毕业设计（论文）-胶带煤流采样机设计（cad图纸）

本科生毕业设计论文第1页1绪论全套CAD图纸，联样的采取与制备煤种、煤的物理及化学性质是决定其用途、加工方法和工艺的重要依据。因为煤是大宗物质，在检测它的性质时，不可能采取破坏性的试验和测定，只能根据不同的目的和要求从大批或一批煤中取出有代表性的一小部分进行检测，这种按有关规程采取一小部分煤的过程称之为采取，简称采样。例如，为检测煤层贮存和矿井生产情况而采取的煤样称之为煤样、生产煤样等。在选煤厂要采生产检查煤样，及时了解生产状况，指导生产；成品装车销售，要采商品煤样，以确定该煤的产品质量和价格。用于不同检测目的的煤样其质量是不同的，少则几公斤、几十公斤，多则几吨，甚至10吨，而化验所用煤样，只需要几十克或几千克，并且有一定的粒度要求，因此还需将采来的煤样制成供分析用的煤样。111概述一、有关术语1煤样为确定煤种、性质以及某些特性而从煤流或煤堆中采取的有代表性的一部分煤。2采样单元从一批煤中采取一个总样的煤量。一批煤可以有一个或多个采样单元。3分样由若干个子样构成，代表整个采样单元的一部分的煤样。4总样从一个采样单元取出的全部子样并成的煤样。5子样采样器具操作一次或截取一次煤流全断面所采取的份煤样。6批需要进行整体性质测定的一个独立煤量。7标称最大粒度与筛上物累计质量百分率最接近（但不大于）5的筛子相应的筛孔尺寸。8系统采样按相同的时间、空间或质量间隔采本科生毕业设计论文第2页取子样，但第一个子样在第一间隔内随机采取，其余子样按选定的间隔采取。9随机采样对采样的部位或时间均不施加任何人为意志，能使任何部位的物料都有机会采出。10时间基采样整个采样单元按相同的时间间隔采取子样。11质量基采样整个采样单元按相同的质量间隔采取子样。12多份采样从一个采样单元取出若干份子样依次轮流放入各容器中。每个容哭器中的煤样构成一份质量接近的煤样，每份煤样能代表整个采样单元的煤质。112煤的不均匀性由于成煤生物量、成煤条件和地壳变迁的民政部不同，不同煤田煤矿化学组成和物理特性不尽相同。即使是同一煤田同一矿井的不同煤层之间，其化学组成和物理特性有时差异也很大。这种在煤组成中的不均匀性是因为1按粒度的分聚作用破坏了煤的均匀性。煤是由大小不同粒度级别组成的，运动时，自然形成一个不均匀体。例如从煤仓往火车上装煤时，块煤会多聚集到车体的四周，小粒度煤则多落在中心。2按密度不同的自然偏析现象破坏了煤的均匀性。密度低的煤集中在上部，密度高的煤集中在下部，形成煤密度组成的不均匀体。3按破碎时煤的坚固性的分聚作用破坏了煤的均匀性，使小块煤和大块煤具有不同的成分。煤的不均匀程度取决于存在偏析程度、粒度范围和煤是否经过精选加工，其不均匀性随煤是游离灰分的增加而变大。由于游离灰分很难测定，一般以煤的总灰分代替游离灰分，即煤的不均匀性与灰分含量是成正比，灰分含量愈高，愈不均匀。通常用单个子样的方差来表示煤的不均匀程度。方差大，表示为灰分波动范围大，不均匀；方差小，表示煤灰分波动范围小，较均匀。单个子样的方差是这样确定的从一批煤的不同部位采取几十个子样的方差S2，即122NXSII（11）式中每个子样的干基灰分；IXN个子样干基灰分的平均值；N子样数目。本科生毕业设计论文第3页113采样采样是指从特定量的煤中取出一部分有代表性的总样，以供确定该特定量煤的质量的过程。所采总样在数量上很小，但在物理和化学性质上却能代表该特定量的煤。由于煤是不均匀物料，要取到在质量上同这批特定煤量绝对相同的煤样是不可能的，只能做到性质不系统偏向一方，而且在一定范围内，必须尽可能地接近特定量的全部煤的平均质量，才能以这一小部分煤的分析试验结果来代表这一特定量煤的平均性质。煤样的代表性取决于组成平均煤样的子样数目、子样质量和采样位置及方法等。12商品煤样的采取商品煤样是代表商品煤平均性质的煤样。商品煤样可以从煤流中、火车、汽车、船上和煤堆上采取。商品煤样的化验结果作为供需双方结算的依据。121采样工具型式1采样铲用以从煤流中和静止的煤中采样。铲的长和宽均应不小于被采煤样最大粒度的253倍，对最大粒度150MM的煤可用长宽300MM250MM的铲。2接斗用以在落煤流处截取子样。斗的开口尺寸至少应为被采煤样最大粒度的253倍，其容量应能容纳输送机最大运量时煤流全断面的全部煤量。3人工或机械采样器凡满足以下条件的，人工或机械采样器都可应用。采样器开口尺寸为被采样最大粒度的253倍；能在标准规定采样点上采样；采取的子样量能满足标准要求，采样时煤样不损失；性能可靠，不发生影响采样和煤炭正常生产和运输的故障；经权威部门鉴定采样无系统偏差，采样精密度达到标准要求。122采样基本原则1采样单元本科生毕业设计论文第4页精煤和特种工业用煤，按品种、分用户以1000T（100T，下同）为一采样单元；其他煤按品种、不分用户以1000T为一采样单元；进出口煤按品种、分国别以交货量或一天的实际运量为一采样单元，运量超过1000T或不足1000T时，以实际量为一采样单元。2采样精密度各种煤的采样精密度规定见表11所示。