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第 頁(yè) 目 錄 1 引言 ...................................................................................................................................................................1 1.1 概論 ...............................................................................................................................................................1 1.2 斗式提升機(jī)的分類裝載和卸載 ....................................................................................................................3 2 傳動(dòng)方案的確定 .................................................................................................................................................6 2.1 總體方案的選擇原則： ................................................................................................................................6 2.2 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) ............................................................................................................................................6 3 TDG400 總體設(shè)計(jì) ...........................................................................................................................................9 3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 ................................................................................................................................................9 3.2 滾筒轉(zhuǎn)速和尺寸的確定 ..............................................................................................................................11 3.3 傳動(dòng)比的確定 ..............................................................................................................................................11 3.4 膠帶的參數(shù)確定 .........................................................................................................................................12 3.5 料斗的參數(shù)確定 ..........................................................................................................................................13 4 減速器的設(shè)計(jì) .................................................................................................................................................15 4.1 相關(guān)參數(shù)的計(jì)算 ........................................................................................................................................15 4.2 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 ..........................................................................................................................................16 4.2.1 z1,z2 齒輪的計(jì)算 ..............................................................................................................................16 4.2.2 z3,z4 齒輪計(jì)算 ..................................................................................................................................21 4.2.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...............................................................................................................................25 4.2.4 齒輪的潤(rùn)滑 .......................................................................................................................................27 4.3.1 各軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ...............................................................................................................................28 4.3.2 各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...............................................................................................................................28 4.3.3 軸的強(qiáng)度校核 ......................................................................................................................................31 4.4 減速器箱體的設(shè)計(jì) ......................................................................................................................................32 4.4.1 減速器設(shè)計(jì)原則 ..................................................................................................................................32 4.4.2 減速器的箱體設(shè)計(jì)尺寸： ..................................................................................................................33 5 總結(jié) .....................................................................................................................................................................35 致謝 .........................................................................................................................................................................36 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................................................37 1 引言 1.1 概論 的發(fā)展經(jīng)歷了幾百年的歷史，但近幾年提升機(jī)的類型很多，主要有斗式提升機(jī)， 物料提升機(jī)，高效提升機(jī)，環(huán)鏈提升機(jī)等多種，各有其特點(diǎn)。提升機(jī)的應(yīng)用很為廣泛， 在各行業(yè)都有所應(yīng)用，主要應(yīng)用在建筑，機(jī)械，礦山領(lǐng)域，還應(yīng)用于糧油“食品”化 工”水泥制造等行業(yè)，它是一種垂直或大傾角傾斜向上輸送粉狀 "粒狀或小塊狀物料 的連續(xù)輸送機(jī)械，由牽引帶圍繞著頭和底輪做循環(huán)運(yùn)動(dòng)，從而將其上部固定的畚斗內(nèi) 的物料由下提升至機(jī)頭。斗式提升機(jī)提升物料的高度可達(dá) 80m（如 TDG） 。 目前，我國(guó)生產(chǎn)的通用斗式提升機(jī)，驅(qū)動(dòng)鏈輪大都是槽形輪，靠摩擦帶傳動(dòng)， 尤 其原斗型提升機(jī)的傳動(dòng)鏈輪和拉緊鏈輪均為整體式，一旦鏈輪磨損，整只鏈輪全，部 報(bào)廢，不但維修時(shí)間長(zhǎng)，費(fèi)用高，而且造成很大浪費(fèi)。著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展運(yùn)輸機(jī)械行 業(yè)在引進(jìn)、吸收、消化了世界各國(guó)斗式提升機(jī)的最新技術(shù)，并結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，設(shè) 計(jì)出 THG 型和 TDG 型高效斗式提升機(jī)系列，以滿足市場(chǎng)對(duì)大輸送量，大提升高度及 結(jié)構(gòu)緊湊的新型高效斗提機(jī)的需要。 現(xiàn)在各廠對(duì)單機(jī)生產(chǎn)能力要求越來(lái)越高，以往的斗式提升機(jī)因設(shè)計(jì)問(wèn)題已漸漸滿 足不了生產(chǎn)是其驅(qū)動(dòng)裝置，傳動(dòng)裝置，進(jìn)行改進(jìn)已勢(shì)在必行。 斗式提升機(jī)最關(guān)鍵的系統(tǒng)是輸送系統(tǒng)!輸送的要求。加上維修，更換等一系列的麻煩， 已嚴(yán)重影響到其使用，因而對(duì)現(xiàn)有老式提升機(jī)，特別系統(tǒng)的改進(jìn)直接決定著產(chǎn)量，生 產(chǎn)能力， 當(dāng)然罩殼的合理外形布置也有不可忽視的作用。鏈環(huán)斗式提升機(jī)輸送高差大， 運(yùn)轉(zhuǎn)部分重量大，有的輸送物料溫度高，易出現(xiàn)事故，針對(duì)以上問(wèn)題，首先對(duì)輸送系 統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)部分做了改進(jìn)，將槽形輪改為膠帶。原提升機(jī)還存在很多問(wèn)題。 斗提機(jī)的主要部件有：牽引構(gòu)件、料斗、驅(qū)動(dòng)裝置、拉緊裝置、傳動(dòng)輪、拉緊輪、 機(jī)殼等。牽引構(gòu)件有輸送帶或鏈條。用輸送帶作為牽引構(gòu)件的斗提機(jī)稱為帶斗式提升 機(jī)；用鏈條作為牽引構(gòu)件的斗提機(jī)稱為鏈斗式提升機(jī)。斗提機(jī)使用的料斗主要有淺斗、 深斗、導(dǎo)槽斗、組合斗、脫水斗等，可根據(jù)物料特性和卸載方式進(jìn)行選擇。驅(qū)動(dòng)裝置 包括電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置等。傳動(dòng)輪可以是傳動(dòng)滾筒 （牽引構(gòu)件為輸送帶） ，或傳動(dòng)鏈 輪 （牽引構(gòu)件為鏈條） 。驅(qū)動(dòng)裝置與傳動(dòng)輪相連，使斗提機(jī)獲得動(dòng)力并驅(qū)使其運(yùn)轉(zhuǎn)。 斗提機(jī)通常采用螺旋式或重錘式拉緊裝置，拉緊輪為拉緊滾筒或拉緊鏈輪，拉緊裝置 與拉緊輪相連，使?fàn)恳龢?gòu)件獲得必要的初張力，以保證斗提機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。斗提機(jī)的機(jī) 殼分頭部、中間和尾部三部分。