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6张CAD高清图纸和说明书 SJ系列 往复 煤炭 输送 设计 CAD 图纸 说明书 SJ 系列

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毕 业 设 计 论文题目 往复式煤炭输送机设计 学 院 信息学院 专 业 机械制造及其自动化 年 级 2005级机制信052 姓 名 郝生全 指导老师 张文焕 职 称 教授 2009年6月山西农业大学教务处制山西农业大学工程技术学院毕业论文毕业设计说明书中文摘要往复式煤炭输送机设计摘要：煤炭是我国能源安全的基石。煤炭工业是我国重要的基础产业，我国的煤炭产量已是世界第一位，是煤炭生产大国，现在我国煤炭工业已具备了设计、施工、装备及管理千万吨露天煤矿和大中型矿井的能力。但是，我国煤炭开采技术装备总体水平低，煤炭生产技术装备是机械化、部分机械化和手工作业并存的多层次结构。技术和装备水平低，严重影响煤炭的生产效率。保障煤炭供应是国家加强煤炭工业宏观调控的重点之一，煤炭深加工更是国家重工业发展的重中之重，输送机设备作为煤矿生产系统的基础设备,给煤设备的可靠性,特别是关键咽喉部位给煤设备的可靠性,直接影响整个生产系统的正常运行。生产实践证明,现有的往复式给料机的生产能力小、安装和拆卸不方便、受力不均匀等缺点。，随着煤炭工业的发展,煤矿井型不断地扩大,现有型往复煤炭输送机生产能力小,不能满足大型矿井的要求，因此,改进和扩大现有型往复煤炭输送机是完全必要的。本设计的往复式煤炭输送机是在原有的基础上作了一些改进，具有结构简单、维修量小、性能稳定、噪音低、安装方便等优点。本文主要介绍了：往复式煤炭输送机的发展历史，用途，组成及工作原理；往复式煤炭输送机的特点；设计的一般步骤；使用中存在的问题及改进措施；安装和维护等内容。在本次往复式煤炭输送机的设计过程中，着重对减速器、传动平台进行了分析和设计。对重要的部件进行了受力分析、强度的校核，根据其常见失效形式、影响因素及基本设计要求，给出了重要部件的受力分析、强度和刚度的设计方法。关键词：往复式煤炭输送机 减速器 受力分析 强度校核 毕业设计说明书外文摘要Reciprocating coal conveyorABSTRACTCoal is the cornerstone of Chinas energy security. The coal industry is an important basic industries，Chinas coal production is the first in the world, coal producing countries，however, coal mining technology and equipment of our overall low level of，coal production is mechanized equipment, part of both mechanized and manual operation of the multi-level structure. Low level of technology and equipment, seriously affect the efficiency of coal production.To protect the supply of coal is the coal industry to strengthen macro-control of one of the key points，deep processing of coal is the most important national industrial development,coal mine production equipment is the one of the main equipment for coal equipment reliability, Special location is the key to the throat of coal equipment reliability, a direct impact on the entire production system to normal operation. Practice has proved that the existing reciprocating Feeder small