刮板输送机本科毕业设计

本科生毕业设计（论文） 摘 要随着现代科技的不断发展，机械行业的技术也日益更新。新方法、新技术不断的出现。与此同时，对机械尤其是机械制造业的要求也更加复杂化、多元化。在现代工业生产中，对资源的利用已经成为衡量工业发展的关键一环。而煤炭资源又是资源中的重中之重，因此，对煤炭资源的开采利用也就不可避免的成为世人关注的焦点。然而，对煤炭的开采不同于其它，他是在井下进行工作。采煤工作面是井下进行采煤工作的地点，是矿井生产的基础。我国缓斜及倾斜煤层占煤炭总量的很大比重。开采缓斜及倾斜煤层，广泛采用着走向长壁工作面采煤法。这就需要各种专用的煤矿机械进行开采、运输。众所周知，煤矿井下运输机械工作任务繁重，工作条件恶劣。普通的机械无法在井下进行工作。特别是采掘工作面的运输机械，要求其主要运动部件和工作机构（牵引机构及承载机构）强度高、刚度大、韧性好、耐磨损、抗腐蚀。根据这些要求，使用链条作为输送机的牵引构件比较合适。而刮板输送机就是为满足这种特殊要求而诞生的一种煤矿运输机械。它由于机身低矮，可以弯曲，运输能力大，结构强度高，能适应采煤工作面较恶劣的工作环境，并可作为采煤机的运行轨道而被广泛应用。减速器是用于原动机和工作机之间的独立的封闭传动装置。由于减速器具有结构紧凑、传动效率高、传动准确可靠、使用维护方便等特点，故在各种机械设备中应用甚广。减速器的种类很多，用以满足各种机械传动的不同要求。常用减速器已标准化，由专门工厂成批生产。减速器主要由传动零件（齿轮或蜗杆等）、轴承、箱体极其附件组成。刮板输送机的减速器的作用就是通过三级齿轮减速（第一级采用圆锥直齿轮，第二级采用圆柱斜齿齿轮，第三级采用圆柱直齿齿轮）来改变从电动机方向传来的转速，以得到适合工作机器所需要的转速，使整个机械能更好更出色的完成工作使命。关键词：刮板运输机；齿轮；轴ABSTRACTSummary with the development of modern science and technology, machinery industry, the technology is increasingly update. New methods, new technologies constantly emerge. Meanwhile, on the mechanical requirements of the machinery manufacturing industry in particular is also more complex and diversified. In modern industrial production, the use of resources has become a key measure of the industrial development of a ring. Coal resources and resources in the important, therefore, on the exploitation of coal resources will inevitably become the focus of world attention. However, coal mining is different from others, he is working under the well. Is the location of underground mining work in coal face, is the basis of mine production. Gently inclined and inclined coal seam in China accounted for a large proportion of the total coal. Mining gently inclined and inclined coal seam, widely adopted to longwall mining method. This requires all private coal mine machinery for mining, and transportation. We all know that transport of coal mine machinery working a heavy task, harsh working conditions. General mechanical work cannot be carried out in a well. Especially working