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摘要 II
Abstract III
第一章 绪论 1
1.1本课题研究意义 1
1.2 国内电牵引采煤机的技术特点及发展趋势 2
1.2.1 采煤机的技术特点 2
1.2.2 采煤机的发展趋势 3
1.3 总体方案的确定 4
1.3.1 采煤机类型 4
1.3.2 采煤机的组成 4
1.4截割部结构及技术特征 6
1.4.1截割部传动方式确定 6
1.4.2 电动机的选择 8
第二章 传动参数的确定 9
2.1总传动比的计算 9
2.2传动比的分配 9
2.3确定各轴的转速n、功率P、转矩T 10
第三章 齿轮啮合参数及强度计 11
3.1齿轮的初步设计及强度校核 11
3.1.1第一级减速齿轮传动设计计算及强度校核 12
3.1.2 第二级减速齿轮传动设计计算及强度校核 15
3.1.3 三级减速齿轮传动设计及计算 19
3.1.4 一级减速中惰轮轴的齿轮设计计算及校核 22
3.1.5 三级减速中惰轮轴的齿轮设计计算及校核 24
3.2 行星减速机构的齿轮设计计算及校核 26
第四章 轴及轴承的设计 31
4.1轴的结构设计及其强度校核 31
4.1.1 Ⅰ轴的结构设计及其强度校核 31
4.1.2 Ⅱ轴的结构设计及其强度校核 36
4.1.3 Ⅲ轴的结构设计及其强度校核 41
4.1.4 Ⅳ轴的结构设计及其强度校核 47
4.1.5 Ⅴ轴的结构设计及其强度校核 53
4.1.6 Ⅵ轴的结构设计及其强度校核 57
4.1.7 大齿轮轴的结构设计及其强度校核 58
4.2 轴承的选用及其校核 64
4.2.1 Ⅰ轴上轴承的选用及其校核 65
4.2.2 Ⅱ轴上轴承的选用及其校核 66
4.2.3 Ⅲ轴上轴承的选用及其校核 66
4.2.4 Ⅳ轴上轴承的选用及其校核 67
4.2.5 Ⅴ轴上轴承的选用及其校核 68
4.2.6 Ⅵ轴上轴承的选用及其校核 69
第五章 截割部的润滑及密封 69
结 论 72
参考文献 73
摘要
MG400/940-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。MG400/940-WD 型采煤机截割部主要是由四级齿轮传动组成，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柱齿轮和一级行星轮系的传动，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MG400/940-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；行星轮系；齿轮传动设计
Abstract
The MG400/940-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 moderate breeze gear wheel transmission that the MG400/940-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.
Keyword: Mining machine ；the cutting department ； A department of planet ；Gear wheel of the transmission Design
第一章 绪论
1.1本课题研究意义
为了提高工作面的生产效益, 世界主要采煤国均纷纷致力于发展大型先进的综采设备, 取得了显著的效果, 综采工作面的生产能力和效益均大幅度提高。我国经济的快速发展对煤炭需求大幅度增加,年产超600万t高产高效工作面得到快速发展,大功率采煤机的市场需求日益增加。电力电子技术、微电子技术、计算机计术的飞速发展,为开发集电力电子、信息采集、微机控制及智能监测系统于一身的大采高重型电牵引采煤机创造了条件。我国在90 年代初致力发展高产高效工作面,开发了日产7000t 综采成套设备, 但能真正实现高产高效的工作面依然较少, 主要原因是受采煤机生产能力的限制, 高产高效工作面要求采煤机具有高可靠性、大截割功率、大牵引力、大牵引速度, 并能较快发现故障和处理故障。
大功率采煤机应有足够的强度和良好的散热条件,并具有灵活的操作性。设计摇臂要充分考虑结构强度,滚筒要针对采煤工作面地质条件进行设计,具有很强的过断层能力,电气设计必须考虑过断层强烈冲击的影响。采煤机要有适当的重量抗冲击;同时要有足够的牵引力过断层。采煤机功率大,发热量大,必须充分考虑各部件的散热问题。为了适应采煤工况要求,必须实现机载交流变频,“一拖一”方式平衡牵引,并开发保护、监测功能齐全、运行可靠的程序。为使采煤机可靠运行,必须解决机器联结的松动问题,除部件间用螺栓紧固外,采用多个高强度长螺杆和液压螺母组合将机身三大段联结起来形成一个刚性整体。根据国内外大功率大采高电牵引采煤机的主要技术参数和性能指标以及我国厚煤层的开采情况,分析大采高综采工作面的生产能力和煤质硬度与所需的采煤机截割功率、滚筒直径、滚筒转速、牵引速度、牵引功率、调高油缸推拉力等采煤机主要性能参数的关系,在可行性、可靠性、先进性和经济性等方面进行比较,并考虑与已有采煤机部分元部件的互换,最后确定设计MG400 /940-WD型电牵引采煤机。总体结构如(图1) 。
图1-a
1.2 国内电牵引采煤机的技术特点及发展趋势
1.2.1 采煤机的技术特点
⑴ 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。
⑵ 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450KW，牵引电机功率达2×50KW。
⑶ 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450～600KN。
⑷ 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。
⑸ 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。
⑹ 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。
⑺ 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7000 ～10000t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。
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