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2757
刮板输送机设计
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2757 刮板输送机设计,2757,刮板输送机设计,输送,设计
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摘 要刮板输送机是综合机械化采煤工作面的主要运输设备。它的作用一是把采煤机破碎下来的煤运到顺槽转载机；二是作为采煤机行走的轨道以及液压支架前移的支点。刮板输送机是一种挠性牵引的连续输送机械，是为采煤工作面和采区巷道运煤布置的机械。它的牵引机构是刮板链，承载装置是中部槽，刮板链安装在中部槽的槽面。中部槽沿运输路线全线铺设，刮板链绕经机头、机尾的链轮接成封闭形置于中部槽中，与滚筒采煤机和输送机推移装置配套，实现落煤、装煤、运煤及推移输送机械化。沿输送机全长都可向溜槽中装煤，装入中部槽中的煤被刮板链拖拉，在中部槽内滑行到卸载端卸下。一般的刮板输送机能在25以下的条件使用。刮板输送机在使用中要受拉、压、弯曲、冲击摩擦和腐蚀等多种作用，因此，必须有足够的强度、刚度、耐磨和耐腐蚀性。由于它的运输方式是物料和刮板链都在槽内滑行，因此运行阻力和磨损都很大。但是，在采煤工作面运煤，目前还没有更好的机械可代替，只能从结构上、强度上和制造工艺上不断研究，使它更加完善、耐用。本说明书主要介绍了输送机的选型和传动部的设计计算。本设计以SGZ764/264型输送机参考，不依赖于764系列输送机， 本设计采用较低转速的防爆电动机，旨在降低高速轴的转速，减少单位时间内应力循环次数；传动部主要是由两个电动机、减速箱和液力偶合器组成，该输送机内横向布置，电动机输出的动力经由三级齿轮的传动，最后驱动链轮转动。关键词：刮板输送机 减速器 机头部 中部槽 Abstract Scraper conveyor is a reprint of fully coal face ancillary equipment in the transport system an important part of the roadway in the face of the accepted face scraper conveyor unloading of coal flow, not halt the transfer to the retractable belt Conveyor boost. Bridge reversed loader with the face-scraper conveyor machine synchronous over his head, face Shearer guarantee for coal mining, and fully mechanized coal face of high yield and high efficiency operations.Scraper conveyor is a reprint of a special structure of the scraper conveyor, powertrain and drive and scraper conveyor similar to a ramp of its fuselage and a section of the arch bridge structure and belt conveyors in the tail Paragraph above lap. In the back-alley in the coal face when the machine goes to reprint its arch bridge and all of the aircraft ended the lap belt conveyor stack of position limits, a retractable belt conveyor shortened ride Next length of the belt conveyor for the development of the shift to home-unloading nose reproduced below, can be reproduced with the face of the advance goes forward.Calculate in design which cuts the cutting department of main introduction scraper conveyor of this drive line. It is made up of a gearbox and moderate breeze gear wheel transmission that the type scraper conveyor 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 addition，returning use for SGZ764/264 scraper conveyor and maintenance proves,In order to be able to good full play performance of person who should mine, reach the best working result.Key words：scraper conveyor； reducer； machine head； hydraulic coupler 目录前 言1第1章 概述21.1 课题的目的和意义21.2刮板输送机的机构与作用21.3输送机的技术现状21.4刮板输送机的发展趋势31.5国内外刮板输送机的技术特点及趋势41.5.1先进产煤国家刮板输送机的技术发展41.5.2我国刮板输送机的技术改进方向61.6刮板输送机类型及组成71.7刮板输送机工作原理和使用范围8第2章 主要部件的结构和设计要求102.1矿用刮板输送机的要求：102.2机头部112.2.1机头架122.2.2链轮组件132.2.3减速器132.2.4盲轴152.2.5联轴器152.2.6电动机172.3 机尾部182.4中部槽及附属部件182.5刮板链212.6推移装置232.7锚固装置24第3章 刮板输送机的设计263.1总体设计要求263.1.1根据刮板输送机输送能力的公式263.1.2运行阻力的计算283.1.3平直刮板输送机运行阻力计算303.1.4电机功率的确定与选择333.2刮板链强度的验算343.3刮板输送机驱动链轮设计34第4章 减速器的设计384.1传动系统的确定384.2传动比的分配384.3.1各轴转速计算394.3.2各轴功率计算394.3.3各轴扭矩计算404.4齿轮的计算404.4.1直齿圆锥齿轮计算404.4.2第一对直齿圆柱齿轮计算454.4.3第二对直齿圆柱齿轮计算514.5轴的设计564.5.1 高速轴轴的设计564.5.2 轴的设计584.5.3 轴的设计594.5.4输出轴的设计61第5章 减速器轴、键、轴承的校核635.1减速器键的校核635.2 减速器轴承寿命计算635.3减速器轴的校核65总 结68致 谢70参考文献71前 言四年的大学生活即将结束，我们这些面临毕业的大学生进行为期两个月的毕业设计，我感受颇深。