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一 概述1.1转载机的发展概况在长壁后退式采煤时，随着工作面的推进，要求顺槽内的输送机也能跟着移动，以免继续维护顺槽。在综采机械化采煤工作面上，工作推进速度较快，为了不经常移动顺槽可伸缩胶带输送机，而采用顺槽转载机。转载机可跟紧工作面输送机的推移速度而移动，并把工作面输送机运出的原煤转运到顺槽可伸缩胶带输送机上。桥式转载机是一种特殊的刮板输送机，是综合机械化采煤工作必不可少的设备之一。机构和刮板输送机基本相同，只是在机头部多了台支撑小车、爬坡段和悬拱梁。桥式转载机安装在采煤工作面的下顺槽中。它的作用是把工作面刮板输送机上的煤转运到工作面下巷的可伸缩带式输送机上，并将煤抬高运向胶带输送机，使装煤更方便。桥式转载机能随工作面的推进而整体纵向移动,减少了可伸缩带式输送机移动次数，从而加快了综采工作面的采煤作业速度。保证工作面采煤机连续采煤,实现综采工作面的高产高效作业。1.2转载机的技术特点及趋势过去认为，和综合机械化采煤工作面设备配套的桥式转载机,应是与工作面刮板输送机选用同样元部件组成的短的刮板输送机.随着综合机械化采煤工艺的发展及综采设备使用经验的积累和丰富,目前已明确认识到,桥式转载机的功能与工作面刮板输送机有许多不同, 其结构形式、运行参数及元部件选用均应有所区别。近年来与长壁式综采工作面设备配套的桥式转载机有一些新的设计观念和技术发展： 输送能力高于工作面刮板输送机。桥式转载机的链速比较快，溜槽应较宽，可运货载断面应较大。其溜槽两侧均可安装挡板或一侧按加高挡板，其输送能力应高于工作面刮板输送机，以便将工作面刮板输送机卸下的短时高峰煤流负载及时转运出去。一方面可避免工作面刮板输送机底链带回煤，另一方面可使工作面运出的峰谷不均的煤流逐步均匀化，以便在通过破碎机或卸入带式输送机时比较均衡平稳，不致造成堆积外溢。 中双链结构，刮板加密布置。桥式转载机较工作面刮板输送机的长度和运距短许多，一般为2550cm；其机身无横向弯曲段，故其刮板链条受力显著小于工作面刮板输送机，常选用规格与工作面刮板输送机相同或稍小的圆环链及较小结构尺寸的刮板，从而节省了钢材、动力、也降低了机头、机尾的高度。为提高转运块煤的中双链或准边双链布置形式。美国长避式综采工作面运输巷桥式转载机链速大多较工作面刮板输送机链速高20%30% ，一般为1.51.8m/s,最高到1m/s。 溜槽宽度较大，机身联接强固，桥式转载机溜槽一般较工作面刮板输送机溜槽宽度大。目前国内外高产高效工作面运输巷桥式转载机溜槽宽度多在1m左右，两侧配装加厚侧挡板，接口与溜槽接口错开，使机身联接强固，可承受较长坡道段和拱桥段弯矩以为破碎机的附加载荷强有力的整体推移设备，高产高效综采工作面卸式刮板输送机机头部与桥式转载机机尾上下交联为一体，整体推移，需要一套强有力的推移设备。一般是用工作面端头支架的强力液压千斤顶扒工作面刮板输送机机头部和桥式转载机机发展部，同时用运输巷中的液压锚固支柱的千斤顶拉转载机机身。这些动作既可以由工作面端头支架的控制阀组集中操作，也可以分设阀组同步操作。履带自行机构。 为了更方便灵活地推移转载机、破碎机、和可伸缩带式转送机机尾，近年来美国、澳大利亚长壁综采工作面运输巷中已开始使用履带自行式转载机，将破碎机也装在转载机履带上，统称为破碎给煤机；可利缩带式输送机机尾也装上自行履带。利用采煤工作面液压支架的乳化液泵站供液或单带电动机、液压泵供液来驱动履带行走。国内几家公司的转载机移动是直接和带式输送机机尾连接，直接通过两侧千斤顶伸缩移动。转载机主要用于综采机械化采煤工作面顺槽输送煤炭，也可以用于掘进工作面当作掘进运输机，还可与破碎机、端头液压支架相配套。在综采机械化采煤运输系统中，由于采用了桥式转载机，不仅输送量大，而且还会使运输系统简化，移动方便。是 与 综 采工 作 面 设备 S GZ800/800 型 前 部 输送 机、 PCM160 型锤式破碎机,LY-2 *385 型拉移装备配套使用，完成把工作面输送机送来 的煤输送、破碎、转运到后续皮带输送设备上的任务，并提供相应的联接手段。1.3转载机的结构 转载机由机头部、机身部、机尾部、刮板链、挡煤板组成。机头部包括传动装置、机头架、链轮组件、支撑小车；机身部包括标准槽、凹形溜槽、图形溜槽；机尾部包括机尾架、机尾轴、压链板。实际上，桥式转载机是一台可以纵向整体行走的短距离重型刮板输送机，其机尾安装放在工作面刮板输送机机头下顺槽的底板上，以方便接受从工作面内运出煤。在机尾部的后面平铺一段后，用一个凹形溜槽逐渐将机身抬高，并用滑撬的移动架支撑。当抬高一定的高度后，再用一个凸溜槽使机身伸平出去，直到机头伸出并形成一个桥式结构。机头安放在小车架上，小车骑在带式输送机机尾的滑轨上，以便于和工作面推进同步进行。当桥式转载机和带式输送机搭接达到最大极限时，须将带式输送机进行伸、缩，使桥式转载机与带式输送机搭接达到另一极限后，桥式转载机才能继续移动和带式输送机配合工作。 当采煤工作面的进度等于桥式转载机水平转载段可转载长度时，桥式转载机需要整体移动一次，而桥式转载移动到极限位置时，可伸缩带式输送机需要伸缩一次。可伸缩带式输送机的不可伸缩部分为50米左右，因此当工作面运输距离小于60米时，不能继续使用可伸缩带式输送机。这时，可将桥式转载机水平转载段接长，以单独完成工作面巷道的煤炭运输任务。 机头部机头主要由传动装置、机头架、后槽体、伸缩油缸、机头链轮轴组件、舌板、 拨链器、液压系统、卡箍及挡板等组成。传动装置可根据顺槽的实际情况安装在 机头架的两侧。伸缩油缸和推移梁把前、后机头架联为一体，并起微调链条张紧 力的作用。卡箍把机头部固定到自移装置上支撑着转载机，当转载机前移时，沿 轨道滚动。导料槽导料槽安装在桥式转载机的前面而且骑在带式输送机机尾部机架两侧的工字钢轨道上，并通过左右两块连接耳板与桥式转载机机头小车车架前端的连接座相连接。其作用是减轻物料对胶带的冲击，并防止胶带偏载而跑偏，从而保护胶带，以有利于带式输送机的正常运行。机头行走部机头行走部是桥式转载机纵向行走的执行机构，它骑在带式输送机的尾部轨道上，并依靠推移机构的动力而整体纵向前、后移动。不同型号的转载机行走部有所不同，但基本组成相同的，即由机架、横梁、底板、固定环、行走轮组成。机头传动部机头传动部主要由机头部分和动力部组成。机头部分由链轮轴组、机头架、护板、拨链器、防护罩等组成。动力部由减速器、限矩液力偶合器、联接罩、电机、液压紧链器等零部件组成。带有法兰盘的联接罩将减速器、限矩液力偶合器、电机等联成一体，通过联接板组装在机头架一侧，通过减速器输出轴的外花键与链轮轴组的内花键相啮合，从而驱动链轮轴组。在电机轴上装有液压紧链器完成紧链功能。 减速器该转载机减速器为圆锥-圆柱齿轮三级减速器，由各轴组件和箱体等组成。所有齿轮和轴承是用L-CKC680 中负荷工业齿轮油润滑。箱体内有油槽，通过浸油、飞溅形式润滑轴承和齿轮。在减整器内还设有水冷装置，以防止减速器工作时过热。链轮是转载机的重要传动部件，刮板链和刮板输送机是由链轮驱动的。链轮主要由链轮和滚筒两部分组成。链轮滚筒要承受整个机器的最大力矩。链轮轴组装在机头传动部的机头架上, 链轮轴组主要由轴承盖、轴承座、链轮、轴、油封、套、螺塞、滚动轴承等组成。链轮为合金钢整体锻造。齿形为数控加工成形。齿面淬火处理。内孔为渐开线花键, 与轴装配在一起, 动力由减速器输出经链轮轴传递到链轮花键, 从而使链轮带动刮板链运行。链轮轴组件可以整体拆卸便于检修。轮轴组为集中式附油箱储油稀油润滑，润滑油为N320极压齿轮油。润滑油经油箱的软管进入链轮轴组，使其加油更方便，并延长轴组的使用寿命。 机身溜槽转载机采用整体箱型焊接全封闭溜槽，在爬坡段电缆槽挂在槽体侧面，根据 工作面的不同，选择左、右悬挂方向；在落地段，电缆槽在槽体上方，每节溜槽 由槽体、电缆槽、盖板组成。