机电自动化专业毕业设计

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1、精品资料，欢迎大家下载！中国矿业大学毕业论文任务书学院应用技术学院专业年级机白04-2班学生姓名甘龙兵任务下达日期：2021年03月16日毕业论文日期：2021年3月17日至2021年6月10日毕业论文题目：中厚煤层采煤机截割部的设计毕业论文专题题目：毕业论文主要内容和要求：设计参数：总装机功率：900KW适应煤质硬度：f4截割部功率：400KW采高范围：2.23.5m滚筒截深：800mm滚筒转速：40r/min电机转速：1470r/min额定电压：1140V要求：(1) 完成采煤机总体方案设计.(2) 对截割部的传动及结构进行设计.(3) 设计完成截割部的组件、零件工作图设计.(4) 编写完

2、成设计计算说明书.院长签字：指导教师签字：中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书才旨导教师评语根底理论及根本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意辩论等：成绩：指导教师签字：年月日以上资料仅供参考，如有侵权，留言删除！中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语选题的意义；根底理论及根本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的水平；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的标准程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意辩论等：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅

3、书评阅教师评语选题的意义；根底理论及根本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的水平；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的标准程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意辩论等：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业论文辩论及综合成绩答辩情况提出问题回答1可题正确根本正确有一股性错误有原那么性没有答复辩论委员会评语及建议成绩：辩论委员会主任签字：甘月日学院领导小组珠合评定成绩：学院领导小组负责人：4甘月日文档来源为：从网络收集整理.word版本可编辑.欢送下载支持.MG4000/900-3.3D型采煤机是一种电牵引大功率采煤机,该机机身矮,装机功率大,所有电机横向布置,机械传动都

4、是直齿传动,电机、行走箱驱动轮组件等均可从老塘侧抽出,故传动效率高,容易安装和维护.本说明书主要介绍了采煤机截割部的设计计算.MG400/900-3.3D型采煤机截割部主要是由一个减速箱和四级齿轮传动组成,截割部电机放在摇臂内横向布置,电动机输出的动力经由三级直齿圆拄齿轮和行星轮系的传动,最后驱动滚筒旋转.截割部采用四行星单浮动结构,减小了结构尺寸,采用大角度弯摇臂设计,加大了过煤空间,提升了装煤效果.在设计过程中,对截割部的轴、传动齿轮、轴承和联接用的花键等部件进行了设计计算、强度校核和选用.本说明书主要针对主要部件的设计计算和强度校核进行了表达和介绍.此外,还对MG400/900-3.3D

5、采煤机的使用与维护进行了说明,以便能更好的发挥该采煤机的性能,到达最正确工作效果.关键词：采煤机；截割部；减速箱；行星轮系；传动齿轮；设计ABSTRACTTheMG400/900-3.3Dtypeminingmachineisthatakindofelectricitydrawsthehigh-powerminingmachine,thismachinefuselageislow,Installationislargeinpower,allelectricalmachineriesarefixeduphorizontally,mechanicaldriveisallthetransmissio

6、nofstraighttooth,electricalmachinery,walkcasedrivewheelpackageetc.cantakefromoldpoolsideout,sothetransmissionishighinefficiency,easytoinstallandsafeguard.Calculateindesignwhichcutsthecuttingdepartmentofmainintroductionminingmachineofthismanual.Itismadeupofagearboxandmoderatebreezegearwheeltransmissi

7、onthattheMG400/900-3.3Dtypeminingmachinecutsthecuttingdepartment,cuttheelectricalmachineryofcuttingdepartmentandputtofixuphorizontallyintherockerarm,thepowerthatthemotoroutputsleansonaroundoftransmissionofdepartmentofgearwheelandplanetroundviathetertiarystraighttooth,urgethecylindertorotatefinally.C

8、utthecuttingdepartmentandadoptthefloatingstructureoffourplanetaryforms,havereducedthephysicaldimension,adoptthelargeangletocurvetherockerarmtodesign,havestrengthenedthespaceofcoal,haveimprovedthecoalresultofputting.Inthecourseofdesigning,tocuttingtheaxleofthecuttingdepartment,gearwheelofthetransmiss

9、ion,partssuchasthebearingandsplinelinkingusing,etchavedesignedtocalculate,theintensityischeckedandselectedforuse.Thismanualmainlydesignsformainpartonecalculatingtocheckwiththeintensityhavenarratedandintroduced.Inaddition,returninguseforMG400/900-3.3Dminingmachineand文档来源为：从网络收集整理.word版本可编辑.欢送下载支持.mai

10、ntenanceproves,Inordertobeabletogoodfullplayperformanceofpersonwhoshouldmine,reachthebestworkingresult.Keyword:MiningmachineCutthecuttingdepartmentGearboxAdepartmentofplanetGearwheelofthetransmissionDesign目录第一章概述错误!未定义书签.1.1采煤机开展的历史错误!未定义书签.1.2我国采煤机30多年的开展进程错误!未定义书签.1.3 采煤机的开展趋势错误!未定义书签.1.4采煤机的类型及主要