face transport machinery, its major moving parts and working bodies (traction body and bearing body) high strength, stiffness, good toughness, abrasion resistance and corrosion resistance. According to these requirements, using chain as a conveyor of the traction component is appropriate. Scraper conveyor is to meet the special requirements and the birth of a coal mine machinery for transport. It low because the fuselage can be bent, transport capacity, high structural strength, able to adapt to a poor working environment in coal face and may orbit as a Shearer and widely. Reducer was used for the original work of motivation and a separate enclosure between drive unit. Due to reducer with compact, high transmission efficiency, driving accuracy and reliability, easy maintenance, and other characteristics, wide application in various mechanical devices. Many types of reducer, to meet different requirements of various mechanical transmission. Standardized common reducer from specialized factory mass production. Reducer is used primarily by driving part (gear or worm), bearings, box is composed of annexes. Role of scraper conveyor reducer is through a three-stage gear deceleration (first class conical gears, cylindrical helical gear with second class, third class of spur gear) to change coming from the direction of motor speed, needed speed to be suitable for work machine, so that the whole machinery to better better complete the mission.Keywords: scraper conveyor; gear；shaft目录第一章 前 言11.1刮板输送机的现状及发展趋势11.2刮板输送机的优缺点31.3圆环链传动的特点4第二章 减速器的总体设计62.1 电机功率计算62.2 总传动比72.3 各轴转速，转矩与输入功率7第三章 齿轮设计103.1 圆锥齿轮传动的设计计算103.2 斜齿圆柱齿轮传动的设计计算143.3 直齿圆柱齿轮传动的设计计算18第四章 轴的计算244.1 第一轴244.2 第二轴254.3 第三轴254.4 第四轴26第五章 轴的强度校核285.1求轴上的转矩285.2 计算轴上的载荷285.3 按弯扭合成校核轴的强度305.4 精确校核轴的疲劳强度.30第六章 结构设计336.1 驱动装置位置的确定336.2 刮板输送机结构的基本要求366.3 机头部366.4 电动机与减速器的联接376.5 紧链装置386.6推移装置396.7 锚固装置39第七章 箱体设计40第八章 技术经济分析43结论44参考文献45致谢46- 46 -第一章 前 言刮板输送机的现状及发展趋势1.1刮板输送机的现状及发展趋势1.1.1刮板输送机的现状综采技术是长壁采煤系统、支护、采煤、装载、运输及整体推进等作业全部机械化的生产技术，国外通称为长壁工作面全盘机械化（ FullMechanizanonof Lonswall Face）。