这次设计是对大学四年所学的专业知识和基础知识的一个系统性的总结与运用，同时也是一次培养我们分析问题和解决问题的很好的机会。通过毕业设计的训练，提高了以下能力：通过设计加强对刮板输送机的认识;通过此次的设计来检查自己大学四年所学过的知识，培养综合运用所学知识和技能的能力，独立分析和解决设计问题的能力；熟练运用基本技能，包括CAD绘图、工作软件应用、复杂计算，翻译、查阅文献等等的能力；撰写科技论文和技术报告的能力，正确运用国家标准和技术语言阐述理论和实际问题的能力；收集加工各种信息的能力，查阅相关资料的能力，通过各种渠道获取知识的能力；创新意识和严肃认真的科学作风。本次设计的课题是刮板输送机的总体及传动设计。刮板输送机是通过刮板在中部槽的移动来刮动散碎物料进行运输的，是煤矿不可或缺的运输机械。本论文共分5章，第1章主要介绍了刮板运输机的概况、分类及发展趋势等；第2章主要介绍了刮板输送机的主要部件和设计要求；第3章内容为刮板输送机的选型计算，内容涉及圆环链、中部槽的选择，运输阻力的计算，传动所需电机功率的确定以及圆环链强度验算和链轮的设计等；第4章主要介绍了减速器的设计;第5章主要介绍了减速器中的轴与键的校核以及轴承寿命的计算，只选取了输入轴进行校核。本次做的设计题目是刮板输送机设计，自己也是第一次接触设计刮板输送机。不足之处很多，希望老师提出宝贵意见。第1章 概述 1.1 课题的目的和意义近年来，随着高产高效集约化矿井的迅速发展，煤矿都在争取实现一矿一井一面的高度集约化生产模式。采区运输是矿井生产的重要环节。由于矿井地质条件和开采方法等因素的影响，采区运输机械具有多种不同的类型，但使用最多的是刮板输送机。作为长臂工作面的主要运输设备，刮板输送机的输送能力主要由高产高效矿井的生产能力来决定，同时也决定了刮板输送机的发展趋势。1.2刮板输送机的机构与作用刮板输送机是一种有挠性牵引机构的连续输送机械。它的牵引构件是刮板链，承载装置是溜槽。在综采工作面，为了与采煤机、液压支架配合使用，在溜槽的采空区侧设有挡煤板及挡煤板座、导向管（链牵引采煤机用）、齿条、销轨或埋链（无链牵引采煤机用）。刮板输送机在综采工作面中起着承载、运煤和采煤机导向以及液压支架推移支承等作用，是整套综采设备的“中坚”，其性能、可靠程度和寿命是综采工作面正常生产和取得良好技术经济效果的重要保证。1.3输送机的技术现状 20世纪80年代以来，国内外刮板输送机都在向大运量、长运距、大功率、高强度、长寿命与高可靠性方向发展。目前，国外综采最大的工作面刮板输送机，量已达6000t/h，装机功率4800kW，运距450m。国内自主研发的刮板输送机运量已达3500t/h，装机功率3700kW，运距300m。随着神东等大型煤炭基地400m工作面的出现，国产刮板输送机将朝着更大型的方向发展。但是运量、运距和功率的增大受到诸多因素的限制。首先，中部槽的高度不宜太高，否则会影响装煤效果。其次，输送机的长度也不宜太长，会降低推进速度。然后最主要的影响因素还在于关键元部件的技术性能和寿命。所以，在刮板输送机向大型化发展的同时，高性能元部件的研发将成为今后刮板输送机的发展重点，软启动技术、工况检测、运行状态控制等机电一体化技术的运用将成为今后刮板输送机发展的重要标志。1.4刮板输送机的发展趋势刮板输送机是一种挠性牵引的连续输送机械，是为采煤工作面和采区巷道运煤布置的机械。它的牵引机构是刮板链，承载装置是中部槽，刮板链安装在中部槽的槽面。中部槽沿运输路线全线铺设，刮板链绕经机头、机尾的链轮接成封闭行置于中部槽中，与滚筒采煤机和输送机推移装置配套，实现落煤、装煤、运煤及推移输送机械化。烟输送机全长都可向溜槽中装煤，装入中部槽中的煤被刮板链拖拉，在中部槽内滑行到卸载端卸下。一般的刮板输送机能在25以下的条件使用。刮板输送机在使用只能感要受拉、压、弯曲、冲击摩擦和腐蚀等多种作用，因此，必须有足够的强度、刚度、耐磨和耐腐蚀性。由于它的运输方式是物料和刮板链都在槽内滑行，因此运行阻力和磨损都很大。但是，在采煤工作面运煤，目前还没有更好的机械可代替，只能从结构上、强度上和制造工艺上不断研究，使它更加完善、耐用。用刮板输送机运输散碎物料的方式20世纪初出现于工业发达的英国。早期的刮板输送机长度只有几十米；功率小，牵引链的强度也不高。经过多年的改进和发展，目前综合采矿用的刮板输送机除了运煤之外，还有四种功能：给采煤机做运行轨道；为拉移液压支架作升缩油缸的固定点；清理工作面的浮煤；悬挂电缆、水管、乳化液管等。刮板输送机在综合采煤工作面与采煤机和液压支架配套工作。为使刮板输送机的生产达到标准化、系列化和通用化，提高产品的制造质量，我国于1991年制定并发布了矿用刮板输送机型式与参数(MT15-1991),1993年制定并发布了刮板输送机通用技术条件（MT105-1993）。矿用刮板输送机型式与参数是产品系列的规划，是今后一个时期设计制造产品的依据。刮板输送机通用技术条件规定了刮板输送机的主要质量标准和技术要求，以提高产品质量。矿用刮板输送机按刮板链是形式分三种：中单链型、中双链型、边双链型。系列型谱中的刮板输送机都采用以矿用高其强度圆环链制成的刮板链。 刮板输送机按功率大小分为轻、中、重型。刮板输送机配套单电动机设计额定功率为40KW及以下的为轻型；大于40kW，小于等于90kW的为中型；大于90kW的重型。1.5国内外刮板输送机的技术特点及趋势1.5.1先进产煤国家刮板输送机的技术发展一、先进产煤国家刮输送机的技术发展（一）发展重点与代表机型在不断提高工作面单产和效率的总要求下，80年代初期，主要是对工作面刮板输送机的结构进行改进。如采用双中心链、侧卸机头、封底溜槽和双速电动机，增大溜槽、牵引链条等组件的强度及传动功率等都有效地提高了刮板输送机的运输能力和可靠性。80年代后期以来，工作面刮板输送机技术发展可概括为“三大（大运量、大运距、大功率）、二重（重型溜槽、重型链条）、一新（自动监测等新技术）”。