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内容简介：

TD型斗式提升机设计摘 要斗式提升机广泛地应用于建材、机械、有色金属、粮食等各工业部门；应用于在垂直方向内或倾斜角度很小时运送散料或碎块物体斗式提升机的结构特点是：被运送物料在与牵引件连结在一起的承载构件料斗内，牵引件绕过各滚筒，形成包括运送物料的有载分支和不运送物料的无载分支的闭合环路，连续运动输送物体驱动装置与头轮相连，使斗式提升机获得动力并驱使运转张紧装置与底轮相连，使牵引构件获得必要的初张紧力，以保证正常运转物料从提升机底部供料斗式提升机对过载较敏感；斗和带易磨损斗式提升机的料斗和牵引构件等部分及头轮，底轮安装在密闭的罩壳之内，减少灰尘对周围环境的污染关键词：斗式提升机，料斗，滚筒，牵引构件，驱动装置，张紧装置ABSTRACTBucket elevator widely used in building materials， machinery， nonferrous metals， grain and other various industrial sectors； applied in vertical direction or angle very hour delivery of bulk material objects or fragments. Bucket Elevator is the structural characteristics： the materials being transported together with the traction of carrying components of the hopper， the traction around the drum pieces， including a delivery of materials containing a branch and the non-delivery of materials contained The branch closed loop， the Movement for conveying objects.Drive connected with the first round， bucket elevator access to power and driven operation. Tensioning device connected with the end of round， to obtain the necessary components traction early tension to ensure normal operation. Material from the elevator at the bottom for the material.Bucket elevator to overload more sensitive； Doo and easy to wear with bucket elevator of the hopper and traction components， and other parts of the first round， bottom round of the Shell installation in confined within the surrounding environment to reduce dust pollution.Keyword： Bucket elevator， hopper， drum， traction components， drives， tensioning device.目 录摘 要1ABSTRACT2前 言5第一章 斗式提升机的方案设计及基本原理61.1设计参数及要求61.2 方案设计61.3 基本原理6第二章 TD斗式提升机型号的选择及输送带的受力分析82.1 斗式提升机输送能力的计算82.2 滚筒的设计计算92.3 输送带张力计算10第三章 TD斗式提升机传动系统的设计计算133.1 电动机的选择计算133.1.1选择电动机的类型和结构形式133.1.2 确定电动机的转速143.1.3确定电动机的功率和型号143.2 传动V带及带轮的设计计算153.2.1 V带轮及V带的设计153.2.2.V带轮的结构设计173.3.1高速级齿轮的设计203.3.2低速级齿轮的设计233.3.3 齿轮结构的设计273.3.4 轴的设计273.4 联轴器的选择设计313.5 减速器铸造箱体的结构尺寸32第四章 TD提升机其它装置的设计344.1输送带的设计344.2张紧装置的设计344.3反转装置的设计344.4 料斗的设计354.5 罩壳的设计354.6滚筒轴承的选择36第五章 TD胶带斗式提升机的安装及调试375.1 安装前的准备375.2 提升机安装顺序375.3 料斗的安装385.4 提升机安装应符合的基本要求385.5 提升机的试车39结 论40参考文献41致谢42前 言斗式提升机是一种被普通采用的垂直输送设备， 