《帶式輸送機(jī)傳動裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算案例》6200字

帶式輸送機(jī)傳動裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算案例綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u29288帶式輸送機(jī)傳動裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算案例綜述 157491.1傳動方案的確定 12721.2驅(qū)動部件設(shè)計(jì) 2116261.2.1電動機(jī)選型 2211291.2.2發(fā)電機(jī)選型 2226791.3減速器的設(shè)計(jì) 2190341.3.1總傳動比的計(jì)算 2319281.3.2傳動比分配 3215961.3.3運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算 3123231.3.4直齒圓錐齒輪傳動的設(shè)計(jì)與計(jì)算 5102141.3.5直齒圓柱齒輪傳動的設(shè)計(jì)與計(jì)算（軸Ⅱ與軸Ⅲ間） 9178651.3.6其它齒輪設(shè)計(jì)與計(jì)算 12105721.3.7高速軸Ⅰ的設(shè)計(jì) 1484901.3.8其它軸的設(shè)計(jì) 1511641.3.9鍵的校核 1689321.3.11箱體的設(shè)計(jì) 18128211.4制動器選型 18150491.5離合器選型 18243291.5.1離合器 18214101.3.10各組軸承的選用 19154801.5.2離合器的選用 20117831.6聯(lián)軸器選型 201.1傳動方案的確定在本次設(shè)計(jì)中，帶式輸送機(jī)選取的是單電機(jī)配合單滾筒共同作用下來進(jìn)行驅(qū)動，在制動過程中，考慮選用電力系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)共同配合作用達(dá)到制動的運(yùn)行效果。具體的運(yùn)行過程如下：離合器與減速器將電動機(jī)和發(fā)電機(jī)以特定的方式連接起來。當(dāng)工作條件達(dá)到成熟的時(shí)候，需要啟動時(shí)，將傳動滾筒和電動機(jī)聯(lián)合起來，以至于可以將力矩傳遞出來，進(jìn)而發(fā)揮效應(yīng)以達(dá)到應(yīng)有的工作效果；當(dāng)滾筒運(yùn)行的速度達(dá)到一定程度的時(shí)候，即所傳遞的力矩達(dá)到一定要求，不需要進(jìn)一步的增長的時(shí)候，將傳動滾筒與發(fā)電機(jī)分離開來，轉(zhuǎn)而連接到發(fā)電機(jī)上，從而不如發(fā)電系統(tǒng)，通過發(fā)電機(jī)的作用，經(jīng)傳達(dá)到的機(jī)械能咋轉(zhuǎn)化為電能儲存到電網(wǎng)之中，在機(jī)械能的轉(zhuǎn)化過程中，機(jī)械能自然而然的會減少，從而起到運(yùn)輸帶在運(yùn)行過程中的制約作用。最后，當(dāng)滿足工作的特定的條件后，或者完成特定的工作任務(wù)后。需要讓車停止，制動器要把制動輪抱緊，從而使其靜止不發(fā)生移動。1.2驅(qū)動部件設(shè)計(jì)1.2.1電動機(jī)選型鼠籠式的電動機(jī)、繞線式異步式的電動機(jī)，這兩種電動機(jī)是輸送機(jī)中通常使用的電動機(jī)，尤其是帶式輸送機(jī)。