851 往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)
851 往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì),往復(fù),煤炭,輸送,設(shè)計(jì)
山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- 1 -往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)1 緒論 進(jìn)入 21 世紀(jì)，我國(guó)煤炭工業(yè)快速發(fā)展，煤礦深加工產(chǎn)業(yè)規(guī)模也在飛速擴(kuò)大,現(xiàn)有煤炭機(jī)械設(shè)備生產(chǎn)能力小,不能滿足大型加工廠的生成要求。因此,改進(jìn)和擴(kuò)大現(xiàn)有煤炭機(jī)械設(shè)備是完全必要的。往復(fù)式煤炭輸送機(jī)作為煤炭加工的基礎(chǔ)設(shè)備， 在我國(guó)煤礦廣泛應(yīng)用幾十年。生產(chǎn)實(shí)踐證明,該設(shè)備對(duì)煤的品種、粒度、外在水份等適應(yīng)性強(qiáng),與其他給料設(shè)備相比,具有運(yùn)行安全可靠、性能穩(wěn)定、噪音低、維護(hù)工作量少等優(yōu)點(diǎn),仍不失推廣使用的價(jià)值。1.1 往復(fù)式煤炭輸送機(jī)的發(fā)展史運(yùn)輸機(jī)設(shè)備是煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的主要設(shè)備之一,給煤設(shè)備的可靠性,特別是關(guān)鍵咽喉部位給煤設(shè)備的可靠性,直接影響整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。目前,我國(guó)煤礦使用的給煤設(shè)備主要是往復(fù)式煤炭輸送機(jī)和電振煤炭輸送機(jī)。 往復(fù)式煤炭輸送機(jī)最早研制于 20 世紀(jì) 60 年代初,70 年代,在ＮＧＷ基礎(chǔ)上,更換了驅(qū)動(dòng)裝置,改為Ｋ系列,并一直沿用至今。國(guó)外煤炭輸送機(jī)發(fā)展?fàn)顩r也與國(guó)內(nèi)大相徑庭,并沒有更高的技術(shù)含量,但價(jià)格卻是國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品的 4～5 倍。自 20 世紀(jì) 60 年代定型后,我國(guó)各大煤礦使用的煤炭輸送機(jī)主要是 K 系列的往復(fù)式煤炭輸送機(jī)。1.2 往復(fù)式煤炭輸送機(jī)的用途最通用的往復(fù)式煤炭輸送機(jī)為 K 型，一般用于煤或其他磨琢性小、黏性小的松散粒狀物料的給料。往復(fù)式煤炭輸送機(jī)適用于礦井和選煤廠，將煤碳經(jīng)煤倉(cāng)均勻地裝載到輸送機(jī)或其它篩選、貯存裝置上。郝生全：往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)- 2 -1.3 煤炭輸送機(jī)的構(gòu)造及工作原理往復(fù)式煤炭輸送機(jī)結(jié)構(gòu)是由電動(dòng)機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、H 形架、連桿、底板(給料槽)、傳動(dòng)平臺(tái)、漏斗閘門、托輥等組成。傳動(dòng)原理：當(dāng)電動(dòng)機(jī)開動(dòng)后，經(jīng)彈性聯(lián)軸器、減速器、曲柄連桿機(jī)構(gòu)拖動(dòng)傾斜的底板在托輥上作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)装逭袝r(shí),將煤倉(cāng)和槽形機(jī)體內(nèi)的煤帶到機(jī)體前端;底板逆行時(shí),槽形機(jī)體內(nèi)的煤被機(jī)體后部的斜板擋住,底板與煤之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng),機(jī)體前端的煤自行落下。將煤均勻地卸到運(yùn)輸機(jī)械或其它篩選設(shè)備上。該機(jī)設(shè)有帶漏斗、帶調(diào)節(jié)閥門和不帶漏斗、不帶調(diào)節(jié)閥門兩種形式。1.4 往復(fù)式煤炭輸送機(jī)的優(yōu)越性1.4.1 往復(fù)式煤炭輸送機(jī)的特點(diǎn)(1) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,維修量小在往復(fù)式煤炭輸送機(jī)中,電動(dòng)機(jī)和減速器均采用標(biāo)準(zhǔn)件,其余大部分是焊接件,易損部件少,用在煤礦惡劣條件下,其適用性深受使用單位的好評(píng)。(2) 性能穩(wěn)定往復(fù)式煤炭輸送機(jī)對(duì)煤的牌號(hào),粒度組成,水分、物理性質(zhì)等要求不嚴(yán),當(dāng)來料不均勻,水分不穩(wěn)定且夾有大塊煤、橡膠帶、木頭及鋼絲等時(shí),仍能正常工作。(3) 噪音低往復(fù)式煤炭輸送機(jī)是非振動(dòng)式給料設(shè)備,其噪音發(fā)生源只有電動(dòng)機(jī)和減速器,而這兩個(gè)的噪音都很低。尤其在井下或煤倉(cāng)等封閉型場(chǎng)所,噪音無法擴(kuò)散,這一點(diǎn)是電動(dòng)給料機(jī)所無法達(dá)到的。(4) 安裝方便、高度小往復(fù)式煤炭輸送機(jī)一般安裝在煤倉(cāng)倉(cāng)口,不需另外配制倉(cāng)口閘門溜槽及電動(dòng)機(jī)支座,安裝可一步到位,調(diào)整工作量小,而電動(dòng)煤炭輸送機(jī)由于不能直接承受倉(cāng)壓,需要另外安放倉(cāng)口過渡溜槽,相比之下,往復(fù)式煤炭輸送機(jī)占有高度小,節(jié)省了建筑面積和投資。1.4.2 往復(fù)式煤炭輸送機(jī)與其他煤炭輸送機(jī)的比較往復(fù)式與振動(dòng)式煤炭輸送機(jī)兩種給料方式不同點(diǎn)是給料頻率和幅值以及運(yùn)動(dòng)軌跡不同。在使用過程中，由于振動(dòng)式給料機(jī)給料頻率高，噪聲也大；由于它是靠高頻振山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- 3 -動(dòng)給料，其振動(dòng)和頻率受物料密度及比重影響較大，所以，給料量不穩(wěn)定，給料量的調(diào)整也比較困難；由于是靠振動(dòng)給料，給料機(jī)必須起振并穩(wěn)定在一定的頻率和振幅下，但振動(dòng)參數(shù)對(duì)底板受力狀態(tài)很敏感，故底板不能承受較大的倉(cāng)壓，需增加倉(cāng)下給料槽的長(zhǎng)度，結(jié)果是增加了料倉(cāng)的整體高度，使工程投資加大；由于給料高度加大，無法用于替換目前大量使用的往復(fù)式煤炭輸送機(jī)。1.5 設(shè)計(jì)往復(fù)式煤炭輸送機(jī)必要性隨著煤炭工業(yè)的迅猛發(fā)展,煤礦井型也在不斷擴(kuò)大,現(xiàn)有的往復(fù)式煤炭輸送機(jī)，如Ｋ-4 生產(chǎn)能力最大,但也只有 ht590，已不能再滿足煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)的選型要求。正是基于這個(gè)原因,我們?cè)趯?duì)煤炭輸送機(jī)使用情況大量調(diào)研的基礎(chǔ)上,研制了 ht80、ht10、 t20、 t1、 t2的大型往復(fù)式煤炭輸送機(jī)。了解往復(fù)式煤炭輸送機(jī)的用途、工作原理以及工作中存在的問題，設(shè)計(jì)一臺(tái)單曲柄往復(fù)式煤炭輸送機(jī)。設(shè)計(jì)參數(shù)給料量： ht80；往復(fù)行程： m250。2 往復(fù)式煤炭輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在確定往復(fù)式煤炭輸送機(jī)整體結(jié)構(gòu)尺寸之前，首先考慮煤炭輸送機(jī)的容積利用系數(shù)。