毕业设计（论文）-TH250斗式提升机设计.doc

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1、 目录第一章.绪论 1.1 斗式提升机发展的历史背景 1.2 斗式提升机国内外研究现状和发展势1.2.1 斗式提升机国内外研究现状1.2.2 斗式提升机的发展趋势 1.3 斗式提升机的分类及特点1.3.1 斗式提升机的分类1.3.2 斗式提升机的特点1.4 斗式提升机的工作原理及分析1.4.1 斗式提升机的工作原理1.4.2 斗式提升机的主要部件1.4.3 斗式提升机装载和卸载1.5 斗式提升机的选型1.6 斗式提升机的改进第二章.设计方案拟定 第三章.TH250斗式提升机主要参数确定及主要结构设计 3.1 提升机功率的计算 3.2 电动机的选型 3.3 减速器的设计 3.4 传动皮带的设计计

2、算 3.4皮带轮的设计 3.5 驱动装置设计 3.5.1 驱动轴材料及热处理 3.5.2 轴的结构设计 3.5.3 轴的强度校核计算 3.5.4 驱动链轮的选材及设计 3.5.5 驱动链轮的校核 3.6 联轴器的选择 3.7 逆止器的选型 3.8 提升机主要参数的设计计算 3.9 头部罩壳的选材及连接 3.10 中部区段的设计选材 3.11 电气控制电路的设计第4章 斗式提升机的安装、使用说明 4.1节 斗式提升机的安装、调试及运行第 4.2节 斗式提升机操作规程 4.3节 斗式提升机故障处理设计总结致谢参考文献附录 CAD工程绘图第1章 绪论第1.1节 斗式提升机的发展历史斗式提升机是利用均

3、匀固结于无端牵引构件上的一系列料斗，竖向提升物料的连续输送机械。适用于垂直输送粉状、粒状、及小块状的磨吸性较小的散状物料，如粮食、煤、水泥、碎矿石等。中国古代的高转筒车和提水的翻车，是现代斗式提升机和刮板输送机的皱形；17世纪中叶，斗式提升机开始应用于架空索道输送散状物料；19世纪中叶，各种现代结构的输送机相继出现。1868年，在英国出现了带式输送机；1887年，在美国出现了螺旋输送机；1905年，在瑞士出现了钢带式输送机；1906年，在英国和德国出现了惯性输送机。此后，输送机受到机械制造、电机、化工和冶金工业技术进步的影响，不断完善，逐步由完成车间内部的输送，发展到完成在企业内部、企业之间甚

4、至城市之间的物料搬运，成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。斗式提升机就是输送机的其中一种。第1.2节 我国斗式提升机研究现状和发展趋势1.2.1节 我国斗式提升机研究现状我国斗式提升机的设计制造技术是在50年代由前苏联引进的，80年代，几乎没有大的发展。在此期间，虽各行业就使用中存在的一些问题也作过一些改进，如Z1型和钩头链式斗式提升机的设计等工作，但大都因为某些原因未能得到推广。自80年代以后，随着国家改革开放和经济发展的需要，一些大型及重点工程项目引了一定数量的斗式提升机的颁布 JB 392685 及按此要求设计的TD、THHE TB系列的斗式提升机相继问世，是我国斗式提升机

5、技术水平先前迈了一步，但与国际先进水平相比仍存在相当大的差距，尤其是板链式斗式提升机存在的差距更大一些。随着国民经济的发展运输机械行业在引进、吸收、消化了世界各国斗式提升机的最新技术，并结合我国实际情况，使得新材料、新工艺、新产品不断地出现。例如：由于自动焊接技术的出现，箱形结构的垂直输送机越来越受到人们的欢迎。由于计算机技术的推广应用，利用计算机进行辅助设计(CAD)和辅助制造(CAM)，使输送机的整体布置更趋优化，基本零件更加紧凑耐用。由于自控技术和数显技术的广泛普及，使运输机的控制和安全保护装置大为改善，保证了作业的安全性和可靠性。现在许多企业能够批量生产各种类型的输送机械，不仅满足了国