首先了解生產(chǎn)機(jī)械的要求，從而在電動機(jī)的程序根據(jù)需要輸入事先規(guī)定好的額定轉(zhuǎn)速，進(jìn)行選擇合適恰當(dāng)?shù)臋C(jī)器額定轉(zhuǎn)速，這個(gè)數(shù)值結(jié)合實(shí)際因素而確定，所以說是一個(gè)定值，因?yàn)楣β什蛔?，機(jī)器運(yùn)行速度越低，機(jī)械占用空間越大，造價(jià)成本也會在一定范圍內(nèi)提升，但相應(yīng)的效率卻不會升高，反而越來越低。反之，因此，如果不是特殊的生產(chǎn)要求，所選取的電動機(jī)的額定功率會高于一定的數(shù)值不會太低。根據(jù)以上的計(jì)算，可知電動機(jī)功率為，同時(shí)選擇單電機(jī)配合驅(qū)動，再從手冊上一一對應(yīng)，根據(jù)實(shí)際情況，以及自身的需要結(jié)合而看，可以得出此次設(shè)計(jì)中需要的電動機(jī)型號，為YB225M-6型。1.2.2發(fā)電機(jī)選型處于裝滿狀態(tài)運(yùn)行的時(shí)候，皮帶上的物體有自然向下的力所影響，會使運(yùn)輸帶隨著運(yùn)輸物體的加速而加速運(yùn)動。將傳動滾筒與發(fā)電機(jī)分離開來，轉(zhuǎn)而連接到發(fā)電機(jī)上，從而不如發(fā)電系統(tǒng)，通過發(fā)電機(jī)的作用，經(jīng)傳達(dá)到的機(jī)械能咋轉(zhuǎn)化為電能儲存到電網(wǎng)之中，在機(jī)械能的轉(zhuǎn)化過程中，機(jī)械能自然而然的會減少，從而起到運(yùn)輸帶在運(yùn)行過程中的制約作用。上述過程中已經(jīng)得到發(fā)電機(jī)功率所需的數(shù)據(jù)為，經(jīng)查手冊可得發(fā)電機(jī)型號為TFW355S1-4。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，該機(jī)械設(shè)備需要在煤礦的井下進(jìn)行運(yùn)行工作，但由于井下的工作環(huán)境不夠理想，環(huán)境當(dāng)中粉塵較多，對于機(jī)械的運(yùn)作來說不夠理想，而且，由于井下由于特殊的性質(zhì)，還存在著較為嚴(yán)重的潛在的危險(xiǎn)，為了避免爆炸，因此需要對發(fā)電機(jī)進(jìn)行隔爆處理。其主要參數(shù)如下：1.3減速器的設(shè)計(jì)1.3.1總傳動比的計(jì)算根據(jù)上文得到的相關(guān)尺寸及設(shè)計(jì)要求式中——皮帶速度，為了保證和提高運(yùn)輸效率但要考慮穩(wěn)定性因此要比較均勻，m/s。結(jié)合實(shí)際情況確定減速器內(nèi)的總傳動比為：1.3.2傳動比分配如果上述比值達(dá)到一個(gè)適合的范圍內(nèi)，那么傳遞動力效率就會變得比較高，總體結(jié)構(gòu)更加緊湊，重量也會相對變得輕巧，經(jīng)濟(jì)方面的成本也會極速下降，趨于合理低。對于錐圓柱齒輪這一類型的減速器，為了最開始的設(shè)計(jì)過程中使大錐齒輪的各個(gè)方面，以及在使用過程中的尺寸不會顯得過大，錐齒輪的傳動比應(yīng)取在，打算取。在設(shè)計(jì)過程中，對于三級齒輪減速器，設(shè)計(jì)中的各方面的條件應(yīng)盡可能的使各級從動齒輪在使用過程在在油液中沉浸的深淺的程度差不多，這樣一來可以使得它們在運(yùn)行的每時(shí)每刻都得到良好的潤滑，與此同時(shí)，還可以在一定程度上減小在攪油過程中所產(chǎn)生的損失。根據(jù)以上的計(jì)算而得的數(shù)據(jù)和分析過程，定軸Ⅱ與軸Ⅲ之前需要傳動比為。則軸Ⅲ與軸Ⅳ之間：根據(jù)上文的設(shè)計(jì)和計(jì)算可以得到軸Ⅴ與軸Ⅱ之間：根據(jù)上文的設(shè)計(jì)和計(jì)算可以得到實(shí)際總傳動比：實(shí)際情況與設(shè)計(jì)之間的偏移量：可見上述的設(shè)計(jì)是合理的。