容積利用系數(shù)是煤炭輸送機(jī)槽體內(nèi)煤的體積與槽體容積的比值。在煤炭輸送機(jī)槽體容積一定的情況下,容積利用系數(shù)取值的高低,決定設(shè)計(jì)給料能力的值就越大,則設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力大,反之就小?，F(xiàn)有Ｋ型往復(fù)煤炭輸送機(jī)容積利用系數(shù)取值為 0.62。為了提高煤炭輸送機(jī)的綜合性能,通過對(duì) K 型往復(fù)煤炭輸送機(jī)的使用情況進(jìn)行大量調(diào)查和性能測(cè)試 ,煤炭輸送機(jī)實(shí)際生產(chǎn)能力比設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力偏大約 10～20%。這說明原設(shè)計(jì)容積利用系數(shù)取值偏低。在該往復(fù)煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)中,我們將容積利用系數(shù)提高到 0.7-0.8,這就意味著,與原設(shè)計(jì)比較,在相同設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力條件下,煤炭輸送機(jī)槽體容積可以縮小 13%。煤炭輸送機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)能力與煤的粒度、水份有較大關(guān)系。同樣一臺(tái)煤炭輸送機(jī),煤的流郝生全：往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)- 4 -動(dòng)性好,則實(shí)際生產(chǎn)能力大;煤的流動(dòng)性差,則實(shí)際生產(chǎn)能力就小?，F(xiàn)有Ｋ型往復(fù)煤炭輸送機(jī)之所以適應(yīng)范圍廣,除其它性能以外,就在于設(shè)計(jì)時(shí)余量較大,即容積利用系數(shù)取值較低。2.1 煤炭輸送機(jī)箱體尺寸的確定根據(jù)已知參數(shù)（給料量： ht80；往復(fù)行程： m250） ，初步設(shè)定曲柄的轉(zhuǎn)數(shù)為min60r，箱體的有效高度和寬度，高度為 73，寬度為 1。給料量可表示為 ?????lBHQ??12? 式中 ——煤炭輸送機(jī)給料量， ht；——給料機(jī)箱體高度， m；B——給料機(jī)箱體寬度， ；l——給料機(jī)行程， ；?——煤的密度， 32.1t；n——給料機(jī)箱體高度， minr；?——工況系數(shù)， .??。因此，由式 ??12?可求出給料量???nlBHQ60 2.160.25173.06??ht94?由上式結(jié)果可得出，箱體尺寸滿足給料要求。 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- 5 -2.2 煤炭輸送機(jī)整體結(jié)構(gòu)布局圖 2-1 煤炭輸送機(jī)整體結(jié)構(gòu)布局圖2.3 煤炭輸送的箱體設(shè)計(jì)煤炭輸送機(jī)的箱體、機(jī)架是由鋼板(材料：Q235)和角鋼用螺栓或焊接的方式聯(lián)接在一起，具體尺寸查參考文獻(xiàn)[6]。根據(jù)已知參數(shù)（給料量： ht80；往復(fù)行程：m250） ，初步確定箱體、機(jī)架的基本形狀和尺寸。設(shè)定箱體的有效高度和寬度，高度為 73，寬度為 m10。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 4-1 所示：圖 4-1 給料機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖參考文獻(xiàn)[6]，初定側(cè)板的厚度為 10mm,底版的厚度為 16mm。本設(shè)計(jì)主要對(duì)底托板、托輥進(jìn)行詳細(xì)的說明外，其余的角鋼、槽鋼、螺栓等，則參考文獻(xiàn)[6]上的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)和郝生全：往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)- 6 -尺寸，故不再贅述。2.4 底托板的設(shè)計(jì)及校核如圖 4-2 所示1——角鋼 1 2——角鋼 2 3——底托板 4——鋼板圖 4-2 底托板示意圖底托板是給料機(jī)的承壓部件，它長(zhǎng)期處于高壓受力狀態(tài)，所以，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。由(2-4)可知, 1m為煤炭輸送機(jī)槽體內(nèi)煤的質(zhì)量，則 NgF675808.9731???。根據(jù)計(jì)算簡(jiǎn)圖作出剪力圖、彎矩圖，B 截面的彎矩最大，是底托板的危險(xiǎn)截面。底托板的結(jié)構(gòu)受力分析1) 慣性矩： 43 67.35981204mbhJ???2) 支反力 垂直力 NFa.， Fb.21水平力 NH 90sin6758sin1 ??????3) 彎矩： mNMb ???4057.824) 彎曲應(yīng)力：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- 7 -YJMb?max?aP20167.354981?選取底托板的材料為 35Q，參考文獻(xiàn)[4]表 4-1，查得25mNS??，所以底托板的彎曲強(qiáng)度校核滿足設(shè)計(jì)要求。2.5 軸承選擇與校核根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸，參考文獻(xiàn)[6]表 24.2-15 可得知，選用 30212 型圓錐滾子軸承軸承，該軸承的主要性能參數(shù)為：基本額定動(dòng)載荷 NCr102?；基本額定靜載荷NCor130?， 4.0?e， 5.1Y。根據(jù)以上軸的載荷計(jì)算，得知：(1) 軸承的支反力：水平支反力 FbH145?， NFcH145?垂直支反力 V802， V802合成支反力 NRbH 59.01741521 ???FcVcH 9.07482522 ????(2) 軸承所承受的軸向載荷：參考文獻(xiàn)[5], 由式 5-9????NYRSA1568.259.017211 ?????2(3) 軸承的當(dāng)量載荷兩對(duì)軸承結(jié)構(gòu)對(duì)稱，尺寸相同，所以當(dāng)量載荷也相同。因 4.031.57168??RA，參考文獻(xiàn)[5]查表 5-12 得: 1?X， 5.YNAYXPr 59.36185.921 ??????(4) 軸承的壽命郝生全：往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)- 8 -因 21rP?,由表 3-1、表 3-2 查得 5.1?pf， tfhfCnLrpth 28519.736.0260160 310312 ???????????????滿足使用要求。2.6 煤炭輸送機(jī)的受力分析往復(fù)式煤炭輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)功率主要消耗在克服下列阻力上。正行時(shí)：底板在托滾上的運(yùn)動(dòng)阻力 1F和煤與固定側(cè)板的摩擦阻力 2F。逆行時(shí)：底板在托滾上的運(yùn)動(dòng)阻力 和煤與底板的摩擦阻力 3。此外，還有一些能量消耗在克服底板加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的運(yùn)行阻力上。往復(fù)式煤炭輸送機(jī)正行時(shí)的功耗是有效功耗，逆行時(shí)的功耗是無效功耗。3 往復(fù)式煤炭輸送機(jī)減速器的設(shè)計(jì)3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇3.