中文譯文光電觸覺(jué)傳感器在采煤機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用——用于在地下煤炭開(kāi)采中辨認(rèn)巖石表面摘要 在傳統(tǒng)采礦業(yè)中自動(dòng)化的應(yīng)用并沒(méi)有很成功。很多時(shí)候自動(dòng)化的益處被認(rèn)為是解決了許多采礦業(yè)所面對(duì)的諸如增加安全性和提高生產(chǎn)率等各種問(wèn)題。這些應(yīng)用的引入在許多情況下并沒(méi)有充分考慮采礦環(huán)境。因此，有效的技術(shù)往往在還沒(méi)有機(jī)會(huì)展示其真正的能力之前被貼上了失敗的標(biāo)簽。因此，我們認(rèn)為，要在采礦系統(tǒng)或子系統(tǒng)中有效的發(fā)展自動(dòng)化技術(shù)，需要投入最少的操作者。這可以從幾個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)。首先，通過(guò)縮小自動(dòng)化采礦系統(tǒng)中必須操作的域名，這樣不太復(fù)雜的自動(dòng)化技術(shù)可以得到強(qiáng)勁的應(yīng)用?；蛘?，通過(guò)更精密的控制技術(shù)要求，可以對(duì)由于非結(jié)構(gòu)化的地質(zhì)多樣性和不可預(yù)測(cè)的環(huán)境所導(dǎo)致的采礦操作環(huán)境的不明情況作出靈活的反應(yīng)。采煤機(jī)的自動(dòng)化在光電觸覺(jué)傳感器的協(xié)助下，應(yīng)使機(jī)器能檢測(cè)頂部和底部的煤巖界面。在本文中應(yīng)用到一種嘗試，與現(xiàn)有采煤機(jī)聯(lián)合，當(dāng)采煤機(jī)在地下煤礦的長(zhǎng)壁工作面工作時(shí)，一個(gè)新開(kāi)發(fā)的觸覺(jué)傳感器用來(lái)檢測(cè)不同類(lèi)型的材料。所推薦的觸覺(jué)傳感器能夠辨認(rèn)其表面紋理發(fā)現(xiàn)不同類(lèi)型的材料（煤，石灰石，砂巖，殼）。關(guān)鍵詞：采煤機(jī)，煤炭，巖石/煤界面，自動(dòng)化，光電觸覺(jué)傳感器 .1.引言與問(wèn)題導(dǎo)向采煤機(jī)用于在澳大利亞的地下長(zhǎng)壁采煤工作面，包括作為主要單元的（圖1），一個(gè)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)切割頭（滾筒），搖臂，行走部分（裝甲鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)- AFC）控制部分，機(jī)身，鼠籠異步電機(jī)，減速器。 5米長(zhǎng)的高扭矩旋轉(zhuǎn)切割頭能夠截割煤層高達(dá)5米的煤壁。工作環(huán)境嘈雜，塵土飛揚(yáng)，有潛在的爆炸性。使長(zhǎng)壁采煤工作面生產(chǎn)更安全，更高效已成為澳大利亞煤炭協(xié)會(huì)研究計(jì)劃中一個(gè)長(zhǎng)期運(yùn)行的CSIRO資助項(xiàng)目的主題，其中也提出了設(shè)計(jì)新的定位技術(shù)和指導(dǎo)長(zhǎng)壁采煤的切割設(shè)備的新技術(shù)。澳大利亞長(zhǎng)壁采礦作業(yè)的停機(jī)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)數(shù)字顯示，10類(lèi)機(jī)械相關(guān)故障停機(jī)時(shí)間占百分之五十[1]。其中主要的是面對(duì)對(duì)齊，域控制，信息系統(tǒng)和子系統(tǒng)之間的溝通。一個(gè)完全自動(dòng)化的采煤機(jī)必須包括在內(nèi)和解決這些問(wèn)題。目前，采煤機(jī)自動(dòng)化控制，主要是指水平控制，即：如何控制自動(dòng)化采煤機(jī)的截割水平，使其始終停留在煤層和削減厚度均勻。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，采煤機(jī)必須能夠辨認(rèn)在頂板和底板的煤巖界面。此外，一旦它確定了煤巖界面的水平位置，必須立即調(diào)整其切割滾筒位置。除了隨身攜帶的微處理器，存儲(chǔ)和分析數(shù)據(jù)和命令的問(wèn)題，一個(gè)自動(dòng)化采煤機(jī)系統(tǒng)還需要一個(gè)煤巖界面檢測(cè)系統(tǒng)和傾角用來(lái)測(cè)量和調(diào)整滾筒高度和機(jī)身間距。伽瑪射線煤層厚度測(cè)量系統(tǒng)已經(jīng)用于檢測(cè)煤巖界面[2]。伽馬輻射是在頁(yè)巖高，砂巖低，幾乎沒(méi)有石灰石，煤炭幾乎檢測(cè)不到[3]。自然伽瑪射線背景（核NGB）傳感器用于煤礦開(kāi)采工作面的煤巖界面檢測(cè)。許多煤巖界面探測(cè)器已經(jīng)開(kāi)發(fā)和測(cè)試，但他們都是在實(shí)驗(yàn)階段。這些都是基于吸引力，巖石振動(dòng)和攝像機(jī)[4]原則。吸引力測(cè)量系統(tǒng)的選擇決定所確定的位切削力。該系統(tǒng)是根據(jù)不同的煤所需的切削力降低煤層中的直接頂?shù)脑瓌t。通過(guò)隨身攜帶的計(jì)算機(jī)處理吸引力的變化，可以識(shí)別煤巖界面。為了區(qū)分煤巖界面，振動(dòng)評(píng)估系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)分析切割巖石和煤時(shí)的振動(dòng)特性差異的原則。該系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)振動(dòng)傳感器并盡可能靠近切割滾筒安裝[5]。一臺(tái)采煤機(jī)需要兩個(gè)操作者，一個(gè)負(fù)責(zé)切割滾筒，另一個(gè)負(fù)責(zé)尾部滾筒。他們的目的是控制滾筒的切縫在任何時(shí)候保持同一水平。他們通常的做法是通過(guò)煤層中一個(gè)或多個(gè)連續(xù)的采礦夾層來(lái)引導(dǎo)他們。這適用于大多數(shù)情況下，良好的領(lǐng)導(dǎo)滾筒，最大限度地減少頂煤。但是，它對(duì)尾部滾筒不起作用因?yàn)榈装逋ǔＪ歉采w著底煤和裝甲鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)（AFC）。因此，采煤機(jī)自動(dòng)化的第一步是控制滾筒的切割水平。一臺(tái)伽瑪射線傳感器就是專(zhuān)為這項(xiàng)任務(wù)。在采煤機(jī)切割之后，距離預(yù)定的采煤機(jī)背后的掩護(hù)梁將必須提前推進(jìn)。為了完成這項(xiàng)任務(wù)，在任何時(shí)候必須知道采煤機(jī)的位置，這個(gè)信息要傳達(dá)給掩護(hù)梁采取推進(jìn)。這項(xiàng)任務(wù)是通過(guò)紅外傳感器或接近傳感器完成的。 全部自動(dòng)化采煤機(jī)系統(tǒng)需要以下傳感器：一臺(tái)紅外傳感器或里程計(jì)以在任何時(shí)候確定采煤機(jī)位置。一臺(tái)伽瑪射線探測(cè)器或光電觸覺(jué)傳感器用以確定煤巖界面。兩臺(tái)量坡儀用以控制搖臂的高度和滾筒的切割高度。量坡儀用以確定和控制間距（在采煤方向）和采煤機(jī)的啟動(dòng)（在工作面方向）。具有電液控制系統(tǒng)的掩護(hù)梁。一種長(zhǎng)壁采煤機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)原理如圖2中顯示。該系統(tǒng)[6]有三個(gè)獨(dú)立的計(jì)算機(jī)，如一個(gè)負(fù)責(zé)屏幕管理控制，掩護(hù)梁與掩護(hù)梁界面的中央，以及一個(gè)負(fù)責(zé)采煤機(jī)傳感器的數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)和控制采煤機(jī)操作站顯示器表面的計(jì)算機(jī)?，F(xiàn)代長(zhǎng)壁開(kāi)采采用先進(jìn)的電力支持（或掩護(hù)梁支撐）。它不僅支撐了頂板，推送裝甲鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)（AFC），并推進(jìn)本身，而且還為所有相關(guān)的采礦活動(dòng)提供了安全的環(huán)境。該自動(dòng)化采煤機(jī)可以用若干種模式操作：速度控制，煤巖界面跟蹤，頂板周期削減，固定高度頂板切斷，門(mén)式斷路器。例如，在頂板煤周期削減模式下，頂煤厚度要剩余多少是首要決定的。在最初的運(yùn)行中，例如從頭部到尾部的進(jìn)程中，搖臂位置傳感器（或測(cè)斜儀）將調(diào)整切割水平，伽瑪射線傳感器在一個(gè)固定的時(shí)間間隔讀取信息。此信息存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)，引導(dǎo)搖臂位置傳感器在從尾至頭的下一次進(jìn)程。頂板削減的可以在命令下被替代更換，如果系統(tǒng)確定需要變化。該機(jī)器的控制系統(tǒng)已顯示[1]，它可以在惡劣的條件下進(jìn)行，成功地通過(guò)煤層（圖3）在明顯的擾動(dòng)區(qū)開(kāi)采礦產(chǎn)。長(zhǎng)壁開(kāi)采系統(tǒng)[1，11]包括以下子系統(tǒng)：采煤機(jī)，掩護(hù)梁，裝甲鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)，裝載機(jī)，帶式輸送機(jī)。每個(gè)子系統(tǒng)由一個(gè)或多個(gè)組件構(gòu)成。對(duì)于一個(gè)長(zhǎng)壁開(kāi)采系統(tǒng)連續(xù)工作，所有子系統(tǒng)及其部件，必須綜合或自動(dòng)化，以激發(fā)連續(xù)開(kāi)采系統(tǒng)的全部潛力。今天，大多數(shù)子系統(tǒng)部分或完全自動(dòng)化。為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，子系統(tǒng)和子系統(tǒng)組件必須能夠自由地相互之間保持溝通。