履帶式半煤巖掘進(jìn)機(jī)行走部3K行星傳動(dòng)設(shè)計(jì)-圖紙CAD文檔全套

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It is one kind of medium cantilever tunneling machine which is mainly used in the medium coal lane and the half coal crag lane digging the tunnels, its structure compact, the compatibility good, the fuselage short, the center of gravity low, the operation simple, the overhaul is convenient. My design mainly aims at the tunneling machines walks-organization. I try to carry on the design of its structure and transmission.It uses marching walks organization, the actuation power provides by the oil motor, using the change of the oil motors rotation direction to make the walks-organization advance, retrocede, and turn. In the transmission design of the walks organization, using High-speed hydraulic motor to connect a pair of cylindrical Gear then connect a 3 K (II) type planetary gear, and uses the brake to link hydraulic motors Brake Inner Ring suspended can brake and link, and the source of more reliable braking performance. The innovation in designing: Use braking instead of coupling; when reducer is installed ,at each side of the reducer reversed 180 degrees staggered layout. Make full use of space and compact structure.Keywords：Cantilever tunneling machine; Walks-organization; Planet reduction gear; Brake, Planetary gear中 國(guó) 礦 業(yè) 大 學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)姓 名： 高 瑤 學(xué) 號(hào)： 03030876 學(xué) 院： 機(jī)電學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 設(shè)計(jì)題目：履帶式半煤巖掘進(jìn)機(jī)行走部3K行星傳動(dòng)設(shè)計(jì)專 題： 指導(dǎo)教師： 黃嘉興 職 稱： 副教授 2007 年 6 月 徐州中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)院 機(jī)電學(xué)院 專業(yè)年級(jí) 機(jī)自03-4班 學(xué)生姓名 高瑤 任務(wù)下達(dá)日期：2007 年 3 月 18 日畢業(yè)設(shè)計(jì)日期：2007 年 3 月 18 日至 2007 年 6 月 20 日畢業(yè)設(shè)計(jì)題目： 履帶式半煤巖掘進(jìn)機(jī)行走部3K行星傳動(dòng)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)專題題目： 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求：一、主要設(shè)計(jì)參數(shù)：機(jī)身長(zhǎng)：8-8.5m 機(jī)身寬：22.2m機(jī)身高：1.51.65m 臥底深度： 245mm裝機(jī)功率：190kW 截割功率：120kW經(jīng)濟(jì)截割煤巖硬度：60MPa 可掘巷道斷面：1820m2最大可掘高度：3.754m 最大可掘?qū)挾龋?m龍門(mén)高度：350400mm 刮板速度：0.91.0m/s運(yùn)輸形式：雙邊鏈 履帶寬度：2500mm行走速度：3m/min（工作）6m/min（調(diào)動(dòng)）額定電壓：1140/660v二、設(shè)計(jì)要求1、查閱有關(guān)資料、完成履帶式半煤巖掘進(jìn)機(jī)總體方案的設(shè)計(jì)；2、完成底盤(pán)總體傳動(dòng)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；3、高速直聯(lián)液壓馬達(dá)3k行走機(jī)構(gòu)整體設(shè)計(jì)4、主要部件、組件、零件圖設(shè)計(jì)；5、編寫(xiě)完成整機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)；院長(zhǎng)簽字： 指導(dǎo)教師簽字：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)（基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力；研究?jī)?nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；工作態(tài)度及工作量；總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；存在問(wèn)題；是否同意答辯等）：成 績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū)評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)（選題的意義；基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；工作量的大?。蝗〉玫闹饕晒皠?chuàng)新點(diǎn)；寫(xiě)作的規(guī)范程度；總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；存在問(wèn)題；是否同意答辯等）：成 績(jī)： 評(píng)閱教師簽字： 年 月 日中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū)評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)（選題的意義；基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；工作量的大小；取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；寫(xiě)作的規(guī)范程度；總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；存在問(wèn)題；是否同意答辯等）：成 績(jī)： 評(píng)閱教師簽字： 年 月 日中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及綜合成績(jī)答 辯 情 況提 出 問(wèn) 題回 答 問(wèn) 題正 確基本正確有一般性錯(cuò)誤有原則性錯(cuò)誤沒(méi)有回答答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)及建議成績(jī)：答辯委員會(huì)主任簽字： 年 月 日學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評(píng)定成績(jī)：學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人： 年 月 日目 錄第一章 概述部分11.1掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望11.1.1國(guó)內(nèi)外掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀11.1.2掘進(jìn)機(jī)發(fā)展前景展望21.2懸臂式掘進(jìn)機(jī)的主要組成部分31.3 EBJ120TP型掘進(jìn)機(jī)簡(jiǎn)介41.3.1 EBJ120TP概述51.3.2 EBJ120TP主要技術(shù)參數(shù)71.4履帶式掘進(jìn)機(jī)在半煤巖工作條件下應(yīng)用設(shè)計(jì)要求9第二章 