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泥土输送装置机的设计【7张CAD图纸+毕业论文】【答辩优秀】

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泥土输送装置机

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关键词：: 泥土输送装置全套 cad 图纸毕业论文答辩优秀优良

资源描述：

AbstractII

第一章文献综述1

1.1 非开挖水平定向钻机简介1

1.2 非开挖钻机国内外发展概况及发展趋势1

1.2.1 非开挖钻机国内外发展概况1

1.2.2 非开挖钻机发展趋势2

第二章泥土输送装置设计方案3

2.1 输送装置简介3

2.2 输送装置方案3

2.3 带式输送机简介4

2.4 带式输送机布置方式5

第三章带式输送机设计选型6

3.1 原始数据6

3.2 输送带速度选择6

3.3 输送带宽度计算6

3.4 功率计算7

3.5 最大张力计算8

3.6 输送带层数计算9

3.7 驱动装置选型9

3.8 分配各级传动比、各轴功率计算10

3.9 托辊选型11

3.10 其他部件选型11

第四章减速器设计12

4.1 齿轮设计计算12

4.2 轴设计计算16

4.3 轴的校核19

4.4 轴承的选择及校核计算21

4.5 键的选择及校核计算22

4.6 联轴器选择23

4.7 减速器箱体设计23

4.8 减速器润滑密封24

第五章带传动设计25

5.1 确定计算功率25

5.2 选择带型号25

5.3 选取带轮基准直径25

5.4 确定轴间距和带的基准长度25

5.5 验算小带轮包角26

5.6 确定v带根数z26

5.7 计算初拉力26

5.8 计算作用在轴上的压轴力26

5.9 V带轮的结构设计26

第六章快速接头选型28

6.1 快速接头简介28

6.2 快速接头选型29

第七章总结30

参考文献31

致谢32

附录Ⅰ：翻译原文33

附录Ⅱ：翻译41

非开挖水平定向钻机泥土输送装置设计

[摘要]：通过分析非开挖钻机泥土输送装置国内外研究现状，应用和具体的检测方法，经过查阅相关资料、讨论，拟定采用分节带式输送机实现该功能，带式输送机为电机驱动，通过一级齿轮减速箱和V带传动将动力传输到滚筒，滚动转动带动皮带运输泥土。本文的设计思路主要是先计算出带式输送机的运输量及阻力，对带式输送机相关设备进行选型，通过阻力计算选择电机型号，再设计减速箱、V带传动以及快速接头。最后对关键部件进行校核，通过校核计算得到了该机构的零件选型与零件加工尺寸，并验证了方案的可行性。通过AutoCAD出图，最终完成设计说明书的书写和外文翻译。

[关键字]：非开挖水平钻机；泥土输送；减速器；带式输送机

Trenchless horizontal directional drilling mud conveying design

Abstract: Through the analysis of trenchless rig mud conveyer domestic and foreign research present situation, application and specific detection method, through access to relevant data, discussion and formulate the function is realized by using sectional belt conveyor, belt conveyor for motor drive, through a gear reducer and V belt driving power transmission to the roller, roller rotation drive belt transporting soil. Design idea of this article is mainly to calculate the volume and resistance of belt conveyor, the selection of belt conveyor equipment, choose motor model, through the calculation of resistance to design reducer, V belt transmission and fast connection. Finally, the key components, this article got the agency by checking calculation of the selection of the components and parts processing size, and verify the feasibility of the scheme. Through the AutoCAD drawing, the final design specification writing and foreign language translation.

Key words: Trenchless horizontal drilling; Soil transport; gear reducer; belt conveyor

第一章文献综述

1.1 非开挖水平定向钻机简介

水平定向钻机是不开挖表面的时候，建设地下公用设施的一种机器，水平定向钻进技术将石油的定向钻进技术与传统管线施工方法结合在一起，具有施工快、精度高成本低等优点[1]。广泛运用于供水、电力、电讯、天然气、煤气、石油等铺设管线施工中，可以适用沙土、粘土、卵石等各种地况，在我们国家的大部分非硬质岩地区都可以施工。工作温度为-15℃~+45℃。一般来说适用于铺设直径管道300~1200 mm的钢管及PE管，最大铺管的长度甚至可以达到1500 m左右。使用水平定向钻机进行管线铺设施工，一般分为两个阶段：第一阶段按照设计好的曲线钻一个导向孔；第二阶段将导向孔扩大孔径，并把管线沿扩大的导向孔回拖到导向孔中从而完成整个管线的铺设工作。水平定向钻机主要是由钻机系统、控向系统、动力系统、泥浆系统、钻具及辅助机具组成。他们的功能分别是：钻机系统为穿越的设备钻进工作以及回拖工作的主体控向系统为通过计算机检测并且控制钻头在地下具体位置和其它的参数，引导钻头正确的钻进的方向性的工具；动力系统是由液压动力源和发电机组成的动力源为钻机系统提供高压的液压油作为钻机的动力。泥浆系统是为钻机系统提供适合钻机的工况的泥浆。钻具及辅助的机具为钻进中钻孔和扩孔时使用的机具[2]。

