【正文】 第二級圓柱齒輪 傳動設計 查機械手冊 選擇齒輪材料 ：小齒輪選用 18Cr2Ni4WA 調(diào)質(zhì) 大齒輪選用 18Cr2Ni4WA 調(diào)質(zhì) 按齒面接觸疲勞強度設計計算 確定齒輪傳動精度等級，按 vt=(～ ) 3 22 /nPn 估計圓周速度 tv =,參考機械設計工程學［Ⅰ］中的表 814，表 815選取齒輪的公差組為 7 級 小輪分度圓直徑 d1,查機械手冊得 ? ?3233 12 ???????? ??????HHEdZZZKTd???? ? 采煤機截割部設計 25 25 齒寬系數(shù) d? 查表按齒輪相對軸承為非對稱布置，取 d? = 小輪齒數(shù) Z3 在推薦值 20～ 40 中選 Z3=27 大輪齒數(shù) Z4 Z4=i178。? 39。? 39。? 按如下公式計算 ? ?12122 ta nxxin v in vZZ? ? ??? ??? 中心矩變動系數(shù) y 按如下公式計算 12 c o s 12 c o sZZy ??? ????????? 中心矩 a? 按如下公式計算 a a ym??? 齒高變動系數(shù) y? 按如下公式計算 y x y?? ? ? 齒頂高 h? 按如下公式計算 ? ?h h x y m???? ? ? ? 齒根高 fh 按如下公式計算 fh =（ ??h+?c x） m 齒全高 h =（ 2 ??h+?c y? ） m 齒頂圓直徑 1?d =d1177。 1179。 1179。 8 =224mm 圓周速 v 6 0 0 0 0/1 4 7 02 2 46 0 0 0 0/11???????? ndv t 與估計值 vt=，對 VK 值影響不大，不必修正 VK VK = VK t=, ?? tKK 小齒輪分度圓直徑 22411 ??? tdd 大齒輪分度圓直徑 32040822 ???? mZd 中心矩 ? ? ? ?2722 402882 21 ?????? ZZma 齒寬 mmdb td 892 2 in1 ????? ? 大齒輪齒寬 802?b 采煤機截割部設計 19 19 小齒輪齒寬 801?b 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 39Z ?惰 輪 1，變位系數(shù)取 ?惰 輪 1 ，也采用圓柱直齒漸開線齒形。 1179。 1179。 109/ =179。 8) =179。 (24179。 1470179。 1179。 m 載荷系數(shù) K 由公式得 ?? KKKKK VA ???? 使用系數(shù) AK 查表得 AK =2 動載荷系數(shù) VK 查表得 VK = 齒向載荷分布系數(shù) ?K 查表得 ?K =1 齒間載荷分配系數(shù) ?K 由公式及β =0 得 ε γ =ε α = ?c 21 ?????? ???????? ?? ZZ = ?????? ?????? ?? = 查表并插值得 ?K = 則載荷系數(shù) K 的初值 tK tK = KKKK VA ??? ? =179。5%范圍內(nèi)，所以符合要求 小輪轉(zhuǎn)矩 T1 由公式得 T1=9550P/n =9550179。 Z1=179。 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 min/14701 rn ? 二軸的轉(zhuǎn)速： m in/102928/40 12 rnn ?? 中心輪組的轉(zhuǎn)速： m in/3 rnn ?? 第二級行星減速器太陽輪的轉(zhuǎn)速： m in/ 34 rnn ?? 各軸的功率 一軸齒輪的功率： ? ?kwP ???? 二軸齒輪的功率： ? ?kwP ???? 中心輪組的功率： ? ?kwcP ????? 5 8 23 第二級行星減 速器太陽輪的功率：? ?kwP 2 0 5 4 7 14 ?????? 截 割部 第一級圓柱 齒輪 傳動設計 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。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)。 該機主要定位適用于傾角 ? ?18 的中厚煤層的開采，煤層中不應有堅硬的或較厚的該類夾雜物，以及落差較大的斷層。 采煤機截割部設計 14 14 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。 ⑶ 液壓系統(tǒng)設計合理，采用集成閥塊結(jié)構(gòu)，管路少，連接可靠；經(jīng)常調(diào)整的閥設在液壓箱體外，便于檢修和更換。 圖 截割部傳動系統(tǒng) 該截割部有以下特點： 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。 對比以上傳動方式，我設計的截割部傳動方式為 :電動機 — 搖臂 采煤機截割部設計 13 13 — 行星齒輪傳動 — 滾筒。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。 MXP240 和 DTS300 型采煤機采用這種傳動方式。 ⑶電動機 — 減速箱 — 滾筒 (圖 21(c))。 ⑵電動機 — 固定減速箱 — 搖臂 — 行星齒輪傳動 — 滾筒 (圖21(b))。但搖臂下降的最低位置受輸送機限制，故臥底量較小。 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： 采煤機截割部設計 12 12 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))。