主要包括數(shù)據(jù)通信識(shí)別和將要采取的行動(dòng)的證實(shí)。為了落實(shí)子系統(tǒng)元件及子系統(tǒng)集成，組件和子系統(tǒng)之間必須建立通訊聯(lián)系。通信需要接觸和/或提供的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在子系統(tǒng)組件或子系統(tǒng)專(zhuān)用計(jì)算機(jī)。通信系統(tǒng)的在網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)行，很像常用的電子郵件網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)子系統(tǒng)都有自己的電腦和可以自行運(yùn)作，即使網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障。如果網(wǎng)絡(luò)中斷，子系統(tǒng)之間的通信被中斷。從表面上看，主機(jī)系統(tǒng)包括服務(wù)器，網(wǎng)絡(luò)控制器和處理器以及顯示器。也有個(gè)人電腦，工作站和筆記本電腦連接到網(wǎng)絡(luò)。在長(zhǎng)壁開(kāi)采系統(tǒng)中，采煤機(jī)是硬件，它的數(shù)據(jù)是通過(guò)現(xiàn)代調(diào)制解調(diào)器中心傳輸。采煤機(jī)也可以通過(guò)無(wú)線系統(tǒng)發(fā)射器如紅外線接收器與掩護(hù)梁聯(lián)系在一起。2.物體的表面紋理物體表面紋理，一般來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)表面特征和表面粗糙度或不規(guī)則波紋度[7]來(lái)表示，如圖5所示。雖然看起來(lái)，在任何情況下任何表面是完全光滑平面，但是每面總是有一些粗糙的紋理排序。對(duì)于加工或鑄造，或以任何其他產(chǎn)品的過(guò)程，都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)特定的表面，這是一個(gè)特定的流程和工具的行動(dòng)造成的結(jié)果/或程序和科學(xué)現(xiàn)象在表面上留下的后果，造成表面波紋度和粗糙度。其他產(chǎn)品獲得表面特征由于各種自然現(xiàn)象。如石頭與煤的表面性質(zhì)，取決于由于火山噴發(fā)所產(chǎn)生的巨大壓力造成的結(jié)果。據(jù)推測(cè)，煤與石頭的表面紋理也與晶體一樣受其內(nèi)部晶體結(jié)構(gòu)的影響。表面粗糙度或波紋的特點(diǎn)如下幾何圖形的高峰和低谷（圖4和5）。用觸覺(jué)傳感器或手寫(xiě)筆，表面紋理的變化可以評(píng)估，如上升角（α），波峰到波谷的高度（h），一個(gè)波峰到下一個(gè)波峰的距離（f）。一個(gè)觸覺(jué)傳感器觸可以指定一個(gè)表面的幾何參數(shù)。3.觸覺(jué)傳感器在采煤機(jī)中的應(yīng)用對(duì)象可以感覺(jué)到通過(guò)視覺(jué)，聽(tīng)覺(jué)，嗅覺(jué)或觸摸，通過(guò)觸摸屏可接觸和非接觸式感應(yīng)[7]。知道了某些物體表面紋理性質(zhì)，為機(jī)器或智能系統(tǒng)，創(chuàng)造一個(gè)近似的物體識(shí)別的想法。每一個(gè)對(duì)象，如煤炭，水泥，瓷磚，地毯，地氈，路面或墻壁，石頭或音色，一個(gè)螺栓或一個(gè)加工產(chǎn)品或鑄造產(chǎn)品，總之，每一個(gè)對(duì)象的性質(zhì)包括其表面結(jié)構(gòu)，相位和紋理的完整性。因此傳感表面紋理和結(jié)構(gòu)可以允許對(duì)象的部分承認(rèn)，在某些情況下的充分肯定是可能的。在這個(gè)特定的工作中觸覺(jué)式傳感器用于檢測(cè)表面紋理和承認(rèn)它。對(duì)于帕特森和內(nèi)維爾設(shè)計(jì)的較成功的人造皮膚類(lèi)型觸覺(jué)傳感器[8]稱(chēng)為誘導(dǎo)振動(dòng)物體表面的評(píng)估觸摸傳感器（IVTS）。目前，作者正在探索觸覺(jué)傳感器功能，利用在地下采煤機(jī)中的應(yīng)用，感覺(jué)和區(qū)分煤和巖石表面。一個(gè)光電觸覺(jué)傳感器通過(guò)一系列合理的實(shí)驗(yàn)[7，9] 被證明，它具有區(qū)分和識(shí)別能力，通過(guò)觸摸不同的非流體物體表面紋理。顯然，石頭和煤的表面紋理和表面完整性等性質(zhì)不同。文獻(xiàn)調(diào)查表明，一臺(tái)手指狀觸覺(jué)傳感器是基于W. Lo, Y. Shen, and Y. Liu (2001)提供的光學(xué)技術(shù)，它已被應(yīng)用[10]來(lái)捕捉一個(gè)對(duì)象被接觸的面積。如圖6所示，手指狀的光學(xué)觸覺(jué)傳感器包括一個(gè)透明和靈活的光纖波導(dǎo)由橡膠彈性膜，一個(gè)有機(jī)玻璃的支持下，一組鏡頭，光纖電纜形象，微光源，覆蓋1 CCD器件。根據(jù)作者所寫(xiě)，光源被安置在管道，以避免光線散射。光注入光學(xué)波導(dǎo)。如果沒(méi)有對(duì)象接觸與傳感器，光線反射回內(nèi)橡膠電纜指南內(nèi)，沒(méi)有光線傳遞到鏡頭。為了煤礦井下采煤機(jī)設(shè)備的進(jìn)一步自動(dòng)化，我們正嘗試使用選擇觸覺(jué)傳感器。4.光電觸覺(jué)傳感器該光電觸覺(jué)傳感器系統(tǒng)可用于評(píng)估確認(rèn)特定巖石和煤的表面紋理。該傳感器的光纖技術(shù) [7]，其設(shè)計(jì)原則和工作原理如圖8所示。它是由一個(gè)全鍍銀鏡，觸覺(jué)針，一個(gè)發(fā)光二極管（LED小片），一個(gè)光電晶體管，兩條光纖電纜，指紋筆尖顛簸橡膠彈性體組成。\如[7]所述，全鍍銀鏡垂直對(duì)觸覺(jué)針內(nèi)端安裝硬性。在另一端的觸覺(jué)引入了彈性橡膠體，它類(lèi)似于一個(gè)人的手。指紋的凸起，仿佛是鉸接到身體碰撞的橡膠中的一部分，它使各地的假想旋轉(zhuǎn)鉸鏈在其偏轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)。一個(gè)發(fā)光二極管（LED）作為主要光源，用于發(fā)射的纖維之一，通過(guò)光線光纜。傳播的光線穿過(guò)光學(xué)纖維的載體，作為對(duì) [7]的解釋?zhuān)谌冦y鏡聚焦。一些射線的傳播反映的部份立即返回通過(guò)二次光學(xué)纖維載體。5.實(shí)驗(yàn)這是進(jìn)行了合理的現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)驗(yàn)工程，以便使發(fā)達(dá)國(guó)家光電觸覺(jué)傳感器可以被用于采煤機(jī)的自動(dòng)化，因?yàn)樵搨鞲衅饕驯粚?shí)驗(yàn)承認(rèn)。對(duì)于研究煤和石頭表面可以達(dá)到類(lèi)似的結(jié)果。現(xiàn)實(shí)生活中的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室正在進(jìn)行一系列試驗(yàn)，并分為三個(gè)階段：分為（一）從實(shí)際開(kāi)采區(qū)采集足夠數(shù)量的石和煤；（二）下面的描述的程序[7， 9]，以及（三）使用現(xiàn)代計(jì)算技術(shù)的處理方法開(kāi)發(fā)和辨識(shí)（煤或巖石）。所得到的觸覺(jué)傳感器單元處理與軟計(jì)算技術(shù)幫助的結(jié)果，可用于工業(yè)采煤機(jī)的主控制系統(tǒng)接口部分。6.結(jié)論自動(dòng)化采煤機(jī)的應(yīng)用產(chǎn)生了以下好處：提高了煤炭回收率和質(zhì)量——因?yàn)槭冀K保持在自切割煤層，徑流式采煤干凈多了。此外，在許多煤層邊界煤含有較高的硫含量;留下頂煤將提高產(chǎn)品質(zhì)量。加強(qiáng)頂板控制——許多煤層直接頂薄弱，一些頂煤必須繼續(xù)加以保護(hù)。自動(dòng)視野控制可以很容易做到這一點(diǎn)。頂板和底板都非常流暢。支撐可以完全更好的接觸頂板和底板，并消除了雙方面對(duì)面的路線和開(kāi)采方向的運(yùn)行。采礦高度也能比較均勻的削減。觸覺(jué)傳感器可有效地應(yīng)用于礦山機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)，可能為采礦業(yè)帶來(lái)的潛在利益。特別是在這篇文章中描述的光電觸覺(jué)傳感器有潛力用于鑒別煤巖界面，識(shí)別煤和石頭的表面紋理和完整性 中國(guó) XX 大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 ： 20** 年 3 月 1 日畢業(yè)設(shè)計(jì)日期： 20** 年 3 月 5 日至 20** 年 6 月 10 日畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：BM-100 型薄煤層采煤機(jī)總體及截割部設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)題題目：畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求：主要技術(shù)參數(shù)如下:采高： 1.0-1.3 米；適用煤傾角： 0-20°；煤質(zhì)硬度：f≤3； 滾筒截深：0.6-0.8 米；牽引速度(m/min)：6；牽引力(KN) ：118；滾筒直徑(m)：0.8-1；滾筒轉(zhuǎn)速(r/min)：86；滅塵方式：內(nèi)外噴霧；拖電纜方式：自動(dòng)拖纜；電動(dòng)機(jī)型號(hào)：JDMB-100S；電機(jī)功率（KW）：100 。具體要求如下:1.要完成畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙 3 張半零號(hào)圖紙；2.按學(xué)校統(tǒng)一要求打印、裝訂設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，說(shuō)明書(shū)正文 55 頁(yè)左右；3.