機械畢業(yè)設(shè)計（論文）掘進機可互換截割機構(gòu)設(shè)計【全套圖紙】

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1、遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）1 前言 巷道掘進機是一種能夠?qū)崿F(xiàn)截割、裝載、運輸、轉(zhuǎn)載煤巖和調(diào)動行走、噴霧除塵的聯(lián)合機組。與傳統(tǒng)的鉆爆法相比，使用掘進機巷道具有能夠保證巷道的穩(wěn)定性，掘進速度快，減少巷道的超控量和不必要的工程量，減少巖石的冒落及瓦斯的突然涌出，改善勞動條件，減少笨重的體力勞動等優(yōu)點。因此，使用掘進機不但可以提高巷道的掘進速度，而且還可以研究巷道掘進技術(shù)，從而改善工藝和勞動組織，逐步實現(xiàn)巷道掘進過程的綜合機械化。單一的掘進機械已不再能夠滿足人們?nèi)找鎸ιa(chǎn)的需求。由于不同的環(huán)境及各異的成效要求，掘進機的型號與類別等都有所改變，而掘進機并不是簡易的機械，它的結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的，相對成本也

2、較高，所以介于成產(chǎn)掘進機和使用掘進機，這就要求我們在盡可能的情況下最大限度的滿足各種要求，因此設(shè)計的過程必須是嚴謹?shù)娜娴目紤]過程。全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706153893706鑒于不同用戶的要求，本次的設(shè)計在于“可互換性” 。也就是實現(xiàn)一機多用的效果。我們以 EBJ120（S）型掘進機為基礎(chǔ)進行截割部分的互換。EBJ120（S）型掘進機是懸臂式縱軸掘進機，考慮到縱軸式和橫軸式各具特點和好處，我們將縱軸式改換成橫軸式，以便在不同的環(huán)境下不同的要求下使用不同形式的截割機構(gòu)，來實現(xiàn)掘進機械的多樣化、簡便化、功能化。孫鷺：可互換截割機構(gòu)設(shè)計211 緒論1.1 掘進機在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀

3、1.1.1 國外掘進機的發(fā)展現(xiàn)狀經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展，目前，國外掘進機主要生產(chǎn)國有英、德、俄羅斯、奧地利、日本等，所生產(chǎn)的掘進機以被廣泛用于硬度 f 低于 8 半煤巖的采準巷道掘進，并擴大到巖巷。重型機不移位截割斷面達 35-42，多數(shù)機型能在縱向16、橫向 8的斜坡上可靠工作，截割功率在 132-300kW，機重在 50-100t，切割煤巖硬度 f 為 12.部分機型截割速度已降至 1m/s 以下，牽引速度采用負載反饋調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同巖石硬度；一些機型除設(shè)有后支撐外還在履帶前后安裝了卡爪式液壓扎腳機構(gòu)，以便在切割巖石時錨固定位。機電一體化已成為掘進機發(fā)展趨勢，新推出的掘進機可以實現(xiàn)推進方向和

4、斷面監(jiān)控、電動機功率自動調(diào)節(jié)、離機遙控操作及工況監(jiān)測和故障診斷，部分掘進機實現(xiàn) PLC 控制，實現(xiàn)回路循環(huán)檢測。1.1.2 國內(nèi)掘進機的發(fā)展現(xiàn)狀我國的懸臂式掘進機發(fā)展主要受英國 DOSCO、日本三井三池 S 系列型掘進機的影響。目前主要以縱軸懸臂式為主。同時，由于吸收了奧地利 AM 系列型掘進機的特點，也有部分掘進機設(shè)計為橫軸截割方式。1.2 掘進機的種類1.2.1 掘進機的種類遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）3根據(jù)所掘斷面的形狀分為全斷面掘進機和部分斷面掘進機。部分斷面掘進機的工作方式有截鏈式、圓盤銑削式和懸臂截割式。根據(jù)截割頭的布置方式又可分為橫軸式（截割頭旋轉(zhuǎn)軸與懸臂主軸垂直）和縱軸式（

5、旋轉(zhuǎn)軸與懸臂主軸同軸）兩種。1.2.2 橫軸式和縱軸式掘進機的優(yōu)缺點1、縱軸式掘進機的特點：縱軸式截割頭傳動方便、結(jié)構(gòu)緊湊，能截出任意形狀的斷面，易于獲得較為平整的斷面，有利于采用內(nèi)伸縮懸臂，可挖柱窩或水溝。截割頭的形狀有圓柱形、圓錐形和圓錐加圓柱形，由于后兩種截割頭利于鉆進，并使截割表面較平整，故使用較多。缺點是由于縱軸式截割頭在橫向擺動截割時的反作用力不通過機器中心，與懸臂形成的力矩使掘進機產(chǎn)生較大的振動，故穩(wěn)定性較差。2、橫軸式掘進機的特點：橫軸式截割頭分滾筒形、圓盤形、拋物線形和半球形幾種。這種掘進機截齒的截割方向比較合理，破落煤巖較省力，排屑較方便，但在切進工作面時必須左右移動，所以

6、不如縱軸式工作機構(gòu)使用方便。這種截割頭的優(yōu)點是截深較小，截割與裝載情況較好。縱向牽引時，截割阻力矩可為機器的自重所平衡，穩(wěn)定性較好，適于截割抗壓強度較高的煤巖。其缺點是傳動裝置較復(fù)雜，在切入工作面時需左右擺動，不如縱軸式工作機構(gòu)使用方便；因為截割頭較長對掘進斷面形狀有限制，難以獲得較平整的巷道側(cè)壁。1.3 掘進機在我國的應(yīng)用情況掘進機廣泛應(yīng)用于礦井內(nèi)巷道掘進及洞室開掘、豎井井筒等。我國懸臂式掘進機發(fā)展大體分為三個階段：上世紀 60 年代初到 70 年代末，以引進國外掘進機為主，在引進的同時嘗試研究，但成效較低，這一時期產(chǎn)品的特點是重量輕、體積小、截割能力弱、技術(shù)含量偏低、適應(yīng)于煤巷掘進。上世紀