在近半个世纪的发展历程中，它创造和保持了多项世界纪录，是当今世界最先进的井下开采技术，近几年在新技术革命影响的推动下，正发生着变革性的进步。目前全自动化无人采煤工作面的综采技术，是美、德等国科研工作的重要内容。综采设备是综采技术的核心部分，工作面刮板输送机是关键的综采设备之一。国外高水平自动采煤工作面刮板输送机（ Armoured Face Cooveyor）是1940 年德国人发明的。 50 年代中期，工作面刮板输送机液压支架在英国研制成功后，与滚筒采煤机一起，形成采、支、运三机配套的综采设备。由于工作面刮板输送机圆环链条的可弯曲性和 Z 型销装料槽的可靠性，使输送机能适应底板起伏变化，可整体弯曲前移，因而成为不可替代的综采输送设备，并发展至今。工作面刮板输送机自问世以来，经历了多种型式的发展和变化。其中刮板链条型式经历了单中链式边双链式三链式中双链式或单中链式（转载机为准双边链式）及“圆环链式紧凑链式”的发展历程。自动调链装置是新型智能化输送机的又一个主要特征。该装置是 1988 年德国 DDM 研究中心首先研 制 成 功 的 ， 称 为 AVK 刮 板 输 送 机 自 动 紧 链 装 置 （ AutomatlscheVorspannungsregelung fur hitenkrantzer Forderer）。 之后美国 JOY 公司也研制出了 ACTS 装置（ Automatic chain Tensioning system）。两种装置原理相同，均是通过伸缩机尾达到自动调整链条松紧的目的。AVK 装置和 ACTS 自动调链装置是在机头底链和机尾上链处，分别设一种传感器，可测量和识别链条松弛、过紧、正常，三种状态，通过 PSC 可编程传感控制装置（ prosrammable sensorcontroller）的确认和分析，并与状态传感器（链速、油压、油缸位置）输入信号比较，做出判断后给电磁阀发出指令，控制机尾油缸的伸缩，达到自动调整链条松紧的目的。解决了大功率输送机链条调整困难的问题，避免了机头悬链和机尾堆链及链条过紧而造成的事故，使链条张力处于合理状态。新型智能化刮板输送机代表了当今世界工作面刮板输送机的最高水平，其主要特征归纳为：大型化、智能化、高可靠性及元部件标准化。1.1.2我国工作面刮板输送机总体水平与国外的差距我国工作面刮板输送机总体水平比国外落后 10 年左右，主要表现在以下几个方面：1) 性能和结构方面的差距：(1) 装机功率小，输送能力低，运输距离短。国产工作面刮板输送机最大装机功率为 2 x 525k W，输送能力为 2200t h，输送距离为 250m。主要特征参数比国外先进水平的同类参数小 2 3 l 2，说明我国刮板输送机总体水平仍比较低，输送机相应零部件也较国外尺寸小、性能差。b 我国工作面刮板输送机 CS T 可控驱动装置、AC TS 自动调链装置和工况监测系统等均为空白。(2) 耐久性差，可靠性低。我国齿轮设备耐久性试验为 1200h，可靠性较低，国外齿轮耐久性试验达 1500 2000h 以上，国外输送机事故率小于 3。2) 加工和材质方面(1) 加工手段落后，80 年代后期，我国煤机行业进口了一些高精度、高效率的加工设备，使部分冷加工技术水平有所提高。(2) 原材料、基础元件品种少，质量差。3) 设计和试验方面的差距：(1) 计手段落后，不能适应现代设计需要。我国有关单位目前仅为 CAD 或AltoCAD。国外普遍采用现代化设计法（如 3 DCAD 等），可实时进行三维动态仿真和有限元受力分析等，满足设计需要。(2) 标淮化、规范化水平低，基础性工作差。(3) 我国刮板输送机试验和检测设备，能力不足，试验和检测的后续工作落后。1.1.3工作面刮板输送机发展趋势1988 年 4 月，澳大利亚“二十一世纪高产采煤系统讨论会”提出了实现长壁综采面日产 34 万 t 的目标，同时对工作面刮板输送机主要参数进行了探讨。现在世界先进水平工作面都达到或超过了上述目标。如 2000 年 2 月，我国神华集团大柳培矿综采面采用 JOY 公司综采设备，最高日产达 3.7 万 t。说明近几年综采技术的发展速度超过了专家预料，将继续向着高产、高效、自动化的方向发展。工作面刮板输送机必然随着综采技术的发展而继续发展，其发展趋势是：1) 向大型化发展。装机功率为 2 x 800k W4 x800k W，输送能力为 2500 4500 t h，输送距离为 300350m，链条规格为直径 4852mm，溜槽内宽为 13001500mm。