往復式給料機設計【含CAD圖紙】

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K-4型往復式給煤機外形尺寸和安裝尺寸型號ABCK-4162247401632330型號K-476234515433835型號K-41700175015501500型號K-41435150013001250型號K-41250158035266型號K-4396220型號K-4240014 K型往復式給煤機工作原理簡述往復式給煤機由槽形機體和帶有曲柄連桿裝置的活動底板組成的曲柄滑塊機構。底板是工作機構。由于曲柄連桿裝置的作用,底板作有規(guī)律的往復運動。當?shù)装逭袝r,將煤倉和槽形機體內的煤帶到機體前端;底板逆行時,槽形機體內的煤被機體后部的斜板擋住,底板與煤之間產(chǎn)生相對滑動,機體前端的煤自行落下。由于底板往復運動的結果,機體內的煤連續(xù)地卸落到運輸設備或篩選設備上。1.5 K4型給煤機的技術改造隨著礦井的延伸，井下使用K4型給煤機的數(shù)量不斷增加。由于在使用中，發(fā)現(xiàn)該機在結構上存在一些問題，為此我們對其進行了技術改造。1.3.1 存在的問題該機主要由電動機、減速器、曲拐、底托板、底托輪、后斜板、側板、弧形門、煤倉縮口聯(lián)接盤等組成。主要技術參數(shù)為：電動機功率：185；給煤量：132、268、395、530Ch。該機使用中主要存在以下問題：(1)底托板易彎曲變形。原因是：支撐輪間跨度大，抗彎能力低；鋼板厚度較薄(1012 )，隨著過煤量的增加，磨損嚴重；放煤時受煤塊頻繁沖擊砸壓，發(fā)生變形、彎曲。(2)后斜板和側板易變形。原因是：受煤倉煤流頻繁沖擊，從而發(fā)生變形。(3)弧形門不能隨意調節(jié)，無法控制煤倉跑水煤現(xiàn)象。原因是：在給煤機運行過程中，因經(jīng)常發(fā)生跑水煤現(xiàn)象，沖壞輸送機托輥、埋住機架、甚至發(fā)生傷人的安全事故。1.3.2 改進措施(1)底托板，增設支撐輪裝置在底托板下面焊接2根軌距為600的礦用軌道，以底托板中心線對稱布置，支撐輪頂在軌道上。運行時軌道與底托板一起運動 支撐輪做旋轉運動。支撐輪采用普通礦車輪，礦車輪用支座安裝在承載梁上，承載梁用礦用l2 工字鋼，承載梁下為2根與底板固定的工字鋼立柱。支撐輪支座用8條MI6 X60螺栓與承載梁上焊接的鋼板連接，便于支撐輪因磨損或軸承故障時更換方便。這樣，底托板由4點支撐變?yōu)?點支撐，跨度縮小，抗彎曲能力大大提高。(2)后斜板加焊礦用l2 工字鋼在后斜板加焊與給煤機給煤方向垂直的水平工字鋼，工字鋼采用礦用3根l2 工字鋼，長度與給煤機后斜板寬度相同，這樣增強了后斜板的抗彎曲能力。 (3)底托板、后斜板和側板均增加襯板襯板均采用612的普通錳鋼。底托板的1塊襯板，四周用20條MI6 X60的沉頭螺栓與原底托板連接。后斜板襯板1塊，四周用l6條M16 X60的沉頭螺栓與原后斜板連接。側板襯板左右各1塊，每塊用22條M16 X60的沉頭螺栓與側板連接。(4)弧形門增加電動控制裝置裝置包括電動機、減速器、卷筒、鋼絲繩、導向滑輪、固定平臺。電動機和減速器采用SSJ一1000110 X 2型可伸縮帶式輸送機的收帶裝置，卷筒和導向滑輪自制加工，鋼絲繩直徑 l5.5，固定平臺由612鋼板和礦用l2 工字鋼制作。改造后，給煤機在運行過程中可實現(xiàn)無級調節(jié)，可隨時控制給煤量的大小，當有水煤時，司機可立即按下控制按鈕，將弧形門放下，減少給煤量。當水煤放完后，可將弧形門重新開大，調大給煤量。弧形門上設有過位保護裝置，使弧形門在最低位置時與底托間之間僅有2050的間隙，這樣可防止弧形門擠壞底托板，經(jīng)現(xiàn)場使用，效果良好。(5)實施要點1)在新安裝每臺給煤機時應事先在下井前完成上述改造項目。如果使用后再進行改造，由于底托板、后斜板與側板變形彎曲，實施難度加大。2)所有襯板用沉頭螺栓與底托板、后斜板、側板連接后，再在各板四邊進行點焊，使襯板與原板牢靠地成為一體，可大大延長襯板的使用時間，同時便于更換襯板。3)弧形門電動控制裝置平臺與給煤機放煤口要保持一定的安全距離(一般為1215)，當煤倉內有大量水煤時，司機可站在給煤機前方安全地點操作，可確保人身安全，此點在斜巷運輸中更為重要。1.3.3 經(jīng)濟效益(1)K4型給煤機改造前，一般只能用2 a，改造后可使用56 a，每臺改造費用1萬元，計入6a內更換襯板2次、費用2萬元，共計3萬元。而在改造前6a內需更換2臺給煤機，需花費30萬元。(2)對于運煤系統(tǒng)而言，運煤系統(tǒng)沿途布置多臺給煤機，每臺給煤機檢修時，為了確保安全，需停止下面的帶式輸送機，這樣將嚴重制約運煤系統(tǒng)的運行時間；改造后，由于可避免運煤系統(tǒng)輸送機頻繁停機，從而可提高主運煤系統(tǒng)的有效運行時間。