本科生實(shí)習(xí)報(bào)告書教學(xué)單位 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)班 級(jí)學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師學(xué)生實(shí)習(xí)報(bào)告：要求對(duì)實(shí)習(xí)的主要內(nèi)容、本人學(xué)習(xí)與工作的表現(xiàn)、收獲與體會(huì)、以及存在的問題等方面進(jìn)行總結(jié)。在大學(xué)時(shí)光接近尾聲的時(shí)候我們需要的更多的是實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和一些課本中學(xué)不到的知識(shí)，尤其是我們在簽完工作以后馬上就要參見工作，僅僅靠書本中的知識(shí)是完全不夠的，所以學(xué)校為我們?nèi)ジ沸碌陌偈⒓瘓F(tuán)實(shí)習(xí)，阜新百盛集團(tuán)是阜新最大的煤炭行業(yè)的機(jī)械廠，所以對(duì)于我們專業(yè)非常需要到我們到百盛這樣的工廠實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì)。在阜新百盛集團(tuán)進(jìn)行參觀實(shí)習(xí)，我所見到的每一樣設(shè)備，所做的每一項(xiàng)工作基本上都是以前從來沒有遇見過的，但是在師傅們的耐心指導(dǎo)與幫助下，我學(xué)習(xí)到了很多實(shí)用的、有價(jià)值的東西，在積累了一些實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)也更深刻的理解到了統(tǒng)計(jì)理論知識(shí)體系，為今后的學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)期里，我的感受和體會(huì)有很多，下面，我僅把主要情況做一下匯報(bào)，可能有些稚嫩，如果有不妥的地方還請(qǐng)老師批評(píng)指正。在參觀的時(shí)候我們見識(shí)到了書本中見識(shí)不到的實(shí)體機(jī)械，比如我們專業(yè)有關(guān)的掘進(jìn)機(jī)，在近處觀察掘進(jìn)機(jī)，工人是師傅為我們講解掘進(jìn)機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)和工作性質(zhì)，正好這時(shí)工人師傅要安裝一臺(tái)掘進(jìn)機(jī)的電動(dòng)機(jī)，我們在旁邊一起幫助和詢問一些相關(guān)的問題?！扒Ю镏?，始于足下”，這短暫而又充實(shí)的實(shí)習(xí)，我認(rèn)為對(duì)我走向社會(huì)起到了一個(gè)非常重要作用，對(duì)將來走上工作崗位也有著很大幫助。更重要的是要向他人虛心求教，遵守組織紀(jì)律和單位規(guī)章制度，與人文明交往等一些做人處世的基本原則都要在實(shí)際生活中認(rèn)真的貫徹，好的習(xí)慣也要在實(shí)際生活中不斷培養(yǎng)。好的習(xí)慣和他們的知識(shí)也會(huì)是我們?nèi)松械囊淮髮氋F的財(cái)富。這次實(shí)習(xí)更讓我肯定了做事先做人的道理，要明白做人的道理，如何與人相處是現(xiàn)代社會(huì)的做人的一個(gè)最基本的問題。對(duì)于自己這樣一個(gè)即將步入社會(huì)的人來說，需要學(xué)習(xí)的東西很多，他們就是最好的老師，正所謂“三人行，必有我?guī)煛保覀兛梢韵蛩麄儗W(xué)習(xí)很多知識(shí)、道理。在從百盛回來后我們真的覺得我們的實(shí)踐實(shí)在是太少了，所以我們申請(qǐng)到昕豐機(jī)械廠進(jìn)行實(shí)習(xí)我們抓住每一次實(shí)習(xí)機(jī)會(huì)讓我們了解和學(xué)習(xí)更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)阜新昕豐成立于 2007 年，位于阜新經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，下設(shè)阜新昕豐液壓機(jī)械有限公司、阜新哈瑪泰克科技工程有限公司、哈瑪泰克（大連）自動(dòng)化有限公司三個(gè)獨(dú)立公司，廠區(qū)占地面積 10 萬平米，已通過ISO9001：2000 版國際質(zhì)量體系認(rèn)證。業(yè)務(wù)范疇涉及數(shù)控成型機(jī)床生產(chǎn)線、工業(yè)自動(dòng)化控制、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、空調(diào)壓縮機(jī)滑片、礦山用設(shè)備零部件等。 在這次學(xué)習(xí)實(shí)習(xí)過程中我們見識(shí)了許多的液壓機(jī)械和一些常見的礦用機(jī)械，學(xué)習(xí)到了一些我們以后再工作中的必要知識(shí)讓我們更清楚的知道了我們以后的工作環(huán)境和我們工作的要點(diǎn)。通過這倆次的實(shí)習(xí)我們認(rèn)識(shí)到了自己的不足，和我們需要學(xué)習(xí)的一些東西，以后我們一定要在自己的工作崗位認(rèn)真工作學(xué)習(xí)，并且通過自己的努力來使我們的明天更好。指導(dǎo)教師意見 成績評(píng)定： 指導(dǎo)教師簽字：2015 年 3 月 20 日 實(shí)習(xí)單位意見負(fù)責(zé)人簽字：（單位蓋章）年 月 日備注注：實(shí)習(xí)結(jié)束時(shí)，由實(shí)習(xí)學(xué)生填寫本表后，交指導(dǎo)教師和實(shí)習(xí)單位簽署意見，最后交所在教學(xué)單位歸檔保管。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開 題 報(bào) 告 題 目 縱軸式掘進(jìn)機(jī)懸臂工作機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其截割減速器設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 教 師 院（系、部） 專 業(yè) 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 日 期 教務(wù)處印制一、選題的目的、意義和研究現(xiàn)狀目的：掘進(jìn)機(jī)截割機(jī)構(gòu)是掘進(jìn)機(jī)的主要組成部分，主要對(duì)截割頭的結(jié)構(gòu)形狀與幾何參數(shù)，截齒類型與布置以及工作參數(shù)對(duì)掘進(jìn)機(jī)截割性能。意義：截割效率和整機(jī)可靠性進(jìn)行設(shè)計(jì)，為了提高和改進(jìn)掘進(jìn)機(jī)工作性能，發(fā)展我國大口徑全斷面掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)業(yè)以及進(jìn)一步提高我國的盾構(gòu)研發(fā)能力、改善研發(fā)條件具有重大戰(zhàn)略意義。選題具有一定的實(shí)際意義。研究現(xiàn)狀和趨勢：早在上世紀(jì) 30 年代，的故意、前蘇聯(lián)、英國、美國等就開始了煤礦巷道掘進(jìn)機(jī)的研制，但巷道掘進(jìn)機(jī)得到廣泛性應(yīng)用還是在第二次世界大戰(zhàn)之后。1948 年，匈牙利開始研制 F系列的巷道掘進(jìn)機(jī)，當(dāng)時(shí)是為了適應(yīng)“房柱式”開采的需要[1]。