螺旋運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計（水平放置）【螺旋輸送機(jī)的設(shè)計】【L=2m生產(chǎn)率25t-h】,螺旋輸送機(jī)的設(shè)計,L=2m 生產(chǎn)率25t-h,螺旋運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計（水平放置）【螺旋輸送機(jī)的設(shè)計】【L=2m,生產(chǎn)率25t-h】,螺旋,運(yùn)輸機(jī),設(shè)計,水平,放置,輸送,生產(chǎn)率,25 xxxxxxx 畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書 論文（設(shè)計）題目： 螺旋運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計（水平放置） 學(xué)號：xxxxxxx 姓名：xxxxxxx 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 指導(dǎo)教師： xxxxxxx 系主任： 周友行 一、主要內(nèi)容及基本要求 主要內(nèi)容： 螺旋運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計（水平放置） 運(yùn)輸物料：干燥煤粉ρ = 850 kg/m3 運(yùn) 輸 量： 25 t/h 運(yùn)輸長度： 12 m 基本要求： 總裝圖：A0 （1張） ，主要零件工作圖（折合為1張A0圖）。 設(shè)計說明書一份（打印7000字以上） 翻譯外文資料（3000字符以上） 嚴(yán)格按照設(shè)計進(jìn)度進(jìn)行 二、重點(diǎn)研究的問題 （1）研究螺旋運(yùn)輸機(jī)的工作原理 （2）主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 減速器的設(shè)計 三、進(jìn)度安排 序號 各階段完成的內(nèi)容 完成時間 1 熟悉課題、調(diào)研、收集資料 第 1-3 周 2 方案設(shè)計、論證 第 3-5 周 3 總體設(shè)計、機(jī)械設(shè)計計算 第 6-7 周 4 繪制裝配圖、主要零件工作圖 第 8-10 周 5 撰寫說明書、翻譯資料、準(zhǔn)備答辯 第 11-13 周 6 寫出正式稿 第 14 周 8 答辯 2012年5月31日 四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) [1] 龔桂義. 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書[M]. 2版. 北京：高等教育出版社，1990年. [2] 濮良貴，紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計[M]. 8版. 北京：高等教育出版社，2006年. [3] 吳宗澤，羅圣國. 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計設(shè)計手冊[M]. 3版. 北京：高等教育出版社，2006年. [4] 唐金松. 簡明機(jī)械設(shè)計手冊[M]. 2版. 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2000年. [5] 龔桂義. 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計圖冊. 3版[M]. 北京：高等教育出版社，1987年. [6] 成大先. 機(jī)械設(shè)計手冊[M]. 5版. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008年. [7].詹啟賢主編.自動機(jī)械設(shè)計.北京：輕工業(yè)出版社.1987 [8] 吳戰(zhàn)國，武東主編.造型技巧[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004. [9] 周良德，朱泗芳等編著.現(xiàn)代工程圖學(xué)[M]. 長沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2000. [10] 孫桓，陳作模主編.機(jī)械原理（第七版）[M].北京：高等教育出版社，2006. xxxxxxx 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 題 目： 螺旋運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計（水平放置） 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 號： xxxxxxx 姓 名： xxxxxxx 指導(dǎo)教師： xxxxxxx 完成日期 2012年5月30日 目 錄 摘要 第一章 緒論…………………………………………………………… 1 1.1螺旋運(yùn)輸機(jī)的原理與特點(diǎn) …………………………………… 1 1.2螺旋運(yùn)輸機(jī)的主要現(xiàn)狀 ……………………………………… 1 1.3螺旋運(yùn)輸機(jī)的發(fā)展趨勢 ……………………………………… 2 1.4煤礦螺旋運(yùn)輸機(jī)的技術(shù)發(fā)展趨勢 …………………………… 5 第二章 結(jié)構(gòu)方案擬定 ……………………………………………… 6 2.1設(shè)計要求 ……………………………………………………… 6 2.2設(shè)計原理 ……………………………………………………… 6 第三章 主要參數(shù)確定 ……………………………………………… 8 3.1功率計算與驅(qū)動裝置的選擇 ………………………………… 8 3.2螺旋直徑與轉(zhuǎn)數(shù)確定 ………………………………………… 9 3.3驅(qū)動裝置的設(shè)計 ……………………………………………… 11 3.4傳動零件的設(shè)計計算 ………………………………………… 14 3.5軸的設(shè)計 ……………………………………………………… 19 3.6軸承及聯(lián)軸器的校核 ………………………………………… 25 3.7箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 ……………………………………………… 28 3.8減速器其他零件的選擇 ……………………………………… 30 3.9減速器的潤滑 ………………………………………………… 33 設(shè)計心得 ……………………………………………………………… 34 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………… 35 螺旋運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計 摘要：螺旋輸送機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，制做成本低，密封性強(qiáng)、操作安全方便等優(yōu)點(diǎn)，中間可多點(diǎn)裝、卸料。廣泛用于化工、 建材、冶金、糧食等部門，在傾角β＜ 20 °的情況下，輸送粘度不大、不易變質(zhì)、不蝗結(jié)塊的粉狀、顆粒狀和小塊物料。螺旋機(jī)廣泛應(yīng)用于各行業(yè)，如建材、化工、電力、冶金、煤礦炭、糧食等行業(yè)，適用于水平或傾斜輸送粉狀、粒狀和小塊狀物料，如煤礦、灰、渣、水泥、糧食等，物料溫度小于200℃。螺旋機(jī)不適于輸送易變質(zhì)的、粘性大的、易結(jié)塊的物料。在混凝土攪拌站中,螺旋輸送機(jī)的作用得到了最大的體現(xiàn).由驅(qū)動裝置封閉槽箱和螺旋組成借螺旋轉(zhuǎn)動將槽箱內(nèi)的煤推移輸出。 