充填刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)【優(yōu)秀含8張CAD圖紙】

充填刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)【優(yōu)秀含8張CAD圖紙】,優(yōu)秀含8張CAD圖紙,充填,輸送,設(shè)計(jì),優(yōu)秀,CAD,圖紙 摘 要為了在充填工作面和完成開采的充填巷道進(jìn)行矸石充填，充填懸掛式刮板輸送機(jī)這種撓性牽引的連續(xù)輸送機(jī)械正在逐漸被各類煤礦所重視。與一般的刮板輸送機(jī)類似，充填刮板輸送機(jī)的刮板鏈?zhǔn)瞧錉恳龣C(jī)構(gòu)，中部槽是它的承載裝置，在中部槽的槽面安裝著刮板鏈。沿著全線鋪設(shè)著中部槽的運(yùn)輸路線，中部槽中放置著由繞經(jīng)機(jī)頭的刮板鏈與鏈輪連接而形成的封閉裝置。通過懸掛裝置懸掛于液壓支架尾梁上，隨著液壓支架的移動(dòng)而移動(dòng)，向已完成開采的工作面充填矸石，從而盡量消除傳統(tǒng)開采工藝所帶來的遺留問題。在25以下的條件，充填刮板輸送機(jī)能夠順利的安全使用。由于在使用中刮板輸送機(jī)要多種作用例如：拉、壓、彎曲、沖擊摩擦和腐蝕等，所以，足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨和耐腐蝕性就成為了刮板輸送機(jī)必須要有的特性。物料和刮板鏈都是以在槽內(nèi)滑行的方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，因此有很大的運(yùn)行阻力和磨損。但是，在充填矸石的作業(yè)當(dāng)中，更好的可代替機(jī)械還沒有研制出來，所以只能不斷研究結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和制造工藝，最終研制出完善耐用的產(chǎn)品。本充填刮板輸送機(jī)運(yùn)量可達(dá)1000t/h，技術(shù)先進(jìn)，工作可靠，是充填設(shè)備設(shè)備的優(yōu)秀機(jī)型。關(guān)鍵詞：充填工藝；刮板輸送機(jī)減速器；機(jī)頭部；刮板鏈；液力耦合器。ABSTRACTFilling hanging scraper conveyor is a flexible traction continuous conveyor machinery for filling mining face and finish filling the roadway filling gangue and mechanical layout . Its body is pulling the scraper chain , carrying device is a central groove , groove face scraper chain installed in the middle of the slot . Central groove along the transport route lay across the board , scraper chain around by the nose , tail sprocket then placed in the middle of a closed -shaped groove . Through suspension beam suspension at the end of the hydraulic support , as mobile hydraulic support moves to have completed filling mined waste rock face , so try to eliminate the remaining issues caused by conventional mining techniques . Hanging scraper conveyor filling function in conditions below 25 . Scraper conveyor in use to tension , compression , bending , impact multiple roles friction and corrosion , therefore , must have sufficient strength, stiffness , wear and corrosion resistance. Because of its mode of transport is the material in the tank and slide the scraper chain , so running resistance and abrasion are great. However, in the face filling gangue filled , there is no better machinery can be replaced only from the structure, on the strength of the manufacturing process and continue to study , to make it more perfect, and durable. The scraper conveyor filling volume of up to 1000t / h, technologically advanced , reliable, excellent equipment is filling equipment models .Key words：scraper conveyor； reducer； machine head； flight chain； hydraulic coupler。目 錄1 緒論11.1選題背景11.1.1“三下”（建筑物下、鐵路下、水體下）壓煤嚴(yán)重。11.1.2礦山固體廢棄物排放量大11.1.3礦山開采帶來嚴(yán)重的環(huán)境破壞21.2刮板輸送機(jī)簡(jiǎn)介31.2.1刮板輸送機(jī)概述31.2.2常見刮板輸送機(jī)組成部分31.2.3 常見刮板輸送機(jī)的分類41.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀41.3.1充填開采技術(shù)41.3.2目前充填刮板輸送機(jī)的基本設(shè)計(jì)52 主要部件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求72.1機(jī)頭部及傳動(dòng)裝置72.1.1機(jī)頭架72.1.2傳動(dòng)裝置72.1.3盲軸組件82.2過渡槽82.3中部槽92.3.1中部槽92.3.2中部槽的附件92.3.3中部槽連接裝置92.3.4雙曲柄開窗泄矸槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)92.4刮板鏈112.5緊鏈裝置112.5.1緊鏈方法112.5.2緊鏈裝置112.6充填裝置123 刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)133.1運(yùn)輸能力133.2鏈條的選取和刮板的選取設(shè)計(jì)133.2.1鏈條的選取133.2.2刮板選取設(shè)計(jì)133.3電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算153.4刮板輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪設(shè)計(jì)164.1總傳動(dòng)比及傳動(dòng)比的分配174.1.1總傳動(dòng)比的確定174.1.2傳動(dòng)比的分配174.1.3各級(jí)傳動(dòng)計(jì)算17（1）各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算174.2減速器設(shè)計(jì)184.2.1I級(jí)弧齒錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)184.2.2 II級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)204.2.3 III級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)234.4減速器軸設(shè)計(jì)與校核264.4.1軸I的設(shè)計(jì)與校核264.4.2軸II的設(shè)計(jì)與校核284.4.3軸III的設(shè)計(jì)與校核304.4.4軸IV的設(shè)計(jì)與校核324.5軸承與鍵的選擇與校核344.5.1軸承的選擇與校核344.5.2鍵的選擇與校核375 總 結(jié)39參考文獻(xiàn)40翻譯部分41致 謝481 緒論1.1選題背景 我國(guó)的支撐能源主要是煤炭,由煤炭行業(yè)所支撐的電力、鋼鐵、鐵路等行業(yè)在伴隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展而對(duì)煤炭的需求連年不斷地增加,致使最近幾年以來各種礦業(yè)能源，尤以煤炭為主的開采速度迅速加快。