毕业设计（论文）-带式输送机设计(31页).doc

-毕业设计（论文）-带式输送机设计-第 31 页目 录摘 要3Abstract4第1章 输送机简介5 1.1输送机的工作原理4 1.2主要部件结构原理4 1.3常见故障及处理7第2章 电机的选择10 2.1初选电机11 2.2确定传动装置的总传动比和分配传动比12 2.3计算传动装置的运动和动力参数12第3章 V带传动设计14 3.1初选普通v带 14 3.2验算带速v14 3.3确定中心距a和带的基准长度14 第4章 齿轮传动设计17 4. 1高速级设计17 4.1.1选取齿轮的材料、热处理及精度17 4.1.2初步设计齿轮传动的主要尺寸17 4.1.3校核齿面接触疲劳强度 21 4.1.4计算几何尺寸 22 4. 2低速级设计22 4.2.1选取齿轮的材料、热处理及精度22 4.2.2初步设计齿轮传动的主要尺寸22 4.2.3校核齿面接触疲劳强度 26 4.2.4计算几何尺寸 28第5章 轴承寿命校核29 5.1 I轴校核 29 5.2 II轴校核30 5.3 III轴校核32第6章 基于solidworks软件进行的建模及装配34 6.1solidworks软件建模与装配概述34 6.2 运用SolidWorks软件进行零件设计34 6.3 运用SolidWorks软件进行零件装配36第7章 结论与展望39 7.1结论39 7.2展望39参考文献40致谢41摘 要带式输送机是由承载的输送带兼作牵引机构的连续运输设备，由于它具有运输能力大、运输阻力小、耗电量低、运行平稳、在运输途中对物料的损伤小等优点，被广泛应用于矿井巷道内采用带式输送机运送煤炭、矿石等物料，对建设现代化矿井有重要作用。本设计依据原始数据，结合所学知识，综合各科对矿用固定式带式输送机进行选型设计。首先对胶带输送机作了简单的概述；接着分析了带式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。关键词：带式输送机、计算、选型设计Abstract Consists of bearing conveyor belt and belt conveyor for traction mechanism of continuous transportation equipment, because it has a large transport capacity, transport small resistance, low power consumption, stable operation, the advantages of small material damage in transit, is widely used in mine roadway in the belt conveyor transport materials such as coal, ore, play an important role in construction of modern mines.This design on the basis of the original data, combined with the knowledge, comprehensive selection of various branches of mine fixed belt conveyor design.First of all made simple overview of belt conveyor,Then analyzed the principle of type selection of belt conveyor and calculation methods;And then according to these design criteria in accordance with the requirements for a given parameter selection and calculation method for type selection design.Keywords: design, calculation and selection of belt conveyor第一章 输送机简介1.1输送机的工作原理输送机是以运输带作为牵引和承载部件的连续运输机械。