6、内市场的需求，部分产品还打入了国际市场。1.2.2节 提升机的发展趋势 纵观世界各国运输机的发展现状，对今后的动向可归纳如下：1.大型化 由于石油、化工、冶炼、制造、食品、啤酒、饮料、烟草、医药、家电等地工程规模越来越大型化，所以运输机运输物品的重量也越来越大，如码头的集装箱专用输送机的超大型结构件达1000t,目前世界上运输机重量最大的是3000t的斗式输送机。2.重视“三化”，逐步采用国际标准 所谓“三化”，是指运输机的标准化、系列化和通用化。贯彻“三化”可以缩短设计周期，保证产品制造质量，便于管理和提高经济效益。世界上许多国家，不仅重视产品的“三化”工作，而是非常注意采用国家标准。有的国

7、家甚至废除本国标准直接采用国际标准，其目的是为了促进商品的国际交流。3.实现产品的机电一体化 机械产品需要更新换代。在当今计算机、自控技术和数显技术大发展的年代里，更新换代的重要标志是实现产品的机电一体化。在输送机械上应用计算机技术，可以提高作业性能。4.人机工程学的应用 输送机械一般应用在沉重和繁忙的、环境比较差得场合。为了减少人员的作业强度，保证持久旺盛的体力和注意力，应该根据人机工程学的理论，设计导动装置和人员辅助装置，改善振动与噪声的影响，防止废弃污染，使其符合健康规范的要求根据不同的输送要求、不同的输送产品，选择不同的最佳的工艺和运输设备，以使最少、最合理的投资，获得最佳的使用效果，

8、使设备发挥最大的效率。第1.3节 斗式提升机的分类及特点1.3.1节 斗式提升机的分类斗式提升机作为一种常用的提升设备，在得到广泛的应用的同时，根据不同行业的要求也有着非常清楚地分类.(一)按照其传动结构分类：(1).TD系列斗式提升机 TD系列斗式提升机是一种国家标准的斗式提升机，该系列斗式提升机和D系列斗式提升机都是采用胶带传动来提升物料，两者没有本质的区别，D系列斗式提升机产品型号叫老且规格少。TD列类斗式提升机是在D系列斗式提升机的基础上经过产品改良而来的。其规格TD100、TD160、TD250、TD315、TD400、TD500、TD630、D800、D1000等型号，其中D160

9、、D250、D315等型号为普遍采用的型号。(2).TH系列斗式提升机TH系列斗式提升机是一种常用的提升设备，该系列斗式提升机采用锻造环链作为传动部件，具有很强的机械强度，主要用于提升粉体和小颗粒及小块状物料，区别于TD系列斗式提升机，其提升量更大、运转效率更高。其常用于较大比重物料的提升。(3).NE系列斗式提升机 NE系列斗式提升机是一种新型的斗式提升机，其采用板链传动，区别于老型号TB系列板链斗式提升机，其命名方式采用提升量而非斗宽。如NE150是指提升量为150吨每小时而不是斗宽150。NE系列斗式提升机有着很高的提升效率，根据提升速度不同还分有NSE型号和高速板链斗式提升机。(4).

10、TB系列斗式提升机 TB系列斗式提升机是一种老型号的斗式提升机，其传动部分采用板链传动，现已经被相应的NE系列斗式提升机传品代替。(5).TG系列斗式提升机 TG系列斗式提升机是一种加强型胶带斗式提升机，其区别于TD系列斗式提升机，TG系列斗式提升机采用钢丝胶带作为传动带，其具有更强的传动能力。该系列斗式提升机多被用于粮食的输送上，又常称为粮食专用斗式提升机。(6).其它型号斗式提升机 常见的斗式提升机还有HL系列斗式提升机、GTD系列斗式提升机、GTH系列斗式提升机等，其均为上型号的不同叫法和演变形式。(二)按牵引件分类： 斗式提升机的牵引构件有环链、板链和胶带等几种。环链的结构和制造比较简