以德国DBT公司制造的MTA4231000型软起动刮板输送机为例，其装机容量为3750KW，双中心链242 /146mm，溜槽为轧焊结构，溜槽能力可达4500t/h，在美国科罗拉多州塞浦露斯20英里矿与朗艾道公司制造的EL3000型安德森电牵引采煤机配合，于1997年6月创造月产990361t洁净的世界纪录。其它如美国的朗艾道公司、久益公司、德国的哈尔巴赫布朗公司和DBT公司等，都在80年代至90年代推出了新型强力工作面刮板输送机。(二)已达到的主要技术指标进入80年代以后，代表工作面刮板输送机技术发展水平的主要指标为：1.大运量70年代末，工作面刮板输送机运量能力一般小于1000t/h，80年代中期达2000t/h，80年代末90年代初达到25003500t/h，目前已出现运量达到4000 t/h以上的重型刮板输送机。相应的溜槽宽度从730764mm增大9801100mm以上，链上1m/s左右提高到1.31.4m/s以上，最高链速已达1.78m/s 。2.长运距70年代末期，一般工作面刮板输送机长度不超过200m（只有德国在1979年平均长度达到223m）；80年代逐步增长到250m长的采煤工作面刮板输送机平均长度为244m.目前美、英、德均已有超过300m长的采煤工作面和刮板输送机，最长的工作面直径从2630mm增大到3442mm，目前已出现4652mm的链子。国外专家研究分析认为，从设备投资、运营成本、掘进通风、维修搬家等因素综合考虑，工作面及刮输送机长度在250m左右时，技术经济指标最为合理。3.大功率70年代末期，刮板输送机驱动电动机单台功率Nd200KW，最大装机功率为2200KW，80年代初期为（23）（250315）KW。目前实际运行的刮板输送机单台电动机最大功率已达到或超过700KW，减速器传动比i=1：40。相应地，对于功率大于250300KW电动机的供电电压也从1000V左右升高到2300V、3300V、4160V或5000V。4.长寿命与高可靠性70年代，工作面刮板输送机过煤量约为100万t，80年代初期为200万吨。目前重型刮板输送机整机（大修周期）过煤量已达到400600万t（相当于运行34年）；组件工作寿命，30mm以上链条为200300万t（相当于运行12年），链轮为100150万t（约运行1年左右），减速器设计寿命为1250015000h，接链环的疲劳寿命达到70000次以上。1.5.2我国刮板输送机的技术改进方向1技术先进性 随着科学技术的进步和市场的发展，输送机的国际竞争将越来越激烈，对输送机的设计水平和生产能力要求也越来越高，不仅要求造型科学、配套合理，在技术上不断创新、完善，去适应不断变化着的使用条件，而且关键部件(如刮板链、减速器、保护装置等)的设计或选用，要求与国际接轨，实现标准化。2性能可靠性 设备的可靠性是进行高效作业的根本保证。井下受场地、灯光等条件的限制，维修条件较差有些高瓦斯矿井基本不具备现场维修的条件，一旦出现故障就会严重影响安全生产。因此，输送机各部分的结构型式、传动方式、使用材料等，不仅要求设计合理，还要建立在实践验证的基础上。3设备安全性 安全性是至关重要的环节。是所有设备必须具备的性能，同样也贯穿在输送机的设计、制造、使用过程中。目前国家高度重视煤矿安全生产，引起煤矿井下事故的除了瓦斯爆炸、透水、冒顶等之外设备事故也会引起人员伤亡和财产损失。因此，输送机各部件的防护装置应设计合理、安装完备，在易发生事故的部位尤其要加强防护防止因断链、飞溅、高温等引发人员伤亡事故。4机电液一体化趋势明显。 随着实用型新技术的发展，大功率输送机控制系统与保护装置的机电液一体化趋势越来越明显。主要表现为：机头部与机尾部功率分配、顺序启动，电机保护除过流保护、过热保护外增加过压保护，阀控充液型液力耦合器的推广使用。链条张力监控及工况检测和故障诊断等。虽然还有部分技术的实现与应用尚需时日，但输送机机电液一体化的发展趋势不会变。随着当今世界综采技术的发展和设计思路的不断创新、高产高效工作面的相继投产，大功率刮板输送机的研制与开发已势在必行，要加强计算机辅助设计、模拟工况、仿真等技术的应用。对此，应该抓紧机遇一方面提高现有机型的可靠性、安全性，降低事故发生率；另一方面要研制开发国产大功率刮板输送机尽快投入市场，提高与国外同类产品的竞争力，以适应我国煤炭工业迅猛发展的需要。1.6刮板输送机类型及组成刮板输送机的类型很多，可按刮板链型式、卸载方式、中部槽结构、采煤机牵引方式、电动机类型、承载重类型、整机适用条件分类。按刮板链型式分为中单链型刮板输送机、边双链型刮板输送机、中双链型刮板输送机、准边双链型刮板输送机。按卸载方式分为端卸式刮板输送机、侧卸式刮板输送机、直弯式刮板输送机、交叉侧卸式刮板输送机，现在重型、超重型刮板输送机多用于交叉侧卸式刮板输送机。按中部槽结构分为开底式刮板输送机、封底式刮板输送机、分体中部槽刮板输送机、整体焊接中部槽刮板输送机、框架式中部槽刮板输送机、铸造式中部槽刮板输送机。按采煤机牵引方式分为有链牵引采煤机用的刮板输送机和无链牵引采煤机用的刮板输送机。按电动机类型分为单速电动机刮板输送机和双速电动机刮板输送机。按承重类型分为轻型刮板输送机、中型刮板输送机、重型刮板输送机、超重型刮板输送机。按整机适用条件分为缓倾斜中厚煤层刮板输送机、缓倾斜薄煤层刮板输送机、缓倾斜厚煤层大采高刮板输送机、缓倾斜三软煤层刮板输送机、中厚煤层大倾角刮板输送机、急倾斜厚煤层水平分段放顶煤及“三下”综采刮板输送机。1.7刮板输送机工作原理和使用范围刮板输送机是一种有扰性牵引机构的连续运送机械。牵引机构是刮板链，溜槽是它的承载装置，不同类型的刮板输送机，其各个组成部分的形式和布置方式是不尽相同的，但其主要结构和基本组成部件是相同的。主要构成：机头部（包括机头架，传动装置、链轮组件等）；溜槽（分为中间标准溜槽、调节溜槽和连接槽）；刮板链；机尾部分（包括机尾架、传动装置、链轮组件等）。此外，对于各安装在采煤工作面的刮板输送机还在溜槽侧板上安装有挡煤板和铲煤板；机头、机尾各设有防滑瞄固装置；还有供移动输送机用的液压推移装置（与液压支架连在一起）和安装紧链时用的液压紧链器等附属装置。 刮板输送机的传动系统示意图如图1-1所示。驱动电动机经液力偶合器、减速器而驱动图1-1刮板输送机1电动机；2液力耦合器；3减速器4链轮组件；5盲轴；6刮板链绕过机头链轮与机尾链轮进行无极闭合循环运行的刮板链，将作为承载机构的溜槽中的煤炭推移到机头处的卸载点。其上部溜槽是重载工作溜槽，下部溜槽作为回空槽。刮板输送机在工作中要克服溜槽与刮板链及煤炭之间的滑动摩擦阻力，与相同运量和运距的带式输送机相比，刮板输送机的电机容量和电耗要大得多。