7、 70 年代末到 90 年代初為消化吸收階段。這一時期我國懸臂式掘進機的主要特點是可靠性幅度提高，已能適應(yīng)我國煤礦的巷道掘進，中型掘進機型號日趨齊全。90 年代至今為自主研發(fā)階段。這一階段中型懸臂式掘進機日趨成熟，重型掘進機大批出現(xiàn)，懸臂式掘進機的設(shè)計和加工制造水平已相當先進，并具備了根據(jù)礦井條件實現(xiàn)個性化設(shè)計的能力。而且形成了多個系列的產(chǎn)品如煤炭科學(xué)研究總院太原分院研制的 EBI(Z)系列，佳木斯煤機廠生產(chǎn)的 S 系列，煤炭科學(xué)研究總院上海分院設(shè)計的 EBJ 系列等型掘進機。孫鷺：可互換截割機構(gòu)設(shè)計41.4 掘進機設(shè)計的目的及意義煤炭的不斷消耗使得我國的能源計劃在不斷更替。如果，能在煤礦開采

8、處更高效的進行，勢必對能源的利用具有促進作用。所以，掘進機械的自動化和現(xiàn)代化是必要的。高性能的掘進機械將對能源的利用具有重要作用。掘進機械的設(shè)計和創(chuàng)新將始終貫穿著過去、現(xiàn)在以及未來的發(fā)展。2 可互換性2.1 EBJ-120（S1）型掘進機簡介2.1.1 用途及適應(yīng)范圍EBJ-120（S1）型懸臂式掘進機主要是為煤礦綜采及高檔普采工作面采準巷道掘進機服務(wù)的機器設(shè)備，主要用于半煤巖巷道的掘進機，也適用于條件類似的其它礦山及工程巷道的掘進。2.1.2 主要技術(shù)參數(shù)表 2-1 EBJ-120（S1）型掘進機的部分技術(shù)參數(shù)Table 2-1 EBJ-120 (S1) roadheaders partia

9、l technical parameter總體 可經(jīng)濟截割煤巖硬度 60Mpa 可掘巷道斷面 20 最大可掘高度 4.5m 最大可掘?qū)挾?5.65m 適應(yīng)巷道坡度 16截割部 電動機 型號 YBU-120 功率 120KW 轉(zhuǎn)速 1470r.p.m 截割頭 轉(zhuǎn)速 59.90r/min 截齒 鎬形截齒 42 個 最大擺角 上 48 下 25 左右各 36 伸縮距離 500mm2.2 互換位置的選擇遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）51、回轉(zhuǎn)機構(gòu)處互換這種方式是在回轉(zhuǎn)處將電動機連同減速器及截割頭全部換下，換上其它型號的截割部分。這種方式保證了截割部分的完整性，但互換的部件的成本較高，互換的難度較大，

10、勞動強度大。2、截割減速器與電動機相連處互換這種方式是不改變電動機，將減速器及截割頭換下，換上其它型號的減速器及相應(yīng)的截割頭。這種方式成本相對較低，互換難度較小，但互換時需要考慮懸臂的長度配合。綜上，選用第二種互換方式。將 EBJ-120（S1）型掘進機的縱軸式截割部分互換成橫軸式截割部分。實現(xiàn)一機多用的功效。 3 3 掘進機截割部方案確定掘進機截割部方案確定掘進機截割部主要部件：截割電動機、截割機構(gòu)減速器、截割頭。3.1 截割部電機及傳動系統(tǒng)的選擇掘進機的截割部一般多采用礦用防爆水冷三相交流感應(yīng)電動機。電機動力經(jīng)傳動系統(tǒng)傳向截割頭進行截割。本設(shè)計考慮到可互換，保留電動機，所以截割電動機【YB

11、U（S）-120 型】 ，然后經(jīng)聯(lián)軸器和傳動系統(tǒng)即圓錐-圓柱齒輪變速箱將動力和速度傳遞到截割軸帶動截割頭截割。為了實現(xiàn)方向上的改變以及考慮生產(chǎn)成本和制造方便，本設(shè)計的傳動部分減速箱采用三級圓錐-圓柱齒輪傳動。由于減速箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，體積也比較大，所以截割部電機是經(jīng)過特殊加工的，雖然功率較大，但體積很小，所以節(jié)省了一定的空間。 （減速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)具體尺寸見裝配圖）3.2 截割頭及截齒類型的選擇3.2.1 截齒的設(shè)計（1）截齒類型的選擇在截割頭上安裝扁齒（又稱刀齒或徑向齒）或鎬齒（又稱錐形齒或切向齒） 。由于煤巖超硬即按原蘇聯(lián)根據(jù)接觸強度值的大小把巖石分為六類中的中等堅固（650-1250Mpa

12、） ，選用鎬齒。齒柄為圓錐體，插入齒座后，用 U 型銷或環(huán)形鋼絲固定。當截割煤巖時，齒能在齒座內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，使齒尖磨損均勻，保持齒尖銳利。齒柄上有環(huán)形槽，用之以卡住齒。柱狀硬質(zhì)合金尖端錐角為 60.由表 7-6 選用 JG25/108 型鎬齒。5其尺寸參數(shù)為：齒全長 L 為 108mm，L 為 60mm，齒錐角為 26，直徑為 25mm。下為圖：1孫鷺：可互換截割機構(gòu)設(shè)計6圖 3-1 截齒結(jié)構(gòu)Figure 3-1 pick structure（2）截齒排列參數(shù)的確定每線齒數(shù)對于較硬的煤和硬巖，通常選用毎線一齒。否則，就會出現(xiàn)加深截槽的現(xiàn)象，即同一截線上的截齒只是加深由前一個截齒截出的截槽，而崩落

13、的效果極為微弱。對于每線一齒，在排列上應(yīng)使第 i 條截線上的截齒的圓周角與螺旋角頭數(shù)和相鄰截線上截齒i0m的角度保持下列關(guān)系：。21ii0110)(360miii截線間距 S它表征相鄰截齒齒尖軌跡的距離，其值影響單個截齒載荷、受力大小、破碎效果和功率消耗。對橫軸式切割頭選擇截線間距時，尤其應(yīng)考慮煤巖特性和水平擺動速度，因為截線間距在切割過程中發(fā)生變化，總之，確定截線間距時應(yīng)全面考慮煤巖性質(zhì)、截割厚度、牽引速度等因素。橫切割頭在擺動切割時，實際截割間距隨擺動速度變化，而切深保持不變。實驗證明，被截下的煤巖量與截線間距和切深有關(guān)，過小的截線間距使煤巖過于粉碎，產(chǎn)生粉塵、單位能耗高、截割效率低。過大