用于运送各种散状和碎块物料，例如水泥，沙，土煤，粮食等，并广泛地应用于建材、电力、冶金、机械、化工、轻工、有色金属、粮食等各工业部门国内斗式提升机的设计制造技术是50年代由苏联引进的，直到80年代几乎没有太大的发展在此期间，虽各行各业就使用中存在的一些问题也作过一些改进从80年代以后，随着国家改革开发和经济发展的需要，一些大型企业及重点工程项目引进了一定数量的斗式提升机，从而促进的国内提升机的发展直到近来，斗式提升机的大型化包括大输送能力、大单机长度和大输送倾角等几个方面不少国家正在探索长距离、大运量连续输送物料的更完善的输送机结构斗式提升机的优点是，结构比较简单，能在垂直方向或倾角较小范围内运输物料而横断面尺寸小，占地面积小，能在全封闭罩壳内运行工作，不扬灰尘，避免污染环境，必要时还可以把斗式提升机底部插入料堆中自行取料斗式提升机也有一些缺点，过载的敏感性大，必须均匀给料，料斗和牵引构件较易破坏机内较易形成粉尘爆炸的条件，斗和皮带容易磨损，被输送的物料受到一定的限制，只适宜输送粉末和中小块状的物体斗式提升机可以提升的高度位530m，一般常用范围为1220m，输送能力在30t/h以下一般情况下都采用垂直斗式提升机，当垂直斗式提升机不能满足工艺要求时，才采用倾斜式斗式提升机由于倾斜式斗式提升机的牵引构件在垂度过大时需增设支承牵引构件的装置，而使结构变的复杂因此，一般很少采用倾斜式斗式提升机正确选用料斗的尺寸和形状、运动速度、滚筒与链轮尺寸以及适合于物料物理性质和提升机工作条件的机首和底座尺寸是斗式提升机能否正常工作的条件在设计提升机前，必须分析它的工作条件，特别是对于调整提升机，应研究物料在料斗内的运动及从物料中抛出的情况自抓取式皮带斗式提升机又是在以上基础上提出来的，根据设计题目及设计内容的要求，我们选取的转载方式是掏取式，可实现自抓取，选择橡胶带作为牵引构件，料斗形式为深斗式间隔布置，卸载方式为快速离心式，合起来就叫自抓取式皮带斗式提升机自抓取式皮带斗式提升机的设计方案可在以前设计的提升机基础上对其进行改进，发扬其优点，改进其缺点，进一步完善提升机的性能，提高其工作能力第一章 斗式提升机的方案设计及基本原理1.1设计参数及要求某散装料，粒度小于20mm，松散密度为1.5t/m3，中等磨琢性，生产能力为：6t/h，提升高度为4m1.2 方案设计本次设计的斗式提升机用于提升粮食(小麦)等，由电动机通过皮带传动，经过二级减速器，带动斗式提升机的驱动运转，从而循环运转输送物料1.3 基本原理斗式提升机是通过紧固在牵引构件胶带或链条上的许多料斗，并环绕在提升机上部头轮和下部尾轮之间，构成闭合轮廓驱动装置与头轮相连，是斗式提升机的动力部分，可以使头轮轴运动；张紧装置一般和下部尾相连，使牵引构件获得必要的初张力，以维持牵引构件正常运转物料从斗式提升机下部机壳的进料口进入物料，通过流入式或掏取式装入料斗后，提升到头部，在头部沿出料口卸出，实现垂直方向输送物料的目的斗式提升机的料斗、牵引构件及头轮和尾轮等到安装在全封闭的罩壳之内斗式提升机在下部装料，头部卸料，由于被输送的物料特性差异很大，所以装料和卸料的方式也就不同根据物料的特性正确选择装料和卸料的方式，对其工作情况和生产率影响很大对装料和卸料的要求是：装料均匀、块状物料直接流入料斗；卸料h物料能正确地进入卸料槽，不返料；物料抛卸中不冲击罩壳；采用间隔布置料斗的高速斗式提升机，物料过程中不碰撞到前面的料斗上斗式提升机有两种装料型式：(1)掏取式：由料斗在尾部机壳的物料中掏取装料对于粉末状、粒状、块状的无磨琢性或半磨琢性的散状物料，由于掏取时不产生很大的阻力，料斗可以在较高的运动速度，一般为0.82m/s，所以它通常和离心式卸料配合应用(2)流入式：物料直接由进料口流入料斗内装料对于块度较大和磨琢性大的物料；由于挖取阻力很大，故采用装入法，料斗运动速度不能太高，通常不超过1m/s斗式提升机的分类有以下几种：(1)按输送物料的方向分为：垂直式和倾斜式；(2)按卸载特性分为：离心式、重力式、混合式；(3)按料斗的型式分为：深斗式，浅斗式、鳞板式； (4)按牵引构件型式分为：带式、板链式；(5)按工件特性分为：重型、中型、轻型斗式提升机的规格是以斗宽表示目前国产D型斗式提升机规格有D160、D250、D350、D450四种；HL型斗式提升机规格化有HL300、HL400两种；PL型斗提升机规格有PL250、PL350、PL450三种大型斗式提升机宽达800mm据国外文献介绍，胶带提升机的斗宽已达1250mm，输送量达1000t/h，最大提升高度达80m斗式提升机的优点是：结构比较简单，可在垂直或倾斜方向上提升物料，横断面尺寸小，因而可节约占地面积，并可在全封闭的罩壳内工作，减少灰尘对周围环境的污染必要h还可把斗式提升机底部插入料堆中自行取料斗式提升机的缺点是：机内较易形成粉尘爆炸的条件；对过载较敏感；斗和链易磨损；被输送的物料受到一定的限制，只宜于输送粉状和中小块状的散货，如粮食、煤、水泥、砂等，但不能在水平方向运送物料斗式提升机是以牵引型式命名的，并以第一主参数斗宽确定规格大小如机械电子工业部颁发的JB3926-85垂直斗式提升机标准中TH400环链斗式提升机(T-提升机的是Ti、H环链的一并Huan)，斗宽为400mm提升机的结构一般有几大部分组成：驱动装置、出料口、上部区段、牵引件、料斗、中部机壳、下部区段、张紧装置、进料口、检视门斗式提升机牵引件常用橡胶带、圆环链、套筒磙子链几种型式，从而形成了三种基本结构型式新标准中规定了TD型、TH型、TB型三种结构型式的提升机，将分别替代国内原D型、HL型、PL型三种机型除上述定型产品外，NTD内斗式提升机是一种内部加料、重力式卸槽，结构比较新颖的机型而ZL型斗式提升机，DTG型斗式提升机(牵引件是胶带、无底料)，脱水斗式提升机等，因生产量较少，故不一一介绍 1.掏取式 2. 流入式第二章 TD斗式提升机型号的选择及输送带的受力分析根据设计要求，选择斗式提升机的类型是胶带式斗式提升机，即TD型斗式提升机2.1 斗式提升机输送能力的计算料斗的容积为i升，实际容积为i升(为小于1的填充系数)，则单位长度的荷量为： q=a斗距(m)物料容积(t/m3)提升机的输送能力：Q=qv(千克/s)或Q=3.6qv(t/h)由此可得 Q=3.6 v(t/h)由于在实际生产中供料不均匀，所以计算生产率要大于实际生产率N，即N=(t/h)k-供料不均匀系数，取1.21.6取 K=1.5=0.75v=1.0m/s已知：=1.5t/m3 N=6t/h Q=Nk=1.56=9t/h， =根据下表2-1，选用TD160型斗式提升机表2-1来自运输机械手册第二册 