同時，傳動裝置還應適應滾筒調(diào)高的要求，使?jié)L筒保持適當?shù)墓ぷ鞲叨取２擅簷C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。 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。 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。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。 采煤機截割部設計 11 11 如圖 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。 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)。 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。按適用的煤層傾角分緩斜 、大傾角和急斜煤層采煤機。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。按行走部布置位置分內(nèi)牽引和外牽引采煤機。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。 ] 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向方式、總體結(jié)構(gòu)布置方式等分類。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?！?10176。 30 個截齒通過非均布葉片的特殊設計而達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， 采煤機截割部設計 9 9 從而可確保葉片截齒截深相等。 矩軸的結(jié)構(gòu)設計以滿足三項性能為原則，其結(jié)構(gòu)設計則以其所處傳動系統(tǒng) 的具體結(jié)構(gòu)而定。 電控技術的研究和電氣控制裝置的研制 多年液壓牽引采煤機電控裝置的開發(fā)設計，積累了不少成功的經(jīng)驗，從引進消化吸收到自行研制，從原來的插件到現(xiàn)在盒裝板式，從單臺單件設計生產(chǎn)到現(xiàn)在簡化型成批生產(chǎn)，經(jīng)過十多年努力，功能逐步齊全，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。在此基礎上，消化吸收 150kVA 變頻器技術，并將其改制成與其它一些大功率采煤機相配套的交流變頻牽引調(diào)速裝置，為電牽引采煤機的系列化和全面推廣鋪平了道路。為了解決采煤機工況惡劣，構(gòu)件聯(lián)接容易松動而影響可靠性，對液壓緊固技術進行了開發(fā)研制，目前已完成開發(fā)液壓螺母 M2 M M3 M42 四種規(guī)格， 采煤機截割部設計 8 8 相應的液壓螺栓副長度 3m(M42 )， 2 .5m(M30 )，及超高壓泵和超高壓膠管總成也已批量生產(chǎn)，使用效果良好。 但是無鏈牽引也存在 需要解決的問題： ①加強輸送機本身結(jié)構(gòu)，使用和管理中保持平直度； ②齒輪、齒軌或銷軸在嚙合傳動中傳遞力很大，且起支點作用，磨損加快 —— 材質(zhì)和熱處理要求較高，結(jié)構(gòu)上要能快速更換； ③為適應采煤機在推移中水平和垂直方向的傾斜，仍能保證正確的嚙合，在銷軸座或齒軌之間的連接方式上注意可調(diào)性，同時注意溜槽的連接強度； ④無鏈牽引機構(gòu)使機道寬度增加約 100mm，提高了對支架控頂能力的 要求。對底板起伏、工作面彎曲、煤層不規(guī)則等適應性增強； ⑥適應采煤機在大傾角 (可達 54176。 牽引機構(gòu)采用無鏈牽引系統(tǒng) ，其主要優(yōu)點是： ①取消工作面牽引鏈，消除斷鏈和跳鏈傷人事故，工作安全可靠； ②同一工作面可同時使用多臺采煤機，降低生產(chǎn)成本，提高工作效率； ③牽引速度脈動比鏈牽引小，采煤機運行較平穩(wěn)。 300)－ W、 AM500/、 MXA300 等型號。 國內(nèi) 外應用狀況 我國目前廣泛使用的三大系列采煤機，主要有上海分院開發(fā)設計的 MG系列，西安煤礦機械廠生產(chǎn)的 MXA300和太原礦山機器廠的 AM500系列采煤機，其中 MXA300 和 AM500 系列采煤機主要用于綜采工作面，MG 系列采煤機既有配套液壓支架使用綜采工作面的，也有配套單體 采煤機截割部設計 7 7 液壓支柱適用于普通機采工作面的采煤機，可分別使用在厚煤層、中厚煤層和薄煤層。 完善的監(jiān)控系統(tǒng) 包括采用微處理機控制的工況監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集、故障顯示的自動控制系統(tǒng)；就地控制、無線電隨機控制，并能自動控制液壓支架、工作面輸送機動作和滾筒沿工作面煤層自動調(diào)節(jié)采高。 普遍采用中高壓供電 80 年代以來，由于裝機功率大幅度提高，整個工作面供電容量超過 5000kW，為了保證供電質(zhì)量和電機性能，新研制的大功率 電牽引采煤機幾乎都提高供電電壓，主要有 2300V、 3300V、 4160V和 5000V。十年前滾筒采煤機的截深，大都在 630～ 700mm，而今多數(shù)已采用 800mm 和 1000mm， 1200mm 截深也已在實際使用。包括電牽引的 (如英國 Electra 系列、德國的 SL 系列 )和液壓牽引的 (如波蘭的 KGS 系列 )，以及中厚煤層用大功率的 (如Electra1000,SL500)和薄煤層的 (如英國 Ele