1.3.3運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算(1)根據(jù)上文的設(shè)計(jì)和計(jì)算可以得到電機(jī)軸(2)根據(jù)上文的設(shè)計(jì)和計(jì)算可以得到軸Ⅰ(3)根據(jù)上文的設(shè)計(jì)和計(jì)算可以得到軸Ⅱ——空載啟動(4)根據(jù)上文的設(shè)計(jì)和計(jì)算可以得到軸Ⅲ——空載啟動(5)根據(jù)上文的設(shè)計(jì)和計(jì)算可以得到軸Ⅳ——空載啟動(6)根據(jù)上文的設(shè)計(jì)和計(jì)算可以得到滾筒軸——空載啟動(7)根據(jù)上文的設(shè)計(jì)和計(jì)算可以得到滾筒軸——滿載運(yùn)轉(zhuǎn)(8)根據(jù)上文的設(shè)計(jì)和計(jì)算可以得到軸Ⅳ——滿載運(yùn)轉(zhuǎn)(9)根據(jù)上文的設(shè)計(jì)和計(jì)算可以得到軸Ⅲ——滿載運(yùn)轉(zhuǎn)(10)根據(jù)上文的設(shè)計(jì)和計(jì)算可以得到軸Ⅱ——滿載運(yùn)轉(zhuǎn)(11)根據(jù)上文的設(shè)計(jì)和計(jì)算可以得到軸Ⅴ經(jīng)過上述各式的計(jì)算過程中，所需要的一些數(shù)據(jù)參數(shù)，是在經(jīng)過查詢相關(guān)的手冊中所得到的，例如，各種部件的匹配數(shù)據(jù)；；。1.3.4直齒圓錐齒輪傳動的設(shè)計(jì)與計(jì)算(1)齒輪的校核小齒輪在選材方面可根據(jù)需要選擇40Cr，結(jié)合實(shí)際情況和設(shè)計(jì)采用調(diào)質(zhì)的熱加工方法，，。大齒輪可采取45號鋼，結(jié)合實(shí)際情況和設(shè)計(jì)采用調(diào)質(zhì)的熱加工方法，，。在考慮安全的情況得到齒根接觸在單位區(qū)域上的力：(4-1)式中——相互摩擦疲勞強(qiáng)度最大限度，；——壽命因數(shù)，考慮在允許的工作條件下規(guī)定的工作時(shí)長，；——最小安全系數(shù)，根據(jù)給定的情況針對不同工作時(shí)長產(chǎn)生的規(guī)定，。，可得：在考慮安全的情況得到齒根彎曲在單位區(qū)域上的力(4-2)式中——彎曲強(qiáng)度最大限度，根據(jù)受到的力在一定時(shí)間范圍內(nèi)的特點(diǎn)造成的影響，；——安全因數(shù)最小值。根據(jù)給定的情況針對不同工作時(shí)長產(chǎn)生的規(guī)定，；——壽命因數(shù)，考慮在允許的工作條件下規(guī)定的工作時(shí)長；——尺寸因數(shù)，對于特定長度的不同有著不同的影響，。?。涸诳紤]安全的情況得到齒根接觸在單位區(qū)域上的力代入輸入軸的功率和轉(zhuǎn)速，求得，圓周速度。查閱文獻(xiàn)并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和參考，選取7級，即在此時(shí)滿足了工作要求的同時(shí)也在合理的加工成本范圍內(nèi)。結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及實(shí)際情況，可知允許的范圍內(nèi)，有。小輪大端分度圓直徑：(4-3)式中——齒輪寬度因數(shù)，根據(jù)不同工作狀況及受力情況的對尺寸的設(shè)計(jì)，查得；——載荷因數(shù)，根據(jù)不同的負(fù)載的大小及頻率以及工作運(yùn)行情況確定，取——材料最大最小值因數(shù)，結(jié)合工作情況決定材料和熱處理方式得到，??