煤炭螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)（含CAD圖紙和說明書）

煤炭螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)（含CAD圖紙和說明書）,煤炭,螺旋,輸送,設(shè)計(jì),cad,圖紙,以及,說明書,仿單 目 錄 摘要………………………………………………………………………………1 關(guān)鍵詞…………………………………………………………………………1 1前言……………………………………………………………………………2 1.1輸送機(jī)的歷史和發(fā)展趨勢…………………………………………………2 1.2螺旋輸送機(jī)簡介……………………………………………………………3 1.3螺旋輸送機(jī)主要特點(diǎn)………………………………………………………3 1.4螺旋輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)……………………………………………………3 1.5螺旋輸送機(jī)的運(yùn)行原理……………………………………………………3 2 擬定設(shè)計(jì)方案…………………………………………………………………4 2.1傳動(dòng)方案的擬定……………………………………………………………4 2.2工作參數(shù)的擬定……………………………………………………………4 3電動(dòng)機(jī)的選擇…………………………………………………………………5 3.1類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇……………………………………………………5 3.2電動(dòng)機(jī)功率的確定…………………………………………………………5 3.2.1計(jì)算電動(dòng)機(jī)所需功率………………………………………………5 3.2.2確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速…………………………………………………………5 4V帶的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………… 6 4.1確定計(jì)算功率………………………………………………………………6 4.2V帶的帶型確定與帶速的驗(yàn)算…………………………………………… 6 4.2.1確定帶輪的基準(zhǔn)直徑……………………………………………………6 4.2.2驗(yàn)算V帶速度……………………………………………………………6 4.2.3確定中心距a，并選擇V帶的基準(zhǔn)長度Ld……………………………6 4.2.4驗(yàn)算小帶輪上的包角a1…………………………………………………7 4.2.5確定帶的根數(shù)Z………………………………………………………… 7 4.2.6確定帶的初拉力F0與壓軸力FP…………………………………………7 4.3V帶輪的設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 8 4.3.1V帶輪的材料…………………………………………………………… 8 4.3.2V帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸……………………………………………………… 8 5確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比…………………………………………… 9 5.1計(jì)算傳動(dòng)裝置的動(dòng)力參數(shù)………………………………………………………… 9 6減速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………………………………10 6.1減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………10 6.1.1機(jī)體結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………10 6.1.2鑄鐵減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸…………………………………………10 6.1.3減速器中各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算…………………………………10 6.1.4齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算……………………………………………… 10 6.1.5軸的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………18 6.1.6箱體內(nèi)鍵聯(lián)接的選擇………………………………………………… 23 6.1.7減速器附件的選擇…………………………………………………… 24 7螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)………………………………………………………… 24 7.1螺旋輸送機(jī)的選型……………………………………………………… 24 7.2螺旋輸送部件的設(shè)計(jì)…………………………………………………… 25 7.2.1螺旋輸送機(jī)的主要參數(shù)計(jì)算………………………………………… 26 7.2.2螺旋直徑的確定…………………………………………………………26 7.2.3螺距與螺旋軸轉(zhuǎn)速的確定…………………………………………… 26 7.2.4實(shí)體型螺旋葉片的展開尺寸………………………………………… 