針對目前大多煤礦的忻州通用刮板機採用的減速器結構傳動性能差的情況，設計了一種基於SGZ800/800型忻州通用刮板機的行星齒輪減速器，採用水平布置方式、一級弧形錐齒傳動與二級行星齒輪傳動的結構，實現電機到忻州通用刮板機的傳動功能。根據電機的功率與轉速分別設計了行星齒輪傳動的高速級與低速級部分，並根據工況與設計要求設計選型了行星架和連接部分。在保留了傳統減速器節省空間的優點的同時，降低了設備的故障率，提高了傳動性能。
忻州通用刮板機作為一種撓性牽引機構組成的運輸設備，擔任煤礦生產工作面主要運輸的任務，是實現高效與安全採煤的設備之一[1]。煤礦生產自動化的發展，對忻州通用刮板機也提出新要求，作為其傳動部分的減速器，是設備正常運轉的關鍵保障[2-3]。由於綜採工作面工況複雜，井下空間小，溼度大、散熱條件差，機器又處於重載、連續的工作狀態，減速器的傳動性能難以保障，甚至可能發生故障[4-5]。過去幾年，該類型減速器經過長足的發展，存在一定的先進性，但是隨著安全、環保等新的要求提出，產品還存著一定的局限性，所以本文設計了一種行星齒輪減速器作為忻州通用刮板機的傳動部件。
1 減速器總體方案設計
本文基於 SGZ800/800 型忻州通用刮板機設計了一種新型的減速器。根據輸入軸與輸出軸位置的不同，減速器可分為垂直安裝和水平安裝，目前國內大多數煤礦忻州通用刮板機採用的都是水平安裝型減速器，其主要由三級傳動部分組成，第一級為弧形錐齒傳動，第二級為圓柱斜齒輪傳動，第三級為行星齒輪傳動，其結構示意如圖1所示[6-7]。這種減速器節約了忻州通用刮板機水平方向的安裝空間，但是其中圓柱斜齒傳動部分的傳動效率低，傳動性能差。所以本文決定採用一級弧形錐齒傳動和二級行星齒輪傳動的水平安裝型減速器作為忻州通用刮板機的傳動部分，該結構繼承了原先節省空間的優點，並且提升了減速器的傳動效率與性能。
本文選用的行星齒輪傳動技術，其原理是通過太陽輪輸入，從外齒圈輸出，行星架通過箱體機構固定。同傳統的減速器結構相比，行星齒輪傳動技術使得減速器在傳遞同樣功率和轉矩時，傳動的效率更高，具有體積更小，重量更輕，使用壽命長的優點。
SGZ800/800型號刮 板輸送機的電機輸出功率為800 kW，電機轉速1 470 r/min，根據設計要求，減速器的總傳輸比約40，單向傳輸，劇烈振動，三班工作(每天24 h)，工作10年的時間(以每年300天計算)。在傳動比分配時，弧形錐齒傳動比為2，行星齒輪傳動部分為20，其中高速級為4，低速級為5。
2 行星齒輪傳動部分設計
2.3 低速級行星齒輪參數計算
3 其他結構設計
3.1 行星架設計
本文所設計的行星傳動部分，太陽輪的直徑相比行星輪要小一些，所以在設計行星架時，行星輪採用齒軸分離式，通過滾動軸承固定。太陽輪採用內齒圈連接的形式實現固定。
考慮到忻州通用刮板機在運行過程中可能受到衝擊的情況，本減速器採用高速級行星架浮動和低速級太陽輪浮動的形式。為了便於加工部件的裝配和拆卸，輸出軸與行星架分離並通過鍵連接，經過幾種結構的對比分析，最終高低速級的行星架都決定採用雙側板整體結構，這種結構是由兩塊環形側板支撐聯接組成的空間框架。其中撐柱的數量與行星輪個數相等，尺寸由各齒輪分度圓直徑及太陽輪與行星輪的中心距相關。在忻州通用刮板機高負載工作時，減速器會受到較大衝擊，箱體溫度升高，而雙側板整體結構的剛度好，受熱膨脹的影響較小，不會發生工作失效的情況。
3.2 齒式聯軸器的設計
在高速級行星架與低速級太陽輪的連接方式選擇上，本文選用了目前市面上應用較多的齒式聯軸器結構。作為一種可移式的剛性聯軸器，齒式聯軸器通過內外齒嚙合來實現兩個零部件之間扭矩與轉速的傳遞，適用於兩個同心軸之間傳動。由於齒式聯軸器體積小、結構緊湊、徑向尺寸小，可傳遞扭矩的範圍較大，並且可以對兩軸之間產生的相對位移進行補償，所以在各類機械行業都得到了廣泛的應用，尤其適合用於低速重載工況條件下的軸系轉動。
4 結束語
本文設計了一種基於 SGZ800/800 型忻州通用刮板機的行星齒輪減速器，改變原先第二級傳動部分為斜齒圓柱齒輪傳動的結構，採用二級行星齒輪傳動的方式降低了減速器在運行過程中發生故障的概率，增加了系統的傳動效率，提高了傳動性能。