《無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（43頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)前言 采煤機(jī)械，現(xiàn)在主要有滾筒式采煤機(jī)、刨煤機(jī)和采煤鉆機(jī)三大類(lèi)。目前我國(guó)使用最多的是滾筒式采煤機(jī)，也有少量的刨煤機(jī)。隨著采煤機(jī)生產(chǎn)率的不斷提高，綜合機(jī)械化采煤設(shè)備朝著大功率、高牽引力方向發(fā)展。對(duì)采煤機(jī)牽引機(jī)構(gòu)的性能，諸如結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度運(yùn)行平穩(wěn)性等要求越來(lái)越高。 目前，常用的無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu)有齒輪-銷(xiāo)軌、銷(xiāo)輪-齒條及鏈軌式等形式。我國(guó)生產(chǎn)的采煤機(jī)大多采用齒輪-銷(xiāo)軌式機(jī)構(gòu)，它具有良好的運(yùn)行平穩(wěn)性，對(duì)底板的起伏、中心距和銷(xiāo)軌節(jié)距的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性.銷(xiāo)軌在使用中同樣容易磨損，

2、尤其是在接觸部分。采煤機(jī)的發(fā)展概況 1986 年 8 月 16 日，我國(guó)首臺(tái) AM-500 采煤機(jī)采煤 5044 噸，月產(chǎn)達(dá)到 12.8 萬(wàn)噸，創(chuàng)我國(guó)日、月產(chǎn)采煤最高紀(jì)錄。在 5 個(gè)月工業(yè)試驗(yàn)中產(chǎn)煤 54.69 萬(wàn)噸，超過(guò)設(shè)計(jì)大綱 5 個(gè)月連續(xù)產(chǎn)煤 35 萬(wàn)噸的要求。上世紀(jì) 80 年代中期，主要生產(chǎn)冶金軋鋼設(shè)備與潤(rùn)滑設(shè)備?？紤]到山西未來(lái)將年產(chǎn)煤炭 4 億噸，山西省成立了省綜采設(shè)備試制領(lǐng)導(dǎo)組，組織省煤管局、省機(jī)電廳和太礦等單位企業(yè)參加試制，鼓勵(lì)太礦適時(shí)轉(zhuǎn)型生產(chǎn)綜采設(shè)備。 當(dāng)時(shí)試制采煤機(jī)面臨兩個(gè)問(wèn)題：一是選型；二是自己研制還是引進(jìn)。太礦組織技術(shù)人員深入煤礦調(diào)研，發(fā)現(xiàn)大同等全國(guó)性煤礦大多屬于硬質(zhì)煤層

3、，白洞礦煤層含夾矸、麻石等，礦工一致要求研制齒面堅(jiān)韌強(qiáng)度高的雙滾筒采煤機(jī)。針對(duì)我國(guó)當(dāng)時(shí)大多煤礦采用150300 小型煤機(jī)或引進(jìn)大功率煤機(jī)等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，山西省綜采領(lǐng)導(dǎo)組決定投入 82.5 萬(wàn)美元購(gòu)買(mǎi)英國(guó)安德遜公司 AM-500 采煤機(jī)技術(shù)及樣機(jī)，并投入 375 萬(wàn)美元從國(guó)外購(gòu)買(mǎi)了一批數(shù)控、數(shù)顯裝備和檢測(cè)儀器。 從試制成功我國(guó)第一臺(tái)大功率 AM-500 采煤機(jī)到 1997 年停止生產(chǎn)，共計(jì) 12 年。期間，山西煤炭產(chǎn)量從 2 億多噸增長(zhǎng)到 3 億多噸，全國(guó)煤炭從 8 億噸增長(zhǎng)到近 13 億噸。大煤礦、大集團(tuán)相繼出現(xiàn)后，像 AM-500 采煤機(jī)年產(chǎn)約 130 多萬(wàn)噸的設(shè)計(jì)能力已很難適應(yīng)新需求。電牽引采

4、煤機(jī)的核心技術(shù)是電氣設(shè)備。1996 年，投入 26 萬(wàn)英鎊買(mǎi)回了國(guó)外直流電牽引圖紙，雖然機(jī)械圖較完備，但電氣部分卻只有接線(xiàn)圖原理和維修圖紙，與之配套的電氣設(shè)備還需要從國(guó)外進(jìn)口，生產(chǎn)一臺(tái)采煤機(jī)需要很高成本。為此，自行設(shè)計(jì)電氣設(shè)備并展開(kāi)技術(shù)攻關(guān)。當(dāng)在開(kāi)始研制中，電牽引采煤機(jī)控制系統(tǒng)主要由單片機(jī)及其硬件組成，控制原理簡(jiǎn)單，但體積大、系統(tǒng)復(fù)雜。幾經(jīng)反復(fù)后，他們終于在 1998 年設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維2修方便的第二套方案，研制出由工業(yè)計(jì)算機(jī)和可編程控制器組成的智能化控制系統(tǒng)，將國(guó)產(chǎn)采煤機(jī)技術(shù)水平提高到了新高度。 此后，經(jīng)過(guò)多次反復(fù)實(shí)驗(yàn)，終于試制成功了我國(guó)首臺(tái) 900 千瓦電牽引采煤機(jī)。由于 1200 千瓦

5、電牽引采煤機(jī)改進(jìn)了瓦斯檢測(cè)裝置和漏電閉鎖系統(tǒng)，克服了以往設(shè)計(jì)的缺陷，為井下一線(xiàn)工人的人身安全提供了可靠保證。該機(jī)型增加了搖臂傾角傳感器、機(jī)身傾斜傳感器，增設(shè)了國(guó)內(nèi)采煤機(jī)同步性能不良等負(fù)面效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了采煤機(jī)技術(shù)質(zhì)量的又一次升級(jí)，被專(zhuān)家譽(yù)為國(guó)內(nèi)一流技術(shù)，為我國(guó)煤礦高產(chǎn)高效提供了先進(jìn)設(shè)備，進(jìn)一步確立了太礦引領(lǐng)國(guó)內(nèi)采煤機(jī)技術(shù)發(fā)展方向的地位。 無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)31 緒論1.1 采煤機(jī)的概述1.1.1 采煤機(jī)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展情況隨著近年來(lái)我國(guó)煤炭行業(yè)的快速發(fā)展，與之唇齒相依的煤機(jī)行業(yè)也日益受到重視。從去年出臺(tái)的煤炭行業(yè)綱領(lǐng)性文件關(guān)于促進(jìn)煤炭工業(yè)健康發(fā)展的若干意見(jiàn)，到去年召開(kāi)的全國(guó)煤

6、炭工業(yè)科學(xué)技術(shù)大會(huì)，再到近日的國(guó)家發(fā)改委出臺(tái)的煤炭行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策，都涉及到發(fā)展大型煤炭井下綜合采煤設(shè)備等內(nèi)容。有關(guān)人士指出，大型煤炭井下綜合采煤設(shè)備走進(jìn)人們的視野，這是煤機(jī)行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。加快發(fā)展煤機(jī)制造業(yè)意義重大我國(guó)是世界煤炭第一生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)。由于我國(guó)富煤少油，所以煤炭在我國(guó)的一次能源中占有極其重要的地位。近年來(lái)，國(guó)際油價(jià)高企，這在某種程度上更加凸顯了我國(guó)煤炭資源的戰(zhàn)略意義.建設(shè)強(qiáng)大的煤炭工業(yè)須有強(qiáng)大的煤礦機(jī)械制造能力作為后盾。然而，生產(chǎn)技術(shù)總體水平落后正在制約著煤炭工業(yè)的快速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)采煤機(jī)械化程度僅為 42%。眾多小煤礦仍沿用傳統(tǒng)落后的開(kāi)采方式。為解決這一矛盾，國(guó)家提

