薄煤層滾筒采煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)與搖臂設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)論文薄煤層滾筒采煤機(jī)總體方案設(shè)計(jì)與搖臂設(shè)計(jì)前言我國薄煤層資源分布廣泛，1.3m以下煤層可采儲量約占全部可采儲量的20%。在一些省、區(qū)薄煤層儲量比重很大，如四川省占60%，山東省54% ,黑龍江省占51%，貴州省占37%。特別是在南方地區(qū)，有些省份薄煤層凈占50%以上，而目薄煤層分布廣，煤質(zhì)好。但由于其開采煤層厚度薄，與中厚和厚煤層相比，薄煤層機(jī)械化開采存在著工作條件差，設(shè)備移動困難，煤層厚度變化、斷層等地質(zhì)構(gòu)造，對薄煤層設(shè)備生產(chǎn)性能影響大，以及投入產(chǎn)出比高、經(jīng)濟(jì)效益不如厚與中厚煤層等特殊問題，造成薄煤層機(jī)械化開采技術(shù)發(fā)展速度相對緩慢。另外，對一些薄、厚煤

2、層并存的煤礦，由于薄煤層開采速度緩慢，使其下部的中厚煤層長期得不到及時(shí)開采，以至影響工作面的正接替，而有的就只能被迫丟失一些薄煤層資源。隨著大批煤礦中厚:煤層的資源開采比較多，使得資源越來越少，所以薄煤層的開采己列入日程。因此，研制適合我國實(shí)際國情的薄煤層采煤機(jī)，以適應(yīng)不同的煤層結(jié)構(gòu)，提高薄煤層采煤的工作效率是當(dāng)務(wù)之急。我國薄煤層采煤機(jī)的研究始于60年代。60年代初，在頓巴斯一1型采煤機(jī)基礎(chǔ)上，我國開始自行研制生產(chǎn)采煤機(jī)。這類薄煤層滾筒采煤機(jī)主要有mlq系列采煤機(jī)，如1964年生產(chǎn)的mlq一64型，1980年生產(chǎn)的mlq一80型淺截石單滾筒采煤機(jī)，另外還有mlq3一100型采煤機(jī)。 70年代至

3、80年代初期，我國自行研制開發(fā)了中小功率薄煤層滾筒采煤機(jī)。比較典型的有山東煤研所和淄博礦務(wù)局研制的zb一100型單滾筒騎輸送機(jī)采煤機(jī)。zb一100型采煤機(jī)裝機(jī)功率100kw ,鏈牽引，牽引傳動方式為液壓調(diào)速加齒輪減速。牽引力90kn，牽引速度02.4m/min，采高0.751.3m，煤質(zhì)硬度為中硬以下的緩傾斜薄煤層。80年代，我們在引進(jìn)了德國、英國等采煤機(jī)生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，自主開發(fā)和制造適應(yīng)我國不同的煤層條件的滾筒式采煤機(jī)系列產(chǎn)品，并在90年代中期初步完成了主導(dǎo)機(jī)型，由液壓牽引采煤機(jī)向電牽引采煤機(jī)升級換型工作。1980年，黑龍江煤礦械研究所和雞西煤礦機(jī)械廠共同開發(fā)出bm系列騎輸送機(jī)滾筒采煤機(jī)，

4、其中bm一100型雙滾筒采煤機(jī)，性能良好，能自開缺日、強(qiáng)度高、工作可靠，在我國薄煤層采煤中廣泛應(yīng)用。但是用雙滾筒采薄煤層，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，機(jī)身又長，所以使用不便，于是又生產(chǎn)出更加簡化的bm d- 100型單滾筒薄煤層采煤機(jī)。bm系列采煤機(jī)在我國多個(gè)局、礦均有推廣使用，其牽引力達(dá)120kn，牽引速度為06m/min可適用于采高0.751.3m,煤質(zhì)硬度為中硬以下緩傾斜薄煤層中使用，平均年產(chǎn)量為16萬t左右。上世紀(jì)8090年代期間，為了滿足開采較硬薄煤層的需要和提高薄煤層滾筒采煤機(jī)的可靠性，研制了新一代的薄煤層滾筒采煤機(jī)。主要有黑龍江煤研所、雞西煤機(jī)廠研制的mg150b型采煤機(jī)，煤科總院上海分院與大同

5、礦務(wù)局聯(lián)合研制的smg200-b型采煤機(jī)，中波合作研制的mg344- pwd型強(qiáng)力爬底板采煤機(jī)，以及上海分院與西安煤機(jī)廠合作研制的m6375- aw型采煤機(jī)。mg150b型采煤機(jī)為bm一100型采煤機(jī)的改進(jìn)，用以克服bm系列采煤機(jī)截割較硬煤層時(shí)功率不足、牽引力小的問題，將功率提高到150kw，牽引力提高到160kn。適用于0.81. 5m，煤質(zhì)中硬以下的緩傾斜薄煤層工作面，平均月產(chǎn)量為22.5萬t左右。sm g200- b型采煤機(jī)裝機(jī)功率為200kw，采用液壓驅(qū)動、無級調(diào)速，鏈牽引，最大牽引力180kn，適用采高為1.01.8m，是國內(nèi)同類型薄煤層采煤機(jī)中功率較大的一種，平均日產(chǎn)在1000t左

6、右。mg344- pwd型強(qiáng)力爬底板采煤機(jī)是在國家“七五”和“八五”期間由煤科總院上海分院與波蘭科瑪克合作研制成功的國內(nèi)第一臺交流變頻調(diào)速薄煤層采煤機(jī)，該機(jī)具有機(jī)面高度低（僅為721mm）、裝機(jī)功率大、機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)?？傃b機(jī)功率為344kw，其中截割功率為300kw，牽引功率22kw，采用齒輪一銷軌式無鏈牽引，最大牽引力350kn，牽引速度06m/min。適用于采高范圍為0.91.6m、煤質(zhì)較硬的薄煤層工作面。由于該采煤機(jī)采用爬底板工作方式，對底板要求較高，底板太軟或起伏太大，適應(yīng)性差，因此其使用范圍有一定的局限性。m6375- aw型采煤機(jī)實(shí)際上是中厚煤層采煤機(jī)的派生機(jī)型，將機(jī)

7、面高度壓低以適應(yīng)薄煤層工作面開采需要。裝機(jī)功率為375kw，采用液壓調(diào)速，擺線輪一銷軌無鏈牽引系統(tǒng)，適用于采高1.2一2.6m，工業(yè)性試驗(yàn)期間在采高1.11.7 m的工作面最高月產(chǎn)為36008t，最高日產(chǎn)為1884t。進(jìn)入上世紀(jì)90年代以來，為了滿足厚薄煤層并存、薄煤層作為解放層開采礦井的迫切需要，并結(jié)合當(dāng)代中厚煤層滾筒采煤機(jī)技術(shù)，1997年，由大同礦務(wù)局、煤科總院上海分院聯(lián)合研制了新一代m6200/450- bwd型薄煤層采煤機(jī)，該采煤機(jī)采用多電機(jī)驅(qū)動、交流變頻調(diào)速、無鏈牽引等技術(shù)?？傃b機(jī)功率達(dá)450kw，其中截割功率200kw,牽引功率25kw，牽引力400kn，牽引速度06m/min。采

