DYS80移動伸縮帶式輸送機設計【含19張CAD圖紙】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 DYS80移動伸縮帶式輸送機設計 本 科 畢 業(yè) 設 計 題目： DYS80移動伸縮帶式輸送機設計 學 院： 姓 名： 學 號： 專 業(yè)： 年 級： 指導教師： 中文摘要 本文在參考一般輸送機設計基礎上，分析了常見的小型帶式輸送機特點，設計了一套集伸縮、移動、變幅三種功能合一的單元組合式傳動輸送機創(chuàng)新設計方案，尤其對伸縮方案進行了細致的分析和討論。 文章首先介紹了國內外帶式輸送機的發(fā)展狀況、輸送機發(fā)展趨勢和設計目的和意義，分析了常見的伸縮輸送機的伸縮形式以及用以實現(xiàn)伸縮的傳動形式。設計是基于QD80輕型帶式輸送機設計方法，其中部分零部件從QD80輸送機零部件種選用，伸縮機構為自行設計，采用螺母螺桿傳動形式達到輸送機伸縮目的，通過計算確定了伸縮機構的相關參數(shù)，對輸送機的各種運動狀態(tài)進行了模型簡化與受力分析，計算結果保證一些極限情況下的機構的安全性。設計了一套通過電機、齒輪減速帶動螺母螺桿運動的傳動機構。 本文也對移動、變幅做了相關設計計算，對設計一些零部件采用了采購或定制的方式并對移動輸送機的創(chuàng)新和改進做了展望，特別提出今后可能具有良好發(fā)展前途的改進設想。 關鍵詞：帶式輸送機 伸縮 移動 變幅 Design of DYS Telescopic Mobile Belt Conveyor Abstract This paper based on the design for ordinary belt conveyor, analyzed the characteristic of common small belt conveyors, designed a unit combined transmission conveyor innovative plan which integrated three functions such as telescopic, mobile and change angle, especially did a careful analysis and discussion on telescopic plan. The paper first introduced the developing situation of belt conveyor at home and abroad and the trend of its development and design purpose and significance, analyzed common telescopic and transmission form in telescopic conveyor. The design process was based on the method of QD80 small belt conveyor, some part of parts were selected from QD80 standard parts, the telescopic agency used screw nut transmission form to achieve the conveyor to expand and contract, relevant parameters were confirmed by calculation. Design a transmission agency with electric motor and gears to drive screw nut agency. The paper also calculated parameters of mobile and change angle functions, some parts would be purchase or have custom-made, and had expectation on future innovation and improvement. Key words: Belt-conveyor telescopic mobile change-angle 目 錄 封面 1 中文摘要 2 Abstract 3 目 錄 4 1、引言 1 1.1 國內外帶式輸送機的發(fā)展狀況 