11、组成错误!未定义书签.第二章总体方案确实定错误!未定义书签.2.1 MG400/900-3.3D型采煤机简介错误!未定义书签.2.2摇臂结构设计方案确实定错误!未定义书签.2.3截割部电动机的诜择.错误!未定义书签.2.4传动方案确实宋错误!未定义书签.第三章传动系统的设计错误!未定义书签.3.1各级传动转速、功率、转矩确实定错误!未定义书签.3.2齿轮设计及强度效核：.错误!未定义书签.3.3轴的设计及强度效核.错误!未定义书签.3.4 截割音K行星机构的设计计算车昔误!未定义书签o3.5轴承的寿命校核错误!未定义书签.3.6花键的强度校核错误!未定义书签.第四章采煤机的使用与维护错误!未定

12、义书签.文档来源为：从网络收集整理.word版本可编辑.欢送下载支持4.1采煤机使用过程中常见故障与处理错误!未定义书签.4.2大功率采煤机截割部温升过高现象及解决方法.错误!未定义书签.4.3采煤机轴承的维护及漏油的防治错误!未定义书签.4.4煤矿机械传动齿轮失效的改良途径错误!未定义书签.4.5硬齿面齿轮的疲劳失效及对策错误!未定义书签.第一章概述1.1采煤机开展的历史20世纪40年代初,英国和前苏联相继研制出了链式采煤机.这种采煤机是用截链式截落煤,在截链上安装有被称为截齿的专用截煤工具,其工作效率低.同时德国研制出了用刨削方式落煤的刨煤机.50年代初,英国和德国相继研制出了滚筒式采煤机

13、,在这种采煤机上安装有截煤滚筒,这是一种圆筒形部件,其上安装有截齿,用截煤滚筒实现落煤和装煤.这种采煤机与可弯曲输送机配套,奠定了煤炭开采机械化的根底.这种采煤机的主要缺点有二：其一是截煤滚筒的高度不能在使用中调整,对煤层厚度及其变化适应性差；其二是截煤滚筒的装煤效果不佳,限制了采煤机生产率的提升.进入60年代,英国、德国、法国和前苏联先后对采煤机的截割滚筒做出革命性改进.1.截煤滚筒可以在使用中调整其高度,完全解决对煤层赋存条件的适应性；2.把圆筒形截割滚筒改良成螺旋叶片截煤滚筒,即螺旋滚筒,极大地提升了装煤效果.这俩项关键的改良是滚筒式采煤机称为现代化采煤机械的根底.可调高螺旋滚筒采煤机或

14、刨煤机与液压支架和可弯曲输送机配套,构成综合机械化采煤设备,使煤炭生产进入高产、高效、平安和可靠的现代化发展开展阶段.从此,综合机械化采煤设备朝着大功率、遥控、遥测方向开展,其性能日臻完善,生产率和可靠性进一步提升.工矿自动检测、故障诊断以及计算机数据处理和数显等先进的监控技术已经在采煤机上得到应用.我国现行采煤机摇臂壳体的设计根本上都采用传统的设计方法：根据经验和以往设计实例设计人员在纸面上设计所需的产品,根据小功率采煤机摇臂尺寸适当加大来设计更大功率的采煤机摇臂,如果出现问题或不满足预定设计要求的情况,就要修改设计,这在现实设计中确实出现了许多的问题.随着采煤机装机功率越来越大,单纯依靠经

15、验,根据小型机器设计大功率机器和加大平安系数的方法,往往使设计产品的尺寸越来越大,结构的应力分布、变形分布、内力分布也很难得到合理保证.然而通过对采煤机摇臂进行有限元分析,可以得出采煤机摇臂壳体在不同位置、不同工况的应力、应变规律,摸活其危险截面、极限工况、极限载荷和极限应力,提出摇臂承载水平的优化方案.同时还可以对摇臂壳体固有频率、各阶振型、动力性能进行探索性分析研究.应用该技术可以在产品设计阶段预测产品质量,使产品在投入生产之前进行优化以提升产品质量,从而缩短产品开发周期,进而降低开发本钱,提升市文档来源为：从网络收集整理.word版本可编辑.欢送下载支持.场竞争力.1.2我国采煤机30多

16、年的开展进程1.2.1 20世纪70年代是我国综合机械化采煤起步阶段20世纪70年代初期,煤炭科学研究总院上海分院集中主要科技骨十,研制出综采面配套的MD-150型双滚筒采煤机,另一方面改良普采配套的DY100型、DY150型单滚筒采煤机；70年代中后期,制造出MLS3-170型双滚筒采煤机.20世纪70年代我国采煤机的开展有以下特点：1. 装机功率小例如,MLS3-170型双滚筒采煤机,装机功率170KW;KD-150型双滚筒采煤机,装机功率150KW;DY-100和DY-150型单滚筒采煤机,装机功率100KW和150KW.有链牵引,输出牵引力小此时期的采煤机牵引方式都是圆环链轮与牵引链轮

