机械毕业设计（论文）-SGZ730400刮板输送机设计【全套图纸】.doc

中国矿业大学2011届本科生毕业设计 第65页1 概述全套图纸，加153893706近年来随着高产高效集约化矿井的迅速发展，煤矿都在争取实现一矿一井一面的高度集约化生产模式。作为长臂工作面的主要运输设备，刮板输送机的输送能力主要由高产高效矿井的生产能力来决定，同时也决定了刮板输送机的发展趋势。1.1刮板输送机技术现状20世纪80年代以来，国内外刮板输送机都在向大运量、长运距、大功率、高强度、长寿命与高可靠性方向发展。目前，国外综采最大的工作面刮板输送机，去运量已达6000t/h，装机功率4800kW，运距450m。国内自主研发的刮板输送机运量已达3500t/h，装机功率3700kW，运距300m。随着神东等大型煤炭基地400m工作面的出现，国产刮板输送机将朝着更大型的方向发展。但是运量、运距和功率的增大受到诸多因素的限制。首先，中部槽的高度不宜太高，否则会影响装煤效果。其次，输送机的长度也不宜太长，会降低推进速度。然后最主要的影响因素还在于关键元部件的技术性能和寿命。所以，在刮板输送机向大型化发展的同时，高性能元部件的研发将成为今后刮板输送机的发展重点，软启动技术、工况检测、运行状态控制等机电一体化技术的运用将成为今后刮板输送机发展的重要标志。1.2刮板输送机的发展趋势刮板输送机是一种挠性牵引的连续输送机械，是为采煤工作面和采区巷道运煤布置的机械。它的牵引机构是刮板链，承载装置是中部槽，刮板链安装在中部槽的槽面。中部槽沿运输路线全线铺设，刮板链绕经机头、机尾的链轮接成封闭行置于中部槽中，与滚筒采煤机和输送机推移装置配套，实现落煤、装煤、运煤及推移输送机械化。烟输送机全长都可向溜槽中装煤，装入中部槽中的煤被刮板链拖拉，在中部槽内滑行到卸载端卸下。一般的刮板输送机能在25以下的条件使用。刮板输送机在使用只能感要受拉、压、弯曲、冲击摩擦和腐蚀等多种作用，因此，必须有足够的强度、刚度、耐磨和耐腐蚀性。由于它的运输方式是物料和刮板敛都在槽内滑行，因此运行阻力和磨损都很大。但是，在采煤工作面运煤，目前还没有更好的机械可代替，只能从结构上、强度上和制造工艺上不断研究，使它更加完善、耐用。用刮板输送机运输散碎物料的方式20世纪初出现于工业发达的英国。早期的刮板输送机长度只有几十米；功率小，牵引链的强度也不高。经过多年的改进和发展，目前综合采矿用的刮板输送机除了运煤之外，还有四中功能：给采煤机做运行轨道，为拉移液压支架作升缩油缸的固定点；清理工作面的浮煤；悬挂电缆、水管、乳化液管等。挂板输送机在综合采煤工作面与采煤机和液压支架配套工作。刮板输送机在煤矿是使用量大、消耗多的重要设备。多年来，我国制造的刮板输送机有几十种型号。目前，我国制造的最大的刮板输送机运输能力为900t/h；装机总功率为320kW；一条牵引链的破断负荷为85t；沿水平线的运输距离为150米；整机全部重量为204t。为使刮板输送机的生产达到标准化、系列化和通用化，提高产品的制造质量，我国于1991年制定并发布了矿用刮板输送机型式与参数(MT15-1991),1993年制定并发布了刮板输送机通用技术条件（MT105-1993）。矿用刮板输送机型式与参数是产品系列的规划，是今后一个时期设计制造产品的依据。刮板输送机通用技术条件规定了刮板输送机的主要质量标准和技术要求，以提高产品质量。矿用刮板输送机按刮板链是形式分三种：中单链型、中双链型、边双链型。系列型谱中的刮板输送机都采用以矿用高其强度圆环链制成的刮板链。 刮板输送机按功率大小分为轻、中、重型。刮板输送机配套单电动机设计额定功率为40KW及以下的为轻型；大于40kW，小于等于90kW的为中型；大于90kW的重型。1.3刮板输送机的工作原理用刮板链牵引，在槽内运送散料的输送机叫刮板输送机。 刮板输送机的相邻中部槽在水平、垂直面内可有限度折曲的叫可弯曲刮板输送机。