采煤機牽引部總體設(shè)計

1、摘 要本文是新型采煤機牽引部整體設(shè)計的說明書。設(shè)計通過參考大量產(chǎn)品資料和指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，分析以往典型采煤機在薄煤層開采中的液壓部分存在的問題，利用多種方法改進，權(quán)衡許多重要參數(shù)最終將牽引部定為由液壓裝置提供動力，鏈輪牽引的基本形式，將采煤機的直線行走運動性能十分穩(wěn)定。本文主要是關(guān)于牽引部的整體設(shè)計，主要闡述牽引部各軸、齒輪以及軸承等的選型及選型和改進措施，其中以動力傳動的確定為主。還有關(guān)于牽引部的總體傳動系統(tǒng)的傳動比的計算。最后，為牽引部的生產(chǎn)和使用中遇到的實際問題以及問題的解決提了一些要求和建議，幫助用戶能更好的使用機器。設(shè)計說明書中不易表達出來的地方還配有圖紙來說明。關(guān)鍵詞：采煤機；牽引部

2、；牽引機構(gòu)；摘 要11 緒 論51.1 采煤機械的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢51.1.1 采煤機械發(fā)展的歷史51.1.2國外采煤機的發(fā)展?fàn)顩r61.1.3國內(nèi)采煤機的發(fā)展?fàn)顩r81.2中國煤炭開采的重要性111.3煤炭行業(yè)機械化發(fā)展是國家的政策111.4結(jié)語121.5設(shè)計意義及需解決的問題122.牽引部的整體方案132.1牽引形式的選擇132.2牽引機構(gòu)的選擇152.2.1鏈牽引機構(gòu)152.3牽引部的組成及特點182.4牽引機構(gòu)結(jié)構(gòu)和動力設(shè)計方案的確定202.4.1牽引部與行走箱一體設(shè)計202.4.2牽引部和行走箱獨立箱體設(shè)計202.5此種設(shè)計對牽引部的要求202.6牽引阻力的確定212.7減速機構(gòu)的選用

3、222.7.1減速器的概述222.7.2主要減速器特點比較及選擇232.8潤滑方式及齒輪油的確定232.9密封形式的確定243.牽引部的主要技術(shù)參數(shù)及傳動比的設(shè)定253.1牽引部的主要技術(shù)參數(shù)253.2牽引機構(gòu)傳動方案的設(shè)計253.2.1 傳動比的計算253.2.2 確定齒輪模數(shù)和齒數(shù)263.2.3 確定各軸輸入扭矩、轉(zhuǎn)速、輸入功率274.行走箱的設(shè)計304.1直齒輪傳動設(shè)計304.1.1齒輪設(shè)計304.1.2齒輪的變位及尺寸計算334.1.3齒輪接觸強度修正校核364.1.4齒根彎曲疲勞強度校核計算364.2花鍵軸的設(shè)計計算及軸承的選型與壽命的計算374.2.1花鍵軸的設(shè)計計算374.2.2

4、軸承的選型及壽命的計算414.3牽引部機箱體的設(shè)計思路425安裝、檢測維修與故障處理445.1 采煤機牽引部的安裝與調(diào)試445.2 牽引部的維修與檢修445.2.1牽引部的維護445.2.2 牽引部的檢修455.3 采煤機牽引部的故障分析和處理465.3.1 故障分析處理的原則依據(jù)465.3.2 處理故障的步驟465.3.3 常見故障分析與處理475.3.4磨損檢測495.3.5采煤機井下操作495.3.6操作注意事項51結(jié)語參考文獻 1 緒 論1.1 采煤機械的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢1.1.1 采煤機械發(fā)展的歷史目前國內(nèi)使用的采煤機械主要是可調(diào)高的雙牽引部液壓采煤機，這種經(jīng)過改進的液壓牽引采煤機

5、，可追溯到長臂截煤機，是早期用于煤層底部掏槽的采煤機械。最早的滾筒采煤機是在截煤機的基礎(chǔ)上，將減速箱部分改成允許安裝一根水平軸和截割滾筒而演變成的。這種滾筒采煤機與可彎曲輸送機配套，奠定了煤炭開采機械化的基礎(chǔ)。早期的滾筒采煤機主要存在2個問題，（1） 截煤滾筒的安裝高度不能在使用中調(diào)整（即所謂的固定滾筒），對煤層厚度及變化適應(yīng)性差；（2） 截煤滾筒的裝煤效果不佳（即所謂的圓形滾筒），限制了采煤機生產(chǎn)率的提高。20世紀60年代，英國、德國、法國和前蘇聯(lián)等先后對采煤機的截割滾筒做出兩項改進。一是截煤滾筒可以在使用中調(diào)整其高度，完全解決對煤層賦存條件的適應(yīng)性；二是把圓形滾筒改進成螺旋葉片截煤滾筒，極

6、大地提高了裝煤效果。這兩項改進使?jié)L筒式采煤機成為現(xiàn)代化采煤機械的基礎(chǔ)。在滾筒采煤機發(fā)展的同時，還研制出用刨削方式落煤的刨煤機、以鉆削方式落煤的鉆削式采煤機，以及螺旋鉆式采煤機?，F(xiàn)代滾筒采煤機均為可調(diào)高搖臂滾筒采煤機，其發(fā)展是從有鏈到無鏈；由機械牽引到液壓牽引再到電牽引；由單機縱向布置驅(qū)動到多機橫向布置驅(qū)動；由單滾筒到雙滾筒，且向大功率、遙控、遙測、智能化發(fā)展，其性能日臻完善，生產(chǎn)率和可靠性進一步提高，工況自動監(jiān)測、故障診斷以及計算機數(shù)據(jù)處理和數(shù)顯等先進的監(jiān)控技術(shù)已在采煤機上得到應(yīng)用。1.1.2國外采煤機的發(fā)展?fàn)顩r(1)牽引方式向電牽引方式發(fā)展。傳統(tǒng)的液壓牽引采煤機在國外仍然在生產(chǎn)和使用中，但已

7、不占主導(dǎo)地位，由于電牽引采煤機的諸多優(yōu)點，國外目前開發(fā)的采煤機，特別是大功率采煤機基本上都是采用電牽引方式。(2)裝機總功率不斷增大。為適應(yīng)煤礦生產(chǎn)實現(xiàn)高產(chǎn)高效，國外采煤機的功率在不斷提高，電機截割功率通常在400kw以上，最新報道已達850kw。牽引電機功率均在40kw以上，大的甚至達到125kw，總裝機功率通常超過1000kw，如EL3000型采煤機總裝機功率高達2000kw，7LS5型采煤機達1940kw。牽引速度、牽引力也大幅提高，目前大功率電牽引采煤機的牽引速度普遍達到15-25m/min，最大牽引速度達50m/min，最大牽引速度達50m/min，牽引力高達1000KN。牽引速度的