17、啮合传动,传递牵引力小,牵引力在200KN以下.2. 牵引速度低由于受液压元部件可靠性的限制,设计的牵引力功率较小,牵引速度一股不超过6m/min.3. 自开切口差由于双滚筒采煤机摇臂短,乂都是有链牵引,很难割透两端头,且容易留下三角煤,故需要人工活理,单滚筒采煤机更是如此.4. 工作可靠性较差我国根底工业比拟薄弱,元部件质量较差,反映在采煤机的寿命普遍较低,特别是液压元部件的损坏比拟严重.1.2.2 20世纪80年代是我国采煤机开展的兴旺时期20世纪70年代后期,我国总共引进143套综采成套设备.世界主要采煤机生产国如英国、德国、法国、波兰、日本等都进入中国市场,其技术也展示在中国人的面前,

18、为我们深入了解外国技术和掌握这些技术创造了条件,同时通过20世纪70年代自行研制采煤机的实践,获得了成功和失败的经验与教训,确立了我国采煤机的开展方向,即仿制和自行研制并举.解决难采煤层的问题是20世纪80年代重大课题之一：具体的课题是薄煤层综合机械化成套设备的研制：大倾角综采成套设备的研制：“三硬、“三软4.5m一次采全高综采设备的研制：解决短工作面的开采问题,短煤臂米煤机的研制据初步统计,20世纪80年代自行开发和研制的采煤机品种有50余种,是我国采煤机收获的年代,根本满足我国各种煤层开采的需要,大量依靠进口的年代已一去不复返了.20世纪80年代采煤机的开展有如下特点：1. 重视采煤机系列

19、的开发,扩大使用范围20世纪70年代开发的采煤机,一种类型只有一个品种,十分单一,覆盖面小,彳艮难满足不同煤层开采需要.20世纪80年代起重视系列化采煤机的开发工作,一种功率的采煤机可以派生出多种机型,主要元部件在不同功率的采煤机上都能通用,这样不仅扩大了工作面的适应范围,而且便于用户配件的管理.采煤机系列化是20世纪80年代采煤机开展中非常突出的特点.2. 元部件攻关先行,促使采煤机工作可靠性的提升总结20世纪70年代采煤机开发中的经验教训,元部件的可靠性直接决关采煤机开发的成功率,所以功关内容为：主电机的攻关,以解决烧机的现象；齿轮攻关,从选择材质上,热处理工艺上着手,学习国内外先进技术成

20、功经验,以德国齿轮为目标进行攻关,到达预期目的,解决了低速重载齿轮早失效的问题：液压系统和液压元部件的攻关,主油泵和油马达的可靠性直接影响牵引部工作的可靠性,在20世纪80年代中期,把斜轴泵、斜轴马达、关组和调速机构等都列入重点攻关内容.3. 无链牵引的推广使用,使采煤机工作平稳,使用平安在引进大功率采煤机的同时,无链牵引技术传入中国,德国艾柯夫公司的销轨式无链牵引和英国安德森公司的齿轨式无链牵引占绝大多数,而且技术成熟.为此,我国研制采煤机的无链牵引都向引进机组的结构上靠拢.仿制和引进技术生产的采煤机更是如此.无链牵引使采煤机工作平稳,使用安全,承受的牵引力大,因此,得到用户的广泛欢送,大功

21、率采煤机都采用无链牵引系统.1.2.3 20世纪90年代至今是我国电牵引采煤机开展的时代进入20世纪90年代后,随着煤炭生产向集约化方向开展,减员提效,提升工作面单产成为煤炭开展的主流,开展高产高效工作面势在必行,此采煤机开发研制围绕高产高效的要求进行,其主要方向是：(1) 大功率高参数的液压牵引采煤机：最具代表性的机型是MG2X400一W型采煤机.(2) 高性能电牵引采煤机：电牵引采煤机的研制从20世纪80年代开始起步,20世纪90年代全面开展,电牵引的开展存在直流和交流两种技术途径.进入20世纪90年代后,交流变频调速技术在中厚煤层采煤机中推广使用,上海分院先后开发成功MG200/500-

22、WD、MG200/450-BWD、MG250/600-WD、MG400/920-WD和MG450/1020-WD等采煤机,变频调速箱可以是机载,也可以是非机载.另外派生出8种机型,都已投入使用,取得较好的效果.太原矿山机械厂在引进英国Electra1000直流电牵引全套技术的根底上,开发出MG400/900-WD和MG250/600-WD型两种电牵引采煤机,鸡西煤机厂、辽源煤机厂也开发了交流电牵引采煤机.国产电牵引采煤机虽然开展速度很快,但在性能和可靠性上与世界先进国家的I采煤机相比,还存在较大的差距,所以一些有实力的矿务局,在装备高产高效工作面时,把目光移到国外,进口国外先进电牵引采煤机.如

