机械毕业设计（论文）-MG6501500-WD型电牵引采煤机牵引部设计【全套图纸】.doc

中国矿业大学2010届本科生毕业论文第54页1 绪论全套图纸，加1538937061.1采煤机发展史机械化采煤开始于上世纪40年代，是随着采煤机械（采煤机和刨煤机）的出现而开始的。40年代初期，英国、苏联相继生产了采煤机，联邦德国生产了刨煤机，使工作面落煤，装煤实现了机械化。但是当时的采煤机都是链式工作机构，能耗大、效率低，加上工作面输送机不能自移，所以生产率受到一定的限制。50年代初期，英国、联邦德国相继生产力滚筒采煤机、可弯曲刮板输送机和单体液压支柱，大大推进了采煤机械化的发展。由于当时采煤机上的滚筒式死滚筒，不能实现跳高，因而限制了采煤机械的适用范围，我们称这种固定滚筒的采煤机为第一代采煤机。这样，50年代各国的采煤机械化的主流还只是处于普通机械化水平。虽然载1954年英国已经研制出了液压自移式支架，但是由于采煤机和可弯曲刮板输送机尚不完善，综采技术仅仅处于开始试验阶段。60年代是世界综采技术的发展时期。第二代采煤机单摇臂滚筒采煤机的出现，解决了采高调整的问题，扩大了采煤机的适用范围；特别式1964年第三代采煤机双摇臂采煤机的出现，进一步解决了工作面自开缺口问题；再加上液压支架和可弯曲刮板输送机的不断完善，滑行刨的研制成功等，把综采技术推向了一个新水平，并在生产中显示了综合机械化采煤的优越性高校、高产 、安全和经济，因此各国竞相采用综采。进入70年代。综采机械化得到了进一步发掌和提高，综采设备开始向大功率、高效率及完善性能和扩大使用范围等方向发掌，相继出现了功率为7501000KW，生产率大1500T/H的刮板输送机，以及工作阻力大1500KN的强力液压支架等。1970年采煤机无链牵引系统的研制成功以及1976年出现的第四代采煤机电牵引采煤机，大大改善了采煤机的性能，并扩大了它的使用范围。目前，各主要产煤国家已基本上实现力采煤机械化。衡量一个国家采煤机械化水平的指标是采煤机械化程度和综采机械化程度。采煤机械化的发展方向是：不断完善各类采煤设备，使之达到高效、高产、安全、经济；向遥控及自动控制发展，以逐步过渡到无人工作面采煤；提高单机的可靠性，并使之系列化、标准化和通用化；研制后、薄及急倾斜等难采煤层的机械设备。世界第一台直流电牵引采煤机（他厉）采煤机是由德国艾克夫公司1976年研制的EDW-150-SL型。该采煤机在1976年5月在德国杜赛尔多夫展览，1976年11月15日在奥地利特丽梅卡尔姆矿试验成功，最高月产33590t，工作面效率达41.148.6t/工，采完一个工作面才换一次电刷，故障率只是液压牵引采煤机的五分之一，一开始就显示出电牵引采煤的优越性，1980年5月EDW-150-SL型电牵引采煤机在德国萨尔矿区使用，平均日产8015t比原来飞EDW300L型液压采煤机产量高出50%70%。1980年生产的EDW-450/1000采煤机于1989年在澳大利亚尤兰矿创日产25978t的日采记录，1995年8月又在该矿创下日产34130t的记录。 美国久益公司于1976年研制出1LS直流（串厉）电牵引采煤机，以后陆续改装为2LS、3LS、4LS系列，1990年生产了6LS型大功率采煤机。1996年生产的6SL05型采煤机，其截割部功率为2600KW，电牵引功率为270KW，总装机功率为1530KW，是当时撞击功率最大的电牵引采煤机。1988年3LS采煤机为美国米地基矿创下年品均日产11380t，月平均日日产15854t，年产量250万t的世界纪录。全矿318人全员效率40t，每班7人一日三班。采煤机可用率在95%以上，出煤350万t大修一次。前苏联于1977年在井下使用了K128直流电牵引采煤机，1990年使用了231台采煤机数量是世界上最多的一家，今年来采煤机的使用日趋增多：1991年报道美国电牵引采煤机占采煤机总量的65%，美国51%，澳大利亚46%，1994年美国98.7%，只有一台液压牵引采煤机。电牵引采煤机采用多电动机的设计方案已为世界各国选用，多电动机的优点是截割部电动机横置，除省去圆弧锥齿轮外，还大量减少了传动齿轮副，简化了机械传动系统，提高传动效率，并为大幅度提高采煤机装机总功率创造了条。装机总功率的增大，截割煤速度和生产生产能力大大提高，是液压牵引采煤机的34倍，电牵引采煤机一般布置67台电机，左右截割部各一台，左右牵引部各一台，液压泵电动机12台，破碎机电动机1台。