【正文】 ） 式中： maxS — 鋼絲繩最大拉力， N P — 卷筒繩槽節(jié)距， mm ? — 卷筒壁厚， mm yp? — 許用壓應(yīng)力， MPa A — 與卷筒層數(shù)有關(guān)的系數(shù) 卷筒層數(shù) n 1 2 3 ? 4 系數(shù)A 1.1 1.4 1.8 2 由于 5?n ，查上面表格得系數(shù) 2?A 卷筒材料用 45 鋼，查手冊(cè)， 45 鋼的屈服強(qiáng)度為： 360?s? MPa 則 ： ??? syp ?? MPa 1? 6 62020 1 0 0 0152 ????? MPa 經(jīng)檢驗(yàn)卷筒強(qiáng)度符合要求。蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)： 傳動(dòng)比大，在動(dòng)力傳動(dòng)中，一般傳動(dòng)比 i=580,d 在分度機(jī)構(gòu)中可達(dá) 1000； 傳動(dòng)平穩(wěn)，沖擊力小； 具有自鎖性； 相對(duì)滑動(dòng)速度較大，當(dāng)工作條件不夠好時(shí)，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的摩擦摩損，傳動(dòng)性效率低，自鎖性時(shí)效率僅為 40%左右； 要采用減摩性好的貴重有色金屬的合金作蝸輪，成本較高。 蝸桿頭數(shù) 3Z 根據(jù)傳動(dòng)比和蝸桿傳動(dòng)的機(jī)械效率確定， 3Z 越少，結(jié)構(gòu)越緊湊，但機(jī)械效率越低； 3Z 越多，機(jī)械效率越高，但蝸桿加工越困難。 蝸桿傳動(dòng)具有傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、工作平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，但其傳動(dòng)效率低，尤其在低速時(shí)，其效率更低，且蝸輪尺寸大，成本高。 FNF K ?? ?? 彎曲疲勞強(qiáng)度的壽命系數(shù)： 9 610NK N ?‘ 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 基本許用彎曲應(yīng)力 ? ?’F? ： 查表 818， ? ? 51?’F? N/mm2 ? ? 9 66 ????F? N/mm2 則 : 1439。3123??n? (12)頂隙： ?C mm (13)蝸桿齒頂高： )(21 111 ????? ? ddmhh aaa mm (14)蝸輪齒頂高： )(21)( 22 22 ?????? ? ddxhmh aaa mm (15)蝸桿齒根高： )(21)( 11 1 ??????? ?? faf ddmChh mm (16)蝸桿分度圓直徑： 631 ??? mqd mm (17)蝸輪分度圓直徑： 4 022 4322 ??????? ? mxdaZmd mm (18)蝸桿節(jié)圓直徑： 632)2( 434339。39。 工作溫度： ??20 ～ C?70 。便于圓柱面蝸桿的加工 4d 要小于圓柱面齒輪的分度圓直徑。 滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是采用過(guò)渡配合保證的，因此軸段直徑尺寸公差取為 6m 。 蝸桿傳動(dòng)的切向力指向的確定與齒輪相同，即：在主動(dòng)件蝸桿上與其運(yùn)動(dòng)方向相反；在從動(dòng)件蝸輪上與其運(yùn)動(dòng)方向一致。VVVHHRRRRR 彎矩 HM 和 VM ： 水平面 ： CDRM HH ??2 = ? = Nmm 式中： TM、 — 彎矩和扭矩， Nmm 222 )(2 TMM ca ??? 22 )( ??? ? Nmm， 取 ? ? 60?? N 軸段 ③ 取軸段直徑 803?d mm，安裝蝸輪其直徑為蝸輪的內(nèi)徑803?d mm， 采用 A 型平鍵聯(lián)接，型號(hào)為 1832???hb ，鍵的工作長(zhǎng)度120?L mm，軸段 ③ 的長(zhǎng)度 1253?l mm。mm ?tF N ?rF N ??F N 求解： 0??xF ， 039。mm 扭矩 T ： ?T N根據(jù)蝸桿軸的工作情況可以確定 ?? 。由 表 41，查得 650?B? N/mm2 ，則? ? ?? ～ B? ，即 58～ 65 N/mm2 ， 取 ? ? 60?? N/mm2 。 