23、神府华能集团引进美国的7LS、6LS电牵引采煤机；兖州矿业集团公司引进德国的SL-500型和日本的MCLE-DR102型交流电牵引采煤机,但由于价格昂贵,故引进数量较少,90年代采煤机技术开展的特点如下：1. 多电机驱动横向布置的总体结构成为电牵引采煤机开展的主流我国开发的电牵引采煤机,一般都采用横向布置.各大部件由单独的电动机驱动,传动系统彼此独立,无动力传递,结构简单,拆装方便,因而有取代电动机纵向布置的趋势.我国采煤机的主要参数与世界先进水平的差距在缩小在装机功率方面,我国的液压牵引采煤机装机功率到达800KW,电牵引采煤机装机功率到达1020KW,其牵引功率为2X50KW,可满足高产高

24、效工作面对功率的要求.在牵引力和牵引速度方面,电牵引的最大牵引力已达到700KN,最大牵引速度达12.56m/min,微处理机的工矿监测、故障显示、无线电离机控制等方面已到达较高技术水平.液压紧固技术的开发研究取得成功采煤机连接构件经常松动是影响工作可靠性的重要因素,而且解决难度较大,液压螺母和专用超高压泵,在电牵引采煤机中得到推广应用,防松效果显著,根本解决采煤机连接可靠性的问题.回忆这30多年我国采煤机开展的历程,走的是一条自力更生和仿制引进结合的道路,也是一条不断学习国外先进技术为我所用的开展道路,从20世纪70年代主要靠进口采煤机来满足我国生产需要,到近年几乎是国产采煤机占我国整个采煤

25、机市场,这也是个了不起的进步.1.3采煤机的开展趋势80年代以来,滚筒式采煤机在结构、性能参数、可靠性和易维修性上都有很大的改良.归结起来,滚筒式采煤机有以下特征和开展趋势：1增大功率和水平为了适应综采工作面高产、高效和在不同地质条件下快速截割煤岩的需要,不管厚、中厚和薄煤层的采煤机均在不断增大装机功率和生产水平.2电牵引采煤机已成为主导机型目前电牵引采煤机已成为德国、英国、美国、日本和法国等主要生产国的主导机型.3增大牵引速度和牵引力,并改良无链牵引机构为了适应综采高产高效的要求,近代采煤机的牵引速度和牵引力都有较大的增大.4机器的结构布置有新的开展近年来不断开展和研制出了多机横向布置、部件

26、可侧面拉装的整机箱式机身、纵向布置采煤机的牵引部和截割部合为一个部件、破碎机采用单独电动机传动、改良挡煤板传动装置、无底托架或不用整体底托架等新的结构布置方式.5截割滚筒的革新和改良截割滚筒的改良是围绕增大截深、减低煤尘、增大块煤率和提升寿命等目标进行的其主要改良有增大截深、采用强力截齿、增大块煤率和减少煤尘生成、滚筒设计CAD、高压水射流喷雾降尘和助切、加固滚筒结构等方面.6扩大采煤机的使用范围,不断开发难采煤层的机型薄煤层、厚煤层、硬粘并有夹砰煤层、大倾角、破碎顶板等难采煤层的机型的开展有,开发出了薄煤层、厚煤层、大倾角、短机身、窄机身等机型.7提升采区工作电压80年代以前,各国采区工作面

27、设备电压多为1000V左右.随着综采设备向大功率开展,目前采煤机最大功率达1220kW,截割电机最大功率达6000kW,刮板输送机最大功率达1125kW,驱动电机最大功率达525kW,加上工作面长度的不断增长,所以必须提升采区的供电电压,目前各国生产的大功率采煤机,其供电电压一般为2300、3300、4160和5000V等几档.8采用微电子技术,实现机电液一体化的采集、工况监测、故障诊断和自动控制现代采煤机均装有功能完善的用微处理器控制的数据采集、工况监测、故障诊断和自动控制,这是代表采煤机水平的重要标志.现代采煤机的微处理系统除了工况监测,还可以对其采集信息进行分析处理,再输出显示、存储、控

28、制和传输等,以实现检测、预警、保护、健康诊断、事故查询、维修指导和调度分析等多种功能.9贯彻标准化、系列化和通用化原那么,加速开发适合不同地质条件的新机文档来源为：从网络收集整理.word版本可编辑.欢送下载支持型目前各主要采煤机生产厂家都十分重视三化原那么,将采煤机各主要部件如电动机、截割部固定减速箱、摇臂、滚筒、牵引部、截牵箱、行走箱、牵引机构等制定标准,作为适合不同条件的通用部件,各部件间的连接尺寸一致.这样,就可以根据不同的地质条件的要求,很容易用积木式方法将各部件组合成新机型,以扩大采煤机的系列和加速研制过程.10提升采煤机的可靠性和寿命,提升易维修性,缩短井下更换部件时间,延长大修