1.2采煤机简述采煤机有不同的分类方法，一般我们按照工作机构的形式进行分类，可分为：滚筒式、钻削式和链式采煤机；现在我们所说的采煤机主要是指滚筒采煤机，这种采煤机适用范围广，可靠性高，效率高，所以现在使用很广泛。滚筒采煤机的组成如图1-1 所示。一般都由下列部分组成：（1）截割部截割部包括摇臂齿轮箱（对整体调高采煤机来说，摇臂齿轮箱和机头齿轮箱为一整体）、机头齿轮箱、滚筒及附件。截割部的主要作用是落煤、碎煤和装煤。（2）牵引部牵引部由牵引传动装置和牵引机构组成。牵引机构是移动采煤机的执行机构，又可分为链牵引和无链牵引两类。牵引部的主要作用是控制，使其按要求沿工作面运行，并对采煤机进行过载保护。（3）电气系统 电气系统包括电动机及其箱体和装有各种电气元件的中间箱（连接箱）。该系统的主要作用是为采煤机提供动力，并对采煤机进行过载保护及控制其动作。（4）辅助装置辅助装置包括挡煤板、低托架、电缆拖拽装置、供水喷雾冷却装置以及调高、调斜等装置。该装置的主要作用是同各主要部件一起构成完整的采煤机功能体系，以满足高效、安全采煤的要求。此外，为了实现滚筒升降，机身调斜以及翻转挡煤板，采煤机上还装有辅助液压装置。图1-1滚筒采煤机的组成现代采煤机基本上都使用模块化设计，采用多电机横向布置，结构取消了螺旋伞齿轮，各主要部件通过高强度液压螺栓联接，之间没有动力传递，结构简单，传动效率高，传动可靠，维修和检查方便；采煤机的牵引部分也采用了无链牵引，牵引啮合效率高，不会出现断链事故工作更安全。1.3采煤机的分类、组成采煤机有不同的分类方法，一般我们按照工作机构的形式进行分类，可分为：滚筒式、钻削式和链式采煤机；现在我们所说的采煤机主要是指滚筒采煤机，这种采煤机适用范围广，可靠性高，效率高，所以现在有很广泛的使用。现代采煤机的设计基本上都是使用模块化设计，电机横向布置，采用模块化设计使各主要部件分开，特别是传动部件的分离使传动效率更高，传动更可靠，维修和检查方便；采煤机的牵引部分也采用了无链牵引，牵引啮合效率高，不会出现断链事故使之更安全。1.4采煤机的工作原理第四代采煤机研发成功后，现在采煤机的设计基本上传承了他们的特点，随着机械电子的飞速发展，对采煤机产生了很大的影响，现在采煤机是集电子系统，液压系统，机械传动系统于一身的复杂的系统。在机械传动部分现代的采煤机去掉了以前采煤机的的托架，全部采用双滚筒设计。双滚筒采煤机工作时，前滚筒割顶煤，后滚筒割底部煤，并清理浮煤。（双滚筒采煤机的工作原理如图1-2所示）因此双滚筒采煤机沿工作面牵引一次，可以进一次刀；返回时，又可以进一刀，即采煤机往返一次进两次刀，这种采法称双向采煤法。图1-2 双滚筒采煤机的工作原理必须指出的是，为了使滚筒落下的煤能装入刮板输送机，滚筒上的螺旋叶片螺旋方向必须与滚筒旋转方向相适应：对顺时针旋转（人站在采空侧看）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。或者形象的归结为“左转左旋；右转右旋”，即人站在采空区从上面看滚筒，截齿向左的用左旋滚筒，向右的用右旋滚筒。双滚筒采煤机有自开缺口的能力，当采煤机割完一刀后，需要重新将滚筒切入一个截深，这一过程称为进刀。常用的进刀方式有两种：1端部斜切法利用采煤机在工作面两端约2530m的范围内斜切进刀称端部斜切进刀法；2中部斜切法（半工作面法）利用采煤机在工作面中部斜切进刀称为中部斜切法。1.5电牵引采煤机的优点1、牵引特性很好采煤机牵引负载特性在截割时多为恒转矩特性，所以动力机械特性为硬特性，调动时是恒功率特性，所需动力机械的特性为软特性，这对于电动机或者泵-马达系统只有调速才能才能满足这种恒转矩恒功率的负载特性，这种特性是人为机械特性，及负载变化按人规定的规律变化。对调速特性来讲，需要速度刚度越大越好，其调速过程或者工作速度越平稳。从这点出发，直流电动机（他厉、并厉、复厉）、交流电动机、液压泵马达系统都是硬特性，因此不论电牵引液牵引，应该说都具有良好的调速特性。但液压牵引的机械特性除了受外在负载影响之外，还受油液的泄露、粘度、温度、清洁度、制造和维护质量的影响，特性曲线慢慢变软。但电动机特性除了受负载影响之外，就没有像液压传动那么多影响，也就是电牵引的牵引特性好，调速平稳性好，牵引特性曲线可以长时间保持稳定。2、机械传动效率高电牵引没有能量多次转换的问题，总功率可达到0.9以上，而液压牵引一般在0.670.70之间。