帶式輸送機傳動裝置設(shè)計畢業(yè)論文設(shè)計

1、帶式輸送機傳動裝置設(shè)計提要帶式輸送機是我國目前必不可缺的機電設(shè)備，其憑借具有榆送距離長、運量大、 連續(xù)輸送等特點，而且運行可靠，易于實現(xiàn)自動化和集中化控制，尤其對高產(chǎn)高 效礦井，帶式揄送機已成為煤炭開采機電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設(shè)備。帶式輸送 機由驅(qū)動裝置拉緊揄送帶，中部構(gòu)架和托混組成輸送帶作為牽引和承載構(gòu)件，借以連續(xù) 揄送散碎物料或成件品。該次課題研究圍繞帶式揄送裝置的各個部分展開足一攻破設(shè) 計，其中軸承的設(shè)計和驅(qū)動的改善為主。關(guān)鍵字：傳動方式，滾動軸承，帶式驅(qū)動，減速器目錄1、確定傳動方式 32、電動機的選擇 43、傳動裝置 54、齒輪的設(shè)計計算 65、揄出軸的設(shè)計計算 96、鍵連接設(shè)計

2、157、箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 158、泗滑密封設(shè)計 179、機頭傳動裝置的驅(qū)動改善18結(jié)論語20參考文獻(xiàn)20上世紀(jì)80年代初，我國帶式輸送機行業(yè)只能生產(chǎn)TD75型帶式輸送機，因而配套棉 帆布揄送帶即可滿足要求，但當(dāng)時國家重點工程項目中帶式輸送機產(chǎn)品卻都是從國外進 口。80年代中期，我國帶式輸送機行業(yè)開始引進國外先進技術(shù)和專用制造設(shè)備，設(shè)計制 造水平有了質(zhì)的提高，并逐漸替代進口產(chǎn)品。近年來，我國帶式輸送機總體上已經(jīng)達(dá)到 國際先進水平，除滿足國項目建設(shè)的需求外，已經(jīng)開始批量出口，其設(shè)計制造能力、產(chǎn) 品性能和產(chǎn)品質(zhì)量得到了國際市場的認(rèn)可。而輸送帶作為承載和牽引構(gòu)件，是帶式榆送 機中的主要部件之一，因此必須

3、滿足國大型項目及國際更高標(biāo)準(zhǔn)的要求。通過對帶式揄送機發(fā)展歷程的闡述，我們也更顯而易見的看出學(xué)院對我們研究帶式 揄送機傳動裝置設(shè)計的要合乎國情，關(guān)乎人類進步的，也是對我們下一代促進國家機電 類事業(yè)發(fā)展的鍛煉。環(huán)顧外國帶式揄送傳動裝置的飛速發(fā)展水平，確實超出我國的水平，不可否認(rèn)國外 帶式揄送機技術(shù)上所存在的差距，所以該選題的研究意義不言而喻，經(jīng)過我三年對機械 知識的學(xué)習(xí)以及生產(chǎn)實習(xí)，我對機械行業(yè)有了更深刻的認(rèn)識和理解，看到了機械工業(yè)在 國民經(jīng)濟中的重要地位。機械制造是我國工業(yè)領(lǐng)域的重要組成部分，而帶式輸送機也在 很多工業(yè)生產(chǎn)中起到了重要作用。所以設(shè)計出一種新型的帶式輸送機對于生產(chǎn)技術(shù)的提 高會有一

4、定的推動力。研究圍主要是傳動方案的選擇，電動機，傳動比的分配，以及計算傳動裝置的運動， 古輪的設(shè)計計算，軸的設(shè)計計算，鍵連接和聯(lián)軸器的選擇等等。技術(shù)參數(shù)主要是，揄送帶拉力F(N), 輸送帶速度v(m/s),滾動直徑D(mm)等等。 機械設(shè)計課程設(shè)計是在完成機械設(shè)計課程學(xué)習(xí)后的一次重要的實踐部分，是高等院校對 學(xué)生專業(yè)能力的一次較全面的設(shè)計能力訓(xùn)練，也是對機械設(shè)計課程的全面復(fù)習(xí)和實踐。 其目的是培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的設(shè)計的設(shè)計思想，訓(xùn)練綜合運用機械設(shè)計，結(jié)合生產(chǎn)實際 分析和解決工程實際問題的能力，鞏固，加深和拓展有關(guān)機械設(shè)計方面的知識。本課題要解決的主要問題包括，機頭傳動裝置的驅(qū)動改善，傳動的優(yōu)化。

