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工）于八十年代末期，同唐山煤科院合作并开发、研制了EBZ—75型半煤岩横轴式截割头悬臂式掘进机，而此时的合作是由唐山煤科分院提供设计资料，由北方重工进行生产，当时我国的掘进机的生产领域只能说是刚刚起步，对掘进机的理论研究处于空白阶段。进入二十世纪九十年代中期，北方重工开始与唐山煤科院进行实际意义上的共同开发、研制、生产掘进机，推选出了EBZ—90型半煤岩横轴式截割头悬臂式掘进机。 我国掘进机的研究开发和应用经历了两个阶段：第一阶段是由开始封闭式研制阶段走向引进消化使用和研制阶段，这是一个认识上的飞跃，它使我国的掘进机使用和研制技术提高到一定的水平，避免了不少弯路，如 AM-50、S100 机型的引进；第二阶段是由国外机型移植仿制阶段向自立开创、系列设计发展的突破阶段，如 EBJ-120TP、EBH-120、EBZ-160HN 中重型机型的成功研发，使我国掘进机研究制造水平和综采机械化水平均迈上了新的台阶。由此开始了我国掘进机技术的自主发展。目前国内煤矿用机型，中型机以 AM-50、S100、EBH-120、EBJ-120TP 为代表，其截割功率为 100～120 kW，机重 25～30 t；重型机以 EBH132 (截割功率 132 kW、机重 36 t)、 EBZ-160HN (截割功率 160kW、机重 50 t ) 为代表，已初步形成系列，基本满足国内市场的需要。到2004年底为止，我国已累计生产、销售掘进机达550余台，主要用于煤矿井下的巷道掘进作业。其中北方重工生产销售半煤岩横截割头悬臂式掘进机的数量达140余台。 由西安科技大学毛开友教授与俄罗斯图拉国立大学及南京晨光机器厂三方合作，试制出了国内第一台振动式掘进机样机，并于1997年十月进行地面试验获得成功。1998年3月下井进行工业试验，结果令人欣喜。煤炭科学研究总院太原分院和佳木斯煤矿机械厂联合研制的EBJ-160型掘进机是我国独立研制开发的重型掘进机，各项性能均达到国际先进水平。
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。随着掘进机使用范围的日益增大，对其截割能力的要求也不断提高。在提高掘进机的截割能力方面，利用振动截割技术无疑是一种新型而有效的方法，国外学者对此作了一定的研究。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。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、提高生产效率及降低比能耗的同时机器运行仍平稳。对于截割法，其破碎只能有效地用于f<5～6 的低磨蚀性岩石，但当岩石坚硬度大时，截齿磨损严重，寿命短。而冲击法可应用于任意坚硬的岩石，但是，功率大的振动器结构复杂。因此，采用截割与冲击相结合的破碎方法更为有效，生产效率更高。。 高压水射流助切技术于20世纪70年代在美国应用到悬臂式掘进机上，作为辅助式切割。它采用高达200MPa的高压水射流冲击煤岩，以达到切割煤岩的目的。由于技术
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原因，这项技术还在发展之中，一旦成熟，将极大提高切割煤岩的效率。 我国煤矿行业在“十五”、“十一五”期间的总体发展概述
在我国，煤矿非机械化采煤占60％以上，大中型矿井生产设备老化，小型矿井生产技术装备水平极低，煤矿用人多，效率低。乡镇煤矿生产工艺落后，破坏和浪费现象十分严重。
到“十五”末期，煤矿生产技术和装备水平进一步改善，安全生产可靠性明显增强。大型煤矿采掘机械化程度达到90％以上，中型煤矿达到60％以上，小型煤矿机械化、半机械化开始起步。根据煤炭行业“十一五”发展规划的相关内容，“十一五”期间，我国将新建煤矿规模3亿吨左右，其中投产2亿吨，结转“十二五”1亿吨。此外，国家将在“十一五”期间，对煤炭行业的工业结构进行调整，大力整合、改造、关闭小煤矿，同时适度加快大型煤炭基地的建设，开工一批现代化大型煤矿，置换落后的生产能力，通过新建和老井技术改造，全国将建成300处高产高效矿井，而高产高效矿井产量将占到全国总产量的50％左右。根据发展目标，“十一五”期间，煤炭工业的生产技术水平明显提高，其中，大、中型煤矿采煤机械化程度分别达到95%和80%以上，小型煤矿机械化、半机械化程度达到30%以上。
根据我国国民经济“十五”和“十一五”期间发展速度为7.5%左右预测，对电力、冶金、建材、化工、民用生活等消费预测分析，我国煤炭需求量2007年估计可达到16亿吨，2010年估计可达到18亿吨。根据上述我国对煤炭消费的预测，以及国家要求发展大、中型高产高效煤矿和淘汰落后煤矿的原则，我国已规划并着手建设国有煤矿182处，其中：新建126处，扩建56处。若考虑到新建和改扩建等因素，则2010年仅高产高效综采设备需求将超过200套。