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)類型本設(shè)計(jì)中的往復(fù)式煤炭輸送機(jī)工作于井下煤倉(cāng)。井下煤塵多、瓦斯?jié)舛容^大、易發(fā)生爆炸。根據(jù)工作環(huán)境要求，參考文獻(xiàn)[2]表 23-1-101,選擇 YB 系列隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)。3.1.2 選擇電動(dòng)機(jī)容量電動(dòng)機(jī)所需工作功率為 ?wdP?即 kWFvd10??13? 傳動(dòng)裝置的總效率為54231????2山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- 9 -參考文獻(xiàn)[3]，查表 2-3 確定各部分效率為：聯(lián)軸器效率 9.01??，滾動(dòng)軸承傳動(dòng)效率（一對(duì)） 9.02??，閉式齒輪傳動(dòng)效率 97.03??，曲柄連桿的傳動(dòng)效率 9.04??，槽摩擦傳動(dòng)效率 5代入 ??23?式得 83.7..23?? 。有式 3-1 求出，所需電動(dòng)機(jī)功率為 kWFvPd 9.83.017940????因載荷有輕微沖擊，故電動(dòng)機(jī)額定功率 edP要大于 d即可。參考文獻(xiàn)[2],YB 系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，選用電動(dòng)機(jī)的功率 e為 k1。3.1.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速連桿所需的轉(zhuǎn)速 min60rw?二級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比常用的范圍為 408'??i，故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 ??i24~8604~8rnw??符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有很多，參考文獻(xiàn)[2]的表 23-1-101，經(jīng)過比較決定選取：min97r參考文獻(xiàn)[2]，選用 YB160L1-6 型電動(dòng)機(jī)。3.1.3 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配（1）總傳動(dòng)比 16.097?wmni??3? ?。?）分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比參考文獻(xiàn)[3]表 2-1，取兩級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)的傳動(dòng)比對(duì)于展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器，在兩極齒輪配對(duì)材料、性能及齒寬系數(shù)大致相同的情況下，即齒面接觸強(qiáng)度大致相等時(shí)，兩極齒輪的傳動(dòng)比可按下式分配： ??214.~3ii?即 ??ii4.1~31? 代入式 ?得 583.6..??i郝生全：往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)- 10 -526.38.412?i3.1.4 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)各軸的轉(zhuǎn)速根據(jù)電動(dòng)機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 mn及傳動(dòng)比進(jìn)行計(jì)算;傳動(dòng)裝置各部分的功率和轉(zhuǎn)矩。計(jì)算各軸時(shí)將傳動(dòng)裝置中各軸從高速軸到低速軸依次編號(hào)，定 0 軸（電動(dòng)機(jī)軸） ，1 軸，2 軸，3 軸，4 軸；相鄰兩軸間的傳動(dòng)比表示為 12i， 3；各軸的輸出功率為 0p，p， ， ；各軸的輸出轉(zhuǎn)矩為 0T， 1， 2， 3T。各軸的輸出功率0 軸（電動(dòng)機(jī)軸） kWPd9.80?1 軸（高速軸） k83..0211 ????2 軸（中間軸） W4.9723 軸（低速軸） kP1.4323??各軸的輸出轉(zhuǎn)速0 軸（電動(dòng)機(jī)軸） min9700rn1 軸（高速軸） 1?2 軸（中間軸） in65.2183.412rin3 軸（低速軸） mi0..23i??各軸的輸出轉(zhuǎn)矩0 軸（電動(dòng)機(jī)軸） NnPTwdd ????82.790.59001 軸（高速軸） m?? 4.6.827101?2 軸（中間軸） 97.583322 ????i山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- 11 -mN??63.823 軸（低速軸） 97.0526.38323 ??????iT?59.13.2 齒輪的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算3.2.1 第一對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)(1) 選擇齒輪材料參考文獻(xiàn)[4]查表 8-17 小齒輪選用 rC40調(diào)質(zhì)并表面淬火 5~481?HRC大齒輪選用 r40調(diào)質(zhì)并表面淬火 5482(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 ??310.~1.nPvt?估取圓周速度 tv; smvt 5.39702.8015.3??參考文獻(xiàn)[4]表 8-14，表 8-15 選取 Ⅱ公差組 8 級(jí)小輪分度圓直徑 d1，參考文獻(xiàn)[4]，由式（8-64）求得 3 211 ][2??????????HEdZuKT???齒寬系數(shù) d?參考文獻(xiàn)[4]，查表 8～23 按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱布置，取 6.0?d?小齒輪齒數(shù) 1Z, 在推薦值 20-40 中選 241?Z大齒輪齒數(shù) 2 053.412???Zi ，圓整取 102?Z齒數(shù)比 u 8.傳動(dòng)比誤差 /? ??../ ???u 誤差在 %5?范圍內(nèi)。合適小齒輪轉(zhuǎn)矩 1T 參考文獻(xiàn)[4]，由式（8-53）求得 6105.9nP??郝生全：往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)- 12 -mN????62.87092.105.96載荷系數(shù) K 參考文獻(xiàn)[4]，由式（8-54）得 aVA????使用系數(shù) 參考文獻(xiàn)[4]，查表 8-20 25.1?AK 動(dòng)載荷系數(shù) VK 參考文獻(xiàn)[4]，查圖 8-57 得初值 Vt 18.t齒向載荷分布系數(shù) ? 參考文獻(xiàn)[4]，查圖 8-60 07?齒間載荷分配系數(shù) ? 參考文獻(xiàn)[4]，由式（8-55）及 ?得?? cos12.3812???????????????Za04.72.1? 參考文獻(xiàn)[4]，查表 8?并插值 15.??K則載荷系數(shù) K的初值 t 81..0782??t彈性系數(shù) EZ 參考文獻(xiàn)[4]，查表 8-22 得28.19mNE?節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) H 參考文獻(xiàn)[4]，查圖 8-64??0,21?x?得5.2HZ重合度系數(shù) ? 參考文獻(xiàn)[4]，查圖 8－65 ??得87.0??許用接觸應(yīng)力 ??H? 