14、的間距則會在煤壁上保留棱邊，也引起截割效率減少，正確的截線間距是切深的二倍，即。h -截齒切ssnZvhS/2深，m；-牽引速度或擺動速度，m/min；n-切割頭轉(zhuǎn)速，r/min；-一條截線上的截齒svsZ數(shù)。由下表的經(jīng)驗值選取 S 為 50mm。表 3-1 橫切割頭截割參數(shù)與礦物特性關(guān)系Table 3-1 the relation of transverse cutting head s cutting parameters and mineral characteristics礦物特性超硬材料硬材料中硬材料軟材料單向抗壓強度/Mpa8060-8030-6030遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文

15、）7牽引速度/（m/s）02-0403-04035-06065截線距/mm40-5050-6060-10070-120由式 16.1-15S=2h 得 h =S/2=25mm7相鄰鎬齒間的最佳間距由式 4-13 知：s/d=tg 所以 s=dtg=25*tg30=14.43mm8 s 為兩相鄰截齒的中心距；d 為直徑；為斷面傾斜著經(jīng)過一時的計算值。時鎬形截齒的圓錐角的一半。3.2.2 截齒的排列（1）截齒排列方式順序式。截齒是一個挨一個進行截割的，形成的截槽兩邊不對稱，截齒兩側(cè)受力不等。另外，這種布置方式，切削斷面較小。其條件是：螺旋頭數(shù)與毎線齒數(shù)之比為 1.交叉式。截齒以一個間隔一個的次序進

16、行截割的，形成兩側(cè)接近對稱的截槽，可以保證截齒兩側(cè)受力基本平衡，切屑面積大，截割比能耗低。這種排列方式有利于降低截齒的側(cè)向和截割比能耗。其條件是：螺旋頭數(shù)與毎線齒數(shù)之比為 2.圖 3-2 截齒排列方式Figure 3-2 pick arrangement way（2）截齒排列圖（圖為截割頭 1/4 的截齒排列）孫鷺：可互換截割機構(gòu)設(shè)計8圖 3-3 截齒排列Figure 3-3 pick arrangement所以，截割頭的截齒為 244 個。左截割頭的排列為右旋，右截割頭的排列為左旋。這樣，在工作時割落的煤巖拋向兩個截割頭的中間，改善了截割時的受力情況和裝載效果。（3）截齒的安裝截割角 （又叫

17、切削角） 。截割角是截齒軸線與齒尖運動軌跡的切線之間的夾角。實驗表明截割角在 45-55之間時截割阻力最小。此范圍內(nèi)，截齒以較好的位置鍥入巖石，它對切割頭很重要。大的角雖然提高切削效率，但磨損比較嚴重，容易使齒尖變鈍，以致無法切入礦物。當角很小時，所需進給力增大，容易使截齒超載，此時，截齒不僅軸線方向承受負荷，而且齒頂方向負荷較大，使進給力和切削力達到十分有效的使用效果，經(jīng)德國礦冶技術(shù)有限公司試驗分析，推薦最佳的截割角為 46.遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）9圖 3-4 鎬形齒的安裝角度Figure 3-4 pickaxe shape cutting pick installment ang

18、le傾斜角 。截齒按傾斜角安裝，保證截齒在橫向擺動截割時，沿合速度方向截入巖體。由于截割頭橫擺速度遠遠低于截割速度，因此， 角很小。 （） 。為jbVarctgV /了使刀齒能磨損均勻，保持銳利的工作狀態(tài)，以便降低截割阻力，根據(jù)實踐和實驗表明，截齒應(yīng)向截割頭橫擺方向偏轉(zhuǎn) 8。這樣，截齒的運動方向與進入巖體方向一致，也有助于截齒的自轉(zhuǎn)。孫鷺：可互換截割機構(gòu)設(shè)計10圖 3-5 截齒傾斜角Figure 3-5 pick tilt angle3.2.3 截割頭結(jié)構(gòu)及參數(shù)選擇結(jié)構(gòu)：截割頭為焊接組件，左右為兩個半球形對稱布置。截割頭由頭體、端盤、齒座、截齒等組成。截割頭由合金鋼板組焊后加工而成，齒座由兩種

19、金屬用特種工藝制成，每個截割頭有個鎬形截齒，其截齒的尾部用兩個軸用彈簧漲圈固定在齒座中，可以自由旋轉(zhuǎn)，自行刃磨。左截割頭的排列為右旋，右截割頭的排列為左旋。這樣，在工作時割落的煤巖拋向兩個截割頭的中間，改善了截割時的受力情況和裝載效果。（1）截割頭工況參數(shù)的選擇： 截割阻力由表 1-6 如下：8表 3-2 煤的分級Table 3-2 coal graduation種類A（N/mm）f軟煤1501.5中硬煤150-3001.5-3.0堅硬煤3003.0選取 A=180N/mm由上知：h=250mm遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）11由式 1-13 =180*250=45000N （2-1）8hZ

20、A AhZ 截割速度：1）橫切速度它是指懸臂回轉(zhuǎn)時，截割頭的橫向擺動速度，其大小決定著截齒的壽命和截割頭的截割性能。一般情況下，橫切速度可由下選?。狠^軟的半煤巖：min/32mVb較硬的半煤巖：min/0 . 25 . 1mVb中等硬度的巖石：min/5 . 18 . 0mVb選取=1.5m/minbV2）截割速度它是指截齒齒尖的圓周速度，其大小決定于截割頭直徑和轉(zhuǎn)速。最佳切割速度取決于被切割礦物特性，礦物越硬、越韌、研磨性越大，選擇截割速度越低，而切削效率與切割速度成線性關(guān)系。截割速度是指截齒尖運動軌跡切線方向。實驗表明，截割速度在1-5m/s，對煤巖一般取 3-5m/s；當截割石英含量為

21、30%-40%，最佳截割速度為 1.5-2m/s。選取截割速度為 1.9m/s。D 為截割頭的工作直徑為 500mm。截齒的截割速度為 則 n=60*1.9/（3.14*0.5）=72.61r/min （2-60DnVjDVj602）（2）結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇：直徑和長度截割頭的直徑和長度，與煤巖性質(zhì)有關(guān)，同時還影響工作循環(huán)的時間。截割頭過長，會使阻力和能耗增加；截割頭長度過小，隨可減小截割阻力，但會影響截割的循環(huán)速度。目前，橫軸式掘進機的截割頭長度為 600-900mm，橫向長度在 800-1200mm 范圍內(nèi)。根據(jù)橫軸式截割頭的特點，所以橫向長度取 1000mm，長度取 500mm，則截割頭為直

