帶式輸送機(jī)的電動(dòng)張緊裝置設(shè)計(jì)【3張cad圖紙+文檔全套資料】

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By contrasting and analyzing of various take-ups on belt conveyor . This design is mainly about automatic windlass tension station . Its drive part makes up into worm pair and gear driver . Windlass uses worm gear worm driving reel which binds wire rope to pull tight adhesive tape . In the meantime , it adopts the frequency conversion adjusting speed motor to control tensioning force . It adjusts pressing the strength size as necessary according to the different working condition . And the system can work safely and reliably in various conditions . It can be the greatest degree lengthen the leather belt the life , greatly saved the cost . This paper expands on the strain unit of windlass in theory from the perspect of the whole system . When adhesive tape starts , strain unit can supply enough great tensioning force ; When finishes , it can make tensioning force of leather belt regaining assessed amount to keep normal running of leather belt . characteristic of this design is high reliability , small volume , big tensile force end so on . Keywords: belt conveyor ; tensioning device ; worm pair ; tensioning force ; 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院2012屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 1. 前言 1 1.1拉緊裝置的發(fā)展概況 1 1.2 拉緊裝置的作用 1 1.3 對(duì)張緊裝置的要求 1 1.4 拉緊裝置的位置 2 2. 主要設(shè)計(jì)參數(shù)及方案確定 2 2.1 主要設(shè)計(jì)要求 2 2.2 方案的確定 2 2.2.1 參考方案 2 2.2.2 方案對(duì)比 5 2.2.3 傳動(dòng)方案的確定 5 3. 張緊裝置總體設(shè)計(jì) 6 3.1電動(dòng)機(jī)的確定 6 3.2機(jī)構(gòu)工作級(jí)別的確定 8 3.2.1機(jī)構(gòu)利用等級(jí) 8 3.2.2機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài) 8 3.2.3機(jī)構(gòu)工作級(jí)別 8 3.3鋼絲繩直徑計(jì)算與選取 8 3.4滾筒幾何尺寸的確定 9 3.5傳動(dòng)比的分配 12 3.6開式齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 13 4. 滑輪組及卷筒結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 15 4.1滑輪設(shè)計(jì)計(jì)算 15 4.1.1滑輪結(jié)構(gòu)和材料 15 4.1.2鋼絲繩進(jìn)出滑輪時(shí)的允許偏角 15 4.1.3滑輪主要尺寸 15 4.1.4繩槽斷面尺寸 16 4.2鑄造滑輪的形式及軸承尺寸 18 4.3卷筒的尺寸 20 4.4滾筒軸系設(shè)計(jì) 21 5. 設(shè)備的使用和維護(hù) 22 5.1鋼絲繩的使用維護(hù) 22 5.2軸承的潤(rùn)滑與密封 23 結(jié) 論 25 參考文獻(xiàn) 26 致 謝 27 24 1. 前言 1.1拉緊裝置的發(fā)展概況 帶式輸送機(jī)輸送散體物料是當(dāng)今世界上廣泛采用的手段之一，采用這種方式不僅可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離、大批量輸送，而且與其他輸送設(shè)備相比，具有更好的經(jīng)濟(jì)效益和更低的運(yùn)輸成本。