【正文】 3 傳動系統(tǒng)的設(shè)計 ................................................9 各級傳動轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩的確定 ...............................9 齒輪設(shè)計及強度效核 .........................................11　 軸的設(shè)計及強度效核 ........................................19 先確定Ⅲ軸 ...............................................19 軸 4 的設(shè)計及強度效核 ......................................25 惰一軸的設(shè)計 ..............................................304 行星傳動機構(gòu)的設(shè)計過程 .......................................315 采煤機的使用與維護 ...........................................48 采煤機使用過程中常見故障與處理 ..............................48 大功率采煤機截割部溫升過高現(xiàn)象及解決方法 ...................49 采煤機軸承的維護及漏油的防治 ................................50 煤礦機械傳動齒輪失效的改進途徑 ..............................52 硬齒面齒輪的疲勞失效及對策 .................................54總結(jié) ...........................................................57參考文獻…………………………………………………………………………58外文翻譯………………………………………………………………...……….59英文翻譯……………..…………………………………………………………..59中文翻譯…………………………………………………………………… ….65 致 謝……………………………………………… …… ……………… …69 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 0 頁1 緒論 我國采煤機 30 多年的發(fā)展進程 20 世紀(jì) 70 年代是我國綜合機械化采煤起步階段 20 世紀(jì) 70 年代初期，煤炭科學(xué)研究總院上海分院集中主要科技骨干，研制出綜采面配套的 MD150 型雙滾筒采煤機，另一方面改進普采配套的 DY100 型、DY150 型單滾筒采煤機；70 年代中后期，制造出 MLS3170 型雙滾筒采煤機。 4．自開切口差 由于雙滾筒采煤機搖臂短,又都是有鏈牽引,很難割透兩端頭,且容易留下三角煤,故需要人工清理,單滾筒采煤機更是如此. 5．工作可靠性較差 我國基礎(chǔ)工業(yè)比較薄弱,元部件質(zhì)量較差,反映在采煤機的壽命普遍較低,特別是液壓元部件的損壞比較嚴(yán)重。據(jù)初步統(tǒng)計，20 世紀(jì) 80 年代自行開發(fā)和研制的采煤機品種有 50 余種，是我國采煤機收獲的年代，基本滿足我國各種煤層開采的需要，大量依靠進口的年代已一去不復(fù)返了。2．元部件攻關(guān)先行，促使采煤機工作可靠性的提高總結(jié) 20 世紀(jì) 70 年代采煤機開發(fā)中的經(jīng)驗教訓(xùn)，元部件的可靠性直接決定采煤機開發(fā)的成功率，所以功關(guān)內(nèi)容為：主電機的攻關(guān)，以解決燒機的現(xiàn)象；齒輪攻關(guān)，從選擇材質(zhì)上，熱處理工藝上著手，學(xué)習(xí)國內(nèi)外先進技術(shù)成功經(jīng)驗，以德國齒輪為目標(biāo)進行攻關(guān)，達到預(yù)期目的，解決了低速重載齒輪早失效的問題：液壓系統(tǒng)和液壓元部件的攻關(guān)，主油泵和油馬達的可靠性直接影響牽引部工作的可靠性，在 20 世紀(jì) 80 年代中期，把斜軸泵、斜軸馬達、閥組和調(diào)速機構(gòu)等都列入重點攻關(guān)內(nèi)容。無鏈牽引使采煤機工作平穩(wěn)，使用安全，承受的牽引力大，因此，得到用戶的廣泛歡迎，大功率采煤機都采用無鏈牽引系統(tǒng)。另外派生出 8 種機型，都已投入使用，取得較好的效果。