带式输送机设计-传动装置【说明书+CAD+SOLIDWORKS】
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带式输送机设计-传动装置【说明书+CAD+SOLIDWORKS】,输送,设计,传动,装置,说明书,CAD,SOLIDWORKS
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毕业设计(论文)毕业设计题目：带式输送机设计-传动装置所在学院专 业班 级姓 名学 号指导老师摘 要首先对输送机作了简单的概述；接着分析了输送机的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的输送机各主要零部件进行了校核。普通型带式输送机由六个主要部件组成：传动装置，机尾或导回装置，中部机架，拉紧装置以及尾部组件。最后简单的说明了输送机的安装与维护。目前，输送机正朝着长距离，高速度，低摩擦的方向发展，近年来出现的气垫式输送机就是其中的一个。在输送机的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造带式输送机过程中存在着很多不足。关键词：带式输送机，可调节系统，66AbstractAt first it is introduction about the belt conveyor; then analyzed the selection principle and the calculation method of the belt conveyor; and then according to these design criteria and selection calculation method according to the givenparameters selection design; then check on the choice of conveyor main parts. Consists of six main parts: the ordinary belt conveyor tail drive, or back to the device, the middle frame, tension device and tail assembly. Finally, a simple description of the installation and maintenance of conveyor. At present, the conveyor is moving in a long distance, high speed, low friction direction, in recent years the air cushion belt conveyor is one of them. In the design of the conveyor, the manufacture and the application, at present our country compared with foreign advanced level there are still large gaps in the domestic, in the design and manufacture of belt conveyor in the process there are a lot of defects.Keywords: belt conveyor, adjustable system目 录摘 要IIAbstractIII目 录IV第1章 绪论11.1带式输送机的工作原理11.2带式输送机的分析、比较11.2.1机头传动装置11.2.2贮带装置21.2.3装置31.2.4机身部31.2.5机尾3第2章 带式输送机的设计计算42.1 已知原始数据及工作条件42.2 计算步骤52.3.1 带速的选择52.3.2 带宽的选择52.2.2输送带宽度的核算82.3 圆周驱动力92.3.1 计算公式92.3.2 主要阻力计算102.3.3 主要特种阻力计算122.3.4 附加特种阻力计算122.3.5 倾斜阻力计算132.4传动功率计算142.4.1 传动轴功率计算142.4.2 电动机功率计算142.5 输送带张力计算152.5.1 输送带不打滑条件校核152.6 传动滚筒、改向滚筒合张力计算162.6.1 改向滚筒合张力计算162.6.2 传动滚筒合张力计算172.7 传动滚筒最大扭矩计算172.8 拉紧力和拉紧行程计算172.9绳芯输送带强度校核计算18第3章 驱动装置的选用与设计203.1 电机的选用203.2 减速器的选用213.3 渐开线斜齿圆柱齿轮设计213.4 低速级斜齿圆柱齿轮设计计算表273.5 斜齿轮设计参数表32第4章 轴的设计计算324.1 轴的结构设计324.2轴的结构设计354.3 轴的结构设计374.4 校核轴的强度39第5章 带式输送机部件的选用455.1 输送带455.1.1 输送带的分类455.1.2 输送带的连接475.2 传动滚筒485.2.1 传动滚筒的作用及类型485.2.2 传动滚筒的选型及设计485.2.3 传动滚筒结构495.2.4 传动滚筒的直径验算505.3 托辊515.3.1 托辊的作用与类型515.3.2 托辊的选型545.3.3 托辊的校核58第6章 防偏装置的设计61第7章 机架的设计62结论65参考文献66致 谢68第1章 绪论1.1带式输送机的工作原理在综合机械化采煤工作中，在综合机械化采煤，快速，向前移动的速度输送设备，更大比例的槽消除频率偏移，以总生产时间，也影响了煤炭生产能力，运输设备可以在槽沿伸长或缩短顺槽带式输送机是更灵活的。运输设备SP cial.la采煤工作面输送机，输送机桥梁拆除输送带沿槽，对煤的充电站或仓运输槽。带式输送机的体长度可根据需要继续探索的工作或是逐渐降低的，电机的额定功率的延伸率不应超过最低限额允许的最大长度；缩短，能降低人体不能合同到目前为止。随着处理电压储存装置，为了工作和皮带传动辊摩擦。可伸缩带式输送机的存储设备和收缩的多带回来。当电压装置，皮带轮四类活动对尾胶带的方向，在尾部，和牵引绞车在时间的缩短，载体，相反，则使整个输送机伸长。1.2带式输送机的分析、比较 带式输送机包括一个喷头装置，包括传送带装置，机身和尾翼，机身和尾部分的启动子是不固定的，其余的都是固定在躯干部分，是输送机。1.2.1机头传动装置机头传动装置主要由动力机、变速箱、主液压离合器，齿轮和驱动齿轮，并在副主人。鼓是由两个异步防爆电机通过离合器和变速箱的液压驱动。液压离合器两端法兰防护罩的汽车生产轴的结束，在外壳和减少输入轴端的外壳也是一个相应的法兰，法兰通过螺钉打三，是紧密联系在一起的，一个传送带驱动。它是一个紧凑，易于安装和运输，特别是相互的方向搜索提高安装质量，输送机运行。整个驱动装置通过减少套管用螺栓固定在头的两侧板。两个齿轮与斜齿轮，滚筒的结构，主轴和螺栓，并通过双连接一侧的滚筒，在滚筒与车轮装配后与轮辐焊接应力的情况。也用于加载和卸载，使磁带，以鼓在周围的角，双辊带式输送机两辊驱动电机驱动，可以单独，也可以由两台电动机驱动。当一个电机驱动，在其他情况下，必须直立安装，主、副、一对同样大小的齿轮齿数相等的当电机启动时，通过液压离合器，变速器和主减速器和副驱动磁带运行。当两台电动机分别驱动，副滚筒，通常不在齿轮箱中的齿轮箱。但是，这两个与发动机和变速箱，是针对事实上，机身缩短到一定程度，需要的功率，发动机将提供，你可以把一系列的齿轮，转变成一个单一的电机驱动电机。