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xxxxxxx 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū) 題 目： 螺旋運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì)（水平放置） 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： xxxxxxx 姓 名： xxxxxxx 指導(dǎo)教師： xxxxxxx 完成日期 2012年5月30日 目 錄 摘要 第一章 緒論…………………………………………………………… 1 1.1螺旋運(yùn)輸機(jī)的原理與特點(diǎn) …………………………………… 1 1.2螺旋運(yùn)輸機(jī)的主要現(xiàn)狀 ……………………………………… 1 1.3螺旋運(yùn)輸機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) ……………………………………… 2 1.4煤礦螺旋運(yùn)輸機(jī)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) …………………………… 5 第二章 結(jié)構(gòu)方案擬定 ……………………………………………… 6 2.1設(shè)計(jì)要求 ……………………………………………………… 6 2.2設(shè)計(jì)原理 ……………………………………………………… 6 第三章 主要參數(shù)確定 ……………………………………………… 8 3.1功率計(jì)算與驅(qū)動(dòng)裝置的選擇 ………………………………… 8 3.2螺旋直徑與轉(zhuǎn)數(shù)確定 ………………………………………… 9 3.3驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) ……………………………………………… 11 3.4傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………… 14 3.5軸的設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 19 3.6軸承及聯(lián)軸器的校核 ………………………………………… 25 3.7箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ……………………………………………… 28 3.8減速器其他零件的選擇 ……………………………………… 30 3.9減速器的潤(rùn)滑 ………………………………………………… 33 設(shè)計(jì)心得 ……………………………………………………………… 34 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………… 35 螺旋運(yùn)輸機(jī)的設(shè)計(jì) 摘要：螺旋輸送機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制做成本低，密封性強(qiáng)、操作安全方便等優(yōu)點(diǎn)，中間可多點(diǎn)裝、卸料。廣泛用于化工、 建材、冶金、糧食等部門(mén)，在傾角β＜ 20 °的情況下，輸送粘度不大、不易變質(zhì)、不蝗結(jié)塊的粉狀、顆粒狀和小塊物料。螺旋機(jī)廣泛應(yīng)用于各行業(yè)，如建材、化工、電力、冶金、煤礦炭、糧食等行業(yè)，適用于水平或傾斜輸送粉狀、粒狀和小塊狀物料，如煤礦、灰、渣、水泥、糧食等，物料溫度小于200℃。螺旋機(jī)不適于輸送易變質(zhì)的、粘性大的、易結(jié)塊的物料。在混凝土攪拌站中,螺旋輸送機(jī)的作用得到了最大的體現(xiàn).由驅(qū)動(dòng)裝置封閉槽箱和螺旋組成借螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)將槽箱內(nèi)的煤推移輸出。 關(guān)鍵詞：螺旋輸送機(jī)，卸料，物料，驅(qū)動(dòng)裝置，螺旋 Screw conveyor design Abstract: The screw conveyor is simple in structure, low cost production, tightness, and the advantages of safe and convenient operation, the middle point can be loaded, discharge. Widely used in chemical industry, building materials, metallurgy, food and other departments, in the angle β <20 °, the transmission is not the viscosity, non-perishable, non-caking powder locusts, and small granular materials. Screw machine is widely used in various industries, such as building materials, chemical industry, electric power, metallurgy, coal mine, food and other industries, applied to horizontal or inclined conveyor powder, granulated and small lump materials, such as coal, ash, slag, cement , food, etc., material temperature is less than 200 ℃. Not suitable for screw machine perishable transport, and viscous large, easy caking materials. In the concrete mixing stations, the role of screw conveyor of the embodiment of the largest. By drive me and the spiral groove formed by the rotation of spiral groove box over the output of coal. Keywords: screw conveyor, discharge, materials, drives, spiral 第一章 緒 論 1.1 螺旋輸送的原理與特點(diǎn) 1、螺旋輸送機(jī)的原理 （1） 螺旋輸送機(jī)屬于沒(méi)有撓性牽引構(gòu)件的連續(xù)輸送機(jī)械。它的工作原理是：蛟龍（帶螺旋片的軸）在封閉的料槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使裝入料槽的物料由于自重及其與料槽摩擦力的作用而不與螺旋一起旋轉(zhuǎn)，只能沿料槽橫向移動(dòng)。在垂直放置的螺旋輸送機(jī)中，物料是靠離心力與槽壁所產(chǎn)生的摩擦力而向上移動(dòng)。它的某些類(lèi)型常被用作喂料設(shè)備、計(jì)量設(shè)備、攪拌設(shè)備、烘干設(shè)備、仁殼分離設(shè)備、卸料設(shè)備以及連續(xù)加壓設(shè)備。螺旋輸送機(jī)被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中。 （2）螺旋輸送機(jī)的特點(diǎn) 螺旋輸送機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)：1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、橫斷面尺寸小，在其他輸送設(shè)備無(wú)法安裝時(shí)或操作困難的地方試用；2.工作可靠，易于維修，成本低廉，價(jià)格僅為斗士提升機(jī)的一半；3.機(jī)槽可以是全封閉的，能實(shí)現(xiàn)密閉輸送，以減少物料對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)輸送粉塵大的物料尤為適宜；4.