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卸料车三通漏斗结构设计【14张CAD图纸+毕业论文+开题报告】

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关键词：: 卸料车三通漏斗结构设计卸料车三通漏斗结构 cad 图纸毕业论文开题报告

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卸料车三通漏斗结构设计

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卸料车三通漏斗结构设计

摘要

本设计的卸料车三通漏斗适用于带式输送机，卸料车可以移动并将物料卸到需要的任意点，该卸料车使用比较灵活，输送物料方便在输送时只需要将物品放在输送带上然后经输送带传到漏斗上进行分料。该卸料车使用简单，操作方便。可广泛用于采矿、冶金、石料开采场、港口运输等场所。该小车使用简单可节省大量劳动力，也可根据运输物品的重量选择不同型号的运输机。大大方便了工人们的使用。

卸料车三通漏斗可以将运输皮带机上的物料卸在指定的仓位或料棚里。在卸料车工作时串联在皮带机上，物料沿着运输皮带进行移动，在输送皮带进行上下运动时带着物料进行上下运动。在输送皮带进行上料运动时，物料被运送到三通漏斗。然后通过翻板使物料向单侧、双侧或中间卸料，物料的流向可通过翻板的控制实现。

在这次设计中，主要设计了卸料车三通漏斗的传动装置，并根据实际生产及运输的要求，选择和确定了电动机、制动器、联轴器、传动齿轮等器件。对相应的器件如齿轮、轴等进行设计和校核。

关键词　卸料车；三通漏斗；电动机

Design of Unloading Trucks Tee Funnels

Abstract

The design of the three-way funnel unloading trucks for belt conveyors, unloading trucks and material can be moved to any desired point of unloading, the unloading trucks use more flexible and convenient delivery of materials at the time of delivery only need to put the goods on the belt conveyor and then by dividing the material spread on the funnel. The unloading trucks easy to use, easy to operate. It can be widely used in mining, metallurgy, stone mining field, port transportation and other places. The car easy to use can save a lot of labor, but also can choose different types of transport based on the weight of goods transport. Greatly facilitate the use of the workers.

Tee funnel unloading trucks can transport the material on the belt at a specified position or unloading material shed. When unloading the car to work in tandem on a belt conveyor, the material is moved along the transport belt when the conveyor belt up and down motion with the material up and down motion. When the conveyor belt were feeding motion, the material is transported to Tee funnel. And then through the flap so that the material to unilateral, bilateral or intermediate unloading, the flow of materials through the flap control is realized.

In this design, the main design of the gear unloading trucks tee funnel, and in accordance with the actual production and transport requirements, selection and determination of the electric motor, brakes, couplings, gear and other devices. The corresponding components such as gears, shaft design and check.

Keywords　 Unloading trucks,tee funnel,electric motor

摘要 I

Abstract II

第1章绪论 1

1.1 课题背景 1

1.2 卸料车三通漏斗的组成 1

1.3 三通漏斗的分类 2

1.4 课题的设计内容 4

1.5 本章小结 4

第2章传动系统的设计 5

2.1 根据卸料小车工作情况设计的传动方案 5

2.2 电动机的选择 5

2.3 制动器的选择 6

2.4 计算制动力矩选择制动轮直径 7

2.5减速器的选择 8

2.6校核热功率 8

2.7联轴器的选择 9

2.7本章小结 10

第3章开式齿轮传动部分的设计 11

3.1 传动装置的运动及动力参数计算 11

3.2 传动齿轮的设计 11

3.3 轴的设计 15

3.4 车轮组的计算 17

3.5 本章小结 18

第4章主要部件的校核 19

4.1 轴的校核 19

4.2 键的校核 22

4.3 轴承的校核 23

4.4 本章小结 24

结论 25

致谢 26

参考文献 27

第1章绪论

1.1 课题背景

卸料运输机自1795年发明出来以后，经过长期的实践并不断地摸索改造，使卸料车有了突飞猛进的发展。在第二次工业革命中，由于新材料、新技术的应用使卸料车在结构、能耗、操作方面得到大大的改善。现在的卸料车体积小、结构简单、金属耐磨强度大，并且由于工作的不同要求卸料车向着多元化发展，根据需求可以向不同方向进行卸料。大大节省了人力物力也减少了环境的污染。卸料车在农业、工业、交通业等各企业中起着举足轻重的作用[1-3]。

国外带式输送机，国外的技术发展较国内快，国外对输送机本身的技术与装备要求更高，在矿场、工厂等地对运输机要求如长距离、高带速、大运量等重量型运输机成为了主要发展方向，主要核心技术是开发应用了带式输送机动态分析与监控技术，提高输送机的运行性能和可靠性[4-5]。

相比较而言，我国卸料装置起步较晚，在主要的矿场、冶金等场合使用的重型运输机主要是进口，或者国外公司在国内生产进行销售。但是核心技术依然在外国人手中。年产2000万吨以上的大型运输设备，核心技术一直被几家欧美公司垄断，国内尚未有国产关键设备的应用实例[6]。

我国在“八五”期间，通过国家“八五计划”项目的实施，使卸料装置有了较大的提升。国内的研究中，输送带的材质有：橡胶、橡塑PVC、PU等多种材质，除用于普通物料的输送外，还可满足耐油、耐腐蚀、防静电等有特殊要求物料的输送。结构形式有：槽型皮带机、平型皮带机、爬坡皮带机、转弯皮带机等多种形式，输送带上还可增设提升挡板、裙边等附件，能满足各种工艺要求[7]。

大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等都已经投入应用。并对带式输送机的关键技术及主要元部件进行了理论研究和产品开发应用动态分析技术和中间驱动与智能化控制等技术研制成功了多种软起动制动装置及以PLC 为核心的可编程电控装置[8]。

