1、第 1 页，共 49 页2011 届毕业设计说明书MG100 采煤机总成设计系 、 部： 机械工程系 学生姓名： 指导教师： 职称 教授 专 业： 机械设计制造及其自动化班 级： 机本 0701 班 完成时间： 2011 年 5 月 第 2 页，共 49 页摘 要MG100-BW 滚筒式采煤机是采用电机驱动、横向布置，用以开采较薄煤层的无链液压牵引采煤机，机面高度低，装机功率较大，具备截割硬煤、夹矸和爬坡的能力和过断层的能力。采煤机的类型很多，但多以双滚筒采煤机为主。双滚筒采煤机主要由截割部、牵引部、电气系统和辅助装置组成。采煤机各个部分协调工作，实现采煤机对煤矿开采的目的。MG100 采煤机
2、的调高系统运动模型为曲柄摇块机构。通过液压油缸的推或拉，实现摇臂成角度摆动。关键词：采煤机；总成设计；齿轮全套 CAD 图纸，加 153893706第 3 页，共 49 页ABSTRACTMG100-BW shearer drum drive motor is used, horizontal layout for the non-chain thin seam mining hydraulic shearer, machine height is low, a larger installed power, with the cutting of hard coal, and parting
3、s climbing ability and the ability to have faults. Many types of coal mining, but more than double drum shearer-based. Mainly by the double-drum shearer cutting unit, traction department, composed of electrical systems and auxiliary devices. Coordination of the various parts of Shearer to achieve th
4、e purpose of coal mining on the coal mining. MG100 shearer movement model system for the crank to increase the block body shaking. The hydraulic cylinder to push or pull, to achieve the angle into the swing arm.Key words:shearer；assembly design；gear第 4 页，共 49 页目录1 MG100 采煤机主要技术参数 错误！未定义书签。1.1 采煤机的组成
5、和总体分布 .错误！未定义书签。1.1.1 采煤机的组成 .错误！未定义书签。1.1.2 采煤机总体布置 .错误！未定义书签。2 液压系统 错误！未定义书签。2.1 主油路系统 .错误！未定义书签。2.1.1 主油路 .错误！未定义书签。2.1.2 补油和热交换回路 .错误！未定义书签。2.2 保护系统 .错误！未定义书签。2.2.1 恒压控制和电动机超载保护 .错误！未定义书签。2.2.2 高压保护 .错误！未定义书签。2.2.3 液压马达制动 .错误！未定义书签。2.3 操作系统 .错误！未定义书签。2.3.1 液压牵引系统开启 .错误！未定义书签。2.3.2 摇臂调高系统液压操作和手动操
