SGZ1000-2×700型刮板輸送機(jī)設(shè)計【優(yōu)秀含9張CAD圖】
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中國礦業(yè)大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 84頁摘 要刮板輸送機(jī)是一種撓性牽引的連續(xù)輸送機(jī)械，是為采煤工作面和采區(qū)巷道運煤布置的機(jī)械。它的牽引機(jī)構(gòu)是刮板鏈，承載裝置是中部槽，刮板鏈安裝在中部槽的槽面。中部槽沿運輸路線全線鋪設(shè)，刮板鏈繞經(jīng)機(jī)頭、機(jī)尾的鏈輪接成封閉形置于中部槽中，與滾筒采煤機(jī)和輸送機(jī)推移裝置配套，實現(xiàn)落煤、裝煤、運煤及推移輸送機(jī)械化。沿輸送機(jī)全長都可向溜槽中裝煤，裝入中部槽中的煤被刮板鏈拖拉，在中部槽內(nèi)滑行到卸載端卸下。一般的刮板輸送機(jī)能在25以下的條件使用。刮板輸送機(jī)在使用中要受拉、壓、彎曲、沖擊摩擦和腐蝕等多種作用，因此，必須有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨和耐腐蝕性。由于它的運輸方式是物料和刮板鏈都在槽內(nèi)滑行，因此運行阻力和磨損都很大。但是，在采煤工作面運煤，目前還沒有更好的機(jī)械可代替，只能從結(jié)構(gòu)上、強(qiáng)度上和制造工藝上不斷研究，使它更加完善、耐用。文中所設(shè)計的SGZ1000/2700型輸送機(jī)傳動部主要是由電動機(jī)、減速器和彈性聯(lián)軸器組成。該輸送機(jī)橫向布置，電動機(jī)輸出的動力經(jīng)由一級錐齒輪、一級斜齒輪和一級行星輪系的傳動，最后驅(qū)動鏈輪轉(zhuǎn)動。減速器采用四行星太陽輪浮動結(jié)構(gòu)，減小了結(jié)構(gòu)尺寸，同時提高整個工作面的輸送量，提高了效率。在設(shè)計過程中，對傳動部的軸、傳動齒輪、軸承和聯(lián)接用的花鍵等部件進(jìn)行了設(shè)計計算、強(qiáng)度校核。關(guān)鍵詞：刮板輸送機(jī) ；中部槽；刮板鏈。Scraper conveyor Scraper conveyor is a reprint of fully coal face ancillary equipment in the transport system an important part of the roadway in the face of the accepted face scraper conveyor unloading of coal flow, not halt the transfer to the retractable belt Conveyor boost. Bridge reversed loader with the face-scraper conveyor machine synchronous over his head, face Shearer guarantee for coal mining, and fully mechanized coal face of high yield and high efficiency operations.Scraper conveyor is a reprint of a special structure of the scraper conveyor, powertrain and drive and scraper conveyor similar to a ramp of its fuselage and a section of the arch bridge structure and belt conveyors in the tail Paragraph above lap. In the back-alley in the coal face when the machine goes to reprint its arch bridge and all of the aircraft ended the lap belt conveyor stack of position limits, a retractable belt conveyor shortened ride Next length of the belt conveyor for the development of the shift to home-unloading nose reproduced below, can be reproduced with the face of the advance goes forward.SGZ1000/2700designed conveyor drive type mainly by a motor, reducer box and hydraulic coupling of the conveyor with the horizontal layout, electrical power output by the one planetary gears and a transmission gear the final drive sprocket rotation.Sun gear reducer with four planets floating structure, reducing the structure size, while improving the delivery of the entire face amount, to improve efficiency. In the design process, the Department of the drive shaft, transmission gears, bearings and spline connection with the design calculations and other components, strength analysis.Key words：scraper conveyor；Central trough；Scraper chain。目 錄一般設(shè)計部分1 緒論 1 1.1刮板輸送機(jī)的組成1 1.1.1機(jī)頭部1 1.1.2中部槽及附屬部件11.1.3刮板鏈21.1.4緊鏈裝置21.1.5推移裝置21.1.6錨固裝置2 1.2 刮板輸送機(jī)的分類3 1.3 刮板輸送機(jī)的應(yīng)用31.4刮板輸送機(jī)的工作原理31.5 刮板輸送機(jī)的特點31.6 刮板輸送機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢31.7 新型刮板輸送機(jī)41.8 SGZ1000/2700中雙鏈刮板輸送機(jī)技術(shù)特征42 總體設(shè)計5 2.1 刮板輸送機(jī)設(shè)計計算5 2.1.1 中部槽的設(shè)計選用5 2.1.2 運行阻力的計算6 2.1.3 計算電動機(jī)功率8 2.1.4 計算刮板鏈的預(yù)緊力和緊鏈力9 2.1.5驗算刮板鏈的安全系數(shù)9 2.2傳動方案的設(shè)計10 2.2.1傳動方案的確定10 2.2.2總傳動比及傳動比分配10 2.2.3傳動裝置運動參數(shù)的計算12 2.3減速器傳動件設(shè)計計算13 2.3.1傳動部弧齒錐齒輪設(shè)計計算13 2.3.2中速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計計算24 2.3.3傳動部行星機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算32 2.3.4圓環(huán)鏈鏈輪設(shè)計計算383 零部件的設(shè)計及校核40 3.1 軸的設(shè)計及校核40 3.1.1 高速軸的設(shè)計校核40 3.1.2 第二軸的設(shè)計計算45 3.1.3 初算第三軸軸徑51 3.1.4初算行星輪系各軸徑51 3.1.5 初算鏈輪軸徑52 3.2 軸承的壽命校核52 3.2.1 高速軸軸承壽命計算52 3.2.2 第二軸軸承壽命的計算53 3.3 鍵的設(shè)計與強(qiáng)度校核 55 3.3.1高速軸普通平鍵設(shè)計校核55 3.3.2 鏈輪軸漸開線花鍵校核56 3.4 聯(lián)軸器的選用 564 刮板輸送機(jī)的使用和維修57 4.1 刮板輸送機(jī)的安裝與試運轉(zhuǎn)57 4.1.1 刮板輸送機(jī)零部件的存放57 4.1.2 安裝與調(diào)試58 4.1.3 刮板輸送機(jī)的使用與維護(hù)59 4.2 刮板輸送機(jī)的潤滑61 4.3常見故障及處理方法62 專題設(shè)計部分 刮板輸送機(jī)運輸能力影響系數(shù)的簡單研究62 1 引言62 2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計64 3 結(jié)論65結(jié)論67參考文獻(xiàn)68翻譯部分英文原文69中文譯文69致謝771 緒論刮板輸送機(jī)是一種撓性牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)輸送機(jī)械，是為采煤工作面和采取巷道運煤布置的機(jī)械。它的牽引構(gòu)件是刮板鏈，承載裝置是中部槽，刮板鏈安置在中部槽的槽面。刮板輸送機(jī)的相鄰中部槽在水平、垂直面內(nèi)可有限度折曲的叫可彎曲刮板輸送機(jī)。其中機(jī)身在工作面和運輸巷道交匯處呈90彎曲設(shè)置的工作面輸送機(jī)叫“拐角刮板輸送機(jī)”。在當(dāng)前采煤工作面內(nèi)，刮板輸送機(jī)的作用不僅是運送煤和物料，而且還是采煤機(jī)的運行軌道，因此它成為現(xiàn)代化采煤工藝中不可缺少的主要設(shè)備。刮板輸送機(jī)能保持連續(xù)運轉(zhuǎn)，生產(chǎn)就能正常進(jìn)行。否則，整個采煤工作面就會呈現(xiàn)停產(chǎn)狀態(tài)，使整個生產(chǎn)中斷。 1.1 刮板輸送機(jī)的組成 刮板輸送機(jī)由機(jī)頭部、機(jī)尾部、中部槽及附屬部件、刮板鏈、緊鏈裝置、推移裝置和錨固裝置組成。下面分述其結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求。1.1.1機(jī)頭部隨著綜采工作面生產(chǎn)能力的迅速提高，刮板輸送機(jī)端卸載已經(jīng)難以滿足要求，國內(nèi)外大運量重型刮板輸送機(jī)均采用交叉?zhèn)刃遁d機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)經(jīng)過幾代改進(jìn)，在卸載能力、效率、壽命等方面都有了很大的提高。同時，卸載高度的降低也為綜采配套帶來了便利。機(jī)頭部由機(jī)頭架、鏈輪、減速器、盲軸、聯(lián)軸器和電動機(jī)組成，是將電動機(jī)的動力傳遞給刮板鏈的裝置。鏈輪是一個組件，由鏈輪和連接筒組成。鏈輪是傳力部件，也是易損部件，運轉(zhuǎn)中除受靜載荷外，還有脈沖和沖擊載荷。鏈輪的齒形和基本尺寸參考礦用圓環(huán)鏈鏈輪的齒形和基本尺寸計算（MT/23191）計算。鏈輪用優(yōu)質(zhì)鋼鑄造或鍛造后，調(diào)質(zhì)處理，鏈窩和齒形表面經(jīng)淬火處理。