JBB-300型运搬绞车设计

1中国矿业大学毕业设计任务书毕业设计题目： JBB-300 型运搬绞车设计 毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：2摘 要JBB-300 型运输绞车是一种新型的矿山辅助运输设备。其主要适用于煤矿中大型综采设备的搬迁，也可用于工作面的回柱放顶、大吨位的物料运输和矿车调度。该绞车的设计对于完善 JB 系列绞车起着重要的基础作用。JBB300 型运输绞车主要由电动机、联轴器、变速器、卷筒、液压式电动制动闸、手动制动闸和控制开关支架等组成。本毕业设计的重点是减速器的设计，该传动系统采用了三级传动，圆弧锥齿轮传动、行星齿轮传动、圆柱直齿轮传动，形成封闭的传动路线，传动原理简单、可靠、高效。它采用双闸制动，一个为安全制动，一个为工作制动，更加安全有效，实现了大吨位、软启动、可制动的特点。JBB300 型运输绞车具有良好的防爆性能和制动性能，容绳量大、适用条件强、使用寿命长、传动效率高等特点。该绞车结构紧凑，外形尺寸小，能够整机下井；结构为近似对称布置，外形美观，成长条形，底座呈雪橇状；绞车重心低，底座刚性好，可安装地锚，运转平稳，安全可靠，安装方便。关键词：运输绞车； 软启动； 制动 3ABSTRACTJBB-300 transportation winch is a new kind of mining auxiliary conveying equipment. The serial winch products are suitable to move coal mining equipments in compositive excavating working place. And they could be also used to release upper plate and withdraw the props in the working place ,convey large-tonnage bulk material and schedule mining carts . The design of that winch includes to the perfect JB series winch important foundation function.JBB-300 transportation winch is made up of motor, couple, reel, gearbox, electro-hydraulic-brake, manual brake and switch-controller-support. The point of this graduation design is the gearbox, The transmission system realizes a closed circuit which has three step, and consists of the bevel gear ,the planet gear and cylinder gear. Its transmission principle is simple , reliable and it has high efficiency. This winch uses two brakes to fulfill safe braking and working braking respectively, which make the witchs braking more safe and effective. And this also makes the winch have the ablity of big tonnage ,soft starting and braking. JBB-300 transportation winch has good blast protection property and braking property ,big cope capacity, long longevity and high transmission efficiency. It also has compact structure, small external