采煤機牽引部設計

李建國

摘 要：本設計的目的是設計出強度滿足理論要求、結構符合實際情況的電牽引采煤機牽引部。在設計中，首先對牽引部進行了傳動裝置的總體設計與相關運動參數的計算，然后依據有關公式和標準，對各級齒輪傳動、軸與軸承分別進行了設計和校核，對行星結構的相關齒輪、軸和軸承進行了簡單計算。

關鍵詞：牽引部；傳動比；軸

中圖分類號：TD421.6 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）27-0103-03

1 概述

1.1 選型研究的意義

隨著科學技術的發展，工業技術的改革，不可避免的在工業的各個方面來實現機械的綜合化。采煤機直接用與煤炭的地下開采，是煤炭生產中最主要的機械設備之一。而牽引部是采煤機的重要組成部分，擔負著移動采煤機，并使工作機構落煤或進行調動的任務。因此，對采煤機牽引部結構設計是一個應用前景和市場前景都非常好的研究項目。

1.2 設計的內容

查閱MG2X300-W采煤機的原始資料，對其牽引部進行改造，將其液壓牽引改造成電牽引采煤機。采煤機的主要技術參數的選擇、牽引部傳動方案的確定和設計、牽引部傳動參數的確定及分配、齒輪的設計和強度的校核、軸的設計和強度校核、輔助液壓系統的設計、噴霧冷卻系統的設計。

2 傳動方案的確定

2.1 傳動方案的設計

選擇由南陽生產的三相鼠籠異步防爆電動機，型號為YB2-225M-4-55KW，其主要參數如下：

2.2 傳動方案的比較及確定

比較以上三個方案：方案一有行星機構傳動，簡化了傳動系統，但筒殼增大了，結構不夠緊湊，所以此方案也不宜采用。方案二無惰輪調節中心距，且轉速發生變化，橫向齒輪大，造成徑向負荷增大，使軸承使用壽命縮短。方案三是通過惰輪調節中心，使齒輪結構緊湊，齒輪傳動，體積小，效率高，用于大功率的轉動裝置。

3 傳動參數的確定

確定每一根軸的轉速n、功率p、轉矩T

4 齒輪的設計

4.1 第一軸上齒輪的設計

4.1.1 選精度等級、材料及齒數

（1）選用斜齒圓柱齒輪傳動。

（2）根據工作條件，選用7級精度。

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

（4）初選螺旋角？茁=14°。

4.1.2 按齒面接觸強度設計

按《機械設計書》式（10-21）試算，即

（1）確定公式內的各計算值

f.由《機械設計書》表10-7選取齒寬系數？準d=1。

g.由《機械設計書》表10-6查得材料彈性影響系數ZE=189.8MPa

h.由《機械設計書》式10-31計算應力循環次數

（2）計算

a.試算小齒輪的分度圓直徑d1t，由計算公式得，

b.計算圓周速遞

c.計算齒寬b及模數mnt

d.計算縱向重合度

e.計算載荷系數K

已知使用系數KA=1，根據v=5.89m/s，7級精度，由《機械設計書》式中圖10-8查得動載系數Kv=1.13，由表10-4查得KHB的值與直齒輪的相同，故KHB=1.42，由《機械設計書》圖10-13查得KFB=1.35，由《機械設計書》表10-3查得KH？琢=KF？琢，故動載系數

f.按實際的載荷系數校正所算的分度圓直徑，由《機械設計書》式（10-10a）得

g.計算模數mn

4.2 第一軸上齒輪的強度校核

4.2.1 按齒根彎曲強度校核

由《機械設計書》式（10-17）

（1）確定計算參數

a.計算載荷系數

b.根據縱向重合度？著？琢=1.59，從《機械設計書》圖10-28查得螺旋角影響系數Y？茁=0.88

c.計算當量齒數

大齒的輪數值大

（2）設計計算

由

則z1=30，則z2=u·z1=30×3.5=105。

4.2.2 幾何尺寸計算

（1）計算中心距

將中心距圓整為207mm。

（2）按圓整后的中心距修正螺旋角

（3）計算大小齒輪的分度圓直徑

（4）計算齒輪齒寬

圓整后取

5 軸的設計

5.1 第一軸的結構設計

（1）求作用在齒輪上的力因已知低速級小齒輪的分度圓

（2）初步確定軸的最小直徑

選取齒輪材料為40Cr，根據相關資料，取A0=112，于是得

5.2 第一軸的強度校核

5.2.1 求軸上的載荷

在確定軸承的支點位置時，應從手冊中查取？琢值。對于7315C型軸承，由于手冊中查得？琢=29mm

對A點取矩

5.2.2 合成相應應力校核軸的強度

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

6 結束語

為了完成此設計，我借閱了采煤機設計的相關文獻，并就相關內容做了筆記。為我能成功完成設計打下了基礎。采煤機的先進程度也是衡量一個國家工業發展程度的重要指標。希望同行們能不斷改進采煤機，為我國采煤事業做出一定貢獻。

參考文獻：

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