中英文摘要 400 字；4.外文文獻(xiàn)翻譯 3000 字以上。院長(zhǎng)簽字： 指導(dǎo)教師簽字：摘 要薄煤層采煤機(jī)用于采高低于 130mm 的煤層。由于有些煤層的厚度太低普通采煤機(jī)難以進(jìn)行正常開(kāi)采，影響采煤的效率。對(duì)一些薄、厚煤層并存的煤礦,由于薄煤層開(kāi)采速度緩慢,使其下部的中厚煤層長(zhǎng)期得不到及時(shí)開(kāi)采,以至影響工作面的正常接替,而有的就只能被迫丟失一些薄煤層資源。隨著大批煤礦中、厚煤層的資源開(kāi)采比較多,使得資源越來(lái)越少,所以薄煤層的開(kāi)采已列入日程。因此,研制適合的薄煤層采煤機(jī),以適應(yīng)不同的煤層結(jié)構(gòu),提高薄煤層采煤的工作效率是當(dāng)務(wù)之急。雖然薄煤層采煤機(jī)的型號(hào)、規(guī)格有許多,但它的各主要組成部分大同小異，合理選擇薄煤層采煤機(jī)的截割部的參數(shù)，可以改善其工作性能和減少采煤比能耗。選擇這個(gè)題目就是要進(jìn)一步熟悉薄煤層采煤機(jī)各部分的工作原理，對(duì)其進(jìn)行更好的改進(jìn)，并對(duì)它的截割部減速器進(jìn)行細(xì)致分析設(shè)計(jì)，使其耐用并且省時(shí)省力容易裝修，使其在工作中能夠有更好的經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：薄煤層；滾筒式采煤機(jī)； 截割部； 齒輪。ABSTRACTFor now the wider use of thin seam Shearer reducer in the bevel gear, horn and placed the motor life, for improvement here.Shearer for the thin seam-less than 130 mm of high coal seam. As some of the coal seam thickness of ordinary low Shearer difficult to carry out normal exploitation, impact on the efficiency of coal mining. For some thin, the coexistence of thick coal seam, thin due to the slow pace of coal mining, to the lower part of the thick coal seam in the long-term not promptly mining, as well as affect the normal face to succeed, but some will be forced to lose some of the Thin seam resources. With a large number of coal mines in the thick seam of resource exploitation more, making fewer and fewer resources, the exploitation of thin seam has been included in the agenda. Therefore, the development of the thin seam for Shearer to adapt to different seam structure, improve the thin seam of coal mining efficiency is imperative. Although Shearer thin seam of models, specifications have many, but it's the major component of the same, a reasonable choice Shearer thin seam of cutting the Department of parameters, can improve their work performance and reduce power consumption than coal mining. Choose this subject is to further thin seam Shearer familiar with the different parts of the working principle, to better improve, and its cutting reducer a detailed analysis of the design, durability and its time-saving easy decoration, To work to have better economic returns. Keywords：low-seam, shearer; the cutting unit; cog-wheel目 錄1 概述 .11.1 引言 .11.2 20 世紀(jì) 70 年代是我國(guó)綜合機(jī)械化采煤起步階段 .11.3 20 世紀(jì) 80 年代是我國(guó)采煤機(jī)發(fā)展的興旺時(shí)期 .11.4 薄煤層采煤機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 22 總體方案的確定 .32.1主要技術(shù)參數(shù) .32.2 傳動(dòng)方案的確定 .32.2.1 傳動(dòng)比的確定 32.2.2 傳動(dòng)比的分配 32.3 采煤機(jī)各部分特點(diǎn) .42.3.1 牽引部 42.3.2 截割部 42.3.3 電氣設(shè)備 42.3.4 附屬裝置 42.4輸送機(jī)、支架的確定 42.5電動(dòng)機(jī)的選擇 52.6調(diào)高泵、調(diào)高液壓缸的選擇 53 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .63.1齒輪設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核 .73.1.1 第一級(jí)直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核 .73.1.2 第二級(jí)直齒圓錐齒輪的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核 133.1.3 第三級(jí)直齒圓柱小齒輪和惰輪的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核 193.1.4 第三級(jí)直齒圓柱大齒輪的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核 253.1.5 第四級(jí)直齒圓柱小齒輪和惰輪 1 的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核 293.1.6 第四級(jí)直齒圓柱惰輪 2 的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核 353.1.7 第四級(jí)直齒圓柱大齒輪的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核 373.2 軸及其組件的設(shè)計(jì)及效核 .383.2.1 第Ⅰ軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核及其組件的選擇及校核 383.2.2 第Ⅱ軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核及其組件的選擇及校核 433.2.3 第Ⅲ軸的設(shè)計(jì)及其組件的選擇 513.2.4 第Ⅳ軸的設(shè)計(jì)及其組件的選擇 553.2.5 第Ⅴ軸的設(shè)計(jì)及其組件的選擇 563.2.6 第Ⅵ軸的設(shè)計(jì)及其組件的選擇 573.2.7 第Ⅶ軸的設(shè)計(jì)及其組件的選擇 593.2.8 第Ⅸ軸的設(shè)計(jì)及其組件的選擇 604 采煤機(jī)的使用和維護(hù) .634.1 潤(rùn)滑及注油 .634.2 地面檢查與試運(yùn)轉(zhuǎn) .634.3 下井及井下組裝 .634.4 采煤機(jī)的井下操作 .644.4.1 操作前的檢查： 644.4.2 試運(yùn)轉(zhuǎn)中注意事項(xiàng)： 644.5 機(jī)器的維護(hù)與檢修 .655 總結(jié) .66參考文獻(xiàn) .67附錄：中英文翻譯11 概述1.1 引言采煤機(jī)械的裝備水平是煤礦技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。采煤機(jī)械的選用取決于煤層的賦存條件、采煤方法和采煤工藝，而采煤機(jī)械的技術(shù)發(fā)展又促進(jìn)了采煤方法和采煤工藝的更新。采煤方法按采煤工藝可分為長(zhǎng)壁式采煤法和房柱式采煤法兩大類(lèi)。我們廣泛使用長(zhǎng)壁式采煤法。長(zhǎng)壁式采煤法所使用的機(jī)械設(shè)備按機(jī)械化程度分為爆破采煤機(jī)械、普通機(jī)械化采煤機(jī)械和綜合機(jī)械化采煤機(jī)械三類(lèi)。炮采工作面的機(jī)電設(shè)備較少，主要靠人力完成各項(xiàng)工序。破煤工序有直接打眼放炮和先掏槽后打眼放炮兩種，裝煤工序主要依靠人工攉煤，運(yùn)煤工序依靠工作面刮板輸送機(jī)來(lái)完成。普通機(jī)械化采煤機(jī)工作面用采煤機(jī)或刨煤機(jī)和工作面刮板輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)破煤、裝煤和運(yùn)煤工序的機(jī)械化，用單體支護(hù)設(shè)備實(shí)現(xiàn)人工控制頂板。綜合機(jī)械化采煤工作面將各種相對(duì)獨(dú)立的機(jī)電設(shè)備合理的組合在一起，在工藝過(guò)程中協(xié)調(diào)工作，使采煤工作面的破、裝、運(yùn)、支全部工序?qū)崿F(xiàn)機(jī)械化。