其中机身在工作面和运输巷道交汇处呈90度弯曲设置的工作面输送机叫“拐角刮板输送机”。主要工作原理是：刮板输送机的结构简单，主要由料槽、链条和刮板组成。刮板输送机的刮板是以特定间隔固定在链条上的，在刮板输送机工作时，固定刮板被埋在待输送物料中，当链条转动时会带动固定刮板运动，从而带动物料运动，完成物料的输送。刮板输送机的刮板必须埋入物料中才能良好的完成输送任务，因此刮板输送机只能输送粉状、小块状和颗粒状的物料。刮板输送机的刮板埋入散料中后，会对散料层形成切割力，当这个力大于料槽槽壁对物料的阻力时，散料就会和刮板一起运动。刮板输送机的刮板为平条形，与料槽并不是完全密合的，刮板的面积要小于料槽的断面面积，剩余的面积为物料。刮板输送机的刮板虽然并不能被埋入物料的底部，但是只要物料的料层的高度和料槽的槽宽比例适当，物料就会随刮板稳定流动。1.3.1刮板输送机的性能特点刮板输送机主要用于水平输送，也可以用于150角以内的倾斜输送，输送过程中可实现多点进料和多点出料。刮板输送机的结构简单、尺寸小，输送量大，输送过程稳定可靠，能源消耗少，物料损伤率低。刮板输送机可设计为密闭的料槽结构，用于输送各种有毒有害、易燃易爆、易飞扬的物料，避免以上物料对环境和人员造成伤害。1.3.2刮板输送机的主要优缺点优点： 1）结构坚实，能经受住煤炭、矸石或其他物料的冲、撞、砸、压等外力作用。2） 能适应采煤工作面底板不平、弯曲推移的需要，可以承受垂直或水平方向的弯曲。3）机身矮，便于安装。4）能兼作采煤机运行的轨道。5）可反向运行，便于处理底链事故。6）能作液夜支架前段的支点。缺点:1）空载功率消耗较大，为总功率的30%左右。2）不宜长距离输送。3）易发生掉链、跳链事故。4）消耗钢材多。成本大。1.4刮板输送机与各运输设备的配套关系采煤设备的配套和选用一般是根据煤层的地质条件确定的，综合机械化采煤是指采煤的全部生产过程，包括落煤、装煤、运煤、支护、顶板管理以及顺槽运输等全部实现机械化。综合机械化工作面是指用大功率的采煤机或刨煤机、液压支架、强力输送机以及其他附属设备进行配套生产的工作面。综合机械化采煤具有高产、高效、安全、生产集中等优点，能从根本上改变煤矿生产的面貌，改善劳动条件，是采煤技术的发展方向，也是煤矿现代化的重要标志。普通机械化采煤工作面是用功率较大的采煤机或刨煤机采煤，用刮板输送机运煤，并用单体液压支架和金属铰接顶梁支护来实现机械化采煤。从而可以看出采煤机械化已经使输送机、采煤机、液压支架、以及单体液压支架爱构成了不可分割的整体，无论在结构上或运转上都是相互关联又相互制约的。1.4.1工作面刮板输送机与采煤机的配套要求（1）刮板输送机的输送能力必须与采煤机或刨煤机的生产能力相匹配。应使输送机的输送能力等于或大于采煤机或刨煤机的生产能力。但工作面输送机的输送能力和采煤机的生产能力也要与采取顺槽、运输大巷以及整个矿井的运输提升能力相配套。要防止工作面产量过大，而采取顺槽及大巷的运输能力不够而出现“卡脖子”现象。（2）刮板输送机的机构型式及附件必须能密切与采煤机结构相配套。如采煤机的牵引机构、行走以及导向机构，底托架及滑靴的结构，电缆以及水管的拖移方法，是否要求自开切口，是否往复采煤以及是否连锁控制等。1.4.2刮板输送机与液压支架的配套要求（1）刮板输送机的型号及溜槽结构要与液压支架的架型相匹配。（2）刮板输送机的溜槽长度要与液压支架的宽度相匹配。（3）刮板输送机溜槽与液压支架的推溜千斤顶连接装置的间距和配套结构要匹配。1.4.3工作面刮板输送机与顺槽转载机的配套要求（1）刮板输送机的输送能力要与顺槽转载机的输送能力相匹配。一般转载机的输送能力要稍大于工作面输送机。为此，多采用增大溜槽断面、增大链速或缩短刮板间距等措施，这可根据具体条件采取适当措施。（2）顺槽转载机的传动装置均布置在机头部，应根据运量大小和运距的长短来确定电动机的功率和台数，应优先选用单电机传动，当运量较大和运距较长时，可选用双电机传动。