机械设计制造及其自动化毕业设计（论文）mg100采煤机总成设计（全套图纸）

1、2011届毕业设计说明书如需要图纸等资料，联系QQ1961660126研究成果的严肃态度以及向读者提供有关信息的出处，正文之后一般应列出参考文献表引文应以原始文献和第一手资料为原则。所有引用别人的观点或文字，无论曾否发表，无论是纸质或电子版，都必须注明出处或加以注释。凡转引文献资料，应如实说明。对已有学术成果的介绍、评论、引用和注释，应力求客观、公允、准确。伪注、伪造、篡改文献和数据等，均属学术不端行为致谢一项科研成果或技术创新,往往不是独自一人可以完成的,还需要各方面的人力,财力,物力的支持和帮助.因此,在许多论文的末尾都列有"致谢1) 著录参考文献可以反映论文作者的科学态度和论文

2、具有真实、广泛的科学依据，也反映出该论文的起点和深度。2) 著录参考文献能方便地把论文作者的成果与前人的成果区别开来。3) 著录参考文献能起索引作用。4) 著录参考文献有利于节省论文篇幅。01 Brown, H. D. Teaching by Principles: An Interactive Approach to Language PedagogyM. Prentice Hall Regents, 1994.02 Brown, J Set al. Situated Cognition and the Culture of LearningJ. Educational Reasercher

3、, 1, 1989.03 Chris, Dede. The Evolution of Constructivist Learning Envi-ronments: Immersion in Distributed Virtual WorldsJ. Ed-ucational Technology, Sept-Oct, 1995.学位申请者如果能通过规定的课程考试，而论文的审查和答辩合格，那么就给予学位。如果说学位申请者的课程考试通过了，但论文在答辩时被评为不合格，那么就不会授予他学位。有资格申请学位并为申请学位所写的那篇毕业论文就称为学位论文，学士学位论文。学士学位论文既如需要图纸等资料，联系Q

4、Q1961660126是学位论文又是毕业论文中华人民共和国国家标准VDC 001.81、CB 7713-87号文件给学术论文的定义为：学术论文是某一学术课题在实验性、理论性或观测性上具有新的科学研究成果或创新见解的知识和科现象、制定新理论的一种手段，旧的科学理论就必然会不断地为新理论推翻。”（斯蒂芬·梅森）因此，没有创造性，学术论文就没有科学价值。三、创造性学术论文在形式上是属于议论文的，但它与一般议论文不同，它必须是有自己的理论系统的，不能只是材料的罗列，应对大量的事实、材料进行分析、研究，使感性认识上升到理性认识。一般来说，学术论文具有论证色彩，或具有论辩色彩。论文的内容必须符合

5、历史唯物主义和唯物辩证法，符合“实事求是”、“有的放矢”、“既分析又综合” 的科学研究方法。一般普通刊物（省级、国家级）审核时间为一周，高质量的杂志，审核时间为14-20天。核心期刊审核时间一般为4个月，须经过初审、复审、终审三道程序。3.期刊的级别问题。国家没有对期刊进行级别划分。但各单位一般根据期刊的主管单位的级别来对期刊划为省级期刊和国家级期刊。省级期刊主管单位是省级单位。国家级期刊主管单位是国家部门或直属部门。如需要图纸等资料，联系QQ1961660126 MG100采煤机总成设计 系 、 部： 机械工程系 学生姓名： 指导教师： 职称 教授 专 业： 机械设计制造及其自动化班 级：

6、机本0701班 完成时间： 2011年5月 摘 要MG100-BW滚筒式采煤机是采用电机驱动、横向布置，用以开采较薄煤层的无链液压牵引采煤机，机面高度低，装机功率较大，具备截割硬煤、夹矸和爬坡的能力和过断层的能力。采煤机的类型很多，但多以双滚筒采煤机为主。双滚筒采煤机主要由截割部、牵引部、电气系统和辅助装置组成。采煤机各个部分协调工作，实现采煤机对煤矿开采的目的。MG100采煤机的调高系统运动模型为曲柄摇块机构。通过液压油缸的推或拉，实现摇臂成角度摆动。关键词：采煤机；总成设计；齿轮 ABSTRACTMG100-BW shearer drum drive motor is used, hori

