层使用的无链电牵引采煤机，主要设计内容为电牵引采煤机的牵引部结构设计，牵引速度为，电动机采用横向布置，通过二级直齿与二级行星减速器完成变速。大体内容首先是不同方案的对比分析与确定，其次是各部结构尺寸的设计计算，最后对齿轮及相应的传动轴进行了强度校核，设计计算结果满足设计要求。关键词采煤机电牵引牵引部第章绪论.采煤机简介采煤机是个集机械电气和液压为体的大型复杂系统,工作环境恶劣,如果出现故障将会导致整个采煤工作的中断,造成巨大的经济损失.随着煤炭工业的发展,采煤机的功能越来越多,其自身的结构组成愈加复杂,因而发生故障的原因也随之复杂。采煤机是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之。机械化采煤可以减轻体力劳动提高安全性，达到高产量高效率低消耗的目的。采煤机分锯削式刨削式钻削式和铣削式四种。采煤机总体技术的发展过程经历了牵引方式从液压牵引到电牵引驱动方式从单电机到多电机总体结构从纵向布置到横向布置。采煤机的电控技术也随之逐步发展，从引进仿制到自行设计，从分立元件组成到集成化和微机控制，逐步走向成熟，赶超国际同行先进水平。以前，薄煤层采煤机可选机型少，可靠性差，功率低，单产低，使我国薄煤层产量逐年减少，弃采严重，资源浪费大，薄煤层采煤机的机身应当矮些，要有足够的功率，通常功率不应低于，机身尽量短，以适应煤层的波状起伏结构简单可靠，便于维护和安装。从年代开始，薄煤层采煤机从无到有得到稳定发展。随着薄煤层采煤机的推广应用，适用工作范围扩大，也暴露了许多缺陷和不足，限制了使用效果。根据薄煤层开采的迫切需要，开发适合国情的新代大功率薄煤层采煤机是非常必要的。由型液压采煤机演变的采煤机，基本实现了大功率薄煤层采煤机这目标。目前，哈尔滨煤矿机械研究所已经研制了五种机型的薄煤层采煤机，都已投入工作中。以几种有代表性的机型型薄煤层采煤机，型薄煤层采煤机和最新型的型薄煤层采煤机。对于薄煤层，仍存在由于设备的不成熟和技术的不合理等问题，很难满足高产高效和可持续发展的要求。我国从世纪年代中期开始引进采煤机，大体分为以下两个阶段年代为第阶段，以单机引进为主，九十年代以来为第二阶段，以配套引进为主。波兰中国合作，成功研制了总装机功率的型薄煤层交流电牵引采煤机的基础上，陆续开发了用于薄煤层的型。英国在年代中期研制第台直流电牵引采煤机，在美国使用成功后，又研制出和薄煤层电牵引采煤机。搞清连续采煤机截割关键技术，为建立其工作机构设计理论和方法，研发适合我国煤层地质条件的国产采煤机，及建设高产高效的现代化矿井和发展国民经济具有重要意义。.国内外采煤机发展及使用状况在国内，我国的滚筒式采煤机从年代开始自行研制，年代初研制成功第台用于普采工作面的型液压牵引采煤机，到年代我们已经有了型大功率交流电牵引采煤机,整个技术水平得到了较大发展。总的看来,滚筒式采煤机总体技术的发展过程经历了牵引方式从液压牵引到电牵引驱动方式从单电机到多电机总体结构从纵向布置到横向布置。采煤机的电控技术也随之逐步发展，从引进仿制到自行设计，从分立元件组成到集成化和微机控制，逐步走向成熟，赶超国际同行先进水平。从上世纪八十年代开始，我国进入了采煤机发展的兴旺时期，在广泛吸取国外先进技术的同时，不断实践创新，锐意进取，重视采煤机成系列的开发，不断扩大使用范围，同时推广使用无链牵引，使采煤机工作更平稳，使用更安全。电牵引技术逐步成熟，多电机驱动横向布置的总体结构成为电牵引采煤机发展的主流。世纪年代，国产电牵引采煤机虽然发展很快，但在性能和可靠上与世界先进国家相比还存在较大的差距。