薄煤层电牵引采煤机的设计【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 答辩无忧，值得下 载！ 摘 要 15采煤机是电牵引型的采煤机，它的截割部是由电动机带动，通过二级直齿轮减速和一级行星减速带动滚筒，最后，达到用户所需的转速。 主要设计任务有：第一项初步确定设计方案；第二项是通过各方面查找有关资料及设计手册计算设计截割部的传动系统；第三项设计完成后，对整个传动系统设计的结果进行整理。在对采煤机的截割部的设计中，首先要弄清楚设计方案中具体要求，采用几级齿轮传动及在传动过程所要注意的问题进行分析，根据分析的结果，在设计的过程中及时发现问题并进行改正。同时在计算过程中我们应该正确应 用设计手册，认真计算每个过程的具体数据，确保设计数据的准确率，达到设计所要求的目的。 通过本次毕业设计，使我在大学四年里所学的知识有了更进一步的巩固和提高，同时，也增强了自己分析问题和解决问题的能力，从而为今后更好地工作和学习打下了坚实的基础。 关键字 ：采煤机 截割部 减速器 行星轮 齿轮 关键词 采煤机； 电牵引； 截割部 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下 载！ he 15- WD is it a is to be by to to to of is on to In to in of in on to in on we in of my in my to to on 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下 载！ 目 录 摘 要 . - 1 - . - 2 - 第 1 章 绪论 . - 5 - 目研究意义 . - 5 - 计意义 . - 5 - 体方案确定 . - 5 - 割部结构的技术特征 . - 6 - 第 2 章 减速部分的设计与计算 . - 7 - 动比的分配 . - 7 - 级减速齿轮传动设计及计算 . - 8 - 基本参数确定 . - 8 - 设计计算 . - 8 - 一级减速齿轮强度校核 . - 10 - 二级减速齿轮传动设计及计算 . - 12 - 何尺寸设计计算 . - 12 - 面接 触强度校核 . - 14 - 根弯曲强度校核 . - 15 - 速齿轮静强度校核 . - 15 - 级齿轮静强度校核 . - 15 - 第二级齿轮静强度校核 . - 16 - 轮的设计计算与校核 . - 17 - 级减速中惰轮的设计计算与校核 . - 17 - 二级减速中惰轮的设计计算与校核 . - 20 - 星齿轮校核 . - 23 - 齿计算 . - 23 - 接触强度初算中心距和模数 . - 23 - . - 24 - 面接触强度校核计算 . - 26 - 齿弯曲强度校核计算 . - 28 - 第 3 章 轴的设计计算与校核 . - 30 - 轴设计计算与强度校核 . - 30 - 材料选 择 . - 30 - 一轴的结构确定和设计计算 . - 30 - 轴的疲劳强度安全系数校核 . - 33 - 一轴的刚度校核 . - 35 - 二轴设计计算与强度校核 . - 35 - 轴尺寸的设计计算 . - 35 - 二轴强度校核 . - 37 - 轴的静强度校核计算 . - 38 - 三轴设计计算与强度校核 . - 39 - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下 载！ 轴尺寸的设计计算 . - 39 - 三轴强度校核 . - 42 - 轴设计计算与强度校核 . - 45 - 轴尺寸的设计计算 . - 45 - 轴的静强度校核计算 . - 48 - 轴的校核及轴承寿命计算 . - 49 - 3. 6 行星轮轴的校核及轴承寿命计算 . - 54 - 第章 轴 承和键的设计计算与校核 . - 58 - 承的设计计算 . - 58 - 轴受力分析 . - 58 - （ 5）行星轮轴承受力分析 . - 62 - 轴上渐开线花键的强度计算 . - 62 - 对于动联结，花键的主要失效形式是工作面的过度磨损。 . - 62 - 第 5 章 经济效益分析 . - 64 - 第 6 章 环保分析 . - 65 - 结论 . - 66 - 参 考 文 献 . - 67 - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下 载！ 第 1 章 绪论 目研究意义 目前的采煤机机组中的大多数适应性不广，可靠性不太高，因而使用不够广泛。薄煤层属难 采煤层 ,由于受到工作面条件、空间狭小、地质条件变化大等因素的限制 ,从整体水平上远远落后于中厚及厚煤层开采水平。在机采工作面中采煤机是所有配套设备中的关键设备 ,要使薄煤层工作面技术经济指标接近或达到中厚煤层工作面的水平 ,根据薄煤层开采的迫切需要 ,开发适合国情的新一代大功率薄煤层采煤机是非常必要的。 电牵引采煤机生产能力大；操作简便，使用灵活，保护、控制功能齐全，适用于 薄 煤 层开采。结合鸡西煤矿机械有限公司提出的要求，对现有采煤机摇臂长度进行改进，以保证足够大的卧底量，对薄煤层实现高开采率，提高采煤效率 。 计意义 我国机械化采煤经过多年的发展，然而，我国薄煤层开采机械化程度还很低，有相当一部分薄煤层工作面采用炮采，人工装煤，生产效率低，工人劳动强度大，对一些厚薄煤层并存的煤矿，由于薄煤层开采速度缓慢，使下部中厚煤层长期得不到及时开采，以至影响工作面的正常接替，而且被迫丢失一些薄煤层资源。因而迅速提高薄煤层开采机械化程度，加快薄煤层开采速度具有重要意义。根据市场需要 设计 20薄煤层采煤机截割部，上摆角 32 度，下摆角 11 度，所采煤层厚度 800 1400间，电机驱动，转数 1460转每分 。滚筒长 600 毫米。卧底开采深度 120构高 400右。使用寿命 15000 小时左右。 体方案确定 采煤机的截割部承担落煤和装煤任务，是采煤机的重要部件之一。一个完善的工作机构应满足以下要求 (1)能适应不同的煤层和有关地质条件。 (2)能充分利用煤壁的压张效应，降低能耗，提高块煤率，减少煤尘。 (3)能装煤和自开缺口。 (4)载荷均匀分布，机械效率高。 (5)结构简单，工作可靠，拆装维修方便。 方案一截割部减速部分采用行星机构； 方案二截割部减速部分采用配对直齿轮。 方案比较薄煤层属难采 煤层 ,由于受到工作面条件、空间狭小、地质条件变化大等因素的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下 载！ 限制 ,如果采用配对直齿轮减速 ,而不采用行星机构，想得到较大的传动比，势必要增加齿轮副的数目，这样将增加摇臂的长度，对摇臂的刚度要求较高或者造成机壳体积大，所采煤层厚度受到很大限制。采用行星机构减速，能够适应较恶劣的工作环境，并且使采煤机工作平稳，可开采煤层厚度达到 800 1400间。安全性提高，避免截割部经常出现问题，由于井下空间小，工人维修极不方便的问题。有效缩小机身体积，降低滚筒的转速，增加块煤量。经多方调查和研究，确定方案如下。 （ 1）经环保分析、资源分析，设计成本等考虑，此结构设计可行行高。 （ 2）煤层开采时，螺旋滚筒采煤机的工作机构在采煤过程中会产生大量煤尘，所以考虑降低滚筒转速，增加块煤量。 （ 3）、经济分析、成本核算，在安全性和使用寿命满足设计目的的前提下尽量降低生产成本。 （ 4）、机构便于安装，拆卸和维修。尽量提高部件的互换性、可靠性。 （ 5）、在满足上述要求的同时，尽量结构简单，操作方便，适合于整体或解体搬运。尽量做到标准化，通用化，系列化 。 割部结构的技术特征 该机构主要由箱体，原电机，输出轴，减速部分，除尘 及冷却系统，润滑系统等组成。电动机功率 132动机转速 1460r/动比，根据设计需要，欲把滚筒输出转速控制在 60r/以 i,本设计结构采用两级直齿传动和一级行星传动。