EBH-90掘進(jìn)機(jī)行走部行星減速器設(shè)計(jì)

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內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）I摘 要行走機(jī)構(gòu)是掘進(jìn)機(jī)非常重要的部件之一，行走性能的好壞關(guān)鍵在于其傳動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算和設(shè)計(jì)。行走機(jī)構(gòu)一般采用履帶型式，兩條履帶分別由各自的動(dòng)力來驅(qū)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。履帶的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力有電動(dòng)機(jī)和液壓馬達(dá)兩種，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)一般只設(shè)置一種行走速度，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)可采用低速大扭矩馬達(dá)直接帶動(dòng)履帶鏈輪，或采用中速液壓馬達(dá)+ 減速器帶動(dòng)履帶鏈輪的傳動(dòng)方式，它可實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速。履帶結(jié)構(gòu)型式有滑動(dòng)和滾動(dòng)兩種，當(dāng)機(jī)器調(diào)動(dòng)速度≤10m/min 的中、輕型掘進(jìn)機(jī)，宜采用滑動(dòng)結(jié)構(gòu)型式；當(dāng)機(jī)器的調(diào)動(dòng)速度＞10m/min 的重型、特重型掘進(jìn)機(jī)，應(yīng)采用滾動(dòng)結(jié)構(gòu)型式。本設(shè)計(jì)結(jié)合了國內(nèi)外懸臂式掘進(jìn)機(jī)履帶式行走機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，以及 EBH-120 掘進(jìn)機(jī)的基本參數(shù)，對(duì)EBH–90 型掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)減速器進(jìn)行了計(jì)算和設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：掘進(jìn)機(jī) ， 行走機(jī)構(gòu) ， 傳動(dòng)系統(tǒng)， 計(jì)算內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）IIAbstractThe boring machine is running a very important part of one of the key operating performance is good or bad in its calculation and design of transmission system. Generally tracked the use of walking patterns, two tracks from their power to drive, steering can be achieved in situ. Driving force of the drive track has two electric motors and hydraulic motors, motor driver, generally speaking, only set up a walking speed, hydraulic motor-driven low-speed high torque motor can be driven directly track sprocket, or the use of medium-speed hydraulic motor + reducer Crawler sprocket drive of the drive way, it can speed the realization of non-polar. Tracked structure has two types of sliding and rolling, when the machine speed ≤ 10m/min of mobilization, the light boring machine, they are advised the use of a sliding structure; the mobilization of speed when the machine 10m/min heavy, special heavy-duty boring machine should be used rolling structure. In this paper, both at home and abroad cantilever boring machine operating agencies tracked the characteristics of EBH-120, as well as the basic parameters of boring machine, boring machine of the walking mechanism calculated reducer, made recommendations to improve the design.Key words: boring machine operating agencies transmission calculation內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）III內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）I目錄摘 要 IABSTRACT.II第一章 緒論 11.1 掘進(jìn)機(jī)在國外應(yīng)用的情況 11.2 掘進(jìn)機(jī)在我國應(yīng)用發(fā)展簡況 .21.3 掘進(jìn)機(jī)的作用 .41.4 掘進(jìn)機(jī)的分類 .41.5 影響掘進(jìn)機(jī)性能的因素 .4第二章 機(jī)械傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 72.1 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn) .72.2 確定 EBH-90 掘進(jìn)機(jī)行走部行星減速器傳動(dòng)方案 72.3 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的計(jì)算及傳動(dòng)比分配 82.3.1 選擇油馬達(dá) .82.3.2 總傳動(dòng)比的確定 .92.3.2 傳動(dòng)比分配 .92.4 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 102.4.1 各傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 .102.4.2 各傳動(dòng)軸功率 .102.4.3 各傳動(dòng)軸扭矩 .10第三章 傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算 123.1 齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 .123.1.1 圓柱齒輪傳動(dòng)部分第一級(jí)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 .123.2 行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) .163.2.1 選取傳動(dòng)類型和傳動(dòng)簡圖 .163.2.2 接觸強(qiáng)度驗(yàn)算 .203.2.3 按彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算 .22內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）II3.2.4 裝配條件的驗(yàn)算 .233.3 行星齒輪傳動(dòng)的均載裝置 .233.4 行星輪的結(jié)構(gòu) .253.5 行星架 .273.6 2K–H 行星機(jī)構(gòu)各元件受力分析 .283.7 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .29.7.1 軸的材料 .293.7.2 軸Ⅰ的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 .293.8 軸承的選擇與校核 .333.8.1 對(duì)軸承的分析 .333.8.2 軸承的計(jì)算及壽命校核 .333.8.3 軸承選用參數(shù)表 .36第四章 聯(lián)接與緊固 374.1 螺栓組聯(lián)接的設(shè)計(jì) .374.1.1 設(shè)計(jì)的原則 .37第五章 密封與潤滑 385.1 密封 .385.1.1 密封的分類 .385.1.2 影響密封性能的主要因素 385.1.3 改善密封性能措施 405.2 潤滑 .415.2.1 齒輪的潤滑狀態(tài) .415.3 潤滑對(duì)齒輪傳動(dòng)的影響 425.3.1 邊界潤滑的失效對(duì)粘著膠合的影響 .42.3.2 潤滑對(duì)點(diǎn)蝕的影響 .435.3.4 潤滑劑失效導(dǎo)致磨損 .435.3.5 潤滑對(duì)磨料磨損的影響 .435.4 礦山機(jī)械設(shè)備減速器的潤滑 44內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）III5.5 礦山機(jī)械齒輪減速器對(duì)潤滑油性能的要求和選用 445.5.1 對(duì)潤滑的性能要求 .445.5.2 潤滑油的選用 .45第六章 掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)故障及處理方法 466.1 履帶部不行走 466.2 履帶行走不良 46參考文獻(xiàn) 48致 謝 49內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）1第一章 緒論1.1 掘進(jìn)機(jī)在國外應(yīng)用的情況當(dāng)隧道(洞) 長度過長時(shí)，用常規(guī)鉆爆法進(jìn)行隧道施工將需要相當(dāng)長的工期，隧道掘進(jìn)機(jī)法施工則適合長隧道施工的需要。隧道掘進(jìn)機(jī)英文名稱是 tunnel boring machine(TBM)。根據(jù)國外實(shí)踐證明，當(dāng)隧道長度與直徑之比大于 600 時(shí)，采用 TBM 進(jìn)行隧道施工是經(jīng)濟(jì)的。在一些發(fā)達(dá)國家中，一些部門還明確規(guī)定3 krn 以上的隧道必須采用 TBM 施工。但上述傳統(tǒng)觀念近年來已被工程實(shí)踐所打破，例如我國香港地區(qū)連接九龍半島及新界的西鐵工程中全長只有 1．8 km的隧道，同樣采用了掘進(jìn)機(jī)施工， 該隧道開挖直徑 8．75 m， 襯砌后直徑7．62 m，隧道穿越一段堅(jiān)硬巖層(花崗巖)和一段舊填海區(qū)軟土，用混合式TBM 成功完成了開挖支護(hù)任務(wù)。TBM 最大的優(yōu)點(diǎn)是快速，其一般速率為常規(guī)鉆爆法的 3～10 倍。此外，采用 TBM 施工還有優(yōu)質(zhì)、安全、有利于環(huán)境保護(hù)和節(jié)省勞動(dòng)力等優(yōu)點(diǎn)。由于 TBM 提高了掘進(jìn)速率，工期大為縮短，因此在整體上是經(jīng)濟(jì)的。TBM 的缺點(diǎn)主要是對(duì)地質(zhì)條件的適應(yīng)性不如常規(guī)的鉆爆法，主機(jī)質(zhì)量大，前期訂購 TBM 費(fèi)用較多，要求施工人員技術(shù)水平和管理水平高，對(duì)短隧道不能發(fā)揮其優(yōu)越性。由于科學(xué)技術(shù)的不斷迅猛進(jìn)步，現(xiàn)在 TBM 可以適應(yīng)較為復(fù)雜的地質(zhì)條件，從松散軟土到極堅(jiān)硬的巖石都可以應(yīng)用，使用范圍日益廣泛。TBM 的設(shè)計(jì)制造在一定程度上反映了一個(gè)國家的綜合科學(xué)技術(shù)和工業(yè)水平，體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)、新材料、自動(dòng)化、信息傳輸和多媒體等技術(shù)的綜合和密集水平。一門叫做“地質(zhì)機(jī)械電子學(xué)”的學(xué)科應(yīng)運(yùn)而生，它把機(jī)械原理、電子學(xué)原理和機(jī)器人原理應(yīng)用到巖土工程學(xué)中，包括所有巖土工程技術(shù)和 TBM 技術(shù)。未來的發(fā)展屬于自動(dòng)化隧道掘進(jìn)機(jī)。目前，人們已能在辦公室控制掘進(jìn)機(jī)操作——法國的斯特拉堡工地證實(shí)了這一事實(shí)?。在 Geodata 總部辦公室所在地都靈可以直接從計(jì)算機(jī)屏幕上獲取遠(yuǎn)在葡萄牙 Porto 地下鐵道運(yùn)行的一臺(tái)土壓平衡掘進(jìn)機(jī)(EPB TBM， =8．8 m)的所有施工圖像和參數(shù)，據(jù)此可以發(fā)出指令，真正做到“運(yùn)籌于帷幄之中，決勝于千里之外”及無紙化操作 。掘進(jìn)機(jī)的針對(duì)性很強(qiáng)，不同的地質(zhì)條件需要不同的掘進(jìn)機(jī)，也就產(chǎn)生了不同的掘進(jìn)機(jī)：有的適用于軟土，又稱為盾構(gòu)；有的適用于巖石。巖石掘進(jìn)機(jī)可內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）2分為開敞式、單護(hù)盾式和雙護(hù)盾式，并且已研制出能進(jìn)行斜井施工的，例如已用于日本東京附近抽水蓄能電站壓力管道斜井的施工。軟土掘進(jìn)機(jī)(盾構(gòu))初期為氣壓手掘式，現(xiàn)在主要為泥漿加壓式和土壓平衡式兩種，并且已研制出能掘進(jìn)圓形連續(xù)多斷面隧道掘進(jìn)機(jī)， 已應(yīng)用于日本 Hiroshima 新運(yùn)輸線的 Rijoh 隧道；研制出垂直一水平連續(xù)隧道掘進(jìn)機(jī)，已應(yīng)用于日本東京污水隧道工程；研制出橢圓形隧道掘進(jìn)機(jī)， 已應(yīng)用于日本 Nagoya 的管道施工。此外，還研制出既能在巖石又能在軟土中掘進(jìn)的兩用混合型掘進(jìn)機(jī)， 已應(yīng)用于英吉利海峽隧道法國側(cè)的隧道施工、日本廣島污水隧道施工、德國漢堡穿越 Elbe 河公路隧道施工、我國連接香港的九龍和新界的西鐵隧道施工和廣州地鐵 2 線隧道施工。在 20 世紀(jì) 70 年代著名的巖石掘進(jìn)機(jī)生產(chǎn)廠家是羅賓斯(Robbins)、佳瓦(Jarva)、維爾特 (Wirth)$H 德馬克(Demag)。隨后，由于生產(chǎn)廠家重組、轉(zhuǎn)產(chǎn)以及停產(chǎn)等，現(xiàn)在生產(chǎn)巖石掘進(jìn)機(jī)的廠家主要有羅賓斯、維爾特、海瑞克(Herrenknecht)、拉瓦特(Lovat)和小松(Komatsu) 。