表11采样精度原煤、筛选煤品种干基灰分20干基灰分20精煤其他洗煤（包括中煤）采样精密度A（绝对值）1/10灰分但不小于121153子样数目11000T各种煤应采取的最少子样数目规定见表12所示。表121000T最少子样数目干基灰分/采样地点品种煤流火车汽车船舶煤堆原煤、筛选煤202060306060606060606060精煤1520202020其他洗煤和粒度大于100MM块煤20202020202煤量超过1000T的子样数目N按式12计算，即1210MN式中N实际应采子样数目，个；N1000T煤按规定的子样数目，个；M实际被采样煤量，T。3煤量少于1000T时，子样数目应按上表规定数目按比例递减，但最本科生毕业设计论文第5页少不能少于表13规定的数目表13干基灰分/采样地点品种煤流火车汽车船舶煤堆原煤、筛选煤20201818精煤66其他洗煤和粒度大于100MM块煤表12规定数目的1/366表12规定数目的1/2表12规定数目的1/24子样质量每个子样的最小质量根据商品煤标称最大粒度，按表14规定确定。表14子样质量最大粒度M/M2550100100子样最小质量/1245123煤流中采样1在移动煤流中采样时，按时间基采样或质量基采样。子样时间间隔T和质量间隔M分别按式下面两个公式计算。子样数目和子样质量分别按表12、表13、表14规定确定。13GNQT6014式中T子样时间间隔，MIN；M子样质量间隔，T；G煤流量，T/H；N子样数目。2在移动煤流落点采样时，可根据煤的流量，以1次或分23次用接斗或铲横截取煤流的全断面为1个子样。分23次截取时，按左右或左中右的顺序进行，采样部位不得交错重复。用铲取样时，铲子只能在煤流中本科生毕业设计论文第6页穿过1次，即在进入或撤出煤流时取样，不能时出都来取样。3在移动煤流上用人工铲取煤样时，胶带运输机的移动速度一般不能超过15M/S，并且要设防护栏保证安全。124商品煤样自动采取任何一个选煤过程总是和采样同时进行的只有了解相应的测试结果，才能确定原煤和选煤产品的质量计算工艺指标。商品煤样作为供需双方结算的依据，它直接关系到企业的经济效益，因此采取有代表性的煤样非常重要。目前我国大部分商品煤样还是人工采取。近年来从国引进了一些在煤流中自动采样的采样系统，如美国RAMSEY公司生产的装车系统已在一些选煤厂使用。13选煤厂生产检查煤样的采取选煤厂为了控制各工序的产品质量和机械设备的工艺效果所采取有煤样称生产检查煤样，其分析试验结果可作为指导生产操作及控制生产指标的依据。131生产检查主要项目和采样一般原则生产检查煤样包括入选原煤、中间产物、最终产品和为控制生产操作条件而采取的煤样。不同煤样的采样目的、性质及要求均不相同。1入选原煤煤样原料煤是选煤厂的加工对象，对其数量、质量的变化情况必须进行研究和分析，以制定出合理的分选指标。入选原煤煤样通常在进入主厂房的琏式输送上采取，若原煤性质不稳定，粒度较大，采取的子样数目应较多，子样质量应较大。2精煤煤样精煤是选煤厂主要产品，必须随时了解和掌握精煤的数量、质量情况。精煤煤样包最终精煤煤样和生产中间环节的精煤煤样，通常在脱水后采取，如在煤、精煤带式输送机、脱水（介）筛出口、离心脱水机产物出口处等部位采取。精煤质量比较均匀，但因为它是选煤厂主要产品，直接关系到选煤厂的经济效益，因此要检查得勤一些，采取的子样数目要安排得当，子样质量可以适当少一些。3中煤、矸石煤样中煤是选煤厂的副和矸石的数量、质量指标可以了解选煤设备分选效果的好坏以及各产物的损失和污染情况。中煤、矸石煤样包括中煤工业品样和最终矸石煤样和中间环节煤样，通常在中煤和矸石斗式脱水机卸载处或带式输送机的煤流中采取。检查的间隔时间可根据需要适当长一些，子样数目也可适当少一些。由于中煤、矸石粒度较粗，本科生毕业设计论文第7页密度较大，子样质量应相应较大。4浮选入料、浮选精煤、浮选尾煤煤样采取浮选煤样是为了分析浮选系统工作情况制定浮选的药剂制度，从而生产出合格精煤。浮选入料可在矿浆预处理装置出料管中采取；精煤可在过滤机脱水后滤饼中采取；尾煤在尾煤槽中采取。由于浮选作业比较稳定，粒度细，因此检查的间隔时间可适当延长，子样数目可少一些，子样质量也可相应小。132采样间隔时间和子样质量选煤厂生产检查煤样在选煤机常负荷运转510MIN后随机采取，采样按时间基采取。采样最大时间间隔和子样最小质量见表15。表15生产检查煤样采取煤样名称采样最大时间间隔/MIN子样最小质量或体积采样地点入选原料煤204入选前煤流中装仓精煤202入仓前煤流中选煤机精煤152选煤机溢流口中煤、洗混煤、矸石304中煤、洗混煤、矸石流中选煤机中煤、矸石304斗子卸料口或溜槽出口处浮选精煤301过滤机滤饼脱水设备浮选入料301L矿浆准备器出料管浮选尾矿301L浮选尾矿槽洗水等煤泥水样1201L水流由高向低的流出口处煤泥回收筛精煤202回收筛精煤卸料处粒级煤3025粒级煤煤流中133采样点及采样方法1在煤流中采样在煤流中采样商品煤样的采取（本设计工况）。2对斗子提升机采样对斗子提升机采样应在斗子卸料的出口处或溜槽底开口处采样，采样口的宽度应能保证能采到煤流的全断面。