其传动装置应尽量与工作面刮板输送机的传动装置相同，以便通用。（3）顺槽转载机的机尾与工作面输送机的连接处要配套。有搭接式及非搭接式两种型式，无论哪种结构都应保证工作面刮板输送机机头有一定的卸载高度，以避免工作面输送机底链回煤。（4）顺槽转载机是工作面输送机与顺槽可伸缩带式输送机的中间转载设备，因此宜采用桥式结构。（5）顺槽转载机的零部件与工作面输送机的零部件应尽可能通用，以利备件供应和维修。（6）顺槽可伸缩带式输送机，其输送能力要与转载机相匹配。可伸缩带式输送机的机尾受载部的长度和结构型式要与转载机的桥身部重叠长度及行走部结构型式相匹配。（7）破碎机安装在转载机中部落地段，以便破碎大块煤，并可防止直接砸到带式输送机的输送带上。 1.5刮板输送机的类型及组成1.5.1刮板输送机的类型刮板输送机的类型很多，可按刮板链型式、卸载方式、中部槽结构、采煤机牵引方式、电动机类型、承载重类型、整机适用条件分类。按刮板链型式分为中单链型刮板输送机、边双链型刮板输送机、中双链型刮板输送机、准边双链型刮板输送机。按卸载方式分为端卸式刮板输送机、侧卸式刮板输送机、直弯式刮板输送机、交叉侧卸式刮板输送机，现在重型、超重型刮板输送机多用于交叉侧卸式刮板输送机。按中部槽结构分为开底式刮板输送机、封底式刮板输送机、分体中部槽刮板输送机、整体焊接中部槽刮板输送机、框架式中部槽刮板输送机、铸造式中部槽刮板输送机。按采煤机牵引方式分为有链牵引采煤机用的刮板输送机和无链牵引采煤机用的刮板输送机。按电动机类型分为单速电动机刮板输送机和双速电动机刮板输送机。按承重类型分为轻型刮板输送机、中型刮板输送机、重型刮板输送机、超重型刮板输送机。按整机适用条件分为缓倾斜中厚煤层刮板输送机、缓倾斜薄煤层刮板输送机、缓倾斜厚煤层大采高刮板输送机、缓倾斜三软煤层刮板输送机、中厚煤层大倾角刮板输送机、急倾斜厚煤层水平分段放顶煤及“三下”综采刮板输送机。1.6本次设计任务SGZ730/400中双链刮板输送机是综合国内外同类型刮板输送机的优点，结合我国煤矿具体情况而研制的一种新型刮板输送机。适用于大倾角、中厚煤层、长壁式回采工作面。具有大运量、高强度、高寿命、高可靠性的特点，是高产、高效综合机械化采煤理想的工作面设备。SGZ730/400中双链刮板输送机是齿轨牵引式端卸输送机，与液压支架、转载机、破碎机、皮带机配套，实现工作面落煤、装煤、运煤、推溜和顶板支护等工序的综合机械化采煤。SGZ730/400中双链刮板输送机型号的表示意义： S G Z 730 / 400 总装机功率（KW） 中部槽外宽（mm） 中双链 刮板 输送机1.6.1主要技术特征1. 出厂长度200米2.输送量700吨/小时3.刮板链速1.0米/秒4.刮板链型式中双链圆环链规格2-2692-C毫米最小破断负荷850千牛链条中心距120毫米刮板间距1104毫米5.减速器传动比36.737：1冷却方式水冷6、液力偶合器型号YOXD-560传递功率200千瓦7.中部槽规格（长宽高）1500730275毫米联接方式哑铃销连接连接强度2000KN8.整机弯曲性能水平弯曲度1垂直弯曲度29.牵引方式齿轨 1.6.2配套设备采煤机：MG200/500QWD、MG300/720QWD，现在多数使用无链电牵引液压支架：最大采高应在3.5m左右、工作阻力4000kN左右。适用于 地质情况稳定，煤层倾角7度，采用盘区式上下对拉工作面，煤厚3米，一次才全高，年产150万吨。1.6.3 组成及其工作原理（一）输送机的组成SGZ730/400刮板输送机主要由机头、伸缩机尾、动力部、机头过渡槽、机尾过渡槽及1.5米中部槽、垫架和刮板链等组成。（二）工作原理刮板输送机是一种利用挠性体牵引机构运行的连续运输机械，它可以连续实现采煤工作面运、装、卸煤的机械化，能清理工作面的浮煤，还是采煤机的运行轨道。刮板输送机的传动路线为：电动机通过液力偶合器、减速器将动力传递给链轮轴组，再由其带动封闭的刮板链进行循环运转而完成运、卸煤炭的功能。 