黑龙卜科技槌

黑龙卜科技槌 布科毕业彼卅可行桃论征携告 设计题目 S150型掘进机截割部减速器结构设计 院系名称 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机设09-1班 姓 名 张晓晨 学 号 13 指导教师 赵存友 近年，在我国煤矿中，薄煤层回采巷道需要开掘围岩，中厚煤层回采巷道随着单 工作面产量的迅速提高，也需通过开掘围岩来加大巷道断面，以保证设备运输等方面的 要求，因此，重型掘进机的研究成为国家重点攻关项目。 而掘进机中截割部减速器的作用是将电动机的运动和动力传递到截割头。由于截割 头工作时承受较大的冲击载荷，因此要求减速器有高的可靠性和较强的过载能力；其箱 体作为悬臂的一部分，应有较大的刚性，连接螺栓应有可靠的防松装置；减速器最好能 实现变速，以适应煤岩硬度的变化，增强机器的适应能力。根据不同掘进机种类选择正 确适当的传动方式是很关键的。 减速器的类型很多，不同类型的减速器有不同的特点，选择减速器类型时，应该根 据各类减速器的特点进行选择。常用减速器有 1. 单级圆柱齿轮减速器轮齿可做成直尺、斜齿或人字齿。直齿用于速度较低或负 荷较轻的传动；斜齿或人字齿用于速度较高或负荷较重的传动。箱体通常用铸铁做成， 有时也采用焊接结构或铸钢件。轴承通常采用滚动轴承，只在重型或特高速时，才采用 滑动轴承 2. 两级圆柱齿轮减速器展开式结构简单，但齿轮相对轴承的位置不对称，因此， 轴应设计得具有较大的刚度。高速级齿轮布置在远离转矩的输入端，这样轴在转矩作用 下产生的扭转变形，将能减弱轴在弯矩作用下产生弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不 均匀的现象，适用于载荷比较平稳的场合。高速级可做成斜齿，低速级可做成直齿或斜 齿。而同轴式减速器长度较短，两对齿轮浸入油中深度大致相等，但减速器的轴向尺寸 及重量较大；高速级齿轮的承载能力难以充分利用；中间轴较长，刚性差，沿齿宽分布 不均匀；仅能有一个输入和输出轴端，限制了传动布置的灵活性。 3. 单级锥齿轮减速器用于输入轴和输出轴两轴线垂直相交的传动，可做成卧式或 立式。由于锥齿轮制造较复杂，仅在传动布置需要时才采用。 4. 圆锥-圆柱齿轮减速器特点用单级锥齿轮减速器。锥齿轮应布置在高速级，以使 锥齿轮的尺寸不致过大，否则加工困难。锥齿轮可做成直齿、斜齿或曲线齿，圆柱齿轮 可做成直齿或斜齿。 5. 蜗杆减速器分为蜗杆下置式和蜗杆上置式。下置式啮合处的冷却和润滑都较好, 同时蜗杆轴承的润滑也较方便。但当蜗杆圆周速度太大时，油的搅动损失较大。而上置 式装拆方便，蜗杆的圆周速度允许高一些，但蜗杆轴承的润滑不太方便，需采取特殊的 结构措施。 根据以上几种常用的减速器，为S150型掘进机截割部减速器设计以下三种方案 方案一圆锥一圆柱齿轮传动 运动简图如下 圆锥齿轮可以改变力矩的方向即可以把横向运动转为竖直运动。径向尺寸小，结 构紧凑，重量轻，节约材料，主要用于传递运动，常用于航空。但减速器轴向尺寸及重 量较大；高级齿轮的承载能力不能充分利用。 在制造方面，圆锥齿轮主要通过铳、刨的加工方式加工，其中铳有铳床铳齿、铁齿 机铳齿；刨主要有伞齿刨。另外还有螺旋伞齿铳、伞齿磨床等。而圆柱齿轮最简单高效 的加工方法是用滚刀在滚齿机上加工。此外，还有插齿、刨齿等工艺方法。高精度齿轮 需要采用剃齿或磨齿工艺。 方案二二级圆柱齿轮传动 运动简图如下 圆柱齿轮则只能在一个空间内转换运动。 