3选煤机溢流口采样采样在煤流全断面按左中右顺序进行采样时采样器底部紧压溢流堰，以截取溢流层的全高，采样器装满后迅速提起，使已采取的煤样不被水冲出，等水通过网底后，将试样倒入煤样桶中。若用机械手取样，可沿溢流堰从一端开始一次取全断面。本科生毕业设计论文第8页4煤泥水样采取煤泥水样在煤泥水流由高向的流出口处采取，采样时应截取水流全宽或沿水全宽以均匀的间隔采取。134采样精密度生产检查煤样采样精密度同商品煤样采样精密度。135自动采样机各选煤厂根据检测目的和具体要求以及采样点的不同情况研制了不类型的采样机。这些采样机主要用于在输送机、溜槽等煤流中采样。采样机在使用前必须进行参比试验（如停带采样），检验无系统偏差后方可使用。采样机优于人工采样，它能以同样方式动作，没有人为主观因素的干扰，节省人力物力。下面是几种较为常见的常用的采样机。1用于煤流卸载点的采样机这种采样机有一个载煤斗，该载煤斗垂直于输送机运动方向，轻均匀速度通过煤流。载煤斗开口宽度为煤的最大粒度的3倍。其主要类型有（一）、活动闸板式采机；（二）、容器式采样机。2用于提升机卸载点的采样机在斗式提升机卸载点煤流相垂直的方向上，有一个能盛整斗煤样的箱车，箱车可入复运动，其宽度与厚度，由时间继电器以相等于斗子间隔控制一个导向板，将斗子中的物料志入车箱，斗子提升机卸载点采样机示意图如图11。3矿浆自动取样机矿浆自动取样机不需要动力，直接由矿浆冲击取样盘运转连续取样。矿浆自动取样机示意图如图14。4用于带式输送机煤流采样的刮臂式采样机刮臂的动作是横向扫过带式输送机的全宽刮出子样，刮臂式采机示意图如图15。子样的质量取决于胶带上负荷和采铲的宽度和形状。可以通过时间继电器控制电动机以相等的时间间隔采样。为了避免系统偏差，采样铲运动的轨迹应与带式运输机曲度一致，否则会产生损伤胶带或“底煤”问题。采样铲的形状、速度以被采到的煤样大块不被丢掉为准。由于子样质量不可能太大，此采样机仅适用于粒度小于50MM的选煤产物。本科生毕业设计论文第9页图11斗子提升机卸载点采样机示意图图12活动闸板式采机示意图1自动操纵闸；2控制操纵闸动作液压系统图13斗子提升机卸载点采样机示意图图14矿浆自动取样机示意图本科生毕业设计论文第10页图15刮臂式采样机示意图1停止开关；2减速器；3电机；4运输带；5接样溜槽；6取样机联杆刮臂；7采样铲；8皮带托辊采样器械可分为人工采样器具和机械采样机2类。与人工采样器具相比机械采样机不仅可以节省人力更主要的是采样间隔时间短频率高样品更具有代表性。日前所采用的机械采样机都是按断流截取法原则从全部料流中采出试样按其截取方式可分为1直线运动式采样机直线运动式采样机分为往复运动式与非往复运动式2种。其特L从是截取物料的速度快能在被采样料流的全宽和全厚方向上取出均匀的、代表性强的样品。选煤厂广泛采用的有AJI1型丝杆式和链条传动采样机。2钟摆运动式采样机钟摆运动式采样机在垂直位置时运动速度较两边快截取料层中间薄、两边厚样品代表性差日前己极少采用。3回转运动式采样机山于受结构限制运动速度不能太快故回转运动式采样机截取的物料比直线运动式采样机的要多它适应于粗粒物料的采样。本设计所设计的带式输送机煤流采样的刮臂式采样机即属于回转式采样机。本科生毕业设计论文第11页2采样机设计方案的确定21刮臂式（回转运动式）采样机结构原理211刮臂式采样机结构1采样机结构输送带煤流采样机由电动机、传动装置、工作机构、机架和控制箱等组成。各主要部们安装在机架上。机架横跨在带式输送机的中间架上用螺柱联接或焊接。如图21所示。图21输送带煤流采样机示意图1电动机；2传动装置；3机架；4控制箱；5工作装置；6带式输送机中间架工作机构如图22所示，是一个四连杆机构。实际工作过程中可分解成2种四连杆机构，采样时为摆动导杆机构回程时为曲柄摇块机构。图22采样机工作机构示意图1定位轴；2铲杆；3主动轴；4曲柄；5滑块本科生毕业设计论文第12页212刮臂式采样机工作原理当时间继电器延时到设定的时间时，电动机启动。电动机经减速器和皮带传动将转知传给大皮带轮。滑装在传动轴见图22上的大皮带轮转至一定位置时，其上的挡杆与偏心块接触，并带动偏心块一起转动。偏心块转到最高位置时脱离大链轮上的挡杆靠自身重力作用快速向下摆动，带动曲柄转动，使曲柄驱动铲杆沿采样轨迹快速运动，完成1次采样。当偏心块在最高位置时，触发行程开关，使时间继电器复位，电机停止，重新开始延时。213刮臂式采样机方案说明此采样机用于DT75型通用固定带式输送机上，采用链轮传动，减速器为二级行星轮减速器。采样时间间隔可通过继电器调整，其调整范围在199MIN之间。22采样机整机方案示意图1、电机；2、减速器；3、小链轮；4、偏心块；5、大链轮；6、偏心块；7、工作机构；8、主轴本科生毕业设计论文第13页3采样机的初步设计计算设计参数输送带宽度1200/MM（DT75型通用固定带式输送机）输送能力1000T/H带速2M/S物料松散密度13103KG/M3托辊直径为108MM物料最大粒度50MM31铲斗的设计国标规定，用以从煤流中采样的铲的长度和宽度均应不小于被采样煤最大粒度的253倍。