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南京林業(yè)大學 ? 本科畢業(yè)設計（論文） ? ? ? 題 目： 木片輸送機設計 學 院： 南方學院 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學 號： N090301103 學生姓名： 董琰 指導教師： 商慶清 職 稱： 副教授 二○一三 年 五 月 十五 日 摘 要 木材削片機是生產(chǎn)木片的一種專用設備，所產(chǎn)木片廣泛用于造紙、刨花板、中纖板等。木材削片機木片輸送機作為一種散料輸送設備，被用來運輸木材削片機所削下來的木片。針對我國削片工業(yè)的現(xiàn)狀, 設計出符合木片加工特點的木片輸送機對木片生產(chǎn)的今后發(fā)展有著重要的意義。 本次設計的鼓式木材削片機木片輸送機是根據(jù)帶式輸送機的相關原理，結(jié)合木片運輸?shù)奶攸c，參照相關煤炭輸送機的資料以及鼓式削片機的基本參數(shù)確定適合的實施方案來進行設計的。其中包括傳動裝置、張緊裝置、機架、輸送帶、托輥組、防跑偏裝置等部件的設計。在傳動裝置部分進行了大量的計算，選用了合適的電機等作為源動力件；在張緊裝置部分，采用了頭尾都安裝的方法，保證了在運輸機的頭部起導向作用；在尾部起防跑偏作用；在10組槽型托輥組中，還安裝了一組調(diào)心槽型托輥組，保證了在運輸機的中段部分運輸帶也不會跑偏，有效的保證了運輸機快速平穩(wěn)的運輸木片；在清掃方面，選用了螺旋下托輥，不僅起到導向作用，還兼顧清掃輸送帶的作用。 關鍵詞：木片輸送機，傳動裝置 ，張緊裝置，托輥組 0 Abstract Wood chipper is the special equipment for the production of wood chip.Wood chip is widely used in paper-making,chipboard,fiberboard, etc. Wood chip conveyor as a kind of bulk conveying equipment, is used to transport wood chip cutting down from wood chipper. According to the condition of wood chip industry in China, design a wood chip conveyor tally with wood chip processing features has an important significance to the development of chip production. This design of drum wood chipper discharging conveyor belt conveyor is according to the relevant principles of belt conveyor, combined with the characteristics of wood chip transportation,according to the related data of coal conveyor and the basic parameters of drum chipper determine the implementation plan for the design. Including the design of driving device, tension device, frame,conveyor belt , roller group, anti-deviation device and other components . There is a lot of calculation in the transmission part, select the appropriate motor as power source device; Also, on the part of tension device, adopts the method that installed in the head and tail, which plays a role of guidance in the conveyor head, tail deviation prevention role in the play;In the central part of 10 roller groups, has installed a group of slot modal self-aligning roller, to ensure that the middle part of the conveyor belt will not deviating conveyor, effectively guarantee the fast and smooth transportation of wood chip conveyor;In the cleaning device,selects the spiral roller group, not only play a guiding role, as well as cleaning the conveyor belt . Keywords: Chip conveyor，driving device，tension device，roller group 1 目 錄 1.