履带式半煤岩掘进机设计[毕业论文+CAD图纸]

机械设计毕业论文：履带式半煤岩掘进机设计含论文，CAD图纸

履带式半煤岩掘进机设计[毕业论文+CAD图纸]

摘 要

悬臂式掘进机主要是为煤矿综采及高档普采工作面采准巷道掘进服务的机械设备。主要适用于煤及半煤岩巷的掘进，也适用于条件类似的其它矿山及工程巷道的掘进。它已经历了40余年的不断改进、完善、提高和发展的过程，其截割技术也在日新月异的跟进。该型号属于中型纵轴悬臂式掘进机。该机主要特点是结构紧凑、适应性好、机身矮、重心低、操作简单、检修方便。本文对其进行了总体布局设计，并主要对掘进机的截割部进行了整体结构和传动部件的设计，通过对截割部的二级行星齿轮减速器的设计和校核；主轴设计、受力分析和强度验算以及联轴器、轴承等零部件的选型和校核，实现了悬臂式掘进机截割部的合理设计，使截割部具备了良好的工作性能，进而达到设计要求。同时，对截割部进行了发热分析，通过对各主要部件发热产生的功率损耗进行分析，总结了影响截割部工作效率的因素，并提出相应的解决方案，使其传动效率达到最优。

关键词：悬臂式掘进机； 截割部； 二级行星减速器； 热损耗

ABSTRACT

The cantilever tunneling machine is one kind of medium cantilever tunneling machine which is mainly used in the medium coal lane and the half coal crag lane digging the tunnels. It has used 40 years of life to experience the improvement, the consummation, the enhancement and the development process unceasingly, its cutting technology is also changing with each new day keeping up. This model belongs to the medium ordinate axis cantilever mechanical boring machine. This machine’s main feature is the structure compact: the compatibility good, the fuselage short, the center of gravity low, the operator simple, the overhaul is convenient. This article has carried on the entire distribution designed to it, and mainly has carried on the overall construction and the transmission part's designed to the mechanical boring machine's cutting department, through to cuts department the second-level planet gear reduction gear's design and the examination; Spare part and so on main axle design, stress analysis and intensity checking calculation as well as shaft coupling, bearing shape and the examination, have realized the cantilever mechanical boring machine cutting department reasonable designed, caused cutting department to have the good operating performance, then achieved the design requirements. At the same time, carried on to cutting department has given off heat the analysis, through giving off heat the power loss which to each major component produced to carry on the analysis, summarized the influence cutting department working efficiency factor, and proposed that the corresponding solution, enabled its transmission efficiency to achieve superiority.

Keywords: Cantilever tunneling machine; cutting department;
second planetary decelerator of gear case; heat loss.