關(guān)鍵詞：螺旋輸送機(jī)，卸料，物料，驅(qū)動裝置，螺旋 Screw conveyor design Abstract: The screw conveyor is simple in structure, low cost production, tightness, and the advantages of safe and convenient operation, the middle point can be loaded, discharge. Widely used in chemical industry, building materials, metallurgy, food and other departments, in the angle β <20 °, the transmission is not the viscosity, non-perishable, non-caking powder locusts, and small granular materials. Screw machine is widely used in various industries, such as building materials, chemical industry, electric power, metallurgy, coal mine, food and other industries, applied to horizontal or inclined conveyor powder, granulated and small lump materials, such as coal, ash, slag, cement , food, etc., material temperature is less than 200 ℃. Not suitable for screw machine perishable transport, and viscous large, easy caking materials. In the concrete mixing stations, the role of screw conveyor of the embodiment of the largest. By drive me and the spiral groove formed by the rotation of spiral groove box over the output of coal. Keywords: screw conveyor, discharge, materials, drives, spiral 第一章 緒 論 1.1 螺旋輸送的原理與特點(diǎn) 1、螺旋輸送機(jī)的原理 （1） 螺旋輸送機(jī)屬于沒有撓性牽引構(gòu)件的連續(xù)輸送機(jī)械。它的工作原理是：蛟龍（帶螺旋片的軸）在封閉的料槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使裝入料槽的物料由于自重及其與料槽摩擦力的作用而不與螺旋一起旋轉(zhuǎn)，只能沿料槽橫向移動。在垂直放置的螺旋輸送機(jī)中，物料是靠離心力與槽壁所產(chǎn)生的摩擦力而向上移動。它的某些類型常被用作喂料設(shè)備、計量設(shè)備、攪拌設(shè)備、烘干設(shè)備、仁殼分離設(shè)備、卸料設(shè)備以及連續(xù)加壓設(shè)備。螺旋輸送機(jī)被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中。 （2）螺旋輸送機(jī)的特點(diǎn) 螺旋輸送機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)：1.結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、橫斷面尺寸小，在其他輸送設(shè)備無法安裝時或操作困難的地方試用；2.工作可靠，易于維修，成本低廉，價格僅為斗士提升機(jī)的一半；3.機(jī)槽可以是全封閉的，能實(shí)現(xiàn)密閉輸送，以減少物料對環(huán)境的污染，對輸送粉塵大的物料尤為適宜；4.輸送時，可以多點(diǎn)進(jìn)料，也可以在多點(diǎn)卸料，工藝安排靈活；5.物料的輸送方向是可逆的。一臺輸送機(jī)可以同時向兩個方向輸送物料，即集向中心輸送或背離中心輸送；6.在物料輸送中還可以同時進(jìn)行混合、攪拌、松散、加熱和冷卻等工藝操作。 （3）輸送機(jī)的主要缺點(diǎn)：物料在輸送過程中，與機(jī)槽、螺旋體間的摩擦以及物料間的攪拌翻動等原因，使輸送功率消耗較大，同時對物料具有一定的破碎作用;特別是它對機(jī)槽和螺旋葉片有強(qiáng)烈的磨損作用；對超載敏感；需要均勻進(jìn)料，否則容易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象；不宜輸送含長纖維及雜質(zhì)多的物料。 （4）螺旋輸送機(jī)的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單、橫截面尺寸小、密封性好、工作可靠、制造成本低，便于中間裝料和卸料，輸送方向可逆向，也可同時向相反兩個方向輸送。輸送過程中還可對物料進(jìn)行攪拌、混合、加熱和冷卻等作業(yè)。通過裝卸閘門可調(diào)節(jié)物料流量。但不宜輸送易變質(zhì)的、粘性大的、易結(jié)塊的及大塊的物料。輸送過程中物料易破碎，螺旋及料槽易磨損。單位功率較大。使用中要保持料槽的密封性及螺旋與料槽間有適當(dāng)?shù)拈g隙。 （5）垂直螺旋輸送機(jī)適用于短距離垂直輸送?？蓮澢菪斔蜋C(jī)的螺旋由撓性軸和合成橡膠葉片組成，易彎曲，可根據(jù)現(xiàn)場或工藝要求任意布置，進(jìn)行空間輸送。螺旋輸送機(jī)葉片有現(xiàn)拉式和整拉失，現(xiàn)拉式可做成任意厚度與規(guī)格尺寸，整拉式不宜制作非標(biāo)準(zhǔn)螺旋。 1.2 螺旋輸送機(jī)的主要現(xiàn)狀 螺旋輸送機(jī)是目前鑄造車間中常用的連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備之一，主要用于煤粉、粘土粉的運(yùn)送，也可以輸送新砂和處理后的舊砂。對石灰石、焦炭、灰渣及清砂時所用的鐵丸等小塊及粒狀物料，也能輸送。 1.3 螺旋輸送機(jī)的發(fā)展趨勢 1.國外螺旋輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀 國外螺旋輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在2個方面：一方面是螺旋輸送機(jī)的功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，如高傾角帶輸送機(jī)、管狀螺旋輸送機(jī)、空間轉(zhuǎn)彎螺旋輸送機(jī)等各種機(jī)型；另一方面是螺旋輸送機(jī)本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長距離、大運(yùn)量、高帶速等大型螺旋輸送機(jī)已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術(shù)是開發(fā)應(yīng)用于了螺旋輸送機(jī)動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，提高了螺旋輸送機(jī)的運(yùn)行性能和可靠性。目前，在煤礦井下使用的螺旋輸送機(jī)已達(dá)到表1所示的主要技術(shù)指標(biāo)，其關(guān)鍵技術(shù)與裝備有以下幾個特點(diǎn)： ⑴設(shè)備大型化。其主要技術(shù)參數(shù)與裝備均向著大型化發(fā)展，以滿足年產(chǎn)300~500萬t以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要。 ⑵應(yīng)用動態(tài)分析技術(shù)和機(jī)電一體化、計算機(jī)監(jiān)控等高新技術(shù)，采用大功率軟起動與自動張緊技術(shù)，對輸送機(jī)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測與監(jiān)控，大大地降低了輸送帶的動張力，設(shè)備運(yùn)行性能好，運(yùn)輸效率高。 ⑶采用多機(jī)驅(qū)動與中間驅(qū)動及其功率平衡、輸送機(jī)變向運(yùn)行等技術(shù)，使輸送機(jī)單機(jī)運(yùn)行長度在理論上已有受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設(shè)備的通用性、互換性及其單元驅(qū)動的可靠性。 ⑷新型、高可靠性關(guān)鍵元部件技術(shù)。如包含CST等在內(nèi)的各種先進(jìn)的大功率驅(qū)動裝置與調(diào)速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機(jī)尾等。如英國FSW生產(chǎn)的FSW1200/（2~3）×400（600）工作面順槽螺旋輸送機(jī)就采用了液粘差速或變頻調(diào)速裝置，運(yùn)輸能力達(dá)3000 t/h以上，它的機(jī)尾與新型轉(zhuǎn)載機(jī)（如美國久益公司生產(chǎn)的S500E）配套，可隨工作面推移而自動快速自移、人工作業(yè)少、生產(chǎn)效率高。 2.國內(nèi)螺旋輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀 我國生產(chǎn)制造的螺旋輸送機(jī)的品種、類型較多。在“八五”期間，通過國家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”項目的實(shí)施，螺旋輸送機(jī)的技術(shù)水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長距離螺旋輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)呂開發(fā)都取得了很大的進(jìn)步。如大傾角長距離螺旋輸送機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮螺旋輸送機(jī)等均填補(bǔ)了國內(nèi)空白，并對螺旋輸送機(jī)的減低關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，研制成功了多種軟起動和制動裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動系統(tǒng)采用調(diào)速型液力偶合器和行星齒輪減速器 ?3國內(nèi)外螺旋輸送機(jī)技術(shù)的差距 （1）大型螺旋輸送機(jī)的關(guān)鍵核心技術(shù)上的差距 螺旋輸送機(jī)動態(tài)分析與監(jiān)測技術(shù)? 長距離、大功率螺旋輸送機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵是動態(tài)設(shè)計與監(jiān)測，它是制約大型螺旋輸送機(jī)發(fā)展的核心技術(shù)。目前我國用剛性理論來分析研究螺旋輸送機(jī)并制訂計算方法和設(shè)計規(guī)范，設(shè)計中對輸送帶使用了很高的安全系統(tǒng)（一般取n=10左右），與實(shí)際情況相差很遠(yuǎn)。實(shí)際上輸送帶是粘彈性體，長距離螺旋輸送機(jī)其輸送帶對驅(qū)動裝置的起、制動力的動態(tài)響應(yīng)是一個非常復(fù)雜的過程，而不能簡單地用剛體力學(xué)來解釋和計算。已開發(fā)了螺旋輸送機(jī)動態(tài)設(shè)計方法和應(yīng)用軟件，在大型輸送機(jī)上對輸送機(jī)的動張力進(jìn)行動態(tài)分析與動態(tài)監(jiān)測，降低輸送帶的安全系統(tǒng)，大大延長使用壽命，確保了輸送機(jī)運(yùn)行的可靠性，從而使大型螺旋輸送機(jī)的設(shè)計達(dá)到了最高水平（輸送帶安全系數(shù)n=5～6），并使輸送機(jī)的設(shè)備成本尤其是輸送帶成本大為降低。 可靠的可控軟起動技術(shù)與功率均衡技術(shù)? 長距離大運(yùn)量螺旋輸送機(jī)由于功率大、距離長且多機(jī)驅(qū)動，必須采用軟起動方式來降低輸送機(jī)制動張力，特別是多電機(jī)驅(qū)動時。為了減少對電網(wǎng)的沖擊，軟起動時應(yīng)有分時慢速起動；還要控制輸送機(jī)起動加速度0.3～0.1 m/s2，解決承載帶與驅(qū)動帶的帶速同步問題及輸送帶涌浪現(xiàn)象，減少對元部件的沖擊。由于制造誤差及電機(jī)特性誤差，各驅(qū)動點(diǎn)的功率會出現(xiàn)不均衡，一旦某個電機(jī)功率過大將會引起燒電機(jī)事故，因此，各電機(jī)之間的功率平衡應(yīng)加以控制，并提高平衡精度。國內(nèi)已大量應(yīng)用調(diào)速型液力偶合器來實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)的軟起動與功率平衡，解決了長距離螺旋輸送機(jī)的起動與功率平衡及同步性問題。但其調(diào)節(jié)精度及可靠性與國外相比還有一定差距。此外，長距離大功率螺旋輸送機(jī)除了要求一個運(yùn)煤帶速外，還需要一個驗(yàn)帶的帶速，調(diào)速型液力偶合器雖然實(shí)現(xiàn)軟啟動與功率平衡，但還需研制適合長距離的無級液力調(diào)速裝置。當(dāng)單機(jī)功率>500 kW時，可控CST軟起動顯示出優(yōu)越性。由于可控軟起動是將行星齒輪減速器的內(nèi)齒圈與濕式磨擦離合器組合而成（即粘性傳動）。通過比例閥及控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)軟起動與功率平衡，其調(diào)節(jié)精度可達(dá)98% 以上。但價格昂貴，急需國產(chǎn)化。 3、技術(shù)性能上差距 我國螺旋輸送機(jī)的主要性能與參數(shù)已不能滿足高產(chǎn)高效礦井的需要，尤其是順槽可伸縮螺旋輸送機(jī)的關(guān)鍵元部件及其功能如自移機(jī)尾、高效儲帶與張緊裝置等與國外有著很大差距。 ⑴裝機(jī)功率? 我國工作面順槽可伸縮螺旋輸送機(jī)最大裝機(jī)功率為4×250 kW，國外產(chǎn)品可達(dá)4×970 kW，國產(chǎn)螺旋輸送機(jī)的裝機(jī)功率約為國外產(chǎn)品的30%～40%，固定螺旋輸送機(jī)的裝機(jī)功率相差更大。 ⑵運(yùn)輸能力? 我國螺旋輸送機(jī)最大運(yùn)量為3000 t/h，國外已達(dá)5500 t/h。 ⑶最大輸送帶寬度? 我國螺旋輸送機(jī)為1400 mm，國外最大為1830 mm。 ⑷帶速? 由于受托輥轉(zhuǎn)速的限制，我國螺旋輸送機(jī)帶速為4m/s，國外為5m/s以上。 ⑸工作面順槽運(yùn)輸長度? 我國為3000 m，國外為7300m。 ⑹自移機(jī)尾? 隨著高產(chǎn)高效工作面的不斷出現(xiàn)，要求順槽可伸縮螺旋輸送機(jī)機(jī)尾隨著工作面的快速推進(jìn)而快速自移。國內(nèi)自移機(jī)尾主要依賴進(jìn)口，主要有2種：（a）隨轉(zhuǎn)載機(jī)一起移動的由英國LONGWALL公司生產(chǎn)的自移機(jī)尾裝置。（b）德國DBT公司生產(chǎn)的自移機(jī)尾裝置。前者只有一個推進(jìn)油缸，后者則有2個推進(jìn)油缸。LONGWALL公司生產(chǎn)的自稱機(jī)尾用于在國內(nèi)帶寬1.2 m的輸送機(jī)上，缺點(diǎn)是自移機(jī)尾輸送帶的跑偏量太小，糾偏能力弱，剛性差。德國生產(chǎn)的自移機(jī)尾在國內(nèi)使用效果優(yōu)于前者，水平、垂直2個方向均有調(diào)偏油缸，糾偏能力強(qiáng)。