我國礦用圓環(huán)鏈輪技術(shù)條件（MT/Z9-80）規(guī)定了各項技術(shù)要求。為保證鏈輪的質(zhì)量，刮板輸送機(jī)通用技術(shù)條件（MT150-2006）中規(guī)定：輕型刮板輸送機(jī)的鏈輪壽命部低于以一年，中、重型刮板輸送機(jī)的鏈輪壽命部低于一年半。我國目前生產(chǎn)的刮板輸送機(jī)減速器多為平行布置式、三級傳動的圓錐圓柱齒輪減速器。其適用條件為：齒輪圓周速度不大于18m/s；安裝角度為125；高速軸的轉(zhuǎn)速不大于1500r/min；減速器工作的環(huán)境溫度為-20C +35C；適用于正反兩向運轉(zhuǎn)。為適應(yīng)不同需要，三級傳動的圓錐圓柱出論減速器有三種裝配形式：I型減速器的第二軸裝配緊鏈裝置，第四軸（或第一軸）裝斷銷過載保護(hù)，這用形式用于30kW以下的減速器；II型減速器的第二軸端裝緊鏈裝置，利用液力耦合器實現(xiàn)過載保護(hù)，單機(jī)功率為4075kW的減速器多采用這用形式；III型減速器的第一軸裝緊鏈裝置，利用液力耦合器實現(xiàn)過載保護(hù)，單機(jī)功率90kW以上的減速器采用這種形式。采用雙速電動機(jī)時，不能用液力耦合器，因為液力耦合器不能在低速下工作。用雙速電機(jī)驅(qū)動，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)臋C(jī)械或電氣過載保護(hù)裝置。電動機(jī)與減速器的連接有彈性聯(lián)軸器和液力耦合器兩種。刮板輸送機(jī)電動機(jī)不用液力耦合器時，采用雙鼠籠轉(zhuǎn)子并具有高啟動轉(zhuǎn)矩的隔離防爆型電動機(jī)。為解決刮板輸送機(jī)的重載啟動困難，德國和英國使用雙速電動機(jī)。1.1.2中部槽及附屬部件中部槽的刮板輸送機(jī)的機(jī)身，有槽幫鋼和中板焊接而成。上槽是裝運物料的承載槽，下槽底部敞開供刮板鏈返程用。為減小刮板鏈返程的阻力，或在底板松軟的條件下使用時防止槽體下陷，在槽幫鋼下加焊接底板構(gòu)成封底槽。使用封底槽安裝下股刮板鏈和處理下股鏈?zhǔn)鹿时容^困難，可以用間隔幾節(jié)封底槽裝一節(jié)有可拆中板的封底槽的辦法，以減少困難。中部槽的形式列入標(biāo)準(zhǔn)的有中單鏈、中雙鏈、邊雙鏈型三種。中部槽除了標(biāo)準(zhǔn)長度以外，為適應(yīng)采煤工作面長度變化的需要，設(shè)有500mm和1000mm長的調(diào)節(jié)槽。機(jī)頭過度槽和機(jī)尾過度槽是機(jī)頭架與機(jī)尾架連接的特殊槽，它的一端與中部槽連接，另一端與機(jī)頭架或機(jī)尾架連接。為了使從下槽脫出的刮板鏈在運行種回到槽內(nèi)，可在尾部過度槽的下翼緣裝設(shè)上鏈器。制造中部槽的槽幫鋼有規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定的形式有D型、E型和M型三種。中部槽的連接裝置目前應(yīng)用的有插銷式、啞鈴式、插入圓柱銷式等。鏟煤板在推移中部槽時用來清理工作面的浮煤，它固定在中部槽的支座上，安裝后上緣應(yīng)低于槽幫，下緣要超出槽底，寬度方向與采煤機(jī)滾筒應(yīng)有一間隔。機(jī)采礦用的擋煤板是一個有多種功能的組合件，其作用是防止煤向采空區(qū)灑落，以及為采煤機(jī)導(dǎo)向、放置電纜和水管、為千斤頂提供連接點等。1.1.3刮板鏈刮板鏈有鏈條和刮板組成，是刮板輸送機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)。刮板鏈的作用是刮推槽內(nèi)的物料。目前使用的有中單鏈、中雙鏈、邊雙鏈三種。圓環(huán)鏈已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈（GB/T12718-1991）對圓環(huán)鏈的形式、基本參數(shù)及尺寸、技術(shù)要求、試驗方法及驗收規(guī)則都作了規(guī)定。刮板的形式的狀態(tài)要能在運行時有刮底清幫、防止煤粉粘結(jié)和堵塞的作用，并應(yīng)盡量減小質(zhì)量。刮板可用軋制異型鋼或用鍛造、鑄造合金鋼經(jīng)韌化熱處理制成。刮板了、鏈條不與中板接觸，兩側(cè)與槽幫形狀相同，刮底清幫效果好。刮板與鏈條的連接，邊雙鏈?zhǔn)侥壳岸嗖捎肬型連接環(huán)的兩側(cè)套入鏈環(huán)，然后用螺栓與刮板連接；中單鏈刮板上有窩鏈，以此鏈窩與鏈條的平行環(huán)相配，用特制的U形螺栓和自鎖螺母固定；中雙鏈的刮板上有鏈窩，用卡鏈橫梁和刮板夾保持平環(huán)，以螺栓和自鎖螺母固定。1.1.4緊鏈裝置刮板鏈安裝時，要給予一定的預(yù)緊力，使它運行時在張力最小點不發(fā)生鏈條松弛或堆積。給刮板鏈?zhǔn)┘訌埦o力的裝置叫緊鏈裝置。目前應(yīng)用的方式有三種：一種是將刮板鏈一端固定在機(jī)頭架上，另一端繞經(jīng)機(jī)頭鏈輪，用機(jī)頭部的電動機(jī)使鏈輪反轉(zhuǎn)，將鏈條拉緊，電動機(jī)停止反轉(zhuǎn)時，立即用一種制動裝置將鏈輪閘住，防止鏈條回松；另一種方式與目前一種基本相同，只是不用電動機(jī)反轉(zhuǎn)緊鏈，而用專設(shè)的液壓馬達(dá)緊鏈；第三種方式是采用專用的液壓缸緊鏈。第一種緊鏈方式使用的緊鏈器有三種：棘輪緊鏈器、摩擦輪緊鏈器、閘盤緊鏈器。1.1.5推移裝置推移裝置是在采煤工作面內(nèi)將刮板輸送機(jī)向煤壁推移的機(jī)械。綜合工作面使用液壓支架上的推移千斤頂，非綜合工作面用單體液壓推溜器或手動液壓推溜器。1.1.6錨固裝置錨固裝置的刮板輸送機(jī)在傾角較大的工作面工作有下滑可能時，用以固定、防滑之用。它由單體液壓支架和錨固架組成，錨固架與機(jī)頭架、機(jī)尾架連接，使用液壓支架的泵站。1.2 刮板輸送機(jī)的分類刮板輸送機(jī)的類型很多，可按刮板鏈型式、卸載方式、中部槽結(jié)構(gòu)、采煤機(jī)牽引方式、電動機(jī)類型、承載重類型、整機(jī)適用條件分類。按刮板鏈型式分為中單鏈型刮板輸送機(jī)、邊雙鏈型刮板輸送機(jī)、中雙鏈型刮板輸送機(jī)、準(zhǔn)邊雙鏈型刮板輸送機(jī)。按卸載方式分為端卸式刮板輸送機(jī)、側(cè)卸式刮板輸送機(jī)、直彎式刮板輸送機(jī)、交叉?zhèn)刃妒焦伟遢斔蜋C(jī)，現(xiàn)在重型、超重型刮板輸送機(jī)多用于交叉?zhèn)刃妒焦伟遢斔蜋C(jī)。按中部槽結(jié)構(gòu)分為開底式刮板輸送機(jī)、封底式刮板輸送機(jī)、分體中部槽刮板輸送機(jī)、整體焊接中部槽刮板輸送機(jī)、框架式中部槽刮板輸送機(jī)、鑄造式中部槽刮板輸送機(jī)。按采煤機(jī)牽引方式分為有鏈牽引采煤機(jī)用的刮板輸送機(jī)和無鏈牽引采煤機(jī)用的刮板輸送機(jī)。按電動機(jī)類型分為單速電動機(jī)刮板輸送機(jī)和雙速電動機(jī)刮板輸送機(jī)。按承重類型分為輕型刮板輸送機(jī)、中型刮板輸送機(jī)、重型刮板輸送機(jī)、超重型刮板輸送機(jī)。按整機(jī)適用條件分為緩傾斜中厚煤層刮板輸送機(jī)、緩傾斜薄煤層刮板輸送機(jī)、緩傾斜厚煤層大采高刮板輸送機(jī)、緩傾斜三軟煤層刮板輸送機(jī)、中厚煤層大傾角刮板輸送機(jī)、急傾斜厚煤層水平分段放頂煤及“三下”綜采刮板輸送機(jī)。1.3 刮板輸送機(jī)的應(yīng)用刮板輸送機(jī)可用于水平運輸，亦可用于傾斜運輸。沿傾斜向上運輸時，煤層傾角不得超過25，向下運輸時，傾角不得超過20，當(dāng)煤層傾角較大時，應(yīng)安裝防滑裝置?？蓮澢伟遢斔蜋C(jī)允許在水平和垂直方向作24的彎曲。1.4 刮板輸送機(jī)的工作原理 刮板輸送機(jī)的工作原理是，將敞開的溜槽，作為煤炭、矸石或物料等的承受件，將刮板固定在鏈條上（組成刮板鏈），作為牽引構(gòu)件。當(dāng)機(jī)頭傳動部啟動后，帶動機(jī)頭軸上的鏈輪旋轉(zhuǎn)，使刮板鏈循環(huán)運行帶動物料沿著溜槽移動，直至到機(jī)頭部卸載。刮板鏈繞過鏈輪作無級閉合循環(huán)運行，完成物料的輸送。 1.5 刮板輸送機(jī)的特點（1）結(jié)構(gòu)堅實。能經(jīng)受住煤炭、矸石或其他物料的沖、撞、砸、壓等外力作用。（2） 能適應(yīng)采煤工作面底板不平、彎曲推移的需要，可以承受垂直或水平方向的彎曲。（3）機(jī)身矮，便于安裝。（4）能兼作采煤機(jī)運行的軌道。（5）可反向運行，便于處理底鏈?zhǔn)鹿?。?）能作液壓支架前段的支點。（7）空載功率消耗較大，為總功率的30%左右。（8）不宜長距離輸送。 （9）易發(fā)生掉鏈、跳鏈?zhǔn)鹿?。?0）消耗鋼材多，成本大。 1.6 刮板輸送機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 刮板輸送機(jī)在煤礦的生產(chǎn)與建設(shè)中的發(fā)展，大致經(jīng)歷了三個階段。第一階段在20世紀(jì)3040年代，是可拆卸的刮板輸送機(jī)，它在工作面內(nèi)只能直線鋪設(shè)，隨工作面的推進(jìn)，需人工拆卸、搬移、組裝。刮板鏈?zhǔn)前迨剑酁閱捂?，如V型、SGD-11型、SGD-20型等小功率輕型刮板輸送機(jī)。第二階段是20世紀(jì)40年代前期由德國制造出可彎曲刮板輸送機(jī)，它與采煤機(jī)、金屬支架配合實現(xiàn)了機(jī)械化采煤。這種刮板輸送機(jī)咳適應(yīng)底板不平凸凹不平和水平彎曲等條件，移設(shè)時不需拆卸，并且運煤量也有所增大，如當(dāng)時的型號SGW-44型刮板輸送機(jī)就是這個階段的代表產(chǎn)品。進(jìn)入20世紀(jì)60年代由于液壓支架的出現(xiàn)，為了適應(yīng)綜采的需要，刮板輸送機(jī)發(fā)展到了第三階段，研制出大功率可彎曲重型刮板輸送機(jī)，如SGD-630/75型、SGD-630/180型等就是屬于這個階段的產(chǎn)品。目前，隨著采煤工作面生產(chǎn)能力的不斷增大，刮板輸送機(jī)主要發(fā)展趨勢是：（1）大運輸量。國外先進(jìn)采煤國家已經(jīng)發(fā)展到小時輸送能力高達(dá)1500t（80年代）3500t（90年代）的刮板輸送機(jī)。（2）長運輸距離。為了減少采區(qū)階段煤柱的損失量，加大工作面的長度，刮板輸送機(jī)的長度已經(jīng)達(dá)到400m以上。（3）大功率電動機(jī)。電動機(jī)的功率已發(fā)展到單電機(jī)達(dá)1000kW，輸送能力3000t/h。（4）壽命長。由于使用大直徑圓環(huán)鏈，增加了刮板鏈的強(qiáng)度，延長了刮板輸送機(jī)的壽命，整機(jī)過煤量高達(dá)600萬噸以上。1.7新型刮板輸送機(jī)刮板輸送機(jī)是煤礦、化學(xué)礦山、金屬礦山及電廠等用來輸送物料的重要運輸工具。它是由中部槽、鏈條、刮板及牽引系統(tǒng)組成。其中，中部槽是刮板輸送機(jī)的主要部分，鋼制的中部槽已有近百年的歷史，在長期的使用過程中存在以下缺點：重量大，安裝和搬運費時費力；中部槽一般是由615mm的鋼板制成，在受到較大的沖擊時易變形，修復(fù)比較困難；耐腐蝕性差；耐磨性差；物料與中部槽的摩擦系數(shù)大，刮板輸送機(jī)的功率大部分消耗于物料與中部槽的摩擦力上，造成了能耗過大、投資增加。 