、性能稳定、噪音低、安装方便等优点。

本文主要介绍了：往复式给煤机的发展历史，用途，组成及工作原理；往复式给煤机的特点；设计的一般步骤；使用中存在的问题及改进措施；安装和维护等内容。在本次往复式给煤机的设计过程中，着重对减速器、传动平台、曲柄连杆机构、托辊进行了分析和设计。对重要的部件进行了受力分析、强度的校核，根据其常见失效形式、影响因素及基本设计要求，给出了重要部件的受力分析、强度和刚度的设计方法。

关键词：往复式给煤机；减速器；曲柄连杆机构；受力分析；强度校核

ABSTRACT

Coal mine production equipment is the one of the main equipment for coal equipment reliability, Special location is the key to the throat of coal equipment reliability, a direct impact on the entire production system to normal operation. Practice has proved that the existing reciprocating Feeder small production, installation and dismantling inconvenient, and the disadvantages of implants uniform. With the development of coal industry and coal-wells continues to expand, the existing K-type reciprocating coal production capacity of the small plane, unable to meet the requirements of large-scale mine, therefore, improve and expand existing K-type reciprocating to the coal machine is totally necessary. The design of the reciprocating to the coal on the basis of the original made some improvements, it has a simple structure and a small amount of maintenance, stable performance, low noise, the installation is easy.

This paper describes : Reciprocating to the coal history of the development, use, composition and physics; Reciprocating to the characteristics of coal; Design of the general steps; the use of the existing problems and improvement measures; installation and maintenance and so forth. Reciprocating in this coal to the design process, focusing on reducer, transmission platform, crank linkage, Idler for the analysis and design. Important components of the stress analysis, strength check, in accordance with its common failure mode, Factors and basic design requirements, is an important component of the stress analysis, strength and stiffness of the design method.

Keywords : Reciprocating to the coal; Reducer; Crank linkage; Analysis; Strength Check

1．往复式给煤机概述

往复式给煤机在我国煤矿、选煤厂及其它行业应用已有几十年。给煤设备是煤矿生产系统的主要设备之一,给煤设备的可靠性,特别是关键咽喉部位给煤设备的可靠性,直接影响整个生产系统的正常运行。生产实践证明,该设备对煤的品种、粒度、外在水份等适应能力强,与其他给煤设备相比,具有运行可靠、性能稳定、噪音低、完全可靠、维护工作量小等优点。