为了能使煤炭生产和建设适应国民经济发展要求，煤炭行业规划发展目标指出，“十一五”期间，煤炭行业大型煤炭基地建设要取得重大进展，煤炭采掘机械化程度要有明显提高。目标还指出，“十一五”期间，煤炭行业现代企业制度需要进一步得到完善，大型煤炭企业集团基本形成，到2010年形成5～6个亿吨级生产能力的特大型企业集团，5～6个5000万吨级生产能力的大型企业，产量将占到全国煤炭总产量的60%左右。 随着我国煤炭工业的发展完善,近年来煤巷、半煤岩掘进机产品出现多年来少有的热度，也就是人们常说的供需两旺的局面，这也极大的刺激了煤巷、半煤岩掘进机的发展。同时，随着掘进机市场的不断升温，国内一些企业也纷纷加入到掘进机的研究与制造行业里，如湖南三一重装集团。国外进口的一些性能先进的掘进机的引进，也进一步加快了掘进机的发展及整体水平的提高。
目前国内研制的煤巷掘进机和半煤岩掘进机向着全液压驱动的方向发展的趋势非常明显，这主要是由于越来越多的国外著名液压元件制造企业纷纷进入到中国市场，，同时，国内液压元件生产企业生产的液压元件质量越来越好所导致的必然结果。这样一来。
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使得掘进机的设计及控制变得简单的实用，由于机械传动的减少使得维护和检修变得简便。同样，电器元件性能可靠性的提高也使得控制变得简单实用。 1.3 减速器的国内外发展现状和趋势
自20 世纪6 0年代以来，我国先后制订了《JB1130一一70圆柱齿轮减速器》等一批通用减速器标准，除主机厂自制配套使用外，还形成了一批减速器生产厂。我国现有齿轮生产企业6 1 3 家( 其中国有与集体所有的大中型企业 110家，国有、集体所有的小企业4 3 5家，私有企业4 8 家， 三资企业2 5 家)。生产减速器的厂家有数百家， 年产通用减速器7 5 万台左右， 年生产总值约250 亿元.从1988 年以来，我国相继制定了5 0 ^6 0 种齿轮和蜗杆减速器的标准，研制了许多新型减速器，这些产品大多数达到了2 0 世纪8 0 年代的国际水平。目前，我国自 行设计制造的减速器的水平还不高，老产品不可能立即被替代， 新老产品并存过渡会经历一段较长的时间。 随着现代工业的发展，对齿轮传动的要求越来越高。而齿轮传动属于固体传动，要提高其传动性能，一般从三个方面考虑：材料、齿形及工艺。由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器，用于原动机和工作机或执行机构之间，起匹配转速和传递转矩的作用在现代机械中应用极为广泛。改革开放以来，我国引进了一批先进的加工装备。通过不断引进消化和吸收国外先进技术以及科研攻关，开始掌握了各种高速和低速重载齿轮装置的设计制造技术。材料和热处理质量及齿轮加工精度都有较大的提高，通用圆柱齿轮的制造精度可从J B 1 7 9 - 6 0 的8 ^ - 9 级提高到GB10095 - 88 的6 级， 高速齿轮的制造精度可稳定在4 -5级。部分减速器采用硬齿面后，体积和重量明显减小承载能力使用寿命转动效率有了大幅度的提高， 对节能和提高主机的总体水平起到明显的作用。就齿廓的发展现状而言，人们做了大量的研究工作。 在圆柱渐开线齿轮方面已经形成一套比较完善的理论，目前出现了一种新的齿轮形式— 微段渐开线齿轮。 微线段齿轮 是一种全新啮合制齿轮传动，就目前国内外的研究表明:微段渐开线齿轮啮合时，参加啮合的两齿面是以凹、凸形式相接触，在微段渐开线齿轮齿廓曲线上有数万个甚至十几万个啮合点的相对曲率为零，它是一种特殊的齿廓曲线。与渐开线齿轮相比，微段渐开线齿轮在啮合时齿面之间的摩擦形式并无不同，都是滑动摩擦和滚动摩擦交替进行， 但是微段渐开线齿廓啮合时滚动摩擦占大部分，而渐开线齿廓滑动摩擦占大部分，前者的耐磨性要好得多。因此微段渐开线齿轮在高速、重载传动及齿轮小型化方面有广阔的应用前景。随着时间的推移，相信微段渐开线齿轮的研究必然引起更多人的兴趣，也必将在理论研究和实际应用中取得更加出色的结果。就减速器工艺加工的发展现状而言，近十几年来，计算机技术， 数字控制技术，信息技术，自 动化技术在机械制造中的广泛应用，改变了制造业的传统观念和生产组织方式。一些先进的齿轮生产企业已经采用精益生产，敏捷制造，智能制造等先进技术，形成了高精度、高效率的智能化
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齿轮生产线和计算机网络化管理。使得机械加工精度、加工效率大为提高， 从而推动了机械传动产品多样化，整机配套的模块化、标准化，以及造型设计艺术化，使产品更加精致美观。
