畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-移動(dòng)可伸縮帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)

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1、 移動(dòng)可伸縮帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì) 摘 要 本文主要參考了一些普通帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)方法，并研究了一些常見的輕型輸送機(jī)所具備的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一個(gè)集三種功能：伸縮、移動(dòng)、變幅為一體的創(chuàng)新型多功能帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)方案，該方案著重于伸縮機(jī)構(gòu)部分的分析以及討論。 本文中對(duì)海內(nèi)外運(yùn)輸機(jī)的近年發(fā)展?fàn)顩r、今后發(fā)展趨向、以及設(shè)計(jì)目的、設(shè)計(jì)方向和意義進(jìn)行了概述，核心內(nèi)容對(duì)伸縮輸送機(jī)普遍應(yīng)用的伸縮形式和傳動(dòng)形式進(jìn)行了分析。本文的設(shè)計(jì)方案是以QD80帶式運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì)方案為基礎(chǔ)，并合理的在QD80輸送機(jī)中選擇一部分可用零部件，其中最核心的伸縮方案為自主設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中的伸縮機(jī)構(gòu)是采用螺母螺桿之間的傳動(dòng)以達(dá)成輸

2、送機(jī)可伸縮的設(shè)計(jì)要求，并通過相關(guān)計(jì)算得出了伸縮機(jī)構(gòu)的相應(yīng)數(shù)據(jù)，針對(duì)帶式輸送機(jī)在多種環(huán)境下的輸送狀態(tài)都進(jìn)行了相應(yīng)的模型簡(jiǎn)化，以及進(jìn)行相應(yīng)情況的受力分析，通過計(jì)算得出的結(jié)果應(yīng)該確保在某些極限運(yùn)輸狀態(tài)下的整體機(jī)構(gòu)的可靠性與安全性。其中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部分是由電機(jī)帶動(dòng)減速齒輪，經(jīng)減速后傳動(dòng)到螺母螺桿機(jī)構(gòu)來組成的。 文中對(duì)伸縮機(jī)構(gòu)詳細(xì)設(shè)計(jì)的同時(shí)，在可移動(dòng)、可變幅功能上也進(jìn)行了設(shè)計(jì)，以及相應(yīng)數(shù)據(jù)的計(jì)算，其中所涉及的部分零部件可由采購(gòu)以及廠家定制等方法獲得，同時(shí)也對(duì)帶式送輸機(jī)的多功能、多用途創(chuàng)新展開了設(shè)想。 關(guān)鍵詞 帶式輸送機(jī)；伸縮；移動(dòng)；變幅 全套圖紙加扣 3346389411或3012250

3、582 -VII- Design of Telescopic Mobile Belt Conveyor Abstract This article refers to the general design of the belt conveyor, and analysis of some of the common characteristics of light conveyor,the design of an innovative multi - functional belt conveyor with three functions: telescopic, mobi

4、le and variable amplitude is designed. The scheme focuses on the analysis and discussion of the telescopic mechanism. In this paper, the development situation, future development trend, design purpose, design direction and significance of the domestic and foreign transport aircraft are summariz

5、ed. The core content analyzes the telescopic form and the transmission form of the telescopic conveyor. The design of this paper is based on the design of the QD80 Belt Conveyor, and it is reasonable to select a part of the available parts in the QD80 Conveyor. The most important telescopic scheme i

6、s to design the telescopic mechanism. The telescopic mechanism is the screw between the application screw In order to achieve the scalable design requirements of the conveyor, through the relevant calculation of the corresponding data of the telescopic mechanism for the belt conveyor in a variety of

7、 environments are carried out under the corresponding model of the simplified model, and the corresponding circumstances of the force Analysis, through the calculation of the results should ensure that in some extreme transport state of the overall body of the reliability and security. One part of t

8、he transmission mechanism is driven by the motor reduction gear, after deceleration and transmission to the nut screw mechanism to form. In this paper, the design of the telescopic mechanism is designed in the same way as the movable and variable amplitude function, and the calculation of the co

9、rresponding data. Some of the parts involved can be obtained by purchasing and factory customization. The multi-purpose, multi-purpose innovation of the transport machine was envisaged. Keywords Belt-conveyor,telescopic,mobile,change-angle 目 錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 國(guó)內(nèi)外帶式輸送機(jī)的發(fā)展?fàn)?/p>

10、況 1 1.2 帶式輸送機(jī)發(fā)展趨勢(shì) 1 1.3 設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的目的和意義 2 第2章 總體方案確定 3 2.1 設(shè)計(jì)方向 3 2.2 方案選擇 3 2.2.1 子母機(jī)架式（抽屜式） 3 2.2.2 折疊式 4 2.2.3 大型輸送機(jī)式 4 2.2.4 云梯式 5 2.3 伸縮傳動(dòng)系統(tǒng)選擇 5 2.4 章節(jié)小結(jié) 5 第3章 輸送機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 6 3.1 原始數(shù)據(jù)及工作條件 6 3.1.1 物料名稱和輸送能力 6 3.1.2 成件物品單位重量 6 3.1.3 輸送機(jī)布置形式及主要尺寸 6 3.1.4 給料點(diǎn)，卸料點(diǎn)的數(shù)目和位置 7 3.1.5 工作環(huán)境 7 3

11、.1.6 輸送物品的特殊要求 7 3.2 輸送帶速度原則 7 3.3 輸送帶帶寬計(jì)算 7 3.4 輸送能力計(jì)算 7 3.5 相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算 8 3.5.1 傳動(dòng)滾筒功率計(jì)算 8 3.5.2 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 9 3.5.3 最大張力計(jì)算 9 3.5.4 輸送帶層數(shù)計(jì)算 9 3.6 輸送帶的選擇 10 3.7 驅(qū)動(dòng)裝置選用 10 3.8 托輥的選用 11 3.9 改向滾筒的選用 11 3.10 章節(jié)小結(jié) 12 第4章 伸縮機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 4.1 機(jī)構(gòu)的設(shè)想 13 4.2 螺母螺桿機(jī)構(gòu) 13 4.3 選用材料 13 4.4 相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算 14 4.4.1 原始數(shù)據(jù)

12、 14 4.4.2 耐磨性 14 4.4.3 驗(yàn)算自鎖 15 4.4.4 螺桿強(qiáng)度 15 4.4.5 螺桿穩(wěn)定性 16 4.4.6 螺桿的剛度 17 4.4.7 螺桿的橫向振動(dòng) 18 4.4.8 動(dòng)力計(jì)算 18 4.4.9 螺母螺桿裝置布置 19 4.4.10 聯(lián)結(jié)螺母和伸長(zhǎng)架的螺栓選擇 19 4.5 螺桿減速裝置 19 4.6 選用電動(dòng)機(jī)型號(hào) 20 4.7 減速齒輪設(shè)計(jì) 20 4.7.1 原始數(shù)據(jù) 20 4.7.2 選擇材料，確定試驗(yàn)齒輪的疲勞極限應(yīng)力 20 4.7.3 接觸強(qiáng)度初步確定中心距，并初選主要參數(shù) 20 4.7.4 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 21 4

13、.7.5 校核齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度 23 4.7.6 齒輪主要參數(shù) 24 4.8 聯(lián)動(dòng)部件 25 4.9 小齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 4.9.1 初步估算軸徑 25 4.9.2 小齒輪外型與制造形式 26 4.10 選用聯(lián)軸器 26 4.11 小齒輪用滾動(dòng)軸承 27 4.11.1 原始數(shù)據(jù) 27 4.11.2 軸承選用與壽命計(jì)算 28 4.12 小齒輪強(qiáng)度校核 28 4.13 螺桿軸承選用 30 4.13.1 已知數(shù)據(jù) 30 4.13.2 壽命計(jì)算 30 4.14 軸承座 32 4.15 傳動(dòng)鍵設(shè)計(jì) 32 4.16 重新校核螺桿強(qiáng)度 32 4.17 章節(jié)小結(jié) 33 第