前言 1 1.1木片輸送機的概述 1 1.2木片輸送機的組成部分及作用 2 1.3木片輸送機常見問題的幾種解決方法 3 1.4本課題研究的目的及意義 4 1.5本課題的研究內(nèi)容 4 2.木材削片機木片輸送機的結(jié)構(gòu)設計 5 2.1 輸送帶 5 2.2 傳動裝置 5 2.2.1 驅(qū)動滾筒 6 2.2.2 電動機的選擇 8 2.2.3 計算總傳動比和分傳動比 9 2.2.4 傳動動力系數(shù) 9 2.2.5 V帶的選用 10 2.2.6 齒輪傳動的設計計算 12 2.3 托輥的設計 16 2.3.1 槽型托輥組 17 2.3.2 平行下托輥組 18 2.3.3 螺旋托輥組 19 2.3.4 槽型調(diào)心托輥組 19 2.4 張緊裝置 20 2.3.1 張緊裝置的作用 20 2.3.2 張緊裝置的幾種主要形式 20 2.3.3 螺桿式張緊裝置 23 2.5 機架和支撐腿 24 2.6 電機固定座 25 2.7 進料裝置 26 3. 總結(jié)和展望 27 致謝 29 參考文獻 30 附錄 31 1．前言 1.1木片輸送機的概述 木材削片機是生產(chǎn)木片的一種專用設備，所產(chǎn)木片廣泛用于造紙、刨花板、中纖板等。由于木片市場前景看好, 集體和個體企業(yè)紛紛爭搶削片生產(chǎn)的項目。木材削片機木片輸送機作為一種散料輸送設備，被用來運輸木材削片機所削下來的木片。隨著我國木材工業(yè)發(fā)展速度的不斷提高，對于帶式木片輸送機的研究和改進也就越趨迫切。目前，原有的木片輸送機無論是從主參數(shù)還是運行性能上看都已經(jīng)不能滿足要求，隨著所需驅(qū)動功率和輸送帶強度越來越大，如何在不增加工程量和運輸設備的前提下，實行長距離、大傾角輸送帶運輸，成為必須解決的問題。此外，在木片運輸?shù)倪^程中還要保證木片不易灑落，并且提高它的坡度和運量，以適應更高的生產(chǎn)運輸要求。木片輸送機作為一種先進有效、使用可靠的運輸設備必定會獲得更為廣泛的應用，它的市場前景也十分廣闊。 木材削片機木片輸送機是根據(jù)帶式輸送機的相關原理設計的，符合木片運輸?shù)奶攸c，作為一種散料輸送設備，用來運輸削片機所切削下來的木片。而帶式輸送機作為現(xiàn)代散狀物料連續(xù)運輸?shù)闹饕O備，是由撓性帶承載物料的連續(xù)輸送設備，帶式輸送機由一條環(huán)形膠帶繞在傳動滾筒與改向滾筒之上，由固定于機架的上下托輥支撐。膠帶靠張緊裝置，在兩滾筒之間拉緊，驅(qū)動裝置帶動滾筒轉(zhuǎn)動時，依靠傳動滾筒與膠帶之間摩擦力帶動膠帶運行。木材削片機通過進料斗把物料放至膠帶上，通過傳動滾筒把物料卸出。傳動滾筒底部安裝彈簧清掃器，膠帶回程上段一側(cè)安裝有清掃器，以清除膠帶上黏附的物料、撒料和浮灰。 帶式輸送機是一種摩擦驅(qū)動以連續(xù)方式運輸物料的機械。應用它可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程。帶式輸送機作為一種重要的輸運設備，由于其生產(chǎn)率高、運輸成本低,被廣泛應于冶金、礦山、建材、港口、 電力、糧食、輕工，機械和化工等行業(yè)中。適用環(huán)境溫度為－25 ～40℃，它既可以進行碎散物料的輸送，也可以進行成件物品的輸送。除進行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的工藝過程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線。它工作過程中噪音較小，結(jié)構(gòu)簡單，所以帶式輸送機廣泛應用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中。它用于水平、傾斜或是兩者混合運輸，還能應用于裝船機、卸船機、堆取料機等連續(xù)運輸移動機械上。使用非常方便，得到普遍的推廣應用。 1.2木片輸送機的組成部分及作用 木片輸送機的結(jié)構(gòu)類型多種多樣，其特征各不相同，但其基本組成部分主要由輸送帶、傳動裝置、托輥、機架、張緊裝置、制動裝置、清掃裝置、進料裝置、電氣控制及保護系統(tǒng)九部分組成。 (1)輸送帶：既是承載構(gòu)件又是牽引構(gòu)件； (2)傳動裝置：將電機的動力傳遞給輸送帶； (3)托輥：用來承載輸送帶，使其垂度不超過限定值； (4)機架：用來固定托輥架及滾筒等部件； (5)張緊裝置：使輸送帶有足夠的張力，以保證驅(qū)動裝置傳遞的摩擦牽引力，并限定輸送帶垂度，防止輸送帶打滑； (6)制動裝置：可使輸送機平穩(wěn)停車，防止倒轉(zhuǎn)； (7)清掃裝置：用來清除卸載后的輸送帶表面粘著的異物； (8)進料裝置：用來向輸送帶裝載貨物； (9)電氣控制及保護系統(tǒng)：用來控制電動機按一定程序運行，并保護各相關設備，防止發(fā)生重大事故。 這九部分是統(tǒng)一的整體，無論哪一部分工作不正常，帶式輸送機都不能正常運轉(zhuǎn)。 1.3木片輸送機常見問題的幾種解決方法 帶式輸送機廣泛應用在電子食品、機械、鋼鐵、汽車、煤礦等生產(chǎn)過程中，輸送帶的跑偏問題在物料運輸過程中時有發(fā)生，是造成輸送機局部或全線撒料、輸送帶邊緣磨損、撕裂的主要原因。由于輸送帶的價格比較高，大約占整臺輸送機成本的 30%~50%，因此帶式輸送機輸送帶跑偏不但會影響安全生產(chǎn)，縮短輸送帶的使用期限，而且還會造成重大經(jīng)濟損失。