毕业设计（论文）-SGZ1000 2×700型刮板输送机设计.doc

中国矿业大学2010届本科生毕业设计 第 70页1 绪论刮板输送机是一种挠性牵引机构的连续输送机械，是为采煤工作面和采取巷道运煤布置的机械。它的牵引构件是刮板链，承载装置是中部槽，刮板链安置在中部槽的槽面。刮板输送机的相邻中部槽在水平、垂直面内可有限度折曲的叫可弯曲刮板输送机。其中机身在工作面和运输巷道交汇处呈90弯曲设置的工作面输送机叫“拐角刮板输送机”。在当前采煤工作面内，刮板输送机的作用不仅是运送煤和物料，而且还是采煤机的运行轨道，因此它成为现代化采煤工艺中不可缺少的主要设备。刮板输送机能保持连续运转，生产就能正常进行。否则，整个采煤工作面就会呈现停产状态，使整个生产中断。全套图纸加扣 3012250582 1.1 刮板输送机的组成 刮板输送机由机头部、机尾部、中部槽及附属部件、刮板链、紧链装置、推移装置和锚固装置组成。下面分述其结构和技术要求。1.1.1机头部随着综采工作面生产能力的迅速提高，刮板输送机端卸载已经难以满足要求，国内外大运量重型刮板输送机均采用交叉侧卸载机构，该机构经过几代改进，在卸载能力、效率、寿命等方面都有了很大的提高。同时，卸载高度的降低也为综采配套带来了便利。机头部由机头架、链轮、减速器、盲轴、联轴器和电动机组成，是将电动机的动力传递给刮板链的装置。链轮是一个组件，由链轮和连接筒组成。链轮是传力部件，也是易损部件，运转中除受静载荷外，还有脉冲和冲击载荷。链轮的齿形和基本尺寸参考矿用圆环链链轮的齿形和基本尺寸计算（MT/23191）计算。链轮用优质钢铸造或锻造后，调质处理，链窝和齿形表面经淬火处理。我国矿用圆环链轮技术条件（MT/Z9-80）规定了各项技术要求。为保证链轮的质量，刮板输送机通用技术条件（MT150-2006）中规定：轻型刮板输送机的链轮寿命部低于以一年，中、重型刮板输送机的链轮寿命部低于一年半。我国目前生产的刮板输送机减速器多为平行布置式、三级传动的圆锥圆柱齿轮减速器。其适用条件为：齿轮圆周速度不大于18m/s；安装角度为125；高速轴的转速不大于1500r/min；减速器工作的环境温度为-20C +35C；适用于正反两向运转。为适应不同需要，三级传动的圆锥圆柱出论减速器有三种装配形式：I型减速器的第二轴装配紧链装置，第四轴（或第一轴）装断销过载保护，这用形式用于30kW以下的减速器；II型减速器的第二轴端装紧链装置，利用液力耦合器实现过载保护，单机功率为4075kW的减速器多采用这用形式；III型减速器的第一轴装紧链装置，利用液力耦合器实现过载保护，单机功率90kW以上的减速器采用这种形式。采用双速电动机时，不能用液力耦合器，因为液力耦合器不能在低速下工作。用双速电机驱动，应采用适当的机械或电气过载保护装置。电动机与减速器的连接有弹性联轴器和液力耦合器两种。刮板输送机电动机不用液力耦合器时，采用双鼠笼转子并具有高启动转矩的隔离防爆型电动机。为解决刮板输送机的重载启动困难，德国和英国使用双速电动机。1.1.2中部槽及附属部件中部槽的刮板输送机的机身，有槽帮钢和中板焊接而成。上槽是装运物料的承载槽，下槽底部敞开供刮板链返程用。为减小刮板链返程的阻力，或在底板松软的条件下使用时防止槽体下陷，在槽帮钢下加焊接底板构成封底槽。使用封底槽安装下股刮板链和处理下股链事故比较困难，可以用间隔几节封底槽装一节有可拆中板的封底槽的办法，以减少困难。中部槽的形式列入标准的有中单链、中双链、边双链型三种。中部槽除了标准长度以外，为适应采煤工作面长度变化的需要，设有500mm和1000mm长的调节槽。机头过度槽和机尾过度槽是机头架与机尾架连接的特殊槽，它的一端与中部槽连接，另一端与机头架或机尾架连接。