往复式给煤机的主要缺点是能耗较高。

随着煤炭工业的发展,煤矿井型不断地扩大,现有Ｋ型往复式给煤机生产能力小,不能满足大型矿井的要求。因此,改进和扩大现有Ｋ型往复给煤机是完全有必要的。

参考文献

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内容简介：: 第 1 页目录 1 往复式给煤机概述 1.1 往复式给煤机的用途 1.2 K 型往复式给煤机的组成 1.3 K 型往复式给煤机工作原理简述 1.4 K4 型给煤机的主要特点 1.5 往复式给煤机与振动式，板式给煤机的比较 1.6 K-4 型往复式给煤机的技术参数 2 往复式给煤机的总体设计 2.1、往复式给煤机的参数 2.2 给煤机的总体外型设计 2.3 给煤机的受力分析 3. 给煤机的减速器设计方案 3.1 电机选型 3.2 减速器选型 3.3 齿轮的设计及校核计算 3.4 轴的设计及校核计算 3.5 轴承的选择与校核计算 3.6 键的选择与校核计算 3.7 轴系部件的结构设计 3.8 轴外伸处的密封设计 3.9 减速器箱体的设计 3.10 油面位置及箱座高度的确定 3.11 油沟的结构形式及尺寸 nts 第 2 页 3.12 检查孔与检查孔盖的设计 3.13 通气器的结构及尺寸 3.14 放油孔、螺塞和封油圈 3.15 油标指示器 3.16 起吊装置 3.17 定位销 3.18 启盖螺钉 3.19 套筒的设计 4 给煤机其余部件设计方案 4.1 曲柄连杆的设计 4.2 给煤槽的设计 4.3 拖辊组件的设计及校核 4.4 闸门的设计 5 主要零件的加工工艺 5.1 齿轮的加工工艺 5.2 轴的加工工艺结论参考文献英文中文译文摘要给煤设备是煤矿生产系统的主要设备之一 ,给煤设备的可靠性 ,特别是关键咽喉部位给煤设备的可靠性 ,直接影响整个生产系统的正常运行。生产实践证明 ,现有的往复式给料机的生产能力小、安装和拆卸不方便、受力不均匀等缺点。，随着煤炭工业的发展 ,煤矿井型不断地扩大 ,现有型往复给煤机生产能力小 ,nts 第 3 页不能满足大型矿井的要求，因此 ,改进和扩大现有型往复给煤机是完全必要的。本设计的往复式给煤机是在原有的基础上作了一些改进，具有结构简单、维修量小、性能稳定、噪音低、安装方便等优点。本文主要介绍了：往复式给煤机的发展历史，用途，组成及工作原理；往复式给煤机的特点；设计的一般步骤；使用中存在的问题及改进措施；安装和维护等内容。在本次往复式给煤机的设计过程中，着重对减速器、传动平台、曲柄连杆机构、托辊进行了分析和设计。对重要的部件进行了受力分析、强度的校核，根据其常见失效形式、影响因素及基本设计要求，给出了重要部件的受力分析、强度和刚度的设计方法。关键词：往复式给煤机；减速器；曲柄连杆机构；受力分析；强度校核 ABSTRACT Coal mine production equipment is the one of the main equipment for coal equipment reliability, Special location is the key to the throat of coal equipment reliability, a direct impact on the entire production system to normal operation. Practice has proved that the existing reciprocating Feeder small production, installation and dismantling inconvenient, and the disadvantages of implants nts 第 4 页 uniform. With the development of coal industry and coal-wells continues to expand, the existing K-type reciprocating coal production capacity of the small plane, unable to meet the requirements of large-scale mine, therefore, improve and expand existing K-type reciprocating to the coal machine is totally necessary. The design of the reciprocating to the coal on the basis of the original made some improvements, it has a simple