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螺旋輸送機設計 2011屆畢業(yè)設計（論文）資料 教 學 部： xxxx 專 業(yè)： 機械設計制造及自動化 學 生 姓 名： XXX 班 級： 機XXX 學號 XXX 指導教師姓名： XXX 職稱 副教授 最終評定成績： XXXXX大學教務部 制 19 目 錄 第一部分 過程管理資料 一、畢業(yè)設計（論文）課題任務書 (3) 二、畢業(yè)設計（論文）開題報告 (5) 三、畢業(yè)設計（論文）中期報告 (12) 四、畢業(yè)設計（論文）指導教師評閱表 (14) 五、畢業(yè)設計（論文）評閱教師評閱表 (15) 六、畢業(yè)設計（論文）答辯及最終成績評定表 (16) 第二部分 設計說明書（或畢業(yè)論文） 七、設計說明書（或畢業(yè)論文） (17)  2011屆 畢業(yè)設計（論文）資料 第一部分 過程管理資料 2011屆畢業(yè)設計課題任務書 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 指導教師 XXX 學生姓名 XXX 課題名稱 螺旋輸送機設計 內(nèi) 容 及 任 務 1、 明確設計任務，查閱資料，了解目前螺旋輸送機已有類型及其工作原理； 2、畢業(yè)設計說明書（論文）一份，內(nèi)容包括設計方案論證，總體結構設計和主要部件設計等；字數(shù)2萬左右，并附300－500個單詞的英文摘要； 3、繪制螺旋輸送機總裝置圖和主要零部件圖（如：傳動部分、支承軸承、螺旋軸等），折合A0號圖紙3張，其中包括用計算機繪制的至少兩張A3圖紙； 4、獨立完成與課題相關，不少于四萬字符的指定英文資料翻譯（附英文原文）。 擬 達 到 的 要 求 或 技 術 指 標 設計參數(shù)： 輸送物料：面粉（容積密度取0.6噸/m3） 生產(chǎn)率：45噸/h 輸送長度：15米 輸送高度：1.5米 1、分析課題，明確課題的設計目的和要求； 2、在確定方案的基礎上，進行總體設計和詳細設計，傳動部分及螺旋軸的相關計算，繪制螺旋輸送機總圖和主要零部件圖，結構合理、操作方便； 3、圖紙要求符合有關國家標準規(guī)定，圖面清晰，投影正確。 進 度 安 排 起止日期 工作內(nèi)容 第7學期16~18周 收集資料，文獻綜述、開題報告 第8學期1~3周 總體結構方案設計 第8學期4~11周 總體設計和詳細設計，繪制總裝置圖和主要零部件圖 第8學期12~13周 設計修改完善 第8學期14~15周 撰寫畢業(yè)設計說明書 主 要 參 考 資 料 [1] 申永勝主編.機械原理教程.北京：清華大學出版社，1998 [2] 濮良貴 紀名剛 主編. 機械設計[M]. 北京：高等教育出版社， 2003.5 [3] 陳國威等.機械設計手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社，1992 系（教研室） 意見 簽名： 年 月 日 學院（部）主管領導意見 簽名： 年 月 日 湖 南 工 業(yè) 大 學 科 技 學 院 畢業(yè)設計（論文）開題報告 （2011屆） 教 學 部： 機電教學部 專 業(yè)： 機械設計制造及自動化 學 生 姓 名： XXX 班 級： 機XXX 學號 XXX 指導教師姓名： XXX 職稱 副教授 助教職稱的填寫在第二行；如只有一位指導教師則去掉第二行，如有三位教師，則再添加一行。 2011年 1 月 6 日 題目：螺旋輸送機設計 1. 結合課題任務情況，查閱文獻資料，撰寫1500～2000字左右的文獻綜述。 （小四號宋體，行距20磅） 螺旋輸送機到今天有了突飛猛進的發(fā)展，隨著物料輸送行業(yè)的迅猛發(fā)展，輸送機受到了越來越多行業(yè)的重視。古代采用底下墊圓木的方法來運輸重物，是現(xiàn)代輸送機的雛形，19世紀中葉，各種現(xiàn)代化結構的輸送機相繼出現(xiàn)，1887年，在美國出現(xiàn)了螺旋輸送機。此后，螺旋輸送機受到了機械制造、電機、化工和冶金工業(yè)技術的影響，不斷完善，逐步由完成車間內(nèi)部的輸送，發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部，企業(yè)之間的物料搬運，成為物料搬運系統(tǒng)機械化和自動化不可缺少的組成部分。伴隨著科技的不斷進步，輸送機的未來發(fā)展趨向：1.繼續(xù)向大型發(fā)展。