29、周期,提升机器的使用率和开机率.1.4采煤机的类型及主要组成采煤机有不同的分类方法：按工作机构形式可分为滚筒式、钻削式和链式采煤机；按牵引方式可分为链牵引和无链牵引采煤机；按牵引部位置可分为内牵引和外牵引；按牵引部动力可分为机械牵引、液压牵引与电牵引；按工作机构位置可分为额面式与侧面式；还可以按层厚和倾角来分类.部控电、8动传压液、7筒滚旋右、6筒滚旋左5部走行右、4部走行左、3部割截右、2部割截左第二章总体方案确实定2.1MG400/900-3.3D型采煤机简介MG400/900-WD型机载交流电牵引采煤机,该机装机功率900KW,截割功率2X400KW,牵引功率该采煤机使用的电气控制箱符合

30、矿用电气设备防爆规程的要求,可在有瓦斯或煤层爆炸危险的矿井中使用,并可在海拔不超过2000m、周围介质温度不超过+40C或低丁-10C、缺乏以腐蚀和破坏绝缘的气体与导电尘埃的情况下使用.该机的主要技术参数如下:采高m2.2-3.5截深mm800适应倾角250适应煤质硬度F4滚筒转速r/min40摇臂长度mm3500牵引速度m/min0-15牵引型式齿轮-齿轨机面局度mm1726最小卧底量mm265灭尘方式内外喷雾装机功率kw900电压v11402.1.3 MG400/900-WD型采煤机采用多电机横向布置方式,截割部用销轴与牵引部联结,左、右牵引部及中间箱采用高强度液压螺栓联结,在中间箱文档来

31、源为：从网络收集整理.word版本可编辑.欢送下载支持.中装有泵箱、电控箱、水阀和水分配阀.该机具有以下特点：1. 截割电机横向布置在摇臂上,摇臂和机身连接没有动力传递,取消了纵向布置结构中的螺旋伞齿轮和结构复杂的通轴.2. 主机身分为三段,即左牵引部、中间控制箱、右牵引部,采用高度液压螺栓联结,结构简单可靠、拆装方便.2.2摇臂结构设计方案确实定由于煤层地质条件的多样性,煤炭生产需要多种类型和规格的采煤机.利用通用部件,组装成系列型号的采煤机,可以给生产带来很多方便.系列化、标准化和通用化是采掘机械开展的必然趋势.所以,这里把左右摇臂设计成对称结构.2.3截割部电动机的选择由设计要求知,截割

32、部功率为400X2KW,即每个截割部功率为400KW.根据矿下电机的具体工作情况,要有防爆和电火花的平安性,以保证在有爆炸危险的含煤尘和瓦斯的空气中绝对平安；而且电机工作要可靠,启动转矩大,过载水平强,效率高.据此选择由抚顺厂生产的三相鼠笼异步防爆电动机YBC3400,其主要参数如下：额切率：400KW;额定电压：1140V额定电流：296A;额定转速：1470P/m额切率：50HZ;绝缘等级：H接线方式：Y工作方式：S1质量：1502KG冷却方式:外壳水冷该电机总体呈圆形,其电动机输出轴上带有渐开线花键,通过该花键电机将输出的动力传递给摇臂的齿轮减速机构.2.4传动方案确实定传动比确实定滚筒

33、上截齿的切线速度,称为截割速度,它可由滚筒的转速和直径计算而的,为了减少滚筒截割产生的细煤和粉尘,增大块煤率,滚筒的转速出现低速化的趋势.滚筒转速对滚筒截割和装载过程影响都很大；但对粉尘生成和截齿使用寿命影响较大的是截割速度而不是滚筒转速.总传动比总n电动机转速r/minn滚滚筒转速r/min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、本钱及工作水平.多级传动系统传动比确实定有如下原那么：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

34、小外形.2. 各级传动问应做到尺寸协调、结构匀称；各传动件彼此间不应发生十涉碰撞；所有传动零件应便于安装.3. 使各级传动的承载水平接近相等,即要到达等强度.4. 使各级传动中的大齿轮进入油中的深度大致相等,从而使润滑比拟方便.由于采煤机在工作过程中常有过载和冲击载荷,维修比拟困难,空间限制乂比拟严格,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.本次设计采用NW(行星减速装置,其原理如下图：该行星齿轮传动机构主要由太阳轮a、内齿圈b、行星轮g、行星架x等组成.传动时,内齿圈b固定不动,太阳轮a为主动轮,行星架x上的行星轮g面绕自身的轴线oxox转动,从而驱动行星架

35、x回转,实现减速.运转中,轴线oxox是转动的.I 这种型号的行星减速装置,效率高、体积小、重量轻、结构简单、制造方便、传动功率范围大,可用于各种工作条件.因此,它用在采煤机截割部最后一级减速是适宜的,该型号行星传动减速机构的使用效率为0.970.99,传动比一般为2.113.7.如上图所示,当内齿圈b固定,以太阳轮a为主动件,行星架g为从动件时,传动比的推荐值为2.79.查阅文献4,采煤机截割部行星减速机构的传动比一般为46.这里定行星减速机构传动比那么其他三级减速机构总传动比I总+咨36.75-5.747=6.39由于采煤机机身高度受到严格限制,每级传动比一般为ij34;根据前述多级减数齿