7、出了加快提升煤炭生產(chǎn)和設(shè)備制造技術(shù)水平的戰(zhàn)略目標(biāo)。根據(jù)“十一五”煤炭行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的主要目標(biāo)，到 2010 年，全國(guó)大、中型煤礦采煤機(jī)械化程度要分別達(dá)到 95%和 80%以上。據(jù)有關(guān)專(zhuān)家介紹，大型煤炭井下綜合采掘設(shè)備等重大專(zhuān)項(xiàng)，主要是面向煤礦高產(chǎn)、高效集約化生產(chǎn)及其配套的設(shè)備和技術(shù)。包括年產(chǎn) 600 萬(wàn)1000 萬(wàn)噸厚煤層綜采成套技術(shù)裝備研制；年產(chǎn) 150 萬(wàn)200 萬(wàn)噸薄煤層自動(dòng)化綜采成套技術(shù)裝備研制；年產(chǎn) 100 萬(wàn)噸以上短壁綜采成套技術(shù)裝備研制；巷道快速綜掘成套技術(shù)裝備研制等。有關(guān)業(yè)內(nèi)人士指出，我國(guó)發(fā)展大型煤炭井下綜合采煤設(shè)備，不僅是為了解決煤炭行業(yè)發(fā)展的設(shè)備需求，也不僅是間接地為提高我國(guó)

8、煤機(jī)行業(yè)技術(shù)水平提供難得的發(fā)展機(jī)遇，更重要的是，它將為我國(guó)重要能源資源開(kāi)采提供有力保障.制約因素加大綜合差距煤機(jī)行業(yè)的發(fā)展并非一帆風(fēng)順。在經(jīng)過(guò)多年的低谷期后，雖然近年來(lái)市場(chǎng)逐步轉(zhuǎn)暖，但在其自身發(fā)展中仍有諸多制約因素。諸如基礎(chǔ)技術(shù)及基礎(chǔ)元器件發(fā)展滯后、國(guó)產(chǎn)原材4料不能滿(mǎn)足要求、企業(yè)數(shù)量多規(guī)模小且分散重復(fù)、科技開(kāi)發(fā)投入少、技術(shù)創(chuàng)新能力弱等。目前，煤機(jī)全行業(yè)最突出的問(wèn)題之一就是成套能力薄弱，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)。據(jù)了解，改革開(kāi)放以來(lái)，在煤炭專(zhuān)用設(shè)備研制和國(guó)產(chǎn)化工作上取得了巨大成就.但是，由于體制和機(jī)制的制約，在煤炭專(zhuān)用設(shè)備研制和國(guó)產(chǎn)化工作中，力量主要集中在提高單機(jī)的設(shè)計(jì)制造能力和水平上。因而，煤炭專(zhuān)用設(shè)備

9、的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)成套及系統(tǒng)服務(wù)，則顯得十分薄弱。同時(shí)，由于煤炭裝備制造業(yè)發(fā)展滯后，產(chǎn)品的性能和可靠性難以滿(mǎn)足高產(chǎn)、高效礦井要求，導(dǎo)致企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。另?yè)?jù)了解，目前國(guó)內(nèi)僅有山西焦煤集團(tuán)和中國(guó)煤炭機(jī)械工程裝備集團(tuán)具有綜合煤機(jī)制造實(shí)力。種種制約因素及行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力不足，造成目前我國(guó)煤機(jī)制造業(yè)與國(guó)際水平相比存在很大差距。專(zhuān)家建議，根據(jù)目前行業(yè)的具體情況，行業(yè)創(chuàng)新路線(xiàn)還需要引進(jìn)和自主研發(fā)相結(jié)合。專(zhuān)家指出，在全球產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)移的浪潮中，以及諸多制約因素前提下，我國(guó)煤炭裝備制造業(yè)面臨著重組和規(guī)模經(jīng)營(yíng)的新趨勢(shì)。1.1.2 國(guó)外采煤機(jī)的發(fā)展今年 4 月份，全球最大的煤炭開(kāi)采設(shè)備生產(chǎn)商

10、之一 Joy Global Inc. (JOYG)獲得了其在華建廠(chǎng)的首張執(zhí)照。 這家坐落在天津市的工廠(chǎng)預(yù)計(jì)將于 2007 年年初投產(chǎn)。實(shí)際上，此次建廠(chǎng)正是Joy Global 提高在華銷(xiāo)量計(jì)劃的一部分，公司的目標(biāo)是 2010 年將在華銷(xiāo)售額從 2005 年的 1.7 億美元提升至 5 億美元。 面對(duì)中國(guó)不斷擴(kuò)大的采礦設(shè)備市場(chǎng)，許多外國(guó)公司都在躍躍欲試，Joy Global 并不是唯一的一家。德國(guó)的 DBT Group、Eickhoff Corp.、瑞典的Sandvik Mining and Construction Ltd.及其他一些大型國(guó)際采煤設(shè)備生產(chǎn)商都已設(shè)法進(jìn)入了中國(guó)市場(chǎng)。 煤礦傷亡事故

11、頻發(fā)及采煤效率低下問(wèn)題引起了中國(guó)政府的擔(dān)憂(yōu)，目前中國(guó)國(guó)內(nèi)正積極地推進(jìn)煤炭行業(yè)的改革重組。未來(lái)幾年，中國(guó)將關(guān)閉更多能效低下且存在安全問(wèn)題的小型煤礦，轉(zhuǎn)而組建一些大型煤炭生產(chǎn)集團(tuán)。在這樣的背景下，對(duì)于高端采礦設(shè)備的需求也在相應(yīng)上升。而國(guó)內(nèi)的相關(guān)設(shè)備供應(yīng)商卻無(wú)法滿(mǎn)足此類(lèi)需求，這就給海外生產(chǎn)商提供了搶占市場(chǎng)立足點(diǎn)的機(jī)會(huì)。美國(guó)駐中國(guó)使館事務(wù)處(China branch of the U.S. Commercial Service)的一位資深商務(wù)無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)5專(zhuān)家梅報(bào)春表示，從開(kāi)采效率、設(shè)備質(zhì)量、對(duì)礦山的環(huán)境保護(hù)及安全和健康等方面來(lái)考慮，中國(guó)的主要采煤設(shè)備普遍落后其他國(guó)家

12、10-15 年。雖然中國(guó)是全球最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)，2005 年的煤炭總產(chǎn)量達(dá) 21.1 億噸，但中國(guó)煤礦的安全紀(jì)錄則非常糟糕。幾乎每天都有因煤礦爆炸、透水和塌方導(dǎo)致礦工喪生的報(bào)導(dǎo)。2005 年，中國(guó)共有 5,986 名煤炭工人在事故中喪生。中國(guó)的煤礦數(shù)量接近 2.5 萬(wàn)座，其中 90%以上是村鎮(zhèn)所有的小型煤礦。高端采礦設(shè)施需求強(qiáng)勁目前，中國(guó)煤礦的機(jī)械化程度平均為 42%，小型煤礦的機(jī)械化程度則更低。極低的自動(dòng)化和機(jī)械化水平意味著煤炭采出率少得可憐。中國(guó)煤礦目前的平均采出率僅為 35%左右，小型煤礦的采出率更是不到 10%。煤炭行業(yè)的數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)約五分之二煤礦的年產(chǎn)量均不到 3 萬(wàn)噸。除了關(guān)閉安

13、全狀況差及非法的煤礦（此類(lèi)煤礦使用的一般都是小型采礦設(shè)備）外，中國(guó)還將在 2010 年前建立 13 個(gè)大型煤炭生產(chǎn)基地，并組建 5-7 家年產(chǎn)量超過(guò) 1 億噸的大型煤炭生產(chǎn)商。在 2010 年年底前，國(guó)有大中型煤礦的機(jī)械化程度將從目前 75%的平均水平分別提高至 95%和 80%。不過(guò)，凱基證券(KGI Securities)分析師張偉(Aaron Zhang)表示，國(guó)產(chǎn)的采煤設(shè)備已經(jīng)過(guò)時(shí)，而且主要是在小型煤礦中使用。實(shí)際上，刨煤機(jī)、綜掘機(jī)和支架等一些關(guān)鍵的井下采煤設(shè)備還需依賴(lài)進(jìn)口。中國(guó) 90%的煤礦都屬于井下作業(yè)。Joy Global 的一位管理人士表示，該公司在中國(guó)最暢銷(xiāo)的產(chǎn)品是連續(xù)采煤機(jī)