槽间除机尾部几节调节槽是哑铃联接外，其余都是 由两个50 定位销和 12 条 M30 的螺栓刚性联接，加大了联接强度，提高了可靠 性。底、中板采用高强度耐磨板，以满足过煤量的要求。调节槽。安装时，工作面的长度已经确定，即桥式转载机的机头、机尾位置已经确定。在安装的过程中，中部槽的长短视实际情况通过调节槽进行调节，其结构和中部槽基本相同，长度有1m、0.75m、0.5m三种。调节槽：共 1 节，长度 9 85mm。伸缩槽。伸缩槽安装在机头和中部槽之间，伸缩槽有一可滑移的伸缩搭接端，利用两侧的液压缸的调节实现伸缩动作，它的作用是调节链条的松紧。伸缩槽同时还具有过渡槽、连接槽和调节槽的功能。过度槽。过度槽也叫连接槽，有机尾连接槽和机头连接连接两种。在安装时，由于地面状况的影响，机头、机尾和中间槽不能吻合连接，因此需要经过渡槽的过渡连接。3000 mm 长，每节槽上都有活中板通过螺栓在槽的两侧固定，凹、凸槽。为了使转载机机头与伸缩带式输送机搭接，从而保证足够的搭接长度和空间，由凹槽把地面水平段的中部槽引向爬坡，然后通过凸槽把爬坡10的中部槽引向水平架桥段，从而使中部槽与安装在行走部上的过渡架相连，以形成桥式转载机机头与带式输送机机尾搭接的空间。凸、凹槽的结构与中部槽的结构基本相同，只是弯曲10，并在槽帮钢中板弯曲段堆焊耐磨材料以增加耐磨性。使爬坡段煤流通畅。凸槽和凹槽的中 板和底板均增加了厚度，并采用大圆弧过渡，减少了磨损，提高了过煤量。在爬 坡段与凹槽联接的是铰接槽，以适应巷道底板的起伏不平和皮带机尾移动时引起 的高度变化便于维护。这是桥式转载机和刮板输送机不同的地方之一。2.3.3刮板链刮板链是转载机的重要部件，在工作过程中承受较大的静负荷和动负荷，并 与溜槽相磨擦。因此，要求刮板链不仅强度高，耐磨，而且要具有一定韧性和抗 腐蚀性。刮板链本转载机的刮板链为中双链型式，由圆环链、刮板、横梁、螺栓、接链环、 螺母组成，如图。圆环链规格为34 126 矿用高强度圆环链，链间距为 2 00mm， 每段为 1 97 个环，长 2 4.822m，在每 7 个链环处安装一个刮板，刮板间距为 7 56mm。 刮板采用合金钢锻造刮板，刮板与链条由横梁和螺栓用防松螺母联接在一起，组 装刮板时注意刮板上标记的运行方向。使用中应经常检查螺栓是否松动，若有松 动应立即拧紧。调节链调节链是用来调节刮板链的长度，以适应转载机长度变化。调节链的结构型 式完全与刮板链相同。 机尾部和刮板输送机相比，桥式转载机短的多，其工作负荷也小得多，所以在机尾部一般不安装动力传动装置。机尾部是由机尾架、机尾滚筒组成的，机尾架用来安装滚筒回转刮板链式桥式转载机的导向部分。 推移装置推移装置是根据桥式转载机的需要选择的。桥式转载机与刮板输送机的同步推进工作面端头支架推移油缸来完成，也可以用两个千斤顶代替，千斤顶的一端和桥式转载机连接，另一端套在锚固柱上，并利用液压泵站供液来实现桥式转载机的推移。现在，有的桥式转载机设有配合推移装置的辅助装置。如图1.1 图 1转载机示意图1.4限矩型液力联轴器的选择图 2液力耦合器1.注油塞、 2.泵轮、 3.后半连轴节、4.O型圈、5.垫圈、6.紧固螺栓7.前半连轴节、8.弹性块、9.外壳、10.涡轮、11.轴、12.螺栓、13.油封14. 油封、15.密封圈盖、16.轴承、17.轴承、18.热保护塞液力耦合器是一种动力式液力传动元件、由于它效率高，结构简单，能够带动负载平稳起动，改善起动性能，提高起动能力；具有过载保护作用；能隔离扭振和冲击；在多台电机传动链中均衡各电机的负荷；并减小电网的冲击电流；在很多行业得到看广泛的使用。本机所选液力偶合器属限距型液力传动装置，安装在减速器和电动机之间，只要作用是使电动机的动力传递减速器，使电机起动平稳，具有过载保护能力，能减缓传递系统中的冲击振动；在多电机传动系统中能保证各电机的同步运转。液力偶合器是一种能量转换装置，它将电动机输入的机械能转换为液力能，通过泵轮和透平轮的相互作用，将液力能转换为机械能输出，在液力偶合器的传递功率范围内，根据不同的传递功率，注入相应的液体后，在电机带动泵轮旋转时，液体被泵轮叶片驱动，液体在离心力的作用下形成环流，并严泵轮工作腔曲面流向透平轮，同时冲击透平轮叶片，使之带动从动轴旋转，在离心力的作用力下，又从透平轮的近轴处流回泵轮，能量的传递完全由液体形成闭合环流来完成。表液力耦合器的主要技术参数国家标准 型 号 输入转速 r/min 传递功率范围 N （ KW ） 过载系数 效率 外形尺寸 最大输入孔径 及长度（ mm ） 最大输出孔径 及长度（ mm ） 充油量（ L ） 重量 （ kg ） D L d1max d2max L1max L2max TVA750 1500 480-760 1-2.3 0.977 842603 140/245 150/240 44.2 88.4 406液力联轴器的工作液体在煤矿井下使用的液力偶合器。现在规定一律采用燃液或水为工作介质。以清水为介质的液力偶合器，在结构上与以油为介质的液力偶合器的主要不同点有其二：其一是工作室与轴承之间要有可靠的密封，防止轴承锈蚀；其二是在液力偶合器外壳上除了必须有防止过热的易容塞外，还必需装有防止过压的易爆塞保护装置。由于水的重度比油大，所以，与相同规格尺寸的以油为介质的偶合器相比，以水为介质的液力偶合器可多传递1015的力矩。二 总体方案的确定本转载机是在长壁式工作面输送机和顺槽可伸缩皮带机之间起转载输送煤炭作用；使用转载机可以避免顺槽皮带机机尾的频繁移动，从而保证工作循环的正常进行。SZZ800/250型桥式顺槽转载机，主要用于高产、高效综采机械化工作面顺槽转载输送煤炭，可与工作面刮板输送机、破碎机及皮带机配套使用，使用时将转载机的小车搭接在皮带机结尾的导轨上，并能沿其作整体运动，从而使转载机随工作面输送机的推移步距作整体调整，煤炭有工作面输送机经桥式转载机转载到可伸缩皮带机上运走。2.1结构与传动系统传动系统方案如图所示:图传动系统1-链轮轴组 2-减速器 3液力偶合器 4-电动机 5-机尾链轮轴组2.2适用条件和特点1本机传动功率大，结构紧凑，整机体积不大，高度相对低，整体可靠性更高，最大宽度3050mm，机头距地最大高度2650mm。2本机设计有铰接槽能垂直弯曲3，机尾0.75m槽能水平弯曲6，垂直弯曲4，机头传动部相对于皮带机机尾可左右摆动，上下移动，从而能在一定程度上适应顺槽底板起伏。由于S GZ800/800 型 前 部 输送 机机尾配合，适应性有更大的提高。3本机设计要求与破碎机配合适用，由破碎机限制煤的块度，消除了大块煤对皮带的不利影响。4本机在液压马达阻链器紧链外，还可通过伸缩机头在320mm范围内实现每档10mm的微调。5本机设计与输送机是交叉侧卸，转载机的移动由工作面端头支架提供堆移力来实现。另外，在破碎机上还设计一备用拉移点，在特殊性情况下可用来拉移或锚固。2.3转载机组成及用途本转载机是与破碎机、皮带自移机尾的皮带机配套使用的，分为主体部和机尾部。本转载机的主体部和机尾部主要由机头传动部、架桥槽、凸槽、联接槽、铰接槽、0.75m调节槽、机尾过渡槽、阻链器和其它零部件等组成。 2.3.1机头传动部本部是由电机、减速器、机头架、后槽体、链轮组件、设备组件和联接罩、液压紧链系统等组成。可根据顺槽实际需要安装以适应左右工作面。其中减速器需要按要求注入润滑油，接水冷却；链轮要接远程注油装置，加注N320或N460润滑油；伸缩机架和液控系统配合可伸缩，在小范围内微调刮板链张力，紧链后用销轴限位。在后槽体上，有4-75孔，用来擦阻链器，与液压马达紧链装置配合可实现紧链。 机架机架分为前机架和后槽体（后机架）两大部分。机头架安装着传动链轮组件、拔链器、刮板链、传动装置（减速器到电机），与后槽体插接，由伸缩油缸与固定销固定，微调紧链是通过伸缩油缸的伸缩来实现的。 伸缩油缸伸缩油缸是一个单伸缩双左右缸，通过伸缩油缸把前后机架连接在一体，起到微调链条张力上的作用。