2、往復式給料機的結構設計2.1給煤機的外型尺寸參考表1-2 K-4型往復式給煤機取料倉寬度為=1500，底托板材料選用Q235鋼長度為L=2400 。已知給煤機的行程取=300。給料量1200噸時=20 ，曲柄轉速62 。由此可推出每轉推出煤的容積為：曲柄每轉推出煤為噸=322.6查表得散煤的容重由式得推出煤的最低高度：取底托板焊接在熱扎等邊角鋼焊成的架子上。查手冊選用型號為10的角鋼，角鋼的基本參數(shù)為：截面積 理論質量 所需角鋼的長度為：角鋼的質量為：底托板尺寸為：在底托板的兩側各加一塊鋼板用來擋煤，防止煤灑落。鋼板選用與底托板相同的材料，鋼板的尺寸為：在底托板的前后兩端各加一塊鋼板用來擋煤，防止煤灑落。鋼板選用與底托板相同的材料，鋼板的尺寸為：在底托板的下面四個滾輪滾動的地方各焊接一塊鋼板，鋼板選用與底托板相同的材料，鋼板的尺寸為：整個鋼板的質量為：2.2能耗分析往復式給煤機的運行阻力往復式給煤機運行時,電動機功率主要消耗在克服下列阻力上。正行時:底板在托滾輪上的運動阻力F1和煤與固定側板的摩擦阻力。逆行時:底板在托滾輪上的運動阻力F1和煤與底板的摩擦阻力。此外,還有一些能量消耗在克服底板加速運動時的動阻力上。往復式給煤機正行時的功耗是有效功耗,逆行時的功耗是無效功耗。2.2.1產(chǎn)生運行阻力的因素采用傾斜式倉口漏斗由于煤倉出口處壓力的作用,使底板產(chǎn)生了運行阻力,如果采用傾斜的倉口漏斗,使煤倉出口壓力對底板作用減小或不作用在底板上,底板的運行阻力就可以大大減小。 圖2-1往復式給料機計算簡圖式中給煤機槽體內煤的質量, ; 給煤機運動部件的質量, ; 重力加速度,g=9.81; 給煤機底板水平投影長度, ;底板在托滾輪上的運動阻力系數(shù),=0.08; 煤與鋼的摩擦系數(shù),=0.50.7; 煤對側板的側壓系數(shù)=0.995; 煤的松散容重,=950; h底板上煤的厚度,。 K型往復式給煤機計算簡圖見圖2-1。 正行阻力: 逆行阻力: 2.2.2運行阻力的計算運行阻力按正行阻力和逆行阻力的均方值計算,即: Q235的密度=7.85 給煤槽的運行速度和加速度用VB程序模擬曲柄滑塊機構的運動，可得到最大速度和加速度模擬程序見附錄底托板運行所需的功率為： 、減速器設計3.1電動機選型減速器用三對軸承，選用深溝球軸承查得其效率為齒輪選用直齒圓柱齒輪，其效率為聯(lián)軸器選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，型號為TL8，許用轉矩T=710000N.mm。曲柄的效率：連桿的效率總效率為：電動機所需的功率為： 所以電機選：型號為YB200L2-6電機總功率22同步速度1000電機的滿載轉速為970 堵轉轉矩的額定轉矩為1.8最大轉矩的額定轉矩為2.0查表可知電機軸直徑為55 3.2傳動比分配總傳動比為15.75i=1.4ii=3.35取i=3.5，i=4.5 3.3計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 電動機功率 軸 軸 軸 3.4齒輪的設計3.4.1第一對齒輪的設計（1）選擇齒輪材料查表2-17小齒輪選用20CMT滲碳淬火 HRC=5662 大齒輪選用20CMT滲碳淬火 HRC=5662（2）按齒面接觸疲勞強度計算確定齒輪傳動精度等級，按估取圓周速度，參考表8-14，表8-15選取 公差組8級小輪分度圓直徑d，由式（8-64）得齒寬系數(shù)查表823按齒輪相對軸承為非對稱布置，取 小齒輪齒數(shù)在推薦值20-40中選大齒輪齒數(shù) 齒數(shù)比 傳動比誤差 誤差在5%范圍內合適小齒輪轉矩 由式（8-53）得載荷系數(shù)K由式8-54得使用系數(shù)查表8-20 動載荷系數(shù)查圖8-57得初值 齒向載荷分布系數(shù)查圖8-60 齒間載荷分配系數(shù)由式（8-55）及得查表821并插值則載荷系數(shù)的初值彈性系數(shù) 查表8-22得節(jié)點影響系數(shù)查圖864（=0，）得重合度系數(shù)查圖865（=0）得許用接觸應力由式（869）得接觸疲勞極限應力、查圖869應力循環(huán)次數(shù)由式(870)預設給煤機每天工作20小時，每年工作300天，預期壽命為6年則查圖8-70得，接觸強度的壽命系數(shù) 、（不允許有點蝕）硬化系數(shù)查圖8-71及說明接觸強度安全系數(shù)查圖8-27，按一般可靠度查1.1取13641364故的設計初值為：齒輪模數(shù)： 查表83得 小輪分度圓直徑的參數(shù)圓整值： 圓周速度V： 與估計取Vt=5m/s有差距，對Kv取值有影響，需修正Kv查圖8-57 Kv=1.18 小輪分度圓直徑 大輪分度圓直徑 中心距 齒寬 大輪齒寬小輪齒寬 （3）齒根彎曲疲勞強度校核計算由式（866）齒形系數(shù)查圖8-67 小輪 大輪 應力修正系數(shù) 