目 录
1 概述 1
1.1 前言 1
1.2刮板输送机的工作原理 1
1.4刮板输送机的发展趋势 4
1.5本次设计的任务 5
2 主要部件的结构和设计要求 6
2.1刮板输送机主要结构和技术条件 6
3 总体方案的确定 10
3.1刮板输送机的选型计算 11
3.2刮板输送机中部槽的验算 11
3.4牵引力及电机功率的验算 12
4 减速器的设计 13
4.1减速器的输出转速 13
4.2总传动比及传动比的分配 13
4.3齿轮的设计及校核计算 14
4.4轴的设计及强度校核 29
4.6轴承的校核 48
4.7减速器箱体的结构设计 53
4.8 减速器附件的设计 54
5 刮板链及其零件的设计 57
5.1 圆环链链环的规格与尺寸 58
5.2 圆环链接链环规格和主要尺寸 58
5.5 刮板 64
6 刮板输送机的润滑 65
6.2润滑剂的要求 65
6.3主要润滑点 66
结 论 71
参考文献 72
致 谢 75
1 概述
1.1 前言
刮板输送机是用无端循环运动的刮板链条作为牵引构件，在多节可拆的敞开料槽内连续输送散粒物料的输送机械。它可输送各种粉末状、小颗粒状和块状的流动性较好的散粒物料，如矿石、煤炭、焦炭、砂子、石膏、水泥、谷物等，广泛用于冶金、粮食、电厂、港口及煤矿、石膏矿等矿山井下场合，但不宜输送易破碎和易磨损的脆性物料。
刮板输送机在当前矿井生产中是不可缺少的工作面运输设备。在综合机械化采煤过程中，刮板输送机不但是不可缺少的运输工具，而且还是采煤机移动的轨道，因此成为采煤机、液压支架、刮板输送机三者不可分割的综合机械化采煤的主要设备，是在采掘工艺中不可缺少的组成部分。使用在工作面的刮板输送机能保持安全运转，采掘下来的煤或其它有用矿物，只有及时运出矿井才有使用价值；否则，整个工作面就要停产，人员窝工，生产中断，采煤任务就不能完成。因此，运输是煤炭生产过程中非常重要的一部分。
刮板输送机是煤炭装运的第一个环节，因此，刮板输送机的输送能力在很大程度上决定了采煤工作面的生产能力和效率。然而，井下运输在工作面和巷道中进行，巷道是根据煤层条件，按开采方法的需要，综合各种要求，在煤层或岩石中开凿出的。
由此可见，作为为
采煤工作面和采区巷道运煤的机械——刮板输送机在使用中，要承受拉、压、弯曲、冲击、摩擦和腐蚀等多种作用，必须要有足够的强度、刚度、耐磨和耐腐蚀性。由于它的运输方式是物料和刮板链都在槽内滑行，运行阻力和磨损都很大。但是，在采煤工作面运煤，目前还没有更好的机械可代替它。只能从结构上、强度上和制造工艺上不断研究改进，使它更加完善、耐用。由此可见，刮板输送机
是煤炭等矿物运输中必不可少
的运输机械。
1.2刮板输送机的工作原理
用刮板链牵引，在槽内运送散料的输送机叫刮板输送机。
图1-1 刮板输送机传动原理图
1- 主动链轮；2-刮板链条；3-上、下料槽；4-尾轮；5-拉紧装置
刮板输送机传动原理如图1-1所示。它是由刮板链条通过与链轮啮合实现在料槽中运动的，属于链传动原理。无端的刮板链条2被主动链轮1驱动作闭合循环运动。刮板链条2在上、下料槽3中移动，将装在料槽3中的散粒物料带走，完成输送物料的任务。尾部链轮4可以是主动轮，也可以是导向轮。拉紧装置5给链条2一定的拉紧力，以保证链条与链轮的正常啮合和分离。
1.3刮板输送机的发展趋势
近几年综采技术的发展速度很快，刮板输送机必然随着综采技术的发展而继续发展,其发展趋势是:
1）向大型化发展。
2）向高耐久性,高可靠性方向发展。
3）向智能化自动化方向发展。采用ＣＳＴ可控驱动装置和ＡＣＴＳ自动调链装置及工况监测系统等，增设自动紧链和工况监测显示,传输及报警系统,为双高工作面进一步扩大发展创造条件。
4）向标准化、规范化方向发展。输送机另部件普遍标准化,规范化,保证设计、加工质量和水平。
5）向高适应性发展。适应不同综采工艺的工作面刮板输送机将会继续发展。
6）链条将普遍采用强化链,既有利于降低机身高度,增大装煤量,又有足够强度。同时,随着链环强度的提高,单链重型刮板输送机将得到很大发展。
7）长运输距离。
8）长寿命。
9）大功率电动机。电动机的功率已发展到单速电机达525KW，双速电机达500/250KW。
10）我国刮板输送机的技术改进方向
经过20多年的发展。目前我国中、小功率刮板输送机已具备成型技术。并有成熟的制造能力，完全能够满足国内市场的需求。
（1）
技术先进性。
随着科学技术的进步和市场的发展，输送机的国际竞争将越来越激烈，对输送机的设计水平和生产能力要求也越来越高，不仅要求造型科学、配套合理，在技术上不断创新、完善，去适应不断变化着的使用条件，而且关键部件(如刮板链、减速器、保护装置等)的设计或选用，要求与国际接轨，实现标准化。
（2）性能可靠性。
设备的可靠性是进行高效作业的根本保证。井下受场地、灯光等条件的限制，维修条件较差。有些高瓦斯矿井基本不具备现场维修的条件，一旦出现故障就会严重
影响安全生产。
（3）设备安全性。
安全性是至关重要的环节。是所有设备必须具备的性能，同样也贯穿在输送机的设计、制造使用
过程中。
（4）机电液一体化趋势明显。
随着实用型新技术的发展，大功率输送机控制
系统与保护装置的机电液一体化趋势越来越明显。
1.4刮板输送机总体方案的确定
在选择设计总体方案，就实际问题及实际机型，进行刮板输送机驱动装置的设计。我设计的是重型刮板机，采用双电机驱动，机头机尾各布置一台，并且采用端卸式结构。
端卸式刮板输送机输送的物料沿着刮板链条运行方向，从机头端部抛落卸载，其主要特点是：
（1）机头卸载结构简单，安装方便。
（2）卸载时物料动能损失大，转载机运料阻力较大，易造成块煤堵塞、底链回煤较多的故障。
（3）要求有一定的卸载高度，常用于输送量小于900t/h的刮板输送机。
2 主要部件的结构和设计要求
2.1刮板输送机主要结构和技术条件
机头部由机头架、链轮、减速器、盲轴、联轴器和电动机组成，是将电动机的动力传递给刮板链的装置。
1）机头架
机头架是机头的骨架，驱动装置及其它部件都装在机头架上。机头架为交叉侧卸式，是用来安装、支撑传动装置、链轮组件、舌板组件、拨链器等部件的架体；两侧均安装传动装置。中板组件及下中板等形成了输送机与转载机相互独立的刮板链运行轨道。
机头架为左、右对称结构，以适应左、右工作面的互换。
机头架上面设有可拆卸的机头盖板，前端设有可拆卸的前端板。在机头盖板、端面板上所设的孔是用来联接犁煤板、转载机尾过渡挡板的。在前端板上设盖板，以观察链轮与链条的运行状况。
2）减速器
我国目前生产的刮板输送机减速器多为平行布置,三级传动的圆锥圆柱齿轮减速器。其适用条件为：齿轮圆周速度不大于18m/s；安装角度为1°～25°；高速轴的转速不大于1500r/min；减速器工作的环境温度为-20C～+35C；适用于正反两向运转。
为适应不同需要，三级传动的圆锥圆柱出论减速器有三种装配形式：I型减速器的第二轴装配紧链装置；II型减速器的第二轴端装紧链装置；III型减速器的第一轴装紧链装置。采用双速电动机时，不能用液力耦合器，因为液力耦合器不能在低速下工作。用双速电机驱动，应采用适当的机械或电气过载保护装置。
减速器的轴端形式按配套需要选用。输入轴端有圆头平键和渐开线外花键两种；输出轴端有矩形花键、渐开线内花键和渐开线外花键三种。
《刮板输送机通用技术条件》对减速器的技术性能规定有具体指标。
图2-1所示的减速器，第一对齿轮为圆弧锥齿轮，第二对为斜齿圆柱齿轮，第三对也为斜齿圆柱齿轮。箱体用球墨铸铁制造，以保证强度。为使在倾斜状态下，第一轴上球轴承也能得到良好的润滑，用挡环和油封隔成一个独立的油室，使润滑油不会流入箱体油室
内。为使在大倾角下锥齿轮也能得到润滑，在箱体的相应部位设隔离油室。为防止工作时油过热，箱底部装有冷却水管。
图2-1圆锥圆柱齿轮减速器
3）机头链轮组件
链轮组件是刮板链运行的传动部件，它主要有轴、轴承、轴承座、透盖、支撑套、浮动油封组件、链轮、定位套等组成一个整体。安装于机头架上，图2-2所示为整体的连接筒与链轮焊接成一体，这种结构装拆维修方便
图2-2边双链用焊接链轮组件
4）拨链器
它的作用是圆环链在链轮的正常分离点退出链轮，并及时清除链轮槽内的杂物，保证链轮和刮板链的正常啮合。当上下两受力磨损部位磨损后，可利用堆焊方式修复，再次使用。
5）动力部
动力部是输送机的驱动装置，机头动力部由减速器、联轴器罩、联轴器、电动机、闸盘紧链器等组成。机尾动力部无闸盘紧链器。机头动力传递的途径是电动机的扭矩经联轴器到减速器输入轴，经减速器减速后，通过输出轴内花键传递到链轮轴组的外花键，由链轮牵引刮板链进行循环运动。机尾动力传递的途径与机头动力传递相同。
6）刮板链及接链环