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内容简介：: 湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）评阅表学号 2010963111 姓名胡志平专业机械设计制造及其自动化毕业论文（设计）题目非开挖水平定向钻机泥土输送装置设计评价项目评价内容选题 1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的； 2.难度、份量是否适当； 3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力 1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力； 2.是否有综合运用知识的能力； 3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力； 4.是否具备一定的外文与计算机应用能力； 5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量 1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范； 2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何； 3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评价胡志平同学毕业设计立论正确，论述充分，结构严谨；具有较强的文献查阅、资料综合归纳整理能力，能在设计中熟练运用所学知识，设计方案合理可行，工作量较大，论文质量一般，图纸完整。同意参加答辩。评阅人：年月日 nts湘潭大学兴湘学院毕业论文题目：非开挖水平定向钻机泥土输送装置专业：机械设计制造及其自动化学号： 2010963111 姓名：胡志平指导教师：周友行教授完成日期： 2014年 5月 28日 nts 湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）鉴定意见学号： 2010963111 姓名：胡志平专业：机械设计制造及其自动化毕业论文（设计说明书） 46 页图表 6 张论文（设计）题目：非开挖水平定向钻机泥土输送装置设计内容提要：通过分析非开挖钻机泥土输送装置国内外研究现状，应用具体的检测方法，经过查阅相关的资料、讨论，拟定采用分节带式输送机实现该功能，带式输送机为电机驱动，通过一级齿轮减速箱和 V带传动将动力传输到滚筒，滚动转动带动皮带运输泥土。本文的设计思路主要是先计算出带式输送机的运输量及阻力，对带式输送机相关设备进行选型，通过阻力计算选择电机型号，再设计减速箱、 V带传动以及快速接头。最后对关键部件进行校核，通过校核计算得到了该机构的零件选型与零件加工尺寸，并验证了方案的可行性。通过 AutoCAD 出图，最终完成设计说明书的书写和外文翻译。 nts 指导教师评语胡志平同学在本次毕业设计过程中，态度端正，并对毕业设计任务作了深刻的理解与分析，查阅了钻机泥土输送装置相关资料，能够清楚了解工作装置主要构件的种类与连接方式，并对其进行了运动学分析，校核了齿轮和轴的强度，绘制了二维图纸，具备一个机械专业学生所应该有的的机械设计知识。设计说明书书写认真，条理清晰，观点明确，具有一定的文本撰写能力与外文文献翻译能力。建议成绩评定为：同意答辩。指导教师：年月日答辩简要情况及评语答辩小组组长：年月日答辩委员会意见答辩委员会主任：年月日 nts湘潭大学兴湘学院毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目：非开挖水平定向钻机泥土输送装置设计学号： 2010963111 姓名：胡志平专业：机械设计制造及其自动化指导教师：周友行系主任：刘柏希一、主要内容及基本要求本设计的主要内容为： 1、拟定钻机泥土输送装置设计方案，对比选择较好的方案。 2、按照方案的要求进行结构参数的设计。 3、关键零部件的设计计算。 4、绘制装配图、零件图等。 5、完成设计说明书。本设计的技术指标及基本要求： 1、掌握非开挖水平定向钻机的基本机构、工作原理； 2、掌握泥土输送装置的选择、布局及参数计算和校核； 3、掌握利用装配图和零件图等表达自己的设计意图。二、重点研究的问题重点研究的问题主要有： 1、钻机的泥土输送装置如何实现工作。 2、钻机的泥土输送装置驱动方式。 nts三、进度安排序号各阶段完成的内容完成时间 1 查阅相关资料第 1 周 2 方案论证、制订设计方案第 23 周 3 泥土输送装置结构确定第 45 周 4 具体零件的设计计算第 68 周 5 绘制装配图及零件图第 912 周 6 撰写毕业设计说明书第 1314 周 7 最后修改整理准备答辩第 1415 周四、应收集的资料及主要参考文献 1刘军 .