1949 年生產(chǎn)的 F2 型掘進(jìn)機(jī)是世界上第一臺(tái)懸臂式掘進(jìn)機(jī)，不過當(dāng)時(shí)還未能實(shí)現(xiàn)懸臂式掘進(jìn)機(jī)的全部主要功能。1951 年匈牙利研制了采用履帶行走機(jī)構(gòu)的 F4 型懸臂式掘進(jìn)機(jī)。這種機(jī)型已經(jīng)具備了現(xiàn)代懸臂式掘進(jìn)機(jī)的雛形。F 系列掘進(jìn)機(jī)是目前懸臂式橫軸掘進(jìn)機(jī)的原始機(jī)型。 1971奧地利 ALPINE 公司在匈牙利 F 系列的基礎(chǔ)上研制了 AM-50 型掘進(jìn)機(jī)，并在此基礎(chǔ)上逐步形成了 AM 系列掘進(jìn)機(jī)。 1972 年德國引進(jìn)了 AM-50 型掘進(jìn)機(jī)，在半煤巖巷中使用，在此基礎(chǔ)上 EICKHOFF 公司自行研制出 EV-Ⅱ型掘進(jìn)機(jī)，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展成為 EVA 型掘進(jìn)機(jī)。1973 年 WESTFALIA 公司研制成功了 WAV-170 和 WAV-200 型掘進(jìn)機(jī)，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展成為 WAV 系列型掘進(jìn)機(jī)。F 系列、AM 系列和 WAV 系列掘進(jìn)機(jī)均采用橫軸截割機(jī)構(gòu)[2]。目前國外掘進(jìn)機(jī)主要生產(chǎn)國有：英、德、俄羅斯、奧地利、日本等國。所生產(chǎn)的掘進(jìn)機(jī)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于硬度 f 低于 8 半煤巖的采準(zhǔn)巷道掘進(jìn)，并擴(kuò)大到巖巷 [3]。中型機(jī)不移位截個(gè)斷面達(dá) 35~42㎡，多數(shù)機(jī)型能在縱向±16°、橫向 8°的斜坡上可靠工作，截割功率在 132~300KW，機(jī)重在 50~100t，切割巖石硬度 f 為 12.機(jī)電一體化已成為掘進(jìn)機(jī)發(fā)展趨勢，新推出的掘進(jìn)機(jī)可以實(shí)現(xiàn)推進(jìn)方向和斷面監(jiān)控、電動(dòng)機(jī)功率自動(dòng)調(diào)節(jié)、離機(jī)遙控操作及工況檢測和故障診斷，部分掘進(jìn)機(jī)實(shí)現(xiàn) PLC 控制，實(shí)現(xiàn)回路循環(huán)檢測[4]。我國懸臂式掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展大體分為 3 各階段。第一個(gè)階段是上世紀(jì) 60 年代初期到 70 年代末，這一階段主要是引進(jìn)國外掘進(jìn)機(jī)為主，在引進(jìn)的同時(shí)，我們的技術(shù)人員開始嘗試消化吸收，但研究水平低，主要以切割煤的輕型機(jī)為主。二、研究方案及預(yù)期結(jié)果縱軸式掘進(jìn)機(jī)懸臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)包括截割頭、伸縮機(jī)構(gòu)、截齒、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等部分，每部分都應(yīng)給出各種可行的方案、論述優(yōu)缺點(diǎn)，分析確定最終方案，即任何一個(gè)結(jié)構(gòu)都是經(jīng)過方案論證確定的、參數(shù)選擇含工作機(jī)構(gòu)各部分及其總體的結(jié)構(gòu)參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)、工作參數(shù)等。按照給定的設(shè)計(jì)任務(wù)要求，完成掘進(jìn)機(jī)截割機(jī)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算，設(shè)計(jì)計(jì)算符合工程技術(shù)規(guī)范要求，整理好技術(shù)資料，編寫設(shè)計(jì)說明書一份。三、研究進(jìn)度第一周 布置設(shè)計(jì)任務(wù)，熟悉設(shè)計(jì)內(nèi)容；第二、三周 參觀、實(shí)習(xí)、收集資料、了解機(jī)器的結(jié)構(gòu)原理和特點(diǎn)；第四、五周 總體方案確定，總體驗(yàn)算； 第六、七周 總體布置及參數(shù)選擇第八、九周 截割減速器設(shè)計(jì)階段；第十、十一周 總體驗(yàn)算； 第十二、十三周 總裝圖設(shè)計(jì)及草圖繪制，第十四、十五周 圖紙繪制階段；第十六周 整理說明書及完善圖紙。 四、主要參考文獻(xiàn)[1] 李曉豁，沙永東. 采掘機(jī)械. 冶金工業(yè)出版社，2011[2] 謝錫純，李曉豁主編. 礦山機(jī)械與設(shè)備. 中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2000 或 2007[3] 李貴軒 李曉豁 采煤機(jī)械設(shè)計(jì)[M].遼寧大學(xué)出版社, 1998.[4] 吳宗澤 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社 第一版 1989.[5] 段鵬文，毛君.工程機(jī)械[M].沈陽：東北大學(xué)出版社,2002.[6] 黃日恒編著. 懸臂式掘進(jìn)機(jī). 中國礦業(yè)大學(xué)出版社，1996.[7] 李貴軒，李曉豁，劉蘊(yùn)章編著. 掘進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì). 阜新礦業(yè)學(xué)院，1992[8] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1999.[9] 煤炭工業(yè)部生產(chǎn)司開拓處組織編寫. 掘進(jìn)機(jī)選型手冊. 煤炭工業(yè)出版社，1989.6[10] 李曉豁著. 掘進(jìn)機(jī)截割頭設(shè)計(jì)與研究. 中國華僑出版社，1997[11] 李曉豁著. 掘進(jìn)機(jī)截割的關(guān)鍵技術(shù)研究. 機(jī)械工業(yè)出版社，2007[12] 李曉豁. 部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)的總體布置與參數(shù)選擇 探礦工程，1998.(2),9~10[13] 陶馳東.采掘機(jī)械[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,1993.[14] 李建成．礦山裝載機(jī)設(shè)計(jì)．機(jī)械工業(yè)出版社[15] 李曉豁，謝錫純.礦山機(jī)械與設(shè)備[M].徐州:中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2000.五、指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師簽字： 縱軸式掘進(jìn)機(jī)懸臂工作機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其截割減速器設(shè)計(jì)摘要煤炭是目前以及未來一段時(shí)期內(nèi)我們國家得主要能源。煤炭工業(yè)是我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要基礎(chǔ)。