本科畢業(yè)設(shè)計論文-一種耙斗裝巖機的傳動系統(tǒng)設(shè)計

論文題目（注：根據(jù)自己題目改寫）第一章方案論證1.1耙斗裝巖機的結(jié)構(gòu)及工作原理煤礦生產(chǎn)作業(yè)中,用鉆爆法掘進(jìn)巷道,爆破下來的巖石要裝到礦車?yán)?運出工作平面,提升到地表面處理。這項裝載工作勞動強度高,工作量大,約占整個掘進(jìn)循環(huán)過程的35%～50%。為了降低工人勞動強度,提高生產(chǎn)效率,保證這項工序?qū)崿F(xiàn)機械化,煤礦會使用各類裝載機械,如耙斗裝載機、鏟斗裝載機與蟹爪裝載機等。由于耙斗裝載機結(jié)構(gòu)簡單,易于制造,不僅能裝大塊巖石,而且還能用于坡度小于30°的巷道,因而廣泛應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)中。耙斗裝巖機主要結(jié)構(gòu)有：固定楔、尾輪、耙斗、絞車、臺車、導(dǎo)向輪、料槽（進(jìn)料槽、中間槽、卸料槽）及電氣部分。圖1耙斗裝巖機耙?guī)r工作原理1-尾輪；2-耙斗；3-尾繩；4-主繩；5-檔板；6-護(hù)板；7-升降裝置；8-操縱機構(gòu)；9-卡軌器；10-絞車；11-臺車；12-導(dǎo)向輪；13-礦車；14-頭輪；15-固定楔；16-簸箕口；17-連接槽；18-中間槽；19-卸載槽；20-軌道耙斗裝巖機是通過絞車的兩個滾筒分別牽引主繩，尾繩，使耙斗作往復(fù)運動，用耙斗把礦石耙進(jìn)料槽里，礦石從料槽得卸料口進(jìn)入礦車?yán)铮瑥亩鴮崿F(xiàn)機械化掘進(jìn)過程。工作時，耙斗裝巖機耙斗利用自重插入巖石堆中，然后起動絞車電動機，讓絞車主軸轉(zhuǎn)動，再扳動操縱機構(gòu)中的工作卷筒操縱手把，工作卷筒做旋轉(zhuǎn)運動，工作鋼絲繩不斷的纏到工作滾筒上，牽引耙斗沿著底板移動并將巖石耙入進(jìn)料槽中，再經(jīng)過中間槽，進(jìn)入卸料槽的卸料口巖石卸入礦車。此時，回程滾筒處于浮動狀態(tài)，從而使回程鋼絲繩可以順利得從回程卷筒放松下來。工作過程完成后，松開工作操縱手把，再扳動回程操縱手把，回程卷筒與絞車主軸旋轉(zhuǎn)，返回鋼絲繩就不斷的纏到回程卷筒上，將耙斗拉回礦石堆里，完成裝巖的一個循環(huán)過程，重新開始繼續(xù)耙裝。由耙裝到卸載，這個過程我們可看出，耙斗裝載機是間斷裝載礦石的，耙斗是上取式工作機構(gòu)。1.2耙斗裝巖機主要部件結(jié)構(gòu)1.2.1耙斗耙斗是耙裝機的主要組成部分，耙斗的主要參數(shù)有：重量，耙角，形狀。耙斗設(shè)計是否合理，直接影響耙斗裝巖機的生產(chǎn)效率，影響耙斗裝巖機是否能很好地進(jìn)行裝載工作。圖2耙斗耙斗的重量是根據(jù)巖石比重和塊度的大小來決定的。在設(shè)計中，由單位耙斗長度的重量q來計算。耙角，是耙斗在精致水平位置時耙齒內(nèi)側(cè)與水平所成的夾角α。設(shè)計耙角時，耙角的選擇要合適，過大或者過小都會直接影響耙斗的插入巖堆情況。根據(jù)經(jīng)驗：用于巷道時，耙角為；用于斜井時，當(dāng)斜井角度小于，耙角約為，當(dāng)斜井角度大于，耙角為之間。整體耙式耙斗b.鉸鏈折疊式耙斗b.雙面耙斗圖3幾種耙斗形式耙斗形狀在長，寬，高之間比例關(guān)系要有一定范圍。根據(jù)經(jīng)驗：在一定尺寸情況下，要充分考慮利用耙斗的有效空間，讓耙斗工作過程中巖石愈積愈多，又要避免巖石從耙斗兩側(cè)和上部漏掉。耙齒一般分為平齒和梳齒兩種。耙斗扒巖的過程中，巖石與耙齒的任何一點接觸，整個耙齒則無法繼續(xù)插入，如果梳形耙齒間卡住巖石的話，則增加了耙斗插入過程的阻力，松散的細(xì)粒也容易從齒間漏掉，平齒則沒有這種情況。因此本次設(shè)計采用平齒。圖4耙斗結(jié)構(gòu)1，6—接頭；2—尾幫；3—側(cè)板；4—拉板；5—筋板；7—斗齒；8—牽引鏈1.2.2主軸部件絞車的主軸部件主要部分有：工作滾筒、主軸、軸承、空程滾筒、內(nèi)齒圈、絞車架、中心輪、行星輪、行星輪架等。絞車的主軸穿過兩個卷筒（工作滾筒、空程滾筒）內(nèi)孔，花鍵固定這兩個中心輪。用鍵筒聯(lián)接，把絞車的工作滾筒和空程滾連接在相對應(yīng)的行星輪架上，并支承在相對應(yīng)的滾動軸承上。內(nèi)齒圈的外緣是帶式制動閘的制動輪，這兩個內(nèi)齒圈也支承在相對應(yīng)的軸承上。整個絞車通過主軸固定在機器的臺車上。主軸的安裝方式非常特殊，它沒有任的何軸承支承，呈現(xiàn)浮動狀態(tài)。這種浮動的結(jié)構(gòu)能自動調(diào)節(jié)三個行星輪上的負(fù)載趨于均勻和穩(wěn)定的狀態(tài)下，使主軸不受徑向力，只承受扭距。