1 1.2 帶式輸送機發(fā)展趨勢 1 1.3 設計帶式輸送機的目的和意義 1 2、總體方案確定 1 2.1 設計方向 1 2.2 方案選擇 1 2.2.1 子母機架式（抽屜式） 1 2.2.2折疊式 2 2.2.3大型輸送機式 2 2.2.4云梯式 2 2.3伸縮傳動系統(tǒng)選擇 3 2.3.1人工手動 3 2.3.2液壓傳動 3 2.3.3機械傳動 3 3、輸送機設計計算 4 3.1原始數(shù)據(jù)及工作條件 4 物料名稱和輸送能力 4 成件物品單位重量 4 輸送機布置形式及主要尺寸 4 給料點，卸料點的數(shù)目和位置 5 工作環(huán)境 5 輸送物品的特殊要求 5 3.2輸送帶速度原則 5 3.3輸送帶帶寬計算 5 3.4輸送能力計算 5 3.5輸送機功率計算 6 傳動滾筒功率計算 6 電動機功率計算 7 最大張力計算 7 輸送帶層數(shù)計算 7 4、部分零部件的選用 8 4.1 輸送帶的選擇 8 4.2 驅動裝置選用 8 4.3托輥的選用 9 4.3.1 平行上托輥 9 4.3.2 平行下托輥 10 4.4改向滾筒的選用 10 5、伸縮機構設計 11 5.1機構的設想 11 5.2螺母螺桿機構 11 5.3選用材料 11 5.4相關數(shù)據(jù)計算 11 5.4.1原始數(shù)據(jù) 11 5.4.2 耐磨性 11 5.4.4 螺桿強度 13 5.4.5 螺紋牙強度 14 5.4.6 螺桿穩(wěn)定性 14 5.4.7 螺桿的剛度 15 5.4.8 螺桿的橫向振動 16 5.4.9 動力計算 16 5.4.10 螺母螺桿裝置布置 16 5.4.11 聯(lián)結螺母和伸長架的螺栓選擇 17 6、螺桿減速裝置 18 6.1螺桿減速裝置簡述 18 6.2 選用電動機型號 18 6.3 減速齒輪設計 18 6.4 設計計算 18 6.4.1原始數(shù)據(jù) 18 6.4.2 選擇材料，確定試驗齒輪的疲勞極限應力 18 6.4.3 接觸強度初步確定中心距，并初選主要參數(shù) 19 6.4.4 校核齒面接觸疲勞強度 20 6.4.5 校核齒輪彎曲疲勞強度 22 6.5.6 齒輪主要參數(shù) 23 7、齒輪傳動聯(lián)動部件設計 24 7.1 聯(lián)動部件 24 7.2 小齒輪結構設計 24 7.2.1初步估算軸徑 24 7.2.2 小齒輪外型與制造形式 24 7.3 選用聯(lián)軸器 25 7.4 小齒輪用滾動軸承 26 7.4.1原始數(shù)據(jù) 26 7.4.2軸承選用與壽命計算 26 7.5 小齒輪強度校核 26 7.6 螺桿軸承選用 27 7.6.1已知數(shù)據(jù) 28 7.6.2 壽命計算 28 7.7 軸承座 29 7.8 傳動鍵設計 29 7.9 重新校核螺桿強度 29 8、輸送機機架設計 30 8.1 機架的要求 30 8.2 機架的材料選擇 30 8.3 機架形式與零件布置 31 8.3.1輸送機橫截面布置設計 31 8.3.2 輸送機側面布置設計 31 8.4 機架質量估算 31 9、設計計算鉸支和液壓缸相關數(shù)據(jù) 32 9.1輸送機整體重量估算 32 表9.1質量估算表 32 9.2 輸送機支撐架形式 32 9.3 固定鉸支座和液壓缸受力分析和安裝位置設計 33 9.4 伸長架穩(wěn)定性計算 34 9.5 定制液壓缸 34 10、工業(yè)腳輪、伸長架用滑輪及其他產(chǎn)品參考數(shù)據(jù) 35 11、主要結論 36 12、結束語 38 參 考 文 獻 39 致 謝 40 40 1、引言 1.1 國內外帶式輸送機的發(fā)展狀況 國外帶式輸送機發(fā)展很快，一方面是功能多元化，功能擴大化。另一方面是帶式輸送機本身有了巨大發(fā)展。我國生產(chǎn)帶式輸送機品種繁多，許多項目取得重大突破。但國內外帶式輸送機技術仍然有較大技術差距。高新技術和傳統(tǒng)產(chǎn)品相結合方面國內產(chǎn)品沒有國外有優(yōu)勢。 1.2 帶式輸送機發(fā)展趨勢 近年來帶式輸送機發(fā)展的趨勢是：大運量、長距離、大傾角、多品種。與其他高新技術相結合，開發(fā)出多功能的機型。 1.3 設計帶式輸送機的目的和意義 伸縮皮帶輸送機普遍應用于港口、碼頭、車站、機場、倉庫、礦山、郵電、電器、輕工、食品等行業(yè)。完成物品的傳輸、裝卸工作。