22、徑是1000mm 的半球形。螺旋頭數(shù)和圍包角由于截割功率、截割生產(chǎn)率和被截割煤巖的物理性質(zhì)等要求，橫軸式截割頭上的螺旋葉片頭數(shù)要大于 1，一般在 1-4 頭的范圍內(nèi)變化。選取 2 頭。孫鷺：可互換截割機構(gòu)設(shè)計12同一直徑上每個截齒向側(cè)向擺動的距離biVnm060在螺旋線上個相鄰截齒所夾圓心角應(yīng)相等，每條螺旋線上的圍包角也應(yīng)相等。12且cn/21 )1 (202Km-同一螺旋線上的截齒個數(shù)；-在某直徑上的螺旋頭數(shù)；-螺旋線圍包角的過渡段cn0mK系數(shù)，可取 03.K同一圓周上的截齒圓心角也應(yīng)相等，并有3302m（2）截割參數(shù)確定1)截割深度和截割厚度截割頭自下而上地截割工作面，沿工作面前進方向量

23、取的 e 的值為截割深度。e 的最大值可取為截割頭的最大直徑 2r。a 表示截割厚度，是在沿工作面鉛垂面內(nèi)量取的，max其最大值應(yīng)小于 2r。e 和 a 的取值，應(yīng)根據(jù)截割功率、截割頭結(jié)構(gòu)參數(shù)及工作面煤巖max的物理性質(zhì)，由司機隨時調(diào)整。2）切削厚度在工作狀態(tài)時截齒的切削厚度的計算方法：橫向移動的距離： =1.5/76.39=1.96cm （2-nVhbibinVhbb3）實際切屑厚度：=1.96*sin30=0.98cmsinbimihh 4 4 傳動部分減速箱的具體設(shè)計說明傳動部分減速箱的具體設(shè)計說明設(shè)計題目：三級圓錐-圓柱齒輪變速器的設(shè)計（硬齒面）4.1 電動機的確定4.1.1 電動機的

24、功率和轉(zhuǎn)速因為本次設(shè)計的題目是可互換截割機構(gòu)設(shè)計 ，我們將縱軸式改換成橫軸式，在不改變原有電動機的基礎(chǔ)上進行其他截割部的互換。所以電動機的型號是 YBU(S)120。表 4-1 電動機性能參數(shù)遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）13Table 4-1 motor performance parameter型號YBU-120額定功率120KW同步轉(zhuǎn)速1470r/min4.1.2 工作機的功率和轉(zhuǎn)速（1）工作機功率=45000*1.9/1000=85.5kw （3-1000FvPW1）傳動總效率：總=聯(lián)齒承2齒承2齒承2齒承2聯(lián)3=0.990.970.9820.970.9820.970.9820.99

25、3=0.72 （3-2）其中：聯(lián)軸器效率 =0.99齒輪嚙合效率 錐=0.97柱=0.97（齒輪精度為 7 級）滾動軸承效率 =0.98所需電動機功率 ：=85.5/0.72=118.75 （3-WrPP 3）則選用的電動機合適。（2）工作機轉(zhuǎn)速wn由上知：D=0.5m，sm/2所以 =72.61r/min （3-4）wnDv605 . 014. 39 . 1604.2 傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算4.2.1 傳動方案擬定孫鷺：可互換截割機構(gòu)設(shè)計14圖 4-1 傳動方案Figure 4-1 transmission programme4.2.2 傳動比的分配總傳動比 i總=n /n =1470

26、/72.61=20.24 （3-0w5）根據(jù)參考文獻 1 中表 9-1-6 和 9-1-3 得：i1=2.5 i2=4 所以 i3=i/（i1i2）=20.24/（2.5 4）=2.024.2.3 運動和動力參數(shù)計算0 軸（電動機軸）：P =P =120Kw0r遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）15n =1470r/min0T =9.55P /n =9.5512010 /1470=779.59N.m0003軸（減速器高速軸）：P = P =P =1200.99=118.8kw10010聯(lián)n =n /i=n /i=1470/1=1470r/min10010聯(lián)T =9.55P /n =9.55118

27、.810 /1470=771.80N.m1113軸（減速器中間軸 1）： P =P =P =118.80.970.98=112.93kw21120齒承n =n /i=n /i =1470/2.5=588r/min211211T =9.55P2/n2=9.55112.93103/588=1834.15N.m2軸（減速器中間軸 2）： P3=P2=P2=112.930.970.98=107.35kw23齒承 n3=n2/i23=n2/i2=588/4=147r/min T3=9.55P3/n3=9.55107.35103/147=6974.10N.m軸（減速器中間軸 3）： P4=P3=P3=10

28、7.350.970.98=102.05kw34聯(lián)承 n4=n3/i34=n3/i=147/1=147r/min T4=9.55P4/n4=9.55102.05103/147=6629.58N.m軸（減速器中間軸 4）P5=P4=P4=102.050.970.98=97.01kw45齒承 n =n /i=n /i=147/1=147r/min54454 T5=9.55P5/n =9.5597.01103/147=6302.35N.m5軸（減速器低速軸）： P6=P5=P5=97.010.970.98=92.22kw45齒承 n =n /i=n /i=147/2.02=72.77r/min6545

29、5孫鷺：可互換截割機構(gòu)設(shè)計16 T6=9.55P6/n =9.5592.22103/72.77=12102.23N.m5由上匯總：表 4-2 各軸運動及動力參數(shù)Table 4-2 various axes movements and dynamic parameter軸序號功率 P/kw轉(zhuǎn)速 n/（r/min）轉(zhuǎn)矩 T/Nm01201470779.59118.81470771.80112.935881834.15107.351476974.10102.051476629.1897.011476302.3592.2272.7712102.23表 4-3 傳動型式Table 4-3 transmi

30、ssion patterns傳動型式傳動比效率 錐齒輪傳動2.50.97斜齒圓柱齒輪傳動40.97直齒圓柱齒輪傳動20.97聯(lián)軸器10.994.3 齒輪部分設(shè)計4.3.1 高速級齒輪傳動設(shè)計（即錐齒輪設(shè)計）遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）17(1)選擇材料及熱處理方法 大,小齒輪的材料均采用合金鋼,表面滲碳 HRC=56-62HRC 。精度等級為 7 級，即 7c GB11365.(2)初步設(shè)計選用直齒錐齒輪，按接觸疲勞強度進行初步設(shè)計，即：d965 （3-132221)5 . 01 (1HRRmuKTC6）齒寬系數(shù)由表 8-3-85 選=0.3R1R載荷系數(shù) K 由表 8-3-88 得 K=

