【正文】 取，代入式中： (2)由于不設(shè)裙板，由此可計(jì)算出主要特種阻力： 附加主要阻力計(jì)算附加特種阻力包括：輸送帶清掃器的阻力、卸料器摩擦阻力、卸料車的阻力、空段輸送帶的翻轉(zhuǎn)阻力等部分。計(jì)算：擬設(shè)計(jì)的總圖中有兩個(gè)清掃器和一個(gè)空段清掃器（）由此可計(jì)算出附加特種阻力： 表210 清掃器刮板與輸送帶接觸面積帶寬Bmm導(dǎo)料欄板內(nèi)寬/m刮板與輸送帶接觸面積A/m頭部清掃器空段清掃器500650800100012001400 傾斜阻力傾斜阻力的計(jì)算式為： 式中：——輸送機(jī)提升或下運(yùn)物料的高度，m。則滿載狀態(tài)下： 空載狀態(tài)下： （1）電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率可按下式計(jì)算： 式中： ——傳動(dòng)效率，～。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。棉織物c=80，尼龍c=90，聚酯c=108，鋼繩芯c=145。傳動(dòng)滾筒最大圓周驅(qū)動(dòng)力是輸送機(jī)滿載運(yùn)行時(shí)滾筒上的圓周驅(qū)動(dòng)力代入上式可得： 傳動(dòng)滾筒直徑驗(yàn)算大量實(shí)驗(yàn)表明，傳動(dòng)滾筒的摩擦系數(shù)與膠帶和滾筒之間的單位壓力有較大關(guān)系，在單位壓力較大的區(qū)域摩擦系數(shù)隨壓力的增大而減小，所以傳動(dòng)滾筒的直徑應(yīng)按平均壓力進(jìn)行驗(yàn)算。滾筒表面形式采用包膠滾筒。改向滾筒可用于輸送帶180176。一般布置在尾部的改向滾筒或垂直重錘式的張緊滾筒使輸送帶改向180176。改向滾筒直徑有250、31400、500、6800、1000mm等規(guī)格．選用時(shí)可與傳動(dòng)滾筒直徑匹配，改向180176。本設(shè)計(jì)中各改向滾筒直徑均依據(jù)該原則選定。減速器用來降低轉(zhuǎn)速，增大扭矩，使皮帶按設(shè)定的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)；而制動(dòng)器則主要用來輸送機(jī)的精確停機(jī)。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。對(duì)于多級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比應(yīng)按以下原則分配：，不應(yīng)超過所允許的最大值，以符合其傳動(dòng)形式的工作特點(diǎn)，使減速器獲得最小外形。對(duì)錐圓柱齒輪減速器，為使大錐齒輪尺寸不致過大，高速級(jí)錐齒輪傳動(dòng)比應(yīng)滿足下式： 對(duì)于二級(jí)圓錐齒輪減速器，應(yīng)盡可能使各級(jí)從動(dòng)齒輪的浸油深度相近，以使各級(jí)齒輪得到良好的潤(rùn)滑，并減小攪油損失，各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)滿足： 為保證圓錐齒輪尺寸不至過大，避免制造困難：故取 且 而 因此： 。m第Ⅰ軸轉(zhuǎn)矩 T1=9550 P1/n1=9550362/1448= 第一級(jí)圓錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算以下設(shè)計(jì)參考成大先版《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》進(jìn)行設(shè)計(jì)。計(jì)算公式為： 式中： ——齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限，； ——壽命系數(shù)，按應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N選?。? ——接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的最小安全系數(shù)。齒數(shù)比：傳動(dòng)比誤差為，滿足要求。小輪大端分度圓直徑小輪平均分度圓直徑 圓周速度 齒寬 圓整后 當(dāng)量齒數(shù) (3)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式為： 式中： ——齒形系數(shù)，小齒輪，大齒輪； ——應(yīng)力修正系數(shù)，小齒輪，大齒輪。