14、5章 輸送機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì) 34 5.1 機(jī)架的要求 34 5.2 機(jī)架的材料選擇 35 5.3 機(jī)架形式與零件布置 35 5.3.1 輸送機(jī)橫截面布置設(shè)計(jì) 35 5.3.2 輸送機(jī)側(cè)面布置設(shè)計(jì) 36 5.4 機(jī)架質(zhì)量估算 36 5.5 輸送機(jī)整體重量估算 37 5.6 輸送機(jī)支撐架形式 37 5.7 固定鉸支座和液壓缸受力分析和安裝位置設(shè)計(jì) 37 5.8 伸長(zhǎng)架穩(wěn)定性計(jì)算 38 5.9 定制液壓缸 39 5.10 工業(yè)腳輪、伸長(zhǎng)架用滑輪及其他產(chǎn)品 39 5.11 章節(jié)小結(jié) 40 結(jié)論 41 致謝 42 參考文獻(xiàn) 43 附錄A 45 附錄B 51 第1章

15、 緒論 1.1 國(guó)內(nèi)外帶式輸送機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 國(guó)外近年來運(yùn)輸機(jī)發(fā)展迅速，部分原因是多樣化的功能與其逐步擴(kuò)張，主要表現(xiàn)為帶式輸送機(jī)的功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，具體應(yīng)用有高傾角式輸送機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)、空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)等多種多功能型輸送機(jī)的誕生。另一方面原因則是因?yàn)閹捷斔蜋C(jī)自身的發(fā)展十分迅速，同時(shí)帶式輸送機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備近年來得到了很快速的發(fā)展，其中距離長(zhǎng)、運(yùn)量大、帶速高等要素已經(jīng)成為了眾多帶式輸送機(jī)現(xiàn)今的主要發(fā)展方向，其中是以帶式輸送機(jī)的運(yùn)輸動(dòng)態(tài)分析以及監(jiān)控為主要核心，使得帶式輸送機(jī)的安全性、可靠性以及運(yùn)行性能得到了提高。同時(shí)，國(guó)產(chǎn)帶式輸送機(jī)在功能性上種類很多，在其他方面也

16、有了很大的進(jìn)步和創(chuàng)新[1]。但是針對(duì)生產(chǎn)技術(shù)方面國(guó)內(nèi)和國(guó)外的差距還是比較明顯的，差距主要體現(xiàn)于技術(shù)和產(chǎn)品的相結(jié)合，國(guó)外在這方面發(fā)展比較迅速，技術(shù)系統(tǒng)比較完善。 1.2 帶式輸送機(jī)發(fā)展趨勢(shì) 近些年來，國(guó)內(nèi)隨著對(duì)能源持續(xù)增長(zhǎng)的需求，使得資源開采的速度逐漸加快。而且傳統(tǒng)帶式運(yùn)輸機(jī)大范圍應(yīng)用于開采資源，在其中扮演著很重要的角色?，F(xiàn)今得到迅猛發(fā)展的生產(chǎn)技術(shù)和條件，以及逐漸得到完善的各項(xiàng)技術(shù)和不斷成熟的輸送帶接頭技術(shù)，使得帶式運(yùn)輸機(jī)方面的一系列技術(shù)步入了一個(gè)嶄新的發(fā)展階段。帶式輸送機(jī)在礦山運(yùn)輸?shù)氖褂弥幸呀?jīng)慢慢的代替了傳統(tǒng)的汽車運(yùn)輸，它運(yùn)輸物料的種類多、在運(yùn)輸路線方面有很強(qiáng)的適應(yīng)性，裝載物料方面

17、并且可靠，而且使用消耗低，這些特點(diǎn)都讓帶式輸送機(jī)的使用得到了很大范圍的發(fā)展[2]。參考近年來中國(guó)市場(chǎng)發(fā)展的趨勢(shì)來看，煤炭行業(yè)以及相對(duì)應(yīng)的開采量的增大、碼頭和港口的貨物運(yùn)輸?shù)男枨蟆㈦娏π袠I(yè)的發(fā)展以及糧食行業(yè)的持續(xù)發(fā)展擴(kuò)大，這些都會(huì)極大的擴(kuò)張對(duì)帶式輸送機(jī)市場(chǎng)的發(fā)展與需求?？v觀國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)，由于國(guó)產(chǎn)輸送機(jī)的性價(jià)比很高，所以競(jìng)爭(zhēng)力很強(qiáng)，綜合國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)來看，對(duì)國(guó)內(nèi)所產(chǎn)的帶式輸送機(jī)的需求量都很大。同時(shí)由于國(guó)內(nèi)外的需求趨勢(shì)，距離長(zhǎng)、功率大、運(yùn)量大已經(jīng)成為了主要的發(fā)展方向[3]，所以，對(duì)于使用性能、機(jī)器的質(zhì)量和安全性這些必要方面都會(huì)有很高的技術(shù)要求。 但是國(guó)內(nèi)現(xiàn)今的真實(shí)情況是低端產(chǎn)品占據(jù)了絕大多

18、數(shù)的市場(chǎng)，由于日益提高的生產(chǎn)水平和技術(shù)，國(guó)內(nèi)帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)也在朝著功能多樣化方向、使用自動(dòng)化方向、運(yùn)輸能力大型化方向以及能源低耗綠色化方向逐漸改變和靠攏[4]。 　　第一，多樣化。應(yīng)該擴(kuò)展運(yùn)輸物料的種類以及更多的運(yùn)輸環(huán)境，比如運(yùn)輸易爆、高溫以及粘性、易結(jié)團(tuán)等特殊物料，以及實(shí)現(xiàn)在各種惡劣環(huán)境中的運(yùn)輸：高溫、低溫、放射性、腐蝕性以及易燃性等環(huán)境。 　　第二，自動(dòng)化。將自動(dòng)化控制應(yīng)用于帶式輸送機(jī)中，使得操作更簡(jiǎn)單方便，并對(duì)傳統(tǒng)輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造進(jìn)行改進(jìn)，使其能夠適應(yīng)自動(dòng)化的需求。 　　第三，大型化。帶式輸送機(jī)的大型化表現(xiàn)在很多方面，不單單是輸送機(jī)的體積更大，輸送距離的增長(zhǎng)，輸送機(jī)可變幅傾角

19、的增大以及輸送能力的加強(qiáng)都是大型化的一部分。現(xiàn)今的技術(shù)水平已經(jīng)能夠達(dá)到400公里以上的水力輸送，并且已經(jīng)接近15公里的單機(jī)長(zhǎng)度，以及“帶式輸送道”的出現(xiàn)更是讓遠(yuǎn)距離輸送得到了極大的發(fā)展，但是多種“大型化”的功能之間的相結(jié)合還是國(guó)內(nèi)外正在發(fā)展的方向，主要問題在于能夠滿足多功能大型化相結(jié)合的輸送機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 　　第四，綠色化。帶式輸送機(jī)在運(yùn)輸過程中會(huì)產(chǎn)生噪音、粉塵和廢氣等廢料，而減低這些廢料的排放尤為重要，在減排的同時(shí)低耗也是綠色化發(fā)展的重要部分，節(jié)能減排在今后的發(fā)展趨勢(shì)中也是必不可少的[5]。 1.3 設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的目的和意義 噪聲低、壽命長(zhǎng)、效率高、密封好、占地小、運(yùn)行穩(wěn)定以