29 7.3螺旋輸送機(jī)機(jī)體的設(shè)計(jì)………………………………………………… 29 7.3.1機(jī)體主要部件的介紹……………………………………………………30 7.3.2料槽的確定…………………………………………………………… 31 7.4進(jìn)出料口的設(shè)計(jì)………………………………………………………… 32 7.5輸送缸體支架的設(shè)計(jì)………………………………………………………………33 7.6軸承的密封…………………………………………………………………………34 8螺旋輸送機(jī)機(jī)體的安裝條件、使用及維護(hù)……………………………… 34 8.1螺旋輸送機(jī)的安裝條件………………………………………………… 34 8.2螺旋輸送機(jī)的使用及維護(hù)……………………………………………… 35 9結(jié)論………………………………………………………………………… 36 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………… 36 致謝………………………………………………………………………… 37 附錄…………………………………………………………………………… 37 煤炭螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 摘 要：本設(shè)計(jì)主要介紹了螺旋輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)過程,包括有電動(dòng)機(jī)的選型、V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)、減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算、螺旋輸送機(jī)缸體及配套驅(qū)動(dòng)裝置的選用和螺旋輸送機(jī)的安裝與調(diào)整四大部分。而主要部分則是減速器部件的設(shè)計(jì)，輸送缸體內(nèi)螺旋直徑及螺旋軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算和功率計(jì)算，求出所需的選型數(shù)據(jù),然后以此選型數(shù)據(jù)為依據(jù),以螺旋輸送機(jī)設(shè)計(jì)手冊為主,以其他相關(guān)工具書和資料為輔,選出符合要求的螺旋輸送機(jī)的外形及安裝尺寸、長度組合數(shù)據(jù)和主要組成部件的相關(guān)尺寸,以及相配套驅(qū)動(dòng)裝置的安裝尺寸及其相關(guān)數(shù)據(jù),最終完成該螺旋輸送機(jī)的選型設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞：V帶傳動(dòng)；減速器；螺旋輸送機(jī)；配套驅(qū)動(dòng)裝置； The Design of The Screw Conveyor Of Coal Abstract:This design mainly introduces the selection and design process of screw conveyor in which four parts are included:motor selection,the design of V belt transmission ,the design calculation of gear reducer,the selection of screw conveyor and accessory drive cylinder body and the installation and adjustment of screw conveyor.In calculating, the screw diameter in the delivery cylinder and the rotate speed together with the power of spiral shaft will be chiefly concerned, so as to reach a collection of required data for model selection. Based on these data, with screw conveyor design manual as guidance and other related reference books and information as complement, the shape and mounting dimensions, the related data and size of the main components as well as the actuating devices that all conform to the requirements of screw conveyor will be worked out. Finally, the tutor will accomplish the model selection and design process of screw conveyor. Key words:V belt drive; Gear reducer; Screw conveyor of coal;Form a complete set of device drivers 1 前言 螺旋輸送機(jī)是運(yùn)輸?shù)V產(chǎn)、飼料、糧油、建筑業(yè)中用途較廣的一種輸送設(shè)備。從輸送物料的特性要求和結(jié)構(gòu)的不同，螺旋輸送機(jī)分為水平螺旋輸送機(jī)和垂直式螺旋輸送機(jī)、可彎曲螺旋輸送機(jī)、螺旋管（滾筒輸送機(jī)）輸送機(jī)等，主要用于對各種粉狀、顆粒狀和小塊狀等松散物料的水平輸送和垂直提升，不宜輸送易變質(zhì)、粘性大、易結(jié)塊或高溫、怕壓、有較大腐蝕性的特殊材料。旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片將物料推移而進(jìn)行螺旋輸送機(jī)輸送，使物料不與螺旋輸送機(jī)葉片一起旋轉(zhuǎn)的力是物料自身重量和螺旋輸送機(jī)機(jī)殼對物料的摩擦阻力。螺旋輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上焊的螺旋葉片，葉片的面型根據(jù)輸送物料的不同有實(shí)體面型、帶式面型、葉片面型等型式。螺旋輸送機(jī)的螺旋軸在物料運(yùn)動(dòng)方向的終端有止推軸承以隨物料給螺旋的軸向反力，在機(jī)長較長時(shí)，應(yīng)加中間吊掛軸承。 螺旋輸送機(jī)與其它輸送設(shè)備相比，具有整機(jī)截面尺寸小、密封性能好、運(yùn)行平穩(wěn)可靠、可中間多點(diǎn)裝料和卸料及操作安全、維修簡便等優(yōu)點(diǎn)。 1.1 輸送機(jī)的歷史和發(fā)展趨勢 在中國古代已經(jīng)有了高轉(zhuǎn)筒車和提水的翻車，那時(shí)候人們已經(jīng)有了利用外力代替人工搬運(yùn)貨物的理念。限于當(dāng)時(shí)生產(chǎn)力的發(fā)展?fàn)顩r只能限制在水力為動(dòng)力的條件下；到了17世紀(jì)中，開始應(yīng)用架空索道輸送散狀物料；19世紀(jì)中葉，隨著社會(huì)工業(yè)革命的發(fā)生和電力的產(chǎn)生，人類進(jìn)入快速發(fā)展的時(shí)代，而各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的輸送機(jī)也相繼出現(xiàn)：1868年在英國出現(xiàn)了帶式輸送機(jī)；1887年，在美國出現(xiàn)了螺旋輸送機(jī)；1905年，在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機(jī)；1906年，在英國和德國出現(xiàn)了管式輸送機(jī)。到了二十世紀(jì)中期，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，特別是機(jī)械制造、電機(jī)、化工和冶金工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響，輸送機(jī)的性能更加完善，鞋機(jī)的行業(yè)更加廣泛，逐步由完成車間內(nèi)部的輸送，發(fā)展到完成企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間，甚至城市質(zhì)檢單物料搬運(yùn)，成為了物料搬運(yùn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動(dòng)化不可或缺的組成部分。 進(jìn)入二十一世紀(jì)輸送機(jī)將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不斷地發(fā)展前進(jìn)。未來的發(fā)展其實(shí)是：第一，大型化，包括大輸送能力、大單機(jī)長度和大輸送傾角等幾個(gè)方面；第二，擴(kuò)大輸送機(jī)的使用范圍，使其能在高溫、低溫、有腐蝕性、放射性、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作，以及能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團(tuán)、粘性物料輸送機(jī)；第三，使輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)滿足物料搬運(yùn)系統(tǒng)自動(dòng)化控制對單機(jī)的要求，如郵局所用的自動(dòng)分揀包裹的小車式輸送機(jī)應(yīng)能滿足分揀動(dòng)作的要求等；第四，降低能量消耗以節(jié)約能源；第五，減少各種輸送機(jī)在作業(yè)時(shí)所產(chǎn)生的粉塵、噪聲和排放的廢氣。 1.2 螺旋輸送機(jī)簡介 螺旋輸送機(jī)是一種不帶撓性牽引的輸送設(shè)備（圖1.2），該螺旋輸送機(jī)是燒煤爐的能源（煤粉）供輸裝置，將煤粉通過螺旋輸送機(jī)輸送到鋁材成型機(jī)里面，給燒煤爐供料。它利用螺旋形狀的旋轉(zhuǎn)面推移物料來完成輸送工作。工作中，物料像不旋轉(zhuǎn)的螺母沿軸桿平移，使物料不與螺旋葉片一起旋轉(zhuǎn)的力是物料自身的重量和機(jī)殼與物料的摩擦及物料間的摩擦。它主要用來輸送各種粉塵狀、粒狀、小塊狀的物料，如化工原料、面粉、煤粉、煙塵、水泥、糧食等，在輸送過程中還可對物料進(jìn)行攪拌、混合、加熱和冷卻等工藝。輸送機(jī)是在一定的線路上連續(xù)輸送物料的物料搬運(yùn)機(jī)械，又稱連續(xù)輸送機(jī)。輸送機(jī)可進(jìn)行水平、傾斜和垂直的輸送，也可組成空間輸送線路，輸送線路一般是固定的。輸送機(jī)輸送能力大，運(yùn)距長，還可在輸送過程中同時(shí)完成若干工藝操作，所以應(yīng)用十分廣泛。 1.3 螺旋輸送機(jī)主要特點(diǎn) (1）承載能力大、安全可靠； (2）結(jié)構(gòu)先進(jìn)，適應(yīng)性強(qiáng)、阻力小、壽命長、安裝維修方便、保護(hù)裝置齊全； (3）整機(jī)體積小、轉(zhuǎn)速高、確?？焖倬鶆蜉斔?