寺家庄矿15104工作面刮板输送机选型与设计

i前 言四年的大学生活就要结束了，我即将踏上新的起点。大学毕业设计是高校教学中最后一个环节，是综合能力的体现。它是在学生学习了一系列基础课程和专业课程，并且在实习、实践基础上，利用自己所学知识，结合生产实际，在老师指导下，自行选择设计与解决实际问题的过程。它是学生四年大学课程的一次全面总结和综合利用，通过毕业设计不仅可以巩固所学的专业知识，而且可接触实际，发现不足，开拓视野，在实践中检验和丰富所学知识，增强分析和解决问题能力，因此它是非常重要的一个环节。当前社会大步迈向知识经济时代，市场竞争激烈，任何企业都必须进行深刻改革与创新，紧紧把握时代脉搏，以更好的产品和服务满足人们生产和生活的要求。我们工程技术人员也面临严峻考验，我们不仅要有专业技术方面的能力，更要有经济头脑，只有这样我们所设计与提供的产品，将更为轻巧、灵便、美观、经济！所以我们在设计中要大胆革新，尝试新见解、新方案，紧密联系实际，达到最佳设计要求。由于设计时间有限，还有本人的知识能力和经验不足，设计中错误在所难免，恳请各位老师严格指导。谢谢！ii摘 要本次设计对象是矿用刮板输送机，首先是刮板输送机的工作原理及历史贡献，简要介绍最新刮板输送机的发展方向，刮板输送机各部件的结构和工作原理，在井下的安装使用和维护方法，同时参考文献扩大了视野，及时了解了最新科技发展前沿。设计计算过程，首先校核 MGTY750/1800-3.3D 型采煤机生产能力，然后选取符合采煤机生产能力的刮板输送机（MGZ1000/1400） ，然后是刮板输送机牵引部的设计，包括刮板链受力分析与校核，减速器轴和齿轮的设计校核，箱体设计，其次是液力偶合器、轴承和键的选择校核。关键词：刮板输送机；减速器；齿轮；刮板链；iiiAbstract The design is mine scraper conveyor, scraper conveyor first is the working principle and historical contribution to a brief account of the latest development of scraper conveyor direction, the scraper conveyor components and working principle of the structure, in the underground use and maintenance of the installation methods, and references to expand their horizon, to keep abreast of the latest cutting-edge scientific and technological development. Design and calculation process, first of all, check capacity MGTY750/1800-3.3D Shearer, Shearer and then select the production capacity in line with the scraper conveyor (MGZ1000/1400), followed by the Department of scraper conveyor traction design, including Analysis and Verification scraper chain, shaft and gear reducer design verification, cabinet design, followed by the fluid coupling, the choice of bearings and checking keys. Keywords: scraper conveyor; reducer; gear; scraper chain;iv目 录前 言 .i摘 要 .iiAbstract.iii第一章 概 述 .1第一节 刮板输送机简介 .1第二节 刮板输送机在煤矿的使用发展 .2第三节 SGZ1000/1400 刮板输送机（重型） .3第二章 刮板输送机的选型计算 .4第一节 初步选型 .4一、MGTY750/1800 3.3D 采煤机的生产能力 .4二、配套刮板输送机运输能力 .4第二节 刮板输送机运行阻力和电动机功率计算 .5一、直线段运行阻力 .5二、曲线段运行阻力 .6三、总阻力和牵引力 .6四、电动机功率计算 .6第三节 刮板链设计计算 .7一、刮板链张力的计算： .7二、刮板链强度验算： .7第三章 刮板输送机传动部的设计 .8第一节 机头传动方案确定 .8第二节 减速器传动比的分配 .8一、传动比分配 .8二、传动装置的运动和动力参数计算 .9第四章 齿轮及轴的设计 .10第一节 圆锥齿轮的设计计算 .10一、选择材料 .10二、按齿面接触疲劳强度设计 .10三、校核计算 .13第二节 斜齿圆柱齿轮设计计算 .17一、选择材料 .17二、按齿根弯曲疲劳强度设计 .17三、校核计算 .20第三节 直齿圆柱齿轮设计 .23一、选择材料 .23二、按齿面接触疲劳强度设计 .23三、齿根弯曲疲劳强度校核 .24第四节 轴的设计计算 .25一、选择材料 .25二、 估算轴最小直径 .25三、轴承选取及校核 .26四、轴的结构设计 .26v五轴的受力分析 .26六、弯曲强度和扭转刚度校核 .27第五节 轴的设计计算 .30一、选择材料 .30二、初步估算轴径 .30三、轴承选择 .30四、轴的结构设计 .30五、轴的受力分析 .30六、弯曲强度和扭转刚矩校核 .32第六节 轴的设计计算 .34一、选择材料 .34二、初步估算轴颈 .34三、轴承的选取 .34四、轴的结构设计 .34五、轴的受力分析 .34六、弯曲强度和扭转刚度校核 .36第七节 轴的设计 .38一、选择材料 .38二、初步估算轴颈 .38三、轴承的选择 .38四、轴的结构设计 .38五、轴的受力分析 .38六、弯曲强度和扭转刚度校核 .39第五章 液力偶合器的选择 .41第六章 轴承及键的校核计算 .41第一节 轴承的选择校核 .41一、轴承选择 .41二、校核锥齿轮所选轴承 .42第二节 键联接的选择及校核计算 .43一、键联接的选择 .43二、键联接的校核 .43第七章 减速器箱体的设计 .43一、减速器箱体设计 .43二、箱体的尺寸计算 .44三、减速器附件的选择 .45第八章 SGZ1000/1400 刮板输送机主要零部件 .46一、机头传动部和机尾传动部 .46二、机头架 .46三、联接罩及联接盘 .46四、链轮组件 .46五、液压紧链装置 .46六、压链块 .46七、舌板、拨链器、垫块及支座 .47八、过渡槽 .47九、中部槽 .47vi十、开口槽 .47十一、调节槽 .47十二、抬高槽 .47十三、刮板链 .47十四、机头挡板 .48十五、中部槽挡板特点和作用 .48十六、铲煤板 .48十七、机头机尾推移部 .48十八、推进系统特点和作用 .49十九、销轨特点和作用 .49第九章 输送机与配套设备安装及运行 .49一、输送机下井需要注意的事项 .49二、输送机在工作面安装前的准备工作 .49三、输送机的拆出 .50四、安装后的检查及试运转 .50五、刮板输送机的运行 .50第十章 输送机的维护与润滑 .51第十一章 常见故障处理方法及贮藏 .52一、常见故障处理方法 .52二、输送机的贮藏 .53结束语 .54参考文献 .55英语文献 .56翻译部分 .59致 谢 .62太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书1第一章 概 述第一节 刮板输送机简介图 1可弯曲刮板输送机外形刮板输送机是一种有挠性牵引机构的连续运输机械。其中刮板链是牵引机构，溜槽是承载机构，刮板链在溜槽中做无极循环牵引，实现拖拉运煤和卸载。刮板输送机主要用于长臂采煤工作面，也可用于采区顺槽，联络眼，采取上下山及掘进工作面，承担运输任务。由于刮板机承担拉、压、弯曲、冲击、腐蚀和摩擦等多种作用，因此要求有足够的强度、刚度、耐磨和耐腐蚀性，传动部分必须安全，隔爆。1.可弯曲刮板输送机主要组成部分有：机头部（包括机头架、电动机、液力偶合器、减速器、链轮组件等） ，机尾部（包括机尾架、电动机、液力偶合器、减速器、链轮组件等） ，中间部（包括中间溜槽、联接溜槽、调节溜槽、刮板链子） ，附属装置（紧链器、铲煤板、挡煤板，防滑锚固装置）以及供移动输送机用的移溜装置。2.