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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
皮帶運(yùn)輸機(jī)設(shè)計(jì)
摘要 本文對(duì)帶式傳輸機(jī)的各個(gè)部件的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討，在傳遞物質(zhì)的方法,采用皮帶運(yùn)輸帶起著非常重要的作用，在競(jìng)爭(zhēng)性成本的長(zhǎng)距離、可靠性物質(zhì)運(yùn)輸方面，帶式運(yùn)輸機(jī)發(fā)揮著非常重要的作用。
傳輸機(jī)系統(tǒng)變得更大、更復(fù)雜，同時(shí)驅(qū)動(dòng)裝置也經(jīng)歷了一系列的發(fā)展，并將繼續(xù)發(fā)展下去，如今，更大的傳輸帶需要更大的功率、單獨(dú)驅(qū)動(dòng)器、多倍驅(qū)動(dòng)器，就傳輸帶的使用而言，控制驅(qū)動(dòng)加速轉(zhuǎn)矩的能力是關(guān)鍵的因素。在指定的安全極限范圍內(nèi)，一個(gè)高效的傳動(dòng)裝置將能提供平穩(wěn)、安全的運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)保持傳輸帶的張力。對(duì)于多倍傳動(dòng)裝置的均分負(fù)載，轉(zhuǎn)矩與速度控制同樣是其設(shè)計(jì)中需考慮的環(huán)節(jié)。由于傳送帶驅(qū)動(dòng)裝置技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)今有越來(lái)越多更可靠、具有成本效益、設(shè)定的寬范圍功率的傳送帶驅(qū)動(dòng)裝置可供人們選擇。
關(guān)鍵詞 帶式 運(yùn)輸機(jī) 驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)
Belt Conveyor Driving System
Abstract A short review for the design of each part for belt conveyor , Among the methods of material conveying employed， belt conveyors play a very important part in the reliable carrying of material over long distances at competitive cost．
Conveyor systems have become larger and more complex and drive systems have also been going through a process of evolution and will continue to do so． Nowadays，bigger belts require more power and have brought the need for larger individual drives as well as multiple drives．The ability to control drive acceleration torque is critical to belt conveyors’ performance． An efficient drive system should be able to provide smooth，soft starts while maintaining belt tensions within the specified safe limits． For load sharing on multiple drives．torque and speed control are also important considerations in the drive system’s design． Due to the advances in conveyor drive control technology，at present many more reliable．Cost-effective and performance-driven conveyor drive systems covering a wide range of power are available for customers 'choice ．
Key words Belt Conveyor Driving System
目 錄
引言 5
第一章 帶式輸送機(jī)概述 6
1.1帶式輸送機(jī)的應(yīng)用 6
1.2帶式輸送機(jī)的分類(lèi) 6
1.3 各種帶式輸送機(jī)的特點(diǎn) 6
1.4 帶式輸送機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 7
第二章 總體方案設(shè)計(jì) 8
2.1布置方式 8
2.2帶式輸送機(jī)的工作原理 9
2.3傳動(dòng)原理 10
2.4 傳動(dòng)方案和總體設(shè)計(jì) 12
第三章 主要技術(shù)參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 13
3.1 設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù) 13
3.2槽角的選取 14
3.3膠帶運(yùn)行阻力的計(jì)算 15
3.4輸送帶上各點(diǎn)張力的計(jì)算 19
3.5 輸送帶的強(qiáng)度驗(yàn)算 22
第四章 驅(qū)動(dòng)裝置的選用與設(shè)計(jì) 27
4.1電機(jī)的選用 27
4.2 減速器的選型與設(shè)計(jì) 27
4.3 聯(lián)軸器的計(jì)算與選型 31
4.4驅(qū)動(dòng)滾筒的設(shè)計(jì) 33
第五章 托輥的設(shè)計(jì) 38
5.1 托輥的作用與類(lèi)型 38
5.2托輥間距 40
5.3 托輥的選型 41
第六章 制 動(dòng) 裝 置 41
6.1 制動(dòng)裝置的作用 41
6.2 制動(dòng)裝置的種類(lèi) 41
6.3 制動(dòng)裝置的選型 43
第七章 改 向 裝 置 44
7.1凸弧段曲率半徑R的計(jì)算 44
7.2改向滾筒的選用 44
第八章 其他部件的選用 44
8.1 拉緊裝置 46
8.2機(jī)架與中間架 50
8.3 卸料裝置 51
8.4 清 掃 裝 置 52
8.5 頭部漏斗 54
8.6 電氣及安全保護(hù)裝置 54
第九章 安裝運(yùn)轉(zhuǎn)與維護(hù) 54
9.1安裝要求 54
9.2調(diào)整 55
9.3運(yùn)轉(zhuǎn)與維護(hù) 55
結(jié)論 56
致謝 57
參考文獻(xiàn) 58
4
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
皮帶運(yùn)輸機(jī)設(shè)計(jì)
摘要 本文對(duì)帶式傳輸機(jī)的各個(gè)部件的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討，在傳遞物質(zhì)的方法,采用皮帶運(yùn)輸帶起著非常重要的作用，在競(jìng)爭(zhēng)性成本的長(zhǎng)距離、可靠性物質(zhì)運(yùn)輸方面，帶式運(yùn)輸機(jī)發(fā)揮著非常重要的作用。
傳輸機(jī)系統(tǒng)變得更大、更復(fù)雜，同時(shí)驅(qū)動(dòng)裝置也經(jīng)歷了一系列的發(fā)展，并將繼續(xù)發(fā)展下去，如今，更大的傳輸帶需要更大的功率、單獨(dú)驅(qū)動(dòng)器、多倍驅(qū)動(dòng)器，就傳輸帶的使用而言，控制驅(qū)動(dòng)加速轉(zhuǎn)矩的能力是關(guān)鍵的因素。在指定的安全極限范圍內(nèi)，一個(gè)高效的傳動(dòng)裝置將能提供平穩(wěn)、安全的運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)保持傳輸帶的張力。對(duì)于多倍傳動(dòng)裝置的均分負(fù)載，轉(zhuǎn)矩與速度控制同樣是其設(shè)計(jì)中需考慮的環(huán)節(jié)。由于傳送帶驅(qū)動(dòng)裝置技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)今有越來(lái)越多更可靠、具有成本效益、設(shè)定的寬范圍功率的傳送帶驅(qū)動(dòng)裝置可供人們選擇。
關(guān)鍵詞 帶式 運(yùn)輸機(jī) 驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)
Belt Conveyor Driving System
Abstract A short review for the design of each part for belt conveyor , Among the methods of material conveying employed， belt conveyors play a very important part in the reliable carrying of material over long distances at competitive cost．
Conveyor systems have become larger and more complex and drive systems have also been going through a process of evolution and will continue to do so． Nowadays，bigger belts require more power and have brought the need for larger individual drives as well as multiple drives．The ability to control drive acceleration torque is critical to belt conveyors’ performance． An efficient drive system should be able to provide smooth，soft starts while maintaining belt tensions within the specified safe limits． For load sharing on multiple drives．torque and speed control are also important considerations in the drive system’s design． Due to the advances in conveyor drive control technology，at present many more reliable．Cost-effective and performance-driven conveyor drive systems covering a wide range of power are available for customers 'choice ．
