2321 采煤機(jī)的行走部分設(shè)計(jì),采煤,行走,部分,部份,設(shè)計(jì) 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文)說(shuō)明書(shū)摘 要MG400/900-WD 型采煤機(jī)是一種多電機(jī)驅(qū)動(dòng)，橫向布置的交流電牽引采煤機(jī)。根據(jù)采煤機(jī)現(xiàn)在的發(fā)展動(dòng)態(tài)通過(guò)分析與比較，確定了采煤機(jī)的牽引方式，并且對(duì)牽引部的基本參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算，介紹了行走部傳動(dòng)系統(tǒng)的擬定；傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算；各個(gè)齒輪的幾何尺寸的確定；以及軸、行星齒輪和花鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核。牽引電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)三級(jí)圓柱齒輪和二級(jí)行星齒輪減速器減速后，由行星架輸出，通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪與行走輪相嚙合，再由行走輪與工作面刮板輸送機(jī)上的齒軌嚙合使采煤機(jī)來(lái)回行走，同時(shí)制動(dòng)軸輸出軸通過(guò)鍵與制動(dòng)器相連，實(shí)現(xiàn)電牽引部的制動(dòng)。MG400/900-WD 型采煤機(jī)，操作方便，可靠性高，事故率低，開(kāi)機(jī)效率高，可滿足高產(chǎn)高效工作面的需要。關(guān)鍵詞：采煤機(jī)；牽引部；行走部；行星齒輪河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)IAbstractThe MG400/900-WD coal mining machine is more than one kind of motor-driven, crosswise arrangement alternating current hauling coal mining machine. TAccording to the coal mining machine now development through analysis and comparison, determine the shearer traction, and the traction of the basic parameters are calculated in detail, introduces the walking part of the transmission system of the protocol; transmission device of kinematic and dynamic parameters calculation; each gear to determine the geometric size, and shaft; planetary reduction gear and spline design calculation and checking.he pulling motor outputs torque decelerates after the third-level cylindrical gears and the second-level planet gear reduction gear, by the planet carrier outputs, with walks lining on the feet and palms of buddha meshing through the driving gear, by walks again round and on working surface scraper conveyer's rack rail meshing causes the coal mining machine back and forth to walk, simultaneously the brake spindle output shaft is connected through the key and the brake, realizes the electricity hauling department brake.The MG400/900-WD coal mining machine, the ease of operation, the reliability is high, the accident rate is low, the starting efficiency is high, may satisfy the high production highly effective working surface the need.Key word: The coal mining machine； the hauling department； walks；河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)II目 錄1.引言 .......................................................................................................11.1 采煤機(jī)械發(fā)展的歷史 ...................................................................11.2 國(guó)外采煤機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r ...............................................................11.3 國(guó)內(nèi)采煤機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r ...............................................................31.4 電牽引采煤機(jī)產(chǎn)生和發(fā)展 ...........................................................41.5 采煤機(jī)類(lèi)型 ...................................................................................51.6 采煤機(jī)的組成 ...............................................................................61.7 電牽引采煤機(jī)的優(yōu)點(diǎn) ...................................................................72.牽引機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng) ................................................................................92.1 主要技術(shù)參數(shù) ..............................................................................92.1.