5、正文：1.確定傳動方式1.1 適用企業(yè)車間及礦山井做工不大1.2 結(jié)構(gòu)簡單成本不高制造方便并有過載保護功能1.3 傳動方案由電動機V帶輪圓柱齒輪減速器鏈傳動聯(lián)軸器 滾筒揄送帶1.4 特點：古輪相對于軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大 的剛度。初步確定傳動系統(tǒng)總體方案如：傳動裝置總體設(shè)計圖如下圖所示。選擇鏈傳動和二級圓柱直齒輪減速器（展開式）。傳動裝置的總效率T直齒圓柱古輪傳動（7級精度）效率（兩對）為T=298.0滾動軸承傳動效率（四對）為n .二499.0彈性聯(lián)軸器傳動效率T）$二99鏈傳動的傳動效率為n =0. 96Ti = n , T1 , Ti , T1 4=0. 9

6、6X0. 994 X0.982 X0.99 =0. 86其傳動方案如下:設(shè)計帶式運輸機傳動裝宵（簡圖如下）X fr1 V帶傳動2 運軸沿3單級斜齒質(zhì)I柱齒輪減速甥4瑕軸照5電動機6卷筒原始數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)編號1231n 0678運輸帶了作拉力F/N15002200230025002600280033001000運輸帶工作速廈v/ （an/s）1. 11. 11. 1I. 11. 1I. 1L21.6卷筒直徑D/mni2202 10300400220350350400采用V帶傳動不齒輪傳動的組合 即可滿足傳動比需求 同時由于帶傳動具有良好 的緩沖 吸振性能。適應(yīng)大起動轉(zhuǎn)矩工程要求，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使

7、用維護方便。2.電動機的選擇2.1 電動機類型的選擇：Y系列封閉式三相異步電動機（工作要求：連續(xù)工作機器）2.2 電動機功率選擇：據(jù)書中的輸送機的參數(shù)表知：工作滾筒的拉力FM. =F*V帶式揄送機可取丁產(chǎn)0.96電動機至工作機的總效率ti=0. 84電動機所需工作功率為：Pd =Ph./ ti =3. 616 kw2.3 3確定電動機轉(zhuǎn)速:計算滾筒工作轉(zhuǎn)速：nIO。 r/min2.4 確定電動機型號綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量及減速器的傳動比，可知電動機型號Y112M-4比較適合，額定功率為P相4kW,滿載轉(zhuǎn)速n電切=1440 r/mino型號同步轉(zhuǎn)速額定功率滿載轉(zhuǎn)速培轉(zhuǎn)特矩 額定轆最

8、大轉(zhuǎn)矩 領(lǐng)定轉(zhuǎn)短質(zhì)量/kgY112M-4150017 min414402. 22.3433傳動裝置3.1 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動可得傳動裝置總傳動比：由選定的電動機滿載轉(zhuǎn)速n加和工作機主動軸轉(zhuǎn)速nh.,總傳動比為 i = n/n0. = 1440/62. 97 = 22. 87高速軸的傳動比i,低速級的傳動比i,，取鏈傳動比i 3=2取減速箱的傳動比i 4二i/i 3=22. 87/2=11,435根據(jù)指導(dǎo)書得i產(chǎn).3-1.4兒則i尸4, i2 = i4/i,=2. 863.2 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)各軸轉(zhuǎn)速n (r/mi n)高速軸I的轉(zhuǎn)速nI = 1440 r/min中間軸

9、 II 的轉(zhuǎn)速 n . =n. /i j =360 r/min低速軸川的轉(zhuǎn)速n3 =n2/i 2=125. 87 r/min滾筒軸IV 的轉(zhuǎn)速 n4=n3/i =62. 94 r/min74-73 Q誤差e二二0.004在誤差允許圍.23.9各軸的揄入功率(kW)電動機的額定功率為p“，二4KW直指圓柱齒輪傳動(7級精度)效率為tI3=0.98 彈性聯(lián)軸器傳動效率”4二0.99帶式揄送機的傳動效率為ti產(chǎn)0.96滾動軸承傳動效率為T 2 =0. 98各軸的揄入轉(zhuǎn)矩T (N m)4.齒輪的設(shè)計計算4.1 選擇齒輪材料及精度等級小吉輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，硬度為220-250HBS,大齒輪選用45鋼正火