1.2 卸料车三通漏斗的组成

卸料车工作是通过电动机将动力经减速器、齿轮传动带动行走轮使卸料车可在输送机机架的导轨上来回移动，将物料经皮带传动运输到卸料车的三通漏斗中，经进料口进入然后向不同方向进行卸料。从而达到在输送机中部任意点卸料的目的。卸料车三通漏斗主要结构由车架、滚筒组、托辊组、驱动装置、行轮组、漏斗等组成，卸料车三通漏斗结构如图1-1：

4.4 本章小结

本章主要是对轴进行设计，轴主要是进行动力传输，本章确定了轴的尺寸、材料，并且对轴和轴上的键、轴承进行设计并校核，使器件能够承受需要的载荷，能够满足工作要求。

结论

随着社会的不断发展，卸料车的应用已经深入人心。相比国外卸料车已经发展到比较高的水平。中国还是处于一个相对中等的水平。卸料车在工业、农业、畜牧业等等各行各业都有应用。卸料车已经成为一个举足轻重的地位。因为卸料车的使用大大节省了人力物力，操作简单。在此次的设计中介绍了国内外的卸料车发展近况，以及卸料车的组成和三通漏斗的种类。在这次设计中详细介绍了卸料车的传动方案设计，选择合适的电动机、制动器、减速器、联轴器等器件并且对热功率、轴、键等进行校核。对传动部分齿轮进行了计算，得出了传动装置的运动及动力参数。最后卸料车的整体进行了设计，车架、车轮等并校核通过，能够适用相应工作强度的要求。

致谢

本毕业设计在我们指导老师张中然老师的悉心指导下完成的，在选题期间张老师就开始和我讨论，我们一起筛选了多个题目后，最终确定了这个题目。这次的毕业设计是我大学四年的一次检验。非常感谢这四年来所有的老师，他们让我从一个懵懂的少年，成为了具备一定知识水平的大学生。在这里我使用了各种机械知识，包括CAD制图，机械原理等等。

在此次的设计中张老师为人师表一丝不苟的教导我，在我设计轴承的时候遇到了困难，张老师加班知道我完成轴的设计。在老师的教导下我的论文才有了进步。张老师不仅教会我学习而且教会了我做人，耳濡目染让我知道在工作中要严谨工作，而且要帮助其他的人，团结一致才能更快进步。在此我深深地向张老师表示感谢。

我还要感谢我的大学四年所有老师，你们让我从一个普通学生变成了一个有专业知识并且被公司所喜欢的人才。在这四年的学习中也感谢你们对我生活上的照顾。还有王老师对我就业问题的指导，谢谢你们。

最后我还要感谢帮助我的同学们，因为与你们的探讨，才让我更快的进步，在这丰富多彩的校园生活中是你们陪我一起度过。谢谢你们的帮助有你们的陪伴是我生活中一个美好的记忆。在此我再次对我大学四年来所有的老师和同学表示衷心的感谢。