極大地提高工作效率，降低勞動強度，減少貨物的操作率，縮短裝卸時間，是企業(yè)降低產(chǎn)品成本，投資成本低，提高效率和產(chǎn)品質量的有效設備。 2、總體方案確定 2.1 設計方向 傳統(tǒng)小型皮帶輸送機要么固定某處位置不能移動，要么可以移動但只能水平方向輸送貨物，也有可移動能向上輸送的機型。這些輸送機都有一個共同的特點，輸送距離固定不變，基于上述帶式輸送機發(fā)展趨勢，我考慮將移動、傾斜、伸縮三個特點集中在同一臺輸送機中，達到多功能效果。 2.2 方案選擇 查閱相關資料后發(fā)現(xiàn)，實現(xiàn)移動容易，傾斜不難，惟有伸縮這個特點是較難實現(xiàn)。膠帶必須折疊隱藏在輸送機某處，待輸送機伸長時使用。 移動方案用輸送機底部安裝滾輪容易實現(xiàn)，傾斜可仿照吊車原理，使用一個液壓系統(tǒng)實現(xiàn)。伸縮方案現(xiàn)有多種： 2.2.1 子母機架式（抽屜式） 設計把輸送機機架制造成兩個部分，一部分是主體，另一部分是伸長部分，可活動。需要伸長時則伸出移動部分，可達到伸縮目的。 圖2.1 2.2.2折疊式 設計機架類似于衛(wèi)星上的太陽能帆板形式，上下對稱，機架可以折疊，當機架打開，輸送距離伸長，可以達到伸縮目的。 圖2.2 2.2.3大型輸送機式 設計特殊軌道和接頭，一般用于大型輸送機。 圖2.3 2.2.4云梯式 類似消防車的云梯結構，在消防車應用非常廣泛，伸縮范圍大，可達幾十米甚至上百米。 圖2.4 此外還有褡褳式、疊羅漢式、電磁式等等。 比較這幾種方案，折疊式結構簡單、使用方便、用途廣泛、制造容易，但機構較多，成本相對消耗大。大型輸送機局限較大，使用范圍不是很廣泛。云梯式是一種比較理想的方案，機構相對復雜。相比之下，抽屜式結構簡單，制造方便，可操作性強，能夠相對容易滿足設計的伸縮、移動、變幅三個要求。本設計決定選用子母式（抽屜式）方案。 2.3伸縮傳動系統(tǒng)選擇 由于子架嵌套在母架內部，待需要時方伸出。主要考慮了三種傳動方式： 2.3.1人工手動 靠人力伸縮，只要設計合適的，符合人機工程的運動因素，可以考慮。 2.3.2液壓傳動 在母架內置一液壓缸，由液壓控制系統(tǒng)伸縮子架，是一種理想的方案。 2.3.3機械傳動 有兩種選擇，一是蝸輪蝸桿式，二是螺母絲杠式，將蝸輪或螺母固定在子架上隨蝸桿或絲杠移動。 根據(jù)自動化生產(chǎn)要求，人工手動可以排除，費時費力并伴有一定危險性。液壓傳動與機械傳動都可以作為伸縮傳動形式。本設計考慮使用機械傳動。 蝸輪蝸桿在傳動過程中有一個重大缺陷，隨著伸長架的伸出，中心偏移會是蝸輪和蝸桿咬合不充分。如果要滿足伸縮要求，機構會設計的非常復雜。蝸輪蝸桿可用在中型、多節(jié)伸縮輸送機中作伸縮裝置。螺母螺桿機構可以解決蝸輪蝸桿，螺母螺桿也可以用作傳遞力的用途，本設計考慮使用螺母螺桿機構作伸縮機構。 3、輸送機設計計算 YD移動帶式輸送機市面上很常見，各種類型琳瑯滿目。我查找了部分資料，對于移動輸送機的設計手冊或設計資料很少見到，通過互聯(lián)網(wǎng)搜索相關關鍵詞，也沒有什么重要的信息?，F(xiàn)在通用的設計手冊所寫內容多是ISO或國家標準化的產(chǎn)品，即是用于運輸煤炭、礦石等散狀物品的DTⅡ型通用帶式輸送機。 該類產(chǎn)品屬于大型機械設計產(chǎn)品，不適用于倉庫、郵局、物流場所設計使用，經(jīng)過多方面考慮，決定參考QD80輕型帶式輸送機相關設計資料，作為本設計設計計算依據(jù)。 輕型帶式輸送機是一種用途很廣的連續(xù)輸送設備，適用于輸送各種散狀或成件物品。原化工部起重運輸設計技術中心站組織了12個設計、生產(chǎn)單位參加的輕型帶式輸送機聯(lián)合設計組，于1980年完成了QD80輕型固定帶式輸送機系列設計。 QD80輕型固定帶式輸送機是為化工、輕工、食品、糧食、郵電等部門設計的通用固定連續(xù)輸送機，可輸送各種散狀物料和成件物品。 3.1原始數(shù)據(jù)及工作條件 物料名稱和輸送能力 本輸送機適用于包裝品、箱體等件貨，不能用于散貨類輸送。尤其適用市面上常見的食品包裝物，例如帶裝大米。輸送量定為1000件/h。 成件物品單位重量 本輸送機單位重量上限為490.5N/件，即50kg（100斤）/件。 輸送機布置形式及主要尺寸 圖3.1輸送機整體布置示意圖 驅動滾筒安裝在輸送機中部。主機長5m,伸長后可達8m，最大變幅為15度。 