11、单，与料斗的连接也很牢固，输送磨琢性大地的物料时，链条的磨损较小，但其自重较大。板链结构比较牢固，自重较轻，适用于提升量较大的提升机，但铰接接头易被磨损，胶带的结构比较简单，但不适宜输送磨琢性较大的物料，普通胶带物料温度不超过60 C，钢绳胶带允许物料温度达80 C，耐热胶带允许物料温度达120 C，环链、板链输送物料温度可达250 C。斗式提升机最广泛使用的是带式(TD)，环链式(TH)两种型式。用于输送散装水泥时大多采用深型料斗。如TD型带式斗式提升机采用离心式卸料或混合式卸料适用于堆积密度小于1.5t/m3的粉状、粒状物料。TH环链斗式提升机采用混合式或重力式卸料用浅斗。(三)按卸料方式

12、分类： 式提升机可分为:离心式卸料、重力式卸料和混合式卸料等三种形式。离心式卸料的斗速较快，适用于输送粉状、粒状、小块状等磨琢性小的物料；重力式卸料的斗速较慢，适用于输送块状的，比重较大的，磨琢性大的物料，如石灰石、熟料等。1.3.2节 斗式提升机的特点 ： 1. 提升范围广。对物料的种类，特性及块度要求少，不仅提升一般粉状，粒状和块状物料，而且可提升磨琢性状的物料。物料温度可达250 C。 2.驱动功率小。采取流入式喂料，重力诱导式卸料，且采用密集型布置的大容量料斗输送。链速低提升量大。几乎无回料和挖料现象，因此无产功率小，所耗功率是链提升机的 70% 。3.输送能力大。提升量范围 1580

13、0m3/h 。4.使用寿命长。本机的设计保证物料在喂料，提升和卸料中不会撒落，减少了机械磨损，物料之间很少发生挤压和碰撞现象。输送链采用高强度耐磨链条，大大延长了链条和链斗的使用寿命。正常使用下，输送链使用寿命超过 5年。 5.密封性好，环境污染少。先进的设计原理，保证了整机的可靠性。 6.操作，维护，维修方便，易损件少。 7.机械尺寸小，机壳经折边和中间压凸，再经焊接，刚性好，外观漂亮。第1.4节 斗式提升机的工作原理及分析1.4.1节 斗式提升机的输送工作原理： 料斗把物料从下面的储藏中舀起，随着输送带或链提升到顶部，绕过顶轮后向下翻转， 斗式提升机将物料倾入接受槽内。带传动的斗式提升机的

14、传动带一般采用橡胶带，装在下或上面的传动滚筒和上下面的改向滚筒上。链传动的斗式提升机一般装有两条平行的传动链，上或下面有一对传动链轮，下或上面是一对改向链轮。斗式提升机一般都装有机壳，以防止斗式提升机中粉尘飞扬。1.4.2节 斗式提升机的主要部件 斗式提升机的主要构件：驱动装置、料斗、牵引构件、壳体、改向轮（尾轮）、张紧装置、导向装置、加料口（入料口）和卸料口（出料口）。其中比较重要的设计点有驱动装置、料斗、牵引构件。1.驱动装置： 驱动装置有电动机、减速器、逆止器或制动器及联轴器组成，驱动主轴上装有滚筒或链轮。大提升高度的斗式提升机采用液压力偶合器，小提升高度时采用弹性联轴器。使用轴装式减速

15、器可省去联轴器，简化安装工作，维修时方便。2 .料斗：料斗通常分为浅斗、深斗和有导向槽的尖棱面斗。浅斗前壁斜度大深度小，适用于运送潮湿的和流散性不良的物料。深斗前壁斜度小而深度大，适用于运送干燥的流散性好的散粒物料。有导向侧边的夹角形料斗前面的的两导向侧边即为后面料斗的卸载导槽，它适用于运送沉重的块状物料及有磨损性的物料。散装水泥由于流动性好且干燥，用深斗较合适，卸载时，物料在料斗中得表面按对数螺纹分布，设计离心卸料的料斗时往往在料斗底部打若干个气孔，使物料卸料时有较高的填充量，并且卸料时更安全。3.牵引构件： 牵引构件为封闭的绕性构件，多为环链、板链或胶带。 橡胶带：用螺钉和弹性垫片固接在带