7、zontal layout for the non-chain thin seam mining hydraulic shearer, machine height is low, a larger installed power, with the cutting of hard coal, and partings climbing ability and the ability to have faults. Many types of coal mining, but more than double drum shearer-based. Mainly by the double-d

8、rum shearer cutting unit, traction department, composed of electrical systems and auxiliary devices. Coordination of the various parts of Shearer to achieve the purpose of coal mining on the coal mining. MG100 shearer movement model system for the crank to increase the block body shaking. The hydrau

9、lic cylinder to push or pull, to achieve the angle into the swing arm.Key words:shearer；assembly design；gear目录1 MG100采煤机主要技术参数错误！未定义书签。1.1采煤机的组成和总体分布错误！未定义书签。1.1.1 采煤机的组成错误！未定义书签。1.1.2 采煤机总体布置错误！未定义书签。2 液压系统错误！未定义书签。2.1主油路系统错误！未定义书签。2.1.1主油路错误！未定义书签。2.1.2补油和热交换回路错误！未定义书签。2.2保护系统错误！未定义书签。2.2.1恒压控制和电动

10、机超载保护错误！未定义书签。2.2.2高压保护错误！未定义书签。2.2.3液压马达制动错误！未定义书签。2.3操作系统错误！未定义书签。2.3.1液压牵引系统开启错误！未定义书签。2.3.2摇臂调高系统液压操作和手动操作错误！未定义书签。3 采煤机传动系统错误！未定义书签。3.1牵引部传动系统错误！未定义书签。3.1.1牵引部液压马达选取错误！未定义书签。3.1.2牵引部传动比设计错误！未定义书签。4 液压传动部传动系统错误！未定义书签。4.1 液压传动部电动机选取错误！未定义书签。4.2 液压传动部辅助泵选取错误！未定义书签。4.3 液压传动部主泵选取错误！未定义书签。4.4 液压传动部传动

11、比错误！未定义书签。4.5 采煤机总传动简图错误！未定义书签。5 采煤机传动系统齿轮设计错误！未定义书签。5.1液压传动部齿轮设计错误！未定义书签。5.1.1液压传动部各轴的传递功率及扭矩计算错误！未定义书签。5.1.2按齿根弯曲疲劳强度设计液压传动部齿轮错误！未定义书签。5.1.3按齿面接触疲劳强度校核液压传动部齿轮错误！未定义书签。5.1.4校核液压传动部其他齿轮是否符合设计要求错误！未定义书签。5.2牵引部齿轮设计错误！未定义书签。5.2.1牵引部各轴的传递功率及扭矩计算错误！未定义书签。5.2.2按齿根弯曲疲劳强度设计牵引部齿轮错误！未定义书签。5.2.3按齿面接触疲劳强度校核牵引部齿

12、轮错误！未定义书签。5.2.4 牵引部行星轮机构设计错误！未定义书签。5.2.4.1牵引部行星轮机构传动比及模数设计错误！未定义书签。5.2.4.2按齿根弯曲疲劳强度设计行星轮齿轮错误！未定义书签。5.2.4.3按齿面接触疲劳强度校核行星轮齿轮错误！未定义书签。5.2.4.4按齿面接触疲劳强度校核行星轮齿轮错误！未定义书签。5.2.5 牵引部行走齿轮设计错误！未定义书签。5.2.5.1按齿轮接触疲劳强度设计错误！未定义书签。5.2.5.2按齿根弯曲疲劳强度校核齿轮错误！未定义书签。5.2.5.3大齿轮的强度校核错误！未定义书签。6 采煤机部分传动轴的设计及校核错误！未定义书签。6.1初步设计轴

13、的最小直径错误！未定义书签。6.2按弯扭合成应力校核轴的强度错误！未定义书签。7 采煤机箱体设计错误！未定义书签。7.1采煤机箱体力学模型错误！未定义书签。7.2采煤机壁厚计算错误！未定义书签。8 采煤机调高系统设计错误！未定义书签。8.1调高油缸的选择错误！未定义书签。8.2调高方案设计错误！未定义书签。参考文献错误！未定义书签。致谢错误！未定义书签。附录错误！未定义书签。Error! Not a valid bookmark self-reference.1 MG100采煤机主要技术参数MG100采煤机主要参数如表1所示:表1 MG100采煤机主要参数项目内容采煤范围m0.761.40装机