structure and a small amount of maintenance, stable performance, low noise, the installation is easy. This paper describes : Reciprocating to the coal history of the development, use, composition and physics; Reciprocating to the characteristics of coal; Design of the general steps; the use of the existing problems and improvement measures; installation and maintenance and so forth. Reciprocating in this coal to the design process, focusing on reducer, transmission platform, crank linkage, Idler for the analysis and design. Important components of the stress analysis, strength check, in accordance with its common failure mode, Factors and basic design requirements, is an important component of the stress analysis, strength and stiffness of the design method. Keywords : Reciprocating to the coal; Reducer; Crank linkage; Analysis; Strength Check 1 往复式给煤机概述往复式给煤机在我国煤矿、选煤厂及其它行业应用已有几十年。给煤设备是煤矿生产系统的主要设备之一 ,给煤设备的可靠性 ,特别是关键咽喉部位给煤设备的可靠性 ,直接影响整个生产系统的正常运行。生产实践证明 ,该设备对煤的品种、粒度、外在水份等适应能力强 ,与其他给煤设备相比 ,具有运行可靠、性能稳定、噪音低、完全可靠、维护工作量小等优点。往复式给煤机的主要缺点是能耗较高。随着煤炭工业的发展 ,煤矿井型不断地扩大 ,现有型往复式给煤机生产能力小 ,不能满足大型矿井的要求。因此 ,改进和扩大现有型往复给煤机是完全有必要的。 1.1 往复式给煤机的用途最通用的往复式给煤机为 K 型，一般用于煤或其他磨琢性小、黏性小的松散粒状物料的给煤，将储料仓或料坑里的物料连续均匀地卸运到运输设备或其他筛选设备中。 nts 第 5 页 1.2 K 型往复式给煤机的组成 K型给煤机由机架、底拖板（给煤槽）、电动机、减速器、联轴器、传动平台、漏斗、闸门、托辊等组成。本机可根据需要设有带漏斗、不带漏斗两种形式。给煤机设有两种结构形式： 1、带调节闸门 2、不带调节闸门，其给煤能力由底板行程来达到。 1.3 K 型往复式给煤机工作原理简述往复式给煤机由槽形机体和带有曲柄连杆装置的活动地板组成的曲柄滑块机构，地板是工作机构。传动原理：当电动机开动后，经弹性联轴器、减速器、曲柄连杆机构拖动倾斜的底板在托辊上作直线往复运动，当底板正行时 ,将煤仓和槽形机体内的煤带到机体前端 ;底板逆行时 ,槽形机体内的煤被机体后部的斜板挡住 ,底板与煤之间产生相对滑动 ,机体前端的煤自行落下。将煤均匀地卸到运输机械或其它筛选设备上。 1.4 K4 型给煤机的主要特点：工作可靠、寿命长；重量轻、体积小、维护保养方便；结构简单，运行可靠，调节安装方便；封闭式框架结构，大大提高了机架的刚度；装有限矩形液力偶合器，能满载启动，过载保护；给煤量大是目前国内最大的给煤设备；采用了先进的平面二次包络环面螺杆减速器设计，承载能力大，传动效率高；侧衬板与地板之间留缝可调，能较准确地控制留缝大小，大大减少了漏料；驱动装置对称布置，并采用双推杆，使整机受力均衡，传动平稳，消除了底版往复时的扭摆现象；地板有立向筋板，并用三道通长拖辊支撑，保证了地板本身刚度，消除了现有机械的缺点。 1.5 往复式给煤机与振动式，板式给煤机的比较往复式与振动式给煤机两种给煤方式不同点是给煤频率和幅值以及运动轨迹不同。在使用过程中，由于振动式给煤机给煤频率高，噪声也大；由于它是靠高频振动给煤，其振动和频率受物料密度及比重影响较大，所以，给煤量不稳定，给煤量的调整也比较困难；由于是靠振动给煤，给煤机必须起振并稳定在一定的频率和振幅下，但振动参数对底板受力状态很敏感，故底板不能承受较大的仓压，需增加仓下给煤槽的长度，结果是增加了料仓的整体高度，使工程投资加大；由于给煤高度加大，无法用于替换目前大量使用的往复式给煤机。