16、子口，带比斗宽3540mm。 链条：单链条固接在料斗后壁上；双链与料斗两侧相连。4.张紧装置：张紧装置有螺杆式于重锤式两种。带斗式提升机的张紧滚筒一般制成鼠笼式壳体，以防散料粘集于滚筒上。5.机壳： 斗式提升机可以采用整体机壳，也可上升分支和下降分支分别设置机壳，后者可防止两分支上下运动时在机壳空气扰动。在机壳上部设有收尘法兰和窥视孔。在底部设有料位指示，以便物料堆积时自动报警。胶带提升机还需设置防滑防偏监控及速度监测器等电子仪器，一保证斗式提升机的正常运行。1.4.3节 斗式提升机的装载和卸载(一)斗式提升机的装载斗式提升机的装载方式有两种： 1)掏取式.(图1.1)由料斗在物料中掏取装载。

17、 掏取式主要用于输送粉状、颗粒状、小块状的无磨琢性或半磨琢性的散状物料。由于在掏取物料时不会产生很大的阻力，所以允许的料斗在运行的速度较高，为0.8-2m/s;2)流入式.(图1.2)图中物料直接流入料斗内。流入式用于输送大块状和磨琢性大的物料。料斗的布置很密，防止在料斗之间撒料。料斗的运行速度较低，一般不超过 1m/s .(二)斗式提升机的卸载 斗式提升机的卸载方式有离心式、重力式及混合式三种。 离心式卸料料斗的运行速度较高，通常取1.2-2m/s。如欲保持这种卸载必须正确选择驱动链轮的转速和直径，以及卸料口的位置。其优点是：在一定的料斗速度下驱动轮的尺寸为最小；卸料的位置较高，各料斗之间的

18、距离可以减小，并可以提高卸料管的高度，当卸料高度一定时，提升机的高度就可以见实效；缺点是：料斗的填充系数较小，对所提升的物料由一定的要求，只适用于流动性好的粉状、粒状、小块状物料。 重力式卸载适用于卸载块状、半磨琢性和磨琢性大地物料，料斗运行速度为0.4-0.8m/s左右，需配用带导向槽的料斗。其优点是：料斗装填良好，料斗尺寸与极距的大小无关。因此允许在较大的料斗运行速度下应用大容积的料斗；主要缺点是：物料抛出位置较低，故必须增加提升机机头的高度。物料在料斗的内壁之间被抛出去，这种卸料方式称为离心重力式卸料，也称混合式卸料。常用于卸载流动性不良的粉状物料及含水分的物料。料斗的运行速度范围为0.

19、6-1m/s，常用链条做牵引构件。第1.5节 斗式提升机的选型 作为常用的提升设备，斗式提升机的选用受到很多方面因素的制约，选错型号会给适用方带来不尽的麻烦。一般斗式提升机的选型取决于以下几个因素： 1.物料的形态：物料是粉状还是颗粒状还是小块状。 2.物料的物理性质：物料有没有吸附性或者粘稠度，是否含水。 3.物料的比重：一般都是提升机参数都是针对堆积比重在1.6以下的物料设计和计算的，太大的物料比重需要进行牵引力和传动部分抗拉强度的计算。 4.单位时间内的输送量。 一般来说，物料的形态直接决定物料的卸料方式，常用规律为粉状物料采用离心抛射卸料、块状物料采用重力卸料，而卸料方式的不同决定斗式

20、提升机的料斗的不同，离心抛谢卸料多采用浅斗和弧形斗，而重力卸料需采用深斗。斗式提升机所采用料斗不同则单位时间内提升的物料输送量是不一样的。斗式提升机最终是取决于料斗形式、斗速、物料比重、物料性质、料斗数量的一个综合参数。第1.6节 斗式提升机的改进 斗式提升机作为一种应用极为广泛的垂直输送设备，已经广泛应用于粮食、饲料及种子加工业。但是在使用中也出现了一些问题，为使其工作性能和可靠性增强，对其进行了改进。 1.在斗式提升机头部和底部应设有吸风管和通风口，以保证斗式提升机在卸料和进料过程中不会形成负压和粉尘外溢。一台制作精良的输送设备，它的密封必须可靠。但良好的密封在物料卸料和进料过程中就必然会

