毕业设计（论文）-螺旋输送机的毕业设计.doc

Hebei Normal University of Science & Technology专业： 机械制造及其自动化专业 学号： 0412070332 本科毕业设计 题 目： 螺旋输送机的设计 院（系、部）： 机电工程学院 学 生 姓 名： 指 导 教 师： 职 称 讲师 2011年5月30日河北科技师范学院教务处制 资料目录1.学术声明1 1页2.河北科技师范学院本科毕业设计134页3.河北科技师范学院本科毕业设计任务书1 3页4.河北科技师范学院本科毕业设计开题报告1 4页5.河北科技师范学院本科毕业设计中期检查表1 2页6.河北科技师范学院本科毕业设计答辩记录表1 1页7.河北科技师范学院本科毕业设计成绩评定汇总表1 2页8河北科技师范学院本科毕业设计工作总结13页9其他反映研究成果的资料（如公开发表的论文复印件、效益证明等） 页 河北科技师范学院 本科毕业设计螺旋输送机的设计院（系、部）名 称 ： 机电工程学院 专 业 名 称： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 张萌萌 学 生 学 号： 0412070332 指 导 教 师： 于晶晶 2011年 5月 12日河北科技师范学院教务处制 学 术 声 明本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于河北科技师范学院。本人签名： 日期： 指导教师签名： 日期： 摘 要摘要螺旋输送机是一种常用的不具有挠性牵引构件的连续输送机械，它是利用工作构件即螺旋体的旋转运动使物料向前运送，是现代化生产和物流运输不可缺少的重要机械设备之一。螺旋输送机在国民经济的各个部门中得到了相当广泛的应用，主要是用来运送大宗散货物料，如煤、矿石、粮食、砂、化肥等。螺旋输送机种类较多、结构差异大、设计参数多，并且各参数之间相互联系和制约，使得设计和选择复杂、难度大，尤其是一些主要参数，如果选择和组合不当，将会严重影响螺旋输送机的生产效率和工作性能。本文以水泥混凝土为主要输送原料进行螺旋输送机的相关结构和参数设计。螺旋输送机由槽体、转轴、螺旋叶片、轴承、传动装置以及驱动系统组成。本设计中，螺旋输送机主要是用于水泥的传送，根据给定的输送量以及物料的特性分别进行叶片用料实形、螺旋直径、螺旋转速等主要参数的设计计算。传动部分采用电动机带动传动链，传动链带动一级减速器、减速器连机体的传动方式。根据计算得出的主要参数选择合适的电动机，从而确定链轮以及减速器的传动比，将主要后续工作引向一级减速器的设计，其中包括主要传动轴的校核、齿轮的选择等计算工作。最后根据计算所得的结果整理出安装尺寸以及装配图的绘制。关键词：螺旋输送机，链传动，行星摆线针轮减速器，水泥输送AbstractScrew conveyor is a common component does not have traction flexible continuous conveyor,that is,to make use of the components of the rotating spiral movement to forward the delivery of materials,modern production and transport an important and indispensable one of mechanical equipment.Screw conveyor of the various department in the national economy has been a wide range of applications,mainly used to transport bulk cargo materials,such as coal,ore,grain,sand,fertilizer,food,etc. Screw conveyor sort is more, structure, the design parameter of big differences between the parameters, and each interconnected and constraints，It will seriously affect screw conveyor production efficiency and work performance. This text based on cement