用超高分子量聚乙烯是制造刮板輸送機(jī)的中板，可解決鋼制中板所存在的問題，得到塑料刮板輸送機(jī)。對于小型刮板輸送機(jī)可以通過改性超高分子量聚乙烯來制造刮板輸送機(jī)。對于上面行走采煤機(jī)的大型刮板輸送機(jī)，要采用鋼塑復(fù)合的方法，用超高分子量聚乙烯作為襯里，提高大型刮板輸送機(jī)的耐磨性，延長使用壽命，降低摩擦因數(shù)，從而降低功率消耗并降低對牽引、傳動系統(tǒng)的要求，這對大型刮板輸送機(jī)有巨大意義。1.8 SGZ1000/2700中雙鏈刮板輸送機(jī)技術(shù)特征設(shè)計長度 300m輸送能力 2000t/h鏈 速 1.5m/s電 動 機(jī):型 號 YBSD700/350-4/8轉(zhuǎn) 速 1484r/min電 壓 3300v頻 率 50Hz減 速 器： 型 號 JS-700圓錐、圓柱行星減速器傳動功率 700kW傳 動 比 40.86刮 板 鏈： 型 式 中雙鏈圓環(huán)鏈規(guī)格 2-38137-C鏈 距 200mm刮板間距 1096mm中部槽規(guī)格（長寬高） 1500960315mm中部槽連接形式 啞鈴連接緊鏈方式 液壓缸緊鏈牽引方式 埋鏈?zhǔn)叫遁d方式 端卸2 總體設(shè)計2.1刮板輸送機(jī)設(shè)計計算刮板輸送機(jī)設(shè)計輸送能力2000t/h，設(shè)計長度300m，鏈速1.5m/s。在查取相關(guān)資料后決定選用弧齒錐齒輪，斜齒圓柱齒輪和行星齒輪三級減速傳動。輸送機(jī)與截深0.8m無鏈電牽引采煤機(jī)配套使用，可適應(yīng)緩傾斜、左右綜采工作面，工作傾角10。刮板輸送機(jī)在工作過程中其槽間水平彎曲角度為3，采用38137-C級圓環(huán)鏈的中雙鏈?zhǔn)焦伟彐?，單位長度質(zhì)量29kg/m，雙機(jī)頭驅(qū)動。見圖2-1。圖2-1 刮板輸送機(jī)計算圖2.1.1中部槽的設(shè)計選用在查閱大量文獻(xiàn)資料后，發(fā)現(xiàn)設(shè)計輸送能力與中部槽實際過煤能力存在很大出入（中部槽物料斷面見圖2-2），故在此引入刮板輸送機(jī)輸送能力影響系數(shù)， 圖2-2中部槽物料斷面在比較與此次設(shè)計參數(shù)相近的相關(guān)企業(yè)產(chǎn)品后取刮板輸送機(jī)輸送能力影響系數(shù)。則在選取中部槽時，其實際過煤能力為：由此可推算出中部槽過煤斷面積： （2-1）式中, A貨載最大橫斷面積，； 貨載的裝滿系數(shù)，； 貨載的散裝容重，對原煤； 刮板輸送機(jī)鏈速，m/s。代入式（2-1）得：參考相關(guān)產(chǎn)品選取刮板鏈尺寸為38137-C型圓環(huán)鏈，圓環(huán)鏈尺寸的確定決定了刮板的尺寸，刮板尺寸的確立為中部槽的選擇提供參考，決定了中部槽的寬度，查煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)取中部槽內(nèi)寬為1000mm，采用鑄造槽幫鋼，帶鏟、擋煤板。中部槽高度的選擇滿足式（2-2）： (2-2)式中，中部槽內(nèi)寬，m。取； 中部槽高度，m； 物料堆積角，()。取代入式（2-2）得：取中板厚度40mm，依據(jù)MT/T864-2000刮板輸送機(jī)鑄造槽幫型式和尺寸選取槽幫高mm。選取中部槽長mm。2.1.2運行阻力的計算按三機(jī)配套的原則，刮板輸送機(jī)的輸送能力要略大于采煤機(jī)的理論計算能力，在此取系數(shù)，則可計算所選采煤機(jī)的理論生產(chǎn)能力t/h。（1）為簡化計算，中部槽單位長度上的裝煤量只按鏈速計算，即：kg（2） 計算重、空段的運行阻力，取重段阻力為空段阻力為（3） 按彎曲段的幾何關(guān)系，計算中部槽彎曲段的中心角式中：彎曲段的半徑，m； 相鄰兩節(jié)中部槽間的最大折曲角,()； 標(biāo)準(zhǔn)中部槽長，m； 機(jī)身推移距離，m； 彎曲段全長，m； 彎曲段中心角，()。（4） 確定最小張力點由判定刮板輸送機(jī)最小張力點在“1”點。（5） 計算各點張力取最小張力點為0，按彎曲段距離工作面上端5m，用逐點計算法計算刮板鏈在各點的張力。 2.1.3計算電機(jī)功率取傳動系統(tǒng)的效率，繞經(jīng)驅(qū)動輪的阻力系數(shù)，代入下式得：上端驅(qū)動電機(jī)功率為：下端驅(qū)動電機(jī)功率為：將上述電動機(jī)功率計算值各加20%的備用量，得上端電機(jī)功率為653.56kW，下端電機(jī)功率為606.56kW。因此配備2700kW電動機(jī)雙頭驅(qū)動即可滿足需要。由計算所得電機(jī)功率選YBSD700/350-4/8型刮板輸送機(jī)用防爆電機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速。2.1.4計算刮板鏈的預(yù)緊力和緊鏈力為簡便計算，預(yù)緊力近似按下式計算：緊鏈力按式(2-3)計算： (2-3)式中：緊鏈力，N； 拉伸段的彈性伸長量，mm；取mm一條 38137圓環(huán)鏈的剛度。代入式(2-3)：2.1.5驗算刮板鏈的安全系數(shù)查標(biāo)準(zhǔn)可知38137-C級圓環(huán)鏈的破斷拉力為2270kN，中雙鏈負(fù)荷不均勻系數(shù)取0.85，則： (2-4)式中，n鏈條的安全系數(shù)； 一條鏈條的破斷拉力，N； 刮板鏈的最大靜張力，N； 雙鏈負(fù)荷不均勻系數(shù)，取代入式(2-4)得：有計算結(jié)果可知，所選取的刮板鏈符合要求。2.2傳動方案的設(shè)計2.2.1傳動方案的確定刮板輸送機(jī)減速器與刮板輸送機(jī)之間采用平行布置方式，型號JS700,采用三級圓錐-圓柱齒輪傳動，依據(jù)MT/T148-1997刮板輸送機(jī)減速器規(guī)定，減速器采用水平剖分式，上下箱體對稱布置，電動機(jī)與輸入軸之間采用HL型彈性柱銷聯(lián)軸器連接，減速器布置型式見圖 2-3。 圖2-3減速器布置示意圖2.2.2總傳動比及傳動比分配（1） 驅(qū)動鏈輪轉(zhuǎn)速的計算鏈輪轉(zhuǎn)速計算見式(2-5)： (2-5)式中：鏈輪轉(zhuǎn)速，r/min； 圓環(huán)鏈鏈速，m/s。； 鏈輪齒數(shù)，； 鏈輪節(jié)距，mm； （2-6） 鏈輪節(jié)圓直徑，mm。由圓環(huán)鏈規(guī)格38137及選取鏈輪齒數(shù)N=9，計算鏈輪節(jié)圓直徑。 （2-7）式中 圓環(huán)鏈節(jié)距，mm。??； 為圓環(huán)鏈直徑，mm。??； 為鏈輪節(jié)距角，。代入式（2-7）得：取將節(jié)圓直徑代入式（2-6）得鏈輪節(jié)距：得鏈輪轉(zhuǎn)速：（2） 總傳動比的計算及分配1） 總傳動比：2)傳動比分配：減速器為三級展開式，依據(jù)手冊中提供的分配方法，經(jīng)調(diào)整確定，。3)傳動比誤差：傳動比分配符合要求。2.2.3傳動裝置運動參數(shù)的計算從減速器的高速軸開始各軸命名為軸、軸、軸、軸。（1） 各軸轉(zhuǎn)速計算（2）各軸功率計算（3）各軸扭矩計算2.3減速器傳動件設(shè)計計算2.3.1傳動部弧齒錐齒輪設(shè)計計算已知參數(shù)： 已知：兩錐齒輪軸交角，小齒輪懸臂布置，大齒輪兩端支承，長期工作，閉式錐齒輪傳動，先按接觸疲勞強(qiáng)度計算，再按接觸疲勞強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度校核計算。具體設(shè)計參數(shù)及結(jié)果表2.1，介紹齒輪傳動部分的設(shè)計方法和步驟。表2.1 弧齒錐齒輪的設(shè)計計算設(shè)計項目及說明結(jié)果（1）選材料、熱處理方法、定精度等級。 選小齒輪 20GrMnTi HRC5862大齒輪 20MnVB HRC5662大 小齒輪均采用滲碳淬火 許用接觸應(yīng)力 接觸疲勞極限N/mm2N/mm2接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)ZN 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) =6014841(530016)=2.14109 次 =2.14109 次=2.14109/2.5 =0.85108 次=0.85108 次式中:齒輪轉(zhuǎn)速,齒輪每轉(zhuǎn)一圈時同一齒面的嚙合次數(shù)齒輪的工作壽命,h取接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù) =1則 =16001/1 =15501/1則 =1550 N/mm2 （2）齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計計算選用弧齒錐齒輪，按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計，即載荷系數(shù) 取齒寬系數(shù) 取估算小輪大端分度圓直徑 （3）主要幾何尺寸計算 齒數(shù)， 取 實際齒數(shù)比 分錐角 大端模數(shù) 按標(biāo)準(zhǔn)取 分度圓直徑 變位系數(shù)弧齒錐齒輪采用高-切變位 錐矩 齒寬 取大端齒頂高 大端齒高大端齒根高 大端齒頂圓直徑: 齒根角齒頂角頂錐角 根錐角 外錐高 安裝距，考慮齒輪結(jié)構(gòu)情況，以及支撐端距H的測量方便，取 支撐端距H 弧齒厚 式中為大端螺旋角中點錐距 ，mm銑刀盤名義直徑，mm取則則 當(dāng)量齒數(shù)， 端面重合度 取 則 齒線重合度 取 總重合度 （4）校核接觸強(qiáng)度 強(qiáng)度條件 計算接觸應(yīng)力 式中： 節(jié)點區(qū)域系數(shù) 取 彈性系數(shù)取 接觸強(qiáng)度計算的重合度系數(shù) 當(dāng)量圓柱齒輪的重合度 當(dāng)量齒輪分度圓直徑,mm 當(dāng)量齒輪中心距，mm當(dāng)量齒輪頂圓直徑,mm 端面齒形角 當(dāng)量齒輪基圓直徑,，mm 嚙合線長度,mm斷面重合度 則接觸強(qiáng)度計算的螺旋角系數(shù)接觸強(qiáng)度計算的錐齒輪系數(shù)取使用系數(shù)取動載系數(shù)取接觸強(qiáng)度計算的齒向載荷分布系數(shù)取接觸強(qiáng)度計算的齒向載荷分配系數(shù)取齒寬中點分度圓上的名義切向力,N 齒寬中點分度圓直徑,mm 則接觸強(qiáng)度計算的有效齒寬,mm 計算接觸應(yīng)力 結(jié)論：滿足接觸強(qiáng)度（5） 齒根彎曲強(qiáng)度校核 強(qiáng)度條件計算齒根應(yīng)力式中：彎曲強(qiáng)度計算的齒向載荷分布系數(shù)取 彎曲強(qiáng)度計算的齒向載荷分布系數(shù)取 彎曲強(qiáng)度計算的有效齒寬,mm 齒形系數(shù)取 應(yīng)力修正系數(shù)取 彎曲強(qiáng)度計算的重合度系數(shù)式中： 則彎曲強(qiáng)度計算的螺旋角系數(shù)彎曲強(qiáng)度計算的錐齒輪系數(shù) 取 齒寬中點法向模數(shù) 則 N/mm2 N/mm2 許用彎曲應(yīng)力式中：彎曲疲勞極限取=900 N/mm2 =850 N/mm2彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)取 =1.4 實驗齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)取 相對齒根圓角敏感系數(shù)取 相對齒根表面狀況系數(shù)取 彎曲強(qiáng)度計算的尺寸系數(shù)取 則： 結(jié)論：滿足齒根彎曲強(qiáng)度。 