著名的軟土掘進(jìn)機(jī) (盾構(gòu))生產(chǎn)廠家是川崎重 5~(Kawasaki)、三菱重工(Mitsubishi)和法馬通(NFM) 。隧道掘進(jìn)機(jī)除主機(jī)外，還必須配備配套系統(tǒng)，稱為后配套系統(tǒng)。通常主機(jī)和配套系統(tǒng)總長度達(dá) 150~300 m。后配套系統(tǒng)包括運(yùn)碴、運(yùn)料系統(tǒng)、支護(hù)設(shè)備、激光導(dǎo)向系統(tǒng)、供電裝置、供水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、通風(fēng)防塵系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)。用于水工隧洞的還有注漿系統(tǒng)等。TBM 法與鉆爆法相比，其主要優(yōu)點(diǎn)是掘進(jìn)速度快，所以后配套系統(tǒng)是滿足連續(xù)快速掘進(jìn)的關(guān)鍵因素，其運(yùn)輸布置、運(yùn)輸能力、供水、排水流量、通風(fēng)方式及風(fēng)壓、風(fēng)量以及噴錨、混凝土管片安裝、豆礫石噴射、灌漿的速度，必須與掘進(jìn)速度相匹配 J。由于隧道掘進(jìn)機(jī)不僅技術(shù)上高速成洞，遠(yuǎn)比傳統(tǒng)的鉆爆法優(yōu)越，而且經(jīng)濟(jì)上綜合效益也遠(yuǎn)比鉆爆法高，因此，在長大隧道的設(shè)計(jì)和施工中應(yīng)該優(yōu)先考慮采用隧道掘進(jìn)機(jī)的方案。1.2 掘進(jìn)機(jī)在我國應(yīng)用發(fā)展簡況我國 1966 年生產(chǎn)出第 1 臺(tái)直徑 3．4 m 的掘進(jìn)機(jī)，在杭州人防工程中進(jìn)行過試驗(yàn)。20 世紀(jì) 70 年代進(jìn)入工業(yè)性試驗(yàn)階段，研制出SJ55， SJ58， SJ64，EJ30 型掘進(jìn)機(jī)。20 世紀(jì) 80 年代進(jìn)入實(shí)用性階段，研制出SJ58A，SJ58B ，SJ40／45 ，EJ30，32，EJ50 型掘進(jìn)機(jī)，在河北引灤、福建龍門內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）3灘、青島引黃濟(jì)青、云南羊場煤礦、貴陽煤礦、山西古交和懷仁煤礦等工程中使用。當(dāng)時(shí)，我國掘進(jìn)機(jī)與國外掘進(jìn)機(jī)相比較，在技術(shù)性能和可靠性等方面還有相當(dāng)大的差距 自 1978 年我國實(shí)行改革開放以來，引入國外大型 TBM 進(jìn)行隧道施工，取得了成功。2003 年由中國第二重型機(jī)械集團(tuán)公司和美國 Robbins 公司合作的新一代 3．65 m 雙護(hù)盾掘進(jìn)機(jī)在四川 I 德陽二重集團(tuán)公司內(nèi)制造完工。這臺(tái) 3．65 m 雙護(hù)盾掘進(jìn)機(jī)為新一代全斷面掘進(jìn)機(jī)，是集機(jī)械、電氣、液壓、自動(dòng)控制于一體的用于地下隧道工程開挖的智能化大型成套施工設(shè)備，用于云南省昆明市掌鳩河 22km 長的引水隧洞施工。該機(jī)為適應(yīng)我國西南地區(qū)地質(zhì)不確定性大，破碎地帶會(huì)較多等特點(diǎn)，采取了許多特殊的設(shè)計(jì)，如脫困力矩和脫困難推進(jìn)力都特大，用于脫困的輔助推進(jìn)缸的液壓系統(tǒng)壓力最高可達(dá) 50 MPa。這些充分體現(xiàn)了新一代掘進(jìn)機(jī)地質(zhì)適應(yīng)能力更強(qiáng)的特點(diǎn)。該掘進(jìn)機(jī)的研制成功是我國重大裝備制造業(yè)取得的一項(xiàng)重要成果。2004 年大連重工起重集團(tuán)有限公司與美國羅賓斯合作生產(chǎn)兩臺(tái)雙護(hù)盾掘進(jìn)機(jī)，開挖直徑 8．03 m，用于遼寧大伙房輸水工程。近期，沈陽重型機(jī)械集團(tuán)公司與德國維爾特鉆掘設(shè)備制造公司以及法國NFM 技術(shù)公司三方共同投資創(chuàng)建了沈陽維爾特重型隧道工程機(jī)械成套設(shè)備公司。沈重投資 52％控股，維爾特公司和 NFM 技術(shù)公司投資各占 24％，合資年限為 30 a。這對(duì)我國重大裝備制造將起到良好的促進(jìn)作用。在盾構(gòu)(軟土掘進(jìn)機(jī)) 方面上海隧道工程股份有限公司機(jī)械廠最早在 1958 年設(shè)計(jì)制造上海塘橋淺土層隧道試驗(yàn)盾構(gòu)(網(wǎng)格式)以來， 自己制造和合作制造盾構(gòu) 88 臺(tái)( 至 2003 年年底) 。該廠是我國盾構(gòu)最主要的生產(chǎn)廠。2002 年該廠與日本石川島播磨重工業(yè)株式會(huì)社以及中和物產(chǎn)株式會(huì)社合作制造了雙圓盾構(gòu)。2004 年 6 月該廠偏心多軸多刀盤式矩形掘進(jìn)機(jī)通過驗(yàn)收。該機(jī)尺寸為 4 mx6 m(寬× 長) ，應(yīng)用于寧波藥行街一開明街地下通道工 。2003 年首鋼與德國海瑞克公司合作開發(fā)盾構(gòu)。目前，合作制造的盾構(gòu)已正式下線，將為北京地鐵施工服務(wù)。2004 年天津市機(jī)電工業(yè)控股集團(tuán)與日本川崎重工株式會(huì)社達(dá)成協(xié)議， 由天重重型機(jī)器有限公司與川崎重工公司合作生產(chǎn)盾構(gòu)。特別是 2004 年 10 月上海隧道工程股份有限公司機(jī)械廠設(shè)計(jì)制造的、具有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、直內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）4徑 6．34 m 的“先行號(hào)” 。土壓平衡盾構(gòu)，已用于上海地鐵 2 線西延伸段古北路站一中山公園站區(qū)間施工。以上這些都表明我國盾構(gòu)技術(shù)已進(jìn)入國際水平。1.3 掘進(jìn)機(jī)的作用掘進(jìn)機(jī)是截割、裝載、轉(zhuǎn)載煤巖、并能自己行走、具有噴霧降塵等功能，以機(jī)械方式破落煤巖的掘進(jìn)設(shè)備，有的掘進(jìn)機(jī)還具有支護(hù)功能。掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)比鉆爆法掘進(jìn)有許多優(yōu)點(diǎn)：掘進(jìn)速度高、成本低、圍巖不易被破碎、利于支護(hù)、減少冒頂和瓦斯突出、減少超挖量、改善勞動(dòng)條件、提高生產(chǎn)的安全性。1.4 掘進(jìn)機(jī)的分類掘進(jìn)機(jī)根據(jù)所掘進(jìn)的斷面的形狀，分為全斷面掘進(jìn)機(jī)和部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)。全斷面掘進(jìn)機(jī)適用于直徑為 2.5~10m 的全巖巷道、巖石單軸抗壓強(qiáng)度為50~350MPa 的硬巖巷道，可一次截割出所需斷面且斷面形狀多為圓形，主要用于工程涵洞及隧道的巖石掘進(jìn)。部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)一般適用于單軸抗壓強(qiáng)度小于 60MPa 的煤巷、煤巖巷、軟巖水平巷道，但大功率掘進(jìn)機(jī)也可用于單軸抗壓強(qiáng)度達(dá) 200MPa 的硬巖巷道。部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)一次僅能截割一部分?jǐn)嗝妫枰ぷ鳈C(jī)構(gòu)多次擺動(dòng)、逐次截割才能掘出所需斷面，斷面形狀可以是矩形、梯形、拱形等多種形狀。