刮板输送机的工作原理：由绕过机头链轮和机尾链轮的无极循环的刮板链作为牵引机构，以溜槽为承载机构，电动机经液力偶合器、减速器带动链轮旋转，从而刮板链子连续运转，将装在溜槽中的货载从机尾运到机头处卸载转运。上部溜槽是输送机的重载工作槽，下部槽是刮板链的回空槽。3.刮板输送机适用范围：刮板输送机适用于煤层倾角不超过 25 度的采煤工作面，但对于兼做采煤机轨道配合机组采煤的刮板输送机，适用于煤层倾角不超过 10 度，倾角增大时，要采取防太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书2滑装置。此外，在顺槽和联络眼，采区平巷，上、下山也可使用刮板输送机运送煤炭。4.刮板输送机优点： 结构强度高，运输能力大，可以爆破装煤，机身低矮，沿输送机全长可以任意位置装煤，机身可弯曲，便于推移，可以作为采煤机的运行轨道和液压支架的支点；推移输送机时候铲煤板可以清扫机道浮煤；挡煤板后面电缆槽可架设供电、信号、通讯、照明、冷却、喷雾系统的管线，并起保护作用。5.刮板输送机缺点：运行阻力大，耗电量高，溜槽磨损严重，使用维护不当时容易出现掉链、漂链、卡链、甚至断链的事故，影响正常运行。第二节 刮板输送机在煤矿的使用发展刮板输送机在煤矿的生产与建设中的发展，大致经历了三个阶段。第一阶段在30-40 年代，是可拆卸的刮板输送机，它在工作面内只能直线铺设，随工作面的推进，需人工拆卸、搬移、组装。刮板链是板式，多为单链，如 V 型、SGD-11 型、SGD-20 型等小功率轻型刮板输送机。第二阶段是 40 年代前期由德国制造出可弯曲刮板输送机，它与采煤机、金属支架配合实现了机械化采煤。这种刮板输送机咳适应底板不平凸凹凸不平和水平弯曲等条件，移设时不需拆卸，并且运煤量也有所增大，如当时的型号 SGW-44 型刮板输送机就是这个阶段的代表产品。进入 60 年代由于液压支架的出现，为了适应综采的需要，刮板输送机发展到了第三阶段，研制出大功率铠装咳弯曲重型刮板输送机，如 SGD-630/75 型、SGD-630/180 型等就是属于这个阶段的产品。目前，随着采煤工作面生产能力的不断增大，刮板输送机主要发展趋势是：1、大运输量。国外先进采煤国家已经发展到小时运输能力高达 1500t（80年代）3500t（90 年代）的刮板输送机。2、长运输距离。为了减少采区阶段煤柱的损失量，加大工作面的长度，刮板输送机的长度已经达到 335 米以上。3、大功率电动机。电动机的功率已发展到单速电机达 900kW，双速电机500/250kW。太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书34、寿命长。由于使用大直径圆环链，增加了刮板链的强度，延长了刮板输送机的寿命，整机过煤量高达 600 万吨以上。新型刮板输送机刮板输送机是煤矿、化学矿山、金属矿山及电厂等用来输送物料的重要运输工具。它是由中部槽、链条、刮板及牵引系统组成。其中，中部槽是刮板输送机的主要部分，钢制的中部槽已有近百年的历史，在长期的使用过程中存在以下缺点：重量大，安装和搬运费时费力；中部槽一般是由 1540mm 的钢板制成，在受到较大的冲击时易变形，修复比较困难；耐腐蚀性差；耐磨性差；物料与中部槽的摩擦系数大，刮板输送机的功率大部分消耗于物料与中部槽的摩擦力上，造成了能耗过大、投资增加。 用超高分子量聚乙烯是制造刮板输送机的中板，可解决钢制中板所存在的问题，得到塑料刮板输送机。对于小型刮板输送机可以通过改性超高分子量聚乙烯来制造刮板输送机。对于上面行走采煤机的大型刮板输送机，要采用钢塑复合的方法，用超高分子量聚乙烯作为衬里，提高大型刮板输送机的耐磨性，延长使用寿命，降低摩擦系数，从而降低功率消耗并降低对牵引、传动系统的要求，这对大型刮板输送机有巨大意义。本产品由山东科技大学研制，可用于煤矿、化学矿山、金属矿山及电厂等物料运输。第三节 SGZ1000/1400 刮板输送机（重型）刮板输送机是矿井运输设备的主要组成部分，本输送机完成工作面的运煤任务，适用于缓倾斜接近与水平出厚煤层长壁式经济综采，还可用于回采工作面，近几年由于采煤工艺的发展，在放顶煤回采工作面的应用也越来越多，本输送机适用与多种采煤机，液压支架，转载机，破碎机等配套使用，实现工作面综合机械化。其主要优点是运输量大，结构强度高，适应性强，价格便宜。