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湖南农业大学全日制普通本科生 毕业论文（设计） 中 期 检 查 表 学 院： 工学院 学生姓名 周圣熊 学 号 200940614226 年级专业及班级 2009 级 专业（ 2 ）班 指导教师姓名 陈志亮 指导教师职称 副教授 论文（设计）题目 煤炭螺旋输送机的设计 毕业论文（设计）工作进度 已完成的主要内容 尚需解决的主要问题 1、 对所收集的资料进行了归纳与分析； 2、 确定了零件的粗 、精基准等，并拟定了工件的加工工艺路线和工艺规程； 3、 开始初步的绘制了工件家具的总装配图和零件图。 1、 需要进一步的完善总装配图和其零件图； 2、 整合材料，抒写设计说明书。 指导教师意见 签名： 年 月 日 检查小组意见 组长签名： 年 月 日 湖 南 农 业 大 学 全日制普通本科生毕业设计 煤炭螺旋输送机的设计 F F 生姓名 ： 周圣熊 学 号 ： 200940614226 年级专业及班级： 2009 级机械设计制造及其自动化（ 1）班 指导老师及职称 ： 陈志亮 副教授 学 院 ： 工学院 湖南长沙 提交日期： 2013 年 5 月 湖南农业大学 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零件图 号 产品名称 零件名 称 滚动轴承座 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 坯 种 类 铸件 毛坯外形尺寸 400 513 136 毛坯件数 2 每 台 件 数 1 备 注 工 序 号 工名 序称 工 序 内 容 车间 工段 设备 工 艺 装 备 工时 /终 单件 00 毛坯 铸造 热工 05 热处理 退火 热工 10 铣 粗铣 轴承底座轴承配 合处上表 面 、下表面，两表面基本尺寸为 110 金工 式铣床， 高速钢端铣刀 ，一 用游标卡尺 20 镗 粗镗孔为沉头孔 ， 孔深 /孔径各段分别为 06、 60/186、 13 金工 式镗床 ， 六 用游标卡尺 30 钻 在上表面上周先均匀钻四个孔，且保证孔深为 33，孔径为 9 金工 16 摇臂钻床 ， 八 用游标卡尺 40 铣 半精铣两表面，获得基本尺寸为 107 金工 式铣床， 高速钢端铣刀 ，一用游标卡尺 50 镗 半精镗沉头孔，孔深 /孔径各 段分别为 62/11 金工 式镗床 ， 六 用游标卡尺 60 扩 扩孔至 深为 31 金工 16 孔钻 刀 ，两用游标卡尺 70 攻丝 对孔攻螺纹至孔底，获得 12螺纹孔 金工 16 锥 80 铣 精铣两表 面，获得基本尺寸为 106 金工 式铣床， 高速钢端铣刀 ，一用游标卡尺 90 镗 精镗沉头孔，孔深 /孔径各段分别为 13/300、 63/180、 30/110 金工 式镗床 ， 六 用游标卡尺 100 检 终检 设计（日 期） 校对日期（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标准化（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 机械加 工工序卡片 产品型号 零件图号 共 9 页 产品名称 零件名称 滚动轴承座 第 1 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 10 粗铣 两 表面 坯种类 毛坯外形尺寸 每 坯件数 每台件数 铸 件 400 513 136 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主 轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给 次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 粗铣 （ 1） 表面 d/z=125/14端铣刀 95 55 粗铣（ 2）表面 d/z=125/14端铣刀 95 55 计（日 期） 校对日期（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标准化（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 湖南农业大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 共 9 页 产品名称 零件名称 滚动轴承座 第 2 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 20 粗 镗沉头孔 坯种类 毛坯外形尺寸 每坯件数 每台件数 铸 件 400 513 136 2 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 卧 式 镗 床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给 次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 从（ 1）面开始镗沉头孔外部 （整体式）双刃镗刀 300 30 2 镗沉头孔中部 （整体式）双刃镗刀 300 30 0 8 3 镗通孔（底部） （整体式）双刃镗刀 300 30 设计（日 期） 校对日期（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标准化（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 