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 .........................................................................102.1.2 傳動(dòng)比的分配 .........................................................................112.2 牽引部傳動(dòng)計(jì)算 .......................................................................152.2.1 各級(jí)傳動(dòng)轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩 .................................................153.牽引部齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 ..........................................................................183.1 齒輪 1 和齒輪 2 的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核 ........................................183.2 齒輪 3 和齒輪 4 的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核 ........................................273.3 齒輪 5 和齒輪 6 的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核 ........................................344.牽引部行星機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ..............................................................424.1 配齒計(jì)算 ....................................................................................424.2 行星齒輪的計(jì)算........................................................................444.3 行星輪嚙合要素驗(yàn)算 ................................................................585.軸的設(shè)計(jì)及校核 ...................................................................................625.1 確定軸的最小直徑 ....................................................................625.2 花鍵的強(qiáng)度校核 .........................................................................745.3 軸承的校核 .................................................................................75河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)III6.采煤機(jī)的使用和維護(hù) ...........................................................................786.1 采煤機(jī)軸承的維護(hù) .....................................................................787.總結(jié) .........................................................................................................80參考文獻(xiàn) ........................................................................................................81致 謝 ..............................................................................................................82河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文)說(shuō)明書(shū)- 0 -1 引 言1.1 采煤機(jī)械發(fā)展的歷史煤炭企業(yè)由勞動(dòng)密集型轉(zhuǎn)向資本及技術(shù)高密集型。在礦井開(kāi)采方面采用以日產(chǎn)萬(wàn)噸的超大型綜合機(jī)械化采，煤工作面為核心的生產(chǎn)工藝。在實(shí)現(xiàn)煤炭生產(chǎn)工藝綜合機(jī)械化的基礎(chǔ)上，向遙控和自動(dòng)化發(fā)展，機(jī)器人與人工智能和專(zhuān)家系統(tǒng)相結(jié)合，為采煤自動(dòng)化開(kāi)辟了新的途徑。采掘行業(yè)的安全將不斷提高，安全性將更加受到重視。環(huán)境治理及綜合利用成為煤炭企業(yè)經(jīng)營(yíng)的重要方面。采掘工人將變得自由化、市場(chǎng)化人力配備管理。 　早期的滾筒采煤機(jī)主要存在 2 個(gè)問(wèn)題，（1）截煤滾筒的安裝高度不能在使用中調(diào)整(即所謂的固定滾筒)，對(duì)煤層厚度及變化適應(yīng)性差；（2） 截煤滾筒的裝煤效果不佳 (即所謂的圓形滾筒 )，限制了采煤機(jī)生產(chǎn)率的提高。20 世紀(jì) 60 年代，英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)和前蘇聯(lián)等先后對(duì)采煤機(jī)的截割滾筒做出兩項(xiàng)改進(jìn)。一是截煤滾筒可以在使用中調(diào)整其高度，完全解決對(duì)煤層賦存條件的適應(yīng)性；二是把圓形滾筒改進(jìn)成螺旋葉片式截煤滾筒，極大地提高了裝煤效果。這兩項(xiàng)改進(jìn)使?jié)L筒式采煤機(jī)成為現(xiàn)代化采煤機(jī)械的基礎(chǔ)。1.2 國(guó)外采煤機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r(1) 牽引方式向電牽引方向發(fā)展。傳統(tǒng)的液壓牽引采煤機(jī)在國(guó)外仍河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 1 -然在生產(chǎn)和使用中，但已不占主導(dǎo)地位，由于電牽引采煤機(jī)的諸多優(yōu)點(diǎn)，國(guó)外目前新開(kāi)發(fā)的采煤機(jī)，特別是大功率采煤機(jī)基本上都是采用電牽引方式。(2) 裝機(jī)總功率不斷增大。為適應(yīng)煤礦生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，國(guó)外采煤機(jī)的功率在不斷提高，電機(jī)截割功率通常在 400 kW 以上，最新報(bào)道已達(dá) 850 kW。牽引電機(jī)功率均在 40 kW 以上，大的甚至達(dá)到 125kW。總裝機(jī)功率通常超過(guò) 1000Kw，如 EL3000 型采煤機(jī)總裝機(jī)功率高達(dá) 2000 Kw，7LS5 型采煤機(jī)達(dá) 1 940Kw。