20、及可靠性高等都是帶式輸送機(jī)的特點(diǎn)，而且?guī)捷斔蜋C(jī)能夠在多粉塵，泥濘潮濕等惡劣環(huán)境中正常工作，這也讓它在各種行業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用[6]。同時(shí)近年來國(guó)際網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速，使得帶式輸送機(jī)在初期設(shè)計(jì)，功能開發(fā)以及生產(chǎn)制造和多線路銷售得到了快速的發(fā)展，這也大大的提高了帶式輸送機(jī)的在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。? 帶式輸送機(jī)如今在礦山開采的物料運(yùn)輸中起著越來越重要的作用，并且應(yīng)用也更加廣泛。本課題為更清晰的了解研究帶式輸送機(jī)的機(jī)構(gòu)組成和工作原理，選擇以可移動(dòng)，可變幅以及可伸縮為主要功能進(jìn)行設(shè)計(jì)。本課題研究主要要克服的難題在于可伸縮功能的實(shí)現(xiàn)與多功能之間的結(jié)合和完美協(xié)調(diào)，使得運(yùn)輸機(jī)在工作中可實(shí)現(xiàn)傾角變幅、機(jī)架

21、伸縮以及移動(dòng)的多種運(yùn)輸環(huán)境的不同需求。 現(xiàn)今帶式輸送機(jī)正在逐步的向自動(dòng)化、智能化以及操作更加人性化的發(fā)展方向靠攏，這也主要是本選題的擴(kuò)展研究方向以及研究意義。 第2章 總體方案確定 2.1 設(shè)計(jì)方向 傳統(tǒng)的輕型帶式輸送機(jī)多數(shù)為固定式，可移動(dòng)式輸送機(jī)也只能在固定方向上移動(dòng)，使得運(yùn)輸條件很固定，不適用于多數(shù)運(yùn)輸條件。并且傳統(tǒng)輸送機(jī)的輸送距離都是固定的，局限性很大，所以根據(jù)現(xiàn)今帶式輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，本設(shè)計(jì)要讓伸縮、傾斜、移動(dòng)這幾個(gè)功能并存于一臺(tái)帶式輸送機(jī)中，實(shí)現(xiàn)多環(huán)境多條件下的物料運(yùn)輸。 2.2 方案選擇 經(jīng)查閱參考資料之后，發(fā)現(xiàn)可移動(dòng)于可傾斜著兩個(gè)功能比較容易實(shí)現(xiàn)，

22、但是可伸縮這個(gè)功能則比較難以實(shí)現(xiàn)。輸送機(jī)機(jī)架內(nèi)部應(yīng)該存在一定自由空間使得皮帶可以折疊并且隱藏在機(jī)架內(nèi)，在伸長(zhǎng)架伸出時(shí)使用，同時(shí)還要讓折疊部分在正常運(yùn)輸過程中可以運(yùn)轉(zhuǎn)，不會(huì)影響輸送機(jī)的正常使用[7]。 通過在輸送機(jī)的底部安裝導(dǎo)輪和滾輪的方式來實(shí)現(xiàn)移動(dòng)的要求，在輸送架底部安裝變幅式液壓缸讓傾斜功能得到實(shí)現(xiàn)。而用來實(shí)現(xiàn)可伸縮功能的方法則有很多參考方案[8]。 2.2.1 子母機(jī)架式（抽屜式） 輸送機(jī)的整體框架分為兩部分來設(shè)計(jì)，其中的一部分為主體設(shè)計(jì)，另一重要部分則是輸送機(jī)機(jī)架的可伸縮的部分。在原有運(yùn)輸距離不足時(shí)，伸縮部分伸出以加長(zhǎng)運(yùn)輸距離，使得運(yùn)輸機(jī)具有可伸縮的功能。如下圖所示

23、圖2-1 子母架式輸送機(jī) 2.2.2 折疊式 機(jī)架主體機(jī)架的設(shè)計(jì)方式參考于衛(wèi)星所用的折疊太陽能帆板，主體機(jī)架采用折疊式，并且上下對(duì)稱，滿足折疊要求，當(dāng)需要伸長(zhǎng)時(shí)，將折疊部分打開，則使運(yùn)輸物料的距離得到伸長(zhǎng)，達(dá)到了預(yù)想的伸縮效果。如下圖所示： 圖2-2 折疊式輸送機(jī) 2.2.3 大型輸送機(jī)式 該類型的輸送機(jī)設(shè)計(jì)區(qū)別于傳統(tǒng)式輸送機(jī)，需要有特定的運(yùn)輸軌道和軌道接頭，通常只運(yùn)用在大型運(yùn)輸機(jī)中。如下圖所示： 圖2-3 大型輸送機(jī) 2.2.4 云梯式 這種類型的伸縮結(jié)構(gòu)與消防車所用的云梯的結(jié)

24、構(gòu)相似，并且廣泛運(yùn)用于消防車中，因?yàn)槠渖炜s距離很長(zhǎng)，從數(shù)十米到百米不等。如下圖所示： 圖2-4 云梯式輸送機(jī) 這幾種主流方案相對(duì)比，總結(jié)出抽屜式伸縮結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，最容易實(shí)現(xiàn)，而且具有很強(qiáng)的操作性，同時(shí)要比其他方案更好的結(jié)合移動(dòng)、傾斜、伸縮的功能。所以綜合考慮將子母式作為本設(shè)計(jì)的伸縮機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。 2.3 伸縮傳動(dòng)系統(tǒng)選擇 子母架是母架內(nèi)嵌套子架構(gòu)成，需要子架時(shí)從母架伸出。本設(shè)計(jì)考慮的傳動(dòng)方法有三種：手動(dòng)和液壓傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)：有蝸輪蝸桿式和螺母螺桿式，蝸輪和螺母隨蝸桿或螺桿移動(dòng)，固定連接于子架上。 本設(shè)計(jì)中選擇使用機(jī)械傳動(dòng)。蝸輪蝸桿伴隨著子架的伸出，蝸輪蝸桿會(huì)由

25、于中心偏移導(dǎo)致無法完全咬合，這是它的不足之處。反觀螺母螺桿，它可以傳遞力，也沒有蝸輪蝸桿的弊端，所以選用螺母螺桿機(jī)構(gòu)作為本設(shè)計(jì)的可伸縮部分的傳動(dòng)系統(tǒng)。 2.4 章節(jié)小結(jié) 本章主要介紹了通過多方面對(duì)比，以及優(yōu)缺點(diǎn)的衡量，確定輸送帶伸縮機(jī)構(gòu)的類型，以及選擇伸縮傳動(dòng)系統(tǒng)的選擇，使得總體設(shè)計(jì)合理可靠，以及避免由于方案選擇問題影響后面設(shè)計(jì)的進(jìn)行，選擇出最合適合理的方案，才能使輸送帶整體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)能夠順利進(jìn)行。 -66- 第3章 輸送機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 原始數(shù)據(jù)及工作條件 3.1.1 物料名稱和輸送能力 本文所設(shè)計(jì)的帶式輸送機(jī)無法應(yīng)用于零散累貨物的運(yùn)輸，主要運(yùn)輸對(duì)象為