往复式给煤机与板式给煤机安装方式的区别主要在于往复式给煤机采用悬挂式安装方式，在地坑基础完工后，往复式给煤机可以直接通过料斗固定在地坑基础上。而板式给煤机则采用设备基础安装的方式，不但要完成地坑基础施nts 第 6 页工，而且还要进行设备基础施工。采用往复式给煤机可以减少工程施工周期，节约工程造价。除此之外，往复式给煤机还具有结构简单，经久耐用，故障率低的特点，从而在井下矿山机电运输中得到广泛应用。鉴于此，将往复式给煤机应用于地面和井下完全能适应生产环境需要，从而达到减少投入，提高设备运转率，解放劳动力的目的。 1.6 K-4 型往复式给煤机的技术参数表 1-1 K-4型往复式给煤机技术参数型号规格 K-4 给煤能力 /（ t/h）底板行程曲柄位置无烟煤烟煤 200 4 590 530 150 3 440 395 100 2 295 268 50 1 148 132 曲柄转速 /（ /minr ） 62 电动机型号 YB200L1 -8(Y200 L1 -6) 功率 /KW 18.5 转速 /（ /minr ） 970 减速器型号 JZQ-500 速比 15.75 最大允许粒度 /mm 含量 10 %以下 700 含量 10 %以上 550 设备重量 / kg 带料斗 2337 不带料斗 2505 2 往复式给煤机的总体设计 nts 第 7 页 2.2226060 1000800 m在确定往复式给煤机整体结构尺寸之前，首先考虑给煤机的容积利用系数。容积利用系数是给煤机槽体内煤的体积与槽体容积的比值。在给煤机槽体容积一定的情况下 ,容积利用系数取值的高低 ,决定设计给煤能力的值就越大 ,则设计生产能力大 ,反之就小。现有型往复给煤机容积利用系数取值为 0.62。为了提高给煤机的综合性能 ,通过对 K 型往复给煤机的使用情况进行大量调查和性能测试 ,给煤机实际生产能力比设计生产能力偏大约 10 20%。这说明原设计容积利用系数取值偏低。在该往复给煤机设计中 ,我们将容积利用系数提高到 0.7-0.8,这就意味着 ,与原设计比较 ,在相同设计生产能力条件下 ,给煤机槽体容积可以缩小 13%。给煤机的实际生产能力与煤的粒度、水份有较大关系。同样一台给煤机 ,煤的流动性好 ,则实际生产能力大 ;煤的流动性差 ,则实际生产能力就小。现有型往复式给煤机之所以适应范围广 ,除其它性能以外 ,就在于设计时余量较大 ,即容积利用系数取值较低。我认为 ,容积利用系数不宜取值过大 ,以保证往复给煤机对各种煤的适应性。 2.1、往复式给煤机的参数根据已知参数，给煤量： ht800 ；往复行程： mm250 ，初步设定曲柄的转数为 min60r 。 2.2 给煤机的总体外型设计 1）。参考 K-4 型往复式给煤机取料仓宽度为 B =1250mm ，底托板材料选用 Q235钢长度为 L=1500 mm 。由此可推出每转推出煤的容积为：为 kg 式中： m 曲柄每转推出煤查表得散煤的容重 3/950 mkg 由式得 V=abh=0.25 1.1h= 323.0 m 323.09 5 0 2.2 2 2 mmV nts 第 8 页推出煤的最低高度： h=0.75m 初步设定曲柄的转数为 min60r ，箱体的有效高度和宽度，高度为 mm800 ，宽度为 mm1250 。给煤量可表示为 nlBHQ 60 12 式中 Q 给煤机给煤量， ht ； H 给煤机箱体高度， m ； B 给煤机箱体宽度， m ； l 给煤机行程， m ；煤的密度， 32.1 mt ； n 给煤机箱体高度， minr ；工况系数， 2.1 。因此，由式 12 可求出给煤量图 2-2 往复式给煤机箱体尺寸 nlBHQ 60 2.1602.125.025.175.060 ht1012 800 ht 由上式结果可得出，箱体尺寸满足给煤要求。 nts 第 9 页 s inc os 222 asimal a2）。曲柄连杆尺寸及底板速度的确定已知行程 mm250 ，设偏距 e 为 120 mm，倾斜角度为 010 在有三角形关系式和理论力学中最小角定理，当可求得速度 Vmax=(1+) =0.77m/s . 曲柄 a=124mm 连杆长 l=1057mm 图 2-1 K型往复式给煤机曲柄连杆运动简图 2.3 给煤机的受力分析 2.3.1 往复式给煤机的运行阻力往复式给煤机运行时，电动机功率主要消耗在克服下列阻力上。 nts 第 10 页正行时：底板在托滚上的运动阻力 1F 和煤与固定侧板的摩擦阻力 2F 。逆行时：底板在托滚上的运动阻力 1F 和煤与底板的摩擦阻力3F。此外，还有消耗在克服煤与侧板之间黏着力和在克服底板加速运动时的运行阻力上。 