查圖8-68 小輪 大輪 重合度系數(shù) 由式（8-67） 許用彎曲應力 由式（8-71）彎曲疲勞極限 查圖8-72 彎曲壽命系數(shù) 查圖8-73尺寸系數(shù) 查圖8-74 =1安全系數(shù) 查表8-27 則 故：齒根彎曲強度足夠3.4.2 第二對齒輪的設計 （1）選擇齒輪材料查表2-17小齒輪選用20CMT滲碳淬火 HRC=5662 大齒輪選用20CMT滲碳淬火 HRC=5662（2）按齒面接觸疲勞強度計算確定齒輪傳動精度等級，按v=(0.0130.022) 估取圓周速度，參考表8-14，表8-15選取 公差組8級小輪分度圓直徑d，由式（8-64）得d=齒寬系數(shù)查表823按齒輪相對軸承為非對稱布置，取 小齒輪齒數(shù)在推薦值20-40中選大齒輪齒數(shù) 齒數(shù)比 傳動比誤差 =0.00誤差在5%范圍內 合適小輪轉矩 由式（8-53）得載荷系數(shù)K由式8-54得使用系數(shù)查表8-20 K=1.75 動載荷系數(shù)K查圖8-57得初值K K=1.12齒向載荷分布系數(shù)查圖8-60 齒間載荷分配系數(shù)K由式（8-55）及=0得查表821并插值則載荷系數(shù)K的初值壞而后人防b彈性系數(shù) 查表8-22得節(jié)點影響系數(shù)查圖864（=0，）得重合度系數(shù)查圖865（=0）得許用接觸應力由式（869）得接觸疲勞極限應力、查圖869應力循環(huán)次數(shù)由式(870)預設給煤機每天工作20小時，每年工作300天，預期壽命為6年則查圖8-70得，接觸強度的壽命系數(shù) 、（不允許有點蝕）硬化系數(shù)查圖8-71及說明接觸強度安全系數(shù)查圖8-27，按一般可靠度查1.1取13641364故的設計初值為齒輪模數(shù)m： 查表83得 小輪分度圓直徑的參數(shù)圓整值 圓周速度V： 與估計取Vt=2m/s很相近，對Kv取值影響不大，不必修正Kv Kv=小輪分度圓直徑 大輪分度圓直徑 中心距 齒寬 大輪齒寬小輪齒寬 （3）齒根彎曲疲勞強度校核計算由式（866）齒形系數(shù)查圖8-67 小輪 大輪 應力修正系數(shù) 查圖8-68 小輪 大輪 重合度系數(shù) 由式（8-67） 許用彎曲應力 由式（8-71）彎曲疲勞極限 查圖8-72 彎曲壽命系數(shù) 查圖8-73尺寸系數(shù) 查圖8-74 =1安全系數(shù) 查表8-27 則 故：齒根彎曲強度足夠。齒輪設計時所用的公式、表和圖參考機械設計工程學。3.4.3大齒輪的腹板設計查表4.10-1得 第一對齒輪中大齒輪的腹板設計取取第二對齒輪中大齒輪的腹板設計取取齒輪的腹板設計時，所查的表和圖全部參考機械設計課程設計中10.1圓柱齒輪的結構表4.10.1。3.5傳動軸的設計3.5.1軸的設計（1）該軸上的轉矩 ： （2）求出作用在齒輪上的力輸入軸齒輪的分度圓直徑為：， 圓周力、徑向力和軸向力的大小如下，方向如圖3-2所示。 （3）確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調質處理。按式4-2初估軸的最小直徑，查表4-2，取A=115，可得 (4) 軸的結構設計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度軸段該軸段安裝滾動軸承。因軸承只承受徑向力，選擇深溝球軸承。選用6411型深溝球軸承。其基本尺寸，取軸段直徑 mm。取齒輪距箱體內壁的距離，考慮到箱體的鑄造誤差，滾動軸承應距箱體有一段距離，取， 。圖3-1 軸的結構圖軸段該軸段安裝齒輪，齒輪左端采用套筒定位。取軸段直徑 ，已知齒輪的輪轂寬度為，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，軸段長度應略短于齒輪轂孔寬度取軸段該軸段為軸環(huán)。取齒輪右端軸肩高度，則軸環(huán)直徑，軸段長度軸段該軸段安裝齒輪，該軸段左端有一軸肩取，則軸段直徑。已知齒輪輪轂寬度為，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，軸段應略短于齒輪轂孔寬度取。軸段該軸段與軸段相同，取， 3）軸上零件的周向固定齒輪與軸的周向定位采用雙鍵B型普通平鍵，平鍵的尺寸分別為， 。為了保持齒輪與軸有良好的對中性，取齒輪與軸的配合為。滾動軸承與軸的周向定位采用過渡配合保證，因此軸段直徑的尺寸公差取為。4）確定軸上的圓角和倒角尺寸各處軸肩的圓角半徑見圖，軸端倒角取。（5）軸的強度校核1）求軸的載荷首先根據(jù)軸的結構作出軸的計算簡圖（見圖3-2）。在確定軸承的支點位時，手冊中查取a值（見表4-16（b）。對于6411型深溝球軸承，查得，因此軸的支撐跨距。根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖、扭矩圖和當量彎矩圖（見圖3-2）。