6、作 .错误！未定义书签。3 采煤机传动系统 错误！未定义书签。3.1 牵引部传动系统 .错误！未定义书签。3.1.1 牵引部液压马达选取 .错误！未定义书签。3.1.2 牵引部传动比设计 .错误！未定义书签。4 液压传动部传动系统 错误！未定义书签。4.1 液压传动部电动机选取 .错误！未定义书签。4.2 液压传动部辅助泵选取 .错误！未定义书签。4.3 液压传动部主泵选取 .错误！未定义书签。4.4 液压传动部传动比 .错误！未定义书签。4.5 采煤机总传动简图 .错误！未定义书签。5 采煤机传动系统齿轮设计 错误！未定义书签。5.1 液压传动部齿轮设计 .错误！未定义书签。5.1.1 液压
7、传动部各轴的传递功率及扭矩计算 .错误！未定义书签。5.1.2 按齿根弯曲疲劳强度设计液压传动部齿轮 .错误！未定义书签。5.1.3 按齿面接触疲劳强度校核液压传动部齿轮 .错误！未定义书签。第 5 页，共 49 页5.1.4 校核液压传动部其他齿轮是否符合设计要求 .错误！未定义书签。5.2 牵引部齿轮设计 .错误！未定义书签。5.2.1 牵引部各轴的传递功率及扭矩计算 .错误！未定义书签。5.2.2 按齿根弯曲疲劳强度设计牵引部齿轮 .错误！未定义书签。5.2.3 按齿面接触疲劳强度校核牵引部齿轮 .错误！未定义书签。5.2.4 牵引部行星轮机构设计 .错误！未定义书签。5.2.4.1 牵
8、引部行星轮机构传动比及模数设计错误！未定义书签。5.2.4.2 按齿根弯曲疲劳强度设计行星轮齿轮错误！未定义书签。5.2.4.3 按齿面接触疲劳强度校核行星轮齿轮错误！未定义书签。5.2.4.4 按齿面接触疲劳强度校核行星轮齿轮错误！未定义书签。5.2.5 牵引部行走齿轮设计 .错误！未定义书签。5.2.5.1 按齿轮接触疲劳强度设计 .错误！未定义书签。5.2.5.2 按齿根弯曲疲劳强度校核齿轮 .错误！未定义书签。5.2.5.3 大齿轮的强度校核 .错误！未定义书签。6 采煤机部分传动轴的设计及校核 错误！未定义书签。6.1 初步设计轴的最小直径 .错误！未定义书签。6.2 按弯扭合成应力
9、校核轴的强度 .错误！未定义书签。7 采煤机箱体设计 错误！未定义书签。7.1 采煤机箱体力学模型 .错误！未定义书签。7.2 采煤机壁厚计算 .错误！未定义书签。8 采煤机调高系统设计 错误！未定义书签。8.1 调高油缸的选择 .错误！未定义书签。8.2 调高方案设计 .错误！未定义书签。参考文献 错误！未定义书签。致谢 错误！未定义书签。附录 错误！未定义书签。第 6 页，共 49 页Error! Not a valid bookmark self-reference.1 MG100 采煤机主要技术参数MG100 采煤机主要参数如表 1 所示:表 1 MG100 采煤机主要参数项目 内容采
10、煤范围 m 0.761.40装机功率 kw 240截割功率 kw 100 2牵引功率 kw 40滚筒直径 mm ； ； ； ；0.760.80.850.91.0滚筒截深 mm 630；700；800牵引力 kN 150调速方式 液压控制，无级调速工作面倾角 30机面高度 mm 640滚筒转速 r/min 90.8牵引速度 m/min 05牵引方式 摆线轮销轨式无链牵引整体机重 t 12MG100-BW 滚筒式采煤机是采用电机驱动、横向布置，用以开采较薄煤层的无链液压牵引采煤机，机面高度低，装机功率较大，具备截割硬煤、夹矸和爬坡的能力和过断层的能力。适用于煤层厚度 0.761.40 米，煤层工作
11、面倾角，顶、底板不过于松软的普采或高档普采工作面，完成落煤和装煤作业。30可在混有甲烷、煤尘、硫化氢、二氧化碳等不超过煤矿安全规程中所规定的安全含量的矿井中使用。第 7 页，共 49 页1.1 采煤机的组成和总体分布1.1.1 采煤机的组成采煤机的类型很多，但多以双滚筒采煤机为主。双滚筒采煤机由以下几部分组成：1、 截割部截割部主要包括摇臂齿轮箱，机头齿轮箱、滚筒及附件。截割部主要承担落煤、碎煤和装煤工作2、 牵引部牵引部由牵引传动装置和牵引机构组成。牵引机构可分为无链牵引和有链牵引，此次 MG100 采煤机总成设计中的采煤机采取无链牵引。牵引部主要是控制采煤机沿工作面运行，同时达到过载保护的