通過對帶式輸送機在使用過程中容易出現(xiàn)輸送帶跑偏的形式、跑偏原因及處理方法的分析,提出了輸送帶跑偏后的集中解決方法。 輸送帶跑偏的幾種形式有以下幾種：局部跑偏、全長跑偏、無載時不跑偏,有載時跑偏以及輸送帶接頭的跑偏。 針對帶式輸送機跑偏的原因,再來進行調(diào)整。對安裝誤差引起的跑偏,首先要消除安裝誤差，對輸送帶接頭該重接的重接，對機架歪斜嚴重的必須重新安裝；對運行中的跑偏主要的調(diào)整方法有： (1)局部跑偏的原因及處理整條輸送帶運行中總是在某一固定區(qū)段跑偏,運行過該段后輸送帶自動回復正常位置： 1)可調(diào)整跑偏處下的托輥組來調(diào)整跑偏,由于托輥組的兩側(cè)安裝孔都是長孔,輸送帶偏向哪一側(cè),托輥組的哪一側(cè)朝輸送帶前進方向前移,或另外一側(cè)后移; 2)安裝調(diào)心托輥組,一般是中間轉(zhuǎn)軸式調(diào)心托輥組,其原理是采用阻擋托輥在水平面內(nèi)方向轉(zhuǎn)動或產(chǎn)生橫向推力使輸送帶自動向心達到調(diào)整輸送帶跑偏的目的。 (2)全長跑偏的處理輸送帶兩側(cè)邊所受拉力不一致,輸送帶在運行時輸送帶全長上會向一側(cè)跑偏: 1)調(diào)整驅(qū)動滾筒的安裝位置必須垂直于帶式輸送機長度方向的中心線,若偏斜過大必然發(fā)生跑偏,對頭部滾筒,如輸送帶向滾筒的右側(cè)跑偏,則右側(cè)的軸承座應當向前移動,向左側(cè)相反;尾部滾筒的調(diào)整方法與頭部滾筒剛好相反; 2)調(diào)整張緊滾筒,使用螺旋張緊或液壓油缸張緊時,張緊滾筒的2個軸承座應當同時平移,以保證滾筒軸線與輸送帶縱向方向垂直,輸送帶向哪側(cè)跑偏,則應使那側(cè)的螺旋張緊或液壓油缸張緊; 3)在帶式輸送機的回程段,尤其是機頭、機尾處多放置幾組防跑偏托輥組,這樣可以有效防止輸送帶跑偏。 (3)無載時不跑偏,有載時跑偏： 1)轉(zhuǎn)載點距輸送帶的距離近,相對高度越低,物料的水平速度分量越大,對輸送帶的側(cè)向沖擊也越大,同時物料也很難居中,使在輸送帶橫斷面上的物料偏斜,最終導致輸送帶跑偏.如果物料偏到右側(cè),則輸送帶向左側(cè)跑偏,反之亦然; 2)給料器、卸料器的安裝有誤差,輸送帶兩側(cè)所受阻力差別較大,輸送帶在上述部位向摩擦阻力小的一側(cè)跑偏,應該重新調(diào)整給料器、卸料器,使輸送帶兩側(cè)阻力均勻。 (4)輸送接頭的跑偏接頭跑偏的特征是輸送帶始終偏向一個方向,而且最大跑偏在接頭處.對接頭跑偏的調(diào)整可校正輸送帶接頭與輸送帶中線垂直。 解決帶式輸送機跑偏的問題,具有十分現(xiàn)實的意義,不但可以增加輸送帶的使用壽命,而且還可以防止輸送機運轉(zhuǎn)過程中重大事故的發(fā)生。上述幾種調(diào)偏方法操作簡單,勞動強度低,使用工具簡單,是幾種經(jīng)濟實用的調(diào)整輸送帶跑偏的方法。 1.4木片輸送機研究的目的及意義 木材削片機是生產(chǎn)木片的一種專用設備，所產(chǎn)木片廣泛用于造紙、刨花板、中纖板等。由于木片市場前景看好, 集體和個體企業(yè)紛紛搶上削片生產(chǎn)的項目。木材削片機木片輸送機作為一種散料輸送設備，被用來運輸木材削片機所切削下來的木片。隨著我國木材工業(yè)發(fā)展速度的不斷提高，對于木片輸送機的研究和改進也就越趨迫切，原有的木片輸送機無論是從主參數(shù)還是運行性能上看都已經(jīng)不能滿足要求，必須向長距離、高速帶、大功率的大型化方向發(fā)展。隨著所需驅(qū)動功率和輸送帶強度越來越大，如何在不增加工程量和運輸設備的前提下，實行長距離、大傾角輸送帶運輸，成為必須解決的問題。 此外，在木片運輸?shù)倪^程中還要保證木片不易灑落，并且提高它的坡度和運量，以適應更高的生產(chǎn)運輸要求。木片輸送機作為一種先進有效、使用可靠的運輸設備必定會獲得更為廣泛的應用，它的市場前景十分廣闊。 1.5本課題的研究內(nèi)容 本次設計木材削片機木片輸送機是根據(jù)帶式輸送機的相關原理，結(jié)合木片運輸?shù)奶攸c，參照相關煤炭輸送機的資料以及鼓式削片機的基本參數(shù)確定適合的機械實施方案，設計參數(shù)：輸送長度10--12m，輸送高度4--6m，皮帶寬度650mm，輸送速度1.5m/s，完成木片輸送機的設計，包括機體、輸送帶、張緊裝置、托輥等零部件的設計，保證木片輸送機的設計方案可行，結(jié)構(gòu)設計合理，論證充分，安裝方便，結(jié)構(gòu)簡單。 2．木材削片機木片輸送機的結(jié)構(gòu)設計 2.1輸送帶 輸送帶在帶式輸送機中既是承載部件又是牽引部件，它不僅僅要有承載能力，還要有足夠的抗拉強度。選擇合適的輸送帶品種規(guī)格可以延長輸送帶的使用壽命，保證生產(chǎn)的持續(xù)穩(wěn)定，降低生產(chǎn)成本和維護費用。 防滑輸送帶耐用使用壽命長。主要有普通人字形、外凸人字形、橫格、圓釘形等類型。該產(chǎn)品適合于大傾角輸送塊狀、粒狀、袋包裝、粉末狀的多種物料，如煤炭、炭焦、木料，砂石、水泥袋，糧食等物料。主要應用的行業(yè)：煙草、物流、包裝、印刷、食品、木材等。防滑輸送帶用于輸送角度再17°以上的物料輸送。 本次設計選用的是防滑輸送帶（花紋輸送帶），扯斷強度為100N/mm﹒層，選用材質(zhì)：NN-100尼龍帆布，每層厚度1.0mm，每層質(zhì)量1.02kg/m2，帶寬B=650mm，帆布層數(shù)為3層，上覆蓋膠厚度為2mm，下覆蓋膠厚度為1.5mm。 