部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)截割工作機(jī)構(gòu)的刀具作用在巷道局部斷面上，靠截割工作機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)，依次破落所掘進(jìn)斷面的煤巖，從而掘出所需斷面的形狀，實(shí)現(xiàn)整個(gè)斷面的掘進(jìn)。部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)按工作機(jī)構(gòu)可分為沖擊式掘進(jìn)機(jī)、連續(xù)采煤機(jī)和圓盤滾刀式掘進(jìn)機(jī)、懸臂式掘進(jìn)機(jī)四種。其中懸臂式掘進(jìn)機(jī)在煤礦中使用普遍。懸臂式掘進(jìn)機(jī)按截割頭的布置可分為縱軸式（如 ELMB 型）和橫軸式（如EBH-132 型）兩種；按掘進(jìn)對(duì)象可分為煤巷懸臂式掘進(jìn)機(jī)和全巖巷懸臂式掘進(jìn)機(jī)和煤–巖懸臂式掘進(jìn)機(jī)三種；按機(jī)器的的驅(qū)動(dòng)形式可分為電力驅(qū)動(dòng)和電-液驅(qū)動(dòng)兩種。1.5 影響掘進(jìn)機(jī)性能的因素設(shè)計(jì)、加工與制造(1)整機(jī)操作的穩(wěn)定性。掘進(jìn)機(jī)的操作穩(wěn)定性對(duì)其工作效率、工作安全性具內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）5有很大的影響。一些研究人員論述了有關(guān)掘進(jìn)機(jī)的操作穩(wěn)定性的重要意義， 同時(shí)還對(duì)橫軸型與縱軸型掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行了比較分析，認(rèn)為縱軸型掘進(jìn)機(jī)對(duì)自身的重量利用不充分，因此同橫軸型掘進(jìn)機(jī)比較而言，縱軸型掘進(jìn)機(jī)要實(shí)現(xiàn)相同的穩(wěn)定性，重量需要增加約 20a／hi2]。在掘進(jìn)機(jī)作業(yè)時(shí)，可能發(fā)生側(cè)翻、后翻、沿垂直軸線旋轉(zhuǎn)、履帶打滑等失穩(wěn)現(xiàn)象。增加機(jī)身重量可以改善掘進(jìn)機(jī)作業(yè)的穩(wěn)定性，但是這樣做一方面會(huì)增加成本，另一方面使掘進(jìn)機(jī)在潮濕低洼的環(huán)境下，容易出現(xiàn)下陷。0．Acaroglu，H．Ergint：]對(duì)掘進(jìn)機(jī)的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，不僅給出了穩(wěn)定性的力學(xué)方程，同時(shí)還闡述了穩(wěn)定性對(duì)機(jī)器性能的影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在工作過程中因機(jī)器在空間位置上不夠穩(wěn)定造成的停機(jī)達(dá) 26％，因電機(jī)崩潰造成的停機(jī)占 20％嘲。掘進(jìn)機(jī)的整機(jī)穩(wěn)定性直接影響其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，因此增強(qiáng)掘進(jìn)機(jī)的整機(jī)穩(wěn)定性，對(duì)于提高掘進(jìn)機(jī)的機(jī)械性能、增強(qiáng)其工作效率，減少故障都具有重要意義。(2)行星輪裝載機(jī)構(gòu)動(dòng)作協(xié)調(diào)性。裝載機(jī)構(gòu)是掘進(jìn)機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)之一，其作用是將截割機(jī)構(gòu)破落下來的煤巖收集、耙裝至中間輸送機(jī)。裝載能力的大小取決于裝載機(jī)構(gòu)參數(shù)的選擇，它直接決定了整機(jī)的生產(chǎn)能力。因此不斷改進(jìn)和完善掘進(jìn)機(jī)裝載機(jī)構(gòu)，是提高掘進(jìn)機(jī)整機(jī)性能的前提。當(dāng)星輪轉(zhuǎn)速與輸送機(jī)鏈速不相匹配，如果星輪轉(zhuǎn)速較大，耙進(jìn)的煤輸送機(jī)不能及時(shí)運(yùn)走，造成堆積；如果輸送機(jī)鏈速較大，輸送煤不充分，會(huì)降低機(jī)器效率。(3)截割頭、截齒的綜合因素。截齒是掘進(jìn)機(jī)的關(guān)鍵部件，其材料、制造工藝對(duì)掘進(jìn)機(jī)的性能會(huì)產(chǎn)生較大的影響。隨著掘進(jìn)機(jī)應(yīng)用范圍的擴(kuò)展，對(duì)截齒硬度、疲勞強(qiáng)度的要求有增大趨勢。目前國產(chǎn)掘進(jìn)機(jī)截齒體材多為硬質(zhì)合金，35CrMnSiA，其缺點(diǎn)是脆性大。由于掘進(jìn)機(jī)作業(yè)巖層地質(zhì)條件的復(fù)雜性，要求截齒具有較高硬度、良好的耐沖擊性、抗磨性，從而保障掘進(jìn)機(jī)在截割富含石英的巖石時(shí)具有穩(wěn)定的工作能力。不僅截齒的材質(zhì)十分重要，而且截齒的形狀、截割頭的排列方式，對(duì)于掘進(jìn)機(jī)的性能影響也不容忽視。由于鎬形截齒具有良好的自銳性、耐沖擊性而得到廣泛應(yīng)用。截割頭的排列方式直接影響著整機(jī)的平穩(wěn)性和工作效率。張鑫在研究中發(fā)現(xiàn)，通過截齒排列參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以使截割頭載荷波動(dòng)的變差系數(shù)減小到 O．06 以下，提高了掘進(jìn)機(jī)的工作可靠性。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）6(4)掘進(jìn)機(jī)的功率。我國目前使用的掘進(jìn)機(jī)功率普遍較小，一般不超過 160 kW。而發(fā)達(dá)國家的掘進(jìn)機(jī)功率普遍在 200—300 kW，最高接近 500 kW。功率偏小，不利于截割更堅(jiān)硬的巖石和提高作業(yè)效率，因此我國需要加強(qiáng)大功率掘進(jìn)機(jī)的開發(fā)。為了較好地發(fā)揮掘進(jìn)機(jī)的性能，必須留有一定的儲(chǔ)備功率。從目前掘進(jìn)機(jī)發(fā)展趨勢來看，大功率的掘進(jìn)機(jī)，如$220、AM75 等機(jī)型必然成為礦山的主力機(jī)型。(5)其他因素。影響掘進(jìn)機(jī)性能的因素還包括掘進(jìn)機(jī)的控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、行走系統(tǒng)等的可靠程度。工程實(shí)踐證明，這些系統(tǒng)性能穩(wěn)定，安全可靠，為掘進(jìn)機(jī)的長期無故障運(yùn)行提供了重要保障。除以上因素外，影響掘進(jìn)機(jī)性能的地質(zhì)環(huán)境因素還有許多，作用機(jī)理相當(dāng)復(fù)雜，還有待進(jìn)一步研究。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）7第二章 機(jī)械傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)2.1 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最重要的傳動(dòng)之一，形式很多，應(yīng)用廣泛，傳遞的功率可達(dá)數(shù)十萬千瓦，圓周速度可達(dá) 200m/s。齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)有：1)效率高 在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)的效率為最高。如一級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)的效率可達(dá)９９％。這對(duì)大功率傳動(dòng)十分重要，因?yàn)榧词剐手惶岣撸保?，也有很大的?jīng)濟(jì)性意義。2)結(jié)構(gòu)緊湊 在同樣的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般較小。3)工作可靠、壽命長 設(shè)計(jì)制造正確合理、使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，工作十分可靠，壽命可長達(dá)一、二十年，這也是其他機(jī)械傳動(dòng)所不能比擬的。這對(duì)車輛及在礦井內(nèi)工作的機(jī)器尤為重要。4)傳動(dòng)比穩(wěn)定 傳動(dòng)比穩(wěn)定往往是對(duì)傳動(dòng)性能的基本要求。齒輪傳動(dòng)獲得廣泛應(yīng)用，也就是由于具有這一特點(diǎn)。但是齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格貴，且不宜用于傳動(dòng)距離過大的場合。齒輪傳動(dòng)可做成開式、半開式及閉式。如在農(nóng)業(yè)機(jī)械、建筑機(jī)械以及簡易的機(jī)械設(shè)備中，有一些齒輪傳動(dòng)沒有防塵罩或機(jī)殼，齒輪完全暴露在外邊，這叫開式齒輪傳動(dòng)。這種傳動(dòng)不公外界雜物級(jí)易侵入，而且潤滑不良，因此工作條件不好，輪齒也容易磨損，故只宜用于低速齒輪傳動(dòng)。它的工作條件雖有改善，但仍不能做到嚴(yán)密防止外界雜物侵入，潤滑條件也不算最好。如汽車、機(jī)床、般空發(fā)動(dòng)機(jī)等所用的齒輪傳動(dòng)，都是裝在經(jīng)過精確加工而且封閉嚴(yán)密的箱體（機(jī)匣）內(nèi)，這稱為閉式齒輪傳動(dòng)（齒輪箱） 。它與開式或半開式的相比，潤滑及防護(hù)等條件最好，多用于重要場合。在此 EBH-90 掘進(jìn)機(jī)行走部行星減速器中，由于閉式齒輪傳動(dòng)封閉性能較內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）8好，機(jī)械效率也較大，所以我們采用閉式齒輪傳動(dòng)。2.2 確定 EBH-90 掘進(jìn)機(jī)行走部行星減速器傳動(dòng)方案行走機(jī)構(gòu)是掘進(jìn)機(jī)行走的執(zhí)行機(jī)構(gòu) , 也是整機(jī)聯(lián)接支撐的基礎(chǔ)。采用兩履帶分別由液壓馬達(dá)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式 , 它由左右減速器、左右張緊裝置、左右履帶架、履帶、驅(qū)動(dòng)輪、后支撐及導(dǎo)軌組成。方案一：左右減速器為一級(jí)直齒、一級(jí)蝸輪副和一級(jí)行星傳動(dòng)所組成的三級(jí)減速器。方案二：左右減速器為三級(jí)直齒、一級(jí)行星傳動(dòng)所組成的四級(jí)減速器。經(jīng)比較方案一其傳動(dòng)缺點(diǎn)是: 傳動(dòng)效率低 , 不能及時(shí)有效的完成工作 ; 易發(fā)熱 , 若不及時(shí)散熱 , 會(huì)引起箱體內(nèi)油溫升高 , 潤滑失效 , 導(dǎo)致輪齒磨損的加劇 , 甚至出現(xiàn)膠合 ; 蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)要求高 , 成本高 , 實(shí)際使用蝸桿易折斷 , 馬達(dá)易損 , 耽誤生產(chǎn)。方案二相對(duì)于方案一的優(yōu)點(diǎn): 其傳動(dòng)效率相對(duì)較高 , 能及時(shí)有效地傳遞能量; 直齒輪加工制造簡單 , 制造成本相對(duì)較低 ; 檢修較蝸輪結(jié)構(gòu)容易且避免了蝸桿、馬達(dá)易損的特點(diǎn)。根據(jù)已知條件：長期不間斷，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大，傳動(dòng)效率高 故選方案二傳動(dòng)較為合適，其傳動(dòng)簡圖如圖 1-1圖 2.1 EBH90 掘進(jìn)機(jī)行走部行星減速器傳動(dòng)方案內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）92.3 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的計(jì)算及傳動(dòng)比分配2.3.1 選擇油馬達(dá)本結(jié)構(gòu)處需要無級(jí)調(diào)速，速度的調(diào)節(jié)范圍要求很大，而且占地又小，需要結(jié)構(gòu)緊湊的原動(dòng)機(jī)，故選油馬達(dá)。根據(jù)性能要求：制動(dòng)力矩 540Nm，轉(zhuǎn)速486r/min,輸入扭矩 307.5 Nm.。故選擇斜軸式軸向柱塞馬達(dá)。其型號(hào)為A2F107W2P2。此馬達(dá)為定量馬達(dá)，它采用雙金屬缸體，球面配油結(jié)構(gòu)，具有壓力高、體積小、質(zhì)量輕、轉(zhuǎn)速高、耐沖擊、壽命長等特點(diǎn)，而且輸出軸能承受一定的徑向載荷，適合于工程機(jī)械及冶金、礦山、起重、運(yùn)輸、船舶等機(jī)械的開式或閉式液壓系統(tǒng)。該種馬達(dá)由于容積效率高，往往作為大扭矩行星減速器馬達(dá)，也可以作測速馬達(dá)用。A2F107W2P2 斜軸式軸向柱塞馬達(dá)。馬達(dá)壓力參數(shù) 最高壓力 40Mpa 額定壓力 35 Mpa ，功率為 15.3kW表 2-1 （技術(shù)參數(shù)）總重量（t）馬達(dá)功率（kw）掘金機(jī)行走速度（m/min ）馬達(dá)轉(zhuǎn)速（ｒ/ ｍｉｎ）40.2 15.3 5.11 486參素計(jì)算按經(jīng)驗(yàn)公式：驅(qū)動(dòng)輪直徑） 4s85~7DqG）（?=336~380mm為了滿足結(jié)構(gòu)的布置，取 Dq=350mm，所以驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速min/6.4v0nrDl?π2.3.2 總傳動(dòng)比的確定油馬達(dá)確定后，根據(jù)油馬達(dá)的滿載轉(zhuǎn)速 mn及工作機(jī)的轉(zhuǎn)速 ln計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 i=486/4.6=105.65r/min傳動(dòng)比的分配原則：1.使各級(jí)傳動(dòng)的承載能力大致相等（齒面接觸強(qiáng)度大致相等） 。2.使減速器能獲得最小外形尺寸和重量。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）103.使各級(jí)傳動(dòng)中大齒輪的浸油深度大致相等，潤滑最為簡便。2.3.2 傳動(dòng)比分配按上述原則，本設(shè)計(jì)初分配行星齒輪傳動(dòng)比 3214ii總?=6.20，初分配圓柱齒輪總傳動(dòng)比為 17.032。初分配三級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比為 52.i6.2i.i 31 ??，，2.4 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算2.4.1 各傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速Ⅰ軸 min/4861rn?