食品提升皮帶機的設計

1、食品提升皮帶機設計design of food lift belt converyer摘要提升機是一種實現工程物料向上運輸的機械，它是當代最為得力的輸送設備之一，它廣泛運用于礦山、碼頭、化工等各種場合，但是不同的工況下它對設備的要求是不同的本文以食品加工業(yè)為背景，設計提升食品的機械。食品提升皮帶機是在帶式輸送機的基礎上發(fā)展起來的。食品提升皮帶機與傳統(tǒng)的帶式輸送機一樣是以膠帶、鋼帶、鋼纖維帶、塑料帶和化纖帶等作為傳送物料和牽引工件的輸送機械。其特點是承載物料的輸送機也是傳遞動力的牽引件，這與其他輸送機械有著顯著的區(qū)別。本次設計的食品提升皮帶機是一種小型的運輸機械，其承載能力要求較小，相對于其他的

2、帶式輸送機成本要求低，設計結構緊湊。本設計從整體結構出發(fā)，對整個裝置中的驅動部分和傳動部分進行了設計與計算。其中在驅動裝置的設計與計算中，本設計選擇電機減速器的裝置來作為驅動設備；而在傳動部分的設計中，本設計選擇了同步帶輪與驅動裝置相連，從而傳遞動力。本文另外還對裝置中的改向滾筒、壓輥及機架部分進行了選擇設計，同時對其他的輔助設備也做了必要的計算和選擇。本設計主要設計減速器的結構，確定了內部各傳動齒輪以及軸的各主要參數，以及改向滾筒的設計，并對其工作原理作了詳細分析。關鍵詞 減速器；改向滾筒；壓輪；托輥目 錄1緒論11.1前言11.1.1背景介紹11.1.2運輸機簡介11.1.3食品提升皮帶機

3、簡介51.2方案確定61.3設計方案綜述72減速器結構的設計82.1電動機的選擇82.1.1選擇電動機類型和機構形式82.1.2功率的計算82.1.3電動機功率的選擇82.2確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比102.2.1總傳動比102.2.2分配減速器的各級傳動比102.3計算傳動裝置的運動和動力參數112.3.1各軸轉速112.3.2各軸的輸入功率112.3.3各軸的輸入轉矩122.4減速器的結構設計132.5傳動零件的設計計算132.5.1第一級齒輪傳動的設計132.5.2第二級齒輪傳動的設計192.5.3齒輪軸的校核242.5.4中軸鍵的選擇272.6軸承的選擇282.6.1軸承的選擇

4、因素282.6.2軸承的型號確定292.6.3軸承校驗293間歇機構323.1槽輪機構323.1.1槽輪機構的組成及工作特點323.1.2槽輪機構的類型及應用323.1.3槽輪機構的運動系數及運動特性333.2棘輪機構334改向滾筒的設計354.1改向滾筒的結構設計354.2改向滾筒軸的強度校核355改向壓輪的設計395.1改向壓輪的結構設計395.2設計方案的比較與選擇405.3輸送帶的跑偏處理415.4拉緊裝置426托輥的設計446.1托輥的類型446.2托輥的設計計算457食品提升皮帶機的安裝和操作維護487.1啟動和停機487.2食品提升皮帶機的維護487.3食品提升皮帶機的安裝48結

5、論50致謝51參考文獻52附錄531緒論1.1前言1.1.1背景介紹本課題來源于工程實際,屬于工程設計。帶式輸送機特別是提升運機是當代最為得力的輸送設備之一，在整個輸送機范疇中，它是應用最為廣泛的一種設備。隨著國民經濟的不斷發(fā)展,多種類型的工件傳送機廣泛的運用于冶金、礦山、水泥、碼頭、化工、糧食等行業(yè)的各種場合。同時在各種場合對不同的工況所使用的工件傳輸機也不盡相同，近年來由于工件傳輸機的應用范圍的擴大，品種的增多以及質量的不斷提高，對加工設計工件傳輸機提出了更高的要求，特別是在一些大型的流水線上，工件傳輸機承擔了很重要的工作任務。這些工件傳輸機要求傳輸距離和速度，精度比較高。為此各廠家為了根

6、據自己的需要，出于經濟性和戰(zhàn)略方向的考慮，自行設計結構簡單可靠，生產價格便宜的工件傳輸機。通過該設計能使學生將大學四年所學的知識能靈活的運用于實踐。對于一個工程的整體設計有了更好的理解。有助于形成工程化的思想,對以后的設計打下很好的基礎。1.1.2運輸機簡介輸送機（conveyor）是在一定的線路上連續(xù)輸送物料的物料搬運機械，又稱連續(xù)輸送機。輸送機可進行水平、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路，輸送線路一般是固定的。輸送機輸送能力大，運距長，還可在輸送過程中同時完成若干工藝操作，所以應用十分廣泛。一、輸送機歷史 中國古代的高轉筒車和提水的翻車，是現代斗式提升機和刮板輸送機的雛形；17世紀中，

7、開始應用架空索道輸送散狀物料；19世紀中葉，各種現代結構的輸送機相繼出現。1868年，在英國出現了帶式輸送機；1887年，在美國出現了螺旋輸送機；1905年，在瑞士出現了鋼帶式輸送機；1906年，在英國和德國出現了慣性輸送機。此后，輸送機受到機械制造、電機、化工和冶金工業(yè)技術進步的影響，不斷完善，逐步由完成車間內部的輸送，發(fā)展到完成在企業(yè)內部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運，成為物料搬運系統(tǒng)機械化和自動化不可缺少的組成部分。二、輸送機一般按有無牽引件來進行分類 具有牽引件的輸送機一般包括牽引件、承載構件、驅動裝置、張緊裝置、改向裝置和支承件等。牽引件用以傳遞牽引力，可采用輸送帶、牽引鏈或鋼絲繩