21、产生压力差，造成进料和卸料困难。通风口使斗式提升机内部压力与外界压力基本相等。适当的吸风避免粉尘从通风处溢出，避免浪费和清洁环境。 2.在斗式提升机的机头部装有防逆转装置。在斗式提升机工作中动力突然中断时，反转对于斗式提升机是很危险的。斗式提升机在提升过程中，其一侧是盛满物料的上行畚斗，另一侧是卸完物料的下行空畚斗。动力中断后，斗式提升机由于重力作用必发生逆转。物料随着畚斗的反转被卸到斗式提升机的底部，直至堆满后卡住畚斗。由于反转是一个加速的运动，而后又被突然卡住，很容易扯掉畚斗，使皮带损坏，甚至断裂。另外斗式提升机底部堆满物料，也使斗式提升机无法启动。防逆转可采用棘轮机构。 3.设置防滑主动

22、轮。在斗式提升机的主动轮表面铆接或粘接防滑、抗（耐）磨橡胶布，能有效提高主动轮与皮带间的摩擦系数，防止皮带打滑，提高提升效率。如果主动轮表而过于光滑，就需过分张紧皮带，来保证提升机的正常工作，皮带就会受到过大的张紧力而降低皮带的使用寿命。 4.加装转速监控装置。在斗式提升机的被动轮部分装备速度传感器，传感器产生电压或电流信号，通过仪表可设定最高和最低转速。当斗式提升机的转速超出了这个范围，经过一段延时，如果转速依然超出范围就报警，并断开空气开关，有效地保护斗式提升机的正常工作。 5.采用质量优良的皮带。事实证明，选购质量上乘的皮带，不但能提高生产效率，而且还可以大大降低斗式提升机的事故率。千万

23、不能图一时经济，而造成不应有的损失。 6.斗式提升机的调整皮带装置在工作调整后。应对螺栓进行保护，做好防锈和防尘。斗式提升机底部设有多个检视窗，这样可以方便地进行斗式提升机的皮带调整，而且可以更好的监视斗式提升机的工作情况。 7.设置挡料板。在斗式提升机上部卸料处装设挡料板，可有效防止物料倒流而流回提升机底部。挡料板用橡胶等耐磨又有一定韧性的橡胶的材料制成。挡料板与畚斗间的距离应为15mm左右。 8.注意畚斗的间距不能过大也不能过小。要根据斗式提升机的实际工作能力和电机功率合理调整畚斗间距的大小。第二章 设计方案拟定设计环境及参数：输送堆积密度为1.2t/m3易于掏取的粉状、粒状、小块状的底磨

24、琢性物料，如煤、水泥、碎石、砂子、化肥、粮食等。物料干燥、流动性好、物料温度在250以下，提升量为30 t/h 最大提升高度为30米中等功率提升机。日工作时间为两班制。采用环链式TH250型号斗式提升机方案：规格提升最大高度(m)输送量(t/h)斗距(mm)电机功率(kw)250型30305004-11其它参数：= 0.75(为装载系数) = 1.5 m/s(物料运输速度) n = 60 r/min(n为链轮的转速)方案一、驱动装置采用电动机、皮带、减速器，采用掏取式喂料，物料升到顶端在物料重力作用下自行卸料。该方案的特点：结构简单、运行平稳，掏取式装料，混合式或重力卸料，采用组合链轮，更换方

25、便，链轮轮缘经特殊处理寿命长，下部采用重力自动张紧装置，能保持恒定的张力，可避免打滑或脱链，同时在料斗遇阻时有一定的容让性能够有效地保护运动部件。方案二、 驱动装置采用电动机皮带，皮带皮带式二级皮带减速，采用掏取式喂料，物料升到顶端在物料重力作用下自行卸料。该方案的特点：结构更简单、省去了二级减速器，减轻机头部分的重量，传动平稳，能缓冲吸振，在料斗遇阻堵转时时能够有效地保护电机不被烧毁。经过两个方案的比较，方案二的斗式提升机的结构虽然简单，但电动机和中间皮带轮的安装不方便，需在机壳上打螺纹孔，其次单靠皮带传动容易打滑和磨损，需定期跟换皮带，所以采用方案一的设计。工作过程分析： 本次设计利用环绕

