凿岩机[2000]

2.4 转钎机构

又称回转机构,该机构主要用于转动钎具和接卸钎杆.在液压凿岩机中,因输出转矩较大,故采用独立外回转机构.用液压马达驱动一套齿轮装置,带动钎具回转.因摆线液压马达的体积小、转矩大、效率高，故液压凿岩机回转机构中普遍采用这种马达。转钎齿轮一般采用直齿轮。

液压凿岩机的输出转矩较大，一般在200～300Nm，，因而现有的液压凿岩机都采用独立外回转机构。用液压马达经过一级或二级齿轮传动，再通过钎尾套带动钎杆旋转。

2.4.1 液压马达和钎尾套

液压凿岩机采用的液压马达由齿轮式、叶片式和摆线式三种。它是液压系统的执行元件，将液体压力能转变成凿岩机输出轴的机械能。

齿轮式液压马达效率低、体积大；叶片液压马达不能承受大的冲击载荷。因而这两种液压马达不能完全适应液压凿岩机的需要。摆线液压马达的体积小，扭矩大，效率又高，因而，我国生产的液压凿岩机普遍采用摆线式液压马达。

2.4.2 转钎齿轮拟定

转钎齿轮一般采用直齿轮。由于传递的扭矩大，需要保证强度，因此齿轮的模数也要大些。

摆线液压马达转速为800～1000r/min，凿岩机钎具转速为0～300r/min，设定为三级传动，总传动比为1000／300＝10／3，设

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定Ⅰ级传动比为5/3,Ⅱ级传动比为2。假定凿岩机使用寿命5年，每年300个工作日。在使用期限内工作时间占30％。动力为液压摆线马达，工作中有较大振动，齿轮对称布置，齿轮均选用45钢，经调质处理，平均硬度200HB。齿轮计算见下表。

表5－1 渐开线标准直齿齿轮传动几何尺寸计算 名称 代号 小齿轮 模数 M 计算公式 大齿轮 根据齿轮受力情况和结构需要确定，选取标准值 压力角 分度圆直径 齿顶高 齿根高 齿全高 齿顶圆直径 齿根圆直径 ? d ha hf 选取标准值 d1?mz1 d2?mz2 *ha1?ha2?ham *hf1?hf2?(ha?c*)m *h1?h2?(2ha?c*)m *da1?(z1?2ha)m *da2?(z2?2ha)m h da df **df1?(z1?2ha?2c*)mdf2?(z2?2ha?2c*)m 基圆直径 齿距 基圆齿距 db p db?d1cos? db2?d2cos? p???m pb pb?pcos? 18

齿厚 s e c s?m? 2齿槽宽 e?m? 2顶隙 标准中心距 节圆直径 传动比 c?c*m a d' a?m(z1?z2)/2 （当中心距为标准中心距a时）d'?d i12??1/?2?z2/z1?d2/d1?db2/db1 i 传动方案的拟定。根据传动需要及大多数凿岩机的一般转钎结构作出以下传动方案图。

由整体设计方案得出整个减速转钎机构约为450mm高（包括外壳、空隙等），因此齿轮总直径应小于380mm。下面进行齿轮计算。

传动方案图

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设定一级小齿轮齿数为12，由传动比可得出一级大齿轮齿数为9×5／3＝20，二级大齿轮的齿数为20×2＝40。查手册（《机械设计》）表12－5可得精度等级为8～10。一级小齿轮转速为1000r/min。

计项算计算根据 目 z1?12,z2?iz1?20 z1?12,z2?20计算结果 齿面接触强度 计算 由表12－5可得精度等级，估计（1）齿数和精度等圆周速度为4m/s 级 由表12－9可得 （2）系数计算 载荷系数K 可得 使用系数KA 动载系数Kv 齿间载荷分配系数K? 齿向载荷分布系数K? 载荷系数K ????1.88?3.2?????11?????cos???z1z2??选8级精度等级 vz14?12??0.48m/s，由图12-9a100100KA?2.25 ＝Kv＝1.15 ???1.69 K??1.15 K?＝1.03 11??1.88?3.2(?)?（式12－?1220??6） 由图12－11，由表12－11，取齿K?3.40 宽系数?d?0.6，由图12－15 K?KAKvK?K??2.5?1.15?1.15?1.03 20