1.2 20 世紀(jì) 70 年代是我國(guó)綜合機(jī)械化采煤起步階段20 世紀(jì) 70 年代初期，煤炭科學(xué)研究總院上海分院集中主要科技骨干，研制出綜采面配套的 MD-150 型雙滾筒采煤機(jī)，另一方面改進(jìn)普采配套的 DY100 型、DY150 型單滾筒采煤機(jī)；70 年代中后期，制造出 MLS3-170 型雙滾筒采煤機(jī)。20 世紀(jì) 70 年代我國(guó)采煤機(jī)的發(fā)展有以下特點(diǎn)：1．裝機(jī)功率小例如，MLS3-170 型雙滾筒采煤機(jī)，裝機(jī)功率 170KW；KD-150 型雙滾筒采煤機(jī)，裝機(jī)功率 150KW；DY-100 和 DY-150 型單滾筒采煤機(jī)，裝機(jī)功率 100KW 和 150KW。2．有鏈牽引，輸出牽引力小此時(shí)期的采煤機(jī)牽引方式都是圓環(huán)鏈輪與牽引鏈輪嚙合傳動(dòng)，傳遞牽引力小，牽引力在 200KN 以下。3．牽引速度低由于受液壓元部件可靠性的限制，設(shè)計(jì)的牽引力功率較小，牽引速度一般不超過(guò) 6m /min 。4．自開(kāi)切口差由于雙滾筒采煤機(jī)搖臂短,又都是有鏈牽引,很難割透兩端頭,且容易留下三角煤,故需要人工清理,單滾筒采煤機(jī)更是如此.5．工作可靠性較差我國(guó)基礎(chǔ)工業(yè)比較薄弱,元部件質(zhì)量較差,反映在采煤機(jī)的壽命普遍較低,特別是液壓元部件的損壞比較嚴(yán)重。1.3 20 世紀(jì) 80 年代是我國(guó)采煤機(jī)發(fā)展的興旺時(shí)期20 世紀(jì) 70 年代后期，我國(guó)總共引進(jìn) 143 套綜采成套設(shè)備。世界主要采煤機(jī)生產(chǎn)國(guó)如英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、波蘭、日本等都進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，其技術(shù)也展示在中國(guó)人的面前，為我們深入了解外國(guó)技術(shù)和掌握這些技術(shù)創(chuàng)造了條件，同時(shí)通過(guò) 20 世紀(jì) 70 年代自行研制2采煤機(jī)的實(shí)踐，獲得了成功和失敗的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，確立了我國(guó)采煤機(jī)的發(fā)展方向，即仿制和自行研制并舉。解決難采煤層的問(wèn)題是 20 世紀(jì) 80 年代重大課題之一：具體的課題是薄煤層綜合機(jī)械化成套設(shè)備的研制：大傾角綜采成套設(shè)備的研制：“三硬” 、 “三軟”4．5m 一次采全高綜采設(shè)備的研制：解決短工作面的開(kāi)采問(wèn)題，短煤臂采煤機(jī)的研制。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，20 世紀(jì) 80 年代自行開(kāi)發(fā)和研制的采煤機(jī)品種有 50 余種，是我國(guó)采煤機(jī)收獲的年代，基本滿足我國(guó)各種煤層開(kāi)采的需要，大量依靠進(jìn)口的年代已一去不復(fù)返了。20 世紀(jì) 80 年代采煤機(jī)的發(fā)展有如下特點(diǎn)：1. 重視采煤機(jī)系列的開(kāi)發(fā)，擴(kuò)大使用范圍20 世紀(jì) 70 年代開(kāi)發(fā)的采煤機(jī)，一種類(lèi)型只有一個(gè)品種，十分單一，覆蓋面小，很難滿足不同煤層開(kāi)采需要。20 世紀(jì) 80 年代起重視系列化采煤機(jī)的開(kāi)發(fā)工作，一種功率的采煤機(jī)可以派生出多種機(jī)型，主要元部件在不同功率的采煤機(jī)上都能通用，這樣不僅擴(kuò)大了工作面的適應(yīng)范圍，而且便于用戶配件的管理。采煤機(jī)系列化是 20 世紀(jì) 80 年代采煤機(jī)發(fā)展中非常突出的特點(diǎn)。2. 元部件攻關(guān)先行，促使采煤機(jī)工作可靠性的提高總結(jié) 20 世紀(jì) 70 年代采煤機(jī)開(kāi)發(fā)中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，元部件的可靠性直接決定采煤機(jī)開(kāi)發(fā)的成功率，所以功關(guān)內(nèi)容為：主電機(jī)的攻關(guān)，以解決燒機(jī)的現(xiàn)象；齒輪攻關(guān)，從選擇材質(zhì)上，熱處理工藝上著手，學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)成功經(jīng)驗(yàn)，以德國(guó)齒輪為目標(biāo)進(jìn)行攻關(guān)，達(dá)到預(yù)期目的，解決了低速重載齒輪早失效的問(wèn)題：液壓系統(tǒng)和液壓元部件的攻關(guān)，主油泵和油馬達(dá)的可靠性直接影響牽引部工作的可靠性，在 20 世紀(jì) 80 年代中期，把斜軸泵、斜軸馬達(dá)、閥組和調(diào)速機(jī)構(gòu)等都列入重點(diǎn)攻關(guān)內(nèi)容。1.4 薄煤層采煤機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r以前，薄煤層采煤機(jī)可選機(jī)型少，可靠性差，功率低，單產(chǎn)低，使我國(guó)薄煤層產(chǎn)量逐年減少，棄采嚴(yán)重，資源浪費(fèi)大，從 80 年代開(kāi)始，薄煤層采煤機(jī)從無(wú)到有得到穩(wěn)定發(fā)展。隨著薄煤層采煤機(jī)的推廣應(yīng)用，適用工作范圍擴(kuò)大，也暴露了許多缺陷和不足，限制了使用效果。根據(jù)薄煤層開(kāi)采的迫切需要，開(kāi)發(fā)適合國(guó)情的新一代大功率薄煤層采煤機(jī)是非常必要的。目前，哈爾濱煤礦機(jī)械研究所已經(jīng)研制了 5 種機(jī)型的薄煤層采煤機(jī)，都已投入工作中。其中具有代表性的機(jī)型 BM1—100 型薄煤層采煤機(jī)。BM1—100 型薄煤層采煤機(jī)是一種用于沿長(zhǎng)壁回采工作面全長(zhǎng)穿棱采煤的機(jī)械。可采0.8---1.3 m 厚的煤層。該采煤機(jī)由單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)右端出軸上齒輪傳給右截割部離合器齒輪，再經(jīng)過(guò)一級(jí)傘齒輪和三級(jí)直齒輪傳至滾筒，滾筒以 94.87 r/min 轉(zhuǎn)速進(jìn)行落煤和裝煤。電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)其左端的齒輪，帶動(dòng)牽引部過(guò)軸上的齒輪，分別經(jīng)過(guò)一對(duì)直齒輪傳至主泵和輔助泵，主泵產(chǎn)生的高壓油通過(guò)閉式循環(huán)油路驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，馬達(dá)再經(jīng)過(guò)兩級(jí)直齒輪和一套行星齒輪傳動(dòng)，帶動(dòng)主鏈輪和圓環(huán)鏈，采煤機(jī)以 0---6 m/min牽引速度沿輸送機(jī)運(yùn)行。它的特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)功率較大，機(jī)身強(qiáng)度較高，牽引部裝有液壓恒功率自動(dòng)調(diào)速裝置，可使電動(dòng)機(jī)在額定功率下工作。另外還設(shè)有內(nèi)外噴霧裝置、雙支點(diǎn)搖臂,剛性較好、強(qiáng)度較高。32 總體方案的確定本設(shè)計(jì)參照 BM1—100 型薄煤層采煤機(jī)，該機(jī)裝機(jī)功率 100KW，使用的電氣控制箱符合礦用電氣設(shè)備防爆規(guī)程的要求，可在有瓦斯或煤層爆炸危險(xiǎn)的礦井中使用，并可在海拔不超過(guò) 2000m、周?chē)橘|(zhì)溫度不超過(guò)＋40℃或低于－10℃、不足以腐蝕和破壞絕緣的氣體與導(dǎo)電塵埃的情況下使用。2.1主要技術(shù)參數(shù)采高： 0.75-1.3；適用煤傾角： 0-20°；煤質(zhì)硬度：f≤3； 滾筒截深： 0.6 米；牽引速度(m/min)：6；牽引力(kN) ： 118；滾筒直徑(mm)：750、900、1150；滾筒轉(zhuǎn)速(r/min)： 86；搖臂擺角：下擺-9 °上擺+40°；滅塵方式：內(nèi)外噴霧；拖電纜方式：自動(dòng)拖纜；裝機(jī)功率(KW)：100；電壓(V)：1140 ；2.2 傳動(dòng)方案的確定2.2.1 傳動(dòng)比的確定滾筒上截齒的切線速度，稱(chēng)為截割速度，它可由滾筒的轉(zhuǎn)速和直徑計(jì)算而得，為了減少滾筒截割產(chǎn)生的細(xì)煤和粉塵，增大塊煤率，滾筒的轉(zhuǎn)速出現(xiàn)低速化的趨勢(shì)。滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)滾筒截割和裝載過(guò)程影響都很大；但對(duì)粉塵生成和截齒使用壽命影響較大的是截割速度而不是滾筒轉(zhuǎn)速?？倐鲃?dòng)比 總i27.18640＝＝＝ 滾總 nI——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min——滾筒轉(zhuǎn)速 r/min滾2.2.2 傳動(dòng)比的分配在進(jìn)行多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)時(shí)，傳動(dòng)比分配是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，能否合理分配傳動(dòng)比，將直接影響到傳動(dòng)系統(tǒng)的外闊尺寸、重量、結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑條件、成本及工作能力。多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比的確定有如下原則：1.