總體方案設(shè)計(jì)102.1掘進(jìn)機(jī)總體結(jié)構(gòu)布置102.2掘進(jìn)機(jī)各組成部分基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)112.2.1截割部112.2.2裝載部122.2.3刮板輸送機(jī)122.2.4行走部132.2.5機(jī)架和回轉(zhuǎn)臺(tái)132.2.6液壓系統(tǒng)142.2.7電氣系統(tǒng)15第三章 行走部設(shè)計(jì)153.1行走部設(shè)計(jì)要求153.2設(shè)計(jì)布置傳動(dòng)方案163.3行走部各部分的具體設(shè)計(jì)173.3.1履帶的設(shè)計(jì)173.3.2液壓馬達(dá)及電機(jī)選擇183.3.3鏈輪的設(shè)計(jì)203.3.4履帶架及導(dǎo)向輪和張緊裝置21第四章 減速器設(shè)計(jì)234.1減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)及傳動(dòng)比分配234.2一級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)254.2.1各齒數(shù)選擇254.2.2模數(shù)選擇254.2.3幾何尺寸計(jì)算274.2.4嚙合要素的驗(yàn)算274.2.5齒輪彎曲強(qiáng)度校核274.3第二級(jí)3K()型行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)314.3.1配齒計(jì)算部分324.3.2初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù)344.3.3嚙合參數(shù)計(jì)算354.3.4幾何尺寸計(jì)算374.3.5裝配條件的驗(yàn)算404.3.6傳動(dòng)效率的計(jì)算（附整體減速器效率計(jì)算）414.3.7結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)424.3.8齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算454.4減速器其它零件校核514.4.1減速器軸校核。514.4.2減速器軸承校核。614.4.3減速器鍵校核62第五章 裝機(jī)事項(xiàng)與檢修及檢修655.1搬運(yùn)、安裝和調(diào)整655.1.1 機(jī)器的拆卸和搬運(yùn)655.1.2 機(jī)器組裝及注意事項(xiàng)665.1.3機(jī)器的調(diào)整665.2機(jī)器檢修67結(jié) 論71參考文獻(xiàn)72英文原文73中文譯文83致 謝90 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2007屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第92頁(yè)第一章 概述部分1.1掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀與前景展望1.1.1國(guó)內(nèi)外掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀我們把全斷面掘進(jìn)機(jī)和自由斷面掘進(jìn)機(jī)統(tǒng)稱為巷道掘進(jìn)機(jī)。前者主要用于巖巷的全斷面鉆削式一次成巷掘進(jìn)；自由斷面掘進(jìn)機(jī)則由于其工作臂可以上下左右移動(dòng)而能自由改變掘進(jìn)斷面的形狀和大小。自由斷面掘進(jìn)機(jī)常用于煤巷掘進(jìn)既可以用于綜合機(jī)械化工作面進(jìn)行全斷面巷道掘進(jìn)也可應(yīng)用于打眼放炮工藝進(jìn)行機(jī)械化掘進(jìn)。19世紀(jì)70年代，英國(guó)為修建海底隧道，生產(chǎn)制造了第一臺(tái)掘進(jìn)機(jī)，美國(guó)在20世紀(jì)30年代開(kāi)發(fā)了懸臂式掘進(jìn)機(jī)，并把此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于采礦業(yè)，此后英、德、日等十幾個(gè)國(guó)家相繼投入了大量的人力、物力、財(cái)力用于掘進(jìn)機(jī)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和研制，經(jīng)過(guò)多年的不懈努力，現(xiàn)有20多家公司，先后研制了近百種機(jī)型。目前，掘進(jìn)機(jī)技術(shù)在如下幾個(gè)方面有長(zhǎng)足進(jìn)步：(1)適用范圍在擴(kuò)大(2)掘進(jìn)斷面在增加(3)適應(yīng)坡度在提升(4)截割能力在加強(qiáng)(5)多功能性在顯現(xiàn)(6)自控技術(shù)在提高其中自由斷面的懸臂式巷道掘進(jìn)機(jī)從上世紀(jì)四十年代產(chǎn)生至今，已有五十多年的發(fā)展歷史，目前掘進(jìn)機(jī)的截割功率為100408kw，機(jī)重24160t，平均日掘進(jìn)進(jìn)尺78nl，最大掘進(jìn)能力達(dá)2030md目前，國(guó)內(nèi)煤礦用機(jī)型，中型機(jī)以AM一50、SIO0為代表，其截割功率為100kw，機(jī)重25t；重型機(jī)以EBH132(截割功率132kw、機(jī)重36t)、EBJ160(截割功率160kw、機(jī)重50t)為代表。掘進(jìn)機(jī)的截割頭有橫軸式和縱軸式兩種形式，橫軸式截割頭一般用于軟巖掘進(jìn)，縱軸式截割頭則多用于硬巖掘進(jìn)。截齒的選擇原來(lái)雖主要依靠經(jīng)驗(yàn)，但目前已可以通過(guò)試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試來(lái)準(zhǔn)確選擇。截齒在掘進(jìn)過(guò)程中破碎煤巖時(shí)，其上受到的應(yīng)力會(huì)部分轉(zhuǎn)化為能量，故研制新的刀頭合金材料一直是截齒的發(fā)展方向。截割速度是影響掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)能力和截齒壽命的重要參數(shù)?？v軸式截割頭的截割速度低于橫軸式截割頭的截割速度，目前掘進(jìn)機(jī)的截割速度多為2535ms。實(shí)踐證明，低速截割具有截深大、巖屑粗、粉塵生成量少、齒尖溫度低、磨損量小、裝機(jī)功率利用率高等優(yōu)點(diǎn)；但同時(shí)，低速截割也相應(yīng)降低了掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)能力。國(guó)外已有公司進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)，以確定截割速度與掘進(jìn)能力的關(guān)系。水力掘進(jìn)的出現(xiàn)開(kāi)辟了掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)技術(shù)發(fā)展的新天地，它具有諸多其他機(jī)械掘進(jìn)所不及的優(yōu)點(diǎn)。這項(xiàng)技術(shù)正在研發(fā)，一旦成熟，市場(chǎng)廣闊。追溯我國(guó)使用巷道掘進(jìn)機(jī)的歷史，是從上世紀(jì)50年代初使用前蘇聯(lián)生產(chǎn)的J_IK一2M，J_IK21型煤巷掘進(jìn)機(jī)開(kāi)始的，之后又應(yīng)用并仿制了J1K一3型掘進(jìn)機(jī)；60年代我國(guó)開(kāi)始自行研制巷道掘進(jìn)機(jī)，相繼研制出了“反修I型”，“反修型”和“開(kāi)馬”型掘進(jìn)機(jī)，機(jī)重大都在10t左右，適用于f4的斷面為496的煤巷掘進(jìn)。從1972年一1985年間，我國(guó)煤炭科研院所與煤機(jī)廠和礦務(wù)局共同設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)研制了EMS-30以及EMS-55等機(jī)型。到80年代中期，我國(guó)分別從英國(guó)、奧地利、日本、前蘇聯(lián)、美國(guó)、德國(guó)、匈牙利等國(guó)家引進(jìn)了16種、近200臺(tái)掘進(jìn)設(shè)備，對(duì)我國(guó)煤礦使用掘進(jìn)機(jī)起到了推動(dòng)作用?！捌呶濉逼陂g，在煤礦采掘設(shè)備“一條龍”項(xiàng)目引進(jìn)中，又引進(jìn)了奧地利阿爾卑尼公司的Anll一50、日本三井三池公司的s10041型掘進(jìn)機(jī)制造技術(shù)和先進(jìn)的加工設(shè)備，使我國(guó)形成了批量生產(chǎn)掘進(jìn)機(jī)的能力，基本上結(jié)束了中、小型掘進(jìn)機(jī)依賴進(jìn)口的局面?！鞍宋濉?、“九五”期間，我國(guó)開(kāi)始重型掘進(jìn)機(jī)的研制工作，“十五”期間進(jìn)入快速發(fā)展階段。