(3) 電牽引方式趨向交流變頻調(diào)速。電牽引采煤機(jī)的牽引方式按牽引電機(jī)的類(lèi)型可分為直流牽引和交流牽引，由于交流變頻調(diào)速電牽引系統(tǒng)具有技術(shù)先進(jìn)可靠、維護(hù)管理簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，近幾年發(fā)展很快。20 世紀(jì) 90 年代中后期研制的大功率電牽引采煤機(jī)均采用交流變頻調(diào)速牽引系統(tǒng)。交流牽引正逐步替代直流牽引，成為今后電牽引采煤機(jī)的發(fā)展方向。(4) 無(wú)鏈牽引向齒輪一齒軌式演變。隨著牽引力不斷增大，銷(xiāo)輪一齒軌式無(wú)鏈牽引已近淘汰，齒輪一鏈軌式無(wú)鏈牽引已使用不多，正逐步趨向于采用齒輪一齒軌式無(wú)鏈牽引。這是一種從齒輪一銷(xiāo)軌式演變而來(lái)的無(wú)鏈牽引結(jié)構(gòu)，圓柱銷(xiāo)被齒軌所取代，焊接結(jié)構(gòu)改成了整體精密鑄造或鍛造，寬度增大，節(jié)距由 125mm 增加到 175mm。無(wú)鏈牽引的優(yōu)缺點(diǎn) 無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu)取消了固定在工作面兩端的牽引鏈，河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 2 -而采用采煤機(jī)上的驅(qū)動(dòng)輪與輸送機(jī)上的齒條等相嚙合的方式來(lái)移動(dòng)機(jī)器。無(wú)鏈牽引具有一系列優(yōu)點(diǎn)：①采煤機(jī)移動(dòng)平穩(wěn)、振動(dòng)小，因而載荷均勻，延長(zhǎng)了機(jī)器的使用壽命，故障率也大減小。②可利用無(wú)鏈雙牽引傳動(dòng)將牽引力提高到 400～600kN，以適應(yīng)采煤機(jī)在大傾角（最大達(dá) 54 ）條件下工作，利用制動(dòng)器還可以使機(jī)器0的防滑問(wèn)題得到解決。③可以實(shí)現(xiàn)工作面多臺(tái)采煤機(jī)同時(shí)工作，提高工作產(chǎn)量。④?chē)Ш闲矢?，可將牽引力有效地用在割煤上⑤消除了牽引鏈帶?lái)的斷鏈、反鏈敲缸等事故，大大提高了安全性。無(wú)鏈牽引的缺點(diǎn)是①對(duì)輸送機(jī)的彎曲和起伏不平的要求較高，對(duì)煤層地質(zhì)條件變化的適應(yīng)性較差，因底板及輸送機(jī)起伏度太大，會(huì)影響無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu)的嚙合，造成傳動(dòng)件的損環(huán)事故。②無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu)使機(jī)道寬度增加約 100mm，所以提高了對(duì)支架控頂能力的要求。1.3 國(guó)內(nèi)采煤機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r(1)新設(shè)計(jì)的滾筒采煤機(jī)幾乎都采用多電機(jī)橫向布置；取消底托架；各大部件間采用液壓螺栓、啞鈴銷(xiāo)、偏心鎖緊螺母等聯(lián)接，以構(gòu)成采煤河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 3 -機(jī)的機(jī)身，左、右搖臂通過(guò)銷(xiāo)軸鉸接在機(jī)身的兩端。(2)大力開(kāi)發(fā)電牽引采煤機(jī)。裝機(jī)功率 1000kW 以下的電牽引采煤機(jī)已逐步走向成熟，且形成系列，裝機(jī)功率 1800kW 電牽引采煤機(jī)在研制中。目前國(guó)內(nèi)使用的交流電牽引采煤機(jī)的電牽引調(diào)速系統(tǒng)主要有 3 種：即交流變頻調(diào)速系統(tǒng)、電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)和開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng) SRD)。(3)我國(guó)經(jīng)濟(jì)型綜采和高檔普采的主要機(jī)型為 MG200，目前在冊(cè)近千臺(tái)，該機(jī)型由于功率偏小、過(guò)斷層能力差、結(jié)構(gòu)上的局限性等，而需要改進(jìn)以至換代。為此，近年來(lái)進(jìn)行了 MG200 采煤機(jī)的換代設(shè)計(jì)?，F(xiàn)已完成的 MG150／375w 型及 MG160／375w 采煤機(jī)均可作為 MG200 的換代產(chǎn)品，使用中已取得良好效果。(4)特殊機(jī)型采煤機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用。如天地科技股份有限公司上海分公司開(kāi)發(fā)的 MG250／300．NWD 型電牽引短壁采煤機(jī)，可用于急傾斜特厚煤層水平分層放頂煤開(kāi)采；“三下一上”采煤；煤柱和邊角煤回收；短壁工作面雙巷或單巷開(kāi)采；長(zhǎng)壁面開(kāi)機(jī)窩；煤巷掘進(jìn)等。1.4 電牽引采煤機(jī)產(chǎn)生和發(fā)展近幾年來(lái)，我國(guó)薄煤層采煤機(jī)得到了很大的發(fā)展，但在質(zhì)量和壽命和高新技術(shù)應(yīng)用與國(guó)內(nèi)大型采煤機(jī)，特別是與國(guó)外采煤機(jī)相比還存在較大的差距。主機(jī)用原材料、關(guān)鍵零部件、軸承、密封件、電機(jī)、電器元件、液壓元部件等都存在較大的差距。這些問(wèn)題造成了我們的產(chǎn)品可靠河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 4 -性不高，壽命較低。國(guó)外綜采工作面采煤機(jī)一般都裝有自動(dòng)監(jiān)控、診斷、數(shù)據(jù)傳輸、無(wú)線電遙控裝置，不僅操作方面，而且能通過(guò)診斷裝置預(yù)先發(fā)現(xiàn)故障并及時(shí)排出。20 世紀(jì) 90 年代后，隨著煤炭生產(chǎn)集約化方向發(fā)展，減員提效，提高工作面單產(chǎn)成為煤炭發(fā)展的主流，發(fā)展高產(chǎn)高效工作面勢(shì)在必行，此采煤機(jī)開(kāi)發(fā)研制圍繞高產(chǎn)高效的要求進(jìn)行其主要方向是高性能電牽引采煤機(jī)：電牽引采煤機(jī)的研制從 20 世紀(jì) 80 年代開(kāi)始起步，20 世紀(jì) 90 年代全面發(fā)展，電牽引的發(fā)展存在直流和交流兩種技術(shù)途徑。進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代后，交流變頻調(diào)速技術(shù)在中厚煤層采煤機(jī)中推廣使用，上海分院先后成功開(kāi)發(fā) MG200/500-WD、MG200/450-BWD、MG250/600-WD、MG400/920-WD 和 MG450/1020-WD 等采煤機(jī)，變頻調(diào)速箱可以使機(jī)載，也可以是非機(jī)載。1.5 采煤機(jī)類(lèi)型 滾筒采煤機(jī)的類(lèi)型很多，可按滾筒數(shù)目、行走機(jī)構(gòu)形式、行走驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)速傳動(dòng)方式、行走部布置位置、機(jī)身與工作面輸送乳汁機(jī)配合導(dǎo)向方式、總體結(jié)構(gòu)布置方式等分類(lèi)。按滾筒數(shù)目分為單滾筒和雙滾筒采煤機(jī)，其中雙滾筒采煤機(jī)應(yīng)用最普遍。按行走機(jī)構(gòu)形式分鋼絲繩牽引、鏈牽引和無(wú)鏈牽引采煤機(jī)。