一批礦井伴隨著幵釆年限的延長(zhǎng)和礦井釆深的延伸,繼而產(chǎn)生資源的枯竭逐步逐步邁入殘釆階段,已有部分礦井逐步邁入衰退期,有的甚至已經(jīng)關(guān)井停產(chǎn)。以下幾個(gè)方面則重點(diǎn)突出了煤炭開采致使的環(huán)境損害與資源枯竭的問題，其具體形式表現(xiàn)在：1.1.1“三下”（建筑物下、鐵路下、水體下）壓煤嚴(yán)重。為了保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)的提高和不斷發(fā)展，礦山開采必須不斷發(fā)展，而這種發(fā)展的直接表現(xiàn)則為煤炭開采量的連年不斷地提高，很多專家紛紛預(yù)測(cè)，在本世紀(jì)上半葉，居于我國(guó)主體地位的一次能源仍將是煤炭。煤礦的“衰老”現(xiàn)象被資源型企業(yè)列為重點(diǎn)問題，也正是由于礦井“三下”壓煤?jiǎn)栴}的不斷凸顯。面對(duì)會(huì)使傳統(tǒng)技術(shù)幾乎無法開采，礦井中那些有衰退傾向的開始逐步重視這一問題。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前有高達(dá)137.9億噸的礦井“三下”壓煤在我國(guó)統(tǒng)配煤礦內(nèi)生產(chǎn),其中有占總壓煤量的69%的建筑物下壓煤，共計(jì)約為94.68億噸。幾乎每一個(gè)礦井都或多或少的存在建筑物下壓煤的問題,一般的壓煤量大概占到礦井儲(chǔ)量的1030%,而嚴(yán)重的礦井則甚至高達(dá)40%。由此可以看出,礦區(qū)“三下”壓煤?jiǎn)栴}正在逐漸凸現(xiàn)出來，而是其中比較重點(diǎn)突出的一個(gè)方面便是建筑物下壓煤?jiǎn)栴}。不僅如此,地面建筑的占地面積也正隨著迅猛發(fā)展的我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì),而連年不斷地在逐步擴(kuò)大,不斷增加的建筑物下壓煤量,正在迫使著目前本已機(jī)器嚴(yán)重的建筑物下壓煤的問題變得更加嚴(yán)峻。礦井的正常生產(chǎn)正在受著建筑物下壓煤?jiǎn)栴}的直接影響,生產(chǎn)接替緊張、產(chǎn)量降低、服務(wù)年限縮短等問題產(chǎn)生的嚴(yán)峻局面,對(duì)礦井的總體規(guī)劃和生產(chǎn)布局產(chǎn)生嚴(yán)重影響,各類礦井的可持續(xù)發(fā)展受到嚴(yán)重的制約,目前煤炭企業(yè)普遍關(guān)注的問題已經(jīng)逐步轉(zhuǎn)移到如何盡可能的減低礦井的衰老速度,不斷開發(fā)出新的可持續(xù)的發(fā)展空間,使礦區(qū)“三下”壓煤能夠安全高效的開釆出來。1.1.2礦山固體廢棄物排放量大 我國(guó)擁有數(shù)量眾多的各類礦井，是一個(gè)礦產(chǎn)資源種類及其齊全，礦產(chǎn)資源極大豐富的國(guó)家，其中比較具有代表性的有有色金屬礦井、黃金礦井、煤炭礦井等。在工藝過程中會(huì)產(chǎn)生大量的固體塊狀、顆粒狀或泥狀廢物，采礦廢石、選礦尾礦、赤泥、冶煉渣等主要存在于金屬礦井中，而洗選矸石、掘進(jìn)矸石、電廠粉煤灰等重要存在于在煤礦中。許多相關(guān)都數(shù)據(jù)表明，我國(guó)有超過200億噸的礦山廢物堆存量，占我國(guó)工業(yè)固體廢物總堆積量的85%以上，且還以3億噸的速度連年不斷地增長(zhǎng)；目前每年約5億噸尾礦、4億噸采礦廢石被排放，而在其中有 1600 多座規(guī)模較大的矸石山全國(guó)歷年累計(jì)堆放的矸石約45億噸，占到22%的礦山固體廢棄物總量；煤礦的自備電廠排放每年大量粉煤灰，達(dá)到5億噸以上的歷年排放量，且每年都有7千萬噸的新排放量正在產(chǎn)生。 大量排放的這些礦井廢物，污染了周圍水體、土壤和大氣，破壞生態(tài)植被、侵占土地，更為嚴(yán)重的是這些廢物嚴(yán)重影響著礦區(qū)人身健康和生態(tài)環(huán)境，滑坡、泥石流、潰壩、爆炸等工程災(zāi)害的危險(xiǎn)系數(shù)也在不斷地提高，主要表現(xiàn)在以下方面：一是礦井固體廢棄物地面排放造成環(huán)境污染與危害。礦井固體廢棄物中含有許多對(duì)人體和自然環(huán)境有害的元素以及各種放射性元素，這些廢棄物經(jīng)過風(fēng)化、雨水溶化，加以直接在大氣中暴露，有害成分就會(huì)漸漸地滲入土壤和水體，從而在礦區(qū)周圍造成污染，主要包括土壤、地表以及地下水。在這種污染的長(zhǎng)期下會(huì)使水體酸化，進(jìn)一步造成各類生物的中毒死亡，破壞生態(tài)環(huán)境；人類長(zhǎng)期使用受污染的水源，人類身體健康會(huì)受到極大影響。同樣的，在運(yùn)輸、排放這些廢棄物過程中，大量的粉塵會(huì)極大地影響著附近地區(qū)的空氣質(zhì)量，進(jìn)一步的造成礦區(qū)附近人民群眾健康隱患。隨著時(shí)間的推移，在地面排放礦井固體廢棄物對(duì)環(huán)境造成的危害與污染逐步的顯現(xiàn)出來。 二是礦井固體廢棄物地面排放侵占良田。大量的農(nóng)田由于被排放的礦井廢棄物所侵占，加之連年不斷地加大的開采力度，良田正在不斷地侵占。在今天，在我國(guó)煤礦的地標(biāo)便是那大大小小的煤矸石山，可以說所有的礦井都有自己的矸石山。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)1.5萬公頃的土地上有著接近1600座矸石山，而這個(gè)數(shù)字每年還在不斷地增長(zhǎng)。根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，目前我國(guó)人均耕地面積僅為1.25畝左右，長(zhǎng)此以往，煤礦附近居住的居民的正常生活勢(shì)必受到影響。 三是礦井固體廢棄物地面排放致使次生災(zāi)害。在我國(guó)礦井廢石、尾礦等固體廢物往往被放置在專門修建的尾礦庫(kù)中，因而地質(zhì)災(zāi)害中的尾礦庫(kù)潰壩、尾礦泥石流等在我國(guó)頻頻發(fā)生。為樂針對(duì)性的解決上面的各種問題，我國(guó)政府部出臺(tái)并開展了一系列的整治行動(dòng)，研究制定了很多針對(duì)性的相關(guān)法律法規(guī)。例如，“礦產(chǎn)資源高效開發(fā)利用”和“綜合治污與廢棄物循環(huán)利用”被國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃綱要列入優(yōu)先發(fā)展主題；對(duì)開采煤炭中伴采的煤矸石，中華人民共和國(guó)資源稅暫行條例中第四條明確規(guī)定，應(yīng)適用“其他非金屬礦原礦”稅目，按照0.5元噸稅額征收資源稅。但是即便如此，例如工程災(zāi)害以及環(huán)境破壞等問題還是根深蒂固，沒有實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。1.1.3礦山開采帶來嚴(yán)重的環(huán)境破壞 正如大眾所了解的那樣，在大規(guī)模開發(fā)煤炭和利用煤炭的過程中，人類雖然得到了巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)雙重效益，但也嚴(yán)重的破壞了自然的地形、地貌和各類景觀，最終只留下了無盡的荒涼與塌陷，引發(fā)了嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境破壞，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 一是對(duì)土地資源破壞嚴(yán)重。