Ⅱ軸 i/9212iⅢ軸 in/8.716.23 rin??Ⅳ軸 mi/53934i太陽輪軸 5428/innr?履帶驅(qū)動(dòng)輪軸 66/i2.4.2 各傳動(dòng)軸功率Ⅰ軸與馬達(dá)直接以液壓摩擦制動(dòng)器相連，查閱相關(guān)手冊(cè)知其效率如下式中，所以有：Ⅰ軸 kwP15?Ⅱ軸 kw5.149.082???Ⅲ軸 334. 2Ⅳ軸 41.3.70Pk?太陽輪軸 545.709156w???內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）11履帶驅(qū)動(dòng)輪軸 65613.09813.2Pkw????2.4.3 各傳動(dòng)軸扭矩Ⅰ軸 NmT75.4486n9011Ⅱ軸 i 3.9.0275.22 ????Ⅲ軸 337184 NmⅣ軸 418452.6Ti Nm太陽輪軸 526903???? Nm履帶驅(qū)動(dòng)輪軸 645.7.987.0i根據(jù)以上計(jì)算列出本傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)數(shù)據(jù)表，見下表：表 2.2 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)數(shù)據(jù)表軸號(hào)參數(shù) Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸 Ⅳ軸 太陽輪軸 履帶驅(qū)動(dòng)輪軸轉(zhuǎn)速n/（r/min）486 186.92 71.89 28.53 28.53 4.60功率P/kW15.0 14.55 14.12 13.70 13.56 13.29轉(zhuǎn)矩T/（N ·m）294.75 743.37 1874.77 4582.69 4536.87 27566.0傳動(dòng)比 i 2.60 2.60 2.52 1 6.20效率 η 0.97 0.97 0.97 0.99 0.98內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）12第三章 傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算3.1.1 圓柱齒輪傳動(dòng)部分第一級(jí)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算1 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1） 如傳動(dòng)系統(tǒng)簡圖所示，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，選用 6 精度（GB 10095–88） 。3）材料選擇。小齒輪材料為 S16MnCr，其硬度 56~62HBC。大齒輪的材料為 S16MnCr，其硬度 56~62HBC。4）選小齒輪的齒數(shù) 。， 大 齒 輪 齒 數(shù) 47186.2z18z ????2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即 3 2HEd1t1 )][Z( ·2.d??uKT??確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù) 。6.1?t計(jì)算小齒輪傳遞的扭矩。5151 10948.2486159n0.9???PT由表 10–7 選取齒寬系數(shù) 。d?內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）13由表 10–6 查得材料的彈性影響系數(shù) 。218.9MPaZE?由圖 10–21e 按齒面硬度查的大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 a1650a150lim2limPMPHH????，： 由式 10–13 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 892 9h1107.6.0 10.234jn????NL）（7)由圖 10–19 取接觸疲勞壽命系數(shù) 。95.;93.21HNHNK8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1,由式（10-12）得 ?? a5.167a16509. .343.2lim21li1 MPPSKHN?????計(jì)算試算小齒輪分度圓直徑 ，代入 ??H?中較小的值。1td muKT 96.45.1386.210948.263.)][Z( ·32.d 252HEd1t1 ?????????????2）計(jì)算圓周速度 v。 s/m27.106489.106nt ?????計(jì)算齒寬 b。 9.4.dt1?4）計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h模數(shù) m7.2186.zdmtt ?齒高 4.6.5.2.ht??0.824.69hb?內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）14計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) v=1.27m/s，6 級(jí)精度，由圖 10–8 查的動(dòng)載系數(shù) 。05.1?VK直齒輪 .1??FHK由表 10–2 查得使用系數(shù) ;5.A由表 10–4 用插值法查的 6 級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)承布置時(shí)， 507.1??HK由 507.1,.8??Hhb查圖 10–13 得 ;故載荷系數(shù)39FK924.507.1.8????HVA6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑,由式(10–10a)得 m61.6.4d33t1?TK計(jì)算模數(shù) m。 39.18z?3. 按齒根彎曲彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（10–5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 ??a132dmzFSYKT???（ ）(1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1）由圖 10–20c 查的大、小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 205a105aFEFEMPMP????， ；2）由圖 10–18 取彎曲壽命系數(shù) 。92.0,6.1?FNFNK3) 計(jì)算彎曲疲勞需用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.3,由式（10–12）得內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）15??11220.9615a75.38a3.4.0FNEKMPS????算載荷系數(shù) K。 v1.8501.392.7AFK??????5）查取齒形系數(shù)。由表 10–5 查得 。32.;9.21FaFaY6）查取應(yīng)力校正系數(shù)。由表 10–5 查得 。69.1;5.21?SaSa7）計(jì)算大、小齒輪的 并加以比較。??FY?a12.91.530.7478SF?????a26.284SFY?小齒輪的數(shù)值大。(2)設(shè)計(jì)計(jì)算 532.70.981m0.742.9m????