畢業(yè)論文-滾筒采煤機(jī)總體設(shè)計(jì)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

1、<p>　　中文題目:滾筒采煤機(jī)總體設(shè)計(jì)行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　外文題目:THE TOLALITY DESIGN OF THE CYLINDER COAL MINING MACHINE AND THE DESIGN OF THE WALKING ORGANIZATION</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）共58頁(yè)（其中：外文文獻(xiàn)及譯文10頁(yè)）圖紙共4張</p&

2、gt;<p>　　完成日期2006年6月 答辯日期2006年6月</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文主要介紹采煤機(jī)的各部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算，本文總共分為兩部分，第一部分主要介紹采煤機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)。根據(jù)采煤機(jī)現(xiàn)在的發(fā)展動(dòng)態(tài)通過(guò)分析與比較，確定了采煤機(jī)工作機(jī)構(gòu)的形式，采煤機(jī)的牽引方式，驅(qū)動(dòng)方式以及它的輔助裝置。并且

3、對(duì)采煤機(jī)的基本參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算，在進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算以后又對(duì)采煤機(jī)的配套關(guān)系作了必要的說(shuō)明。第二部分為行走部的專(zhuān)題設(shè)計(jì)，主要介紹了行走部傳動(dòng)系統(tǒng)的擬定；傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算；各個(gè)齒輪的幾何尺寸的確定；以及有關(guān)部分齒輪、軸、軸承和花鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核。</p><p>　　關(guān)鍵詞：采煤機(jī)；行走部；齒輪；軸；動(dòng)力參數(shù)</p><p><b>　　Abstract</b

4、></p><p>　　This introduction mainly tell about coal mining machine's design and computation in each structure, it has, tow parts ,in the first part, mainly tell about the whole project design of coal

5、 mining machine. According to the development tendency of coal mining machine, we can determine the operating mechanism form, hauling way, drive type as well as its auxiliary unit of the coal mining machine by analyzing

6、and comparison. And it makes an exact computation on basic parameter of the coal mining mac</p><p>　　Key words: the coal mining machine; the hauling organization; gear; axle; dynamic parameter</p>&l

7、t;p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　1采煤機(jī)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案2</p><p>　　1.1明確對(duì)采煤機(jī)的主要要求2</p><p>　　1.2采煤機(jī)總體結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)2</p><p>　　1.2.

8、1總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)的原則2</p><p>　　1.2.2破煤與裝煤功能4</p><p>　　1.2.3 調(diào)高功能6</p><p>　　1.2.4搖臂類(lèi)型6</p><p>　　1.2.5調(diào)斜功能6</p><p>　　1.2.6開(kāi)缺口方式6</p><p>　　1.2.7驅(qū)動(dòng)方

9、式7</p><p>　　1.2.8牽引部位置8</p><p>　　1.2.9牽引部動(dòng)力傳遞8</p><p>　　1.2.10牽引機(jī)構(gòu)9</p><p>　　1.2.11降塵、冷卻9</p><p>　　1.3采煤機(jī)的總體結(jié)構(gòu)10</p><p>　　1.4采煤機(jī)基本參數(shù)確定1

10、1</p><p>　　1.4.1采高的估算11</p><p>　　1.4.2截深12</p><p>　　1.4.3牽引速度12</p><p>　　1.4.4牽引力12</p><p>　　1.4.5截割速度12</p><p>　　1.4.6滾筒直徑12</p>

11、<p>　　1.4.7生產(chǎn)率13</p><p>　　1.4.8裝機(jī)功率13</p><p>　　2采煤機(jī)專(zhuān)題設(shè)計(jì)15</p><p>　　2.1牽引部的組成及傳動(dòng)原理15</p><p>　　2.1.1牽引電機(jī)的選擇15</p><p>　　2.1.2機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的擬定15</p>

12、<p>　　2.1.3傳動(dòng)系統(tǒng)各部件說(shuō)明16</p><p>　　2.2各軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)確定17</p><p>　　2.3電動(dòng)機(jī)所提供的牽引力計(jì)算19</p><p>　　2.4各齒輪幾何尺寸的計(jì)算20</p><p>　　2.4.1第一級(jí)傳動(dòng)的齒輪幾何尺寸的確定20</p><p>　　

13、2.4.2.第二級(jí)齒輪傳動(dòng)的齒輪幾何參數(shù)確定22</p><p>　　2.4.3.第三級(jí)行星傳動(dòng)齒輪的幾何尺寸的確定23</p><p>　　2.4.4.第四級(jí)行星傳動(dòng)齒輪的幾何尺寸的確定25</p><p>　　2.4.5.第五級(jí)擺線針輪傳動(dòng)幾何尺寸確定27</p><p>　　2.5齒輪校核28</p><p

14、>　　2.5.1.第一級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與校核。28</p><p>　　2.5.2 第二級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與校核31</p><p>　　2.6軸的設(shè)計(jì)及校核.33</p><p>　　2.6.1一軸的設(shè)計(jì)及校核33</p><p>　　2.6.2二軸的設(shè)計(jì)及校核37</p><p>　　2.7鍵的校核

15、42</p><p>　　2.7.1一軸上鍵的校核42</p><p>　　2.7.2二軸上花鍵的校核43</p><p>　　2.8軸承的校核44</p><p>　　2.8.1一軸上軸承的校核44</p><p>　　2.8.2二軸上軸承的校核45</p><p><b>

16、;　　3.結(jié)論46</b></p><p><b>　　致謝47</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)48</b></p><p><b>　　附錄A譯文49</b></p><p>　　附錄Ｂ外文文獻(xiàn)53</p><p>

17、<b>　　前言</b></p><p>　　把煤從煤層上截落下來(lái)并遠(yuǎn)出采煤工作面，這是煤炭生產(chǎn)的兩個(gè)主要工序。使用刮板輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)煤的運(yùn)輸，而把煤從煤層上截落下來(lái)并裝入輸送機(jī)，則是由采煤機(jī)來(lái)完成的。采煤機(jī)完成了落煤和裝煤這兩個(gè)主要工序，就實(shí)現(xiàn)了煤炭開(kāi)采的機(jī)械化[1]。</p><p>　　本世紀(jì)四十年代，英國(guó)和原蘇聯(lián)相繼研制出了鏈?zhǔn)讲擅簷C(jī)。這種采煤機(jī)是用截鏈截落煤，在

18、截鏈上安裝有被稱(chēng)為截齒的專(zhuān)用截煤刀具，這種采煤機(jī)工作效率低。而德國(guó)則同時(shí)研制出了用刨削方式落煤的刨煤機(jī)。五十年代初，英國(guó)和德國(guó)相繼研制出來(lái)滾筒采煤機(jī)。在這種采煤機(jī)上安裝有截煤滾筒，這是一種圓筒形部件，其上裝有截齒，用截煤滾筒實(shí)現(xiàn)裝煤和落煤。這種采煤機(jī)與可彎曲輸送機(jī)配套，奠定了煤炭開(kāi)采機(jī)械化的基礎(chǔ)。這種采煤機(jī)的主要缺點(diǎn)有二，其一是截煤滾筒的安裝高度不能在使用中調(diào)整，對(duì)煤層厚度及其適應(yīng)性差；其二是截煤滾筒的裝煤效果不佳，限制了采煤機(jī)生產(chǎn)率的

19、提高。進(jìn)入六十年代，英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)以及原蘇聯(lián)先后對(duì)采煤機(jī)的截煤滾筒做出兩項(xiàng)革命性改進(jìn)。其一是截煤滾筒可以在使用中調(diào)整其高度，完全解決對(duì)煤層賦存條件的適應(yīng)性；第二項(xiàng)是把圓筒形截煤滾筒改進(jìn)成螺旋葉片式截煤滾筒[2]，極大地提高了裝煤效果。這兩項(xiàng)關(guān)鍵的改進(jìn)是滾筒式采煤機(jī)成為現(xiàn)代化采煤機(jī)的基礎(chǔ)。</p><p>　　可調(diào)高螺旋滾筒采煤機(jī)或刨煤機(jī)與液壓支架和可彎曲輸送機(jī)配套，構(gòu)成了綜合機(jī)械畫(huà)采煤設(shè)備，使煤炭生產(chǎn)進(jìn)入高產(chǎn)、

