本说明书主要介绍了采煤机截割部的设计计算。MG250/591-WD型采煤机截割部主要是由一个减速箱和四级齿轮传动组成，截割部电机放在摇臂内横向布置，电动机输出的动力经由三级直齿圆拄齿轮和行星轮系的传动，最后驱动滚筒旋转。截割部采用四行星单浮动结构，减小了结构尺寸，采用大角度弯摇臂设计，加大了过煤空间，提高了装煤效果。

在设计过程中，对截割部的轴、传动齿轮、轴承和联接用的花键等部件进行了设计计算、强度校核和选用。本说明书主要针对主要部件的设计计算和强度校核进行了叙述和介绍。

此外，还对MG250/591-WD采煤机的使用与维护进行了说明，以便能更好的发挥该采煤机的性能，达到最佳工作效果。

关键词：采煤机；截割部；减速箱；行星轮系；传动齿轮；设计

ABSTRACT

The MG250/591-WD type mining machine is that a kind of electricity draws the high-power mining machine, this machine fuselage is low, Installation is large in power,all electrical machineries are fixed up horizontally, mechanical drive is all the transmission of straight tooth, electrical machinery, walk case drive wheel package etc. can take from old pool side out, so the transmission is high in efficiency, easy to install and safeguard.

Calculate in design which cuts the cutting department of main introduction mining machine of this manual. It is made up of a gearbox and moderate breeze gear wheel transmission that the MG250/591-WD type mining machine cuts the cutting department, cut the electrical machinery of cutting department and put to fix up horizontally in the rocker arm, the power that the motor outputs leans on a round of transmission of department of gear wheel and planet round via the tertiary straight tooth, urge the cylinder to rotate finally. Cut the cutting department and adopt the floating structure of four planetary forms, have reduced the physical dimension, adopt the large angle to curve the rocker arm to design, have strengthened the space of coal, have improved the coal result of putting.

In the course of designing, to cutting the axle of the cutting department, gear wheel of the transmission, parts such as the bearing and spline linking using,etc have designed to calculate, the intensity is checked and selected for use. This manual mainly designs for main part one calculating to check with the intensity have narrated and introduced.

In addition，returning use for MG250/591-WD mining machine and maintenance proves,In order to be able to good full play performance of person who should mine, reach the best working result.

Keyword: Mining machine Cut the cutting department Gearbox A department of planet Gear wheel of the transmission Design