运输带绕经驱动滚筒和各种改向滚筒，由拉紧装置给以适当的张紧力，工作时在驱动装置的驱动下，通过滚筒与运输带之间的摩擦力和张紧力，使运输带运行。物料被连续地送到运输带上，并随着输送带一起运动，从而实现对物料的输送。1.2主要部件结构原理带式输送机主要部件包括驱动装置、滚筒组、垂直拉紧装置、托辊组、清扫器、运输带、安全保护装置等。驱动装置主要由电机、液力耦合器、减速器、联轴器等组成。其布置形式如图所示。电机减速机都属于标准件，结构及原理不做过多描述。驱动滚筒：驱动滚筒是传递动力的主要部件，运输带借助其与滚筒间的摩擦力运行。它由筒体、轴和轴承等组成，驱动滚筒为菱形沟槽铸胶面。机头改向滚筒：主要是通过增加运输带在驱动滚筒上的包角，来增加驱动滚筒和皮带的摩擦力。机尾改向滚筒：主要是通过增加运输带在机尾滚筒上的包角，来增加机尾滚筒和皮带的摩擦力。垂直拉紧装置：主要由上下改向滚筒和配重滚筒组成，作用是通过配重拉紧配重滚筒，使整条皮带处于拉紧状态。托辊组件：托辊组是支撑运输带和其上面物料的部件，分为槽型前倾托辊组，槽型托辊组，缓冲托辊组，V行前倾下托辊组和V行下托辊组。各托辊组具有重量轻、运行阻力小、密封性能好。使用寿命长等特点。其中缓冲托辊具有缓冲物料，减小物料对输送带冲击的作用。皮带保护装置：皮带保护装置有带式防撕、网式防撕、纵撕、欠速、综保、防堵、跑偏、拉绳、急停等保护装置。a.带式防撕裂把扁铁弯成弧形并在下方焊接50mm螺栓，两端用钢丝绳和行程开关相连接。当皮带上有坚硬物件碰到扁铁或者螺栓时，行程开关动作，皮带停止。保护皮带不被坚硬物体划伤。安装在皮带落料点前方，上下皮带中间。b.网式防撕裂把宽度和皮带宽度相等，长度比宽度较长的方行网兜四个角用钢丝绳连接到四个行程开关上，行程开关固定到上皮带架上，必要时可做支撑架。安装在上下皮带之间。当皮带撕裂时，会有物料漏到网兜上，造成行程开关动作，保护皮带不被撕裂更多。c.纵撕是由一块安装在下皮带上方的挡板和一个行程开关组成，安装在皮带机尾滚筒前。作用：防止下皮带上的物料卡到皮带和滚筒之间损坏皮带和滚筒。当物料顺着下皮带碰到机尾挡板时，行程开关动作，皮带停止。需要及时检查和清理。d.欠速安装在非驱动滚筒上的接近开关，当滚筒转动时，会发出周期性信号到调度室。当皮带断裂、打滑等造成安装接近开关滚筒不能正常转动时。上位机会报警、欠速停车。需要及时检查。e.综保电机综合保护器简称综保，安装在配电室抽屉上，实时监测电机的电流、电压。如电机出现过压、欠压、过流、缺项等，会反馈到综保上。综保各项都设定范围，如在范围内会显示到上位机上，如超过范围，报警停车。需要及时检查，清理。f.防堵采用防堵式重锤开关，安装在溜槽里或溜槽口，垂直不动。当有物料堆积或碰撞，使重锤倾斜角度大于20度时，内部开关断开，报警停车。需及时检查是误碰还是溜槽堵。g跑偏由安装在皮带两侧的两组开关组成，处于常开状态。当皮带轻跑偏时，撞到跑偏开关，轻跑偏开关断开，上位机报警不停车。皮带继续跑偏，重跑偏开关断开，报警停车。h急停现场紧急切断电源，当现场人员发现紧急情况时，及时按下，停止设备。i 拉绳开关由人工操作的安全保护装置，由拉绳、机械传动机构和开关组成。当运行中的带式输送机发生异常现象或危及人身安全时，输送机沿线任何人均能方便地就地拉动绳索，通过开关接点的闭合或断开，送给带式输送机电气控制一个停车命令，实现紧急停车。拉绳开关设有需要人工复位的机械闭锁机构，以保证维修人员的安全和确定故障点的位置。采用单片微型计算机技术、具有位置指示和显示的智能型拉绳开关，可更快速、更方便地确定故障位置。1.3常见故障及处理1.托辊损坏故障，一般托辊损坏会伴随出现很大的异响。出现托辊损坏现象需要及时更换。否则会划伤皮带。