20、高效、安全和可靠的現(xiàn)代化發(fā)展階段。從此，綜合機(jī)械化采煤設(shè)備成為各國(guó)地下開(kāi)采煤礦的發(fā)展方向。</p><p>　　自七十年代以來(lái)，綜合機(jī)械化采煤設(shè)備朝著大功率、遙控、遙測(cè)方向發(fā)展，其性能日益完善，生產(chǎn)率和可靠性近一步提高。工況自動(dòng)監(jiān)測(cè)、故障診斷以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理和數(shù)顯等先進(jìn)設(shè)備的監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)在采煤機(jī)上得到應(yīng)用。現(xiàn)代采煤機(jī)和刨煤機(jī)已經(jīng)發(fā)展成為高技術(shù)機(jī)電一體化產(chǎn)品。</p><p>　　煤炭在我

21、國(guó)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活中占有舉足輕重的地位。只要我們認(rèn)識(shí)到對(duì)采煤機(jī)械的功能要求，掌握采煤機(jī)械的設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法，在工作實(shí)踐中理論聯(lián)系實(shí)際，就一定能開(kāi)發(fā)出世界上一流的采煤機(jī)械，為人類(lèi)煤炭生產(chǎn)做出貢獻(xiàn)。</p><p>　　1采煤機(jī)總體結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)</p><p>　　1.1明確對(duì)采煤機(jī)的主要要求</p><p>　　某一種類(lèi)的采煤機(jī)，如果在甲礦的使用結(jié)果不能令人滿(mǎn)

22、意，而往往在乙礦卻得到贊譽(yù)，為什么不同的用戶(hù)對(duì)同一種機(jī)型的反映不同？很明顯，這是因?yàn)檫@種類(lèi)型的采煤機(jī)沒(méi)有滿(mǎn)足甲礦的要求而滿(mǎn)足了乙礦的要求。這就說(shuō)明，欲使采煤機(jī)受到用戶(hù)青睞，必須按用戶(hù)要求設(shè)計(jì)采煤機(jī)[1]。因此，在采煤機(jī)設(shè)計(jì)之前，掌握擁護(hù)對(duì)采煤機(jī)的要求，是十分重要的。對(duì)收集到的要求，應(yīng)進(jìn)行整理和分類(lèi)，使之條理分明層次清楚，作為設(shè)計(jì)必須達(dá)到的目標(biāo)。本次設(shè)計(jì)基本要求如表1-1。</p><p>　　1.2采煤機(jī)總體結(jié)構(gòu)

23、的方案設(shè)計(jì)</p><p>　　采煤機(jī)的總體方案的好壞，決定了采煤機(jī)功能的完善程度，決定了采煤機(jī)性能的好壞，決定了采煤機(jī)的生產(chǎn)率以及采煤機(jī)的可靠性。因此，采煤機(jī)總體結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)，是采煤機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中最重要的一環(huán)。只有在總體結(jié)果方案設(shè)計(jì)階段最終找到最佳的總體結(jié)構(gòu)方案，方能開(kāi)始下一個(gè)設(shè)計(jì)階段，即結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)階段。</p><p>　　1.2.1總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)的原則</p><

24、p>　　一、必須滿(mǎn)足用戶(hù)的要求</p><p>　　采煤機(jī)設(shè)計(jì)要從明確用戶(hù)的要求開(kāi)始，當(dāng)用戶(hù)的要求已經(jīng)明確，采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)就必須滿(mǎn)足用戶(hù)的這些要求。把能否滿(mǎn)足用戶(hù)的要求和能否很好的滿(mǎn)足用戶(hù)要求，當(dāng)作衡量設(shè)計(jì)方案優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)[3]。</p><p>　　二、“量體裁衣”的設(shè)計(jì)原則</p><p>　　所謂“量體裁衣”，就是根據(jù)用戶(hù)那里的使用條件，設(shè)計(jì)出適于在那里工作

25、的采煤機(jī)。</p><p>　　三、滿(mǎn)足人機(jī)工程學(xué)要求的設(shè)計(jì)原則</p><p>　　人類(lèi)使用工具從事社會(huì)生產(chǎn)勞動(dòng)，人和工具要與其所在的環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一，互相適應(yīng)，才能發(fā)揮出最大的效益。人們使用采煤機(jī)在井下采煤工作面實(shí)現(xiàn)煤的開(kāi)采，采煤機(jī)應(yīng)該適應(yīng)采煤工作面的環(huán)境，人與采煤機(jī)要互相適應(yīng)。</p><p>　　采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)要適應(yīng)井下采煤工作面的環(huán)境[1]。例如：</p&

26、gt;<p>　　采煤工作面空間狹窄，采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)必須緊湊，采煤機(jī)單位體積重量或者單位體</p><p><b>　　積功率要高；</b></p><p>　　采煤機(jī)的部件結(jié)構(gòu)要便于解體與組裝，以便適應(yīng)在井筒和巷道運(yùn)輸?shù)囊螅?lt;/p><p>　　表1-1 采 煤 機(jī) 要 求 表</p><p>　　Tab

27、.1-1 The table of the coal mining machine＇s demand</p><p>　　采煤機(jī)的電氣設(shè)備要考慮到防爆，零件的結(jié)合部位要考慮到防塵，所以機(jī)件要考</p><p>　　慮到防潮、防腐蝕等，這是由于在采煤工作面的空氣中含有煤塵與瓦斯，而且濕度很大，如設(shè)計(jì)不合理，很容易引起煤塵或瓦斯爆炸，或使機(jī)件侵蝕或銹蝕嚴(yán)重，影響機(jī)件使用壽命；</p>

28、;<p>　　機(jī)件要有足夠強(qiáng)度，以防止被下落的巖塊或煤塊砸壞。</p><p>　　采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)要與操作者相互適應(yīng)，例如：</p><p>　　操作手把要有足夠強(qiáng)度，手把的位置要便于操作，手把的形狀要便于握持；</p><p>　　按鈕的形狀也要便于按壓，要目標(biāo)明顯，便于尋找，不同作用的按鈕要用形狀或</p><p><b

29、>　　顏色加以區(qū)別；</b></p><p>　　儀表的表面、數(shù)字和指針要醒目，便于觀察；</p><p>　　所有按鈕、手把和開(kāi)關(guān)等的操作能力不能超過(guò)人的體力所及；</p><p>　　按鈕、手把和開(kāi)關(guān)的位置要便于操作；</p><p>　　機(jī)器的結(jié)構(gòu)要盡量考慮操作者的安全、舒適，在噪聲、溫度、濕度以及振動(dòng)等方</p

30、><p>　　面要考慮人的承受力。</p><p>　　總之，在采煤機(jī)總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)中，要全面考慮人體測(cè)量學(xué)、工程心理學(xué)、勞動(dòng)生理學(xué)和勞動(dòng)衛(wèi)生學(xué)等諸方面，通過(guò)設(shè)計(jì)讓采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)適應(yīng)人的生理?xiàng)l件和要求，減少人在勞動(dòng)中的壓力，盡量使人在工作中發(fā)揮出最大的效率，同時(shí)也能使機(jī)器處于最佳工效之中。</p><p>　　采煤機(jī)的三種功能基本如下：</p>&l