concrete conveying for main raw material for screw conveyor related structure and parameters design.Screw conveyor by tub, shaft, spiral leaf, the bearings and drive device and drive systems. This design, screw conveyor is mainly used to transmit, cement according to the given throughput and material properties of the actual shape of blade materials respectively, spiral diameter, spiral speed of such main parameters design calculation. The transmission part adopts motor driving transmission chain, transmission chain drive level 1 reducer, gear reducer the transmission way even. According to the main parameters calculated to choose the appropriate motor, so as to determine the sprocket and gear reducer gear ratios, will mainly follow-up work to level the design of the speed reducer, including main shaft of gear check, selection of computational work. Finally, according to the calculation results installation dimensions and straighten out the assembly drawing.Keywords：screw conveyor chain transmission planetary cycloidal pin gear reducer Cenment deilverIV目 录目录摘要IAbstractI目录III1 绪论11.1论文的研究背景与意义11.2螺旋输送机的特点11.3国内外关于该论题的研究现状11.4 螺旋输送机的发展趋势22 螺旋输送机的设计与参数选用22.1 螺旋输送机的结构特点22.2 螺旋输送机的具体设计步骤32.3 螺旋输送机的选型32.3.1螺旋输送机的总体结构形式42.3.2选择螺旋输送机的布置形式42.3.3 螺旋轴及螺旋叶片的设计42.4螺旋输送机设计参数的确定62.4.1输送物料的工作机理分析62.5 螺旋输送机设计参数的确定82.5.1 原始资料82.5.2 输送量82.5.3螺旋叶片直径92.5.4 螺距102.5.5 壳体的内径112.5.6 螺旋轴的轴径112.5.7 螺旋面叶片的下料122.5.8 螺旋轴的转速142.5.9校核填充系数152.5.10倾斜角度152.5.11传动功率153 螺旋输送机驱动装置结构设计163.1 确定电动机的容量163.2确定减速机的机型173.3 确定传动装置的传动比183.4 计算传动装置和动力参数183.4.1 螺旋轴的连接183.4.2 联轴器的选择233.4.3 键的选择与校核243.4.4 销的选择与校核243.4.5 轴承的选择与校核253.5 螺旋输送机的外形壳体尺寸的设计264 粉状物料螺旋输送机结构的改进274.1 减速机选择的改进274.2 螺旋轴螺距的改进274.3 输送机工作倾角的改进274.4 水泥仓与输送机连接方式的改进274.5 提高螺旋叶片耐磨性的措施285 螺旋输送机的安装使用及维护285.1 螺旋输送机安装技术条件285.2 螺旋输送机的使用与维护295.3 常见的故障及排除方法30结论30致谢31河北科技师范学院07级本科毕业设计1 绪论11论文的研究背景与意义螺旋输送机是一种常见的不具有挠性牵引构件的连续输送机械，是现代化生产和物流运输不可缺少的重要机械设备之一。螺旋输送机的结构简单，横截面积小、密封性能好，便于在任何位置加料和卸料，操作安全方便，制造成本低；但动力消耗大，物料易破碎，零件磨损较大。