近年开发的系列电牵引采煤机在国内已推广使用并取得了明显的经济效益。与目前国外的电牵引采煤机相比，国内电牵引采煤机在总体参数性能加工制造和材质性能等尚有不足。随着科技的进步，开发高产高效矿井综合配套设备已成为我国煤炭科技发展的主流大功率，大截深电牵引采煤机被广泛的开发和使用，些世界前沿的先进技术也被用到了采煤机的开发应用中，如变频调速技术，远程监控，无线遥控等等，为更好的服务我国煤矿事业奠定了坚实的基础。在国外，世纪年代初期，英国前苏联和德国相继生产了用于长壁采煤的链式采煤机和刨煤机，实现了工作面落煤装煤的机械化。至年代初期，英国和德国相继生产出滚筒采煤机。年代是世界综采技术的成熟时期，英国德国出现了单摇臂滚筒式采煤机，解决了采高调整问题，扩大了采煤机的适用范围。年又制成了双摇臂滚筒采煤机，解决了工作面自开切口问题。进入年代，综采机械化得到了进步发展和提高，相继出现功率达的无链牵引采煤机。年代，德国美国英国都开发成功各种交直流电牵引采煤机，同时把计算机控制系统用在采煤机上。年代，随着现代科学技术的发展，开发出集电力电子微电子信息管理及计算机智能技术与体的大功率电牵引采煤机。如美国的公司的系列，英国的公司的系列，德国的公司的系列系列，日本三井三池制作的系列等电牵引采煤机。.采煤机牵引部概述采煤机牵引部主要由箱体原动机输出轴减速器等部分组成。采煤机的牵引部承担牵引和行走任务，是采煤机的主要部件之。个完善的工作机构应满足以下要求结构简单，工作可靠，拆装维修方便。能降低能耗，提高块煤率，减少煤尘。能牵引行走。载荷均匀分布，机械效率高。能适应不同的煤层和有关地质条件。.设计目的和意义我国经济发展对煤炭的需求量逐年增加，良好的采煤设备对于提高煤炭的生产率起到非常关键的作用。目前，煤矿生产的安全性要求日益受到国家安全生产管理局的重视。因此，大力发展“综采设备”是当前和今后的主流。设计和生产经济合理的滚筒采煤机不但保证煤炭生产率，而且保证安全生产的重要方面。牵引部传动箱内部的损坏主要取决于行星齿轮和直齿齿轮传动比分配是否合理。另有对于牵引部的行走速度行走稳定性都由传动比的分配是否合理所影响。对于牵引部来说有很多方面的问题有待于提高完善。我国中厚煤层正向大功率综合机械化，智能化采煤的方向发展。由于采煤机愈来愈大，采煤机本身的稳定性就应该受到更深入的关注。而影响机身的稳定性，其中条就是行走的稳定性。所以本设计着重考虑了牵引部传动箱的结构设计的合理性，本设计可用在硬煤质中厚煤层的双高综合机械化工作面。可在有瓦斯气体或煤尘爆炸危险矿井中使用。整体为多部电机横向布置。第章机械系统传动总设计.采煤机设计参数机面高度牵引力牵引速度.采煤机牵引部总体方案确定设计目标在满足最大牵引力大于牵引速度机面高度无链牵引方式条件下进行采煤机牵引部结构设计，在结构上要求能够实现电牵引，且能与输送机配套。为了确保本次设计满足采煤机的设计要求，经多方考察，确定本采煤机牵引部的设计方向采煤机的部分功率是通过牵引部减速器传递的。牵引部工作条件恶劣，外形尺寸受到严格限制，可靠性要求很高。牵引部的总传动比般在左右，减速级数为级为了保证牵引部有适当的长度，牵引部中可装有若干个惰轮。在满足上述各项要求的同时，务使结构简单，操纵方便，尽可能贯彻标准化通用化。根据以上的指导思想，设计方案机构简图如下方案电动机齿轮单行星减速器图牵引部传动机构简图由电动机经齿轮传动系至单行星减速器，最后到达行走部。方案二电动机齿轮双行星减速器图牵引部传动机构简图由电动机经齿轮传动系至双行星减速器，最后到达行走部。