Key words Belt Conveyor Driving System
目 錄
引言 5
第一章 帶式輸送機(jī)概述 6
1.1帶式輸送機(jī)的應(yīng)用 6
1.2帶式輸送機(jī)的分類(lèi) 6
1.3 各種帶式輸送機(jī)的特點(diǎn) 6
1.4 帶式輸送機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 7
第二章 總體方案設(shè)計(jì) 8
2.1布置方式 8
2.2帶式輸送機(jī)的工作原理 9
2.3傳動(dòng)原理 10
2.4 傳動(dòng)方案和總體設(shè)計(jì) 12
第三章 主要技術(shù)參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 13
3.1 設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù) 13
3.2槽角的選取 14
3.3膠帶運(yùn)行阻力的計(jì)算 15
3.4輸送帶上各點(diǎn)張力的計(jì)算 19
3.5 輸送帶的強(qiáng)度驗(yàn)算 22
第四章 驅(qū)動(dòng)裝置的選用與設(shè)計(jì) 27
4.1電機(jī)的選用 27
4.2 減速器的選型與設(shè)計(jì) 27
4.3 聯(lián)軸器的計(jì)算與選型 31
4.4驅(qū)動(dòng)滾筒的設(shè)計(jì) 33
第五章 托輥的設(shè)計(jì) 38
5.1 托輥的作用與類(lèi)型 38
5.2托輥間距 40
5.3 托輥的選型 41
第六章 制 動(dòng) 裝 置 41
6.1 制動(dòng)裝置的作用 41
6.2 制動(dòng)裝置的種類(lèi) 41
6.3 制動(dòng)裝置的選型 43
第七章 改 向 裝 置 44
7.1凸弧段曲率半徑R的計(jì)算 44
7.2改向滾筒的選用 44
第八章 其他部件的選用 44
8.1 拉緊裝置 46
8.2機(jī)架與中間架 50
8.3 卸料裝置 51
8.4 清 掃 裝 置 52
8.5 頭部漏斗 54
8.6 電氣及安全保護(hù)裝置 54
第九章 安裝運(yùn)轉(zhuǎn)與維護(hù) 54
9.1安裝要求 54
9.2調(diào)整 55
9.3運(yùn)轉(zhuǎn)與維護(hù) 55
結(jié)論 56
致謝 57
參考文獻(xiàn) 58
附錄 59
引 言
帶式輸送機(jī)是用連續(xù)的無(wú)端輸送帶輸送貨物的機(jī)械，俗稱(chēng)皮帶機(jī)。輸送帶根據(jù)摩擦傳動(dòng)原理而運(yùn)動(dòng)，既是承載貨物的構(gòu)件，又是傳遞牽引力的構(gòu)件，其特點(diǎn)是：輸送能力大，爬坡能力強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，安全可靠，自動(dòng)化程度高，設(shè)備維修容易，廣泛應(yīng)用于采礦、冶金、化工、鑄造、建材等行業(yè)的輸送和生產(chǎn)流水線以及水電站建設(shè)工地和港口等大宗散貨的輸送裝卸作業(yè)中，在我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。今年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)有：大運(yùn)輸能力，大帶寬，大傾角，增加單機(jī)長(zhǎng)度和水平轉(zhuǎn)彎，合理使用膠帶張力，降低物料輸送能耗，清理膠帶的最佳方法等，特別是大傾角的皮帶輸送機(jī)，在現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)中，變的越來(lái)越需要，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者都投入到其研制過(guò)程中，雖然已經(jīng)出現(xiàn)了一批可以用于較大傾角的輸送機(jī)，不過(guò)技術(shù)還不夠完善、成熟，由于其工作的環(huán)境比較復(fù)雜
畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)四年的最后一次教學(xué)實(shí)踐，它是實(shí)現(xiàn)工科大學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)踐性、綜合性教學(xué)的必經(jīng)環(huán)節(jié)。它不但有助于培養(yǎng)我們分析問(wèn)題和創(chuàng)造性地解決問(wèn)題的能力，全面提高我們的素質(zhì)，還是一次對(duì)我們應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力的檢驗(yàn)。
高等工程教育的培養(yǎng)目標(biāo)是德、智、體全面發(fā)展，培養(yǎng)能夠解決各種技術(shù)性問(wèn)題的技術(shù)人員。鑒于此，我們應(yīng)獲得工程師初步訓(xùn)練，成為長(zhǎng)于實(shí)踐的高等工程技術(shù)應(yīng)用型人才。學(xué)生應(yīng)具備必須的理論基礎(chǔ)，扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)是教學(xué)計(jì)劃中學(xué)生必須的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)、科研、工程實(shí)踐相結(jié)合的重要結(jié)合點(diǎn)。
它的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能去分析和解決本專(zhuān)業(yè)范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問(wèn)題。建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序和方法，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，進(jìn)行工程知識(shí)和工程技能的綜合訓(xùn)練，使學(xué)生一走上工作崗位就具有較強(qiáng)的應(yīng)用生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)正在使用和近期可能推廣使用的技術(shù)，去解決工程實(shí)際生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問(wèn)題的能力。
畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本要求是：
(1)既要完成任務(wù)，又要培養(yǎng)學(xué)生，應(yīng)把對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)放在第一位。在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，根據(jù)所選定的設(shè)計(jì)課題，通過(guò)實(shí)習(xí)，結(jié)合工程實(shí)際，獨(dú)立完成設(shè)計(jì)工作，受到一次機(jī)械工程師如何解決工程實(shí)際問(wèn)題的初步訓(xùn)練。
（2）通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生受到綜合運(yùn)用知識(shí)，解決實(shí)際問(wèn)題的能力，提高自身技術(shù)水平、運(yùn)算能力及識(shí)圖、制圖和查閱手冊(cè)，使用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和信息資料的能力，文字表達(dá)能力和一般的組織管理能力。
（3）培養(yǎng)自己獨(dú)立工作的能力，鞏固和擴(kuò)大專(zhuān)業(yè)知識(shí)面，有較強(qiáng)的自學(xué)能力及工作適應(yīng)能力，提高運(yùn)用科研成果和新技術(shù)的能力及對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行改造的能力。
（4）培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)，理論聯(lián)系實(shí)際的作風(fēng)及嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，樹(shù)立正確的生長(zhǎng)觀點(diǎn)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)。
第一章 帶式輸送機(jī)概述
1.1帶式輸送機(jī)的應(yīng)用
帶式輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)輸機(jī)的一種，連續(xù)運(yùn)輸機(jī)是固定式或運(yùn)移式起重運(yùn)輸機(jī)中主要類(lèi)型之一，其運(yùn)輸特點(diǎn)是形成裝載點(diǎn)到裝載點(diǎn)之間的連續(xù)物料流，靠連續(xù)物料流的整體運(yùn)動(dòng)來(lái)完成物流從裝載點(diǎn)到卸載點(diǎn)的輸送。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等各企業(yè)中,連續(xù)運(yùn)輸機(jī)是生產(chǎn)過(guò)程中組成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線不可缺少的組成部分。
連續(xù)運(yùn)輸機(jī)可分為:
（1）具有撓性牽引物件的輸送機(jī),如帶式輸送機(jī),板式輸送機(jī),刮板輸送機(jī),斗式輸送機(jī)、自動(dòng)扶梯及架空索道等;
（2）不具有撓性牽引物件的輸送機(jī),如螺旋輸送機(jī)、振動(dòng)輸送機(jī)等;
（3）管道輸送機(jī)(流體輸送),如氣力輸送裝置和液力輸送管道.
其中帶輸送機(jī)是連續(xù)運(yùn)輸機(jī)中是使用最廣泛的, 帶式輸送機(jī)運(yùn)行可靠，輸送量大，輸送距離長(zhǎng)，維護(hù)簡(jiǎn)便，適應(yīng)于冶金煤炭，機(jī)械電力，輕工，建材，糧食等各個(gè)部門(mén)。
1.2帶式輸送機(jī)的分類(lèi)
帶式輸送機(jī)分類(lèi)方法有多種,按運(yùn)輸物料的輸送帶結(jié)構(gòu)可分成兩類(lèi),一類(lèi)是普通型帶式輸送機(jī),這類(lèi)帶式輸送機(jī)在輸送帶運(yùn)輸物料的過(guò)程中,上帶呈槽形,下帶呈平形,輸送帶有托輥托起,輸送帶外表幾何形狀均為平面;另外一類(lèi)是特種結(jié)構(gòu)的帶式輸送機(jī),各有各的輸送特點(diǎn).其簡(jiǎn)介如下:
1.3 各種帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)
（1）QD80輕型固定式帶輸送機(jī) QD80輕型固定式帶輸送機(jī)與TDⅡ型相比,其帶較薄、載荷也較輕,運(yùn)距一般不超過(guò)100m,電機(jī)容量不超過(guò)22kw.
