商丘工學(xué)院本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告學(xué) 院機械工程學(xué)院專 業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化班 級12級機械設(shè)計制造及其自動化 4班論文(設(shè)計)題目 ZL型斗式提升機設(shè)計學(xué)生姓名 趙歡歡 學(xué) 號 4112020438指導(dǎo)教師 職 稱課題類型 設(shè)計 課題來源 指導(dǎo)教師命名1. 選題背景(含國內(nèi)外相關(guān)研究綜述及評價)與意義研究的意義斗式提升機是一種固定裝置的機械輸送設(shè)備，其工作原理是料斗把物料從下面的儲藏倉中舀起或物料由其他設(shè)備送入料斗，隨著輸送帶或鏈提升到頂部，繞過頂輪后向下翻轉(zhuǎn)，物料將傾入接受槽內(nèi)，完成提升。斗式提升機主要用來垂直提升經(jīng)過破碎機的石灰石、煤、石膏、熟料、干粘土等顆粒狀和塊狀小狀物料以及生料、水泥、煤粉等粉狀物料，可廣泛應(yīng)用于各種規(guī)模的飼料廠、面粉廠、米廠、淀粉廠以及糧庫、港口碼頭等的散裝物料的提升。國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀國外：1868年，在英國出現(xiàn)了帶式輸送機；1887 年在美國出現(xiàn)了螺旋輸送機；1905 年，在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機；1906 年，在英國和德國出現(xiàn)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(shù)進步的影響，不斷完善，逐步由完成車間內(nèi)部的輸送，發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)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。斗式提升機就是輸送機的其中一種。國內(nèi)：我國斗式提升機的設(shè)計制造技術(shù)是在 50年代由前蘇聯(lián)引進的，80 年代，幾乎沒有大的發(fā)展。在此期間，雖各行業(yè)就使用中存在的一些問題也做過一些改進，如 ZL型和鉤頭鏈式斗式提升機的設(shè)計工作，但大都因為某些原因未能得到推廣。自 80年代以后，隨著國家改革開放和經(jīng)濟發(fā)展的需要，一些大型及重點工程項目引進了一定數(shù)量的斗式提升機的頒布 JB 3926-85及按此要求設(shè)計的 TD、TH 和 TB系列的斗式提升機相繼問世，是我國斗式提升機技術(shù)水平向前邁了一步，但與國際先進水平相比仍存在相當大的差距，尤其是板鏈式斗式提升機存在的差距更大一些。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展運輸機械行業(yè)在引進、吸收、消化了世界各國斗式提升機的最新技術(shù)，并結(jié)合我國實際情況，設(shè)計出 THG和 TDG高效斗式提升機的需要。斗式提升機行業(yè)的趨勢朝著大型化、系列化、標準化、通用化機電一體化的方向發(fā)展。2. 選題的主要任務(wù)及目標 主要任務(wù)：1) 了解 ZL型斗式提升機設(shè)計的基本原理和提升物品的工藝流程；2) 研究現(xiàn)有斗式提升機裝置的性能、優(yōu)缺點及適應(yīng)性，設(shè)計斗式提升機的傳動方案，確定斗式提升機裝置的總體結(jié)構(gòu)方案；3) 根據(jù)查閱資料和調(diào)查相關(guān)實體，制定相關(guān)數(shù)據(jù)，從而對斗式提升機的整體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，并繪制相關(guān)圖紙，圖紙要求正確規(guī)范；4) 撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書；5) 翻譯相關(guān)英文科技文獻 1篇；目標：1） ZL型斗式提升機的整體機構(gòu)設(shè)計及全套圖紙；2）畢業(yè)設(shè)計說明書 1份；3）科技文獻英文翻譯一份；4) 結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，能達到使用要求，圖紙規(guī)范、正確；5) 達到綜合訓(xùn)練自己的能力，并充分運用知識的目的；3.選題研究的內(nèi)容及重點解決的技術(shù)問題研究的內(nèi)容：斗式提升機的主要構(gòu)件：驅(qū)動裝置、料斗、牽引構(gòu)件、殼體、改向輪（尾 輪）、張緊裝置、導(dǎo)向裝置、加料口（入料口）和卸料口（出料口）。 其中比較重要的設(shè)計點有驅(qū)動裝置、料斗、牽引構(gòu)件。1、驅(qū)動裝置：驅(qū)動裝置有電動機、減速器、逆止器或制動器及聯(lián)軸器組成，驅(qū)動主軸上裝有滾筒或鏈輪。2、料斗： 圓柱形斗：深斗：用于干燥，流動性好，很好地撒落的粒狀物料的輸送。 淺斗：深度小，用于潮濕的和流動性的粒狀物料。 尖角形斗：其側(cè)壁延伸到底板外，成為擋邊，卸料時，物料可沿一個斗的擋邊和底板所形成的槽卸止，適用于粘稠性大和沉重的塊狀物料運送。3、牽引構(gòu)件： 橡膠帶：用螺釘和彈性墊片固接在帶子口，帶比斗寬 35～40mm。 鏈條：單鏈條固接在料斗后壁上；雙鏈與料斗兩側(cè)相連。 4、張緊裝置： 張緊裝置有螺桿式于重錘式兩種。帶斗式提升機的張緊滾筒一般制成鼠籠 式殼體，以防散料粘集于滾筒上。 5、機殼： 斗式提升機可以采用整體機殼，也可上升分支和下降分支分別設(shè)置機殼，后者可防止兩分支上下運動時在機殼空氣擾動。在機殼上部設(shè)有收塵法蘭和窺視孔。在底部設(shè)有料位指示，以便物料堆積時自動報警。膠帶提升機還需設(shè)置防滑防偏監(jiān)控及速度監(jiān)測器等電子儀器，一保證斗式提升機的正常運行。重點解決的技術(shù)問題有： 電機的選取，裝載和卸載方式選取，料斗、減速器、逆止器、鏈輪、機殼 的設(shè)計，牽引鏈的選取及強度校驗，PLC 電氣電路自動化設(shè)計等。預(yù)期成果： 本次斗式提升機的設(shè)計對象將針對粉狀、粒狀及小塊狀的無磨琢及磨琢 性小的物料的垂直提升，物料溫度在 250℃以下。提升量為 20 t/h 最大提升高度約 30米的中等功率斗式提升機。4.擬采取設(shè)計方法和技術(shù)支持（設(shè)計方案、實驗方法和步驟、可能遇到的問題和解決方法）研究方法：1、 設(shè)計方案： ZL 型斗式提升機的選型：鑄造鏈式斗式提升機 ，本斗式提升機本機采用掏取式喂料，物料升到頂端在物料重力作用下自行卸料。2、技術(shù)要求： （1）鑄造鏈式提升機應(yīng)符合標準要求如下表,并按照經(jīng)規(guī)定程序批準的設(shè)計圖樣和技術(shù)文件制造、安裝和使用本標準,圖樣和技術(shù)文件未規(guī)定的技術(shù)要求,按建材機械、機電行業(yè)等有關(guān)通用標準執(zhí)行.（2）圖樣上未注公差尺寸的極限偏差應(yīng)符合 GB 1804 的規(guī)定,其中機械加工表面為 tTl3 級;焊接件非機械加工表面為 ITl6 級; 模鍛件非機械加工表面為 ITl5 級制造. （3）焊接件應(yīng)符合建材機械焊接的有關(guān)的規(guī)定.