31、t;p>　?。ㄒ唬?把煤從煤壁上破碎下來(lái)。</p><p>　　（二） 把破碎下來(lái)的煤裝到工作面輸送機(jī)里。</p><p>　?。ㄈ?采煤機(jī)能沿工作面自移?，F(xiàn)將采煤機(jī)分功能及其結(jié)構(gòu)方案列表1-2。</p><p>　　如表1-2所示，采煤機(jī)可采用的綜合方案有許多種，但從技術(shù)觀點(diǎn)和設(shè)計(jì)原則來(lái)看，某些方案是不合理的。所以只需摘出合理科學(xué)的方案來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)的需求即可

32、。先對(duì)各分功能的方案進(jìn)行比較。</p><p>　　1.2.2破煤與裝煤功能</p><p>　　目前人們使用的破煤方式有銑削式、鉆削式和滾壓式三種[2]。一.　銑削式結(jié)構(gòu)即在鼓形滾筒的表面或在螺旋滾筒的葉片安裝截齒，滾筒隨采煤機(jī)前移并自轉(zhuǎn)。截齒使用銑削的方式把煤從煤壁上截割下來(lái)?，F(xiàn)代采煤機(jī)為實(shí)現(xiàn)破煤與裝煤一體，都采用螺旋滾筒。這種滾筒外圍的齒座上裝有截齒，當(dāng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)截齒把煤從煤體上破落

33、下來(lái)，同時(shí)螺旋葉片把煤塊裝入工作面輸送機(jī)，滾筒安裝在機(jī)械傳動(dòng)裝置的輸出軸上，機(jī)械傳動(dòng)裝置把動(dòng)力傳遞給</p><p>　　表1-2 采煤機(jī)分功能及其結(jié)構(gòu)方案</p><p>　　Tab.1-2 Divide function and structure program of coal mining machine</p><p>　　截割滾筒，而且水平旋轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)還可

34、以通過(guò)搖臂隨時(shí)調(diào)整截割滾筒的截割高度（又稱(chēng)調(diào)高）功能，以適應(yīng)煤層厚度的變化及底版的起伏。此外它對(duì)不同煤層厚度的適應(yīng)性好，具有自開(kāi)缺口的功能。二.　鉆削式結(jié)構(gòu)在環(huán)形懸臂的前端安裝截齒，這種懸臂的內(nèi)表面上也安裝有截齒。這種結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為鉆削頭，懸臂則被稱(chēng)為鉆削臂。當(dāng)鉆削頭自轉(zhuǎn)并沿其軸線方向推進(jìn)時(shí)，首先在煤層中由鉆削頭截割出現(xiàn)形截槽，而此環(huán)行槽所圍成的柱狀煤體則被鉆削頭內(nèi)的截齒所破碎。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便；集落煤和裝煤功能于一體；煤

35、的坡度大，機(jī)器能耗低。其缺點(diǎn)是這種結(jié)構(gòu)布置于采煤機(jī)的端面，機(jī)身必沿其鉆削出的空間前進(jìn)，因此，機(jī)身長(zhǎng)；這種破煤結(jié)構(gòu)不能自開(kāi)缺口；為使底板平整，還必須配有截割盤(pán)，沿頂板和底板截割煤層，因此使整個(gè)機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜化；此外，這種破煤結(jié)構(gòu)對(duì)煤層厚度</p><p>　　適應(yīng)性小。三.　滾壓式破煤結(jié)構(gòu)是在螺旋滾筒的旋葉上和滾筒端面安裝滾壓盤(pán)刀，但滾筒前移并自轉(zhuǎn)時(shí)，盤(pán)刀壓向煤壁，其刃部和擠壓和剪切作用達(dá)到破煤的目的。這種破碎煤層的

36、結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)在于，采下煤的塊度大，煤塵明顯低；機(jī)器能耗??；盤(pán)刀壽命長(zhǎng)。這種結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)在于，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。</p><p><b>　　1.2.3調(diào)高功能</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)煤層厚度大于2m，應(yīng)該用雙滾筒采煤機(jī)，使一個(gè)滾筒沿底版截割，另一個(gè)滾筒沿頂板截割，兩個(gè)滾筒完成同一層煤的截割。當(dāng)煤層厚度隨時(shí)變化時(shí)，兩個(gè)滾筒的工作高度應(yīng)當(dāng)變化，這就需要能實(shí)現(xiàn)適應(yīng)煤層

37、厚度變化的功能的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)為采煤機(jī)的調(diào)高裝置。1. 調(diào)高油缸設(shè)在機(jī)身下面，由于活塞桿伸縮就實(shí)現(xiàn)了滾筒工作高度的變化。對(duì)于雙滾筒采煤機(jī)而言，借助于兩個(gè)滾筒工作高度的改變，能就完成適應(yīng)煤層厚度H等于或小于兩倍于滾筒直徑D的變化情況。油缸推力大，調(diào)高范圍大。但輸送機(jī)上面經(jīng)過(guò)煤空間被油缸占據(jù)一部分，過(guò)煤空間變小。而且油缸容易被煤塊碰壞。2. 調(diào)高油缸在機(jī)身上面的結(jié)構(gòu)形式。則不影響過(guò)煤高度，并且對(duì)油缸安裝、檢修方便，但是，借助于活塞桿縮

38、進(jìn)抬高滾筒，拉力小。3. 裝于機(jī)身側(cè)面，兩個(gè)油缸共同工作，油缸尺寸小，但活塞行程短，因此滾筒調(diào)高范圍不大。4. 調(diào)高油缸設(shè)在截割部減速箱內(nèi)部，活塞1帶動(dòng)小搖臂2旋轉(zhuǎn)，小搖臂2與搖臂軸3固聯(lián)，搖臂軸3又與搖臂固聯(lián)，搖臂軸3的旋轉(zhuǎn)又帶動(dòng)搖臂擺動(dòng)，進(jìn)而調(diào)整滾筒高度。此結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，不影響過(guò)煤空間，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，檢修不夠方便。其結(jié)構(gòu)如圖1-1。</p><p><b>　　1.2.4搖臂類(lèi)型</b>

39、;</p><p>　　搖臂按外形分為直搖臂和彎搖臂兩種，彎搖臂可以增加滾筒裝煤時(shí)的排煤空間，提高裝煤效果，但加工較困難。本設(shè)計(jì)采用彎搖臂。</p><p><b>　　1.2.5調(diào)斜功能</b></p><p>　　為適應(yīng)煤層沿走向波浪起伏以及存在斷層的功能，采煤機(jī)在采空區(qū)安裝有調(diào)斜油缸，采空區(qū)側(cè)的滑靴安裝在活塞桿上，活塞桿伸縮就改變了采煤機(jī)

40、的傾斜角度。</p><p>　　1.2.6開(kāi)缺口方式</p><p>　　開(kāi)缺口有兩種方式，一種是鉆入式開(kāi)缺口，此方式一般使用人工開(kāi)缺口，工作量大。另一種是斜切進(jìn)刀的方式，此方式在破煤的同時(shí)實(shí)現(xiàn)進(jìn)刀，節(jié)省人力和時(shí)間；快捷方便，目前大部分均采用這種方式。（如圖1-2）</p><p>　　圖1-1 搖臂結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　Fig.1-

41、1 rocker constructive chapter</p><p><b>　　1.2.7驅(qū)動(dòng)方式</b></p><p>　　“驅(qū)動(dòng)方式”，是指采煤機(jī)拖動(dòng)電機(jī)的數(shù)量以及傳動(dòng)方式。大體上可以分為四種：</p><p>　　（1） 單機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，整臺(tái)采煤機(jī)只用一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)的外形尺寸影響了采煤機(jī)功率增加，而且電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障損失大。