Error! Reference source not found.=2.14109 次=0.85108 次Error! No bookmark name given.=1=1600 N/mm2=1550 N/mm2Error! No bookmark name given.Error! No bookmark name given.Error! No bookmark name given.Error! Reference source not found.Error! No bookmark name given.Error! No bookmark name given.Error! No bookmark name given.校驗合格=900 N/mm2=850 N/mm2=1.4 校核合格2.3.2 中速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計計算已知參數(shù)： 先按接觸疲勞強(qiáng)度計算，再按接觸疲勞強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度校核計算。具體設(shè)計參數(shù)及結(jié)果表2.2，介紹齒輪傳動部分的設(shè)計方法和步驟。表2.2 中速級斜齒輪的設(shè)計計算設(shè)計項目及說明結(jié)果 （1）選材料、熱處理方法。 選小齒輪 20GrMnTi HRC5862大齒輪 20MnVB HRC5662大 小齒輪均采用滲碳淬火 （2）初步確定主要參數(shù) 1）按接觸強(qiáng)度初步確定中心距a，mm 取N/mm2 N/mm2 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 取則取齒輪精度為7級，取K=2.7圓整取2) 初步確定模數(shù)mn，齒數(shù)z，螺旋角，分度圓直徑d，齒寬b。 取取則中心距取螺旋角代入得圓整后取分度圓螺旋角分度圓直徑,mm齒寬,mm圓整取取 3） 初定變位系數(shù) 此級傳動采用高變位當(dāng)量齒數(shù)由當(dāng)量齒數(shù)查得變位系數(shù)為：4）確定其他參數(shù)齒頂高齒根高齒頂圓直徑 齒根圓直徑斷面重合度取 得：縱向重合度總重合度(4) 接觸強(qiáng)度的校核 分度圓上的圓周力 使用系數(shù)取動載系數(shù)取接觸強(qiáng)度計算的齒向載荷分布系數(shù)取接觸強(qiáng)度計算的齒向載荷分配系數(shù)取彈性系數(shù)取節(jié)點區(qū)域系數(shù) 取接觸強(qiáng)度計算的重合度系數(shù) 接觸強(qiáng)度計算的螺旋角計算接觸應(yīng)力 按接觸疲勞強(qiáng)度計算壽命系數(shù)=60598.151(530016)=8.61108 次 次取最小安全系數(shù)取 潤滑劑系數(shù)取速度系數(shù)取粗糙度系數(shù)大小齒輪的齒面粗糙度取為：取齒面硬化系數(shù)大小齒面都是硬齒面取接觸強(qiáng)度計算的尺寸系數(shù)取許用接觸應(yīng)力接觸強(qiáng)度判斷接觸強(qiáng)度校核通過（6） 齒根彎曲強(qiáng)度校核 強(qiáng)度條件計算齒根應(yīng)力式中：彎曲強(qiáng)度計算的齒向載荷分布系數(shù)取 彎曲強(qiáng)度計算的齒向載荷分布系數(shù)取 齒形系數(shù)取 應(yīng)力修正系數(shù)取 彎曲強(qiáng)度計算的重合度系數(shù)式中：則彎曲強(qiáng)度計算的螺旋角系數(shù)取則 許用彎曲應(yīng)力式中：彎曲疲勞極限取=900 N/mm2 =850 N/mm2彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)取 =1.4 實驗齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)取 相對齒根圓角敏感系數(shù)取 相對齒根表面狀況系數(shù)取 彎曲強(qiáng)度計算的尺寸系數(shù)取 則： 結(jié)論： 滿足齒根彎曲強(qiáng)度 N/mm2N/mm2K=2.7次次強(qiáng)度校核通過=900 N/mm2=850 N/mm2=1.4 校核通過2.3.3傳動部行星機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算（1）配齒計算取行星輪數(shù)目，過多會使其載荷均衡困難，過少又發(fā)揮不了行星齒輪傳動的優(yōu)點。各輪齒數(shù)按公式(2-8)計算: (2-8) 進(jìn)行配齒計算，計算中根據(jù)并適當(dāng)調(diào)整，使c等于整數(shù)，再求出，應(yīng)盡可能取質(zhì)數(shù)，并使。適當(dāng)調(diào)整，使c為整數(shù)。則 所以 取 取 采用不等角變位，取。則，查手冊得嚙合角，（2）按接觸強(qiáng)度初步確定A-C傳動的中心距和模數(shù)輸入轉(zhuǎn)距因傳動中有一個或兩個基本構(gòu)件浮動動作為均載機(jī)構(gòu)，且齒輪精度低于6級，所以取載荷不均勻系數(shù)。在一對A-C傳動中，小齒輪（太陽輪）傳遞的扭矩 查手冊得接觸強(qiáng)度使用的綜合系數(shù)。齒數(shù)比。取齒寬系數(shù)太陽和行星齒輪的材料用20CrMnTi滲碳淬火，齒面硬度HRC5862(太陽輪)和HRC5662（行星輪），。計算中心距：模數(shù)取模數(shù)：則A-C傳動的未變位時的中心距：取嚙合角，可得A-C傳動中心距變動系數(shù)：則中心距：取實際中心距（3） 計算A-C傳動的實際中心距變動系數(shù)和嚙合角(4) 計算A-C傳動的變位系數(shù)查手冊取變位系數(shù),則(5) 計算C-B傳動的中心距變動系數(shù)和嚙合角C-B傳動的未變位是的中心距：則(6) 計算C-B傳動的變位系數(shù)（7） 幾何尺寸計算1）分度圓直徑 2）齒頂高A-C傳動齒頂高變位系數(shù)C-B傳動齒頂高變位系數(shù) 。3）齒根高 4）齒高 5）齒頂圓直徑 mm6）齒根圓直徑7)齒寬取 (8)裝配條件的驗算對于所設(shè)計的上述行星齒輪傳動應(yīng)滿足如下的裝配條件。1）鄰接條件 按公式驗算其鄰接條件，即 所以滿足鄰接條件。2）同心條件 按公式驗算該2KH型行星傳動的同心條件，即 （2-9）各齒輪副的嚙合為和，且，和。代入式(2-9)得所以滿足同心條件。3）安裝條件驗算 按公式驗算其安裝條件，即得所以，滿足其安裝條件。（9）行星傳動齒輪聯(lián)軸器的設(shè)計計算在行星齒輪傳動中廣泛使用齒輪聯(lián)軸器來保證浮動機(jī)構(gòu)中的浮動件在受力不平衡時產(chǎn)生位移，以使各行星輪之間載荷分布均勻。齒輪聯(lián)軸器可分為單聯(lián)和雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器兩種。在設(shè)計中選用了雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器，其計算如下：1）由輪齒剪切應(yīng)力計算分度圓直徑和模數(shù)假設(shè)輪齒是在分度圓線上發(fā)生剪切，則剪應(yīng)力為： 中 國 礦 業(yè) 大 學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計姓 名：學(xué) 院： 專 業(yè)： 設(shè)計題目： 刮板輸送機(jī)設(shè)計 專 題：刮板輸送機(jī)輸送能力影響系數(shù)的簡單研究 指導(dǎo)教師： 2010年 6 月 徐州中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書學(xué)院 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 專業(yè)年級 學(xué)生姓名 任務(wù)下達(dá)日期： 畢業(yè)設(shè)計日期： 畢業(yè)設(shè)計題目：刮板輸送機(jī)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計專題題目：刮板輸送機(jī)輸送能力影響系數(shù)的簡單研究畢業(yè)設(shè)計主要內(nèi)容和要求：設(shè)計內(nèi)容：本設(shè)計主要是對刮板輸送機(jī)的總體結(jié)構(gòu)、動力部、傳動系統(tǒng)等進(jìn)行設(shè)計。在設(shè)計過程中，對傳動部的軸、傳動齒輪、軸承和聯(lián)接用的平、花鍵等零部件進(jìn)行了設(shè)計計算、強(qiáng)度校核和選用。本說明書針對主要部件的設(shè)計計算和強(qiáng)度校核進(jìn)行了敘述和介紹。本說明書最后針對設(shè)計過程中遇到的刮板輸送機(jī)的設(shè)計輸送能力與中部槽的實際過煤能力之間不符的問題，通過引用大量數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計分析，同時引入了刮板輸送機(jī)輸送能力影響系數(shù)的概念，并作出刮板輸送機(jī)設(shè)計輸送能力與刮板輸送機(jī)輸送能力影響系數(shù)的曲線圖,同時利用非線性回歸分析建立數(shù)學(xué)模型。設(shè)計要求：圖紙3.5張左右（折合成0號圖紙），說明書正文不少于55頁，有中英文摘要（400字左右），中英文翻譯不少于3000字。院長簽字： 指導(dǎo)教師簽字：中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教師評閱書指導(dǎo)教師評語（基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；獨立解決實際問題的能力；研究內(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；工作態(tài)度及工作量；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計評閱教師評閱書評閱教師評語（選題的意義；基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力；工作量的大??；取得的主要成果及創(chuàng)新點；寫作的規(guī)范程度；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計評閱教師評閱書評閱教師評語（選題的意義；基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的能力；工作量的大??