參考文獻(xiàn)[4]，由式（8－69）得??WNHSZ?lim接觸疲勞極限應(yīng)力 1limH、 2li 參考文獻(xiàn)[4]，查圖 8－69山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- 13 -21lim30NH??2li參考文獻(xiàn)[4]，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由式(8－70)預(yù)設(shè)煤炭輸送機(jī)每天工作 20 小時(shí)，每年工作 350 天，預(yù)期壽命為 10 年??102351970601 ???hnjLN9.4u128910.6.10.????則參考文獻(xiàn)[4]，查圖 8-70 得接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù) 1NZ 、 2（不允許有點(diǎn)蝕）21NZ硬化系數(shù) W 參考文獻(xiàn)[4]，查圖 8-71 及說明?接觸強(qiáng)度安全系數(shù) HS 參考文獻(xiàn)[4]，查圖 8-27，按一般可靠度查1.~0limHS取 1.???HWNZ??li1?.30?219m??HWNHSZ??2lim2?.0?297故 1d的設(shè)計(jì)初值 td1為郝生全：往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)- 14 -3 211 ][2??????????HEdt ZuKT???3 2978.05.185.46.0287??????????m1齒輪模數(shù) Zdmt 02.54.11??參考文獻(xiàn)[4]，查表 8－3 取 m5.1 小輪分度圓直徑的參數(shù)圓整值'tdmZdt 605.241'1???圓周速度 v smnt 05.3971' ???與估計(jì)取 25.3?tv有差距，對(duì) VK取值影響不大，不需修正 VK參考文獻(xiàn)[4]，查圖 8-57 81.,18.tt小輪分度圓直徑 '1tdm60?大輪分度圓直徑 Z275.22? 中心距 amZm.162)04(5.2)(112 ?????齒寬 b dt 4.3.6min1??，取大輪齒寬 b502小輪齒寬 881??? (3) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- 15 -][21FSaFFYmbdKT?????????63? 齒形系數(shù) aY 參考文獻(xiàn)[4] ，查圖 8-67 小輪 62.1?FaY大輪 .2Fa應(yīng)力修正系數(shù) Sa 參考文獻(xiàn)[4]，查圖 8-68 小輪 541S大輪 79.2?aY重合度系數(shù) ?Y 參考文獻(xiàn)[4]，由式（8-67）6.07.1/52.075.2.0???????許用彎曲應(yīng)力 ][F? 參考文獻(xiàn)[4]，由式（8-71） FxNFSY/][lim??彎曲疲勞極限 lim 參考文獻(xiàn)[4]，查圖 8-722701liNF?62lim? 彎曲壽命系數(shù) NY 參考文獻(xiàn)[4]，查圖 8-73121?N尺寸系數(shù) x 參考文獻(xiàn)[4]，查圖 8-74 1?xY安全系數(shù) FS 參考文獻(xiàn)[4]，查表 8-27 3.FS則254.1/720/][11lim1 mNSYFxNF ?????63622li2 故][/92.17.054.36.87. 11 2FF ???齒根彎曲強(qiáng)度足夠。(4) 齒輪其他尺寸計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(參考文獻(xiàn)[4] 表 8-4)郝生全：往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)- 16 -1) 小齒輪的相關(guān)尺寸分度圓直徑 mZd605.241???齒頂高 ha*齒根高 ????cf 125.3.11?齒全高 mma 6022* ????齒頂圓直徑 ??hZd.411根圓直徑 ??caf 75.3.251*1 ??基圓直徑 mmb 8.620cos5.2os1 ????齒距 p87?齒厚 s93..1齒槽寬 mme25???基圓齒距 pb 8.70cos8.7cos1?法向齒距 n 3 頂隙 mmc625.25.01*???中心距 Za .17)4()(12 ??傳動(dòng)比 58.2121??i?2) 大齒輪的相關(guān)尺寸分度圓直徑 mZmd7.102?齒頂高 ha52*??齒根高 ????cf 125.3.12?齒全高 mma 60*??山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- 17 -齒頂圓直徑 ????mmhZdaa 2805.1021*2 ??????齒根圓 cf 75.6.??基圓直徑 b 13cos5.os212?齒距 mp87????齒厚 ms93.12齒槽寬 e2基圓齒距 mpb 8.70cos85.7cos2????法向齒距 n 3頂隙 mc62..01*2中心距 mZa 5.17)04(3)(212 ??????傳動(dòng)比 58.1212i?參考文獻(xiàn)[4]表 8-31 得知，當(dāng) da0??，選用腹板式的結(jié)構(gòu)?? 375.962.5,6~51 ?????hmn??取 10??應(yīng)大于 0， 為齒全高 ???mddak 9.64.108.02.2 ?bc153???mmnn..05.dk42612????ma 2.1764.0585..0 ?????????r5?郝生全：往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)- 18 -3.2.2 第二對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)[4](1) 選擇齒輪材料查表 8-1 小齒輪選用 rC40調(diào)質(zhì)表面淬火 5~481?HRC大齒輪選用 r調(diào)質(zhì)表面淬火 2(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 ??320.~1.nPvt?估取圓周速度 tv; smvt .65.248.65.2104.3??參考表 8-14，表 8-15 選取 Ⅱ公差組 8 級(jí)小輪分度圓直徑 d1，由式（8-64）得3 221 ][??????????HEdZuKT???齒寬系數(shù) 查表 8～23 按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱布置，取 6.0?d?小齒輪齒數(shù) 3Z, 在推薦值 20-40 中選 283?Z大齒輪齒數(shù) 4 7.956.43???i ，圓整取 92Z齒數(shù)比 u 傳動(dòng)比誤差 /? ??0.3.2../ ??u 誤差在 %5?范圍內(nèi)。合適小齒輪轉(zhuǎn)矩 2T 由式（8-53）得 26159nPT?mN????7.3865.14.805.96載荷系數(shù) K 由式 8-54 得 aVAKK?使用系數(shù) A 查表 8-20 25.1? 動(dòng)載荷系數(shù) V 查圖 8-57 得 初值 Vt 8t齒向載荷分布系數(shù) ?K 查圖 8-60 07.?K山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- 19 -齒間載荷分配系數(shù) ?K由式（8-55）及 0??得?? cos12.3812???????????????Za98.73.1?查表 28?并插值 15.??K則載荷系數(shù) K的初值 t 81.507.82??t彈性系數(shù) EZ 查表 8-22 得28.19mNE?節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) H 查圖 8-64??0,21?x?得5.2HZ重合度系數(shù) ? 查圖 8－65 ??得87.0??許用接觸應(yīng)力 ??H? 