对生产造成影响。2.滚筒轴承有异响，轴承损坏。需要更换轴承。3.皮带撕裂，视情况对撕裂部分进行修补，如整条皮带损坏严重，需更换皮带。更换皮带时需要对接头进行硫化。硫化参照柴沟洗煤厂皮带硫化工单进行。4.清扫器起不到清扫作用。检查清扫器清扫刀刃磨损程度，磨损不严重，把清扫器拉紧螺丝向上紧；清扫器磨损严重，拆下清扫器对磨损严重刀刃修复，磨平即可。5.皮带跑偏处理a、机头跑偏时，如因滚筒安装不正造成，按下图调整机头滚筒。b、在机尾跑偏时，如因滚筒安装不正，按下图所示，调整尾部滚筒，机尾滚筒一般都有拉紧装置，紧相应方向的拉紧螺丝就可以调整机尾跑偏。c、在中部跑偏时，上皮带和下皮带分别按照如下方法调整。在起车状态，松掉托辊架螺丝，用锤子击打托辊架，调整角度不宜过大，必要时可多调整几组调整方向按照下图所示，调整完毕后紧固托辊架。第二章 电机的选择2.1 初选电机 根据工况初采用展开式二级圆柱齿轮减速器，联合v带传动减速，选用三相笼型异步电机，封闭式结构，电压为380v，Y型由电机至轴的总传动效率为：=×××其中，分别为带传动、轴承、齿轮传动、联轴器的传动效率。取0.94，取0.98，取0.97，取0.99。预选滚子轴承，8级斜齿圆柱齿轮，考虑到载荷较大且有一定的冲击，两轴线同轴度对系统有一定的影响，可考虑齿轮联轴器。则=0.94×××=0.83则电机所需要的功率=22kw。根据手册推荐的传动比合理范围，取v带传动的传动比为=24，二级圆柱齿轮减速器传动比=840，则总传动比的合理范围为=16160，故电机转速可选范围为=xn=（1616）x14=2242240r/min符合这一范围的同步转速有750,1000，1500,2200r/min等。考虑速度太小的电机价格、体积、重量等因素，我们由现代机械设计手册第5册，秦大同，谢里阳主编的，第25篇电动机，25-54页，1.3.1.5M2QA/QA系列三相异步电机的表25-1-46全封闭三相异步铸铁电动机（IP55、IC411）技术数据查的，选定的电机型号为M2QA 180M2A,它的功率为22kw，电机转速为2120r/min，效率90.8%，功率因数为0.91cos，电流为40.45A，额定转矩为71.46N.m，堵转转矩为2.3N.m，最大额定转矩为2.8N.m，转动惯量为0.08805kg.m2，质量为170kg，声压级为75db。2.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比=2120/14=151.43分配传动比，初选v带=2.8，以致其外廓尺寸不致过大，=151.43/2.8=50.08。 减速器传动图则展开式齿轮减速器，由机械手册展开式曲线查的高速级=6.28，则=50.08/6.28=8.61。2.3 计算传动装置的运动和动力参数将传动装置各轴由高速至低速依次定位I、II、III轴；以及，为相邻两轴间的传动比；，为相邻两轴间的传动效率；，为各轴间的输入功率（kw）；，为各轴间的输入转矩（kw）；，为各轴的转速（r/min）。则各轴的转速为：I轴的转速 =2120/2.8=757.5r/minII轴的转速 =757.5/6.28=120.62r/minIII轴的转速 =120.62/3.99=30.23r/min曲柄转轴=30.23r/min各轴的输入功率：I轴 =x=x=22x0.94=20.68kwII轴 =x=xx=20.68x0.98x0.97=19.66kwIII轴 =x=xx=19.66x0.98x0.97=18.69kw曲柄转轴=x=x=18.69x0.99=18.50kw各轴输出功率分别为输入功率成轴承效率0.98，则=0.98x=0.98x20.68=20.27kw =0.98x=0.98x19.66=19.27kw =0.98x=0.98x18.69=18.32kw =0.98x=0.98x18.50=18.13kw各轴输出转矩 =9550=9550x=99.10N.mI轴 =xx=99.1x2.8x0.94=260.84N.mII轴 =xx=260.84x6.28x0.98x0.97=1557.16N.mIII轴 =xx=1557.16x3.99x0.98x0.97=5906.15N.m曲柄转轴 =xx=5906.15x0.99=5847.08N.mI-III轴的输出转矩则分别为各轴输入转矩乘轴承效率0.98.