【正文】 齊全，可靠性不斷提高，在通用性、互換性和集成化方面推進了一大步，無線電隨機控制研制成功，并得到推廣使用，數(shù)字化、微機化的電控裝置正在試用階段。6）截割部電動機使用彈性扭矩軸結(jié)合截割電動機橫向布置多電機驅(qū)動采煤機的開發(fā)，將動態(tài)分析運用于具有 彈性轉(zhuǎn)矩軸典型結(jié)構(gòu)。彈性緩沖性能的扭矩軸設(shè)計，提出一套關(guān)于該類軸的理論設(shè)計依據(jù)，提高設(shè)計質(zhì)量，改善傳動件的可靠性，對提高采煤機的整體可靠度和利用率起到了積極作用。矩軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計以滿足三項性能為原則，其結(jié)構(gòu)設(shè)計則以其所處傳動系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)而定。1．彈性緩沖 2．過載保護 3．傳遞動力d為卸載槽外徑，在開有卸載槽的一端設(shè)有螺紋孔7）為了提高塊煤率，采用耐磨滾筒及鎬形截齒點開發(fā)硬煤耐磨滾。30個截齒通過非均布葉片的特殊設(shè)計而達(dá)到葉片齒與端盤齒交錯均布的目的，同時三個葉片各自的齒高不等，從而可確保葉片截齒截深相等。采用35mm的等截線距布置，葉片齒截割面積相等，此外葉片齒采用－7176?！?0176。角，確保其處于回轉(zhuǎn)狀態(tài)工作。同時能有效地抵消滾筒軸向力，其軸向力波動小于4％，這種滾筒在使用中工作平穩(wěn)性好，塊煤率高，能耗低。66內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計說明書第二章 傳動方案的設(shè)計 總體傳動方案的設(shè)計在目前的國內(nèi)采煤機市場，不管從研發(fā)、設(shè)計、制造還是使用方面中厚煤層所使用的重型采煤機都占據(jù)著主導(dǎo)的地位，也正是這種龐大的市場優(yōu)勢使得中厚煤層采煤機在技術(shù)上日趨成熟，而且有著非常大的改進刷新速度。]滾筒采煤機的類型很多，可按滾筒數(shù)目、行走機構(gòu)形式、行走驅(qū)動裝置的調(diào)速傳動方式、行走部布置位置、機身與工作面輸送乳汁機配合導(dǎo)向方式、總體結(jié)構(gòu)布置方式等分類。按滾筒數(shù)目分為單滾筒和雙滾筒采煤機，其中雙滾筒采煤機應(yīng)用最普遍。按行走機構(gòu)形式分鋼絲繩牽引、鏈牽引和無鏈牽引采煤機。按行走驅(qū)動裝置的調(diào)速方式分機械調(diào)速、液壓調(diào)速和電氣調(diào)速滾筒采煤機（通常簡稱機械牽引、液壓牽引和電牽引采煤機）。按行走部布置位置分內(nèi)牽引和外牽引采煤機。按機身與工作面輸送機的配合導(dǎo)向方式分騎槽式和爬底板式采煤機。按總體結(jié)構(gòu)布置方式分截割（主）電動機縱向布置在搖臂上的采煤機和截割（主）電動機橫向布置在機身上的采煤機、截割電動機橫向布置在搖臂上的采煤機。按適用的煤層厚度分厚煤層、中厚煤層和薄煤層采煤機。按適用的煤層傾角分緩斜、大傾角和急斜煤層采煤機。、牽引部、截割部和附屬裝置等部分組成（）。電動機：是滾筒采煤機的動力部分，它通過兩端輸出軸分別驅(qū)動兩個截割部和牽引部。采煤機的電動機都是防爆的，而且通常都采用定子水冷，以縮小電動機的尺寸。牽引部：通過其主動鏈輪與固定在工作面輸送機兩端的牽引鏈3相嚙合，使采煤機沿工作面移動，因此，牽引部是采煤機的行走機構(gòu)。左、右截割部減速箱：將電動機的動力經(jīng)齒輪減速后傳給搖臂5的齒輪，驅(qū)動滾筒6旋轉(zhuǎn)。 