36、轮的传动比分配原那么和摇臂的具体结构,初定各级传动比为：以此计算,四级减速传动比的总误差为：(36.751.79X1.56X2.29X5.747)-36.75=0.2%0在误差允许范围5%内,适宜.第三章传动系统的设计3.1各级传动转速、功率、转矩确实定各轴转速计算：从电动机出来,各轴依次命名为、u、m、iv、v、vi、vn、vm轴.I轴n1470r/minIH轴队1470/1.79821.2r/minIV轴n4=山纪821.2/1.56526.43r/minVI轴贝=n4/i3526.43/2.29229.88r/min43各轴功率计算：I轴R=Pn3400x0.99=396kW皿轴P2=P

37、in2ni2396x0.98乂0.992=384.2kW用轴P3=P2n2n1384.2x0.98x0.99=372.75kWW轴P4=P3n2心n3372.75x0.98x0.99x0.99=358kWV轴P5=P4n2n1n3358x0.98x0.99x0.99=343.9kW可轴P6=P5n2m343.9x0.98乂0.99=333.6kW可轴P7=P6n2n1n3333.6X0.98X0.99X0.99=320.5kW皿轴P8=P7n2mn3320.5x0.98x0.99x0.99=307.8kW各轴扭矩计算：I轴Ti文档来源为9550Pni:从网络收集整理.word版本可编辑.欢送下

38、载支持9550X39614702572.65NmIH轴T39550旦9550X372.75821.24358.9NmIV轴T495504n49550X358526.4316698.23Nmvn轴T795504n79550X320.5229.813792Nm将上述计算结果列入下表,供以后设计计算使用运动和动力参数编p功率/kW转速n/(r-min1)转矩T/(Nm)传动比I轴39614702572.651.79m轴372.75821.24358.9IV轴358526.436698.231.56vn轴320.5229.88137922.29Vffl轴307.8229.88427494.25.747

39、3.2齿轮设计及强度效核:这里主要是根据查阅的相关书籍和资料,借鉴以往采煤机截割部传动系统的设计经验初步确定各级传动中齿轮的齿数、转速、传动的功率、转矩以及各级传动的效率,进而对各级齿轮模数进行初步确定,具体计算过程级计算结果如下：统的设计经验初步确定各级传动中齿轮的齿数、转速、传动的功率、转矩以及各级传动的效率,进而对各级齿轮模数进行初步确定,截割部齿轮的设计及强度效核,具体计算过程及计算结果如下：齿轮1和惰轮2的设计及强度效核计算结果计算过程及说明1选择齿轮材料HRC5662查文献1表8-17齿轮选用20GrMnTi渗碳淬火公差组6级2按齿面接触疲劳强度设计计算d0-6确定齿轮传动精度等级

40、,按Vt0.0130.022n13pj估取圆周速度Vt14.24m/s,亲文献1表8-14,表815选取Z1=19Z2=34u=1.79小轮分度圆直径d1,由式8-64得适宜齿克系数d查文献1表8-23按齿轮相对轴承为非对称布Ka=1.75置,取d=0.6Kvt=1.11小轮齿数Z1Z1=19K=1.08惰轮齿数Z2Z2=i1Z11.791934.01K=1齿数比uu=Z2/Z134/19ZE=189.8JN/mm传动比误差u/u0误差在3%范围内小轮转矩T12572650Nmm载荷系数K由式854得KKAKVKKZh=2.5Z=0.897Z=1使用系数Ka查表8-20m10mm动载荷系数Kv

41、查图8-57得初值KVtd1t=190mm齿向载荷分布系数K查图8-60KV1.11,K2.1齿间载荷分配系数K由式8-55及0得a265mm=1.88-3.2(1/19+1/34)=1.617b2110mm查表8-21并插值K=1Yf1=2.86那么载荷系数K的初值Kt2.1Kt1.751.11.081弹性系数Ze查表8-22Yf2=2.47Ys1=1.54Ys2=1.63Yx=1Sf=2Ze=189.8Jn/mm2节点影响系数Zh查图重合度系数Z许用接触应力H=HLimZHZ接触疲劳极限应力8640,x1x20查图8-650由式869得/ShHLim1、HLim2查图8-69应力循环次数由

42、式870得那么查图8-70得接触强度得寿命系数ZniZn21硬化系数Z查图8-71及说明接触强度平安系数Sh查表8-27,按高可靠度查SHLim1.51.6取Sh1.6故d1的设计初值d1t为齿轮模数md1t/Z1183.6/199.66mm查表8-3小齿分度圆直径的参数圆整值d1t=Z1m199圆周速度vvd1tn1/600003.141901470/60000与估取vt14.6m/s很相近,对Kv取值影响不大,不必修正KvKvKvt=1.11,KKt2.1小轮分度圆直径d1d1t惰轮分度圆直径d2mZ21034340中心距aamZiZ210193426522齿宽bbdd1tmin0.618