眾所周知，礦井開采而導(dǎo)致的地表沉陷，隨著時(shí)間的推移會(huì)形成盆地，再加上積水等問題，最終會(huì)導(dǎo)致大片土地不能耕種。在國(guó)內(nèi)外這種例子并不鮮見，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界由于采礦而破壞的土地有，而其中我國(guó)就占據(jù)接近一半，并且以每年5%的速度增加。隨著日益提升的的礦井開采計(jì)劃，越來越嚴(yán)重的環(huán)境問題也逐漸開始凸顯了出來。在干旱少雨的我國(guó)西北地區(qū)，這種問題更加的嚴(yán)重，植被枯死、土地沙化等環(huán)境災(zāi)害隨著礦井開采的深入而持續(xù)加重。二是地下水大量流失。礦井開采導(dǎo)致巖層的移動(dòng)，造成水系的破壞。伴隨著每年煤炭開采，水資源嚴(yán)重流失。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)每年有超過80億噸水因?yàn)榈V井開采而流失。為了我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展，錢鳴高教授提出了一種新的理念綠色開采，其核心的部分就是我們所講的充填開采。為了實(shí)現(xiàn)礦井固體廢棄物直接處理、巖層移動(dòng)及地表沉陷控制、水資源保護(hù)等多重目標(biāo)，充填開采將采空區(qū)的充填材料選為礦井固體廢棄物，在采空區(qū)內(nèi)直接充填，置換出煤資源的同時(shí)又完成了目標(biāo)。本文基于綜合機(jī)械化充填采煤的工作實(shí)際與發(fā)展前景，研究在充填采煤作業(yè)過程中的重要輸送機(jī)械充填懸掛式刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)，從而進(jìn)一步提高充填作業(yè)的穩(wěn)定性，高效性與安全性，進(jìn)而使得充填式采煤能夠大范圍推廣，減少傳統(tǒng)采煤方法所帶來的諸多問題。1.2刮板輸送機(jī)簡(jiǎn)介1.2.1刮板輸送機(jī)概述為了在工作面和巷道進(jìn)行煤炭運(yùn)輸，刮板輸送機(jī)這種撓性牽引的連續(xù)輸送機(jī)械被各類煤礦所廣泛使用。它是運(yùn)輸設(shè)備中目前能在長(zhǎng)壁式采煤工作面工作的?？捎糜谒竭\(yùn)輸，亦可用于傾斜運(yùn)輸。在25以下的條件，刮板輸送機(jī)能夠順利的安全使用。如圖1.1 圖1.1常見刮板輸送機(jī)實(shí)物圖1.2.2常見刮板輸送機(jī)組成部分刮板輸送機(jī)主要是由機(jī)頭部、機(jī)尾部、中間部分和附屬裝置組成，如圖1.2所示。圖1.2 SGZ1250/2000型刮板輸送機(jī)示意圖1減速器；2液力耦合器；3電動(dòng)機(jī)；4過度溜槽；5中部槽；6無鏈牽引齒條；7銷排軌座；8可伸縮機(jī)尾架；9鏈輪組件；10液壓缸；11刮板鏈；12側(cè)卸式機(jī)頭1.2.3 常見刮板輸送機(jī)的分類 國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)和使用的刮板輸送機(jī)的類型很多，其分類方法各有不同。有重疊式和并列式這種按溜槽布置方式分的；有敞底式和封底式這樣按溜槽結(jié)構(gòu)分的；還有按鏈條數(shù)目分為有單連、雙邊鏈、雙中鏈和三鏈；最后還有有輕型、中型和重型等按照電機(jī)的功率劃分的，。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.3.1充填開采技術(shù)為了更加高效的掌控巖層移動(dòng)及沉陷問題，使礦井能夠盡可能滿足工業(yè)采礦的基本需要，從而進(jìn)一步提高礦井煤炭采出率，充填開采技術(shù)逐步的發(fā)展起來。金屬礦井是最早應(yīng)用充填技術(shù)的。如今這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)有了進(jìn)百年的歷史，歷史上有記錄的最早的充填礦井是在1915年用廢石充填的位于澳大利亞的塔斯馬尼亞芒特萊爾礦和北萊爾礦。我國(guó)充填開采技術(shù)起步稍晚，大約有40年的歷史，與國(guó)外相比大約落后15年左右。充填開采技術(shù)的發(fā)展大致分為四個(gè)階段。具體階段如下第一階段：我國(guó)在上世紀(jì) 50 年代以前，國(guó)外在上世紀(jì) 40 年代以前，在不甚了解這項(xiàng)技術(shù)的情況下，單純以處理礦井廢物為目的，在礦井中使用了充填開采技術(shù)。，這種被稱為廢石干式充填因?yàn)楦緷M足不了日益增長(zhǎng)的技術(shù)發(fā)展，最終被效率更高，生產(chǎn)能力更大和勞動(dòng)強(qiáng)度更小的技術(shù)淘汰在歷史的長(zhǎng)河中。第二階段：國(guó)外上世紀(jì)4050年代，國(guó)內(nèi)60年代，水砂充填工藝開始被廣泛應(yīng)用。也正是從此開始礦井充填被采礦技術(shù)這個(gè)大家庭所接納。這一階段主要是在工作面大量脫水后用含水量一般在6070%左右的尾礦，借助水力充入井下采空區(qū)。最終確定了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的100mm的滲透速度。第三階段：在國(guó)內(nèi)外6070年代，尾礦膠結(jié)充填技術(shù)開始進(jìn)入研發(fā)和應(yīng)用階段。許多礦井在水砂充填工藝推廣應(yīng)用后，便開始研發(fā)膠結(jié)充填技術(shù)，這是因?yàn)闊o自立能力的非膠結(jié)充填體是沒有辦法滿足采礦工藝所需要的低貧化率和高回采率。在這一階段，各種專家學(xué)者開始深入研究各種特性的新充填料、各種充填材料與煤壁等的相互摩擦和相互作用、以及充填體的穩(wěn)定性與固定性。第四階段：20世紀(jì)8090年代，新技術(shù)層出不窮，具體有：（1） 高濃度充填技術(shù)。高濃度充填是一種多余水分的滲透速度很低、濃度變化較慢的，當(dāng)充填料到達(dá)工作面后，將多余水分滲出的充填方式。（2） 膏體充填。所謂膏體充填則指在工作面不脫水的情況下，使充填料呈膏狀，從而形成具有良好的強(qiáng)度特性的膠結(jié)體來進(jìn)行充填的方法。（3） 塊石砂漿膠結(jié)充填塊。石砂漿膠結(jié)充填是一種將塊石作為充填材料，在工作面不脫水的情況下，膠結(jié)介質(zhì)使用水泥漿或砂漿的一種高質(zhì)量充填技術(shù)。（4） 全尾礦膠結(jié)充填。急需實(shí)現(xiàn)零排放目標(biāo)且尾礦產(chǎn)率低的礦井，全尾礦膠結(jié)充填則是一種十分有價(jià)值的充填方法。 這些新技術(shù)的誕生對(duì)于進(jìn)一步降低采礦成本以及滿足環(huán)境保護(hù)的要求具有重要的意義。1.3.2目前充填刮板輸送機(jī)的基本設(shè)計(jì)目前現(xiàn)有的充填刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)如下圖：圖1.3充填刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 充填刮板輸送機(jī)的使用情況特殊，因此對(duì)其設(shè)計(jì)和制造提出了更高的要求： (1)彎曲性能要好，垂直彎曲既要滿足工作面高度的變化，又要適應(yīng)液壓支架移架時(shí)的降架和升架的高度變化，水平彎曲要滿足液壓支架移架時(shí)的推移步距的要求；(2)連接強(qiáng)度要高；(3)中板和槽幫耐磨性好； (4)使用過程中槽幫和中板的錯(cuò)口量要小； (5)卸矸口能夠調(diào)節(jié)卸矸量； (6)機(jī)頭、機(jī)尾高度要低，以適應(yīng)采高的變化，能夠開采較薄煤層； (7)整機(jī)重量要輕。 