为了使从下槽脱出的刮板链在运行种回到槽内，可在尾部过度槽的下翼缘装设上链器。制造中部槽的槽帮钢有规定标准，规定的形式有D型、E型和M型三种。中部槽的连接装置目前应用的有插销式、哑铃式、插入圆柱销式等。铲煤板在推移中部槽时用来清理工作面的浮煤，它固定在中部槽的支座上，安装后上缘应低于槽帮，下缘要超出槽底，宽度方向与采煤机滚筒应有一间隔。机采矿用的挡煤板是一个有多种功能的组合件，其作用是防止煤向采空区洒落，以及为采煤机导向、放置电缆和水管、为千斤顶提供连接点等。1.1.3刮板链刮板链有链条和刮板组成，是刮板输送机的牵引机构。刮板链的作用是刮推槽内的物料。目前使用的有中单链、中双链、边双链三种。圆环链已经标准化，矿用高强度圆环链（GB/T12718-1991）对圆环链的形式、基本参数及尺寸、技术要求、试验方法及验收规则都作了规定。刮板的形式的状态要能在运行时有刮底清帮、防止煤粉粘结和堵塞的作用，并应尽量减小质量。刮板可用轧制异型钢或用锻造、铸造合金钢经韧化热处理制成。刮板了、链条不与中板接触，两侧与槽帮形状相同，刮底清帮效果好。刮板与链条的连接，边双链式目前多采用U型连接环的两侧套入链环，然后用螺栓与刮板连接；中单链刮板上有窝链，以此链窝与链条的平行环相配，用特制的U形螺栓和自锁螺母固定；中双链的刮板上有链窝，用卡链横梁和刮板夹保持平环，以螺栓和自锁螺母固定。1.1.4紧链装置刮板链安装时，要给予一定的预紧力，使它运行时在张力最小点不发生链条松弛或堆积。给刮板链施加张紧力的装置叫紧链装置。目前应用的方式有三种：一种是将刮板链一端固定在机头架上，另一端绕经机头链轮，用机头部的电动机使链轮反转，将链条拉紧，电动机停止反转时，立即用一种制动装置将链轮闸住，防止链条回松；另一种方式与目前一种基本相同，只是不用电动机反转紧链，而用专设的液压马达紧链；第三种方式是采用专用的液压缸紧链。第一种紧链方式使用的紧链器有三种：棘轮紧链器、摩擦轮紧链器、闸盘紧链器。1.1.5推移装置推移装置是在采煤工作面内将刮板输送机向煤壁推移的机械。综合工作面使用液压支架上的推移千斤顶，非综合工作面用单体液压推溜器或手动液压推溜器。1.1.6锚固装置锚固装置的刮板输送机在倾角较大的工作面工作有下滑可能时，用以固定、防滑之用。它由单体液压支架和锚固架组成，锚固架与机头架、机尾架连接，使用液压支架的泵站。1.2 刮板输送机的分类刮板输送机的类型很多，可按刮板链型式、卸载方式、中部槽结构、采煤机牵引方式、电动机类型、承载重类型、整机适用条件分类。按刮板链型式分为中单链型刮板输送机、边双链型刮板输送机、中双链型刮板输送机、准边双链型刮板输送机。按卸载方式分为端卸式刮板输送机、侧卸式刮板输送机、直弯式刮板输送机、交叉侧卸式刮板输送机，现在重型、超重型刮板输送机多用于交叉侧卸式刮板输送机。按中部槽结构分为开底式刮板输送机、封底式刮板输送机、分体中部槽刮板输送机、整体焊接中部槽刮板输送机、框架式中部槽刮板输送机、铸造式中部槽刮板输送机。按采煤机牵引方式分为有链牵引采煤机用的刮板输送机和无链牵引采煤机用的刮板输送机。按电动机类型分为单速电动机刮板输送机和双速电动机刮板输送机。按承重类型分为轻型刮板输送机、中型刮板输送机、重型刮板输送机、超重型刮板输送机。按整机适用条件分为缓倾斜中厚煤层刮板输送机、缓倾斜薄煤层刮板输送机、缓倾斜厚煤层大采高刮板输送机、缓倾斜三软煤层刮板输送机、中厚煤层大倾角刮板输送机、急倾斜厚煤层水平分段放顶煤及“三下”综采刮板输送机。1.3 刮板输送机的应用刮板输送机可用于水平运输，亦可用于倾斜运输。沿倾斜向上运输时，煤层倾角不得超过25，向下运输时，倾角不得超过20，当煤层倾角较大时，应安装防滑装置。可弯曲刮板输送机允许在水平和垂直方向作24的弯曲。