2) 向高耐久性肩可靠性方向发展。减速器耐久性试验指标应通过 1500 2000h 耐久性试验，输送机溜槽过煤量大于 6 Mt，事故率小于3。3) 向智能化自动化方向发展。采用 CST 可控驱动装置和 ACTS 自动调链装置及工况监测系统等。4) 向标淮化、规范化方向发展。输送机零部件普遍标准化，规范化，保证设计、加工质量和水平。5) 向高适应性发展，适应不同综采工艺的工作面刮板输送机将会继续发展，如综放工作面刮板输送机、刨煤机用输送机等继续得到发展。1.2刮板输送机的优缺点1.2.1刮板输送机的构造及传动原理刮板输送机是以牵引构件和溜槽为支撑机构的连续运输机械，其组成部分及工作原理如下：机头部机头架，传动装置和链轮组件等部件组成机头架的作用除卸载外，还对传动装置、链轮组件、盲轴和其它附属件等起着支承和装配的作用。传动装置包括电动机、减速器和液力联轴器。电动机均采用三相异步防爆电动机，减速器已大量采用大功率行星减速器。当前多数刮板输送机采用液力偶合器作为联轴器。现在双速电机的应用也越来越广，与之配套的是弹性联轴节。链轮组件多由牵引链轮和盲轴组成。中间部主要由溜槽和刮板链组成，当前刮板输送机的溜槽包括中部槽、过渡槽、开口槽。刮板链由刮板、圆环链和联接环等组成，其结构形式可分为单链、双边链和双中链几种形式。1.2.2刮板输送机的优点刮板输送机的优点刮板输送机之所以能在国民经济生产中得到广泛的应用，是因为它存在着与其它设备无法相比的优点：1) 适应性好，对环境的要求不高。在煤矿井下及其它工作条件恶劣，运输负荷变比较大的场所把物料运输到运输条件好的场所。2) 协作性好，为适应综合采煤机械化的需要，在机身上设有供采煤机牵引和导向的装置、与支架的连接装置和挡煤板、电缆槽及铲煤板等，目前刮板输送机发展到了随着工作的推进不需拆卸的整体推移，向着大功率、高强度和短而低的机头及机尾方向发展。3) 可弯曲性好，为适应工作地点和作业条件的要求，能在一定的范围内做水平及垂直方向的弯曲。4) 机身的强度和刚度高，能经得住碰撞和冲击。5) 耐磨性好，采用新研制的碳化硼药皮耐磨堆焊焊条，在矿用刮板输送机的中部槽中板表面堆焊一层耐磨合金层，使中板的强度得到加强，中部槽的使用寿命大幅度提高，使用寿命提高 3 倍以上，同时并不增加输送机的拖动阻力以及刮板与链条的磨损。6) 功率大，随着重型刮板输送机的发展、装机功率越来越大，大的刮板输送机总功率达 2X7001400kw。1.2.3刮板输送机的缺点1) 空载阻力大，刮板链质量大，刮板与中板摩擦向前推进，物料也通过刮板的阻挡和中板摩擦向前推进，使得电机的 30多的功率浪费在空载运行上。因此如何降低空载功率，提高运煤有效功率是刮板输送机的又一大课题。2) 启动难，这个问题是刮板输送机一直不好解决的问题。刮板输送机在输送物料的过程中需要较高的启动力矩，启动过载系数通常为 2530，因此满载启动难的问题不能很好地解诀。刮板输送机的主要特点是频繁启动和过载启动，且负载在空载、满载、超载甚至严重超载之间不断变化且持续时间无规律，这样在静态设计中，链子的安全系数确定很高，电机的功率选取也大，使得资源在不得己的情况下造成浪费。3) 动负荷大,刮板输送机具有较大的动负荷，动负荷产生的原因有自身结构和工作环境的原因。刮板输送机上的标准圆环链自五十年代初期开始采用以来，未见有很大的修改，虽然对链环的热处理工艺不断有小的改进，但对圆环链作为整个系统的一部分研究，尤其是对圆环链传动中的动载问题的研究，以及由冲击动载引起的一系列问题尚需做很多的工作。刮板输送机是采煤工作面最主要的运输设各，工作面运输是采煤生产中的一个重要环节，工作面输送机能否正常运转直接影响工作面的生产能力。因此，改善工作面运输条件，对提高产量、加速煤炭工业的发展具有极为重要的意义。虽然国外各先进刮板输送机厂为了竞市场，不断地开发新技术，研制新机型，他们虽在重大技术上尚无突破，但在结构、电控、检测、以及可靠性方而有了大幅度的进展。但在国内外，把刮板输送机的传动系统作为一个整体去研究它的特性还是很肤浅的，对刮板输送机的整体作为一个系统研究它的动特性就更少了。鉴于目前国内外的发展状况，随着煤炭工业对运输设备的可靠性和工作性能上的要求不断提高，对圆环链传动中存在的一些问题应尽快加以改进，以便使圆环链传动更能发挥自身的优点。1.3圆环链传动的特点圆环链传动是一种具有中间挠性的啮合传动，它既有齿轮传动的特点，也有带传动的特点，但与其比较还有它自身的特点。1) 圆环链传动的制造与安装精度要求低 2) 链条对轴的作用力较小3) 圆环链传动能有缓冲与吸振性能 4) 它的传动比准确5) 对环境适应能力强。