1概述1

1.1采煤机的发展概况1

1.2国内电牵引采煤机的技术特点及趋势1

1.2.1采煤机的技术特点1

1.2.2采煤机的发展趋势2

1.3采煤机类型及组成3

1.3.1采煤机类型3

1.3.2采煤机的组成3

1.4采煤机总体方案的确定4

1.4.1．适用范围4

1.4.2．主要技术参数4

1.4.3整机主要特点5

1.4.4主要结构及组成确定6

2截割部的设计及计算8

2.1电动机的选择8

2.2总传动比及传动比的分配8

2.2.1总传动比的确定8

2.2.2传动比的分配8

2.3截割部传动计算10

2.3.1各级传动转速、功率、转矩10

2.3.2 截割部齿轮设计计算12

2.3.3截割部行星机构的设计计算34

2.3.4轴的设计及校核56

2.3.5 轴承的寿命校核65

2.3.6 花键的强度校核66

3 采煤机的使用和维护68

3.1润滑及注油68

3.2地面检查与试运转68

3.3下井及井下组装69

3.4采煤机的井下操作..........................................69

3.5机器的维护与检修70

结论72

参考文献73

翻译部分

英文原文74

中文译文78

致谢81

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QQ截图20150604231212.jpg

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截割部2.jpg

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内容简介：: 中国矿业大学本科生毕业论文姓名：崔晓勇学号：14030439学院：应用技术学院专业：机械工程及自动化论文题目： MG250/591-WD采煤机的截割部设计专题：指导教师：杨寅威职称：副教授 2007 年 6月徐州中国矿业大学毕业论文任务书学院应用技术学院专业年级机自03-10班学生姓名崔晓勇任务下达日期：2007年1月11日毕业论文日期：2007年3月25日至2007年6月20日毕业论文题目：MG250/591-WD采煤机截割部的设计毕业论文专题题目：毕业论文主要内容和要求：设计参数：总装机功率：591 KW 适应煤质硬度：f4截割部功率：250 KW 采高范围：1.53.2m滚筒截深：630 mm 滚筒转速：40 r/min电机转速：1476 r/min 额定电压：1140 V要求：（1）完成采煤机总体方案设计。（2）对截割部的传动及结构进行设计。（3）设计完成截割部的组件、零件工作图设计。（4）编写完成设计计算说明书。院长签字：指导教师签字：中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩答辩情况提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字：年月日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人：年月日中国矿业大学本科生毕业论文姓名：李宝山学号：21040279学院：应用技术学院专业：机械工程及自动化论文题目： MG250/591-WD采煤机的截割部设计专题：指导教师：王启广职称：副教授 2008 年 6月徐州中国矿业大学毕业论文任务书学院应用技术学院专业年级机自07-3班学生姓名李宝山任务下达日期：2008年1月11日毕业论文日期：2008年3月25日至2008年6月15日毕业论文题目：MG250/591-WD采煤机截割部的设计毕业论文专题题目：毕业论文主要内容和要求：设计参数：总装机功率：591 KW 适应煤质硬度：f4截割部功率：250 KW 采高范围：1.53.2m滚筒截深：630 mm 滚筒转速：40 r/min电机转速：1476 r/min 额定电压：1140 V要求：（1）完成采煤机总体方案设计。（2）对截割部的传动及结构进行设计。（3）设计完成截割部的组件、零件工作图设计。（4）编写完成设计计算说明书。院长签字：指导教师签字：中国矿业大学毕业论文指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论依据和技术方法；取得的主要成果及创新点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业论文评阅教师评阅书评阅教师评语（选题的意义；基础理论及基本技能的掌握；综合运用所学知识解决实际问题的能力；工作量的大小；取得的主要成果及创新点；写作的规范程度；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日中国矿业大学毕业论文答辩及综合成绩答辩情况提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字：年月日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人：年月日摘要MG250/591-WD型采煤机是一种电牵引大功率采煤机，该机机身矮，装机功率大，所有电机横向布置，机械传动都是直齿传动，电机、行走箱驱动轮组件等均可从老塘侧抽出，故传动效率高，容易安装和维护。本说明书主要介绍了采煤机截割部的设计计算。MG250/591-WD型采煤机截割部主要是由一个减速箱和四级齿轮传动组成，截割部电机放在摇臂内横向布置，电动机输出的动力经由三级直齿圆拄齿轮和行星轮系的传动，最后驱动滚筒旋转。截割部采用四行星单浮动结构，减小了结构尺寸，采用大角度弯摇臂设计，加大了过煤空间，提高了装煤效果。在设计过程中，对截割部的轴、传动齿轮、轴承和联接用的花键等部件进行了设计计算、强度校核和选用。本说明书主要针对主要部件的设计计算和强度校核进行了叙述和介绍。此外，还对MG250/591-WD采煤机的使用与维护进行了说明，以便能更好的发挥该采煤机的性能，达到最佳工作效果。关键词：采煤机；截割部；减速箱；行星轮系；传动齿轮；设计ABSTRACT The MG250/591-WD type mining machine is that a kind of electricity draws the high-power mining machine, this machine fuselage is low, Installation is large in power,all electrical machineries are fixed up horizontally, mechanical drive is all the transmission of straight tooth, electrical machinery, walk case drive wheel package etc. can take from old pool side out, so the transmission is high in efficiency, easy to install and safeguard.Calculate in design which cuts the cutting department of main introduction mining machine of this manual. It is made up of a gearbox and moderate breeze gear wheel transmission that the MG250/591-WD type mining machine cuts the cutting department, cut the electrical machinery of cutting department and put to fix up horizontally in the rocker arm, the power that the motor outputs leans on a round of transmission of department of gear wheel and planet round via the tertiary straight tooth, urge the cylinder to rotate finally. Cut the cutting department and adopt the floating structure of four planetary forms, have reduced the physical dimension, adopt the large angle to curve the rocker arm to design, have strengthened the space of coal, have improved the coal result of putting.In the course of designing, to cutting the axle of the cutting department, gear wheel of the transmission, parts such as the bearing and spline linking using,etc have designed to calculate, the intensity is checked and selected for use. This manual mainly designs for main part one calculating to check with the intensity have narrated and introduced.In addition，returning use for MG250/591-WD mining machine and maintenance proves,In order to be able to good full play performance of person who should mine, reach the best working result.Keyword: Mining machine Cut the cutting department Gearbox A department of planet Gear wheel of the transmission Design摘要MG250/591-WD型采煤机是一种电牵引大功率采煤机，该机机身矮，装机功率大，所有电机横向布置，机械传动都是直齿传动，电机、行走箱驱动轮组件等均可从老塘侧抽出，故传动效率高，容易安装和维护。本说明书主要介绍了采煤机截割部的设计计算。