雙滾筒采煤機滾筒：是采煤機落煤和裝煤的工作機構(gòu)，滾筒上焊有端盤及螺旋葉片，其上裝有截齒。螺旋葉片將截齒割下的煤裝到刮板輸送機中。為提高螺旋滾筒的裝煤效果，滾筒一側(cè)裝有弧形擋煤板7，它可以根據(jù)不同的采煤方向來回翻轉(zhuǎn)180176。底托架：是固定和承托整臺采煤機的底架，通過其下部四個滑靴9將采煤機騎在刮板輸送機的槽幫上，其中采空區(qū)側(cè)兩個滑靴套在輸送機的導(dǎo)向管上，以保證采煤機的可靠導(dǎo)向。調(diào)高油缸：可使搖臂連同滾筒升降，以調(diào)節(jié)采煤機的采高。調(diào)斜油缸：用于調(diào)整采煤機的縱向傾斜度，以適應(yīng)煤層沿走向起伏不平時的截割要求。電氣控制箱：內(nèi)部裝有各種電控元件，用于采煤機的各種電氣控制和保護。此外，為降低電動機和牽引部的溫度并提供內(nèi)外噴霧降塵用水，采煤機設(shè)有專門的供水系統(tǒng)。采煤機的電纜和水管夾持在拖纜裝置內(nèi)，并由采煤機拉動在工作面輸送機的電纜槽中卷起或展開。截割部傳動裝置的功用：是將電動機的動力傳遞到滾筒上，以滿足滾筒工作的需要。同時，傳動裝置還應(yīng)適應(yīng)滾筒調(diào)高的要求，使?jié)L筒保持適當(dāng)?shù)墓ぷ鞲叨?。由于截割消耗采煤機總功率的80％～90％，因此要求設(shè)計出的截割部傳動裝置具有高的強度、剛度和可靠性，良好的潤滑密封、散熱條件和高的傳動效率。采煤機截割部都采用齒輪傳動，常見的傳動方式有以下幾種： 圖21 截割部傳動方式1－電動機；12－固定減速箱；3－搖臂；4－滾筒；5－行星齒輪傳動； 6－泵箱；7－機身及牽引部⑴電動機—固定減速箱—搖臂—滾筒(如圖21(a))。這種傳動方式的特點是傳動簡單，搖臂從固定減速箱端部伸出，支承可靠，強度和剛度好。但搖臂下降的最低位置受輸送機限制，故臥底量較小。DY150、BM100型采煤機均采用這種傳動方式。⑵電動機—固定減速箱—搖臂—行星齒輪傳動—滾筒(圖21(b))。這種方式在滾筒內(nèi)裝了行星傳動，故前幾級傳動比減小，簡化了傳動系統(tǒng)，但筒殼尺寸卻增大了，故這種傳動方式適用于中厚煤層采煤機，如在MLS3 170、MXA300、AM500和MG系列等型采煤機中采用。⑶電動機—減速箱—滾筒(圖21(c))。這種傳動方式取消了搖臂，靠由電動機、減速箱和滾筒組成的截割部來調(diào)高(稱為機身調(diào)高)，使齒輪數(shù)大大減少，機殼的強度、剛度增大，且調(diào)高范圍大，采煤機機身也可縮短，有利于采煤機開缺口工作。MXP240和DTS300型采煤機采用這種傳動方式。⑷電動機—搖臂—行星齒輪傳動—滾筒(圖21(d))。這種傳動方式的電動機軸與滾筒軸平行，取消了容易損壞的錐齒輪，使傳動更加簡單，而且調(diào)高范圍大，機身長度小。新的電牽引采煤機都采取這種傳動方式。對比以上傳動方式，我設(shè)計的截割部傳動方式為:電動機—搖臂—行星齒輪傳動—滾筒。（）該截割部采用銷軸與牽引部聯(lián)結(jié)，截割電機橫向布置在搖臂上，搖臂和機身連接沒有動力傳遞，取消了縱向布置結(jié)構(gòu)中的螺旋傘齒輪和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的通軸。 截割部傳動系統(tǒng)⑴電機橫向布置,機械傳動都是直齒傳動故傳動效率高，容易安裝和維護。⑵截割電機采用旋轉(zhuǎn)開關(guān)控制外，其余控制如牽引速度調(diào)整、方向設(shè)定、左右搖臂的升降，急停等操作均由設(shè)在機身兩端操作站的按鈕進行控制，操作簡單、方便。