刮板链是输送煤炭的主体，也是输送机的关键部件之一。主要由圆环链、螺栓、锁紧螺母、刮板组成。本次设计的刮板链为边双链形式，链条为18x64mm矿用圆环链，链间距为500mm，每7个环安装一个刮板，刮板间距为482mm，刮板安装在接链环上。
7）中部段
中部段是输送机的主要组成部分，它由1.5米中部槽，1.5米开天窗中部槽，0.5米、1米调节槽、刮板链等组成。
8）联轴器
电动机与减速器的连接有弹性联轴器和液力耦合器两种。用液力耦合器有以下优点：使电动机轻载保护功能；减缓传动系统的冲击和震动；多电机驱动能使各电机的负荷较均匀；如果与电动机的特性匹配得当，能增大驱动装置的启动力矩。
中型和重型刮板输送机都采用液力耦合器。
液力耦合器的工作液可用矿物油、水或难燃液。
9）电动机
刮板输送机电动机不用液力耦合器时，采用双鼠笼转子并具有高启动转矩的隔离防爆型电动机。采用液力耦合器时，对电动机的启动转矩无高要求，只是要求最大转矩要高。因为用液力耦合器时，电动机是轻载启动，如果液力耦合器的输入特性与电动机的特性匹配得当，则对负载的启动转矩可接近电动机的最大力矩。
3 总体方案的确定
刮板输送机是与综采工作面的采煤机、液压支架设备配套使用，完成采区采煤工作。并将采煤机采下的煤输送出去的设备。它的牵引构件是刮板链，承载装置是中部槽，刮板链安置在中部槽的槽面。
根据采煤工作面采煤机的生产能力，
牵引速度，工作面长度 ，煤层倾角 。本次设计为刮板那输送机，即表示中部槽宽为630mm，配用电机总功率为1500KW边双链刮板输送机。主要参数如下：
3.1刮板输送机的选型计算
1)设计长度----------------------------------------------------------------250m
2)输 送 量----------------------------------------------------------------630t/h
3)刮板链链速------------------------------------------------------------1.33m/s
4)电动机
型号---------------------------------------------------------------------YB2-280S-4
功率---------------------------------------------------------------------2x75KW
转速---------------------------------------------------------------------1480r/min
冷却方式---------------------------------------------------------------水冷
5）中部槽规格
长x宽x高-------------------------------------------------------------1500x630x190mm
联接方式----------------------------------------------------------------圆柱销联接
6）刮板链的型式
型式--------------------------------------------------------------------边双链
圆环链规格-----------------------------------------------------------18x64mm
刮板间距-------------------------------------------------------------482mm
即： Q = 630 t/h V=1.33 m/s L=250 m
3.2刮板输送机中部槽的验算
已知中部槽装煤的动堆积角为30度，煤的散碎密度为900kg/m3，则
装运煤的断面积
式中： A—货载最大横断面积，
—货载的装满系数，
—货载的散集容重，对原煤
—刮板输送机链速，
根据所选链型，查《刮板输送机中部槽尺寸系列》，得中部槽尺寸：1500x630x190mm。
3.3牵引力及电机功率的验算
牵引力估算
则电机功率
加15%-20%的余量得 取整得225KW
所以，选择YB2系列隔爆型三相异步电动机YB2-280S-4型号 两台75KW电机
