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1、目 录1胶带输送机简介1.1胶带输送机的应用1.2胶带输送机的分类1.3各种带式输送机的特点1.4胶带输送机的结构2胶带输送机主要技术参数的确定2.1胶带输送机带速的选择2.2最大输送量的选择2.3倾角的确定2.4最大提升高度及物料容重的确定2.5输送机的布置形式2.6电动机功率的计算和电动机的选择3最大张力的计算4输送带的选择4.1输送带简介4.2输送带的分类4.3输送带的连接4.4带宽的计算4.5输送带层数的计算5托辊的选择6驱动滚筒传动计算7各齿轮的设计计算8确定齿轮轴主要尺寸9驱动滚筒轴径的计算10参考文献1胶带输送机简介1.1胶带输送机的应用 胶带输送机又称带式输送机，它是一种连续运
2、输机，连续运输机是固定式或移动式运输机中主要类型之一，其运输特点是形成装载点到装载点之间的连续物料流，靠连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送。在工业、农业、交通等各企业中，连续输送机是生产过程中组成有节奏的流水作业运输线不可缺少的组成部分。连续运输机可分为：（1） 具有挠性牵引物件的输送机，如带式输送机，板式输送机，刮板输送机，斗式输送机，自动扶梯及架空索道等；（2） 不具有挠性牵引物件的输送机，如螺旋输送机、振动输送机等；（3） 管道输送机（流体输送），如气力输送装置和液力输送管道。 其中胶带输送机是连续运输机中使用最广泛的，带式输送机运行可靠，输送量大，输送距离长，维护简便
3、，适用于冶金煤炭，机械电力，轻工，建材，粮食等各个部门。1.2胶带输送机的分类 胶带输送机分类方法有多种，按运输物料的输送带结构可分成两类，一类是普通型带式输送机，这类带式输送机在输送带运输物料的过程中，上带呈槽型，下带呈平形，输送带有托辊托起，输送带外表几何形状为平面；另一类是特种结构的带式输送机，各有各的输送特点。1.3各种带式输送机的特点（1）QD80轻型固定式带输送机 QD80轻型固定式带输送机与TD型相比，其带较薄、载荷也较轻，运距一般不超过100m，电机容量不超过22kw。（2）DX型钢绳芯带式输送机 它属于高强度带式输送机，其输送带的带芯中有平行的钢绳，一台运输机运距可达几公里到
4、几十公里。（3）U形带式输送机 它又称为槽形带式输送机，其明显特点是将普通带式输送机的槽形托辊角由3045提高到90，使输送带成U形，这样一来输送带与物料间产生挤压，导致物料对胶带的摩擦力增大，从而输送机的运输倾角可达25。（4）管形带式输送机 U形带式输送带进一步的成槽，最后形成一个圆管状，即为管形带式输送机，因为输送带被卷成一个圆管，故可以实现密封输送物料，可明显减轻粉状物料对环境的污染，并且可以实现弯曲运行。（5）气垫式胶带输送机 其输送带不是运行在托辊上的，而是在空气膜（气垫）上运行，省去了托辊，用不动的带有气孔的气室盘形槽和气室取代了运行的托辊，运动部件的减少，总的等效质量减少，阻力
5、减少，效率提高，并且运行平稳，可提高带速。但一般其运送物料的块度不超过300mm。增大物流断面的方法除了用托辊把输送带强压成槽形外，也可以改变输送带本身，把输送带的运截面做成垂直边的，并且带有横隔板。一般把垂直侧档边做成波状形，故称为波状带式输送机，这种机型适用于大倾角，倾角在30以上，最大可达90（6）压带式胶带输送机 它是用一条辅助带对物料施加压力。这种输送机的主要优点是：输送物料的最大倾角可达90，运行速度可达6m/s，输送能力不随倾角的变化而变化，可实现松散物料和有毒物料的密封输送。其主要特点是结构复杂、输送带的磨损增大和能耗较大。（7）钢绳牵引带式输送机 它是无极绳运输与带式运输相结
6、合的产物，既具有钢绳的高强度、牵引灵活的特点，又具有带式运输的连续、柔性的优点。1.4胶带输送机的结构图中1改向滚筒 2输送带 3上托辊组 4下托辊组 5导料槽 6改向滚筒 7万向轮8机架 9机座 10行走装置2胶带输送机主要技术参数的确定2.1胶带输送机带速的选择由运输机械设计选用手册推荐，带速选择原则：（1） 输送量大、输送带较宽时，应选择较高的带速。（2） 较长的水平输送机，应选择较高的带速：输送机倾角愈大，输送距离愈短，则带速应愈低。（3） 物料易滚动、粒度大、磨琢性强的，或容易扬尘的以及环境卫生条件要求较高的，易选择较低带速。（4） 一般用于给予或输送粉尘量大时，带速可取0.8m/s
