1、中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 1 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
2、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
3、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。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 2 页至此，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
4、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
5、 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，我国基本停止了截割电左尼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
6、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中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 3 页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
7、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 采煤机类型及组成1.3.1 采煤机类型 滚筒采煤机的类型很多，可按滚筒数目、行走机构形式、行走驱动装置的调速传动方式、行走部布置位置、机身与工作面输送乳汁机配合导向方式、总体结构布置方式等分类。按滚筒数目分为单滚筒和双滚筒采煤机，其中双滚筒采煤机应用最普遍。按行走机构形式分钢丝绳牵引、链牵引和无链牵引采煤机。按行走驱动装置的调速方式分机械调速、液压调速和电气调速滚筒采煤机（通常简称
8、机械牵引、液压牵引和电牵引采煤机） 。按行走部布置位置分内牵引和外牵引采煤机。按机身与工作面输送机的配合导向方式分骑槽式和爬底板式采煤机。按总体结构布置方式分截割（主）电动机纵向布置在摇臂上的采煤机和截割（主）电动机横向布置在机身上的采煤机、截割电动机横向布置在摇臂上的采煤机。按适用的煤层厚度分厚煤层、中厚煤层和薄煤层采煤机。按适用的煤层倾角分缓斜、大倾角和急斜煤层采煤机。1.3.2 采煤机的组成 采煤机主要由电动机、牵引部、截割部和附属装置等部分组成（如图1.1） 。电动机：是滚筒采煤机的动力部分，它通过两端输出轴分别驱动两个截割部和牵引部。采煤机的电动机都是防爆的，而且通常都采用定子水冷，
9、以缩小电动机的尺寸。牵引部：通过其主动链轮与固定在工作面输送机两端的牵引链 3 相啮合，使采煤机沿工作面移动，因此，牵引部是采煤机的行走机构。 左、右截割部减速箱：将电动机的动力经齿轮减速后传给摇臂 5 的齿轮，驱动滚筒 6 旋转。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 4 页滚筒：是采煤机落煤和装煤的工作机构，滚筒上焊有端盘及螺旋叶片，其上装有截齿。螺旋叶片将截齿割下的煤装到刮板输送机中。为提高螺旋滚筒的装煤效果，滚筒一侧装有弧形挡煤板 7，它可以根据不同的采煤方向来回翻转 180。如图 1.1 双滚筒采煤机底托架：是固定和承托整台采煤机的底架，通过其下部四个滑靴 9 将采煤机骑在刮板
10、输送机的槽帮上，其中采空区侧两个滑靴套在输送机的导向管上，以保证采煤机的可靠导向。调高油缸：可使摇臂连同滚筒升降，以调节采煤机的采高。调斜油缸：用于调整采煤机的纵向倾斜度，以适应煤层沿走向起伏不平时的截割要求。电气控制箱：内部装有各种电控元件，用于采煤机的各种电气控制和保护。此外，为降低电动机和牵引部的温度并提供内外喷雾降尘用水，采煤机设有专门的供水系统。采煤机的电缆和水管夹持在拖缆装置内，并由采煤机拉动在工作面输送机的电缆槽中卷起或展开。1.4 采煤机总体方案的确定采用多电机驱动、横向布置（电机）积木组合，各部件之间为干式对接，可采中厚偏薄煤层中的硬煤。是比较理想的更新换代机型。1.4.1适
11、用范围中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 5 页该机主要定位适用于倾角 的中厚偏薄煤层的开采，煤层中不应15有坚硬的或较厚的该类夹杂物，以及落差较大的断层。1.4.2主要技术参数主要技术参数及配套设备：采高（m）：1.53.0；适应倾角（ ）：15；煤质硬度 : f4；机面高度（m）：1.1； 过煤高度（m）： 0.366 ； 机重（T）：36牵引速度(m/min)： 07.5；牵引力（KN）：524；截深（m）：0.63滚筒直径 （m）： 1.6 电压（V）：1140；卧底量（m）：0.403（1.6m 滚筒） ；滚筒水平中心距（m）：10.517；摇臂回转中心距（m）：6.4；牵