因此，前者還需完善，后者則需研制。但對自移機(jī)尾的要求是共同的，既要滿足輸送機(jī)正常工作時防滑的要求，又要滿足在輸送機(jī)不停機(jī)的情況下實(shí)現(xiàn)快速自移。 ⑺高效儲帶與張緊裝置? 我國采用封閉式儲帶結(jié)構(gòu)和絞車紅緊為主，張緊小車易脫軌，輸送帶易跑偏，輸送帶伸縮時，托輥小車不自移，需人工推移，檢修麻煩。國外采用結(jié)構(gòu)先進(jìn)的開放式儲帶裝置和高精度的大扭矩、大行程自動張緊設(shè)備，托輥小車能自動隨輸送帶伸縮到位。輸送帶有易跑偏，不會出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象。 ⑻輸送機(jī)品種? 機(jī)型品種少，功能單一，使用范圍受限，不能充分發(fā)揮其效能，如拓展運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ?，做到一機(jī)多用；另外，我國煤礦的地質(zhì)條件差異很大，在運(yùn)輸系統(tǒng)的布置上經(jīng)常會出現(xiàn)一些特殊要求，如彎曲、大傾角（>+25°）直至垂直提升等，應(yīng)開發(fā)特殊型專用機(jī)種螺旋輸送機(jī)。 4、可靠性、壽命上的差距 ⑴輸送帶抗拉強(qiáng)度? 我國生產(chǎn)的織物整芯阻燃輸送帶最高為2500 N/mm，國外為3150 N/mm。鋼絲繩芯阻燃輸送帶最高為4000 N/mm，國外為7000 N/mm。 ⑵輸送帶接頭強(qiáng)度? 我國輸送帶接頭強(qiáng)度為母帶的50%～65%，國外達(dá)母帶的70%～75%。 ⑶托輥壽命? 我國現(xiàn)有的托輥技術(shù)與國外比較，壽命短、速度低、阻力大，而美國等使用的新型注油托輥，其運(yùn)行阻力小，軸承采用稀油潤滑，大大地提高了托輥的使用壽命，并可作為高速托輥應(yīng)用于螺旋輸送機(jī)上，使用面廣，經(jīng)濟(jì)效益顯著。我國輸送機(jī)托輥壽命為2萬h，國外托輥壽命5～9萬h，國產(chǎn)托輥壽命僅為國外產(chǎn)品的30%～40%。 ⑷輸送機(jī)減速器壽命? 我國輸送機(jī)減速器壽命2萬h，國外減速器壽命7萬h。 ⑸螺旋輸送機(jī)上下運(yùn)行時可靠性差 5、 控制系統(tǒng)上差距 ⑴驅(qū)動方式? 我國為調(diào)速型液力偶合器和硬齒面減速器，國外傳動方式多樣，如BOSS系統(tǒng)、CST可控傳動系統(tǒng)等，控制精度較高。 ⑵監(jiān)控裝置? 國外輸送機(jī)已采用高檔可編程序控制器PLC，開發(fā)了先進(jìn)的程序軟伯與綜合電源繼電器控制技術(shù)以及數(shù)據(jù)采信、處理、存儲、傳輸、故障診斷與查詢等完整自動監(jiān)控系統(tǒng)。我國輸送機(jī)僅采用了中檔可編程序控制器來控制輸送機(jī)的啟動、正常運(yùn)行、停機(jī)等工作過程。雖然能與可控啟（制）支裝置配合使用，達(dá)到可控啟（制）動、帶速同步、功率平衡等功能，但沒有自動臨近裝置，沒有故障診斷與查詢等。 ⑶輸送機(jī)保護(hù)裝置? 國外螺旋輸送機(jī)除安裝防止輸送帶跑偏、打滑、撕裂、過滿堵塞、自動灑水降塵等保護(hù)裝置外，近年又開發(fā)了很多新型監(jiān)測裝置：傳動滾筒、變向滾筒及托輥組的溫度監(jiān)測系統(tǒng)；煙霧報警及自動消防滅火裝置；纖維織輸送帶縱撕裂及接頭監(jiān)測系統(tǒng)；防爆電子輸送帶秤自動計量系統(tǒng)。這些新型保護(hù)系統(tǒng)我國基本處于空白。而我國現(xiàn)有的打滑、堆煤、溜煤眼滿倉保護(hù)，防跑偏、超溫灑水，煙霧報警裝置的可靠性、靈敏性、壽命都較低。 1.4 煤礦螺旋輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢 （1） 設(shè)備大型化、提高運(yùn)輸能力 ? 為了適應(yīng)高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要，螺旋輸送機(jī)的輸送能力要加大。長距離、高帶速、大運(yùn)量、大功率是今后發(fā)展的必然趨勢，也是高產(chǎn)高效礦井運(yùn)輸技術(shù)的發(fā)展方向。在今后的10a內(nèi)輸送量要提高到3000～4000 t/h，還速提高至4～6m/s，輸送長度對于可伸縮螺旋輸送機(jī)要達(dá)到3000m。對于鋼繩芯強(qiáng)力螺旋輸送機(jī)需加長至5000m以上，單機(jī)驅(qū)動功率要求達(dá)到1000～1500 kW，輸送帶抗拉強(qiáng)度達(dá)到6000 N/mm（鋼繩芯）和2500 N/mm（鋼繩芯）。尤其是煤礦井下順槽可伸縮輸送技術(shù)的發(fā)展，隨著高產(chǎn)高效工作面的出現(xiàn)及煤炭科技的不斷發(fā)展，原有的可伸縮螺旋輸送機(jī)，無論是主參數(shù)，還是運(yùn)行性能都難以適應(yīng)高產(chǎn)高效工作面的要求，煤礦現(xiàn)場急需主參數(shù)更大、技術(shù)更先進(jìn)、性能更可靠的長距離、大運(yùn)量、大功率順槽可伸縮螺旋輸送機(jī)，以提高我國螺旋輸送機(jī)技術(shù)的設(shè)計水平，填補(bǔ)國內(nèi)空白，接近并趕上國際先進(jìn)工業(yè)國的技術(shù)水平。其包含7個方面的關(guān)鍵技術(shù)：⑴螺旋輸送機(jī)動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)；⑵軟起動與功率平衡技術(shù)；⑶中間驅(qū)動技術(shù)；⑷自動張緊技術(shù)；⑸新型高壽命高速托輥技術(shù)；⑹快速自移機(jī)尾技術(shù)；⑺高效儲帶技術(shù)。 （2） 提高元部件性能和可靠性 ??? 設(shè)備開機(jī)率的高與低主要取決于元部件的性能和可靠性。除了進(jìn)一步完善和提高現(xiàn)有元部件的性能和可靠性，還要不斷地開發(fā)研究新的技術(shù)和元部件，如高性能可控軟起動技術(shù)、動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)、高效貯帶裝置、快速自移機(jī)尾、高速托輥等，使螺旋輸送機(jī)的性能得到進(jìn)一步的提高。 （3） 擴(kuò)大功能，一機(jī)多用化 ??? 拓展運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ?，做到一機(jī)多用，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。開發(fā)特殊型螺旋輸送機(jī)，如彎曲螺旋輸送機(jī)、大傾角或垂直提升輸送機(jī)等。 第二章 結(jié)構(gòu)方案的擬定 2.1設(shè)計要求 螺旋運(yùn)輸機(jī)設(shè)計（水平放置） 具體參數(shù)： 運(yùn)輸物料：干燥煤粉 運(yùn) 輸 量：25t/h 運(yùn)輸長度：12 m （1） 研究螺旋運(yùn)輸機(jī)的工作原理； （2） 主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計（蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計）。 2.2 設(shè)計原理 1、水平螺旋運(yùn)輸機(jī)的機(jī)構(gòu)如圖2-1 1.軸承；2.傳動輪；3.進(jìn)料口；4.中間軸承；5.螺旋；6.機(jī)殼；7.卸料口；8.支座；9.料槽； 圖2-1螺旋運(yùn)輸機(jī)的機(jī)構(gòu) 2、螺旋葉片的種類及選擇 如圖2-2 圖2-2螺旋葉片 當(dāng)運(yùn)送干燥的小顆?；蚍蹱钗锪系臅r候，宜采用實(shí)體式螺旋。本設(shè)計是運(yùn)輸煤粉，所以選取實(shí)體式螺旋的葉片。 3螺旋軸 如圖2-3 1.軸 ；2.螺釘；3.連接軸；4.