1.4 刮板输送机的工作原理 刮板输送机的工作原理是，将敞开的溜槽，作为煤炭、矸石或物料等的承受件，将刮板固定在链条上（组成刮板链），作为牵引构件。当机头传动部启动后，带动机头轴上的链轮旋转，使刮板链循环运行带动物料沿着溜槽移动，直至到机头部卸载。刮板链绕过链轮作无级闭合循环运行，完成物料的输送。 1.5 刮板输送机的特点（1）结构坚实。能经受住煤炭、矸石或其他物料的冲、撞、砸、压等外力作用。（2） 能适应采煤工作面底板不平、弯曲推移的需要，可以承受垂直或水平方向的弯曲。（3）机身矮，便于安装。（4）能兼作采煤机运行的轨道。（5）可反向运行，便于处理底链事故。（6）能作液压支架前段的支点。（7）空载功率消耗较大，为总功率的30%左右。（8）不宜长距离输送。 （9）易发生掉链、跳链事故。（10）消耗钢材多，成本大。 1.6 刮板输送机的发展现状和趋势 刮板输送机在煤矿的生产与建设中的发展，大致经历了三个阶段。第一阶段在20世纪3040年代，是可拆卸的刮板输送机，它在工作面内只能直线铺设，随工作面的推进，需人工拆卸、搬移、组装。刮板链是板式，多为单链，如V型、SGD-11型、SGD-20型等小功率轻型刮板输送机。第二阶段是20世纪40年代前期由德国制造出可弯曲刮板输送机，它与采煤机、金属支架配合实现了机械化采煤。这种刮板输送机咳适应底板不平凸凹不平和水平弯曲等条件，移设时不需拆卸，并且运煤量也有所增大，如当时的型号SGW-44型刮板输送机就是这个阶段的代表产品。进入20世纪60年代由于液压支架的出现，为了适应综采的需要，刮板输送机发展到了第三阶段，研制出大功率可弯曲重型刮板输送机，如SGD-630/75型、SGD-630/180型等就是属于这个阶段的产品。目前，随着采煤工作面生产能力的不断增大，刮板输送机主要发展趋势是：（1）大运输量。国外先进采煤国家已经发展到小时输送能力高达1500t（80年代）3500t（90年代）的刮板输送机。（2）长运输距离。为了减少采区阶段煤柱的损失量，加大工作面的长度，刮板输送机的长度已经达到400m以上。（3）大功率电动机。电动机的功率已发展到单电机达1000kW，输送能力3000t/h。（4）寿命长。由于使用大直径圆环链，增加了刮板链的强度，延长了刮板输送机的寿命，整机过煤量高达600万吨以上。1.7新型刮板输送机刮板输送机是煤矿、化学矿山、金属矿山及电厂等用来输送物料的重要运输工具。它是由中部槽、链条、刮板及牵引系统组成。其中，中部槽是刮板输送机的主要部分，钢制的中部槽已有近百年的历史，在长期的使用过程中存在以下缺点：重量大，安装和搬运费时费力；中部槽一般是由615mm的钢板制成，在受到较大的冲击时易变形，修复比较困难；耐腐蚀性差；耐磨性差；物料与中部槽的摩擦系数大，刮板输送机的功率大部分消耗于物料与中部槽的摩擦力上，造成了能耗过大、投资增加。 用超高分子量聚乙烯是制造刮板输送机的中板，可解决钢制中板所存在的问题，得到塑料刮板输送机。对于小型刮板输送机可以通过改性超高分子量聚乙烯来制造刮板输送机。对于上面行走采煤机的大型刮板输送机，要采用钢塑复合的方法，用超高分子量聚乙烯作为衬里，提高大型刮板输送机的耐磨性，延长使用寿命，降低摩擦因数，从而降低功率消耗并降低对牵引、传动系统的要求，这对大型刮板输送机有巨大意义。1.8 SGZ1000/2700中双链刮板输送机技术特征设计长度 300m输送能力 2000t/h链 速 1.5m/s电 动 机:型 号 YBSD700/350-4/8转 速 1484r/min电 压 3300v频 率 50Hz减 速 器： 型 号 JS-700圆锥、圆柱行星减速器传动功率 700kW传 动 比 40.86刮 板 链： 型 式 中双链圆环链规格 2-38137-C链 距 200mm刮板间距 1096mm中部槽规格（长宽高） 1500960315mm中部槽连接形式 哑铃连接紧链方式 液压缸紧链牵引方式 埋链式卸载方式 端卸2 总体设计2.1刮板输送机设计计算刮板输送机设计输送能力2000t/h，设计长度300m，链速1.5m/s。