（4）灰鐵鑄件應(yīng)符合 GB 9439 的規(guī)定. （5）鍛件不得有夾層、折疊、裂紋、緞傷、結(jié)疤、夾渣等缺陷. （6）提升機應(yīng)設(shè)置料位計、速度監(jiān)測器和膠帶防跑偏裝置.3、設(shè)計初步步驟： 1、電動機選型； 2、減速器設(shè)計； 3、皮帶選型； 4、驅(qū)動軸設(shè)計及軸承選型、校驗； 5、聯(lián)軸器選型；6、驅(qū)動鏈輪結(jié)構(gòu)設(shè)計； 7、料斗和環(huán)鏈設(shè)計； 8、獨立罩殼設(shè)計； 9、電器控制線路設(shè)計； 10、提升機的安裝、調(diào)試及運行4、可能遇到的問題： （1）鑄件的材料選?。鸿T件根據(jù)提升機機體和典型構(gòu)件所需達到的強度要求，通過查閱資料來進行選材。 （2）機殼輪廓尺寸設(shè)計：輪廓尺寸一般可以自行設(shè)計，但必須保證料斗的運行通暢，同時參考鏈輪設(shè)計，物料提升要求，節(jié)約材料的設(shè)計要求。 （3）傳動軸設(shè)計：通常設(shè)計成階梯型，根據(jù)所需傳遞最大扭矩確定最小直徑，經(jīng)校核合格。5.主要參考文獻(須包括書名、作者、出版年和出版社名稱等)[1]濮良貴，陳國，吳立言.機械設(shè)計[M].高等教育出版社.2013[2]張春林.機械原理[M].高等教育出版社.2006[3]管殿柱.計算機繪圖[M]機械工業(yè)出版社.2011[3]錢克強，何銘新，徐祖茂.機械制圖[M].2010[4]吳宗澤 羅圣國主編 《機械設(shè)計課程手冊》 高等教育出版社.1996[5]寇尊權(quán)，王多.機械設(shè)計課程指導(dǎo)[M].機械工業(yè)出版社.2012[6]張興中.機械設(shè)計實踐[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2003[7]李丙才，楊青年，頡振群《斗式提升機的設(shè)計》 《甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報》.2000[8]濮良貴 紀名剛主編《機械設(shè)計》第七版 高等教育出版社.2001備注: 1.課題類型分為論文、設(shè)計。2.課題來源分為自擬、指導(dǎo)教師命題、教育廳項目等等。[9]中國農(nóng)業(yè)機械化科學(xué)研究院 編 《實用機械設(shè)計手冊》上冊.19856.在規(guī)定時間段內(nèi),論文(設(shè)計)內(nèi)容進度計劃2015 年 12 月 20 日----12 月 25 日：熟悉課題、搜集資料，進行設(shè)計構(gòu)思。2015 年 12 月 26 日----12 月 31 日：了解 ZL 型斗式提升機的工作原理和工藝流程，初步完成英文文獻的初步翻譯。2016 年 1 月 1 日----1 月 20 日：了解 ZL 型斗式提升機的整體機構(gòu)，完成開題報告；完成英文文獻的最終翻譯。2016 年 1 月 21 日----1 月 31 日：確定 ZL 型斗式提升機的傳動方案，完成 ZL 型斗式提升機的電動機的選擇，及軸的選擇和數(shù)據(jù)計算。2016 年 2 月 1 日----2 月 7 日：完成 ZL 型斗式提升機的帶以及帶輪的選擇和數(shù)據(jù)計算。2016年 2月 8日----2016 年 2月 20日：完成 ZL型提升機其他裝置的設(shè)計。2016年 2 月 21日----3 月 15日：完成 ZL型斗式提升機的草圖的初稿繪制和最終的繪制。2016年 3 月 16日---- 4 月 1日：完成說明書的書寫。2016 年 4 月 1 日---- ：準備答辯指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師簽字: 年 月 日教研室意見教研室主任簽字: 年 月 日本科畢業(yè)論文（設(shè)計）ZL 型斗式提升機設(shè)計 學(xué) 院 小三號黑體居中（下同）專 業(yè)學(xué) 號學(xué)生姓名指導(dǎo)教師提交日期 年 月 日誠 信 承 諾 書本人鄭重承諾和聲明:我承諾在畢業(yè)論文撰寫過程中遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定,恪守學(xué)術(shù)規(guī)范,此畢業(yè)論文(設(shè)計)中均系本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨立完成,沒有剽竊、抄襲他人的學(xué)術(shù)觀點、思想和成果,沒有篡改研究數(shù)據(jù),凡涉及其他作者的觀點和材料,均作了注釋,如有違規(guī)行為發(fā)生,我愿承擔一切責任,接受學(xué)校的處理,并承擔相應(yīng)的法律責任。畢業(yè)論文（設(shè)計）作者簽名： 年 月 日 III摘 要提升機是一種實現(xiàn)工程物料向上運輸?shù)臋C械，它是當代最為得力的輸送設(shè)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(shè)備的要求是不同的。本次設(shè)計的ZL斗式提升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ZL斗式提升機成本要求低，設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊。本設(shè)計在傳動部分的設(shè)計中，傳動滾筒通過聯(lián)軸器與驅(qū)動裝置直接相連，從而傳遞動力。另外還對裝置中的傳動裝置、鏈輪及機架部分進行了選擇設(shè)計，同時對其他的輔助設(shè)備也做了必要的計算和選擇。關(guān)鍵詞：ZL 斗式提升機；傳動裝置、鏈輪、機架部分IVAbstractHoist is a realization of the project material upward transport of machinery, it is one of the most effective modern transportation equipment, which is widely used in mining, port, chemical and other occasions, but different conditions of its equipment requirements are different. The design of the ZL hoist is a small transport machinery, which requires less bearing capacity, compared to other ZL hoist cost requirements low, compact design of the structure. The design of the transmission part of the design, the drive roller through a coupling device is directly connected to the drive, so transmit the power. In addition also means gearing, sprockets and chassis design part of the selection, and other auxiliary equipment also made the necessary calculations and choices.Key Words：Gears, sprockets, racks