production, With the development of coal industry and coal-wells continues to expand, the existing K-type reciprocating coal production capacity of the small plane, unable to meet the requirements of large-scale mine, therefore, improve and expand existing K-type reciprocating to the coal machine is totally necessary. The design of the reciprocating to the coal on the basis of the original made some improvements, it has a simple structure and a small amount of maintenance, stable performance, low noise, the installation is easy.This paper introduced：Reciprocating coal conveyor history of the development, use, composition and physics; Reciprocating to the characteristics of coal; focusing on reducer, transmission platform, crank linkage, strength check, in accordance with its common failure mode, Factors and basic design requirements, is an important component of the stress analysis, strength and stiffness of the design method. Keywords : Reciprocating coal conveyor Reducer Analysis Strength Check山西农业大学工程技术学院毕业论文往复式煤炭输送机设计1绪论 进入21世纪，我国煤炭工业快速发展，煤矿深加工产业规模也在飞速扩大,现有煤炭机械设备生产能力小,不能满足大型加工厂的生成要求。因此,改进和扩大现有煤炭机械设备是完全必要的。往复式煤炭输送机作为煤炭加工的基础设备， 在我国煤矿广泛应用几十年。生产实践证明,该设备对煤的品种、粒度、外在水份等适应性强,与其他给料设备相比,具有运行安全可靠、性能稳定、噪音低、维护工作量少等优点,仍不失推广使用的价值。1.1 往复式煤炭输送机的发展史运输机设备是煤矿生产系统的主要设备之一,给煤设备的可靠性,特别是关键咽喉部位给煤设备的可靠性,直接影响整个生产系统的正常运行。目前,我国煤矿使用的给煤设备主要是往复式煤炭输送机和电振煤炭输送机。 往复式煤炭输送机最早研制于20世纪60年代初,70年代,在基础上,更换了驱动装置,改为系列,并一直沿用至今。国外煤炭输送机发展状况也与国内大相径庭,并没有更高的技术含量,但价格却是国内同类产品的45倍。自20世纪60年代定型后,我国各大煤矿使用的煤炭输送机主要是K系列的往复式煤炭输送机。1.2 往复式煤炭输送机的用途最通用的往复式煤炭输送机为K型，一般用于煤或其他磨琢性小、黏性小的松散粒状物料的给料。往复式煤炭输送机适用于矿井和选煤厂，将煤碳经煤仓均匀地装载到输送机或其它筛选、贮存装置上。1.3 煤炭输送机的构造及工作原理往复式煤炭输送机结构是由电动机、减速器、联轴器、H形架、连杆、底板(给料槽)、传动平台、漏斗闸门、托辊等组成。传动原理：当电动机开动后，经弹性联轴器、减速器、曲柄连杆机构拖动倾斜的底板在托辊上作直线往复运动，当底板正行时,将煤仓和槽形机体内的煤带到机体前端;底板逆行时,槽形机体内的煤被机体后部的斜板挡住,底板与煤之间产生相对滑动,机体前端的煤自行落下。将煤均匀地卸到运输机械或其它筛选设备上。该机设有带漏斗、带调节阀门和不带漏斗、不带调节阀门两种形式。1.4 往复式煤炭输送机的优越性1.4.1 往复式煤炭输送机的特点(1) 结构简单,维修量小在往复式煤炭输送机中,电动机和减速器均采用标准件,其余大部分是焊接件,易损部件少,用在煤矿恶劣条件下,其适用性深受使用单位的好评。