非开挖水平定向钻进铺管施工技术及工程应用研究 D.西安建筑科技大学 ,2004. 2李根营 .水平定向钻机结构研究及分析 D.吉林大学 ,2011. 3刘远亮 .水平定向钻进铺管防冒浆技术研究 D.中国地质大学 ,2010. 4DDW系列非开挖水平定向钻机 J.地质装备 ,2006,01:39. 5余魏杰 .水平定向钻机钻杆输送机械手及控制系统研究 D.吉林大学 ,2009. 6徐涛 .水平定向钻进随钻测量方法及定位技术研究 D.国防科学技术大学 ,2006. 7董文娟 .非开挖水平定向钻进轨迹测量技术的研究 D.国防科学技术大学 ,2003. 8鲁琴 .非开挖水平定向钻进轨迹设计与调控技术研究 D.国防科学技术大学 ,2004. 9胡远彪 .水平定向钻进铺管技术多媒体培训系统研究与开发 D.中国地质大学（北京） ,2003. 10周从明 .非开挖水平定向钻进轨迹最优化研究及软件设计 D.成都理工大学 ,2004. 11.徐工水平定向钻机亮相 2013国际非开挖展 J.建筑机械化 ,2013,11:14. 12朱辉 .水平定向钻机分工况作业规律及其控制策略研究 D.吉林大学 ,2009. 13赵丁选 ,杨力夫 ,李锁云 ,尚涛 ,乌效鸣 .国内外非开挖定向钻机及其智能控制技术 J.吉林大学学报 (工学版 ),2005,01:44-48. nts 目录 Abstract . II 第一章文献综述 . 1 1.1 非开挖水平定向钻机简介 . 1 1.2 非开挖钻机国内外发展概况及发展趋势 . 1 1.2.1 非开挖钻机国内外发展概况 . 1 1.2.2 非开挖钻机发展趋势 . 2 第二章泥土输送装置设计方案 . 3 2.1 输送装置简介 . 3 2.2 输送装置方案 . 3 2.3 带式输送机简介 . 4 2.4 带式输送机布置方式 . 5 第三章带式输送机设计选型 . 6 3.1 原始数据 . 6 3.2 输送带速度选择 . 6 3.3 输送带宽度计算 . 6 3.4 功率计算 . 7 3.5 最大张力计算 . 8 3.6 输送带层数计算 . 9 3.7 驱动装置选型 . 9 3.8 分配各级传动比、各轴功率计算 . 10 3.9 托辊选型 . 11 3.10 其他部件选型 . 11 第四章减速器设计 . 12 4.1 齿轮设计计算 . 12 4.2 轴设计计算 . 16 4.3 轴的校核 . 19 4.4 轴承的选择及校核计算 . 21 4.5 键的选择及校核计算 . 22 4.6 联轴器选择 . 23 nts 4.7 减速器箱体设计 . 23 4.8 减速器润滑密封 . 24 第五章带传动设计 . 25 5.1 确定计算功率 . 25 5.2 选择带型号 . 25 5.3 选取带轮基准直径 . 25 5.4 确定轴间距和带的基准长度 . 25 5.5 验算小带轮包角 . 26 5.6 确定 v 带根数 z . 26 5.7 计算初拉力 . 26 5.8 计算作用在轴上的压轴力 . 26 5.9 V 带轮的结构设计 . 26 第六章快速接头选型 . 28 6.1 快速接头简介 . 28 6.2 快速接头选型 . 29 第七章总结 . 30 参考文献 . 31 致谢 . 32 附录：翻译原文 . 33 附录：翻译 . 41 nts I 非开挖水平定向钻机泥土输送装置设计摘要：通过分析非开挖钻机泥土输送装置国内外研究现状，应用和具体的检测方法，经过查阅相关资料、讨论，拟定采用分节带式输送机实现该功能，带式输送机为电机驱动，通过一级齿轮减速箱和 V 带传动将动力传输到滚筒，滚动转动带动皮带运输泥土。本文的设计思路主要是先计算出带式输送机的运输量及阻力，对带式输送机相关设备进行选型，通过阻力计算选择电机型号，再设计减速箱、 V 带传动以及快速接头。最后对关键部件进行校核，通过校核计算得到了该机构的零件选型与零件加工尺寸，并验证了方案的可行性。通过 AutoCAD出图，最终完成设计说明书的书写和外文翻译。关键字：非开挖水平钻机；泥土输送；减速器；带式输送机 nts II Trenchless horizontal directional drilling mud conveying design Abstract: Through the analysis of trenchless rig mud conveyer domestic and foreign research present situation, application and specific detection method, through access to relevant data, discussion and formulate the function is realized by using sectional