（2） 它屬于高強(qiáng)度帶式輸送機(jī),其輸送帶的帶芯中有平行的細(xì)鋼繩，一臺(tái)運(yùn)輸機(jī)運(yùn)距可達(dá)幾公里到幾十公里.
（3）U形帶式輸送機(jī) 它又稱(chēng)為槽形帶式輸送機(jī),其明顯特點(diǎn)是將普通帶式輸送機(jī)的槽形托輥角由提高到使輸送帶成U形.這樣一來(lái)輸送帶與物料間產(chǎn)生擠壓,導(dǎo)致物料對(duì)膠帶的摩擦力增大,從而輸送機(jī)的運(yùn)輸傾角可達(dá)25.
（4）管形帶式輸送機(jī) U形帶式輸送帶進(jìn)一步的成槽,最后形成一個(gè)圓管狀,即為管形帶式輸送機(jī),因?yàn)檩斔蛶П痪沓梢粋€(gè)圓管,故可以實(shí)現(xiàn)閉密輸送物料,可明顯減輕粉狀物料對(duì)環(huán)境的污染,并且可以實(shí)現(xiàn)彎曲運(yùn)行.
（5）氣墊式帶輸送機(jī) 其輸送帶不是運(yùn)行在托輥上的,而是在空氣膜(氣墊)上運(yùn)行,省去了托輥,用不動(dòng)的帶有氣孔的氣室盤(pán)形槽和氣室取代了運(yùn)行的托輥,運(yùn)動(dòng)部件的減少,總的等效質(zhì)量減少,阻力減小,效率提高,并且運(yùn)行平穩(wěn),可提高帶速.但一般其運(yùn)送物料的塊度不超過(guò)300mm.增大物流斷面的方法除了用托輥把輸送帶強(qiáng)壓成槽形外,也可以改變輸送帶本身,把輸送帶的運(yùn)載面做成垂直邊的,并且?guī)в袡M隔板.一般把垂直側(cè)擋邊作成波狀,故稱(chēng)為波狀帶式輸送機(jī),這種機(jī)型適用于大傾角,傾角在30以上,最大可達(dá)90.
（6）壓帶式帶輸送機(jī) 它是用一條輔助帶對(duì)物料施加壓力.這種輸送機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是:輸送物料的最大傾角可達(dá)90,運(yùn)行速度可達(dá)6m/s,輸送能力不隨傾角的變化而變化,可實(shí)現(xiàn)松散物料和有毒物料的密閉輸送.其主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、輸送帶的磨損增大和能耗較大.
（7）鋼繩牽引帶式輸送機(jī) 它是無(wú)際繩運(yùn)輸與帶式運(yùn)輸相結(jié)合的產(chǎn)物,既具有鋼繩的高強(qiáng)度、牽引靈活的特點(diǎn),又具有帶式運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)、柔性的優(yōu)點(diǎn)。
1.4 帶式輸送機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r
目前,帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是:大運(yùn)輸能力、大帶寬、大傾角、增加單機(jī)長(zhǎng)度和水平轉(zhuǎn)彎,合理目前帶式輸送機(jī)已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén),近年來(lái)在露天礦和地下礦的聯(lián)合運(yùn)輸系統(tǒng)中帶式輸送機(jī)又成為重要的組成部分.主要有:鋼繩芯帶式輸送機(jī)、鋼繩牽引膠帶輸送機(jī)和排棄場(chǎng)的連續(xù)輸送設(shè)施等.
這些輸送機(jī)的特點(diǎn)是輸送能力大(可達(dá)30000t/h),適用范圍廣(可運(yùn)送礦石,煤炭,巖石和各種粉狀物料,特定條件下也可以運(yùn)人),安全可靠,自動(dòng)化程度高,設(shè)備維護(hù)檢修容易,爬坡能力大(可達(dá)16),經(jīng)營(yíng)費(fèi)用低，由于縮短運(yùn)輸距離可節(jié)省基建投資。
使用膠帶張力,降低物料輸送能耗，清理膠帶的最佳方法等。我國(guó)已于1978年完成了鋼繩芯帶式輸送機(jī)的定型設(shè)計(jì)。鋼繩芯帶式輸送機(jī)的適用范圍：
（1）適用于環(huán)境溫度一般為C;在寒冷地區(qū)驅(qū)動(dòng)站應(yīng)有采暖設(shè)施；
（2）可做水平運(yùn)輸,傾斜向上(16)和向下()運(yùn)輸,也可以轉(zhuǎn)彎運(yùn)輸;運(yùn)輸距離長(zhǎng),單機(jī)輸送可達(dá)15km；
（3）可露天鋪設(shè),運(yùn)輸線可設(shè)防護(hù)罩或設(shè)通廊；
（4）輸送帶伸長(zhǎng)率為普通帶的1/5左右;其使用壽命比普通膠帶長(zhǎng);其成槽性好;運(yùn)輸距離大。
第二章 總體方案設(shè)計(jì)
機(jī)械產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)首先確定它的工作原理方案，再確定機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案。機(jī)械系統(tǒng)的工作原理和機(jī)械傳動(dòng)方案的優(yōu)劣是決定產(chǎn)品性能、成本，關(guān)系到產(chǎn)品水平及競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵所在。因此機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)階段是機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中最重要的設(shè)計(jì)階段，是機(jī)械產(chǎn)品至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。在此階段完成的草圖和總體布置，不僅確定了整機(jī)的布置形式和重要尺寸，而且也確定了各種部件的基本型號(hào)和特性參數(shù)。
2.1布置方式
電動(dòng)機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器、減速器帶動(dòng)傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)或其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，借助于滾筒或其他驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運(yùn)動(dòng)。帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式按驅(qū)動(dòng)裝置可分為單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式和多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式兩種。
通用固定式輸送帶輸送機(jī)多采用單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式，即驅(qū)動(dòng)裝置集中的安裝在輸送機(jī)長(zhǎng)度的某一個(gè)位置處，一般放在機(jī)頭處。單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式按傳動(dòng)滾筒的數(shù)目分，可分為單滾筒和雙滾筒驅(qū)動(dòng)。對(duì)每個(gè)滾筒的驅(qū)動(dòng)又可分為單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。因單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式最常用，凡是沒(méi)有指明是多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式的，即為單驅(qū)動(dòng)方式，故一般對(duì)單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式，“單點(diǎn)”兩字省略。
單筒、單電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式最簡(jiǎn)單，在考慮驅(qū)動(dòng)方式時(shí)應(yīng)是首選方式。在大運(yùn)量、長(zhǎng)距離的鋼繩芯膠帶輸送機(jī)中往往采用多電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。帶式輸送機(jī)常見(jiàn)典型的布置方式如下表2-1所示：
表2-1 帶式輸送機(jī)典型布置方式
2.2帶式輸送機(jī)的工作原理
帶式輸送機(jī)又稱(chēng)膠帶運(yùn)輸機(jī),其主要部件是輸送帶,亦稱(chēng)為膠帶,輸送帶兼作牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu).帶式輸送機(jī)組成及工作原理如圖2-1所示 ,它主要包括一下幾個(gè)部分：減速器、電動(dòng)機(jī)、輸送帶(通常稱(chēng)為膠帶) 、托輥及中間架、滾筒拉緊裝置、制動(dòng)裝置、清掃裝置和卸料裝置等.
圖2-1 帶式輸送機(jī)簡(jiǎn)圖
1——張緊裝置 2——裝料裝置 3——犁形卸料器 4——槽形托輥
5——輸送帶 6——機(jī)架 7——傳動(dòng)滾筒 8——卸料器
9——清掃裝置 10——平行托輥 11——空段清掃器 12——清掃器
輸送帶繞1經(jīng)頭驅(qū)動(dòng)滾筒和尾部拉緊裝置的滾筒3，形成一個(gè)無(wú)極的環(huán)形封閉帶，輸送帶上分支（有載分支）支撐載槽型托輥上（上托輥），下分支（無(wú)載分支）支撐在平托輥上，拉緊裝置給輸送帶一保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的張力。工作時(shí)驅(qū)動(dòng)滾筒通過(guò)摩擦力驅(qū)動(dòng)輸送帶運(yùn)行，物料經(jīng)裝載裝置加到輸送帶上，隨膠帶一起運(yùn)動(dòng)到頭部卸載裝置卸載，利用專(zhuān)門(mén)的卸載裝置在輸送機(jī)中部任意點(diǎn)卸載。一般物料是裝載到上帶(承載段)的上面,在機(jī)頭滾筒(在此,即是傳動(dòng)滾筒)卸載,利用專(zhuān)門(mén)的卸載裝置也可在中間卸載.