2.3.2 产生运行阻力的因素及力的计算往复式给煤机的运行阻力有以下公式计算： bplgmmF 3211 )22( hplgllhF 33122 )32( hplgmF 313 )42( 式中 1m 给煤机槽体内煤的质量， kg ； 2m 给煤机运动部件的质量， kg ； g 重力加速度， smg 8.9 ； p 煤仓出口处压力， 2mN ； 1l 给煤机底板水平投影长度， m ； 3l 煤仓出口对底板有效压力区长度， m ； b 给煤机槽体净宽度， m ；底板在托滚轮上的运动阻力系数， 08.0 ；煤对侧板的侧压系数；煤的松散容重， 3950 mkg ； h 底板上煤的厚度， 18.0 hh ， m 。 nts 第 11 页 25240 21 FFF 正行阻力： 214 FFF )52( 正行阻力：315 FFF )62( 运行阻力按正行阻力和逆行阻力的均方值计算，即 )72( 式中 )22( 、 )32( 、 )42( 括号内的第一项 gmm 21 表示给煤机槽体内煤的重量和活动件的重量； gm1 表示给煤机槽体内煤的重量； gllh312 表示煤的重量对给煤机固定侧板产生的侧压力。号内的第二项 hpl3表示煤仓出口处压力； hpl3表示煤仓出口处压力对给煤机固定侧板产生的侧压力。由于底板在托滚轮上的运动阻力 1F 较小 (运动阻力系数值较小 ),给煤机运行阻力主要是煤与固定侧板的摩擦阻力 2F 和煤与底板的摩擦阻力3F。因此可知 ,产生运行阻力的主要因素是给煤机槽体内的煤的重量和煤仓出口处的压力以及煤与侧板或底板的摩擦系数。从以上分析可知 ,我们只能从减少煤仓出口处压力对底板的作用 ,以及减小煤与固定侧板和底板的摩擦力来往复式给煤机的节能措施。采用倾斜式仓口漏斗由于煤仓出口处压力的作用 ,使底板产生了运行阻力 ,如果采用斜仓口漏斗 ,使煤仓出口压力对底板作用减小或不作用在底板上 ,底板的运行阻力就可以减小。往复式给煤机的运行阻力由以下简化公式计算： 1 12F m m g )82( 22 1hF l g )92( 3 1mgF )102( 给煤机槽体内煤的质量： rhlbm 1 =1.25 1.5 0.75 950 nts 第 12 页 25240 21 FFF N1 3 4 5 81 0 4 5 58 4 7 421 22 kg1336 底托板选用的材料为 235Q ，其密度 38.7 mt ，底托板长、宽、厚度分别为 1500mm 、 1250mm 、 16mm 。则底托板质量为： kgm 2 3 4108.7161 2 5 01 5 0 0 92 则 1 12F m m g N1 2 9 01008.08.9234.01 3 3 6 3 22 1hF l g N71848.9069.195075.0995.075.0 2 3 1mgF N9 1 6 58.91 3 3 675.0 正行阻力： 214 FFF N8 4 7 47 1 8 41 2 9 0 )112( 正行阻力：315 FFF N1 0 4 5 59 1 6 51 2 9 0 )122( 运行阻力： )132( 减少煤与底板的磨擦系数是有限的。这是因为正行时，给煤机槽体内的煤是在其与底板之间的磨擦力的作用下，移到给煤机前端。煤与底板的磨擦力要大于煤在加速时的动阻力和煤与固定侧板的磨擦力，才能保证在正行时，煤与底板间不产生相对滑动。 3. 给煤机的减速器设计方案 3.1 电机选型 nts 第 13 页 kW76.10 77.0458.13 max0 VFp 因设备是在井下工作，电机选为隔爆异步电动机。 1. 给煤机所需功率： )13( 2. 给煤机的传动效率 (1) 曲柄连杆的传动效率 1 ： 0.96 0.85 (2)减速器的传动效率 2 ： 0.973 0.962 (3)联轴器的传动效率3： 0.99 所以，给煤机的总传动效率为 75.0321 )23( 3. 电动机的功率确定电动机的实际功率为 kWpp d 4.1475.0/76.10 )33( 一般来说，选择电动机容量时应保证电动机的额定功率edp等于或稍大于工作机所需的电动机功率dp，即ded pp ，所以，选择电机额定功率为 15kW ，选择电机型号如表 3-1 所示表 3-1 往复式给煤机电机选型型号额定功率额定转速同步转速功率因数 YB180L-6 15kW 970 minr 1000 minr 0.895 3.2 减速器选型 3.2.1. 减速器选型现在已使用的 K 系列往复式给煤机常用的减速器型号如表 3-2 所示。表 3-2 K 系列往复式给煤机常用的减速器型号型号规格 K-0 K-1 K-2 K-3 K-4 减速机型号 JZQ0-350 JZQ0-350 JZQ0-350 JZQ-400 JZQ-500 速比 12.64 12.64 12.64 15.75 15.75 ZQ、 ZQH（ JZQ、 PM）型减速器具有机械性能好、工作可靠、维修方便、nts 第 14 页 53.35 83.4 16.1612 iii过载能力强、耐冲击、惯性力矩小等特点。