belt conveyor, belt conveyor for motor drive, through a gear reducer and V belt driving power transmission to the roller, roller rotation drive belt transporting soil. Design idea of this article is mainly to calculate the volume and resistance of belt conveyor, the selection of belt conveyor equipment, choose motor model, through the calculation of resistance to design reducer, V belt transmission and fast connection. Finally, the key components, this article got the agency by checking calculation of the selection of the components and parts processing size, and verify the feasibility of the scheme. Through the AutoCAD drawing, the final design specification writing and foreign language translation. Key words: Trenchless horizontal drilling; Soil transport; gear reducer; belt conveyor nts 1 第一章文献综述 1.1 非开挖水平定向钻机简介水平定向钻机是不开挖表面的时候，建设地下公用设施的一种机器，水平定向钻进技术将石油的定向钻进技术与传统管线施工方法结合在一起，具有施工快、精度高成本低等优点 1。广泛运用于供水、电力、电讯、天然气、煤气、石油等铺设管线施工中，可以适用沙土、粘土、卵石等各种地况，在我们国家的大部分非硬质岩地区都可以施工。工作温度为 -15 +45 。一般来说适用于铺设直径管道 3001200 mm 的钢管及 PE 管，最大铺管的长度甚至可以达到 1500 m 左右。使用水平定向钻机进行管线铺设施工，一般分为两个阶段：第一阶段按照设计好的曲线钻一个导向孔；第二阶段将导向孔扩大孔径，并把管线沿扩大的导向孔回拖到导向孔中从而完成整个管线的铺设工作。水平定向钻机主要是由钻机系统、控向系统、动力系统、泥浆系统、钻具及辅助机具组成。他们的功能分别是：钻机系统为穿越的设备钻进工作以及回拖工作的主体控向系统为通过计算机检测并且控制钻头在地下具体位置和其它的参数，引导钻头正确的钻进的方向性的工具；动力系统是由液压动力源和发电机组成的动力源为钻机系统提供高压的液压油作为钻机的动力。泥浆系统是为钻机系统提供适合钻机的工况的泥浆。钻具及辅助的机具为钻进中钻孔和扩孔时使用的机具 2。 1.2 非开挖钻机国内外发展概况及发展趋势 1.2.1 非开挖钻机国内外发展概况非开挖的水平钻机是 20 世纪 80 年代在发达国家兴起的，随着控制和通讯技术的快速发展，非开挖水平钻机的整体性能已经十分完美。因为非开挖水平钻机是地下工作的所以必须要求它有较高的稳定性和可靠性。钻杆的顶进和回拖都采用的是一体化技术用先进的无缆或者有缆式的导向仪引导。同时机器也必须具有长时间和不间断的作业的能力 2。行业主要生产厂家有美国的 Ditch Witch、 VERMEER、 AUGERS、 Case公司；德国 TT、 FLX、 HUTTE 公司；加拿大 UTILX 公司；意大利 TECNIWELL 公司；加拿大 UTILX 公司；英国 POWERMOLE、 STEVE VICK 公司；瑞士 TERRA 公司等。 nts 2 国内主要有中国科学院勘探技术研究生产的 GBS-10、 GBS-8、 GBS-5 拖式非开挖钻机和 GBS-40、 GBS-20、 GBS-12 自动行走式的非开挖钻机。徐工集团生产 ZD1245等系列非开挖水平钻采用进口的涡轮增压柴油发动机为钻机提供动力，国际的液压元器件的厂商为它提供配套的设备，整机性能可靠而稳定 3。有独立的液压驱动的顶进回拖、旋转和泥浆输送功率供给更加充足，双速驱动的动力头，进一步的提高机器生产的效率，自动装卸钻杆的装置很先进，有线控制可以操控机器的单独的行走。另外，北京土行孙公司开发生产的 DDW80、 DDW200 等定向钻；连云港黄海机械厂与首钢地址勘察院共同开发的 FDP-15 及 FDP-12 水平定向钻；深圳钻通公司生产的 ZT20、ZT1 ZT10 水平定向钻中联重科的 KSD25 水平定向钻是收购了英国保路捷公司推出的新产品，采用分体式的结构，用户可以选配空压机和泥浆系统得以实现干湿两用 4。