3、牵引力大、牵引速度高液压牵引性能的提高，必须采用大功率液压泵和液压马达，其寿命短，可靠性较差，这也限制了截割功率的进一步增大，目前电牵引采煤机牵引力可达1144KN;电牵引采煤机的速度已达到：1224m/min，最大可达25m/min；装机总功率：电牵引采煤机已达2215KW，而液压牵引为900KW和1000KW，所以世界纪录的采煤机均为电牵引采煤机，其牵引速度和可用率都明显高于液压牵引采煤机。4、工作可靠性很高EWD450/1000L电牵引采煤机在澳大利亚尤兰矿的可用率达到97%，6LS电牵引采煤机在美国杜宾矿可用率达到97%，ELECTRA1000电牵引采煤机在英国、美国一些矿的可用率达到96%98%；而液压牵引采煤机的可用率一般在50%60%以下。5、易于实现微机自动控制由于微机控制的功能齐全、计算速度极快、与电牵引电控电参数很容易配合，因此易于实现工况检测、机电保护、故障诊断、数据显示。特别是动态响应很快，电牵引微机控制的自动调整时间或滚筒卡住或闷车自动退机时间一般在1S以内，德国EE-23电牵引采煤机自动调整时间仅为30ms；而液压牵引的自动调整时间为1020s。高压过载调整时间较短，如EDW300L(无链)为0.6s。6、机械传动和结构较简单电牵引采煤机采用了多电机和独立驱动、模块式结构设计，使传动系统和结构简化。特别是截割电动机的横向布置，取消了寿命短、传动效率低、调整啮合间隙较复杂的圆锥齿轮。7、生产率显著提高由于牵引力大、牵引速度高、截割电机功率较高，尤其是故障率低，因而是生产效率大大提高。综上，电牵引采煤机的主要优点是整机性能明显提高，工作可靠性大大加强，从而保证生产效率明显提高。1.6 MG650/1500型电牵引采煤机介绍MG650/1500型采煤机是一种多电机驱动、电机横向布置，采用机载式交流变频调速装置的新型无链电牵引采煤机。 型号含义：MG650/1500-WD M-采煤机 G-滚筒式 650/1500-截割电机功率（kW）/装机总功率（kW） W-无链牵引 D-电牵引 这种机型为四象限变频调速，适用于小于16以下大倾角、厚度小于4.5米的硬煤层工作面使用，整机外形分别如图所示。1.6.1整机主要由下列几部分组成： 1、截割部： 分左右，由左右滚筒、左右摇臂、内外喷雾冷却装备等组成起截煤和装煤的作用。 2、牵引部： 分左右，左牵引部由牵引减速箱、行走箱、左支撑腿、滑靴等组成；右牵引部由牵引减速箱、调高泵站、行走箱、右支撑腿、滑靴等组成。牵引部是机器行走的执行机构。 3、机身中部：为中间组合控制箱。这是机器控制和保护装置的首脑部分。 4、破碎机构： 由臂架、破碎电机、破碎传动机构、破碎滚筒、护罩（分左右、选用）组成，用以破碎大块煤。 5、液压系统： 由泵电机、双联齿轮泵、液压泵站、过滤器等组成，用以实现摇臂、破碎机、顶护板的升降。 6、喷雾冷却系统： 由喷雾泵站、反冲洗过滤器、节流阀、减压阀、安全阀、流量计、流量压力开关等组成，用以冷却和喷雾降尘。 7、强迫润滑系统： 由泵马达、重力换向阀、过滤器等组成，用以对摇臂行星头和齿轮传动箱上部提供强迫润滑。 8、操作系统： 本系列采煤机有三种操作方式： (1) 手动操作：操作点在调高泵站和电控箱面板上； (2) 左右端头站操作：电按钮集中在端头站上，并分别固定在机器两端； (3) 无线电离机操作：司机随身携带无线电遥控器，可以在离机身一定范围内的任何位置操作机器。 这三种操作的功能均能实现对整机的不同程度的各种控制，如各电机的开停，控制摇臂、破碎机、顶护板的升降，机器的牵引方向和速度，以及停机等。1.6.2本采煤机的主要特点 1、采用多电机驱动，截割电机横向布置在摇臂上。摇臂与机身通过销轴铰接，没有动力传递，全部采用正齿轮传动，结构简化； 2、采用分体式直摇臂结构，左右摇臂除过渡架不能通用外，其余部分可以互换； 3、主机身分三段，取消底托架结构，采用圆柱定位销与高强度液压螺栓 联接，简单可靠，装拆方便； 4、采用交流变频调速技术，实现牵引速度无级变速。电牵引传动效率高、牵引力大，本采煤机最大牵引力为932kN； 5、牵引传动箱与液压泵站布置在一个箱体内，结构紧凑； 6、可适用于126和147两种节距的无链牵引结构； 7、该机控制齐全、既可手动操作，也可离机无线电遥控，并设有主电机和牵引电机的功率、过热、过电流保护，油压保护，水压保护等多种保护功能； 8、主电机、牵引电机、泵电机均可在采空侧拆装，维修方便； 9、采用网络结构式采煤机工况监测和故障诊断的专用数字信号处理系统； 10、采煤机各种操纵开关、控制按钮、显示装置均设在采空侧，操作安全方便； 11、设有内、外喷雾装置，冷却、降尘效果好； 12、摇臂减速箱内部设冷却水管，冷却效果更突出。