8、用騎輸送機(jī)布置方式，可用于采高為1.01.7m的薄煤層綜合機(jī)械化工作面。第一臺樣機(jī)于1997年12月在晉華宮煤礦9層8301工作面投入使用，取得了最高月產(chǎn)量9.6萬t,最高日產(chǎn)量5300t的好成績。在此基礎(chǔ)上，又研制出m6250/550- bwd型采煤機(jī)。為了滿足廣大中小型礦井薄煤層普采與高檔普采工作面的需要，研制了m6250- bw型薄煤層采煤機(jī)，采用騎輸送機(jī)布置和液壓調(diào)速無鏈牽引方式，裝機(jī)功率250kw，截割電機(jī)采用特別設(shè)計(jì)的充液電機(jī)。最大牽引力300kn，牽引速度06m/ min，單電動機(jī)縱向布置，機(jī)身分為3段，中間為電機(jī)，兩端為牽截部。該采煤機(jī)的牽截部將泵箱、牽引齒輪傳動部、截割部固定

9、齒輪傳動箱合為一體，結(jié)構(gòu)十分緊讀。各段之間采用高強(qiáng)度螺栓連接，機(jī)身無底托架，配用sgb630/ 150c溜槽，機(jī)面高度為699m m，可適應(yīng)采高為0.851.5m薄煤層普采與高檔普采工作面。該采煤機(jī)的使用效果有待進(jìn)一步考察。我國薄煤層采煤機(jī)經(jīng)過40多年的發(fā)展，技術(shù)己趨成熟。但一個(gè)突出的問題是:日前我國薄煤層采煤機(jī)為方便設(shè)計(jì)，在行走機(jī)構(gòu)上均采用中厚煤層采煤機(jī)所用的相關(guān)參數(shù)，例如銷排節(jié)距，一般大都采用126mm。這樣做雖能保證其正常運(yùn)行，但其強(qiáng)度余量過大。以mgn132/316- dw型薄煤層采煤機(jī)為例，其最大牽引力為37t，每個(gè)牽引部牽引力僅為18.5t，而現(xiàn)用銷排強(qiáng)度約60t,可見其銷排強(qiáng)度的

10、余量過大。實(shí)際上其使用的還是沿用中厚煤層采煤機(jī)所用的銷排，從而薄煤層采煤機(jī)的行走機(jī)構(gòu)尺寸較大，采煤機(jī)機(jī)面高度降不下來，影響了薄煤層采煤機(jī)的適用性。另一方面，與薄煤層采煤機(jī)配套的現(xiàn)用輸送機(jī)、液壓支架等也是根據(jù)銷排尺寸來設(shè)計(jì)的，同樣尺寸較大，這樣造成采煤機(jī)價(jià)格較高，不利于薄煤層采煤機(jī)的應(yīng)用推廣。因此，為了使薄煤層采煤機(jī)得到進(jìn)一步的推廣和發(fā)展，在減小采煤機(jī)行走機(jī)構(gòu)的參數(shù)、降低采煤機(jī)機(jī)身高度的同時(shí)，設(shè)計(jì)和開發(fā)適合薄煤層開采所需要的工作面輸送機(jī)和液壓支架也己變得迫在眉睫，這將推進(jìn)采煤機(jī)制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。近幾年來，我國薄煤層采煤機(jī)得到了很大的發(fā)展，但在質(zhì)量和壽命和高新技術(shù)應(yīng)用等方面與國內(nèi)大型采煤機(jī)，特別

11、是與國外采煤機(jī)相比，還存在較大的差距。主機(jī)用原材料、關(guān)鍵零部件、軸承、密封件、電機(jī)、電氣元件、液壓元部件等都存在較大的差距。這些問題造成了我們的產(chǎn)品可靠性不高，壽命較低。如采煤機(jī)齒輪壽命國內(nèi)5000h，而國外為2萬h，僅為國外同類產(chǎn)品的1/4；很簡單的帶式輸送機(jī)托輥，國內(nèi)最好產(chǎn)品的壽命達(dá)到3萬h，而國外同類產(chǎn)品壽命可達(dá)9萬h。國外綜采工作面采煤機(jī)一般都裝有自動監(jiān)控、診斷、數(shù)據(jù)傳輸、無線電遙控裝置，不僅操作方便，而目能通過診斷裝置預(yù)先發(fā)現(xiàn)故障并及時(shí)排除。1 概述本設(shè)計(jì)所研究的薄煤層采煤機(jī)是為普采、高檔普采工作面研制的一種新型的由多電機(jī)驅(qū)動的橫向布置、較大功率的薄煤層齒輪銷軌式牽引采煤機(jī)。該機(jī)由三

12、部電動機(jī)驅(qū)動，其中左、右截割電機(jī)功率分別為100kw，牽引電機(jī)功率為40kw，總裝機(jī)功率共240kw。主要由左搖臂、主機(jī)體、右搖臂、調(diào)高油缸、機(jī)身連接、冷卻噴霧裝置以及滾筒和其它輔屬裝置等組成。該機(jī)是一種沿長壁回采工作面全長穿梭式采煤的薄煤層采煤機(jī)。主機(jī)分別由煤壁側(cè)兩個(gè)支承滑靴和老塘側(cè)的兩個(gè)導(dǎo)向滑靴支承在運(yùn)輸機(jī)的中部槽上，在兩液壓馬達(dá)所驅(qū)動的左、右行走箱中擺線輪與銷排的強(qiáng)力嚙合，再由裝在兩行走箱上的導(dǎo)向滑靴的導(dǎo)向，來實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)沿運(yùn)輸機(jī)方向的牽引行走，同時(shí)左、右截割部的兩滾筒也在截割電機(jī)的驅(qū)動下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，檔煤板鉸接在滾筒后從而完成采煤工作面的落煤和裝煤。主要用途和適用條件：該機(jī)適用于頂板中等穩(wěn)定