按行走驅(qū)動(dòng)裝置的調(diào)速方式分機(jī)械調(diào)速、液壓調(diào)速和電氣調(diào)速滾筒采煤機(jī)（通常簡(jiǎn)稱(chēng)機(jī)械牽引、液壓牽引和電牽引采煤機(jī)） 。按行走部布置位置河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 5 -分內(nèi)牽引和外牽引采煤機(jī)。按機(jī)身與工作面輸送機(jī)的配合導(dǎo)向方式分騎槽式和爬底板式采煤機(jī)。按適用的煤層厚度分厚煤層、中厚煤層和薄煤層采煤機(jī)。按適用的煤層傾角分緩斜、大傾角和急斜煤層采煤機(jī)。按總體結(jié)構(gòu)布置方式分截割（主）電動(dòng)機(jī)縱向布置在搖臂上的采煤機(jī)和截割（主）電動(dòng)機(jī)橫向布置在機(jī)身上的采煤機(jī)、截割電動(dòng)機(jī)橫向布置在搖臂上的采煤機(jī)。1.6 采煤機(jī)的組成 采煤機(jī)主要由電動(dòng)機(jī)、牽引部、截割部和附屬裝置等部分組成。電動(dòng)機(jī)：是滾筒采煤機(jī)的動(dòng)力部分，它通過(guò)兩端輸出軸分別驅(qū)動(dòng)兩個(gè)截割部和牽引部。牽引部：通過(guò)其主動(dòng)鏈輪與固定在工作面輸送機(jī)兩端的牽引鏈 3 相嚙合，使采煤機(jī)沿工作面移動(dòng)，因此，牽引部是采煤機(jī)的行走機(jī)構(gòu)。 左、右截割部減速箱：將電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)齒輪減速后傳給搖臂 5 的齒輪，驅(qū)動(dòng)滾筒 6 旋轉(zhuǎn)。滾筒：是采煤機(jī)落煤和裝煤的工作機(jī)構(gòu)，滾筒上焊有端盤(pán)及螺旋葉片，其上裝有截齒。底托架：是固定和承托整臺(tái)采煤機(jī)的底架，通過(guò)其下部四個(gè)滑靴 9將采煤機(jī)騎在刮板輸送機(jī)的槽幫上，其中采空區(qū)側(cè)兩個(gè)滑靴套在輸送機(jī)的導(dǎo)向管上，以保證采煤機(jī)的可靠導(dǎo)向。調(diào)高油缸：可使搖臂連同滾筒升降，以調(diào)節(jié)采煤機(jī)的采高。河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 6 -調(diào)斜油缸：用于調(diào)整采煤機(jī)的縱向傾斜度，以適應(yīng)煤層沿走向起伏不平時(shí)的截割要求。電氣控制箱：內(nèi)部裝有各種電控元件，用于采煤機(jī)的各種電氣控制和保護(hù)。此外，為降低電動(dòng)機(jī)和牽引部的溫度并提供內(nèi)外噴霧降塵用水，采煤機(jī)設(shè)有專(zhuān)門(mén)的供水系統(tǒng)。采煤機(jī)的電纜和水管夾持在拖纜裝置內(nèi)，并由采煤機(jī)拉動(dòng)在工作面輸送機(jī)的電纜槽中卷起或展開(kāi)。1.7 電牽引采煤機(jī)的優(yōu)點(diǎn)采煤機(jī)牽引負(fù)載特性在截割時(shí)多為恒轉(zhuǎn)矩特性，所需動(dòng)力為機(jī)械特性為硬特性；調(diào)動(dòng)時(shí)是恒功率特性，所需動(dòng)力機(jī)械的機(jī)械特性為軟特性。這對(duì)于電動(dòng)機(jī)或泵－馬達(dá)系統(tǒng)只有調(diào)速才能滿足這種恒轉(zhuǎn)矩恒功率的負(fù)載特性，這種特性是為人為機(jī)械特性，即負(fù)載的變化按人規(guī)定的規(guī)律來(lái)變化。從這點(diǎn)出發(fā)，直流電動(dòng)機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)、液壓泵馬達(dá)系統(tǒng)都是硬特性。因此，不論電牽引或液壓牽引，應(yīng)該說(shuō)都具有良好的調(diào)速特性。但液壓牽引的機(jī)械特性除了受負(fù)載影響外，還受油液的泄漏、粘度、溫度和清潔度、制造和維修質(zhì)量的影響到，特性曲線慢慢變軟，但電動(dòng)機(jī)特性除了受負(fù)載影響外，就沒(méi)有像液壓傳動(dòng)那么多的影響，也就是電牽引的牽引特性好，調(diào)速平穩(wěn)性好，牽引特性曲線可長(zhǎng)時(shí)間的保持穩(wěn)定。(1) 機(jī)械傳動(dòng)效率高(2) 機(jī)械傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 7 -(3) 生產(chǎn)率顯著提高由于牽引力大、牽引速度高、截割電動(dòng)機(jī)功率大，尤其是故障非常低，因而使生產(chǎn)率大大提高綜合上述，電牽引采煤機(jī)最主要的優(yōu)點(diǎn)是整機(jī)性能明顯提高，工作可靠性大大加強(qiáng)，從而保證生產(chǎn)率明顯提高。河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 8 -2.牽引機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)2.1 主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)及配套設(shè)備：采高（m）：2.2～3.5；適應(yīng)傾角（°）：≤25；煤質(zhì)硬度 : f≤4；截深（m）：0.8滾筒直徑 （m）： ￠1.6 電壓（V）：1140；牽引形式 ：強(qiáng)力輪齒—齒軌電牽引；額定牽引速度（m/min）：6額定牽引力（KN)：328裝機(jī)功率（Kw）：904 （其中兩個(gè)截割電機(jī) 2×400Kw 兩個(gè)牽引電機(jī) 2×37Kw，一個(gè)泵電機(jī)30KW，共計(jì) 2×400＋2×37＋ 30=904Kw）河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 9 -圖 2.1 牽引機(jī)構(gòu)傳動(dòng)系統(tǒng)圖2.1.1 電動(dòng)機(jī)的選擇設(shè)計(jì)牽引部功率為 37KW，根據(jù)礦井電機(jī)的具體工作環(huán)境情況，電機(jī)必須具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。所以選擇三相鼠籠異步防爆電動(dòng)機(jī)，查表 2-1 型號(hào)定為YBXn225S-4；其主要參數(shù)如下：額定功率：37Kw；額定電壓：380V；滿載電流：69A；額定轉(zhuǎn)速：1480r/min；滿載效率：0.936；滿載功率因數(shù)：0.87；河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 10 -接線方式：Y；質(zhì)量：400Kg；冷卻方式：水冷該電動(dòng)機(jī)輸出軸上帶有漸開(kāi)線花鍵，通過(guò)該花鍵電機(jī)將輸出的動(dòng)力傳遞給齒輪減速機(jī)構(gòu)。表 2-12.1.2 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)，能河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 11 -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。由于采煤機(jī)在工作過(guò)程中常有過(guò)載和沖擊載荷，維修比較困難，空間限制又比較嚴(yán)格，故對(duì)行星齒輪減速裝置提出了很高要求。因此，這里先確定行星減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比。設(shè)計(jì)采用 NGW 型行星減速裝置，其工作原理如下圖所示：a 太陽(yáng)輪 b 內(nèi)齒圈 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 12 -c 行星輪 h 行星架圖 2.2 NGW 型行星機(jī)構(gòu)該行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由太陽(yáng)輪 a、內(nèi)齒圈 b、行星輪 c、行星架 h 等組成。