毕业设计：斗式提升机设计.pdf

摘要斗式提升机是一种被普通采用的垂直输送设备，用于运送各种散状和碎块物料，例如水 泥，沙，土煤，粮食等，并广泛地应用于建材、电力、冶金、机械、化工、轻工、有色金属、粮食等各工业部门。斗式提升机的结构特点是：被运送物料在与牵引件连结在一起的承载构 件料斗内，牵引件绕过各滚筒，形成包括运送物料的有载分支和不运送物料的无载分支的闭 合环路，连续运动输送物料。驱动装置与头轮相连，使斗式提升机获得动力并驱使运转。本 次设计主要针对TH250的整体结构设计，驱动链轮的设计,电机、减速机、等主要零部件的选 择及驱动轴的设计校核。关键词：斗式提升机；设计；驱动装置；牵引件ABSTRACTThe bucket elevator is a common vertical transportation equipment for the d elivery of a variety of bulk and fragments of materials such as cement,sand,soil,coal,grain,and is wid ely used in build ing materials,electricity,metallurgy,mechanical,chemical ind ustry,light ind ustry,nonferrous metals,grain and other ind ustrial sectors.Bucket Elevator is the structural characteristics:the materials being transported together with the traction of carrying components of the hopper,the traction around the d rum pieces,forming a closed loop containing a branch of a d elivery of materials and a branch of the non-d elivery of materials,the Movement for conveying materials.The d esign of the main TD250 overall structural d esign,the d esign of the d rive pulley,the select of motor,red ucer,belt and other parts and the d rive shaft d esign verification.Keywords：Bucket elevator；Chain wheel；d rives；traction components目 录1绪论.11.1 课题研究的背景和意义.11.2 国内外斗式提升机的发展与现状.11.2.1 国内斗式提升机的技术现状.11.2.2 国内外斗式提升机技术的差距.2L3斗式提升机的发展趋势.32 TH斗式提升机方案设计.52.1 总体布置及工作原理.52.1.1 卸料方式及选用.62.2 主要零部件及选型.72.2.1 牵弓I件.72.2.2 料斗.73斗式提升机的设计计算.113.1 输送能力和料斗的计算.113.1.1 输送能力的计算.113.1.2 料斗的计算.113.1.3 核算输送能力：.123.2 运行阻力的计算.123.3 电动机的选取.153.4 驱动链轮的设计计算.163.5 减速器的设计.173.5.1 分配传动比.173.5.2 计算传动装置的运动和动力参数.183.5.3 传动件的设计计算.193.5.4 轴的设计计算.283.6 链轮轴的设计与校核.363.6.1 轴的设计.363.6.2 轴的校核.373.6.3 轴承选用.393.6.4 驱动链轮键的设计校核.403.7 联轴器的选取.403.8 壳体的设计.414斗式提升机安装、使用说明、故障维修和维护.424.1 斗式提升机的安装、调试及运行.424.2 斗式提升机操作规程.424.3 斗式提升机故障处理.434.4 斗式提升机维护和保养.445斗式提升机的变频调速控制.45I5.1 斗式提升机速度调节的意义.455.2 斗式提升机的变频调速.455.2.1 变频器调速运行的节能原理.455.3 PLC与台达变频器控制斗式提升机的速度.465.3.1 电动机调速的运转要求.485.3.2 硬件设计和软件设计.48参考文献.51II1绪论课题研究的背景和意义斗式提升机广泛用于垂直输送各种散状物料，国内斗提机的设计制造技术是50年代由前 苏联引进的，直到80年代几乎没有大的发展。