唯一的优点是：该装置制造简单，维修和操作的电子控制设备少的缺点是传输距离缩短，大马汽车，电机功率因数降低。滚筒是带式输送机的牵引带，它运行的重要部件。表面光滑，形成鼓和石膏，不高，不分。在潮湿条件下的权力，可以平滑的鼓，在潮湿的环境和功率大，易打滑失控的条件下提高输送机的滚筒表面，滚筒的牵引，石膏厚度磨损，应尽可能的条件下，可以在一个圆柱体的鼓的形式，也可以在中间的两个小和两个大蜡烛，锥形，通常后者，以1100。防止磁带。他们是最大的端头部分，从框架和安装在框架上的延伸辊轴安装卸载，卸载的位置可以调整，以防止在运输机器的头后部的盈余也与一个鼓结束修改输送带运行方向，头部清扫器，清扫器清扫车和犁在两锤，净化前后输送煤。1.2.2贮带装置由贮带转向架、贮带仓架、支承小车和车等组成。（1）与转向架轴承支架，通过螺栓连接，在两个转向架框架的磁带设备带。W的108320和320两个hrend车鼓和一个108输送带的方向。在框架的底部，并分别与槽型托辊，输送带，铁路轴承框架下的帮助，支持汽车和摩托车比赛（2）支持的汽车车架和车轮，和磁带的存储的支持作用不太高，以H ngen.zwei原则上支持带的车和一个转向架的车辆之间的距离相同的分布，如果你需要支持移动，调整车的位置。（3）车辆包括车架，车轮，滑动和滚筒通过滑轮的钢丝绳weiter.winde，牵引车在赛道上，发表在储存和运输的作用，提供适当的，包括一个滑轮组）和四轮，通过销或框架，可以在四轮牵引力，汽车中心销，以防止在滚筒输送机有较好的疗效，以防止轨道车，车上有四个钩。调整滚筒的轴位置。带式输送机，在刮煤辊的每一个变化，辊面煤刮板。1.2.3装置由框架、滑轮、滑轮和固定.液压系统的一种自动输送装置在工作过程中的一些要求，根据张力自动调节装置，现代化，最常使用的带式 输送机输送带，可以有合理的张力自动补偿式输送机、弹性变形和塑性变形；是一种理想的自动装置和自动装置的自动液压绞车，绞车 的初始张力带技术必须保证足够的适应能力，以防止在初始张力带传动滚筒表面光滑，但初张力太大，造成不必要的输送带最小强度增加，也不容易。1.2.4机身部由“H”型支架、钢管上下托辊组成，是输送机的部分。钢管作为可拆卸部分搭在H型支架的管座中。用弹簧销固定，下托辊搭苍型支架上，上托辊为槽形托辊，通过抓爪支承在钢管上。1.2.5机尾 由支座、导轨、滚筒座、缓冲托辊、清扫器等组成。由五部分组成的固定边、尾架、彼此通过圆柱销连接为一个整体，转载机可以在安装在一个座位，座位轴是可调的，并配备了碳可以安装之前和之后的移动队列尾部滑轮，移动， 移动的杂草后部的牵引。第2章 带式输送机的设计计算2.1 已知原始数据及工作条件原始参数和工作条件题目来源：来源于珠海市三金机械有限公司一车间生产设备合理化改造。 原始数据资料： （1）相关数据等：类型：自动生产线ZA140； （2）装置的设计方案；采用机电传动。 （3）相关实际生产数据：载重量：20500kg；速度0.0010.01m/s。带式输送机的设计计算，应具有下列原始数据及工作条件资料（1）物料的名称和输送能力： （2）物料的性质：1）粒度大小，最大粒度和粗度组成情况；1） 堆积密度；2） 动堆积角、静堆积角，温度、湿度、粒度和磨损性等。（3）工作环境、露天、室内、干燥、潮湿和灰尘多少等；（4）卸料方式和卸料装置形式；（5）给料点数目和位置；（6）输送机布置形式和尺寸，即输送机系统（单机或多机）综合布置形式、地形条件和供电情况。输送距离、上运或下运、提升高度、最大倾角等；（7）装置布置形式，是否需要设置制动器。图2-1 传动系统图2.2 计算步骤2.3.1 带速的选择1.输送量大，输送带较宽时，应选择较高的带速。2.输送距离越短，带速应越低。较长的水平输送机，应选较高的带速3.物料易滚动、粒度大、磨琢性强的，或易扬尘的以及环境卫生条件要求高的，宜选用较低的带速。4.一般用于给料或输送粉尘量大的物料时，带速可取0.81m/s，或根据物料特性和工艺要求决定。5.人工配料称重时带速不应大于1.25 m/s。 6.有计量称时，带速应安自动计量称的要求而定。7.输送成件物品时，带速一般小于1.25 m/s。根据本设计特点，应选用带速速度0.0010.01m/s（根据任务书）。2.3.2 带宽的选择带式输送机使用的输送带有橡胶带、塑料带、钢带、金属网带等，最常见的是橡胶带。橡胶输送带有棉织芯、合成纤维芯、钢丝绳芯等多种。塑料输送带有层芯和整芯之分。各种芯材和不同的覆盖胶可组成各种类型的光面或花纹输送带。根据运送成品的形状、尺寸，此处带宽选为B=500mm。带速与带宽、输送能力、物料性质、块度和输送机的线路倾角有关.当输送机向上运输时，倾角大，带速应低；下运时，带速更应低；水平运输时，可选择高带速.带速的确定还应考虑输送机卸料装置类型，当采用犁式卸料车时，带速不宜超过3.15m/s. 表2-1倾斜系数k选用表倾角()2468101214161820k1.000.990.980.970.950.930.910.890.850.81输送机的工作倾角=0。查DT带式输送机选用手册或本设计（表2-1）(此后凡未注明均为该书)得k=1。按给定的工作条件,取原煤的堆积角为20。原煤的堆积密度为1300kg/。考虑山上的工作条件取带速为2.0m/s。将个参数值代入上式, 可得到为保证给定的运输能力,带上必须具有的的截面积AA图2-2 槽形托辊的带上物料堆积截面表2-2槽形托辊物料断面面积A带宽/mm堆积角/(o)槽角/（o）20253035404550001020300.00980.01420.01870.02340.01200.01620.02060.02520.01300.01800.02220.02660.01570.01960.02360.02780.01730.02100.02470.02870.01860.02200.02560.029365001020300.01840.02620.03420.04270.02240.02990.03770.04590.02600.03320.04060.04840.02940.03620.04330.05070.03220.03860.04530.05230.03470.04070.04690.053450001020300.02790.04050.05360.06710.03440.04660.05910.07220.04020.05180.06380.07630.04540.05640.06720.07930.05000.06030.07100.08220.05400.06360.07360.0840100001020300.04780.06740.08760.10900.05820.07710.09660.11700.06770.08570.10400.12400.07630.09330.11100.12900.08380.09980.11600.13400.08980.10500.12000.1360查表2-2或矿井运输提升表3-17， 输送机的承载托辊槽角35，物料的堆积角为0时，带宽为500 mm的输送带上允许物料堆积的横断面积为0.0427，此值大于计算所需要的堆积横断面积,据此选用宽度为500mm的输送带能满足要求。