傳動(dòng)時(shí)，內(nèi)齒圈 b 固定不動(dòng)，太陽(yáng)輪 a 為主動(dòng)輪，行星架h 上的行星輪 c 繞自身的軸線 ox—ox 轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)行星架 h 回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)減速。運(yùn)轉(zhuǎn)中，軸線 ox—ox 是轉(zhuǎn)動(dòng)的。這種型號(hào)的行星減速裝置，效率高、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、傳動(dòng)功率范圍大，可用于各種工作條件。因此，它用在采煤機(jī)截割部最后一級(jí)減速是合適的，該型號(hào)行星傳動(dòng)減速機(jī)構(gòu)的使用效率為 0.97～0.99,傳動(dòng)比一般為 2.1～13.7。如圖 2.3，當(dāng)內(nèi)齒圈 b 固定，以太陽(yáng)輪 a 為主動(dòng)件，行星架 h 為從動(dòng)件時(shí)，傳動(dòng)比的推薦值為2.7～9。從《采掘機(jī)械與支護(hù)設(shè)備》上可知,采煤機(jī)截割部行星減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比一般為 5～6。所以這里先定行星減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比：i 3.1?baci 42根據(jù)前述多級(jí)減速齒輪的傳動(dòng)比分配原則及齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)為 17 為依據(jù)，另參考 MG250/591 型采煤機(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：i =z /z =2.84121i =z /z =2.1343河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 13 -i =6.335.4?河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 14 -2.2.牽引部傳動(dòng)計(jì)算2.2.1 各級(jí)傳動(dòng)轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩1）各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算：從電動(dòng)機(jī)出來(lái)，各軸依次命名為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ軸。Ⅰ軸 n r/min1480?Ⅱ軸 n =n /i21=1480/2.84=511.127r/minⅢ軸 n =n /i32=511.127/2.13=244.66 r/minⅣ軸 n =n /i43=244.66/6.3=38.83r/minⅤ軸 n =n /i54=38.83/4.5=8.629r/min2）各軸功率計(jì)算：Ⅰ軸 1.P??3=37×0.99×0.98河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 15 -=35.90KwⅡ軸 .212P???3=35.90×0.98×0.97=34.127kWⅢ軸 P =P32?4=34.127×0.98×0.97=33.441kWⅣ軸 P =P43?4= 33.441×0.98×0.97=30.838kWⅤ軸 P =P543?=30.838×0.98×0.97=29.315 kW式中 =0.991?=0.972=0.99397.04??3）各軸扭矩計(jì)算:Ⅰ軸 T =95501 mN165.234805.91 ????nP河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 16 -Ⅱ軸 T =9550 N2 m40.62517.39502 ????nPⅢ軸 T =95503 9.4.3Ⅳ軸 T =95504 42.758.30954 ????nPⅤ軸 T =95505 mN..6215將上述計(jì)算結(jié)果列入下表：軸號(hào)輸出功率P（kW）轉(zhuǎn)速 n(r/min)輸出轉(zhuǎn)矩T/(N·m)傳動(dòng)比Ⅰ軸 35.90 1480 231.165Ⅱ軸 34.127 521.127 625.4Ⅲ軸 32.441 244.66 1266.292.842.136.3Ⅳ軸 30.838 38.83 7584.42 4.5Ⅴ軸 29.315 8.629 32443.88 1.36河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 17 -3.牽引部齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 齒輪 1 和齒輪 2 的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核計(jì)算過(guò)程及說(shuō)明:1) 選擇齒輪材料查表 2-3 兩個(gè)齒輪都選用 20GrMnTi 滲碳淬火 齒面硬度58~62HRC 齒心硬度 300HRC 83???6S2) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)，按 估取圓周311/)02.~.(npvt速度。小輪分度圓直徑 ，由式得1d(4-1)3 2)][(2HEdZukT???????齒寬系數(shù) ：查表按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱(chēng)布置，取d＝ 0．8d?小輪齒數(shù) ： 1Z=251惰輪齒數(shù) ：2＝i =712Z1?齒數(shù)比 ：u＝ / =71/25u21河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 18 -傳動(dòng)比誤差 誤差在 范圍內(nèi)0/??u%5?小輪轉(zhuǎn)矩：T =231165N1m?載荷系數(shù) ：K由文獻(xiàn) 1 式（8－54）得表 2-3 常用齒輪材料及其機(jī)械性能河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 19 -(4-2)??KKVA???使用系數(shù) ：查表 2-4＝1.75AK動(dòng)載荷系數(shù) ：V在推薦值 1.05~1.4＝1．2VtK齒向載荷分布系數(shù) ： ?在推薦值 1.0~1.2 ＝1.1?K齒間載荷分配系數(shù) ：?表 2-4 使用系數(shù) AK河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 20 -齒間載荷分布系數(shù)在推薦值 1.0~1.2 1.0K??河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 21 -則載荷系數(shù) 的初值 K??KVA???=1.75 1.2.?=2.541彈性系數(shù) ：EZ查表 2-5 21Mpa8.9?E表 2-5 彈性系數(shù)節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) ： HZ5.2?H可知： 120,0x?重合度系數(shù) ：?ZZ =0.89?許用接觸應(yīng)力 ：??H?由式河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 22 -＝??H?HLimSZ/??