2460 帶式輸送機(jī)驅(qū)動裝置設(shè)計(jì)

2460 帶式輸送機(jī)驅(qū)動裝置設(shè)計(jì),輸送,驅(qū)動,裝置,設(shè)計(jì) 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表指導(dǎo)教師： 趙武 職稱： 教授 所在院（系）： 機(jī)械與動力工程學(xué)院 教研室（研究室）： 機(jī)制教研室 題 目 帶式輸送機(jī)驅(qū)動裝置設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 吳曉然 專業(yè)班級 08 機(jī)制 2 班 學(xué)號 0828070135一、選題質(zhì)量：（主要從以下四個(gè)方面填寫：1、選題是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，能否體現(xiàn)綜合訓(xùn)練要求；2、題目難易程度；3、題目工作量；4、題目與生產(chǎn)、科研、經(jīng)濟(jì)、社會、文化及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)等實(shí)際的結(jié)合程度）吳曉然選的該題目為帶式輸送機(jī)驅(qū)動裝置設(shè)計(jì)，主要涉及減速器的設(shè)計(jì)，滾筒與聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)等，該設(shè)計(jì)與該同學(xué)本科階段所學(xué)專業(yè)知識聯(lián)系緊密，符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，題目的難易程度與工作量都比較適中，該題目與日常生產(chǎn)、科研等實(shí)際結(jié)合程度非常大，在做該設(shè)計(jì)時(shí)，需要查閱各種資料，完成很多的難題。通過這次設(shè)計(jì)的鍛煉能夠很大程度的鍛煉學(xué)生的綜合運(yùn)用知識的能力，為以后在這方面的創(chuàng)新打下結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)。二、開題報(bào)告完成情況：該同學(xué)認(rèn)真分析了選題，通過調(diào)查和親自去工廠里實(shí)習(xí)，非常明確自己的課題設(shè)計(jì)方向與內(nèi)容，在實(shí)習(xí)中通過對輸送機(jī)的驅(qū)動裝置認(rèn)真分析，開題報(bào)告完成的比較好。2三、階段性成果：1、本次設(shè)計(jì)的實(shí)習(xí)報(bào)告與開題報(bào)告已經(jīng)完成，設(shè)計(jì)方案及內(nèi)容已經(jīng)確定。2、大部分零件的設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，個(gè)別零件圖也已完成局部裝配圖與設(shè)計(jì)說明書正在進(jìn)行中。3、英文文獻(xiàn)的翻譯基本完成。四、存在主要問題：1、因?qū)I(yè)知識薄弱，部分零件分析部分有困難。2、因 CAD 操作水平有限，裝配圖的繪制困難比較大。3、因第一次單獨(dú)做畢業(yè)設(shè)計(jì)，整體不好把握。五、指導(dǎo)教師對學(xué)生在畢業(yè)實(shí)習(xí)中，勞動、學(xué)習(xí)紀(jì)律及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展等方面的評語指導(dǎo)教師： （簽名）年 月 日3 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 摘 要帶式輸送機(jī)驅(qū)動裝置是輸送機(jī)的動力的來源，主要由電動機(jī)通過聯(lián)軸器、減速器、帶動傳動滾筒轉(zhuǎn)動。本驅(qū)動裝置設(shè)計(jì)中，首先根據(jù)輸送機(jī)的工作要求確定傳動方案,然后確定電動機(jī),由電機(jī)及工作機(jī)進(jìn)行減速器設(shè)計(jì), 驅(qū)動裝置，驅(qū)動裝置架，傳動滾筒，滾筒頭架設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞： 帶式輸送機(jī) 驅(qū)動裝置 減速器 滾筒 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 AbstractConveyor belt conveyor drive is the driving force of the source. The main belt conveyor drive motor through a coupling, reducer, driving drum driven rotation. With drum and the friction of the belt, the belt movement, a tilt of the belt conveyor also set up for brakes and stop.In this drive in accordance with the design of the first conveyor requirements for the work programme identified transmission, and then determine Motors, electrical and machine reducer design work, drive, drive planes, driving drum, drum-head design .Keywords: Beltconveyor DrivingDevice Reducer Drum 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 目 錄1 概述 ......................................................11.1 帶式輸送機(jī)的概述 ....................................11.1.1 國內(nèi)外綜述 ....................................11.1.2 驅(qū)動裝置的類型 ................................61.1.3 驅(qū)動裝置的選擇與比較 ..........................71.1.4 減速器的選擇與比較 ...........................122 運(yùn)動方案的擬訂 ...........................................153 減速器設(shè)計(jì) ...............................................183.1 選擇電動機(jī) .........................................183.1.1 選擇電動機(jī)的類型 .............................183.1.2 選擇電動機(jī)的容量 .............................183.1.3 確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 .............................193.2 計(jì)算總傳動比并分配各級傳動比 .......................203.2.1 計(jì)算總傳動比 .................................203.2.2 分配各級傳動比 ...............................203.3 運(yùn)動參數(shù)的計(jì)算 .....................................213.3.1 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速: ................................213.3.2 各軸的功率和轉(zhuǎn)矩 .............................213.4 傳動零件(齒輪)的設(shè)計(jì) ...............................223.4.1 減速器的選型 .................................223.4.2 高速級齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 .....................223.4.3 低速級齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算 .....................283.5 軸的設(shè)計(jì) ...........................................333.5.1 軸的材料 .....................................33 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 3.5.2 軸徑的初步估算 ...............................333.5.