低速重载齿轮传动的解决方案.pdf

2 0 0 0年第 3期 煤 矿 机 械 2 1 2 1 文 章 编 号 1 13 0 3 0 7 9 4 2 0 O O O 3 ． 0 0 2 1 ． 0 2 低速重载齿轮传动的解决方案 ／ 多 - ／ 1 太瞅学 山西 太原 o 3 o o o ％ ’ 2 学 ，山西 太原 0 3 C 0 2 4 ／ 歹 太 原 大 学 山 西太 原 ．太原理工大学 ，山西 太原 f i 摘要 通过对硬齿面渐开线齿轮与硬齿面双圆弧齿轮传动进行分析 对比， 提 出低速重载传 动的 解决方案 。 关 键词 妻 捡篮 越 中图号3 3 1 1 3 2 ． 4 1 双 圆弧齿轮 1 概述 目前 ， 齿轮传动仍是各类机械中应用虽为广泛 的一种传动形式。 在齿轮传动中， 渐开线齿轮占据着 很重要的位置。 渐开线齿轮由于制造方便 ， 加工工艺 简单 。 可进行滚齿和铣齿， 因而获得了广泛的应用。 但渐开线齿轮也存在一定的缺点。 外啮合的渐开线 齿轮传动由于是凸齿廓对凸齿廓， 从接触角度来看， 因综合曲率半径很小 ， 接触应力大 ， 不易形成弹流润 滑油膜． 使其承载能力受到限制， 齿面硬度不足时很 容易出现点蚀。 要想降低接触应力就必须增大齿面 的曲率半径 ， 势必要增大齿轮的直径 ， 这样就银难达 到小体积的要求。 再则对于低速重载齿轮米说 ， 其磨 齿效率低， 成本高， 弹性、 热变形的动态精度及其修 形技术难以保证 ， 以及沿齿高齿形的磨损畸变 ， 使用 精度难 保持， 从而影响传动的平稳性和动态性能 的质量。 双圆弧齿轮是一种新的传动齿形， 它的优越性 在于 首先， 双圆弧齿轮传动 由于是凸凹齿面接触， 齿面的综合曲率半径比渐开线齿轮大许多倍。 第二， 双圆弧齿轮的齿形可 以灵活设计， 齿腰和齿根的厚 度可按强度条件调节， 加之齿根用一段大圆弧连接， 有利于弯曲强度的提高。 由上述两点， 用双圆弧齿轮 代替渐开线齿轮， 当工况和使用寿命相同时， 双圆弧 齿轮减速机体积可减小 3 0 ％ 左右， 如果 体积不变， 则可成倍地延长使用寿命。 一般情况下， 中硬齿面 HB 3 0 0 左右 的双圆弧齿轮承载能力接近于硬齿面 渐开线齿轮， 而其加工成本， 困无需磨削而便宜得 多， 具有很大的经济价值。 第三， 双圆弧齿轮传动时 ， 因其运动特性， 接触匿以很高的滚动速度沿齿宽方 向移动 ， 齿面问容易形成油膜。 早在 1 9 6 0年 E s s e n国 际齿轮会议上曾指出圆弧齿轮的主要优点之一是润 滑性能怠好 ， 油膜厚度为渐开线齿轮的 1 0倍， 此外 齿面间的滑动速度很小 ， 综台起来 ， 啮台摩擦损失减 小 5 0 ％ 一6 o ％， 磨损减轻2 ／ 3 3 ／ 4 。 第四 。 双圆弧齿 轮滑动速度沿齿高方向均等 ， 所以， 齿 面磨合叶， 法 向齿廓更趋于圆弧， 有良好的跑台性能 齿面磨损无 损于齿形精度。 而 圆弧齿轮的跑台工艺实际上起到 了装配后的 对研精加工 工艺 的作用 。 文献 标 毋 粜 对于软齿面、 中硬齿面双圆弧齿轮来说 ， 已不适 应某些高性能传动的要求， 但随着珩、 研、 刮等新加 工技术的出现， 硬齿面双圆弧齿轮的加工 已趋于成 熟 ， 其应用是必然趋势。 太原理工大学齿轮研究所 已 将硬齿面双圆弧齿轮成功地应 用于冲击大 、 负荷重 的煤矿机械传动上 低速重载传动 ， 由于载荷大 ， 运转条件恶劣， 要 求齿轮具有较高的承载能力和较长的使用寿命、 硬 齿面的双圆弧齿轮传动是一种好的解决方案。 2 低速、 重载传动的方案对比 现在煤矿上使用的 S G W 一1 5 0刮板输送机的原 减速器的传动比为 2 4 ． 4 3 7 6 ， 为三级锥一 柱传动 ， 采 用的是硬齿面渐开线齿轮 见表 1 ， 太原理工大学 新设计的减速器的传动比为 2 4 ． 3 5 0 3 3 ， 采用的是 硬 齿面双圆弧齿轮 见表 2 袁 1 渐开线齿轮减速器的齿轮参数 Ta b- 1 Ge a r p a r a me t e r s o f inv o l u t e g e a r d e c e l e r a t o r 表 2 新型圆弧齿轮减速 器的齿轮参数 T a b - 2 G e a r p a r a me t e r s 0 f a I It W t y p e a r c g e a r d e c e l e r a t o r 根据上述参数进行强度计算 ， 袭 3 列出了这 2 种 减速器的接触与弯曲强度的安全系数对 比。 采 3 2种减速器的接竟 生 强度与弯 曲强度的 安 全系数对比 Ta b- 3 Co mp a r i n g s a f e t y c o e f fi c i e n t o f c o n t a c t s t r e n g t h a n d f l e x m- a l s t r e n g t h o r t wo k i n ds d e c e l e r at or 由表 3可知双圆弧齿轮与渐开线齿轮相比 ，其 维普资讯 2 2 2 0 0 0年 第 3 文章编号 1 0 0 3 - 0 7 9 4 1 2 0 0 0 1 0 3 - 0 0 2 2 - 0 2 一 ；E B J 一1 6 0型掘 进机机架焊接工艺设计 堕 鞠 - 三塑 生 刘 玉荣 佳木斯煤矿机械厂 ，黑龙江 佳木斯 1 5 4 0 0 2 摘要针对机架的结构特．