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Keywords:?the?belt?conveyor???Drive?Unit???Delivery?End 第一章 緒論 機械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機械裝備，機械工業(yè)所提供裝備的性能、質量和成本，對國民經(jīng)濟各部門技術進步和經(jīng)濟效益有很大的和直接的影響。機械工業(yè)的規(guī)模和技術水平是衡量國家經(jīng)濟實力和科學技術水平的重要標志。因此，世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟的戰(zhàn)略重點之一。 機械工程的服務領域廣闊而多面，凡是使用機械、工具，以至能源和材料生產(chǎn)的部門，都需要機械工程的服務。概括說來，現(xiàn)代機械工程有五大服務領域：研制和提供能量轉換機械、研制和提供用以生產(chǎn)各種產(chǎn)品的機械、研制和提供從事各種服務的機械、研制和提供家庭和個人生活中應用的機械、研制和提供各種機械武器。 ? 不論服務于哪一領域，機械工程的工作內容基本相同，主要有： 建立和發(fā)展機械工程的工程理論基礎。例如，研究力和運動的工程力學和流體力學；研究金屬和非金屬材料的性能，及其應用的工程材料學；研究熱能的產(chǎn)生、傳導和轉換的熱力學；研究各類有獨立功能的機械元件的工作原理、結構、設計和計算的機械原理和機械零件學；研究金屬和非金屬的成形和切削加工的金屬工藝學和非金屬工藝學等等。 ? 研究、設計和發(fā)展新的機械產(chǎn)品，不斷改進現(xiàn)有機械產(chǎn)品和生產(chǎn)新一代機械產(chǎn)品，以適應當前和將來的需要。 機械產(chǎn)品的生產(chǎn)，包括：生產(chǎn)設施的規(guī)劃和實現(xiàn)；生產(chǎn)計劃的制訂和生產(chǎn)調度；編制和貫徹制造工藝；設計和制造工具、模具；確定勞動定額和材料定額；組織加工、裝配、試車和包裝發(fā)運；對產(chǎn)品質量進行有效的控制。機械制造企業(yè)的經(jīng)營和管理。機械一般是由許多各有獨特的成形、加工過程的精密零件組裝而成的復雜的制品。生產(chǎn)批量有單件和小批，也有中批、大批，直至大量生產(chǎn)。銷售對象遍及全部產(chǎn)業(yè)和個人、家庭。而且銷售量在社會經(jīng)濟狀況的影響下，可能出現(xiàn)很大的波動。因此，機械制造企業(yè)的管理和經(jīng)營特別復雜，企業(yè)的生產(chǎn)管理、規(guī)劃和經(jīng)營等的研究也多是肇始于機械工業(yè)。 ? 機械產(chǎn)品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調整、操作、維護、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟性。 機械產(chǎn)品的應用。這方面包括選擇、訂購、驗收、安裝、調整、操作、維護、修理和改造各產(chǎn)業(yè)所使用的機械和成套機械裝備，以保證機械產(chǎn)品在長期使用中的可靠性和經(jīng)濟性。 研究機械產(chǎn)品在制造過程中，尤其是在使用中所產(chǎn)生的環(huán)境污染，和自然資源過度耗費方面的問題，及其處理措施。這是現(xiàn)代機械工程的一項特別重要的任務，而且其重要性與日俱增。機械的種類繁多，可以按幾個不同方面分為各種類別，如：按功能可分為動力機械、物料搬運機械、粉碎機械等；按服務的產(chǎn)業(yè)可分為農業(yè)機械、礦山機械、紡織機械等；按工作原理可分為熱力機械、流體機械、仿生機械等。另外，機械在其研究、開發(fā)、設計、制造、運用等過程中都要經(jīng)過幾個工作性質不同的階段。按這些不同階段，機械工程又可劃分為互相銜接、互相配合的幾個分支系統(tǒng)，如機械科研、機械設計、機械制造、機械運用和維修等。 這些按不同方面分成的多種分支學科系統(tǒng)互相交叉，互相重疊，從而使機械工程可能分化成上百個分支學科。例如，按功能分的動力機械，它與按工作原理分的熱力機械、流體機械、透平機械、往復機械、蒸汽動力機械、核動力裝置、內燃機、燃氣輪機，以及與按行業(yè)分的中心電站設備、工業(yè)動力裝置、鐵路機車、船舶輪機工程、汽車工程等都有復雜的交叉和重疊關系。船用汽輪機是動力機械，也是熱力機械、流體機械和透平機械，它屬于船舶動力裝置、蒸汽動力裝置，可能也屬于核動力裝置等等。 19世紀時，機械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學院校中它一般還與土木工程綜合為一個學科，被稱為民用工程，19世紀下半葉才逐漸成為一個獨立學科。進入20世紀，隨著機械工程技術的發(fā)展和知識總量的增長，機械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學科。這種分解的趨勢在20世紀中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結束的前后期間達到了最高峰。 