26、并张紧于头轮、轮底的封闭环形链带作为牵引构件，利用安装于链带上的料斗作为输送物料构件，通过料斗链的连续运转实现物料的输送，见图()。因此斗式提升机是连续性输送的机械。理论上可将斗式提升机的工作过程分为三个阶段：装料过程、提升过程和卸料过程。装料过程 装料就是料斗在通过底座下半部分时挖取物料的过程。料斗的装满系数 表示。根据装载方向不同，装料方式有顺向进料和逆向进料两种，工程实际中常用的是逆向进料，此时进料方向与料斗运动方向相同，装满系数较大。提升过程 料斗绕过底轮水平中心线始终至头轮水平中心现线的过程，即物料随料斗垂直上升的过程称作提升过程。此时应保证环链有足够的张力，实现平稳提升，防止撒料现

27、象的发生。卸料过程 本次设计选择混合式卸料方式，选取zh型(中深斗)料斗，牵引件为低合金高强度圆环链，经适当热处理后具有很高的抗拉强度和耐磨性。下部采用重锤杠杆式张紧装置，即可实现自动张紧。 驱动部分结构简图如下： 第三章TH250斗式提升机主要参数确定及主要结构设计第3.1节 提升机功率的计算本次设计TH250型斗式提升机，主要参数有功率、提升能力、料斗宽度、料斗容积、料斗间距。参照文献1运输机械设计选用手册中第十四章斗式提升机中TH提升机的功率计算部分内容，计算过程如下： TH型斗式提升机功率计算。 TH型 提升机的驱动装置为YY型(即Y型电动机和ZLY型或ZSY型二级减速器配用)，其传动

28、轴驱动功率由下式求得： P0 = + PS + PL其中： P0 传动轴功率(Kw) ； Q 斗式提升机提升量(t/h)； H物料提升高度(m)； g重力加速度(m/s2)； PS 、PL附加功率(Kw)见下表；附加功率TH200TH250TH315TH400TH500TH630TH800PS2233445PL0.20.30.50.81.22.23.4由此次TH250斗式提升机设计的条件可知：Q = 35 t/h ；提升高度为：H= 30 m；重力加速度g取 10 m/s2 。将数据代入公式计算可得： P0 = + PS + PL = + 2 + 0.3 = 4.8 Kw则电动机的功率为： P

29、d= P0 / 总其中：Pd电动机的功率(Kw)； P0传动轴功率(Kw)；总机械效率。 总=123n 1：电动机与小带轮联轴器效率 0.99 2：V带传动效率 0.99 3：带轮槽摩擦传动效率 0.9 4：高速级联轴器效率 0.99 (弹性柱销联轴器) 5：I轴轴承效率 0.99 (深沟球轴承，一对，稀油润滑) 6：高速级齿轮啮合效率 0.97 7：II轴轴承效率 0.99 (深沟球轴承，一对，稀油润滑) 8：低速级齿轮啮合效率 0.97 9：III轴轴承效率 0.99 (深沟球轴承，一对，稀油润滑) 10：低速级联轴器效率 0.99 (齿式联轴器) 11：链轮效率0.96 12：链轮轴承效

30、率 0.98 (滚子轴承，一对，稀油润滑) (效率值设计手册表17（P5）查得)总 = 0.74将数据代入公式中求得：Pd= P0 / 总 = 4.8/0.7 = 6.48Kw第3.2节.电动机的选型电动机的选择包括电动机的类型、结构形式、功率、转速和型号。按已知工作要求和条件选用要求电机的功率为6.48Kw，由于Y系类三相异步电动机具有防止灰尘、铁屑或其它杂物侵入电动机的特点，具有国际互换性，适用于无特殊要求的机械上，如机床、泵、风机、运输机、搅拌机、农业机械等。参考文献 故此次斗式提升机电机的选用Y系类三相异步电动机，选用额定功率为7.5KW的Y132M-4型号电机。不选用同等功率其它型号