26、包裝物以及包裝箱體等外形規(guī)則貨物。其中食品類包裝物的輸送效果最佳，例如袋裝面粉以及大米等食品包裝物。本文所設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的額定輸送量預(yù)定為1000件/h。 3.1.2 成件物品單位重量 本文設(shè)計(jì)的帶式輸送機(jī)所能輸送貨物的最大的單位重量是490.5N/件，等同于50kg/件。 3.1.3 輸送機(jī)布置形式及主要尺寸 輸送機(jī)布局簡(jiǎn)圖如下圖所示： 圖3-1輸送機(jī)的整體布局簡(jiǎn)圖 位于輸送機(jī)的中間位置安裝驅(qū)動(dòng)滾筒。本輸送機(jī)主機(jī)長(zhǎng)（伸長(zhǎng)前）為5m,子架伸出之后總機(jī)長(zhǎng)能夠達(dá)到8m，同時(shí)最大能達(dá)到的傾斜角度為15度。 3.1.4 給料點(diǎn)，卸料點(diǎn)的數(shù)目和位置 正常輸送貨物時(shí)

27、在機(jī)頭和機(jī)尾裝卸貨物即可，有特殊需要時(shí)也可在機(jī)身中段裝卸，但要注意執(zhí)行操作時(shí)的工作人員的安全性。 3.1.5 工作環(huán)境 帶式輸送機(jī)普遍應(yīng)用于室外的露天礦場(chǎng)，也可以應(yīng)用于室內(nèi)，通常只能在晴天或陰天下工作，并且需要讓機(jī)器處于干燥干凈無灰塵的工作環(huán)境中。-10～40度之間是輸送機(jī)最適宜的工作溫度[9]。 3.1.6 輸送物品的特殊要求 本設(shè)計(jì)輸送機(jī)不適用于具有毒性、粘性以及強(qiáng)腐蝕性的物料。 3.2 輸送帶速度原則 是輸送機(jī)在運(yùn)輸包裝成件的物品時(shí)的帶速范圍，本設(shè)計(jì)為計(jì)算方便選取為本機(jī)帶速。 3.3 輸送帶帶寬計(jì)算 輸送成件包裝的物品時(shí)，物品橫向的尺寸應(yīng)與帶

28、寬B存留一個(gè)50～100mm的安全距離,對(duì)于輪胎類型的大型低重心貨物來說，貨物的橫向尺寸可以等于帶寬。輸送機(jī)在單位長(zhǎng)度輸送載荷的規(guī)定如下表： 表3-1單位載荷 帶寬B， 300,400 500,650 800,1000,1200 允許單位載荷[q] 150 300～400 500～600 本輸送機(jī)設(shè)計(jì)中輸送的物品最大單位質(zhì)量為50kg，重量為490.5N。由上表可知，輸送機(jī)的帶寬選擇是最合適的。 3.4 輸送能力計(jì)算 成件物品運(yùn)輸能力 （3-1） 因?yàn)檩斔蜋C(jī)可輸送眾多種類以及多種尺寸的貨物，所以此方面設(shè)

29、計(jì)簡(jiǎn)化為單件貨物在運(yùn)輸過程中占輸送帶的長(zhǎng)度是1m，貨物之間間隔為2m，考慮到操作方便的原因，輸送機(jī)最多允許同時(shí)運(yùn)輸三件貨物。 件/h 經(jīng)計(jì)算得最大輸送能力大于1000件/h，符合設(shè)計(jì)要求。 3.5 相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算 3.5.1 傳動(dòng)滾筒功率計(jì)算 （3-2） 查，， 此公式是以散裝物料為例計(jì)算得出的功率，所以該功率值對(duì)于包裝成件的物料應(yīng)該更加適用。 3.5.2 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 （3-3） 3.5.3

30、 最大張力計(jì)算 （3-4） — 代入包角計(jì)算，查干燥條件下光面滾筒得 3.5.4 輸送帶層數(shù)計(jì)算 （3-5） 本設(shè)計(jì)考慮了棉質(zhì)帆布芯四種型號(hào)，依次計(jì)算合理層數(shù)。如表3-2所示 CC-18： 層 CC-25： 層 CC-35： 層 CC-56： 層 表3-2輸送帶參數(shù)表 帶芯分類 棉質(zhì)帆布芯 維尼綸帆布芯 尼龍芯 徑向扯斷強(qiáng)度σ，

31、N/(mm×層) 18 25 35 56 36 50 70 112 224 每層厚度mm 0.5 0.56 0.85 1.2 0.4 0.5 0.6 0.85 1 計(jì)算得知，可以選擇型號(hào)為CC-18的帶芯，并且最小層數(shù)為2。 3.6 輸送帶的選擇 輸送帶帶芯為棉質(zhì)帆布芯，帶芯型號(hào)為CC-18，帶寬，如下表所示： 表3-3棉帆布芯參數(shù)表 帶芯分類 芯層參數(shù) 膠覆蓋厚度 輸送帶帶寬 輸送帶厚度 mm 質(zhì)量 扯斷強(qiáng)度×層數(shù) N/mm 厚度 mm 上膠 mm 下膠 mm 800mm 最大工作張力,KN 棉帆布

32、18×2=36 1.0 1.5 1.5 2.88 4 1.59 定貨長(zhǎng)度L>2×8=16m，可以選用20m，則其整體重量： 3.7 驅(qū)動(dòng)裝置選用 由于本機(jī)型偏小，所以傳動(dòng)直接采用驅(qū)動(dòng)滾筒來實(shí)現(xiàn)。 經(jīng)計(jì)算得出電動(dòng)機(jī)的功率為，所以選則，名義轉(zhuǎn)矩,驅(qū)動(dòng)滾筒的直徑,質(zhì)量為。 電動(dòng)驅(qū)動(dòng)滾筒的安裝尺寸示意圖如圖所示： 圖3-2電動(dòng)滾筒示意圖 電動(dòng)滾筒相關(guān)參數(shù)如下表所示： 表3-4電動(dòng)滾筒參數(shù)表 帶寬B D L L1 L2 l H h b d 800 φ320 900 1100 240 190 95 40

33、 60 φ20 3.8 托輥的選用 托輥的主要起到承托起輸送帶的作用，分為平行上托輥和平行下托輥，本設(shè)計(jì)是輕型輸送機(jī)，由于輸送的物料均為包裝成件，合理的運(yùn)輸最大數(shù)量以及比較理想的運(yùn)輸情況，所以托輥方便人為自主選擇和調(diào)控。 由于有些物料的質(zhì)量很大但是尺寸較小，為了輸送過程中的安全可靠，則將上托輥的間距選定為350mm，并根據(jù)總長(zhǎng)度預(yù)計(jì)選用22個(gè)，其中安裝在主機(jī)架上14個(gè)，伸長(zhǎng)架上8個(gè)。而下托輥對(duì)應(yīng)選用4個(gè)，其中安裝在主機(jī)架上3個(gè)，伸長(zhǎng)架上1個(gè)。 3.9 改向滾筒的選用 為滿足設(shè)計(jì)需求，改向滾筒需要選擇3個(gè)，具體規(guī)格為，，單個(gè)滾筒重量為45,5kg，需要根據(jù)具體使用要求