螺旋输送机使用的环境温度，物料温度，一般输送倾角，螺旋输送机的输送能力一般在一下，输送长度。现在，螺旋输送机广泛应用于粮食工业、建筑材料工业、机械制造业、交通运输业等国民经济各部门中。主要用于输送各种粉状、粒状、小块状物料，所输送的散粒物料有谷物、豆类、面粉等粮食产品，水泥、粘土、沙子等建筑材料，盐、碱类、化肥等化学品，以及煤、焦炭、矿石等大宗散货。螺旋输送机不宜输送易变质的、粘性大的、块度大的极易结块的物料。处理输送散状物料之外，亦可利用螺旋输送机来运送各种成件物品。螺旋输送机已经成为合理组织成批生产和机械化流水作业的基础，是现代化生产的重要标志之一。在我国现代化的发展和各个工业部门机械化水平、劳动生产效率的提高中，螺旋输送机将发挥更大的作用。它的广泛应用对于减轻繁重的体力劳动，提高生产效率，实现物料输送过程的机械化和自动化，都具有重要的现实意义。12螺旋输送机的特点1、机构相对比较简单，成本较低。2、工作可靠，维护管理简便。3、尺寸紧凑，断面尺寸小，占地面积小。4、能实现密封输送，有利于输送易飞扬的、炽热的以及气味强烈的物料，可减少对环境的污染，改善港口工人的作业条件。5、装载卸载方便。水平输送机可在其输送线路上的任一点装载卸载6、能逆向输送，也可以使输送机同时向两个方向输送物料，即集向中心或者是远离中心。7、单位能耗较大。8、物料在输送过程中易于研碎及磨损，螺旋叶片和料槽的磨损也较为严重。13国内外关于该论题的研究现状螺旋输送机是一种常见的不具有挠性牵引构件的连续输送机，现在已经成为合理组织成批生产和机械化流水作业的基础，是现代化生产和机械化流水作业的基础，是现代化生产的重要标志之一。在我国现代化的发展和各工业部门机械化水平、劳动生产率提高中，螺旋输送机将发挥更大的作用。但是其输送效率却比较低，现在对于螺旋输送机存在的输送效率问题，越来越来受到各界的重视，而且国外也有了很多的研究成果。在国内的研究成果相对于国外来比较，研究成功还比较少，还不是很先进14 螺旋输送机的发展趋势纵观螺旋输送机的发展历程，可以预见未来的发展方向主要有以下几个方面：1、大运量、高速度、长使用寿命。高速度即意味着高生产率，减少单位时间生产成本，磨损是限制螺旋输送机使用寿命的主要原因，减少物料与螺旋之间的摩擦系数，增加螺旋轴的耐磨性，改善物料的性能，可以较大程度提高输送机的使用寿命。2、低能源消耗以及降低能量消耗，螺旋输送机的能源绝大部分都消耗在摩擦损失上。因此降低能源消耗是研究和设计螺旋输送机亟待解决的难题和研究方向。3、智能化发展，未来的螺旋输送机应与电脑密切联系耆老，适合程序控制、智能操作。物料的装卸、机器安装与维护都应能实现智能化管理。4、空间可弯曲输送。未来克服水平和垂直螺旋输送机由于结构上的限制而只能直线输送的不足，近年来出现了可弯曲螺旋输送机，弹簧输送机等。另外其他各种输送机也应为了实现空间、可弯曲输送机研制新的机型。5、组合复合化输送，向着大型化发展。使用螺旋输送机，结合各种连续输送机械，来完成复杂的物料输送。大型化包括大输送能力、单机长度和大输送倾角等方面。6、扩大使用范围。目前螺旋输送机的使用范围受到限制，要扩大其使用范围，研究能在高温、低温条件下有腐蚀性、放射性、易燃性物质的环境中工作的，以及能在输送炽热、易爆、易结团、粘性物料的螺旋输送机。7、环保意识设计，减少污染，实现绿色设计的目标。传统的连续运输机械是敞开状态下输送物料的，在输送粉料、颗粒状物料时，物料散落飞扬，严重影响周围的环境，特别是在输送水泥、化肥、矿石、煤炭、谷物等粉末易飞扬物料时尤显严重。为了解决这个问题，人们应当提前研制多种形式的环保型输送机，而螺旋输送机对于解决这个难题，无疑具有很大的优势和发展空间。2 螺旋输送机的设计与参数选用21 螺旋输送机的结构特点螺旋机适宜输送粉状。颗粒状、小块状物料，不宜输送易变质、粘性大、易结块的物料，工作环境温度通常为2000C8000C，螺旋机适宜水平和小倾角（150）布置。螺旋输送机主要分为水平和垂直螺旋输送机，可沿水平、倾斜或者垂直方向上输送物料，这两种机型也是最常见的。螺旋输送机根据结构可分为双螺旋输送机和单螺旋输送机。后者使用较多。螺旋输送机的安装方式有固定式和移动式两种，大部分螺旋输送机采用固定式。其主要部件的特点有：1、头部和尾部的轴承均布置在壳体外，安装和维修都很方便，同时避免粉尘进入轴承中。2、螺旋轴的前、后节螺旋叶片为疏、密两种螺距，有效防止堵管。俗称“吃的少，吐得快”。叶片的高精度制作保证了物料输送时充满罐体。螺旋轴的尾节处采用反螺旋结构，这样能够有效的防止物料在出料口堆积，保证出料顺畅。