【正文】 ,5mms? 則： mmsBL 1651051501 ???????? Ⅱ段安裝齒輪，齒輪左端采用套筒定位，右端使用軸肩定位，取軸段直徑 ,91mm 軸段長(zhǎng)度 mmL 1102 ? Ⅲ段取齒輪右端軸肩高度 ,4mmh? 軸環(huán)直徑 91 ,mm 軸段長(zhǎng)mmL 1783 ? Ⅳ 段 用 于 裝 軸 承 ， 選 用 深 溝 球 軸承 Nj419 ，尺寸3016090BDd ????? ，取 軸段直徑 ,903 mmd ? 軸段長(zhǎng) 164mm 2）軸上零件的周向定位 兩個(gè)齒輪均采用花鍵聯(lián)結(jié)，花鍵適用于載荷較大和定心精度要求較高的靜聯(lián)接 和動(dòng)聯(lián)接，它的鍵齒多，工作面總接觸面積大，承載能力高，它的鍵布置對(duì)稱(chēng)，軸、轂受力均勻，齒槽淺，應(yīng)力集中較小，對(duì)軸和輪轂的消弱小。 = 由于采煤機(jī)機(jī)身高度 受到嚴(yán)格限制，每級(jí)傳動(dòng)比一般為 。傳動(dòng)時(shí)，內(nèi)齒圈 b 固定不動(dòng)，太陽(yáng)輪 a 為主動(dòng)輪，行星架 x上的行星輪 g— 面繞自身的軸線 ox— ox 轉(zhuǎn)動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)行星架 x 回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)減速。 總傳動(dòng)比 總i 7536401470nnI ．＝＝＝ 滾總 n —— 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min 滾n —— 滾筒轉(zhuǎn)速 r/min 傳動(dòng)比的分配 在進(jìn)行多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)時(shí)，傳動(dòng)比分配是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，能否合理分配傳動(dòng)比，將直接影響到傳動(dòng)系統(tǒng)的外闊尺寸、重量、結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑條件、成本及工作能力。 截割部電動(dòng)機(jī)的選擇 由設(shè)計(jì)要求知，截割部功率為 400 2KW，即每個(gè)截割部功率為400KW。 主要技術(shù)參數(shù) 該機(jī)的主要技術(shù) 參數(shù)如下： 采高 m 截深 mm 800 適應(yīng)傾角 ≤ 25 176。隨著綜采設(shè)備向大功率發(fā)展，目前采煤機(jī)最大功率達(dá) 1220kW ， 截割電機(jī)最大功率達(dá)6000kW，刮板輸送機(jī)最大功率達(dá) 1125kW，驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大功率達(dá) 525 kW，加上工作面長(zhǎng)度的不斷增長(zhǎng)，所以必須提高采區(qū)的供電電壓，目前各國(guó)生產(chǎn)的大功率采煤機(jī)，其供電電壓一般為 2300、 3300、 4160 和 5000V等幾檔。 采煤機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 80 年代以來(lái)，滾筒式采煤機(jī)在結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)、可靠性和易維修性上都有很大的改進(jìn)。太原礦山機(jī)械廠在引進(jìn)英國(guó) Electra1000 直流電牽引全套技術(shù)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)出 MG400/900WD 和 MG250/600WD 型兩種電牽引采煤機(jī)，雞西煤機(jī)廠、遼源煤機(jī)廠也開(kāi)發(fā)了交流電牽引采煤機(jī)。 3．無(wú)鏈牽引的推廣使用，使采煤機(jī)工作平穩(wěn)，使用安全 在引進(jìn)大功率采煤機(jī)的同時(shí)，無(wú)鏈牽引技術(shù)傳入中國(guó)，德國(guó)艾柯夫公司的銷(xiāo)軌式無(wú)鏈牽引和英國(guó)安德森公司的齒軌式無(wú)鏈牽引占絕大 多數(shù)，而且技術(shù)成熟。 20 世紀(jì) 80 年代是我國(guó)采煤機(jī)發(fā)展的興旺時(shí)期 20 世紀(jì) 70 年代后期，我國(guó)總共引進(jìn) 143 套綜采成套設(shè)備。然而通過(guò)對(duì)采煤機(jī)搖臂進(jìn)行有限元分析 ,可以得出采煤機(jī)搖臂殼體在不同位置、不同工況的應(yīng)力、應(yīng)變規(guī)律 ,摸清其危險(xiǎn)截面、極限工況、極限載荷和極限應(yīng)力 ,提出搖臂承載能力的優(yōu)化方案。進(jìn)入60 年代，英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)和前蘇聯(lián)先后對(duì)采煤機(jī)的截割滾筒做出革命性改進(jìn)。本說(shuō)明書(shū)主要針對(duì)主要部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和強(qiáng)度校核進(jìn)行了敘述和介紹。 （ 2）對(duì)截割部的傳動(dòng)及結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 MG400/機(jī)截割部主要是由一個(gè)減速箱和四級(jí)齒輪傳動(dòng)組成，截割部電機(jī)放在搖臂內(nèi)橫向布置，電動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力經(jīng)由三級(jí)直齒圓拄齒輪和行星輪系的傳動(dòng)，最后驅(qū)動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)。 50 年代初，英國(guó)和德國(guó)相繼研制出了滾筒式采煤機(jī)，在這種采煤機(jī)上安裝有截煤滾筒，這是一種圓筒形部件，其上安裝有截齒，用截煤滾筒實(shí)現(xiàn)落煤和裝煤。工 礦自動(dòng)檢測(cè)、故障診斷以及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理和數(shù)顯等先進(jìn)的監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)在采煤機(jī)上得到應(yīng)用。 2．有鏈牽引，輸出牽引力小 此時(shí)期的采煤機(jī)牽引方式都是圓環(huán)鏈輪與牽引鏈輪嚙合傳動(dòng)，傳遞牽引力小，牽引力在 200KN 以下。 20 世紀(jì) 80 年代起重視系列化采煤機(jī)的開(kāi)發(fā)工作，一種功率的采煤機(jī)可以派生出多種機(jī)型 ，主要元部件在不同功率的采煤機(jī)上都能通用，這樣不僅擴(kuò)大了工作面的適應(yīng)范圍，而且便于 用戶配件的管理。 （ 2）高性能電牽引采煤機(jī)：電牽引采煤機(jī)的研制從 20 世紀(jì) 80 年代開(kāi)始起步， 20 世紀(jì) 90 年代全面發(fā)展，電牽引的發(fā)展存在直流和交流兩種技術(shù)途徑。在牽引力和牽引速度方面，電牽引的最大牽引力已達(dá)到 700KN，最大牽引速度達(dá) 12． 56m/min,微處理機(jī)的工礦監(jiān)測(cè)、故障顯示、無(wú)線電離機(jī)控制等方面已達(dá)到較高技術(shù)水平。 5）截割滾筒的革新和改進(jìn) 截割滾筒的改進(jìn)是圍繞增大截深、減低煤塵、增大塊煤率和提高壽命等目標(biāo)進(jìn)行的其主要改進(jìn)有增大截深、采用強(qiáng)力截齒、增大塊煤率和減少煤塵生成、滾筒設(shè)計(jì) CAD、高壓水射流噴霧降塵和助切、加固滾筒結(jié)構(gòu)等方面。 10）提高采煤機(jī)的可靠性和壽命，提高易維修性，縮短井下更換部件時(shí)間，延長(zhǎng)大修周期，提高機(jī)器的使用率和開(kāi)機(jī)率。利用通用部件，組裝成系列型號(hào)的采煤機(jī)，可以 給生產(chǎn)帶來(lái)很多方便。 絕緣等級(jí)： H 接線方式： Y 工作方式： S1 質(zhì)量： 1502KG 冷卻方式：外殼水冷 該電機(jī)總體呈圓形 , 其 電動(dòng)機(jī)輸出軸上 帶有漸開(kāi)線花鍵，通過(guò)該花鍵電機(jī)將輸出的動(dòng)力傳遞給搖臂的齒輪減速機(jī)構(gòu)。 由于采煤機(jī)在工作過(guò)程中常有過(guò)載和沖擊載荷，維修比較困難，空間限制又比較嚴(yán)格，故對(duì)行星齒輪減速裝置提出了很高要求。查閱文獻(xiàn) [4],采煤機(jī)截割部行星減速機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比一般為 4～ 6。 min1? ) 轉(zhuǎn)矩 T/(NΑ 2） 求支反力： 水平面： ? ?? ? ? ? NFFR ttRB 7 8 4 3901 2 583/831 2 583 43 ???????? NRFFR HBttHA ???? 垂直面： ? ?? ? ? ? NFFR rrRB 8 2 5901 2 583/831 2 5)83( 43 ????????? NRFFR rBrrHA 21 2743 ???? 3） 計(jì)算彎矩，繪彎矩圖 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè) 水平彎矩：圖（ b）所示 mmNRM HACH ?????? 0 5 9 8 4 mmNRM HBDH ?????? 垂直面彎矩：圖（ c）所示 mmNRM VACV ???????? 1 7 6 5 4 1832 1 2 783 mmNRM VBDV ?????? 5 2 4 3 3 8 2 590 合成彎矩：圖（ d）所示 mmNMMM CHCVC ?????? 0 6 7 3 9 51 7 6 5 4 0 5 9 8 4 4 2222 mmNMMM DHDVD ?????? 5 6 0 1 5 55 2 4 3 3 12 5 0 5 8 8 8 2222 4) 扭矩： mmNT ?? 32511003 mmNT ????? 1 9 5 0 6 6 03 2 5 1 1 0 ? 5） 計(jì)算當(dāng)量彎矩：圖（ f）所示 mmNMM CCa ???? 39502? ? mmNTMM DDa ?????? 2222 ?左mmNMM DDa ??? 顯然 D 處為危險(xiǎn)截面，故只對(duì)該處進(jìn)行強(qiáng)度效核 軸的材料為 45鋼，調(diào) 質(zhì)處理，查表 4－ 1得 2/650 mmNB ?? 由 ? ??? ?? WM Da 得 ? ? 2/65~~ mmNB ?? ?? 取 ? ? 2/60 mmN?? 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 30 頁(yè) 3333 mmddW ????? ? 2/ 267 1861 3 mmNWM Ca ???? ? ? 