拉緊裝置是帶式輸送機(jī)必不可少的部件。尤其對(duì)于長(zhǎng)距離、大功率帶式輸送機(jī)而言，它是除驅(qū)動(dòng)裝置外，保證輸送機(jī)正常啟動(dòng)、運(yùn)行、制動(dòng)和停車的重要部件，并且它的性能好壞直接影響帶式輸送機(jī)的性能。拉緊裝置可分為以下三個(gè)階段。 第一階段，純機(jī)械張緊階段。這一階段的主要產(chǎn)品有兩種:固定式絞車?yán)o與重錘式拉緊。從本質(zhì)上說(shuō)，絞車?yán)o的功能僅僅是張緊，當(dāng)膠帶由于種種原因伸長(zhǎng)而張緊力下降時(shí)，只能通過(guò)人的觀察發(fā)現(xiàn)后重新張緊;重錘式張緊裝置通過(guò)滑輪組和重錘塊達(dá)到張緊的目的，當(dāng)膠帶伸長(zhǎng)時(shí)，能自動(dòng)吸收其伸長(zhǎng)。 第二階段，張緊力可調(diào)階段。這個(gè)階段的典型產(chǎn)品是自動(dòng)絞車(機(jī)械絞車或液壓絞車)張緊裝置。其技術(shù)發(fā)展表現(xiàn)為只能實(shí)現(xiàn)在穩(wěn)定(勻速)階段的自動(dòng)張緊，保持膠帶在該階段的張力恒定，而在起動(dòng)與制動(dòng)等不穩(wěn)定運(yùn)行工況下則與固定式絞車相同。其結(jié)構(gòu)特征表現(xiàn)為帶有閘，絞車張緊時(shí)松閘，停止時(shí)緊閘，絞車運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間很短，而大部分時(shí)間處于停車待命狀態(tài); 第三階段，動(dòng)態(tài)自動(dòng)張緊階段。這個(gè)階段的典型產(chǎn)品有液壓絞車自動(dòng)張緊與液壓缸自動(dòng)張緊。其特點(diǎn)為動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，能在起動(dòng)階段和正常運(yùn)行階段兩種狀態(tài)下作用，保持張緊力的穩(wěn)定。液壓絞車長(zhǎng)時(shí)間處于工作狀態(tài)，其結(jié)構(gòu)特征是不帶閘。 1.2 拉緊裝置的作用 (1) 保證輸送帶松邊有足夠的張緊力，防止在起動(dòng)或運(yùn)行中膠帶在驅(qū)動(dòng)滾筒上打滑； (2) 保證輸送帶在最小張力點(diǎn)處有足夠張力，限制輸送帶加載時(shí)在托輥間的垂度，防止輸送帶在托輥間距內(nèi)過(guò)分松弛而喪失槽形，引起物料和輸送帶跑偏，減小輸送帶在托輥間的運(yùn)行阻力； (3) 補(bǔ)償輸送帶的彈性伸長(zhǎng)和塑性伸長(zhǎng)。時(shí)間長(zhǎng)了輸送帶會(huì)自動(dòng)伸長(zhǎng)，而且在過(guò)渡工況下發(fā)生永久性伸長(zhǎng)，同時(shí)在起動(dòng)，制動(dòng)時(shí)輸送帶自動(dòng)收緊，可免除機(jī)組振動(dòng)； (4) 為輸送帶重新接頭提供必要的行程； (5) 在長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)中，減小起、制動(dòng)時(shí)輸送帶中出現(xiàn)的動(dòng)負(fù)荷； (6) 使輸送帶有足夠的張力，以保證輸送帶與傳動(dòng)滾筒產(chǎn)生必須的摩擦力并防止打滑； 1.3 對(duì)張緊裝置的要求 （1）響應(yīng)速度快，工作可靠； （2）拉緊滾筒上輸送帶的包角，并與滾筒位移平行，施加的拉緊力應(yīng)通過(guò)滾筒中心，以免張力由于其位置不同而變化； （3）不能出現(xiàn)死區(qū)，即拉緊滾筒作反向移動(dòng)時(shí)，不至于產(chǎn)生張力突然變化。尤其機(jī)尾有低谷的高垂度輸送機(jī)，制動(dòng)時(shí)在低谷處會(huì)由于垂度過(guò)大而引起輸送帶的折疊和嚴(yán)重變形，從而導(dǎo)致落料。 1.4 拉緊裝置的位置 （1）拉緊裝置盡量安裝在靠近傳動(dòng)滾筒的空載分支上，以利于啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)不產(chǎn)生打滑現(xiàn)象； （2）拉緊裝置應(yīng)盡可能布置在輸送帶張力最小處，這樣可減小拉緊力； （3）應(yīng)盡可能使輸送帶拉緊滾筒的繞入和繞出分支方向與滾筒位移線平行，且施加的拉緊力要通過(guò)滾筒中心。 2. 主要設(shè)計(jì)參數(shù)及方案確定 2.1 主要設(shè)計(jì)要求 根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)一臺(tái)機(jī)械張緊裝置：工作參數(shù)如下； 設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)張緊裝置，輸送機(jī)總長(zhǎng)60米，帶寬800mm,輸送物料60公斤每米，傳輸速度0--1米每秒可調(diào). （1） 最大張緊力F: 100KN （2） 張緊行程L: 1m （3） 牽引電機(jī)的功率P: 5-11KW 2.2 方案的確定 2.2.1 參考方案 （1）如下圖所示，此種重錘式張緊裝置主要由張緊裝置框架、張緊改向滾筒、彈簧緩沖器、偏心制動(dòng)輪等部件組成。