目前有輕、中、重機(jī)型EBE55、EBE75、EBE90、S100、AM一50、EBE110、EBEl20、EBE132、S150JH、S200M、EBE160等，其中EBE160型是國(guó)內(nèi)研制的重型掘進(jìn)機(jī)，S2OOM是引進(jìn)日本，進(jìn)而國(guó)產(chǎn)化的重型機(jī)。近幾年，隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)掘進(jìn)機(jī)呈快速增長(zhǎng)。2000年市場(chǎng)投入總量為51臺(tái)、2001年103臺(tái)、2002年126臺(tái)、2003年236臺(tái)，到2004年將超過(guò) 400臺(tái)。佳木斯煤機(jī)公司處于行業(yè)領(lǐng)先地位，淮南煤機(jī)廠、南京晨光機(jī)器廠等均為我國(guó)掘進(jìn)機(jī)的研制生產(chǎn)和不斷發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。盡管我國(guó)掘進(jìn)機(jī)研制工作起步并不晚，“七五”期間也曾取得過(guò)較好的成果，可是在發(fā)展過(guò)程中，現(xiàn)有產(chǎn)品與國(guó)際相比尚有很大差距。(1)從產(chǎn)品生產(chǎn)和使用方面看，國(guó)產(chǎn)的s100比日本晚6年，聯(lián)合研制的EBE160比英國(guó)LH130晚13年(2)性能、規(guī)格相近的機(jī)型與國(guó)外相比晚820年。(3)從制造總數(shù)上看，截止2005年2月我國(guó)制造的掘進(jìn)機(jī)近1150臺(tái)，僅相當(dāng)英國(guó)、德國(guó)、奧地利上世紀(jì)80年代的生產(chǎn)水平。(4)從機(jī)掘巷道比重看，與前蘇聯(lián)、英國(guó)、德國(guó)平均相差近20年。(5)從裝機(jī)綜合技術(shù)水平看，我國(guó)僅相當(dāng)于國(guó)外20世紀(jì)80年代初期水平。為此，我國(guó)要提高制造廠及配套廠的設(shè)備精度和加工能力、原材料質(zhì)量、加工技術(shù)及管理水平，適時(shí)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)自主開(kāi)發(fā)能力，盡快縮短我國(guó)與先進(jìn)掘進(jìn)機(jī)生產(chǎn)國(guó)家的技術(shù)差距，并使我國(guó)煤礦掘進(jìn)機(jī)械化裝備提高到一個(gè)新的水平。1.1.2掘進(jìn)機(jī)發(fā)展前景展望從目前國(guó)內(nèi)掘進(jìn)機(jī)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，具有廣闊的發(fā)展前景，在我國(guó)除用于煤礦巷道掘進(jìn)外，掘進(jìn)機(jī)正進(jìn)入鐵路、城市地鐵隧道的掘進(jìn)以及公路建設(shè)等行業(yè)。其發(fā)展趨勢(shì)有如下3項(xiàng)：(1)重型掘進(jìn)機(jī)。如$220、AM75等機(jī)型，隨著高產(chǎn)高效礦井建設(shè)需要，必然成為礦山的主力機(jī)型。另外，隨著環(huán)保意識(shí)的強(qiáng)化，勞動(dòng)力成本的提高，機(jī)械化掘進(jìn)是一種必然發(fā)展趨勢(shì)，市場(chǎng)前景更為看好。(2)矮機(jī)身中型掘進(jìn)機(jī)。隨著我國(guó)煤炭采掘業(yè)的不斷發(fā)展，中厚煤層將逐步減少，煤礦巷道必然趨于薄煤層、半煤巖巷道，如山東、貴州等地。因此，有一定的破巖能力，機(jī)身矮、功率大的機(jī)型會(huì)成為今后市場(chǎng)的搶手機(jī)型。(3)輔助功能多的機(jī)型。在掘進(jìn)機(jī)上搭載濕式除塵系統(tǒng)或其它除塵方式。這是改善作業(yè)環(huán)境，清除肺矽病途徑之一。掘進(jìn)機(jī)具有錨桿支護(hù)機(jī)等功能，若該項(xiàng)技術(shù)成熟，必將受到高度重視和開(kāi)發(fā)研制。遙控技術(shù)、截割軌跡顯示與紅外線定位系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)組遠(yuǎn)程遙控。故障自診斷功能更完備，并能實(shí)現(xiàn)輔助作業(yè)。連掘機(jī)組。實(shí)現(xiàn)房柱式采掘。1.2懸臂式掘進(jìn)機(jī)的主要組成部分懸臂式掘進(jìn)機(jī)主要有橫軸式掘進(jìn)機(jī)和縱軸式掘進(jìn)機(jī)。它們的主要組成部件相同，只是截割頭的布置不同。懸臂式掘進(jìn)機(jī)由切割機(jī)構(gòu)、裝運(yùn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、除塵噴霧系統(tǒng)等組成一、 切割機(jī)構(gòu)切割機(jī)構(gòu)由切割頭、齒輪箱、電動(dòng)機(jī)、回轉(zhuǎn)臺(tái)等組成，具有破碎煤巖功能的機(jī)構(gòu)。二、裝運(yùn)機(jī)構(gòu)裝運(yùn)機(jī)構(gòu)由裝載部和刮板輸送機(jī)組成。懸臂式掘進(jìn)機(jī)裝載機(jī)構(gòu)形式較多。如星輪式、鏈輪鏈條式、蟹爪式等，過(guò)去比較多的是運(yùn)用蟹爪式，現(xiàn)在隨著液壓的廣泛運(yùn)用，開(kāi)始大規(guī)模運(yùn)用液壓馬達(dá)直接帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)的機(jī)構(gòu)了。三、行走機(jī)構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的行走機(jī)構(gòu)主要由履帶部分、減速器和動(dòng)力輸入裝置（液壓馬達(dá)或電動(dòng)機(jī)）。四、液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)由統(tǒng)一的泵站給分布在各個(gè)地方的液壓缸，液壓泵供液壓油，設(shè)計(jì)中要照顧不同液壓部件的壓力。五、電氣系統(tǒng)電器系統(tǒng)是電動(dòng)機(jī)和控制掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)動(dòng)的電信號(hào)控制器等電器元件，在井下工作的時(shí)候要注意它的防爆處理，選用的電動(dòng)機(jī)、電器元件必須符合井下的防爆標(biāo)準(zhǔn)。六、除塵噴霧系統(tǒng)除塵噴霧系統(tǒng)內(nèi)噴霧回路、外噴霧回路及冷卻水回路組成。1.3 EBJ120TP型掘進(jìn)機(jī)簡(jiǎn)介圖1-1 EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)1.3.1 EBJ120TP概述一、產(chǎn)品特點(diǎn)EBJ120TP型掘進(jìn)機(jī)由煤炭科學(xué)總院分院設(shè)計(jì)制造。該機(jī)為懸臂式部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)，適應(yīng)巷道斷面918m2、坡度16。、可經(jīng)濟(jì)切割單向抗壓強(qiáng)度60MP的煤巖，屬于中型懸臂式掘進(jìn)機(jī)。該機(jī)的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、適應(yīng)性好、機(jī)身矮、重心低、操作簡(jiǎn)單、檢修方便。二、主要用途、適應(yīng)范圍EBJ120TP型懸臂式掘進(jìn)機(jī)主要是為煤礦綜采及高檔普采工作面采準(zhǔn)巷道掘進(jìn)服務(wù)的機(jī)械設(shè)備。主要適用于煤及半煤巖巷的掘進(jìn)，也適用于條件類似的其它礦山及工程巷道的掘進(jìn)。該機(jī)可經(jīng)濟(jì)切割高度3.75m,可掘任意斷面形狀的巷道，適應(yīng)巷道16。該機(jī)后配套轉(zhuǎn)載運(yùn)輸設(shè)備可采用橋式膠帶轉(zhuǎn)載機(jī)和可伸縮式帶式輸送機(jī)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)輸，以利于機(jī)器效能的發(fā)揮。三、產(chǎn)品型號(hào)、名稱及外型產(chǎn)品型號(hào)、名稱為EBJ120TP型懸臂式掘進(jìn)機(jī)外型參見(jiàn)圖1-2四、型號(hào)的組成及其代表的意義圖1-2掘進(jìn)機(jī)外形1.3.2 EBJ120TP主要技術(shù)參數(shù)一、總體參數(shù)機(jī) 長(zhǎng) 8.6m機(jī) 寬 22.2m機(jī) 高 1.55m地 隙 250mm截割臥底深度 240mm接地比壓 0.14MPa機(jī) 重 35t總 功 率 190kW可經(jīng)濟(jì)截割煤巖單向抗壓強(qiáng)度 60MPa可掘巷道斷面 918m2最大可掘高度 3.75m最大可掘?qū)挾?5.0m適應(yīng)巷道坡度 16。