2/60 mmN?? 安全系數(shù)效核計(jì)算： 1）確定參數(shù) 由前述計(jì)算可知： mNT ?? mmNM Ca ?? 0 6 7 3 9 5 mmW ? min/ rn ? 抗扭截面模量： 3333 mmddW ????? ?? 2）計(jì)算應(yīng)力參數(shù) 彎曲應(yīng)力幅 2/ mmNa ?? ?? 因彎矩為對(duì)稱(chēng)循環(huán)， 故彎曲平均應(yīng)力 0?m? 扭剪應(yīng)力幅 23 / 32511002 mmNWTa ???? ?? 因轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，故扭剪平均應(yīng)力 2/ mmNma ?? ?? 3）確定影響系數(shù) 軸的材料為 45 鋼 ， 調(diào) 質(zhì) 處 理 ， 由 表 4 － 1 查得212 /300,/650 mmNmmNB ?? ??? ， 21 /155 mmN??? 軸肩圓角處得有效應(yīng)力集中系數(shù) ?? KK, 根據(jù) 0 1 ??dr ??dD 由表 4－ 5經(jīng)插值可得： ??k ??k 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 31 頁(yè) 尺寸系數(shù) ?? 、 ?? 根據(jù)軸截面為圓截面查圖 4－ 18得： ?? ＝ ?? = 表面質(zhì)量系數(shù) ?? 、 ?? 根據(jù) 2/650 mmNB ?? 和表面加工方法為精車(chē)，查圖 4－ 19，得 ?? ＝ ?? ＝ 。 ⑶ 載荷不均衡系數(shù) pk ： 采用太陽(yáng)輪浮動(dòng)和行星架浮動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)，取 pk = ⑷ 配齒計(jì)算： 太陽(yáng)輪齒數(shù) az . 4 2 2 145 .7 4p。 截割部行星機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知：輸入功率 7 ? KW, 轉(zhuǎn)速 7n =， 輸出轉(zhuǎn)速 n滾 =40r/min 齒輪材料熱處理工藝及制造工藝的選定 太陽(yáng)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。 軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度效核 先確定Ⅲ軸 選擇軸的材料 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理 軸徑的初步估算 由表 4－ 2取 A＝ 115， 可得 mmnpAd 33 331 ????? 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè) 3軸示意圖 求作用在齒輪上的力 Ⅲ軸上大齒輪分度圓直徑為： mmmZd 3403 ?＝Ⅲ 圓周力 tF ，徑向力 rF 和軸向力 ?F 的大小如下 NdTF t 25636306435800022 2 31 ???? NFF ntr 9 3 3 120t a n2 5 6 3 6t a n1 ????? ? 小輪分度圓直徑為： mmd 2644 ? NdTF t 580 0022 4 32 ???? NFF ntr 1 2 0 1 1 4 1 1tan2 ????? ? 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）擬定軸向定位要求確定各軸段直徑和長(zhǎng)度 Ⅰ 段 安 裝 調(diào) 心 滾 子 軸 承 。 ?bagi 247。 本次設(shè)計(jì)采用 NWG 型行星減速裝置，其原理如圖所示： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) a太 陽(yáng)輪 b 內(nèi)齒圈 g 行星輪 x行 星架 NWG行星機(jī) 構(gòu) 該行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由太陽(yáng)輪 a、內(nèi) 齒圈 b、 行星輪 g、行星架 x等組成。滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)滾筒截割和裝載過(guò)程影響都很大；但對(duì)粉塵生成和截齒使用壽命影響較大的是截割速度而不是滾筒轉(zhuǎn)速。所以，這里把左右搖臂設(shè)計(jì)成對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)。中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 左截割部 右截割部 左行走部 右行走部 左旋滾筒 右旋滾筒 液壓傳動(dòng) 電控部 銘牌電控部編程站中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 第二章 總體方案的確定 MG400/ 型采煤機(jī)簡(jiǎn)介 MG400/900WD 型機(jī)載交流電牽引采煤機(jī)，該機(jī)裝機(jī)功率 900KW，截割 功率 2 400KW,牽引功率 該采煤機(jī)使用的電氣控制箱符合礦用電氣設(shè)備防爆規(guī)程的要求，可在有瓦斯或煤層爆炸危險(xiǎn)的礦井中使用，并可在海拔不超過(guò) 2021m、周?chē)橘|(zhì)溫度不超過(guò)＋ 40℃ 或低于－ 10℃ 、不足以腐蝕和破壞絕緣的氣體與導(dǎo)電塵埃的情況下使用。 7）提高采區(qū)