31、的原因：由于电机作为提升动力源，电动机应具有较大的额定转矩。转速宜太高，否则传动比较大，后面减速器的尺寸参数将增大，故不选Y132S2-2型号。电动机将安装在传动链轮一侧，即在提升机机顶部分，因此电动机重量不宜过重、机座不宜过长，故不选Y160M-6和Y160L-8型号。Y132M-4型号三相异步电动机基本参数额定功率/KW满载转速/(r/min)堵转额定转矩最大额定转矩质量/Kg7.514402.22.381Y132M-4型号三相异步电动机安装代号伸出轴直径D轴伸尺寸E连接键宽尺寸F安装螺母中心距AB338mm80mm10mm216mm第3.3节 传动带的设计计算3.3.1节 已知条件及设计

32、内容：已知：电动机的额定功率P = 7.5 kW小带轮的转速n1 = 1440 r/min 传动比取 i = 2 (推荐值i=2-5，传动比小时带轮包角大传动不易打滑) 皮带日工作10h，载荷变动较大3.3.2节 设计步骤和方法(1)确定计算功率Pca 计算功率Pca是根据传递的功率P和带的工作条件而确定的Pca = KAP式中：Pca 计算功率(Kw)； KA 工况系数，取KA=1.5。见文献3表8-7； P 传递的额定功率。 将已知数据代入公式可得： Pca = 1.57.5=11.25 kW(2)选择V带的的带型根据计算功率Pca和小带轮的转速，从文献3图8-11选取B型号普通V带的带型

33、。( d1 = 125140 mm )(3) 确定带轮的基准直径dd并验算带速v 1)参考文献3 表8-6和 表8-8 初选小带轮直径dd1 = 125mm 2)验算带速：根据式(8-13) v = nd/601000 9.42 m/s 故符合条件，因此取dd1 = 125 mm3)计算大带轮的基准直径 dd2 dd2 = idd1 = 2125 = 250mm 从文献3表8-8中可知：250mm属于B型V带轮基准直径系列中得标准值，故取dd2 =250mm。(4)确定中心距a及V带的基准长度Ld1)根据带传动总体尺寸的限制条件或要求，结合公式初定中心距a0(dd2 dd1) a0 (dd2

34、dd1)将数据代入得：262.5mm a0 750mm，为减小安装尺寸，初选中心距a0 = 400mm2) 计算相应的带长，将数据代入得： 1398.77 mm取带的基准长度Ld = 1400mm3) 计算中心距a及其变动范围传动的实际中心距近似为 a a0 +(Ld - Ld0)/2 =400mm(5)验算小带轮上的包角 由公式 162.1 90故符合条件。(6) 确定带的根数Pca为计算功率(已求得为11.25kW)；Pr为单根皮带的额定功率；P0 为单根皮带的基本额定功率，由dd1=125和n1=1440r/min,查表8-4a并计算得P0 = 2.1796kWP0 为单根皮带的增量功率

35、，由B型带i=2,n1=1440r/min,查表8-4b并计算得P0 = 0.4568kWKa为包角修正系数，查表8-5并计算取包角系数为0.954KL为带长修正系数，查表8-2取V带带长修正系数为0.9将各数据代入公式求得： =4.967圆整后取Z=5(7) 确定带的初拉力F0单根V带所需的最小初拉力根据公式q为传动带单位长度质量，B型取0.18kg/m，代入数据得：=210N对于新安装的V带，初拉力为1.5(F0)min ，对于运转后的V带，初拉力应为1.3(F0)min取F0=1.5(F0)min = 1.5210 =315N(8)计算带传动的压轴力Fp计算压轴力公式 =3111.6N第