MG250/591-WD型采煤机截割部主要是由一个减速箱和四级齿轮传动组成，截割部电机放在摇臂内横向布置，电动机输出的动力经由三级直齿圆拄齿轮和行星轮系的传动，最后驱动滚筒旋转。截割部采用四行星单浮动结构，减小了结构尺寸，采用大角度弯摇臂设计，加大了过煤空间，提高了装煤效果。在设计过程中，对截割部的轴、传动齿轮、轴承和联接用的花键等部件进行了设计计算、强度校核和选用。本说明书主要针对主要部件的设计计算和强度校核进行了叙述和介绍。此外，还对MG250/591-WD采煤机的使用与维护进行了说明，以便能更好的发挥该采煤机的性能，达到最佳工作效果。关键词：采煤机；截割部；减速箱；行星轮系；传动齿轮；设计ABSTRACT The MG250/591-WD type mining machine is that a kind of electricity draws the high-power mining machine, this machine fuselage is low, Installation is large in power,all electrical machineries are fixed up horizontally, mechanical drive is all the transmission of straight tooth, electrical machinery, walk case drive wheel package etc. can take from old pool side out, so the transmission is high in efficiency, easy to install and safeguard.Calculate in design which cuts the cutting department of main introduction mining machine of this manual. It is made up of a gearbox and moderate breeze gear wheel transmission that the MG250/591-WD type mining machine cuts the cutting department, cut the electrical machinery of cutting department and put to fix up horizontally in the rocker arm, the power that the motor outputs leans on a round of transmission of department of gear wheel and planet round via the tertiary straight tooth, urge the cylinder to rotate finally. Cut the cutting department and adopt the floating structure of four planetary forms, have reduced the physical dimension, adopt the large angle to curve the rocker arm to design, have strengthened the space of coal, have improved the coal result of putting.In the course of designing, to cutting the axle of the cutting department, gear wheel of the transmission, parts such as the bearing and spline linking using,etc have designed to calculate, the intensity is checked and selected for use. This manual mainly designs for main part one calculating to check with the intensity have narrated and introduced.In addition，returning use for MG250/591-WD mining machine and maintenance proves,In order to be able to good full play performance of person who should mine, reach the best working result.Keyword: Mining machine Cut the cutting department Gearbox A department of planet Gear wheel of the transmission Design目录1 1 概述概述.11.1 采煤机的发展概况.11.2 国内电牵引采煤机的技术特点及趋势.11.2.1 采煤机的技术特点.11.2.2 采煤机的发展趋势.21.3 采煤机类型及组成.31.3.1 采煤机类型.31.3.2 采煤机的组成.31.4 采煤机总体方案的确定.41.4.1适用范围 .41.4.2主要技术参数 .41.4.3 整机主要特点.51.4.4 主要结构及组成确定.62 2 截割部的设计及计算截割部的设计及计算.82.1 电动机的选择.82.2 总传动比及传动比的分配.82.2.1 总传动比的确定.82.2.2 传动比的分配.82.3 截割部传动计算.102.3.1 各级传动转速、功率、转矩.102.3.2 截割部齿轮设计计算 .122.3.3 截割部行星机构的设计计算.342.3.4 轴的设计及校核.562.3.5 轴承的寿命校核 .652.3.6 花键的强度校核 .663 3 采煤机的使用和维护采煤机的使用和维护 .683.1 润滑及注油.683.2 地面检查与试运转.683.3 下井及井下组装.693.4 采煤机的井下操作.693.5 机器的维护与检修.70结结论论 .72参考文献参考文献 .73翻译部分翻译部分英文原文 .74中文译文 .78致致谢谢 .81目录1 1 概述概述.11.1 采煤机的发展概况.11.2 国内电牵引采煤机的技术特点及趋势.11.2.1 采煤机的技术特点.11.2.2 采煤机的发展趋势.21.3 采煤机类型及组成.31.3.1 采煤机类型.31.3.2 采煤机的组成.31.4 采煤机总体方案的确定.41.4.1适用范围 .41.4.2主要技术参数 .41.4.3 整机主要特点.51.4.4 主要结构及组成确定.62 2 截割部的设计及计算截割部的设计及计算.82.1 电动机的选择.82.2 总传动比及传动比的分配.82.2.1 总传动比的确定.82.2.2 传动比的分配.82.3 截割部传动计算.102.3.1 各级传动转速、功率、转矩.102.3.2 截割部齿轮设计计算 .122.3.3 截割部行星机构的设计计算.342.3.4 轴的设计及校核.562.3.5 轴承的寿命校核 .652.3.6 花键的强度校核 .663 3 采煤机的使用和维护采煤机的使用和维护 .683.1 润滑及注油.683.2 地面检查与试运转.683.3 下井及井下组装.693.4 采煤机的井下操作.693.5 机器的维护与检修.70结结论论 .72参考文献参考文献 .73翻译部分翻译部分英文原文 .74中文译文 .78致致谢谢 .81中国矿业大学2008届本科生毕业设计第81页1 概述1.1采煤机的发展概况机械化采煤开始于二十世纪40年代，是随着采煤机械的出现而开始的。40年代初期，英国、苏联相继生产了采煤机，德国生产了刨煤机，使工作面落煤、装煤实现了机械化。但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，所以限制了采煤机生产率的提高。50年代初期，英国、德国相继生产出滚筒式采煤机、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技术的发展。由于当时采煤机上的滚筒是死滚筒，不能实现调高，因而限制了采煤机的适用范围，我们称这种固定滚筒采煤机为第一代采煤机。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，解决了采高调整问题，扩大了采煤机的适用范围，特别是1964年第三代采煤机双摇臂滚筒采煤机的出现，进一步解决了工作面自开缺口的问题，再加上液压支架和可弯曲输送机的不断完善等等，把综采技术推向了一个新水平，并且在生产中显示了综采机械化采煤的优越性高产、高效、安全和经济。进入70年代，综采机械化得到了进一步的发展和提高，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展。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。80年代，德国、美国、英国都开发成功各种交、直流电牵引采煤机，同时把计算机控制系统用在采煤机上。并且开始重视系列化采煤机的开发工作，一种功率的采煤机可以派生出多种机型，主要元部件在不同功率的采煤机上都能通用，这样不仅扩大了工作面的适应范围，而且便于用户配件的管理。采煤机系列化是20世纪80年代采煤机发展中非常突出的特点。至此，缓倾斜中厚煤层的综采机械化问题已经基本得到解决，专家开始对实现厚煤层、薄煤层、急倾斜及其它难采煤层开采的综采机械的研发，以适用不同的开采条件。1.2国内电牵引采煤机的技术特点及趋势1.2.1采煤机的技术特点电牵引采煤机已成为国内采煤机的研究重点国内从90年代初已逐步停止研究开发液压牵引采煤机将研究重点转向电牵引采煤机;通过交流、直流电牵引采煤机的对比研究，已基本确定以交流变频调速电牵引采煤机为今后电牵引采煤机的发展方向。电牵引替代液压牵引，交流调速代替直流调速已成为国内采煤机的发展方向。装机功率不断增加为了满足高产高效综采工作面快速割煤对采煤机的高强度、高性能需要，不论是厚、中厚煤层还是薄煤层采煤机，其装机功率(包括截割功率和牵引功率)均在不断加大，最大已达1020kW，其中截割电机功率达450k W，牵引电机功率达250kW。牵引速度和牵引力不断增大电牵引采煤机最大牵引速度已达14.5m/min，牵引力已普遍增大到450600kN。电机横向布置总体结构发展迅速近年来，我国基本停止了截割电左尼纵向布置采煤机的研制，新研制的采煤机中已广泛采用了多电机驱动横向布置的总体结构。