因此它是刮板输送机的关键配件之一，它起到连接各部件成为完整系统的同时，还承受很大的交变载荷。随着煤炭工业机械化的发展，大功率高效采煤机和长距离、大功率输送机迅速增加，对大规格的矿用高强度圆环链需求量逐年增加。因此，研究圆环链传动对生产实践具有重要的意义。表1-1 国外新型工作面刮板输送机技术特征表随着煤炭工业机械化的发展，大功率高效采煤机和长距离、大功率输送机迅速增加，对大规格的矿用高强度圆环链需求量逐年增加。因此，研究圆环链传动对生产实践具有重要的意义。第二章 减速器的总体设计2.1 电机功率计算已知刮板运输机设计长度:L=60m 输送量:Q=30t/h 链速：v=0.63m/s 圆环链规格：1040 刮板间距:l=640mm 刮板链单位长度质量：刮板采用水平运输。（1） q货载单位长度质量 (4P31)（2） 重段运行阻力 (4P38) (3) 空段运行阻力 （4） 总牵引力 （5） 轴上总功率N 考虑20%的备用功率，取电机功率备用系数k=1.2，则所以选用额定功率为11kw的电动机，因为此电动机配合刮板运煤，在煤层有瓦斯，采用隔爆电动机YBS-11kw。电动机的转速为1450r/min。2.2 总传动比i=22.92因为第一对齿轮为圆锥齿轮，故其传动比所以选取2.3 各轴转速，转矩与输入功率2.3.1电动机的各轴转速(1)电动机 r/min(2)轴 r/mim(3)轴 r/min(4)轴 r/min(5)轴 r/min2.3.2电机传动效率由电动机至工作机的总效率 h一对滚动轴承的效率= 0.99一对圆柱齿轮传动的效率取= 0.96联轴器的效率取= 0.99一对圆锥齿轮传动的效率取= 0.97一对斜齿齿轮传动的效率取= 0.982.3.3 各轴的输入功率(1)电动机 kw(2)轴 kw(3)轴 kw(4)轴 kw(5)轴 kw2.3.4 各轴的理论转矩(1)电动机 (2)轴 Nmm(3)轴Nmm(4)轴 = Nmm(5)轴 = Nmm第三章 齿轮设计3.1 圆锥齿轮传动的设计计算已知输入功率（略大于小齿轮的实际功率），小齿轮的转速为：，大齿轮的转速为，传动比，由电动机驱动，工作寿命（设每年工作300天），两班制，带式输送，平稳，转向不变。1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按传动方案，选用直齿圆锥齿轮传动，螺旋角，不变位。（2）、运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。（3）、材料选择，小齿轮材料为20MnVB（调质），硬度为207HBS，大齿轮材料为20MnVB（调质），硬度为207HBS.（4）、选小齿轮齿数（5）、， （由1 P215图10-26） 区域系数 （由1P217 图10-30）2.按齿面接触疲劳强度设计 公式： （1）、确定公式内的各计算值1）查得材料弹性影响系数。2）按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳极限。由1P207 图10-21d3）计算应力循环次数小齿轮：大齿轮：4）查得接触批量寿命系数5）计算接触疲劳许用应力6）试选，初选载荷系数查得所以，7）（2）、计算1）试算小齿轮的分度圆直径，带入中的较小值得2）计算圆周速度vm/s3）计算载荷系数根据m/s，8级精度，查得，所以4）按实际的载荷系数校正所得的分度圆直径：mm5）技术模数3.按齿根弯曲疲劳强度设计公式：m（1）、确定公式内的各计算值1）查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 Mpa ，大齿轮的弯曲疲劳强度。2）查得弯曲疲劳寿命系数3）计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，则，4）载荷系数 K=1.445）节圆锥角6）当量齿数7）查取齿形系数 8）查取应力校正系数 9）计算大小齿轮的 ,并加以比较。小齿轮的数值大。（2）、设计计算=3.8综合分析考虑，取得，4.几何尺寸计算（1）、计算大端分度圆直径（2）、计算节锥顶距（3）、节圆锥角（4）、大端齿顶圆直径（5）、齿宽3.2 斜齿圆柱齿轮传动的设计计算已知输入功率（略大于小齿轮的实际功率），小齿轮的转速为：，大齿轮的转速为，传动比，由电动机驱动，工作寿命（设每年工作300天），两班制，带式输送，平稳，转向不变。1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动，螺旋角，不变位。