经如上计算,确定选用带宽B=500mm,初选输送带NN100，输送带层数为6层，查表1-6得，输送带各参数如下：NN100型煤矿用输送带的技术规格：扯断强度100N/(mm层)每层带厚1mm,输送带第层质量等于1.02kg/m上胶厚3mm下胶厚=1.5mm每毫米胶料质量为1.19kg/m胶带每米质量=布层数每层质量（kg/m）+(上胶厚（mm）+下胶厚（mm）第层胶带质量（kg/m）)带宽（mm）=61.02+(3.0+1.5) 1.19 0.8=9.18 kg/m输送带质量：=带长（m） =9.18600 =5508kg输送带厚度可按下式计算或查运输机械设计选用手册表1-6输送带度(mm)=布层数每层厚度（mm）+上胶厚（mm）+下胶厚（mm） =61+3+1.5 =10.5mm2.2.2输送带宽度的核算输送大块散状物料的输送机，需要按（2-2）式核算，再查表3-3 （2-2）式中最大粒度，mm。表2-3不同带宽推荐的输送物料的最大粒度mm带宽B500650500100012001400粒度筛分后100130180250300350未筛分150200300400500600故，输送带宽满足输送要求。2.3 圆周驱动力2.3.1 计算公式 1）所有长度（包括L80m） 传动滚筒上所需圆周驱动力为输送机所有阻力之和，可用式（2-3）计算： （2-3）式中主要阻力，N；附加阻力，N；特种主要阻力，N；特种附加阻力，N；倾斜阻力，N。五种阻力中，、是所有输送机都有的，其他三类阻力，根据输送机侧型及附件装设情况定，由设计者选择。2）对机长大于80m的带式输送机，附加阻力明显的小于主要阻力，可用简便的方式进行计算，不会出现严重错误。为此引入系数C作简化计算，则公式变为下面的形式：+=C （2-5）式中C与输送机长度有关的系数，在机长大于80m时，可按式（2-6）计算，或从表查取 （2-6）式中附加长度，一般在70m到100m之间；C系数，不小于1.02。C查DT（A）型带式输送机设计手册表3-5 既本说明书表2-4,取C为1.12表2-4附加阻力系数CL（m）80100150200300400500600C1.921.781.581.451.311.251.201.17L(m)70050090010001500200025005000C1.141.121.101.091.061.051.041.032.3.2 主要阻力计算输送机的主要阻力是物料及输送带移动和承载分支及回程分支托辊旋转所产生阻力的总和。可用式（2-7）计算： （2-7）式中模拟摩擦系数，根据工作条件及制造安装水平决定，一般可按表查取。查表2-30；输送机长度（头尾滚筒中心距），m；重力加速度；初步选定托辊为槽形托辊DT03c121，查表2-42，上托辊间距1.2m，下托辊间距 m，上托辊槽角35，下托辊槽角。直径D89mm,长度L315mm,轴承为4G204。承载分支托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m，用式（2-8）计算 （2-8）其中承载分支每组托辊旋转部分重量，kg；承载分支托辊间距，m；托辊已经选好，知 计算：=20.25 kg/m回程分支托辊组每米长度旋转部分质量，kg/m，用式（2-9）计算： （2-9）其中回程分支每组托辊旋转部分质量回程分支托辊间距，m；查运输机械设计选用手册表2-50选择平行托辊，直径D89mm,托辊长L=950mm,kg计算：=5.267 kg/m每米长度输送物料质量55.6kg/m每米长度输送带质量，kg/m，=9.18kg/m=0.0456009.1820.25+5.267+（29.18+55.6）cos35=22783N 运行阻力系数f值应根据表2-5选取。取=0.045。表2-5 阻力系数f输送机工况工作条件和设备质量良好，带速低，物料内摩擦较小0.020.023工作条件和设备质量一般，带速较高，物料内摩擦较大0.0250.030工作条件恶劣、多尘低温、湿度大，设备质量较差，托辊成槽角大于350.0350.0452.3.3 主要特种阻力计算主要特种阻力包括托辊前倾的摩擦阻力和被输送物料与导料槽拦板间的摩擦阻力两部分，按式（2-10）计算：+ （2-10）按式（2-11）或式（2-12）计算：（1） 三个等长辊子的前倾上托辊时 （2-11）（2） 二辊式前倾下托辊时 （2-12）本输送机没有主要特种阻力，即=02.3.4 附加特种阻力计算附加特种阻力包括输送带清扫器摩擦阻力和卸料器摩擦阻力等部分，按下式计算： （2-13） （2-14） （2-15）式中清扫器个数，包括头部清扫器和空段清扫器；A一个清扫器和输送带接触面积，见表清扫器和输送带间的压力，N/，一般取为3 N/；清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为0.50.7；刮板系数，一般取为1500 N/m。表2-6导料槽栏板内宽、刮板与输送带接触面积带宽B/mm导料栏板内宽/m刮板与输送带接触面积A/m头部清扫器空段清扫器5000.3150.0050.0086500.4000.0070.015000.4950.0080.01210000.6100.010.01512000.7300.0120.01814000.8500.0140.021查表2-6得 A=0.008m，取=10N/m，取=0.6，将数据带入式（2-14）则 =AP =0.008100.6=480 N拟设计的总图中有两个清扫器和一个空段清扫器（一个空段清扫器相当于1.5个清扫器）=0由式（2-13） 则 =3.5480=1680 N2.3.5 倾斜阻力计算倾斜阻力按下式计算： （2-14）式中：因为是本输送机水平运输，所有H=0=0由式（2.4-2）得传动滚筒上所需圆周驱动力为=1.1222783+0+1680+0=27197N2.4传动功率计算2.4.1 传动轴功率计算传动滚筒轴功率（）按式（2-15）计算： （2-15）54.39kw2.4.2 电动机功率计算电动机功率，按式（2-16）计算： （2-16）式中传动效率，一般在0.850.95之间选取；联轴器效率；每个机械式联轴器效率：=0.98液力耦合器器：=0.96；减速器传动效率，按每级齿轮传动效率.为0.98计算；二级减速机：=0.980.98=0.96电压降系数，一般取0.900.95。多电机功率不平衡系数，一般取，单驱动时，。根据计算出的值，查电动机型谱，按就大不就小原则选定电动机功率。由式（2-15）=54390W由式（2-16）得电动机功率：=2=65300W65.3KW选电动机型号为YB255S-4，额定功率P=37 KW，数量1台。2.5 输送带张力计算输送带张力在整个长度上是变化的，影响因素很多，为保证输送机上午正常运行，输送带张力必须满足以下两个条件：（1）在任何负载情况下，作用在输送带上的张力应使得全部传动滚筒上的圆周力是通过摩擦传递到输送带上，而输送带与滚筒间应保证不打滑；（2）作用在输送带上的张力应足够大，使输送带在两组托辊间的垂度小于一定值。2.5.1 输送带不打滑条件校核 圆周驱动力通过摩擦传递到输送带上（见图2-3）图2-3作用于输送带的张力如图4所示，输送带在传动滚简松边的最小张力应满足式(28)的要求。传动滚筒传递的最大圆周力。动载荷系数1.21.7；对惯性小、起制动平稳的输送机可取较小值;否则，就应取较大值。取1.5传动滚筒与输送带间的摩擦系数，见表2-7表2-7 传动滚筒与输送带间的摩擦系数工作条件摩擦系数光面滚筒胶面滚筒清洁干燥0.250.030.40环境潮湿0.100.150.250.35潮湿粘污0.050.20取1.5，由式 =1.527197=40795.5N对常用C=0.083该设计取=0.035；=420。=0.08340795.5=3386N2.6 传动滚筒、改向滚筒合张力计算2.6.1 改向滚筒合张力计算根据计算出的各特性点张力,计算各滚筒合张力。