电牵引采煤机截割部设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 摘要 ：本文 完成了 930一 绍了采煤机的类型和工作原理，以及目前国内采煤机的现状和发展趋势，从左摇臂、左牵引部、左行走部、左电器控制箱、右电器控制箱、右行走箱、右牵引部、右摇臂的具体布局到各次的特点都有所涉及；重点完成了采煤机摇臂的设计计算，包括摇臂壳体以及壳体内一轴、第一级惰轮组、二轴、第二级惰轮组、第三级惰轮组、中心轮组、第一级行星减速器、第二级行星减速器几乎所有零部件的装配关系，各轴的转速计算，功率的传递计算，第一级 圆柱直齿齿轮减速器的设计 计算，第二级圆柱直齿齿轮减速器的设计计算，第一级行星减速器的设计计算，第二级行星减速器的设计计算，各轴的设计以及校核，所有轴承支撑处轴承的选择校核、花键连接处花键的选用以及校核。 关键词： 采煤机 ；电牵引；摇臂 ；行星轮减速器 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 a 30 of s he of on of to of on of of of 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 一般设计部分 1 综述 . 5 设计题目的分析 . 5 计思路的提出 . 5 计蓝图 . 5 取采煤机的摇臂完成传动和结构的设计 . 7 引行走部 . 7 割部、行走部 电机的选用 . 8 臂减速箱 . 9 煤机的概况 . 9 煤机的类型 . 9 煤机的主要组成 . 9 筒采煤机的工作原理 . 10 煤机的进刀方法 . 10 煤机的发展趋势 . 10 2 设计过程 . 11 机功率的安排 . 11 臂减速器传动比的安排 . 11 臂减速箱的具体结构 . 11 体 . 11 轴 . 11 一级减速惰轮组 . 12 轴 . 12 二级减速惰轮 . 12 心齿轮组 . 12 一级行星减速器 . 12 二级行星减速器 . 12 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 心水路 . 13 合器 . 13 轴的转速 . 13 轴的功率 . 13 割部齿轮的设计计算 . 14 一级减速圆柱直齿轮的设计计算 . 14 二级减速圆柱直齿轮的设计计算 . 22 一级行星减速器的设 计计算 . 31 二级行星减速器的设计计算 . 40 割部轴的设计及校核以及轴承的选用和校核 . 50 轮轴 1 . 50 一级惰轮轴 . 53 轴齿轮 . 57 二级惰轮轴 . 60 三级惰轮轴（雨第二级惰轮轴相同） . 64 心齿轮轴 . 64 割部花键连接强度校核 . 68 . 68 轴处与齿轮啮合的花键 . 68 心轮与太阳轮啮合处的花键 . 69 一级行星减速器机架与第二级行星减 速器太阳轮啮合处的花键 . 70 法兰与第二级行星减速器机架啮合处的花键 . 70 专题论述重载齿轮变位系数的选择 ： . 72 变位齿轮的产生 . 72 变位齿轮的优点 . 73 变为系数的选择 . 73 参考文献 ： . 74 英文原文 . 错误 !未定义书签。 中文译文 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 75 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 综述 设计题目的分析 计思路的提出 在目前的国内采煤机市场，不管从研发、设计、制造还 是使用方面中厚煤层所使用的重型采煤机都占据着主导的地位，也正是这种庞大的市场优势使得中厚煤层采煤机在技术上日趋成熟，而且有着非常大的改进刷新速度， 目前国内生产这种类型采煤机的大型企业有西安煤矿机械厂、鸡西煤矿机械厂、佳木斯煤矿机械厂等，其中以西安煤矿机械厂设计制造的 30典型代表， 2004年中国能源集团旗下的进出口设备公司出口俄罗斯的成套综采设备中，采煤机就选用的是西安煤机厂的30，该机型在国内也有着广泛的应用，其优越的性能得到了 各大矿的好评。其成功的设计思想和理念给了我很大的震撼 ，也给我的这次毕业设计提出了一个基本的框架和蓝图，所以我的设计以此为启发、也以此为依据展开。 计蓝图 1) 整机的设计方案 主要技术特征 项目 数据 单位 最大计算生产能力 2500 t/h 采高 m 装机功率 2400+255+20 电电压 3300 v 滚筒直径 1800, 2000 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 截深 800 引力 680 410 引速度 0 13.8 m/尘方式 内处喷雾 拖电缆方式 自动拖缆 主机外形尺寸 1440022921535 机重量 60 t 最大不可拆卸尺寸 307012001000 大不可拆卸重量 7.0 t 2) 主要结构特点 架式结构，机身由三段组成，无底托架。