14、功率kw240截割功率kw1002牵引功率kw40滚筒直径mm；滚筒截深mm630；700；800牵引力kN150调速方式液压控制，无级调速工作面倾角 机面高度mm640滚筒转速r/min90.8牵引速度m/min05牵引方式摆线轮销轨式无链牵引整体机重t MG100-BW滚筒式采煤机是采用电机驱动、横向布置，用以开采较薄煤层的无链液压牵引采煤机，机面高度低，装机功率较大，具备截割硬煤、夹矸和爬坡的能力和过断层的能力。适用于煤层厚度0.761.40米，煤层工作面倾角，顶、底板不过于松软的普采或高档普采工作面，完成落煤和装煤作业。可在混有甲烷、煤尘、硫化氢、二氧化碳等不超过煤矿安全规程中所规定的

15、安全含量的矿井中使用。1.1采煤机的组成和总体分布1.1.1 采煤机的组成采煤机的类型很多，但多以双滚筒采煤机为主。双滚筒采煤机由以下几部分组成：1、 截割部截割部主要包括摇臂齿轮箱，机头齿轮箱、滚筒及附件。截割部主要承担落煤、碎煤和装煤工作2、 牵引部牵引部由牵引传动装置和牵引机构组成。牵引机构可分为无链牵引和有链牵引，此次MG100采煤机总成设计中的采煤机采取无链牵引。牵引部主要是控制采煤机沿工作面运行，同时达到过载保护的目的。3、 电气系统电气系统主要是给采煤机提供动力，并对采煤机进行过载保护及动作控制4辅助装置辅助装置主要包括挡煤板，底托架，喷雾冷却装置和调高装置等。采煤机各个部分协调

16、工作，实现采煤机对煤矿开采的目的。1.1.2 采煤机总体布置此次MG100采煤机总体布置方式如图1所示。图1 采煤机总体布置1-滚筒；2-摇臂；3-截割部；4-牵引部；5液压传动部；6-电气控制部采煤机总体结构如图2所示图2 采煤机总体结构1-左摇臂；2-主箱体；3-右摇臂；4-左导向滑靴1；5-左导向滑靴2；6-右导向滑靴1；7-右导向滑靴2；8-右旋滚筒；9-左弧形挡煤板；10-左弧形挡煤板；11-左旋滚筒；12-左行走箱；13-右行走箱；14-左调高油缸；15-右调高油缸2 液压系统MG100-WB型采煤机牵引液压系统包括主油路系统、保护系统和操作系统。液压系统如图3所示。图3 采煤机液

17、压系统2.1主油路系统主油路系统包括主油路、补油和热交换回路2.1.1 主油路由ZB125型斜轴式轴向柱塞泵（q=125ml/r）和两个并联的BM-ES630摆线液压马达（q=625ml/r）组成闭合回路。2.1.2补油和热交换回路系统的补油是由辅助泵3经粗过滤器4从油池中吸油，液压油经过精过滤器5、单向阀8或者单向阀9从主回路的低压侧进入主泵1，补偿系统的泄露和建立系统背压。辅助泵是齿轮泵，只能单向工作，不允许反转。若电动机因为接线有误而瞬时反转时，齿轮泵可经由单向阀7吸油，防止吸空。溢流阀6用来限制辅助泵的最大压力。系统的冷热油交换通过整流阀10、背压阀11和冷却器12实现。整流阀10是一

18、个三位五通的换向阀，由主油路高压侧压力油控制整流阀自动转换。若主油路a为高压侧，则整流阀向下动作；b油路低压热油一部分经整流阀10、背压阀11、冷却器12和单向阀13进入油池冷却，另一部分继续供给主液压泵。由于补偿单向阀8和9在结构位置上靠近主液压泵，故由辅助泵排除的冷油能及时经由补偿单向阀8或9供给主液压泵。整流阀10中位的2个节流孔的作用是产生一定的降压，使调速手把给速后，整流阀能够立即动作，防止换向阀冲击并保证冷热油交换的可靠进行。单向阀13的作用是为了在更换冷却器时使油池不向外泄露。2.2 保护系统保护系统包括恒压控制和电动机超载保护、高压保护和马达制动。2.2.1 恒压控制和电动机超