34、來進(jìn)行配合安裝。改向滾筒示意圖如下圖所示： 圖3-3改向滾筒示意圖 改向滾筒相關(guān)參數(shù)如下表所示 表3-5改向滾筒參數(shù)表 帶寬B 滾筒長(zhǎng)L 滾筒直徑D 滾筒總長(zhǎng)L1 滾筒軸徑d b 允許最大負(fù)荷N 滾筒總質(zhì)量kg 800 900 164 1004 φ35 26 7000 45.5 3.10 章節(jié)小結(jié) 本章主要介紹了對(duì)于輸送帶機(jī)構(gòu)部分零部件選擇，包括輸送帶，驅(qū)動(dòng)裝置選擇，以及改向滾筒，托輥選用，選用原則主要圍繞合理適用，符合設(shè)計(jì)要求，并且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。確定了伸縮機(jī)構(gòu)的伸縮方式之后，進(jìn)行的輸送帶基本構(gòu)件尺寸的計(jì)算，以方便選擇，以及對(duì)輸送能力，輸送

35、帶最大張力等基本要素的計(jì)算，以便于下一步零部件的選擇和其他計(jì)算。 第4章 伸縮機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.1 機(jī)構(gòu)的設(shè)想 伸縮的運(yùn)動(dòng)也就是機(jī)構(gòu)在直線上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，是由伸縮機(jī)構(gòu)部分完成的。液壓缸和柱塞缸還有機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：蝸輪蝸桿、齒輪齒條和螺母螺桿等機(jī)構(gòu)通?？梢詫?shí)現(xiàn)直線上的往復(fù)運(yùn)動(dòng)[10]。 現(xiàn)今液壓缸市場(chǎng)中的產(chǎn)品種類非常多，可以直接訂購(gòu)合理的產(chǎn)品用于設(shè)計(jì)當(dāng)中，不需額外自主設(shè)計(jì)。所以選用傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)。 4.2 螺母螺桿機(jī)構(gòu) 螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以用來將旋轉(zhuǎn)和直線的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，主要組成件為螺母與螺桿，在運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換過程中也有力和能力的相互傳遞。軸向間隙的調(diào)整及消除可選用剖分式螺母（開合螺母），而螺

36、旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，最常見的螺紋種類為梯形螺紋[11]。如下圖所示： 圖4-1螺母螺桿傳動(dòng)示意圖 4.3 選用材料 螺桿材料選擇45鋼，調(diào)質(zhì)230～250HBS； 螺母材料選擇ZQAl9-4，剖分式制造。 4.4 相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算 4.4.1 原始數(shù)據(jù) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，螺母安裝在螺桿上的運(yùn)動(dòng)距離為，其軸向力，傾斜時(shí)，還有重力分力作用于螺母。螺母帶動(dòng)伸長(zhǎng)架移動(dòng)速度需要合理，選取螺桿最大轉(zhuǎn)速 。 4.4.2 耐磨性 1. 螺桿中徑 （4-1） 2. 查GB5796-86可知,選取，其公稱直徑，螺距，外螺紋小徑。 3. 螺紋導(dǎo)程

37、 （4-2） 最高螺桿轉(zhuǎn)速，則，所以螺母直線速度 螺母在螺桿上的移動(dòng)時(shí)間為 4. 螺母旋合長(zhǎng)度 5. 旋合圈數(shù) 通常旋合的圈數(shù)要求要小于10～12，計(jì)算結(jié)果滿足要求。 6. 螺紋工作高度 7. 螺紋表面工作壓強(qiáng) 許用應(yīng)力，，校驗(yàn)合格。 4.4.3 驗(yàn)算自鎖 1. 螺紋升角 （4-3） 2. 當(dāng)量摩擦角 （4-4） 查滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的摩擦特性得滑動(dòng)摩擦系數(shù) ，取 梯形螺紋，

38、牙型半角 當(dāng)量摩擦系數(shù) 當(dāng)量摩擦角 反行程自鎖條件 計(jì)算得出的結(jié)果滿足設(shè)計(jì)要求。為能合理的實(shí)現(xiàn)伸縮功能，輸送架應(yīng)該在有一定傾斜角度時(shí)也能保持穩(wěn)定，驗(yàn)證得出自鎖能滿足要求。 4.4.4 螺桿強(qiáng)度 1.螺旋傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩 （4-5） 2.當(dāng)量應(yīng)力 （4-6）

39、 3.強(qiáng)度條件 查45鋼調(diào)質(zhì) 螺桿滿足強(qiáng)度條件。 4.4.5 螺桿穩(wěn)定性 1.柔度 （4-7） 本設(shè)計(jì)中螺桿的一端可以移動(dòng)，另一端則固定安裝。 2.臨界載荷

40、 3.校驗(yàn) 4.4.6 螺桿的剛度 1.軸向載荷F導(dǎo)致螺紋導(dǎo)程所產(chǎn)生的變形 2.轉(zhuǎn)矩T導(dǎo)致螺紋導(dǎo)程所產(chǎn)生的變形量 3.螺紋導(dǎo)程所產(chǎn)生變形的總量 在軸向載荷F與其運(yùn)動(dòng)的方向相同時(shí)取負(fù)號(hào)。 4.單位長(zhǎng)度變形量 ，安全。 4.4.7 螺桿的橫向振動(dòng) 1.臨界轉(zhuǎn)速 簡(jiǎn)化后得

41、 2.工作轉(zhuǎn)速，同時(shí)考慮效率 滿足設(shè)計(jì)初衷。 4.4.8 動(dòng)力計(jì)算 驅(qū)動(dòng)功率 （4-8） 4.4.9 螺母螺桿裝置布置 螺母螺桿應(yīng)在符合一定要求下安放于輸送架的內(nèi)部，最基本的要求應(yīng)保證滿足伸長(zhǎng)架的自由往返，并且不接觸皮帶。其中螺母選用開合式，并且應(yīng)滿足與伸長(zhǎng)架之間的連接足夠緊密，并且在螺桿上需要配置限位裝置。本設(shè)計(jì)中，選取電機(jī)作為螺桿的驅(qū)動(dòng)裝置。如下圖所示 圖4-2螺母螺桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖 4.4.1

42、0 聯(lián)結(jié)螺母和伸長(zhǎng)架的螺栓選擇 本設(shè)計(jì)選用4個(gè)性能等級(jí)為4.6的M16鉸制孔專用螺栓聯(lián)接，螺栓所受力為橫向力。 4.5 螺桿減速裝置 螺桿的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，而三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速通常有等，而在螺桿設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中所選定轉(zhuǎn)速為，所以需要另行設(shè)計(jì)安裝一個(gè)減速裝置。 具體的推導(dǎo)過程為：兩齒輪傳遞過程中，傳遞力不變，設(shè)參數(shù)：大齒輪直徑，齒數(shù)，小齒輪直徑，齒數(shù)，傳動(dòng)比為i，小齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩為，齒輪傳遞圓周力為，齒輪模數(shù)為m。 根據(jù)傳遞原理，有 ，，， 假設(shè)選用原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1000r/min 原動(dòng)機(jī)功率 4.6 選用電動(dòng)機(jī)型號(hào) 查

43、詢資料選用Y90S型號(hào)的電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速，P=0.75kW。 4.7 減速齒輪設(shè)計(jì) 因?yàn)閭鲃?dòng)比，所以選取直齒輪一級(jí)減速就可以滿足減速要求。 4.7.1 原始數(shù)據(jù) 已知傳動(dòng)比，工作時(shí)間30000h。 4.7.2 選擇材料，確定試驗(yàn)齒輪的疲勞極限應(yīng)力 小齒輪 45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度229～286HBS 大齒輪 45鋼，調(diào)質(zhì)，硬度229～286HBS 大小齒輪精度選為6級(jí)。 參照MQ級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)查得齒面的接觸疲勞極限 查得齒輪所用材料的彎曲疲勞強(qiáng)度的基本值 4.7.3 接觸強(qiáng)度初步確定中心距，并初選主要參數(shù)