從軸的結構圖和當量彎矩圖中可以看出，C截面的當量彎矩最大，是軸的危險截面。C截面處的支反力： 水平面 垂直面彎矩和： 水平面垂直面合成彎矩： 扭矩： 當量彎矩：2）校核軸的強度軸的材料為45鋼，調質處理。由表4-1查得，軸的計算應力為圖3-2軸的計算簡圖根據(jù)計算結果可知，該軸滿足強度要求。3.5.2軸的設計（1）該軸上的轉矩 （2）求出作用在齒輪上的力輸入軸齒輪的分度圓直徑為 圓周力、徑向力和軸向力的大小如下，方向如圖3-4所示。 （3）確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調質處理。按式4-2初估軸的最小直徑，查表4-2，取A=115，可得 軸段（見圖3-3）用于安裝聯(lián)軸器，其直徑應該與聯(lián)軸器的孔徑相配合，因此要選用聯(lián)軸器。聯(lián)軸器的計算轉矩，根據(jù)工作情況選取，則。聯(lián)軸器連接電機與減速器，電機軸的直徑為，根據(jù)工作要求選用彈性套柱銷聯(lián)軸器，型號為，許用轉矩。與輸出軸連接的半聯(lián)軸器孔徑，因此軸段的直徑。半聯(lián)軸器輪轂總寬度（J形軸孔），與軸配合的轂孔長度。(4) 軸的結構設計1）擬定軸上零件的裝配方案裝配方案如圖3-3所示圖3-3 軸的結構圖2）按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度軸段半聯(lián)軸器左端用軸端擋圈定位，按軸段的直徑 ，取擋圈直徑。為保證軸端擋圈壓緊半聯(lián)軸器，軸段的長度應比半聯(lián)軸器配合段轂孔長度略短23，取。軸段為了半聯(lián)軸器的軸向定位，軸段右端制出軸肩，取軸肩高度，所以軸段的直徑根據(jù)減速器與軸承端蓋的結構，確定端蓋的總寬度為。根據(jù)端蓋裝拆要求，取端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面之間的距離為，因此取。軸段該軸段安裝滾動軸承?？紤]軸承只承受徑向力，選擇深溝球軸承。取軸段直徑為，選用6313型深溝球軸承。其基本尺寸，則 。軸段取軸肩高度，則軸環(huán)直徑，軸環(huán)長度根據(jù)二軸取。軸段該軸段做成齒輪軸，取軸段直徑，已知齒輪的輪轂寬度為，取軸段長度等于輪轂長 軸段該軸段同軸段，取該段軸徑，軸環(huán)長度根據(jù)結構取軸段該軸段直徑與軸段相同，取，軸段長度。3）軸上零件的周向固定滾動軸承與軸的周向定位采用過渡配合保證，因此軸段直徑的尺寸公差取為。軸與半聯(lián)軸器的周向定位采用A型普通平鍵，平鍵的尺寸為。為了保持齒輪與軸有良好的對中性，取齒輪與軸的配合為。4）確定軸上的圓角和倒角尺寸各處軸肩的圓角半徑見圖，軸端倒角取。（5）軸的強度校核1）求軸的載荷首先根據(jù)軸的結構作出軸的計算簡圖（見圖3-4）。在確定軸承的支點位時，手冊中查取a值（見表4-16（b）。對于6013型深溝球軸承，查得，因此軸的支撐跨距。根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖、扭矩圖和當量彎矩圖（見圖3-4）。從軸的結構圖和當量彎矩圖中可以看出，C截面的當量彎矩最大，是軸的危險截面。C截面處的支反力： 水平面 垂直面彎矩和 ： 水平面垂直面合成彎矩 扭矩 當量彎矩圖3-4軸的計算簡圖2）校核軸的強度軸的材料為45鋼，調質處理。由表4-1查得，則0.090.15865 取軸的計算應力為根據(jù)計算結果可知，該軸滿足強度要求。3.5.3 軸的設計（1）該軸上的轉矩 （2）求出作用在齒輪上的力輸入軸大齒輪的分度圓直徑為 圓周力、徑向力和軸向力的大小如下，方向如圖3-6所示。 （3）確定軸的最小直徑選取軸的材料為45鋼，調質處理。按式4-2初估軸的最小直徑，查表4-2，取A=115，可得 （4）軸的結構設計1）擬定軸上零件的裝配方案裝配方案如圖3-5所示圖3-5軸的結構圖2）按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度軸段該軸段安裝曲柄，取軸段直徑。該軸段。軸段為了曲柄的軸向定位，軸段右端制出軸肩,取軸肩高度,所以軸段的直徑取。根據(jù)減速器與軸承端蓋的結構，確定端蓋的總寬度為。根據(jù)端蓋裝拆要求，取端蓋外端面與半聯(lián)軸器右端面之間的距離為，因此取。軸段該軸段安裝滾動軸承?？紤]軸承只承受徑向力，選擇深溝球軸承。取軸段直徑為，選用6317型深溝球軸承。其基本尺寸。根據(jù)與二軸的配合，則 。軸段該軸段安裝齒輪，齒輪左端采用套筒定位。取軸段直徑，已知齒輪的輪轂寬度為，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，軸段長度應略短于齒輪轂孔寬度取軸段該軸段為軸環(huán)。