1.6.4 主要零件及其结构特点（一）机头传动部机头传动部是整个输送机机头的驱动装置，布置在工作面的下顺槽。是 由机头、紧链装置、减速器、电动机等主要零部件组成。带有法兰盘的联接罩将减速器、液力偶合器、电动机连接成一体。减速器通过螺栓可以根据工作面的需要安装在机头架的任意一侧。减速器与机头轴动力的传递是通过减速器第四轴矩形外花键与机头主轴矩形内花键的啮合来实现的。1.机头机头是整个输送机的卸载端，其两侧均可安装动力部，尾部再与过渡槽相连。机头由机头架、链轮轴组、拨链器、护板及压块等组成。（1）链轮轴组链轮轴组是刮板链运行的传动部件，主要是由轴将轴承、轴承座、链轮、密封件 、透盖、轴套等零件组成为一整体。链轮轴组采用集中式润滑系统，润滑油为N320极压齿轮油。润滑油储存在油箱中，经由连接于链轮轴组端盖的软管进入链轮轴组，该系统使用更方便、润滑效果好，可有效延长轴组的使用寿命。链轮是采用合金钢锻造而成，为了增强其强度和延长使用寿命， 对其进行了表面硬化处理。注意!一般在投入使用后，在一侧齿面磨损量达到3mm时，建议进行堆焊修磨处理，或更换链轮的安装方向，以延长使用寿命；当磨损量达到6mm时，或出现卡链等非正常啮合现象时，请立即停止使用，否则非正常的冲击力，将有可能造成减速器打齿，及断链等事故的发生。（2）拨链器拨链器的作用是强制圆环链在链轮的正常分离点退出链轮，并及时清除夹在链轮槽内的杂物，保证链轮和刮板链的正常啮合。（3）机头的安装a. 检查组装的各零件，应完整无损，并擦洗干净。b. 在各零件配合表面涂少量润滑脂，以便安装、拆卸和防锈。c. 将装配好的链轮轴组装入机头架端头的缺口（链轮轴组花键应位于刮板输送机工作面靠老塘侧），并装上压块，用螺钉及圆形螺母紧固在机头架上。d. 将拨链器从中板上方放入机头架T形缺口中，并依链轮轴组的圆柱面旋转落到位。e. 将专用螺栓装在机头架预设的固定座孔内，到位旋转90，然后把护板从上方缓缓放在机头架上，注意4个专用螺栓必须穿过护板，最后用防松螺母紧固4个螺栓。f. 检查装配零部件是否符合要求。g. 安装机头架一侧的防护罩。（4）机头的拆卸机头的拆卸一般按组装的逆顺序进行，但需将拆除下的零部件做好防磕碰、防锈、防混处理，需单独拆下链轮轴组时，请按以下顺序进行：a.拆下护板；b.取下拨链器； c.取下一侧的防护罩；d.去掉两个压块；e.将轴组向无减速器一侧，沿轴组的轴线方向平移，直至链轮轴组；f.花键全部脱离减速器花键后，再向机头架开口方向移动，即可拆下链轮轴组。2.动力部动力部是输送机机头、尾的驱动装置，布置在工作面的老塘侧。它由紧链装置、减速器、液力偶合器、联接罩、电动机等主要零部件组成。带有法兰盘的联接罩将减速器、液力偶合器、电动机连接成一体。减速器可以根据工作面方向安装在机头任意一侧。减速器与机头、尾链轮轴组动力的传递是通过花键的啮合来实现的。2 传动部的设计及计算刮板输送机是综采工作面中工况条件恶劣、负载状况复杂的关键运输设备。由于难起动，负载变化剧烈，多机驱动中各电机负载分配失衡和负载振荡等问题，造成刮板输送机传动系统和链条组件中应力过大，受冲击厉害使溜槽磨损严重甚至电机烧毁损坏，直接影响刮板输送机的可靠性及寿命。驱动装置是刮板输送机的心脏，其性能的好坏和功能的完善程度与刮板输送机整机的运行品质、可靠性和寿命密切相关。我国综采工作面刮板输送机自70年代中期开发以来，取得了长足的进步，其驱动装置从性能和可靠性等各方面都有了大幅度的提高。80年代后期，我国成功地开发研制了双速电机驱动装置，有效地解决了刮板输送机难起动的问题，降低了链条、链轮及溜槽的磨损，延长了刮板输送机的使用寿命。但是，与国外先进水平相比，还存在着很大差距。近十年来，国外各先进的采煤国家，为适应国际市场的需要，不断加大刮板输送机的功率，改进驱动技术，完善了双速电机驱动装置，并开始采用可控软起动技术，使刮板输送机的输送能力不断增加，技术性能日趋完善，可靠性及寿命大幅度提高。