頭部機(jī)殼與驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)輪等組成斗提機(jī)頭部，頭 部機(jī)殼的形狀應(yīng)根據(jù)物料的拋出軌跡進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證從料斗中卸出的物料能順利進(jìn) 入卸料槽中。尾部機(jī)殼與拉緊裝置、拉緊輪等組成斗提機(jī)尾部，尾部機(jī)殼形狀應(yīng)與物 料裝載方式相適應(yīng)。 斗提機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，橫斷面外形尺寸小，可顯著節(jié)省占地面積；提 升高度較大；有良好的密封性，可避免污染環(huán)境。其缺點(diǎn)是：對(duì)過(guò)載較敏感；料斗和 牽引構(gòu)件易磨損；輸送物料種類受到限制。斗提機(jī)的輸送能力通常小于 600t/h，提升 高度一般在 80m 以下。近年來(lái)由于鋼繩芯輸送帶的發(fā)展，使?fàn)恳龢?gòu)件的強(qiáng)度大大提高。 國(guó)外采用鋼繩芯輸送帶作為牽引構(gòu)件，并采用小型斗提機(jī)對(duì)大型斗提機(jī)定量供料，使 斗提機(jī)的輸送能力高達(dá) 2000t/h，提升高度達(dá)到 350m。斗提機(jī)不僅廣泛用于堆場(chǎng)、倉(cāng) 庫(kù)和礦井中，還可用它來(lái)卸船和裝卸車。 TDG 型為帶斗式提升機(jī)，以 EP 輸送帶或鋼繩芯輸送帶為牽引構(gòu)件，韌性好，強(qiáng) 度高。其輸送量為 24 一 2080 m3/h，提升高度為 5 一 80m。技術(shù)參數(shù)如表 1.1。 表 1.1 提升機(jī)的技術(shù)參數(shù) 型式 TDG 型斗提機(jī) TDG 型斗提機(jī) 結(jié)構(gòu)特征 采用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈為牽引件，該鏈條 按 GB/T2718-41《礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈》 制造 采用 EP 輸送帶和鋼絲繩膠帶為牽引件 卸載特征 采用混合式或重力式方式卸料 采用混合式或離心式方式卸料 適用輸送 物料 配 SH 型料斗時(shí)適用于輸送干燥、松散、 流動(dòng)性好的粉狀、粒狀、塊狀物料 配 ZH 型料斗時(shí)適用于輸送略有潮濕、 易結(jié)塊、流動(dòng)性差的粉粒狀物料 同 THG 型 適用溫度 被輸送物料的溫度在 250℃以下 普通膠帶適用于 80℃以下物料耐熱膠帶適用于 120℃以下的物料 型號(hào) THG160、THG200、THG250、THG315、T HG400、THG500、THG630、THG800、TH G1000、THG1250、THG1600 TDG160、TDG200、TDG250、TDG315、TDG400、T DG500、TDG630、TDG800、TDG1000、TDG1250、 TDG1600 提升高度 5∽75m 5∽80m 輸送量 16∽1800m 3/h 24∽2080m 3/h 1．斗式提升機(jī)的特點(diǎn)： 1）驅(qū)動(dòng)功率小,采用流入式喂料、誘導(dǎo)式卸料、大容量的料斗密集型布置.在物料提升 時(shí)幾乎無(wú)回料和挖料現(xiàn)象,因此無(wú)效功率少。 2）提升范圍廣,這類提升機(jī)對(duì)物料的種類、特性要求少,不但能提升一般粉狀、小顆粒 狀物料,而且可提升磨琢性較大的物料.密封性好,環(huán)境污染少。 3）運(yùn)行可靠性好,先進(jìn)的設(shè)計(jì)原理和加工方法,保證了整機(jī)運(yùn)行的可靠性,無(wú)故障時(shí)間超 過(guò) 2 萬(wàn)小時(shí)。提升高度高.提升機(jī)運(yùn)行平穩(wěn),因此可達(dá)到較高的提升高度。 4）使用壽命長(zhǎng),提升機(jī)的喂料采取流入式,無(wú)需用斗挖料,材料之間很少發(fā)生擠壓和碰撞 現(xiàn)象。本機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)保證物料在喂料、卸料時(shí)少有撒落,減少了機(jī)械磨損。 5)采用重錘式張緊裝置，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)張緊又可保持恒定的張緊力，避免膠帶打滑或 脫鏈，從而保證機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 6）對(duì)過(guò)載的敏感程度大，料斗和牽引件易損壞。 1.2 斗式提升機(jī)的分類裝載和卸載 a 分類 1）按安裝方式不同：可分為垂直式，傾斜式，垂直傾斜式。 2）按卸載特性不同：可分為離心式，離心重力式，重力式。 3）按裝載特性不同：可分為掏去式，流入式。 4） 按牽引件不同：可分為帶式，鏈?zhǔn)健?5）按料斗形式不同：可分為深斗，淺斗，鱗斗等。 b 裝載 斗式提升機(jī)在尾部裝載，裝載的形式有兩種： 掏取式（如圖 1.1） 由料斗在物料中掏去裝載。掏去主要用于輸送粉末狀，顆粒狀。 小塊的無(wú)摸琢性的散料。由于在掏取物料時(shí)不會(huì)產(chǎn)生很大的阻力，所以允許料斗的運(yùn) 行速度較高，為 0.8---2 m/s。 圖 1.1 掏取式 圖 1.2 流入式 流入式（如圖 1.2）物料直接流入料斗內(nèi)。流入式用于輸送大塊狀和磨琢性大的物料。 其料斗的布置很密，以防止物料在料斗之間散落。料斗的運(yùn)行速度較低，一般不超過(guò) (a) (b) (c) 圖 1.3 離心式(a) 離心重力式(b) 重力式(c) 1m/s。 c 卸載 斗式提升機(jī)在頭部卸載，卸載的形式有三種，離心式(a),離心重力式(b)，重力式(c)， （如圖 1-3） 料斗繞上驅(qū)動(dòng)輪并隨傳動(dòng)輪一起旋轉(zhuǎn)時(shí)，斗內(nèi)物料同時(shí)受到重力 mg 和離心力 mrω 2 的作用，它們的合力 N 的作用線始終與傳動(dòng)輪垂直中心線交于一點(diǎn) p，稱為極 點(diǎn)， p 點(diǎn)至傳動(dòng)輪中心的距離 h 稱為極距，極距 h 可按下式計(jì)算： h =895/n2 （1-1 ） 式中： h———極距，m； n———傳動(dòng)輪轉(zhuǎn)速，r/min。 可見(jiàn)，極距 h 的大小只與傳動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 n 有關(guān)，而與料斗位置及物料特性無(wú)關(guān)。 當(dāng)傳動(dòng)輪轉(zhuǎn)速 n 一定時(shí)， h 為定值，隨著 n 的增大，極距 h 逐漸減小，離心力與 重力的比值增大；反之， n 減小，則 h 增大，離心力與重力的比值減小。卸載方式 可根據(jù)極距 h 的大小判別。 設(shè)料斗外緣到傳動(dòng)輪中心的半徑為 r1，傳動(dòng)輪半徑為 r2，則： 1）當(dāng) h > r1，即極點(diǎn)位于料斗外緣軌跡以外時(shí) （見(jiàn)圖 1-3a） ，重力大于離心力， 物料將沿斗的內(nèi)壁移動(dòng)，這種卸載方式稱為重力式卸載。輸送小塊狀的、密度較大的、 磨磋性較大的及脆性物料，常采用這種卸載方式。