43、3.6110惰轮齿宽b2b110小轮凶克b1b25103齿根弯曲疲劳强度效荷计算由式866f2KT1YfYsYfbd1m齿形系数Yf查图8-67小轮Yf1大轮Yf2应力修正系数Ys查图8-68小轮Ys1大轮Ys2重合度系数Y,由式8-67许用弯曲应力F由式8-71FFLimYnYx/SF弯曲疲劳极限FLim查图8-72弯曲寿命系数Yn查图8-73尺寸系数Yx查图8-74平安系数那么Sf查表8-274.齿轮几何尺寸计算分度圆直径ddimZ11019齿顶局haha*ham11010mm齿根高hfhf.*,一hacm10.2510齿顶圆直径dadald12ha190210齿根圆直径dfdfid12h

44、f190212.5基圆直径dbdb1d1cos190cos20齿距ppm31.4齿厚ssm/215.7中心距aa265圆整齿轮4和齿轮5设计及强度效核:1选择齿轮材料HRC5662查文献1表8-17齿轮选用20GrMnTi渗碳淬火公差组7级2按齿面接触疲劳强度设计计算d=0.6确定齿轮传动精度等级,按vt0.0130.022n3p3/n3估Z4=24取圆周速度S11.32m/s,亲文献1表8-14,表8-15Z5=37选取u=1.542小轮分度圆直径d1,由式8-64得适宜齿宽系数d查文献1表8-23按齿轮相对轴承为非对称布Ka=1.75大轮齿数Z5Z5=i2Z41.562437.44圆整取齿

45、数比uu=Z5/Z437/24传动比误差小轮转矩T4u/u0.003误差在6698230Nmm5%范围内载荷系数使用系数kAK由式(854)查表8-20得kkAKvkKKVt=1.18K=1.08K=1.1ZE=189.8VN7ZH=2.5Z=0.87Z=1Yf4=2.71Yf5=2.45Ys4=1.58Ys5=1.64Yx=0.98SF=20,xix20置,取d=0.6小轮齿数Z4动载荷系数Kv查图8-57得初值Kvt齿向载荷分布系数K查图8-60齿向载荷分配系数K由式8-55及0得=1.883.2(1/23+1/36)=1.65查表8-21并插值K=1.1那么载荷系数K的初值Kt1.751

46、.181.081.1弹性系数Ze查表8-22ZE=189.8VN/mm2节点影响系数Zh查图8-64重合度系数Z查图8-650许用接触应力由式869得HHLimZhZ/Sh接触疲劳极限应力HLiml、HLim2查图8-69应力循环次数由式870得那么查图8-70得接触强度得寿命系数ZniZn21硬化系数Z查图8-71及说明接触强度平安系数Sh查表8-27,按高可靠度查SHLim1.51.6取Sh1.6齿轮模数md4t/z4265.08/2411.045mm查表8-3小齿分度圆直径的参数圆整值d4t=Z4m2411圆周速度v与估取vt9m/s很相近,对Kv取值影响不大,不必修正KvKvt=1.1

47、8,KKt2.45小轮分度圆直径d4d4t惰轮分度圆直径d5mZ51137407中心距amZ4Z5112437心a335.522齿宽bbdd1tmin0.6265.08160惰轮齿宽b5b125小轮齿宽b4b55103齿根弯曲疲劳强度效荷计算由式866f2KT4YfYsYfbd4m齿形系数Yf查图8-67小轮Yf4应力修正系数大轮Yf5Ys查图8-68小轮Ys4重合度系数Y大轮Ys5,由式8-67许用弯曲应力F由式871FFLimYN弯曲疲劳极限FLim查图8-72弯曲寿命系数Yn查图8-73尺寸系数Yx查图8-74平安系数Sf查表8-27那么齿轮几何尺寸计算分度圆直径dd4mZ41124齿顶

48、局ha.*haham11111mm齿根高hf*hfhacm10.2511齿顶圆直径dada4d42ha264211齿根圆直径dfdf4d42hf164213.75基圆直径dbdb4d4cos264cos20Yx/Sf齿距ppm34.45mm齿厚ssm/217.27中心距aa336mm圆整齿轮6和惰轮7的几何尺寸计算:齿轮几何尺寸计算：mZ61617分度圆直径dd6齿顶局haha.*ham11616mm齿根高hfhf*ha*,-cm10.2516齿顶圆直径dada6d62ha272216齿根圆直径dfdf6d62hf272220基圆直径dbdb6d6cos272cos20齿距ppm50.24mm

49、齿厚ssm/225.12mm中心距aa360mm圆整惰轮8和齿轮9的几何尺寸计算:齿轮几何尺寸计算：分度圆直径dd8mZ81628齿顶局haha.*ham11616mm齿根高hfhf*ha*cm10.2516齿顶圆直径dada8d82ha448216齿根圆直径dfdf8d82hf448220基圆直径dbdb8d8cos448cos20齿距ppm50.26mm齿厚ssm/225.13mm中心距aa536mm圆整由丁齿轮的强度效核方法都是相似的,因而对其它齿轮的强度效核过程安排在设计说明书以外的篇幅中进行,并全部强度验算合格.3.3轴的设计及强度效核先确定m轴选择轴的材料选取轴的材料为45钢,调质