14、，這種設(shè)備已在美國(guó)和其他發(fā)達(dá)國(guó)家的大型煤礦中得到了普遍使用。這位不愿透露姓名的管理人士稱(chēng)，到目前為止，中國(guó)的生產(chǎn)商已生產(chǎn)出幾臺(tái)類(lèi)似的樣機(jī)，但還遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到真正的商業(yè)化水準(zhǔn)。中國(guó)市場(chǎng)吸引全球關(guān)注過(guò)去幾年來(lái)，外國(guó)采煤設(shè)備生產(chǎn)商親眼目睹了在華銷(xiāo)售額的大幅增長(zhǎng)。2003 年，Joy Global 在中國(guó)的銷(xiāo)售額僅為 5,000 萬(wàn)美元，但 2004 年很快激增至 1.4 億美元，2005 年為 1.7 億美元，今年有可能達(dá)到 2 億美元。其他外國(guó)公司當(dāng)然也沒(méi)有袖手旁觀(guān)。2005 年末，德國(guó) DBT 集團(tuán)與中國(guó)的煤炭公司達(dá)成了三筆大宗合同，這使其中國(guó)客戶(hù)的數(shù)量在不到 18 個(gè)月的時(shí)間里由 5 個(gè)增加到 1

15、1 個(gè)。其中有一份合同就是和中國(guó)煤炭產(chǎn)量最大的生產(chǎn)商神華集團(tuán)有限責(zé)任公司6(Shenhua Group Corp.，簡(jiǎn)稱(chēng)：神華集團(tuán))簽定的，這也是 DBT 有史以來(lái)簽訂的最大的一筆訂單。該公司在新聞稿中稱(chēng)，合同履行完成后，DBT 對(duì)神華集團(tuán)的支架交貨量將達(dá)到 2,700架。不僅是采煤設(shè)備生產(chǎn)商，一些投資公司也開(kāi)始進(jìn)入了這片市場(chǎng). 6 月 14 日，總部在紐約的投資公司 Jordan Co.旗下 International Mining Machinery Ltd.宣布，已向國(guó)有黑龍江煤礦機(jī)械集團(tuán)有限公司,收購(gòu)了雞西煤礦機(jī)械有限公司和佳木斯煤礦機(jī)械有限公司的全部股權(quán)。上述交易在國(guó)內(nèi)遭到激烈的批評(píng)

16、，一些業(yè)內(nèi)人士指出，當(dāng)?shù)卣粦?yīng)該把一切都賣(mài)給海外公司，因?yàn)檫@兩家采煤設(shè)備制造企業(yè)生產(chǎn)的綜掘機(jī)和支架各占到國(guó)內(nèi)銷(xiāo)量的近40%。 Joy Global 的一位管理人士表示，當(dāng)前最大的挑戰(zhàn)是中國(guó)政府正在不斷要求煤炭企業(yè)購(gòu)買(mǎi)國(guó)產(chǎn)設(shè)備。該管理人士稱(chēng)，除民族主義情緒外，價(jià)格也是一個(gè)問(wèn)題，進(jìn)口采煤設(shè)備通常比國(guó)產(chǎn)設(shè)備貴 2-3 倍。 1.2 課題的設(shè)計(jì)目的及意義當(dāng)今全球制造業(yè)企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。企業(yè)要贏(yíng)得競(jìng)爭(zhēng)，就要以市場(chǎng)為中心，就要以用戶(hù)為中心，快速地響應(yīng)市場(chǎng)的需求，快速地滿(mǎn)足用戶(hù)的需要。換句話(huà)說(shuō)，就是要以最短的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間（Time）、最優(yōu)的產(chǎn)品質(zhì)量（Quality）、最低的成本（Cost）和最佳的

17、服務(wù)（Service），既“TQCS”，去贏(yíng)得用戶(hù)和市場(chǎng)。 電牽引薄煤層采煤機(jī)，包括截割部分、牽引部分，兩部分之間通過(guò)螺栓對(duì)接，所述截割部分包括螺旋滾筒、齒輪組傳動(dòng)系統(tǒng)，螺旋滾筒與齒輪組傳動(dòng)系統(tǒng)連接，其特征在于所述截割部分增設(shè)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)與齒輪組傳動(dòng)系統(tǒng)直接連接，所述牽引部分由牽引電動(dòng)機(jī)、齒輪組和主動(dòng)鏈輪組成。本實(shí)用新型針對(duì)已有 ZB2X-100 型采煤機(jī)液壓牽引造成的牽引力不足，牽引速度低，各大部件之間存在傳動(dòng)關(guān)系造成嚴(yán)重漏油，零件損壞，維修率高等問(wèn)題，變液壓牽引為電牽引，同時(shí)改變采煤機(jī)的整個(gè)結(jié)構(gòu)布局，減少了各大部分之間的傳動(dòng)系統(tǒng)，形成能獨(dú)立運(yùn)行的截割和牽引兩大部分。牽引功率大，牽引速度高

18、，整機(jī)運(yùn)行可靠。1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容1)采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì);2)采煤機(jī)牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 3)牽引傳動(dòng)箱的設(shè)計(jì) 4)行走部設(shè)計(jì)無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)72 牽引部的總體設(shè)計(jì)2.1 牽引部的組成采煤機(jī)牽引部由電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置組成，其中傳動(dòng)裝置包括傳動(dòng)件（齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)）和支撐件（軸、軸承、機(jī)體等）兩部分。它的重量和成本在牽引部中占很大比重，其性能和質(zhì)量對(duì)牽引部的工作影響也很大。因此合理設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案具有重要意義。在本設(shè)計(jì)的傳動(dòng)件的選擇中，由于帶傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)不適合井下繁重的工作要求和惡劣的工作環(huán)境，而蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)效率低、功率損失大，因此傳動(dòng)件全部采用齒輪傳動(dòng)。滿(mǎn)足牽

19、引部性能要求的傳動(dòng)方案，可以由不同傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類(lèi)型以不同的組合形式和布置順序構(gòu)成。合理的方案應(yīng)保證工作可靠，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動(dòng)效率高和使用維護(hù)便利。牽引部的特點(diǎn)分為兩種，一種是：1.縱向布置，結(jié)構(gòu)較分散；2.齒輪組成中有錐齒輪，錐齒輪的制作加工難度較大；3.整體組裝和維護(hù)困難。另一種的特點(diǎn)是：1.橫向布置，結(jié)構(gòu)緊湊；2.齒輪全部為圓柱齒輪，加工和組裝容易，維護(hù)方便；3.電動(dòng)機(jī)可直接從牽引部側(cè)面以抽屜的形式安裝拆卸，很方便。2.2 方案設(shè)計(jì)1、設(shè)計(jì)任務(wù)：要求對(duì)裁采煤機(jī)牽引部進(jìn)行改良設(shè)計(jì)，我列出了以下幾種設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行比較，用以參考。方案 1液壓牽引部設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)：輸出力