(2) 性能稳定往复式煤炭输送机对煤的牌号,粒度组成,水分、物理性质等要求不严,当来料不均匀,水分不稳定且夹有大块煤、橡胶带、木头及钢丝等时,仍能正常工作。(3) 噪音低往复式煤炭输送机是非振动式给料设备,其噪音发生源只有电动机和减速器,而这两个的噪音都很低。尤其在井下或煤仓等封闭型场所,噪音无法扩散,这一点是电动给料机所无法达到的。(4) 安装方便、高度小往复式煤炭输送机一般安装在煤仓仓口,不需另外配制仓口闸门溜槽及电动机支座,安装可一步到位,调整工作量小,而电动煤炭输送机由于不能直接承受仓压,需要另外安放仓口过渡溜槽,相比之下,往复式煤炭输送机占有高度小,节省了建筑面积和投资。1.4.2 往复式煤炭输送机与其他煤炭输送机的比较往复式与振动式煤炭输送机两种给料方式不同点是给料频率和幅值以及运动轨迹不同。在使用过程中，由于振动式给料机给料频率高，噪声也大；由于它是靠高频振动给料，其振动和频率受物料密度及比重影响较大，所以，给料量不稳定，给料量的调整也比较困难；由于是靠振动给料，给料机必须起振并稳定在一定的频率和振幅下，但振动参数对底板受力状态很敏感，故底板不能承受较大的仓压，需增加仓下给料槽的长度，结果是增加了料仓的整体高度，使工程投资加大；由于给料高度加大，无法用于替换目前大量使用的往复式煤炭输送机。1.5 设计往复式煤炭输送机必要性随着煤炭工业的迅猛发展,煤矿井型也在不断扩大,现有的往复式煤炭输送机，如-4生产能力最大,但也只有，已不能再满足煤矿生产系统的选型要求。正是基于这个原因,我们在对煤炭输送机使用情况大量调研的基础上,研制了、的大型往复式煤炭输送机。了解往复式煤炭输送机的用途、工作原理以及工作中存在的问题，设计一台单曲柄往复式煤炭输送机。设计参数给料量：；往复行程：。2 往复式煤炭输送机的结构设计在确定往复式煤炭输送机整体结构尺寸之前，首先考虑煤炭输送机的容积利用系数。容积利用系数是煤炭输送机槽体内煤的体积与槽体容积的比值。在煤炭输送机槽体容积一定的情况下,容积利用系数取值的高低,决定设计给料能力的值就越大,则设计生产能力大,反之就小。现有型往复煤炭输送机容积利用系数取值为0.62。为了提高煤炭输送机的综合性能,通过对K型往复煤炭输送机的使用情况进行大量调查和性能测试,煤炭输送机实际生产能力比设计生产能力偏大约1020%。这说明原设计容积利用系数取值偏低。在该往复煤炭输送机设计中,我们将容积利用系数提高到0.7-0.8,这就意味着,与原设计比较,在相同设计生产能力条件下,煤炭输送机槽体容积可以缩小13%。煤炭输送机的实际生产能力与煤的粒度、水份有较大关系。同样一台煤炭输送机,煤的流动性好,则实际生产能力大;煤的流动性差,则实际生产能力就小。现有型往复煤炭输送机之所以适应范围广,除其它性能以外,就在于设计时余量较大,即容积利用系数取值较低。2.1 煤炭输送机箱体尺寸的确定根据已知参数（给料量：；往复行程：），初步设定曲柄的转数为，箱体的有效高度和宽度，高度为，宽度为。给料量可表示为 式中煤炭输送机给料量，；给料机箱体高度，；给料机箱体宽度，； 给料机行程，；煤的密度，；给料机箱体高度，；工况系数，。因此，由式可求出给料量由上式结果可得出，箱体尺寸满足给料要求。 2.2 煤炭输送机整体结构布局图2-1煤炭输送机整体结构布局图2.3煤炭输送的箱体设计煤炭输送机的箱体、机架是由钢板(材料：Q235)和角钢用螺栓或焊接的方式联接在一起，具体尺寸查参考文献6。根据已知参数（给料量：；往复行程：），初步确定箱体、机架的基本形状和尺寸。设定箱体的有效高度和宽度，高度为，宽度为。其结构简图如图4-1所示：图4-1给料机的结构简图参考文献6，初定侧板的厚度为10mm,底版的厚度为16mm。本设计主要对底托板、托辊进行详细的说明外，其余的角钢、槽钢、螺栓等，则参考文献6上的标准型号和尺寸，故不再赘述。2.4 底托板的设计及校核如图4-2所示1角钢12角钢23底托板4钢板图4-2底托板示意图底托板是给料机的承压部件，它长期处于高压受力状态，所以，应具有足够的强度和刚度。由(2-4)可知,为煤炭输送机槽体内煤的质量，则。根据计算简图作出剪力图、弯矩图，B截面的弯矩最大，是底托板的危险截面。底托板的结构受力分析1) 惯性矩：2) 支反力 垂直力 ，水平力 3) 弯矩：4) 弯曲应力： 选取底托板的材料为，参考文献4表4-1，查得，所以底托板的弯曲强度校核满足设计要求。2.5 轴承选择与校核根据轴的结构尺寸，参考文献6表24.2-15可得知，选用30212型圆锥滚子轴承轴承，该轴承的主要性能参数为：基本额定动载荷；基本额定静载荷，。