DTII型小型带式散装物料输送机设计-完整版【含全套CAD图纸+文档全套】
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分 类 号 密 级 宁宁波大红鹰学院毕业设计(论文)DTII型小型带式散装物料输送机设计所在学院机械与电气工程学院专 业机械设计制造及其自动化班 级xx机自x班姓 名学 号指导老师 2017 年 3 月 31 日诚 信 承 诺我谨在此承诺：本人所写的毕业设计（论文）DTII型小型带式散装物料输送机设计均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： (手签) (手签) 2017 年 3 月 31 日摘 要首先对DTII型小型带式散装物料输送机作了简单的概述；接着分析了DTII型小型带式散装物料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DTII型小型带式散装物料输送机各主要零部件进行了校核。普通型DTII型小型带式散装物料输送机装置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。关键词：DTII型小型带式散装物料输送机，传送带，设计计算，校核37AbstractFirstly, DTII small belt conveyor bulk materials were summarized briefly; then analyzes the selection principle and calculation method of DTII type belt conveyor bulk materials; and then according to these design criteria and selection calculation method according to the givenparameters selection design; then the DTII type choice of small bulk material conveyer belt the main components are checked. The common type DTII small belt bulk material conveyer device is composed of six main parts: the transmission device, the tail or the return device, the middle frame, the tensioning device and the tail assembly.Keywords:DTII belt conveyor, conveyor belt, design calculation, check目 录摘 要IAbstractII目 录III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21.2.1机头传动装置21.2.2贮带装置31.2.3装置31.2.4机身部分41.2.5机尾4第2章 DTII型小型带式散装物料输送机的设计计算52.1 设计要求52.2 计算步骤52.2.1带速的选择52.2.2带宽的选择52.2.3输送带宽度的核算72.3 圆周驱动力82.3.1计算公式82.3.2主要阻力计算92.3.3主要特种阻力计算102.3.4附加特种阻力计算112.3.5倾斜阻力计算122.4传动功率计算122.4.1传动轴功率计算122.4.2电动机功率计算122.5 输送带张力计算132.6传动滚筒、改向滚筒合张力计算142.6.1 改向滚筒合张力计算142.6.2 传动滚筒合张力计算142.7传动滚筒最大扭矩计算152.8拉紧力和拉紧行程计算152.9绳芯输送带强度校核计算16第3章 驱动装置的选用与设计173.1 电机的选用173.2 减速器的选用183.3 渐开线斜齿圆柱齿轮设计183.4 低速级斜齿圆柱齿轮设计233.5 斜齿轮设计29第4章 各个轴的设计计算304.1 轴的设计计算304.2 轴的设计计算334.3 轴的设计计算35第5章 防偏装置的设计38第6章 机架的设计39结论41参考文献42致 谢43第1章 绪论第1章 绪论带式输送机自1795年被发明以来，经过200多年的发展，已被电力、冶金、煤炭、化工、矿山、港口等各行各业广泛采用，特别是第三次工业技术革命后新材料、新技术的采用，带式输送机的发展步入了一个新纪元。当今，无论从输送量、运距、经济效益等各方面来衡量，它已经可以同火车、汽车运输相抗衡，成为各国争先发展的行业。带式输送机具有结构简单、输送量大、输送物料范围广泛、运距长、装卸料方便、可靠性高、运费低廉、自动化程度高等特点，它的优越性已十分明显，是国民经济中不可缺少的关键设备。带式输送机因其具有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转稳定、工作可靠性和密封性好、占据空间小等特点，并能适应在各种恶劣工作环境下工作，包括潮湿、泥泞、粉尘多等，所以它已经是国民经济中不可或缺的关键设备。