通常用鏈條作牽引構(gòu)件，料斗的運(yùn) 行速度一般為 0.4～ 0.8m /s，可以采用深斗。 2）當(dāng) h < r2，即極點(diǎn)位于傳動(dòng)輪圓周以內(nèi)時(shí) （見(jiàn)圖 1-3b） ，離心力值遠(yuǎn)大于重力 值，料斗內(nèi)的物料將沿著斗的外緣移動(dòng)并從外緣拋出，這種卸載方式稱為離心式卸載。 輸送干燥的和流動(dòng)性好的粉狀、粒狀及小塊狀物料，常采用這種卸載方式。常用輸送 帶作牽引構(gòu)件，料斗的運(yùn)行速度較高，一般為 1.0～ 3.5m /s，最高可達(dá) 5m /s。 3）當(dāng) r2< h < r1，即極點(diǎn)位于傳動(dòng)輪圓周以外和料斗外緣軌跡以內(nèi)時(shí) （見(jiàn)圖 1-3 c） ，離心力值與重力值相差不大，物料從料斗內(nèi)整個(gè)物料表面卸出，卸載特性介于離 心式與重力式之間，這種卸載方式稱為混合式卸載。這種卸載方式適用于輸送潮濕的、 流動(dòng)性差的粉狀和粒狀物料。牽引構(gòu)件可用輸送帶，也可以用鏈條，料斗的運(yùn)行速度 為 0.6～ 1.5m /s 。 2 傳動(dòng)方案的確定 2.1 總體方案的選擇原則： 由于設(shè)計(jì)的多解性和復(fù)雜性，在滿足功能的要求外，還應(yīng)考慮到以下原則： 1） 機(jī)械系統(tǒng)盡可能簡(jiǎn)單 機(jī)械運(yùn)動(dòng)鏈盡量簡(jiǎn)短 在保證實(shí)現(xiàn)功能的前提下，應(yīng)采用構(gòu)件數(shù)和運(yùn)動(dòng)副 數(shù)少的機(jī)構(gòu)，從而減輕重量，降低成本。 2）盡量縮小機(jī)構(gòu)尺寸 機(jī)械的尺寸和重量隨所選擇的機(jī)構(gòu)類型不同而有差別。在相同的 轉(zhuǎn)動(dòng)比 下，有的機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)比較小。 3） 機(jī)構(gòu)應(yīng)有較好的動(dòng)力特性 機(jī)構(gòu)在機(jī)械系統(tǒng)中不僅傳遞運(yùn)動(dòng)，同時(shí)還要傳遞動(dòng)力，因此要選擇有較好 的動(dòng)力學(xué)特性的機(jī)構(gòu)。 4） 機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)具有良好的人機(jī)性能 任何機(jī)械系統(tǒng)都是有人來(lái)設(shè)計(jì)，并用來(lái)服務(wù)于人，而大多數(shù)機(jī)械系統(tǒng)都要人 來(lái)操作和使用，因此在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，必須考慮人的生理特性，已求得人與機(jī) 械系統(tǒng)的和諧統(tǒng)一。 2.2 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)方案一般用機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖來(lái)表示，它反映運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞路線和各部件的組成和 連接關(guān)系。圖 2.1 為本次.設(shè)計(jì)的方案圖。 合理的傳動(dòng)方案首先要滿足機(jī)械的功能要求，例如傳遞功率的大小，轉(zhuǎn)速和運(yùn)動(dòng) 形式。此外，還要適合工作條件（工作環(huán)境。場(chǎng)地。工作制度） ，滿足工作可靠，結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，尺寸緊湊粗，傳動(dòng)效率高。維護(hù)便利，工藝性和經(jīng)濟(jì)性合理等要求，同時(shí)滿足 這些要求是比較困難的，因此通過(guò)分析多種方案來(lái)選擇能保證重點(diǎn)要求的較好方案。 根據(jù)以上的選擇原則，有一下兩種傳動(dòng)方案； 方案一： 電動(dòng)機(jī) 聯(lián)軸器 減速器 ? ?? ?? ? 膠帶 滾筒 聯(lián)軸器? ??? ? 方案一圖如下： 圖 2.1 傳動(dòng)方案圖 1——電動(dòng)機(jī) 2，4——聯(lián)軸器 3——減速器 5——滾筒 6——膠帶 方案二： 電動(dòng)機(jī) 皮帶輪 減速器 ? ?? ?? ? 膠帶 滾筒 聯(lián)軸器? ??? ? 方案二圖如下（圖 2.2）： 1 2 軸 1 軸 3 軸 2 4 3 3 5 6 圖 2.2 傳動(dòng)方案圖 1 電動(dòng)機(jī) 2 皮帶輪 3 減速器 4 聯(lián)軸器 5 滾筒 6 膠帶 將兩種方案進(jìn)行比較，選用方案一做為本次設(shè)計(jì)的方案。 2 1 3 4 5 6 3 TDG400 總體設(shè)計(jì) 3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)的選擇內(nèi)容包括電動(dòng)機(jī)的類型，結(jié)構(gòu)形式，功率，額定轉(zhuǎn)矩等。主要是從 功率，轉(zhuǎn)速，適應(yīng)環(huán)境等場(chǎng)活考慮。具體如下： 由《機(jī)械運(yùn)輸設(shè)計(jì)使用手冊(cè)》表 14—42。查得 TDG400(配 sh 料斗)技術(shù)參數(shù)如下所示： 料斗容量 16L 料斗斗距 410mma 每米長(zhǎng)度牽引件膠帶重量 42.2kg/m 料斗的運(yùn)行速度 1.5m/s v 提升高度 =80mHMAXH 本次設(shè)計(jì)取提升高度為 24.997m，查《機(jī)械運(yùn)輸設(shè)計(jì)使用手冊(cè) 》311 頁(yè)得，提升 機(jī)的一系列數(shù)據(jù)（如表 3.1）： 表 3.1 提升機(jī)的技術(shù)參數(shù) 斗提機(jī)的軸距（c） 料斗數(shù) 提升高度(H) 輪廓尺寸 24.997 136 23.097 26.797 輸送能力的計(jì)算： （3.1）??vaiQ6.3? 式中： ：輸送能力 ：料斗容量（L ）i ：軸距（m） :斗運(yùn)行速度（m/s）a 填充系數(shù) (由表 14-1，取 0.8, 按 75%計(jì)算):? :密度 （t/m ）取 1.2?3 數(shù)據(jù)代入（3.1）得： ??vaiQ6.? =3.6 75.0218.54.01?? =152(t/h) 表 3.2 提升機(jī)的功率參數(shù) 由《機(jī)械運(yùn)輸設(shè)計(jì)使用手冊(cè)》14-7 式，計(jì)算斗式提升機(jī)的軸功率公式為： （3.2）ksopcgQp??360? 