该 SGZ1000/1400 刮板输送机设计长度为 250m,输送量 2500t/h,装机功率, 刮板链采用圆环链 ,溜槽间用哑铃联接,中部槽整体铸焊封底溜2x70KW42x16m槽,为满足其功能的基本组合体，在运输煤炭中起主导作用，一般由机头传动部，机头过渡槽，机头推移部，伸缩机尾液压控制系统，中部槽，开口槽，调节槽，电缆槽，机尾过渡槽，刮板链，调节链，拨链器，机尾推移部，阻链器，机尾传动部及太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书4附件组成，不同的主机只为了满足使用要求，在个别零部件上稍有区别。SGZ1000/1400 刮板输送机主要参数：输送机型号 SGZ10002x700技术特征设计长度出厂长度输送量装机功率刮板链速300m270m2500th2x700KW1.3ms减速器型号传动比冷却方式JS7001：39.326水冷电动机型号额定功率额定电压额定转速YBSD-700350700KW3300V1450rmin刮板链型式规格链环破断力链间距刮板间距中双链42x146mm2200KN260mm876mm中部槽规格 1500x1000x352mm槽间连接形式 哑铃卸载方式 端卸 紧链方式液压马达低速紧链第二章 刮板输送机的选型计算第一节 初步选型一、MGTY750/18003.3D 采煤机的生产能力160QVHBR3.520.81479th其中 V1=3.6m/s H=5.2m B=0.8m R=1.42t/ 3m初步选定 SGZ1000/2700 型刮板输送机出厂长度 270m 大于 220m输送量 2500t/h 大于 1475.96t/h太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书5二、配套刮板输送机运输能力根据矿山运输机械公式 1123.6.QqvAp=3.6x0.3646x915x1.31=1573.3 t/h 式中 Q刮板输送机运输能力 ，t/hq每米长度货载质量 ， q3.61kg/mp物料散碎密度 ，kg/ 煤散碎密度p=830-1000 kg/ 取 p=915 kg/3m3v刮板链速，1.31m/sA中部槽运行时的断面积， 0.3646 2m中部槽装煤的动堆积角按 30 ，装煤断面形状如下图所示，0计算得: 20.364Am21157/75.96/QthQth结论： 符合运输要求第二节 刮板输送机运行阻力和电动机功率计算一、直线段运行阻力在重段直线段运行阻力 00()cos()sinzhwgqLgqL在空段直线段运行阻力： 0(in)k式中： 重段直线段运行的总阻力 ，Nzh空段直线段运行的总阻力， Nkw太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书6中部槽的单位长度上的装煤量 ， q q3.61kg/m刮板链单位长度的质量，0 048.5/刮板输送机的长度，L2L煤在槽内运行的阻力系数 ， 矿山运输与提升设备表 1-5 取w=0.68刮板链在槽内运行的阻力系数，表 1-5 取 =0.350 0w重力加速度 取 g=9.8g2/gm倾斜角度 取 = 8o所以： =595498.04 N zhw=27345.31 Nk二、曲线段运行阻力zhk10%6284.3W曲 （ +）三、总阻力和牵引力 ofzhk.（ ）=1.1x1.1x622843.34=753640.45 N式中 刮板输送机运行时总阻力，No附加阻力因素，一般取 =1.1fWfW总阻力即为主动链轮的牵引力四、电动机功率计算1.最大轴功率max753640.1.324.09108OVP K式中 P 电动机轴功率，KW传动装置效率， .5 主动链轮牵引力（总阻力） ，NOW2.最小轴功率太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书7f0min o1.2gqwvcos.9.84.50321.cs81.8WLP=144.48 KW3.