设计简介
摘 要
采煤机是煤矿综采工作中的关键机械设备之一，大功率、高强度、高可靠性是现代采煤机发展方向。
本论文完成了采煤机摇臂的设计，对摇臂中的传动部件都做了具体分析计算，重点对轴承的寿命进行了估算。包括摇臂减速器的布局设计及三维建模。文中主要介绍了目前国内外采煤机的研究现状及未来发展趋势，同时介绍了采煤机的类型、工作原理和主要组成，还介绍了采煤机摇臂的具体结构。
在设计过程中，主要对减速器传动方案的确定和相关组件的计算和设计，重点完成了采煤机摇臂高速区轴承振动特性与故障分析。首先，完成了对摇臂减速器的传动比分配，转速及传递功率的计算，其次，完成了采煤机摇臂壳体内一轴、二轴、三轴、四轴、五轴和各轴传动齿轮的设计及校核，简单介绍了行星轮系的装配关系确定和强度校核。再次，重点对摇臂高速区轴承的振动特性进行详细分析。最后，对采煤机摇臂进行了三维建模，仿真。
关键词：采煤机；摇臂；轴
ABSTRACT
The MG160/390-WD shearer is a medium-low power electric haulage shearers mining medium-thick seam, for coal seam thickness of 1.5~2.92m, mining height 1.3~3.0m,coal bed pitch less than 35°, it can be used for hard coal mining.
This paper completed the design of shearer rocker arm, including the layout and three-dimensional modeling of speed reducer, it described the current status of domestic and international coal mining research and future development trends, the type of shearer, working principles and main components，it also introduced the specific structure of shearer rocker.
In the design process, completed the calculation and design of the reducer drive scheme and related components. First, completed the rocker reducer transmission ratio , speed and transfer power distribution calculation. Secondly, the completion of the design and check of five shafts and the shaft driving gears inside the rocker arm shell,simply introduced the assembly relationships and intensity checking of the planetary gear train. Thirdly, the completion of the selection and check the spline for connection. Finally, the three-dimensional modeling.
Keyword: shearer; rocker arm;axis
目 录
1 绪论 1
1.1设计思路的提出 1
1.2采煤机概述 1
1.2.1采煤机分类及组成 1
1.2.2滚筒采煤机工作原理 2
1.3采煤机械化的发展与趋势 3
1.4 本章小结 4
2 摇臂整体方案确定 5
2.1 MG160/390-WD型采煤机简介 5
2.1.1主要技术参数 5
2.1.2 MG160/390-WD 型电牵引采煤机截割部组成 6
2.1.3截割部电动机的选择 7
2.2 摇臂具体结构设计方案的确定 7
2.3传动方案的确定 8
2.3.1传动方式确定 8
2.3.2 传动比的确定 10
2.4传动比的分配 10
2.5传动效率选择 11
2.6摇臂的润滑 11
2.7 本章小结 12
3 传动系统设计 13
3.1各级传动转速、功率、转矩的确定 13
3.2 齿轮设计及强度效核 14
3.2.1齿轮2和齿轮3（惰轮1）的设计及强度效核 15
3.2.2齿轮4和齿轮5设计及强度效核 16
3.2.3齿轮6和齿轮7（惰轮）设计及强度校核 18
3.2.4验算齿轮3和齿轮6是否干涉 20
3.2.5 行星齿轮设计及强度校核 20
3.3轴的设计校核与轴承选用 29
3.3.1 Ⅳ轴的设计及强度效核 29
3.3.2Ⅲ轴的设计及强度效核 33
3.3.3Ⅰ轴的设计及强度效核 37
3.3.4Ⅱ轴的设计及强度效核 41
3.3.5Ⅴ轴的设计及强度效核 44
3.4 轴承的寿命校核 46
3.4.1 Ⅳ轴轴承的寿命校 46
3.4.2 Ⅲ轴轴承的寿命校核 47
3.4.3Ⅰ轴轴承的寿命校核 48
3.4.4Ⅱ轴轴承的寿命校核 49
3.4.5Ⅴ轴轴承的寿命校核 49
3.5花键的选择与强度校核 50
3.5.1 Ⅳ轴花键的强度校核 50
3.5.2 Ⅲ轴花键的强度校核 51
3.6 本章小结 52
4摇臂的三维建模 53
4.1基于PROE的参数原理 53
4.2基于PROE的模拟仿真 53
4.3 减速器参数化设计及仿真的总体方案及技术路线 53
4.4 摇臂三维实体建模 55
4.5 本章小结 57
结论 58
参考文献 59