13、，煤層厚度在0.8-1.3米，傾角30的煤層，可采普氏硬度系數(shù)f3的煤質(zhì)和非金屬層狀礦床。工作時(shí)可與單體液壓支柱、金屬鉸接頂梁配套組成普采或高檔普采工作面、也可與薄煤層液壓支架配套組成綜采工作面。該機(jī)設(shè)有液壓防滑制動器。2 采煤機(jī)基本功能的結(jié)構(gòu)方案2.1 實(shí)現(xiàn)破碎煤壁功能的結(jié)構(gòu)方案2.1.1 銑削式結(jié)構(gòu)方案 在鼓形滾筒的表面或在螺旋滾筒的葉片上安裝截齒，滾筒隨采煤機(jī)前移并自轉(zhuǎn)，截齒邊用銑削的方式把煤從煤壁上截割下來，這是銑削結(jié)構(gòu)。在側(cè)銑方式中螺旋滾筒結(jié)構(gòu)應(yīng)用最普遍，其主要優(yōu)點(diǎn)是它不僅能實(shí)現(xiàn)截落煤的功能，還能實(shí)現(xiàn)裝煤的功能；水平旋轉(zhuǎn)軸調(diào)整滾筒高度比較方便，對不同煤層厚度的適應(yīng)性好；具有自開缺口的

14、功能等。垂直滾筒結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，滾筒結(jié)構(gòu)簡單，制造方便；破碎煤層時(shí)，截齒沿層里運(yùn)動，截齒所受截割阻力小，采煤機(jī)能耗比較低；這種滾筒只能在煤層厚度變化不大的薄煤層中工作，或與其他結(jié)構(gòu)形式的破煤結(jié)構(gòu)組合在一起共同工作，滾筒的適應(yīng)性小。2.1.2 鉆削式結(jié)構(gòu)方案鉆削式結(jié)構(gòu)是在環(huán)形懸臂的首端安裝截齒，這種懸臂的內(nèi)表面也安裝有截齒。這種結(jié)構(gòu)被稱為鉆削臂。當(dāng)鉆削頭自轉(zhuǎn)并沿其軸線方向推進(jìn)時(shí)，首先在煤層中鉆削頭截割出現(xiàn)形截槽，而此環(huán)形槽所圍成的柱狀煤體則被軸線頭內(nèi)的截齒所破碎。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，制造方便；集落煤和裝煤功能于一體；煤的坡度大，及其能耗低。其缺點(diǎn)是這種結(jié)構(gòu)應(yīng)布置于采煤機(jī)的端面，機(jī)身必沿其鉆削

15、出的空間前進(jìn)，因此，機(jī)身長；這種破煤結(jié)構(gòu)不能自開缺口；為使頂?shù)装迤秸?，還必須配有截割盤，沿頂板和底板截割煤層，因此整個(gè)機(jī)器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜；此外，這種破煤結(jié)構(gòu)對煤層厚度的適用性小。2.1.3 滾壓式結(jié)構(gòu)方案滾壓式破沒結(jié)構(gòu)是在螺旋滾筒的旋葉上和滾筒端面安裝滾壓盤刀，當(dāng)滾筒前移并自轉(zhuǎn)時(shí)，盤刀壓向煤壁，其刃部的擠壓和剪切作用達(dá)到破煤的目的。這種破碎煤層的就都優(yōu)點(diǎn)在于，采下煤的塊度大，煤塵明顯低；機(jī)器能耗?。槐P刀壽命長，結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高。綜合上述各種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合該采煤機(jī)是在煤層厚度小的薄煤層中工作，適用螺旋滾筒結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，所以實(shí)現(xiàn)破碎煤壁功能結(jié)構(gòu)方案選擇螺旋滾筒結(jié)構(gòu)。2.2 實(shí)現(xiàn)裝煤功能的結(jié)構(gòu)方案把煤從

16、煤壁上破碎下來以后，還要裝到工作面輸送機(jī)里運(yùn)到到工作面之外。能實(shí)現(xiàn)這種裝煤工作的結(jié)構(gòu)與落煤結(jié)構(gòu)的種類有關(guān)。經(jīng)過淘汰和篩選，只有兩種類型的裝煤機(jī)構(gòu)被廣泛應(yīng)用。 一種是與落煤結(jié)構(gòu)相結(jié)合，不僅具有落煤功能，而且兼有裝煤功能。比如，螺旋滾筒式工作結(jié)構(gòu)，采落下來的碎煤被螺旋葉片自煤壁向采空區(qū)方向輸送，并裝到工作面輸送機(jī)里。鉆削式工作機(jī)構(gòu)的鉆削臂也起裝煤作用。這兩種工作機(jī)構(gòu)的裝煤功能要與工作面輸送機(jī)的鏟煤板相配合，才能更好的實(shí)現(xiàn)。經(jīng)驗(yàn)表明，通常還有5%20%的采落煤不能裝入輸送機(jī)里而留在工作面底板上，這些沒被稱為浮煤。當(dāng)浮煤量較小時(shí)，不必進(jìn)行人工清理，在輸送機(jī)向煤壁方向推移時(shí)，浮煤會順采煤板滑入輸送機(jī)里運(yùn)

17、走。而當(dāng)浮煤量較大時(shí)，必須在采煤機(jī)之后進(jìn)行人工清理，稱為掃浮煤。為了減少浮煤量，有時(shí)在螺旋滾筒軸上懸有弧形擋煤板，置于滾筒后面，浮于底板之上，收集底板上的浮煤，再由螺旋滾筒通外運(yùn)。另一種是專門用于裝煤的結(jié)構(gòu)，如犁地的犁一般，被單獨(dú)的牽引機(jī)構(gòu)牽引，在工作面往返運(yùn)行，把碎落在底板上的煤裝入輸送機(jī)里。這種結(jié)構(gòu)往往與沒有裝煤功能的工作機(jī)構(gòu)配合，如水平軸鼓形滾筒工作機(jī)構(gòu)等。 由于破碎煤壁功能結(jié)構(gòu)方案選擇螺旋滾筒結(jié)構(gòu)，并且其具有落煤與裝煤功能，所以裝煤功能的結(jié)構(gòu)方案采用螺旋滾筒式工作結(jié)構(gòu)。2.3 實(shí)現(xiàn)采煤機(jī)自移功能的結(jié)構(gòu)方案2.3.1 傳動方式的選擇2.3.1.1 液壓傳動 如下圖，液壓傳動的牽引系統(tǒng)是有

18、牽引部電動機(jī)帶動油泵，經(jīng)油泵排出的壓力油經(jīng)過控制油路的控制閥驅(qū)動油馬達(dá)，油馬達(dá)在經(jīng)減速器齒輪系統(tǒng)（或直接驅(qū)動鏈輪）驅(qū)動牽引鏈輪。通過改變油泵的排油方向和排油量的大小，改變油馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速以實(shí)現(xiàn)牽引的換向和牽引速度的調(diào)整。在液壓系統(tǒng)中還要設(shè)有安全閥和溢流閥，以防止?fàn)恳^載，起到保護(hù)系統(tǒng)的目的。液壓傳動系統(tǒng)的特點(diǎn)是：可以實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，保護(hù)完善，換向方便，可以實(shí)現(xiàn)自動調(diào)速和離機(jī)遙控調(diào)速，單液壓元件加工精度高，對于要求嚴(yán)格，故障處理較困難，在井下工作面檢修不便。隨著及其功率的加大和長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，使油的溫度升高，會造成容積效率降低和油質(zhì)變劣等后果。圖2-1 液壓傳動系統(tǒng)方框圖fig.2-1 hy