取齒輪右端軸肩高度，則軸環(huán)直徑，軸段長度 。軸段該軸段直徑與軸段相同，取，軸段長度。軸段該軸段與軸段相同，軸段長度。軸段該軸段與軸段相同安裝曲柄，該軸段直徑，軸段長度。3）軸上零件的周向固定齒輪與軸的周向定位采用雙鍵B型普通平鍵，平鍵的尺寸為 。曲柄與軸的周向定位采用B型普通平鍵,鍵的尺寸為。為了保持齒輪與軸有良好的對中性，取齒輪與軸的配合為滾動軸承與軸的周向定位采用過渡配合保證，因此軸段直徑的尺寸公差取為。4）確定軸上的圓角和倒角尺寸各處軸肩的圓角半徑見圖，軸端倒角取。（5）軸的強度校核1）求軸的載荷首先根據(jù)軸的結構作出軸的計算簡圖（見圖3-6）。在確定軸承的支點位時，手冊中查取a值（見表4-16（b）。對于6013型深溝球軸承，查得，因此軸的支撐跨距。根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖、扭矩圖和當量彎矩圖（見圖3-6）。從軸的結構圖和當量彎矩圖中可以看出，C截面的當量彎矩最大，是軸的危險截面。C截面處的支反力： 水平面 垂直面彎矩和： 水平面垂直面合成彎矩 扭矩 圖3-6軸的計算簡圖當量彎矩2）校核軸的強度軸的材料為45鋼，調質處理。由表4-1查得，則0.090.15865 取軸的計算應力為根據(jù)計算結果可知，該軸滿足強度要求。軸設計時所用到的表和圖，參考機械設計工程學。3.5.4鍵的強度校核軸上鍵的強度校核鍵的尺寸，材料45鋼。式中鍵與輪轂槽的接觸高度，為鍵高；鍵的工作長度，為鍵寬；許用擠壓應力，查表2-21得。鍵滿足強度要求。軸上鍵的強度校核鍵的尺寸分別為， 鍵滿足強度要求。軸上鍵的強度校核鍵的尺寸分別為， 鍵滿足強度要求。3.5.5 軸承的校核軸上的軸承為6313型深溝球軸承，查手冊，6313軸承的主要性能參數(shù)為：1）計算軸承支反力1、水平支反力： 2、垂直支反力： 3、合成支反力： 2）軸承的派生軸向力為零。3）軸承所受的軸向載荷為零。4）軸承的當量動載荷（1），查表5-12由式5-7（2），查表5-12得5）軸承壽命因，故應按計算，由表5-9、表5-10得。按式5-5軸上的軸承為6411型深溝球軸承，查手冊，6411軸承的主要性能參數(shù)為：1）計算軸承支反力1、水平支反力： 2、垂直支反力： 3、合成支反力： 2）軸承的派生軸向力為零。3）軸承所受的軸向載荷為零。4）軸承的當量動載荷1、，查表5-12由式5-72、，查表5-12得5）軸承壽命因，故應按計算，由表5-9、表5-10得。按式5-5軸上的軸承為6317型深溝球軸承，查手冊，6317軸承的主要性能參數(shù)為：1）計算軸承支反力1、水平支反力： 2、垂直支反力： 3、合成支反力： 2）軸承的派生軸向力為零。3）軸承所受的軸向載荷為零。4）軸承的當量動載荷1、，查表5-12由式5-72、，查表5-12得5）軸承壽命因，故應按計算，由表5-9、表5-10得。按式5-5通過以上計算可知軸承可滿足使用要求。軸承校核時所用到的公式、表和圖，參考機械設計工程學。3.6減速器箱體的結構設計減速器的箱體是支承和安裝齒輪等傳動零件的基座，因此，它本身必軸上鍵的校核須具有很好的剛性，以免產(chǎn)生過大的變形而引起齒輪上載荷分布不均。為此目的，在軸承座凸緣的下部設有肋板。箱體多制成剖分式，剖分面一般設在水平位置并與齒輪軸面重合。箱體選用鑄鐵。表3-1減速器鑄造箱體的結構尺寸名 稱代 號薦用尺寸關系下箱座壁厚兩級齒輪減速器上箱蓋壁厚下箱座剖分面處凸緣厚度上箱蓋剖分面處凸緣厚度地腳螺栓底腳厚度箱座上的肋厚箱蓋上的肋厚兩級圓柱齒輪減速器中心距之和軸承旁聯(lián)接螺栓（螺釘）直徑軸承旁聯(lián)接螺栓通孔直徑軸承旁聯(lián)接螺栓沉頭座直徑軸承旁凸臺的凸緣尺寸（扳手空間）上下箱聯(lián)接螺栓（螺釘）直徑上下箱聯(lián)接螺栓通孔直徑上下箱聯(lián)接螺栓沉頭座直徑箱緣尺寸（扳手空間）地腳螺栓直徑地腳螺栓孔直徑地腳螺栓沉頭座直徑底腳凸緣尺寸（扳手空間）地腳螺栓數(shù)目軸承蓋螺釘直徑見表4.9-4檢查孔蓋聯(lián)接螺釘直徑圓錐定位銷直徑減速器中心高軸承旁凸臺高度根據(jù)低速軸軸承座外徑和扳手空間的要求，由結構確定軸承旁凸臺半徑軸承端蓋（即軸承座）外徑見表4.9-4軸承旁聯(lián)接螺栓距離取箱體外壁至軸承座端面的距離軸承座孔長度（即箱體內壁至軸承座端面的距離）大齒輪頂圓與箱體內壁間距離齒輪端面與箱體內壁間距離3.7軸承蓋選用螺釘聯(lián)接式軸承蓋-端蓋聯(lián)接螺釘直徑見表3-2表3-2軸承外徑D螺釘直徑端蓋上螺釘數(shù)目456570100110140150230681012166圖3-7螺釘聯(lián)接式軸承蓋的尺寸圖軸上軸承蓋的尺寸該軸上軸承的大徑為140 ，故=10 m由結構確定由密封尺寸確定軸上軸承蓋的尺寸該軸上軸承的大徑為140，故=10m由結構確定由密封尺寸確定軸上軸承蓋的尺寸該軸上軸承的大徑為180，故=12m由結構確定由密封尺寸確定3.8起吊裝置吊耳和吊鉤的尺寸確定取圖3-8箱座上的吊耳箱座上的吊耳見表3-1螺塞的選擇根據(jù)表4.9-63.9封油墊材料封油墊材料：石棉橡膠板，工業(yè)用革；螺塞材料：Q235-A。