12、目的。3、 电气系统电气系统主要是给采煤机提供动力，并对采煤机进行过载保护及动作控制4 辅助装置辅助装置主要包括挡煤板，底托架，喷雾冷却装置和调高装置等。采煤机各个部分协调工作，实现采煤机对煤矿开采的目的。1.1.2 采煤机总体布置此次 MG100 采煤机总体布置方式如图 1 所示。图 1 采煤机总体布置1-滚筒； 2-摇臂；3-截割部；4-牵引部；5 液压传动部；6-电气控制部采煤机总体结构如图 2 所示第 8 页，共 49 页图 2 采煤机总体结构1-左摇臂； 2-主箱体；3-右摇臂；4-左导向滑靴 1；5-左导向滑靴 2；6-右导向滑靴 1；7-右导向滑靴 2； 8-右旋滚筒；9-左弧形
13、挡煤板；10-左弧形挡煤板；11-左旋滚筒；12-左行走箱；13-右行走箱；14-左调高油缸；15-右调高油缸第 9 页，共 49 页2 液压系统MG100-WB 型采煤机牵引液压系统包括主油路系统、保护系统和操作系统。液压系统如图 3 所示。图 3 采煤机液压系统2.1 主油路系统主油路系统包括主油路、补油和热交换回路2.1.1 主油路由 ZB125 型斜轴式轴向柱塞泵（q=125ml/r）和两个并联的 BM-ES630 摆线液压马达（q=625ml/r）组成闭合回路。2.1.2 补油和热交换回路系统的补油是由辅助泵 3 经粗过滤器 4 从油池中吸油，液压油经过精过滤器 5、单向阀 8 或者
14、单向阀 9 从主回路的低压侧进入主泵 1，补偿系统的泄露和建立系统背压。辅助泵是齿轮泵，只能单向工作，不允许反转。若电动机因为第 10 页，共 49 页接线有误而瞬时反转时，齿轮泵可经由单向阀 7 吸油，防止吸空。溢流阀 6 用来限制辅助泵的最大压力。系统的冷热油交换通过整流阀 10、背压阀 11 和冷却器 12 实现。整流阀 10是一个三位五通的换向阀，由主油路高压侧压力油控制整流阀自动转换。若主油路 a 为高压侧，则整流阀向下动作；b 油路低压热油一部分经整流阀 10、背压阀 11、冷却器 12 和单向阀 13 进入油池冷却，另一部分继续供给主液压泵。由于补偿单向阀 8 和 9 在结构位置
15、上靠近主液压泵，故由辅助泵排除的冷油能及时经由补偿单向阀 8 或 9 供给主液压泵。整流阀 10 中位的 2 个节流孔的作用是产生一定的降压，使调速手把给速后，整流阀能够立即动作，防止换向阀冲击并保证冷热油交换的可靠进行。单向阀13 的作用是为了在更换冷却器时使油池不向外泄露。2.2 保护系统保护系统包括恒压控制和电动机超载保护、高压保护和马达制动。2.2.1 恒压控制和电动机超载保护恒压控制特性属性如图 4 所示。图中 AB 位牵引速度限制线，BC 为牵引力限制线，由 OACD 所围成区域内的任一点均是该液压传动系统可以工作的工况点。若把速度调节为 x，如图虚线所示，则在机器牵引过程中，由于
16、外界负载的变化，系统的工作点将沿着虚线方向来回移动。当牵引阻力达到 AC 线以后，牵引速度沿 CD 方向下降。当牵引阻力降低后，牵引速度又恢复到原来的调定值。图 4 恒压控制属性整个控制过程是由换向阀 16、换向阀 19，变量油缸 17 和溢流阀 18 共同作用完成的。当采煤机负载正常时，换向阀 19 处于右阀位，液压油经由换向阀19 和换向阀 16 进入变量油缸 17，调动液压油缸弹簧，使主泵输出流量处于设第 11 页，共 49 页定数值，此时机器的牵引速度也处于设定数值。当采煤机超载工作时，主油路工作压力超出溢流阀 18 设定数值，溢流阀溢流，一部分液压油进入换向阀19，换向阀 19 换向