电机参数：转速1480r/min 效率93.8% 功率因数0.87 同步转速1500r/min
4 减速器的设计
本设计是边双链刮板输送机，根据工作环境和要求，减速器采用三级圆锥—圆柱齿轮减速器，由《机械传动设计手册》可知，该减速器适用于煤矿机械中的刮板输送机，这种传动装置承载能力大，结构紧凑，体积小，重量轻，传动比大，效率高，传动平稳，噪音小，便于实现大功率传动，亦利于运输巷道布置及工作面端头顶板维护，且易于实现工作面刮板输送机机头架与运输巷转载机整体快速推移。
4.1减速器的输出转速
减速器的输出转速和链轮的转速相同
4.2总传动比及传动比的分配
4.2.1总传动比的确定
总传动比
根据减速器摆放位置,结构，分配减速比 、 、
4.2.2计算传动装置的运动和动力参数
选择电动机的型号为YB2-280s-4,功率75kw，转速为1480r/min，效率为93.8%。联轴器效率 ，锥齿轮效率
，滚动轴承效率 ，斜齿轮效率 ，斜齿轮效率
一轴转速
二轴转速
三轴转速
四轴转速
一轴输出功率
二轴输出功率
三轴输出功率
四轴输出功率
一轴转矩
二轴转矩
三轴转矩
四轴转矩
转速 功率 转矩 传动比
一轴
二轴
三轴
四轴
4.3齿轮的设计及校核计算
4.3.1第一对齿轮的设计
弧齿锥齿轮传动几何计算
查表
齿形角 齿顶高系数 顶隙系数 高-切变位方式 等顶隙收缩齿
两锥齿轮轴交角 小齿轮悬臂布置，大齿轮两端支承，长期工作。
1)选择材料、热处理方法、定精度等级
大、小齿轮均采用20CrMnMo,合金渗碳钢，采用渗碳淬火，低温回火热处理方法。由图查得 ，
采用6级精度，即6CGB11365，齿面粗糙度
应力循环次数N
2)按接触疲劳强度初步计算
式中
锥齿轮类型几何系数e 查表13-3-25 得 e=950
变位后强度影响系数 查表13-3-26 得 =1
齿宽系比系数 查表13-3-27 得 =1.683
小齿轮转矩
使用系数
齿向载荷分布系数
实验齿轮的接触、弯曲疲劳极限
所以
3)选定齿数 和模数
最少齿数的选择，见表13-3-74，选
则 取整
取
4)
分度圆直径d
5)齿宽
中的较小值
6)齿顶高
7)齿高h
8)根高
9)齿顶圆直径
10)接触疲劳强度验算
节点区域系数，由图13-3-27查取
弹性系数，由查表13-1-105得
接触强度计算的重合度系数
所以
螺旋角系数
锥齿轮系数
使用系数， 查表13-1-81
动载系数
齿向载荷分布系数
所以，
对于非鼓行直齿锥齿轮，上式值适当增大，所以
齿向载荷分配系数，查表13-3-35取
齿宽中点分度圆上的名义切向力
小轮当量圆柱齿轮分度圆直径
有效齿宽 =
当量圆柱齿轮
齿数比
齿宽中点分锥上的圆周速度Vtm=6M/S
取
粗糙度系数
尺寸系数，查表13-3-36，
由上述数据，代入
许用接触应力
所以，解除疲劳强度满足要求
11)齿根弯曲强度验算
计算齿根应力
(1)齿向载荷分布系数
(2)齿间载荷分配系数
(3)有效宽度
(4)最小安全系数
(5)弯曲极限应力值
又
将上述值代入
许用齿根应力
所以满足弯曲强度要求
4.3.2第二对齿轮的设计
已知
1)选择齿轮材料 调质处理
许用接触应力
接触疲劳极限 查图6-4得
接触强度寿命系数
应力循环次数N
查图6-5得
接触强度最小安全系数 通常取1~1.5 ，取1.3
所以
许用弯曲应力
弯曲疲劳极限
弯曲强度寿命系数
弯曲强度尺寸系数
弯曲强度最小安全系数
则
2)齿面接触疲劳强度设计计算
确定齿轮传动精度等级，按 估取圆周速度
参考表6.7和表6.8选取Ⅱ公差组8级
小轮分度圆
直径
齿宽系数 取0.8
小轮齿数 取
大轮齿数
齿数比
小轮转矩
初定螺旋角
使用系数
动载系数
齿间载荷分配系数
齿向载荷分布系数
载荷系数
材料弹性系数
节点区域系数
重合度系数 由推荐值
分度圆直径
圆周速度
齿宽
大轮齿宽
小轮齿宽
3)齿根弯曲疲劳强度校核计算
当量齿数
齿形系数 查表6.5
应力修正系数
不变位时，端面啮合角
端面模数
重合度
由于
所以齿根弯曲强度满足
4)齿轮其他主要尺寸计算
大轮分度圆直径
根圆直径
1=113.97mm 2=371.9mm
顶圆直径
4.3.3第三对齿轮的设计
已知
1)选择齿轮材料 调质处理
许用接触应力
接触疲劳极限 查图6-4得
接触强度寿命系数
应力循环次数N
查图6-5得
接触强度最小安全系数 通常取1~1.5 ，取1.3
所以