應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N： 接觸強(qiáng)度壽命系數(shù)ZN： ZN1= ZN2=許用接觸應(yīng)力與齒輪材料、熱處理方法、齒面硬度、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)等因素有關(guān)。取，代入式(32)計(jì)算： (2)齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算由下式估取圓周速度 估取圓周速度，選取精度等級(jí)為Ⅱ公差組7級(jí)。小輪分度圓直徑圓周速度 標(biāo)準(zhǔn)中心距a 齒寬 圓整后 大輪齒寬b2 b2=b=174mm小輪齒寬b1 b1= b2+6=180mm(3)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算重合度計(jì)算 重合度系數(shù) Yεa=+齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式為： 式中： ——齒形系數(shù)，小齒輪，大齒輪； ——應(yīng)力修正系數(shù)，小齒輪，大齒輪； Yεa——重合度系數(shù)，Yεa=。(4) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于使用錐齒輪，存在軸向力，軸承選用一對(duì)圓錐滾子軸承，軸承型號(hào)為31318。圖42 彎矩扭矩圖(7) 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度a) 選擇危險(xiǎn)截面如圖41所示，各個(gè)截面均有應(yīng)力集中源，選擇其中應(yīng)力較大，應(yīng)力集中較嚴(yán)重的截面。尺寸系數(shù)、根據(jù)d可得。 故疲勞強(qiáng)度安全。錐齒輪軸向一側(cè)用軸肩固定，另一側(cè)用螺栓擋圈固定。g) 計(jì)算危險(xiǎn)截面工作應(yīng)力截面彎矩 截面扭矩 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 截面上彎曲應(yīng)力 截面上扭剪應(yīng)力 彎曲應(yīng)力幅 扭切應(yīng)力 h) 確定軸材料機(jī)械性能查表可得，彎曲疲勞極限，剪切疲勞極限。表面善系數(shù)，根據(jù)可得。 其它軸的設(shè)計(jì)，尤其對(duì)低速軸的校核要用精確校核的方法進(jìn)行。小錐齒輪處鍵選用A型鍵，由于該處軸徑為90mm，查手冊(cè)選用25x125 GB/T10962003，該鍵的尺寸如下所示： 許用擠壓應(yīng)力為，按擠壓強(qiáng)度校核： 故滿足掠奪強(qiáng)度要求。則許用擠壓應(yīng)力為： 按擠壓強(qiáng)度校核： 故不滿足擠壓強(qiáng)度要求，因此選用花鍵連接。軸承所受當(dāng)量動(dòng)載荷：式中：——載荷系數(shù)，取。箱體通常用灰鑄鐵制造，灰鑄鐵具有很好的鑄造性能和減振性能。上箱蓋和下箱體用螺栓聯(lián)接成一體。其具體的設(shè)計(jì)尺寸如表61所示。通氣器有通氣螺塞和網(wǎng)式通氣器兩類，清潔的環(huán)境用通氣螺塞，灰塵較多的環(huán)境用網(wǎng)式通氣器。(4) 視孔減速器上箱體頂部開設(shè)窺視孔，用以檢查傳動(dòng)零件的嚙合情況、潤(rùn)滑狀態(tài)，并向箱體內(nèi)注入潤(rùn)滑油。(6) 啟蓋螺釘由于分箱面粗糙度小、裝配時(shí)又涂密封膠，分開上下箱體十分困難。7 其它部件的選用 機(jī)架與中間架機(jī)架式支承滾筒及承受輸送帶張力的裝置。圖71 機(jī)架：用于傾角的頭部傳動(dòng)及頭部卸料滾筒。d．04機(jī)架：用于傳動(dòng)滾筒設(shè)在下分支的機(jī)架。(2).本系列機(jī)架適用于輸送帶強(qiáng)度范圍；CC56棉帆布3~8層，NN100~300尼龍帶及EP100~300聚酯帶3~6層；鋼繩芯帶ST2000以下。中間架和中間架支腿全部采用螺栓聯(lián)接，便于運(yùn)輸和安裝。因?yàn)槠н\(yùn)輸機(jī)的滾筒很多，損壞的也經(jīng)常，當(dāng)輥?zhàn)有枰S修時(shí)，就可以快速取下，以便于維修和更換，對(duì)運(yùn)輸很小，提高了工作效率。本皮帶運(yùn)輸機(jī)是屬于DTⅡ型固定式，選用鋼架落地式機(jī)架。對(duì)離合器要求接合平穩(wěn)，分離迅速而徹底，調(diào)節(jié)和修理方便，尺寸小，耐磨性好和有足夠的散熱能力，操縱方便有力。矩形牙嵌入與脫開難，牙磨損后無法自動(dòng)補(bǔ)償，使用較少；梯形、鋸齒牙嵌合分離容易，牙磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償，沖擊小，應(yīng)用較廣；三角形牙易結(jié)合和分離，強(qiáng)度低，適用于輕載。