大型包括大輸送能力，大單擊長度和大輸送傾角等幾個方面。不少國家正在探索長距離、大運量連續(xù)輸送物料的更完善的輸送機構。2.擴大輸送機的使用范圍。發(fā)展能在高位低溫條件下、有腐蝕、放射性、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作，以及能輸送熾熱、易爆、易結團、粘性的物料的輸送機。3.使輸送機的構造滿足物料搬運心痛自動控制對單機提出的要求。4.降低能量消耗以節(jié)約能源。已成為輸送技術領域內(nèi)科研工作的一個重要方面。現(xiàn)已將1頓物料是送1公里所消耗的能量作為輸送機選型的重要指標之一。5.減少各種輸送機的作業(yè)時所產(chǎn)生的粉塵、噪聲和排放的廢氣。國外輸送機技術的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在兩個方面：一方面是螺旋輸送機的功能多元化，應用范圍擴大化；另一方面是螺旋輸送機本身的技術與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長距離、大運量、高轉速等大型螺旋輸送機已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術是開發(fā)應用了螺旋輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術，提高了螺旋輸送機的運行性能和可靠性。國內(nèi)外輸送機技術的差距：大型螺旋輸送機的關鍵核心技術上的差距;螺旋輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術、長距離、大功率等。它是制約大型螺旋輸送機發(fā)展的核心技術。目前我過用剛性理論來分析研究螺旋輸送機并制定計算方法和設計規(guī)范，與國外先進水平相比仍有較大差距，國內(nèi)在設計制造落選輸送機過程中仍存在很多不足。 螺旋輸送機工作原理 運輸工業(yè)中螺旋輸送機主要用于原料的輸送，一般采用實體螺旋葉片，中間吊掛軸承等螺距的全葉式螺旋即S制法螺旋輸送機它由一根裝有螺旋葉片的轉軸和料槽組成。轉軸通過軸承安裝在料槽兩端軸承座上，轉軸一端的軸頭與驅動裝置相聯(lián)。料槽頂面和槽底開有進、出料口。其工作原理是：物料從進料口加入，當轉軸轉動時，物料受到螺旋葉片法向推力的作用，該推力的徑向分力和葉片對物料的摩擦力，有可能帶著物料繞軸轉動，但由于物料本身的重力和料槽對物料的摩擦力的緣故，才不與螺旋葉片一起旋轉，而在葉片法向推力的軸向分力作用下，沿著料槽軸向移動。 螺旋輸送機應用范圍 螺旋機廣泛應用于各行業(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℃。螺旋機不適于輸送易變質(zhì)的、粘性大的、易結塊的物料。在混凝土攪拌站中,螺旋輸送機的作用得到了最大的體現(xiàn). 螺旋輸送機分類 從輸送物料位移方向的角度劃分，螺旋輸送機分為水平式螺旋輸送機和垂直式螺旋輸送機兩大類型，主要用于對各種粉狀、顆粒狀和小塊狀等松散物料的水平輸送和垂直提升，該機不適宜輸送易變質(zhì)、粘性大、易結塊或高溫、怕壓、有較大腐蝕性的特殊物料。 螺旋輸送機的組成 螺旋輸送機通常由螺旋輸送機本體、進出裝置、驅動裝置三大部分組成。 螺旋機本體由頭節(jié)、中間節(jié)、尾節(jié)三部分組成。 一般情況下，出廠總裝時將螺旋輸送機中間節(jié)按長度長短依次排列,最長的中間節(jié)靠近頭節(jié)，相同長度的中間節(jié)則挨在一起，如果有特殊要求，則在訂貨時給出排列順序。 在螺旋輸送機頭節(jié)內(nèi)裝有支推軸承承受軸向力，在中間節(jié)和尾節(jié)內(nèi)裝有用軸承支承螺旋軸，此外，在螺旋輸送機尾節(jié)內(nèi)還裝有可軸向移動的徑向軸承以補償螺旋軸長度的誤差和適應溫度的變化。 螺旋輸送機螺旋面的形式有實體螺旋（S制法）和帶式螺旋（D制法）兩種。各螺旋軸之間采用法蘭式聯(lián)接， 保證了聯(lián)接軸的互換性，便于維修。 螺旋輸送機機蓋為瓦片式并用蓋扣夾緊在機殼上，若需改進密封性能，用戶可自行在機蓋與機殼間加防水粗帆布。 螺旋輸送機進、出料裝置有進料口，方型出料口，手推式出料口，齒條式出料口四種，由用戶在使用現(xiàn)場在機體上開口焊接。布置螺旋輸送機進、出料口位置時應注意保證料口至端部的距離，同時避免料口與吊軸承加油杯、機殼聯(lián)接法蘭、底座等相碰。 