式中： :為軸功率（kw）o ：為挖取功率（kw） 查表 3.2 得，取 1.8kwsp ：為空載功率（kw） 查表 3.2 得，取 3.0kwk 其它參數(shù)如前 代入（3.2 式）得： ksopcgQp??360? = 28.197.2415? =16.21（kw） 電動(dòng)機(jī)功率： = （3.3）dp?o 其中： ：為電動(dòng)機(jī)的計(jì)算功率（kw）d ：為減速器的效率，取 0.96 代入數(shù)值： = = =16.89（kw）dp?o96.021 電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y180M-4,參數(shù)如下（表 3.2） 表 3.2 Y180M-4 參數(shù) 項(xiàng)目 功率 轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量 Y180M-4 18.5 1470 2.0 182 斗寬，mm 160 200 250 315 400 500 630 800 空轉(zhuǎn)功率 Pk,KW 2 2 2 3 3 4 4 5 （物料粒度） 0~1mm 0.2 0.2 0.3 0.5 0.8 1.2 2.2 3.4 （物料粒度） 0~5mm 0.4 0.4 0.7 1. 1.8 2.7 4.2 6.9 挖 取 功 率 Ps, KW （物料粒度） 0~40mm 0.4 0.4 0.9 1.6 2.2 3.6 5 8.4 3.2 滾筒轉(zhuǎn)速和尺寸的確定 因提升機(jī)采用離心式卸載方式,因而輸送速度應(yīng)根據(jù)斗內(nèi)物料的重心點(diǎn)的離心力和 重力相等來(lái)確定. （3.4）GRgmF?2? 即: r2 204.vgD 所以 <0.204 =0.459 m25.1? 為了確定傳動(dòng)裝置的總的傳動(dòng)比范圍，以便選擇合適的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和擬定傳動(dòng)方案， 可先由已知條件計(jì)算其驅(qū)動(dòng)滾筒的轉(zhuǎn)速 ,即：gn 由<>附錄八十七查的,取傳動(dòng)滾筒直徑為 =400mm,尾筒也用同gD 樣的大小.滾筒的長(zhǎng)度由膠帶的寬度決定. 滾筒的轉(zhuǎn)速: = =71.7r/mingDvn?60?4.135? 極距 : h= = =0.174m289g27. 因?yàn)?h < ,所以物料做離心卸載,符合要求. 3.3 傳動(dòng)比的確定 總的傳動(dòng)比 5.207.14?gdni 因此傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比約為 i=20.5,根據(jù)傳動(dòng)比值可初步擬定以二級(jí)傳動(dòng)，可將減 速器設(shè)計(jì)為二級(jí)展開(kāi)式減速器。 即 21i?? 可取 =5 =4.1 此傳動(dòng)比沒(méi)誤差1i =5 先取 21zi?81z9012??iz 取 .4303 8234 3.4 膠帶的參數(shù)確定 （1） 膠帶的分類 提升帶根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式和帶芯材料可分為:帆布芯提升帶、EP 橡膠提升帶鋼絲繩 芯提升帶、PVC 整芯提升帶等。各種規(guī)格中還有不同等級(jí)的抗拉強(qiáng)度。 理論計(jì)算中安全系數(shù)的選擇要結(jié)合物料特性、裝載方式及卸載方式。對(duì)于采用挖 料式裝載時(shí) ,主要為粉末狀、顆粒狀、小塊狀的無(wú)磨琢性的散狀物料 ,挖料時(shí)不會(huì) 產(chǎn)生很大的阻力 ,且畚斗間距較大,允許提升帶和畚斗的運(yùn)行線速度較高 (一般可以 為 0. 8～3. 5 m /s) ,同時(shí)為避免超載和物料撒落 ,應(yīng)使挖取的物料面高度低于拉 緊輪軸所在的水平面 ,此時(shí)安全系數(shù)應(yīng)考慮取中間值;對(duì)于容重較大、磨琢性大的物 料 ,應(yīng)考慮采用流入式裝載方式 ,畚斗應(yīng)連續(xù)、密集地布置 ,并取較低的運(yùn)行線速 度 (一般小于 1. 0m /s) ,且運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)迎向物料流動(dòng)方向 ,供料口下緣的位置要高 于拉緊輪軸所在的水平面,此時(shí)承受的沖擊載荷較大 ,安全系數(shù)應(yīng)考慮取高值。在提 升產(chǎn)量大 ,提升高度高 ,使用頻率高的高效提升設(shè)備上 ,應(yīng)優(yōu)先選用鋼絲繩芯提升 帶或高強(qiáng)度的 PVC 整芯提升帶 （2）膠帶的性能要求 提升帶作為承受負(fù)載的傳動(dòng)帶 ,其性能要求與傳統(tǒng)的輸送帶在織物芯層的選擇、 橡膠的配方上有很大區(qū)別。提升帶除了應(yīng)具有足夠的經(jīng)向、緯向拉 伸強(qiáng)度外 ,還應(yīng)該有: ①定負(fù)荷延伸率低; ②優(yōu)異的耐磨性 ,使用壽命長(zhǎng); ③阻 燃、抗靜電 ,使用過(guò)程中安全性高; ④耐水、油、酸、堿性能優(yōu)異 ,防腐蝕、防霉?fàn)€ ,適 用性廣; ⑤具有優(yōu)異的螺栓栓固能力,適合畚斗的安裝; ⑥對(duì)于與食品、飼料等有衛(wèi)生 要求的物料接觸時(shí)應(yīng)符合 FDA 衛(wèi)生安全認(rèn)證。 （3）膠帶在工作過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題及解決辦法 A． 提升帶跑偏 (1)提升機(jī)在安裝時(shí)機(jī)筒中心線的垂直度偏差過(guò)大 ,要求調(diào)整機(jī)筒聯(lián)接法蘭 ,校正 垂直度; (2)主動(dòng)輪軸的水平度偏差過(guò)大 ,墊整軸承座; (3)主、從動(dòng)輪不在一個(gè)垂直投影面上 ,可以將下軸承座改為外伸式軸承座 ,軸向 或徑向移動(dòng)都很方便 ,便于安裝調(diào)節(jié); (4)提升帶彎曲 ,更換提升帶或?qū)澢鷩?yán)重的部分打斷重新接頭校直; (5)頭輪為直筒式 ,物料進(jìn)料不均勻時(shí)出現(xiàn)跑偏 ,將頭輪換成鼓狀結(jié)構(gòu) ,同時(shí)在進(jìn) 料口處增加節(jié)料擋板 (6)增加跑偏、失速監(jiān)控裝置 ,及時(shí)采集設(shè)備運(yùn)行信息 ,及時(shí)檢查調(diào)整。 B．提升帶的張緊故障 (1)提升帶在使用過(guò)程中隨時(shí)間增長(zhǎng)而被拉長(zhǎng) ,首先調(diào)節(jié)張緊機(jī)構(gòu) ,當(dāng)超出張緊 行程時(shí) ,提升帶未能被張緊 ,斗式提升機(jī)便會(huì)發(fā)生堵塞、產(chǎn)量降低、傳動(dòng)打滑、 嚴(yán)重的會(huì)將提升帶燒斷 ,針對(duì)這些問(wèn)題可采取“縮帶法 ”,去除被拉長(zhǎng)部分 ,重 新調(diào)整; (2)選擇定負(fù)荷延伸率低的 PVC 整芯提升帶或 EP 橡膠提升帶。 C．提升帶的斷裂 (1)提升帶正常運(yùn)行時(shí)發(fā)生斷裂屬于設(shè)計(jì)選型問(wèn)題 ,應(yīng)重新計(jì)算更換拉伸強(qiáng)度符合 要求的提升帶; (2)提升帶正常運(yùn)行時(shí)接頭處斷裂是由于接頭方式不合理造成的 ,應(yīng)將螺釘搭接的 形式改為皮帶聯(lián)接器的形式 ,提高接頭處聯(lián)接強(qiáng)度; (3)超負(fù)載異常斷裂時(shí) ,應(yīng)檢查進(jìn)料口的料量和相關(guān)配件的質(zhì)量及運(yùn)行情況 ,及時(shí) 調(diào)整更換。 由<>5-31 式,芯層數(shù) （3.5）1.231502415????GDi 取 =3i 膠帶的寬度通常比斗寬 25—150 mm , 即： = —150）=425—550mm/B25(? 其中， :為斗寬（mm） ：為膠帶的寬度（mm）/ 由《起重機(jī)械計(jì)算》附錄八十七，取膠帶寬度 =500mm 因此選用鋼芯膠帶/B 3.5 料斗的參數(shù)確定 料斗的提升速度不但影響生產(chǎn)率，還影響卸料，應(yīng)根據(jù)輸送物料的不同進(jìn)行選用 比。事實(shí)上，料斗的提升速度是否恰當(dāng)，不但影響生產(chǎn)率，同時(shí)對(duì)卸料影響也較大。 實(shí)驗(yàn)證過(guò)低，斗式提升機(jī)的產(chǎn)量難以提高。并且，料斗中物料所受離心力較小，主要 受自身重力的作用間距稍大時(shí)，部分物料會(huì)從頭部散落到提升筒體內(nèi)，而不能被拋向 出料口，影響斗式提升機(jī)的生重時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)堵塞現(xiàn)象。當(dāng)提升速度過(guò)高，有料料斗 繞上上滾筒時(shí)，料斗中物料所受離心力于流散性好的物料，部分會(huì)被過(guò)早地拋出料斗， 與頭部機(jī)殼碰撞后散落到筒體中;對(duì)于流散性料(如潮濕的粉料)，部分會(huì)貼住料斗外側(cè) 不易拋出造成返料，斗式提升機(jī)生產(chǎn)率也會(huì)降低。因速度應(yīng)根據(jù)輸送物料的不同進(jìn)行 選用。 實(shí)踐證明，輸送干燥、流散性好的物料易倒空，為提高生產(chǎn)率提升速度可選用大 一些，一般以 2m/s 為宜(采用離心式卸料);輸送潮濕、流散性不良的物料，一般提升 速度以 0.6 一 0.8m/s 用離心一重力式卸料)。 (2)應(yīng)依據(jù)物料特性和提升速度選擇斗型，并控制單位長(zhǎng)度的料斗數(shù)量，來(lái)保證斗 式提升機(jī)。料斗容積的變化(即型號(hào)不同)會(huì)影響斗式提升機(jī)的生產(chǎn)率。在提升帶寬度 相同的條件下，容積較大。因此，相同型號(hào)的斗式提升機(jī)采用深料斗時(shí)，生產(chǎn)率較高。 但斗型的選擇主要依據(jù)和提升速度。一般，深料斗用于輸送干燥、流散性好的物料， 淺料斗用于提升潮濕、流散性不;提升速度較低時(shí)可用深料斗，提升速度較高時(shí)宜用淺 料斗，這樣有利于提高斗式提升機(jī)的生產(chǎn)單位長(zhǎng)度上料斗數(shù)量的多少，也會(huì)直接影響 斗式提升機(jī)的生產(chǎn)率，同時(shí)對(duì)料斗的充填系數(shù)。從生產(chǎn)率計(jì)算公式可以看出，單位長(zhǎng) 度上料斗數(shù)量越多生產(chǎn)率越高;但另一方面，單位長(zhǎng)度量過(guò)多，又會(huì)降低料斗的充填系 數(shù)，使生產(chǎn)率降低。目前大多數(shù)斗式提升機(jī)采用提高提升速度、位長(zhǎng)度上的料斗數(shù)量， 來(lái)保證斗式提升機(jī)的生產(chǎn)率。通常輸送粉狀、顆粒狀物料，每米長(zhǎng)度安裝料斗;輸送塊 狀物料，每米長(zhǎng)度上安裝 3 一 4 個(gè)料斗，從實(shí)際使用效果來(lái)看，這樣的布置是合理的。 由于設(shè)計(jì) TDG400，料斗寬度為 400 mm,由《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表 14—42?？?查的料斗的容量 16 ,斗距為 410mm.。?iL 4 減速器的設(shè)計(jì) 減速器的設(shè)計(jì)主要包括，傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)，齒輪，軸。支撐件的設(shè)計(jì)，包括箱座， 箱蓋，軸承的選擇等。 4.1 相關(guān)參數(shù)的計(jì)算 （1） 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速 min/147001rnid? =12ii/295 in/7..423rin? 式中： ———分別為各軸的轉(zhuǎn)速 （r/min）31, ———分別為各軸傳動(dòng)比20i —— 為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（r/min）dn (2)計(jì)算各軸功率 =18.5 0.98=18.13（KW）1?dp?? = =18.13 0.97=17.59（KW）2P =17.59 0.97=17.06（KW） 3 式中： ——為各軸的功率 （kw）21,p ——為電動(dòng)機(jī)功率 （kw ）d — 為聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率，查〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)〉 〉取 =0.981? 1? ——均為齒輪傳動(dòng)效率 ，查〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)〉 〉取 =0.9832, 32? (3)各軸的轉(zhuǎn)矩 )(19.20475.8905NmnPTdd ??? = =011?iTd?98.0.2?)(.17Nm 3572 ? )(.2.43.5233i 式中： —— 分別為各軸的轉(zhuǎn)矩（Nm） 1,T ——為電動(dòng)機(jī)到軸 1 的傳動(dòng)效率0? ——為軸 1 到軸 2 之間的傳動(dòng)效率12 ——為軸 2 到軸 3 之間的傳動(dòng)效率3 4.2 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.2.1 z1,z2 齒輪的計(jì)算 1．精度等級(jí)，材料和齒數(shù) 1） ， 采用斜齒輪傳動(dòng)，因?yàn)樾饼X輪平穩(wěn)，沒(méi)沖擊。z2 2）精度等級(jí)選為 7 級(jí)； 3）選小齒輪材料為 40 （調(diào)質(zhì)） ，硬度 280HBS，大齒輪的材料為 45（調(diào)rC 質(zhì)）硬度 240HBS。 4）初選小齒輪齒數(shù) =18，則 =901z2z 5）選螺旋角。 初選螺旋角 ?4?? 2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由 〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)〉 〉計(jì)算公式（10-9a）進(jìn)行試算，即： })][(1{2311 HEadt ZiTk?????? （4.1） a. 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值： 1) 試選， =1.6。