行星头内部也设置有冷却装置； 13、自带破碎机，可破碎机前大块煤以防止大块煤堵塞机身下面的过煤通道； 14、中间框架和电气控制箱为一体，结构紧凑； 15、带有强迫润滑装置，以满足摇臂举起时行星头和齿轮传动箱上部齿轮和轴承的润滑； 16、可采用四象限变频调速技术满足35度以下大倾角煤层工作面的需要。1.6.3主要技术参数 型号 内容参数MG650/1500-WD采高范围 (m)2.14.1适合倾角 ( )16截深 ()800机面高度 ()1510两摇臂回转中心距离()7960配套滚筒直径 ()2000过煤高度 ()684空顶距 ()3022摇臂结构形式分体式直摇臂摇臂长度 ()2737卧底量 ()424554上 摆 ( )42下 摆 ( )18牵引功率与2650kW牵引与调速型式一拖一 齿轮-齿轨式、机载交流变频调速牵引功率与供电电压275kW，380V 牵引速度 (m/min)10牵引力 ( kN )785喷雾方式内喷雾整机重量 (t)65 1.6.4使用环境条件可在周围空气中的甲烷、煤尘、硫化氢、二氧化碳等不超过煤矿安全规程中所规定的安全含量的矿井中使用。海拔高度小于200m。周围介质温度不超过40摄氏度、不低于-10摄氏度。环境温度为25摄氏度时，周围空气湿度不大于97。周围介质中无足以腐蚀和破坏绝缘的气体和导电尘埃。2 采煤机使用注意事项采煤机在出厂前已做过部件和整机的出厂试验，运抵现场后因经过运输和搁置过程，必须经过地面试运转方可投入井下生产。2.1 井下检查与试运转（1）检查主要内容 1）检查机器各部件是否正常，有无缺损； 2）外接管路是否挤压、碰撞损坏，接头是否拧紧； 3）各部件连接是否松动； 4）各油池润滑点是否按注油润滑系统图要求的油质和油位注油，有无渗漏现象； 5）操作把手是否灵活、可靠。（2）试运转 1）铺设刮板运输机，将采煤机骑在运输机上； 2）按正常井下操作顺序接上符合要求的水、电以后，进行整机空载运行，并检查：各运转部的声音是否正常，有无异常的渗漏和发热状况，再操作各电控按钮和把手，检查动作是否灵活可靠。内外喷雾是否正常，采煤机与输送机配套是否合适； 3）进行司机操作培训。2.2解体下井运输 在条件许可的情况下，应尽量减少分解后的件数，并应根据组装程序，确定下井先后顺序。 （1）整机解体一般分为七大件：左滚筒、左摇臂、左牵引行走部、中间框架、右牵引行走部、右摇臂、右滚筒； （2）对裸露的接合面、管接头、电缆、操作手把、按钮必须采取保护措施。 （3）对活动部分必须采取固定措施，油缸必须与牵引箱固定； （4）油管水管必须堵后包扎方能下井； （5）对于紧固件及零碎小件必须分类装箱下运，一面丢失。2.3采煤机操作 各种把手按钮显示在外观图中，操作注意事项：（1）开机前检查： 1）必须检查机器附近是否有人工作； 2）检查个操作把手、按钮及离合器的手把位置是否正常； 3）采煤机启动前必须先供水，后开机；停机时先停机后停水。并检查各路水量，特别是用作冷却的水量要保证。 4）操作规程中时刻注意滚筒的位置，要防止割顶割梁、割底或丢顶、漂底等。 5）要随时注意电缆和水管工作状态，防止电缆和水管挤压、蹩劲和跳槽等事故的发生。 6）注意观察油压、油温及机器运转状况，如有异常，应立即停机检查。 7）长时间停机或者换班时，必须打开隔离开关，并把离合器手把脱开，关闭水阀开关。2.4采煤机的注油 采煤机的注油应按照润滑系统图的要求及时加入，保证采煤机正常运转。注油时必须注意：（1） 按注油图标明的油质牌号进行注油，不允许混用；（2） 液压油与齿轮油，注入时必须过滤以保证油质清洁；（3） 注入油量应适当，符合注油标明的要求；（4） 截割电动机，牵引电动机，泵站电动机，需按各自要求的时间及油脂牌号注油脂。（5） 离合器中的小轴承要定期注入适量的二硫化钼油脂。2.5采煤机的维护检修正确的维护检修对提高机器可靠性，减少事故发生，延长使用寿命十分重要。一般分为日检、周检、季检及大修。