8、加快，支架隨記支護的實現(xiàn)，使工作而頂板空頂時間縮短，為加大支架步距和滾筒截深創(chuàng)造了條件。采用大截深滾筒以成為提高采煤機生產(chǎn)能力的重要途徑，目前普遍采用的截深為1000-1200mm，個別已達1500mm。（1） 元部件可靠性大幅提高。為提高采煤機的可靠性，減少故障率，采煤機齒輪的設(shè)計壽命以提高到2000h以上，軸承的壽命提高到3000h以上，并且還有進一步提高的趨勢。液壓泵和液壓馬達的壽命已達10000h。（2） 電牽引方式趨向交流變頻調(diào)速。電牽引采煤機的牽引方式按牽引電機的類型可分為直流牽引和交流牽引。由于交流變頻調(diào)速電牽引系統(tǒng)具有技術(shù)先進可靠、維護管理簡單、價格低廉等特點，近幾年發(fā)展很快。

9、20世紀90年代中后期研制的大功率電牽引采煤機均采用交流變頻調(diào)速牽引系統(tǒng)。交流牽引正逐步替代直流牽引。成為今后電牽引采煤機的發(fā)展方向。早期的交流電牽引均采用一個變頻器拖動兩臺牽引電機，變頻器對電機的性能參數(shù)難以準確檢測，控制和保護功能無法完全發(fā)揮。德國在開發(fā)SL300時，采用兩個變頻器分別拖動兩臺牽引電機的牽引系統(tǒng)，使?fàn)恳目刂坪捅Ｗo性能更加完善。這種一拖一的牽引系統(tǒng)也正被逐步的采用，成為電牽引技術(shù)發(fā)展的又一個特點。（3） 無鏈牽引向齒輪一齒軌式演變。隨著牽引力不斷增大，銷輪一齒軌式無鏈牽引已近淘汰，齒輪一齒軌式無鏈牽引已使用不多，正逐步趨向于采用齒輪一齒軌式無鏈牽引。這是一種從齒輪一銷軌式演

10、變而來的無鏈牽引結(jié)構(gòu)，圓柱銷被齒軌所取代，焊接結(jié)構(gòu)改成了整體精密鑄造或鍛造，寬度增大，節(jié)距由125mm增加到175mm。無鏈牽引的優(yōu)缺點 無鏈牽引機構(gòu)取消了固定在工作面兩端的牽引鏈，而采用采煤機上的驅(qū)動輪與輸送機上的齒條等相嚙合的方式來移動機器。無鏈牽引具有一系列優(yōu)點：采煤機移動平穩(wěn)、搬動小，因而載荷均勻，延長了機器的使用壽命，故障率也大減小。可利用無鏈雙牽引傳動將牽引力提高400-600kN，以適應(yīng)采煤機在大傾角（最大達54°）條件下工作，利用制動器還可以使機器的防滑問題得到解決?？梢詫崿F(xiàn)工作面多臺采煤機同時工作，提高工作產(chǎn)量。嚙合效率高，可將牽引力有效地用在割煤上。因它沒有原來鏈

11、牽引的鏈條通過三個鏈輪時產(chǎn)生的圍繞折曲嚙合損失，所以噪聲也有所降低。消除了牽引鏈帶來的斷鏈、反鏈敲缸等事故，大大提高了安全性。無鏈牽引的缺點是：隊輸送機的彎曲和起伏不平的要求較高，對煤層地質(zhì)條件的適應(yīng)性較差，因底板及輸送機起伏度太大，會影響無鏈牽引機構(gòu)的嚙合，造成傳動件的損壞事故。無鏈牽引機構(gòu)使機道寬度增加約100mm，所以提高了對支架控頂能力的要求。（4） 普遍采用中、高壓供電。由于裝機功率大幅度提高以及工作面的不斷加長（達到300m），整個工作面供電容量超過5000kW。為了減少輸電線路損耗，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采用中、高壓供電。主要供電等級有2300，

12、3300，4160，5000V等。（5） 監(jiān)控保護系統(tǒng)的智能化。新型的電采煤機具有建立在微處理機基礎(chǔ)上的智能監(jiān)控、監(jiān)測和保護系統(tǒng)，可實現(xiàn)交互式人機對話、遠近控制、無線電隨機遙控、工況監(jiān)測及狀態(tài)顯示、數(shù)據(jù)采集存儲及傳輸、故障診斷及預(yù)警、自動控制等多種功能，以保證采煤機具有最低的維修量和最高的利用率；并可實現(xiàn)采煤機滾筒沿工作面煤層自動調(diào)節(jié)采高等控制功能。1.1.3國內(nèi)采煤機的發(fā)展?fàn)顩r（1） 新設(shè)計的滾筒采煤機幾乎都采用多電機橫向布置；取消底托架；各大部件間采用液壓螺栓、啞鈴銷、偏心鎖緊螺母等連接，以構(gòu)成采煤機的機身、左、右搖臂通過銷軸鉸接在機身的兩端。（2） 大力開發(fā)電牽引采煤機。裝功率1000k

13、W以下的電牽引采煤機已逐步走向成熟，且形成系列，裝機功率1800kW電牽引采煤機在研制中。目前國內(nèi)使用的交流電牽引采煤機的電牽引調(diào)速系統(tǒng)主要有三種：即交流變頻調(diào)速系統(tǒng)、電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速系統(tǒng)和開關(guān)磁阻電機調(diào)速系統(tǒng)（簡稱SRD）。在這3種交流電牽引調(diào)速系統(tǒng)中，交流變頻調(diào)速技術(shù)在采煤機的應(yīng)用已逐步走向成熟并具有發(fā)展?jié)摿?；電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速技術(shù)本身比較成熟，但是在采煤機的應(yīng)用存在低速性能等問題，從目前來看，交流變頻調(diào)速技術(shù)和SRD技術(shù)應(yīng)該是未來采煤機應(yīng)用的主要方向。（3） 我國經(jīng)濟型綜采和高檔普采的主要機型是MG200，目前在冊近千臺，該機型由于功率偏小、過斷層能力差、結(jié)構(gòu)上的局限性等，而需要改進以

14、至換代。為此，近年來進行了MG200采煤機的換代設(shè)計?，F(xiàn)已完成的MG150/375w型及MG160/375w采煤機均可作為MG200的換代產(chǎn)品，使用中已取得良好效果。該換代產(chǎn)品在配套尺寸不變的情況下，將裝機功率由200kW提高到375kW，其結(jié)構(gòu)更為簡單，即三個電機橫向布置，150（160）kW的左右截割電機分別布置在左右搖臂內(nèi)，兩段或三段式機身通過液壓螺栓聯(lián)為一體，左、右截割部通過銷軸鉸接在左、右牽引行走箱上，其生產(chǎn)效率截割能力大大提高，使用更為方便。（4） 特殊機型采煤機的發(fā)展及應(yīng)用。如天地科技股份有限公司上海分公司開發(fā)的MG250/300.NWD型電牽引短壁采煤機，可用于急傾斜特厚煤層水