10、硬度為170-210HBSo 由課本得,d12 6712kT1 (u+1) / 0 du a HP2 1/3確定有關(guān)參數(shù)如下傳動比i齒二u=4. 2由課本圖取Qd=1轉(zhuǎn)矩 TI =9550 XP1/n1 =9550X2. 14/1445 =14143. 25N m載荷系數(shù)k由課本取k=1.2許用接觸應(yīng)力oHP 由課本查得a HI iml =61 OMpa HI im2=500Mpa由課本公式知ZN1=1ZN2=1. 13aHP1=0.9aHI im1 = X610Mpa=61 OMpaa HP2=0. 9aHI im2=1. 13X500Mpa=565Mpa取HP=565Mpa故得d12 67

11、12kT1 (u+1) / 0 du a HP 2 1/3= 6712X1.2X14143. 25X (7. 73+1 )/1.2X7. 73X5652 1/3mm=28. 24mm取d1=30mm 4.2確定齒輪傳動主要參數(shù)及幾何尺寸 模數(shù) m=d1/Z1 =30/20=1.2mm 取標(biāo)準(zhǔn)值四二1.5分度圓直徑 d1 =mZ1 =1.5X20=30mmd2=mZ2=1.5X152=228mm 傳動中心距a=m(Z1+Z2)/2=1.5(20+152)/2=129mm音寬 b2=b= 0dXd1=1.2X 30 = 36mmb1=b2+5mm=41mm臉?biāo)愎泡唸A周速度V #= n d1 n1

12、/60 X1000=3.14 X 30 X1445/60 X1000=2. 27m/s選苦輪傳動精度等級8級合宜校核齒根彎曲疲勞強度由課本得, aF= (2kT1 /d1mb) YFS1aF1確定有關(guān)參數(shù)和系數(shù)。4.2 許用彎曲應(yīng)力有課本得，a J 產(chǎn)=-WPa = 162 MPa力 1.30.07d, 故取h=4mm,則軸環(huán)處的直徑d5*=56mm。軸環(huán)寬度b21.4h,1=10mmo5. 3. 2.軸承端蓋的總寬度為10mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定)。根據(jù)軸 承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間 的距離I=30mm,故l2-3=40mm。5.

13、 3. 3.取齒輪距箱體壁的距離a=12nim,考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體壁一段距離s,取sHOrnm,已知滾 動軸承寬度T=16mm,大齒輪輪轂長度L=55mln,則=7 + +C55 -53) = (16+ 10 4-12+ 2)mm = 40”至此，已初步確定了軸的各段和長度。5. 3. 4軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按dr由機械設(shè)計課程設(shè)計手冊 查得平鍵截面b*h=14mm*9mm,鍵槽用鍵楮鐵刀加工，長為45mm，同時為了保證齒輪與 軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪毅與軸的配額為H7/n6：同樣，半聯(lián)軸器與軸 的連接，選用

14、平鍵為12mm*8mm*50nlm,半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。滾動軸承與軸的 周向定位是由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為6m.5. 4求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖。作為簡支梁的軸的支撐跨距L2+L3=44. 6mm+44. 6mm=89. 2mm, o根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭能圖中可以看出截面C是軸的危險截面?，F(xiàn)將計算處 的截面C處的HM、VM及M的值列于下表。載荷水平而H垂直面V支反力F尸刎=l369MEwn = l369NEw產(chǎn) I33Mw2=-3O3N彎矩”Mn =61057 N nivTMvl =593I8jV

15、-ww.jV/V2 =-13514-niw.總彎矩% = 85127 N，min 、x = 62535N，Hint扭矩了7 =282。（川，5. 5按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面C）的強 度。根據(jù)上表數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取6.0二a,軸 的計算應(yīng)力前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機械設(shè)計表11.2查得。一1二60MPa, 因此。c。-1,故安全。5. 6精確校核軸的疲勞強度5. 6. 1判斷危險截面截面A, II, lll,B只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均 將削弱軸的疲勞強度

16、，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強度較為寬裕確定的，所以截面 A, II, III,B均無需校核。從應(yīng)力集中對軸的疲勞強度的影響來看，截面IV和V處過盈 配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來看，截面C上的應(yīng)力最大。截面V的應(yīng) 力集中的影響和截面IV的相近，但截面V不受扭矩作用，同時軸徑也較大，故不必做 強度校核。截面C上最然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集 中均在兩端），而且這里軸的直徑最大，故截面C也不必校核。截面VI顯然更不必校核。 截面IV為危險截面，截面IV的左右兩側(cè)均需校核。5. 6. 2截面IV左側(cè)抗彎截面系數(shù) W=0.1d3=0.1 X453 =9112. 5