3、螺旋输送机连接方式采用销轴连接代替螺栓连接，强度大，安装方便，横截面积小，对物料阻力小。4、采用优质进口高强耐磨钢制作的连续式螺旋叶片，制作成形后螺距误差小于5mm且叶片表面光滑，保证了物料输送的均匀、稳定性。从而保证了物料计量的重复精度。5、螺旋输送机进料口与水泥舱口连接方式分为：球铰法兰刚性连接和吊挂加防水帆布软连接两种形式。可视设备拆装频繁程度决定接口形式。22 螺旋输送机的具体设计步骤1、根据输送条件和要求选择合适类型的螺旋输送机。2、根据具体的输送要求计算螺旋直径，选择螺旋类型和布置形式。3、计算输送功率并依此选择合适的电动机和减速器等驱动装置。4、根据具体的输送要求选择合适的传动装置。5、根据设计手册选择合适参数确定输送机的外形和尺寸。6、确定螺旋输送机长度组合及各节重量。7、选择合理的密封和润滑方式。8、确定合理的维修和保养方案。9、绘制螺旋输送机的总装图和部分重要的零件图。23 螺旋输送机的选型设计螺旋输送机系统时，往往需要考虑以下的问题：1、合理的装载方式，提出给料装置和卸料装置的要求2、输送机路线上输送机之间的相互关系，启动顺序是受料的输送机先驱动，停车顺序是给料的输送先停机，当各螺旋输送机的参数（如长度，驱动装置）不同时，通过这一关系可以提出启动时间和停机时间的要求。3、不能满足上述的启动和停机顺序的要求时，需要考虑在螺丝旋输送机间增设缓冲仓以提高系统的适应能力和系统的运转率。4、环保要求。对于粉尘大的情况，要考虑采用密封输送或者设置必要的除尘设备。5、与相同规格的输送机相比，相同规格的机型，其重量约轻30%。6、零部件的标准化和通用化及易损件的供货可能性。2.3.1螺旋输送机的总体结构形式根据设计要求（输送物料为水泥，进行2370mm的输送）我们选择螺旋输送机，倾角为零度，即水平输送，如图1：图1 螺旋输送机的总体结构 由于螺旋输送机输送的距离较短，因此不设中间吊挂轴承来支持内轴旋转，其基本构件有：驱动装置，进料口，旋转螺旋轴，壳体，出料口，清料口。2.3.2选择螺旋输送机的布置形式水平螺旋输送机根据螺旋的旋向、螺旋轴的旋转方向以及装料口与卸料口位置等的不同，有6种常见的布置形式：图2 螺旋输送机的布置形式根据具体实际的输送要求选择第三种布置形式。2.3.3 螺旋轴及螺旋叶片的设计螺旋叶片一般由钢板冲压而成，然后将它们焊接在无缝的钢管上，且在各叶片间加以焊接，其厚度。可参考表1选取。表1 螺旋面厚度输送物料谷物煤、建筑材料、矿石等螺旋的旋向、头数与母线 螺旋轴上的螺旋叶片有左旋与右旋两种，物料的输送方向是由螺旋的旋向与螺旋轴的转向所确定的。螺旋头数可以是单头、双头或三头的，多头螺旋主要用于需要完成搅拌及混合作业的输送装置中。螺旋面的母线通常是采用垂直于螺旋轴线的直线，采用这种螺旋叶片形式的螺旋称为标准形式螺旋。以输送物料为目的的螺旋输送机应首选考虑采用标准形式的右旋单头螺旋。螺旋叶片的形状螺旋叶片有实体、带式、叶片式、齿轮式等四种形状，如下图所示，应根据被输送物料的种类、特性进行选用。实体式螺旋是最常用的形式，适用于流动性好的、干燥的、小颗粒或粉状的物料；带式螺旋适用于块状物料或具有一定粘性的物料；叶片式与齿形式螺旋适用于输送容易被挤紧的物料，另外，如果水平螺旋输送机有对物料进行搅拌、松散等工艺要求，应考虑选用叶片式或齿形式螺旋。根据所运输的物料，我们选用实体式螺旋。下图为螺旋面的形状：图3 螺旋形状A)实体式 B)带式 C）叶片式 D）齿形式 根据实际情况，综合考虑，我们选用水平螺旋输送机，标准形式的实体式螺旋面的右旋单头螺距。其适用于水平或倾斜的（倾斜角不大于）需要连续地输送粉状和小块状如煤粉、水泥、砂、谷类及煤块等不易粘结的散状物料的场合，其工作环境在范围内，输送物料的温度应低于2000C,输送长度不超过40m。24螺旋输送机设计参数的确定2.4.1输送物料的工作机理分析设螺旋为标准的等螺距、等直径、螺旋面升角的单头螺旋。以距离螺旋轴线处的物料颗粒M作为研究对象，进行运动分析如图4图4 螺旋面作用在物料颗粒上的力与螺旋面得法线方向偏离了角。角的大小由物料对螺旋面的摩擦角及螺旋面的表面粗糙程度决定的，对于一般热压或用冷轧钢板拉制的螺旋面，可忽略其表面粗糙程度对角的影响，可认为。P力可分解为法向分力P1和P2。物料颗粒M在P力作用下，在料槽中进行着一个复合运动，即沿轴向移动，又沿径向旋转，如图5，既有轴向速度V1，又有圆周速度V2，其合成速度为V。图5 物料的运动速度当螺旋体以角速度W绕轴回转时，若在螺旋叶片任一半径r的O点处有一物料颗粒M，则物料颗粒M的运动速度可有上图的速度三角形求解。