⑶液壓系統(tǒng)設(shè)計合理，采用集成閥塊結(jié)構(gòu)，管路少，連接可靠；經(jīng)常調(diào)整的閥設(shè)在液壓箱體外，便于檢修和更換。⑷截割機械傳動鏈設(shè)有扭矩軸過載保護裝置，并可設(shè)有強制潤滑冷卻系統(tǒng)，提高了傳動件，支承件的使用壽命。⑸截割部采用四行星單浮動結(jié)構(gòu)，承載能力大，減小了結(jié)構(gòu)尺寸。采用大角度彎搖臂設(shè)計，加大過煤空間，提高裝煤效果，臥底量大⑹調(diào)高油缸與調(diào)高液壓鎖采用分離布置，液壓鎖置于殼體空腔內(nèi)，打開蓋板即可取出液壓鎖，方便井下查找故障和更換調(diào)高油缸、液壓鎖等維修工作。該機主要定位適用于傾角的中厚煤層的開采，煤層中不應(yīng)有堅硬的或較厚的該類夾雜物，以及落差較大的斷層。主要技術(shù)參數(shù)如下：適應(yīng)煤層：傾角的中厚煤層采高范圍：2～4m煤質(zhì)傾角：煤層硬度：f≤4滾筒轉(zhuǎn)速(r/min)：、 ；滾筒直徑(mm)：1800；最大截深(mm)：1000；滾筒水平中心距（m）：；搖臂回轉(zhuǎn)中心距（m）：； 傳動比分配由設(shè)計要求知，截割部功率為700kW，根據(jù)礦井電機的具體工作環(huán)境情況，電機必須具有防爆和電火花的安全性，以保證在有爆炸危險的含煤塵和瓦斯的空氣中絕對安全，而且電機工作要可靠，啟動轉(zhuǎn)矩大，過載能力強，效率高。所以選擇由撫順廠生產(chǎn)的三相鼠籠異步防爆電動機，型號為YBCS3─150,其主要參數(shù)如下：額定功率：700kW； 額定電壓：1140V；滿載電流：98A； 額定轉(zhuǎn)速：1472r/min；滿載效率：； 絕緣等級： H；滿載功率因數(shù)：； 接線方式：Y；質(zhì)量： 1150Kg； 冷卻方式：外殼水冷該電動機輸出軸上帶有漸開線花鍵，通過該花鍵電機將輸出的動力傳遞給搖臂的齒輪減速機構(gòu)。根據(jù)采煤機械手冊，總裝機功率在700KW左右的采煤機滾筒的轉(zhuǎn)速沒有一個確定的數(shù)值，只要在20～35r/min之間都可以滿足所需的要求，再根據(jù)搖臂減速箱的結(jié)構(gòu)安排，當(dāng)電機的轉(zhuǎn)速為1470r/min時，滾筒的轉(zhuǎn)速為：n=1470247。53=，因此各軸的轉(zhuǎn)速：一軸齒輪的轉(zhuǎn)速：由于與電機相連所以二軸的轉(zhuǎn)速：中心輪組的轉(zhuǎn)速：第二級行星減速器太陽輪的轉(zhuǎn)速：各軸的功率一軸齒輪的功率： 二軸齒輪的功率： 中心輪組的功率：第二級行星減速器太陽輪的功率： 截割部第一級圓柱齒輪傳動設(shè)計選擇齒輪材料，查機械手冊：小齒輪選用18Cr2Ni4WA調(diào)質(zhì)，惰輪選用20CrMnTi調(diào)質(zhì)，大齒輪選用18Cr2Ni4WA調(diào)質(zhì)18Cr2Ni4WA屬于高強度中合金滲碳鋼。是性能優(yōu)良的含鎳鋼種，鎳除了提高鋼的淬透性外，還能提高韌性，并可大大改善鋼的抗沖擊疲勞強度，也是鎳鋼在重載下壽命高的原因；按齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算確定齒輪傳動精度等級，按vt=(～) n11估計圓周速度vt=,參考機械設(shè)計工程學(xué)［Ⅰ］中的表814，表815選取小輪分度圓直徑d1,查機械手冊得齒寬系數(shù)查表按齒輪相對軸承為對稱布置，取=小輪齒數(shù)Z1 在推薦值20～40中選Z1=28大輪齒數(shù)Z2 Z2=iZ1=28==40齒數(shù)比u= Z2/ Z1=40/28傳動比誤差△u/u △u/u=()/=177。