【終稿全套】MG200-475-W型采煤機設(shè)計【9張CAD圖紙+文檔】

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緒論1.1引言我國是產(chǎn)煤大國，煤炭也是我國最主要的能源，是保證我國國民經(jīng)濟飛速增長的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。煤炭工業(yè)的機械化是指采掘、支護、運輸、提升的機械化。其中采掘包括采煤和掘進巷道。隨著采煤機械化的發(fā)展，采煤機是現(xiàn)在最主要的采煤機械。20世紀70年代主要靠進口采煤機來滿足我國生產(chǎn)的需要，到今天幾乎是我國采煤機占領(lǐng)我國的整個采煤機市場，依靠科技進步，推進技術(shù)創(chuàng)新，開發(fā)高效礦井綜合配套技術(shù)是我國煤炭科技的發(fā)展的主攻方向，我國的采煤機現(xiàn)在已經(jīng)進入了自主研發(fā)，標準化，系列化階段。1.2采煤機械概述1.2.1采煤機械化的發(fā)展機械化采煤開始于上世紀40年代，是隨著采煤機械（采煤機和刨煤機）的出現(xiàn)而開始的。40年代初期，英國、蘇聯(lián)相繼生產(chǎn)了采煤機，聯(lián)邦德國生產(chǎn)了刨煤機，使工作面落煤，裝煤實現(xiàn)了機械化。但是當時的采煤機都是鏈式工作機構(gòu)，能耗大、效率低，加上工作面輸送機不能自移，所以生產(chǎn)率受到一定的限制。50年代初期，英國、聯(lián)邦德國相繼生產(chǎn)力滾筒采煤機、可彎曲刮板輸送機和單體液壓支柱，大大推進了采煤機械化的發(fā)展。由于當時采煤機上的滾筒式死滾筒，不能實現(xiàn)跳高，因而限制了采煤機械的適用范圍，我們稱這種固定滾筒的采煤機為第一代采煤機。這樣，50年代各國的采煤機械化的主流還只是處于普通機械化水平。雖然載1954年英國已經(jīng)研制出了液壓自移式支架，但是由于采煤機和可彎曲刮板輸送機尚不完善，綜采技術(shù)僅僅處于開始試驗階段。60年代是世界綜采技術(shù)的發(fā)展時期。第二代采煤機單搖臂滾筒采煤機的出現(xiàn)，解決了采高調(diào)整的問題，擴大了采煤機的適用范圍；特別式1964年第三代采煤機雙搖臂采煤機的出現(xiàn)，進一步解決了工作面自開缺口問題；再加上液壓支架和可彎曲刮板輸送機的不斷完善，滑行刨的研制成功等，把綜采技術(shù)推向了一個新水平，并在生產(chǎn)中顯示了綜合機械化采煤的優(yōu)越性高校、高產(chǎn)、安全和經(jīng)濟，因此各國競相采用綜采。進入70年代。綜采機械化得到了進一步發(fā)掌和提高，綜采設(shè)備開始向大功率、高效率及完善性能和擴大使用范圍等方向發(fā)掌，相繼出現(xiàn)了功率為7501000KW，生產(chǎn)率大1500T/H的刮板輸送機，以及工作阻力大1500KN的強力液壓支架等。1970年采煤機無鏈牽引系統(tǒng)的研制成功以及1976年出現(xiàn)的第四代采煤機電牽引采煤機，大大改善了采煤機的性能，并擴大了它的使用范圍。目前，各主要產(chǎn)煤國家已基本上實現(xiàn)力采煤機械化。衡量一個國家采煤機械化水平的指標是采煤機械化程度和綜采機械化程度。采煤機械化的發(fā)展方向是：不斷完善各類采煤設(shè)備，使之達到高效、高產(chǎn)、安全、經(jīng)濟；向遙控及自動控制發(fā)展，以逐步過渡到無人工作面采煤；提高單機的可靠性，并使之系列化、標準化和通用化；研制后、薄及急傾斜等難采煤層的機械設(shè)備。1.2.2機械化采煤的類型長壁采煤工作面的采煤過程主要包括：落煤、裝煤、工作面運煤、頂板支護及處理采空去五個工序，按照這些工序來分有兩種機械化采煤方式：1、普通機械化采煤（普采）利用采煤機械（刨煤機或采煤機）來實現(xiàn)落煤和裝煤，工作面輸送機運煤，并用單體液壓（或金屬磨擦）支柱及金屬鉸接梁來支護頂板的采煤法稱普通機械化采煤。2、綜合機械化采煤（綜采）用大功率采煤機來實現(xiàn)落煤裝煤，刮板輸送機運煤，自移式液壓支架來支護頂板而使工作面采煤過程完全實現(xiàn)機械化的采煤法稱綜合機械化采煤。綜采工作面主要是三機配合。如下圖1-1所示：1.3采煤機簡述1.31采煤機的分類、組成和工作原理采煤機有不同的分類方法，一般我們按照工作機構(gòu)的形式進行分類，可分為：滾筒式、鉆削式和鏈式采煤機；現(xiàn)在我們所說的采煤機主要是指滾筒采煤機，這種采煤機適用范圍廣，可靠性高，效率高，所以現(xiàn)在有很廣泛的使用。