充填刮板輸送機(jī)一般上都是使用的短機(jī)頭單電機(jī)驅(qū)動(dòng)、機(jī)尾處一般不設(shè)置驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但是也有運(yùn)輸量或鋪設(shè)長(zhǎng)度增大的情況，這種情況下則可以采用雙驅(qū)動(dòng)，在機(jī)尾安裝一個(gè)驅(qū)動(dòng)部。普通傳動(dòng)路線為：井下防爆電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩經(jīng)液力耦合器、多級(jí)減速器和聯(lián)軸器最終傳遞到機(jī)頭鏈輪處，繼而由鏈輪牽引刮板鏈進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，三者組成一個(gè)完整的封閉的井下牽引系統(tǒng)，按從機(jī)頭向機(jī)尾的運(yùn)行方向?qū)㈨肥療舫涮畈牧铣涮畹讲煽諈^(qū)當(dāng)中。機(jī)頭部、機(jī)頭過渡槽、中部槽、開天窗中部槽、機(jī)尾、刮板鏈、吊掛鏈等結(jié)構(gòu)部件組成了一個(gè)完整的充填刮板輸送機(jī)。隨工作面一起推進(jìn)著的液壓支架上，在后端的尾梁下面通過吊掛鏈懸掛著中部槽。充填空間也就由此產(chǎn)生在中部槽與充填面之間，而更加理想的充填效果則要?dú)w功于短機(jī)頭和簡(jiǎn)易機(jī)尾所帶來的更大的充填面積。執(zhí)行構(gòu)件中用于矸石動(dòng)態(tài)充填的是開天窗中部槽，而用于矸石卸載的承載構(gòu)件則是中部段。為了保證矸石在到達(dá)機(jī)尾之前全部落入到采空區(qū)之中，需要根據(jù)落矸的需要對(duì)中部槽和開天窗中部槽的安裝位置進(jìn)行不同的安排，破碎的矸石在充填刮板輸送機(jī)的機(jī)頭，通過轉(zhuǎn)載輸送帶經(jīng)過入矸口到達(dá)中部槽，由刮板鏈進(jìn)行輸送，經(jīng)過可調(diào)節(jié)大小的溜矸孔進(jìn)行溜矸動(dòng)態(tài)控制，可以控制落矸情況，最終達(dá)到應(yīng)有的目的。2 主要部件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求2.1機(jī)頭部及傳動(dòng)裝置機(jī)頭部是把電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給刮板鏈的裝置，機(jī)頭部的主要部分包括機(jī)頭架、傳動(dòng)裝置、鏈輪組件、盲軸以及電動(dòng)機(jī)等組件。利用機(jī)頭傳動(dòng)裝置動(dòng)力的緊鏈器和鏈牽引采煤機(jī)牽引鏈的固定裝置也安裝在機(jī)頭部。常用的機(jī)頭部有端卸式和側(cè)卸式。2.1.1機(jī)頭架機(jī)頭架是在機(jī)頭部用于支撐安裝鏈輪組件、減速器，過濾槽等組件的框架式焊接構(gòu)件，它由左側(cè)板、中板和右側(cè)板用比較厚的鋼板焊接而成，有足夠的剛性和強(qiáng)度。一般而言，為了適應(yīng)兩邊采煤面的需要，機(jī)頭架為兩側(cè)布置，可在兩側(cè)安裝減速器。機(jī)頭架分為端卸式和側(cè)卸式兩種類型，沒種類型中又分為安裝鏈輪組件處開口與不開口兩種形式，由于本次設(shè)計(jì)中，刮板板輸送機(jī)用于充填工作面，且需要懸掛，故采用端卸式開口的機(jī)頭架設(shè)計(jì)（如圖）。這類機(jī)頭架的兩側(cè)板安裝鏈輪組件的孔開有豁口，可以在鏈輪組件完全安裝之后，再講軸承座從或豁口裝入機(jī)頭部，然后用螺栓固定。為了增加側(cè)開口的剛性和強(qiáng)度，最后用擋塊進(jìn)行封口。在機(jī)頭架的后端用定位銷以使機(jī)頭架與過渡槽得到吻合。在更換鏈輪時(shí)只要拆開螺栓與聯(lián)軸器，就能從開口的側(cè)板中拆卸出來，而不用拆開減速器，方便快捷。2.1.2傳動(dòng)裝置（1）傳動(dòng)裝置的布置方式為了減小機(jī)頭部的占地面積，本設(shè)計(jì)中，傳動(dòng)裝置選用了平行布置的布置方式。這種布置方式可以將傳動(dòng)裝置布置在工作面內(nèi)，便于工作面上下出口頂板的維護(hù)，我國(guó)生產(chǎn)的大部分刮板輸送機(jī)都采用這種布置方式。（2） 傳動(dòng)裝置數(shù)量與安裝位置由于本設(shè)計(jì)的刮板輸送機(jī)用于充填工作面而非采煤工作面，因此不需要考慮與采煤機(jī)的配合問題，加之本設(shè)計(jì)的刮板輸送機(jī)運(yùn)量尺寸較小，為了便于懸掛且減少懸掛質(zhì)量，本設(shè)計(jì)中采用了單機(jī)頭傳動(dòng)，同時(shí)也回避了雙機(jī)頭傳動(dòng)的同步性問題、（3） 傳動(dòng)裝置的組成部分刮板輸送機(jī)的傳動(dòng)裝置主要由電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器和減速器等部分組成。電動(dòng)機(jī)：刮板輸送機(jī)的電動(dòng)機(jī)有單速電動(dòng)機(jī)與雙速電動(dòng)機(jī)兩種選擇。本設(shè)計(jì)中采用單速電動(dòng)機(jī)。聯(lián)軸器：刮板輸送機(jī)使用聯(lián)軸器的部分有兩個(gè)，一是減速器輸入軸與電動(dòng)機(jī)的連接，一般采用液力耦合器；二是減速器輸出軸與鏈輪的連接，一般采用花鍵連接或者齒輪聯(lián)軸器連接。本設(shè)計(jì)中采用齒輪聯(lián)軸器。減速器：本設(shè)計(jì)中，減速器采用輸入輸出軸垂直布置三級(jí)圓錐圓柱齒輪傳動(dòng)減速器，其特點(diǎn)是：承載能力達(dá)傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音小。該減速器的具體設(shè)計(jì)見本設(shè)計(jì)第四章。圖2.1 傳動(dòng)系統(tǒng)圖1-機(jī)頭鏈輪軸組；2-減速器；3-聯(lián)軸器；4-電機(jī)；5-刮板鏈；6-機(jī)尾鏈輪軸組2.1.3盲軸組件盲軸組件安裝在無傳動(dòng)裝置一側(cè)的機(jī)頭、機(jī)尾架側(cè)板上，用于支撐鏈輪組件。圖2.2 盲軸組件1-盲軸;2-軸承座;3-調(diào)心軸承;4-蓋板5-軸承托板;6-軸套;7-密封圈2.2過渡槽 過渡槽是機(jī)頭與機(jī)尾與中部槽的連接溜槽，分別稱為機(jī)頭過渡槽與機(jī)尾過渡槽。它的主要特點(diǎn)是與中部槽連接段的高度與中部槽相同，而與機(jī)頭架和機(jī)尾架連接的另一端較高。2.3中部槽2.3.1中部槽中部槽是刮板輸送機(jī)的機(jī)身，由槽幫鋼、中板等組件組成，上槽是裝運(yùn)煤炭的承載槽，下槽供刮板鏈返程使用。中部槽分為多種類型，在本設(shè)計(jì)中，由于選擇的是中雙鏈?zhǔn)剑手胁坎圻x擇II型中部槽。所謂II型中部槽是指使用E15、M15、E19和M22號(hào)槽幫鋼焊接而成的敞底式中部槽。這種槽幫內(nèi)部空間較大，適用于中雙鏈刮板輸送機(jī)連接環(huán)的通過，中部槽的長(zhǎng)度均為1500mm。2.3.2中部槽的附件（1） 鏟煤版：鏟煤版的作用是在推移中部槽的過程中用于清理工作面浮煤，它被固定在中不早煤壁測(cè)得支座上，鏟煤版有兩種形式：三角形鏟煤版與L型鏟煤版具體形式見下圖。（2） 擋煤板：擋煤板是一個(gè)多種功能的組合件，使用螺栓安裝在采空區(qū)的中部槽側(cè)面的支座上。它能有效的防止煤向采空區(qū)灑落，加以采煤機(jī)作為導(dǎo)向，防止電纜和水管，為千斤頂提供連接點(diǎn)；它還可以增大溜槽的裝載斷面，從而保證輸送機(jī)的生產(chǎn)能力。（3） 電纜槽：電纜槽被安裝在擋煤板的外側(cè)，采煤機(jī)的電纜盒水管則可自動(dòng)鋪設(shè)在槽內(nèi)。一般電纜槽有上下兩層，下層的電纜和水管沿輸送機(jī)全程的一半是不動(dòng)的，另一半則可歲采煤機(jī)的移動(dòng)自動(dòng)鋪設(shè)在上槽內(nèi)。2.3.3中部槽連接裝置為了將單個(gè)的中不早連接成為整個(gè)刮板鏈的機(jī)身就必須要用到中部槽連接裝置。連接裝置的基本要求是：在保證機(jī)體的對(duì)中性的同時(shí)要使兩槽之間的左右、上下的錯(cuò)口量保持在規(guī)定的范圍之內(nèi)；與此同時(shí)在相鄰的兩個(gè)槽之間要能有一定角度的折曲，使機(jī)身的彎曲能力得到提高；最后，還必須保證安裝尺寸的相同，從而保證同一型號(hào)的通用互換。