主軸左端和減速器伸出軸上大齒輪的花鍵連接，實現(xiàn)扭距的傳遞。圖5絞車主軸部件1-工作卷筒；2、5、110、14-滾珠軸承；3、6-內(nèi)齒圈；4-行星輪架；7、9-絞車架；8-回程卷筒；11-行星輪；12-中心輪；13-主軸1.2.3帶式制動閘圖6絞車帶式制動閘凸肩；2-調(diào)節(jié)螺釘；3-擋板；4-鋼帶；5-鋼絲石棉帶；6-鉚釘；7-圓柱銷；8-搖桿；9-調(diào)節(jié)螺母；10-拉桿帶式制動閘主要部分有：鋼帶、鋼絲石棉帶、搖桿、閘帶和拉桿等組成。石棉帶磨損后可以更換。閘帶成半圓形對稱分布，兩條閘帶中間用圓柱銷和絞車機架相連接。帶式制動閘的制動，操縱機構(gòu)使搖桿順時針轉(zhuǎn)動時，搖桿時右閘帶閘緊內(nèi)齒圈的外緣；與此同時，因為拉桿隨搖桿向右的移動，使左閘帶也閘緊內(nèi)齒圈的外緣，實現(xiàn)了內(nèi)齒圈的制動。反之，當(dāng)操縱機構(gòu)使搖桿逆時針轉(zhuǎn)動時，搖桿使右閘帶離開內(nèi)齒圈外緣，同時拉桿隨搖桿向左移動使左閘帶也離開內(nèi)齒圈外緣，即左右閘帶幾乎同時向外張開，從而實現(xiàn)內(nèi)齒圈的松閘。為防止閘帶松開的距離過大，縮短制動時間，在閘帶外緣上鉚有凸肩。當(dāng)該凸肩碰到固定在絞車架上的擋板后，閘帶便停止向外張開，使閘帶內(nèi)表面與內(nèi)齒圈外緣之間保持一定的工作間隙。該間隙的大小可用調(diào)節(jié)螺釘進(jìn)行調(diào)節(jié)。兩套帶式制動閘可借助相應(yīng)的杠桿操縱機構(gòu)進(jìn)行操作。操作機構(gòu)主要由空程滾筒操縱手柄1、工作滾筒操縱手柄2、拉桿3、短桿6、長桿7和連桿9等部分組成。這是兩套組裝在一起的杠桿操縱機構(gòu)。圖7絞車操縱機構(gòu)1-回程卷筒操縱手把；2-工作卷筒操縱手把；3、4-拉桿；5、6-短桿；7、10-長桿；8、9-連桿1.2.4輔助閘輔助閘主要是由銅絲石棉帶1、閘瓦2、接頭4、支座5、彈簧6、活塞7、把手8和把座9等部分組成。圖8絞車輔助閘1-銅絲石棉帶；2-閘瓦；3-鉚釘；4-接頭；5-支座；6-彈簧；7-活塞；8-手把；9-把座1.2.5傳動系統(tǒng)絞車的傳動系統(tǒng)如下圖所示。啟動電動機后，經(jīng)減速器內(nèi)齒輪，絞車主軸旋轉(zhuǎn)之后?；ㄦI把兩個中心輪和固定在主軸上，他們分別與這三個行星齒輪和嚙合，并與相應(yīng)的內(nèi)齒圈和，組成了兩套行星齒輪傳動機構(gòu)，傳動工作滾筒和空程滾筒，耙斗裝載機進(jìn)行工作時，需扳動操縱手把，使帶式制動閘閘緊內(nèi)齒圈，三個行星齒輪的行星輪架，則會被帶動著與中心齒輪做同向旋轉(zhuǎn)運動。由于在行星輪架上用鍵固定著工作卷筒，故隨著行星輪架旋轉(zhuǎn)，工作卷筒也就同時旋轉(zhuǎn)，使工作鋼絲繩不斷的纏繞到該工作卷筒上，則牽引耙斗耙取巖石，然后進(jìn)入溜槽，從而實現(xiàn)耙斗的工作過程。與此同時，由于耙斗的移動，拉著返回鋼絲繩從空程滾筒上放松下來，所以空程滾筒與工作滾筒按相反的方向旋轉(zhuǎn)。由于空程滾筒也用鍵與相應(yīng)的行星輪架固定，故此行星輪架也就隨著空程滾筒轉(zhuǎn)動。由于內(nèi)齒圈未被閘緊，而中心齒輪始終隨主軸一起轉(zhuǎn)動，所以通過行星齒輪帶動內(nèi)齒圈隨空程滾筒同向轉(zhuǎn)動。同理，當(dāng)帶式制動閘閘緊內(nèi)齒圈而松開內(nèi)齒圈時，返回鋼絲繩不斷地纏繞到空程滾筒上，工作鋼絲繩則由工作卷筒上放松下來，使耙斗實現(xiàn)返回行程。圖9行星輪式絞車系統(tǒng)傳動圖摩擦式絞車分為圓錐摩擦輪式絞車和內(nèi)漲摩擦輪式絞車兩種。圖9為圓錐摩擦輪式雙滾筒絞車。垂直布置著電動機和滾筒軸，兩個滾筒滑套在滾筒軸上，滾筒軸旋轉(zhuǎn)，左右兩個摩擦錐盤一起旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動左或右螺旋幅的螺母6，此螺母便推動與其相鄰的滾筒向外移動，與摩擦盤接觸并被帶動旋轉(zhuǎn)。當(dāng)反向轉(zhuǎn)動該螺母時，滾筒與摩擦盤脫開，停止旋轉(zhuǎn)。兩個滾筒上設(shè)有輔助剎車。操縱螺母的手把與操縱輔助剎車的手把存在聯(lián)動閉鎖關(guān)系：當(dāng)滾筒被圓錐摩擦輪帶動時，輔助剎車的閘帶就放開；當(dāng)滾筒與圓錐摩擦輪脫開時，閘帶就抱緊制動輪，以克服慣性影響，避免回程滾筒放繩太多引起亂繩。為了減少誤操作的可能性，兩隊螺旋幅的螺旋方向相反，所以操縱兩個滾筒的手把動作方向一致。圖10圓錐摩擦輪絞車傳動絞車1—工作滾筒；2—圓錐摩擦輪；3—螺桿；4—主軸；5—回程滾筒；6—螺母；7—閘帶圖10為內(nèi)漲摩擦輪傳動絞車系統(tǒng)。