控制系统日趋完善采煤机电气控制功能逐步齐全，可靠性不断提高，在通用性互换性和集成化等方面已有较大进步；开发了可靠的防爆全中文界面的PLC控制系统，实现了运行状态的监控、监测功能，以及故障记忆和诊断功能;研制成功井下无线电离机控制并得到推广使用。滚筒截深不断增大目前已由630mm增至800mm，预计今后可能增至1000mm。采煤机的可靠性将成为国产采煤机越来越重要的性能指标随着高产高效矿井的建设和发展，要求采煤工作面逐步达到日产700010000t水平。采煤机及其系统的可靠性将成为影响矿井原煤产量关键因素越来越受到重视，成为中国采煤机越来越重要的综合性能指标。1.2.2采煤机的发展趋势电牵引采煤机经过25年的发展，技术已趋成熟。新一代大功率电牵引采煤机已集中采用了当今世界最先进的科学技术成为具有人工智能的高自动化机电设备代替液压牵引已成必然。技术发展趋势可简要归结如下:电牵引系统向交流变频调速牵引系统发展。结构形式向多电机驱动横向布置发展。监控技术向自动化、智能化、工作面系统控制及远程监控发展。性能参数向大功率、高参数发展。综合性能向高可靠性和高利用率发展。国内电牵引采煤机研制方向与国际发展基本一致经过近15年的研究，已取得较大进展但离国际先进水平特别是在监控技术及可靠性方面尚有较大差距，必须进行大量的技术和试验研究。1.3采煤机类型及组成1.3.1采煤机类型滚筒采煤机的类型很多，可按滚筒数目、行走机构形式、行走驱动装置的调速传动方式、行走部布置位置、机身与工作面输送乳汁机配合导向方式、总体结构布置方式等分类。按滚筒数目分为单滚筒和双滚筒采煤机，其中双滚筒采煤机应用最普遍。按行走机构形式分钢丝绳牵引、链牵引和无链牵引采煤机。按行走驱动装置的调速方式分机械调速、液压调速和电气调速滚筒采煤机（通常简称机械牵引、液压牵引和电牵引采煤机）。按行走部布置位置分内牵引和外牵引采煤机。按机身与工作面输送机的配合导向方式分骑槽式和爬底板式采煤机。按总体结构布置方式分截割（主）电动机纵向布置在摇臂上的采煤机和截割（主）电动机横向布置在机身上的采煤机、截割电动机横向布置在摇臂上的采煤机。按适用的煤层厚度分厚煤层、中厚煤层和薄煤层采煤机。按适用的煤层倾角分缓斜、大倾角和急斜煤层采煤机。1.3.2采煤机的组成采煤机主要由电动机、牵引部、截割部和附属装置等部分组成（如图1.1）。电动机：是滚筒采煤机的动力部分，它通过两端输出轴分别驱动两个截割部和牵引部。采煤机的电动机都是防爆的，而且通常都采用定子水冷，以缩小电动机的尺寸。牵引部：通过其主动链轮与固定在工作面输送机两端的牵引链3相啮合，使采煤机沿工作面移动，因此，牵引部是采煤机的行走机构。左、右截割部减速箱：将电动机的动力经齿轮减速后传给摇臂5的齿轮，驱动滚筒6旋转。滚筒：是采煤机落煤和装煤的工作机构，滚筒上焊有端盘及螺旋叶片，其上装有截齿。螺旋叶片将截齿割下的煤装到刮板输送机中。为提高螺旋滚筒的装煤效果，滚筒一侧装有弧形挡煤板7，它可以根据不同的采煤方向来回翻转180。如图1.1 双滚筒采煤机底托架：是固定和承托整台采煤机的底架，通过其下部四个滑靴9将采煤机骑在刮板输送机的槽帮上，其中采空区侧两个滑靴套在输送机的导向管上，以保证采煤机的可靠导向。调高油缸：可使摇臂连同滚筒升降，以调节采煤机的采高。调斜油缸：用于调整采煤机的纵向倾斜度，以适应煤层沿走向起伏不平时的截割要求。电气控制箱：内部装有各种电控元件，用于采煤机的各种电气控制和保护。此外，为降低电动机和牵引部的温度并提供内外喷雾降尘用水，采煤机设有专门的供水系统。采煤机的电缆和水管夹持在拖缆装置内，并由采煤机拉动在工作面输送机的电缆槽中卷起或展开。1.4采煤机总体方案的确定采用多电机驱动、横向布置（电机）积木组合，各部件之间为干式对接，可采中厚偏薄煤层中的硬煤。是比较理想的更新换代机型。1.4.1适用范围该机主要定位适用于倾角的中厚偏薄煤层的开采，煤层中不应有坚硬的或较厚的该类夹杂物，以及落差较大的断层。1.4.2主要技术参数主要技术参数及配套设备：采高（m）：1.53.2；适应倾角（）：15；煤质硬度 : f4；机面高度（m）：1.1；过煤高度（m）： 0.366 ；机重（T）：36 牵引速度(m/min)： 07.5；牵引力（KN）：524；截深（m）：0.63 滚筒直径（m）： 1.6 电压（V）：1140；卧底量（m）：0.403（1.6m滚筒）；滚筒水平中心距（m）：10.517；摇臂回转中心距（m）：6.4；牵引形式：机载交流变频调速销轨式；调高泵型号：A2F12R4P1 ；泵电机型号：YBRB-11 ；截割电机型号：YBCS3-250C ；牵引电机型号：YBQYS3-40 供水泵型号：PB-320/6.3装机功率（KW）：591 （其中两个截割电机2250KW两个牵引电机240KW，一个泵电机11KW，共计225024011=591KW）1.4.3整机主要特点1）机身矮，装机功率大。截割电机容量调整范围宽。通过调整截割电机的容量，可实现一机多型。2）整机为无底托架积木式组合结构。各部件之间为干式对接，对接面之间无任何机械或液压传动关系。机身三大部件之间使用高强度 T形螺栓和四个楔形哑铃销以及两个150定位销连接和紧固，提高了大部件之间联接的可靠性。3）截割电机、牵引电机的启动、停止等操作采用旋转开关控制外，其余控制如牵引速度调整、方向设定、左右摇臂的升降，急停等操作均由设在机身两端操作站的按钮进行控制，操作简单、方便。4）所有电机横向布置。机械传动都是直齿传动。电机、行走箱驱动轮组件等均可从老塘侧抽出。故传动效率高，容易安装和维护。5）液压系统设计合理，采用集成阀块结构，管路少，连接可靠；经常调整的阀设在液压箱体外，便于检修和更换；6）截割机械传动链设有扭矩轴过载保护装置，并可设有强制润滑冷却系统，提高了传动件，支承件的使用寿命。7）截割部采用四行星单浮动结构，承载能力大，减小了结构尺寸。采用大角度弯摇臂设计，加大过煤空间，提高装煤效果，卧底量大8）调高油缸与调高液压锁采用分离布置，液压锁置于壳体空腔内，打开盖板即可取出液压锁，方便井下查找故障和更换调高油缸、液压锁等维修工作。9）行走箱与牵引部为干式对接，拆行走箱后，牵引部不漏油。行走箱内为干油润滑，行走轮轴承寿命高。1.4.4主要结构及组成确定该采煤机主要由以下几部分组成。左、右摇臂，装在摇臂上的两台250KW电机，左、右螺旋滚筒等组成左右对称的两大可摇动调高的截割机构；左、右行走部；左、右牵引部；液压传动部和电控部以及底托架等组成主体部分。下面分别装有导向及平滑靴，调高油缸等。此外还有内外喷雾冷却系统。1）摇臂截割机构采煤机截割部都采用齿轮传动，常见的传动方式有以下几种：电动机固定减速箱摇臂滚筒(如图1.2(a)。这种传动方式的特点是传动简单，摇臂从固定减速箱端部伸出，支承可靠，强度和刚度好。但摇臂下降的最低位置受输送机限制，故卧底量较小。DY-150、BM-100型采煤机均采用这种传动方式。电动机固定减速箱摇臂行星齿轮传动滚筒(图1.2(b)。这种方式在滚筒内装了行星传动，故前几级传动比减小，简化了传动系统，但筒壳尺寸却增大了，故这种传动方式适用于中厚煤层采煤机，如在MLS3 -170、MXA-300、AM-500和MG系列等型采煤机中采用。电动机减速箱滚筒(图1.2(c)。这种传动方式取消了摇臂，靠由电动机、减速箱和滚筒组成的截割部来调高(称为机身调高)，使齿轮数大大减少，机壳的强度、刚度增大，且调高范围大，采煤机机身也可缩短，有利于采煤机开缺口工作。MXP-240和DTS-300型采煤机采用这种传动方式。电动机摇臂行星齿轮传动滚筒(图1.2(d)。这种传动方式的电动机轴与滚筒轴平行，取消了容易损坏的锥齿轮，使传动更加简单，而且调高范围大，机身长度小。新的电牵引采煤机都采取这种传动方式。图1.2 截割部传动方式1电动机；12固定减速箱；3摇臂；4滚筒；5行星齿轮传动； 6泵箱；7机身及牵引部对比以上传动方式，本采煤机截割部传动方式为:电动机摇臂行星齿轮传动滚筒。（如图1.3）该截割部采用销轴与牵引部联结，截割电机横向布置在摇臂上，摇臂和机身连接没有动力传递，取消了纵向布置结构中的螺旋伞齿轮和结构复杂的通轴。图1.3 截割部传动系统2)牵引机构该部分主要由左右牵引箱、牵引电动机组成，牵引箱中装有变量主油泵、辅助油泵、调高油泵、阀组和调速机构、过滤器等；牵引箱中有与主油泵基本相同的定量马达和减速机构。3）牵引机构及调高系统无链牵引选用广泛使用的销排式传动，方便配套；调高油缸选用用量最广的标准油缸。方便维修及更换备件。2截割部的设计及计算2.1电动机的选择设计要求截割部功率为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。所以选择由抚顺厂生产的三相鼠笼异步防爆电动机，型号为YBCS3-250C ；其主要参数如下：额定功率：250KW；额定电压：1140V；满载电流：157A；额定转速：1476r/min；满载效率：0.920；绝缘等级： H；满载功率因数：0.85；接线方式：Y；质量： 1380KG；冷却方式：外壳水冷该电动机输出轴上带有渐开线花键，通过该花键电机将输出的动力传递给摇臂的齿轮减速机构。2.2总传动比及传动比的分配2.2.1总传动比的确定滚筒上截齿的切线速度，称为截割速度，它可由滚筒的转速和直径计算而得，为了减少滚筒截割产生的细煤和粉尘，增大块煤率，滚筒的转速出现低速化的趋势。滚筒转速对滚筒截割和装载过程影响都很大；但对粉尘生成和截齿使用寿命影响较大的是截割速度而不是滚筒转速。总传动比电动机满载转速 r/min滚筒转速 r/min2.2.2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。由于采煤机在工作过程中常有过载和冲击载荷，维修比较困难，空间限制又比较严格，故对行星齿轮减速装置提出了很高要求。因此，这里先确定行星减速机构的传动比。设计采用NGW型行星减速装置，其工作原理如下图所示（图2.1）：a太阳轮 b内齿圈 c行星轮 x行星架图2.1 NGW型行星机构该行星齿轮传动机构主要由太阳轮a、内齿圈b、行星轮c、行星架x等组成。传动时，内齿圈b固定不动，太阳轮a为主动轮，行星架x上的行星轮c绕自身的轴线oxox转动，从而驱动行星架X回转，实现减速。运转中，轴线oxox是转动的。这种型号的行星减速装置，效率高、体积小、重量轻、结构简单、制造方便、传动功率范围大，可用于各种工作条件。因此，它用在采煤机截割部最后一级减速是合适的，该型号行星传动减速机构的使用效率为0.970.99,传动比一般为2.113.7。如图2.3，当内齿圈b固定，以太阳轮a为主动件，行星架c为从动件时，传动比的推荐值为2.79。从采掘机械与支护设备上可知,采煤机截割部行星减速机构的传动比一般为56。所以这里先定行星减速机构传动比：则其他三级减速机构总传动比：根据前述多级减速齿轮的传动比分配原则及齿轮不发生根切的最小齿数为17为依据，另参考MG250/591型采煤机截割部各齿轮齿数分配原则，初定齿数及各级传动比为：2.3截割部传动计算2.3.1各级传动转速、功率、转矩各轴转速计算：从电动机出来，各轴依次命名为、轴。