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編號：（ ）字 號
本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
綜采工作面大型刮板輸送機(jī)
設(shè)計(jì)與配套
戴國偉 21040201
機(jī)械工程及自動化2004級1班
題目：
姓名： 學(xué)號：
班級：
二〇〇八年六月
中國礦業(yè)大學(xué)2008屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第84頁
1 概述
1.1 刮板輸送機(jī)的機(jī)構(gòu)與作用
刮板輸送機(jī)是一種有撓性牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)輸送機(jī)械。它的牽引構(gòu)件是刮板鏈，承載裝置是溜槽。在綜采工作面，為了與采煤機(jī)、液壓支架配合使用，在溜槽的采空區(qū)側(cè)設(shè)有擋煤板及擋煤板座、導(dǎo)向管（鏈牽引采煤機(jī)用）、齒條、銷軌或埋鏈（無鏈牽引采煤機(jī)用）。
刮板輸送機(jī)在綜采工作面中起著承載、運(yùn)煤和采煤機(jī)導(dǎo)向以及液壓支架推移支承等作用，是整套綜采設(shè)備的“中堅(jiān)”，其性能、可靠程度和壽命是綜采工作面正常生產(chǎn)和取得良好技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的重要保證。
1.2輸送機(jī)的發(fā)展概況
自世界上第一臺刮板輸送機(jī)誕生以來，經(jīng)歷了半個多世紀(jì)的不斷研究、試驗(yàn)、改進(jìn)，刮板輸送機(jī)已成為煤礦運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備。目前世界上生產(chǎn)刮板輸送機(jī)的國家主要有德國、美國、英國、澳大利亞、日本等。機(jī)型從輕型、中型到重型、超重型．裝機(jī)功率已發(fā)展到3×700kW。保護(hù)形式有：彈性聯(lián)軸器、限矩型液力耦合器、雙速電機(jī)、調(diào)速型液力耦合器、軟啟動(CST可控傳動裝置、閥控調(diào)速型液力耦合器、交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)三種軟啟動裝置)等等。
我國綜采機(jī)械化的應(yīng)用始于20世紀(jì)70年代末，經(jīng)過20多年的發(fā)展．目前我國中、小功率刮板輸送機(jī)已具備成型技術(shù)．并有成熟的制造能力，完全能夠滿足國內(nèi)市場的需求。大功率刮板輸送機(jī)通過成套引進(jìn)國外的裝備和技術(shù)，成功地進(jìn)行了國產(chǎn)化研制工作．并相繼推出了一些產(chǎn)品。
從總體水平上看．我國刮板輸送機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀與國外相比還存在一些差距，主要表現(xiàn)在：基礎(chǔ)研究薄弱。缺少強(qiáng)有力的理論支持，計(jì)算少，靠經(jīng)驗(yàn)取值多，缺乏專門的開發(fā)分析軟件；受基礎(chǔ)工業(yè)水平的制約，國產(chǎn)輸送機(jī)制造質(zhì)量不穩(wěn)定。元部件的可靠性還有待提高：大功率刮板輸送機(jī)的關(guān)鍵部件仍需進(jìn)口，有待進(jìn)一步研發(fā)并國產(chǎn)化；安全性和可靠性的不穩(wěn)定。直接制約了煤礦的生產(chǎn)效率，從而不能從根本上降低使用成本；煤礦管理水平落后，資金不足．礦工不按操作規(guī)程操作等，也間接增加了輸送機(jī)發(fā)生故障的機(jī)會．從而不能最大限度地發(fā)揮設(shè)備的設(shè)計(jì)能力。
1.3國內(nèi)外刮板輸送機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)及趨勢
1.3.1先進(jìn)產(chǎn)煤國家刮板輸送機(jī)的技術(shù)發(fā)展
一、先進(jìn)產(chǎn)煤國家刮輸送機(jī)的技術(shù)發(fā)展
（一）發(fā)展重點(diǎn)與代表機(jī)型
在不斷提高工作面單產(chǎn)和效率的總要求下，80年代初期，主要是對工作面刮板輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。如采用雙中心鏈、側(cè)卸機(jī)頭、封底溜槽和雙速電動機(jī)，增大溜槽、牽引鏈條等組件的強(qiáng)度及傳動功率等都有效地提高了刮板輸送機(jī)的運(yùn)輸能力和可靠性。80年代后期以來，工作面刮板輸送機(jī)技術(shù)發(fā)展可概括為“三大（大運(yùn)量、大運(yùn)距、大功率）、二重（重型溜槽、重型鏈條）、一新（自動監(jiān)測等新技術(shù)）”。以德國DBT公司制造的MTA—42—3×1000型軟起動刮板輸送機(jī)為例，其裝機(jī)容量為3×750KW，雙中心鏈2×φ42 /46mm，溜槽為軋焊結(jié)構(gòu)，溜槽能力可達(dá)4500t/h，在美國科羅拉多州塞浦露斯20英里礦與朗艾道公司制造的EL3000型安德森電牽引采煤機(jī)配合，于1997年6月創(chuàng)造月產(chǎn)990361t潔凈的世界紀(jì)錄。
其它如美國的朗艾道公司、久益公司、德國的哈爾巴赫布朗公司和DBT公司等，都在80年代至90年代推出了新型強(qiáng)力工作面刮板輸送機(jī)。
(二)已達(dá)到的主要技術(shù)指標(biāo)
進(jìn)入80年代以后，代表工作面刮板輸送機(jī)技術(shù)發(fā)展水平的主要指標(biāo)為：
1.大運(yùn)量
70年代末，工作面刮板輸送機(jī)運(yùn)量能力一般小于1000t/h，80年代中期達(dá)2000t/h，80年代末90年代初達(dá)到2500~3500t/h，目前已出現(xiàn)運(yùn)量達(dá)到4000 t/h以上的重型刮板輸送機(jī)。相應(yīng)的溜槽寬度從730~764mm增大980~1100mm以上，鏈上1m/s左右提高到1.3~1.4m/s以上，最高鏈速已達(dá)1.78m/s 。
2.長運(yùn)距
70年代末期，一般工作面刮板輸送機(jī)長度不超過200mm（只有德國在1979年平均長度達(dá)到223m）；80年代逐步增長到250m長的采煤工作面刮板輸送機(jī)平均長度為244m.目前美、英、德均已有超過300m長的采煤工作面和刮板輸送機(jī)，最長的工作面直徑從φ26~30mm增大到φ34~42mm，目前已出現(xiàn)φ46~52mm的鏈子。國外專家研究分析認(rèn)為，從設(shè)備投資、運(yùn)營成本、掘進(jìn)通風(fēng)、維修搬家等因素綜合考慮，工作面及刮輸送機(jī)長度在250左右時，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最為合理。
3.大功率
70年代末期，刮板輸送機(jī)驅(qū)動電動機(jī)單臺功率Nd≤200KW，最大裝機(jī)功率為2×200KW，80年代初期為（2~3）×（250~315）KW。目前實(shí)際運(yùn)行的刮板輸送機(jī)單臺電動機(jī)最大功率已達(dá)到或超過700KW，減速器傳動比i=1：40。相應(yīng)地，對于功率大于250~300KW電動機(jī)的供電電壓也從1000V左右升高到2300V、3300V、4160V或5000V。
4.長壽命與高可靠性
70年代，工作面刮板輸送機(jī)過煤量約為100萬t，80年代初期為200萬噸。目前重型刮板輸送機(jī)整機(jī)（大修周期）過煤量已達(dá)到400~600萬t（相當(dāng)于運(yùn)行3~4年）；組件工作壽命，φ30mm以上鏈條為200~300萬t（相當(dāng)于運(yùn)行1~2年），鏈輪為100~150萬t（約運(yùn)行1年左右），減速器設(shè)計(jì)壽命為12500~15000h，接鏈環(huán)的疲勞壽命達(dá)到70000次以上。