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内容简介：: 任务书学生姓名：学院：专业：机械电子工程任务起止时间： 2016 年 2 月 29 日至 2016 年 6 月 26 日毕业设计（论文）题目：卸料车三通漏斗结构设计毕业设计工作内容： 1、熟悉课题、调研、收集资料、撰写开题报告 (第 1 ) 2、方案设计 (第 3 ) 3、总体设计、设计计算 (第 7 ) 4、绘装配图及主要零件图 (第 9 ) 5、撰写说明书、翻译资料、准备答辩 (第 14 ) 资料： 1、龚溎义机械设计课程设计指导书 M. 北京：高等教育出版社 2、澲良贵机械设计 M. 北京：高等教育出版社 3、高士强 , 李洋露天煤矿用重型卸料车的设计研究 J . 露天采矿技术 . 2013 4、陈晓光 , 张皓奥铁矿重型卸料车的研究与应用 J . 科技与企业 . 2014 指导教师意见：签名：年月日系主任意见：签名：年月日教务处制表开题报告学生姓名学号专业机械电子工程班级指导教师课题题目及来源：题目：卸料车三通漏斗结构设计题目来源：自拟课题研究的意义和国内外研究现状：课题研究的意义：露天煤矿剥离系统半连续开采工艺是在连续开采工艺和间断开采工艺的基础上发展起来的，目前应用最广泛的有两种 :单斗一卡车剥离工艺 (单斗挖掘机一卡车一半移动式破碎站一半固定式带式输送机一排土带式输送机一排土机工艺 );单斗一自移式破碎站剥离工艺 (单斗挖掘机一自移式破碎站一转载机一移置式带式输送机一半固定式带式输送机一排土带式输送机一排土机工艺 )。在整个剥离系统半连续工艺中，关键设备包括自移式破碎站、半移动式破碎站、转载机 (含漏斗车和电缆车 )、移置式带式输送机、半固定式带式输送机、卸料车、排土机等。其中，卸料车作为排土机工艺中的关键设备，在整个半连续工艺系统中发挥着重要作用。目前，国内露天矿半连续工艺关键设备主要依赖进口或国外设备供应商在中国本地化生产予以解决。年产 2 000万核心技术一直被几家欧美公司所垄断，国内尚未有国产半连续工艺关键设备的应用实例。国外半连续工艺关键设备价格高、谈判条件苛刻、维护和管理成本高，因此，对同类型设备进行研发，实现半连续工艺关键设备国产化，不仅可以振兴我国大型矿山设备制造产业，而且能够打破蒂森克虏伯、山特维克等国外厂商的长期垄断，具有重要的战略意义。卸料车是与带式输送机配套使用的卸料设备。本文所研制的重型卸料车是中国煤科大型露天矿山开采工艺系统及关键设备研制项目中的重要设备之一，与破碎站（ 9 000 t/l）、排土机（ 9 000 t/l）、带式输送机一起组成了半连续工艺的关键设备。通过卸料车实现散土从带式输送机转运至排土机受料臂，经排土机卸料臂将其排至排土场，完成露天煤矿表土的剥离。普通卸料车通常应用于 1 400 2.5 m/送机的带宽小，速度低，输送能力有限，无法满足长距离、大运量的物料输送。本文研制的重型卸料车（ 9 000 t/l）专门用于长距离、大运量的露天矿散料输送，若成功应用，将改变我国大型露天煤矿关键设备长期被国外厂商垄断的格局。在散货输送系统中，常常采用三通漏斗来实现物料流程的切换。但是在输送矿石时，流程切换存在一定的困难，三通漏斗内的翻板常常被物料卡死，不能转动。特别是输送一定含水量的矿粉时，由于矿粉粘结在漏斗体的壁上，翻板双向摆动无法铲清斗壁上残留的矿粉，矿粉被摆动的翻板越挤越密实，最终将翻板卡死，流程无法切换，严重地影响了系统正常工作。所以输矿系统中常常采用移动给料皮带机或者用摆动漏斗来实现流程切换。采用前者时，工艺流程的布置存在一定的局限性 ;采用后者时，则转卸带式输送机之间的高度较大，增加了转运站的高度及其输送机的功率，增加了投资和使用成本。为此，经过认真研究，研制出新的卸料车三通漏斗。国内外发展状况：目前我国皮带输送机是一种靠皮带与传动滚筒之间的摩擦力来连续运输物料的运输机械，从开始的供料点到最终的落料点间形成物料的流通路程。皮带机不仅可以运输碎散的物料，还可以进行成批量物件的输送，所以皮带机在现代化的工业企业中得到了广泛的应用。头部三通漏斗在整条皮带机中起着至关重要的的作用，是最重要的部件之一，连接相邻两条输送机的纽带和桥梁。经过不断的摸索及其总结，加上多方求证和实践的前提下，经过对三通漏斗进行改造，使翻板及其漏斗本体的寿命大幅度的提高。一般的三通漏斗是有钢板焊接而成，尤其在港口码头带式输送机输送系统中，上游和下游输送机之间的传输是通过安装在转接房的漏斗实现转接，一般情况下，当一条输送机给两条带式输送机卸料或者有两个卸料点时，这时就必须通过三通漏斗来实现对物料的转移分流。简而言之，三通漏斗一是方便输送通道的切换，二是确保运行中的输送通道发生故障时，可以使另一通道迅速及时投入使用，从而满足设备连续运行的需要。其结构形式一般如图 1 所示，主要包括上部的一个进料口和下部的两个出料口。其工作原理是电动翻板配有液压电动推杆驱动的挡板，一般电动推杆的力矩为翻板力矩的两倍以上，且设限位保护开关，翻板绕着固定在进料口下方的轴转动，图示位置物料经过入料口流入，物料冲击在翻板上，当翻版在初始位置上时，物料从进料口流入出料口 2，当需要切换到另一条皮带输送机时，启动电动推杆，当电动推杆运动到最大行程时候，被挡块挡住后，翻板这时候到达了终止位置，进料口的物料流入出料口 1，这样就可以反复切换流入哪个料口。进而达到三通漏斗的效果。目前，国内的三通漏斗依然存在不少的弊端，如：翻板与漏斗侧壁一般留有一定的间隙，在输送机运行的过程中，料难免会从这个间隙流出来，时间已久，愈积愈多，最终物料会在另一个出料口堆积很多，长时间运行后或来煤较粘运行一段时间后，三通挡板周边必然会粘煤严重，三通挡板切换时遇到粘煤很大的翻转阻力时间一长，力矩保护动作启动，如果力矩保护失败，可能会烧毁电机。另外，清理物料也要很频繁，需要人力物力不断的投入。