下面进行齿数分配，为避免互质，增加齿轮使用寿命，依次选为如表 1表 1 1 齿数分配表 齿轮 齿数 20 30 53 20 33 41 17 20 59 i=星i= 输出转速 n=1460/i=1460/用寿命 15000h，采煤深度 : 800 1400 上摆角 22 度下摆角 10 度 ， 电机为煤矿专用电机 132，本设备符合矿用防爆规格，可用于有瓦斯和煤尘爆炸的矿井。能在海拔高度不超过 2000 米，周围介质温度不高于55C、空气湿度不大于 95 的情况下可靠的工作。输出功率为 132相交频电动机，机壳带有冷却系统，为水冷，该电机设计了弹性扭拒轴，用于过载保护。该电机体积小，便于更换，适合于煤矿中使用。截割部与牵引部相连，该截割部电机输出轴与惰轮轴通过齿轮啮合，惰轮轴上的齿轮在与三轴上的 齿轮啮合，组成一级减速，同样，二级减速构成一级减速系统构成方式类似，三级减速系统为行星减速系统，输出轴与滚筒相联结，滚筒转动带动切齿，进行煤的开采，滚筒的转速直接影响到块煤量，降尘方法采用内喷雾式。箱体内采用 作油液的状况直接影响机器性能和使用寿命，因此要定期检查，及买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下 载！ 时更换。注油时应严格过滤，防止杂质或其它异物进入油池。向机器注油时必须用原牌号油，更换变质油液时，应仔细清洗油箱。 表 1 2 采煤机截割部主要参数 采煤机型号 术特征 15 采高 m 应倾角 30 滚筒直径 m 筒转数 m 尘方式 喷雾 机功率 15 第 2 章 减速部分的设计与计算 动比的分配 图 2 1 输入转速 460r/P=132级减速 第一级 1053=买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下 载！ 第二级 041= 第三级 行星i= 11759= 总传动比 i=星i= 所以输出转速 r/ 级减速齿轮传动设计及计算 基本参数确定 输入转速 1460r/1053=0、 3。 P=132460r/参考文献 5， 经分析齿轮材料选择用 20金钢，表面渗碳和调质处理，渗碳层深度可为0.5 m =2=1面硬度为 58 62 级精度，铸造。本设计齿轮齿面硬度为 586250以取 d=设计齿面硬度大于 350以齿宽系数 d = 设 计计算 本截割部所用的齿轮全部为渐开线圆柱齿轮，可根据接触强度计算确定中心距 a 或小齿轮的直径 据弯曲强度计算确定模数 m 来进行初步设计计算，参考文献 5，校核各级传动齿轮的强度。 0级精度，渗碳淬火处理，齿面硬度为 58 62齿面接触强度计算，初步确定中心距 a,齿轮的直径 据齿根弯曲强度计算确定模数 m。 弯曲强度计算 m 211 （ 2 式中 K 载荷系数，本设计 K= 传递扭拒 ， 1010 复合齿型系数， d 齿宽系数， ； 许用弯曲应力 （ 式中 齿轮材料的弯曲疲劳强度， =900 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下 载！ 弯曲强度最小安全系数， 所以 3 m =触强度 3 2 1)1(483 （ 2 式中 K 载荷系数， K= 传递扭矩， 10 a 齿宽系数，a= 接触强度计算的寿命系数， 润滑油膜影响系数， 工作硬化系数， 接触强度计算的尺寸系数， 接触强度最小安全系数， ,M H 带入公式（ 2得 =m 所以综上参数代入公式（ 2得到结果如下 3 a =3 2 )1(17 6 61 (2式中 K 载荷系数， K= 传递扭矩， 10 a 齿宽系数，a= U 传动比， 接触强度计算的寿命系数， 润滑油膜影响系数， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下 载！ 工作硬化系数， 接触强度计算的尺寸系数， 接触强度最小安全系数， ,M H =m 代入公式（ 2 3 221 d =m=11上，比较弯曲强度与接触强度计算结果，取其中较大者，所以 m=整后 m=6 a=2 )( 21 =2 )( 21 =2 )2053(6 =m 故合格。 b=d 6 20=m 根据机械工程基础下册 843 页之阐述，根据 d求出齿宽后，再将小齿轮宽度加大 510 但在强度计算中，仍按大齿轮的齿宽计算。