section; ZL hoist V目 錄第 1 章 緒論11.1 目的和意義 31.2 ZL 斗式提升機現(xiàn)狀 .31.3 設(shè)計主要內(nèi)容和方法 4第 2 章 本課題介紹及設(shè)計理論52.1 概述 52.2 斗式提升機的工作原理 52.2.1 斗式提升機分類 .52.2.2 斗式提升機的裝載和卸載 .62.2.3 ZL 斗式提升機的主要部件 72.2.4 ZL 斗式提升機的工作原理 8第 3 章 ZL 型斗式提升機主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計 103.1 提升功率的確定 103.2 電動機選擇 113.3 減速機設(shè)計 113.3.1 齒輪的設(shè)計 .113.3.2 減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸 .133.3.3 軸的設(shè)計及校核 .143.3.4 鍵的設(shè)計與校核 .173.4 驅(qū)動軸設(shè)計及附件的選擇 233.4.1 軸的材料及熱處理 .233.4.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .233.4.3 軸的強度校核計算 .243.4.4 軸承選用 .263.4.5 驅(qū)動鏈輪鍵的設(shè)計校核 .273.5 聯(lián)軸器的選擇 273.6 驅(qū)動鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 293.7 提升機主要參數(shù)的計算 293.8 頭部罩殼的選材及連接 293.9 中部區(qū)段的設(shè)計選材 303.10 料斗與環(huán)鏈的設(shè)計 31第 4 章 ZL 斗式提升機變頻調(diào)速系統(tǒng)軟件設(shè)計 334.1 提升機 PLC 控制要求 33VI4.2 變頻調(diào)速系統(tǒng) 334.2.1 變頻器 .334.2.2 變頻調(diào)速基本原理 .354.2.3 變頻器的選型 .364.2.4 變頻器主電路設(shè)計及參數(shù)設(shè)定 .384.3 程序設(shè)計 394.4 PLC 接線圖 43第 5 章 結(jié)論與建議445.1 結(jié)論 .445.2 建議 .44致謝45參考文獻46第 1 章 緒論1第 1 章 緒論斗式提升機具有輸送量大，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(shù)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(gòu)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。TG 型最高可達 80 米。斗式提升機適用于低處往高處提升，供應(yīng)物料通過振動臺投入料斗后機器自動連續(xù)運轉(zhuǎn)向上運送。根據(jù)傳送量可調(diào)節(jié)傳送速度，并隨需選擇提升高度，料斗為自行設(shè)計制造，PP 無毒料斗使該型斗式提升機使用更加廣泛，所有尺寸均按照實際需要設(shè)計制造，為配套立式包裝機，電腦計量機設(shè)計，適用于、醫(yī)藥、化學(xué)工業(yè)品、螺絲、螺帽等產(chǎn)品的提升上料，可通過包裝機的信號識別來控制機器的自動停啟。工作原理工作原理：料斗把物料從下面的儲藏中舀起，隨著輸送帶或鏈提升到頂部，繞過頂輪后向下翻轉(zhuǎn)， 斗式提升機將物料傾入接受槽內(nèi)。帶傳動的斗式提升機的傳動帶一般采用橡膠帶，裝在下或上面的傳動滾筒和上下面的改向滾筒上。鏈傳動的斗式提升機一般裝有兩條平行的傳動鏈，上或下面有一對傳動鏈輪，下或上面是一對改向鏈輪。斗式提升機一般都裝有機殼，以防止斗式提升機中粉塵飛揚。斗式提升機：適用于低處往高處提升，供應(yīng)物料通過振動臺投入料斗后機器自動連續(xù)運轉(zhuǎn)向上運送。主要構(gòu)件斗式提升機由殼體、牽引件（輸送鏈） 、料斗、驅(qū)動輪（頭輪） 、改向輪（尾輪） 、張緊裝置、導(dǎo)向裝置、加料口（入料口）和卸料口（出料口） 。料斗a、圓柱形斗：深斗、斗口呈 65 度傾斜，深度大，用于干燥，流動性好，很好地撒落的粒狀物料的輸送。淺料斗：口呈 45 度傾斜，深度小，用于潮濕的和流動性的粒狀物料?！旧盍隙罚荷疃芬话阄锪媳容^干燥流動性好。 】【三角形料斗：物料一般是定向自流式卸料。 】b、尖角形斗：其側(cè)壁延伸到底板外，成為擋邊，卸料時，物料可沿一個斗的擋邊和底板所形成的槽卸止，適用于粘稠性大和沉重的塊狀物料運送。牽引構(gòu)件(a)橡膠帶：用螺釘和彈性墊片固接在帶子口，帶比斗寬 35～40mm，一般膠帶輸商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）2送溫度不超過 60℃的物料，耐熱膠帶可以輸送達到 150℃的物料。(b)鏈條：單鏈條固接在料斗后壁上；雙鏈與料斗兩側(cè)相連。鏈式提升機當料斗寬度為 160～250mm 時采用單鏈，當料斗為 320～630mm 時采用雙鏈，主要缺點是鏈節(jié)之間磨損大，增加檢修次數(shù)。鏈輪斗式提升機上的傳動鏈輪。鏈輪用以與節(jié)鏈環(huán)或纜索上節(jié)距準確的塊體相嚙合，是一種實心或帶輻條的齒輪，與滾子鏈嚙合以傳遞運動。鏈輪的齒形的設(shè)計：鏈輪齒形必須保證鏈節(jié)能平穩(wěn)自如地進入和退出嚙合，盡量減少嚙合時的鏈節(jié)的沖擊和接觸應(yīng)力，而且要易于加工。鏈輪材料應(yīng)保證輪齒有足夠的強度和耐磨性，故鏈輪齒面一般都經(jīng)過熱處理，使之達到一定硬度。主要特點1.驅(qū)動功率小,采用流入式喂料、誘導(dǎo)式卸料、大容量的料斗密集型布置.在物料提升時幾乎無回料和挖料現(xiàn)象,因此無效功率少。2.提升范圍廣,這類提升機對物料的種類、特性要求少,不但能提升一般粉狀、小顆粒狀物料,而且可提升磨琢性較大的物料.密封性好,環(huán)境污染少。3.運行可靠性好,先進的設(shè)計原理和加工方法,保證了整機運行的可靠性,無故障時間超過 2 萬小時。提升高度高.提升機運行平穩(wěn),因此可達到較高的提升高度。4.使用壽命長,提升機的喂料采取流入式,無需用斗挖料,材料之間很少發(fā)生擠壓和碰撞現(xiàn)象。本機在設(shè)計時保證物料在喂料、卸料時少有撒落,減少了機械磨損。安裝要求1、 斗式提升機必須牢固地安裝在堅固的砼基礎(chǔ)上。砼基礎(chǔ)的表面應(yīng)平整，并呈水平狀態(tài)，保證斗式提升機安裝后達到垂直要求。高度較高的斗式提升機在其中部機殼和上部機殼的適當位置應(yīng)與其相臨的建筑物（如料倉、車間等）連在一起以增加其穩(wěn)定性。安裝時先安裝下部部件，固定地腳螺栓，然后安裝中部機殼，后安上部機殼。機殼安裝成功，校正垂直度。在全高上下用鉛直線測量，誤差應(yīng)小于 10mm。上下軸應(yīng)平行，其軸心線應(yīng)在同一平面內(nèi)。高度較低的斗式提升機安裝時，可以在地平面把上、中、下機殼全部連接并較正好，然后整體吊直固定在砼基礎(chǔ)上。2、 機殼安裝好后，安裝鏈條及料斗。料斗鏈接用的 U 型螺絲，既是鏈條接頭，又是料斗的固定件。U 型螺絲的螺母一定要扭緊并可靠防松。3、 鏈條及料斗安裝好以后，進行適當張緊。4、 給減速機及軸承座分別添加適當數(shù)量的機油和黃油。減速機用工業(yè)齒輪油潤滑。軸承座內(nèi)用鈣基或鈉基黃油均可以。