輸送時(shí)，可以多點(diǎn)進(jìn)料，也可以在多點(diǎn)卸料，工藝安排靈活；5.物料的輸送方向是可逆的。一臺(tái)輸送機(jī)可以同時(shí)向兩個(gè)方向輸送物料，即集向中心輸送或背離中心輸送；6.在物料輸送中還可以同時(shí)進(jìn)行混合、攪拌、松散、加熱和冷卻等工藝操作。 （3）輸送機(jī)的主要缺點(diǎn)：物料在輸送過(guò)程中，與機(jī)槽、螺旋體間的摩擦以及物料間的攪拌翻動(dòng)等原因，使輸送功率消耗較大，同時(shí)對(duì)物料具有一定的破碎作用;特別是它對(duì)機(jī)槽和螺旋葉片有強(qiáng)烈的磨損作用；對(duì)超載敏感；需要均勻進(jìn)料，否則容易產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象；不宜輸送含長(zhǎng)纖維及雜質(zhì)多的物料。 （4）螺旋輸送機(jī)的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、橫截面尺寸小、密封性好、工作可靠、制造成本低，便于中間裝料和卸料，輸送方向可逆向，也可同時(shí)向相反兩個(gè)方向輸送。輸送過(guò)程中還可對(duì)物料進(jìn)行攪拌、混合、加熱和冷卻等作業(yè)。通過(guò)裝卸閘門(mén)可調(diào)節(jié)物料流量。但不宜輸送易變質(zhì)的、粘性大的、易結(jié)塊的及大塊的物料。輸送過(guò)程中物料易破碎，螺旋及料槽易磨損。單位功率較大。使用中要保持料槽的密封性及螺旋與料槽間有適當(dāng)?shù)拈g隙。 （5）垂直螺旋輸送機(jī)適用于短距離垂直輸送?？蓮澢菪斔蜋C(jī)的螺旋由撓性軸和合成橡膠葉片組成，易彎曲，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)或工藝要求任意布置，進(jìn)行空間輸送。螺旋輸送機(jī)葉片有現(xiàn)拉式和整拉失，現(xiàn)拉式可做成任意厚度與規(guī)格尺寸，整拉式不宜制作非標(biāo)準(zhǔn)螺旋。 1.2 螺旋輸送機(jī)的主要現(xiàn)狀 螺旋輸送機(jī)是目前鑄造車(chē)間中常用的連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備之一，主要用于煤粉、粘土粉的運(yùn)送，也可以輸送新砂和處理后的舊砂。對(duì)石灰石、焦炭、灰渣及清砂時(shí)所用的鐵丸等小塊及粒狀物料，也能輸送。 1.3 螺旋輸送機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 1.國(guó)外螺旋輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀 國(guó)外螺旋輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在2個(gè)方面：一方面是螺旋輸送機(jī)的功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，如高傾角帶輸送機(jī)、管狀螺旋輸送機(jī)、空間轉(zhuǎn)彎螺旋輸送機(jī)等各種機(jī)型；另一方面是螺旋輸送機(jī)本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、高帶速等大型螺旋輸送機(jī)已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術(shù)是開(kāi)發(fā)應(yīng)用于了螺旋輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，提高了螺旋輸送機(jī)的運(yùn)行性能和可靠性。目前，在煤礦井下使用的螺旋輸送機(jī)已達(dá)到表1所示的主要技術(shù)指標(biāo)，其關(guān)鍵技術(shù)與裝備有以下幾個(gè)特點(diǎn)： ⑴設(shè)備大型化。其主要技術(shù)參數(shù)與裝備均向著大型化發(fā)展，以滿(mǎn)足年產(chǎn)300~500萬(wàn)t以上高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要。 ⑵應(yīng)用動(dòng)態(tài)分析技術(shù)和機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)監(jiān)控等高新技術(shù)，采用大功率軟起動(dòng)與自動(dòng)張緊技術(shù)，對(duì)輸送機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控，大大地降低了輸送帶的動(dòng)張力，設(shè)備運(yùn)行性能好，運(yùn)輸效率高。 ⑶采用多機(jī)驅(qū)動(dòng)與中間驅(qū)動(dòng)及其功率平衡、輸送機(jī)變向運(yùn)行等技術(shù)，使輸送機(jī)單機(jī)運(yùn)行長(zhǎng)度在理論上已有受限制，并確保了輸送系統(tǒng)設(shè)備的通用性、互換性及其單元驅(qū)動(dòng)的可靠性。 ⑷新型、高可靠性關(guān)鍵元部件技術(shù)。如包含CST等在內(nèi)的各種先進(jìn)的大功率驅(qū)動(dòng)裝置與調(diào)速裝置、高壽命高速托輥、自清式滾筒裝置、高效貯帶裝置、快速自移機(jī)尾等。如英國(guó)FSW生產(chǎn)的FSW1200/（2~3）×400（600）工作面順槽螺旋輸送機(jī)就采用了液粘差速或變頻調(diào)速裝置，運(yùn)輸能力達(dá)3000 t/h以上，它的機(jī)尾與新型轉(zhuǎn)載機(jī)（如美國(guó)久益公司生產(chǎn)的S500E）配套，可隨工作面推移而自動(dòng)快速自移、人工作業(yè)少、生產(chǎn)效率高。 2.國(guó)內(nèi)螺旋輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀 我國(guó)生產(chǎn)制造的螺旋輸送機(jī)的品種、類(lèi)型較多。在“八五”期間，通過(guò)國(guó)家一條龍“日產(chǎn)萬(wàn)噸綜采設(shè)備”項(xiàng)目的實(shí)施，螺旋輸送機(jī)的技術(shù)水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長(zhǎng)距離螺旋輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)呂開(kāi)發(fā)都取得了很大的進(jìn)步。如大傾角長(zhǎng)距離螺旋輸送機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮螺旋輸送機(jī)等均填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，并對(duì)螺旋輸送機(jī)的減低關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，研制成功了多種軟起動(dòng)和制動(dòng)裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用調(diào)速型液力偶合器和行星齒輪減速器 ?3國(guó)內(nèi)外螺旋輸送機(jī)技術(shù)的差距 （1）大型螺旋輸送機(jī)的關(guān)鍵核心技術(shù)上的差距 螺旋輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)測(cè)技術(shù)? 長(zhǎng)距離、大功率螺旋輸送機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵是動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)，它是制約大型螺旋輸送機(jī)發(fā)展的核心技術(shù)。目前我國(guó)用剛性理論來(lái)分析研究螺旋輸送機(jī)并制訂計(jì)算方法和設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)中對(duì)輸送帶使用了很高的安全系統(tǒng)（一般取n=10左右），與實(shí)際情況相差很遠(yuǎn)。