19、载保护恒压控制特性属性如图4所示。图中AB位牵引速度限制线，BC为牵引力限制线，由OACD所围成区域内的任一点均是该液压传动系统可以工作的工况点。若把速度调节为x，如图虚线所示，则在机器牵引过程中，由于外界负载的变化，系统的工作点将沿着虚线方向来回移动。当牵引阻力达到AC线以后，牵引速度沿CD方向下降。当牵引阻力降低后，牵引速度又恢复到原来的调定值。图4 恒压控制属性 整个控制过程是由换向阀16、换向阀19，变量油缸17和溢流阀18共同作用完成的。当采煤机负载正常时，换向阀19处于右阀位，液压油经由换向阀19和换向阀16进入变量油缸17，调动液压油缸弹簧，使主泵输出流量处于设定数值，此时机器的

20、牵引速度也处于设定数值。当采煤机超载工作时，主油路工作压力超出溢流阀18设定数值，溢流阀溢流，一部分液压油进入换向阀19，换向阀19换向到左阀位，另一部分液压油经节流阀流入油池，目的使保证换向阀19的稳定性。由于换向阀19处于左阀位，液压油缸左右油缸联通，液压油缸弹簧恢复平衡，主泵流量减小，机器的牵引速度减小。一旦采煤机负载恢复正常，主油路工作压力恢复正常，溢流阀18不溢流，换向阀19回到右阀位，液压油经换向阀19和换向阀16进入变量油缸，推动变量油缸中的弹簧朝主泵流量增加方向伸缩，主泵流量恢复设定数值，机器牵引速度恢复设定数值。采煤机在工作时，电动机大部分功率都消耗于截煤，当牵引速度选择过大

21、或者遇到夹矸时，截割功率增加，电动机将超载工作。若电动机长期超载工作，会引起电动机和机械零部件损坏。采用的恒压保护系统可使电动机工作在额定功率之下。当工作负载过大时，机器牵引速度减小，以减小电动机输出功率；当工作负载过小时，机器牵引速度增加，直到牵引速度恢复到设定值。2.2.2 高压保护采煤机工作时，经常遇到鳖卡现象，牵引阻力突然增加会使液压系统的工作压力急剧上升。由于恒压控制受分流阻尼的影响，牵引速度下降比较慢，因此系统压力会继续上升。因此，系统中设置了高压安全保护系统，以限制系统的最高压力。高压保护依靠安全阀20来实现。当系统压力达到一定数值时，安全阀20开启溢流，溢出的油液回到主回路低压

22、侧，系统压力不再上升，牵引速度很快下降，实现液压系统的超载保护。另外，一旦溢流阀18动作失灵，安全阀20可以起到二次保护的作用。2.2.3 液压马达制动当采煤机正常工作时，若因故停电，使主液压泵突然停止向液压马达供液，而液压马达仍在转动，必须有相应的制动装置使液压马达制动。系统中的液压制动器能实现液压马达制动。当突然因故停电，辅助泵停止供油时，液压制动器将在弹簧力的作用下实现液压马达的制动。2.3操作系统2.3.1 液压牵引系统开启当手把14处于中间位置时，换向阀处于中位，主液压泵和辅助泵不开启。当手把14左旋或者右旋时，换向阀16换向，主液压泵和辅助泵工作，液压系统开启。液压油经换向阀19右

23、阀位、换向阀16左或右阀位进入变量油缸，变量油缸对主液压泵流量起到调节作用。2.3.2 摇臂调高系统液压操作和手动操作液压系统开启后，按下调高阀22，液压油从辅助泵经调高阀22作用于换向阀23，换向阀23换向，调高油缸油路和辅助泵接通，调高油缸工作。当松开按键时，在液压锁的作用下，调高油缸锁定在该位置。安全阀25用来防止滚筒截割时掉高泵过载。安全阀27限制调高泵的工作压力。由于连接调高泵的2个换向阀串联，所以调高泵只能先后相继动作。手动作用于换向阀23，实现手动操作，将换向阀23打到左或右阀位时，调高油缸工作，当将换向阀打到中位时，调高油缸锁定。3采煤机传动系统3.1 牵引部传动系统 3.1.