滾筒采煤機的組成如圖1-2 所示：現(xiàn)代采煤機的設(shè)計基本上都是使用模塊化設(shè)計，電機橫向布置，采用模塊化設(shè)計使各主要部件分開，特別是傳動部件的分離使傳動效率更高，傳動更可靠，維修和檢查方便；采煤機的牽引部分也采用了無鏈牽引，牽引嚙合效率高，不會出現(xiàn)斷鏈事故使之更安全。1.32滾筒采煤機的工作原理第四代采煤機研發(fā)成功后，現(xiàn)在采煤機的設(shè)計基本上傳承了他們的特點，隨著機械電子的飛速發(fā)展，對采煤機產(chǎn)生了很大的影響，現(xiàn)在采煤機是集電子系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)，機械傳動系統(tǒng)于一身的復雜的系統(tǒng)。在機械傳動部分現(xiàn)代的采煤機去掉了以前采煤機的的托架，全部采用雙滾筒設(shè)計。雙滾筒采煤機工作時，前滾筒割頂煤，后滾筒割底部煤，并清理浮煤。（雙滾筒采煤機的工作原理如圖1-3所示）因此雙滾筒采煤機沿工作面牽引一次，可以進一次刀；返回時，又可以進一刀，即采煤機往返一次進兩次刀，這種采法稱雙向采煤法。必須指出的是，為了使?jié)L筒落下的煤能裝入刮板輸送機，滾筒上的螺旋葉片螺旋方向必須與滾筒旋轉(zhuǎn)方向相適應：對順時針旋轉(zhuǎn)（人站在采空側(cè)看）的滾筒，螺旋葉片方向必須右旋；逆時針旋轉(zhuǎn)的滾筒，其螺旋葉片方向必須左旋。或者形象的歸結(jié)為“左轉(zhuǎn)左旋；右轉(zhuǎn)右旋”，即人站在采空區(qū)從上面看滾筒，截齒向左的用左旋滾筒，向右的用右旋滾筒。雙滾筒采煤機有自開缺口的能力，當采煤機割完一刀后，需要重新將滾筒切入一個截深，這一過程稱為進刀。常用的進刀方式有兩種：1端部斜切法：利用采煤機在工作面兩端約2530m的范圍內(nèi)斜切進刀稱端部斜切進刀法；2中部斜切法（半工作面法）：利用采煤機在工作面中部斜切進刀稱為中部斜切法。1.33滾筒采煤機的特點1、使用范圍廣滾筒采煤機對煤層地質(zhì)條件的要求較低，對于地板起伏不平、層厚變化大、煤粘頂、有落差不大的斷層以及不同性質(zhì)的頂板等煤層條件，采煤機都能適應；2、調(diào)高方便，免開缺口；3、功率大、生產(chǎn)率高、工作可靠；4、操作方便并有完善的保護、監(jiān)測系統(tǒng)5、向標準化、系列化、通用化發(fā)展。但是采煤機也有其缺點：結(jié)構(gòu)復雜，價格昂貴；割落的煤的塊度小，粉塵含量多，因而破碎單位體積煤的能量消耗大。1.34煤機與刨煤機的比較刨煤機是僅次于滾筒采煤機而應用的較多的一種采煤機械。它們兩者的特點區(qū)別在于：1、刨煤機較采煤機截深淺，它能有效的利用煤壁的壓酥作用，刨下的煤塊大，能耗低，產(chǎn)生的粉塵少，但是也正因為如此它的產(chǎn)量較采煤機而言低了很多；2、刨煤機傳動裝置位于輸送機兩端，刨頭靠輸送機導向，因此包頭可做的很矮，適合在薄煤層開采；3、刨煤機的使用條件壁采煤機高，故使用范圍受到一定限制，特別是硬煤，粘煤不宜用刨煤機；4、刨煤機調(diào)整采高較困難，因為刨頭高度不能隨時調(diào)整，所以要求不能粘頂及厚度不能過大；5、刨煤機不能自開缺口，工作面兩端需人工開缺口，工作量大；6、刨煤機消耗在刨頭與輸送機及底板之間的摩擦功率大，用于采煤的有效功率占采煤機械總功率較小。第2章 MG200/475W型采煤機2.1概述MG200/475W型薄煤層液壓牽引采煤機，為多電機橫向布置液壓無鏈牽引采煤機，該機裝機總功率435KW，截割功率2 X 200KW，牽引功率45KW，采用液壓無級調(diào)速系統(tǒng)來控制采煤機牽引速度。MG200/475W采煤機，主機身采用整體結(jié)構(gòu)形式，取消了長螺柱及傳統(tǒng)意義上的螺栓聯(lián)接。此結(jié)構(gòu)簡單、可靠，且尺寸小，大大的降低了采煤機的機身高度，適用薄煤層開采。多電機驅(qū)動采用橫向布置形式，拆裝方便。在主機箱中部橫向裝有牽引電機，通過牽引機構(gòu)為采煤機提供300KN的牽引力。主機箱分為四個隔腔，從左到右分別為左固定箱、電控部分、液壓泵箱和右固定箱。采煤機控制面板位于電控隔腔內(nèi)，除油馬達外，所有液壓元件都安裝在液壓泵箱內(nèi)。液壓調(diào)高手把設(shè)在主機箱右側(cè)，控制采煤機左、右搖臂的升降。2.2主要用途及適用范圍MG200/475W液壓牽引采煤機一般適用于中厚煤層的開采，傾角小于25度，煤質(zhì)中硬或中硬以上，含有少量夾矸的長壁式工作面。2.3型號的組成及其代表的含義2.4 使用環(huán)境條件1、可在周圍空氣中的甲烷、煤塵、硫化氫、二氧化碳等不超過煤礦安全規(guī)程中所規(guī)定的安全含量的礦井中使用。2、海拔高度小于200m。