加之国际互联网络化的实现，又大大缩短了带式输送机的设计、开发、制造、销售的周期，使它更加具有竞争力。目前，带式输送机已经成为运输系统中重要的组成部分。为了更好的研究带式输送机的工作组成原理，发现及改进其不足之处，本课题所研究的是大倾角、下运带式输送机。此次研究的主要问题在于系统的驱动件布置、软启动和制动问题。带式输送机向下运送物料时，其驱动电动的运行工矿有别于一般的带式输送机。由于运转上的需要，在结构上有特点，控制上有特殊需求。下运带式输送机的制动装置及其控制技术尤为关键。如何实现制动与自动张紧，逐渐向智能化、自动化、人性化方向发张，是目前带式输送机的发展方向，也是本课题的研究目的和意义所在。相信随着课题的不断深入，对带式输送机将会有更深入的了解，为以后的学习也能打下夯实的基础。1.1带式输送机的工作原理在综合机械化输送工作中，由于工作面向前推进的速度较快，而拆移顺槽中运输设备的次数和花费的时间在总生产时间中所占的比重较大，影响了输送生产能力的进一步提高，所以要求顺槽运输设备能够比较灵活地伸长或缩短。带式输送机是供顺槽运输的专用设备。带式输送机机身长度可根据工作需要不断仲长或逐渐缩短，其最大伸长量不应超过电动机的额定功率所允许的长度；最小缩短量，可以缩至机身不能再缩为止。储带装置拉紧车把工作胶带，使胶带在工作中与传动滚筒产生摩擦力。输送机的伸缩是利用胶带在储带仓内的多次折返和收放来实现的。当拉紧装置4拉着储带仓内的活动滚筒向机尾方向移动时，胶带进入储带仓内，此时机尾在绞车的牵引下回缩，使整个输送机缩短，反之，则使整个输送机伸长。1.2带式输送机的分析、比较 带式输送机主要由机头传动装置，贮带装置，装置，收放输送带装置机身及机尾等，机身及机尾是输送机的非固装部分，其余为固装部分，而机身又是输送机的部分。1.2.1机头传动装置机头传动装置主要由电功机、液力偶合器、减速器、主、副传动滚筒、联动齿轮和传动架等组成。主、副传动滚筒由两台异步防爆型电动机通过液力偶合器和减速器带动。在液力偶合器保护罩的两端装有连接法兰，电动机输出轴端的外壳上及减速器输入轴端的外壳上也有相应的连接法兰，靠这冲连接法兰，用螺栓将三者紧紧连成一体，组成胶带输送机的传动装置。其特点是结构紧凑，便于安装和运输，特别是便于相互对准找正，以提高安装质量，使输送机运转平稳。整个传动装置通过减速器外壳用螺栓固定在机头架的侧板上。减速器采用二级斜齿圆柱齿轮传动。传动滚筒为焊接结构，主轴采用双键和螺栓与卷筒连接，滚筒一侧的连接轮壳在装配后与卷筒辐板焊接，故滚筒受力情况好。又保证装拆方便，为了增加胶带在传动滚筒上的围包角，带式输送机采用双滚筒传动。采用双滚筒传动时，可以单电机驱动，也可以双电机驱动。当用一台电动机驱动时，需在机头架另一例的主、副滚筒上安装一对大小相同、齿数相等的联动齿轮。当电动机起动后，通过液力偶合器、减速器和联动齿轮同时传动主、副滚筒，驱动胶带运行。若用两台电动机分别驱动主副滚筒，一般不加联动齿轮。但是在本设计传动装置中，既采用双电机驱动，又装有联动齿轮。这是因为考虑到机身缩短到一定程度时，所需功率由一台电动机负担即可，这时可拆掉一套传动装置，变成单电机驱动型式。单电机驱动的优点是设备制造简单，电控设备少，便于维护运转，缺点是随着运输距离的缩短，将形成大马拉小车，电动机运行功率因数降低。传动滚筒是胶带输送机传递牵引力、驱动胶带运行的主要部件。滚筒表面型式有光面、包胶和铸胶之分。在功率不大、不潮湿的情况下，可采用光面滚筒；在环境潮湿、大功率、易打滑的条件下，宜采用胶面滚筒，以提高输送机的牵引力；铸胶滚筒胶厚耐磨，有条件时应尽量采用。滚筒的外形可以做成圆筒形的，也可以做成中间大、两头小的双锥形，其锥度一般为1:100。后者用以防止胶带跑偏。卸载端是由在机头最前部的伸出架和安装在伸出架上的卸载滚筒组成，卸载滚筒安装的轴线位置可以调节，以防输送带在机头部跑偏。卸载端的后部还装有一个改向滚筒，以改变输送带运行方向。头部清扫器分重锤清扫器和犁式清扫器二道，以清扫输送带正反面的粘煤。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)贮带转向架、贮带仓架为焊接结构，彼此用螺拴连接，组成了贮带装置框架。在贮带转向架内装有二个320、一个108的改向滚筒与车上两个320、一个108的改向滚筒一起供输送带在贮带装置中往返导向。框架的上方及下部分别安装有槽形托辊和下托辊，以支承上、下输送带。在贮带仓架内设有轨道，供支承小车和车行走(2)支承小车由托辊、支架和车轮等组成，其作用是支承贮藏部分的输送带，使其悬垂度不致过大。二个支承小车应基本上等距离的分布在车和贮带转向架之间，因此当车移动后，需要通过人力调整支承小车位置。(3)车由车架、车轮、滑转组和改向滚筒等组成。绞车通过钢丝绳、滑轮组牵引车在轨道上行走，从而达到贮进和放出输送带的作用，并使输送带得到适当的度，滑轮组由滑轮架和四个滑轮组成，它通过一销轴铰接在车架上，使作用在四个滑轮上的牵引力，通过销轴作用于车中心，对防止改向滚筒的输送带跑偏有较好的效果，为防止车掉轨，在车上还装有四个止爬钩。改向滚筒的轴线位置均可调节。以防输送带跑偏，同时，每个改向滚筒都配有刮煤板，可将滚筒表面的碎煤、粉煤刮下。1.2.3装置由框架、滑轮组、液压系统和固定滑轮架等组成。自动装置是一种在输送机工作过程中能按一定的要求自动调节拉紧力的装置，在现代化距离带式输送机中使用较多，它能使输送带具有合理的张力，自动补偿输送带的弹性变形和塑性变形，是一种理想的装置。常见的自动装置有自动绞车装置和全自动液压装置，输送带的初张力能力绞车人为调节，应保证足够的初张力来防止输送带在传动滚筒表面打滑，但初张力过大，致使输送带最小张力无谓的增大，也是不宜的。1.2.4机身部分由“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。几种不同形式的导轨与支座、滚筒固定痤，组成了五节机尾骨架，彼此又用圆柱销连接成为一整体，可供转载机在上面行走。机尾滚筒安装在滚筒座上，其轴线位置可调，并配有刮煤板。机尾的前后端都可装移动机尾用的滑轮，供移动机尾用，移动机尾用回柱绞车牵引。第2章 DTII型小型带式散装物料输送机设计第2章 DTII型小型带式散装物料输送机的设计计算2.1 设计要求DTII型小型带式散装物料输送机，是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械，可将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程，广泛应用于现代化的工业企业中，工作可靠，平衡无噪声，不操作输送物料，整个长度上都可以装料和卸料，输送量大，输送距离远，输送能力500-5000千克/小时，倾斜度0-25度，带宽400-1200mm。1. 对输送机结构进行设计与计算。2. 对整个装置中的传动系统和驱动装置进行设计。3. 完成图纸工作量要求。4. 完成毕业设计论文中的开题报告，文献综述，外文翻译与工作量要求。2.2 计算步骤2.2.1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2.5 m/s。2.2.2带宽的选择DTII型小型带式散装物料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=1200mm。输送机的工作倾角=25。查DTDTII型小型带式散装物料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,取堆积角为25。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2-1 槽形托辊的带上物料堆积截面表2-1槽形托辊物料断面面积A带宽/mm堆积角/(o)槽角/（o）20253035404550001020300.00980.01420.01870.02340.01200.01620.02060.02520.01300.01800.02220.02660.01570.01960.02360.02780.01730.02100.02470.02870.01860.02200.02560.029365001020300.01840.02620.03420.5340.02240.02990.03770.04590.02600.03320.04060.04840.02940.03620.04330.05070.03220.03860.04530.05230.03470.04070.04690.0534120001020300.02790.04050.05360.06710.03440.04660.05910.07220.04020.05180.06380.07630.04540.05640.06720.07930.012000.06030.07100.08220.05400.06360.07360.0840100001020300.04780.06740.08760.10900.05820.07710.09660.11700.06770.08570.10400.12400.07630.09330.11100.12900.08380.09980.11600.13400.08980.10500.12000.1360查表2-1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1200 mm的输送带上允许物料堆积的横断面积为0.534，此值大于计算所需要的堆积横断面积,据此选用宽度为1200mm的输送带能满足要求。经如上计算,确定选用带宽B=1200mm,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型物料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 =10.5mm2.2.3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2-2不同带宽推荐的输送物料的最大粒度mm带宽B12006501200100012001400粒度筛分后100130180250300350未筛分1502003004001200600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 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DTII型小型带式散装物料输送机，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DTII型小型带式散装物料输送机设计手册表3-5 既本说明书表2-4,取C为1.12.