清理的过程中必然会影响设备的正常运行，会给企业正常的运转带来阻挠。另外，挡板两面由于经常受物料的冲刷和撞击，再加上挡板与输送机头部滚筒的距离一般有一米以上，还有的物料的比重有特别大，比如矿石，焦炭等等，这样在长期的使用过程中会造成三通挡板边缘磨损，寿面大大减少，更换过程对人力物力财力也是一个不小的投入。再三通漏斗体也会被砸在挡板后反弹的物料所磨损。图 1 三通漏斗示意图课题研究的主要内容和方法，研究过程中的主要问题和解决办法：课题研究的内容：参照已有的三通漏斗结构设计，在学习、理解的基础上，设计研究相应的卸料车三通漏斗。（ 1）学习目前已有的卸料车三通漏斗结构，理解其设计思路，掌握其工作原理，并在此基础上做适当的改进和创新。（ 2）总体方案的制定。（ 3）关键结构的计算校核。（ 4）绘装配图及主要零件图、撰写说明书。课题研究的主要方法：（ 1）搜集资料，了解并掌握国内外现有的卸料车三通漏斗结构。（ 2）确定设计大体思路，撰写开题报告，按照要求完成具体的设计内容。（ 3）根据设计任务书的要求，熟悉相关设计软件，确定设计方法及设计要点。按要求完成完整的设计计划及预期达到的结果，进行相关设计及计算。（ 4）对所设计的卸料车三通漏斗结构进行可行性评价，并对整套系统进行客观评估。（ 5）对设计说明书初稿进行相关格式修改，对设计图纸并进行修改。研究过程中的主要问题和解决的方法： (1) 漏斗本体设计以往设计的漏斗本体使用钢板焊接成为一个整体，而在这里探讨的漏斗体是螺栓连接的几片钢板构成，这样在现场装配时便于操作，一旦漏斗壁有所损坏，直接就可以将损坏的那片去掉，其余片保留，节约成本。这种结构更重要的是对三通翻板的拆解及其衬板的更换都有很大的作用。另外在漏斗内壁上布置满耐磨衬板，这样漏斗壁的使用寿命也大大增加。（ 2）漏斗壁上的观察门设计漏斗壁上的观察门件 2 的增加也有利于维修人员方便的观察到三通漏斗内部的情况，操作简单易行，改变了以往漏斗不设置检查门的弊端，这样不需要拆下漏斗部件就可以及时的了解漏斗内腔中的设备运行状况，对维持头部三通漏斗各部件的良好运行提供了捷径。（ 3）漏斗收口装置漏斗收口装置是由钢板焊接而成，其表面有物料接触的地方皆布置满耐磨衬板，其焊接位置紧贴漏斗内壁，此装置很好地解决了物料流进翻板与漏斗壁间隙的问题，当料流从落料口进入后，经过此收口装置，冲向四周的散料会被收口装置所阻止，被迫全部冲击到三通翻板上，部分物料落到三通翻板后必然向两侧漏料，为避免卡料漏料，这时在三通翻板两侧各焊接一块扇形的钢板，且在翻版上布置耐磨衬板，这样当物料下落到翻板两侧时，挡板挡住了向缝隙流向的物料，因而不会出现翻板与漏斗壁中间有料造成卡料及其撒料的现象。三通翻板两面设置的耐磨衬板也大大提高了翻板的使用寿命，由于经常受物料的连续冲击，衬板也会很快的被磨损，这时只需要更换翻板上的衬板，翻板本体还可以继续利旧，比起重新制作三通翻板，更换耐磨衬板成本更低，且省时省力。通过以上各个方面的改进，保证了漏斗与挡板的健康运行状态，从而保证卸料车三通漏斗系统的正常运行。课题研究所需的参考文献：参考文献： 1龚溎义机械设计课程设计指导书 M. 北京：高等教育出版社 2澲良贵机械设计 M. 北京：高等教育出版社 3高士强 , 李洋露天煤矿用重型卸料车的设计研究 J . 露天采矿技术 . 2013 4陈晓光 , 张皓奥铁矿重型卸料车的研究与应用 J . 科技与企业 . 2014 5 带式输送机设计手册。冶金工业出版社， 6张汉龄，张晓培带式输送机的优化设计 J . 煤矿机械， 1998，（ 4） : 67程文光，赵海燕，吴俊峰 J 2010，32（ 12） :37 指导教师审查意见：课题选择可以使学生充分运用所学知识，符合学生专业发展方向，对于提高学生的基本技能有帮助。该学生前期资料查阅充分，对课题理解较好。研究方法和研究计划基本合理，难度合适，学生能够在预定时间内完成该课题的设计。同意该课题进入下一阶段，同意进行毕业设计。指导教师签字： 20 年月日指导委员会意见审核意见：组长签字： 20 年月日哈尔滨理工大学学士学位论文 I 卸料车三通漏斗结构设计摘要本设计的卸料车三通漏斗适用于带式输送机，卸料车可以移动并将物料卸到需要的任意点，该卸料车使用比较灵活，输送物料方便在输送时只需要将物品放在输送带上然后经输送带传到漏斗上进行分料。该卸料车使用简单，操作方便。可广泛用于采矿、冶金、石料开采场、港口运输等场所。该小车使用简单可节省大量劳动力，也可根据运输物品的重量选择不同型号的运输机。大大方便了工人们的使用。卸料车三通漏斗可以将运输皮带机上的物料卸在指定的仓位或料棚里。在卸料车工作时串联在皮带机上，物料沿着运输皮带进行移动，在输送皮带进行上下运动时带着物料进行上下运动。在输送皮带进行上料运动时，物料被运送到三通漏斗。然后通过翻板使物料向单侧、双侧或中间卸料，物料的流向可通过翻板的控制实现。在这次设计中，主要设计了卸料车三通漏斗的传动装置，并根据实际生产及运输的要求，选择和确定了电动机、制动器、联轴器、传动齿轮等器件。对相应的器件如齿轮、轴等进行设计和校核。关键词卸料车；三通漏斗；电动机哈尔滨理工大学学士学位论文 he of be to of of at of to on by on to to It be in to a of of on of of on at a or to in on a is up up is ee so to or of is In of in of as 尔滨理工大学学士学位论文录摘要 I 1 章绪论 1 题背景 1 料车三通漏斗的组成 1 通漏斗的分类 2 题的设计内容 4 章小结 4 第 2 章传动系统的设计 5 据卸料小车工作情况设计的传动方案 5 动机的选择 5 动器的选择 6 算制动力矩选择制动轮直径 7 速器的选择 8 核热功率 8 轴器的选择 9 章小结 10 第 3 章开式齿轮传动部分的设计 11 动装置的运动及动力参数计算 11 动齿轮的设计 11 的设计 15 轮组的计算 17 章小结 18 第 4 章主要部件的校核 19 的校核 19 的校核 22 承的校核 23 章小结 24 结论 25 致谢 26 参考文献 27 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 1 - 第 1章绪论题背景卸料运输机自 1795 年发明出来以后，经过长期的实践并不断地摸索改造，使卸料车有了突飞猛进的发展。