dimensions , approximately symmetrical structure ,long disappearance, basement in the shape of sleigh which is very convenient and smoothly moved ,low gravity center ,good stillness of basement. The installment is convenient by shore or ground anchor block, which make the winch work smoothly, reliably and safely. Keyword : transportation winch ; soft starting ; braking 4目 录1. 绪 论 111 引言 11.2 概述 11.3 运输绞车的技术特点 12. 总体设计 22.1 设计总则 22.2 已知条件 22.3 牵引钢丝绳直径的确定机滚筒直径的确定 22.3.1 钢丝绳的选择 22.3.2 滚筒参数的确定 22.4 传动系统的确定、运动学计算及电机的选择 32.4.1 传动系统的确定 32.4.2 计算传动效率 42.4.3 各级传动比分配及总传动比 42.4.4 计算钢丝绳速度 52.4.5 确定钢丝绳在卷筒上的拉力及卷筒上的功率 52.4.6 选择电机型号 62.4.7 钢丝绳在里层的安全系数 63齿轮传动的设计计算 83.1 第一级弧齿锥齿轮传动的设计计算 83.1.1 基本参数 83.1.2 强度计算 83.1.3 按弯曲疲劳强度校核计算113.2 第二级齿轮传动的强度校核133.2.1 配齿计算133.2.2 按接触强度初算 A-C 传动的中心距和模数133.2.3 几何尺寸计算 153.2.4 验算 A-C 传动的接触疲劳强度度153.2.5 根据接触强度计算来确定内齿轮材料 183.2.6 C-B 传动的弯曲强度校核183.3 第三级齿轮传动前级的强度校核 203.3.1 基本参数203.3.2 强度校核2153.4 第三级齿轮传动后级的强度校核243.4.1 基本参数243.4.2 强度校核254 轴的设计计算 294.1 锥齿轮轴的设计计算与强度校核294.1.1 轴的初步计算294.1.2 轴的疲劳强度校核29 4.1.3 锥齿轮轴上键的强度验算324.1.4 锥齿轮轴上轴承的寿命验算334.2 二轴的设计计算与强度验算334.2.1 轴的初步计算33 4.2.2 轴的疲劳强度校核344.2.3 二轴上键的强度验算364.2.4 二轴轴承的寿命验算374.3 行星架轴的设计计算与强度校核374.3.1 轴的初步计算384.3.2 轴的疲劳强度校核384.3.3 轴上键的强度验算404.3.4 轴上轴承的寿命验算404.4 过桥轮轴的设计计算与强度校核414.4.1 初定轴的直径414.4.2 轴的疲劳强度校核414.4.3 过桥轮轴的轴承寿命的验算424.5 行星轮轴的设计计算424.5.1 初定轴的直径424.5.2 轴的疲劳强度校核424.5.3 行星轮轴的轴承寿命的验算444.6 卷筒轴的设计444.6.1 对卷筒轴进行受力分析44 4.6.2 轴的疲劳强度校核474.6.3 卷筒轴上轴承的寿命验算484.7 各轴受力分析简图495.手动制动闸的设计与强度计算545.1 制动闸的设计与制动力的设计545.2 制动力和拉力计算5466JBB-300 型运搬绞车使用说明书576.1 使用范围576.2 主要技术规范576.3 结构特征576.4 绞车的润滑与密封576.5 电气操纵系统586.6 绞车的装配、调整、及试运转586.6.1 变速箱586.6.2 卷筒装置586.6.3 总装586.6.4 空负荷试运转596.6.5 负荷试运转596.7 绞车的固定方法和安设位置606.7.1 绞车在现场的固定方606.7.2 绞车的安设位置606.8 绞车的操作规程606.8.1 工作前的注意事项606.8.2 工作时应遵守下列规定606.8.3 工作后应注意的事项616.9 绞车的维护、拆卸与修理616.10 技术说明一览表 626.10.1 主要技术参数表 706.10.2 齿轮一栏表 716.10.3 滚动轴承一览表 72结论 73参考文献 741 绪论1.1 引言煤炭是当前我国能源的主要组成部分之一，是国民经济保持高速增长的重要物质基础。