在查取相关资料后决定选用弧齿锥齿轮，斜齿圆柱齿轮和行星齿轮三级减速传动。输送机与截深0.8m无链电牵引采煤机配套使用，可适应缓倾斜、左右综采工作面，工作倾角10。刮板输送机在工作过程中其槽间水平弯曲角度为3，采用38137-C级圆环链的中双链式刮板链，单位长度质量29kg/m，双机头驱动。见图2-1。图2-1 刮板输送机计算图2.1.1中部槽的设计选用在查阅大量文献资料后，发现设计输送能力与中部槽实际过煤能力存在很大出入（中部槽物料断面见图2-2），故在此引入刮板输送机输送能力影响系数， 图2-2中部槽物料断面在比较与此次设计参数相近的相关企业产品后取刮板输送机输送能力影响系数。则在选取中部槽时，其实际过煤能力为：由此可推算出中部槽过煤断面积： （2-1）式中, A货载最大横断面积，； 货载的装满系数，； 货载的散装容重，对原煤； 刮板输送机链速，m/s。代入式（2-1）得：参考相关产品选取刮板链尺寸为38137-C型圆环链，圆环链尺寸的确定决定了刮板的尺寸，刮板尺寸的确立为中部槽的选择提供参考，决定了中部槽的宽度，查煤炭行业标准取中部槽内宽为1000mm，采用铸造槽帮钢，带铲、挡煤板。中部槽高度的选择满足式（2-2）： (2-2)式中，中部槽内宽，m。取； 中部槽高度，m； 物料堆积角，()。取代入式（2-2）得：取中板厚度40mm，依据MT/T864-2000刮板输送机铸造槽帮型式和尺寸选取槽帮高mm。选取中部槽长mm。2.1.2运行阻力的计算按三机配套的原则，刮板输送机的输送能力要略大于采煤机的理论计算能力，在此取系数，则可计算所选采煤机的理论生产能力t/h。（1）为简化计算，中部槽单位长度上的装煤量只按链速计算，即：kg（2） 计算重、空段的运行阻力，取重段阻力为空段阻力为（3） 按弯曲段的几何关系，计算中部槽弯曲段的中心角式中：弯曲段的半径，m； 相邻两节中部槽间的最大折曲角,()； 标准中部槽长，m； 机身推移距离，m； 弯曲段全长，m； 弯曲段中心角，()。（4） 确定最小张力点由判定刮板输送机最小张力点在“1”点。（5） 计算各点张力取最小张力点为0，按弯曲段距离工作面上端5m，用逐点计算法计算刮板链在各点的张力。 2.1.3计算电机功率取传动系统的效率，绕经驱动轮的阻力系数，代入下式得：上端驱动电机功率为：下端驱动电机功率为：将上述电动机功率计算值各加20%的备用量，得上端电机功率为653.56kW，下端电机功率为606.56kW。因此配备2700kW电动机双头驱动即可满足需要。由计算所得电机功率选YBSD700/350-4/8型刮板输送机用防爆电机，其额定转速。2.1.4计算刮板链的预紧力和紧链力为简便计算，预紧力近似按下式计算：紧链力按式(2-3)计算： (2-3)式中：紧链力，N； 拉伸段的弹性伸长量，mm；取mm1条 38137圆环链的刚度。代入式(2-3)：2.1.5验算刮板链的安全系数查标准可知38137-C级圆环链的破断拉力为2270kN，中双链负荷不均匀系数取0.85，则： (2-4)式中，n链条的安全系数； 一条链条的破断拉力，N； 刮板链的最大静张力，N； 双链负荷不均匀系数，取代入式(2-4)得：有计算结果可知，所选取的刮板链符合要求。2.2传动方案的设计2.2.1传动方案的确定刮板输送机减速器与刮板输送机之间采用平行布置方式，型号JS700,采用三级圆锥-圆柱齿轮传动，依据MT/T148-1997刮板输送机减速器规定，减速器采用水平剖分式，上下箱体对称布置，电动机与输入轴之间采用HL型弹性柱销联轴器连接，减速器布置型式见图 2-3。 