水平定向钻按提供的推拉力、扭矩大小分为小、中、大型三大类。各类钻机性能参数应用范围见表 1.1。表 1.1 水平定向钻机参数分类大型中型小型推拉力（ KN） 450 100-450 100 扭矩 (KN/m) 30 3-30 3 功率 (KW) 180 100-180 100 钻杆长度 (m) 9.0-12.0 3.0-9.0 1.5-3 铺管直径 (mm) 600-1200 350-600 50-350 铺管长度 (m) 600-1500 300-600 300 铺管深度 (m) 15 6-15 6 1.2.2 非开挖钻机发展趋势水平定向钻设备在十几年时间内得到了飞速的发展，成为发达国家新兴产业。目前它的发展朝着大型化、微型化、自备锚固系统、钻杆自动堆放提取、钻杆连接初自动润滑防触电等自动化功能、适应硬岩作业、超深度导向、应用范围大等特征发展 3。 nts 3 第二章泥土输送装置设计方案 2.1 输送装置简介输送装置按照工作的原理主要可以分为两类：机械输送以及气流输送。机械输送设备主要有：管链输送机、皮带输送机、滚筒输送机、斗式提升机、螺旋输送机以及板链斗式提升机等。气流输送装置主要有：负压真空输送、正压稀相输送、正压稀相闭路输送、旋转阀密相输送、密相动压气力输送、密相高压发送罐输送方式等。钻机泥土输送常采用的有螺旋输送和皮带输送方式。 2.2 输送装置方案钻机泥土输送常采用螺旋输送和皮带输送装置。下面对这两种方案进行对比并选择。皮带输送机的性能特点：输送带是根据摩擦传动的原理运动，具有输送量很大输送距离很远、输送稳定，物料和输送带之间没有相对的运动，噪音较小，维修较方便能量消耗少且结构简单、部件标准等优点 5。螺旋输送机（又称绞龙）。其整体结构与内部结构由头节中间节、尾节和驱动部分构成。螺旋输送机具有结构简单、占地少、方便多点装料、设备很容易密封以及能多点卸料、管理和操作相对简单等优点。常用于水平或小于 20 倾斜方向输送各种各样的粉状和粒状物料，如水泥、矿渣、生料和煤粉等。螺旋输送机的缺点主要是运行阻力很大，相比其他输送机来说动力消耗更大，机件磨损很快，维修量较大。不适宜于输送粘性较大、容易结块、粒状块大、磨琢大的物料，被输送的物料温度一般要低于200 度 5。而且一般用于中小输送量以及输送距离小于 50 m 的场合。考虑到本文研究的是非开挖水平定向钻机的泥土输送装置，因此需要输送的是粘性较大的泥土，而螺旋输送装置不能够很好的输送粘性较大的物料，因此在本课题中皮带输送机更能够满足工作条件的要求。本次课题拟定采用皮带输送机来实现钻机的泥土输送。钻机钻进过程中钻杆慢慢的深入地下，皮带输送机随着钻杆一起进入，因此皮带输送机应该与钻杆配套，尺寸也应该相当，所以采用分节式皮带输送机，相邻两节之间运用快速接头连接。 nts 4 考虑到每一节皮带输送装置的设计参数一样，因此取一节进行设计计算即可。本次设计主要内容为：带式输送机设计选型以及减速器设计。其中带式输送机设计主要为输送机的布置的形式，驱动的方式，输送带的选型，拉紧装置的设计，清扫装置的设计等，以设计出合适的驱动和控制系统。设计出各个系统后，还要对某些关键部位进行校核，以保证所设计的系统能符合工作要求正常运行。 2.3 带式输送机简介皮带输送机包括： 180 度皮带转弯机、 90 度皮带转弯机、不锈钢皮带转弯机、 45度皮带转弯机、皮带提升机、电子原件皮带输送机、灯检皮带输送机、不锈钢皮带输送机、塑料喷嘴皮带输送机、多层皮带输送机等。主要由：头架、驱动装置、传动滚筒、尾架、托辊、中间架、尾部改向装置、卸载装置、清扫装置、安全保护装置等部件组成 5。皮带输送机是利用输送带间歇或连续运动来输送轻重不同的物品，既可以输送各种散料，又可以输送各种纸箱、包装袋等单件重量不大的件货，用途非常的广泛。结构形式主要有：槽型皮带机、爬坡皮带机、转弯皮带机、平型皮带机等，输送带上还可以增设提升挡板、裙边等附件，从而能满足各种工艺要求。输送带是带式输送机承载物料的构件，带上物料随输送带运行，物料根据需要可以在输送机的端部和中间部位卸下。输送带用旋转的托棍支撑，运行阻力小。带式输送机可以水平或沿倾斜的线路布置。使用光面输送带沿倾斜的线路布置时，不同物料的最大运输倾角不同，具体数据如下表 2-1 所示：表 2-1 不同物料的最大运角 5 物料种类角度物料种类角度煤块 18 筛分后的石灰石 12 煤块 20 干沙 15 筛分后的焦碳 17 未筛分的石块 18 0350mm 矿石 16 水泥 20 0200mm 油田页岩 22 干松泥土 20 nts 5 2.4 带式输送机布置方式电动机通过联轴器、减速器带动传动滚筒转动或其他驱动机构，再借助滚筒或其他的驱动机构与输送带的摩擦力，使输送带运动。