自80年代以后，随着国家改革开放和经济发展的 需要，一些大型及重点工程项目从国外引进了一定数量的斗提机,从而促进了国内斗提机技术 的发展。有关斗提机的部颁标准JB39 26-85及按此标准设计的TD、TH及TB系列斗提机的 相继问世，使我国斗提机技术水平向前迈了一大步，但由于产品设计、原材料、加工工艺和制 造水平等方面的原因，使产品在实际使用中技术性能、传递扭矩、寿命、可靠性和噪声等与国 际先进水平相比仍存在相当大的差距。本课题的研究意义与目的在于，选择斗式提升机这种通用机械的设计作为毕业设计的选 题，能培养我们独立解决工程实际问题的能力，通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业 知识的一次综合运用，也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。.国内外斗式提升机的发展与现状国内斗式提升机的技术现状国内斗式提升机的设计制造技术是20世纪50年代由前苏联引进的，直到80年代几乎没 有大的发展。尽管在此期间，各行业针对使用中出现的问题做过一些改进，但大都因为某些 原因而未能得到推广。20世纪80年代以后，由于改革开放和经济发展的需要，一些大型及重点工程项目引进 了一定数量的斗式提升机，从而促进了国内斗式提升机技术的发展。目前国内常用的通用斗 式提升机均为垂直式，按JB39 2685标准，应用最广的是TD型带式、TH型环链式和TB 型板链式等3种型式。TD型带式斗式提升机采用离心式或混合式卸载方式，适用于输送松散密度小于1.5轨1?的粉状、粒状、小块状的无磨琢性或磨琢性较小物料，物料温度不超过60度；当物料温度在 60-200度时，应采用耐热橡胶带。提升高度约在4-40m范围内，输送量为4-238n?/hTH型环链斗式提升机采用混合式或重力式卸载方式，适用于输送松散密度小于1.5t/m3 的粉状、粒状、小块状的无磨琢性或中等磨琢性的物料，物料温度不超过250度。提升高度 约在4.5-40m范围内，输送量为35-365n?/hTB型板链斗式提升机采用重力式卸载方式，适用于输送松散密度2t/n?的中、大块，磨 琢性较大的物料，物料温度不超过250度。提升高度约在5-50m范围内，输送量为20-563m3/hoTD、TH、TB型斗式提升机的问世，使我国斗式提升机技术水平向前迈进了一大步，但 与国际先进水平相比还存在相当大的差距。随着国民经济的进一步发展，运输行业引进、吸 收、消化了国外斗式提升机的最新技术，并结合我国的实际情况，在20世纪90年代初研制 开发了 THG型和TDG型高效斗式提升机系列，以满足市场对大输送量、大提升高度、结 构紧凑、运行平稳可靠、使用寿命长的新型高效斗式提升机的需要。THG型和TDG型斗式提升机分别是TH型和TD型斗式提升机的改型产品，在结构上 有以下显著特点：（1）传动装置中采用了垂直轴减速器和液力偶合器，结构紧凑，实现了柔 性传动，既能使运转平稳，又能使电机减速器及牵引构件得到保护，更能使物料在停机时保 持稳定状态。（2）采用重锤式张紧装置，既可实现自动张紧又可保持恒定的张紧力，避免胶 带打滑或脱链，从而保证机器正常运转。（3）对头、尾部和中部机壳全部做了密封处理，物 料及粉尘不会外扬，可避免环境污染。（4）该机在下部增设了料位器和速度控制器，可将控 制信号传入中央控制室的计算机中，对斗式提升机的运转情况进行监控。国内外斗式提升机技术的差距我国通用斗式提升机在使用中仍存在一些问题，例如，对于频繁更换物料品种的斗式提 升机，如何快速清理机座存料和机内残存料；如何提高配套件（减速器、环链及联接环钩、链轮、牵引胶带、轴承座等）的性能和强度，等等。我国斗式提升机的技术水平与世界先进水平的差距还相当明显，例如在材料选择、制造 工艺等方面尚达不到国外先进水平的技术要求；输送能力、提升高度等还相对落后。国外采 用钢绳芯输送带作为牵引构件，并采用小型斗式提升机对大型斗式提升机定量供料，使斗式 提升机的输送能力高达2000t/h,提升高度达到350m；我国板链斗式提升机的发展相对较慢,而在国外尤其是日本、美国等国家制造的板链斗式提升机性能参数往往超过环链斗式提升机 和胶带斗式提升机,提升高度可达9 0m,输送能力超过1500t/h,牵引构件使用寿命可达10年,应用范围很广。