表2-1斗提机型式料斗宽度(mm)料斗制法料斗容量i0(L)料斗间距a(mm)(L/m)TD型160S1.103003.67Q0.653002.16250S3.204008.00Q2.604006.67350S7.8050015.60Q7.0050014.00450S14.5064022.65Q15.0064023.44根据设计要求应采用圆弧浅斗料斗，所以应选择Q制法.Q=3.6 v=3.61.50.751=8.7756t/h 所选用的斗提机的输送能力大于实际生产中所要求的输送能力，所以选用的TD160型斗提机能够满足要求 2.2 滚筒的设计计算设滚筒的角速度为w，不计带的厚度，则v=wr其中 v-滚筒速度，r-滚筒半径由于在转动过程中，皮带与滚筒之间的相对速度很少，可以不计，所以滚筒速度进似皮带的速度，根据以上选定的皮带速度为1.0m/ss，并且能够实现离心方式卸载(n滚筒转速)所以得实现离心方式卸载的条件是 h h-极距(极点到回转中心的距离称为极距) h= 由此可得 将上面中的n代入此式有 D=204(mm)取D=200mm，进行验算得到 n=95.54r/min h=98.05(m) h=98.05100=r 符合离心方式卸载的条件因为主动轮滚筒的直径较小，所以从动轮滚筒直径取与主动轮直径相等的值2.3 输送带张力计算如图2-2所示的垂直斗式提升机计算简图中，1、2、3、4各点张力分别用表示，有分析知，1点的张力最小，3点的张力最大 图2-2斗式提升机 为了计算各点的张力，可利用逐点张力计算法进行计算，即牵引构件在轮廓上沿运行方向的每一点的张力等于前一点的张力与这两点之间区段上的阻力之和因此，提升机各点的张力可分别计算如下根据设计任务书的要求，提升h采用装有快速离心式卸料的深斗的带式斗式提升机首先带式运行速度为= 1.0m/s前面已经选取了TD160型斗式提升机，料斗的宽度为160mm，通常带子比斗宽125150mm，对于设计的提升机取带宽B=300mm沿环路用逐点张力计算法进行提升机的牵引计算提升物料的单位长度重量 带料斗的带子单位重量在工作分支上的单位长度载荷 4.509+2.5=7.01Kg/m当传动滚筒(图 )按顺h针方向转动h，最小张力将在点2处.点3处张力为 式中=1.08带料斗的带子绕过滚筒h张力增大系数；3Kgm/Kg 其中由比功值(取1Kg物料消耗的功)确定的取料系数.当料斗的速度为1.251.8m/sh，对粉末状和小物块去取=(1.252.5)Kgm/Kg；因为料斗速度为1.0m/s，所以粉末状或小物块 取=1.2Kgm/Kg.在点4的张力为 7.014= +28.04在点1的张力为 +4.5094= +18.04 对于有绕性件的摩擦驱动装置 当空气潮湿h带子和钢板滚筒之间的，转动滚筒与带子的包角=180，所以1.87，则 +28.041.87(+18.04) -7.21Kg根据正常取料条件，最小张力必须满足下列条件： 52.5=12.5Kg取20Kg当带子张力增加时，驱动装置牵引能力的储备也增加在环路其他各点的张力为： +18.04=38.04Kg =3=24.6Kg 28.04=49.64Kg对于拉紧滚筒的行程 m附加在端部滚筒上的拉力 =20+24.6=44.6Kg传动滚筒上的牵引力 =49.64-38.04+(1.08-1)(49.64+38.04)=18.6Kg=182.42N 式中k=1.08-考虑传动滚筒阻力系数传的功率：第三章 TD斗式提升机传动系统的设计计算传动系统包括电动机，传动皮带，减速器和联轴器斗提机的传动系统间图如下图(1)： 图(1)3.1 电动机的选择计算电动机选择，选择电动机包括选择电动机类型、结构形式、功率、转速和型号.3.1.1选择电动机的类型和结构形式电动机的类型和结构形式应根据电源种类(直流或交流)、工作条件(环境、温度等)、工作时间的长短(连续或间歇)及载荷的性质、大小、起动性能和过载情况等条件来选择.工业上一般采用三相交流电动机.Y系列三相交流异步电动机由于具有结构简单、价格低廉、维护方便等优点，故其应用最广.当转动惯量和启动力矩较小时，可选用Y系列三相交流异步电动机.在经常启动、制动和反转、间歇或短时工作的场合(如起重机械和冶金设备等)，要求电动机的转动惯量小和过载能力大，因此，应选用起重及冶金用的YZ和YZR系列三相异步电动机.电动机的结构有开启式、防护式、封闭式和防爆式等，可根据工作条件来选择.Y系列电动机的技术数据和外形尺寸参见下表1和表2.Y系列电动机(摘自JB/T8680.11998)为全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，是按照国际电工委员会(IEC)标准设计的，具有国际互换性的特点.用于空气中不含易燃、易炸或腐蚀性气体的场所.适用于电源电压为380V无特殊要求的机械上，如机床、泵、风机、运输机、搅拌机、农业机械、破碎机等.也用于某些需要高启动转矩的机器上，如压缩机.3.1.2 确定电动机的转速同一功率的异步电动机有同步转速3000、1500、1000、750r/min等几种.一般来说，电动机的同步转速愈高，磁极对数愈少，外廓尺寸愈小，价格愈低；反之，转速愈低，外廓尺寸愈大，价格愈贵.当工作机转速高时，选用高速电动机较经济.但若工作机转速较低也选用高速电动机，则这时总传动比增大，会导致传动系统结构复杂，造价较高.所以，在确定电动机转速时，应全面分析.在一般机械中，用得最多的是同步转速为1500r/min或1000r/min的电动机.3.1.3确定电动机的功率和型号电动机的功率选择是否合适，对电动机的正常工作和经济性都有影响.功率选得过小，不能保证工作机的正常工作或使电动机长期过载而过早损坏；功率选得过大，则电动机价格高，且经常不在满载下运行，电动机效率和功率因数都较低，造成很大的浪费.电动机功率的确定，主要与其载荷大小、工作时间长短、发热多少有关.对于长期连续工作的机械，可根据电动机所需的功率P来选择，再校验电动机的发热和启动力矩.选择时，应使电动机的额定功率P稍大于电动机的所需功率P，即PP.对于间歇工作的机械，P可稍小于P. 