實(shí)際上輸送帶是粘彈性體，長(zhǎng)距離螺旋輸送機(jī)其輸送帶對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的起、制動(dòng)力的動(dòng)態(tài)響應(yīng)是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，而不能簡(jiǎn)單地用剛體力學(xué)來(lái)解釋和計(jì)算。已開(kāi)發(fā)了螺旋輸送機(jī)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用軟件，在大型輸送機(jī)上對(duì)輸送機(jī)的動(dòng)張力進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，降低輸送帶的安全系統(tǒng)，大大延長(zhǎng)使用壽命，確保了輸送機(jī)運(yùn)行的可靠性，從而使大型螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)達(dá)到了最高水平（輸送帶安全系數(shù)n=5～6），并使輸送機(jī)的設(shè)備成本尤其是輸送帶成本大為降低。 可靠的可控軟起動(dòng)技術(shù)與功率均衡技術(shù)? 長(zhǎng)距離大運(yùn)量螺旋輸送機(jī)由于功率大、距離長(zhǎng)且多機(jī)驅(qū)動(dòng)，必須采用軟起動(dòng)方式來(lái)降低輸送機(jī)制動(dòng)張力，特別是多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)。為了減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊，軟起動(dòng)時(shí)應(yīng)有分時(shí)慢速起動(dòng)；還要控制輸送機(jī)起動(dòng)加速度0.3～0.1 m/s2，解決承載帶與驅(qū)動(dòng)帶的帶速同步問(wèn)題及輸送帶涌浪現(xiàn)象，減少對(duì)元部件的沖擊。由于制造誤差及電機(jī)特性誤差，各驅(qū)動(dòng)點(diǎn)的功率會(huì)出現(xiàn)不均衡，一旦某個(gè)電機(jī)功率過(guò)大將會(huì)引起燒電機(jī)事故，因此，各電機(jī)之間的功率平衡應(yīng)加以控制，并提高平衡精度。國(guó)內(nèi)已大量應(yīng)用調(diào)速型液力偶合器來(lái)實(shí)現(xiàn)輸送機(jī)的軟起動(dòng)與功率平衡，解決了長(zhǎng)距離螺旋輸送機(jī)的起動(dòng)與功率平衡及同步性問(wèn)題。但其調(diào)節(jié)精度及可靠性與國(guó)外相比還有一定差距。此外，長(zhǎng)距離大功率螺旋輸送機(jī)除了要求一個(gè)運(yùn)煤帶速外，還需要一個(gè)驗(yàn)帶的帶速，調(diào)速型液力偶合器雖然實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)與功率平衡，但還需研制適合長(zhǎng)距離的無(wú)級(jí)液力調(diào)速裝置。當(dāng)單機(jī)功率>500 kW時(shí)，可控CST軟起動(dòng)顯示出優(yōu)越性。由于可控軟起動(dòng)是將行星齒輪減速器的內(nèi)齒圈與濕式磨擦離合器組合而成（即粘性傳動(dòng)）。通過(guò)比例閥及控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)軟起動(dòng)與功率平衡，其調(diào)節(jié)精度可達(dá)98% 以上。但價(jià)格昂貴，急需國(guó)產(chǎn)化。 3、技術(shù)性能上差距 我國(guó)螺旋輸送機(jī)的主要性能與參數(shù)已不能滿(mǎn)足高產(chǎn)高效礦井的需要，尤其是順槽可伸縮螺旋輸送機(jī)的關(guān)鍵元部件及其功能如自移機(jī)尾、高效儲(chǔ)帶與張緊裝置等與國(guó)外有著很大差距。 ⑴裝機(jī)功率? 我國(guó)工作面順槽可伸縮螺旋輸送機(jī)最大裝機(jī)功率為4×250 kW，國(guó)外產(chǎn)品可達(dá)4×970 kW，國(guó)產(chǎn)螺旋輸送機(jī)的裝機(jī)功率約為國(guó)外產(chǎn)品的30%～40%，固定螺旋輸送機(jī)的裝機(jī)功率相差更大。 ⑵運(yùn)輸能力? 我國(guó)螺旋輸送機(jī)最大運(yùn)量為3000 t/h，國(guó)外已達(dá)5500 t/h。 ⑶最大輸送帶寬度? 我國(guó)螺旋輸送機(jī)為1400 mm，國(guó)外最大為1830 mm。 ⑷帶速? 由于受托輥轉(zhuǎn)速的限制，我國(guó)螺旋輸送機(jī)帶速為4m/s，國(guó)外為5m/s以上。 ⑸工作面順槽運(yùn)輸長(zhǎng)度? 我國(guó)為3000 m，國(guó)外為7300m。 ⑹自移機(jī)尾? 隨著高產(chǎn)高效工作面的不斷出現(xiàn)，要求順槽可伸縮螺旋輸送機(jī)機(jī)尾隨著工作面的快速推進(jìn)而快速自移。國(guó)內(nèi)自移機(jī)尾主要依賴(lài)進(jìn)口，主要有2種：（a）隨轉(zhuǎn)載機(jī)一起移動(dòng)的由英國(guó)LONGWALL公司生產(chǎn)的自移機(jī)尾裝置。（b）德國(guó)DBT公司生產(chǎn)的自移機(jī)尾裝置。前者只有一個(gè)推進(jìn)油缸，后者則有2個(gè)推進(jìn)油缸。LONGWALL公司生產(chǎn)的自稱(chēng)機(jī)尾用于在國(guó)內(nèi)帶寬1.2 m的輸送機(jī)上，缺點(diǎn)是自移機(jī)尾輸送帶的跑偏量太小，糾偏能力弱，剛性差。德國(guó)生產(chǎn)的自移機(jī)尾在國(guó)內(nèi)使用效果優(yōu)于前者，水平、垂直2個(gè)方向均有調(diào)偏油缸，糾偏能力強(qiáng)。因此，前者還需完善，后者則需研制。但對(duì)自移機(jī)尾的要求是共同的，既要滿(mǎn)足輸送機(jī)正常工作時(shí)防滑的要求，又要滿(mǎn)足在輸送機(jī)不停機(jī)的情況下實(shí)現(xiàn)快速自移。 ⑺高效儲(chǔ)帶與張緊裝置? 我國(guó)采用封閉式儲(chǔ)帶結(jié)構(gòu)和絞車(chē)紅緊為主，張緊小車(chē)易脫軌，輸送帶易跑偏，輸送帶伸縮時(shí)，托輥小車(chē)不自移，需人工推移，檢修麻煩。國(guó)外采用結(jié)構(gòu)先進(jìn)的開(kāi)放式儲(chǔ)帶裝置和高精度的大扭矩、大行程自動(dòng)張緊設(shè)備，托輥小車(chē)能自動(dòng)隨輸送帶伸縮到位。輸送帶有易跑偏，不會(huì)出現(xiàn)脫軌現(xiàn)象。 ⑻輸送機(jī)品種? 機(jī)型品種少，功能單一，使用范圍受限，不能充分發(fā)揮其效能，如拓展運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ?，做到一機(jī)多用；另外，我國(guó)煤礦的地質(zhì)條件差異很大，在運(yùn)輸系統(tǒng)的布置上經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些特殊要求，如彎曲、大傾角（>+25°）直至垂直提升等，應(yīng)開(kāi)發(fā)特殊型專(zhuān)用機(jī)種螺旋輸送機(jī)。 4、可靠性、壽命上的差距 ⑴輸送帶抗拉強(qiáng)度? 我國(guó)生產(chǎn)的織物整芯阻燃輸送帶最高為2500 N/mm，國(guó)外為3150 N/mm。鋼絲繩芯阻燃輸送帶最高為4000 N/mm，國(guó)外為7000 N/mm。 ⑵輸送帶接頭強(qiáng)度? 我國(guó)輸送帶接頭強(qiáng)度為母帶的50%～65%，國(guó)外達(dá)母帶的70%～75%。 ⑶托輥壽命? 我國(guó)現(xiàn)有的托輥技術(shù)與國(guó)外比較，壽命短、速度低、阻力大，而美國(guó)等使用的新型注油托輥，其運(yùn)行阻力小，軸承采用稀油潤(rùn)滑，大大地提高了托輥的使用壽命，并可作為高速托輥應(yīng)用于螺旋輸送機(jī)上，使用面廣，經(jīng)濟(jì)效益顯著。我國(guó)輸送機(jī)托輥壽命為2萬(wàn)h，國(guó)外托輥壽命5～9萬(wàn)h，國(guó)產(chǎn)托輥壽命僅為國(guó)外產(chǎn)品的30%～40%。 ⑷輸送機(jī)減速器壽命? 我國(guó)輸送機(jī)減速器壽命2萬(wàn)h，國(guó)外減速器壽命7萬(wàn)h。 ⑸螺旋輸送機(jī)上下運(yùn)行時(shí)可靠性差 5、 控制系統(tǒng)上差距 ⑴驅(qū)動(dòng)方式? 我國(guó)為調(diào)速型液力偶合器和硬齒面減速器，國(guó)外傳動(dòng)方式多樣，如BOSS系統(tǒng)、CST可控傳動(dòng)系統(tǒng)等，控制精度較高。 ⑵監(jiān)控裝置? 國(guó)外輸送機(jī)已采用高檔可編程序控制器PLC，開(kāi)發(fā)了先進(jìn)的程序軟伯與綜合電源繼電器控制技術(shù)以及數(shù)據(jù)采信、處理、存儲(chǔ)、傳輸、故障診斷與查詢(xún)等完整自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)。我國(guó)輸送機(jī)僅采用了中檔可編程序控制器來(lái)控制輸送機(jī)的啟動(dòng)、正常運(yùn)行、停機(jī)等工作過(guò)程。雖然能與可控啟（制）支裝置配合使用，達(dá)到可控啟（制）動(dòng)、帶速同步、功率平衡等功能，但沒(méi)有自動(dòng)臨近裝置，沒(méi)有故障診斷與查詢(xún)等。 ⑶輸送機(jī)保護(hù)裝置? 國(guó)外螺旋輸送機(jī)除安裝防止輸送帶跑偏、打滑、撕裂、過(guò)滿(mǎn)堵塞、自動(dòng)灑水降塵等保護(hù)裝置外，近年又開(kāi)發(fā)了很多新型監(jiān)測(cè)裝置：傳動(dòng)滾筒、變向滾筒及托輥組的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；煙霧報(bào)警及自動(dòng)消防滅火裝置；纖維織輸送帶縱撕裂及接頭監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；防爆電子輸送帶秤自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)。這些新型保護(hù)系統(tǒng)我國(guó)基本處于空白。而我國(guó)現(xiàn)有的打滑、堆煤、溜煤眼滿(mǎn)倉(cāng)保護(hù)，防跑偏、超溫灑水，煙霧報(bào)警裝置的可靠性、靈敏性、壽命都較低。 1.4 煤礦螺旋輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) （1） 設(shè)備大型化、提高運(yùn)輸能力 ? 為了適應(yīng)高產(chǎn)高效集約化生產(chǎn)的需要，螺旋輸送機(jī)的輸送能力要加大。長(zhǎng)距離、高帶速、大運(yùn)量、大功率是今后發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是高產(chǎn)高效礦井運(yùn)輸技術(shù)的發(fā)展方向。在今后的10a內(nèi)輸送量要提高到3000～4000 t/h，還速提高至4～6m/s，輸送長(zhǎng)度對(duì)于可伸縮螺旋輸送機(jī)要達(dá)到3000m。對(duì)于鋼繩芯強(qiáng)力螺旋輸送機(jī)需加長(zhǎng)至5000m以上，單機(jī)驅(qū)動(dòng)功率要求達(dá)到1000～1500 kW，輸送帶抗拉強(qiáng)度達(dá)到6000 N/mm（鋼繩芯）和2500 N/mm（鋼繩芯）。尤其是煤礦井下順槽可伸縮輸送技術(shù)的發(fā)展，隨著高產(chǎn)高效工作面的出現(xiàn)及煤炭科技的不斷發(fā)展，原有的可伸縮螺旋輸送機(jī)，無(wú)論是主參數(shù)，還是運(yùn)行性能都難以適應(yīng)高產(chǎn)高效工作面的要求，煤礦現(xiàn)場(chǎng)急需主參數(shù)更大、技術(shù)更先進(jìn)、性能更可靠的長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、大功率順槽可伸縮螺旋輸送機(jī)，以提高我國(guó)螺旋輸送機(jī)技術(shù)的設(shè)計(jì)水平，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，接近并趕上國(guó)際先進(jìn)工業(yè)國(guó)的技術(shù)水平。其包含7個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)：⑴螺旋輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)；⑵軟起動(dòng)與功率平衡技術(shù)；⑶中間驅(qū)動(dòng)技術(shù)；⑷自動(dòng)張緊技術(shù)；⑸新型高壽命高速托輥技術(shù)；⑹快速自移機(jī)尾技術(shù)；⑺高效儲(chǔ)帶技術(shù)。 （2） 提高元部件性能和可靠性 ??? 設(shè)備開(kāi)機(jī)率的高與低主要取決于元部件的性能和可靠性。除了進(jìn)一步完善和提高現(xiàn)有元部件的性能和可靠性，還要不斷地開(kāi)發(fā)研究新的技術(shù)和元部件，如高性能可控軟起動(dòng)技術(shù)、動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)、高效貯帶裝置、快速自移機(jī)尾、高速托輥等，使螺旋輸送機(jī)的性能得到進(jìn)一步的提高。 （3） 擴(kuò)大功能，一機(jī)多用化 ??? 拓展運(yùn)人、運(yùn)料或雙向運(yùn)輸?shù)裙δ?，做到一機(jī)多用，使其發(fā)揮最大的經(jīng)濟(jì)效益。開(kāi)發(fā)特殊型螺旋輸送機(jī)，如彎曲螺旋輸送機(jī)、大傾角或垂直提升輸送機(jī)等。 第二章 結(jié)構(gòu)方案的擬定 2.1設(shè)計(jì)要求 螺旋運(yùn)輸機(jī)設(shè)計(jì)（水平放置） 具體參數(shù)： 運(yùn)輸物料：干燥煤粉 運(yùn) 輸 量：25t/h 運(yùn)輸長(zhǎng)度：12 m （1） 研究螺旋運(yùn)輸機(jī)的工作原理； （2） 主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)）。 2.2 設(shè)計(jì)原理 1、水平螺旋運(yùn)輸機(jī)的機(jī)構(gòu)如圖2-1 1.軸承；2.傳動(dòng)輪；3.進(jìn)料口；4.中間軸承；5.螺旋；6.機(jī)殼；7.卸料口；8.支座；9.料槽； 圖2-1螺旋運(yùn)輸機(jī)的機(jī)構(gòu) 2、螺旋葉片的種類(lèi)及選擇 如圖2-2 圖2-2螺旋葉片 當(dāng)運(yùn)送干燥的小顆?；蚍蹱钗锪系臅r(shí)候，宜采用實(shí)體式螺旋。本設(shè)計(jì)是運(yùn)輸煤粉，所以選取實(shí)體式螺旋的葉片。 3螺旋軸 如圖2-3 1.軸 ；2.螺釘；3.連接軸；4.螺旋面；5襯套； 圖2-3螺旋軸 4螺旋軸的連接-------軸承 如圖2-4 1.軸； 2.軸連接； 3.對(duì)開(kāi)式滑動(dòng)軸承 圖2-4軸承 第三章主要參數(shù)確定 3.1.功率計(jì)算與驅(qū)動(dòng)裝置的選擇 螺旋輸送機(jī)的電動(dòng)機(jī)功率是有其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所產(chǎn)生的阻力來(lái)決定的。其阻力由下述各部分組成： 物料對(duì)槽體的摩擦阻力； 物料對(duì)螺旋面的摩擦阻力； 中間軸承裝置和尾部軸承裝置內(nèi)的摩擦阻力； 承受軸向力的止推軸承裝置內(nèi)的摩擦阻力； 當(dāng)物料向上傾斜輸送時(shí)產(chǎn)生的重力分力的阻力； 物料在運(yùn)移途中被攪拌、碾軋、以及在中間軸承裝置處的堆積等情況所產(chǎn)生的各項(xiàng)附加阻力。 所有的這些阻力中，最后一項(xiàng)阻力，即各項(xiàng)附加阻力無(wú)法從理論上算得，因而盡管已知各摩擦系數(shù)求出其余各項(xiàng)的阻力后，總的阻力仍無(wú)法計(jì)算出。