通氣塞的選擇根據(jù)表4.9-2軸承蓋、起吊裝置吊耳和吊鉤的尺寸確定及封油墊材料選用和設計時所用的表參考機械設計課程設計。4、給煤機的零件設計4.1滾輪軸的設計選擇軸的材料為45鋼，查表4-2得45鋼的許用剪切應力為滾輪處軸所受的力：該處軸的截面積為該處軸的剪切應力為：軸的結構設計1）擬定軸上零件的裝配方案裝配方案如圖41所示2）按軸向定位要求確定各軸段直徑和長度軸段 該軸段直徑根據(jù)結構要求取，根據(jù)結構取軸段長度。軸段該軸段帶有螺紋擰定位小圓螺母，選則型號為的小圓螺母則軸段直徑為。該軸段擰兩個小圓螺母，查手冊小圓螺母的寬度，則該軸段的長度取 。圖41托輥軸的結構圖軸段該軸段安裝軸承，軸承選用型號為32214的圓錐滾子軸承，取軸段直徑為，軸承的基本尺寸為：。兩個軸承對裝，兩個軸承中間用一個套筒。套筒內徑取70mm，外徑取79，套筒長度取20 。該軸段的長度。軸段為了軸承的軸向定位，軸段右端制出軸肩，取軸肩高度，所以軸段的直徑，軸段長度。軸段該軸段的軸徑，軸段的長度。軸段該軸段與軸段相同，該軸段直徑。軸段長度為。軸段該軸段與軸段相同，該軸段直徑。軸段長度為。軸段該軸段與軸段相同，該軸段直徑。軸段長度為。軸段該軸段與軸段相同，該軸段直徑。軸段長度為。圖42托輥軸受力分析圖支反力： 垂直面垂直面2）校核軸的強度軸的材料為45鋼，調質處理。由表4-1查得，則0.090.15865 取軸的計算應力為根據(jù)計算結果可知，該軸滿足強度要求。4.2曲柄的設計給料機的往復行程為300mm，取曲柄的長度為150mm。曲柄選用活動曲柄，曲柄與減速器的周向定位采用鍵連接，其結構如圖43所示。圖43曲柄的結構圖4.3連桿的設計根據(jù)總體結構之間的位置關系，取連桿的長度為，其結構如圖44所示。圖44連桿的結構圖4.4給煤槽的設計參考K4型給料機的給煤槽的的結構尺寸，取長度：寬度：其結構及尺寸如圖45所示。圖45給煤槽的結構圖4.5閘門的設計閘門的作用是控制煤流量，并在停機時將出口封死。即要求：當門在最高位置時，到給煤槽的距離H800；當門在最低位置時，到給煤槽的距離H25。取閘門半徑為：。其結構如圖46所示。圖46閘門的結構圖5、主要零件的加工工藝5.1齒輪的加工工藝該齒輪屬于重載齒輪，用于給煤機的減速器。重載齒輪主要指為礦山、冶金、建材、石油、化工、電站、鍛壓、起重運輸機械等主機的配套的齒輪和通用減速器中的齒輪。其作為齒輪制造行業(yè)中的重要組成部分，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，在國內已具有相當?shù)囊?guī)模和實力。特別是從70年代后期至80年代，我國在引進冶金、建材、石油、化工、電站等方面的大型成套設備中，同時引進了與其配套的齒輪制造技術。與此同時，國內一些重載齒輪生產(chǎn)廠家也進口了一系列的大型高精度切齒設備、大型齒輪檢測設備以及熱處理設備。如3.5m磨齒機、2.5m齒輪檢測儀、大型高精度滾齒機、大型滾刀磨床、2m滲碳爐等。通過技術引進和消化吸收工作，以及圍繞提高齒面承載能力進行的一系列科研攻關，加之先進的齒輪制造設備幾檢測設備的引進，大大促進了我國重載齒輪行業(yè)制造技術的發(fā)展，逐步縮小了我國重載齒輪產(chǎn)品水平與國外先進水平的差距。這方面的標志是國內重載齒輪制造行業(yè)一發(fā)展到以滲碳淬火磨齒齒輪為主導地位的新階段，基本上可以滿足國內大型成套設備的配套要求。5.1.1硬齒面齒輪的工藝特點1、強調高精度硬齒面齒輪的齒面接觸疲勞強度和齒根抗彎強度都很高，但是接觸應力和彎曲應力的大小和精度是密切相關的。齒輪和箱體等的制造和裝配誤差均會引起齒面和齒根的局部過載，從而影響齒輪實際承載能力。硬齒面齒輪只有在高精度的條件下，其承載能力高的特點才能充分發(fā)揮。由于硬齒面齒輪的跑合性能比軟齒面齒輪差的多，所以由于精度低造成硬齒面齒輪承載能力下降，其后果要比軟齒面嚴重的多?？梢哉f今后硬齒面齒輪加工工藝的研究重點，旨在提高制造精度。2、更有必要進行齒廓和齒向修形對于重載齒輪，特別是硬齒面齒輪，由于其彈性變形很大，跑合性能又極差為了減少由于齒輪受載變形所引起的嚙入嚙出沖擊，改善嚙合過程中齒面載荷分配特性，減少振動噪聲和動載荷，更有必要進行齒廓修形；另一方面，為了使一同受載變形后，載荷沿齒寬均勻分布，亦更有必要進行齒向修形。3、降低齒面的表面粗糙度軟齒面的表面粗糙度對齒面承載能力的影響微不足道的，而硬齒面的表面粗糙度對齒面承載能力的影響很大。因此要求硬齒面較軟齒面具有更低的表面粗糙度數(shù)值。硬質合金滾刀精滾后采用蝸桿式珩磨輪珩齒，甚至磨齒后珩齒，進一步降低表面粗糙度，其目的就在于此。