TDG400斗式提升机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 I 页 摘 要 斗式提升机用于垂直或倾斜时输送粉状、颗粒状及小块状物料。高效斗式提升机是为了满足国民经济发展中人们对运输机械行业大输送量、大提升高度及结构紧凑的提升机的需求而设计的。其特点是输送量大，提升高度高，消耗功率低，运行平稳，震动小，噪音低，运转率高，设计结构合理，适用技术先进，易损件少，维护工作量小，费用低，使用寿命长，是当前较为理想的提升设备。本文对 动装置做为提升机的核心部件之一，对提升机的整体运行可靠性至关重要。由于不同传动方式间成本相差很大，选择何种 方式，要根据具体情况和承受能力、经济性、可靠性、运行成本和维护水平决定。 【关键词】 高效、斗式提升机、传动系统、减速器 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 目 录 1 引言 . 1 论 . 1 式提升机的分类装载和卸载 . 3 2 传动方案的确定 . 6 体方案的选择原则： . 6 动方案的设计 . 6 3 体设计 . 9 动机的选择 . 9 筒转速和尺寸的确定 . 11 动比的确定 . 11 带的参数确定 . 12 斗的参数确定 . 13 4 减速器的设计 . 15 相关参数的计算 . 15 轮的设计计算 . 16 z1,轮的计算 . 16 z3,轮计算 . 21 齿轮的结构设计 . 26 齿轮的润滑 . 27 各轴的设计计算 . 28 各轴的结构设计 . 29 的强度校核 . 31 速器箱体的设计 . 33 速器设计原则 . 33 速器的箱体设计尺寸： . 34 5 总结 . 35 致谢 . 36 参考文献 . 37 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 引言 论 斗式提升机 的发展经历了几百年的历史，但近几年提升机的类型很多，主要有斗式提升机， 物料提升机，高效提升机 ，环链提升机等多种，各有其特点。 提升机 的应用很为广泛，在各行业都有所应用，主要应用在建筑，机械，矿山领域，还 应用于粮油 “ 食品 ”化工”水泥制造 等行业 ，它 是一种垂直或大倾角倾斜向上输送粉状 粒状或小块状物料的连续输送机械 ， 由牵引带围绕着头 和 底轮做循环运动 ， 从而将其上部固定的畚斗内的物料由下提升至机头 。斗式提升机提升物料的高度可达 80m（如 目前 ， 我国生产的通用斗式提升机 ， 驱动链轮大都是槽形轮 ， 靠摩擦带传动 ， 尤其原 斗 型提升机的传动链轮和拉紧链轮均为整体式 ， 一旦链轮磨损 ， 整只链轮全，部报废 ， 不但维修时 间长 ， 费用高 ， 而且造成很大浪费 。 着国民经济的发展运输机械行业在引进、吸收、消化了世界各国斗式提升机的最新技术，并结合我国实际情况，设计出和 高效斗式提升机系列，以满足市场对大输送量，大提升高度及结构紧凑的新型高效斗提机的需要。 现在各厂对单机生产能力要求越来越高 ， 以往的斗式提升机因设计问题已渐渐满足不了生产是其驱动装置 ，传动装置， 进行改进已势在必行 。 斗式提升机最关键的系统是输送系统 !输送的要求 。 加上维修 ， 更换等一系列的麻烦 ，已严重影响到其使用 ， 因而对现有老式提升机 ， 特别系统的改进直接决定着产 量 ， 生产能力 ， 当然罩壳的合理外形布置也有不可忽视的作用 。 链环斗式提升机输送高差大 ， 运转部分重量大 ， 有的输送物料温度高 ， 易出现事故 ， 针对以上问题 ， 首先对输送系统的驱动部分做了改进 ， 将槽形轮改为胶带。原提升机还存在很多问题。 斗提机的主要部件有：牵引构件、料斗、驱动装置、拉紧装置、传动轮、拉紧轮、机壳等。牵引构件有输送带或链条。用输送带作为牵引构件的斗提机称为带斗式提升机；用链条作为牵引构件的斗提机称为链斗式提升机。斗提机使用的料斗主要有浅斗、深斗、导槽斗、组合斗、脱水斗等，可根据物料特性和卸载方式进行选择 。驱动装置包括电动机和传动装置等。传动轮可以是传动滚筒 （牵引构件为输送带），或传动链轮 （牵引构件为链条）。驱动装置与传动轮相连，使斗提机获得动力并驱使其运转。斗提机通常买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 采用螺旋式或重锤式拉紧装置，拉紧轮为拉紧滚筒或拉紧链轮，拉紧装置与拉紧轮相连，使牵引构件获得必要的初张力，以保证斗提机正常运转。斗提机的机壳分头部、中间和尾部三部分。