致 谢 60
采煤机是煤矿综采工作中的关键机械设备之一，大功率、高强度、高可靠性是现代采煤机发展方向。
本论文完成了采煤机摇臂的设计，对摇臂中的传动部件都做了具体分析计算，重点对轴承的寿命进行了估算。包括摇臂减速器的布局设计及三维建模。文中主要介绍了目前国内外采煤机的研究现状及未来发展趋势，同时介绍了采煤机的类型、工作原理和主要组成，还介绍了采煤机摇臂的具体结构。
在设计过程中，主要对减速器传动方案的确定和相关组件的计算和设计，重点完成了采煤机摇臂高速区轴承振动特性与故障分析。首先，完成了对摇臂减速器的传动比分配，转速及传递功率的计算，其次，完成了采煤机摇臂壳体内一轴、二轴、三轴、四轴、五轴和各轴传动齿轮的设计及校核，简单介绍了行星轮系的装配关系确定和强度校核。再次，重点对摇臂高速区轴承的振动特性进行详细分析。最后，对采煤机摇臂进行了三维建模，仿真。
关键词：采煤机；摇臂；轴
ABSTRACT
The MG160/390-WD shearer is a medium-low power electric haulage shearers mining medium-thick seam, for coal seam thickness of 1.5~2.92m, mining height 1.3~3.0m,coal bed pitch less than 35°, it can be used for hard coal mining.
This paper completed the design of shearer rocker arm, including the layout and three-dimensional modeling of speed reducer, it described the current status of domestic and international coal mining research and future development trends, the type of shearer, working principles and main components，it also introduced the specific structure of shearer rocker.
In the design process, completed the calculation and design of the reducer drive scheme and related components. First, completed the rocker reducer transmission ratio , speed and transfer power distribution calculation. Secondly, the completion of the design and check of five shafts and the shaft driving gears inside the rocker arm shell,simply introduced the assembly relationships and intensity checking of the planetary gear train. Thirdly, the completion of the selection and check the spline for connection. Finally, the three-dimensional modeling.
Keyword: shearer; rocker arm;axis
目 录
1 绪论 1
1.1设计思路的提出 1
1.2采煤机概述 1
1.2.1采煤机分类及组成 1
1.2.2滚筒采煤机工作原理 2
1.3采煤机械化的发展与趋势 3
1.4 本章小结 4
2 摇臂整体方案确定 5
2.1 MG160/390-WD型采煤机简介 5
2.1.1主要技术参数 5
2.1.2 MG160/390-WD 型电牵引采煤机截割部组成 6
2.1.3截割部电动机的选择 7
2.2 摇臂具体结构设计方案的确定 7
2.3传动方案的确定 8
2.3.1传动方式确定 8
2.3.2 传动比的确定 10
2.4传动比的分配 10
2.5传动效率选择 11
2.6摇臂的润滑 11
2.7 本章小结 12
3 传动系统设计 13
3.1各级传动转速、功率、转矩的确定 13
3.2 齿轮设计及强度效核 14
3.2.1齿轮2和齿轮3（惰轮1）的设计及强度效核 15
3.2.2齿轮4和齿轮5设计及强度效核 16
3.2.3齿轮6和齿轮7（惰轮）设计及强度校核 18
3.2.4验算齿轮3和齿轮6是否干涉 20
3.2.5 行星齿轮设计及强度校核 20
3.3轴的设计校核与轴承选用 29
3.3.1 Ⅳ轴的设计及强度效核 29
3.3.2Ⅲ轴的设计及强度效核 33
3.3.3Ⅰ轴的设计及强度效核 37
3.3.4Ⅱ轴的设计及强度效核 41
3.3.5Ⅴ轴的设计及强度效核 44
3.4 轴承的寿命校核 46
3.4.1 Ⅳ轴轴承的寿命校 46
3.4.2 Ⅲ轴轴承的寿命校核 47
3.4.3Ⅰ轴轴承的寿命校核 48
3.4.4Ⅱ轴轴承的寿命校核 49
3.4.5Ⅴ轴轴承的寿命校核 49
3.5花键的选择与强度校核 50
3.5.1 Ⅳ轴花键的强度校核 50
3.5.2 Ⅲ轴花键的强度校核 51
3.6 本章小结 52
4摇臂的三维建模 53
4.1基于PROE的参数原理 53
4.2基于PROE的模拟仿真 53
4.3 减速器参数化设计及仿真的总体方案及技术路线 53
4.4 摇臂三维实体建模 55
4.5 本章小结 57
结论 58
参考文献 59
致 谢 60