电动机所需功率为 N=式中：N-电动机功率(千瓦)； N0-轴功率(千瓦)； 1-减速器传动效率；1=0.90； 2-皮带或开式齿轮传动效率.皮带取2=0.96，对链传动取2=0.93； K-功率备用系数.与提升高度有关，当： H10mh， K=1.45； 10H20mh，K=1.15.N=根据动力源和工作条件，选用一般用途的Y系列三相交流异步电动机，卧式封闭结构，电源的电压为380V，选Y801-4型电动机，额定功率为0.55KW，同步转速1500r/min，满载转速1390r/min.3.2 传动V带及带轮的设计计算在传递动力的过程中，V带轮及V带起者重要的作用3.2.1 V带轮及V带的设计3.2.1.1确定计算功率Pca计算功率Pca是根据传递的功率P，并考虑到载荷性质和每天运转时间长短等因素的影响而确定的.即Pca=KAP=1.30.55=0.715Kw式中： Pca-计算功率，单位为Kw P-传递的额定功率， 单位为Kw KA-工作情况系数，取KA=1.33.2.1.2选择带型根据计算功率Pca和小带轮的转速，确定选择普通V带，带型为Z型，小带轮的基准直径为dd1=5071mm，3.2.1.3确定带轮的基准直径dd1和dd2(1)初选小带轮的基准直径dd1，取dd1=71mm，(2)带的速度v v1=， v在525m/s范围內，带速合格.(3) 轮的基准直径dd2 dd2=idd1=271=142mm，根据取基准直径系列dd2=140mm3.2.1.4确定中心距a和带的基准长度Ld初步确定中心距a0，取0.7(dd1 +dd2)a02(dd1 +dd2)取a0=300mm确定了a0，根据带传动的几何关系，按下式计算所需带的基准直径Ld：Ld2a0+ =2300+=935.4mm选取基准长度Ld=1000实际中心距a为a a+= 300+=323.3mm中心距的变动范围为：amin=a-0.015Ld amax=a+0.03Ld故中心距圆整为a=320mm3.2.1.5验算主动轮上的包角1 - =-=167.63.2.1.6确定带的根数z Z =式中： Pca-计算功率，单位为Kw式中： Ka-考虑包角不同时的影响系数，查表取取Ka =0.97 KL-考虑带的长度不同是的影响系数，查表取KL =1.06 P0-单根V带的基本额定功率，查表取P0=0.285P0-计入传动比的影响时，单根V带本额定功率的增量，取P0=0.02Z =根，取Z=3根3.2.1.7确定带的预紧力FF= 式中： Ka-考虑包角不同h的影响系数，取Ka =0.97 q-带单位长度的质量，取q=0.06(kg/m)3.2.1.8计算作用在其上的压轴力带对轴的压力Fp是设计带轮所在的轴与轴承的依据.为了简化计算，可近似按两边的预紧力的合力来计算，如下图所示. (a) (b) V带对轴的压力Fp Fp = 2 Z Fsin=2337.96sin = 226.43N3.2.2.V带轮的结构设计3.2.2.1 V带轮的材料在工程上，V带轮的材料通常为灰铸铁，当带速v 300 mm的场合. 因为，所以，小带轮采用腹板式结构，大带轮采用孔板式结构，如下图所示. 小带轮腹板式 大带轮孔板式3.3 减速器的设计计算：减速器中的轴承都选用深沟球轴承现在对传动比进行分配，总传动比为：V带传动的传动比为：则减速箱二级齿轮传动的总传动为：为了便于二级圆柱齿轮减速器采用浸油润滑，当二级齿轮的配对的材料相同，齿面硬度HBS350，齿宽系数相等时，考虑齿面接触强度接近相等的条件，取高速级传动比为：=，则取低速级传动比为：=传动系统各轴的转速，功率和转矩计算如下： 0轴，电动机轴 n0=1390r/min P0=0.55Kw T0=3.78N.m 1轴，减速器高速轴= 2轴，减速器中速轴0.5280.990.97=0.507Kw 3轴，减速器低速轴0.5070.990.97=0.487Kw4轴，滚筒轴n4=n3=95.5 r/min 0.4870.990.99=0.477 Kw标准直齿圆柱齿轮的设计计算根据工作条件，一般用途的减速器采用闭式软齿面传动.提升机为一般工作机械，速度不高，选用8级精度.此减速器采用二级传动，两对齿轮的传动比都不大，所以选用小齿轮用同一种材料，大齿轮用同一种材料.材料选择小齿轮 40cr 调质处理 HBS=280大齿轮 45钢 调质处理 HBS=240两齿轮齿面硬度差为40HBS，符合软齿面传动的设计要求.根据设计要求，高速级齿轮，输入功率为0.528KW，小齿轮转速为704.87r/min，传动比为3，低速级齿轮，输入功率为0.507KW，小齿轮转速为234.96r/min，传动比为2.46，工作寿命15年(每年工作300天)，两班制3.3.1高速级齿轮的设计1、确定齿数小齿轮齿数=20，大齿轮齿数=i=320= 60，取Z2=602、 按按齿面接触强度设计：d2.321)确定公式内的计算值(1)载荷系数Kt=1.3(2)小齿轮的传递的转矩 T=9.5510=9.5510=7154 Nmm(3)选取齿宽系数=1(4)得材料的弹性影响系数弹性系数Z=189.8(5)查机械设计得两试验齿轮材料的接触疲劳极限应力分别为：小齿轮的接触疲劳极限=600 MPa ，大齿轮的接触疲劳极限=550 MPa(6)计算应力循环次数N1=60jLh=604801(2830015)= 2.073109N2=2.07310 /2.5=8.09410(7)得接触疲劳寿命系数= 0.90 =0.95(8)按失效概率为1%，接触疲劳强度的最小安全系数S=1.0 ，则两齿轮材料的许用接触应力分别为 1=550MPa 2= = =522.5 MPa2)计算(1)试计算小齿轮分度圆直径，以较小值=522.5 MPa代入 d2.32=2.32=27.34 mm(2)计算圆周速度v V=(d1n1)/601000=(3.1427.34704.87)/601000=1.01m/s(3)齿宽 b= d=127.34= 27.34mm (4)齿宽与齿高之比 b/h： 模数： m= d/ Z=27.34/20=1.37齿高： h=2.25 m=2.251.37=3.08 b/h=27.34/3.08=8.88(5)载荷系数：根据v=1.01m/s ，8级精度. 