19、draulic system block diagram2.3.1.2 電氣傳動 電氣傳動的牽引方式又稱“電牽引”，就是用可以調(diào)速的直流電動機(jī)驅(qū)動牽引部。為了簡化采煤機(jī)的電源種類和減少輸電過程的損失，截割部和牽引部都采用交流電源，在采煤機(jī)上附設(shè)整流設(shè)備向牽引部供應(yīng)直流電。但采煤機(jī)的外形尺寸受到嚴(yán)格的限制。電氣傳動的牽引系統(tǒng)如下圖所示。在電動機(jī)的控制回路中裝設(shè)了可控硅調(diào)速回路，該回路可接受兩個(gè)反饋信號，一個(gè)是牽引鏈輪的轉(zhuǎn)速，經(jīng)截割部電動機(jī)的截割回路反饋到控硅調(diào)速回路實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。另一個(gè)是與電動機(jī)的限速發(fā)電機(jī)的電壓反饋信號，反饋到可控硅調(diào)速回路來提案接電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。圖2-2 電氣傳動系統(tǒng)方框

20、圖fig.2-2 electric transmission system block diagram這種傳動方式的調(diào)速、換向、過載保護(hù)和各種監(jiān)護(hù)保護(hù)都可以由電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，使得機(jī)械傳動部分大為簡化，因而可以縮小采煤機(jī)的體積，采煤機(jī)的總質(zhì)量比液壓牽引的采煤機(jī)減輕約；調(diào)速方便，調(diào)速范圍廣，調(diào)速特性好；牽引部傳動效率比液壓牽引部提高近30%；可以用于有鏈或無鏈牽引系統(tǒng)；裝有兩臺電牽引部的采煤機(jī)，可以不降低牽引速度的條件下把牽引力提高一倍。而液壓傳動的無鏈雙牽引部采煤機(jī)，因?yàn)橛捅霉?，牽引力提高一倍時(shí)牽引速度將降低一倍。根據(jù)該薄煤層采煤機(jī)的工作環(huán)境，傳動方式選擇液壓傳動。2.3.2 牽引機(jī)構(gòu)的形式選擇

21、 長壁回采工作面采煤機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)有三種：鋼絲繩牽引機(jī)構(gòu)、錨鏈牽引機(jī)構(gòu)和無鏈牽引機(jī)構(gòu)。2.3.2.1 鋼絲繩牽引機(jī)構(gòu)過去的采煤機(jī)基本都用這種牽引機(jī)構(gòu)，由于是靠鋼絲繩與卷筒之間的摩擦力實(shí)現(xiàn)傳動，所以兩者磨損較快，使用壽命短（鋼絲繩的使用壽命為23個(gè)月）；又因受到井下空間條件的限制，鋼絲繩直徑不可能太粗，限制了采煤機(jī)牽引力的提高；而且斷繩時(shí)容易傷人。所以，只有某些特殊條件才被選用。 2.3.1.2 錨鏈牽引機(jī)構(gòu) 采煤機(jī)錨鏈牽引方式有兩種：內(nèi)牽引和外牽引。牽引部和截割部聯(lián)結(jié)城一個(gè)整體，在工作面上來回移動，稱為內(nèi)牽引，牽引部出軸上裝一鏈輪與錨鏈想嚙合，該錨鏈繞過鏈輪、兩端經(jīng)導(dǎo)向輪后拉直，分別固定在工作面

22、輸送機(jī)機(jī)頭和機(jī)尾上，鏈輪轉(zhuǎn)動時(shí)，迫使機(jī)身鹽工作面移動。外牽引是把牽引部設(shè)在工作面的端部，不跟截割部一起移動，只隨工作面向前推移。和內(nèi)牽引相比，外牽引有不少缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在：1) 牽引部設(shè)在工作面一端時(shí)，要用兩條在工作面上不斷拖動的牽引鏈，對滾筒裝煤、輸送機(jī)和液壓支架的推移都有妨礙，而且容易傷人；2) 如果在工作面兩端各設(shè)一個(gè)主動鏈輪，雖然可以減少一根牽引鏈，但是牽引鏈的收放很麻煩。實(shí)際上不得不采用兩條牽引鏈，采煤機(jī)更加復(fù)雜，操縱更不便；3) 由于牽引鏈要在工作面上移動，使采煤機(jī)的牽引阻力比內(nèi)牽引約大15%20%；而且牽引鏈的彈性振動較大，引起采煤機(jī)的動載荷也較大；4) 采煤機(jī)在工作面上移動的比

23、內(nèi)牽引時(shí)輕，在一定條件可能影響采煤機(jī)的工作穩(wěn)定性；5) 截割部和牽引部相距很遠(yuǎn)，給操縱造成一些困難。但是，由于被牽引把牽引部設(shè)在工作面端頭和順槽里，對牽引部的維修和檢修較為方便；采煤機(jī)在工作面上移動的部分比內(nèi)牽引時(shí)短，適應(yīng)頂板和底板起伏的能力比較強(qiáng)。所以，在薄煤層和極薄煤層采煤機(jī)上，可以采用外牽引，而且一般選液壓傳動較為合適。在其他情況不宜采用外牽引。和鋼絲繩牽引相比較，錨牽引具有如下特點(diǎn)：a) 錨鏈強(qiáng)度高，承載能力大，能滿足采煤機(jī)增大牽引力和提高牽引速度的要求；b) 錨鏈牽引是鏈輪輪齒與鏈環(huán)相嚙合，工作較可靠，并便于采用外牽引方式；c) 錨鏈?zhǔn)褂脡勖^長，一般在六個(gè)月以上。錨鏈斷鏈時(shí)彈性較小

24、，采用連接環(huán)聯(lián)結(jié)斷鏈很方便；d) 錨鏈的節(jié)距較大，當(dāng)鏈輪做等速運(yùn)動時(shí)，錨鏈相對鏈輪的移動是周期行變化的，這使采煤機(jī)承受較大的載荷。錨鏈牽引比鋼絲繩牽引確實(shí)是一大進(jìn)步，但是由于牽引鏈斷鏈和跳鏈的危險(xiǎn)、鏈條的彈性振動和鏈傳動造成的速度脈動會引起動載荷、鏈條對于滾筒的裝載、輸送機(jī)和液壓支架的推移還有一個(gè)妨礙。所以，錨鏈牽引有改進(jìn)的必要。2.3.1.3無鏈牽引無鏈牽引采煤機(jī)直接利用敷設(shè)在工作面輸送機(jī)上的軌道運(yùn)行。具有一系列優(yōu)點(diǎn)：1) 采煤機(jī)移動比較平穩(wěn)，保證了采煤機(jī)的載荷比較穩(wěn)定；2) 提高了設(shè)備的可靠性和生產(chǎn)的安全性；3) 采煤機(jī)移動所消耗的能量較少；4) 采煤機(jī)的運(yùn)行噪音較低，有利于改善工作面的勞