许用弯曲应力
弯曲疲劳极限
2)齿面接触疲劳强度设计计算
确定齿轮传动精度等级，按 估取圆周速度
参考表6.7和表6.8选取Ⅱ公差组8级
小轮分度圆直径
齿宽系数 取 0.8
小轮齿数 取
大轮齿数 取整
齿数比
小轮转矩
初定螺旋角
使用系数
动载系数
齿间载荷分配系数
齿向载荷分布系数
载荷系数 K=1.45
分度圆直径
圆周速度
齿宽 取整
大轮齿宽
小轮齿宽
3)齿根弯曲疲劳强度校核计算
当量齿数
齿形系数 查表6.5
所以齿根弯曲强度满足
4)齿轮其他主要尺寸计算
大轮分度圆直径 d2=434.4mm
根圆直径
1=135.7mm
2=414.4mm
顶圆直径
1=171.7mm
2=450.4mm
4.4轴的设计及强度校核
4.4.1Ⅰ轴的设计
（1）该轴上的转矩
（2）求出作用在齿轮上的力
输入轴齿轮的分度圆直径为
中点圆周力 、径向力 和轴向力 的大小如下，方向如图3-4所示。
（3）确定轴的最小直径
选取轴的材料为40Cr钢，调质处理。按《机械设计》式8-2初估轴的最小直径，查表8.6，取A=100，可得
轴段①（见图4-1）用于安装液力耦合器，其直径应该与液力耦合器的孔径相配合，电动机伸出轴直径为75mm,因此要选用液力耦合器。已知液力耦合器为YL-450A。液力耦合器连接电机与减速器，电机轴的直径为 ，许用转速 传递功率为75KW。
（4）轴的结构设计
1）拟定轴上零件的装配方案
装配方案如图4-1所示
图4-1 轴的结构图
（5）轴的强度校核
1）求轴的载荷
首先根据轴的结构作出轴的计算简图（见图4-1）。在确定轴承的支点位时，手册中查取值a=35.1mm。对于33216型圆锥滚子轴承反向安装，因此轴的支撑跨距 。
根据轴的计算简图作出轴的弯矩图、扭矩图和当量弯矩图（见图4-2）。从轴的结构图和当量弯矩图中可以看出，C截面的当量弯矩最大
，是轴的危险截面。C截面处的
计算支承支反力：
水平面
得
垂直面
得
弯矩 和
合成弯矩
扭矩T
当量弯矩
图4-2 轴的计算简图
2）校核轴的强度
轴的材料为40Cr钢，调质处理。由《机械设计》表8.2查得 ，由表8.7查得材料许用应力 ，则由《机械设计》式8-4得：
轴的计算应力为
根据计算结果可知，该轴满足强度要求。
4.4.2Ⅱ轴的设计
（1）该轴上的转矩 ：
（2）求出作用在齿轮上的力
锥齿轮的分度圆直径为：
圆周力 、径向力 和轴向力 的大小如下，方向如图4-3所示。
（3）确定轴的最小直径
选取轴的材料为40Cr钢，调质处理。按《机械设计》式8-2初估轴的最小直径，查表8.6，取A=100，可得
(4) 轴的结构设计
1）拟定轴上零件的装配方案
装配方案如图4-3所示
图4-3 轴的结构图
（5）轴的强度校核
1）求轴的载荷
首先根据轴的结构（见图4-3）作出轴的计算简图。由于采用的轴承为32314型圆锥滚子轴承，因此a=36.5mm，轴的支撑跨距 。
根据轴的计算简图作出轴的弯矩图、扭矩图和当量弯矩图（见图4-4）。
水平面:
得
垂直面:
得
对比可知C截面危险，C截面处的 、 、 、 及 的数值如下:
水平面:Mh1=-1436731.8Nmm
Mh2=-1919876.85Nmm
Mh3=-512350.75Nmm
垂直面:Mv1=964385.4Nmm
Mv2=-264372.12Nmm
Mv3=1228756.25Nmm
合成弯矩 ：
扭矩 ：
当量弯矩 ：
图4-4 轴的计算简图
2）校核轴的强度
轴的材料为40Cr钢，调质处理。由《机械设计》表6.2查得
， 则由《机械设计》式8-4得：
轴的计算应力为
根据计算结果可知，该轴满足强度要求。
4.4.3Ⅲ轴的设计
（1）该轴上的转矩
（2）求出作用在齿轮上的力
输入轴大齿轮的分度圆直径为:
圆周力 、径向力 和轴向力 的大小如下，方向如图4-6所示。
（3）确定轴的最小直径
选取轴的材料为40Cr钢，调质处理。按《机械设计》式8-2初估轴的最小直径，查《机械设计》表8.6，取A=100，可得
（4）轴的结构设计
1）拟定轴上零件的装配方案
装配方案如图4-5所示
图4-5 轴的结构图
（5）轴的强度校核
1）求轴的载荷
首先根据轴的结构（见图4-5）作出轴的计算简图。由轴承书查得轴承a=46.2mm，则轴的支撑跨距 。
根据轴的计算简图作出轴的弯矩图、扭矩图和当量弯矩图（见图4-6）。各截面处的 、 、 、 及 的数值如下:
水平面:
得
垂直面:
得
分别分析B截面和C截面的弯矩 和 ：
B截面
比较B、C截面，C截面是危险截面，下面是C截面的弯矩和当量弯矩，图4-6为C截面各弯矩图。
2）校核轴的强度
轴的材料为40Cr钢，调质处理。由《机械设计》表8.2查得， ， 则
由《机械设计》式8-4得：
轴的计算应力为
根据计算结果可知，该轴满足强度要求。
图4-6 Ⅲ轴的受力分析图
4.4.4Ⅳ轴的设计
（1） 该轴上的转矩
（2）求出作用在齿轮上的力
（3）确定轴的最小直径
选取轴的材料为40Cr钢，调质处理。按《机械设计》式8-2初估轴的最小直径，查表8.6，取A=100，可得
（4）轴的结构设计
1）拟定轴上零件的装配方案
装配方案如图4-7所示
图4-7 轴的结构图
（5）轴的强度校核
1）求轴的载荷`
首先根据轴的结构（见图4-7）作出轴的计算简图。查轴承手册得知此轴承a=60.7mm由图知轴的支撑跨距 。
根据轴的计算简图作出轴的弯矩图、扭矩图和当量弯矩图（见图4-8）。轴的的各截面处的
支反力：
水平面
得
垂直面
得
弯矩 和 ：
水平面
垂直面
合成弯矩
扭矩
2）校核轴的强度
轴的材料为40Cr钢，调质处理。由《机械设计》表6.2查得 ， 则由《机械设计》式8-4得：
轴的计算应力为
根据计算结果可知，该轴满足强度要求。
图4-8 IV轴的受力分析图
4.5轴承的校核
4.5.1Ⅰ轴上轴承的校核
Ⅰ轴上的轴承为33216型圆锥滚子轴承，查《机械设计轴承》手册，该轴承的主要性能参数为：
1）计算轴承支反力
1、水平支反力：
2、垂直支反力：
3、合成支反力：
2）轴承的派生轴向力为:
3）轴承所受的轴向载荷为：
所以
4）轴承的当量动载荷
轴承工作时有中等冲击，由《机械设计》表10.6， 载荷系数
（1） ，查表10.5，当量动载荷的x，y系数为x=1，y=0
（2） ，查《机械设计》得
5）轴承寿命
因 ，故应按 计算，由《机械设计》表10.3得 。
按《机械设计》式10-5
4.5.2Ⅱ轴上轴承的校核
Ⅱ轴上的轴承为32314型圆锥滚子轴承，查《机械设计轴承》手册，该轴承的主要性能参数为：
1）计算轴承支反力
1、水平支反力：
2、垂直支反力：
3、合成支反力：
2）轴承的派生轴向力为:
3）轴承所受的轴向载荷为：
所以
4）轴承的当量动载荷
轴承工作时有中等冲击，由《机械设计》表10.6， 载荷系数
（1） ，查表10.5，当量动载荷的x，y系数为x=1，y=0
（2） ，查《机械设计》得
5）轴承寿命
因 ，故应按 计算，由《机械设计》表10.3得 。
按《机械设计》式10-5
4.5.3Ⅲ轴上轴承的校核
Ⅲ轴上的轴承为32318型圆锥滚子轴承，查《机械设计轴承》手册，该轴承的主要性能参数为：
1）计算轴承支反力
1、水平支反力：
2、垂直支反力：
3、合成支反力：
2）轴承的派生轴向力为:
3）轴承所受的轴
向载荷为：
所以
4）轴承的当量动载荷
轴承工作时有中等冲击，由《机械设计》表10.6， 载荷系数
（1） ，查表10.5，当量动载荷的x，y系数为x=1，y=0
（2） ，查《机械设计》得
5）轴承寿命
因 ，故应按 计算，由《机械设计》表10.3得 。
按《机械设计》式10-5
4.5.4Ⅳ轴上轴承的校核
Ⅳ轴上的轴承为32228型圆锥滚子轴承，查《机械设计轴承》手册，该轴承的主要性能参数为：
1）计算轴承支反力
1、水平支反力：
2、垂直支反力：
3、合成支反力：
2）轴承的派生轴向力为:
3）轴承所受的轴向载荷为：
所以
4）轴承的当量动载荷
轴承工作时有中等冲击，由《机械设计》表10.6， 载荷系数
（1） ，查表10.5，当量动载荷的x，y系数为x=1，y=0
（2） ，查《机械设计》得
5）轴承寿命
因 ，故应按 计算，由《机械设计》表10.3得 。
按《机械设计》式10-5
4.6减速器箱体的结构设计
减速器的箱体是支承和安装齿轮等传动零件的基座，因此，它本身必须具有很好的刚性，以免产生过大的变形而引起齿轮上载荷分布不均。为此目的，在轴承座凸缘的下部设有肋板。箱体多制成剖分式，剖分面一般设在水平位置并与齿轮轴面重合。由于箱体零件结构复杂，一般箱体选用 铸铁。铸铁箱体具有良好的抗震性能、抗腐蚀性并降低传动噪音。
减速器箱体的结构设计应从以下几个方面考虑：