头部机壳与驱动装置、传动轮等组成斗提机头部，头部机壳的形状应根据物料的抛出轨迹进行设计，以保证从料斗中卸出的物料能顺利进入卸料槽中。尾部机壳与拉紧装置、拉紧轮等组成斗提机尾部 ，尾部机壳形状应与物料装载方式相适应。 斗提机的优点是：结构简单紧凑，横断面外形尺寸小，可显著节省占地面积；提升高度较大；有良好的密封性，可避免污染环境。其缺点是：对过载较敏感；料斗和牵引构件易磨损；输送物料种类受到限制。斗提机的输送能力通常小于 600t/h，提升高度一般在 80m 以下。近年来由于钢绳芯输送带的发展，使牵引构件的强度大大提高。国外采用钢绳芯输送带作为牵引构件，并采用小型斗提机对大型斗提机定量供料，使斗提机的输送能力高达 2000t/h，提升高度达到 350m。斗提机不仅广泛用于堆场、仓库 和矿井中，还可用它来卸船和装卸车。 为带斗式提升机，以 送带或钢绳芯输送带为牵引构件，韧性好，强度高。其输送量为 24 一 2080 m3/h，提升高度为 5 一 80m。技术参数如表 表 升机的技术参数 型式 斗提机 斗提机 结构特征 采用高强度圆环链为牵引件，该链条按2718用高强度圆环链制造 采用 送带和钢丝绳胶带为牵引件 卸载特征 采用混合式或重力式方式卸料 采用混合式或离心式方式卸料 适 用输送物料 配 料斗时适用于输送干燥、松散、流动性好的粉状、粒状、块状物料 配 料斗时适用于输送略有潮湿、易结块、流动性差的粉粒状物料 同 适用温度 被输送物料的温度在 250以下 普通胶带适用于 80以下物料 耐热胶带适用于 120以下的物料 型号 升高度 5 75m 5 80m 输送量 16 1800m3/h 24 2080m3/h 1斗式提升机的特点： 1） 驱动功率小 ,采用流入式喂料、诱导式卸料、大容量的料斗密集型布置 因此无效功率少。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2） 提升范围广 ,这类提升机对物料的种类、特性要求少 ,不但能提升一般粉状、小颗粒状物料 ,而且可提升磨琢性较大的物料 环境污染少。 3） 运行可靠性好 ,先进的设计原理和加工方法 ,保证了 整机运行的可靠性 ,无故障时间超过2 万小时。提升高度高 因此可达到较高的提升高度。 4） 使用寿命长 ,提升机的喂料采取流入式 ,无需用斗挖料 ,材料之间很少发生挤压和碰撞现象。本机在设计时保证物料在喂料、卸料时少有撒落 ,减少了机械磨损。 5)采用重锤式张紧装置，即可实现自动张紧又可保持恒定的张紧力，避免胶带打滑或脱链，从而保证机器正常运转。 6）对过载的敏感程度大，料斗和牵引件易损坏。 式提升机的分类装载和卸载 a 分类 1）按安装方式不同：可分为垂直式，倾斜式，垂直倾斜式。 2）按卸载特性 不同：可分为离心式，离心重力式，重力式。 3）按装载特性不同：可分为掏去式，流入式。 4） 按牵引件不同：可分为带式，链式。 5）按料斗形式不同：可分为深斗，浅斗，鳞斗等。 b 装载 斗式提升机在尾部装载，装载的形式有两种： 掏取式（如图 由料斗在物料中掏去装载。掏去主要用于输送粉末状，颗粒状。小块的无摸琢性的散料。由于在掏取物料时不会产生很大的阻力，所以允许料斗的运行速度较高，为 m/s。 图 掏取式 图 流入式 流入式（如图 料直接流入料斗内。流入式用于输送大块状和磨琢性大的物料。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 其料斗的布置很密，以防止物料在料斗之间散落。料斗的运行速度较低，一般不超过 (a) (b) (c) 图 离心式 (a) 离心重力式 (b) 重力式 (c) 1m/s。 c 卸载 斗式提升机在头部卸载，卸载的形式有三种，离心式 (a),离 心重力式 (b)，重力式 (c)，（如图 1 料斗绕上驱动轮并随传动轮一起旋转时，斗内物料同时受到重力 离心力 的作用，它们的合力 N 的作用线始终与传动轮垂直中心线交于一点 p，称为极点， p 点至传动轮中心的距离 h 称为极距，极距 h 可按下式计算： h =895/ （ 1 式中： h 极距， m； n 传动轮转速， r/ 可见，极距 h 的大小只与传动轮转速 n 有关，而与料斗位置 及物料特性无关。当传动轮转速 n 一定时， h 为定值，随着 n 的增大，极距 h 逐渐减小，离心力与重力的比值增大；反之， n 减小，则 h 增大，离心力与重力的比值减小。卸载方式可根据极距 h 的大小判别。 设料斗外缘到传动轮中心的半径为 动轮半径为 ： 1）当 h 极点位于料斗外缘轨迹以外时 （见图 1重力大于离心力，物料将沿斗的内壁移动，这种卸载方式称为重力式卸载。