3、周圍介質(zhì)溫度不超過40攝氏度、不低于-10攝氏度。4、環(huán)境溫度為25攝氏度時，周圍空氣濕度不大于97。5、周圍介質(zhì)中無足以腐蝕和破壞絕緣的氣體 2.5安全警示1、該產(chǎn)品必須取得礦用產(chǎn)品安全標志后方可下井使用。2、該產(chǎn)品的電控腔急接線腔的箱蓋嚴禁在帶電的情況下打開。該產(chǎn)品在箱蓋的顯著位置已標有“嚴禁帶電開蓋”的字樣。3、用的隔離開關(guān)“QS”嚴禁帶電離合。4、該產(chǎn)品的電路嚴禁亂拆亂調(diào)。5、該產(chǎn)品開機前必須先通水，后開機，當噴霧泵站停止供水時，應立即停止電機運行。6、隨時注意冷卻水路中的安全閥，如產(chǎn)生釋放現(xiàn)象，應及時檢查原因。7、定期檢查清洗水閥內(nèi)的過濾器。8、隨時注意各噴嘴運行情況，如有堵塞，應及時疏通。9、定期檢查噴霧泵站至采煤機輸水管各連接口是否密合，不得有滲透水現(xiàn)象。第3章 MG200/475W型采煤機截割部的設(shè)計3.1 截割部傳動總體方案3.1.1 設(shè)計總則1、煤礦生產(chǎn)，安全第一。2、面向生產(chǎn)，力求實效，以滿足用戶最大實際需求。3、貫徹執(zhí)行國家、部、專業(yè)的標準及有關(guān)規(guī)定。4、技術(shù)比較先進，在一般設(shè)計中進行改進，要求性能和壽命能有顯著的提高。3.1.2 已知條件1. 采高范圍1.3m2.5m；2. 煤層傾角；3. 截割功率；4. 滾筒轉(zhuǎn)速 5. 設(shè)計壽命：5000h3.1.3 截割電動機的選擇電機型號： YBC200額定功率（kw）： 200 kw額定電壓（V）： 1140 V額定電流（A）： 123 A額定轉(zhuǎn)速（r.p.m）： 1480 r.p.m外形尺寸（mm）： 693550615電動機的轉(zhuǎn)距： T= 3.1.4 計算傳動效率各傳動件的效率為：傳動件的效率： 3.1.5 傳動比的分配及配齒情況總傳動比等于截割電動機的轉(zhuǎn)速與滾筒的轉(zhuǎn)速比值:電動機轉(zhuǎn)速： 1480轉(zhuǎn)/分 滾筒轉(zhuǎn)速： 總傳動比： 采煤機搖臂傳動齒輪傳動比的分配與一般減速器傳動比的分配有所不同，搖臂要求所有大齒輪盡量的一樣大，這樣設(shè)計出的搖臂才能緊湊小巧，根據(jù)以上原則齒輪的齒數(shù)與模數(shù)定為上表中所示的參數(shù)。3.2 截割部傳動系統(tǒng)齒輪的校核計算3.2.1 Z1與Z2嚙合參數(shù)及強度計算1、齒輪參數(shù)、材料、熱處理工藝及制造工藝的選定齒輪采用20CrMnTi，表面滲碳淬火處理。試驗齒輪齒面接觸疲勞極限為試驗齒輪齒根彎曲疲勞極限齒形為漸開線直齒。最終加工為磨齒，精度6級。齒輪2為惰輪，其受到循環(huán)彎曲應力，所以上述參數(shù)中齒輪2的試驗輪齒根彎曲疲勞極限乘了一個修正系數(shù)0.8。2、幾何尺寸計算：分度圓直徑：；齒頂圓直徑：；齒根圓直徑：；其中：1，0.25；3、嚙合要素的驗算：1和2 的重合度；頂圓齒形曲率半徑：；端面重合度：所以；4、齒輪強度驗算采煤機用的齒輪的接觸和彎曲強度按照驅(qū)動電機的額定全功率驗算，因為滾筒截割硬煤或夾矸時可能受到很大的尖峰負載。設(shè)計時間按T20000h1200000min計算。 （1）圓周速度：（2）名義轉(zhuǎn)矩：（3）名義圓周力：（4）應力循環(huán)次數(shù)（5）確定強度計算中的各種系數(shù)接觸應力強度系數(shù)1）使用系數(shù)2）動負載荷系數(shù)3）齒向載荷分布系數(shù)4）齒間載荷分布系數(shù)則載荷系數(shù)K的初值，5）彈性系數(shù)6）節(jié)點影響系數(shù)7）重合度系數(shù)齒根彎曲疲勞強度計算各系數(shù)8）齒形系數(shù)9）應力修正系數(shù)10）重合度系數(shù)（6）計算接觸應力的基本值接觸應力：（7）彎曲應力基本值：齒根彎曲應力（8）確定計算許用接觸應力時的各種系數(shù)1）壽命系數(shù)2）潤滑系數(shù)3）速度系數(shù)4）粗糙度系數(shù)5）工作硬化系數(shù)6）尺寸系數(shù)許用接觸應力（9）接觸強度安全系數(shù)（10）確定計算許用彎曲應力時的各種系數(shù)1）壽命系數(shù)2）齒根表面狀況系數(shù)3）尺寸系數(shù)許用彎曲應力（11）齒根彎曲強度安全系數(shù)3.2.2 Z2與Z3嚙合參數(shù)及強度計算1、齒輪參數(shù)、材料、熱處理工藝及制造工藝的選定齒輪采用20CrMnTi，表面滲碳淬火處理。試驗齒輪齒面接觸疲勞極限為試驗齒輪齒根彎曲疲勞極限齒形為漸開線直齒。