20、矩較大，但機(jī)械結(jié)構(gòu)、工藝操作復(fù)雜，重量體積大，功耗和噪聲大，能源利用率低，而且它們與主控制器可傳遞的信息量小、簡(jiǎn)單，響應(yīng)慢，精度與可靠性也不高，摩擦力較大啟動(dòng)緩慢，同時(shí)還需要一套油泵、泵站和相應(yīng)的油路支持，容易漏氣漏油，對(duì)氣體或油液中的污染物比較敏感，經(jīng)常發(fā)生故障，維修修理不方便，從、而大大提高了成本。方案 2電力牽引部設(shè)計(jì)8電力系統(tǒng)響應(yīng)快、機(jī)械結(jié)構(gòu)、工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)單，重量體積小，易于控制器通訊，精度和可靠性高，但它的輸出力矩較小，頻寬較低、功率密度較小。根據(jù)上訴優(yōu)缺點(diǎn)可知，在要求輸出力或力矩較小且加載精度要求比較高時(shí)使用電動(dòng)加載。以上的兩種方案存在著許多不足之處，因此都有待于進(jìn)一步完善，綜合

21、比較而言，電力系統(tǒng)組成元件體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小，操縱、控制簡(jiǎn)單、省力，易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，液壓元件之間能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)潤(rùn)滑液壓元件的使用壽命長(zhǎng)，但存在液壓傳動(dòng)效率低、噪聲大、成本高、成本高、泄露污染環(huán)境等缺點(diǎn)降低了它的競(jìng)爭(zhēng)力。所以我采用的是電力牽引部的設(shè)計(jì)。22、.通常傳動(dòng)箱有三種傳動(dòng)方式 牽引傳動(dòng)箱作為采煤機(jī)的輔助牽引部,如:西德 EDW-300W 采煤機(jī)就是采用這種布置方式.其優(yōu)點(diǎn)就在于支架的控頂距較小機(jī)身下面有寬敞的過(guò)煤空間.缺點(diǎn)是增加了機(jī)身長(zhǎng)度.牽引傳動(dòng)箱布置在底托架靠近老塘側(cè),如:英國(guó) AM500 采煤機(jī)這種布置適合于機(jī)面較高的情況.優(yōu)點(diǎn)是既降低了采煤重心,使得工作平穩(wěn),有減少了

22、對(duì)接段數(shù)縮短了機(jī)身長(zhǎng)度.缺點(diǎn)是要求機(jī)身的控頂架距較大,且機(jī)身下面的過(guò)煤空間小.牽引傳動(dòng)箱布置在機(jī)器的兩端.這種布置方式適用于機(jī)面位置較低的情況,保證在底托架下面有一定的過(guò)煤空間和實(shí)現(xiàn)”積木式”拼裝.但是兩只導(dǎo)向滑靴距離較遠(yuǎn).這對(duì)于采煤機(jī)在使用雙電動(dòng)機(jī)時(shí),在運(yùn)輸機(jī)水平彎曲和垂直彎曲時(shí)對(duì)銷(xiāo)輪與齒條的嚙合不利.2.1.1 采高采高是指采煤機(jī)實(shí)際高度。注意事項(xiàng)：煤層厚度一般不宜超過(guò)采煤機(jī)的最大采高的，不宜小于采煤機(jī)%95%90最小采高的。%120%150 采煤機(jī)的最大采高 H 和最大臥底深度 X 的關(guān)系式：sin （2-1）LCAH22maxD （2-2maxsin2DLCAX2）無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引

23、部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)9式中： A機(jī)身上部距底板的距離 C機(jī)身箱體厚度 L搖臂回轉(zhuǎn)中心到滾筒軸心的長(zhǎng)度 搖臂相對(duì)機(jī)身水平上擺動(dòng)最大角度搖臂相對(duì)機(jī)身水平下擺動(dòng)最大角度D滾筒直徑2.1.2 牽引傳動(dòng)箱的電機(jī)選用根據(jù)要求可知，需先計(jì)算出工作在傾斜軸上的阻力矩 T T=Ge （2-3） 式中： G總重量； e綜合重心偏心距。計(jì)算工作在傾斜軸上的阻力矩 TT=Ge =1.210 9.83003 =352810 Nmm3 =3528Nm 所以可以得知傾斜軸的功率為 P P=176.4KwnT 5 . 03528采用兩級(jí)蝸桿減速器，查資料得其傳動(dòng)效率大約為 0.52，齒輪的效率為 0.98，所以其總效率為

24、 =0.520.98=0.51。所以 P=0.4 Kw?？傠姍C(jī)51. 02 . 0考慮到電機(jī)本身的效率，及設(shè)備的精度及潤(rùn)滑狀況，經(jīng)查表得：電機(jī)選用 Y90L-6 型，其功率 P=1.1 Kw，轉(zhuǎn)速為 n=1000 r/min。2.1.3 對(duì)牽引部的基本要求1、總傳動(dòng)比大2、總傳動(dòng)比應(yīng)能在工作過(guò)程中隨時(shí)調(diào)節(jié)103、要在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向一定的條件下反向牽引和停止?fàn)恳?、要有可靠的過(guò)載保護(hù)性能5、要有足夠的強(qiáng)度無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu)分類(lèi)圖 21 齒輪銷(xiāo)軌型Fig.2-1 partial examination drawing圖 22 銷(xiāo)輪齒條型Fig.2-2 structu examination drawing圖

25、 23 強(qiáng)力鏈輪鏈軌型Fig.2-3 coal plow examination drawing無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)11圖 24 復(fù)合齒輪齒條型Fig.2-3 historic examination drawing2.1.4 選用確定條件1)適用條件：采煤高 4 米 傾角（010）度 硬度（24）f2)已知條件：牽引速度(8.34.15)m/min-1；牽引力 210KN 調(diào)節(jié)方式：液壓；保護(hù)方式：液壓；牽引機(jī)構(gòu)：無(wú)鏈(節(jié)距 125)。 3)電動(dòng)機(jī)的選擇：型號(hào) DMB300S；功率 9103KW；電壓 1140V；轉(zhuǎn)速 1470r/min-1。2.1.5 數(shù)據(jù)處理 牽

26、引鏈鏈輪與減速器的輸出軸相連，鏈輪工作時(shí)，圓環(huán)鏈饒上鏈輪后，平環(huán)和立環(huán)一一相間，平環(huán)位于鏈輪的窩槽內(nèi)，立環(huán)位于鏈輪的環(huán)槽中，但其下面不接觸立環(huán)槽底，窩槽圓弧推平環(huán)的一端而實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。本設(shè)計(jì)中鏈輪處置布置，鏈輪垂直布置，吐鏈方便，鏈子垂直也也可以幫助吐鏈，為了改善鏈的受力狀態(tài)，也裝有緊鏈裝置。鏈輪的幾何形狀 比較復(fù)雜，其形狀和制造質(zhì)量對(duì)于鏈環(huán)和鏈輪的嚙合影響很大。鏈輪形狀設(shè)計(jì)的不好，就會(huì)啃傷鏈環(huán)，加劇鏈輪與鏈環(huán)的磨損或者鏈環(huán)不能與鏈正確嚙合而掉鏈。因?yàn)殒溳喪菢?biāo)準(zhǔn)件其與鏈環(huán)相互配合，所以可直接根據(jù)鏈環(huán)的尺寸從表中直接選擇使用鏈輪，直接查取鏈輪的基本尺寸如下：412表 2-1 鏈輪基本尺寸Table.