8、；承載構件用以承放物料，有料斗、托架或吊具等；驅動裝置給輸送機以動力，一般由電動機、減速器和制動器(停止器)等組成；張緊裝置一般有螺桿式和重錘式兩種，可使牽引件保持一定的張力和垂度，以保證輸送機正常運轉；支承件用以承托牽引件或承載構件，可采用托輥、滾輪等。具有牽引件的輸送機的結構特點是：被運送物料裝在與牽引件連結在一起的承載構件內，或直接裝在牽引件(如輸送帶)上，牽引件繞過各滾筒或鏈輪首尾相連，形成包括運送物料的有載分支和不運送物料的無載分支的閉合環(huán)路，利用牽引件的連續(xù)運動輸送物料。這類的輸送機種類繁多，主要有帶式輸送機、板式輸送機、小車式輸送機、自動扶梯、自動人行道、刮板輸送機、埋刮板輸送機

9、、斗式輸送機、斗式提升機、懸掛輸送機和架空索道等。 沒有牽引件的輸送機的結構組成各不相同，用來輸送物料的工作構件亦不相同。它們的結構特點是：利用工作構件的旋轉運動或往復運動，或利用介質在管道中的流動使物料向前輸送。例如，輥子輸送機的工作構件為一系列輥子，輥子作旋轉運動以輸送物料；螺旋輸送機的工作構件為螺旋，螺旋在料槽中作旋轉運動以沿料槽推送物料；振動輸送機的工作構件為料槽，料槽作往復運動以輸送置于其中的物料等。 未來輸送機的將向著大型化發(fā)展、擴大使用范圍、物料自動分揀、降低能量消耗、減少污染等方面發(fā)展。 大型化包括大輸送能力、大單機長度和大輸送傾角等幾個方面。水力輸送裝置的長度已達440公里以

10、上帶式輸送機的單機長度已近15公里，并已出現由若干臺組成聯系甲乙兩地的“帶式輸送道”。不少國家正在探索長距離、大運量連續(xù)輸送物料的更完善的輸送機結構。擴大輸送機的使用范圍，是指發(fā)展能在高溫、低溫條件下有腐蝕性、放射性、易燃性物質的環(huán)境中工作的，以及能輸送熾熱、易爆、易結團、粘性物料的輸送機。（1）帶式輸送機由驅動裝置拉緊裝置輸送帶中部構架和托輥組成輸送帶作為牽引和承載構件，借以連續(xù)輸送散碎物料或成件品。帶式輸送機是一種摩擦驅動以連續(xù)方式運輸物料的機械。應用它，可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程。它既可以進行碎散物料的輸送，也可以進行成件物品的輸送。

11、除進行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產流程中的工藝過程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線。所以帶式輸送機廣泛應用于現代化的各種工業(yè)企業(yè)中。在礦山的井下巷道、礦井地面運輸系統(tǒng)、露天采礦場及選礦廠中，廣泛應用帶式輸送機。它用于水平運輸或傾斜運輸。通用帶式輸送機由輸送帶、托輥、滾筒及驅動、制動、張緊、改向、裝載、卸載、清掃等裝置組成。 輸送帶 常用的有橡膠帶和塑料帶兩種。 橡膠帶適用于工作環(huán)境溫度-1540c之間。物料溫度不超過50c。向上輸送散粒料的傾角1224。對于大傾角輸送可用花紋橡膠帶。塑料帶具有耐油、酸、堿等優(yōu)點，但對于氣候的適應性差，易打滑和老化。帶寬是帶式輸送機的主要技術

12、參數。 托輥 分單滾筒（膠帶對滾筒的包角為210230）、雙滾筒（包角達350）和多滾筒 （用于大功率）等。有槽形托輥、平形托輥、調心托輥、緩沖托輥。槽形托輥（由25個輥子組成）支承承載分支，用以輸送散粒物料；調心托輥用以調整帶的橫向位置，避免跑偏；緩沖托輥裝在受料處，以減小物料對帶的沖擊。 滾筒 分驅動滾筒和改向滾筒。驅動滾筒是傳遞動力的主要部件。分單滾筒（膠帶對滾筒的包角為210230）、雙滾筒（包角達350）和多滾筒（用于大功率）等。 張緊裝置 其作用是使輸送帶達到必要的張力，以免在驅動滾筒上打滑，并使輸送帶在托輥間的撓度保證在規(guī)定范圍內。 帶式輸送機的技術優(yōu)勢： 首先是它運行可靠。在許

13、多需要連續(xù)運行的重要的生產單位，如發(fā)電廠煤的輸送，鋼鐵廠和水泥廠散狀物料的輸送，以及港口內船舶裝卸等均采用帶式輸送機。如在這些場合停機，其損失是巨大的。必要時，帶式輸送機可以一班接一班地連續(xù)工作。 帶式輸送機動力消耗低。由于物料與輸送帶幾乎無相對移動，不僅使運行阻力小(約為刮板輸送機的13-15)，而且對貨載的磨損和破碎均小，生產率高。這些均有利于降低生產成本。 帶式輸送機的輸送線路適應性強又靈活。線路長度根據需要而定短則幾米，長可達10km以上。可以安裝在小型隧道內，也可以架設在地面交通混亂和危險地區(qū)的上空。 根據工藝流程的要求，帶式輸送機能非常靈活地從一點或多點受料也可以向多點或幾個區(qū)段卸