第三章 V带传动设计3.1 初选普通v带 查表，由于载荷变动较大取1.3，P=51kw故=1.3x51=66.3kw，=2120r/min选取D型带，小带轮355400mm。查表初选=375,mm大轮准直径=i（1-）=2.8x3.75x0.99=1040mm，在允许范围内取=1060mm3.2 验算带速vv=3.14x375x2120/60x1000=41.61m/s3.3 确定中心距a和带的基准长度初定中心距0.7（+）2(+) 0.7（375+1060）2(375+1060) 1004.52870带长=2+（+）+初选=1800mm所以=2x1800+（375+1060）+=5918mm查表取=5600mm实际中心距实际中心距调节范围推荐值为：     验算小带轮包角 包角合适     确定带的根数因=375mm,=2120mmr/min, 传动比  i=2.8，由表线性插值得   则  取z=4 根     确定初拉力F。单根普通V带的初拉力   D带 q=0.6kg/m 计算带轮轴所受压力带轮结构设计(如下)小带轮大带轮  带轮示意图第四章 齿轮传动设计4.1 高速级设计输入功率P=20.68kW,小齿轮转速=757.5r/min，传动比。4.1.1 选取齿轮的材料、热处理及精度设工作寿命10年（每年工作300天）(1)齿轮材料及热处理大小齿轮材料选用20CrMnTi。齿面渗碳淬火，齿面硬度为HRC，有效硬化层深0.50.9mm。有图查得，齿面最终成型工艺为磨齿。(2)齿轮精度级4.1.2 初步设计齿轮传动的主要尺寸因所选为硬齿面传动，它具有较强的齿面抗点蚀能力，故先按齿根弯曲疲劳强度设计，再校核齿面接触疲劳强度。(1)    计算小齿轮传递的转矩 =9.55x=9.55xx=260718.15N.m (2)    确定齿数z取，传动比误差 允许(3)    初选齿宽系数按非对称布置，由表查得=0.6(4)    初选螺旋角 (5)    载荷系数 K使用系数，由表查得动载荷系数,估计齿轮圆周速度v=5m/s,则由图表查得=1.2；       齿向载荷系数，预估齿宽  b=40mm,由表查得，初取b/h=6,再查图得=1.15；       齿间载荷分配系数，由表查得       载荷系数K (6)    齿形系数和应力修正系数 当量齿数 查表(7)    重合度系数端面重合度近似为：则(8)    螺旋角系数轴向重合度(9)    许用弯曲应力安全系数由表查得小齿轮应力循环次数大齿轮应力循环次数查表得寿命系数 ，实验齿轮应力修正系数    由图表预取尺寸系数     许用弯曲应力    比较取(10)计算模数按表圆整模数，取(11)初算主要尺寸初算中心距 , 取a=356mm修正螺旋角    分度圆直径    齿宽 ，取   齿宽系数 (12) 验算载荷系数 K圆周速度 v=10.8m/s,    由图查得按，由表查得，又因b/h=b/(2.25)=59/(2.25*5)=5.3由图查得，不变又和不变，则K=2.90也不变故无须校核大小齿轮齿根弯曲疲劳强度。4.1.3 校核齿面接触疲劳强度(1)确定载荷系数载荷系数(2)    确定各系数材料弹性系数 ，由表查得节点区域系数 重合度系数 螺旋角系数 (3)    许用接触应力试验齿轮的齿面疲劳极限 寿命系数 ，由图查得尺寸系数 ，；安全系数则许用接触应力取(4)    校核齿面接触强度   满足齿面接触强度4.1.4 计算几何尺寸4.2 低速级设计输入功率P=19.66kW,小齿轮转速=120.62r/min，传动比。4.2.1 选取齿轮的材料、热处理及精度设工作寿命10年（每年工作300天）(1)齿轮材料及热处理大小齿轮材料选用20CrMnTi。