31、2.41額定轉(zhuǎn)矩 T=7718000mN 齒數(shù)比 u=n1/n2=1470/588=2.5許用接觸應(yīng)力由表 8-3-88 知：=0.9 1500=1350Mpa1lim9 . 0HH材料配對系數(shù) Cm由表 8-3-28 得11mC d965=116.101322213503 . 0)3 . 05 . 01 (15 . 280.7714 . 2（3）幾何尺寸計算（按表 8-3-85 計算）1齒數(shù)：取 Z =231則 Z =uZ =2.523=57.5 圓整 Z =58212傳動比 u= Z / Z =58/23=2.52 21傳動比誤差/=(2.52-2.5)/2.5=0.008 誤差在5%范圍

32、里。分錐角 21.64452. 2111arctguarctg 90-21.644=68.35612模數(shù) 5.05 取模數(shù) m=52310.11611zdm分度圓直徑 11523511 mzd孫鷺：可互換截割機構(gòu)設(shè)計18 29058522 mzd齒寬中點分度圓直徑 97.75)3 . 05 . 01 (115)5 . 01 (11Rmdd 246.5)3 . 05 . 01 (290)5 . 01 (22Rmdd外錐距 155.89644.21sin2/115sin2/11dR中錐距 132.51)3 . 05 . 01 (89.155)5 . 01 (RmRR齒寬 46.767 mm 取 b

33、=47mm89.1553 . 0RbR齒頂高 5mm 5mm)01 (5)1 (11xmha2ah齒根高 mmxmhf62 . 15)2 . 1 (11mmhf62頂圓直徑 124.29mm644.21cos52115cos21111aahdd 293.69mm356.68cos52290cos22222aahdd齒根角 2.20489.155611arctgRharctgff 2.20489.155622arctgRharctgff齒頂角 2.204 2.20421fa12fa頂錐角 21.644+2.204=23.848111aa 68.356+2.204=70.560222aa根錐角 2

34、1.644-2.204=19.440111ff 68.356-2.204=66.152222ff分度圓齒厚 5*3.14/2=7.85221mSS（4）校核接觸強度：（由表 8-3-89 得）1強度條件：HH計算接觸應(yīng)力： （3-HVAeHmmtKEHHKKKKuubdFzzzzz121遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）197）式中：由圖 8-3-36 得2.51HZ 由表 8-3-34 得1MpaZE8 .189 由圖 8-3-12 得0.881Z由圖 8-3-13 得11Z由表 8-3-89 得0.851KZ 2000*771.80/97.75=15971.30NmmtdTF/2000 0.

35、85*47=39.95mmbbeH85. 0由表 8-3-31 得1.751AK由表 8-3-90 得1.071VK由表 8-3-89、表 8-3-91，表 8-3-92 得1.875,11HKHK則1387.18H許用接觸強度RVLXHHHZZZZSminlim式中：由中:圖 8-3-231,圖 8-3-191.03,圖 8-3-200.99 圖1XZLZVZ8-3-210.95 表 8-3-891RZminHS則1453.07 滿足接觸強度HH（5）齒根彎曲強度校核強度條件 FF計算齒根應(yīng)力 （3-KFaSamneFmtFFVAFYYYYYmbFKKKK8）式中：由表 8-3-89 得1.

36、875，表 8-3-92 得1，圖 8-3-37 得1HFKKFK2.65、2.16，圖 8-3-38 得1.67、2.02，圖 8-3-39 得0.67，1FaY2FaY1SaY2SaYY孫鷺：可互換截割機構(gòu)設(shè)計20圖 8-3-14 得1，表 8-3-93 得1,5*（1-0.5*0.3）=4.25YKY)5 . 01 (Rmnmm則968.221F 954.592F許用接觸應(yīng)力XRrelTrelTFSTFFYYYSYminlim式中：由表 8-3-93 得1.4，2.0，圖 8-3-26 得1minFSSTY0.995，1.03，圖 8-3-25 得1.02，1。1relTY2relTYR

37、relTYXY則1024.85 滿足齒根彎曲強度。FF4.3.2 中間級齒輪傳動設(shè)計(即斜齒圓柱齒輪設(shè)計)（1）選擇材料及熱處理方法 大,小齒輪的材料均采用合金鋼,表面滲碳 HRC=56-62HRC 。 精度等級為 7 級，即 7c GB11365.（2）按接觸強度進行初步設(shè)計1）確定中心距 a（由表 8-3-27 進行計算）1 （3-321) 1(HaamuKTuACa9）式中：由表 8-3-28 查1，表 8-3-29 查476，表 8-3-27 查 K=1.6，表 8-1mCaA3-4 查0.45，參考表 8-3-27 得0.9*1700=1530。alim9 . 0HH9.55*112

38、.93/588=1834.15NmnpT55. 9u=4則：229.15 3231350445. 0/(1083. 16 . 1) 14(476a取 a=230mm2）確定模數(shù)nm由表 8-3-4 取值 （0.007-0.02）*230=1.61-4.6 1amn)02. 0007. 0(遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）21取3nm3）確定齒數(shù) 1z2z初取螺旋角=132*230*cos13/3*(4+1)=29.88 ) 1(cos23umazn取 z1=304*30=12034uzz4）重定螺旋角=11.97azzmn2)(arccos212302)12030(3arccos5）計算主要幾

39、何尺寸分度圓直徑 3*30/cos11.97=92mmcos/33zmdn3*120/cos11.97=368mmcos/44zmdn齒頂圓直徑 92+2*3=98mmaahdd233368+2*3=374mmaahdd244端面壓力角 20.40897.11cos20costgarctgtgarctgnt基圓直徑 92*cos20.408=86.23mmtbddcos33368*cos20.408=344.90mmtbddcos44齒頂圓壓力角 28.3709823.86arccosarccos333abatdd22.75137490.344arccosarccos444abatdd端面重合

40、度孫鷺：可互換截割機構(gòu)設(shè)計22)408.20751.22(120)408.2037.28(3021)()(214433tgtgtgtgtgtgztgtgztattata=1.71齒寬 0.45*230=103.5 aba取 b=105mm齒寬系數(shù) 105/92=1.143dbd縱向重合度 2.02397.11sin92sinnmb當量齒數(shù) 30/cos311.97=32.05333cos/zzv120/cos311.97=128.18344cos/zzv基圓柱螺旋角 11.24)97.119223.86()(33tgarctgtgddarctgbb（3）校核齒面接觸強度（根據(jù)表 8-3-30