27、2-1the coal plow Accord drawing圓環(huán)尺寸btd鏈輪齒數(shù)0DeDHy2R3R1Dll30108997418.13508182.51302307155230230740115表中，節(jié)圓直徑；0D頂圓直徑；eD平環(huán)底至鏈輪中心距離；H齒形圓弧中心坐標(biāo)；y 齒根圓弧半徑；2R平環(huán)窩槽圓弧半徑；3R立環(huán)槽根圓半徑；1D立環(huán)槽寬度；lW 齒肩寬度；鏈輪寬度應(yīng)比鏈環(huán)外寬寬些，以保證鏈輪窩槽與平環(huán)相配合，并且鏈輪齒受到很的的彎曲載荷，保證鏈輪輪齒有足夠的強(qiáng)度。已知鏈外寬為 99，取鏈輪寬度為：mmmmB5 .193鏈鏈輪為鍛造加工，鏈輪表面應(yīng)淬火，齒形部分進(jìn)行電解加工或模鍛，這樣

28、可以大大提高鏈輪的使用壽命.無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)133 牽引傳動(dòng)箱的設(shè)計(jì)牽引傳動(dòng)箱的設(shè)計(jì)3-1 牽引傳動(dòng)箱的傳動(dòng)系統(tǒng)圖Fig.3-1 partial examination examination drawing1-行走箱齒輪 Z1 2-行走箱齒輪 Z2 3-電動(dòng)機(jī)輸出齒輪 Z3 4-行走箱電動(dòng)機(jī)5-變速箱輸入軸 6-變速箱行星輪 Z4 7-變速箱輸出齒輪 Z5 8-行走箱齒輪 Z6 9-行走箱行走輪 Z73.1 牽引傳動(dòng)箱的設(shè)計(jì)計(jì)算選擇材料及熱處理方法 查表 8-17（p174）7行走箱小齒輪 Z6： 45 號(hào)鋼 調(diào)質(zhì) HBS =245-275 HBS1行走箱大齒輪

29、Z1： 45 號(hào)鋼 正火 HBS =210-240 HBS2按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算:采用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，按 V =(0.0120.021) n=2.514.39 m/s, （3-t3111/np1）估取圓周速度 3.4 m/s,tV選取第公差組 8 級(jí)小齒輪分度圓直徑由式 3-1 得：1d （3-2）1d321)(12HHEdZZZZuukT14齒寬系數(shù)按齒輪相對(duì)軸非對(duì)稱(chēng)布置取=0.8dd小齒輪齒數(shù) 按推薦選=241Z1Z大齒輪齒數(shù)=2.9124=69.84,圓整取=70，2Z2i1Z2Z傳動(dòng)比 = / =70/24=2.92u2Z1Z傳動(dòng)比誤差=2.95-2.92/2.95=0.01，

30、誤差在5%范圍內(nèi)，合適uu/小輪轉(zhuǎn)矩=9.55/=9.5510 47.53/438.60=1034910N1T1P1n6載荷系數(shù) K K =K K K KtAV使用系數(shù) K K =1.00AA動(dòng)載荷系數(shù) K 初值 K=1.12Vvt齒向載荷分布系數(shù) 得=1.12KK齒間載荷分配系數(shù)的初值，初選K130無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1由式 3-2 得：=+=1.88-3.2（1/+1/）+r1Z2ZcostanZ1d1=1.661.41=3.07差值得 K1.42t載荷系數(shù) K 初值 K =11.121.121.42=1.78t彈性系數(shù)得189.8EZEZ2.mmN節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) Z

31、（X =X =0）得 Z=2.45H12H重合度系數(shù) = 0.77ZZ螺旋角系數(shù)=0.9913cosZ許用接觸應(yīng)力由式=.ZZ/SHHlimHNWH接觸疲勞極限應(yīng)力、1limH2limH600 N/1limH2500 N/2limH2應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由式 3-2 得N =60nj=60438.601830085.051hL810N = N /5.05/2.92=1.7321810810接觸強(qiáng)度壽命系數(shù) Z Z1N2NZ = Z= 1 （3-3）1N2N硬化系數(shù) Z及說(shuō)明 Z=1.15WW接觸強(qiáng)度安全系數(shù) S按一般可靠度 S=1.01.1 取 S=1.0HminHH=60011.15/1.0690

32、N/mm1H2=50011.15/1.0575N/mm2H22的設(shè)計(jì)初值1dtd123)57599. 077. 045. 28 .189(92. 2) 192. 2(8 . 0103491078. 12132.94模數(shù)：m =/ =132.94/24=5.40 圓整取模數(shù) m=6ntd1cos1Z13cos中心距 a=m (+)/2=694/(2)=289.42 1Z2Z13cos分度圓螺旋角002.13)42.2892/(70246)a2/()ZZ(mcos21n1 =6013小輪分度圓直徑的計(jì)算79.147002.13cos/246cos/Zmd1nt 1圓周速度 V=/60000=147

33、.79438.6/60000=3.39m/s 與估取的值相近.對(duì) K 取t 1d1nv值影響不大，不必修正取 K =K =1.12vvt齒間載荷分配系數(shù)K=+r = 1.88-3.2（1/24+1/70）=1.66cos)Z/1Z/1 (2 . 388. 1 21002.13cos41. 1002.13tanZ1d1=1.66+1.41=3.07 得=1.42K載荷系數(shù) K=11.121.121.42=1.78小輪分度圓直徑取 （3-1d132.9478. 178. 194.132K Kd33tt 14）取147.79dd1t1大輪分度圓直徑=670/=431.052dcos/Zm2n002.

34、cos13齒寬=0.8132.94=106.35bdmin1td無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3大齒輪齒寬b，圓整取齒寬110 2b2b小齒輪寬=b+（510）=110+5=1151b按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算=YFaYY Y （3-5）FnbdmKT12SAF齒形系數(shù) （3-FY9 .25002.13cos/24cos/ZZ331V16） 6 .7592. 29 .25uZZ12VV得 與1aFY2aFY2.621aFY2.232aFY應(yīng)力修正系數(shù) Y Sa1.61aSY1.762aSY重合修正系數(shù) Y 由式 3-2 得Y 0.25+0.75/=0.25+0.75/1.67=0

35、.70，所以 Y =0.70a螺旋角系數(shù) 85. 0120002.1341. 111201Y許用彎曲應(yīng)力由式（3-5）計(jì)算F=YY/SFminFNXF彎曲疲勞極限查圖（3-6）minF=460 N/1minF2=390N/2minF24彎曲疲勞強(qiáng)度得壽命系數(shù)查得=1.02N1NYY尺寸系數(shù) Y XY=1.0X安全系數(shù) S 則FS=1.25minF=46011/1.25=368N/ （3-7）1F=39011/1.25=312N/ （3-8）F22故=2.621.600.700.85=90.11 N/ 1F679.147115103491078. 1221F=2.231.760.700.85=8

36、8.70 N/ F2679.147110103491078. 122F2滿(mǎn)足要求，合格。采煤機(jī)行走部設(shè)計(jì)圖 31 牽引傳動(dòng)系統(tǒng)Fig.3-1 prevented falls drawing按機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)5選擇材料及熱處理方法 查表 8-17（p174）7小齒輪： 45 號(hào)鋼 調(diào)質(zhì) HBS =245-275 HBS1大齒輪： 45 號(hào)鋼 正火 HBS =210-240 HBS2按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算:采用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，按 V =(0.0120.021)n=5.7910.14 m/s, （3-9）t3000/np估取圓周速度 7.5 m/s,

37、tV選取第公差組 8 級(jí)小齒輪分度圓直徑由式 8-77 得1d （3-10）1d321)(12HHEdZZZZuukT齒寬系數(shù)按齒輪相對(duì)軸非對(duì)稱(chēng)布置取=0.8dd小齒輪齒數(shù)，中選=241Z1Z大齒輪齒數(shù)= =3.4224=82.08,圓整取=83，2Z1i1Z2Z傳動(dòng)比= / =83/24=3.46u2Z1Z傳動(dòng)比誤差=3.50-3.46/3.50=0.09，誤差在5%范圍內(nèi)，合適uu/小輪轉(zhuǎn)矩=9.55 / =9.5510 50/1500=318300 N0T0P0n6載荷系數(shù) K K=K K K KAV使用系數(shù) K K =1.00AA動(dòng)載荷系數(shù) K 8-57 K =1.22Vvt齒向載荷分