头部180改向滚筒的合张力:=29522+3099860520N 尾部180改向滚筒的合张力:=9069+952318592N2.6.2 传动滚筒合张力计算根据各特性点的张力计算传动滚筒的合张力:动滚筒合张力:=4943+31015=35958N2.7 传动滚筒最大扭矩计算单驱动时,传动滚筒的最大扭矩按式（2-32）计算： （2-32）式中D传动滚筒的直径（mm）。 双驱动时,传动滚筒的最大扭矩按式（2-33）计算： （2-33）初选传动滚筒直径为500mm,则传动滚筒的最大扭矩为:=31015+494335958N=8.98KN/m 2.8 拉紧力和拉紧行程计算1）、拉紧装置拉紧力按式（2-34）计算 （2-34）式中拉紧滚筒趋入点张力（N）；拉紧滚筒奔离点张力（N）。由式（2-34）+=5000+5250+5593+587321716N =21.71KN查煤矿机械设计手册初步选定钢绳绞车式拉紧装置。2）、拉紧行程：L（）L（0.01+0.001）6006.6m式中：输送带弹性伸长率和永久伸长率，由输送厂家给出，通常帆布带为0.010.015； 拉紧后托辊间允许的垂度，一般取0.001 L输送机长度。2.9绳芯输送带强度校核计算 绳芯要求的纵向拉伸强度按式（2-35）计算； （2-35）式中静安全系数，一般=710。运行条件好，倾角好，强度低取小值；反之，取大值。在此选为7。输送带的最工作张力：Smax: (N) =68571N式中：B带宽，mm; 输送带纵向扯断强度，N/(mm层)见运输机械设计选用手册表1-6，100N/（mm层）。由式（2-35）得599.9N/mm可选输送带为NN100N/(mm层),6层的即600N/mm大于。可满足要求。第3章 驱动装置的选用与设计带式输送机的负载是一种典型的恒转矩负载，而且不可避免地要带负荷起动和制动。电动机的起动特性与负载的起动要求不相适应在带式输送机上比较突出，一方面为了保证必要的起动力矩，电机起动时的电流要比额定运行时的电流大67倍，要保证电动机不因电流的冲击过热而烧坏，电网不因大电流使电压过分降低，这就要求电动机的起动要尽量快，即提高转子的加速度，使起动过程不超过35s。驱动装置是整个皮带输送机的动力来源，它由电动机、偶合器，减速器 、联轴器、传动滚筒组成。驱动滚筒由一台或两台电机通过各自的联轴器、减速器、和链式联轴器传递转矩给传动滚筒。减速器有二级、三级及多级齿轮减速器，第一级为直齿圆锥齿轮减速传动，第二、三级为斜齿和直圆柱齿轮降速传动，联接电机和减速器的连轴器有两种，一是弹性联轴器，一种是液力联轴器。为此，减速器的锥齿轮也有两种；用弹性联轴器时，用第一种锥齿轮，轴头为平键连接；用液力偶合器时，用第二种锥齿轮，轴头为花键齿轮联接。传动滚筒采用焊接结构，主轴承采用调心轴承，传动滚筒的机架与电机、减速器的机架均安装在固定大底座上面，电动机可安装在机头任一侧。根据情况而定。3.1 电机的选用电动机额定转速根据生产机械的要求而选定，一般情况下电动机的转速不低500r/min，因为功率一定时，电动机的转速低，其尺寸愈大，价格愈贵，而效率低。若电机的转速高，则极对数少，尺寸和重量小，价格也低。本设计皮带机所采用的电动机的总功率为65.3kw，所以需选用功率为37kw的电机两台。拟采用YB225S4型电动机，该型电机转矩大，性能良好，可以满足要求。查机械设计实用手册第二版，它的主要性能参数如下表： 表3-1 YB225S型电动机主要性能参数电动机型号额定功率kw满载转速r/min电流A效率功率因数YB225S-437148069.891.80.87起动电流/额定电流起动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩重量kg7.01.92.23603.2 减速器的选用已知输送带宽为500，查运输机械选用设计手册表277选取传动滚筒的直径D为500，则工作转速为：=76.39r/min已知电机转速为=1480 r/min ，则电机与滚筒之间的总传动比为：=19.373.3 渐开线斜齿圆柱齿轮设计（一）高速级斜齿圆柱齿轮设计计算表项目计算（或选择）依据计算过程单位计算（或确定）结果1选齿轮精度等级查1表10-8选用7级精度级72材料选择查1表10-1小齿轮选用45号钢（调质处理）硬度为250HBS大齿轮选用45号钢（调质处理）硬度为220HBS小齿轮250HBS大齿轮220HBS3选择齿数Z个913.4584选取螺旋角取14度145按齿面接触强度设计（1）试选Kt取1.61.6(2)区域系数ZH由1图10-30（3）a由1图10-26查得a1=0.77 a2=0.871.641.64(4)计算小齿轮传递的转矩T1查表1Nmm(5)齿宽系数d由1表10-71.0(6)材料的弹性影响系数ZE由1表10-6(7) 齿轮接触疲劳强度极限由1图10-21c由1图10-21550540550540（8）应力循环次数N由1式10-13（9）接触疲劳强度寿命系数KHN由1图10-19KHN1 =1.05KHN2 =1.12KHN1 =1.05KHN2 =1.12（10）计算接触疲劳强度许用应力H取失效概率为，安全系数为S=1，由1式10-12得 =(577.5+604.8)=591.15（11）试算小齿轮分度圆直径按1式（1021）试算mm=53.03（12）计算圆周速度vm/s1.54（13）计算齿宽BB1=60B2=55mmB1=60B2=55（14）模数h = 2.25mnt =2.252.14=4.815b/h =53.03/4.815=11.01度mnt =2.14h = 4.815b/h =11.01（15）计算纵向重合度= 0.318dz1tan1.903（16）计算载荷系数K由1表10-2查得使用系数根据v=1.54 m/s，级精度，由1图查得动载荷系数1.08由1表查得KH=1.12+0.18(1+0.6d2) d2+0.2310-3b=1.420由1图查得KF=1.33假定，由1表查得1.4故载荷系数K=KAKVKHKH=11.081.41.42=2.15K=2.15（17）按实际的载荷系数校正分度圆直径由1式10-1058.52（18）计算模数 mm2.376按齿根弯曲强度设计（1）计算载荷系数KK=KAKVKFKFK=11.081.41.33=2.01K=2.01（2）螺旋角影响系数根据纵向重合度= 1.903 ，从1图10-280.880.88（3）计算当量齿数ZV =26.30=90.94（4）齿形系数YFa由1表YFa1=2.591YFa2=2.198YFa1=2.591YFa2=2.198（5）应力校正系数YSa由1表YSa1=1.597YSa2=1.781YSa1=1.597YSa2=1.781（6）齿轮的弯曲疲劳强度极限由1图10-20b由1图10-20c400350400350（7）弯曲疲劳强度寿命系数由1图10-18利用插值法可得0.900.950.900.95（8）计算弯曲疲劳许用应力F取弯曲疲劳安全系数S1.3，由式10-12得（9）计算大小齿轮的并加以比较结论：大齿轮的系数较大，以大齿轮的计算0.0153（10）齿根弯曲强度设计计算由1式10-17=1.743mm1.743结论：对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取2 mm，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，须按接触疲劳强度算得的分度圆直径d1=58.52 mm来计算应有的齿数。