由式（8－69）得??WNHSZ?lim接觸疲勞極限應(yīng)力 1limH、 2li查圖 8－6921lim30H??2liN應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由式(8－70)預(yù)設(shè)煤炭輸送機(jī)每天工作 20 小時(shí)，每年工作 350 天，預(yù)期壽命為 10 年??102351970601 ???hnjL9.4?郝生全：往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)- 20 -uN12?8910.6.410.????則 查圖 8-70 得接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù) 1NZ 、 2（不允許有點(diǎn)蝕）121?NZ硬化系數(shù) W 查圖 8-71 及說明接觸強(qiáng)度安全系數(shù) HS 查圖 8-27，按一般可靠度查1.~0lim?HS取 1.???HWNZ?li1?.30?219m???HWNHSZ??2lim2?.02?97m?故 1d的設(shè)計(jì)初值 td1為3 21][2??????????HEdt ZuKT???3 2978.05.18536.6.07.8 ???????????m4?齒輪模數(shù) 2 Zdmt 9.287.332?山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- 21 -查表 8－3 取 m32? 小輪分度圓直徑的參數(shù)圓整值'3tdZdt 843' ??圓周速度 v smnt 93.065.217.3602'3 ?????與估計(jì)取 1.tv有差距，對(duì) VK取值影響不大，不需修正 VK查圖 8-57 8.,0.tVt小輪分度圓直徑 '3td?大輪分度圓直徑 mZm297424?? 中心距 aZ5.102)98(32)(4323 ???齒寬 b mdt 23.74.60min1???，取大輪齒寬 b84小輪齒寬 3?? (3) 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算由式（8～66） ][21FSaFFYmbdKT???????齒形系數(shù) aY 查圖 8-6 小輪 64.21?a大輪 F應(yīng)力修正系數(shù) Sa 查圖 8-68 小輪 59.1SaY大輪 7.2?郝生全：往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)- 22 -重合度系數(shù) ?Y 由式（8-67）69.073.1/52.075.2.0???????許用彎曲應(yīng)力 ][F? 由式（8-71） FxNFSY][lim?彎曲疲勞極限 lim 查圖 8-722701liNF?62lim? 彎曲壽命系數(shù) NY 查圖 8-73121?N尺寸系數(shù) x 查圖 8-74 x安全系數(shù) FS 查表 8-27 3.FS則2543.1/720/][11lim1 mNYFxNF ?????6622li2 S 故 ][/.19.054.5.38760. 11 2FF ???/46.2.712..2. 22 mN????齒根彎曲強(qiáng)度足夠。(4) 齒輪其他尺寸計(jì)算與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1) 小齒輪的相關(guān)尺寸分度圓直徑 mZd84323???齒頂高 ha1*齒根高 ????cf 75.3.023?齒全高 mma 6*????山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- 23 -齒頂圓直徑 ????mmhZdaa 9031282*3 ??????齒根圓直徑 ?mcf 5.7632.????基圓直徑 b 78osos323?齒距 mp42.9???齒厚 s123?齒槽寬 e7.3基圓齒距 mpb 85.20cos49cos3???法向齒距 n.? 頂隙 mc7502*3中心距 mZa 5.1902)8(3)(4323 ??????傳動(dòng)比 56.93423i?2) 大齒輪的相關(guān)尺寸分度圓直徑 mZd29724???齒頂高 ha31*齒根高 ????cf 5.3.023?齒全高 mma 76*????齒頂圓直徑 ??hZd01924齒根圓直徑 ??mcaf 5.2893.2*4 ????基圓直徑 mb 79os3os42 ????齒距 mp2.94?齒厚 s142郝生全：往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)- 24 -齒槽寬 mme71.42324????基圓齒距 pb 85.0cos.9cos?法向齒距 n4 頂隙 mmc7.325.0*???中心距 Za 5.190)8()(423 ??傳動(dòng)比 536.293423??i?根據(jù)表 8-31 得知，當(dāng) mda0??，選用腹板式的結(jié)構(gòu)??hmn 5.17.6,6~51???????應(yīng)大于 0， 為齒全高 ???mddak 75.3823025.2.?bc40683???mnn.15..0dk2712????ma 5.189230..0 ?????????mr5?3.3 軸的設(shè)計(jì)及校核計(jì)算3.3.1 軸的設(shè)計(jì)及校核(1) 求輸出軸上的轉(zhuǎn)矩 2TmNnP????382605.1490522(2) 求作用在齒輪上的力輸出軸上大齒輪的分度圓直徑為 d72（由以上齒輪計(jì)算得知）山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- 25 -圓周力 2tF、徑向力 2r和軸向力 2?F的大小如下，方向如圖 3-2 所示。NdTt 63.5738022 ???Fntr 82.91tan.cosa22??02??輸出軸上小齒輪的分度圓直徑為 md843?（由以上齒輪計(jì)算得知）圓周力 3tF、徑向力 3r和軸向力 3?F的大小如下，方向如圖 3-2 所示。NdTt 9108426323 ???Fntr 36tacosa33??03??(3) 確定軸的最小直徑選取軸的材料為 rC40，調(diào)質(zhì)處理，按式32min2PAd?初估軸的最小直徑，參考文獻(xiàn)[4]表 4-2，取 15?A，可得nPd35.96.28332mi2 ??(4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬定軸上零件的裝配方案裝配方案如圖 3-1 所示2）按軸向定位要求確定各軸段直徑和長(zhǎng)度軸段① 該段安裝滾動(dòng)軸承，考慮到軸承只受徑向力，所以選擇深溝球軸承。取軸段直徑 md501?。參考文獻(xiàn)[4] 表 11-1，選用 6310 型深溝球軸承，尺寸為27??BD。取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離 m14??，考慮到箱體的鑄造誤差，郝生全：往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)- 26 -滾動(dòng)軸承在距箱體內(nèi)壁有一段距離 s，現(xiàn)取 m5?，則????sBL 4931275601 ?????軸 承 寬 度軸段② 該段安裝齒輪，齒輪左端采用套筒定位，右端使用軸環(huán)定位，軸段直徑md52。已知齒輪輪轂的寬度為 60mm,為了使套筒斷面可靠的壓緊 齒輪，軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短于輪轂孔寬度，取 mL732??！ ≥S段③ 取齒輪右端軸肩高度 ??207.5.8dh?，則軸環(huán)直徑 md723?，mL143?。軸段④ 該軸段安裝齒輪，用套筒定位，取直徑 m64?， L4。軸段⑤ 該軸段安裝軸承，取直徑 d50?????sBL 531827935 ?????軸 承 寬 度。3）軸上零件的周向定位齒輪與軸的周向定位采用 A 型普通平鍵聯(lián)接，按 md2?，參考文獻(xiàn)[4] 表 10-26，查得平鍵截面尺寸 106??hb，根據(jù)輪轂寬度，由鍵長(zhǎng)系列中選取鍵長(zhǎng) mL63?