由于機械工程的知識總量已擴大到遠非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術交流的范圍，阻礙新技術的出現(xiàn)和技術整體的進步，對外界條件變化的適應能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調困難，也不利于繼續(xù)自學提高。因此自20世紀中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎理論，拓寬專業(yè)領域，合并分化過細的專業(yè)。械工程以增加生產(chǎn)、提高勞動生產(chǎn)率、提高生產(chǎn)的經(jīng)濟性為目標來研制和發(fā)展新的機械產(chǎn)品。在未來的時代，新產(chǎn)品的研制將以降低資源消耗，發(fā)展?jié)崈舻脑偕茉?，治理、減輕以至消除環(huán)境污染作為超經(jīng)濟的目標任務。 機械可以完成人用雙手和雙目，以及雙足、雙耳直接完成和不能直接完成的工作，而且完成得更快、更好?，F(xiàn)代機械工程創(chuàng)造出越來越精巧和越來越復雜的機械和機械裝置，使過去的許多幻想成為現(xiàn)實。 人類現(xiàn)在已能上游天空和宇宙，下潛大洋深層，遠窺百億光年，近察細胞和分子。新興的電子計算機硬、軟件科學使人類開始有了加強，并部分代替人腦的科技手段，這就是人工智能。這一新的發(fā)展已經(jīng)顯示出巨大的影響，而在未來年代它還將不斷地創(chuàng)造出人們無法想象的奇跡。 人類智慧的增長并不減少雙手的作用，相反地卻要求手作更多、更精巧、更復雜的工作，從而更促進手的功能。手的實踐反過來又促進人腦的智慧。在人類的整個進化過程中，以及在每個人的成長過程中，腦與手是互相促進和平行進化的。 人工智能與機械工程之間的關系近似于腦與手之間的關系，其區(qū)別僅在于人工智能的硬件還需要利用機械制造出來。過去，各種機械離不開人的操作和控制，其反應速度和操作精度受到進化很慢的人腦和神經(jīng)系統(tǒng)的限制，人工智能將會消除了這個限制。計算機科學與機械工程之間的互相促進，平行前進，將使機械工程在更高的層次上開始新的一輪大發(fā)展。 19世紀時，機械工程的知識總量還很有限，在歐洲的大學院校中它一般還與土木工程綜合為一個學科，被稱為民用工程，19世紀下半葉才逐漸成為一個獨立學科。進入20世紀，隨著機械工程技術的發(fā)展和知識總量的增長，機械工程開始分解，陸續(xù)出現(xiàn)了專業(yè)化的分支學科。這種分解的趨勢在20世紀中期，即在第二次世界大戰(zhàn)結束的前后期間達到了最高峰。 由于機械工程的知識總量已擴大到遠非個人所能全部掌握，一定的專業(yè)化是必不可少的。但是過度的專業(yè)化造成知識過分分割，視野狹窄，不能統(tǒng)觀和統(tǒng)籌稍大規(guī)模的工程的全貌和全局，并且縮小技術交流的范圍，阻礙新技術的出現(xiàn)和技術整體的進步，對外界條件變化的適應能力很差。封閉性專業(yè)的專家們掌握的知識過狹，考慮問題過專，在協(xié)同工作時配合協(xié)調困難，也不利于繼續(xù)自學提高。因此自20世紀中、后期開始，又出現(xiàn)了綜合的趨勢。人們更多地注意了基礎理論，拓寬專業(yè)領域，合并分化過細的專業(yè)。 綜合-專業(yè)分化-再綜合的反復循環(huán)，是知識發(fā)展的合理的和必經(jīng)的過程。不同專業(yè)的專家們各具有精湛的專業(yè)知識，又具有足夠的綜合知識來認識、理解其他學科的問題和工程整體的面貌，才能形成互相協(xié)同工作的有力集體。 綜合與專業(yè)是多層次的。在機械工程內部有綜合與專業(yè)的矛盾；在全面的工程技術中也同樣有綜合和專業(yè)問題。在人類的全部知識中，包括社會科學、自然科學和工程技術，也有處于更高一層、更宏觀的綜合與專業(yè)問題。 移動帶式輸送機自1795年被發(fā)明以來，經(jīng)過兩個世紀的發(fā)展，已被電力、冶金、煤炭、化工、礦山、港口等各行各業(yè)廣泛采用。特別是第二次工業(yè)革命帶來了新材料、新技術的采用，使帶式輸送機的發(fā)展步入了一個新紀元。當今，無論從輸 送量、運距、經(jīng)濟效益等各方面來衡量，它已經(jīng)可以同火車、汽車運輸相抗衡，成為三足鼎立局面，并成為各國爭先發(fā)展的行業(yè)。帶式輸送機因其具有結構緊湊、傳動效率高、噪聲低、使用壽命長、運轉穩(wěn)定、工作可靠性和密封性好、占據(jù)空間小等特點，并能適應在各種惡劣工作環(huán)境下工作包括潮濕、泥濘、粉塵多等，所以它已經(jīng)是國民經(jīng)濟中不可或缺的關鍵設備。加之國際互聯(lián)網(wǎng)絡化的實現(xiàn)，又大大縮短了帶式輸送機的設計、開發(fā)、制造、銷售的周期，使它更加具有競爭力。 ? 目前，帶式輸送機已經(jīng)成為露天礦和地下礦的聯(lián)合運輸系統(tǒng)中重要的組成部 分。為了更好的研究帶式輸送機的工作組成原理，發(fā)現(xiàn)及改進其不足之處，本課題所研究的是移動式帶式輸送機。此次研究的主要問題在于系統(tǒng)的驅動件布置、軟起動和制動問題。帶式輸送機向下運送物料時，其驅動電機的運行工礦有別于一般的帶式輸送機。由于運轉上的需要，在結構上有特點，控制上有特殊要求。帶式輸送機的制動裝置及其控制技術尤為關鍵。