螺旋面；5襯套； 圖2-3螺旋軸 4螺旋軸的連接-------軸承 如圖2-4 1.軸； 2.軸連接； 3.對開式滑動軸承 圖2-4軸承 第三章主要參數(shù)確定 3.1.功率計算與驅(qū)動裝置的選擇 螺旋輸送機(jī)的電動機(jī)功率是有其機(jī)構(gòu)運(yùn)動過程中所產(chǎn)生的阻力來決定的。其阻力由下述各部分組成： 物料對槽體的摩擦阻力； 物料對螺旋面的摩擦阻力； 中間軸承裝置和尾部軸承裝置內(nèi)的摩擦阻力； 承受軸向力的止推軸承裝置內(nèi)的摩擦阻力； 當(dāng)物料向上傾斜輸送時產(chǎn)生的重力分力的阻力； 物料在運(yùn)移途中被攪拌、碾軋、以及在中間軸承裝置處的堆積等情況所產(chǎn)生的各項附加阻力。 所有的這些阻力中，最后一項阻力，即各項附加阻力無法從理論上算得，因而盡管已知各摩擦系數(shù)求出其余各項的阻力后，總的阻力仍無法計算出。所以，在決定輸送機(jī)的螺旋軸功率時，常常是利用螺旋輸送機(jī)在生產(chǎn)實(shí)踐中得出的物料總阻力系數(shù)表示，由下述經(jīng)驗(yàn)公式?jīng)Q定： = 式中 -----螺旋軸所需要之功率（千瓦）； k ------功率備用系數(shù)； Q-------生產(chǎn)率（噸/時）； ------物料總阻力系數(shù)； L-------輸送機(jī)水平投影長度（米）； H-------輸送機(jī)垂直投影高度（米）。 查表得 =1.2 由于輸送機(jī)水平放置 H=0 =1.2=0.98093（千瓦） 額定功率 N=(千瓦) 選用JJ型驅(qū)動 取=0.94 所以N=1.0435(千瓦) 3.2螺旋直徑與轉(zhuǎn)數(shù)的確定 螺旋直徑的確定 螺旋葉片直徑主要取決于輸送量和被送物料的特性及塊狀大小。對沒有強(qiáng)烈粘性的物料，它可按下述公式計算： D=(米) 式中 D------螺旋葉片直徑（米）； Q------物料的輸送量（噸/時）； ------物料的堆積比重（T/） ------水平輸送時物料在輸送機(jī)內(nèi)的充填系數(shù)； K------表示物料綜合特性的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)； C------傾斜向上輸送時輸送量的校正系數(shù)，其值與輸送機(jī)的軸線和水平面的夾角有關(guān)。 有已知得Q=25t/h 查表 有 =0.6t/m3 =0.40 K=0.0415 C=0 所以D=0.045=288.5mm 把直徑D圓整 D=300mm 螺旋軸轉(zhuǎn)速的確定 (轉(zhuǎn)/分) 式中 n----螺旋軸最大許可轉(zhuǎn)數(shù)； D----選定的標(biāo)準(zhǔn)螺旋葉片直徑； A----物料綜合特性。查表得A=75 所以 136.9轉(zhuǎn)/分=137轉(zhuǎn)/分 求得的轉(zhuǎn)速應(yīng)圓整為螺旋軸的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速值 所以取n=120轉(zhuǎn)/分 螺旋葉片形式采用實(shí)體螺旋面 螺距 S=0.8D=240mm 填充系數(shù)的驗(yàn)算 由于校核得到的值與推薦數(shù)值=0.35-0.45很接近 取n降低一級 n=90轉(zhuǎn)/分時，=0.456 超過0.45 所以計算結(jié)果取 D=300mm n=120轉(zhuǎn)/分 校核 許用千瓦轉(zhuǎn)速比及許用懸臂載荷 查表 當(dāng)D=300mm時 =0.100 由于0.0082<0.100 ,故是安全的。 輸送機(jī)的螺旋葉片的表面展開尺寸 計算得螺旋葉片的大圓直徑D=300mm,螺旋螺距 S=240mm 從產(chǎn)品圖紙差得小圓直徑 d=83mm ，葉片寬度b=108.5mm 求螺旋葉片展開圖的大圓半徑R,小圓半徑r以及夾角 由公式得 r= R=b+r=108.5+62.5=170.9mm 輸送機(jī)的長度和標(biāo)準(zhǔn)螺旋節(jié)的長度、節(jié)數(shù) 根據(jù)卸料點(diǎn)分布的位置以及GX型螺旋運(yùn)輸機(jī)兩端頭離進(jìn)料口和卸料口的尺寸要求，選取輸送機(jī)全長 L=12m 再按標(biāo)準(zhǔn)螺旋節(jié)的長度及卸料口位置的需要，繪制螺旋輸送機(jī)安裝總圖。螺旋節(jié)的排列為：2.5米長的頭節(jié)在最前，接著是2.5米、2米、和2.5米長的中間節(jié)，最后一段2.5米長的尾節(jié)。 進(jìn)料口和卸料口的形式，視實(shí)際需要選取，并按圖示位置與槽體焊接。 3.3驅(qū)動裝置的設(shè)計 傳動裝置總體設(shè)計： 根據(jù)要求設(shè)計單級蝸桿減速器，傳動路線為：電機(jī)——連軸器——減速器——連軸器——螺旋運(yùn)輸機(jī)。根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計要求可知，該蝸桿的圓周速度5m/s，所以該蝸桿減速器采用蝸桿下置式，蝸桿及蝸輪軸均采用圓錐滾子軸承，承受徑向載荷和軸向載荷的復(fù)合作用，為防止軸外伸段箱內(nèi)潤滑油漏失以及外界灰塵，異物侵入箱內(nèi)，在軸承蓋中裝有密封元件。 該減速器的結(jié)構(gòu)包括電動機(jī)、蝸輪蝸桿傳動裝置、蝸輪軸、箱體、滾動軸承、檢查孔與定位銷等附件、以及其他標(biāo)準(zhǔn)件等。 1、電動機(jī)類型的選擇 由于該生產(chǎn)單位采用三相交流電源，可考慮采用Y系列三相異步電動機(jī)。三相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價格低廉，維護(hù)方便，啟動性能好等優(yōu)點(diǎn)。一般電動機(jī)的額定電壓為380V 按工作要求及工作條件選用三相異步電動機(jī)，封閉扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為380V，Y系列 2、電動機(jī)功率的選擇 KW 采用單級蝸桿減速器。 取=0.99 =0.98（滾子軸承） =0.8 所以=0.990.980.80.980.990.98=0.738 所以=1.33KW 選取電動機(jī)功率為1.4 KW。 3、確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)/分 《機(jī)械設(shè)計》表18-3 查得蝸桿減速箱推薦傳動比I=10-80 故電動機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為 =（10-80）120=1200-9600轉(zhuǎn)/分 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1500轉(zhuǎn)/分 3000轉(zhuǎn)/分 選取轉(zhuǎn)速為 1500轉(zhuǎn)/分。 查機(jī)械設(shè)計手冊 選取電動機(jī) Y90L-4 額定功率為 1.5 KW 同步轉(zhuǎn)速為 1500轉(zhuǎn)/分。 