于是由取29，则Z2 = Z1i齿1 =293.59=104.11取Z2 =1043几何尺寸计算（1）计算中心距a=137.1将中心距圆整为137mma=137（2）按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，故参数、等不必修正。度13.88（3）计算齿轮的分度圆直径dmm59.74214.26（4）计算齿轮的齿根圆直径dfmm54.74209.26（5）计算齿轮宽度Bb = dd1b=1.059.74=59.74圆整后取：B1 =65B2 =60mmB1 =65B2 =60（6）验算所以合适3.4 低速级斜齿圆柱齿轮设计计算表项目计算（或选择）依据计算过程单位计算（或确定）结果1选齿轮精度等级查1表10-8选用7级精度级72材料选择查1表10-1小齿轮选用45号钢（调质处理），硬度为250HBS大齿轮选用45号钢（调质处理）硬度为220HBS小齿轮250HBS大齿轮220HBS3选择齿数Z个U=2.84选取螺旋角取14度145按齿面接触强度设计（1）试选Kt取1.61.6（2）区域系数ZH由1图10-30（3）由1图10-26查得a4=0.88=0.78+0.88=1.661.66(4)计算小齿轮传递的转矩T查表1Nmm(5)齿宽系数d由1表10-71.0(6)材料的弹性影响系数ZE由1表10-6MPa1/2(7) 齿轮接触疲劳强度极限由1图10-21c由1图10-21550540550540（8）应力循环次数N由1式10-13（9）接触疲劳强度寿命系数KHN由1图10-19KHN1 =1.08KHN2 =1.14KHN1 =1.08KHN2 =1.14（10）计算接触疲劳强度许用应力H取失效概率为，安全系数为S=1，由1式得H3= 594=604.8（11）试算小齿轮分度圆直径按1式（1021）试算mm80.53（12）计算圆周速度vm/s=0.65（13）计算齿宽BB3=85B4=80mmB3=85B4=80（14）模数h = 2.25mnt =2.253.137.04b/h =80.53/7.04=11.44度3.13h 7.04b/h =11.44（15）计算纵向重合度= 0.318dz3tan0.3181.025an14=1.98=1.98（16）计算载荷系数K由1表10-2查得使用系数根据v=0.65s，级精度，由1图查得动载荷系数1.1由1表查得KH=1.12+0.18(1+0.6d2) d2+0.2310-3b=1.43由1图查得KF=1.35假定，由1表查得1.4故载荷系数K=KAKVKHKH=11.11.41.43=2.20K=2.20（17）按实际的载荷系数校正分度圆直径d3由1式10-1089.55（18）计算模数=3.48mm=3.486按齿根弯曲强度设计（1）计算载荷系数KK=KAKVKFKFK=1.01.11.41.35=2.079K=2.079（2）螺旋角影响系数根据纵向重合度=1.981图10-280.880.88（3）计算当量齿数ZV=27.3776.63（4）齿形系数YFa由1表YFa3=2.563YFa4=2.227YFa3=2.563YFa4=2.227（5）应力校正系数YSa由1表YSa3=1.604YSa4=1.763YSa3=1.604YSa4=1.763（6）齿轮的弯曲疲劳强度极限由1图b由1图400350400350（7）弯曲疲劳强度寿命系数由1图0.920.960.920.96（8）计算弯曲疲劳许用应力F取弯曲疲劳安全系数S1.3，由式得368336（9）计算大小齿轮的并加以比较结论：大齿轮的系数较大，以大齿轮的计算=0.0117（10）齿根弯曲强度设计计算由1式=2.37结论：对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取2.5已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，须按接触疲劳强度算得的分度圆直径d3=89.55应有的齿数。于是由取35 ，则Z4 = Z3i齿2 =35*2。8=98 取Z4 =983几何尺寸计算（1）计算中心距a将中心距圆整为171mm =171（2）按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，故参数、等不必修正。度（3）计算齿轮的分度圆直径dmm90.00252.00（4）计算齿轮的齿根圆直径dfmm83.75=245.75（5）计算齿轮宽度Bb = dd3=1.0*90.00=90.00圆整后取：B3 =95B4 =90mmB3 =95B4 =90（6）验算故合适3.5 斜齿轮设计参数表传动类型模数齿数中心距齿宽螺旋角高速级斜齿圆柱齿轮 mmmm低速级斜齿圆柱齿轮 第4章 轴的设计计算4.1 轴的结构设计1选择轴的材料及热处理方法查1表15-1选择轴的材料为优质碳素结构钢45；根据齿轮直径，热处理方法为正火。2确定轴的最小直径查1的扭转强度估算轴的最小直径的公式：mm再查 1表15-3， 考虑键：因为键槽对轴的强度有削弱作用，开有一个键槽，所以轴的轴径要相应增大mm3确定各轴段直径并填于下表内名称依据单位确定结果mm且由前面的带轮的设计可得，带轮的孔径为30，mm3030查 2表7-123535因为处装轴承，所以只要即可，选取7类轴承，查 2表6-6，选取7208AC，故 404046由于是齿轮轴所以等于高速级小齿轮的分度圆直径：40404选择轴承润滑方式，确定与轴长有关的参数。查 2（2）“润滑方式”，及说明书“（12）计算齿轮圆周速度” = 1.54，故选用脂润滑。将与轴长度有关的各参数填入下表名称依据单位确定结果箱体壁厚查 2表11-18地脚螺栓直径及数目n查 2表11-1查 2表3-13， 取20，16轴承旁联接螺栓直径查 2表11-1查 2表3-9，取1612轴承旁联接螺栓扳手空间、查 2 表11-1轴承盖联接螺钉直径查 2表11-2查 2表11-10，得当取轴承盖厚度查 2表11-10，小齿轮端面距箱体内壁距离查 2 =10轴承内端面至箱体内壁距离查 2 因为选用脂润滑，所以10轴承支点距轴承宽边端面距离a查 2表6-6，选取7208AC轴承，故5.计算各轴段长度。名称计算公式单位计算结果由于与大带轮配合，则：63由公式56由公式32由公式110.5齿轮1轮毂宽度：65由公式40L（总长）365.5（支点距离）197.54.2轴的结构设计1选择轴的材料及热处理方法查1表15-1选择轴的材料为优质碳素结构钢45；根据齿轮直径，热处理方法为正火回火。2确定轴的最小直径查1的扭转强度估算轴的最小直径的公式：=(126103) 再查 1表15-3， 3确定各轴段直径并填于下表内名称依据单位确定结果由于和轴承配合，取标准轴径为： =45由于和齿轮配合，取查 2表1-6，取50=50查 2表1-6，取=60=60与高速级大齿轮配合，取：=45454选择轴承润滑方式，确定与轴长有关的参数。查 2（二）“滚动轴承的润滑”，及说明书“六、计算齿轮速度” ，故选用脂润滑。 将与轴长度有关的各参数填入下表名称依据单位确定结果轴承支点距轴承宽边端面距离a选用7209AC轴承，查 2表6-6得 5.计算各轴段长度名称计算公式单位计算结果439310齿轮配合长度：5845.5L（总长）L249.5（支点距离）196.14.3 轴的结构设计1选择轴的材料及热处理方法查1表15-1选择轴的材料为优质碳素结构钢45；根据齿轮直径，热处理方法为正火回火。