若制動裝置設計的不合理，很容易發(fā)生飛車事故，從而造成斷帶、撕帶等事故，給生產(chǎn)帶來極大危害。如何實現(xiàn)軟制動與自動張緊，逐漸向智能化、自動化、人性化方向發(fā)展，是目前帶式輸送機的發(fā)展方向，也是本課題的研究目的和意義所在。相信隨著課題的不斷深入，對帶式輸送機將會有更深入的了解，為以后的學習也能打下夯實的基礎。 1.1 帶式輸送機的發(fā)展狀況 帶式輸送機自1795年被發(fā)明以來，經(jīng)過兩個世紀的發(fā)展， 已被電力、冶金、煤炭、化工、礦山、港口等各行各業(yè)廣泛采用。特別是第三次工業(yè)革命帶來了新材料、新技術的應用，使帶式輸送機的發(fā)展步入了一個 新紀元。 ? 如今，無論從輸送量、運距、經(jīng)濟效益等各方面來衡量，它已經(jīng)可 以和火車、汽車運輸相抗衡，成為三足鼎立的局面，并成為各國爭相發(fā) 展的行業(yè)。帶式輸送機是以膠帶、鋼帶、鋼纖維帶、塑料帶和化纖做為 傳送物料和牽引工具的輸送機械。其特點是承載物料的輸送帶也是傳遞 動力的牽引力。承載帶在托輥上運行，也可用氣墊、磁墊代替托輥作為 無阻力支撐承載帶運行。帶式輸送機按承載斷面可分為平形、槽形、雙 槽形、波紋擋邊斗式、波紋擋邊袋式、吊掛式圓管形、固定式和移動式 圓管形等8大類。帶式輸送機是煤礦最理想的高效連接運輸設備，它與其它運輸設備(如機車類)相比，不僅具有長距離、大運量、連續(xù)輸送等優(yōu)點，而且運 行可靠，易于實現(xiàn)自動化、集中化控制，特別是對高產(chǎn)高效礦井，帶式 輸送機已成為煤炭高效開采機電一體化技術與裝備的關鍵設備。目前， 我國煤礦共用帶式輸送機約120萬臺，礦用帶式機也正在往大運量、長 距離、高帶速方向發(fā)展。 1.2 帶式輸送機的應用 帶式輸送機是連續(xù)運輸機的一種，連續(xù)運輸機是固定式或運移式起重運輸機中主要類型之一，其運輸特點是形成裝載點到裝載點之間的連續(xù)物料流，靠連續(xù)物料流的整體運動來完成物流從裝載點到卸載點的輸送。在工業(yè)、農業(yè)、交通等各企業(yè)中,連續(xù)運輸機是生產(chǎn)過程中組成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線不可缺少的組成部分。 連續(xù)運輸機可分為:? (1)具有撓性牽引物件的輸送機,如帶式輸送機,板式輸送機,刮板輸送機,斗式輸送機、自動扶梯及架空索道;? (2)不具有撓性牽引物件的輸送機,如螺旋輸送機、振動輸送機等;? (3)管道輸送機(流體輸送),如氣力輸送裝置和液力輸送管道.?其中帶輸送機是連續(xù)運輸機中是使用最廣泛的,?帶式輸送機運行可靠，輸送量大，輸送距離長，維護簡便，適應于冶金煤炭，機械電力，輕工，建材，糧食等各個部門。 1.3 課題研究的內容 本論文主要研究運用SolidWorks對移動帶式輸送機進行設計。在設計過程中，了解SolidWorks的各種功能。 SolidWorks公司成立于1993年，由PTC公司的技術副總裁與CV公司的副總裁發(fā)起，總部位于馬薩諸州的康克爾郡（Concord,Massachusetts）內。當初的目標是希望在每一個工程師的桌面上提供一套具有生產(chǎn)力的實體模型設計系統(tǒng)。從1995年推出第一套SolidWorks三維機械設計軟件至今已經(jīng)擁有位于全球的辦事處，并經(jīng)由300家經(jīng)銷商在全球140個國家進行銷售與分銷該產(chǎn)品。1997年，Solidworks被法國達索（Dassault Systemes）公司收購，作為達索中端主流市場的主打品牌。SolidWorks軟件是世界上第一個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)。由于技術創(chuàng)新符合CAD技術的發(fā)展潮流和趨勢，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財務狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項的技術創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機平臺CAD系統(tǒng)評比第一名。從1995年至今，已經(jīng)累計獲得十七項國際大獎。其中僅從1999年起，美國權威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎，以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡明。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實和證明，使用它，設計師大大縮短了設計時間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。 由于SolidWorks出色的技術和市場表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對象。終于在1997年由法國達索公司以三億一千萬美元的高額市值將SolidWorks全資并購。公司原來的風險投資商和股東，以一千三百萬美元的風險投資，獲得了高額的回報，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀錄。并購后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術隊伍繼續(xù)獨立運作，成為CAD行業(yè)一家高素質的專業(yè)化公司。SolidWorks三維機械設計軟件也成為達索企業(yè)中最具競爭力的CAD產(chǎn)品。 由于使用了Windows OLE技術、直觀式設計技術、先進的parasolid內核（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術。SolidWorks成為全球裝機量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬，涉及航空航天、機車、食品、機械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費品、離散制造等分布于全球100多個國家的約3萬1千家企業(yè)。在教育市場上，每年來自全球4，300所教育機構的近145，000名學生通過SolidWorks的培訓課程。 據(jù)世界上著名的人才招聘網(wǎng)站檢索，與其它3D CAD軟件相比，SolidWorks相關的招聘廣告比其它軟件的總合還要多，這一事實說明了越來越多的工程師和設計者使用SolidWorks三維軟件，越來越多的企業(yè)需要SolidWorks人才。Solidworks軟件功能強大，易于操作，界面人性化，技術創(chuàng)新，組件繁多是SolidWorks的五大特點。使得SolidWorks三維軟件成為目前全球領先的三維CAD解決方案。SolidWorks在設計時能夠為用戶提供不同的設計方案，通過方案的篩選，工程師能從中選擇合適的方案，從而在設計過程中降低設計的錯誤以及提高產(chǎn)品質量。在目前市場上所見到的三維CAD解決方案中，SolidWorks是設計過程比較簡便又通俗易懂的軟件之一。它不僅提供如此人性化的系統(tǒng)，同時對每個工程師和設計者，乃至整個機械行業(yè)提供了良好的發(fā)展基礎。SolidWorks軟件是世界上第一個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術創(chuàng)新符合CAD技術的發(fā)展潮流和趨勢，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財務狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項的技術創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機平臺CAD系統(tǒng)評比第一名；從1995年至今，已經(jīng)累計獲得十七項國際大獎，其中僅從1999年起，美國權威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎，以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡明。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實和證明，使用它，設計師大大縮短了設計時間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。由于SolidWorks出色的技術和市場表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對象。終于在1997年由法國達索公司以三億一千萬美元的高額市值將SolidWorks全資并購。公司原來的風險投資商和股東，以一千三百萬美元的風險投資，獲得了高額的回報，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀錄。并購后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術隊伍繼續(xù)獨立運作，成為CAD行業(yè)一家高素質的專業(yè)化公司，SolidWorks三維機械設計軟件也成為達索企業(yè)中最具競爭力的CAD產(chǎn)品。 由于使用了Windows OLE技術、直觀式設計技術、先進的parasolid內（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術，SolidWorks成為全球裝機量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬，涉及航空航天、機車、食品、機械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費品、離散制造等分布于全球100多個國家的約3萬1千家企業(yè)。在教育市場上，每年來自全球4，300所教育機構的近145，000名學生通過SolidWorks的培訓課程。 據(jù)世界上著名的人才網(wǎng)站檢索，與其它3D CAD系統(tǒng)相比，與SolidWorks相關的招聘廣告比其它軟件的總和還要多，這比較客觀地說明了越來越多的工程師使用SolidWorks，越來越多的企業(yè)雇傭SolidWorks人才。據(jù)統(tǒng)計，全世界用戶每年使用SolidWorks的時間已達5500萬小時。 