17、到左阀位，另一部分液压油经节流阀流入油池，目的使保证换向阀 19 的稳定性。由于换向阀 19 处于左阀位，液压油缸左右油缸联通，液压油缸弹簧恢复平衡，主泵流量减小，机器的牵引速度减小。一旦采煤机负载恢复正常，主油路工作压力恢复正常，溢流阀 18 不溢流，换向阀 19 回到右阀位，液压油经换向阀 19 和换向阀 16 进入变量油缸，推动变量油缸中的弹簧朝主泵流量增加方向伸缩，主泵流量恢复设定数值，机器牵引速度恢复设定数值。采煤机在工作时，电动机大部分功率都消耗于截煤，当牵引速度选择过大或者遇到夹矸时，截割功率增加，电动机将超载工作。若电动机长期超载工作，会引起电动机和机械零部件损坏。采用的恒压保
18、护系统可使电动机工作在额定功率之下。当工作负载过大时，机器牵引速度减小，以减小电动机输出功率；当工作负载过小时，机器牵引速度增加，直到牵引速度恢复到设定值。2.2.2 高压保护采煤机工作时，经常遇到鳖卡现象，牵引阻力突然增加会使液压系统的工作压力急剧上升。由于恒压控制受分流阻尼的影响，牵引速度下降比较慢，因此系统压力会继续上升。因此，系统中设置了高压安全保护系统，以限制系统的最高压力。高压保护依靠安全阀 20 来实现。当系统压力达到一定数值时，安全阀 20 开启溢流，溢出的油液回到主回路低压侧，系统压力不再上升，牵引速度很快下降，实现液压系统的超载保护。另外，一旦溢流阀 18 动作失灵，安全阀
19、 20 可以起到二次保护的作用。2.2.3 液压马达制动当采煤机正常工作时，若因故停电，使主液压泵突然停止向液压马达供液，而液压马达仍在转动，必须有相应的制动装置使液压马达制动。系统中的液压制动器能实现液压马达制动。当突然因故停电，辅助泵停止供油时，液压制动器将在弹簧力的作用下实现液压马达的制动。2.3 操作系统2.3.1 液压牵引系统开启当手把 14 处于中间位置时，换向阀处于中位，主液压泵和辅助泵不开启。当手把 14 左旋或者右旋时，换向阀 16 换向，主液压泵和辅助泵工作，液压系统开启。液压油经换向阀 19 右阀位、换向阀 16 左或右阀位进入变量油缸，变第 12 页，共 49 页量油缸
20、对主液压泵流量起到调节作用。2.3.2 摇臂调高系统液压操作和手动操作液压系统开启后，按下调高阀 22，液压油从辅助泵经调高阀 22 作用于换向阀 23，换向阀 23 换向，调高油缸油路和辅助泵接通，调高油缸工作。当松开按键时，在液压锁的作用下，调高油缸锁定在该位置。安全阀 25 用来防止滚筒截割时掉高泵过载。安全阀 27 限制调高泵的工作压力。由于连接调高泵的 2个换向阀串联，所以调高泵只能先后相继动作。手动作用于换向阀 23，实现手动操作，将换向阀 23 打到左或右阀位时，调高油缸工作，当将换向阀打到中位时，调高油缸锁定。第 13 页，共 49 页3 采煤机传动系统3.1 牵引部传动系统
21、3.1.1 牵引部液压马达选取当采煤机牵引速度为 5m/min 时，牵引部功率最大。为：=150560=12.5由于传递过程中存在功率损失，故选取的液压马达功率应远大于 12.5kw,偏于安全考虑，选取 A2FE80 型液压马达。A2FE80 液压马达技术参数如表 2 所示。表 2 A2FE80 液压马达技术参数排量 ml/r 最高转速r/min额定压力MPa最高压力MPa理论扭矩Nm功率Kw旋转方向80 3350 35 40 445 156 双向3.1.2 牵引部传动比设计液压马达的转速由其输入流量决定。根据 MG100-BW 的技术参数，MG100-BW 采煤机牵引部的输入转速为 486.