但是目前我国的煤炭工业的发展远不能满足整个国民经济的发展需要。因此必须以更快的速度发展煤炭工业。然而，高速发展煤炭工业的出路在于煤炭工业的机械化。煤炭工业的机械化是指采掘、支护、运搬、提升的机械化。其中运搬包括运搬和辅助运搬。绞车就是辅助运搬的其中一种。我国绞车的发展大致分为三7个阶段。20 世纪 50 年代主要是仿制设计阶段;60 年代，自行设计阶段；70 年代以后，我国进入标准化、系列化设计阶段。1.2 概述JBB300 型运搬绞车是在老的慢速绞车的基础上，采用了双速多用途绞车的某些结构全面改进后设发明的，是一种有效的矿山辅助运搬设备。该型绞车主要应用于上山、下山、平巷等综采工作面设备的搬迁，比如液压支架、溜槽等。此外，拉紧皮带机机头、运料、调度车辆等工作都可以用这种绞车来完成。在港口、码头、建筑工地、工厂企业，这种运搬绞车也可以发挥作用。可见，运搬绞车在煤炭行业、机械行业，包括部分其他行业都有着不可忽视的地位。1.3 JBB300 型运搬绞车的技术特点1.速度快，提高了工作效率JBB300 型运搬绞车工作时的牵引速度为 20-40m/min，平均速度30m/min,最大牵引力为 300 千牛，容绳量为 500 米，工作效率大大提高。2.结构简单，布置合理JBB-300 型运搬绞车的传动系统采用三级传动，包括锥齿轮传动、行星齿轮传动和圆柱齿轮传动，而且采用了开式齿轮传动，大大简化了机械部分的传动系统，便于安装和拆卸，结构布置紧凑、合理。3.操作简单，安全可靠JBB-300 型运搬绞车采用双闸制动，手动制动闸用于工作制动，液压制动闸用于安全制动，同时手动制动闸实现了绞车的软起动。绞车起动时动载小，钢丝绳受到的冲击小。只需轻轻点动电机控制按钮，就可起动电机，然后操作左右手动制动闸的手把，便可实现绞车的动作。2 总 体 设 计2.1 设 计 总 则1、煤矿生产，安全第一。2、面向生产，力求实效，以满足用户最大实际需求。3、既考虑到运搬为主要用途，又考虑到运搬、调度、回柱等一般用途。4、贯彻执行国家、部、专业的标准及有关规定。5、技术比较先进，并要求多用途。 、2.2 已 知 条 件1、设计寿命： t=5000h2、最大牵引力：T=300KN3、牵引速度： v=30m/min4、容绳量： L=500m2.3 牵引钢丝绳直径的确定及滚筒直径的确定2.3.1 钢丝绳的选择8根据 GB110274,初选直经为 34型号：绳 6193450钢丝绳公称抗拉强度为 1550 2/钢丝绳破断拉力总和： t=671000N整条钢丝绳破断拉力总和：S=K t=0.85 671000=570350N式中：K=0.85 钢丝绳捻制折减系数max57031.9.8r rsnnT2.3.2 滚筒参数的确定. :01根 据 49规 定/1620 ()34 548mJBDdd取 =5800817.0634Dd式中： 卷筒最小外经，mm0d 钢绳直经，mm2、确定滚筒宽度 B初选每层缠绕圈数 Z=18则： 1346.2m0.95zdk3、初定钢丝绳缠绕层数 n184、验算滚筒容绳量 L 021LzDdk185349034.9107m式中： 钢丝绳每层降底系数，0.902k5、确定滚筒各直径1）钢丝绳在卷筒上的最小缠饶直经9mm min0583461Dd2) 钢丝绳在卷筒上的最大缠饶直经 ax02nkmm 58341340.916.83）钢丝绳在卷筒上的平均缠饶直经mmmaxin1164.89.422cpD4) 卷筒的结构外经mmax3.3168.wd取 mm 180WD2.4 传动系统的确定、运动学计算及电机的选择2.4.1 传动系统的确定：JBB-300 型运搬绞车传动系统如图 1-1 所示。图 1-其传动路线：防爆电机弹性联轴器小锥齿轮大锥齿轮太阳轮行星齿轮行星架小齿轮过桥齿轮大齿轮卷筒。2.4.2 计算传动效率1、各传动的效率：根据表 1-1-3 查得：10123456710.9283.7450.9267.） 联 轴 器 的 效 率 ） 滚 动 轴 承 效 率 对 ；） 圆 弧 圆 锥 齿 轮 效 率 ；） 行 星 齿 轮 传 动 效 率 ；） 开 式 圆 柱 齿 轮 效 率 对 ；） 卷 筒 钢 丝 绳 缠 绕 效 率 。） 