38、布系數(shù) 得=1.12KK齒間載荷分配系數(shù)的初值，初選K130由式 3-10 得r6=+=1.88-3.2（1/+1/）+r1Z2Zcostan11dZ=1.671.41=3.08差值得 K1.42t載荷系數(shù) K 初值 K =11.221.121.42=1.94t彈性系數(shù)得189.8EZEZ2.mmN節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) Z（X =X =0）得 Z=2.45H12H重合度系數(shù)，=0.77ZZ螺旋角系數(shù)=0.9913cosZ許用接觸應(yīng)力由式=.ZZ/SHHlimHNWH接觸疲勞極限應(yīng)力、查圖 8-691limH2limH570 N/ （3-11）1limH2460 N/ （3-12）2limH2應(yīng)力循環(huán)次

39、數(shù)由式 3-11 得N =60nj=6015001830081.731091hLN = N /1.73/3.46=521910810接觸強(qiáng)度壽命系數(shù) Z Z1N2NZ = Z=1 （3-13）1N2N硬化系數(shù) Z及說(shuō)明 Z=1.15WW接觸強(qiáng)度安全系數(shù) S查表按一般可靠度 S=1.01.1 取 S=1.0HminHH=57011.15/1.0656 N/mm1H2=46011.15/1.0529 N/mm2H2無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)7的設(shè)計(jì)初值 （3-1dtd123)52999. 077. 045. 28 .189(46. 3) 146. 3(8 . 0103491078

40、. 1214）95.94模數(shù)：m =/ = 95.94/24=3.62 圓整取模數(shù) m =4ntd1cos1Z13cos中心距 a=m (+)/(2)=4107/2=219.63 1Z2Zcos分度圓螺旋角 （3-15）001.1363.2192/ )8324(4cos)2/(cos1211aZZmn =3013小輪分度圓直徑的計(jì)算53.98001.13cos/244cos/11Zmdnt圓周速度 V=/60000=3.1498.531500/60000=7.74m/s 與估取的值相近.對(duì) K 取1td1nv值影響不大不必修正取 K =K =1.22vvt齒間載荷分配系數(shù)K=+ （3-16）r

41、 = 1.88-3.2（1/24+1/83）=1.67cos)/1/1 (2 . 388. 1 21ZZ 001.13cos41. 1001.13tanZ1d1=1.67+1.41=3.08 得=1.42K載荷系數(shù) K=11.221.121.42=1.94小輪分度圓直徑取1d94.9594. 194. 194.95K K33t1td取53.98dd1t1大輪分度圓直徑=483/=340.732dcos/Zm2n001.cos13齒寬=0.895.94=76.75bdmin1td8大齒輪齒寬b 圓整取齒寬80 2b2b小齒輪寬=b+（510）=80+5=851b按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算= （3

42、-17）FnbdmKT12YYYYzSAFF齒形系數(shù) FY9 .25001.13cos/24cos/3311ZZV 6 .8842. 39 .25uZZ12VV得 與 2.62 2.211aFY2aFY1aFY2aFY應(yīng)力修正系數(shù) Y Sa1.6 1.781aSY2aSY重合修正系數(shù) Y 由式 3-17 得Y 0.25+0.75/=0.25+0.75/1.67=0.70，所以 Y =0.70a螺旋角系數(shù) 85. 0120001.1341. 111201Y許用彎曲應(yīng)力由式（3-17）計(jì)算F=YY/S （3-18）FminFNXF彎曲疲勞極限查圖（3- 18）minF= 460 N/1minF2=

43、 390N/2minF2彎曲疲勞強(qiáng)度得壽命系數(shù)查圖 8-73 查得=1.021NNYY尺寸系數(shù) Y 查圖 8-74XY=1.0X無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)9安全系數(shù) S 查表 8-27 則FS=1.25minF = 46011/1.25=368 N/1F2 =39011/1.25=312N/F22故=2.621.600.700.85=90.65 N/ 1F453.988531380094. 1221F =2.211.780.700.85=90.38 N/ F2453.988031830094. 122F2滿(mǎn)足要求，合格。3.2 2 軸的設(shè)計(jì)3-2 牽引傳動(dòng)箱的傳動(dòng)系統(tǒng)Fig.

44、3-2 examination drawing1-變速箱輸出軸 2-變速箱輸入軸該水平移動(dòng)軸在工作過(guò)程中，受到彎矩和扭矩的作用，彎矩是吊具、工件、電、機(jī)減速器及其附件的重力造成的，其總重量最大為 350Kg，扭矩主要是吊具和軸的摩擦力造成的。 根據(jù)實(shí)際需要，軸材料選用 45 號(hào)鋼，其總長(zhǎng)度大約為 3 米，兩端受支承，所以最大彎矩出現(xiàn)在軸的中點(diǎn)，即 （3-19）WM1式中，M為軸所承受彎矩 Nmm；10W抗彎截面模量，本設(shè)備采用實(shí)心軸取 W =0.3；3d查表得=300。1初步確定軸的直徑 d=5531 1 . 0M3001 . 01054153選軸徑 d=60 mm 軸和吊具均采用 45 號(hào)鋼

45、，查資料 3，鋼與鋼之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為 0.15，所以摩擦力 F=9.83500.15=515N，所以扭矩T=30515=15450 Nmm=15.45 Nm當(dāng)本設(shè)備中工作時(shí)，軸的彎矩比較大，其大小值為 5145 Nm,而扭矩相對(duì)比較小，其大小為 15.45 Nm，故當(dāng)量彎矩近似等于彎矩，其校核可免。材料選用 45 號(hào)鋼工作時(shí)，銷(xiāo)軸在徑向力 R 的作用下主要是受擠壓和剪切，如圖 5.4.1-1 所示，擠壓強(qiáng)度條件和剪切強(qiáng)度條件分別為：= N/ （3-20）pdhzRp2mm= N/ （3-21）zdR242mm式中 h擠壓面最小高度，本設(shè)備中去 6.5mm；許用擠壓應(yīng)力，按銷(xiāo)和被聯(lián)接鍵材料較

46、弱者查表選取，在有輕微沖擊載荷的p情況下，我們?nèi)?110 N/；p2mmZ銷(xiāo)的個(gè)數(shù),取 1；-銷(xiāo)的許用剪切應(yīng)力，對(duì)經(jīng)熱處理后的碳鋼，取=80 N/2mm由（3-20）式得 d=6.17mmhzRp15 . 61108 . 9450無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)11由（3-21）式得 d=8.38mmzR4114. 3808 . 94504本設(shè)備工作時(shí)，安全系數(shù)要求很高，在考慮磨損、沖擊振動(dòng)、熱變形等綜合因素的情況下，取 d=20mm。軸的受力分析：由于齒輪 1 和齒輪 2 采用的是同心軸所以一軸的受力情況是：插入阻力按 Fina 按下式計(jì)算：Fina = b0=84029.4=2

47、4696N式中，b同時(shí)插入料堆的承載板和的邊緣之和，cm;0 單位長(zhǎng)度插入阻力，N / cm；其查表選取0=19.629.4取力的計(jì)算取力 FP 按下式計(jì)算：FP=KdZb，0=1.725029.4=4998N式中，Kd 動(dòng)載荷系數(shù) Kd=1.61.7；Z Z=2；b個(gè)插入料堆的邊緣長(zhǎng)度，cm;因?yàn)辇X輪 3)是齒輪軸,所以齒輪軸所采用的軸承分別是調(diào)心滾子軸承和推力圓柱滾子軸承.選擇原因:調(diào)心滾子軸承主要承受徑向負(fù)荷,也能承受少量的雙向軸向負(fù)荷,外圈滾道是球面,具有調(diào)心性能,內(nèi)外圈軸線(xiàn)相對(duì)偏斜 0.5-2 度,適用于多支點(diǎn)軸,彎曲剛度小的軸以及難于精確對(duì)中的支撐.推力圓柱滾子軸承:能承受很大的單