图2-3减速器布置示意图2.2.2总传动比及传动比分配（1） 驱动链轮转速的计算链轮转速计算见式(2-5)： (2-5)式中：链轮转速，r/min； 圆环链链速，m/s。； 链轮齿数，； 链轮节距，mm； （2-6） 链轮节圆直径，mm。由圆环链规格38137及选取链轮齿数N=9，计算链轮节圆直径。 （2-7）式中 圆环链节距，mm。取； 为圆环链直径，mm。取； 为链轮节距角，。代入式（2-7）得：取将节圆直径代入式（2-6）得链轮节距：得链轮转速：（2） 总传动比的计算及分配1） 总传动比：2)传动比分配：减速器为三级展开式，依据手册中提供的分配方法，经调整确定，。3)传动比误差：传动比分配符合要求。2.2.3传动装置运动参数的计算从减速器的高速轴开始各轴命名为轴、轴、轴、轴。（1） 各轴转速计算（2）各轴功率计算（3）各轴扭矩计算2.3减速器传动件设计计算2.3.1传动部弧齿锥齿轮设计计算已知参数： 已知：两锥齿轮轴交角，小齿轮悬臂布置，大齿轮两端支承，长期工作，闭式锥齿轮传动，先按接触疲劳强度计算，再按接触疲劳强度和抗弯强度校核计算。具体设计参数及结果表2.1，介绍齿轮传动部分的设计方法和步骤。表2.1 弧齿锥齿轮的设计计算设计项目及说明结果（1）选材料、热处理方法、定精度等级。 选小齿轮 20GrMnTi HRC5862大齿轮 20MnVB HRC5662大 小齿轮均采用渗碳淬火 许用接触应力 接触疲劳极限N/mm2N/mm2接触强度寿命系数ZN 应力循环次数 =6014841(530016)=2.14109 次 =2.14109 次=2.14109/2.5 =0.85108 次=0.85108 次式中:齿轮转速,齿轮每转一圈时同一齿面的啮合次数齿轮的工作寿命,h取接触强度最小安全系数 =1则 =16001/1 =15501/1则 =1550 N/mm2 （2）齿面接触疲劳强度设计计算选用弧齿锥齿轮，按接触强度进行初步设计，即载荷系数 取齿宽系数 取估算小轮大端分度圆直径 （3）主要几何尺寸计算 齿数， 取 实际齿数比 分锥角 大端模数 按标准取 分度圆直径 变位系数弧齿锥齿轮采用高-切变位 锥矩 齿宽 取大端齿顶高 大端齿高大端齿根高 大端齿顶圆直径: 齿根角齿顶角顶锥角 根锥角 外锥高 安装距，考虑齿轮结构情况，以及支撑端距H的测量方便，取 支撑端距H 弧齿厚 式中为大端螺旋角中点锥距 ，mm铣刀盘名义直径，mm取则则 当量齿数， 端面重合度 取 则 齿线重合度 取 总重合度 （4）校核接触强度 强度条件 计算接触应力 式中： 节点区域系数 取 弹性系数取 接触强度计算的重合度系数 当量圆柱齿轮的重合度 当量齿轮分度圆直径,mm 当量齿轮中心距，mm当量齿轮顶圆直径,mm 端面齿形角 当量齿轮基圆直径,，mm 啮合线长度,mm断面重合度 则接触强度计算的螺旋角系数接触强度计算的锥齿轮系数取使用系数取动载系数取接触强度计算的齿向载荷分布系数取接触强度计算的齿向载荷分配系数取齿宽中点分度圆上的名义切向力,N 齿宽中点分度圆直径,mm 则接触强度计算的有效齿宽,mm 计算接触应力 结论：满足接触强度（5） 齿根弯曲强度校核 强度条件计算齿根应力式中：弯曲强度计算的齿向载荷分布系数取 弯曲强度计算的齿向载荷分布系数取 弯曲强度计算的有效齿宽,mm 齿形系数取 应力修正系数取 弯曲强度计算的重合度系数式中： 则弯曲强度计算的螺旋角系数弯曲强度计算的锥齿轮系数 取 齿宽中点法向模数 则 N/mm2 N/mm2 许用弯曲应力式中：弯曲疲劳极限取=900 N/mm2 =850 N/mm2弯曲强度的最小安全系数取 =1.4 实验齿轮的应力修正系数取 相对齿根圆角敏感系数取 相对齿根表面状况系数取 弯曲强度计算的尺寸系数取 则： 结论：满足齿根弯曲强度。 