12、引形式 ：机载交流变频调速销轨式；调高泵型号：A2F12R4P1 ；泵电机型号：YBRB-11 ；截割电机型号：YBCS3-150C ；牵引电机型号：YBQYS3-40 供水泵型号：PB-320/6.3装机功率（KW ）：391 （其中两个截割电机 2150KW 两个牵引电机 240KW，一个泵电机20KW，共计 225024020=400KW）1.4.3 整机主要特点1）机身矮，装机功率大。截割电机容量调整范围宽。通过调整截割电机的容量，可实现一机多型。2）整机为无底托架积木式组合结构。各部件之间为干式对接，对接面之间无任何机械或液压传动关系。机身三大部件之间使用高强度 T 形螺栓和四个楔形
13、哑铃销以及两个 150 定位销连接和紧固，提高了大部件之间联接的可靠性。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 6 页3）截割电机、牵引电机的启动、停止等操作采用旋转开关控制外，其余控制如牵引速度调整、方向设定、左右摇臂的升降，急停等操作均由设在机身两端操作站的按钮进行控制，操作简单、方便。4）所有电机横向布置。机械传动都是直齿传动。电机、行走箱驱动轮组件等均可从老塘侧抽出。故传动效率高，容易安装和维护。5）液压系统设计合理，采用集成阀块结构，管路少，连接可靠；经常调整的阀设在液压箱体外，便于检修和更换；6）截割机械传动链设有扭矩轴过载保护装置，并可设有强制润滑冷却系统，提高了传动件，支
14、承件的使用寿命。7）截割部采用四行星单浮动结构，承载能力大，减小了结构尺寸。采用大角度弯摇臂设计，加大过煤空间，提高装煤效果，卧底量大8）调高油缸与调高液压锁采用分离布置，液压锁置于壳体空腔内，打开盖板即可取出液压锁，方便井下查找故障和更换调高油缸、液压锁等维修工作。9）行走箱与牵引部为干式对接，拆行走箱后，牵引部不漏油。行走箱内为干油润滑，行走轮轴承寿命高。1.4.4 主要结构及组成确定该采煤机主要由以下几部分组成。左、右摇臂，装在摇臂上的两台150KW 电机，左、右螺旋滚筒等组成左右对称的两大可摇动调高的截割机构；左、右行走部；左、右牵引部；液压传动部和电控部以及底托架等组成主体部分。下面
15、分别装有导向及平滑靴，调高油缸等。此外还有内外喷雾冷却系统。1）摇臂截割机构采煤机截割部都采用齿轮传动，常见的传动方式有以下几种：电动机固定减速箱摇臂滚筒(如图 1.2(a)。这种传动方式的特点是传动简单，摇臂从固定减速箱端部伸出，支承可靠，强度和刚度好。但摇臂下降的最低位置受输送机限制，故卧底量较小。DY-150、BM-100型采煤机均采用这种传动方式。电动机固定减速箱摇臂行星齿轮传动滚筒(图 1.2(b)。这种方式在滚筒内装了行星传动，故前几级传动比减小，简化了传动系统，但筒壳尺寸却增大了，故这种传动方式适用于中厚煤层采煤机，如在 MLS3 -170、MXA-300、AM-500 和 MG
16、 系列等型采煤机中采用。电动机减速箱滚筒(图 1.2(c)。这种传动方式取消了摇臂，靠由电动机、减速箱和滚筒组成的截割部来调高(称为机身调高)，使齿轮数大大中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 7 页减少，机壳的强度、刚度增大，且调高范围大，采煤机机身也可缩短，有利于采煤机开缺口工作。MXP-240 和 DTS-300 型采煤机采用这种传动方式。电动机摇臂行星齿轮传动滚筒(图 1.2(d)。这种传动方式的电动机轴与滚筒轴平行，取消了容易损坏的锥齿轮，使传动更加简单，而且调高范围大，机身长度小。新的电牵引采煤机都采取这种传动方式。图 1.2 截割部传动方式1电动机；12固定减速箱；3摇臂
17、；4滚筒；5行星齿轮传动； 6泵箱；7机身及牵引部对比以上传动方式，本采煤机截割部传动方式为:电动机 摇臂行星齿轮传动滚筒。 （如图 1.3）该截割部采用销轴与牵引部联结，截割电机横向布置在摇臂上，摇臂和机身连接没有动力传递，取消了纵向布置结构中的螺旋伞齿轮和结构复杂的通轴。图 1.3 截割部传动系统中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 8 页2)牵引机构 该部分主要由左右牵引箱、牵引电动机组成，牵引箱中装有变量主油泵、辅助油泵、调高油泵、阀组和调速机构、过滤器等；牵引箱中有与主油泵基本相同的定量马达和减速机构。3）牵引机构及调高系统无链牵引选用广泛使用的销排式传动，方便配套；调高油缸
18、选用用量最广的标准油缸。方便维修及更换备件。2 截割部的设计及计算2.1 电动机的选择设计要求截割部功率为 250KW，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YBCS3-150C ；其主要参数如下：额定功率：150KW ；额定电压：1140V；满载电流：98A；额定转速：1470r/min；满载效率：0.91；绝缘等级： H；满载功率因数：0.85；接线方式：Y；质量： 1380KG；冷却方式：外壳水冷该电动机输出
19、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 总i中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 9 页36.75401滚总 ni电动机满载转速 r/min滚筒转速 r/min滚2.2.2 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
20、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