根据以上轴的载荷计算，得知：(1) 轴承的支反力：水平支反力 ，垂直支反力 ，合成支反力 (2) 轴承所承受的轴向载荷：参考文献5,由式5-9(3) 轴承的当量载荷两对轴承结构对称，尺寸相同，所以当量载荷也相同。因，参考文献5查表5-12得:， (4) 轴承的寿命因,由表3-1、表3-2查得，满足使用要求。2.6 煤炭输送机的受力分析往复式煤炭输送机运行时，电动机功率主要消耗在克服下列阻力上。正行时：底板在托滚上的运动阻力和煤与固定侧板的摩擦阻力。逆行时：底板在托滚上的运动阻力和煤与底板的摩擦阻力。此外，还有一些能量消耗在克服底板加速运动时的运行阻力上。往复式煤炭输送机正行时的功耗是有效功耗，逆行时的功耗是无效功耗。3往复式煤炭输送机减速器的设计3.1 电动机的选择3.1.1 选择电动机类型本设计中的往复式煤炭输送机工作于井下煤仓。井下煤尘多、瓦斯浓度较大、易发生爆炸。根据工作环境要求，参考文献2表23-1-101,选择YB系列隔爆型三相异步电动机。3.1.2 选择电动机容量电动机所需工作功率为 即 传动装置的总效率为 参考文献3，查表2-3确定各部分效率为：联轴器效率，滚动轴承传动效率（一对），闭式齿轮传动效率，曲柄连杆的传动效率，槽摩擦传动效率代入式得 。有式3-1求出，所需电动机功率为因载荷有轻微冲击，故电动机额定功率要大于即可。参考文献2,YB系列电动机技术数据，选用电动机的功率为。3.1.3 确定电动机转速连杆所需的转速 二级圆柱齿轮减速器的传动比常用的范围为，故电动机转速的可选范围为 符合这一范围的同步转速有很多，参考文献2的表23-1-101，经过比较决定选取：参考文献2，选用YB160L1-6型电动机。3.1.3 传动装置的总传动比及其分配（1）总传动比 （2）分配传动装置各级传动比参考文献3表2-1，取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比对于展开式二级圆柱齿轮减速器，在两极齿轮配对材料、性能及齿宽系数大致相同的情况下，即齿面接触强度大致相等时，两极齿轮的传动比可按下式分配： 即 代入式得3.1.4 计算传动装置的运动和动力参数各轴的转速根据电动机的满载转速及传动比进行计算;传动装置各部分的功率和转矩。计算各轴时将传动装置中各轴从高速轴到低速轴依次编号，定0轴（电动机轴），1轴，2轴，3轴，4轴；相邻两轴间的传动比表示为，；各轴的输出功率为，；各轴的输出转矩为，。各轴的输出功率0轴（电动机轴）1轴（高速轴）2轴（中间轴）3轴（低速轴）各轴的输出转速0轴（电动机轴）1轴（高速轴）2轴（中间轴）3轴（低速轴）各轴的输出转矩0轴（电动机轴）1轴（高速轴）2轴（中间轴）3轴（低速轴）3.2 齿轮的设计及校核计算3.2.1 第一对齿轮的设计(1) 选择齿轮材料参考文献4查表8-17 小齿轮选用调质并表面淬火 大齿轮选用调质并表面淬火 (2) 按齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮传动精度等级，按估取圆周速度; 参考文献4表8-14，表8-15选取 公差组8级小轮分度圆直径d，参考文献4，由式（8-64）求得齿宽系数参考文献4，查表823 按齿轮相对轴承为非对称布置，取 小齿轮齿数,在推荐值20-40中选 大齿轮齿数 ，圆整取齿数比 传动比误差 误差在范围内。合适小齿轮转矩参考文献4，由式（8-53）求得 载荷系数K参考文献4，由式（8-54）得使用系数参考文献4，查表8-20 动载荷系数参考文献4，查图8-57得初值 齿向载荷分布系数参考文献4，查图8-60 齿间载荷分配系数参考文献4，由式（8-55）及得 参考文献4，查表并插值则载荷系数的初值 弹性系数参考文献4，查表8-22得节点影响系数参考文献4，查图8-64得重合度系数参考文献4，查图865得许用接触应力参考文献4，由式（869）得接触疲劳极限应力、参考文献4，查图869参考文献4，应力循环次数由式(870)预设煤炭输送机每天工作20小时，每年工作350天，预期寿命为10年则参考文献4，查图8-70得接触强度的寿命系数 、（不允许有点蚀） 硬化系数参考文献4，查图8-71及说明接触强度安全系数参考文献4，查图8-27，按一般可靠度查 取 故的设计初值为 齿轮模数 参考文献4，查表83取 小轮分度圆直径的参数圆整值圆周速度 与估计取有差距，对取值影响不大，不需修正参考文献4，查图8-57 小轮分度圆直径 大轮分度圆直径 中心距齿宽 ，取大轮齿宽小轮齿宽 (3) 齿根弯曲疲劳强度校核计算 齿形系数参考文献4，查图8-67 小轮 大轮 应力修正系数参考文献4，查图8-68 小轮 大轮 重合度系数参考文献4，由式（8-67） 许用弯曲应力参考文献4，由式（8-71）弯曲疲劳极限参考文献4，查图8-72 弯曲寿命系数参考文献4，查图8-73 尺寸系数 参考文献4，查图8-74 安全系数参考文献4，查表8-27 则 故齿根弯曲强度足够。