湖南农业大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 共 9 页 产品名称 零件名称 滚动轴承座 第 3 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 30 粗铣轮廓侧面 坯种类 毛坯外形尺寸 每坯件数 每台 件数 铸 件 400 513 136 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 摇臂钻床 16 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给 次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 从 1 面开始根据已划好的孔中心线钻四个孔 速钢麻花钻 350 30 12 计（日 期） 校对日期（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标准化（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 湖南农业大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 共 9 页 产品名称 零件名称 滚动轴承座 第 4 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 40 试切法粗车 坯种类 毛坯外形尺寸 每坯件数 每台件数 铸 件 400 513 136 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式铣床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 车专用夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给 次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 半精铣（ 1）表面 d/z=125/14端铣刀 420 40 25 半精铣（ 2）表面 d/z=125/14端铣刀 420 40 25 计（日 期） 校对日期（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标准化（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 湖南农业大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 共 9 页 产品名称 零件名称 滚动轴承座 第 5 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 50 半精镗沉头孔 坯种类 毛坯外形尺寸 每坯件数 每台件数 铸 件 400 513 136 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 卧式镗 床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给 次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 从（ 1）面开始半精镗沉头孔外部 （整体式）双刃镗刀 480 40 26 半精镗沉头孔中部 （整体式）双刃镗刀 480 40 26 半精镗通孔（底部） （整体式）双刃镗刀 480 40 22 计（日 期） 校对日期（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标准化（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 湖南农业大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 共 9 页 产品名称 零件名称 滚动轴承座 第 6 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 60 扩孔 坯种类 毛坯外形尺寸 每坯件数 每台件数 铸 件 400 513 136 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 摇臂钻床 16 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给 次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 对工序 3 中已加工好的孔进行扩孔， 孔钻 118 27 16 计（日 期） 校对日期（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标准化（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 湖南农业大学 机械加工工序卡片 产品型号 零 件图号 共 9 页 产品名称 零件名称 滚动轴承座 第 7 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 70 攻丝 坯种类 毛坯外形尺寸 每坯件数 每台件数 铸 件 400 513 136 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 摇臂钻床 