輸送帶接頭方式采用熱硫化接頭法，即將接頭部位的膠布層和覆蓋膠用硫化法搭接成無接縫的硫化接頭。實踐證明這是最理想的一種接頭方法，能夠保證高的接頭效率，同時也非常穩(wěn)定，接頭壽命也很長，容易掌握。這種接頭的強度能達到膠帶強度的85-90%，且能防止帶芯腐蝕，帶芯的壽命較強。 考慮到使用安全，要求輸送帶有足夠的抗拉強度安全儲備，此次設計的運輸帶的安全系數(shù)為8。 2.2傳動裝置 已知條件：輸送帶的帶速：V=1.5m/s 帶寬：B=650mm 輸送高度：H=5m 輸送長度：L=12m 查常用材料密度表可知木材：ρ=0.4 ~0.75t/m3 查的216削片機的生產(chǎn)能力為10～15t/h，以最大的生產(chǎn)能力為設計依據(jù)取Q=15t/h。 輸送機年工作時間一般取4500~5500小時。當二班工作和輸送剝離物，且輸送環(huán)節(jié)較多，宜取下限；傳動裝置示意圖如下圖1： 圖1傳動裝置示意圖 2.2.1 驅(qū)動滾筒 驅(qū)動滾筒是傳遞動力的主要部件。 本系列驅(qū)動滾筒根據(jù)承載能力分輕型、中型和重型三種。滾筒直徑有500、630、800、1000mm。同一種滾筒直徑又有幾種不同的軸徑和中心跨距供設計者選用。 輕型：軸承孔徑80~100mm。軸與輪轂為單鍵聯(lián)接的單幅板焊接筒體結(jié)構(gòu)。單向出軸。 中型：軸承孔徑120~180mm。軸與輪轂為脹套聯(lián)接。 重型：軸承孔徑200~220mm。軸與輪轂為脹套聯(lián)接，筒體為鑄焊結(jié)構(gòu)。有單向出軸和雙向出軸兩種。 驅(qū)動滾筒表面有裸露光鋼面、人字形和菱形花紋橡膠覆面。小功率、小帶寬及環(huán)境干燥時可采用裸露光鋼面滾筒。人字形花紋膠面磨擦系數(shù)大，防滑性和排水性好，但有方向性。菱形膠面用于雙向運行的輸送機。用于重要場合的滾筒，最好采用硫化橡膠覆面。用于阻燃，隔爆條件，應采取相應的措施。 最小驅(qū)動滾筒直徑D按下式選取。 D=cd 式中：d—芯層厚度或鋼繩直徑，mm; c—系數(shù)，棉織物=80，尼龍=90，聚酯=108，鋼繩芯=145。 根據(jù)本次設計中選用的輸送帶芯層厚度d=3mm，得最小驅(qū)動滾筒直徑 D=90×3=270mm。 軸的最小直徑的確定 根據(jù)本次設計的要求，驅(qū)動滾筒選用的軸承型號為22208，內(nèi)徑40mm，外徑80mm，厚度23mm，軸的材料為45號鋼，滾筒直徑為300mm,覆有5mm的膠面，從動滾筒選用滾動軸承22206型號的，內(nèi)徑30mm，外徑62mm，厚度20mm，軸的材料為45號鋼，滾筒直徑200mm。驅(qū)動滾筒示意圖如下 圖2 驅(qū)動滾筒示意圖 2.2.2 電動機的選擇 （1）選擇電動機的類型 由于帶式運輸機不需要大范圍的調(diào)速，故選用一般用途的Y 系列三相異步電動機。 （2） 選擇電動機功率 1）根據(jù)《帶式輸送機功率的簡易算法》計算輸送機總驅(qū)動功率 ①根據(jù)L = 12m 查附圖得K =5.5 計算LC = KL=5.5 × 12= 66m ②根據(jù)LC = 66m, B = 650mm 查表1 得 P 1=1.15kW ③根據(jù)LC= 66m、Q =15t/ h, 查表2 得 P2= 0.117kW ④根據(jù)Q = 15t / h、提升高度H = 5m, 查表3 得P 3= 0.245kW 則輸送機總驅(qū)動功率 P w= 1.2（P 1+ P2+ P 3) =1.2×(1.15+0.117+0.245)=1.8144 kW 式中： P 1-帶式輸送機驅(qū)動功率, 根據(jù)帶式輸送機帶寬和修正長度L C 在《帶式輸送機功率的簡易算法》表1 中查出所需功率P 1。 P2-根據(jù)帶式輸送機輸送能力和修正長度L C,查出所需功率。 P 3-根據(jù)帶式輸送機輸送能力和提升高度在表3中查出所需功率。 2）計算電機功率： kW 式中:η－電動機至工作機的傳動裝置的總效率 η＝η帶η軸承2η齒η聯(lián) η帶 －帶傳動傳動效率，查機械傳動效率?表取η帶＝0.96 η軸承－一對滾動軸承效率，查機械傳動效率?表取η軸承＝0.99 η齒－一對圓柱齒輪傳動效率，查機械傳動效率?表取η齒＝0.97?（初選8級精度） η聯(lián)－彈性聯(lián)軸器效率，查機械傳動效率?表取η聯(lián)＝0.99 傳動裝置總效率η=0.96×0.992×0.97×0.99=0.9 （3）確定電機轉(zhuǎn)速nd? ①計算滾筒轉(zhuǎn)速：r/min ②確定電機同步轉(zhuǎn)速? 一般V帶傳動傳動比 i帶=2～4，單級圓柱齒輪傳動比的范圍i齒=3～5，則合理總傳動比i總= i帶×i齒=6～20。 故電動機轉(zhuǎn)速可選范圍為 nd=i總×nw=（6～20）×95.54r/min=（573.25～1910.83）r/min 查機械手冊，綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量以及帶傳動和減速器的傳動比，選取較合適的方案，現(xiàn)選用型號為 Y100L2-4的電動機,其相關參數(shù)如下：額定功率3.0kW，轉(zhuǎn)速1430r/min，電流6.82A，效率82.5%，功率因素0.81。 