所以，在決定輸送機(jī)的螺旋軸功率時(shí)，常常是利用螺旋輸送機(jī)在生產(chǎn)實(shí)踐中得出的物料總阻力系數(shù)表示，由下述經(jīng)驗(yàn)公式?jīng)Q定： = 式中 -----螺旋軸所需要之功率（千瓦）； k ------功率備用系數(shù)； Q-------生產(chǎn)率（噸/時(shí)）； ------物料總阻力系數(shù)； L-------輸送機(jī)水平投影長(zhǎng)度（米）； H-------輸送機(jī)垂直投影高度（米）。 查表得 =1.2 由于輸送機(jī)水平放置 H=0 =1.2=0.98093（千瓦） 額定功率 N=(千瓦) 選用JJ型驅(qū)動(dòng) 取=0.94 所以N=1.0435(千瓦) 3.2螺旋直徑與轉(zhuǎn)數(shù)的確定 螺旋直徑的確定 螺旋葉片直徑主要取決于輸送量和被送物料的特性及塊狀大小。對(duì)沒(méi)有強(qiáng)烈粘性的物料，它可按下述公式計(jì)算： D=(米) 式中 D------螺旋葉片直徑（米）； Q------物料的輸送量（噸/時(shí)）； ------物料的堆積比重（T/） ------水平輸送時(shí)物料在輸送機(jī)內(nèi)的充填系數(shù)； K------表示物料綜合特性的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)； C------傾斜向上輸送時(shí)輸送量的校正系數(shù)，其值與輸送機(jī)的軸線(xiàn)和水平面的夾角有關(guān)。 有已知得Q=25t/h 查表 有 =0.6t/m3 =0.40 K=0.0415 C=0 所以D=0.045=288.5mm 把直徑D圓整 D=300mm 螺旋軸轉(zhuǎn)速的確定 (轉(zhuǎn)/分) 式中 n----螺旋軸最大許可轉(zhuǎn)數(shù)； D----選定的標(biāo)準(zhǔn)螺旋葉片直徑； A----物料綜合特性。查表得A=75 所以 136.9轉(zhuǎn)/分=137轉(zhuǎn)/分 求得的轉(zhuǎn)速應(yīng)圓整為螺旋軸的標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速值 所以取n=120轉(zhuǎn)/分 螺旋葉片形式采用實(shí)體螺旋面 螺距 S=0.8D=240mm 填充系數(shù)的驗(yàn)算 由于校核得到的值與推薦數(shù)值=0.35-0.45很接近 取n降低一級(jí) n=90轉(zhuǎn)/分時(shí)，=0.456 超過(guò)0.45 所以計(jì)算結(jié)果取 D=300mm n=120轉(zhuǎn)/分 校核 許用千瓦轉(zhuǎn)速比及許用懸臂載荷 查表 當(dāng)D=300mm時(shí) =0.100 由于0.0082<0.100 ,故是安全的。 輸送機(jī)的螺旋葉片的表面展開(kāi)尺寸 計(jì)算得螺旋葉片的大圓直徑D=300mm,螺旋螺距 S=240mm 從產(chǎn)品圖紙差得小圓直徑 d=83mm ，葉片寬度b=108.5mm 求螺旋葉片展開(kāi)圖的大圓半徑R,小圓半徑r以及夾角 由公式得 r= R=b+r=108.5+62.5=170.9mm 輸送機(jī)的長(zhǎng)度和標(biāo)準(zhǔn)螺旋節(jié)的長(zhǎng)度、節(jié)數(shù) 根據(jù)卸料點(diǎn)分布的位置以及GX型螺旋運(yùn)輸機(jī)兩端頭離進(jìn)料口和卸料口的尺寸要求，選取輸送機(jī)全長(zhǎng) L=12m 再按標(biāo)準(zhǔn)螺旋節(jié)的長(zhǎng)度及卸料口位置的需要，繪制螺旋輸送機(jī)安裝總圖。螺旋節(jié)的排列為：2.5米長(zhǎng)的頭節(jié)在最前，接著是2.5米、2米、和2.5米長(zhǎng)的中間節(jié)，最后一段2.5米長(zhǎng)的尾節(jié)。 進(jìn)料口和卸料口的形式，視實(shí)際需要選取，并按圖示位置與槽體焊接。 3.3驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)： 根據(jù)要求設(shè)計(jì)單級(jí)蝸桿減速器，傳動(dòng)路線(xiàn)為：電機(jī)——連軸器——減速器——連軸器——螺旋運(yùn)輸機(jī)。根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求可知，該蝸桿的圓周速度5m/s，所以該蝸桿減速器采用蝸桿下置式，蝸桿及蝸輪軸均采用圓錐滾子軸承，承受徑向載荷和軸向載荷的復(fù)合作用，為防止軸外伸段箱內(nèi)潤(rùn)滑油漏失以及外界灰塵，異物侵入箱內(nèi)，在軸承蓋中裝有密封元件。 該減速器的結(jié)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置、蝸輪軸、箱體、滾動(dòng)軸承、檢查孔與定位銷(xiāo)等附件、以及其他標(biāo)準(zhǔn)件等。 1、電動(dòng)機(jī)類(lèi)型的選擇 由于該生產(chǎn)單位采用三相交流電源，可考慮采用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，啟動(dòng)性能好等優(yōu)點(diǎn)。一般電動(dòng)機(jī)的額定電壓為380V 按工作要求及工作條件選用三相異步電動(dòng)機(jī)，封閉扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為380V，Y系列 2、電動(dòng)機(jī)功率的選擇 KW 采用單級(jí)蝸桿減速器。 取=0.99 =0.98（滾子軸承） =0.8 所以=0.990.980.80.980.990.98=0.738 所以=1.33KW 選取電動(dòng)機(jī)功率為1.4 KW。 3、確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速為120轉(zhuǎn)/分 《機(jī)械設(shè)計(jì)》表18-3 查得蝸桿減速箱推薦傳動(dòng)比I=10-80 故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍為 =（10-80）120=1200-9600轉(zhuǎn)/分 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1500轉(zhuǎn)/分 3000轉(zhuǎn)/分 選取轉(zhuǎn)速為 1500轉(zhuǎn)/分。 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 選取電動(dòng)機(jī) Y90L-4 額定功率為 1.5 KW 同步轉(zhuǎn)速為 1500轉(zhuǎn)/分。 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)（《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》 張龍 編 國(guó)防工業(yè)出版社）可查得所需的電動(dòng)機(jī)Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，如表3-1: 表3-1Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率 Ped /kw 滿(mǎn)載時(shí) 額定轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量KG 轉(zhuǎn)速r/min 電流A 功率因數(shù) 效率％ Y90L-4 1.5 1400 2.4 0.86 88 2.3 27 電動(dòng)機(jī)機(jī)型號(hào)為Y90L-4其主要性能如下表3-2： 表3-2機(jī)型號(hào)為Y90L-4其主要性能 中心高H 外形尺寸 L×（AC/2＋AD）×HD 底角安裝尺寸 A×B 地腳螺栓孔直徑K 軸身尺寸 D×E 裝鍵部位尺寸 F×GD 90 335×（175/2＋155）×190 140×125 10 24×50 8×20 4、確定裝置的傳動(dòng)比及其分配 減速器總傳動(dòng)比及其分配 減速器總傳動(dòng)比 I==11.7 一級(jí)蝸桿減速器的傳動(dòng)比 I=10-80 選取總傳動(dòng)比 I=12 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) （1）各軸的輸入功率 P軸1=1.330.990.98=1.29 KW