機(jī)器供電電壓 660/1140V二、截割部電動(dòng)機(jī) 型 號(hào) YBUS3120 功 率 120kW 轉(zhuǎn) 速 1470r/min截割頭 轉(zhuǎn) 速 55r/min 截 齒 鎬形 最大擺動(dòng)角 上 42。 下 31。 左右各39。三、裝載部裝載形式 三爪轉(zhuǎn)盤(pán)裝運(yùn)能力 180m3/h鏟板寬度 2.5m/2.8m鏟板臥底深度 250mm鏟板抬起 360mm轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)速 30r/min四、刮板輸送機(jī)運(yùn)輸形式 邊雙鏈刮板槽 寬 510mm龍門(mén)寬度 350mm鏈 速 0.93m/s錨鏈規(guī)格 1864mm張緊形式 黃油缸張緊五、行走部行走形式 履帶式(液壓馬達(dá)分別驅(qū)動(dòng))行走速度 工作3m/min，調(diào)動(dòng)6m/min接地長(zhǎng)度 2.5m制動(dòng)形式 摩擦離合器履帶板寬度 500mm張緊形式 黃油缸張緊六、液壓系統(tǒng)系統(tǒng)額定壓力： 油缸回路 16MPa 行走回路 16MPa 裝載回路 14MPa 輸送機(jī)回路 14MPa 轉(zhuǎn)載機(jī)回路 14MPa 錨桿鉆機(jī)回路 10MPa系統(tǒng)總流量 450L/min泵站電動(dòng)機(jī)： 型 號(hào) YB250M4 功 率 55kW 轉(zhuǎn) 速 1470r/min泵站三聯(lián)齒輪泵流量 63/50/40ml/r泵站雙聯(lián)齒輪泵流量 63/40ml/r錨桿泵站電動(dòng)機(jī)： 型 號(hào) YB160L4 功 率 15kW 轉(zhuǎn) 速 1470r/min錨桿泵站雙聯(lián)齒輪泵流量 32/32ml/r油箱： 有效容積 610L 冷卻方式 板翅式水冷卻器油缸數(shù)量： 8個(gè)七、噴霧冷卻系統(tǒng)滅塵形式 內(nèi)噴霧、外噴霧供水壓力 3MPa外噴霧壓力 1.5MPa流 量 63L/min冷卻部件 切割電動(dòng)機(jī)、油箱八、電器系統(tǒng)供電電壓 660/1140V總 功 率 190kW隔爆形式 隔爆兼本質(zhì)安全型控 制 箱 本質(zhì)安全型1.4履帶式掘進(jìn)機(jī)在半煤巖工作條件下應(yīng)用設(shè)計(jì)要求 懸臂式掘進(jìn)機(jī)由切割機(jī)構(gòu)、裝運(yùn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、除塵噴霧系統(tǒng)等組成。其基本結(jié)構(gòu)形式為：切割機(jī)構(gòu)分為縱軸式和橫軸式；行走機(jī)構(gòu)為履帶式；裝運(yùn)機(jī)構(gòu)為耙爪式接中間刮板輸送機(jī)。掘進(jìn)機(jī)應(yīng)設(shè)有支護(hù)用的托梁裝置，行走機(jī)構(gòu)和裝運(yùn)機(jī)構(gòu)均能正、反向轉(zhuǎn)動(dòng)，液壓系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)的管件、閥類等布置合理，安裝可靠，整機(jī)各部件皮符合解體拆裝下井運(yùn)輸要求。設(shè)計(jì)、試驗(yàn)要求：切割機(jī)構(gòu)、裝運(yùn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)齒輪箱的傳動(dòng)零件，其強(qiáng)度安全系數(shù)不小于2。刮板鏈的靜強(qiáng)度安全系數(shù)的選擇不應(yīng)小于4.0圓環(huán)鏈的拉伸強(qiáng)度指標(biāo)為C級(jí)。齒輪箱的耐久性試驗(yàn)，在額定載荷和轉(zhuǎn)速下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)切割和裝運(yùn)齒輪箱不少于1000 h，行走齒輪稻正、反向運(yùn)轉(zhuǎn)不得少于400 h。受動(dòng)載荷大的聯(lián)接螺拴，應(yīng)有可靠的防松裝置。履帶接地長(zhǎng)度相中心距之比一般不大于16，履帶公稱接地比壓不大于0.14MP，對(duì)軟底板要有適應(yīng)性，履帶上如果有支重輪每個(gè)支重輪應(yīng)能承受50的整機(jī)重量。內(nèi)噴霧系統(tǒng)額定壓力不低于3MPa，外噴霧系統(tǒng)額定壓力不低于15MPa。要求掘進(jìn)機(jī)實(shí)測(cè)重心與設(shè)計(jì)重心在縱、橫兩方向上的誤差不大于25mm。實(shí)測(cè)重量誤差不大于設(shè)計(jì)重量的5。在安全保護(hù)方面要求：掘進(jìn)機(jī)電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造和使用，應(yīng)符合含有瓦斯、煤塵或其他爆炸性混合氣體中作業(yè)要求、符合煤礦安全規(guī)程以及煤礦井下1140 v電氣設(shè)備安全技術(shù)和運(yùn)行的暫行規(guī)定。所有電氣設(shè)備均應(yīng)取得防爆檢驗(yàn)合格證，掘進(jìn)機(jī)設(shè)有啟動(dòng)報(bào)警裝置，啟動(dòng)前必須發(fā)出警報(bào)，掘進(jìn)機(jī)必須裝有前后照明燈。掘進(jìn)機(jī)行走機(jī)構(gòu)中應(yīng)設(shè)有制動(dòng)系統(tǒng)和必要的防滑保護(hù)裝置，切割機(jī)構(gòu)和裝運(yùn)機(jī)構(gòu)傳統(tǒng)系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)有過(guò)載保護(hù)裝置，還應(yīng)有切割臂與鏟板的防干涉裝置。油泵和切割機(jī)構(gòu)之間、轉(zhuǎn)載機(jī)和裝運(yùn)機(jī)構(gòu)之間的開(kāi)、停順序，在電控系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)有閉鎖裝置。液壓系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有過(guò)濾裝置，還應(yīng)設(shè)壓力、油溫、油位顯示或保護(hù)裝置。電控系統(tǒng)應(yīng)設(shè)緊急切斷和閉鋇裝置，在司機(jī)座另一側(cè)，還應(yīng)裝有緊急停止按鈕。內(nèi)外噴霧系統(tǒng)中要裝設(shè)過(guò)濾保護(hù)裝置。 使用性能要求：掘進(jìn)機(jī)各部件運(yùn)轉(zhuǎn)乎穩(wěn)，懇臂擺動(dòng)靈活，在規(guī)定煤巖特性條件下進(jìn)行切割時(shí)，截齒損耗宰正常，切割頭上裁齒排列合理、更換方便，同一類截齒應(yīng)具有互換性。裝運(yùn)機(jī)構(gòu)及履帶機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)部件、齒輪箱必須有可靠性高、壽命長(zhǎng)的防水密封。履帶的牽引力應(yīng)能滿足設(shè)計(jì)坡度上工作和轉(zhuǎn)向要求中間刮板輸送機(jī)鏈條應(yīng)具有可伸縮調(diào)整裝置，刮板鏈與鏈輪正常嚙合，不得出現(xiàn)跳鏈、掉鏈、卡鏈現(xiàn)象。裝運(yùn)機(jī)構(gòu)耙爪下平面與鏟板之間有間隙，不得接觸摩擦。各操作手柄、按鈕、族鈕、動(dòng)作靈活、可靠、方便。齒輪箱在運(yùn)轉(zhuǎn)中各密封端蓋、出軸密封、箱體結(jié)合面等處均不得有滲漏現(xiàn)象。齒輪箱、液壓系統(tǒng)和軸承等必須按設(shè)計(jì)要求注入規(guī)定牌號(hào)的潤(rùn)滑油和油脂，不得滲合使用。掘進(jìn)機(jī)作業(yè)時(shí)，各齒輪箱最高溫度不得超過(guò)95，液壓油箱中的油溫不應(yīng)超過(guò)70掘進(jìn)機(jī)作業(yè)時(shí)，司機(jī)座位處空氣中粉塵濃度應(yīng)10mgm3，司機(jī)處綜合噪聲值不大于90dB(A)。掘進(jìn)機(jī)除手柄、按鈕、滑道等表面外，均應(yīng)采取防銹措施。第二章 總體方案設(shè)計(jì)2.1掘進(jìn)機(jī)總體結(jié)構(gòu)布置機(jī)器的總體布置關(guān)系到整機(jī)的性能、質(zhì)量和整機(jī)的合理性。也關(guān)系到操作方便、工作安全和工作效率。因此，總體布置是總體設(shè)計(jì)中極為重要的內(nèi)容。(1)切割機(jī)構(gòu)由懸臂和回轉(zhuǎn)臺(tái)組成，位于機(jī)器前上部，懸臂能上下、左右回轉(zhuǎn)；(2)裝載鏟板是在機(jī)器下部前方，后接中間刮板運(yùn)輸機(jī)，兩者組成裝運(yùn)機(jī)構(gòu)，貫穿掘進(jìn)機(jī)的縱向軸線；(3)考慮掘進(jìn)機(jī)的橫向穩(wěn)定平衡，主要部件按掘進(jìn)機(jī)縱向平面對(duì)稱布置，電控箱、液壓裝置分別裝在運(yùn)輸機(jī)兩側(cè)；(4)為保證作業(yè)的穩(wěn)定性，履帶位于機(jī)器的下部?jī)蓚?cè)，前有落地鏟板，后有穩(wěn)定器支撐，整個(gè)機(jī)器的重心在履帶接地面積的形心面積范圍內(nèi)；(5)為了保護(hù)司機(jī)安全，同時(shí)又便于觀察、操作，將司機(jī)位置在機(jī)器后部右側(cè)；(6)由于掘進(jìn)機(jī)是地下巷道作業(yè)，所以整個(gè)機(jī)器呈長(zhǎng)條形，而且機(jī)身越矮機(jī)器越穩(wěn)定。