15、平分層放頂煤開采：“三下一上”采煤；煤柱和邊角媒回收；短臂工作面雙巷或單巷開采；長壁面開機窩；煤巷掘進等。再如，新汶礦業(yè)集團從烏克蘭引進的螺旋鉆式采煤機已成功用于難采煤層，一臺螺旋鉆機僅需3-4名工人在工作面回采巷道內(nèi)操作，月產(chǎn)6000t以上，實現(xiàn)了真正的無人工作面安全生產(chǎn)。1.1.4 MG300/675-W采煤機介紹MG300/675-W型采煤機是一種多電機驅(qū)動，電機橫向布置無鏈雙驅(qū)動液壓牽引采煤機。本機總裝機功率375(475)KW，機面高度1100mm,適用于采高1.52.95m，傾角的中厚煤層綜采或高檔普采工作面。要求頂板中等穩(wěn)定，底板起伏不大，不過于松軟，煤質(zhì)硬或中硬，也能截割一定的

16、矸石夾層。工作面長度以100200m為宜。該采煤機的電氣設(shè)備符合礦用防爆規(guī)程的要求，可在有瓦斯或煤塵爆炸危險的礦井中使用。并可在海拔不超過1000米、周圍介質(zhì)不超過35攝氏度，空氣濕度不大于97%（在25攝氏度時）的情況下可靠地工作。該采煤機可與相應(yīng)的液壓支架、運輸機配套，實現(xiàn)綜合機械化采煤或放頂煤綜采，亦可用于可彎曲刮板運輸機、單體液壓支架、長鋼梁或金屬鉸接梁配套實現(xiàn)“新高檔普采”。MG300/675-W型采煤機主要部件是：左牽引部、右牽引部、左搖臂、右搖臂、泵箱、電控箱、左行走箱、右行走箱、機身聯(lián)接、冷卻噴霧、電氣外部聯(lián)接、拖纜裝置和左、右滾筒。機身中段為泵箱和電控箱，在泵箱內(nèi)部的一個干腔

17、內(nèi)集中安裝著液壓傳動系統(tǒng)全部液壓元件。泵電機橫向布置裝在泵箱內(nèi)左側(cè)，液壓油箱設(shè)在泵箱右側(cè)，給牽引液壓系統(tǒng)和調(diào)高液壓系統(tǒng)提供液壓油。搖臂采用彎搖臂結(jié)構(gòu)型式，較直搖臂有更大的裝煤口，提高裝煤率增加塊煤。搖臂長度為1830mm,輸出端采用340 340mm的方形出軸與滾筒聯(lián)接，滾筒直徑為1800mm。葉片上裝有截齒，滾筒旋轉(zhuǎn)時邊牽引邊靠截齒落煤，再通過螺旋葉片將煤輸送到工作面刮板運輸機上。機器的操作部位在中部電控箱、泵箱和采煤機兩端頭，以實現(xiàn)機器的開停機、左、右牽引、搖臂升降及停運輸機。機器的啟動只能在電控箱上手動完成。采煤機的結(jié)構(gòu)取決于：（1）礦山地質(zhì)條件的多樣性。這表現(xiàn)在煤層厚度的變化(從0.5

18、至5米)，煤層傾角的變化(從0至90°)，煤質(zhì)堅硬度的變化(從50至350公斤力厘米)，圍巖穩(wěn)定性和煤層中夾石堅硬度的變化；（2）采煤機的工作位置不固定。它在工作過程中要經(jīng)常沿工作面移動，并需周期地橫向移動；（3）需與其它機械配合工作。因而它們需互相協(xié)調(diào)；（4）在井下使用。其工作環(huán)境具有瓦斯和煤塵爆炸危險，離開起重和運輸設(shè)備很遠，也遠離修配車間，因而不能就地進行金屬加工或焊接作業(yè)，給維修機器帶來困難，并使維修質(zhì)量降低。MG300/675-W新型液壓牽引采煤機采用多電機傳動，電機全部橫向布置的總體設(shè)計，整機結(jié)構(gòu)簡單可靠，各大部件間只有聯(lián)接關(guān)系，無傳動環(huán)節(jié)。有如下優(yōu)點：（1）所有電機均為

19、圓形電機，橫向裝入各獨立的機箱孔內(nèi)，易于折裝、維護、檢修方便。（2）采用新型液壓傳動系統(tǒng)和干式泵箱，液壓油池與所有液壓元件相分離，避免油液污染；主要液壓元部件選用進口件，采用集成泵和集成馬達，并設(shè)置在主泵、馬達內(nèi)腔自動清洗系統(tǒng)，主泵、馬達壽命長，泵箱結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。（3）可以實現(xiàn)電牽引和液壓牽引互換，能方便地改為電牽引采煤機。（4）采煤機機身由四段組成，四段機身用液壓拉杠聯(lián)接，無底托架，機身矮，增加了過煤高度，聯(lián)接簡單可靠、拆裝方便。（5）采用彎搖臂，加大了裝煤空間，搖臂行星頭用四個行星輪的行星減速機構(gòu)，行星總頭的外徑小，適合與小滾筒配套。（6）搖臂設(shè)有齒式離合器和扭矩軸機械過載保護。（7

20、）搖臂行星油池與臂身油池相隔離。保證了滾筒在任何位置，行星頭均有良好的潤滑。1.2中國煤炭開采的重要性從資源上看，我國富煤貧油，一次能源以煤為主。在探明的化石能源中，煤炭占94.3%，石油天然氣僅占5.7%；其中煤炭探明可采儲量1145億噸，按同等發(fā)熱量計算，相當(dāng)于目前已探明石油和天然氣總和的17倍。煤炭提供了78%的發(fā)電能源、70%的化工原料和60%民用商品能源；國家的資源條件決定了我國在未來相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，只能選擇以煤為主的一次能源結(jié)構(gòu)。從經(jīng)濟上來看，煤炭與其他能源相比具備明顯的優(yōu)勢，按同等發(fā)熱量比較，煤炭價格僅相當(dāng)于石油的1/3，電里的1/7,天然氣的1/4，對于我國這樣一個經(jīng)濟上還