掘進(jìn)機(jī)是應(yīng)用于隧道建設(shè)以及煤炭巷道機(jī)械化掘進(jìn)的一種重要的機(jī)械設(shè)備，而懸臂工作機(jī)構(gòu)直接參與截割工作機(jī)構(gòu)，期截割性能對(duì)整體的工作效率、可靠性和使用壽命，以及截割的經(jīng)濟(jì)效益都有直接的影響，是整機(jī)的綜合體現(xiàn)。在本次設(shè)計(jì)中的掘進(jìn)機(jī)是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)截割，裝載，運(yùn)輸?shù)木蜻M(jìn)機(jī)器。懸臂工作機(jī)構(gòu)是掘進(jìn)機(jī)的主要組成機(jī)構(gòu)，按照懸臂工作機(jī)構(gòu)的總體、動(dòng)力部分、傳動(dòng)部分以及執(zhí)行部分的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行掘進(jìn)機(jī)懸臂的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)時(shí)，動(dòng)力部分做選型計(jì)算，傳動(dòng)部分的截割減速機(jī)構(gòu)做具體的計(jì)算與校核。我所設(shè)計(jì)的課題是掘進(jìn)機(jī)懸臂工作的機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)以及截割減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)于提高和改進(jìn)掘進(jìn)機(jī)工作性能，發(fā)展我國大口徑全斷面掘進(jìn)機(jī)產(chǎn)業(yè)以及進(jìn)一步提高我國的盾構(gòu)研發(fā)能力、改善研發(fā)條件具有重大戰(zhàn)略意義。關(guān)鍵詞：截割減速器;懸臂工作機(jī)構(gòu);掘進(jìn)機(jī);IAbstractCoal is the main energy source of our country in the present and the future Coal industry is the important basis of economic construction in China. Boring machine is applied in tunnel construction and mechanized Drivage of coal roadway is a kind of important mechanical equipment and working mechanism of cantilever directly involved in cutting working mechanism, broken period cutting performance on the overall work efficiency, reliability and service life, and the cutting of the economic benefits have direct influence, is a comprehensive reflection of the whole.In this design, the tunneling machine is a driving machine that can achieve continuous cutting, loading, transportation Cantilever roadheader consisting mainly of institutions, in accordance with the cantilever overall, power part, transmission part and part of the implementation of the design ideas of cantilever roadheader design. In the design, the power part of the selection calculation, the transmission part of the cutting reducer to do the specific calculation and verification. The subject I designed is the mechanism design for the cantilever working in the tunneling machine, and the design of the cutting mechanism To enhance and improve the working performance of the boring machine, the development of China's large - diameter full face tunnel boring machine industry and further improve our shield ability of research and development, improve the R D conditions is of great strategic significance.Keywords: cutting reducer; cantilever working mechanism; tunneling machine;縱軸式掘進(jìn)機(jī)懸臂工作機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其截割減速器設(shè)計(jì)目錄1 掘進(jìn)機(jī)的作用 .11.1 國內(nèi)掘進(jìn)機(jī)技術(shù)與發(fā)展現(xiàn)狀 .12 懸臂的工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22.1 懸臂截割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì) .22.1.1 截割頭形式的選擇 22.1.2 伸縮機(jī)構(gòu)的確定 .32.1.3 截齒的類性 32.2 參數(shù)確定 32.2.3 截割機(jī)構(gòu)技術(shù)參數(shù)的初步確定 .53 截割減速器設(shè)計(jì) 93.1 傳動(dòng)類型的設(shè)計(jì) .93.2 齒輪傳動(dòng)比的分配 93.2.1 總傳動(dòng)比 93.2.2 各級(jí)傳動(dòng)比 .103.3 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 113.3.1 配齒計(jì)算 113.3.2 按齒面的接觸強(qiáng)度做出初算 傳動(dòng)中心距與模數(shù) 13CA?3.3.3 計(jì)算 傳動(dòng)的實(shí)際中心距變動(dòng)系數(shù) 和嚙合角 .15CA?AC?'AC?3.3.4 計(jì)算 傳動(dòng)的變位系數(shù) .153.3.5 計(jì)算 傳動(dòng)的實(shí)際中心距變動(dòng)系數(shù) 和嚙合角 16BC?CB?'CB?3.3.6 計(jì)算 傳動(dòng)的變位系數(shù) .163.3.7 幾何尺寸計(jì)算 .163.3.8 驗(yàn)算 傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度和齒根彎曲強(qiáng)度 .19CA?3.3.9 根據(jù)齒面接觸強(qiáng)度確定內(nèi)齒輪材料 .243.4 低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 243.4.1 配齒計(jì)算 .243.4.2 按接觸強(qiáng)度初算 傳動(dòng)的中心距和模數(shù) 25CA?3.4.3 計(jì)算 