等效功率22dmaxinmi0.6873.15978.130.2.PPKW考虑 20%的备用功率，电动机设备功率为0d1.294.86PSGZ1000/2X700 刮板机电机功率 2x700 KW 足够符合运输要求第三节 刮板链设计计算一、刮板链张力的计算：逐点计算法计算张力：21313327680.52731.349KBKOFWN太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书8可知 张力最小 =n(2000-3000) N,3F3=2x2500=5000 N23max4zh507682.531820.594.649BWN二、刮板链强度验算： pmaxn20.85.23.649FK其中 K 刮板链抗拉安全系数n 链条数目链条间负荷分配不均因数，双链圆环链 =0.85一条刮板链破断力, NpF刮板链最大张力点张力，Nmax刮板链张力足够结论：在该工作面选用 SGZ1000/1400 型刮板输送机，在铺设长度 220 米的情况下，输送能力，电动机功率和刮板链强度均满足要求。第三章 刮板输送机传动部的设计第一节 机头传动方案确定刮板输送机机头部动力传递顺序为：电动机液力偶合器减速器链轮合理的传动方案首先应该满足工作机的性能（功率、转速及运动方式等） ，另外由于煤矿井下空间有限，所以减速器应该工作可靠，结构简单，尺寸紧凑，传动效率高，使用维护方便。本刮板输送机传动装置采用并列式布置（电动机轴和链轮轴垂直） ，采用三级圆锥齿轮减速器。第一级：圆弧圆锥齿轮传动第二级：斜齿轮传动太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书9第三级：直齿轮传动第二节 减速器传动比的分配一、传动比分配按前大后小的原则进行，相邻两级传动比相差不易过大，且高速级传动比略低于低速级的传动比，这样逐级减速，可使机构较为紧凑。第一级：圆锥圆柱齿轮传动。第二级：斜齿圆柱齿轮传动。第三级：直齿圆柱齿轮传动。 总传动比 i=39.326，根据机械设计基础中表 2-11-1，取 ； ； 13i23.4i1239.6i计算得： ； ； 80二、传动装置的运动和动力参数计算1.各轴的转速；轴： min/14501rnm轴： 3.812i轴： in/9.12.423 rin轴： mi/.360.34i滚筒轴： in/914rn滚2.各轴的输入功率：液力偶合器效率： 滚子轴承的效率.0联98.0轴 承各级齿轮传动的效率 滚筒轴的效率97齿 6滚轴: =1Pkw63.0联轴: = =658.77kw2轴 承齿轴: = =626.23kw3轴 承 齿轴: = =595.29k4P轴 承 齿太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书10滚筒轴： =577.55kw联轴 承滚 6P电动机轴的输出转矩 T =9550 =4610.3 0nP0mN3.各轴的输入转矩：轴:T =9550 =4564.211nPmN轴: T =9550 =13016.222轴: T =9550 =52957.633nPN轴: T =9550 =154023.844m滚筒轴：T =9550 =149433.8 滚 筒 滚滚nPN第四章 齿轮及轴的设计 第一节 圆锥齿轮的设计计算 一、选择材料由吴宗泽主编机械设计表6-5、表6-6选择大小齿轮： 40Cr调质钢,调质处理，硬度：241 - 286HBS=686 MPa， 490Mpa 8级精度BS二、按齿面接触疲劳强度设计计算项目 计算说明及过程 计算结果轴交角 改变 角度90o 90o中点螺旋角 m通常 ，两轮螺旋角354om相 35om太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书11等，螺旋方向相反，选择方向应使小轮轴向力指向大端压力角 n标准 20on20on齿数z 21zu1z263大端分度圆直径 ed13e12HP32d6.456.0KT=269mme1d载荷系数K 原动机是电动机，K=1.2-1.8 K=1.2设计齿轮许用接触应力 HP = HPlimS =640HP试验齿轮接劳强度极限 limH机械零件设计手册图12-12 =640limHpaM接触强度安全系数 HS一般 =11.2HS =1HS分锥角 112arctnZ21t o128.43258761外锥距 eReedsinR=435.6mmeR太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书12齿数比 u321nZu=3u齿宽系数 Reb34R=0.30313R齿宽 