鉴于国产刮板输送机驱动装置技术性能还比较落后，功能还不够完善，严重制约着我国刮板输送机整机性能的提高。因此。结合我国国情和需要，找出差距，充分吸收、借鉴国外先进技术，尽快完善现有技机研究开发中的重要任务。2.1电动机的选择设计要求传动部功率为2200KW，根据矿井电机的具体工作环境情况，电机必须具有防爆和电火花的安全性，以保证在有爆炸危险的含煤尘和瓦斯的空气中绝对安全，而且电机工作要可靠，启动转矩大，过载能力强，效率高。所以选择由抚顺厂生产的三相异步防爆电动机，型号为YBSS-200 ；其主要参数如下：. 型号YBSS-200功率2200千瓦转速1485转/分电压660/1140伏该电动机输出轴连接YOXD-56液力偶合器将动力传递给减速器输入轴；再由减速器输出轴传递给链轮组件。 液力偶合器是一种应用广泛的液力传动元件。动力机带动偶合器泵轮旋转，泵轮叶片搅动腔内的工作液，在离心作用下，泵轮将机械能转变为液体能传递给涡轮叶片，涡轮再将吸收的液体能传递给工作机。动力机与工作机的传动介质为液体，所以其优点是其它动力连接设备所不可比拟的。YOXD560型液力偶合器主要研究内容是以水为工作介质，代替原油介质，从而带来了适用水介质的腔型结构，防爆防锈问题。以流体力学的基本理论，流体动力学为基础，通过试验方法确定，以水为工作介质的液力偶合器腔形，研究水介质受热后产生的压力带来的防爆问题及防锈问题，主要技术指标均符合MT208-89刮板输送机用液力偶合器标准之规定，产品具有国内领先水平。产品主要应用于煤矿刮板输送机与皮带机上，安装在电动机与减速器之间，具有启动平稳，过载保护，减缓冲击振动、安全、节能等特点。2.2总传动比及传动比的分配2.2.1刮板输送机的选型计算1.刮板输送机输送能力，按连续运行方式进行计算，其公式为式中：货载最大横断面积，输送机上物料断面积的计算： Q输送能力（t/h） 物料堆积密度 采煤机牵引速度刮板链条速度p矿用圆环链节距 92mm=0.092m z链轮齿数 =9 n电动机额定转速（r/min）=1485r/min i减速器速比 =36.737 链轮节圆直径 =0.473m2.估算减速器的输出转速 已知 、式中： 链轮节圆的半径； 链轮旋转的角速度； 相遇点轮齿的圆周速度； 水平线的夹角； 链条水平运动的瞬时速度。角的大小等于相遇点轮齿的半径与链轮纵轴线的夹角，这个夹角随链轮的旋转而变化，从相遇点刚开始啮合时的逐渐减小到0，再逐渐增加到。链轮继续旋转，另一个轮齿在相遇点与链轮条啮合，链条的速度就随这个新的相遇点轮齿的运动而变化。据此，式中的变化范围为式中：为一个链节所对应的链轮圆心角。链速的变化范围为： 故 2.2.2总传动比的确定总传动比电动机满载转速 r/min链轮转速 r/min2.2.3传动比的分配在进行多级传动系统总体设计时，传动比分配是一个重要环节，能否合理分配传动比，将直接影响到传动系统的外阔尺寸、重量、结构、润滑条件、成本及工作能力。多级传动系统传动比的确定有如下原则：1.各级传动的传动比一般应在常用值范围内，不应超过所允许的最大值，以符合其传动形式的工作特点，使减速器获得最小外形。2.各级传动间应做到尺寸协调、结构匀称；各传动件彼此间不应发生干涉碰撞；所有传动零件应便于安装。3.使各级传动的承载能力接近相等，即要达到等强度。4.使各级传动中的大齿轮进入油中的深度大致相等，从而使润滑比较方便。由于刮板运输机在工作过程中常有过载和冲击载荷，维修比较困难，空间限制又比较严格，故对行星齿轮减速装置提出了很高要求。因此，这里先确定行星减速机构的传动比。设计采用圆锥圆柱齿轮减速装置，其工作原理如下图所示： 2.3传动部传动计算2.3.1各级传动转速、功率、转矩各轴转速计算：从电动机出来，各轴依次命名为、轴。