Error! Reference source not found.=2.14109 次=0.85108 次Error! No bookmark name given.=1=1600 N/mm2=1550 N/mm2Error! No bookmark name given.Error! No bookmark name given.Error! No bookmark name given.Error! Reference source not found.Error! No bookmark name given.Error! No bookmark name given.Error! No bookmark name given.校验合格=900 N/mm2=850 N/mm2=1.4 校核合格2.3.2 中速级斜齿圆柱齿轮设计计算已知参数： 先按接触疲劳强度计算，再按接触疲劳强度和抗弯强度校核计算。具体设计参数及结果表2.2，介绍齿轮传动部分的设计方法和步骤。表2.2 中速级斜齿轮的设计计算设计项目及说明结果 （1）选材料、热处理方法。 选小齿轮 20GrMnTi HRC5862大齿轮 20MnVB HRC5662大 小齿轮均采用渗碳淬火 （2）初步确定主要参数 1）按接触强度初步确定中心距a，mm 取N/mm2 N/mm2 小齿轮传递的转矩 取则取齿轮精度为7级，取K=2.7圆整取2) 初步确定模数mn，齿数z，螺旋角，分度圆直径d，齿宽b。 取取则中心距取螺旋角代入得圆整后取分度圆螺旋角分度圆直径,mm齿宽,mm圆整取取 3） 初定变位系数 此级传动采用高变位当量齿数由当量齿数查得变位系数为：4）确定其他参数齿顶高齿根高齿顶圆直径 齿根圆直径断面重合度取 得：纵向重合度总重合度(4) 接触强度的校核 分度圆上的圆周力 使用系数取动载系数取接触强度计算的齿向载荷分布系数取接触强度计算的齿向载荷分配系数取弹性系数取节点区域系数 取接触强度计算的重合度系数 接触强度计算的螺旋角计算接触应力 按接触疲劳强度计算寿命系数=60598.151(530016)=8.61108 次 次取最小安全系数取 润滑剂系数取速度系数取粗糙度系数大小齿轮的齿面粗糙度取为：取齿面硬化系数大小齿面都是硬齿面取接触强度计算的尺寸系数取许用接触应力接触强度判断接触强度校核通过（6） 齿根弯曲强度校核 强度条件计算齿根应力式中：弯曲强度计算的齿向载荷分布系数取 弯曲强度计算的齿向载荷分布系数取 齿形系数取 应力修正系数取 弯曲强度计算的重合度系数式中：则弯曲强度计算的螺旋角系数取则 许用弯曲应力式中：弯曲疲劳极限取=900 N/mm2 =850 N/mm2弯曲强度的最小安全系数取 =1.4 实验齿轮的应力修正系数取 相对齿根圆角敏感系数取 相对齿根表面状况系数取 弯曲强度计算的尺寸系数取 则： 结论： 满足齿根弯曲强度 N/mm2N/mm2K=2.7次次强度校核通过=900 N/mm2=850 N/mm2=1.4 校核通过2.3.3传动部行星机构的设计计算（1）配齿计算取行星轮数目，过多会使其载荷均衡困难，过少又发挥不了行星齿轮传动的优点。各轮齿数按公式(2-8)计算: (2-8) 进行配齿计算，计算中根据并适当调整，使c等于整数，再求出，应尽可能取质数，并使。适当调整，使c为整数。则 所以 取 取 采用不等角变位，取。则，查手册得啮合角，（2）按接触强度初步确定A-C传动的中心距和模数输入转距因传动中有一个或两个基本构件浮动动作为均载机构，且齿轮精度低于6级，所以取载荷不均匀系数。在一对A-C传动中，小齿轮（太阳轮）传递的扭矩 查手册得接触强度使用的综合系数。齿数比。