2.2掘進(jìn)機(jī)各組成部分基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.2.1截割部截割部又稱工作機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，主要又截割電機(jī)、叉形架、二級(jí)行星減速器、懸臂段、截割頭組成。圖2-1截割部截割部為二級(jí)行星齒輪傳動(dòng)。由120kW水冷電動(dòng)機(jī)輸入動(dòng)力，進(jìn)齒輪連軸節(jié)傳至二級(jí)行星減速器，經(jīng)過(guò)懸臂段主軸，將動(dòng)力傳給截割頭，從而達(dá)到破碎煤巖的目的。2.2.2裝載部裝載部結(jié)構(gòu)如圖2-2，主要由鏟板及左右對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)裝置組成，通過(guò)低速大扭矩液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)三爪轉(zhuǎn)盤(pán)向內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到裝載煤巖的目的。本次設(shè)計(jì)采用的是2.5m寬的鏟板。圖2-2裝載部裝載部安裝于機(jī)器的前端。通過(guò)一對(duì)銷軸和鏟板的左右升降油缸鉸接于主機(jī)架上，在鏟板油缸的作用下，鏟板繞銷軸上下擺動(dòng)。當(dāng)機(jī)器截割煤巖時(shí)，應(yīng)使鏟板前端緊貼底板，以增加機(jī)器的截割穩(wěn)定行。2.2.3刮板輸送機(jī)刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2-3，主要由機(jī)前部、機(jī)后部、驅(qū)動(dòng)裝置、邊雙鏈刮板、張緊裝置和脫鏈器等組成。圖2-3刮板輸送機(jī)刮板輸送機(jī)位于機(jī)器中部，前端與主機(jī)架和鏟板鉸接，后部托在機(jī)架上。機(jī)架在該處設(shè)有可拆裝的墊片，根據(jù)需要，刮板輸送機(jī)后部可墊高，增加刮板輸送機(jī)的卸載高度。刮板輸送機(jī)采用低速大扭矩液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)，刮板鏈條的張緊是通過(guò)在輸送機(jī)尾部的張緊脂油缸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。2.2.4行走部行走部的設(shè)計(jì)見(jiàn)第三章的介紹2.2.5機(jī)架和回轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)架是整個(gè)機(jī)器的骨架，它承受來(lái)自截割、行走和裝載的各種載荷。機(jī)器中的各個(gè)部件均用螺栓、銷軸及止口與機(jī)架聯(lián)接，機(jī)架為組焊件。結(jié)構(gòu)如圖2-4回轉(zhuǎn)臺(tái)主要用于支承，聯(lián)接并實(shí)現(xiàn)切割機(jī)構(gòu)的升降和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。回轉(zhuǎn)臺(tái)座在機(jī)架上，通過(guò)大型回轉(zhuǎn)軸承用于止口、36個(gè)高強(qiáng)度螺栓與機(jī)架相聯(lián)。工作時(shí)，在回轉(zhuǎn)油缸的作用下，帶動(dòng)切割機(jī)構(gòu)水平擺動(dòng)。截割機(jī)構(gòu)的升降是通過(guò)回轉(zhuǎn)臺(tái)支座上左、右耳軸鉸接相連的兩個(gè)升降油缸實(shí)現(xiàn)的。1十字構(gòu)件；2盤(pán)形支座；3圓盤(pán)止推軸承；4球面滾子軸承；5漲套連軸器；6回轉(zhuǎn)齒輪；7切割臂基座；8升降油缸；9支承法蘭；10水平回轉(zhuǎn)油缸；11齒條；12長(zhǎng)軸 圖2-4 回轉(zhuǎn)臺(tái)2.2.6液壓系統(tǒng)本機(jī)除截割頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)外，其余各部分采用液壓傳動(dòng)。系統(tǒng)原理圖見(jiàn)圖2-5圖2-5 液壓系統(tǒng)圖2.2.7電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)由前級(jí)饋電開(kāi)關(guān)、KXJ250/1140EB型隔爆兼本質(zhì)安全型掘進(jìn)機(jī)用電控箱、CZD14/8型礦用隔爆型掘進(jìn)機(jī)電控箱用操作箱、XEFB36/150隔爆型蜂鳴器、DGY60/36型隔爆照明燈、LA8101型隔爆急停按鈕、KDD2000型瓦斯斷電儀以及驅(qū)動(dòng)掘進(jìn)機(jī)各工作機(jī)構(gòu)的防爆電動(dòng)機(jī)和連接電纜組成。 第三章 行走部設(shè)計(jì)3.1行走部設(shè)計(jì)要求履帶行走部是懸臂式掘進(jìn)機(jī)整機(jī)的支承座，用來(lái)支承掘進(jìn)機(jī)的自重、承受切割機(jī)構(gòu)在工作過(guò)程中所產(chǎn)生的力，并完成掘進(jìn)機(jī)在切割、裝運(yùn)及調(diào)動(dòng)時(shí)的移動(dòng)。履帶行走機(jī)構(gòu)包括左右行走機(jī)構(gòu)、并以掘進(jìn)機(jī)縱向中心線左右對(duì)稱。履帶行走機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向輪、張緊裝置、履帶架、支重輪、履帶鏈及驅(qū)動(dòng)裝置等部件。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與驅(qū)動(dòng)輪相嚙合的履帶有移動(dòng)的趨勢(shì)。但是，因?yàn)槁膸路种c底板間的附著力大于驅(qū)動(dòng)輪、導(dǎo)向輪和支重輪的滾動(dòng)阻力，所以履帶不產(chǎn)生滑動(dòng)，而輪子卻沿著鋪設(shè)的滾道滾動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)整臺(tái)掘進(jìn)機(jī)行走。掘進(jìn)機(jī)履帶行走機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)彎方式一般有2種： 一側(cè)履帶驅(qū)動(dòng)，另一側(cè)履帶制動(dòng)；兩側(cè)履帶同時(shí)驅(qū)動(dòng)，但方向相反?，F(xiàn)在設(shè)計(jì)將支重輪作成和機(jī)架一體的結(jié)構(gòu)，這樣的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且在井下的環(huán)境中它比支重輪可靠性能更高。由于沒(méi)有了支重輪，所以履帶的磨損比較嚴(yán)重，要采用更好的耐磨合金鋼。掘進(jìn)機(jī)部在掘進(jìn)作業(yè)時(shí)。它承受切割機(jī)構(gòu)的反力、傾覆力矩及動(dòng)載荷。腰帶機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)整機(jī)正常運(yùn)行、通過(guò)性能和工作穩(wěn)定性具有重要作用。履帶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求：具有良好的爬坡性能和靈活的轉(zhuǎn)向性能；兩條履帶分別驅(qū)動(dòng)，其動(dòng)力可選用液壓馬達(dá)或電動(dòng)機(jī)；履帶應(yīng)有較小的接近角和離去角。以減少其運(yùn)行阻力；要注意合理設(shè)計(jì)整機(jī)重心位置。使履帶不出現(xiàn)零比壓現(xiàn)象；履帶應(yīng)有可靠的制動(dòng)裝置，以保證機(jī)器在設(shè)計(jì)的最大坡度工作不會(huì)下滑。3.2設(shè)計(jì)布置傳動(dòng)方案參照EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)采用履帶式行走機(jī)構(gòu)。左、右履帶行走機(jī)構(gòu)對(duì)稱布置，分別驅(qū)動(dòng)。各由10個(gè)高強(qiáng)螺栓與機(jī)架相聯(lián)。左右履帶行走機(jī)構(gòu)由液壓馬達(dá)經(jīng)一級(jí)圓柱齒輪和3K行星齒輪傳動(dòng)減速后將動(dòng)力傳給主動(dòng)鏈輪，驅(qū)動(dòng)履帶運(yùn)動(dòng)。本次的設(shè)計(jì)采用的是直聯(lián)高速液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)比比較大。