叶片上O点的线速度Vo=r*W,就是物料颗粒M牵连运动的速度，可用矢量OA表示，方向为沿O点回转的切线方向；物料颗粒M相对于螺旋面相对滑动的速度，平行于O点的螺旋切向方向，可用矢量AB表示。当不考虑叶片摩擦时，则物料颗粒M绝对运动的速度Vn应是螺旋面上O点的法线方向，可用矢量OB表示。由于物料与叶片有摩擦，物料颗粒M自O点的运动速度V进行分解，则可以得到物料颗粒自O点的运动速度V的方向应与法线偏转与摩擦角，现对V进行分解，则可以得到物料颗粒自O点移动的轴 向速度V1和圆周速度V2。因此V1就是料槽中的阻滞和干扰。根据物料颗粒M的运动速度图的分析，物料轴向移动的速度为：所以（1）式又可写成：式中：S螺旋螺距（mm）； n螺旋转速（r/min）； f物料与叶片间的摩擦系数，f=tg,为叶片与物料的摩擦角； 螺旋升角。据此可得出物料在料槽内轴向移动速度V1和圆轴速度V2随半径r而变化的曲线图（图6）图6 螺距一定时V1、V2变化曲线 由图6可见，V2在半径长度范围内是变化的，因此，物料在螺旋内的移动过程是要产生相对滑动的，靠近螺旋轴的物料的V2比外层的大，而V1却比外层的要小；反之，靠近螺旋外侧的物料V1大、V2小。这将使内层的物料较容易随螺旋轴转动，因而产生一个附加的物料流对物料运动的影响并不显著。但是，当超过一定的转速时，物料就会产生垂直于输送方向的跳跃的翻滚，起搅拌而不起轴向的推进作用。这不仅会降低物料的输送效率，加速设备构件的磨损，而且会增加螺旋功率的消耗。因此威力避免这种现象的产生，螺旋的转速不得超过它的临界转速。25 螺旋输送机设计参数的确定2.5.1 原始资料输送物料为水泥，其生产量为Q=9t/h，输送距离L=2.37m，连续工作制。2.5.2 输送量输送量是衡量螺旋输送机能力的一个重要指标，一般根据生产需要给定，但它与其他参数密切相关。现传送物料选择为水泥，根据生产实际，水泥混凝土拌和站的平均产量为9 t/h，采用螺旋输送机作为水平输送，输送距离为2.37m。在输送物料时，螺旋轴颈所占据的截面虽然对输送能力有一定的影响。但对于整机而言所占比例不大。输送量与输送器的截面接、输送速度及物料性质、装满程度有关，装满程度与螺旋输送器所处位置有关，水平安装装满程度大于倾斜安装，物流截面积按下式计算：式中：F为螺旋输送器内物料的截面积，为填充系数，见表1,D为螺旋叶片直径（），倾斜输送系数，考虑到螺旋输送机倾斜布置时对物料的输送效果的影响，倾斜输送系数见表2。表2 倾斜输送系数 在实际工作中，通常不考虑物料轴向阻滞的影响，因此物料在料槽内的轴向移式中：V1为物料轴向推送速度，S为螺旋叶片的螺距，实体式叶片S=0.8D，n为螺旋轴的转速动速度V1S*n/60。因此，螺旋输送机的物料输送量可粗略按下式计算：Q=3600FV1。式中：Q螺旋输送机输送量（t/h）。物料的松散系数（t/m3），它同原料的种类、湿度、切料的长度及净化方式、效果等多种因素有关，其值查阅相关的手册。表3 水泥的松散系数 物料类型物料的松散系数水泥1.11.3所以 （1）由上式可以看出，螺旋输送机的物料输送量与D、S、n、有关，当物料输送量Q确定之后，可以调整螺旋外径D、螺距S、螺旋转速n和填充系数等四个参数来满足Q的要求。2.5.3螺旋叶片直径螺旋叶片直径是螺旋输送机的重要参数，直接关系到输送机的生产量和结构尺寸。一般根据螺旋输送机生产能力、输送物料类型、结构和布置形式确定螺旋叶片的直径。设为螺旋螺距与直径的比例系数，一般取K1=0.8，则式（1）为：令则式中，K物料综合特性系数。物料的综合特性系数为经验值。一般来说,根据物料的性质，可将物料分为4类，1类为流动性好较轻且无磨啄性的物料；第2类为无磨啄性但流动性较第1类较差的物料；第三类为粒度尺寸及流动性同第2类接近，但磨啄性较大的物料；第4类为流动性差且磨啄强烈的物料。水泥的经验系数见下表。表4 水泥的经验系数物料的粒度物料的磨琢性物料填充系数螺旋面形式特性系数K综合系数A粉状磨琢性较大白粉石灰膏，水泥实体螺旋面0.056535表5 C值倾斜角度1.00.90.80.70.65由已知条件知Q=9t/h，将查表所得的数据代入公式计算得出D=0.198m螺旋叶片的直径通常制成标准系列：D=100,120,150,200,250,300,400,500,和600mm。目前发展到D=1000mm,最大可达1250mm.为限制规格过多过乱，国际标准化组织在系统研究、试验的基础上制定了螺旋输送机的标准草案，规定了螺旋直径采用R10基本系列的优先数系。