螺旋輸送機結構特點 1 、螺旋軸與吊軸承、頭、尾軸聯(lián)接均采用嵌入舌式，安裝、拆卸不需軸向移動，維修方便。、芯軸長、吊掛少、故障點少 2 、采用變徑結構，增大吊軸承處容積，避免吊軸承與物料接觸，吊軸承壽命可達兩年以上。 3 、各傳動部位均采用浮動連接方式，吊軸承為萬向節(jié)結構，使螺旋體，吊軸承和尾部總成形成一個整體旋浮體，在一定范圍內(nèi)可隨輸送阻力自由旋轉避讓，不卡料，不堵料。 4 、頭尾軸承座均在殼體外，所有軸承采用多層密封和配合密封技術，軸承使用壽命長。 螺旋輸送機技術特點 結構簡單、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?shù)拈g隙。螺旋輸送機一般由輸送機本體、進出料口及驅動裝置三大部分組成；螺旋輸送機的螺旋葉片有實體螺旋面、帶式螺旋面和葉片螺旋面三種形式，其中，葉片式螺旋面應用相對較少，主要用于輸送粘度較大和可壓縮性物料，這種螺懸面型，在完成輸送作業(yè)過程中，同時具有并完成對物料的攪拌、混合等功能。螺旋輸送機與其它輸送設備相比，具有整機截面尺寸小、密封性能好、運行平穩(wěn)可靠、可中間多點裝料和卸料及操作安全、維修簡便等優(yōu)點。 2.選題依據(jù)、主要研究內(nèi)容、研究思路及方案。 （小四號宋體，行距20磅） 1.選題依據(jù) 螺旋輸送機是一種常用的連續(xù)輸送機械，是現(xiàn)代化生產(chǎn)和物流運輸不可缺少的重要機械設備之一，在國民經(jīng)濟的各個部門中得到了相當廣泛的應用，已經(jīng)遍及冶金、采礦、動力、建材、輕工、碼頭等一些重工業(yè)及交通運輸?shù)炔块T。主要是用來運送大宗散貨物料，如煤、礦石、糧食、砂、化肥等。一些研究、制造單位通過對螺旋輸送機輸送機理的數(shù)學模擬與優(yōu)化設計，大幅提高了它的性能，而且設計、生產(chǎn)出了許多新類型的螺旋輸送機。有的已能實現(xiàn)空間運輸，有的能輸送包裝糧食、有的能輸送谷物種子而無任何破損，還有的能達到攪拌、烘干、冷卻、加壓、篩分、配料等要求。本文在綜述國內(nèi)外近年來螺旋輸送機參數(shù)與結構研究的基礎上，旨在促進這種簡單、可靠而又價格低廉的連續(xù)輸送面粉工業(yè)中獲得更加廣泛的應用。選擇螺旋輸送機這種常用機械的設計座位畢業(yè)設計的選題，能培養(yǎng)我們獨立解決工程實際問題的能力，通過這次畢業(yè)設計是對所學基本理論和專業(yè)知識的一次綜合運用，也使我們的設計、計算和繪圖能力得到了全面的訓練。選擇螺旋輸送機設計，可以讓我更深入的了解螺旋機構，又可以利用這次機會把機械原理復習下。遇到不懂的還可以問下指導老師，螺旋機構結構簡單，制造方便，運動準確，能獲得很大的減速比和力的增益，螺旋機構是利用螺旋副傳遞運動和力的機構。所以可以用來輸送面粉。 2.研究內(nèi)容 此螺旋輸送機的設計主要用于面粉的傳送。 設計參數(shù)： 輸送物料：面粉（容積密度取0.6噸/m3） 生產(chǎn)率：45噸/h 輸送長度：15米 輸送高度：1.5米 螺旋輸送機是用來輸送面粉的，生產(chǎn)率比較大，所以螺旋軸轉速得比較快，但不能太快，否則面粉會做離心運動而不能平穩(wěn)的運輸。因為有輸送高度所以得考慮輸送傾角。 3.研究思路及方案 根據(jù)給定的輸送量以及物料葉片用料實形、螺旋直徑、螺旋轉速等主要參數(shù)的設計計算。傳動部分采用電動機帶動皮帶，皮帶帶動一級減速器、減速器連接機體的傳動方式。根據(jù)計算得出的主要參數(shù)選擇合適的電動機，從而確定帶輪以及減速器的傳動比，將主要后續(xù)工作引向一級減速器的設計，其中包括主要傳動軸的校核、齒輪的選擇等計算工作。最后根據(jù)計算所得結果整理出安裝尺寸以及裝配圖的繪制。螺旋輸送機是一種連續(xù)的物料輸送機械，由于連續(xù)運輸機在工作原理、結構特點、輸送物料的方法和方向以及其他一系列特性上各有不同，因此種類繁多。在螺旋輸送機設計中，主要是根據(jù)輸送物料性質(zhì)、輸送量、輸送距離、輸送傾角、螺旋轉速確定螺旋輸送機的生產(chǎn)率和功率。設計參數(shù)主要有兩類，一類為設計常量，它是根據(jù)客觀規(guī)律，具體條件所確定的已知數(shù)據(jù)或者是預先給定的參數(shù)。另一類為設計變量，它是設計中可變化的需要確定的結構參數(shù)。在確定螺旋輸送機的主要參數(shù)時，要從其輸送機理、物料的特性等方面入手，盡可能進行多種試驗，取得一些設計參數(shù)，才能設計出符合物料特性的螺旋輸送機。 