14、料。當同時在幾個點向輸送帶上加料(如選煤廠煤倉下的輸送機)或沿帶式輸送機長度方向上的任一點通過均勻給料設備向輸送帶給料時，帶式輸送機就成為一條主要輸送干線。 帶式輸送機可以在貯煤場料堆下面的巷道里取料，需要時，還能把各堆不同的物料進行混合。物料可簡單地從輸送機頭部卸出，也可通過犁式卸料器或移動卸料車在輸送帶長度方向的任一點卸料。（2）螺旋輸送機俗稱絞龍，適用于顆?；蚍蹱钗锪系乃捷斔?，傾斜輸送，垂直輸送等形式。輸送距離根據畸形不同而不同，一般從2米到70米。 輸送原理：旋轉的螺旋葉片將物料推移而進行螺旋輸送機輸送。使物料不與螺旋輸送機葉片一起旋轉的力是物料自身重量和螺旋輸送機機殼對物料的摩擦阻

15、力。 結構特點：螺旋輸送機旋轉軸上焊有螺旋葉片，葉片的面型根據輸送物料的不同有實體面型、帶式面型、葉片面型等型式。螺旋輸送機的螺旋軸在物料運動方向的終端有止推軸承以隨物料給螺旋的軸向反力，在機長較長時，應加中間吊掛軸承。 雙螺旋輸送機就是有兩根分別焊有旋轉葉片的旋轉軸的螺旋輸送機。說白了，就是把兩個螺旋輸送機有機的結合在一起，組成一臺螺旋輸送機。 螺旋輸送機旋轉軸的旋向，決定了物料的輸送方向，但一般螺旋輸送機在設計時都是按照單項輸送來設計旋轉葉片的。當反向輸送時，會大大降低輸送機的使用壽命。 （3）斗式提升機利用均勻固接于無端牽引構件上的一系列料斗，豎向提升物料的連續(xù)輸送機械。 斗式提升機具有

16、輸送量大，提升高度高，運行平穩(wěn)可靠，壽命長顯著優(yōu)點，其主要性能及參數符合jb3926-85垂直斗式提升機（該標準等效參照了國際標準和國外先進標準），牽引圓環(huán)鏈符合mt36-80礦用高強度圓環(huán)鏈,本提升機適于輸送粉狀，粒狀及小塊狀的無磨琢性及磨琢性小的物料，如：煤、水泥、石塊、砂、粘土、礦石等，由于提升機的牽引機構是環(huán)行鏈條，因此允許輸送溫度較高的材料(物料溫度不超過250 )。一般輸送高度最高可達40米.散料輸送機械(如:帶式輸送機螺旋輸送機斗式提升機大傾角輸送機等)。物流輸送機械(如:流水線,流水線設備,輸送線,懸掛輸送線,升降機,氣動升降機,齒條式升降機,剪叉式,升降機,輥道輸送機,升降機

17、)。1.1.3食品提升皮帶機簡介食品提升皮帶機是在帶式輸送機的基礎上發(fā)展起來的。食品提升皮帶機與傳統(tǒng)的帶式輸送機一樣是以膠帶、鋼帶、鋼纖維帶、塑料帶和化纖帶等作為傳送物料和牽引工件的輸送機械。其特點是承載物料的輸送機也是傳遞動力的牽引件，這與其他輸送機械有著顯著的區(qū)別。本次設計的食品提升皮帶機是一種小型的運輸機械，其承載能力要求較小，相對于其他的帶式輸送機成本要求低，設計結構緊湊。食品提升皮帶機是帶式輸送機中的一種，而帶式輸送機已被電力、冶金、煤炭、化工、礦山、港口等各行各業(yè)所廣泛采用。特別是近年來新材料、新技術的應用，使帶式輸送機的發(fā)展步入了一個快車道，其特點如下：l 結構簡單 帶式輸送機的

18、結構由傳動滾筒、托輥、驅動裝置、輸送帶等幾大件組成，僅有十多種部件，并能進行標準化生產，可按需要進行組合裝配，結構十分簡單。l 輸送物料范圍廣泛 帶式輸送機的輸送帶具有抗磨、耐酸堿、耐油、阻燃等各種性能，并能耐高、低溫，可按需要進行制造，因而能輸送各種散料、快料、化學品、生孰料等食物品。l 運送量大 運量可從每小時幾公斤到幾千噸，而且是連續(xù)不斷運送，這是火車、汽車運輸所不及的。l 運距長 單機長度十幾公里一條，在國外已經十分普及，中間無需任何轉載點。德國單機60公里一條已經出現。越野的帶式輸送機常使用中間摩擦驅動方式，使輸送帶長度不受輸送帶強度的限制。l 對線路適應性強 現代的帶式輸送機已經從