，按 md643?，查得平鍵截面尺寸 18?hb，根據(jù)輪轂寬度，由鍵長(zhǎng)系列中選取鍵長(zhǎng) L0，為保證齒輪與軸具有良好的對(duì)中性，取齒輪與軸的配合為 7rH。4）確定軸端倒角取 ??452。5）軸的強(qiáng)度校核Ⅰ求軸的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（見圖 3-2） ，在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，參考文獻(xiàn)[6]表 24.2-15 可得知 a 值，對(duì)于 6310 型深溝球軸承，取 ma5.13?,因此軸的支撐跨距為 mL209?。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖，扭矩圖和當(dāng)量彎矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖和當(dāng)量彎矩圖中可以看出，B 截面的當(dāng)量彎矩最大，是軸的危險(xiǎn)截面。B 截面處的TMVH、、、及 ?c的數(shù)值如下。山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- 27 -支反力 水平面 NRH4.52781?， NRH56.124?垂直面 V9， V7彎矩 HM和 V水平面 mNB???02.371mNMHC???4.15 垂直面 V456， V0287合成彎矩????mNMVBHB ???????? 37.960134.150.3721222CC 87452扭矩 T mNT?86當(dāng)量彎矩 ?c ????mNMc ??????? 56.47238260.7.3901222Ⅱ校核軸的強(qiáng)度軸的材料為 Cr40，調(diào)質(zhì)處理，由參考文獻(xiàn)[4]表 4-1 查得 2B?，則??B?1.~9.?，即 275~.6mN，取 ??270mN?，軸的計(jì)算應(yīng)力為2234..0572WMcc ?????滿足強(qiáng)度要求。3.3.2 軸的設(shè)計(jì)及校核(1) 求輸出軸上的轉(zhuǎn)矩 1TmNnP????8694073.95011(2) 求作用在齒輪上的力輸出軸上齒輪的分度圓直徑為 d1（由以上齒輪計(jì)算得知）圓周力 1tF、徑向力 1r和軸向力 1?F的大小如下，方向如圖 3-4 所示。郝生全：往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)- 28 -NdTFt 289604211 ???ntr 8.1054tacosa1??01??F(3) 確定軸的最小直徑選取軸的材料為 rC40，調(diào)質(zhì)處理，按式31min1PAd?初估軸的最小直徑，參考文獻(xiàn)[4]查表 4-2，取 15?A，可得nPd9.217083.31mi1 ??軸段① 該段用于安裝聯(lián)軸器，其直徑應(yīng)該與聯(lián)軸器的孔徑相配合，因此要先選用聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 TKAc?，根據(jù)工作情況選取 5.1?AK，則mNTKAc ????13048695.1?。參考文獻(xiàn)[4] 表 13-5，根據(jù)工作要求選用彈性柱銷聯(lián)軸器，型號(hào)為 HL，許用轉(zhuǎn)矩 ??mN??630。與輸出軸聯(lián)接的半聯(lián)軸器孔徑 md421，因此取軸段①的直徑 d421。半聯(lián)軸器輪轂總寬度 mL12?（J型軸孔） ，與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 8。(4)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1) 擬定軸上零件的裝配方案裝配方案如圖 3-3 所示山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- 29 -圖 3-3 1 軸的結(jié)構(gòu)圖2) 按軸向定位要求確定各軸段直徑和長(zhǎng)度軸段① 半聯(lián)軸器左端用軸端擋圈定位，按軸段①的直徑 md421?，取擋圈直徑mD5?。為保證軸端擋圈壓緊半聯(lián)軸器，軸段①的長(zhǎng)度 L應(yīng)比半聯(lián)軸器配合段轂孔長(zhǎng)度略短于 2~3mm，取 mL821?。軸段② 為了半聯(lián)軸器的軸向定位，軸段①左端制出定位軸肩 h3?，所以軸段②的直徑為 d482?。根據(jù)減速器與軸承端蓋的結(jié)構(gòu)和端蓋的拆卸要求，取端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面之間的距離為 20mm，因此取 mL632?。軸段③ 該段安裝滾動(dòng)軸承，考慮到軸承只受徑向力，所以選擇深溝球軸承。取軸段直徑 md501?，選用 6310 型深溝球軸承，參考文獻(xiàn)[4] 表 11-1 可知，尺寸為27??BD。取 L253?。軸段④ 該軸段用于軸承的定位，它的軸肩 mh3?，所以軸段④的直徑為 md534?。取齒輪距箱體內(nèi)壁的距離 14?，考慮到箱體的鑄造誤差，滾動(dòng)軸承在距箱體內(nèi)壁有一段距離 s，現(xiàn)取 m5?，所以軸段④的長(zhǎng)度 L194。軸段⑤ 該軸段為齒輪軸，齒輪寬度 B58?，分度圓直徑 d601?。因?yàn)?2 軸的支撐跨距為 L209，軸段⑦用于安裝軸承，選用 6310 型深溝球軸承，參考文獻(xiàn)郝生全：往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)- 30 -[4] 表 11-1 知，尺寸為 27105???BDd。其直徑為 md507?， L276，所以，軸段⑥的直徑和長(zhǎng)度各取 m36， L56?。3) 確定軸端倒角取 ?452。4) 軸的強(qiáng)度校核Ⅰ求軸的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（見圖 3-4） ，在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，參考文獻(xiàn)[6]表 24.2-15 可得知，對(duì)于 6310 型深溝球軸承，取 ma5.13?,因此軸的支撐跨距為 mL209?。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖，扭矩圖和當(dāng)量彎矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖和當(dāng)量彎矩圖中可以看出，B 截面的當(dāng)量彎矩最大，是軸的危險(xiǎn)截面。B 截面處的TMVH、、、及 ?c的數(shù)值如下。支反力 水平面 NRH76.8521?， NRH24.052?垂直面 V30， V7彎矩 H和 V 水平面 mNM??1.2578， 垂直面 V04合成彎矩 mNVH ?????? 93.18540.457.128222扭矩 T mNT?69當(dāng)量彎矩 ?cM ????Nc ??????? 1.4360896.03.18542222Ⅱ校核軸的強(qiáng)度軸的材料為 Cr40，調(diào)質(zhì)處理，參考文獻(xiàn)[4]表 4-1,查得 275mB?，則??B?1.~9.?，即 275~.6mN，取 ??270N?，軸的計(jì)算應(yīng)力為山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- 31 -??223 7065.91.04mNNWMcc ????????滿足強(qiáng)度要求。3.3.3 軸的設(shè)計(jì)及校核(1) 求輸出軸上的轉(zhuǎn)矩 1TmNnP????1230.604895033(2) 求作用在齒輪上的力輸出軸上齒輪的分度圓直徑為 d974（由以上齒輪計(jì)算得知）圓周力 3tF、徑向力 3r和軸向力 3?F的大小如下，方向如圖 3-6 所示。