輸送帶允許最大傾角見下表 表3.1成件物品傾斜輸送許用角度表 成件物品 紙袋 塑料袋 麻袋 紙箱 不包裝 郵包、面粉、食品、香煙、洗衣粉、化肥、碳黑、陶土、袋裝化工原料及產(chǎn)品 輪胎、膠鞋、陶瓷制品、各種工業(yè)半成品 16° 18° 20° 16° 12°～18° 給料點，卸料點的數(shù)目和位置 一般情況下在頭尾給料卸料即可，如有必要在輸送機中間任意點也行，注意人為操作的安全性。 工作環(huán)境 輸送機可以在室內使用也可以在室外露天場，天氣晴朗或多云環(huán)境下所使用，保持干燥、清潔、無塵環(huán)境。溫度一般在-10～40度之間。 輸送物品的特殊要求 腐蝕性、油性、毒性物品一般不得使用，其他要求無。 3.2輸送帶速度原則 輸送成件物品時，一般帶速V=0.25～1m/s，本設計選擇帶速為1m/s。 3.3輸送帶帶寬計算 對于成件物品，帶寬B一般應比被輸送物品的橫向尺寸大50～100mm,但對重心低的大件物品（如輪胎等）允許帶寬等于或小于物品橫向尺寸。 QD80型輸送機對單位長度載荷有規(guī)定，見下表： 表3.2單位載荷 帶寬B，mm 300,400 500,650 800,1000,1200 允許單位載荷[q] N/m 150 300～400 500～600 本設計初定單件物品質量上限M=50 Kg，即重量G=490.5N。因此，選用帶寬為B=800mm的輸送帶。 3.4輸送能力計算 成件物品運輸能力 n——最大輸送能力 ，件/h T——物品在輸送帶上的凈空間距，m b——沿輸送方向的物品長度，m ——裝載系數(shù)，一般取0.5～0.9 v——帶速 由于成件物品種類繁多，尺寸變化大，為簡化設計，考慮輸送時單件物品占輸送機長度為1m，兩件物品相隔2m，以方便工作人員操作，所以同一時刻內在輸送機上最多存在三件物品。 T+b=3m v=1m/s 取0.9 件/h，大于初定的1000件/h，滿足設計要求。 3.5輸送機功率計算 傳動滾筒功率計算 ——傳動滾筒功率，KW ——空載功率，KW ——水平負載功率，KW ——垂直負載功率，KW ——托輥阻力系數(shù)，KW ——除物料外，輸送機單位長度內所有運動部件質量之和，Kg/m ——帶速 ——傳動滾筒至頭部滾筒的水平中心距，m ——中心距修正值，m 取=49m ——垂直提升高度，m ——輸送量，t/h 查 說明，此功率計算公式是按散狀物料計算，得出的結果對運輸成件物品來說應該是富余的。 電動機功率計算 ——電動機功率，KW ——傳動滾筒軸功率，KW ——傳動總效率，取5 ——備用系數(shù)， 最大張力計算 ——最大工作張力，N ——驅動系數(shù) 計算時以包角代入，查光面滾筒，干燥環(huán)境 輸送帶層數(shù)計算 ——輸送帶帶芯層數(shù)，層 ——最大工作張力，N ——安全系數(shù)，取n=8 ——輸送帶帶寬，mm ——帶芯徑向扯斷強度，N/(mm層) QD80輕型帶式輸送機擁有配套的薄型橡膠輸送帶使用，運送成件物品使用的芯層一般可用棉帆布芯、維綸芯或尼龍芯。維綸芯及尼龍芯輸送帶質量好、價格底。薄型帶技術參數(shù)見下表： 表3.3輸送帶參數(shù)表 帶芯種類 棉帆布芯 維綸帆布芯 尼龍減層芯 徑向扯斷強度σ N/(mm×層) 18 25 35 56 36 50 70 112 224 每層厚度 mm 0.5 0.56 0.85 1.2 0.4 0.5 0.6 0.85 1 考慮棉帆布芯的四種不同的類別，分別計算層數(shù)。 CC-18 層 CC-25 層 CC-35 層 CC-56 層 通過計算，不妨選擇CC-18作為輸送帶帶芯，層數(shù)至少為2。 4、 部分零部件的選用 QD80型帶式輸送機有許多配套的零部件供設計者選用，其產(chǎn)品都可以在市場購買，本設計亦選擇相關產(chǎn)品，節(jié)省設計成本。 4.1 輸送帶的選擇 設計選用帶寬B=800mm,芯層選用棉帆布芯，代號CC-18，相關參數(shù)見下表 表4.1棉帆布芯參數(shù)表 帶芯類別 芯層 覆蓋膠厚度 輸送帶寬度 輸送帶總厚度 mm 質量 扯斷強度×層數(shù) N/mm 厚度 mm 上膠 mm 下膠 mm 800mm 最大工作張力,KN 棉帆布 18×2=36 1.0 1.5 1.5 2.88 4 1.59 定貨長度L>2×8=16m，不妨選用20m，其整體重量。薄型輸送帶可采用熱流化或冷膠接頭，使用時可交廠家技術人員操作。 