36、3.4节 传动带轮的设计(1) 带轮的材料：带轮常用的带轮材料为灰铸铁。当带速v25m/s，采用HT150；带速v=2530m/s时采用HT200；当转速较高时可以采用铸钢或用钢板冲压后焊接而成。此外，传递小功率时可以采用铸铝或塑料。本次设计v=9.42m/s,所以V带轮材料采用HT150。(2) 带轮的结构形式V带轮由轮缘、轮辐和轮毂组成。根据轮辐的不同，V带轮可以分为实心式、腹板式、孔板式和椭圆轮辐式。V带轮的结构形式与基准直径有关。当带轮基准直径dd 2.5d (d为安装带轮的轴的直径，mm)时，可采用实心式； 当dd300mm时，可采用腹板式；当dd300mm，同时D1-d1 100m

37、m时，可采用孔板式；当dd300mm时，可采用轮辐式。本次设计中，小带轮采用腹板式，大带轮采用孔板式。第3.5节 减速器的设计3.5.1节 传动比的分配传动比的分配原则：各级传动尺寸协调，承载能力接近，两个大齿轮 直径接近以便润滑。i总=i减i带 =i带i高i低= nm/nw其中：i带皮带传动比 i减减速器传动比i高减速器内高速级传动比i低减速器内低速级传动比nm电动机满载转速nw工作传动链轮转速已知：nm=1440r/min nw=60r/min 则： i总= 1440/60=24i带 = 2，可以减小皮带轮的尺寸由设计手册推荐：展开式二级圆柱齿轮减速器齿轮传动比一般选35，故二级减速器传动

38、比的范围为925通常i高 =（1.21.3) i低 则取： i高 = 4 ， i低 = 33.5.2节 计算各轴参数各轴转速：I轴转速： n1 = n电/i带 =1440/2=720 r/minII轴转速： n2 = n1/i高 = 720/4 =180 r/minIII轴转速： n3 = n2/i低 = 180/3=60 r/min各轴输入功率： 电动机功率：Pd=Pw/总= 6.48 kw 一轴：P I = Pd 1234= 6.480.990.990.90.99 =5.69 kw 二轴：P I I= P I 56= 5.690.990.97 =5.46 kw 三轴：p =P I I78

39、= 3.90.990.97 =5.23 kw各轴扭矩： 电动机轴：Td=9550Pd/nd =95505.69/1440=37.7（N.m） 一轴： TI= Td1234i带 =37.70.990.990.90.992 =65.8（N.m） 二轴： TII= TI56i高 =65.8 0.990.974=252.8（N.m） 三轴： T= TII78i低 =252.80.990.973=728.3（N.m） 链轮： T链轮=T910 =728.30.990.99=713.8（N.m） 运动和动力参数的计算数值列表如下：轴号功率P(kw)扭矩T(KN.m)转速(r/min)电动机轴6.4837.

40、71440I轴5.6965.8720II住5.46252.8180III轴5.23728.360链轮713.8601、 高速级减速齿轮设计1、齿轮的材料、精度和齿数的选择 因传动功率不是很大，转速不高，均用软齿面，齿轮精度用7级，软齿面闭式传动，失效形式为点蚀。使用年限为8年（每年按300天算）。 小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。2、设计计算（1）设计准则：按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。（2）按齿面疲劳强度计算： 由机械设计中P218式10-21： （3） 初定齿数比u和大小齿数以

41、及螺旋角 初定齿数比：u=4 根据已知：Z1选（2040）， Z2=Z1i高 初选小齿轮的齿数为Z1=20 则大齿轮齿数为 Z2=Z1i高 = 204=80 初选螺旋角 =14（4） 确定公式中的各计算数值 (a)载荷系数: Kt=1.3(b)计算小齿轮传递的扭矩：TI= 65.8 N.m(c)已知 Z1=20，Z2=80 由机械设计P215图10-26查得端面重合度：， 得：(d)由机械设计P217图10-30查得：区域系数: ZH=2.433(e)由机械设计P205表10-7查得：齿宽系数 d=1(f)由机械设计P201表10-6查得：材料弹性影响系数 (g)由机械设计P209图10-21d查得：按齿面硬度查得小齿 轮的接触疲劳强的极限 ，大齿轮的接 触疲劳强度极限 (h)由机械设计P206式10-13计算应力循环次数N： N160njLh607201（83008）8.29108