張緊裝置框架本身包含一個(gè)能供滾筒上下滑動(dòng)的滾筒滑槽，并在安裝滾筒的鋼結(jié)構(gòu)上平面裝有兩個(gè)彈簧緩沖器，配重塊重量不直接作用在滾筒軸上。偏心制動(dòng)輪通過(guò)傳動(dòng)連桿與張緊滾筒的鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)連接。膠帶主要通過(guò)張緊改向滾筒來(lái)實(shí)現(xiàn)膠帶張緊。張緊力的大小取決于配重塊的重量、張緊裝置框架重量以及滾筒的重量，根據(jù)膠帶重載時(shí)的所需驅(qū)動(dòng)力來(lái)選擇。 圖1.重錘張緊裝置 1. 滑軌 2.張緊裝置框架 3.滾筒安裝平臺(tái) 4.滾筒滑槽 5. 限位擋塊 6.制動(dòng)偏心輪 7.銷軸 8.裝運(yùn)連桿 9.吊架 10.傳動(dòng)連桿 11.緩沖器 12.膠帶 13.軸承支座 14.張緊改向滾筒 15.配重 (2) 重力拉緊裝置: 重力拉緊裝置是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，應(yīng)用最廣泛的一種拉緊裝置，它是利用重錘來(lái)自動(dòng)拉緊，由于重錘靠自重拉緊，所以它能保證拉緊力在各種工況下保持恒定不變，能自動(dòng)補(bǔ)償膠帶的伸長(zhǎng)。其結(jié)構(gòu)形式有單重錘式、雙重錘式和重載車式。重載車式拉緊裝置是將重物放在膠帶機(jī)的重物拉緊車上，利用膠帶機(jī)地腳板的坡度使重物拉緊車產(chǎn)生下滑力對(duì)膠帶機(jī)產(chǎn)生拉緊力;而重錘拉緊裝置是通過(guò)鋼絲繩懸掛起來(lái)的重錘使膠帶機(jī)的拉緊車產(chǎn)生拉緊力?？梢?，重力拉緊裝置的力學(xué)特點(diǎn)是拉緊力不變，拉緊位移可變，它適用于固定式長(zhǎng)距離運(yùn)輸機(jī)上，優(yōu)點(diǎn)是安全可靠性高，缺點(diǎn)是拉緊力不能調(diào)節(jié)，空間要求大，在空間受限制的地方無(wú)法使用。普遍存在的問(wèn)題是由于改向滾筒多，物料容易掉入輸送帶與拉緊滾筒之間而損壞膠帶，特別是在輸送潮濕或粘性較大的物料時(shí)。 圖2.單重錘式 圖3. 雙重錘式 圖4.重載車式 (4)絞車式拉緊裝置 絞車式張緊裝置按張緊力的控制方式可以分為手動(dòng)和自動(dòng)控制兩種。所謂手動(dòng)，就是在張緊裝置上安裝一個(gè)用于測(cè)定膠帶張力的測(cè)力器。當(dāng)觀測(cè)到測(cè)力器的指標(biāo)超出所允許的范圍時(shí)，人為地啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，直到滿足要求為止。這種形式的張緊裝置結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，維護(hù)容易，但需要人來(lái)監(jiān)控。 在手動(dòng)絞車式張緊裝置中，由于絞車動(dòng)作不需要其它動(dòng)力，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和操作維護(hù)容易的特點(diǎn)，所以在國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較廣泛。比較常用的是蝸輪蝸桿手動(dòng)絞車式張緊裝置。由于絞車式張緊裝置的張緊行程可以很長(zhǎng)，同時(shí)可以配合可伸縮式膠帶輸送機(jī)的儲(chǔ)帶倉(cāng)工作，所以，可伸縮式膠帶輸送機(jī)應(yīng)用這種張緊裝置的較多。 圖5.電動(dòng)張緊示意圖 2.2.2 方案對(duì)比 方案一的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)和原理都比較簡(jiǎn)單，就是利用物體自身的重力，來(lái)拉緊皮帶 ，需要多大的張緊力，只要給它墜上同等重量的物體即可，它的制造也比較方便。但是，它的缺點(diǎn)也是比較明顯的，其中最重要的缺點(diǎn)就是張緊力不能調(diào)節(jié)，皮帶的張緊力只能固定在皮帶機(jī)起動(dòng)需要的最大數(shù)值上，即使以后不需要如此大的力，也不容易調(diào)節(jié)；它的另一個(gè)缺點(diǎn)是，體積比較龐大，占用地方大。 方案二的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛，能保證拉緊力在各種工況下保持恒定不變，能自動(dòng)補(bǔ)償膠帶的伸長(zhǎng)，安全可靠性高。其缺點(diǎn)是拉緊力不能調(diào)節(jié)，空間要求大，在空間受限制的地方無(wú)法使用。 方案三的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)容易。