本設(shè)計(jì)的連接裝置選擇的是螺栓連接。所謂螺栓連接是將螺栓插入中部槽接頭上的連接銷孔，然后擰上螺母，為了保護(hù)中部槽有一定的偏轉(zhuǎn)角度，螺母與連接板之間應(yīng)留有一定的間隙。2.3.4雙曲柄開窗泄矸槽結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 活動(dòng)窗中部槽卸矸口大小的調(diào)節(jié)是通過液壓缸推拉來實(shí)現(xiàn)的，目前應(yīng)用的一種結(jié)構(gòu)形式所示，它是由分別安裝在左、右槽幫上的兩個(gè)液壓缸推拉活動(dòng)板在導(dǎo)軌上移動(dòng)來啟閉卸矸窗口實(shí)現(xiàn)卸矸充填的。由于煤礦井下生產(chǎn)條件惡劣，容易使導(dǎo)軌卡住而導(dǎo)致兩油缸受力不同，從而致使油缸運(yùn)動(dòng)不同步而發(fā)生損壞，且更換復(fù)雜，影響生產(chǎn)。鑒于上述不足，本設(shè)計(jì)借鑒了一種單液壓缸雙曲柄旋轉(zhuǎn)啟閉式開窗泄矸中部槽，其主要由開窗槽、活動(dòng)板、推拉液壓缸和聯(lián)接板組成。單油缸、活動(dòng)扇形板、聯(lián)接板用銷軸鉸接構(gòu)成了一個(gè)四連桿雙曲柄機(jī)構(gòu)，通過控制開天窗中部槽一側(cè)的油缸來推拉扇形活動(dòng)板實(shí)現(xiàn)卸矸口啟閉，從而完成矸石動(dòng)態(tài)充填。這種設(shè)計(jì)的雙曲柄開窗泄矸槽的優(yōu)點(diǎn)是：采用單油缸不會(huì)出現(xiàn)受力不均問題，不容易卡軌，其卸料窗開口寬度是現(xiàn)有開窗充填中部槽開口寬度的1.5倍，能夠適應(yīng)大塊度矸石卸放，矸石破碎粒度增大后，可有效降低充填成本，提高了充填效率。 圖2.3 單液壓缸雙曲柄旋轉(zhuǎn)啟閉式開天窗卸矸中部槽1-開窗槽；2-扇形活動(dòng)板；3-推拉油缸；4-聯(lián)接板2.4刮板鏈刮板機(jī)的刮板鏈有中單鏈、中雙鏈、邊雙鏈等型式。邊雙鏈刮板鏈條沿輸送機(jī)中部槽的上翼板導(dǎo)向，刮板運(yùn)行穩(wěn)定。但是，邊雙鏈傳動(dòng)有兩個(gè)最大缺陷，一是鏈條中心距大，造成兩鏈條的負(fù)荷分配不均；二是由于刮板鏈條為短鏈條，需要大量馬蹄形連接環(huán)聯(lián)結(jié)鏈條和刮板，成為刮板鏈牽引系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，極易出現(xiàn)斷鏈?zhǔn)鹿?。邊雙鏈目前多用于裝機(jī)功率較小的刮板機(jī)。中單鏈可以充分發(fā)揮鏈條的性能，不存在鏈條負(fù)荷不均勻問題。中單鏈刮板機(jī)的應(yīng)用范圍由于中雙鏈刮板輸送機(jī)的推廣而趨于萎縮。中雙鏈將兩條圓環(huán)鏈盡量靠近安裝，鏈條負(fù)荷分配不均問題得以緩解。由于采用雙鏈?zhǔn)构伟彐湹某休d能力顯著增強(qiáng)，又由于采用長(zhǎng)鏈條和高強(qiáng)度的接鏈環(huán)，能大幅度降低斷鏈概率。圖2.4 中雙鏈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1-接鏈環(huán)；2-刮板；3、4-螺栓；5-圓環(huán)鏈2.5緊鏈裝置2.5.1緊鏈方法在刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)過程中，基本的緊鏈方法有變軸距緊鏈和定軸距緊鏈兩種。本設(shè)計(jì)中采用定軸距緊鏈中的反轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)法。其主要原理是：將刮板鏈的一端固定在機(jī)頭架上，另一端繞過機(jī)尾鏈輪，用機(jī)頭部的電動(dòng)機(jī)是鏈輪反轉(zhuǎn)，將鏈條拉緊，電動(dòng)機(jī)停止反轉(zhuǎn)時(shí)，立刻用一種制動(dòng)裝置將鏈輪閘住，防止鏈條回松，然后進(jìn)行接鏈。2.5.2緊鏈裝置反轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)緊鏈法的緊鏈裝置有棘輪緊鏈器、摩擦緊鏈器和盤閘緊鏈器等。根據(jù)本設(shè)計(jì)的電動(dòng)機(jī)功率（見第三章），選擇盤閘緊鏈器。由夾鉗制動(dòng)裝置和盤閘組成的盤閘緊鏈器，在減速器一軸上安裝著盤閘，同時(shí)在聯(lián)接筒上安裝制動(dòng)裝置，在緊鏈時(shí)，先將刮板機(jī)輸送機(jī)一端固定，然后反向開動(dòng)電動(dòng)機(jī)，鏈輪反轉(zhuǎn)，刮板鏈被逐漸拉緊，直到電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)為止。隨后立刻扳動(dòng)手輪，用鉗臂將閘盤閘住，同時(shí)切斷電動(dòng)機(jī)電源，拆去多余鏈段，接好鏈子，反轉(zhuǎn)手輪松開鉗臂。在緊鏈過程中，用阻鏈鉤完成刮板鏈的固定。圖2.5 盤閘緊鏈器1-減速器軸;2-夾鉗式制動(dòng)裝置;3-盤閘;4-液力耦合器;5-連接罩;6-彈性聯(lián)軸器2.6充填裝置在充填作業(yè)時(shí)，下刮板需向上推平卸料窗口下漏的矸石，并使矸石充填密實(shí)、均勻，所以開天窗中部槽采用整體焊接敞底結(jié)構(gòu)，鑄造槽幫通過中板焊接為一體，是運(yùn)輸、充填矸石的承載構(gòu)件。根據(jù)落矸需要在中板上開設(shè)卸矸窗口，中板采用40mm厚進(jìn)口耐磨板。開天窗中部槽分為固定窗中部槽和活動(dòng)窗中部槽兩種。固定窗中部槽是在中板上加工出尺寸不等的窗口，窗口大小不能調(diào)節(jié)；活動(dòng)窗中部槽是在中板上加工出窗口，由活動(dòng)板來調(diào)節(jié)窗口尺寸的大小。在側(cè)板上兩側(cè)吊掛耳，由吊掛裝置通過吊掛耳將中部槽懸掛在液壓支架尾梁下面，隨著支架的移動(dòng)而移動(dòng)。吊掛裝置由1個(gè)2692mm的圓環(huán)鏈、2個(gè)U形環(huán)和銷軸組成，每節(jié)溜槽用4條鏈段吊掛在液壓支架尾梁上。3 刮板輸送機(jī)設(shè)計(jì)刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)計(jì)算通常分為新機(jī)器的計(jì)算和按照所要求的使用條件選用已有的定型產(chǎn)品，驗(yàn)算該產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)是否滿足要求。兩者計(jì)算的內(nèi)容在實(shí)質(zhì)上是相同的，區(qū)別在于新機(jī)器的計(jì)算要按通用條件，而對(duì)已有型號(hào)的驗(yàn)算則按具體產(chǎn)品的具體條件計(jì)算。本設(shè)計(jì)采用的方案為新機(jī)器的設(shè)計(jì)計(jì)算，所以按將通用條件進(jìn)行計(jì)算。3.1運(yùn)輸能力如圖所示，刮板輸送機(jī)是一種進(jìn)行連續(xù)運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備，其每一秒鐘機(jī)器的運(yùn)輸能力為式中:V充填刮板輸送機(jī)的刮板鏈運(yùn)行速度，本設(shè)計(jì)中取v=1m/s; q輸送機(jī)上單位長(zhǎng)度貨載質(zhì)量，kg.m; Q運(yùn)輸能力，本設(shè)計(jì)中設(shè)Q=1000t/h。圖3.1 刮板輸送機(jī)運(yùn)行簡(jiǎn)圖每小時(shí)運(yùn)輸能力為 kg/m3.2鏈條的選取和刮板的選取設(shè)計(jì)3.2.1鏈條的選取 根據(jù)礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈127182001標(biāo)準(zhǔn)選取鏈條，在本設(shè)計(jì)中選用圓環(huán)鏈的規(guī)格為。