5.1.2滲碳齒輪的加工工藝表5-1滲碳齒輪的加工工藝工序號工序名稱工序內容及說明0鍛造1粗車 各內外圓及端面留量，總余量=正火后車削余量+滲碳后車去滲碳層余量+淬火后精車余量全部棱邊按留量倒角；圖樣臺肩圓角小于R5按R5加工，大于R5按圖加工，全部表面粗糙度不大于2探傷 超聲波探傷3正火4車 按外圓及端面找正 凹槽車成 齒頂圓直徑，根據(jù)生產(chǎn)實踐中掌握的熱處理變形規(guī)律，工藝要求車小于熱處理后漲大量相同的尺寸，以及熱處理后，齒頂圓直徑大致符合圖樣尺寸要求 若粗滾齒時測量齒厚，須由檢查員測量實際齒頂圓直徑，并在非基準面上標明，以備粗滾齒測量齒厚時進行修正 內徑及端面留量，總余量=滲碳后車去滲碳層余量+淬火后車削余量 全部棱邊倒角按余量倒角，全部表面粗糙度不大于5劃線 劃端面孔線6鉆 鉆端面孔7鏜 將端面孔鏜至圖樣要求尺寸8粗滾齒 采用磨前滾刀滾齒，要求精度達8-8-8（GB10095-88）測量公法線長度或齒厚，留出半精滾齒及磨齒余量9鉗工端面齒形及齒頂沿齒長棱邊倒角10滲碳11車 按齒頂圓及端面找正 車去內孔及端面滲碳層，內孔及端面留量，余量為淬火后車削余量 12鉗工端面齒形倒角13淬火14噴丸15車 按齒圈找正；直齒輪在卡盤卡爪位置的四個齒槽兩端均布8個磁性找正棒。在相距0.8齒寬的兩個截面上，找正齒圈徑向跳動。 按圖車成各部，在齒頂圓中部車寬10找正，見圖即可 調裝，端面靠平鐵（平鐵預先光一刀），用0.02塞尺檢查不入，按找正帶找正，按圖車成其余各部16探傷17劃線 劃鍵槽加工線18插插鍵槽19鉗工 將此件與軸、鍵裝配20精車 按兩端基準軸頸找正，徑向圓跳動允差0.02 基準端面輕光一刀，見平即可 在齒頂圓中部車寬 10找正，見圓即可 若半精滾齒及磨齒時是測量齒厚，應在滾齒切入端，車寬度大于法向模數(shù)的測量帶，車圓即可。須由檢查員測量實際齒頂圓直徑，并在非基準面上標明，以備半精滾齒、磨齒測量齒厚時進行修正21半精滾齒 按一端基準軸頸及齒頂圓找?guī)д艺?；或按齒頂圓找正帶 采用硬質合金滾刀半精滾齒，留磨余量為粗滾齒留出余量的1/4，要求精度達到7-8-8（GB1009588），精度7-8-8（GB1009588）或以下可以精滾成22磨齒 按兩端基準軸頸找正，徑向圓跳動允差0.01 采用將軸裝入齒輪后，按兩端基準軸徑找正，精車基準端面和齒頂圓找正帶，半精滾齒和磨齒時，按基準軸徑和精車后的基準面找正的工藝方法，可以顯著的減少由于齒輪軸線傾斜引起的附加幾何偏心而造成的齒距累積誤差；以及齒輪軸線傾斜造成的齒向誤差這是提高齒輪精度行之有效的工藝方法23檢查 按圖樣要求檢查齒輪精度，在檢查齒形時同時檢查漸開線長度是否足夠 檢查是否有磨齒燒傷、裂紋 檢查齒根部是否出現(xiàn)磨齒24鉗工 端面齒形及齒頂沿齒長棱邊倒角 做靜平衡5.2軸的加工工藝表5-2滲碳軸齒輪的加工工藝工序號工序名稱工序內容及說明0鍛造1劃線 檢查毛坯余量 劃一端中心孔加工線2打中心孔 平一端面并打中心孔3粗車 各外圓及端面留量，總余量=正火后車削余量（齒頂圓僅此一項）+滲碳后車去滲碳層余量+淬火后車削余量+外圓及端面磨削余量。為了避免熱處理時由于應力集中造成裂紋：全部棱邊按留量倒角；圖樣臺肩圓角小于R5按R5加工，大于R5按圖加工；全部表面粗糙度不大于（同時為了超聲波探傷要求）。根據(jù)工藝需要車出熱處理吊臺4探傷 超聲波探傷檢查齒坯是否有缺陷。若齒坯內部質量不合格就報廢5正火預備熱處理。目的是使齒坯組織細化和均勻化，減少滲碳淬火時的變形6車 車兩軸端端面，修打兩端中心孔。齒頂圓按圖車成。齒寬按圖車成。其余外圓及端面留量，總余量=滲碳后車去滲碳層余量+淬火后車削余量+外圓及端面磨削余量倒角、臺肩圓角、其余表面粗糙度要求同工序37粗滾齒 齒形預加工，要求精度達到8-8-8（GB1009588）采用帶觸角的磨前滾刀，在齒形根部切出沉割。測量公法線長度，并留出半精滾齒及磨齒余量8鉗工 端面齒形及齒頂沿齒長棱邊倒角，避免熱處理時產(chǎn)生裂紋9滲碳10車 按齒頂圓兩端找正。車成軸端端面，修打兩端中心孔。車去各部滲碳層，外圓及端面留量，總余量=淬火后車削余量+外圓及端面磨削余量。倒角、臺階圓角、表面粗糙度要求同工序311淬火12噴丸 目的是：清除熱處理氧化皮；使齒根部產(chǎn)生殘余應力，以提高齒根抗彎疲勞強度13半精車 切去熱處理吊臺，保持總長 直齒輪在卡盤卡爪位置的四個齒槽兩端均布8個磁性找正棒。在相距0.8齒寬的兩個截面上，找正齒圈徑向跳動。 調節(jié)卡盤卡爪和置于中心架上的固定于另一端的定位套，進行找正。修打兩端中心孔 需磨削的外圓及端面要留量，其余車成。全部表面粗糙度不大于14探傷 超聲波探傷，此次探傷結果最終確定齒坯內部質量是否合格15磨 磨外圓及端面16半精滾齒按兩端軸徑找正，采用硬質合金滾刀半精滾齒，留磨余量為粗滾齒留出余量的1/4。要求精度達到7-8-8（GB1009588）。