（2）、运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。（3）、材料选择，小齿轮材料为20MnVB（调质），硬度为207HBS，大齿轮材料为20MnVB（调质），硬度为207HBS.（4）、选小齿轮齿数（5）、， （由1 P215图10-26） 区域系数 （由1P217 图10-30）2.按齿面接触疲劳强度设计 公式：（1）、确定公式内的各计算值1）查得材料弹性影响系数。2）按齿面的硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限，大齿轮的接触疲劳极限。3）计算应力循环次数小齿轮：大齿轮：4 )试选5）（由1 P207图10-19）接触疲劳寿命系数6）计算接触疲劳许用应力（2）计算1）试算小齿轮的分度圆直径2）计算圆周速度vm/s3）计算齿宽b及模数4)计算纵向重合度 5）计算载荷系数K已知使用系数，根据，由图10-8查动载系数，由表10-4查由图10-13查由表10-3查,。故载荷系数6）按校正算得的分度圆直径，7）计算模数（3）按齿根弯曲强度设计 1） 计算载荷系数2）根据纵向重合度，从图10-28查螺旋角影响系数3）计算当量齿数。4）查取齿形系数。由表10-5查得5）查取应力校正系数。由表10-5查得6）计算大、小齿轮的并加以比较。小齿轮的数值大（2）设计计算对比齿面和齿根的法面模数，取mm，已可满足弯曲强度。根据分度圆计算应有的齿数。取4.几何尺寸计算1）计算中心距2） 按圆整后的中心距修正螺旋角其他参数不修正3） 计算小、大齿轮的分度圆直径。4） 计算齿轮宽度圆整后取3.3 直齿圆柱齿轮传动的设计计算已知输入功率（略大于小齿轮的实际功率），小齿轮的转速为：，大齿轮的转速为，传动比，由电动机驱动，工作寿命（设每年工作300天），两班制，带式输送，平稳，转向不变。一 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动，。（2）、运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度。（3）、材料选择，小齿轮材料为20MnVB（调质），硬度为207HBS，大齿轮材料为20MnVB（调质），硬度为207HBS.（4）、选小齿轮齿数（5）计算应力循环次数小齿轮：大齿轮：2 按齿面接触强度设计 计算公式： mm （由1P218式10-21） 确定公式内的各计算参数数值初选载荷系数小齿轮传递的转矩 Nmm齿宽系数 （由1P205表10-7） 材料的弹性影响系数 Mpa1/2 （由1P201表10-6）区域系数 （由1 P217图10-30）， （由1P215 图10-26） 接触疲劳寿命系数 （由1P207图10-19）接触疲劳许用应力取安全系数二 计算（1）试算小齿轮分度圆直径=70mm（2）计算圆周速度 m/s（3）计算齿宽b及模数mn mmb/h=7.56（5） 计算载荷系数 使用系数 根据电动机驱动得 动载系数 根据v=0.63m/s、 8级精度 按齿面接触强度计算时的齿向载荷分布系数 根据小齿轮相对支承为非对称布置、8级精度、=1、 mm，得 =1.46 按齿根弯曲强度计算时的齿向载荷分布系数 根据b/h=7.56、 齿向载荷分配系数、根据8级精度，软齿面传动，得 =11.11.41.46=2.25（6） 按实际的载荷系数修正所算得的分度圆直径 （1P204式(10-10a)） （7）计算模数m。三 按齿根弯曲强度设计 1 确定计算参数（1）计算载荷系数K （2）弯曲疲劳系数KFN 得 （3）按齿面的硬度查得小、大齿轮的接触疲劳强度极限。（4）计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S=1.4 得（5）计算当量齿数ZV（6）查取齿型系数YF 应力校正系数YS 得 （7）计算大小齿轮的 并加以比较比较所以大齿轮的数值大，故取0.0184。2 计算四 分析对比计算结果对比计算结果，取已可满足齿根弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的来计算应有的 五 几何尺寸计算1 计算中心距阿a 3 计算大小齿轮的分度圆直径d1、d2 77mm227.5mm4 计算齿轮宽度b 圆整后 68mm 70 mm六 验算 100N /mm 与初设相符 设计符合要求第四章 轴的计算4.1 第一轴最小直径计算、材料为20MnVB(1)、确定轴上零件装配方案，如图所示 圆整为30mm。