齒輪材料及數(shù)據(jù)參數(shù) 大齒輪和過(guò)橋齒輪都選用 40Cr；熱處理方法：表面滲碳淬火； 傳動(dòng)比 ?i （ 1）選擇齒輪材料和熱處理方法 小齒輪 40cr 表面淬火 HRC 48—55 過(guò)橋齒輪 40cr 表面淬火 RHC 48—55 大齒輪 40cr 表面淬火 HRC 48—55 由圖查得M paM paFH 1350 ,1350limlim ????齒輪的疲勞極限應(yīng)力按質(zhì)量（ M? ）要求從圖 1432 和圖 1424 中查得 （ 2） 初步確定齒輪的主要參數(shù) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度估算齒輪尺寸，即按式（ 141）計(jì)算中心 距 3 213)1(HPa uKTuJa ???? 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 36 頁(yè) 式中 u= Ja=480 (表 1436) 考慮到速度較慢，和輕微的沖擊，取載荷系數(shù) K=, 取齒寬系數(shù) ? d ＝０ .4（表 1433）。當(dāng)齒輪傳動(dòng)的承載能力主要取決于輪齒彎曲強(qiáng)度時(shí)，開(kāi)式齒輪傳動(dòng)易取較少的齒數(shù)，小齒輪一般可取20~175 ?Z ，大齒輪 56 iZZ ? 。mm。對(duì)于單向轉(zhuǎn)動(dòng)的軸，考慮起動(dòng)、停車(chē)及運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻性的影響，通常將剪應(yīng)力視為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力；對(duì)于雙向轉(zhuǎn)動(dòng)的軸則將剪應(yīng)力視為對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力。mm 合成彎矩 M ： 22 VH MMM ?? 6 1 3 2 0 8 6 2 5 8 2 3 0 221 ???M N1439。 軸段 ② 用于安裝滑動(dòng)軸承，考慮軸承同時(shí)承受徑向力和軸向力，選擇雙列圓錐滾子軸承。由 表 41，查得 650?B? N 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 29 頁(yè) 根據(jù)蝸桿軸的工作情況可以確定 ?? 。mm 扭矩 T ??T Nmm 求解： 0?? xF ， 011 39。 ② 受力分析： 蝸桿傳動(dòng)的受力情況與斜圓柱齒輪傳動(dòng)相似，當(dāng)蝸 桿為主動(dòng)件時(shí)，作用與嚙合節(jié)點(diǎn)處的齒廓曲面的法向力 nF 可分解為三個(gè)互相垂直的分力：切向力1tF、軸向力1xF和徑向力1rF。綜合考慮各方面，確定 642?l m 軸上零件的周向定位 （ 1）半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用 A 型普通平鍵連接，按 501?d mm，從手冊(cè)中查的平鍵截面尺寸 914???hb ，根據(jù)輪轂寬度，由鍵長(zhǎng)系列中選取鍵長(zhǎng) 70?L mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為 67kH 。綜合考慮各方面，確定 642?l mm. 軸段 ③ 為軸承的定位端，考慮到實(shí)際情況，取 mml 103 ? 。 用于啟動(dòng)頻繁、經(jīng)常正反轉(zhuǎn)、載荷平穩(wěn)的傳動(dòng)。 ????? aa dbaS ? mm (49)蝸桿螺牙齒根厚： )(2 2339。 ??? 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) (10)蝸桿軸向齒形角： 阿基米得圓柱蝸桿 : ??20? (11)蝸桿（蝸輪）法向齒形角： 39。 蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 由式（ 896）： ? ?FFF Ymdd TK ??? ????? ?? c o s243 4 齒形系數(shù) FY ，查表 830，并插值得 ?FY 許用彎曲應(yīng)力：由式（ 898） , ? ? ? ?39。但在動(dòng)力傳動(dòng)中，4Z 也不宜太多，若 4Z 過(guò)多，則結(jié)構(gòu)尺寸過(guò)大，蝸桿支撐跨度增 大，使蝸桿剛度降低，從而影響蝸桿傳動(dòng)的嚙合精度。 考慮到蝸桿的工作情況在此選用 45 鋼表面淬火，硬度為 50~45HRC 。 傳動(dòng)比的分配 已知電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速為 n 及工作機(jī)的轉(zhuǎn)速為 n? 