搅 油 效 率 ；2、计算传动总效率 52123456720.980.9.80.9667总 2.4.3 各级传动比分配及总传动比13.98im234.5016ii123.94.51869.735zii2.4.4 计算钢丝绳速度1、最小速度3minmin10DzVm/min 985.462.70.722、最大速度 3maxmax10dznVDim/min985.4689.21.723、平均速度11m/minminax1120.7639.812.9352cpV2.4.5 确定钢丝绳在卷筒上的拉力及卷筒上的功率1、 :incpT及 、Nminminax20.7631583.29VNaxin11.9068.72cpTT2、计算卷筒上的功率3min1ax 06vNj30.7/1.53KW3、计算电机轴上的功率.53.46jjn=h2.4.6 选择电机型号由于电机为短时工作，可以充分利用电机的过载能力，以减少电机的容量，降低机器的成本和尺寸。电机型号：YB315M-6功率：90kw重量：1070kg 2.016.5最 大 扭 矩额 定 扭 矩堵 转 扭 矩额 定 扭 矩堵 转 电 流额 定 电 流 电 机 外 形 尺 寸 （ 长 宽 高 ）电 机 中 心 高 ：电 机 轴 直 径 长 度 ： :13064m87H12 13.459082jeN过 载 系 数 ：2.4.7 验算电机闷车时，钢丝绳在里层的安全系数1、电机在闷车时，钢丝绳的拉力总maxin02102.90.76/6/459.3NenTv总minaxaxmin1./0928/6027.(45.3175.4)/2389.NecpvT2、电机闷车时，钢丝绳在里层的安全系数1max5701.4.3493pr rSnnT所以电机闷车时，钢丝绳也安全。133 齿轮传动的设计计算3.1 第一级弧齿锥齿轮传动设计计算3.1.1 基本参数 、 大 小 齿 轮 的 齿 数 分 别 为 ：模 数 为 ：精 度 等 级 为 ： 、 小 锥 齿 轮 上 传 动 的 功 率 ：、 转 速、 小 锥 齿 轮 传 递 的 扭 矩 1212121115,9,8m7106;23.4509.29.4kw3985rp.rpm942.4950515.98N8cj zDJBNnzNTn26;20,4485rnirCMTHRCVBrnMo、 材 料 及 热 处 理小 锥 齿 轮 轴 选 用 ： ， 渗 碳 淬 火 替 代 材 料大 锥 齿 轮 选 用 ： ， 表 面 淬 火 。3.1.2 强度计算 （机械设计手册第二版）1、确定主要尺寸1) Ak工 况 系 数由表 8-119 选取： 12) Hk数接 触 的 齿 向 载 荷 分 布 系由表 8-208 查得： .853) lim限试 验 齿 轮 的 接 触 疲 劳 极由图 8-38 查得： 22li1lim0N/,10N/HH4) :z齿 数 12,9z5) m模 数 =8 6) :u齿 数 比 153.z7) 小齿轮分度圆直径 d1820dz8) 分 锥 角14,112,25142990478zarctgrt9) R锥 距1,0sin2i1543.58md10) b齿 宽取又取 0.243.5087.m174Rb11) R、0.32.58R12) 齿形制选用格里森齿形制，则：*0.0.1835a mhc ， ， ，13) 表 8195 图 881x，变 位 系 数12.37x， ； 12.， 。2、按接触疲劳强度校核计算 1) tF分 度 圆 上 的 圆 周 力 1054.982016.3NtTFd2) v分 度 圆 上 圆 周 速 度12906.8m/snv3) 表 8207 vK动 载 系 数（7 级精度） 1.5vk4) 齿数比系数 uZ由图 895 查得： =1.104u5) H节 点 区 域 系 数15由图 897 查得： 2.13HZ6) E弹 性 系 数由表 14-44 查得： 89.MPaE7) 接触强度的齿宽影响系数 图 896=1.17Z8) 图 884端 面 重 合 度=1.8 9) 2.4齿 线 重 合 度10) Z重 合 度 系 数0.811）锥齿轮系数 k)(1未 修 形kZ12) H接 触 应 力122096.3.518.39.801.4.717418.N/mtAvHEkuFkZZdb13) e当 量 循 环 次 