4.2 驅動裝置選用 QDF風冷電動機是專為QD80輕型帶式輸送機配套設計的，采用行星擺線針輪減速傳動，結構緊湊、運轉平穩(wěn)，體積小，重量輕，可按型號向相關生產(chǎn)廠家直接購買。 本設計機型較小，故直接采用驅動滾筒傳動，不再使用傳動滾筒。 計算得電動機功率是1.435KW，選用P=1.5KW，名義轉矩,滾筒直徑D=320mm,參考質量為W=160Kg。 QDF風冷電動滾筒安裝尺寸示意圖 圖4.1電動滾筒示意圖 下表為電動滾筒相關參數(shù) 表4.2電動滾筒參數(shù)表 帶寬B D L L1 L2 l H h b d 800 φ320 900 1100 240 190 95 40 60 φ20 4.3托輥的選用 托輥用來承托皮帶，根據(jù)設計機型考慮，本設計為小型輸送機，運輸物品為成件物品，運輸數(shù)量和受沖擊情況都比較理想，可人為控制。 4.3.1 平行上托輥 圖4.2上托輥示意圖 平行上托輥相關參數(shù) 表4.3平行上托輥參數(shù)表 帶寬B L A H l l1 l2 d 允許最大載荷，N 質量Kg 圖號 800 1060 1010 130 900 110 140 φ75 2100 17.45 QDC51 4.3.2 平行下托輥 圖4.3下托輥示意圖 平行下托輥相關參數(shù) 表4.4平行下托輥參數(shù)表 帶寬B L1 A l h b d 允許最大載荷，N 質量Kg 圖號 800 964 924 900 62 50 φ76 2100 12.7 QDC52 考慮到有些成件物品尺寸小，質量大，為能保證安全輸送，上托輥間距選用350mm，預計使用22個，主機架14個，伸長架8個。下托輥使用四個，伸長架一個，主機架三個。 4.4改向滾筒的選用 根據(jù)設計要求，應選用三個改向滾筒，選用D=164mm，L=900mm的改向滾筒，單件重45.5Kg,按要求安裝。 圖4.4改向滾筒示意圖 改向滾筒相關參數(shù)見下表 表4.5改向滾筒參數(shù)表 帶寬B L D L1 d b 允許最大負荷N 質量Kg 圖號 800 900 164 1004 φ35 26 7000 45.5 QDB52 5、 伸縮機構設計 5.1機構的設想 伸縮機構的設計目的的為了完成伸縮運動，而伸縮運動本身可以看作是往復的直線運動。一般實現(xiàn)往復直線運動的機構有液壓缸、柱塞缸、齒輪齒條、蝸輪蝸桿、螺母絲杠等。 液壓傳動是一種理想的傳動方式，機械式傳動也廣泛應用千斤頂、機床當中。這兩種傳動方式都可以作為輸送機伸縮機構傳動裝置，液壓缸市場已有各類產(chǎn)品，可選購符合條件的產(chǎn)品直接安裝，不需要另行設計。 本設計采用機械傳動方式。 5.2螺母螺桿機構 螺旋傳動主要由螺桿和螺母組成，一般用來把旋轉運動變成直線運動，也可把直線運動變成旋轉運動，同時進行能量和力的傳遞?；瑒勇菪钡穆菁y通常為梯形、鋸齒形和矩形，梯形羅紋牙型角α=30度，螺旋副的小徑和大徑處有相等的徑向間隙，螺紋工藝性好，牙根強度高，內螺紋對中性好。采用剖分式（也稱開合式）螺母可調整、消除軸向間隙，梯形螺紋是螺旋傳動中最常用的一種。 蝸輪蝸桿機構用在水平內做往復直線運動亦無不可，當伸長機架伸出時，會使蝸輪蝸桿變位造成咬合不均勻，相比之下螺母套在螺桿上，機構就要簡單一些。 圖5.1螺母螺桿傳動示意圖 5.3選用材料 螺桿材料45鋼，調質230～250HBS； 螺母材料ZQAl9-4,剖分式制造。 5.4相關數(shù)據(jù)計算 5.4.1原始數(shù)據(jù) 按設計條件，螺母在螺桿上的行程L=3000mm，所受軸向力F>2Smax=4490N，同時還要考慮伸長架傾斜時會有一個重力的分力會作用在螺母上，定F=5000N。伸長架伸長速度宜適中，不應太慢，最高轉速。 5.4.2 耐磨性 1.螺桿中徑 ξ——螺紋形式系數(shù)，梯形螺紋 F——軸向力，N ——螺母長度l與螺桿中徑之比，剖分式螺母，取 [p]——許用壓強，MPa。查得滑動速度范圍在0.1～0.2m/s時的許用壓強[p]=7～10MPa,取[p]=7MPa。 2.查GB5796-86,取，公稱直徑，外螺紋小徑，螺距。 3．螺紋導程 Z——螺紋線數(shù)，Z=1 計算螺母移動速度，最高轉速，即，螺母線速度。 螺母在螺桿上的移動時間為。 4. 螺母旋合長度 5. 旋合圈數(shù) ，一般要求旋合圈數(shù)小于10～12，滿足要求。 6. 螺紋工作高度 7. 螺紋表面工作壓強 許用應力 ，校驗合格。 5.4.3 驗算自鎖 1.螺紋升角 2.