当刮板链较松时，把操纵阀手柄打到伸长位置，使油缸活塞伸出到合适位置，并用定位销固定：当刮板链较紧时，把操纵阀手柄打到缩回位置，使油缸活塞缩回到合适位置，并用定位销固定。当伸缩油缸伸长到极限位置后，需将油缸活塞杆缩回，重新紧链。 链轮组件链轮组件装在机头传动部的机头部上，其中链轮为合金钢整体锻造七齿链轮，齿形加工成型，表面淬火处理。链轮轴承座在机头架上由压块、螺栓压紧。链轮组件可以在不拆传动装置的情况下整体拆装。 拔链器、舍板拔链器为焊接结构。安装拔链器时拔茶插入链轮齿的沟槽内，可以保证刮板链的链条与链轮能顺利的啮合和分离。拔链器的作用是：当输送机卸载后，防止链环卡在链轮沟槽内而不能在正常分离点脱开。拔链器时由舍板、螺栓固定在机头架山。舍板和拔链器时易磨损，磨损后及时跟换。2.3.2输送槽有多种样式，但槽形基本相同。都是整体箱型焊接全封闭溜槽，由槽体、挡板、电缆槽、盖板等组成。在爬坡段，电缆槽挂在槽体侧面，根据工作面的不同，选择左、右悬挂方向；在落地段，电缆槽在槽体侧面。输送槽间除机尾部调节槽间是哑铃联接外，其余都是有两个定位销和18或22条高强度螺栓刚性联接，加大了联接强度，提高了可靠性。底、中板采用高强度耐磨板，以满足过煤量的要求。架桥槽，3m长，是为了延伸架桥段的长度，架桥槽可提供形成与皮带机搭接的足够合适空间；凸槽是为了产生下弯角度，中板和地板均增加了厚度，并采用大圆弧过渡，减少了磨损，提高了过煤量。中间的联接槽、铰接槽是为了让转载机伸起一定的高度，转载机爬坡角为10，使爬坡段煤流畅通；铰接槽能垂直弯曲3，以适应巷道底板的起伏不平和皮带机尾移动时引起的高度变化；中部槽还有开窗，打开天窗维护时，可观察刮板链底链运行情况和排除刮板链底链故障；机尾部0.75m调节槽槽间能水平0.6和垂直弯曲4，机尾过渡槽提供了与输送机交叉侧卸机头的连接手段。2.3.3刮板链刮板链转载机的重要部件，在工作过程中承受较大的静负荷和动负荷，并与溜槽相摩擦。因此，要求刮板链不仅强度高，耐磨 ，而且要具有一定韧性和抗腐蚀性。本转载机的刮板链为中双链型式，由圆环链、刮板、U形螺栓、接链环、螺母组成。圆环链规格为2-34 1 26-C矿用高强度圆环链，链间距离为7 56mm。刮板采用合金钢锻造刮板，刮板与链条由U形螺栓和螺母紧固并焊接在一起，组装刮板时注意刮板上标记的运行方向。使用中应经常检查螺栓的联接情况，若有松动应立即调换。调节链：是用来调节刮板链的长度，以适应转载机长度变化。调节链的结构型式与刮板链完全相同。2.4传动系统 机头传动部的电动机经液力偶合器、减速器带动机头的链轮、链轮带动绕过机头链轮、机尾滚筒的刮板链，刮板链沿着运煤方向把中部槽内的煤运到卸载端。2.4.1主要技术参数该机的主要技术参数如下：1、设计长度 - 50m2、输送量 - 1 800t/ h3、刮板链速 -1 .545 m/s4、爬坡角度 -105、减速器型式-圆锥-行星传动减速器速 比 -24.2：16、刮板链型 式 -中双链圆环链规格 -2-34 1 26-C刮板间距 -7 56mm7、紧链方式 - 闸盘紧链和伸缩机头辅助紧链2.4.2电动机的选择设计要求功率为250KW，根据矿井电机的具体工作环境情况，电机必须具有防爆和电火花的安全性，以保证在有爆炸危险的含煤尘和瓦斯的空气中绝对安全，而且电机工作要可靠，启动转矩大，过载能力强，效率高。所以选择矿用防爆电动机，型号为-YBS DS -2 50/1 25-4 /8；具体参数如下型 号 -YBS DS -2 50/1 25-4 /8功 率 -250 kW额定电压 -1140 V转 速 -147 5/73 5r/min2.4.3总传动比及传动比的分配要求要求：（1）查阅有关资料，完成桥式转载机总体方案的设计。（2）完成总体传动及结构设计。（3）大功率减速器整体设计。（4）传动主要部件、组件、零件图设计。（5）编写完成设计计算说明书。总传动比的确定总传动比: 传动比的分配在进行多级传动系统总体设计时，传动比分配是一个重要环节，能否合理分配传动比，将直接影响到传动系统的外阔尺寸、重量、结构、润滑条件、成本及工作能力。多级传动系统传动比的确定有如下原则：1.各级传动的传动比一般应在常用值范围内，不应超过所允许的最大值，以符合其传动形式的工作特点，使减速器获得最小外形。2.各级传动间应做到尺寸协调、结构匀称；各传动件彼此间不应发生干涉碰撞；所有传动零件应便于安装。3.使各级传动的承载能力接近相等，即要达到等强度。4.使各级传动中的大齿轮进入油中的深度大致相等，从而使润滑比较方便。初定各级传动比为:三 传动系统的设计3.1各级传动转速、功率、转矩的的确定各轴转速计算：从电动机出来，各轴依次命名为、轴。轴 轴 轴 轴 各轴功率计算：轴 轴 轴 轴 式中:液力偶合器效率 =0.96滚动轴承效率 =0.98锥齿效率 =0.97斜齿效率 =0.98圆柱齿轮效率 =0.97滚筒效率 =0.96各轴扭矩计算:轴 轴 轴 轴 将上述计算结果列入下表（表.）：表.轴号输出功率P（kW）转速n()输出转矩T/(Nm)传动比轴228.114751476.852.3746轴219.1621.163368.443.7101轴208.3167.4311881.172.7469轴192.0609530083.6813.2第一级锥齿轮传动设计计算3.2.1选择齿轮材料材料是齿轮承载能力的基础，合理选择齿轮材料，可以使其有足够长的使用寿命，满足性能要求，保证传动系统的可靠性。查齿轮手册，小齿轮：20Cr2Mn2Mo 大齿轮：18Cr2Ni4W热处理方法：表面渗碳、淬火，芯部低温回火由图16.2-17 h得=1650 =1650N/mm=550 =550N/mm3.2.2初步设计1设计公式:载荷系数： 齿数比： 估算时齿轮许用接触应力：估算时的安全系数： 估算结果：取 2几何计算齿数： 取 实际齿数比：分锥角：大端模数： 取 表16.4-3大端分度圆直径： 齿形角： 外锥距： 初定齿宽系数： 初取齿宽： 取中点法线模数：初定中点螺旋角：实际齿宽系数：大轮大端分度圆直径：中心锥距： 其中内锥距： 假想平面齿轮齿数： 实际中点螺旋角： 中点分度圆直径： 当量齿轮分度圆直径： 当量齿轮顶圆直径： 当量齿轮基圆直径： 当量齿轮端面压力角： 当量齿轮传动中心距： 当量齿轮基圆螺旋角 当量圆柱齿轮齿数： 当量法面圆柱齿轮齿数： 当量齿轮基圆端面齿距：啮合线长度： 端面重合度： 纵向重合度： 总重合度： 齿中部接触线长度：由 齿中部接触线的投影长度：3.2.3齿面接触疲劳强度校核校核公式：中点分度圆切向力： 使用系数： 查机械设计手册3表16.2-30动载荷系数：由7级精度和中点节线速度 在机械设计手册3查图16.4-28 齿向载荷分布系数在机械设计手册3中表16.4-28：取有效工作齿宽，按式（16.4-28）， 端面载荷系数：，由表16.4-29， 节点区域系数： 由式，6.4-4,中点区域系数：由式 16.4-5,计算 参数和按表16.4-30，计算 弹性系数： 表 16.2-43螺旋角系数 锥齿轮系数：由式 16.4-7，载荷分配系数：由式 16.4-9，计算 计算接触应力：许用接触应力：试验齿轮的接触疲劳极限: ，图16.2-17寿命系数:,长期工作，取无限寿命设计。润滑油影响系数:,，图16.2-20工作硬化系数:,，图16.2-21尺寸系数: ，图16.2-22最小安全系数: 许用接触应力值:齿面接触强度校核结果: 。通过3.2.4齿根弯曲疲劳强度校核计算公式,式16.4-11,，复合齿形系数 按，查图 16.4-25，,重合度系数 按式16.4-15 计算载荷分配系数 由式 16.4-16,计算 齿根弯曲应力计算值 齿根许用弯曲应力 ，式16.4-17齿根弯曲疲劳强度基本值 ，图16.2-26h寿命系数 长期工作。