螺旋輸送機傳動裝置設計方案 1. 組成：傳動裝置由電機、減速器、工作機組成。 2. 特點：齒輪相對于軸承不對稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。 3. 確定傳動方案：考慮到電機轉速高，穿的功率大，將V帶設置在高速級，其傳動方案如下： 面粉運輸工業(yè)中螺旋輸送機主要用于原料的輸送，一般采用實體螺旋葉片，中間吊掛軸承等螺距的全葉式螺旋即S制法螺旋輸送機。螺旋輸送機機構簡圖 它由一根裝有螺旋葉片的轉軸和料槽組成。轉軸通過軸承安裝在料槽兩端軸承座上，轉軸一端的軸頭與驅動裝置相聯(lián)。料槽頂面和槽底開有進、出料口。其工作原理是：物料從進料口加入，當轉軸轉動時，物料受到螺旋葉片法向推力的作用，該推力的徑向分力和葉片對物料的摩擦力，有可能帶著物料繞軸轉動，但由于物料本身的重力和料槽對物料的摩擦力的緣故，才不與螺旋葉片一起旋轉，而在葉片法向推力的軸向分力作用下，沿著料槽軸向移動。 3.工作進度及具體安排。 （小四號宋體，行距20磅） 進 度 安 排 起止日期 工作內(nèi)容 第7學期16~18周 收集資料，文獻綜述、開題報告 第8學期1~3周 總體結構方案設計 第8學期4~11周 總體設計和詳細設計，繪制總裝置圖和主要零部件圖 第8學期12~13周 設計修改完善 第8學期14~15周 撰寫畢業(yè)設計說明書 4.指導教師意見。 指導教師： 年 月 日 說明：開題報告作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一，此報告應在導師指導下，由學生填寫，將作為畢業(yè)設計（論文）成績考查的重要依據(jù)，經(jīng)導師審查后簽署意見生效。 科技學院畢業(yè)設計（論文）中期報告 填表日期： 2011年 04月 19日 專業(yè) 機設 班級 機XXX 學生姓名 XXX 課題名稱：螺旋輸送機設計 課題主要任務： 2、 明確設計任務，查閱資料，了解目前螺旋輸送機已有類型及其工作原理； 2、畢業(yè)設計說明書（論文）一份，內(nèi)容包括設計方案論證，總體結構設計和主要部件設計等；字數(shù)2萬左右，并附300－500個單詞的英文摘要； 3、繪制螺旋輸送機總裝置圖和主要零部件圖（如：傳動部分、支承軸承、螺旋軸等），折合A0號圖紙3張，其中包括用計算機繪制的至少兩張A3圖紙； 4、獨立完成與課題相關，不少于四萬字符的指定英文資料翻譯（附英文原文）。 1、簡述開題以來所做的具體工作和取得的進展或成果 開題以來，我認真查閱了關于螺旋輸送機各方面的資料。了解了螺旋輸送機的原理后，根據(jù)給定的要求我展開了深入的研究。擬定了螺旋輸送機設計的總體方案。（1）我從給定的主要設計參數(shù)入手。從資料中可以查到螺旋輸送機的輸送量可粗略按下式計算：式中：Q=螺旋輸送機輸送量，t／h 。 F為料槽內(nèi)物料層橫截面積 入為物料的單位容積質(zhì)量，t／m ，它同原料的種類、濕度、切料的長度以及凈化方式、效果等多種因素有關，其值查閱相關的手冊 為傾斜輸送系數(shù)。（2）確定了螺旋直徑、螺旋轉速、螺旋軸軸徑。（3）單葉片用料實形的下料確定。（4）結合傾斜角度確定電機功率。（5）驗算傳動端軸，選擇合適的軸承。(5)動力裝置的選擇和分配。選擇了合適的電動機后，確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比。計算傳動裝置和動力參數(shù)：各軸轉速，各軸輸入功率，各軸輸出功率，各軸輸入轉矩，各軸輸出轉矩。 2、下一步的主要研究任務，具體設想與安排 下一步，我準備進行齒輪、軸和箱體的設計計算。我的具體設想如下： 齒輪的設計計算設想是：（1）齒輪材料的選擇；（2）齒輪彎曲疲勞強度計算；（3）確定傳動主要尺寸；（4）齒面接觸疲勞強度計算。 軸的設計計算：確定軸的尺寸和校核。 箱體的設計計算：機座壁厚機蓋壁厚、機座凸緣厚度。。。。。。 最后總結。 