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................343.5.4 按彎扭合成進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核 ...................363.6 軸承的選擇 .........................................463.6.1 軸 I 上的軸承的選擇 ...........................463.6.2 軸 III(輸出軸)上的軸承的選擇 .................513.7 鍵的選擇 ...........................................533.7.1 高速級大齒輪與軸的聯(lián)接 .......................533.7.2 低速級大齒輪與軸的聯(lián)接 .......................543.8 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .......................................553.9 聯(lián)軸器、潤滑、密封、公差及其他附件設(shè)計(jì) .............573.9.1 聯(lián)軸器的選擇設(shè)計(jì) .............................573.9.2 潤滑 .........................................603.9.3 密封 .........................................623.9.4 公差與配合 ...................................623.9.5 其他附件的設(shè)計(jì) ...............................634 驅(qū)動滾筒設(shè)計(jì) .............................................644.1 驅(qū)動滾筒的選擇設(shè)計(jì) .................................644.2 驅(qū)動滾筒軸的設(shè)計(jì) ...................................694.2.1 驅(qū)動滾筒軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .........................694.2.2 滾筒軸的校核 .................................704.2.3 滾筒的周向定位 ...............................715 托輥的設(shè)計(jì) ...............................................735.1 托輥的作用與類型 ...................................735.1.1 作用 .........................................73 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 5.1.2 托輥的類型 ...................................735.2 托輥的間距 .........................................755.3 托輥的選型 .........................................755.3.1 槽形托輥 .....................................755.3.2 緩沖托輥 .....................................765.3.3 回程托輥 .....................................775.3.4 調(diào)心托輥 .....................................785.4 托輥的密封結(jié)構(gòu) .....................................78致謝 .......................................................79參考文獻(xiàn) ...................................................80 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 11 概述1.1 帶式輸送機(jī)的概述1.1.1 國內(nèi)外綜述帶式輸送機(jī)的產(chǎn)生已有 150 年的歷史，其結(jié)構(gòu)原理是：帶式輸送機(jī)是以輸送帶作牽引和承載構(gòu)件，通過承載物料的輸送帶的運(yùn)動進(jìn)行物料輸送的連續(xù)輸送設(shè)備。帶式輸送機(jī)的基本結(jié)構(gòu)是：輸送帶繞經(jīng)傳動滾筒和尾部滾筒形成無極環(huán)形帶，上下輸送帶由托輥支承以限制輸送帶的撓曲垂度。拉緊裝置為輸送帶正常運(yùn)行提供所需的張力。工作時(shí)驅(qū)動裝置驅(qū)動傳動滾簡，通過傳動滾筒和輸送帶之間的摩擦力驅(qū)動輸送帶運(yùn)行，物料裝在輸送帶上和輸送帶一起運(yùn)動。帶式輸送機(jī)一般是在端部卸載，當(dāng)采用專門的卸載裝置時(shí)，也可在中間卸載。早期的輸送帶是用皮革之類的材料制成，后來用皮革加纖維織物制造。有關(guān)輸送帶的最早文獻(xiàn)是由 Oliver Evans 于 1795 年在美國費(fèi)城出版的《Millers Guide》上發(fā)表的，當(dāng)時(shí)的輸送機(jī)被描述為 “在框或槽里的兩個(gè)滾筒上旋轉(zhuǎn)的薄而柔軟的寬環(huán)皮帶或帆布帶”。1858 年，S．T．Parma lee 取得了織物增強(qiáng)的橡膠輸送帶的專利。1863 年，O．C．Dodge 關(guān)于處理谷物的輸送帶被授予美國專利。1892 年，Thomas Robins 發(fā)明的槽型結(jié)構(gòu)的帶式輸送機(jī)在礦物工程中應(yīng)用，確定了當(dāng)代輸送機(jī)的基本型式。此后，隨著物料運(yùn)輸量的增大，帶式輸送機(jī)取得了巨大的發(fā)展，出現(xiàn)了大量的新型結(jié)構(gòu)和新型的帶式輸送機(jī)。在這些新型帶式輸送機(jī)中具有代表性的主要有：大傾角帶式輸送機(jī)(包括深槽帶式輸送機(jī)、花紋帶式輸送機(jī)以及壓帶式輸送機(jī)等)、管狀帶式 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 2輸送機(jī)、氣墊帶式輸送機(jī)、平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)、線摩擦帶式輸送機(jī)等。帶式輸送機(jī)自 1795 年被發(fā)明以來，經(jīng)過兩個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，已被電力、冶金、煤炭、化工、礦山、港口等各行各業(yè)廣泛采用，特別是第二次上業(yè)革命帶來了新材料、新技術(shù)的采用、使帶式輸送機(jī)的發(fā)展步入一個(gè)新紀(jì)元。當(dāng)今，無論從輸送量、運(yùn)距、經(jīng)濟(jì)效益等各方面來衡量，它已可以同火車、汽車運(yùn)輸抗衡成為三足鼎立局面，已經(jīng)成為爭先發(fā)展的行業(yè)。它具有以下特點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)簡單。帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)由傳動滾筒、改向滾筒、托輥或無輥式部件、驅(qū)動裝置、等部件組成；能進(jìn)行批量化生產(chǎn)，并可按需要進(jìn)行組合裝配。(2)輸送物料范圍廣泛。帶式輸送機(jī)的輸送帶具有抗磨、耐酸堿、耐油、阻燃等各種性能，并耐高溫和低溫，可按需要制造，因而能輸送各種散料、塊料、化學(xué)品、牛熟料和混凝土。(3)輸送量大。最大量可從每小時(shí)幾公斤到幾千噸，而且是連續(xù)不間斷運(yùn)送，這是火車和汽車運(yùn)輸望塵莫及的。(4)運(yùn)距長。單機(jī)長度可達(dá)十幾公里長。 (5)對線路適應(yīng)性強(qiáng)。現(xiàn)代的帶式輸送機(jī)在越野敷設(shè)時(shí)，已從槽形發(fā)展到圓管形，它可在水平及垂直面上轉(zhuǎn)彎，打破了槽形帶式輸送機(jī)不能轉(zhuǎn)彎的限制、因而能依山宰水，沿地形而走，可節(jié)省大量修隧道、橋梁的基建投資；(6)裝卸料十分方便。帶式輸送機(jī)可根據(jù)工藝流程需要，可在任何點(diǎn)上進(jìn)行裝、卸料、圓管式帶式輸送機(jī)也是如此。還可以在回程段上裝，卸料進(jìn)行回程運(yùn)輸。(7)可靠性高。由于結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)動部件自重輕．只要輸送帶不被撕破。壽命可長達(dá)十年之久，而金屬結(jié)構(gòu)部件，只要防銹好．幾十年 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 3也年壞。(8)臺運(yùn)費(fèi)低廉。帶式輸送機(jī)的磨損件僅為托輥和滾簡。輸送帶壽命長。自動化程度高。使用人員很少，平均每公里不到 1 人，消耗的機(jī)油和電力也很少。(9)基建投資省?；疖?、汽車輸送的坡度部太小，因而延長米大。修建的路基長 而帶式輸送機(jī)一般可在 20 度以上，如用圓管式 90 度都能上去。又能水平轉(zhuǎn)彎．大大節(jié)省了基建投資；另外，通過合理設(shè)計(jì)也可大量節(jié)約基建投資；現(xiàn)國外帶式輸送機(jī)每公里成本費(fèi)為 100—300 萬美元，國內(nèi)為人民幣 500 萬元，其中輸送帶成本占整機(jī)成本的30%—50%。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，輸送帶成本將進(jìn)一步下降。(10)能耗低，效率高。由于運(yùn)功部件自重輕，無效運(yùn)量小，在所有連續(xù)式和非連續(xù)式運(yùn)輸中，帶式輸送機(jī)耗能最低、效率最高。(11)維修費(fèi)少。帶式輸送機(jī)運(yùn)動部件僅是滾筒和托輥、輸送帶又十分耐磨。相比之下、火車、汽車磨損部件要多很多，且更換磨損件也較為頻繁。(12)應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，市場巨大。根據(jù)調(diào)查，我國現(xiàn)有帶式輸送機(jī)約 200 萬臺。其中鍋爐上煤約 40 萬臺；煤礦 120 萬臺；火力發(fā)電廠 167 座，每廠約 3KM。折合 1 萬臺；建材廠和水泥廠 6 千個(gè)，平均每廠 50 臺，共計(jì) 30 萬臺；港口碼頭約 1 萬臺．不包括卸船機(jī)和散貨裝船機(jī)等。而當(dāng)作環(huán)保機(jī)械的圓管式帶式輸送機(jī)在火力發(fā)電廠中的除灰系統(tǒng)的潛力更大。近年來，在世界范圍內(nèi)帶式輸送機(jī)有了重大的發(fā)展。伴隨著能力和速度不斷提高的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，許多工程技術(shù)人員已經(jīng)研制出了新的產(chǎn)品，同時(shí)理解了有關(guān)運(yùn)輸?shù)奈锢磉^程。在研究方面，大量重要的工作發(fā)源于 1980 年以前的德國，研究 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 4主要針對普通的輸送帶技術(shù)。在德國，一些創(chuàng)始研究人員Viering、Lachmann 、Grimmer、Alles 、Oehmen、Hager 和 Funke都致力于設(shè)計(jì)、輸送機(jī)理論和運(yùn)行的研究。特別是 Funke 在漢諾威完成了關(guān)于輸送帶特別是針對鋼絲芯輸送帶動態(tài)特性的博士論文。在關(guān)于制動時(shí)間和停機(jī)方面，通過 Funke 的研究，提出了停車時(shí)高的動張力產(chǎn)生是由于輸送帶內(nèi)具有很大的彈性能所致的理論。目前國外關(guān)鍵技術(shù)與裝備有以下幾個(gè)特點(diǎn)：(1)設(shè)備大型化。其主要技術(shù)參數(shù)與裝備均向著大型化發(fā)展，以滿足年產(chǎn)千萬噸以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要；(2)用動態(tài)分析技術(shù)和機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)監(jiān)控等高新技術(shù)，采用大功率軟起動與自動張緊技術(shù)，對輸送機(jī)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測與監(jiān)控，大大地降低了輸送帶的動張力，設(shè)備運(yùn)行可靠性高，生產(chǎn)效率高；(3)采用多機(jī)驅(qū)動與中間驅(qū)動及其功率平衡等技術(shù)，使輸送機(jī)單機(jī)運(yùn)行長度在理論上己不受限制，并確保了輸送系統(tǒng)各部件的通用化、系列化和標(biāo)準(zhǔn)化；(4)應(yīng)用新型、高可靠性關(guān)鍵部件技術(shù)。如包含變頻、 CST 等在內(nèi)的各種先進(jìn)的大功率驅(qū)動裝置與調(diào)速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機(jī)尾等。目前西德編制了兩個(gè)從荷蘭鹿特丹到西德杜伊斯堡的帶式輸送機(jī)運(yùn)輸方案，全長 206km，該輸送機(jī)線路必須保證供應(yīng)魯爾工業(yè)區(qū)各鋼鐵公司所需的礦石，預(yù)計(jì)整條線路的實(shí)際效率為理論效率的70～80％，線路每年工作 5000 小時(shí)，年運(yùn)礦石量為 3600 萬噸。國際上在所有已投入使用的運(yùn)輸機(jī)輸送線路中以建在西撒哈拉的帶式輸送機(jī)運(yùn)輸線最典型。該線路長達(dá) 100km，用兩年半時(shí)間建成，整條線路由長為 6.9～11.8km 的帶式輸送機(jī)組成。帶寬為 1000mm，采用 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 5ST3150 型鋼絲繩芯膠帶，帶速為 4.5m/s。澳大利亞恰那鐵礦 20km長距離帶式輸送機(jī)系統(tǒng)是代表著現(xiàn)代帶式輸送機(jī)發(fā)展水平的一條運(yùn)輸線，該系統(tǒng)采用了先進(jìn)的托輥制造技術(shù)、水平轉(zhuǎn)彎技術(shù)和動態(tài)分析技術(shù)。到現(xiàn)在為止帶式輸送機(jī)中單機(jī)長度已超過 30.4km，膠帶速度已達(dá)15m/s，單臺輸送機(jī)裝機(jī)功率超過 25000kw。近二十年來，我國帶式輸送機(jī)有了很大的發(fā)展。對帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品開發(fā)都取得了可喜的成果。輸送機(jī)產(chǎn)品系列不斷增多，開發(fā)了大傾角、長距離新型帶式輸送機(jī)系列產(chǎn)品，并對帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)及其主要部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，應(yīng)用動態(tài)分析技術(shù)和中間驅(qū)動與智能化控制等技術(shù)，成功研制了多種軟啟動和制動裝置及以 PLC 為核心的可編程電控裝置。