轴 r/min轴轴轴各轴功率计算：轴 kW轴 kW轴 kW轴 kW轴 kW轴 kW轴 kW式中滚动轴承效率 =0.99闭式圆柱齿轮效率 =0.97花键效率 =0.99各轴扭矩计算:轴轴轴轴将上述计算结果列入下表（表2.1）：轴号输出功率P（kW）转速n(r/min)输出转矩T/(Nm)传动比轴245147615851.79轴237.67轴225.96824.582617轴214.81528.5838811.56轴206.292.29轴198轴188.33230.87792.682.3.2 截割部齿轮设计计算齿轮1和惰轮2的设计及强度效核，具体计算过程和计算结果如下：计算过程及说明计算结果1)选择齿轮材料查文献1表8-17 两个齿轮都选用20GrMnTi渗碳淬火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1表814，表815选取小轮分度圆直径，由式文献1（864）得齿宽系数：查文献1表823按齿轮相对轴承为非对称布置，取06小轮齿数： =19惰轮齿数：齿数比：传动比误差误差在范围内小轮转矩：载荷系数：由文献1式（854）得使用系数：查文献1表820 175动载荷系数：查文献1图857 111齿向载荷分布系数：查文献1图860 1.08齿间载荷分配系数：由文献1式(855)及得查文献1表821并插值则载荷系数的初值弹性系数：查文献1表82 节点影响系数：查文献1图8-64重合度系数：查文献1图865许用接触应力：由文献1式得接触疲劳极限应力：查文献1图869应力循环次数：由文献1式得则查文献1图870得接触强度得寿命系数 ,(不许有点蚀)硬化系数：查文献1图871及说明 1接触强度安全系数：查文献1表827，按较高可靠度查，取故的设计初值为齿轮模数：查文献1表83小齿分度圆直径的参数圆整值：圆周速度：与估取很相近，对取值影响不大，不必修正1.11，小轮分度圆直径：惰轮分度圆直径：中心距：圆整齿宽：惰轮齿宽：小轮齿宽：齿根弯曲疲劳强度效荷计算由文献1式齿形系数：查文献1图867 小轮大轮应力修正系数：查文献1图868 小轮大轮重合度系数：由文献1式867许用弯曲应力：由文献1式871 弯曲疲劳极限：查文献1图872弯曲寿命系数：查文献1图873 尺寸系数：查文献1图874安全系数：查文献1表827 则4. 齿轮几何尺寸计算分度圆直径：齿顶高：齿根高：齿顶圆直径：齿根圆直径：基圆直径：齿距：齿厚：齿槽宽e：基圆齿距：法向齿距：顶隙： HRC 5662公差组7级06=19331.73合适1751111.081.02.50.89701齿根弯曲强度足够齿轮4和齿轮5的设计及强度效核，具体计算过程和计算结果如下 1)选择齿轮材料查文献1表8-17 两个齿轮都选用20GrMnTi渗碳淬火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1表814，表815选取小轮分度圆直径，由式文献1（864）得齿宽系数：查文献1表823按齿轮相对轴承为非对称布置，取06小齿轮齿数： =23大齿轮齿数：齿数比：传动比误差误差在范围内小轮转矩：载荷系数：由文献1式（854）得使用系数：查文献1表820 175动载荷系数：查文献1图857 115齿向载荷分布系数：查文献1图860 1.08齿间载荷分配系数：由文献1式(855)及得查文献1表821并插值 1.0则载荷系数的初值弹性系数：查文献1表82 节点影响系数：查文献1图8-64重合度系数：查文献1图865许用接触应力：由文献1式得接触疲劳极限应力：查文献1图869应力循环次数：由文献1式得则查文献1图870得接触强度得寿命系数 ,(不许有点蚀)硬化系数：查文献1图871及说明 1接触强度安全系数：查文献1表827，按较高可靠度查，取故的设计初值为齿轮模数：查文献1表83小齿分度圆直径的参数圆整值：圆周速度：与估取很相近，对取值影响不大，不必修正小轮分度圆直径：大轮分度圆直径：中心距：圆整齿宽：大齿轮轮齿宽：小轮齿宽：齿根弯曲疲劳强度效荷计算由文献1式齿形系数：查文献1图867 小轮大轮应力修正系数：查文献1图868 小轮大轮重合度系数：由文献1式867许用弯曲应力：由文献1式871 弯曲疲劳极限：查文献1图872弯曲寿命系数：查文献1图873 尺寸系数：查文献1图874安全系数：查文献1表827 则4. 齿轮几何尺寸计算分度圆直径：齿顶高：齿根高：齿顶圆直径：齿根圆直径：基圆直径：齿距：齿厚：齿槽宽e：基圆齿距：法向齿距：顶隙： HRC 5662公差组7级06=23361.56合适1751.081.072.50.881齿根弯曲强度足够齿轮6和惰轮7的设计及强度效核，具体计算过程和计算结果如下：1)选择齿轮材料查文献1表8-17 两个齿轮都选用20GrMnTi渗碳淬火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1表814，表815选取小轮分度圆直径，由式文献1（864）得齿宽系数：查文献1表823按齿轮相对轴承为非对称布置，取0.6齿轮齿数： =17惰轮齿数：齿数比：传动比误差误差在范围内齿轮转矩：载荷系数：由文献1式（854）得使用系数：查文献1表820 175动载荷系数：查文献1图857 齿向载荷分布系数：查文献1图860 1.08齿间载荷分配系数：由文献1式(855)及得查文献1表821并插值 1.02则载荷系数的初值弹性系数：查文献1表82 节点影响系数：查文献1图8-64（）重合度系数：查文献1图865许用接触应力：由文献1式得接触疲劳极限应力：查文献1图869应力循环次数：由文献1式得则查文献1图870得接触强度得寿命系数 ,(不许有点蚀)硬化系数：查文献1图871及说明 1接触强度安全系数：查文献1表827，按较高可靠度查，取故的设计初值为齿轮模数：查文献1表83齿轮分度圆直径的参数圆整值：圆周速度：与估取很相近，对取值影响不大，不必修正齿轮分度圆直径：惰轮分度圆直径：中心距：圆整齿宽：齿轮齿宽：惰轮齿宽：齿根弯曲疲劳强度效荷计算由文献1式齿形系数：查文献1图867 齿轮惰轮应力修正系数：查文献1图868 齿轮惰轮重合度系数：由文献1式867许用弯曲应力：由文献1式871 弯曲疲劳极限：查文献1图872弯曲寿命系数：查文献1图873 尺寸系数：查文献1图874安全系数：查文献1表827 则 4. 齿轮几何尺寸计算分度圆直径：齿顶高：齿根高：齿顶圆直径：齿根圆直径：基圆直径：齿距：齿厚：齿槽宽e：基圆齿距：法向齿距：顶隙： HRC 5662公差组8级0.6=17281.611合适1751.081.021齿根弯曲强度足够由于齿轮的设计计算和强度效核方法都是相似的，因而对其它齿轮的设计计算和强度效核过程安排在设计说明书以外的篇幅中进行，并全部强度验算合格。2.3.3截割部行星机构的设计计算已知：输入功率KW,转速=230.8r/min，输出转速=40r/min1.齿轮材料热处理工艺及制造工艺的选定太阳轮和行星轮的材料为20CrNi2MoA，表面渗碳淬火处理，表面硬度为5761HRC。因为对于承受冲击重载荷的工件，常采用韧性高淬透性大的18Cr2Ni4WA和20CrNi2MoA等高级渗碳钢，经热处理后，表面有高的硬度及耐磨性，心部又具有高的强度及良好的韧性和很低的缺口敏感性。试验齿轮齿面接触疲劳极限MPa试验齿轮齿根弯曲疲劳极限：太阳轮：MPa行星轮：MPa齿形为渐开线直齿，最终加工为磨齿，精度为6级。内齿圈的材料为42CrMo，调质处理，硬度为262302HBS.试验齿轮的接触疲劳极限：Mpa试验齿轮的弯曲疲劳极限：Mpa齿形的加工为插齿，精度为7级。2.确定各主要参数行星机构总传动比：i=5.74，采用NGW型行星机构。行星轮数目：要根据文献3表2.9-3及传动比i，取。载荷不均衡系数：采用太阳轮浮动和行星架浮动的均载机构，取 =1.15配齿计算：太阳轮齿数式中：取c=22（整数）内齿圈齿数行星轮齿数取齿轮模数：按文献3表2.4-7中的公式计算中心距：1) 综合系数：2）太阳轮单个齿轮传递的转矩：3）齿数比：4）取齿宽系数： 5）初定中心距：将以上各值代入强度计算公式，得6）计算模数：取标准值m=87）未变位时中心距a：根据实际情况取（6）计算变位系数1）a-c传动a)啮合角：所以 b)总变位系数：c)中心距变动系数：d)齿顶降低系数：e)分配变位系数：取（见文献3第101页）则2）c-b传动a)啮合角：式中，代入所以 b)变位系数和：c)中心距变动系数：d)齿顶降低系数：e)分配变位系数： 3.几何尺寸计算分度圆齿顶圆齿根圆基圆直径齿顶高系数太阳轮，行星轮内齿轮顶隙系数太阳轮，行星轮内齿轮代入上组公式计算如下：太阳轮行星轮内齿轮太阳轮，齿宽b由表2.5-12, 取则取 4.啮合要素验算a-c传动端面重合度1）顶圆齿形曲径：太阳轮行星轮2）端面啮合长度：式中 “”号正号为外啮合，负号为内啮合角端面节圆啮合直齿轮则（mm）3）端面重合度： c-b端面重合度1）顶圆齿形曲径：由上式计算得行星轮内齿轮 2）端面啮合长度：3）端面重合度： 5.齿轮强度验算（1）a-c传动（以下为相啮合的小齿轮（太阳轮）的强度计算过程，太阳轮（行星轮）的计算方法相同。）1）确定计算负荷：名义转矩名义圆周力2）应力循环次数：式中太阳轮相对于行星架的转速, (r/min)寿命期内要求传动的总运转时间，(h)(h)3）确定强度计算中的各种系数：a)使用系数根据对截割部使用负荷的实测与分析，取（较大冲击）b)动负荷系数因为和可根据圆周速度：和由文献3图2.4-4，查得6级精度时：c)齿向载荷分布系数由文献3表2.4-8查得渗碳淬火齿轮文献3表2.4-9，由文献3表2.4-8查得，根据和,由文献3图2.4-5,查得式中： d)齿间载荷分布系数因由文献3图2.4-6查得e)节点区域系数式中，直齿轮；端面节圆啮合角；直齿轮端面压力角，直齿轮f)弹性系数由文献3表2.4-11查得（钢钢）g)齿形系数根据和，由文献3图2.4-14查h)应力修正系数由文献3图2.4-18,查得 i)重合度系数j)螺旋角系数和因得得 4) 齿数比：5）接触应力的基本值 6）接触应力：7）弯曲应力的基本值：8）齿根弯曲应力：9）确定计算许用接触应力时的各种系数a)寿命系数因，由文献3图2.4-7,得 b)润滑系数因和由文献3图2.4-9，查得 c)速度系数因，由文献3图2.4-10，查得 d)粗糙硬化系数因和由图2.4-11，查得 e)工作硬化系数由于大小齿轮均为硬齿面，所以 f)尺寸系数由文献3表2.4-15 ，查得10) 许用接触应力11) 接触强度安全系数12) 确定计算许用弯曲应力时的各种系数a)试验齿轮的应力修正系数b)寿命系数因,查文献3图2.4-8得 c)相对齿根圆角敏感系数因,由文献3图2.4-20查得 d)齿根表面状况系数 e)尺寸系数由文献3表2.4-16,得13) 许用弯曲应力 14)弯曲强度安全系数(2) c-b传动本节仅列出相啮合的大齿轮（内齿轮）的强度计算过程，小齿轮（行星轮）的强度较高，故计算从略。