各大部件由單獨的電動機驅(qū)動，傳動系統(tǒng)彼此獨立，無動力傳遞，結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，因而有取代電動機縱向布置的 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 2 頁趨勢?；仡欉@ 30 多年我國采煤機發(fā)展的歷程，走的是一條自力更生和仿制引進結(jié)合的道路，也是一條不斷學(xué)習(xí)國外先進技術(shù)為我所用的發(fā)展道路，從 20 世紀(jì) 70 年代主要靠進口采煤機來滿足我國生產(chǎn)需要，到近年幾乎是國產(chǎn)采煤機占我國整個采煤機市場，這也是個了不起的進步。德國艾柯夫公司, 整機結(jié)構(gòu)特點為機身3 段式, 兩邊傳動部分為鑄造箱體結(jié)構(gòu), 中間電氣部分為焊接框架結(jié)構(gòu), 搖臂為分體聯(lián)結(jié), 左右對稱通用, 可滿足不同的配套要求?？偨Y(jié)這些國家電牽引采煤機的技術(shù)發(fā)展有如下幾個特點:　(1) 裝機功率和截割電動機功率有較大幅度增加　為了適應(yīng)高產(chǎn)高效綜采工作面快速割煤的需要, 不論是厚、中厚和薄煤層采煤機, 均在不斷加大裝機功率(包括截割功率和牽引功率) 。美國喬依公司70 年代中期開始開發(fā)多電機驅(qū)動的直流電牽引采煤機, 80 年代先后推出3LS , 4LS 和6LS 3 個新機型, 其電控系統(tǒng)多次改進, 更趨完善。交流電牽引近幾年發(fā)展很快 , 由于技術(shù)先進,可靠性高、簡單, 有取代直流電牽引的趨勢。由于采煤機需要快速牽引割煤, 滾筒截深的加大和轉(zhuǎn)速的降低, 又導(dǎo)致滾筒進給量和推進力的加大, 故要求采煤機增大牽引力, 目前已普遍加大到450～600kN , 現(xiàn)正研制最大牽引力為 1000kN 的采煤機。10 年前滾筒采煤機截深大都是630 ～ 700mm , 現(xiàn)已采用800mm ,1000mm , 1200mm 截深, 美國正在考慮采用1500mm 截深的可能性。 就地控制、無線電隨機控制, 并已能控制液壓支架、輸送機動作和滾筒自動調(diào)高。第1 臺MG300/ 6802WD 型電牽引采煤機是在雞西煤礦機械廠生產(chǎn)的MG300 系列液壓牽引采煤機的基礎(chǔ)上改造成功, 并于1996 年7 月在大同晉華宮礦開始使用。截割電機橫向布置在搖臂上, 取消了螺旋傘齒輪和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的通軸。(5) 電控技術(shù)研究和采煤機電氣控制裝置可靠性不斷提高。具有使用中軸向力波動小,工作平穩(wěn)性好,塊煤率高,能耗低等優(yōu)點。該機具有以下特點： 1．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。系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化是采掘機械發(fā)展的必然趨勢。而且電機工作要可靠，啟動轉(zhuǎn)矩大，過載能力強，效率高。 傳動方案的確定 傳動比的確定 滾筒上截齒的切線速度，稱為截割速度，它可由滾筒的轉(zhuǎn)速和直徑計算而的，為了減少滾筒截割產(chǎn)生的細(xì)煤和粉塵，增大塊煤率，滾筒的轉(zhuǎn)速出現(xiàn)低速化的趨勢。、結(jié)構(gòu)勻稱；各傳動件彼此間不應(yīng)發(fā)生干涉碰撞；所有傳動零件應(yīng)便于安裝。因此，這里先確定行星減速機構(gòu)的傳動比。這種型號的行星減速裝置，效率高、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、傳動功率范圍大，可用于各種工作條件。這里定行星減速機構(gòu)傳動比 ?bagi則其他三級減速機構(gòu)總傳動比 247。36．75＝0．2‰.536(??在誤差允許范圍 5﹪內(nèi)，合適。m)傳動比Ⅰ軸 297 1470 Ⅲ軸 Ⅳ軸 Ⅶ軸 Ⅷ軸 齒輪設(shè)計及強度效核這里主要是根據(jù)查閱的相關(guān)書籍和資料，借鑒以往采煤機截割部傳動系統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)驗初步確定各級傳動中齒輪的齒數(shù)、轉(zhuǎn)速、傳動的功率、轉(zhuǎn)矩以及各級傳動的效率，進而對各級齒輪模數(shù)進行初步確定，具體計算過程級計算結(jié)果如下：統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)驗初步確 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁定各級傳動中齒輪的齒數(shù)、轉(zhuǎn)速、傳動的功率、轉(zhuǎn)矩以及各級傳動的效率，進而對各級齒輪模數(shù)進行初步確定，截割部齒輪的設(shè)計及強度效核，具體計算過程及計算結(jié)果如下：齒輪 1 惰輪 2 的設(shè)計及強度校核。