在美國，包括麻省理工學院（MIT）、斯坦福大學等在內的著名大學已經(jīng)把SolidWorks列為制造專業(yè)的必修課，國內的一些大學（教育機構）如哈爾濱工業(yè)大學、清華大學、浙江工業(yè)大學、浙江大學、華中科技大學、北京航空航天大學、大連理工大學、北京理工大學、武漢理工大學等也在應用SolidWorks進行教學。Solidworks軟件功能強大，組件繁多。 Solidworks有功能強大、易學易用和技術創(chuàng)新三大特點，這使得SolidWorks 成為領先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設計方案、減少設計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質量。SolidWorks 不僅提供如此強大的功能，而且對每個工程師和設計者來說，操作簡單方便、易學易用。 SolidWorks在現(xiàn)今社會階段逐漸廣泛應用，并且SolidWorks公司對中國市場重點開發(fā)，日后SolidWorks應用將會更加完善，更加普遍。通過前文對SolidWorks的深入了解后，往后會對SolidWorks進行個別應用的分析，如建模，裝配，工程圖，力學分析等。 1.2.3.1 SolidWorks設計基礎 熟悉SolidWorks的工作環(huán)境；了解SolidWorks的命令，掌握在SolidWorks工作環(huán)境中文件的打開、保存、導入等基本操作，掌握三維建模流程。 1.2.3.2 草圖繪制 掌握點、直線、矩形、弧度圓等基本圖形的繪制方法；掌握樣條、文字等高級幾何圖形的繪制方法；理解集合約束的概念并在草圖繪制中熟練應用幾何約束；熟練應用陣列、實體轉換等草圖繪制工具；能綜合應用各種草圖繪制實體和利用草圖繪制工具完成草圖繪。 1.2.3.3 基準特征-參考幾何體的創(chuàng)建 清楚明白基于特征的建模方式、參數(shù)化思想等概念；靈活運用各種建立基準點的方法；靈活運用各種建立基準軸方法；靈活運用各種建立基準面的方法；靈活運用坐標系的建立方法；能根據(jù)建模需要綜合應用各種參考幾何體。 1.2.3.4 拉伸、旋轉、掃描和放樣特征建模 靈活運用拉伸特征的概念與建立方法；靈活運用旋轉特征的概念與建立方法；掌握掃描特征的概念與建立方法；靈活運用放樣特征的概念與建立方法；通過實踐能夠準確分析零件的特征，靈活運用拉伸和旋轉也正建立三維模型。綜合應用掃描、放樣、彎曲、鏡向、陣列等特征建立各種實體。 1.2.3.5 工程圖設計 靈活運用用戶自定義工程圖格式文件的方法；靈活運用建立標準三視圖，剖視圖，斷面圖，局部圖，輔助視圖等方法；靈活運用各種注釋的方法。 1.2.3.6 裝配設計 靈活運用自底向上的裝配方法；靈活運用生成裝配體爆炸圖的方法；靈活運用SolidWorks智能裝配技術；靈活運用裝配體零部件的狀態(tài)和屬性控制，并能夠在裝配體中設計子裝配體；靈活運用干涉檢查；靈活運用自上向下的裝配方法；靈活運用在裝配模型工程圖中添加零件序號；靈活運用生成裝配體材料明細表的方法。 1.4各種帶式輸送機的特點 ⑴QD80輕型固定式帶輸送機?QD80輕型固定式帶輸送機與TDⅡ型 相比,其帶較薄、載荷也較輕,運距一般不超過100m,電機容量不超過22kw.? ⑵DX型鋼繩芯帶式輸它屬于高強度帶式輸送機,其輸送帶的帶芯中有平行的細鋼繩，一臺運輸機運距可達幾公里到幾十公里.? ⑶U形帶式輸送機它又稱為槽形帶式輸送機,其明顯特點是將普通帶式輸送機的槽形托輥角由030~045提高到090使輸送帶成U形.這樣一來輸送帶與物料間產(chǎn)生擠壓,導致物料對膠帶的摩擦力增大,從而輸送機的運輸傾角可達25°. ? ⑷管形帶式輸送機U形帶式輸送帶進一步的成槽,最后形成一個圓管狀, 即為管形帶式輸送機,因為輸送帶被卷成一個圓管,故可以實現(xiàn)閉密輸送物料, 可明顯減輕粉狀物料對環(huán)境的污染,并且可以實現(xiàn)彎曲運行.? ⑸氣墊式帶輸送機其輸送帶不是運行在托輥上的,而是在空氣膜(氣墊)上運行,省去了托輥,用不動的帶有氣孔的氣室盤形槽和氣室取代了運行的托輥,運動部件的減少,總的等效質量減少,阻力減小,效率提高,并且運行平穩(wěn),可提高帶速. 但一般其運送物料的塊度不超過300mm.增大物流斷面的方法除了用托輥把輸送帶強壓成槽形外,也可以改變輸送帶本身把輸送帶的運載面做成垂直邊的, 并且?guī)в袡M隔板，一般把垂直側擋邊作成波狀,故稱為波狀帶式輸送機, 這種機型適用于大傾角,傾角在30°以上,最大可達90°. ? （6）壓帶式帶輸送機它是用一條輔助帶對物料施加壓力.這種輸送機的主要優(yōu)點是:輸送物料的最大傾角可達90°,運行速度可達6m/s,輸送能力不隨傾角的變化而變化,可實現(xiàn)松散物料和有毒物料的密閉輸送.其主要缺點是結構復雜、輸送帶的磨損增大和能耗較大。 ? ⑺鋼繩牽引帶式輸送機它是無際繩運輸與帶式運輸相結合的產(chǎn)物,既具有鋼繩的高強度、牽引靈活的特點,又具有帶式運輸?shù)倪B續(xù)、柔性的優(yōu)點。 1.5?帶式輸送機發(fā)展方向 （1）大型化、提高運輸能力 ? 為了適應高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要，帶式輸送機的輸送能力要加大，長距離、高帶速、大運量、大功率是將來發(fā)展的必要。