25、動條件；5) 提高采煤機(jī)的爬坡能力；6) 在一個(gè)工作面上可能采用多臺采煤機(jī)同時(shí)作業(yè)，以提高工作面產(chǎn)量。綜上所述，根據(jù)該采煤機(jī)工作環(huán)境，和工作特點(diǎn)，牽引機(jī)構(gòu)的形式選擇無鏈牽引，無鏈牽引的特點(diǎn)符合該采煤機(jī)的工作要求。2.4 截割部傳動的選擇2.4.1 電動機(jī)-固定減速器-搖臂-滾筒這種傳動系統(tǒng)的特點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡單，搖臂從固定箱端部伸出，支撐可靠，強(qiáng)度和剛度都比較有利，不足之處是搖臂下方角度受輸送機(jī)限制，使?jié)L筒臥底量受限制。2.4.2 電動機(jī)固定減速箱搖臂行星齒輪傳動滾筒這種傳動系統(tǒng)特點(diǎn)是，在傳動系統(tǒng)的末端是行星傳動，使其前幾級的傳動比減小，系統(tǒng)簡化，而行星傳動的齒輪魔術(shù)也減小，由于在滾筒內(nèi)設(shè)有行星傳

26、動，滾筒筒轂直徑大，因此這種傳動系統(tǒng)適于中厚以上煤層的采煤機(jī)；搖臂側(cè)置，滾筒臥底量大；由于搖臂側(cè)置，其支撐剛性在設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)先應(yīng)注意保證；搖臂與固定減速箱內(nèi)部機(jī)件的聯(lián)接也容易松動，應(yīng)注意加固。2.4.3 電動機(jī)減速箱滾筒這種傳動系統(tǒng)特點(diǎn)是，電動機(jī)與傳動系統(tǒng)以及滾筒共同組成一個(gè)部件，此部件支撐在機(jī)身牽引部上，并能繞其支撐點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)滾筒調(diào)高。調(diào)高范圍大，機(jī)身短，采煤機(jī)的開缺口的距離??；整個(gè)截割部傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡化，剛度增加。2.4.4 電動機(jī)搖臂行星齒輪傳動滾筒這種傳動系統(tǒng)特點(diǎn)是，電動機(jī)與搖臂形成一體，支撐剛度大，簡化了傳動系統(tǒng)，尤其取消的錐齒輪傳動，減小了加工難度，也增加了截割部傳動系統(tǒng)的可靠性；

27、調(diào)高范圍打；縮短了采煤機(jī)機(jī)身。該采煤機(jī)是在煤層較低的空間內(nèi)工作，要求機(jī)身不應(yīng)過大，第（4）種方案結(jié)構(gòu)簡單，剛度大適合該采煤機(jī)的要求。搖臂設(shè)計(jì)采用彎搖臂，這樣設(shè)計(jì)能提高裝煤效果，行星頭外徑小，整體長度短，保證臥底要求和縮短整機(jī)機(jī)身長度。3 采煤機(jī)輔助功能的結(jié)構(gòu)方案 只具有基本功能的采煤機(jī)，能勉強(qiáng)完成在工作面破落煤壁和裝煤的任務(wù)。在工作實(shí)踐中，由于實(shí)際情況的復(fù)雜性，為了使采煤機(jī)適應(yīng)復(fù)雜情況的需要，人們不斷創(chuàng)造開發(fā)出新的結(jié)構(gòu)，使采煤機(jī)具有一些輔助功能。至今這些輔助功能已成為現(xiàn)代采煤機(jī)所必須的。這些輔助功能有，適應(yīng)煤層賦存狀態(tài)變化的功能、降塵和冷卻設(shè)備功能、自動拖卷電纜功能等。 3.1 實(shí)現(xiàn)適應(yīng)煤層賦

28、存狀態(tài)變化功能的結(jié)構(gòu)方案3.1.1 能實(shí)現(xiàn)使用煤層厚度變化的功能結(jié)構(gòu)方案 該薄煤層采煤機(jī)工作于0.8m1.3m之間的薄煤層中，理論是選擇單滾筒，但是為了更有效的采集煤資源，所以采用雙滾筒采煤機(jī)，使沒資源能夠更好的開采出來，不被浪費(fèi)掉有限資源。使一個(gè)滾筒沿地板截割，另一個(gè)沿滾筒鹽頂板截割，兩個(gè)滾筒完成同一層沒的截割。當(dāng)煤層厚度變化時(shí)，兩個(gè)滾筒的工作高度應(yīng)當(dāng)變化，這就需要能實(shí)現(xiàn)適應(yīng)煤層厚度變化的功能結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)稱為采煤機(jī)的調(diào)高裝置。該采煤機(jī)才用下圖的調(diào)高裝置圖3-1 1調(diào)高油缸；2小搖臂；4搖臂軸fig.3-11 1- increase the fuel tanks; 2 - small roc

29、ker; 4 - rocker shaft上圖為調(diào)高油缸在機(jī)身下面，小搖臂2與搖臂 固聯(lián)，由于活塞桿伸縮就實(shí)現(xiàn)了滾筒工作高度的變化。對于雙滾筒采煤機(jī)而言，借助于兩個(gè)滾筒到賬高度的變化的改變，能就完全適應(yīng)煤層厚度等于或小于滾筒直徑的變化情況。3.1.2 適應(yīng)煤層沿走向波浪起伏以及存在斷層的功能的結(jié)構(gòu)方案采煤機(jī)在采空區(qū)安裝有調(diào)斜油缸，采空區(qū)側(cè)的滑靴安裝在活塞桿上?；钊麠U伸縮就改變了采煤機(jī)的傾斜角度。3.1.3 具有開采大傾角煤層功能的結(jié)構(gòu)方案當(dāng)采煤工作面傾角大于10，一旦機(jī)器牽引部失靈，采煤機(jī)有可能下滑。有以下幾種防滑裝置：1) 抱閘式防滑裝置2) 盤式制動器防滑裝置此盤式制動器的控制油源于采煤機(jī)