傳動(dòng)的實(shí)際中心距變動(dòng)系數(shù) 和嚙合角 .28?AC?'AC?3.4.4 計(jì)算 傳動(dòng)的變位系數(shù) .293.4.5 計(jì)算 傳動(dòng)的中心距變動(dòng)系數(shù) 和嚙合角 .29BCCB?'CB3.4.6 計(jì)算 傳動(dòng)的變位系數(shù) .29?3.4.7 幾何尺寸計(jì)算 .303.4.8 驗(yàn)算 傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度和齒根彎曲強(qiáng)度 .32CA3.4.9 根據(jù)齒面接觸強(qiáng)度確定內(nèi)齒輪材料 .363.5 輸入輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 373.5.1 輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 373.5.2 輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 393.6 減速器軸承的校核 423.6.1 齒輪用軸承的選擇 .423.6.2. 輸入輸出軸用軸承的選擇 .48縱軸式掘進(jìn)機(jī)懸臂工作機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其截割減速器設(shè)計(jì)3.7 減速器的潤滑和密封 .493.7.1 減速器潤滑 493.7.2 密封方式 494 截割頭軸的計(jì)算校核 504.1 截割頭軸的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核 .504.2 截割頭軸用軸承的選擇和校核 555 結(jié)論 57致謝 .58參考文獻(xiàn) 59附錄 A.60附錄 B .64縱軸式掘進(jìn)機(jī)懸臂工作機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其截割減速器設(shè)計(jì)01 掘進(jìn)機(jī)的作用1.1 國內(nèi)掘進(jìn)機(jī)技術(shù)與發(fā)展現(xiàn)狀隨著采煤技術(shù)的發(fā)展煤礦生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，大型礦井下大都開始采用全煤巷布置開采方式。采煤的工作面推進(jìn)速度也比以前快的多，因而使煤礦井下的煤巷掘進(jìn)工作量大幅增加所以掘進(jìn)機(jī)工作效率也有了較高的要求。出于安全考慮巷道采用炮掘已經(jīng)被嚴(yán)格要求。故掘進(jìn)機(jī)是我國煤巷道掘進(jìn)的重要設(shè)備。我國20世紀(jì)80年代初大批引進(jìn)煤炭采掘設(shè)備，進(jìn)過消化吸收和一些民營資本的進(jìn)入，是我國的掘進(jìn)設(shè)備有了長足發(fā)展與創(chuàng)新。1.2 掘進(jìn)機(jī)在煤礦領(lǐng)域中的作用掘進(jìn)機(jī)主要由行走機(jī)構(gòu)，工作機(jī)構(gòu)，裝運(yùn)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)組成。隨著行走機(jī)構(gòu)向前推進(jìn)，工作機(jī)構(gòu)中的切割頭不斷破碎巖石，并將碎巖運(yùn)走。有安全、高效和成巷質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，但造價(jià)大，構(gòu)造復(fù)雜，損耗也較大。掘進(jìn)機(jī)的主要功能是剝落煤巖，能掘出不同的巷道斷面尺寸。在給定所掘巷道的地質(zhì)情況下，有較高的生產(chǎn)率。而且掘進(jìn)機(jī)在井下不但用于巷道的掘進(jìn)，在對(duì)一些特殊的煤和煤巖也起到采掘作用。并且在截割過程中動(dòng)載荷小，生成的粉塵少，比能耗低，取代了人工鉆眼放炮的原始掘進(jìn)方法，掘進(jìn)機(jī)自身攜帶裝載、轉(zhuǎn)載以及獨(dú)立的行走機(jī)構(gòu)，提高了井下工人們的工作環(huán)境、工作效率和井下安全系數(shù)。12 懸臂的工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.1 懸臂截割機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)2.1.1 截割頭形式的選擇方案一掘進(jìn)機(jī)的截割機(jī)構(gòu)采用橫軸式截割頭，橫軸式的懸臂掘進(jìn)機(jī)一般用于軟巖掘進(jìn)，橫軸式的截割頭的截割性能好，橫軸式的截割頭的頭體多為厚鋼板的組焊結(jié)構(gòu)或者螺釘連接結(jié)構(gòu)，由左右對(duì)稱的兩個(gè)半球體組成。截割頭是通過漲套式的聯(lián)軸器和減速器輸出軸相連，可起到過載保護(hù)。橫軸式截割頭結(jié)構(gòu)較為的復(fù)雜。截割頭掏槽時(shí)橫軸式的推進(jìn)方式與截割力方向基本一致，必須用較大的進(jìn)給力，如果用行走機(jī)構(gòu)進(jìn)給掏槽，則應(yīng)加大行走功率，而且最大截割深度最大不能超過2/3的截割直徑，這不便于挖柱窩。橫軸式的截割頭在掘進(jìn)巷道時(shí)在工作面某一位置沿巷道掘進(jìn)方向切進(jìn)一定深度，然后截割頭上下左右擺動(dòng)擴(kuò)大截割范圍，實(shí)現(xiàn)對(duì)全工作面的截割，但要注意點(diǎn)是由于橫軸式的截割頭的結(jié)構(gòu)所限，不容許完全做垂直擺動(dòng)截割，否則兩截割頭中間部分將觸媒，增大了工作的阻力。方案二掘進(jìn)機(jī)的截割機(jī)構(gòu)采用縱軸式截割頭，縱軸式的懸臂掘進(jìn)機(jī)采用二級(jí)的行星齒輪作為傳動(dòng)。它的特點(diǎn)是同軸傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，傳遞功率大，傳動(dòng)效果好，在推進(jìn)過程中方向幾乎垂直截割方向，因而只需較小的進(jìn)給力，而且截割深度可由幾厘米到整個(gè)截割頭長度任選。在巷道掘進(jìn)中縱軸截割頭可以朝任何方向擺動(dòng)，因而可以選擇巖層較弱、阻力最小的方向截割，同時(shí)還能掘出平整的巷道。縱軸式的截割頭在掘進(jìn)巷道時(shí)截割頭首先要鉆進(jìn)工作面一定深度，然后橫向擺動(dòng)截割，達(dá)到巷道邊界后，沿垂直方向截割一定高度，在水平擺動(dòng)截割，如此循環(huán)往復(fù)，直到完成對(duì)全工作面的截割。使用縱軸式的懸臂機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。縱軸式懸臂掘進(jìn)機(jī)由截割機(jī)構(gòu)，裝載機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)臺(tái)，液壓系統(tǒng)，行走機(jī)構(gòu)，電氣系統(tǒng)，后支撐和轉(zhuǎn)載機(jī)構(gòu)等組成。截割頭是由截割機(jī)構(gòu)上的電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)。行走，運(yùn)輸和轉(zhuǎn)載的動(dòng)力則是由安裝在本體部的電動(dòng)機(jī)和液壓馬達(dá)縱軸式掘進(jìn)機(jī)懸臂工作機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其截割減速器設(shè)計(jì)2提供。