2.2.3 計算總傳動比和分配傳動比 i總 取i帶=3，則i齒=i總/i帶=14.97/3=4.99 2.2.4 傳動動力系數(shù) (1) 各軸轉(zhuǎn)速 n1=nd/i帶=1430/3=476.7/min n2=n1/i齒=476.7/4.99=95.53r/min n滾=n2=95.53r/min (2) 各軸輸入功率 P1=Pdη帶=2.016×0.96=1.94kW P2=P1η2η3=1.94×0.99×0.97=1.86kW P滾=P2η2=1.86×0.97=1.80kW (3) 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電動機輸出轉(zhuǎn)矩Td 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 T1=Td i帶η1=1346.35×3×0.96=3877.49N.mm T2=T1i齒η2η3=3877.49×4.99×0.99×0.97=18580.53N.mm T滾=T2η2=18580.53×0.97=18023.11N.mm 2.2.5 V帶的選用 （1）.確定計算功率Pca 由教材《機械設計》表8-7查得工作情況系數(shù)KA=1.2，故 Pca=KAPd=1.2×2.016=2.4kW （2）確定V帶類型 根據(jù)Pca, n1由教材《機械設計》圖8-11、選用Z型帶 （3）確定帶輪的基準直徑dd,并驗算帶速υ 1）初選小帶輪的基準直徑dd1。由教材表8-6，表8-8，取小帶輪的基準直徑dd1=90mm 2）驗算帶速υ。按式（8-13）驗算帶的速度 υ = 因為5m/s<υ<30m/s，故帶速合適。 3）計算大帶輪的基準直徑。根據(jù)式（8-15a），計算大帶輪的基準直徑dd2 dd2=i帶dd1=3×90=270mm 根據(jù)教材《機械設計》表8-8，圓整為dd2=280mm。 （4）確定V帶的中心距a及基準長度Ld 1）根據(jù)式（8-20），初定中心距a0 因為0.7（dd1+dd2）≤a0≤2(dd1+dd2) 0.7×（90+280）≤a0≤2×（90+280） 即259≤a0≤740初選a0=400mm 2）由式（8-22）計算帶所需的基準長度 由教材《機械設計》表8-2，選帶的基準長度Ld=1400mm 3）按式（8-23）計算實際中心距a a≈a0+=400+=398mm 則中心距a的變動范圍為：377～440mm amin=a-0.015Ld=398-0.015×1400=377mm amax=a+0.03Ld=398+0.03×1400=440mm （5）驗算小帶輪的包角α1 符合要求 (6)計算帶的根數(shù)z 1）計算單根V帶的額定功率Pr。 由dd1=90mm和nd=1430r/min，查表8-4a得P0=0.3576kW。 根據(jù)nd=1430r/min，i=3和Z型帶，查表8-4b得△P0=0.03kW。 查表8-5得Kα=0.93，表8-2得KL=1.14，于是 Pr=（P0+△P0）·Kα·KL=(0.3576+0.03)×0.93×1.14kW=0.41kW 2)計算V帶的根數(shù)z 取z=6 (7)計算單根V帶的初拉力的最小值（F0)min 由表8-3得Z型帶的單位長度質(zhì)量q=0.06kg/m，所以 應使實際初拉力F0＞（F0)min (8)計算壓軸力Fp 壓軸力的最小值(Fp)min=2z（F0)min sin() =2×6×52.8×sin()=615.57N (9)軸徑的設計 取45號鋼時，按下式估算：， 圓整為20mm (10)V帶輪的結(jié)構(gòu)設計 1）選擇帶輪材料：大小帶輪材料均為 HT200 2）選擇帶輪的結(jié)構(gòu)形式：根據(jù)帶輪直徑，大帶輪采用孔板式，小帶輪采用腹板式。 3）計算基本結(jié)構(gòu)尺寸 (11)小帶輪基本結(jié)構(gòu)尺寸 da=94mm dd=90mm bd=8.5 mm hamin=2.00mm hfmin=8.7 mm e= 12mm fmin =7 mm B=（z-1）e+2f=（6-1）×12+2×7=74mm da= dd +2 hamin =90+2×2.00=94 φ=38° 根據(jù)B=74mm和裝配時的余量，選用L=78mm。 2.2.6 齒輪傳動的設計計算 1. 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) （1）按圖所示的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。 （2）帶式輸送機為一般工作機器，速度不高，故選用7級精度（GB10095-88）。 （3）材料選擇，由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS,大齒輪材料 為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS,兩者材料硬度差為40HBS。 （4）選小齒輪齒數(shù)z1=30，大齒輪齒數(shù)z2=i齒z1=4.99×30=149.7，取z2=150。 2.按齒面接觸強度設計 由設計計算公式（10-9a）進行試算，即 （1） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1）試選載荷系數(shù)Kt=1.4 2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 T1=Td i帶η1=1346.35×3×0.96=3877.49N.mm 3）由表10-7選取齒寬系數(shù)Φd=0.7。 