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带式输送机传动装置设计 (2)【3张CAD图纸+PDF图 输送 传动 装置 设计 CAD 图纸 PDF

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中国地质大学长城学院毕业设计任务书学生姓名纪珊珊学号05208302班 级08机制三班指导教师李纪刚职称副教授单 位河北农业大学机电学院毕业设计题目带式输送机传动装置设计毕业论文主要内容和要求：设计带式输送机，输送机总长60米，带宽800mm,输送物料60公斤每米，传输速度0-1米每秒可调，绘制总体装配图及主要零部件图。撰写毕业设计说明书。毕业设计主要参考资料：毕业设计应完成的主要工作：通过查阅资料，调研等完成开题报告、文献综述、英文翻译等前期工作。绘制总体装配图及主要零部件图，撰写毕业设计说明书。毕业设计（论文）进度安排：序号毕业设计（论文）各阶段内容时间安排备注1搜集相关资料，撰写开题报告2月15日2月25日2总体计算和传动件参数计算，轴与轴系零件的设计2月26日3月10日3轴、轴承、联轴器、键的校核与草图绘制3月11日3月25日4装配图、零件图的绘制、计算说明书编写3月26日5月7日课题信息：课题性质： 设计R 论文 课题来源： 教学 科研 生产 其它R发出任务书日期： 指导教师签名： 年 月 日教研室意见：教研室主任签名：年 月 日 学生签名：中国地质大学长城学院本科毕业设计外文资料翻译系 别： 工程技术系 专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： 纪珊珊 学 号： 05208302 2012年 3 月 20日TBM隧道挖掘机仿真运动虚拟现实是一种多功能性、互动性、浸没感的技术。作为一种先进的工程设计技术、虚拟现实技术(VRT)已经被广泛地应用于大型矿山机械设计和制造。该系统是基于Mockup2000i2 软件的。本文将对隧道掘进机（TBM）进行详细的分析。此外，TMB 的运动仿真（功能）已经可以在Mockup2002i2 软件上成功运行了。第一步，我们使用CATIA 软件设计出TBM 的各个部分，并在CATIA 中完成装配。第二步，使用THEOREM 软件将CATIA 环境下的TBM 转换成能在DIVISIONMOCKUP2000i2 环境中打开的格式。在传统的机械设计和制造过程中，首先要完成设计过程和制定计划，然后进行产品设计。在设计工作完成之后，需要制造实体样机进行测试。为了检验设计成果，有时这些测试甚至具有破坏性。当找到了实体样机的缺陷时，工程师们需要检查设计方案，重新制造样机。然后，工程师们可以进一步进行检验。只有通过多次周而复始的设计修正，包括设计、生产样机、测试，最终产品的性能才会满足用户的要求。设计制造的过程耗时久，该问题在设计复杂机械系统时更为突出。传统的设计过程，不仅拖延设计周期，而且也无法适应市场的快速响应机制。因此，传统意义上的机械设计制造，会增加企业设计和生产成本，并且推迟了新产品进入市场的时间。虚拟现实技术(VRT)是一门多功能、交互性强和可浸入的技术，它能形成产品的仿真图像和模型的三维图像。计算机设计出的产品模型叫做数字化实体(DMU)。通过操作者和诸多外围设备的相互配合，可现实复杂产品的显示、动态分析和装配仿真。它可以产生视觉、听觉以及其他反馈，让人感觉和真实世界一样。作为一种先进的设计理念，虚拟现实技术在机械设计与制造领域实用性强。作为大型的矿山机械设备，隧道掘进机(TBM)包含诸多领域的科学技术，例如机械、电力、液压控制等。TBM 的设计和分析涉及了机械、电子、液压和控制等技术领域，需要有一个综合的开发和分析平台。传统的样机开发模式，不能很好地满足像TBM 一样复杂的产品。用虚拟样机技术开发、设计TMB，能有效地克服传统的研究和设计方法上的缺陷，降低开发成本,缩短测试周期，加快TBM 研究和发展过程。在CATIA 软件的环境中，零件设计模块通常结合物理、几何学特性构造TBM 三维参数模型。TBM 的装配主要包括切割轮、盾尾、切割机、螺旋输送机、出泥口、切割环、驱动盒、支撑环、中心回转接头等组件。在构造TBM 模型的过程中，为了在Mockup 环境下仿真的方便，必须选择合适的坐标系，使之与TBM 装备体的大方向一致。我们在CATIA 环境下完成了TBM 各部分零件的制造，进行组装后完成TBM 完整原型的设计。图2 即为TBM 在CATIA 环境下的三维实体模型。当模型文件格式用 Theorem10.0 软件转换成Mockup2000i2 能使用的格式之后，我们就可以建立初步的虚拟原型了。为了能快速浏览TBM 的相关主视图，Mockup2000i2 软件中的摄像头和地标必须创建快捷方式。同时，我们进行材料和光线的设置以便得到更真实的效果。为了让观察者在坐标中保持方向感，我们为TBM 添加了网格背景。同时增加了运动和装配等动态效果，使得TBM 原型看起来更真实。在Mockup2000i2 工具栏中使用运动干涉检测，可以进一步显示TBM 的内部结构，并检查各部分装配体之间的干涉情况。图3为创建的TBM 的虚拟样机， TBM 的工作顺序：切割轮转动32 个圆筒活塞缸向前推进，出泥口打开，并开启螺旋运输机(一个周期之后)切割轮停止运行，关上出泥口；分部安装机械将第一个部件抬升，移动，翻转并推到正确的位置推动与第一个部件相对应的圆筒活塞向后缩进，并冲击已固定第一个部件分部安装机械开始对第二个部件进行操作(步骤同上)。当一个装配周期完成之后，支撑各个部件的圆筒活塞就开始下一个循环工作。转换过程中的日期是从CATIA 系统获得并用于Mockup2000i2 的翻译，在此期间，所有由CATIA 系统创建的约束信息是无效的。由于新的约束需要在运动仿真测试前确定，所以，我们要为所有的TBM 移动零件定义约束。 在Mockup2000i2 中创建的性能函数必须用于增加支点，以及简单运动仿真系统中旋转中心轴的旋转和直线运动的方向。同时，功能仿真能够被属性所执行、添加事件和编辑操作参数。最后，将所有的运动与接下来的动作联系在一起，以实现每个零件在工作顺序每部分的连续动作。此外，在零件属性的高级选项中预先定义的热键用来触发零件功能模拟的运动。在运动仿真中创建的简单运动部分有：切割轮的旋转，推动气缸活塞的推进运动，螺旋输送机械中螺旋叶片的旋转推进运动，驱动箱和主轴承的转动，出泥门的打开/关闭等。对于具有复杂运动关系的零件，为了实现仿真，需要在装配根目录中创建虚拟零件。根据仿真需要，许多子零件也需要创建在你刚创建的虚拟零件之下。对于刚创建的虚拟零件，为了实现零件的综合运动仿真，将添加虚拟参数和虚拟事件，并编辑好参数。这里需要注意虚拟零件并不是真正的零件，所以需要指定运动零件的初始位置路径。此外，需要在零件属性的高级选项中定义热键，来触发虚拟零件的运动。