設計要求精度為7-8-8（GB1009588）或更低可精滾成17磨齒 按兩端基準軸徑找正，徑向圓跳動允差0.01 齒廓根部切出沉割，意圖是避免齒槽根部磨削，其好處是：避免降低槽底硬度，及保持滲碳、淬火、噴丸后形成的壓力應力層，以提高齒根抗彎疲勞強度；槽底狹小，散熱條件差，以及過渡曲線處余量大小變化大，易產(chǎn)生磨削燒傷和裂紋；槽底磨削條件差，砂輪外圓磨粒易脫落和磨損，從而影響磨齒質量?？傊X槽根部不磨削可以提高齒輪承載能力，避免磨齒損傷，提高磨齒質量，降低磨齒負荷，提高生產(chǎn)效率 調整好磨齒機后，每批首件試磨，然后對其進行精度檢測，根據(jù)齒形和齒向的檢測結果，對磨齒機進行小調整，直至磨出合格的產(chǎn)品18. 按圖樣要求檢查齒輪精度，在檢查齒形時，同時檢查漸開線長度是否足夠，檢查是否有磨齒燒傷、裂紋；檢查齒根部是否出現(xiàn)磨齒凸臺19劃線 劃鍵槽加工線20銑 銑鍵槽21鉗工 端面齒形及齒頂沿齒長棱邊倒角結 論本設計論文介紹了往復式給煤機的總體結構設計，完成了各結構件的設計，在設計結構件時，通過計算機軟件Visual Basic來進行求解給煤槽速度加速度編程，同時建立了支架平面和空間力學模型，對各構件進行了平面和空間力學受力分析和強度校核。因此，各構件都滿足強度要求，使其工作安全可靠本文設計的往復式給煤機是參考現(xiàn)有K4型給煤機，對現(xiàn)有K4型給煤機結構進行優(yōu)化和創(chuàng)新。使其有運行可靠、性能穩(wěn)定、噪音低、安全可靠、體積小、，重量輕、成本低、運輸安裝拆卸方便、使用維護工作量小等特點。因此具有很高的性能價格比。在設計過程中，由于煤倉出口處壓力的作用,使底板產(chǎn)生了運行阻力,如果采用傾斜的倉口漏斗,使煤倉出口壓力對底板作用減小或不作用在底板上,底板的運行阻力就可以大大減小。從而減小能量的消耗，降低運行成本，該往復式給煤機經(jīng)濟實用。由于本人學識和時間有限，而且實踐經(jīng)驗更是不足，因此，在設計中難免會出現(xiàn)一些缺陷和不足之處，懇請各位老師和同學批評指正。參考文獻：1王啟義著.中國機械設計大典2.江西科學技術出版社.2002.12王啟義著.中國機械設計大典3.江西科學技術出版社.2002.13吳宗澤著.機械設計師手冊.北京：機械工業(yè)出版社.2002.14雷光、許洪基、褚啟權、林漢元著.齒輪制造手冊.北京：機械工業(yè)出版社.1998.35鞏云鵬田萬祿張祖立黃秋波著.機械設計課程設計.東北大學出版社6韓莉著.機械設計課程設計.重慶大學出版社7唐大放、馮曉寧、楊現(xiàn)卿著.機械設計工程學 .徐州：中國礦業(yè)大學出版社.2004.18 張先塵著. 煤礦開采技術新研究. 徐州：中國礦業(yè)大學出版社.1987.129 張艷著. Visual basic程序設計教程. 徐州：中國礦業(yè)大學出版社.2003.110 劉炳文著.精通Visual Basic 6 . 0 中文版.電子工業(yè)出版社.1999 . 711甘永立著. 幾何公差與檢測. 上海：上?？萍汲霭嫔? 2001.412王洪欣、李木、劉秉忠著.機械設計工程學.徐州：中國礦業(yè)大學出版社.2004.113 李宜民、王慕齡、宮能平著.理論力學. 徐州：中國礦業(yè)大學出版社.2003.314 輝祖著. 料料力學. 北京：高等教育出版社.1999.915劉鴻文著.簡明料料力學. 北京：高等教育出版社.1997.716 胡云巖等著.實用焊工速查手冊 .石家莊：河北科學技術出版社，200217 劉效春. 支架結構件的焊接工藝技術探討. 淮北礦業(yè)集團機電裝備有限責任公司工藝科.安徽.2005.718 洪曉華著.礦井運輸提升. 徐州：中國礦業(yè)大學出版社.2005.719李愛軍、曾維鑫著.畫法幾何及機械制畫. 徐州：中國礦業(yè)大學出版社.2002.820 Joseph E.Shigley,Charles R.Mischke.機械工程設計.北京：機械工業(yè)出版社,200221Jean-Philippe Vidal,Sabine Moisan, Jean-Baptiste Faure Knowledge-Based hydraulic Model Calibration October 200322 Kim, C.Y., Ahn, B.S, Cho, S.S., and Kim, S.H., “The Integrated Methodology of Rough Set Theory and Artificial Neural Network for Business Failure Prediction,” The Journal of MIS Research, Vol. 9, No.4, 1999, (in press).23 Ziarko, W., Golan, R., & Edwards, D., “An application of DATALOGIC/R knowle