最終加工為磨齒，精度6級。2、幾何尺寸計算：分度圓直徑：；齒頂圓直徑：；齒根圓直徑：；其中：1，0.25；3、嚙合要素的驗算：2和3 的重合度；頂圓齒形曲率半徑：；其中正號為外嚙合，負號為內(nèi)嚙合端面重合度：；4、齒輪強度驗算采煤機用的齒輪的接觸和彎曲強度按照驅(qū)動電機的額定全功率驗算，因為滾筒截割硬煤或夾矸時可能受到很大的尖峰負載。設(shè)計時間按T20000h1200000min計算。 （1）圓周速度（2）確定計算負載名義轉(zhuǎn)矩：名義圓周力：（3）應力循環(huán)次數(shù) （4）確定強度計算中的各種系數(shù)接觸應力強度系數(shù)1）使用系數(shù)2）動負載荷系數(shù)3）齒向載荷分布系數(shù)4）齒間載荷分布系數(shù)則載荷系數(shù)K的初值，5）彈性系數(shù)6）節(jié)點影響系數(shù)7）重合度系數(shù)齒根彎曲疲勞強度計算各系數(shù)8）齒形系數(shù) ;9）應力修正系數(shù)10）重合度系數(shù)（5）計算接觸應力的基本值（6）接觸應力：（7）彎曲應力基本值：（8）齒根彎曲應力：（9）確定計算許用接觸應力時的各種系數(shù)1） 壽命系數(shù)2） 潤滑系數(shù)3） 速度系數(shù)4） 粗糙度系數(shù)5） 工作硬化系數(shù)6） 尺寸系數(shù)（10）許用接觸應力（12）接觸強度安全系數(shù)（13）確定計算許用彎曲應力時的各種系數(shù)1） 壽命系數(shù)2） 齒根表面狀況系數(shù)3） 尺寸系數(shù)許用彎曲應力齒根彎曲強度安全系數(shù)3.2.3 Z4與Z5嚙合參數(shù)及強度計算說明：本校核只計算傳動比最大的一對齒輪，這對齒輪也是這二對中受力最大的一對。1、齒輪參數(shù)、材料、熱處理工藝及制造工藝的選定（1）齒輪采用20CrMnTi，表面滲碳淬火處理。試驗齒輪齒面接觸疲勞極限為試驗齒輪齒根彎曲疲勞極限齒形為漸開線直齒。最終加工為磨齒，精度6級。（2）變位系數(shù)的選取及幾何尺寸計算：標準中心距；取240；嚙合角；變位系數(shù) ；中心距變動系數(shù) ；齒頂降低系數(shù)；分配變位系數(shù)：；取分度圓直徑：；齒頂圓直徑：；齒根圓直徑：；其中：1，0.25；2、嚙合要素的驗算：4和5 的重合度；頂圓齒形曲率半徑：；其中正號為外嚙合，負號為內(nèi)嚙合端面重合度：；3、齒輪強度驗算采煤機用的齒輪的接觸和彎曲強度按照驅(qū)動電機的額定全功率驗算，因為滾筒截割硬煤或夾矸時可能受到很大的尖峰負載。設(shè)計時間按T20000h1200000min計算。 （1）圓周速度（2）確定計算負載名義轉(zhuǎn)矩：名義圓周力：（3）應力循環(huán)次數(shù)（4）確定強度計算中的各種系數(shù)接觸應力強度系數(shù)1）使用系數(shù)2）動負載荷系數(shù)3）齒向載荷分布系數(shù)4）齒間載荷分布系數(shù)則載荷系數(shù)K的初值，5）彈性系數(shù)6）節(jié)點影響系數(shù)7） 重合度系數(shù)齒根彎曲疲勞強度計算各系數(shù)8）齒形系數(shù)9）應力修正系數(shù)10）重合度系數(shù)（5）計算接觸應力的基本值（6）接觸應力：（7）彎曲應力基本值：（8）齒根彎曲應力（9）確定計算許用接觸應力時的各種系數(shù)1）壽命系數(shù)2）潤滑系數(shù)3）速度系數(shù)4）粗糙度系數(shù)5）工作硬化系數(shù)6）尺寸系數(shù)（10）許用接觸應力（11）接觸強度安全系數(shù)（12）確定計算許用彎曲應力時的各種系數(shù)1）壽命系數(shù) 2）齒根表面狀況系數(shù)3）尺寸系數(shù)（13）許用彎曲應力 （14）齒根彎曲強度安全系數(shù)3.2.4 Z6與Z7嚙合參數(shù)及強度計算1、齒輪參數(shù)、材料、熱處理工藝及制造工藝的選定（1）齒輪采用20CrMnTi，表面滲碳淬火處理。試驗齒輪齒面接觸疲勞極限為試驗齒輪齒根彎曲疲勞極限齒形為漸開線直齒。最終加工為磨齒，精度6級。（2）幾何尺寸計算：分度圓直徑：齒頂圓直徑：；齒根圓直徑：其中：1，0.25；2、嚙合要素的驗算：1和2 的重合度；頂圓齒形曲率半徑：；其中正號為外嚙合，負號為內(nèi)嚙合端面重合度：；3、齒輪強度驗算采煤機用的齒輪的接觸和彎曲強度按照驅(qū)動電機的額定全功率驗算，因為滾筒截割硬煤或夾矸時可能受到很大的尖峰負載。設(shè)計時間按T20000h1200000min計算。 （1）圓周速度（2）確定計算負載名義轉(zhuǎn)矩：名義圓周力：（3）應力循環(huán)次數(shù)（4）確定強度計算中的各種系數(shù)接觸應力強度系數(shù)1）使用系數(shù)2）動負載荷系數(shù)3）齒向載荷分布系數(shù)4）齒間載荷分布系數(shù)）則載荷系數(shù)K的初值5）彈性系數(shù)6）節(jié)點影響系數(shù) 7）重合度系數(shù)齒根彎曲疲勞強度計算各系數(shù)8）齒形系數(shù)9）應力修正系數(shù)10）重合度系數(shù)（5）計算接觸應力的基本值（6）接觸應力：（7）彎曲應力基本值：（8）齒根彎曲應力（9）確定計算許用接觸應力時的各種系數(shù)1）壽命系數(shù)2）潤滑系數(shù)3）速度系數(shù)4）粗糙度系數(shù)5）工作硬化系數(shù)6）尺寸系數(shù)（10）許用接觸應力（11）接觸強度安全系數(shù)（12）確定計算許用彎曲應力時的各種系數(shù)1）壽命系數(shù)2）齒根表面狀況系數(shù)3）尺寸系數(shù)（13）許用彎曲應力（14）齒根彎曲強度安全系數(shù)3.2.5 Z8與Z9嚙合參數(shù)及強度計算1、齒輪參數(shù)、材料、熱處理工藝及制造工藝的選定（1）齒輪采用30CrMnTi，表面滲碳淬火處理，表面硬度可達5661HRC。試驗齒輪齒面接觸疲勞極限為試驗齒輪齒根彎曲疲勞極限齒形為漸開線直齒。最終加工為磨齒，精度6級。（2）幾何尺寸計算：分度圓直徑：；齒頂圓直徑：；齒根圓直徑：；其中：1，0.25；2、嚙合要素的驗算：1和2 的重合度；頂圓齒形曲率半徑：；其中正號為外嚙合，負號為內(nèi)嚙合端面重合度：；3、齒輪強度驗算采煤機用的齒輪的接觸和彎曲強度按照驅(qū)動電機的額定全功率驗算，因為滾筒截割硬煤或夾矸時可能受到很大的尖峰負載。設(shè)計時間按T20000h1200000min計算。 （1）圓周速度（2）確定計算負載名義轉(zhuǎn)矩：名義圓周力：（3）應力循環(huán)次數(shù)（4）確定強度計算中的各種系數(shù)接觸應力強度系數(shù)1）使用系數(shù)2）動負載荷系數(shù)3）齒向載荷分布系數(shù)4）齒間載荷分布系數(shù)）則載荷系數(shù)K的初值5）彈性系數(shù)6）節(jié)點影響系數(shù)7）重合度系數(shù)齒根彎曲疲勞強度計算各系數(shù)8）齒形系數(shù)9）應力修正系數(shù)10）重合度系數(shù)（5）計算接觸應力的基本值（6）接觸應力：（7）彎曲應力基本值：（8）齒根彎曲應力（9）確定計算許用接觸應力時的各種系數(shù)1）壽命系數(shù)2）潤滑系數(shù)3）速度系數(shù)4）粗糙度系數(shù)5）工作硬化系數(shù)6）尺寸系數(shù)（10）許用接觸應力（11）接觸強度安全系數(shù)（12）確定計算許用彎曲應力時的各種系數(shù)1）壽命系數(shù)2）齒根表面狀況系數(shù)3）尺寸系數(shù)（13）許用彎曲應力（14）齒根彎曲強度安全系數(shù)3.2.6行星傳動齒輪參數(shù)及強度計算行星輪的設(shè)計與校核參考漸開線齒輪行星傳動得設(shè)計與制造（漸開線齒輪行星傳動的設(shè)計與制造編委會著，機械工業(yè)出版社出版）其中參數(shù)的選擇與查取大部分在上書中查出，但有些經(jīng)過了簡化或從設(shè)計手冊中查取。行星齒輪的設(shè)計計算1、齒輪材料、熱處理工藝及制造工藝的選定太陽輪和行星輪從用20CrMnTi，表面滲碳淬火處理。試驗齒輪齒面接觸疲勞極限為試驗齒輪齒根彎曲疲勞極限齒形為漸開線直齒。最終加工為磨齒，精度6級。2、確定各主要參數(shù)（1）傳動比i5；（2）行星輪數(shù)目np3；（3）載荷不均衡系數(shù)Kp（4）配齒計算Za?。?）齒輪的模數(shù)m和中心距a 模數(shù)m取m7，?。?）計算變位系數(shù) 1）a-g傳動嚙合角 變位系數(shù)中心距變動系數(shù)y 齒頂降低系數(shù) 分配變位系數(shù)：因為所以取2）g-b傳動嚙合角 變位系數(shù)中心距變動系數(shù)y齒頂降低系數(shù) 分配變位系數(shù)：因為所以取3、幾何尺寸計算太陽輪：行星輪：內(nèi)齒輪：齒寬取齒寬為1004、嚙合要素驗算（1）a-g傳動端面重合度 1）頂圓齒形曲率半徑 2）端面嚙合長度 3）重合度 （2）g-b傳動端面重合度 1）頂圓齒形曲率半徑2）端面嚙合長度 3）重合度 5、齒輪強度校核 （1）a-g傳動 1）確定計算負荷 名義轉(zhuǎn)矩 名義圓周力 2）應力循環(huán)次數(shù)3）確定強度計算中的各種系數(shù)使用系數(shù)動負荷系數(shù)圓周速度齒向載荷分布系數(shù) 式中：據(jù)取 據(jù) 取 據(jù)取 據(jù) 