取为无限寿命设计相对齿根圆角敏感系数 ，表16.2-48相对齿根表面状况系数 尺寸系数 ，图16.2-28最小安全系数 许用弯曲应力值齿根弯曲强度校核结果 。通过3.3第二级斜齿轮传动设计计算3.3.1选择齿轮材料材料是齿轮承载能力的基础，合理选择齿轮材料，可以使其有足够长的使用寿命，满足性能要求，保证传动系统的可靠性。查齿轮手册，小齿轮：20CrMnTi 大齿轮：18Cr2Ni4W热处理方法：表面渗碳、淬火，芯部低温回火由图16.2-17 h和图16.2-26 ，, 3.3.2斜齿轮的初步设计按表 16.2-33, 式中 小齿轮传递的转矩载荷系数K：考虑对称轴承布置速度较低，冲击负荷较大，取齿宽系数：齿数比：暂取 u=i=3.7102许用接触应力:按表 16.2-33 按表16.2-33,取最小安全系数 ，按大齿轮计算 将以上数据代入中心距的公式得： 圆整为标准中心距： 。按经验公式：。取标准模数：。初取， 。 取，精求螺旋角 所以： 圆整 取3.3.3校核齿面接触疲劳强度按表 16.2-34 式中 分度圆上的圆周力使用系数 查机械设计手册3表16.2-36 载荷系数 按公式16.2-12 圆周速度 v， 根据齿轮的圆周速度，参考表16.2-73选择齿轮的精度等级为：7-7-8 GB100955-1988按表16.2-39，齿向载荷分布系数，按表16.2-40齿向载荷分配系数：按查表16.2-42，节点区域系数，按，x=0 查图 16.2-15，查表16.2-43, 接触强度计算的重合度及螺旋角系数首先计算当量齿数 量齿轮的端面重合度；，按，从图16.2-10分别查得，所以按，查入16.2-11，纵向重合度按，查图16.2-16,所以：计算安全系数 ，式中，寿命系数应力循环次数：从图16.2-18 查得 ,润滑油影响系数 ,按照选用L-CKC680号中极压型工业齿轮油，其运动粘度，查图16.2-19,，工作硬化系数 ,接触强度计算的尺寸系数 ，查图16.2-22，。将以上值代入安全系数的计算公式得按表16.2-46,最小安全系数,故安全。3.3.4校核齿根弯曲疲劳强度按表16.2-34式中 弯曲疲劳强度计算的载荷分布系数： 弯曲强度计算的载荷分配系数： 复合齿形系数：按，查图 16.4-25，, 弯曲强度计算的螺旋角系数：按，查图16.2-25将以上各数值代入齿根弯曲应力计算得计算安全系数 : 表16.2-34 式中 寿命系数,由图16.2-27查得，相对齿根圆角敏感系数：由图16.2-23,知，查表16.2-23,。相对齿根表面状况系数查表16.2-71，齿轮粗糙度，按式16.2-21，。尺寸系数:查图16.2-28, 。将以上数值代入安全系数的公式得由表16.2-46，取及均大于，故安全3.3.5主要几何尺寸，。取，3.4第三级直齿轮传动设计计算3.4.1选择齿轮材料及初步计算材料是齿轮承载能力的基础，合理选择齿轮材料，可以使其有足够长的使用寿命，满足性能要求，保证传动系统的可靠性。查齿轮手册，小齿轮：20CrMnTi 大齿轮：18Cr2Ni4W热处理方法：表面渗碳、淬火，芯部低温回火由图16.2-17h和图16.2-26，, 接触强度寿命系数,应力循环次数N 由式6-7 查图6-5得，接触强度最小安全系数则 故取 许用弯曲应力 由式6-12, 弯曲强度度寿命系数 查图16.2-27YN1=YN2=1.01弯曲强度尺寸系数 查图6-9YX=1弯曲强度最小安全系数=1.4则 3.4.2按齿根的弯曲疲劳强度设计计算确定齿轮传动精度等级，采用直齿圆柱齿轮传动按（0.0130.22）估取圆周速度4 参考表6.7，表6.8选取公差组8级。小轮分度圆直径 由式6-5得齿宽系数 查表6.9，按齿轮相对轴承为非对称布置，0.8 小轮齿数 在推荐值2040中选，25大轮齿数 圆整 齿数比 传动比误差 在允许误差范围内。故，合适小轮转距 载荷系数使用系数：查表6.3，动载荷系数：由参考文献机械设计推荐值1.051.4，齿向载荷分布系数： 由推荐值1.01.2，齿间载荷分布系数： 由推荐值1.01.2，则载荷系数的初值 材料弹性系数：查表6.4，节点影响系数：查表6-3，重合度系数： 由推荐值0.850.92，=0.87故，齿轮模数： = 按表6.6，圆整=6小轮分度圆直径：圆周速度：=标准中心距：齿宽：大轮齿宽：，小轮齿宽： ，3.4.3齿根弯曲疲劳强度校核计算由式6-10 齿形系数：查表6.5，小轮， 大轮， 应力修正系数：查表6.5，小轮， 大轮，重合度 重合度系数故 所以，齿根弯曲强度满足。3.4.4齿轮几何尺寸的计算大轮分度圆直径：根圆直径： 顶圆直径 3.5传动轴的结构设计与校核轴是组成机器的主要零件之一。轴类作为支撑作回转运动零部件的重要零件，常常是机械产品中运动部件设计的核心。轴的材料主要是碳钢和合金钢，钢轴的毛坯多数用圆钢或锻件，各种热处理和表面强化处理可以显著提高轴的抗疲劳强度。碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性比较低，适用于一般要求的轴。合金钢比碳钢有更高的力学性能和更好的淬火性能，在传递大功率并要求减小尺寸和质量、要求高的耐磨性，以及处于高温、低温和腐蚀条件下的轴常采用合金钢。在一般工作温度下（低于200），各种碳钢和合金钢的弹性模量均相差不多，因此相同尺寸的碳钢和合金钢轴的刚度相差不多。高强度铸铁和球墨铸铁可用于制造外形复杂的轴，且具有价廉、良好的吸振性和耐磨性，以及对应力集中的敏感性较低等优点，但是质较脆。轴的结构主要取决于：轴在机器中的安装位置及形式；轴属零件的类型、尺寸、数量及和轴的联接方法；载荷的性质、大小及分布情况；轴的加工工艺等。轴的结构应满足：轴和轴上零件有准确的工作位置；轴上零件便于装拆和调整；轴有良好的制造工艺等。提高轴的强度的常用措施:1.合理布置轴上零件以减小轴的载荷2.改进轴上零件的结构以减小轴的载荷3改进轴的结构以减小应力集中的影响4.改进轴的表面质量以提高轴的疲劳强度3.5.1减速器高速轴I的设计及校核考虑I轴与电机伸轴用液力耦合器联接，因为电机的轴伸直径为dD=110，查表选取液力偶合器规格根据轴上零件布置，装拆和定位需要该轴各段尺寸如图所示图3.5.1 轴的结构图1)选择轴的材料选用38SiMnMo,调质，热处理后轴的强度229-286HBS,由手册得，初步计算轴径：由式8-2 计算轴的最小直径并加大3%以考虑键槽的影响。查表8.6 取A=100 取d=54mm2）轴的结构设计左轴承从左端装入，通过轴套定位，右轴承从右端装入，通过右端锥齿轮定位，两轴承之间由轴套定位。两轴承上端通过套杯定位，可以调整整个轴的径向移动，齿轮左端面靠轴肩定位，左端轴承通过轴承端盖定位。液力偶合器右端和轴承左端通过C型键连接，通过左端轴肩定位。采用单列圆锥滚子轴承。轴段（）左端联接限矩型液力联轴器，如图3.5.2所示图3.5.2联轴器的联接尺寸为140，取减速器伸出轴段部分的长度为150；与联轴器联接的孔径为54，因此取轴段（）的直径为54。轴段（）上装有单列圆锥滚子轴承，外力在两支点外作用，安装选用反安装结构，能使轴的支撑有较高的刚度。轴承间隙是靠轴承上套杯和轴承端盖垫片调整的。为了调节圆锥齿轮的轴向位置，把一对轴承放在同一个套杯中，套杯则装在外壳的座孔中，通过增减套杯端面与外壳之间的垫片厚度即可使圆锥齿轮轴的位置发生改变，从而调整锥齿轮啮合的接触区。3) 单列圆锥滚子轴承的特性： 额定动载荷比1.52.5，能限制轴和外壳在一个方向上的轴向位移；在径向载荷作用下会产生附加轴向力，一般成对使用，对称安装；能承受较大的径向负荷和单向的轴向负荷，极限转速较低；内外圈可分离，轴承游隙可在安装时调整，适用于转速不太高，轴的刚性较好的场合。轴段（）安装轴承端盖。直径为60mm，长度为40mm。选择轴承代号为33114 T=37 d70 D=120轴段（）装有套筒用于调整两轴承之间的轴向尺寸，为了提高轴的强度和刚度，应尽量缩短轴承与传动件的距离。