操作手把轉(zhuǎn)動螺母7，空套在主軸10上的螺桿6軸向不能移動，四頭螺母就推動空套在離合瓦座12上的錐體5軸向移動。工作滾筒8的錐體向右移動或回程滾筒2的錐體向左移動時，滾輪11和頂桿4就沿徑向向外移動，將閘瓦9壓緊在滾筒內(nèi)壁上。又因離合瓦座是用鍵裝在軸上的，滾筒就跟軸一起轉(zhuǎn)動。滾筒內(nèi)壁和閘瓦的摩擦表面都裝有銅絲石棉帶。滾筒上也設(shè)有防止亂繩的輔助帶閘1。圖11內(nèi)漲摩擦輪傳動絞車系統(tǒng)1—閘帶；2—回程滾筒；3—摩擦帶；4—頂桿；5—移動錐體；6—螺桿；7—螺母；8—工作滾筒；9—閘瓦；10—主軸；11—滾輪；12—離合瓦座從制造的角度來看：行星齒輪絞車的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，礦上機修廠自行制造難度大。特別是有些易損零件礦上很難自己解決，如內(nèi)齒圈等。而摩擦式絞車，則由于電動機，減速器等都采用現(xiàn)成設(shè)備，運用比較方便。從使用和維護(hù)的角度來看：行星齒輪操作靈活，簡便，更省力。事故發(fā)生率低，維修簡單。而摩擦式絞車，則由于采用四頭螺母推動滾筒與摩擦離合器接觸的方式帶動滾筒轉(zhuǎn)動，軸向力比較大，推力軸比較容易損壞，連續(xù)操作后離合器容易發(fā)熱，進(jìn)而產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，操作費力，鋼絲繩容易跳動，維修難度大。因行星齒輪傳動耙斗裝巖機具有裝巖效率高、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性好、操作方便、使用范圍廣等特點，所以本次設(shè)計選用行星齒輪式絞車。臺車由車輪，彈簧碰頭，車架等組成，它是裝巖機的機架及行走部，它承裝巖機的部重量。臺車上安裝有絞車，操縱機構(gòu)，并安裝有支撐中間槽的支架和支柱，臺車前后部有四套卡軌器，作為固定裝置，末端安裝有彈簧碰頭，可以緩沖礦車對裝巖機的撞擊。料槽是用來容納扒煤矸的。裝巖機耙斗扒取的巖石，依次進(jìn)入進(jìn)料槽，中間槽，卸載槽，通過卸載槽底部的卸料口卸入礦車中，中間槽安裝在臺車、支架和支柱上，而進(jìn)料槽和卸載槽，則是分別在其前后與之銜接。進(jìn)料槽的中部安裝有升降裝置，用以調(diào)節(jié)簸箕口的高低，簸箕口前兩側(cè)安裝有擋板，用來引導(dǎo)耙斗進(jìn)入槽子。中間槽有兩個彎曲部分，是為了考慮磨損及易于更換而設(shè)計，彎曲的地方安裝有可拆卸的耐磨弧形板，卸料槽后部安裝有彈簧碰頭，用來緩沖礦車的撞擊。1.3牽引鋼絲繩利用絞車及鋼絲繩牽引礦車或提升容器沿水平或傾斜的軌道上移動的運輸方式，稱為鋼絲繩運輸。鋼絲繩運輸，由于受巷道起伏的影響不大，適應(yīng)能力強，設(shè)備簡單、輕便、制造和安裝容易、初期投資少、操作方便，對安裝、使用、維修保養(yǎng)的要求并不高，所以目前被我國礦山企業(yè)廣泛使用。尤其鋼絲繩運輸，特別的適合于帶式輸送機不能使用傾角又大的斜巷。我國現(xiàn)階段，帶式輸送機的巷道，還用鋼絲繩運輸作為輔助運輸設(shè)備。鋼絲繩運輸?shù)娜秉c是耗能量大，輔助勞動復(fù)雜，輔助設(shè)備多等。鋼絲繩運輸按礦車的運行特點，可分為使用單滾筒或雙滾筒的滾筒式絞車的有極繩運輸和使用摩擦輪式或其它特殊形式絞車的無極繩運輸。有極繩運輸按作用方式分為單繩運輸和雙繩運輸。單繩運輸?shù)V車由一臺單滾筒絞車沿斜巷向上牽引，而向下運行時依靠礦車自重沿斜巷自溜下放。這種運輸方式主要用于在傾斜巷道中。單尾繩運輸?shù)V車由一臺單滾筒絞車或一臺帶尾繩的雙滾筒絞車進(jìn)行牽引。用一臺雙滾筒絞車的優(yōu)點是操作簡單，缺點是構(gòu)造復(fù)雜，鋼絲繩長。這種運輸方式用在水平巷道或坡度不大巷道。雙繩運輸這種運輸方式是絞車上的兩根鋼絲繩各掛一個車組，兩個車組想象運行。這種運輸方式只能在傾斜巷道中，軌道可采用雙軌，也可采用帶有中間錯錯車道的單軌。優(yōu)點是與單軌相比，運輸能力幾乎增加一倍，而兩個車組的自重亦可部分地得到平衡，從而使電動機功率可得到相應(yīng)減少，其缺點是：收發(fā)車場的線路布置十分復(fù)雜，當(dāng)進(jìn)行多水平運輸時，調(diào)車十分復(fù)雜。無極繩運輸無極繩運輸中鋼絲繩的兩端是繞過一個或幾個摩擦繩輪和一個拉緊繩輪而后連接起來。無極繩運輸?shù)能壍酪话闶欠笤O(shè)雙軌重車在一條軌道上向一個方向行駛，而空車則在另一軌道上向另一個方向行駛?？罩剀囃ǔＪ菃蝹€的在鋼絲繩處于運動不停的狀態(tài)中掛到鋼絲繩上去，或自鋼絲繩上摘下來。無極運輸?shù)膬?yōu)點是運輸能力與運輸距離無關(guān)。