在运动仿真中的综合运动部分有: 五个片段的吊装、平移、旋转，径向运动；壁架中片段安装机器的往复直线运动；片段安装机器的快速定向圆周旋转运动；气缸活塞的提升和下降运动随着各种各样的周边设备，诸如立体眼镜、手套系统、3D 鼠标、显示器 PC和动作捕捉器，我们可以进入TBM 虚拟样机的内部任何地方进行检查。通过安装使用干涉查询工具,建立查询的名字和查询的类型, 我们可以测试各安装组件之间有无冲突。虚拟的TBM 样机中添加了“*.WAV”格式的音频文件，此外，还设置一个新的环境变量，这样虚拟样机在工作状态中的声音效果得到加强。虚拟现实技术不仅是一种多功能的互动技术，更是一种先进的设计理念。使用虚拟现实技术建立TBM 实际原型和进行数字仿真，能够为TBM 的优化设计、飞速发展和独立创新，提供一种有效的新方法来开发新的产品。作为一种新的设计技术,VRT 可大大缩短产品开发周期,提高设计质量,降低测试成本及减少开发成本和开发风险。Virtual Prototype of the Tunnel Boring Machine andMovement Simulation The virtual reality is a multi-functional, interactive and immersible technology. As an advanced engineering design technology, the virtual reality technology has been widely used in large mining machinery design and manufacturing. The system is based on DIVISION Mockup2000i2 software.Virtual prototype of the Tunnel Boring Machine (TBM) is studied in this paper.In addition, the movement simulation of TBM is completed in DIVISION Mockup2000i2. Firstly, CATIA software is adopted to build the parts of TBM.The TBM is assembled in CATIA too. Secondly, the THEOREM software is applied to convert the assembled model of TBM to another format which can be identified in DIVISION MOCKUP2000i2 software.In order to make the TBM image living, life-like and easy to browse, the light of surface, virtual materials and landmark scenes are set up in DIVISION MOCKUP2000i2 software environment. All motion parameters of the parts are defined before the simulation. Then, the virtual movement simulation of TBM components is analyzed with the behaviors property of MOCKUP. The virtual movement of cutting wheel, screw conveyor machinery and the door of mud out are studied. The virtual movement of segments and segment erector machine are completed by setting up virtual parts and virtual event. Five segments are fixed accurately in a cycle. The relations and interference of the parts movement are examined simultaneity. The hotkey is defined before the simulation,which can trigger the continuous implementation of virtual motion.In traditional mechanical design and manufacturing process, first of all, the concept of program design and plan demonstration will be completed, and then the product design is carried out. When the design has been completed, the physical prototype usually needs to be made for test. In order to verify the design, sometimes even these tests are destructive. When the defects in physical prototype were found out by experiment,the engineers need to modify the design and to make prototype again. And then, the engineers can verify the design further. Only through much more cycles which include of design, making physical prototype and testing, the product performance would meet the users requirement. This process of design and manufacturing is too long, especially for complex machinery systems. The traditional design process not only delay the design periods, but also unable to adapt to the markets rapid response mechanism. So with this traditional concept of the