7、1 m/s：或根据物料性和工艺要求决定。（5） 人工配料称重时，带速不应大于1.25 m/s。（6） 采用犁式卸料器时，带速不应大于2.0 m/s。（7） 采用卸料车时，带速一般不宜超过2.5 m/s；当输送细碎物料或小块料时，允许带速为3.15 m/s。（8） 有计量称时，带速应按自动计量称的要求决定。（9） 输送成品物件时，带速一般小于1.25 m/s。带速与带宽、输送能力、物料性质、块度和输送机的线路倾角有关，当输送机向上运输时，倾角大，带速应低;下运时，带速更应低;水平运输时，可选择高带速。带速的确定还应考虑输送机卸料装置类型。当采用犁式卸料车时，带速不宜超过3.15 m/s。考虑粮仓
8、的工作条件，取带速为1.6 m/s。2.2最大输送量的选择根据目前大部分粮仓带式输送机的最大输送量的情况来看，一般为50t/h。取最大输送量为50t/h。2.3倾角的确定由运输机械设计选用手册表2-4 各种散状物料的特性可知，谷物的松散密度为0.70.8510Kg/m，安息角为24，运行的最大倾角为16。2.4最大提升高度及物料容重的确定根据目前大部分粮仓的高度为4.5m左右，为使输送机能够顺利将谷物送往粮仓，输送机的最大提升高度必须高于粮仓高度，为此我们取最大提升高度H=5m。物料的容重我们以小麦计为0.75t/ m。2.5输送机的布置形式电动机通过联轴器、减速器带动传动滚筒或其他驱动机构，
9、借助于滚筒或其他驱动机构与输送带之间的摩擦力，使输送带运动。带式输送机的驱动方式按驱动装置可分为单点驱动方式和多点驱动方式两种。 通用固定式输送带输送机多采用单点驱动方式，即驱动装置集中的安装在输送机长度的某一个位置处，一般放在机头处。单点驱动方式按传动滚筒的数目分，可分为单滚筒和双滚筒驱动。对每个滚筒的驱动又可分为单电动机驱动和多电动机驱动。因单点驱动方式最常用，凡是没有指明是多点驱动方式的，即为单驱动方式。单筒、单电动机驱动方式最简单，在考虑驱动方式时应是首选方式。在大运量、长距离的钢绳芯胶带输送机中往往采用多电动机驱动。本次设计用于粮用，故选择单筒、单电动机驱动方式。带式输送机常见的布置
10、方式如下表所示：初步确定输送机布置形式如图2.6电动机功率的计算和电动机的选择（1）传动滚筒轴功率的计算 传动滚筒轴功率的计算公式为 式中：空载运行功率系数，由于本输送机一般都是在含尘较多的室内工作，由实用机械设计手册表13.3-19，取托辊的阻力系数Ws=0.04，根据托辊阻力系数Ws，用插入法查实用机械设计手册表13.3-16得，空载运行功率系数Kk=0.0106； Lh输送机水平投影长度m； ； 满载运行功率系数，由实用机械设计手册表13.3-17查得=10.8910-5；H输送机垂直提升高度，H为最大提升高度H=5m；附加功率系数，由实用机械设计手册表13.3-18，取=1.5；代入数
11、据=（0.010618.141.5+10.8910-518.1450+0.00273505）1.5=1.6045（Kw）（2）电动机功率的计算工作机所需功率 Kw电动机的工作功率 电动机到输送带的总效率为 由机械设计课程设计表12-7得，V带传动效率=0.96，齿轮副传动效率=0.97，滚子轴承传动效率=0.98，齿轮联轴器传动效率=0.99，卷筒传动效率=0.96。代入数据得 =0.960.970.980.990.96 =0.833则电动机的工作功率 Kw（3）电机的选用电动机额定转速根据生产机械的要求而选定，一般情况下电动机的转速应该不低于500r/min，因为功率一定时，电动机的转速低，
12、其尺寸愈大，价格愈贵，而效率低。若电动机的转速高，则极对数少，尺寸和重量小，价格也低。本设计皮带机所采用的电动机的总功率为4.99Kw，所以选用功率为5.5的电机Kw。因为我们采用一级减速运行，故应选择转速比较小的6级电机，而Y系列电动机是一般用途的全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。安装尺寸和功率等级符合IEC标准，外壳防护等级为IP44，冷却方法为IC411，连续工作制(s1)。适用于驱动无特殊要求的机械设备。电动机主要性能参数如表1.1表1.1Y型电动机主要性能参数型号额定功率额定电流转速效率功率因数堵转转矩堵转电流最大转矩重量额定转矩额定电流额定转矩KwAr/mincos倍倍倍kgY9