接觸疲勞極限應(yīng)力 ：21iLi、查文獻(xiàn) 1=1430N1HLim?2?=1430N2i應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：（工作壽命 15 年，設(shè)每年工作 300 天）由式 N=60njL 得hN 1=60njL =60 9102.75302148???N = N /i= /2.84=2.814 219.7則 查圖 2-3 得接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)=1 ,(不許有點(diǎn)蝕)12NZ?硬化系數(shù) ：?查圖 2-4 及說(shuō)明＝1?Z接觸強(qiáng)度安全系數(shù) ：HS查表 2-6，按較高可靠度查 S =1~1.5，minh河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 23 -圖 2-3 接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)圖 2-4 硬化系數(shù)表 2-6 最小安全系數(shù)取 1.3HS? 2lim2 mN103./140/ ?????HWHSZ?故 的設(shè)計(jì)初值為1dd ? 23 )1089.5.89(84.20)(3165.2???河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 24 -=66.333mm齒輪模數(shù) ：mm=d/Z =66.333/25=2.651查表 取 m=4mm小齒分度圓直徑的參數(shù)圓整值 ：1td?=251t?m04??小輪分度圓直徑：1td?d =mZ =42m2847??中心距 ：a=m/2(Z + Z )=192mm 12齒寬 ：bb= 0.8 mm??1d?064.53.6??圓整 b=54mm齒寬：2b?小輪齒寬：=60??10~521?3）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度效荷計(jì)算由文獻(xiàn) 1 式 ??68?河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 25 -(4-3)??FSFFYmbdKT????????12齒形系數(shù) ：?Y查文獻(xiàn) 小輪 Y =2.621Fa大輪 Y =2.2222應(yīng)力修正系數(shù) ：?S查文獻(xiàn)小輪 Y =1.591Sa大輪 Y =1.752重合度 =1.675a?重合度系數(shù) ：?Y由式 0.257/?????=0.25+0.75/1.675=0.698許用彎曲應(yīng)力 ：??F?由式 (4-4)??FxNFLimSY/??河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 26 -彎曲疲勞極限 ：FLim?FEi?76.0?831E832查圖 21m/N517.0??FLim?283i彎曲壽命系數(shù) ：NY查圖121?N尺寸系數(shù) ：xY查圖 1x?安全系數(shù) ：FS查表S =1.5F[ ]=1?3.875.1/8/11 ????FXNLimSY[ ]=2F22i則公式:[ ]F?11/LimNXFYS??= =142.331 406698.052.354.2?? 2m/N河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 27 -= =52.04 2F?4285698.075.1.3164.?? 2m/N合格][F??3.2 齒輪 3 和齒輪 4 的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核計(jì)算過(guò)程及說(shuō)明:1) 選擇齒輪材料查表 兩個(gè)齒輪都選用 20GrMnTi 滲碳淬火2) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)，按 估取圓311/)02.~.(npvt?周速度 小輪分度圓直徑 ，由式得1d3 21)][(2HEdZukT???????齒寬系數(shù) ：查表按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱(chēng)布置，取d?＝ 0．8d小輪齒數(shù) ： 3Z=383大齒數(shù) ：4＝i =80.944Z3?圓整取 =81齒數(shù)比 ：u河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 28 -＝ / =81/38u4Z3??U/1.25789?傳動(dòng)比誤差 誤差在 范圍內(nèi)/%?小輪轉(zhuǎn)矩：T =625400N1m?載荷系數(shù) ：K由文獻(xiàn) 1 式（8－54）得 ??KVA???使用系數(shù) ：AK查表 ＝1．75A動(dòng)載荷系數(shù) ：VK在推薦值 1.05~1.4＝1．2Vt齒向載荷分布系數(shù) ： ?K在推薦值 1.0~1.2 ＝1.1?齒間載荷分配系數(shù) ：?K在推薦值 1.0~1.2 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 29 -1.0K??則載荷系數(shù) 的初值 K??VA??=1.75 1.2.?=2.541彈性系數(shù) ：EZ查表 21Mpa9.8?EZ節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) ：H可知： 120,0x???重合度系數(shù) ：?ZZ =0.89許用接觸應(yīng)力 ：??H?由式＝??HHLimSZ/??接觸疲勞極限應(yīng)力 ：21iLi?、查文獻(xiàn)=1430N1HLim2?河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 30 -=1430N2HLim?2?應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：由式 N=60njL 得hN =60njL =603 91084.2530217.5????N =N /i= /2.13=1.321 4984.29則 查文獻(xiàn) 1 圖 8－70 得接觸強(qiáng)度得壽命系數(shù)Z = Z =11N2硬化系數(shù) ：?Z查文獻(xiàn) 1 圖 8－71 及說(shuō)明＝1?Z接觸強(qiáng)度安全系數(shù) ：HS查文獻(xiàn) 1 表 8－27，按較高可靠度查 S =1~1.5， minh取 .3H?221 N103./40????故 的設(shè)計(jì)初值為1dd? 23 )1089.5.89(13.280)(654.2 ???=109.94mm齒輪模數(shù) ：m河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 31 -m=d/Z =109.94/38=2.893查表 取 m=4mm小齒分度圓直徑的參數(shù)圓整值 ：1td?=381t?m524??小輪分度圓直徑：1td?d =mZ =42m3248??中心距 ：a=m/2(Z + Z )=238mm a12齒寬 ：bb= 0.8 mm??1d?894.0??惰輪齒寬：b4小輪齒寬：=82mm??10~543??3）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度效荷計(jì)算由文獻(xiàn) 1 式 ??68???FSFFYmbdKT????????12河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 32 -齒形系數(shù) ：?FY查文獻(xiàn) 小輪 Y =2.431Fa大輪 Y =2.2022應(yīng)力修正系數(shù) ：?SY查文獻(xiàn)小輪 Y =1.6521Sa大輪 Y =1.771重合度 =1.66a?