24、1 牵引部液压马达选取当采煤机牵引速度为5m/min时，牵引部功率最大。为：由于传递过程中存在功率损失，故选取的液压马达功率应远大于12.5kw,偏于安全考虑，选取A2FE80型液压马达。A2FE80液压马达技术参数如表2所示。表2 A2FE80液压马达技术参数排量ml/r最高转速r/min额定压力MPa最高压力MPa理论扭矩Nm功率Kw旋转方向8033503540445156双向3.1.2 牵引部传动比设计液压马达的转速由其输入流量决定。根据MG100-BW的技术参数，MG100-BW采煤机牵引部的输入转速为486.5r/min，输出转速为5.7r/min，故MG100-BW采煤机牵引部理想

25、总传动比为：该传动比非常巨大，故需要采取行星轮减速机构。采用NWG行星轮减速机构，其传动比范围为1.13至13.7。NWG型心轮机构简图如图3.1所示图5 行星轮机构选取,传动比为5.54。一级行星轮减速机构显然不能满足要求，故采用两级行星轮减速机构，两级行星轮均采用NWG型，如图3.2所示。图6 二级行星轮机构选取, 选取,总传动比为30.69传动比分配取齿轮一齿数30，齿轮二齿数61，齿轮三齿数72，传动比：取行走轮一齿数6，行走轮而齿数7，传动比：误差在以内，符合设计要求。4液压传动部传动系统4.1 液压传动部电动机选取由于采煤机工作环境恶劣，工作环境的空气中常混有甲烷、煤尘、硫化氢等易

26、燃易爆物质，故须采用隔爆电机。根据采煤机MG100-BW技术参数，采煤机电机选用电动机YBRB-40。电动机YBRB-40的技术参数如表3所示表3 YBRB-40电机的技术参数额定功率kw转速r/min效率%电压V40145092.33804.2 液压传动部辅助泵选取辅助泵选用CBK1016型齿轮泵。CBK1016型齿轮泵技术参数如表4所示表4 CBK1016C齿轮泵技术参数公称排量ml/L额定压力MPa最高压力Mpa额定转速r/min16163020004.3 液压传动部主泵选取主泵选用ZB55型斜轴式轴向柱塞泵。ZB55型斜轴式轴向柱塞泵技术参数如表5所示表5 ZB55型斜轴式轴向柱塞泵技

27、术参数公称排量ml/L额定压力MPa最高压力MPa额定转速r/min55253222004.4 液压传动部传动比液压传动部的输入转速为1450r/min，辅助泵输出转速为1342.4r/min，主泵输出转速为1647.7r/min电机和辅助泵间的理想传动比为：辅助泵和主泵间的理想传动比为：选取齿轮1齿数为25，齿轮2齿数为33，齿轮3齿数为27选取齿轮4齿数为33，齿轮5齿数为23，齿轮6齿数为22误差在以内，符合设计要求。液压传动部传动简图如图8所示图8 液压传动部传动简图4.5 采煤机总传动简图采煤机总传动简图如图9所示图9 采煤机总传动图5采煤机传动系统齿轮设计5.1 液压传动部齿轮设计

28、液压传动部传动简图10如图所示图10 液压传动部传动简图5.1.1 液压传动部各轴的传递功率及扭矩计算齿轮和齿轮间采用稀油润滑，传递效率取0.98。轴承的传递效率取0.98。轴1的功率轴1的扭矩轴2的功率轴2上的齿轮为惰轮，故不传度扭矩轴3的功率轴3的扭矩轴4的功率轴4上的齿轮为惰轮，故不传度扭矩轴5的功率轴5的扭矩轴6的功率轴6的扭矩液压传动部各轴传动功率及扭矩如表6所示表6 各轴传动功率及扭矩轴号传递扭矩KW传递功率Nmm140 239.200337.65 436.160534.73 634.03 5.1.2 按齿根弯曲疲劳强度设计液压传动部齿轮齿轮选用20CrMnNi材料，按7级精度计算