小锥齿轮选用悬臂式，以便于装配。为使轴的刚度较好，取两轴承支点跨距。由轴承接触角的大小确定轴承的支点，所以选取轴段（）的长度为150，直径为70。轴段（）装有小锥齿轮，左端由轴肩定位从而确定轴段（）的直径为65，长度为70。4) 计算作用在轴上(图3.5.1)的力转矩圆锥齿轮所受的圆周力和径向力，轴向力的大小5) 轴的强度校核根据轴的计算作出轴的弯距图、扭矩图和当量弯矩图，如下轴承支反力：H水平面：， V垂直面：, 求齿轮中点处弯矩H水平面： V垂直面：合成弯矩M扭矩T：弯距图、扭矩图见图3.5.26）按弯扭合成强度校核轴的强度当量扭矩 ，取折合系数a=0.6，则齿宽中点的当量弯矩当量扭矩图见图3.5.2轴的材料为38SiMnMo，调质处理。由表19.1-1查得，由式该轴满足强度要求。受力分析图3.5.23.5.2第轴的结构设计及校核1）确定轴的最小直径第根轴为齿轮轴结构，选取轴的材料为20CrMnTi，渗碳、淬火、回火处理。热处理后表面硬度56-62HRC, ，初估轴的最小直径，可得 其中，A=98取拟定轴上零件的装配方案如图3.5.2所示图3.5.2轴的结构图2）按轴向定位要求确定各轴段直径和长度为使传动件在轴上的固定可靠，应使轮毂的宽度略大于与之配合轴段的长度，以使其他零件顶住轮毂，而不是顶在轴肩上.轴段装有单列圆锥滚子轴承，轴承通过轴套定位。轴的外力在支点间作用，选用正安装能使轴段支承具有良好的刚性，可用端盖下的垫片来调整轴承的间隙。选择轴承代号为33218轴承的左端装有轴套来调整轴向间隙。轴段的长度为99，直径为70。轴段装有圆锥齿轮。锥齿轮的轴向长度75，选取轴的直径为75，长度为73。轴段调节锥齿之间的距离。轴段为齿轮轴结构部分，尺寸由斜齿轮的齿宽决定。轴段装有单列圆锥滚子轴承，根据轴承的尺寸确定该轴段的直径为70，长度为30。作用在轴上的圆周向力和径向力,轴向力的大小：圆锥齿轮所受的圆周力和径向力，轴向力的大小3）轴的强度校核根据轴的结构受力，绘制轴的弯距图、扭矩图和当量弯矩图，如图3.5.2-1 求轴承支反力：轴承支反力： H水平面：， V垂直面：, 求齿轮中点处弯矩H水平面： V垂直面： 合成弯矩M 扭矩T：弯距图、扭矩图见图3.5.2-1按弯扭合成强度校核轴的强度当量扭矩 ，取折合系数a=0.6，则齿宽中点的当量弯矩 当量扭矩图见图3.5.2-1轴的材料为20CrMnTi，渗碳、淬火、回火处理。由表19.1-1查得，由式最小轴径该轴满足强度要求。+受力分析图3.5.2-13.5.3第轴的结构设计及校核1）确定轴的最小直径第根轴为齿轮轴结构，选取轴的材料为20CrMnTi，渗碳、淬火、回火处理。热处理后表面硬度5662HRC, ，初估轴的最小直径，可得 其中，A=98取拟定轴上零件的装配方案如图3.5.3所示。3.5.3 轴的结构图2）按轴向定位要求确定各轴段直径和长度为使传动件在轴上的固定可靠，应使轮毂的宽度略大于与之配合轴段的长度，以使其他零件顶住轮毂。轴段装有单列圆锥滚子轴承，轴的外力在支点间作用，选用正安装能使轴段支承具有良好的刚性，可用端盖下的垫片来调整轴承的间隙。选择轴承代号为32026，轴承的左端装有轴套来调整轴向间隙。轴段的长度为45，直径为110。轴段为轴肩，是轴的结构部分，尺寸由齿轮的决定 轴段为齿轮轴结构部分，尺寸由齿轮的齿宽决定。轴段装有斜齿轮。斜齿轮的轴向长度96，选取轴的直径为115，长度为94。轴段装有单列圆锥滚子轴承，根据轴承的尺寸确定该轴段的直径为110，长度为62。3）作用在齿轮上的力作用在轴上的圆周向力和径向力,轴向力的大小：作用在直齿轮上的力4）轴的强度校核根据轴的结构受力，绘制轴的弯距图、扭矩图和当量弯矩图，如图3.5.3-1求轴承支反力：轴承支反力： H水平面：， V垂直面：, 求齿轮中点处弯矩H水平面： V垂直面： 合成弯矩M 扭矩T：弯距图、扭矩图见图3.5.3-1按弯扭合成强度校核轴的强度当量扭矩 ，取折合系数a=0.6，则齿宽中点的当量弯矩当量扭矩图见图3.5.3-1轴的材料为20CrMnTi，渗碳、淬火、回火处理。由表19.1-1查得，由式该轴满足强度要求。受力分析图3.5.3-13.5.4第轴的结构设计及校核1）确定轴的最小直径输出轴的材料为30CrMo，做调质处理。处理后表硬度达到207-269HBS,初估轴的最小直径，可得拟定轴上零件的装配方案如图3.5.4所示图3.5.4 轴的结构2）按定位要求确定各轴段直径和长度轴段采用花键结构和链轮连接，长度为165，直径为135。轴段装有端盖。长度为50，直径为125。轴段装有单列圆锥滚子轴承，选用正安装能使轴段支承具有良好的刚性，可用端盖下的垫片来调整轴承的间隙，用轴套调整轴承与齿轮之间的距离。选择轴承代号为32038轴段的长度为60，直径为145。轴段上安装直齿轮，直齿轮的齿宽为110，故选取该轴段的长度为118，以便于齿轮的装配要求。轴段是用来给轴承定位的尺寸由结构决定。轴段装有单列圆锥滚子轴承，选用正安装能使轴段支承具有良好的刚性，可用端盖下的垫片来调整轴承的间隙，用轴肩定位。选择轴承代号为32038该轴段的长度为60，直径为145。由于作用在轴上的是直齿轮，所以：作用在直齿轮上的力有圆周力和径向力3）轴的强度校核根据轴的结构受力，绘制轴的弯距图、扭矩图和当量弯矩图，如图3.5.4-1求轴承支反力：H水平面：，V垂直面：, 求齿轮中点处弯矩H水平面： V垂直面： 合成弯矩M 扭矩T：弯距图、扭矩图见图3.5.4-1按弯扭合成强度校核轴的强度当量扭矩 ，取折合系数a=0.6，则齿宽中点的当量弯矩当量扭矩图见图3.8.2轴的材料为35CrMo，调质处理。由表19.1-1查得，由式该轴满足强度要求。图3.5.4-1第轴的载荷分布图确定危险截面 根据轴的结构尺寸及弯矩图、转矩图，B处弯矩较大，且有轴承配合引起的应力集中；截面E处弯矩也较大，直径较小，又有圆角引起的应力集中；截面D处弯矩最大，且有齿轮配合与键槽引起的应力集中，属于危险截面。现在对D截面进行强度校核。安全系数校核计算 弯曲应力幅为式中 W抗弯断面系数，由表19.3-15查得由于是对称循环应力，故平均应力，根据式19.3-2式中，由表19.1-1查得，由表19.3-6查按键槽查得，按配合查得，故取， 由表19.3-8查得，由表19.3-11查得切应力幅为式中 抗扭断面系数，由表19.3-15查得根据式19.3-3式中，由表19.1-1查得，由表19.3-6查按键槽查得，按配合查得，故取， 由表19.3-8查得，由表19.3-11查得，由表19.3-13查得轴D截面的安全系数由公式，19.3-1确定由表19.3-4可知，故,该轴D截面是安全的。3.6键的校核3.6.1第轴键的校核1)轴的伸出轴左端，d=60,选用两个圆头普通平键（C型）对称布置，b=15,h=10,L=110,I轴传递的扭矩T=1476850.当键用45钢制造时,主要失效形式为压溃,通常只进行挤压强度计算。合格。2）轴右端采用花键连接，材料轴材料选调质处理，花键模数取；齿数取；渐开线花键， 30平齿根。分度圆直径：基圆直径：内花键大径基本尺寸：；内花键小径基本尺寸：；已知查机械设计手册2表6.3-34 得 外花键大径基本值：外花键小径基本值：；花键强度验算：为各齿间载荷不均匀系数，一般取0.70.8取为渐开线花键的长度，取为键齿工作高度，当 取平均直径，查机械设计手册2表6.3-14 得 故此渐开线花键强度合格。3.6.2第II轴键的校核II轴的键用于齿轮和轴的联接，轴径为d=80mm，选用选用圆头普通平键（A型）对称布置，b=28mm,h=16mm,L=120.5mm,II轴传递的扭矩T=3368440 合格。3.6.3第轴花键设计及校核选取轴的材料为，调质处理。内花键设计计算：传递扭矩：花键材料轴材料选淬火处理，花键模数取；齿数取；渐开线花键， 30平齿根。