重合度系數(shù) ：?Y由式=0.25+0.75/1.66=0.7010.257/?????許用彎曲應(yīng)力 ：??F?由式 ??FxNFLimSY/??彎曲疲勞極限 ：FLim?查圖 21/5817.03??FLim2mNi?河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 33 -彎曲壽命系數(shù) ：NY查圖121?NY尺寸系數(shù) ：xY查圖 1xY?安全系數(shù) ：FS查表S =1.7F[ ]?11/LimNXFYS??[ ]=581 341.763F??7.[ ]=581 341.764/則公式:= =158.183F?415293701.6.605.2?? 2m/N= =76.1848.... 2/合格3.3 齒輪 5 和齒輪 6 的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核計(jì)算過(guò)程及說(shuō)明:河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 34 -1) 選擇齒輪材料查表 2-3 兩個(gè)齒輪都選用 20GrMnTi 調(diào)質(zhì)2) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)，按 估取圓311/)02.~.(npvt?周速度小輪分度圓直徑 ，由式得1d3 21)][(2HEdZukT???????齒寬系數(shù) ：查表按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱(chēng)布置，取d?＝ 0．8d小輪齒數(shù) ： 5Z=175Z惰輪齒數(shù) ：6＝i =23.186?圓整 =23Z齒數(shù)比 ：u＝ / =23/17u21傳動(dòng)比誤差 誤差在 范圍內(nèi)%5?小輪轉(zhuǎn)矩：T =32443880N1m?河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 35 -載荷系數(shù) ：K由文獻(xiàn) 1 式（8－54）得??KVA???使用系數(shù) ：AK查表 ＝1AK動(dòng)載荷系數(shù) ：V在推薦值 1.05~1.4＝1．2VtK齒向載荷分布系數(shù) ： ?在推薦值 1.0~1.2 ＝1.1?K齒間載荷分配系數(shù) ：?在推薦值 1.0~1.2 =1.1?K則載荷系數(shù) 的初值 ??VA???=1 1.2.?=1.45河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 36 -彈性系數(shù) ：EZ查表 21Mpa8.9?E節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) ：HZ可知： 120,0x???重合度系數(shù) ：?ZZ =0.89?許用接觸應(yīng)力 ：??H?由式＝??HHLimSZ/??接觸疲勞極限應(yīng)力 ：21iLi?、查文獻(xiàn)=1430N1HLim2?=1430N2i?應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：由式 N=60njL 得hN =60njL =601 710.4530269.8???N = N /i= /1.36=3.5 27147河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 37 -則 查文獻(xiàn) 1 圖 8－70 得接觸強(qiáng)度得壽命系數(shù)Z =1.041NZ =1.062硬化系數(shù) ：?Z查文獻(xiàn) 1 圖 8－71 及說(shuō)明＝1?Z接觸強(qiáng)度安全系數(shù) ：HS查文獻(xiàn) 1 表 8－27，按較高可靠度查 S =1~1.5， minh取 .3H?21 N143./04????2H6故 的設(shè)計(jì)初值為1dd? 23 )1489.05.89(36.180).(245. ???=302.77mm齒輪模數(shù) ：mm=d/Z =302.77/17=18 1查表 取 m=16mm小齒分度圓直徑的參數(shù)圓整值 ?td5河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 38 -=17?td5m30618??小輪分度圓直徑：?td5d =mZ =186m4123??中心距 ：a=m(Z + Z )/2=360mm 12齒寬 ：bb= 0.8 mm??1d?216.47.30??圓整 b=242惰輪齒寬：2b?小輪齒寬：=247mm??10~521?3）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度效荷計(jì)算由文獻(xiàn) 1 式 ??68???FSFFYmbdKT????????12齒形系數(shù) ：?Y查文獻(xiàn) 小輪 Y =2.971Fa河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 39 -大輪 Y =2.692Fa應(yīng)力修正系數(shù) ：?SY查文獻(xiàn)小輪 Y =1.521Sa大輪 Y =1.575重合度 =1.554a?重合度系數(shù) ：?Y由式 0.257/?????=0.25+0.75/1.554=0.732許用彎曲應(yīng)力 ：??F?由式 ??FxNFLimSY/??彎曲疲勞極限 ：FLim?查圖 21/597.08??FLim2mNi?彎曲壽命系數(shù) ：NY河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 40 -查圖121?NY尺寸系數(shù) ：xY查圖 1xY?安全系數(shù) ：FS查表S =1.5F則公式:[ ]F?11/LimNXFYS??得：[ ]=595 396.675F?5./2/[ ]=595 396.676??1= =228.535F 82473073.09.4.12?? 2m/N= =161.806 12.5.. 2/合格 河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 41 -4.牽引部行星機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 配齒計(jì)算這里采用 NGW 型行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu), 該種機(jī)構(gòu)要正確嚙合，必須滿足四個(gè)條件：(1) 傳動(dòng)比條件：當(dāng)中心輪 a 輸入時(shí)，設(shè)給定的傳動(dòng)比為 ，內(nèi)baHi齒圈的齒數(shù)為 Zb，中心輪的齒數(shù)為 Za，則上述三個(gè)量滿足滿足下列關(guān)系：=1+Zb/Za (5-1) baHi(2)同軸條件：為保證行星輪 g 同時(shí)與中心輪 a,太陽(yáng)輪 b 實(shí)現(xiàn)正確嚙合，對(duì)于圓柱齒輪行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，要求外嚙合副 的中心距gaZ?河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 42 -與內(nèi)嚙合副 的中心距 相等，即 = 。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)或ag? gbZ?gba?ag?b高度變位傳動(dòng)，有=2)(bam?2)(gbZ?可得： (5-2)abgZ?在標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)中，外嚙合齒輪副的接觸強(qiáng)度遠(yuǎn)低于內(nèi)嚙合齒輪的接觸強(qiáng)度，為適當(dāng)調(diào)節(jié)內(nèi)外嚙合齒輪副的接觸強(qiáng)度，常采用角度變位傳動(dòng)，外嚙合齒輪副通常采用大嚙合角的正傳動(dòng)， ；內(nèi)嚙合齒???26~4ag?