42、</p><p>　　（2） 雙電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)，即一臺(tái)采煤機(jī)由兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，其中一臺(tái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)截割部，另一臺(tái)驅(qū)動(dòng)另一截割部和牽引部。這樣，每臺(tái)電動(dòng)機(jī)的功率大約相當(dāng)于單機(jī)驅(qū)動(dòng)的一半，因此，電機(jī)的功率相同。由于每臺(tái)電機(jī)功率大約相當(dāng)于單機(jī)驅(qū)動(dòng)的一半，因此，電機(jī)的功率可以加大，不受外形尺寸限制。但是，容易出現(xiàn)電機(jī)負(fù)荷不均衡現(xiàn)象。</p><p>　?。?） 雙電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)，是指兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)通過(guò)機(jī)械

43、聯(lián)合，共同驅(qū)動(dòng)采煤機(jī)各部。這樣驅(qū)動(dòng)方式能使采煤機(jī)負(fù)荷均勻，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。</p><p>　　圖1-2 中部斜切進(jìn)刀法示意圖</p><p>　　Fig.1-2 The sketch map of the central inclined enter cut</p><p>　　（4） 多機(jī)分別驅(qū)動(dòng)，是指用四—五臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)整臺(tái)采煤機(jī)。若用四臺(tái)電機(jī)，是每個(gè)截割部各用一

44、臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)，牽引一臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)，調(diào)高等輔助液壓系統(tǒng)用一臺(tái)電機(jī)。多機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，每臺(tái)電機(jī)的功率皆比較小，而且一臺(tái)電機(jī)有故障，容易更換，損失小。</p><p>　　1.2.8牽引部位置</p><p>　　“牽引部位置”，是指牽引部安裝位置。大多數(shù)采煤機(jī)牽引部隨采煤機(jī)一起移動(dòng)，稱(chēng)為內(nèi)牽引。對(duì)于薄煤層采煤機(jī)，為了減小采煤機(jī)高度，把牽引部的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)安放在工作面下順槽，拖動(dòng)鏈輪及其機(jī)械傳動(dòng)安裝在工作

45、面輸送機(jī)下機(jī)頭之一側(cè)，稱(chēng)之為外牽引。</p><p>　　1.2.9牽引部動(dòng)力傳遞</p><p>　　“牽引部動(dòng)力傳遞類(lèi)”，是指從電動(dòng)機(jī)到牽引機(jī)構(gòu)之間的動(dòng)力傳動(dòng)方式而言。液壓傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)牽引機(jī)構(gòu)。而電牽引則由直流電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)牽引機(jī)構(gòu)。使用經(jīng)驗(yàn)表明，點(diǎn)牽引調(diào)速方便，效率高，省略了繁雜的機(jī)械與液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)可靠，是比較好的牽引傳動(dòng)方式。</p><p&

46、gt;　　1.2.10牽引機(jī)構(gòu)</p><p>　　牽引機(jī)構(gòu)，采煤機(jī)沿工作面自行移動(dòng)習(xí)慣上被稱(chēng)為牽引。近年來(lái)，隨著生產(chǎn)率的提高，采煤機(jī)裝機(jī)功率不斷加大，現(xiàn)在采煤機(jī)總裝機(jī)容量已超過(guò)1000KW。牽引鏈中的拉力也已增至400~800KN。如此大的載荷必須采用大尺寸的圓環(huán)鏈，而增大圓環(huán)鏈的尺寸又帶來(lái)一系列的影響。因此，鏈牽引機(jī)構(gòu)已限制了采煤機(jī)功率的提高。人們開(kāi)發(fā)了不用鏈牽引的牽引機(jī)構(gòu)，即無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu)。無(wú)鏈牽引指不用懸置

47、于工作面的圓環(huán)鏈?zhǔn)節(jié)L筒采煤機(jī)行走的牽引方式。無(wú)鏈牽引以固定在工作面輸送機(jī)側(cè)面的行走軌為牽引構(gòu)件，通過(guò)行走輪與其嚙合，使機(jī)器沿行走軌往返移動(dòng)。無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu)的形式主要有齒軌式、銷(xiāo)軌式和鏈軌式三種。1. 齒軌式無(wú)鏈牽引以齒條式齒軌為行走軌，有單齒條式和雙齒條式復(fù)合齒軌兩種。雙齒條式復(fù)合齒軌由兩條相互交錯(cuò)1/2節(jié)距的單齒條組合而成。行走輪可以是滾輪（又稱(chēng)銷(xiāo)輪），也可以是齒輪，與復(fù)合齒軌相嚙合的行走輪是由兩個(gè)相互交錯(cuò)1/2節(jié)距的齒輪疊合而成的復(fù)合

48、齒輪。2. 銷(xiāo)軌式無(wú)鏈牽引以圓形或非圓形柱銷(xiāo)按一定節(jié)距組合而成的銷(xiāo)軌為行走軌。行走輪有漸開(kāi)線齒輪或擺線齒輪。3. 鏈軌式無(wú)鏈牽引以鏈環(huán)組成的鏈軌為行走軌，鏈軌有不能拆卸的圓環(huán)鏈鏈軌和可拆卸的摸鍛鏈</p><p>　　采煤機(jī)移動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)小，因而載荷均勻，延長(zhǎng)了機(jī)器的使用壽命，故障率也大</p><p><b>　　大減少。</b></p><p&

49、gt;　　可利用無(wú)鏈雙牽引傳動(dòng)，將牽引力提高到400~600KN，以適應(yīng)采煤機(jī)在大傾角（最</p><p>　　大達(dá)54度）條件下工作，利用制動(dòng)器還可以使機(jī)器的防滑問(wèn)題得到解決。</p><p>　　可實(shí)現(xiàn)工作面多臺(tái)采煤機(jī)同時(shí)工作，提高工作面產(chǎn)量。</p><p>　　嚙合效率高，可將牽引力有效地利用在割煤上。因它沒(méi)有原來(lái)鏈牽引的鏈條通過(guò)</p>&l

50、t;p>　　輪時(shí)所產(chǎn)生的多邊形效應(yīng)而導(dǎo)致的嚙合損失，所以噪聲、速度脈動(dòng)也有所降低。</p><p>　　消除了鏈牽引帶來(lái)的斷鏈、反鏈敲缸等事故，大大提高了安全性。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用齒輪—銷(xiāo)排型結(jié)構(gòu)，利用齒輪與銷(xiāo)排嚙合，推動(dòng)采煤機(jī)前移。</p><p>　　1.2.11降塵、冷卻</p><p>　　采煤機(jī)的截煤滾筒在截割煤

51、壁的同時(shí)，產(chǎn)生了煤塵并在空氣中飛揚(yáng)，使井下的空氣遭到嚴(yán)重污染，威脅井下工人的身體健康。我國(guó)規(guī)定，井下空氣中粒度小于5µ 的粉塵濃度應(yīng)小于10mg/m3，而別的國(guó)家甚至把這一規(guī)定提高到2mg/m3。在井下當(dāng)顆粒直徑在不大于0.75~1.0mm的范圍內(nèi)的煤塵形成一定濃度時(shí)，容易引起煤塵爆炸或瓦斯爆炸。因此，降塵是采煤機(jī)的一個(gè)重要輔助功能。</p><p>　　用噴霧滅塵，是使壓力為15~20巴的壓力水經(jīng)由噴

52、咀噴出霧化，極細(xì)小的液滴充滿(mǎn)滾筒截煤區(qū)，液滴與粉塵相碰而被捕捉。壓力水經(jīng)過(guò)滾筒內(nèi)流出，并由裝在葉片上的噴咀噴出，稱(chēng)為內(nèi)噴霧。當(dāng)壓力水由設(shè)在機(jī)身的噴咀噴出稱(chēng)為外噴霧。一般采煤機(jī)內(nèi)外噴霧都有，降塵效果好。</p><p>　　采煤機(jī)在工作過(guò)程中離不開(kāi)冷卻水。采煤機(jī)的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)需要冷卻水，冷卻水在電動(dòng)機(jī)外殼的水套中流過(guò)。液壓牽引部的溫度需要保持在一定溫度之下，其中液壓傳動(dòng)油池溫升要低于45oC，最高工作溫度應(yīng)低于75o