因此，采样机的取样铲的长度和宽度应不小于125150MM。实际上，采样机的取样铲的长度和宽度分别为180MM和150MM，不但满足要求，同时，80MM的深度也满足子样质量要求。32接斗的设计国标规定，接斗的容量应能容纳输送机最大运量时煤流全断面的全部煤量。本采煤机用的接斗尺寸定为250MM300MM，完全可以将铲子抛出的煤接住而不丢失。本科生毕业设计论文第14页4偏心块的设计图41偏心块的结构偏心块的结构如图31所示。本采样机的铲煤行程是靠偏心块的重力下移来实现的，也就相当于利用偏心块的振动。利用振动能有效地完成某些工艺过程，由于振动机械具有结构简单、制造容易、重量轻、成本低、能耗少和安装维修方便等一系列优点，而在很多工业部门中得到广泛应用，但有些振动机械存在着工作状态不够稳定，调试比较困难，动载荷较大，零件使用寿命低和噪声较大等特点，这些正是设计中应注意的问题。大扇形的面积4121180RS大扇形的偏心半径形心位置42SIN11R2个三角形的面积43212RS本科生毕业设计论文第15页2个三角形的偏心半径44SINSICO31222RRR1ASIN小扇形的面积4523809RS小扇形的偏心半径4690SIN9123R圆孔的面积47420DS圆孔的偏心半径480R整体偏心块的面积490321SS整体偏心块的偏心半径410SRRR0321偏心块的质量矩411RM0式中角度，通常取60；偏心块材料密度；偏心块厚度。本科生毕业设计论文第16页41选择偏心块的材料查机械设计实用手册第二版表216，选用Q235A，碳素钢。42计算每次采集煤样重量采样头的切割速度V1，由于目前国家标准中对这一点还没有相关规定，故参照ASTMD的相关标准，取400MM/S。1采样精密度胶带速度V22M/S，故实际采样速度。SMV/47120212实际采样长度LVT147115M。为了减少犁煤现象的发生，采样时间应尽量短一些，故T暂取1秒。3输送机的断面图如图42所示图42输送机断面图槽形角，45；B胶带宽度；动堆积角；B有效带宽输送机断面面积包括两部分梯形面积A1和圆弧面积A2。查矿井运输提升第二版表317，选堆积角为30，得物料的最大面积为A02M2。本科生毕业设计论文第17页4采样体积和每次采样样品重量采样体积02015003M3，L采样铲宽度。LAV样品重量00313103KG/M340KG，煤的堆积密度。M43计算每次采集所需做的功煤样与胶带的摩擦力FMGF412式中F煤与胶带的摩擦系数，查得F045；M一次取样煤的重量；故F4098045180N；一次取煤样所需的功WCHFS18015270NM41344计算偏心块的尺寸如图41，将60，100MM，78103KG/M3，R1240MM，R290MM，D50MM依次代入式41411，计算结果见表41。表41偏心块设计计算结果计算项目计算公式结果大扇形的面积S121180S60288MM2大记扇形的偏心半径R1SINRR13238MM2个三角形的面积S2212S2002374MM2SI3/SICO212R1057MM2个三角形的偏心半径R2ARN1R38小扇形面积S32380/9S73476MM2小扇形偏心半径R39SI/12025212MM圆孔的面积S04/D5024MM2圆孔的偏心半径R00R0本科生毕业设计论文第18页整体偏心块的面积S0321SS8263534MM2整体偏心块偏心半径RRR/10147MM偏心块质量矩M0981KG45验算得知道偏心块的质量矩，可求得偏心块的质量M75KG，已知偏心半径R10147MM，故WP4MGR413475981014710330441NMWCH270NM满足设计要求。注为了方便重块的调整，为此将偏心块做成可调式的，最大重量至75KG，只要增减铁片个数，就可调整重量，调整块通过螺柱螺母固定在偏心块上。每块铁片的重量为5KG，重块最轻重量为60KG，铸造时重块不得小于70KG。本科生毕业设计论文第19页5减速器的设计计算根据工作机构的要求，传动装置将原动机的动力和运动传递给工作机。实际表明，传动装置设计得合理与否，对整部装置的性能，成本以及整体尺寸都有很大影响。因此，合理地设计传动装置是整部机器设计工作中的重要环节，即合理地拟定传动方案又是保证传动装置设计质量的基础。由于行星传动结构紧凑，体积小，质量小，传动效率高，传动比较大，可以实现运动的合成和分解，运动平稳、抗冲击和振动的能力较强。固采用行星传动装置。本减速器设计为双级NGW2KH负号机构行星传动设计。51方案的确定本次设计选双级2KH行星传动装置。减速器结构简图如图51。图51行星轮结构简图用角标1表示高速级参数，2表示低速级参数此减速器的优点适用于在传递动力时它可以进行功率分流；同时，本科生毕业设计论文第20页其输入轴与输出轴具有同轴性，即输出轴与输入轴均设在同一主轴线上。所以行星齿轮传动现已被人们用来代替普通齿轮传动，而作为各种机械传动系统中的减速器、增速器和变速装置。52计算传动装置的运动和动力参数521电动机选型查机械设计实用手册表1046，选Y290L8型电动机，其基本参数为额定功率055KW；额定转速700R/MIN；长宽高340195250MM。