19、槽型發(fā)展到圓管形，它可在水平及垂直面上轉彎，打破了槽型帶式輸送機不能轉彎的限制。l 裝卸料十分方便 帶式輸送機根據工藝流程需要，可在任何點上進行裝、卸料管形帶式輸送機也是如此，還可以在回程段上裝、卸料，進行反向運輸。l 可靠性高 由于結構簡單，運動部件自重輕，只要輸送帶并不被撕破，壽命可達十年之久，而金屬結構部件，只要防銹好，幾十年也不會壞。l 維護費用低 帶式輸送機的磨損件僅為托輥和滾筒，輸送帶壽命長，自動化程度高，使用人員很少，平均每公里不到一人，消耗的機油和電力也少。l 能耗低、效率高 由于運動部件自重輕，無效運量少，在所有連續(xù)式和非連續(xù)式運輸中，帶式輸送機耗能最低、效率最高。l 維修費

20、少 帶式輸送機運動部件僅為托輥和滾筒，因食品較輕，輸送帶耐磨。相比較之下，汽車等運輸工具磨損部件要多的多，且更換磨損部件也較為頻繁。綜上所述，帶式輸送機的優(yōu)越性已經十分明顯，它是國民經濟中不可缺少的關鍵設備。隨著制造業(yè)信息化的發(fā)展，大大縮短了帶式輸送機的設計、開發(fā)、制造和銷售的周期，使它更加具有競爭力。1.2方案確定皮帶機的設計是按照所結合的要求和條件，首先確定主要組成部分由驅動裝置、傳動滾筒、改向滾筒、壓輥、從動輥及機架等幾大部分組成。（1）驅動裝置 驅動裝置是皮帶機動力的來源，它主要由電動機、減速器、間歇機構組成。（2）傳動滾筒、從動輥 根據設計的特殊要求，在設計中采用了同步帶輪作為主動輪

21、同步帶輪與驅動裝置相連，從而傳遞動力。從轉輥的選擇也采服了同步帶輪，同步帶輪的傳動比準確，而且可以根據帶的型號、參數在市場中直接訂購。（3）改向滾筒、壓輥 改向滾筒是引導輸送帶改變方向的圓柱形筒。壓輥可以保證物料按帶的輸送方向輸運食品。改向滾筒和壓輥的結構比較簡單。（4）機架 機架是承受驅動裝置、滾筒、托輥、輸送帶和物料的鋼結構，可以承受沖擊、拉伸、壓縮和彎曲應力。機架的結構比較零散，它需要考慮到安裝位置的合理、布局的美觀、節(jié)省材料、占城面積小、安裝維修方便等要求，因此所設計的整個機架的結構都采用焊接或用螺栓連接，考慮到輸送機的適用性，采用提升高度可調的結構，這樣輸送機不權可提升設計的要求高度

22、，而且也可以提升不同的高度，但是還應根據所采用的同步帶的型號，選擇不同型號的同步帶。圖1-1 食品提升皮帶機設計方案圖1-驅動裝置；2-傳動滾筒；3-改向滾筒；4-機架1.3設計方案綜述提升機是一種實現工程物料向上運輸的機械，能持續(xù)高效地輸送物料，電動機通過傳動裝置，帶動傳動滾筒的轉動，而傳動滾筒借助于滾筒與膠帶之間的摩擦力，從而實現帶的傳動，進而帶動物料按要求不停的向上運輸。設計意義：提升機在工程上的充分運用能提高工程的生產率，減輕工人的勞動強度，為創(chuàng)造高的經濟利潤提供了可靠的條件。l 食品提升皮帶機總體方案的設計食品提升皮帶機設計要求：（1）提升高度：120mm。（2）輸送量：300塊/h

23、。（3）工步：50步/min。具體要求如下：（1）每走一工步：1.2s.。（2）動停比：1/3。（3）每個檔板間距：100mm。（4）帶速為：0.33m/s。2減速器結構的設計減速器是一種由封閉在剛性殼體內的齒輪傳動，蝸輪傳動或齒輪蝸輪傳動所組合的獨立部件，常在動力機與工作機之間為減速的傳動裝置；在少數情況下也用作增速的傳動裝置減速器由于結構緊湊，效率較高，傳遞運動正確可靠，使用維修簡單，并可成批生產，故在現代機械中應用最廣減速器類型很多，有圓柱齒輪減速器，圓錐齒輪減速器，蝸桿減速器等由于考慮到所傳遞的功率和傳動比在本攪拌機設計課題中采用的是二級圓柱齒輪減速器2.1電動機的選擇2.1.1選擇電

24、動機類型和機構形式電動機是常用的原動機，并且是系列化和標準化的產品機械設計中需要根據工作機的工作情況和運動，動力參數，合理選擇電動機類型，結構形式，傳遞的功率和轉速，確定電動機的型號電動機有交流電動機和直流電動機之分，工業(yè)上采用交流電動機交流電動機有異步電動機和同步電動機兩類，異步電動機又分籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型異步電動機應用最廣泛如無特殊需要，一般憂先選用型籠型三相異步電動機，因其具有高效，節(jié)能，噪音小，振動小，安全可靠的特點，且安裝尺寸和功率等級符合國際標準，適用于無特殊要求的各種機械設備2.1.2功率的計算電動機的功率選擇是否合適將直間影響到電動機的工作性能和經濟性能。如果選用

25、額定功率小于工作機所需要的功率，就不能保證工作機正常工作，甚至使電動機長期過載過早損害，如果選用額定功率大于工作機所需要的功率，則電動機的價格高，功率未得到充分的利用。從而增加電能的消耗，造成浪費。2.1.3電動機功率的選擇1攪拌機電動機的功率按所需的（單位：kw）計算公式為： 式（2-1）式中 工作機所需工作效率。由電動機到工作機的總效率。工作機所需工作效率，應由工作阻力和運動參數計算求得： 式（2-2）式中滾筒攪拌時所需的外力矩，（n.m）。 滾筒轉（r/min）。 式（2-3）式中f混凝土與鋼葉片的磨檫系數f=0.62其中雙錐反轉出料混凝土攪拌機在工作時，其攪拌功率主要用于克服混凝土物料

26、在攪拌時產生的偏心阻力矩及托輪滾動磨檫阻力矩。外力矩m的計算：其中 、分別為聯軸器、齒輪傳動和軸承的傳動效率。 取，（齒輪的精度為8級），（滾動軸承）。2確定電動機的轉速經查表：一級開式齒輪的傳動比,二級圓拄齒輪減速器的傳動比，總的傳動比合理范圍為，故電動機的轉速的可選范圍為： 式（2-4）根據工況和計算所選電動機為:表2-1 電動機型號型號額定功率(kw)轉速r/miny132s-45.514402.2確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比2.2.1總傳動比由電動機的轉速和工作機的主動軸的轉速，可得到傳動裝置的總傳動比為 式（2-5）式中電動機的轉速 滾筒的轉速 總傳動比為各級傳動比的乘積，既

27、式（2-6）2.2.2分配減速器的各級傳動比使減速器裝置不至于過大初步取則按展開式布置，考慮潤滑條件，為使兩級大齒輪相近，查得則2.3計算傳動裝置的運動和動力參數為進行傳動件的設計計算，要推算出各軸的轉速和轉矩（或功率）如將傳動裝置各軸由高速至低速依次定為、軸、滾筒。相鄰兩軸間傳動比相鄰兩軸間傳動效率軸的輸入功率（）各軸之間的輸入轉矩（）各軸的轉速（r/min）則可按電動機軸至工作機運動傳遞路線推算，得到各軸的運動和參數2.3.1各軸轉速軸軸軸軸滾筒2.3.2各軸的輸入功率軸軸的輸入功率：軸軸軸軸滾筒式中電動機的出功率（kw）聯軸器的傳動效率軸承的傳動效率 齒輪的傳動效率同一根軸的輸出功率與輸

28、入功率的數值不同，需要精確計算時取不同的數值。2.3.3各軸的輸入轉矩電動機的輸出轉矩： 式（2-7）軸軸的輸入轉矩： 運動和動力參數計算結果整理于下表表2-2 運動和動力參數軸名效率 p（kw）轉矩t（n.m）轉速n（r/min）傳動比i效率輸入輸出輸入輸出電動機軸5.536.47144010.97軸5.4455.33635.7435.0214403.80.95軸5.1755.072129.10126.51378.93.090.93軸4.924.724375.58364.41122.6210.95軸4.6764.491356.5346.47122.6270.93滾筒4.442422.9175

29、2.4減速器的結構設計減速器的機體是用于支持和固定軸系的零件，是保證傳動零件的嚙合精度，良好的潤滑和密封的重要零件，其重量約占減速器總重量的50%。因此，機體結構對減速器的工作性能，加工工藝，材料消耗，重量及成本等有很大的影響。機體材料采用灰鐵（ht150或ht200）制造。2.5傳動零件的設計計算傳動裝置包括各種類型的零件，其中決定其工作性能，結構簡單和尺寸大小的主要是傳動零件。支撐零件和聯接零件都是要根據零件的要求來設計，因此一般應先設計計算傳動零件，確定其尺寸，參數，材料和結構。為了使設計減速器時的原始條件比較準確，應該先設計減速器外的傳動零件，如聯軸器等。2.5.1第一級齒輪傳動的設計

30、 1)材料的選擇應傳動尺寸和批量較小,小齒輪設計成齒輪軸,選擇40cr，調質處理,硬度為 240hb ，暫取傳動比2)齒輪傳動的計算轉矩 式（2-8）齒寬系數由機械手冊查表得，取接觸疲勞極限由機械手冊查表得初步計算的許用接觸應力的值由機械手冊查表得3)初步計算小齒輪分度圓直徑 式（2-9） 取 初步取齒寬 4) 校核計算a）圓周速度: 式（2-10）精度等級 選8級b)計算齒數和模數1.初選 則 模數 則由機械手冊查表得為標準模數使用系數：查機械設計手冊表12.9，動載系數：查機械設計手冊表12.9，齒間載荷分配系數： 齒向載荷分配系數： 載荷系數k： 彈性系數： 節(jié)點區(qū)域系數：接觸最小安全系

31、數：總工作時間：應力循環(huán)系數：接觸壽命系數： 查表，許用接觸應力：驗算 ： 計算結果表明，接觸疲勞強度較為合適，齒輪尺寸無需調整。否則，尺寸調整后還需再進行驗算。5)確定齒輪主要尺寸由于采用正常標準齒輪，所以齒頂高系數取為1，頂隙系數取為0.25, 分度圓壓力角度數為標準值=20。小齒輪的參數如下：分度圓直徑：中心距：齒頂高：齒根高：齒全高：齒頂圓直徑：齒根圓直徑：基圓直徑：齒寬：齒距：齒厚：齒槽寬：基圓齒距： 法向齒距：頂隙：6)齒根接觸疲勞強度驗算：重合度系數： 齒間載荷分布系數：齒向載荷分布系數：由機械設計手冊圖12.14，載荷系數k： 齒形系數： 應力修正系數： 彎曲疲勞極限： 彎曲最

32、小安全系數：彎曲系數壽命： 尺寸系數： 許用彎曲應力： 驗算： 根據以上分析，傳動在允許的時間之內有效，沒發(fā)生過載，故所選齒輪滿足要求。2.5.2第二級齒輪傳動的設計1)材料的選擇應傳動尺寸和批量較小,小齒輪設計成齒輪軸,選擇40cr，調質處理,硬度為 280hb ，大齒為45鋼，調質處理，硬度240hb,傳動比暫取。2)齒輪傳動的計算轉矩 式（2-11）齒寬系數由機械手冊查表得，取接觸疲勞極限由機械手冊查表得初步計算的許用接觸應力的值由機械手冊查表得3)初步計算小齒輪分度圓直徑 式（2-12） 取 初步取齒寬 4) 校核計算a）圓周速度: 式（2-13）精度等級 選8級b)計算齒數和模數1.

33、初選 則 整合為93模數 則由機械手冊查表得為標準模數使用系數：查機械設計手冊表12.9，動載系數：查機械設計手冊表12.9，齒間載荷分配系數： 齒向載荷分配系數： 載荷系數k： 彈性系數： 節(jié)點區(qū)域系數：接觸最小安全系數：總工作時間：應力循環(huán)系數： 接觸壽命系數： 查表，許用接觸應力：驗算 計算結果表明，接觸疲勞強度較為合適，齒輪尺寸無需調整。否則，尺寸調整后還需再進行驗算。5）確定齒輪主要尺寸由于采用正常標準齒輪，所以齒頂高系數取為1，頂隙系數取為0.25, 分度圓壓力角度數為標準值=20。小齒輪的參數如下：分度圓直徑： 中心距：齒頂高：齒根高：齒全高：齒頂圓直徑：齒根圓直徑：基圓直徑：齒

34、寬：齒距：齒厚：齒槽寬：基圓齒距： 法向齒距：頂隙：6）齒根接觸疲勞強度驗算：重合度系數： 齒間載荷分布系數：齒向載荷分布系數：由機械設計手冊圖12.14，載荷系數k：齒形系數： 應力修正系數： 彎曲疲勞極限： 彎曲最小安全系數：彎曲系數壽命： 尺寸系數： 許用彎曲應力： 驗算： 根據以上分析，傳動在允許的時間之內有效，沒發(fā)生過載，故所選齒輪滿足要求。2.5.3齒輪軸的校核在二級齒輪減速器傳動中，中間軸所受的力較復雜.因此對中間軸進行校核,如能滿足要求,減速器中的軸均能滿足要求.減速器的軸采用45鋼,調質處理.由機械手冊查表得: 已知中間軸的 輸出功率為5.072kw，轉速為378.9 r/m

35、in.圖2-1 軸的校核彎矩圖a) 作用力的計算 齒輪的圓周力： 齒輪的徑向力: 齒輪的圓周力：圖2-2軸的校核彎矩圖齒輪的徑向力: b) 水平面支承反力及彎矩 裝置減速器由于結構緊湊，效率教高，傳遞運動正確可靠，使用維修簡單，并可成批生c) 垂直面支承反力及彎矩 支反力 彎矩計算 d) 合成彎矩 e) 應力校核系數 f) 當量轉矩 g) 當量彎矩 在大齒輪軸勁中間截面處 ： 在右軸勁中間截面處： h) 校核軸頸 經校核較合適無需調整。2.5.4中軸鍵的選擇（1） 鍵的類型及尺寸齒輪傳動要求齒輪與軸的對中性好，鼓選用a型平鍵，根據軸徑，由表查得，可選用，鍵高，因輪轂長度為，故取標準長度為。（2

36、） 擠壓強度由靜連接的擠壓強度條件為其中由表查得輕微沖擊載荷的許用應力所以擠壓強調足夠（3） 確定鍵槽尺寸由普通平鍵標準查得軸槽深，轂槽深2.6軸承的選擇2.6.1軸承的選擇因素在許多場合，軸承的內孔尺寸已經由機器或裝置的結構具體所限定。不論工作壽命，靜負荷安全系數和經濟性是否都達到要求，在最終選定軸承其余尺寸和結構形式之前，都必須經過尺寸演算。該演算包括將軸承實際載荷跟其載荷能力進行比較。滾動軸承的靜負荷是指軸承加載后是靜止的（內外圈間無相對運動）或旋轉速度非常低。在這種情況下，演算滾道和滾動體過量塑性變形的安全系數。大部分軸承受動負荷，內外圈做相對運動，尺寸演算校核滾道和滾動體早期疲勞損壞

37、安全系數。只有在特殊情況時，才根據din iso 281對實際可達到的工作壽命做名義壽命演算。對注重經濟性能的設計來說，要盡可能充分的利用軸承的承載能力。要想越充分的利用軸承，那么對軸承尺寸選用的演算精確性就越重要。靜負荷軸承 計算靜負荷安全系數fs有助于確定所選軸承是否具有足夠的額定靜負荷。 fs =co/po 其中fs靜負荷安全系數，co額定靜負荷kn，po當量靜負荷kn 靜負荷安全系數fs是防止?jié)L動零件接觸區(qū)出現永久性變形的安全系數。對于必須平穩(wěn)運轉、噪音特低的軸承，就要求fs的數值高；只要求中等運轉噪聲的場合，可選用小一些的fs；一般推薦采用下列數值： fs=1.52.5適用于低噪音等

38、級 fs=1.01.5適用于常規(guī)噪音等級 fs=0.71.0適用于中等噪音等級。額定靜負荷（對向心軸承來說是徑向力，對推力軸承而言則是軸向力），在滾動體和滾道接觸區(qū)域的中心產生的理論壓強為： 4600 n/mm2 自調心球軸承 4200 n/mm2 其它類型球軸承 4000 n/mm2 所有滾子軸承在額定靜負荷co的作用下，在滾動體和滾道接觸區(qū)的最大承載部位，所產生的總塑性變形量約為滾動體直徑的萬分之一。當量靜負荷pokn是一個理論值，對向心軸承而言是徑向力，對推力軸承來講是軸向和向心力。po在滾動體和滾道的最大承載接觸區(qū)域中心所產生的應力，與實際負荷組合所產生得應力相同。po=xo*f r

39、+ys * fakn 其中po 當量靜負荷，fr徑向負荷，fa軸向負荷，單位都是千牛頓，xo徑向系數，yo軸向系數動負荷軸承 din iso 281所規(guī)定的動負荷軸承計算標準方法的基礎是材料疲勞失效（出現凹坑），壽命計算公式為： l10=l=(c/p)p ，其中l(wèi)10=l 名義額定壽命，c 額定動負荷 kn p 當量動負荷 kn p 壽命指數 l10是以100萬轉為單位的名義額定壽命，c 額定動負荷 kn p 壽命指數 l10是以100萬轉為單位的名義額定壽命。對于一大組相同型號的軸承來說，其中90%應該達到或者超過該值。額定動負荷c kn在每一類軸承的參數表中都可以找到，在該負荷作用下，軸承

40、可以達到100萬轉的額定壽命。當量動負荷p kn是一項理論值，對向心軸承而言是徑向力，對推力軸承來說是軸向力。其方向、大小恒定不變。當量動負荷作用下的軸承壽命與實際負荷組合作用時相同。 p=x*fr+y*fa 其中：p當量動負荷，fr徑向負荷，fa軸向負荷，單位都是千牛頓，x徑向系數，y軸向系數。不同類型軸承的x,y值及當量動負荷計算依據，可在各類軸承的表格和前言中找到。球軸承和滾子軸承的壽命指數p有所不同。對球軸承，p=3 對滾子軸承，p=10/3。如果軸承動負荷的值及速度隨時間而變化，那么在計算當量負荷時就得有相應的考慮。連續(xù)的負荷及速度曲線就要用分段近似值來替代。滾動軸承的最小負荷過小的

41、負荷加上潤滑不足，會造成滾動體打滑，導致軸承損壞。2.6.2軸承的型號確定結合軸的受力特點與箱體運動的關系，此處選用深溝球滾子軸承。分析傳動示意圖不難發(fā)現，本系統(tǒng)中軸的軸承承受徑向載荷，而且承受的載荷都較小。查機械設計手冊可知，深溝球滾子軸承能同時承受徑向載荷可以成對使用，滿足條件，由前面對軸受力分析可選用一對深溝球滾子軸承6209型。如圖其中d=45mm、d=85mm、b=19mm圖2-3 6209軸承2.6.3軸承校驗計算深溝球滾子軸承壽命表2-3 軸承參數方案軸承型號cr/ncor/nd/mmb/mmno/(r/min)1620931500205008519350026210350002

42、320090203000計算步驟與結果列于下表：表2-4 計算結果計算項目計算內容計算結果6209軸承6210軸承e查表0.260.236x查表x=0.56x=0.56沖擊載荷系數fd查表1.21.2當量動載荷pp=fd.fr=1.26867x46144614計算額定動載荷37777n37777n基本額定動載荷cr查手冊31500377773500037777故選用6209.6210深溝球軸承都可滿足壽命要求。2.6.4聯軸器聯軸器是聯接兩軸使之一同回轉并傳遞轉矩的一種部件。聯軸器可分為剛性和撓性，剛性聯軸器適用于兩軸能嚴格對中并在工作中不發(fā)生相對位移的地方，撓性聯軸器適用于兩軸有偏移的地方。

43、剛性聯軸器中又可分為凸緣聯軸器、套筒聯軸器和夾殼聯軸器，其中凸緣聯軸器是應用最廣的一種，這種聯軸器主要由兩個分裝在軸端的半聯軸器和聯接它們的螺栓組成。凸緣聯軸器對中精度可靠，傳遞轉矩較大，但要求兩軸通軸度較好，主要用于載荷平穩(wěn)的聯接中。故在此選用此種聯軸器。在高速級，因電動機y132s1-2的軸徑為38mm，故選用標準凸緣聯軸器yl9，軸孔38mm，軸孔長82mm。在低速級，可選用標準凸緣聯軸器yl10，軸孔45mm，軸孔長112mm。部件。聯軸器可以在機器停車后用拆卸的方法才能把兩軸分離。圖2-4 凸緣聯軸器3間歇機構間歇運動機構是將主動件的均勻轉動轉換為時動時停的周期性運動的機構。例如牛頭