P軸2=1.290.980.8=1.01 KW P軸3=1.290.80.980.990.98=0.98 KW （2）各軸的轉(zhuǎn)速 電動(dòng)機(jī) n=1400轉(zhuǎn)/分 軸1 n=1400轉(zhuǎn)/分 軸2 n==119.6=120轉(zhuǎn)/分 軸3 n=120轉(zhuǎn)/分 各軸的輸入功率 電動(dòng)機(jī)軸 =9.073 N.M 軸1 = =9.07310.990.98=8.803 N.M 軸2 =8.803120.980.8=82.819 N.M 軸3 =I2=80.351 N.M 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表3-3： 表3-3 類(lèi)型 功率P（kw） 轉(zhuǎn)速n（r/min） 轉(zhuǎn)矩T（N·m） 傳動(dòng)比i 效率η 蝸桿軸 1.29 1400 8.803 1 0.784 蝸輪軸 1.01 120 82.819 12 傳動(dòng)滾筒軸 0.98 120 80.351 1 3.4傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì) 選擇蝸桿傳動(dòng)類(lèi)型 根據(jù)GB/T 10085-1988 的推薦，采用漸開(kāi)線(xiàn)蝸桿(ZI). 選擇材料 考慮到蝸桿傳動(dòng)功率不大，速度只是中等，故蝸桿只用45鋼，因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為45-55 HRC.蝸輪用鑄錫磷青銅ZcuSn10P1,金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造。 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。傳動(dòng)中心距 確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T 按z=4,估取=0.784 則 82787.04 N.M (2) 確定載荷系數(shù) K 因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)K=1,由表11-5選取使用系數(shù)K=1.15;動(dòng)載系數(shù)K=1.15；則 K=KKK=11.151.15=1.32 (3) 確定彈性影響系數(shù)=160 M Pa . (4) 確定接觸系數(shù) 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑和傳動(dòng)中心距a的比值=0.35，從圖11-18可查得 =2.9 確定許用接觸應(yīng)力 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZcuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度>45 HRC,可以從表11-7中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力=268 MPa 應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60JL=1.05 壽命系數(shù) =0.7453 則 ==2680.7453 MPa=199.75 MPa （6） 計(jì)算中心距 =83.86 mm 去中心距 a=160 mm　因?yàn)镮＝12,從表11-2中取模數(shù) m=5,蝸桿分度圓直徑=50 mm 。這時(shí)=0.3125，從圖11-18中可查得接觸系數(shù)=3.05 因?yàn)? 因此以上計(jì)算結(jié)果可用。 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 蝸桿 軸向齒距 =3.145=15.7 mm;直徑系數(shù)q=10; 齒頂圓直徑=50+25=60 mm; 齒根圓直徑=50-2.45=38 mm; 分度圓導(dǎo)程角 r=; 蝸桿軸向齒厚 s=7.85 mm. (2) 蝸輪 蝸輪齒數(shù) =53，變位系數(shù) =+0.5； 驗(yàn)算傳動(dòng)比 I==13.25，這時(shí)傳動(dòng)比誤差為10.4%，是允許的。 蝸輪分度圓直徑 =212 mm; 蝸輪喉圓直徑 mm; 蝸輪齒根圓直徑 蝸輪咽喉母圓半徑 5.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 當(dāng)量齒數(shù) =66.25 根據(jù) =+0.5 ，=66.25 從圖11-19可查得齒形系數(shù) 螺旋角系數(shù) =0.8443; 許用彎曲應(yīng)力 從表11-8中查得由ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力=56 MPa. 壽命系數(shù) =0.5962 =560.5962=33.3872 MPa =5.54 MPa 彎曲強(qiáng)度是滿(mǎn)足的。 6.驗(yàn)算效率 =（0.95-0.96） 已知 ； ；與相對(duì)滑動(dòng)速度有關(guān)。 ==3.947 m/s 從表11-18中用插值法查得 =0.0245，=1.417； 代入式得 =0.93 ，大于原始估算值，因此不用重算。 因?yàn)?=3.947 m/s 查表得 減速箱采用蝸桿下置式。 7.精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定 考慮到所設(shè)計(jì)的蝸桿傳動(dòng)是動(dòng)力傳動(dòng)，屬于通用機(jī)械減速器，從GB/T 10089-1988圓柱蝸桿、蝸輪精度中選擇8級(jí)精度，側(cè)隙種類(lèi)為f，標(biāo)注為8f GB/T 10089-1988.然后由有關(guān)手冊(cè)查得要求的公差項(xiàng)目及表面粗糙度，此處從略。 8.熱平衡核算 估算散熱面積 A ： A==0.75 驗(yàn)算油的工作溫度 t 室溫t,通常取20 散熱系數(shù)取較大值 17.45 W/( t==26.9 小于 80 所以油溫未超標(biāo)。 9.潤(rùn)滑方式 根據(jù)==3.947 m/s 查表11-21 采用油池潤(rùn)滑。 3.5.軸的設(shè)計(jì) 蝸輪軸的設(shè)計(jì) 1.初步確定軸的最小直徑 先按公式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，選取=120，于是得 = =24.41 mm 輸出軸的的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑。為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc=KT=K×9550×=1.582819=124228.5 N.mm 由Tc、d根據(jù)《機(jī)械零件設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 毛振揚(yáng) 陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社第334頁(yè)表14-13可查得選用HT5號(hào)彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器. 其公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為125000 N.mm 半聯(lián)軸器孔徑=25 mm ,故取=25 mm.半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=62 mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度=44 mm. 2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1） 擬定軸上的零件裝配方案 （2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1）為了滿(mǎn)足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2斷軸右端需制出一軸肩。