17、mm3抗扭截面系數(shù) WT=0. 2d3=0, 2 X453=18225mm3截面IV左側(cè)的彎矩M為M=M, X （44. 6-26） /44. 6=35501 N. mm截面IV上的扭矩T為T=282000N. mm截面上的彎曲應(yīng)力。b=M/W=3. 9MPa截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力Tt=T/Wt=15. 47MPa彎曲正應(yīng)力為對稱循環(huán)彎應(yīng)力，（Jm=0,扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈沖循環(huán)應(yīng)力，軸的材料為45鋼，調(diào)制處理。由書表查取。因r/d=2. 0/45=0. 04, D/d=48/45=1.07, 可查得又由機械設(shè)計圖2.8并經(jīng)插值可得軸的材料的敏性系數(shù)為故有效應(yīng)力集中系數(shù)為由機械設(shè)計查圖2.9 , 。二0

18、.75;由附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) t=0.76 軸 按磨削加工，由ob=640MPa,查圖得，3 a = 3 t=0.92o軸未經(jīng)表面強化處理，即 =1,則綜合系數(shù)為已知碳鋼的特性系數(shù)于是，計算安全系數(shù)值，則故可知其安全。(截面IV右側(cè)方法同，證明略)繪制軸的工作圖,如卜:6.鍵連接設(shè)計6. 1帶輪與輸入鍵的選擇軸徑d二25.輪轂長度L二35mm，查手冊，選A型平鍵，其尺寸為b=8mm, h=7mm, L=28mm(GB/T 1095-2003)6. 2.揄出軸與齒輪間鍵的選擇軸徑d=48mm,輪轂長度L=45mm,查手冊，選A型平鍵，其尺寸為b=14mm, h=9mm, L=45mm(GB

19、/T 1095-2003)6. 3.揄出軸與聯(lián)軸器間鍵的選擇軸徑d=38mm,輪轂長度L=50mm,查手冊，選A型平鍵，其尺寸為b=12mm, h=8mm,L=50mm(GB/T 1095-2003)7 .箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計減速器的箱體采用鑄造(HT200)制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量，大 端蓋分機體采用H7/is6配合.7. 1機體有足夠的剛度在機體為加肋，外輪廓為長方形，增強了軸承座剛度。8. 2考慮到機體零件的泄滑，密封散熱。因其傳動件速度小于12m/s,故采用浸油泗油，同時為了避免油攪得沉渣濺起，齒 頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH大于40mm為保證機蓋與機座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的

20、 寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為63V9. 3機體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性.鑄件壁厚為8mm,圓角半徑為R=5。機體外型簡單，拔模方便.10. 4對附件設(shè)計11. 4.1視孔蓋和宛視孔在機蓋頂部開有寬視孔，能看到傳動零件吉合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便 于能伸入進行操作，宛視孔有蓋板，機體上開窗視孔與凸緣一塊，有便于機械加工出支 承蓋板的表面并用墊片加強密封，蓋板用鑄鐵制成，用M8緊固12. 4.2油螺塞放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放 油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機體外壁應(yīng)凸起一塊，由機械加工成螺塞頭部的支承面， 并加封油圖加以密封。13. 4. 3

21、油標(biāo)油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防 油進入油尺座孔而溢出.14. 4.4通氣孔由于減速器運轉(zhuǎn)時，機體溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機蓋頂部的宛視孔 改上安裝通氣器，以便達(dá)到體為壓力平衡.15. 4. 5位銷為保證剖分式機體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機體聯(lián)結(jié)凸緣的長度方向各安 裝一圓錐定位銷，以提高定位精度.16. 4.6吊鉤在機蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運較重的物體.減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱符號計算公式結(jié)果箱座壁厚Gt = O,U25810箱蓋壁厚di = 0,02。4 3 2 88箱蓋凸豫耳度bt = L5CF,12箝電凸綠斤度b

22、Z)= 1.5(715箱座底凸緣厚 度打% = 15a25地腳螺燈直徑%I. =U.036u+l2Ml 6地卵螺釘數(shù)目查手冊1軸承旁聯(lián)接螺 桂宜徑4=0.75% tfMI2機蓋與機座聯(lián) 接螺栓宜徑*d、= a11機座肋厚I infn = 0.8 STHl = 8軸承端簫外役= D t(5 5. 3) 41158 .泄滑密封設(shè)計對于單級斜齒圓柱古輪減速器，因為傳動裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速 度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于（1.52） X105mm. r/min,所以采用脂泗滑，箱體選用SH0357-92中的 50號潤滑，裝至規(guī)定高度。油的深度為H+%, H=30 h,=34o所以H+M=30+34=64其