2确定轴的最小直径查1的扭转强度估算轴的最小直径的公式：=再查 1表15-3， 考虑键：因为键槽对轴的强度有削弱作用，开有一个键槽，所以轴的轴径要相应增大 3确定各轴段直径并填于下表内名称依据单位确定结果由于与联轴器配合，配合轴径为d1=60mm 60考虑联轴器定位：查 2表7-12，取7070为了轴承装配的方便： ，取符合轴承标准孔径大小为75考虑轴肩定位，查（1）表1-16，取标准值=8686考虑齿轮的定位：92由于与齿轮配合=80mm=80由于轴承配合：75754选择轴承润滑方式，确定与轴长有关的参数。查 2（二）“滚动轴承的润滑”，及说明书“六、计算齿轮速度”， ，故选用脂润滑。将与轴长度有关的各参数填入下表名称依据单位确定结果轴承支点距轴承宽边端面距离a选用7015AC轴承，查 2表6-6得5.计算各轴段长度名称计算公式单位计算结果选联轴器轴孔长度为107mm，则：105由公式47由公式39由公式73由公式10配合齿轮4：8851.5L（总长）413.5（支点距离）184.34.4 校核轴的强度齿轮的受力分析：斜齿轮上的圆周力：；径向力：；轴向力：分别将:代入以上3式，得：表6.4 和轴长度有关的参数齿轮2上的圆周力齿轮上的径向力齿轮上的轴向力3189.491195.80788.14齿轮3上的圆周力齿轮上的径向力齿轮上的轴向力4958.72720.771750.14求支反力、绘弯矩、扭矩图轴受力简图图4.6 轴的受力图其中， 方向均向外；方向都指向轴心；向左，向右。1.垂直平面支反力，如图a)轴向力平移至轴心线形成的弯矩分别为： 2.垂直平面弯矩图，如图b)计算特殊截面的弯矩：3.水平平面支反力，如图c)4.水平平面弯矩图,如图d)计算特殊截面的弯矩：5.合成弯矩图, 如图e)6.扭矩图,如图f)2按弯扭合成校核轴的强度（1）确定轴的危险截面根据轴的结构尺寸和弯矩图可知：截面3受到的合力矩最大，且大小为： ,再考虑到两个装齿轮的轴段,因此截面3为危险截面。（2）按弯矩组合强度校核轴危险截面强度（轴的抗弯截面系数，初选键：b=12,t=5,d=50;解得W=11050.63 mm3）取，则：查表15-1得=60mpa,因此,故安全。第5章 带式输送机部件的选用5.1 输送带输送带在带式输送机中既是承载构件又是牵引构件（钢丝绳牵引带式输送机除外），它不仅要有承载能力，还要有足够的抗拉强度。输送带有带芯（骨架）和覆盖层组成，其中覆盖层又分为上覆盖胶，边条胶，下覆盖胶。输送机的带芯主要是有各种织物（棉织物，各种化纤织物以及混纺织物等）或钢丝绳构成。它们是输送带的骨干层，几乎承载输送带工作时的全部负载。因此，带芯材料必须有一定的强度和刚度。覆盖胶用来保护中间带芯不受机械损伤以及周围有害介质的影响。上覆盖胶层一般较厚，这是输送带的承载面，直接与物料接触并承受物料的冲击和磨损。下覆胶层是输送带与支撑托辊接触的一面，主要承受压力，为了减少输送带沿托辊运行时的压陷阻力，下覆盖胶的厚度一般较薄。侧边覆盖胶的作用是当输送带发生跑偏使侧面与机架相碰时，保护带芯不受机械损伤。5.1.1 输送带的分类按输送带带芯结构及材料不同，输送带被分成织物层芯和钢丝绳芯两大类。织物层芯又分为分层织物芯和整体织物层层芯两类，且织物层芯的材质有棉，尼龙和维纶等。整体编织织物层芯输送带与分层织物层芯输送带相比，在带强度相同的情况下，整体输送带的厚度小，柔性好，耐冲击性好，使用中不会发生层间剥裂，但伸长率较高，在使用过程中，需要较大的拉紧行程。钢丝绳芯输送带是有许多柔软的细钢丝绳相隔一定的间距排列，用与钢丝绳有良好粘合性的胶料粘合而成。钢丝绳芯输送带的纵向拉伸强度高，抗弯曲性能好；伸长率小，需要拉紧行程小。同其它输送带相比，在带强度相同的前提下，钢丝绳芯输送带的厚度小。在钢芯绳中,钢丝绳的质量是决定输送带使用寿命长短的关键因素之一，必须具有以下特点：(1)应具有较高的破断强度。钢芯强度高则输送带亦可增大，从另一个角度来说，绳芯强度越高，所用绳之直径即可缩小，输送带可以做的薄些，已达到减小输送机尺寸的目的。(2)绳芯与橡胶应具有较高的黏着力。这对于用硫化接头具有重大意义.提高钢绳与橡胶之间黏着力的主要措施是在钢绳表面电镀黄铜及采用硬质橡胶等。(3)应具有较高的耐疲劳强度，否则钢绳疲劳后，它与橡胶的黏着力即下降乃至完全分离。(4)应具有较好的柔性.制造过程中采用预变形措施以消除钢绳中的残余应力，可使钢绳芯具有较好的柔性而不松散。输送带上下覆盖胶目前多采用天然橡胶,国外有采用耐磨和抗风化的橡胶的胶带，如轮胎花纹橡胶的改良胶作为覆盖胶,以提高其使用寿命。输送带的中间用合成橡胶与天然胶的混合物。钢绳芯带与普通带相比较以下优点：(1)强度高。由于强度高，可使1台输送机的长度增大很多。目前国内钢绳芯输送带输送机1台长度达几公里、几十公里。伸长量小.钢绳芯带的伸长量约为帆布带伸长量的十分之一，因此拉紧装置纵向弹性高。这样张力传播速度快，起动和制动时不会出现浪涌现象。(2)成槽性好。由于钢绳芯是沿着输送带纵向排列的，而且只有一层，与托辊贴合紧密,可以形成较大的槽角。近年来钢绳芯输送带输送机的槽角多数为35，这样不仅可以增大运量，而且可以防止输送带跑偏。(3)抗冲击性及抗弯曲疲劳性好，使用寿命长。由于钢绳芯是以很细的钢丝捻成钢绳带芯，它弯曲疲劳和耐冲击性非常好。(4)破损后容易修补，钢绳芯输送带一旦出现破损，破伤几乎不再扩大，修补也很容易。相反，帆布带损伤后，会由于水浸等原因而引起剥离。使帆布带强度降低。(5)接头寿命长。这种输送带由于采用硫化胶接，接头寿命很长，经验表明有的接头使用十余年尚未损坏。(6)输送机的滚筒小。钢绳芯输送带由于带芯是单层细钢丝绳，弯曲疲劳轻微，允许滚筒直径比用帆布输送带的。钢绳芯输送带也存在一些缺点:(1)制造工艺要求高，必须保证各钢绳芯的张力均匀，否则输送带运转中由于张力不均而发生跑偏现象。(2)由于输送带内无横向钢绳芯及帆布层，抗纵向撕裂的能力要避免纵向撕裂。(3)易断丝。当滚筒表面与输送带之间卡进物料时，容易引起输送带钢绳芯的断丝。因此,要求要有可靠的清扫装置。5.1.2 输送带的连接为了方便制造和搬运，输送带的长度一般制成100200米，因此使用时必须根据需要进行连接。橡胶输送带的连接方法有机械接法与硫化胶接法两种。硫化胶接法又分为热硫化和冷硫化胶接法两种。塑料输送带则有机械接法和塑化接法两种。(1)机械接头机械接头是一种可拆卸的接头。它对带芯有损伤，接头强度效率低，只有25%60%，使用寿命短，并且接头通过滚筒表面时，对滚筒表面有损害，常用于短距或移动式带式输送机上。织物层芯输送带常采用的机械接头形式有胶接活页式，铆钉固定的夹板式和钩状卡子式，但钢丝绳芯输送带一般不采用机械接头方式。(2)硫化（塑化）接头硫化（塑化）接头是一种不可拆卸的接头形式。它具有承受拉力大，使用寿命长，对滚筒表面不产生损害，接头效率高达60%95%的优点，但存在接头工艺复杂的缺点。对于分层织物层芯输送带在硫化前，将其端部按帆布层数切成阶梯状，如下图4-1所示：图4-1 分层织物层芯输送带的硫化接头然后将两个端头相互很好的粘合，用专用的硫化设备加压加热并保持一定的时间即可完成。其强度为原来强度的(i-1)/i3100%。其中i为帆布层数。5.2 传动滚筒5.2.1 传动滚筒的作用及类型传动滚筒是传动动力的主要部件。作为单点驱动方式来讲，可分成单滚筒传动及双滚筒传动。单滚筒传动多用于功率不太大的输送机上，功率较大的输送机可采用双滚筒传动，其特点是结构紧凑，还可增加围包角以增加传动滚筒所能传递的牵引力。使用双滚筒传动时可以采用多电机分别传动，可以利用齿轮传动装置使两滚筒同速运转。如双滚筒传动仍不需要牵引力需要，可采用多点驱动方式。输送机的传动滚筒结构有钢板焊接结构及铸钢或铸铁结构，新设计产品全部采用滚动轴承。传动滚筒的表面形式有钢制光面滚筒、铸（包）胶滚筒等，钢制光面滚筒主要缺点是表面磨擦系数小，所以一般用在周围环境湿度小的短距离输送机上，铸（包）胶滚筒的主要优点是表面磨擦系数大，适用于环境湿度大、运距长的输送机，铸（包）胶滚筒按其表面形状又可分为光面铸（包）胶滚筒、人字形沟槽铸（包）胶滚筒和菱形铸（包）胶滚筒。5.2.2 传动滚筒的选型及设计传动滚筒是传递动力的主要部件，它是依靠与输送带之间的摩擦力带动输送带运行的部件。传动滚筒根据承载能力分为轻型、中型和重型三种。同一种滚筒直径又有几种不同的轴径和中心跨距供选用。 轻型：轴承孔径80100。轴与轮毂为单键联接的单幅板焊接筒体结构。单向出轴。 中型：轴承孔径120180。轴与轮毂为胀套联接。 重型：轴承孔径200220。轴与轮毂为胀套联接，筒体为铸焊结构。有单向出轴和双向出轴两种。输送机的传动滚筒结构有钢板焊接结构及铸钢或铸铁结构，驱动滚筒的表面形式有钢制光面滚筒、铸（包）胶滚筒等，钢制光面滚筒主要缺点是表面摩擦系数小，一般用在周围环境湿度小的短距离输送机上。铸（包）胶滚筒的主要优点是表面摩擦系数大，适用于环境湿度大、运距长的输送机，铸（包）胶滚筒按其表面形状又可分为光面铸（包）胶滚筒、人字形沟槽铸（包）胶滚筒和菱形铸（包）胶滚筒。人字形沟槽铸（包）胶滚筒是为了增大摩擦系数，在钢制光面滚筒表面上，加一层带人字沟槽的橡胶层面，这种滚筒有方向性，不得反向运转。人字形沟槽铸（包）胶滚筒，沟槽能使水的薄膜中断，不积水，同时输送带与滚筒接触时，输送带表面能挤压到沟槽里，由于这两种原因，即使在潮湿的场合工作，摩擦系数降低也很小。考虑到本设计的实际情况和输送机的工作环境：用于工厂生产，环境潮湿，功率消耗大，易打滑，所以我们选择这种滚筒。铸胶胶面厚且耐磨，质量好；而包胶胶皮易掉，螺钉头容易露出，刮伤皮带，使用寿命较短，比较二者选用铸胶滚筒。5.2.3 传动滚筒结构其结构示意图如图4-2所示：传动滚筒长度的确定. 查运输机械设计选用手册表239得：其主要性能参数如表4-1所示：表4-1传动滚筒参数表mm许用扭矩许用合力5004.140500轴承型号轴承座型号转动惯量重量3520Z12107.8432或者由经验公式：已知带宽B500，传动滚筒直径为500 5.2.4 传动滚筒的直径验算大量实验表明，传动滚筒的摩擦系数与胶带和滚筒之间的单位压力有较大关系，在单位压力较大的区域摩擦系数随压力的增大而减小，所以传动滚筒的直径应按平均压力进行验算。 式中：胶带与滚筒之间的平均压力，对于织物芯，胶带推荐不大于0.4N/ mm；B带宽，已知B=500mm；D传动滚筒直径，500mm；传动滚筒与胶面间的摩擦系数，查表2-7，取=0.35胶带在滚筒上的围包角，420o=0.06N/mm因此传动滚筒直径合格。5.3 托辊5.3.1 托辊的作用与类型（一）作用托辊是决定带式输送机的使用效果，特别是输送带使用寿命的最重要部件之一。托辊组的结构在很大程度上决定了输送带和托辊所受承载的大小与性质。对托辊的基本要求是：结构合理，经久耐用，密封装置防尘性能和防水性能好，使用可靠。轴承保证良好的润滑，自重较轻，回转阻力系数小，制造成本低，托辊表面必须光滑等。支承托辊的作用是支承输送带及带上的物料，减小带条的垂度，保证带条平稳运行，在有载分支形成槽形断面，可以增大运输量和防止物料的两侧撒漏。一台输送机的托辊数量很多，托辊质量的好坏，对输送机的运行阻力、输送带的寿命、能量消耗及维修、运行费用等影响很大。安装在刚性托辊架上的三个等长托辊组是最常见的，三个托辊一般布置在同一个平面内，两个侧托辊向前倾；亦可将中间托辊和侧托辊错开布置。后一种形式托辊组的优点是能接触到每一个托辊，便于润滑；缺点是托辊组支架结构复杂、重量大，并且输送带运行阻力大约增加10。因此实际上主要采用三个托辊布置在同一平面内的托辊组。（二）类型托辊可分为槽形托辊、平行托辊、缓冲托辊和调心托辊等；图4-3 槽形托辊槽形托辊(图4-3)用于输送散粒物料的带式输送机上分支，使输送带成槽形，以便增大输送能力和防止物料向两边洒漏。目前国内系列由三个辊子组成的槽形托辊槽角为或，增大槽角可加大载货的横断面积相防止输送带跑偏，但使胶带弯折，对输送带的寿命不利。为降低胶带边缘的附加应力，在传动滚筒与第一组槽形托辊之间可采取槽角为、的过渡托辊使胶带逐步成槽。平形托辊由一个平直的辊子构成，用于输送货物。其结构简图如下：图4-4 平行托辊缓冲托辊用于带式输送机的受料处，以便减少物料对输送带的冲击，有橡胶圈式和弹簧板式等。其结构简图如下：图4-5 缓冲托辊a)橡胶圈式 b)弹簧板式调心托辊用来调整输送带的横向位置，使它保持正常运行。调心托辊形式很多，输送散粒物料最简单的是采用槽形前倾托辊。如图4-6所示借助两个侧托辊朝胶带运行方向前倾一定角度(一般约)而对跑偏的输送带起复位作用。这种方法简单，但会使阻力增大约10。其它还有锥形、V形、反V形等多种调心托辊，可按需选用。图4-6 侧托辊前倾的调心托辊托辊直径与带宽、物料松散密度和带速有关。随着这些参数的增大，托辊直径相应增大。带式输送机有载分支最常用的是由刚性的、定轴式的三节托辊组成的槽形托辊。一般带式输送机的槽角为，如果槽角由增大到，则在同样带宽条件下物料横断面积增大20，运输量可提高13，带式输送机的无载分支常采用平形托辊。带式输送机的装载处由于物料对托辊的冲击，易引起托辊轴承的损坏，常采用缓冲托辊组。托辊密封结构的好坏直接影响托辊阻力系数的大小和托辊的寿命。托辊的转动阻力不仅与速度、轴承及其密封有关，而且与润滑脂的选择也有很大关系。润滑脂除起润滑作用外，还起密封作用。（三）托辊间距托辊间距的布置应遵循胶带在托辊间所产生的挠度尽可能小的原则。胶带在托辊间的挠度值一般不超过托辊间距的2.5。在装载处的上托辊间距应小一些，一般的间距为300600mm，而且必须选用缓冲托辊，下托辊间距可取25003000mm，或取为上托辊间距的两倍。 在有载分支头部、尾部应各设置一组过渡托辊，以减小头、尾过渡段胶带边缘的应力，从而减少胶带边缘的损坏。过渡托辊的槽角为与两种，端部滚筒中心线与过渡托辊之间的距离一般不大于5001000mm。带式输送机在运转过程中，经常出现胶带跑偏现象，即胶带运行中心线偏离输送机的的纵向几何中心线。为防止和克服胶带跑偏现象，常用的方法是采用不同形式的调心托辊，在有载分支每隔10组槽形托辊放置一组调心托辊，下分支每隔610组平型托辊放置一组调心托辊。最简单的调心托辊是上分支采用前倾式槽形托辊，下分支采用V型前倾式托辊，前倾托辊的两个侧托辊朝胶带运行方向前倾。由于托辊有前倾角，则胶带运行速度和托辊周围速度之间相差一个角度，因而托辊相对胶带就有一个相对速度;使托辊有沿轴向产生相对运动的趋势，但是，托辊受托辊架的限制不能运动，于是两侧托辊相对胶带就产生一个向内的横向摩擦力。当胶带位于正中央时，胶带两侧受力平衡。当胶带偏向一侧时，该侧胶带和托辊所受正压力增加，则胶带所受到的横向摩擦力大于另一侧，因而使胶带又回复到正中位置。这种托辊防跑偏简单可靠，但由于胶带运行时存在附加滑动摩擦力，增加了胶带的磨损，前倾托辊只能用于胶带单向运行。另外还有一种回转式调心托辊，槽形调心托辊用于有载分支，其防跑偏原理与前倾托辊相同。当胶带跑偏时，胶带的一侧压在立挡辊上，给挡辊以正压力和摩擦力，从而使托辊架绕垂直轴回转一角度，这时胶带受到一个与跑偏方向相反的摩擦力，使胶带向输送机中心线移动，从而纠正跑偏现象。这种调心托辊在固定型带式输送机上应用的很多。