矿车清车机的设计摘要计算压轴力链条工作拉力压轴力系数压轴力链轮分度圆直径为链轮齿顶圆直径链传动输入与输出轴的设计计算链传动输出轴的设计计算计算作用在链轮上的作用力转矩圆周力径向力初步估算轴的直径选取作为轴的材料，调质处理由式计算轴的最小直径并加大考虑键槽的影响。查表取取绘制轴的弯矩图和扭矩图齿轮轴受力如下图所示，求轴承反力水平面内竖直面内求弯矩图水平面内弯矩的计算垂直面内弯矩的计算弯扭组合的计算则查手册由得折算系数取当量弯矩验算危险截面强度由图知齿宽中点处受的弯矩最大，则满足强度要求图弯矩扭矩图二链传动输入轴的设计计算计算作用在链轮上的作用力转矩圆周力径向力初步估算轴的直径选取作为轴的材料，调质处理由式计算轴的最小直径并加大考虑键槽的影响。查表取绘制轴的弯矩图和扭矩图齿轮轴受力如下图所示，求轴承反力水平面内竖直面内求弯矩图水平面内弯矩的计算垂直面内弯矩的计算弯扭组合的计算则查手册由得折算系数取当量弯矩验算危险截面强度由图知齿宽中点处受的弯矩最大，则满足强度要求图弯矩扭矩图截割部分设计截割头是用来直接工作的部件，由于被清理矿车的形状尺寸大小等的不同，所以矿车清车机的截割头结构是多种多样的，大部分的截割头结构是根据特定的工作要求而设计的。归结起来，常用的截割头，按其工件的原理，可分为抓斗式刮板式和圆盘旋转式几大类。本设计采用圆盘旋转式截割头，由截齿圆盘和传动机构三部分组成，它对型矿车具有较大的适应性，驱动装置为传动机构提供动力，驱动源采用液压系统，传动机构采用减速箱加链条传动。.截割头的设计要求截割头截割力大小要适宜，力量过大则动力消耗多，结构庞大，不经济，甚至会损坏矿车力量过小达不到清理矿车的目的。在确定截割时，除考虑粘结物的粘结力外，还应考虑截割过程中所产生的惯性力和振动，以保证截割安全可靠。截齿应有定的截割能力以便于截割粘结物。要求结构紧凑重量轻效率高。在保证本身刚度强度的前提下，尽可能使构紧凑重量轻，以利于减轻臂部的负载。应考虑通用性和特性要求般情况下，截割头多是专用的，为了扩大它的使用范围，提高它的通用化程度，以适应截割不同硬度的粘结物需要，故采取截齿可调整地办法，如更换截齿。此外，还要考虑要适应工作环境提出的特殊要求，如耐粉尘耐腐蚀能承受冲击力防爆等。.截割头的设计截割头的组成截割头由截齿圆盘组成。截齿采用类似于采煤机的自制截齿。材料般选用硬质合金，它具有刚度好密度小重量轻等特点。圆盘结构分类圆盘式滚筒式等。本设计选用圆盘式，它具有结构简单，设计加工方便，实现动作方便的优点。大致结构如下图所示图截齿截齿座的设计齿座结构如右图图齿座其结构既便于更换截齿，又能使截齿安装后不会绕轴向转动。焊接在圆盘上。.截割臂的设计臂部是截割头的主要握持部件。他的作用是支撑截割头并带动它们作上下摆动。臂部运动的目的实现截割头俯仰升降运动。臂部的各种运动常用驱动机构如液压缸或气缸和各种传动机构来实现，从臂部的受力情况分析，它在工作中既直接承受截割部的静动载荷，而且自身又要摆动，故受力复杂。因而，他的机构工作范围灵活性等直接影响矿车清车机的工作性能。在这次设计中，臂部要完成的功能主要是，在仰俯液压缸的驱动下实现臂部部分的的俯仰动作。采用的是双向杆机构。截割臂的基本要求臂部设计首先要实现所需要的运动，为此，须满足臂部应承载能力大刚度好自重轻的要求。对于矿车清车机臂部或机身的承载能力，通常取决于其刚度。以臂部为例，般结构上较多采用悬伸梁形式水平或垂直悬伸。显然，臂的悬伸长度愈大，则刚度愈差。截割臂的设计计算根据综合考虑，臂部结构采用定轴式仰俯机构。下图为矿车清车机臂部俯仰动作结构示意图。