适用于起重、运输、冶金、矿山、建筑、化工、纺织等行业。其适用条件如下：减速器齿轮圆周速度不大于 12m/s；高速轴的转速不大于 1500r/min；可用于正反两向运转；工作环境温度为 -40 +40 。减速器有九种传动比、九种装配形式和三种低速轴轴端型式。 1) 计算速比减速器速比为 17.16609701 nni 2）分配传动装置各级传动比参考文献 3表 2-1，取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比对于展开式二级圆柱齿轮减速器，在两极齿轮配对材料、性能及齿宽系数大致相同的情况下，即齿面接触强度大致相等时，两极齿轮的传动比可按下式分配： 21 4.13.1 ii 即 ii 4.13.11 43 代入式 43 得 58.416.163.13.11 ii 3.2.2 计算传动装置的运动和动力参数各轴的转速根据电动机的满载转速mn及传动比进行计算 ;传动装置各部分的功率和转矩。计算各轴时将传动装置中各轴从高速轴到低速轴依次编号，定 0 轴（电动机轴）， 1 轴， 2 轴， 3 轴， 4 轴；相邻两轴间的传动比表示为 12i ，23i；各轴的输出功率为0p， 1p ， 2p ，3p；各轴的输出转矩为0T， 1T ， 2T ，3T。各轴的输出功率 0 轴（电动机轴） kWPPd 4.140 1 轴（高速轴） kWPPd 26.1499.04.1411 2 轴（中间轴） kWPP 86.1398.099.026.142112 3 轴（低速轴） kWPP 45.1398.099.086.133223 nts 第 15 页各轴的输出转速 0 轴（电动机轴） min9700 rnn m 1 轴（高速轴） m i n9 7 001 rnn 2 轴（中间轴） m i n8.2 1 158.49 7 01212 rinn 3 轴（低速轴） m i n6053.38.2112323 rinn 各轴的输出转矩 0 轴（电动机轴） mNnPTTwdd 8.1 4 19 7 0 4.149 5 5 09 5 5 001 轴（高速轴） mNTT 4.14099.08.141101 2 轴（中间轴） 98.099.058.44.140321212 iTTmN 8.623 3 轴（低速轴） 98.099.053.38.6 2 3322323 iTTmN 2140 3.3 齿轮的设计及校核计算 3.3.1 第一对齿轮的设计 (1) 选择齿轮材料参考文献 4查表 8-17 小齿轮选用 MnTiCr20 调质并表面淬火 62561 HRC 大齿轮选用 MnTiCr20 调质并表面淬火 62562 HRC (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 311022.0013.0 nPv t 估取圆周速度tv; smv t 04.497026.14970016.0 3 nts 第 16 页参考文献 4表 8-14，表 8-15 选取公差组 8 级小轮分度圆直径 d1 ，参考文献 4，由式求得 3211 12HHEdZZZuuKTd 齿宽系数d参考文献 4，查表 8 23 按齿轮相对轴承为非对称布置，取 6.0d 小齿轮齿数 1Z , 在推荐值 20-40 中选 251 Z 大齿轮齿数 2Z 5.1 1 42558.41122 ZiZ ，圆整取 1142 Z 齿数比 u 59.4251 1 412 ZZu 传动比误差 uu/ 002.058.458.459.4/ uu 误差在 %5 范围内。合适小齿轮转矩 1T 参考文献 4，由式（ 8-53）求得 161 1055.9 nPT mmN 1 4 0 4 0 09 7 04.141055.9 6 载荷系数 K 参考文献 4，由式（ 8-54）得 aVA KKKKK 使用系数 AK 参考文献 4，查表 8-20 25.1AK 动载荷系数VK参考文献 4，查图 8-57 得初值 VtK2.1VtK齿向载荷分布系数K参考文献 4，查图 8-60 1.1K齿间载荷分配系数K参考文献 4，由式（ 8-55）及 0 得 c o s112.388.121 ZZants 第 17 页 11412512.388.1736.1 参考文献 4，查表 218 并插值 1.1K则载荷系数 K 的初值tK5 4 1.21.11.12.125.1 tK弹性系数 EZ 参考文献 4，查表 8-22 得 28.189 mmNZ E 节点影响系数 HZ 参考文献 4，查图 8-64 0,0 21 xx 得 5.2HZ 重合度系数Z参考文献 4，查图 8 65 0得 86.0Z 许用接触应力 H 参考文献 4，由式（ 8 69）得 HWNHH SZZ lim 接触疲劳极限应力 1limH 、 2limH 参考文献 4，查图 8 69 21lim 1500 mmNH 