53、C；牽引部齒輪箱油溫升高應(yīng)低于55oC，最高溫度應(yīng)低于85oC。截割部齒輪傳動(dòng)油箱的油溫也不應(yīng)高于85oC。截煤滾筒的截齒在截煤過(guò)程中溫升很高，降低了截齒的耐磨性。因此，對(duì)采煤機(jī)零部件進(jìn)行冷卻是不可缺少的。這種冷卻功能是由冷卻水實(shí)現(xiàn)的。讓噴霧水首先流過(guò)需要冷卻的部件，實(shí)現(xiàn)冷卻功能，然后再被送到噴霧系統(tǒng)中。因此，冷卻與噴霧水是一個(gè)供水系統(tǒng)。</p><p>　　以上是對(duì)各方案的分析比較，采各家之長(zhǎng)，最后擬定設(shè)計(jì)的方

54、案如表1-3。</p><p>　　表1-3 采煤機(jī)分功能及其結(jié)構(gòu)方案綜合表</p><p>　　Tab.1-3 The comprehensive table of coal mining machine＇s divide function and structure program</p><p>　　1.3采煤機(jī)的總體結(jié)構(gòu)</p><p&g

55、t;　　根據(jù)前面對(duì)采煤機(jī)各機(jī)構(gòu)的確定，采煤機(jī)的總體布置方式如圖1-3。</p><p>　　圖1-3 總體布置方式圖</p><p>　　Fig.1-3 The diagram of coal mining machine＇s table assign</p><p>　　采煤機(jī)的牽引部和截割部通常各自獨(dú)立，用底托架作為安裝各部件的基體。其工作原理是由煤壁側(cè)的兩組支

56、撐組件和采空側(cè)的兩只導(dǎo)向滑靴分別把采煤機(jī)支撐在工作面刮板輸送機(jī)的鏟煤版和銷(xiāo)軌上，牽引部電機(jī)通過(guò)牽引機(jī)械傳動(dòng)帶動(dòng)左右行走箱中的行走輪，行走輪與輸送機(jī)上的銷(xiāo)軌嚙合，使采煤機(jī)沿工作面刮板輸送機(jī)往復(fù)行走，實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)的左右牽引，同時(shí)截割部電機(jī)通過(guò)截割機(jī)械傳動(dòng)帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)完成落煤和裝煤作業(yè)。</p><p>　　1.4采煤機(jī)基本參數(shù)確定</p><p>　　在采煤機(jī)整體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)階段，大體確定基本參

57、數(shù)如表1-4。</p><p>　　表1-4 基本參數(shù)表</p><p>　　Tab.1-4 Fundamental parameter table</p><p>　　1.4.1采高的估算</p><p>　　根據(jù)煤層厚度不宜超過(guò)采煤機(jī)最大采高的90%~95%；不宜小于采煤機(jī)最小采高的110%~120%[1]。煤層厚度2~3m。</p

58、><p>　　所以采高范圍1.7~3.3m。</p><p><b>　　1.4.2截深</b></p><p>　　截深是指采煤機(jī)工作機(jī)構(gòu)完全截入煤壁的深度，即采煤機(jī)沿工作面走向一次推進(jìn)的距離，采煤機(jī)的截深與煤層厚度，頂板狀態(tài)有關(guān)。對(duì)于中厚和厚煤層，考慮到工作面輸送機(jī)的最大輸送能力以及充分利用頂板壓力對(duì)于煤壁的予破碎效應(yīng)，截深皆定為0.6m[1]

59、。</p><p><b>　　1.4.3牽引速度</b></p><p>　　牽引速度越高，單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量越大，但電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷和牽引力也相應(yīng)增大。為使?fàn)恳俣扰c電動(dòng)機(jī)負(fù)荷相適應(yīng)，牽引速度應(yīng)能隨截割阻力的變化而變化。當(dāng)截割阻力變小時(shí)，應(yīng)加快牽引以獲得較大的切削厚度，增加產(chǎn)量，當(dāng)截割阻力變大時(shí)，則應(yīng)降速牽引，以減小切削厚度，防止電動(dòng)機(jī)過(guò)載，保證機(jī)器正常工作。目前雙滾筒

60、采煤機(jī)截煤時(shí)，牽引速度一般不超過(guò)5~6m/min。而調(diào)動(dòng)牽引速度取。</p><p><b>　　1.4.4牽引力</b></p><p>　　牽引力的計(jì)算參照資料[2]按下試進(jìn)行計(jì)算：</p><p><b>　　（1-1）</b></p><p>　　式中：P——采煤機(jī)牽引力KN</p&g

61、t;<p>　　G——采煤機(jī)移動(dòng)部分重量；參照同類(lèi)產(chǎn)品，取G=40噸</p><p>　　也可以參照同類(lèi)產(chǎn)品MG300系列產(chǎn)品，初取牽引力為450KN。</p><p><b>　　1.4.5截割速度</b></p><p>　　截割速度是指滾筒截齒齒尖的圓周切線速度，截割速度決定截割部傳動(dòng)比，滾筒直徑和滾筒轉(zhuǎn)速，對(duì)采煤機(jī)的功率消

62、耗，裝煤效果，煤的塊度和煤塵大小等有直接影響。為了減少滾筒截割時(shí)產(chǎn)生的細(xì)煤和粉塵，增多大煤塊，應(yīng)降低滾筒轉(zhuǎn)速。滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)滾筒截筒和裝載過(guò)程的影響都比較大，但是對(duì)粉塵生成和截齒使用壽命影響較大的是截割速度而不是滾筒轉(zhuǎn)速，截割速度一般為3.5~5.0m/s，在此本設(shè)計(jì)取V=4m/s。</p><p><b>　　1.4.6滾筒直徑</b></p><p>　　滾筒直徑是指

63、滾筒齒尖所在圓直徑。對(duì)于中煤層和厚煤層采用的雙滾筒采煤機(jī)，滾筒直徑按下式[1]計(jì)算：</p><p>　　式中 Hmax——開(kāi)采煤層最大厚度m</p><p><b>　　取D=1.8m</b></p><p><b>　　1.4.7生產(chǎn)率</b></p><p>　　理論設(shè)計(jì)生產(chǎn)率按下式計(jì)算[1

64、]：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中Q——采煤機(jī)理論設(shè)計(jì)生產(chǎn)率，T/h；</p><p><b>　　H——采高，m；</b></p><p><b>　　B——截深，m；</b></p><p>　　——采煤機(jī)

65、牽引速度，m/min；</p><p>　　煤的實(shí)體容重，T/m3；</p><p>　　結(jié)合表1-4，取H=3m，B=0.6m，</p><p><b>　　1.4.8裝機(jī)功率</b></p><p>　　裝機(jī)功率參照資料[2]，雙滾筒采煤機(jī)的裝機(jī)功率可按下式計(jì)算：</p><p><b&

66、gt;　?。?-3）</b></p><p>　　式中： ——采煤機(jī)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)率 T/h</p><p>　　——功率利用系數(shù)，取=1</p><p><b>　　——功率水平系數(shù)</b></p><p>　　——后滾筒工作條件系數(shù)</p><p><b>　　——截割比

67、能耗</b></p><p><b>　　的確定</b></p><p>　　查資料[3]，取中硬以上煤層的抗截強(qiáng)度，查[2]取=0.4</p><p><b>　　的確定</b></p><p>　　功率水平系數(shù)的確定與牽引速度調(diào)節(jié)方式，電動(dòng)機(jī)的超載等有關(guān)，本機(jī)采用自動(dòng)調(diào)整，電機(jī)超載能