13、0S-60.752.391072.50.72.05.52.221Y90L-61.13.291073.50.72.05.52.224Y100L-61.5494077.50.72.06.02.235Y112M-62.25.694080.50.72.06.02.245Y132S-637.296083.00.82.06.52.266Y132M1-649.496084.00.82.06.52.275Y132M2-65.512.696085.30.82.06.52.285Y160M-67.51797086.00.82.06.52.0116Y160L-61124.697087.00.82.06.52.013
14、9Y180M-61531.497089.50.81.86.52.0182采用Y132M2-6型电动机，该型电动机转矩大，性能良好，可以满足要求。主要性能参数如表1.2表1.2 Y132M2-6型电动机主要性能参数电动机型号额定功率kw满载转速r/min电流A效率功率因数cosY112M-65.59606.085.30.8起动电流/额定电流起动转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩重量kg12.62.02.2453最大张力的计算 在单驱动的带式输送机中，驱动滚筒的趋入点Sn的张力，通常为输送带的最大张力，见图1.1所示：Sn与驱动轴功率No的关系可按运输机械设计选用手册下式计算：图1.1输送带张力图式
15、中：Sn趋入点张力，N; e自然对数的底，e=2.718； 输送带与滚筒的摩擦系数；输送带在滚筒上的包角，rad；取=180时，滚筒表面同时也为胶面，由于此运输机的工作环境比较干燥，所以=0.35，则=3.00，代入数据（N）4输送带的选择4.1输送带简介输送带在带式输送机中既是承载构件又是牵引构件，它不仅要有承载能力，还要有足够的抗拉强度。输送带有带芯和覆盖层组成，其中覆盖层又分为上覆盖胶、边条胶、下覆盖胶。输送机的带芯主要是有各种组织或钢丝绳构成。它们是输送带的骨干层，几乎承载输送带工作的全部负荷。因此，带芯材料必须有一定的强度和刚度。覆盖胶用来保护中间带芯不受机械损伤以及周围有害介质的影
16、响。上覆盖胶层较厚，这是输送带的承载面，直接与物料接触并承受物料的冲击和磨损。下覆盖胶层是输送带与支撑托辊接触的一面，主要承受压力，为了减少输送带沿托辊运行时的压陷阻力，下覆盖胶的厚度一般较薄。侧边覆盖胶的作用是当输送带发生跑偏使侧面与机架相碰时，保护带芯不受机械损伤。4.2输送带的分类 按输送带带芯结构及材料不同，输送带被分为织物层芯和钢丝绳芯两大类。织物层芯又分为层织物芯和整体织物层层芯两类，且织物层芯的材质有棉、尼龙和维纶等。 整体编织织物层芯输送带与分层织物层芯输送带相比，在带强度相同的情况下，整体输送带的厚度小，柔性好，耐冲击性好，使用中不会发生层间剥裂，但伸长率较高，在使用过程中，
17、需要较大的拉紧行程。 参考运输机械设计选用手册，本设计选用选用价格低、质量好、普遍使用的维纶帆布芯。4.3输送带的连接 为了方便制造和搬运，输送带的长度一般制成100-200m，因此使用时必须根据需要进行连接。橡胶输送带的连接方式有机械接法与硫化胶接法两种。硫化胶接法又分为热硫化和冷硫化接法两种（1）机械接头机械接头是一种可拆卸的接头。它对带芯有损伤，接头强度效率低，只有25-60，使用寿命短，并且接头通过滚筒表面时，对滚筒表面有损伤，常用于短距或移动式带式输送机上。织物层芯输送带常采用的机械接头形式有胶接活页式，铆钉固定的夹板式和钩状卡子式。（2）硫化接头硫化接头是一种不可拆卸的接头形式，它