21、欠發(fā)達的國家來說，煤炭是我國目前最經(jīng)濟、最現(xiàn)實的能源。從環(huán)保來看，煤炭通過發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，經(jīng)過潔凈加工后可減少煤的硫分、灰分，通過潔凈燃燒可顯著減排大量的SO2和一定量的CO2，通過轉(zhuǎn)化可把煤變?yōu)榍鍧嵉囊后w、氣體燃料，使煤炭得到清潔的利用。因此可以說，未來的煤炭工業(yè)將完全有可能是一個潔凈的新型的工業(yè)。從需求前景來看，我國人均能源消費量不足世界人均能源消費水平（2.4噸標準煤）的一半，僅為發(fā)達國家的1/10-1/5。經(jīng)濟快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，將使得我國人均能源消費量和能源消費總量長期保持著高增長態(tài)勢。預(yù)計“十一五”期間，我國煤炭需求量年均增長增長2000萬噸左右，到2010年煤炭需求

22、總量將超過12億噸。1.3煤炭行業(yè)機械化發(fā)展是國家的政策我國政府對煤炭行業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級十分重視，按照煤炭工業(yè)“十一五”規(guī)劃，到2010年，我國大型煤礦采掘機械化程度達到95%以上，中型煤礦達到70%以上，小型煤礦機械化、半機械化開始起步。大中型煤礦科技進步貢獻率達到60%以上，通過采用高新技術(shù)和先進適用技術(shù)，在礦井開發(fā)、煤炭加工、安全生產(chǎn)和信息管理等領(lǐng)域提高技術(shù)和裝備水平，是增強煤炭工業(yè)發(fā)展的后勁、實現(xiàn)煤炭產(chǎn)業(yè)全面升級的有效途徑。國家在“十一五”計劃綱要中提出，要用高新技術(shù)和先進適用技術(shù)提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，振興裝備制造業(yè)，開發(fā)制造大型、高效和先進成套設(shè)備。1.4結(jié)語目前，有關(guān)部門的科研人員正

23、在從事著采煤機技術(shù)領(lǐng)域的多項科研課題的研究，例如：適應(yīng)有夾矸煤層的半煤巖的采煤機的研制；增大塊煤率的滾筒無級調(diào)速研究；液壓牽引采煤機和無線遙控技術(shù)的應(yīng)用研究；電牽引采煤機水介質(zhì)調(diào)高系統(tǒng)的研究；包括利用工作面的乳化液作為傳動介質(zhì)的調(diào)高系統(tǒng)的研究；特殊條件下開采的采煤設(shè)備的研究。如螺旋鉆式采煤機的開發(fā)；故障診斷、工況監(jiān)測、顯示及自動控制和自動調(diào)高系統(tǒng)的研究；大功率電牽引采煤機（1000kW以上）的研制等。相信通過這些內(nèi)容的研究，將使我國采煤機械的性能更為完善，適應(yīng)范圍更廣，效率更高，從而使我國采煤機械的技術(shù)達到國際先進水平。1.5設(shè)計意義及需解決的問題面對煤炭需求量的不斷增加，采煤的機械化和自動化

24、是煤炭工業(yè)高產(chǎn)高效，增強競爭力的必有之路。機械化作業(yè)對于提高勞動生產(chǎn)率，改善勞動條件和環(huán)境，降低工人的勞動強度，實現(xiàn)安全文明生產(chǎn)有著非常積極的意義。而且隨著煤炭工業(yè)的高速發(fā)展，現(xiàn)場對安全可靠的采煤機的需求顯得非常的迫切。從50年代滾筒式采煤機的出現(xiàn)到現(xiàn)在經(jīng)歷了幾次的改進，從最初的機械牽引到液壓牽引直至今天的電氣牽引傳動方面的設(shè)計技術(shù)已經(jīng)非常的成熟，現(xiàn)在的設(shè)計主要是增加自動控制和檢測裝置，改進設(shè)備的密封性等，解決實際使用中遇到的問題。2.牽引部的整體方案采煤機的牽引機構(gòu)是采煤機的重要組成部件，它不但負擔(dān)采煤機的移動和非工作時的調(diào)動，而且牽引速度的大小直接影響工作機構(gòu)的效率和質(zhì)量，并對整機的生產(chǎn)能

25、力和工作性能產(chǎn)生很大影響。因此，此設(shè)計應(yīng)首先確定牽引部的整體方案。牽引部包括牽引機構(gòu)及傳動裝置兩部分。牽引機構(gòu)是直接移動機器的裝置，它分為鋼繩牽引、鏈牽引及無鏈牽引等幾種。傳動裝置是用來驅(qū)動牽引機構(gòu)的，按傳動類型有機械傳動、液壓傳動及電傳動等幾種。傳動裝里位于采煤機上的稱為內(nèi)牽引，位于工作面兩端的稱為外牽引。大部分采煤機都采用內(nèi)牽引，只有在某些薄煤層采煤機中，為了充分利用電動機功率來割煤并縮短機身，才采用外牽引。2.1牽引形式的選擇采煤機牽引部傳動裝置的功用是將電動機的能量傳到主動鏈輪或驅(qū)動輪，并滿足牽引部的要求。現(xiàn)有的牽引部傳動裝置分為機械牽引、液壓牽引、電氣牽引三種。1)機械牽引 具有純機

26、械傳動裝置的牽引部簡稱機械牽引。其特點是工作可靠，但只能有級調(diào)速且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前己很少應(yīng)用。這種機械牽引系統(tǒng)為了實現(xiàn)調(diào)速、停止、換向、保護過載等，軸和齒輪非常多，外加離合器、制動閘等，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，并且在工作時，能得到的工作速度非常有限。因此不采用此種牽引裝置。2)液壓牽引液壓傳動的牽引部具有無級調(diào)速特性，且換向、停止、過載保護易于實現(xiàn)，及實現(xiàn)根據(jù)負載自動調(diào)運，保護系統(tǒng)比較完善，因而獲得廣泛應(yīng)用。其缺點是：油液容易污染，致使零部件容易損壞，使用壽命較低。牽引部都采用容積調(diào)速，并且都采用變量泵一定量馬達系統(tǒng)。其主回路有開式系統(tǒng)及閉式系統(tǒng)兩種。（1）開式系統(tǒng) 液壓泵從油箱吸油，向液壓缸或液壓馬達供

27、油，其回油直接回油箱的主回路稱為開式系統(tǒng)。開始系統(tǒng)主要配備換向閥、安全閥、和采用變量主液壓泵，就可以實現(xiàn)牽引部換向、安全保護和調(diào)速的基本功能。換向閥和安全閥都附設(shè)在液壓馬達的殼體上。整流閥組則附設(shè)在液壓泵內(nèi)，所以液壓系統(tǒng)的外部管路很簡單，在液壓泵和液壓馬達之間只有一根軟管，安裝比較方便。開式系統(tǒng)的優(yōu)點是：系統(tǒng)較簡單散熱條件好；其缺點是需要大量的油池，油池中的臟物和空氣較容易進入液壓系統(tǒng)，使系統(tǒng)受到污染，使得工作條件惡化，并且工作時的穩(wěn)定性差，不適合傳動要求高的機械中。（2）閉式系統(tǒng) 閉式系統(tǒng)中主液壓泵排出的油直接向液壓馬達供應(yīng)，而液壓馬達的回油又直接返回主液壓泵的吸油口，大部分油液進行著油液的