截割臂的上下，左右擺動(dòng)，鏟板起落，后支撐支地和伸縮部伸縮都是由液壓油缸來實(shí)現(xiàn)的 [6]2.1.2 伸縮機(jī)構(gòu)的確定伸縮機(jī)構(gòu)分為內(nèi)伸縮式和外伸縮式。內(nèi)伸縮式的結(jié)構(gòu)具有尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，伸縮靈活。所以采用內(nèi)伸縮式的伸縮機(jī)構(gòu)。內(nèi)伸縮式結(jié)構(gòu)是由保護(hù)筒，伸縮內(nèi)筒，伸縮外筒，花鍵套，密封座，主軸，軸承，隔套，旋轉(zhuǎn)密封、油封等構(gòu)成。位于截割頭和減速器，通過花鍵聯(lián)接使主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)截割頭旋轉(zhuǎn)，通過油缸伸縮帶動(dòng)伸縮部實(shí)現(xiàn)伸縮的機(jī)構(gòu)。2.1.3 截齒的類性選擇截齒類型的時(shí)候，應(yīng)綜合考慮煤巖的堅(jiān)固性、抗截強(qiáng)度、脆性程度、所含夾石層的軟硬等因素。一般來說煤質(zhì)堅(jiān)硬、節(jié)理和層理都不明顯、裂隙不發(fā)達(dá)的煤巷，可選用刀形齒。但因其徑向安裝，刀體部分承受彎矩較大容易斷裂，所以刀體應(yīng)有較高的強(qiáng)度。對(duì)于煤質(zhì)硬而脆、且含有硬夾石的煤層，應(yīng)選用鎬形齒。這種截齒的強(qiáng)度大、耐磨，而且截割阻力的方向近于截齒的軸線方向，齒身所受彎矩??；齒的固定方法也比較簡單。如果合理設(shè)計(jì)，可使截齒在截割過程中旋轉(zhuǎn)，自磨刀，保持齒尖銳利，減少截割阻力，延長截齒壽命。所以這種截齒在掘進(jìn)機(jī)截割頭上使用較多。 2.2 參數(shù)確定2.2.1 懸臂的長度和回轉(zhuǎn)角度的確定根據(jù)上文的結(jié)構(gòu)選擇，伸縮機(jī)構(gòu)類型采用內(nèi)伸縮式。(1)伸縮量。伸縮量要大于或等于截深，考慮伸縮部的結(jié)構(gòu)和機(jī)器工作的穩(wěn)定性，懸臂伸縮量一般為 500~600mm，設(shè)計(jì)任務(wù)書中給出 500mm，選取 500mm。(2)懸臂長度和擺角通常情況下，巷道的形狀和規(guī)格確定后，按照巷道和最大高度和上下寬度，結(jié)合巷道數(shù)據(jù)，基本可以確定懸臂的長度和擺角。最大掘高 4.5m，上擺角 ，下擺角 ，取水平擺角 = 。?451???352????33最大掘?qū)?5.5m 下，懸臂長為：(2-1)maL3941503sin/280????即懸臂長為 3941mm( 為垂直回轉(zhuǎn)中心 至水平回轉(zhuǎn)中心 的距離，取 650mm)。a1O2O回轉(zhuǎn)中心高：(2-2)H.2583sin5.4????(2-3)??4i.0即 mm 盡量降低重心，取 H=1600mm。0.138?H根據(jù)幾何關(guān)系確定上擺角和下擺角。既上擺角 ，下擺角 。??321???28?2.2.2 可掘斷面參數(shù)的確定最大寬度(當(dāng)懸臂在水平位置擺動(dòng)時(shí))：(2-4)?sin)(201maxLB??， ， ， ；5.max?4501ma65?3?上部寬度(當(dāng)懸臂在上極限位置左右擺動(dòng)時(shí))：(2-5)??sin)co(2101LB?， 8.4??32下部寬度(當(dāng)懸臂在下部位置左右擺動(dòng)時(shí))：(2-6)??sin)co(220aLB?，m.5??8上擺高度： (2-101sinH7) 4.201?下擺高度： (2-8)sin?LmH.20縱軸式掘進(jìn)機(jī)懸臂工作機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其截割減速器設(shè)計(jì)4臥底深度： (2-9))sin(i230???Lh， m25?0巷道高度： (2-H5.4201?10)可掘最大斷面： (2-11)2max01max012max02[()()]3.62SBBH???式中： —切割頭前端至垂直回轉(zhuǎn)中心 的距離；01L1O—垂直回轉(zhuǎn)中心 至水平回轉(zhuǎn)中心 的距離；a12—水平回轉(zhuǎn)時(shí)，懸臂的擺角；?—垂直回轉(zhuǎn)的上擺角；1?—截割到巷道底面時(shí)，垂直回轉(zhuǎn)的下擺角；2—臥底時(shí)，懸臂垂直回轉(zhuǎn)的最大下擺角，可根據(jù)臥底深度來定，一般可取 3mm，這里取 250 mm。0~10?h2.2.3 截割機(jī)構(gòu)技術(shù)參數(shù)的初步確定1 截割頭的有關(guān)參數(shù)的確定(1)截割速度與擺角速度在截割功率一定，切割的速度決定著截割力矩與截割力大小。截割力矩為 3012??nNMC?平均截割力 /DPcc平均單齒截割力 mCZ1?式中： 5—為切割頭平均直徑，m；0D—為切割頭的轉(zhuǎn)速，r/min；n—為切割力矩， ；CMmN?—平均切割力，N；P—平均單齒切力，N；C1—同時(shí)工作齒數(shù)，可用總齒數(shù)一半。mZ懸臂式掘進(jìn)機(jī)能達(dá)到的最大截割力總是與其截齒截割的速度相關(guān)。截割速度的選取一般取決于被截割巖石的特性， 在 1～5m/s 中間選用。 本設(shè)計(jì)要求，確定的截割的速度為 2.0m/s。掘進(jìn)機(jī)對(duì)煤巖性質(zhì)具有一定的范圍，通常在半煤巖中，可以選合理的工作擺動(dòng)速度，在硬一點(diǎn)得半煤巖中取 ，在中硬煤巖石，擺動(dòng)速度不可3~2?bVm/in0.2~51m/in以過大，取 。5.1/i本設(shè)中，選取擺動(dòng)速度為 1.4 。/in(2)截割頭的直徑截割頭的直徑通常指其平均直徑，它決定著掘進(jìn)機(jī)的生產(chǎn)率和截齒的截割能力并與巷道斷面大小有關(guān)。根據(jù)公式求得截割頭橫截面積（2-12）jvQSte?式中：；hmQtt 380理 論 截 割 生 產(chǎn) 率 ；—。svvjj 2?掘 進(jìn) 機(jī) 截 割 速 度 ；367.01mSe?縱軸式掘進(jìn)機(jī)懸臂工作機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其截割減速器設(shè)計(jì)6根據(jù)公式得截割頭平均直徑（2-13）2e???????DS?求得平均直徑 mD921(3)截割頭的長度截割頭的長度是指截割頭沿軸線方向的長度，其值大小不僅影響掘進(jìn)機(jī)工作的循環(huán)時(shí)間，而且還和煤巖的性質(zhì)及其壓張效應(yīng)有關(guān)。因此，必須嚴(yán)格地選取。若截割頭較長，雖對(duì)提高掘進(jìn)機(jī)的生產(chǎn)率有利，但卻使截割阻力和比能耗增加。如果截割頭設(shè)計(jì)得太短，雖然可以利用自由面和地壓作用，但由于鉆進(jìn)深度小將使掘進(jìn)機(jī)推進(jìn)速度降低。根據(jù)掘進(jìn)機(jī)理論生產(chǎn)率：（2-14）btDLvQ06??式中：—理論截割生產(chǎn)率； ；tQhmt38—煤巖松散比； ；0?5.10??—截割頭平均直徑； ；DD92—截割頭長度；L—橫切速度（懸臂的擺動(dòng)速度）； 。bv min4.1vb?689.092.56080 ???btDQL?故截割頭長度取 m692 截割頭的轉(zhuǎn)速確定掘進(jìn)機(jī)的截割頭轉(zhuǎn)速根據(jù)公式為：（2-15） 60nvj??式中： —截割速度； ；jvsmvj2—截割頭平均直徑； 。DD91?7n49.192.06mirn???故該掘進(jìn)機(jī)截割頭轉(zhuǎn)速選取 。mi4r?3 電動(dòng)機(jī)的選擇利用能耗法比能耗的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估算截割功率 N(2-16)LDvH?60?