； (4）密封性好、外殼采用無縫鋼管制作，端部采用法蘭互相連接成一體，剛性好； (5）料槽封閉、便于輸送易飛揚(yáng)、熾熱及氣味強(qiáng)烈的物料，減少對環(huán)境的污染； (6）可以在線路的任一點(diǎn)裝載也可以進(jìn)行多點(diǎn)裝料和卸料，在輸送過程中也可以進(jìn)行混合，攪拌或冷卻作業(yè)。 1.4 螺旋輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) (1）螺旋軸與吊軸承、頭、尾軸聯(lián)接均采用嵌入舌式安裝、拆卸，且安裝與拆卸均不需軸向 移動(dòng)，維修方便，芯軸長、吊掛少、故障點(diǎn)少； (2）采用變徑結(jié)構(gòu)，增大吊軸承處容積，避免吊軸承與物料接觸，吊軸承壽命可達(dá)兩年以上； (3）各傳動(dòng)部位均采用浮動(dòng)連接方式，吊軸承為萬向節(jié)結(jié)構(gòu)，使螺旋體、吊軸承和尾部總成形成一個(gè)整體旋浮體，在一定范圍內(nèi)可隨輸送阻力自由旋轉(zhuǎn)避讓，不卡料、不堵料； (4）頭尾軸承座均在殼體外，所有軸承采用多層密封和配合密封技術(shù)，軸承使用壽命長。 1.5 螺旋輸送機(jī)的運(yùn)行原理 由帶有螺旋片的轉(zhuǎn)動(dòng)軸在一封閉的料槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使裝入料槽的物料由于本身重力及其對料槽的摩擦力的作用，而不和螺旋一起旋轉(zhuǎn)，只沿料槽向前移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)物料的輸送。 2 擬定設(shè)計(jì)方案 2.1 傳動(dòng)方案的擬定 本傳動(dòng)裝置用于帶動(dòng)螺旋輸送機(jī)的輸送主軸，如圖1所示,選擇電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，提供動(dòng)力，通過帶傳動(dòng)裝置減速下來，再傳遞到減速機(jī)的高速軸上，最后由減速機(jī)的低速軸輸出，帶動(dòng)螺旋輸送軸的運(yùn)轉(zhuǎn)。傳動(dòng)裝置用來傳遞原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力、變換其運(yùn)動(dòng)形式以滿足工作裝置的需要，是機(jī)器的重要組成部分。由于螺旋輸送機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速都很慢，所以采用了帶傳動(dòng)和二級圓柱直齒輪減速器（展開式）減速，達(dá)到所需速度和扭矩，達(dá)到工作要求。 圖1 螺旋輸送機(jī)方案圖 Fig1 Screw conveyor scheme diagram 傳動(dòng)路線為：電機(jī)——聯(lián)軸器——高速軸——中速軸——低速軸——聯(lián)軸器——螺旋輸送杠。 2.2 工作參數(shù)的擬定 (1)螺旋筒軸上功率P=3.2kw，轉(zhuǎn)速36 r/min； (2)工作情況：三班制，單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)載荷； (3)使用折舊期：10年（一年以300天計(jì)）； (4)工作環(huán)境：室外灰塵較大，環(huán)境最高溫度35 ℃； (5)動(dòng)力來源：三相交流電壓380 / 220 V； (6)檢修間隔期：三年大修、二年中修、半年小修； (7)制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠單件生產(chǎn)。 3 電動(dòng)機(jī)的選擇 3.1 類型和結(jié)構(gòu)形式的選擇 電動(dòng)機(jī)是最常見的原動(dòng)件，具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、控制簡單和維護(hù)容易等優(yōu)點(diǎn)。電動(dòng)機(jī)的選擇主要包括選擇其類型和結(jié)構(gòu)型式、容量（功率）和轉(zhuǎn)速、確定其具體型號。電動(dòng)機(jī)已經(jīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)工作載荷、工作要求、工作環(huán)境、安裝要求及尺寸重量的特殊限制等條件進(jìn)行選擇。工業(yè)上廣泛應(yīng)用三相交流電動(dòng)機(jī)。從螺旋輸送機(jī)中的傳動(dòng)裝置來看，本次設(shè)計(jì)選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)。 3.2 電動(dòng)機(jī)功率的確定 3.2.1 計(jì)算電動(dòng)機(jī)所需功率 －帶傳動(dòng)效率：0.96； －每對軸承傳動(dòng)效率：0.99； －圓柱齒輪的傳動(dòng)效率：0.96； －聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率：0.99； －螺桿的傳動(dòng)效率：0.96； 說明： －電機(jī)至工作機(jī)之間的傳動(dòng)裝置的總效率。 所以，所選電動(dòng)機(jī)功率定為。 3.2.2 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 取V帶傳動(dòng)比 ，二級圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比。 故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是： 符合這一范圍的轉(zhuǎn)速有：、、、。 