根据式（5）计算出的D值应尽量圆整成标准直径（mm）,所以D=200mm。2.5.4 螺距螺距不仅决定着螺旋的升角，还决定着在一定填充系数下物料运行的滑移面，所以螺距的大小直接影响着物料的输送过程.输送量Q和直径D一定时，螺距改变，物料运动的滑移面随着改变，这将导致物料运送速度的分布的变化。从图4可知物料颗粒M所受螺旋面在轴向的作用力P轴为：为使P轴0,必须满足因为处的最大，P轴最小，所以许用螺距可由下式求得：此外，还考虑物料运动速度各分量间的合理分布问题，既要使物料具有尽可能大的轴向速度，同时，又要使各点轴向速度均大于圆周速度，即V2V1，由此可得：整理得：因此处（在螺旋外径处），故可将上式写成：。通常对于标准的输送机，螺距应满足下列两个条件：即考虑螺旋面与物料的摩擦关系以及速度各分量间的适当分布关系两个条件，来确定最合理的螺距尺寸。可按下式计算螺距：S=K1*D ；通常K1为0.8-1.0；当倾斜布置或输送物料流动性较差时，当水平布置时，K1=；实体式螺旋K1=0.8。所以取K=0.8。那么螺距为S=160mm。改进措施：为防止物料运输过程中发生堵塞，所以螺距设计成先密后疏的结构，根据实际生产经验在进料口处设计五个螺距S1=152mm和一个螺距S2=176mm的叶片。为了防止物料在出料口处发生堵塞，所以螺旋轴的尾部，出料口附近设计一小节反螺旋结构，根据实际经验S3=50mm。2.5.5 壳体的内径根据实际生产经验，壳体内径的经验公式：D1 mm。所以D1=220mm.选择无缝钢管219mm，厚度t=6mm。2.5.6 螺旋轴的轴径螺旋轴径的大小与螺距有关，因为两者共同决定了螺旋叶片的升角，也就决定了物料的滑移方向及速度的分布，所以应从考虑螺旋面与物料的摩擦系数以及速度个分量的适当分布来确定最合理的轴径与螺距之间的关系。根据物料的运动分析，可知要保证物料在料槽中的轴向移动，螺旋轴径处的轴向速度V1要大于0，即螺旋内升角，又因为。所以螺距与轴径之间的关系必须满足的条件之一是：。实践证明，对于大多数螺旋输送机来说，一般其螺旋体得结构均能满足第一个条件的要求，但对螺旋体直径较小（例如D=100mm）的螺旋输送机来说，其2不一定能满足第一个条件的要求，因而在确定较小直径螺旋体得S和d时，必须进行这项验算工作。轴径与螺距的关系还应满足的第二个条件是：螺旋轴径处得轴向速度v1要大于圆周速度v2,即v1 v2。整理得：根据计算，当f取0.3，S=(0.8-1.0)D时，；当f值增加时，d/D的值还要增加。也就是说，根据上式计算出的轴径相当大，这势必降低有效输送截面，为了保证足够的有效输送截面从而保证输送能力，就得加大结构，使得输送机构粗大笨重，成本增加。所以，螺旋轴径与螺距的关系应是输送功能与结构的综合，在能够满足输送要求的前提下，应尽可能的使结构紧凑。由于螺旋输送机的填充系数较低，只要保证靠近叶片外侧的物料具有较大的轴向速度，且轴向速度大于圆周速度即可。推荐的轴径计算公式：d=（0.20.35）D计算得出d=70mm，此为无缝钢管的外径，根据生产经验，钢管厚度定为t=6mm时，能够满足输送要求，不会产生弯曲变形。2.5.7 螺旋面叶片的下料螺旋面叶片及展开图见图7左为螺旋面叶片 右为展开图示图7 螺旋面叶片及展开图图中L、L1随叶片厚度不同而异，须经试验决定，表5列出直径150500mm的实体螺旋面叶片的下料尺寸（红压获得的实际数值）表6 实体螺旋面叶片下料尺寸螺旋直径DtdD1d1LL1150120444。5164。5593111200160457219763912250200470275955419300240683330113642140032061084411499127500400813355118410429圆柱螺旋叶片是将叶片沿圆柱螺旋线焊接于机轴上作输送器用。叶片生产方法有二：其一按照导程分段落料拼接；其二叶片用长条带料在专用机床上整体拉制后焊接在机轴上，此方法仅用于专业生产厂家。本设计采用第一种方法。式中： L内外螺旋线实长（mm）； P导程（mm)； h叶片宽度（mm)； r叶片展开里口半径（mm)； 切缺角（0）； C切口弦长（mm)。图8 圆柱螺旋叶片经计算，螺距分别是156mm，200mm和50mm的叶片下料尺寸分别如下图9所示：图9 螺旋叶片的下料尺寸2.5.8 螺旋轴的转速螺旋轴的转速对输送量有较大的影响。一般来说，螺旋轴的转速加快，输送机的生产能力提高，转速过小则使得输送机的输送量下降。但转速也不宜过高，因为当转速超过一定的极限值时，物料会因为离心力过大而向外抛，以致无法输送。所以还需要对转速n进行一定的限定，不能超过某一极限值。