522动力参数计算1传动比及传动比分配计算由于还需考虑到链传动的设计，故先取大链轮转速10R/MIN，本设计采用链传动，包角（即小链轮包）是影响传动承载能力的一个重要参数。设计时应当保证90120。为了使尽可能大，带传动比I不能过大，应使I7，这里先取带传动比I35。按电机功率P055KW，采样机整机总传动比为51710出入NI故减速器总传比IJ70/3520。2传动比分配分配原则是各级传动等强度和获得最小外形尺寸，在两级行星齿轮传动中，用角标表示高速级参数，表示低速级参数。设高速级和低速级外啮合齿轮材料，齿面硬度相同，则；取行星轮数目；LIMLIH3WN齿面工作硬化系数；低速级内齿轮分度圆直径与高速级内齿WZBD轮分度圆直径之比值以B表示，并取B12；取载荷不均匀系数BD本科生毕业设计论文第21页；取齿宽系数。CK61D因为动载系数，接触强度计算的齿向载荷分布系数及接触强度VHK计算的寿命系数的三项比值的乘积（）等于1820，故NZNHVZK取（）19。所以NHVKA1619304522LIMHWNCDSZ由公式，查机械设计手册第十三篇图1357，即可查出NGW型两3ABE级行星齿轮传动的传动比分配，图中及分别为高速级及总的传动比。此I例中，由图查054133745327I523高速级齿轮参数计算1配齿计算通常取行星轮数目，过多会使其载荷均衡困难，过少又发挥不3WN了行星齿轮传动的优点，由于，距可能达到的传动比极限值较远，74BAHI所以可不检验邻接条件。查行星齿轮传动表32，选择行星齿轮传动的配齿选择。各轮齿数按公式54CNZIWABH进行配齿计算，计算中根据并适当调整，使C等于整数，再求出，IAZ应尽可能取质数，并使/C。适当调整44211，使C为整数。AZAZBAHI则5528341WBHZNIC本科生毕业设计论文第22页所以19AZ6519328AWBZCN2CZ由机械设计手册图1723可查出适用的预计啮合角在，20TACTCB。2按接触强度初算中心距A和模数M中心轮A和行星轮C均采用20CRMNTI调质、渗碳淬火，齿面硬度5862HRC，据图查得，取1400N/MM2和，中心LIH2LIM/340NF轮和行星轮的加工精度为6级；内齿轮B采用40CR，调质、表面淬火。齿面硬度4855HRC，查图，取1100N/MM2和，LIM2LI/5F内齿轮B的加工精度7级。按弯曲强度的初算公式，计算齿轮的模数M为563LIM11FDAPAMZYKT现已知ZA19，。小齿轮名义转矩2LI/40NF575739511NPTW取算式系数；按表取使用系数；按表取综合系数2MK31AK；取接触强度计算的由行星轮间载荷分布不均匀系数。81F21HPK由公式可得583125151HPFP由图查得齿形系数；由表查得齿宽系数。则得齿轮模数2AY0D为59934019528513M本科生毕业设计论文第23页齿轮模数MI1MM。3啮合参数计算在两个啮合齿轮副AC、BC中，其标准中心距21391221MZA65MBCBC由此可见，两个齿轮副的标准中心距都相等。因此，该行星齿轮传动能满足非变位的同心条件。4几何尺寸计算分度圆直径19MZDAA23C65ZBB齿顶高1MHAACAAB式中120657BAZH81MA齿根高25101CHAFAFCMMCAFB齿高251HHFAAFCAC本科生毕业设计论文第24页132580MHHFBAB齿顶圆直径92DAAACAC24638065MHABB齿根圆直径51219DFAFA3FCFC6765MHFBFB5装配条件的验算对于所设计的上述行星齿轮传动应满足如下的装配条件。邻接条件按公式510验算其邻接条件，即510WACACNDSI2将已知的、和值代入上式，则得ACA376180SIN25M即满足邻接条件。同心条件按公式511验算该公式2KH型行星传动的同心条件，即511ACBACOSAZSZ各齿轮副的啮合为和，且，和。20TCTCB19AZ65B23CZ代入式511，即得7436519OSS故满足同心条件。本科生毕业设计论文第25页安装条件验算按公式512验算其安装条件，即得512整数）2836519WBANZ所以，满足其安装条件。6验算AC传动的接触强度和弯曲强度强度计算所用公式同定轴线齿轮传动，先确定和所用的圆周速度VKZ用相对于行星架的圆周速度513/601SMINDVAH则/507419S动载系数0193/031AVVZK速度系数，查行星齿轮传动表611查得097ZVZ确定计算公式中的其他系数使用系数按轻微冲击得；齿间载荷分布系数，AK351AKHKF弯曲强度计算时，514FBF接触强度计算是，515HBH1式中及齿轮相对于行星架的圆周速度及大齿轮齿面硬度FXV对，的影响系数，按表选取2HBK450F350H齿宽和行星轮数目对，的影响系数。BKF对于圆柱直齿传动，如果行星架刚性好，行星轮对称布置或者行星轮采用调位轴承，则使太阳轮和行星轮的轴线偏斜可以忽略不计，值可查B本科生毕业设计论文第26页行星齿轮传动图610查取。