采煤機(jī)牽引部設(shè)計(jì)

李建國(guó)

摘 要：本設(shè)計(jì)的目的是設(shè)計(jì)出強(qiáng)度滿足理論要求、結(jié)構(gòu)符合實(shí)際情況的電牽引采煤機(jī)牽引部。在設(shè)計(jì)中，首先對(duì)牽引部進(jìn)行了傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)與相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算，然后依據(jù)有關(guān)公式和標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各級(jí)齒輪傳動(dòng)、軸與軸承分別進(jìn)行了設(shè)計(jì)和校核，對(duì)行星結(jié)構(gòu)的相關(guān)齒輪、軸和軸承進(jìn)行了簡(jiǎn)單計(jì)算。

關(guān)鍵詞：牽引部；傳動(dòng)比；軸

中圖分類號(hào)：TD421.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）27-0103-03

1 概述

1.1 選型研究的意義

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)技術(shù)的改革，不可避免的在工業(yè)的各個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械的綜合化。采煤機(jī)直接用與煤炭的地下開(kāi)采，是煤炭生產(chǎn)中最主要的機(jī)械設(shè)備之一。而牽引部是采煤機(jī)的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著移動(dòng)采煤機(jī)，并使工作機(jī)構(gòu)落煤或進(jìn)行調(diào)動(dòng)的任務(wù)。因此，對(duì)采煤機(jī)牽引部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)應(yīng)用前景和市場(chǎng)前景都非常好的研究項(xiàng)目。

1.2 設(shè)計(jì)的內(nèi)容

查閱MG2X300-W采煤機(jī)的原始資料，對(duì)其牽引部進(jìn)行改造，將其液壓牽引改造成電牽引采煤機(jī)。采煤機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)的選擇、牽引部傳動(dòng)方案的確定和設(shè)計(jì)、牽引部傳動(dòng)參數(shù)的確定及分配、齒輪的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度的校核、軸的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核、輔助液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、噴霧冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

2 傳動(dòng)方案的確定

2.1 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)

選擇由南陽(yáng)生產(chǎn)的三相鼠籠異步防爆電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為YB2-225M-4-55KW，其主要參數(shù)如下：

2.2 傳動(dòng)方案的比較及確定

比較以上三個(gè)方案：方案一有行星機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，簡(jiǎn)化了傳動(dòng)系統(tǒng)，但筒殼增大了，結(jié)構(gòu)不夠緊湊，所以此方案也不宜采用。方案二無(wú)惰輪調(diào)節(jié)中心距，且轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，橫向齒輪大，造成徑向負(fù)荷增大，使軸承使用壽命縮短。方案三是通過(guò)惰輪調(diào)節(jié)中心，使齒輪結(jié)構(gòu)緊湊，齒輪傳動(dòng)，體積小，效率高，用于大功率的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置。

3 傳動(dòng)參數(shù)的確定

確定每一根軸的轉(zhuǎn)速n、功率p、轉(zhuǎn)矩T

4 齒輪的設(shè)計(jì)

4.1 第一軸上齒輪的設(shè)計(jì)

4.1.1 選精度等級(jí)、材料及齒數(shù)

（1）選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。

（2）根據(jù)工作條件，選用7級(jí)精度。

（3）選擇齒輪材料為40Cr調(diào)質(zhì)處理，硬度為300HBS，小齒輪z1=30，z2=i×z1=3.5×30=105

（4）初選螺旋角？茁=14°。

4.1.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)

按《機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)》式（10-21）試算，即

（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算值

f.由《機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)》表10-7選取齒寬系數(shù)？準(zhǔn)d=1。

g.由《機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)》表10-6查得材料彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa

h.由《機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)》式10-31計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)

（2）計(jì)算

a.試算小齒輪的分度圓直徑d1t，由計(jì)算公式得，

b.計(jì)算圓周速遞

c.計(jì)算齒寬b及模數(shù)mnt

d.計(jì)算縱向重合度

e.計(jì)算載荷系數(shù)K

已知使用系數(shù)KA=1，根據(jù)v=5.89m/s，7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)》式中圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.13，由表10-4查得KHB的值與直齒輪的相同，故KHB=1.42，由《機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)》圖10-13查得KFB=1.35，由《機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)》表10-3查得KH？琢=KF？琢，故動(dòng)載系數(shù)

f.按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)》式（10-10a）得

g.計(jì)算模數(shù)mn

4.2 第一軸上齒輪的強(qiáng)度校核

4.2.1 按齒根彎曲強(qiáng)度校核

由《機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)》式（10-17）

（1）確定計(jì)算參數(shù)

a.計(jì)算載荷系數(shù)

b.根據(jù)縱向重合度？著？琢=1.59，從《機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)》圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)Y？茁=0.88

c.計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)

大齒的輪數(shù)值大

（2）設(shè)計(jì)計(jì)算

由

則z1=30，則z2=u·z1=30×3.5=105。

4.2.2 幾何尺寸計(jì)算

（1）計(jì)算中心距

將中心距圓整為207mm。

（2）按圓整后的中心距修正螺旋角

（3）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑

（4）計(jì)算齒輪齒寬

圓整后取

5 軸的設(shè)計(jì)

5.1 第一軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）求作用在齒輪上的力因已知低速級(jí)小齒輪的分度圓

（2）初步確定軸的最小直徑

選取齒輪材料為40Cr，根據(jù)相關(guān)資料，取A0=112，于是得

5.2 第一軸的強(qiáng)度校核

5.2.1 求軸上的載荷

在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取？琢值。對(duì)于7315C型軸承，由于手冊(cè)中查得？琢=29mm

對(duì)A點(diǎn)取矩

5.2.2 合成相應(yīng)應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度

式中：-齒輪在計(jì)算截面C上的工作應(yīng)力，MPa；W-軸的抗彎截面系數(shù)W=≈0.1d3mm3，d為截面C處的直徑；M-齒輪在計(jì)算截面C上的合成彎矩，N·mm；？琢-根據(jù)切應(yīng)力或軸向應(yīng)力變化性質(zhì)而定的校正系數(shù)，？琢=0.6；由相關(guān)資料查得[？滓-1]=70MP，因此，？滓ca<[？滓-1]故安全。

6 結(jié)束語(yǔ)

為了完成此設(shè)計(jì)，我借閱了采煤機(jī)設(shè)計(jì)的相關(guān)文獻(xiàn)，并就相關(guān)內(nèi)容做了筆記。為我能成功完成設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。采煤機(jī)的先進(jìn)程度也是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展程度的重要指標(biāo)。希望同行們能不斷改進(jìn)采煤機(jī)，為我國(guó)采煤事業(yè)做出一定貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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