对于斗式垂直提升机而言，设计的主要参数有粒度、松散密度、温度、湿度、粘度、磨 琢性、实际输送量Q、提升高度H等。斗式提升机作为一种常用的提升设备，在得到广泛的应用的同时，根据不同行业的要求 也有着非常清楚地分类.1.按照其传动结构分类（1）TD系列斗式提升机TD系列斗式提升机是一种国家标准的斗式提升机，该系列斗式提升机和D系列斗式提 升机都是采用胶带传动来提升物料，两者没有本质的区别，D系列斗式提升机产品型号叫老 且规格少。TD列类斗式提升机是在D系列斗式提升机的基础上经过产品改良而来的。其规 格 TD100、TD160、TD250、TD315、TD400、TD500、TD630、D800、D1000 等型号，其中 D160、D250、D315等型号为普遍采用的型号。（2）TH系列斗式提升机TH系列斗式提升机是一种常用的提升设备，该系列斗式提升机采用锻造环链作为传动 部件，具有很强的机械强度，主要用于提升粉体和小颗粒及小块状物料，区别于TD系列斗 式提升机，其提升量更大、运转效率更高。其常用于较大比重物料的提升。（3）NE系列斗式提升机NE系列斗式提升机是一种新型的斗式提升机，其采用板链传动，区别于老型号TB系列 板链斗式提升机，其命名方式采用提升量而非斗宽。如NE150是指提升量为150吨每小时而 不是斗宽150o NE系列斗式提升机有着很高的提升效率，根据提升速度不同还分有NSE型 号和高速板链斗式提升机。（4）TB系列斗式提升机TB系列斗式提升机是一种老型号的斗式提升机，其传动部分采用板链传动，现已经被 相应的NE系列斗式提升机传品代替。（5）TG系列斗式提升机TG系列斗式提升机是一种加强型胶带斗式提升机，其区别于TD系列斗式提升机，TG 系列斗式提升机采用钢丝胶带作为传动带，其具有更强的传动能力。该系列斗式提升机多被 用于粮食的输送上，又常称为粮食专用斗式提升机。（6）其它型号斗式提升机常见的斗式提升机还有HL系列斗式提升机、GTD系列斗式提升机、GTH系列斗式提升 机等，其均为上型号的不同叫法和演变形式。2.按牵引件分类斗式提升机的牵引构件有环链、板链和胶带等儿种。环链的结构和制造比较简单，与料 斗的连接也很牢固，输送磨琢性大地的物料时，链条的磨损较小，但其自重较大。板链结构 比较牢固，自重较轻，适用于提升量较大的提升机，但较接接头易被磨损，胶带的结构比较 简单，但不适宜输送磨琢性较大的物料，普通胶带物料温度不超过60 C,钢绳胶带允许物料 温度达80 C,耐热胶带允许物料温度达120 C,环链、板链输送物料温度可达250 C。斗式提 升机最广泛使用的是带式（TD）,环链式（TH）两种型式。用于输送散装水泥时大多采用深型料 斗。如TD型带式斗式提升机采用离心式卸料或混合式卸料适用于堆积密度小于1.5t/m3的粉 状、粒状物料。TH环链斗式提升机采用混合式或重力式卸料用浅斗。3.按卸料方式分类式提升机可分为:离心式卸料、重力式卸料和混合式卸料等三种形式。离心式卸料的斗速 较快，适用于输送粉状、粒状、小块状等磨琢性小的物料；重力式卸料的斗速较慢，适用于 输送块状的，比重较大的，磨琢性大的物料，如石灰石、熟料等。斗式提升机的发展趋势国外斗式提升机技术的发展很快，其主要表现在以下几个个方面：（1）斗式提升机的功能多元化、应用范围扩大化，如HL型环链离心斗式提升机、GTD/GTH系列斗式提升机等各种机型；（2）斗式提升机本身的技术与装备有了巨大的发展，尤其是高距离、大运量、高提升速 等大型斗式提升机已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用了斗式提升机动态分析与 监控技术,提高了斗式提升机的运行性能和可靠性。（3）大型化由于石油、化工、冶炼、制造、食品、啤酒、饮料、烟草、医药、家电等地 工程规模越来越大型化，所以运输机运输物品的重量也越来越大，如码头的集装箱专用输送 机的超大型结构件达1000t,目前世界上运输机重量最大的是3000t的斗式输送机。（4）实现产品的机电一体化机械产品需要更新换代。在当今计算机、自控技术和数显技术大发展的年代里，更新换 代的重要标志是实现产品的机电一体化。在输送机械上应用计算机技术，可以提高作业性能。（5）人机工程学的应用输送机械一般应用在沉重和繁忙的、环境比较差得场合。