由图查得135，分别代入式514，515，则得B1645031FK2H求齿间载荷分配系数，。FKH先求端面重合度516TANTTANT2121ZZ式中73120COS9RCOSAR1AAD53RSRS2ACA则6105942369705849367120TAN1TA2TN1T92因为是直齿齿轮，总重合度，所以FK30216450H节点区域系数HZ517803本科生毕业设计论文第27页式中271084HZ所以53283弹性系数E518MNZ/19026121接触强度计算的重合度系数Z890314Z接触强度计算的螺旋角系数Z10COS接触强度计算的寿命系数NT因为当量循环次数，则，最小安全系数取75ENTZMINHS1；润滑剂系数，考虑用N46机械油作为润滑冷却剂，按行星MINHSLZ齿轮传动表610，取093；粗糙度系数，按表612，取10。RRZ齿面工作硬化系数取1。接触强度计算的尺寸系数1。WXAC传动接触强度验算计算接触应力，由式（66）H519ZKBDFEHAVAT1H本科生毕业设计论文第28页132813242794095189301530121ADTA按式520计算许用接触应力HP520XWRVLNTZZSHMINLP强度条件P则5211970312HMINXWRVLNHZS2LIM2404NH计算结果得出，AC接触强度通过。用20CRMNTI调质后渗碳淬火，安全可靠。AC传动弯曲强度验算按式522计算齿根应力为5222FMNYKBMSAFVANT式中齿形系数，由图65查取，；AY91FA452FAY应力修正系数，由行星齿轮传动图66查取，S1SA；6712SAY弯曲强度计算的重合度系72015207520本科生毕业设计论文第29页弯曲强度计算的螺旋角系数，因为是直齿，取1YY/761549421091790514203162351MNADTIAF考虑到行星轮轮齿受力可能出现不均匀性，齿根最大应力523/142357642AXMNF由强度条件MAXP即MAXINFFSTY则/51624232IAXLIMMNST查得，20CRMNTI调质、渗碳淬火，。AC传动改用LIM/0F材质后，弯曲强度验算也通过。7验算CB传动大接触强度和弯曲强度根据AC传动的来确定CB传动的接触应力，因为CB传动HHCB为内啮合，所以83265CBZ524/65290132477012MNHB核算内齿轮材料的接触疲劳验算由，按式525有HCBP本科生毕业设计论文第30页525/5673419012MINLIMNSZHXWRVLHCBH40CR调质，则内齿轮用40CR调质22LIM/56734/NH材料，接触强度符合要求。弯曲强度的验算只对内齿轮进行验算，按式526计算齿根应力，其大小和AC传动的外啮合一样，即，276154MNF14322AXMNF由强度条件P得526/091452MINAXLIMYSTFF40CR调质材料，所以CB传动中的22LI/3MN内齿轮弯曲强度符合要求。524低速级齿轮参数计算1配齿计算由高速级计算得I425，取行星轮数目3，按公式527进行分配WN计算527CNZIWABH并适当调整，使C等于常数，再求出，应尽可能取质数，并使IAZ/C。适当调整44211，使C为整数。则AZWBAHI本科生毕业设计论文第31页283517AZ求得19AZ651928AWBCN231C符合取质数，/整数，/整数，及无公约AZASCBZSCCBZCA数的NGW弄配齿要求。2初步计算齿轮的主要参数中心轮A和行星轮C和高速级一样，均采用20CRMNTI调质、渗碳淬火，齿面硬度5862HRC，据图查得，取1400N/MM2和LIMH，中心轮和行星轮C的加工精度为6级；内齿轮B采用2LIM/340NF40CR，调质、表面淬火。齿面硬度4855HRC，据图，取1100N/MM2和，内齿轮B的加工精度7级。LIH2LIM/350NF按弯曲强度的初算公式，计算齿轮的模数M低速级输入扭矩52825374512NIT在一对AC轮传动中，太阳轮传递的转矩12NW5293LIM11FDAPAMZYKT现已知Z119，。取算式系数；按表取使用系2LI/40NF12M数；按表取综合系数；取接触强度计算的由行星轮间栽35AK6F本科生毕业设计论文第32页荷分布不均匀系数。21HPK由公式可得；由图查得齿形系数31255PFP；由表查得齿宽系数。则得齿轮模数M为521FAY0D3413419506732M取齿轮模数M15MM。3啮合参数计算在两个啮合齿轮副AC、BC中，其标准中心距A为531295121MZMAAC6ABB由此可见，两个齿轮副的标准中心距都相等。因此，该行星齿轮传动能满足非变位的同心条件。4几何尺寸计算按高变位齿轮传动计算A、C、B三轮的几何尺寸。分度圆直径M52819ZMD34C76ZBB齿顶高51MHAAC本科生毕业设计论文第33页MHHAAB式中10657AZB31HA齿根高815201MMCAFAFCCHAFB齿高3815MFAAFCAC2HHFBB齿顶圆直径2AADAA531528M2CC7342ABABH89497齿根圆直径72158MDFAFA430342HFCFC697FBFB5装配条件的验算对于所设计的上述行星齿轮传动应满足如下的装配条件。