44、 （4-9） ，取。 按經(jīng)驗(yàn)公式， 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)， 取 4.7.4 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 （4-10） 使用系數(shù) 動(dòng)載系數(shù) 查6級(jí)齒輪精度 計(jì)算 查，

45、查得，代入 計(jì)算安全系數(shù) 壽命系數(shù) ：先計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 查 ，潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) ，查得 工作硬化系數(shù)，查得，接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù) 一般可靠 ，取 由此可得 4.7.5 校核齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度 （4-11） ，，，查得，，，， 計(jì)算安全系數(shù) 查 對(duì)調(diào)質(zhì)鋼， 由一般可靠度 安全。 4.7.6 齒輪主要參數(shù) 表4-1齒輪參數(shù)表 項(xiàng)目

46、 名稱 小齒輪 大齒輪 模數(shù)m 齒數(shù)Z 壓力角 分度圓直徑 齒頂高 齒根高 全齒高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 齒寬b 取 取 中心距 4.8 聯(lián)動(dòng)部件 主要的聯(lián)動(dòng)部件分為大小齒輪、聯(lián)軸器和小齒輪、螺桿的軸承及其軸承座，還需選擇合適的大齒輪的傳動(dòng)鍵。設(shè)計(jì)過程中涉及到的聯(lián)動(dòng)部件如果找不到十分合適的部件，則還需要另行自主設(shè)計(jì)。 4.9 小齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)齒輪的直徑和軸的直徑的比來確定是否將二者做成齒輪軸。 4.9.1 初步估算軸

47、徑 （4-12） 查 A=118～107，取A=115 因?yàn)樾枰惭b聯(lián)軸器，另應(yīng)配合安裝鍵安裝，所以軸的直徑應(yīng)該有5%～10%的增加量，同時(shí)為方便選擇標(biāo)準(zhǔn)軸承，選擇軸徑。 4.9.2 小齒輪外型與制造形式 小齒輪，，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中的設(shè)計(jì)原則，應(yīng)用鍛造來加工直徑小的小齒輪，并且根據(jù)齒輪與軸的直徑比可知應(yīng)加工成齒輪軸。下圖為齒輪軸的示意圖。 4.10 選用聯(lián)軸器 套筒聯(lián)軸器的工作原理是以銷或者鍵以及過盈配合為聯(lián)接方式將兩個(gè)軸在一個(gè)套筒內(nèi)聯(lián)接，下圖為本設(shè)計(jì)所用套筒示意圖。 聯(lián)軸器的套

48、筒采用45鋼進(jìn)行制造，針對(duì)一些低速軸和非重要傳動(dòng)軸可以采用鑄鐵進(jìn)行制造，出于安全性考慮，本設(shè)計(jì)都采用45鋼。 圖4-3齒輪軸示意圖 圖4-4 平鍵套筒聯(lián)軸器 根據(jù)上文已選電機(jī)得：電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸直徑為24mm，長(zhǎng)度為50mm，鍵槽的寬度為8mm，齒輪軸直徑以及鍵槽的寬度與電機(jī)保持一致，以方便聯(lián)軸器的安裝使用。如下表所示 表4-2套筒聯(lián)軸器主要尺寸 軸直徑 d(H7) 許用轉(zhuǎn)矩 N·m D0 L l C C1 緊定螺釘 GB71-1985 平鍵 GB1096-1979 24 125 40 75 20 1.0 1.0 M6×10

49、 8×28 電機(jī)與小齒輪由上文可知：扭矩>聯(lián)軸器的許用扭矩，所以本設(shè)計(jì)選用的聯(lián)軸器符合使用要求。 4.11 小齒輪用滾動(dòng)軸承 4.11.1 原始數(shù)據(jù) 已知小齒輪上的圓周力 徑向力 小齒輪上的作用力 軸直徑為20mm，軸的轉(zhuǎn)速，本設(shè)計(jì)要求該軸承的使用壽命不小于30000h，同時(shí)可靠性不低于90%。 齒輪所選用的傳動(dòng)形式為圓柱直齒傳動(dòng)，所以認(rèn)定為齒輪軸不受到軸向力的作用，只收到徑向力的作用。 4.11.2 軸承選用與壽命計(jì)算 深溝球軸承選用60000型，查GB/T276-1994得，齒輪軸安裝軸承的那部分軸直

50、徑，選用型號(hào)為61805，其外徑，寬，采用脂潤(rùn)滑，軸承極限轉(zhuǎn)速為，總重。 基本額定靜載荷 基本額定動(dòng)載荷 單個(gè)軸承受支反力 徑向當(dāng)量動(dòng)載荷 壽命 所選軸承滿足條件。 4.12 小齒輪強(qiáng)度校核 小齒輪受力如下圖所示 圖4-5 小齒輪的受力示意簡(jiǎn)圖 受力分析 齒輪軸扭矩彎矩如下圖所示 圖4-6 齒輪軸的扭矩彎矩示意簡(jiǎn)圖 由4.8.4知

51、 按第三強(qiáng)度理論校核 45鋼許用應(yīng)力，校核安全。 4.13 螺桿軸承選用 螺桿僅受到軸向力的作用，所以軸承的選擇上應(yīng)著重考慮軸向力的承受能力。所以應(yīng)采用角接觸軸承7000C系列，經(jīng)查GB/T292-1994,得知螺桿的直徑為42mm，為方便選擇標(biāo)準(zhǔn)軸承，將螺桿安裝軸承部分的直徑設(shè)計(jì)為40mm，選用的軸承的型號(hào)為7008C，其孔徑為40mm,軸承最大直徑為68mm，寬為15mm，a=14.7, 該軸承額定靜載荷,額定動(dòng)載荷,采用脂潤(rùn)滑方式時(shí)，其極限轉(zhuǎn)速為，油潤(rùn)滑方式時(shí)，其極限轉(zhuǎn)速為，總重。 4.13.1 已知數(shù)據(jù) 已知大齒輪上的圓周力 徑向力

52、 大齒輪上的作用力 軸徑為，軸的轉(zhuǎn)速，本設(shè)計(jì)要求該軸承的最大壽命不小于350h，在使用頻率不高的情況下，平均每次最多連續(xù)工作45分鐘，可以使用28000次，并做出假設(shè)：每日工作時(shí)間為10個(gè)小時(shí)，每小時(shí)伸縮次數(shù)為一次，則一年一共伸縮3600次，則可使用7.8年。并且可靠性不低于90% 螺桿實(shí)際軸向力 。 4.13.2 壽命計(jì)算 螺桿軸零件受力如下圖所示 圖4-7 螺桿軸各零件受力示意簡(jiǎn)圖 軸向力，徑向力，圓周力， 由力學(xué)原理 。 ，， 軸承作用反

53、力 ，線形插值求， 計(jì)算附加力 比較 和， 計(jì)算壽命 滿足條件。 4.14 軸承座 軸承座可選擇標(biāo)件，也可以根據(jù)具體設(shè)計(jì)要求進(jìn)行自主設(shè)計(jì)。由于小齒輪所選用的軸承尺寸比較小，所以需要另行設(shè)計(jì)，而螺桿軸的軸承座則可選擇標(biāo)件即可。經(jīng)查GB/T7813-1987可知,軸承座選則SN型，其代號(hào)為SN 208,總重W=2.6kg。軸承座為方便安裝配合其他零件，自主設(shè)計(jì)最優(yōu)。 4.15 傳動(dòng)鍵設(shè)計(jì) 選擇普通圓頭平鍵進(jìn)行聯(lián)接，需要進(jìn)行擠壓強(qiáng)度