（1）箱体应具有足够的刚度。箱体设计应从整体上，尤其是轴承座凸缘处应具有足够的壁厚，并布置加强筋，筋的方向应顺着箱体受力而产生变形的方向，筋同时增加了箱体的散热面积。
（2）箱体应考虑密封，并应便于箱体内零件的润滑。为了保证密封，箱体剖分面联接凸缘的宽度要稍大一些，剖分面应精刨或刮研，联接螺栓间距不应过大，对大型减速器可在下箱体分箱面上铸出回油沟，使进入分箱面间流回箱内。 (3)箱体结构应具有良好的工艺性。箱体结构工艺性指毛坯的制造、机械加工、热处理及装配环节的工艺性。
根据手册表铸铁减速器箱体的主要结构尺寸：
取箱座壁厚为： =80mm
箱盖厚为： =80mm，
箱座凸缘厚度为： =35mm，
箱盖凸缘厚度为：
箱底座凸缘厚度：
轴承离连接螺栓直径：
外箱壁至轴承座端面距离： =126mm。
大齿轮与内箱壁距离： =20mm。
齿轮端面与内箱壁距离： =25mm。
箱盖、箱座肋厚： =20mm， =20mm。
轴承离连接螺栓距离S尽量靠近，互不干涉为准，一般取 。
轴承端盖外径 为轴承座孔直径
表4-1 C1、C2值
螺栓直径
14 16 18 22 26 34 40
12 14 16 20 24 28 35
沉头座直径 18 22 26 33 40 48 61
4.7
减速器附件的设计
为了观测传动零件的啮合情况、注油、放油、指示油面高度、换气、拆除吊运等，减速器的箱体上应设置有窥视孔和窥视孔盖、放油孔及放油螺栓、油标、通气器、起盖螺钉、定位销、起吊装置、轴承盖等零件，统称为减速器的附件。
（1）窥视孔用于检查传动件的啮合情况、润滑状态、接触斑点及齿侧间隙等，还可用于加入润滑油。
（2）放油孔：应设在箱座底面的最低处，常将箱体的内底面设计成放油孔方向倾斜，并在其附近做出一小凹坑，以便攻螺纹及油污的汇集和排放。平时用放油螺塞将放油孔堵住。
（3）放油螺塞：常用六角头细牙螺纹，在六角头与放油孔的端面间应放防漏用的封油垫，以保证良好的密封。
（4）油标：用来指示油面高度，该减速器选用杆式油标。减速器运转时，箱体内温度升高、气压增大，对减速器的密封极为不利。
（5）通气器：减速器在运转时，箱体内油温上升而气压增大，容易把油从密封处挤出，因此在箱盖顶部或窥视孔盖上安装通气器，使箱体内的热胀气体自由逸出，以保证箱体内外压力均衡，提高箱体有缝隙处的密封性能。吊环螺钉为标准件，按起重量选取。轴承盖是用来封闭减速器箱体上的轴承座孔，以及固定轴组件的轴向位置并承受轴向力。
（6）启盖螺钉：由于分箱面粗糙度小、装配时又涂密封胶，在大气压作用下，分开上下箱体十分困难，所以要设立启盖螺钉，用以顶开箱盖。启盖螺钉的螺纹长度应大于该处凸缘厚度，其端部做成直径小一些的圆柱形或半圆头形，其直径与凸缘联接螺栓相同。
（7）定位销：为了确定上下箱体的相互位置，保证轴承座孔的镗孔精度与装配精度，应在箱体联接凸缘上相距较远处设置二到三个定位销。
4.7.1 检查孔与检查孔盖的设计
为了检查传动零件的啮合和润滑情况，并为了向箱体内注入润滑油，应在传动件啮合区的上方设置窥视孔。窥视孔要足够大，以便于检查操作。
窥视孔上设有视孔盖，用螺钉紧固，视孔盖可用钢板、铸铁或有机玻璃等材料制造，其结构形式及尺寸确定如图4-9
图4-9 视孔盖的结构
取 ；螺钉为M12，直径 ，个数为4个
4.7.2 定位销
为精确地加工轴承座孔，并保证减速器每次装拆后轴承座的上下半孔始终保持加工时的位置精度，在箱盖和箱座的联接凸缘上配装两个定位圆锥销。
圆锥销的公称直径（小端直径）可取，其长度应稍大于箱盖和箱座联接凸缘的总厚度，以便于装拆。见图4-11
定位销直径取标准值
图4-11 定位销结构
5 刮板链及其零件的设计
刮板链由链条和刮板组成，是刮板输送机的牵
引机构。刮板的作用是刮推槽内的物料。目前使用的有中单链、中双链、和边双链三种，本次设计的刮板链为边双链，因为边双链式刮板链运煤空间大，兜煤效果好，是刮板输送机用链条导向的唯一型式。边双链刮板链如图5-1所示：
图5-1 中双链式刮板链
目前,采煤机、刨煤机、刮板输送机、转载机、板式输送机、仓式列车及弯曲胶带输送机等许多矿山机械广泛采用圆环链牵引或传动。实践证明，这种传动或牵引方式结构简单、紧凑，工作可靠，牵引力大，寿命长，可弯曲，能充分适应矿山机械的特殊技术及安全要求和恶劣的工作条件。因此，本次设计的刮板输送机采用圆环链为扁平圆环链，本圆环链适用于煤矿井下刮板输送机、转载机、刨煤机，圆环链之间相连接用的接链环，在使用时即可以水平安装又可以垂直安装。