邻接条件按公式530验算其邻接条件，即本科生毕业设计论文第34页530WACANDSI2将已知的、和值代入上式，则得2ACAW5643180SIN537M即满足邻接条件。同心条件按公式531验算该公式2KH型行星传动的同心条件531ACBACOSAZSZ各齿轮副的啮合为和，且，和20TCTCB19AZ65B。代入式531，即得23CZ742036519COSS则满足同心条件。安装条件验算按公式532验算其安装条件，即得532整数）2836519WBANZ所以，满足其安装条件。6齿轮强度验算强度计算所用公式同定轴线齿轮传动，但确定和所用的圆周速度VKZ用相对于行星架的圆周速度按式（533）计算行星架圆速度533170601254175286011SMINDVAH本科生毕业设计论文第35页由表查得速度系数，动载系数950VZ019170310/31AVK确定计算公式中的其他系数使用系数使用系数按轻微冲击得；齿间载荷分布系AA5AK数，HKF弯曲强度计算时534FBFK1接触强度计算是535HH式中及齿轮相对于行星架的圆周速度及大齿轮齿面硬度FXV对，的影响系数，按表选取；。2HBK650F8H齿宽和行星轮数目对，的影响系数。BHK对于圆柱直齿传动，如果行星架刚性好，行星轮对称布置或者行星轮采用调位轴承，则使太阳轮和行星轮的轴线偏斜可以忽略不计，值由图查B取。由图查得，代入式534，535得281B24185021FK6H求齿间载荷分配系数，。F先求端面重合度536TANTTANT212ZZ式中17351908RCOSSARCOAAD734RRSACA本科生毕业设计论文第36页则6198452369705823670120TAN1TATAN1TA92因为是直齿齿轮，总重合度，所以FK032450HK节点区域系数HZ803HZ式中，故2718H5328037142弹性系数MNE/96接触强度计算的重合度系数Z5378930143Z接触强度计算的螺旋角系数10COS接触强度计算的寿命系数NTZ因为当量循环次数，则。最小安全系数取7105E1NTMINHS1。润滑剂系数，考虑用N46机械油作为润滑冷却剂，取MINHSL093。LZ粗糙度系数，取12。RZ齿面工作硬化系数取1。WZ接触强度计算的尺寸系数1X本科生毕业设计论文第37页AC传动接触强度验算计算接触应力，由式538得H538ZKBDFEHAVAT1H/143081324725286189301503021MNAT按式539计算许用接触应力HP539XWRVLNTZZSMINLHP强度条件P则12980314HMINXWRVLNHZS2LIM027NH计算结果，AC接触强度通过。用20CRMNTI调质后渗碳淬火，安全可靠。AC传动弯曲强度验算按式540齿根应力为本科生毕业设计论文第38页5402FMNYKBMSAFVANT式中齿形系数，由图查取，；AY671A492FA应力修正系数，由图查取，；S5SY61S弯曲强度计算的重合度系数；79052020弯曲强度计算的螺旋角系数，因为是直齿，取1。YY/8167814530521790541920321MNADTAF考虑到行星轮轮齿受力可能出现不均匀性，齿根最大应力/825181672AXMNF由强度条件MAXFP即AXINAFSTY则/825122MINAXLIMNYSTFF采用20CRMNTI调质、渗碳淬火，。AC传动改用2LIM/340F材质后，弯曲强度验算也通过。7验算CB传动大接触强度和弯曲强度本科生毕业设计论文第39页根据AC传动的来确定CB传动的接触应力，因为CB传动为HHCB内啮合，所以82365CBZ/581260413292MNHB核算内齿轮材料的接触疲劳验算由，按式540有CBHP54012930158MINLIMHXWRVLNHSZ/93782240CR调质，则内齿轮用40CR调质22LIM/78/10NH材料，接触强度符合要求。弯曲强度的验算只对内齿轮进行验算，按式541计算齿根应力，其大小和AC传动的外啮合一样，即，2590MNF764352AXMNF由强度条件P得541/35272MINAXLIMYSTFF40CR调质材料，所以CB传动中的2LI/0MNN内齿轮弯曲强度符合要求。53轴的设计计算本科生毕业设计论文第40页531高速轴（齿轮轴）1计算作用在齿轮上的力转矩T955106P/N955106055/700750357NMM轴上小齿轮分度圆直径DM19MM圆周向力FT2T/D5422750357/1978985N径向力FRFTTAN54319151TAN2028748N轴向力FAFTCOS78985178985N2初步估算轴最小的直径选取40CR作为轴的材料，调质处理，由机械设计实用手册第5篇表511查得材料力学性能数据为；MPAB640MPAS35；27511由式计算轴的最小直径并加大3以考虑键槽的影响，由机3NAD械设计表86查得A115，则得MD610751NP33MIN3轴的结构设计本科生毕业设计论文第41页1确定轴的结构方案两轴承均由轴的右端装入，靠轴肩和套筒及轴承端盖定位。