16 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进 给量 切削深度 进给 次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 分别对已加工的四个孔进行攻丝 95 30 16 计（日 期） 校对日期（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标准化（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 湖南农业大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 共 9 页 产品名称 零件名称 滚动轴承座 第 8 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 80 精铣 坯种类 毛坯外形尺寸 每 坯件数 每台件数 铸 件 400 513 136 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 立式 铣 床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工 步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给 次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 精铣（ 1）表面 高速钢端铣刀 720 45 2 精铣（ 2）表面 高速钢端铣刀 720 45 设计（日 期） 校对日期（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标准化（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 湖南农业大学 机械加工工序卡片 产品型号 零件图号 共 9 页 产品名称 零件名称 滚动轴承座 第 9 页 车间 工序号 工序名称 材 料 牌 号 90 精镗 坯种类 毛坯外形尺寸 每 坯件数 每台件数 铸 件 400 513 136 1 1 设备名称 设备型号 设备编号 同时加工件数 卧式镗床 1 夹具编号 夹具名称 切削液 专用车夹具 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 准终 单件 工步号 工 步 内 容 工 艺 装 备 主轴转速 切削速度 进给量 切削深度 进给 次数 工步工时 r/m/mm/r 动 辅助 1 从（ 1）面开始精镗沉头孔外部 （整体式）双刃镗刀 600 30 2 精镗沉头孔中部 （整体式）双刃镗刀 600 30 3 精镗通孔（底部） （整体式）双刃镗刀 600 30 设计（日 期） 校对日期（日期） 审核（日期） 会签（日期） 标准化（日期） 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 标记 处数 更改文件号 签 字 日 期 湖南农业大学全日制普通本科生 毕业论文（设计）开题报告 学生姓名 周圣熊 学 号 200940614226 年级专业及班级 2009级机械设计制造及其自动化 (1)班 指导教师及职称 陈志亮 副教授 学 院 工学院 2013 年 1 月 7 日 毕业论文（设计）题目 煤炭螺旋输送机的设计 文献综述（选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等，不少于 1000字 ） 一、选题研究意义 在过去的几十年中，我国机械运输业完成了一些标志性的研究与开发，取得了相应的学术成就，并得以满足了运输业中运输货物的部分需求，但随着当今社会科学技术的飞速发展，其科技含量也逐渐提升，而国家的经济发展与运输业的发展息息相关，运输业的兴衰足以反映一个国家的强弱，是国家综合实力的主要标志之一，然而运输业的发展需要相应的运输设备来运营。可见，运输设备的更新对于运输业发展来说是多么重要的一个研究课题。 本课题的选题最主要是论述螺旋输送机研究与设计的重要性，并根据当前运输设备的发展方向得以创新，其发 展方向主要表现为大型化发展、扩大使用范围、物料自动分拣、降低能源消耗、减少污染等方面，这些方面的研究对于运输业的稳步前进有极其重要的关系，每一方面的成功研究都能算为一个突破，进而造福人类。而该课题的研究最主要就是解决这几个方面。 二、国内外研究现状 1、 国外螺旋输送机技术的发展现状 螺旋输送机技术的发展很快，其主要表现在 2个方面：一方面是螺旋输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状螺旋输送机、空间转弯螺旋输送机等各种机型；另一方面是螺旋输送机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是 长距离、大运量、高带速等大型螺旋输送机已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用于了螺旋输送机动态分析与监控技术，提高了螺旋输送机的运行性能和可靠性。其关键技术与装备有以下几个特点： 设备大型化。其主要技术参数与装备均向着大型化发展，以满足年产 300 应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用大功率软起动与自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，大大地降低了输送带的动张力，设备运行性能好，运输效率高。 