在第二次工业革命中，由于新材料、新技术的应用使卸料车在结构、能耗、操作方面得到大大的改善。现在的卸料车体积小、结构简单、金属耐磨强度大，并且由于工作的不同要求卸料车向着多元化发展，根据需求可以向不同方向进行卸料。大大节省了人力物力也减少了环境的污染。卸料车在农业、工业、交通业等各企业中起着举足轻重的作用 1 国外带式输送机，国外的技术发展较国内快，国外对输送机本身的技术与装备要求更高，在矿场、工厂等地对运输机要求如长距离、高带速、大运量等重量型运输机成为了主要发展方向，主要核心技术是开发应用了带式输送机动态分析与监控技术，提高输送机的运行性能和可靠性 4 相比较而言，我国卸料装置起步较晚，在主要的矿场、冶金等场合使用的重型运输机主要是进口，或者国外公司在国内生产进行销售。但是核心技术依然在外国人手中。年产 2000 万吨以上的大型运输设备，核心技术一直被几家欧美公司垄断，国内尚未有国产关键设备的应用实例 6。我国在“八五”期间，通过国家“八五计划”项目的实施，使卸料装置有了较大的提升。国内的研究中，输送带的材质有：橡胶、橡塑 U 等多种材质，除用于普通物料的输送外，还可满足耐油、耐腐蚀、防静电等有特殊要求物料的输送。结构形式有：槽型皮带机、平型皮带机、爬坡皮带机、转弯皮带机等多种形式，输送带上还可增设提升挡板、裙边等附件，能满足各种工艺要求 7。大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等都已经投入应用。并对带式输送机的关键技术及主要元部件进行了理论研究和产品开发应用动态分析技术和中间驱动与智能化控制等技术研制成功了多种软起动制动装置及以核心的可编程电控装置 8。料车三通漏斗的组成卸料车工作是通过电动机将动力经减速器、齿轮传动带动行走轮使卸料车可在输送机机架的导轨上来回移动，将物料经皮带传动运输到卸料车的三通漏斗中，经进料口进入然后向不同方向进行卸料。从而达到在输送哈尔滨理工大学学士学位论文 - 2 - 机中部任意点卸料的目的。卸料车三通漏斗主要结构由车架、滚筒组、托辊组、驱动装置、行轮组、漏斗等组成，卸料车三通漏斗结构如图 1 图 1料车三通漏斗通漏斗的分类三通漏斗的结构主要包括进料腔和两个出料腔，其结构形式有摆筒式、翻板式、移动式电动三通。 1摆筒式电动三通漏斗，工作原理：将物料放在传送带上，经电动机提供动力，物料被运送到输送机头部滚筒处，物料通过进料腔进入导向漏斗落入摆筒漏斗内，同时摇臂开始工作，并控制漏斗转向，电动推杆与摇臂一端铰接。推杆在行程最大时，漏斗下口与出料腔 2 同向（如图 1物料经进料腔，由出料腔 2 流出推杆在行程最小时，漏斗下口（双点划线部分）与出料腔 1 同向，物料经进料腔，由出料腔 1 流出。摆筒式三通漏斗的结构特点是：物料经传送带到达漏斗之后，物料在下落过程中，由于净流面积大，物料在下落过程中不存在散料的现象，但因为物料所需要的净流截面积和摆筒转角所使用的空间比较大，所产生问题是漏斗结构外表体积比较大，占用空间比较大。对此在一些对使用空间有要求的场合中摆筒式漏斗的使用有一定的限制性 9。摆筒式电动三通漏斗结构如图 1示：图 1筒式电动三通漏斗哈尔滨理工大学学士学位论文 - 3 - 2. 电动翻板式三通漏斗，电动翻板式三通漏斗分为有挡边和无挡边两类。工作原理是：电动翻板配有电动推杆缸驱动的转换挡板，电动推杆选取的力矩为翻板设计力矩的 2 倍以上，在内部设位置检测开关。翻板绕着在进料口下方所固定的轴转动，图示位置物料经进料口流入，物料冲击落在翻板上，当在翻板初始位置时，物料经进料口流入出料口 2；当电动推杆运动到最大行程时，翻板到了终止位置，进料口的物料流入出料口 1。此结构的特点是：无挡边翻板存在翻版卡住的现象。在翻版工作时翻版的板边存在 15间隙。在物料下落时，物料长期积压填堵缝隙造成挡板卡住，这种现象会造成电机损坏。带挡边的翻板不存在这种情况。带挡边的翻板在翻版的两侧各焊接一块加长挡板，在制作过程中挡板会有衬板。当物料下落时没有任何间隙直接落入卸料仓内。有挡边的电动翻板可运载载荷大，操作方便可以远程遥控操作，也可以现场实际操作。有挡板结构紧密性好，物料流通顺畅。这种结构的装置在峄山找坡煤码头运输工程、津闪码头所购置的翻板式三通漏斗项目、洋山港欧洲、美洲线超过 5000船舶码头装卸、转载系统中应用良好 10。电动翻版式三通漏斗结构如图 1示：图 1动翻版式三通漏斗 3. 移动电动三通漏斗，工作原理：卸料车的车架是在固定的轨道上进行移动，三通漏斗的下部有溜槽，车架通过溜槽在槽道内进行移动。车架行走通过电动推杆，电动推杆一端铰接在移动车架上，另一端固定在电动推杆支座上，通过电动推杆的最大与最小行程来完成移动电动三通两工位的行走 11 移动电动三通漏斗结构如图 1示：哈尔滨理工大学学士学位论文 - 4 - 图 1动电动三通漏斗题的设计内容卸料车通过选择合适的电机带动传输带的运动，输送各种放在传送带上的物料。电动机可以使传送带上写移动，当运到漏斗时，经过挡板使物料向一侧、另一侧或是中间位置进行下落到指定位置实现卸料。在这次设计中，主要设计类卸料车的传动方案，电动机、制动器、减速器的选择。并对轴、传动齿轮、键等部件进行选择，设计和校核，使各部件能够满足使用要求，达到输送物料的效果。章小结通过查考文献以及工作环境等因素确定了卸料车三通漏斗的整体组成和三通漏斗的分类。