当位于螺旋外径处得物料颗粒不产生垂直与输送方向的径向运动时，则它所受惯性离心力的最大值与其自身重力之间应有如下关系：mg即2nmaxr/60考虑到不同的输送物料的影响则：所以 式中，K物料的综合系数，见表2；g重力加速度（m/s2）;nmax螺旋的最大转速，即临界转速（r/min）。令A=30K则原式可转化为常见的经验公式： 式中A物料的综合系数，见表3。 因此，螺旋输送机的螺旋转速应根据物料的输送量、螺旋直径和物料的特性而定，在满足输送量要求的前提下，螺旋转速不宜过高，更不允许超过它的临界转速，即： 式中，n螺旋的实际转速（r/min）将查表得的A=75，D=200mm代入得： nmax=168(r/min)圆整为下列转速：20,30,35,45,60,75,90,120,150,190。n=120(r/min)2.5.9校核填充系数物料在料槽中的填充系数对物料的输送和能量的消耗有很大的影响。当填充系数较小的时候，物料堆积高度较低，大部分的物料靠近螺旋外侧，因而具有较高的州轴向速度，物料在输送方向上的运动要比圆周方向上显著的多，运动的滑移面几乎平行于输送方向，这时垂直与输送方向的附加物料流减弱，能量消耗降低；相反，当填充系数较高时，物料运动的滑移面很陡，其在圆周方向的运动将比输送方向的运动强，这将导致输送速度的降低和附加能量的消耗。因而，填充系数适当取小值较有利，一般取。此时，倾斜角度的大小对填充系数也有一定的影响。各种物料的填充系数值可参考表1。在此校核填充系数=0.157 ，不满足要求。修改n=100r/min,D=0.19m,S=0.157此时=0.29，在推荐范围内，填充系数满足要求得D=190mm,S=160mm,d=83mm,n=100r/min2.5.10倾斜角度螺旋输送机的倾斜角度对于螺旋输送机输送过程的生产率和功率消耗都有影响，一般它是以一个影响系数的形式来体现的。倾斜输送系数见表1。螺旋输送机输送能力将随着倾斜角度的增加而迅速降低的，同时，螺旋输送机布置时倾斜角度也将影响物料的输送效果。另外倾斜角度的大小还会影响填充系数。倾斜角度对填充系数的影响如表1。倾斜角度越大，允许的填充系数越小，螺旋输送机的输送能力越低。因此，在满足使用条件的前提下，螺旋输送机尽量避免倾斜布置，而最好采用水平布置；若工艺需要采用用倾斜布置，为了提高输送效率，倾斜角度也不宜过大，一般倾斜角度。若一级不能满足要求，可采用多级倾斜布置，以减少损失。因此，在满足使用条件的前提下，在此选用的水平布置，提高输送效率，即倾斜角度为零。2.5.11传动功率螺旋输送机的驱动功率，是用于克服在物料输送过程中的各种阻力所消耗的能量，主要包括以下几部分：使被运物料提升高度H（水平或倾斜）所需的能量；被运物料对料槽壁和螺旋面的摩擦所引起的能量消耗；物料内部颗粒间的互相摩擦所引起的能量消耗；物料沿料槽运动造成止推轴承处得摩擦引起的能量消耗；中间轴承和末端轴承处的摩擦引起的能量消耗。克服以上阻力所需轴的功率所以螺旋轴所需功率： 式中，P螺旋输送机的驱动功率（KW）；Q输送量（t/h）；L输送距离（m）;H倾斜高度（m）,H=Lsin；物料运行阻力系数；表7 水泥的阻力系数物料特性典型物料磨啄性较大的砂，水泥3.2将已知条件：Q=9t/h,L=2.37m,D=0.19m,=3.2 代入公式计算得出;。对于电动机驱动功率为 （9）式中，表示功率储备系数，一般取为；电动机传动效率，一般为了方便取以0.7计算，得出P1=0.378kw。3 螺旋输送机驱动装置结构设计螺旋输送机传动装置设计要求：用于水泥运输的螺旋输送机传动装置，两班制，载荷较平稳，输送机工作转速n=100r/min,三相交流电压380/220V，使用折旧日期为10年。其特点：由于轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度和强度。选择的驱动装置的组成：传动装置由减速机、工作机组成。31 确定电动机的容量所需的电动机的输出功率为：其中：P1负载功率； K工作情况系数，见表6； 减速器效率。 P计算功率。表8 工作情况系数原动机种类工作条件负荷性质电动机稳定中等冲击大的冲击断续3h/d0。81。01。35810h/d1。01。21。524h/d1。21。351。6将K=1.35，P1=0.378kw代入得P=0.567kw选择机型时，考虑到螺旋输送机用于搅拌站中物料的输送，对于连续运行系统中的螺旋输送机，由于整个系统连续作业，且自动化程度很高，任何一个部位发生故障都会影响整个系统的正常运转。因此，这种场合使用的输送机应有较大的功率储备。