得动载系数Kv=1.12直齿轮，假设KaFt/b100 N/mm.得Kha =Kfa=1.2得使用系数Ka=1有8级精度，小齿轮相对支承对称布置h KH=1.12+0.18(1+0.62) 2+0.2310b =1.12+0.18(1+0.612)12+0.231060.44=1.514由b/h=8.88， KH=1.514 得KF=1.35，故载荷系数K=KaKvKhaKH=11.121.21.514=2.034 按实际的载荷系数校正所的分度圆直径， d= d=27.34=31.74计算模数：m=d1/ Z=31.74/20=1.583.按齿根弯曲强度设计 m1)确定公式内各值(1)小齿轮的弯曲疲劳强度极限 =500MPa； 大齿轮的弯曲疲劳强度极限=380MPa(2)有弯曲疲劳寿命系数= 0.85 =0.88(3)计算弯曲疲劳许用应力弯曲疲劳安全系数S=1.41= 303.57 MPa2=KFN2 = =238.86 MPa(4)计算载荷系数KK=KaKvKFakF=11.121.21.35=1.814(5)查取齿形系数 得=2.86 = 2.226(6)查取应力校正系数得 =1.58 =1.764(7)计算大 小齿轮的并加以比较 =2.861.58/303.57=0.0148=2.2261.764/238.86=0.01644大齿轮的数据大. 2)设计计算 m=1.02对比计算结果，有齿面接触疲劳强度计算的模数m大于齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力， 而齿面接触疲劳强度所确定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由齿根弯曲疲劳强度算得的模数并就近圆整为标准值m=1.25mm，按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=31.74 mm算出小齿轮的齿数Z1=d1/1.25=31.74/1.25=25.425Z2=u Z1=325=754齿轮几何尺寸计算分度圆直径 d=mz=1.2525=31.25mm d=mz=1.2575=93.75mm齿顶高 h= hm=11.25=1.25 mm齿根高 h= (h+c)m=(1+0.25)1.25= 1.56 mm全齿高 h= h+h=1.25+1.56= 2.81 mm齿顶圆直径 d= d+2 h=31.25+21.25=78.13 mm d=d+2 h=93.75+21.25=96.25mm齿根圆直径 d= d-2 h=31.25-21.56=28.13 mm d= d-2 h=93.75-21.56=96.88mm中心距 a =(d+ d)/2=62.5 mm齿宽 b= d=31.25 mm B1 =35 B2 =313.3.2低速级齿轮的设计1、确定齿数小齿轮齿数z1=20，大齿轮齿数Z2=uz1=2.4620=49.2，取Z2=492、按按齿面接触强度设计：d2.321)确定公式内的计算值(1)载荷系数Kt=1.3(2)小齿轮的传递的转矩 T=9.5510=9.5510=20607Nmm(3)选取齿宽系数=1(4)得材料的弹性影响系数弹性系数Z=189.8(5)查机械设计得两试验齿轮材料的接触疲劳极限应力分别为：小齿轮的接触疲劳极限=600 MPa ，大齿轮的接触疲劳极限=550 MPa(6)计算应力循环次数N1=60jLh=601921(2830015)= 0.83109N2=0.8310 /1.8=4.60810(7)得接触疲劳寿命系数= 0.90 =0.95(8)按失效概率为1%，接触疲劳强度的最小安全系数S=1.0 ，则两齿轮材料的许用接触应力分别为 1=540 MPa 2= = =522.5 MPa2)计算(1)试计算小齿轮分度圆直径，以较小值=522.5 MPa代入 d2.32=2.32=39.6 mm(2)计算圆周速度v V=(d1n1)/601000=(3.1439.6234.96)/601000=0.487m/s(3)齿宽 b= d=139.6=39.6 mm (4)齿宽与齿高之比 b/h： 模数： m= d/ Z=39.6/20=1.98齿高： h=2.25 m=2.251.98=4.46 b/h=39.6/4.46=8.89(5)载荷系数：根据v=0.487 m/s ，8级精度. 得动载系数Kv=1.12直齿轮，假设KaFt/b100 N/mm.得Kha =Kfa=1.2得使用系数Ka=18级精度h，小齿轮相对支承对称布置h KH=1.12+0.18(1+0.62) 2+0.2310b =1.12+0.18(1+0.612)12+0.231084.2=1.487由b/h=8.87， KH=1.427 得KF=1.35，故载荷系数K=KaKvKhaKH=11.121.21.427=1.875按实际的载荷系数校正所的分度圆直径， d= d=39.6=44.74计算模数：m=d1/ Z=44.74/20=2.243.按齿根弯曲强度设计 m1)确定公式内各值(1)小齿轮的弯曲疲劳强度极限 =500MPa； 大齿轮的弯曲疲劳强度极限=380MPa(2)有弯曲疲劳寿命系数= 0.85 =0.88(3)计算弯曲疲劳许用应力弯曲疲劳安全系数S=1.41= 303.57 MPa2=KFN2 = =238.86 MPa(4)计算载荷系数KK=KaKvKFakF=11.121.21.35=1.854(5)查取齿形系数 得=2.65 = 2.226(6)查取应力校正系数得 =1.58 =1.764(7)计算大 小齿轮的并加以比较 =2.651.58/303.57=0.0137=2.2261.764/238.86=0.0164大齿轮的数据大. 