通用固定式输送带输送机一般采用单点驱动，驱动装置集中安装在输送机长度某一位置，一般在机头处。单点驱动方式按传动滚筒的数目分，可分为单滚筒和双滚筒驱动两种。对每个滚筒的驱动又可以分为单电动机驱动和多电动机驱动方式。因为单点驱动方式最常用，因此凡是没有指明是多点驱动方式的，一般都为单驱动方式 6。单筒、单电动机驱动方式最简单，考虑驱动方式时是首选。在大运量、长距离钢绳芯胶带输送机中常采用的是多电动机驱动。综上：针对本次设计要求，决定采用单筒单电机驱动，向上运输布置形式的移动带式输送机。带式输送机传动方案如图 2-2 所示： 1-电动机； 2 -联轴器； 3-减速器； 4、 5-齿轮； 6、 7-带轮； 8-滚筒图 2-1 带式输送机传动简图 nts 6 第三章带式输送机设计选型 3.1 原始数据 1. 输送物料为泥土，最大输送量： 40 t/h； 2. 物料细度为 50 mm，松散密度为 1.8 t/m3； 3. 输送机布置形式为上运； 4. 给料点位于机头位置； 5. 工作环境：室外、潮湿、少量尘土； 6. 输送机倾角为 18； 7. 动堆积角为 30。 3.2 输送带速度选择 1) 输送散状物料一般取带速 v=0.82 m/s； 2) 输送成件物品一般取带速 v=0.251 m/s; 3) 输送易碎、易飞扬的物料一般取带速 v=0.81 m/s 为宜。本次设计输送物品为泥土，且有少量尘土，因此选择带速 v=1 m/s。 3.3 输送带宽度计算对于散状物料，输送带宽度按照： 3 6 0 0 yQBck式中： B输送带宽度， m； Q所需输送量， t/h；物料松散密度， t/m3； V输送带速度， m/s； Y断面系数，动堆积角为 30的两节式槽型托辊取 y=0.132； C倾角系数，输送机倾角为 18时倾角系数为 0.85； K装载系数，一般取 h=0.80.9。所以： nts 7 403 6 0 0 1 . 8 1 0 . 8 5 0 . 8 0 .1 3 2= 0 . 2 mB 取带宽为： 200 mm。 3.4 功率计算传动滚筒轴功率 P0按下式计算： 0 1 2 3 40043 . 6 3 6 7 3 6 7 3 6 7P P P P PL l L l HQf W v f Q P 式中： P0传动滚筒轴功率， KW； P1空载功率， KW； P2水平负载功率， KW； P3垂直负载功率， KW； P4附加功率， KW； f托辊阻力系数，取 f=0.03； L传动滚筒至尾部滚筒的水平中心距， m； 0l中心距修正值， m，取0l=49 m； H垂直提升高度， m； W除物料外，输送机单位长度内所有运动部件质量之和， Kg/m，带宽为200 mm 时 W=15 Kg/m。附加功率 P4按下式计算： 4 1 2 321= ( F F F )1000 (1 . 6 B 7 ) L ( a ) 1 0 0 B 1 0 2 8GvPBqv 式中： F1导料槽阻力， N； F2犁式卸料器阻力， N； F3内、外清扫器阻力， N； V带速， m/s； B带宽， m； nts 8 物料松散密度， t/m3； L1导料槽长度， 0.5 m； Gq输送带上每米长度物料的质量，Gq=A ， kg/m； a犁式卸料器阻力系数。带宽小于 300 时不用犁式卸料器，所以 a=0。所以： 4 1 2 32= ( F F F )10001 0 . 3 2 1 . 3 (1 . 6 0 . 3 1 . 8 7 ) 0 . 5 1 0 0 0 . 3 1 0 2 80 . 3 4vPKW 故： 0 1 2 3 41 0 4 9 1 0 4 9 3 4 03 . 6 0 . 0 3 1 5 1 0 . 0 3 4 0 + 0 . 3 43 6 7 3 6 7 3 6 7= 1 . 1 7P P P P PKW 电动机功率按下式计算： 0=KPP 式中： P电动机功率， KW； P0传动滚筒轴功率， KW；传动总效率； K备用系数， P0 5 KW 时取 K=11.1。查机械课程设计可知：闭式齿轮传动、滚动轴承和联轴器的效率分别取：1=0.97 2=0.99、 3=0.99；所以传动总效率 2 6 2 2 6 21 2 3 0 . 9 7 0 . 9 9 0 . 9 9 0 . 8 6 8 2 所以： 1 1 . 1 7= = 1 . 3 4 80 . 8 6 8 2P K W 即电动机功率为 1.348 KW，分 10 节所以电机总功率为 13.48 KW。 3.5 最大张力计算在单驱动的带式输送机中，驱动滚筒的趋入点的张力通常为输送带的最大张力，可按下式计算： nts 9 0n 1000( 1)PeS ve 式中： nS 趋入点张力， N； e自然对数的底；输送带与滚筒的摩擦系数， =0.2；输送带在滚筒上的包角， =180；所以： n1 0 0 0 1 . 