5.3.2 托辊的选型由于胶带输送机胶带跑偏常常引起设备停机，撒料，机架堵塞，胶带边缘撕裂、磨损等故障，严重影响了设备的使用及寿命，明显地降低了运输经济指标。因此，设计时应引起注意，现着重分析带式输送机胶带跑偏的原因并提出相应的防偏措施。（1）带式输送机胶带跑偏的主要原因带式输送机在运转过程中受各种偏心力的作用，使胶带中心偏离输送机的中心线，产生偏心，其主要原因是卸料点偏心给料、安装制造误差、风力干扰、蛇行等。胶带跑偏不仅能引起胶带边缘的磨损、物料洒落等，而且还能造成人力、物力和财力的浪费。（2）改变托辊组结构来防止带式输送机胶带跑偏胶带跑偏是通过胶带传送给托辊。使托辊组与胶带间的摩擦力产生变化引起的。因此，解决输送机的胶带跑偏问题，最好是改变托辊组结构，常见的防偏托辊组结构有前倾托辊组、调心托辊组和铰链式吊挂托辊组。1）前倾托辊组前倾托辊组与普通托辊组的区别在于侧辊在边支柱上沿输送机运行方向前倾一个角度，一般为1.52.O从安装制造上讲，不会造成成本的增加。前倾托辊组纠偏原理是：当胶带跑偏时，偏离侧的托辊与胶带的摩擦力增大，而胶带运行方向与托辊的线速度方向有一夹角及前倾角，使胶带产生一个向心的纠偏力。由于辊子的前倾增加，胶带的运行阻力也会增加，输送机全程采用前倾托辊，耗能约增加1020，所以，长距离的输送机不宜全程采用前倾托辊组。合理的前倾托辊组其边支柱应做成可将边托辊置于前倾和对中两种位置上，在调试运行过程中。只有跑偏段的托辊调到前倾位置上输送机的耗能增加很少，不会超过3。一般情况下。给料稳定的胶带机采用前倾托辊组，能较好地解决胶带跑偏问题。2）调心托辊组调心托辊组重量较大、成本较高。对于给料经常发生变化的胶带机用调心托辊组纠偏效果较好。目前采用的调心托辊组主要有锥形连杆式双向自动调心托辊组、分体式锥形调心托辊组和带侧挡辊的调心托辊组。调心托辊组的纠偏原理是：当胶带跑偏时，引起托辊上的载荷重新分布并且是不均匀的，相对转轴产生扭矩，跑偏量较小时，调心托辊组的扭矩小于摩擦力矩，调心托辊组不会转动，对跑偏没有反应，当跑偏量逐渐增大，扭矩超过摩擦力矩时横梁就围绕立轴成旋转，并随着转动的增加，转矩继续加大，调心托辊组继续转动，辊子的线速度方向与胶带的运行方向形成的夹角增大，使它们的摩擦力产生向心分力。强制胶带返回中心位置，而越过中心位置向另一侧继续移动，扭矩也逐渐减少，经过几次往复直到扭矩小于摩擦力矩。胶带达到稳定运行。试验证明，每81O个托辊组增加一个调心托辊组，能很好地解决胶带跑偏的问题。3）铰链式吊挂托辊组铰链式吊挂托辊组的辊子是相互铰接的。侧辊靠拆卸方便的挂具吊在机架或钢绳上，特别适用于输送大块物料和经常搬移、安装精度不高的移置式输送机上。它的纠偏原理是：胶带跑偏时物料偏向一边，铰接的托辊组外形发生变化，跑偏的一边因承载力的加大，胶带与辊子摩擦力的增大，位于跑偏一边的侧托辊倾角大于另一侧的托辊倾角，使中间辊发生偏转并产生调心力，由于物料的大部分由中间辊承受因此总的调心力显著增大，对胶带纠偏效果很好。铰链式吊挂托辊组的优点：一是更换托辊时不停机。在输送物料过程中可将托辊组与胶带脱离随时更换，对载荷的适应性强。二是托辊组重量轻。由于它没有横梁所以比一般的托辊组重量轻许多。三是噪音低。因其属于挠性连接，所以可以吸收振动和冲击，运行平稳。这种托辊在国外得到了广泛的应用，国内也多次采用了这种结构的托辊，但应注意铰链式吊挂托辊组不适用于井下输送机。因为输送机的倾角使胶带产生偏心横向力，胶带不易使输送机对中运动，造成运行的不稳定。该设计采用槽形托辊用于输送散粒物料的带式输送机的上分支，最常用的由三个棍子组成的槽形托辊。由原始尺寸B500mm查运输机械设计选用手册表242，取托辊为DT03C0311, 托辊直径D为89mm。在输送机的受料处，为了减少物料对输送带的冲击，减少运行阻力，拟采用DT03C0711缓冲托辊；结构型式为橡胶圈式，托辊直径选为89mm。下托辊采用平行型托辊DT03C2112,托辊直径为89mm托辊的间距设计由带宽B500mm，取上托辊间距为1200mm，下托辊间距为3000mm。表4-2 托辊技术规格表托辊直径mm托辊轴径mm轴承型号托辊长度mm托辊轴外伸长mm旋转部分质量kg托辊质量kg89204G204200142.082.792502.152.983152.583.584653.875.246004.786.487505.797.87254G205950177.2311.21108254G2054G2053153.535.073804.075.864654.776.896005.898.537006.729.749508.7412.7711509.413.99140010.0315.62133254G3053806.38.21115016.920.971594659.6412.02140025.8231.52托辊阻力系数主要由实验来确定,见表4-3:表4-3 常用的托辊阻力系数工作条件平行托辊槽型托辊室内清洁、干燥、无磨损性尘土0.0180.02空气湿度、温度正常,有少量磨损性尘土0.0250.03室外工作,有大量磨损性尘土0.0350.04近年来,对于托辊阻力进行了许多理论与试验的研究.研究结果表明,托辊的运行阻力主要包括托辊的转动阻力及挤压阻力等.挤压阻力又包括物料碰击阻力,输送带反复弯曲阻力及压陷滚动阻力.托辊的转动阻力是由托辊轴承及其密封所产生的阻力,大小取决于托辊的结构.而挤压阻力则与输送带的张力的大小有关.实验表明,转动阻力与挤压阻力相比,挤压阻力要比转动阻力大的多,而在挤压阻力中,压陷滚筒阻力占比重最大,物料碰击阻力与反复弯曲阻力随着输送带张力增大而降低.5.3.3 托辊的校核（一）托辊的校核所选用的上托辊为槽形托辊，其结构简图如下：图4-7 槽形托辊结构简图（1）承载分支的校核=式中：承载分支托辊静载荷（N）；承载分支托辊间距（m）；已知=1.2m； e辊子载荷系数，查运输机械设计选用手册表2-35先e=0.8； v带速（m/s）,已知v=2m/s；每米长输送带质量（kg/m）,已知=9.18kg/m；输送能力（kg/s）=svk式中： 由运输机械设计选用手册查表1-3得s=0.0454m,由运输机械设计选用手册查表2-28得k=1,带入上式得：=svk =0.111020.961.31300=118.04kg/s则：=0.81.29.8 =642N查表2-74得，上托辊直径为89mm，长度为315mm，轴承型号为4G204，承载能力为2170N，大于所计算的，故满足要求。（2）回程分支校核 =139.189.8 =269.8N式中：查运输机械设计选用手册表2-35，选=1, 回程分支托辊静载荷，N； 回程分支托辊间距m，已知=3m；查表2-74得，所选辊直径D=89mm,长度L=950mm,轴承为4G204，承载能力为603N，能满足要求。（二）动载计算（1）承载分支托辊的动载荷：式中：运行系数，查表2-36，取1.2；冲击系数，查表2-37，取1.06；工况系数，查表2-38，取1.1。则： =6421.21.061.1 =898.2N2170N故承载分支托辊满足动载要求。（2）回载分支托辊的动载荷式中：回程分支托辊静载荷，N； 运行系数，每天运行16H，查运输机械设计选用手册表2-36得=1.2 冲击系数，查运输机械设计选用手册表2-37，取=1.06 工况系数，查运输机械设计选用手册表2-38，取=1.1则：=269.81.21.11.06=377.5N603N故回载分支托辊满足动载要求。第6章 防偏装置的设计依据动态性原理采用内锥形托辊筒体和外
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