经计算，矿车清车机仰俯总行程为，其中向上最大仰角度为，向下最大俯角度为。为使控制摆动的液压缸的摆角留有余量，设计向上最大仰角度为，向下最大俯角度为，仰俯总行程为。其工作状态如下图所示图臂部俯仰状态图仰俯角的计算过程已知臂长滚筒直径车箱宽建立三角形如图解得向上最大仰角度为，向下最大俯角度为。为使控制摆动的液压缸的摆角留有余量，设计为向上最大仰角度为，向下最大俯角度为，仰俯总行程为，是合理的。设计的极限状态如下图所示。因此，控制摆动的液压缸只要能使前伸臂绕轴摆动即可。结合实际清车机结构，来设计仰俯摆动机构尺寸。前支点正常工作在两个角之间，当前支点至摆角时，进入死角位置，应避免。驱动力矩的计算取截割头的质量，臂部质量为则臂部所产生的阻力矩为图极限状态下的夹角摆动驱动缸力的计算当滚筒位于最低点时,摇臂与液压缸车呈则当滚筒位于最高点时,摇臂与液压缸车呈取两者之大即.作为摆动缸设计计算驱动力。.仰俯液压缸的设计液压缸工作压力及主要结构尺寸的计算.初选液压缸的工作压力初定液压缸工作压力液压缸工作压力主要根据运动循环各阶段中的最大总负载力来确定，此外，还需要考虑以下因素各类设备的不同特点和使用场合。考虑经济和重量因素，压力选得低，则元件尺寸大，重量重压力选得高些，则元件尺寸小，重量轻，但对元件的制造精度，密封性能要求高。所以，液压缸的工作压力的选择有两种方式是根据机械类型选二是根据切削负载选。本设计主要根据液压设备的类型来确定的，对于不同用途的液压缸，由于工作条件不同，通常采用的压力范围也不同。参考同类设计，初定液压缸的工作压力为.。.确定液压缸的主要结构尺寸本设计系统选用单作用液压缸固定的单杆式液压缸。设计取液压缸缸体内径等于活塞杆的直径的两倍，即。取液压缸回油腔背压为.。当压力油进入无杆腔时，对活塞产生的推力式中工作过程中最大的外负载，即活塞杆伸出时最大的推力液压缸密封处的摩擦力它的精确值不易求得，常用液压缸的机械效率来进行估算液压缸的机械效率，般设计取.将各数值代入公式，可计算液压缸无杆腔的有效面积.则液压缸的直径.取由，可求活塞杆的直径，．活塞杆弯曲稳定性的验算活塞杆完全伸出时需考虑活塞杆弯曲稳定性，设定受力完全作用在活塞杆轴线上设活塞杆纵向弯曲破坏的临界载荷为取活塞杆的安全系数为根据保守的校核公式得式中末端条件系数,把活塞杆两端看作两端绞支,查表得活塞杆杆径活塞杆计算长度,故得安全系数为由此可见,活塞杆满足稳定性要求.液压缸的工作压力的确定根据设计选取缸径和活塞杆的直径，计算出活塞杆伸出时所需液压油的压力.液压缸实际所需流量的确定液压缸处于工作行程时其活塞杆的行进速度为式中活塞杆的行进速度进入有杆腔的流量代入数据计算，得活塞杆的行进速度为液压缸壁厚和外径的计算.液压缸壁厚和外径的计算液压缸的壁厚由液压缸的强度条件来计算。液压缸的壁厚般是指缸筒结构中最薄处的厚度。从材料力学可知，承受压力的圆筒，其内应力分布规律因壁厚不同而各异。般设计可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。液压缸的内径与其壁厚的比值的圆筒称为薄壁圆筒。工程机械的液压缸般用无缝钢管材料，大多数属于薄壁圆筒结构，其壁厚按薄壁圆筒公式计算.式中液压缸的壁厚，液压缸的内径，试验压力般取最大工作压力的倍，设计取.缸筒的材料的许用应力缸筒的材料选用无缝钢,设计取。将各数据代入上式.，计算出液压缸的壁厚为.设计取。则液压缸缸体的外径参照工程机械用标准液压缸的外径系列将液压缸外径进行圆整得.液压缸壁厚的验算液压缸壁厚的验算应包括以下四个方面额定工作压力应低于定的极限值，以保证工作安全.式中额定工作压力，