2.3傳動(dòng)原理
在進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)前，首先簡(jiǎn)要地闡述皮帶運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)原理，下圖表示輸送機(jī)的傳動(dòng)原理。
如圖，要克服阻力使膠帶運(yùn)動(dòng)起來(lái)，必須使膠帶在傳動(dòng)滾筒相遇點(diǎn)2的張力大于分離點(diǎn)1的張力。這兩點(diǎn)張力差就是傳動(dòng)滾筒所傳給膠帶的摩擦力，也就是膠帶輸送機(jī)的牽引力。傳動(dòng)滾筒傳給膠帶的牽引力是摩擦力，和一般的摩擦力一樣有個(gè)限度，不能任意大，設(shè)1點(diǎn)的張力為S1，2點(diǎn)實(shí)際張力為Sy，其極限張力為Symax，
圖2-2傳動(dòng)原理圖
以下專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)計(jì)算Symax，但首先假設(shè)膠帶是一種理想撓形體，它可以任意撓曲，而不受彎曲應(yīng)力。
如上圖所示，圍包角,在任一點(diǎn)A得張力為S,弧1A所對(duì)應(yīng)圍包角為,當(dāng)有一微小增量d時(shí)張力增量為ds.由上圖可以列出單元長(zhǎng)度皮帶受力的平衡方程組:
由于很小，。由此上述方程組可簡(jiǎn)化為：
略去二次微量項(xiàng)解方程得：
在極限平衡狀態(tài)下，當(dāng)圍包角增大到時(shí)，張力增大到，利用兩個(gè)條件，取微分方程得定積分：
解上式得：
ln
即：
由于在滾筒膠帶輸送機(jī)傳動(dòng)裝置傳遞的最大牽引力為：
從上式可以看出，提高傳動(dòng)裝置的牽引力可以從以下三個(gè)方面考慮：
（1）增加拉緊力
增加初張力可以使膠帶在傳動(dòng)滾筒分離點(diǎn)的張力增加。此法提高牽引力雖然可以，
但是增大S1必須相應(yīng)的增大皮帶截面，這樣會(huì)增大傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，不經(jīng)濟(jì)，故在設(shè)計(jì)中不采用此法。
（2）增加圍包角
（3）增加摩擦系數(shù)
通過(guò)對(duì)上述傳動(dòng)原理的闡述可以看出，增大圍包角是增大牽引力的有效方法。故在傳動(dòng)中擬采用雙滾筒驅(qū)動(dòng)，以增加圍包角。單滾筒驅(qū)動(dòng)圍包角只能取到200～300，雙滾筒可以達(dá)到450～480。故在設(shè)計(jì)中為增大圍包角采用雙滾筒驅(qū)動(dòng)，初定圍包角450。
2.4 傳動(dòng)方案和總體設(shè)計(jì)
由于我們所設(shè)計(jì)的皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸量大，工作環(huán)境為露天地面，為減小設(shè)計(jì)尺寸，且提高運(yùn)輸能力，決定采用兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，分別驅(qū)動(dòng)雙滾筒。按照皮帶運(yùn)輸機(jī)的一般工作原理可得到總體的傳動(dòng)方案。擬定 如下線路布置的傳動(dòng)方案：
圖2-3傳動(dòng)方案圖
1——尾部滾筒 2——改向滾筒 3——驅(qū)動(dòng)滾筒 4——頭部滾筒
第三章 主要技術(shù)參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1 設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)
（1）帶式輸送機(jī)布置形式及尺寸如圖3-1所示
（2）皮帶寬：B=800 mm;
（3）輸送長(zhǎng)度：L = 400 m；
（4）皮帶速度：=1.6 m / s；
（5）輸送傾角： =6°；:
（6）輸送量： = 500 t / h ;
（7）運(yùn)行條件：主要用于地面環(huán)境運(yùn)行；
（8）輸送方向：由左向右輸送物料，設(shè)有頭部清掃器、尾部空段清掃器
及拉緊裝置等。
3.2槽角的選取
表3-1 傾斜系數(shù)選用表
傾角(°)
4
6
8
0.99
0.98
0.97
表3-2槽形托輥物料斷面面積A（10）（帶寬B=800mm）
20°
25°
30°
35°
40°
0
279
344
402
454
50
10
405
466
518
564
603
20
535
591
638
678
71
30
671
722
763
798
822
由已知條件，并查手冊(cè)得：
物料堆積密度=1.26t/
按小時(shí)輸送量確定：
有表3-1得 =6°時(shí)，Cst=0.98
圖3-2 槽形托輥的帶上物料堆積截面
故所選的槽形物料截面面積：
在時(shí)，對(duì)應(yīng)表3-2中所列四種槽角，A均大于0.068，在此選槽角=40，此時(shí)A=0.071，
實(shí)際=36000.0711.61.260.98=521t/h>500t/h
3.3膠帶運(yùn)行阻力的計(jì)算
輸送帶的張力包括有拉緊裝置所形成的初張力,克服各種阻力所需要的張力及由動(dòng)載荷所產(chǎn)生的張力。
運(yùn)行阻力分為直線段、曲線段及其他附加阻力,現(xiàn)分述如下.
（1）如下圖所示,運(yùn)行阻力包括兩部分,一部分是摩擦阻力;一部分是由下滑力(自重分力)引起的阻力.有摩擦力引起的阻力總是為正,但由于下滑力引起的阻力在此段輸送帶向上運(yùn)行時(shí)為正,向下為負(fù).
圖3-3 運(yùn)行阻力示意圖
承載段(或稱(chēng)為重段)運(yùn)行阻力為
因?yàn)?
所以
式中：
當(dāng)承載段向上運(yùn)行時(shí),下滑力是正;向上運(yùn)行時(shí),下滑力是負(fù).