数811882609502.9510.7.133entu14) NZ接 触 强 度 的 寿 命 系 数12NZ15) 8LvR润 滑 油 膜 影 响 系 数由表 8417 查得： 12.0L16) wZ工 作 硬 化 系 数由表 8206 查得： =117) x尺 寸 系 数=0.98xZ18) （按失效概率 1%）minHS数接 触 强 度 的 最 小 安 全 系由表 8121 查取： i1.01619) 齿面的接触疲劳极限 ,limH=,lim1Hli111NLVRWzz= 50.2096.365.982N/m= ,lim2H 0720) 接触强度安全系数 HS,li11 lim365.98127104HHSS,lim22 lim.368HH由以上计算可知，齿轮的接触疲劳强度通过。3.1.3 按弯曲疲劳强度校核计算1） 表 8208FK,齿 间 、 齿 向 载 分 配 系 数，1.6FHK1.6H2）弯曲强度的齿宽影响系数 图 896Y=1.37 Y3）当量齿数 vZ113,31528.15coscos4csVm:223,94.67vZ4）齿形系数 FY011022022.5,.8,.,1.575938FFFCYC5）弯曲强度的重合度系数 图 845=0.64Y6）螺旋角系数 图 84617=0.75Y7）刀盘直径影响系数 Y按表 8190 选取铣刀盘直径 =457.2 mm 表 8190D表 8209cos/457.2cos3/745.0610.9mDbY:8) F弯 曲 应 力1 1cos2096.31.56.37290.6475.9748MPatAVFFmkYYb 2 221.8.N/m1FFY9) limF试 验 齿 轮 弯 曲 疲 劳 极 限由图 847 查得： 2li1li240/3F10) NY弯 曲 强 度 的 寿 命 系 数2111) 尺寸系数 X0.6X12) 按失效率为 1%minFS数弯 曲 强 度 的 最 小 安 全 系由表 8121 查得 i1.13）齿轮的弯曲疲劳极限 lilim1li1240627.0FFNXY2N/mli2li213.1814) 弯曲强度的安全系数 FSli11 limlim22 li7.954801.1F FFFS因此，齿轮的弯曲疲劳强度通过。3.2 第二级齿轮传动的强度校核3.2.1 配齿计算18查表 8290，初选 4.5, , 行星轮数目 ，得各齿轮4.21BAix3Cs的齿数：太阳轮： 19AZ行星轮： 23C内齿轮： 65B由于 ， ，距可能达到的传动比极限值较远，所以可以不检s4.Aix验邻接条件。3.2.2 按接触强度初算 AC 传动的中心距和模数计算输入扭矩 其 中 ： 132129.40.7985KW5041.0Nm.PNTn设载荷不均匀系数 .c在一对 AC 传动中，小轮（行星轮）传递的扭矩24791.0756.33STK查表 8116，得接触疲劳使用的综合系数：k=2.4 2 1.9CAZu齿 数 比太阳轮和行星轮的材料用 ，调质处理，表面淬火，齿面硬度0rniMTHRC60-62(太阳轮)和 HRC5658(行星轮)， ，lim1450MPaH取齿宽系数 5.a按表 8115 的公式计算中心距2.417.6326().0u模数 493ACmZ取 10则 AC 传动未变位时的中心距为：1092310m2dACaZ按预取啮合角 可得 AC 传动中心距变动系数,1901cos21ACCACZy取实际中心距 2mdayX由于此行星传动不要求变位，所以 AC 传动与 CA 传动的实际中心距变位系数及啮合角为： 20,0CBCBAAay3.2.3 几何尺寸计算： 19mAdmz02365CcBb190215263mAaCBdm3.2.4 验算 AC 传动的接触疲劳强度和弯曲强度1、按接触疲劳强度校核：1) 1d小 齿 轮 分 度 圆 直 径A09z2) tF分 度 圆 上 的 圆 周 力2147.50432.NtTFd3) v分 度 圆 的 圆 周 速 度A213.9.9m/s60604.7/snvVZ4) b齿 宽取 0.519dA5) k工 况 系 数6) 图 832v动 载 系 数8 级1.0207) Hk端 面 载 荷 分 布 系 数0.94(1.36)HaC（8 级精度）2/hakz8) 齿 面 载 荷 分 布 系 数 0123内 齿 轮 宽 度行 星 齿 轮 分 度 圆 直 径FHK由 图 8-145得 ：9) HZ节 点 区 域 系 数由图 836 查得： 5.10) E弹 性 系 数189.MPaE11) limH限试 验 齿 轮 的 接 触 疲 劳 极由图 838 查得： lili245012) eN当 量 循 环 次 数7117726050.1.26entu13) NZ寿 命 系 数由图 839，按允许点蚀查得： 12.,1.7N14) L润 滑 剂 系 数由图 840 0LZ15) v速 度 系 数由图 841 查得： 12.97v16) 尺寸系数 x由图 850， 05xy17) 均为硬齿面WZ工 作 硬 化 系 数由图 843 查得： 21wZ18) 光洁度系数 R选择齿面光洁度 3.2 图 842因为 a = 210 m所以 120.9RZ19） H齿 轮 的 接 触 应 力1tHAHvEHFukkZdb21 225043.10.941818.259.178N/mZZ20) liH齿 轮 的 接 触 疲 劳 极 限lililim12li2450.610.971/3.9NHLvxWHZ21) minHS数接 触 强 度 的 最 小 安 全 系查表 8121 得： 失效概率小于 1%i1.022) 接 触 强 度 的 安 全 系 数lim1 min50.239.78H HSS由此可知，齿轮的接触疲劳强度通过。2、按弯曲疲劳强度校核1) 图 834 表 8120Fk端 面 载 荷 分 布 系 数1.36,0.94,0.94/a FCkY按 级 精 度 ：2) FY齿 形 系 数由图 844， 查21x按2.,.AC3) ，直齿轮螺 旋 角 系 数4) limF限试 验 齿 轮 的 弯 曲 疲 劳 极由图 847 查得： 22li1lim40N/,390N/F5) NY寿 命 系 数由表 8124 图 848 得： 121Y6) 图 849s应 力 集 中 系 数1219,3,0,.3,.7ACssZX按7) xY尺 寸 系 数按 0m由图 850 查得： 12.95xY8) F齿 轮 的 弯 曲 应 力22 1 12 2215043.0.9482.869N/m.51.7N/mtFAvFFFFkkYbY9) limF齿 轮 的 弯 曲 疲 劳 极 限 lim1li112li2li2 240.395567N/91.047.N/FFsXFFSXY10) minF数弯 曲 强 度 的 最 小 安 全 系查表 8121 得： i11) 弯 曲 强 度 的 安 全 系 数lim11 minli22 i530.6741.259F FFFSS由以上可知，齿轮的弯曲疲劳强度通过。3.2.5 根据接触强度计算来确定内齿轮材料1 22 /5043.8610.94818.9./(7).1NmtHAHvEHNLvxWukkZZdbZ根据 选用 ，调质，表面淬火，HRC48 55， liH40rC 2lim/1.4159HS3.2.6 CB 传动的弯曲强度校核23按弯曲疲劳强度校核1) Fk端 面 载 荷 分 布 系 数0.94FakY2) 图 844齿 形 系 数查得：21x按.9,.7FCFB3) 直齿轮Y螺 旋 角 系 数4) limF限试 验 齿 轮 的 弯 曲 疲 劳 极由 图 8-47查 得 ： 2li2lim390N/30N/cFB5) Y寿 命 系 数查表 8124 得： 121NY6) 图 849s应 力 修 正 系 数05,.cBSCSBx7) Y尺 寸 系 数按 1m由图 850 查得： 120.9xY8) F齿 轮 的 弯 曲 应 力12 2215043.4081.69197N/m.79.3N/mtFAvFCFBFCkkYbYY9) limF齿 轮 的 弯 曲 疲 劳 极 限 lim1li11 2li2li22390.59463.1/0NmFFNsxsxY10) minFS数弯 曲 强 度 的 最 小 安 全 系得： min1FS11) F、24lim11 minli22 i463.19702.8.F FFFSS由以上可知，齿轮的弯曲疲劳强度通过。3.3 第三级齿轮传动前级的强度校核3.3.1 基本参数 、 齿 数 ， ， 模 数 ，精 度 等 级 级 。