54、的驗(yàn)算。軸徑，大齒輪齒寬。經(jīng)查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得，由于軸徑，所以查得對(duì)應(yīng)平鍵截面尺寸，經(jīng)查詢GB/T1567-2003,得齒輪的齒寬，選取鍵的長(zhǎng)度。鍵的工作長(zhǎng)度，許用擠壓應(yīng)力。 校核強(qiáng)度 設(shè)計(jì)用鍵滿足要求，代號(hào)GB/T1567 鍵12×8×36，軸深5mm，轂深3.3mm。 4.16 重新校核螺桿強(qiáng)度 通過計(jì)算所得出的功率小于所選電機(jī)的功率，則螺桿軸所受的圓周力會(huì)相應(yīng)的增加，所以螺桿強(qiáng)度應(yīng)該進(jìn)行重新校核。 由4.14.1可知螺桿運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的實(shí)際軸向力，由4.4.2可知螺桿的直徑以及所受到的軸向力之間的關(guān)系為，將帶入式中可得螺桿的最小直徑，本設(shè)計(jì)中所選擇的螺桿直徑，所

55、以符合設(shè)計(jì)要求，其相關(guān)的參數(shù)可由F推導(dǎo)得出，亦在安全許用范圍之內(nèi)，所以校核安全。 4.17 章節(jié)小結(jié) 本章主要介紹了齒輪聯(lián)動(dòng)傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)，其中涉及小齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，聯(lián)軸器的選用，軸承的選擇，以及小齒輪強(qiáng)度的校核，螺桿軸承的選用等多個(gè)零部件的計(jì)算及選用，以滿足設(shè)計(jì)的合理性。螺桿減速裝置的選擇以及計(jì)算，主要針對(duì)于疲勞強(qiáng)度的計(jì)算和校核，齒輪主要參數(shù)的確定，以及電機(jī)型號(hào)的選擇。伸縮機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及大量的計(jì)算，其中包括機(jī)構(gòu)的設(shè)想以及材料的選擇，本章最重要的部分就是針對(duì)伸縮機(jī)構(gòu)的大量計(jì)算，以用于驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性以及機(jī)構(gòu)性能的驗(yàn)證。

56、 第5章 輸送機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì) 5.1 機(jī)架的要求 輸送機(jī)的機(jī)架基本功能就是安裝輸送機(jī)其他零部件，并且整體強(qiáng)度可以承載所有零部件總重，整體空間足夠，避免零部件之間相互干涉。機(jī)架的設(shè)計(jì)在滿足這些基本要求的前提下需盡可能的美觀，使用合理[12]。 通常市場(chǎng)上常見的輸送機(jī)機(jī)架為焊接式和整體式，并且在此方面沒有相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，具體形式還需進(jìn)行自主設(shè)計(jì)。焊接式機(jī)架中DTⅡ型通用帶式輸送機(jī)的機(jī)架應(yīng)用比較廣泛，可供選擇，如下圖5-1，圖5-2所示。 圖5-1 焊接式機(jī)架 圖5-2 整體

57、式機(jī)架 機(jī)架除焊接式外也有將焊接與整體相互結(jié)合的形式。如下圖所示 圖5-3 組合式機(jī)架 輸送機(jī)總體的規(guī)格以及用途是決定輸送架形式的主要因素，在本設(shè)計(jì)中的輸送機(jī)總長(zhǎng)為8m，屬于偏小型輸送機(jī)，而對(duì)于小型輸送機(jī)來說，整體式實(shí)用更加方便，合理并且美觀。所以本設(shè)計(jì)中采用整體式機(jī)架。 根據(jù)本設(shè)計(jì)具體情況，整體式機(jī)架可以配合輸送機(jī)中的驅(qū)動(dòng)滾筒和托輥以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部件等主要部件安裝，采用對(duì)稱形式，這樣安裝設(shè)計(jì)可以保證整體穩(wěn)定并且使得零部件穩(wěn)定。 本設(shè)計(jì)中的機(jī)架為整體式，部分零部件的安裝需要采用支撐板或肋板與主機(jī)架焊接的方式相互連接固定。 5.2 機(jī)架的材料選

58、擇 選用Q235，容易制造、成型，焊接性能好。 5.3 機(jī)架形式與零件布置 5.3.1 輸送機(jī)橫截面布置設(shè)計(jì) 由3.7～3.9可以查得零件的選用尺寸，本設(shè)計(jì)中的零件尺寸設(shè)計(jì)需要配合相關(guān)零件的設(shè)計(jì)結(jié)果，以方便安裝配合。機(jī)架中需要在一些部位添加支撐板或加強(qiáng)板，機(jī)架整體的橫截面可以設(shè)計(jì)為“C”形。機(jī)架橫斷面的設(shè)計(jì)如下圖所示 圖5-4輸送機(jī)機(jī)架橫斷面設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 如圖所以，主機(jī)架的總高度H>動(dòng)力驅(qū)動(dòng)滾筒的直徑+上托輥的高度+改向滾筒的直徑，初步設(shè)計(jì)高度，主機(jī)架的邊長(zhǎng)。 伸長(zhǎng)架的總高度>選用改向滾筒的直徑，初步設(shè)計(jì)高度,伸長(zhǎng)架的邊長(zhǎng)。 機(jī)架的平均厚度初定為。

59、 5.3.2 輸送機(jī)側(cè)面布置設(shè)計(jì) 輸送機(jī)側(cè)面布置如下圖所示 圖5-5輸送機(jī)整體側(cè)面布置簡(jiǎn)圖 如上圖所示，簡(jiǎn)圖中圓頭部分的長(zhǎng)度不計(jì)在設(shè)計(jì)總長(zhǎng)內(nèi)，圓頭部分的設(shè)計(jì)僅用于安裝使用方便。根據(jù)設(shè)計(jì)要求主機(jī)架總體長(zhǎng)度，輸送機(jī)伸長(zhǎng)架的長(zhǎng)度。 5.4 機(jī)架質(zhì)量估算 查Q235鋼密度為， 主機(jī)架橫截面面積 主機(jī)架質(zhì)量 伸長(zhǎng)架橫截面面積 伸長(zhǎng)架質(zhì)量 5.5 輸送機(jī)整體重量估算 輸送機(jī)總體質(zhì)量包括輸送帶、上下托輥、滾筒、主機(jī)架及伸長(zhǎng)架、零部件，總

60、重量估算為1429kg。 5.6 輸送機(jī)支撐架形式 由于本設(shè)計(jì)中有可傾斜這個(gè)功能，所以設(shè)計(jì)輸送機(jī)整體支撐架時(shí)要實(shí)現(xiàn)此功能。本設(shè)計(jì)采用一端安裝液壓缸，另一端安裝鉸支來實(shí)現(xiàn)傾斜功能。鉸支和鉸支座之間采用螺栓連接，鉸支座固定可使輸送機(jī)整體傾斜一個(gè)不大于15°的傾角[13-14]。根據(jù)螺桿部分的計(jì)算數(shù)據(jù)可定螺栓直徑D=40mm。這種連接方常見于吊車中。 5.7 固定鉸支座和液壓缸受力分析和安裝位置設(shè)計(jì) 輸送機(jī)傾斜示意圖如下圖所示 圖5-6計(jì)算示意圖 本設(shè)計(jì)中輸送機(jī)的離地高度定為500mm，設(shè)系數(shù)x為鉸支座距離輸送機(jī)整體尾端的水平距離，設(shè)計(jì)要求輸送機(jī)傾斜15°時(shí)為保安全輸送，