1.3.2我國刮板輸送機(jī)的技術(shù)改進(jìn)方向
1．技術(shù)先進(jìn)性。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和市場的發(fā)展，輸送機(jī)的國際競爭將越來越激烈，對輸送機(jī)的設(shè)計(jì)水平和生產(chǎn)能力要求也越來越高，不僅要求造型科學(xué)、配套合理，在技術(shù)上不斷創(chuàng)新、完善，去適應(yīng)不斷變化著的使用條件，而且關(guān)鍵部件(如刮板鏈、減速器、保護(hù)裝置等)的設(shè)計(jì)或選用，要求與國際接軌，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。
2．性能可靠性。
設(shè)備的可靠性是進(jìn)行高效作業(yè)的根本保證。井下受場地、燈光等條件的限制，維修條件較差．有些高瓦斯礦井基本不具備現(xiàn)場維修的條件，一旦出現(xiàn)故障就會嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)。因此，輸送機(jī)各部分的結(jié)構(gòu)型式、傳動方式、使用材料等，不僅要求設(shè)計(jì)合理，還要建立在實(shí)踐驗(yàn)證的基礎(chǔ)上。
3．設(shè)備安全性。
安全性是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。是所有設(shè)備必須具備的性能，同樣也貫穿在輸送機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、使用過程中。目前國家高度重視煤礦安全生產(chǎn)，引起煤礦井下事故的除了瓦斯爆炸、透水、冒頂?shù)戎猓O(shè)備事故也會引起人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此，輸送機(jī)各部件的防護(hù)裝置應(yīng)設(shè)計(jì)合理、安裝完備，在易發(fā)生事故的部位尤其要加強(qiáng)防護(hù)．防止因斷鏈、飛濺、高溫等引發(fā)人員傷亡事故。
4．機(jī)電液一體化趨勢明顯。
隨著實(shí)用型新技術(shù)的發(fā)展，大功率輸送機(jī)控制系統(tǒng)與保護(hù)裝置的機(jī)電液一體化趨勢越來越明顯。主要表現(xiàn)為：機(jī)頭部與機(jī)尾部功率分配、順序啟動，電機(jī)保護(hù)除過流保護(hù)、過熱保護(hù)外．增加過壓保護(hù)，閥控充液型液力耦合器的推廣使用。鏈條張力監(jiān)控及工況檢測和故障診斷等。雖然還有部分技術(shù)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用尚需時日，但輸送機(jī)機(jī)電液一體化的發(fā)展趨勢不會變。隨著當(dāng)今世界綜采技術(shù)的發(fā)展和設(shè)計(jì)思路的不斷創(chuàng)新、高產(chǎn)高效工作面的相繼投產(chǎn)，大功率刮板輸送機(jī)的研制與開發(fā)已勢在必行，要加強(qiáng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、模擬工況、仿真等技術(shù)的應(yīng)用。對此，應(yīng)該抓緊機(jī)遇．一方面提高現(xiàn)有機(jī)型的可靠性、安全性，降低事故發(fā)生率；另一方面要研制開發(fā)國產(chǎn)大功率刮板輸送機(jī)．盡快投入市場，提高與國外同類產(chǎn)品的競爭力，以適應(yīng)我國煤炭工業(yè)迅猛發(fā)展的需要。
1.4刮板輸送機(jī)類型及組成
刮板輸送機(jī)的類型很多，可按刮板鏈型式、卸載方式、中部槽結(jié)構(gòu)、采煤機(jī)牽引方式、電動機(jī)類型、承載重類型、整機(jī)適用條件分類。
按刮板鏈型式分為中單鏈型刮板輸送機(jī)、邊雙鏈型刮板輸送機(jī)、中雙鏈型刮板輸送機(jī)、準(zhǔn)邊雙鏈型刮板輸送機(jī)。按卸載方式分為端卸式刮板輸送機(jī)、側(cè)卸式刮板輸送機(jī)、直彎式刮板輸送機(jī)、交叉?zhèn)刃妒焦伟遢斔蜋C(jī)，現(xiàn)在重型、超重型刮板輸送機(jī)多用于交叉?zhèn)刃妒焦伟遢斔蜋C(jī)。按中部槽結(jié)構(gòu)分為開底式刮板輸送機(jī)、封底式刮板輸送機(jī)、分體中部槽刮板輸送機(jī)、整體焊接中部槽刮板輸送機(jī)、框架式中部槽刮板輸送機(jī)、鑄造式中部槽刮板輸送機(jī)。按采煤機(jī)牽引方式分為有鏈牽引采煤機(jī)用的刮板輸送機(jī)和無鏈牽引采煤機(jī)用的刮板輸送機(jī)。按電動機(jī)類型分為單速電動機(jī)刮板輸送機(jī)和雙速電動機(jī)刮板輸送機(jī)。按承重類型分為輕型刮板輸送機(jī)、中型刮板輸送機(jī)、重型刮板輸送機(jī)、超重型刮板輸送機(jī)。按整機(jī)適用條件分為緩傾斜中厚煤層刮板輸送機(jī)、緩傾斜薄煤層刮板輸送機(jī)、緩傾斜厚煤層大采高刮板輸送機(jī)、緩傾斜三軟煤層刮板輸送機(jī)、中厚煤層大傾角刮板輸送機(jī)、急傾斜厚煤層水平分段放頂煤及“三下”綜采刮板輸送機(jī)。
1.5刮板輸送機(jī)總體方案的確定
采用單速電機(jī)驅(qū)動，機(jī)頭雙傳動裝置、機(jī)尾單傳動裝置，交叉?zhèn)刃稒C(jī)頭，液壓鎖伸縮機(jī)尾，1750mm長鑄焊封底中部槽，147mm節(jié)距整體鍛造銷軌，Φ48×152mm緊湊型中雙鏈，48×152mm鏈輪組件，4000KN中部啞鈴聯(lián)接。是比較理想的更新?lián)Q代機(jī)型。
1.5.1．適用范圍
SGZ1000/3000型刮板輸送機(jī)適用于緩傾斜中厚煤層，長壁式回采工作面輸送煤炭。本機(jī)與滾筒采煤機(jī)、液壓支架、轉(zhuǎn)載機(jī)、破碎機(jī)、工作面運(yùn)輸巷可伸縮帶式輸送機(jī)及電控裝置相配套，實(shí)現(xiàn)綜合機(jī)械化采煤。
1.5.2．主要技術(shù)參數(shù)
主要技術(shù)參數(shù)及配套設(shè)備：
1.出廠長度----------------------400m
2.輸送量-------------------------3000t/h
3.裝機(jī)功率----------------------3×1000KW
4.電動機(jī)
（1）型號-----------------------YBSS2-1000
（2）額定功率-----------------1000KW
（3）額定電壓-----------------3300V
（4）冷卻方式-----------------水冷
5.中部槽
（1）規(guī)格（長×內(nèi)寬×高）----1750×1000×372
（2）結(jié)構(gòu)形式-----------------鑄焊封底
（3）聯(lián)接方式-----------------啞鈴銷
（4）聯(lián)接強(qiáng)度-----------------4000KN
6.刮板鏈
（1）型式-----------------------礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈（中雙鏈）
（2）規(guī)格-----------------------48×152緊湊鏈
（3）鏈中心距------------------280mm
（4）刮板間距------------------6×152mm
7.卸載方式-----------------------交叉?zhèn)刃?