但是它具有带式输送机没有的优点，如它的结构强度高，机身低矮，可以弯曲，能适应采煤机较恶劣的工作条件，并可作为采煤机的运行轨道，有时还作为移置液压支架的支点；在推移刮板输送机时，铲煤板可自动清扫机道浮煤；挡煤板后面有安装电缆、水管的槽架，并对电缆、水管起保护作用，推移输送机，电缆、水管同时移动。所以，刮板输送机现在仍是缓倾斜长壁式采煤工作面唯一的煤炭运输设备。第2章 主要部件的结构和设计要求 2.1矿用刮板输送机的要求：能用于左或右工作面；各部件便于在井下拆装和运输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；刮板链安装后，在正、反方向都能顺利运行；有紧链装置，且操作方便，安全可靠；能不拆卸用机械推移，为此，应有便于安装推移装置的连接点；要有足够的强度、刚度、耐磨性；从端部卸载的 刮板输送机，机头架应有足够的卸载高度，防止空段刮板链返程带回煤；一般应有上链器，上链器是供刮板链在下槽脱出时通过它返回槽内的装置；用于机械采煤的工作面刮板输送机，机头架的外廓尺寸和结构形式应便于采煤机自切开口；用于采煤机的工作面刮板输送机，应结合技术上的需要，能装设下列部分或全部附属部件：采煤机的导向装置；铲煤板；挡煤板；无链牵引采煤机的齿轨；放置电缆、水管、乳化液管路的槽或支架；在机头部和机尾部能安装采煤机外牵引的传动部装置，牵引链的固定装置或刨煤机机构传动装置和控制保护装置；用于综采工作面的刮板输送机，相关的外廓尺寸应与采煤机和液压支架相配；刮板输送机沿倾斜面铺设，在工作中有下滑可能时，应有防滑锚固装置；刮板输送机由机头部、机尾部、中部槽及附属部件、刮板链、紧链装置、推移装置和锚固装置组成。下面分述其结构和技术要求。2.2机头部随着综采工作面生产能力的迅速提高，刮板输送机端卸载已经难以满足要求，国内外大运量重型刮板输送机均采用交叉侧卸载机构，该机构经过几代改进，在卸载能力、效率、寿命等方面都有了很大的提高。同时，卸载高度的降低也为综采配套带来了便利。机头部由机头架、链轮、减速器、盲轴、联轴器和电动机组成，是将电动机的动力传递给刮板链的装置。图2-1中双链式刮板输送机的机头部2.2.1机头架机头架是机头部的骨架，应有足够的强度和刚度，由厚钢板焊接制成，各型机头部的共同点如下：两侧对称，两侧壁上都能安装减速器，以适应左、右采煤工作面的需要；链轮由减速器伸出和盲轴支承连接，这种连接方式，便于在井下拆装；拨链器和护轴板固定在机头架前梁上，它的作用防止刮板链在与链轮的分离点处被轮齿带动卷入链轮，护轴板是易损部位，用可拆换的活板，既便于链轮和拨链器的拆装，有可更换；机头架的易磨损部位采取耐磨措施，例如加焊高锰钢堆焊层或局部采用耐磨材料的可更换零件。2.2.2链轮组件链轮是刮板输送机传递扭矩最大的部件之一。对链轮的基本要求是：强度高，耐磨，能承受脉动载荷、冲击载荷，并具有一定的韧性；齿形尺寸参数设计准确、加工精度高，保证与链条进行良好的啮合；无论哪种结构的链轮，都要具备易于拆装的特点。链轮的材料选用优质钢材，经铸造或锻造后，进行调质处理。练窝和齿形表面需经表面淬火处理。滚筒的内孔为内花键孔，一端与减速器输出轴相联接，另一端与盲轴联接，安装链轮时，应将花键表面擦洗干净并涂上黄油。如图所示：图2-2整体式链轮组件1滚筒；2链轮2.2.3减速器我国目前生产的刮板输送机减速器多为平行布置式、三级传动的圆锥圆柱齿轮减速器。其适用条件为：齿轮圆周速度不大于18m/s；安装角度为1 25；高速轴的转速不大于1500r/min；减速器工作的环境温度为-20C +35C；适用于正反两向运转。为适应不同需要，三级传动的圆锥圆柱齿轮减速器有三种装配形式：I型减速器的第二轴装配紧链装置，第四轴（或第一轴）装断销过载保护，这用形式用于30kW以下的减速器；II型减速器的第二轴端装紧链装置，利用液力耦合器实现过载保护，单机功率为4075kW的减速器多采用这用形式；III型减速器的第一轴装紧链装置，利用液力耦合器实现过载保护，单机功率90kW以上的减速器采用这种形式。采用双速电动机时，不能用液力耦合器，因为液力耦合器不能在低速下工作。用双速电机驱动，应采用适当的机械或电气过载保护装置。减速器的轴端形式按配套需要选用。输入轴端有圆头平键和渐开线外花键两种；输出轴端有矩形花键、渐开线内花键和渐开线外花键三种。为使同一型号减速器的安装尺寸和连接尺寸能通用互换，我国制定并发布了刮板输送机减速器标准。为使其在左右两种采煤工作面和机头部、机尾部都能通用，刮板输送机减速器的箱体应上下对称。箱体的结构还应使刮板输送机在大倾角条件下工作时，各齿轮和轴承都能得到充分的润滑。为便于改变链速，减速器应能用更换第二对齿轮的办法，在一定范围内改变传动比。设计的重型刮板输送机的减速器都采用直齿锥齿轮。直齿锥齿轮的承载能力大，传动平稳，噪音低。检修更换齿轮时，必须注意齿轮的齿制相同，并应成对更换。刮板输送机通用技术条件对减速器的技术性能规定有具体指标。 图2.3图2.3所示的减速器，第一对齿轮为直齿锥齿轮，第二对为直齿圆柱齿轮，第三对为直齿圆柱齿轮。箱体用球墨铸铁制造，以保证强度。在倾斜状态下，第一轴上球轴承也能得到良好的润滑，用油润滑，为防止工作时油过热，箱底部装有冷却水管。 2.2.4盲轴盲轴是装在机头架的不装减速器一侧、支承链轮的一个组件。盲轴组件是用于与圆锥圆柱齿轮减速器的链轮连接组件相配的盲轴组件，其轴承座装在机头架侧板的座孔内，用螺栓固定。2.2.5联轴器电动机与减速器的连接有弹性联轴器和液力耦合器两种。用液力耦合器有以下有点：使电动机轻载保护功能；减缓传动系统的冲击和震动；多电机驱动能使各电机的负荷较均匀；如果与电动机的特性匹配得当，能增大驱动装置的启动力矩。中型和重型刮板输送机都采用液力耦合器。液力耦合器是一种液力传动器件，其主要组成部分由：1泵轮、2外壳、3易熔塞、4涡轮、5工作液。泵轮1和外壳2把涡轮4封在其中，并用螺栓紧密连接构成密封的工作腔。泵轮的出轴与电动机连接，涡轮的出轴与减速器连接。泵轮与涡轮上都有许多径向直叶片，两轮上的叶片数目不等。在工作腔内灌注一定量的工作液体，电动机驱动泵轮旋转时，泵轮中的工作液体被叶片夹持着同泵轮一起旋转，产生流向外缘的离心力就必定大于涡轮使工作液体产生的离心力压力。因此，泵轮内的液体沿径向叶片之间的通道向外流动，并在泵轮外缘流入涡轮；同时，由于连续性的缘故，在靠近联轴器轴线的泵轮内缘，工作液体又从涡轮流回泵轮，形成环流。于是，工作液体除了绕联轴器轴线进行旋转运动（牵连运动）之外，还要绕泵轮和透平轮所组成的循环圆的中心进行环流运动（相对运动），因此，工作液体的绝对运动的螺管状的复合运动。进入螺管运动的液体质点在泵轮被加速增压，泵轮的机械能转换成液体的动能，液体进入涡轮后，推动涡轮旋转，液体被减速降压，液体的动能转换成涡轮的机械能而输出做功。由此可见，液力耦合器是依靠液体环流运动传递能量的，而产生环流的先决条件是泵轮转速大于涡轮转速，即二者之间存在转速差。当二者转速相等时，液体的环流运动消失，能量传递也停止了。根据液力转动的理论，液力耦合器所能传递的力矩M用下式计算：式中 转矩系数； 工作液体的重度，； 泵轮的转速，r/min； D泵轮的有效直径，m 。液力耦合器的工作液可用矿物油、水或难燃液。在矿井中采用矿物油作工作液，有引起火灾的危险，为防止油温过高，安全型液力耦合器的工作腔装有易溶塞。易溶塞上有通孔，用专门配置的易熔合金封死。当过载时间较长，油温超过限定的温度时易熔合金被融化，腔内有野喷出，泵轮与涡轮失掉液力连接从而保护了电机不会长时间过载，链子不被拉断，也不致因油温过高而造成事故。2.2.6电动机刮板输送机电动机不用液力耦合器时，采用双鼠笼转子并具有高启动转矩的隔离防爆型电动机。采用液力耦合器时，对电动机的启动转矩无高要求，只是要求最大转矩要高。因为用液力耦合器时，电动机是轻载启动，如果液力耦合器的输入特性与电动机的特性匹配得当，则对负载的启动转矩可接近电动机的最大力矩。为解决刮板输送机的重载启动困难，德国和英国使用双速电动机。双速电动机是两种额定转速的鼠笼式感应电动机，它的定子上装有两套绕组，一套低转速绕组，一套高转速绕组。以低转速绕组运转时，能给出3倍以上额定转矩的启动转矩。低速运行时的输出功率约为高速时的1/2，启动电流比用高速绕组的电流低得多，电压降低。使用双速电动机时，以低速绕组启动，达到一定转速时，换接高速绕组常态运转。采用双速电动机需要专门的控制开关，以低速启动运转到给定的时间，断开低速绕组，间隔约150ms接通高速绕组运行。在环节的断电间隔中，电动机的转速因负载不同约下降50250r/min，即使时你、满载启动，高速绕组也不是从静止启动的，因而高速启动的电流也不高。双速电机的运转特性使刮板输送机在重载下能平稳启动。采用双速电动机与适用液力耦合器相比，因没有液力耦合器的滑差，不需经常检查和补充工作液体，没有过载喷油之患。但是，也没有液力耦合器的几种有益功能。双速电动机专用的控制开关中，必须要有完善可靠的电器保护装置。2.3 机尾部机尾部分为有驱动装置和无驱动装置两种。有驱动装置的机尾部，因尾部不需要卸载高度，除了尾部架与机头架有所不同外，其他部件与机头部相同。无驱动装置的机尾部，尾部上只有供刮板链改向用的尾部轴部件。2.4中部槽及附属部件 中部槽的刮板输送机的机身，有槽帮钢和中板焊接而成。上槽是装运物料的承载槽，下槽底部敞开供刮板链返程用。为减小刮板链返程的阻力，或在底板松软的条件下使用时防止槽体下陷，在槽帮钢下加焊接底板构成封底槽。使用封底槽安装下股刮板链和处理下股链事故比较困难，可以用间隔几节封底槽装一节有可拆中板的封底槽的办法，以减少困难。用于机械采煤工作面的中部槽，除了运煤外，还有承载采煤机骑在上面运行的负荷，即垂直方向受采煤机的重压和滚筒切割煤层时的冲击。推、拉液压支架的侧向力和纵向里，使中板拱曲受弯，连接件受拉、压和弯曲。大块煤岩卡死在槽中时，中板受压。中部槽的恶劣工作条件，造成它的损失外还有槽体变形和连接件损坏。因此，中部槽应有足够的强度、刚度和耐磨性。为检测中部槽的质量，我国制定了刮板输送机中部槽试验规范（MT102-85）。此规范对试验项目、试验方法和强度指标都有具体规定。 中部槽的形式列入标准的有中单链、中双链、边双链型三种。 中部槽除了标准长度以外，为适应采煤工作面长度变化的需要，设有500mm和1000mm长的调节槽。机头过度槽和机尾过度槽是机头架与机尾架连接的特殊槽，它的一端与中部槽连接，另一端与机头架或机尾架连接。为了使从下槽脱出的刮板链在运行种回到槽内，可在尾部过度槽的下翼缘装设上链器。中部槽受煤和刮板链的剧烈摩擦，是使用量和消耗量最大的部件。中部槽的井下使用寿命，目前是按过煤量衡量。刮板输送机通用技术条件种规定的过煤量列于表2-1中。表2-1 中部槽过煤量槽宽/mm280320420520(620)630730764830轻型6812203040中型60重型120180 为提高中部槽的使用寿命，目前采用的方法有多种。如：将两端进行淬火处理，或加焊高锰钢铸造端头，中板两端链道处于等离子喷焊耐磨合金；易磨损处堆焊硬质合金钢；加大中板厚度；改进槽帮钢的断面以增加强度和刚度。 制造中部槽的槽帮钢有规定标准，规定的形式有D型、E型和M型三种。D型为中单链刮板输送机用热轧槽帮钢，E型为中单链和中双链用，边双链也可以使用，M型为边双链用的热轧槽帮钢。E型与M型相比不仅中板宽度减小从而增大了刚度，而且还增大了中板与槽帮钢的焊接强度，便于焊接，链子不磨焊缝。中部槽的擦帮刚中腰上的连接座供安装铲煤板、挡煤板和无链牵引齿条用。在综合工作面使用中，液压支架上的推移千斤顶连接在挡煤板下部的长孔上，由于推移输送机特别是拉移液压支架的阻力很大，致使支座的负荷特别大，如果焊接不牢会拉坏支座。因此提高支座的可靠性是一个重要问题。中部槽的连接装置是将单个中部槽连接成刮板输送机机身的组件，它既要保证对中性，使两槽之间上下、左右的错口量不超过规定，又要允许相邻两槽在平、竖两个面内能折曲一定角度，使机身有良好的弯曲性能，还要求同一型号中部槽的安装、连接尺寸相同，能通用互换。目前应用的有插销式、哑铃式、插入圆柱销式等。连接装置是中部槽的薄弱环节，目前还在不断改进。铲煤板在推移中部槽时用来清理工作面的浮煤，它固定在中部槽的支座上，安装后上缘应低于槽帮，下缘要超出槽底，宽度方向与采煤机滚筒应有一间隔。铲煤板的刃口应有足够的强度。机采矿用的挡煤板是一个有多种功能的组合件，其作用是防止煤向采空区洒落，以及为采煤机导向、放置电缆和水管、为千斤顶提供连接点等。挡煤板必须具有足够的强度和刚度，因为它的变形和损坏会影响采煤机的运行。中部槽在弯曲状态下，挡煤板之间不仅不能互相干涉，还应使采煤机能正常运行。平巷中使用刮板输送机时，挡煤板仅作增加装煤量和防止撒没之用。图2-4 中部槽及其附件的连接1-电缆槽；2-挡煤板，3-无链牵引齿轨；4-导向装置；5-液压缸联接孔；6-定位架；7-中部槽；8-铲煤板2.5刮板链刮板链有链条和刮板组成，是刮板输送机的牵引机构。刮板链的作用是刮推槽内的物料。目前使用的有中单链、中双链、边双链三种。刮板链使用的链条，早期用板片链和可拆模锻链，现在都用圆环链，链条在运行中不仅要承受很大的静负荷和动负荷，而且还要在受滑动摩擦作用的条件下运行，要受矿水的浸蚀，因此目前使用的圆环链都是用优质合金钢焊接而成的，并经热处理和预拉伸处理，使之具有强度高、韧性大、耐磨和耐腐蚀等特性。圆环链已经标准化，矿用高强度圆环链（GB/T12718-1991）对圆环链的形式、基本参数及尺寸、技术要求、试验方法及验收规则都作了规定。