44、刨床工作臺的橫向進給運動，電影放映機的送片運動等都用有間歇運動機構。常用的間歇運動機構有棘輪機構和槽輪機構。3.1槽輪機構由槽輪和圓柱銷組成的單向間歇運動機構，又稱馬爾它機構。它常被用來將主動件的連續(xù)轉動轉換成從動件的帶有停歇的單向周期性轉動。槽輪機構有外嚙合和內嚙合兩種形式。外嚙合槽輪機構的槽輪和轉臂轉向相反,而內嚙合則相同。3.1.1槽輪機構的組成及工作特點 1）機構組成槽輪機構是由主動撥盤、從動槽輪和機架等組成。 2）工作特點槽輪機構可將主動撥盤的等速回轉運動轉變?yōu)椴圯啎r動時停的間歇運動，并具有結構簡單、外形尺寸小、機械效率高，以及能較平穩(wěn)的、間歇地進行轉位等優(yōu)點，但存在柔性沖擊的缺點，

45、故常用于速度不太高的場合。3.1.2槽輪機構的類型及應用(1)槽輪機構的類型1) 普通型，有外槽輪機構，內槽輪機構，槽條機構2) 特殊型 a) 不等臂多銷槽輪機構 b) 球面槽輪機構 c) 偏置式槽輪機構，有偏置外槽輪機構，偏置內槽輪機構兩種d) 曲線式槽輪機構，有曲線外槽輪機構，曲線內槽輪機構兩種(2)槽輪機構的應用例1 蜂窩煤制機模盤轉位機構例2 電影膠片抓片機構3.1.3槽輪機構的運動系數及運動特性(1)普通槽輪機構的運動系數a)外槽輪機構。當主動撥盤回轉一周時，槽輪的運動時間td 與主動撥盤轉一周的總時間t 之比，稱為槽輪機構的運動系數，并以 k 表示，即: k td / t 1/21

46、/z由于k 0，故槽數z 3。又因 k 0.5(2)普通槽輪機構的運動特性a)槽輪機構的角速度及角加速度的最大值隨槽輪數 z 的增多而減少；b)當圓銷開始進入和離開徑向槽時，此兩瞬時有柔性沖擊，且隨槽數 z 的減少而增大；c)在機構運轉速度較高時，或槽輪軸承慣性較大的情況下，就顯得更為突出。d)內槽輪機構與外槽輪機構一樣，有加速度突變，且其值與外槽輪者相等，但當|0 時，角加速度值迅速下降并趨于零。3.2棘輪機構由棘輪和棘爪組成的一種單向間歇運動機構。它將連續(xù)轉動或往復運動轉換成單向步進運動。棘輪輪齒通常用單向齒，棘爪鉸接于搖桿上，當搖桿逆時針方向擺動時，驅動棘爪便插入棘輪齒以推動棘輪同向轉動

47、；當搖桿順時針方向擺動時，棘爪在棘輪上滑過，棘輪停止轉動。為了確保棘輪不反轉，常在固定構件上加裝止逆棘爪。搖桿的往復擺動可由曲柄搖桿機構、齒輪機構和擺動油缸等實現，在傳遞很小動力時，也有用電磁鐵直接驅動棘爪的。棘輪每次轉過的角度稱為動程。動程的大小可利用改變驅動機構的結構參數或遮齒罩的位置等方法調節(jié)，也可以在運轉過程中加以調節(jié)。如果希望調節(jié)的精度高于一個棘齒所對應的角度，可應用多棘爪棘輪機構。棘輪機構工作時常伴有噪聲和振動，因此它的工作頻率不能過高。棘輪機構常用在各種機床和自動機中間歇進給或回轉工作臺的轉位上，也常用在千斤頂上。在自行車中棘輪機構用于單向驅動，在手動絞車中棘輪機構常用以防止逆轉

48、。4改向滾筒的設計4.1改向滾筒的結構設計傳動滾筒是傳遞帶式輸送機功率的圓柱形筒，而改向滾筒是引導輸送帶改變方向的圓柱形筒。改向滾筒不傳遞轉矩，結構比較簡單，易于制造加工，且和輸送帶接觸時軸為空轉，所以摩擦力小，使用壽命長。初步計算改向滾筒的結構尺寸參數如下。（1）兩軸承座中心距a為：a=m+b+（50200）=100+20+50+170mm，式中：m為帶寬，mm；b為軸承寬度，mm。（2）滾筒長度l為：l=m+（50100）=100+50+150mm。（3）筒皮的最大許用面壓p，對于帆布帶芯，p0.4n/mm2；對于鋼絲繩芯p 0.6n/mm2。4.2改向滾筒軸的強度校核1）、根據工作條件選

49、擇材料并初步確定軸的最小直徑因為改向滾筒主要承受徑向力，不傳遞轉矩，故軸的最小直徑選18mm。即： =18mm。該軸無特殊要求，參考表4-1選取45鋼，調質處理， =650mpa。表4-1 軸常用的幾種材料的值軸的材料、122045304040、405215252）、改向滾筒軸的設計與校核考慮到軸上零件的定位和裝配方便等要求，擬訂如圖4-1所示的裝配方案。因為軸主要起改向作用，只承受一定的徑向力，故初選一對6205型軸承：軸承內孔直徑=25mm，即=25mm，軸承寬度=24mm;滾筒套筒處軸的直徑=24mm軸的最大直徑=32mm；軸的各軸段長度=8mm, =14mm, =17mm， =132mm（軸采用對稱布置）；軸的總長l=214mm軸承和右端軸肩之間用螺母進行軸向固定，軸承和軸用過盈配合周向固定。3）、軸上受力計算已知：=，滾筒軸的結構如圖4-1（a）所示。（1）徑向力（a）滾筒軸的結構圖4-1 改向滾筒軸的校核（2）垂直面支承力，截面c是