3.2.2刮板選取設(shè)計(jì) (1)刮板的選型 由刮板輸送機(jī)通用技術(shù)條件1052006可知，根據(jù)規(guī)格為的鏈條，則刮板尺寸為 刮板寬度：=674mm 刮板高度：=901.0mm 刮板厚度：=1000.5mm 即刮板型號(hào)為64790100(2)刮板鏈在單位長(zhǎng)度上的質(zhì)量計(jì)算 刮板鏈在單位長(zhǎng)度上的質(zhì)量為，由刮板的單位長(zhǎng)度質(zhì)量和圓環(huán)鏈的單位長(zhǎng)度質(zhì)量相加而成，在此次設(shè)計(jì)中采用平均值表示。 刮板的質(zhì)量計(jì)算根據(jù)刮板輸送機(jī)通用技術(shù)條件1052006可知中雙鏈刮板輸送機(jī)的設(shè)計(jì)過程中會(huì)根據(jù)鏈條節(jié)距和負(fù)載不同，選擇兩相鄰間刮板的距離，分別有10環(huán)、12環(huán)、14環(huán)三種安裝方式，在此次設(shè)計(jì)中將采用10環(huán)安裝方式，因此可知兩相鄰間刮板的距離S為式中：N相鄰刮板之間的安裝環(huán)數(shù)，此次設(shè)計(jì)中取N=10； P圓環(huán)鏈的節(jié)距，由前面可知P=126mm；將已知的數(shù)據(jù)帶入到上式中，得mm所以在長(zhǎng)度（單程）L=100m所需要的刮板數(shù)目n為 式中：L刮板輸送機(jī)的長(zhǎng)度，m，本設(shè)計(jì)中取L=100m； S兩相鄰刮板間的距離，m，由前面可知S=1.260m。 將已知的數(shù)據(jù)代入式，得n=計(jì)算每一塊刮板的體積式中：刮板的寬度，m，此前已查得mm； 刮板的高度，m，此前已查得mm； 刮板的厚度，m，此前已查得mm。把已知數(shù)據(jù)代入 式，得 m3因此刮板的總體積 m3因此刮板的質(zhì)量為式中：刮板密度，由密度表可查得kg/m3； 刮板體積之和，此前已求得m3。將已知數(shù)據(jù)代入式中，得 kg 圓環(huán)鏈的質(zhì)量根據(jù)礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈127182001查得此次使用的圓環(huán)鏈其單位長(zhǎng)度質(zhì)量kg/m3，所以總長(zhǎng)度為L(zhǎng)=100m圓環(huán)鏈的質(zhì)量kg由于該刮板鏈采用的是邊雙鏈，所以圓環(huán)鏈的質(zhì)量應(yīng)有兩條鏈組成。所以kg。.所以刮板鏈的單位長(zhǎng)度的質(zhì)量為把已知數(shù)據(jù)代入3.10式，得kg/m3.3電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算根據(jù)綜采技術(shù)手冊(cè)關(guān)于刮板輸送機(jī)電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算部分，輸送機(jī)電動(dòng)機(jī)功率的大小要根據(jù)工作面傾角，輸送機(jī)鋪設(shè)長(zhǎng)度和輸送量的大小等具體的條件確定，其關(guān)系式為：式中：貨載每米重力。按照下式計(jì)算：N/m 刮板鏈每米重力，根據(jù)已知可得，kg/m 輸送量，根據(jù)已知可得，t/h 井下防爆電動(dòng)機(jī)功率備用系數(shù)，本設(shè)計(jì)中取 刮板鏈在繞過兩端鏈輪時(shí)所附加的阻力系數(shù)， 輸送機(jī)水平彎曲時(shí)附加的阻力系數(shù)， 刮板輸送機(jī)的安裝傾角，根據(jù)已知可得， 刮板輸送機(jī)的鋪設(shè)長(zhǎng)度，m，根據(jù)已知可得，m 鏈速，m/s，根據(jù)已知可得，m/s 貨載在溜槽中運(yùn)行阻力系數(shù) 刮板鏈在溜槽中的運(yùn)行阻力系數(shù)運(yùn)行阻力系數(shù)與輸送機(jī)結(jié)構(gòu)、貨載在溜槽中的斷面形狀、貨載性質(zhì)、塊度、濕度、卸載方式、底板情況、溜槽鋪設(shè)質(zhì)量、鏈速以及底鏈回煤情況等多種因素有關(guān)，一般要根據(jù)具體情況通過試驗(yàn)測(cè)定。計(jì)算時(shí)可以參考情況選?。簩?duì)于本次設(shè)計(jì)情況，選取 傳送裝置效率， 其中：液力耦合器的傳輸效率，取=0.98； 圓錐齒輪的傳輸效率，取=0.97； 斜齒圓柱齒輪的傳輸效率，取=0.98； 花鍵以其他鍵的傳輸效率，取=0.96； 所有軸承的傳輸效率，取=0.94。 所以 將上述數(shù)據(jù)帶入式中可得選擇電機(jī)功率為250,的電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)，則電動(dòng)機(jī)總功率為250kw，滿足實(shí)際要求。由于該電機(jī)在煤礦井下工作，所以該電機(jī)必須防爆，應(yīng)選刮板輸送機(jī)專用電機(jī)，即電機(jī)為YSB2504A。3.4刮板輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈輪設(shè)計(jì) 根據(jù)前面所選圓環(huán)鏈的規(guī)格,查詢標(biāo)準(zhǔn)礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈可知，圓環(huán)鏈的公稱直徑d=34mm，工程節(jié)距P=126mm，最外寬度b=109mm。另外根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)刮板輸送機(jī)通用技術(shù)條件1052006中的推薦鏈輪齒數(shù)通常為8齒和10齒，本設(shè)計(jì)中取鏈輪齒數(shù)Z=8，則鏈輪節(jié)距角：查標(biāo)準(zhǔn)礦用刮板輸送機(jī) 驅(qū)動(dòng)鏈輪MT 231-1991可得： 鏈輪節(jié)圓直徑mm 鏈輪外徑mm 鏈輪立環(huán)槽直徑mm 齒形圓弧半徑mm 齒根圓弧半徑mm 鏈窩平面圓弧半徑mm 立環(huán)槽弧半徑mm 短齒根部圓弧半徑mm 鏈窩長(zhǎng)度mm 鏈輪中心至鏈窩底平面的距離mm 鏈窩中心距離mm短齒厚度mm4 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1總傳動(dòng)比及傳動(dòng)比的分配4.1.1總傳動(dòng)比的確定 總傳動(dòng)比式中：輸入軸轉(zhuǎn)速，由已知可得，r/min 輸出軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)公式得r/min將上述數(shù)據(jù)帶入得：4.1.2傳動(dòng)比的分配傳動(dòng)比的分配是在進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，尤其是多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，一個(gè)非常重要環(huán)節(jié)，合理分配傳動(dòng)比，就能夠使傳動(dòng)系統(tǒng)在外形結(jié)構(gòu)、重量尺寸、潤(rùn)滑條件、成本及工作能力得到本質(zhì)上的提升。由此定出各級(jí)傳動(dòng)比為:4.1.3各級(jí)傳動(dòng)計(jì)算（1）各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 以從與電動(dòng)機(jī)輸出軸相連的輸入軸開始，各軸依次命名為、軸。 軸： 軸：r/min 軸：r/min軸：r/min（2）各軸功率計(jì)算 軸：kw 軸：kw 軸：kw 軸：kw 式中：液力耦合器的傳輸效率，取=0.98； 圓錐齒輪的傳輸效率，取=0.97； 斜齒圓柱齒輪的傳輸效率，取=0.98； 花鍵以其他鍵的傳輸效率，取=0.99； 軸承的傳輸效率，取=0.99。（3）各軸扭矩計(jì)算軸：Nm軸：Nm軸：Nm軸：Nm將上述計(jì)算結(jié)果列入表:表4.1減速器各軸傳遞功率、轉(zhuǎn)速、輸出轉(zhuǎn)矩、傳動(dòng)比軸號(hào)輸出功率P/kw轉(zhuǎn)速n/rmin-1輸出轉(zhuǎn)矩T/Nm傳動(dòng)比軸233150015153軸21850043163.3軸205151.5136793.28軸19346.1397744.2減速器設(shè)計(jì)減速器傳動(dòng)的示意圖如圖所示：圖4.1減速器傳動(dòng)示意圖4.2.1I級(jí)弧齒錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)有關(guān)弧齒錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算部分進(jìn)行I級(jí)弧齒錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)。