在本章中，我們已擬定選用行星輪式雙滾筒絞車，據(jù)此本設(shè)計中鋼絲繩運輸方式相應(yīng)的選用主尾繩運輸方式。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第二章耙斗裝巖機主要部件設(shè)計及選擇第二章耙斗裝巖機主要部件設(shè)計及選擇2.1總體設(shè)計方案選擇本課題要達(dá)到的設(shè)計結(jié)果是：耙斗裝巖機的生產(chǎn)率為，鋼絲繩的牽引力為。參照已成型產(chǎn)品，初步擬定選取耙斗裝巖機耙斗容積，并且假設(shè)耙斗從耙裝點耙裝巖石至卸料口而后空程返回至耙裝點為一次裝載過程，由此我們可以從設(shè)計結(jié)果中推算除耙斗裝巖機每小時完成100次裝載過程，每次裝載過程耗時36s。根據(jù)經(jīng)驗為保證耙斗裝巖機具有較高生產(chǎn)率以及便于軌道的鋪設(shè)，工作時，耙裝機離迎頭最好不超過15m，同時未了避免放炮時機器受到損壞，機器離迎頭一般不小于6m，因此耙裝機工作時離迎頭最合適距離為6—15m，初選耙裝機工作時距離迎頭10m。參照已成型產(chǎn)品，初擬外形尺寸為7500mm，由此可求得耙斗完成一次裝載過程鋼絲繩的平均牽引力為為提高生產(chǎn)率，通常工作速度小于回程速度，初擬鋼絲繩牽引速度范圍時0.97-1.35m/s，分別取兩個極限速度進(jìn)行設(shè)計和計算。初步設(shè)定滾筒直徑D為300mm。當(dāng)鋼絲繩牽引速度為時，視之為最小工作速度，此時工作滾筒的轉(zhuǎn)速為：工作滾筒的工作阻力為：當(dāng)鋼絲繩牽引速度為時，視之為最大工作速度，此時回程滾筒的速為：2.2電動機選型根據(jù)前面相關(guān)計算和假定我們已知絞車工作滾筒作用力為20KN，其線速度為。電動機輸出功率傳動裝置總效率圓柱齒輪傳動效率取0.97行星齒輪減速器效率取0.95滾動軸承效率取0.99電機所需額定效率K為功率儲備系數(shù)，取K=1.2據(jù)此選取YB系列電動機，型號YB200L-4，額定功率為30KW，滿載轉(zhuǎn)速1470r/m。檢驗，由工作滾筒的轉(zhuǎn)速和滾筒所受扭矩求取電機輸出功率：求取的結(jié)果與由拉力和速度求取結(jié)果相同，所以選取的電動機滿足要求，前面作出的相關(guān)假定也滿足設(shè)計要求。2.3工作滾筒中行星齒輪傳動部分設(shè)計計算2.3.1設(shè)計繪制工作滾筒的裝配草圖行星減速器根據(jù)工作條件我們選用型。前面的設(shè)計已初選行星齒輪傳動部分傳動比。⑴確定行星齒輪個數(shù)為保證各行星齒輪上載荷分配均勻性，以獲得緊湊減速器結(jié)構(gòu)，選⑵齒數(shù)選擇為避免輪齒產(chǎn)生根切要求,初步選取太陽輪齒數(shù)根據(jù)傳動比條件得：內(nèi)齒圈齒數(shù)行星輪齒數(shù)按照同心條件，裝配條件和鄰接條件校核所選取齒數(shù)的正確性同心條件裝配條件鄰接條件由計算可知所有條件均滿足據(jù)最后確定的各輪齒數(shù)，準(zhǔn)確計算行星齒輪減速器實際傳動比與初選相等，滿足2.3.2確定行星減速器各構(gòu)件轉(zhuǎn)速當(dāng)內(nèi)齒圈固定時，，太陽輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)速行星輪轉(zhuǎn)速，由式可得太陽輪a相對于轉(zhuǎn)臂H的轉(zhuǎn)速行星輪g相對于H的轉(zhuǎn)速2.3.3確定減速器的效率和各軸上的扭矩不考慮軸承損失時，減速器效率式中(取外嚙合，內(nèi)嚙合)考慮到內(nèi)軸承損失時，減速器總效率,式中為每對軸承的效率取主動軸（太陽輪軸）上的扭矩轉(zhuǎn)臂上的扭矩2.3.4齒輪強度計算⑴選定齒輪材料及其熱處理所有齒輪均采用40Cr，熱處理采用整體淬火，強度極限（現(xiàn)代行星齒輪減速器制造中，常采用齒面硬度大于350HBS）,太陽輪齒面硬度達(dá)到HRC40,行星齒面硬度達(dá)到HRC38。⑵齒面接觸疲勞強度校核許用接觸應(yīng)力預(yù)計每天工作8小時，一年工作300天，使用壽命8年，則總工作時間。應(yīng)力循環(huán)基本循環(huán)次數(shù)因為，所以取，因此接觸壽命系數(shù)接觸疲勞強度極限太陽輪a行星輪g安全系數(shù),由于整體淬火齒輪，則速度系數(shù)，設(shè)，8級精度齒輪，取齒面光潔度系數(shù),取許用接觸應(yīng)力計算齒輪副工作中心距小齒輪扭矩式中齒數(shù)比齒寬系數(shù)，取=0.75材料系數(shù),取節(jié)點嚙合系數(shù),取載荷系數(shù)K工作情況系數(shù)載荷分布系數(shù),,取，，則，所以確定齒輪模數(shù)m,取行星輪工作齒寬，取，取太陽輪齒寬校核計算載荷系數(shù)K,與假設(shè)速度符合，故載荷系數(shù)K不需要修正。