28、內(nèi)循環(huán)，由于：（1）壓力油的作用，哥液壓元件均有泄漏損失，因此，液壓馬達排出的油量就不夠主液壓泵所吸入的吸油量，會造成主液壓泵的吸空；（2）主回路油液量減少，油液不斷的循環(huán)工作，摩擦發(fā)熱，使系統(tǒng)油溫不斷升高，油液粘度降低，液膜變薄而且強度降低，從而使各元件的工作條件惡化，容易磨損（3）主回路建立不起所需的背壓，因此主回路必須增加補油和熱交換回路，這樣的主回路系統(tǒng)才能正常的工作，因此閉式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。在閉式系統(tǒng)中，油箱容積較小、結(jié)構(gòu)緊湊；由于油液不同空氣接觸且油管中的壓力高于大氣壓力，空氣和污染物不易進入系統(tǒng)；主回路低壓側(cè)低壓側(cè)因有一部分背壓，故運轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)；通常閉式系統(tǒng)均采用雙向變量液壓

29、泵，其換向和調(diào)速均由主泵控制因而沒有過剩的流量，效率較高，所以閉式系統(tǒng)適于大功率和換向頻繁的設(shè)備，液壓牽引采煤機的牽引部就經(jīng)常采用此種牽引系統(tǒng)，因此本設(shè)計將液壓系統(tǒng)采用鄙視液壓牽引系統(tǒng)。3)電氣牽引用可控硅整流器供給直流電，即電子控制的調(diào)節(jié)系統(tǒng)來實現(xiàn)牽引直流電動機調(diào)速的牽引部稱為電牽引。具有電牽引部的采煤機稱為電牽引采煤機，它是1976年開始發(fā)展起來的新一代采煤機。牽引電動機可以是他激直流電機，也可以是串激直流機。要想改變電動機轉(zhuǎn)速，可以通過以下方法達到：(1)保持激磁電流JB不變(在額定值)，即磁通不變，采用可控硅觸發(fā)電路來改變電扼電壓U，可以得到恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速段；(2)保持電樞電壓不變(額定位

30、)，而減小激磁電流IB(即減小磁通)，使轉(zhuǎn)矩減小，速度增大，以得到恒功率調(diào)速段。當(dāng)然也可以同時用調(diào)節(jié)電樞電壓與磁場強度的辦法來達到調(diào)速。 電牽引采煤機的優(yōu)點是：調(diào)速性能好；因采用固體元件，所以抗污染能力強，除電刷和整流子外無易損件，因而壽命和效率高，維修工作量??；因電子控制的響應(yīng)快，所以易于實現(xiàn)各種保護、檢測和顯示；結(jié)構(gòu)簡單，機身長度可大大縮短，提高廠采煤機的通過性能和開砍口效率。所有這些優(yōu)點，使液壓牽引大為遜色。盡管電氣牽引裝置存在很多優(yōu)點，但是在實際應(yīng)用中技術(shù)還不太成熟，在井下很難以實現(xiàn)，因為井下瓦斯的存在使使用電氣裝置受到一定的限制，因此本設(shè)計采用液壓閉式系統(tǒng)作為采煤機的牽引形式。2.2

31、牽引機構(gòu)的選擇2.2.1鏈牽引機構(gòu)鏈牽引機構(gòu)包括礦用圓環(huán)鏈、鏈輪和鏈接頭三種形式。鏈傳動的缺點且鏈速不均勻。當(dāng)平環(huán)進入嚙合區(qū)角范圍內(nèi)時，鏈輪與平環(huán)開始嚙合，鏈輪窩稽推功平環(huán)，牽引速度變化很快。因此工作時很不穩(wěn)定，不宜用于采煤機的牽引裝置中。必須指出，采用緊夠裝置時，應(yīng)保證其有足夠的行程或壓縮量，避免松邊緊鏈裝置在工作過程中因收縮頂死而呈剛件固定。為此，應(yīng)當(dāng)估計采煤機工作時牽引鏈中的最大的彈性伸長量。表45列出了兩種圓環(huán)鏈的彈件伸長量可供估算時參考。2.2.2無鏈牽引機構(gòu)1)無鏈牽引的優(yōu)缺點隨著采煤機向強力、重型化及大傾角的方向發(fā)展，其電動機功率已逐漸增大到450一750kw，牽引力己達到400

32、一600KN。對于這樣大的牽引力，目前的圓環(huán)鏈傳動的強度已不能滿足實際需要，牽引鏈極易拉斷，而且拉斷時，牽引鏈儲存的巨大彈性能被釋放，將造成嚴重傷害。因此，七十年代以來，無鏈牽引采煤機得到了大力發(fā)展。無鏈牽引機構(gòu)取消了固定在工作面兩端的牽引鏈而采用采煤機上的驅(qū)動輪與輸送機上的齒條等相嚙合的方式來移動機器。無鏈牽引具有一系列優(yōu)點：(1)采煤機移動平穩(wěn)、振動小，因而裁荷均勻，延長了機器的使用壽命，故障率也大大減少 。(2)可利用無鏈雙牽引傳動將牽引力提高到400一600kN，以適應(yīng)采煤機在大傾角(最大達54°)條件下工作，利用制動器還可使機器的防滑問題得到解決。(3)可以實現(xiàn)工作面多臺采

33、煤機同時工作，提高工作面產(chǎn)量。(4)嚙合效率高，可將牽引力有效地用在割煤上。因它沒有原來鏈牽引的鏈條通過三個鏈輪時產(chǎn)生的圍繞折曲嚙合合損失，所以噪聲也有降低。(5)消除了牽引鏈帶來的斷鍍、反鏈敲缸等事故，大大提高了安全性。無鏈牽引的缺點是：對輸送機的彎曲和起伏不平的要求較高，對煤層地質(zhì)條件變化的適應(yīng)件較差，叛及輸送機起伏太大，會影響無鏈牽引機構(gòu)的嚙合，造成傳動件的損壞事故。無鏈牽引機構(gòu)使機道寬度增加了約100mm，所以提高了支架控頂能力的要求。因此，此采煤機的牽引結(jié)構(gòu)采用有鏈牽引。2.3牽引部的組成及特點牽引機構(gòu)由牽引部和行走箱組成，其中牽引部由機殼、牽引馬達、液壓制動器、馬達齒輪軸、惰輪組、