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)（《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》 張龍 編 國防工業(yè)出版社）可查得所需的電動機(jī)Y系列三相異步電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，如表3-1: 表3-1Y系列三相異步電動機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù) 電動機(jī)型號 額定功率 Ped /kw 滿載時 額定轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量KG 轉(zhuǎn)速r/min 電流A 功率因數(shù) 效率％ Y90L-4 1.5 1400 2.4 0.86 88 2.3 27 電動機(jī)機(jī)型號為Y90L-4其主要性能如下表3-2： 表3-2機(jī)型號為Y90L-4其主要性能 中心高H 外形尺寸 L×（AC/2＋AD）×HD 底角安裝尺寸 A×B 地腳螺栓孔直徑K 軸身尺寸 D×E 裝鍵部位尺寸 F×GD 90 335×（175/2＋155）×190 140×125 10 24×50 8×20 4、確定裝置的傳動比及其分配 減速器總傳動比及其分配 減速器總傳動比 I==11.7 一級蝸桿減速器的傳動比 I=10-80 選取總傳動比 I=12 計算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) （1）各軸的輸入功率 P軸1=1.330.990.98=1.29 KW P軸2=1.290.980.8=1.01 KW P軸3=1.290.80.980.990.98=0.98 KW （2）各軸的轉(zhuǎn)速 電動機(jī) n=1400轉(zhuǎn)/分 軸1 n=1400轉(zhuǎn)/分 軸2 n==119.6=120轉(zhuǎn)/分 軸3 n=120轉(zhuǎn)/分 各軸的輸入功率 電動機(jī)軸 =9.073 N.M 軸1 = =9.07310.990.98=8.803 N.M 軸2 =8.803120.980.8=82.819 N.M 軸3 =I2=80.351 N.M 運(yùn)動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理于下表3-3： 表3-3 類型 功率P（kw） 轉(zhuǎn)速n（r/min） 轉(zhuǎn)矩T（N·m） 傳動比i 效率η 蝸桿軸 1.29 1400 8.803 1 0.784 蝸輪軸 1.01 120 82.819 12 傳動滾筒軸 0.98 120 80.351 1 3.4傳動零件的設(shè)計計算 蝸輪蝸桿傳動設(shè)計 選擇蝸桿傳動類型 根據(jù)GB/T 10085-1988 的推薦，采用漸開線蝸桿(ZI). 選擇材料 考慮到蝸桿傳動功率不大，速度只是中等，故蝸桿只用45鋼，因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為45-55 HRC.蝸輪用鑄錫磷青銅ZcuSn10P1,金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計 根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。傳動中心距 確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T 按z=4,估取=0.784 則 82787.04 N.M (2) 確定載荷系數(shù) K 因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)K=1,由表11-5選取使用系數(shù)K=1.15;動載系數(shù)K=1.15；則 K=KKK=11.151.15=1.32 (3) 確定彈性影響系數(shù)=160 M Pa . (4) 確定接觸系數(shù) 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑和傳動中心距a的比值=0.35，從圖11-18可查得 =2.9 確定許用接觸應(yīng)力 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZcuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度>45 HRC,可以從表11-7中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力=268 MPa 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60JL=1.05 壽命系數(shù) =0.7453 則 ==2680.7453 MPa=199.75 MPa （6） 計算中心距 =83.86 mm 去中心距 a=160 mm　因?yàn)镮＝12,從表11-2中取模數(shù) m=5,蝸桿分度圓直徑=50 mm 。這時=0.3125，從圖11-18中可查得接觸系數(shù)=3.05 因?yàn)? 因此以上計算結(jié)果可用。 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 蝸桿 軸向齒距 =3.145=15.7 mm;直徑系數(shù)q=10; 齒頂圓直徑=50+25=60 mm; 齒根圓直徑=50-2.45=38 mm; 分度圓導(dǎo)程角 r=; 蝸桿軸向齒厚 s=7.85 mm. (2) 蝸輪 蝸輪齒數(shù) =53，變位系數(shù) =+0.5； 驗(yàn)算傳動比 I==13.25，這時傳動比誤差為10.4%，是允許的。 蝸輪分度圓直徑 =212 mm; 蝸輪喉圓直徑 mm; 蝸輪齒根圓直徑 蝸輪咽喉母圓半徑 5.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 當(dāng)量齒數(shù) =66.25 根據(jù) =+0.5 ，=66.25 從圖11-19可查得齒形系數(shù) 螺旋角系數(shù) =0.8443; 許用彎曲應(yīng)力 從表11-8中查得由ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力=56 MPa. 壽命系數(shù) =0.5962 =560.5962=33.3872 MPa =5.54 MPa 彎曲強(qiáng)度是滿足的。 6.驗(yàn)算效率 =（0.95-0.96） 已知 ； ；與相對滑動速度有關(guān)。 ==3.947 m/s 從表11-18中用插值法查得 =0.0245，=1.417； 代入式得 =0.93 ，大于原始估算值，因此不用重算。 因?yàn)?=3.947 m/s 查表得 減速箱采用蝸桿下置式。 7.精度等級公差和表面粗糙度的確定 考慮到所設(shè)計的蝸桿傳動是動力傳動，屬于通用機(jī)械減速器，從GB/T 10089-1988圓柱蝸桿、蝸輪精度中選擇8級精度，側(cè)隙種類為f，標(biāo)注為8f GB/T 10089-1988.然后由有關(guān)手冊查得要求的公差項目及表面粗糙度，此處從略。 8.熱平衡核算 估算散熱面積 A ： A==0.75 驗(yàn)算油的工作溫度 t 室溫t,通常取20 散熱系數(shù)取較大值 17.45 W/( t==26.9 小于 80 所以油溫未超標(biāo)。 9.潤滑方式 根據(jù)==3.947 m/s 查表11-21 采用油池潤滑。 3.5.軸的設(shè)計 蝸輪軸的設(shè)計 1.初步確定軸的最小直徑 先按公式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，選取=120，于是得 = =24.41 mm 輸出軸的的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器型號。 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩Tc=KT=K×9550×=1.582819=124228.5 N.mm 由Tc、d根據(jù)《機(jī)械零件設(shè)計課程設(shè)計》 毛振揚(yáng) 陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社第334頁表14-13可查得選用HT5號彈性柱銷聯(lián)軸器. 其公稱轉(zhuǎn)矩為125000 N.mm 半聯(lián)軸器孔徑=25 mm ,故取=25 mm.半聯(lián)軸器長度L=62 mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度=44 mm. 2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1） 擬定軸上的零件裝配方案 （2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2斷軸右端需制出一軸肩。