第 1 章 緒論35、 試運轉(zhuǎn)，安裝完成后即應(yīng)進行空車試運轉(zhuǎn)?？者\轉(zhuǎn)應(yīng)注意：不能倒轉(zhuǎn)，不能有磕碰現(xiàn)象?？者\轉(zhuǎn)不小于 2 小時，不應(yīng)有過熱現(xiàn)象，軸承溫升不超過 250C，減速機溫升不超過 300C。空運轉(zhuǎn) 2 小時后，一切正常即可進行負荷試車。帶負荷試車時喂料應(yīng)均勻，防止喂料過多，堵塞下部造成“悶車” 。維護事項1、 斗式提升機應(yīng)空負荷開車。所以每次停機前應(yīng)排盡所有料斗內(nèi)的物料，然后再停車。2、 不能倒轉(zhuǎn)。倒轉(zhuǎn)即可能發(fā)生鏈條脫軌現(xiàn)象，排除脫軌故障很麻煩。3、 均勻喂料。禁止突然增大喂料量。喂料量不能超過提升機的輸送能力。否則容易造成底部的物料堆積嚴重時發(fā)生“悶車”事故。4、 及時適量補充潤滑油。5、 鏈條和料斗嚴重磨損或損壞時應(yīng)及時更換。1.1 目的和意義本課題來源于工程實際,屬于工程設(shè)計。ZL斗式提升機特別是提升運機是當代最為得力的輸送設(shè)備之一，在整個提升機范疇中，它是應(yīng)用最為廣泛的一種設(shè)備。隨著國民經(jīng)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(yīng)用范圍的擴大，品種的增多以及質(zhì)量的不斷提高，對加工設(shè)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(wù)。這些工件傳輸機要求傳輸距離和速度，精度比較高。為此各廠家為了根據(jù)自己的需要，出于經(jīng)濟性和戰(zhàn)略方向的考慮，自行設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單可靠，生產(chǎn)價格便宜的工件傳輸機。1.2 ZL 斗式提升機現(xiàn)狀 ZL 斗式提升機是在提升機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。ZL 斗式提升機與傳統(tǒng)的 ZL 斗式提升機一樣是以鏈條等作為傳送物料和牽引工件的提升機械。其特點是承載物料的提升機也是傳遞動力的牽引件，這與其他提升機械有著顯著的區(qū)別。本次設(shè)計的 ZL 斗式提升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 ZL斗式提升機成本要求低，設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊。ZL 斗式提升機是 ZL 斗式提升機中的一種，而 ZL 斗式提升機已被電力、冶金、煤炭、化工、港口等各行各業(yè)廣泛采用。特別是近年來新材料、新技術(shù)的應(yīng)用，使 ZL 斗式提升機的發(fā)展步入了一個快車道，其特點如下 [12]。 (1）結(jié)構(gòu)簡單 ZL 斗式提升機的結(jié)構(gòu)由傳動滾筒、改向滾筒、托輥、驅(qū)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(chǎn)，可按需要進行組合配合，結(jié)構(gòu)身份簡單。（2）送物料范圍廣泛 ZL 斗式提升機的輸送帶具有抗磨、耐酸堿、耐油、阻燃等各種性能，并耐高、低溫，可按需要進行制造，因而能輸送各種散料、塊料、化學(xué)品、生熟料等食物品。商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）4（3）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。（4）運距長 單機長度可達十幾公里一條，在國外已十分普及，中間無須任何轉(zhuǎn)載點。德國單機 60 公里一條已經(jīng)出現(xiàn)。越野的 ZL 斗式提升機常使用中間摩擦驅(qū)動方式，使輸送帶長度不受輸送帶強度的限制。（5）對線路適應(yīng)性強 現(xiàn)代的 ZL 斗式提升機已從槽型發(fā)展到圓管形，它可在水平及垂直面上轉(zhuǎn)彎，打破了槽型 ZL 斗式提升機不能轉(zhuǎn)彎的限制。(6)裝卸料十分方便 ZL 斗式提升機根據(jù)工藝流程需要，可在任何點上進行裝、卸料。圓管式 ZL 斗式提升機也是如此，還可以再回程段上裝、卸料，進行方向運輸。(7)可靠性高 由于結(jié)構(gòu)簡單，運動部件自重輕，只要輸送帶不被撕破，壽命可長達十年之久，而金屬結(jié)構(gòu)部件，只要防銹好，幾十年也不壞。（8）維護費用低 ZL 斗式提升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。（9）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，ZL 斗式提升機耗能最低、效率最高。（10）維修費少 ZL 斗式提升機運動部件耐磨。相比之下，汽車等運輸工具磨損部件要多得多，且更換磨損部件也較為頻繁。綜上所述，ZL 斗式提升機的優(yōu)越性已十分明顯，它是國民經(jīng)濟中不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。隨著制造業(yè)信息化的發(fā)展，大大縮短了 ZL 斗式提升機的設(shè)計、開發(fā)、制造和銷售的周期，使它更加具有競爭力。 1.3 設(shè)計主要內(nèi)容和方法根據(jù)傳統(tǒng) ZL 斗式提升機的工作特點和結(jié)構(gòu)形式，提出 ZL 斗式提升機的具體設(shè)計要求以及主要工作狀態(tài)，進行 ZL 斗式提升機總體方案的設(shè)計，確定其主要組成部分，并對各部分所涉及的零部件進行詳細設(shè)計和計算。第 2 章 本課題介紹及設(shè)計理論5第 2 章 本課題介紹及設(shè)計理論2.1 概述此次設(shè)計的任務(wù)是研究 ZL 斗式提升機的工作原理、性能和特點，采用理論聯(lián)系實際的方法，研究影響斗式提升機效率的影響因素，進行必要的結(jié)構(gòu)改進，提出結(jié)構(gòu)的方案并實施設(shè)計。同時，進行相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)和工藝參數(shù)的設(shè)計與計算、總體方案設(shè)計，總體裝配以及傳動、機體等部件和相關(guān)零部件設(shè)計及繪圖。主要設(shè)計方案如下：1） 對斗式提升機的工作原理進行深入研究，根據(jù) ZL250 斗式提升機的工作能力和使用要求，設(shè)計出總體方案。2） 設(shè)計出合理的提升機結(jié)構(gòu)和零件的強度，保證運行的穩(wěn)定性。3） 設(shè)計出合理的驅(qū)動裝置，保證運行的高效性。ZL 斗式提升機鏈條采用的是鑄造鏈條。圖如下：圖 2-1 ZL 斗式提升機鏈條2.2 斗式提升機的工作原理2.2.1 斗式提升機分類1）按牽引件分類：斗式提升機的牽引構(gòu)件有環(huán)鏈、板鏈和膠帶等幾種。環(huán)鏈的結(jié)構(gòu)和制造比較簡單，與料斗的連接也很牢固，輸送磨琢性大的物料時，鏈條的磨損較小，但其自重較大。板鏈結(jié)構(gòu)比較牢固，自重較輕，適用于提升量大的提升機，但鉸接接頭易被磨損，膠帶的結(jié)構(gòu)比較簡單，但不適宜輸送磨琢性大的物料，普通膠帶物料溫度不超過 60°C，鋼繩膠帶允許物料溫度達 80°C，耐熱膠帶允許物料溫度達 120°C，環(huán)鏈、板鏈輸送物料的溫度可達 250°C。