目前，國內(nèi)多所高校和科研機(jī)構(gòu)在進(jìn)行帶式輸送機(jī)的研究，遼寧工程技術(shù)大學(xué)在有限元分析、啟制動曲線、水平轉(zhuǎn)彎及斷帶檢測等方面進(jìn)行了研究；東北大學(xué)對托輥運(yùn)行阻力隨帶速變化進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，用于帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)和動態(tài)分析，分析轉(zhuǎn)彎部分的導(dǎo)向力和阻力，得出轉(zhuǎn)彎段輸送帶運(yùn)行的阻力計(jì)算方法，采用離散模型建立系統(tǒng)的動力學(xué)方程，開發(fā)平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)動態(tài)分析系統(tǒng)；上海交通大學(xué)在帶式輸送機(jī)縱向振動理論與橫向振動理論的基礎(chǔ)上，提出了帶式輸送機(jī)的動態(tài)設(shè)計(jì)方法以及該方法與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的設(shè)計(jì)決策支持系統(tǒng)。隨著研究工作不斷深入，帶式輸送機(jī)動力學(xué)性能研究積累了大量的寶貴經(jīng)驗(yàn)和資料，利用新的設(shè)計(jì)手段研究帶式輸送機(jī)動力學(xué)模型的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。帶式輸送機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵是動態(tài)設(shè)計(jì)與監(jiān)測，它是制約大型帶式輸送機(jī)發(fā)展的核心技術(shù)。在我國，20 世紀(jì) 80 年代之前，大型帶式輸送機(jī)基本上依賴于國 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 6外技術(shù)。在引進(jìn)、消化、合作研究的基礎(chǔ)上，目前已經(jīng)能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)、制造大型帶式輸送機(jī)系統(tǒng)。國內(nèi)的主要應(yīng)用：寶鋼原燃料輸送系統(tǒng)，全長 57km；小龍?zhí)睹旱V連續(xù)開采工藝輸送系統(tǒng)；首鋼水廠鐵礦半連續(xù)開采工藝輸送系統(tǒng)；大柳塔煤礦主平峒輸送機(jī) 4602m；山西晉城礦務(wù)局寺河礦 7600m 等。隨著帶式輸送機(jī)的廣泛應(yīng)用，對其的研究和改進(jìn)也越來越多，相信隨著科技的發(fā)展，人們的不斷努力，現(xiàn)在制約其應(yīng)用的問題將會一一得到解決，其應(yīng)用的前景將更加廣闊。近年來，在世界范圍內(nèi)帶式輸送機(jī)有了重大的發(fā)展。伴隨著能力和速度不斷提高的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，許多工程技術(shù)人員已經(jīng)研制出了新的產(chǎn)品，同時(shí)理解了有關(guān)運(yùn)輸?shù)奈锢磉^程。在研究方面，大量重要的工作發(fā)源于 1980 年以前的德國，研究主要針對普通的輸送帶技術(shù)。在德國，一些創(chuàng)始研究人員Viering、Lachmann 、Grimmer、Alles 、Oehmen、Hager 和 Funke都致力于設(shè)計(jì)、輸送機(jī)理論和運(yùn)行的研究。特別是 Funke 在漢諾威完成了關(guān)于輸送帶特別是針對鋼絲芯輸送帶動態(tài)特性的博士論文。在關(guān)于制動時(shí)間和停機(jī)方面，通過 Funke 的研究，提出了停車時(shí)高的動張力產(chǎn)生是由于輸送帶內(nèi)具有很大的彈性能所致的理論。1.1.2 驅(qū)動裝置的類型驅(qū)動裝置實(shí)際上是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，根據(jù)能量可能進(jìn)行的轉(zhuǎn)換方式，帶式輸送機(jī)的驅(qū)動可以有下面的幾種途徑：(1)電能→機(jī)械能:電動機(jī)通過電力電子技術(shù)直接驅(qū)動。其主要形式為：直流電動機(jī)調(diào)速方式、交流電動機(jī)軟啟動方式、交流電動機(jī)變頻調(diào)速方式、差動變頻無級調(diào)速。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 7(2)電能→液體動能→流體摩擦→機(jī)械能：液粘離合器驅(qū)動。(3)電能→液體動能→機(jī)械能：液力耦合器驅(qū)動。(4)電能→液壓能→機(jī)械能：液壓馬達(dá)驅(qū)動。按驅(qū)動系統(tǒng)的控制方式，可分為按驅(qū)動裝置的特性啟動和控制啟動。由于帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的驅(qū)動種類較多，根據(jù)傳動原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同，將現(xiàn)有的驅(qū)動裝置分成變頻調(diào)速、液力耦合器傳動、直流電動機(jī)調(diào)速、液體粘性離合器傳動、液壓馬達(dá)驅(qū)動、交流電動機(jī)軟起動和差動變頻無級調(diào)速等 7 類。目前國內(nèi)外廣泛使用的輸送機(jī)驅(qū)動裝置有：異步電動機(jī)帶減速器直接驅(qū)動、異步電動機(jī)帶限矩形液力偶合器和減速器驅(qū)動、異步電動機(jī)帶調(diào)速型液力偶合器和減速器驅(qū)動、異步電動機(jī)帶電氣軟起動器和減速器驅(qū)動、異步電動機(jī)帶 CST 驅(qū)動、異步電動機(jī)帶變頻調(diào)速驅(qū)動；繞線電動機(jī)帶減速器驅(qū)動；直流電動機(jī)帶減速器驅(qū)動和直流電動機(jī)直聯(lián)驅(qū)動。異步電動機(jī)帶減速器直接驅(qū)動和異步電動機(jī)帶限矩形液力偶合器帶式輸送機(jī)系統(tǒng)，在輸送機(jī)起動過程中電氣沖擊和彈性振動較大，一般用于系統(tǒng)要求較低的小型輸送機(jī)系統(tǒng)。電氣軟起動器和調(diào)速型液力偶合器由于受啟動力矩和控制精確性的限制一般僅適用于中小型帶式輸送機(jī)系統(tǒng)。但造價(jià)很高，所以采用的較少；變頻調(diào)速是通過改變定子的供電頻率以改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)的，精度高，調(diào)整范圍廣，但要相應(yīng)解決電氣帶來的一系列問題，電路系統(tǒng)比較復(fù)雜，且維修困難，造價(jià)高，采用也不十分普遍。所以，在將來的輸送機(jī)的發(fā)展中，應(yīng)該尋找更好的驅(qū)動方式，使其更適應(yīng)輸送機(jī)的運(yùn)行，以便得到最佳的效益。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 81.1.3 驅(qū)動裝置的選擇與比較目前國內(nèi)外帶式輸送機(jī)主要采用以下幾種驅(qū)動裝置，在此加以選擇與比較。主要比較以下結(jié)構(gòu)配置方式:(1)電動滾筒電動滾筒分內(nèi)裝式電動滾筒和外裝式電動滾筒，它們的主要區(qū)別在于內(nèi)裝式電動滾筒電動機(jī)裝在滾筒內(nèi)部，外裝式電動滾筒電動機(jī)裝在滾筒外部，并與滾筒剛性聯(lián)接。內(nèi)裝式電動滾筒由于電動機(jī)裝在滾筒內(nèi)部，電動機(jī)散熱性較差，一般用在功率為 30KW 以下、機(jī)長小于150m 的帶式輸送機(jī)上。外裝式電動滾筒由于電動機(jī)裝在滾筒外部，電動機(jī)散熱性較好，一般用在功率為 45KW 以下、機(jī)長小于 150m 的帶式輸送機(jī)上。其最大的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，維修費(fèi)用低，可靠性高，驅(qū)裝置和傳動滾筒合二為一。其缺點(diǎn)是軟起動性能差，電動機(jī)啟動時(shí)對電網(wǎng)沖擊大?？煽啃员?Y 型電動機(jī)+聯(lián)軸器+ 減速器驅(qū)動方式差。(2)Y 型電動機(jī)+聯(lián)軸器+減速器Y 型電動機(jī)+聯(lián)軸器+減速器驅(qū)動方式的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)工作量小，維修費(fèi)用低，可靠性高。其缺點(diǎn)是軟起動性能差，電動機(jī)啟動時(shí)對電網(wǎng)沖擊大。