2)设计计算 m=1.46对比计算结果，有齿面接触疲劳强度计算的模数m大于齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力， 而齿面接触疲劳强度所确定的承载能力，仅与齿轮直径有关，可取由齿根弯曲疲劳强度算得的模数同时结合齿面接触疲劳强度计算的模数并就近圆整为标准值m=2mm，按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=44.74 mm算出小齿轮的齿数Z1=d1/m=44.74/4=22.37，取22Z2=u Z1=2.4622=54.12，取544 齿轮几何尺寸计算分度圆直径 d=mz=222=44mm d=mz=254=108mm齿顶高 h= hm=12=2mm齿根高 h= (h+c)m=(1+0.25)2= 2.5 mm全齿高 h= h+h=4.5mm齿顶圆直径 d= d+2 h=48 mm d=d+2 h=112 mm齿根圆直径 d= d-2 h=39 mm d= d-2 h=103mm中心距 a (d+ d)/2=76 mm齿宽 b= d=44 mm B1 =48 B2 =443.3.3 齿轮结构的设计齿轮的结构设计与齿轮的几何设计尺寸，毛坯，材料，加工方法，使用要求及经济性等因素有关进行齿轮的结构设计h，必须综合地考虑上述各方面的因素通常是先按齿轮的直径大小，选定合适的结构形式，然后再根据经验数据，进行结构设计当齿顶圆直径小于160mmh，可以做成实心结构的齿轮但航空产品中的齿轮，虽齿顶圆直径小于160mm，也可以做成腹板式的当齿顶圆直径小于500mmh，可以做成腹板式的，腹板上开孔的数目按结构尺寸大小及需要而定根据齿顶圆直径大齿轮都做成腹板式的结构，小齿轮都采用实心式的结构3.3.4 轴的设计3.3.4.1选材和确定轴材料的许用应力选用45钢调质处理.根据材料的种类得 =590 MPa， =55 MPa.3.3.4.2低速轴设计(1)估算轴的最小直径由表15-3查取=110，根据公式(15-1)得d = 110=18.9(mm)考虑轴端有一键槽，将上述轴径增大5%，即34.911.05=19.9(mm).取20mm(2)确定轴的各段直径 外伸端直径d=20mm(一般应符合所选联轴器轴孔标准，这里选用TL4弹性柱销联轴器)；按工艺和强度要求把轴制成阶梯形，有一个阶梯轴，取通过轴承盖轴段的直径为 ： d2=24mm考虑轴承的内孔标准，取d=d=25 mm(两轴承同型号)，根据机械设计表15-4，初选深沟球轴承的型号为6205；直径为d的轴段为轴头，且应符合轴径标准系列，取d=28mm.；轴环直径d= d+2h=35mm ；根据轴承安装直径，查手册得 d=28 mm .3.3.4.3高速轴的设计(1)估算轴的最小直径由表15-3查取=110，根据公式(15-1)得d = 110=9.99(mm)考虑轴端有一键槽，将上述轴径增大5%，即9.991.05=10.48(mm).由于电机轴d=19mm，故此处伸出端轴径d=19mm(2)确定轴的各段直径 按工艺和强度要求把轴制成阶梯形，有一个阶梯轴，取通过轴承盖轴段的直径为：=(1+(0.070.1)*2)=23mm；考虑轴承的内孔标准，取d= d =25mm(两轴承同型号)，初选两端深沟球轴承的型号为6205；直径为d的轴段为轴头，取d= d5=28mm ，应符合轴径标准系列.3.3.4.4中速轴的设计(1)估算轴的最小直径由表15-3查取=110，根据公式(15-1)得d = 110=14.2(mm),考虑到轴上有两处键槽，故选取轴径为d=20mm(2)确定轴的各段直径 按工艺和强度要求把轴制成阶梯形，有一个阶梯轴，取通过轴承盖轴段的直径为d2=d1(1+(0.070.1)*2)=20 mm；考虑轴承的内孔标准，取d= d =20mm(两轴承同型号)，初选两端深沟球轴承的型号为6204；轴的强度足够，为了方便制造，d轴段的直径为d=25mm.3.3.4.5确定轴的各段长度各段轴的长度为，安装轴承段应符合轴承的宽度，安装齿轮段应符合齿轮宽度，外伸段的长度要符合所要安装零件的宽度，同h还要考虑安装工艺要求，安装零件段的长度与所要安装零件的宽度有一定的工艺要求，其余各段的长度应要根据实际装配来确定3.3.4.6轴上键的选择 键的形式都选择普通平键，根据轴的直径确定键的宽度和高度，根据轴段的长度确定键的长度，键的长度一般要比轴段的长度短510mm，在轴中的键选择A型键，在轴头的键选择C型键3.3.4.7弯矩、剪力图3.3.4.8 轴，键及轴承的校核(1)轴的校核根据前面知道轴的最小轴径为由式： 得 查机械设计基础课本表15-2知，所以，轴的扭转刚度足够(2)键的校核由于键的联接是静联接，所以，式中，d-轴的直径，单位为mm； h-键的高度，单位为mm； l-键的工作长度，单位为mm对于A型键，l=L-b；B型键，l=L；C型键；l=L-b/2； 查机械设计基础表10-9知道键的系数如下：(键宽b，键高h，键长l)键为C型键8750键为10860键为201290键C型键12880 T1=7.15N.m T2=20.6N.m T3=47.8N.m所以，键合格， 所以，键也合格所以，键合格所以，键合格(3)轴承的校核根据机械设计基础教材，得以小时数表示的轴承寿命为 所以，轴承的选择合格3.4 联轴器的选择设计联轴器的重要功能是连接两轴并起到传递转矩的作用，除此之外还具有补偿两轴因制造和安装误差而造成的轴线偏移的功能，以及具有缓冲，吸振，安全保护等功能.在选择联轴器时，首先应确定其类型，其次确定其型号.联轴器的类型应根据其工作条件和要求来选择.对于中小型减速器是输入轴和输出轴均可采用弹性柱销联轴器，其加工制造容易，装拆方便，成本低，并能缓冲减振.当两轴的对中精度良好时，可采用凸缘联轴器，它具有传递扭矩大，刚性好等优点.