各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般應(yīng)在常用值范圍內(nèi)，不應(yīng)超過(guò)所允許的最大值，以符合其傳動(dòng)形式的工作特點(diǎn)，使減速器獲得最小外形。2.各級(jí)傳動(dòng)間應(yīng)做到尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱(chēng)；各傳動(dòng)件彼此間不應(yīng)發(fā)生干涉碰撞；所有傳動(dòng)零件應(yīng)便于安裝。3.使各級(jí)傳動(dòng)的承載能力接近相等，即要達(dá)到等強(qiáng)度。4.使各級(jí)傳動(dòng)中的大齒輪進(jìn)入油中的深度大致相等，從而使?jié)櫥容^方便。根據(jù)前述多級(jí)減速齒輪的傳動(dòng)比分配原則，另參考 BM1—100 型薄煤層采煤機(jī)截割部各齒輪齒數(shù)分配原則，初定齒數(shù)及各級(jí)傳動(dòng)比為：= =2.2312zi?94= =2.31342zi?10= =2.0857= =1.62814zi2.3 采煤機(jī)各部分特點(diǎn)2.3.1 牽引部牽引部主要包括由主泵和馬達(dá)組成的閉式循環(huán)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)裝置和操縱手把等。通過(guò)控制液壓傳動(dòng)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)牽引的無(wú)限高速和換向。機(jī)械傳動(dòng)裝置分為兩部分，在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)前面的齒輪傳動(dòng)裝置用于向液壓傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞動(dòng)力，在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)后面齒輪傳動(dòng)裝置和錨鏈鏈輪傳動(dòng)裝置用于傳遞液壓傳動(dòng)系統(tǒng)輸出的動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)的牽引動(dòng)作。操縱手把的的開(kāi)關(guān)手把用于控制牽引部的“開(kāi)” “?！?、而換向調(diào)速手把用于控制牽引部的牽引速度和牽引方向。2.3.2 截割部截割部包括減速箱、搖臂和螺旋滾筒。減速箱內(nèi)有齒輪傳動(dòng)裝置和液壓調(diào)高裝置。減速箱內(nèi)的齒輪傳動(dòng)裝置通過(guò)搖臂內(nèi)的齒輪傳動(dòng)裝置將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳給螺旋滾筒軸，由滾筒軸帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行落煤和裝煤。減速箱內(nèi)的液壓調(diào)高系統(tǒng)通過(guò)一對(duì)液壓調(diào)高油缸的動(dòng)作帶動(dòng)搖臂擺動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)滾筒的升降，以適應(yīng)不同的采高和頂?shù)装迤鸱?.3.3 電氣設(shè)備采煤機(jī)電氣設(shè)備包括水冷電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)附帶的電控箱、電控箱內(nèi)各組件用于實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的開(kāi)停、各部電氣零件的控制和電機(jī)的過(guò)載保護(hù)。2.3.4 附屬裝置采煤機(jī)附屬裝置主要包括弧形擋煤板、底托架、拖電纜裝置、供水及滅塵裝置、牽引鏈及護(hù)板等。2.4輸送機(jī)、支架的確定三機(jī)配套的原則1 生產(chǎn)能力配套的原則，工作面輸送機(jī)的生產(chǎn)能力必須略大于采煤機(jī)的理論生產(chǎn)率，順槽轉(zhuǎn)載機(jī)和膠帶輸送機(jī)的生產(chǎn)率又應(yīng)大于工作面輸送機(jī)的生產(chǎn)率。2 移架速度和牽引速度配套液壓支架沿工作面長(zhǎng)度的移架速度應(yīng)能跟上采煤機(jī)的工作牽引速度，否則采煤機(jī)后面的空頂面積將增大，易造成梁端頂板的冒落。3 相關(guān)尺寸的配套采煤機(jī)依靠工作面輸送導(dǎo)向并在其上移動(dòng)，而工作面輸送機(jī)與液壓支架又互為支點(diǎn)移架和推溜，因此三者的相關(guān)尺寸應(yīng)能協(xié)調(diào)。采煤機(jī)理論生產(chǎn)率： ???qt vJHQ60ht/2513.45.02.16???tQt/該采煤機(jī)適用于頂?shù)装遢^穩(wěn)定的薄煤層和極薄煤層的普采高檔普采和綜采。主要的配套設(shè)備為 SGD—630/180 型刮板輸送機(jī)配以薄煤層液壓支架(或單體液壓支柱和金屬鉸接頂梁) ，實(shí)現(xiàn)綜采( 或高檔普采 )。SGD—630/180 型刮板輸送機(jī)主要技術(shù)特征：5輸送機(jī)輸送能力 Q：350t/h；出廠長(zhǎng)度：150m；輸送機(jī)鏈速：0.92m/s刮板鏈形式：圓環(huán)鏈；規(guī)格：φ26×92（C 級(jí)）鏈單位長(zhǎng)度質(zhì)量 ：36.26kg/m；q圓環(huán)鏈破斷拉力：850 KN；電動(dòng)機(jī)型號(hào)：DSB-90；功率：2×90 KW電壓：660/1400V轉(zhuǎn)速：1475r/min液力耦合器型號(hào)：Tfa-487額定功率：90 kW；工作液體：22 號(hào)汽輪機(jī)油；充液量：14.5L；中部槽尺寸：1500mm×630mm×220mm緊鏈方式：摩擦盤(pán)；機(jī)器總質(zhì)量：4.85t；生產(chǎn)廠家：西北煤機(jī)廠。液壓支架選擇，HB-160 型垛式薄煤層液壓支架或 BY200-06/15 型掩護(hù)式支架組成綜合機(jī)械化工作面，開(kāi)采 1.0-1.3 米的薄煤層。2.5電動(dòng)機(jī)的選擇由設(shè)計(jì)要求知，整機(jī)功率為 100KW。根據(jù)礦下電機(jī)的具體工作情況，要有防爆和電火花的安全性，以保證在有爆炸危險(xiǎn)的含煤塵和瓦斯的空氣中絕對(duì)安全;而且電機(jī)工作要可靠，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，過(guò)載能力強(qiáng)，效率高。據(jù)此選擇由撫順廠生產(chǎn)的三相鼠籠異步防爆電動(dòng)機(jī) JDMB-100S，其主要參數(shù)如下：額定功率：100KW； 額定電壓：660V額定電流：118.5A; 額定轉(zhuǎn)速：1470r/min額定頻率：50HZ; 絕緣等級(jí)： H接線方式：Y 工作方式：S1質(zhì)量： 950KG 冷卻方式：外殼水冷JDMB-100S 外形尺寸：1230×730×3502.6調(diào)高泵、調(diào)高液壓缸的選擇由設(shè)計(jì)要求知，我們選用軸向定量柱塞泵，這種泵精度高，密封性能好，工作壓力高，一個(gè)調(diào)高油缸。調(diào)高油缸活塞直徑為 120mm，行程為 120mm。軸向定量柱塞泵額定工作壓力為 15MPa，最高工作壓力為 23 MPa，額定轉(zhuǎn)速為 1095 r/min，最高轉(zhuǎn)速為 2000 r/min，實(shí)際轉(zhuǎn)速為 851.57 r/min。下圖為調(diào)高系統(tǒng)液壓傳動(dòng)圖。1 液壓鎖 2 電磁換向閥 3 高壓安全閥 4 調(diào)高油缸 5 定量柱塞泵 6圖 2-2 液壓系統(tǒng)73 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖 3—1 截割部傳動(dòng)系統(tǒng)圖3.1齒輪設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核這里主要是根據(jù)查閱的相關(guān)書(shū)籍和資料，借鑒以往采煤機(jī)截割部傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)初步確定各級(jí)傳動(dòng)中齒輪的齒數(shù)、轉(zhuǎn)速、傳遞的功率、轉(zhuǎn)矩以及各級(jí)傳動(dòng)的效率，進(jìn)而對(duì)各級(jí)齒輪模數(shù)進(jìn)行初步確定，具體計(jì)算過(guò)程級(jí)計(jì)算結(jié)果如下：3.1.1 第一級(jí)直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核（1） 選擇齒輪材料小齒輪： 滲碳+淬火+ 低溫回火MonCr20大齒輪： 滲碳+ 淬火+低溫回火WNi48由圖 13-1-24 和圖 13-1-53 按 MX 級(jí)質(zhì)量要求取值，得=1650 ， =1650 和 =550 ， =5501limH?2/2limH?2/N1limF?2/N2limF?2/N（2） 初步確定主要參數(shù)1) 按疲勞強(qiáng)度初步確定中心距按直齒輪從表 13-1-75 選取 =483，按齒輪對(duì)稱(chēng)布置，速度中等，沖擊載荷較大，取aA載荷系數(shù) K=2.0。按表 13-1-79，選 0.8。則 0.495。按表 13-1-77（13-86）圓整取?d?a齒寬系數(shù) 0.5?a?齒數(shù)比 u=i=2.23許用接觸應(yīng)力 ： 0.9×1650=1485??limH?1limHli0.9?2/mN小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 ：1TnP????6504751中心距 ：'a??32lim1)(' HauKA????8= 321485.06)12.(483???=126.14mm 取 =126'a2) 初步確定模數(shù) 、齒數(shù) z、齒寬 bnm= = 取 =6mm).7.0(n??6)0.7.(?3.82.?nm由公式 = =13.00 取 =131'21?uzn1236??1z= =28.99 取 =292i3.z小輪分度圓直徑 ： = =78mm1d1n?