确定了卸料车的设计方向和设计内容。哈尔滨理工大学学士学位论文 - 5 - 第 2章传动系统的设计据卸料小车的工作要求设计的传动方案减速器采用分流式结构，在分流结构中高速传动装置在此方案中采用的是减速器，相应的低速传动装置使用的是开式齿轮。把开式齿轮做成圆圈式使用，并用螺栓安装在两个活动轮辐在主运动的车轮上。使其在车轮上和车轮一起绕固定的轴心旋转。在该传输设计中，减速器输出轴受到较小的转矩，在每一侧的转矩是减速器输出转矩的一半。通过以上分析，选取的动力装置为转速为 980r/电动机，传动比为减速器，传动比为 3 的开式齿轮。传动方案简图如图 2示：电动机制动器联轴器小齿轮车轮i 2 =3减速机i 1 =动方案简图动机的选择由于工作环境比较宽敞，为了方便维护与维修电动机安装方式采用卧式。防止物料及灰尘的覆盖给电动机带来的不便，增加维修难度采用的是防护类型封闭式。此电动机起动、制动频繁，还配有一个制动机构因此最终采用额定电压为 380V，额定转速为 970r/笼型异步电动机。电动机如图 2示。动机手册得功率计算如下所示： (2式中： M 作用在车轮上的转矩 1 5 9 8 7 . 8M M N N m 车轮角速度 22 / 6 0 1 . 0 7 4 /n r a d s 2n 车轮转速，根据传动方案2 1 0 / m 由公式 2 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 6 - 要满足传动的整体效率。由参考文献机械零件设计中得工作机总效率计算如下所示： P （ 2 式中： 2 4 21 2 3 4 5 1 制动器1 2 减速器2 3 联轴器3 4 轴承4 5 齿轮5 由上述公式 2 8 9dP 。根据实际生产得出卸料车在工作中会受到来自滚轮与皮带的摩擦以及皮带和转筒之间的摩擦所产生的阻力。所选择的电动机功率要比理论值大，最终选用额定功率为 10电动机。型号（闭笼型三相异步电动机 10，型号定功率 10定转速 970r/本参数：轴中心距160H ，输出轴直径 48d ，轴长 585l ，延伸的输出轴长度110 图 2型异步电动机动器的选择（ 1）要根据实际工作中的工作环境和相应的机械性质，对于提升重物的起重升降机构须采取制动器为常闭式；对于没有上下运动的机器汽车的器具，为了方便掌控制动力矩和精确泊车需使用的制动器为常开式。（ 2）要考虑合理的制动力矩。用于提升重物的起重升降机构的制动器，和运输煤使用的起重机构的安全制动器，制动力矩要满足相应的储备，既满足必要的安全系数；对于水平运动的机械车辆等，制动力矩最好适应工作要求即可，如果超过工作需求，机械设备震动会加速器件寿命。（ 3）工作环境的制约，对于工作环境如果安装的环境足够空旷可选用外抱块式制动器，如果安装空间有限，可采用内蹄式等制动器 13 考上面三条原则和卸料车工作环境最终采用常哈尔滨理工大学学士学位论文 - 7 - 闭式制动器，分析多样制动器的特性采用外抱块式制动器，选取类别为2 型交流电磁铁块式制动器，详情见图 2 图 2电磁铁块式制动器据制动力矩选择制动轮直径根据卸料小车工作要求制动时规定的制动距离。查参考文献机械制动得水平制动已知制动距离时制动力矩计算如下所示： 2 2 210( ) ( )283000 i v (2 2222()e q gm g n （ 2 221( ) (1 . 1 1 . 2 )e q G D （ 2 式中 : 2()总飞轮矩 2() 2()直动部分等效飞轮矩 2() 2()旋转部分等效飞轮矩 2() 制动开始和终了时的车速 ( / m i 传动比， R 车轮半径 ()m m () 部分质量 v ( / m i n ) 部分速度 n 制动轴转速 ( / r 1I 制动轴上转动惯量 21高速轴即制动轴上的总飞轮矩。由式 2 2 3 1 2 m，由式 2 22( ) 5 . 3 7 2 N me q 。由式 2 2( ) 4 7 . 0 4e q N m，由参考文献机电一体化系统设计查得 3 0 0 2 0 0m m m 制动转矩选取制动轮直径为，电磁铁直径。即所选制动器型号为 00 。基本参数为：额定制动转矩2400 m， D=300心高 h=240度 L=650动轮参数 ,制动轮与电动机连接的一侧为配合电动机输出轴选取直径 48d ，轴哈尔滨理工大学学士学位论文 - 8 - 孔距离 110L ， Y 型轴孔。另一侧与减速器连接端选取 Z 型轴孔，锥度 110：， 60Zd 107ZL 制动轮转动惯量 kg m。速器的选择减速器是施加到原动机与工作机之间的独立传动装置。主要特征能够减少速度并增加扭矩来驱动工作机的转矩。为满足机械强度选用减速器类别，已知：输入转速1 9 7 0 / m 输入功率 10P ，传动比，工作时间按 6 小时 /天，自然散热，油池润滑。行走齿轮传动装置属于中等冲击，查参考文献金属加工及刀具选择得工况系数，计算输入功率为： 11C W K（ 2 式中：1减速器的计算输入功率 ()1减速器的实际输入功率 ()由式 21 15CP ，与实际输入转速1 9 7 0 / m 比满足公称转速 1000 / 查文献机械设计制造采用减速器为 224率1 相对转速误差 001 1 1( ) / 0 . 0 3 3wn n n n ，因0034 ，因此无法进行所定功率的折算。综上所得， 224减速器适合该机械强度。核热功率通过计算得机械强度查机电设计表 4，热功率计算如下： 1 1 2 K K K （ 2中：利用率 0 011/ 65定功率利用系数1 负荷率系数2 环境温度系数3 14 许用热功率1 64GP 式 2 11 1 2k w P热平衡校核通过。轴器的选择此联轴器为减速器输出和驱动齿轮的耦合部位。由于减速器输出端对称排列两侧，因此只需要对一侧联轴器进行设计计算。实际中卸料小车的工作要求和工作环境对同轴度以及对精度的要求较低，因此在选用联轴器时可采用含有轴线偏移补偿能力的齿式联轴器 16。