所以，实际 b 值取 55 一级减速齿轮强度校核 （ 1） 齿面接触疲劳强度校核 1)1( （ 2 式中 节点区域系数， 材料弹性系数， 88.0 ； Z 接触强度计算的重合度与螺旋角系数， Z； 分度圆上的圆周力； 使用系数， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下 载！ 动载系数， +（21 ）2211100 ； 参考文献 5可得 u=V 所以 1+（0 1 9 3 9 ） = 齿向载荷分布系数， + = 齿间载荷分配系数， 所有系数代入公式得 H = 4 3 9 0 =m =1650因为 N= 0 0 011 4 6 06060 hn 式中 接触强度计算的寿命系数， 润滑油膜影响系数， 工作硬化系数， 接触强度计算的尺寸系数， 接触强度最小安全系数， 所以 m = 综上比较知 ；所以是安全的。 （ 2）齿根弯曲疲劳强度校核 式中 分度圆上的圆周力， 4390N； b 齿宽， b= 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下 载！ m 模数， m=6 使用系数， 动载系数， 齿向载荷分配系数， 齿间载荷分配 系数， 复合齿形系数， 抗弯强度计算的重合度与螺旋角系数， 把所查系数代入公式 65514390F =、许用应力计算 m i r e l Tr e l （ =900M 中 抗弯强度计算的寿命系数， ）（）（ 相对齿根圆角敏感性系数， 95.0 相对表面状况系数， 抗弯强度计算的尺寸系数， 弯曲强度最小安全系数， 把所查系数代入公式（ 2 综上比较知 ，即计算应力小于许用应力。 二级减速齿轮传动设计及计算 何尺寸设计计算 第二级减速机构仍为直齿减速机构，因为第二级齿轮承受的扭矩较第一级要大得多，令由于采煤机受到较大的冲击载荷，为了提高齿轮传动的承载能力，减小或均衡齿面的磨损以提高传动使用寿命，现对齿轮进行变位，根据齿轮的几何参数和热处理方式，参阅文献 5 第23 章 16 页得变位系数总和 X ，再根据线图选择分配变位系数，X ，大齿轮的变位系数 合角 t 。变位后的齿轮传动几何尺寸计算如表 2 1： 表 2 1 齿轮设计几何尺寸 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下 载！ 名称 代号 计算公式 结果 分度圆直径 d co s 标准中心距 a 1212 co n a 啮合中心距 a co sco 12 中心距变动系数 y 直齿轮 y 端面压力角 t c o na r c ta n 20端面啮合角 t t a o sa r c c o s12120co s (t 总变位系数 x 直齿轮 c o st a 212n vi n x =位系数的分配 21过线图确定 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下 载！ 滚 齿 齿顶高变动系数 y 直齿轮 2*21*1 根高 21*1 mm 齿高 h h=ha+hf h1=h2=顶圆直径 啮合 啮合 22*222 s 根圆直径 2211122 48mm 圆直径 d 12221211 2,2d 1=d 2=圆直径 db tb 圆螺旋角 b co ss b =0 （带“ ” “ ”处，上面的符号用于外啮合，下面的用于内啮合） 变位之后，再进行强度校核。 面接触强度校核 由于各参数所代表的意义已经在上述步骤中详细的介绍过（ 2详细介绍过，这里 就 不在敖述。 , ， c d t ，d ， db d ，20412 u ,纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下 载！ ,1, P i ml i m 代入公式（ 算得 ,M P 齿面接触强度满足。 根弯曲 强度校核 各参数值所代表的意义已经在 详细介绍过，这里不在敖述，参数如下 1, P ,i ml i mXR r e l T