22lim 1500 mmNH 参考文献 4，应力循环次数由式 (8 70) 预设给煤机每天工作 20 小时，每年工作 300 天，预期寿命为 10 年 10203 0 019 7 060601 hn jLN 91049.3 uNN 12 89 1062.758.41049.3 nts 第 18 页则参考文献 4，查图 8-70 得接触强度的寿命系数1NZ、2NZ（不允许有点蚀） 121 NN ZZ 硬化系数WZ参考文献 4，查图 8-71 及说明 1WZ 接触强度安全系数 HS 参考文献 4，查图 8-27，按一般可靠度查 1.10.1lim HS 取 0.1HS HWNHH SZZ 1lim1 0.1111500 21500 mmN HWNHH SZZ 2lim2 0.1111500 21500 mmN 故 1d 的设计初值td1为 3211 12HHEdtZZZuuKTd 32150086.05.28.18958.4158.46.01 4 0 4 0 0541.22 mm17.50 齿轮模数 m mmZdm t 09.22517.50111 参考文献 4，查表 8 3 取 mmm 5.21 nts 第 19 页小轮分度圆直径的参数圆整值 1tdmmmZd t 5.625.225111 圆周速度 v smndv t 81.36 0 0 0 09 7 05.626 0 0 0 011 与估计取 04.4tv有差距不大，对VK取值影响不大，不需修正VK小轮分度圆直径 11 tddmm60 大轮分度圆直径 mmZmd 2851145.2212 中心距 a mmzzma 75.1 7 32 )1 1 425(5.22 )( 21 齿宽 b mmmmdbtd 4010303017.506.0m i n1 ，取小轮齿宽 mmmmmmbb 488402 大轮齿宽 mmbb 401 (3) 齿根弯曲疲劳强度校核计算 211 FSaFaF YYYmbd KT 63 齿形系数FaY参考文献 4，查图 8-67 小轮 62.21 FaY大轮 16.22 FaY应力修正系数SaY参考文献 4，查图 8-68 小轮 54.11 SaY大轮 79.12 SaY重合度系数Y参考文献 4，由式（ 8-67） 69.072.1/75.025.075.025.0 Ynts 第 20 页许用弯曲应力 F 参考文献 4，由式（ 8-71）FxNFF SYY / l i m 弯曲疲劳极限limF参考文献 4，查图 8-72 27201l im mmNF 26 0 02l i m mmNF 弯曲寿命系数NY参考文献 4，查图 8-73 121 NN YY尺寸系数 xY参考文献 4，查图 8-74 1xY安全系数 FS 参考文献 4，查表 8-27 3.1FS 则 25543.1/11720/111l i m1 mmNSYY FxNFF 24623.1/11600/222l i m2 mmNSYY FxNFF 故 /64.22269.054.162.25.25.6240 14040078.12 11 2 FF mmN 齿根弯曲强度足够。 (4) 齿轮其他尺寸计算与结构设计 (参考文献 4表 8-4) 1) 小齿轮的相关尺寸分度圆直径 mmZmd 5.625.22511 齿顶高 mmmhhaa 5.25.211*1 齿根高 mmmchhaf 1 2 5.35.225.011*1 齿全高 mmmchha 625.55.225.0122 1*1 齿顶圆直径 mmmhZdaa 5.675.212252 1*11 齿根圆直径 mmmchZdaf 25.565.225.02122522 1*11 基圆直径 mmZmdb 73.5820c o s255.2c o s111 nts 第 21 页齿距 mmmp 85.75.211 齿厚 mmms 93.325.2211 齿槽宽 mmme 93.325.2211 基圆齿距 mmppb 38.720c o s85.7c o s11 法向齿距 mmppn 38.720c o s85.7c o s11 顶隙 mmmcc 6 2 5.05.225.01*1 2) 大齿轮的相关尺寸分度圆直径 mmZmd 2 8 55.21 1 412 齿顶高 mmmhhaa 5.25.211*2 齿根高 mmmchhaf 125.35.225.011*2 齿全高 mmmchha 6 2 5.55.225.022 1*2 齿顶圆直径 mmmhZdaa 2 9 05.2121 1 42 1*22 齿根圆 mmmchZdaf 75.2785.225.021211422 1*22 基圆直径 mmZmdb 8.2 6 720c o s1 1 45.2c o s111 齿距 mmmp 85.75.211 齿厚 mmms 93.325.2211 齿槽宽 mmme 93.325.2211 基圆齿距 mmppb 