41、計算）1minHHSS （3-HXWRVLNTHHZZZZZZSlim10） ； （3-HHVAtEHBHKKKKuubdFZZZZZ13311）BDHHzz34式中：2000*1830/92=39782N3/2000dTFt由查表 8-3-31 知1.75，表 8-3-32 知1，表 8-3-33 知1.78，表1AKHKHK8-3-30 知，圖 8-3-11 查2.45，表 8-3-34 知，圖 8-3-1DBZZHZMpaZE8 .189遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）2312 查0.765，圖 8-3-13 查0.99.1.15.ZZVK則 1512.3343HHH由查圖 8-3-17

42、 知0.93,0.95，圖 8-3-19 知1.04，圖 8-3-20 知13NTZ4NTZLZ0.93，圖 8-3-21 知1.1，圖 8-3-23 知1，圖 8-3-22 知1，表 8-3-35VZRZXZWZ知1.1。minHS則1700*0.93*1.04*0.93*1.1*1*1/1512=1.1121HS1700*0.95*1.04*0.93*1.1*1*1/1512=1.1362HS結(jié)果安全。（4）校核齒根彎曲強度（由表 8-3-30 進行計算）1 （3-XRrelTrelTFNTSTFFYYYYYSlim12） （3-FFVASaFantFKKKKYYYYbmF13）式中：由圖

43、 8-3-15（a）查2.51，2.15，圖 8-3-16（a）查13FaY4FaY2.55，2.16，圖 8-3-14 查0.915，表 8-3-30 查1，表 8-3-33 查3SaY4SaYYFK1.2。0.67.FKaY/cos*75. 025. 02則 39782*2.51*2.55*0.67*0.915*1.75*1.15*1*1.2/（105*3）=1196.753F868.324F由表 8-3-30 查2，圖 8-3-18 查0.92，圖 8-3-24 查1，圖1STY43NTNTYYXY8-3-26 查1,1，圖 8-3-25 查1.01。3relTY4relTY43Rrel

44、TRrelTYY則：1200*2*0.92*1*1.01*1/1196.75=1.863FS2.574FS孫鷺：可互換截割機構(gòu)設(shè)計24取 1.25minFS所以合格。4.3.3 直齒圓柱齒輪傳動設(shè)計（1）選擇材料及熱處理方法 大,小齒輪的材料均采用合金鋼,表面滲碳 HRC=56-62HRC .精度等級為 7 級，即 7c GB11365.（2）按接觸強度進行初步設(shè)計1）確定中心距 a（由表 8-3-27 進行計算）1321) 1(HaamuKTuACa式中：由表 8-3-28 查1，表 8-3-29 查476，表 8-3-27 查 K=1.6，表 8-1mCaA3-4 查0.4，參考表 8-3

45、-27 得0.9*1120=1008。alim9 . 0HH9.55*105.20/147=6629.18NmnpT55. 9u=2.02則340.68323)100802. 24 . 0/(1063. 66 . 1) 102. 2(476a取 a=345mm2）確定模數(shù)nm由表 8-3-4 取值 （0.007-0.02）*345=2.415-6.9 1amn)02. 0007. 0(取 5nm3）確定齒數(shù) 6z7z2*345/5*(2+1)=46) 1(26umazn2.0*46=9267uzz4）計算主要幾何尺寸分度圓直徑 5*46=230mm66zmdn5*92=460mm77zmdn遼

46、寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）25齒頂圓直徑 230+2*5=240mmaahdd266460+2*5=470mmaahdd277齒根圓直徑 230-2.5*5=217.5mmmchzhddafb)22(2*66460-2.5*5=447.5mmfbhdd277齒寬 0.4*345=138mmaba齒寬系數(shù) 138/230=0.66dbd（3）校核齒面接觸強度（根據(jù)表 8-3-10 計算）1強度條件 HH計算應(yīng)力 ；HHVAtEHBHKKKKuubdFZZZZZ166BDHHzz67式中：2000*6834.42/230=59429.74N6/2000dTFt由查表 8-3-31 知1.75，

47、表 8-3-32 知1.19，表 8-3-33 知1，表1AKHKHK8-3-30 知，圖 8-3-11 查2.42，表 8-3-34 知，圖 8-3-1DBZZHZMpaZE8 .18912 查0.76，圖 8-3-13 查0.985.1.08.ZZVK則76HH=119. 108. 175. 121213823074.59429985. 076. 08 .18942. 21=864.19許用應(yīng)力 XWRVLNTHHHZZZZZZSminlim式中：由查圖 8-3-17 知0.9，圖 8-3-19 知1.05，圖 8-3-20 知1NTZLZ0.96，圖 8-3-21 知1.1，圖 8-3-

48、23 知1，圖 8-3-22 知1.03，表 8-VZRZXZWZ孫鷺：可互換截割機構(gòu)設(shè)計263-35 知1.1。極限應(yīng)力1120Mpa。minHSlimH則 1120*0.9*1.05*0.96*1.1*1.03*1/1.1=1046.55H滿足強度要求。（4）校核齒根彎曲強度（由表 8-3-30 進行計算）1強度條件：FFFFVASaFantFKKKKYYYYbmF式中：由圖 8-3-15（a）查2.35，2.18，圖 8-3-16（a）查16FaY7FaY1.7，1.78，圖 8-3-14 查0.84，表 8-3-30 查1.01，表 8-3-33 查6SaY7SaYYFK1。0.67.

49、FKabY/cos*75. 025. 02則 59429.74*2.35*1.7*0.67*0.84*1.75*1.08*1.01*1/（138*5）=369.676F359.077F許用應(yīng)力：XRrelTrelTNTFSTFFYYYYSYminlim由表 8-3-30 查2，圖 8-3-18 查1，圖 8-3-24 查1，圖 8-3-26 查1STYNTYXY1,圖 8-3-25 查1.04，表 8-3-35 知1.6.極限應(yīng)力350Mpa。relTYRrelTYminFSlimF則：350*2*1*1*1.04/1.6=455MpaF所以安全。4.4 軸的設(shè)計4.4.1 減速箱軸的設(shè)計選擇

50、軸的材料:選取軸的材料為 45#鋼，調(diào)質(zhì)處理。(1)初步估算軸伸直徑按式（4-2）初估軸最小直徑，查表 4-2 取 A=110 P=118.8kw n2=1470r/min44可得：dmin=A=110=47.56 取 d=55mm （3-3nP31470/8 .11814）遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）27(2)軸的結(jié)構(gòu)圖 4-2(3)軸的計算簡圖1)輸出軸轉(zhuǎn)矩 T=771800Nmm下圖中從左到右的長度尺寸 L1=76mm L2=45.875mm 2)求作用在錐齒輪上的力小輪直徑97.75mm,1md所以Ft1=2T1/dm1=2*771800/97.75=15791NFr1= Ft1=