；取得的主要成果及創(chuàng)新點；寫作的規(guī)范程度；總體評價及建議成績；存在問題；是否同意答辯等）：成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日中國礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計答辯及綜合成績答 辯 情 況提 出 問 題回 答 問 題正 確基本正確有一般性錯誤有原則性錯誤沒有回答答辯委員會評語及建議成績：答辯委員會主任簽字： 年 月 日學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評定成績：學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人： 年 月 日 中國礦業(yè)大學(xué)2010屆本科生畢業(yè)設(shè)計 第 77頁1 緒論刮板輸送機(jī)是一種撓性牽引機(jī)構(gòu)的連續(xù)輸送機(jī)械，是為采煤工作面和采取巷道運煤布置的機(jī)械。它的牽引構(gòu)件是刮板鏈，承載裝置是中部槽，刮板鏈安置在中部槽的槽面。刮板輸送機(jī)的相鄰中部槽在水平、垂直面內(nèi)可有限度折曲的叫可彎曲刮板輸送機(jī)。其中機(jī)身在工作面和運輸巷道交匯處呈90彎曲設(shè)置的工作面輸送機(jī)叫“拐角刮板輸送機(jī)”。在當(dāng)前采煤工作面內(nèi)，刮板輸送機(jī)的作用不僅是運送煤和物料，而且還是采煤機(jī)的運行軌道，因此它成為現(xiàn)代化采煤工藝中不可缺少的主要設(shè)備。刮板輸送機(jī)能保持連續(xù)運轉(zhuǎn)，生產(chǎn)就能正常進(jìn)行。否則，整個采煤工作面就會呈現(xiàn)停產(chǎn)狀態(tài)，使整個生產(chǎn)中斷。 1.1 刮板輸送機(jī)的組成 刮板輸送機(jī)由機(jī)頭部、機(jī)尾部、中部槽及附屬部件、刮板鏈、緊鏈裝置、推移裝置和錨固裝置組成。下面分述其結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求。1.1.1機(jī)頭部隨著綜采工作面生產(chǎn)能力的迅速提高，刮板輸送機(jī)端卸載已經(jīng)難以滿足要求，國內(nèi)外大運量重型刮板輸送機(jī)均采用交叉?zhèn)刃遁d機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)經(jīng)過幾代改進(jìn)，在卸載能力、效率、壽命等方面都有了很大的提高。同時，卸載高度的降低也為綜采配套帶來了便利。機(jī)頭部由機(jī)頭架、鏈輪、減速器、盲軸、聯(lián)軸器和電動機(jī)組成，是將電動機(jī)的動力傳遞給刮板鏈的裝置。鏈輪是一個組件，由鏈輪和連接筒組成。鏈輪是傳力部件，也是易損部件，運轉(zhuǎn)中除受靜載荷外，還有脈沖和沖擊載荷。鏈輪的齒形和基本尺寸參考礦用圓環(huán)鏈鏈輪的齒形和基本尺寸計算（MT/23191）計算。鏈輪用優(yōu)質(zhì)鋼鑄造或鍛造后，調(diào)質(zhì)處理，鏈窩和齒形表面經(jīng)淬火處理。我國礦用圓環(huán)鏈輪技術(shù)條件（MT/Z9-80）規(guī)定了各項技術(shù)要求。為保證鏈輪的質(zhì)量，刮板輸送機(jī)通用技術(shù)條件（MT150-2006）中規(guī)定：輕型刮板輸送機(jī)的鏈輪壽命部低于以一年，中、重型刮板輸送機(jī)的鏈輪壽命部低于一年半。我國目前生產(chǎn)的刮板輸送機(jī)減速器多為平行布置式、三級傳動的圓錐圓柱齒輪減速器。其適用條件為：齒輪圓周速度不大于18m/s；安裝角度為125；高速軸的轉(zhuǎn)速不大于1500r/min；減速器工作的環(huán)境溫度為-20C +35C；適用于正反兩向運轉(zhuǎn)。為適應(yīng)不同需要，三級傳動的圓錐圓柱出論減速器有三種裝配形式：I型減速器的第二軸裝配緊鏈裝置，第四軸（或第一軸）裝斷銷過載保護(hù)，這用形式用于30kW以下的減速器；II型減速器的第二軸端裝緊鏈裝置，利用液力耦合器實現(xiàn)過載保護(hù)，單機(jī)功率為4075kW的減速器多采用這用形式；III型減速器的第一軸裝緊鏈裝置，利用液力耦合器實現(xiàn)過載保護(hù)，單機(jī)功率90kW以上的減速器采用這種形式。采用雙速電動機(jī)時，不能用液力耦合器，因為液力耦合器不能在低速下工作。用雙速電機(jī)驅(qū)動，應(yīng)采用適當(dāng)?shù)臋C(jī)械或電氣過載保護(hù)裝置。電動機(jī)與減速器的連接有彈性聯(lián)軸器和液力耦合器兩種。刮板輸送機(jī)電動機(jī)不用液力耦合器時，采用雙鼠籠轉(zhuǎn)子并具有高啟動轉(zhuǎn)矩的隔離防爆型電動機(jī)。為解決刮板輸送機(jī)的重載啟動困難，德國和英國使用雙速電動機(jī)。1.1.2中部槽及附屬部件中部槽的刮板輸送機(jī)的機(jī)身，有槽幫鋼和中板焊接而成。上槽是裝運物料的承載槽，下槽底部敞開供刮板鏈返程用。為減小刮板鏈返程的阻力，或在底板松軟的條件下使用時防止槽體下陷，在槽幫鋼下加焊接底板構(gòu)成封底槽。使用封底槽安裝下股刮板鏈和處理下股鏈?zhǔn)鹿时容^困難，可以用間隔幾節(jié)封底槽裝一節(jié)有可拆中板的封底槽的辦法，以減少困難。中部槽的形式列入標(biāo)準(zhǔn)的有中單鏈、中雙鏈、邊雙鏈型三種。中部槽除了標(biāo)準(zhǔn)長度以外，為適應(yīng)采煤工作面長度變化的需要，設(shè)有500mm和1000mm長的調(diào)節(jié)槽。機(jī)頭過度槽和機(jī)尾過度槽是機(jī)頭架與機(jī)尾架連接的特殊槽，它的一端與中部槽連接，另一端與機(jī)頭架或機(jī)尾架連接。為了使從下槽脫出的刮板鏈在運行種回到槽內(nèi)，可在尾部過度槽的下翼緣裝設(shè)上鏈器。制造中部槽的槽幫鋼有規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定的形式有D型、E型和M型三種。中部槽的連接裝置目前應(yīng)用的有插銷式、啞鈴式、插入圓柱銷式等。鏟煤板在推移中部槽時用來清理工作面的浮煤，它固定在中部槽的支座上，安裝后上緣應(yīng)低于槽幫，下緣要超出槽底，寬度方向與采煤機(jī)滾筒應(yīng)有一間隔。機(jī)采礦用的擋煤板是一個有多種功能的組合件，其作用是防止煤向采空區(qū)灑落，以及為采煤機(jī)導(dǎo)向、放置電纜和水管、為千斤頂提供連接點等。1.1.3刮板鏈刮板鏈有鏈條和刮板組成，是刮板輸送機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)。刮板鏈的作用是刮推槽內(nèi)的物料。目前使用的有中單鏈、中雙鏈、邊雙鏈三種。圓環(huán)鏈已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈（GB/T12718-1991）對圓環(huán)鏈的形式、基本參數(shù)及尺寸、技術(shù)要求、試驗方法及驗收規(guī)則都作了規(guī)定。刮板的形式的狀態(tài)要能在運行時有刮底清幫、防止煤粉粘結(jié)和堵塞的作用，并應(yīng)盡量減小質(zhì)量。刮板可用軋制異型鋼或用鍛造、鑄造合金鋼經(jīng)韌化熱處理制成。刮板了、鏈條不與中板接觸，兩側(cè)與槽幫形狀相同，刮底清幫效果好。刮板與鏈條的連接，邊雙鏈?zhǔn)侥壳岸嗖捎肬型連接環(huán)的兩側(cè)套入鏈環(huán)，然后用螺栓與刮板連接；中單鏈刮板上有窩鏈，以此鏈窩與鏈條的平行環(huán)相配，用特制的U形螺栓和自鎖螺母固定；中雙鏈的刮板上有鏈窩，用卡鏈橫梁和刮板夾保持平環(huán)，以螺栓和自鎖螺母固定。1.1.4緊鏈裝置刮板鏈安裝時，要給予一定的預(yù)緊力，使它運行時在張力最小點不發(fā)生鏈條松弛或堆積。給刮板鏈?zhǔn)┘訌埦o力的裝置叫緊鏈裝置。目前應(yīng)用的方式有三種：一種是將刮板鏈一端固定在機(jī)頭架上，另一端繞經(jīng)機(jī)頭鏈輪，用機(jī)頭部的電動機(jī)使鏈輪反轉(zhuǎn)，將鏈條拉緊，電動機(jī)停止反轉(zhuǎn)時，立即用一種制動裝置將鏈輪閘住，防止鏈條回松；另一種方式與目前一種基本相同，只是不用電動機(jī)反轉(zhuǎn)緊鏈，而用專設(shè)的液壓馬達(dá)緊鏈；第三種方式是采用專用的液壓缸緊鏈。第一種緊鏈方式使用的緊鏈器有三種：棘輪緊鏈器、摩擦輪緊鏈器、閘盤緊鏈器。1.1.5推移裝置推移裝置是在采煤工作面內(nèi)將刮板輸送機(jī)向煤壁推移的機(jī)械。綜合工作面使用液壓支架上的推移千斤頂，非綜合工作面用單體液壓推溜器或手動液壓推溜器。1.1.6錨固裝置錨固裝置的刮板輸送機(jī)在傾角較大的工作面工作有下滑可能時，用以固定、防滑之用。它由單體液壓支架和錨固架組成，錨固架與機(jī)頭架、機(jī)尾架連接，使用液壓支架的泵站。1.2 刮板輸送機(jī)的分類刮板輸送機(jī)的類型很多，可按刮板鏈型式、卸載方式、中部槽結(jié)構(gòu)、采煤機(jī)牽引方式、電動機(jī)類型、承載重類型、整機(jī)適用條件分類。按刮板鏈型式分為中單鏈型刮板輸送機(jī)、邊雙鏈型刮板輸送機(jī)、中雙鏈型刮板輸送機(jī)、準(zhǔn)邊雙鏈型刮板輸送機(jī)。按卸載方式分為端卸式刮板輸送機(jī)、側(cè)卸式刮板輸送機(jī)、直彎式刮板輸送機(jī)、交叉?zhèn)刃妒焦伟遢斔蜋C(jī)，現(xiàn)在重型、超重型刮板輸送機(jī)多用于交叉?zhèn)刃妒焦伟遢斔蜋C(jī)。按中部槽結(jié)構(gòu)分為開底式刮板輸送機(jī)、封底式刮板輸送機(jī)、分體中部槽刮板輸送機(jī)、整體焊接中部槽刮板輸送機(jī)、框架式中部槽刮板輸送機(jī)、鑄造式中部槽刮板輸送機(jī)。按采煤機(jī)牽引方式分為有鏈牽引采煤機(jī)用的刮板輸送機(jī)和無鏈牽引采煤機(jī)用的刮板輸送機(jī)。按電動機(jī)類型分為單速電動機(jī)刮板輸送機(jī)和雙速電動機(jī)刮板輸送機(jī)。按承重類型分為輕型刮板輸送機(jī)、中型刮板輸送機(jī)、重型刮板輸送機(jī)、超重型刮板輸送機(jī)。按整機(jī)適用條件分為緩傾斜中厚煤層刮板輸送機(jī)、緩傾斜薄煤層刮板輸送機(jī)、緩傾斜厚煤層大采高刮板輸送機(jī)、緩傾斜三軟煤層刮板輸送機(jī)、中厚煤層大傾角刮板輸送機(jī)、急傾斜厚煤層水平分段放頂煤及“三下”綜采刮板輸送機(jī)。1.3 刮板輸送機(jī)的應(yīng)用刮板輸送機(jī)可用于水平運輸，亦可用于傾斜運輸。沿傾斜向上運輸時，煤層傾角不得超過25，向下運輸時，傾角不得超過20，當(dāng)煤層傾角較大時，應(yīng)安裝防滑裝置?？蓮澢伟遢斔蜋C(jī)允許在水平和垂直方向作24的彎曲。1.4 刮板輸送機(jī)的工作原理 刮板輸送機(jī)的工作原理是，將敞開的溜槽，作為煤炭、矸石或物料等的承受件，將刮板固定在鏈條上（組成刮板鏈），作為牽引構(gòu)件。當(dāng)機(jī)頭傳動部啟動后，帶動機(jī)頭軸上的鏈輪旋轉(zhuǎn)，使刮板鏈循環(huán)運行帶動物料沿著溜槽移動，直至到機(jī)頭部卸載。刮板鏈繞過鏈輪作無級閉合循環(huán)運行，完成物料的輸送。 1.5 刮板輸送機(jī)的特點（1）結(jié)構(gòu)堅實。能經(jīng)受住煤炭、矸石或其他物料的沖、撞、砸、壓等外力作用。（2） 能適應(yīng)采煤工作面底板不平、彎曲推移的需要，可以承受垂直或水平方向的彎曲。（3）機(jī)身矮，便于安裝。（4）能兼作采煤機(jī)運行的軌道。（5）可反向運行，便于處理底鏈?zhǔn)鹿?。?）能作液壓支架前段的支點。（7）空載功率消耗較大，為總功率的30%左右。（8）不宜長距離輸送。 （9）易發(fā)生掉鏈、跳鏈?zhǔn)鹿?。?0）消耗鋼材多，成本大。 1.6 刮板輸送機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢 刮板輸送機(jī)在煤礦的生產(chǎn)與建設(shè)中的發(fā)展，大致經(jīng)歷了三個階段。第一階段在20世紀(jì)3040年代，是可拆卸的刮板輸送機(jī)，它在工作面內(nèi)只能直線鋪設(shè)，隨工作面的推進(jìn)，需人工拆卸、搬移、組裝。刮板鏈?zhǔn)前迨?，多為單鏈，如V型、SGD-11型、SGD-20型等小功率輕型刮板輸送機(jī)。第二階段是20世紀(jì)40年代前期由德國制造出可彎曲刮板輸送機(jī)，它與采煤機(jī)、金屬支架配合實現(xiàn)了機(jī)械化采煤。這種刮板輸送機(jī)咳適應(yīng)底板不平凸凹不平和水平彎曲等條件，移設(shè)時不需拆卸，并且運煤量也有所增大，如當(dāng)時的型號SGW-44型刮板輸送機(jī)就是這個階段的代表產(chǎn)品。進(jìn)入20世紀(jì)60年代由于液壓支架的出現(xiàn)，為了適應(yīng)綜采的需要，刮板輸送機(jī)發(fā)展到了第三階段，研制出大功率可彎曲重型刮板輸送機(jī)，如SGD-630/75型、SGD-630/180型等就是屬于這個階段的產(chǎn)品。目前，隨著采煤工作面生產(chǎn)能力的不斷增大，刮板輸送機(jī)主要發(fā)展趨勢是：（1）大運輸量。國外先進(jìn)采煤國家已經(jīng)發(fā)展到小時輸送能力高達(dá)1500t（80年代）3500t（90年代）的刮板輸送機(jī)。（2）長運輸距離。為了減少采區(qū)階段煤柱的損失量，加大工作面的長度，刮板輸送機(jī)的長度已經(jīng)達(dá)到400m以上。（3）大功率電動機(jī)。電動機(jī)的功率已發(fā)展到單電機(jī)達(dá)1000kW，輸送能力3000t/h。（4）壽命長。由于使用大直徑圓環(huán)鏈，增加了刮板鏈的強(qiáng)度，延長了刮板輸送機(jī)的壽命，整機(jī)過煤量高達(dá)600萬噸以上。1.7新型刮板輸送機(jī)刮板輸送機(jī)是煤礦、化學(xué)礦山、金屬礦山及電廠等用來輸送物料的重要運輸工具。它是由中部槽、鏈條、刮板及牽引系統(tǒng)組成。其中，中部槽是刮板輸送機(jī)的主要部分，鋼制的中部槽已有近百年的歷史，在長期的使用過程中存在以下缺點：重量大，安裝和搬運費時費力；中部槽一般是由615mm的鋼板制成，在受到較大的沖擊時易變形，修復(fù)比較困難；耐腐蝕性差；耐磨性差；物料與中部槽的摩擦系數(shù)大，刮板輸送機(jī)的功率大部分消耗于物料與中部槽的摩擦力上，造成了能耗過大、投資增加。 用超高分子量聚乙烯是制造刮板輸送機(jī)的中板，可解決鋼制中板所存在的問題，得到塑料刮板輸送機(jī)。對于小型刮板輸送機(jī)可以通過改性超高分子量聚乙烯來制造刮板輸送機(jī)。對于上面行走采煤機(jī)的大型刮板輸送機(jī)，要采用鋼塑復(fù)合的方法，用超高分子量聚乙烯作為襯里，提高大型刮板輸送機(jī)的耐磨性，延長使用壽命，降低摩擦因數(shù)，從而降低功率消耗并降低對牽引、傳動系統(tǒng)的要求，這對大型刮板輸送機(jī)有巨大意義。1.8 SGZ1000/2700中雙鏈刮板輸送機(jī)技術(shù)特征設(shè)計長度 300m輸送能力 2000t/h鏈 速 1.5m/s電 動 機(jī):型 號 YBSD700/350-4/8轉(zhuǎn) 速 1484r/min電 壓 3300v頻 率 50Hz減 速 器： 型 號 JS-700圓錐、圓柱行星減速器傳動功率 700kW傳 動 比 40.86刮 板 鏈： 型 式 中雙鏈圓環(huán)鏈規(guī)格 2-38137-C鏈 距 200mm刮板間距 1096mm中部槽規(guī)格（長寬高） 1500960315mm中部槽連接形式 啞鈴連接緊鏈方式 液壓缸緊鏈牽引方式 埋鏈?zhǔn)叫遁d方式 端卸2 總體設(shè)計2.1刮板輸送機(jī)設(shè)計計算刮板輸送機(jī)設(shè)計輸送能力2000t/h，設(shè)計長度300m，鏈速1.5m/s。在查取相關(guān)資料后決定選用弧齒錐齒輪，斜齒圓柱齒輪和行星齒輪三級減速傳動。輸送機(jī)與截深0.8m無鏈電牽引采煤機(jī)配套使用，可適應(yīng)緩傾斜、左右綜采工作面，工作傾角10。刮板輸送機(jī)在工作過程中其槽間水平彎曲角度為3，采用38137-C級圓環(huán)鏈的中雙鏈?zhǔn)焦伟彐?，單位長度質(zhì)量29kg/m，雙機(jī)頭驅(qū)動。見圖2-1。圖2-1 刮板輸送機(jī)計算圖2.1.1中部槽的設(shè)計選用在查閱大量文獻(xiàn)資料后，發(fā)現(xiàn)設(shè)計輸送能力與中部槽實際過煤能力存在很大出入（中部槽物料斷面見圖2-2），故在此引入刮板輸送機(jī)輸送能力影響系數(shù)， 圖2-2中部槽物料斷面在比較與此次設(shè)計參數(shù)相近的相關(guān)企業(yè)產(chǎn)品后取刮板輸送機(jī)輸送能力影響系數(shù)。則在選取中部槽時，其實際過煤能力為：由此可推算出中部槽過煤斷面積： （2-1）式中, A貨載最大橫斷面積，； 貨載的裝滿系數(shù)，； 貨載的散裝容重，對原煤； 刮板輸送機(jī)鏈速，m/s。代入式（2-1）得：參考相關(guān)產(chǎn)品選取刮板鏈尺寸為38137-C型圓環(huán)鏈，圓環(huán)鏈尺寸的確定決定了刮板的尺寸，刮板尺寸的確立為中部槽的選擇提供參考，決定了中部槽的寬度，查煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)取中部槽內(nèi)寬為1000mm，采用鑄造槽幫鋼，帶鏟、擋煤板。中部槽高度的選擇滿足式（2-2）： (2-2)式中，中部槽內(nèi)寬，m。?。?中部槽高度，m； 物料堆積角，()。取代入式（2-2）得：取中板厚度40mm，依據(jù)MT/T864-2000刮板輸送機(jī)鑄造槽幫型式和尺寸選取槽幫高mm。選取中部槽長mm。2.1.2運行阻力的計算按三機(jī)配套的原則，刮板輸送機(jī)的輸送能力要略大于采煤機(jī)的理論計算能力，在此取系數(shù)，則可計算所選采煤機(jī)的理論生產(chǎn)能力t/h。（1）為簡化計算，中部槽單位長度上的裝煤量只按鏈速計算，即：kg（2） 計算重、空段的運行阻力，取重段阻力為空段阻力為（3） 按彎曲段的幾何關(guān)系，計算中部槽彎曲段的中心角式中：彎曲段的半徑，m； 相鄰兩節(jié)中部槽間的最大折曲角,()； 標(biāo)準(zhǔn)中部槽長，m； 機(jī)身推移距離，m； 彎曲段全長，m； 彎曲段中心角，()。（4） 確定最小張力點由判定刮板輸送機(jī)最小張力點在“1”點。（5） 計算各點張力取最小張力點為0，按彎曲段距離工作面上端5m，用逐點計算法計算刮板鏈在各點的張力。 2.1.3計算電機(jī)功率取傳動系統(tǒng)的效率，繞經(jīng)驅(qū)動輪的阻力系數(shù)，代入下式得：上端驅(qū)動電機(jī)功率為：下端驅(qū)動電機(jī)功率為：將上述電動機(jī)功率計算值各加20%的備用量，得上端電機(jī)功率為653.56kW，下端電機(jī)功率為606.56kW。因此配備2700kW電動機(jī)雙頭驅(qū)動即可滿足需要。由計算所得電機(jī)功率選YBSD700/350-4/8型刮板輸送機(jī)用防爆電機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速。2.1.4計算刮板鏈的預(yù)緊力和緊鏈力為簡便計算，預(yù)緊力近似按下式計算：緊鏈力按式(2-3)計算： (2-3)式中：緊鏈力，N； 拉伸段的彈性伸長量，mm；取mm一條 38137圓環(huán)鏈的剛度。代入式(2-3)：2.1.5驗算刮板鏈的安全系數(shù)查標(biāo)準(zhǔn)可知38137-C級圓環(huán)鏈的破斷拉力為2270kN，中雙鏈負(fù)荷不均勻系數(shù)取0.85，則： (2-4)式中，n鏈條的安全系數(shù)； 一條鏈條的破斷拉力，N； 刮板鏈的最大靜張力，N； 雙鏈負(fù)荷不均勻系數(shù)，取代入式(2-4)得：有計算結(jié)果可知，所選取的刮板鏈符合要求。2.2傳動方案的設(shè)計2.2.1傳動方案的確定刮板輸送機(jī)減速器與刮板輸送機(jī)之間采用平行布置方式，型號JS700,采用三級圓錐-圓柱齒輪傳動，依據(jù)MT/T148-1997刮板輸送機(jī)減速器規(guī)定，減速器采用水平剖分式，上下箱體對稱布置，電動機(jī)與輸入軸之間采用HL型彈性柱銷聯(lián)軸器連接，減速器布置型式見圖 2-3。 圖2-3減速器布置示意圖2.2.2總傳動比及傳動比分配（1） 驅(qū)動鏈輪轉(zhuǎn)速的計算鏈輪轉(zhuǎn)速計算見式(2-5)： (2-5)式中：鏈輪轉(zhuǎn)速，r/min； 圓環(huán)鏈鏈速，m/s。； 鏈輪齒數(shù)，； 鏈輪節(jié)距，mm； （2-6） 鏈輪節(jié)圓直徑，mm。由圓環(huán)鏈規(guī)格38137及選取鏈輪齒數(shù)N=9，計算鏈輪節(jié)圓直徑。 （2-7）式中 圓環(huán)鏈節(jié)距，mm。取； 為圓環(huán)鏈直徑，mm。取； 為鏈輪節(jié)距角，。代入式（2-7）得：取將節(jié)圓直徑代入式（2-6）得鏈輪節(jié)距：得鏈輪轉(zhuǎn)速：（2） 總傳動比的計算及分配1） 總傳動比：2)傳動比分配：減速器為三級展開式，依據(jù)手冊中提供的分配方法，經(jīng)調(diào)整確定，。3)傳動比誤差：傳動比分配符合要求。2.2.3傳動裝置運動參數(shù)的計算從減速器的高速軸開始各軸命名為軸、軸、軸、軸。（1） 各軸轉(zhuǎn)速計算（2）各軸功率計算（3）各軸扭矩計算2.3減速器傳動件設(shè)計計算2.3.1傳動部弧齒錐齒輪設(shè)計計算已知參數(shù)： 已知：兩錐齒輪軸交角，小齒輪懸臂布置，大齒輪兩端支承，長期工作，閉式錐齒輪傳動，先按接觸疲勞強(qiáng)度計算，再按接觸疲勞強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度校核計算。具體設(shè)計參數(shù)及結(jié)果表2.1，介紹齒輪傳動部分的設(shè)計方法和步驟。表2.1 弧齒錐齒輪的設(shè)計計算設(shè)計項目及說明結(jié)果（1）選材料、熱處理方法、定精度等級。 