大輪分度圓直徑 ： = =174mm22m9未變位時(shí)中心距 : = =126mma/)(z?2/)3(6??實(shí)際傳動(dòng)比 = =2.231zio39齒寬 b： = =63 取 b=60mma??25.0?3) 變位計(jì)算實(shí)際嚙合角 ： =0.94'??CosasA''????20cos16??20'?計(jì)算傳動(dòng)變位系數(shù) ： =0?x用圖 13-1-4（ 13-19）校核， ， 許用范圍內(nèi)，可用。z?x用圖 13-1-4（ 13-19）分配變位系數(shù)，得 ，3.0131.02?x（3） 齒面接觸強(qiáng)度核算1) 計(jì)算分度圓上名義切向力 ： =16656NtF12dTt?7865?2) 使用系數(shù)： AK原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，均勻平穩(wěn)，工作機(jī)采煤機(jī)，有中等沖擊，查表 13-1-81 =1.5。AK3) 動(dòng)載系數(shù) V齒輪線速度 = =6m/s106??ndv?106478.3?由表 13-1-90（13-93）公式計(jì)算傳動(dòng)精度系數(shù) c：查表 13-1-49（13-65）齒距極限偏差 ：ptfmt?25?3.)ln(825.)ln(4.)l(508. ???mzc=9.07613?圓整取 c=9 由圖 13-1-14 查得 =1.3VK4) 齒向載荷分布系數(shù) ：?H bdb3210.)(.0???=1.246123.07861.02. ?????????????HK5) 齒間載荷分布系數(shù) ?HK416.41bFt/A?/5.查表 13-1-102（13-100 ）： =1.16) 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ：由圖 13-1-16 查得（13-102） HZ 5.1?HZ97) 彈性系數(shù) ：由表 13-1-105（13-103 ）查得 =189.8EZEZ2/mN8) 重合度系數(shù) ：?重合度 ： a小齒輪齒頂壓力角 ：1a)2cosr('11??za?)230cosr(?????5.8大齒輪齒頂壓力角 ：a)src(2'2za )9src(?3.6重合度 ：? )]tan(t)tan(t[1 '2'1ZZa ?????=1.49)]20ta3.6(905.382 ????重合度系數(shù) ：?4????Z4.1.?9) 大、小齒輪的單對(duì)齒嚙合系數(shù) 、BZD按表 13-1-104 的判定條件 =1、 =110) 計(jì)算接觸應(yīng)力 :1H?ubdFKz tEVABH 11 ???????? 23.1607859.085.24.35.1 ?????=927.93 2/mN由于 = =1，所以BZD21H??11) 壽命系數(shù) 、 ：1TNZ應(yīng)力循環(huán)次數(shù) =tnL605047?914.= =iL/12?3./4.9?9由表 13-1-106 公式計(jì)算=0.96076.191(??????LNTZ076.91.???????=0.97057.292 076.9.?12) 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) ：RVLZ由表 13-1-108，經(jīng)展成法滾、插隊(duì)齒輪副 、 =0.92mz?410?RVLZ13) 齒面工作硬化系數(shù) ：w由圖 13-1-30 查得： =1、 =11214) 尺寸系數(shù) ：xZ由表 13-1-109 查得： =1x1015) 安全系數(shù) ：HS=1.51lim1 xwRvLNTHZZS??93.2710516???=1.62li2Hxv .、 均達(dá)到表 13-1-110 規(guī)定的較高可靠度時(shí)最小安全系數(shù)的要求。齒面接觸強(qiáng)1H度核算通過(guò)。（4） 齒輪彎曲強(qiáng)度核算1) 齒向載荷分布系數(shù) ：?FK=0.782)/(1hbN?? 2)5.13/60(./1??=1.18NHFK?78.042) 齒向載荷分布系數(shù) ：?F1.1?齒形系數(shù) ：FY3) 由圖 13-1-38（13-118 ）查得 =2.45、 =3.051?FY2?F4) 應(yīng)力修正系數(shù) ： ?S由圖 13-1-43（13-121 ）查得 =1.65、 =1.47SS5) 重合度系數(shù) ： =0.75?Y??75.02.??49.1750.6) 計(jì)算齒根應(yīng)力 ：F?因?yàn)?，用表 13-1-111（13-112）中方法二。1.67????????AVSFt Kbm=358.821.85.310.752.4051 ??? 2/mN=396.85362?F7) 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) ：查表 13-1-111，得 =2.0stYstY8) 壽命系數(shù) ：NTY由表 13-1-118（13-128 ）中公式： 02.6)13(LNT??86.0)14.3(2.961???NT.2Y9) 相對(duì)齒根角敏感系數(shù) relTY?由齒根圓角參數(shù) ，用表 13-1-112（13-114）所列公式計(jì)算。由圖 13-1-38 知：FSqns?2?=1.25、 =0.38mhfpfp?11=-0.8738.0251.1 ??????xmhGfpf? ??? 20cos6.)sin1(02tan65.4cos??????fpprFpSE=0.39=-0.82369.321 ??????????????????mzH=0.72rad10.87-2-1）（?G? ??????????????????38.072.cos3)72.0sin(3i1???mGzSfpFN=1.97=11.83mm61.9FNS??)87.0(27.cos1372.0cos)80(38. 22?????Gzmfp??=0.60=3.60mm6.1F?=1.640.32nsSq同樣計(jì)算可知： =1.04512?sqrelTY?10) 相對(duì)齒根表面狀況系數(shù) ：R由圖 13-1-58，齒根表面微觀不平度 10 點(diǎn)高度為 時(shí)mRz?5.120?=1.0RrelTY11) 尺寸系數(shù) ：由表 13-1-119（13-129）的公式x=0.994mx06.31??60.31???12) 彎曲強(qiáng)度的安全系數(shù) ：FSFxRrelTlNTSFY??li=2.5282.3579.01601??=2.312FS、 均達(dá)到表 13-1-110（13-111）規(guī)定的較高可靠度時(shí)最小安全系數(shù)的要求。1齒輪彎曲強(qiáng)度核算通過(guò)。（5） 齒輪幾何尺寸計(jì)算12頂隙系數(shù) ： =0.25?c齒頂高系數(shù) ： =1ah?未變位時(shí)中心距 : =126mm實(shí)際中心距 : =126mm'中心距變動(dòng)系數(shù) ： =0yma??' 612變位系數(shù)： =0.31、 =1x2x3.0齒頂高變動(dòng)系數(shù) ： =0ｙ?y?)(21ｙ 0)31.0(??齒頂高 =7.86mmyha)(??.?=4.14mm22??6?齒根高 =5.64mmxcf 11 ).5(=9.36mmma)(?3102??齒頂圓直徑 ： =93.72mmdah8.7?=182.28mm22 4齒根圓直徑 ： =66.72mm1f 1ff?6.5=155.28mm?39跨測(cè)齒數(shù) ：k 5.02cos2cos ??????????????????invzxzxz=2.415.0213.13.0132 ???????????? invk圓整 ?????12.329.0cos29.0cos2 ??????? ?????????? ivk?圓整 3公法線長(zhǎng)度Ｗ： ??????mxzivkW??sin5.cs?? ?m93.2860sin31.201302o ???????????i 4529. ??輪精度設(shè)計(jì)由于齒輪工作在高速有反轉(zhuǎn)的情況下，齒輪采用 7 級(jí)精度，在高精度的齒輪機(jī)床上范成加工，淬火后磨齒，齒面粗糙度 =0.8 （查表 13-1-39） （13-60） 。aR?孔的尺寸公差、形狀公差采用 IT7，軸的尺寸公差、形狀公差采用 IT6。頂圓直徑公差 IT8（查表 13-1-40） ?；鶞?zhǔn)面徑向圓跳動(dòng)和端面圓跳動(dòng)，小齒輪 18 ，大齒輪 22 （查表 13-1-41） 。m?齒圈徑向圓跳動(dòng) ，小齒輪 40 ，大齒輪 56 （查表 13-1-46） 。rF公法線長(zhǎng)度變動(dòng)公差 ，小齒輪 28 ，大齒輪 36 （查表 13-1-45） 。W?中心距極限偏差 = 查表 13-1-55） 。af?5.31基節(jié)極限偏差 ，小齒輪 16 ，大齒輪 18 （查表 13-1-48） 。pb13齒形公差 ，小齒輪 14 ，大齒輪 16 （查表 13-1-47） 。tfm??齒向公差 ，小齒輪 16 ，大齒輪 20 （查表 13-1-47） 。?F公法線平均長(zhǎng)度公差 ：小齒輪 =-72 （偏差代號(hào) F） 、 =-108 （偏差WEWms WmiE?代號(hào) G） ，大齒輪 =-120（偏差代號(hào) G） =-200 （偏差代號(hào) J） （查表 13-1-ms iE47） 。精度等級(jí)和公法線平均長(zhǎng)度極限偏差代號(hào)：小齒輪：7FG GB/T 10095-1988大齒輪：7GJ GB/T 10095-19883.1.2 第二級(jí)直齒圓錐齒輪的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核（1） 選擇齒輪材料小齒輪： 滲碳+淬火+低溫回火420NiCr大齒輪： 滲碳+淬火+ 低溫回火Mon由圖 13-1-23 圖 13-1-52 按 MX 級(jí)質(zhì)量要求取值，得1650 、 1650 和 525 525?1limH?2/?2limH?2/N?1limF?2limF2/N（2） 初步確定主要參數(shù)1) 按彎曲強(qiáng)度初步確定小齒輪大端分度圓直徑 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 ：1TnP49650910956??