50、处理轴径的初步估算由表4-2取A=115,可得d1A3匹115寸竺重88.4mm1:山,821.2求作用在齿轮上的力III轴上大齿轮分度圆直径为：dm=mZ3340mm圆周力Ft,径向力R和轴向力F的大小如下小轮分度圆直径为：d4264mm轴的结构设计1拟定轴向定位要求确定各轴段直径和长度I段安装调心滚子轴承.轴承型号22219c,尺寸dDB8515036取轴段直径d185mm取齿轮距箱体内壁距离10mm,轴承距箱体内壁s5mm,那么：皿段安装齿轮,齿轮左端采用套筒定位,右端使用轴肩定位,取轴段直径91mm,轴段长度L2110mm用段取齿轮右端轴肩高度h4mm,轴环直径91mm,轴段长L317

51、8mmW段用丁装轴承,选用深沟球轴承Nj419,尺寸文档来源为：从网络收集整理.word版本可编辑.欢送下载支持2 dDB9016030,取轴段直径d390mm,轴段长164mm轴上零件的周向定位两个齿轮均采用花键联结,花键适用丁载荷较大和定心精度要求较高的静联接和动联接,它的键齿多,工作面总接触面积大,承载水平高,它的键布置对称,轴、毂受力均匀,齿槽浅,应力集中较小,对轴和轮毂的消弱小.花键尺寸为：NdDB10102112116轴承与轴的周向定位采用过渡配合保证的,因此轴段直径公差取为K6.轴端倒角245轴的强度效核：首先根据轴的结构图作出轴的计算简图：2求支反力：水平面：RrbFt3831

52、2583孔/831259027843.2N垂直面：RrbFr38312583巳4/83125905825.9N3计算弯矩,绘弯矩图水平弯矩：图b所示垂直面弯矩：图c所示合成弯矩：图d所示4扭矩：T33251100Nmm5计算当量弯矩：图f所示显然D处为危险截面,故只对该处进行强度效核轴的材料为45钢,调质处理,查表4-1得B650N/mm2由虹得W0.090.1B5865N/mm2取60N/mm2McaW3218613.491267.3235.3N/mm内齿轮一c0.25代入上组公式计算如下：太阳轮行星轮内齿轮太阳轮,齿宽b由表2.5-12,取b/d11.1那么ba1.1112123.2mm文

53、档来源为：从网络收集整理.word版本可编辑.欢送下载支持.取b150mmbcba(510)155mm啮合要素验算a-c传动端面重合度a1顶圆齿形曲径:131.512、2z105.245、2太阳轮a1(2)(2)行星轮a2(218.072)2(187.938)2222端面啮合长度ga:式中“号正号为外啮合,负号为内啮合角at一端面节圆啮合直齿轮ataac224315.3,、asinat)31.767(mm)3端面重合度c-b端面重合度1顶圆齿形曲径由上式计算得行星轮a155.305mm内齿轮a269.48mm2端面啮合长度ga3端面重合度齿轮强度验算1a-c传动以下为相啮合的小齿轮太阳轮的强度

54、计算过程,太阳轮行星轮的计算方法相同.1确定计算负荷：名义转矩T名义圆周力2应力循环次数Na:.H(r/min)t一寿命期内要求传动的总运转时间,96000h3确定强度计算中的各种系数：a使用系数kA根据对截割部使用负荷的实测与分析,取b动负荷系数kv由于z1450和(h)kA1.75较大冲击Ftb40006266.7150N/mm150式中na太阳轮相对丁行星架的转速140.16可根据圆周速度:切VZ11.14和一-100100由文献3图2.4-4,查得6级精度时：kv1.04c齿向载荷分布系数kH,kF由文献3表2.4-8查得渗碳淬火齿轮文献3表2.4-9,由文献3表2.4-8查得,根据F

55、y和FtkAkv/b,由文献3图2.4-5,查得kH1.6式中:N1(b/h)(b/h)2d齿间载荷分布系数kHa,kFa1.34501.345由文献3图2.4-6查得e节点区域系数Zh式中,直齿轮b0;t一端面节圆啮合角;直齿轮tacac224315.3t一端面压力角,直齿轮t20f弹性系数Zh由文献3表2.4-11查得zH189.8Jn/mm2钢一钢g齿形系数YFa根据Zi14和xi0.25,由文献3图2.4-14查h应力修正系数Ysa由文献3图2.4-18,查得i重合度系数z,Yj螺旋角系数z和Y因0,z、cos得z1得Y14齿数比u:5接触应力的根本值H06接触应力H:7弯曲应力的根本值F0：8齿根弯曲应力f:9确定计算许用接触应力Hp时的各种系数a寿命系数Zn因Nl109,由文献3图2.4-7,得b润滑系数Zl一2一2因v40220mm/s和hlim1200N/mm由文献3图2.4-9,查得c速度系数Zv因v1.14m/s