三段机身采用液压拉杠联结，所有部件均可从老塘侧抽出。 右可互换，左右牵引部对称，结构完全相同。 气拖动系 统为一拖一。 用于大倾角工作面。 术领先，可靠性高，体积小。 中文液晶显示系统。 统保护功能齐全，查找故障方便。 控、遥控操作方式。 3) 用途及适用条件 该机型的采煤机是一种多电机驱动 ,电机横向布置 ,交流变频调速无链 双驱动电牵引采煤机 30面高度1535用于采高 层倾角 40的中厚煤层综采工作面，要求 煤层顶板中等稳定，底板起伏不大 ,不过于松软 ,煤质硬或中硬 ,能截割一定的矸石夹层 200 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 取采煤机的摇臂完成传动和结构的设计 1) 摇臂处其动力通过两级直齿圆柱齿轮减速和两级行星齿轮减速传给输出轴，再由方法兰驱动滚筒旋转，摇臂减速箱设有离合装置、冷却装置、润滑装置、喷雾降尘装置等，摇臂减速箱壳体与一连接架铰接后再与牵引部机壳铰接，摇臂和滚筒之间采用方 榫连接。 2) 截割部的机械传动 截割电机的空心轴通过扭矩轴花键与一轴轴齿轮连接，将动力传入摇臂减速箱，在通过二级 圆柱直齿齿轮和三级惰轮组传递到二级行星减速器，末级的行星减速器的行星架出轴渐开线花键连接驱动滚筒。 3) 摇臂传动系统图 引行走部 牵引行走部包括固定箱和型走箱两大部分组成。固定箱内有三级直买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 齿传动和一级行星传动。行走箱内有驱动轮、行走轮和导向滑靴。 牵引电机输出的动力经过减速后，传到行走箱的行走轮，与刮板输送机销轨相啮合，使采煤机行走。 导向滑靴通过销轨对采煤机进行导向，保证行走轮与销轨正常啮合。 为使采煤机能在较大倾角条件下安全工作，在固定箱内设有液压制动 器，能可靠防滑。该牵引行走部有如下特点： 1) 采用销轨牵引，承载能力大，导向好，拆装、维修方便； 2) 采用双浮动、四行星轮行星减速机构，轴承寿命和齿轮的强度裕度大，可靠性高； 3) 导向滑靴回转中心与行走轮中心同轴，保证行走轮与销轨的正常啮合。 牵引行走部的传动系统图如下； 割部 、行走部 电机的选用 截割部： 选取型号为 400(A)的矿用隔爆型三相交流异步电动机。 行走部： 选取型号为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 臂减速箱 有壳体、一轴、第一级减速惰轮组、二轴、第二级惰轮组、中心齿轴轮组、第一级行星减速器、第二级行星减速器、中心水路、离合器等组成。 煤机的概况 煤机的类型 采煤机有不同的分类方法，按工作机构可分为滚筒式、钻削式和链式采煤机；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、液压牵引和电牵引；按工作机构位置可分为额面式和侧面式；还可以按层厚、倾角来进行分类。 煤机的主要组成 电动机是采煤机的动力部分，它通过两端出轴驱动滚筒和牵 引部。牵引 部通过其主动轮与固定在工作面前方 的 轨道相啮合，使采煤机沿工作面移动，因此牵引部是采煤机的行走机构； 左、右截割部减速箱将电动机的动力经齿轮减速传到摇臂的齿轮，以驱动滚筒；滚筒式采煤机直接进行落煤和装煤的机构，称为采煤机的工作机构。滚筒上焊接有端盘及螺旋叶片，其上装有截煤用的截齿，由螺旋叶片将落下的煤装到刮板输送机种，为了提高螺旋滚筒的装煤效果，滚筒侧装有弧形挡煤板，它可以根据不同的采煤方向来回翻转180；底托架用来固定整个采煤机，底托架内的调高油缸用来使摇臂升降，以调整采煤机的采高；采煤机的电缆和 供水管靠托缆装置来夹持，并由采煤机托着在工作面输送机的电缆槽中移动；电气控制箱内装有各种电控元件，以实现各种控制及电气保护；为降低电动机和牵引部的温度来提供喷雾降尘用水，采煤机上还设有专门的供水系统和内喷雾系统。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 筒采煤机的工作原理 单滚筒采煤机的滚筒一般位于采煤机下端，以使滚筒割落下来的煤不经机身下部运走 ，从而可降低采煤机机面高度，单滚筒采煤机上行工作时，滚筒割顶部煤并把落下的煤装入刮板输送机，同时跟机悬挂铰接顶梁，割完工作面全长后，将弧形挡煤板翻转 180； 接着，机器 下行工作，滚筒割底部煤及装煤，并随之推移工作面输送机。这种采煤机沿工作面往返一次进一刀的采煤法叫单向采煤机； 双滚筒采煤机工作时 ，前滚筒割顶部煤，后滚筒割底部煤，因此双滚筒采煤机沿工作面牵引一次，可以进一刀，返回时，又可以进一刀，即采煤机往返一次进二刀，这种采煤法称为双向采煤法； 必须指出，为了使滚筒落下的煤能装入刮板输送机，滚筒上螺旋叶片的螺旋方向必须与滚筒旋转方向相适应；对顺时针旋转的滚筒，螺旋叶片方向必须右旋；逆时针旋转的滚筒，其螺旋叶片方向必须左旋。