tK 2）由〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)〉 〉圖 10—30 選取區(qū)域系數(shù) =2.43HZ 3）由〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)〉 〉圖 10—26 查得 =0.75 =0.821a?2a? 4）由〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)〉 〉圖 10—21d 查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 =600M 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 =5501limH?ap2limH? 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1 由式 10—12 得 =540M aHNHMPsK609.][1lim1???a [ =522.5 Ma5.2]li2 a 5）許用接觸應(yīng)力 2/)][(][1HH???? =（540+522.5 ）/2 =531.25M aP 6） 軸 1 的轉(zhuǎn)矩 =117.8N m 1T 7） 由〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)〉 〉表 10—7 選齒寬系數(shù) =1d? 8）由〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)〉 〉表 10—6 查的材料的彈性影響系數(shù)為 M8.19?EZ2/1Pa b. 計(jì)算 1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑 ，由計(jì)算公式得td1 3 2 251 .317. )8.94()086.2????t =60.1mm 2) 計(jì)算圓周速度 v= =106?ndt?60147..3? =4.6m/s 3)計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) ntm =1 =60.1 1td???.60m = =nt1coszt?239.84cos.? mhnt .7.325.?? 4.9.760b 4）計(jì)算重合度 ?? ???tgzd138.0? =0.318 4? =1.43 5）計(jì)算載荷系數(shù) K 已知使用系數(shù) =1A 根據(jù) v=4.6m/s,7 級(jí)精度。由《機(jī)械設(shè)計(jì) 》圖 10—8 查的動(dòng)載荷系數(shù) =1.12；由表 10—4 查得 的計(jì)算公式如下：V ?h bKdH 3210.)6.01(8.2.1???????? =1.12+0.18 63? =1.42 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 10—13 查得 24.1??FK 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10—3 查得 3.??H HVA? =1 .142.? =2.07 6） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 公式(10 —10a )得： 3316.1072.??ttKd =65.49m 計(jì)算模數(shù) =3.53184cos9.65cos1?zmn? 3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》10—17 式得： ][21 2FadSanzYCOKTm????? （4.2） a. 確定計(jì)算參數(shù) 1）計(jì)算載荷系數(shù) ??FVAK? = 3.124.1? =1.81 2）根據(jù)縱向重合度 =1.43，從圖 10—28 查得螺旋角影響系數(shù)?? 94.0??Y 3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) = =19.7231coszv?483 =98.690332?zv 4）查齒形系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10—5.查得 ，82.1?FaY19.2?FaY 5）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10—5 查得 ，54.1sa78.2sa 6） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（10-12）得,4.?s MPaSKFENF 57.30.1850][11 ??? FEF 8.24.][22? 7）計(jì)算大小齒輪的 ，加以比較][FSaY? 013.57.381?? 6..29][?FSaY 大齒輪的數(shù)值大。 設(shè)計(jì)計(jì)算,將數(shù)值代入 4.2 式： 30.216.57.18)4(cos90.1.232203 ?????nm 對(duì)比結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，則nm 取 已可滿足彎曲強(qiáng)度，但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度可得0.?n 的分度圓直徑 。md49.651? 于是由 18.234cos.cos01 ??nz? 取 ，則21?052 幾何計(jì)算 計(jì)算中心距 78.194cos23)051(cos)(21 ??????nmza 將中心距圓整取為 195mm。 按圓整后的中心距修正螺旋角 021 25.14923)01(arcos)(arcos ??????zn? 因 值改變不多，故參數(shù) ， ， 等不必修正。a??KHZ ， 的參數(shù)如下：1z2 分度圓直徑 dmmzn652.14cos301??? n.2? 計(jì)算齒寬： db651???? 圓整后取 ，mB65270 表 4.1 z1,z2 的參數(shù)如下 名 稱 符號(hào) 結(jié)果 螺旋角 ? ?25.14 法面模數(shù) n 3 法面壓力角 ? ?0 法面齒頂高系數(shù) *anh 1 法面頂間系數(shù) c 0.25 齒頂高 *anam? mha321? 齒根高 )(*nanf chm??mhf75.321? 分度圓直徑 ?cos/zdn d621 齒頂圓直徑 aah2?? ma3721? 齒根圓直徑 ffd? df5.721 齒寬 B mB6021? 4.2.2 z3,z4 齒輪計(jì)算 1．精度等級(jí)，材料和齒數(shù) 1） ， 采用斜齒輪傳動(dòng)，因?yàn)樾饼X輪平穩(wěn)，沒(méi)沖擊。3z4 2）精度等級(jí)選為 7 級(jí)； 3）選小齒輪材料為 40 （調(diào)質(zhì)） ，硬度 280HBS，大齒輪的材料為 45（調(diào)質(zhì)）硬rC 度 240HBS。 4）初選小齒輪齒數(shù) =20，則 =821z2z 5）選螺旋角。 初選螺旋角 ?4?? 2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由 〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)〉 〉計(jì)算公式（10-9a）進(jìn)行試算，即： })][(1{2311 HEadt ZiTk?????? （4.3） a. 