同樣,輸送帶回空段阻力為
式中
當(dāng)承載段向上運(yùn)行時(shí),回空段是向下運(yùn)行的,此時(shí),回空段向下滑力為負(fù);反之,回空段的下滑力為正。
如圖3-1由分離點(diǎn)起,依次將特殊點(diǎn)設(shè)為1、2、3。。。。，一直到相遇點(diǎn)為7點(diǎn)，計(jì)算運(yùn)行阻力時(shí)，首先，要初定輸送帶的種類(lèi)和型號(hào)，在此，初選定為鋼繩芯帶，選ST1000的鋼繩芯帶,查表得縱向拉伸強(qiáng)度Gx=1000N/mm，輸送帶每米質(zhì)量為qo=23.1kg/m
3.3.1承載段的運(yùn)行阻力
由以上所述得：
又有 =3.6qv
得： 物流每米質(zhì)量為
表3-3每組托輥轉(zhuǎn)動(dòng)部分質(zhì)量m＇、m＂
托輥形式
650
800
1000
1200
鑄鐵座
12
14
22
25
沖壓座
9
11
17
20
鑄鐵座
10
12
17
20
沖壓座
9
11
15
18
表3-4常用的托輥?zhàn)枇ο禂?shù)
工作條件
平行托輥
槽形托輥
室內(nèi)清潔、干燥、無(wú)磨損性塵土
0.018
0.02
空氣濕度、溫度正常，有少量磨損性塵土
0.025
0.03
室外，有大量磨損性塵土，污染摩擦表面
0.035
0.04
由表3-3得Gtz=14，同時(shí)選出托輥間距=1.2m
所以
查表3-4選=0.04，代入Fz
得 ：
=[（86.8+23.1+11.67）×400×0.04×
+（86.8+23.1）×400×]9.81
=64.055KN
受料區(qū)的慣性阻力
=4.360KN
犁式卸料器的阻力
其中： C2為常數(shù)，當(dāng)B=800mm時(shí)，C2=350N
故： =0.435KN
3.3.2回空段的運(yùn)行阻力
由：
查表3-3得Gtk=12，選取=3m
則：
查表3-4得=0.035，代入Fk
得：
= 363.172—929.624=—5.557KN
4××9.81
=—0.0577KN
=（23.1+4）130.0359.81
=0.12KN
表3-5清掃器阻力表
帶寬B
種類(lèi)
800
1000
1200
彈簧清掃器
760
1540
1540
空段清掃器
160
200
230
清掃器摩擦阻力： Fr=F空段+F彈簧
查表3-5得： Fr=760+160=920N=0.92KN
3.3.3最小張力點(diǎn)
膠帶張力的計(jì)算示意圖見(jiàn)圖3-1
根據(jù)簡(jiǎn)圖可以求出各點(diǎn)的張力：
因?yàn)椋? Fk =F1～2+F2～3+Fr+F6～7
= 0.12+（—5.557）+0.92+（—0.0577）
= —4.5747KN＜0
所以： 3點(diǎn)的張力最小
3.4輸送帶上各點(diǎn)張力的計(jì)算
在討論輸送帶各段的阻力計(jì)算后，為求所需要的牽引力，進(jìn)而計(jì)算電機(jī)的功率，選取減速器、聯(lián)軸器的類(lèi)型，以及利用懸垂度條件對(duì)膠帶強(qiáng)度進(jìn)行校核，確定拉緊裝置的拉緊力等，都需要先計(jì)算出膠帶張力。
在進(jìn)行膠帶張力計(jì)算時(shí)是采用逐點(diǎn)計(jì)算法，逐點(diǎn)計(jì)算法就是沿著膠帶運(yùn)行方向，輸送帶上任意點(diǎn)的張力Si+1等于前一點(diǎn)的張力Si與這兩點(diǎn)之間的運(yùn)行阻力之和。
逐點(diǎn)計(jì)算法的步驟：首先從驅(qū)動(dòng)滾筒的繞出點(diǎn)開(kāi)始，將輸送帶的輪廓分為相互銜接的若干區(qū)段，在這個(gè)區(qū)段的連接點(diǎn)上注明標(biāo)號(hào)，然后依次求出各點(diǎn)的張力。
3.4.1有懸垂度條件確定4點(diǎn)的張力
有輸送帶的懸垂度條件，得最小的張力為
式中：Szmin——承載段輸送帶最小張力，N；
Stmax——輸送帶最大允許懸垂度，
把值代入上式，可求得：
同理，可求得回空段輸送帶的最小張力為
式中：——回空段兩托輥間距，m。
所以最小張力
=5（86.8+23.1）×9.81×1.2
=6.433KN
3.4.2 由逐點(diǎn)計(jì)算法計(jì)算各點(diǎn)的張力
表3-6 分離點(diǎn)張力系數(shù)Cf
軸承類(lèi)型
近90圍包角
近180圍包角
滑動(dòng)軸承
1.03～1.04
1.05～1.06
滾動(dòng)軸承
1.02～1.03
1.04～1.05
因?yàn)镾4=6.433KN，又根據(jù)表3-6選Cf=1.05，故有S3==6.127KN
S2=S3—F23—F空=11.084KN
Sl=S1=S2—F12=11.084—0.12=10.964KN
S5=S4+Fba+Fb+Fz=75.283KN
S6=S5Cf=79.047KN
Sy=S7=S6+F67+Fr=79.91KN
3.4.3用摩擦條件來(lái)驗(yàn)算傳動(dòng)滾筒分離點(diǎn)與相遇點(diǎn)張力的關(guān)系
表3-7摩擦系數(shù)表
光面、潮濕
光面、干燥
膠面、潮濕
膠面、干燥
像膠接觸面
0.2
0.25
0.35
0.4
塑料接觸面
0.15
0.17
0.25
0.3
設(shè)：為包膠滾筒，每個(gè)滾筒與輸送帶的圍包角為=225。由表3-7選摩擦系數(shù)=0.35。并取摩擦力備用系數(shù)n=1.2。
按摩擦傳動(dòng)件找出Sy與S1的關(guān)系，因?yàn)?
Sy—S1=
所以 可算得允許Sy的最大值為
=10.964（1+）
=144.392KN＞79.047KN
故摩擦條件滿(mǎn)足。
3.5 輸送帶的強(qiáng)度驗(yàn)算
3.5.1輸送帶的計(jì)算安全系數(shù)
Sn ——輸送帶的額定拉斷力，N；
對(duì)鋼繩芯帶
Sn=BGx
Gx——縱向拉伸強(qiáng)度，N/mm；
Smax——輸送帶上最大張力點(diǎn)的張力，N；
由
Smax=S7=79.047KN
Sn=BGx=8001000=800KN
得 ： ==10.12
3.5.2輸送帶的許用安全系數(shù)
表3-8 基本安全系數(shù)mo與Cw表
帶芯材料
工作條件
基本安全系數(shù)mo
彎曲伸長(zhǎng)系數(shù)Cw
有利
3.2
正常
3.5
不利
3.8
有利
2.8
正常
3.0
不利
3.2
[m]=
mo——基本安全系數(shù)，列在表3-8中；
Cw——附加彎曲伸長(zhǎng)折算系數(shù)，列在表3-8中；
——?jiǎng)虞d菏系數(shù)，一般取1.21.5；
——輸送帶接頭效率。
由表3-8，選取mo=3，Cw=1.8；取=1.2，
=0.85 代入
得： [m]==7.624KN
3.5.3對(duì)輸送帶的強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算
在此，因: m=10.12[m]=7.624 故: 所選的輸送帶能滿(mǎn)足強(qiáng)度要求.
3.5.4傳動(dòng)滾筒直徑的確定和滾筒強(qiáng)度的驗(yàn)算
①考慮到比壓及摸擦條件的滾筒最小直徑
計(jì)算時(shí),可兩滾筒分開(kāi)算,也可兩滾筒按一體來(lái)算.
由
式中: wo-----輸送機(jī)的牽引力,N;
Sy-----相遇點(diǎn)的張力,N;
S1-----分離點(diǎn)的張力,N;
B-----輸送帶寬度,mm;
[p]-----輸送帶允許的比壓,鋼繩芯為0.7,其他普通帶為0.4mpa;
------圍包角,rad;
---------摩擦系數(shù)。
故由已知條件可得:
=89.622KN
②按鋼繩芯帶繩芯中的鋼繩直徑與滾筒直徑的比值
由
式中 D--------傳動(dòng)滾筒直徑,mm;
d--------鋼芯帶中鋼繩的直徑,mm;
由查表得鋼芯帶中鋼繩的直徑 d=4mm
得 D≥150d=1504=600mm
故 可采用直徑為 D=630mm的滾筒
③驗(yàn)算滾筒的比壓
比壓要按相遇點(diǎn)滾筒所承受的比壓來(lái)算,因此滾筒所承受的比壓較大.按最不利的情況來(lái)考慮,設(shè)總的牽引力由兩滾筒均分,各傳遞一半牽引力.
總的牽引力
Wo=S7(Sy)-S1(Sl)=79.91--10.964=68.946KN
故相遇點(diǎn)S7,其分離點(diǎn)所承受的拉力為
S1=79.91—68.946/2=45.437KN
由
式中 ----- 輸送帶作用在傳動(dòng)滾筒滑動(dòng)弧表面的平均壓力,mpa;
D ----- 滾筒直徑,mm;
故 =0.18mpa
由于 pcp=0.18mpa<[p]=0.7mpa
所以通用設(shè)計(jì)的滾筒強(qiáng)度是足夠的,不必再進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算.