圆环链会歌是以连环棒料直径和链节距的毫米尺寸表示，标准的规格有七种：1040，1450，1864，2286，2486，2692，30108。圆环链按强度划分为B、C、D三个等级，各级的基础机械性能要求见表2-2。GB/T12718-1991对圆环链的脉冲负荷寿命及弯曲绕度值都有规定。为保证链子与链轮正常啮合，对圆环链尺寸公差也作了规定。刮板的形式的状态要能在运行时有刮底清帮、防止煤粉粘结和堵塞的作用，并应尽量减小质量。刮板可用轧制异型钢或用锻造、铸造合金钢经韧化热处理制成。刮板、链条不与中板接触，两侧与槽帮形状相同，刮底清帮效果好。表2-2机械性能要求项目强度等级BCD最小破断拉力/6308001000破断最小伸长度/ %121212试验应力/500640800试验负荷下最大总伸长度/ %1.41.61.9试验应力与最小破断应力之比/ %808080刮板链的间距按所运物料的性质和煤块块度及安装倾角确定。刮板链切入物料的阻力，应大于物料在槽内移动的阻力。刮板间距过大，不能带动物料运行，或只能带动部分物料运行；刮板间距过小，加大了链子重力，曾加了运行阻力，让费了材料。双链刮板链的刮板，还有制成两条链子使之保持中心距，并使绕经链轮的链环与链窝能正常啮合的功用，因为刮板变形严重时，通过链轮时容易掉链。刮板与链条的连接，边双链式目前多采用U型连接环的两侧套入链环，然后用螺栓与刮板连接；中单链刮板上有窝链，以此链窝与链条的平行环相配，用特制的U形螺栓和自锁螺母固定；中双链的刮板上有链窝，用卡链横梁和刮板夹保持平环，以螺栓和自锁螺母固定。目前使用的三种刮板链可作如下比较。边双链的拉煤能力强，特别适于拉大块较多的硬煤，单边双链两条链受力不均匀，特别是中部槽在弯曲在状态下运行时更为严重；中单链用大直径圆环链，强度很高且没有受力不均匀的问题，多链事故少，刮板遇到刮卡阻塞时可偏移通过，刮板变形时不会导致过链轮时跳链，中单链的缺点是因链环尺寸大，所用链轮直径增大，机头、机尾的高度相应增加，拉煤能力不如边双链，特别时对大块煤较多的硬煤；中双链能较好地克服边双链受力不均匀的缺点，显示出它的优点。 图2-5中双链式刮板链1刮板；2螺母；3圆环链； 4锯齿形接链环；5弹性垫圈；6E型螺栓2.6推移装置推移装置是在采煤工作面内将刮板输送机向煤壁推移的机械。综合工作面使用液压支架上的推移千斤顶，非综合工作面用单体液压推溜器或手动液压推溜器。单体液压推溜器它实为一个液压千斤顶。为便于在采煤工作面使用，采用内回液结构，即经活塞杆的心部回液，没有外露的回液管。使用时，将推溜器的活塞杆插销连接在中部槽挡煤板上，再将其底座用支柱撑在顶板上。扳动操作阀，向活塞一侧注入压力液，活塞杆就将中部槽推向煤壁；向活塞的另一侧注入压力液，缸体和支座向前收回。单体液压缸推溜器在采煤工作面的布置。间隔一定距离装设一个推溜器；压力液由设在平巷内的泵站经高低压管路循环。如采用外主式的液压推溜器，用注液枪注液，不需要在推溜器上连接固定管路。液压推溜器使用的液体为含35%乳化油的中性水溶液。A、B、C三种形式的区别在供液系统。A、B型都要高压供液管路，A型的低压液体用低压回液管返回油箱，B型排到工作面，可在高压管路上连接注液枪，供外注式液压支柱用液。C型为外注式，与外注式单体液压支柱共用一套供液系统，用注液枪供液，低压排到工作面。 图2-6 单体液压推溜器安装图1-挡煤板；2-活塞杆接头；3-缸体；4-底座；5-斜撑支柱2.7锚固装置锚固装置的刮板输送机在倾角较大的工作面工作有下滑可能时，用以固定、防滑之用。它由单体液压支架和锚固架组成，锚固架与机头架、机尾架连接，使用液压支架的泵站。第3章 刮板输送机的设计3.1总体设计要求设计长度-150m输 送 量-600t/h刮板链链速-1m/s3.1.1根据刮板输送机输送能力的公式 t/h得 式中：货载最大横断面积， 货载的装满系数，,本设计中取=0.85 货载的散集容重，对原煤,取=0.9刮板输送机链速，根据所选链型，查刮板输送机中部槽尺寸系列，得中部槽尺寸：1500764222，圆环链为2692。 每小时运输能力为 t/h式中:V刮板链运行速度，本设计中取v=1; q输送机上单位长度货载质量，; Q运输能力，本设计中设Q=600。得中部槽单位长度装煤量 检验该刮板是否满足货载最大横截面的要求，如图3.2所示图3.2 溜槽中货载最大断面积 溜槽上物料断面积A： 式中：A1、A2单侧挡板溜槽上物料断面各部分的面积，m2； A3导向管断面面积，m2； b溜槽宽度m，0.764m； 左槽帮钢上框架宽度（m），查标准得； 挡煤板底座宽度即溜槽距挡板的距离，查标准得 ； h0溜槽槽口高度，m，有前面可知； b0溜槽槽口宽度,m，由前面可知； h1刮板输送机工作时挡煤净高，m， 安息角即物料的动堆积角，由机械手册中可知煤炭安息角在3040，本设计中取=34； D导向管直径，m，由标准得0.08m； 装载系数，由前面可知=0.9。 把已知数据代入式3.6得 所以满足货载最大横断面积要求3.1.2运行阻力的计算 刮板输送机是用于采煤工作面的运输设备，其传动功率取决于刮板输送机运行阻力的大小。刮板输送机的运行阻力由货载及刮板链在重载段上的移动阻力、倾斜运输时货载的自重分力、刮板链在回空段上移动阻力、刮板链绕过机头尾链轮链条弯曲阻力和传动装置阻力组成 。 1)刮板输送机总的运行阻力计算 刮板输送机总的运行阻力： 式中：刮板输送机重段阻力，N; 刮板输送机回空段阻力，N。 电机功率的确定应按刮板输送机运行时的最大阻力计算，当可弯曲刮板输送机工作时，水平面上有弯曲。采煤机配套使用的工作 面刮板输送机，随采煤机前进切割煤壁其后面的刮板输送机溜槽在支架推力作用下推向煤壁一个步距a（m）， 输送机在水平面上形成如图3.3所示的弯曲铺设，产生刮链与槽帮的附加摩擦阻力。装煤点在采煤机处，可近似在弯曲处，距机头(m)弯曲段对刮板输送机长度L影响不计。 图3.3 刮板输送机弯曲铺设示意图 按弯曲段的几何关系，求算中部槽弯曲段的中心角刮板输送机在水平面上弯曲段的弯曲角度如图3.4所示： 图3.4 刮板输送机在水平面上的弯曲角度 弯曲段曲率半径： 式中：每节溜槽长度,m，本设计中取=1.5m； 相邻槽间转角（），本设计中取=2； 所以 mm 弯曲长度:= 式中：a每推移一步移动的距离，由综合技术手册得a=0.8m 所以 = 由图3.4可以得 3.1.3平直刮板输送机运行阻力计算 由矿山机械得，刮板载重直线度段阻力为 刮板链在空载直线段的运行阻力为 式中：、等参数值跟上面的相等。式中“+”表示该段向上运行，“”表示该段向下运行。根据“+”，“ 一”号的确定原则：当刮板链和货载沿输送机运行方向分力与移动阻力方向相同取“ +”号，相反取“一”。 