6刮板输送机的润滑
刮板输送机主要是运送煤炭和矸石，在机械化采煤工作面上，它将采下来的煤，运到下倾槽转载机上。
6.1主要工况特点
(1)载荷不等但低速重载传动的较多。重型刮板输送机的功率都在100kW以上，速比都大于10。
(2)工作面条件的限制，输送机常处于满负荷情况下频繁启动。
(3)传动装置常被煤埋压，散热条件差，运行温度较高，而且油易受污染。
(4)底板起伏不平，链条常有被卡现象，造成减速器负载变化大、易受冲击，润滑膜不易建立。
6.2润滑剂的要求
应具有良好的抗磨、防锈防腐、润滑、保护、不粘灰尘、耐温、等性能。
6.3减速器的润滑
减速器内部和轴承的润滑，齿轮依靠连续啮合的齿传递运动和动力的机械零件，一对齿轮分别装在主动轴和从动轴上，利用两齿轮轮齿的相互啮合，以传递运动和动力，叫做齿轮传动。
尽管不同的齿轮、不同的工况条件下对润滑油的要求不同，但总的特点如下：
齿轮在啮合过程中，同时存在滑动和滚动两种形式，而且滑动速度的大小和方向以作用线为界急剧变化；
(1)润滑是断续性的，每次啮合都要重新建立油膜；
(2)一般齿面的加工精度不高，表面粗糙度较一般的零件要差；
(3)齿面实际接触面积相当狭小，接触应力大；
所以轮齿的润滑条件相当苛刻，属于边界润滑和混合润滑状态。
结 论
本设计为一种用于普通综采工作面的刮板输送机，是煤矿的主要运输设备，包括有电动机，减速器，机头部，中部槽，过渡槽，机尾部，紧链装置，软启动装置等。这次设计的重点是对刮板输送机机头传动部的设计，减速器采用圆锥-圆柱齿轮三级减速器，一对弧齿锥齿轮和两对斜齿轮，设计说明书对主要的齿轮和轴进行了详细设计计算，对
主要的轴和键进行了强度校核，对主要轴承进行了寿命校核，同时还对链轮组件进行了设计计算，本设计链轮的链轮体为整体锻件，两链轮中间焊有滚筒，链轮组件主要由短轴和花键轴、轴承、浮动油封等组成，结构简单，传动效果佳。本次设计不仅巩固了以往学习的知识，更学到了很多书本中学到得经验。
参考文献
[1] 王洪欣，李木，刘秉忠.机械设计工程学[Ⅰ].徐州：中国矿业大学出版社，2004
[2] 唐大放，冯晓宁，杨现卿.机械设计工程学[Ⅱ].徐州：中国矿业大学出版，2004
[3] 许洪基，现代机械传动
手册.北京：机械工业出版社，1995
[4] 范维唐等.《综采技术手册》（上、下）.煤炭工业出版社，1997
[5] 吴相宪.实用机械设计手册.徐州：中国矿业大学出版社，2001
[6] 王启广、李炳文、黄嘉兴.《采掘机械与支护设备》.中国矿业大学出版社，2006
[7] 甘永立.几何量公差与测量.上海：上海科学技术出版社，2003
[8] 成大先.机械设计手册.北京：化学工业出版社，2004
[9] 方昆凡.公差与配合技术手册.北京：北京出版社，1983
[10] 王启义.中国
机械设计大典.南昌：江西科学技术出版社，2002
[11] 吴忠泽.机械设计师手册.北京：机械工业出版社，2002
[12] 范维唐等.采煤机械化设备使用与维护。黑龙江科学技术出版社，1988
[13] 成大先.机械设计师手册单行本润滑与密封.北京：化学工业出版社，2004
[14] 成大先.机械设计师手册单行常用设计资料.北京：化学工业出版社，2004
[15] 程志红，唐大放.机械设计. 南京:东南大学出版社, 2006
[16] 洪晓华.矿井运输提升.徐州：中国矿业大学出版社，2005
[17] 甘永立.几何量公差与检测。上海：上海科学好、技术出版社
[18] 单辉祖.材料力学.北京：高等教育出版社，1999
[19] 程居山.矿山机械.徐州：中国矿业大学出版社，1997
[20] 王启广，黄嘉兴.液压传动与采掘机械.徐州：中国矿业大学出版社，2005
[21] 谢锡纯，李晓豁.矿山机械与设备.徐州：中国矿业大学出版社，2000
[22] 白杰平，伍 锋，潘 英. Science and Technology English for Mechanical Engineering.徐州：中国矿业大学出版社，1997
[23] Joseph E.Shigley,Charles R.Mischke.机械工程设计.北京：机械工业出版社,2002
[24] Tunnelling and Underground Space Technology 18 395—404,2003