输送小块状的、密度较大的、磨磋性较大的及脆性物料，常采用这种卸载方式。通常用链条作牵引构件，料斗的 运行速度一般为 s，可以采用深斗。 2）当 h 附录八十七查的 ,取传动滚筒直径为00筒也用同样的大小 滚筒的转速 : 0 = =距 : h=2895为 h 5 ,芯层数 00150125 取 i =3 胶带的宽度通常比斗宽 25 150 即： /B = 25(B 150） =425 550中， B :为斗宽（ /B ：为胶带的宽度（ 由起重机械计算附录八十七，取胶带宽度 /B =500此 选用钢芯胶带 斗的参数确定 料斗的提升速度不但影响生产率，还影响卸料，应根据输送物料的不同进行选用比。事实上，料斗的提升速度是否恰当，不但影响生产率，同时对卸料影响也较大。实验证过低，斗式提升机的产量难以提高。并且，料斗中物料所受离心力较小，主要受自身重力的作用间距稍大时，部分物料会从头部散落到提升筒体内，而不能被抛向出料口，影响斗式提升机的生重时甚至会出现堵塞现象。当提升速度过高，有料料斗绕上上滚筒时，料斗中物料所受离心力于流散性好的物料，部分会被过早地抛出料斗，与头部机壳买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 碰撞后散落到筒体中 ;对 于流散性料 (如潮湿的粉料 )，部分会贴住料斗外侧不易抛出造成返料，斗式提升机生产率也会降低。因速度应根据输送物料的不同进行选用。 实践证明，输送干燥、流散性好的物料易倒空，为提高生产率提升速度可选用大一些，一般以 2m/采用离心式卸料 );输送潮湿、流散性不良的物料，一般提升速度以 。 (2)应依据物料特性和提升速度选择斗型，并控制单位长度的料斗数量，来保证斗式提升机。料斗容积的变化 (即型号不同 )会影响斗式提升机的生产率。在提升带宽度相同的条件下，容积较大。因此，相同 型号的斗式提升机采用深料斗时，生产率较高。但斗型的选择主要依据和提升速度。一般，深料斗用于输送干燥、流散性好的物料，浅料斗用于提升潮湿、流散性不 ;提升速度较低时可用深料斗，提升速度较高时宜用浅料斗，这样有利于提高斗式提升机的生产单位长度上料斗数量的多少，也会直接影响斗式提升机的生产率，同时对料斗的充填系数。从生产率计算公式可以看出，单位长度上料斗数量越多生产率越高 ;但另一方面，单位长度量过多，又会降低料斗的充填系数，使生产率降低。目前大多数斗式提升机采用提高提升速度、位长度上的料斗数量，来保证斗式提升机的生 产率。通常输送粉状、颗粒状物料，每米长度安装料斗 ;输送块状物料，每米长度上安装 3一 4个料斗，从实际使用效果来看，这样的布置是合理的。 由于设计 斗宽度为 400 运输机械设计手册表 14 42。可查的料斗的容量 i 16L ,斗距为 410 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 减速器的设计 减速器的设计主要包括，传动件的设计，齿轮，轴。支撑件的设计，包括箱座，箱盖，轴承的选择等。 相关参数的 计算 （ 1） 计算各轴转速 m i n/1 4 7 001 112 = m 9451470 rm 294223 式中： 321 , 分别为各轴的转速 （ r/ 210 , 分别为各轴传动比 为电动机的转速（ r/ (2)计算各轴功率 11 = 2P = 21P = 323 式中： 321 , 为各轴的功率 （ 为电动机功率 （ 1 为联轴器的传动效率，查机械设计手册取 1 =2, 均为齿轮传动效率 ，查机械设计手册取32 =3)各轴的转矩 )( 01 4 7 5 09 5 5 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 0101 d= = )(m )( )( 7 123223 式中： 321 , 分别为各轴的转矩（ 01 为电动机到轴 1 的 传动效率 12 为轴 1 到轴 2 之间的传动效率 23 为轴 2 到轴 3 之间的传动效率 轮的设计计算 z1,轮的计算 1精度等级，材料和齿数 1） 1z， 2z 采用斜齿轮传动， 因为斜齿轮平稳，没冲击。 2）精度等级选为 7 级； 3）选小齿轮材料为 40 调质），硬度 280齿轮的材料为 45（调质）硬度 240 4）初选小齿轮齿数1z=18，则 2z =90 5）选螺旋角。 初选螺旋角 14 2 按齿面接触强度设计 由 机械设计计算公式（ 10行试算，即： )(1 2113 11 （ a. 