第一轴的转速 第二轴的转速 第三轴的转速 第四轴的转速 各轴功率计算：第一轴的功率 第二轴的转速 第三轴的转速 第四轴的转速 式中 液力耦合器器效率 =0.99轴承效率 =0.97齿轮传动效率 =0.99各轴扭矩计算:第一轴的功率 第二轴的转速 第三轴的转速 第三轴的转速 将上述计算结果列入下表（表2.1）：轴号输出功率P（kW）转速n(r/min)输出转矩T/(Nm)传动比轴192.0614851235.133轴184.44953558.39轴177.11123.7513667.884轴1227440.429014.033.0612.3.2 传动部圆锥齿轮设计计算具体设计参数及结果见下表，介绍齿轮传动部分的设计方法和步骤。设计项目及说明结果a、高速级直齿锥齿轮传动设计已知参数：、 、已知：两锥齿轮轴交角，小齿轮悬臂布置，大齿轮两端支承，长期工作，闭式锥齿轮传动，先按接触疲劳强度计算，再按接触疲劳强度和抗弯强度校核计算。i、接触强度估算：（1）选材料、热处理方法、定精度等级。大、小齿轮均采用20CrMnMo，合金渗碳钢，采用渗碳淬火，低温回火，由图查得，；采用6级精度，即：6CGB11365,齿面粗糙度,（2）初步估算选用直齿圆锥齿轮，按接触强度进行初步设计，即载荷系数 得齿数比 齿宽系数 取材料配对系数 估算大端分度圆直径 （3）主要几何尺寸计算齿数， 取 实际齿数比 分锥角 大端模数 按标准取 分度圆直径 变位系数 齿宽中点分度圆直径 外锥矩 中锥距齿宽 大端齿顶高 大端齿根高 大端齿顶圆直径: 齿根角齿顶角顶锥角 根锥角 冠顶距安装距，考虑齿轮结构情况，以及轮冠距H的测量方便，取 轮冠距， 大端分度圆齿厚 大端分度圆弦齿厚 大端分度圆弦齿高 当量齿数， 当量齿轮分度圆直径, 齿宽中点齿顶高,当量齿轮顶圆直径, 齿宽中点模数当量齿轮基圆直径, 啮合线长度端面重合度（4）校核接触强度强度条件计算接触应力式中： 节点区域系数(查图6-3) 材料弹性系数 （查表6.4） 重合度系数 0.750.88 (见表8-3-102) （查表6。3） 式中： 此式中： 则 则 许用接触应力式中： （查图8-3-23） （选100号轮油，运动黏度，查图8-3-19） （查图8-3-20） （查图8-3-21） （查表8-3-102）则 结论：，满足接触强度（5）齿根弯曲强度校核强度条件计算齿根应力式中： （见表8-3-102） （见表8-3-105） （见表8-3-102） （查图8-3-37） （查图8-3-38） （查图8-3-39） （查图8-3-14） （查图8-3-106） 则 许用接触应力式中： （见表8-3-106） （见表8-3-106） （查图8-3-26） （查图8-3-24）则： 结论：，满足齿根弯曲强度。圆整成整数圆整为2.3.3 传动部斜尺圆柱齿轮设计计算具体设计参数及结果见下表，介绍齿轮传动部分的设计方法和步骤。设计项目及说明结果已知参数如下： （1）选择齿轮材料,确定和及精度等级参考表8-3-24和表8-3-25选择两齿轮材料：大、小齿轮均采用18Cr2Ni4WA，渗碳淬火 ,精度等级为6级。（2）齿面接触强度设计计算以斜齿圆柱齿轮法向齿廓啮合点处的曲率半径为计算值，有直齿圆柱齿轮接触疲劳强度计算公式，并考虑斜齿圆柱齿轮传动的特点，可导出斜齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度校核公式和设计公式为： 按估取圆周速度 小轮分度圆直径，由式得: 齿宽系数 查表6.9按齿轮相对轴承为非对称布置，取=0.6（硬齿面）小轮齿数 选取=17大轮齿数, 齿数比 传动比误差 误差在5%范围内，合适小轮转矩 ,得初定螺旋角载荷系数 , 使用系数，查表6-3，得 动载荷系数，由推荐值1.051.4，得初值齿向载荷分布系数，由推荐值1.01.2，得齿向载荷分布系数，由推荐值1.01.2，得载荷系数 弹性系数, 查表6.4 节点影响系数 查图6-3 重合度系数 由推荐值0.750.88 螺旋角系数许用接触应力 得 接触疲劳极限应力 