矿用皮带运输机行星减速器设计[毕业论文+CAD图纸]

煤矿机械毕业论文课题：矿用皮带运输机圆锥一行星减速器设计含毕业论文、CAD图纸

矿用皮带运输机行星减速器设计[毕业论文+CAD图纸]

摘 要

煤矿井下输送机工作条件恶劣，起动困难，工作过程中容易过载通常解决的办法是用双速电机和液力耦合器，但它们效率较低，而且体积较大。

行星减速器具有传动功率大，传动效率高，结构紧凑的优点，能有效实现变载起动和过载调速，使电机工作在较好的状态，本次设计采用了液压泵控制行星齿轮传动，设计中涉及了机、电、液三方面的有关知识。

本次设计的减速器采用圆锥一行星传动形式，除内齿轮外，所有齿轮都采用硬齿面传动形式，适合于输送机重载的特点，行星轮级太阳轮a为评动构件，可以更好的补偿因制造装配误差而造成的行星轮间载荷分配和沿齿宽载荷分布的不均匀性，行星轮传动采用了曲变位从而使各捉合副的接触强度最大设计中主要参数包括：
1、调速范围 0～3.15m/s
2、行星传动部分的传动类型为2K-H型
3、减速箱实行两极调速，各级传动比为：
i1=1.7826 i2 =6.94736
4、动力传动部分主要参数包括
z1=23 z2=41 z3=7
za=19 zc=46 zb=113 np=3 m=4
5、控制部分主要参数为
z1=19 z2=132 m=4
6、减速箱总体尺寸为（不包括外伸轴）
700×624×672
7、减速箱采用工业用油
关键词：行星齿轮；传动比；减速器；液压泵

目 录

1 概述 3
1.1皮带运输机的集中控起动方法比较 3
1.2液压泵控软起动减速器 4
2 渐开线行星齿轮传动的特点及类型 6
2.1渐开线行星齿轮传动的特点 6
2.2渐开线行星齿轮传动的类型 6
3 传动方案的确定 7
3.1额定工况下的传动比设计计算 7
3.2 转动比方案确定 7
4 传动比的优先分配 11
4.1齿轮精度及材料的选择 11
4.2优化设计方法介绍 12
4.3目标函数的建立 13
5 锥齿轮设计计算 17
5.1锥齿轮设计 17
5.2锥齿轮校核 18
6 行星齿轮设计计算 19
6.1 2K-H行星传动配齿计算 19
6.2行星轮啮合模数计算 21
6.3齿轮的变位计算 22
6.4齿轮几何计算 24
6.5重合度计算 25
6.6啮合效率计算 25
6.7齿轮疲劳强度校核 25
7 各级轴的设计与校验 29
7.1锥齿轮输入轴 29
7.2锥齿轮输出轴 33
7.3太阳轴的设计校验 37
8 行星输出控制级设计 40
8.1内齿轮外制齿轮设计 40
8.2制动齿轮校核 40
8.3液压泵的选择及输出链选择 42
致 谢 43
参考文献 44

1 概述

1.1皮带运输机的集中控起动方法比较

1.1.1控起动设备研究的必要性

皮带运输机是化工，煤炭，冶金，建材，电力，轻工，粮食，及至交通运输部门广泛使用的运输设备，随着现代科技的进步社会的发展，其重要性日趋明显，然而皮带运输机在使用运行过载中，由于各种因素的影响，经常发生断带，纵向撕裂，工作效率低等问题，因此，目前迫切需要一种性能良好的控启动设备，用的改善皮带运输机的启动性能，且在稳定运行时，保持高效率，及电机的功率平衡。

1.1.2软启动及其各种方法比较

为了解决刮板输送机在重载下难启动的问题，我国重型刮板输送机普遍采用了双速电机拖动，这种方式属于刚性传动，在启动时键子中动负荷显著的增加，在运输中不能吸收由于各级原因而产生的动负荷，也不能对系统提供任何保护作用，刚性驱动启动时冲击电流延续时间较长，随着功率增大，对电网冲击日益严重，在生产中也时常发生断键和烧毁电机的事故，为了抑制事故的发生，人们这时不断的增加键子强度和电机功率，却没有从拖动特性上去研究解决问题。

近年来国外一些厂家（美国，德国等）已开始从传动系统的拖动特性来研究改善输送机启动和运转中存在的问题，并提出了“软启动”的概念，所谓软启动是相对刚性启动而言的，从传动上说就是使电机尽量在空载下启动，达到额定转速后，再使系统无冲击而慢慢运输起来转如正常运行。

液力偶合器和液力变矩器是软启动方法中的一种，这种方法在启动时，偶合器不充液，电机在空载下启动，此时电机只带一个泵轮在空气中运转，惯量很小，加速很快，随着冲液量不断增加，拉矩不断增长，输送机在平稳状态下缓慢启动起来，燃而，液力偶合器由于漏液，因而工作效率比较低，只能达到79%，起输入转矩与输出转矩是相等的，不能改善原动机的输出转矩，在启动过载中，不能有效的改变液力偶合器的冲液量，用时其调整性能较差，启动电流也比较大。

行星减速器，具有效率高，维护费用少，生产成本低启动迅速平稳，线形度好，能使多电机驱动滚筒时的各电机负载趋于均匀，同时改变原动机输出转矩等许多优点。一般减速器为二自由度系统，在运输机启动时，二自由度等只使减速器跟着电机一起运行，当电机达到正常运行速度后，通过控制一个自由度，迫使行星齿轮减速器输出由于控制方式不同，也存在一些差异，上图是有德国亚琛工业大学教授克·拖皮斯在一篇论文中论述的软启动减速器

从图上下看出它是通过控制内齿轮运转，从而让行星架输出扭矩的方法，本方法对内齿轮的制动是采用齿轮制动，通过控制齿轮轴而达到目的，有的是采用两极摩擦离合器制动内齿轮，从而改变输出，效果一样，这种减速器具有下列优点，（1）实现电机空载启动（2）实现输送机软偶合过程（3）两极制动低速运行在重载工况从而实现过程保护（4）从是实拖过载保护功能来讲并不需要再增加附加费用

从本设计看来，上述设计唯一的缺点是两极制动时，调级的危险，因而本设计将采用液压泵控实现无级调速的目的。