；——節(jié)點(diǎn)區(qū)域因數(shù)，結(jié)合工作情況決定材料和熱處理方式得到，。運(yùn)算有：所以取整。根據(jù)不同工作狀況及受力情況的對尺寸的設(shè)計(jì)，小輪大端最大圓直徑根據(jù)不同工作狀況及受力情況的對尺寸的設(shè)計(jì)，小輪平均最大圓直徑根據(jù)不同工作狀況及受力情況的對尺寸的設(shè)計(jì)，當(dāng)量齒數(shù)(3)從巷道的實(shí)際情況出發(fā)，該部分機(jī)器僅會小段時(shí)間使用，因此進(jìn)行彎曲疲勞方面的驗(yàn)證。約束條件為：式中——齒形因數(shù)，根據(jù)自身輪廓的角度和位置以及整體的形狀產(chǎn)生的影響，，；——應(yīng)力校正因數(shù)，在齒根的一些部位會產(chǎn)生局部的較大的力，對此類載荷和實(shí)際受到的力進(jìn)行比較，，。將以上結(jié)果放入下式：至此可以認(rèn)為該設(shè)計(jì)是合理的。(4)齒輪的相關(guān)尺寸1.3.5直齒圓柱齒輪傳動的設(shè)計(jì)與計(jì)算（軸Ⅱ與軸Ⅲ間）(1)齒輪的校核小齒輪在選材方面可根據(jù)需要選擇40Cr，結(jié)合實(shí)際情況和設(shè)計(jì)采用淬火的熱加工方法，，，。大齒輪可采取45號鋼，結(jié)合實(shí)際情況和設(shè)計(jì)采用淬火的熱加工方法，，，。在考慮安全的情況得到齒根接觸在單位區(qū)域上的力：(4-4)式中——齒輪相互摩擦數(shù)最大極限，；——壽命因數(shù)，考慮在允許的工作條件下規(guī)定的工作時(shí)長，；——最小安全因數(shù)，根據(jù)給定的情況針對不同工作時(shí)長產(chǎn)生的規(guī)定，。，可得在考慮安全的情況得到齒根彎曲在單位區(qū)域上的力式中——彎曲強(qiáng)度最大限度，根據(jù)受到的力在一定時(shí)間范圍內(nèi)的特點(diǎn)造成的影響，；—安全因數(shù)最小值。根據(jù)給定的情況針對不同工作時(shí)長產(chǎn)生的規(guī)定，；——壽命因數(shù)，考慮在允許的工作條件下規(guī)定的工作時(shí)長，；——尺寸因數(shù)，對于特定長度的不同有著不同的影響，。取，代入算：(2在考慮安全的情況得到齒根接觸在單位區(qū)域上的力代入輸入軸的功率和轉(zhuǎn)速，求得，圓周速度。查閱文獻(xiàn)并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和參考，選取9級，即在此時(shí)滿足了工作要求的同時(shí)也在合理的加工成本范圍內(nèi)。；結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)以及實(shí)際情況，可知允許的范圍內(nèi)，有。小輪大端分度圓直徑：式中——輪齒寬度因數(shù)，根據(jù)不同工作狀況及受力情況的對尺寸的設(shè)計(jì)，查得；——載荷因數(shù)，根據(jù)不同的負(fù)載的大小及頻率以及工作運(yùn)行情況確定，取；——材料彈性系數(shù)，結(jié)合工作情況決定材料和熱處理方式得到，??；——節(jié)點(diǎn)塊區(qū)因數(shù)，結(jié)合工作情況決定材料和熱處理方式得到，；——重合概率因數(shù)，把在齒根的某些部分的應(yīng)力與上邊界部分進(jìn)行比較，取。代入得：取整。根據(jù)不同工作狀況及受力情況的對尺寸的設(shè)計(jì)，小輪大端最大圓直徑(3)從巷道的實(shí)際情況出發(fā)，該部分機(jī)器僅會小段時(shí)間使用，因此進(jìn)行彎曲疲勞方面的驗(yàn)證。