8.緊鏈方式------------------------液壓馬達(dá)緊鏈、液壓伸縮機(jī)尾輔助緊鏈
1.5.3整機(jī)主要部分
輸送機(jī)的組成，輸送機(jī)主要由機(jī)頭傳動部、機(jī)尾傳動部、中部槽、變線槽、電纜槽、刮板鏈、液壓張緊裝置、伸縮機(jī)尾控制裝置、減速器綜合監(jiān)控系統(tǒng)及工具等組成
1.5.4輸送機(jī)的傳動系統(tǒng)及組成
輸送機(jī)的傳動系統(tǒng)包括單速電動機(jī)、閥控充液式液力偶合器，液壓張緊裝置、減速器等，單速電動機(jī)通過閥控充液式液力偶合器將動力傳遞給減速器輸入軸；再由減速器輸出軸傳遞給鏈輪組件；鏈輪驅(qū)動封閉的刮板鏈按需要的方向運(yùn)行，完成輸送煤炭的任務(wù)。
輸送機(jī)主要零部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及作用。
（1）機(jī)頭傳動部
機(jī)頭傳動部與機(jī)尾部為輸送機(jī)的驅(qū)動裝置。機(jī)頭傳動部主要由機(jī)頭架、齒輪聯(lián)軸器、聯(lián)接墊架、傳動裝置、鏈輪組件、撥鏈器、舌板組件等組成。其中傳動裝置有平行布置和垂直布置各一個，并可根據(jù)工作面的實(shí)際情況分別安裝在機(jī)頭架的兩側(cè)。
1）機(jī)頭架
該機(jī)所采用的機(jī)頭架為交叉?zhèn)刃妒?，是用來安裝、支撐傳動裝置、鏈輪組件、舌板組件、撥鏈器等部件的架體；兩側(cè)均安裝傳動裝置。中板組件及下中板等形成了輸送機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)相互獨(dú)立的刮板鏈運(yùn)行軌道。
機(jī)頭架為左、右對稱結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)左、右工作面的互換。
機(jī)頭架上面設(shè)有可拆卸的機(jī)頭蓋板，前端設(shè)有可拆卸的前端板。在機(jī)頭蓋板、端面板上所設(shè)的孔是用來聯(lián)接犁煤板、轉(zhuǎn)載機(jī)尾過渡擋板的。在前端板上設(shè)蓋板，以觀察鏈輪與鏈條的運(yùn)行狀況。
2）機(jī)頭傳動裝置
平行布置的傳動裝置，減速器由自己設(shè)計(jì)，撫順YBSS2—1000型電動機(jī)、福伊特閥控高速型液力偶合器562DTPKWL2，液壓張緊裝置等組成。
垂直布置的傳動裝置主要由德國PW公司的PSPL—65Z/B型減速器、撫順YBSS2—1000型電動機(jī)、562DTPKWL閥控充液式液力偶合器等組成。
3）機(jī)頭鏈輪組件
鏈輪組件安裝于機(jī)頭架上，鏈輪組件采用從機(jī)頭架一側(cè)穿入的安裝方法。鏈輪組件為雙伸結(jié)構(gòu)，兩側(cè)均通過齒輪聯(lián)軸器和傳動裝置聯(lián)接。鏈輪組件采用遠(yuǎn)程注油方式，潤滑油為GB5903—1995工業(yè)閉式齒輪油L—CKD—等品460，油箱注滿為止，每季更換潤滑油一次。拆卸鏈輪組件可在不拆傳動裝置的情況下進(jìn)行。
七齒鏈輪與漸開線內(nèi)花鍵孔滾筒焊接，構(gòu)成鏈輪軸。鏈輪由優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛造而成，齒形部分經(jīng)電解加工成型，鏈窩及齒形表面經(jīng)淬火處理。滾筒上的內(nèi)花鍵用來與減速器輸出軸聯(lián)接。
鏈輪軸上的軸承、軸承座、套及密封裝置為對稱布置。在傳動部一側(cè)安裝右透蓋、右端蓋和一組浮封環(huán)，在另一側(cè)安裝左透蓋和左端蓋。
4）撥鏈器
安裝撥鏈器時撥叉插入鏈輪齒的溝槽內(nèi)，由舌板組件將其固定在安裝位置，當(dāng)需要更換撥鏈器時，拆卸舌板組件，即可更換。撥鏈器的作用是：使刮板鏈的鏈條與鏈輪能順利的嚙合和分離，當(dāng)鏈輪組件與嚙合的圓環(huán)鏈脫開時，防止鏈環(huán)卡在鏈輪溝槽內(nèi)而不能在正常分離點(diǎn)脫開。
5）轉(zhuǎn)載機(jī)尾
本輸送機(jī)為交叉?zhèn)刃妒?，故轉(zhuǎn)載機(jī)尾安裝于輸送機(jī)機(jī)頭架上。
轉(zhuǎn)載機(jī)尾包括機(jī)尾架、鏈輪組件、舌板組件、蓋板組件、端板、卡板、銷軸等。
機(jī)尾架是支撐鏈輪組件的架體。將轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾架上的聯(lián)接耳插入輸送機(jī)機(jī)頭架的槽內(nèi)，并通過圓柱銷將轉(zhuǎn)載機(jī)尾和輸送機(jī)機(jī)頭架聯(lián)為一體。
（3）機(jī)尾傳動部
主要由機(jī)尾傳動裝置、伸縮機(jī)尾架、伸縮油缸、鏈輪組件、舌板組件、撥鏈器和機(jī)尾左、右油缸護(hù)罩等組成。
1）傳動裝置
機(jī)尾傳動部為平行布置，機(jī)尾傳動部中除機(jī)尾架、減速器、左、右壓鏈塊、聯(lián)接墊板、蓋板外，其余零部件均與機(jī)頭傳動部相同。
2）機(jī)尾架
機(jī)尾架由左、右側(cè)板、中板組件等焊接而成。機(jī)尾架上用于安裝鏈輪組件、舌板、撥鏈器以及和過渡槽聯(lián)接的結(jié)構(gòu)與機(jī)頭架相同。
3）伸縮機(jī)尾架、機(jī)尾伸縮液壓控制系統(tǒng)
伸縮機(jī)尾架由固定架體和活動機(jī)架組成，活動架體主要用來安裝、支撐傳動裝置、鏈輪組件、舌板、撥鏈器等部件，固定架體、活動機(jī)架通過伸縮油缸聯(lián)為一體。
伸縮油缸工作的作用是使機(jī)尾架活動機(jī)架伸出或縮回。
操縱機(jī)尾伸縮液壓控制系統(tǒng)使伸縮油缸動作以實(shí)現(xiàn)機(jī)尾架活動機(jī)架的伸出或縮回，配合液壓張緊裝置完成輸送機(jī)刮板鏈的張緊。
伸縮機(jī)尾輔助緊鏈可有效地減少輸送機(jī)緊鏈次數(shù)，工作過程：當(dāng)輸送機(jī)刮板鏈松馳時，操縱機(jī)尾伸縮液壓控制系統(tǒng)將伸縮油缸缸體伸出（機(jī)尾架活動機(jī)架伸出），液壓鎖自動鎖定，完成伸縮機(jī)尾的伸出動作；當(dāng)油缸行程達(dá)到時或機(jī)尾架活動機(jī)架需要縮回時，操縱液控系統(tǒng)將伸縮油缸缸體縮回（伸縮機(jī)尾活動架體縮回），操縱輸送機(jī)液壓張緊裝置及阻鏈器等，張緊輸送機(jī)刮板鏈。
4）機(jī)尾左、右油缸護(hù)罩
機(jī)尾左、右油缸護(hù)罩用于井下輸送機(jī)運(yùn)行時保護(hù)油缸及和油缸相聯(lián)接的接頭和高壓軟管等。
5）機(jī)尾鏈輪組件
鏈輪組件安裝于機(jī)尾架上，結(jié)構(gòu)等和機(jī)頭鏈輪組件一樣。
（4）中部槽、變線槽（抬高槽）