根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率和轉(zhuǎn)速有4種適用的電動(dòng)機(jī)型號` 表1 電動(dòng)機(jī)各參數(shù) Table 1 The motor parameter 電機(jī)型號 額定功率 滿載轉(zhuǎn)速 額定轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量 Y160M1-8 4 720 2.0 2.0 118 Y132M1-6 4 960 2.0 2.0 73 Y112M-4 4 1440 2.2 2.2 43 Y112M-2 4 2890 2.2 2.2 45 因此綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見第3種方案比較合適，因此選用電動(dòng)機(jī)型號為Y112M-4。 4 V帶的設(shè)計(jì) 由上述所得數(shù)據(jù)可知，該V帶所需傳遞的功率 為3.75Kw，小帶輪的轉(zhuǎn)速 為1440 n/min，大帶輪的轉(zhuǎn)速 為411.43 n/min，傳動(dòng)比為3.5。 4.1 確定計(jì)算功率 根據(jù)給定工作參數(shù)，取工況情況系數(shù)：，則計(jì)算功率為： 4.2 V帶的帶型確定與帶速的驗(yàn)算 4.2.1 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 根據(jù)所求和小帶輪轉(zhuǎn)速，結(jié)合參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖8-11選取普通V帶的帶型為A型，初取小帶輪的基準(zhǔn)直徑為，則大帶輪的直徑，使帶輪基準(zhǔn)直徑尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-8取。 4.2.2 驗(yàn)算帶速V 由已知小帶輪基準(zhǔn)直徑及其轉(zhuǎn)速，則V帶的帶速為： 經(jīng)驗(yàn)算帶速滿足的要求。 4.2.3 確定中心距a，并選擇V帶的基準(zhǔn)長度 （1）根據(jù)帶傳動(dòng)總體尺寸的限制條件或要求的中心距，結(jié)合下式初步選定中心距。 （1） 則初選中心距。 （2）計(jì)算相應(yīng)的帶長。 由參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》書表8-2 選定V帶基準(zhǔn)長度。 （3）計(jì)算中心距a及其變動(dòng)范圍。 傳動(dòng)的實(shí)際中心距為： 考慮到帶輪的制造誤差、帶長誤差、帶的彈性以及因帶的松弛而產(chǎn)生的補(bǔ)充張緊的需要，常給出中心距的變動(dòng)范圍 則中心距的變動(dòng)范圍為。 4.2.4 驗(yàn)算小帶輪上的包角 由參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》書式（8-7）可知，小帶輪上的包角小于大帶輪上的包角。又由式(8-6)可知，小帶輪上的總摩擦力相應(yīng)地小于大帶輪上的總摩擦力。因此，打滑只可能在小帶輪上發(fā)生。為了提高帶傳動(dòng)的工作能力，應(yīng)使 4.2.5 確定帶的根數(shù)Z 由小帶輪的直徑、轉(zhuǎn)速、帶型及傳動(dòng)比由《機(jī)械設(shè)計(jì)》書表8-4a和表8-4b分別查得單根帶的基本功率和額定功率增量；再查表8-5和8-2得包角修正系數(shù)和帶長修正系數(shù)，于是有 取。為了使各根V帶受力均勻，帶的根數(shù)不宜過多，一般應(yīng)少于10根。否則，應(yīng)選擇橫截面積較大的帶型，以減少帶的根數(shù)。 4.2.6 確定帶的初拉力與壓軸力 （1）確定帶的初拉力 由參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》書表8-3得A型帶的單位長度質(zhì)量為，由式（8-6），并計(jì)入離心力和包角的影響，可得單根V帶所需的最小初拉力為： 應(yīng)使該帶的實(shí)際初拉力，對于新安裝的V帶，初拉力應(yīng)為；對于運(yùn)轉(zhuǎn)后的V帶，初拉力應(yīng)為，此處為新安裝V帶，故初拉。 （2）確定壓軸力 為了設(shè)計(jì)帶輪的軸承，需要計(jì)算帶傳動(dòng)作用在軸上的壓軸力,根據(jù)式（8-28），可知： 式中，為小帶輪的包角。 4.3 V帶輪的設(shè)計(jì) 4.3.1 V帶輪的材料 常用的帶輪材料為HT150或HT200；轉(zhuǎn)速較高時(shí)可以采用鑄鋼或用鋼板沖壓后焊接而成；小功率時(shí)可采用鑄鋁或塑料。此處大小帶輪均為A型V帶輪，結(jié)合帶輪運(yùn)轉(zhuǎn)速度以及其功率，該帶輪材料選用HT150，且為鑄造而成，在鑄造的帶輪的輪緣、腹板及輪轂上不允許有砂眼、裂縫、縮孔及氣泡產(chǎn)生。 4.3.2 V帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸 V帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準(zhǔn)直徑有關(guān)。當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑為（為安裝帶輪的軸的直徑，mm），可采用實(shí)心式；當(dāng)時(shí)，可采用腹板式；當(dāng)，同時(shí)時(shí)，可采用孔板式；當(dāng)時(shí)，可采用輪輻式。 對于小帶輪：即為電動(dòng)機(jī)的機(jī)軸直徑，已知電動(dòng)機(jī)為Y112M型，則，又，故小帶輪采用腹板式結(jié)構(gòu)； 對于大帶輪：，故大帶輪采用輪輻式結(jié)構(gòu)。 