刮板载重直线度段阻力为 =133767.8 （N）刮板链在空载直线段的运行阻力为 =22401.2（N）确定最小张力点的计算（采用逐点张力法）如图3.5所示，机头机尾均安装 驱动装置。图3.5 刮板输送机张力计算示意图刮板链条在运行路线上沿运行方向每一下行点的链张力等于其前一点的链张力与两点问运行阻力之和，即： 式中：、分别为牵引机构上前、后两点的张力； 前后两点间的运行阻力。由上图 可以得 式中：台电动机的驱动力。由于机头机尾均安装驱动，所以联立方程组得：因为 ，所以;又因为,所以得：综述以上得，即最小张力点为。链条与主动链轮分离点处最小链张力，由矿山机械可知最小张力的取值范围20003000N，大了增加链条磨损和功率消耗，小了链条在此处易产生扭曲打结或垂度过大，不能保证链条与链轮正常啮合和平稳运行，一般链条在最小链张力点处松驰链环垂度不多于两个。此处取=2500N，由于该刮板输送机为双中链，所以=5000N。按弯曲段距工作面上端5m，用逐点法求刮板链在各点的张力 所以3.1.4电机功率的确定与选择 由矿上机械查得电机功率P为 式中：刮板输送机总牵引力，N； 刮板链运行速度，； 传送装置效率， 其中：液力耦合器的传输效率，取=0.98； 圆锥齿轮的传输效率，取=0.97； 直齿圆柱齿轮的传输效率，取=0.98； 花键以其他键的传输效率，取=0.96； 所有轴承的传输效率，取=0.94。 所以 =0.82 把已知数据代入式3.35，得功率增加15%的裕量 所以P=1.15209.5=240.9kw 选择电机功率为132的电动机作为驱动，则电动机总功率为2132=264，满足实际要求。由于该电机在煤矿井下工作，所以该电机必须防爆，应选刮板输送机专用电机，即电机为。3.2刮板链强度的验算 对于双链刮板输送机，应满足 式中：刮板链抗拉强度安全系数； 条链的破断拉力，N，由矿用高强度圆环链 查得： =850; 双链负荷不均匀系数，对于圆环链=0.85. 把已知数据代入式3.36，得所以该圆环链满足强度要求。3.3刮板输送机驱动链轮设计 根据前面所选圆环链的规格2692，差标准矿用高强度圆环链可知，圆环链的公称直径d=26mm，工程节距P=92mm，最外宽度b=87mm。另外根据标准刮板输送机通用技术条件1052006中的推荐链轮齿数，本设计中取链轮齿数Z=9。根据综采技术手册有以下计算公式1)链轮节距角：2)链轮节圆直径:3)链轮外径：4)链轮立环槽直径： 式中的取值差综采技术手册可知规格为34126的圆环链条=6.5mm,所以把已知数据代入式3.39，得5)链轮立环立槽宽度B: 式中查综采技术手册可知规格为34126的圆环链条=10，所以把已知数据代入式3.40，得6)齿根圆弧半径:7)链窝长度:8)链轮中心至链窝底平面的距离H：（注：H精确到0.5mm） 把已知数据代入式3.41，得9)链窝平面圆弧半径: 值等于接链圆弧部分的最大外外圆半径。圆心在接链环中心线上，此中心线平行链窝平面，距离链轮中心的距离为H+0.5d。10)链窝中心距离A:11)短齿厚度w：12)齿形圆弧半径：13)立环槽弧半径:14)短齿根部圆弧半径: 第4章 减速器的设计4.1传动系统的确定这里主要是根据查阅的相关书籍和资料，借鉴以往刮板输送机传动系统的设计经验，初步确定传动系统：传动装置为并列式布置（电动机轴与传动链轮轴垂直），故采用三级圆锥圆柱齿轮减速器。高速级为直齿锥齿轮，中速级为直齿圆柱齿轮，低速级为直齿圆柱齿轮。其传动结构简图如图4.1所示： 图（4.1）三级圆锥圆柱齿轮减速器的传动结构简图 1输入轴1；2直齿锥齿轮；3轴2；4直齿圆柱齿轮；5轴3；6直齿圆柱齿轮；7轴4；8箱体4.2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。总传动比为： 初定齿数及各级传动比为:4.3动力参数计算4.3.1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 4.3.2各轴功率计算轴 轴 轴 110.25kW轴 kW式中联轴器效率 =0.99 滚动轴承效率 =0.98齿轮传动效率 =0.97键的效率 4.3.3各轴扭矩计算轴 轴 轴 轴 4.4齿轮的计算4.4.1直齿圆锥齿轮计算选择齿轮材料查齿轮传动设计手册 小齿轮选用20CrMnTi渗碳淬火，HRC 6062 ,大齿轮选用40Cr表面淬火， HRC 4855小轮齿数： =21大齿轮齿数 齿数比 传动比误差 误差在范围内许用接触应力 由式，=1500N/mm2=1200N/ mm2接触疲劳极限 接触强度寿命系数Z1 应力循环次数N 由式 N1= = N2= N1/i=查得、=1=1接触强度最小安全系数=1则 许用弯曲应力 由式, 弯曲疲劳极限 弯曲强度度寿命系数YN1=YN2=1弯曲强度尺寸系数 =1弯曲强度最小安全系数=1.4则 571.4N/mm 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，选取公差组8级小轮分度圆直径，由式得 ,一般取,教材表查得材料的弹性影响系数查表得小轮转矩 =9.55 =944218.68 齿轮模数m m=圆整 =6小轮大端分度圆直径 按齿根弯曲疲劳强度校核计算 1) 已得出； 2)查表10-5得 3）前面算得571.4N/mm 4计算大小齿轮的并加以比较大齿轮的数值大1） 计算（按大齿轮计算）： 与之前计算得m值相差不大，则齿轮参数如下：1）Z1=21，则；，2）节锥顶钜：3） 4）大端齿顶圆直径： 小齿轮：mm 大齿轮： 5）齿宽 取 齿顶高 =6 =6齿根圆直径=114.48=428.644.4.2第一对直齿圆柱齿轮计算直齿圆柱齿轮选择齿轮材料，确定许用应力由齿轮传动手册小齿轮选用20CrMnTi渗碳淬火，大齿轮用40Cr，表面淬火许用接触应力 ，接触疲劳极限 =1500N/mm2=1200N/mm接触强度寿命系数Z 应力循环次数N 由式6-7 N1 = = N2 = N1/i=查得、=1=1.05接触强度最小安全系数=1则 =1500N/mm2 =1260 =1260N/mm2=1260N/mm2许用弯曲应力 由式, 弯曲疲劳极限, 弯曲强度寿命系数 YN1 =YN2 =1弯曲强度尺寸系数YX=1弯曲强度最小安全系数 =1.4则 确定齿轮传动精度等级，采用直齿圆柱齿轮传动按（0.0130.22）估取圆周速度4.3 公差组8级小轮分度圆直径 齿宽系数，按齿轮相对轴承为非对称布置 0.8小轮齿数 在推荐值2040中选 25大轮齿数 2.91 *25=73齿数比 传动比误差=0.002/2.92=0.001 误差在范围内 合适小轮转距 =3.8698载荷系数 使用系数 1动载荷系数 由推荐值1.051.4 12 齿向载荷分布系数 由推荐值1.01.2 1.1齿间载荷分配系数 由推荐值1.0-1.2 =1.1则载荷系数的初值=1.45 材料弹性系数 节点影响系数 2.5重合度系数 由推荐值0.850.92=0.87故齿轮模数 =126.42/25 6小轮分度圆直径 =150mm圆周速度=2.28标准中心距 =294齿宽 =90mm 大轮齿宽 =90mm小轮齿宽 齿根弯曲疲劳强度校核计算由式 齿形系数 小轮 大轮 应力修正系数 小轮 大轮 重合度 =1.713重合度系数0.69故 =377.27=375.2 齿根弯曲强度满足。