例如，在选用电动机轴与减速器高速轴之间连接用的联轴器h，由于轴的转速较高，为减少起动载荷，缓和冲击，应选具有较小转动惯量和具有弹性的联轴器，如弹性套柱销联轴器等.在选用减速器输出轴与工作机之间联结用的联轴器室，由于轴的转速较低，传递转矩较大，又因减速器与工作机不在同一机座上，要求有较大的轴线偏移补偿，因此常选用承载能力较高发刚性可移式联轴器，如鼓形齿式联轴器等.若工作机有震动冲击，为了缓和冲击，以免震动影响减速器内传动件的正常工作，则可选用弹性联轴器，如弹性套柱销联轴器等.联轴器的型号按计算转矩，轴的转速和轴径来选择，要求所选联轴器的许用转矩大雨计算转矩，还应注意联轴器毂孔直径范围是否与所联结两轴的直径大小相适应.若不适应，则应重选联轴器的型号或改变轴径.3.5 减速器铸造箱体的结构尺寸名 称结构尺寸箱座壁厚 =8mm箱盖壁厚=6mm箱座B、箱盖b、箱底座凸缘的厚度bb=15，b=15，b=20箱座m、箱盖上的肋厚mm=8，m=8轴承旁凸台的高度h和半径Rh由结构要求确定R=C2地脚螺钉直径dfdf=12数目nn=6通孔直径=12沉头座直径=45底座凸缘尺寸=25=23联接螺栓轴承旁联接螺栓直径=12空、箱盖联接螺栓直径 =10联接螺栓直径dd=12通孔直径=13沉头座直径DD=20凸缘尺寸=30=30定位销直径dd= 8轴承盖螺钉直径 =5箱体外壁至轴承座端面的距离=35大齿轮顶圆与箱体内壁的距离=10.5齿轮端面与箱体内壁的距离=10第四章 TD提升机其它装置的设计4.1输送带的设计输送带是输送机的重要部件，在运转过程中，输送带所受到的载荷是极复杂的.输送带的选择是根据输送机的线路布置，输送的材料和使用条件来进行的合理选择输送带不仅对完成输送机的输送任务至关重要，还影响输送机滚筒和驱动装置等机械部件的设计对输送带要具备以下的要求(1)要有足够的拉伸强度和弹性模量；(2)要有良好的负荷支撑及足够的宽度，以满足运输物料时所需的类型；(3)要有柔性，目的在于在长度方向上能够围绕滚筒弯曲；(4)承载面的覆盖胶要经受得起承载物体的负荷冲击，并且能够帮助恢复弹性，传动时，覆盖胶能与滚筒有足够的摩擦力；(5)各组分之间有良好的粘合力，避免脱层；(6)耐撕裂性能好，耐损伤，能联结成环行此次设计所选用的输送带为普通橡胶带，带的层数为4层，带宽为300mm4.2张紧装置的设计斗式提升机的外罩下部设有张紧装置张紧装置的作用是保证输送带具有足够的张力，以使输送带和驱动滚筒之间生必需的磨檫力，并限制输送带在各支承间的垂度，使输送机正常运转带式输送机所用的张紧装置有螺杆式和坠重式两种以螺旋式最为常用，其结构特点是滚筒轴承固定在螺旋拉紧装置的滑板上，滑板装在下部区段的导轨内，滑板是U形钢板内装有调整螺母，借助于下部区段上的调整螺杆的旋转，即可拉紧下部滚筒沿斗式提升机下部区段作上下调整张紧装置的行程在200300mm，结构紧凑轻巧，占地少，安装简单，但张紧力和行程小，不能自动调整螺杆式张紧装置由于他的行程受到限制，有不能自动保证恒张力，所以，一般只适用于长度较短，功率较小的输送机上，它的张紧行程按整机长度的1%选取坠重式张紧装置是利用重物自身的重力来实现张紧的，它能够保证足够恒定的张力，适用功率较大的输送机考虑到此次设计的提升机功率不太大，选用螺杆式张紧装置，当不能保证足够的张力时，可采用截断两个料斗之间的输送带的方法来保证足够的张力4.3反转装置的设计 为了防止在突然断电或其它意外情况下，由于有载分支上物料重力的作用，而使斗式提升机反转，从而引起斗式提升机部件的损坏，所以要安装一个装置来阻止提升机的反转通常称反转装置为逆止器逆止器的种类有很多，例如带式逆止器，滚柱逆止器和异形块逆止器等各种逆止器的使用条件和要求都不一样根据此次设计的要求及实际情况，选用滚柱逆止器其结构见设计零件图4.4 料斗的设计料斗用钢板焊制或冲压成形，铸造料斗在实践中很少见焊制或冲压的料斗是用厚度的26mm的钢板制成的为了减少料斗边唇的磨损，常在料斗边唇外焊上一条附加的斗边常用的料斗有：深斗、浅斗、和三角斗根据斗式提升机的工作进度和被运物料特性的不同，可采用不同的料斗的形式深斗的斗中与料斗后壁夹角大，每个料斗可装载较多的物料，但较难个子空，适用于运送干燥的松散物料；浅斗的斗中与料斗后壁的夹角小，每个料斗的装载量小，但容易卸空，适于支部潮湿的和粘性的物料深斗和浅斗在斗式提升及沿牵引构件长度方向间隔一定距离地固定在牵引构件上深斗是具有导向侧边的三角形料斗，这种料斗在提升机中采用一个接一个的密集布置，当绕过上链轮卸料时，前一个料斗的两导向侧边和前壁形成后一个料斗的卸载导槽，这种料斗适于输送较重的，半磨琢性的， 磨琢性大的块状物料料斗的运行速度较低，使在重力作用下倾斜到前面料斗的导槽中TD型和HL型斗式提升机多采用深斗或浅斗，PL型斗式提升机采用有导向槽的尖棱面斗根据设计任务书所提到的物料为散状或粉末状物料，所以采用深斗4.5 罩壳的设计提升机罩壳主要起支承和密封两大作用，机壳零部件的质量优劣直接影响整机的工作性能，所以机壳技术要求较高，要求机壳上法兰面与下法兰面的平行度符合GB1184-80形位公差中12级的规定，机壳中心线对法兰面的垂直度要求符合GB1184-80形位公差中12级的规定，除此之外还要求机壳表面平整提升机罩壳分为上，中，下三部分上罩壳与驱动装置，驱动滚筒构成提升机头部为使物料卸出，头部设有卸料槽机头罩壳的形状应做成使料斗中抛出的物料能够完全进入卸料槽中去下部罩壳与张紧装置，张紧滚筒组成提升机底座底座罩壳形式应和物料装载过程相适应，并设有装料口使物料装入为了对装卸料过程进行观察，便于维修，可在罩壳的适当部分开观察孔和检查孔对于从料堆上直接挖取物料的提升机，底部作成敞开式的斗式提升机的中部罩壳是整段或分段的矩形罩壳，用薄钢板焊接而成，分段罩壳的螺栓连接处应加密封装置对于滚筒尺寸较小的或低速的斗式提升机可采用有载分支和无载分支共用的单通道中部罩壳单通道的较为简单经济，也有利于通道内压力的平衡对于滚筒直径较大或高速的斗式提升机，则可采用有载分支与无载分支各装一个中部罩壳