兩帶輪結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示： 圖2 大小帶輪示意圖 Fig2 Schematic diagram of size pulleys 5 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 5.1 計(jì)算傳動(dòng)裝置的動(dòng)力參數(shù) 總傳動(dòng)比： 分配傳動(dòng)比： 因?yàn)檎麄€(gè)傳動(dòng)裝置分為三級，所以各級平均傳動(dòng)比為： 故取則，減速器總傳動(dòng)比為：,且有，取 則有： 注：為帶輪傳動(dòng)比，為高速級傳動(dòng)比，為低速級傳動(dòng)比。 將傳動(dòng)裝置各軸由高速到低速依次定為1軸、2軸、3軸、4軸，——依次為電機(jī)與軸1，軸1與軸2，軸2與軸3，軸3與軸4之間的傳動(dòng)效率。 （1）各軸轉(zhuǎn)速： （2）各軸輸入功率： （3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩： 6 減速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 6.1 減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.1.1 機(jī)體結(jié)構(gòu) 減速器機(jī)體是用以支撐和固定軸系的零件，是保證傳動(dòng)零件的嚙合精度，良好潤滑及密封的重要零件，其重量約占減速器總重量的50%。因此，機(jī)體結(jié)構(gòu)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(jī)體材料用灰口鑄鐵（HT150或HT200）制造，機(jī)體的結(jié)構(gòu)用剖分式機(jī)體，且減速器選用展開式二級圓柱齒輪減速器。 6.1.2 鑄鐵減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸 查閱參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》書表11-1以及圖（11-1、11-2）鑄鐵減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸。 6.1.3 減速器中各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 由上所述，各軸運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)見下表： 表2 軸的參數(shù) Table 2 The parameters of the shaft 軸名 功率P（KW） 轉(zhuǎn)矩T（） 轉(zhuǎn)速r/min I軸 3.6 83.56 411.43 II軸 3.42 317.67 102.86 III軸 3.25 875.56 36.09 6.1.4 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 直齒圓柱齒輪具有不產(chǎn)生軸向力的優(yōu)點(diǎn)，但傳動(dòng)平穩(wěn)性較差，在減速器中圓周速度不大的情況下才有直齒輪。 1、高速級傳動(dòng)--I-II軸高速傳動(dòng)嚙合的兩直齒輪（傳動(dòng)比為4） （1）選擇齒輪材料及精度等級和齒數(shù) 1）參見參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》書圖10-23所示的傳動(dòng)方案，選用二級直齒圓柱齒輪傳動(dòng)； 2）輸送機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級精度（GB 10095-88）； 3）材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì)），硬度為280 HBS； 大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240 HBS，二者材料硬度差為40 HBS。 4）標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù) 為了避免產(chǎn)生根切現(xiàn)象，據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械原理》式（10-19）可知： （2） 已知外嚙合漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，有，易知： 故選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)。 （2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》，由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-9a）進(jìn)行計(jì)算，即 （3） 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①試選載荷系數(shù)。 ②計(jì)算各級齒輪副中大小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 ③據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7選取齒寬系數(shù)。 ④據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 。 ⑤據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接 觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 。 ⑥據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（10-13）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 小齒輪： 大齒輪： ⑦據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 。 ⑧計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為1%，安全系數(shù)，據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》，由式（10-12） 得： 2）計(jì)算 ①試算齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。 ②計(jì)算圓周速度v。 ③計(jì)算齒寬b。 ④計(jì)算齒寬和齒高之比。 模數(shù) 齒高 故： ⑤計(jì)算載荷系數(shù)。 由已知，7級精度，據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》書圖10-8 查得動(dòng)載系數(shù)；對于直齒輪，； 據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-2查得使用系數(shù)； 據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4用插值法查得7級精度、小齒輪相對支承非 對稱布置時(shí)，。 由，查參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13得 ；故載荷系數(shù)： ⑥按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械 設(shè)計(jì)》式（10-10a)得 ⑦計(jì)算模數(shù)m。 （2）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 （4） 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》書圖10-20C查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng) 度極限；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限； ②據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》書圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) ； ③計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù)，據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（10-12）得 ④計(jì)算載荷系數(shù)。 ⑤查取齒形系數(shù)與應(yīng)力校正系數(shù)。 據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》書表10-5查得 ,； ，。 ⑥計(jì)算大、小齒輪的，并加以比較。 ； 易知大齒輪的數(shù)值大。 2）設(shè)計(jì)計(jì)算 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而 齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可選取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)并就近圓整為了標(biāo)準(zhǔn)值，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算得小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù)。 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲 疲勞強(qiáng)度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 （3）幾何尺寸計(jì)算 1）計(jì)算分度圓直徑 2）計(jì)算中心距 3）計(jì)算齒輪寬度 故取，小齒輪寬度相對大一點(diǎn)，取。 （4）齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 以大齒輪為例，因齒輪齒頂圓直徑介于,故選用腹板式結(jié)構(gòu)。 2、低速級傳動(dòng)--II-III軸低速傳動(dòng)嚙合的兩直齒輪（傳動(dòng)比為2.9） （1）選擇齒輪材料及精度等級和齒數(shù) 1）輸送機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級精度（GB 10095-88）； 2）材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì)），硬度為280 HBS， 大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240 HBS，二者材料硬度差為40 HBS； 3）標(biāo)準(zhǔn)齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)。 為了避免產(chