薄煤层滚筒采煤机总体方案设计与摇臂设计

摘要

本设计内容主要介绍薄煤层采煤机各部结构的设计与计算，本文总共分为两部分，第一部分主要介绍薄煤层采煤机的总体方案设计。根据薄煤层采煤机现在的发展动态通过分析与比较，确定了薄煤层采煤机工作机构的形式，薄煤层采煤机的牵引方式，驱动方式以及它的辅助装置。并且对薄煤层采煤机的基本参数进行了详细的计算，在进行了详细计算以后又对薄煤层采煤机的配套关系作了必要的说明。第二部分为摇臂的专题设计，摇臂的设计采用弯摇臂结构，可满足有较大的卧底量。本结构还采用行星减速机构，使摇臂受力能承受较大的载荷，工作更加平稳。还介绍了摇臂传动系统的拟定；传动装置的运动及动力参数的计算；各个齿轮的几何尺寸的确定；以及有关部分齿轮、轴的设计计算与校核。

关键词：薄煤层采煤机；摇臂；齿轮；轴；参数

目录

前言 1

1  概述 4

2  采煤机基本功能的结构方案 5

2.1  实现破碎煤壁功能的结构方案 5

2.1.1  铣削式结构方案 5

2.1.2  钻削式结构方案 5

2.1.3  滚压式结构方案 5

2.2  实现装煤功能的结构方案 5

2.3  实现采煤机自移功能的结构方案 6

2.3.1  传动方式的选择 6

2.3.2  牵引机构的形式选择 8

2.4  截割部传动的选择 9

2.4.1  电动机---固定减速器---摇臂---滚筒 9

2.4.2  电动机—固定减速箱—摇臂—行星齿轮传动—滚筒 9

2.4.3  电动机—减速箱—滚筒 10

2.4.4  电动机—摇臂—行星齿轮传动—滚筒 10

3  采煤机辅助功能的结构方案 11

3.1  实现适应煤层赋存状态变化功能的结构方案 11

3.1.1  能实现使用煤层厚度变化的功能结构方案 11

3.1.2  适应煤层沿走向波浪起伏以及存在断层的功能的结构方案 12

3.1.3  具有开采大倾角煤层功能的结构方案 12

3.2  实现降尘和冷却功能的结构 12

3.2.1  实现降尘功能的方案 12

3.3  卷电缆装置 13

4  采煤机主要特点及主要参数 14

4.1 采煤机的主要特点 14

4.2 主要技术参数 14

5  摇臂装机功率的确定 16

6  传动齿轮设计 18

6.1 确定总传动比及分配传动比 18

6.2各轴转矩 18

6.3 中速轴齿轮模数的确定及校核 19

6.3.1 选择齿轮材料 19

6.3.2 按齿面接触疲劳强度设计计算 19

6.3.3  齿根弯曲疲劳强度校核计算 22

6.4  高速轴齿轮模数的确定 23

6.4.1  选择齿轮材料 23

6.4.2  按齿面接触疲劳强度设计计算 23

6.5 行星齿轮设计计算 25

6.5.1 选取行星齿轮传动的传动类型 25

6.5.2 配齿计算 25

6.5.3 初步计算齿轮的主要参数 25

6.5.4 啮合参数计算 26

6.5.5 几何尺寸计算 27

6.5.6 齿轮强度验算 27

7  轴设计 31

7.1 高速轴尺寸的确定 31

7.1.1 输出轴的转矩T 31

7.1.2 作用在齿轮上的力 31

7.1.3 确定轴的最小直径 31

7.2 与高速轴相连的惰轮轴的确定 31

7.3 中速轴尺寸的确定 32

7.3.1 输出轴的转矩T 32

7.3.2 作用在齿轮上的力 32

7.3.3 确定轴的最小直径 32

7.4 与中速轴相连的惰轮轴尺寸的确定 32

7.5 低速轴尺寸的确定与校核 33

7.5.1 输出轴的转矩T 33

7.5.2 作用在齿轮上的力 33

7.5.3 确定轴的最小直径 33

7.5.4 轴的结构设计 33

7.5.5 轴的强度校核 34

7.5.6 精确校核轴的疲劳强度 36

7.6 行星轮轴的确定 37

8 其他数值的确定 38

8.1 滚筒和截齿的选取 38

8.1.1 滚筒 38

8.1.2 截齿 38

8.2 摇臂总体尺寸的确定 39

结论 40

致谢 41

参考文献 42

附录A 43

附录B 47