齿面渗碳淬火，齿面硬度为HRC，有效硬化层深0.50.9mm。有图查得，齿面最终成型工艺为磨齿。(2)齿轮精度级4.2.2 初步设计齿轮传动的主要尺寸因所选为硬齿面传动，它具有较强的齿面抗点蚀能力，故先按齿根弯曲疲劳强度设计，再校核齿面接触疲劳强度。(1)     计算小齿轮传递的转矩 =9.55x=9.55xx=1556566N.m (2)    确定齿数z取，传动比误差 允许(3)    初选齿宽系数按非对称布置，由表查得=0.6(4)    初选螺旋角 (5)    载荷系数 K使用系数，由表查得动载荷系数,估计齿轮圆周速度v=5m/s,则由图表查得=1.03；       齿向载荷系数，预估齿宽  b=120mm,由表查得，初取b/h=6,再查图得=1.16；       齿间载荷分配系数，由表查得       载荷系数K (6)    齿形系数和应力修正系数 当量齿数 查表(7)    重合度系数端面重合度近似为：则(8)    螺旋角系数轴向重合度(9)    许用弯曲应力安全系数由表查得小齿轮应力循环次数大齿轮应力循环次数查表得寿命系数 ，实验齿轮应力修正系数       由图表预取尺寸系数        许用弯曲应力       比较取(10)计算模数按表圆整模数，取(11)初算主要尺寸初算中心距 , 取a=476mm修正螺旋角    分度圆直径    齿宽 ，取   齿宽系数 (12) 验算载荷系数 K 圆周速度 v=1.2015m/s, 由图查得按，由表查得，又因b/h=b/(2.25)=115/(2.25*6)=8.5由图查得，不变又和不变，则K=2.51也不变故无须校核大小齿轮齿根弯曲疲劳强度。4.2.3 校核齿面接触疲劳强度(1)确定载荷系数载荷系数(2)    确定各系数材料弹性系数 ，由表查得节点区域系数 重合度系数 螺旋角系数 (3)    许用接触应力试验齿轮的齿面疲劳极限 寿命系数 ，由图查得尺寸系数 ，；安全系数则许用接触应力取(4)    校核齿面接触强度   满足齿面接触强度4.2.4 计算几何尺寸第五章 轴承寿命校核5.1 I轴校核I轴：由手册查得30314      ，取  计算附加轴向力26798N  (2)计算轴承所受轴向载荷   I轴右端轴承被“放松”(3)   计算当量动载荷左： 查表知 X=0.40 Y=1.7则右： 查表知 X=1 Y=0则(4)   轴承寿命计算   按左轴承计算    所选轴承合格5.2 II轴校核II轴：由手册查得32222      ，取(1)    计算附加轴向力，25300N   (2)计算轴向载荷    II轴右端轴承被“放松” (3)计算当量动载荷左： 查表知 X=1  Y=0则右： 查表知 X=0.4  Y=1.4则 (4)轴承寿命   按右轴承计算    满足工程要求 5.3 III轴校核III轴：由手册查得32032      ，取 计算附加轴向力 77500N   (2)计算轴向载荷    III轴左端轴承被“放松” (3)计算当量动载荷左： 查表知 X=1  Y=0则右： 查表知 X=0.4  Y=1.3则(4)轴承寿命   按右轴承计算    满足工程要求综上可得，该设计符合工程要求第六章 基于solidworks软件进行的建模及装配6.1 solidworks软件建模与装配概述 首先熟练掌握solidworks的零件图绘画，以及零部件图的装配，以及最后的渲染，选材料，爆炸图等等。 其次自己查阅资料以及老师提供的数据参考开始进行整体规划，先在纸上画出整个中药系统的整个框架模型，设计出整体的尺寸与数据，让后才能进行整体的建模。其中要考虑到整体的尺寸，结构部分，以及设计参数，还有工艺流程等一系列的因素。这些必须在solidworks建模前就要完成设计。其中，要查阅大量的资料，等一些相关于三效降膜蒸发系统的历史数据。完成这步后才能开始建模。在具体建模过程中要进行修正。6.2 运用SolidWorks软件进行零件设计 根据前面的查阅的资料以及自己设计出来的结构进行建模。