當量摩擦角 查滑動螺旋傳動的摩擦特性 滑動摩擦系數(shù) ，取 梯形螺紋，牙型半角 當量摩擦系數(shù) 當量摩擦角 反行程自鎖條件 驗算滿足自鎖條件，與設計初衷相符。當輸送架傾斜時，必須自鎖才能保持輸送架穩(wěn)定，否則伸縮就不能實現(xiàn)。 5.4.4 螺桿強度 1.螺旋傳動的轉矩 2.當量應力 3.強度條件 查45鋼調質 螺桿滿足強度條件。 5.4.5 螺紋牙強度 1. 螺紋牙底寬度，梯形螺紋 2. 剪切應力，只驗算螺母 許用剪切應力， 校驗滿足強度。 3.彎曲應力，只驗算螺母 許用彎曲應力， 校驗也滿足強度。 因螺母材料強度通常低于螺桿，因此一般只校驗螺母螺紋牙的強度。 5.4.6 螺桿穩(wěn)定性 1.柔度 ——長度系數(shù) ——螺桿最大工作長度，mm ——螺桿危險截面的慣性半徑，mm 設計螺桿安裝為一端固定，一端可移動。 2. 臨界載荷 3. 校驗 5.4.7 螺桿的剛度 1.軸向載荷F使每個螺紋導程產(chǎn)生的變形 2.轉矩T使每個螺紋導程產(chǎn)生的變形量 G——螺桿材料的切變模量 3.每個螺紋導程的總變形量 當軸向載荷F與運動方向相反時取正號。 4.單位長度變形量 ，安全。 5.4.8 螺桿的橫向振動 1.臨界轉速 L——螺桿兩支承間的距離，取L=3300mm ——支承系數(shù)，查得=3.927 ——密度， 簡化后得 2.工作轉速，同時考慮效率 滿足設計初衷。 5.4.9 動力計算 驅動功率 ——螺旋傳動中主動件上的轉矩， ——螺旋傳動中主動件上的轉速， ——螺旋傳動中移動件的軸向力，N ——螺旋傳動中移動件的線速度，mm/s ——從動力源到螺旋傳動主動件的機械效率，取 ——螺旋傳動的正行程效率， 5.4.10 螺母螺桿裝置布置 螺母螺桿安裝放置在輸送機主機架內部，應當滿足一些條件：不能干涉伸長架的往復運動，不能觸碰輸送皮帶。螺母采用剖分式，外形設計應能夠和伸長架緊密連接。螺桿上應當有限位裝置。螺桿驅動可用電機也可以用液壓馬達，本設計選用電機。 圖5.2螺旋運動機構工作示意圖 5.4.11 聯(lián)結螺母和伸長架的螺栓選擇 采用鉸制孔螺栓聯(lián)接，，螺栓受橫向力作用，設計使用四個M16的鉸制孔用螺栓，性能級別為4.6。 圖5.3螺栓桿聯(lián)接示意圖 已知軸向力為5000N，每個螺栓受力，設， 驗算擠壓強度，，剪切強度， ——螺栓所受工作剪力，N ——螺栓抗剪面直徑（螺栓光桿直徑），mm ——螺栓抗剪面數(shù)目 ——螺栓桿與孔壁接觸受壓的最小軸向長度，mm ——螺栓材料的許用剪切應力，MPa ——螺栓材料和被聯(lián)接件中弱者的許用擠壓應力，MPa 查M16的鉸制孔用螺栓光桿直徑，查螺栓公稱屈服極限，查擠壓安全系數(shù)S=1.2，許用擠壓應力。查剪切安全系數(shù)S=2.5，許用擠壓剪切應力， 校核安全，設計可用。 6、 螺桿減速裝置 6.1螺桿減速裝置簡述 螺桿要做往復的直線運動，而設計是用螺桿的旋轉的運動轉化成直線運動，螺桿旋轉可以用電動機帶動。一般三相異步電動機的轉速較高，通常有3000r/min、1500r/min、1000r/min等，由螺桿設計中設計的轉速為400r/min,因此必須設計一套減速裝置。 螺桿轉速、扭矩，傳動比也已知，如果選用確定的轉速，那么電動機功率也被確定了。推導過程如下： 齒輪減速傳遞中兩齒輪接觸面的傳遞力是不變的， 設大小齒輪直徑分別為，齒數(shù)分別為，傳動比i，小齒輪傳遞的計算轉矩，齒輪傳遞圓周力，齒輪模數(shù)m。 根據(jù)傳遞原理，有，，，， ，假設選用原動機轉速1000r/min，, ,原動機功率。 6.2 選用電動機型號 查電動機相關型號，選取P=0.75KW,名義轉速n=1000r/min，型號Y90S。 6.3 減速齒輪設計 由于傳動比不高，減速設計用一級減速即可，采用直齒圓柱齒輪減速。 6.4 設計計算 6.4.1原始數(shù)據(jù) 已知傳動比，，工作時間30000h 6.4.2 選擇材料，確定試驗齒輪的疲勞極限應力 小齒輪 45鋼，調質，硬度229～286HBS 大齒輪 45鋼，調質，硬度229～286HBS， 大小齒輪精度選為6級。 按MQ級質量標準，查齒輪的齒面接觸疲勞極限， 查齒輪材料的彎曲疲勞強度基本值。 6.4.3 接觸強度初步確定中心距，并初選主要參數(shù) 式中 ——中心距，mm ——齒數(shù)比，，取 ——載荷系數(shù)，取 ——小齒輪傳遞的額定轉矩， ——齒寬系數(shù)，取 ——許用接觸應力， ——接觸強度計算的最小安全系數(shù)，取 ，取。 按經(jīng)驗公式， 取標準模數(shù)， 取 6.4.4 校核齒面接觸疲勞強度 ——計算接觸應力， ——節(jié)點區(qū)域系數(shù) ——材料彈性系數(shù)， ——接觸強度計算的重合度與螺旋角系數(shù) ——分度圓的圓周力，N ——齒寬，mm ——小齒輪分度圓直徑，mm ——齒數(shù)比 ——使用系數(shù) ——動載系數(shù) ——齒向載荷分布系數(shù) ——齒間載荷分布系數(shù) 使用系數(shù) 動載系數(shù) 查6級齒輪精度 計算 查 查 ，查得 代入 計算安全系數(shù) 壽命系數(shù) ：先計算應力循環(huán)次數(shù) 查 潤滑油膜影響系數(shù) ，查得 工作硬化系數(shù)，查得 接觸強度計算的尺寸系數(shù) 一般可靠 ，取 由此可得 6.4.5 校核齒輪彎曲疲勞強度 ——計算彎曲應力， ——齒向載荷分布系數(shù) ——齒間載荷分布系數(shù) ——復合齒形系數(shù) ——彎曲強度計算的重合度與螺旋系數(shù) 查 查 計算安全系數(shù) ——齒輪材料彎曲疲勞強度基本值， ——彎曲強度計算的壽命系數(shù) ——相對齒根圓角敏感性系數(shù) ——相對表面狀況系數(shù) ——彎曲強度計算的尺寸系數(shù) 查 對調質鋼， 由一般可靠度 安全。 6.5.6 齒輪主要參數(shù) 表6.1齒輪參數(shù)表 目 項 稱 名 小齒輪 大齒輪 模數(shù)m 齒數(shù)Z 壓力角 分度圓直徑 齒頂高 齒根高 全齒高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒寬 取 取 中心距 7、 齒輪傳動聯(lián)動部件設計 7.1 聯(lián)動部件 包括大、小齒輪制造形式及主要尺寸，和電動機相聯(lián)的聯(lián)軸器，支撐小齒輪的軸承和軸承座，支撐螺桿的軸承和軸承座，大齒輪傳動鍵選用。設計若無法找到匹配的部件還須自行設計。 7.2 小齒輪結構設計 齒輪與軸是否做成一體取決于齒輪直徑與軸徑之比。 7.2.1初步估算軸徑 ——計算剖面處直徑，mm ——按軸許用應力定的系數(shù) ——軸傳動額定功率，KW ——軸的轉速，r/min 查 A=118～107，取A=115， 考慮安裝聯(lián)軸器需要附加安裝鍵，軸徑增加5%～10%，再考慮與軸承的配合，方便選用標準件，取軸的直徑。 7.2.2 小齒輪外型與制造形式 小齒輪，，按機械設計手冊的設計原則，小齒輪直徑較小，采用鍛造方式，而且齒輪與軸做成齒輪軸形式，見齒輪軸示意圖，其中一些尺寸是為其他零件安裝設計。 圖7.1小齒輪示意圖 7.3 選用聯(lián)軸器 固定式剛性聯(lián)軸器的結構非常簡單，零件數(shù)量少、重量輕、制造容易。如果裝配式能夠保持兩軸精確對中，則工作中會有比較滿意的傳動性能。因此，在一些轉速不高，載荷平穩(wěn)的場合，仍得到廣泛的應用。 套筒聯(lián)軸器是利用一共用套筒以銷、鍵或過盈配合等聯(lián)接方式與兩軸相聯(lián)，如圖所示的是平鍵套筒聯(lián)軸器。 圖7.2 平鍵套筒聯(lián)軸器 用固定式剛性聯(lián)軸器聯(lián)接的兩軸可當作一個剛性的整體，當安裝時調整未達到對中要求或工作過程因軸承磨損等各種原因引起兩軸相對位移時，都將使聯(lián)軸器承受彎矩，產(chǎn)生附加徑向力，增加軸和軸承上的作用力，縮短軸承的使用期。為了減輕這種附加載荷的影響，聯(lián)軸器所聯(lián)兩軸應采用剛性大而且穩(wěn)定的軸承，同時應調整至所聯(lián)兩軸的相對徑向位移在0.002~0.05mm以內，相對角位移在0.05mm/m以內。 套筒常用45鋼制造，對于不重要或低速傳動軸，也可用鑄鐵制造，本設計選用45鋼。 已知數(shù)據(jù)，Y90S電動機轉動軸長50mm，直徑24mm。鍵槽寬8mm,為配合聯(lián)軸器的使用，設計齒輪軸的直徑和電動機一樣也是24mm,開鍵槽寬8mm。 表7.1套筒聯(lián)軸器主要尺寸 軸直徑 d(H7) 許用轉矩 N·m D0 L l C C1 緊定螺釘 GB71-1985 平鍵 GB1096-1979 24 125 40 75 20 1.0 1.0 M6×10 8×28 電動機和小齒輪上的扭矩T=7.16N·m<聯(lián)軸器許用扭矩。故可以認為聯(lián)軸器使用安全。 