定位軸肩的高度在（0.07-0.1）d范圍內(nèi)，故=+2h=28.5 mm ,取標(biāo)準(zhǔn)直徑30 mm.右端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑為38 mm，半聯(lián)軸器與軸孔相配合的轂孔長(zhǎng)度=44 mm.為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的的長(zhǎng)度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取=42 mm. 2)初步確定滾子軸承。因軸承同時(shí)承受有徑向力和軸向力作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)=30 mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30207.其尺寸為dDT=357218.25.故=35 mm。而=18.25 mm. 右端滾子軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得30207型軸承的定位軸肩高度h=6 mm,因此取=35+26=47 mm. 又因?yàn)檩S環(huán)高度b=1.4h=8.4 ,所以ｂ取12 mm，即=12 mm. 3)蝸輪的軸段直徑 蝸輪軸段的直徑的右端為定位軸肩，左端與左軸承之間采用套筒定位。 因?yàn)?=35+26=47 mm. 取h=0.074d 所以 =47-2h=40 mm. 與傳動(dòng)零件相配合的軸段，應(yīng)略小于傳動(dòng)零件的輪轂寬; 蝸輪輪轂寬度為 =(1.21.5) =48-60 mm 取=60 mm,即=56 mm. 4) 軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=30 mm,故=20+30=50 mm. 5) 取蝸輪與箱體內(nèi)壁距離為a=16 mm,滾動(dòng)軸承應(yīng)距箱體一段距離S,取S=8 mm,已知滾動(dòng)軸承30207寬度T=18.25 mm,蝸輪輪轂長(zhǎng) 60 mm. 則 =18.25+8+16+(60-56)=46.25 mm 至此已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度 L=42+50+46.25+56+12+15+18.25=239.5 mm 如圖3-1 圖3-1蝸輪軸 (3) 軸上零件的周向定位 蝸輪，半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接，由表6-1查得平鍵截面 bh=128,鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為45 mm,同時(shí)為了保證齒輪和軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為，同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為bhl=8732,半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為M6。 （4）確定軸上的圓角和倒角尺寸 參看表15-2，取倒角為145，1.6，各軸肩處的圓角見(jiàn)蝸輪草圖。 3.求軸上的載荷 蝸輪分度圓直徑=212 mm,轉(zhuǎn)矩 T=82.819 N.M 蝸輪的切向力 Ft==781.3 N 蝸輪的徑向力 = Ft=306.27 N 蝸輪的軸向力 Fa= Ft=312.5 N 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取a值，對(duì)于30207型圓錐滾子軸承，由手冊(cè)中查得 a=15.5,因此作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距為 =58.95+57395=116.9 mm 根據(jù)軸的計(jì)算圖做出軸的彎矩扭矩圖。 表3-4 載 荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F =300.5 N,=480.8 N =54.1 N,=252.17 N 彎矩 M =9033.8 N.mm =12774.6 N.mm, =407.5 N.mm 總彎矩 N.mm N.mm 扭矩 T =82819 N.mm 如圖3-2 圖3-2彎矩扭矩圖 蝸桿軸的設(shè)計(jì) 選取軸的材料 考慮到減速器為普通用途中小功率減速傳動(dòng)裝置，軸主要傳遞蝸輪的轉(zhuǎn)矩，故選取45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度 HBS-230.抗拉強(qiáng)度=640，屈服強(qiáng)度極限=355，彎曲疲勞強(qiáng)度極限=275，剪切疲勞極限=155，許用彎曲應(yīng)力=60. 1.最小直徑的估算 ==11.7 mm Tc=KT=K×9550×=1.5×8803=13204.5 N.mm 由Tc、d根據(jù)《機(jī)械零件設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 毛振揚(yáng) 陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社第334頁(yè)表14-13可查得選用HT3號(hào)彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器.標(biāo)準(zhǔn)孔徑 d=16 mm,聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為30 mm. 故取 =16 mm 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 從軸段=16 mm開(kāi)始逐漸選取軸段直徑，右端非定位軸肩，且安裝密封氈圈，取=25 mm，段與軸承的內(nèi)徑相配合，為了便于軸承的安裝，選定軸承型號(hào)為圓錐滾子軸承30206，取=30 mm。 軸承30206 的=306217.25 取==30 mm 其定位作用 由h=(0.07-1) =21-30 mm 取=42 mm 和為退刀槽 取==30 mm 取蝸桿齒頂圓直徑 =60 mm =聯(lián)軸器軸孔長(zhǎng)度 30-2=28 mm 的長(zhǎng)度：軸承端蓋總寬度20 mm。取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面距離為35 mm. =20+35=55 mm. 軸段的長(zhǎng)度，參照蝸輪軸承的長(zhǎng)度選取 a=16 mm, s=8 mm, 圓錐滾子軸承的T=17.25 mm 所以7+8+17.25=32.25 mm 取=35 mm = 和為退刀槽那段軸段長(zhǎng)度 =35 mm同理=35 mm 軸段的長(zhǎng)度 查表11-4 =89 mm 當(dāng)m<10時(shí)，增加25 mm 取=115 mm 總長(zhǎng)=28+55+35+35+115+35+35=338 mm 蝸輪軸結(jié)構(gòu)如圖 3-3 圖3-3蝸輪軸 鍵為 D×h=6×6 L=25 mm. 3.6軸承及聯(lián)軸器的校核 校核圓錐滾子軸承30207 查表GB/T297-1994 12-4 基本動(dòng)載荷 =54.2× N 基本動(dòng)載荷 =63.5× N 求兩軸承受到的徑向載荷 和 由之前得到的數(shù)據(jù) =54.1 N =252.17 N =300.5 N =480.8 N ==305.33 N ==542.92 N (2). 求兩軸承受到的軸向力 查表 GB/T297-1994 12-4 可知 e=0.37 Fd1=0.37=112.97 N Fd2=0.37=200.88 N 軸向力 Fa=312.50 N Fa1=Fa+Fd2=312.5+200.88=513.38 n Fa2=Fd2=200.88 N (3). 