51、15791tan20cos21.644=5342N1costanFa1= Ft1=15791tan20sin21.644=2120N1sintan3)求垂直面內(nèi)的支承反力和水平面內(nèi)的支承反力依據(jù)力矩平衡求得：RV=2248N RV=7379N12RH=9530N RH=23289N124)作垂直面內(nèi)的彎矩圖和水平面內(nèi)的彎矩圖孫鷺：可互換截割機構(gòu)設(shè)計28圖 4-35)求合成彎矩，作合成彎矩圖M合=,其中各截面處的數(shù)值都標在圖上22VHMM6)作轉(zhuǎn)矩圖6 . 0T= 771800 N.mm =463080N.mmT7)求當量彎矩，作當量彎矩圖M= （3-c22)( TM15）遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)

52、計（論文）29圖 4-4(4)校核軸的強度1)校核軸的強度：軸的材料為 45#鋼，調(diào)質(zhì)處理。由教材表（4-1）查，則0.090.1，即 5865N/mm ,取42/650mmNBB2=60N/mm2。直徑 d=70mm軸的計算應(yīng)力為：=8.99/0.1*343000=26.21N/mm （3-cWMc610216）該軸安全.(5)精確校核軸的疲勞強度：1）判斷危險截面：錐齒輪右端軸肩處，該處應(yīng)力集中最嚴重。2）計算危險截面應(yīng)力：截面右側(cè)彎矩 M=744157*（76-13.125）/76=615643N.mm截面上的扭矩 T=771800N.mm抗彎截面系數(shù)為:W=0.1d =21600mm3

53、 3抗扭截面系數(shù)為 WT=0.2d =43200mm33截面上的彎曲應(yīng)力b= M/W=28.50N/mm2扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力= T/WT=17.86N/mm2孫鷺：可互換截割機構(gòu)設(shè)計30彎曲應(yīng)力幅: a=b=28.50N/mm2彎曲平均應(yīng)力:m=0扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力幅與平均應(yīng)力相等，即a=m=8.93N/mm23）確定影響系數(shù):軸的材料為 45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表（4-1）查得：4B=600N/mm2, -1=275mm2, -1=140mm2軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù) K,K ，根據(jù) r/d=5/70=0.071 D/d=70/60=1.16由表（4-5）經(jīng)插值后可得：K =1.64, K =1.2

54、64尺寸系數(shù),根據(jù)軸截面為圓截面，查圖（4-18）得,4=0.70, =0.80表面質(zhì)量系數(shù)，根據(jù)=600N/mm2 和表面加工方法為精車，查圖（4-19）得B4，材料彎曲、扭轉(zhuǎn)的特性系數(shù) ，取,=0.0588. 0,1 . 05 . 0由上面結(jié)果可得：S=3.63 （3-50.28*66. 22751maK17）S=8.52 （3-93. 8*05. 093. 8*79. 11401maK18）S=3.34 （3-222252. 863. 352. 8*63. 3SSSSc19）由表（4-4）的許用安全系數(shù)S值，可知該軸安全.44.4.2 減速箱軸的設(shè)計選擇軸的材料:選取軸的材料為 45#鋼

55、，調(diào)質(zhì)處理。(1)初步估算軸伸直徑遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）31按式（4-2）初估軸最小直徑，查表 4-2 取 A=110 P=112.93kw n2=588r/min44可得：dmin=A=110=63.47 取 d=70mm3nP3588/93.112(2)軸的結(jié)構(gòu)圖 4-5(3)軸的計算簡圖1)輸出軸轉(zhuǎn)矩 T=1834150Nmm下圖中從左到右的長度尺寸 L1=90.25mm L2=197.32mm L3=69.57mm2)求作用在錐齒輪上的力小輪直徑97.75mm,1md所以：Ft2=2T1/dm1=2*771800/97.75=15791NFr2= Ft2=15791tan20

56、cos21.644=2120N1costanFa2= Ft2=15791tan20sin21.644=5342N1sintan求作用在斜齒輪上的力此處的小圓直徑 d=92mm所以：Ft3=2T2/dm=2*1834150/92=39875NFr3= Ft2=39873* =14835Ncostanna97.11cos20tan孫鷺：可互換截割機構(gòu)設(shè)計32Fa3= Ft2 tan= 39875*tan11.97=8453N3)求垂直面內(nèi)的支承反力和水平面內(nèi)的支承反力依據(jù)力矩平衡求得：RV=4693N RV=299N12RH=9462N RH=8475N124)作垂直面內(nèi)的彎矩圖和水平面內(nèi)的彎矩圖

57、圖 4-65)求合成彎矩，作合成彎矩圖M合=,其中各截面處的數(shù)值都標在圖上22VHMM6)作轉(zhuǎn)矩圖6 . 0T= 1834150 N.mm =1100490N.mmT7)求當量彎矩，作當量彎矩圖遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）33M=c22)( TM圖 4-7(4)校核軸的強度1)校核軸的強度：軸的材料為 45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，由教材表（4-1）4查，則0.090.1即 5865N/mm ,取=60N/mm2,直徑2/650mmNBB2d=80mm。軸的計算應(yīng)力為：=1.45/0.1*512000=28.32N/mmcWMc6102該軸安全(5)精確校核軸的疲勞強度：1）判斷危險截面：錐齒輪左端

58、軸肩處，該處應(yīng)力集中最嚴重。2）計算危險截面應(yīng)力：截面右側(cè)彎矩 M=1250123*（69.57-32.82）/69.57=660371.14N.mm截面上的扭矩 T=1834150N.mm孫鷺：可互換截割機構(gòu)設(shè)計34抗彎截面系數(shù)為:W=0.1d =34300mm3 3抗扭截面系數(shù)為 WT=0.2d =68600mm33截面上的彎曲應(yīng)力b= M/W=19.25N/mm2扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力= T/WT=26.73N/mm2彎曲應(yīng)力幅: a=b=19.25N/mm2彎曲平均應(yīng)力:m=0扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力幅與平均應(yīng)力相等，即a=m=9.625N/mm23）確定影響系數(shù):軸的材料為 45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表（4

59、-1）查得：4B=600N/mm2, -1=275mm2, -1=140mm2軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù) K,K ，根據(jù) r/d=5/80=0.063 D/d=80/70=1.14由表（4-5）經(jīng)插值后可得：K =1.71, K =1.304尺寸系數(shù),根據(jù)軸截面為圓截面，查圖（4-18）得,4=0.65, =0.80表面質(zhì)量系數(shù)，根據(jù)=600N/mm2 和表面加工方法為精車，查圖（4-19）得B4，材料彎曲、扭轉(zhuǎn)的特性系數(shù) ，取,=0.0588. 0,1 . 05 . 0由上面結(jié)果可得：S=4.7925.19*98. 22751maKS=7.66625. 9*05. 0625. 9*85.