（1） 日检 1） 检查各大部件连接的液压螺母及其他螺钉是否紧固齐全，发现松动要及时拧紧；2） 电缆、水管、油管是否有挤压和破损；3） 检查个压力表是否损坏；4） 各部位油位是否符合要求，是否有渗漏现象；5） 各操作手柄和按钮是否灵活；6） 截齿和齿座是否损坏与丢失，截齿丢失，必须及时补上；7） 喷嘴是否堵塞和损坏，水阀是否工作正常，堵塞的喷嘴要及时清洗更换；8） 行走轮和导向滑靴的工作状况；9） 机器运转时，各部位的油压、温升及声响，以及段见连接是否松动；10） 水量检查，特别是用作冷却后喷出的水一定要符合要求。（2） 周检1） 清洗泵站及水阀中过滤器滤芯；2） 从放油口取样化验工作油中的过滤油质是否符合要求；3） 检查和处理日检中不能处理的问题，并对整机大致状况做好记录；4） 检查司机对采煤机日常维护情况和故障机率。（3） 季检季检除了周检内容外，对周检处理不了的问题进行解决，并对采煤机司机的日检、周检进行检查，做好季检记录。 （4） 大修采煤机在采完一个工作面后应升井大修。大修要求进行解体清洗检查，更换损坏零件，测量齿轮啮合间隙，对液压元件应按要求进行维护和实验，电器元件检修更换时，应作电器实验。机器大修后主要零部件应作性能测试实验、整机空转实验、检测有关数据和参数，符合要求方可下井。3 MG650/1500-WD电牵引采煤机牵引部设计本次设计的任务是：（1）阅读、复习、了解长壁采煤面的开采方法，综采工作面的主要设备组成。认真查阅、收集有关资料，对大功率采煤总体布置特点作全面的了解，以1500KW点牵引为参考，以其主要参数为设计指标进行本课题的设计；（2）完成采煤机的总体设计（对参考的机型要有改进）；（3）对该机的牵引部（减速装置）进行设计；3.1整体方案选择牵引机构主要有两种，链牵引机构和无链牵引机构。目前我国研制的采煤机牵引机构多数采用摆线轮销轨式无链牵引机构。摆线轮销齿的啮合线虽非直线，但与因截割阻力引起的波动相比，波动是非常小的。且摆线轮齿窄长，对中心矩、节距变化的适应能力较强，因而成为现代采煤机牵引常用的机构之一。所以，本次设计的牵引机构采用销轨式无链牵引机构。牵引部和行走箱独立箱体设计，这样的设计对配不同槽宽的运输机或不同的牵引形式时只需要改变行走箱，其他主机箱不变，配套适应性强。两个牵引部和行走箱左右对称分布在两侧，由两个液压马达分别经牵引不减速驱动实现双牵引。采用现在国内不常使用的销轨式牵引系统，导向滑靴和行走轮中心合一骑在运输机销轨上，一是保证采煤机不掉道，同时还能保证行走轮和销轨柱销有较好的啮合性能。因此，箱体设计采用牵引部和行走箱独立箱体设计。3.2传动方案确定根据现有采煤机的牵引部的常用结构和本采煤机的传动特点，MG650/1500-WD型采煤机牵引部采用两级直齿轮和两级行星齿轮减速。同时，为保证有足够的装配空间，两级直齿轮传动中添加一个惰轮组件。齿轮传动瞬时传动比不变，且效率高，体积小。 行星齿轮减速器功率经多个行星轮分流而同轴输出，减小了轴和轴承上的载荷。与其他平行轴系齿轮传动相比，它具有结构紧凑、扭矩与质量比大等的优点，非常适合于矿山机械中的动力与运动传递。3.2.1传动系统主要组件：1一轴组件 轴齿轮一端与牵引电机输出轴以渐开线花键干式联接。轴齿轮另一端装有液压制动器，以防止采煤机在较大倾角工作面停机时下滑，拆卸时轴可从煤壁侧干腔抽出。2二轴组件为双联齿轮结构，两齿轮以渐开线花键联接，径向用轴肩和压盖定位。二轴小齿轮与惰轮轴齿轮相啮合。3双行星减速器 双级行星减速器由两组NGW型行星机构组成。动力输入端为一个大齿轮，通过与惰轮相啮合将动力通过圆柱销传递给端盖，端盖通过内花键将动力传递给太阳轮，从而将动力输入第一级行星机构，经第一级行星减速将动力通过行星架内花键传至第二级行星机构太阳轮，再经第二级行星减速将动力通过行星架内花键传递给行走箱。为保证行星机构的匀载第一级行星机构采用行星架和太阳轮双浮动型式，第二级采用内太阳轮浮动型式。3.2.2传动简图3.2.3电动机选择：牵引电机为隔爆型三相交流电动机，与变频调速系统配套，作为采煤机的牵引动力源，可适用于环境温度不高于40，相对湿度不大于95%，含有甲烷或爆炸性煤尘的场合。在下井前应仔细检查所有螺钉及部件是否完好，出轴转动灵活，观察水道有无阻塞，测量绝缘电阻，当阻值低于1M，电机须进行干燥处理。开机前须先通水，拆装时应特别注意部件的隔爆面，不许有磕碰损伤。