一般用在功率為, 45KW 以下、機(jī)長小于 150m的帶式輸送機(jī)上。(3)Y 型電動機(jī)+限矩型液力耦合器 +減速器Y 型電動機(jī) +限矩型液力耦合器+ 減速器是帶式輸送機(jī)上使用最為廣泛的一種驅(qū)動裝置。限矩型液力偶合器分帶后輔室限矩型液力偶合器和不帶后輔室限矩型液力耦合器。由于帶后輔室限矩型液力耦合器在電動機(jī)啟動時(shí)，液力油由后輔室通過節(jié)流孔緩慢進(jìn)入液力耦合器工作腔，所以其啟動性能優(yōu)于不帶后輔室限矩型液力耦合器。但是由于 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 9帶后輔室限矩型液力耦合器啟動時(shí)間長、發(fā)熱量大，所以在限矩型液力耦合器選型時(shí)，如果選用帶后輔室限矩型液力耦合器，在液力耦合器有兩個(gè)型號均能滿足其傳遞功率時(shí)，由于該形式液力耦合器啟動時(shí)間長，發(fā)熱量大，所以應(yīng)優(yōu)先選用較大型號液力耦合器；如果選用不帶后輔室限矩型液力耦合器，在液力耦合器有兩個(gè)型號均能滿足其傳遞功率時(shí)，由于該形式液力耦合器啟動時(shí)間較短、發(fā)熱量較小，所以應(yīng)優(yōu)先選用較小型號液力耦合器。對于有多臺電動機(jī)驅(qū)動的帶式輸送機(jī)，如果選用 Y 型電動機(jī)+限矩型液力耦合器+ 減速器驅(qū)動方式，液力耦合器建議選用帶后輔室限矩型液力耦合器。由于限矩型液力耦合器受散熱條件限制，所以 Y 型電動機(jī)+限矩型液力耦合器+減速器驅(qū)動方式一般用在單機(jī)功率為 630KW 以下，機(jī)長小于 1500m 的帶式輸送機(jī)上。其優(yōu)點(diǎn)是：性價(jià)比高，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，維護(hù)工作量小，維修費(fèi)用低，保護(hù)電動機(jī)過載，多臺電動機(jī)驅(qū)動時(shí)，能平衡電機(jī)功率，可分臺延時(shí)啟動，減小帶式輸送機(jī)起動時(shí)對電網(wǎng)的沖擊，可靠性高，價(jià)格低，是機(jī)長小于 1500m 的帶式輸送機(jī)的首選驅(qū)動方式。其缺點(diǎn)是：軟起動性能較差，不宜用于下運(yùn)帶式輸送機(jī)及要求具有調(diào)速功能的帶式輸送機(jī)。(4)型電動機(jī)+調(diào)速型液力耦合器 +減速器Y 型電動機(jī)+調(diào)速型液力耦合器+ 減速器是大型帶式輸送機(jī)常用的一種驅(qū)動方式，一般用在機(jī)長大于 800m 的長距離大型帶式輸送機(jī)上。其優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)較簡單，維護(hù)工作量較小，電動機(jī)空負(fù)荷啟動，保護(hù)電動機(jī)過載，多臺電動機(jī)驅(qū)動時(shí)，可分臺延時(shí)啟動，減小帶式輸送機(jī)啟動時(shí)對電網(wǎng)的沖擊，可靠性較高，軟啟動性能較好，具有啟動 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 10可控性能，即啟動時(shí)間可控、啟動速度曲線可控，價(jià)格較低。其缺點(diǎn)是：液力耦合器啟動時(shí)，由于液力耦合器工作腔油量變化和速度變化曲線為非線性關(guān)系且具有置后性，所以可控性動態(tài)響應(yīng)慢，做閉環(huán)控制難度較大，有時(shí)有滲油現(xiàn)象發(fā)生。不宜用于下運(yùn)帶式輸送機(jī)及要求具有調(diào)速功能的帶式輸送機(jī)。(5)Y 型電動機(jī)+CST 驅(qū)動裝置Y 型電動機(jī) +CST 驅(qū)動裝置是美國道奇公司專為帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)的，具有較高可靠性的機(jī)電一體化驅(qū)動裝置，一般用在機(jī)長大于100m 的長距離大型帶式輸送機(jī)上。其優(yōu)點(diǎn)是：軟起動性能良好，起動時(shí)速度曲線線性可控，停車時(shí)速度曲線也可控，可做閉環(huán)控制，電動機(jī)空負(fù)荷起動，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)工作量小，多臺電動機(jī)驅(qū)動時(shí)，可分臺延時(shí)啟動，減小帶式輸送機(jī)起動時(shí)對電網(wǎng)的沖擊。其缺點(diǎn)是：對維修工及潤滑油要求高，設(shè)備價(jià)格高。不宜用于下運(yùn)帶式輸送機(jī)及要求具有調(diào)速功能的帶式輸送機(jī)。(6)繞線電動機(jī)+減速器繞線電動機(jī)+減速器有三種控制方式，第一種控制方式為繞線電動機(jī)串頻敏電阻或水電阻；第二種控制方式為繞線電動機(jī)串金屬電阻；第三種控制方式為繞線電動機(jī)串級調(diào)速。第一種控制方式無調(diào)速功能，且電動機(jī)不能頻繁啟動，一般用在機(jī)長大于 500m 且電動機(jī)不頻繁啟動的帶式輸送機(jī)上。第二種控制方式無調(diào)速功能，但電動機(jī)可以頻繁啟動，配可控硅動力制動后，是下運(yùn)帶式輸送機(jī)最常用的驅(qū)動方式。第三種控制方式具有調(diào)速功能，可做閉環(huán)控制，一般用在機(jī)長大于100m 的長距離，且要求具有調(diào)速功能的大型帶式輸送機(jī)上。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 11其優(yōu)點(diǎn)是：第一、二種控制方式，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)工作量較小，軟起動性能較好，價(jià)格較低，起動時(shí)對電網(wǎng)沖擊小，可靠性高，可控性能好；第三種控制方式，動力制動性能優(yōu)良。其缺點(diǎn)是：第一、二種控制方式啟動和停車時(shí)能耗較大；第三種控制方式系統(tǒng)復(fù)雜，且有被交-交變頻或交-直-交變頻替代的趨勢。(7)高速直流電動機(jī)+減速器高速直流電動機(jī)+減速器驅(qū)動方式是一種具有調(diào)速功能的驅(qū)動方式，一般用在要求具有調(diào)速功能的大型帶式輸送機(jī)上。其優(yōu)點(diǎn)是：軟起動性能良好，起動時(shí)速度曲線線性可控，停車時(shí)速度曲線線性可控，電氣制動性能好，可無級變速，可控性能優(yōu)良，可做閉環(huán)控制，可靠性較高。其缺點(diǎn)是：價(jià)格十分昂貴，可控硅整流系統(tǒng)復(fù)雜，電控設(shè)備占地面積大，功率因數(shù)低，直流電動機(jī)有滑環(huán)，電刷磨損大，維護(hù)工作量較大，目前無防爆型，在煤礦井下無法使用。(8)低速直流電動機(jī)直接驅(qū)動帶式輸送機(jī)的驅(qū)動滾筒低速直流電動機(jī)直接驅(qū)動帶式輸送機(jī)的傳動滾筒驅(qū)動方式是一種具有調(diào)速功能的驅(qū)動方式，一般用在要求具有調(diào)速功能的大型帶式輸送機(jī)上，且電動機(jī)單機(jī)功率大于 10m 的帶式輸送機(jī)上。其優(yōu)點(diǎn)是：軟起動性能優(yōu)良，起動時(shí)速度曲線線性可控，停車時(shí)速度曲線線性可控，電氣制動性能好，可無級變速，可控性能優(yōu)良，可做閉環(huán)控制，無減速器，可靠性高。其缺點(diǎn)是：價(jià)格十分昂貴，可控硅整流系統(tǒng)復(fù)雜，電控設(shè)備占地面積大，功率因數(shù)低，直流電動機(jī)有滑環(huán)，電刷磨損大，維護(hù)工作量大，目前大功率無防爆型，在煤礦井下無法使用。變頻調(diào)速電動機(jī)+減速器 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 12(9)變頻調(diào)速電動機(jī)+減速器有二種控制方式第一種控制方式為交-交變頻，第二種控制方式為交-直-交變頻。交-交變頻系統(tǒng)功率因數(shù)較低，在啟動、運(yùn)行中將會產(chǎn)生較大的高次諧波，對電網(wǎng)造成污染。電動機(jī)的頻繁起動也將對電網(wǎng)會造成較大的無功沖擊，必須對此進(jìn)行綜合治理。相對交-直-交變頻設(shè)備投資較低。交-直-交變頻系統(tǒng)由于在裝置中設(shè)有濾波單元和補(bǔ)償單元，功率因數(shù)大于置諧波吸收和無功補(bǔ)償裝置，但單機(jī)功率大于 2000 KW 的交-直-交變頻傳動系統(tǒng)國內(nèi)目前尚不能生產(chǎn)，設(shè)備及備件必須進(jìn)口，相對交-交變頻設(shè)備投資較高。