表2-3 附加阻力系数CL（m）801001502003004001200600C1.921.781.581.451.311.251.201.17L(m)700120090010001120020002120012000C1.141.121.101.091.061.051.041.032.3.2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2-4 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11200 N/m。表2-5 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12000.3150.0050.0086500.4000.0070.0112000.4950.0080.01210000.6100.010.01512000.7300.0120.01814000.8500.0140.021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。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2-6：表2-6 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1200mm,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）+=12000+5250+5593+587321716N =21.71KN查物料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第3章 驱动装置的选用与设计DTII型小型带式散装物料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DTII型小型带式散装物料输送机上比较突出，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1200r/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1200，查运输机械选用设计手册表277选取传动滚筒的直径D为1200，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（二）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 各个轴的设计计算第4章 各个轴的设计计算4.1 轴的设计计算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 轴的设计计算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 轴的设计计算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）184.3第5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锥形活塞的双锥形结构，改变短托辊外筒体与输送带间的摩擦系数，增加螺旋对中托辊，使之与短托辊组合，形成外圆内锥螺旋短托辊，增强托辊对输送带的对中能力。应用嵌套原理，合理利用空间资源，将立辊轴做成空心结构。利用周期性原理，锥形活塞端部设有恢复弹簧，调偏结束后在弹簧力作用下锥形活塞自动复位。调偏装置的结构原理如图5-1所示。当带式输送机正常工作或带式输送机跑偏量不大时，输送带与两侧立辊不接触，它在两侧螺旋短托辊的作用下，自动对中运行。当跑偏量增加时，输送带发生侧向运动。与立辊接触并带动立辊向外运动。立辊向外运动同时会拉动螺旋短托辊内的锥形活塞一起移动，锥形活塞与螺旋短托辊内锥形筒壁接触，在摩擦力的作用下，螺旋托辊转速下降，螺旋托辊和输送带间的相对滑动速度增加，输送带相对螺旋短托辊外筒体的运动由滚动变为滚滑，摩擦系数增大。当跑偏量进一步增加，锥形活塞会闸死螺旋短托辊的内筒体，输送带与螺旋短托辊外筒体间的摩擦转换为纯滑动摩擦，而另一侧螺旋短托辊外筒体与输送带间仍然是滚动摩擦，输送带两侧受力不均，在力差的作用下向中心位置运动。当输送带回到中心位置时，锥形活塞在弹簧力作用下又恢复到原来位置，与螺旋短托辊内锥形筒体分离，螺旋托辊外筒体与输送带间相对运动又变成滚动。图5-1 调偏装置第6章 机架的设计机架由拉紧装置尾架、中间架、支腿支腿等部分组成。拉紧装置尾架是安装拉紧装置的构件。分为螺旋拉紧装置架、水平车式重锤拉紧装置架几重锤塔架、垂直框架重锤拉紧装置架等，根据拉紧装置的类型，选螺旋拉紧装置架。型号为DD80J02321。图6-1 螺旋拉紧装置尾架中间架是输送机的中间部分的支承构件。选用
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