30、牽引部液壓系統(tǒng)，當(dāng)此液壓系統(tǒng)由于某種原因作出需采煤機(jī)制動的反應(yīng)時(shí)，控制油就進(jìn)入油缸產(chǎn)生制動作用。3) 輔助牽引與防滑絞車該采煤機(jī)的防滑裝置采用盤式制動器防滑裝置3.2 實(shí)現(xiàn)降塵和冷卻功能的結(jié)構(gòu)3.2.1 實(shí)現(xiàn)降塵功能的方案采煤機(jī)的截煤滾筒在截割煤壁的同時(shí)，產(chǎn)生了煤塵并在空氣中飛揚(yáng)，使井下的空氣遭到嚴(yán)重污染，威脅井下的身體健康。在井下，當(dāng)顆粒直徑在不大于0.751.0mm的范圍內(nèi)的煤塵形成一定濃度時(shí)，容易引起煤塵爆炸或瓦斯爆炸。因此降塵是采煤機(jī)的一個(gè)重要輔助功能。降塵措施有多種，不僅有結(jié)構(gòu)方面的，而且還有采煤機(jī)工作參數(shù)方面的等，歸納起來有日下諸方面：1) 提高采煤機(jī)牽引速度，降低截煤滾筒轉(zhuǎn)速，增

31、大碎煤塊度，能明顯地降低煤塵。2) 滾筒軸垂直于采煤機(jī)機(jī)面，即采用立滾筒，使截齒沿煤層層理截割，也能降低煤層。3) 在可能條件下，減少滾筒上安裝截齒的數(shù)量，增大碎煤塊度，降低煤塵。4) 實(shí)現(xiàn)滾筒自動調(diào)高，避免滾筒截割工作面頂板和底板，從而引起采煤機(jī)牽引速度降低，避免煤塵大量生成。5) 吸入空氣式降塵結(jié)構(gòu)。6) 用噴霧滅塵7) 用泡沫滅塵該薄煤層采煤機(jī)采用噴霧滅塵方式。使壓力為1520pa的壓力誰經(jīng)由噴咀噴出霧化，極細(xì)小的液滴充滿滾筒截煤區(qū)，液滴與粉塵相碰而被捕捉。壓力水由設(shè)在工作面下順槽的水泵供水。供水膠管通徑不大于25mm。在采煤機(jī)進(jìn)水口處的水壓為2030pa。壓力水經(jīng)過滾筒內(nèi)流出，并由裝在

32、也便上的噴咀噴出，稱為內(nèi)噴霧。當(dāng)壓力水有設(shè)在機(jī)身的噴咀噴出為外噴霧。這樣噴霧，降塵效果很好。3.3 卷電纜裝置采煤機(jī)沿工作面王府移行工作，電纜和水管也必須隨采煤機(jī)移動，因此必須有方便而可靠的卷電纜裝置。懸鏈固定板固定在采煤機(jī)電纜進(jìn)線口近旁的機(jī)身上。懸鏈固定板用幾節(jié)懸鏈與尼龍電纜夾板相連。裝置電纜夾板都節(jié)狀，節(jié)與節(jié)之間用銷釘連接，允許彎曲。沿工作面鋪設(shè)的電纜和水管被這種h型夾板夾于其間，不但保護(hù)了電纜和水管，又允許電纜和水管沿工作面來回彎曲折返。夾有電纜和水管的電纜夾至于工作面輸送機(jī)采空區(qū)側(cè)的電纜槽之中，使之得到保護(hù)。4 采煤機(jī)主要特點(diǎn)及主要參數(shù)4.1 采煤機(jī)的主要特點(diǎn)(1)兩臺截割電機(jī)分別橫向

33、布置在左右搖臂上，使整體結(jié)構(gòu)較為緊湊，且取消了圓錐齒輪傳動，增加了傳動系統(tǒng)的可靠性，并且使截割電機(jī)的維修和更換較為方便。(2)各大部件無機(jī)械傳動連接，整機(jī)長度短、厚度薄、寬度窄對薄煤層適應(yīng)性強(qiáng)；(3)主機(jī)采用整體鑄造殼體，內(nèi)分左牽引部腔、泵箱腔、電控箱腔、右牽引部腔，各腔獨(dú)立，互不相通整體鋼性好，避免了各部件聯(lián)接松動問題，減少了故障發(fā)生率；(4)機(jī)上設(shè)有內(nèi)外噴霧系統(tǒng)，有較好的滅塵效果；(5)泵箱采用干式系統(tǒng)，管路連接簡單，調(diào)試方便，便于保持油質(zhì)清潔。(6)液壓系統(tǒng)采集成高，將輔助泵、調(diào)高泵、控制閥組集成于主泵且主泵外置，便于維修及修理。(7)牽引減速采用雙行星結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大，體積小。

34、(8)采用彎搖臂設(shè)計(jì)，提高裝煤效果，行星頭外徑小，整體長度短，保證臥底要求和縮短整機(jī)機(jī)身長度。(9)截割電機(jī)采用機(jī)械力矩軸離合裝置，搖臂傳動系統(tǒng)得到有效保護(hù)。(10)整機(jī)無底托架，最大程度增大過煤高度。(11)液壓調(diào)高油缸采用外置平衡閥取代液壓鎖，消除搖臂振動，便于維修。(12)主泵、馬達(dá)富裕系數(shù)大，采用國際名牌產(chǎn)品，可靠性高。(13)整機(jī)兩端設(shè)有急停按鈕，便于及時(shí)停車，安全操作。(14)電氣系統(tǒng)設(shè)有過熱、過流保護(hù)裝置，保護(hù)齊全。(15)該機(jī)設(shè)有瓦斯斷電報(bào)警裝置，提高設(shè)備使用安全性.4.2 主要技術(shù)參數(shù)生產(chǎn)能力（t/h）:370(滾筒0.76m時(shí))采高（m）：0.81.2滾筒直徑（mm）： 7

35、60 臥底量(mm)： 73 截深(m)： 0.73 滾筒轉(zhuǎn)速(r/min)： 93.78適應(yīng)工作傾角()： 30適應(yīng)煤質(zhì)硬度： f3牽引方式：液壓傳動，擺線輪銷軌式無鏈牽引牽引力（kn）：150牽引速度（m/min）：05搖臂擺角（）： -11.8914.33控制方式： 手動芯線控制操縱方式：手動、中間牽引和兩端調(diào)高、停機(jī)拖動電纜規(guī)格(mm2): mcp-0.66/1.14 395125310（660v用） mcp-0.66/1.14 370+125+76（1140v用）拖動冷卻噴霧水管規(guī)格: 19降塵方式: 內(nèi)外噴霧供水壓力(mpa): 4.5供水流量(l/min):125供水管型號:kj

36、r19裝機(jī)總功率(kw)：210040牽引電機(jī)型號：ybrb-40功率（kw） 40電壓（v）1140轉(zhuǎn)速(r/min) 1470 截割電機(jī)型號：ybcs3-100（a）功率（kw） 100電壓（v）1140轉(zhuǎn)速(r/min) 1470電壓（v）： 1140外形尺寸 (長寬高)mm: 71081883760機(jī)重（t）： 12配套運(yùn)輸機(jī)：sgz-630/110特制5 搖臂裝機(jī)功率的確定 雙滾筒裝機(jī)功率：設(shè)以v=2.0 m/min速度牽引，截割中硬度（截割阻抗=250kgf/cm）煤質(zhì)計(jì)算功率。此時(shí)采煤機(jī)裝機(jī)功率 （5-1） 式中 h-采高（m）; t-截深（m）; v-牽引速度（m/min）;r

37、-，煤質(zhì)實(shí)體容積（t/m3）; 裝機(jī)功率 （5-2）式中 -滾筒直徑與采高的比值 = -前滾筒截割阻抗煤質(zhì)的比能耗-后滾筒截割同樣煤質(zhì)的比能耗= -查表其0.44系數(shù)，當(dāng)后滾筒在煤層下部逆后旋轉(zhuǎn)時(shí)，取=1-功率利用系數(shù)，單擊驅(qū)動=1-功率水平系數(shù)，查表，取=0.95雙滾筒采煤機(jī)的裝機(jī)功率從以上結(jié)果看，該薄煤層采煤機(jī)裝機(jī)功率為100kw是合理的，能夠滿足截割部系數(shù)f2.5煤質(zhì)的需要。由裝機(jī)功率估算出，截割部驅(qū)動功率為100kw，由此選出防爆電機(jī)型號為ybcs3-100。查表，知: 功率（kw）100； 電壓（v）1140；轉(zhuǎn)速(r/min) 1470。滾筒轉(zhuǎn)速93.78r/min。6 傳動齒輪設(shè)

38、計(jì)6.1 確定總傳動比及分配傳動比由電機(jī)轉(zhuǎn)速1470 r/min和滾筒轉(zhuǎn)速93.78r/min得知:總傳動比 該薄煤層采煤機(jī)經(jīng)過二級直齒輪和一級行星齒輪傳動逐級減小。各級傳動比分配如下： 6.2各軸轉(zhuǎn)矩0軸：0軸即電動機(jī)軸 kw r/min nm軸：軸即減速器高速軸 kw r/min nm軸：軸即減速器中間軸 kw r/min nm軸：軸即減速器低速軸 kw r/min nm行星傳動機(jī)構(gòu) kw r/min 6.3 中速軸齒輪模數(shù)的確定及校核6.3.1 選擇齒輪材料查參考文獻(xiàn)1表8-17 小齒輪選用滲碳淬火 大齒輪選用滲碳淬火6.3.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算確定齒輪傳動精度等級，按估取圓周

39、速度=4m/s，查參考文獻(xiàn)1表8-14，表8-15選取 公差組8級小輪分度圓直徑，由下式得 （6-1）齒寬系數(shù)查參考文獻(xiàn)1表8-23按齒輪相對軸承為非對稱布置，取小輪齒數(shù)， 選取=18大輪齒數(shù) 圓整取=30齒數(shù)比 傳動比誤差 誤差在范圍內(nèi)，合適小輪轉(zhuǎn)矩由公式得 （6-2）載荷系數(shù)k由公式得 （6-3）使用系數(shù)，查參考文獻(xiàn)1表8-20 得 =1.75動載荷系數(shù) 查參考文獻(xiàn)1圖8-57得初值 =1.18齒向載荷分布系數(shù) 查參考文獻(xiàn)1圖8-60 =1.07齒間載荷分配系數(shù)由公式(及得 （6-4） 查表8-21并插值 =1.1則動載荷系數(shù)k的初值彈性系數(shù) 查參考文獻(xiàn)1表8-22 = 節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) 查參

40、考文獻(xiàn)1圖8-64 =2.5重合度系數(shù) 查參考文獻(xiàn)1圖8-65 =0.87許用接觸應(yīng)力 由公式得 （6-5）接觸疲勞極限應(yīng)力查參考文獻(xiàn)1圖8-69 =585應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由公式得 （6-6）則，查參考文獻(xiàn)1圖8-70得接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)(不允許有點(diǎn)蝕) 硬化系數(shù) 查參考文獻(xiàn)1圖8-71及說明 =1接觸輕度安全系數(shù) 查參考文獻(xiàn)1表8-27，按一般可靠度查取=1.1 故的設(shè)計(jì)初值為齒輪模數(shù)m 查參考文獻(xiàn)1表8-3 m=11小輪分度圓直徑的參數(shù)圓整值圓周速度 小輪分度圓直徑大輪分度圓直徑中心距a齒寬b 大輪齒寬 小輪齒寬6.3.3 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算由公式 （6-7）齒形系數(shù) 查參考文獻(xiàn)1圖8-

41、67 小輪=2.60 大輪=2.20應(yīng)力修正系數(shù) 查參考文獻(xiàn)1圖8-67 小輪=1.60 大輪=1.77重合度系數(shù) 由公式 （6-8）許用彎曲應(yīng)力 由公式 （6-9）彎曲疲勞極限 查參考文獻(xiàn)1圖8-72 =460 =390彎曲壽命系數(shù) 查參考文獻(xiàn)1圖8-73 =1尺寸系數(shù) 查參考文獻(xiàn)1圖8-74 =1安全系數(shù) 查參考文獻(xiàn)1表8-27 =1.3則 故 齒根彎曲強(qiáng)度滿足。6.4 高速軸齒輪模數(shù)的確定6.4.1 選擇齒輪材料查參考文獻(xiàn)1表8-17 小齒輪選用滲碳淬火大齒輪選用滲碳淬火6.4.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算確定齒輪傳動精度等級，按估取圓周速度=4m/s，查參考文獻(xiàn)1表8-14，表8-1

42、5選取 公差組8級小輪分度圓直徑，由公式（6-1）得齒寬系數(shù)查參考文獻(xiàn)1表8-23按齒輪相對軸承為非對稱布置，取小輪齒數(shù)， 選取=20大輪齒數(shù) 取=42齒數(shù)比 傳動比誤差 誤差在范圍內(nèi)，合適小輪轉(zhuǎn)矩由式(6-2) 得 載荷系數(shù)k由式(6-3) 得 使用系數(shù)，查參考文獻(xiàn)1表8-20得 =1.75動載荷系數(shù) 查參考文獻(xiàn)1圖8-57得初值 =1.18齒向載荷分布系數(shù) 查參考文獻(xiàn)1圖8-60 =1.07齒間載荷分配系數(shù)由式（6-4）及得 查參考文獻(xiàn)1表8-21并插值 =1.1則動載荷系數(shù)k的初值彈性系數(shù) 查參考文獻(xiàn)1表8-22 = 節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) 查參考文獻(xiàn)1圖8-64 =2.5重合度系數(shù) 查參考文獻(xiàn)1