、 小 齿 轮 传 动 的 功 率12124312m:83.059.81.0kwzNP、31.6 r/min4n、 小 齿 轮 传 递 的 扭 矩2123115.7.10 r/i8.902.59Nm564zNTn5、材料及热处理小齿轮选用 20 ， 表面淬火 HRC5662；rnICMT过桥齿轮也选用 20 ，表面淬火 HRC5662。3.3.2 强度校核1、按接触疲劳强度校核1） 1d小 齿 轮 分 度 圆 直 径1264mdmz2） tF分 度 圆 上 的 圆 周 力10082.59136.0NtTF3） v分 度 圆 的 圆 周 速 度164.7m/s600.792.1/sdnvz254） b齿 宽 95mb取5） Ak工 况 系 数由表 8119，选取： 1Ak6） v动 载 系 数由图 832 .07K7) Hk端 面 载 荷 分 布 系 数由图 834 表 8120 2.940.94(1.36),HCZ按 按 级 精 度8) 图 835k齿 面 载 荷 分 布 系 数350d=0.641.08BK按 曲 线 29) HZ节 点 区 域 系 数由图 836 查得： 5.2H10) E弹 性 系 数由表 8122 查得： 189.MPaE11) limH限试 验 齿 轮 的 接 触 疲 劳 极由图 838d 查得： 2lili2140m12) eN当 量 循 环 次 数71122605.6401.603723ent13) NZ寿 命 系 数由图 839，按允许点蚀查得： 12.06,1.04NZ14) L润 滑 剂 系 数由图 840 5L15) vZ速 度 系 数由图 841 2lim0.7/s 140N/HV查得： 129v16) 光洁度系数 R由图 841，齿面光洁度 3.2，取 R1230 Z0.95a 121xZ17) WZ工 作 硬 化 系 数由图 843 查得： 2w2618) 齿数比 u 213.50Z19） H齿 轮 的 接 触 应 力ZkkubdFHEvAtH 1 22536.0510.94718.54.2N/mZ20) liH齿 轮 的 接 触 疲 劳 极 限li1li1112lim2li22240.650.95/N/HLvRWHLvRZZ21) ，开式传动minHS数接 触 强 度 的 最 小 安 全 系得： 1.minHS22) 接 触 强 度 的 安 全 系 数li1 min5.21.06HH S由此可知，齿轮的接触疲劳强度通过。2、按弯曲疲劳强度校核1) 图 834 表 8120Fk、0.94FkY2) 、由图 844， 查021x按12.73,.48FF3) 直齿轮Y螺 旋 角 系 数得：4) limF限试 验 齿 轮 的 弯 曲 疲 劳 极由图 847d 查得： 2li1li240N/5) NY寿 命 系 数由表 8124 得： 2NY276) SY应 力 集 中 系 数由图 849 12.751.3ss7) 由图 850 查得：x尺 寸 系 数按 0m09X8) F齿 轮 的 弯 曲 应 力1 12 221536.40708.7310N/.5329.N/mtFAvFFFkkYbYY9) limF齿 轮 的 弯 曲 疲 劳 极 限lim1li11240.70.98N/FFsxli2li12240.350.98N/FFsXY10) minFS数弯 曲 强 度 的 最 小 安 全 系查表 8121 得： i111) 弯 曲 强 度 的 安 全 系 数lim11 minli22 i498.0.521530.77617.FF FFSSk因为开式传动，当齿厚磨损 10%厚度时失效。由表 8123 取。因过桥轮对称循环，所以疲劳极限应考虑 70%的系数由1.5mk以上可知，齿轮的弯曲疲劳强度通过。3.4 第三级齿轮传动后级的强度校核3.4.1 基本参数28 、 齿 数 ， ， 模 数 ， ，精 度 等 级 级 。、 小 齿 轮 传 动 的 功 率、 转 速 124351221412082.0963.45kw7.0rpm.1.7 rpm4zNnz、 小 齿 轮 传 递 的 扭 矩41143.5950290.4N71NTn564540rCHRCni、 材 料 及 热 处 理小 齿 轮 选 用 2MT， 表 面 淬 火 ；大 齿 轮 选 用 ， 表 面 淬 火 。