68、力?。?～2.2）查[2]取=0.9。</p><p><b>　　的確定</b></p><p>　　本機(jī)采用后滾筒在下的前順后逆的采煤方法，查[2]取=0.8。</p><p><b>　　所以， </b></p><p><b>　　取標(biāo)準(zhǔn)值。</b></p>

69、<p>　　也可參照資料[1]表4-8，煤層厚度（2.0～3.5）m，采煤機(jī)裝機(jī)功率?。?50～350）。</p><p>　　對(duì)于多機(jī)分別驅(qū)動(dòng)的采煤機(jī)，牽引電動(dòng)機(jī)按占總功率18%～25%計(jì)算功率。則牽引電動(dòng)機(jī)功率 。</p><p>　　為更好滿(mǎn)足牽引功率，兩部牽引電動(dòng)機(jī)的功率各擬定為40。</p><p><b>　　2專(zhuān)題設(shè)計(jì)</

70、b></p><p><b>　　序言</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的采煤機(jī)牽引部是由電牽引系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)組成。其功能是由電動(dòng)機(jī)發(fā)出電能，轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，經(jīng)過(guò)各級(jí)齒輪傳送部件，借助擺線輪與銷(xiāo)排齒軌的嚙合傳動(dòng)，使采煤機(jī)沿運(yùn)輸機(jī)軌道往返運(yùn)行。</p><p>　　牽引部分左牽引部和右牽引部，這部分為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，除機(jī)殼和部分蓋板外，內(nèi)部

71、零件可完全互換。</p><p>　　2.1牽引部的組成及傳動(dòng)原理</p><p>　　牽引部由機(jī)殼、牽引電機(jī)、一軸、二軸、惰輪組件和行星減速器等主要部件組成。機(jī)殼內(nèi)設(shè)有電機(jī)腔、齒輪傳動(dòng)腔和干腔三大部分。電機(jī)腔用來(lái)安裝牽引電機(jī)；齒輪傳動(dòng)腔用來(lái)安裝各級(jí)齒輪傳動(dòng)部件；干腔用來(lái)安裝分水閥、液壓油管、水管和電纜等輔件。</p><p>　　牽引部的傳動(dòng)原理是：牽引電機(jī)輸入動(dòng)

72、力，經(jīng)一軸、二軸、惰輪組件和雙行星減速器，最后經(jīng)花鍵軸將動(dòng)力傳入行走箱。（傳動(dòng)齒輪均采用圓柱齒輪）。</p><p>　　2.1.1牽引電機(jī)的選擇</p><p>　　由前一篇1.4.8所述，電動(dòng)機(jī)的額定功率為40。</p><p>　　選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YBQYS-40型電動(dòng)機(jī)，其參數(shù)如下：</p><p>　　額定功率：40 kw</

73、p><p>　　額定電壓：1140 V</p><p><b>　　額定電流：76 A</b></p><p>　　額定轉(zhuǎn)速：1478 r/min</p><p>　　2.1.2機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的擬定</p><p>　　由于手生產(chǎn)力，支架移動(dòng)能力，截割阻力等的影響，采煤機(jī)的牽引速度一般最大不超過(guò)，而電動(dòng)

74、機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速較高。為了減少傳動(dòng)的復(fù)雜程度，常用行星傳動(dòng)等的傳動(dòng)比的減速機(jī)構(gòu)。初步擬定傳動(dòng)系統(tǒng)如下圖所示：</p><p><b>　　各級(jí)傳動(dòng)比分配為：</b></p><p><b>　　圖2-1傳動(dòng)系統(tǒng)圖</b></p><p>　　Fig.2-1 Transmission system diagram</p&g

75、t;<p><b>　　總傳動(dòng)比：</b></p><p>　　2.1.3傳動(dòng)系統(tǒng)各部件說(shuō)明</p><p><b>　　1）一軸</b></p><p>　　軸齒輪一端與牽引電機(jī)的輸出軸以漸開(kāi)線花鍵干式聯(lián)接，該軸輪齒輪設(shè)有兩種齒數(shù)與二軸對(duì)應(yīng)齒輪相嚙合，實(shí)現(xiàn)牽引變速配齒。另外，軸齒輪另一端裝有液壓制動(dòng)器，以防

76、止采煤機(jī)在較大傾角工作面停機(jī)時(shí)下滑。</p><p><b>　　2）二軸</b></p><p>　　屬兩齒輪塔式結(jié)構(gòu)。其中大齒輪設(shè)有兩種齒數(shù)與一軸對(duì)應(yīng)軸齒輪相嚙合，實(shí)現(xiàn)兩種齒數(shù)比（53：20或50：23），客戶(hù)可根據(jù)需要選擇某一速比，以使最大牽引速度與牽引力合理搭配。裝配時(shí)應(yīng)根據(jù)客戶(hù)要求選取配對(duì)齒輪，若客戶(hù)無(wú)要求，正常安裝齒數(shù)比為53：20。二軸的小齒輪與惰輪軸齒

77、輪相嚙合。</p><p><b>　　3）惰輪組件</b></p><p>　　惰輪軸上安裝有一只齒輪，同時(shí)與二軸的小齒輪、雙行星減速器端頭的齒輪查嚙合，將動(dòng)力由二軸傳動(dòng)給雙行星減速器，只是湊配中心距，即不變速，也不換向。</p><p><b>　　4）行星減速器</b></p><p>　　行

78、星減速器由第一級(jí)太陽(yáng)輪和行星架雙浮動(dòng)的NGW型三行星機(jī)構(gòu)和第二級(jí)內(nèi)齒圈和太陽(yáng)輪雙浮動(dòng)的NGW型四行星機(jī)構(gòu)組成。該機(jī)構(gòu)的端頭齒輪通過(guò)與惰輪軸齒輪相嚙合將動(dòng)力輸入給第一級(jí)三行星機(jī)構(gòu)，三行星機(jī)構(gòu)的行星架內(nèi)花鍵與第二級(jí)四行星機(jī)構(gòu)的太陽(yáng)輪相嚙合，將動(dòng)力傳給四行星機(jī)構(gòu)，四行星機(jī)構(gòu)的行星架內(nèi)花鍵與行走箱的花鍵軸相嚙合，最終將動(dòng)力傳給行走箱。</p><p><b>　　5）液壓制動(dòng)器</b></p&

79、gt;<p>　　液壓制動(dòng)器安裝在一軸的端部，其結(jié)構(gòu)主要由外殼、油缸、彈簧、摩擦片、密封圈等組成。工作原理是：當(dāng)外接油口接通控制油源時(shí)，活塞在油壓的作用下壓緊碟形彈簧組，并帶動(dòng)壓盤(pán)一起向左移動(dòng)，使內(nèi)外摩擦片脫離接觸，制動(dòng)器軸帶動(dòng)摩擦片空轉(zhuǎn)，采煤機(jī)處于松閘狀態(tài)：當(dāng)外接油源消失后，外接油口與油池相通，活塞腔卸壓，活塞在碟形彈簧組的作用下推動(dòng)壓盤(pán)向右移動(dòng)，內(nèi)外摩擦片相互壓緊，產(chǎn)生制動(dòng)扭矩，使一軸制動(dòng)，采煤機(jī)處于抱閘狀態(tài)。<

80、/p><p>　　2.2各軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)確定</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)的輸出功率：</b></p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩：</b></p><p>　　查閱[4]，得以下機(jī)械傳

81、動(dòng)效率：</p><p><b>　　圓柱齒輪傳動(dòng)——</b></p><p><b>　　一對(duì)滾動(dòng)球軸承——</b></p><p><b>　　一對(duì)滾子軸承——</b></p><p><b>　　行星機(jī)構(gòu)——</b></p><p

82、>　　花鍵連接機(jī)械損失可忽略不計(jì)。</p><p><b>　　對(duì)于I軸：</b></p><p><b>　　對(duì)于II軸：</b></p><p><b>　　對(duì)于III軸：</b></p><p><b>　　對(duì)于IV軸：</b></p&g