48、向軸向負(fù)荷,但是不能承受徑向負(fù)荷,極限轉(zhuǎn)速很低,所以使用于低速重栽場(chǎng)合. 12圖 33 軸的受力分析圖Fig.3-2 article falls drawing計(jì)算截面應(yīng)力：幾面右側(cè)彎矩 M 為：M=136905*（66-36）/66=62229N.mm截面上的扭矩 T 為：T=620750N.mm抗彎截面系數(shù)：W=0.1=0.1*603=21600mm抗扭截面系數(shù)：Wt=0.2D3=0.2*603=43200mm3截面上的彎曲應(yīng)力：DB=M/W=62229/21600=2.88N/mm2截面上的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力：T=T/Wt=620750/43200=14.37N/mm2彎曲應(yīng)力幅：Da=DB=2

49、.88N/mm2彎曲平均應(yīng)力：Dm=0扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力幅與平均應(yīng)力相等，即，Ta=Tm=T/2=14.37/2=7.19N/mm23.3 軸的校核：支反力： 水平面 RH1=1570.5N，RH2=1570.5，N 垂直面 RV1=1355.1N，RV2=-196.1N彎矩 MH和 MV： 水平面 MH=103653N.mm 垂直面 MV1=89437N.mm合成彎矩： M= M2H+M2V=1036532+894372=136905 N.mm扭矩 T： T=620750N.mm無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)133.4 變速箱設(shè)計(jì)3-4 牽引變速箱的傳動(dòng)系統(tǒng)圖Fig.3-4 ex

50、amination drawing1-變速箱齒輪 Z1 2-變速箱齒輪 Z23.4.1 輸入軸速齒輪的設(shè)計(jì)選擇齒輪材料： 小輪選用 45#，調(diào)質(zhì)=245-275 HBS1HBS大輪選用 45#，正火=210-240 HBS2HBS按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算：采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，按 V =(0.0130.022)=6.4410.89 m/s 估取圓周t1n311n/p速度 V 7.5m/s ,選取 II 公差組 8 級(jí)t小齒輪分度圓直徑由式 3-21 得1d （3-22）1d32HHEd1)ZZZ(u1uKT2齒寬系數(shù) ,查教材表 3-23 按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱(chēng)布置，取0.8dd小齒輪齒數(shù)

51、Z1在推薦值 2040 中選 24大齒輪齒數(shù) Z2=Z1i=4.424=105.6，圓整106Z2齒數(shù)比 u=Z2/Z1=106/244.4214傳動(dòng)比誤差=（4.45-4.42）/4.45=0.0067,uu/誤差在5%內(nèi),合適小輪轉(zhuǎn)矩=9.5510/n =9.5510 54.0/1500=343.8 N1T61P16載荷系數(shù) K 由式（3-23）得 K =K K K （3-tAKV23）使用系數(shù)，查教材表（3-20）=1.00AKAK動(dòng)載荷系數(shù) K 的初值 K由教材圖（3-21）查得 K=1.24VVtVt齒向載荷分布系數(shù) K 由教材圖（3-20）查得 K =1.12由式（3-22）得 （

52、3-24）= 1.88-3.2(1/Z +1/Z )12= 1.88-3.2(1/24+1/106)= 1.72查教材表 3-21 并插值 K =1.16則載荷系數(shù)的初值為：=11.241.121.16=1.61tKAKKKKv彈性系數(shù)查表 3-22 得189.8EZEZ2.mmN節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) Z（X =X =0）得 Z=2.5H12H重合度系數(shù)，=0.87ZZ許用接觸應(yīng)力由式=.ZZ/SHHlimHNWH接觸疲勞極限應(yīng)力、1limH4limH600N/mm1limH2500N/mm2limH2無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)15應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由式 3-得 =60n2j=601500

53、1830081.733NhL910= /1.73/4.4=3.934N3N910810查圖 3-23 接觸強(qiáng)度壽命系數(shù) Z ，Z1N2NZ= Z=1.0 （3-25）1N2N硬化系數(shù) Z及說(shuō)明 Z=1.15WW接觸強(qiáng)度安全系數(shù) S按一般可靠度 S=1.01.1 取 S=1.0HminHH=60011.15/1.0690N/mm1H2=50011.15/1.0575N/mm2H2的設(shè)計(jì)初值 1dt 1d32)57587. 05 . 28 .189(4 . 414 . 48 . 034830061. 1295.63 模數(shù)：m = /=95.63/24=3.98 圓整取模數(shù) m =4ntd11Zn中

54、心距 a=m (+)/2=4（24+106）/2=260 n1Z2Z小輪分度圓直徑的計(jì)算 ，244=96t 1dmZd1t 1圓周速度 v=/60000=961500/60000=7.54m/s 與估取的值相近.對(duì) K 取值t 1d1nv影響不大不必修正 K 取：vK =K =1.61vvt大輪分度圓直徑=m=4.0106=424 mm，2dn2Z齒寬=0.895.63=76.50bdlimt 1d大齒輪齒寬b 圓整取齒寬802b2b16小齒輪齒寬=b+（510）=80+5=851b按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算=YFaYY Y （3-26）FnbdmKT22SAF得 與3aFY4aFY小輪 2.

55、673aFY大輪 2.184aFY應(yīng)力修正系數(shù) Y Sa1.583aSY1.814aSY重合修正系數(shù) Y 由式 3-25 得Y 0.25+0.75/=0.25+0.75/1.71=0.69a 所以 Y =0.69許用彎曲應(yīng)力由式（3-21）計(jì)算F=YY/SFminFNXF彎曲疲勞極限查圖（3- 22）minF=460N/mm3minF2=390N/mm4minF2彎曲疲勞強(qiáng)度得壽命系數(shù)得=1.0NY尺寸系數(shù) Y XY=1.0X安全系數(shù) SF無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)17S=1.3minF =46011/1.3=353.85N/1F2=39011/1.3=300N/2F2故：=

56、21.613438002.671.580.69/（85964）=98.74N/F321F=21.613438002.181.810.69/（80964）=98.11N/4F22F滿(mǎn)足要求，合格。3.4.2 輸出軸變速齒輪的設(shè)計(jì)3-5 牽引變速箱的傳動(dòng)系統(tǒng)圖Fig.3-5 examination drawing1-變速箱齒輪 Z1 2-變速箱齒輪 Z2依據(jù)變速組內(nèi)模數(shù)相等理論設(shè)計(jì)。所以 m=4根據(jù)需要，1i2=6521ZZ 所以分度圓直徑260dd43兩輪齒寬b 圓整取齒寬80 2b2b選擇齒輪材料：齒輪均選用 45#HBS=210-240 HBS1.88-3.2（）=1.782111ZZ181

57、2. 119. 13 . 10 . 1KKKKVAK=11.31.191.12=1.73按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算：=YFaYY Y （3-27）FnbdmKT22SAF得2.27FY應(yīng)力修正系數(shù) Y： Sa1.74aSY重合修正系數(shù) Y 由式 3-26 得：Y 0.25+0.75/=0.25+0.75/1.78=0.67a所以 Y =0.67許用彎曲應(yīng)力由式（3-26）計(jì)算：F=YY/S （3-28）FminFNXF彎曲疲勞極限 minF=390N/mmminF2彎曲疲勞強(qiáng)度得壽命系數(shù)得=1.0NY尺寸系數(shù) Y XY=1.0X安全系數(shù) S 則 S=1.3 FminF=39011/1.3=30

58、0N/F2無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)19故： =21.733438002.271.740.67/802604=37.84N/mmF2F滿(mǎn)足要求，合格。3.5 校核軸的疲勞強(qiáng)度3-6 牽引變速箱的傳動(dòng)系統(tǒng)圖Fig.3-6 examination drawing1 變速箱的輸入軸3.5.1 判斷危險(xiǎn)截面 從受載情況觀(guān)察，截面 C 上最大，但應(yīng)力集中不大（過(guò)盈配合及鍵槽引起的應(yīng)caM力均集中在兩端） ，而且這里軸徑最大，故截面 C 不必校核。從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度削弱程度觀(guān)察，截面 IV 和 V 處過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重。截面 V 的應(yīng)力集中與截面 IV 相近，但截面 V

59、不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大。分析可知，危險(xiǎn)截面為 IV 截面（左側(cè)） 。RH1FtRH2RH1Rv1Rv2RH268366FrFtMHFrRv1Rv2MvTMcaMH16320圖 37 校核軸的受力分析圖Fig.3-7article falls drawing3.5.2 計(jì)算危 險(xiǎn)截面應(yīng)力截面右側(cè)彎矩為 N/M79.55148968386853.1250043M2截面上的扭矩為 =1512720 NTT抗彎截面系數(shù) N/2 .31443681 . 0d1 . 0W333抗扭截面系數(shù) N/4 .62886682 . 0d2 . 0W33T3截面上的彎曲應(yīng)力 N/54.172 .3144379.