查图6-4接触强度的寿命系数 ，应力循环次数N 由式6-7预设刮板输送机每天工作20小时，每年工作350天，预期寿命为3年 查图6-5 得 接触强度最小安全系数 按一般可靠度查=1.01.1，取 故的设计初值为： 齿轮模数, 查表8-3 取 小轮分度圆直径的参数圆整值 圆周速度： 小轮分度圆直径: 大伦分度圆直径： 中心距: 齿宽 大轮齿宽 小轮齿宽 mm（3）齿根弯曲疲劳强度校核计算由式 齿形系数 查图6.5 小轮 大轮 应力修正系数 查图6.5 小轮 大轮 重合度重合度系数许用弯曲应力 弯曲疲劳极限应力 查图6-7 ，弯曲寿命系数， 查图6-8 尺寸系数 查图6-9 安全系数 查图8-27 则： 故 该对齿轮齿根弯曲强度能够满足要求。（4）齿轮的几何尺寸计算：已知：齿顶高系数，顶隙系数大齿圆柱齿轮的几何尺寸大轮分度圆直径： 齿顶高： 齿根高： 齿顶圆直径 齿根圆直径： 分度圆齿距 基圆齿距 分度圆齿厚 分度圆齿槽宽 取圆整2.3.4 传动部圆柱齿轮设计计算具体设计参数及结果见下表，介绍齿轮传动部分的设计方法和步骤。设计项目及说明结果已知参数如下： （1）选择齿轮材料小齿轮选用40Cr调质 大齿轮选用45正火 许用接触应力H 由参考资料3式6-6,接触疲劳强度极限Hlim 查参考资料3图6-4Hlim5=700N/mm2Hlim6=550N/mm2接触强度寿命系数ZN 应力循环次数N 由参考资料3式6-7N5=60n1jLh=3.087109N6=60n2jLh=1.25109查参考资料3图6-5得、接触强度安全系数SHmin=1则 取较小值 取（2）按齿面接触疲劳强度计算确定齿轮传动精度等级，按v=(0.0130.022) 估取圆周速度，参考参考资料3表6-7，参考资料3表6-8选取公差组7级小轮分度圆直径d，由参考资料3式（6-5）得d=齿宽系数查参考资料3表6.9按齿轮相对轴承为非对称布置，取 小齿轮齿数Z5在推荐值17-40中选大齿轮齿数 圆整为齿数比 小轮转矩已知载荷系数K由参考资料3式8-54得使用系数查参考资料3表6.3 K=1.1 动载荷系数K=1.1齿向载荷分布系数由推荐值1.01.2 齿间载荷分配系数K由推荐值1.01.2中得则载荷系数K 弹性系数 查参考资料3表6.4得节点影响系数查参考资料3图6-3（=0，）得重合度系数由推荐值0.850.92中选取齿轮模数m： 查参考资料3表6.6得圆整 小轮分度圆直径的参数圆整值 圆周速度V：=1与估计取Vt=3m/s相差较大,但考虑传动精度,不改变齿轮精度等级。标准中心距a 齿宽 大轮齿宽小轮齿宽 （3）齿根弯曲疲劳强度校核计算由参考资料3式6-10齿形系数查参考资料3表6.5 小轮 大轮 应力修正系数 查参考资料3图8-68 小轮 大轮 重合度系数 由参考资料3式（8-67）重合度 许用弯曲应力 由参考资料3式（6-12）弯曲疲劳极限 查参考资料3图6-7 弯曲寿命系数 查参考资料3图6-8尺寸系数 查参考资料3图6-9 =1最小安全系数 查参考资料3表8-27 则 故： 齿根弯曲强度足够。（4）齿轮其它主要尺寸齿顶高系数 顶隙系数齿根高：齿顶高直径： 基圆直径：分度圆齿距：基圆齿距：根圆： 顶圆： 顶隙：标准中心距： 分度圆齿厚： 分度圆齿槽宽： 2.3.5轴的设计及校核 1）输入轴上的转矩 2）求作用在锥齿轮上的力锥齿轮的受力分析圆周力径向力和轴向力3）确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理。初估轴的最小直径，取，可得: 轴的结构如图2.2所示： 图2.2 输入轴的结构图轴段 用于安装液力联轴器，其直径应该与液力联轴器的孔径相配合。所选液力偶合器为YOXD-560型偶合器，故取轴段的直径 ,其长度取轴段 为了液力偶合器的轴向定位，轴段左端制出定位轴肩，取轴肩高度，所以轴段的直径 ，该轴段放轴承端盖，取端盖厚度，端盖外端与耦合器右端面，则。