为了减少人员的作业强度，保 证持久旺盛的体力和注意力，应该根据人机工程学的理论，设计导动装置和人员辅助装置，改善振动与噪声的影响，防止废弃污染，使其符合健康规范的要求根据不同的输送要求、不 同的输送产品，选择不同的最佳的工艺和运输设备，以使最少、最合理的投资，获得最佳的 使用效果，使设备发挥最大的效率。2 TH斗式提升机方案设计总体布置及工作原理在带或链等挠性牵引构件上，每隔一定间隔安装若干个料斗作连续向上输送物料的机械 称为斗式提升机。THG型斗式提升机的构造如图2.1所示。它的组成包括封闭的环链1和固接在它上面的 料斗2,牵引构件及料斗回绕在上部的驱动链轮3和下部的张紧链轮9上。斗式提升机的运 行部分和链轮都安装在一个封闭的机壳内，机壳由机壳头部5、中间段6和下部机座8所构 成，机壳的中间段可以是两个分支共用的，或者是每个分支各设一个管状外罩。为了观察与 检修的方便，在机壳的适当位置上设有检视口 7。装有料斗的牵引构件由驱动装置5驱动，并由张紧装置10张紧。在驱动装置上装有防止运行部分返回运动的逆止装置。物料由机壳下 部的进料口装入各料斗，当料斗被提升至上部链轮时，便卸入提升机的卸料口。图21环链斗式提升机的构造1一环链；2料斗；3驱动链轮；4机壳头部；5驱动装置；6中间段；7检视口（座板）；8一下部机座；9张紧链轮；10张紧装置2.2 设计原始参数此斗式提升机，提升能力。250。，提升物料（水泥）：容重Y=1.2t/m3,提升高度 H=15m o初步设计给定：斗宽B=250m,斗速u=2.1m/s。2.3 装卸料类型及选型2.3.1 装载方式及选用斗式提升机的装载方式有掏取式和流入式两种。掏取式（图2-1 a）主要用于输送粉状、粒状、小块状等磨琢性小的散状物料，由于在掏取物料时不会产生很大的阻力，所以允许料 斗的运行速度较高，为0.82.2m/s。流入式（图2-1 b）主要用于输送大块和磨琢性大的物 料，其料斗的布置很密，以防止物料在料斗之间撒落，料斗的运行速度不得超过lm/s。图22装载方法（a）掏取式；（b）流入式TH型斗式提升机的料斗运行速度一般在0.82.2m/s,结合设计使用要求“提升物料（水 泥）：容重Y=1.2t/m3。”可以确定本设计的装料方式为掏取式。卸料方式及选用斗式提升机的料斗是在行经驱动轮时在头部侧面卸料的，其卸料方式分为三种形式，即 离心式、重力式、混合式。料斗卸料完全、不产生回流是斗式提升机的卸料的理想状态。料斗在头轮处受重力和离 心力的作用，其合力大小和方向都随着料斗的回转速度而变化，而合力的反向延长线总是与 头轮垂直中心线交于一点，这点称为极点。从极点到头轮水平中心线距离称为极距。而极距 仅与头轮转速有关。根据头轮转速就可计算出极距。根据极距大小才可判断提升机最终选取 何种卸料方式。由于TH型斗式提升机需要较大的斗容保证输送量，而重力式卸载的主要优点在于料斗 的填充性良好，料斗尺寸与极距的大小无关。因此容许在较大的料斗运行速度之下应用大容 积的料斗。故可初步设想本设计的卸料方式为离心式。主要零部件及选型牵引件斗式提升机的牵引件常采用胶带或链条。胶带斗式提升机的优点是：成本低，自重较小,工作平稳无噪声，可采用较高的运行速度，生产效率较高，磨损较小；主要缺点是：料斗在 胶带上的固定较弱，因为是用摩擦传递牵引力，需要有较大的初张力。环链作为较为常用的 一种牵引件，它的结构和制造比较简单，与料斗的连接也很牢固。但环链相互接触处易磨损,降低链的强度，运行不够平稳。TH型斗式提升机机为环链高效斗式提升机，其牵引件即为有高强度的环链，其应符合 MT3680矿用高强度圆环链。具体来说，这种提升机的牵引构件是锻造环链。锻造环链由3号圆钢锻制而成，我国目 前定型的环链节距为50mm、64mm 86mm 9 4mm等，结构如图2.2所示。环链与料斗的连 接采用链环钩，本次采用用两根牵引链条，链条节距为64o其具体参数见错误！未找到引用 源。AA2 45图23锻造环链表21环链参数链环直边直径d节距P宽度b圆弧半径r单位长度质量公称尺寸极限 偏差公称尺寸极限 偏差最小 内宽最大 外宽公称尺寸公称尺寸180.561+0.6料斗料斗是提升机的承载构件，通常是用厚度3=26mm的钢板焊接或冲压而制成的。为了 减少料斗边唇的磨损，常在料斗边唇外焊上一条附加的斗边。根据物料特性和装、卸载方式 不同，料斗常制成三种形式：深斗、浅斗和有导向槽的尖棱面斗。与TH型斗式提升机相配 用的料斗为深斗或浅斗。