對(duì)減速的設(shè)計(jì)提出了更高的要求?，F(xiàn)在以左行走機(jī)構(gòu)為例說(shuō)明其結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)。左行走機(jī)構(gòu)由導(dǎo)向張緊裝置，左履帶架，履帶鏈，左行走減速器，液壓馬達(dá)，摩擦片式制動(dòng)器等組成。摩擦片式制動(dòng)器為彈簧常閉式，當(dāng)機(jī)器行走時(shí)，泵站向行走液壓馬達(dá)供油的同時(shí)，向摩擦片式制動(dòng)器提供壓力油推動(dòng)活塞，壓縮彈簧，使摩擦片式制動(dòng)器解除制動(dòng)。由于空間和安裝方式的限制，本次減速器的設(shè)計(jì)采用一級(jí)圓柱直齒輪傳動(dòng)和3k（）型行星傳動(dòng)。具體設(shè)計(jì)見(jiàn)第四章3.3行走部各部分的具體設(shè)計(jì)3.3.1履帶的設(shè)計(jì)1）接地長(zhǎng)度的計(jì)算確定 （3-1）式中 p掘進(jìn)機(jī)的平均接地比壓； /MPa；G掘進(jìn)機(jī)整機(jī)的重力；/N；B履帶板寬度；/mm；L履帶接地長(zhǎng)度；/mm平均接地比壓主要是根據(jù)底板巖石條件選取，對(duì)于遇水軟化的底板，取較小值，對(duì)于底板較硬，遇水不軟化的底板取較大值。在設(shè)計(jì)掘進(jìn)機(jī)時(shí)，推薦平均接地比壓p014 MPa。掘進(jìn)機(jī)的整機(jī)質(zhì)量為35噸，履帶的寬度選擇為500 mm。根據(jù)公式（3-1），可以得出：圖3-1履帶板2） 選取履帶板的節(jié)距選取履帶板（如圖3-1）的節(jié)距，整體式履帶板基本尺寸應(yīng)符合下表（3-1）的規(guī)定。表（3-1） 單位mm3.3.2液壓馬達(dá)及電機(jī)選擇1）單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)牽引力的計(jì)算確定。履帶行走機(jī)構(gòu)的最小牽引力應(yīng)滿足掘進(jìn)機(jī)在最大設(shè)計(jì)坡度上作業(yè)、爬坡和在水平路面上轉(zhuǎn)彎等工況的要求，最大牽引力應(yīng)小于在水平路面履帶的附著力。一般情況下，履帶行走機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)彎不與掘進(jìn)機(jī)作業(yè)、爬坡同時(shí)進(jìn)行，而掘進(jìn)機(jī)在水平地面轉(zhuǎn)彎時(shí)，單側(cè)履帶的牽引力為最大，故單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力的計(jì)算以平地轉(zhuǎn)彎時(shí)的牽引力為計(jì)算的依據(jù)。 （3-2）其中 （3-3）式中 T1單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力，kN；R1單側(cè)履帶對(duì)地面的滾動(dòng)阻力，kN；f履帶與地面之間滾動(dòng)阻力因數(shù)，0.080.1；履帶與地面之間的轉(zhuǎn)向阻力因數(shù)，0.81.0；n掘進(jìn)機(jī)重心與履帶行走機(jī)構(gòu)接地形心的縱向偏心距離，mm；G1單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)承受的掘進(jìn)機(jī)的重力，kN。B左右兩條履帶的中心距，mm。f取0.1，由公式（3-3）：取0.9，n取440mm，B取150mm,代入公式（3-2）：表3-2 附著系數(shù)數(shù)值根據(jù)單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的牽引力心須大于或等于各阻力之和，但應(yīng)小于或等于單側(cè)履帶與地面之間的附著力。，由表（3-2）得附著系數(shù)值選取0.7。符合。2） 單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)輸入功率的計(jì)算確定 （3-4）式中 P單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的輸入功率，kW；V履帶行走機(jī)構(gòu)工作時(shí)的行走速度，ms；1履帶鏈的傳動(dòng)效率。有支重輪時(shí)取089092，無(wú)支重輪時(shí)取071074；2驅(qū)動(dòng)裝置減速器的傳動(dòng)效率，。在最大速度的情況下計(jì)算，V=6m/min=0.1m/s，1取0.9，2取0.75，根據(jù)公式（3-4）：3）液壓馬達(dá)選型基本型號(hào): MFB29幾何排量/(mL/r): 61.6最高轉(zhuǎn)速/(r/min): 2400最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速/(r/min): 50最高工作壓力/MPa: 20.7最大輸出轉(zhuǎn)矩/Nm: 178重量/kg: 294）泵站電機(jī)的功率選擇行走需要電動(dòng)機(jī)的功率為PnPn=2P/v1v2j （3-5）式中 P單側(cè)履帶行走機(jī)構(gòu)的輸入功率，kW；v1液壓馬達(dá)的效率，%；v2液壓泵的效率，%；j功率傳輸?shù)膿p失，%；v1、v1取0.9，j取0.95,根據(jù)公式（3-5）：電動(dòng)機(jī)型號(hào)為YB250M4，功率為55kW,轉(zhuǎn)動(dòng)速度為1470r/min。3.3.3鏈輪的設(shè)計(jì) 鏈輪的節(jié)距已確定。齒數(shù)就要決定鏈輪的直徑大小。安裝在后驅(qū)動(dòng)架上就會(huì)影響到接地角和離去角，把原有設(shè)計(jì)的8個(gè)齒改成9齒，減小了接地角。使行走部前進(jìn)與后退時(shí)的受力不均的確點(diǎn)減輕。 （3-6） （3-7） （3-8）式中 分度圓直徑，mm；鏈輪的齒數(shù)；齒頂圓直徑，mm；齒根圓直徑，mm；兩個(gè)履帶的厚度，mm。將z=9，p=160帶入（3-6）、（3-7）、（3-8）三個(gè)公式：圓整為，。3.3.4履帶架及導(dǎo)向輪和張緊裝置1）履帶架的地板長(zhǎng)度要能保證1516個(gè)履帶板和地面接觸，在這個(gè)設(shè)計(jì)中履帶架是承擔(dān)了負(fù)重輪的功能的。履帶架要保證導(dǎo)向輪和傳動(dòng)鏈輪的安裝以及保證履帶能在上面運(yùn)動(dòng)。履帶架見(jiàn)圖3-2。圖3-2履帶架2）導(dǎo)向輪是用來(lái)保證掘進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)彎的一種裝置，張緊裝置是用來(lái)調(diào)整履帶的松緊程度的，其設(shè)計(jì)如圖3-3圖3-3 導(dǎo)向張緊裝置第四章 減速器設(shè)計(jì)4.1減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)及傳動(dòng)比分配考慮到該減速器用于行走機(jī)構(gòu)上。由于懸臂式的安裝方式，和狹窄的安裝空間的限制。在體積上有所限制。再除掉馬達(dá)占用的空間，留給減速器的空間比較小。減速器采用的：一級(jí)圓柱直齒輪傳動(dòng)和3K（）型行星傳動(dòng)。恰好解決了安裝方式和安裝空間的問(wèn)題。傳動(dòng)示意圖如下圖4-1圖4-1 傳動(dòng)示意圖1）液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度的計(jì)算在高速行走的時(shí)候，液壓馬達(dá)由兩個(gè)63液壓泵提供液壓油分別驅(qū)動(dòng)左右行走部的液壓馬達(dá)，液壓泵的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和泵站電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度相同。 （4-1），帶入（4-1）液壓馬達(dá)有 （4-2），帶入（4-2）2）鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度的計(jì)算計(jì)算掘進(jìn)機(jī)調(diào)動(dòng)速度時(shí)的鏈輪轉(zhuǎn)速 （4-3）式中 V機(jī)器的調(diào)動(dòng)速度，m/min；z鏈輪的齒數(shù)；p履帶節(jié)距，mm。將，帶入公式（4-3），則得3）減速比計(jì)算減速比計(jì)算公式為： （4-4）由前面可以知道，帶入公式（4-4），則得所以減速器的總傳動(dòng)比要為292.3。4.2一級(jí)圓柱直齒輪的設(shè)計(jì)4.2.1各齒數(shù)選擇分配傳動(dòng)比一級(jí)傳動(dòng)兩齒輪齒數(shù)分別是23、504.2.2模數(shù)選擇1) 選擇齒輪材料 大、小齒輪均選用35CrMo 表面淬火 2）按齒面彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪精度等級(jí)首先估算 （4-5）精度等級(jí)確定為7級(jí)確定計(jì)算負(fù)載一級(jí)圓柱齒輪副名義轉(zhuǎn)矩按下面公式計(jì)算。 （4-6）將，代入公式（4-6）得名義轉(zhuǎn)矩： 確定模數(shù) 按照齒根彎曲強(qiáng)度條件的設(shè)計(jì)公式確定起模數(shù)； （4-7）式中 算式系數(shù)，對(duì)于直齒輪傳動(dòng)為12.6，斜齒輪傳動(dòng)為11.5；小齒輪承受的扭矩，Nmm；載荷系數(shù)；齒輪寬度系數(shù)；齒輪副中小齒輪齒數(shù)；試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限，N/mm2；載荷作用于齒頂時(shí)的小齒輪齒形系數(shù)；外齒輪應(yīng)力修正系數(shù)；查相關(guān)的數(shù)據(jù)，可以得到=12.6；=146Nm；=1.5；=0.4=23；=440 N/mm2；=2.7；=1.56代入公式（4-7）計(jì)算由于用于工作條件惡劣的環(huán)境，取模數(shù)4.2.3幾何尺寸計(jì)算該配對(duì)齒輪幾何尺寸一覽表： 表4-1項(xiàng)目計(jì)算公式分度圓d/mm92200齒頂圓da/mm100208齒根圓df/mm82190中心距a/mm146齒寬b/mm4540其中：1，0.25；4.2.4嚙合要素的驗(yàn)算一級(jí)齒輪傳動(dòng)的重合度；查外嚙合標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)重合度圖表；得；4.2.5齒輪彎曲強(qiáng)度校核對(duì)于用在掘進(jìn)機(jī)行走部的減速器短期間斷工作特點(diǎn)，齒輪只需要校核齒根彎曲強(qiáng)度，按下列公式驗(yàn)算 （4-8） （4-9）式中 計(jì)算彎曲強(qiáng)度的使用系數(shù)；計(jì)算彎曲強(qiáng)度的動(dòng)載荷系數(shù)；計(jì)算彎曲強(qiáng)度的齒向載荷分布系數(shù)；計(jì)算彎曲強(qiáng)度的齒間載荷分配系數(shù)；齒根應(yīng)力的基本值，N/mm2,大小齒輪應(yīng)分別確定；載荷作用于齒頂時(shí)的齒形系數(shù)；載荷作用于齒頂時(shí)的應(yīng)力修正系數(shù)；計(jì)算彎曲強(qiáng)度的重合度系數(shù)；計(jì)算彎曲強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)；工作齒寬，mm；如果大小齒輪寬度不同時(shí)，寬齒輪的計(jì)算工作齒寬不應(yīng)大于窄輪齒寬在加上一個(gè)模數(shù)mn；模數(shù)，mm；許用齒根應(yīng)力可按下式計(jì)算，對(duì)大小齒輪要分別確定 （4-10）式中 試驗(yàn)齒輪的齒根彎曲疲勞極限，N/mm2；試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)；計(jì)算彎曲強(qiáng)度的壽命系數(shù)；相對(duì)齒根圓角敏感系數(shù)；計(jì)算彎曲強(qiáng)度的尺寸系數(shù)；相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)；計(jì)算彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)。1）名義切向力Ft前面我們已經(jīng)得到2）相關(guān)系數(shù)a.使用系數(shù)使用系數(shù)按中等沖擊取b.動(dòng)載荷系數(shù)先要計(jì)算a輪相對(duì)于轉(zhuǎn)臂的速度，可由下式得到 （4-11）式中 小齒輪的分度圓直徑，mm；小齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，r/min；將mm，(r/min)代入公式（4-11）齒輪為7級(jí)精度，即精度系數(shù)C=7；查圖得：c.齒向載荷分布系數(shù)齒向載荷分布系數(shù)可按下式計(jì)算 （4-12） (4-13)則得d.齒間載荷分配系數(shù)齒間載荷分配系數(shù)查表可得=1.1e.齒形系數(shù)齒形系數(shù)由圖可得，f.應(yīng)力修正系數(shù)應(yīng)力修正系數(shù)由圖可得,g.重合度系數(shù)重合度系數(shù)可按下面的公式計(jì)算 （4-14）取=1.5，代入（4-14），則得h.螺旋角系數(shù)螺旋角系數(shù)查相關(guān)圖為=1i.齒寬b尺寬3）計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力4）計(jì)算彎曲強(qiáng)度的安全系數(shù)S (4-15)已經(jīng)知道=440 N/mm2（參考13171174頁(yè)）應(yīng)力系數(shù)，按給定的區(qū)域圖取時(shí)，取=2。壽命系數(shù)根據(jù)要求，減速器的壽命為t=4000 h，可得由下式計(jì)算齒根圓角敏感系數(shù)查得為=1相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)按照下式計(jì)算 （4-16）取齒根表面微觀不平度Rz=12.5m，代入式（4-16），可得尺寸系數(shù) =1.05-0.01m=1.05-0.015=1將上面的所得的數(shù)據(jù)代入公式（4-15），則得安全系數(shù)、均滿足較高可靠度時(shí)最小安全系數(shù)的要求。這對(duì)齒輪彎曲強(qiáng)度校驗(yàn)合格。4.3第二級(jí)3K()型行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)已知：行星傳動(dòng)的輸入功率。輸入轉(zhuǎn)速分配給3k（）行星傳動(dòng)的傳動(dòng)比：4.3.1配齒計(jì)算部分根據(jù)3k（）行星傳動(dòng)的傳動(dòng)比公式： （4-17）再根據(jù)其裝配條件，即保證各行星輪能勻稱裝入時(shí)，中心輪a、e和b之間的條件： （4-18） （4-19）式中。由公式（4-17）可知，要傳動(dòng)比值比較大，而且結(jié)構(gòu)緊湊，就盡量使與的差值取小些，但從滿足裝配條件看，與最小差值應(yīng)滿足： （4-20）將代入傳動(dòng)比公式（4-17），經(jīng)整理化簡(jiǎn)后可得齒數(shù)的一元二次方程 （4-21）則可結(jié)得 （4-22）則由公式（4-20）可求得，即 （4-23）如果為偶數(shù)，則可按下式計(jì)算，即如果為奇數(shù)，即在采用角度變位的行星傳動(dòng)中，則可按下面的公式計(jì)算 （4-24）一般選取行星輪數(shù)，再取太陽(yáng)輪a的齒數(shù)=15。則由公式（4-22）得=69，再由公式（4-23）得=72，因?yàn)?為奇數(shù)72-15=57，再由公式（4-24）得=28驗(yàn)算傳動(dòng)比，允許其傳動(dòng)誤差為 （4-25）式中 ；。3k（）型傳動(dòng)的各齒輪的齒數(shù)列表如下15697228帶入公式（4-17）傳動(dòng)比。得完全符合傳動(dòng)要求。引入一級(jí)直齒圓柱齒輪累計(jì)傳動(dòng)誤差計(jì)算如下：實(shí)際上的速度誤差非常小，合乎要求。4.3.2初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù)齒輪材料和熱處理的選擇：中心輪a和行星輪c采用20CrMnTi，滲碳淬火。齒面硬度5862HRC取。和中心輪a和行星輪c的加工精度7級(jí)；內(nèi)齒輪b和c均采用20CrNi3，齒面滲碳淬火，硬度HRC=5662 ，內(nèi)齒輪b和e的加工精度7級(jí)。按照齒根彎曲強(qiáng)度條件的設(shè)計(jì)公式確定模數(shù)； （4-26）式中 算式系數(shù)，對(duì)于直齒輪傳動(dòng)為12.1小齒輪承受的扭矩，Nmm；綜合系數(shù)；彎曲強(qiáng)度的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)；齒輪寬度系數(shù)；齒輪副中小齒輪齒數(shù)；試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限，N/mm2；計(jì)算彎曲強(qiáng)度的使用系數(shù)；載荷作用于齒頂時(shí)的小齒輪齒形系數(shù)；3K（）型傳動(dòng)有三個(gè)嚙合齒輪副：，。先按照高速級(jí)齒輪副進(jìn)行模數(shù)的初算。將，代入公式（4-6）又有查相關(guān)的數(shù)據(jù)，可以得到；=340 N/mm2；齒形系數(shù)=2.67；綜合系數(shù)=1.8；取接觸強(qiáng)度計(jì)算的行星輪間載荷分布不均勻系數(shù)=1.2，由公式，所以；齒寬系數(shù)選；將上面得到的數(shù)據(jù)代入公式（4-26），可以得到：取模數(shù)為m=4mm。4.3.3嚙合參數(shù)計(jì)算該行星減速器具有三個(gè)嚙合齒輪副：，各齒輪副的標(biāo)準(zhǔn)中心距為： mm mm mm由此可見(jiàn)，三個(gè)齒輪副的標(biāo)準(zhǔn)中心距均不相等，且有。