【正文】 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。 確定各主要參數(shù) ⑴ 行星機(jī)構(gòu)總傳動(dòng)比： i=，采 用 NGW 型行星機(jī)構(gòu)。 試驗(yàn)齒輪齒面接觸疲勞極限 lim 1450H? ? MPa 試驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲 勞極限： 太陽(yáng)輪： lim 1450H? ? MPa 行星輪： lim 1450H? ? MPa 齒形為漸開線直齒，最終加工為磨齒，精度為 6 級(jí)。 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。Α 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，查圖 4－ 19，得 ?? ＝ ?? ＝ 。Α 1166。 花鍵尺寸為： 1 1 61 1 21 0 210 ??????? BDdN 軸承與軸的周向定位采用過渡配合保證的，因此軸段直徑公差取為 6K . 軸端倒角 ??452 軸的強(qiáng)度效核： 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 ： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 27 頁(yè) 軸承1 軸承2 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 28 頁(yè) 166。 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 。 min1? ) 轉(zhuǎn)矩 T/(N 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 第三章 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 截割部傳動(dòng)系統(tǒng)圖 各級(jí)傳動(dòng)轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩的確 定 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 ： 從電動(dòng)機(jī)出來，各軸依次命名為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ軸。4~3?ji 根據(jù)前述 多級(jí)減數(shù)齒輪的傳動(dòng)比分配原則和搖臂的具體結(jié)構(gòu)，初定各級(jí)傳動(dòng)比為： , ? , ? ? 以此計(jì)算，四級(jí)減速傳動(dòng)比的總誤差為： ( ??? 1． 56 2． 29 5． 747）247。 ?bagi 247。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。因此，它用在采煤機(jī)截割部最后一級(jí)減速是合適的，該型號(hào)行星傳動(dòng)減速機(jī)構(gòu)的使用效率為 ～ ,傳動(dòng)比一般為 ～ 。運(yùn)轉(zhuǎn)中，軸線 ox— ox是轉(zhuǎn)動(dòng)的。 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。 由于采煤機(jī)在工作過程中常有過載和沖擊載荷，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。 3．使各級(jí)傳動(dòng)的承載能力接近相等，即要達(dá)到等強(qiáng)度。多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)比的確定有如下原則： 1． 各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比一般應(yīng)在常用值范圍內(nèi)，不應(yīng)超過所允許的最大值，以符合其傳動(dòng)形式的工作 特點(diǎn)，使減速器獲得最小外形。滾筒轉(zhuǎn)速對(duì)滾筒截割和裝載過程影響都很大；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。 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 帶有漸開線花鍵，通過該花鍵電機(jī)將輸出的動(dòng)力傳遞給搖臂的齒輪減速機(jī)構(gòu)。據(jù)此選擇由撫順廠生產(chǎn)的三相鼠籠異步防爆電動(dòng)機(jī) YBC3─ 400,其主要參數(shù)如下： 額定功率： 400KW； 額 定電壓： 1140V 額定電流： 296A。根據(jù)礦下電機(jī)的具體工作情況，要有防爆和電火花的安全性，以保證在有爆炸危險(xiǎn)的含煤塵和瓦斯的空氣中絕對(duì)安全 。所以，這里把左右搖臂設(shè)計(jì)成對(duì)稱結(jié)構(gòu)。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)帶來很多方便。 2．主機(jī)身分為三段，即左牽引部、中間控制箱、右牽引部，采用高 度液壓螺栓聯(lián)結(jié)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、拆裝方便。 適應(yīng)煤質(zhì)硬度 F≤ 4 滾筒轉(zhuǎn)速 r/min 40 搖臂長(zhǎng)度 mm 3500 牽引速度 m/min 015 牽引型式 齒輪 齒 軌 機(jī)面高度 mm 1726 最小臥底量 mm 265 滅塵方式 內(nèi)外噴霧 裝機(jī)功率 kw 900 電壓 v 1140 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) MG400/900WD 型采煤機(jī)采用多電機(jī)橫向布置方式， 截割部用銷軸與牽引部聯(lián)結(jié)，左、右牽引部及中間箱采用高強(qiáng)度液壓螺栓聯(lián)結(jié)，在中間箱中裝有泵箱、電控箱、水閥和水分配閥。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 2021m、周圍介質(zhì)溫度不超過＋ 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。 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)器的使用率和開機(jī)率。 9）貫徹標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化原則，加速開發(fā)適合不同地質(zhì)條件的新機(jī)型 目前各主要采煤機(jī)生產(chǎn)廠家都十分重視三化原則，將采煤機(jī)各主要部件 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2021 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) （如電動(dòng)機(jī)、截割部固定減速箱、搖臂、滾筒、牽引部、截牽箱、行走 箱 、牽引機(jī)構(gòu)等 ） 制定 標(biāo)準(zhǔn)，作為適合不同條件的通用部件，各部件間的連接尺寸一致。 8） 采用微電子技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)電液一體化的采集、工況監(jiān)測(cè)、故障診斷和自動(dòng)控制 現(xiàn)代采煤機(jī)均裝有功能完善的用微處理器控制的數(shù)據(jù)采集、工況監(jiān)測(cè)、故障診斷和自動(dòng)控制，這是代表采煤機(jī)水平的重要標(biāo)志。 7）提高采區(qū)工作電壓 80 年代以前，各國(guó)采區(qū)工作面設(shè)備電壓多為 1000V左右。 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。 3）增大牽引速度和牽引力，并改進(jìn)無(wú)鏈牽引機(jī)構(gòu) 為了適應(yīng)綜采高產(chǎn)高效的要求，近代采煤機(jī)的牽引速度和牽引力都有較大的增大。歸結(jié)起來，滾筒 式采煤機(jī)有以下特征和發(fā)展趨勢(shì)： 1） 增大功率和能力 為了適應(yīng)綜采工作面高產(chǎn)、高效和在不同地質(zhì)條件下快速截割煤巖的需要，不論厚、中厚和薄煤層的采煤機(jī)均在不斷增大裝機(jī)功率和生產(chǎn)能力。 回顧這 30 多年我國(guó)采煤機(jī)發(fā)展的歷程，走的是一條自力更生和仿制引進(jìn)結(jié)合的道路，也是一條不斷學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)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(jìn)口采煤機(jī)來滿足我國(guó)生產(chǎn)需要，到近年幾乎是國(guó)產(chǎn)采煤機(jī)占我國(guó)整個(gè)采煤機(jī)市場(chǎng)，這也是個(gè)了不起的進(jìn)步。在牽引力和牽引速度方面，電牽引的最大牽引力已達(dá)到 70