定位軸肩的高度在（0.07-0.1）d范圍內(nèi)，故=+2h=28.5 mm ,取標(biāo)準(zhǔn)直徑30 mm.右端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑為38 mm，半聯(lián)軸器與軸孔相配合的轂孔長度=44 mm.為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的的長度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取=42 mm. 2)初步確定滾子軸承。因軸承同時承受有徑向力和軸向力作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)=30 mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30207.其尺寸為dDT=357218.25.故=35 mm。而=18.25 mm. 右端滾子軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊上查得30207型軸承的定位軸肩高度h=6 mm,因此取=35+26=47 mm. 又因?yàn)檩S環(huán)高度b=1.4h=8.4 ,所以ｂ取12 mm，即=12 mm. 3)蝸輪的軸段直徑 蝸輪軸段的直徑的右端為定位軸肩，左端與左軸承之間采用套筒定位。 因?yàn)?=35+26=47 mm. 取h=0.074d 所以 =47-2h=40 mm. 與傳動零件相配合的軸段，應(yīng)略小于傳動零件的輪轂寬; 蝸輪輪轂寬度為 =(1.21.5) =48-60 mm 取=60 mm,即=56 mm. 4) 軸承端蓋的總寬度為20mm（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l=30 mm,故=20+30=50 mm. 5) 取蝸輪與箱體內(nèi)壁距離為a=16 mm,滾動軸承應(yīng)距箱體一段距離S,取S=8 mm,已知滾動軸承30207寬度T=18.25 mm,蝸輪輪轂長 60 mm. 則 =18.25+8+16+(60-56)=46.25 mm 至此已初步確定了軸的各段直徑和長度 L=42+50+46.25+56+12+15+18.25=239.5 mm 如圖3-1 圖3-1蝸輪軸 (3) 軸上零件的周向定位 蝸輪，半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接，由表6-1查得平鍵截面 bh=128,鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為45 mm,同時為了保證齒輪和軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為，同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為bhl=8732,半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動軸承與軸的周向定位是過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為M6。 （4）確定軸上的圓角和倒角尺寸 參看表15-2，取倒角為145，1.6，各軸肩處的圓角見蝸輪草圖。 3.求軸上的載荷 蝸輪分度圓直徑=212 mm,轉(zhuǎn)矩 T=82.819 N.M 蝸輪的切向力 Ft==781.3 N 蝸輪的徑向力 = Ft=306.27 N 蝸輪的軸向力 Fa= Ft=312.5 N 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計算簡圖，在確定軸承的支點(diǎn)位置時，應(yīng)從手冊中查取a值，對于30207型圓錐滾子軸承，由手冊中查得 a=15.5,因此作為簡支梁的軸的支撐跨距為 =58.95+57395=116.9 mm 根據(jù)軸的計算圖做出軸的彎矩扭矩圖。 表3-4 載 荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F =300.5 N,=480.8 N =54.1 N,=252.17 N 彎矩 M =9033.8 N.mm =12774.6 N.mm, =407.5 N.mm 總彎矩 N.mm N.mm 扭矩 T =82819 N.mm 如圖3-2 圖3-2彎矩扭矩圖 蝸桿軸的設(shè)計 選取軸的材料 考慮到減速器為普通用途中小功率減速傳動裝置，軸主要傳遞蝸輪的轉(zhuǎn)矩，故選取45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 HBS-230.抗拉強(qiáng)度=640，屈服強(qiáng)度極限=355，彎曲疲勞強(qiáng)度極限=275，剪切疲勞極限=155，許用彎曲應(yīng)力=60. 1.最小直徑的估算 ==11.7 mm Tc=KT=K×9550×=1.5×8803=13204.5 N.mm 由Tc、d根據(jù)《機(jī)械零件設(shè)計課程設(shè)計》 毛振揚(yáng) 陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社第334頁表14-13可查得選用HT3號彈性柱銷聯(lián)軸器.標(biāo)準(zhǔn)孔徑 d=16 mm,聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為30 mm. 故取 =16 mm 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 從軸段=16 mm開始逐漸選取軸段直徑，右端非定位軸肩，且安裝密封氈圈，取=25 mm，段與軸承的內(nèi)徑相配合，為了便于軸承的安裝，選定軸承型號為圓錐滾子軸承30206，取=30 mm。 軸承30206 的=306217.25 取==30 mm 其定位作用 由h=(0.07-1) =21-30 mm 取=42 mm 和為退刀槽 取==30 mm 取蝸桿齒頂圓直徑 =60 mm =聯(lián)軸器軸孔長度 30-2=28 mm 的長度：軸承端蓋總寬度20 mm。取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面距離為35 mm. =20+35=55 mm. 軸段的長度，參照蝸輪軸承的長度選取 a=16 mm, s=8 mm, 圓錐滾子軸承的T=17.25 mm 所以7+8+17.25=32.25 mm 取=35 mm = 和為退刀槽那段軸段長度 =35 mm同理=35 mm 軸段的長度 查表11-4 =89 mm 當(dāng)m<10時，增加25 mm 取=115 mm 總長=28+55+35+35+115+35+35=338 mm 蝸輪軸結(jié)構(gòu)如圖 3-3 圖3-3蝸輪軸 鍵為 D×h=6×6 L=25 mm. 3.6軸承及聯(lián)軸器的校核 校核圓錐滾子軸承30207 查表GB/T297-1994 12-4 基本動載荷 =54.2× N 基本動載荷 =63.5× N 求兩軸承受到的徑向載荷 和 由之前得到的數(shù)據(jù) =54.1 N =252.17 N =300.5 N =480.8 N ==305.33 N ==542.92 N (2). 求兩軸承受到的軸向力 查表 GB/T297-1994 12-4 可知 e=0.37 Fd1=0.37=112.97 N Fd2=0.37=200.88 N 軸向力 Fa=312.50 N Fa1=Fa+Fd2=312.5+200.88=513.38 n Fa2=Fd2=200.88 N (3). 