1 7 1 .8 7 = 3 1 4 30 .8 ( 1 .8 7 1 )SN 3.6 输送带层数计算输送带层数按下式计算： nn=SZ B 式中： Z输送带带芯层数； nS最大工作张力， N； n安全系数，一般多层带取 n=810； B输送带宽度， mm；带芯径向扯断强力， N/（ mmg 层）经计算 Z 1，所以输送带为单层。 3.7 驱动装置选型 QD80轻型带式输送机有与其配套的 QDF风冷电动滚筒，而驱动装置即电机应与 Q D F风冷电动滚筒相匹配。查运输机械设计选用手册可知：带宽 200 mm时 QDF风冷滚筒的参数如下表 3-1：表 3-1 QDF风冷滚筒参数 5 带宽 mm 滚筒直径 mm 名义转矩 Ng m 功率 KW 参考重量 kg 200 160 250 0.55或 0.75 5570 电动机功率经计算为 P=13.48 KW，所以选用电动机功率为 15 KW，滚筒轴转速为： nts 10 6021602 3 . 1 4 0 . 1 27 9 . 6 / m i nvwrr配合计算出的功率决定选择 Y200L型电动机，其参数见表 3-2：表 3-2 YH132S-8 型电动机 7 电动机型号额定功率转速轴外伸轴径轴外伸长度 Y200L 15kw 730 r/min 28mm 60mm 3.8 分配各级传动比、各轴功率计算（ 1）总传动比 : 730i 8 . 27 9 . 6ma wnn （ 2）分配带传动比为 2，则减速器传动比为 4.1，传动比小于 5，可以采用一级圆柱齿轮减速器。（ 4）计算各轴的转速 : I轴转速： 6 6 0 6 6 0 / m i nImn n r 轴转速： 2/ 6 6 0 / 4 .1 1 6 1 / m i nI I In n i r （ 5）各轴的输入功率： I轴输入功率 : 1 w 3 1 5 0 . 9 9 1 4 . 8 5P P K W II 轴输入功率： 2212 1 4 . 8 5 0 . 9 7 0 . 9 9 1 4 . 1IIP P K W 1 （ 6）各轴的转矩各轴的输出转矩： 1 1 19 5 5 0 / n 9 5 5 0 1 4 . 8 5 / 7 3 0 3 1 . 5 mT P N 9 5 5 0 / n 9 5 5 0 1 4 . 1 / 1 6 1 1 2 2 . 8 mI I I I I IT P N 各轴转速、功率及转矩见下表 3-3： nts 11 表 3-3 各轴转速、功率及转矩轴号转速 n/(r/min) 输入功率 P（ kW）转矩 T（mN ）传动比 i 轴 730 14.85 31.5 4.1 轴 161 14.1 122.8 3.9 托辊选型本系列配置的托辊分为：分为平行托辊和槽型托辊两类，此处选择槽型托辊。初选 QDC11 型托辊。 3.10 其他部件选型由于本次设计的是小型输送机，机长较短，功率较小，故可以采用螺旋拉紧装置采用固定落地式机架，角钢焊接。该输送机输送速度慢不用考虑制动装置，只选择空段清扫器、头部清扫器。螺旋拉紧装置采用 QDD13 型，空段清扫器采用 QDE11 型头部清扫器采用 QDE24 型。机架采用 QDJ1-55 型。导料槽采用 QDJ1-91 型 5。 nts 12 第四章减速器设计 4.1 齿轮设计计算按图 2-1 所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。运输机为一般工作机器，速度不高，所以选用七级精度（ GB 10095-88）。选择小齿轮材料为 40Cr（调质），硬度为 2 80HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质），硬度为 240HBS，硬度相差 40HBS。选择小齿轮齿数 z1=20,大齿轮齿数 z2=204.1=82，取 z2=82。螺旋角通常在 208 之间选择这里取 14 。按齿面接触疲劳强度设计： 2131 12 . 3 2 ( )EtdHK T Zudu 式中： K载荷系数，初选 K=1.3； T1小齿轮传递的转矩； d齿宽系数，初选d=1； EZ 材料的弹性影响系数，根据材料选择EZ=189.8 12MPa ； H齿轮接触疲劳强度极限，按齿面硬度查得小齿轮li m 1 600H M P a ；大齿轮li m 2 550H M P a ；应力循环次数： 6 0 n hN jL 式中： j齿轮转一圈时，同一齿面啮合次数， j=1； hL齿轮工作寿命，取hL=48000 h；所以大小齿轮应力循环次数分别为： 9116 0 n 6 0 6 6 0 1 4 8 0 0 0 = 1 .9 1 0hN j L 8226 0 n 6 0 1 6 1 1 4 8 0 0 0 = 4 . 6 1 0hN j L 查机械设计手册可知：大小齿轮接触疲劳寿命系数分别为：1 =0.90HNK和2 =0.95HNK。 