bReb=0.15.6=132 mmb中点模数 mmeR（ -.） =11m中点法向模数 nmonmmcos1cs5=10n中点分度圆直径 dedR（ -0.） =229mmm1d=685mm2中点锥距 mRmeR（ 1-.5） =371mmmR切向变位系数 tx机械零件设计手册表147 ， t1t2x=0.060t1x=-0.060t2径向变位系数机械零件设计手册表148， 12=0.351=0.352x顶隙 Cem0.8.C=2.5mmC齿顶高 ahaehx（ ）其中 0.85ah16m齿根高 f faehcxm（ ） 12mmf太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书13工作齿高 khkaeeh2m1.7kh2m大端模数 eme1d69.2z12.8e全齿高 eh=.8m25mmh=齿根圆直径 fd2cosfefd247mm1fd798mm2f齿顶圆直径 aedaeahcs300mmae1816mm2d当量齿数 vz3vmzcos40v1z1212端面重合度 vvn12n（ L+） /p=1.2447v参数 np22nmncos(0.5)taeRnp（ ） 42.6653np参数 nLnannr+hrcsri2（ ） -（ ） 35.861n1L17.2442参数 nr 2ne mrdcosR（ 1-0.5） / 206.599n1r3719.2052参数 amhamah.btn14.844am1h5.9332齿根角 fffehrctRfo1.5太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书14齿顶角 f1f2f三、校核计算（一） 、按齿面接触疲劳强度校核；计算项目 计算说明及过程 计算结果校核公式2tm1u0.85bdAVHH EHKHPKFZ =600.182Mpa中点分度圆切向力 tF机械零件设计手册表14-22 1tm20dTF34703.467NtF使用系数 kA机械零件设计手册表1222 k1.25A动载荷系数 VK2112()10mVAtZVKuF其中 =15.34 ， =0.010012机械零件设计手册表14241.2173VK齿轮速度 m60mdnV19.96m/sm载荷分布系数 HK 1.5HhbeK 1.65HK参数 hbe机械零件设计手册表1425 =1.1hbe太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书15载荷分配系数 HK根据 2690.13/0.85AVHKFNmb=1.2HK节点区域系数 HZ机械零件设计手册图1227 2.15HZ弹性系数 E机械零件设计手册表122428.9/ENm重合度系数 Z机械零件设计手册图149，当 时，2.651vVZ0.8963Z螺旋角系数 Z cosm0.9051Z参数 Z =0.8112锥齿系数 kZ齿顶和齿根未修形 1kZ寿命系数 N长期工作，取无限寿命 N润滑油膜影响系数 LVRZ机械零件设计手册图1225 0.985LVRZ尺寸系数 X机械零件设计手册图1217 1X工作硬化系数 WZ由平均模数确定 .05WZ太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书16接触强度最小安全系数 minHS按齿轮失效概率1%选取 min1HS许用接触应力 limnHPNLVRXWZS661.92MpaHP与实际接触应力 比较H=600.182MpaFENTrelRlTXFYS 安全安全系数 2FS2 in.7FENTrelRlTXF安全第三节 直齿圆柱齿轮设计一、选择材料大小齿轮： 40Cr调质钢, 调质处理， 硬度：241 - 286HBS=686 MPa， 490Mpa 8级精度 BS二、按齿面接触疲劳强度设计计算项目 计算过程和说明 计算结果分度圆直径计算公式教材机械设计吴宗泽主编 2134.6()EHdZKTu1372dm6齿数 Z 211Z283齿轮模数 m 1dmz14m标准中心距 a 12a76a太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书24计算载荷系数 K机械设计吴宗泽主编式 641.509K齿宽系数 d机械设计吴宗泽主编 