K=1.32齒根彎曲疲勞強度校核扭矩載荷系數(shù)其中齒形系數(shù),取，齒根應(yīng)力集中系數(shù)，取,許用彎曲應(yīng)力其中，，按對稱循環(huán)安全系數(shù),取彎曲壽命系數(shù)，(因N>)尺寸系數(shù),取則故，所以齒根彎曲強度足夠。2.3.5傳動的幾何尺寸計算分度圓直徑工作中心距齒頂圓直徑齒根圓直徑齒寬取2.3.6嚙合力計算對于行星齒輪傳動各嚙合處圓周力徑向力行星輪上的載荷2.3.7行星齒輪傳動的主要零件設(shè)計行星輪軸在相對運動中，行星輪軸承受穩(wěn)定載荷，當(dāng)行星輪相對于轉(zhuǎn)臂對稱配置時，載荷作用在軸跨距的中間，取行星輪與轉(zhuǎn)臂之間間隙，則跨距長度行星輪軸在轉(zhuǎn)臂中可以看成是具有跨距L的雙支撐梁。我們可以認(rèn)為軸是沿整個跨距承受均布載荷，圖12行星輪軸受力示意圖危險截面（在中間）內(nèi)的彎行星輪軸材料采用40Cr,調(diào)質(zhì)處理，，考慮可能受到的沖擊振動，取安全系數(shù)，則許用彎曲應(yīng)力，所以取行星輪軸的直徑還將會在選擇軸承時最后確定太陽輪軸的直徑計算在三個行星輪平均分布的條件下，輪齒嚙合過程中作用于太陽輪上的力是相互平和的，而且主動軸運轉(zhuǎn)時，只承受扭矩。太陽輪軸材料選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，其許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，取，則太陽輪軸直徑從安全方面考慮應(yīng)增大所得的直徑值，且太陽輪軸選用花鍵軸，選用中系列A型矩形內(nèi)花鍵軸GB1144-87，花鍵聯(lián)接強度計算計算矩形花鍵時，通常假設(shè)載荷沿鍵的工作長度L均布，各齒面上壓力的合力作用在平均直徑處，為考慮花鍵各齒面實際載荷分配不均影響，計入系數(shù)，則當(dāng)花鍵傳遞工作轉(zhuǎn)矩T時，其靜聯(lián)接的擠壓條件為，式中為載荷分配系數(shù)，一般情況下取，取,h為花鍵齒工作高度，，，為許用擠壓應(yīng)力，，取，則，故滿足強度要求。低速軸（轉(zhuǎn)臂軸）的直徑低速軸與太陽輪軸一樣也只受扭矩。低速軸材料選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，其許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，取，則低速軸直徑,取。2.3.8選擇軸承行星輪軸承的選擇在行星輪內(nèi)安裝有兩個軸承，每個軸承上的徑向載荷為：在相對運動中，軸承的外圓轉(zhuǎn)速以旋轉(zhuǎn)?？紤]到行星輪軸的直徑，及安裝在行星輪內(nèi)軸承的外廓尺寸將受到限制，故選用單列圓柱滾子軸承（GB/T283-94）,其參數(shù)為,，因為軸向力，所以，，取載荷系數(shù)，溫度系數(shù)當(dāng)量動載荷軸承的計算壽命太陽輪軸承的選擇由于太陽軸的軸承不承受徑向載荷，只承受軸向載荷，所以軸承尺寸是由結(jié)構(gòu)要求來確定的。按照結(jié)構(gòu)要求選取深溝球軸承（GBT276-94）6000型，其尺寸為。轉(zhuǎn)臂軸承的選擇因為轉(zhuǎn)臂軸承只承受軸向載荷，所以軸承的尺寸是由結(jié)構(gòu)要求決定的。為了方便安裝太陽輪，使太陽輪可以通過在臂輪輪轂孔，所以輪轂孔的直徑應(yīng)大于太陽輪齒頂圓為。所以取轉(zhuǎn)臂軸頸的厚度為，得出轉(zhuǎn)臂軸承處的直徑為。根據(jù)結(jié)構(gòu)要求選取深溝球軸承（GBT276-94）6000型，其尺寸為。工作滾筒由滾筒、太陽輪、行星齒輪、內(nèi)齒輪、行星輪架及軸承等組成。行星齒輪架上有三個行星齒輪，行星齒輪與太陽齒輪嚙合，并與內(nèi)齒輪嚙合，行星輪框架的軸與滾輪的內(nèi)孔固定。當(dāng)花鍵軸旋轉(zhuǎn)時，太陽輪通過一個花鍵孔在太陽輪上轉(zhuǎn)動，太陽輪帶動行星齒輪轉(zhuǎn)動，內(nèi)齒輪帶動內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動。內(nèi)齒輪本身是一種制動鼓，是安裝在制動帶以外的制動帶，放松制動帶的行星輪是旋轉(zhuǎn)和從動齒輪的旋轉(zhuǎn)。而制動帶制動時，齒輪不在轉(zhuǎn)動中，則行星齒輪除轉(zhuǎn)動外還繞著太陽轉(zhuǎn)，從而帶動行星輪架轉(zhuǎn)動。由于滾筒固定在行星輪架上，所以滾筒轉(zhuǎn)動將鋼絲繩卷入。