使用系數(shù) ：AK原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，均勻平穩(wěn)，工作機(jī)采煤機(jī)，有中等沖擊。由表 13-1-81 查得： 。5.A?齒向載荷分布系數(shù) ：?F由表 13-3-34 查得軸承系數(shù) =1.25 beHK?=1.5 =1.5×１.２５=1.875?FKbeH?取小齒輪齒數(shù) : =131Z取大齒輪齒數(shù) : =302齒數(shù)比 u= = =/3/01.節(jié)錐角 :?= =???cosinart1u?90cos.2i.24= =90- =21??94165當(dāng)量齒數(shù) ：vZ= =14.17 圓整 =1411cos?v.231vZ= =75.45 圓整 =752v??.6582v齒形系數(shù) ：FY由圖 13-3-24 查得 =2.65F預(yù)取分度圓直徑：14413lim2150dZYuKTFA?????=191.29mm4323568749?取 d=150mm2) 初步確定模數(shù)= =11.5mm1/mZd?3/50取 =10mm= =13×10=130mm= =30×10=300mm2錐距 R: = =163.48mm1sin?dR???9.24si303) 變位系數(shù) :x采用高變位 =0 由表 13-3-7 查得 =0.36、 =-0.36?1x2（3） 齒面接觸強(qiáng)度核算1) 齒寬中點(diǎn)處分度圓上名義切向力 ：mtF??Rmd?5.01??3.085.3??????????N12tTF2.671.8492) 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ：查圖 13-3-27 HZ5.HZ3) 彈性系數(shù) ：由表 13-1-105 查得： =189.8E E2/m4) 重合度系數(shù) ：?當(dāng)量圓柱齒輪幾何尺寸計(jì)算分度圓直徑 ： vd=115.68mm11cos5.0Rbv???1304.2cos8.6365???=616.05mm22.v 中心距 ： =365.87mmva??21vd???05.618.??齒頂圓直徑 ：d=129.29mm111tan5.0avah???? ???4.23tan.5=629.66mm??222 ??606端面齒形角 ： vt???vt基圓直徑 ：bd=108.70mmvtvbcos1??4.3cos8.5=578.899mm2 606嚙合線長(zhǎng)度 ：agvtvbvavbva dd?sin)(.02221???15=33.70mm????????? 20sin87.36590.576.270.1829.5.0 2vag端面重合度 ：va?=1.71?tbRmgva???cos. ????cos.413.3.=0.8734vaZ???175) 接觸強(qiáng)度計(jì)算的錐齒輪系數(shù) ：KZ是考慮錐齒輪齒形與漸開(kāi)線齒形的差異及輪齒剛度沿齒寬變化對(duì)齒面接觸強(qiáng)度的K影響。當(dāng)齒頂和齒根修形適當(dāng)時(shí),取 =0.85；6) 使用系數(shù) ： A原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，均勻平穩(wěn)，工作機(jī)采煤機(jī)，有中等沖擊，查表 13-1-81 =1.5。AK7) 動(dòng)載系數(shù) V由推薦值 1.05-1.4 ?。?=1.25VK8) 齒間載荷分布系數(shù) ?H= ＝668.78bFKmtA/60/2.751.?由表 13-3-35 查得： =1.19) 接觸強(qiáng)度計(jì)算的最小安全系數(shù) :minHS由表 13-1-110 查得 =1minHS10)潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) ：RVLZ由表 13-1-108，經(jīng)展成法滾、插隊(duì)齒輪副 、 =0.92z?410?RVLZ11)尺寸系數(shù) ： 由表 13-3-36 查得： =1xZx12)計(jì)算接觸應(yīng)力 : H?ubdFKeHvmtVAEKH11 ???????? 31.2608.15.7.87.0195.2801 ?????=1419.42 /mN13)許用接觸應(yīng)力 ：Hp?XRVLHpZSin1l1??=151892.065mi?2/mN接觸應(yīng)力校核通過(guò)滿足要求（4） 齒輪彎曲強(qiáng)度核算1) 齒向載荷分布系數(shù) ：?FK=1.875?HFK?2) 齒向載荷分布系數(shù) ：?=1.1?3) 齒寬中點(diǎn)法向模數(shù) ：mn= =8.16mmmn??Rb/5.0???48.163/05.48163????164) 齒形系數(shù) ：?FY由圖 13-3-28 查得： =2.63、 =3.0511?FY5) 應(yīng)力修正系數(shù) ： s由圖 13-3-29 查得： =1.5 =1.9?s6) 彎曲強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù) ：?=0.69VaY??75.02.??71.502.7) 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) ：stY由表 13-1-111 查得： =2.0t8) 彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù) ：minFS由表 13-1-110 查得： =1.29) 相對(duì)齒根角敏感系數(shù) relT?由齒根圓角參數(shù) ，用表 13-1-112（13-114）所列公式計(jì)算。由圖 13-1-38 知：qFns?2?=1.25、 =0.38 mhfpfp?=38.051.1 ?????xhGff 7.???? 20cos1.)sin1(02tan15.40cost ???????fpprFpSE=0.53=35.321 ??????????????????mzH8.=0.72rad??10.87-2-1?G? ??????????????????38.072.cos3)72.0sin(3i1???mGzSfpFN=1.97=16.10mm61.9FNS??)87.0(27.cos1372.0cos)80(38. 22?????Gzmfp??=0.60=4.91mm6.1F?17=1.6491.42061??FnsSq?同樣計(jì)算可知： =1.052?sqrelTY?10)相對(duì)齒根表面狀況系數(shù) ：Rrel由圖 13-1-58，齒根表面微觀不平度 10 點(diǎn)高度為 時(shí)mRz?5.120?=1.0relTY?11)彎曲強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù) ：xY由表 13-1-119 中公式計(jì)算得 =0.9712)計(jì)算齒根應(yīng)力 ：F??????AVSFt KYbm?=777.611.875.12.69073.1206751 ??? 2/mN=792.33F13)許用彎曲應(yīng)力 ：Fp?=848.75xRrelTlFSTpY??minl?97.0125min??FS2/彎曲應(yīng)力校核通過(guò)滿足要求（5） 直齒錐齒輪傳動(dòng)的幾何計(jì)算頂隙系數(shù) ： =0.2?c齒頂高系數(shù) ： =1ah?變位系數(shù)： =0.36 =-0.361x2齒頂高 ：=13.6mm??ma*1????1036.?=6.4mmh22?齒高 ：=22mm2.*ca齒根高 ：f=8.4mm6.1311??fh=15.6mm422a齒頂圓直徑 ：d ma 96.154.23cos.0cos11 ??????ha 046322??齒根角 ：f??9.8.1rctnrct11Rff ??4563aa22hff齒頂角 ：?18???76.48.13arctnarct11Rh?222頂錐角 ：a??????0.876.4311?522根錐角 ：f ???.29.11f???164622f?外錐高 ：kAmhdak 59.4.3sin.30sin11 ??16422??????周節(jié) ：pm.310??分度圓弧齒厚 ：s mxs 3.1820tan36.2tan211 ??????????????????????p09.13.84.2?分度圓弦齒厚 ：sradd3.4.cos.co1?????ms 28.1.0in.23sin?? radd7.6co9co22 ??s 09.13.sin.in?????分度圓弦齒高 ：?hmdha .4.23cos96.154cos21 ????60170.2 ?????（6） 齒輪精度設(shè)計(jì)由于齒輪工作在高速有反轉(zhuǎn)的情況下，齒輪采用 7 級(jí)精度，在高精度的齒輪機(jī)床上范成加工，淬火后磨齒，齒面粗糙度 =0.8 （查表 13-1-39） （13-60） 。aRm?孔的尺寸公差、形狀公差采用 IT7，軸的尺寸公差、形狀公差采用 IT6。外徑尺寸極限偏差（查表 13-3-59）：上偏差：0下偏差-IT819齒坯頂錐母線跳動(dòng)公差：小齒輪 50 ，大齒輪 60 （查表 13-3-60） 。m??基準(zhǔn)面端面圓跳動(dòng)，小齒輪 20 ，大齒輪 25 （查表 13-3-60） 。輪冠距極限偏差 （查表 13-3-61）50?o頂錐角極限偏差 （查表 13-3-61）'1?最小法向側(cè)隙： （最小法向側(cè)隙種類(lèi) d） （查表 13-3-49） 。mjn?4i?齒圈徑向圓跳動(dòng) ，小齒輪 ，大齒輪 （查表 13-3-41） 。rF63m?63齒厚上偏差 ，小齒輪 、大齒輪 （查表 13-3-50） 。sE?724?齒厚公差 ，小齒輪 、大齒輪 （法向側(cè)隙公差種類(lèi) D） （查表 13-3-51） 。T9090最大法向側(cè)隙 的制造補(bǔ)償部分 ：（查表 13-3-49） 。nmajEs?36???齒圈位移極限極限偏差 = （查表 13-1-53） 。AMf?m軸間距極限偏差 = 查表 13-1-54） 。af25?