取齿宽系数太阳和行星齿轮的材料用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度HRC5862(太阳轮)和HRC5662（行星轮），。计算中心距：模数取模数：则A-C传动的未变位时的中心距：取啮合角，可得A-C传动中心距变动系数：则中心距：取实际中心距（3） 计算A-C传动的实际中心距变动系数和啮合角(4) 计算A-C传动的变位系数查手册取变位系数,则(5) 计算C-B传动的中心距变动系数和啮合角C-B传动的未变位是的中心距：则(6) 计算C-B传动的变位系数（7） 几何尺寸计算1）分度圆直径 2）齿顶高A-C传动齿顶高变位系数C-B传动齿顶高变位系数 。3）齿根高 4）齿高 5）齿顶圆直径 mm6）齿根圆直径7)齿宽取 (8)装配条件的验算对于所设计的上述行星齿轮传动应满足如下的装配条件。1）邻接条件 按公式验算其邻接条件，即 所以满足邻接条件。2）同心条件 按公式验算该2KH型行星传动的同心条件，即 （2-9）各齿轮副的啮合为和，且，和。代入式(2-9)得所以满足同心条件。3）安装条件验算 按公式验算其安装条件，即得所以，满足其安装条件。（9）行星传动齿轮联轴器的设计计算在行星齿轮传动中广泛使用齿轮联轴器来保证浮动机构中的浮动件在受力不平衡时产生位移，以使各行星轮之间载荷分布均匀。齿轮联轴器可分为单联和双联齿轮联轴器两种。在设计中选用了双联齿轮联轴器，其计算如下：1）由轮齿剪切应力计算分度圆直径和模数假设轮齿是在分度圆线上发生剪切，则剪应力为： （2-10）式中：传递扭矩，Nm；取载荷不均匀系数；取使用系数;取轮齿载荷分布系数；取分度圆直径，mm；齿数；取齿宽，mm；分度圆上弦齿厚，mm 。；寿命系数;通常每开动和停止一次，才算一个加载循环；取许用剪切应力N/mm2；联轴器选用20CrMnTi，其许用剪切应力取。代入式（2-10）：齿轮联轴器的模数取则分度圆直径2） 齿轮联轴器的几何计算齿顶圆直径齿根圆直径齿宽取内齿套直径取2.3.4圆环链链轮设计计算设计选用38137高强度圆环链，链轮齿数选。其基本几何尺寸计算如下：节圆直径取（2） 顶圆直径（3） 链轮立环的立槽直径 （2-11）式中，圆环链最大外宽取代入式（2-11）：（4） 链轮立环立槽宽度对38137链条：（5） 齿根圆弧半径,mm（6） 链轮中心至链窝底平面的距离,mm圆整取：（7） 链窝长度取（8） 链窝中心距,mm取（9） 短齿厚度（10） 齿形圆弧半径,mm（11） 立环槽圆弧半径（12） 短齿根部圆弧半径，mm链轮的制造应符合MT231-91矿用刮板输送机驱动链轮标准的要求，并按照规定程序批准的图样和文件制造。3 零部件的设计及校核3.1轴的设计及校核3.1.1高速轴的设计校核高速轴通过弹性联轴器与电机连接，轴的左端为一格里森制弧齿锥齿轮，正交传动。已知，。齿轮为主动轮,左旋左转。高速轴结构见图3-1。图3-1 轴的结构图（1） 计算作用在锥齿轮上的力齿宽中点分度圆上的切向力，NN齿宽中点处的径向力，N 齿宽中点处的轴向力，N（2）确定轴的最小直径选取轴的材料为40Cr钢，调质处理。初估轴的最小直径，取，计算轴的最小值时加大3%以考虑键槽的影响可得: 根据电机的输出轴查联轴器规格，最终确定轴的最小直径取。（3） 轴的结构设计段 用于联轴器，其直径应该与所选联轴器的孔径相配合。所选取轴段的直径 ,其长度取段 为了半联轴器的轴向定位，轴段左端制出定位轴肩，取轴肩高度，以轴段的直径 ，该轴段放轴承端盖，其长度取。段 此段对称轴装两圆锥滚子轴承。为便于装拆轴承内圈，且符合标准轴承内径 ，选用31328圆锥滚子轴承，对此轴阶梯化取，。段 为便于轴承定位同时为方便轴承装拆取轴肩高出轴承内径5mm，取，考虑要满足轴承寿命的需要取。