43、圖8-65 =0.87許用接觸應(yīng)力 由式（6-5）得 接觸疲勞極限應(yīng)力查參考文獻(xiàn)1圖8-69 =585應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由式（6-6）得則，查圖8-70得接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)(不允許有點(diǎn)蝕) 硬化系數(shù) 查參考文獻(xiàn)1圖8-71及說明 =1接觸輕度安全系數(shù) 查參考文獻(xiàn)1表8-27，按一般可靠度查取=1.1 故的設(shè)計(jì)初值為齒輪模數(shù)m 查參考文獻(xiàn)1表8-3 m=8小輪分度圓直徑的參數(shù)圓整值圓周速度 小輪分度圓直徑大輪分度圓直徑中心距a齒寬b 大輪齒寬 小輪齒寬6.5 行星齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算6.5.1 選取行星齒輪傳動的傳動類型根據(jù)該采煤機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊外廓尺寸小得特點(diǎn)，選取2z-x(a)型行星傳動較合理。6.5.2 配

44、齒計(jì)算根據(jù)傳動比i=4.47，n=4，查表3-2 6.5.3 初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù)按齒輪接觸強(qiáng)度初算小齒輪分度圓直徑小齒輪分度圓直徑的初算公式為 （6-10） 式中 算式系數(shù)，對于鋼對鋼配對的齒輪副，直齒輪傳動=768. 嚙合齒輪副中小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩，= 使用系數(shù)，查參考文獻(xiàn)3表6-7，=1.75 綜合系數(shù)，查參考文獻(xiàn)3表6-5，=2.5 計(jì)算機(jī)接觸強(qiáng)度的行星輪載荷分布不均勻系數(shù)，=1.4 小齒輪齒寬系數(shù)，查參考文獻(xiàn)3表6-6 =0.75 u齒數(shù)比， 試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限，查參考文獻(xiàn)3表6-14，=1600 將各數(shù)值帶入上式中 齒輪模數(shù)m 查參考文獻(xiàn)3表8-3 m=6 mm齒寬b 大輪齒寬

45、 小輪齒寬6.5.4 嚙合參數(shù)計(jì)算在2個(gè)嚙合齒輪副a-c、b-c中，其標(biāo)準(zhǔn)中心距a為mmmm由此可見，兩各齒輪副的標(biāo)準(zhǔn)中心距均相等。因此該行星輪傳動滿足非變位的同心條件。6.5.5 幾何尺寸計(jì)算分度圓直徑 mm mm mm6.5.6 齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算由于2z-x(a)的工作特點(diǎn)，只需按其齒根彎曲應(yīng)力的強(qiáng)度條件公式進(jìn)行校核計(jì)算，即 （6-11）首先按公式計(jì)算齒輪的齒根應(yīng)力，即 （6-12）其中，齒根應(yīng)力的基本值可按公式計(jì)算，即 （6-13）許用齒根應(yīng)力可按公式計(jì)算，即 （6-14）現(xiàn)將該2z-x(a)行星傳動按照兩個(gè)齒輪副a-c、b-c分別驗(yàn)算如下。6.5.6.1 a-c齒輪副1) 名義切向力中心輪

46、a的切向力可按公式計(jì)算；已知mm （6-15）則得 （6-16） 2) 有關(guān)系數(shù)a) 使用系數(shù)，查參考文獻(xiàn)3表6-7，=1.75b) 動載荷系數(shù)=1.3c) 齒向載荷分布系數(shù)，按公式， （6-17）計(jì)算，查參考文獻(xiàn)3圖6-7（b）得，=1，由圖6-8得=1.3，代入上式得，d) 齒間載荷分配系數(shù)，由參考文獻(xiàn)3表6-9可查得=1.1e) 行星輪間載荷分配系數(shù)，按公式計(jì)算, （6-18）己取=1.4，則得f) 齒形系數(shù)，查參考文獻(xiàn)3圖6-22得 g) 應(yīng)力修正系數(shù)由參考文獻(xiàn)3圖6-24得 h) 重合度系數(shù)按公式計(jì)算，即 （6-19）i) 螺旋角系數(shù)，查參考文獻(xiàn)3圖6-25得 =1因?yàn)樾行禽哻不僅與

47、中心輪a嚙合，且同時(shí)還與內(nèi)齒輪b嚙合，故取齒寬b=73mm。3) 計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力按公式計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力，即 （6-20）取彎曲應(yīng)力=2624) 計(jì)算許用齒根應(yīng)力按公式計(jì)算齒根應(yīng)力，即 （6-21）已知齒根彎曲疲勞極限=340由參考文獻(xiàn)3表6-11查得最小安全系數(shù)=1.6式中 應(yīng)力系數(shù)，按所給定的區(qū)域圖取時(shí)，取=2 壽命系數(shù)，=0.89 齒根圓角敏感系數(shù)按參考文獻(xiàn)3表6-18=1 相對齒根表面系數(shù)按參考文獻(xiàn)3表6-18中取，=0.98尺寸系數(shù)，按參考文獻(xiàn)3表6-17，得=1.02將以上各系數(shù)代入公式（6-13）可得需用齒根應(yīng)力為 因齒根應(yīng)力=262小于許用齒根應(yīng)力，即。所以，a-c齒輪副滿足齒

48、根彎曲強(qiáng)度條件。6.5.6.2 b-c齒輪副在內(nèi)嚙合齒輪副b-c中只需要校核內(nèi)齒輪b的齒根彎曲強(qiáng)度，即按公式（6-12）計(jì)算取齒根彎曲應(yīng)力及按公式（6-14）計(jì)算許用齒根應(yīng)力。已知，。仿上，通過查表或采用相應(yīng)的公式計(jì)算，可得到取值與外嚙合不同的系數(shù)為代入上式得取=210可見，故b-c齒輪副滿足齒根彎曲條件。7 軸設(shè)計(jì)7.1 高速軸尺寸的確定7.1.1 輸出軸的轉(zhuǎn)矩t nm （7-1）7.1.2 作用在齒輪上的力輸出軸大齒輪分度圓直徑為mm （7-2）圓周力、徑向力和軸向力的大小如下 n （7-3） n （7-4） n （7-5）7.1.3 確定軸的最小直徑選取軸的材料為，查參考文獻(xiàn)2表4-2，取a=100，有公式初估軸的最小直徑為 （7-6）防爆電機(jī)輸出頭直徑為75mm，因?yàn)榉辣姍C(jī)輸出頭要插入高速軸內(nèi)，與軸連接，所以軸的最小直徑選120mm。高速軸為齒輪軸，上面有擋圈，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊選擋圈直徑為6mm，gb/t283-1994圓柱滾子軸承nj型02系列nj224e，尺寸，寬度b=40mm，小齒輪齒寬d=125mm，軸承與齒輪間間距取3mm，擋圈與電機(jī)間距取3mm，高速軸