取 與均載系數(shù)有關(guān)的系數(shù)取 與均載系數(shù)有關(guān)的系數(shù)取 則齒間載荷分布系數(shù)及因為節(jié)點區(qū)域系數(shù)彈性系數(shù)查表取載荷作用齒頂時齒形系數(shù) 載荷作用齒頂時的應力修正系數(shù)重合度系數(shù)4）齒數(shù)比5）計算接觸應力的基本值 6）接觸應力 7）彎曲應力基本值 8）齒根彎曲應力 9）確定計算許用接觸應力時的各種系數(shù)壽命系數(shù)潤滑系數(shù)速度系數(shù)粗糙度系數(shù)工作硬化系數(shù)尺寸系數(shù)10）許用接觸應力 接觸強度安全系數(shù)11）確定計算許用彎曲應力時的各種系數(shù)試驗齒輪的應力修正系數(shù)壽命系數(shù)相對齒根圓角敏感系數(shù)齒根表面狀況系數(shù)尺寸系數(shù)12）許用彎曲應力彎曲強度安全系數(shù)（2）g-b傳動 1）確定計算負荷 名義圓周力2）應力循環(huán)次數(shù)3)確定強度計算中的各種系數(shù)使用系數(shù)動負荷系數(shù)圓周速度齒向載荷分布系數(shù)式中：取 取 取 取 與均載系數(shù)有關(guān)的系數(shù)取 與均載系數(shù)有關(guān)的系數(shù)取則齒間載荷分布系數(shù)及因為 節(jié)點區(qū)域系數(shù)彈性系數(shù)查表取載荷作用齒頂時齒形系數(shù) 據(jù)取載荷作用齒頂時的應力修正系數(shù)重合度系數(shù)螺旋角系數(shù)4）齒數(shù)比5）計算接觸應力的基本值 6）接觸應力 7）彎曲應力基本值 8）齒根彎曲應力 9）確定計算許用接觸應力時的各種系數(shù)壽命系數(shù)潤滑系數(shù)速度系數(shù)粗糙度系數(shù)工作硬化系數(shù)尺寸系數(shù)10）許用接觸應力 接觸強度安全系數(shù)11）確定計算許用彎曲應力時的各種系數(shù)試驗齒輪的應力修正系數(shù)壽命系數(shù)相對齒根圓角敏感系數(shù)齒根表面狀況系數(shù)尺寸系數(shù)12）許用彎曲應力彎曲強度安全系數(shù)3.3 截割部傳動系統(tǒng)各傳動軸、軸承的校核計算3.3.1截一軸軸、軸承的校核計算 1、確定軸的最小直徑選取軸的材料為20CrMnTi，調(diào)質(zhì)滲碳處理。按機械設(shè)計工程學24-2查表取 A=100可得： 考慮到軸中空取：d=80mm2、軸的強度校核作出軸的結(jié)構(gòu)圖，彎矩圖，扭矩圖如下，從圖中可以看出，C截面的彎矩最大，是軸的危險截面。計算C截面處的MH、MV、M、Mca。（1） 軸的載荷 圓周力：軸向力：支反力：水平面 垂直面 彎矩： 水平面 垂直面 合成彎矩：當量彎矩：（2）校核軸的強度軸的材料為20CrMnTi，調(diào)質(zhì)滲碳處理，查得，為，取，軸的計算應力為：所以強度滿足強度要求（3）軸承強度的校核1）查機械設(shè)計手冊圓柱滾子軸承的主要性能參數(shù)： 2）計算軸承支反力1水平支反力 2垂直支反力 3合成支反力 3）軸承的當量載荷 即： 4）軸承的壽命因為=，固都可以，由機械設(shè)計工程學2表5-9 ，5-10 查得： 按式5-5采煤機的軸承壽命要求為：10000-30000所以滿足要求3.3.2惰一軸軸、軸承的校核計算1、確定軸的最小直徑選用材料：20CrMnTi，HRC60。按機械設(shè)計工程學24-2查表取 A=100可得：考慮到軸為心軸：取 d=80mm2、軸的強度校核作出軸的結(jié)構(gòu)圖，彎矩圖，扭矩圖如下，從圖中可以看出，C截面的彎矩最大，是軸的危險截面。計算C截面處的MH、MV、M、Mca。1）軸的載荷 圓周力： 軸向力：支反力：水平面 垂直面 彎矩： 水平面 垂直面 合成彎矩：當量彎矩：2）校核軸的強度軸的材料為20CrMnTi，調(diào)質(zhì)滲碳處理，查得，為，取，軸的計算應力為：所以強度滿足強度要求3、軸承強度的校核（1）查機械設(shè)計手冊調(diào)心滾子軸承的主要性能參數(shù)： （2）計算軸承支反力水平支反力 垂直支反力 合成支反力 （3）軸承的當量載荷 即： （4）軸承的壽命因為=，固都可以，由機械設(shè)計工程學2表5-9 ，5-10 查得： 采煤機的軸承壽命要求為：10000-30000完全滿足要求3.3.3截二軸軸、軸承的校核計算1、選取軸的材料為20CrMnTi，調(diào)質(zhì)滲碳處理。按機械設(shè)計工程學24-2查表取 A=100可得：選2、軸的強度校核作出軸的結(jié)構(gòu)圖，彎矩圖，扭矩圖如下，從圖中可以看出，C截面的彎矩最大，是軸的危險截面。