分度圆直径：基圆直径：内花键大径基本尺寸：；内花键小径基本尺寸：；已知查机械设计手册2表6.3-34 得外花键大径基本值：外花键小径基本值：；花键强度验算：为各齿间载荷不均匀系数，一般取0.70.8取为渐开线花键的长度，取为键齿工作高度，当 取平均直径，查机械设计手册2表6.3-14 得 故此渐开线花键强度合格。3.6.4第轴花键设计及校核1）第轴齿轮处花键设计及校核：内花键材料和齿轮一样，外花键材料和轴同一材料。花键模数取；齿数取；渐开线花键， 30平齿根。分度圆直径：基圆直径：内花键大径基本尺寸：；内花键小径基本尺寸：；已知查机械设计手册2表6.3-34 得外花键大径基本值：外花键小径基本值：；花键强度验算：为各齿间载荷不均匀系数，一般取0.70.8取为渐开线花键的长度，取为键齿工作高度，当 取平均直径，查机械设计手册2表6.3-14 得 故此渐开线花键强度合格。2）输出轴输出端花键设计计算及校核：花键材料轴材料选35CrMo淬火处理，花键模数取；齿数取；渐开线花键， 30平齿根。分度圆直径：基圆直径：内花键大径基本尺寸：；内花键小径基本尺寸：；已知查机械设计手册2表6.3-34 得外花键大径基本值：外花键小径基本值：；花键强度验算：为各齿间载荷不均匀系数，一般取0.70.8取为渐开线花键的长度，取为键齿工作高度，当 取平均直径，查机械设计手册2表6.3-14 得 故此渐开线花键强度合格。3.7轴承的校核3.7.1第根轴上轴承校核计算轴承支反力合成支反力 轴承的派生轴向力 轴承所受的轴向载荷 轴承的当量动载荷轴承工作时由中等冲击，由表10.6 载荷系数 因 查表 10.5 ， 故 因 查表 10.5 ， 故 轴承寿命 因，故按计算 查得， 3.7.2第根轴上轴承校核计算轴承支反力 合成支反力 轴承的派生轴向力 轴承所受的轴向载荷 轴承的当量动载荷轴承工作时由中等冲击，由表10.6 载荷系数 因 查表 10.5 ， 故 因 查表 10.5 ， 故 轴承寿命 因，故按计算 查得， 3.8箱体及附件的设计箱体起着支持和固定轴组件，保证轴组件运转精度、良好润滑及可靠密封等重要作用。减速器选用灰铸铁制造，灰铸铁具有良好的铸造性能和减振性能，易获得美观外形。减速器做成卧式结构，箱体沿轴心线所在水平面剖分成箱座和箱盖两部分，这样有利于箱体制造和便于轴组件零件的装拆。铸铁减速器箱体的主要结构尺寸：箱座壁厚: 考虑减速器工作环境恶劣，选择。式中: 小锥齿轮的平均直径 大锥齿轮的平均直径箱盖壁厚:取，箱盖凸缘厚度：箱座凸缘厚度：箱座底凸缘厚度：固定螺钉直 取 侧板螺钉数目 箱盖肋板厚度： 取箱座肋板厚度： 取盖与座连接螺栓直径： 取 定位销直径： 取 对于完整的减速器，其箱体上应设置有窥视孔和窥视孔盖、放油孔及放油螺栓、油标、通气器、起盖螺钉、定位销、起吊装置、轴承盖等附件。窥视孔用于检查传动件的啮合情况、润滑状态、接触斑点及齿侧间隙等，还可用于加入润滑油。放油孔应设在箱座底面的最低处，常将箱体的内底面设计成放油孔方向倾斜，并在其附近做出一小凹坑，以便攻螺纹及油污的汇集和排放。平时用放油螺塞将放油孔堵住，放油螺塞常用六角头细牙螺纹，在六角头与放油孔的端面间应放防漏用的封油垫，以保证良好的密封。油标用来指示油面高度，该减速器选用杆式油标。减速器运转时，箱体内温度升高、气压增大，对减速器的密封极为不利。因此在箱盖顶部或窥视孔盖上安装通气器，使箱体内的热胀气体自由逸出，以保证箱体内外压力均衡，提高箱体有缝隙处的密封性能。吊环螺钉为标准件，按起重量选取。轴承盖是用来封闭减速器箱体上的轴承座孔，以及固定轴组件的轴向位置并承受轴向力。此设计箱体可以左右、上下互换，其中只需更换放油螺栓、油标、通气器即可。3.9机头链轮设计3.9.1选择材料和要求 根据GB/T12718 选用矿用高强度圆环链，根据设计要求选择，42152mm圆环链。因此，设计一个符合圆环链的链轮驱动圆环链进行工作。根据制造要求和应力强度选择材料：30CrMnSiNi链轮须进行调质处理，调质硬度应达到HB260320，链窝和齿形表面须进行淬火处理，淬火硬度应达到HRC4555，淬火硬度层深度不低于3mm。链窝平地面不平度不大于1mm。相邻两链窝槽的中心线的角度偏差不大于30。边双链、准边双链、中双链刮板输送机两链轮的中心距地偏差不应超过1mm，边双链，准边双链、中双链和单链刮板输送机的滚筒直径与刮板应由5mm的间隙。抗拉强度：延伸率：冲击值：3.9.2设计计算圆环链公称直径： d=42mm圆环链公称节距： p=152mm圆环链最大外宽： b=130mm，按GB/T 12718,规定选用。链轮齿数： N=7链轮节距角：链轮节圆直径：链轮外径： 链轮立环的立槽直径：其中=30mm链轮立环立槽宽度：，其中=10mm齿根圆弧半径：链窝长宽： 链窝平面圆弧半径：链轮中心至链窝底平面的距离：短齿厚度：其中，A为链窝中心距。链窝中心距离：齿形圆弧半径：齿根圆半径：立环槽圆弧半径：短齿根部圆弧半径：链轮的齿形及基本尺寸标注见图A1图A13.9.3链轮轴花键设计及校核链轮和轴之间连接采用花键连接，两链轮之间通过点位套确定距离。花键轴材料选38SiMnMo调质处理，花键模数取；齿数取；渐开线花键， 30平齿根。分度圆直径：基圆直径：周节：内花键大径基本尺寸：；内花键小径基本尺寸：；已知查机械设计手册2表6.3-34 得基本齿槽宽：作用齿槽宽最小值：实际齿槽宽最大值：实际齿槽宽最小值：作用齿槽宽最大值：由表6.3-30得，T和。外花键大径基本值：外花键小径基本值：；基本齿槽宽：实际齿厚最大值：实际齿厚最小值：作用齿厚最大值：作用齿厚最小值：由表6.3-30得，T和。齿形裕度：花键强度验算：为各齿间载荷不均匀系数，一般取0.70.8取为渐开线花键的长度，取为键齿工作高度，当 取平均直径，查机械设计手册2表6.3-14 得 故此渐开线花键强度合格。四 安装、使用和维护4.1安装和拆卸该转载机井下安装之前应检查各零件是否完好。品种、数量是否齐全，否则应在井上修好备齐。一、装配与调整在装配减速器时，除了注意一般机械设备装配的常规注意事项外，应特别注意第一级圆锥齿轮的接触区、齿侧间隙、轴向游隙的调整，这些调整均借助调整垫片组来实现。该减速器的装配与调整可按下列顺序进行：1) 将所需装配的零部件清洗干净，并将使用的工具准备齐全。2) 将冷却器先安装在箱体内，调整好位置并固定密封好.进行打压试验：压力不小于3MPa，保压15min 不得有渗漏现象。3) 将装好的第一轴、第二轴、第三轴输、出轴等零部件重新清洗，严防在装配过程中将各类杂物混入。4) 将装配好的零部件依次放入下箱体相应的轴孔中， 太阳轮、 内齿轮、联接板装在下箱体上。5) 将轴承盖用螺栓紧固在下箱体上，测量第一对齿轮的齿侧间隙、轴向游隙及其它各轴的轴向游隙。其接触区应在齿轮的中间部位稍偏向大端，满载时，其接触区会相应增大 。6)各轴的轴向间隙是利用调整垫来调整。当用增减调整垫片的方法调整各部件达到规定的数值后，即可将轴承盖拆下涂以少许密封胶，重新用螺栓紧固在下箱体上。7）将在装配中落入箱体的各类杂物清除干净。8） 将密封胶均匀地涂在合箱口面及外露的轴承盖上 随即把上箱体合上， 立即用螺栓将其紧固。9）润滑油的牌号为 L-CKC680中负荷工业齿轮油， 严禁将不同牌号的润滑油混合使用。注意：-减速器在发货时要将润滑油放出，-投入运行前必须按要求重新注油。10) 用手转动第一轴轴，伸手感无阻卡现象。12)第一轴的二套轴承均为飞溅润滑，在每次搬家或拆检后第一次启动前应从处在第二轴上方的油孔中装入L-CKC680中负荷工业齿轮油,注油量为打开箱体侧面下方油塞溢油为止，其在后续工作中再不必注油。减速器的拆除一般按安装的相反顺序进行，但需注意以下几点：-拆除的零部件应轻拿轻放，严禁摔碰；-易混、易失的零部件应分类堆放和保管；-对清洗完毕,暂不使用的零部件，要进行防锈、防摔、防磕碰处理。