3.5.5 電動(dòng)機(jī)功率與減速器的減速比
電動(dòng)機(jī)的功率
式中 k——?jiǎng)恿ο禂?shù)，k=1.15～1.2；
——減速器效率，=0.85～0.9。
故 1.6 =155.737K
選取兩臺(tái)轉(zhuǎn)數(shù)為1500r/min的90kw電動(dòng)機(jī)，其型號(hào)為YB280M—4
減速器的減速比為
=
=30.91
3.5.6逆止力與電機(jī)軸的制動(dòng)力矩的計(jì)算
當(dāng)向上運(yùn)輸停車(chē)出現(xiàn)逆轉(zhuǎn)時(shí)，必須設(shè)逆止裝置和制動(dòng)裝置。傳動(dòng)滾筒所需要的逆止力（制動(dòng)力）應(yīng)按輸送機(jī)的最不利逆止工計(jì)算，即
式中 FH——主要運(yùn)行阻力，N；
FH=
其中 =0.012，
——最大的下滑力，N；
=qgH
H——輸送機(jī)的輸送高度，m。
由 FH = 0.012×400×9.81×[11.67+4+（2×19+86.8）]
=6.966KN
=gqH=gq=35.602KN
故 FB=1.5（35.602—6.966）=42.954KN
電機(jī)軸上的制動(dòng)力矩MB
MB=
式中 D——傳動(dòng)滾筒直徑，m；
k——安全制動(dòng)系數(shù)，k=1.25；
———電動(dòng)機(jī)到傳動(dòng)滾筒間的傳動(dòng)效率，=0.85～0.9；
i————減速器的減速比
故 MB =（43.530.631.250.85）/（230.9）=0.470KN.M
第四章 驅(qū)動(dòng)裝置的選用與設(shè)計(jì)
帶式輸送機(jī)的負(fù)載是一種典型的恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，而且不可避免地要帶負(fù)荷起動(dòng)和制動(dòng)。電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性與負(fù)載的起動(dòng)要求不相適應(yīng)在帶式輸送機(jī)上比較突出，一方面為了保證必要的起動(dòng)力矩，電機(jī)起動(dòng)時(shí)的電流要比額定運(yùn)行時(shí)的電流大6～7倍，要保證電動(dòng)機(jī)不因電流的沖擊過(guò)熱而燒壞，電網(wǎng)不因大電流使電壓過(guò)分降低，這就要求電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)要盡量快，即提高轉(zhuǎn)子的加速度，使起動(dòng)過(guò)程不超過(guò)3～5s。驅(qū)動(dòng)裝置是整個(gè)皮帶輸送機(jī)的動(dòng)力來(lái)源，它由電動(dòng)機(jī)、減速器 、聯(lián)軸器、傳動(dòng)滾筒組成。驅(qū)動(dòng)滾筒由一臺(tái)或兩臺(tái)電機(jī)通過(guò)各自的聯(lián)軸器、減速器、和鏈?zhǔn)铰?lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩給傳動(dòng)滾筒。
減速器有二級(jí)、三級(jí)及多級(jí)齒輪減速器，第一級(jí)為直齒圓錐齒輪減速傳動(dòng)，第二、三級(jí)為斜齒圓柱齒輪降速傳動(dòng)，聯(lián)接電機(jī)和減速器的連軸器有兩種，一是彈性聯(lián)軸器，一種是液力聯(lián)軸器。為此，減速器的錐齒輪也有兩種；用彈性聯(lián)軸器時(shí)，用第一種錐齒輪，軸頭為平鍵連接；用液力偶合器時(shí)，用第二種錐齒輪，軸頭為花鍵齒輪聯(lián)接。
傳動(dòng)滾筒采用焊接結(jié)構(gòu)，主軸承采用調(diào)心軸承，傳動(dòng)滾筒的機(jī)架與電機(jī)、減速器的機(jī)架均安裝在固定大底座上面，電動(dòng)機(jī)可安裝在機(jī)頭任一側(cè)。
4.1電機(jī)的選用
電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求而選定，一般情況下電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不低于500r/min，因?yàn)楣β室欢〞r(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低，其尺寸愈大，價(jià)格愈貴，而效率較低。若電機(jī)的轉(zhuǎn)速高，則極對(duì)數(shù)少，尺寸和重量小，價(jià)格也低。本設(shè)計(jì)皮帶機(jī)所需電動(dòng)機(jī)的總功率為77.869kw，所以需選用功率為90kw的電機(jī)，擬采用型電動(dòng)機(jī)YB280M—4，該型電機(jī)轉(zhuǎn)矩大，性能良好，可以滿(mǎn)足要求。
查《機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)》，它的主要性能參數(shù)如下表
功率/KW
轉(zhuǎn)速/rmin
效率（%）
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩
額定轉(zhuǎn)矩
最大轉(zhuǎn)矩——額定轉(zhuǎn)矩
質(zhì)量/kg
90
1480
93.5
1.9
2.2
780
4.2 減速器的選型與設(shè)計(jì)
4.2.1 傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及其分配
由于輸送帶的寬度B=800，查表選取傳動(dòng)滾筒的直徑D=630，則工作機(jī)的轉(zhuǎn)速：
=48.53r/min
已知電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nm=1480r/min，有以上計(jì)算知 總傳動(dòng)比 i=30.91
由于為了節(jié)省空間，電動(dòng)機(jī)和輸送機(jī)平行布置，所以要采用圓錐—圓柱齒輪減速器，并擬定采用三級(jí)齒輪減速。第一級(jí)為直齒圓錐齒輪減速傳動(dòng)，第二、三級(jí)為斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。其展開(kāi)圖如下：
圖4-1 三級(jí)齒輪減速器展開(kāi)圖
電動(dòng)機(jī)和I軸之間，IV軸和傳動(dòng)滾筒之間用的都是聯(lián)軸器，故傳動(dòng)比都是1。
I軸和II軸之間用錐齒輪傳動(dòng)，為了便于加工，使大圓錐齒輪尺寸不致過(guò)大，應(yīng)使，取，II軸與III軸，III軸與IV軸之間均用斜齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)，，=2.6
4.2.2由運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)進(jìn)行參數(shù)計(jì)算
① 各軸的轉(zhuǎn)速：
②.各軸的功率：
③.各軸的扭矩：
4.2.3 減速器的選型校核
減速器的承載能力受機(jī)械強(qiáng)度和熱平衡許用功率兩方面限制。因此，選用減速器時(shí)必須對(duì)這兩個(gè)功率進(jìn)行校核。
首先，按減速器機(jī)械強(qiáng)度許用公稱(chēng)功率p選用，如果減速器的實(shí)用輸入轉(zhuǎn)矩和承載能力表中三檔轉(zhuǎn)速中的轉(zhuǎn)速相對(duì)誤差超過(guò)4％，則應(yīng)按實(shí)用轉(zhuǎn)速驗(yàn)算減速器的公稱(chēng)功率選用，然后校核減速器熱平衡的許用功率。
①.減速器許用公稱(chēng)功率校核：
載荷為重型載荷，查《減速器設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》表4-20，得工作機(jī)械工況系數(shù)f＝1.5，則：
kw
查《減速器設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》表4-5，選用DCY315-31.5，其許用輸入功率為,在轉(zhuǎn)速為1500r/min時(shí)為195kw，
= 195 kw > 135 kw, 滿(mǎn)足要求。
②.起動(dòng)轉(zhuǎn)矩校核
查《減速器設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》得：
，
式中： ——啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩或最大輸入轉(zhuǎn)矩。
查表取 =905 ，
—— 轉(zhuǎn)速，
—— 許用輸入功率。
則： =<
故：轉(zhuǎn)矩滿(mǎn)足要求。
③.熱效應(yīng)驗(yàn)算：
應(yīng)滿(mǎn)足下列關(guān)系：
——減速器熱功率，取155kw，
——環(huán)境溫度系數(shù)，查表4-21取0.89，