38.720c o s85.7c o s11 法向齿距 mmppn 38.720c o s85.7c o s11 顶隙 mmmcc 6 2 5.05.225.01*1 nts 第 22 页中心距 mmZZma 5.1672 )11024(32 )( 21112 传动比 58.424110122112 ZZi 参考文献 4表 8-31 得知，当 mmda 500200 ，选用腹板式的结构 3 7 5.96 2 5.55.26,65 1 hm n 取 101 应大于 mm10 ， h 为齿全高 mmdD 88556.16.11 02 hdD a = )2(10)2( * chmhzm aa =274 mm mmbc 9403.03.0 mmmn n 25.15.25.05.0 mmdd k 88556.16.1 12 mmr 5 3.3.2 第二对齿轮的设计 (1) 选择齿轮材料参考文献 4查表 8-17 小齿轮选用 MnTiCr20 调质并表面淬火 62561 HRC 大齿轮选用 MnTiCr20 调质并表面淬火 62562 HRC (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 311022.0013.0 nPv t 估取圆周速度tv; smv t 18.18.21141.148.211013.0 3 参考文献 4表 8-14，表 8-15 选取公差组 8 级小轮分度圆直径 d1 ，参考文献 4，由式求得 nts 第 23 页 3211 12HHEdZZZuuKTd 齿宽系数d参考文献 4，查表 8 23 按齿轮相对轴承为非对称布置，取 6.0d 小齿轮齿数 1Z , 在推荐值 20-40 中选 301 Z 大齿轮齿数 2Z 1053053.31122 ZiZ 齿数比 u 5.33010512 ZZu 传动比误差 uu/ 008.053.353.35.3/ uu 误差在 %5 范围内。合适小齿轮转矩 1T 参考文献 4，由式（ 8-53）求得 161 1055.9 nPT mmN 649740 载荷系数 K 参考文献 4，由式（ 8-54）得 aVA KKKKK 使用系数 AK 参考文献 4，查表 8-20 75.1AK 动载荷系数VK参考文献 4，查图 8-57 得初值 VtK12.1VtK齿向载荷分布系数K参考文献 4，查图 8-60 04.1K齿间载荷分配系数K参考文献 4，由式（ 8-55）及 0 得 c o s112.388.121 ZZa 10513012.388.1712.1 nts 第 24 页参考文献 4，查表 218 并插值 18.1K则载荷系数 K 的初值tK4 0 5.218.104.112.175.1 tK弹性系数 EZ 参考文献 4，查表 8-22 得 2188 mmNZ E 节点影响系数 HZ 参考文献 4，查图 8-64 0,0 21 xx 得 5.2HZ 重合度系数Z参考文献 4，查图 8 65 0得 86.0Z 许用接触应力 H 参考文献 4，由式（ 8 69）得 HWNHH SZZ lim 接触疲劳极限应力 1limH 、 2limH 参考文献 4，查图 8 69 21lim 1500 mmNH 22lim 1500 mmNH 参考文献 4，应力循环次数由式 (8 70) 预设给煤机每天工作 20 小时，每年工作 300 天，预期寿命为 10 年 102030018.21160601 hn jLN 81062.7 uNN 12 88 1016.253.31062.7 则参考文献 4，查图 8-70 得接触强度的寿命系数1NZ、2NZ（不允许有点蚀） 121 NN ZZ nts 第 25 页硬化系数WZ参考文献 4，查图 8-71 及说明 1WZ 接触强度安全系数 HS 参考文献 4，查图 8-27，按一般可靠度查 1.10.1lim HS 取 0.1HS HWNHH SZZ 1lim1 0.1111500 21500 mmN HWNHH SZZ 2lim2 0.1111500 21500 mmN 故 1d 的设计初值td1为 3211 12HHEdtZZZuuKTd 32150086.05.218853.3153.36.06 2 9 7 4 0405.22 mm08.90 齿轮模数 m mmZdm t 02.33008.90111 参考文献 4，查表 8 3 取 mmm 31 小轮分度圆直径的参数圆整值 1tdmmmZd t 90330111 nts 第 26 页圆周速度 v smndv t 16 0 0 0 08.211906 0 0 0 011 与估计取 18.1tv有差距不大，对VK取值影响不大，不需修正VK小轮分度圆直径 11 tddmm90 大轮分度

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