二、转机的铺设安装转载机在下井安装铺设之前，应检查各零部件是否完好,品种数量是否齐全，否则应在地面检修好，备齐各零部件。转载机的铺设安装方案，应根据矿井具体条件而定，但一般可按下列方法、步骤进行：a)首先铺设机尾，将刮板链从机尾下链道穿过，再搭接在机尾链轮上。b)从机尾逐段铺设落地段中部槽，这时应将链条穿过底板，中部槽之间用哑铃销联接。c)与破碎机配套时，应按要求先把破碎机的主体部分安装在所需位置，然后将输入槽、凹槽与破碎机相联接。d)铺设爬坡段及架桥段的凸槽、铰接槽及悬空段中部槽时，中部槽用M30 螺栓联接，铰接槽间用70销轴联接，同时拧紧各槽间螺栓。并可按高度要求临时用木材架起，然后安装机头传动部。e)将下链道刮板链从伸缩槽及机头中板下面引出，绕过机头链轮搭在链轮上，以利于紧链。f)安装皮带机自移机尾。将机头与皮带机自移机尾连接。g)将落地段溜槽用连接板、搭接板和M24 螺栓联接。h)安装封顶板,用 M24螺栓与溜槽顶部孔联接。i)安装转载机上链道刮板并初步紧链，将上链道刮板导入下链道，并再次安装导入上链道的空链刮板，然后完成紧链过程。j)安装电缆架和电缆立板。k)安装时如运输不便，或其它原因，可将机头传动装置拆卸后，运入井下重装，但应注意将外露轴头、法兰盘止口等部位保护好，防止弄脏和损坏。三、转载机的试运转试运转前应捡查-检查电气信号装置、通讯、照明等工作是否正常。-检查减速器是否正常, 各润滑部位是否都经过充分润滑。-检查转载机上是否有遗漏的金属物品、工具等。四、空运转时应注意-检查电气控制系统的运转是否正确。-检查减速器有无渗漏现象，是否有异常声响及过热。-检查刮板链运行情况，有无卡链现象，刮板链过链轮是否啮合正常。-刮板链松紧程度是否合适，刮板是否装反，螺栓是否松动。五、转载机的运转转载机正常运转时应注意：-转载机的减速器及电动机等传动装置应保持清洁，以防止过热，否则会引起轴承、齿轮、电动机等零部件的损坏。-链条须有适当的预紧力，一般为机头链轮下边的链环松弛量为两个链环为适宜。-转载机应避免空负荷运转，以减少磨损，无特殊情况不要反转。-按规定部位、油种、时间进行加油六、拆卸方法转载机拆卸方法和顺序应根据具体情况而定，一般可按安装顺序进行，但应注意下列事项;1、拆卸传动部是，所有外露的轴端、轴套、连接罩、法兰盘止口等部位注意防止生锈、弄脏、损坏;、拆卸胶管时，胶管两端必须用堵塞堵住。、拆卸的零部，应存放在适当的箱内，以防止生锈和损坏。表4.2 转载机故障及处理方法故 障原 因处理方法电动机起动不起来,或者起动后又缓慢停止1. 电路有故障2. 电压下降3. 接触器有故障4. 操作程序不对1.检修电路2.检查电压3.检查过载保护继电器4.检查操作程序电动机及端部轴承部位发热1.超负荷运行时间太长2.通风散热情况不良3.轴承缺油或损坏1.减轻负荷,缩短超负荷运行时间2.清理电动机周围浮煤及杂物3.注油检轴承是否损坏减速器声音不正常1.齿轮啮合不好2.轴承或齿轮过度磨损损坏3.减速器内的油金属等杂物4.轴承间隙过大5.机件损坏1.检查、调整齿轮啮合情况2.更换磨损或损坏的齿轮和轴承3.清除减速器中的金属等杂物4.调整好轴承轴向游隙5.修理或更换机件4.2操作及运转1.转载机安全操作规程a)当转载机运行时，除规定的人行道以外，任何人不得横跨转载机，不得翻越转载机，同时也不允许滞留在卸载端，机尾端。b)除了工作面采出的煤和矸石以外，不允许运载其它物料。c)转载机运行时，不可倚靠转载机，也不可做在或站在转载机上d)运行过程中不可站在转载机的破碎出口处。e)除非转载机检修，否则机头在拆掉护板的情况下不许开动机器若要开动，也应在有关人员的严格监视下进行。当转载机检修时，刮板仍可能通过链轮运载煤和矸石，应格外小心不要站在卸载端和机尾端的链轮对面。f)设备运行时应和运动部件保持一定的安全距离。g)当检修设备或转载机运行时，操作人员应注意安全。h)所有的螺栓和连接件应正确安装，并按规程应拧紧。i)工作面转载机进行维护保养工作（如更换刮板、链轮、链条等都应在断电源的情况下进行。j)使用阻链装置紧链时，机械、电器的关联部分必须十分协调。紧链完毕后，切记要松开紧链装置和拆除阻链装置装置。k)工作面转载机要谨防链条过度张紧。如果发生链条过度张紧则在链条上进行任何工作都是危险的。m)拆卸和更换液压件时，应先释放掉压力。2、操作转载机在下井之前，了为检查其机械性能，使安装、维修和操作人员熟练地掌握操作技术，应在地面进行安装和试运转。试运转时应检查下列各项：检查电气控制系统运转是否正确;检查减速器和液力偶合器有无渗漏现象，刮板链过链轮是否正常，刮板链松紧程度是否适当。正常运转时应注意下列事项;在减速器，链轮，液力偶合器和电动机等传动装置处，必须保持清洁，以防止过热否则会引起轴承、齿轮和电动机等零部件损坏;链子必须有适当的紧力。一般机头链轮下的松驰量为圆环链节距的两倍为宜;拉移转载机时，须保证行走部在带式输送机的导轨上顺利移动。如果歪斜，则应及时调整拉移装置的锚固柱必须锚固可靠;要经常检查刮板链螺栓、挡板之间的螺栓、底板螺栓以及齿轮联轴器螺栓有无松动现象，发现松动应及时拧紧;转载机严禁运送材料，应避免空负荷运转，无正常理由不应反转结 论本次毕业设计是对转载机传动部进行设计。通过这次设计我对矿山机械和运输机械都有了更进一步的认识和了解。桥式转载机作为综采工作面运输的重要工具之一，已经经历了近几十年的发展历程，目前其设计技术也日益成熟。本次设计是在前人的基础上，对转载机进行改进和革新。本次设计的转载机采用了一个525kW的大功率电动机驱动链轮带动刮板链运动，输出轴与链轮组之间通过花键连接，在不用拆卸减速器的前期下就可以取出链轮组，便于维修和更换。这次设计的桥式转载机是由机头部、机身部、机尾部、刮板链、档煤板等组成。本次设计的传动装置，即机头传动部。该部主要由机头部分和动力部组成。机头部主要由链轮轴组、机头架等。动力部主要由减速器、液力偶合器、电动机等组成。该转载机传动系统采用圆锥-圆柱齿轮三级减速器进行传动。这类减速器装拆方便，成本低，易于维修并且减少了它的纵向距离，为井下巷道给予了足够的空间。本次设计的转载机传动部功率大，适应于大采高的中厚煤层，另外该机还可以通过伸缩液压缸推动伸缩槽来进行小部分紧链。通过本次毕业设计，使我对机械设计有了更深刻的认识。以前的课程设计中我们大多都是对一个机器的部件进行设计，工作量小、结构简单。通过简单的查阅资料基本上就可以解决问题了。这次毕业设计是对一个大型的而且没有见过的机械进行设计，虽然我只做传动部的设计，但工作量却是以前的好几倍。而且完全是按照实际工作中查找资料、分析、方案论证、整体设计再到具体设计的步骤走下来的。这是一个独立的设计锻炼和对四年所学知识的一种回顾，使我对设计的过程和步骤有了更进一步的了解，将对我以后的工作产生深远的影响。另外在这次设计中几乎用到了大学四年所有的专业课知识，包括机械原理、机械设计、机械制图、材料成型、公差配合和机械制造技术等。这次设计使我系统的总结了以前的理论知识，巩固了所学的知识、应用方式以及在实际生产的作用。通过这次毕业设计使我重新认识了机械设计的方法和设计思想。那就是在机械设计的过程必须在吸取前人经验的基础上，大胆改进、大胆创新。然后通过各种各样的结论和实践进行检验。当然设计中也有失败的时候，但是我们不怕失败，因为前人的设计经验就是从不断地失败中慢慢摸索出来的。也就是说创新设计是设计的生命源泉。最后，在这次设计中我学到了许多东西，也培养了我独立思考、工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对以后的学习、工作、生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然在设计中难免会出现很多问题，但是在设计过程中所学到的知识是本次设计的最大收获和财富，使我受益终身。参考文献1 王少怀，主编.