确定公式中的各计算数值： 1) 试选， 2）由机械设计图 10 30 选取区域系数 ）由机械设计图 10 26 查得1a= 2a=）由机械设计图 10 21d 查的小齿轮的接触疲劳强度极限 1=600=550 取失效概率为 1%，安全系数 S=1 由式 10 12 得 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1l i =540M N 2l i = 5）许用接触应力 2/)( 21 =（ 540+） 轴 1 的转矩 1T =m 7） 由机械设计表 10 7 选齿宽系数d=1 8 ）由机械设计表 10 6 Z M 2/1b. 计算 1）计算小齿轮分度圆直径计算公式得 3 2251 ()15() 计算圆周速度 v=100060 11 nd t=60000 =s 3)计算齿宽 b 及模数=1 =60.1 1 t = 4c o 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4）计算重合度 4118 =）计算载荷系数 K 已知使用系数 1 根据 v=s,7 级精度。由机械设计图 10 8 查的动载荷系数 表 10 4 查得 22 =)3 =机械设计图 10 13 查得 械设计表 10 3 查得 K =1 =） 按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径，由机械设计 公式 (10 10a )得： 3311 =计算模数1814co n =3 按齿根弯曲强度设计 由机械设计 10 17 式得： 2121 （ a. 确定计算参数 1）计算载荷系数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 = = 2）根据纵向重合度=图 10 28 查得螺旋角影响系数 算当量齿数 311 =144c o o s 3322 ）查齿形系数 由机械设计表 10 取应力校正系数 由机械设计表 10 5 查得 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 ,4.1s 由机械设计式（ 10 M P 111 M P 8 00 8 8 222 7）计算大小齿轮的 加以比较 0 1 4 1 Y0 1 6 2 Y大齿轮的数值大。 设计计算 ,将数值代入 ： 4( c o 齿面接触疲劳强度取 0.3为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度可得的分度圆直径 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 于是由 11 取 211 z ，则 1052 z 几何计算 计算中心距 414co )1 0 521(co 021 将中心距圆 整取为 195 按圆整后的中心距修正螺旋角 021 )10521(a r c c o (a r c c o s a n因 值改变不多，故参数a，K， 不必修正。 1z ， 2z 的参数如下： 分度圆直径 d s 321co s 011 2 o s 31 0 5c o 计算齿宽： 56511 圆整后取 52 ， 01 表 z1,参数如下 名 称 符号 结果 螺旋角 法面模数 面压力角 n20 法面齿顶高系数 *面顶间系数 *顶高 *321 齿根高 )( * 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 分度圆直径 n 齿顶圆直径 aa 317121 齿根圆直径 ff 齿宽 B z3,轮计算 1精度等级，材料和齿数 1） 3z， 4z 采用斜齿轮传动，因为斜齿轮平稳，没冲击。 2）精度等级选为 7 级； 3）选小齿轮材料为 40 调质），硬度 280齿轮的材料为 45（调质）硬度 240 4）初选小齿轮齿数1z=20，则 2z =82 5）选螺旋角。 初选螺旋角 14 2 按齿面接触强度设计 由 机械设计计算公式（ 10行试算，即： )(1 2113 11 （ a. 确定公式中的各计算数值： 1) 试选， 2）由机械设计图 10 30 选取区域系数 ）由机械设计图 10 26 查得1a=，2a=4）由机械设计图 10 21d 查的小齿轮的接触疲劳强度极限 1=600齿轮的接触疲劳强度极限 2=550 取失效概率为 1%，安全系数 S=1 由式 10 12 得 1l i =540M 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 N 2l i = 5）许用接触应力 2/)( 21 =（ 540+） 轴 2 的转矩 2T =m 7） 由机械设计表 10 7 选齿宽系数d=1 8）由机械设计表 10 6 查的材料的弹性影响系数为 Z M 2/1b. 