圖13工作滾筒草圖2.4空程滾筒中行星齒輪傳動部分設(shè)計計算2.4.1設(shè)計、繪制空程滾筒的裝配草圖行星減速器根據(jù)工作條件我們選用型。我們已經(jīng)知道當(dāng)空程滾筒工作時，總傳動比。我們已確定二級圓柱齒輪減速器的傳動比，所以空程滾筒的傳動比。確定行星齒輪個數(shù)為保證各行星齒輪上載荷分配均勻性，以獲得緊湊減速器結(jié)構(gòu)，選齒數(shù)選擇為避免輪齒產(chǎn)生根切要求,初步選取太陽輪齒數(shù)根據(jù)傳動比條件得：內(nèi)齒圈齒數(shù)，取行星輪齒數(shù)按照同心條件，裝配條件和鄰接條件校核所選取齒數(shù)的正確性同心條件（2）裝配條件(3)鄰接條件由計算可知所有條件均滿足據(jù)最后確定的各輪齒數(shù)，準(zhǔn)確計算行星齒輪減速器實際傳動比傳動比誤差。誤差在范圍內(nèi)滿足要求。2.4.2確定行星減速器各構(gòu)件轉(zhuǎn)速當(dāng)內(nèi)齒圈固定時，，太陽輪轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)速行星輪轉(zhuǎn)速，由式可得太陽輪a相對于轉(zhuǎn)臂H的轉(zhuǎn)速行星輪g相對于H的轉(zhuǎn)速2.4.3確定減速器的效率和各軸上的扭矩不考慮軸承損失時，減速器效率式中(取外嚙合，內(nèi)嚙合)考慮到內(nèi)軸承損失時，減速器總效率,式中為每對軸承的效率取主動軸（太陽輪軸）上的扭矩轉(zhuǎn)臂上的扭矩2.4.4齒輪強度計算選定齒輪材料及其熱處理所有齒輪均采用40Cr，熱處理采用整體淬火，強度極限（現(xiàn)代行星齒輪減速器制造中，常采用齒面硬度大于350HBS）,太陽輪齒面硬度達(dá)到HRC40,行星齒面硬度達(dá)到HRC38。齒面接觸疲勞強度校核許用接觸應(yīng)力預(yù)計每天工作8小時，一年工作300天，使用壽命8年，則總工作時間。應(yīng)力循環(huán)基本循環(huán)次數(shù)因為，所以取，因此接觸壽命系數(shù)接觸疲勞強度極限太陽輪a行星輪g安全系數(shù),由于整體淬火齒輪，則速度系數(shù)，設(shè)，8級精度齒輪，取齒面光潔度系數(shù),取許用接觸應(yīng)力計算齒輪副工作中心距小齒輪扭矩式中齒數(shù)比齒寬系數(shù)，取=0.75材料系數(shù),取節(jié)點嚙合系數(shù),取載荷系數(shù)K工作情況使用系數(shù)動載荷系數(shù),,取，，則，所以確定齒輪模數(shù)m,取太陽輪工作齒寬，取，取行星輪齒寬校核計算載荷系數(shù)K,與假設(shè)速度符合，故載荷系數(shù)K不需要修正。K=1.32齒根彎曲疲勞強度校核扭矩載荷系數(shù)其中齒形系數(shù),取，齒根應(yīng)力集中系數(shù)，取,許用彎曲應(yīng)力其中，，按對稱循環(huán)安全系數(shù),取彎曲壽命系數(shù)，(因N>)尺寸系數(shù),取則故，所以齒根彎曲強度足夠。2.4.5傳動的幾何尺寸計算分度圓直徑（2）工作中心距（3）齒頂圓直徑（4）齒根圓直徑（5）齒寬取2.4.6嚙合力計算對于行星齒輪傳動各嚙合處圓周力徑向力行星輪上的載荷2.4.7行星齒輪傳動的主要零件設(shè)計（1）行星輪軸在相對運動中，行星輪軸承的穩(wěn)定載荷為，當(dāng)行星輪相對于轉(zhuǎn)臂對稱配置時，載荷作用在軸跨距的中間，取行星輪與轉(zhuǎn)臂之間間隙，則跨距長度行星輪軸在轉(zhuǎn)臂中可以看成是具有跨距L的雙支撐梁。我們可以認(rèn)為軸是沿整個跨距承受均布載荷，圖14行星輪軸受力示意圖危險截面（在中間）內(nèi)的彎行星輪軸材料采用40Cr,調(diào)質(zhì)處理，，考慮可能受到的沖擊振動，取安全系數(shù)為，則許用的彎曲應(yīng)力為，所以取這里行星輪軸的直徑還將會在選擇軸承時最后確定。（2）太陽輪軸的直徑計算在三個行星輪均勻分布的條件下，輪齒嚙合中作用在太陽輪上的力是相互平和的，而且主動軸運轉(zhuǎn)時不承受轉(zhuǎn)矩，只承受扭矩。太陽輪軸材料選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，其許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，取，則太陽輪軸直徑從安全方面考慮應(yīng)增大所得的直徑值，且太陽輪軸選用花鍵軸，選用中系列A型矩形內(nèi)花鍵軸GB1144-87，（3）低速軸（轉(zhuǎn)臂軸）的直徑低速軸與太陽輪軸一樣也只受扭矩。低速軸材料選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，其許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力，取，則低速軸直徑,取。