5%范圍內(nèi)，所以符合要求小輪轉(zhuǎn)矩T1 由公式得T1=9550P/n=9550=m 載荷系數(shù)K 由公式得 使用系數(shù) 查表得=2 動載荷系數(shù) 查表得= 齒向載荷分布系數(shù) 查表得=1齒間載荷分配系數(shù) 由公式及β=0得 εγ=εα= = =查表并插值得=則載荷系數(shù)的初值 = =1 =彈性系數(shù) 查表得=節(jié)點影響系數(shù) 查表得（β=0，x1=、x2=）=重合度系數(shù) 查表得（）=許用接觸應(yīng)力 由公式得接觸疲勞極限應(yīng)力查圖得=1650N/mm2 =1300 N/mm2應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由公式得：N1=60njLh=6014701(243008)=109N2=N1/u=109/ =109則查表得接觸強度的壽命系數(shù)、（不允許有點蝕） ==1硬化系數(shù)查表及說明得 =1按接觸強度安全系數(shù) 查表，按較高可靠強度=～ =則 =165011/ =1375 N/mm2 =130011/ =1083 N/mm2d1的設(shè)計初值d1t為 ≥齒輪模數(shù)m m=/Z1 = =查表取m=8小齒輪分度圓直徑的參數(shù)圓整值=Z1m =288 =224mm圓周速 與估計值vt=，對值影響不大，不必修正=t=,小齒輪分度圓直徑大齒輪分度圓直徑中心矩齒寬大齒輪齒寬小齒輪齒寬考慮到搖臂的長度以及大小齒輪的直徑，在大小齒輪間加一級惰輪組，由于要分別和大小齒輪嚙合傳遞扭矩，所以模數(shù)必須和大小齒輪的模數(shù)相同都取8，惰輪的齒數(shù)按推薦值取，變位系數(shù)取，也采用圓柱直齒漸開線齒形。齒根彎曲疲勞強度校核計算由公式齒形系數(shù) 查表得 小輪 大輪 應(yīng)力修正系數(shù) 查表得 小輪 = 大輪 =重合度系數(shù) 由公式 =許用彎曲應(yīng)力 由式 彎曲疲勞極限 查表得=1100N/mm2 =660 N/mm2彎曲壽命系數(shù) 查表得==1尺寸系數(shù) 查表得=1安全系數(shù) 查表得=則 =110011/= ＝66011/=故 N/mm2≤ ≤所以齒根彎曲強度足夠其他尺寸的計算已知參數(shù)：計算參數(shù)：嚙合角 按如下公式計算中心矩變動系數(shù) 按如下公式計算中心矩 按如下公式計算齒高變動系數(shù) 按如下公式計算齒頂高 按如下公式計算齒根高 按如下公式計算=（+x）m齒全高 =（2+）m齒頂圓直徑 =d1177。2齒根圓直徑 =d12一齒輪軸與第一級惰輪嚙合傳動的相關(guān)參數(shù)的計算值：嚙合角 =中心矩變動系數(shù) =中心矩 =齒高變動系數(shù) =齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 = 大齒輪與第一級惰輪嚙合傳動的相關(guān)參數(shù)的計算值：嚙合角 =中心矩變動系數(shù) = 中心矩 = 齒高變動系數(shù) = 齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 = 注：其他的大、小齒輪參數(shù)一樣。小齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計：考慮到齒輪直接和電動機的輸出軸相連，因采用內(nèi)設(shè)花鍵與電動機的扭矩軸連接 大齒輪的結(jié)構(gòu)： 第一級惰輪的結(jié)構(gòu)： 截割部第二級圓柱齒