最． 设计了 切实 接变形 ． 使构件焊接质量满足设计要求。 关键词 垫苤；竖 焦 堇； 埕堡圭 中图号T D 4 2 1 ． 5 2 T G 4 4 1 1 前言 E B J 一1 6 0型掘进机是国家“ 八五”期问重点科 技攻关项目之一。 是首台截割硬度为 ．， ≤8 的半煤岩 悬臂式重型掘进机。 该机的研制成功添补了我国重 型掘进机的空白， 把我国半煤岩掘进提 高到一个新 水平 。 机架是 E B J 一1 6 0型掘进机的主要承重构件， 又 是行走机构的骨架。 机架质量好坏对整机使用性 能 和寿命至关重要。 焊接又是该构件主要工序 ， 因此 ， 机架焊接工艺设计是 E B J --1 6 0型掘进机主要工艺 设计工作。 2 机架结构及焊接工艺性分析 该机架属于细长形框架结构。 长 x宽 高 3 5 2 5 n n 9 0 5m m x 8 0 0m m． 总重 2 2 9 6 k g 。 是 由多 种板件组成。 结构形状复杂。 又由于行走减速器、 导 向轮、 支重轮等作用． 使用时动作频繁， 负荷大 ， 受力 复杂， 焊后易产生多种变形。 因此对机架的组焊质量 百 9 4 1 f喀 取 了相应工艺措施 ． 控制 了焊 要求高。 此机架焊接主要有以下特点 1 焊缝结构复杂， 焊缝纵横交错分布不均 ． 相 对构件中心轴严重不对称； 2 板件多， 形状各异． 焊接量大 ， 焊后易发生 变形 ； 3 工件大， 施焊翻动困难。 3 机架焊接工艺设计 对于机架这种大型结构件， 采用把整体结构分 成几个小组件组焊 1 Ⅱ形框架焊接 2 角形框架 焊接 3 总体组焊 各组件简图如图 1 所示 。 这样 焊接方便 ， 尺寸容易控制， 焊接应力小， 焊接变形小， 便于矫正。 对该机架焊接选用 c o 2 焊接方 法。 组立、 点固选用 J 5 0 6 焊条。 3． 1 Ⅱ形框 架 Ⅱ形框架是由异形板、 连接板及隔板等组成。 是 机架结构中的重要组成部分。 1 组焊顺序 接触与弯曲强度均有较大的提高。 通过计算可知。 由 于齿形和参数的变动， 新设计减速器箱体的结构尺 寸得以减小 ， 其总体积比原设计减小 1 0 ％． 通过试 验， 可知新型的双圆弧齿轮减速器在尺寸比同样的 齿轮减速器少近 1 ／ 1 0的情况下 ， 其使用寿命却延长 l 倍以上。 3结语 通过论证和对煤矿刮板输送机减速器 2种传动 方案的比较． 证明了硬齿面双圆弧齿轮的优越性。 硬 齿面双圆弧齿轮具有承载能力大 ． 使用寿命长等优 点， 且加工成本低， 可创造较大 的经济效益。 确实是 解决低速 、 重载传动的一项重要手段。 参 考 文 献 [ I ] 邵家辉 ． 圆弧齿轮 第二版 [ M ] ． 北京 机摅工业出版杜． 1 9 9 4 ． 7 [ 2 ] 王铁， 邵家辉． 圆弧齿轮在刮板辖进机中的应用 A 全国圆弧齿 轮会议论文[ C ] 1 9 9 9 ． 9 业 作者简介武嘲晖， 女． 1 9 6 5 年生． 硕士． 讲师． 太原理工大学毕 收稿 日期 1 9 9 9 ． 1 1 ． 0 6 A s o l v i n g s c h e me o f l o w s p e e d h e a v y l o a d i n g g e a r t r a n s m i s s i o n wu Z h a o - h u i ‘ ． WA N G ne 2 1 - T a i p m nC o l l e g e - T a i y u a n 0 3 0 0 0 9 - C h l n a ； 2 ． T a i y u a n S c i e n c e a n d E n g i I I e “ gU n i v ∞ ， T a i y u a l l 0 3 0 0 2 4 ．C h i r I 8 ‘ 。 d B y p B n g h a r d g e a r - s u r f a c e in v o l u te g e a r w i t h h a r d g e a r - s u rf a c e d o u b l e a r c g e a r 。 th e s o l v i n g s c h e in e o f l o w s p e e d h e a v y l o a d i n g g e a r t r a n s mi s s i o n i 8 a d v a n e ed ． Ke y wo r d s g e a r t r a n s mi s s i o n ； l o w s pe e d h e a vy l o a d i n g ； d o u b l e a r c学 e 8 r 维普资讯