對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可由彎曲強(qiáng)度算的模數(shù) 2.97 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=3.0mm，按接觸強(qiáng)度算得分度圓直徑 mm，算出小齒輪齒數(shù)681?d1z20m3.?大齒輪齒數(shù) 2.65??內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）16這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，即滿足了接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。4. 幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑 12dzm2036m51???（2）中心距 12d60a8???計(jì)算齒輪寬度 d1b60m=??取 。mB65;012?第二、三級(jí)圓柱直齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算方法同第一級(jí)（計(jì)算過程省略）表 3–1 計(jì)算結(jié)果代號(hào) 齒數(shù) 模數(shù) 轉(zhuǎn)數(shù) r/min 輸入轉(zhuǎn)矩 Nm材料 齒面硬度HRC3Z20 4 186.92 743.6 S16MnCr 56~62452 4 71.89 1856 S16MnCr 56~62522 5 71.89 1856 S16MnCr 56~626Z55 5 28.52 4537.74 S16MnCr 56~623.2 行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.2.1 選取傳動(dòng)類型和傳動(dòng)簡圖行星齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)：行星齒輪傳動(dòng)與普通齒輪傳動(dòng)相比較，它具有許獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。它的最顯著的特點(diǎn)是：在傳遞動(dòng)力時(shí)它可以進(jìn)行功率分流；同時(shí)，其輸入軸與是輸出軸具有同軸性，即輸出軸與輸入軸均設(shè)置在同一主軸線上。所以，行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已被人們用來代替普通齒輪傳動(dòng)，而作為各種機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的減速器、增速器和變速裝置。行星齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)如下：體積小、內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）17質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力?。粋鲃?dòng)效率高；傳動(dòng)比較大，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解；運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng)。NGW(2K–H 負(fù)號(hào)機(jī)構(gòu))型行星齒輪傳動(dòng)效率高，體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，傳遞功率范圍大，軸向尺寸小，可用于各種工作條件。根據(jù)設(shè)計(jì)要求其傳動(dòng)簡圖（圖 3.1） 。圖 3.1 2K–H 行星傳動(dòng)簡圖（2）計(jì)算1）傳動(dòng)比 4i和配齒計(jì)算 20.65.26.10ii3214 ???總為提高設(shè)計(jì)效率，一般不必自行配齒，只須首先將分配的傳動(dòng)比適當(dāng)?shù)恼{(diào)整即可直接查表確定齒數(shù)?？芍鶕?jù)表 14–5–5 只需把 =6.20 調(diào)整為 =6.304i4i即可。根據(jù) =6.30 和表 14-5-54i在 。3,71z,29,13z286. ???SBCABAX處 取4i.0%??遠(yuǎn)小于一般減速器實(shí)際傳動(dòng)比允許誤差 4%，完全符合要求。2）按接觸強(qiáng)度初算 A–C 傳動(dòng)中心距和模數(shù)輸入轉(zhuǎn)矩 m36.492i3535 ???NT?內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）18設(shè)載荷不均勻系數(shù) ;0.1c?K在一對(duì) A–C 傳動(dòng)中，小輪（太陽輪）傳動(dòng)的扭矩為5492.36.1497.5sTNm???齒數(shù)比 。.13?ACzu太陽輪和行星輪的材料選用 S16MnCr 滲氮淬火，齒面硬度要求為：太陽輪59~63HRC,行星輪 53~58HRC; limplim1650;.91650.9485HHMPa?????許 用 接 觸 應(yīng) 力MPa。取齒寬系數(shù) ，載荷系數(shù) K=1.8, 按第一章 8.3.1 齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算.a?公式計(jì)算中心距 33a2 2p 1.8497.5u481.670AHKTA??????（ +1） （ .）模數(shù) a217.6m.z39AC?取模數(shù) m=6。為提高嚙合齒輪副的承載能力，將 減少一個(gè)齒，改為 =28，并進(jìn)行不CzCz等角變位，則 A–C 傳動(dòng)未變位時(shí)的中心距為??maz3412m2C????根據(jù)系數(shù) ,查圖 14–5–4，預(yù)取嚙合角 則 。??4AC???3.18BCA–C 傳動(dòng)中心距變動(dòng)系數(shù)為 ??'1cosyz0.5872ACACAC?????????則中心距內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）19''aym=123+0.5876=12.5m127AC???取3）計(jì)算 A–C 傳動(dòng)的實(shí)際中心距變動(dòng)系數(shù) 和嚙合角ACy'AC?'''a1273y 0.676coscos.9124.8ACAAC???????計(jì)算 A–C 傳動(dòng)的變位系數(shù) ??'invixz2ta4.8nv20138ACACC???????=0.738用圖 14–5–5 校核，均在許用區(qū)內(nèi)，可用。根據(jù) ，實(shí)際的 u=2.15，在圖 14–5–5 中， 縱坐標(biāo)上 0.738738.0??ACx ?X處向左作水平線與 3 號(hào)斜線（u1.6~2.2）相交,其交點(diǎn)向下做垂直線,與 橫坐1標(biāo)的交點(diǎn)即為太陽輪的變位系數(shù) ,行星輪的變位系數(shù)為:4.0?Ax=738.50.28C???5)計(jì)算 C–B 傳動(dòng)的中心距變動(dòng)系數(shù) 和嚙合角CBy'CB?C-B 傳動(dòng)外變位時(shí)的中心距為 ????m6az712892CBC???則 ·ay0.36BB ?129coscoscos.954a7CB????、 、 '172C??、6)計(jì)算 C-B 傳動(dòng)的變位系數(shù)內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）20????' 'inviinv172i0xz78.3122tataCBCB?????????x0.32B????7)計(jì)算幾何尺寸分度圓直徑 dmz61378m264AACCBB???