2.4.8選擇軸承行星輪軸承的選擇在行星輪內(nèi)安裝有兩個軸承，每個軸承上的徑向載荷為在相對運動中，軸承的外圓轉(zhuǎn)速以旋轉(zhuǎn)?？紤]到行星輪軸的直徑為，及安裝在行星輪內(nèi)的軸承及其外廓尺寸將受到限制，故選用單列圓柱與軸承（GB/T283-94）,其參數(shù)為,，因為軸向力，所以，，取載荷系數(shù)，溫度系數(shù)當(dāng)量動載荷軸承的計算壽命太陽輪軸承由于太陽軸的軸承不承受徑向載荷，所以軸承的尺寸是由結(jié)構(gòu)要求來確定。按照結(jié)構(gòu)要求選取深溝球軸承（GBT276-94）6000型，其尺寸為。轉(zhuǎn)臂軸承因為轉(zhuǎn)臂軸承只承受軸向載荷，所以軸承的尺寸是由結(jié)構(gòu)要求決定的。為了方便安裝太陽輪，使太陽輪可以通過在臂輪輪轂孔，所以輪轂孔的直徑應(yīng)大于太陽輪齒頂圓。所以取轉(zhuǎn)臂軸頸的厚度為，得出轉(zhuǎn)臂軸承處的直徑。根據(jù)結(jié)構(gòu)要求選取深溝球軸承（GBT276-94）6000型，其尺寸為?？粘虧L筒由滾筒、太陽輪、行星齒輪、內(nèi)齒輪、行星輪架及軸承等組成。行星齒輪架上有三個行星齒輪，行星齒輪與太陽齒輪嚙合，并與內(nèi)齒輪嚙合，行星輪框架的軸與滾輪的內(nèi)孔固定。當(dāng)花鍵軸旋轉(zhuǎn)時，太陽輪驅(qū)動通過在太陽輪上的花鍵孔，太陽輪驅(qū)動行星齒輪，行星齒輪帶動內(nèi)齒輪轉(zhuǎn)動。內(nèi)齒輪本身是一種制動鼓，是安裝在制動帶以外的制動帶，放松制動帶的行星輪是旋轉(zhuǎn)和從動齒輪的旋轉(zhuǎn)。制動帶制動，內(nèi)齒輪不轉(zhuǎn)動，行星輪除旋轉(zhuǎn)外還繞著太陽轉(zhuǎn)，從而帶動行星輪架轉(zhuǎn)動。因為滾輪固定在行星輪架上，滾輪旋轉(zhuǎn)，以參與鋼絲繩。實際上，空滾筒機構(gòu)與工作缸的工作原理相同，工作原理是一樣的，很多零件都可以是普通的，但由于中心輪，行星齒輪的齒數(shù)是不同的，所以滾筒的速度也不同。圖15空程滾筒草圖2.5臺車及操作機構(gòu)設(shè)計臺車是耙裝機的機架，用用以支撐耙裝機。臺車的組成有：車架、彈簧碰頭等。臺車上裝有：礦車的車輪、彈簧碰頭。彈簧碰頭裝在臺車末端，可以緩沖礦車對耙裝機的碰撞。臺車上可安裝絞車的操作機構(gòu)，電氣設(shè)備等，除外還裝有可以安裝槽子用的支架和支柱。圖16臺車2.6料槽設(shè)計耙斗里的巖石通過料槽卸到礦車或箕斗中。為了方便運輸和安裝，料槽的結(jié)構(gòu)應(yīng)做成可拆卸式。設(shè)計料槽時應(yīng)注意下列幾點：料槽的幾何形狀應(yīng)考慮耙斗往復(fù)運動工作時鋼絲繩要盡量少于槽底板接觸與摩擦，以減少鋼絲繩對底板的磨損破壞。耙斗與料槽的側(cè)間隙應(yīng)合適選擇，間隙小，則耙斗與槽子間容易卡著石頭，使電機瞬間負(fù)荷很大；間隙過大，則增加了設(shè)備外形尺寸。根據(jù)經(jīng)驗，一般每邊間隙以不超過50㎜為宜，而簸箕口尺寸應(yīng)在合理范圍內(nèi)加大，以利于耙取兩側(cè)巖石。槽底板因易磨損破壞，應(yīng)選用耐磨性好的材料。底板應(yīng)適當(dāng)加大厚，亦可點焊上扁鐵條，其它處可選用普通鋼材。根據(jù)料槽安裝的前后順序，下面分別簡述如下：⑴擋板當(dāng)耙斗耙取巷道兩旁的巖石時，這時擋板起耙斗導(dǎo)向及阻止巖石向兩翼擴散的作用。擋板的角度不能張開太大，最好在以內(nèi)為宜，否則起不能到導(dǎo)向作用。根據(jù)巷道的寬窄決定擋板的長度，如果巷道寬，可適當(dāng)?shù)募娱L擋板，直到擋板的一端碰到巖幫為止。⑵進(jìn)料槽進(jìn)料槽的組成有：簸箕口，升降裝置，護(hù)板，連接槽。簸箕口與進(jìn)料槽之間是活動連接，通過升降裝置可以上下轉(zhuǎn)動簸箕口。護(hù)板：工作時，護(hù)板使簸箕口與連接槽死死卡住，加強槽子剛性和穩(wěn)定性。圖17進(jìn)料槽1-簸箕口；2-護(hù)板；3-升降裝置；4-連接槽；⑶中間槽礦車和絞車位置決定中間槽形狀，也要注意礦石進(jìn)槽子后，不會產(chǎn)生少量自行往下滑移，同時耙?guī)r時槽底板盡量少與鋼絲繩發(fā)生摩擦，所以槽子兩端底板設(shè)計成凸起形狀。鋼絲繩只同底板凸起形狀接觸，磨損以后，只需更換凸形底板，比較省料，省工和方便。圖18卸料槽1-側(cè)板；2-法蘭；3-凸型底板；4-底板⑷卸載槽卸載槽的槽底開有卸料口，矸石或煤從這里進(jìn)入礦車或箕斗內(nèi)，卸料口的兩側(cè)與側(cè)板之間焊有兩塊斜板，用以防止矸石積存。