——功率利用系數(shù)，查表1-49取0.79。
則 kw90 kw，
故： 滿(mǎn)足要求。
4.2.4 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
.箱體的結(jié)構(gòu)
為了避免箱體在加工和工作過(guò)程中產(chǎn)生不允許的變形，從而引起軸承座中心線歪斜，傳動(dòng)產(chǎn)生偏載，影響減速器正常工作，在設(shè)計(jì)箱體時(shí)，首先應(yīng)保證軸承座的剛度。軸承座應(yīng)有足夠的厚度，取20mm，給軸承座加凸臺(tái)結(jié)構(gòu)。各凸臺(tái)高度一致，按最大軸承座凸臺(tái)高度確定。
.箱體的密封
為了保證箱蓋與箱座接合面的密封，對(duì)接合面的幾何精度和表面粗糙度有一定要求，取表面粗糙度值為在箱座聯(lián)接凸緣上面銑出回油溝，使 滲向接合面的潤(rùn)滑油流回油池。
4.2.5 附加件的結(jié)構(gòu)選擇與設(shè)計(jì)
.視孔及視孔蓋
視孔的位置應(yīng)設(shè)在箱蓋的上部，以便于觀察傳動(dòng)件嚙合情況的位置，尺寸應(yīng)足夠大，以便于檢查和手能伸入箱內(nèi)操作，視孔蓋采用軋制鋼板，其結(jié)構(gòu)輕便，加工容易，上下面無(wú)需機(jī)械加工。
.通氣器
通氣器的通氣孔不直接通頂端，以避免灰塵落入。安裝在鋼制視孔蓋上時(shí)，用一個(gè)扁螺母固定。為了防止螺母松脫而落到箱內(nèi)，螺母需布置在視孔蓋上。
.油標(biāo)
選用油尺作為油標(biāo)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為便于加工和節(jié)省材料，油柄和尺桿兩個(gè)元件應(yīng)鉚接在一起。油尺安裝在減速器上，采用螺紋聯(lián)接。檢查油面高度時(shí)拔出油尺，以桿上油痕判斷油的高度。油尺上兩條刻度線的位置分別對(duì)應(yīng)最高和最低油面。油尺采用側(cè)裝式結(jié)構(gòu)。
.放油孔和螺塞
放油孔的位置在油池的最低處，并安置在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便于放油，螺塞紋直徑約為箱體壁厚的兩倍，安裝時(shí)應(yīng)配有封油墊圈，封油墊圈材料為耐油橡膠。
.啟蓋螺釘
啟蓋螺釘位于箱體側(cè)邊的凸緣上，直徑一般等于凸緣聯(lián)接螺栓直徑，螺紋有效長(zhǎng)度要大于凸緣厚度。
.定位銷(xiāo)與起吊裝置
定位銷(xiāo)的位置應(yīng)設(shè)置在箱體長(zhǎng)度方向的兩端，兩個(gè)定位銷(xiāo)應(yīng)盡量相距遠(yuǎn)些，以提高定位銷(xiāo)的精度，定位銷(xiāo)采用圓錐形結(jié)構(gòu)。起吊裝置設(shè)計(jì)為吊耳結(jié)構(gòu)。
.減速器的潤(rùn)滑
（1）選用一般機(jī)械油，同時(shí)可以加防銹劑和抗氧化劑。
（2）選用極壓齒輪油牌號(hào)N15。
（3）工作油溫－4～，選潤(rùn)滑劑12ZP.
(4) 換油周期為2～3年。
（5）滾動(dòng)軸承采用脂潤(rùn)滑。
4.3 聯(lián)軸器的計(jì)算與選型
本設(shè)計(jì)采取液力聯(lián)軸器，它可以聯(lián)結(jié)兩個(gè)傳動(dòng)軸，能夠保護(hù)動(dòng)力系統(tǒng)免于過(guò)載損壞，還可以用于空載啟動(dòng)原動(dòng)機(jī)，還能做離合器、無(wú)極調(diào)速器等使用。
液力聯(lián)軸器由泵輪、渦輪、外殼和輸入軸及輸出軸等組成。泵輪與外殼通過(guò)螺栓固定連接，其作用是防止工作液體外溢。輸入軸（與泵輪固定的連接）與輸出軸（與渦輪固定連接）分別與動(dòng)力機(jī)和工作機(jī)相連接。泵輪與渦輪均具有徑向直葉片的葉輪。由泵輪和渦輪具有葉片的凹腔部分所形成的圓環(huán)狀空腔稱(chēng)為工作腔，供工作液體在其中循環(huán)流動(dòng)，傳遞動(dòng)力進(jìn)行工作。工作腔的最大直徑稱(chēng)為有效直徑，是液力偶合器的特征尺寸——規(guī)格大小的標(biāo)志尺寸。
液力偶合器安裝在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間，當(dāng)泵輪被動(dòng)力機(jī)帶動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，工作腔中的液體隨泵輪做圓周運(yùn)動(dòng)，同時(shí)又在離心慣性力作用下沿葉片間通道向外流動(dòng)，即對(duì)泵做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。液體質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于葉輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由葉輪和葉片形狀決定。由于葉片為徑向直葉片，假設(shè)葉片數(shù)目無(wú)窮多，厚度無(wú)限薄，則液體質(zhì)點(diǎn)從泵輪半徑較小的流道進(jìn)口處被加速，并被拋向半徑較大的流道出口處。從而液體質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量矩增大，即泵輪從動(dòng)力機(jī)吸收機(jī)械能并轉(zhuǎn)化為液體能。在 泵輪出口處液流以較高的速度和壓強(qiáng)沖向渦輪葉片，并沿著葉片表面與工作腔外環(huán)所構(gòu)成的流道做向心流動(dòng)。液流對(duì)渦輪葉片的沖擊減小了自身的速度和壓強(qiáng)，使液體質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量矩降低，釋放的液體能推動(dòng)渦輪（即工作機(jī)）旋轉(zhuǎn)做功（渦輪將液體能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）。液流的液體能釋放減小后，在其后的液流的推動(dòng)下，由渦輪外緣（渦輪流道入口）流向內(nèi)緣（渦輪流道出口）,并流入泵輪，開(kāi)始下一個(gè)能量轉(zhuǎn)化的循環(huán)流動(dòng)。如果沒(méi)有環(huán)流運(yùn)動(dòng)。就沒(méi)有能量的傳遞。
液力偶合器與電動(dòng)機(jī)的匹配原則：
（1） 保證額定工況點(diǎn)的高效率。
在額定傳動(dòng)比≥0.96～0.98，液力偶合器的輸入特性曲線應(yīng)交于電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性的額定工況點(diǎn)上。但與值的選擇應(yīng)相互兼顧，如只考慮高效率而取過(guò)大的，則因過(guò)小而常會(huì)使偶合器的有效直徑增大。這對(duì)安裝空間有限和盡量減小總機(jī)尺寸不利。
（2） 確保限矩性能
偶合器與電動(dòng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行的有點(diǎn)之一就是過(guò)載保護(hù)，而過(guò)載保護(hù)是通過(guò)限制泵輪力矩不超過(guò)電動(dòng)機(jī)的最大力矩來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因此，對(duì)于要求過(guò)載保護(hù)的最大過(guò)載系數(shù)＝（0.9～，這既可充分利用電動(dòng)機(jī)的最大力矩啟動(dòng)，又可以保護(hù)電動(dòng)機(jī)。
1) 根據(jù)載荷性質(zhì)不同進(jìn)行匹配
對(duì)于帶荷啟動(dòng)的液力偶合器，最好取＝，以便于利用電動(dòng)機(jī)的最大力矩啟動(dòng)。對(duì)于阻力小，慣性大的載荷（如轉(zhuǎn)子型破碎機(jī)），可使稍大于。此處的是指i＝0時(shí)的值。
表4－1YL——450A型液力聯(lián)軸器各項(xiàng)技術(shù)特征
泵輪轉(zhuǎn)速/r
1500
傳遞功率/KW
55～110
輸出方式及規(guī)格
漸開(kāi)線花鍵INT
60Z3.5m30p5H
重量/Kg
89
額定滑差S*%
3～3.5
液力聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)圖
1——后輔助室外殼 2——泵輪 3——外殼 4——透平輪 5——注油塞 6——彈性聯(lián)軸器 7——易熔合金保護(hù)塞