design and manufacture of machinery, it will increase the enterprises cost of design and manufacturing,and postpone the time of new products to enter market The virtual reality technology is a multi-functional, interactive and immersible technology, which create a life-like image of the entire product and threedimensional figure of the whole model. The product model created in computer is called digital . With interaction between the user and a variety of peripheral equipment, it can be actualized for complex products displaying,kinematic analyzing and assemble simulation. The vision, hearing and other feedback information would be created, which make people same feeling as in real world. As an advanced design concept, Virtual reality technology is a practical means in the field of machinery design and manufacture.As one of the large-scale mining machinery and equipment, Tunnel Boring Machine(TBM) includes many areas of science and technology, such as machine, electricity,hydraulic pressure and control etc. Designing and analyzing of the TBM relate to mechanical, electronic, hydraulic and control many technology areas, and need an integrated platform for development and analysis. The traditional development model of physical prototype can not meet a complex product, such as TBM. Virtual prototyping technology is applied to development and designing of TMB, which can effectively overcome the defects of traditional research and design model of the physical prototype, reduce development costs, shorten the test period,and accelerate research and development of TBM process .Three-dimensional solid model of TBM built in the CATIA environment can be opened in the mockup2000i2 softwares virtual environment after the model file has been transformed with Theorem10.0 software. Then the preliminary virtual prototype has been created.In order to browse the relevant main view of the TBM quickly, CAMERAS and LANDMARKS in Mockup2000i2 software must be applied to establish shortcut icon of the view. At the same time, MATERIALS and LIGHTING should be selected so as to make the virtual prototype achieve effect of unfeigned image. To avoid spectators wildering position and direction in the infinite frame of axes, we must add grid to be the background of TBM as reference objects. Adding moving segments and assemblied segments, it could improve view and unfeigned sense of TBM. Using moving sections and interference query in Mockup2000i2 Tools can achieve dynamic section and interference checking, showing internal structures of TBM further, and checking components interference of sub-assembly. The working sequence of TBM: the cutting wheel running pushing 32 cylinder pistons going ahead, door of mud out opening and screw conveyor machinery turning at 530 L. Li et al.The same time (after one cycle)the cutting wheel stop running; then shutting the door of mud out; the segments erector machinery catches the first