煤矿机械无轴承行星传动结构设计研究

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1、今年，共有19所高校部分外国语专业可单独招生，这些单招的试点院校将按有关规定自行组织命题和单独考试，在全国统考前提前录取煤矿机械无轴承行星传动结构设计研究　　0引言　　随着煤机设备朝大功率、大规格和大扭矩方向发展，产品可靠性和寿命的要求也越来越高，而受井下空间尺寸的限制，齿轮传动要求的功率体积比越来越大。行星轮传动装置采用多个行星轮同时传递载荷，实现功率分流，具有传动比大、体积小、重量轻、效率高、振动小、噪音低的优点，得到越来越普遍的应用。　　1使用现状小语种自主招生的对象主要是外语教学质量较高的普通高中应届

2、毕业生，考生被录取后，不得再报考其他高校，新生入学后也不得转入其他专业。今年，共有19所高校部分外国语专业可单独招生，这些单招的试点院校将按有关规定自行组织命题和单独考试，在全国统考前提前录取　　传统的行星传动装置一般采用双轴承支撑行星轴，轴承或置于行星轮内，或置于行星架中，见图2，轴承不可避免地要占用有限空间内的径向尺寸，在有限空间内布置轴承就需要减小减小行星轴直径或行星轮、行星架外壁壁厚，在具体设计计算中，在一定空间尺寸限制下，很难同时满足行星轮或行星架、行星轴强度及轴承寿命要求。目前，国内为提高行星传动

3、系统功率体积比，设计中往往采用去内圈或外圈的滚动轴承及行星轴充当内圈、行星轮内孔充当外圈的滚珠轴承方式。在空间尺寸紧张、转速较低的情况下，采用薄壁滑动轴承的结构。但在功率、体积矛盾日益突出的情况下，行星轴的径向尺寸加大10mm，甚至是5mm对强度的影响也不可忽视：比如一根直径50mm的轴，其抗弯截面模量是直径45mm轴的倍，那么在弯矩相同的情况下，其应力值仅为直径45mm轴的72%左右。因此，采用无轴承行星传动结构，可在有限空间内合理分配行星轴、行星轮、行星架的空间尺寸，均衡各零件强度，提高行星传动的整体可靠

4、性。　　2无轴承行星传动结构小语种自主招生的对象主要是外语教学质量较高的普通高中应届毕业生，考生被录取后，不得再报考其他高校，新生入学后也不得转入其他专业。今年，共有19所高校部分外国语专业可单独招生，这些单招的试点院校将按有关规定自行组织命题和单独考试，在全国统考前提前录取　　无轴承行星传动结构，见图5，行星轴与行星架固定，无轴承支撑，行星轮与行星轴相对旋转，行星轴兼具轴承的功能。该结构充分利用有限空间，提高行星传动功率体积比。国外先进煤机制造商已有使用该技术的相关的产品问世，并在实际生产中得到了很好地应用

5、，中国目前尚未发现有使用无轴承行星传动结构的国产矿用齿轮箱，该项目的研究在国内尚属空白。无轴承行星传动的关键在于合理分配行星轴、行星轮、行星架的空间尺寸，均衡各零件强度，提高行星传动的整体可靠性。设计过程中，首先利用经典力学理论计算齿轮寿命和强度、行星轴强度，并调整行星轴直径，保证二者均满足设计要求，然后利用有限元软件进一步分析行星轮、行星轴和行星架，优化结构，使行星架强度与行星轮、行星轴强度均衡，提高行星组件体积功率比。无轴承行星传动行星轮与行星轴、行星轴与行星架之间的配合关系也是关键环节。行星架的孔的加工

6、难度高于行星轮的孔的加工难度，正常情况下，行星轴与行星架配合按基孔制，行星轴与行星轮配合按基轴制。行星轴与行星架固定，安装定位键，防止行星轴与行星架发生相对旋转，这样行星轴与行星架可选较松的配合，便于装配，只需满足定心要求即可。行星轮与行星轴相对旋转，应选择间隙配合，但间隙太大，影响齿轮啮合及均载效果；间隙太小，行星轮与行星轴之间无法形成油膜，行星轴磨损严重，影响行星轴使用寿命。另外，无轴承行星传动的原理上是一种滑动摩擦，工作部件温度较高，必须考虑行星轴的热膨胀量对配合间隙的影响。在设计时，行星轮孔的公差要加

7、入热膨胀量，热膨胀量的值可按下式计算：σ=dtε，（1）式（1）中，σ为行星轴的热膨胀量，mm；d为行星轴的直径，mm；t为环境温度，℃；α为材料热膨胀系数。行星轮与行星轴配合关系影响润滑油膜形成质量，初步确定后必须按润滑方式研究部分进行详细校核，合理调整。　　3结语　　煤矿井下条件恶劣，巷道底板不平整，经常有较多煤泥水，承载能力相对较低，因此，行走齿轮箱必须提供充足的动力，保证整机可靠运行。在井下工业性试验期间，项目组对应用无轴承行星传动结构行走齿轮箱进行功率、振动等方面数据的采集，并分析实时采集的数据，结

8、果显示无轴承行星传动装置动力输出稳定。小语种自主招生的对象主要是外语教学质量较高的普通高中应届毕业生，考生被录取后，不得再报考其他高校，新生入学后也不得转入其他专业。