斗提機最廣泛使用的是 (TD)，環(huán)鏈式(ZL)兩種型式。用于輸送商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）6散裝水泥時大多采用深型料斗。如 TD 型斗提機采用離心式卸料或混合式卸料適用于堆積密度小于 1．5t／m3 的粉狀、粒狀物料。ZL 環(huán)鏈斗提機采用混合式或重力式卸料用于輸送堆和密度小于 1．5t／m3 的粉狀、粒狀物料。2）按卸載方式分類：斗式提升機可分為：離心式卸料、重力式卸料和混合式卸料等三種形式。離心式卸料的斗速較快，適用于輸送粉狀、粒狀、小塊狀等磨琢性小的物料；重力式卸料的斗速較慢，適用于輸送塊狀的，比重較大的，磨琢性大的物料，如石灰石、熟料等。2.2.2 斗式提升機的裝載和卸載斗式提升機的裝載方式有三種，即注入式裝載（見圖 2-1） 、挖取式裝載（見圖 2-2）和混合式裝載。注入式裝載要求散料以微小建度均勻地落入料斗中，形成比較穩(wěn)定的料流，裝料口下部應(yīng)有一定的高度，采用該方式裝載時一般料斗布置較密；料斗在牽引件上布置較稀時多采用挖取式裝載，只能用于輸送粉狀或小顆粒流動性良好物料的場合，斗速運行速度在 2m／s 以下，介于兩者之間采用混合式裝載。離心式卸料料斗的運行速度較高，通常取為 1—2m/s。如欲保持這種卸載必須正確選擇驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速和直徑，以及卸料口的位置。其優(yōu)點是：在一定的料斗速度下驅(qū)動輪尺寸為最小；卸料位置較高，各料斗之間的距離可以減小，并可提高卸料管高度，當卸料高度一定時，提升機的高度就可減?。蝗秉c是：料斗的填充系數(shù)較小，對所提升的物料有一定的要求，只適用于流動性好的粉狀、粒狀、小塊狀物料。重力式卸載使用于卸載塊狀、半磨琢性或磨琢性大的物料，料斗運行速度為0.4—0.8m/s 左右，需配用帶導(dǎo)向槽的料斗。其優(yōu)點是：料斗裝填良好，料斗尺寸與極距的大小無關(guān)。因此允許在較大的料斗運行速度之下應(yīng)用大容積的料斗；主要缺點是：物料拋出位置較低，故必須增加提升機機頭的高度。物料在料斗的內(nèi)壁之間被拋卸出去，這種卸載方式稱為離心—重力式卸載。常用于卸載流動性不良的粉狀物料及含水分物料。料斗的運動速度為 0.6—0.8m/s 范圍，常用鏈條做牽引構(gòu)件。（二）ZL 型斗提機結(jié)構(gòu)型式(1) 傳動裝置 ZL 型斗提機的傳動裝置有兩種形式。分別配有 YZ 型減速器或ZQ(YY)型減速器。YZ 型軸裝減速器直接套裝在主軸軸頭上，省去了傳動平臺、聯(lián)軸器等，使結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，而且其內(nèi)部帶有異型輥逆止器，逆止可靠。該減速器噪聲低，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，并隨主軸浮動，可消除安裝應(yīng)力。 （三）常用斗提機功率計算1、軸功率的近似計算：P0 = （2-1）12(.5)367QHkv?式中：P 0-軸功率（千瓦）；第 2 章 本課題介紹及設(shè)計理論7Q-斗提機的輸送量（噸/小時）；H-提升高度（米）；v-提升速度（米/秒）；K1、K 2-系數(shù)。具體見表表 2-1表 2-1 提升機參數(shù)表牽引構(gòu)件型式單鏈式 雙鏈式料斗型式深斗和淺斗三角斗 深斗和淺斗三角斗 深斗和淺斗三角斗輸送能力Q（噸/小時）系數(shù) K1100 0.35 0.5 / / 0.6 0.90系數(shù)K32.5 2.00 1.5 1.25 1.5 1.25系數(shù)K21.6 1.10 1.3 0.80 1.3 0.802、電動機功率計算：P = （2-2）012'kn式中：N—電動機功率（千瓦）；N0—軸功率（千瓦）；η 1—減速機傳動效率，對 ZQ 型減速機 η 1=0.94；η 2—三角或開式齒輪傳動效率，對三角 η 2=0.96，對開式齒輪 η 2=0.93；K'—功率備用系數(shù)。與高度 H 有關(guān)，當：H20 米時，K'=1.15。2.2.3 ZL 斗式提升機的主要部件斗式提升機的主要部件有：驅(qū)動裝置、料斗、牽引構(gòu)件、底座和中間罩殼等。驅(qū)動裝置由電動機、減速機、逆止器或制動器及聯(lián)軸器組成，驅(qū)動主軸上裝有滾筒或鏈輪。大提升高度的斗提機采用液力偶合器，小提升高度時采用彈性聯(lián)軸器。使用軸裝式減速機可省去聯(lián)軸器，簡化安裝工作，維修時裝卸方便。料斗通常分為淺斗、深斗和有導(dǎo)向槽的尖棱面斗。淺斗前壁斜度大深度小，適用商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）8于運送潮濕的和流散性不良的物料。深斗前壁斜度小而深度大，適用于運送干燥的流散性好的散粒物料。有導(dǎo)向側(cè)邊的夾角形料斗前面料斗的兩導(dǎo)向側(cè)邊即為后面料斗的卸載導(dǎo)槽，它適用于運送沉重的塊狀物料及有磨損性的物料。 散裝水泥由于流動性好且干燥，用深斗較合適，卸載時，物料在料斗中的表面按對數(shù)螺線分布，設(shè)計離心卸料的料斗時往往在料斗底部打若干個氣孔，使物料裝載時有較高的填充量，并且卸料時更完全。牽引構(gòu)件為一封閉的繞性構(gòu)件，多為環(huán)鏈、板鏈或膠帶。張緊裝置有螺桿式與重錘式兩種。斗提機的張緊滾筒一般制成鼠籠式殼體，以防散料粘集于滾筒上。斗式提升機可采用整體機殼，也可上升分支和下降分支分別設(shè)置機殼。后者可防止兩分支上下運動時在機殼空氣擾動。在機殼上部設(shè)有收塵法蘭和窺視孔。在底部設(shè)有料位指示，以便物料堆積時自動報警。膠帶提升機還需設(shè)置防滑防偏監(jiān)控及速度監(jiān)測器等電子儀器，以保證斗提機的正常運行。2.2.4 ZL 斗式提升機的工作原理ZL 斗式提升機的原理：如圖 2-3，固接著一系列料斗的牽引構(gòu)件（環(huán)鏈、鏈輪）環(huán)繞在提升機的頭輪與底輪之間構(gòu)成閉合輪廓。第 2 章 本課題介紹及設(shè)計理論9圖 2-3 提升機示意圖驅(qū)動裝置與頭輪相連，使斗式提升機獲得動力并驅(qū)動運轉(zhuǎn)。張緊裝置與底輪相連，使牽引構(gòu)件獲得必要的初張力，以保證正常運轉(zhuǎn)。物料從提升機的底部供入，通過一系列料斗向上提升至頭部，并在該處實現(xiàn)卸載，從而實現(xiàn)在豎直方向內(nèi)運送物料。斗式提升機的料斗和牽引構(gòu)件等走行部分以及頭輪、底輪等安裝在全密封的罩殼之內(nèi)。綜合此次設(shè)計的提升高度與臺時產(chǎn)量等要求，本提升機選用混合或重力方式卸料，掏取式裝料，牽引件為低合金高強度圓環(huán)鏈，經(jīng)適當?shù)臒崽幚砗螅哂泻芨叩目估瓘姸群湍湍バ?，使用壽命長，采用了組裝式鏈輪。有輪體、輪緣用高強度螺栓聯(lián)接而成。在鏈輪磨損到一定程度后，可擰下螺栓，拆換輪緣，更換方便，且節(jié)約拆料、降低了維修費；下部采用了重錘杠桿式張緊裝置，即可實現(xiàn)自動張緊。一次安裝后不需調(diào)整，又可以保持恒定的張緊力，從而保證機器的正常運轉(zhuǎn)，避免了打滑或脫鏈。