的双通道方式，可避免两个分支的料斗在同一个中部罩壳双向运动而引起的粉尘涡流斗式提升机的机壳一般由24mm的钢板焊接而成，并以角钢为骨架制成一定高度的标准件，通常为每节22.5m，选型时必须符合标准的公称长度，节与节之间通过法兰畚用螺栓紧固在中部和下部要开设观察孔和拆卸的带盖孔口为了便于清理斗式提升机底部的物料，往往在底部也设有可拆卸的带盖孔口，底部罩壳形式与底部物料装载情况相适用上部罩壳的形状应与卸载曲线相适用，以使物料能够完全卸入导出过程中机壳内设有中部导向装置，以防牵引料斗时，产生过大的横向摆动，该斗式提升机，可由几节焊接而成，每节长度为2m，节与节之间用密封胶密封，并通过法兰用螺栓紧固连接以为提升机速度不高，为0.9m/min，所以采用单通道结构4.6滚筒轴承的选择在输送物料的过程中，滚筒的受力情况比较复杂，因此对滚筒的轴承也有一定的要求滚筒轴承一般选用向心球轴承，近年来倾向于选用大游隙轴承，以改善轴承的工作状态，起到减少阻力，降低制造成本的作用 第五章 TD胶带斗式提升机的安装及调试5.1 安装前的准备 在正式安装设备之前必须做好以下准备工作：（1） 仔细阅读本说明书和提升机安装总图，熟悉安装技术要求（2） 对照安装总图，核对各部件数量(3)提升机安装必须严格遵照GB50270-98连续输送设备安装工程施工及验收规范(4)熟悉整机及各部件的结构与吊装方式、安装要求、调试方法、技术指标、注意事项(5)准备必要的安装工具(起吊用具、连接工具、测量器具等)制定必要的安全措施5.2 提升机安装顺序 (1)根据图纸，核对基础上的地脚螺栓孔(2)将下部区段固定在基础上，并校平基准面(上法兰面)上法兰面与水平面的平行度允差为1/1000mm调整垫铁必须紧靠地脚螺栓(3)机壳和连接框安装时，法兰周边必须整齐，不应有明显的错位机壳的连接法兰面之间垫入3mm厚的石棉绳，石棉绳上可涂若干黄油，以方便石棉绳定位，增加密封效果垫石棉绳时，先在机壳法兰间穿上螺栓，然后在法兰连接螺栓外绕一圈(4)连接板在安装机壳同时安装，具体安装位置见安装总图(5)各功能机壳的安装位置，详见安装总图机壳安装至一定高度时(根据工艺设计图)安装室外(内)固定支架，支架要可靠地固定在就近的建筑物上固定支架一般每间隔810m 一个，支架的安装不允许限制提升机在垂直方向上的自由伸缩(6)如果有非标机壳，一般该节安装在上部区段下第一节的位置上，若有特殊要求时，可安装在其他位置(7)一边安装机壳，一边测量机壳的垂直度(8)上部区段安装后，要校准主轴中心线，使之水平并与下部轴的中心线平行、对中上部轴中心线与水平面的平行度允差为0.3/1000mm，上下轴同垂面度误差小于4mm，上下滚筒端面同垂面误差小于5mm (9)上部区段安装好后，必须对驱动部分作检查检查正常后，可接通电机电源，电动机控制应设置电器线路及设备短路、过载保护装置因提升机单向运行，减速机装有逆止器，接电源线时必须注意电动机转向(10)安装胶带安装胶带前先将下部区段的拉紧滚筒调到最高位置，打开上部区段的左、右半罩，然后将胶带一端从提升机出料口侧的中部机壳(检修节)检修门放下，绕过下部滚筒，用胶带夹具将胶带一端装夹好，从进料口侧的中部机壳内用吊绳将胶带头吊到提升机顶上胶带另一端同样用夹具夹好从出料口侧将胶带头吊至顶上，胶带头端放到上部滚筒面上安装胶带时一定要注意将有横向防撕裂的面朝安装料斗的位置5.3 料斗的安装 接头装置完工后，便可进行料斗安装TD160提升机的料斗采用M830胶带螺钉安装，螺母拧紧料斗安装时料斗背部垫橡皮衬垫，每个料斗螺钉拧一个螺母，螺母必须拧紧，料斗按顺序逐个安装必须从进料口侧下部开始安装，避免在出料口侧安装料斗，因胶带两边出现重力失衡而产生自动转动，伤害人身安全5.4 提升机安装应符合的基本要求 (1)提升机的基础必须足够稳固，下部区段的支承面应处于水平位置各部件相对位置应正确(2)各节中部机壳的法兰面必须整齐，不应有明显的错位中部机壳的连接法兰面间允许垫入3毫米左右厚的石棉绳，以保证密封和法兰面的水平度(3)所有机壳的中心连线应在同一铅垂面上在机壳组装完毕后，应用铅垂线(H40米时，应采用光学仪器进行测量 表5-1允许偏差值测量部位允许偏差值mmH40M40MH100M上下轴在铅垂面内偏差46上下轮端面在铅垂面内偏差574)提升机传动滚筒主轴对水平面的平行度为0.3/1000mm传动装置安装后，传动装置上电机、联轴器与减速机轴中心线的同轴度应进行调整，保证同轴度误差在0.5毫米内，逆止器逆止方同应与传动滚筒的旋转方向相反(5)安装完毕后，通过张紧装置使胶带获得正常工作时的张紧力拧紧固定螺栓拉紧轮组轴对水平面的平行度为1/1000mm胶带接头装置的胶带夹板、胶带垫板连接螺栓必须拧紧输送带接头的水平边必须与输送带中心线垂直，垂直度误差不得大于带宽的0.2%，输送带接头两端的错位2mm(6)牵引件安装和调整好后，拉紧滚筒向下的行程应大于150mm5.5 提升机的试车 提升投入运行之前，必须进行无负荷试车和负荷试车(1)无负荷试运转前的准备工作a. 检查基础及各部件中联接螺栓是否已紧固，其它联接点是否牢固等b. 检查减速机、轴承座等润滑部位是否加入足够量的润滑油、脂c. 检查牵引件运行有无障碍，运行部分不得与其它固定部分发碰撞及卡住现象d. 检查电器信号、电器控制保护、绝缘等是否符合电器说明书的要求(2)无负荷试车提升机各部件安装检查后，首先进行无负荷试运转试运转过程中要打开检查门，仔细观察设备各部分的运转情况，发现问题及时调整运转时间不得小于2小时e. 注意牵引件(输送胶带带及料斗)的运行情况f. 检查各轴承温升是否正常，运转2小时的温升不大于40，润滑密封性能是否良好g. 电机和减速器是否正常，有无异常响声及渗漏现象h. 张紧装置是否正常，输送带是否跑偏可以通过调整张紧力和左右丝杆长度的方法来抑制跑偏i. 检查逆止装置运转时是否有异常声音和过热现象，逆止器是否灵敏可靠j. 检查所有紧固件是否有松动现象，停车后应特别注意料斗与输送带、输