一般用在要求具有調(diào)速功能的大型帶式輸送機(jī)上。其優(yōu)點(diǎn)是：軟起動性能優(yōu)良，起動時(shí)速度曲線線性可控，停車時(shí)速度曲線線性可控，電氣制動性能好，可無級變速，可控性能優(yōu)良，可做閉環(huán)控制，可靠性高。其缺點(diǎn)是：價(jià)格十分昂貴，電控設(shè)備占地面積大，目前單機(jī)功率大于 400 KW 無防爆型，在煤礦井下無法使用。通過以上對帶式輸送機(jī)各種驅(qū)動裝置優(yōu)缺點(diǎn)的分析，在選擇帶式輸送機(jī)驅(qū)動裝置時(shí)，帶式輸送機(jī)不需要調(diào)速，且機(jī)長小于 1500 m 的帶式輸送機(jī)，Y 型電動機(jī)+限矩型液力偶合器+ 減速器是其首選驅(qū)動方式，其次為繞線電動機(jī)+減速器（控制方式為繞線電動機(jī)串金屬電阻） ；如果機(jī)長大于 1500 m 的帶式輸送機(jī)，Y 型電動機(jī)+CST 驅(qū)動裝置是其首選驅(qū)動方式，其次為 Y 型電動機(jī)+調(diào)速型液力偶合器+減速器。在帶式輸送機(jī)運(yùn)量變化較大，而且需要調(diào)速的情況下，變頻調(diào)速電動機(jī)+減速器是其首選驅(qū)動方式，其次為繞線電動機(jī)串級調(diào)速+減速器。1.1.4 減速器的選擇與比較帶式輸送機(jī)主要有輸送裝置和驅(qū)動裝置組成。驅(qū)動裝置的主要部 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 13件是驅(qū)動滾筒、減速器和電動機(jī)。電動機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、傳動軸和制動器組成。作為驅(qū)動裝置的核心減速器是原動機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要，在一些場合也用來增速，稱為增速器。減速器結(jié)構(gòu)緊湊，傳動準(zhǔn)確可靠，使用維護(hù)簡單，某些類型的減速器已有了標(biāo)準(zhǔn)化系列產(chǎn)品。減速器的種類有很多，按照傳動類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星減速器以及它們相互組合的減速器；按照傳動的級數(shù)可分為單級和多級減速器；按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐-圓柱齒輪減速器；按照傳動的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速器。常用的減速器的型式和應(yīng)用特點(diǎn)：單級圓柱齒輪減速器其傳動比一般 i≤8～10,輪齒可做成直齒、斜齒和人字齒。直齒用于速度較低（v≤8m/s）載荷較輕的傳動；斜齒輪用于速度較高的傳動。人字齒輪用于載荷較重的傳動中。兩級圓柱齒輪減速器分為展開式、分流式和同軸式三種，其傳動比一般推薦為 ī=8～60，但應(yīng)用特點(diǎn)各不相同。展開式：結(jié)構(gòu)簡單、但齒輪相對于軸承的位置不對稱，因此要求軸有較大的剛度。高速級齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，這樣，軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形可部分相互抵消，以減緩延齒寬載荷分布不均勻現(xiàn)象。用于載荷比較平穩(wěn)的場合。高速級一般做成斜齒，低速級做成直齒。分流式：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但由于齒輪相對軸承對稱布置，與展開式相比載荷沿齒寬分布均勻。中間軸危險(xiǎn)截面的轉(zhuǎn)矩相當(dāng)于軸所傳遞轉(zhuǎn)矩的一半。適用于變載荷的場合。高速級一般用斜齒，低速級用直齒或 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 14人字齒。同軸式：減速器橫向尺寸較小，兩對齒輪侵入油中深度大致相同。但軸向尺寸大和重量較大，且中間軸較長、剛度差，使沿齒寬載荷分布不均勻。高速軸的承載能力難以充分利用。在設(shè)計(jì)兩級或多級減速器時(shí)，合理的分配傳動比十分重要。因?yàn)樗苯佑绊懙綔p速器的尺寸、重量、潤滑方式和維護(hù)等。分配傳動比的原則是：(1)使各級傳動的承載能力接近相等。(2)使各級傳動的大齒輪侵入油中的深度大致相等，以使?jié)櫥奖恪?3)使減速器或得最小的外型尺寸和重量。中國齒輪行業(yè)在 20 世紀(jì) 90 年代的快速發(fā)展，以基本完成由賣方市場到買方市場的轉(zhuǎn)變。隨著我國體制改革的深入，充分發(fā)揮行業(yè)協(xié)會的作用，形成有序競爭的市場機(jī)制，是當(dāng)前市場發(fā)展的迫切任務(wù)。當(dāng)今世界各國減速器及齒輪技術(shù)的發(fā)展總趨勢是向六高、二低、二化方面發(fā)展。六高即高承載能力、高齒面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高傳遞效率；二低即低噪聲、低成本；二化即標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化。減速器和齒輪的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展，在一定成度上標(biāo)志著一個(gè)國家的工業(yè)水平，因此，開拓和發(fā)展減速器及齒輪技術(shù)在我國有廣闊的前景。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 152 運(yùn)動方案的擬訂驅(qū)動裝置是帶式輸送機(jī)的原動力部分、由電動機(jī)、減速器以及高（低）速聯(lián)軸器、制動器和逆止器等組成。其型式的確定按與傳動滾筒和關(guān)系，驅(qū)動裝置可分為分離式、半組合式和組合式三種。其三種組合方式如下表 2-1 所示：表 2-1 驅(qū)動裝置的類型類型 代號 功率范圍/kw 驅(qū)動系統(tǒng)組成分離式 Y-DBY/DCY 2.2-315 MLL 聯(lián)軸器- 直交軸硬齒面Y 電機(jī)- YOX 耦合器 ZL 聯(lián)軸器 分離式 Y-ZLY/ZSY 2.2-315 Y 電機(jī)-MLL 聯(lián)軸器-平行軸硬齒面-ZL 聯(lián)軸器YOX 耦合器 減速器半組合式 YIH 2.2-250 Y 電機(jī)-HL 聯(lián)軸器—減速滾筒YOX 耦合器組合式 YII 2.2-55 Y 電機(jī)電動滾筒分離式驅(qū)動裝置有兩種，在這兩種分離式裝置中，應(yīng)優(yōu)先選擇 Y-ZLY 驅(qū)動裝置；而 Y-DBY 適用于要求布置特別緊湊的地方。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 16圖 2-1 驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)電動滾筒-組合式驅(qū)動裝置是將電動機(jī)和減速器齒輪副裝入滾筒內(nèi)部與傳動滾筒組合在一起的驅(qū)動裝置。驅(qū)動裝置不占空間，適用于短距離及較小功率的帶式輸送機(jī)上。但電動機(jī)在滾筒內(nèi)部，散熱條件差，因而電動滾筒不適合長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，也不適合在環(huán)境溫度不大 40C 的場合使用。減速滾筒-半組合式驅(qū)動裝置是只將減速齒輪副置于滾筒內(nèi)部，電動機(jī)伸出在滾筒外面的驅(qū)動裝置。它解決了電動滾筒散熱條件差的問題。因而作業(yè)率可不受太大的限制。傳動裝置的傳動方案是否合理將直接影響機(jī)器的工作性能、重量 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 17和成本。綜合考慮本題設(shè)計(jì)采用的為第一種分離式傳動方案。眾所周知，帶式輸送機(jī)的驅(qū)動裝置由電動機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、滾筒有向上傾斜時(shí)還配有制動器、逆止器等部分組成，而減速器又由軸、軸承、齒輪、箱體四部分組成。