式中：—比能耗， ；?H3h/mkW4???—截割頭擺動(dòng)速度， ；v/in.1Hv—截割深度， ；L6.0L—截割頭平均直徑， 。D92.?DkW34.129.046.1??N根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) MT477-1996YBU 系列掘進(jìn)機(jī)用隔爆型三相異步的電動(dòng)機(jī)，確定截割功率為 160kw，額定電壓 AC1140 /660 V，轉(zhuǎn)速 1483rpm，選用 YBUD-160/100-4/8 型掘進(jìn)機(jī)專用防爆水冷型三相異步電動(dòng)機(jī)。數(shù)據(jù)如表 2-1 所示。表 2-1 電 動(dòng) 機(jī) 技 術(shù) 數(shù) 據(jù)Table 2-1 motor technical data型號(hào)功率 kW額定電壓 V轉(zhuǎn)速rpm效率%功率因數(shù)額定轉(zhuǎn)矩冷卻方式工作制絕緣等級(jí)重量kgYBUD160/100160/100660/11401483/733rpm0.925/0.900.88/0.692.0 外殼水冷S2 H 2690縱軸式掘進(jìn)機(jī)懸臂工作機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其截割減速器設(shè)計(jì)83 截割減速器設(shè)計(jì)3.1 傳動(dòng)類型的設(shè)計(jì)行星齒輪的傳動(dòng)具有多分流傳動(dòng)，低壓力嚙合，作用力平衡與運(yùn)行多變性等諸多特點(diǎn)，所以同等工作條件下和定軸齒輪傳動(dòng)相比，行星齒輪傳動(dòng)具有外形尺寸小，重量輕，傳動(dòng)效率高，工作可靠和同軸傳動(dòng)等一些優(yōu)點(diǎn)，國內(nèi)外縱軸式掘進(jìn)機(jī)的截割結(jié)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)都采用行星齒輪傳動(dòng)，以提高承載能力、效率和可靠性的同時(shí)，也盡可能地減輕重量，縮小外廓尺寸，降低制造成本。不但要傳動(dòng)裝置體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，而且滿足一定的強(qiáng)度要求和減速比要求。故這種工作機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置多采用行星齒輪傳動(dòng)，來滿足要求。若采用一級(jí)減速，則傳動(dòng)比太大，導(dǎo)致齒輪結(jié)構(gòu)很難滿足現(xiàn)實(shí)要求，所以，決定采用二級(jí)齒輪減速。齒輪系的選取有定軸輪系與周轉(zhuǎn)輪系兩種。由于懸臂使用內(nèi)伸縮式，電動(dòng)機(jī)，聯(lián)軸器，的減速器相對(duì)于軸向是固定的，傳動(dòng)裝置體積小，結(jié)構(gòu)緊湊等考慮，采用雙級(jí)行星齒輪傳動(dòng)。工作機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)布置圖 3-1。圖 3-1 傳動(dòng)系統(tǒng)Figure 3-1 transmission system3.2 齒輪傳動(dòng)比的分配確定總傳動(dòng)比并根據(jù)傳動(dòng)比分配理論分配各級(jí)傳動(dòng)比,并選擇齒輪齒數(shù)。3.2.1 總傳動(dòng)比(3-1)24.36182?ni93.2.2 各級(jí)傳動(dòng)比和 分別為高速級(jí)傳動(dòng)比和總傳動(dòng)比。?i用角標(biāo) 表示高速級(jí)參數(shù)， 表示低速級(jí)參數(shù)。設(shè)高速級(jí)與低速級(jí)外嚙合齒輪材料、?齒面硬度相同，則 ???limliH?（3-2）1??Bd式中：—低速級(jí)內(nèi)齒輪的分度圓直徑；BId—高速級(jí)內(nèi)齒輪的分度圓直徑。I（3-3）2?????WNHVcds ZKCA??式 中 ：—中 間 變 量 ；A—行 星 輪 數(shù) 目 ， ， ；?sC3??s5?s—分 度 圓 的 齒 寬 系 數(shù) ， ；?d?2.1?d?—齒 面 工 作 硬 化 系 數(shù) ， ；?WZ???WZ—載 荷 分 布 系 數(shù) ， ；?cCkK??cK—接 觸 強(qiáng) 度 的 載 荷 系 數(shù) ， 。??H 2???NHVZ?4.135?A8?BE縱軸式掘進(jìn)機(jī)懸臂工作機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其截割減速器設(shè)計(jì)10345678102E=iIi圖 3-2 傳動(dòng)比分配圖Figure 3-2 ratio distribution diagram由圖 3-2 可得 5.6??i（3-4）96.45.23??i3.3 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算3.3.1 配齒計(jì)算選擇確定行星輪數(shù)目取 ，因?yàn)?距達(dá)到的傳動(dòng)比較遠(yuǎn)，所以可以不計(jì)算3?SC5.6?BAXi鄰接的條件。確定告訴軸中個(gè)齒輪齒數(shù)，行星減速器齒輪傳動(dòng)的配齒公式來計(jì)算。（3-5）nCZisABX?（3-6）ASB?（3-7）)(21'CZ?式中：—行星的減速器高速級(jí)減速比， ；BAXi 5.6BAXi11—行星的減速器高速級(jí)的中心輪齒數(shù)；AZ—整數(shù)， ；n19?—行星的減速器高速級(jí)的內(nèi)齒輪齒數(shù)；B—行星的減速器高速級(jí)的行星輪齒數(shù)。'CZ 1935.6??AZ4891??BZ5.)(2' ?C表 3-1 行星輪數(shù)目與傳動(dòng)比的關(guān)系Table 3-1 the planets round number to the transmission ratio傳動(dòng)比范圍行星輪數(shù)目 sC??BAXi3 2.1～13.74 2.1～6.55 2.1～4.7采 用 了 不 等 角 變 位 。 可 取 或19?CZ20C若 取 ， 則 ， 由 文 獻(xiàn) [16]可 查 出 適 用 預(yù) 計(jì) 的 嚙 合 角 在20?CZ9.48??ABj、 到 、 的 范 圍 內(nèi) ； 若 取 ， 則?'A??3'B''3021??C???2'CB 9?CZ， 適 用 預(yù) 計(jì) 的 嚙 合 角 在 、 到 、.1948???CABZj ''30?AC?''4017?B''3026??AC?的 范 圍 內(nèi) 。?2'B?取 時(shí)，不符合不等角變位的選擇條件、且各齒輪齒數(shù)間存在公因數(shù)。應(yīng)取0?C縱軸式掘進(jìn)機(jī)懸臂工作機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其截割減速器設(shè)計(jì)12且符合公因數(shù)條件，預(yù)取 。19?CZ ''3026??AC?3.3.2 按齒面的接觸強(qiáng)度做出初算 傳動(dòng)中心距與模數(shù)?電動(dòng)機(jī)輸入轉(zhuǎn)矩 IT???nP950 (3-8)式中：— 電動(dòng)機(jī)的功率， ；?PkW160?— 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速， ；?nrpm483??nmN10395????T在 傳動(dòng)中，對(duì)中心輪的傳遞轉(zhuǎn)矩CA?A（3-9）csKCT??