型号YBQYS-75工作定额S1功率（KW）75接法Y极数4绝缘等级H额定电压（V）380冷却方式水冷却额定电流（A）144冷却水压2MPa频率（Hz）50冷却水量1000L/h转速（r/min）01470(50Hz) 外形尺寸8864704703.2.4总传动比的分配：如果把传动比分配的合理时，传动系统结构合理紧凑，重量轻，成本低，润滑条件也好；但分配不合理，其结果正好相反，因此分配传动比时要考虑以下几条原则：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。二级圆柱齿轮减速的推荐传动比范围为如果把传动比分配的合理时，传动系统结构合理紧凑，重量轻，成本低，润滑条件也好；但分配不合理，其结果正好相反，因此分配传动比时要考虑以下几条原则：5) 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。6) 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。7) 使各级传动的承载能力接近相等，即要达到等强度。8) 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。（第一级行星轮）（第二级行星轮）3.2.5各轴转速计算：一轴二轴三轴四轴五轴3.2.6各轴功率计算：各传动件的效率为：1）滚动轴承效率 =0.99；2）圆柱齿轮传动效率 =0.98；3）花键效率 =0.99一轴二轴三轴四轴五轴3.2.7各轴扭矩计算：一轴二轴 三轴四轴 五轴 3.3 牵引部传动齿轮啮合参数及校核计算3.3.1第一对齿轮啮合参数及校核计算设计项目及说明结果（1） 选择齿轮材料，确定许用应力查相关手册，选 小齿轮20CrMnTi渗碳淬火 大齿轮20CrMnTi渗碳淬火许用接触应力，查相关公式为接触疲劳极限为：齿轮寿命 接触强度寿命系数， 应力循环次数 由公式 查相关图表，得和 接触强度最小安全系数则 许用弯曲应力 由齿轮传动设计手册表2-56弯曲疲劳极限 查图 双向传动乘0.7弯曲强度寿命系数弯曲强度尺寸系数弯曲强度最小安全系数 （2） 齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮传动精度等级，按公式估取圆周速度，参照相关图表，选取小轮分度圆直径，由公式N/mm2 N/mm2N/mm2N/mm2N/mm2N/mm2N/mm2N/mm2N/mm2公差组7级齿宽系数 查表，按齿轮相对轴承为非对称布置小齿轮齿数大齿轮齿数 齿数比 传动比误差小轮转矩载荷系数使用系数 动载系数推荐值1.051.4 齿间载荷分布系数推荐值1.01.2 齿向载荷分布系数 由推荐值1.01.2载荷系数 合适 Nmm材料弹性系数 查表 节点区域系数 查图表 重合度系数 推荐值0.850.92故 齿轮模数 圆整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）齿根弯曲疲劳强度校核 由公式 齿形系数 查表 小轮mmmmmmm/s与估取相近mmmmmm 大轮应力修正系数 查表 小轮 大轮 重合度 重合度系数 故 （4）齿轮其它主要尺寸计算大轮分度圆直径根圆直径 顶圆直径 基圆直径 N/mm2N/mm2齿根弯曲疲劳强度满足mmmm mmmmmm3.3.2第二对齿轮啮合传动参数及校核计算设计项目及说明结果（3） 选择齿轮材料，确定许用应力查相关手册，选 小齿轮20CrMnTi渗碳淬火 大齿轮20CrMnTi 渗碳淬火许用接触应力，查相关公式为接触疲劳极限为：齿轮寿命 接触强度寿命系数， 应力循环次数 由公式 查相关图表，得和 接触强度最小安全系数则 许用弯曲应力 由齿轮传动设计手册表2-56弯曲疲劳极限 查图 双向传动乘0.7弯曲强度寿命系数弯曲强度尺寸系数弯曲强度最小安全系数 （4） 齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮传动精度等级，按公式估取圆周速度，参照相关图表，选取小轮分度圆直径，由公式N/mm2 N/mm2N/mm2N/mm2N/mm2N/mm2N/mm2N/mm2N/mm2公差组8级齿宽系数 查表，按齿轮相对轴承为非对称布置小齿轮齿数大齿轮齿数 齿数比 传动比误差小轮转矩载荷系数使用系数 动载系数 推荐值1.051.4 齿间载荷分布系数 推荐值1.01.2 齿向载荷分布系数 由推荐值1.01.2载荷系数 合适982229 Nmm材料弹性系数 查表 节点区域系数 查图表 重合度系数 