34、牽引軸、中心齒輪組、行星減速器及油微側(cè)標尺等主要零部件組成。行走箱由機殼、驅(qū)動輪、行走輪組成。該牽引部有以下特點：（1） 牽引力大，是機器重量的1.4倍。（2） 制動器采用液壓制動，制動力大，使采煤機在較大傾角條件下采煤時，有了可靠的防滑措施。（3） 采用雙極行星減速機構(gòu)，減速比大，結(jié)構(gòu)簡單。行星減速器采用四行星輪減速機構(gòu)使軸承的壽命和齒輪的強度裕度大，可靠性高。行星減速機構(gòu)為雙浮動機構(gòu)即太陽輪、行星架浮動，以補償制造和安裝誤差，使各行星輪均勻承擔(dān)載荷。（4） 平滑靴支撐耳及油缸連接耳的設(shè)計均考慮了升高機面高度的配蘇要求，使機器適應(yīng)面更廣。（5） 行走箱與牽引部獨立箱體設(shè)計，使采煤機可以在改變

35、行走箱的條件下改變機面高度，以適應(yīng)不同的采高。（6） 滑輪回轉(zhuǎn)中心與行走輪中心軸同軸，保證行走輪與銷軌的正常嚙合。（7） 左右兩個牽引部采用對稱設(shè)計。（8） 機殼設(shè)計采用可焊鑄銅制造，強度高。 圖21 齒輪銷排式無鏈牽引機構(gòu)2.4牽引機構(gòu)結(jié)構(gòu)和動力設(shè)計方案的確定 2.4.1牽引部與行走箱一體設(shè)計牽引部與行走箱設(shè)計在一個箱體內(nèi)部，既不利于防塵，同時制造出的機箱的總體積也較大，不便于維修，互換性比較差。最重要的是這種箱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜質(zhì)量過于集中，對軌道的壓力過于集中。2.4.2牽引部和行走箱獨立箱體設(shè)計牽引部和行走箱獨立箱體設(shè)計，這樣的設(shè)計對配不同槽寬的運輸機或不同的牽引形式時只需要改變行走箱

36、，其他主機箱不變，配套適應(yīng)性強。兩個牽引部和行走箱左右對稱分布在兩側(cè)，由兩個液壓馬達分別經(jīng)牽引不減速驅(qū)動實現(xiàn)雙牽引。采用現(xiàn)在國內(nèi)不常使用的銷軌式牽引系統(tǒng)，導(dǎo)向滑靴和行走輪中心合一騎在運輸機銷軌上，一是保證采煤機不掉道，同時還能保證行走輪和銷軌柱銷有較好的嚙合性能。因此，箱體設(shè)計采用牽引部和行走箱獨立箱體設(shè)計。2.5此種設(shè)計對牽引部的要求（1）足夠大的牽引力 為在困難條件下割煤，采煤機應(yīng)有足夠大的牽引力。常見采煤機牽引力如表21。21采煤機牽引力的參數(shù)匹配（單位為kW/kN）采煤機電動機功率50100150200300牽引力100100120160180200220250300由于無鏈牽引采煤機

37、可用在大傾角(40。一50。)中，因而一般采用雙牽引傳動。采用這種雙牽引，牽引力較上定位增大一倍，但牽引速度降低一倍。目前采煤機的最大牽引力達2×310kN。 （2）總傳動比大 牽引速度一舷為v90一10mmin，因此傳動裝置的總傳動比應(yīng)大于300。 （3）總傳動比要能在工作過程中隨時調(diào)節(jié)，并且最好能無級調(diào)節(jié)，這是因為沿工作面煤質(zhì)的變化及夾矸、硬夾雜物的分布是隨機的，必須根據(jù)煤質(zhì)軟硬來調(diào)節(jié)牽引速度的大小。 （4）要在電功機轉(zhuǎn)向不變的條件下能反向牽引和停止?fàn)恳?采煤機上行、下行割煤時，電動機方向是一定的，為改變牽引方向，傳動鏈中應(yīng)有相應(yīng)措施；為避免電動機帶負荷起動，采煤機停機前應(yīng)先停止

38、牽引，使主油條回到零位。此外，在更換救齒和滾筒凋高、調(diào)斜等操作中，常需要采煤機停止?fàn)恳瑫r又要開動電動機來供油并使?jié)L筒轉(zhuǎn)動這就要求牽引部設(shè)置離合器及調(diào)速手把的正確零位位置。 （5）牽引部應(yīng)有可靠、完善的自動調(diào)速系統(tǒng)和完善的保護裝置 應(yīng)根據(jù)電動機負荷、牽引力大小來實現(xiàn)自動調(diào)速及過載保護，還應(yīng)設(shè)置油濕、油質(zhì)保護和防止機器下滑的裝置。 （6）操作方便 牽引部應(yīng)有手動操作、離機操作及自動調(diào)度等裝置。（7）零部件應(yīng)有高的強度和可靠性：顯然本引部只消耗采脫機裝機功率的1015%，但因牽引速度低，牽引力大，零部件受力大，所以必須要有足夠的強度和可靠性。2.6牽引阻力的確定 牽引阻力是采煤機沿工作面割煤時需要

39、克服的移動阻力。以雙滾筒無鏈鏈牽引采煤機上行采煤為例，說明本引阻力的確定。采煤機騎在刮板輸送機上靠兩個滑靴A、B支承在工作面例槽華上，兩個滑靴C、D支承在采空區(qū)測槽幫上，并靠導(dǎo)向管導(dǎo)向。牽引鏈兩端固定在張緊裝置上，后者固定在杏輸送機的機頭和機尾上。采煤機上行割煤時，滾筒上作用的外阻力有：推進阻力、垂直底板阻力、及側(cè)向力。根據(jù)滾筒上每個齒的受力情況，不難確定以上諸力的大小和作用位置。在外力及機器員力6的作用下，四個滑靴A、B、C及D上的支撐反力和相應(yīng)的摩擦力，它們可根據(jù)空間力系求得。因滾筒側(cè)向力較小，且對牽引阻力影響不大，故在計算時忽略不計。對無鏈牽引采煤機通常按傾角18°來確定牽引力

40、，所以在傾角16-18°時，必須設(shè)置液壓安全絞車；對無鏈牽引采煤機，則應(yīng)按最大傾角來選擇牽引力和相應(yīng)的制動力矩。鏈牽引采煤機靠牽引部主動鏈輪纏繞兩端固定在輸送機上的牽引鏈而移動。牽引鏈一邊緊一邊松。為了順利吐鏈并消除卡鏈事故，松動鏈必須靠緊鏈裝置來保證一定的頂緊力。牽引部產(chǎn)生的牽引力應(yīng)大于牽引阻力，并應(yīng)滿足 （2-1）式中 P2-牽引鏈緊邊植力； P1-牽引鏈松邊拉力。而鏈牽引的牽引力則由實際工作的情況可以靈活設(shè)計與并且改動要比鏈牽引容易的多。2.7減速機構(gòu)的選用2.7.1減速器的概述減速器是原動件和工作機之間的獨立閉式傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩以滿足各種工作機械的需要。減速器