軸交角極限偏差 = 查表 13-1-55） 。?E6齒輪的精度等級(jí)和最小法向側(cè)隙及法向側(cè)隙公差種類(lèi)的字母代號(hào)：小齒輪：7dD GB/T 11365-1989大齒輪：7dD GB/T 11365-19893.1.3 第三級(jí)直齒圓柱小齒輪和惰輪的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核（1） 選擇齒輪材料小齒輪： 滲碳+淬火+ 低溫回火MonCr20惰輪： 滲碳+淬火+低溫回火WNi48由圖 13-1-24 和圖 13-1-53 按 MX 級(jí)質(zhì)量要求取值，得=1650 ， =1650 和 =550 ， =5501limH?2/2limH?2/N1limF?2/N2limF?2/N（2） 初步確定主要參數(shù)1) 按疲勞強(qiáng)度初步確定中心距按直齒輪從表 13-1-75 選取 =483，按齒輪對(duì)稱(chēng)布置，速度中等，沖擊載荷較大，取aA載荷系數(shù) K=2.0。按表 13-1-79，選 0.8。則 0.55。按表 13-1-77（13-86）圓整取?d?a齒寬系數(shù) 0.6?a?齒數(shù)比 u=i=2.23許用接觸應(yīng)力 ： 0.9×1650=1485??limH?1limHli0.9?2/mN小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 ：1TnP????81.32860451中心距 ： = =194.74mm'a??3lim)(HaauKA??? 24859.130)9.(??取 =190'2) 初步確定模數(shù) 、齒數(shù) z、齒寬 bn= = 取 =10mm)02.7.(mn??190)5.07.(???.82.?nm20由公式 = =13.00 取 =13)1('21??umazn)192.(60??1z= =25.00 取 =252i39.z小輪分度圓直徑 ： = =130mm1d1n?3惰輪分度圓直徑 ： = =250mm2250未變位時(shí)中心距 : = =190mma/)(z?2/)(??實(shí)際傳動(dòng)比 = =1.921zio35齒寬 b： = =114 取 b=90mma??906.?3) 變位計(jì)算實(shí)際嚙合角 ： =0.94'??Coss' ????20cos16??20'?計(jì)算傳動(dòng)變位系數(shù) ： =0?x用圖 13-1-4（ 13-19）校核， ， 許用范圍內(nèi)，可用。z?x用圖 13-1-4（ 13-19）分配變位系數(shù)，得 ，25.01?25.0?x（3） 齒面接觸強(qiáng)度核算1) 計(jì)算分度圓上名義切向力 ：tF=51366.33N120dTFt?308.?2) 使用系數(shù)： AK原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)，均勻平穩(wěn)，工作機(jī)采煤機(jī)，有中等沖擊，查表 13-1-81 =1.5。AK3) 動(dòng)載系數(shù) V齒輪線速度 = =1.95m/s106??ndv?1062834.?由表 13-1-90（13-93）公式計(jì)算傳動(dòng)精度系數(shù) c：查表 13-1-49（13-65）齒距極限偏差 ：ptfmt?5?32.)ln(825.)ln(4.)l(508. ???mzc=8.491013?圓整取 c=8 查圖 13-1-14 =1.3VK4) 齒向載荷分布系數(shù) ：?HbdbKH321.)(8.0????=1.23901.091?5) 齒間載荷分布系數(shù) ?HK856.11bFt/A??/3.56.查表 13-1-102（13-100 ）： =1.26) 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ：由圖 13-1-16 查得HZ5.2?HZ7) 彈性系數(shù) ：由表 13-1-105 查得 =189.8EE2/mN8) 重合度系數(shù) ：?重合度 ： a21小齒輪齒頂壓力角 ：1a??)2cosar(1'1xz???)25.01(3cosrcs??????9.37惰輪齒頂壓力角 ：a)src(22'2za ??).sars(???6.重合度 ：? )]tan(t)tn(t[1 '2'1ZaZa ????=1.49)]20t56.7909.372 ????重合度系數(shù) ：?4????Z1.4.?9) 大、小齒輪的單對(duì)齒嚙合系數(shù) 、BZD按表 13-1-104 的判定條件 =1、 =110) 計(jì)算接觸應(yīng)力 :1H?ubdFKz tEVABH 11 ????????由于21 /09.152.90356.0895.23.5. mN????= =1，所以BZD1H?11) 壽命系數(shù) 、 ：NTZ2應(yīng)力循環(huán)次數(shù) =tnL160?686.= =iL/12?9./.8?804?由表 13-1-106 公式計(jì)算=1.00076.191(??????LNTZ76.81.??????=1.03057.292?076.894.?12) 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) ：RVLZ由表 13-1-108，經(jīng)展成法滾、插隊(duì)齒輪副 、 =0.92mz?410?RVLZ13) 齒面工作硬化系數(shù) ：w由圖 13-1-30 =1、 =11wZ214) 尺寸系數(shù) ：x由表 13-1-109 =115) 安全系數(shù) ：HS=1.181lim1 xwRvLNTHS??09.12516???22=1.202lim2HxwRvLNTHZZS??09.125136???、 均達(dá)到表 13-1-110 規(guī)定的較高可靠度時(shí)最小安全系數(shù)的要求。齒面接觸強(qiáng)1度核算通過(guò)。（4） 齒輪彎曲強(qiáng)度核算1) 齒向載荷分布系數(shù) ：?FK=0.762)/(1hbN?? 2)5./90(2./1??=1.17NHFK?76.032) 齒向載荷分布系數(shù) ：?F1.2?齒形系數(shù) ：FY3) 由圖 13-1-38（13-118 ）查得 =2.7、 =31?FY2?F4) 應(yīng)力修正系數(shù) ： ?S由圖 13-1-43（13-121 ） =1.6、 =1.4612S5) 重合度系數(shù) ： =0.75?Y??75.0.??49.1750.6) 計(jì)算齒根應(yīng)力 ：F?因?yàn)?，用表 13-1-111（13-112）中方法二。21.49????????AVSFt Kbm=441.241.275.130.76.6051 ??? 2/mN=447.374132?F7) 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) ：查表 13-1-111，得 =2.0stYstY8) 壽命系數(shù) ：NTY由表 13-1-118（13-128 ）中公式： 02.6)13(LNT??89.0)16.83(2.1???NT.482Y9) 相對(duì)齒根角敏感系數(shù) relTY?由齒根圓角參數(shù) ，用表 13-1-112（13-114）所列公式計(jì)算。由圖 13-1-38 知：FSqns?2?=1.25、 =0.38mhfpfp?=-0.8738.051.1 ?????xhGff23??? 20cos138.)sin1(02tan15.40cost ???????????fpprFpShmE=0.64=-0.82364.321 ???????????????mzH=0.72rad187.02-1）（ ????G? ??????????????????38.072.cos3)72.0sin(3i1???mzSfpFN=1.97=19.721.91FNS??)87.0(27.cos1372.0cos)80(38. 22?????Gzmfp??=0.60=6.016.1F?=1.640.29nsSq同樣計(jì)算可知： =1.04512?sqrelTY?10) 相對(duì)齒根表面狀況系數(shù) ：Rl由圖 13-1-58，齒根表面微觀不平度 10 點(diǎn)高度為 時(shí)mRz?5.120?=1.0RrelTY11) 尺寸系數(shù) ：由表 13-1-119（13-129）的公式x=0.97mx06.31??106.3???12) 彎曲強(qiáng)度的安全系數(shù) ：FSFxRrelTlNTSFY??li=2.0624.197.08501??=2.0632FS、 均達(dá)到表 13-1-110（13-111）規(guī)定的較高可靠度時(shí)最小安全系數(shù)的要求。1齒輪彎曲強(qiáng)度核算通過(guò)。（5） 齒輪幾何尺寸計(jì)算頂隙系數(shù) ： =0.25?c24齒頂高系數(shù) ： =1?ah未變位時(shí)中心距 : =190mm實(shí)際中心距 : =190mm'中心距變動(dòng)系數(shù) ： =0yma??' 109變位系數(shù)： =0.25、 =1x2x5.齒頂高變動(dòng)系數(shù) ： =0ｙ?y?)(21ｙ 0)25.(??齒頂高 =12.5mmyha)(??.?=7.5mm22??10?齒根高 =10mmxcf 11 ).5(=15mmma)(?2??齒頂圓直徑 ： =155mmdah.3?=265mm22 70齒根圓直徑 ： =110mm1f 1ff?=220mm?5跨測(cè)齒數(shù) ：k .02cos2cos ??????????????????invzxzxz 3.2501325.135.0132 ????????????? invk圓整 21?=2.79????5.029.20cos295.00cos322 ?????? ?????????? invk?圓整公法線長(zhǎng)度Ｗ： ??????mxzivkW??sin5.cs???=57.46mm?102sin5.021302o1 ?????????mi 54.69.2 ??（6） 齒輪精度設(shè)計(jì)由于齒輪工作在低速重載有反轉(zhuǎn)的情況下，齒輪采用 7 級(jí)精度，在高精度的齒輪機(jī)床上范成加工，淬火后磨齒，齒面粗糙度 =0.8 （查表 13-1-39） （13-60） 。aR?孔的尺寸公差、形狀公差采用 IT7，軸的尺寸公差、形狀公差采用 IT6。頂圓直徑公差 IT7（查表 13-1-40） ?；鶞?zhǔn)面徑向圓跳動(dòng)和端面圓跳