segments, hoisting,moving, turning and pushing it to the proper positionpushing cylinder pistons which are matching with the first segment fixed just going back, elongating and impacting the first fixed segmentsthe segment erector machinery fixes the second segment (go on in turn). After a cycle of segments been fixed, the pushing cylinder pistons supporting the segments just have been fixed, going ahead, starting another cycle. During the conversion process where date is taken from the CATIA system and translated for use in Mockup2000i2, all constraint information created by the CATIA system is forfeited. New constrains will need to be placed before any movement simulation can be tested. So, we have to define all constrains for moving parts of TBM.For the parts which have complex relations of motion, the virtual parts need to be created at the root directory of assembly in order to realize simulation. According to the needs of simulation, many children virtual parts would be created under the virtual parts you just created too. For the virtual parts just created, virtual behavior property and virtual event are added, and parameters are edited to realize composite motion simulation of parts. Notice the virtual parts are not real parts, so the initial position path of moving parts needs to be designated. Furthermore, the hot key must be defined to trigger movement of virtual parts in the advanced options of the parts property.The composite motion parts in motion simulation are: the hoisting, translation,rotation, radial movement of the five segments; the linearity alternate motion of segment erector machinery in bracket; slewing ring rotary motion of segment erector machinery; the cylinder piston hoisting and down-turn movement. The following picture is the motion simulation of TBMs virtual prototype in Mockup environment. With a variety of peripheral equipment, such as stereo glasses, glove system, 3Dmouse,i-glasses PC and Flock of birds, we can enter the virtual prototype of TBM inside anywhere to inspect. Using interference queries in MOCKUP tools, setting up query name and query types, we can test collisions between sets of assemblies.Audio files,”*.WAV”format, is added to the virtual prototype of TBM. In addition,a new Environment Variable is set. They enhance the sound effects of the virtual prototype in the working state.Virtual Reality technology is not only a multi-functional interactive technology, but also an advanced design concepts. Using virtual reality technology to build TBM virtual prototype and doing digital simulation, can provide an effective new method to develop of new products for TBMs optimal design, rapid development, and independent innovation. As a new designing technology, VRT can greatly shorten the product development periods, improve design quality, decrease test costs, and reducedevelopment costs and development risk.