(1)深斗深斗的特征是斗口下倾角度较小(斗口与后壁一般成65角)且深度较大，因此适用于 输送干燥的、松散的、易于卸出的物料，如水泥、碎煤块、干砂、碎石等。深斗的几何形状 如图2-3所示。q法3图24TH型斗式提升机料斗深斗和浅斗的几何尺寸 深斗称为S制法；浅斗称为Q制法(2)浅斗浅斗的特征是斗口下倾角较大(斗口与后壁一般成45角)且深度小，因此适用于输送 湿的、容易结块的、难以卸出的物料，如湿砂、型砂、黏土等。浅斗的几何形状如图14.6所 示，其各部分尺寸见表14.6及表14.7。深斗和浅斗的底部都制成圆角，以便于物料卸尽。为了不阻碍卸料，料斗需有一定间隔。基于使用要求：提升物料为水泥，参照(表2-1)在使用深斗(sh)时才能保证三50t/h的产 量，故将料斗的初步选定为深斗。2.4.3驱动装置和张紧装置(1)驱动装置提升机的驱动链轮装设在提升机的上部卸料处。在TH型斗式提升机驱动装置中的传动 部分除减速器外，配有开式齿轮或皮带轮等传动装置。环链式斗式提升机的驱动链轮凸齿和 环链之间是通过挤压传动的。传统的驱动链轮和轴的结构如图2-4所示。图25驱动链轮装置图1驱动链轮；2一轴；3密封装置；4轴承而与此相对应，设计选用光轴，并配用帐套链接驱动轮，使提升机的轴型设计和加工都 变的更为简易。对于轴承的选择，则直接采用带座球轴承，由于其是标准件，无需企业另行 设计，缩短了产品加工周期。此外为了防止突然停车时运行部间随意返回，在驱动装置上装 设有逆止器。（2）张紧装置在斗式提升机的机壳下部设有张紧装置。张紧装置有螺旋式、弹簧式及重锤式三种，以螺旋式最常采用，如图2.5所示。其结构 与带式输送机张紧装置相同。张紧装置安装在张紧滚筒（或张紧链轮）轴的轴承座上，并连 接在提升机外罩下部的侧壁上。张紧装置的行程在200500mm范围内。-IL图2.5螺旋式张紧装置而在TH型斗提机在张紧机构的处理上，下部采用重锤张紧装置，如图2.6所示。它实 现了自动张紧，一次安装调试后，即可保持恒定的张紧力，避免了脱链，从而保证机器正常 运行。但在日常生产中却也不可避免的发生滑板卡死、张紧机构失去以有的作用、张紧力消 失的现象图，对其设计仍需进一步的改进。图2.5重锤张紧装置2.5 TH型斗式提升机方案设计总览经过本章的讨论，可以将TH型斗式提升机的各部分设计方案汇总成下表，它们将在接 下来“斗式提升机设计计算”的章节中，得到进一步的完善。表22TH型斗式提升机方案设计总览装载方式掏取式卸载方式离心式牵引件双条矿用高强度圆环链单个链环节距P=64mm料斗Sh型深型料斗驱动轮圆环链链轮驱动轴光轴轴承带座外球面磁子轴承电机（待计算）减速器（待设计）张紧装置重锤式张紧装置3斗式提升机的设计计算输送能力和料斗的计算输送能力的计算设提升机料斗的容积为，。升，斗内盛装的物料实际容积为力00升，0为小于1的填充系数,则单位长度的载荷量为：%q=y(p(31)式中，q为单位长度的载荷量，公斤/米；4为斗的容积，升；为斗距，米；/为物 料容重，吨/米3；夕为填充系数。关于填充系数的选取可在建材机械设备表15-10中取得。对与粉末状物料，填充系 数夕取0.80.9输送能力大小决定于线载荷(单位长度上物料重量)和提升速度，其计算按下式确定：Q=qv(32)将式(3.1)代入式(3.2)得：Q=3.6-y(pv式中V为斗式提升机运行速度，米/秒。由于供料不均匀，计算生产率应大于平均的实际生产率。实，即：Q.=(33)实K式中。实为平均的实际生产率，吨/小时；K供料不均匀系数，取1.21.6 o套用TH200型斗式提升机的主要技术性能：斗距a=512毫米，斗速v=2.1米/秒，即知确 定料斗斗容后即可求得提升机的输送能力。料斗的计算在向前的章节中，我们已经结合被输送物料的特性及物料的装卸方式将本提升机所采用 的料斗定为深斗。而料斗的尺寸规格与提升机的输送能力有关，由上述输送能力计算公式得：._ Q实 Ka。0 36yq)2式中。虫=50,K=1.4,7=1.2,(p=0.85,v=2.1,%=0.512则有,50 x1.4x0.512z0=-3.6x1.2x0.85x2.1=4.56 升将其进一步取整，选取i0=6升设计料斗如图核算输送能力：在选取的，。=6升料斗后，对提升机的输送能力进行核算：Q=3.6x x rx(pxv 为A2=3.6 x-x 1.2x 0.85 x 2.10.512=9 0.36吨/小时显然其远远大于实际生产率，故可以满足生产条件。