当今世界各国减速器及齿轮技术发展总趋势是向六高、二低、二化方面发展。六高即高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高传动效率:二低即低噪声、低成本;二化即标准化、多样化。
本文所研究的锥齿-行星减速器的传动类型属于少齿差传动，少齿差传动是一种新型传动。 这类减速器开始生产于上世纪6 0 年代，由于它的新型结构特点， 使其相对普通定轴线齿轮传动在技术上和经济上具有很多优点， 如结构紧凑、体积小、 重量轻、 传动比范围大、效率高、 工作平稳、噪音小等。因此，这种传动装置一出现就引起了科技人员的广泛关注。它被人们广泛用来代替普通齿轮传动，在各行各业得到广泛的应用。
1.4选题的理论意义和应用价值
掘进机作为采煤装备是在上世纪50年代发展起来的。今天，新技术的发展和设计的改进，机器性能不断提高，使掘进机广泛应用于煤炭开采领域之中及之外。过去50年，掘进机取得的主要成果包括机器重量、尺寸和截割功率不断增加大，悬臂段设计、集尘系统和装载系统的改进，设计更加有效的截割头，冶金学在截齿方面的发展、先进的液压和电气系统以及自动化和遥控系统的广泛应用，都使得机器的性能和使用寿命迅速提高。现在，机器的重量已达120t，，在开采较坚硬岩石结构时能产生更大的推进力。为了达到更大的转矩，截割功率明显提高，接近500kW。目前机器定点截割横截面超过100㎡。截割头的计算机辅助设计可以根据岩石及地质结构的不同，选择理想的截齿排列以取得更高效率。截齿已经从简单的冲击式截齿发展到强力镐形截齿。多年来，为了提高掘进机硬岩挖掘能力做了大量的努力。比如增加机器重量、使用坚固的机架及增大截割功率。但大量的实验表明减速器仍是制约掘进机进一步发展的重要因素，如何生产出体积，重量，质量都符合要求的减速器是进一步提高掘进机发展的关键。
随着科技的高速发展，现代机械逐步向高速、精密、可靠、平稳、小型化等方向发展，而减速器作为现代机械中的关键传动部件，也随之对其提出了更高的要求。当今世界各国减速器技术发展总趋势是小型化、轻量化、高速化、低噪声和高可靠度。因此，开拓和发展减速器技术在我国有着广阔的前景。而EBH160型刮板减速器就需要体积够小，重量够轻，可靠度要高与当今世界齿轮的发展趋势相仿。因此，展开对锥齿行星减速器的设计研究具有很高的理论意义。
减速器和齿轮的设计与制造技术的发展，在一定程度上标志着一个国家的工业水平，开拓和发展减速器和齿轮技术在我国有广阔的前景.中国齿轮行业在2 0 世纪9 0 年
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代得到了快速发展，己基本完成了由卖方市场到买方市场的转变。随着我国体制改革的深入，行业协会充分发挥作用，加强了行业自 律性市场约束，己经形成了有序竞争的市场机制。但是，在科学技术高度发展的今天，决定市场导向的关键因素是产品的科技含量，一种产品是否能在市场竞争中生存下去，主要看它能不能适应市场和客户的要求。当前，齿轮先进制造技术的全过程己实现计算机信息技术与现代管理技术的结合。随着我国改革开放，世界级的跨国大公司己开始大举进军中国市场，并以独资，合资，合作制造等形式在我国生产汽车、工程机械及大型成套设备使用的齿轮及齿轮装置，齿轮产品在我国将会有大量国际品牌加入，这必将促使我国零部件结构的大调整，车辆齿轮生产的专业化集中度将继续提高。目前齿轮行业存在的低水平的制造能力过剩，高水平的制造能力不足的现状必然改变。面对这样的现状，我国引进了一批先进的加工装备，通过不断引进消化和吸收国外先进技术以及科研攻关，以期掌握齿轮装置的设计制造技术，促进减速器和齿轮的设计与制造技术的发展。本课题的研究就是根据齿轮技术向六高、二低、二化方面发展的要求，对EBH160型掘进机的刮板减速器进行设计的。 1.5 本课题研究的主要内容
本课题是借助计算机辅助设计EBH160型刮板减速器，目的在于设计出体积更小，重量更轻，效率更高，可靠度更高的刮板减速器，以期在理论研究上有所突破，便于指导生产.具体内容包括:
第一章，绪论。介绍掘进机以及减速器在我国的发展情况及国外的研究近况。比较清晰的了解国内外掘进机以及减速器的发展方向及研究进展是研究掘进机所使用减速器的基本前提。本文根据国内外较新的资料，分析了掘进机的发展趋势以及现今阻碍掘进机用减速器发展的难点，并由此得出本论文研究的目的和意义。
第二章，减速器设计的原始数据及模型的建立即根据设计任务书确定总的传动方案
第三章，减速器的总体设计与计算：计算和分配各级传动比，初选各轮的齿数，计算各轴的转速、转距和功率
第四章，对锥齿轮进行详细的设计计算 第五章，对锥齿轮各轴进行详细的设计计算 第六章，对减速器的箱体结构进行设计计算 第七章，对减速器的密封与润滑进行选择与设计
第八章，全文总结，主要总结研究工作取得的的成果及重要结论，并展望课题进一步深入研究的内容与意义。
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