確定公式中的各計(jì)算數(shù)值： 1) 試選， =1.6。tK 2）由〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)〉 〉圖 10—30 選取區(qū)域系數(shù) =2.43HZ 3）由〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)〉 〉圖 10—26 查得 =0.78 ， =0.841a?2a? 62.?? 4）由〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)〉 〉圖 10—21d 查的小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 =600M1limH? ，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 =550ap 2limH? 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1 由式 10—12 得 =540MaHNHMPsK609.][1lim1???a [ =522.5 Ma5.2]li2 aP 5）許用接觸應(yīng)力 2/)][(][1HH???? =（540+522.5）/2 =531.25M aP 6） 軸 2 的轉(zhuǎn)矩 =571.3N m 2T 7） 由〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)〉 〉表 10—7 選齒寬系數(shù) =1d? 8）由〈〈機(jī)械設(shè)計(jì)〉 〉表 10—6 查的材料的彈性影響系數(shù)為 M8.19?EZ2/1Pa b. 計(jì)算 1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑 ，由計(jì)算公式 4.3 得td1 3 2 251 5.31.47)8.9()(03.62????t =101.9mm 2) 計(jì)算圓周速度 v= =1062?ndt?60294.1.3? =1.57m/s 3)計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) ntm =1 =101.9 td1???9.0m = =nt3coszt?9.421cos? mhnt 05..52.?? .90.1b 4）計(jì)算縱向重合度 ?? ????tgzd138.0? =0.318 =1.8942? 5）計(jì)算載荷系數(shù) K 已知使用系數(shù) =1A 根據(jù) v=1.57 m/s,7 級(jí)精度。由《機(jī)械設(shè)計(jì) 》圖 10—8 查的動(dòng)載荷系數(shù) =1.08；由表 10—4 查得 的計(jì)算公式如下：V ?h bKdH 3210.)6.01(8.2.1???????? =1.12+0.18 93? = 1.43 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖 10—13 查得 24.1??FK 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10—3 查得 3.??H HVA? =1 4.108.? =2.21 6） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 公式(10 —10a )得： 3316.129.0??ttKd =113.48m 計(jì)算模數(shù) =5.5204cos8.cos3?zmn? 3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》10—17 式得： ][23 2FadSanzYCOKTm????? （4.4） a. 確定計(jì)算參數(shù) 1）計(jì)算載荷系數(shù) ??FVAK? = =1.81 3.12408.1? 2）根據(jù)縱向重合度 =1.89，從圖 10—28 查得螺旋角影響系數(shù)?? 84.0??Y 3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) = =21.89?31coszv?14203 =89.783342zv 4）查齒形系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10—5.查得 ，72.1?FaY2.?FaY 5）查取應(yīng)力校正系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 10—5 查得 ，5.1sa78.12sa 6） 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（10-12）得,4.?s MPaSKFENF 8.23.108][22??? 7）計(jì)算大小齒輪的 ，加以比較][FaY 014.57.32][1??FSa? 6.8.][2FSaY 齒輪的數(shù)值大。4z 按 設(shè)計(jì)計(jì)算，代入公式 4.4 得： 45.3016.62.10)4(cos83.5781.23 2?????nm 對(duì)比結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，則nm 取 已可滿足彎曲強(qiáng)度，但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度可0.4?n 得的分度圓直徑 。d48.13 于是由 2.741cos8.3cos031 ???nmdz? 圓整后取 ，則273z 幾何計(jì)算 計(jì)算中心距 man 4.281cos2)07(cos)(43 ??????? 將中心距圓整取為 。m28 按圓整后的中心距修正螺旋角 043 9.14285)7(arcos)(arcos ??????zn? 因 值改變不多，故參數(shù) ， ， 等不必修正。a??KHZ ， 的參數(shù)如下：3z4 分度圓直徑 dmmzn129.4cos703??? n56.4? 計(jì)算齒寬： db7163???? 圓整后取 ，mB15420 表 4.2 斜齒輪 ， 的參數(shù)如下3z4 名 稱 符號(hào) 結(jié)果 螺旋角 ? ?9.14 法面模數(shù) n 4 法面壓力角 ? ?20 法面齒頂高系數(shù) *anh 1 法面頂間系數(shù) c 0.25 齒頂高 *anam? mha43? 齒根高 )(*nanf ch?f543 分度圓直徑 ?cos/zmdn? md456 123? 齒頂圓直徑 aah2? a043 齒根圓直徑 ffd??mdf61243? 齒寬 B B15043 4.2.3 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 通過(guò)齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算后，只要確定出齒輪的主要尺寸后，如尺寸，模數(shù)， 齒寬，螺旋角，分度圓直徑就可以對(duì)齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與幾何尺寸有關(guān)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮各方面