其缺點(diǎn)是存在占用空間大，不便于現(xiàn)場(chǎng)布置和管理，經(jīng)常發(fā)生因張緊不足或不能及時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行調(diào)整而引起的膠帶打滑和跑偏等現(xiàn)象，甚至?xí)斐赡z帶壓死、撕裂等嚴(yán)重事故。 通過(guò)以上三個(gè)方案的比較，在此選擇第三種方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。自動(dòng)絞車式張緊裝置具有以下特點(diǎn)：通過(guò)壓力傳感器電信號(hào)控制張緊裝置，可靠性高。在皮帶機(jī)啟動(dòng)階段，能提供足夠大的啟動(dòng)張緊力；啟動(dòng)完畢后又可使膠帶的張緊力恢復(fù)到額定值以維持膠帶機(jī)的正常運(yùn)行。 2.2.3 傳動(dòng)方案的確定 采用交流變頻調(diào)速電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)源，傳動(dòng)部分由蝸輪蝸桿傳動(dòng)和一對(duì)開式齒輪傳動(dòng)兩部分組成，蝸桿的輸入軸與電機(jī)的輸出軸用彈性套柱銷聯(lián)軸器連接。蝸輪的輸出軸與開式齒輪中的小齒輪用B型鍵連接。滾筒組與開式齒輪中的大齒輪用普通螺栓連接。在滾筒軸的兩端用調(diào)心滾子軸承作支撐,并加以滾動(dòng)軸承座支撐。為了減輕繞在卷筒上鋼絲繩所承受的拉力，采用滑輪組結(jié)構(gòu)包括動(dòng)滑輪組和定滑輪組，定滑輪組（兩個(gè)定滑輪并列）動(dòng)滑輪組（三個(gè)動(dòng)滑輪并列）。傳動(dòng)方案圖如下所示： 圖6.方案總設(shè)計(jì)圖 1.電動(dòng)機(jī) 2.聯(lián)軸器 3.減速器 4.大齒輪 5.卷筒 6.小齒輪 7.傳感器 8.定滑輪組 9.鋼絲繩 10.動(dòng)滑輪組 3. 張緊裝置總體設(shè)計(jì) 3.1電動(dòng)機(jī)的確定 假設(shè)在達(dá)到最大張緊力所需要的最短時(shí)間是220秒。 該機(jī)構(gòu)在傳動(dòng)過(guò)程中總的效率損失為： 式中： ——自鎖蝸桿的效率，取0.43； ——圓柱齒輪傳動(dòng)（開式傳動(dòng)（脂潤(rùn)滑））的效率，取0.95； ——彈性套柱銷聯(lián)軸器的效率，取0.98； ——滾動(dòng)軸承的效率，取0.98； ——滑輪組的效率，取0.889； 最大張緊速度： =10/220=0.045m/s 最小張緊速度： =0.0045m/s 根據(jù)傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)：張緊力F是由6根鋼絲繩來(lái)承擔(dān)： (1)當(dāng)恒扭矩控制時(shí)： 滾筒上的鋼絲繩拉力： =100/6=16.67KN 滾筒上的鋼絲繩線速度： =60.0045=0.027m/s 有功功率： 16.670.027=0.45KN （2）當(dāng)恒功率控制時(shí)： 滾筒上的鋼絲繩拉力： =0.8100/6=13.33KN 滾筒上的鋼絲繩線速度： =60.045=0.27m/s 有功功率： KW 由上面的分析可得，，要保證設(shè)計(jì)要求，有功功率取為。 電機(jī)所需輸出功率: = 10.9KW 因此根據(jù)所給條件選擇11KW的電機(jī)滿足要求。 選擇的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：三相異步變頻調(diào)速電機(jī)YVP160L； 電機(jī)參數(shù)： 功率KW 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)頻范圍5～50Hz 同步轉(zhuǎn)速1000r/min 3.2機(jī)構(gòu)工作級(jí)別的確定 3.2.1機(jī)構(gòu)利用等級(jí) 機(jī)構(gòu)利用等級(jí)按機(jī)構(gòu)總設(shè)計(jì)壽命分為十級(jí)，見表8-1-1。總設(shè)計(jì)壽命規(guī)定為機(jī)構(gòu)假定的使用年數(shù)內(nèi)處于運(yùn)轉(zhuǎn)的總小時(shí)數(shù)，它僅作為機(jī)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，而不能視為保用期。 由表8-1-1，選取機(jī)構(gòu)等級(jí)。 總設(shè)計(jì)壽命：6300h 說(shuō)明：經(jīng)常中等地使用。 3.2.2機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài) 載荷狀態(tài)是表明機(jī)構(gòu)承受最大載荷及載荷變化的程度。載荷分為四級(jí)。 3.2.3機(jī)構(gòu)工作級(jí)別 機(jī)構(gòu)工作級(jí)別按機(jī)構(gòu)利用等級(jí)和載荷狀態(tài)分為八級(jí)。