約束條件為：(4-7)式中——齒形因數(shù)，根據(jù)自身輪廓的角度和位置以及整體的形狀產(chǎn)生的影響，，；——應(yīng)力校正因數(shù)，在齒根的一些部位會產(chǎn)生局部的較大的力，對此類載荷和實(shí)際受到的力進(jìn)行比較，，；將以上結(jié)果放入下式：至此可以認(rèn)為該設(shè)計(jì)是合理的。(4)齒輪其他的相關(guān)尺寸1.3.6其它齒輪設(shè)計(jì)與計(jì)算軸Ⅲ與軸Ⅳ間齒輪的校核小齒輪在選材方面可根據(jù)需要選擇20CrMnTi，結(jié)合實(shí)際情況和設(shè)計(jì)采用滲碳淬火的熱加工方法，；大齒輪在選材方面可根據(jù)需要選擇20Cr，結(jié)合實(shí)際情況和設(shè)計(jì)采用滲碳淬火的熱加工方法，。在考慮安全的情況得到齒根接觸在單位區(qū)域上的力：在考慮安全的情況得到齒根彎曲在單位區(qū)域上的力：(2)軸Ⅴ與軸Ⅱ齒輪的校核小齒輪在選材方面可根據(jù)需要選擇40Cr，結(jié)合實(shí)際情況和設(shè)計(jì)采用調(diào)質(zhì)的熱加工方法，；大齒輪在選材方面可根據(jù)需要選擇45號鋼，結(jié)合實(shí)際情況和設(shè)計(jì)采用調(diào)質(zhì)的熱加工方法，。在考慮安全的情況得到齒根接觸在單位區(qū)域上的力：在考慮安全的情況得到齒根彎曲在單位區(qū)域上的力：1.3.7高速軸Ⅰ的設(shè)計(jì)(1)材料在選材方面可根據(jù)需要選擇40Cr，結(jié)合實(shí)際情況和設(shè)計(jì)采用調(diào)質(zhì)的熱加工方法，，(2)參照前文設(shè)計(jì)的部分，以及該部分的結(jié)構(gòu)和尺寸，可以得到受力狀況。由于該設(shè)計(jì)中的比較對稱，因此軸承對軸的作用點(diǎn)可以認(rèn)為在軸承的一半的位置。也可以認(rèn)為該部分的載荷的合成作用點(diǎn)在內(nèi)齒輪的中點(diǎn)。根據(jù)在垂直和水平的兩個(gè)方向的情況。(3)大體估算軸的直徑根據(jù)功率和轉(zhuǎn)速算得軸的最小直徑為：還應(yīng)該考慮到其他的影響因素，所以為。(4)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因?yàn)橛缅F齒輪，有豎直的力，選擇圓錐滾子軸承，32010。軸Ⅰ的數(shù)據(jù)如下(5)軸承支反力的計(jì)算橫面上豎面上(6)齒寬中點(diǎn)處彎矩計(jì)算橫面上豎面上組合彎矩扭轉(zhuǎn)距離(7)校核軸的強(qiáng)度至此可以認(rèn)為該設(shè)計(jì)是合理的。1.3.8其它軸的設(shè)計(jì)(1)結(jié)合實(shí)際情況和設(shè)計(jì)需要確定材料軸Ⅱ：在選材方面可根據(jù)需要選擇40Cr，結(jié)合實(shí)際情況和設(shè)計(jì)采用調(diào)質(zhì)的熱加工方法，軸Ⅲ：在選材方面可根據(jù)需要選擇40Cr，結(jié)合實(shí)際情況和設(shè)計(jì)采用調(diào)質(zhì)的熱加工方法，軸Ⅳ：在選材方面可根據(jù)需要選擇40CrNi，結(jié)合實(shí)際情況和設(shè)計(jì)采用調(diào)質(zhì)的熱加工方法，軸Ⅴ：在選材方面可根據(jù)需要選擇45號鋼，結(jié)合實(shí)際情況和設(shè)計(jì)采用調(diào)質(zhì)的熱加工方法。(2)軸的結(jié)構(gòu)1.3.9鍵的校核(1)軸Ⅰ上的鍵由于在此軸上的轉(zhuǎn)速高，傳遞的力比較小，因此在小齒輪作為輸入時(shí)與軸之間的連接采用平鍵。根據(jù)工作條件考慮擠壓的作用驗(yàn)算。