輪副一般采用小嚙合角的正傳動(dòng)或負(fù)傳動(dòng)， ，這樣整?15.7gb個(gè)行星傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度可提高 30%，采用角變度傳動(dòng)時(shí)，外嚙合和內(nèi)嚙合的中心距分別為： agbaagZm??????cos)(2bggbbg???由以上兩式可得： (5-3)gbagZZ?????coss以上三式中 —分度圓壓力角； —外嚙合齒輪副 的嚙?a gaZ?合角; —內(nèi)嚙合齒輪副 的嚙合角gb? gbZ?河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 43 -(3)裝配條件：為保證各行星齒輪均勻分布在中心輪的周?chē)夷軠?zhǔn)確的裝入兩中心輪的齒間實(shí)現(xiàn)正確嚙合，則必須滿足兩中心輪的齒數(shù)和 與行星輪的數(shù)目 的比值為整數(shù)，即：)(baZ?pn（整數(shù)）rZpba??)(亦可表示為： (5-4) niapH(4)鄰接條件：行星機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，行星輪之間不能發(fā)生干涉，即要保證兩行星輪的中心距 L 大于兩行星輪齒頂圓半徑之和，即： (5-5)agpagrn2si2????對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)傳動(dòng)或高度變位傳動(dòng)有：2)(*agaghZmr???將以上兩式代入式(3-5)得：(5-6) pGagnZhZ?si)(2*??依據(jù)上述四個(gè)條件，初步確定太陽(yáng)輪，內(nèi)齒圈以及行星輪的齒數(shù)。4.2 行星齒輪的計(jì)算已知：輸入功率 32.441Kw,轉(zhuǎn)速 244.66r/min，輸出轉(zhuǎn)速 =38.83r/minn滾河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 44 -一、 齒輪材料熱處理工藝及制造工藝的選定太陽(yáng)輪和行星輪的材料為 20CrNi2MoA，表面滲碳淬火處理，表面硬度為 57～61HRC。因?yàn)閷?duì)于承受沖擊重載荷的工件，常采用韌性高淬透性大的 18Cr2Ni4WA 和 20CrNi2MoA 等高級(jí)滲碳鋼，經(jīng)熱處理后，表面有高的硬度及耐磨性，心部又具有高的強(qiáng)度及良好的韌性和很低的缺口敏感性。試驗(yàn)齒輪齒面接觸疲勞極限 MPalim1450H??試驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲勞極限：太陽(yáng)輪： MPalim1450H??行星輪： MPali 130549..??HLimP齒形為漸開(kāi)線直齒，最終加工為磨齒，精度為 6 級(jí)。內(nèi)齒圈的材料為 20CrMnTi，調(diào)質(zhì)處理，硬度為 262～302HBS.齒形的加工為插齒，精度為 7 級(jí)。二、 確定各主要參數(shù)（1）行星機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比：i=6.3，采用 NGW 型行星機(jī)構(gòu)。（2）行星輪數(shù)目 ：取 3。pn（3）載荷不均衡系數(shù) ：pk采用太陽(yáng)輪浮動(dòng)和行星架浮動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)，取 =1.15pk河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 45 -（4）配齒計(jì)算：太陽(yáng)輪齒數(shù) =13az內(nèi)齒圈齒數(shù)z =z 圓整 z =69ba?9.68)13.()1(????i b行星輪齒數(shù)z = =29 c)-(2ab（5）齒輪模數(shù) ：m按公式計(jì)算中心距：(5-7)32lim)1(48ukTuA?????1) 綜合系數(shù)：K=1.152）太陽(yáng)輪單個(gè)齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：T = =1266.29 =485.41NaCSK?3/15.?m?3）齒數(shù)比：u= z /z =28/13=2.15ac4）取齒寬系數(shù)： 0.7??5）初定中心距：將以上各值代入強(qiáng)度計(jì)算公式，得mm89.15.21307.48)15.2(4833?????w?河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 46 -=112mmw?6）計(jì)算模數(shù) ：mm= =caz??24.5813??取標(biāo)準(zhǔn)值 m=5mm7）未變位時(shí)中心距 a：mm105)293(51)(2?????czm?（6）計(jì)算變位系數(shù)1）a-c 傳動(dòng)a)嚙合角 ：ac?= cos20acw?1205os?=0.9208所以 =21.450ac?b)總變位系數(shù)：= (inv --inv ) (5-8)??tan2cz?ac?= 204.1(0t913inviv??=0.20834c)中心距變動(dòng)系數(shù) ：y河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 47 -= (5-9)mayw??2.0516?d)齒頂降低系數(shù) ：y?--y=0.20834-0.2=0.00834??e)分配變位系數(shù)：查圖可知：x =0.28 1x =-0.07166 22）c-b 傳動(dòng)a)嚙合角 ：cba= cos20cb?wa式中， = (69-28))(2cbzm???51=102.5代入 = cos20 =(102.5/106)cos20cb?wa所以 =24.6785cb)變位系數(shù)和 ：?x= (inv --inv )???tan2cbz?ac?河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 48 -= =0.7835)206785.2(0tan269inviv???c)中心距變動(dòng)系數(shù) ：y=mw??7.051?d)齒頂降低系數(shù) ：y?=0.7835-0.7=0.00835???e)分配變位系數(shù)：x =-0.07166 ?2x = + x =0.7835-0.07166=0.7118?3??2第二對(duì)行星齒輪的計(jì)算已知：輸入功率 30.838KW,轉(zhuǎn)速 38.83r/min，輸出轉(zhuǎn)速 =8.629r/minn滾三、 齒輪材料熱處理工藝及制造工藝的選定太陽(yáng)輪和行星輪的材料為 20CrNi2MoA，表面滲碳淬火處理，表面硬度為 57～61HRC。因?yàn)閷?duì)于承受沖擊重載荷的工件，常采用韌性高淬透性大的 18Cr2Ni4WA 和 20CrNi2MoA 等高級(jí)滲碳鋼，經(jīng)熱處理后，表面有高的硬度及耐磨性，心部又具有高的強(qiáng)度及良好的韌性和很低的缺口敏感性。河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)- 49 -試驗(yàn)齒輪齒面接觸疲勞極限 MPalim1450H??試驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲勞極限：太陽(yáng)輪：MPalim1450H??行星輪：MPalimH齒形為漸開(kāi)線直齒，最終加工為磨齒，精度為 6 級(jí)。內(nèi)齒圈的材料為 20CrM