60、11401maKS=4.06222266. 779. 466. 7*79. 4SSSSc由表（4-4）的許用安全系數(shù)S值，可知該軸安全.44.4.3 減速箱軸的設(shè)計選擇軸的材料:選取軸的材料為 45#鋼，調(diào)質(zhì)處理。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）35(1)初步估算軸伸直徑按式（4-2）初估軸最小直徑，查表 4-2 取 A=110 P=107.35kw n2=147r/min44可得：dmin=A=110=99.058 取 d=100mm3nP3147/35.107(2)軸的結(jié)構(gòu)圖 4-8(3)軸的計算簡圖1)輸出軸轉(zhuǎn)矩 T=6974100Nmm下圖中從左到右的長度尺寸 L1=71mm L2=3

61、38mm 2)求作用在斜齒輪上的力由上可得：-16778N34ttFF-6264N34rrFF-3557N34aaFF3)求垂直面內(nèi)的支承反力和水平面內(nèi)的支承反力依據(jù)力矩平衡求得：RV=4698N RV=1565N12RH=13865N RH=2912N124)作垂直面內(nèi)的彎矩圖和水平面內(nèi)的彎矩圖孫鷺：可互換截割機構(gòu)設(shè)計36圖 4-95)求合成彎矩，作合成彎矩圖M合=,其中各截面處的數(shù)值都標在圖上22VHMM6)作轉(zhuǎn)矩圖6 . 0T=6947100 N.mm =4168260N.mmT7)求當量彎矩，作當量彎矩圖M=c22)( TM遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）37圖 4-10(4)校核軸的

62、強度1)校核軸的強度：軸的材料為 45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表（4-1）查，42/650mmNB則0.090.1即 5865N/mm ,取=60N/mm2, 直徑 d=110mm。B2軸的計算應(yīng)力為：=4.31/0.1*1331000=32.38N/mmcWMc6102該軸安全(5)精確校核軸的疲勞強度：1）判斷危險截面：斜齒輪左端軸肩處應(yīng)力集中。2）計算危險截面應(yīng)力：截面右側(cè)彎矩 M=1039240*（71-52.5）/71=270787.8N.mm截面上的扭矩 T=6974100N.mm抗彎截面系數(shù)為:W=0.1d =100000mm3 3抗扭截面系數(shù)為 WT=0.2d =200000mm33

63、截面上的彎曲應(yīng)力b= M/W=2.71N/mm2孫鷺：可互換截割機構(gòu)設(shè)計38扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力= T/WT=34.87N/mm2彎曲應(yīng)力幅: a=b=2.71N/mm2彎曲平均應(yīng)力:m=0扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力幅與平均應(yīng)力相等，即a=m=17.44N/mm23）確定影響系數(shù):軸的材料為 45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表（4-1）查得4B=600N/mm2, -1=275mm2, -1=140mm2軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù) K,K ，根據(jù) r/d=5/100=0.05 D/d=110/100=1.1由表（4-5）經(jīng)插值后可得：K =1.59, K =1.214尺寸系數(shù),根據(jù)軸截面為圓截面，查圖（4-18）得,4=

64、0.62, =0.76表面質(zhì)量系數(shù)，根據(jù)=600N/mm2 和表面加工方法為精車，查圖（4-19）得B4，材料彎曲、扭轉(zhuǎn)的特性系數(shù) ，取,=0.0588. 0,1 . 05 . 0由上面結(jié)果可得：S=34.8771. 2*91. 22751maKS=4.3244.17*05. 044.17*81. 11401maKS=4.29222232. 487.3432. 4*87.34SSSSc由表（4-4）的許用安全系數(shù)S值，可知該軸安全。44.4.4 減速箱軸的設(shè)計選擇軸的材料:選取軸的材料為 45#鋼，調(diào)質(zhì)處理。(1)初步估算軸伸直徑按式（4-2）初估軸最小直徑，查表 4-2 取 A=110 P=

65、102.05kw n2=147r/min44可得：dmin=A=110=97.40 取 d=100mm3nP3147/05.102遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）39(2)軸的結(jié)構(gòu)圖 4-11(3)軸的計算簡圖1)輸出軸轉(zhuǎn)矩 T=6629180Nmm下圖中從左到右的長度尺寸 L1=71mm L2=128.5mm L3=199.5mm2)求作用在斜齒輪上的力由上可得：16778N45ttFF6264N45rrFF3557N45aaFF求作用在直齒輪上的力2*6629180/230=57645N766/2ttFdTF=57645*tan20=20981N766tanrtrFFF3)求垂直面內(nèi)的支承

66、反力和水平面內(nèi)的支承反力依據(jù)力矩平衡求得：RV=13805N RV=8624N12RH=14252N RH=25205N124)作垂直面內(nèi)的彎矩圖和水平面內(nèi)的彎矩圖孫鷺：可互換截割機構(gòu)設(shè)計40圖 4-125)求合成彎矩，作合成彎矩圖M合=,其中各截面處的數(shù)值都標在圖上22VHMM6)作轉(zhuǎn)矩圖6 . 0T= 6834420N.mm =4100652N.mmT7)求當量彎矩，作當量彎矩圖M=c22)( TM遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）41圖 4-13(4)校核軸的強度1)校核軸的強度：軸的材料為 45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表（4-1）查，42/650mmNB則0.090.1即 5865N/mm ,取=60N/mm2, 直徑 d=120mm。B2軸的計算應(yīng)力為：=6.64/0.1*1728000=38.42N/mmcWMc6102該軸安全(5)精確校核軸的疲勞強度：1）判斷危險截面：直齒輪左端軸肩處應(yīng)力集中。2）計算危險截面應(yīng)力：截面右側(cè)彎矩 M=5314588*（199.5-69）/199.5=3476459.8N.mm截面上的扭矩 T=6629180N.mm抗彎截面系數(shù)為:W=0.1d