4）由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。 5）由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限σHlim1=500MPa；大齒輪的接 觸疲勞強度極限σHlim2=400MPa； 6）由式10-13計算應力循環(huán)次數(shù)。 7）由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.85; KHN2=0.90。 8）計算接觸疲勞許用應力。 取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1，由式（10-12）得 （2）計算 1）試算小齒輪分度圓直徑d1t，代入[σH]中較小的值。 2）計算圓周速度υ。 3）計算齒寬b。 4）計算齒寬和齒高之比 模數(shù) 齒高 5）計算載荷系數(shù)。 根據(jù)ν=2.38m/s，7級精度，由圖10-8查得動載系數(shù)Kv=1.15； 直齒輪，KHα= KFα=1 由表10-2查得使用系數(shù)KA=1.25; 由表10-4用插值法查得7級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時，KHβ=1.289。 由=6.23，KHβ=1.289查圖10-13得KFβ=1.39;故載荷系數(shù) 6）按實際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（10-10a）得 7）計算模數(shù)m。 ， 3.按齒根彎曲強度設計 由式（10-5）得彎曲強度的設計公式為 （1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1）由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限σFE1=500MPa；大齒輪的彎曲疲勞強度極限σFE2=380MPa。 2）由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.85，KFN2=0.88； 3）計算彎曲疲勞許用應力。 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式（10-12）得 4）計算載荷系數(shù)K。 5）查取齒形系數(shù)。 由表10-5查得 YFa1=2.8; YFa2=2.18。 6）查取應力校正系數(shù)。 由表10-5查得 YSa1=1.55; YSa2=1.79。 7）計算大、小齒輪的并加以比較。 大齒輪的數(shù)值大。 （2） 設計計算 對此計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關，可取由彎曲強度算得的模數(shù)2.05并就近圓整為標準值m=2.5mm，按接觸強度算得的分度圓直徑d1=79.678mm，算出小齒輪齒數(shù) 大小齒輪齒數(shù) z2=4.99×32=159.68，取z2=160。 這樣設計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。 4.幾何尺寸計算 （1）計算分度圓直徑 （2）計算中心距 （3） 計算齒輪寬度 取B2=56mm，B1=60mm。 2.3托輥的設計 托輥是用于支承輸送帶上所承載的物料，保證輸送帶穩(wěn)定運行的裝置。 托輥種類如下： （1）槽形托輥：用于承載分支輸送散狀物料。 （2）平行托輥：平行上托輥，用于承載分支輸送成件物品，平行下托輥用于回程分支支撐輸送帶。 （3）調(diào)心托輥：用于調(diào)整輸送帶跑偏，防止蛇行，保證輸送帶穩(wěn)定運行。前傾式槽形托輥也起調(diào)心、對中作用。 （4）緩沖托輥：安裝在輸送機受料段的下方，減小輸送帶所受的沖擊，延長輸送帶使用壽命。 （5）回程托輥：用于下分支支撐輸送帶，有平行、V 形、反V 形幾種，V 形與反V 形輥能降低輸送帶跑偏的可能性。當V 形和反V 形兩種型式配套使用，形成菱形斷面，能更有效地防止輸送帶跑偏。 此外，還有梳形托輥和螺旋托輥，能清除輸送帶的粘料，保持帶面清潔。 （6）過渡托輥：安裝在滾筒與第一組托輥之間，可使輸送帶逐步成槽或由槽形展平，以降低輸送帶邊緣因成槽延伸而產(chǎn)生的附加應力，同時也防止輸送帶展平時出現(xiàn)撒料現(xiàn)象。 2.3.1槽型托輥組 為了提高生產(chǎn)率，輸送散粒物料的上托輥一般采用槽型上托輥，它由2-5個輥子組成，最外側(cè)棍子與水平線的夾角為托輥槽角。 槽型托輥組的中間托輥水平布置，側(cè)托輥的槽角一般為35o和45o。此次設計中選用槽型托輥，槽角為35o，長度為250mm，輥子直徑為89mm，輥子厚度為3mm,軸的直徑為20mm,其他各部件見示意圖如下圖3、圖4。 本次設計共有10組槽型上托輥組，每隔1000mm有一組托輥，以保證運輸機能正常運輸木材削片機所切削下來的木片，其準確的安裝位置詳見總裝配圖。 