或者形象地归结为“左转左旋，右转右旋”，即人站在采空区 侧从上面看滚筒，截齿向左的用左旋滚筒，向右的用右旋滚筒。 煤机的进刀方法 1) 端部斜切法 2) 中部斜切法 3) 正切进刀法 煤机的发展趋势 电牵引采煤机仍然是采煤机的发展方向，液压牵引采煤机制造进度高，在井下易被污染，因而维修困难，使用费用高，效率和可靠性则较低 。德国 976年制造出了世界上第一台电牵引采煤机，在随后的 20年中，美国、日本、法国、英国等都大力研制并发展了电牵引采煤机。 电牵引采煤机具有良好的牵引特性、可用于大倾角煤层、运行可靠、适用寿命长、反应 灵敏、动态特性好、效率高、结构简单、有完善的检测和显示系统。因此， 电牵引采煤机是今后的发展方向，近年来综采高产高效的世界记录都是由电牵引采煤机创造的。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 设计过程 机功率的安排 设计机型的总装机功率为 900中左右摇臂处各设一个功率为400右牵引部各设一个功率为55压部分的泵用电机采用一个功率为 20矿用隔爆型三相交流异步电动机 。 臂减速器传动比的安排 根据采煤机械手册，总装机功率在 900要在 20 35r/间都可以满足所需的要求，再根据 摇臂减速箱的结构安排，参考西安煤矿机械厂的30取总的传动比为 53，当电机的转速为 1470r/ ，滚筒的转速为： n=1470 53 =合要求 臂减速箱的具体结构 体 采取直摇臂形式，用 料铸造成整体，并在壳体内腔壳体表面设置有八组冷却水管 ； 轴 轴齿轮、轴承、端盖、密封座、铜套、密封件等组成，与截割电买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 机空心轴以花键轴联接的扭矩轴通过 5m 30p6H/6h 花键与一轴轴齿轮相联； 一级减速惰轮组 齿轮、轴承、距离垫、挡圈组成，先成组装好，再与惰轮轴一起装入壳体； 轴 轴齿轮、齿轮、轴承、端盖、距离垫、密封圈等组成； 二级减速惰轮 由齿轮、轴承、挡圈、垫等组成，先成组装好，再与惰轮轴一起装入壳体； 心齿轮组 由轴齿轮、太阳轮、两个轴 承座、两个 承和四个骨架 油封等组成，太阳轮通过花键与轴齿轮相联并将动力传给第一级行星减速器； 一级行星减速器 内齿圈、行星架、太阳轮、行星轮及轮轴、行星轮轴承、两个距离垫，该行星减速器为三个行星轮结构，太阳轮浮动，行星架靠两个铜质距离垫轴向定位，径向有一定的配合间隙，因而行星架径向也有一定的浮动量； 二级行星减速器 行星架、内齿圈、行星轮、行星轮轴及轴承、支承行星轮的两个买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轴承、轴承座、联接法兰、滑动密封圈、及一些辅助材料和密封件组成，该行星减速器为四行星轮结构，太阳轮 浮动，行星架一端通过轴承 轴承座支承与壳体上，另一端通过轴承 268710 支承与轴承杯上，轴承杯、内齿圈通过螺栓、销子和壳体紧固为一体； 心水路 有水管和一些接头组成； 合器 离合手把、压盖、转盘、推杆轴、扭矩轴等组成。 轴的转速 一轴齿轮的转速：由于与电机相连所以 4701 二轴的转速： m 0 2 928/40 12 中心轮组的转速： m 7 427/40 23 第二级行星减速器太阳轮的转速： m 4 轴的功率 一轴齿轮的功率： 01 二轴齿轮的功率： 7 22 中心轮组的功率： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第二级行星减速器太阳轮的功率： 6 74 割部齿轮的设计计算 一级减速圆柱直齿轮的设计计算 1) 选择齿轮材 料 查机械手册：小齿轮选用 18惰轮选用 20质 大齿轮选用 18质 2) 按齿面接触疲劳强度设计计算 确定齿轮传动精度等级，按 估计圆周速度 s,参考机械设计工程学中的表 8 8取 小轮分度圆直径 机械手册得 32112 齿宽系数 d 查表按齿轮相对轴承为对称布置，取 d =轮齿数 在推荐值 20 40中选 8 大轮齿数 Z2=i 28=2=40 齿数比 u= 0/28 传动比误差 u/u u/u=(差在 5%范围内，所以符合要求 小轮转矩 由公式得 550P/n =9550 470 =m 载荷系数 K 由公式得 A 使用系数 查表得 2 动载荷系数文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 齿向载荷分布系数=1 齿间载荷分 配系数0得 = = c o 表并插值得K=载荷系数 K 的初值 =1 性系数 查表得 （ =0， 合度系数0）Z=用接触应力 H 由公式得 l i m 接触疲劳极限应力21查图得11650N/1300 N/力循环次数由公式得： 060 1470 1 (24 300 8) =109 1/u =109/109 则查表得接触强度的 寿命系数1允许有点蚀） 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 硬化系数 按接触强度安全系数 查表，按较高可靠强度 1H=1650 1 1/1375 N/ 2H=1300 1 1/1083 N/321 1 0 8 94 2 4 6 9 2 轮模数 m m=1 =8 =表取 m=8 小齿轮分度圆直径的参数圆整值28 8 =224周速 v 47022460000/11 t 与估计值 s 很相近，对必修正K t=2411 度圆直径 3 2 040822 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 中心矩 2722 402882 21 92 2 i 大齿轮齿宽 802 b 小齿轮齿宽 801 b 3) 考虑到摇臂的长度以及大小齿轮的直径，在大小齿轮间加一级惰轮组 由于要分别和大小齿轮啮合传递扭矩，所以模数必须和大小齿轮的模数相同 都取 8，惰轮的齿数按推荐 值取 39Z 惰 轮 1，变位系数取0 0 0x 惰 轮 1 ，也采用圆柱直齿渐开线齿形 。 4) 齿根弯曲疲劳强度校核计算 由公式 1 12 齿形系数 小轮 1轮 2力修正系数 小轮 1轮 2合度系数 Y= 许用弯曲应力 F 由式 l i m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 弯曲疲劳极限 查表得 1=1100N/=660 N/曲寿命系数 尺寸系数 查表得 1 安全系数 查表得 111 1l i m =1100 1 1/ 222 2l i m 660 1 1/ 59 86 1F 5 9 8 64 2F 所以齿根弯曲强度足够 5) 其他尺寸的计算 已知参数： 8 Z = 2 8 Z = 4 0 3 9 = 2 0 h = 1 . 0 0c = 0 . 2 5 d = 2 2 4 m m d = 3 2 0 m m = 3 1 2 m 0 . 2 5 6 8 0 . 2 7 0 0惰 轮 1惰 轮 12 惰 轮 1， ， ， ， ， ， ， d， x = 0 . 2 5 2 9 ，计算 参数： 啮合角 按如下公式计算 12122 t a n v i n 中心矩变动系数 y 按如下公式计算12 c o s 12 c o 中心矩 a 按如下公式计算 a a 齿高变动系数 y 按如下公式计算 y x y 齿顶高 h按如下公式计算 h h x y m 齿根高 h+c m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 齿全高 h =（ 2 h+c - y ） m 齿顶圆直径 1d=21fd=轮 轴与第一级惰轮啮合传动的相关参数的计算值： 啮合角 =2213o 中心矩变动 系数 y y =心矩 a a =高变动系数 y y =顶高 h1 9 m 9 m 惰 轮齿根高 m 7 m 惰 轮齿全高 h 1 1 7 m 1 7 h m m惰 轮齿顶圆直径 d1 2 4 3 m 3 3 1 . 9 4 m 惰 轮齿根圆直径 2 9 6 m 惰 轮大齿轮与第一级惰轮啮合传动的相关参数的计算值： 啮合角 =2153o 中心矩变动系数 y y = 心矩 a a = 高变动系数 y y = 顶高 h2 9 m 9 m 惰 轮齿根高 m 7 m 惰 轮齿全高 h 2 1 7 m 1 7 h m m惰 轮齿顶圆直径 d2 3 3 9 m 3 3 1 . 9 4 m 惰 轮买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 齿根圆直 径 2 9 6 m 惰 轮注：其他的大、小齿轮参数一样。 6) 结构设计 小齿轮的结构设计：考虑到齿轮直接和电动机的输出轴相连，因此采用内设花键与电动机的扭矩轴连接， 大齿轮的结构： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第一级惰轮的结构： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 二级减速圆柱直齿轮的设计计算 1) 选择齿轮材料 查机械手册：小齿轮选用 18大齿轮选用 18质 2) 按齿面接触疲劳强度设计计算 确定齿轮传动精度等级，按 322 / 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 速度s,参考机械设计工程学中的表 8 8级 小轮分度圆直径 机械手册得 323312 齿宽系数 d 查表按齿轮相对轴承为 非 对称布置，取 d =轮齿数 在推荐值 20 40 中选 7 大轮齿数 Z4=i 27=4=40 齿数比 u= 0/27 传动比误差 u/u u/u=(5%范围内，所以符合要求 小轮转矩 由公式得