表 610，硬齿面齿轮，非对称安装=0.7d弹性系数 EZ机械设计吴宗泽主编表 69=1EZ节点区域系数 H机械设计吴宗泽主编图 614=2.0H重合度系数 Z机械设计吴宗泽主编图 612，613=1Z齿面接触许用应力 HlimHNWzS772.8MpaH齿轮宽度 b db1245mb3实际接触应力 H21268.4HEHKTuZbd771.2MpaH应力比较 H符合要求三、齿根弯曲疲劳强度校核 计算公式 12FFaSFKTYbdm齿形系数 FaY机械设计吴宗泽主编图 61812.5FaY太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书25应力修正系数 SaY机械设计吴宗泽主编图 6191.5SaY27重合度系数 机械设计吴宗泽主编图 6201弯曲疲劳极限应力 limF机械设计吴宗泽主编图 624lim140FMpali235弯曲疲劳寿命系数 NY0.231()NY1.9NY20尺寸系数 X机械设计吴宗泽主编图 6251X应力修正系数 STY机械设计吴宗泽主编图 6252STY弯曲疲劳强度 F机械设计吴宗泽主编表 6121.5F弯曲疲劳许用应力 limFNXSTY178Mpa25F参数比较A10.67FaSB2.4aSFYAB根据大齿轮校核弯曲疲劳强度1220aSKTMpabdm2F符合要求第四节 轴的设计计算一、选择材料太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书26由于传递的载荷较大，耐磨，要求强度级韧性均较高所以选 40Cr 钢，调质处理硬度：241HBS286HBS 抗拉强度： MPaB70屈服强度： S5弯曲疲劳极限： 31扭转疲劳极限： 8pa许用静应力： +120M许用疲劳应力： -二、 估算轴最小直径由转矩估算轴颈33554620d 8Tm轴的许用转应力，N/ ，查机械零件设计手册表 19.3-2 2m考虑 5%备用系数 以及键的削弱作用，取 d=1.2x80=96mm三、轴承选取及校核查表机械零件设计手册20.617，选用调心滚子轴承 22220基本尺寸：d=100mm D=180mm B=45mm深沟球轴承 6220基本尺寸：d=100mm D=180mm B=34mm四、轴的结构设计太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书27如图所示，为便于装配轴承，取装轴承处直径 d=100mm，长度 b=300mm轴伸 L=200mm五轴的受力分析1. 圆弧齿锥齿轮受力切向力 4tm203.910dTFN径向力 r nmtacosincost N4（ +） =2.10轴向力 anmticstF 4（ ） .9T转矩，T=4564.2Nm中点分度圆直径， ，dm1d2m2d685齿宽中点螺旋角，mo35齿形角，non0分锥角，o128.471.62.画出轴的空间受力图.图 13.画出水平面受力图，计算支点反力并画出弯矩图.图 1tCYBYFCY3BYF45.90BYFN4CY.310FN4t851.0XMN4.画出垂直面受力图，计算支点反力并画出弯矩图.图 14ra32.684BZF4rBZ0.71CN239mXM485.60AZBBXZF5.合成弯矩计算，并作图。图 14317.AXZN224.80mBYBXZ太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书286.当量弯矩图，图 12456.30mAVAMTN9BB4.1CV456.0T六、弯曲强度和扭转刚度校核1.机械设计式 2-45，4221310()90dbMTMP扭转切应力为静应力， .合金钢许用弯曲应力， 190bPa422310596.5p符合要求2.机械设计式 2-50， 4p.7310TGIT轴所受转矩， 64.mTNG轴材料切变模量，对于钢 48.aM轴截面极惯性矩，对于圆轴 ，pI pd32I10m一般传动，o0.51（ ） /o0.43m（ ） /符合要求太原理工大学阳泉学院-毕业设计说明书29（ h） 当 量 弯 矩 图（ g） 转 矩 T图（ f） 合 成 弯 矩 M图（ e） 垂 直 面 弯 矩 MXZ图（ d） 垂 直 面 受 力 图（ c） 水 平 面 弯 矩 MXY图（