推荐值0.850.92故 齿轮模数 圆整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）齿根弯曲疲劳强度校核 由公式 齿形系数 查表 小轮mmmmmmm/s与估取相近mmmmmm 大轮应力修正系数 查表 小轮 大轮 重合度 重合度系数 故 （4）齿轮其它主要尺寸计算大轮分度圆直径根圆直径 顶圆直径 基圆直径 N/mm2N/mm2齿根弯曲疲劳强度满足 mm mm mm mm mm 3.3.3第一级行星轮传动齿轮啮合参数及校核计算计算及说明结果1) 配齿计算查机械设计手册，选择行星轮数目，取，由于，距可能达到的传动比极限值较远，所以可不检验邻接条件。确定各轮齿数，按照配齿公式进行计算。采用不等角变位，取2) 按接触强度初算传动的中心距和模数输入扭矩 设载荷不均匀系数在一对传动中，小轮（太阳轮）传递的扭矩查表得接触强度使用的综合系数齿数比 太阳轮和行星轮的材料用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度HRC58-62 取齿宽系数按下式计算中心距模数圆整则a-c的中心距：计算齿轮a的变位系数3）几何尺寸计算分度圆直径：根圆直径： 顶圆直径：4）验算传动的接触强度和弯曲强度强度计算所用公式同定轴线齿轮传动。确定和所用的圆周速度用相对于行星架的圆周速度由下面公式确定和查表得查图得： 其它系数，参数的确定和强度计算过程同定轴线齿轮传动。计算结果，安全。5）根据接触强度计算来确定内齿轮材料根据公式得：计算结果 （在计算结果中，取）。根据，20CrMnTi渗碳淬火，表面硬度达HRC60左右即可。计算结果，安全。选用20CrMnTi渗碳淬火3.3.4第二级行星轮传动齿轮啮合参数及校核计算计算及说明结果1) 配齿计算查机械设计手册，选择行星轮数目，取，由于，距可能达到的传动比极限值较远，所以可不检验邻接条件。确定各轮齿数，按照配齿公式进行计算。采用不等角变位，取 2) 按接触强度初算传动的中心距和模数输入扭矩 设载荷不均匀系数在一对传动中，小轮（太阳轮）传递的扭矩查表得接触强度使用的综合系数齿数比 太阳轮和行星轮的材料用20CrMnTi渗碳淬火，齿面硬度HRC6062, 取齿宽系数按下式计算中心距模数圆整则a-c的中心距：计算齿轮a的变位系数3）几何尺寸计算分度圆直径： 根圆直径：顶圆直径：4）验算传动的接触强度和弯曲强度强度计算所用公式同定轴线齿轮传动。确定和所用的圆周速度用相对于行星架的圆周速度由下面公式确定和查表得查图得： 其它系数，参数的确定和强度计算过程同定轴线齿轮传动。计算结果，安全。5）根据接触强度计算来确定内齿轮材料根据公式得：计算结果 （在计算结果中，取）。根据，20CrMnTi渗碳淬火，表面硬度达HRC60左右即可。计算结果，安全。选用20CrMnTi渗碳淬火 图3-3行星轮减速器实物4、各轴组的校核计算4.1牵一轴的结构设计及强度的校核：(1)选择齿轮轴的材料选择轴的材料为20CrMnTi，齿面渗碳，表面淬火。由机械设计手册（第五版）第一卷查得： ， (2)初步确定轴端直径取A=105 (查文献4中表8.6选取)，轴的输入端直径(5-1)考虑到轴端由内花键和煤矿井下环境的恶劣，取轴的直径(3)轴的结构设计齿轮轴的两端的轴径为45mm，与标准的轴承N1018（GB/T 283-2007）配合。一轴端加工有渐开线内花键。(4)花键连接的强度校核由于传递的扭矩较大，所以采用了渐开线花键。花键配合为齿的工作长度，键连接传递的扭矩T为(5-2)为避免键齿工作表面压溃，应进行必要的强度校核计算，计算公式如下：(5-3)键连接强度满足要求。(5)计算支承反力、弯矩及扭矩轴的受力见图5-1-1a、水平面及垂直面受力简图见图5-1-2b及d。1)计算作用在齿轮上的力 (5-4、5、6)2)求轴承反力H 水平面,V垂直面,3)求齿宽中点的弯矩H 水平面V垂直面合成弯矩 (5-7)4)求花键退刀槽内侧的弯矩H 水平面V垂直面合成弯矩 (5-7)4)求花键退刀槽内侧的弯矩H 水平面V垂直面合成弯矩5)扭矩T弯矩图、扭矩图见图5-1-2（c、e、f、g）。6)轴的疲劳强度校核齿轮中点和退刀槽内侧所在的截面是危险截面。由文献4中的表8.9查得材料的许用应力 ，按弯扭合成强度校核轴的强度。当量弯矩,取折合系数=0.6，则齿宽中点处的当量弯矩。