第 3 章 ZL 型斗式提升機主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計10第 3 章 ZL 型斗式提升機主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1 提升功率的確定關(guān)于提升機驅(qū)動功率的設(shè)計計算一直以來爭議不斷，資料上推薦的公式多數(shù)是延用上世紀 80 年代的公式，計算復(fù)雜，而且所選參數(shù)稍有變化時結(jié)果的出入?yún)s較大，與實際相差甚遠。在查閱大量關(guān)于運輸機械設(shè)計方面的手冊和近年來關(guān)于斗式提升機驅(qū)動功率的各種論文和期刊后，綜合各種數(shù)據(jù)，現(xiàn)參照文獻[1]中第十四章斗式提升機中 ZL 型提升機設(shè)計的功率計算部分內(nèi)容，計算過程如下：ZL 型斗提機功率計算ZL 型提升機驅(qū)動裝置為 YY 型（即 ZLY 或 ZSY 型減速器和 Y 型電動機配用） 。傳動軸驅(qū)動功率由下式求得：P0= +PS+PL （3-1）36QHg式中 P0-軸功率（KW）；Q-斗提機的輸送量（T/h）；H-提升高度（m）；g-重力加速度（m/s 2）；PS，P L—附加功率，KW，見表 3-1表 3-1由此次 ZL250 斗式提升機設(shè)計的條件可以得知，Q=30T/h,t 提升的高度 H=35m重力加速度在此處可取 10 m/s2將數(shù)據(jù)代入（3-1）計算可得P0= +PS+PL = （3-2）36QHgKw2.53036150???電機功率P= （3-3）0Pn式中 P –電動機功率（KW）；P0- 軸功率（KW）；n- 總效率，大約為 0.7。所以通過計算可得P=7.5Kw附加功率 ZL160 ZL200 ZL250 ZL315 ZL400 ZL500 ZL630 ZL800 ZL1000 ZL1250PS,KW 2 2 2 3 3 4 4 5 5 6PL,KW 0.2 0.2 0.3 0.5 0.8 1.2 2.2 3.4 6 8.4第 3 章 ZL 型斗式提升機主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計113.2 電動機選擇按已知工作要求和條件選用要求電機功率 P＝7.5kW，轉(zhuǎn)速 n=1500r/min 左右，參照文獻[2]中電動機的類型及其應(yīng)用特點，選用 Y132M-4 型電動機。輸出軸直徑Φ75，中心高 280mm，工作轉(zhuǎn)速 1440 r/min。3.3 減速機設(shè)計根據(jù)文獻[1]中的 YY 型驅(qū)動裝置的選型原則及規(guī)范可知，ZL250 提升機功率為7.5Kw 時，應(yīng)選用 Y7Y140 驅(qū)動裝置，在已選擇 Y132M-4 電動機后，應(yīng)選擇型號為ZLY140-18-Ⅰ（S）/Ⅱ（N）的減速器。輸入軸直徑為 28mm，輸出軸直徑為 65mm,中心高為 160mm。3.3.1 齒輪的設(shè)計1 高速級大小齒輪的設(shè)計：①材料：高速級小齒輪選用 鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 250HBS。高速級大齒輪選用45?鋼正火，齒面硬度為 220HBS。45?②查課本第 166 頁表 11-7 得： 。lim10HMpa??lim2540Hpa??查課本第 165 頁表 11-4 得： 。.S.3F故 。??lim1150.HMpaS????li22 91.H MS查課本第 168 頁表 11-10C 圖得： 。lim10Fpalim250Fpa故 。lim11214.3F?lim22.3F???③按齒面接觸強度設(shè)計：9 級精度制造，查課本第 164 頁表 11-3 得：載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù) 計算中心距：由課本第 165 頁式 11-5 得：.2K?0.a???????112 2533551.0694.617.494.3HaKTauu??? ????????????????考慮高速級大齒輪與低速級大齒輪相差不大取 a2m則 取 128Zm12Z2實際傳動比： 394.7?傳動比誤差： 。60%3.5.????齒寬： 取218ab?24b190高速級大齒輪： 高速級小齒輪： 42Z1b?129Z④驗算輪齒彎曲強度：查課本第 167 頁表 11-9 得： 1.6FY?2.F按最小齒寬 計算：28b? ??1132206.4.58459FKTMpabm? ????商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）12所以安全。??21 236.8F FYMpa?????⑤齒輪的圓周速度： 192.5314.89/060dnVms????查課本第 162 頁表 11-2 知選用 9 級的的精度是合適的。2 低速級大小齒輪的設(shè)計：①材料：低速級小齒輪選用 鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 250HBS。45?低速級大齒輪選用 鋼正火，齒面硬度為 220HBS。?②查課本第 166 頁表 11-7 得： 。lim30HMpa??lim450Hpa??查課本第 165 頁表 11-4 得： 。1.S.F故 。??lim33501.HMpaS????li44 91.H MS查課本第 168 頁表 11-10C 圖得： 。lim320Fpalim450Fpa故 。lim3324.F?lim44.3F???③按齒面接觸強度設(shè)計：9 級精度制造，查課本第 164 頁表 11-3 得：載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù)1.2K?0.5?計算中心距： 由課本第 165 頁式 11-5 得：??????222333 51.4706241.956HKTauu??? ????????????????取 則 取50?4m34aZm3Z?498計算傳動比誤差： 合適98.562710%.95???齒寬： 則取 0.ba???42b??34103b??:低速級大齒輪： 448Z低速級小齒輪： 337④驗算輪齒彎曲強度：查課本第 167 頁表 11-9 得： 32.65FY4.F?按最小齒寬 計算：4125b??33 332.9.6104.97FF FKTYMpamZ? ??????安全。??423 40.FFMpa???⑤齒輪的圓周速度： 327680.12/610dnVms????查課本第 162 頁表 11-2 知選用 9 級的的精度是合適的。第 3 章 ZL 型斗式提升機主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計133.3.2 減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸如下：名稱 符號 計算公式 結(jié)果箱座厚度 ?83025.???a10箱蓋厚度 11 9箱蓋凸緣厚度 b. 12箱座凸緣厚度 15箱座底凸緣厚度 2?5.2?25地腳螺釘直徑 fd12036?af M24地腳螺釘數(shù)目 n查手冊 6軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑1fd7.1 M12蓋與座聯(lián)結(jié)螺栓直徑2d=（0.5 0.6）2:fM10軸承端蓋螺釘直徑3=（0.4 0.5）3fd10視孔蓋螺釘直徑 4d=（0.3 0.4）4:f8定位銷直徑 =（0.7 0.8） 2d8， ， 至fd12外箱壁的距離1C查手冊表 11—2 342218， 至凸緣f2邊緣距離2查手冊表 11—2 2816外箱壁至軸承端面距離1l= + +（ 5 10）1lC2:50大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離1?1.21?15齒輪端面與內(nèi)箱壁距離22 10箱蓋，箱座肋厚 m,1 ?85.0,.11?98.5軸承端蓋外徑 2D+（5 5.5）?2:120（1 軸）商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）143d125（2 軸）150（3 軸）軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離S2D?120（1 軸）125（2 軸）150（3 軸）3.3.3 軸的設(shè)計及校核1 高速軸設(shè)計：①材料：選用 45 號鋼調(diào)質(zhì)處理。