本輸送機(jī)采用鑄焊封底式溜槽，槽間采用鍛造啞鈴銷聯(lián)接。
本輸送機(jī)機(jī)頭部分、機(jī)尾部分各設(shè)有4節(jié)抬高變線槽，保證輸送機(jī)的卸載高度及采煤機(jī)的臥底量，便于采煤機(jī)自開缺口、沿工作面順利落煤。
（5）刮板鏈
輸送機(jī)刮板鏈為48×152緊湊型中雙鏈；刮板通過螺栓固定在圓環(huán)鏈的平環(huán)上；鏈段之間用接鏈環(huán)聯(lián)接，接鏈環(huán)必須遠(yuǎn)離刮板。刮板鏈出廠發(fā)貨時除整條圓環(huán)鏈外，還帶3、5、7、9環(huán)長的鏈條，用以調(diào)節(jié)輸送機(jī)整鏈的長度。
圓環(huán)鏈出廠時經(jīng)過嚴(yán)格的配對，安裝時必須配對組件，不得混裝。
2 傳動部的設(shè)計(jì)及計(jì)算
刮板輸送機(jī)是綜采工作面中工況條件惡劣、負(fù)載狀況復(fù)雜的關(guān)鍵運(yùn)輸設(shè)備。由于難起動，負(fù)載變化劇烈，多機(jī)驅(qū)動中各電機(jī)負(fù)載分配失衡和負(fù)載振蕩等問題，造成刮板輸送機(jī)傳動系統(tǒng)和鏈條組件中應(yīng)力過大，受沖擊厲害使溜槽磨損嚴(yán)重甚至電機(jī)燒毀損壞，直接影響刮板輸送機(jī)的可靠性及壽命。驅(qū)動裝置是刮板輸送機(jī)的心臟，其性能的好壞和功能的完善程度與刮板輸送機(jī)整機(jī)的運(yùn)行品質(zhì)、可靠性和壽命密切相關(guān)。我國綜采工作面刮板輸送機(jī)自70年代中期開發(fā)以來，取得了長足的進(jìn)步，其驅(qū)動裝置從性能和可靠性等各方面都有了大幅度的提高。80年代后期，我國成功地開發(fā)研制了雙速電機(jī)驅(qū)動裝置，有效地解決了刮板輸送機(jī)難起動的問題，降低了鏈條、鏈輪及溜槽的磨損，延長了刮板輸送機(jī)的使用壽命。但是，與國外先進(jìn)水平相比，還存在著很大差距。近十年來，國外各先進(jìn)的采煤國家，為適應(yīng)國際市場的需要，不斷加大刮板輸送機(jī)的功率，改進(jìn)驅(qū)動技術(shù)，完善了雙速電機(jī)驅(qū)動裝置，并開始采用可控軟起動技術(shù)，使刮板輸送機(jī)的輸送能力不斷增加，技術(shù)性能日趨完善，可靠性及壽命大幅度提高。鑒于國產(chǎn)刮板輸送機(jī)驅(qū)動裝置技術(shù)性能還比較落后，功能還不夠完善，嚴(yán)重制約著我國刮板輸送機(jī)整機(jī)性能的提高。因此。結(jié)合我國國情和需要，找出差距，充分吸收、借鑒國外先進(jìn)技術(shù)，盡快完善現(xiàn)有技機(jī)研究開發(fā)中的重要任務(wù)。
2.1電動機(jī)的選擇
設(shè)計(jì)要求傳動部功率為3×1000KW，根據(jù)礦井電機(jī)的具體工作環(huán)境情況，電機(jī)必須具有防爆和電火花的安全性，以保證在有爆炸危險(xiǎn)的含煤塵和瓦斯的空氣中絕對安全，而且電機(jī)工作要可靠，啟動轉(zhuǎn)矩大，過載能力強(qiáng)，效率高。所以選擇由撫順廠生產(chǎn)的三相異步防爆電動機(jī)，型號為YBSS2-1000 ；其主要參數(shù)如下：
額定功率：1000KW；
額定電壓：3300V；
額定轉(zhuǎn)速：1475r/min；
滿載效率：0.920；
絕緣等級： H；
滿載功率因數(shù)：0.85；
接線方式：Y；
質(zhì)量： 1380KG；
冷卻方式：外殼水冷
該電動機(jī)輸出軸連接閥控充液式力偶合器將動力傳遞給減速器輸入軸；再由減速器輸出軸傳遞給鏈輪組件。
2.2總傳動比及傳動比的分配
2.2.1刮板輸送機(jī)的選型計(jì)算
1.刮板輸送機(jī)輸送能力，按連續(xù)運(yùn)行方式進(jìn)行計(jì)算，其公式為
式中： —貨載最大橫斷面積，
—貨載在溜槽中的動堆積角，對原煤
—貨載的裝滿系數(shù)，
—貨載的散集容重，對原煤
—刮板輸送機(jī)鏈速，
2.估算減速器的輸出轉(zhuǎn)速
已知 、
、
式中： —鏈輪節(jié)圓的半徑；
—鏈輪旋轉(zhuǎn)的角速度；
—相遇點(diǎn)輪齒的圓周速度；
—水平線的夾角；
—鏈條水平運(yùn)動的瞬時速度。
角的大小等于相遇點(diǎn)輪齒的半徑與鏈輪縱軸線的夾角，這個夾角隨鏈輪的旋轉(zhuǎn)而變化，從相遇點(diǎn)剛開始嚙合時的逐漸減小到0，再逐漸增加到。鏈輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，另一個輪齒在相遇點(diǎn)與鏈輪條嚙合，鏈條的速度就隨這個新的相遇點(diǎn)輪齒的運(yùn)動而變化。據(jù)此，式中的變化范圍為
式中：為一個鏈節(jié)所對應(yīng)的鏈輪圓心角。
鏈速的變化范圍為：
故
3.減速器的選用設(shè)計(jì)
本傳動部所用的減速器為圓錐—圓柱—行星輪減速器，這種傳動裝置承載能力大，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，傳動比大，效率高，傳動平穩(wěn)，噪音小，便于實(shí)現(xiàn)大功率傳動，亦利于運(yùn)輸巷道布置及工作面端頭頂板維護(hù)，且易于實(shí)現(xiàn)工作面刮板輸送機(jī)機(jī)頭架與運(yùn)輸巷轉(zhuǎn)載機(jī)整體快速推移。
2.2.2總傳動比的確定
滾筒上截齒的切線速度，稱為截割速度，它可由滾筒的轉(zhuǎn)速和直徑計(jì)算而得，為了減少滾筒截割產(chǎn)生的細(xì)煤和粉塵，增大塊煤率，滾筒的轉(zhuǎn)速出現(xiàn)低速化的趨勢。滾筒轉(zhuǎn)速對滾筒截割和裝載過程影響都很大；但對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。
總傳動比
——電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 r/min
——鏈輪轉(zhuǎn)速 r/min
2.2.3傳動比的分配
在進(jìn)行多級傳動系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)時，傳動比分配是一個重要環(huán)節(jié)，能否合理分配傳動比，將直接影響到傳動系統(tǒng)的外闊尺寸、重量、結(jié)構(gòu)、潤滑條件、成本及工作能力。多級傳動系統(tǒng)傳動比的確定有如下原則：
1.各級傳動的傳動比一般應(yīng)在常用值范圍內(nèi)，不應(yīng)超過所允許的最大值，以符合其傳動形式的工作特點(diǎn)，使減速器獲得最小外形。