所以，如果要設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動裝置，必須先合理選擇、設(shè)計(jì)它各組成部分，下面我們將一一進(jìn)行設(shè)計(jì)及選擇。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 183 減速器設(shè)計(jì)3.1 選擇電動機(jī)電動機(jī)是常用的原動機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、控制簡便和維護(hù)容易等優(yōu)點(diǎn)。電動機(jī)的選擇主要包括選擇其類型和結(jié)構(gòu)形式、容量（功率）和轉(zhuǎn)速、確定具體型號。3.1.1 選擇電動機(jī)的類型電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)形式電源、工作條件和載荷特點(diǎn)來選擇。一般情況下采用交流電動機(jī)。交流電機(jī)有鼠籠式和纏線式，纏線式啟動力矩大，能滿載啟動，但質(zhì)量大，價(jià)格高，因此一般情況盡量采用鼠籠式。交流電機(jī)又分同步和異步兩種，一般情況都采用異步電機(jī)?？傊瑹o特殊要求時(shí)常用交流鼠籠式異步電機(jī)，這里我采用了最常用的 Y 系列鼠籠三相異步電機(jī)。3.1.2 選擇電動機(jī)的容量電動機(jī)的容量主要由運(yùn)行時(shí)發(fā)熱條件限定，在不變或變化很小的載荷下連續(xù)運(yùn)行的機(jī)械，只要其電動機(jī)的負(fù)載不超過額定值，電動機(jī)便不會過熱，通常不必校驗(yàn)發(fā)熱和啟動力矩。工作所需的功率： /wdp??= F V/（1000 ）w?所以： 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 19= F V/（1000η ）dp?w?式中 ——電動機(jī)的輸出功率,kw ； dp——工作機(jī)所需輸入功率，kw；w——工作機(jī)的效率；W?——電動機(jī)至工作機(jī)之間傳動裝置的總效率。由電動機(jī)至工作機(jī)之間傳動裝置的總效率為：η= . . .21?432式中 、 、 、 、為齒輪傳動、卷筒、軸承、聯(lián)軸器的效率。1?234取 = 0.97、 = 0.96、 =0.98、 = 0.99 則： 34η= 0.97 2×0.96×0.984×0.992= 0.817所以： = = dpwFV????800.817.96kw?????根據(jù) 選取電動機(jī)的額定功率 dPedP查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》取電動機(jī)的額定功率為 = 110kw。edP3.1.3 確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速由卷筒軸的轉(zhuǎn)速 59.7/minwnr?按二級斜齒圓柱減速器的傳動比的合理范圍 =8 30i:故電動機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為: =( )×59.7r/min=(477.6 1791)r/mindwni??830:配合計(jì)算出的容量,由表 1-57 查出有兩種適用的電動機(jī)型號, 其 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 20技術(shù)參數(shù)比較情況見下表 3-1：表 3-1 電動機(jī)的參數(shù)額定功率 電動機(jī)轉(zhuǎn)速 /minr方 案 電動機(jī)型號kw 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速電動機(jī)重量 kg1 Y315M2-6 110 1000 990 11102 Y315S-4 110 1500 1480 1000綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量以及減速器的傳動比，可知方案 2 比較適合。因此選定電動機(jī)型號為 Y315S-4,所選電動機(jī)的額定功率 P =110kw，滿載轉(zhuǎn)速 n=1480r/min 。3.2 計(jì)算總傳動比并分配各級傳動比電動機(jī)確定后，根據(jù)電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和工作裝置的轉(zhuǎn)速就可以計(jì)算傳動裝置的總傳動比。3.2.1 計(jì)算總傳動比= =24.79/mwin?148059.73.2.2 分配各級傳動比 確定各級的傳動比時(shí),考慮到潤滑條件,應(yīng)使高、低級兩個(gè)在齒輪的直徑相近，所以低速級大齒輪略大些，推薦高帶級傳動比。??12.3ii?:15.49i?2.51i 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 213.3 運(yùn)動參數(shù)的計(jì)算3.3.1 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速: 1480/minnr?=2/i/5.926./i3 7r?3.3.2 各軸的功率和轉(zhuǎn)矩電動機(jī)軸輸出功率和轉(zhuǎn)矩＝80kwdp＝9550× N·m＝9550×dTmn80516.2m4N??軸 1 的輸入功率和轉(zhuǎn)矩：= · = 80×0.99=79.2kw1pr4?＝9550× N·m＝9550× ＝511.05N·mT1n79.2180軸 2 的輸入功率和轉(zhuǎn)矩：= · · = 79.2×0.97×0.98=75.29kwp1?3＝9550× N·m＝9550× ＝2667.18N·m2T2n75.2968軸 3 的輸入功率和轉(zhuǎn)矩：= · · =75.29×0.97×0.98=71.57kwp21?2 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 22＝9550× N·m＝9550× ＝11435.39N·m3T3np71.59卷筒軸的輸入功率和轉(zhuǎn)矩：= · · · =71.57×0.98×0.99×0.96=66.66kwkp32?34＝9550× N·m＝9550× ＝10650.87N·mkT3nk6.597將以上各軸的轉(zhuǎn)速，功率及轉(zhuǎn)矩，列成表格表 3-2：表 3-2 軸的參數(shù)軸 名參 數(shù) 電 動機(jī) 軸1 軸 2 軸 3 軸 卷 筒軸轉(zhuǎn) 速 r/min 1480 1480 269.58 59.77 59.77功 率 kw 110 79.2 75.29 71.57 66.66轉(zhuǎn) 矩 N m:516.21 511.05 2667.18 11435.39 10650.873.4 傳動零件(齒輪)的設(shè)計(jì)3.4.1 減速器的選型根據(jù)實(shí)際情況和適用范圍，我選擇了 ZLY 型外嚙合漸開線斜齒圓柱齒輪減速器。3.4.2 高速級齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算1.選擇材料、齒輪精度等級、類型及齒數(shù)（1）材料及熱處理。由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》選得大、小齒輪的材料均為 40 ，并調(diào)質(zhì)處理及表面淬火，齒面硬度為 48 55HRC。rc :（2）按運(yùn)動簡圖中傳動方案所示，選用斜齒輪圓柱齒輪傳動。（3）輸送機(jī)為一般機(jī)器，速度不高，表面淬火，輪齒變形不大， 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 23故精度可選用 7 級精。(4) 選用小齒輪的齒數(shù)為 =18，大齒輪的齒數(shù)為1z= = 取2i:8??????????29z?（5）選取螺旋角。初選螺旋角 。?4?2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)齒輪的失效形式來選擇設(shè)計(jì)和校核的公式，當(dāng)失效形式為齒面點(diǎn)蝕活膠合時(shí)，選擇赫茲應(yīng)力準(zhǔn)則，按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)。分度圓直徑公式： 1td? 2132tHEdkTuZ?????????????（1）確定式中的各計(jì)算數(shù)值1).試選 =1.6tk2).