29、。该材料齿轮为硬齿面齿轮，故按照齿根弯曲疲劳强度进行设计确定公式内的各计算数值查得齿轮的弯曲疲劳强度为；弯曲疲劳系数查询齿轮工作循环管应力次数N计算，齿轮的工作寿命按工作15年，每年300天设计。齿轮1至齿轮6弯曲疲劳寿命系数均取计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.5试选载荷系数查齿形系数和应力校正系数2.62 计算大小齿轮的，并加以比较，取其中的较大值。计算小齿轮模数取计算尺宽和齿宽高比，按结构要求，取B=60mm计算圆周速度根据，6级精度，查图10-8得到动载系数直齿轮查得使用系数由，。按实际载荷系数校正齿轮模数小齿轮选用推荐模数m=4。5.1.3 按齿面接触疲劳强度校核液压传动

30、部齿轮确定公式内的各计算数值计算载荷系数K查得材料弹性影响系数查得接触疲劳系数查得齿轮疲劳强度计算接触疲劳需用应力 取安全系数S=1计算设计符合要求。5.1.4 校核液压传动部其他齿轮是否符合设计要求液压传动部其它齿轮齿根弯曲强度校核确定公式内的各计算数值 2.57 2.69 1.575 由于齿轮的圆周速度相同，故均取K=2.0469.11MPa80.00 MPaMPa91.48 MPa235.53 MPa齿根弯曲强度符合要求。其它齿轮的齿面接触强度校核。确定公式内的各计算数值由于各齿轮的圆周速度均相同为，故取K=2.06设计符合要求。各齿轮的几何尺寸液压传动部齿轮几何参数如表7所示表7 各齿

31、轮几何参数齿轮1齿轮2齿轮3齿轮4齿轮5齿轮6模数（mm）444444压力角（°）202020202020分度圆直径（mm）1001321081329288齿轮宽度（mm）605560556040齿轮1和齿轮2的中心距齿轮2和齿轮3的中心距齿轮3和齿轮4的中心距齿轮4和齿轮5的中心距齿轮5和齿轮6的中心距5.2 牵引部齿轮设计牵引部传动简图如图11所示图11 牵引部传动简图5.2.1 牵引部各轴的传递功率及扭矩计算齿轮和齿轮间采用稀油润滑，传递效率取0.98。轴承的传递效率取0.98。轴7的功率轴7的扭矩轴8的功率轴8上的齿轮为惰轮，故不传度扭矩轴9的功率轴9的扭矩轴10的功率轴10

32、的扭矩 轴11的功率轴11的扭矩轴13的功率轴13的扭矩 轴14的功率轴14的扭矩轴16的功率轴16的扭矩轴17的功率轴17的扭矩牵引部各轴传动功率及扭矩如表8所示表8 各轴传动功率及扭矩轴号传递扭矩KW传递功率Nmm717.5 817.150916.47 1016.47 1115.82 1315.82 1415.19 1614.89 1714.30 5.2.2 按齿根弯曲疲劳强度设计牵引部齿轮齿轮选用20CrMnNi材料，按7级精度计算。该材料齿轮为硬齿面齿轮，故按照齿根弯曲疲劳强度进行设计确定公式内的各计算数值查得齿轮的弯曲疲劳强度为；弯曲疲劳系数查询齿轮工作循环管应力次数N计算，齿轮的工

33、作寿命按工作15年，每年300天设计。齿轮7至齿轮9弯曲疲劳寿命系数均取计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.5试选载荷系数查齿形系数和应力校正系数2.52 计算大小齿轮的，并加以比较，取其中的较大值。计算小齿轮模数取计算尺宽和齿宽高比，根据结构取B=60mm计算圆周速度根据，7级精度，查得到动载系数直齿轮查得使用系数由，。按实际载荷系数校正齿轮模数小齿轮选用推荐模数m=4。按齿面接触疲劳强度校核齿轮确定公式内的各计算数值计算载荷系数K查得材料弹性影响系数查询接触疲劳系数查得齿轮疲劳强度计算接触疲劳需用应力取安全系数S=1计算设计符合要求。校核其它齿轮是否符合设计要求其它齿轮齿根弯曲强