2.各級傳動間應(yīng)做到尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)勻稱；各傳動件彼此間不應(yīng)發(fā)生干涉碰撞；所有傳動零件應(yīng)便于安裝。
3.使各級傳動的承載能力接近相等，即要達(dá)到等強(qiáng)度。
4.使各級傳動中的大齒輪進(jìn)入油中的深度大致相等，從而使?jié)櫥容^方便。
由于刮板運(yùn)輸機(jī)在工作過程中常有過載和沖擊載荷，維修比較困難，空間限制又比較嚴(yán)格，故對行星齒輪減速裝置提出了很高要求。因此，這里先確定行星減速機(jī)構(gòu)的傳動比。
設(shè)計(jì)采用NGW型行星減速裝置，其工作原理如下圖所示（圖2.1）：
a太陽輪 b內(nèi)齒圈
c行星輪 x行星架
圖2.1 NGW型行星機(jī)構(gòu)
該行星齒輪傳動機(jī)構(gòu)主要由太陽輪a、內(nèi)齒圈b、行星輪c、行星架x等組成。傳動時，內(nèi)齒圈b固定不動，太陽輪a為主動輪，行星架x上的行星輪c繞自身的軸線ox—ox轉(zhuǎn)動，從而驅(qū)動行星架X回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)減速。運(yùn)轉(zhuǎn)中，軸線ox—ox是轉(zhuǎn)動的。
這種型號的行星減速裝置，效率高、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、傳動功率范圍大，可用于各種工作條件。因此，它用在采煤機(jī)截割部最后一級減速是合適的，該型號行星傳動減速機(jī)構(gòu)的使用效率為0.97～0.99,傳動比一般為2.1～13.7。如圖2.3，當(dāng)內(nèi)齒圈b固定，以太陽輪a為主動件，行星架c為從動件時，傳動比的推薦值為2.7～9。所以這里先定行星減速機(jī)構(gòu)傳動比：
則其他兩級減速機(jī)構(gòu)總傳動比：
根據(jù)前述多級減速齒輪的傳動比分配原則及齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)為17為依據(jù)，另參考刮板運(yùn)輸機(jī)傳動部各齒輪齒數(shù)分配原則，初定齒數(shù)及各級傳動比為：
2.3傳動部傳動計(jì)算
2.3.1各級傳動轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩
各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算：
從電動機(jī)出來，各軸依次命名為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸。
第一軸的轉(zhuǎn)速
第二軸的轉(zhuǎn)速
第三軸的轉(zhuǎn)速
各軸功率計(jì)算：
第一軸的功率
第二軸的轉(zhuǎn)速
第三軸的轉(zhuǎn)速
式中 ——聯(lián)軸器效率 =0.98
——閉式圓柱齒輪效率 =0.97
——滾動軸承 =0.99
各軸扭矩計(jì)算:
第一軸的功率
第二軸的轉(zhuǎn)速
第三軸的轉(zhuǎn)速
將上述計(jì)算結(jié)果列入下表（表2.1）：
軸號
輸出功率
P（kW）
轉(zhuǎn)速n(r/min)
輸出轉(zhuǎn)矩T/(N·m)
傳動比
Ⅰ軸
970.2
1475
6281.63
2.3
Ⅱ軸
931.68
641.3
13874.23
3.45
Ⅳ軸
894.69
185.88
45966.7
2.3.2 傳動部圓錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算
具體設(shè)計(jì)參數(shù)及結(jié)果見下表，介紹齒輪傳動部分的設(shè)計(jì)方法和步驟。
設(shè)計(jì)項(xiàng)目及說明
結(jié)果
a、高速級直齒錐齒輪傳動設(shè)計(jì)
已知參數(shù)：、 、、
已知：兩錐齒輪軸交角，小齒輪懸臂布置，大齒輪兩端支承，長期工作，閉式錐齒輪傳動，先按接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算，再按接觸疲勞強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度校核計(jì)算。
i、接觸強(qiáng)度估算：
（1）選材料、熱處理方法、定精度等級。大、小齒輪均采用20CrMnMo，合金滲碳鋼，采用滲碳淬火，低溫回火，由圖查得，，；采用6級精度，即：6CGB11365,齒面粗糙度,
應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
=60×1475×1×(3×350×20)
=1.8585×109 次 =1.8585×109 次
=1.8585×109/4.5
=4.13×108 次
=4.13×108 次
=4.13×108/2.74
=1.507×108 次
式中：
—齒輪轉(zhuǎn)速,
－齒輪每轉(zhuǎn)一圈時同一齒面的嚙合次數(shù)
－齒輪的工作壽命,h
（2）初步估算
選用直齒圓錐齒輪，按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，即
載荷系數(shù) 得
齒數(shù)比
齒寬系數(shù) 取
材料配對系數(shù)
估算大端分度圓直徑
（3）主要幾何尺寸計(jì)算
齒數(shù)， 取
實(shí)際齒數(shù)比
分錐角
大端模數(shù)
按標(biāo)準(zhǔn)取
分度圓直徑
變位系數(shù)
齒寬中點(diǎn)分度圓直徑
外錐矩
中錐距
齒寬
大端齒頂高
大端齒根高
大端齒頂圓直徑:
齒根角
齒頂角
頂錐角
根錐角
冠頂距
安裝距，考慮齒輪結(jié)構(gòu)情況，以及輪冠距H的測量方便，取
輪冠距，
大端分度圓齒厚
大端分度圓弦齒厚
大端分度圓弦齒高
當(dāng)量齒數(shù)，
當(dāng)量齒輪分度圓直徑,
齒寬中點(diǎn)齒頂高,
當(dāng)量齒輪頂圓直徑,
齒寬中點(diǎn)模數(shù)
當(dāng)量齒輪基圓直徑,
嚙合線長度
端面重合度
（4）校核接觸強(qiáng)度
強(qiáng)度條件
計(jì)算接觸應(yīng)力
式中：
(查圖8-3-36)
（查圖8-3-34）
（查圖8-3-13）
（查圖8-3-13）
（見表8-3-102）
（見表8-3-102）
(見表8-3-102)
（查表8-3-31）
（見表8-3-103）
式中：
此式中： （查表8-3-112）
(查圖8-3-35)
（見表8-3-103）
則
（見表8-3-102和8-3-104）
則
許用接觸應(yīng)力
式中：
（查圖8-3-23）
（選100號輪油，運(yùn)動黏度，查圖8-3-19）
（查圖8-3-20）
（查圖8-3-21）