小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩即 =511.05 N mm1T?????3).選取區(qū)域系數(shù) =2.423HZ4).查得 =0.78 =0.89 則??????= + =0.78+0.89=1.67?5).齒寬系數(shù) 。因?yàn)榇笮↓X輪均為硬齒面，故宜選稍小的齒寬系d?數(shù)。選取齒寬系數(shù) =0.8。6）查得材料的彈性影響系數(shù) =188.9 。EZ1/2MPa）按齒面硬度,查得大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限= =1100Mpa。lim1??li28）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 24=60× =60×1480×1×(8×300×5)=1.06×1N1hnjl? 910= = =1.93×2u9.06154?809)計(jì)算接觸疲勞選用應(yīng)力（取失效概率為1 ，安全系數(shù)S為1） 。?查得=0.96； =0.981HNK2HN由 = 得：???limNS:= =0.96×1100/1=1056MPa??1Hlim1NS?:= =0.98×1100/1=1078 MPa2li2故取 = = 1067 MPa??H???12H?056178?(2)設(shè)計(jì)計(jì)算1)計(jì)算小齒輪的分度圓直徑 ，由計(jì)算公式得 =1td1tdmm=64.45mm25321.606.438.98.797????????:2)計(jì)算圓周速度= =4.99m/s160tdnV????..5106?3) 計(jì)算齒寬b及模數(shù) tmb= =0.8 64.45=51.56mm1dt??= = =3.47mmnt1costz?64.5cos18?h= =2.25 =2.25 3.47=7.8mmafh??ntb/h=51.56/7.8=6.61 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 254) 計(jì)算縱向重合度= 0.318 =0.318 0.8 18 tan =1.142??1tandz????14?5) 計(jì)算載荷系數(shù)k使用系數(shù) =1；根據(jù)v=5.06m/s、7級精度查得動載系數(shù)AK=1.14；查得齒間載荷分配系數(shù) =1.2；查得齒向載荷分布系數(shù)v HK?=1.29。H?故載荷系數(shù)K= =1 1.14 1.2 1.29=1.77AvH???6) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校核所算得的分度圓直徑=64.45 =66.65mm31tKd?31.767) 計(jì)算模數(shù) nm= = =3.59mm1cosz?.5cos418??3.按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)根據(jù)齒輪的失效形式來選擇設(shè)計(jì)和校核的公式，當(dāng)失效形式為齒根斷裂時(shí)，選擇強(qiáng)度準(zhǔn)則，按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)。 ??132cosFaSndKTYmz????????(1) 確定式中計(jì)算參數(shù)1) 計(jì)算載荷系數(shù)由上面的可知 =1 =1.14;查得 =1.2;查得 =1.22AKvHK?H?K= =1 1.14 1.2 1.24=1.696H???2) 根據(jù)縱向重合度 =1.142,查得螺旋角影響系數(shù)?=0.85Y? 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 263）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)= =19.71vz3318cos4???= =108.372v339?4) 查齒表系數(shù)查得：=2.80 =2.181FaY2Fa5) 查取應(yīng)力校正系數(shù)查得：=1.55 =1.791saY2sa6) 查得齒輪的彎曲疲勞極限 =620MPa1FE??7) 取彎曲疲勞壽命系數(shù) =0.88 =0.91NK2N8) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力（取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4） = = =389.7MPa??1F?1FES?0.864?= = =403MPa2N?92.9) 計(jì)算大小齒輪的 ??FasY??= =0.01141Fas?2.805397?= =0.00968??2FasY??.4(2) 設(shè)計(jì)計(jì)算 nm 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 27=3.30mm523221.69.01.8cos140.6?????對比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) 與由齒根nm彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)相差不大,取模數(shù)m=3.5可滿足彎曲強(qiáng)度要求；但要同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 =66.65mm來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)，于是由=18.491cosndzm??取 =18，則 =u =5.49 18=98.82 取 =991z2z?1?2z這樣設(shè)計(jì)出來的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。4.幾何尺寸計(jì)算（1）計(jì)算中心距a= = mm??12cosnzm????893.5210.cos4???將中心矩圓整為210mm(2) 按圓速后的中心矩修正螺旋角= = =???12arcosnzm?arcos(189)3.520??184?因 值改變不多，故 、 、 參數(shù)等不必修正。????HZ（3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑= = =64.6mm1dcosnzm93.51284??=355.38mm20.n??? 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 28（4）計(jì)算齒輪寬度b= =0.8 =51.68mm1d??64.?圓整后取 =52mm =57mm2B3.4.3 低速級齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算1.選擇材料、齒輪精度等級、類型及齒數(shù)1）材料及熱處理。選得大、小齒輪材料為40 ，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表rc面淬火，齒面硬度為48 55HRC。:2）按圖示方案，低帶級采用直齒圓柱齒輪傳動。3）因表面淬火，輪齒變形不大，且輸送機(jī)為一般機(jī)器，故精度選用7級。4）選取小齒輪的齒數(shù) =21，大齒輪的齒數(shù)為 =21 4 1z21zi?:?.51= 94.71 取 =95。2z2.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1)根據(jù)齒輪的失效形式來選擇設(shè)計(jì)和校核的公式，當(dāng)失效形式為齒面點(diǎn)蝕或膠合時(shí)，選擇赫茲應(yīng)力準(zhǔn)則，按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)。分度圓直徑公式： 1td??2132.t EdHkTuZ???????????1）試選載荷系數(shù) =1.3tK2)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩= N mm1T5.0??3)選取齒寬系數(shù) 因大、小齒輪均為硬齒面，故宜選稍小的齒d? 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院本科畢業(yè)論文 29寬系數(shù)，取 =0.8d?4)查得材料的彈性影響系數(shù) =189.8MPaEZ5)按齒面硬度查得大、小齒輪