采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机 变向运行等技术，使输送机单机运行长度在理论上已有受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。 新型、高可靠性关键元部件技术。如包含 在内的各种先进的大功率驱动装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾等。如英国 产的 23） 400（ 600）工作面顺槽螺旋输送机就采用了液粘差速或变频调速装置，运输能力达 3000 t/h 以上，它的机尾与新型转载机（如美国久益公司生产的 套，可随工作面推移而自动快速自移、人工作业少、 生产效率高。 2、国内螺旋输送机技术的发展现状 我国生产制造的螺旋输送机的品种、类型较多。在“八五”期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，螺旋输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离螺旋输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。如大倾角长距离螺旋输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩螺旋输送机等均填补了国内空白，并对螺旋输送机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了多种软起动和制动装置以及以 核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速 型液力偶合器和行星齿轮减速器。 三、主要参考文献及外文资料 1 梁庚煌 册 M化学工业出版社 ,2008. 2 刘朝儒 ,彭福荫，高政机械制图 M北京：高等教育出版社， 2009. 3 朱张校主编 M华大学出版社， 2010. 4 张建民等著 北京：北京理工大学出版社， 2005 5 赵如福 M海科学技术出版公司， 6 戴 曙 M械工业 出版社， 2010. 7 薛源顺机床夹具手册 M械工业出版社， 2011. 8 孙桓 M等教育出版社， 2011. 9 成大先 第四卷 M学工业出版社， 10 刘家仁 M械工业出版社， 2009. 11濮良贵，纪名刚 第八版 M 高等教育出版社， 2006. 12孙桓，陈作模，葛文杰 第七版 M北京：高等教育出版社， 研 究方案（研究目的、内容、方法、预期成果、条件保障等） 一、研究目的 通过调研目前市场上的各种螺旋输送机，设计出性价比更高更合理的螺旋输送机，更好的解决目前运输系统中的问题，更好促进机械运输业的发展，进而促进国家经济的发展。 二、研究内容 参照一下步骤进行设计 : 1、参阅相关设计书籍 2、主要参数的合理安排； 3、各重要机构的创新设计与合理计算； 4、严格参照设计要求； 5、二维草图绘制以及三位实体造型； 6、螺旋输送机的总装配图以及各主要零部件的图形绘制； 7、课题设计说明书的详细介绍； 三、研究方法 1、研究螺旋输送机的结构，了解其工作原理和特点以及其存在的不足点。 2、调研和参观实习，查阅和收集相关资料，了解此课题的研究动态。 3、研究螺旋输送机各构成部分，对原始数据进行设计计算，并选择最佳设计方案及设计结构。 4、根据设计要求及计算结果，详定重要机构主要零部件的尺寸，及绘制螺旋输送机的总装配图及其主要零件图。 四、研究的预期成果 根据选题的参数，以及各设计要求，完成螺旋输送机的样机设计，结合当前螺旋输送机存在的某些严重缺点，参照各参考文献，发挥创新思维，以改善其功能，而最主要是 通过该课题的研究与设计以解决大耗能、多污染，以及工作效率较低的问题，更好的满足市场的需要。 进程计划（各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度等） 起止日期 主要工作内容 完成程度 集资料 已完成 体方案论证、选择、整体结构的初步设计 正在进行中 据所给技术参数进行了设计计算 正在进 行中 期考核 制总图及零件图等 正在进行中 制典型零件的加工工艺规程卡片 未完成 理完成设计计算说明书 未完成 辩与修改定稿 未完成 论证小组意见 组长签名： 20 年 月 日 专业委员会意见 专业委员会主任签名： 20 年 月 日 湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文（设计） 开题论证记录 学 院： 工学院 记录人： 学生姓名 周圣熊 学 号 200940614226 年级专业及班级 2009 级机械设计制造及其自动化 2 班 指导教师姓名 陈志亮 指导教师职称 副教授 论文（设计）题目 煤炭螺旋输送机的设计 论证小组质疑： 学生回答简要记录： 论证小组 成员签名 论证地点： 论证日期： 20 年 月 日 1 煤炭螺旋输送机的设计 学 生：周圣熊 指导老师：陈志亮 （湖南农业大学工学院，长沙 410128） 摘 要 ： 本设计主要介绍了螺旋输送机的选型设计过程 ,包括有电动机的选型、 速器的设计计算、螺旋输送机缸体及配套驱动装置的选用和螺旋输送机的安装与调整四大部分。而主要部分则是减速器部件的设计，输送缸体内螺旋直径及螺旋轴转速的计算和功率计算，求出所需的选型数据 ,然后以此选型数据为依据 ,以螺旋输送机设计手册为主 ,以其他相关工具书和资料为辅 ,选出符合要求的螺旋输送机的外形及安装尺寸 、长度组合数据和主要组成部件的相关尺寸 ,以及相配套驱动装置的安装尺寸及其相关数据 ,最终完成该螺旋输送机的选型设计。 