3、存在的具體問題 4、指導教師對該生前期研究工作的評價 指導教師簽名： 日 期： 科技學院 20 屆畢業(yè)設計（論文）指導教師評閱表 教學部：機電教學部 學生姓名 XXX 學 號 XXX 班 級 機XXX 專 業(yè) 機械設計制造及自動化 指導教師 姓 名 XXX 課題名稱 螺旋輸送機設計 評語：（包括以下方面，①學習態(tài)度、工作量完成情況；②檢索和利用文獻能力、計算機應用能力；③學術水平或設計水平、綜合運用知識能力和創(chuàng)新能力；） 是否同意參加答辯： 是□ 否□ 指導教師評定成績 分值： 指導教師簽字： 年 月 日 科技學院20 屆畢業(yè)設計（論文）評閱教師評閱表 教學部： 學生姓名 XXX 學 號 XXX 班 級 機XXX 專 業(yè) 機械設計制造及自動化 課題名稱 螺旋輸送機設計 評語：（對論文學術評語，包括選題意義；文獻利用能力；所用資料可靠性；創(chuàng)新成果及寫作規(guī)范化和邏輯性） 針對課題內(nèi)容給設計者（作者）提出3個問題，作為答辯時參考。 1. 2. 3. 評 分： 是否同意參加答辯 是□ 否□ 評閱人簽名： 年 月 日 科技學院2011屆畢業(yè)設計（論文）答辯及最終成績 評 定 表 教學部：機電教學部 學生姓名 XXX 學號 XXX 班級 機XXX 答辯 日期 2011.06.04 課題名稱 螺旋輸送機設計 指導 教師 XXX 成 績 評 定 分值 評 定 教師 1 教師 2 教師 3 教師 4 教師 5 小計 課題介紹 思路清晰，語言表達準確，概念清楚，論點正確，實驗方法科學，分析歸納合理，結論嚴謹，設計（論文）有應用價值。 30 答辯 表現(xiàn) 思維敏捷,回答問題有理論根據(jù)，基本概念清楚，主要問題回答準確大、深入,知識面寬。 70 合 計 100 答 辯 評 分 分值： 答辯小組長簽名： 答辯成績a： ×30％＝ 指導教師評分 分值： 指導教師評定成績b： ×40％＝ 評閱教師評分 分值： 評閱教師評定成績c： ×30％＝ 最終評定成績： 分數(shù)： 等級： 答辯委員會主任簽名： 年 月 日 說明：最終評定成績＝a+b+c。 螺 旋 輸 送 機 的 設 計 第 31 頁 共 31 頁 摘要： 此螺旋輸送機的設計主要用于飼料的傳送，根據(jù)給定的輸送量以及物料特性分別進行葉片用料實形、螺旋直徑、螺旋轉速等主要參數(shù)的設計計算。傳動部分采用電動機帶動皮帶，皮帶帶動一級減速器、減速器連接機體的傳動方式。根據(jù)計算得出的主要參數(shù)選擇合適的電動機，從而確定帶輪以及減速器的傳動比，將主要后續(xù)工作引向一級減速器的設計，其中包括主要傳動軸的校核、齒輪的選擇等計算工作。最后根據(jù)計算所得結果整理出安裝尺寸以及裝配圖的繪制。 關鍵詞：螺旋輸送機 減速器 Abstract: The design of screw conveyor is mainly used for feed delivery, according to the given throughput and material characteristics of the materials were actually the leaf-shaped, screw diameter, screw speed and other main parameters of the design calculations.Transmission of the use of motor driven belt, belt drive a gear reducer, speed reducer to connect the body of the drive.According to the calculated main parameters select the appropriate motor pulley and speed reducer to determine the transmission ratio, will lead a major follow-up reducer design, which includes checking the main shaft, gear selection calculationwork.Finally, the calculated results supported the installation size and assembly mapping.Key words: Screw Conveyor Reducer feed transport Title:Screw conveyor design 摘要： 1 1 引言 3 2 螺旋輸送機工作原理 3 3 主要參數(shù)設計 3 3.1 輸送量 4 3.2 螺旋直徑的確定 4 3.3 螺旋轉速的確定 5 3.4 螺旋軸軸徑的確定 6 3.5 單片螺旋葉片用料實形的下料確定 7 3.6 傾斜角度 7 3.7電機功率的計算 8 4 傳動端軸的驗算 8 4.1 端部軸承的選擇計算 9 5 動力裝置的選擇和分配 9 5.1電動機的選擇 9 5.2 傳動方案說明 9 5.2.1 將帶傳動布置于高速級 9 5.2.2 選用閉式斜齒圓柱齒輪 10 5.2.3將傳動齒輪布置在距離扭矩輸入端較遠的地方 10 5.3 總傳動比的確定及各級傳動比的分配 10 5.3.1 理論總傳動比 10 5.3.2 各級傳動比的分配 10 5.4 各軸轉速，轉矩與輸入功率 11 5.4.1 各軸理論轉速 11 5.4.2 各軸的輸入功率 11 5.4.3 各軸的理論轉矩 11 5.4.4各軸運動和動力參數(shù)匯總表 12 6.