段 该轴段安装滚动轴承，选用调心滚子轴承，取，选用22328TN/W33型调心滚子轴承，。段 该段与锥齿轮连接，取，。（4）绘制轴的弯矩图和扭矩图：1）求轴承反力：H水平面： V垂直面：2）求B点处弯矩：H水平面： V垂直面： 3）合成弯矩： 扭矩T：弯矩扭矩图见图3-2。（5）按弯扭合成强度校核轴的强度：当量弯距=，取折合系数a=0.6,当量弯矩见图3-2。轴的材料为40Cr，调质处理。由手册查得，则材料许用应力。轴的计算应力为根据计算结果可知，该轴满足强度要求。（6） 精确校核轴的疲劳强度1） 轴的细部结构设计圆角半径：根据加工工艺，轴承、齿轮、联轴器的圆角决定与之相结合的圆角半径。键槽：齿轮、半联轴器与轴周向固定采用A型平键连接，按GB1095-79和GB1096-79合理选择平键。配合：参考现有图纸和设计手册要求。2） 选择危险截面如图3-2所示,17各截面均有应力集中源，选择其中较大，应力集中较严重的截面。选择6面。3） 计算危险截面工作应力截面弯矩：截面扭矩抗弯截面系数：抗扭截面系数：截面上弯曲应力：截面上扭剪应力：弯曲应力幅：弯曲平均应力：扭切应力幅和平均应力：4） 确定轴材料机械性能查得弯曲疲劳极限，剪切疲劳极限。合金钢材料特性系数，。5） 确定综合影响系数轴肩圆角处有效应力集中系数，根据，查手册后取差图3-2 轴的计算简图值计算得：。配合处综合影响系数，根据，配合，查手册后取差值计算得：。键槽处有效应力集中系数，根据，查手册后取差值计算得：。尺寸系数，根据查手册取。表面状况系数，根据，表面加工方法查得。轴肩处综合影响系数为：键槽处综合影响系数为：同一截面上如有两个以上的应力集中源，取其中较大的综合影响系数来计算安全系数，故按配合处取综合影响系数。6） 计算安全系数取需用安全系数3.1.2第二轴的设计计算高速轴通过锥齿轮传动将力传给第二轴，轴的右端为格里森制弧齿锥齿轮，与高速轴小齿轮正交传动，左端有一斜齿圆柱齿轮。第二轴结构见图3-3。图3-3 第二轴的结构图（1） 计算作用在斜、锥齿轮上的力斜齿轮的作用力大锥齿轮右旋右转，其各力大小如下：N（2）确定轴的最小直径选取轴的材料为30CrMnTi，调质处理。初估轴的最小直径，取，计算轴的最小值时加大3%以考虑键槽的影响可得: 取。（3）轴的结构设计段 用于装配轴承，其直径应该与所选轴承的孔径相配合，选用32324圆锥滚子轴承。所选取轴段的直径 ,其长度取段 为了轴承的轴向定位，轴段右端制出定位轴肩，轴段的直径 ，其长度取。段 此段加工成齿轮轴。其分度圆直径取，。段 为便于大锥齿轮轴向定位同时为方便齿轮装拆取轴肩高出大锥齿轮内径10mm，取，取。段 该轴段安装大锥齿轮，取，轴段长度比齿轮轮毂长度短35mm，取。段 用于装配轴承，其直径应该与所选轴承的孔径相配合，选用32324圆锥滚子轴承。所选取轴段的直径 ,为将大锥齿轮的右端轴向固定，以及将轴承内圈固定，两者之间加一节轴套，故段其长度取（4）绘制轴的弯矩图和扭矩图：1）求轴承反力：H水平面： V垂直面：2）求B、C点处弯矩：H水平面： V垂直面： 3）合成弯矩： 扭矩T：弯矩扭矩图见图3-4。（5）按弯扭合成强度校核轴的强度：当量弯距，取折合系数a=0.6,则齿宽中点处当量弯矩为：当量弯矩见图3-4。轴的材料为30CrMnTi，调质处理。由手册查得，则材料许用应力。B、C点轴的计算应力为:图3-4 第二轴的计算简图根据计算结果可知，该轴满足强度要求。（6）精确校核轴的疲劳强度1）轴的细部结构设计圆角半径：根据加工工艺，轴承、齿轮、联轴器的圆角决定与之相结合的圆角半径。键槽：齿轮、半联轴器与轴周向固定采用A型平键连接，按GB1095-79和GB1096-79合理选择平键。配合：参考现有图纸和设计手册要求。2)选择危