34、度校核确定公式内的各计算数值 2.24 由于齿轮的圆周速度接近，故均取K=1.9743.79MPa35.38 MPa齿根弯曲强度符合要求。5.2.3 按齿面接触疲劳强度校核牵引部齿轮确定公式内的各计算数值由于各齿轮的圆周速度均接近为，故取K=2.1接触疲劳强度均小于，设计符合要求。各齿轮的几何尺寸牵引部齿轮1齿轮2齿轮3几何参数如表9所示表9 齿轮几何参数齿轮7齿轮8齿轮9模数（mm）444压力角（°）202020分度圆直径（mm）120244288齿轮宽度（mm）959085齿轮7和齿轮8的中心距齿轮8和齿轮9的中心距 5.2.4 牵引部行星轮机构设计5.2.4.1 牵引部行星轮机

35、构传动比及模数设计采用两级NWG行星轮机构，机构简图如图12所示图12 行星轮结构简图设高速级和低速级的外啮合材料和齿面硬度相同。取两级行星轮的传动比相同，故。取查表得到：按接触疲劳强度初算齿轮A1至齿轮C1的中心距和模数输入转矩设载荷不均匀系数=1.15太阳轮传递的扭矩齿数比，太阳轮和行星轮的材料用20CrMnTi，吃面硬度为6062HRC（太阳轮）和5658HRC（行星轮）取齿宽系数齿面强度计算公式计算中心距模数取模数m=6齿轮10和齿轮11未变位时的中心距a=预取啮合角=30齿轮10和11的中心距变动系数y=中心距a=a+ym=109.85mm取实际中心距a=110mm计算齿轮10和11

36、实际中心距变动系数和啮合角y=0.33=计算变为系数取由于齿轮11和齿轮12的齿数均超过17，故齿轮12的变为系数由于齿轮13、齿轮14和齿轮15的构成的行星轮机构和齿轮10、齿轮11齿和轮12构成的行星轮机构相同，故他们的几何参数也一样。5.2.4.2 按齿根弯曲疲劳强度设计行星轮齿轮齿轮选用20CrMnNi材料，按7级精度计算。该材料齿轮为硬齿面齿轮，故按照齿根弯曲疲劳强度进行设计确定公式内的各计算数值查得齿轮的弯曲疲劳强度为；弯曲疲劳系数查询齿轮工作循环管应力次数N计算，齿轮的工作寿命按工作15年，每年300天设计。齿轮10至齿轮11弯曲疲劳寿命系数均取计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全

37、系数S=1.5试选载荷系数查齿形系数和应力校正系数3.20 计算大小齿轮的，并加以比较，取其中的较大值。计算小齿轮模数计算尺宽和齿宽高比，取B=78mm计算圆周速度根据，6级精度，查图10-8得到动载系数直齿轮查表10-2使用系数由，。按实际载荷系数校正齿轮模数小齿轮选用推荐模数m=6。，取B=84mm5.2.4.3 按齿面接触疲劳强度校核行星轮齿轮确定公式内的各计算数值计算载荷系数K由表10-6查得材料弹性影响系数查询接触疲劳系数查图10-21齿轮疲劳强度计算接触疲劳需用应力取安全系数S=1计算设计符合要求。校核其它齿轮是否符合设计要求其它齿轮齿根弯曲强度校核确定公式内的各计算数值2.72

38、1.57 依此取K=2.26202.73 MPa354.45MPa齿根弯曲强度符合要求。5.2.4.4 按齿面接触疲劳强度校核行星轮齿轮确定公式内的各计算数值由于各齿轮的圆周速度均接近为，故取K=2.3接触疲劳强度均小于，设计符合要求。各齿轮的几何尺寸行星轮机构中齿轮10齿轮11齿轮12的几何参数如表10所示：表10 齿轮几何参数齿轮10齿轮11齿轮12模数（mm）666压力角（°）202020分度圆直径（mm）78132354齿轮宽度（mm）847872齿轮10和齿轮11的中心距齿轮11和齿轮12的中心距5.2.5 牵引部行走齿轮设计5.2.5.1 按齿轮接触疲劳强度设计齿轮选用Z