先进性零部件图的绘画。工作界面如下：主要用的操作命令有拉伸旋转，由于该系统结构曲线较少，所以用到的扫描命令较少。主要几个零部件的建模如下：减速器上箱盖滚筒减速器内部结构箱体6.3运用SolidWorks软件进行零件装配把画好的零部件进行整体的装配主要注意的是基准，得到了装配图。注意事项如下：1.打开Solidworks 软件，点击文件下拉菜单中的新建按钮 弹出如下图所示的对话框，选择装配体，单击确定，即建好一个新的装配体文件。2.在所打开的界面中，点击插入零部件，点击左侧的浏览按钮，变会出现你放零件的文件夹，选择你要进行装配的零件。用同样的方法插入第二个零件3.零件导入后，下一步就是对零件进行装配。点击插入零部件旁边的配合按钮，在弹出的左侧对话框中选择一次选择要配合的两个面，要实现两个孔对齐，可以选择两个孔的面，然后选择下面的同心按钮，两个孔的轴线便在一条直线上了。4.两个孔在一条直线上是不够的，还必须重合。则再选择两个需要重合的面，选择下面的重合按钮。5.最后，用同样的方法，实现两外两个面的平行。最后得到的系统的整体装配图如图所示：输送机第七章 结论与展望7.1 结论本次设计中，在老师的指导下，我上网查阅了大量的资料并且参考了一些关于机器人伺服滑台系统方面的书籍。在设计过程中，我本着精益求精的思想，对所设计的输送机统分析进行了反复的修改并认真的研究，特别是在各部分的选择过程中，认真进行了计算与比较，最终确定其中较好的方案。在整个设计过程中，对此次的输送机的总体设计进行了认真的分析，并进行了多次的修改和比较。通过这次毕业设计使我对输送机部分的知识有了更多的认识和提高，由于本人能力有限，设计中难免会出现错误，还望老师谅解，我会在以后的学习中不断地完善自己，努力提高自己在机械方面的知识。7.2展望经过几个月紧张有序的工作，我完成了输送机的设计。我认为这次毕业设计我对在学校四年间的所有知识有了一个系统的复习和总结，对各个科目有了更深刻的认识，还通过各种渠道对所学知识进行了一定的扩展和深入，还学到了很多以前不知道的东西，才知道以前的自己对课本上的内容只是知其然不知其所以然，并不知道如何把自己所学到的知识应用起来，通过这次的设计我才了解到所学知识是多么的重要，以前只是茫然的在学，现在感觉好像找到了目标一样，相信这次的毕业设计会对我以后的工作和生活有很大的影响的，以后我会更加努力的，学习更多的知识来武装自己！参考文献1 机械工业部设计单位联合设计组.ZJT1A-96带式输送机设计选用手册M.黄河水利出版社.1998年10月.2 机械化运输设计手册编委会.机械化运输设计手册M.机械工业出版社.1997年5月.3 张钺.新型带式输送机设计手册M.冶金工业出版社.2001年2月.4运输机械设计选用手册编组委.运输机械设计选用手册（上、下）M.化学工业出版社.1999年1月.5 北起所.DT型带式输送机设计选用手册M.冶金工业出版社.1994年.6 孔庆华,刘传绍.极限测量与测试技术基础M.同济大学出版社.2002年.7 机械设计手册编写组.机械设计手册M.化学工业出版社.2002年.8中国纺织大学工程图学教研室.画法几何及工程制图M.上海科技出版社.2000年.9张文芳,段志强,边会杰.带式输送机防跑偏辊及清扫器的使用与研究J. 河北煤炭.2002,5:9-10.致谢经过紧张的毕业设计，我如愿地，较圆满地完成了设计任务。从中得到了以前许多注意的问题。本次设计培养了我们对设计工程的设计能力，学习和掌握课件的基本制作方法和步骤，并给我们以后的工作打下坚实的基础，通过本次设计，我们把以前在课本中学习到的理论知识在此次设计中加以综合运用设计资料，并懂得，这样才不至于在设计过程中出现太多错误。经过一个月的紧张有序的工作，完成了课程设计，其中我们在设计的过程中遇到很多难题，但是经过老师的认真讲解，使我对其加深了认识。最后，真诚的感谢辅导老师对我们的指导和帮助。由于我们对所学知识不够彻底，而且时间较短，又缺乏经验，设计书中难免会存在疏漏和欠缺之处，恳请老师批评指正，以便在以后的工作和学习中不犯类似的错误。