机械设计师手册上册.北京：电子工业出版社，2006.72 王少怀，主编.机械设计师手册中册.北京：电子工业出版社，2006.73 机械设计手册编委会编著.机械设计手册新版.北京：第2卷.机械工业出版社，2004.84 机械设计手册编委会编著.机械设计手册新版.北京：第3卷.机械工业出版社，2004.85 机械设计手册编委会编著.机械设计手册新版.北京：第4卷.机械工业出版社，2004.86 综采技术手册编委会编著.综采技术手册（上）.煤炭工业出版社，19977 中国地方煤矿公司编.地方煤矿矿用设备图册.煤炭工业出版社，1991.6第一版8 人力资源和社会保障部教材办公室组织编写.综采运输机械.中国劳动社会保障出版社，2009.6，第一版9 程志红，主编.机械设计.南京：东南大学出版社，2006.610 程志红，唐大放，编著.机械设计课程上机与设计.南京：东南大学出版社，2006.1011 韩正铜，王天煜，主编.机械精度设计与检测.徐州：中国矿业大学出版社，2007.812 于学谦，主编.矿山运输机械.徐州：中国矿业大学出版社，2003.113 许福玲，陈尧明，主编.液压与气压传动.北京：第二版.机械工业出版社，2004.714 齐乐华，主编.工程材料及成形工艺基础.西安：西北工业大学出版社，2002.315 洪晓华，主编. 矿井运输提升机械设计.徐州：中国矿业大学出版社，2005.7，第二版16 采煤机械化设备使用与维护编审委员会，编. 采煤机械化设备使用与维护，运输设备（第四分册）.黑龙江科学技术出版社，198817 国外采煤工作面综合机械化设备编译组，编. 国外采煤工作面综合机械化设备，运输设备.煤炭工业出版社，197818 SZZ1350/525型转载机使用维护说明书.中煤张家口机械有限责任公司，2007.419中华人民共和国国家标准，矿用高强度圆环链GB/T 12718-2001,中国标准出版社，2001.8，第一版20中华人民共和国煤炭行业标准，MT231-91,煤炭科学研究总院提出21 薄煤层综采机械化采煤设备资料汇编，SZZ630/905型中双链刮板转载机，第四册.宁夏天地奔牛实业集团有限公司，2008.722MTT106-1996 顺槽刮板转载机通用技术条件。23闫志明.长运距超重型刮板转载机设计与研究硕士学位论文24Joseph E.Shigley,Charles R.Mischke.机械工程设计.北京：机械工业出版社,200225 Zhengduo Pang,Nianfeng Shi,Guoying Meng,Wei Li.“Developmentof in-line Oil Contamination Sensor for Lubricant of Scraper Conveyor Reducer”. The Ninth International Conference on Electronic Measurement & Instruments, No.4,pp808-814, ICEMI2009英文原文中文译文刮板输送机减速器润滑油传感器检测装置的应用摘要：新开发的运行传感器是用于检测刮板输送机减速器中的N320齿轮润滑油的污染程度。该传感器可检测润滑油NAS的污染程度，并能及时的更换润滑油，检测油污染水平超过了纵横交换标准指标的LCKC工业封闭齿轮油。本文介绍了传感器的设计要求，工作原理，波长，机械结构设计和测试校准的选择。在传感器和存在的不足并提出相应的解决方法。关键词：传感器，机械结构设计，油污染，传感器标定，光纤，刮板输送机。一 引言磨损与润滑不良是直接导致机械设备故障或重大损害的主要原因。壳牌公司的最新研究数据显示，大约35运行故障和38.5的柴油机齿轮故障是由于不正确的润滑1，2的结果产生。磨损颗粒是润滑油污染的主要来源。目前，应用检测用于工业是基于早期的光谱分析方法和铁谱分析技术对润滑油进行的分析，并使用离线的方法，不能满足现代工业设备的状态监测与故障诊断的要求。因此，有必要开发一个在线油污染检测器，可以提醒操作者采用过滤装置，根据油污染的程度，并及时的跟换润滑油，比规定的标准更高。在许多类型的油污染检测技术，利用光学测量方法具有非接触的优点，实时性和在线测量接触。二 工作原理该传感器的原理是基于光学吸收的方法。它使用的传动系统中的光学纤维，具有许多优点，如被抗干扰，无温度和电磁等。只有小颗粒存在的油设备是正常磨损状态。磨损粒子大量的出现可能会在一很短的时间内损害设备。因此，在线监测可以观测润滑油磨损的浓度和颗粒大小并能有效地防止发生故障.自然引起的磨损颗粒在润滑油分为三类3,4：粘磨损颗粒，是产品设备的摩擦严重磨损和破坏的重要标志;非金属磨损颗粒的结果是从燃烧失败的密封和过滤装置故障;环境污染物微粒，包括空气中的各种粒子，尤其是在开放系统，那里的污染程度较高，通常看到存在的污染物氧化。这些粒子的大小介于1 - 40m之间，以及20 - 30m之间对于设备有最大的影响，而低于1m者没有任何效果影响在设备5中。因此传感器应是最敏感的的粒子介于140m之间。滑油中的悬浮颗粒对润滑油的光学性能产生重大影响。浊度可以用来描述透光性质的粒子对油的影响。这一水平之间的浊度和污染程度是通过半定量测量浊度确定。图1显示了光纤传感器的原理图。由半导体激光器发出的光穿过光纤和光纤准直器，然后进入油池中。该探测器收集和反映光子传输并转换成电压，把固体颗粒污染的油的信息传递出来。图一光纤传感技术的原理图三 系统的实现方案原理当光纤通过含有污染物的油，通过光纤的一部分得到分散，其他吸收。当一束平行单色光的强度I0通过油时，其强度会降低到它的穿透深度，作为一个深度L函数，继兰伯特6，7的公式如下： （1）这是兰伯特法，在均匀介质的数学表达式，是吸收系数。当媒介溶解在油中，它的吸声系数是成正比的浓度c： （2）在一个连续溶解的浓度中，分子特征是取决于分子不断的吸收材料分子决定的。从（1），（2），中我们可以得到以下公式： （3）这个公式是比尔定律数学表达式。假设这个颗粒悬浮分散在油的散射模型和均衡的粒子那就可以被看作是一个二维的不透明磁盘。所有的入射光被吸收，衰减系数可写为： （4）消光系数K表明,各个微粒分散的相对媒介体积是由一个函数的粒径、不同波长和折射率的粒子乘积；N是粒子的浓度；D是粒子直径；是粒子所面临截面的光。公式(3)是对颗粒大小不同的多粒子系统中得到： （5）其中m是粒子相对折射率对周围介质;是粒子的直径。表示粒子的比例关系，建立了重量之间的频率W和粒度分布的关系表示如下： （6）由（6）到（5）可以得到在一个单一波长计算公式： （7）从（3），（4），我们可以得到单分散粒子系统，当穿透深度是固定的，其值是正比粒子数浓度，从而也得到粒子的质量浓度，即粒子的重量是间接通过测量获得的。通过这种方式，来确定油被污染的程度。四 波长选择灯光是由某些光子能量依赖的波长。这些分子和原子构成的物质是在不同的运动方式分别对应不同的能量水平。当光在油运输时，油分子所吸收的能量被量子化，这样可以吸收光子激发分子的旋转或振动方式，或电子的能量水平。光的波长传感器应符合下列条件：（1）敏感的固体粒子在油中。 （2）在油中光吸收率基本保持在选定的波长附近不变。 （3）光线穿过油时，这个能量衰变率应该是低谷。1-20号工业油，2-真空泵油，3-MD 1130,4-HL110,5-32号液压油图2. 油的透射特性曲线一般来说，固体颗粒的尺寸介于5-30m之间的是最危险的污染物。根据光吸收和散射理论，我们可以看到，吸收和散射光的油时，最强的粒子尺寸与光的波长约为10。为了使选波长的光线敏感，这些污染物的波长选择会在0.5-5m波长中被选。随着这样波长的光，透光率曲线，得到了搭配不同类型的油样品和使用高齿340记录分光光度计，如图
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