关键词 ： 减速器 ； 螺旋输送机；配套驱动装置 ； f 10128,of in of of of in of be so as to a of on as as of as as to of be of of a of 2 前言 螺旋输送机是运输矿产、饲料、粮油、建筑业中用途较广的一种输送设备。从输送物料的特性要求和结构的不同，螺旋输送机分为水平螺旋输送机和垂直式螺旋输送机、可弯曲螺旋输送机、螺旋管（滚筒输送机）输送机等，主要用于对各种粉状、颗粒状和小块状等松散物料的水平输送和垂直提升，不宜输送易变质、粘性大、易结块或高温、怕压、有较大腐蚀性的特殊材料。旋转的螺旋叶片将 物料 推移而进行螺旋输送机输送，使物料不与螺旋输送机叶片一起旋转的力是物料自身重量和螺旋输送机 机壳 对物料的摩擦阻力。螺旋输送机旋转轴上焊的螺旋叶片，叶片的面型根据输送物料的不同有实体面型、带式面型、叶片面型等型式。螺旋输送机的螺旋轴在物料运动方向的终端有止推 轴承 以随物料给螺旋的轴向反力，在机长较长时，应加中间吊挂轴承。 螺旋输送机与其它输送设备相比，具有整机截面尺寸小、密封性能好、运行平稳可靠、可中间多点装料和卸料及操作安全、维修简便等优点。 输送机的历史和发展趋势 在中国古代已经有了高转筒车和提水的翻车，那时候人们已经有了利用外力代替人工搬运货物的理念。限于当时生产力的发展状况只能限制在水力为动力的条件下；到了 17世纪中，开始应用架空索道输送散状物料； 19世纪中叶，随着社会工业革命的发生和电力的产生，人类进入快速发展的时代，而各种现代 结构的输送机也相继出现：1868年在英国出现了带式输送机； 1887年，在美国出现了螺旋输送机； 1905年，在瑞士出现了钢带式输送机； 1906 年，在英国和德国出现了管式输送机。到了二十世纪中期，随着信息技术的发展，特别是机械制造、电机、化工和冶金工业技术进步的影响，输送机的性能更加完善，鞋机的行业更加广泛，逐步由完成车间内部的输送，发展到完成企业内部、企业之间，甚至城市质检单物料搬运，成为了物料搬运系统机械化和自动化不可或缺的组成部分。 进入二十一世纪输送机将随着科学技术的发展不断地发展前进。未来的发 展其实是：第一，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；第二，扩大输送机的使用范围，使其能在高温、低温、有腐蚀性、放射性、易燃性物质的环境中工作，以及能输送炽热、易爆、易结团、粘性物料输送机；第三，使输送机的结构满足物料搬运系统自动化控制对单机的要求，如邮局所用的自动分拣包裹的小车式输送机应能满足分拣动作的要求等；第四，降低能量消耗以节约能源；第五，减少各 3 种输送机在作业时所产生的粉尘、噪声和排放的废气。 螺旋输送机简介 螺旋输送机是一种不带挠性牵引的输送设备（图 该螺旋输送机是烧煤炉的能源（煤粉）供输装置，将煤粉通过螺旋输送机输送到铝材成型机里面，给烧煤炉供料。它利用螺旋形状的旋转面推移物料来完成输送工 作 。工作中，物料像不旋转的螺母沿轴杆平移，使物料不与螺旋叶片一起旋转的力是物料自身的重量和机壳与物料的摩擦及物料间的摩擦。它主要用来输送各种粉尘状、粒状、小块状的物料，如化工原料、面粉、煤粉、烟尘、水泥、粮食等，在输送过程中还可对物料进行搅拌、混合、加热和冷却等工艺。 输送机是在一定的线路上连续输送物料的物料搬运机械，又称连续输送机。输送机可进行水平、倾斜和垂直的输送， 也可组成空间输送线路，输送线路一般是固定的。输送机输送能力大 ， 运距长 ， 还可在输送过程中同时完成若干工艺操作，所以应用十分广泛。 螺 旋输送机主要特点 (1）承载能力大、安全可靠； (2）结构先进，适应性强、阻力小、寿命长、安装维修方便、保护装置齐全； (3）整机体积小、转速高、确保快速均匀输送； (4）密封性好、外壳采用无缝钢管制作，端部采用法兰互相连接成一体，刚性好； (5）料槽封闭、便于输送易飞扬、炽热及气味强烈的物料，减少对环境的污染； (6）可 以在线路的任一点装载也可以进行多点装料和卸料，在输送过程中也可以进行混合，搅拌或冷却作业。 螺旋输送机的结构特点 (1）螺旋轴与吊轴承、头、尾轴联接均采用嵌入舌式安装、拆卸，且安装与拆卸均不需轴向 移动，维修方便，芯轴长、吊挂少、故障点少； (2）采用变径结构，增大吊轴承处容积，避免吊轴承与物料接触，吊轴承寿命可达两年以上； (3）各传动部位均采用浮动连接方式，吊轴承为万向节结构，使螺旋体、吊轴承和尾部总成形成一个整体旋浮体，在一定范围内可随输送阻力自由旋转避让， 不卡料、不堵料； (4）头尾轴承座均在壳体外，所有轴承采用多层密封和配合密封技术，轴承使用寿命长。 螺旋输送机的运行原理 4 由带有螺旋片的转动轴在一封闭的料槽内旋转，使装入料槽的物料由于本身重力及其对料槽的摩擦力的作用，而不和螺旋一起旋转，只沿料槽向前移动，实现物料的输送。 2 拟定设计方案 传动方案的拟定 本传动装置用于带动螺旋 输送机的输送主轴 ， 如图 1所示 ,选择电动机为动力源，提供动力，通过带传动装置减速下来，再传递到减速机的高速轴上，最后由减速机的低速轴 输出，带动螺旋输送轴的运转。 传动装置用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。由于螺旋输送机的扭矩和转速都很慢，所以采用了带传动和 二级圆柱 直 齿轮减速器（展开式） 减速，达到所需速度和扭矩，达到工作要求。 联轴器电动机带传动减速器 进料口 出料口输送管输送杠图 1 螺旋输送机方案图 动路线为： 电机 联轴器 高速轴 中速轴 低速轴 联轴器 螺旋输送杠。 