1) 名义切向力 2) 应力循环次数式中内齿轮相对于行星架的转速 r/mim； 3) 确定强度计算中的各种系数 a)使用系数 b)动负荷系数和由文献3图2.4-4查得，（7级精度）c)齿向载荷分布系数由文献3表2.4-8，查得调质钢，由文献3表2.4-9，得由文献3表2.4-10，查得（因为齿宽100b200）根据和由文献3图2.4-5，查得式中 d) 齿间载荷分布系数因由文献3图2.4-6查得 e)节点区域系数式中，直齿轮：端面节圆啮合角：直齿轮端面压力角，直齿轮f)弹性系数由文献3表2.4-11，查得 g)齿形系数由文献3图2.4-13，查得 h)应力修正系数由文献3图2.4-18,查得 i)重合度系数 j)螺旋角系数，因得得 4) 齿数比 5) 接触应力的基本值 6) 接触应力 7) 弯曲应力的基本值 8) 齿根弯曲应力 9) 确定计算许用接触应力时的各种系数 a)寿命系数因，由文献3图2.4-7,得 b)润滑系数因和由文献3图2.4-9，查得 c)速度系数因，由文献3图2.4-10 查得 d)粗糙度硬化系数因和由文献3图2.4-11查得 e)工作硬化系数因内齿轮齿面硬度为由公式得 f)尺寸系数由文献3表2.4-15 ，查得10) 许用接触应力 11) 接触强度安全系数 12) 确定计算许用弯曲应力时的各种系数a)试验齿轮的应力修正系数 b)寿命系数因,查文献3图2.4-8得 c)相对齿根圆角敏感系数因,由文献3图2.4-20,查得 d)齿根表面状况系数由文献3图2.4-21,查得 e)尺寸系数，由文献3表2.4-16,得 13) 许用弯曲应力 14)弯曲强度安全系数 2.3.4轴的设计及校核 1 截轴的设计与校核(1)轴上的转矩由文献2表42取A115，可得(2)求作用在齿轮上的力截轴上大齿轮分度圆直径为：圆周力，径向力和轴向力的大小如下小轮分度圆直径为： (3)确定轴的最小直径选取轴的材料为45号钢，调质处理。按文献2式4-2初估轴的最小直径查文献2表4-2 取A=118，得轴段用于安装轴承选取轴承为 22219c 因此取 d=95 mm(4)轴的结构设计 1）按轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段根据所选取的轴承取轴段直径轴段该轴段安装齿轮，两齿轮中间用套筒隔开，取小齿轮另一端直接和轴承Nj419内齿圈连接轴段根据所选轴承Nj419 确定 2）轴上零件的周向定位两个齿轮均采用花键联结，花键适用于载荷较大和定心精度要求较高的静联接和动联接，它的键齿多，工作面总接触面积大，承载能力高，它的键布置对称，轴、毂受力均匀，齿槽浅，应力集中较小，对轴和轮毂的消弱小。花键型号为：轴承与轴的周向定位采用过渡配合保证的，因此轴段直径公差取为. 轴端倒角 (5)轴的强度效核：首先根据轴的结构图作出轴的计算简图：1）轴的计算简图（见下页插图）2）求支反力水平面：垂直面： 3）计算弯矩水平面弯矩：垂直面弯矩：合成弯矩：轴的计算简图4) 扭矩： 5）计算当量弯矩：进行强度效核轴的材料为45钢，调质处理，查文献2表41得由得取(6)精确校核轴的疲劳强度： 1）判断危险截面危险截面应该是应力较大，同时应力集中较严重的截面。分析可知，危险截面为截面2) 计算危险截面应力截面右侧弯矩M为截面上的扭矩T为抗弯截面系数 (花键轴近似认为平均轴径)抗扭截面系数截面上的弯曲应力截面上的扭转剪应力弯曲应力幅因弯矩为对称循环，故弯曲平均应力扭剪应力幅扭转剪应力的应力幅与平均应力相等,即3）确定影响系数轴的材料为45钢，调质处理，由文献2表41查得，轴肩圆角处的有效应力集中系数根据由文献2图417经插值可得：尺寸系数、根据轴截面为圆截面查文献2图418得：0.62 =0.83表面质量系数、根据和表面加工方法为精车，查文献2图419，得0.88。材料弯曲扭转的特性系数、取0.1 0.5 =0.05可得：所以强度足够,该轴安全.2.行星齿轮轴的校核（1）初步确定轴的径1）轴上的转矩2）求作用在齿轮上的力行星轮轴上的齿轮分度圆直径为圆周力和径向力的大小如下：3）确定轴的最小直径选取轴的材料40，调质处理，按式4-2初估轴的最小直径，查文献2表4-2，取A=107，可得轴段用于安装轴承和齿轮，取轴承为22314c （）因此取d=70mm4）轴的结构设计按轴向定位要求，确定各轴段直径和长度轴轴根据所选轴承确定轴 5）轴的校核取行星轮与行星架之间的间隙，则跨距长度可以将它看成跨距为的双支点梁，而两个轴承几乎紧挨着，可以认为是整个跨度承受均布载荷危险截面为跨距中间的弯矩 6）校核轴的强度轴的材料为40，调质处理，由文献2表4-1查得，则，即，取，则：强度足够，该轴安全。2.3.5 轴承的寿命校核1对截轴的轴承22219c和Nj419进行寿命计算（1）计算轴承支反力1）采用在轴的校核中的数据 2）合成支反力3）轴承的当量动载荷4）轴承的寿命查文献2表5-9，5-10得通过计算，两个轴承的寿命合格。2.行星轮轴承寿命的计算（1）每个轴承上的径向载荷选用轴承为22314c 查文献2表5-9，5-10得（2）轴承的寿命通过计算，轴承的寿命合格。2.3.6 花键的强度校核1.截轴花键校核（）摇臂截轴选用花键（）强度校核按文献公式式中传递的转矩各齿载荷不均匀系数取（0.70.8）齿数齿的工作长度平均直径mm齿的工作高度mm渐开线花键许用压强查表2-23 =（1020）则强度校核合格2.行星轮系花键校核（1）选用渐开线花键型号为（2）按式文献2-51公式代入数据得强度校核合格3 采煤机的使用和维护在工作面的生产系统中，采煤机是影响产量的主要设备。除了保证工作面采煤、装煤、运煤、支护和处理设备的良好匹配外，对这些设备的正确维护、保养和操作使用，不仅可发挥其最大的生产能力，而且可达到安全生产。3.1润滑及注油润滑及传动用油的质量好坏，是保证机器正常工作的关键，因此必须及时、严格用规定的清洁油注油及润滑，用油牌号不能混用与任意代换，否则应全部更换。牵引部液压传动箱用油，注油时必须用注油器，精滤芯要定期更换。3.2地面检查与试运转采煤机下井前必须按井下工况，设不小于30米运输机，使采煤机可在其上运动行走。进行地面检查与式运转，确认合格后方可下井。1. 试运转前的检查：首先检查各部件是否齐全、完好，安装是否正确，连续螺栓是否缺少或松动，各运动环节及手把的动作是否正确灵活。各油池及润滑点必须按规定加注清洁油。水路是否畅通，检查各出轴处，盖板等是否漏油，电气部分的绝缘、隔爆等是否符合要求。调高及喷雾系统管路是否齐全和接好等，应先用手盘动各运转部位，应无意外阻碍和其它不正常现象。2. 试运转时检查：启动前把各手把，离合器等置于中立或断开位。接通电源，检查三相平衡情况，无问题时方可只控制一台电机的隔离开关，启动此电机，观察空运转情况，然后停止，看其是否轻快。再合上另一个隔离开关，启动另一台电机及牵引电机，观察空运转情况，同时注意高低压压力表，然后停止，看是否轻快。再盘动滚筒，看截割部传动是否良好。无问题方可合离合器再启动电机，观察运转情况，声音、发热、转向等。牵引部的检查，试运转前应先排气，试运转是在电机启动后，待辅助泵压力正常后，先把调速手把任意向一方转动一小角度，观察齿轨轮与齿轮间啮合情况，同时注意观察高低压压力表，注意运转声音是否正常，若无异常再慢慢增大手把角度，注意听音及观察，正常后再慢慢回零，观察降速是否正常，以同样方法检查“反向牵引”情况，并在高速时按停止牵引钮停止牵引。搬动调高阀观察调高情况，检查管路系统是否漏油，测定左右摇臂最大行程时间，以上检查完毕后，使机器在运输机上往复行走，检查配套关系，人为弯曲运输机，检查过弯情况，行走运行一定要先慢后快。在整个试运转过程中，要注意人身安全。发现问题及时处理，不可带“病”下井。3.3下井及井下组装1、在不允许整机下井的条件下，可将机器解体装运，但解体越少越好，主机是由摇臂铰接点处分解为三大部分为好。滚筒、附件等可分别装运。注意，装运前必须将拆下的小零件如销子、螺栓、管接头等包装好。包裹好打开的每个接触面，隔爆面，裸露的轴、孔、齿、手把、接头等，油缸活塞杆应全部缩回缸内，并固定好。运送前应仔细检查所经道路情况，装运顺序应顾及井下组装的方便。2、采煤机的组装应在预先准备的“缺口”中进行，顺序为：先组装好溜槽及工作面附件，而后使中架部分骑在运输机和齿轨上，穿好导向滑靴，再装好左右摇臂及滚筒，接电缆、水管及拖缆带，组装时应注意人身及设备的安全，对机件的外露部分如手把等，要注意保护。还要注意销轴、轴孔及接头等处的清洁，不得有污物带入。3、组装后的运转与地面试运转要求相同。3.4采煤机的井下操作井下操作由每班配备的，经过专门训练的两名司机进行。各班司机要认真的执行交接班制度。1. 操作前的检查：工作前要对机器运转环境如煤壁、顶板、支护、配套设备等进行检查，发现问题及时处理，并对机器作好下列检查：（1）截齿是否齐全完好，牢固可靠。（2）各把手按钮是否齐全，灵活可靠。（3）油位是否符合要求。不足时添加。（4）各紧固螺栓要齐全，不松动。（5）电缆、水管、油管是否损坏及泄露。（6）运输机是否铺设平直。（7）拖缆架是否卡挂。（8）供水是否正常，否则不得开机。（9）滚筒前后两米以内不得站人。2. 试运转中注意事项：（1）各部分运转声音及发热是否正常。（2）结合面、出轴处、盖、管路等有无渗漏。（3）压力表指示是否正常，指针有无不正常抖动。（4）各运转部件及整机有无震动与抖动。（5）调高及牵引是否正常。3. 操作顺序：（1）送电、磁力启动器合闸。（2）合上隔离开关。（3）合上截割部离合器。（4）发信号给工作面运输司机并解锁、使运输机启动。（5）给水冷却喷雾。（6）分别启动电机使滚筒正常运转。（7）调采高到合适的高度。（8）选择牵引方向并慢慢调速到合适的速度。4. 机器运转时注意事项：（1）注意滚筒运转情况，机道有无阻碍，机器声音、牵引力（压力表）大小，拖缆带卡挂现象等。（2）严禁滚筒在不运转情况下牵引或调高。（3）停运输机、停水时，机道有大块障碍，支柱影响通过，电机闷车，夹石过硬，或其他有碍机器正常运转情况等时，应立即停机，处理后方可开机。（4）注意顶板支护情况，人员位置，确保生产及人身安全。5. 停机顺序：（1）牵引调速换向手把打回零位，紧急停车后也要把此手把回零。（2）停止电动机、停止运输机。（3）停水。（4）拉开截割部离合器。（5）拉开隔离开关。3.5机器的维护与检修1. 日检：在日常使用中，应及时维护检修以下各项：（1）电机、磁力启动器、电控箱、电缆等电气部分运行是否正常。接地是否正常，拖缆架装置是否完好。（2）机器温升、躁声、传动件、各手把、压力表等是否完好正常。（3）连接及紧固件是否松动、开焊、脱位等。