在離合時(shí)，主從動(dòng)軸不能同步回轉(zhuǎn)，磨損較大，外形尺寸大。它用來把兩軸聯(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)器停車并將聯(lián)接拆開后，兩軸才能分離。剛性聯(lián)軸器有套筒式、夾殼式和凸緣式等。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)。常用的十字滑塊聯(lián)軸器、滑塊聯(lián)軸器、十字軸式萬向聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器和滾子鏈聯(lián)軸器。本設(shè)計(jì)中減速器與傳動(dòng)滾筒之間采用采用聯(lián)軸器連接，查《聯(lián)軸器、離合器與制動(dòng)器設(shè)計(jì)選用手冊(cè)》，選取GYH11型凸緣聯(lián)軸器。物料進(jìn)入托輥殼體內(nèi)，從而增大軸承座上的徑向載荷和軸向載荷，使軸承快速磨損，托輥殼體粘上物料會(huì)撕裂和拉毛輸送帶的面膠，加速輸送帶磨損毀壞。刮板的工作件是用輸送帶或工業(yè)橡膠板做的一個(gè)板條,通常和輸送帶一樣寬,常安裝在卸料滾筒的下部或卸料滾筒與增角滾筒之間的輸送帶下部。只有當(dāng)煤比較干,帶寬在1 000 mm 以下時(shí),效果才相對(duì)較好。(2)彈簧清掃器彈簧清掃器是利用彈簧壓緊刮煤板,把。這樣清掃效果要比用與輸送帶一樣寬的橡膠板做工作件的好得多。其缺點(diǎn)主要是工作件磨損不均勻,因而刮板不能沿輸送帶的整個(gè)寬度同樣貼緊,結(jié)果所粘附的煤大量地漏過,使清掃質(zhì)量得不到保證。由此可見，清掃器在帶式輸送機(jī)上有著不可忽視的作用。圖74 聯(lián)軸器 清掃裝置輸送帶輸送的材料往往帶有粘性物質(zhì)，如煤塵、泥漿、粉狀物料，其中一部分會(huì)粘在輸送帶工作面上，在卸料時(shí)不能卸掉。彈性元件所能儲(chǔ)存的能量愈多，則聯(lián)軸器的緩沖能力愈強(qiáng)；彈性元件的彈性滯后性能與彈性變形時(shí)零件間的摩擦功愈大，則聯(lián)軸器的減振能力愈好。撓性聯(lián)軸器又可按是否具有彈性元件分為無彈性元件的撓性聯(lián)軸器和有彈性元件的撓性聯(lián)軸器兩個(gè)類別。凸緣聯(lián)軸器的材料可用灰鑄鐵或碳鋼，重載時(shí)或圓周速度大于30m/s時(shí)應(yīng)用鑄鋼或碳鋼。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。軸Ⅰ處離合器選用東莞市博信機(jī)電設(shè)備有限公司生產(chǎn)的HLW50型液壓操作多盤離合器。其種類很多，以圓盤摩擦離合器應(yīng)用最多，它分單盤式和多盤式兩種。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、承載能力大、能使主從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速同步，但接合時(shí)有剛性沖擊，適于在停機(jī)或低速時(shí)接合。 制動(dòng)器和離合器對(duì)于水平帶式輸送機(jī)在沒有特殊要求的情況下（如精確停車），不需要采用制動(dòng)器，靠其自身的摩擦力來停車。中間架作為輸送機(jī)架的一部分，輸送機(jī)架的選型即決定了中間架的型式。柱銷固裝在鋼管上，只是打入的位置適當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)鋼管，就能方便地從管座中抽出或放入。(4) 中間架用于安裝托輥，其結(jié)構(gòu)如圖72。圍包角大于或等于。b．02機(jī)架：用于傾角的尾部改向滾筒或中間卸料的傳動(dòng)滾筒?？蓾M足帶寬500~1400㎜、傾角、圍包角多種形式的典型布置。(7) 起吊裝置在箱體上設(shè)置起吊裝置，以便于減速器起吊搬運(yùn)。(5) 定位銷為保證每次拆裝箱蓋時(shí)，仍保持軸承座孔制造和加工時(shí)的精度，在箱蓋與箱座的縱向聯(lián)接凸緣上配裝定位銷。(3) 放油螺塞箱座底部應(yīng)設(shè)置放油螺塞，以便換油時(shí)排放污油和清洗劑。油面指示器的種類很多，設(shè)計(jì)中采用桿式油標(biāo)。為保證箱體具有足夠的剛度，在軸承孔附近加支撐筋。單件生產(chǎn)的減速器，為了簡(jiǎn)化工藝、降低成本，可采用鋼板焊接的箱體。 其它軸承的選用按上一步驟完成其它軸上軸承的選用，并根據(jù)所選用的軸承的型號(hào)和受力情況計(jì)算校核軸承壽命。校核花鍵連接的強(qiáng)度： 故滿足要求。 