傳動設計 12 6.1 V帶傳動設計 12 6.1.1 原始數(shù)據(jù) 12 6.1.2 設計計算 12 6.1.3帶輪材料及結構 15 6.2 高速級齒輪傳動設計 16 6.2.1原始數(shù)據(jù) 16 6.2.2設計計算 16 6.3低速軸的結構設計 23 6.3.1低速軸上的功率PⅢ、轉速nⅢ、轉矩TⅢ 23 6.3.2估算軸的最小直徑 23 6.3.3軸的結構設計(直徑,長度來歷) 25 6.4 低速軸強度校核 26 6.4.1作用在齒輪上的力 26 6.4.2 計算軸上的載荷 26 6.2.3 按彎扭合成校核軸的強度 28 七. 減速器箱體 29 7.1 箱體結構形式及材料 29 7.2箱體主要結構尺寸表（單位：mm） 29 八 個人小結 30 致 謝 31 1 引言 螺旋輸送機是一種常用的連續(xù)輸送機械。它是利用工作構件即螺旋體的旋轉運動使物料向前運送，是現(xiàn)代化生產(chǎn)和物流運輸不可缺少的重要機械設備之一，在國民經(jīng)濟的各個部門中得到了相當廣泛的應用，已經(jīng)遍及冶金、采礦、動力、建材、輕工、碼頭等一些重工業(yè)及交通運輸?shù)炔块T。主要是用來運送大宗散貨物料，如煤、礦石、糧食、砂、化肥等。本文以面粉為主要輸送原料進行螺旋輸送機的相關結構和參數(shù)設計。 2 螺旋輸送機工作原理 面粉運輸工業(yè)中螺旋輸送機，一般采用實體螺旋葉片，中間吊掛軸承等螺距的全葉式螺旋即S制法螺旋輸送機。其結構圖如下圖1所示 它由一根裝有螺旋葉片的轉軸和料槽組成。轉軸通過軸承安裝在料槽兩端軸承座上，轉軸一端的軸頭與驅動裝置相聯(lián)。料槽頂面和槽底開有進、出料口。其工作原理是：物料從進料口加入，當轉軸轉動時，物料受到螺旋葉片法向推力的作用，該推力的徑向分力和葉片對物料的摩擦力，有可能帶著物料繞軸轉動，但由于物料本身的重力和料槽對物料的摩擦力的緣故，才不與螺旋葉片一起旋轉，而在葉片法向推力的軸向分力作用下，沿著料槽軸向移動。 3 主要參數(shù)設計 3.1 輸送量 輸送量是衡量螺旋輸送機能力的一個重要指標，現(xiàn)傳送物料選擇為面粉，平均產(chǎn)量為45T/時，采用螺旋輸送機輸送，輸送距離為15米，輸送高度為1.5米。在輸送物料時，螺旋軸徑所占據(jù)的截面雖然對輸送能力有一定的影響，但對于整機而言所占比例不大，因此，螺旋輸送機的物料輸送量可粗略按下式計算：·式中：Q=螺旋輸送機輸送量，t／h 。 F為料槽內(nèi)物料層橫截面積 入為物料的單位容積質(zhì)量，t／ ，它同原料的種類、濕度、切料的長度以及凈化方式、效果等多種因素有關，其值查閱相關的手冊 為傾斜輸送系數(shù) 在實際工作中，通常不考慮物料軸向阻滯的影響，因此物料在料槽內(nèi)的軸向移動速度，所以，可以看出，螺旋輸送機的物料輸送量與D、S、n、，有關，當物料輸送量Q確定后，可以調(diào)整螺旋外徑D、螺距S、螺旋轉速n和填充系數(shù)等四個參數(shù)來 滿足Q的要求。 3.2 螺旋直徑的確定 螺旋葉片直徑是螺旋輸送機的重要參數(shù)，直接關系到輸送機的生產(chǎn)量和結構尺寸。一般根據(jù)螺旋輸送機生產(chǎn)能力、輸送物料類型、結構和布置形式確定螺旋葉片直徑。由經(jīng)驗公式 米 由已知條件知 噸/時【1.2倍系考慮生產(chǎn)數(shù)倍量】 =0.46【查表得物料填充系數(shù)】 =0.6噸/【查表得物料堆積重度】 =0.0387 由輸送長度15米，高1.5米可得傾斜角度為6度 C=0.94 【查表1】 =339 GX型螺旋輸送機的螺旋直徑系列如下100,150,200,250,300,400,500,600 因此圓整取D=300mm 螺距不僅決定著螺旋的升角，還決定著在一定填充系數(shù)F物料運行的滑移面，，所以螺距的大小直接影響著物料輸送過程。