在今后10?年內輸送能力要提高到3000?～10000?t/h,帶速提高至5～8m?/?s,輸送長度對于可伸縮帶式輸送機輸送距離要達到6000m以上,對于鋼繩芯強力帶式輸送機須達到14000m 以上,單臺電機功率要達到1000～2500kW?以上,輸送帶抗拉強度大于6000N?/mm(鋼繩芯)和3150N?/mm?(整芯)?。 (2)?提高元部件性能和可靠性 ? 整體設備的性能和可靠性主要取決于元部件的性能和可靠性，我國現(xiàn)在的礦用帶式輸送機的元部件基本上都是各自廠家生產(chǎn)，還沒有出現(xiàn)專業(yè)化、大規(guī)模的元部件生產(chǎn)廠家。除了進一步完善和提高現(xiàn)有元部件的性能和可靠性,還要不斷研究新的技術和開發(fā)新的元部件。 (3)?擴大功能,一機多用帶式輸送機是一種理想的連續(xù)運輸設備，并且目前還不能完全發(fā)揮其全部作用?？梢詫捷斔蜋C結構作適當修改,采取一定的安全施，就可拓展運人、運料或雙向運輸?shù)裙δ?做到一機多用,使其發(fā)揮最大經(jīng) 濟效益。 (4)?開發(fā)專用機型 ? 我國煤礦的地質條件差異很大,在運輸系統(tǒng)的布置上經(jīng)常會出現(xiàn)一 些特殊要求，為了滿足特殊要求，比如水平拐彎、大傾角（>25o）直至 垂直提升等,這些場合常規(guī)的帶式輸送機是無法勝任的。為了滿足煤礦 的某些特殊要求，應開發(fā)特殊型帶式輸送機,如彎曲帶式輸送機、大傾角或垂直提升輸送機等。 第二章 移動式帶式輸送機 2.1帶式輸送機的工作原理 移動式帶式輸送機,其主要部件是輸送帶,亦稱為膠帶,輸送帶兼作牽引機構和承載機構.帶式輸送機組成及工作原理如圖1-1所示?,它主要包括一下幾個部分:輸送帶(通常稱為膠帶)?、托輥及中間架、滾筒拉緊裝置、過渡裝置，主驅動裝置等等.? 移動式帶式輸送機的結構如下圖所示： 輸送帶有位于輸送帶機架中間的驅動裝置驅動在張緊滾筒以及摩擦力的作用下，電機帶動減速器會驅動主動滾筒帶動皮帶組轉動，這樣，物料就是隨著輸送線的移動而移動。 2.2帶式輸送機的結構和布置形式 2.2.1帶式輸送機的結構 移動式帶式輸送機,其主要部件是輸送帶,亦稱為膠帶,以及驅動裝置，傳動滾筒等等構成，輸送帶兼作牽引機構和承載機構.帶式輸送機組成及工作原理如圖1-1所示?,它主要包括一下幾個部分:輸送帶(通常稱為膠帶)?、托輥及中間架、滾筒拉緊裝置、過渡裝置，主驅動裝置等等. 2.2.2布置方式 電動機通過聯(lián)軸器、減速器帶動傳動滾筒轉動或其他驅動機構，借 助于滾筒或其他驅動機構與輸送帶之間的摩擦力，使輸送帶運動。帶式 輸送機的驅動方式按驅動裝置可分為單點驅動方式和多點驅動方式兩 種。通用移動式輸送帶輸送機多采用單點驅動方式，即驅動裝置集中的安 裝在輸送機長度的某一個位置處，一般放在中間。單點驅動方式按傳 動滾筒的數(shù)目分，可分為單滾筒和雙滾筒驅動。對每個滾筒的驅動又可 分為單電動機驅動和多電動機驅動。因單點驅動方式最常用，凡是沒有 指明是多點驅動方式的， 即為單驅動方式，故一般對單點驅動方式，“單點”兩字省略。 ? 單筒、單電動機驅動方式最簡單，在考慮驅動方式時應是首選方式。 在大運量、長距離的鋼繩芯膠帶輸送機中往往采用多電動機驅動。帶式 輸送機常見典型的布置方式。 2.3運行阻力的計算 輸送帶的張力包括有拉緊裝置所形成的初張力,克服各種阻力所需 要的張力及由動載荷所產(chǎn)生的張力。運行阻力分為直線段、曲線段及其他附加阻力,現(xiàn)分述如下.? （1）如下圖所示,運行阻力包括兩部分,一部分是摩擦阻力;一部分是由下滑力 (自重分力)引起的阻力.有摩擦力引起的阻力總是為正,但由于下滑力引起的阻力在此段輸送帶向上運行時為正,向下為負。查2-1表（見通用機械設計）可知， 縱向拉伸強度G=1000N/mm；輸送帶每米質量23.1kg/m。承載段(或稱為重段)運行阻力為下滑力阻力系數(shù)正壓力為： F=正壓力X阻力系數(shù)+下滑里； 因為正壓力=Qn,Qx,QzXGLXCosB. 下滑力=Qn/QzXGLXsinB,所以FL=(Qn,Qx,Qz)LX+COSB+Qn/QzXsinB在這個公式中，其中： Qn代表物流每米質量，單位，KG/M Qz代表輸送帶每米質量，單位?KG/M GL代表承載段托輥組轉動部分，單位KG 當承載段向上運行時,下滑力是正;向上運行時,下滑力是負。同樣, 輸送帶回空段阻力為: F=Qn/QzXLGXcosB+QnXLXsinB式中 LG代表回空段托輥組轉動部分 Qn代表回空段托輥組間距 當承載段向上運行時,回空段是向下運行的,此時,回空段向下滑力為負; 反之,回空段的下滑力為正。? 同時選出托輥間距LG=1.2M,Qn=3M. 第三章 帶式輸送機的設計計算 3.1帶速和槽角的確定 按給定的工作條件,帶式輸送機的最大運輸能力計算公式為： Q=3.6AvyCY,其中式中： Q=輸送量，單位為t/h; V=帶速，單位為m/s; Y=物流密度； 帶速選擇原則： (1)輸送量大、輸送帶較寬時，應選擇較高的帶速。 (2)較長的水平輸送機，應選擇較高的帶速；輸送機傾角愈大，輸送距離愈短，則帶速應愈低。 ? (3)物料易滾動、粒度大、磨琢性強的，或容易揚塵的以及環(huán)境衛(wèi)生條件要求較高的，宜選用較低帶速。 ? (4)一般用于給了或輸送粉塵量大時，帶速可取0.8m/s~1m/s；或根 據(jù)物料特性和工藝要求決定。 ? (5)人工配料稱重時，帶速不應大于1.25m/s。 ? (6)采用犁式卸料器時，帶速不宜超過2.0m/s。 ? (7)采用卸料車時，帶速一般不宜超過2.5m/s；當輸送細碎物料或小塊料時，允許帶速為3.15m/s。 ? (8)有計量秤時，帶速應按自動計量秤的要求決定。 ? (9)輸送成品物件時，帶速一般小于1.25m/s。 ? 帶速與帶寬、輸送能力、物料性質、塊度和輸送機的線路傾角有關. 當輸送機向上運輸時，傾角大，帶速應低；下運時，帶速更應低；水平 運輸時，可選擇高帶速.帶速的確定還應考慮輸送機卸料裝置類型，當 采用犁式卸料車時，帶速不宜超過3.15m/s.?? 考慮山上的工作條件取帶速為2.5?m/s;故所選的槽形物料斷面面積為： 3.2驅動裝置的確定 1）驅動裝置設計首先必須分析原動機功率及各部件大小和連接尺寸，根據(jù)已知條件，首先計算電動機功率： 1）各種阻力的計算 主要阻力Fn: q=Q/3.6v=1200/(3.6x2.5)=133.3KG/M; Qn=Jk/Lg=25/1.2=20.8KG/M; Jk,Lg分別為承載，回程托輥重量。 Q為輸送帶的承載力。 由公式得: Fn=flg[Qn+Qz+(2Qn+Q)cosB)]=0.012X100X9.81X[20.8+6.7+(2X23.1X133.3)cosB]=2436.8N; F-摩擦系數(shù)，該皮帶機在多塵、低溫、高速帶下運行使用，查表選取摩擦系數(shù)F=0.012; Qn-承載或回程分支每米輸送帶質量，查表可得Qn=23.1kg/m; 2) 主要特種阻力： 由公式:Fs=Fs1+Fs2,根據(jù)實際情況可知：Fs1=0; Fs1托輥前傾的阻力，當托輥有阻力時，F(xiàn)s1的值需要計算，當托輥無前傾時，F(xiàn)s1=0； Fs2為輸送物料與輸送帶擋料板之間的阻力。由公式可知： L=SXVXK=0.2956X2.5X1=0.739M2. L=輸送能力； S=輸送帶上面物料的截面積，查表得S=0.2956M2; K=傾斜系數(shù)，查表得:K=1; 3) 附加各種阻力 由公式得：Fe2=Fn1+Fn2;Fn1=0; Fn1為卸料器阻力，本機無卸料器，所以Fn1為0； Fn2為輸送帶清掃器摩擦阻力； 由公式得：Fr=Apaμ=0.012x10x10x0.5=600N; A—清掃器接觸面積，頭部有一個清掃器，A=0.01×1.4=0.012m2 P—輸送帶清掃器與輸送帶之間壓力，查表選P=10×104 Paμ—輸送帶清掃器與輸送帶之間摩擦系數(shù)，查表取μ3=0.5? 則Fn2=n3Fr=1×600=600N；? 3.3最小張力點的設計計算 由上式計算可知，因空回段運行阻力為負值，所以最小張力點 是下圖中的3點。 （1）由懸垂度條件確定4點的張力由式 S1min=5(q1+q2)gl2cosB=9.07KN; （2）由逐點計算法計算各點的張力,如下圖所示： ? S3=S1/Cf=8.638KN； S2=S3 F2,3=10.979KN; S1=S2-F1-2=10.818KN; S5=S4+F2=42.56KN; 3.4電機的選擇與計算 電動機額定轉速根據(jù)生產(chǎn)機械的要求而選定，一般情況下電動機的 轉速不低于500r/min，因為功率一定時，電動機的轉速低，其尺寸愈大， 價格愈貴，而效率較低。若電機的轉速高，則極對數(shù)少，尺寸和重量小， 價格也低。本設計皮帶機所采擬采用Y2-355M1-6型電動機，該型電機轉矩大，性能良好，可以滿足要求。 根據(jù)公式： N=＝4(KW) G－移動帶式輸送機的生產(chǎn)能力，1000kg/h W－切割1kg物料耗用能量，其值與孔眼直徑有關，d小則w大，當d＝3mm， 取w＝0.0030kw.h/kg。 －傳動效率，取0.75 所以根據(jù)N＝4kw，n＝1500r/min，查B1表10-4-1選用Y112M-4，再查B1表10-4-2得Y2-355M1-6電機的結構。 圖4-1 Y2-355M1-6電動機的外觀圖 3.5減速器的選擇與計算 本次設計選用DBY?250-12.5型二級硬齒面圓錐-圓柱齒輪減速器, 傳動比為12.5? 第一級為螺旋齒輪、第二級為斜齒和直齒圓柱齒輪傳動，其展開簡圖如下： ? 圖4－1?減速器示意圖電動機和I軸之間，III軸和傳動滾筒之間用的都是聯(lián)軸器，故傳動比都是1。 第四章各主要零件強度的校核計算 4.1軸承強度的校核 根據(jù)根據(jù)條件，軸承預計壽命16×365×8=48720小時； 1、 計算輸入軸承 （1）已知nⅡ=458.2r/min?兩軸承徑向反力：FR1=FR2=500.2N?； 初先兩軸承為角接觸球軸承7206AC型。 根據(jù)課本P265（11-12）得軸承內部軸向力FS=0.63FR則FS1=FS2=0.63FR1=315.1N?； (2)∵FS1+Fa=FS2；Fa=0?故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端 FA1=FS1=315.1N?FA2=FS2=315.1N； (4)計算當量載荷 P1、P2根據(jù)課本P263表（11-9）取f?P=1.5;根據(jù)課本P262（11-6）式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N;? P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N;? (5)軸承壽命計算 ∵P1=P2故取P=750.3N；? ∵角接觸球軸承 ε=3?； 4.2 槽鋼強度的校核 根據(jù)槽鋼承載力計算公式： M=Pac/L(M：彎矩，P集中力，a集中力距支座距離，c集中力距另一支座距離，L跨度，L=a+c)； （僅用于矩形截面); f=M/W≤材料的許用應力（彈性抗拉強度/安全系數(shù)）。 M=Pac/L=11960xL，本次設計初定L為1000mm; 則M=13456N.M; ，初定槽鋼為80x40x3的槽鋼和40x40x3，計算W得出 ; 折算后位12Mpa; 查的普通碳素結構鋼Q235A的抗拉強度為375~500Mpa，由于12Mpa遠遠小于375Mpa，所以初定槽鋼40x40x3和80x40x3的槽鋼滿足要求。 由計算得出可以使用80x400x3的槽鋼和40x40x3的槽鋼，初定設計計算得出槽鋼總體架尺寸為7000mmx1310mm。 4.3聯(lián)軸器的強度校核 本輸送線使用的為GB5014-1985?HL5彈性柱銷聯(lián)軸器，其主要參數(shù) 參見機械工業(yè)出版社出版的《機械設計手冊》第4卷第41篇第5章第41-116頁，主要性能參數(shù)如下：許用轉矩2000N.m?許用轉速3500r/min；?而我們聯(lián)軸器與電機主軸相聯(lián)，電機為YB225S-8，轉速只有710?r/min。單級補償器的工作扭矩為1000?N.m? 對于聯(lián)軸器的強度可以計算尼龍柱銷的抗剪強度，尼龍材料的許用切應力：τ=110Kgf/cm2。?那么根據(jù)φ30柱銷的許用剪切強度可計算出其許用剪切力為F=S柱XτXn? =1.52X3.14X110X8=6217.2Kgf?其中：S柱為柱銷截面積；τ為許用切應力；n為柱銷個數(shù)單極補償裝置需要傳遞的力為4000?Kgf.，所以聯(lián)軸器的強度符合要求； ?? ?第五章移動式帶式輸送機的三維建模 5.1底部機架的三維建模 5.2驅動裝置的三維建模 5.3輪子的三維建模 5.4移動帶式輸送機的三維建模 第六章.三維軟件設計總結 通過此次設計，又一次提升了運用三維軟件的水平，并吸收了不少經(jīng)驗，總結為一下幾點。 （1） 有零件圖紙作圖與空想設計作圖不同，零件尺寸已經(jīng)給出，作圖時先不考慮尺寸是否真的合適，根據(jù)尺寸作出零件的三維圖，但到裝配時必須要考慮尺寸是否合適，由于AutoCAD圖紙效果不好，導致尺寸會有出錯，甚至有出現(xiàn)欠定義尺寸，所以，此時必須通過配合后在衡量尺寸，再進行修改，直到滿足配合要求。 （2） 工具集的確方便了作圖，通過選擇零件類型，輸入數(shù)據(jù)，就能生成出標準零件，但有時需要用到的零件在工具集上也未必能找到，所以此時要隨機應變，運用其他零件代替并通過修改或添加零件使其滿足要求。 （3） 作三維圖時要靈活變通，解決問題的方法總比問題多，當一種方法不能正常作圖時，試試另一種方法，這不但能完成零件制作，同時也可以培養(yǎng)出更好的作圖思路，和打破規(guī)矩的新想法。 （4） 規(guī)則的零件，要學會使用一些能夠節(jié)省時間的命令，如鏡向，陣列等，“能省則省”。 （5） 關于裝配，曾經(jīng)帶給我很大的阻礙，花了很多時間才弄清原因所在。在一可活動子裝配體上，即使活動范圍會產(chǎn)生干涉，也不能對其設定活動范圍，如高級配合里的距離范圍，和角度范圍，即使在該活動范圍并不影響父配體，也不可設定。因為一旦設定范圍后，在父裝配體上會將子裝配體視為完全定義的模型，這樣會對子裝配體之間的配合產(chǎn)生矛盾，將不能完成裝配。 看懂圖是作圖的首要任務，看圖就是了解零件的工具，沒有工具則無法制出 零件，所以畫圖不能急于下筆，想透了零件的結構，想透圖中的虛實線，這才是高效作圖的重中之重。 進行零件建模前，一般應進行深入的特征分析，搞清零件是由那幾個特征組成，明確各個特征的形狀，他們之間的相對位置和表面連接關系，然后按照特征的主次關系，按一定的順序進行建模。一個復雜的零件，可能是許多個簡單特征經(jīng)過相互之間的疊加、切除或相交組成。所以零件建模時，特征的生成順序十分重要，不同的建模過程雖然可以構造出同樣的實體零件，但其造型過程及實體的構型結構卻直接影響到實體模型的穩(wěn)定性、可修改性、可理解性及實體模型的應用。 尤其在二維圖紙上，我們能看到的只是零件的平面圖，而內部特征則以虛線給予表示，另外還有零件的相貫線，這表示了各個特征相交時出現(xiàn)線段。在零件的草圖繪制過程中，必須要選好第一個草繪平面，這很關鍵，這個平面決定了往后建模的所用到的命令，簡單的說，一個圓柱可以作一個圓形然后拉伸，也可以作一個長方體旋轉，雖然他們的結果都一樣，但所用的草繪平面和命令就截然不同。如果我們要的是一條軸，那我們就應該選擇第二種方法為好了。 由于此設計的零件都是比較規(guī)則的零件，所用到的命令大部分是拉伸命令和旋轉命令，而且很多零件都是擁有對稱關系，所以為了節(jié)省時間，提高效率，經(jīng)常會用到鏡向特征命令。 一張完整的工程圖應具備以下4方面的內容。 （1） 一組視圖：用一組視圖（其中包括視圖、剖視圖、斷面圖、局部放大圖）正確、完整、清晰地表達零件各部分的結構形狀。 （2） 尺寸：確定零件各部分形狀的大小和位置 （3） 技術要求：表明零件在制造和檢驗是應達到的