時(shí)，總傳動(dòng)比等于 nni ?? 式中工作機(jī)的轉(zhuǎn)速 n? ，對(duì)于帶式輸 送機(jī) Dvn ?1 0 0 060 ??? （ minr ） 具有自鎖性能的蝸輪蝸桿傳動(dòng)，傳動(dòng)比根據(jù)手冊(cè)， 其傳動(dòng)比范圍5 ??i 80，在這里選擇蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比為 371?i 。 其主要參數(shù)如下： 鋼絲繩直徑： 18mm 鋼絲直徑： 鋼絲總斷面面積： mm 參考重力： 1218N/m 鋼絲繩公稱(chēng)抗拉強(qiáng)度： Mpa1770 鋼絲繩近似重量 117Kg/100m 鋼絲破斷拉力總和 ?S ： 189? =229KN ＞ 150KN 滾筒幾何尺寸 的確定 (1)滾筒名義直徑： dhD ??1 式中： d — 鋼絲繩的直徑； h — 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 8154 選取。 說(shuō)明：機(jī)構(gòu)經(jīng)常承受較重的載荷，也常承受最大的載荷。傳動(dòng)方案圖如下所示 ： 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 傳動(dòng)方案圖 圖 24 3. 卷筒 5. 鋼絲繩 3 張緊裝置總 體設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)的確定 假設(shè) 卷筒上鋼絲繩的平均牽引速度為 m 該機(jī)構(gòu)在傳動(dòng)過(guò)程中總的效率損失為 總? ： 433221 ????? ????總 式中： 1? —— 自鎖 蝸桿 的 效率， 1? 取 ； 2? —— 圓柱齒輪傳動(dòng)（脂潤(rùn)滑） 的效率， 2? 取 ； 3? —— 滾動(dòng)軸承的效率， 3? 取 ； 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 4? —— 滑輪 的效率， 5? 取 ； 42 ?????總? 最大張緊速度： smm 0 0 6 2 a x ???? 根據(jù)傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)：張緊力 F是由 4 根鋼絲繩來(lái)承擔(dān)： (1)恒扭矩控制時(shí)： 滾筒上的鋼絲繩拉力： 4max1 FF ? =100/4=25KN 有功功率： ??? 111 VFP 25? = 電動(dòng)機(jī)輸出功率 P? ?pp ? kwp ??? (2)確定 電機(jī) 型號(hào) 電動(dòng)機(jī)所需額功率 P和電動(dòng)機(jī)輸出功率 P? 之間有以下關(guān)系： PKP ?? 式中 K為功率儲(chǔ)備系數(shù)，一般取 K=— ，無(wú)過(guò)載時(shí) 取 1?K 取 K = P kwPK ????? 查表得： 因此根據(jù)所給條件選擇 的電機(jī)滿(mǎn)足工礦要求。 （ 3）響應(yīng)速度快，設(shè)計(jì)自動(dòng)張緊裝置時(shí)，必須考慮張緊裝置的反應(yīng)速度不能滯后于張波在輸送帶中的傳播 速度。如果皮帶張緊力小于設(shè)定張力時(shí)，自動(dòng)張緊裝置自動(dòng)起動(dòng)，輸送帶被拉緊，直到張緊力到設(shè)定范圍內(nèi)。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輸送機(jī)的正常運(yùn)行，再加上變頻調(diào)速技術(shù)，達(dá)到能夠?qū)埦o力進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)的要求。缺點(diǎn)是不能隨輸送帶上載荷的變化自動(dòng)進(jìn)行 張緊力調(diào)節(jié)，不容量對(duì)皮帶的張緊力實(shí)現(xiàn) 點(diǎn)控。 （ 3） 自動(dòng)式張緊裝置 自動(dòng)張緊裝置是一種在帶式輸送機(jī)工作過(guò)程中能按一定要求自動(dòng)調(diào)節(jié) 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 張緊力的張緊裝置，在現(xiàn)代化長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)中使用較多，它能夠使輸送帶具有合理的張力，自