轴段 为了第4轴段轴承更好的固定，轴段3用圆螺母和止动垫圈紧固，这种方法结构简单、拆装方便、紧固可靠，取，。轴段 该轴段安装滚动轴段有较大轴向力因此选用圆锥滚子轴承，取，选用30220型圆锥滚子轴承，尺寸 ,轴段 该轴段安装筒杯，用于调整齿轮轴的尺寸，因此取轴段直径取，轴段 该轴段安装轴承与挡油环，选用轴承为30220型圆锥滚子轴承，挡油环宽度为，取该段轴，。轴段 该轴段为轴承轴向定位，取，4)、绘制轴的弯矩图和扭矩图： 1.输入轴：（1）求轴承反力： H水平面： V垂直面：（2）求齿宽中心处弯矩：H水平面： V垂直面： （3）合成弯矩： 扭矩T：4)、按弯扭合成强度校核轴的强度：当量弯Mca=，取折合系数a=0.6, 5）校核轴的强度轴的材料为45钢，调质处理。由表4-1查得，则轴的计算应力为根据计算结果可知，该轴满足强度要求。轴设计时所用到的表和图，参考机械设计工程学。 弯扭图、扭矩图见下面: 图2.3 输入轴受力分析图（2）中间轴的设计1）确定轴的最小直径选取轴的材料为20GrMnTi ，渗碳、淬火、回火处理。初估轴的最小直径，取，可得: 轴的结构如图2.4所示：图2.4 中间轴的结构图轴段 该轴段安装圆锥滚子轴承，取，选用32315型，尺寸为 ，轴的外力在支点间作用，轴承的右端装有挡油环来调整轴向间隙，取。轴段 该轴段用于安装锥齿轮，选用筒支式支承该,，。轴段 装有筒杯固定， ,轴段 该段做成齿轮轴， ；轴段 该轴段安装圆锥滚子轴承，取，选用32315型，尺寸为 ，。c：绘制轴的弯矩图和扭矩图1）中间轴上的转矩 2）求作用在锥齿轮上的力大锥齿轮的受力与小锥齿轮的受力存在着一种关系,所以可以由输入轴的受力分析得 小直齿圆柱齿轮的受力分析: （1）求轴承反力： H水平面： V垂直面：（2）求齿宽中心处弯矩：H水平面： V垂直面： （3）合成弯矩： 扭矩T：4)、按弯扭合成强度校核轴的强度：当量弯Mca=，取折合系数a=0.6,5）校核轴的强度轴的材料为45钢，调质处理。由表4-1查得，则轴的计算应力为根据计算结果可知，该轴满足强度要求。弯扭图、扭矩图见下面图2.5 输二轴受力分析图（3）第三轴的设计选取轴的材料为20GrMnTi ，渗碳、淬火、回火处理。初估轴的最小直径，取，可得: 轴的结构如图2.6所示：图2.6 中间轴的结构图轴段 该轴段安装圆锥滚子轴承，取，选用30324型，尺寸为 ，轴的外力在支点间作用，轴承的右端装有挡油环来调整轴向间隙，取。轴段 该轴段为齿轮轴结构部分，尺寸为齿轮5尺寸,。轴段 该轴段装有齿轮，尺寸为齿轮6尺寸,。轴段 该轴段安装圆锥滚子轴承，取，选用30324型，尺寸为，。轴的强度校核1）求轴的载荷首先根据轴的结构（见图2-6）作出轴的计算简图。由图知轴的支撑跨距。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图、扭矩图和当量弯矩图（见图2-7）。各截面处的支反力：水平面 ,垂直面 ,弯矩和： 水平面 垂直面 合成弯矩 扭矩 当量弯矩图2-7 轴的受力分析图2）校核轴的强度轴的材料为20GrMnTi钢，调质处理。由表6.2查得则 ，轴的计算应力为根据计算结果可知，该轴满足强度要求。（3）输出轴的设计选取轴的材料为20GrMnTi ，渗碳、淬火、回火处理。初估轴的最小直径，取，可得: 轴的结构如图2.6所示：图2.8 中间轴的结构图轴段 该轴段为花键轴,轴段直径，取轴段。轴段 该轴段用于固定，取，轴段 该轴段单列圆锥滚子轴承32232固定，轴承的右端装有挡油环来调整轴向间隙。取轴段直径，轴段长度取，尺寸为 。轴段 该轴段用于固定轴承和齿轮，取， ， 轴段 该轴段装有齿轮，取，轴段 该轴段安装圆锥滚动轴承32232固定，轴承的右端装有挡油环来调整轴向间隙，取轴段直径为，轴段长度为。轴的强度校核1）求轴的载荷首先根据轴的结构（见图2-8）作出轴的计算简图。由图知轴的支