采用深沟球轴承和凸缘联轴器。2确定各轴段直径和长度段根据DMIN圆整按GB501485，并由T和N选择凸缘联轴器型号为YL1GB/T58431986，查表轴孔直径D112MM，L132335MM。段为使凸缘联轴器定位，轴肩高度HC23MM，D214MM且符合标准密封内径JB/ZQ460686。取端盖宽度7MM，端盖外端面与凸缘联轴器右端面3MM，则L210MM。段为便于装拆轴承内圈，D3D2且符合标准轴承内径。查GB/T27694，选深沟球轴承型号为60000，D315，其宽度为T5MM。轴承润滑方式选择D3N1570010500MMR/MIN10000MMR/MIN，选择油润滑。取L36MM。段为了能够安装第二个轴承D4D31314MM，为使套筒面可靠地压紧轴承内圈，L4取10MM。段长度和直径同段，选深沟球轴承型号为60000。段轴肩，为了固定第二个轴承的径向滑动，取D617MM，L62MM。段右面和高速级太阳轮为一体，考虑太阳轮的分度圆直径和行星架的横向深度，取D715MM，L714MM。4绘制轴的弯矩图和扭矩图1求轴承反力H水平面RH1197463N，RH2118478NV垂直面RV16127N，RV29002N2求齿宽中心处弯矩H水平面MH1RH145197463244739112NMMMH2RH2291184784047391NMMV垂直面MV1RV1456127241470512NMMMV2RV22990024036008NMM3合成弯矩M121VH本科生毕业设计论文第42页22147054739149620NMMM222VH3608479159518NMM扭矩TT750357NMM弯矩图、扭矩图见图52。5按弯扭矩合成强度校核轴的强度当量弯矩MCA，取折合系数06，22TMCA257036591859688NMM当量弯矩图见图52。轴的材料为40CR，调质处理。已查得B640MPA，许用应力165N/MM2，由式543得轴的计算应力为3732N/MM254333190568DWCACAC故该轴满足强度要求。本科生毕业设计论文第43页本科生毕业设计论文第44页图52齿轮轴弯扭矩图532低速轴1初步估算轴最小的直径选取40CR作为轴的材料，调质处理，由机械设计实用手册第5篇表511查得材料力学性能数据为本科生毕业设计论文第45页；MPAB640MPAS35；27511由式计算轴的最小直径并加大3以考虑键槽的影响，由3NAD机械设计表86查得A115，则得MD5274015NP33MIN2轴的结构设计确定各轴段直径和长度段根据DMIN圆整（按GB501485），由行星架确定轴直径D130MM，L140MM。段为使行星架和小链轮定位，轴肩高度HC24MM，D234MM且符合标准密封内径（JB/ZQ460686）。取端盖宽度85MM，则L220MM。段直径由小链轮内径确定，长度由小链轮轮毂长度确定，且大于小链轮轮毂长度5MM。3校核经校核，该轴满足强度要求。54滚动轴承的选择1高速轴选用深沟球轴承60000GB/T27694，两个，轴承代号61802。经校核，其强度和寿命均满足要求。2高速级行星轮轴选用深沟球轴承60000GB/T27694，轴承代号618/6，两个。经校核，其强度和寿命均满足要求。本科生毕业设计论文第46页3低速级行星轮架左右轴承选用深沟球轴承60000GB/T27694，轴承代号61809，两个。经校核，其强度和寿命均满足要求。4低速级行星轮轴选用深沟球轴承60000GB/T27694，轴承代号61800，两个。经校核，其强度和寿命均满足要求。55键联接的选择及校核计算挤压强度校核轴的材料一般为45钢，而轮毂材料可能是钢或铸铁，当载荷性质为轻微冲击时钢的许用挤压应力，P110N/MM2，用挤压强度条件P4T/DBLP校核本次设计中所采用的键，L为键的工作长度，A型键LLB。1高速轴与联轴器联接的A型平键，轴直径D12MM，键的尺寸为BHL5525，LLB25520MM扭矩T750357NMM。P4T/DBL4750357/1252025N/MM2P2低速轴与行星架联接的C型平键，轴直径D30MM，键的尺寸为BHL15832，LLB321517MM，扭矩T9246NM。P4T/DBL435250/301517553N/MM2P与小链轮联接的键，直径D30MM，键的尺寸为BHL8740，LLB40832MM，扭矩T9246NM。本科生毕业设计论文第47页P4T/DBL435250/248322295N/MM2P由上计算，各键均满足强度要求。56减速器的润滑和密封形式1减速器的润滑良好的润滑，可降低传动件和轴承的摩擦功率损耗，减少磨损，保护其锈蚀。提高其使用寿命和效率，由于润滑油膜的分隔作用，能减少润滑表面的摩擦阻力，减轻工作时的冲击，降低振动和噪音。润滑还能起到散热、冷却、冲洗金属磨粒的作用。1齿轮润滑采用油池浸浴润滑2滚动轴承润滑采用润滑脂润滑2减速器的密封形式减速器的密封包括箱体、轴承等处的密封，密封的作