（查表8-3-102）
則
結(jié)論：，滿足接觸強(qiáng)度
（5）齒根彎曲強(qiáng)度校核
強(qiáng)度條件
計(jì)算齒根應(yīng)力
式中：
（見表8-3-102）
（見表8-3-105）
（見表8-3-102）
（查圖8-3-37）
（查圖8-3-38）
（查圖8-3-39）
（查圖8-3-14）
（查圖8-3-106）
則
許用接觸應(yīng)力
式中：
（見表8-3-106）
（見表8-3-106）
（查圖8-3-26）
（查圖8-3-24）
則：
結(jié)論：，滿足齒根彎曲強(qiáng)度。
=1.858×109 次
=4.13×108 次
=1.507×108 次
圓整成整數(shù)
圓整為
2.3.3 傳動部圓柱齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算
具體設(shè)計(jì)參數(shù)及結(jié)果見下表，介紹齒輪傳動部分的設(shè)計(jì)方法和步驟。
設(shè)計(jì)項(xiàng)目及說明
結(jié)果
已知參數(shù)如下：
（1）選擇齒輪材料,確定和及精度等級參考表8-3-24和表8-3-25選擇兩齒輪材料：大、小齒輪均采用18Cr2Ni4WA，滲碳淬火 ,精度等級為6級。
（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算
確定齒輪傳動精度等級，按
估取圓周速度
小輪分度圓直徑，由式得:
齒寬系數(shù) 查表6.9按齒輪相對軸承為非對稱布置，取=0.6（硬齒面）
小輪齒數(shù) 在推薦值20～40中選取=27
大輪齒數(shù),
齒數(shù)比
傳動比誤差
誤差在5%范圍內(nèi)，合適
小輪轉(zhuǎn)矩 ,得
載荷系數(shù) ,
使用系數(shù)，查表6-3，得
動載荷系數(shù)，由推薦值1.05～1.4，得初值
齒向載荷分布系數(shù)，由推薦值1.0～1.2，得
齒向載荷分布系數(shù)，由推薦值1.0～1.2，得
載荷系數(shù)
彈性系數(shù), 查表6.4
節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) 查圖6-3
重合度系數(shù) 由推薦值0.85～0.92
許用接觸應(yīng)力 得
接觸疲勞極限應(yīng)力 查圖6-4
接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù) ，應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 由式6-7
預(yù)設(shè)刮板輸送機(jī)每天工作20小時，每年工作350天，預(yù)期壽命為3年
查圖6-5 得
接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù) 按一般可靠度查
=1.0～1.1，取
故的設(shè)計(jì)初值為：
齒輪模數(shù),
查表8-3 取
小輪分度圓直徑的參數(shù)圓整值
圓周速度：
與估取 相差很大，對取值影響很大，需要修正
修正
小輪分度圓直徑:
大輪分度圓直徑:
中心距:
齒寬
大輪齒寬
小輪齒寬 mm
（3）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算
由式
齒形系數(shù) 查圖6.5 小輪
大輪
應(yīng)力修正系數(shù) 查圖6.5 小輪
大輪
重合度
重合度系數(shù)
許用彎曲應(yīng)力
彎曲疲勞極限應(yīng)力 查圖6-7 ，
彎曲壽命系數(shù)， 查圖6-8
尺寸系數(shù) 查圖6-9
安全系數(shù) 查圖8-27
則：
故
該對齒輪齒根彎曲強(qiáng)度能夠滿足要求。
（4）齒輪的幾何尺寸計(jì)算：
已知：齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù)
小齒圓柱齒輪的幾何尺寸
分度圓直徑：
齒頂高：
齒根高：
齒頂圓直徑：
齒頂圓直徑 ：
齒根圓直徑：
基圓直徑
分度圓齒距
基圓齒距
分度圓齒厚
分度圓齒槽寬
頂隙
標(biāo)準(zhǔn)中心距
大齒圓柱齒輪的幾何尺寸
分度圓直徑：
齒頂高：
齒根高：
齒頂圓直徑：
齒頂圓直徑
齒根圓直徑：
基圓直徑
分度圓齒距
基圓齒距
分度圓齒厚
分度圓齒槽寬
=0.6
圓整
圓整
2.3.4傳動部行星機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算
⑴配齒計(jì)算
取行星輪數(shù)目，過多會使其載荷均衡困難，過少又發(fā)揮不了行星齒輪傳動的優(yōu)點(diǎn)。
各輪齒數(shù)按公式
進(jìn)行配齒計(jì)算，計(jì)算中根據(jù)并適當(dāng)調(diào)整，使C等于整數(shù)，再求出，應(yīng)盡可能取質(zhì)數(shù)，并使。適當(dāng)調(diào)整，使c為整數(shù)。
則
所以
這些符合取質(zhì)數(shù)，整數(shù)，整數(shù)，且及無公約數(shù)，整數(shù)的NGW型配齒要求。
⑵初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù)
輸入轉(zhuǎn)距
因傳動中有一個或兩個基本構(gòu)件浮動動作為均載機(jī)構(gòu)，且齒輪精度低于6級，所以取載荷不均勻系數(shù)
。
在一對A-C傳動中，小齒輪（太陽輪）傳遞的扭矩
太陽輪a和行星輪c的材料均采用20CrNi2MoA調(diào)質(zhì)，滲碳淬火，齒面硬度57~61HRC，據(jù)圖查得和，太陽輪a和行星輪c的加工精度為6級；內(nèi)齒輪b采用42CrMo，調(diào)質(zhì)，表面淬火，硬度262~293HB，，，內(nèi)齒輪b的加工精度為7級。
1）按齒面接觸強(qiáng)度，計(jì)算太陽輪分度圓直徑，按式（7.3-5）進(jìn)行計(jì)算
代號
名稱
說明
取值
使用系數(shù)
均勻平穩(wěn)
1
行星輪間載
荷分配系數(shù)
,行星架浮動，6級精度
1.15
綜合系數(shù)
，高精度硬度齒面，靜定結(jié)構(gòu)，降低取值
2.6
取768，則太陽輪分度直徑，由表7.2-3確定齒寬系數(shù)
太陽輪分度圓直徑
2）按彎曲強(qiáng)度初算模數(shù)，按式（7.3-6）進(jìn)行計(jì)算。式中、同前，
其余系數(shù)見下式
算式系數(shù)
行星輪間載荷不均衡系
（ ）
綜合系數(shù)
齒輪齒形系數(shù)
則有：
若取,則太陽輪分度圓直徑，與接觸強(qiáng)度初算結(jié)果接近，初定，進(jìn)行接觸彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算