圖3槽型上托輥組示意 圖4輥子內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 2.3.2平行下托輥組 本次設計共用4組平行下托輥裝置，下托輥間距au=1.8m，以保證運輸機能快速平穩(wěn)的運行。示意圖如下圖5： 圖5平行下托輥組示意圖 2.3.3螺旋托輥組 螺旋托輥組有三個作用，一是導向作用，其原理跟平行下托輥一樣；二是防跑偏作用，其環(huán)繞的彈簧在滾動時會向中心產(chǎn)生一個力，起了調(diào)偏的作用；三是清掃作用，連續(xù)的滾動，會在回程階段清掃輸送帶。 本次設計采用了在平行下托輥的基礎上在輥子周身安裝彈簧，具體安裝位置見總裝配圖。示意圖如下圖6： 圖6螺旋托輥組示意圖 2.3.4調(diào)心槽型托輥組 輸送帶運行時可能由于輸送帶制造的偏差、物料偏心堆積、機架變形、托輥軸承缺陷、風載荷作用以及輸送帶張力分布不均勻，引起輸送帶跑偏。為了防止跑偏多采用調(diào)心托輥組。在此次設計中為了保持運輸機的正常運行，在上支的10個托輥組中放置一組調(diào)心槽型托輥。示意圖如下圖7： 圖7 調(diào)心槽型托輥組示意圖 2.4張緊裝置 2.4.1張緊裝置的作用 (1) 保證輸送帶在傳動滾筒分離點具有足夠的張力, 滿足傳動滾筒的摩擦傳動要求。 (2) 保證輸送帶最小張力點的張力, 滿足輸送帶的垂度限制條件。 (3) 滿足輸送帶張力引起的彈性伸長要求的拉緊行程。 (4) 補償輸送帶的永久伸長。 (5) 為輸送帶接頭提供必要的行程。 2.4.2張緊裝置的幾種主要形式 ( 1 ) 螺旋式:螺旋拉緊裝置屬固定拉緊裝置。拉緊滾筒的軸承座安裝在活動架上,活動架可在導軌上活動。旋轉(zhuǎn)螺桿時使活動架上的螺母同活動架一起前進或后退,實現(xiàn)拉緊或放松。螺旋拉緊裝置結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,但拉緊行程小,運行時無法及時調(diào)整,只適用于小型皮帶機。下圖是螺旋拉緊裝置示意圖(見圖8) 圖8螺旋拉緊裝置示意圖 ( 2 ) 垂直重錘式: 垂直重錘拉緊裝置是靠重力張緊的拉緊裝置, 在重錘的作用下產(chǎn)生位移以吸收輸送帶的彈性伸長和永久性變形。垂直重錘拉緊裝置結(jié)構(gòu)簡單, 應用范圍廣泛, 張緊力恒定, 反應速度快,但缺乏對輸送帶的保護作用, 啟動時張力比平時增加25%, 不能保證最小張力, 一般用于地面。下圖是垂直重錘拉緊裝置示意圖( 見圖9) 。 圖9垂直重錘拉緊裝置示意圖 ( 3 ) 重錘車式: 重錘車式拉緊裝置是依靠重力的分力張緊的拉緊裝置。屬恒力張緊, 反應速度比垂直張緊慢, 適用于傾角大于10的上運皮帶機。重錘車式拉緊裝置和垂直重錘拉緊裝置的張緊力是按輸送機的最大張力要求設計的, 因此輸送帶始終處在高張力狀態(tài)下。下圖是重錘車式拉緊裝置示意圖( 見圖10) 。 圖10重錘車式拉緊裝置示意圖 ( 4 ) 絞車拉緊: 絞車拉緊屬固定拉緊裝置。簡單方便, 可以手動或電動, 對行程沒有要求, 且具有儲帶功能, 但啟動時不能快速吸收膠帶。固定絞車拉緊裝置適合各種長度的輸送機。下圖是電動絞車張緊示意圖, 一般適用于長距離帶式輸送機。下圖是絞車拉緊的示意圖( 見圖11) 。 圖11絞車拉緊的示意圖 而手動張緊結(jié)構(gòu)簡單, 通常用蝸輪蝸桿減速, 它的傳動部分具有較大的傳動比, 一般適用于張緊力較小、中等及中等以下長度的輸送機。下圖是手動張緊的示意圖( 見圖12)。 圖12絞車拉緊的示意圖 ( 5 ) 自動張緊: 自動拉緊裝置是大型輸送機中廣泛應用的拉緊裝置, 它的結(jié)構(gòu)和控制都比較復雜, 成本較高。但能快速吸收張力, 啟動時張力是平時的1. 25倍, 且能夠自動調(diào)節(jié)張緊力, 對膠帶具有保護作用。 ( 6 ) 渦電式: 響應速度快, 恒力張緊, 這種型式一般不被采用。 帶式輸送機拉緊裝置的選擇應遵循以下規(guī)律: 短距離小運量的輸送機優(yōu)先選用固定拉緊裝置, 中等長度輸送機可選用固定絞車拉緊和重錘拉緊裝置。長距離帶式輸送機可選用重錘拉緊裝置或自動拉緊裝置。而對于下運皮帶機, 為了防止膠帶松弛, 應采用可自動調(diào)節(jié)張力的拉緊裝置, 隨時補充因膠帶變形而減小的張力, 使張力保持在設計允許的范圍內(nèi)。通常采用的張緊形式有重錘式恒力張緊、液壓油缸自動張緊和反饋式電動絞車張緊等。 2.4.3螺桿式張緊裝置 本次設計中的張緊裝置采用的是螺桿式張緊裝置，螺旋型張緊裝置屬于手動張緊裝置，它利用人力旋轉(zhuǎn)螺桿，使帶有螺母的滑架及安裝在上面的張緊滾筒沿輸送機方向縱向移動，以調(diào)節(jié)輸送帶張力，這種裝置結(jié)構(gòu)比較簡單 。螺旋型張緊裝置一般用于結(jié)構(gòu)簡單，輸送距離小的輸送機上 。見下圖13、圖14。 圖13前張緊裝置的示意圖 圖14后張緊裝置的示意圖 2.5機架和支撐腿 機架是用于承載滾筒、槽型托輥組、平行下托輥組、導向裝置、防跑偏裝置、電機等裝置，并且用來承受輸送帶張力。 機架支撐腿起支撐機架的作用，以防止機架因承載過重而被壓彎。 根據(jù)設計要求，經(jīng)查國家標準，在本次設計中機架部分選用型號為10的熱軋普通槽鋼和4號熱扎等邊角鋼。 10熱軋普通槽鋼尺寸：h×b×d=100×48×5.3，截面面積12.74cm2，理論重量10.00kg/m。 4號熱扎等邊角鋼號尺寸：b×d=40×5，截面面積3.791cm2，理論重量2.976kg/m。 機架支撐腿根據(jù)設計要求，選用熱扎無縫鋼管。 根據(jù)國家標準，選用尺寸為外徑83，壁厚15mm，理論重量25.15kg/m的鋼管。 