因此，該行星齒輪傳動(dòng)不能滿足非變位的同心條件。為了使該行星傳動(dòng)既能滿足給定的傳動(dòng)比i=134.4的要求,又能滿足嚙合傳動(dòng)的同心條件，即應(yīng)使各齒輪副的嚙合中心距相等，則必須對(duì)該3Z()型行星傳動(dòng)進(jìn)行角度變位。根據(jù)各標(biāo)推中心距之間的關(guān)系現(xiàn)選取其嚙合中心距為=88mm作為各齒輪副的公用中心距值。 已知 和，及壓力角，計(jì)算該3Z()型行星傳動(dòng)角度坐位的嚙合參數(shù)。計(jì)算公式： (4-27) (4-28) (4-29) (4-30)項(xiàng)目a-cb-ce-c中心距變?yōu)橄禂?shù)嚙合角變位系數(shù)和齒頂高變位系數(shù)重合度注：公式中“”號(hào)，外嚙合取“+”，內(nèi)嚙合取“-”具體計(jì)算過(guò)程：確定各齒輪的變位系數(shù)x。1) a-c 齒輪副 在a-c 齒輪副中，由于中心輪a的齒數(shù)；和中心距。由此可知，該齒輪副的變位目的是避免小齒輪a產(chǎn)生根切、湊合中心距和改善嚙合性能。其變?yōu)槲环绞綉?yīng)采用角度變位的正傳動(dòng)即當(dāng)齒頂高系數(shù)，壓力角時(shí)，避免根切的最小變位系數(shù)為按下面公式可求得中心輪a的變位系數(shù)為按下面公式可得行星輪c的變位系數(shù)為2)b-c齒輪副 在b-c齒輪副中：，和。據(jù)此可知，該齒輪副的變位目的是為廣湊合中心距和改善嚙合性能。故其變位方式也應(yīng)采用角度變位的正傳動(dòng)，即。 現(xiàn)己知其變位系數(shù)和=1.8377，0.2645，則可得內(nèi)齒輪b的坐位系數(shù)為=+=1.8377+0.2645=2.1022。3)e-c齒輪副 在e-c齒輪副中，和由此可知，該齒輪副的變位目的是為了改善嚙合性能和修復(fù)嚙合齒輪副。故其變位方式應(yīng)采用高度變位，即，。則可得內(nèi)齒輪e的變位系數(shù)為4.3.4幾何尺寸計(jì)算對(duì)于該3k（）型行星齒輪傳動(dòng)可按下表中的計(jì)算公式進(jìn)行其幾何尺寸的計(jì)算。各齒輪副的幾何尺寸的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表項(xiàng)目計(jì)算公式a-c b-c e-c 變位系數(shù)分度圓直徑基圓直徑節(jié)圓直徑齒頂圓直徑外嚙合內(nèi)嚙合齒根圓直徑外嚙合內(nèi)嚙合用插齒刀加工； 注：1.表內(nèi)的公式中，為插齒刀的齒頂圓直徑；為插齒刀與被加工齒輪之間的中心距。2.表中的徑向間徑，其中，3. 用插齒刀加工內(nèi)齒輪，其齒根圓直徑的計(jì)算。已知模數(shù)，插齒刀齒數(shù)，齒頂高系數(shù) ，變位系數(shù)（中等磨損程度)。齒根圓直徑按下式汁算，即 (4-31)式中 插齒刀的齒頂圓直徑； 插齒刀與被加工內(nèi)齒輪的中心距。內(nèi)齒輪采用插齒加工，現(xiàn)對(duì)內(nèi)嚙合齒輪副bc和ec分別計(jì)算如下：1）b-c內(nèi)嚙合齒輪副（，）。查表得 加工中心距為（mm）按公式計(jì)算內(nèi)齒輪b齒根圓直徑為2）e-c內(nèi)嚙合齒輪副（，）。仿上面計(jì)算，查表得：。加工中心距為（mm）按公式計(jì)算內(nèi)齒輪e齒根圓直徑為（mm）4.3.5裝配條件的驗(yàn)算對(duì)于所設(shè)計(jì)的上述行星齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿足如下的裝配條件。1)鄰接條件 按下公式驗(yàn)算其鄰接條件，即將已知的、值代入上式，則得 (mm)即滿足鄰接條件。2)同心條件 按以下公式驗(yàn)算該3k()型行星傳動(dòng)的同心條件，即 (4-32)各齒輪副的嚙合角為、和；且知、和代人上式，即得則滿足同心條件。3） 安裝條件 按下面公式驗(yàn)算其安裝條件，即得所以，滿足其安裝條件。4.3.6傳動(dòng)效率的計(jì)算（附整體減速器效率計(jì)算）由幾何尺寸計(jì)算結(jié)果可知，內(nèi)齒輪b的節(jié)圓直徑大于內(nèi)齒輪的節(jié)圓直徑，故該3k()型行星傳動(dòng)的傳動(dòng)效率認(rèn)可采用下面公式進(jìn)行汁算，即 (4-33)已知，其嚙合損失系數(shù) (4-34)和按照下列公式計(jì)算。 (4-35) (4-36)取輪齒的嚙合摩擦因數(shù)，且將、和代入上式，可得即有 所以，其傳動(dòng)效率為引入第一級(jí)直齒圓柱齒輪，總的傳動(dòng)效率可見(jiàn)，該減速器的傳動(dòng)效率較高，可以滿足短期間斷工作方式的使用要求。4.3.7結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)3k()型行星傳動(dòng)的工作待點(diǎn)、傳遞功率的大小和轉(zhuǎn)速的高低等情況，對(duì)其進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。首先應(yīng)確定中心輪(太陽(yáng)輪)a的結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗闹睆捷^小所以，輪a應(yīng)該采用齒輪軸的結(jié)構(gòu)型式；即將中心輪a與輸入鉑連成一個(gè)整體。且按該行星傳動(dòng)的輸入功率P和轉(zhuǎn)速n初步估算輸入軸的直徑，同時(shí)進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為了便于軸上零件的裝拆，通常將軸制成階梯形。總之，在滿足使用要求的情況下，軸的形狀和尺寸應(yīng)力求簡(jiǎn)單，以便于加工制造。內(nèi)齒輪b采用了彈性銷的均載機(jī)構(gòu)進(jìn)行浮功。通過(guò)其彈性銷把內(nèi)齒輪b與箱體內(nèi)壁連接起來(lái)，從而可以將其固定。內(nèi)內(nèi)齒輪e采用了通過(guò)漸開(kāi)線花鍵聯(lián)接輸出軸。 行星輪采用了中空的結(jié)構(gòu)，齒寬b應(yīng)當(dāng)比較大；以便保證該行星輪c與中心輪a的嚙合良好同時(shí)還應(yīng)保證其與內(nèi)齒輪b和c相嚙合。在每個(gè)行星輪的內(nèi)孔中，穿入一根軸。而行星輪中空軸在安裝到轉(zhuǎn)臂h的側(cè)板上之后，還采用了擋圈進(jìn)行限位，進(jìn)而軸向固定c齒輪 出于該3k型行星傳動(dòng)的行星架h個(gè)承受外力矩，也不是行星傳動(dòng)的輸入或輸出構(gòu)件；而且還具有3個(gè)行星輪。因此其轉(zhuǎn)臂x采用了雙側(cè)板整體式的結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)如圖4-2所示圖4-2 行星架轉(zhuǎn)臂h可以采用兩個(gè)調(diào)心滾子軸承，支承在中心輪a的軸上。中心輪a齒輪軸通過(guò)向心軸承，一端支承在輸出軸的內(nèi)孔中，另一端支承在箱體上。轉(zhuǎn)臂h上各行星輪軸孔與轉(zhuǎn)臂軸線的中心距極限偏差可按公式計(jì)算?，F(xiàn)已知嚙合中心距88mm，則得 （mm）取各行星輪軸孔的相對(duì)偏差可按公式計(jì)算，即（mm）取轉(zhuǎn)臂x的偏心誤差約為孔距相對(duì)偏差的的1/2，即在對(duì)所設(shè)計(jì)的行星齒輪傳動(dòng)進(jìn)行了其嚙合參數(shù)和幾何尺寸計(jì)算，驗(yàn)算其裝配條件，且進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后，便可以繪制該行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖，如下圖4-3 行星輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖4.3.8齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算 出于該3k（）型行星齒輪傳動(dòng)具有短期間斷的工作特點(diǎn)，且具有結(jié)構(gòu)緊湊、外廓尺寸小和傳動(dòng)比大的特點(diǎn)。針對(duì)其工作特點(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 （4-37） （4-38） （4-39）式中 計(jì)算彎曲強(qiáng)度的使用系數(shù)；計(jì)算彎曲強(qiáng)度的動(dòng)載荷系數(shù)；計(jì)算彎曲強(qiáng)度的齒向載荷分布系數(shù)；計(jì)算彎曲強(qiáng)度的齒間載荷分配系數(shù)；齒根應(yīng)力的基本值，N/mm2,大小齒輪應(yīng)分別確定；載荷作用于齒頂時(shí)的齒形系數(shù)；載荷作用于齒頂時(shí)的應(yīng)力修正系數(shù)；計(jì)算彎曲強(qiáng)度的重合度系數(shù)；計(jì)算彎曲強(qiáng)度的螺旋角系數(shù)；彎曲強(qiáng)度的行星齒輪間載荷不均勻系數(shù)工作齒寬，mm；如果大小齒輪寬度不同時(shí)，寬齒輪的計(jì)算工作齒寬不應(yīng)大于窄輪齒寬在加上一個(gè)模數(shù)mn；