18、具有承受拉力大，使用寿命长，对滚筒表面不产生损坏，接头效率高达60-95，的优点，但存在接头工艺复杂的缺点。本设计采用机械接头连接 此带式输送机选用了较小直径的滚筒和较大的托辊槽角（35），为此，我们选用了带芯薄、重量轻、强度高、成槽性好的薄型橡胶输送带与之配套。4.4带宽的计算对于散状物料，由机械设计选用手册式3-2，输送带宽度按下式计算 *0.12B输送带宽度，m;Q所需输送量，t/h；按最大输送量50t/h计算；物料松散密度t/ m，以小麦为计算基准，取0.75t/ m；v输送带速度，m/s，取1.6 m/s；c倾角系数，由实用机械设计手册表13.3-14查得当输送机倾角=16时，倾角系
19、数c=0.88；k装载系数，一般取k=0.80.9，在此取k=0.85；y断面系数，因小麦的静堆积角为33，动堆积角=0.733=23，由运输机械设计选用手册表3-15查得y=0.12；代入数据m=0.359m取标准输送带宽度B=0.4m=400mm。4.5输送带层数的计算 输送带层数按运输机械设计选用手册式3-10计算： 式中： Z输送带带芯层数，层； 最大工作张力，N, =1504.2N； n安全系数，一般多层带取n=810，减层带取n=911，取n=10； B输送带宽度，mm，B=400mm； 带芯径向扯断强度，N/（mm*层），见运输机械设计选用手册表3-3，每层厚度为0.6mm，径向
20、扯断强度=70 N/（mm*层）； 代入数据 输送带层数 即输送带层数为1层即可。5托辊的选择 托辊是带式输送机的输送带及货载的支承装置。托辊随输送带的运行而转动，以减小输送机的运行阻力。托辊质量的好坏取决带式输送机的使用效果，特别是输送带的使用寿命。而托辊的维修费用成为带式输送机运营费用的重要组成部分。所以要求托辊结构合理，经久耐用，回转阻力系数小，密封可靠，灰尘、煤粉不能进入轴承，从而使输送机运转阻力小、节省能源、延长使用寿命。 托辊辊子直径与输送带宽度有关。通用固定式输送机标准设计中，带宽B为800mm以下的输送机，选用托辊直径为60mm，带宽10001400mm选用辊子直径为108mm
21、。托辊按用途又可分为槽形托辊、平行托辊、缓冲托辊和调心托辊，如图所示因为本机输送物料主要为小麦等散状物料，所以我们选择不易让物料撒落的35大槽角槽型上托辊。托辊间距选择：由运输机械设计手册表2-24推荐，本机托辊间距为1200mm，头部滚筒中心线至第一槽型托辊的最小过渡距离为A，运输机械设计手册表2-25推荐，过渡距离A=1.3B=520mm。输送带的最大下垂度为式中：两组托辊间输送带的最大下垂度m；物料质量，kg/m，=20kg/m；输送带质量，kg/m，=10.5kg/m；该处输送带张力，N，取=1400N；g重力加速度，g=9.8N/kg；a托辊间距，m，a=1.2m；代入数据：=（m）
22、由运输机械设计手册表2-74推荐，辊子轴承选用4G204系列。上托辊的校核：所选用的上托辊为槽型托辊（35），其结构简图如下：（1） 承载分支的校核式中：承载分支托辊静载荷（N）；承载分支托辊间距（m）；每米长输送带质量（kg/m）；重力加速度，N/kg；带速（m/s）；辊子载荷系数，查运输机械设计选用手册表2-35选e=0.8；输送能力（kg/m）； 式中： S三节托辊槽型输送带上最大截面积（）； v带速（m/s），已知v=1.6m/s； k倾斜系数； 物料松散密度（kg/ m3）； 由运输机械设计选用手册表1-3查得s=0.111； 由运输机械设计选用手册表2-28查得k=0.96； 代入
23、上式得： =0.1111.60.96900=153.45（kg/m） 则=0.81.2（+9.2）9.81=988.8（N） 查表2-74得，上托辊直径为89mm，长度为315mm，轴承型号为4G204，承载能力为4400N，大于所计算的，故满足要求。 动载计算 承载分支托辊的动载荷： 承载分支托辊动载荷（N）；运行系数，查表2-36，取1.2；冲击系数查表2-37，取1.04；工况系数，查表2-38，取1.00；则=988.81.21.041.00=1234（N）4400（N）故承载分支托辊满足动载要求。6驱动滚筒传动计算由运输机械设计手册表3-22选传动滚筒直径为240mm，许用扭矩500