优点（1）、电动机与减速器是通过皮带进行传动的，在同样的张紧力下，三角皮 带较平带传动能产生更大的摩擦力，而且三角皮带允许的中心中距较平带大，传动平稳, 结构简单，使用维护方便，价格低廉。故在第一级（高速级）采用三角皮带传动较为合 理，这样还可以减轻电动机因过载产生的热量，以免烧坏电机，当严重超载或有卡死现 象时，皮带打滑，可以起保护电机的作用。 （2）、斜齿圆柱齿轮较直齿圆柱齿轮传动平稳，承载能力大、噪音小，能减轻振动 和冲击，若设计时旋向选择合理，可减轻轴的负荷，延长使用寿命，故此减速器的两对 齿轮均米用斜齿圆柱齿轮传动。 （3）、高速级齿轮布置在远离扭矩输入端，这样可以减小轴在扭矩作用下产生的扭 转变形，以及弯曲变形引起的载荷沿齿宽分布不均匀的现象。 （4）、采用斜齿圆柱齿轮传动，斜齿圆柱齿轮较直齿圆柱齿轮传动平稳，承载能力 大、噪音小，能减轻振动和冲击，若设计时旋向选择合理，可减轻轴的负荷，延长使用 寿命，故此减速器的两对齿轮均采用斜齿圆柱齿轮传动。 缺点（1）、皮带传动稳定性不够好，不能保证精确的传动比，外廓尺寸较大。 （2）、齿轮相对轴和轴承不能对称分布，因而对轴的要求更高，给制造带来一定麻 烦。 方案三二级行星齿轮传动 运动简图如下 行星齿轮传动与普通齿轮传动相比，当它们的零件材料和机械性能、制造精度、工 作条件等均相同时，前者具有一系列突出的优点，因此它常被用作减速器、增速器、差 速器和换向机构以及其他特殊用途。行星齿轮传动的主要特点如下 1. 体积小、重量轻、结构紧凑，传递功率大、承载能力高。 由于行星齿轮传动具有功率分流和各中心轮构成共轴线式的传动以及合理地应用 内啮合齿轮副，因此可使其结构非常紧凑。再由于在中心轮的周围均匀地分布着数个行 星轮来共同分担载荷，从而使得每个齿轮所承受的负荷较小，并允许这些齿轮采用较小 的模数。此外，在结构上充分利用了内啮合承载能力大和内齿圈本身的可容体积，从而 有利于缩小其外廓尺寸，使其体积小，质量小，结构非常紧凑，且承载能力大。一般， 行星齿轮传动的外廓尺寸和质量约为普通齿轮传动的0.2-0.5 （即在承受相同的载荷条件 下）。 2. 传动比大，可以实现运动的合成与分解 只要适当选择行星传动的类型及配齿方案，便可利用少数几个齿轮而得到很大的传 动比。在不作为动力传动而主要用以传递运动的行星机构中，其传动比可达到几千。应 该指出，行星齿轮传动在其传动比很大时，仍然可以保持结构紧凑、质量小、体积小等 许多优点。此外，行星齿轮传动由于它的三个基本构件都可以转动，故可实现运动的合 成与分解，以及有级和无级变速传动等复杂的运动。 3. 传动效率高 由于行星齿轮传动采用了对称的分流传动结构，即它具有数个均匀分布的行星齿 轮，使作用于中心轮和转臂轴承中的反作用力相互平衡，有利于提高传动效率。在传动 类型选择恰当、结构布置合理的情况下，其效率可达0.97-0.99。 4. 运动平稳。抗冲击和振动的能力较强。 由于采用数个相同的行星轮，均匀分布于中心轮周围，从而可使行星轮与转臂的惯 性力相互平衡。同时，也使参与啮合的齿数增多，故行星齿轮传动的运动平稳，抗冲击 和振动的能力较强，工作较可靠。 总之，行星齿轮传动具有质量小、体积小、传动比大及效率高（类型选用得当）等 优点，它几乎可适用于一切功率和转速范围。 在具备这些优点的同时，行星齿轮传动也存在一些缺点，如结构形式比定轴齿轮传 动复杂；对制造质量要求较高；由于体积小、散热面积小导致油温升高，故要求严格的 润滑与冷却装置等。 S150型