运行阻力的计算斗式提升机所需的驱动功率，觉得于牵引件运动时所克服的一系列阻力，其中主要有：物料延牵引构件运动方向的重力分量；当牵引构件绕过轮时，各部摩擦力；料斗掏取物料时的阻力；牵引构建张力。在如图3-1所示垂直斗式提升机计算简图中，1、2、3、4各点张力分别用加、2、邑、4表示，1点的张力S1最小，3点张力邑最大。图31为了计算个点的张力，可以利用逐点张力计算：牵引构件在轮廓上的每一点的张力（按 运行方向），等于前一点的张力与这二点之间区段上的阻力之和。对链斗式提升机作近式计算时，可以用简化经验公式，所得结果与实际相近。（建材机械 与设备P241）因为提升机中主要阻力是物料的起升，对于垂直提升机，稳定运动状态下的牵 引构件的最大静张力Smax，可以近似地按公式（3.7）决定：Smax=L15xHx（q+K1X%）（34）式中&为考虑装有料斗的牵引构件的运动阻力和在下部及上部滚筒（链轮）上的弯折 阻力的系数，其中包括掏取物料的阻力。可在建材机械与设备表15-14当中，找到双链 式深斗的系数（=1.5,0%为每米长度牵引构建重量，公斤/米，可以在表2-1中查得每米长度牵引构件重量%=33.4公斤/米o4为每米长度的物料重量，公斤/米3.6x v上式中。为生产率，吨/小时v为提升速度，米/秒则据已知设计条件，计算平均生产量为9 0.36吨（实际平均生产量为50吨），由TH200 斗式提升机垂直运输，高度15米。已知水泥堆积重度为1.2吨/米3。计算牵引构件的张力（参照图3-1）Smax=3Smax=L15xHx(q+&x%)q=Q3.6x v9 0.363.6x2=11.9 5公斤/米53=1.15x 15x(11.9 5+1.5x33.4)=1070公斤2=53-%(35)式中也一3为提升段阻力，公斤;%一3=X0+%)(36)即有S2=S3-H x(q+%)=1070-15x(11.9 5+33.4)=389.75 公斤8,2叫_2叫(37)式中“-2为尾轮阻力，公斤;取%2=（005 007）5%为掏取物料阻力，公斤。上式中g重量加速度，米/秒2；即有：v2V=389-0.065,q 2g2121.065,=389:一xll.9 5 1 2x9.8H=364.4公斤S4=d+%式中叫/为下降段阻力，公斤；即有：$4=5+%”54=364.4+33.4x15=865.4公斤(38)电动机的选取依建材机械与设备相关章节的计算资料:有驱动轴上圆周力：P0-S3-S4+W4(39)式中吗-4为过头轮的阻力，公斤则有:Po=1070-865+0.04 x(1070+865)=282.4公斤计算功率:N百 102(310)N。为轴功率，千瓦n 282.4x2.1-hlN=-=5.8 千瓦 102选用电机功率:(311)%ROg+SJ7式中K功率储备系数见建材机械与设备P240这里取K=1.1为驱动装置传动效率，这里选取77=0-9 o将其代入（3-13）得:z 1.lx 5.8N=-0.9=7.08千瓦在此选取N=7.5千瓦的电机。对应机械设计手册第五卷，选用Y2系列三相异步电动机丫132s22。其功率为75千瓦,转速2900转/分。驱动链轮的设计计算头轮的长度一般和底轮的长度是相同的,头轮的直径应与所要求的卸料方式相适应 传动链轮节圆直径t 98=-=-=0.484m.71.71sm sm z 12沟底圆直径(312)链轮外径齿顶圆直径导向圆侧缘直径窝眼槽底宽度Og=1.28=484 1.2 x 58=426/71/71Dw=I)。一 1.2 x d=484-1.2x18=462mmD=。()+0.6d=484+0.6 x 18=49 4mmD=。“+1.25=462+1.2 x 58=520mmB=1.18=1.1x58=63mm(313)(314)(315)(316)(317)窝眼槽顶宽度=1.2B=1.2 x 58=69mm(318)齿根宽4=p 22d=64-2.2 x 18=24mm(319)齿根半径4=0.5d=0.5x18=9mm(320)齿顶宽=p-2.5d=64-2.5x18=19 mm(321)沟底半径r2=0.6d=0.6x18=10.8mm窝眼槽半径r3=0.58=0.5 x 63=31.5mmG圆心位置e=0.45(p+2d 3)=0.45x(64+2x18 58)=19根机窝眼槽底平面到中心距离H=0.5J.