工作参数的拟定 (1)螺旋筒轴上功率 P=速 36 r/ (2)工作情况：三班制 ， 单向连续运转载荷 ； (3)使用折旧期： 10年 （一年以 300天计） ； (4)工作环境：室外灰尘较大 ， 环境最高温度 35 ； (5)动力来源：三相交流电压 380 / 220 V； (6)检修间隔期：三年大修 、 二年中修 、 半年小修 ； (7)制造条件及生产批量：一般机械厂单件生产 。 3 电动机的选择 5 类型和结构形式的选择 电动机是最常见的原动件，具有结构简单、工作可靠、 控制简单和维护容易等优点。电动机的选择主要包括选择其类型和结构型式、容量（功率）和转速、确定其具体型号。电动机已经系列化、标准化，设计时应根据工作载荷、工作要求、工作环境、安装要求及尺寸重量的特殊限制等条件进行选择。工业上广泛应用三相交流电动机。从螺旋输送机中的传动装置来看，本次设计选择 电动机功率的确定 计算电动机所需功率 1 带传动 效率： 2 每对轴承传动效率： 3 圆柱齿轮的传动效率： 4 联轴器的传动效率： 5 螺杆的传动效率： 说明： 电机至工作机之间的传动装置的总效率。 4 2 4 21 2 3 4 5 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 6 0 . 8 1 45 3 . 2 0 . 9 9 0 . 9 6 3 . 0 4 k w 3 . 0 4 3 . 7 50 . 8 1P k w 所以，所选电动机功率定为 4 确定电动机转速 取 1 2 4i ，二级圆柱齿轮减速器传动比2 8 40i 。 故电动机转速的可选范围是： m i n/5 7 6 057640842 ）（）（螺旋电机 符合这一范围的转速有： 50 r 、 000 r 、 500 r 、 000 r 。 根据电动机所需功率和转速有 4种适用的电动机型号 表 1 电动机各参数 6 机型号 额定功率 满载转速 额定转矩 最大转矩 质量 720 18 960 3 1440 3 2890 5 因此综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，可见第 3种方案比较合适，因此选用电动机型号为 4 V 带的设计 由上述所得数据可知，该 V 带所需传递的功率 为 带轮的转速 1n 为 1440 n/带轮的转速 2n 为 n/动比为 确定计算功率 根 据 给 定 工 作 参 数 ， 取 工 况 情 况 系 数 ： K ， 则 计 算 功 率 为 ： V 带的带型确定与带速的验算 确定带轮的基准直径 根据所求 小带轮转速 1n ，结合参考文献机械设计图 8取普通 V 带的带型为 A 型，初取小带轮的基准直径 1d 为 则大带轮的直径 5 01 0 带 ，使带轮基准直径尺寸标准化，根据参考文献机械设计表 8552 。 验算带速 V 由已知小带轮基准直径 1d 及其转速 1n ，则 1 经验算带速满足 255 的要求。 确定中心距 a，并选择 V 带的基准长度 （ 1）根据带传动总体尺寸的限制 条件或要求的中心距，结合下式初步选定中心距0a 。 )(2)(（ 1） 则初选中心距 500 。 （ 2）计算相应的带长0 7 00355()355100(255024)()(22202122100由参考文献机械设计书表 8定 900。 （ 3）计算中心距 传动的实际中心距为： 782 184419005502 00 考虑到带轮的制造误差、带长误差、带的弹性以及因带的松弛而 产生的补充张紧的需要，常给出中心距的变动范围 m a xm 则中心距的变动范围为 验算小带轮上的包角 1 由参考文献机械设计书式（ 8知，小带轮上的包角 1 小于 大带轮上的包角 2 。又由式 (8知，小带轮上的总摩擦力相应地小于大带轮上的总摩擦力。因此，打滑只可能在小带轮上发生。为了提高带传动的工作能力，应使 180 121 确定带的根数 Z 由小带轮的直径、转速、带型及传动比由机械设计书表 8表 8别查得单根带的基本功率 和额定功率增量 ；再查表 8K 和带长修正系数 K ，于是有 00 5Z 。为了使各根 V 带受力均匀，带的根数不宜过多，一般应少于 10 根。否则，应选择横截面积较大的带型，以减少带的根数。 确定带的初拉力0F （ 1）确定带的初拉力0F 8 由参考文献机械设计书表 8型带的单位长度质量为 ，由式（ 8并计入离心力和包角的影响，可得单根 KF 2) 0 0m i n)( 20 应使该带的实际初拉力 00 ，对于新安装的 拉力应为 于运转后的 V 带，初拉力应为 处为新安装 V 带，故初拉 8m 0 。 （ 2）确定压轴力 为了设计带轮的轴承，需要计算带传动作用在轴上的压轴力 根据式（ 8可知： i i 0 式中， 1 为小带轮的包角。 V 带轮的设计 V 带轮的材料 常用的带轮材料为 速较高时可以采用铸钢或用钢板冲压后焊接而成；小功率时可采用铸铝或塑料。此处大小带轮均为 A 型 V 带轮，结合带轮运转速度以及其功率，该带轮材料选用 为铸造而成，在铸造的带轮的轮缘、腹板及轮毂上不允许有砂眼、裂缝、缩孔及气泡产生。 V 带轮的结构尺寸 的结构形式与基准直径有关。当带轮基准直径为 d 为安装带轮的轴的直径， 可采用实心式；当 00时，可采用腹板式；当 00，同时 0011 时，可采用孔板式；当 00时，可采用轮辐式。 对于小带轮： d 即为电动机的机轴直径，已知电动机为 ，则 8 ，又 0 01 0 ，故小带轮采用腹板式结构； 对于大带轮： 003552 ，故大带轮采用轮辐式结构 2 。 