7.4 小齒輪用滾動軸承 7.4.1原始數(shù)據(jù) 已知小齒輪上的圓周力 徑向力 小齒輪上的作用力 軸徑直徑20mm，軸速，要求軸承壽命大于30000h，可靠性90%。 齒輪采用的是直齒傳動形式，可以認為軸僅徑向受力作用，不受軸向力作用。 7.4.2軸承選用與壽命計算 選用深溝球軸承60000型，查GB/T276-1994，小齒輪軸承載軸承的部分直徑型號61805，外徑，寬，脂潤滑極限轉速，重量。 基本額定靜載荷 基本額定動載荷 單個軸承受支反力 徑向當量動載荷 壽命 ——基本額定動載荷，N ——當量動載荷，N ——壽命指數(shù)，球軸承 ——軸承轉速，r/min 所選軸承滿足條件。 7.5 小齒輪強度校核 圖7.2小齒輪受力示意圖 受力分析 圖7.3齒輪軸扭矩彎矩示意圖 由6.4.3知，，， 按第三強度理論校核 45鋼許用應力，校核安全。 7.6 螺桿軸承選用 螺桿受軸向力作用，因此需選用可承受軸向力的軸承。選用角接觸軸承7000C系列，查GB/T292-1994,螺桿直徑42mm，為配合選用標準件，設計螺桿裝配軸承的部分即軸頸直徑40mm，選擇軸承型號7008C，孔徑40mm,軸承大徑68mm，寬15mm，a=14.7, 基本額定靜載荷,基本額定動載荷,脂潤滑極限轉速，油潤滑極限轉速，重量。 7.6.1已知數(shù)據(jù) 已知大齒輪上的圓周力 徑向力 大齒輪上的作用力 軸徑直徑40mm，軸速，要求軸承壽命大于350h，使用不頻繁，單次最長用時45’，可用28000次，假設每天工作10小時，每一小時伸縮一次，一年3600次，可用7.8年。可靠性90%， 螺桿實際軸向力。 7.6.2 壽命計算 圖7.4螺桿軸零件分布及受力示意圖 軸向力，徑向力，圓周力， 由力學原理，， 。 ，， 軸承作用反力 ，線形插值求， 計算附加力 比較和， 計算壽命，，滿足條件。 7.7 軸承座 根據(jù)設計特點可自行設計軸承座，也可以選用標準件。小齒輪用軸承較小，需要自行設計軸承座，螺桿軸可以選用標準件。查GB/T7813-1987,選用SN型，代號為SN 208,重量W=2.6Kg。推薦自行設計，方便其他零件安裝。 7.8 傳動鍵設計 選用平鍵聯(lián)接，普通圓頭平鍵，驗算擠壓強度。軸徑，大齒輪齒寬。查機械設計手冊，由軸徑，查得鍵的截面尺寸，查GB/T1567-2003,齒輪寬選取，選取鍵的長度。鍵的工作長度，許用擠壓應力。 校核強度，。設計用鍵滿足要求，代號GB/T1567 鍵12×8×36，軸深5mm，轂深3.3mm。 7.9 重新校核螺桿強度 因為選取的電機功率稍大于計算功率，所以作用在螺桿上的圓周力也會有所增加，因此需要重新校核螺桿的強度。 由7.6.1知螺桿實際軸向力，由5.4.2知螺桿直徑和受軸向力的關系為，把帶入可得螺桿最小直徑，設計選用的螺桿直徑，滿足設計要求，相關參數(shù)由F推導出，亦在許用范圍內，校核安全。 8、 輸送機機架設計 8.1 機架的要求 輸送機機架應該滿足輸送機其他部件裝載的要求。有足夠的強度，能夠支撐所有部件的重量；有足夠的空間，裝下所有部件，不會發(fā)生運動干涉。在此基礎上考慮造型美觀、用量合適。 一般移動輸送機的機架沒有相關標準，需要設計人員自行設計，市場上見得比較多的形式是焊接式、整體式。DTⅡ型通用帶式輸送機提供了參考的機架供設計者選用，其基本形式是就是焊接式，如圖8.1，圖8.2所示。 圖8.1 圖8.2 機架也有焊接和整體兩者組合在一起使用的， 圖8.3 選用何種形式的輸送機架應該根據(jù)設計輸送機的大小、輸送量等因素來確定，本設計輸送機機長伸長后達8m，算是比較小的機型。小機型用整體形式的機架比較方便，外觀也比較好看，本設計用整體形式的機架。 整體形式的機架可以制造成對稱形式，安裝時恰好可由驅動滾筒、改向滾筒、托輥和承載齒輪傳動部件的支撐板采用螺栓聯(lián)接，既穩(wěn)固輸送機零部件的安裝，又能是輸送機整體穩(wěn)定。 本設計采用整體式機架，局部需要配合其他零部件安裝的肋板或支撐板可以用焊接方式與主體機架連接。 8.2 機架的材料選擇 選用Q235，容易制造、成型，焊接性能好。 8.3 機架形式與零件布置 8.3.1輸送機橫截面布置設計 選用零件尺寸可由4.2～4.4的選用結果查得，設計零件的尺寸可查閱相關設計結果。機架橫截面采用“C”形，在一些需要支撐的地方加肋或支撐板。 圖8.4輸送機橫斷面布置設想圖 依照圖示，主機架高度H>驅動滾筒直徑+改向滾筒直徑+上托輥高度，