；_(p+d)2-d=0.574842-(64+18)2-18=226mm链轮转速：计算传动比:减速器的设计分配传动比假设V带传动分配的传动比ii=2.5，则二级展开式圆柱齿轮减速器总传动比二级减速器中:高速级齿轮传动比i2=J1.4xi总=71.4x12.15=4.12低速级齿轮传动比计算传动装置的运动和动力参数.各轴转速减速器传动装置各轴从高速轴至低速轴依次编号为：I轴、n轴、in轴。各轴转速为：n0=nm=29 00r/min=29 0=1160r/min1 i.2.5%1160.n,.=-281r/mm11 i2 4.12旬 281 qa/-nu,=-x 9 6r/min1,1 z3 2.9 5.各轴输入功率按电动机所需功率Pd计算各轴输入功率，电动机的输入功率PQ=Pd=6.63%卬第一根轴的功率P=Pdrj5=6.63 x 0.9 6=6.36kW第二根轴的功率昂=闵2%=6.36 x 0.9 8 x 0.9 7=6.05kW第三根轴的功率昂I=P11rl 2rh=6.05 x 0.9 8 x 0.9 7=5J5kW各轴输入转矩T(N m)电机轴转矩=9.55xlO6xL=9.55xlO6x-2V-mm=2.183xlO42V-mm n()29 00第一根轴转矩7；=.需=2.183xlO4N.mmxO9 6x2.5=4.19 1xl()4Nmm第二根轴转矩4&=4/91*1()4.加加0.98*0.97*4.12=1.642 x 10 N mm第三根轴转矩4n=Tn2rh i3=1.642 xlO5-mmx 0.9 8 x 0.9 7 x 2.9 5=4.603 X 105A-772/72传动件的设计计算设计带传动的主要参数。已知带传动的工作条件：两班制(共16h),连续单向运转，载荷平稳，所需传递的额定 功率p=6.63kw小带轮转速4=29 00冽大带轮转速马=1160r/w,传动比彳=2.。设计内容包括选择带的型号、确定基准长度、根数、中心距、带的材料、基准直径以及 结构尺寸、初拉力和压轴力等等(因为之前已经按么选择了 V带传动，所以带的设计按V 带传动设计方法进行)计算功率Pap,=KP=Llx 6.63kw=7.29 bv/)、选择V带型 根据p”、由图8-10机械设计pl57选择A型带(4=112140mm)确定带轮的基准直向并验算带速v(1)、初选小带轮的基准直径力，由(机械设计pl55表8-6和pl57表8-8,取小带 轮基准直径dd=125mm(2)验算带速u60 x1000乃 x 125x29 00 60 x1000m/s=19.0m/5(328)因为5 m/s 19.0 m/s 30 mis，带轮符合推荐范围（3）计算大带轮的基准直径根据式8-15=iq=2.5xl25mm=312mm(329)（4）、确定V带的中心距a和基准长度（根据式8-20机械设计。7(+念)。02(+4)0.7x(125+312)a02x(125+312)62.5 750初定中心距90(333)包角满足条件（6）计算带的根数单根V带所能传达的功率根据 n=29 00r/min 和 d m=125mm 表 8-4a用插值法求得Po=3.04kw单根v带的传递功率的增量 p。已知A型v带，小带轮转速nx=29 00r/min转动比匚以4=2.5 n2 d.2查表 8-4b 得 A/?o=O.35kw计算v带的根数查表8-5得包角修正系数心=0.9 6,表8-2得带长修正系数=0.9 9p,=(Po+()X 幻 X 勺=5.34bv(334)Z=&=7.29/5.34=1.37Pr(335)故取2根.(7)计算单根V带的初拉力和最小值=500 x+=190.0N(336)对于新安装的V带，初拉力为:1.5 Fmin=285N 对于运转后的V带，初拉力为:1.3Fomin=247N(8).计算带传动的压轴力乙aFv=2zF0 8111=350(337)(9).带轮的设计结构带轮的材料为:HT200V带轮的结构形式为:腹板式.齿轮设计计算高速轴齿轮设计(1)选择齿轮材料，确定许用应力由表6.2选小齿轮40”调质HBSH60HBS大齿轮45正火HBS=210HBS许用接触应力%=?