卸載槽的末端安裝有緩沖器，緩沖器內(nèi)安裝有彈簧，當(dāng)耙斗卸料時起到緩沖的作用。圖19卸料槽1-法蘭；2-側(cè)板；3-底板；4-斜板；5-卸料口；6-頭輪座；7-緩沖器卸載槽是根據(jù)礦車和箕斗容積大小確定的，它的槽子長度可作相應(yīng)的變更，在中間槽與卸載槽之間，可以再增加一節(jié)中間槽，長短以實際需要而定。但是必須保證接長后的剛性和強度要求。2.7輔助設(shè)備的介紹2.7.1固定裝置耙斗在往復(fù)耙取巖石的過程中，前面有一個導(dǎo)向輪（稱為尾輪）懸掛在工作平面上，懸掛滑輪的機械機構(gòu)，稱為固定裝置。圖20尾輪懸掛在棚梁上近年來廣泛被利用的是錨桿固定裝置，這是一種簡便可靠的方法，稱為固定楔，分為硬巖用與軟巖用兩種。⑴硬巖固定楔硬巖固定楔適用節(jié)理和層理不發(fā)達(dá)的硬巖。優(yōu)點：使用方便，可靠。圖21硬巖固定楔硬巖固定楔的組成部分有：楔體、緊楔、圓環(huán)等。采用鋼制成。楔體與緊楔都有斜度，起到自鎖的作用。⑵軟巖固定楔圖22軟巖固定楔軟巖固定楔用于軟巖，巖石的節(jié)理層理比較發(fā)達(dá)巖層，或遇到煤或斷層情況下，優(yōu)點：工作比較可靠。軟巖固定楔，由楔體、鋼套、鋼絲繩等組成。楔體用鋼制成，鋼體內(nèi)外都有錐度，采用鉛把鋼套和鋼絲繩緊緊熔合在一起。2.7.2導(dǎo)向輪導(dǎo)向輪包括有雙滑輪、頭輪、拖輪和尾輪。它們都由軸承、繩輪、心軸側(cè)板等幾個零件組成。（1）尾輪懸掛在工作面的固定楔上，用來固定耙斗鋼絲繩，使耙斗往復(fù)耙取礦石。圖23尾輪1-鉤；2-側(cè)板；3-軸承；4-心軸；5-繩輪（2）托輪和頭輪為了使耙斗往復(fù)耙取礦石，鋼絲繩從絞車滾筒出來，然后通過托輪和頭輪來改變方向，從而達(dá)到耙斗往復(fù)工作的要求。圖24托輪和頭輪上述幾種輪子都有共同要求，它們是：工作條件惡劣，有水和巖塵，需要有較好的密封裝置。輪子與側(cè)板之間間隙要小，以防止鋼絲繩跳出輪槽，卡入輪子與側(cè)板間，從而損壞鋼絲繩與輪子，影響耙裝機工作。輪槽夾角要大。便于鋼絲繩接頭通過。因為為了延長鋼絲繩使用壽命。當(dāng)鋼絲繩磨損或拉斷時可做接頭繼續(xù)使用，這樣要求輪槽夾角尺寸放大。4）輪子最好選用耐磨性好的材料，保證半年以上使用壽命。輪槽處表面硬度要高，需達(dá)到。2.7.3撐腳當(dāng)耙裝機槽子接長后，保證加強剛性和穩(wěn)定性，在卸載槽尾部安裝一付撐腳。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文第三章耙裝機的操作和維護(hù)第三章耙裝機的操作和維護(hù)3.1耙裝機的操作3.1.1尾輪的懸掛尾輪掛在楔體端部圓環(huán)上。懸掛的高度以及左右位置應(yīng)根據(jù)巷道實際情況而定。一般應(yīng)高出工作平面巖石堆800—1000毫米以上。固定楔的固定和拆卸方法：⑴硬巖固定楔固定時，將帶圓環(huán)的楔體放入鉆好的眼內(nèi)，在將緊楔插入，用鐵錘敲緊。尾輪懸掛在楔體的圓環(huán)內(nèi)。拆卸時，首先取下尾輪，用鐵錘橫向的敲打緊楔的端部，使楔子松動，在抽出緊楔，然后將整幅固定楔抽去。圖25硬巖固定楔（2）軟巖固定楔圖26硬巖固定楔固定時，將帶楔頭的鋼絲繩放入鉆好的眼內(nèi)，在將緊楔插入，并用鐵錘敲緊，尾輪則懸掛在鋼絲繩的圓環(huán)內(nèi)。拆卸時先取下尾輪，用鐵錘橫向敲打緊楔的端部，使楔子松動，先抽出緊楔后，將鋼絲繩抽出。當(dāng)懸掛和卸下尾輪時，先將絞車滾筒邊緣的輔助剎車彈簧松開，這樣拉鋼絲繩比較輕便省力。待尾輪懸掛好后，再將剎車彈簧擰緊，并調(diào)節(jié)到合適位置以免亂繩。3.2耙裝機的位置及移動為了達(dá)到較高的生產(chǎn)率，以及便于鋪設(shè)軌道，耙裝機工作時離工作面最不宜超過20米，同時為了避免放炮時機器受到損傷，耙裝機離工作面不得小于6米。耙裝機工作時不必移動，每當(dāng)工作面進(jìn)展到一定距離時移動一次。移動可用人工推移，也可利用絞車自重前行。沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文結(jié)論結(jié)論本次課題設(shè)計是在廣泛閱讀參考資料和參考成型產(chǎn)品條件下，通過細(xì)心和大量計算求證得以完成的。首先，論文針對目前我國礦山機械相對落后而且在一定程度上導(dǎo)致我國礦難多發(fā)的現(xiàn)實情況有感而發(fā)。其次，論文提出研究課題的現(xiàn)實意義，特別針對我國西北地區(qū)礦井的特點，致力于解決裝載機械的裝運能力滿足掘進(jìn)速度要求的矛盾，耙斗裝巖機的研制和改造顯得尤為重要。再次，論文進(jìn)