图 41（2）按轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段：轴段与联轴器通过键相连，联轴器因轴的最小直径为30mm，因此选用内孔为30的联轴器，各部分尺寸如上图所示：因此初步设定段直径为30，长度为60。轴段：为了便于安装，应使轴段右端制出轴肩取轴肩高度=2.5.（0.07）所以轴段直径为d=35.根据减速器与一轴压盖的结构，一轴压盖右端面，通过调整螺母固定在减速器右端面上，总长设计为58。其中包括段和段，段长度为38，装油封一端的轴承右端轴向定位用两个圆螺母、中间设置防松垫片、进行轴承间的轴向定位。轴段：一轴轴承选用/T297-1994，滚动轴承31308，其内径为40，轴段长度为20，在和过渡处设一个槽，让轴承左端一小段覆盖沟槽，目的是为了轴承轴向定位到靠、沟槽长度=3、深=1轴段：此处装轴承即宽度为35，可取长为35，轴承右端用挡圈定位轴段：此处不装任何零件，为了方便装轴承，以及加工中的困难，把段减小1轴段：此处装轴承，直径40、=35.5轴段：放置挡油盘、轴径减小（=2）轴段：设计直径50、宽度4轴段：为圆锥齿轮轴承放在轴承套内、轴承套与箱体上的圆弧面配合，轴承套的固定，是在轴承套内两轴承中间设一个圆柱孔，通过螺钉，从箱体上固定，轴向定位，在端面用调整螺母固定。4.2 第二轴确定最小直径 选取轴的材料为20MnVB调质（用于载荷系数较大，但冲击不太大的重要轴）查机械设计基础表8-11取=105 (1)、确定轴上零件装配方案，如图所示：图 42(2)、按轴向定位要求确定各轴段轴径及长度轴段：装轴承、因最小直径为40，因此运用内径为40的轴承，297-64滚动轴承7610，轴承宽度=35，因此取段长度=60轴段：装配圆锥齿轮，设置轴肩以进行轴承轴向定位，轴段直径设计为=45，长度=49轴段：此处不装配任何零件，只起轴肩作用，对圆弧锥齿轮起到轴向定位作用，设置平键对齿轮进行周向定位，轴径=52、=27.5轴段：此处为斜齿轮轴根据齿宽去l=70mm轴段：只起过渡作用，因齿轮轴轴径较大，而一根又必须用同一型号的轴承，因此需要有个过渡轴径取=52、长度取=7.5轴段：装轴承，取=40、=33，退刀槽31.4.3 第三轴确定最小直径（1）选取轴的材料为20MnvB调质（用于载荷较大，但冲击力不太大的重要轴）查机械设计基础表8-11取C=105 = 图 43 (2)、按轴向定位要求确定各轴段直径及长度尺寸 轴段：此处装轴承，因经设计计算，三轴最小直径为40，因此所用内径为40的297-64滚动轴承7610，所以段轴径取=40，轴长取=35轴段：为了保证轴承轴向定位，此处设置了轴肩，轴径取=66，轴长取=78轴段：为直齿轮轴，齿轮宽度的d=70mm，两端轴肩l各取4mm轴段：装配斜齿轮，周向固定用平键，轴向固定左边在轴段和之间设一个轴肩，右边定位用挡圈，轴径取=55，轴长取=64轴段：安装轴承，左边用挡圈定位，右边用轴承盖定位，轴径取=40，轴长取=46mm4.4 第四轴确定最小直径(1)、选取轴的材料为20MnvB调质（用于载荷较大，但冲击力不太大的重要轴）查机械设计基础表8-11取A=126 = 图 44(2)、按轴向定位要求确定各轴段直径及长度尺寸 轴段：此处花键，因经设计计算，轴最小直径为60，所以段轴径取=60，轴长取=50轴段：为了保证轴承轴向定位，此处设置了轴肩，轴径取=63，轴长取=40轴段：所用内径为80的297-64滚动轴承32916，d=80mm，l=58mm斜度低端d=73mm，l=20mm。轴段：为了保证轴承轴向定位，此处设置了轴肩，轴径取=88，轴长取=66轴段：装配直齿轮，一个轴肩d=68，l=12，左边定位用挡圈，轴径取=60，轴长取=145，安装轴承，右边用挡圈定位，左边用轴承盖定位，轴径取=60，轴承盖和套筒取轴长l=46mm轴段：用花键传动，d=60mm，l=40mm。第五章 轴的强度校核图 51因为轴作为输出轴，轴上受到扭矩和力相对于其他三根轴是最大的，所以如果此轴的强度满座设计要求的话，其他轴也同样满足设计要求。5.1求轴上的转矩 = Nmm轴上大齿轮的分度圆直径为337.76mm圆周力 径向力和轴向力的大小如下 5.2 计算轴上的载荷根据轴的结构图确定轴承的支点位置，从手册中查取32916型的圆锥滚子轴承的a=19.6mm。因此，轴的跨度。 (1)垂直面 载荷分析图水平垂直面由装配图俯视受力视角决定(2)水平面 (3) 总弯矩 图 52弯矩图5.3 按弯扭合成校核轴的强度从轴的结构以及扭矩图中可以看出截面Ft是轴的危险截面。进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。扭转切应力为脉动循环应力，取，轴的材料为20MnvB，调质处理，查得。