根據(jù)機(jī)構(gòu)利用等級(jí)與機(jī)構(gòu)載荷狀態(tài)選取機(jī)構(gòu)工作級(jí)別為。 3.3鋼絲繩直徑計(jì)算與選取 （1）煤礦井下絞車用鋼絲繩直徑采用GB1102-74標(biāo)準(zhǔn)規(guī)mm,鋼絲繩結(jié)構(gòu)大部分是點(diǎn)接觸光面鋼絲繩。 （2）點(diǎn)接觸--股內(nèi)各層之間鋼絲互相交叉，呈點(diǎn)接觸。 （3）在圓股鋼絲繩（GB1102-74）標(biāo)準(zhǔn)中，只有鋼絲破斷拉力之和而無(wú)整根鋼絲繩的破斷拉力。 （4）鋼絲繩直徑可由鋼絲繩最大工作靜拉力按式（8-1-1）確定： 式中： —鋼絲繩最小直徑， mm； —選擇系數(shù)， mm/N； —鋼絲繩最大工作靜拉力 N； KN 可根據(jù)機(jī)構(gòu)工作級(jí)別確定： 根據(jù)機(jī)構(gòu)工作等級(jí)，查表8-1-8得： mm/N mm 查標(biāo)準(zhǔn)值,取mm。 3.4滾筒幾何尺寸的確定 (1)滾筒名義直徑： 式中： —鋼絲繩的直徑； —與機(jī)構(gòu)工作級(jí)別和鋼絲繩結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)，按表8-1-54選取。根據(jù)機(jī)構(gòu)工作級(jí)別M6，可查得：； 則 mm (2)繩槽半徑： ～ ～ ～mm 取mm (3)繩槽深度（標(biāo)準(zhǔn)槽）： ～ ～ ～mm 取mm (4)繩槽節(jié)距（標(biāo)準(zhǔn)槽）： ～ ～ ～20mm 取mm (5)卷筒厚度（鑄鋼卷筒）： mm (6)多層纏繞卷筒長(zhǎng)度： 則，考慮鋼絲繩在卷筒上排列可能不均勻，應(yīng)將卷筒長(zhǎng)度增加，即 其中： —卷筒繩槽底徑，mm —各層直徑 —每層圈數(shù) 設(shè) —纏繞圈數(shù) 根據(jù)實(shí)際的工作情況，卷筒上需有5圈繞繩，即。 卷筒長(zhǎng)度為： mm 取mm mm ，mm ， mm mm ， mm mm ， 為了防止鋼絲繩脫出卷筒兩邊設(shè)擋邊，其高度比最外層鋼絲繩高出； 即卷筒的最大外徑： = =mm 取mm (7)卷筒強(qiáng)度的計(jì)算： 卷同壁內(nèi)表面最大壓應(yīng)力： mm 因此由表8-1-55選用卷筒內(nèi)表面最大壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算： （MPa） 式中： —鋼絲繩最大拉力，N —卷筒繩槽節(jié)距， mm —卷筒壁厚， mm —許用壓應(yīng)力， MPa —與卷筒層數(shù)有關(guān)的系數(shù) 卷筒層數(shù) 1 2 3 4 系數(shù) 11 1.4 1.8 2 由于，查上面表格得系數(shù) 卷筒材料用45鋼，查手冊(cè)，45鋼的屈服強(qiáng)度為： MPa 則： MPa MPa 經(jīng)檢驗(yàn)卷筒強(qiáng)度符合要求。 校驗(yàn)最大張緊力能否滿足機(jī)構(gòu)在任何時(shí)刻的工況要求。 分析可知，只要在滿足扭矩小于電機(jī)的額定扭矩即可。 卷筒的轉(zhuǎn)速： r/min 電機(jī)最小滿載轉(zhuǎn)速： r/min 總傳動(dòng)比： 最大張緊力在時(shí)，卷筒上所受的最大扭矩為： N?mm 而變頻電機(jī)的額定扭矩轉(zhuǎn)化到卷筒上的扭矩為： N?mm 因?yàn)?，所以最大張緊力滿足工況要求。 由于高速低轉(zhuǎn)矩的原因，驗(yàn)算速度最大時(shí)能否滿足扭矩 當(dāng)Hz時(shí)，轉(zhuǎn)速為r/min。 =N?mm N?mm 由于，滿足工況要求。 3.5傳動(dòng)比的分配 滾筒的直徑：mm 滾筒的轉(zhuǎn)速： r/min 電動(dòng)機(jī)最小滿載轉(zhuǎn)速： r/min 總傳動(dòng)比： 具有自鎖性能的蝸輪蝸桿傳動(dòng)，傳動(dòng)比根據(jù)手冊(cè)，一般為62、71、80、82，在這里選擇蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比為62。則一對(duì)開式齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為： 選擇減速比為62 選擇RV63蝸輪蝸桿減速器。 3.6開式齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 已知開式齒輪高速軸輸出功率KW，高速軸的轉(zhuǎn)速r/min，傳動(dòng)比，單向運(yùn)行，預(yù)期壽命h。 小齒輪一般可取，大齒輪。 齒輪基本尺寸參數(shù)：（帶有下標(biāo)1的是小齒輪參數(shù)，帶有下標(biāo)2的是大齒輪參數(shù)） （1）齒數(shù) ： （2）模數(shù)： mm （3）壓力角： （4）齒頂高系數(shù)： （5）頂隙系數(shù)： （6）分度圓直徑： mm mm （7）齒頂高： mm （8）齒根高： mm （9）齒全高： mm （10）齒頂圓直徑： mm mm （11）齒根圓直徑： mm mm （12）基圓直徑： mm mm （13）齒距： mm （14）齒厚： mm （15）齒槽寬： mm （16）基圓齒距： mm （17）法向齒距： mm （18）頂隙： mm （19）中心距： mm （20）傳動(dòng)比： 4. 