3.4.2 强度校核1、按接触疲劳强度校核1） 1d小 齿 轮 分 度 圆 直 径12396mdmz2） tF分 度 圆 上 的 圆 周 力100.41792.0NtTF3） v分 度 圆 的 圆 周 速 度1396.6m/s600.7.254/sdnvz4） b齿 宽 取 15） Ak工 况 系 数由表 8119 选取： Ak6） v动 载 系 数由图 832 1.07v7) Hk端 面 载 荷 分 布 系 数29见图 834，表 8120， 21.36,0.940948HHCkZ按 查 ： 按 级 精 度8) 齿宽系数 150.396db9) HZ节 点 区 域 系 数由图 836 查得： .2H10) E弹 性 系 数19.8MPa11) limH限试 验 齿 轮 的 接 触 疲 劳 极由图 838d 查得： li140Pali212) eN当 量 循 环 次 数711 626037.5.1.400ent13) NZ寿 命 系 数由图 8_39， 12.,.NZ14) L润 滑 剂 系 数由表 14-47 查得： 10.1L15) vZ速 度 系 数由图 840 查得： 25vZ16) 光洁度系 图 842,R选择齿面光洁度 3.2， 12m,.0RaZ17) W工 作 硬 化 系 数由图 843 查得： 21wZ18） H齿 轮 的 接 触 应 力1tHAHvEHFukkZdb22479.03450.9417189.256.85N/mZ19) liH齿 轮 的 接 触 疲 劳 极 限30lim1li1112li2li 22240.750.9839N/1.61.140/HLvxWHLvxZZ20) minHS数接 触 强 度 的 最 小 安 全 系.minHS21) 接 触 强 度 的 安 全 系 数li2 min1490.3681.85H HS由此可知，齿轮的接触疲劳强度通过。2、按弯曲疲劳强度校核1) Fk端 面 载 荷 分 布 系 数由图 834，表 8120 0.941.36,0.94,FFckY 级 精 度 ：2) Y齿 形 系 数由图 844， 查21x按12.4,.8FF3) 螺 旋 角 系 数直齿轮得：4) limF限试 验 齿 轮 的 弯 曲 疲 劳 极由图 847 查得： 22li1lim40N/,30N/F5) NY寿 命 系 数由图 849，得： .,.2NY6) ST应 力 修 正 系 数 1x按12.3,ss7) xY尺 寸 系 数按 m由图 850 查得： 96.021xY8) F齿 轮 的 弯 曲 应 力311 12 221479.00.9478.15N/m.1.N/m4tFAvFFFFkkYbyyY9) limF齿 轮 的 弯 曲 疲 劳 极 限lim1li11240.39597N/FFsxli2li22301.095N/fFsxY10) minFS数弯 曲 强 度 的 最 小 安 全 系查表 8121 得： i111) 弯 曲 强 度 的 安 全 系 数lim11 minli22 i0.7.490.7.2515313.FF FFSSk考虑到开式传动，当齿厚磨损 10%厚度时为失效，由表 8125取： 因过桥齿轮为对称循环，所以疲劳极限考虑 70%的系数。1.5mk由以上可知，齿轮的弯曲疲劳强度通过。4 轴的设计计算4.1 锥齿轮轴的设计计算与强度校核4.1.1 轴的初步计算32按 扭 转 强 度 初 定 轴 的 直 径由 表 8_347上 式 中 轴 径 （ ）与 材 料 有 关 的 系 数 ， 由 表 ，按 ；查 得 ： ； 轴 所 传 递 的 功 率 ；轴 的 工 作 转 速 ， ；（ ） 311 3:dmA8-3420CrMnTi973.45.9132.08kw505Nmrp12.0897jNANTnnd5.46考虑到轴上有键槽，与该轴相连的电机轴的直径，以及轴上由锥齿轮等结构的要求，取 。70md4.1.2 轴的疲劳强度校核1、计算作用在锥齿轮上的力，小锥齿轮齿宽中点处分度圆直经：1(0.5)12(.53)12mRd11222807Ncos509.4cs4152873N1.o7856trtrtmTFgtFtg轴 向 力 ： 1221.,57.3Nar arF锥齿轮轴的水平弯矩图、垂直弯矩图及合成弯矩图分别如图 41 d ,e ,f。2、计算反力33在 水 平 面 内 ：由 ：即 ：（ 负 号 表 示 与 所 设 的 方 向 相 反 ）1)025109.47637.NAxBtmACxBMRlFll0BxtAxRF