軸Ⅲ鍵的校核軸Ⅲ上圓錐齒輪處的鍵選用A型鍵，由于該鍵所處的軸的直徑為205mm，故查機(jī)械手冊(cè)選用20x66 GB/T10962003，可得鍵的尺寸如下所示： 由于扭矩較大，軸Ⅱ上均采用雙鍵連接，按180176?？紤]到載荷分布的不均勻性。j) 計(jì)算安全系數(shù)查表得取可用安全系數(shù)為。配合處綜合影響系數(shù)、根據(jù)d，由表計(jì)算可得，鍵槽處有效應(yīng)力集中系數(shù)、根據(jù)計(jì)算可得、。(6) 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度當(dāng)量彎矩（取折合系數(shù)） 軸的計(jì)算應(yīng)力因此軸滿足強(qiáng)度要求。查取該材料的主要力學(xué)性能數(shù)據(jù)為： 抗拉強(qiáng)度極限 許用彎曲應(yīng)力 (2) 計(jì)算齒輪上的作用力該軸上轉(zhuǎn)矩 圓周力 徑向力 軸向力 (3) 初步估算軸的直徑估算軸的直徑： 考慮鍵槽的影響，將軸的直徑加大3%～5%，故取軸的最小直徑為。軸肩處綜合影響系數(shù)、 鍵槽處綜合影響系數(shù)、 同一截面處如有兩個(gè)以上的應(yīng)力集中源，取其中較大的綜合影響系數(shù)來計(jì)算安全系數(shù)，故按配合處的綜合影響系數(shù)來計(jì)算。材料特性系數(shù)：，d) 確定綜合影響系數(shù)軸肩圓角處有效應(yīng)力集中系數(shù)、根據(jù)r/d=，D/d=，查表可得，、。軸Ⅰ的結(jié)構(gòu)及尺寸如下圖41所示：圖41軸Ⅰ結(jié)構(gòu)尺寸(5) 繪制軸的彎矩圖與扭矩圖a) 軸承支反力的計(jì)算水平面上 垂直面上 b) 齒寬中點(diǎn)處彎矩計(jì)算水平面上 垂直面上 合成彎矩 扭矩 繪制軸的彎矩和扭矩圖，如圖42所示。(4)齒輪其它主要參數(shù)計(jì)算大齒輪分度圓直徑根圓直徑df 頂圓直徑da 4 齒輪軸設(shè)計(jì)計(jì)算 一級(jí)齒輪軸設(shè)計(jì)校核(1) 材料選取40Cr作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理。小輪轉(zhuǎn)矩 T2=10133550N取，則： 故接觸疲勞極限[σHlim]=1050N/mm2。(4)齒輪其它主要參數(shù)計(jì)算大齒輪大端分度圓直徑錐距分度圓錐角： 小齒輪大端頂圓直徑 大齒輪大端頂圓直徑 第二級(jí)直齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算(1)選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力根據(jù)機(jī)械手冊(cè)，查表可得：小齒輪選用40Cr，表面淬火，接觸疲勞強(qiáng)度極限，彎曲疲勞強(qiáng)度極限。mm載荷系數(shù)K 式中： KA——使用系數(shù)，KA=1； KV——?jiǎng)虞d系數(shù)，～，這里取KV=； Kβ——齒向載荷分布系數(shù)，～,這里取Kβ=故：K=材料彈性系數(shù)ZE 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZH 故小輪大端分度圓直徑d1： 式中： ——齒寬系數(shù)，查得； ——載荷系數(shù)，取 ——小輪轉(zhuǎn)矩，； ——材料彈性系數(shù)，取； ——節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)。取，代入式(32)計(jì)算： (2)齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算由下式估取圓周速度 估取圓周速度，選取精度等級(jí)為Ⅱ公差組5級(jí)。大齒輪選用45號(hào)鋼，正火處理，接觸疲勞強(qiáng)度極限，彎曲疲勞強(qiáng)度極限。m第Ⅲ軸轉(zhuǎn)矩 T3=9550 P3/n3=9550 運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算參照?qǐng)D31所示，從高速軸開始，將各軸命名為Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸、Ⅳ軸。，即要達(dá)到等強(qiáng)度。 電動(dòng)機(jī)主參數(shù)型號(hào)額定功率kW轉(zhuǎn)速r/min電壓V效率％功率因數(shù)YB24003440014481140 減速器傳動(dòng)比確定及分配 總傳動(dòng)比計(jì)算由前面選型得到滾筒的具體參數(shù)，因此，傳動(dòng)滾筒的工作轉(zhuǎn)速為： 式中： ——傳動(dòng)滾筒直徑，m； ——帶速，m/s。圖32 傳動(dòng)方案Ⅰ軸