滑輪組及卷筒結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.1滑輪設(shè)計(jì)計(jì)算 繩索滑輪一般用來(lái)導(dǎo)向和支承，以改變繩索及其傳遞拉力的方向或平衡繩索分支的拉力。 4.1.1滑輪結(jié)構(gòu)和材料 承受載荷不大的小尺寸滑輪（ mm）一般制成實(shí)體的滑輪，用、或鑄鐵（如）。受大載荷的滑輪一般采用球鐵（如）或鑄鋼（如等），鑄成帶筋和孔或帶輪輻的結(jié)構(gòu)。大型滑輪（ mm）一般用型鋼和鋼板焊接結(jié)構(gòu)。 在本設(shè)計(jì)中滑輪采用鑄鋼件鑄成有輪輻的結(jié)構(gòu)。 4.1.2鋼絲繩進(jìn)出滑輪時(shí)的允許偏角 鋼絲繩繞進(jìn)或繞出滑輪槽時(shí)偏斜的最大角度（即鋼絲繩中心線和與滑輪軸垂直的平面之間的角度）推薦不大于。 4.1.3滑輪主要尺寸 如下圖所示： 鋼絲繩直徑 mm 圖7.滑輪尺寸 滑輪繩槽底半徑 mm 查表取 ,一般為 取 滑輪直徑 查表8-1-65取 mm 4.1.4繩槽斷面尺寸 本標(biāo)準(zhǔn)的繩槽半徑 EMBED Equation.3 是根據(jù)鋼絲繩直徑的最大允許偏差為確定的。 鋼絲繩繞進(jìn)或繞出滑輪槽時(shí)偏斜的最大角度（即鋼絲繩中心線和與滑輪軸垂直的平面之間的角度）應(yīng)不大于。 繩槽表面粗糙度分為兩級(jí)： 1級(jí)： um 2級(jí) um 根據(jù)工作情況,選滑輪繩槽半徑mm是合適的,表面粗糙度級(jí)的繩槽斷面。標(biāo)記為: 繩槽斷面9.0-2JB/T9005.1—1999。 具體尺寸參數(shù)，如下圖所示： 圖8.滑輪尺寸 mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm mm S=12mm 4.2鑄造滑輪的形式及軸承尺寸 （1）滑輪形式及軸承尺寸 ： 圖9.滑輪 主要尺寸如下： mm mm mm mm （2）輪轂尺寸： 主要尺寸如下： 圖10.輪轂 mm mm mm mm （3）滑輪技術(shù)要求： ①材料： ZG35Mn ②外觀： 滑輪表面應(yīng)光滑平整，應(yīng)去除尖棱和冒口，滑輪不得有影響使用性能和有損外觀的缺陷，如氣孔，裂紋，疏松，夾渣，鑄疤等。 ③熱處理： 滑輪應(yīng)進(jìn)行退火處理，以消除鑄造時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力。 ④尺寸公差和表面粗糙度： 加工表面未注公差尺寸的公差等級(jí)按GB/T1804中的M級(jí)（中等級(jí)）；未加工表面粗糙度值按GB/T1031中的um。 ⑤形位公差： 滑輪的形狀和位置公差應(yīng)符合[2]表8-1-70的規(guī)定。 ⑥裝配： 裝配好的滑輪應(yīng)能靈活地旋轉(zhuǎn)?；喌募庸げ课唬▋?nèi)孔，繩槽表面等）和隔環(huán)的外露部位應(yīng)涂抗腐蝕的防銹油，不加工部位應(yīng)涂防銹漆。 ⑦滑輪的加工部位（內(nèi)孔、繩槽表面等）和隔環(huán)的外漏部位應(yīng)土抗腐蝕的防銹油；不加工部位應(yīng)涂防銹漆。 4.3卷筒的尺寸 圖11.卷筒 主要尺寸如下： mm mm mm mm mm mm mm (1) 卷筒槽形： 卷筒槽形分為標(biāo)準(zhǔn)槽形和加深槽形兩種。槽形表面粗糙度分為兩級(jí)： 1級(jí) um ； 2級(jí) um 。 （2）技術(shù)要求： ①材料： 鑄造卷筒的材料應(yīng)采用不低于GB/T9439中規(guī)定的HT200灰鑄鐵，或GB/T11352中規(guī)定的ZG270-500鑄鋼。鑄鐵件須經(jīng)時(shí)效處理以消除內(nèi)應(yīng)力，鑄鋼件應(yīng)進(jìn)行退火處理。 ②表面質(zhì)量：卷筒不得有裂紋。成品卷筒的表面上不得有影響使用性能和有數(shù)外觀的顯著缺陷（如氣孔、疏松、夾渣等）。 ③尺寸公差和表面粗糙度：同一卷筒上左右螺旋槽的底徑（即卷筒直徑）差，不得超過(guò)GB/T1801和GB/T1802中規(guī)定的。 加工表面未注公差尺寸的公差等級(jí)應(yīng)按GB/T1804中的m級(jí)（中等級(jí)）。 未注加工表面粗糙度值應(yīng)按GB/T1031中得12.5um。 ④形位公差：卷筒上配合圓（）的圓度、同軸度、左右螺旋槽的徑向圓跳動(dòng)以及斷面圓跳動(dòng)，不得大于GB/T1184種的下列值： ； 不低于8級(jí)； ； 不低于8級(jí)。 ⑤壓板用螺孔：鋼絲繩壓板用的螺孔必須完整， 螺紋不得有破碎、斷裂等缺陷。 ⑥焊縫：對(duì)于必須施焊的鑄鋼卷筒，其重要焊縫不得有裂紋和未熔合等缺陷。其焊縫質(zhì)量應(yīng)符合GB/T3323種的II級(jí)質(zhì)量要求。 