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从理论方面分析，截割头转速、截齿线速度、悬臂摆动等运动学参数以及截齿上承受的截割阻力、截割电机功率等动力学参数都应该是不同的。但是，现在正实用的掘进机不能实现这个要求。因为尚未研制出截割头拖动装置的无级调速系统，本次设计掘进机有两种截割速度，高速级用于截割硬度较小的岩石，低速级用于截割硬度较大的岩石，工作时可以根据岩石变化而随时改变截割速度。如果在传动系统中设计变速器将使传动系统大大复杂化，这与掘进机工作部传动系统的的设计原则相矛盾，所以变速直接采用电机变速，通过改变电机极数改变速度和功率。 3.5 传动方案设计
悬臂式掘进机的传动方式为电机输出轴通过联轴器将转矩传递给减速器的输入轴，减速器输出轴通过联轴器将转矩传递给主轴，主轴带动截割头转动。 3.5.1 工况特点及要求 （1）低速重载小体积
由于国外掘进机均向着重型化方向发展，其截割机构传递的功率相应地也越来越大，但是截割结构外形尺寸缺没有随功率的增加而成比例地增加。特别是一般掘进机因为其工作特点所致，截割臂的外形多设计成宝塔状，即越靠近截割头（动力输出端），其外形尺寸越小。因此，处于截割臂前端的传动，在设计上因尺寸问题受到极大的限制。 （2）冲击负荷大
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掘进机是通过截割头完成截割煤岩的，因破碎机理所致，当截割煤岩时，煤岩的反作用力使截割阻力和冲击负载毫无保留地传递至齿轮、轴、轴承等传动件上。 （3）载荷变化大
截割时，由于受被截割物料软硬不均，牵引速度和截割深度的影响，载荷始终处于大幅度波动之中，而其载荷又不易被测定。 （4）高可靠性
我国越来越重视掘进设备的可靠性，相应地制定了一套实验检测标准和规。如新设计掘进机的减速器必须进行性能试验和耐久性实验，截割减速器的耐久性实验为连续满载运行1000h。 3.5.2 传动类型的设计
由于行星齿轮传动具有多分流传动、低压力啮合、作用力平衡和运行多变性等一系列特点，所以在同等工作条件下与定轴齿轮传动相比，行星齿轮传动具有外形尺寸小，重量轻、传动效率高、工作可靠和同轴传动等许多突出优点，因此国外纵轴式掘进机的截割结构传动系统均采用行星齿轮传动，以期在提高承载能力、效率和可靠性的同时，尽可能地减轻重量、缩小外廓尺寸、降低制造成本。要求传动装置体积小、结构紧凑，并满足一定的强度要求和减速比要求。因此，这种工作机构的传动装置多采用行星齿轮传动，以满足以上要求。
如果采用一级减速，则传动比太大，导致齿轮结构很难满足现实要求，因此，决定采用2级齿轮减速。齿轮系的选取有定轴轮系和周转轮系两种。由于悬臂采用伸缩式，电动机、联轴器、的减速器相对于轴向是固定的，从传动装置体积小、结构紧凑等考虑，采用双级行
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星齿轮传动。工作机构传动系统布置图3-1。
图3-6传动系统
Fig 3-6 The transmission system
截割电动机通过联轴节、中心轮、行星轮、齿轮、中心轮、行星轮和联轴节驱动切割头进行切割。
中心轮固定在悬臂主轴上，行星轮与之啮合，同时又与一个齿轮啮合，齿轮固定在箱体上。
使减速器的强度能满足电动机的最大转矩和动载荷，即使电动机过载以至停止，减速器也不至于出现机械故障。若减速器的强度不能满足电动机的最大转矩，必须设过载保护装置，如安全销、压紧弹簧、液压或摩擦联轴器等。 3.6伸缩部方案确定
（1）伸缩式（也称套筒式）
由伸缩部分和固定部分组成。电动机、联轴器和减速器相对于悬
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臂本身在轴向是固定的。花键主轴、截割头、套筒和保护套筒是可伸缩部分，在伸缩油缸作用下，通过花键连接，相对固定部分移动完成伸缩动作。其原理如图3-2（b）所示。
图3-7悬臂伸缩原理图
Fig 3-7The fig of the cantilever flex
(a)伸缩式 (b)外伸缩式
1 悬臂；2 减速器；3 电动机；4 伸缩油缸；5 滑架；6 花键主
轴；
7 套；8 联轴器；9 外套
(2)外伸缩式（又称滑架式）
外伸缩式装置是将电动机、联轴器和减速器等连成一个刚性整体，构成悬臂的可伸缩部分，而固定部分为一与回转台铰接的滑架。可伸缩部分装在滑架，利用伸缩油缸使其来回整体移动，实现伸缩，其原理如（图2-3a）所示。
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外伸缩式结构简单、制造方便，主轴与减速器在轴向固定连接，密封性能好，但伸缩时移动部分质量较大，不利于机器的稳定性。
4截割部减速机构设计 4.1 电机选择 4.1.1 截割速度
根据设计要求，截割头转速n= 46r/min
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掘进机截割头设计