特别是齿轨组连接是否牢固，齿轨的柱销是否开焊。（4）各水、油管路、接头、法兰、结合面、出轴处等是否有渗漏，各油位油面是否正常，各润滑点是否按规定注油。各过滤器是否堵塞。（5）截齿磨损及丢失情况，及时更换磨损严重着和补装丢失，驱动轮和齿轨轮的润滑情况。（6）喷雾喷嘴是否畅通。（7）应特别注意保护液压油箱内腔清洁，注意传动油不被污染、弄脏，定期更换精滤芯和油液。2. 月检：除按日常检查项目进行外，还包括打开大盖，检查所有机件，查看运转件磨损情况，应特别注意仔细检查：各液压件及管路、接头漏损情况，但检查前必须采取有效措施，防止煤尘及污物进入油池。否则不准打开盖板。3. 季检：除按日常及月检项目进行外，还包括易损件，换油，检查各传动间隙，磨损情况。电机绝缘情况等。4. 采完一个工作面后应整机升井大修。结论长达近四个月的毕业设计结束了，在这四个月里，设计的过程中遇到了不少的困难，真是书到用时方恨少，但是在王启广老师的耐心指导和帮助下，克服了重重困难，完成了此次毕业设计，同时也学到了大量的机械设计方面的知识，受益非浅。通过本次毕业设计，才发现理论联系实际的重要性，才发现只学会书本上的理论知识是远远不够的，通过毕业设计，搞懂了原来学习当中遇到的问题，使自己的专业知识有了很大的提高，锻炼了自己发现问题、分析问题、解决问题的能力，为以后的实际工作打下了良好的基础。本次毕业设计主要是对MG250/591-WD型采煤机截割部的设计，采用截割部电机的横向布置法，截割部兼作摇臂，减少了一对散齿轮、提高了强度并且使采煤机机身缩短。本次设计的重点是采煤机的截割部，它主要是四级减速器，三级是直齿减速，一级行星减速，设计说明书对主要的齿轮和轴进行了设计和计算，对重要的轴和花键进行了强度校核，对主要轴承进行了寿命校核，并且对行星机构齿轮进行了设计和计算。参考文献1 王洪欣，李木，刘秉忠.机械设计工程学.徐州：中国矿业大学出版社，20042 唐大放，冯晓宁，杨现卿.机械设计工程学.徐州：中国矿业大学出版，20043 许洪基，现代机械传动手册.北京：机械工业出版社，19954.范维唐等.综采技术手册（上、下）.煤炭工业出版社，19975 饶振纲.行星齿轮传动设计.北京：化学工业出版社，20036 吴相宪.实用机械设计手册.徐州：中国矿业大学出版社，20017 王启广、李炳文、黄嘉兴.采掘机械与支护设备.中国矿业大学出版社，20068 甘永立.几何量公差与测量.上海：上海科学技术出版社，20039 成大先.机械设计手册.北京：化学工业出版社，200410 方昆凡.公差与配合技术手册.北京：北京出版社，198311 段钦华，杨实如.具有公共行星轮的3K型行星传动的设计方法.煤矿机械，2005.5，192112 朱孝录.齿轮传动设计手册.北京：化学工业出版社，200513 饶振纲.行星传动机构设计.北京：国防工业出版社，199414 王启义.中国机械设计大典.南昌：江西科学技术出版社，200215 吴忠泽.机械设计师手册.北京：机械工业出版社，200216 成大先.机械设计师手册单行本润滑与密封.北京：化学工业出版社，200417 成大先.机械设计师手册单行常用设计资料.北京：化学工业出版社，200418 单辉祖.材料力学.北京：高等教育出版社，199919 程居山.矿山机械.徐州：中国矿业大学出版社，199720 刘春生.滚筒式采煤机理论设计基础.北京：中国矿业大学出版社,200321 王启广，黄嘉兴.液压传动与采掘机械.徐州：中国矿业大学出版社，200522 谢锡纯，李晓豁.矿山机械与设备.徐州：中国矿业大学出版社，200023 白杰平，伍锋，潘英. Science and Technology English for Mechanical Engineering.徐州：中国矿业大学出版社，199724 Joseph E.Shigley,Charles R.Mischke.机械工程设计.北京：机械工业出版社,200225 Tunnelling and Underground Space Technology 18 395404,2003英文原文The Abyss Transit System - James Cameron commissions the making of robots for a return to the TitanicBy Gary StixAt the beginning of the movie that made Leonardo DiCaprio a megastar, a camera-toting unmanned robot ventured into a cavernous hole in the wreck that sits on the bottom of the Atlantic, 12,640 feet from the surface. The 500-pound vehicle, christened Snoop Dog, could move only about 30 feet along a lower deck, hampered by its bulky two-inch-diameter tether hitched to a submarine that waited above. The amount of thrust needed to move its chunky frame stirred up a thick cloud. “The vehicle very quickly silted out the entire place and made imaging impossible,” director James Cameron recalls.But the eerie vista revealed by Snoop Dog on that 1995 expedition made Cameron hunger for more. He vowed to return one day with technology that could negotiate anyplace within the Titanics interior.In the past six months two documentariesone for IMAX movie theaters called Ghosts of the Abyss, the other, Expedition: Bismarck, for the DiscoveryChanneldemonstrated the fruits of a three-year effort that Cameron financed with $1.8 million of his own money to make this vision materialize. The payoff was two 70-pound robots, named after Blues Brothers Jake and Elwood, that had the full run of two of the worlds most famous wrecks, the Titanic and the Bismarck, which they visited on separate expeditions.The person who took Jake and Elwood from dream to robot is Mike Cameron, Jamess brother, an aerospace engineer who once designed missiles and who also possesses a diverse background as a helicopter pilot, stunt photographer and stuntman. (Remember the corpse in the movie The Abyss, from whose mouth a crab emerges?) Giving the remotely operated vehicles freedom of movement required that they be much smaller than Snoop Dog and that the tethers width be tapered dramatically so as not to catch on vertical ship beams.Mike Cameron took inspiration from the wire-guided torpedoes used by the military that can travel for many miles. His team created vehicles operable to more than 20,000 feet (enough to reach as much as 85 percent of the ocean floor). The dimensions of the front of the robot are 16 inches high by 17 inches across, small enough to fit in a B deck window of the Titanic. The bots have an internal battery so that they do not need to be powered through a tether. Instead the tetherfifty-thousandths of an inch in diametercontains optical fibers that relay control signals from a manned submersible vehicle hovering outside and that also send video images in the other direction. The tether pays out from the robot, a design that prevents it from snagging on objects in the wreck.James Cameron thought the project would be a straightforward engineering task, not much harder than designing a new camera system. “This turned out to be a whole different order of magnitude,” he