4.4滾筒軸系設(shè)計(jì) （1）滾筒軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖12.卷筒軸系 軸段①和軸段③主要用于圓螺母的使用而設(shè)置的一段外螺紋，對(duì)軸承座軸向進(jìn)行定位，選用圓螺母的規(guī)格為，圓螺母用止動(dòng)墊圈的規(guī)格為95mm。其軸段①和軸段③的直徑與長(zhǎng)度為mm， mm。采用圓螺母是為了對(duì)軸承進(jìn)行軸向定位。 軸段②為滾筒軸，卷同軸上安裝滾動(dòng)軸承，考慮軸承主要承受徑向負(fù)荷，選擇調(diào)心滾子軸承，其承載能力比調(diào)心球軸承約大一倍，也能承受少量的雙向軸向負(fù)荷，外圈滾道為球面，具有調(diào)心性能。內(nèi)外圈軸線相對(duì)偏斜允許，適用于多支點(diǎn)軸、彎曲剛度小的軸及難于精確對(duì)中的支撐。取軸段直徑mm，mm，選用調(diào)心滾子軸承型號(hào)為23220C，尺寸基本額定靜載荷KN。經(jīng)過(guò)校核滿足強(qiáng)度要求。 軸段④用于安裝型無(wú)骨架密封圈。mm，mm 5. 設(shè)備的使用和維護(hù) 5.1鋼絲繩的使用維護(hù) 提升鋼絲繩是提升設(shè)備中的重要組成部分，除了合理地選擇鋼絲繩的結(jié)構(gòu)以外，還應(yīng)正確地使用維護(hù)，以便延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命，這不僅有一定的經(jīng)濟(jì)意義，而且對(duì)提升設(shè)備的安全也有很重要的作用。 鋼絲繩使用過(guò)程中應(yīng)該注意潤(rùn)滑，良好地、定期地潤(rùn)滑對(duì)提高鋼絲繩使用壽命影響很大。潤(rùn)滑的主要作用有三： （1）保護(hù)外部鋼絲繩不受銹蝕； （2）起潤(rùn)滑作用，減少股間和絲間的磨損； （3）阻止?jié)駳夂退萁肜K內(nèi)，并經(jīng)常補(bǔ)充繩芯油量。 對(duì)潤(rùn)滑油的要求： （1）粘稠性能好，振動(dòng)、淋水甩沖不掉； （2）有較好的粘溫特性，低溫不硬化，高溫不流失； （3）防銹和潤(rùn)滑性好，不含堿性，并有一定的透明度，以便發(fā)現(xiàn)磨損和斷絲。 為確保鋼絲繩的使用安全，防止斷繩事故的發(fā)生，對(duì)鋼絲繩要進(jìn)行定期地檢查和試驗(yàn)。 5.2軸承的潤(rùn)滑與密封 滾動(dòng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)通過(guò)潤(rùn)滑避免元件表面金屬直接接觸。潤(rùn)滑除降低摩擦和減輕磨損外，也有吸振、冷卻、防銹和密封等作用，合理潤(rùn)滑對(duì)提高軸承性能、延長(zhǎng)軸承壽命有重要意義。 （1）脂潤(rùn)滑 當(dāng)滾動(dòng)軸承速度較低mm·r/min ,時(shí)，常采用脂潤(rùn)滑。脂潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于密封。一般每隔半年左右補(bǔ)充或更換一次潤(rùn)滑脂。潤(rùn)滑脂的裝填量不應(yīng)超過(guò)軸承空間的，可通過(guò)軸承座上的注油孔和通道注入。為防止箱內(nèi)的油浸入軸承與潤(rùn)滑脂混合，并防止?jié)櫥魇?，?yīng)在箱體內(nèi)側(cè)裝擋油環(huán)，產(chǎn)品生產(chǎn)批量較大時(shí)，可采用沖壓檔油環(huán)。 （2）油潤(rùn)滑 油潤(rùn)滑多用箱體內(nèi)的油直接潤(rùn)滑軸承。油潤(rùn)滑有利于軸承的冷卻散熱，但對(duì)密封要求高，并且油的性能由傳動(dòng)件確定，長(zhǎng)期使用的油中含有雜質(zhì)，這對(duì)軸承潤(rùn)滑有不利影響。油潤(rùn)滑方式可分為以下三種： ① 飛濺潤(rùn)滑 當(dāng)箱內(nèi)傳動(dòng)件圓周速度較大時(shí)m/s），常用傳動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)飛濺帶起的油潤(rùn)滑軸承。為此，應(yīng)在箱體剖分面上開輸油溝，使濺起的油沿箱體內(nèi)壁流到溝內(nèi)，并應(yīng)在端蓋上開缺口。為防止裝配時(shí)缺口沒(méi)有對(duì)準(zhǔn)油溝而將油路堵塞，可將端蓋孔配合部分的外徑取小些。 在傳動(dòng)件圓周速度m/s 時(shí)，油飛濺激烈，也可不開輸油溝，但應(yīng)將軸承盡量靠近箱體內(nèi)壁布置。 ② 浸油潤(rùn)滑 這種潤(rùn)滑方式是軸承直接進(jìn)入箱體內(nèi)的油中潤(rùn)滑（如下置式蝸桿減速器的蝸桿軸承），但油面高度不應(yīng)超過(guò)軸承最低滾動(dòng)體中心，以免加大攪油損失。若傳動(dòng)件直徑小于軸承滾動(dòng)體中心分布直徑時(shí)，可在軸上裝設(shè)濺油輪，使其浸入油中，傳動(dòng)件不接觸油面而靠濺油潤(rùn)滑。 