CN109209371A - 采煤机凹凸齿形无链牵引行走系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种采煤机凹凸齿形无链牵引行走系统，包括导向滑靴和相互啮合的行走轮和销排，所述行走轮的轮齿齿面为齿宽方向上中部外凸的曲面，所述销排的齿面为齿宽方向上中部内凹的曲面，所述行走轮和销排在经过啮合位置法向截面上呈相互凹凸嵌合的状态，所述行走轮和销排二者的齿廓曲线均为渐开线，所述行走轮和销排二者的齿在所述啮合位置法向截面上的齿面轮廓线均为圆弧，所述导向滑靴与所述行走轮同轴连接，通过其上的导向口骑在所述销排的导向面上。本发明能在不增大行走轮齿轮模数的情况下有效提高同等节距行走系统的接触强度，从而提高整个行走系统的可靠性，解决牵引行走系统易磨损、寿命短的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种采煤机无链牵引行走系统，属于采煤设备技术领域。
背景技术
现有的采煤机无链牵引行走系统的行走轮在齿宽方向上通常均为直线型等厚结构，虽然理论上与销排相互啮合的轮齿都是线接触，但在实际使用过程中由于齿轮制造、安装过程误差，以及传动时变形等因素，都极易产生轮齿只在一端接触的现象，啮合部位近似于点接触，从而引起集中载荷，接触应力急剧增大，因此加快了牵引行走系统的磨损、降低了牵引行走系统的使用寿命。牵引行走系统需要频繁维修，导致采煤机的停车时间变长，运行成本偏高，直接影响煤炭生产的效率和连续性。
发明内容
为克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种采煤机凹凸齿形无链牵引行走系统，可在不增大行走轮齿轮模数的情况下有效提高同等节距行走系统的接触强度，提高整个行走系统的可靠性，解决牵引行走系统易磨损、寿命短的问题。
本发明的主要技术方案有：
一种采煤机凹凸齿形无链牵引行走系统，包括相互啮合的行走轮和销排，所述行走轮的轮齿齿面为齿宽方向上中部外凸的曲面，所述销排的齿面为齿宽方向上中部内凹的曲面，所述行走轮和销排在沿着齿廓曲线的各个啮合位置的法向截面上均呈相互凹凸嵌合的状态。
所述行走轮和销排二者的两侧齿廓曲线均为渐开线，所述行走轮和销排二者的两侧齿面在上述各个啮合位置的法向截面上的轮廓线均为圆弧，且所有圆弧的半径均相等。
所述行走轮上的所述圆弧的半径优选为所述行走轮的齿宽的1-2倍，所述销排上的所述圆弧的半径优选为所述销排的齿宽的1-2倍。
进一步优选为，所述行走轮上的所述圆弧的半径为所述行走轮的齿宽的1.333倍，所述销排上的所述圆弧的半径为所述销排的齿宽的1.333倍。
对于前述任意的采煤机凹凸齿形无链牵引行走系统，所述行走轮的齿轮轮齿在其分度圆所在位置处的齿宽与分度圆齿厚不相等，行走轮和销排在各个啮合位置均采用等强度设计。
所述采煤机凹凸齿形无链牵引行走系统还包括导向滑靴，所述导向滑靴与所述行走轮同轴连接，通过其上的导向口骑在所述销排的导向面上。
所述采煤机凹凸齿形无链牵引行走系统还包括直齿减速机构，所述直齿减速机构的末级大齿轮与所述行走轮通过花键同轴固定连接。
所述采煤机凹凸齿形无链牵引行走系统还包括行走箱壳体，所述直齿减速机构安装在所述行走箱壳体内。
所述直齿减速机构从第一级传动齿轮到末级大齿轮由上至下竖向布置，所述直齿减速机构的上方设有滴油装置，所述滴油装置安装在所述行走箱壳体内，且其油出口与所述直齿减速机构的齿轮箱内腔的顶部相通。
所述直齿减速机构的第一级传动齿轮所在的中心轴为外花键轴，外花键部分悬伸于所述行走箱壳体之外。