(4) 齿轮其他尺寸计算与结构设计(参考文献4表8-4)1) 小齿轮的相关尺寸分度圆直径 齿顶高 齿根高 齿全高 齿顶圆直径 根圆直径基圆直径 齿距 齿厚 齿槽宽 基圆齿距 法向齿距 顶隙 中心距 传动比 2) 大齿轮的相关尺寸分度圆直径 齿顶高 齿根高 齿全高 齿顶圆直径 齿根圆基圆直径 齿距 齿厚 齿槽宽 基圆齿距 法向齿距 顶隙 中心距 传动比 参考文献4表8-31得知，当 ，选用腹板式的结构 取应大于，为齿全高3.2.2 第二对齿轮的设计参考文献4(1) 选择齿轮材料查表8-1 小齿轮选用调质表面淬火 大齿轮选用调质表面淬火 (2) 按齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮传动精度等级，按估取圆周速度; 参考表8-14，表8-15选取 公差组8级小轮分度圆直径d，由式（8-64）得齿宽系数查表823按齿轮相对轴承为非对称布置，取 小齿轮齿数, 在推荐值20-40中选大齿轮齿数 ，圆整取齿数比 传动比误差 误差在范围内。合适小齿轮转矩 由式（8-53）得载荷系数K由式8-54得使用系数查表8-20 动载荷系数查图8-57得初值 齿向载荷分布系数查图8-60 齿间载荷分配系数由式（8-55）及得 查表并插值 则载荷系数的初值 弹性系数 查表8-22得节点影响系数查图8-64得重合度系数查图865得许用接触应力由式（869）得接触疲劳极限应力、查图869应力循环次数由式(870)预设煤炭输送机每天工作20小时，每年工作350天，预期寿命为10年 则 查图8-70得接触强度的寿命系数 、（不允许有点蚀） 硬化系数查图8-71及说明接触强度安全系数查图8-27，按一般可靠度查 取 故的设计初值为 齿轮模数 查表83取 小轮分度圆直径的参数圆整值圆周速度 与估计取有差距，对取值影响不大，不需修正查图8-57 小轮分度圆直径 大轮分度圆直径 中心距 齿宽，取大轮齿宽小轮齿宽 (3) 齿根弯曲疲劳强度校核计算由式（866） 齿形系数查图8-6小轮 大轮 应力修正系数 查图8-68 小轮 大轮 重合度系数 由式（8-67） 许用弯曲应力 由式（8-71）弯曲疲劳极限 查图8-72 弯曲寿命系数 查图8-73 尺寸系数 查图8-74 安全系数 查表8-27 则 故 齿根弯曲强度足够。(4) 齿轮其他尺寸计算与结构设计1) 小齿轮的相关尺寸分度圆直径 齿顶高 齿根高 齿全高 齿顶圆直径 齿根圆直径 基圆直径 齿距 齿厚 齿槽宽 基圆齿距 法向齿距 顶隙 中心距 传动比 2) 大齿轮的相关尺寸分度圆直径 齿顶高 齿根高 齿全高 齿顶圆直径 齿根圆直径基圆直径 齿距 齿厚 齿槽宽 基圆齿距 法向齿距 顶隙 中心距 传动比 根据表8-31得知，当 ，选用腹板式的结构应大于，为齿全高3.3 轴的设计及校核计算3.3.1轴的设计及校核(1) 求输出轴上的转矩 (2) 求作用在齿轮上的力 输出轴上大齿轮的分度圆直径为（由以上齿轮计算得知）圆周力、径向力和轴向力的大小如下，方向如图3-2所示。输出轴上小齿轮的分度圆直径为（由以上齿轮计算得知）圆周力、径向力和轴向力的大小如下，方向如图3-2所示。(3) 确定轴的最小直径 选取轴的材料为，调质处理，按式初估轴的最小直径，参考文献4表4-2，取，可得 (4) 轴的结构设计 1）拟定轴上零件的装配方案 装配方案如图3-1所示 2）按轴向定位要求确定各轴段直径和长度 轴段 该段安装滚动轴承，考虑到轴承只受径向力，所以选择深沟球轴承。取轴段直径。参考文献4 表11-1，选用6310型深沟球轴承，尺寸为。取齿轮距箱体内壁的距离，考虑到箱体的铸造误差，滚动轴承在距箱体内壁有一段距离，现取，则轴段 该段安装齿轮，齿轮左端采用套筒定位，右端使用轴环定位，轴段直径。已知齿轮轮毂的宽度为60mm,为了使套筒断面可靠的压紧齿轮，轴段长度应略短于轮毂孔宽度，取。轴段 取齿轮右端轴肩高度，则轴环直径，。轴段 该轴段安装齿轮，用套筒定位，取直径，。轴段 该轴段安装轴承，取直径。3）轴上零件的周向定位齿轮与轴的周向定位采用A型普通平键联接，按，参考文献4 表10-26，查得平键截面尺寸，根据轮毂宽度，由键长系列中选取键长，按，查得平键截面尺寸，根据轮毂宽度，由键长系列中选取键长，为保证齿轮与轴具有良好的对中性，取齿轮与轴的配合为。