两带轮结构示意图如图所示 7 ： 9 图 2 大小带轮示意图 of 确定传动装置的总传动比和分配传动比 计算传动装置的动力 参数 总传动比： 40361 4 4 0 螺旋总总 因为整个传动装置分为三级，所以各级平均传动比为： 总平均 故取 带总 速器总传动比为： i ,且有12(1 1 取 21 4.1 则有： 41i i 注： 带轮传动比， 1i 为高速级传动比， 2i 为低速级传动比。 将传动装置各轴由高速到低速依次定为 1 轴、 2轴、 3轴、 4轴，01 12 23 34, , , 依次为电机与轴 1，轴 1与轴 2，轴 2与轴 3，轴 3与轴 4之间的传动效率。 （ 1）各轴转速： m 带总mi n/带总m 44012223 带总m （ 2）各轴输入功率： 1 0 1 3 . 7 5 0 . 9 6 3 . 6dp p k w 10 2 1 1 2 0 1 1 2 3 . 7 5 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 6 3 . 4 2dp p p k w 3 2 2 3 0 1 1 2 2 3 3 . 7 5 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 6 3 . 2 5dp p p k w 4 3 3 4 0 1 1 2 2 3 3 4 3 . 7 5 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 9 3 . 2dp p p k w （ 3）各轴输入转矩： 4 5 09 5 5 0 d 带 d 带 d 带 6 减速器的设计与计算 减速器结构设计 机体结构 减速器机体是用以支撑和固定轴系的零件，是保证传动零件的啮合精度，良好润滑及密封的重要零件，其重量约占减速器总重量的 50%。因此，机体结构对减速器的工作性能、加工工艺、材料消耗、重量及成本等有很大 的影响。机体材料用灰口铸铁（ 造，机体的结构用剖分式机体，且减速器选用展开式二级圆柱齿轮减速器。 铸铁减速器箱体主要结构尺寸 查阅参考文献机械设计课程设计手册书表 111111铁减速器箱体主要结构尺寸。 减速器中各轴运动及动力参数计算 由上所述，各轴运动及动力参数见下表 1 ： 表 2 轴的参数 of 齿轮传动的设计与计算 直 齿圆柱齿轮具有不产生轴向力的优点，但传动平稳性较差，在减速器中圆周速度不大的情况下才有直齿轮。 轴名 功率 P（ 转矩 T（ ） 转速 r/ 轴 I 轴 11 1、高速级传动 高速传动啮合的两直齿轮（传动比为 4） （ 1）选择齿轮材料及精度等级和齿数 1）参见参考文献机械设计书图 10用二级直齿圆柱齿轮传动； 2）输送机为一般工作机器，速度不高，故选用 7级精度（ 0095 3）材料选择。由表 10择小齿轮材料为 40质），硬度为 280 大齿轮材料为 45 钢（调质），硬度为 240 者材料硬度差为 40 4）标准齿轮不发生根切的最小齿数 为了避免产生根切现象，据参考文献机械原理式（ 10知： 2m in 2） 已知外啮合渐开线标准直齿圆柱齿轮，有 20,1 h，易知： 1720s m z 故选小齿轮齿数 181z ，大齿轮齿数 72418112 （ 2）按齿面接触强度设计 据参考文献机械设计，由设计计算公式（ 10行计算，即 3 2)( （ 3） 1）确定公式内的各计算数值 试选载荷系数 3.1 计算各级齿轮副中大小齿轮传递的转矩 5 09 5 5 0111 据参考文献机械设计表 10d。 据参考文献机械设计表 10 。 据参考文献机械设计图 10齿面硬度查得小齿轮的接 触 疲 劳 强 度 极 限 001 ； 大 齿 轮 的 接 触 疲 劳 强 度 极 限 502 。 据参考文献机械设计式（ 10算应力循环次数。 小齿轮： 911 03 0 083( 16060 2 大齿轮： 89112 据 参 考 文 献 机 械 设 计 图 10 接 触 疲 劳 寿 命 系 数 K。 计算接触疲劳许用应力。 取失效概率为 1%，安全系数 1S ，据参考文献机械设计，由式（ 10 得： M P i M P 2l i M P 5,m 1 2）计算 试算齿轮分度圆直径入 H 中较小的值。 51 233 21111 计算圆周速度 v。 t /00060 11 计算齿宽 b。 011 计算齿宽和齿高之比 模数 齿高 1 故： 计算载荷系数。 由已知 ， 7 级精度，据参考文献机械设计书图 10 查得动载系数 1.1于直齿轮， 1 K； 据参考文献机械设计表 10 据参考文献机械设计表 10级精度、小齿轮相对支承非 对称布置时， 13 由 8械设计图 10 载荷系数： 按实际的载荷系数校正所 算得的分度圆直径，据参考文献机械 设计式（ 10 311 计算模数 m。 （ 2）按齿根弯曲强度设计 据参考文献机械设计式（ 10弯曲强度的设计公式为 3 21 )(2 F （ 4） 1）确定公式内的各计算数值 据参考文献机械设计书图 10得小齿轮的弯曲疲劳强 度极限 001 ；大齿轮的弯曲强度极限 802 ； 据参考文献机械设计书图 10弯曲疲劳寿命系数 K； 计算弯曲疲劳许用应力。 取弯曲疲劳安全系数 ，据参考文献机械设计式（ 10 M P M P 计算载荷系数 K 。 4 7 查取齿形系数与应力校正系数。 据参考文献机械设计书表 10得 计算大、小齿轮的 并加以比较。 0 1 0 1 F Y ； 0 1 0 7 5 2 F Y 14 易知大齿轮的数值大。 2）设计计算 3 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于由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决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可选取弯曲 强度算得的模数 就近圆整为了标准值 ，按接触强度算得的分度圆直径 ，算得小齿轮齿数 z 大齿轮齿数 1042642 z 。 