對(duì)于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的蝸桿和斜齒輪，由于齒的螺旋線作用，會(huì)迫使?jié)櫥蜎_向軸承，帶入雜質(zhì)，影響潤(rùn)滑效果，故在軸承前常設(shè)擋油環(huán)。但擋油環(huán)不應(yīng)封死軸承孔，以利于油進(jìn)入潤(rùn)滑軸承。 ③ 刮油潤(rùn)滑 當(dāng)較大傳動(dòng)件（蝸輪及大齒輪）的圓周速度很低時(shí)（m/s），可在傳動(dòng)件側(cè)面（約離傳動(dòng)件mm）安裝刮油板，此時(shí)要求傳動(dòng)件端面跳動(dòng)及軸的軸向竄動(dòng)較小。 為使軸承內(nèi)保持一定油量，可在軸承室端部裝設(shè)擋油板，但應(yīng)使油面高度不超過(guò)軸承最低滾動(dòng)體中心。 （3）密封 軸伸端密封方式有接觸式和非接觸式兩種。橡膠油封是接觸式密封中性能較好的一種，可用于油或脂潤(rùn)滑的軸承中。骨架式油封因有金屬骨架，與孔徑配合裝配即可。無(wú)骨架式油封則可裝于緊固套中，并進(jìn)行軸向固定。 氈圈密封在接觸式密封中壽命較低，密封性能相對(duì)較差，但簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，適用于脂潤(rùn)滑軸承中。 結(jié) 論 本文從帶式輸送機(jī)整體出發(fā)，通過(guò)對(duì)各種張緊裝置的比較和分析，著重研究了絞車式張緊裝置，從而得出如下結(jié)論： （1）合理選取膠帶機(jī)拉緊位置有利于延長(zhǎng)膠帶的壽命，降低膠帶機(jī)啟動(dòng)和制動(dòng)過(guò)程中的沖擊和振動(dòng)，提高穩(wěn)定性。 （2）自動(dòng)絞車式拉緊裝置在輸送機(jī)工作過(guò)程中能按一定的要求自動(dòng)調(diào)節(jié)拉緊力，同時(shí)它能使輸送帶具有合理的張力圖，自動(dòng)補(bǔ)償輸送帶的彈性變形和塑性變形。 （3）自動(dòng)張緊設(shè)備除了可以滿足各種規(guī)格可伸縮帶式輸送機(jī)對(duì)拉緊系統(tǒng)的要求以外，還可以滿足各種類型固定帶式輸送機(jī)〔包括鋼繩芯帶式輸送機(jī)及整芯輸送帶帶式輸送機(jī))對(duì)拉緊系統(tǒng)的要求。 （4）本設(shè)計(jì)中的裝置全部由機(jī)電零部件組成，占地面積小，無(wú)需設(shè)置專門的場(chǎng)地，可在靠近皮帶機(jī)機(jī)頭驅(qū)動(dòng)部分附近的空地上安裝，安裝方便，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，同時(shí)大大節(jié)約了成本。 （5）本設(shè)計(jì)采用變頻調(diào)速電機(jī)對(duì)張緊力進(jìn)行控制，可隨時(shí)調(diào)節(jié)張緊力的大小，從而使運(yùn)輸機(jī)在運(yùn)行工況下安全、平穩(wěn)、可靠的運(yùn)行 參考文獻(xiàn) [1] 劉朝儒.機(jī)械制圖.第4版.北京:高等教育出版社,2001. 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Ozguven, Nonlinear dynamic modeling of gear-shaft-disk-bearing systems using .nite elements and describing functions, Journal of Mechanical Design (2004) 致 謝 本設(shè)計(jì)無(wú)論是在選題、方案確定以及說(shuō)明書撰寫的過(guò)程中，都得到了導(dǎo)師李紀(jì)綱的悉心幫助和指導(dǎo)，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和對(duì)科研工作一絲不茍的鉆研精神將令我終身受益。在從設(shè)計(jì)開始的這段日子里，李老師無(wú)論工作有多忙，總是把指導(dǎo)學(xué)生放在第一位。李老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)格的要求以及一絲不茍的作風(fēng)和縝密的思路給我們留下了深刻的印象。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到好多問(wèn)題，通過(guò)李老師認(rèn)真、細(xì)致的講解，問(wèn)題一個(gè)個(gè)被解決，讓我們對(duì)原先的知識(shí)有了進(jìn)一步的了解。在此謹(jǐn)向李老師致以忠心的感謝，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和嚴(yán)格的要求使我們對(duì)以前的知識(shí)有了進(jìn)一步的鞏固，在此一并表示感謝。另外還要特別感謝給予我?guī)椭耐瑢W(xué)，感謝他們對(duì)我大力的幫助與支持。 由于學(xué)生的水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，懇請(qǐng)審定老師和答辯的各位老師給予批評(píng)指正。