心Z,v S”min接触疲劳极限与同查图6-4(rHliml=700N/mm2bHgEQN/mm1 接触强度寿命系数Zn 应力循环次数M=60 J4=60 x 352 x 8 x 2 x 8 x 365=4.06 x 109M=9.8 x 108/2.95=9.886 x 108查图 6-5 得 Zni=1,Zn2=L05接触强度最小安全系数5/min=l则oHi=72N/mm2jhi-623N/mm2许用弯曲应力Fmin(338)(339)弯曲疲劳强度极限如imi=378N/加2 an.m=294N/mm2,查图6-7,双向传动乘以0.7弯曲强度寿命系数4=1，查图6-8弯曲强度尺寸系数为=1,查图6-9（设模数相小于5 mm）弯曲强度最小安全系数品1rati=1.4则oJ=270NMw?（yFl=210N/mm2（2）齿面接触疲劳强度设计计算确定齿轮的传动精度等级，按匕=（0.013 0.022）%/的估取圆周速度v=3.26m/s,参考表6.7,表6.8选取小轮分度圆直径V 匕/11(340)齿宽系数查表6.14以=1小齿轮齿数4，在推荐值2040中选石=22大齿轮齿数z2，Z2R4=4.12x20=9 0齿数比=Z2=83/20=4.15小轮转矩=419ION mm初定螺旋角4=15载荷系数K=跖勺人区(341)为使用系数，查表6.3。为动载系数，由推荐值1.051.4熊为齿间载荷分配系数，由推荐值1-1.2K夕齿向载荷分布系数 由推荐值1.01.2 载荷系数K=L25xl.2xl.lxLl=1.815 材料弹性系数查表6.4Ze=1 89.8 节点区域系数Z”查图6-3Z“=2.45 重合度系数Z,由推荐值0.750.88 Zt=0.78 螺旋角系数Z夕=Vcosl5=0.9 8 故 4 2 4642 法面模数mn=d cos p!zx=2mm(342)按表6.6圆整中心距a=m(z,+z2)/2cosZ?=2?(22 9 0)/2cos 15=116 mm(343)分度圆螺旋角圆螺旋角/7=arccosm/l 2+z2)/2a=15.2(344)小轮分度圆直径dx=mnzx/cos 0=45 5mm(345)圆周速度 v=J1n1/60000=3.26mAy齿宽 6=匕4=1x45.5=45.5大齿轮宽打=45小齿轮宽4=+(5 10)=50(3)齿根弯曲疲劳强度校核计算当量齿数Z,.o KT产砥*其上g(346)Zyl=4/cos p=22.19(347)Zv1=Z1/cos3=92.10齿形系数查表6.5 3小轮及1=2.72大轮尸2.21应力修正系数查表6.5小轮%尸1.57大轮：2=L77不变位时，端面啮合角at=arctan(tan20/cos 力)=20.6端面模数mt=mn/cos/?=2.530重合度a(348)(349)重合度系数e,=LZi(tan&/-tanaz)+z2(tana/2-tan a J 2P1 2 22cos20 o=-22(tan(arccos(-)-tan 20)2p 2?22 2 2/2 109 cos20、_.o+9 2(tan(arccos(-)-tan 20)12?109 2 2=1.7044=0.25+0.75/=0.25+0.75/1.704=0.676螺旋角系数,由推荐值0.85.09 2(350)(351)2 创.815 61510 八 he-。=-仓必492 1.638 0.67652仓K4 2=3 ION/mm2(352)2 创.815 61510 舟一刀 1 _QQ 八4”$=-.包IJ2.172 1.79 8 0.6762 52仓64 2=250N/mm2(4)重要尺寸计算大齿轮齿主大端分度圆直径d2=mnz2l c o sh=186.4mm根圆直径dn=dx-2/if=46-2仓山.25 2.5=39mm(353)dn=d2-24=186-2仓k25 2.5=179 mm顶圆直径d,.=d+2h=46+2 2.5=51mm(354)al I dd=d+2h、=186+2 2.5=191mm aZ Z a低速轴齿轮设计(1)选择齿轮材料，确定许用应力由表6.2选小齿轮40”调质HBS.280HBS大齿轮45正火HBS.220HBS许用接触应力%=?心ZnHmin接触疲劳极限为Hm查图6必bliml=700N/m/bliml=577N/mm2接触强度寿命系数Zn应力循环次数乂=60儿=60 x352x8x2x8x365=9.8x1()8M=M 4=9.8 x 108/2.95=3.3 x 1()8查图 6-5 得Z=1,Zn2=1.03接触强度最小安全系数5Wmin=l贝 OhJ=719N/2加 2aHl=633N/mm2许用弯曲应力Fmin弯曲疲劳强度极限o7imi=378N/w?0而=294附加加2,查图6-7,双向传动乘以0.7弯曲强度寿命系数为=1,查图6-