液力偶合器有很多優(yōu)點(diǎn)：隔離紐振，防護(hù)動(dòng)力過(guò)載，均勻多臺(tái)原動(dòng)機(jī)間的負(fù)荷分配，空載啟動(dòng)，離合方便，實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，無(wú)磨損，易散熱以及可撓性聯(lián)結(jié)。但它也存在著諸多的缺點(diǎn):其效率低，有功率損失，對(duì)于功率大于100KW的偶合器，除本體外，還有一套冷卻供油系統(tǒng)和若干輔助設(shè)備，消耗部分輔助功率，當(dāng)原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)，偶合器的尺寸重量較大等。
4.4驅(qū)動(dòng)滾筒的設(shè)計(jì)
驅(qū)動(dòng)滾筒是傳遞動(dòng)力的主要部件，它是依靠與輸送帶之間的摩擦力帶動(dòng)輸送帶運(yùn)行的部件。傳動(dòng)滾筒根據(jù)承載能力分為輕型、中型和重型三種。同一種滾筒直徑又有幾種不同的軸徑和中心跨距供選用。
①.輕型：軸承孔徑80~100㎜。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。
②.中型：軸承孔徑120~180㎜。軸與輪轂為脹套聯(lián)接。
③.重型：軸承孔徑200~220㎜。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。
輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)滾筒結(jié)構(gòu)有鋼板焊接結(jié)構(gòu)及鑄鋼或鑄鐵結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)滾筒的表面形式有鋼制光面滾筒、鑄（包）膠滾筒等，鋼制光面滾筒主要缺點(diǎn)是表面摩擦系數(shù)小，一般用在周?chē)h(huán)境濕度小的短距離輸送機(jī)上。鑄（包）膠滾筒的主要優(yōu)點(diǎn)是表面摩擦系數(shù)大，適用于環(huán)境濕度大、運(yùn)距長(zhǎng)的輸送機(jī)，鑄（包）膠滾筒按其表面形狀又可分為光面鑄（包）膠滾筒、人字形溝槽鑄（包）膠滾筒和菱形鑄（包）膠滾筒。
人字形溝槽鑄（包）膠滾筒是為了增大摩擦系數(shù)，在鋼制光面滾筒表面上，加一層帶人字溝槽的橡膠層面，這種滾筒有方向性，不得反向運(yùn)轉(zhuǎn)。與菱形鑄（包）膠滾筒相比，由于本設(shè)計(jì)的輸送機(jī)主要用于戶(hù)外作業(yè)的環(huán)境之下，故選菱形鑄（包）膠滾筒。
4.4.1驅(qū)動(dòng)滾筒的功率
設(shè)驅(qū)動(dòng)滾筒的軸為Ⅴ軸，減速器輸出軸為Ⅵ軸，則驅(qū)動(dòng)滾筒軸的轉(zhuǎn)速為nv，功率為pv，則有：
p5＝p4? ， n5＝n4＝nw ，
式中： ——低速聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率，＝0。99；
nw——工作機(jī)轉(zhuǎn)速；
P5 = 73.430.99 = 72.70KW
＝14635.01N.m
4.4.2驅(qū)動(dòng)滾筒軸徑的計(jì)算
①計(jì)算最小軸徑
選取驅(qū)動(dòng)滾筒軸的材料為45＃鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表知：考慮彎矩影響的設(shè)計(jì)系數(shù)A=107，于是軸的最小直徑dmin，可有下式求得：
dmin＝
式中： A——考慮力彎矩影響的設(shè)計(jì)系數(shù)
P5——第Ⅴ軸的功率；
n5——第Ⅴ軸的轉(zhuǎn)速；
則：
＝123.26mm
因減速器輸出軸與驅(qū)動(dòng)滾筒的軸之間需要安裝一聯(lián)軸器，故需要結(jié)合聯(lián)軸器的軸徑后在確定驅(qū)動(dòng)滾筒的軸徑。
②聯(lián)軸器的選取
聯(lián)軸器是機(jī)械傳動(dòng)中常用的部件。它用來(lái)把兩軸聯(lián)接在一起，機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)兩軸不能分離；只有在機(jī)器停車(chē)并將聯(lián)接拆開(kāi)后，兩軸才能分離。
聯(lián)軸器所聯(lián)接的兩軸，由于制造及安裝誤差、承載后的變形以及溫度變化的影響等，往往不能保證嚴(yán)格的對(duì)中，而是存在著某種程度的相對(duì)位移。這就要求設(shè)計(jì)聯(lián)軸器時(shí)，要從結(jié)構(gòu)上采取各種不同的措施，使之具有適應(yīng)一定范圍的相對(duì)位移的性能。
根據(jù)對(duì)各種相對(duì)位移有無(wú)補(bǔ)償能力（即能否在發(fā)生相對(duì)位移條件下保持聯(lián)接的功能），聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器（無(wú)補(bǔ)償能力）和撓性聯(lián)軸器（有補(bǔ)償能力）兩大類(lèi)。撓性聯(lián)軸器又可按是否具有彈性元件分文無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器和有彈性元件的撓性聯(lián)軸器兩個(gè)類(lèi)別。
剛性聯(lián)軸器
這類(lèi)聯(lián)軸器對(duì)所聯(lián)兩軸的相對(duì)位移缺乏補(bǔ)償能力，故對(duì)兩軸對(duì)中性的要求很高。當(dāng)兩軸有相對(duì)位移存在時(shí)，就會(huì)在機(jī)件內(nèi)引起附加載荷，使工作情況惡化，這是它的主要缺點(diǎn)。但由于構(gòu)造簡(jiǎn)單、成本低、可傳遞較大轉(zhuǎn)矩，故當(dāng)轉(zhuǎn)速低、無(wú)沖擊、軸的剛性大、對(duì)中性較好時(shí)亦常采用。
撓性聯(lián)軸器
1、無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器
這類(lèi)聯(lián)軸器因具有撓性，故可補(bǔ)償兩軸的相對(duì)位移。但因無(wú)彈性元件，故不能緩沖減振。常用的有以下幾種：
（1）十字滑塊聯(lián)軸器 ：半聯(lián)軸器與中間盤(pán)組成移動(dòng)副，不能發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，故主動(dòng)軸與從動(dòng)軸的角速度應(yīng)相等。但在兩軸間有相對(duì)位移的情況下工作時(shí)，中間盤(pán)就會(huì)產(chǎn)生很大的離心力，從而增大動(dòng)載荷及磨損。因此選用時(shí)應(yīng)注意其工作轉(zhuǎn)速不得大于規(guī)定值。
這種聯(lián)軸器一般用于轉(zhuǎn)速,軸的剛度較大，且無(wú)劇烈沖擊處。效率，這里為摩擦系數(shù)，一般取為0.12~0.25；為兩軸間徑向位移量，單位為；為軸徑，單位為。
（2）滑塊聯(lián)軸器
這種聯(lián)軸器與十字滑塊聯(lián)軸器相似，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，適用于小功率、高轉(zhuǎn)速而無(wú)劇烈沖擊處。
(3)十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器
這種聯(lián)軸器可以允許兩軸間有較大的夾角（夾角最大可達(dá)），而且在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，夾角發(fā)生改變?nèi)钥烧鲃?dòng)；但當(dāng)過(guò)大時(shí)，傳動(dòng)效率會(huì)顯著降低。這種聯(lián)軸器的缺點(diǎn)是：當(dāng)主動(dòng)軸角速度為常數(shù)時(shí)，從動(dòng)軸的角速度并不是常數(shù)，而是在一定范圍內(nèi)變化，因而在傳動(dòng)中將產(chǎn)生附加動(dòng)載荷。為了改善這種情況，常將十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器成隊(duì)使用。
這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)緊湊，維護(hù)方便，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、多頭鉆床等機(jī)器的傳動(dòng)系統(tǒng)中。小型十字軸式萬(wàn)向聯(lián)軸器已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)可按標(biāo)準(zhǔn)選用。
（4）齒式聯(lián)軸器
這種聯(lián)軸器能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩，并允許有較大的偏移量，安裝精度要求不高；但質(zhì)量較大，成本較高，在重型機(jī)械中廣泛使用。
（5）滾子鏈聯(lián)軸器
滾子鏈聯(lián)軸器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，質(zhì)量小，裝拆方便，維修容易、價(jià)廉并