選擇齒輪材料為滲碳鋼，其齒面硬度為55HRC。（1）設(shè)計(jì)原始參數(shù)：軸交角，齒數(shù)比初值，小輪轉(zhuǎn)矩Nm。（2）弧齒錐齒輪主要參數(shù)計(jì)算初算：小輪大端分度圓直徑初值：由機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)中圖3.2-2查得，mm小輪齒數(shù)：由機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)中圖3.2-5和3.2-8查得，大論齒數(shù)：大端端面模數(shù)：小輪分度錐角：大端錐距：mm齒寬：取0.3R和10中較小者，mm螺旋角：由機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)中圖3.2-10查得，（3）弧齒錐齒輪幾何參數(shù)計(jì)算：齒高系數(shù)：頂隙系數(shù)：法向壓力角：工作齒高：mm切向變位系數(shù)：由機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)中圖3.3-5和3.3-6查得，螺旋方向：小齒輪左旋，大齒輪右旋大端分度圓直徑：，mm，mm分錐角：為已知，大端齒距：mm大輪齒頂高：mm小輪齒頂高：mm齒頂間隙：mm全齒高：mm齒根高：，mm，mm齒根角：，頂錐角：，根錐角：，頂圓直徑：，mm，mm冠頂距：，mm，mm大端理論弧齒輪：mm，mm（4）參考點(diǎn)M處齒輪的參數(shù)參考點(diǎn)M處錐距：mm參考點(diǎn)M處斷面模數(shù)：mm參考點(diǎn)M處法相模數(shù)：mm參考點(diǎn)M處分度圓直徑：，mm，mm參考點(diǎn)M處齒頂高：，mm，mm參考點(diǎn)M處齒根高：，mm，mm參考點(diǎn)M處分度圓法向弧齒厚：，mm，mm（5）端面當(dāng)量齒輪處的齒輪參數(shù)端面當(dāng)量齒輪處的齒數(shù)：，端面當(dāng)量齒輪處的齒數(shù)比：端面當(dāng)量齒輪處的分度圓直徑：，mm，mm端面當(dāng)量齒輪處的齒輪中心距：mm端面當(dāng)量齒輪處的齒輪齒頂圓直徑：端面當(dāng)量齒輪處的基圓螺旋角：端面當(dāng)量齒輪處的齒輪壓力角：端面當(dāng)量齒輪處的齒輪基圓直徑：，mm，mm端面當(dāng)量齒輪處的齒輪基圓齒距：mm端面當(dāng)量齒輪處的齒輪嚙合線有效長(zhǎng)：mm端面當(dāng)量齒輪處的齒輪的端面重合度：端面當(dāng)量齒輪處的齒輪的縱向重合度：總重合度：（6）法面當(dāng)量齒輪處的齒輪參數(shù)法面當(dāng)量齒輪處的齒輪齒數(shù)：，法面當(dāng)量齒輪處的齒輪分度圓直徑：，mm，mm法面當(dāng)量齒輪處的齒輪中心距：mm法面當(dāng)量齒輪處的齒輪頂圓直徑：，mm，mm法面當(dāng)量齒輪處的齒輪基圓直徑：，mm，mm法面當(dāng)量齒輪處的齒輪嚙合線有效長(zhǎng)mm法面當(dāng)量齒輪處的齒輪重合度：刀盤名義半徑：一般取值或者略小于值，mm刀尖圓角半徑：mm,mm4.2.2 II級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)有關(guān)斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算部分進(jìn)行II級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)。（1）選精度等級(jí)，材料以及齒數(shù)選擇小齒輪材料為調(diào)質(zhì)且表面淬火的40Cr，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)手冊(cè)齒面硬度為52HRC。選擇大齒輪材料為調(diào)質(zhì)且表面淬火的40Cr，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)手冊(cè)齒面硬度為52HRC。精度等級(jí)為7級(jí)，初選小齒輪齒數(shù)24，大齒輪齒數(shù)80，螺旋角14。（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值：試選載荷系數(shù)；由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-30選取區(qū)域系數(shù)；小齒輪轉(zhuǎn)矩已知為Nm；由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-6查得彈性影響系數(shù)MPa0.5；計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，；由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)，；因?yàn)榇?、小齒輪均為硬齒面，故宜選取稍小的齒寬系數(shù)，現(xiàn)?。挥蓹C(jī)械設(shè)計(jì)圖10-21e查得MPa，MPa；計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力（失效概率1%，安全系數(shù)S=1） MPa MPa MPa；將數(shù)值帶入計(jì)算：試算小齒輪分度圓直徑。將上述數(shù)據(jù)帶入得mm；計(jì)算圓周速度。m/s；計(jì)算齒寬以及模數(shù)。mmmmmm；計(jì)算縱向重合度。；計(jì)算載荷系數(shù).由已知的條件m/s，可以查得在7級(jí)精度之下，使用系數(shù)取，根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得動(dòng)載系數(shù)；根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得；由于6級(jí)精度的小齒輪的相對(duì)支承為非對(duì)稱布置，從機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)中的硬齒面齒輪欄中，查得?？紤]本設(shè)計(jì)中采用的是7級(jí)精度齒輪，故取，則載荷系數(shù)另由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-13查得；按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑。mm；計(jì)算模數(shù)。mm。（3）按照齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 確定計(jì)算參數(shù)計(jì)算載荷系數(shù)。由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-20d查得齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限,;由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)，；安全系數(shù)取。計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。MPaMPa計(jì)算大小齒輪的并加以比較。小齒輪的數(shù)值較大；設(shè)計(jì)計(jì)算mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)與由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)相差不多，取標(biāo)準(zhǔn)值mm，取分度圓直徑mm。取，則，取。（4）幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距mm將中心距圓整為355mm；按圓整后的中心距修正螺旋角因?yàn)橹蹈淖儾欢?，故參?shù)、等不必修正；計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑mmmm；計(jì)算齒輪寬度mm圓整后取mm，mm。4.2.3 III級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)有關(guān)斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算部分進(jìn)行III級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)。（1）選精度等級(jí)，材料以及齒數(shù)選擇小齒輪材料為調(diào)質(zhì)且表面淬火的20CrMnTi，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)手冊(cè)齒面硬度為60HRC。選擇大齒輪材料為調(diào)質(zhì)且表面淬火的40Cr，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)傳動(dòng)手冊(cè)齒面硬度為52HRC。精度等級(jí)為7級(jí)，初選小齒輪齒數(shù)24，大齒輪齒數(shù)80，螺旋角14。（2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值：試選載荷系數(shù)；由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-30選取區(qū)域系數(shù)；小齒輪轉(zhuǎn)矩已知為Nm；由機(jī)械設(shè)計(jì)表10-6查得彈性影響系數(shù)MPa0.5；計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，；由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)，；因?yàn)榇?、小齒輪均為硬齒面，故宜選取稍小的齒寬系數(shù)，現(xiàn)取；由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-21e查得MPa，MPa；計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力（失效概率1%，安全系數(shù)S=1） MPa MPa MPa；將數(shù)值帶入計(jì)算：試算小齒輪分度圓直徑。將上述數(shù)據(jù)帶入得mm；計(jì)算圓周速度。m/s；計(jì)算齒寬以及模數(shù)。mmmmmm；計(jì)算縱向重合度。；計(jì)算載荷系數(shù).由已知的條件m/s，可以查得在7級(jí)精度之下，使用系數(shù)取，根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得動(dòng)載系數(shù)；根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得；由于6級(jí)精度的小齒輪的相對(duì)支承為非對(duì)稱布置，從機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)中的硬齒面齒輪欄中，查得。考慮本設(shè)計(jì)中采用的是7級(jí)精度齒輪，故取，則載荷系數(shù)另由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-13查得；按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑。mm；計(jì)算模數(shù)。mm。（3）按照齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 確定計(jì)算參數(shù)計(jì)算載荷系數(shù)。由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-20d查得齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限MPa,MPa;由機(jī)械設(shè)計(jì)圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)，；安全系數(shù)取。計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。MPaMPa計(jì)算大小齒輪的并加以比較。小齒輪的數(shù)值較大；設(shè)計(jì)計(jì)算mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)與由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)相差不多，取標(biāo)準(zhǔn)值mm，取分度圓直徑mm。取，則，取。（4）幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距mm將中心距圓整為296mm；按圓整后的中心距修正螺旋角因?yàn)橹蹈淖儾欢?，故參?shù)、等不必修正；計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑mmmm；計(jì)算齒輪寬度mm圓整后取mm，mm。4.4減速器軸設(shè)計(jì)與校核4.4.1軸I的設(shè)計(jì)與校核（1）作用在齒輪上的受力分析與計(jì)算：轉(zhuǎn)矩：Nm所以小圓柱齒輪處各種力如下：圓周力：N徑向力：N軸向力：N（2）初步估算軸的直徑 選取40Cr號(hào)鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)式 15-2 ， 計(jì)算軸的最小直徑并加大3%已考慮鍵槽的影響，查機(jī)械設(shè)計(jì)表8.6得，A=110，則mm，取mm（3） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖4.1軸I的結(jié)構(gòu)（4） 繪制軸的彎矩圖和扭矩圖圖4.2軸I的受力分析圖 求軸承反力 V垂直面，如圖 受力分析并對(duì)A點(diǎn)取距得： 解得：N，N H水平面，如圖4.11受力分析并對(duì)A點(diǎn)取距得： 解得：N,N 求齒寬中點(diǎn)處彎矩 H水平面 Nmm V垂直面 Nmm 合成彎矩 Nmm 扭矩T Nmm 彎矩圖和扭矩圖見圖4.3圖4.3軸I的彎矩和扭矩圖 (5) 按彎矩和成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度 將折合系數(shù)取為0.6，根據(jù)當(dāng)量彎矩計(jì)算公式，則當(dāng)量彎矩在齒寬中點(diǎn)的值為 Nmm 軸的材料為40Cr，調(diào)制處理，由表8.2得=640，由機(jī)械設(shè)計(jì)表15-1得材料許用應(yīng)力=70MPa 計(jì)算軸的計(jì)算應(yīng)力，根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)，： 所以該軸滿足強(qiáng)度要求。4.4.2軸II的設(shè)計(jì)與校核（1）作用在齒輪上的受力分析與計(jì)算：轉(zhuǎn)矩：Nm所以小圓柱齒輪處各種力如下：圓周力：N徑向力：N軸向力：N（2）初步估算軸的直徑 選取40Cr號(hào)鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)式 15-2 ， 計(jì)算軸的最小直徑并加大3%已考慮鍵槽的影響，查機(jī)械設(shè)計(jì)表8.6得，A=110，則mm，取mm（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖4.4軸II的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（4） 繪制軸的彎矩圖和扭矩圖圖4.5軸II的受力分析 求軸承反力 V垂直面，如圖 受力分析并對(duì)A點(diǎn)取距得： 解得：N，N H水平面，如圖4.11受力分析并對(duì)A點(diǎn)取距得： 解得：N,N 求齒寬中點(diǎn)處彎矩 H水平面 Nmm Nmm V垂直面 Nmm Nmm 合成彎矩 Nmm Nmm 扭矩T