NdTt 78.291710243 ???Fntr 96.30tan.8cosa33??01??(3) 確定軸的最小直徑選取軸的材料為 rC40，調(diào)質(zhì)處理，按式3min1PAd?初估軸的最小直徑，參考文獻(xiàn)[4]查表 4-2，取 15?A，可得nPd9.530.64833mi3 ??(4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1) 擬定軸上零件的裝配方案裝配方案如圖 3-5 所示2) 按軸向定位要求確定各軸段直徑和長(zhǎng)度軸段① 該段安裝滾動(dòng)軸承，考慮到軸承只受徑向力，所以選擇深溝球軸承。取郝生全：往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)- 32 -軸段直徑 md651?。選用 6313 型深溝球軸承，參考文獻(xiàn)[4] 表 11-1 可知，尺寸為340??BD。取該軸段的直徑為 md651?， L91。軸段② 該段安裝齒輪，齒輪左端采用套筒定位，右端使用軸環(huán)定位，軸段直徑d72?。已知齒輪輪轂的寬度為 52mm,為了使套筒斷面可靠的壓緊齒輪，軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短于輪轂孔寬度，取 L652?。圖 3-5 3 軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖軸段③ 取齒輪右端軸肩高度 ??207.4dhm??，則軸環(huán)直徑 md783?，mL913?。軸段④ 該段安裝滾動(dòng)軸承，考慮到軸承只受徑向力，所以選擇深溝球軸承。取軸段直徑 d651，選用 6313 型深溝球軸承，參考文獻(xiàn)[4] 表 11-1 可查知，尺寸為340???BD。取 mL14?。軸段⑤ 根據(jù)減速器與軸承端蓋的結(jié)構(gòu)和端蓋的拆卸要求，取端蓋外端面與曲柄右端面之間的距離為 20mm，因此取 57。軸段⑥ 該軸段安裝曲柄，其直徑和長(zhǎng)度各取 md6?， L1206。3) 軸上零件的周向定位齒輪與軸的周向定位采用 A 型普通平鍵聯(lián)接，按 72，參考文獻(xiàn)[4] 表 10-山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- 33 -26，查得，平鍵截面尺寸 120??hb，根據(jù)輪轂寬度，由鍵長(zhǎng)系列中選取鍵長(zhǎng)mL63?。為保證齒輪與軸具有良好的對(duì)中性，取齒輪與軸的配合為 67rH。4) 確定軸端倒角取 ??452。5) 軸的強(qiáng)度校核Ⅰ求軸的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（見圖 3-6） ，在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，參考文獻(xiàn)[6]表 24.2-15 可得知 a 值。對(duì)于 6313 型深溝球軸承，取 ma5.16?,因此軸的支撐跨距為 mL209?。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖，扭矩圖和當(dāng)量彎矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖和當(dāng)量彎矩圖中可以看出，B 截面的當(dāng)量彎矩最大，是軸的危險(xiǎn)截面。B 截面處的TMVH、、、及 ?c的數(shù)值如下。支反力 水平面 NRH15.471?， NRH63.284?垂直面 V986 ， V710彎矩 H和 V 水平面 mNM??53.401 垂直面 V698合成彎矩 mNVH ?????? 26.486.145983.40222扭矩 T mNT?當(dāng)量彎矩 ?cM ????Nc ??????? 01.853291206..426822Ⅱ校核軸的強(qiáng)度軸的材料為 Cr40，調(diào)質(zhì)處理，參考文獻(xiàn)[4]表 4-1，查得 27mB?，則??B?1.~9.?，即 275~.6mN，取 ??270mN??，軸的計(jì)算應(yīng)力為郝生全：往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)- 34 -??223 708.4701.8529mNNWMcc ????????滿足使用要求。3.4 軸承的選擇與校核計(jì)算3.4.1 軸上的軸承選擇與校核根據(jù) 1 軸的結(jié)構(gòu)尺寸，參考文獻(xiàn)[4] 表 11-1,選用 6310 型深溝球軸承，該軸承的主要性能參數(shù)為：基本額定動(dòng)載荷 NCr6180?；基本額定靜載荷 NCor380?。根據(jù)以上軸的載荷計(jì)算，得知：(1) 軸承的支反力：水平支反力 NRH5.8791?， RH5.2018?垂直支反力 V320， V734合成支反力 NH 94.35..922211 ???RVH 0.487.35.08222???(2) 軸承的壽命因 1Pr， 2r， 21rP?，由表 3-1、表 3-2 查得 5.1?pf， tf滿足使用要求。3.4.2 軸的軸承選擇與校核根據(jù) 1 軸的結(jié)構(gòu)尺寸，參考文獻(xiàn)[4] 表 11-1,選用 6310 型深溝球軸承，該軸承的主要性能參數(shù)為：基本額定動(dòng)載荷 NCr6180?；基本額定靜載荷 NCor380?。根據(jù)以上軸的載荷計(jì)算，得知：軸承的支反力：水平支反力 RH4.52781?， RH56.124?垂直支反力 NV9， V7合成支反力 NH 3.56178.9.822211 ???山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- 35 -NRVH 1.357.465.12222 ?????(2) 軸承的壽命因 1Pr， 2r， 21rP?，由表 3-1、表 3-2 查得 5.1?pf， tfhfCnLrpth 47.603.517.68.606031 ????????????????滿足使用要求。3.4.3 軸的軸承選擇與校核根據(jù) 1 軸的結(jié)構(gòu)尺寸，參考文獻(xiàn)[4] 表 11-1,選用 6313 型深溝球軸承，該軸承的主要性能參數(shù)為：基本額定動(dòng)載荷 NCr9380?；基本額定靜載荷 NCor605?。根據(jù)以上軸的載荷計(jì)算，得知：(1) 軸承的支反力： 水平支反力 RH15.471?， RH63.284?垂直支反力 NV2986， NV702合成支反力 NH 38.507.19.2211 ???RVH .3067.63.284222 ????(2) 軸承的壽命因 1Pr， 2r， 21rP?，由表 3-1、表 3-2 查得 5.1?pf， tfhfCnLrpth 4.76238.50.903.660 1310 ???????????????滿足使用要求。3.5 鍵的選擇與校核計(jì)算3.5.1 軸上鍵的選擇與校核齒輪 3 與軸的周向定位采用 A 型普通平鍵聯(lián)接，按 md52?，參考文獻(xiàn)[4] 表10-26，查得平鍵截面尺寸 106??hb，根據(jù)輪轂寬度，由鍵長(zhǎng)系列中選取鍵長(zhǎng)郝生全：往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)- 36 -mL63?；齒輪 2 與軸的周向定位采用 A 型普通平鍵聯(lián)接，按 md643?，查得平鍵截面尺寸 18?hb，根據(jù)輪轂寬度，由鍵長(zhǎng)系列中選取鍵長(zhǎng) L0，為保證齒輪與軸具有良好的對(duì)中性，取齒輪與軸的配合為 67rH。其擠壓強(qiáng)度計(jì)算公式為： ??ppdklT???22mN 式中： ——鍵與轂槽（或軸槽）的接觸強(qiáng)度， m， 2hk?， 為鍵高（尺寸查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)） ；l——鍵的工作長(zhǎng)度， ， A型： bLl?， B型： Ll（尺寸查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)） ；??p?