式中：— 電動(dòng)機(jī)輸入的轉(zhuǎn)矩， ； ?TmN103??— 行星輪個(gè)數(shù)， ；sC?sC— 載荷的不均勻系數(shù)，由文獻(xiàn) [16]查得 。cK15.?cKmN39.0??AT齒數(shù)的比： 1.29?ACZu中心輪與行星輪材料使用 滲碳淬火處理，中心輪與行星輪齒面硬度均為rMo20，則試驗(yàn)齒輪接觸疲勞的極限為 。HRC63~5 2limN/150H?齒輪中心輪的許用的接觸應(yīng)力（3-10）lilimHXWRVNHPSZ??13式中：— 計(jì)算接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)，根據(jù)文獻(xiàn) [17]查得 ； NZ 1?NZ— 速度系數(shù)，根據(jù)文獻(xiàn)查得 ；V 9.0?VZ— 粗糙度系數(shù)，根據(jù)文獻(xiàn)查得 ；R 1R— 工作硬化系數(shù)，根據(jù)文獻(xiàn)查得 ；WZW— 接觸強(qiáng)度計(jì)算尺寸系數(shù)，根據(jù)文獻(xiàn) [17]查得 ；X 1?XZ— 計(jì)算接觸強(qiáng)度為最小安全系數(shù)根據(jù)文獻(xiàn)查得 。limHS limHS2N13509.50??HP?中齒面的強(qiáng)度計(jì)算公式可以計(jì)算出中心距(3-10)??321HPaAauKT???式中：— 鋼與鋼配對(duì)齒輪副常系數(shù) ； aA483?a— 齒數(shù)比 ；u1.2?u— 載荷系數(shù) 由文獻(xiàn) [16]查得 ；K.1K— 齒寬系數(shù)， ；a?7.0a?— 許用的接觸應(yīng)力 。HP?2mN135?HP???m961350.708.4832????a齒輪模數(shù)： （3-11）8.6192???CAzam圓整之后取模數(shù) 。8傳動(dòng)的未變位時(shí)的中心距CA?縱軸式掘進(jìn)機(jī)懸臂工作機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其截割減速器設(shè)計(jì)14m12)9(28)(2???CAACZma按之前取嚙合角 ，可得出 傳動(dòng)中心距的變動(dòng)系數(shù)''306????????????1cos21'ACACZ??式中 —標(biāo)準(zhǔn)壓力角， 。??0???704.1326cos0192'???????????AC?則 傳動(dòng)的實(shí)際的中心距CA? m63.17804.1' ???maAC?圓整后取實(shí)際中心距 。18'?3.3.3 計(jì)算 傳動(dòng)的實(shí)際中心距變動(dòng)系數(shù) 和嚙合角CA?AC?'AC?傳動(dòng)的實(shí)際中心距變動(dòng)系數(shù) AC?（3-12）ma??'式中 —圓整后的實(shí)際的中心距， ；'a18'— 傳動(dòng)未變位時(shí)的中心距， 。AC?2ACa75.08???傳動(dòng)的嚙合角 'AC?89.02cos1cscos''???aAC''5326?3.3.4 計(jì)算 傳動(dòng)的變位系數(shù)CA?(3-13)???tan2'iviZxACAC????式中：15—嚙合角的漸開線函數(shù)， ；'ACinv?037958.'?ACinv?—標(biāo)準(zhǔn)壓力角的漸開線函數(shù)， 。1??.07294.09????ACx利用文獻(xiàn)校核 ， 在許用區(qū)內(nèi)。A分配變位系數(shù)，得 51.0?x365.0.8???AC3.3.5 計(jì)算 傳動(dòng)的實(shí)際中心距變動(dòng)系數(shù) 和嚙合角B?CB?'CB?傳動(dòng)的未變位時(shí)的中心距C（3-13）????m1694822???CBCZma5.01'??92376.cos86cscos'' ??aCB''' 0231??3.3.6 計(jì)算 傳動(dòng)的變位系數(shù)?(3-14)???tan2'iviZxCBBC???式中：—嚙合角得漸開線函數(shù)， 。'CBinv?017.'?CBiv??265.294.8148?????CBx3.065.03.3.7 幾何尺寸計(jì)算幾何尺寸計(jì)算公式由表 3-2，計(jì)算各個(gè)齒輪分度圓直徑： m7298??AZd34?B縱軸式掘進(jìn)機(jī)懸臂工作機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其截割減速器設(shè)計(jì)16m15298???CZd式中：—分別是中心輪、內(nèi)齒輪和行星輪的分度圓的直徑 。CBAd ??計(jì)算各個(gè)齒輪齒頂高齒頂高變位系數(shù) ????13.075.36.051.????????ACACx?? .2BB計(jì)算 傳動(dòng)時(shí)中心輪和行星輪齒頂高 A?（3-15）??mxhACaA??????式中：—齒頂高系數(shù)， ；?ah1?ah—齒輪模數(shù)， 。mm8???m08.13.051.????aA .9.6.??xhCaC?計(jì)算出 傳動(dòng)時(shí)的行星輪和內(nèi)齒輪齒頂高B?????8.105.3.01?????????mxCBaC? m96.4.6.?hB由于在行星傳動(dòng)中，行星輪主要與中心輪嚙合，而與內(nèi)齒輪的嚙合精度不要求太高，所以選 。m8.10?aCh計(jì)算各個(gè)齒輪的齒根高(3-16)??mxchAafA????式中：—齒根系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值， ；?c25.0?c—齒輪模數(shù)， 。mm8?17??m8.51.025?????fAh04.163.??mxcBafB??8.75.021hCfC表 3-2 齒 輪 傳 動(dòng) 幾 何 尺 寸 計(jì) 算Table 3-2 gear geometry size calculation計(jì)算公式及說明項(xiàng)目 代號(hào)直齒輪（外嚙合、內(nèi)嚙合）分度圓直徑 d21mzd?齒頂高變動(dòng)系數(shù) y???yxy???1齒頂高 ahha????221齒根高 f ??mxcaff 2211??齒高 h2211fah??外嚙合 2211aad齒頂圓直徑 內(nèi)嚙合 ad2211aah???齒根圓直徑 f 2211ffd?各個(gè)齒輪的齒頂圓直徑 m16.9408.27????aAaAhd縱軸式掘進(jìn)機(jī)懸臂工作機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其截割減速器設(shè)計(jì)18m08.37496.2384????aBaBhd.1.15?CC各個(gè)齒輪的齒根圓直徑 24.608.72????fAfAhdm9.35.134?fBfB84.70.25fCfChd計(jì)算齒輪的齒寬中心輪齒寬m4.5072.???Adb?圓整后取中心輪齒寬 ，m50A行星輪齒寬 ，4Cb內(nèi)齒輪齒寬 。16?B3.3.8 驗(yàn)算 傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度和齒根彎曲強(qiáng)度A?（1） 中心輪齒面接觸強(qiáng)度校核中心輪輸入轉(zhuǎn)矩(3-17)npT950?式中：—電動(dòng)機(jī)功率， ；PkW160P—電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)， 。nrpm483?nmN10348695???T端面內(nèi)分度圓上的名義切向力 dF231?