计算 1）计算小齿轮分度圆直径计算公式 3 2251 () 计算圆周速度 v=100060 21 nd t=60000 =s 3)计算齿宽 b 及 模数=1 =101.9 1 t = 4c o 算纵向重合度 4120 =）计算载荷系数 K 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 已知使用系数 1 根据 v=m/s,7 级精度。由机械设计图 10 8 查的动载荷系数 表 10 4 查得 22 = 3 = 机械设计图 10 13 查得 械设计表 10 3 查得 K =1 =） 按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径，由机械设计 公式 (10 10a )得： 3313 =计算模数2014co 3co n =3 按齿根弯曲强度设计 由机械设计 10 17 式得： 2322 （ a. 确定计算参数 1）计算载荷系数 = = 2）根据纵向重合度=图 10 28 查得螺旋角影响系数 算当量齿数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 331 =144c o o s 3342 ）查齿形系数 由机械设计表 10 取应力校正系数 由机械设计表 10 5 查得 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 ,4.1s 由机械设计式（ 10 M P 8 00 8 8 222 7）计算大小齿轮的 加以比较 0 1 4 1 Y 2 Y4z 齿轮的数值大。 按 4z 设计计算，代入公式 ： 4( c 齿面接触疲劳强度取 0.4为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度可得的分度圆直径 。 于是由 31 圆整后取 273 z，则 1104 z 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 几何计算 计算中心距 214co )1 1 027(co ( 043 将中心距圆整取为 按圆整后的中心距修正螺旋角 043 )11027(a r c c o (a r c c o s a n因 值改变不多，故参数a，K， 不必修正。 3z， 4z 的参数如下： 分度圆直径 d 1 s 427co s 033 5 s 41 1 0co 计算齿宽： 16513 圆整后取 154 ， 203 表 斜齿轮3z， 4z 的参数如下 名 称 符号 结果 螺旋角 法面模数 面压力角 n20 法面齿顶高系数 *面顶间系数 *顶高 *443 齿根高 )( * 分度圆直径 n 齿顶圆直径 aa 6412043 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 齿根圆直径 ff 齿宽 B 齿轮的结构设计 通过齿轮传动的强度设计计算后，只要确定出齿轮的主要尺寸后，如尺寸，模数，齿宽，螺旋角，分度圆直径就可以对齿轮的结构设计。 齿轮的结构设计与几何尺寸有关，进行结构设计时必须考虑各方面因素，通常是 先按齿轮的直径大小，选定合适的结构形式，然后在根据经验数据，进 行结构设计。 对于直径很小的齿轮，例如圆柱齿轮，若齿根圆到键槽底的距离 e 小于 2将齿轮与轴做为一体，称齿轮轴。若 e 值超过上述尺寸，则齿轮与轴分开制造为合理。 当齿顶圆直径ad 可做成实心结构的齿轮，也可做成腹板式。当齿轮齿顶圆500做成腹板式结构 ，腹板上的孔的数目按结构尺寸大小及需要而定。 当齿轮齿顶圆直径 4001000可做成轮辐截面为“十”字形的轮辐式结构的齿轮。 1z 齿轮：对于齿轮 1z ，由于尺寸太小，设计时做成齿轮轴。 2z 齿轮： 齿顶圆 160 计成腹板式。 3 齿顶圆小于 160计成实心齿轮。 4z 齿轮：齿顶圆大于 160 计成腹板式结构。 例如对 2z 齿轮设计如（图 示 : 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 齿轮的润滑 齿轮在传动时，相啮合的齿面有相对滑动，因此