機架支撐腿結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖15支撐腿1 圖16支撐腿2 2.6電機固定座 電機固定座起承載電機的作用。根據(jù)設計要求，經(jīng)查國家標準，在本次設計中電機固定座選用型號為6.3號的熱軋普通槽鋼和4號熱扎等邊角鋼。 6.3號熱軋普通槽鋼尺寸：h×b×d=63×40×4.8，截面面積8.444cm2，理論重量6.63kg/m。 4號熱扎等邊角鋼號尺寸：b×d=40×5，截面面積3.791cm2，理論重量2.976kg/m。 電機固定座結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖17電機固定座的示意圖 2.7進料裝置 進料裝置用來向輸送帶裝載貨物，根據(jù)設計要求，在本次設計中的進料裝置選用4號熱扎等邊角鋼、直徑為14的圓鋼、厚度為5毫米的鋼板采用焊接的方式組合而成。其結(jié)構(gòu)圖如下圖所示： 圖18進料斗裝置的示意圖 3、 總結(jié)和展望 本次設計的木片輸送機輸送長度為12米，傾角25度，運輸高度為5米，分為輸送帶，機架，傳動裝置，張緊裝置，托輥組，進料裝置等。由10組普通槽型上托輥組，1組調(diào)心槽型上托輥組，4組平行下托輥組，2組螺旋托輥組，一個電機固定座和一個進料斗等附件構(gòu)成了木片輸送機。上托輥間距a0=1m，下托輥間距au=1.8m，上托輥槽角λ=35°、前傾2°，下托輥槽角0°，上下托輥輥徑為89mm。本次設計共畫裝備總圖1張，17張零件圖(其中包括1張0號圖紙，3張2號圖紙，14張3號圖紙，折合成0號圖紙共有3.5張)。裝配總圖如下圖所示： 圖19木片輸送機裝配總圖 設計初期，我去圖書館的網(wǎng)站內(nèi)下載了許多相關的文獻資料，對木片輸送機有所了解，然后開始準備我的開題報告、任務書和文獻綜述。在總體結(jié)構(gòu)設計的過程中，我也遇到了很多困難，經(jīng)過多次的數(shù)據(jù)修改才把總體方案給確定下來，開始畫圖等工作。設計期間得到了我的指導老師商慶清老師的指導和幫助，我覺得從與老師的溝通過程中，我能學到很多東西，老師可以從另外一個角度來啟發(fā)我，給了我很多幫助、鼓勵和指導。通過這段時間的設計，我已基本按照設計要求完成木片輸送機的設計，但是由于本人知識水平有限，又沒有實際工作經(jīng)驗，本設計中定存在不足之處，敬請老師同學批評指正，提出寶貴意見，以便及時糾正。 畢業(yè)設計是對大學中所學知識的回顧，是對以往所學知識的綜合運用，鍛煉了我們的獨立思考能力、獨立解決工程實際問題的能力、畫圖能力，更是從課本中的理論知識到生產(chǎn)實際的轉(zhuǎn)變。在這之前，雖然經(jīng)過四年的學習學到了很多知識，但是還沒有機會來運用和掌握這些東西。通過這次實踐，我對木片輸送機的總體結(jié)構(gòu)、安裝工藝和機械設計過程都有了全面的了解，設計、計算和繪圖方面的能力都得到了全面的訓練和提高，也使我對機械產(chǎn)生了更加濃厚的興趣，更堅定了我從事機械行業(yè)的信心。 當然，我知道整個畢業(yè)設計還沒有結(jié)束，因為還需要答辯，還要有答辯老師的提問與意見，我的畢業(yè)設計才能最終畫上句號。因此，我還需要繼續(xù)努力，認真準備答辯，仔細檢查我的論文，更好的完善，為我的大學畫上一個圓滿的句號。 致 謝 在整個畢業(yè)設計的過程中，要特別感謝我的指導老師商慶清老師。在我們畢業(yè)設計階段，商老師經(jīng)常為了我們同學畢業(yè)設計工作到深夜，他工作認真負責的態(tài)度讓我十分敬佩。此外，他對待學生和藹可親，不厭其煩的為學生解決設計中遇到的困難，指導我們?nèi)绾卫砬逅悸?，順利的進行設計。在設計的整個過程中，給予我精心的指導與幫助，為我們的畢業(yè)設計付出了辛勤的勞動，傾注了大量時間和精力。在設計細節(jié)方面上，特別是圖紙方面盡量做到精益求精，同時教給了我許多分析問題和解決問題的思路及方法，使我能保質(zhì)保量的完成設計任務。沒有商老師的幫助就沒有今天的設計成果，在此向他表示誠摯的敬意和衷心的感謝。 感謝大學四年來曾經(jīng)幫助過我的老師和同學，他們的教授與幫助，使我獲得了大量的知識，圓滿的完成了學業(yè)，在此我深深地表示敬意和由衷的感謝之情。 本次設計過程參考了大量的文獻資料，在此向各學術界的前輩們致敬！ 參考文獻 [1] 濮良貴,紀名剛.機械設計[M].高等教育出版社. 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[30] Roger E Hernandez,Jacques Boulander.Effect of rotation speed on the size distribution of black spruce pulp chips produced by a chipper-canter.Forest Products Journal, 1995,(06). 附 錄 序號 圖紙代號 名 稱 圖幅 數(shù)量 1 MPSSJ-00 木片輸送機裝配圖 0# 1 2 MPSSJ-01 前張緊裝置 3# 1 3 MPSSJ-02 驅(qū)動滾筒 2# 1 4 MPSSJ-03 大齒輪 3# 1 5 MPSSJ-04 小齒輪 3# 1 6 MPSSJ-05 電機固定座 3# 1 7 MPSSJ-07 調(diào)心槽型托輥組 3#