齒頂圓直徑 ??29.581264.aAaACCaBadmhxym?????????基圓直徑 cos73.01584.bABbCdm???端面重合度 ????' '11 2' '23tanttant1.6492.ACBa azz????? ??????? ?驗(yàn)算 A–C 傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度3.2.2 接觸強(qiáng)度驗(yàn)算確定系數(shù) 所用的圓周速度用相對(duì)于行星架的圓周速度VK5410./06AXmznims????????????由式（14–5–12）和式（14–5–13）確定 。?HFK和??1FbHK??????內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）21??1HbFK??????由圖 14–5–12 得 86.0,1.?FH081dAamz?由圖 14–5–13 得 27.?b?=1+(1.27-1)0.86=1.23?HK=1+(1.27-1)0.81=1.22F計(jì)算接觸應(yīng)力的值 0 1tHEuZdb?????式中 －端面內(nèi)分度圓上的名義切向力，NtFb－工作齒寬，mm，指一對(duì)齒輪中的較小齒寬，b=39mm－小齒輪分度圓直徑， =78mm1d1du－齒數(shù)比 ，u=2.15－節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ， =2.35HZHZ－彈性系數(shù) ， =189.8MpaEE－ 重合度系數(shù)， =0.91? ?－螺旋角系數(shù)， =1?Z?Z各參數(shù)帶入計(jì)算得：=344.70Mpa0H?9）計(jì)算接觸應(yīng)力 10HBAVHZK???式中 – 小輪單對(duì)齒嚙合系數(shù) 由本節(jié)（5）得 =2BZ BZ–使用系數(shù)，由表 14–1–71 得 =1.85AKA內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）22–動(dòng)載系數(shù)，由圖 14–1–74 得 =1.0VKVK–接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒間載荷分配系數(shù)。?H–接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒間載荷分布系數(shù)。? BCAbcCBACpBzzna??????????oscs97.21i64.18228pn把以上數(shù)據(jù)帶入計(jì)算得 1Hp??3.2.3 按彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)使用系數(shù) 表，采用表薦值時(shí)其最小彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)AK。25.1min?FS齒根應(yīng)力 0tFFSnYbm???式中 –端面內(nèi)分度圓上的名義切向力，NtFb–工作齒寬（齒根圓處） ，mm–法向模數(shù)，mm；nm–載荷作用于單對(duì)齒嚙合區(qū)外界點(diǎn)時(shí)的應(yīng)力校正系數(shù)，見FY本節(jié)（4）–載荷作用于單對(duì)齒嚙合區(qū)外界點(diǎn)時(shí)的應(yīng)力修正系數(shù)，見S本節(jié)（5）安全系數(shù) FG??參數(shù)的計(jì)算過程略直接查手冊(cè)并帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得 =2.21。即:FS內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）23minFS?9）根據(jù)接觸強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果確定內(nèi)齒輪材料根據(jù)表 14–1–70 得公式得1limt AVHHEHNLRWXFuKZdbZ????????計(jì)算結(jié)果 （在計(jì)算過程中，取 ）MPa02li 1lim?HS根據(jù) limH選用 20Cr2Ni4A 并進(jìn)行氮化處理，表面硬度達(dá) 58~62HRC 即可。C–B 的彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算過程在本設(shè)計(jì)過程中（略） 。3.2.4 裝配條件的驗(yàn)算鄰接條件即 現(xiàn)已知 =182.64，pACnad?si2?ACd18.647i219.7Ap???同心條件太陽輪 A 與行星輪 C 間的中心距 ACa應(yīng)等于內(nèi)齒圈 B 與行星輪 C 間的中心距， . 其中 =13， =71， =28。即'217,48.2' ???BC?zBCzcossACCB????裝配條件 pn個(gè)行星輪在太陽輪與內(nèi)齒圈之間要均勻分布，其條件為 ABpzCn??其中 C 為整數(shù)整數(shù)帶入數(shù)計(jì)算得： （得數(shù)為整數(shù)，滿足條件）即28??pBAnz內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文）24ACa= B。對(duì)于角變位齒輪為 各嚙合齒輪副的嚙合角BACzz?coss???3.3 行星齒輪傳動(dòng)的均載裝置行星齒輪傳動(dòng)通過幾個(gè)行星輪分擔(dān)載荷傳遞動(dòng)力。為了補(bǔ)償制造及裝配誤差的影響，使各行星輪均勻地分擔(dān)載荷，在傳動(dòng)中采用載荷均衡裝置。采用彈性元件的均載裝置這種裝置的特點(diǎn)是通過彈性元件的彈性變形，使行星輪間達(dá)到載荷均衡。（1）太陽輪彈性浮動(dòng) 太陽輪裝在細(xì)長的彈性軸上或直接將太陽輪做成細(xì)長的齒輪軸，當(dāng)行星輪間載荷分配不均勻時(shí)，依靠細(xì)長軸的彈性變形使太陽輪產(chǎn)生彈性浮動(dòng)，從而達(dá)到行星輪間載荷均衡。應(yīng)該指出，采用彈性軸時(shí)，應(yīng)盡量使彈性軸設(shè)計(jì)成簡支梁形式，載荷沿齒寬分布比較均勻。這種形式結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，沒有齒輪聯(lián)軸器那種側(cè)隙，減震性能好。但采用細(xì)長彈性軸時(shí)，其軸向尺寸長，因而常用于軸向尺寸不受限制的行星齒輪傳動(dòng)中，其均在效果比不上齒輪聯(lián)軸器的浮動(dòng)形式，載荷不均衡系數(shù)與彈性軸的剛度和制造誤差成正比，因而有較高的制造精度。（2）行星輪彈性浮動(dòng) 這是行星輪裝在彈性軸上的一種裝置，這種形式的裝載的均載原理是當(dāng)行星輪間載荷分配不均勻時(shí)，載荷大的行星輪在較大的嚙合力作用下，使彈性元件壓縮變形大，則此行星輪相對(duì)行星架的切向位移就大一些，無負(fù)載或負(fù)載較小的行星輪相對(duì)于行星架的切向位移則沒有或者較小，與此同時(shí)，太陽輪相對(duì)于行星架轉(zhuǎn)了一個(gè)角度，這樣原來無負(fù)載或者負(fù)載較小的行星輪就消除了與倆中心輪嚙合面得側(cè)隙，傳遞載荷或進(jìn)一步與倆中心輪輪齒壓緊嚙合，以增大傳遞載荷，從而達(dá)到載荷均衡之目的。由此可見這種形式的的裝置主要利用彈性元件變形，使行星輪浮動(dòng)來達(dá)到調(diào)整載荷，使其均衡。這種形式的裝置有其行星輪浮動(dòng)的固有優(yōu)點(diǎn)，因受力大，浮動(dòng)距離小，所以靈敏度高，可用于行星輪個(gè)數(shù)大于 3 的的行星齒輪傳動(dòng)中，減震性好，結(jié)構(gòu)簡單，但載荷不均衡系數(shù)與彈性元件的的剛度和制造誤差成正比，因而仍要求較高的制造精度，此外，還不能承受較大的離心力。