32确定减速机的机型摆线针轮减速器是由少齿差渐开线齿形行星减速器发展而来。所不同的是它的行星轮齿是采用摆线齿，而内齿是采用针齿，“摆线针轮行星传动”即内齿轮齿数ZB和行星轮齿数ZC之差ZB-ZC=1。其转臂和输出机构等则和少齿差行星齿轮传动一样，这时，转臂（输入轴）好的转速Nx与输出机构（输出轴）的转速NV之间的传动比为：因此可知，这种行星传动的传动比等于行星轮的齿数，输入轴和输出轴的转向相反。与普通减速器比价破，摆线针轮传动和少齿差行星传动一样，也具有结构紧凑、体积小，重量轻等优点。若把摆线针轮行星传动豁然少齿差行星传动进行比较，摆线针轮行星传动则具有如下的优点：摆臂轴承载荷只有渐开线齿形的60%左右，即寿命约提高5倍左右。因为转臂轴承是一齿差行星传动的薄弱环节，所以这时一个重要的优点。摆线轮和针轮间几乎有半数齿同时接触（指在制造精度较高的情况下），而且摆线齿和针齿都可以磨削，股运转平稳、噪音小。针齿销可以加套筒，使与摆线轮的接触成为滚动摩擦，延长了摆线轮这一重要零件的寿命。效率较高，一级传动可达而渐开线一齿差行星传动的效率只达其适用于连续工作制，工作温度，减速机最高温度为，允许正反向运转。 因此按照工作要求和条件，选择摆线针轮减速机。由之前计算可知螺旋轴的工作转速为：n=100r/min。查阅设计手册选择标准减速机产品，所以综合考虑选择标准减速器：立式单级直联式摆线针轮减速机XLD3-4-17。额定功率为3KW,机型号为4，同步转速为1500R/min，低速轴需用转矩490N*m,减速比选用17。其主要安装尺寸见表9：表9 摆线针轮减速机的主要安装尺寸机型尺寸CFDD2D3D4EMnPS416145260230200157964M8尺寸XL型bhetdL1D1b1h1t1e114496340113242262418.24033 确定传动装置的传动比由选定的电动机满载转速和工作机转速可得传动装置的传动比为由于选用的是标准减速器，所以传动比是标准值选择17。所以修改工作机转速校核=0.29在推荐范围内，填充系数满足要求。34 计算传动装置和动力参数3.4.1 螺旋轴的连接旋转轴一般由无缝钢管制成，直径常取mm。在空心轴的连接处需要实心轴端。轴间的连接如图10图10 螺旋轴的结构 实心轴伸入无缝钢管约100mm,端部焊接固定,焊缝高度约8mm,然后用销固定。伸入轴和钢管之间为过盈配合。下面是关于左右端实心轴的设计计算：左轴端及轴上零件的设计与校核左轴段及轴上零件的设计材料：选用45号钢调制处理，查表得估算轴的最小直径查阅机械设计手册，由选定的摆线针轮减速机型号可知其输出轴轴伸的直径D=45mm,e=63mm。由于螺旋轴和减速机之间用联轴器连接，可知：左轴端的轴伸D1=45mm,L1=63mm。因为联轴器靠轴肩定位，轴肩圆整为整数值。所以D2=55mm。轴段2上安装轴承端盖，轴承46211双列（向心）深沟球轴承，轴承端盖和轴承之间安装挡圈，两个深沟球轴承之间加隔套，根据安装零件及顺序，其长度安排为：L2=19+2+50=71mm,其中隔套安装处径向a=2mm。轴承右端采用轴肩定位，所以D3=60mm。为确保密封性良好，轴段3上安装零件顺序为，轴承座，左联接板，密封盖，其中轴承座及左联接板采用两对J形油封来加强其密封性。根据安装零件及顺序,其长度为：L3=66mm轴段4伸入钢管L4=100mm,和钢管之间为过渡配合，直径为D3=71mm。轴端和钢管之间焊接固定。在距离钢管左侧20mm处用销定位。并且销和钢管之间的销孔之间焊接固定，在距离销50mm处用同一型号的销定位，并且焊接固定。同时两个销之间的夹角成90度。左轴段的校核L1=63mm，L2=71mm，L3=66mm，L4=100mm作轴的计算简图： TB=TC=TD=TA=490N.m 作扭矩图为：校核该轴的强度： 故安全。式中Wn称为抗扭截面模量，它也只与截面尺寸有关对实心轴螺旋轴钢管的校核 轴上所承受的物料总重为24。5Kg,钢管外径为83mm,内径为67mm,长度为2944mm。下面作轴的计算简图：利用平衡方程求得： 下面作弯矩图：在距A点x处的D点截断，取左半轴研究：在距离A点为x处得弯矩为：可知在处，弯矩达到最大，作轴的弯矩图如图所示：作扭矩图：作轴的扭矩图如图所示： 作当量弯矩图：在B点达到最大值, 式中是考虑扭矩和弯矩的作用性质差异的系数扭转剪应力为脉动循环变应力时取=0.59作轴的当量弯矩图如下图所示： 校核钢管的强度：进行校核时，通常只校核轴上承受的最大当量弯矩的强度（即危险剖面C的强度）。由以上计算可得：故安全。校核销固定地