4）确定轴端倒角取。5）轴的强度校核 求轴的载荷 首先根据轴的结构图作出轴的结构简图（见图3-2），在确定轴承的支点位置时，参考文献6表24.2-15可得知a值，对于6310型深沟球轴承，取,因此轴的支撑跨距为。 根据轴的计算简图作出轴的弯矩图，扭矩图和当量弯矩图。从轴的结构图和当量弯矩图中可以看出，B截面的当量弯矩最大，是轴的危险截面。B截面处的及的数值如下。支反力 水平面， 垂直面，弯矩和水平面 垂直面，合成弯矩 扭矩 当量弯矩 校核轴的强度轴的材料为，调质处理，由参考文献4表4-1查得，则，即，取，轴的计算应力为满足强度要求。3.3.2轴的设计及校核(1) 求输出轴上的转矩 (2) 求作用在齿轮上的力 输出轴上齿轮的分度圆直径为（由以上齿轮计算得知）圆周力、径向力和轴向力的大小如下，方向如图3-4所示。(3) 确定轴的最小直径 选取轴的材料为，调质处理，按式初估轴的最小直径，参考文献4查表4-2，取，可得 轴段 该段用于安装联轴器，其直径应该与联轴器的孔径相配合，因此要先选用联轴器。联轴器的计算转矩，根据工作情况选取，则。参考文献4 表13-5，根据工作要求选用弹性柱销联轴器，型号为，许用转矩。与输出轴联接的半联轴器孔径，因此取轴段的直径。半联轴器轮毂总宽度（J型轴孔），与轴配合的毂孔长度。(4)轴的结构设计1) 拟定轴上零件的装配方案 装配方案如图3-3所示图3-3 1轴的结构图2) 按轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段 半联轴器左端用轴端挡圈定位，按轴段的直径，取挡圈直径。为保证轴端挡圈压紧半联轴器，轴段的长度应比半联轴器配合段毂孔长度略短于23mm，取。轴段 为了半联轴器的轴向定位，轴段左端制出定位轴肩，所以轴段的直径为。根据减速器与轴承端盖的结构和端盖的拆卸要求，取端盖外端面与半联轴器右端面之间的距离为20mm，因此取。轴段 该段安装滚动轴承，考虑到轴承只受径向力，所以选择深沟球轴承。取轴段直径，选用6310型深沟球轴承，参考文献4 表11-1可知，尺寸为。取。轴段该轴段用于轴承的定位，它的轴肩，所以轴段的直径为。取齿轮距箱体内壁的距离，考虑到箱体的铸造误差，滚动轴承在距箱体内壁有一段距离，现取，所以轴段的长度。轴段 该轴段为齿轮轴，齿轮宽度，分度圆直径。因为2轴的支撑跨距为，轴段用于安装轴承，选用6310型深沟球轴承，参考文献4 表11-1知，尺寸为。其直径为，所以，轴段的直径和长度各取，。3) 确定轴端倒角取。4) 轴的强度校核 求轴的载荷 首先根据轴的结构图作出轴的计算简图（见图3-4），在确定轴承的支点位置时，参考文献6表24.2-15可得知，对于6310型深沟球轴承，取,因此轴的支撑跨距为。 根据轴的计算简图作出轴的弯矩图，扭矩图和当量弯矩图。从轴的结构图和当量弯矩图中可以看出，B截面的当量弯矩最大，是轴的危险截面。B截面处的及的数值如下。支反力 水平面， 垂直面，弯矩和 水平面， 垂直面合成弯矩扭矩 当量弯矩 校核轴的强度 轴的材料为，调质处理，参考文献4表4-1,查得，则，即，取，轴的计算应力为满足强度要求。3.3.3轴的设计及校核(1) 求输出轴上的转矩 (2) 求作用在齿轮上的力 输出轴上齿轮的分度圆直径为（由以上齿轮计算得知）圆周力、径向力和轴向力的大小如下，方向如图3-6所示。(3) 确定轴的最小直径 选取轴的材料为，调质处理，按式初估轴的最小直径，参考文献4查表4-2，取，可得 (4) 轴的结构设计 1) 拟定轴上零件的装配方案装配方案如图3-5所示2) 按轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段该段安装滚动轴承，考虑到轴承只受径向力，所以选择深沟球轴承。取轴段直径。选用6313型深沟球轴承，参考文献4 表11-1可知，尺寸为。取该轴段的直径为，。轴段该段安装齿轮，齿轮左端采用套筒定位，右端使用轴环定位，轴段直径。已知齿轮轮毂的宽度为52mm,为了使套筒断面可靠的压紧齿轮，轴段长度应略短于轮毂孔宽度，取。图3-5 3轴的结构简图轴段取齿轮右端轴肩高度，则轴环直径，。轴段 该段安装滚动轴承，考虑到轴承只受径向力，所以选择深沟球轴承。取轴段直径，选用6313型深沟球轴承，参考文献4 表11-1可查知，尺寸为。取。轴段根据减速器与轴承端盖的结构和端盖的拆卸要求，取端盖外端面与曲柄右端面之间的距离为20mm，因此取。