60、551489WMb2截面上的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 N/05.242 .314431512720WTT2彎曲應(yīng)力幅 N/88. 2ba2彎曲平均應(yīng)力 0m扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力幅與平均應(yīng)力相等，即N/025.122/05.242/ma23.5.3 確定影響系數(shù)軸的材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。得 N/ ;N/ ,N/600B2275121401。2軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù)、。根據(jù) r/d=2.0/68=0.029,KKD/d=70/68=1.03,經(jīng)差值后可得。31. 1K,59. 1K尺寸系數(shù)、，查得 =0.67，=0.80。表面質(zhì)量系數(shù)、 根據(jù)=650 N/ 和表面加工為精車(chē)，得B2無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引

61、部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2188. 0材料彎曲、扭轉(zhuǎn)的特性系數(shù) ，1 . 005. 05 . 0由上面的結(jié)果可得 05.6001 . 088. 259. 1375KSma1 56. 8025.1205. 0025.1231. 1140KSma147. 856. 805.6056. 805.60SSSSS2222ca 式中的許用安全系數(shù)S值，可知該軸安全。3.6 聯(lián)軸器和鍵的選用3-8 牽引行走想電動(dòng)機(jī)Fig.3-8 examination drawing1-連軸器3.6.1 傾斜裝置聯(lián)軸器的選用根據(jù)軸徑和傳輸扭矩，電機(jī)和減速器高速軸的連軸器選用:HL2 連軸器GB5014-8544254428

62、JBZC主動(dòng)端：Z 型軸孔,C 型鍵槽從動(dòng)端：J 型軸孔,B 型鍵槽小齒輪鍵 C2280GB1096-7922參數(shù): 鍵寬 b=22mm, 鍵高 h=14mm, 鍵長(zhǎng) l=80mm大齒輪鍵 C2290GB1096-79參數(shù): 鍵寬 b=22mm, 鍵高 h=14mm, 鍵長(zhǎng) l=90mm減速器低速軸鍵 C1480GB1096-79參數(shù): 鍵寬 b=14mm, 鍵高 h=6mm, 鍵長(zhǎng) l=80mm絲杠鍵 C1480GB1096-79參數(shù): 鍵寬 b=14mm, 鍵高 h=9mm, 鍵長(zhǎng) l=80mm水平移動(dòng)軸鍵 C1880GB1096-79參數(shù): 鍵寬 b=18mm, 鍵高 h=11mm, 鍵

63、長(zhǎng) l=80mm3.6.2 鍵的校核 鍵長(zhǎng)度為 L，直徑為的的平鍵連接工作時(shí)的受力狀況如圖 3-3 所示，當(dāng)軸傳遞扭矩時(shí)，鍵的工作面受到壓力的作用，工作面受擠壓，鍵受剪切，失效形式是鍵、軸槽和輪轂三者中最弱的工作面被壓潰和鍵被剪切，當(dāng)鍵用 45 鋼制造時(shí)，主要失效形式是壓潰，所以通常只進(jìn)行擠壓強(qiáng)度計(jì)算，假定擠壓應(yīng)力在鍵的接觸面上是均勻分布的，此時(shí)擠壓強(qiáng)度條件是： 圖 3-9 鍵的工作圖Fig.3-9 key working drawing = N/ （3-29）pdklT2p2mm式中，k鍵與輪轂（或軸槽）的接觸高度，mm，k=h/2，h 為鍵高（尺寸查有關(guān)設(shè)計(jì)手無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì)

64、及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)23冊(cè)） ；L鍵的工作長(zhǎng)度，型型型為鍵寬（尺寸查有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)） 許用擠壓應(yīng)力，查資料取 =110 N/pp2mm現(xiàn)對(duì)傾斜裝置中的大齒輪鍵進(jìn)行校核，鍵的型號(hào)為 CC22GB1096-79參數(shù)：鍵寬 b=22mm，鍵高 h=14mm，鍵長(zhǎng) l=80mm，軸徑 d=80mm由式（3-29）得： =8.53 p807801910002p滿(mǎn)足要求。244 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析根據(jù)這次我所設(shè)計(jì)的無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部，會(huì)使采煤機(jī)在工作中各方面性能具有很大程度上的提高。1）.效率上，向比較現(xiàn)在的采煤機(jī)大部分都是靠液壓牽引為牽引動(dòng)力，工作緩慢，效率低下，體形過(guò)于龐大和笨重，不利于采煤機(jī)的行走并且會(huì)過(guò)多的

65、浪費(fèi)有效的資源。而我所設(shè)計(jì)的電力牽引部，可以使采煤機(jī)的重量大大的減輕，能夠更精確，更高效的工作?？梢怨?jié)省更多的有效可利用資源。2）.對(duì)工作環(huán)境的要求，現(xiàn)有的液壓牽引采煤機(jī)要求的工作環(huán)境很高，我設(shè)計(jì)的電牽采煤機(jī)則可以在各種惡劣的環(huán)境下工作。對(duì)環(huán)境的要求并不高。3）.因?yàn)槲以O(shè)計(jì)的采煤機(jī)是無(wú)鏈的，所以這樣可以使采煤機(jī)擺脫老式的依靠鏈做動(dòng)力連接的方式，可以縮短采煤機(jī)的大小，更方便采煤機(jī)在地下工作的靈活性。無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)牽引部總體設(shè)計(jì)及牽引機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)255 結(jié)論在能源日益緊缺的今天，高效節(jié)能的產(chǎn)品日益受到人們的青睞，高效的采煤機(jī)更受到關(guān)注,而我所設(shè)計(jì)的采煤機(jī)的牽引部設(shè)計(jì)以及行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)則能夠提高現(xiàn)有的采

66、煤機(jī)的效率。在高效的前提下實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)鏈電牽引采煤機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)具有機(jī)器重要的意義。本文以機(jī)械設(shè)計(jì)理論為基礎(chǔ)，結(jié)合電牽引傳動(dòng)理論，對(duì)大功率牽引加載試驗(yàn)臺(tái)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。該試驗(yàn)臺(tái)是由變速器、減速器、增速器、輔助泵以及傳感器等組成的系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)還有一些不足之處，一是基于能量回收的牽引加載試驗(yàn)臺(tái)實(shí)例還比較少，設(shè)計(jì)時(shí)參考資料少，考慮必然會(huì)出現(xiàn)欠缺之處。二是對(duì)于液壓設(shè)計(jì)理論的理解還不夠深刻，運(yùn)用起來(lái)不是很得心應(yīng)手。另外，本設(shè)計(jì)只是處于理論階段，由于條件制約，沒(méi)能做成實(shí)物進(jìn)行試驗(yàn)，所以這些都是需要進(jìn)一步研究和實(shí)踐的。26致謝經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的忙碌和學(xué)習(xí)，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有老師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師師建國(guó)。他平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。除了敬佩師老師的專(zhuān)業(yè)水平外，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和鉆研科學(xué)的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積