查課本第 230 頁表 14-2 取C=100。??35Mpa??②各軸段直徑的確定：根據(jù)課本第 230 頁式 14-2 得：又因為裝小帶輪的電動機軸徑 ，又因為高速1min33.520.48PdC?? 38d?軸第一段軸徑裝配大帶輪，且 所以查手冊第 9 頁表 1-16 取??10.823d?:。L 1=1.75d1-3=60。16?因為大帶輪要靠軸肩定位，且還要配合密封圈，所以查手冊 85 頁表 7-12240d取 ，L 2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。段裝配軸承且 ，所以查手冊 62 頁表 6-1 取 。選用 6009 軸承。3 32d?345d?L3=B+ +2=16+10+2=28。3?段主要是定位軸承，取 。L 4根據(jù)箱體內(nèi)壁線確定后在確定。4d450?裝配齒輪段直徑：判斷是不是作成齒輪軸： 5查手冊 51 頁表 4-1 得：412.5fdetm???13.tm?得：e=5.9＜6.25。段裝配軸承所以 L6= L3=28。6d6352 校核該軸和軸承：L 1=73 L2=211 L3=96作用在齒輪上的圓周力為： 10.912485tTFNd???徑向力為 847rtgt??作用在軸 1 帶輪上的外力： 32.Q求垂直面的支反力： 2110738rVlFN????第 3 章 ZL 型斗式提升機主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計15210782VrVFN???求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖： 325.6avMl m??'1 4求水平面的支承力：由 得12()HtFll??N12129481773tl??N2 5Ht?求并繪制水平面彎矩圖： 3197108.2aMFl m????'254H求 F 在支點產(chǎn)生的反力： 3126.3.71l N?284.2517F??求并繪制 F 力產(chǎn)生的彎矩圖： 323.9608.Ml??'17a NF 在 a 處產(chǎn)生的彎矩： 3184.12.7l m???求合成彎矩圖：考慮最不利的情況，把 與 直接相加。'aFM2avH?'2 27.5.618.96.1aFaVHMNm??' '' 24??求危險截面當量彎矩：從圖可見，m-m 處截面最危險，其當量彎矩為：（取折合系數(shù) ）0.6??2222()196.(0.16.9)0.aeTN?????計算危險截面處軸的直徑：因為材料選擇 調(diào)質(zhì)，查課本 225 頁表 14-1 得 ，查課本 231 頁表#45 65BMPa?14-3 得許用彎曲應(yīng)力 ，則：??160bMPa???33312.2.50.ebdm???商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）16因為 ，所以該軸是安全的。540admd???3 軸承壽命校核：軸承壽命可由式 進行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，61()thPCfLhn?所以 ，查課本 259 頁表 16-9，10 取 取rPF?1,.2,tpf?3??按最不利考慮，則有： 2 21 8019784.72.rvHFF N???22 735.6rv則 因此所該軸承符合要求。661009.1()()6.34.8thPCfLhn??? ?年4 彎矩及軸的受力分析圖如下：第 3 章 ZL 型斗式提升機主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計17軸 13.3.4 鍵的設(shè)計與校核根據(jù) ，確定 V 帶輪選鑄鐵 HT200，參考教材表 10-9,由于136,0.9dT?在 范圍內(nèi)，故 軸段上采用鍵 ： 。 18:1dbh?108采用 A 型普通鍵:鍵校核.為 L1=1.75d1-3=60 綜合考慮取 =50 得l查課本 155 頁表 10-10 所????31406.97.[]385pTMpadlh??????? ??506b??:選鍵為： :bl中間軸的設(shè)計：①材料：選用 45 號鋼調(diào)質(zhì)處理。查課本第 230 頁表 14-2 取 C=100。??35Mpa??商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）18②根據(jù)課本第 230 頁式 14-2 得： 2min33.106.8PdC??段要裝配軸承，所以查手冊第 9 頁表 1-16 取 ，查手冊 62 頁表 6-1 選用1d 14d6208 軸承，L 1=B+ + + =18+10+10+2=40。3?2??????:裝配低速級小齒輪，且 取 ，L 2=128，因為要比齒輪孔長度少2 21d?245?。3??????:段主要是定位高速級大齒輪，所以取 ，L 3= =10。d 360d4?裝配高速級大齒輪，取 L4=84-2=82。4 4段要裝配軸承，所以查手冊第 9 頁表 1-16 取 ，查手冊 62 頁表 6-1 選5 5?用 6208 軸承，L 1=B+ + +3+ =18+10+10+2=43。3?2??????:③校核該軸和軸承：L 1=74 L2=117 L3=94作用在 2、3 齒輪上的圓周力：32470.127095tTFNd???N323.89t徑向力： 2705rtFgt?????387093169rtFgtN????求垂直面的支反力 32311()85(4)31697rrVll N???????23269120rVrFF?計算垂直彎矩： 31740.aVmMl Nm?????32()16(74)9851705.nrl Nm??????求水平面的支承力：32311()80246ttHFll???2379456830ttHN????計算、繪制水平面彎矩圖： 31458602.aHmMFl m?????322()8(741)80917295.ntl Nm?????求合成彎矩圖，按最不利情況考慮：第 3 章 ZL 型斗式提升機主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計1922.93.8amavHmMNm?????530nn求危險截面當量彎矩：從圖可見，m-m,n-n 處截面最危險，其當量彎矩為：（取折合系數(shù) ）0.6??2222()30(.6470.3)1.eanTNm???????'M8m計算危險截面處軸的直徑：n-n 截面: ??333140.906ebMd?????m-m 截面: ' 3331.ebm?由于 ，所以該軸是安全的。425dmd??軸承壽命校核：軸承壽命可由式 進行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的610()thPCfLhn??