轴段 该轴段安装曲柄，其直径和长度各取，。3) 轴上零件的周向定位 齿轮与轴的周向定位采用A型普通平键联接，按，参考文献4 表10-26，查得，平键截面尺寸，根据轮毂宽度，由键长系列中选取键长。为保证齿轮与轴具有良好的对中性，取齿轮与轴的配合为。4) 确定轴端倒角取。5) 轴的强度校核 求轴的载荷 首先根据轴的结构图作出轴的计算简图（见图3-6），在确定轴承的支点位置时，参考文献6表24.2-15可得知a值。对于6313型深沟球轴承，取,因此轴的支撑跨距为。 根据轴的计算简图作出轴的弯矩图，扭矩图和当量弯矩图。从轴的结构图和当量弯矩图中可以看出，B截面的当量弯矩最大，是轴的危险截面。B截面处的及的数值如下。支反力 水平面， 垂直面 ， 弯矩和 水平面 垂直面合成弯矩扭矩 当量弯矩 校核轴的强度 轴的材料为，调质处理，参考文献4表4-1，查得，则，即，取，轴的计算应力为满足使用要求。3.4 轴承的选择与校核计算3.4.1轴上的轴承选择与校核根据1轴的结构尺寸，参考文献4 表11-1,选用6310型深沟球轴承，该轴承的主要性能参数为：基本额定动载荷；基本额定静载荷。根据以上轴的载荷计算，得知：(1) 轴承的支反力：水平支反力 ，垂直支反力 ，合成支反力 (2) 轴承的寿命因，由表3-1、表3-2查得，满足使用要求。3.4.2轴的轴承选择与校核根据1轴的结构尺寸，参考文献4 表11-1,选用6310型深沟球轴承，该轴承的主要性能参数为：基本额定动载荷；基本额定静载荷。根据以上轴的载荷计算，得知：轴承的支反力：水平支反力 ， 垂直支反力 ，合成支反力 (2) 轴承的寿命因，由表3-1、表3-2查得，满足使用要求。3.4.3轴的轴承选择与校核根据1轴的结构尺寸，参考文献4 表11-1,选用6313型深沟球轴承，该轴承的主要性能参数为：基本额定动载荷；基本额定静载荷。根据以上轴的载荷计算，得知：(1) 轴承的支反力： 水平支反力 ，垂直支反力 ，合成支反力 (2) 轴承的寿命因，由表3-1、表3-2查得，满足使用要求。3.5 键的选择与校核计算3.5.1轴上键的选择与校核齿轮3与轴的周向定位采用A型普通平键联接，按，参考文献4 表10-26，查得平键截面尺寸，根据轮毂宽度，由键长系列中选取键长；齿轮2与轴的周向定位采用A型普通平键联接，按，查得平键截面尺寸，根据轮毂宽度，由键长系列中选取键长，为保证齿轮与轴具有良好的对中性，取齿轮与轴的配合为。其挤压强度计算公式为：式中：键与毂槽（或轴槽）的接触强度，为键高（尺寸查有关设计手册）；键的工作长度，型：，型：（尺寸查有关设计手册）；许用挤压应力，查表3-3键的材料一般采用抗拉强度极限的精拔钢制造，常用材料为号钢，轴的材料一般为钢；而轮毂材料可能是钢或铸铁。表3-3 轴联接的许用挤压应力车轮材料载荷性质静载荷轻微冲击冲击载荷钢1201501001206090铸铁708050603045该键满足强度要求。该键满足强度要求。3.5.2轴上键的选择与校核齿轮与轴的周向定位采用A型普通平键联接，按，参考文献4 表10-26，得平键截面尺寸，根据轮毂宽度，由键长系列中选取键长。为保证齿轮与轴具有良好的对中性，取齿轮与轴的配合为。该键满足强度要求。3.6 轴系部件的结构设计轴承盖用以固定轴承、调整轴承间隙及承受轴向载荷，轴承盖有嵌入式和凸缘式两种。嵌入式轴承盖结构简单，为增强其密封性能，常与O形密封圈配合使用。由于调整轴承间隙时，需打开箱盖，放置调整垫片，比较麻烦，故多用于不调整间隙的轴承处。凸缘式轴承盖，调整轴承间隙比较方便，密封性能好，应用较多。凸缘式轴承盖多用铸铁铸造，应使其具有良好的铸造工艺性。对穿通式轴承盖，由于安装密封件要求轴承盖与轴配合处有较大厚度，设计时应使其厚度均匀。当轴承采用箱体内的润滑油润滑时，为了将传动件飞溅的油经箱体剖分面上的油沟引入轴承，应在轴承盖上开槽，并将轴承盖的端部直径做小些，以保证油路畅通， 3.7 减速器箱体的设计铸铁减速器箱体结构尺寸（参考文献3表4-1）名称符号二级减速器尺寸关系箱体壁厚，取箱盖壁厚，取箱座凸缘厚度箱盖凸缘厚度箱座底凸缘厚度地脚螺钉直径，取地脚螺钉的数目时，轴承旁联接螺栓直径，取箱盖与箱座联接螺栓直径，取联接螺栓直径的间距之间轴承端盖螺钉直径，取窥视孔盖螺钉直径，取定位销直径，取、至外箱壁的距离见表3-5，取、至凸缘边缘距离见表3-5，取轴承旁凸台半径凸台高度外箱壁至轴承座端面距离大齿轮顶圆与内箱壁距离，取齿轮端面与内箱壁距离箱盖、箱座筋板，取轴承端盖外径轴承座孔直径轴承旁联接螺栓距离尽量靠近，以互不干涉为准，一般取注：多级传动时，取低速级中心距。表3-5 C1、C2值螺栓直径1416182226344012141620242835沉头座直径18222633404861当传动零件采用浸油润滑时，浸油深度应根据传动零件的类型而定。对于圆柱齿轮，通常取浸油深度为一个齿高。为避免传动零件转动时将沉积在油池底部的污物搅起，造成齿面磨损，应使大齿轮齿顶距油池底面的距离不小于。所以取大齿轮齿顶距油池底面的距离为。 (1)输油沟当轴承利用传动零件飞溅起来的润滑油润滑时，应在箱座的剖分面上开设输油沟，使溅起的油沿箱盖内壁经斜面流入输油沟内，在经轴承盖上的导油槽流入轴承，其结构尺寸见图3-11。 图3-11 油沟的结构(2)回油沟为提高减速器箱体的密封性，可在箱座的剖分面上制出与箱内沟通的回油沟，使渗入箱体剖分面的油沿回油沟流回箱内。回油沟的尺寸与输油沟的尺寸相同。4往复式煤炭输送机的使用说明及其发展趋势4.1 往复式煤炭输送机的使用说明该设备具有结构简单、性能稳定、运行安全可靠、维修方便等优点。但同时也存在着一些问题，为了提高煤炭输送机的综合性能，在现有往复煤炭输送机基础上做了改进,其改进措施如下:(1) 对煤炭输送机的容积利用系数作了合理调整,缩小了煤炭输送机的槽体体积,充分利用设备能力,提高给料量。(2) 煤炭输送机通过倾斜溜槽与仓口联接,避免了仓内煤的压力直接作用于底板,降低了底板运行阻力和电动机功耗。(3) 电动机、减速器和曲柄连杆机构运行平稳,噪音低。(4) 连杆没有直接固定在减速器输出轴上,而是通过定曲柄和活曲柄,将减速器的输出轴与连杆相连接，所以减速器输出轴只承受扭矩,不承受连杆推拉力,改善了减速器的受力条件,延长了减速器的使用寿命。(5) 托辊与箱体固定在一起，使底板运行平稳,并改善了受力条件，整体强度、刚度也有所改善。(6) 煤炭输送机槽体内增设耐磨衬板（16Mn）衬板与煤炭输送机侧板和底板采用点焊焊接,衬板严重磨损时,可铲除焊点,更换新衬板，这样可以提高煤炭输送机的寿命。(7) 煤炭输送机传动部分的改造:原煤由箕斗提升进入卸载仓后由一台煤炭输送机给出后进入选煤系统。根据现场的使用，反映该煤炭输送机其传动系统经长期运行后故障率高,维护费用高,影响生产现象时有发生。其改进措施为：该传动方式为：由电动机带动减速机再带动曲柄、曲拐使煤炭输送机底板作往复直线运动。由于使用环境中煤粉多,轴承内极易进入杂质,维护不好会使轴承损坏,轴承损坏后不及时发现就会发生严重的机械、电气事故,不是将曲拐拉断就是将电机烧毁。如果电机及零部件备用不足,发生事故影响时间较长,为此改造非常必要。传动原理没有变,只是将曲柄改成偏心轮,连杆与曲柄的联接处加上端盖，其内部设有唇形密封圈，可有效的防止煤尘的进入，当电机带动减速机及曲柄转动时,连连杆与煤炭输送机底板做直线往复运动,达到给煤的目的。(8) 煤炭输送机的结构改进：煤炭输送机可以处理包括块状物料在内的多种物料，处理能力较大。因在输送过程中，部分物料会随往复底板运动而在机尾出料，造成现场污染，故对其结构做了改进：煤炭输送机是由支承在有凸缘的滚轮上往复运动的底板构成，通过装在传动轴上的偏心装置曲柄连杆机构拖动，使往复底板向前或向后运动，通过调节往复底板的行程长短及控制闸门的开口高度调节给料能力，以实现储料仓接受物料和漏斗给料过程。由于物料在惯性力的作用下，产生向后运动的趋势，使物料与往复底板之间产生相对位移，物料从槽体后侧板和往复底板之间的间隙下流出，造成污染。为了防止物料从侧板下流出，必须克服惯性力对物料的影响。在后侧板和往复底板之间增加橡胶板密封，并用螺栓固定。橡胶板做成自然圆弧状，与往复底板间由线接触该为面接触，延长橡胶板的磨损，并依靠自身的弹性补偿其磨损。4.2 往复式煤炭输送机的安装说明安装说明：煤炭输送机体（或漏斗）是固定在料仓口下，在安装前需要找平，将机架与料仓口用螺栓坚固。然后再将传动平台找正，H形架与机架、传动平台焊牢。减速机、电机找正，调节好后，螺栓坚固。4.3 往复式煤炭输送机的维护措施根据往复式煤炭输送机的结构原理及使用中存在的常见故障 ,提出故障检查及修理经验。常见机械故障分析及处理措施。4.4往复式煤炭输送机的发展趋势满足大型矿井生产能力的要求随着我国煤矿井型的不断扩大,小时生产能力也在增加,矿井小时生产能力的增加,要求提高煤炭输送机的生产能力。目前,矿井井下原煤运输越来越多地采用胶带输送机,也就是说,井下使用煤炭输送机的环节增加了。虽然可以采用多台小型号煤炭输送机联合布置来满足大生产能力的要求,但布置多台煤炭输送机需要扩大硐室,增加工程投资。况且多台布置,系统可靠性降低,噪音增大,出问题的机率也相对增多,给