41、的種類很多，按照傳動的形式的不同可分為齒輪減速器，蝸桿減速器，和行星減速器；按照齒輪傳動的級數(shù)又可分為單機和多級減速器，按照傳動的形式又可分為展開式，分流式和同軸式減速器。這里僅討論齒輪傳動、蝸桿傳動以及由他們組成的減速器。若按傳動和結(jié)構(gòu)特點來劃分，這類減速器主要有六種，他們分別是：齒輪減速器、蝸桿減速器、行星減速器、蝸桿齒輪減速器及齒輪我感減速器、擺線針輪減速器、諧波齒輪減速器。這六種減速器均有標準系列產(chǎn)品，使用時只需結(jié)合所需傳動功率、轉(zhuǎn)速、傳動比、工作條件和機器的總體布置等具體要求，從產(chǎn)品目錄中或相關(guān)手冊上選擇即可。2.7.2主要減速器特點比較及選擇1)齒輪減速器的特點齒輪減速器的特點是效

42、率及可靠性高，工作壽命長，維護簡便，應(yīng)用范圍較廣，此類減速器按其齒輪的級數(shù)可分為單級、兩級、三級和多級的；按其軸在空間的布置可分為立式與臥式；按其運動簡圖的特點可分為展開式、同軸式和分流式等。2)蝸桿減速器蝸桿減速器的特點是在外廓尺寸不太大的情況下，可獲得較大的傳動比，工作平穩(wěn)，噪聲較小，但效率比較低。其中，應(yīng)用最廣的是單級蝸桿減速器，兩級蝸桿減速器則應(yīng)用較少。3）行星減速器行星減速器由于具有減速比大、體積小、重量輕。效率高等優(yōu)點在很多情況下可代替二級、三級以及普通齒輪減速器和蝸桿減速器。參照機械設(shè)計書中表18-4可知：行星齒輪的結(jié)構(gòu)可以使?fàn)恳康恼w尺寸減小，重量減輕，盡管制造精度較高，機構(gòu)

43、較為復(fù)雜但是由于牽引部要的動力傳動要求結(jié)構(gòu)緊湊，根據(jù)牽引部傳動裝置的要求，結(jié)合減速器的效率、外哭尺寸和質(zhì)量等要求，我們綜合分析比較，我們參照機械設(shè)計書中表18-1，18-2，18-3，18-4，四個表中各種減速器的適用場合、推薦的傳動比以及使用特點，牽引部的減速機構(gòu)采用兩級行星減速器作。2.8潤滑方式及齒輪油的確定良好的潤滑對于采煤機的使用壽命和傳動效率有著很重要的要求。目前，國內(nèi)外采煤機減速器的潤滑方式有三種：飛濺潤滑、強迫潤滑和定期注油或脂潤滑。目前大多數(shù)的采煤機均采用飛濺潤滑。飛濺潤滑的潤滑強度高工作零件散熱快，而主要優(yōu)點是簡單，對潤滑油雜質(zhì)和粘度降低較不敏感，并且要求搖臂的結(jié)構(gòu)簡單。較

44、小的齒輪靠較大的齒輪帶油并送到嚙合處進行潤滑。軸承是靠足夠的油面高度或濺油潤滑的。當(dāng)傳動零件轉(zhuǎn)速相當(dāng)高時，這種方法可以使位于不同水平面的傳動件得到良好的潤滑。綜合考慮潤滑的要求和攪動產(chǎn)生的能耗，本設(shè)計采用飛濺潤滑，注油高度為距機殼上平面290mm320mm，在牽引部頂端設(shè)有油位側(cè)標尺，可觀察油面高度，每周檢查一次，根據(jù)實際情況更換新油。齒輪油的選用，齒輪傳動系統(tǒng)的用油與所受的載荷、油池的散熱條件有著密切的關(guān)系，減速器的傳動件一般都進行滲碳淬火或滲氨，考慮一般牽引截割速度為7.75m/s左右，因此根據(jù)文獻8選用N220工業(yè)極壓齒輪油作為牽引部內(nèi)的齒輪的潤滑油。2.9密封形式的確定對密封裝置的要求

45、主要有：（1）在一定壓力下，具有良好的密封性；（2）相對運動件間，因密封引起的壓力應(yīng)較?。唬?）結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，成本低、壽命長，使用維護簡便。 采煤機牽引部采用的密封件主要有O型密封圈、墊圈、旋轉(zhuǎn)唇形密封、無骨架密封、迷宮密封和浮動密封這五種。因為齒輪的潤滑裝置采用采用飛濺潤滑，因此對于箱體的密封要求很高，因此，在惰輪軸及軸承蓋的安裝時使用O形圈進行密封；而在螺栓連接面使用矩形橡膠墊圈密封；在一般的軸孔相對運動處采用旋轉(zhuǎn)唇形密封和無骨架密封；在行星機構(gòu)輸出軸處同時使用迷宮密封和浮動密封，以上密封裝置均能滿足采煤機牽引部的設(shè)計要求。故按以上的密封裝置對牽引部進行密封。3.牽引部的主要技術(shù)參數(shù)

46、及傳動比的設(shè)定3.1牽引部的主要技術(shù)參數(shù)牽引部機構(gòu)運動參數(shù)要求由于工作面狹窄，不安全因素多，負載變化大，采煤機牽引速度低，（一般都小于10r/min），結(jié)合本設(shè)計要求，牽引速度的大小約為7.7r/min。液壓馬達由泵箱設(shè)計提供，采用EATON54型定量斜盤式軸向柱塞馬達。該馬達的主要技術(shù)參數(shù)：理論排量：/r允許最大轉(zhuǎn)速：3720r/min實際使用轉(zhuǎn)速：約1105r/min允許最大工作壓力：41.5MPa 實際工作壓力：20.7MPa3.2牽引機構(gòu)傳動方案的設(shè)計3.2.1 傳動比的計算 1）由牽引速度和液壓馬達的轉(zhuǎn)速可計算總傳動比： （3-1）2）確定各級傳動比：傳動比分配的原則是：(1)各級傳

47、動比應(yīng)在合理范圍內(nèi)；(2)應(yīng)該使大齒輪大致相近，以便有相同的浸油深度，保證各級齒輪傳動具有良好的飛濺；(3)設(shè)計的齒輪應(yīng)該防止發(fā)生干涉。因此，參考文獻10初選傳動比：采煤機身高度受到嚴格控制，一般齒輪傳動每級傳動比小于4，行星機構(gòu)的傳動比為4-6，初定時： 首先，參考其他采煤機的參數(shù)，結(jié)合本機的特點，采用兩級直齒輪和兩級行星機構(gòu)減速，確定各級傳動比分配如下：直齒輪減速：i1=1.27 i2=3.455傳動系統(tǒng)的傳動簡圖如圖3-1所示：3.2.2 確定齒輪模數(shù)和齒數(shù)前二級直齒輪的齒數(shù)估算，為了防止過多的嚙合，盡量考慮選用配對的齒輪不存在公約數(shù)，同時參考無錫采煤機廠的采煤機，選取實數(shù)如下：第一級傳