齿轮其他主要尺寸计算大轮分度圆直径根圆直径 顶圆直径 4.4.3第二对直齿圆柱齿轮计算选择齿轮材料，确定许用应力直齿圆柱齿轮 由齿轮传动手两个齿轮选用 小齿轮选用20CrMnTi许用HRC 6062 大齿轮选用40Cr 许用HRC 5258接触应力 由式，接触疲劳极限 =1500N/mm2=1200N/mm接触强度寿命系数ZN 应力循环次数N 由式 N1= N2= N1/i=查得、=1.05=1.05接触强度最小安全系数=1则 =1575N/mm2 =1260N/mm2许用弯曲应力 由式, 弯曲疲劳极限 ,弯曲强度度寿命系数 YN1=YN2=1弯曲强度尺寸系数 YX=1弯曲强度最小安全系数=1.4则 确定齿轮传动精度等级，采用直齿圆柱齿轮传动按（0.0130.22） 估取圆周速度 1.2选取 公差组9级小轮分度圆直径 由式齿宽系数 按齿轮相对轴承为非对称布置0.8小轮齿数 在推荐值2040中选27大轮齿数 =73.17齿数比 2.7037传动比误差=0.00139 误差在范围内合适小轮转距 =9.55=9.55=1.05658 载荷系数 使用系数 1动载荷系数： 由推荐值1.051.4 12齿向载荷分布系数： 由推荐值1.01.2 1.1齿间载荷分配系数 由推荐值1.0-1.2 =1.1则载荷系数的初值 =1.45 材料弹性系数 节点影响系数： 2.5重合度系数 由推荐值0.850.92 =0.87故齿轮模数 =177.9/27=6.58取 =7小轮分度圆直径 =189mm圆周速度=0.98标准中心距 =350齿宽 大轮齿宽 小轮齿宽 齿根弯曲疲劳强度校核计算由式 齿形系数 小轮 大轮 应力修正系数 小轮 大轮 重合度 =1.722重合度系数0.66故 齿根弯曲强度满足齿轮其他主要尺寸计算大轮分度圆直径511根圆直径 顶圆直径 4.5轴的设计4.5.1 高速轴轴的设计 1）输入轴上的转矩 2）求作用在锥齿轮上的力锥齿轮的受力分析圆周力径向力和轴向力3）确定轴的最小直径选取轴的材料为40Cr，调质处理。初估轴的最小直径，取，加大3%用以考虑键槽的影响可得: 图4.2轴段（1）左端联接限矩型液力联轴器 联轴器的联接尺寸为180mm，取减速器伸出轴段部分的长度为190mm；与联轴器联接的孔径为65mm，因此取轴段（1）的直径为65mm。轴段（2）上装有单列圆锥滚子轴承，外力在两支点外作用，安装选用反安装结构，能使轴的支撑有较高的刚度。为了调节圆锥齿轮的轴向位置，把一对轴承放在同一个套杯中，套杯则装在外壳的座孔中，通过增减套杯端面与外壳之间的垫片厚度即可使圆锥齿轮轴的位置发生改变，从而调整锥齿轮啮合的接触区。单列圆锥滚子轴承的特性：1、额定动载荷比1.52.5，能限制轴和外壳在一个方向上的轴向位移；2、在径向载荷作用下会产生附加轴向力，一般成对使用，对称安装；3、能承受较大的径向负荷和单向的轴向负荷，极限转速较低；4、内外圈可分离，轴承游隙可在安装时调整，适用于转速不太高，轴的刚性较好的场合。选择轴承代号为30314 B=35mm d70mm D=150mm轴段（2）装有套筒用于调整齿轮的轴向尺寸，为了提高轴的强度和刚度，应尽量缩短轴承与传动件的距离。为使轴的刚度较好，轴段2的直径为70mm，长度为181mm。轴段（3）为轴肩，应尽量缩短轴承与传动件的距离，选取轴段（3）的长度为10mm，直径为80mm。确定轴段（4）为齿轮轴。4.5.2 轴的设计确定轴的最小直径中间轴为齿轮轴结构，选取轴的材料为40Cr，调质处理。初估轴的最小直径，取，加大3%用以考虑键槽的影响拟定轴上零件的装配方案如图所示：图4.3轴的设计按轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段（1）装有单列圆锥滚子轴承，轴的外力在支点间作用，选用正安装能使轴段支承具有良好的刚性，可用端盖下的垫片来调整轴承的间隙。选择轴承代号为30316 B=39mm d80mm D=170mm。轴段（1）的长度为65mm，直径为80mm。轴段（2）装有直齿圆柱齿轮，选用简支式支承，该支承结构结构简单，支承刚性好。圆柱齿轮的轴向长度 125mm，选取轴的直径为85mm。轴段（3）为轴肩.长度为16mm，选取轴的直径为95mm。轴段（4）长度为52mm，选取轴的直径为85mm。 轴段（5）为轴肩.长度为16mm，选取轴的直径为95mm。轴段（6）为锥齿轮.长度为100mm，选取轴的直径为85mm。轴段（7）装有单列圆锥滚子轴承，根据轴承的尺寸确定该轴段的直径为80mm，长度为101mm。4.5.3 轴的设计确定轴的最小直径选取轴的材料为40Cr，调质处理。初估轴的最小直径，取，加大3%用以考虑键槽的影响拟定轴上零件的装配方案如图所示 图4.4轴的设计 按轴向定位要求确定各轴段直径和长度轴段（1）装有单列圆锥滚子轴承，轴的外力在支点间作用，选用正安装能使轴段支承具有良好的刚性，可用端盖下的垫片来调整轴承的间隙。选择轴承代号为30222 B=38mm d110mm D=200mm。轴段（1）的长度为76mm，直径为110mm。轴段（2）为齿轮结构部分，尺寸由齿轮决定，长度为 140mm，直径为115mm。 轴段（3）为轴肩，长度为26mm，直径为125mm。轴段（4）为轴肩，长度为157mm，直径为115mm轴段（5）装有单列圆锥滚子轴承，根据轴承的尺寸确定该轴段的直径为110mm，长度为69mm。4.5.4输出轴的设计确定轴的最小直径选取轴的材料为40Cr，调质处理。初估轴的最小直径，取，加大3%用以考虑键槽的影响图4.5拟定轴上零件的装配方案如图所示输出轴的设计按定位要求确定各轴段直径和长度轴段（1）左端联接膜片联轴器，轴孔长度L=200mm，选取减速器伸出轴部分的长度为190mm，直径为160mm。轴段（2）装有单列圆锥滚子轴承，轴承的内侧至箱体内壁应留有一定的间距，选用正安装能使轴段支承具有良好的刚性，可用端盖下的垫片来调整轴承的间隙。选择轴承代号为30234 B=57mm d170mm D=260mm
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