⑶計(jì)算A-C傳動的實(shí)際中心距和嚙合角取模數(shù)，則實(shí)際中心距
因?yàn)橹饼X輪高變位，則
所以
⑷計(jì)算C-B傳動的中心距和嚙合角
實(shí)際中心距：
因?yàn)橹行木嘧儎酉禂?shù)，所以嚙合角
⑸幾何尺寸計(jì)算
該行星齒輪采用正角度變位：使
1)根據(jù)選擇齒數(shù)條件，確定太陽輪齒數(shù)，內(nèi)齒輪齒數(shù)和行星齒輪齒數(shù)
2）從提高接觸強(qiáng)度出發(fā)或視其具體設(shè)計(jì)條件，按圖2.2-9初選嚙合副的變位系數(shù)和，在圖2.2-9的橫坐標(biāo)上找到的點(diǎn)處向上引垂線，與線圖的上邊界交于點(diǎn)，點(diǎn)處的嚙合角值，即為時的最大許用嚙合角。取嚙合角為。
點(diǎn)的縱坐標(biāo)值即為所求的總變位系數(shù)（若須圓整中心距，可以適當(dāng)調(diào)整總變位系數(shù)）。
由于齒數(shù)比，故應(yīng)按斜線②分配變位系數(shù)。自點(diǎn)做水平線與斜線②交于點(diǎn)，則點(diǎn)的橫坐標(biāo)值即為，得。
故。
中心距變動系數(shù)
中心距為
齒頂高變動系數(shù)
齒頂高變動系數(shù)
①分度圓直徑
②齒頂高
。
③齒根高
④齒高
⑤齒頂圓直徑
為了避免小齒輪過渡曲線干涉，應(yīng)滿足下式，即
式中
即
滿足條件
⑹齒根圓直徑
(5)裝配條件的驗(yàn)算
對于所設(shè)計(jì)的上述行星齒輪傳動應(yīng)滿足如下的裝配條件。
①鄰接條件 按公式驗(yàn)算其鄰接條件，即
將已知的、和值代入上式，則得
即滿足鄰接條件。
②同心條件 按公式驗(yàn)算該公式2K－H型行星傳動的同心條件，即
各齒輪副的嚙合為和，且，和。代入上式，即得
則滿足同心條件。
③安裝條件驗(yàn)算 按公式驗(yàn)算其安裝條件，即得
所以，滿足其安裝條件。
（6）驗(yàn)算A-C傳動的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度
強(qiáng)度計(jì)算所用公式同定軸線齒輪傳動，但確定和所用的圓周速度用相對于行星架的圓周速度
則
動載系數(shù)
速度系數(shù)由表6-11查得
① 確定計(jì)算公式中的其他系數(shù)
使用系數(shù)
使用系數(shù)按輕微沖擊得
行星輪間載荷不均勻系數(shù) 查表7.8-2 =1.1
齒間載荷分布系數(shù)，：
彎曲強(qiáng)度計(jì)算時，
接觸強(qiáng)度計(jì)算是，
式中 及——齒輪相對于行星架的圓周速度及大齒輪齒面硬度對，的影響系數(shù)，按表選取
——齒寬和行星輪數(shù)目對，的影響系數(shù)。
對于圓柱直齒傳動，如果行星架剛性好，行星輪對稱布置或者行星輪采用調(diào)位軸承，則使太陽輪和行星輪的軸線偏斜可以忽略不計(jì)，值可由圖6-10查取。
由圖查得=1.35，代入上式，則得
求齒間載荷分配系數(shù)，。
先求端面重合度
式中
則
因?yàn)槭侵饼X齒輪，總重合度=
所以 =
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：
查表得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
彈性系數(shù)：
接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù)：
接觸強(qiáng)度計(jì)算的螺旋角系數(shù)：
接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)
因?yàn)楫?dāng)量循環(huán)次數(shù)，則 。
最小安全系數(shù)：取=1.25
潤滑劑系數(shù)，考慮用220號中載荷極壓油，查圖2.5 -16，取=1.06。
粗糙度系數(shù)，
按，由表2.5-36公式計(jì)算
查圖2.5-18，取=0.99。
齒面工作硬化系數(shù)：取=1。
接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)
兩齒面均為硬齒面，查圖2.5-20，=1
② A-C傳動接觸強(qiáng)度驗(yàn)算
計(jì)算接觸應(yīng)力，由式（6-6）
按式（6-7）許用接觸應(yīng)力
計(jì)算結(jié)果，A-C接觸強(qiáng)度通過。用20CrNi2MoA調(diào)質(zhì)后滲碳淬火，安全可靠。
③ A-C傳動彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算
1）按式（6-15）齒根應(yīng)力為
式中 -行星輪間載荷分配不均勻系數(shù)
-齒形系數(shù)，由圖2.5-27查取
，
-應(yīng)力修正系數(shù)，由圖2.5-36查取
，
-彎曲強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù)
-彎曲強(qiáng)度計(jì)算的螺旋角系數(shù)，因?yàn)槭侵饼X，取=1
2）許用齒根應(yīng)力
式中 ——試驗(yàn)齒輪的齒根彎曲疲勞極限，N/mm2
——試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，采用本書的值時，取=2.0；
——計(jì)算彎曲強(qiáng)度的壽命系數(shù)，取=1.1；
——相對齒根圓角敏感系數(shù)，查圖2.5-46，取=1；
——相對齒根表面強(qiáng)度的尺寸狀況系數(shù)，查圖2.5-47，
故
取。
由強(qiáng)度條件
故 20CrNi2MoA調(diào)質(zhì)、滲碳淬火，。A-C的材質(zhì)通過彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算。
7）驗(yàn)算C-B傳動大接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度
①根據(jù)A-C傳動的來確定C-B傳動的接觸應(yīng)力，因?yàn)镃-B傳動為內(nèi)嚙合，，所以
②核算內(nèi)齒輪材料的接觸疲勞驗(yàn)算
由，按式6-13有
40CrMo調(diào)質(zhì)，表面淬火，，則內(nèi)齒輪用40CrMo調(diào)質(zhì)材料，接觸強(qiáng)度符合要求。
3）彎曲強(qiáng)度的驗(yàn)算
只對內(nèi)齒輪進(jìn)行驗(yàn)算，按式6-15計(jì)算齒根應(yīng)力，其大小和A-C傳動的外嚙合一樣，即