83、t;<p>　　由于III軸是惰輪軸，不改變傳動(dòng)速度及傳動(dòng)比。</p><p><b>　　對(duì)于V軸：</b></p><p>　　由于該軸與前一軸是花鍵連接，其機(jī)械損失可以忽略不記。</p><p><b>　　對(duì)于VI軸：</b></p><p><b>　　對(duì)于VII軸

84、：</b></p><p><b>　　對(duì)于VIII軸：</b></p><p>　　2.3電動(dòng)機(jī)所提供的牽引力計(jì)算</p><p>　　根據(jù)現(xiàn)有資料，擺線驅(qū)動(dòng)輪的模數(shù)初定為39.79，則：</p><p><b>　　（2-1）</b></p><p><

85、b>　　式中 </b></p><p><b>　　——電動(dòng)機(jī)牽引力</b></p><p><b>　　——擺線輪所受扭矩</b></p><p><b>　　m——擺線輪模數(shù)</b></p><p><b>　　——擺線論齒數(shù)</b&g

86、t;</p><p>　　由于本機(jī)有兩個(gè)牽引部，所以，實(shí)際牽引力應(yīng)為：</p><p>　　2.4各齒輪幾何尺寸的計(jì)算</p><p>　　2.4.1第一級(jí)傳動(dòng)的齒輪幾何尺寸的確定</p><p>　　參照已有的產(chǎn)品資料，初步確定產(chǎn)品主要尺寸</p><p>　　根據(jù)結(jié)構(gòu)需要兩齒輪的實(shí)際中心距。</p>

87、<p><b>　　確定變位系數(shù)：</b></p><p><b>　　必須采用變位齒輪。</b></p><p>　　根據(jù)給定中心距求嚙合角：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　查閱參考資料[5]表23.2-19：</p>

88、;<p><b>　　取則</b></p><p><b>　　確定結(jié)構(gòu)尺寸：</b></p><p><b>　　參照資料[5]</b></p><p><b>　　分度圓直徑：</b></p><p><b>　　基圓半徑：&l

89、t;/b></p><p><b>　　分度圓分離系數(shù)：</b></p><p><b>　　齒頂高變動(dòng)系數(shù)：</b></p><p>　　齒輪齒頂高： </p><p><b>　　齒頂圓直徑：</b></p><

90、p><b>　　齒根輪直徑：</b></p><p><b>　　重合度計(jì)算：</b></p><p><b>　　（2-3）</b></p><p>　　式中： ——嚙合角</p><p>　　——齒輪1，2的齒頂圓壓力角</p><p>

91、;　　2.4.2.第二級(jí)齒輪傳動(dòng)的齒輪幾何參數(shù)確定</p><p>　　由結(jié)構(gòu)可知第二級(jí)傳動(dòng)中含有一個(gè)惰輪，它只起到湊配中心距的作用。不改變傳動(dòng)方向和傳動(dòng)比。實(shí)際需要的中心距，參照已有的產(chǎn)品資料，初步確定主要尺寸。</p><p>　　其理論中心距所以，無(wú)需變位。</p><p><b>　　確定傳動(dòng)幾何尺寸：</b></p>&

92、lt;p><b>　　分度圓直徑：</b></p><p><b>　　齒頂高：</b></p><p><b>　　齒根高：</b></p><p><b>　　齒頂圓直徑：</b></p><p><b>　　齒根圓直徑：</b&

93、gt;</p><p>　　2.4.3.第三級(jí)行星傳動(dòng)齒輪的幾何尺寸的確定</p><p>　　本級(jí)傳動(dòng)的行星齒輪系傳動(dòng)，參照現(xiàn)有資料，確定太陽(yáng)輪，行星輪，內(nèi)齒圈。</p><p><b>　　齒輪變位系數(shù)的確定</b></p><p>　　為了提高齒輪的彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度，工作中齒輪大都采用變位齒輪。</p>

94、;<p><b>　　參照資料[5]。</b></p><p><b>　　因?yàn)?lt;/b></p><p>　　所以，太陽(yáng)輪正變位，行星輪和內(nèi)齒輪負(fù)變位，即。</p><p>　　按從圖23.2-7P5線上初選在圖23.2-8中查得利用圖23.2-4查得所以即：</p><p><

95、b>　　取</b></p><p><b>　　則</b></p><p>　　為了滿(mǎn)足行星傳動(dòng)的同心條件，與的實(shí)際中心距應(yīng)與，的實(shí)際中心距相等。</p><p><b>　　與的理論中心距：</b></p><p><b>　　與的嚙合角確定：</b><

96、;/p><p>　　查參考資料[5]表23.2-19： </p><p><b>　　中心距變位系數(shù)：</b></p><p><b>　　齒頂高變動(dòng)系數(shù)：</b></p><p><b>　　各輪幾何尺寸確定：</b></p><p>　　分度園直徑：

97、 </p><p><b>　　齒頂圓直徑：</b></p><p><b>　　其中，。</b></p><p><b>　　齒根圓直徑：</b></p><p>　　2.4.4.第四級(jí)行星傳動(dòng)齒輪的幾何尺寸的確定</p><p&g

98、t;　　參照現(xiàn)有資料，確定太陽(yáng)輪，行星輪，內(nèi)齒圈，</p><p><b>　　。</b></p><p>　　齒輪變位系數(shù)的確定，參照資料[5]：</p><p><b>　　因?yàn)?lt;/b></p><p>　　所以，太陽(yáng)輪正變位，行星輪和內(nèi)齒輪負(fù)變位，既。</p><p>

99、　　按，從圖23.2-7P5線上初選，在圖23.2-8中查得，利用圖23.2-4查得，所以即：</p><p><b>　　取，</b></p><p><b>　　則：</b></p><p>　　為了滿(mǎn)足行星傳動(dòng)的同心條件，與的實(shí)際中心距應(yīng)與，的實(shí)際中心距相等。</p><p><b>

100、;　　與的理論中心距：</b></p><p><b>　　與的嚙合角確定：</b></p><p>　　查參考資料[5]表23.2-19：</p><p><b>　　中心距變位系數(shù)：</b></p><p><b>　　齒頂高變動(dòng)系數(shù)：</b></p>

101、;<p><b>　　各輪幾何尺寸確定：</b></p><p><b>　　分度園直徑：</b></p><p><b>　　齒頂圓直徑：</b></p><p><b>　　其中，。</b></p><p><b>　　齒根圓直

102、徑：</b></p><p>　　2.4.5.第五級(jí)擺線針輪傳動(dòng)幾何尺寸確定</p><p>　　根據(jù)已有資料，第五級(jí)傳動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輪，擺線輪，擺線模數(shù),</p><p>　　銷(xiāo)軸直徑，擺線輪齒根圓角半徑，。</p><p><b>　　幾何尺寸確定：</b></p><p><b&

103、gt;　　分度園直徑：</b></p><p><b>　　齒頂圓直徑：</b></p><p><b>　　取。</b></p><p><b>　　齒根圓直徑：</b></p><p><b>　　2.5齒輪校核</b></p>

104、<p>　　2.5.1.第一級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與校核。</p><p>　　選擇齒輪材料，確定精度等級(jí)，兩齒輪均選用，表面滲碳淬火，硬度為56～62HRC，選齒輪精度等級(jí)8級(jí)。</p><p>　　計(jì)算許用應(yīng)力，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N。假如齒輪每天工作10小時(shí)，每年工作300天，預(yù)期壽命10年，則：</p><p>　　式中： ——馬達(dá)輸送軸轉(zhuǎn)速</p