本发明的有益效果是：由于行走轮与销排在啮合线方向上呈一凸一凹相互嵌合的啮合状态，二者在工作过程中为线接触状态，避免了齿轮安装制造误差以及传动变形对无链牵引行走系统的影响，可在不增大模数的情况下有效提高同等节距行走系统的接触强度，明显提高牵引行走系统的耐磨性以及使用寿命。
任意一个法向截面上，确定所述行走轮和销排的齿的齿面轮廓线圆弧半径的取值为各自齿宽的1-2倍，能够使同一个法向截面上行星轮和销排二者的齿的受力面大小更加均衡，有利于齿的强度的同步提高，使用寿命同步延长。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的主视方向结构示意图；
图2是图1的左视方向的纵剖视图；
图3是本发明的行走轮的一个实施例的主视方向结构示意图；
图4是图3的左视方向的纵剖视图；
图5是图3的行走轮轮齿B-B旋转剖面图；
图6是本发明的行走轮与销排的一个实施例处于啮合状态下的立体图。
具体实施方式
本发明公开了一种采煤机凹凸齿形无链牵引行走系统(简称行走系统)，如图1-6所示，包括相互啮合的行走轮1和销排2，所述行走轮的轮齿齿面为齿宽方向上中部外凸的曲面，所述销排的齿面为齿宽方向上中部内凹的曲面，所述行走轮和销排在各个啮合位置的法向截面上均呈相互凹凸嵌合的状态。所述法向截面沿啮合位置的齿面的法向延伸，因此称为法向截面。每一个啮合位置对应一个法向截面。以行走轮为例，在图3视角下，齿廓曲线上的每一点都对应了一个啮合位置，也就对应一个法向截面。图5所示是过其中一个啮合位置N的法向截面，即经过其中一条啮合点公法线且平行于行走轮轴线的截面。
进一步地，所述行走轮和销排二者的齿都是对称齿形的齿，单个齿的两侧齿廓曲线均为渐开线，所述行走轮和销排二者的两侧齿面在所述各个啮合位置的法向截面上的轮廓线均为圆弧，且所有圆弧的半径均相等，即：同一个法向截面上同一齿的两条齿面轮廓线的圆弧半径相等，同一齿不同啮合位置的法向截面上的齿面轮廓线的圆弧半径相等，行走轮的上述圆弧半径与销排的上述圆弧半径之间也相等。
经过一段时间的磨合和轮齿的弹性变形后，行走轮齿轮轮齿的齿面与销排齿的齿面二者间将逐渐呈现为曲线形线接触，降低了对加工制造误差以及变形的敏感程度，在不增大模数的情况下能有效提高同等节距行走系统的接触强度，使行走系统接触应力明显减小，耐磨性以及使用寿命显著提高。
在行走轮和销排二者的材料、形状、制作工艺不相同的情况下，所述行走轮和销排在各个啮合位置均优选采用等强度设计，以综合提高两者的强度及使用寿命。
采用等强度设计后，所述行走轮和销排二者的齿的薄厚往往不一致，所述行走轮的齿轮轮齿在其分度圆所在位置处的齿宽与分度圆齿厚通常不相等。
所述行走轮上的所述圆弧的半径优选为所述行走轮的齿宽的1-2倍，所述销排上的所述圆弧的半径优选为所述销排的齿宽的1-2倍，有利于使一个法向截面上行星轮和销排二者的齿的受力面大小更加均衡。
作为最优化设计，所述行走轮上的所述圆弧的半径R取所述行走轮的齿宽L的1.333倍，所述销排上的所述圆弧的半径取所述销排的齿宽的1.333倍，使所述行走轮和销排上的齿的强度更趋近于相同且接近最高。
所述行走系统还包括导向滑靴D，所述导向滑靴与所述行走轮同轴连接，通过其上的导向口骑在所述销排的导向面上。采煤机行走时，导向滑靴沿销排直线滑动，行走轮相对导向滑靴转动。所述导向滑靴可以防止行走轮行走过程中脱离销排，起到行走导向作用。
所述行走系统还包括直齿减速机构B，所述直齿减速机构的末级大齿轮3与所述行走轮通过花键同轴固定连接，组成行走轮组件C。所述直齿减速机构将动力传至行走轮组件。