2）許用齒根應(yīng)力
由強(qiáng)度條件
40CrMo調(diào)質(zhì)材料，所以C-B傳動中的內(nèi)齒輪彎曲強(qiáng)度符合要求。
2.3.5軸的設(shè)計(jì)及校核
1）輸入軸上的轉(zhuǎn)矩
2）求作用在錐齒輪上的力
錐齒輪的受力分析
圓周力
徑向力和軸向力
3）確定軸的最小直徑
選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。初估軸的最小直徑，取，可得:
軸的結(jié)構(gòu)如圖2.2所示：
圖2.2 輸入軸的結(jié)構(gòu)圖
軸段① 用于安裝液力聯(lián)軸器，其直徑應(yīng)該與液力聯(lián)軸器的孔徑相配合。所選液力偶合器為福伊特閥控高速型液力偶合器562DTPKWL2型偶合器，故取軸段①的直徑 ,其長度取
軸段② 為了半聯(lián)軸器的軸向定位，軸段①左端制出定位軸肩，取軸肩高度，所以軸段②的直徑 ，該軸段放軸承端蓋，其長度取。
軸段③ 為了第4軸段軸承更好的固定，軸段3用鎖緊螺母和止動墊圈緊固，這種方法結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便、緊固可靠，取，。
軸段④ 為便于裝拆軸承內(nèi)圈，且符合標(biāo)準(zhǔn)軸承內(nèi)徑 ，選用圓錐滾子軸承，取，選用32232型圓錐滾子軸承，尺寸 ,
軸段⑤ 該軸段安裝滾動軸承，選用圓柱滾子軸承，取，選用NU234型圓柱滾子軸承，尺寸 ,。
軸段⑥ 該軸段與錐齒輪做成一體，錐齒輪做成齒輪軸，取，。
4)、繪制軸的彎矩圖和扭矩圖：
1.輸入軸：
（1）求軸承反力：
H水平面：
V垂直面：
（2）求齒寬中心處彎矩：
H水平面：
V垂直面：
（3）合成彎矩：
扭矩T：
4)、按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度：
當(dāng)量彎Mca=，取折合系數(shù)a=0.6,
5）校核軸的強(qiáng)度
軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表4-1查得，，則
軸的計(jì)算應(yīng)力為
根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，該軸滿足強(qiáng)度要求。
軸設(shè)計(jì)時所用到的表和圖，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)[Ⅱ]》。
彎扭圖、扭矩圖見下面
圖2.3 輸入軸受力分析圖
（2）中間軸的設(shè)計(jì)
1）確定軸的最小直徑
選取軸的材料為40CrNi ，調(diào)質(zhì)處理。初估軸的最小直徑，取，可得:
軸的結(jié)構(gòu)如圖2.4所示：
圖2.4 中間軸的結(jié)構(gòu)圖
軸段① 該軸段安裝圓錐滾子軸承，取，選用32226型，尺寸為 ，長度等于滾動軸承的寬度與軸套的寬度的和，軸套是為了軸向固定滾動軸承，取。
軸段② 該軸段用于安裝錐齒輪，用普通平鍵連接，取軸肩高度 ,，。
軸段③ 該段做成齒輪軸， ；
軸段④ 做成軸肩， ,；
軸段⑤ 該軸段安裝圓錐滾子軸承，取，選用32032型，尺寸為 ，。
c：繪制軸的彎矩圖和扭矩圖
1）中間軸上的轉(zhuǎn)矩
2）求作用在錐齒輪上的力
大錐齒輪的受力與小錐齒輪的受力存在著一種關(guān)系,所以可以由輸入軸的受力分析得
小直齒圓柱齒輪的受力分析:
（1）求軸承反力：
H水平面：
V垂直面：
（2）求齒寬中心處彎矩：
H水平面：
V垂直面：
（3）合成彎矩：
扭矩T：
4)、按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度：
當(dāng)量彎Mca=，取折合系數(shù)a=0.6,
5）校核軸的強(qiáng)度
軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表4-1查得，，則
軸的計(jì)算應(yīng)力為
根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，該軸滿足強(qiáng)度要求。彎扭圖、扭矩圖見下面
圖2.5 輸入軸受力分析圖
（3）輸出軸
選取軸的材料為40Cr ，調(diào)質(zhì)處理。初估軸的最小直徑，取，可得:
軸段① 該軸段安裝圓柱滾子軸承，取,選用NU340型，尺寸為 。
軸段② 該軸段安裝大圓柱齒輪和設(shè)計(jì)浮動聯(lián)軸器，為了與太陽輪軸聯(lián)接，此軸段設(shè)計(jì)的比較復(fù)雜。
(4)太陽輪軸
選取軸的材料為40CrNi ，調(diào)質(zhì)處理。初估軸的最小直徑，取，可得:
（5）行星齒輪軸的校核
初步確定軸的徑
1）軸上的轉(zhuǎn)矩
2）求作用在齒輪上的力
行星輪軸上的齒輪分度圓直徑為
圓周力和徑向力的大小如下：
3）校核軸的強(qiáng)度
取行星輪與行星架之間的間隙，則跨距長度,可以將它看成跨距為的雙支點(diǎn)梁，而兩個軸承在齒輪內(nèi)部支承，可以認(rèn)為是整個跨度承受均布載荷
危險(xiǎn)截面為跨距中間的彎矩
軸的材料為，調(diào)質(zhì)處理。由表查得，查得材料許用應(yīng)力
由式得軸的計(jì)算應(yīng)力為
強(qiáng)度足夠，該軸安全。
2.3.6 軸承的壽命校核
1．對第一軸的軸承32232和NU234進(jìn)行壽命計(jì)算
查手冊，軸承32232的主要性能參數(shù)為：，
，，，
軸承NU234的主要性能參數(shù)為：，
（1）計(jì)算軸承支反力
1）采用在軸的校核中的數(shù)據(jù)
2）合成支反力
由于此結(jié)構(gòu)比較特殊，一端采用外圈無擋邊圓柱滾子軸承，另一端成對安裝圓錐滾子軸承（面對面），特點(diǎn)是可承受較大的徑、軸向載荷，結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)整方便。根據(jù)這一結(jié)構(gòu)，圓錐齒輪所產(chǎn)生的軸向力被面對面安裝的圓錐齒輪承受，圓柱滾子軸承只承受徑向力。
圖2.6 靜不定支承結(jié)構(gòu)
成對安裝兩個同一型號的角接觸軸承，可按雙列軸承進(jìn)行壽命計(jì)算，其額定動載荷和當(dāng)量動載均應(yīng)取雙列軸承的數(shù)值。則雙列軸承的額定動載荷為：
3）軸承的派生軸向力
4）軸承所受的軸向載荷
5）計(jì)算軸承所受的當(dāng)量動載荷
軸承工作時有中等沖擊，查得載荷系數(shù)
因 查表得
故
因圓柱滾子軸承只承受徑向力，
故
6）軸承壽命
因 ，故應(yīng)按計(jì)算，由表取溫度系數(shù)。按式計(jì)算軸承壽命 ：