(5-8)由文献4中式8-4得轴的计算应力为(5-9) 该轴满足疲劳强度要求. 4.2牵二轴的结构设计及强度的校核：(1)选择齿轮轴的材料选择轴的材料为20CrMnTi，调质处理。由机械设计手册（第五版）第一卷查得： b=1080MPa ，s=850MPa。(2)初步确定轴的直径取A=105 (查文献4中表8.6选取)，根据公式(5-1)计算轴的输入端直径得考虑到轴端由内花键和煤矿井下环境的恶劣，取轴的直径(3)轴的结构设计为双联齿轮结构，两齿轮以渐开线花键联接，径向用轴肩和压盖定位. 大齿轮与一轴轴齿轮相啮合小齿轮与惰轮轴齿轮相啮合惰轮同时与前后级齿轮同时啮合，在传动系统中只加长传动链而不改变传动比。(4)计算支承反力、弯矩及扭矩轴的受力见图5-2-2a、水平面及垂直面受力简图见图5-2-2b、c及e。1)计算作用在齿轮上的力,根据公式(5-4、5、6)得：2)求轴承反力H 水平面 ， V垂直面 , 3)求齿宽中点的弯矩H 水平面 V垂直面 合成弯矩 4.3牵一轴的轴承寿命校核(1)轴承的当量动载荷暂选圆柱滚子轴承NF2317,其额定动载荷Cr=74000,额定静载荷Cor=948000，采煤机是24h连续工作的机械，取其预期寿命。 根据轴的校核中的数据计算合成支反力 (6-1)圆柱滚子轴承径向当量动载荷：(6-2)所以 轴承工作时有中等冲击，则载荷系数。温度系数(2)计算轴承寿命由文献4中的式10-5 轴承的寿命圆柱滚子轴承NJ1018的寿命达到预期寿命。4.4牵二轴上轴承的寿命校核(1)轴承的当量动载荷暂选圆柱滚子轴承NJ312E,其额定动载荷,额定静载荷，采煤机是24h连续工作的机械，取其预期寿命。轴承的支反力的计算及结果见5.2节牵二轴的设计及校核。现直接将结果写出,如下：根据公式(6-1)计算合成支反力圆柱滚子轴承径向当量动载荷：所以 轴承工作时有中等冲击，则载荷系数。温度系数。(2)计算轴承的寿命由文献4中的式10-5 轴承的寿命圆柱滚子轴承NJ312E的寿命达到预期寿命4.5 花键轴的设计与校核（3）花键设计计算花键材料轴材料选调质处理，花键模数取；齿数取；渐开线齿形，平根，压力角为30度。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： ；外花键大径基本值：；外花键小径基本值：；花键强度验算：静连接式中，齿间载荷分配不均匀系数，一般取0.70.8; 花键齿数； 花键齿侧面的工作高度，mm。对矩形花键，其中D和d分别为花键轴的外径和内径，c为齿顶的倒圆半径，对渐开线花键h=m，其中m为模数； 花键的平均直径，mm。对矩形花键，对渐开线花键，其中d为分度圆直径； 齿的工作长度，mm；许用挤压应力为120220MPa不均匀系数强度合格。由于牵引部轴和轴承较多，校核过程和上述校核过程类似，不再一一叙述，通过计算全部满足设计要求。总结 经过近一学期的努力，我的毕业设计终于完成了，看着自己设计出来的产品心里很有成就感，毕竟它包含了我大学中学到的很多知识，是我第一次正式的将理论应用的实践里面。通过设计，让我逐步的认识到了采煤机的结构及其原理，了解到中薄煤层煤矿建设对大功率采煤机的旺盛需求。在确定设计题目后，我查阅大量的相关书籍，并到工厂车间参观了采煤机的组装过程，加深对题目的了解。电磁调速电机和交流变频系统是国内的常用的电牵引系统，但它存在很多的缺点。于是，我就选择了高性能，高可靠性的开关磁阻电动机调速系统。随后进行了总体设计、确定传动方案及传动件计算。然后，严格按照国家制图规定和标准进行装备图和零件图的绘制。绘图过程中，我主动找指导老师检查图纸并和同学进行图纸互换检查，及时发现错误并马上修改，保证图纸质量。毕业设计过程并不是一帆风顺，期间遇到了很多的困难，犯了不少的错误，但我都逐一的克服和改正，从中我学到了很多东西。除了对专业知识的更加牢固的掌握外，我获得和懂得了不少的经验和道理。发现问题比解决问题更困难，这要求自己保持活跃的头脑和怀疑的精神。我懂得了“业精于勤荒于嬉，行成于思毁于随”的道理。由于所学知识有限，实践经验缺乏，因此，我的毕业设计中难免存在缺陷与不足，恳请各位老师及参阅者批评指正，我将在今后的学习与工作中进行弥补。下面把我设计的采煤机的牵引部的优、缺点阐述下： 优点：(一) 行走轮采用摆线轮，这样驱动轮就可以采用渐开线齿轮，只有行走轮采用摆线齿轮，减小了行走箱的高度。(二) 采用二级行星齿轮做减速装置，行星减速装置具有传