計算C截面處的MH、MV、M、Mca。（1）軸的載荷 圓周力： 軸向力：支反力： 水平面 垂直面 彎矩： 水平面 垂直面 合成彎矩：當量彎矩：（2）校核軸的強度軸的材料為20CrMnTi，調(diào)質(zhì)滲碳處理，查得，為，取，軸的計算應力為：所以強度滿足強度要求3、軸承強度的校核查機械設(shè)計手冊調(diào)心圓柱滾子軸承的主要性能參數(shù)： 1）計算軸承支反力水平支反力 垂直支反力 合成支反力 2）軸承的當量載荷 即： 3）軸承的壽命因為，由機械設(shè)計工程學2表5-9 ，5-10 查得： 按式5-5采煤機的軸承壽命要求為：10000-30000 所以滿足要求 采煤機的軸承壽命要求為：10000-30000顯然合格3.3.4 截三軸軸、軸承的校核計算1、第三根軸選用材料與齒輪三所用的材料一致：選用材料：20CrMnTi，HRC60取許用剪應力系數(shù)A100，可得該軸的最小直徑：選2、軸的強度校核作出軸的結(jié)構(gòu)圖，彎矩圖，扭矩圖如下，從圖中可以看出，C截面的彎矩最大，是軸的危險截面。計算C截面處的MH、MV、M、Mca。（1）軸的載荷 圓周力： 軸向力： 支反力： 水平面 垂直面 彎矩： 水平面 垂直面 合成彎矩：當量彎矩：（2）校核軸的強度軸的材料為20CrMnTi，調(diào)質(zhì)滲碳處理，查得，為，取，軸的計算應力為：所以強度滿足強度要求3、軸承強度的校核 查機械設(shè)計手冊圓柱滾子軸承的主要性能參數(shù)： （1）計算軸承支反力水平支反力 垂直支反力 合成支反力 （2）軸承的當量載荷 即： （3）軸承的壽命因為，由機械設(shè)計工程學2表5-9 ，5-10 查得： 按式5-5采煤機的軸承壽命要求為：10000-30000 所以滿足要求 3.3.5 惰二軸軸、軸承的校核計算1、確定軸的最小直徑選取軸的材料為20CrMnTi，調(diào)質(zhì)滲碳處理。按機械設(shè)計工程學24-2查表取 A=100可得：選2、軸的強度校核作出軸的結(jié)構(gòu)圖，彎矩圖，扭矩圖如下，從圖中可以看出，C截面的彎矩最大，是軸的危險截面。計算C截面處的MH、MV、M、Mca。（1） 軸的載荷圓周力： 軸向力： 支反力： 水平面 垂直面 彎矩： 水平面 垂直面 合成彎矩：當量彎矩：（2）校核軸的強度軸的材料為20CrMnTi，調(diào)質(zhì)滲碳處理，查得，為，取，軸的計算應力為：所以強度滿足強度要求3、軸承強度的校核（1）查機械設(shè)計手冊與圓柱滾子軸承的主要性能參數(shù)： （2）計算軸承支反力水平支反力 垂直支反力 合成支反力 （3）軸承的當量載荷 即： （4）軸承的壽命因為=，固都可以，由機械設(shè)計工程學2表5-9 ，5-10 查得： 按式5-5采煤機的軸承壽命要求為：10000-30000所以滿足壽命要求3.3.6 惰三軸軸、軸承的校核計算與惰二軸相同。3.3.7 截四軸軸、軸承的校核計算1、確定軸的最小直徑選取軸的材料為20CrMnTi，調(diào)質(zhì)滲碳處理。按機械設(shè)計工程學24-2查表取 A=100可得：選2、軸的強度校核作出軸的結(jié)構(gòu)圖，彎矩圖，扭矩圖如下，從圖中可以看出，C截面的彎矩最大，是軸的危險截面。計算C截面處的MH、MV、M、Mca。（1） 軸的載荷圓周力： 軸向力： 支反力： 水平面 垂直面 彎矩： 水平面 垂直面 合成彎矩：當量彎矩：（2）校核軸的強度軸的材料為20CrMnTi，調(diào)質(zhì)滲碳處理，查得，為，取，軸的計算應力為：所以強度滿足強度要求3、軸承強度的校核（1）查機械設(shè)計手冊圓柱滾子軸承22224CC/W33 120x215x58的主要性能參數(shù)： （2）計算軸承支反力 水平支反力 垂直支反力 合成支反力 （3）軸承的當量載荷 即： （4）軸承的壽命因為=，固都可以，由機械設(shè)計工程學2表5-9 ，5-10 查得： 按式5-5 采煤機的軸承壽命要求為：10000-30000所以滿足壽命要求3.3.8太陽輪軸軸、軸承的校核計算1、確定軸的最小直徑 選取軸的材料為20CrMnTi，調(diào)質(zhì)滲碳處理。按機械設(shè)計工程學24-2查表取 A=100可得： 考慮到軸中空取：d=70mm2、軸的強度校核軸所受力矩太陽輪剪切應力，合格3.3.9行星輪軸軸、軸承的校核計算1、確定軸的最小直徑行星輪軸采用45號鋼調(diào)質(zhì)，考慮到可能的沖擊振動，取安全系數(shù)S2.0，則許用彎矩應力：故行星輪軸直徑：故取2、軸的強度校核因為行星輪軸受力較小，且軸徑取值較大，所以不許校核既可滿足需要。