21、计采用 NGW 型行星减速装置，其工作原理如下图所示（图 2.1）：a 太阳轮 b 内齿圈 c 行星轮 x 行星架图 2.1 NGW 型行星机构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。中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 10 页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
22、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 2.3，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： 6.5baci则其他三级减速机构总传动比： 56./7.3/ci总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，初定齿数及各级传动比为： 2.19/4/31zi0525./69i2.3 截割部传动计算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
23、，各轴依次命名为、轴。轴 r/min1470n轴 3/i26.r/min5轴 432/ni9.10r/min轴 743/i52.r/min各轴功率计算：轴 1.P39.05kW247轴 21中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 11 页97.0214kW6轴 3213.P 9.kW58.轴 43123.079.kW轴 5412.P.08kW7.3轴 651297kW8轴 76123.P.0kW0.式中 滚动轴承效率 =0.9911闭式圆柱齿轮效率 =0.972 2花键效率 =0.9933各轴扭矩计算:轴 mNnPT13.95470.195011轴 6468333轴 mNnPT3.59.
24、42195044轴 6.7.377将上述计算结果列入下表（表 2.1）：轴号 输出功率 P（kW） 转速 n(r/min) 输出转矩 T/(Nm) 传动比中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 12 页轴 147.02 1470 955.13轴 142.61轴 135.58 650.44 1990.642.26轴 128.9 342.34 3595.83 1.9轴 123.78轴 118.87轴 113.01 225.22 4791.961.522.3.2 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
25、 1 表 8-17 两个齿轮都选用20CrMnTi 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311/)02.(npvt，参考文献 1 表 814，表 815 选smt/9取小轮分度圆直径 ，由式文献 1（864）得1d3 21 )(2HEdZukT齿宽系数 ：查文献 1 表 823 按齿轮相对轴承为非对称布置，取06d小轮齿数 ： 1Z=191惰轮齿数 ：2HRC 5862smvt/9公差组 7 级06d=191Z中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 13 页2Z94.216.1i齿数比 ：u ./12传动比误差 误差在 范围内0/%3小轮转矩：mNT
26、951载荷系数 ：K由文献 1 式（854）得 KVA使用系数 ：A查文献 1 表 820 185AK动载荷系数 ：V查文献 1 图 857 1.2V齿向载荷分布系数 ： K查文献 1 图 860 1.1齿间载荷分配系数 ：由文献 1 式(855) 及 得0 cos/12.382Z439.67.1查文献 1 表 821 并插值 432Z 2.26u合适185A1.2VK1.1中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 14 页1.0K则载荷系数 的初值 1.285.弹性系数 ：EZ查文献 1 表 82 9.N/mE节点影响系数 ：HZ查文献 1 图 8-64 120,0x重合度系数 ：Z查文
27、献 1 图 865 许用接触应力 ：H由文献 1 式 得69HHLimSZ/接触疲劳极限应力 ：21Lii、查文献 1 图 869 2450N/HLim2i应力循环次数：由文献 1 式 得70850246hnjLN/912u则 查文献 1 图 870 得接触强度得寿命系数1.0K42.189.N/mEZ2.5H0.87Z21450N/mHLim2i9108.N3中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 15 页,(不许有点蚀)12NZ硬化系数 ：查文献 1 图 871 及说明1Z接触强度安全系数 ：HS查文献 1 表 827，按较高可靠度查， .253HLimS取 . 212401/.35
28、N/mH故 的设计初值 为1dtd13 21 1587.0.926.6.095342tm.齿轮模数 ：查文07.94.5/1Zdt献 1 表 83小齿分度圆直径的参数圆整值 ：1td=114691 mZdt圆周速度 ：v0/47.360/1nt与估取 很相近，对 取值影响不大，smvt9VK不必修正 VK121NZ1Z1.3HSmdt4.15m=6 14tdsmv/8.中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 16 页1.2， VtKK= =2.442t小轮分度圆直径：1td惰轮分度圆直径：=6 43=258mm2mZ中心距 ：a= 圆整214396齿宽 ：b6.15.0min1td惰轮齿