選小齒輪 20GrMnTi HRC5862大齒輪 20MnVB HRC5662大 小齒輪均采用滲碳淬火 許用接觸應(yīng)力 接觸疲勞極限N/mm2N/mm2接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)ZN 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) =6014841(530016)=2.14109 次 =2.14109 次=2.14109/2.5 =0.85108 次=0.85108 次式中:齒輪轉(zhuǎn)速,齒輪每轉(zhuǎn)一圈時同一齒面的嚙合次數(shù)齒輪的工作壽命,h取接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù) =1則 =16001/1 =15501/1則 =1550 N/mm2 （2）齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計計算選用弧齒錐齒輪，按接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計，即載荷系數(shù) 取齒寬系數(shù) 取估算小輪大端分度圓直徑 （3）主要幾何尺寸計算 齒數(shù)， 取 實際齒數(shù)比 分錐角 大端模數(shù) 按標(biāo)準(zhǔn)取 分度圓直徑 變位系數(shù)弧齒錐齒輪采用高-切變位 錐矩 齒寬 取大端齒頂高 大端齒高大端齒根高 大端齒頂圓直徑: 齒根角齒頂角頂錐角 根錐角 外錐高 安裝距，考慮齒輪結(jié)構(gòu)情況，以及支撐端距H的測量方便，取 支撐端距H 弧齒厚 式中為大端螺旋角中點錐距 ，mm銑刀盤名義直徑，mm取則則 當(dāng)量齒數(shù)， 端面重合度 取 則 齒線重合度 取 總重合度 （4）校核接觸強(qiáng)度 強(qiáng)度條件 計算接觸應(yīng)力 式中： 節(jié)點區(qū)域系數(shù) 取 彈性系數(shù)取 接觸強(qiáng)度計算的重合度系數(shù) 當(dāng)量圓柱齒輪的重合度 當(dāng)量齒輪分度圓直徑,mm 當(dāng)量齒輪中心距，mm當(dāng)量齒輪頂圓直徑,mm 端面齒形角 當(dāng)量齒輪基圓直徑,，mm 嚙合線長度,mm斷面重合度 則接觸強(qiáng)度計算的螺旋角系數(shù)接觸強(qiáng)度計算的錐齒輪系數(shù)取使用系數(shù)取動載系數(shù)取接觸強(qiáng)度計算的齒向載荷分布系數(shù)取接觸強(qiáng)度計算的齒向載荷分配系數(shù)取齒寬中點分度圓上的名義切向力,N 齒寬中點分度圓直徑,mm 則接觸強(qiáng)度計算的有效齒寬,mm 計算接觸應(yīng)力 結(jié)論：滿足接觸強(qiáng)度（5） 齒根彎曲強(qiáng)度校核 強(qiáng)度條件計算齒根應(yīng)力式中：彎曲強(qiáng)度計算的齒向載荷分布系數(shù)取 彎曲強(qiáng)度計算的齒向載荷分布系數(shù)取 彎曲強(qiáng)度計算的有效齒寬,mm 齒形系數(shù)取 應(yīng)力修正系數(shù)取 彎曲強(qiáng)度計算的重合度系數(shù)式中： 則彎曲強(qiáng)度計算的螺旋角系數(shù)彎曲強(qiáng)度計算的錐齒輪系數(shù) 取 齒寬中點法向模數(shù) 則 N/mm2 N/mm2 許用彎曲應(yīng)力式中：彎曲疲勞極限取=900 N/mm2 =850 N/mm2彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)取 =1.4 實驗齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)取 相對齒根圓角敏感系數(shù)取 相對齒根表面狀況系數(shù)取 彎曲強(qiáng)度計算的尺寸系數(shù)取 則： 結(jié)論：滿足齒根彎曲強(qiáng)度。 Error! Reference source not found.=2.14109 次=0.85108 次Error! No bookmark name given.=1=1600 N/mm2=1550 N/mm2Error! No bookmark name given.Error! No bookmark name given.Error! No bookmark name given.Error! Reference source not found.Error! No bookmark name given.Error! No bookmark name given.Error! No bookmark name given.校驗合格=900 N/mm2=850 N/mm2=1.4 校核合格2.3.2 中速級斜齒圓柱齒輪設(shè)計計算已知參數(shù)： 先按接觸疲勞強(qiáng)度計算，再按接觸疲勞強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度校核計算。具體設(shè)計參數(shù)及結(jié)果表2.2，介紹齒輪傳動部分的設(shè)計方法和步驟。表2.2 中速級斜齒輪的設(shè)計計算設(shè)計項目及說明結(jié)果 （1）選材料、熱處理方法。 選小齒輪 20GrMnTi HRC5862大齒輪 20MnVB HRC5662大 小齒輪均采用滲碳淬火 （2）初步確定主要參數(shù) 1）按接觸強(qiáng)度初步確定中心距a，mm 取N/mm2 N/mm2 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 取則取齒輪精度為7級，取K=2.7圓整取2) 初步確定模數(shù)mn，齒數(shù)z，螺旋角，分度圓直徑d，齒寬b。 取取則中心距取螺旋角代入得圓整后取分度圓螺旋角分度圓直徑,mm齒寬,mm圓整取取 3） 初定變位系數(shù) 此級傳動采用高變位當(dāng)量齒數(shù)由當(dāng)量齒數(shù)查得變位系數(shù)為：4）確定其他參數(shù)齒頂高齒根高齒頂圓直徑 齒根圓直徑斷面重合度取 得：縱向重合度總重合度(4) 接觸強(qiáng)度的校核 分度圓上的圓周力 使用系數(shù)取動載系數(shù)取接觸強(qiáng)度計算的齒向載荷分布系數(shù)取接觸強(qiáng)度計算的齒向載荷分配系數(shù)取彈性系數(shù)取節(jié)點區(qū)域系數(shù) 取接觸強(qiáng)度計算的重合度系數(shù) 接觸強(qiáng)度計算的螺旋角計算接觸應(yīng)力 按接觸疲勞強(qiáng)度計算壽命系數(shù)=60598.151(530016)=8.61108 次 次取最小安全系數(shù)取 潤滑劑系數(shù)取速度系數(shù)取粗糙度系數(shù)大小齒輪的齒面粗糙度取為：取齒面硬化系數(shù)大小齒面都是硬齒面取接觸強(qiáng)度計算的尺寸系數(shù)取許用接觸應(yīng)力接觸強(qiáng)度判斷接觸強(qiáng)度校核通過（6） 齒根彎曲強(qiáng)度校核 強(qiáng)度條件計算齒根應(yīng)力式中：彎曲強(qiáng)度計算的齒向載荷分布系數(shù)取 彎曲強(qiáng)度計算的齒向載荷分布系數(shù)取 齒形系數(shù)取 應(yīng)力修正系數(shù)取 彎曲強(qiáng)度計算的重合度系數(shù)式中：則彎曲強(qiáng)度計算的螺旋角系數(shù)取則 許用彎曲應(yīng)力式中：彎曲疲勞極限取=900 N/mm2 =850 N/mm2彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)取 =1.4 實驗齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)取 相對齒根圓角敏感系數(shù)取 相對齒根表面狀況系數(shù)取 彎曲強(qiáng)度計算的尺寸系數(shù)取 則： 結(jié)論： 滿足齒根彎曲強(qiáng)度 N/mm2N/mm2K=2.7次次強(qiáng)度校核通過=900 N/mm2=850 N/mm2=1.4 校核通過2.3.3傳動部行星機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算（1）配齒計算取行星輪數(shù)目，過多會使其載荷均衡困難，過少又發(fā)揮不了行星齒輪傳動的優(yōu)點。各輪齒數(shù)按公式(2-8)計算: (2-8) 進(jìn)行配齒計算，計算中根據(jù)并適當(dāng)調(diào)整，使c等于整數(shù)，再求出，應(yīng)盡可能取質(zhì)數(shù)，并使。適當(dāng)調(diào)整，使c為整數(shù)。則 所以 取 取 采用不等角變位，取。則，查手冊得嚙合角，（2）按接觸強(qiáng)度初步確定A-C傳動的中心距和模數(shù)輸入轉(zhuǎn)距因傳動中有一個或兩個基本構(gòu)件浮動動作為均載機(jī)構(gòu)，且齒輪精度低于6級，所以取載荷不均勻系數(shù)。在一對A-C傳動中，小齒輪（太陽輪）傳遞的扭矩 查手冊得接觸強(qiáng)度使用的綜合系數(shù)。齒數(shù)比。取齒寬系數(shù)太陽和行星齒輪的材料用20CrMnTi滲碳淬火，齒面硬度HRC5862(太陽輪)和HRC5662（行星輪），。計算中心距：模數(shù)取模數(shù)：則A-C傳動的未變位時的中心距：取嚙合角，可得A-C傳動中心距變動系數(shù)：則中心距：取實際中心距（3） 計算A-C傳動的實際中心距變動系數(shù)和嚙合角(4) 計算A-C傳動的變位系數(shù)查手冊取變位系數(shù),則(5) 計算C-B傳動的中心距變動系數(shù)和嚙合角C-B傳動的未變位是的中心距：則(6) 計算C-B傳動的變位系數(shù)（7） 幾何尺寸計算1）分度圓直徑 2）齒頂高A-C傳動齒頂高變位系數(shù)C-B傳動齒頂高變位系數(shù) 。3）齒根高 4）齒高 5）齒頂圓直徑 mm6）齒根圓直徑7)齒寬取 (8)裝配條件的驗算對于所設(shè)計的上述行星齒輪傳動應(yīng)滿足如下的裝配條件。1）鄰接條件 按公式驗算其鄰接條件，即 所以滿足鄰接條件。2）同心條件 按公式驗算該2KH型行星傳動的同心條件，即 （2-9）各齒輪副的嚙合為和，且，和。代入式(2-9)得所以滿足同心條件。3）安裝條件驗算 按公式驗算其安裝條件，即得所以，滿足其安裝條件。（9）行星傳動齒輪聯(lián)軸器的設(shè)計計算在行星齒輪傳動中廣泛使用齒輪聯(lián)軸器來保證浮動機(jī)構(gòu)中的浮動件在受力不平衡時產(chǎn)生位移，以使各行星輪之間載荷分布均勻。齒輪聯(lián)軸器可分為單聯(lián)和雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器兩種。在設(shè)計中選用了雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器，其計算如下：1）由輪齒剪切應(yīng)力計算分度圓直徑和模數(shù)假設(shè)輪齒是在分度圓線上發(fā)生剪切，則剪應(yīng)力為： （2-10）式中：傳遞扭矩，Nm；取載荷不均勻系數(shù)；取使用系數(shù);取輪齒載荷分布系數(shù)；取分度圓直徑，mm；齒數(shù)；取齒寬，mm；分度圓上弦齒厚，mm 。；壽命系數(shù);通常每開動和停止一次，才算一個加載循環(huán)；取許用剪切應(yīng)力N/mm2；聯(lián)軸器選用20CrMnTi，其許用剪切應(yīng)力取。代入式（2-10）：齒輪聯(lián)軸器的模數(shù)取則分度圓直徑2） 齒輪聯(lián)軸器的幾何計算齒頂圓直徑齒根圓直徑齒寬取內(nèi)齒套直徑取2.3.4圓環(huán)鏈鏈輪設(shè)計計算設(shè)計選用38137高強(qiáng)度圓環(huán)鏈，鏈輪齒數(shù)選。其基本幾何尺寸計算如下：節(jié)圓直徑?。?） 頂圓直徑（3） 鏈輪立環(huán)的立槽直徑 （2-11）式中，圓環(huán)鏈最大外寬取代入式（2-11）：（4） 鏈輪立環(huán)立槽寬度對38137鏈條：（5） 齒根圓弧半徑,mm（6） 鏈輪中心至鏈窩底平面的距離,mm圓整?。海?） 鏈窩長度?。?） 鏈窩中心距,mm?。?） 