3、軸承強度的校核 （1）查機械設(shè)計手冊調(diào)心滾子軸承的主要性能參數(shù)： （2）計算軸承支反力水平支反力 垂直支反力 合成支反力 軸承的當量載荷即： （3）軸承的壽命因為=，固都可以，由機械設(shè)計工程學2表5-9 ，5-10 查得： 采煤機的軸承壽命要求為：10000-30000完全滿足要求3.4各軸花鍵的設(shè)計與校核3.4.1截一軸花鍵設(shè)計計算1、傳遞扭矩2、花鍵材料軸材料選20CrMnTi調(diào)質(zhì)處理，花鍵模數(shù)?。积X數(shù)?。粷u開線齒形，平根，壓力角為30度。3、分度圓直徑 ；基圓直徑 ；4、內(nèi)花鍵大徑基本尺寸：；內(nèi)花鍵小徑基本尺寸：； ；5、外花鍵大徑基本值：；外花鍵小徑基本值：；6、花鍵強度驗算：強度合格。3.4.2 截二軸花鍵設(shè)計計算1、傳遞扭矩2、花鍵材料軸材料選20CrMnTi調(diào)質(zhì)處理，花鍵模數(shù)取；齒數(shù)??；漸開線齒形，平根，壓力角為30度。3、分度圓直徑；基圓直徑；4、內(nèi)花鍵大徑基本尺寸：；內(nèi)花鍵小徑基本尺寸：； ；5、外花鍵大徑基本值：；外花鍵小徑基本值：；花鍵強度驗算：強度合格。3.4.3 截三軸花鍵設(shè)計計算1、傳遞扭矩2、花鍵材料軸材料選20CrMnTi調(diào)質(zhì)處理，花鍵模數(shù)?。积X數(shù)?。粷u開線齒形，平根，壓力角為30度。3、分度圓直徑 ；基圓直徑 ；4、內(nèi)花鍵大徑基本尺寸：；內(nèi)花鍵小徑基本尺寸：； ；5、外花鍵大徑基本值：；外花鍵小徑基本值：；6、花鍵強度驗算：強度合格。3.4.4截四軸花鍵設(shè)計計算1、傳遞扭矩2、花鍵材料選20CrMnTi調(diào)質(zhì)處理，花鍵模數(shù)取；齒數(shù)取；寬度B110；漸開線齒形，平根，壓力角為30度。3、分度圓直徑；基圓直徑；4、內(nèi)花鍵大徑基本尺寸：；內(nèi)花鍵小徑基本尺寸：； ；5、外花鍵大徑基本值：；外花鍵小徑基本值：；6、花鍵強度驗算：強度合格。3.4.5輸出軸花鍵設(shè)計計算1、傳遞扭矩2、花鍵材料選20CrMnTi表面淬火，花鍵模數(shù)?。积X數(shù)?。粚挾热150；漸開線齒形，平根，壓力角為30度。3、分度圓直徑；基圓直徑；4、內(nèi)花鍵大徑基本尺寸：；內(nèi)花鍵小徑基本尺寸：； ；5、外花鍵大徑基本值：；外花鍵小徑基本值：；花鍵強度驗算：強度合格?？偨Y(jié)在大學的學習的最后階段，通過一個學期的畢業(yè)設(shè)計，我在不少方面都獲益匪淺。通過收集一些資料，對各種采煤機的工作原理和優(yōu)缺點有了基本的了解，并對MG200/475型采煤機有了初步的設(shè)計思路。設(shè)計中，我學習和鞏固了學多機械傳動等方面的知識點，開闊了思路。在這過程中，我遇到了許多未接觸的問題，通過老師的指導、查閱資料這些問題都得到了解決，并使我學習到了很多東西。在完成設(shè)計的過程中，使我感到書本知識與實際的距離，深刻體會到理論聯(lián)系實際的重要性。想要成為一名優(yōu)秀的設(shè)計者，必須通過現(xiàn)場的培養(yǎng)才能設(shè)計出更可靠、高效的產(chǎn)品。設(shè)計過程中指導老師不論是在生活上還是在學習上，都給予我莫大的期望、激勵和關(guān)懷，使我能夠更好的完成畢業(yè)設(shè)計。衷心的感謝所有給我?guī)椭椭С值睦蠋熀屯瑢W們。 最后，由于本人知識水平所限，設(shè)計中難免出現(xiàn)一些疏漏和錯誤之處，懇請各位老師批評指正。參考文獻1 王啟廣,李炳文，黃嘉興.采掘機械與支護設(shè)備.徐州:中國礦業(yè)大學出版社,2005,2 中國礦業(yè)大學機械制圖教材編寫組.畫法幾何及機械制圖. 徐州：中國礦業(yè)大學出版社，20023 王洪欣，李木，劉秉忠. 機械設(shè)計工程學1. 徐州：中國礦業(yè)大學出版社20014 唐大放，馮曉寧，楊現(xiàn)卿. 機械設(shè)計工程學2. 徐州：中國礦業(yè)大學出社，20015 張永茂,馬衛(wèi)東. 中文版AutoCAD 2005實戰(zhàn)指導.北京：中國鐵道出版社，20056 成大先等. 機械設(shè)計手冊第三版.北京：化學工業(yè)出版社，19927 吳宗澤. 機械設(shè)計師手冊上冊.北京：機械工業(yè)出版社，20028 吳宗澤. 機械設(shè)計師手冊下冊.北京：機械工業(yè)出版社，20029 吳宗澤,羅勝國. 機械設(shè)計課程設(shè)計手冊第二版. 北京：高等教育出版社，199210 吳宗澤. 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