29、宽：2b小轮齿宽：10521齿根弯曲疲劳强度效荷计算3由文献 1 式 68FSFFYmbdKT12齿形系数 ：Y查文献 1 图 867 小轮 =2.851F大轮 =2.382Y应力修正系数 ：S查文献 1 图 868=1.2VK42.=114mm1d=258mm2=186mma=69mmb=70mm2=75mm1b=2.851FY=2.382中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 17 页小轮 =1.541SY大轮 =1.682重合度系数 ：由文献 1 式 8670.257/Y63.1.许用弯曲应力 ：F由文献 1 式 871 FxNLimSY/弯曲疲劳极限 ：FLi查文献 1 图 87
30、2 250/FLim2Ni弯曲寿命系数 ：NY查文献 1 图 8732尺寸系数 ：xY查文献 1 图 874x安全系数 ：FS查文献 1 表 827.6F则=1.541SY=1.68271.0Y21850N/mFLi2i121NY1xY中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 18 页12F11/LimNXFYS850.671.0548.247953021 F61.24. 齿轮几何尺寸计算分度圆直径 ：d=114mm191mZ=258mm4362齿顶高 ：ah=6mm1*mha齿根高 ：f6)25.0()(*caf齿顶圆直径 ：ad141ah62582a齿根圆直径 ：fd.7141ffh5
31、282ffd基圆直径 ：bd0cos14cs1b1.6FS2153.N/mF271.0548.26147590.1 F2/.mN齿根弯曲强度足够d14m258hamf5.7da126m70df91mf243中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 19 页齿轮 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 20cos58cos2db齿距 ：pmp.1齿厚 ： ss4.92/齿槽宽 e：e基圆齿距：20cos8.1cospb法向齿距：nb顶隙：mc5.162.0*mdb12.742mp8.14.9empb67.1n.c5.11)选择齿轮材料查文献 1 表 8-17 两个齿轮都
32、选用20CrMnTi 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31(0.2)/tvnp，参考文献 1 表 814，表 815smt/6选取小轮分度圆直径 ，由式文献 1（864）得1dHRC 5862smvt/6公差组 7 级中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 20 页3 211 )(2HEdZukT齿宽系数 ：查文献 1 表 823 按齿轮相对轴承为非对称布置，取0.5d小齿轮齿数 ： 1Z=21大齿轮齿数 ：2Z9.321.1i齿数比 ：u /40/12传动比误差 误差在 范围内0/%3小轮转矩：mNnPT190645.9361载荷系数 ：K由文
33、献 1 式（854）得 KVA使用系数 ：A查文献 1 表 820 1.85AK动载荷系数 ：V查文献 1 图 857 1.2Vt0.5d=211Z402 1.9u合适1.85A=1.2VtK中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 21 页齿向载荷分布系数 ： K查文献 1 图 860 1.1齿间载荷分配系数 ：由文献 1 式(855) 及 得0 cos)/1(2.382Z4.64.1查文献 1 表 821 并插值 1.0K则载荷系数 的初值 1.285.1t弹性系数 ：EZ查文献 1 表 82 9.N/mE节点影响系数 ：HZ查文献 1 图 8-64 120,0x重合度系数 ：Z查文献
34、 1 图 865 许用接触应力 ：H由文献 1 式 得691.1K1.0K42.t189.N/mEZ2.5H0.87Z中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 22 页HHLimSZ/接触疲劳极限应力 ：21Lii、查文献 1 图 869 2450N/HLim2i应力循环次数：由文献 1 式 得7085024.6601 hnjLN9./.3/2u则 查文献 1 图 870 得接触强度得寿命系数(不许有点蚀)2NZ硬化系数 ：查文献 1 图 871 及说明1Z接触强度安全系数 ：HS查文献 1 表 827，按较高可靠度查， .253HLimS取 . 212401/.5N/mH故 的设计初值
35、为dtd3 21 1587.0.9.15.0964t21450N/mHLim22/Li910.3N2121NZ1Z1.3HSmdt6.159中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 23 页齿轮模数 ：m查文mZdt 6.721/.59/1献 1 表 83小齿分度圆直径的参数圆整值 ：1td821 Zdt圆周速度 ：v60/4.5.360/1nt与估取 很相近，对 取值影响不大，8mstvVK不必修正 VK2.1Vt4t小轮分度圆直径：1td大轮分度圆直径：4082mZ中心距 ：a圆整121齿宽 ：b6.59.0min1td大齿轮轮齿宽：2b小轮齿宽：10521mdt168sv/72.52