方案的传动机构经过四级传动速比分配较均匀，但结构有点复杂在检修与拆装时会有不便，在生产采煤机时相应箱体的设计会有定困难，且这种结构会导致传动箱体积过大，在实际生产中会有很多麻烦。方案是两级齿轮传动与双行星减速器共四级减速既可以达到预定的速比结构又简单，同时行星机构体积小结构紧凑承载能力大传动效率高运动平稳抗冲击和振动的能力较强且可以减少传动级数。综合结构特性以及经济效益考虑，因此方案为此次设计的最终选用方案。.牵引部电动机的选用.电动机的选择按设计要求及工作条件选用系列三相异步电动机，卧式封闭结构，且左右截割部各台电动机。根据已知条件由计算可知工作机所需有效功率由手册查得闭式圆柱齿轮传动效率对滚动轴承效率行星机构的效率则各轴之间的传动效率计算如下同样双行星机构传动效率由此可得牵引部总效率工作机所需电动机功率由以上计算初选型号为型矿用隔爆三相异步电动机，有关技术参数列于下表表电机型号功率转速电流牵引部传动比分配本设计方案的驱动方式采用无链电牵引，初步确定行走轮直径，令牵引速度约为，则输出轴转速所以本设计结构采用二级直齿传动和二级行星传动按传动方案传动箱需要两级齿轮减速和两级行星齿轮减速，且受机身高度限制，每级传动比般为行星齿轮可达。为有效利用空传动比从高速向低速递减，故初步估算，双行星机构传动比为，输出轮传动比预设为.。由所以传动系统各级传动比分别为当牵引速度变小牵引部的总传动比减小，传动箱的传动比也减小。.传动系统的运动和动力参数计算传动系统各轴的转速功率和转矩计算如下Ⅰ轴电动机轴Ⅱ轴第级减速轴Ⅲ轴双行星机构高速级太阳轮花键轴Ⅳ轴双行星机构低速级太阳轮花键轴将上述结果汇总见下表表轴号Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴Ⅳ轴转速功率转矩•第章牵引部系统各轴组件设计.齿轮设计高速级直齿圆柱齿轮的设计计算.选择齿轮材料小齿轮,渗碳淬火，硬度表，心大齿轮,渗碳淬火，硬度表，心由图和按级质量要求取值，得接触疲劳极限，弯曲疲劳极限.初步确定主要参数按接触强度初步确定中心距由公式式中系数。由表选，选载荷系数.理论传动比。.齿宽系数。由表取经圆整后取。所以取按接触强度确定许用接触应力由表中公式式中接触强度最小安全系数。由表取.计算齿轮的接触极限应力式中润滑剂系数，速度系数，粗糙度系数。由表取工作硬化系数。由图取接触强度计算的尺寸系数。尺寸系数是考虑尺寸增大使材料强度降低的尺寸效应因素的系数。由表取。故初步确定模数齿数齿宽变位系数分度圆直径等几何参数模数由表中公式按工作要求取齿数和圆整后取实际传动比传动比误差在误差范围内分度圆直径和齿宽和变位系数取齿形角故所以采用高变位，由图取．按齿面接触强度设计公度圆上名义切向力使用系数由表原动机为电动机，均匀稳定，工作机为齿轮，传动时有中等冲击。因此取动载系数由表查得精度等级为级，由图查得动载系数齿向载荷分布系数由表装配时非对称支承的齿轮精度等级为级则齿间载荷分配系数由表得，弹性系数由表，取重合度系数由公式计算重合度得由表取重合度系数寿命系数应力循环系数由表公式计算润滑油膜影响系数由表，取齿面工作硬化系数由图，取尺寸系数尺寸系数是考虑因尺寸增大使材料强度降低的尺寸效应因素的系数，由表，取安全系数均超过当初选定的最小安全系数.，故齿面接触强度核算通过。.按轮齿弯曲强度校核齿向载荷分布系数齿向载荷分配系数齿形系数由于当量齿数由图，取应力修正系数由图，取重合度系数故计算齿根应力因由表中方法二式中

（图纸） 大齿轮A2.dwg

（图纸） 二轴组件.dwg

（图纸） 行星组件.dwg

（论文） 正文.doc

（图纸） 左牵引部.dwg