48、動：Z1=37,Z2=47第二級傳動：Z3=22,Z4=76估算一軸的轉(zhuǎn)矩為T1=252.172×0.99=249.65Nm，因此根據(jù)文獻10，根據(jù)轉(zhuǎn)矩查表選取第一級的模數(shù)為4mm，第二級模數(shù)為5mm。然后，估算齒數(shù)及中心距，考慮到箱體壁厚，及箱體內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)和保持箱體體積等因素，發(fā)現(xiàn)必須在第一級和第二級之間加入惰輪，參考其他采煤機的設(shè)計，和以上設(shè)計中遇到的問題，加入惰輪，惰輪的模數(shù)保持和第一級模數(shù)一致，取模數(shù)為4mm。圖3-1 傳動系統(tǒng)的傳動簡圖-3.2.3 確定各軸輸入扭矩、轉(zhuǎn)速、輸入功率由公式 (2-2)各軸輸入轉(zhuǎn)速： 各軸的輸入功率： 各軸的轉(zhuǎn)矩： 以上部分計算對于以后的設(shè)計

49、是個參考，因此不在說明書中詳細列出。4.行走箱的設(shè)計4.1直齒輪傳動設(shè)計直齒輪傳動設(shè)計包括主要包括行一軸系、從動軸系，有兩個齒輪，以及花鍵軸和軌輪軸以及一系列支撐軸承。4.1.1齒輪設(shè)計齒輪設(shè)計參考機械設(shè)計工程學(xué)，輸入端為花鍵軸輸入，輸入軸轉(zhuǎn)速為7.75r/min，設(shè)計為每天兩班，每班8小時，每年工作300天，預(yù)期壽命5年，先按齒輪接觸疲勞強度計算，然后再進行齒輪的校核。（1） 齒輪材料熱處理工藝和制造工藝的選定查機械設(shè)計工程學(xué)表8-17，大小齒輪均采用20CrMnTi,滲碳淬火，強度極限為b=1080N/mm2，屈服極限s=835N/mm2，齒面硬度HRC85-92，淬火滲碳后變形較大，需進

50、行磨齒等精加工?；ㄦI齒輪和軌道輪：兩齒輪材料均為20CrMnTi，表面滲碳淬火處理，表面滲碳淬火處理，表面硬度58-62HRC，試驗齒輪面接觸疲勞極限，齒型為漸開線直齒，最終加工為磨齒，精度為6級。兩齒輪內(nèi)圈：材料為，調(diào)質(zhì)處理，硬度為262-302HBS試驗齒輪的接觸疲勞極限 試驗齒輪的彎曲疲勞極限 （2）按齒輪的疲勞強度設(shè)計計算花鍵軸傳遞功率為25.35KW，確定齒輪傳動的精度等級，按照公式（3-1）估取主動軸齒輪的速度為Vt=1.55m/s，參考表8-14，8-15選取公差組7級精度。 (4-1)小輪分度圓直徑d1，由下式得： （4-2）齒輪的寬度d通過查表8-23查得：按齒輪相對于軸承的

51、分布為對稱分布，硬齒面取，因此，取；花鍵輪上的齒輪齒數(shù)Z1=8；導(dǎo)軌輪上的齒輪齒數(shù)Z2=10；齒數(shù)比u為： 且傳動比誤差在±5%范圍內(nèi)，合適。齒輪的轉(zhuǎn)矩T1： 載荷系數(shù)K，由式8-55得： 使用系數(shù)KA通過查表8-20，取KA=1；動載荷系數(shù)KV=1.19，齒向載荷分布系數(shù)K=1.03齒向載荷分配系數(shù)由式8-55及=0得；K=1.11，那么，載荷系數(shù)K的初值Kt為： 彈性系數(shù)ZE，查表8-22，取ZE=189.8MPa；節(jié)點影響系數(shù)ZH，查表8-64，取ZH=2.5；重合度系數(shù)Z，查圖8-65，取Z=0.88;許用接觸應(yīng)力H，由機械設(shè)計手冊中公式（8-69），H=HlimZNZW/S

52、H接觸疲勞極限應(yīng)力Hlim1、Hlim2，查圖8-69，得Hlim1=Hlim2=1300N/mm2；應(yīng)力循環(huán)次數(shù)由機械設(shè)計手冊中公式（8-70），得則查圖8-70得，接觸強度的ZN1ZN2（不允許有點蝕），ZN1=ZN2=1,硬化系數(shù)Zw查圖8-71及說明取Zw=1。接觸強度安全系數(shù)SH，查表8-27，按較高可靠度查得SHmin=1.25-1.3，故取SHmin=1.3： 故d1的設(shè)計初值d1t為: 齒輪的模數(shù)m1，m1=d1t/Z1=310.58/8=38.82，因而取模數(shù)m1=40；則小齒輪分度圓直徑的參數(shù)d1t為：圓周速度v， （4-3）與估取值0.1相近，對Kv值影響不大，不必修正K

53、vt，則Kv=Kvt=1.19，K=Kt=2.381;花鍵軸上齒輪分度圓直徑d1=d1tZ1=320mm;軌輪軸上齒輪分度圓直徑d2=m1Z2=40×10=400mm （4-4）中心距 齒寬b 所以軌輪軸上齒輪b2=b=160mm花鍵軸上齒輪齒寬b1=b+（510）=165mm4.1.2齒輪的變位及尺寸計算已知Z1=8，Z2=10，ha*=1，C*=0.25,m=40 (1)齒輪的變位計算第一級傳動中小齒輪和惰輪的變位選擇機械設(shè)計手冊(第三卷)中的齒根與齒面承載能力大的P7線，按Z1+Z2=37+37=74，得出x=0.97.按表14-1-10計算： （4-5） 查表得´=27°23´中心距變動系數(shù)y： （4-6）中心距´: （4-7）因此取中心距´=360mm?？偟淖兾幌禂?shù)x2, (4-8)代入各個參數(shù)求得： 由及決定坐決定坐標點通過點引與其他相鄰的L線與S線，過Z1作垂線，由Z1=8得：x1=0，所以，x2=x-x1=0-0=0齒頂變位系數(shù)y （2）齒輪的尺寸計算根據(jù)機械原理書中表10-2中的公式可得： 齒頂高ha 分度圓直徑d 齒根高hf 齒全高h 齒頂圓直徑da 齒根圓直徑df 齒厚s S=160mm重合度