36、.1VK4md168320a4mb802b851中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 24 页齿根弯曲疲劳强度效荷计算3由文献 1 式 68FSFFYmbdKT12齿形系数 ：Y查文献 1 图 867 小轮 76.21F大轮 4Y应力修正系数 ：S查文献 1 图 868小轮 56.1SY大轮 72重合度系数 ：由文献 1 式 8670.257/Y642.1.许用弯曲应力 ：F由文献 1 式 871 FxNLimSY/弯曲疲劳极限 ：FLi查文献 1 图 872 250/FLim76.21Y4F56.1SY7271.0Y21850N/mFLi2i中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计
37、第 25 页22850N/mFLi弯曲寿命系数 ：NY查文献 1 图 8732尺寸系数 ：xY查文献 1 图 874x安全系数 ：FS查文献 1 表 827.6F则 12F11/LimNXFYS850.62121 /5.3/.671.068904mNFF2122 /./1.35.406mNFF4. 齿轮几何尺寸计算分度圆直径 ：dmZ68213042齿顶高 ：ah121NY1xY1.6FS2153.N/mF22./F21/.60mNF22/.35F齿根弯曲强度足够 md1683208ah中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 26 页*18ahm齿根高 ：f*0.258fac齿顶圆直径
38、：ad161ah82302a齿根圆直径 ：fd161ffh0232ffd基圆直径 ：bdcos168cs1b2032d齿距 ：p5.1mp齿厚 ： s/2.6s齿槽宽 e：15e基圆齿距：cos2.cos0bp法向齿距：nb顶隙：10mfhda41m362df148mf302db9.157m3025.1p.6ms125emm3.6bpmm2.nmm中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 27 页齿轮 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：*.0258cm1)选择齿轮材料查文献 1 表 8-17 两个齿轮都选用20CrMnTi 渗碳淬火2)按齿面接触疲劳强度设计计算
39、确定齿轮传动精度等级，按 344(0.1.2)/tvnp估取圆周速度 ，参考文献 1 表smvt814，表 815 选取小轮分度圆直径 ，由式文献 1（864）得1d3 21 )(2HEdZukT齿宽系数 ：查文献 1 表 823 按齿轮相对轴承为非对称布置，取0.6d齿轮齿数 ： 1Z=231惰轮齿数 ：22Z352.1i齿数比 ：u /12传动比误差 误差在 范06./%3围内齿轮转矩：HRC 5862smvt/3公差组 8 级0.6d=231Z352 1.52u合适中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 28 页mNnpT35980105.9464载荷系数 ：K由文献 1 式（85
40、4）得 KVA使用系数 ：A查文献 1 表 820 1.85AK动载荷系数 ：V查文献 1 图 857 2.Vt齿向载荷分布系数 ： K查文献 1 图 860 1.1齿间载荷分配系数 ：由文献 1 式(855) 及 得0 cos)/1(2.382Z5/.165.查文献 1 表 821 并插值 1K则载荷系数 的初值 1.285.t1.85A2.1VtK1.11K42.t中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 29 页弹性系数 ：EZ查文献 1 表 82 9.N/mE节点影响系数 ：HZ查文献 1 图 8-64（ ）20,0x.5HZ重合度系数 ：查文献 1 图 865 07.Z许用接触应
41、力 ：H由文献 1 式 得698HHLimSZ/接触疲劳极限应力 ：21Lii、查文献 1 图 869 2450N/HLim2i应力循环次数：由文献 1 式 得70850234.6hnjLN9912 1././u则 查文献 1 图 870 得接触强度得寿命系数189.N/mEZ2.5HZ2.5HZ87.0Z21450N/mHLim2i910.2N4中国矿业大学 2011 届本科生毕业设计 第 30 页(不许有点蚀)12NZ硬化系数 ：查文献 1 图 871 及说明1Z接触强度安全系数 ：HS查文献 1 表 827，按较高可靠度查， .253HLimS取 . 212401/.35N/mH故 的设计初值 为1dtd131 1587.02.95.26.098342t齿轮模数 ：mmZdt 2.83/.1/查文献 1 表 83齿轮分度圆直径的参数圆整值 ：1tdmZdt 84231 圆周速度 ：v60/60/1nt与估取 很相近，对 取值影响不大，smvt3VK不必修正 VK121NZ1Z1.3HSmdt1.81mdt184sv/3.