61、尾端不可碰觸地面。根據(jù)現(xiàn)有條件得以下幾何關(guān)系 選定系數(shù),，考慮第一種情況，帶式輸送機(jī)處于初始長(zhǎng)度時(shí)進(jìn)行輸送，假設(shè)輸送機(jī)的全部受力集中于中心點(diǎn)，簡(jiǎn)化模型。 受力圖如圖所示 圖5-7輸送機(jī)的整體受力簡(jiǎn)圖1 考慮第二種情況，帶式輸送機(jī)處于伸長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)的長(zhǎng)度為8m長(zhǎng)時(shí)，如圖所示 圖5-8 輸送機(jī)的整體受力簡(jiǎn)圖2 5.8 伸長(zhǎng)架穩(wěn)定性計(jì)算 輸送機(jī)完全伸出和完全收回是兩種極限情況下的狀態(tài)，需要通過懸臂梁模型來驗(yàn)證極限狀態(tài)下螺桿與伸長(zhǎng)架之間的穩(wěn)定性[18-19]。 圖5-9 伸長(zhǎng)架懸臂梁模型簡(jiǎn)圖

62、 根據(jù)上圖可知，輸送機(jī)未運(yùn)轉(zhuǎn)，直考慮伸長(zhǎng)架受力，靜止時(shí)皮帶的張緊力，拉力F，和螺母所受拉力數(shù)值相同。 已知伸長(zhǎng)架部分的總重力G=3257.185N 皮帶的靜止張緊力 由力矩平衡 算出F=134N，校核是安全的。 同理得完全收回狀態(tài)下，F(xiàn)’=1628.6N,所以經(jīng)過校核得知安全。 5.9 定制液壓缸 傾斜機(jī)構(gòu)所選用的液壓缸需要安裝于距離尾部3.8m的位置，在輸送機(jī)處于完全傾斜狀態(tài)的時(shí)候，其伸長(zhǎng)高度為，如果按液壓缸原長(zhǎng)為0.5m來進(jìn)行設(shè)計(jì)，則液壓缸許用行程應(yīng)為0.484m。但是由于輸送機(jī)的移動(dòng)是通過在整體的底部需要安裝上四個(gè)腳輪來實(shí)現(xiàn)的，整體高度會(huì)有所提高[

63、20-21]，所以液壓缸許用行程應(yīng)為0.5m，液壓缸的推力為12kN，壓力為11.5kN，其余相關(guān)具體參數(shù)需進(jìn)行咨詢廠家定制。 5.10 工業(yè)腳輪、伸長(zhǎng)架用滑輪及其他產(chǎn)品 輸送機(jī)的移動(dòng)功能是用過工業(yè)腳輪來實(shí)現(xiàn)的，本設(shè)計(jì)采用4個(gè)腳輪，每個(gè)腳輪需能承受5kN的力。本設(shè)計(jì)為減小伸長(zhǎng)架伸出時(shí)所受的阻力，決定安裝2個(gè)V型滑輪，每個(gè)滑輪需能承受2.5kN的力。輸送機(jī)整體參數(shù)如下表所示： 表5-1：輸送機(jī)參數(shù)表 項(xiàng)目 參數(shù) 輸送機(jī)原始長(zhǎng)度 5m 輸送機(jī)伸長(zhǎng)長(zhǎng)度 3m 最大變幅仰角 15° 輸送帶帶寬 800mm 輸送機(jī)整體質(zhì)量 1.43t 輸送物品

64、形式 成件物品 輸送速度 1 m/s 輸送量 1000件/h 驅(qū)動(dòng)功率 1.5kW 單件物品質(zhì)量上限 50kg 輸送機(jī)單次伸縮時(shí)間 45s 5.11 章節(jié)小結(jié) 本章主要介紹了鉸支和液壓缸的計(jì)算和選用，應(yīng)滿足輸送機(jī)的使用要求，合理可靠，方便操作等條件。輸送機(jī)機(jī)架的設(shè)計(jì)，這部分是整體機(jī)構(gòu)的骨架，要滿足強(qiáng)度，零部件合理布局等條件，并且要方便使用，便于操作。 結(jié)論 本文中著重針對(duì)可伸縮功能部分，伸縮方式選擇，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇以及聯(lián)接方式的確定進(jìn)行了大篇幅詳細(xì)的探討與計(jì)算，對(duì)各傳動(dòng)部件在各種極限運(yùn)輸情況下的強(qiáng)度進(jìn)行了檢驗(yàn)校核，以及減速齒輪的設(shè)計(jì)和校核，以確保輸送機(jī)

65、的正常功能使用。 移動(dòng)可伸縮帶式輸送機(jī)是一種現(xiàn)今應(yīng)該廣泛、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的大運(yùn)輸量、運(yùn)輸距離長(zhǎng)并且運(yùn)輸可靠的物料運(yùn)輸機(jī)械，主要工作原理為驅(qū)動(dòng)滾筒通過傳送帶與轉(zhuǎn)向滾筒之間的摩擦力帶動(dòng)轉(zhuǎn)向滾筒，使得皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)，這種運(yùn)輸方式簡(jiǎn)單環(huán)保節(jié)能，在現(xiàn)今很多運(yùn)輸系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。本設(shè)計(jì)首先從多種伸縮方案選擇最優(yōu)設(shè)計(jì)的方案，并對(duì)該伸縮方案進(jìn)行詳細(xì)探討及設(shè)計(jì)，并根據(jù)初期設(shè)計(jì)要求進(jìn)行功能分析，考慮相互安裝配合問題，進(jìn)行逐步方案確定，并著重針對(duì)連接部分以及傳動(dòng)部分進(jìn)行校核計(jì)算，以確保整機(jī)的安全可靠性，并能滿足設(shè)計(jì)的要求。 致謝 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中我十分的感謝我的導(dǎo)師趙金濤老師，在他的悉心教導(dǎo)以及極其認(rèn)

66、真負(fù)責(zé)的教學(xué)態(tài)度下，使我的很多難題和想法得到了解決和肯定，并給了我個(gè)非常大的鼓勵(lì)，趙老師在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中給予了我很大的幫助，也增強(qiáng)了我的責(zé)任感。這次設(shè)計(jì)內(nèi)容的質(zhì)量也是在趙老師的嚴(yán)格要求以及一絲不茍的態(tài)度下不斷得到完善和補(bǔ)充，使我受益匪淺。這是我首次做畢業(yè)設(shè)計(jì)，過程中碰到了很多以前未遇到的問題和困難，在趙老師細(xì)心的幫助下，這些問題都被一一解決，在此期間使我學(xué)到了更多的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。在此，我要對(duì)悉心指導(dǎo)我，并給予我很大幫助的導(dǎo)師再次表示我由衷的感謝以及真誠(chéng)的敬意。 同時(shí)，也向?qū)Ρ驹O(shè)計(jì)進(jìn)行仔細(xì)評(píng)審，并給予我寶貴意見及建議的各位老師，表示我衷心的感謝！ 參考文獻(xiàn) [1] 《運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》編委會(huì)．運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)[M]．北京化學(xué)工業(yè)出版社，2004：20-38 [2] 張鉞.新型帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．北京冶金工業(yè)出版社，2001：13-46 [3] 《現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊(cè)》編委會(huì).現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊(cè)[M]．北京機(jī)械工業(yè)出版社，2002:40-46 [4] 《機(jī)械工程手冊(cè)、電子工程手冊(cè)》編委會(huì)．機(jī)械工程手冊(cè)[M]．北京機(jī)械工業(yè)出版社，2007:5-7 [