輸送量Q和直徑 D一定時，螺距改變，物料運動的滑移面隨著改變，這將導致物料運動速度分布的變化。對于標準的輸送機，通常螺距為K =0．8～1．0；當傾斜布置或輸送物料流動性較差時K ≤0．8；當水平布置時，K1=0．8～1．0。因選用全葉式螺旋，其螺距和螺旋直徑的關系為 S=0.8D=240mm 表一 傾斜角度o 0 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 傾斜輸送系數(shù)C 1 0.97 0.94 0.92 0.88 0.82 0.76 0.70 0.64 0.58 0.52 0.46 填充系數(shù) 0.5 0.46 0.46 0.42 0.40 0.38 0.36 0.35 0.35 0.32 0.32 0.30 3.3 螺旋轉速的確定 螺旋軸的轉速對輸送量有較大的影響。一般說來，螺旋軸轉速加快，輸送機的生產(chǎn)能力提高，轉速過小則輸送機的輸送量下降但轉速也不宜過高，因為當轉速超過一定的極限值時， 物料會因為離心力過大而向外 拋，以致無法輸送。所以還需要對轉速n進行一定的限定，不能超過某一極限值。為了保證物料能比較平穩(wěn)地輸送，不至被螺旋拋起來，根據(jù)實驗螺旋的極限轉速為 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。1 式中D為螺旋直徑，為物料特性系數(shù) 查表可得生料的物料特性系數(shù)為86 。 由以上計算可得D=0.3m 代入1式求的螺旋轉速 N=191轉/分 按螺旋輸送機轉速系列20,30,35,45,60,75,90,120,150,190 因此圓整取標準系列值 N=190轉/分 在此校核填充系數(shù) = 在推薦范圍了 填充系數(shù)滿足要求 表二 物料的塊度 物料的磨琢性 舉例 填充系數(shù) K值 A值 粉狀 無磨琢性 面粉米粉 0．40—0．50 O．0387 86 粉狀 半磨琢性 水泥石灰 0．30．0．40 0．0415 75 粒狀 半磨琢性 小麥玉米 0．25_O．30 O．0558 46 粒狀 磨琢性 砂石化肥 O．20—0．35 0．0632 28 塊狀 無磨琢性 豆粕菜餅 O．30～0．35 O．0584 36 塊狀 半磨琢性 煤礦石 O．15．0．20 O．0795 15 液狀 無磨琢性 面漿紙漿 0．55—0．60 0．0785 19 3.4 螺旋軸軸徑的確定 螺旋軸徑的大小與螺距有關，因為兩者共同決定了螺旋葉片的升角，也就決定了物料的滑移方向及速度分布，所以應從考慮螺旋面與物料的摩擦關系以及速度各分量的適當分布來確定最合理的軸徑與螺距之間的關系。根據(jù)物料的運動分析,可知要保證物料在料槽中的軸向移動，螺旋軸徑處的軸向速度要大于0，即螺旋內(nèi)升角，又因為tanp=f，tan=S／所以螺距與軸徑之間的關系必須滿足的條件之一是：d 實踐證明，對大多數(shù)螺旋輸送機來說，一般其螺旋體的結構均能滿足第一個條件的要求，但對螺旋體直徑較小(例如D=100mm)的螺旋輸送機來說，其 不一定能滿足第一個條件的要求，因而在確定較小直徑螺旋體的S和d時，必須進行這項驗算工作。軸徑與螺距的關系還應滿足的第二個條件是：螺旋軸徑處的軸向速度 要大于圓周速度 ，即 。由此計算得出的軸徑相當大，這勢必降低有效輸送截面。為了保證足夠的有效輸送截面，從而保證輸送能力，就得加大結構，使得輸送機結構粗大笨重，成本增 加。所以，螺旋軸徑與螺距的關系應是輸送功能與結構的綜合，在能夠滿足輸送要求的前提下，直盡可能使結 構緊湊 由于螺旋輸送機的填充系數(shù)較低，只要保證靠近葉片外側的物料具有較大的軸向速度，且軸向速度大 于圓周速度即可。 一般軸徑計算公式為 d=【0。2～0．35】D 在此 取d=0.3D 即 d=0.3300=90mm 3.5 單片螺旋葉片用料實形的下料確定 全葉式螺旋結構簡單，輸送效率亦高，適于輸送松散的物料。而葉片是極易磨損的原件，需要經(jīng)常的制備和更換。葉片通常先煨制成長度為一個螺距的單節(jié)葉片，再在轉軸上焊接成為連續(xù)的螺旋。單節(jié)螺旋葉片的計算方法如上圖所示，根據(jù)已知的 C,D,S,d值 ，計算a R的值。