22、5r/min，输出转速为 5.7r/min，故 MG100-BW 采煤机牵引部理想总传动比为：理想 =486.55.7=85.35该传动比非常巨大，故需要采取行星轮减速机构。采用 NWG 行星轮减速机构，其传动比范围为 1.13 至 13.7。NWG 型心轮机构简图如图 3.1 所示第 14 页，共 49 页图 5 行星轮机构选取 , , 传动比为 5.54。一级行星轮减速=13 =23 =59, =3,机构显然不能满足要求，故采用两级行星轮减速机构，两级行星轮均采用 NWG型，如图 3.2 所示。第 15 页，共 49 页图 6 二级行星轮机构选取 , , 选取 , ,1=13 1=23 1
23、=59, 1=3, 2=13 2=23总传动比为 30.69 2=59, 2=3传动比分配 85.3530.69=2.62取齿轮一齿数 30，齿轮二齿数 61，齿轮三齿数 72，传动比：1=7230=2.4取行走轮一齿数 6，行走轮而齿数 7，传动比：2=76=1.1712=2.8实际 =2.830.69=85.93实际 -理想理想 =0.7%误差在 以内，符合设计要求。5%第 16 页，共 49 页4 液压传动部传动系统4.1 液压传动部电动机选取由于采煤机工作环境恶劣，工作环境的空气中常混有甲烷、煤尘、硫化氢等易燃易爆物质，故须采用隔爆电机。根据采煤机 MG100-BW 技术参数，采煤机电
24、机选用电动机 YBRB-40。电动机YBRB-40 的技术参数如表 3 所示表 3 YBRB-40 电机的技术参数额定功率 kw 转速 r/min 效率% 电压 V40 1450 92.3 3804.2 液压传动部辅助泵选取辅助泵选用 CBK1016 型齿轮泵。CBK1016 型齿轮泵技术参数如表 4 所示表 4 CBK1016C 齿轮泵技术参数公称排量 ml/L 额定压力 MPa 最高压力 Mpa 额定转速 r/min16 16 30 20004.3 液压传动部主泵选取主泵选用 ZB55 型斜轴式轴向柱塞泵。ZB55 型斜轴式轴向柱塞泵技术参数如表 5 所示表 5 ZB55 型斜轴式轴向柱塞
25、泵技术参数公称排量 ml/L 额定压力 MPa 最高压力 MPa 额定转速 r/min55 25 32 22004.4 液压传动部传动比液压传动部的输入转速为 1450r/min，辅助泵输出转速为 1342.4r/min，主泵输出转速为 1647.7r/min电机和辅助泵间的理想传动比为：理想 1=14501342.4=1.08辅助泵和主泵间的理想传动比为：理想 2=1342.41450=0.92第 17 页，共 49 页选取齿轮 1 齿数为 25，齿轮 2 齿数为 33，齿轮 3 齿数为 27实际 1=2725=1.08选取齿轮 4 齿数为 33，齿轮 5 齿数为 23，齿轮 6 齿数为 2
26、2实际 2=2225=0.88实际 1理想 1理想 1 =0实际 2理想 2理想 2 =4.3%误差在 以内，符合设计要求。5%液压传动部传动简图如图 8 所示图 8 液压传动部传动简图4.5 采煤机总传动简图采煤机总传动简图如图 9 所示第 18 页，共 49 页图 9 采煤机总传动图第 19 页，共 49 页5 采煤机传动系统齿轮设计5.1 液压传动部齿轮设计液压传动部传动简图 10 如图所示图 10 液压传动部传动简图5.1.1 液压传动部各轴的传递功率及扭矩计算齿轮和齿轮间采用稀油润滑，传递效率取 0.98。轴承的传递效率取 0.98。轴 1 的功率 1=40轴 1 的扭矩1=95.5
27、10511 =263.45103轴 2 的功率 2=400.98=39.20轴 2 上的齿轮为惰轮，故不传度扭矩轴 3 的功率 3=400.983=37.65轴 3 的扭矩3=95.510533 =267.81103轴 4 的功率 4=400.985=36.16第 20 页，共 49 页轴 4 上的齿轮为惰轮，故不传度扭矩轴 5 的功率 5=400.987=34.73轴 5 的扭矩5=95.510555 =210.4103轴 6 的功率 6=400.988=34.03轴 6 的扭矩6=95.510566 =197.24103液压传动部各轴传动功率及扭矩如表 6 所示表 6 各轴传动功率及扭矩轴
28、号 传递扭矩 KW 传递功率 Nmm1 40 263.451032 39.20 03 37.65 267.811034 36.16 05 34.73 210.41036 34.03 197.241035.1.2 按齿根弯曲疲劳强度设计液压传动部齿轮齿轮选用 20CrMnNi 材料，按 7 级精度计算。该材料齿轮为硬齿面齿轮，故按照齿根弯曲疲劳强度进行设计确定公式内的各计算数值查得齿轮的弯曲疲劳强度为 ；=860弯曲疲劳系数查询齿轮工作循环管应力次数 N 计算， ，齿轮的工作寿命按工作 15 年，1=60每年 300 天设计。 1=60145013001524=0.9410102=6010982