says. “There was no commercial off-the-shelf hardware that would work in the vehicles. Everything had to be built from scratch.” If the team had known this early on, he added, “we wouldnt have bothered.” Water pressure on the cable that carried the optical fibers could create microscopic bends in the data pipe, completely cutting off the control signals from the submersibles. Dark Matter in Valencia, Calif. (Mike Camerons company), had to devise a fluid-filled sheath around the fiber to displace the minuscule air pockets in the cable that could lead to the microbending.To save weight, the framesimilar to a monocoque body of a race carwas made up of small glass hollow spheres contained in an epoxy matrix. The thruster contained a large-diameter, slowly rotating blade with nozzles that diffused the propulsive flow, minimizing the churning that would otherwise disturb the caked silt. A high-resolution video camera, along with an infrared camera for navigation, was placed in the front of the craft along with three light-emitting-diode arrays for fill lighting and two quartz halogen lamps for spotlighting.The winter of 2001 marked a critical juncture. It was six months before dives to the Titanic could be safely attempted, and James had to determine whether to proceed or wait another year. “Mike was really, really negative on the idea, but I decided to go for it,” the director says. He felt he couldnt afford to wait longer and thought that a fixed deadline would focus the engineering staff at Dark Matter. Forhis part, Mike was contending with an unending series of design challenges. “It was such an overwhelming set of problems that I had very little confidence that certain parts would be solvable in the time we had,” Mike says.A few weeks before the dives commenced in the summer of 2001, the robots lithium sulfur dioxode-based batteries caught fire while being tested in a pressure tank, destroying what was to have been a third robot. Mike wanted to delay the dives, but James found a supplier of another type of lithium battery and pressed ahead.At the dive site, Jake and Elwood took starring roles with their 2,000-foot tethers, exploring for the first time in about 90 years remote parts of the ships, including the engine room, the firemens mess hall and the cabins of first-class passengerseven focusing in on a bowler hat, a brass headboard and an intact, upright glass decanter. The images lack the resolution and novel quality of the high-definition, three-dimensional IMAX images, the other major technological innovation of Ghosts of the Abyss. Jake and Elwoods discoveries, however, draw the viewers interest because of what they convey of the Titanics mystique. “You actually feel like youre out there in the wreck,” Mike says. He remembers his brother piloting the robots with the helicopter stick that had been installed in the Russian submersible from which the robots were launched. “Jim ended up being a cowboy pilot,” Mike says. “He was far more aggressive with the system than I was.”One scene in Ghosts of the Abyss reveals the tension that sometimes erupted between the brothers. James contemplates moving one of the robots through a cabin window that is still partially occluded by a shard of glass that could damage the vehicle or cut the data tether. When James declares that he is going to take Jake in, moviegoers can hear Mike pleading with his brother not to do it, ultimately relenting once the bot has negotiated the opening.The decision to install a new type of battery at the last minute came to haunt the expedition; Elwoods lithium-polymer battery ignited while in the bowels of the ship. James manipulated the remaining robot into the Titanic to perform a rescue operation by hooking a cord to the grill of the dead bot and towing it out. At the surfaceon the deck of the Russian scientific vessel the Keldysh, from which the two submarines carrying Jake and Elwood to the Titanic were launchedMike rebuilt Elwood with a backup battery. During the next dive, the robot caught fire again while it was still mounted on the submarine, endangering the crew. Finally, Mike worked for an 18-hour stretch to adapt a lead-acid gel battery used for devices onboard the mother ship into a power source for Elwood, enabling the expedition to continue.The bots, now fitted with a new, nonflammable battery that Mike designed, may find service beyond motion pictures. The U.S. Navy has funded Dark Matter to help it assess the technology for underwater recovery operations of ships or aircraft. The bots also have pote

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