24、Nm，滚筒高度L=480mm。已知电动机额定功率Pd=5.5kw，电机转速也即主动轮转速n1=960r/min，驱动滚筒直径为240mm，要求输送带线速度为1.6m/s，驱动滚筒转速也即从动轮转速为n2=320r/min，选择三角带传动。（1） 确定计算功率Pc 。由表5-5查得 工作情况系数KA=1.2Pc=KAP=1.2*5.5=6.6(Kw)(2)选择A型V带(3)确定带轮基准直径a) 按设计要求，参考机械设计基础图5-9及表5-6，选取小带轮直径D1=140mmb) 验算带速v （m/s） V带的带速v一般应在5 25m/s，满足要求从动轮直径D2=D1=140=420（mm）取标准值
25、D2=425mm，对转速影响n2不大（4）实际传动比：i=打滑率，取0.02 i= =3.098（5）验算三角带传动胶带速度V V=（m/s）（6）确定中心距a和V带长度L0参考机械设计基础式5-17 ，中心距a0初选按下式求得0.7（D1+ D2）a02（D1+ D2），初步选取中心距a0=650mm按式5-18求得所需要的基准带长L0L0= =2218.7（mm）查表5-2，取带的基准长度Ld=2240mm。按式5-19计算实际中心距 a（mm）按式5-20可确定中心距的调整范围为 627mma717mm （8）三角带挠性次数 = =3.514次/秒1200可用（10）需要V根数 由表5-
26、3查得D1=140mm，n1=800r/min及n1=980r/min时，单根A型V带的额定功率分别为1.41KW和1.66KW，n1=960r/min时的额定功率可用线性插值法求出 1.632（kw）由表5-4查得P0=0.1Kw查表5-7得K=0.931，查表5-2得KL=1.06，则取z=4根。（11）计算单根V带的初拉力F0。由式5-23 查表5-1得q=0.1kg/m，故 =202.53（N）(12)计算对轴的压力Q =24202.530.977 =1582.75（N）7各齿轮的设计计算（1） 选择齿轮材料、精度等级及齿数。 选择齿轮材料、热处理方法、齿面硬度。考虑到传递功率不大，故
27、大小齿轮都采用软齿面。查机械设计基础表7-3可选定：小齿轮采用40Cr钢，调质热处理，齿面硬度为250HBS。大齿轮采用45#钢，正火热处理，齿面硬度为225HBS。精度等级。由已知条件参照表7-4选8级精度。选齿数z1、z2。取z1=29 z2=u z1=4.229=121.8取z2=121（2）按齿面接触疲劳强度设计。按式7-19，设计公式为，式中各参数值如下：小齿轮传递扭矩T1（Nm）选取齿宽系数，由表7-7，取=1齿轮副材料对传动尺寸的影响系数E，由表7-6取E=1接触疲劳强度极限应力，由图7-22查得 MPa MPa许用接触应力,按式7-24得 ( MPa) ( MPa )取=594
28、 MPa计算小齿轮分度圆直径d1。 = =52.738（mm）（3）确定齿轮传动主要参数及几何尺寸 模数m = =1.8按表7-1取标准值m=2mm 分度圆直径d1、d2。 （mm） （mm） 传动中心距 （mm）齿宽b1、b2 （mm） （mm） 取b2=58mm，b1=65mm验算齿轮圆周速速v 由表7-4选8级精度合适。（4）校核齿根弯曲疲劳强度。按式7-21，校核公式为 式中各参数值如下： 弯曲疲劳极限应力。由图7-23取=290MPa，=280 MPa 许用弯曲应力。由式7-25得（MPa）（MPa）复合齿形系数YFS 。由图7-21查得YFS1=4.13，YFS2=3.98 。校核
29、齿根弯曲疲劳强度。=153.64（MPa） （MPa）Sp ,滚筒强度满足要求。由于对于36找不到相配套的滚筒，所以取轴径为60 。10参考文献输送设备制造商协会技术联合会编，散状物料带式输送机，北京：机械工业出版社；实用机械设计手册编写组编，实用机械设计手册，北京农业机械出版社；机械设计手册编写组，机械设计手册，北京：化学工业出版社；运输机械设计选用手册编组委，运输机械设计选用手册，北京：化学工业出版社；刘建勋，电动滚筒设计与选用手册，北京：化学工业出版社；太原科技大学，通用带式输送机设计步骤，第三届连续输送机械培训班；李红玉，带式输送机自动调偏滚筒论文，矿业快报；孙敬华，机械设计基础，安徽科学技术出版社。刘鸿文，材料力学，高等教育出版社哈尔滨工业大学，理论力学，人民教育出版社38