哈尔滨理工大学学士学位论文 - 9 - 定的联轴器在选取时，是以特定的联轴器公称转矩机电传动控制得理论转矩 T 计算如下： 19 5 5 0 3 1 0 1 . 3 （ 2 式中：联轴器实际输入功率 ()1n 联轴器转速1 970 3 0 . 7 9 / m i . 5电动机转子转动惯量 20 8AJ 由式 2 3 1 0 1 m 由电动机手册得计算转矩 C w Z K K K K（ 2 式中：动力机系数，得 1K 工况系数，得启动系数，得 1温度系数，得 1由式 2 3 8 7 6 m3. 初选联轴器型号并校核。总结以上数据查文献机电一体化系统设计并根据实际生产环境计算初选联轴器类别为 5鼓型齿式联轴器。联轴器详情见图 2鼓型齿式联轴器基本参数为：其公称转矩为 5000 m， Y 型轴孔，轴孔直径 d=40 80 轴孔长度 L=112 172动转矩 2 6 2 0 2 . 6 N m 。最大转矩m a x 2 1 0 0 0 0 N m ，转动惯量 20 7J kg m。冲击系数，温度系数 1 启动系数 1，质量系数 / 0 . 5 8 6A J J J m a S A J A S t K K K K冲击载荷时主动端的冲击转矩：根据计算总结最大转矩大于冲击转矩，因此满足工作要求可以使用。图 2型齿式联轴器哈尔滨理工大学学士学位论文 - 10 - 章小结本章主要对传动系统的设计，根据卸料小车工作情况确定传动方案，根据卸料车工作强度确定了电机、制动器、减速器、联轴器得选择，通过检验校核所选择的器件符合工作要求。哈尔滨理工大学学士学位论文 - 11 - 第 3章开式齿轮传动部分的设计动装置的运动及动力参数计算传动装置在轴上分为四段，并且对称的分布在减速器两侧。两侧中每一侧所收到的功率以及转矩相等，故此只需要对其中的一侧进行校核计算即可。在计算校核时定轴为高速轴，轴为低速轴。各轴的参数包括转速、功率、转矩以及传动比详情见表 3 表 3轴的运动和动力参数轴号转速 n/（ r/ 功率 /矩 / 传动比 0 970 10 动齿轮的设计轮的选择要考虑到齿轮的材料、齿数、齿轮型号以及齿轮的精度。根据参考文献齿轮的加工得到卸料车所使用的齿轮属于平常一般机器，卸料车对速度要求不是很大。因此选用的精度等级为 7级。齿轮材料的选择，由参考文献金属材料与热处理得选择小齿轮材料为 45 钢调制 18。齿轮的硬度值在 240选取硬度为 190 45号钢正火作为大齿轮的材料。查考参考文献机械原理基础得到选择小齿轮齿数1 20Z ，那么相应的大齿轮齿数21 2 0 3 6 0Z Z i 。根据以上得到两齿轮的齿数比21/3u Z Z，采取直齿圆柱齿轮传动。所设计的传动方案如图 3示：图 3车轮处传动简图哈尔滨理工大学学士学位论文 - 12 - 基于主轴轴承运行刚度的高速主轴动力学建模得强度计算如下所示： 2131 12 . 3 2 ( ) （ 3 式中：根据参考文献机械设计得试选载荷系数。小齿轮传递的转矩 31 1 4 2 9 . 4 1 4 2 9 . 4 1 0T N m N m m 。齿宽系数，弹性影响系数 121 8 9 P a。小齿轮的接触疲劳强度极限1 550H P a ，2 390H l i n M P a 大齿轮的接触疲劳强度极限20。根据参考文献金属疲劳强度得计算应力循环次数方法如下所示： 111 H N S （ 3 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限1 550H P a ，齿面硬度查得大齿的轮接触疲劳强度极限2 390H P a 。由参考文献机械设计手册计算应力循环次数，按照卸料车每天的工作时间为 6 小时计算，使用期限为 15年。 7116 0 5 . 9 9 1 0hN n j L h ， 721/ 3 2 1 0N N h ，通过参考文献机械设计原理查的接触疲劳寿命系数1 ，2 ，1 % 1S 接触疲劳许用应力取失效概率为，安全系数，通过上式 3：1 1 1 / 5 5 5 . 5H H N l i M P a， 2 2 2 / 4 1 7 . 3H H N l i M P a为了获得寿命任性足够的齿轮对小齿轮进行设计，通过查考机械设计原理得1 轮分度圆直径、速度、齿宽、齿宽与齿高之比 /算载荷系数、分度圆直径、模数 m，计算如下所示： 213112 . 3 2 ( ) （ 3 116 0 1 0 0 0 （ 3 1 （ 3 11/ ( 2 )tl b d Z （ 3 A V H K K K （ 3 311 （ 3 11（ 3 哈尔滨理工大学学士学位论文 - 13 - 式中：由式 3 度圆直径式 3 V 圆周速度 V=s,7 级精度。由式 3 b 齿宽 b=式 3计算 L ，齿宽与齿高之比为 L= 通过计算由上式3 7 1 . 0 3K v K v得动载系数，直齿轮1，采用齿轮的精度等级为 7 级，系数 1，相应的小齿轮相对支撑非对称布置时，采用载荷分布系数。由 / ，，，所得载荷系数 K=式 31 2 3 9 . 7 3 3d m m 。由式 3 m= 曲强度，查参考文献齿根力学的系统设计手册得弯曲强度的计算方法为 : 13 212F a S （ 3 （ 1）查参考文献齿根力学的系统设计手册得到上面公式的各个数值。在弯曲疲劳强度极限中，小齿轮取1 380 ，相应的大齿轮取值为2 320 。在弯曲疲劳寿命系数中，小齿轮与大齿轮取值分别为1 ，2 。需要计算弯曲疲劳许用应力，查得弯曲疲劳安全系数 S=弯曲疲劳强度计算方法如下所示： 111 F N F S （ 3 222 F N F S （ 3 13 212F a S （ 3 根据上式通过查轴向力的主轴系统动力学特性后得知载荷系数K， 1 . 3 6A V F K K K。查取齿形系数得 1 ，2 。应力校正系数得1 ，2 。