求當(dāng)量動載荷 P1和P2 根據(jù)式 P= 13-a 根據(jù)表13-6 取=1.5 由表13-5 對于圓錐滾子軸承 當(dāng)>e 時 有P= 其中x=0.4 查手冊得圓錐滾子軸承30207的Y值為 1.6 所以 P=1.5（122.132+821.408）=1415.31 N 當(dāng)=e 時 有 P=1.5Fr=1.5×542.92=814.38 N 驗(yàn)算軸承的壽命 因?yàn)镻1 > P2 按軸承的受力大小計算 對于圓錐滾子軸承 故 =3.56 h 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于15000 h 故軸承壽命滿足要求 ，所選軸承合格。 鍵的校核 (1) 選用普通平鍵（A型） 按低速軸裝蝸輪處的軸徑d=45mm，以及輪轂長 =30mm， 查表，選用鍵12×8 GB1096—79。 (2) 強(qiáng)度校核 鍵材料選用45鋼，查表知，鍵的工作長度mm，mm，按公式的擠壓應(yīng)力 小于，故鍵的聯(lián)接的強(qiáng)度是足夠的。 低速軸輸入端的聯(lián)軸器 計算轉(zhuǎn)矩，查表取，查表選用TL5型彈性套柱銷聯(lián)軸器，材料為35鋼，許用轉(zhuǎn)矩，許用轉(zhuǎn)速r/min，標(biāo)記：TL5聯(lián)軸器42×114 GB4323—84。 選鍵，裝聯(lián)軸器處的軸徑為25mm，選用鍵12×8 GB1096—79， 對鍵的強(qiáng)度進(jìn)行校核，鍵同樣采用45鋼，有關(guān)性能指標(biāo)見（六），鍵的工作長度mm，mm，按公式的擠壓應(yīng)力 ＜，合格。所以低速級選用的聯(lián)軸器為TL5聯(lián)軸器42×114 GB4323—84，所用的聯(lián)結(jié)鍵為12×70 GB1096—79。 高速軸輸出端的聯(lián)軸器 根據(jù)高速軸的結(jié)構(gòu)尺寸以及轉(zhuǎn)矩，選用聯(lián)軸器TL3聯(lián)軸器63×114 GB4323—84，所用的聯(lián)結(jié)鍵為18×90 GB1096—79，經(jīng)過校核計算，選用的鍵是符合聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度要求的，具體的計算過程與上面相同，所以省略。 3.7.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 表3-5箱體的結(jié)構(gòu)尺寸 減速器箱體采用HT200鑄造，必須進(jìn)行去應(yīng)力處理。 設(shè)計內(nèi)容 計 算 公 式 計算結(jié)果 箱座壁厚度δ =0.04×160+3=9.4mm a為蝸輪蝸桿中心距 取δ=10mm 箱蓋壁厚度δ1 =0.85×10=8.5mm 取δ1=10mm 機(jī)座凸緣厚度b b=1.5δ=1.5×10=15mm b=15mm 機(jī)蓋凸緣厚度b1 b1=1.5δ1=1.5×10=15mm b1=15mm 機(jī)蓋凸緣厚度P P=2.5δ=2.5×10=25mm P=25mm 地腳螺釘直徑d? d?==20mm d?=20mm 地腳螺釘直徑d`? d`?==20mm d`?==20mm 地腳沉頭座直徑D0 D0==48mm D0==48mm 地腳螺釘數(shù)目n 取n=4個 取n=4 底腳凸緣尺寸（扳手空間） L1=32mm L1=32mm L2=30mm L2=30mm 軸承旁連接螺栓直徑d1 d1= 16mm d1=16mm 軸承旁連接螺栓通孔直徑d`1 d`1=17.5 d`1=17.5 軸承旁連接螺栓沉頭座直徑D0 D0=32mm D0=32mm 剖分面凸緣尺寸（扳手空間） C1=24mm C1=24mm C2=20mm C2=20mm 上下箱連接螺栓直徑d2 d2 =12mm d2=12mm 上下箱連接螺栓通孔直徑d`2 d`2=13.5mm d`2=13.5mm 上下箱連接螺栓沉頭座直徑 D0=26mm D0=26mm 箱緣尺寸（扳手空間） C1=20mm C1=20mm C2=16mm C2=16mm 軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目n,d3 n=4, d3=10mm n=4 d3=10mm 檢查孔蓋螺釘直徑d4 d4=0.4d=8mm d4=8mm 圓錐定位銷直徑d5 d5= 0.8 d2=9mm d5=9mm 減速器中心高H H=340mm H=340mm 軸承旁凸臺半徑R R=C2=16mm R1=16mm 軸承旁凸臺高度h 由低速級軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)。 取50mm 軸承端蓋外徑D2 D2=軸承孔直徑+(5~5.5) d3 取D2=180mm 箱體外壁至軸承座端面距離K K= C1+ C2+(8~10)=44mm K=54mm 軸承旁連接螺栓的距離S 以Md1螺栓和Md3螺釘互不干涉為準(zhǔn)盡量靠近一般取S=D2 S=180 蝸輪軸承座長度（箱體內(nèi)壁至軸承座外端面的距離） L1=K+δ=56mm L1=56mm 蝸輪外圓與箱體內(nèi)壁之間的距離 =12mm 取=12mm 蝸輪端面與箱體內(nèi)壁之間的距離 =12mm 取=12mm 機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1,m m1=0.85δ1=8.5mm, m=0.85δ=8.5mm m1=8.5mm, m=8.5mm 以下尺寸以參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計、機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計》 王昆等主編 高等教育出版社 表3-6 1995年表6-1為依據(jù) 蝸桿頂圓與箱座內(nèi)壁的距離 =40mm 軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離 =4mm 箱底的厚度 20mm 軸承蓋凸緣厚度 e=1.2 d3=12mm 箱蓋高度 220mm 箱蓋長度 （不包括凸臺） 440mm 蝸桿中心線與箱底的距離 115mm 箱座的長度 （不包括凸臺） 444mm 裝蝸桿軸部分的長度 460mm 箱體寬度 （不包括凸臺） 180mm 箱底座寬度 304mm 蝸桿軸承座孔外伸長度 8mm 蝸桿軸承座長度 81mm 蝸桿軸承座內(nèi)端面與箱體內(nèi)壁距離 61mm 3.8、減速器其他零件的選擇 經(jīng)箱體、蝸桿與蝸輪、蝸輪軸以及標(biāo)準(zhǔn)鍵、軸承、密封圈、擋油盤、聯(lián)軸器、定位銷的組合設(shè)計，經(jīng)校核確定以下零件： 表3-7鍵 單位：mm 安裝位置 類型 b（h9） h（h11） L9（h14） 蝸桿軸、聯(lián)軸器以及電動機(jī)聯(lián)接處 GB1096-90 鍵10×70 10 8 70 蝸輪與蝸輪軸聯(lián)接處 GB1096-90 鍵25×110 25 14 110 蝸輪軸、聯(lián)軸器及傳動滾筒聯(lián)接處 GB1096-90 鍵20×110 20 12 110 表3-8圓錐滾動軸承 單位：mm 安裝位置 軸承型號 外 形 尺 寸 d D T B C 蝸 桿 GB297-84 7312（30312） 60 130 33.5 31 26 蝸輪軸 GB/T297-94 30216 80 140 28.25 26 22 表3-9密封圈（GB9877.1-88） 單位：mm 安裝位置 類型 軸徑d 基本外徑D 基本寬度 蝸桿 B55×80×8 55 80 8 蝸輪軸 B75×100×10 75 100 10 表3-10彈簧墊圈（GB93-87） 安裝位置 類型 內(nèi)徑d 寬度（厚度） 材料為65Mn，表面氧化的標(biāo)準(zhǔn)彈簧墊圈 軸承旁連接螺栓 GB93-87-16 16 4 上下箱聯(lián)接螺栓 GB93-87-12 12 3 表3-11擋油盤 參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》（修訂版） 鄂中凱，王金等主編 東北工學(xué)院出版社 1992年第