——許用擠壓應(yīng)力， 2mN，查表 3--3鍵的材料一般采用抗拉強(qiáng)度極限260b??的精拔鋼制造，常用材料為 45號(hào)鋼，軸的材料一般為鋼；而輪轂材料可能是鋼或鑄鐵。表 3-3 軸聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力 p載荷性質(zhì)車輪材料靜載荷 輕微沖擊 沖擊載荷鋼 120~150 100~120 60~90鑄鐵 70~80 50~60 30~45????221 108.61358202 mNmNdklTpp ????????該鍵滿足強(qiáng)度要求。 222 97.42.64kl pp該鍵滿足強(qiáng)度要求。3.5.2 軸上鍵的選擇與校核齒輪與軸的周向定位采用 A 型普通平鍵聯(lián)接，按 md702?，參考文獻(xiàn)[4] 表 10-26，得平鍵截面尺寸 120??hb，根據(jù)輪轂寬度，由鍵長(zhǎng)系列中選取鍵長(zhǎng) mL63?。山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- 37 -為保證齒輪與軸具有良好的對(duì)中性，取齒輪與軸的配合為 67rH。????221 10152637012 mNmNdklTpp ????????該鍵滿足強(qiáng)度要求。3.6 軸系部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸承蓋用以固定軸承、調(diào)整軸承間隙及承受軸向載荷，軸承蓋有嵌入式和凸緣式兩種。嵌入式軸承蓋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為增強(qiáng)其密封性能，常與 O 形密封圈配合使用。由于調(diào)整軸承間隙時(shí)，需打開箱蓋，放置調(diào)整墊片，比較麻煩，故多用于不調(diào)整間隙的軸承處。凸緣式軸承蓋，調(diào)整軸承間隙比較方便，密封性能好，應(yīng)用較多。凸緣式軸承蓋多用鑄鐵鑄造，應(yīng)使其具有良好的鑄造工藝性。對(duì)穿通式軸承蓋，由于安裝密封件要求軸承蓋與軸配合處有較大厚度，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使其厚度均勻。當(dāng)軸承采用箱體內(nèi)的潤(rùn)滑油潤(rùn)滑時(shí)，為了將傳動(dòng)件飛濺的油經(jīng)箱體剖分面上的油溝引入軸承，應(yīng)在軸承蓋上開槽，并將軸承蓋的端部直徑做小些，以保證油路暢通， 3.7 減速器箱體的設(shè)計(jì)鑄鐵減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸（參考文獻(xiàn)[3]表 4-1）名稱 符號(hào) 二級(jí)減速器尺寸關(guān)系箱體壁厚 δ 76.35.1902.305. ?????a，取 m8?箱蓋壁厚 1?8，取 1箱座凸緣厚度 bm8..?郝生全：往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)- 38 -箱蓋凸緣厚度 1bm1285..1????箱座底凸緣厚度 20..2地腳螺釘直徑 fd 9.1825.936.1036. ?????a，取 mdf20地腳螺釘?shù)臄?shù)目n25?時(shí)， 4n軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 1dmf 12.9.87.0.??，取 d16?箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑 2??45.9.6.~52?fd，取 m2聯(lián)接螺栓直徑 2d的間距l(xiāng)01之間軸承端蓋螺釘直徑3d??56.79184.05.~43 ???fd，取 md83?窺視孔蓋螺釘直徑 4.3..04f ，取 4定位銷直徑 d??62.45.9708.~72???d，取 d8fd、 1、2至外箱壁的距離1C見表 3-5，取 mC1fd、 2至凸緣邊緣距離2見表 3-5，取 20?軸承旁凸臺(tái)半徑 1RmC21凸臺(tái)高度 h75?山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- 39 -外箱壁至軸承座端面距離 1l??mCl 5210210~521 ?????大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離 1?6.98..1???，取 1?齒輪端面與內(nèi)箱壁距離 2m42?箱蓋、箱座筋板 18.65.08.11 ????，取 m101?軸承端蓋外徑 2D軸承座孔直徑 ??3.~d?軸承旁聯(lián)接螺栓距離S盡量靠近，以互不干涉為準(zhǔn)，一般取 2DS?注：多級(jí)傳動(dòng)時(shí)， a取低速級(jí)中心距。表 3-5 C1、C2 值螺栓直徑8M10216M20430Mmin1C14 16 18 22 26 34 40i212 14 16 20 24 28 35沉頭座直徑18 22 26 33 40 48 61當(dāng)傳動(dòng)零件采用浸油潤(rùn)滑時(shí)，浸油深度應(yīng)根據(jù)傳動(dòng)零件的類型而定。對(duì)于圓柱齒輪，通常取浸油深度為一個(gè)齒高。為避免傳動(dòng)零件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將沉積在油池底部的污物攪起，造成齒面磨損，應(yīng)使大齒輪齒頂距油池底面的距離不小于 m50~3。所以取大齒輪齒頂距油池底面的距離為m50。(1)輸油溝當(dāng)軸承利用傳動(dòng)零件飛濺起來的潤(rùn)滑油潤(rùn)滑時(shí)，應(yīng)在箱座的剖分面上開設(shè)輸油溝，郝生全：往復(fù)式煤炭輸送機(jī)設(shè)計(jì)- 40 -使濺起的油沿箱蓋內(nèi)壁經(jīng)斜面流入輸油溝內(nèi)，在經(jīng)軸承蓋上的導(dǎo)油槽流入軸承，其結(jié)構(gòu)尺寸見圖 3-11。圖 3-11 油溝的結(jié)構(gòu)(2)回油溝為提高減速器箱體的密封性，可在箱座的剖分面上制出與箱內(nèi)溝通的回油溝，使?jié)B入箱體剖分面的油沿回油溝流回箱內(nèi)?；赜蜏系某叽缗c輸油溝的尺寸相同。4 往復(fù)式煤炭輸送機(jī)的使用說明及其發(fā)展趨勢(shì)4.1 往復(fù)式煤炭輸送機(jī)的使用說明該設(shè)備具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、運(yùn)行安全可靠、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)也存在著一些問題，為了提高煤炭輸送機(jī)的綜合性能，在現(xiàn)有往復(fù)煤炭輸送機(jī)基礎(chǔ)上做了改進(jìn),其改進(jìn)措施如下:(1) 對(duì)煤炭輸送機(jī)的容積利用系數(shù)作了合理調(diào)整,縮小了煤炭輸送機(jī)的槽體體積,充分利用設(shè)備能力,提高給料量。(2) 煤炭輸送機(jī)通過傾斜溜槽與倉(cāng)口聯(lián)接,避免了倉(cāng)內(nèi)煤的壓力直接作用于底板,降低了底板運(yùn)行阻力和電動(dòng)機(jī)功耗。(3) 電動(dòng)機(jī)、減速器和曲柄連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn),噪音低。(4) 連桿沒有直接固定在減速器輸出軸上,而是通過定曲柄和活曲柄,將減速器的輸出軸與連桿相連接，所以減速器輸出軸只承受扭矩,不承受連桿推拉力,改善了減速器的山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文- 41 -受力條件,延長(zhǎng)了減速器的使用壽命。(5) 托輥與箱體固定在一起，使底板運(yùn)行平穩(wěn),并改善了受力
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