大小齿轮的 /a （）把两者相对比1 1 1/ 0 . 0 1 7 1 9F a S a ， 2 2 2/ 0 . 0 1 7 7 9F a S a 大齿轮的数值大。由式 4 m=过总结以上的计算得，因为齿轮模数 m 的决定和弯曲强度产生的承载能力有关，但齿面接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿面直径有关 17因此综上所得选用弯曲强度的模数用标准模数得 m=8面圆的大小选用则采用计算值，接触强度1 2 3 9 3d m m。综合以上计算得到大小齿轮的齿数分别为：11/ 3 0Z d m，2190Z Z i。齿轮中分度圆直径计算为：11 240d Z m m m22 720d Z m m m。计算中心距为 12( ) / 2 4 8 0a d d m m 。计算齿轮宽哈尔滨理工大学学士学位论文 - 14 - 度1 0 . 5 2 4 0 1 2 0db d m m ，由于这部位传动系统对速度要求小，负重比较均衡，在不影响正常工作情况下可适当减少齿宽，选用 70b 。整个传动装置中参考小齿轮所受到的力和小齿轮本身结构大小在做小齿轮时采用实心结构，小齿轮结构如图 3示。 70240图 3齿轮简图相对小齿轮，大齿轮与车轮是一体的，而且大齿轮尺寸较大，为了方便加工可做成组装齿圈式结构，用螺栓把齿圈、车轮相互耦合在一起。车6 1 8 5 构做成带加强肋的腹板式结构，腹板上开个孔，轮毂长，轮35 料用，车轮结构如图 3示。图 3轮简图哈尔滨理工大学学士学位论文 - 15 - 的设计轴的工作需求以及性能，查参考资料金属的热切削性能采用轴材料为45 钢调质处理。m i n 0 /d A p n按扭转强度法进行最小直径估算，即：。在选完轴之后要考虑轴上是否有键槽，安装完键槽之后轴的承重是否能符合使用性能。如果轴上有键槽，键槽的数量不同，产生的影响也不行同。如果在轴上有一个键槽， 5 % 7 %d 增大，若轴上含有两个键槽 1 0 % 1 5 %d 增大。由于轴的两端是相同的，所以在校核时只需要校核轴的其中一端即可 21。查参考资料键的加工及应用技术得到轴的最小直径01 120A ，02 126A ，于是得1 m i n 0 1 1 1/ 6 3 . 7 2d A p n m m2 m i n 0 2 2 2/ 9 3 . 5 6d A p n m m参考以上的设计发现在整个轴中轴处的直径最小，在最小的直径处是用来安装联轴器。此处轴的直径根据所选联轴器确定此处直径为 651 L = 1 4 2 m 半联轴器长度，半联轴器与轴配合处的轮毂长度1L =115根据传动方案轴的最小直径是安装轴承处，初选直径 100m 2 根据轴上零件的结构、定位、装配关系、轴向宽度及零件 34间的相对位置要求，初步设计此部分装配草图如图所示。 L 2 2 2式齿轮装配方案草图哈尔滨理工大学学士学位论文 - 16 - （ 1）高速轴的结构设计。轴的直径和长度要达到工作要求强度，并且据此完成轴的定位。轴 1：如图 3示此处为最小直径，安装联轴器段，11 65d ，11 115L 。轴 1：适应做工强度，在正常工作下不影响半联轴器的使用，并且受到的载荷在理想的承受范围内。11d轴在此轴的左侧需要伸出来并伸出来作为轴肩，因此选用12 70d ，由于卸料车本身的宽度以及减速器宽度选用12 280L 。轴 1：这段轴是用来装轴承。对于轴承的选择首次选择是采用的是滚动轴承，由于轴承收到的力大部分是垂直方向的力，并且在这段轴处可以使内圈轴线相对外圈轴线有一定角度偏移，因此采用的是调心球轴承 19。根据工作性质和工作要求，依据12 70d ，查轴承产品设计及生产注意事项选取调心轴承为国家标准精度中的精度等级为标准精度，类型为 1315，调心轴承的各个尺寸分别为7 5 1 6 0 3 7d D B m m m m m m 。因此算出 13 75d ， 13 37L 。轴 1：在轴承左侧伸出的轴肩用来定位，经查轴承的设计加工手册选用型号为 1315 型轴承的定位轴肩高度7ad 因此选用14 85d ，参考轴承端盖厚度和轴承座的相关知识选用14 。轴 1：轴肩在这段轴处用来定位齿轮的位置。由以上可得齿轮轮毂直径 90，那么选用15 100d ，15 10L 。轴 1：在这段轴处放置齿轮。16 190d ，由于使用的齿轮为直齿轮，所以不受到来自轴承方向的力。因此齿轮左侧不需要定位。由上已得齿轮轮毂的宽度为70为要齿轮在这段轴上更加牢固所以这段轴的长度要大于轮毂宽度，因此选用16 。轴 1 ：参考机械装配手册得1 7 1 4 85d d m m。参考两轴承座之间的距离和轴上车轮的宽度，选用17 153L 。轴 1：在这段轴主要是用来安装左侧的轴承。因此选用1 8 1 3 75d d m m，1 8 1 3 37L L m m。（ 2）轴上零件的周向定位，在周向定位中齿轮、半联轴器以及轴的定位中一般使用的是键耦合。按11 65d ，查参考文献轴承的设计及注意事项得 1 8 1 1b h m m m m 平键截面，在加工键槽的时候，一般选用加工方法为铣刀加工，长度是 100在此为了保证联轴器和轴紧密配合，所以在选择联轴器与轴配合时选用 7/ 5此类似，在轴和齿轮的安装中选择16 190d ，查参考文献金属切削及刀具选择得平键2 5 1 4b h m m m m 截面，长度为 70齿轮与轴的配合为 7/ 7了保证滚动轴承与轴的周向定位所以在配合时采用过度配合，此处选轴的尺寸公差为哈尔滨理工大学学士学位论文 - 17 - （ 3）低速轴的结构设计参考轴上面各器件所安装的位置确定最终每段轴的长度和直径。在轴2：参考动力传动装置在这段轴上安装滚动轴承；初步采用滚动轴承，在这段中轴承收到的力有径向力还有卸料车震动所

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