nts 13 接触疲劳许用应力： lim HNH K S 式中： S安全系数，取 S=1；所以大小齿轮接触疲劳许用应力： 1 l i m 11 = 0 . 9 6 0 0 = 5 4 0 aHNH K MPS 2 l i m 22 = 0 . 9 5 5 5 0 = 5 2 2 . 5 aHNH K MPS 1. 计算 1) 计算小齿轮分度圆直径1td，带入 H中较小的值： 231 1 . 3 3 1 5 0 0 4 .1 1 1 8 9 . 82 . 3 2 ( ) 6 0 . 21 4 .1 5 2 2 . 5td m m 2) 计算圆周速度 v： 11 3 . 1 4 6 0 . 2 6 6 0 1 . 5 1 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0tdnv m s 3) 计算齿宽： 1 0 . 7 5 6 0 . 2 4 5 . 1 5dtb d m m 4) 计算齿宽与齿高比：模数：114 5 . 1 5 2 . 2 5 7 520ttdm z 齿高： 2 . 2 5 2 . 2 5 2 . 2 5 7 5 5 . 1th m m m 齿宽与齿高比： 6 0 .2 1 1 .85 .1bh 5) 计算载荷系数：根据 1.3 /v m s ,7 级精度，查得动载系数 =1.1vK；直齿轮： = =1HFKK； nts 14 查机械设计可知：使用系数： =1AK；七级精度、小齿轮相对支承非对称布置时， =1.423HK ；由 8.88bh， =1.423HK 查得： =1.3FK ；故动载系数： = 1 1 .1 1 1 . 4 2 3 = 1 .5 6 5 3A v H HK K K K K 6) 按实际的载荷系数校正分度圆直径： 3311 1 . 5 6 5 3= = 6 0 . 2 6 7 . 51 . 3ttKd d m mK 7) 计算模数 m: 115 0 . 6 2 . 5 220ttdm z 2. 按齿根弯曲强度设计 13 212 ()F a S adFYYKTmz式中：FaY齿形系数； SaY应力校正系数。查机械设计可知：小齿轮的弯曲疲劳强度极限1 500FE M P a ；大齿轮的弯曲强度极限2 380FE M P a ；弯曲疲劳寿命系数：1 =0.85FNK，2 =0.88FNK； 1) 计算弯曲疲劳许用应力：取弯曲疲劳安全系数 S=1.4，则： 111 = 0 . 8 5 5 0 0 = 3 0 3 . 5 7 aF N F EF K MPS 222 = 0 . 8 8 3 8 0 = 2 3 8 . 8 6 aF N F EF K MPS nts 15 2) 计算载荷系数 K： = 1 1 .1 1 1 .3 = 1 . 4 3A v F FK K K K K 3) 查齿形系数及应力校正系数：由齿数查得 1=2.8FaY，2 =2.22FaY，1=1.55SaY，2 =1.77SaY。 4) 计算大小齿轮的Fa SaFYY并比较： 1112 .8 1 .5 5= = 0 . 0 1 4 3 3 0 3 .5 7F a S aFYY 2222 . 2 2 1 . 7 7= = 0 . 0 1 6 5 2 3 8 .8 6F a S aFYY 显然大齿轮的数值较大。 5) 设计计算： 3 22 1 . 4 3 3 1 5 0 0 0 . 0 1 6 5 = 1 . 5 4 91 2 0m 由于齿轮模数大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，所以齿轮模数按弯曲强度计算的更接近真实情况，就近圆整为标准值： m=2。小齿轮齿数： 11 6 7 . 5= 3 42dz m 大齿轮齿数： 2 = 4 . 1 3 4 = 1 2 9 . 4z ，取2=130z。 3. 几何尺寸计算： A. 计算分度圆直径： 11 3 4 2 6 8d z m m m 22 1 0 0 2 2 6 0d z m m m B. 计算中心距： nts 16 12 4 8 2 0 0 12422dda m m C. 计算齿宽： 1 48db d m m，取2 50B mm,1 55B mm减速器齿轮数据见表 5-1： 4-1 减速器齿轮数据齿轮齿数齿顶高齿根高分度圆直径中心距齿宽齿顶圆直径齿根圆直径小齿轮 34 1.5 2 68 164 55 71 64 大齿轮 130 1.5 2 260 50 263 256 4.2 轴设计计算 (一) 高速轴设计 1. 初定轴的最小直径轴的材料为 45钢，调质处理。由机械设计取0 112A 13m0 1 6 . 4inPd A m mn 圆整后： d=20 mm。输入轴与输出轴之间的最小直径是安装联轴器处轴的直径 d所以

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