29、3001524=1.410103=60134223001524=1.710104=60109823001524=1.410105=60157623001524=2.010106=60164713001524=1.11010齿轮 1 至齿轮 6 弯曲疲劳寿命系数均取 =0.80计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数 S=1.5= 0.88601.5 =458.67第 21 页，共 49 页试选载荷系数 =2.0查齿形系数和应力校正系数2.62 1= 1=1.59 2=2.492=1.64计算大小齿轮的 ，并加以比较，取其中的较大值。1111 =0.00908222 =0.008903计算小齿轮模
30、数322( )322(11 )=322.02.631051252 0.009082=2.48取 =3计算尺宽和齿宽高比 1=1=325=75，按结构要求，取 B=60mm=1=75 =2.25=6.75=606.75=8.89计算圆周速度v=11601000=5.69/根据 ，6 级精度，查图 10-8 得到动载系数v=5.69/ K=1.07直齿轮 K=K=1查得使用系数 =1.75由 ， 。=606.75=8.89K=1.10，得到 K=1.09=KKK=2.04按实际载荷系数校正齿轮模数第 22 页，共 49 页=3=3.02小齿轮选用推荐模数 m=4。5.1.3 按齿面接触疲劳强度校核
31、液压传动部齿轮2.323+1 ()2确定公式内的各计算数值计算载荷系数 K =KKK=2.06查得材料弹性影响系数 =188查得接触疲劳系数 =0.85查得齿轮疲劳强度 =1500计算接触疲劳需用应力 取安全系数 S=1= =0.8515001 =1275计算2.323+1 ()2=63.7100设计符合要求。5.1.4 校核液压传动部其他齿轮是否符合设计要求液压传动部其它齿轮齿根弯曲强度校核=232 =458.67确定公式内的各计算数值 2=m2=433=1323=m2=427=1084=m2=433=1325=m2=423=926=m2=422=88第 23 页，共 49 页2=13=14
32、=15=16=0.42=2.492=1.642.57 3= 3=1.604=2.494=1.642.69 1.5755= 5=6=2.726=1.572=7.59/3=7.59/4=7.59/5=7.59/6=7.59/由于齿轮的圆周速度相同，故均取 K=2.0469.11MPa2=2222322 = 458.6780.00 MPa3=2333323 = 458.67MPa4=2444324 =63.35458.6791.48 MPa5=2555325 = 458.67235.53 MPa6=2666326 = 458.67齿根弯曲强度符合要求。其它齿轮的齿面接触强度校核。第 24 页，共 4
33、9 页2.323+1 ()2确定公式内的各计算数值由于各齿轮的圆周速度均相同为 ，故取 K=2.06=7.59/2=0.823=1.224=0.825=0.706=0.962=553=604=555=606=40=18822.323+1 ()2=68.913232.323+1 ()2=64.310842.323+1 ()2=67.813252.323+1 ()2=58.79262.323+1 ()2=60.088设计符合要求。各齿轮的几何尺寸 1=1=1002=2=1323=3=1084=4=1325=5=92第 25 页，共 49 页6=6=88液压传动部齿轮几何参数如表 7 所示表 7 各
34、齿轮几何参数齿轮 1 齿轮 2 齿轮 3 齿轮 4 齿轮 5 齿轮 6模数（mm） 4 4 4 4 4 4压力角（） 20 20 20 20 20 20分度圆直径（mm） 100 132 108 132 92 88齿轮宽度（mm） 60 55 60 55 60 40齿轮 1 和齿轮 2 的中心距 12=116齿轮 2 和齿轮 3 的中心距 23=120齿轮 3 和齿轮 4 的中心距 34=120齿轮 4 和齿轮 5 的中心距 45=112齿轮 5 和齿轮 6 的中心距 56=90第 26 页，共 49 页5.2 牵引部齿轮设计牵引部传动简图如图 11 所示图 11 牵引部传动简图5.2.1 牵