这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲 疲劳强度，并做到了结构紧凑，避免浪费。 （ 3）几何尺寸计算 1）计算分度圆直径 6 422 2）计算中心距 60652 21 3）计算齿轮宽度 d 656511 故取 52 ，小齿轮宽度相对大一点，取 01 。 （ 4）齿轮结构设计 以大齿轮为例，因齿轮齿顶圆直径介于 60 ,故选用腹板式结构。 2、低速级传动 低速传动啮合的两直齿轮（传动比为 （ 1）选择齿轮材料及精度等级和齿数 1）输送机为一般工作机器，速度不高，故选用 7级精度（ 0095 2）材料选择。由表 10择小齿轮材料为 40质），硬度为 280 大齿轮材料为 45 钢（调质），硬度为 240 者材料硬度差为 40 3）标准齿轮不发生根切 的最小齿数。 15 为了避免产生根切现象，据参考文献机械原理式（ 10知： 2m in 20,1 h，易知： 1720s m z 故选小齿轮齿数 201z ，大齿轮齿数 （ 2）按齿面接触强度设计 据参考文献机械设计，由设计计算公式（ 10行计算，即 3 2)( 1）确定公式内的各计算数值 试选载荷系数 3.1 计算各级齿轮副中大小齿轮传递的转矩 5 09 5 5 0111 据参考文献机械设计表 10d。 据参考文献机械设计表 10得材料的弹性影响系数 。 据参考文献机械设计图 10齿面硬度查得小齿轮的接 触 疲 劳 强 度 极 限 001 ； 大 齿 轮 的 接 触 疲 劳 强 度 极 限 502 。 据参考文献机械设计式（ 10算大小齿轮应力循环次 数。 811 03 0 083( 26060 据参考文献机械设计图 10接触疲劳寿命系数 K。 计算接触疲劳许用应力。 取失效概 率为 1%，安全系数 1S ，据参考文献机械设计，由式 （ 10： M P i 16 M P i M P 1 7,m 1 2）计算 试算齿轮分度圆直径入 H 中较小的值。 17 233 22211 计算圆周速度 v。 t /00060 11 计算齿宽 b。 711 计算齿宽和齿高之比 模数 齿高 1 故 ： 计算载荷系数。 由已知 ， 7 级精度，据参考文献机械 设计书图 10 得动载系数 04.1齿轮， 1 K； 据参考文献机械设计表 10 据参考文献机械设计表 10插值法查得 7 级精度、小 齿 轮相对支承非对 称布置时， 由 9.8械设计图 10载荷系数： 4 7 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，据参考文献机 械设计式（ 10 311 计算模数 m。 17 （ 3)按齿根弯曲强度设计 据参考文献机械设计式（ 10弯曲强度的设计公式为 3 21 )(2 F 1) 确定公式内的各计算数值 据参考文献机械设计书图 10得小齿轮的弯曲疲劳强 度极限 001 ；大齿轮的弯曲强度极限 802 ； 据参考文献机械设计书图 10弯曲疲劳寿命系数 K； 计算弯曲疲劳许用应力。 取弯曲疲劳安全系数 ，据参考文献机械设计式（ 10 M P M P 计算载荷系数 K 。 查取齿形系数与应力校正系数。 据参考文献机械设计书表 10得 计算大、小齿轮的 并加以比较。 0 1 4 1 F Y ； 0 1 6 9 7 2 2 F Y 易知大 齿轮的数值大。 2）设计计算 3 对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于由齿根弯曲疲劳 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决定的承载能 力，仅与齿轮直径（即模数与 齿 数的乘 积 ) 有 关 ， 可 选 取 弯 曲 强 度 算 得 的 模 数 就 近 圆 整 为 了 标 准 值 ，按接触强度算得的分度圆直径 021 ，算得小齿轮齿数 18 z 对其取整，故 301z ，所以大齿轮齿数 z 。 这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳 强度，并做到了结构紧凑，避免浪费。 （ 4)几何尺寸计算 1）计算分度圆直径 0 2）计算中心距 1 3）计算齿轮宽度 d 1 0 51 0 511 取 052 ，小齿轮相对齿宽大一点， 101 。 轴的设计计算 （ 1） 初步确定轴的最小直径 据参考文献机械设计书式（ 15步估算轴的最小直径。选取轴的材料为 45号钢，调质处理。据表 15 1120 A， 530 。 高速轴 I 轴 3110m i ， 考虑到所选电动机 出轴直径 8 ，且由于联轴器、键槽的影响，并对其标准化，取 81 。高速轴 I 轴一端与联轴器相连，为了使所选的轴直径 1需同时选取联轴器型号。 联轴器的计算转矩1，据参考文献机械设计表 14虑到转矩变化很小，故取 K ，则： 88 3 5 6 按照计算转矩标准 20035014/ 机械设计手册，选用 称转矩为 12 。半联轴器的孔径 81 ，半联轴器与轴配合的毂孔长度为 21 。 中速轴 3220m i ，对其标准化，取 02 。 19 低速轴 6 3 330m i ，对其标准化，取 53 。 低速轴 输出端 与联轴器相连，为了使所选 的轴直径 1d 与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。 联轴器的计算转矩3，据参考文献机械设计表 14虑到转矩变化很小，故取 K ，则： 3 88 7 5 5 6 按照计算转矩标准 200350