中国地质大学长城学院毕业设计（论文）开题报告学生姓名纪珊珊学号05208302专业班级08机制3班指导教师李纪刚职称副教授单 位河北农业大学机电学院课题性质设计R 论文课题来源科研 教学 生产 其它R毕业设计（论文）题目 带式输送机传动装置设计研究目的和意义带式输送机是最重要的现代散状物料输送设备,它广泛应用于电力、粮食、冶金、煤炭、矿山、港口、建材等领域。近年来，带式输送机因为它所拥有的输送料类广泛、输送能力范围宽、输送路线的适应性强以及灵活的装卸料和可靠性强费用低的特点，已经在某些领域逐渐 开始取代汽车、机车运输，成为散料运输的主要装备，在社会经济结构中扮演越来越重要的角色。特别是电动滚筒驱动的带式输送机在粮库的散料输送过程中更加有无可比拟的优势和发展潜力，因此我们开拓思维、努力创新并结合自己原有的知识和现有的资料对其进行创新完善。在此过程中检验自己的创新能力使其应用的范围更加广泛，在国民经济的各个领域起到更加重要的作用。通过对带式输送机传动装置的了解，基本掌握了它的原理及应用。为以后的总体设计、CAD画图等做好了充分的准备。带式输送机在煤矿中是目前最理想的运输工具，其距离、大运量、连续运输、运行可靠、易于实现自动化和集中控制的特点，是其他机械设备无法比拟的，因此，发展带式输送机实现煤矿现代化生产,提升煤矿的经济效益和生产效率，降低作业的危险，进而使我国经济迅速健康发展具有重要的意义。 然而，带式输送机在运行中也存在着一些问题，比如打滑现象，造成打滑的主要原因有初张力太小、传动滚筒与输送带之间的摩擦力不够造成打滑、尾部滚筒轴承损坏不转或上下托辊轴承损坏不转的太多、启动速度太快、输送带的负荷过大，超过电机能力也会打滑；另外，还有输送带的跑偏，这是带式输送机运行过程中最常见的故障之一，其主要原因是安装精度低和日常的维护保养差。本课题将会针对这些问题进行研究、分析并最终解决它。研究现状国外带式输送机技术的现状 一、 国外带式输送机技术的发展很快，其主要表现在2个方面：一方面是带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型；另一方面是带式输送机本身的技术与装备有高带速等大型带式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带式输送机动态分析与监控技术，提高了带式输送机的运行性能和可靠性。 二、国内带式输送机技术的现状 我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品开发都取得了很大的进步。如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均填补了国内空白，并对带式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PLC为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。研究内容 设计带式输送机，输送机总长60米，带宽800mm,输送物料60公斤每米，传输速度0-1米每秒可调，绘制总体装配图及主要零部件图。撰写毕业设计说明书。研究方案电动机的选择与运动参数计算带传动的设计 齿轮传动设计轴的设计滚动轴承的选择键和联轴器的选择与校核装配图和零件图的绘制设计计算说明书编写进度安排 2月15日2月25日：搜集相关资料，撰写开题报告2月26日3月10日：总体计算和传动件参数计算，轴与轴系零件的设计3月11日3月25日：轴、轴承、联轴器、键的校核与草图绘制3月26日5月7日：装配图、零件图的绘制、计算说明书编写参考文献1濮良贵,机械设计,高等教育出版社,（第八版） 2吴宗泽,机械设计师手册M.北京:机械工业出版社,20043孙可文主编,带式输送机的传动理论与设计计算.煤炭工业出版社4宋伟刚.通用带式输送机设计.北京:机械工业出版社,2006,11835于岩,李维坚.运输机械设计.北京:中国矿业大学出版社,1998，8.180 6北京起重运输机械研究所.DT(A)型带式输送机设计手册.北京:冶金工业出版社矿山机械.2003,20507王新伟等.软启动在带式输送机中的应用.矿山机械,2005.48机械制图第六版,大连理工大学工程图学教研室编9机械原理（第七版）郑文纬,吴克坚主编,高等教育出版社，1997年10材料力学（第六版）刘鸿文主编,高等教育出版社11成大先主编,机械设计手册.北京:化学工业出版社,199312张越,DT(A)型带式输送机设计手册.北京:冶金工业出版社.2003,15450 指导教师意见：指导教师签名：年 月 日教研室意见：审查结果： 同 意 不 同 意教研室主任签名：年 月 日中国地质大学长城学院本科毕业设计文献综述系 别： 工程技术系 专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： 纪珊珊 学 号： 05208302 2012 年3月20日带式输送机传动装置设计1国外带式输送机技术的现状国外带式输送机技术的发展很快，其主要表现在2个方面：一方面是带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状带式输送机、空间转弯带式输送机等各种机型；另一方面是带式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、高带速等大型带式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带式输送机动态分析与监控技术，提高了带式输送机的运行性能和可靠性。目前，在煤矿井下使用的带式输送机已达到表1所示的主要技术指标，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300500万t以上高产高效集约化生产的需要。 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CST等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FSW生产的FSW1200/（23）400（600）工作面顺槽带式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S500E）配套，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国内带式输送机技术的现状我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，带式输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、长距离带式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均填补了国内空白，并对带式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