短齒厚度（10） 齒形圓弧半徑,mm（11） 立環(huán)槽圓弧半徑（12） 短齒根部圓弧半徑，mm鏈輪的制造應(yīng)符合MT231-91礦用刮板輸送機(jī)驅(qū)動鏈輪標(biāo)準(zhǔn)的要求，并按照規(guī)定程序批準(zhǔn)的圖樣和文件制造。3 零部件的設(shè)計及校核3.1軸的設(shè)計及校核3.1.1高速軸的設(shè)計校核高速軸通過彈性聯(lián)軸器與電機(jī)連接，軸的左端為一格里森制弧齒錐齒輪，正交傳動。已知，。齒輪為主動輪,左旋左轉(zhuǎn)。高速軸結(jié)構(gòu)見圖3-1。圖3-1 軸的結(jié)構(gòu)圖（1） 計算作用在錐齒輪上的力齒寬中點分度圓上的切向力，NN齒寬中點處的徑向力，N 齒寬中點處的軸向力，N（2）確定軸的最小直徑選取軸的材料為40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理。初估軸的最小直徑，取，計算軸的最小值時加大3%以考慮鍵槽的影響可得: 根據(jù)電機(jī)的輸出軸查聯(lián)軸器規(guī)格，最終確定軸的最小直徑取。（3） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計段 用于聯(lián)軸器，其直徑應(yīng)該與所選聯(lián)軸器的孔徑相配合。所選取軸段的直徑 ,其長度取段 為了半聯(lián)軸器的軸向定位，軸段左端制出定位軸肩，取軸肩高度，以軸段的直徑 ，該軸段放軸承端蓋，其長度取。段 此段對稱軸裝兩圓錐滾子軸承。為便于裝拆軸承內(nèi)圈，且符合標(biāo)準(zhǔn)軸承內(nèi)徑 ，選用31328圓錐滾子軸承，對此軸階梯化取，。段 為便于軸承定位同時為方便軸承裝拆取軸肩高出軸承內(nèi)徑5mm，取，考慮要滿足軸承壽命的需要取。段 該軸段安裝滾動軸承，選用調(diào)心滾子軸承，取，選用22328TN/W33型調(diào)心滾子軸承，。段 該段與錐齒輪連接，取，。（4）繪制軸的彎矩圖和扭矩圖：1）求軸承反力：H水平面： V垂直面：2）求B點處彎矩：H水平面： V垂直面： 3）合成彎矩： 扭矩T：彎矩扭矩圖見圖3-2。（5）按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度：當(dāng)量彎距=，取折合系數(shù)a=0.6,當(dāng)量彎矩見圖3-2。軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。由手冊查得，則材料許用應(yīng)力。軸的計算應(yīng)力為根據(jù)計算結(jié)果可知，該軸滿足強(qiáng)度要求。（6） 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度1） 軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計圓角半徑：根據(jù)加工工藝，軸承、齒輪、聯(lián)軸器的圓角決定與之相結(jié)合的圓角半徑。鍵槽：齒輪、半聯(lián)軸器與軸周向固定采用A型平鍵連接，按GB1095-79和GB1096-79合理選擇平鍵。配合：參考現(xiàn)有圖紙和設(shè)計手冊要求。2） 選擇危險截面如圖3-2所示,17各截面均有應(yīng)力集中源，選擇其中較大，應(yīng)力集中較嚴(yán)重的截面。選擇6面。3） 計算危險截面工作應(yīng)力截面彎矩：截面扭矩抗彎截面系數(shù)：抗扭截面系數(shù)：截面上彎曲應(yīng)力：截面上扭剪應(yīng)力：彎曲應(yīng)力幅：彎曲平均應(yīng)力：扭切應(yīng)力幅和平均應(yīng)力：4） 確定軸材料機(jī)械性能查得彎曲疲勞極限，剪切疲勞極限。合金鋼材料特性系數(shù)，。5） 確定綜合影響系數(shù)軸肩圓角處有效應(yīng)力集中系數(shù)，根據(jù)，查手冊后取差圖3-2 軸的計算簡圖值計算得：。配合處綜合影響系數(shù)，根據(jù)，配合，查手冊后取差值計算得：。鍵槽處有效應(yīng)力集中系數(shù)，根據(jù)，查手冊后取差值計算得：。尺寸系數(shù)，根據(jù)查手冊取。表面狀況系數(shù)，根據(jù)，表面加工方法查得。軸肩處綜合影響系數(shù)為：鍵槽處綜合影響系數(shù)為：同一截面上如有兩個以上的應(yīng)力集中源，取其中較大的綜合影響系數(shù)來計算安全系數(shù)，故按配合處取綜合影響系數(shù)。6） 計算安全系數(shù)取需用安全系數(shù)3.1.2第二軸的設(shè)計計算高速軸通過錐齒輪傳動將力傳給第二軸，軸的右端為格里森制弧齒錐齒輪，與高速軸小齒輪正交傳動，左端有一斜齒圓柱齒輪。第二軸結(jié)構(gòu)見圖3-3。圖3-3 第二軸的結(jié)構(gòu)圖（1） 計算作用在斜、錐齒輪上的力斜齒輪的作用力大錐齒輪右旋右轉(zhuǎn)，其各力大小如下：N（2）確定軸的最小直徑選取軸的材料為30CrMnTi，調(diào)質(zhì)處理。初估軸的最小直徑，取，計算軸的最小值時加大3%以考慮鍵槽的影響可得: 取。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計段 用于裝配軸承，其直徑應(yīng)該與所選軸承的孔徑相配合，選用32324圓錐滾子軸承。所選取軸段的直徑 ,其長度取段 為了軸承的軸向定位，軸段右端制出定位軸肩，軸段的直徑 ，其長度取。段 此段加工成齒輪軸。其分度圓直徑取，。段 為便于大錐齒輪軸向定位同時為方便齒輪裝拆取軸肩高出大錐齒輪內(nèi)徑10mm，取，取。段 該軸段安裝大錐齒輪，取，軸段長度比齒輪輪轂長度短35mm，取。段 用于裝配軸承，其直徑應(yīng)該與所選軸承的孔徑相配合，選用32324圓錐滾子軸承。所選取軸段的直徑 ,為將大錐齒輪的右端軸向固定，以及將軸承內(nèi)圈固定，兩者之間加一節(jié)軸套，故段其長度?。?）繪制軸的彎矩圖和扭矩圖：1）求軸承反力：H水平面： V垂直面：2）求B、C點處彎矩：H水平面： V垂直面： 3）合成彎矩： 扭矩T：彎矩扭矩圖見圖3-4。（5）按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度：當(dāng)量彎距，取折合系數(shù)a=0.6,則齒寬中點處當(dāng)量彎矩為：當(dāng)量彎矩見圖3-4。軸的材料為30CrMnTi，調(diào)質(zhì)處理。由手冊查得，則材料許用應(yīng)力。B、C點軸的計算應(yīng)力為:圖3-4 第二軸的計算簡圖根據(jù)計算結(jié)果可知，該軸滿足強(qiáng)度要求。（6）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度1）軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計圓角半徑：根據(jù)加工工藝，軸承、齒輪、聯(lián)軸器的圓角決定與之相結(jié)合的圓角半徑。鍵槽：齒輪、半聯(lián)軸器與軸周向固定采用A型平鍵連接，按GB1095-79和GB1096-79合理選擇平鍵。配合：參考現(xiàn)有圖紙和設(shè)計手冊要求。2)選擇危險截面如圖3-3所示,17各截面均有應(yīng)力集中源，選擇其中較大，應(yīng)力集中較嚴(yán)重的截面。選擇6面。3)計算危險截面工作應(yīng)力截面彎矩：截面扭矩抗彎截面系數(shù)：抗扭截面系數(shù)：截面上彎曲應(yīng)力：截面上扭剪應(yīng)力：彎曲應(yīng)力幅：彎曲平均應(yīng)力：扭切應(yīng)力幅和平均應(yīng)力：4)確定軸材料機(jī)械性能查得彎曲疲勞極限，剪切疲勞極限。合金鋼材料特性系數(shù)，。5）確定綜合影響系數(shù)軸肩圓角處有效應(yīng)力集中系數(shù)，根據(jù)，查手冊后取差值計算得：。配合處綜合影響系數(shù)，根據(jù)，配合，查手冊后取差值計算得：。尺寸系數(shù)，根據(jù)查手冊取。表面狀況系數(shù)，根據(jù)，表面加工方法查得。軸肩處綜合影響系數(shù)為：同一截面上如有兩個以上的應(yīng)力集中源，取其中較大的綜合影響系數(shù)來計算安全系數(shù)，故按軸肩處取綜合影響系數(shù)。6）計算安全系數(shù)取需用安全系數(shù)校核通過，疲勞強(qiáng)度安全。3.1.3初算第三軸軸徑選取軸的材料為20CrMnTi，調(diào)質(zhì)處理。初估軸的最小直徑，取，計算軸的最小值時加大3%以考慮鍵槽的影響可得: 取。3.1.4初算行星輪系各軸徑選取太陽輪與軸加工成齒輪軸，其材料為30CrMnTi，調(diào)質(zhì)處理。取軸的最小直徑，與第三軸最小直徑相等，即。選取行星輪的軸徑。其材料取40Cr，取。行星輪有四只，其單個行星輪承擔(dān)的功率為： 行星輪的轉(zhuǎn)速為： 取。3.1.5初算鏈輪軸徑選取軸的材料為20CrMnTi，調(diào)質(zhì)處理。初估軸的最小直徑，取，計算軸的最小值時加大3%以考慮鍵槽的影響可得: 取。軸兩端加工漸開線花鍵。3.2 軸承的壽命校核3.2.1高速軸軸承壽命計算查手冊，軸承31328的主要性能參數(shù)為：，。軸承22328TN1/W33的主要性能參數(shù)為：，。軸承受力情況見圖3-5。（1）計算軸承支反力1）采用在軸的校核中的數(shù)據(jù) 圖3-5 軸承受力簡圖2）合成支反力（2）軸承的派生軸向力 （3） 軸承所受的軸向載荷（4）計算軸承所受的當(dāng)量動載荷 軸承工作時有中等沖擊，查得載荷系數(shù) 因 ,故 （5）軸承壽命由表取溫度系數(shù)。按式計算軸承壽命 ： 高速軸兩端裝兩組不同規(guī)格的軸承，其所受的力各不相同，所能承受的載荷也各不相同，故兩種類型的軸承都需要校核。 經(jīng)校核知軸承壽命滿足要求。3.2.2第二軸軸承壽命的計算查手冊，軸承32324的主要性能參數(shù)為：，。軸承受力情況見圖3-6。（1）計算軸承支反力1）采用在軸的校核中的數(shù)據(jù) 2）合成支反力圖3-6 軸承受力簡圖（2）軸承的派生軸向力 （3）軸承所受的軸向載荷被壓緊，被放松。則（4） 計算軸承所受的當(dāng)量動載荷軸承工作時有中等沖擊，查得載荷系數(shù) 因 ,取。故 因 ,取。故（5）軸承壽命故按計算，由表取溫度系數(shù)。按式計算軸承壽命 ： 經(jīng)校核知軸承壽命滿足要求。3.3鍵的設(shè)計與強(qiáng)度校核3.3.1高速軸普通平鍵設(shè)計校核根據(jù)軸徑，查鍵的標(biāo)準(zhǔn)，選取鍵的截面尺寸。平鍵連接可能的失效形式有：靜連接時，鍵、軸槽和輪轂槽中較弱零件的工作面可能被壓潰；動連接時，工作面出現(xiàn)過度磨損；鍵被剪斷。實際上，平鍵連接最易發(fā)生的失效形式通常是壓潰和磨損，一般不會發(fā)生鍵被剪斷的現(xiàn)象（除非有嚴(yán)重過載）。一次平鍵連接的強(qiáng)度計算只需進(jìn)行擠壓強(qiáng)度和耐磨性計算。再此按擠壓強(qiáng)度校核。根據(jù)與聯(lián)軸器連接的軸徑選取平鍵型式及尺寸為：；根據(jù)與錐齒輪連接的軸徑選取平鍵型式及尺寸為：；高速軸一端用平鍵與聯(lián)軸器連接，一端用平鍵與錐齒輪連接，其所選平鍵鍵寬不相同，鍵長不同，同時在工作過程中高速軸所傳遞的扭矩不變，故在校核時需計算兩
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