求當(dāng)量動(dòng)載荷 P1和P2 根據(jù)式 P= 13-a 根據(jù)表13-6 取=1.5 由表13-5 對(duì)于圓錐滾子軸承 當(dāng)>e 時(shí) 有P= 其中x=0.4 查手冊(cè)得圓錐滾子軸承30207的Y值為 1.6 所以 P=1.5（122.132+821.408）=1415.31 N 當(dāng)=e 時(shí) 有 P=1.5Fr=1.5×542.92=814.38 N 驗(yàn)算軸承的壽命 因?yàn)镻1 > P2 按軸承的受力大小計(jì)算 對(duì)于圓錐滾子軸承 故 =3.56 h 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于15000 h 故軸承壽命滿(mǎn)足要求 ，所選軸承合格。 鍵的校核 (1) 選用普通平鍵（A型） 按低速軸裝蝸輪處的軸徑d=45mm，以及輪轂長(zhǎng) =30mm， 查表，選用鍵12×8 GB1096—79。 (2) 強(qiáng)度校核 鍵材料選用45鋼，查表知，鍵的工作長(zhǎng)度mm，mm，按公式的擠壓應(yīng)力 小于，故鍵的聯(lián)接的強(qiáng)度是足夠的。 低速軸輸入端的聯(lián)軸器 計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查表取，查表選用TL5型彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器，材料為35鋼，許用轉(zhuǎn)矩，許用轉(zhuǎn)速r/min，標(biāo)記：TL5聯(lián)軸器42×114 GB4323—84。 選鍵，裝聯(lián)軸器處的軸徑為25mm，選用鍵12×8 GB1096—79， 對(duì)鍵的強(qiáng)度進(jìn)行校核，鍵同樣采用45鋼，有關(guān)性能指標(biāo)見(jiàn)（六），鍵的工作長(zhǎng)度mm，mm，按公式的擠壓應(yīng)力 ＜，合格。所以低速級(jí)選用的聯(lián)軸器為T(mén)L5聯(lián)軸器42×114 GB4323—84，所用的聯(lián)結(jié)鍵為12×70 GB1096—79。 高速軸輸出端的聯(lián)軸器 根據(jù)高速軸的結(jié)構(gòu)尺寸以及轉(zhuǎn)矩，選用聯(lián)軸器TL3聯(lián)軸器63×114 GB4323—84，所用的聯(lián)結(jié)鍵為18×90 GB1096—79，經(jīng)過(guò)校核計(jì)算，選用的鍵是符合聯(lián)結(jié)的強(qiáng)度要求的，具體的計(jì)算過(guò)程與上面相同，所以省略。 3.7.箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 表3-5箱體的結(jié)構(gòu)尺寸 減速器箱體采用HT200鑄造，必須進(jìn)行去應(yīng)力處理。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 計(jì) 算 公 式 計(jì)算結(jié)果 箱座壁厚度δ =0.04×160+3=9.4mm a為蝸輪蝸桿中心距 取δ=10mm 箱蓋壁厚度δ1 =0.85×10=8.5mm 取δ1=10mm 機(jī)座凸緣厚度b b=1.5δ=1.5×10=15mm b=15mm 機(jī)蓋凸緣厚度b1 b1=1.5δ1=1.5×10=15mm b1=15mm 機(jī)蓋凸緣厚度P P=2.5δ=2.5×10=25mm P=25mm 地腳螺釘直徑d? d?==20mm d?=20mm 地腳螺釘直徑d`? d`?==20mm d`?==20mm 地腳沉頭座直徑D0 D0==48mm D0==48mm 地腳螺釘數(shù)目n 取n=4個(gè) 取n=4 底腳凸緣尺寸（扳手空間） L1=32mm L1=32mm L2=30mm L2=30mm 軸承旁連接螺栓直徑d1 d1= 16mm d1=16mm 軸承旁連接螺栓通孔直徑d`1 d`1=17.5 d`1=17.5 軸承旁連接螺栓沉頭座直徑D0 D0=32mm D0=32mm 剖分面凸緣尺寸（扳手空間） C1=24mm C1=24mm C2=20mm C2=20mm 上下箱連接螺栓直徑d2 d2 =12mm d2=12mm 上下箱連接螺栓通孔直徑d`2 d`2=13.5mm d`2=13.5mm 上下箱連接螺栓沉頭座直徑 D0=26mm D0=26mm 箱緣尺寸（扳手空間） C1=20mm C1=20mm C2=16mm C2=16mm 軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目n,d3 n=4, d3=10mm n=4 d3=10mm 檢查孔蓋螺釘直徑d4 d4=0.4d=8mm d4=8mm 圓錐定位銷(xiāo)直徑d5 d5= 0.8 d2=9mm d5=9mm 減速器中心高H H=340mm H=340mm 軸承旁凸臺(tái)半徑R R=C2=16mm R1=16mm 軸承旁凸臺(tái)高度h 由低速級(jí)軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)。 取50mm 軸承端蓋外徑D2 D2=軸承孔直徑+(5~5.5) d3 取D2=180mm 箱體外壁至軸承座端面距離K K= C1+ C2+(8~10)=44mm K=54mm 軸承旁連接螺栓的距離S 以Md1螺栓和Md3螺釘互不干涉為準(zhǔn)盡量靠近一般取S=D2 S=180 蝸輪軸承座長(zhǎng)度（箱體內(nèi)壁至軸承座外端面的距離） L1=K+δ=56mm L1=56mm 蝸輪外圓與箱體內(nèi)壁之間的距離 =12mm 取=12mm 蝸輪端面與箱體內(nèi)壁之間的距離 =12mm 取=12mm 機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1,m m1=0.85δ1=8.5mm, m=0.85δ=8.5mm m1=8.5mm, m=8.5mm 以下尺寸以參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》 王昆等主編 高等教育出版社 表3-6 1995年表6-1為依據(jù) 蝸桿頂圓與箱座內(nèi)壁的距離 =40mm 軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離 =4mm 箱底的厚度 20mm 軸承蓋凸緣厚度 e=1.2 d3=12mm 箱蓋高度 220mm 箱蓋長(zhǎng)度 （不包括凸臺(tái)） 440mm 蝸桿中心線(xiàn)與箱底的距離 115mm 箱座的長(zhǎng)度 （不包括凸臺(tái)） 444mm 裝蝸桿軸部分的長(zhǎng)度 460mm 箱體寬度 （不包括凸臺(tái)） 180mm 箱底座寬度 304mm 蝸桿軸承座孔外伸長(zhǎng)度 8mm 蝸桿軸承座長(zhǎng)度 81mm 蝸桿軸承座內(nèi)端面與箱體內(nèi)壁距離 61mm 3.8、減速器其他零件的選擇 經(jīng)箱體、蝸桿與蝸輪、蝸輪軸以及標(biāo)準(zhǔn)鍵、軸承、密封圈、擋油盤(pán)、聯(lián)軸器、定位銷(xiāo)的組合設(shè)計(jì)，經(jīng)校核確定以下零件： 表3-7鍵 單位：mm 安裝位置 類(lèi)型 b（h9） h（h11） L9（h14） 蝸桿軸、聯(lián)軸器以及電動(dòng)機(jī)聯(lián)接處 GB1096-90 鍵10×70 10 8 70 蝸輪與蝸輪軸聯(lián)接處 GB1096-90 鍵25×110 25 14 110 蝸輪軸、聯(lián)軸器及傳動(dòng)滾筒聯(lián)接處 GB1096-90 鍵20×110 20 12 110 表3-8圓錐滾動(dòng)軸承 單位：mm 安裝位置 軸承型號(hào) 外 形 尺 寸 d D T B C 蝸 桿 GB297-84 7312（30312） 60 130 33.5 31 26 蝸輪軸 GB/T297-94 30216 80 140 28.25 26 22 表3-9密封圈（GB9877.1-88） 單位：mm 安裝位置 類(lèi)型 軸徑d 基本外徑D 基本寬度 蝸桿 B55×80×8 55 80 8 蝸輪軸 B75×100×10 75 100 10 表3-10彈簧墊圈（GB93-87） 安裝位置 類(lèi)型 內(nèi)徑d 寬度（厚度） 材料為65Mn，表面氧化的標(biāo)準(zhǔn)彈簧墊圈 軸承旁連接螺栓 GB93-87-16 16 4 上下箱聯(lián)接螺栓 GB93-87-12 12 3 表3-11擋油盤(pán) 參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》（修訂版） 鄂中凱，王金等主編 東北工學(xué)院出版社 1992年第