作用，所以 ，查課本 259 頁表 16-9，10 取 取rPF1,.,tpf?3??222113645896rvHFN???073?則 ，軸承使用壽命在 年范66201.0()()2.18thPCfLhyn??23:圍內(nèi)，因此所該軸承符合要求。④彎矩及軸的受力分析圖如下：商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）20⑤鍵的設(shè)計與校核：已知 參考教材表 10-11，由于 所以取4225,70.3dTNm? 2(4~50)d?:19bh?因為齒輪材料為 45 鋼。查課本 155 頁表 10-10 得 ??1b??:L=128-18=110 取鍵長為 110. L=82-12=70 取鍵長為 70根據(jù)擠壓強度條件，鍵的校核為： ????32470.82.9594b bTMpadhl??????????32470.15594b bTMpadhl?????所以所選鍵為: :970bl?:140l?從動軸的設(shè)計：⑴確定各軸段直徑①計算最小軸段直徑。因為軸主要承受轉(zhuǎn)矩作用，所以按扭轉(zhuǎn)強度計算，由式 14-2 得：考慮到該軸段上開有鍵槽，因此取331.56107.19PdCmn????第 3 章 ZL 型斗式提升機主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計21查手冊 9 頁表 1-16 圓整成標準值，取157.(%)59.dm???? 163dm?②為使聯(lián)軸器軸向定位，在外伸端設(shè)置軸肩，則第二段軸徑 。查手270冊 85 頁表 7-2，此尺寸符合軸承蓋和密封圈標準值，因此取 。③設(shè)計軸段 ，為使軸承裝拆方便，查手冊 62 頁，表 6-1，取 ，采用擋油環(huán)3d給軸承定位。選軸承 6215: 。??130,25,84aDBd??375④設(shè)計軸段 ，考慮到擋油環(huán)軸向定位，故取4 0⑤設(shè)計另一端軸頸 ，取 ，軸承由擋油環(huán)定位，擋油環(huán)另一端7d73m靠齒輪齒根處定位。⑥ 輪裝拆方便，設(shè)計軸頭 ，取 ，查手冊 9 頁表 1-16 取 。667d?680dm?⑦設(shè)計軸環(huán) 及寬度 b5d使齒輪軸向定位，故取 取56280(.803)7.2h????51,1.4.(0783)1bhm??⑵確定各軸段長度。有聯(lián)軸器的尺寸決定 (后面將會講到).1l 107lL25meL??因為 ,所以22459B????21960l m??軸頭長度 因為此段要比此輪孔的長度短??6312hl: 23:3328l??其它各軸段長度由結(jié)構(gòu)決定。（4） ．校核該軸和軸承：L 1=97.5 L2=204.5 L3=116求作用力、力矩和和力矩、危險截面的當量彎矩。作用在齒輪上的圓周力： 334259.10894tTFNd???徑向力： 25rtgt??301250977F??求垂直面的支反力： 214.289.rVl N??215067rVF??商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）22計算垂直彎矩： 3286704.5180.avMFl Nm????.m'1925求水平面的支承力。 2104.58103tHl???21795tFN?計算、繪制水平面彎矩圖。 313584.107.aHMl m????'2962求 F 在支點產(chǎn)生的反力 31271580l N???2940F求 F 力產(chǎn)生的彎矩圖。 3237161Ml????1589.0.mF NF 在 a 處產(chǎn)生的彎矩： 317.1.l?求合成彎矩圖?？紤]最不利的情況，把 與 直接相加。mFM2avH?2 210.8.476.38.amFavHMNm????求危險截面當量彎矩。從圖可見，m-m 處截面最危險，其當量彎矩為：（取折合系數(shù) ）0.6?22223()68(0.159)4.ameT???計算危險截面處軸的直徑。因為材料選擇 調(diào)質(zhì)，查課本 225 頁表 14-1 得 ，查課本 231#45 650BMPa??頁表 14-3 得許用彎曲應(yīng)力 ，則：??160bMPa?????3331257.0ebMdm???考慮到鍵槽的影響，取 0.6.d因為 ，所以該軸是安全的。58m??第 3 章 ZL 型斗式提升機主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計23（5） ．軸承壽命校核。軸承壽命可由式 進行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，610()thPCfLhn??所以 ，查課本 259 頁表 16-9，10 取 取rPF?1,.2,tpf?3??按最不利考慮，則有： 2 21085718764rvHFF N??則 ,6633100.0()()64.9.7thPCfLhyn???該軸承壽命為 64.8 年,所以軸上的軸承是適合要求的。（6）彎矩及軸的受力分析圖如下：（7）鍵的設(shè)計與校核：因為 d1=63 裝聯(lián)軸器查課本 153 頁表 10-9 選鍵為 查課本 155 頁表 10-10:18bh?得 ??02b??:因為 L1=107 初選鍵長為 100,校核 所以所????3467.50bTMpadl??????商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）24選鍵為: :180bhl?裝齒輪查課本 153 頁表 10-9 選鍵為 查課本 155 頁表 10-10 得60d? :214bh???2b?因為 L6=122 初選鍵長為 100,校核 ????3465.076.28bTMpadl??????所以所選鍵為: .:210bhl?3.4 驅(qū)動軸設(shè)計及附件的選擇3.4.1 軸的材料及熱處理斗式提升機驅(qū)動軸主要承受高扭矩，高彎矩，是提升機中最重要的零件之一，故軸的材料選用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。3.4.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1）初步計算軸的直徑參照文獻[3]中關(guān)于軸的設(shè)計部分，根據(jù)軸的承載情況，選擇扭轉(zhuǎn)強度計算法來計算軸的直徑。（3-4）3min/PAd?式中 A——系數(shù)，此處取 120，P——電動機功率，Kwn——軸的轉(zhuǎn)速，r/min,將相關(guān)數(shù)據(jù)代入式 3-4 可得（3-5）md2.658.4/71203min???因為軸端裝聯(lián)軸器需要開鍵槽，會削弱軸的強度，故將軸徑增加 4%~5%，取軸的直徑為 70mm。2）各軸段直徑的確定如圖 3-1 所示，軸段①與減速機空心輸出軸套裝配，并且在接近軸段②處裝有毛氈彌封圈，故直徑 d1=70mm。軸段②和軸段⑧上安裝軸承，現(xiàn)暫取軸承型號為2217，其內(nèi)徑 d=85mm，外徑 D=150mm，寬度 B=36mm，故軸段②的直徑 d2= d8=85mm。軸段 ③和軸段 ⑦的直徑為軸承的安裝尺寸，查有關(guān)手冊，取 d3= d7=95mm。軸段 ④和軸段 ⑥上安裝驅(qū)動鏈輪，考慮到軸段④與軸段⑥中間的截面承受的彎矩最大，故在直徑上有所增加，現(xiàn)暫定 d4= d6=100mm。軸段⑤考慮滾筒便于安圖 3-1 驅(qū)動軸示意圖