所述行走系统还包括行走箱壳体A，所述直齿减速机构安装在所述行走箱壳体内。
所述直齿减速机构从第一级传动齿轮到末级大齿轮由上至下竖向布置。所述直齿减速机构可通过不同的配齿调节输出速度和输出扭矩。
所述直齿减速机构的上方设有滴油装置E，所述滴油装置安装在所述行走箱壳体内，且其油出口与所述直齿减速机构的齿轮箱内腔的顶部相通，对所述直齿减速机构的各级齿轮进行润滑处理。
所述直齿减速机构的第一级传动齿轮所在的中心轴为外花键轴4，外花键部分悬伸于所述行走箱壳体之外，用于同牵引减速机构的输出轴同轴固定连接，接收牵引减速机构传递来的动力。
所述行走系统的主体布置在采煤机牵引系统老塘侧，通过定位结构与牵引箱进行定位连接。所述直齿减速机构可通过偏置等方式调节其与牵引箱的配合高度，以达到调节采煤机机面高度、适应不同的采煤机采高的需求。销排是刮板输送机的一部分，行走轮与销排啮合，将行走轮的转动转换成采煤机沿工作面刮板输送机的直线运动。
本发明解决了传统无链牵引行走系统接触应力小、易于磨损、使用寿命偏短的问题，提高了无链牵引行走系统的适应性以及使用寿命，由此提升采煤机的整体性能，满足矿井高产高效的要求。
Claims (10)
1.一种采煤机凹凸齿形无链牵引行走系统，包括相互啮合的行走轮和销排，其特征在于：所述行走轮的轮齿齿面为齿宽方向上中部外凸的曲面，所述销排的齿面为齿宽方向上中部内凹的曲面，所述行走轮和销排在沿着齿廓曲线的各个啮合位置的法向截面上均呈相互凹凸嵌合的状态。
2.如权利要求1所述的采煤机凹凸齿形无链牵引行走系统，其特征在于：所述行走轮和销排二者的两侧齿廓曲线均为渐开线，所述行走轮和销排二者的两侧齿面在上述各个啮合位置的法向截面上的轮廓线均为圆弧，且所有圆弧的半径均相等。
3.如权利要求2所述的采煤机凹凸齿形无链牵引行走系统，其特征在于：所述行走轮上的所述圆弧的半径为所述行走轮的齿宽的1-2倍，所述销排上的所述圆弧的半径为所述销排的齿宽的1-2倍。
4.如权利要求3所述的采煤机凹凸齿形无链牵引行走系统，其特征在于：所述行走轮上的所述圆弧的半径为所述行走轮的齿宽的1.333倍，所述销排上的所述圆弧的半径为所述销排的齿宽的1.333倍。
5.如权利要求1、2、3或4所述的采煤机凹凸齿形无链牵引行走系统，其特征在于：所述行走轮的齿轮轮齿在其分度圆所在位置处的齿宽与分度圆齿厚不相等，行走轮和销排在各个啮合位置均采用等强度设计。
6.如权利要求5所述的采煤机凹凸齿形无链牵引行走系统，其特征在于：还包括导向滑靴，所述导向滑靴与所述行走轮同轴连接，通过其上的导向口骑在所述销排的导向面上。
7.如权利要求6所述的采煤机凹凸齿形无链牵引行走系统，其特征在于：还包括直齿减速机构，所述直齿减速机构的末级大齿轮与所述行走轮通过花键同轴固定连接。
8.如权利要求7所述的采煤机凹凸齿形无链牵引行走系统，其特征在于：还包括行走箱壳体，所述直齿减速机构安装在所述行走箱壳体内。
9.如权利要求8所述的采煤机凹凸齿形无链牵引行走系统，其特征在于：所述直齿减速机构从第一级传动齿轮到末级大齿轮由上至下竖向布置，所述直齿减速机构的上方设有滴油装置，所述滴油装置安装在所述行走箱壳体内，且其油出口与所述直齿减速机构的齿轮箱内腔的顶部相通。
10.如权利要求9所述的采煤机凹凸齿形无链牵引行走系统，其特征在于：所述直齿减速机构的第一级传动齿轮所在的中心轴为外花键轴，外花键部分悬伸于所述行走箱壳体之外。
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