目 录

第一章 概述…………………………………………………………………1
1．1 悬臂式掘进机的发展历史和现状…………………………………1
1．2 现代掘进机发展趋势………………………………………………2
1．3 掘进机主要组成部分………………………………………………3
1．4 设计任务书…………………………………………………………5
第二章 总体设计……………………………………………………………6
2．1 主要技术参数………………………………………………………6
2．2 掘进机各组成部分基本结构设计…………………………………8
2．2．1 截割部………………………………………………………8
2．2．2 装载部………………………………………………………10
2．2．3 刮板输送机…………………………………………………11
2．2．4 行走部………………………………………………………12
2．2．5 机架和回转工作台…………………………………………14
2．2．6 液压系统……………………………………………………15
2．2．7 内、外喷雾冷却除尘系统…………………………………15
第三章 2K-H行星减速器设计……………………………………………17
3．1 电动机选择…………………………………………………………17
3．2 传动比及其分配……………………………………………………17
3．3 高速级齿轮的设计计算……………………………………………17
3．3．1 齿轮模数和中心距…………………………………………17
3．3．2 几何尺寸计算………………………………………………19
3．3．3 啮合参数计算………………………………………………20
3．3．4 齿轮强度验算………………………………………………20
3．4 低速级齿轮的设计计算……………………………………………24
3．4．1 齿轮模数和中心距…………………………………………24
3．4．2 计算变位系数………………………………………………25
3．4．3 几何尺寸计算………………………………………………26
3．4．4 啮合参数计算………………………………………………27
3．4．5 齿轮强度验算………………………………………………28
3．5 齿轮制造加工工艺…………………………………………………31
3．5．1 齿轮材质的选择及技术要求………………………………31
3．5．2 渗碳工艺参数的选择………………………………………31
3．5．3 渗碳淬火硬齿面齿轮加工过程中存在的主要问题………32
3．5．4 产生问题的原因与解决方案………………………………33
第四章 主轴的设计及加工…………………………………………………36
4．1 主轴材料选择………………………………………………………36
4．2 主轴的结构设计……………………………………………………36
4．3 轴上零件选择………………………………………………………38
4．4 主轴校核……………………………………………………………38
4．4．1 主轴受力分析及弯扭矩分析………………………………38
4．4．2 主轴花键校核………………………………………………42
4．4．3 平键校核……………………………………………………42
4．4．4 主轴轴承校核………………………………………………43
4．5 主轴花键加工………………………………………………………43
4．5．1 主轴花键主要参数及啮合性质……………………………43
4．5．2 加工设备……………………………………………………43
4．5．3 工件的安装…………………………………………………44
4．5．4 刀具的选用和调整…………………………………………44
4．5．5 表面粗糙度的保证措施……………………………………45
4．6 主轴加工工艺………………………………………………………45
4．6．1 工艺过程的拟定……………………………………………45
4．6．2 氮化工艺……………………………………………………45
第五章 其它零件校核………………………………………………………46
5．1 轴承校核……………………………………………………………46
5．2 联轴器花键校核……………………………………………………47
第六章 检修及维护保养……………………………………………………49
6．1 机器检修……………………………………………………………49
6．2 机器维护和保养……………………………………………………49
6．2．1 机器日常维护和保养………………………………………49
6．2．2 机器定期维护和保养………………………………………49
6．3 润滑…………………………………………………………………50
6．4 电气…………………………………………………………………50
第七章 专题：截割部热分析………………………………………………51
7．1 专题的提出…………………………………………………………51
7．2 专题的意义…………………………………………………………51
7．3 齿轮的搅油损失……………………………………………………52
7．4 轴承的摩擦热损耗…………………………………………………56
7．4．1 摩擦消耗功率计算 …………………………………………56
7．4．2 滚动轴承的运转温度………………………………………58
7．4．3 轴承发热的常见原因………………………………………59
7．4．4 轴承发热的一般处理方法…………………………………60
结论……………………………………………………………………………61
参考文献………………………………………………………………………62
翻译部分
英文原文 …………………………………………………………………64
中文翻译 …………………………………………………………………70
致谢……………………………………………………………………………74

第一章 概述

1．1 悬臂式掘进机的发展历史和现状

我国于1962 年开始掘进机的研制工作，最初是仿前苏联产品，机身轻，功率小，性能差，未广泛应用。20 世纪60 年代初期到70 年代末，这一阶段主要是以引进国外掘进机为主，也定型生产了几种机型，在进的同时进行消化、吸收，为我国悬臂式掘进机的第二阶段的发展打下了良好的技术基础。 这一阶段掘进机的主要特点是：使用范围越来越广，切割能力逐步提高，有切割夹岩和过断层的能力。

20 世纪70 年代末到80 年代末，我国与国外合作生产了几种悬臂式掘进机并逐步地实现了国产化，其典型的代表是与奥地利、日本合作生产的AM50 型及S100 型，这两种机型现已成为国内市场主导产品。 其后，国产掘进机研制步伐也在加快，我国自行设计制造了几种悬臂式掘进机，先后研制了EL290，ELMB255，EBJ265/48，ELMB，EMIA30，EMS275，EL290，EBJ2132，EBJ2160，MRH2S100241，EBH2132，AM250，EJ270等机型。 这一阶段悬臂式掘进机的特点是:可靠性较高，已能适应我国煤巷掘进的需要;半煤岩巷的掘进技术已达到相当的水平;出现了重型机。

由20 世纪80 年代末至今，重型机型大批出现，悬臂式掘进机的设计与制造水平已相当先进，可以根据矿井生产的不同要求实现部分个性化设计，这一阶段的代表机型较多，主要有EBJ 型、EL 型及EBH型。 这一阶段悬臂式掘进机的特点是：设计水平较为先进，可靠性大幅提高，功能更加完善，功率更大，一些高新技术已用于机组的自动化控制并逐步发展到全岩巷的掘进。经过几十年的发展，我国悬臂式掘进机的设计、生产、使用进入了一个较高的水平，已跨入了国际先进行列，可与国外的悬臂式掘进机媲美。 由于纵轴式掘进机工作中良好的截割性能，整机调用灵活和可截割不同巷道断面的优点，在铁道、公路、桥梁、煤矿、金属矿以及隧道工程中得到广泛的应用，仅全国国有重点煤矿就有各种类型掘进机400 多台。

目前，我国悬臂掘进机技术已经跃上了一个新的台阶，总体水平接近国外同行。 取得的成绩主要有: ①相继开发出三种重型掘进机，它们是EBJ2160 型，EBJ2160H 型和EBH2132 型，其中EBJ2160 型掘进机获国家科技进步二等奖，它的研制成功使我国的掘进机研究与制造水平迈上了一个新台阶，标志着我国掘