掘进机截割部减速器的优化设计(内附两级行星齿轮减速器的CAD图)

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1、掘进机截割部减速器的优化设计 10摘 要减速器是掘进机截割部的一个重要组成部分，其结构形式、运转情况等各方面的性能指标将会通过影响截割头的运转而直接影响掘进机的采掘效率、生产能力及机体的稳定性等。由于掘进机的工作空间一般比较狭小，要求掘进机的工作机构应该在保证工作性能及使用要求的前提下使结构尺寸最小。因此，有必要对掘进机截割部减速器进行以体积最小为目标的参数优化，使得在保证掘进机使用性能及安全性能的前提下，使减速器的体积最小。行星齿轮传动与普通定轴齿轮传动相比较，具有体积小、质量轻、传动比大、承载能力大以及传动平稳和传动效率高等优点，其在起重运输、工程机械、冶金矿山等行业均获得了广泛的应用。本

2、文是基于上述特点对减速器进行结构设计，首先通过比较各种类型的行星齿轮的特点，确定采用NGW 二级行星齿轮减速器；其次根据相应的输入功率、输出速度、传动比等进行齿轮传动设计与减速器整体的结构设计。关键词：掘进机，减速器，行星齿轮，结构设计 ABSTRACTReducer is an important component of the cutting part of a road header. The structure and functioning and other aspects of performance index of the cutting reducer will dire

3、ctly affect the extraction efficiency、production capacity and the stability of the roadheader by the operation of the cutting head. Because roadheader's working space is Relatively small，therefore，should make the structure of the roadheader's working part smallest under the premise of guaran

4、tee the performance and use requirements. Therefore, the smallest target parameter optimization of EBZ135 roadheader's cutting reducer is necessary to make the minimum volume of the roadheader under the premise of guarantee the safety performance index of the roadheader. Compared with common fix

5、ed axis gear, planetary gear transmission has small size, small quality, big transmission ratio, large carrying capacity, smooth transmission and high transmission efficiency.So planetary gear drive in the lifting and transportation、engineering machinery、metallurgical and other industrial sectors ar

6、e received a wide range of applications. The design is based on these features of planetary gear for structure design. First, adopt the scheme through comparing various types of planetary gears characteristics and determine to use NGW two planetary gear reducer, Secondly, according to the correspond

7、ing input power、output speed and speed give the design of gear transmission and whole structure.Key words: road header, reducer, planetary gear, structure design目 录1 绪论11.1掘进机国内外发展现状11.1.1国外掘进设备研究技术现状及发展趋势11.1.2国内掘进机的发展历史及现状21.1.3现代掘进机的发展趋势21.2行星齿轮传动技术41.2.1行星齿轮传动技术定义41.2.2国内外研究动态51.3论文选题目的及意义62 MAT

8、LAB优化设计概述72.1 MATLAB软件介绍72.2 优化设计方法概述83 掘进机截割部减速器的优化123.1 减速器优化设计的数学模型123.1.1设计变量的选取123.1.2目标函数的建立123.1.3约束条件的确定133.2 减速器的优化与结果分析303.2.1减速器的优化303.2.2优化结果的分析314 结论33参考文献34致 谢351 绪论1.1掘进机国内外发展现状1.1.1国外掘进设备研究技术现状及发展趋势第一台悬臂式掘进机是在1949年由匈牙利的科学家发明的1，经过几十年的改进和发展，现在世界上掘进机的使用数量已超过几千台。有超过10多个国家、20多家公司和厂商从事悬臂式掘

9、进机设计研究和制造，主要国家是：奥地利、英国、德国、日本、美国等。早在五十年代，前苏联就试制了振动冲击式掘进机的样机，试验结果表明利用此方法提高了生产效率及降低比能耗。直到1990年，俄罗斯图拉工学院开始研制惯性冲击式掘进机，并在一些掘进机上进行试验，结果证明在提高破岩能力、生产效率及降低比能耗的同时机器运行仍平稳。对于国外掘进设备可分为两类：一类是欧洲国家普遍使用的悬臂式掘进机，它适应范围广，但掘进、支护不能平行作业，掘进效率低；另一类是以美国和澳大利亚为代表的连续采煤机和掘锚机组，可实现煤巷的快速掘进，掘进效率高2。目前，国外掘进设备技术研究现状主要可表现为：(1) 半煤岩巷道掘进机普遍推

10、广随着开采深度的加大及薄煤层开采的需要，切割煤岩的硬度及半煤岩巷道的掘进量增长，已研制的EBJ-132, EBH-132, EBJ-160等几种掘进机能够胜任半煤岩巷道掘进。半煤岩巷道掘进机适用机型重量约45-90t，切割岩石抗压强度不大于80MPa为宜。EBJ-160在切割局部硬岩时，出现强烈振动，应以60-70t重的机型为主，可以使机器的振动减轻，机器零件寿命延长，总体经济效果好。(2) 机器的可靠性高以先进的制造技术为基础，从原材料质量到零部件的加工精度都能严格控制，又有优越的国际协作条件，选购外协件的范围宽广，有效的保证了主机的质量水平。此外，近年来广泛的采用了可靠性技术，其突出表现为

11、简化机械结构、采用将额设计。在齿轮传动、机械联接及液压传动方面尽量减少串联系统，有的地方以嵌装式结构代替螺栓组结构。既简化了结构，又提高了可靠性。(3) 采用机电一体化技术国外新型掘进机均配各有完善的工况监测和故障诊断系统。从而可早期发现故障，快速排出故障，大大减少停机时间。有些重型掘进机还可配置自动控制系统，可以使机器的生产率提高30%左右，还可以保证切割机构的负载平稳，避免由于人工操作不当引起的尖峰负荷，从而延长机器的使用寿命约20%。随着矿山机械工业的发展，掘进机作为一种常用机械产品，其性能不断改进提高，国外掘进机的主要发展趋势：1)以增加机重、提高截割功率和截割硬度为前提，发展矮型机，