35、引部各轴的传递功率及扭矩计算齿轮和齿轮间采用稀油润滑，传递效率取 0.98。轴承的传递效率取 0.98。轴 7 的功率 7=17.5轴 7 的扭矩7=95.510577 =343.53103轴 8 的功率 8=17.50.98=17.15轴 8 上的齿轮为惰轮，故不传度扭矩轴 9 的功率 9=17.50.983=16.47轴 9 的扭矩9=95.510599 =142.19103轴 10 的功率 10=9轴 10 的扭矩 10=9第 27 页，共 49 页轴 11 的功率 11=17.50.985=15.82轴 11 的扭矩11=95.51051111 =745.31103轴 13 的功率 1
36、3=11轴 13 的扭矩 13=95.51051313 =4172.90103轴 14 的功率 14=17.50.987=15.19轴 14 的扭矩14=95.51051414 =3963.51103轴 16 的功率 16=17.50.988=14.89轴 16 的扭矩16=95.51051616 =21543.00103轴 17 的功率 17=17.50.9810=14.30轴 17 的扭矩17=95.51051717 =23958.77103牵引部各轴传动功率及扭矩如表 8 所示表 8 各轴传动功率及扭矩轴号 传递扭矩 KW 传递功率 Nmm7 17.5 343.531038 17.15
37、09 16.47 142.1910310 16.47 142.1910311 15.82 745.3110313 15.82 4172.9010314 15.19 3963.5110316 14.89 21543.0010317 14.30 23958.771035.2.2 按齿根弯曲疲劳强度设计牵引部齿轮齿轮选用 20CrMnNi 材料，按 7 级精度计算。该材料齿轮为硬齿面齿轮，故按照齿根弯曲疲劳强度进行设计确定公式内的各计算数值查得齿轮的弯曲疲劳强度为 ；=860弯曲疲劳系数查询齿轮工作循环管应力次数 N 计算， ，齿轮的工作寿命按工作 15 年，=60每年 300 天设计。 7=604
38、8613001524=3.11098=6023923001524=3.1109第 28 页，共 49 页9=6020213001524=1.31010齿轮 7 至齿轮 9 弯曲疲劳寿命系数均取 =0.82计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数 S=1.5= 0.828601.5 =470.13试选载荷系数 =2.0查齿形系数和应力校正系数2.52 7= 7=1.625 8=2.288=1.73计算大小齿轮的 ，并加以比较，取其中的较大值。77 =0.00892888 =0.008600计算小齿轮模数322( )322(11 )=322.03.441051302 0.008928=2.39取 =
39、3计算尺宽和齿宽高比 7=1=330=90，根据结构取 B=60mm=7=90 =2.25=6.75=606.75=8.89计算圆周速度v=11601000=2.29/根据 ，7 级精度，查得到动载系数v=2.29/ K=1.02直齿轮 K=K=1第 29 页，共 49 页查得使用系数 =1.75由 ， 。=606.75=8.89K=1.5，得到 K=1.5=KKK=2.68按实际载荷系数校正齿轮模数=3=3.3小齿轮选用推荐模数 m=4。按齿面接触疲劳强度校核齿轮72.323+1 ()2确定公式内的各计算数值计算载荷系数 K =KKK=2.68查得材料弹性影响系数 =188查询接触疲劳系数
40、=0.85查得齿轮疲劳强度 =1200计算接触疲劳需用应力取安全系数 S=1= =0.8512001 =1020计算72.323+1 ()2=72.0120设计符合要求。校核其它齿轮是否符合设计要求其它齿轮齿根弯曲强度校核=232 =470.13确定公式内的各计算数值 7=m7=461=2448=m8=472=288第 30 页，共 49 页7=18=17=2.287=1.732.24 8= 8=1.75 7=3.07/8=3.07/由于齿轮的圆周速度接近，故均取 K=1.9743.79MPa7=2222322 = 470.1335.38 MPa8=2333323 = 470.13齿根弯曲强度符合要求。5.2.3 按齿面接触疲劳强度校核牵引部齿轮82.323+1 ()2确定公式内的各计算数值由于各齿轮的圆周速度均接近为 ，故取 K=2.1=3.07/8=2.039=1.188=909=85=18882.323+1 ()2=82.924092.323+1 ()2=86.5288接触疲劳强度均小于 ，设计符合要求。=1020各齿轮的几何尺寸 7=1=1208=2=2449=3=288