轴的 计算应力为： 此轴合理安全5.4 精确校核轴的疲劳强度.(1)判断危险截面截面1、2、只受扭矩作用。所以1、2、无需校核.从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看,截面和处过盈配合引起的应力集中最严重,从受载来看,截面C上的应力最大.截面的应力集中的影响和截面的相近,但是截面不受扭矩作用,同时轴径也较大,故不必做强度校核.截面C上虽然应力最大,但是应力集中不大,而且这里的直径最大,故C截面也不必做强度校核,截面和显然更加不必要做强度校核.由第3章的附录可知,键槽的应力集中较系数比过盈配合的小，因而,该轴只需胶 合截面左右两侧需验证即可. 截面左侧。抗弯系数 =抗扭系数 =0.2=截面的左侧的弯矩M为 截面上的扭矩为 截面上的弯曲应力截面上的扭转应力 =轴的材料为20MnvB钢。调质处理。查得： 因 ,经插入后得 2.0 =1.31轴性系数为： =0.85K=1+=1.82 K=1+（-1）=1.26所以 轴按磨削加工，则查图的表面质量系数为综合系数为： 碳钢的特性系数: 取0.1 取0.05安全系数S= S=S=1.5 所以它是安全的截面右侧：抗弯系数 抗扭系数 截面左侧的弯矩M为 截面上的扭矩为 =1100000N截面上的弯曲应力 截面上的扭转应力 =过盈配合处的由插值法求出，并取， 于是得 ： 轴按磨削加工，则查图的表面质量系数为： 综合系数为： 安全系数:S= S=S=1.5 所以轴是符合要求的。第六章 结构设计刮板输送机的基本组成如图5-1所示。装有刮板的链条2，围绕驱动链轮1接成封闭圆环。刮板链置于上、下溜槽3和4中，将刮板链连续循环运行，装入溜槽中的物料，被刮板链拖拉，在槽内滑动运行到一端卸下。图6-1 刮板输送机的基本组成1-尾部链轮；2-刮板链；3-上溜槽；4-下溜槽；5-驱动链轮 6.1 驱动装置位置的确定驱动装置应该设置在使牵引力构件的最大张力为最小，且所需张紧力最小的位置。有牵引构件的运输机械，驱动装置是通过牵引构件传递牵引力，以克服各种运行阻力 使机器运行。阻力愈大，牵引构件的张力增加也大。由于连续运输机械的运行阻力是沿途分布的，因而牵引构件的张力沿运行方向逐渐增加。牵引构件在各点的张力，用“逐点计算法”计算。逐点计算法，是计算牵引构件在运行时，其各点张力的方法。逐点计算法的规则是：牵引构件某一点上的张力，等于沿其运行方向后一点的张力与这两点间的运行阻力之和。用公式表达为 （5-1）式中 、分别为牵引构件上前后两点的张力；前后两点间的运行阻力。用逐点计算法求算牵引构件个点上的张力，可以从任意点开始，依次分别绕进和绕出驱动装置的相遇点和分离点进行。由于连续运行的运输机械对牵引构件的最小张力往往有一定的要求，所以，计算各点张力时，通常是从牵引构件的最小张力点开始。牵引构件运行时，最小张力点的位置，依运动方向、驱动装置和安装倾角的不同而异，在给定的工作条件下，按逐点计算规则，经比较确定。本次设计，向上运输物料，驱动装置在上端，最简单的线路如图图5-2示，用逐点计算法求各点张力的方法如下。图6-2 用逐点计算法求张力图沿牵引构件的运行方向，将直线和曲线段的变换点逐点编号。据逐点计算法的规则，可写出下列各式。 （5-2） （5-3） （5-4）式中 、分别为牵引构件在各点的张力；空行程段（以后称空段）的运行阻力；承载段（以后称重段）的运行阻力；绕经上端曲线2/3的阻力。最小张力点的位置，按图5-2的条件，当倾角不大，0时，可以看出 （5-5）驱动装置的位置，对牵引构件的张力有影响。设置驱动装置的位置，如果没有其他条件限制，例如，供电是否方便；有无便于安装和维护的合适空间等，应该设置在使牵引力构件的最大张力为最小，且所需张紧力最小的位置。在不同位置时，牵引构件的最大张力可作如图图5-3的比较：图5-3 驱动装置位置不同的比较按图a的位置时，最小张力在1点，设其张力值为，据逐点计算法的规则得 （5-6） （5-7）整理得 （5-8） （5-9）按图b的位置时，最小张力在点，其张力值也为，据逐点计算法的规则得 （5-10） （5-11）整理得 （5-12） （5-13）比较公式（5-9）和（5-13），因，得。由此可以看出，驱动装置按图a的位置安装，牵引构件的最大张力较小。因此，驱动装置位置布置如图a所示。6.2 刮板输送机结构的基本要求刮板输送机，按工作需要，对其结构有如下要求：a. 能用于左或右工作面；b. 各部件便于在井下拆装和运输；c. 同一型号的部件安装尺寸和连接尺寸应保证相同，同类部件应保证通用互换；d. 刮板链安装后，在正、反方向都能顺利运行；e.