105、><p>　　——齒輪每一轉(zhuǎn)中，同一齒輪面嚙合的次數(shù)</p><p>　　——齒輪的工作壽命（小時(shí)）</p><p>　　——第一級(jí)齒輪傳動(dòng)比</p><p>　　接觸疲勞許用應(yīng)力的計(jì)算：</p><p><b>　　參照資料[5]：</b></p><p><b>

106、　　（2-4）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　——許用接觸應(yīng)力，</b></p><p>　　——試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限應(yīng)力，，查圖23.2-18，</p><p><b>　　?。?lt;/b></p>&

107、lt;p>　　——接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，查圖23.2-19取</p><p>　　——工作硬化系數(shù)，查圖23.2-22取</p><p>　　——接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)，查圖23.2-23取</p><p>　　——接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)，查式23.2-19取</p><p><b>　　所以：</b></p

108、><p>　　彎曲疲勞許用應(yīng)力，參照資料[5]：</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　——許用彎曲應(yīng)力，</b></p><p>　　——齒輪材料的彎曲疲勞強(qiáng)度的基本值，查圖

109、23.2-29取</p><p>　　——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，查圖23.2-30取</p><p>　　——相對(duì)齒根圓角的敏感系數(shù)，查表23.2-23取</p><p>　　——相對(duì)表面狀況系數(shù)，見(jiàn)式23.2-25取</p><p>　　——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)，查圖23.2-31取</p><p>　　——彎曲

110、強(qiáng)度最小安全系數(shù)，見(jiàn)式23.2-20取</p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　校核</b></p><p>　　接觸疲勞強(qiáng)度校核，參照資料[5]：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p><

111、b>　　式中：</b></p><p><b>　　——計(jì)算應(yīng)力，</b></p><p>　　——節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，查表23.2-16，取</p><p>　　——彈性系數(shù)，查表23.2-29，取</p><p>　　——重合度系數(shù)，查表23.2-17，取</p><p>　　——

112、使用系數(shù)，查表23.2-24，取</p><p>　　——?jiǎng)虞d系數(shù)，查式23.2-12，取</p><p>　　——齒向載荷分配系數(shù)查式23.2-13，取</p><p>　　——齒間載荷分配系數(shù)查式23.2-28，取</p><p>　　——齒輪傳遞的扭矩，</p><p><b>　　——齒輪的傳動(dòng)比&l

113、t;/b></p><p><b>　　——齒寬，</b></p><p>　　——齒寬系數(shù)，查[4]表16-6，取</p><p>　　——齒輪1比分度圓直徑</p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　因此，齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。</

114、p><p>　　按彎曲疲勞強(qiáng)度校核，參照資料[5]：</p><p><b>　?。?-7）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　——計(jì)算彎曲應(yīng)力，</b></p><p>　　——應(yīng)力修正系數(shù)，查23.2-24，

115、取</p><p>　　——載荷作用于齒頂時(shí)的齒形系數(shù)，查圖23.2-25，取</p><p>　　——重合度系數(shù)，查23.2-28，取</p><p><b>　　其它參數(shù)同上：</b></p><p>　　兩齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度也滿(mǎn)足要求，綜上所述，該對(duì)齒輪的強(qiáng)度均滿(mǎn)足要求。</p><p>　　

116、2.5.2 第二級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　選擇齒輪材料，確定精度等級(jí)</p><p>　　兩齒輪均選用18Cr2Ni4WA，表面滲碳淬火，硬度為56～62HRC。選齒輪精度8級(jí)。</p><p><b>　　計(jì)算許用應(yīng)力</b></p><p><b>　　計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N</b>

117、;</p><p>　　假如齒輪每天工作10小時(shí)，每年工作300天，預(yù)期壽命10年，則：</p><p>　　式中：——一軸的轉(zhuǎn)速</p><p>　　——齒輪每一轉(zhuǎn)中，同一齒輪嚙合的次數(shù)</p><p>　　——齒輪的工作壽命（小時(shí)）</p><p>　　——第二級(jí)齒輪傳動(dòng)比</p><p>

118、<b>　　查閱資料[5]：</b></p><p>　　接觸疲勞許用應(yīng)力的計(jì)算：</p><p><b>　?。?-8）</b></p><p>　　式中各參數(shù)意義同上，查閱資料同上，?。?lt;/p><p><b>　　得： </b></p><p>&

119、lt;b>　　彎曲疲勞許用應(yīng)力：</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　式中各參數(shù)意均同上，查閱資料同上，?。?lt;/p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　校核</b></p>&

120、lt;p><b>　　接觸疲勞強(qiáng)度校核：</b></p><p><b>　　參照資料[5]：</b></p><p><b>　?。?-10）</b></p><p>　　式中各參數(shù)意義均同上，查相同資料，取：</p><p><b>　　所以：</b&

121、gt;</p><p>　　因此，齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。</p><p>　　按彎曲疲勞強(qiáng)度校核：</p><p><b>　　參照資料[5]：</b></p><p><b>　?。?-11）</b></p><p>　　式中各參數(shù)意同上，查相同資料取：</p&

122、gt;<p>　　兩齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度也滿(mǎn)足要求。</p><p>　　綜上敘述，該對(duì)齒輪的強(qiáng)度均滿(mǎn)足要求，而與之間未改變轉(zhuǎn)速與傳動(dòng)比，則無(wú)需再校核。</p><p>　　2.6軸的設(shè)計(jì)及校核.</p><p>　　2.6.1一軸的設(shè)計(jì)及校核</p><p><b>　　選材</b></p>

123、<p>　　由于該軸屬于花鍵軸，所受扭矩較大，因此選用滲碳淬火，硬度56～62HC?！　?lt;/p><p><b>　　參考資料[7]：</b></p><p>　　參考資料[8]表13-1取許用疲勞應(yīng)力。</p><p>　　按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步計(jì)算軸端軸經(jīng)參照2.2，</p><p>　　參照資料[7]表24-2，

124、取：</p><p><b>　　取 ：</b></p><p><b>　　軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　由于軸的一端是動(dòng)力輸入端，應(yīng)通過(guò)聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)相連，根據(jù)電動(dòng)機(jī)軸伸直徑與該軸軸伸直徑，選定聯(lián)軸器的型號(hào)：</p><p>　　為了拆裝方便，該軸各軸段直徑，長(zhǎng)度及結(jié)構(gòu)見(jiàn)如2-1簡(jiǎn)圖

125、：</p><p>　　計(jì)算作用力（見(jiàn)圖2-2b、d）</p><p><b>　　齒輪的圓周力：</b></p><p><b>　　齒輪的徑向力：</b></p><p>　　求支反力（見(jiàn)圖2-2b、d）</p><p><b>　　XOZ面（水平面）</

126、b></p><p><b>　　由得：</b></p><p><b>　　XOY面（垂直面）</b></p><p><b>　　由得：</b></p><p>　　作彎矩圖和扭矩圖（見(jiàn)圖2-2c、e、f、g）</p><p>　　XOZ面（水

127、平面）：</p><p>　　XOZ面（垂直面）：</p><p><b>　　合成彎矩：</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)矩：</b></p><p><b>　　軸的強(qiáng)度校核</b></p><p>　　確定危險(xiǎn)截面，根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸及彎矩圖，

128、扭矩圖，截面B處彎矩較大，且有軸承配合引起的應(yīng)力集中；截面E處彎矩也較大，直徑較小，又有圓角引起的應(yīng)力集中；截面D處彎矩最大，且有齒輪配合與鍵槽引起的應(yīng)力集中，故屬危險(xiǎn)截面，現(xiàn)對(duì)D截面進(jìn)行強(qiáng)度校核。</p><p><b>　　安全系數(shù)校核計(jì)算</b></p><p>　　由于此軸轉(zhuǎn)動(dòng)，彎矩引起對(duì)稱(chēng)循環(huán)的彎應(yīng)力，轉(zhuǎn)矩引起的為脈動(dòng)循環(huán)的剪應(yīng)力。</p>&