軸承型號 22217，尺寸 361508???BDd取軸段直徑 md851? 取齒輪距箱體內(nèi)壁距離 軸承距箱體內(nèi)壁 則：,10??,5mssBL361??? Ⅱ段做成齒輪軸,軸段長度 mL2 Ⅲ段取齒輪右端軸肩高度 ,4h?mL1783? Ⅳ段用于裝軸承，選用調(diào)心滾子軸承 22218，尺寸 ，4069??BDd取軸段直徑 軸段長 。 軸 4 的設(shè)計及強度效核 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理 由表 4－2 取 A＝115， 可得 ????? 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 25 頁 圖 5 截軸 4 示意圖 Ⅳ軸上大齒輪分度圓直徑為： mZd3245?＝ 圓周力 ，徑向力 和軸向力 的大小如下tFr?FNdTt ?? ntr .?? ? 小輪分度圓直徑為： md386NdTFt ??ntt ?? ?? 1）擬定軸向定位要求確定各軸段直徑和長度 Ⅰ段安裝調(diào)心滾子軸承。 惰一軸的設(shè)計 由于心軸不傳遞轉(zhuǎn)矩,轉(zhuǎn)矩法估算直徑在這里不再適用,采用經(jīng)驗法估算心軸的直徑,軸徑與中心距的關(guān)系為: ??????mad ~~???初取 , 惰 一 軸 示 意 圖該心軸分三段,從右端起: 軸段 1:該軸段直接安裝在搖臂殼體上, ,為使該軸有md921?足夠的支撐強度,取其長度 。l605?,因為此軸為心軸,僅受彎矩作用.圓周力: NdTFt 2567179021??? 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 31 頁 NdTFt 2149306523???選用 45 鋼調(diào)質(zhì)處理 HBS= ，~7,650MPab?,360as?,2701MPa???因為心軸只受彎矩作用，其危險截面在軸的中間， 的雙支點梁，,15MPa??? ml可以認(rèn)為軸沿整個跨度承受均布載荷 ,/ mNlFqtt ???因為 相差無幾，其徑向力抵消后與圓周力相比可以忽略，所以彎矩為：31,tqlM???抗彎截面模量： ??2/???許用彎曲應(yīng)力 ??MPabxb ???ca??所以該軸強度合格。行星傳動的優(yōu)點是動力分流, 功率流數(shù)取決于行星輪個數(shù)。這些均載措施結(jié)構(gòu)簡單、浮動靈敏、反力矩小, 有效地補償各種誤差, 使行星輪間的載荷均衡分配。以下參考《現(xiàn)代機械傳動手冊》 機械工業(yè)出版社 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 32 頁已知：輸入功率 ,轉(zhuǎn)速 =，輸出轉(zhuǎn)速 =40r/min?P7n7 n星 1．齒輪材料熱處理工藝及制造工藝的選定 太陽輪和行星輪的材料為 20CrNi2MoA，表面滲碳淬火處理，表面硬度為57～61HRC。2．確定各主要參數(shù)： ⑴行星機構(gòu)總傳動比：i=，采用一級 NGW 型行星減速機構(gòu)。.???? C．總變位系數(shù) ?x )(2invainvatgzxcca ???? )(51439。21 taa a???? 式中“ ”號正號為外嚙合，負(fù)號為內(nèi)嚙合； — 端面節(jié)圓嚙合角39。 ??act 則 ??mga 39。 ） ⑴.確定計算負(fù)荷 名義轉(zhuǎn)矩 )(.)( mTnkap ???名義圓周力 )( NdFt ?? ⑵.應(yīng)力循環(huán)次數(shù) aN tnpHa60 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 38 頁 ?????式中 —太陽輪相對于行星架的轉(zhuǎn)速, ；Hanr/min .???Han i)/(819r —壽命期內(nèi)要求傳動的總運轉(zhuǎn)時間， 。39。 ?act —端面壓力角，直齒輪t ?0??t Hz 由表 查得 （鋼—鋼）)/(? 中國礦業(yè)大學(xué) 2022 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 。t? 直齒輪 39。239。39。39。.????cba ②變位系數(shù)和 ?xtgainvinvzbccb2)(??? ??)69(tii ?? ③中心距變動系數(shù) y 20??may ④齒頂降低系數(shù) y? 0485.)5.(?????x