根據(jù)軸的直徑采取A型平鍵：根據(jù)比較，在正常工作的情況下受到的應(yīng)力遠(yuǎn)小于許用值，所以該鍵強(qiáng)度符合需要。(2)軸Ⅱ上的鍵在該軸上需要承受的扭矩比較大，所以在該軸上都需要選取兩個(gè)鍵槽的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)的兩個(gè)鍵槽彼此之間要按照相差角度為180°的方式進(jìn)行安置。根據(jù)比較，在正常工作的情況下受到的應(yīng)力遠(yuǎn)小于許用值，所以該鍵強(qiáng)度符合需要。(3)軸Ⅲ的上鍵在該軸上需要承受的扭矩比較大，所以在該軸上都需要選取兩個(gè)鍵槽的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)的兩個(gè)鍵槽彼此之間要按照相差角度為180°的方式進(jìn)行安置。尺寸：根據(jù)比較，在正常工作的情況下受到的應(yīng)力遠(yuǎn)小于許用值，所以該鍵強(qiáng)度符合需要。(4)軸Ⅳ上鍵的校核由于在此軸上的轉(zhuǎn)速低，傳遞的力比較大，因此在輸出時(shí)與驅(qū)動輪之間的連接采用花鍵。根據(jù)工作條件主要考慮擠壓的作用進(jìn)行驗(yàn)算。根據(jù)軸的直徑采取；；根據(jù)比較，在正常工作的情況下受到的應(yīng)力遠(yuǎn)小于許用值，所以該鍵強(qiáng)度符合要求。(5)軸Ⅴ上鍵的校核由于在此軸上的轉(zhuǎn)速高，傳遞的力比較小，因此在小齒輪作為輸入時(shí)與軸之間的連接采用平鍵。根據(jù)工作條件考慮擠壓的作用驗(yàn)算。根據(jù)軸的直徑采取A型采用平鍵連接。滿足擠壓強(qiáng)度要求。除此之外，同方法校核，結(jié)果合格。1.3.11箱體的設(shè)計(jì)箱體是對上述所涉及的零件進(jìn)行支撐的作用的，并且同時(shí)可以保證他們可以固定在各自的位置，以保證彼此之間能夠進(jìn)行準(zhǔn)確的配合，在配合過程中每個(gè)零件都可以在承受彼此之間所傳遞的力矩，進(jìn)行良好的工作。因此，箱體為了能夠很好的防止支撐時(shí)候可能會產(chǎn)生的變形或者一些要求性很高的線條的位置跑偏，除此之外，在質(zhì)量保證的前提下，為了便于組裝和拆卸以及在鑄造時(shí)候的方便簡潔，還應(yīng)該具有比較好的相關(guān)工藝性。1.4制動器選型輸送機(jī)在運(yùn)輸過程中方向傾斜向上運(yùn)輸時(shí)，在滿足一定條件下需要停車時(shí)為了不讓輸送帶朝著傾斜向下的方向行走，此時(shí)運(yùn)輸帶所需要的舉措一般被稱為逆止。而運(yùn)輸帶在運(yùn)輸過程中方向朝下傾斜輸送的時(shí)候，在滿足一定條件后需要停止運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候不讓輸送帶朝著傾斜向上的方向行走。此時(shí)，運(yùn)輸帶所需要的舉措一般被稱為制動。最后，輸送機(jī)在運(yùn)輸過程中存在著三種狀態(tài)，分別有可能是傾斜向上，傾斜向下，水平運(yùn)動，從而需要根據(jù)以上的三種情況具體情況具體分析來安排合適合理的制動舉措。因?yàn)榇髢A角向下，所以還需選匹配的制動裝置。帶式說是哪個(gè)題想要滿足運(yùn)動速度受限的控制效果，是靠發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)的，在該部分的設(shè)計(jì)中將驅(qū)動系統(tǒng)與之精密的聯(lián)系在了一起。但是以上設(shè)計(jì)部件的工作效果只能緩慢的實(shí)現(xiàn)，遇到緊急情況時(shí)，不能滿足工作效果，因此，除此之外，在原有的基礎(chǔ)上還需選用合適的制動器實(shí)現(xiàn)