計算公式如下 r=...................................1 R=.........................................2 .........................3 式中..............................4 .............................5 由上面計算可知螺旋軸直徑d=90mm 螺旋直徑D=300mm 2C=300-90=210 所以C=105mm =0.105M 計算可得 ==0.408 ==0.371 r==0.105x0.371/(0.408-0.371)=0.62 R==0.105+0.62=0.725 =0.371/(0.01745x0.62)= 3.6 傾斜角度 螺旋輸送機的傾斜角度對于螺旋輸送機輸送過程的生產(chǎn)率和功率消耗都有影響，一般它是以一個影響系數(shù)的形式來體現(xiàn)的，螺旋輸送機輸送能力將隨著傾斜角度的增加而迅速降低，同時，螺旋輸送機布置時傾斜角度也將影響物料的輸送效果。另外傾斜角度的大小還會影響填充系數(shù)，傾斜角度對填充系數(shù)的影響如表1。傾斜角度越大，允許的填充系數(shù)越小，螺旋輸送機的輸送能力越低。 3.7電機功率的計算 螺旋輸送機的功率，用以克服以下阻力。1)使被運物料提升高度H(水平或傾斜)所需的能量(2)被運物料對料槽壁和螺旋面的摩擦所引起的能量消耗(3)物料內(nèi)部顆粒間的相互摩擦引起的能量消耗；(4)物料沿料槽運動造成在止推軸承處的摩擦引起的能量消耗；(5)中間軸承和末端軸承處的摩擦引起的能量消耗。 克服以上阻力所需軸功率 =千瓦 所需電動機功率=千瓦 其中為物料阻力系數(shù) 為輸送機水平投影長度 為垂直投影高度 一般取=0.94 為功率備用系數(shù) =1。2--1.4 為軸功率 為電動機功率 由上式代入數(shù)值計算得： ===5.63千瓦 ==6.21千瓦 4 傳動端軸的驗算 螺旋輸送機的端軸直徑d 是由螺旋直徑D的系列所確定。但端軸傳遞的功率則隨螺旋輸送機的水平投影長度L和垂直投影高度H值的增加而增大。為了保證端軸能可靠的傳遞功率，確定功率后，對端軸進行強度驗算。一定系列螺旋輸送機的端軸所能承受的扭矩M和懸臂力P是固定的。端軸的需用扭矩通常以許用千瓦轉速比【】表示。 現(xiàn)擬采用聯(lián)軸節(jié)和減速器作為傳動裝置。端軸受扭矩作用 進行千瓦轉速驗算 千瓦/轉/分 查表得D=300毫米時 所以端軸強度滿足強度要求 4.1 端部軸承的選擇計算 在螺旋的倆端，裝端部軸承。在此，輸入端采用單列圓錐滾子軸承。 螺旋軸直徑d=90mm 從右至左各段長度分別為L1、L2、L3、各段寬度為D1、D2、D3、 則D1接聯(lián)軸器，所以D1=70 D2=D1+(5~10)mm 取D2=80mm D3=d=90mm L1=168m L2=62.5mm L3=15800mm 由此查機械設計課程設計手冊 選用 圓錐滾子軸承 30316 GB/T 297--1994 其相關安裝尺寸可參照課程設計手冊第75頁 另一端也采用圓錐滾子軸承 其尺寸如下圖所示 參照機械設計課程設計手冊 選擇滾動軸承 30316GB/T 281—1994 5 動力裝置的選擇和分配 5.1電動機的選擇 由以上計算可知電機功率輸出功率為6.21KW千瓦 因此選擇Y132M-4 額定功率為7.5KW 轉速為1440轉/分 其主要安裝尺寸如下圖 中心高 H 外形尺寸 底角安裝 尺寸 地腳螺栓 孔直徑 K 軸伸尺寸 裝鍵部位 尺寸 160 20 38x80 5.2 傳動方案說明 5.2.1 將帶傳動布置于高速級 將傳動能力較小的帶傳動布置在高速級，有利于整個傳動系統(tǒng)結構緊湊，勻稱。同時，將帶傳動布置在高速級有利于發(fā)揮其傳動平穩(wěn)，緩沖吸振，減少噪聲的特點。 5.2.2 選用閉式斜齒圓柱齒輪 閉式齒輪傳動的潤滑及防護條件最好。而在相同的工況下，斜齒輪傳動可獲得較小的幾何尺寸和較大的承載能力。采用傳動較平穩(wěn)，動載荷較小的斜齒輪傳動，使結構簡單、緊湊。而且加工只比直齒輪多轉過一個角度，工藝不復雜。 5.2.3將傳動齒輪布置在距離扭矩輸入端較遠的地方 由于齒輪相對軸承為不對稱布置，使其沿齒寬方向載荷分布不均。固齒輪布置在距扭矩輸入端較遠的地方，有利于減少因扭矩引起的載荷分布不均的現(xiàn)象，使軸能獲得較大剛度。 綜上所述，本方案具有一定的合理性及可行性。 5.3 總傳動比的確定及各級傳動比的分配 5.3.1 理論總傳動比 nm : 電動機滿載轉速 5.3.2 各級傳動比的分配 (1)V帶傳動的理論傳動比 初取2.33 (2)齒輪傳動的傳動比 5.4 各軸轉速，轉矩與輸入功率 5.4.1 各軸理論轉速 設定：電動機軸為0軸， 高速軸為Ⅰ軸， 低速軸為Ⅱ軸， 聯(lián)軸器為Ⅲ軸