23、中 油的粘度大，化學(xué)合成油，泗滑效果好。從密封性來講為了保證機蓋與機座連接處密封，凸緣應(yīng)有足夠的寬度，連接表面應(yīng) 精刨，密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣連接螺柱之間的距離不宜太大，并均勻布置, 保證部分面處的密封性。軸承端蓋采用嵌入式端蓋，易于加工和安裝。9 .機頭傳動裝置的驅(qū)動改善9. 1機頭傳動裝置機頭傳動裝置由傳動卷筒、減速器、液力聯(lián)軸器、機架、卸載滾筒，清掃器 組成。機頭傳動裝置是整個揄送機的驅(qū)動部分，兩臺電機通過液力聯(lián)軸器、減速器 分別傳遞轉(zhuǎn)距給兩個傳動滾筒（也可以用兩個齒輪串聯(lián)起來傳動）。用齒輪傳動 時，應(yīng)卸下一組電機、液力聯(lián)軸器和驅(qū)動榆送機運行的動力源。其作用是把電動 機揄出的轉(zhuǎn)

24、矩，通過聯(lián)軸器和減速器傳遞到榆送機的傳動滾筒上，使之達(dá)到驅(qū)動 揄送帶運行所需的牽引力矩和轉(zhuǎn)數(shù)。9. 2基本結(jié)構(gòu)由電動機、聯(lián)軸器和減速器三部分組成一臺驅(qū)動單元。電動機，常用隔爆鼠籠型電動機，功率根據(jù)需要選定，電壓等級應(yīng)符合采區(qū) 供電電壓，多為660V和1140V,趨向于3300V。聯(lián)軸器，用于聯(lián)結(jié)電動機軸和減速器的高速軸，具有一定的撓性和保安功能。 常用的有彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷齒式聯(lián)軸器等。近年來趨向于選用更安全 可靠的限矩型液力偶合器和調(diào)速型液力偶合器。減速器，根據(jù)驅(qū)動輸送帶所需的牽引力矩、運行速度和工作條件選用，大多 為多級硬齒面漸開線齒輪傳動，也有是圓弧齒齒輪傳動。近年來有選用體積小

25、、 重量輕、傳動比圍廣的行星齒輪傳動的趨向。為便于驅(qū)動裝置的總體布局，減速 器的輸入軸和輸出軸的位置有相互呈平行和垂直兩種形式。9.3類型按驅(qū)動方式可歸納為集中驅(qū)動、分散驅(qū)動、中間助力驅(qū)動三種類型。集中驅(qū)動，由單臺或多臺驅(qū)動單元集中裝在帶式輸送機的某適當(dāng)部位（如頭 部、尾部等），聯(lián)結(jié)一個或數(shù)個傳動滾筒驅(qū)動揄送帶運行。無論是采用單臺還是多 臺驅(qū)動單元集中驅(qū)動，輸送帶上承受的最大力均相同，后者只是將驅(qū)動總功率分 解，由多臺功率較小的驅(qū)動單元集中在一起協(xié)力驅(qū)動，對于大驅(qū)動功率的帶式輸 送機，它可減少驅(qū)動點所需的空間尺寸，有利于在井巷環(huán)境中使用。這種驅(qū)動方 式必須是：各驅(qū)動單元的揄出轉(zhuǎn)數(shù)保持同步；各驅(qū)動單元的功率分配基本平衡；具 有良好的可控起動性能。分散驅(qū)動把若干臺驅(qū)動單元分別設(shè)置在帶式輸送機的機頭和機尾，其驅(qū)動功 率由各驅(qū)動單元分別承擔(dān)。這種分散驅(qū)動的方式適合于輸送量大、運距長、功率 消耗大的帶式輸送機。其揄送帶承受的最大力比集中驅(qū)動方式低，同時傳動部安 裝空間小，產(chǎn)品的通用性強。中間助力驅(qū)動，驅(qū)動裝置除設(shè)置在機頭外，按實際需要，在揄送機沿線若干 預(yù)定位置分別設(shè)置驅(qū)動裝置，使每個驅(qū)動單元只牽引一段運距的輸送