39、G35CrMnSi材料，按7级精度计算。该材料齿轮为软齿面齿轮，故按照齿面接触疲劳强度进行设计设计公式试选载荷系数取齿宽系数查材料的弹性影响系数大小齿轮的接触疲劳强度均为计算应力循环次数由此取接触疲劳寿命系数n计算疲劳需用应力取安全系数S=1计算计算圆周速度计算齿宽和齿高之比计算载荷系数根据，7级精度，查得动载荷系数直齿轮查使用系数由查得故载荷系数K=计算齿轮的实际模数取齿轮的模数为725.2.5.2 按齿根弯曲疲劳强度校核齿轮查得齿轮的弯曲疲劳强度极限查取弯曲疲劳寿命系数取弯曲疲劳安全系数S=1.5确定公式内的各计算数值 依此取K=1.7527.4MPa齿根弯曲强度符合要求。5.2.5.3

40、大齿轮的强度校核大齿轮的齿面接触强度校核。确定公式内的各计算数值由于各齿轮的圆周速度为，故取K=2.55d=504mm设计符合要求。大齿轮齿根弯曲疲劳强度校核其它齿轮齿根弯曲强度校核确定公式内的各计算数值 依此取K=1.7522.5MPa齿根弯曲强度符合要求。6采煤机部分传动轴的设计及校核6.1 初步设计轴的最小直径轴1设计选择轴的材料：选用45CrNi，调制处理初步估算轴一的最小直径，取，则mm轴2设计选择轴的材料：选用选用45CrNi，调制处理初步估算轴一的最小直径，取，则轴5设计选择轴的材料：选用选用45CrNi，调制处理初步估算轴一的最小直径，取，则6.2 按弯扭合成应力校核轴的强度轴

41、1轴3轴5的具体结构详见图纸轴1的弯矩图和扭矩图：图13 轴的弯扭图 表11 轴的受力载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩扭矩T轴一按弯矩合成应力校核轴的强度由于脉动循环变应力取轴三的弯矩图和扭矩图 图14 轴三的弯扭图表12 轴三的受力载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩扭矩T轴一按弯矩合成应力校核轴的强度由于脉动循环变应力取轴五的弯矩图和扭矩图 图15 轴五的弯扭图表13 轴五的受力载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩扭矩T轴一按弯矩合成应力校核轴的强度由于脉动循环变应力取故轴一、三、五均符合设计要求。7采煤机箱体设计7.1 采煤机箱体力学模型采煤机箱体力学受力模型如下，如图7

42、.1所示图16 采煤机箱体的弯扭图7.2 采煤机壁厚计算当采煤机的两臂平展时，采煤机所受的弯矩最大采煤机牵引速度为05m/min，单个摇臂的截割功率为100kw取采煤机的平均牵引速度为2.5m/min 求得截割阻力求得最大弯矩为采煤机机箱中心处根据结构=432mm，1150mm取=342mm，1060mm2，符合设计要求。箱体最危险截面处的上下壁以及左右壁壁厚均为45mm，符合设计要求。箱体危险截面处，截面图17所示。图17 箱体的危险截面8采煤机调高系统设计8.1 调高油缸的选择调高油缸所承受的安全压力为15MPa,一旦油缸所承受的压力超过15MPa,安全阀溢流，系统压力自动下降。故选择的液压缸工作压力须大于15MPa。选用液压油缸DG-J50CE2。DG型车辆用双作用单活塞杆，双耳环安装。主要技术参数如表14所示。表14 液压油缸的技术参数缸径mm活塞杆直径mm活塞面积工作压力16MPa最大行程mm大面积小面积推力kN拉力kN502819.6313.4831.4221.571500液压缸不工作时，安装尺寸的长度为276mm，工作满行程时，安装尺寸长度为1776mm。推力拉力符合选择要求。8.2 调高方案设计调高系统的主要部分为摇臂和液