式中：19—中心輪輸入轉(zhuǎn)矩， ；TmN103??T—中心輪的分度圓直徑， 。d72dN9537103??F中心輪齒面接觸應(yīng)力 的計(jì)算HA?= （3-18）????????????ZKubdEHHVA211??式中：—端面內(nèi)分度圓上的名義切向力， ；F N9537?F—分度圓直徑， ； dm72?d—齒寬， ；b50—齒數(shù)比， ； u1.u—使用系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 ； AK75.1?AK—?jiǎng)虞d系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 ；V V—齒向載荷分布系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 ； ?H 52.1?H—齒間載荷分布系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 ；?K.??K—節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 ；HZ 8.1HZ—彈性系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 ；E .9E—重合度系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 。 ? .0????? 9.081.2.5.17.21.507293 ??????? ?????HA?= mN18中心輪許用齒面接觸應(yīng)力 的計(jì)算HP?=HP?limlimXWRVNSZ2mN13509.50??縱軸式掘進(jìn)機(jī)懸臂工作機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其截割減速器設(shè)計(jì)20HPHA????13508安全系數(shù)： lim124.HP SS??中心輪齒面的強(qiáng)度符合要求。（2） 中心輪齒根彎曲強(qiáng)度校核中心輪齒根應(yīng)力 的計(jì)算FA?(3-19)bmYKeSFVA???式中：—端面內(nèi)分度圓上的名義切向力， = F N9537—齒寬， = bm50—模數(shù)， = 8—使用系數(shù)， ； AK7.1?AK—?jiǎng)虞d系數(shù)， ； VV—載荷分布系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 ；?F 8.1??FK—載荷分配系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 ； ?K2.?—齒形系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 ；FY75.FY—修正系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 ； ?S .1??S—重合度系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 。 e 35.e??.17.218.75.180953 ????FA? 2mN594?中心輪許用齒根應(yīng)力 的計(jì)算FP?limlimFXRreltstSY??式中：—彎曲疲勞極限， ； limF?2limN50F?—應(yīng)力修正系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 ；stY?stY21—敏感系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 ； reltY? 1?reltY?—表面系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 ；Rrelt .Rrelt—尺寸系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 ； X 98.0X—安全系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 。limFS 2.1lim?FS.980.1250??FP?2NFPFA??4安全系數(shù)： 2.15.198lim??PSS中心輪齒根強(qiáng)度符合要求。（3） 行星輪齒面接觸強(qiáng)度校核行星輪齒面接觸應(yīng)力 的計(jì)算HC?= (3-20)????????????ZKubdFEHHVA211??式中：—分度圓直徑， ； dm152?—齒寬， ；b40—齒向載荷分布系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 ；?HK3.1??HK—齒間載荷分布系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 ；? 0.?—重合度系數(shù)，由文獻(xiàn)查得 [17] 。?Z1?Z?? 18.9.3.75.21.40152937 21??????? ????HC?= mN8行星輪許用齒面接觸應(yīng)力 的計(jì)算HP?=HP?limlimXWRVNSZ2mN13509.50??縱軸式掘進(jìn)機(jī)懸臂工作機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及其截割減速器設(shè)計(jì)22HPHC????1350784安全系數(shù)： lim172.HP SS??所以行星輪齒面強(qiáng)度符合要求。（4） 行星輪齒根彎曲強(qiáng)度校核行星輪齒根應(yīng)力 的計(jì)算FC?(3-21)bmYKeSFVA???式中：—齒寬， = ； bm40—載荷分布系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 ；?FK5.1??F—載荷分配系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 ； ? 0.?K—齒形系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 ；FY5.2FY—修正系數(shù)，由文獻(xiàn) [17]查得 。?S 7.1??S??35.2.05.7.1840953 ????FC? 2mN.469?行星輪許用齒根應(yīng)力 的計(jì)算FP?limlimXRreltstFPSY? 2.1980.250?2FPFC?89.46安全系數(shù)： 2.1.12lim???FPSS?所以行星輪齒根強(qiáng)度符合要求。233.3.9 根據(jù)齒面接觸強(qiáng)度確定內(nèi)齒輪材料（3-22）2limN/.709.09.081.2517.593? ???????XWRVNEHAHZKudbF???根據(jù) 選用內(nèi)齒輪材料為 并進(jìn)行表面淬火和氮化，表面硬度達(dá)limH?CrMo即可。B280~43.3.10 驗(yàn)算 傳動(dòng)的齒面接觸強(qiáng)度和齒根彎曲強(qiáng)度C?傳動(dòng)中齒輪為內(nèi)嚙合，行星齒輪傳動(dòng)的承載能力主要取決于外嚙合，故傳動(dòng)的校核可以省略。C?3.4 低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算3.4.1 配齒計(jì)算取 ，由于 距可能達(dá)到的傳動(dòng)比極限較遠(yuǎn)，所以可以不檢驗(yàn)鄰接條件。5?SC5.6?BAXi確定各齒輪齒數(shù)，減速器齒輪傳動(dòng)的配齒公式計(jì)算。(3-23)nCZisABX?ASBZn??)(21'C式中：—行星減速器低速級(jí)減速比， ；BAXi 5.6?BAXi—行星減速器低速級(jí)中心輪齒數(shù)；Z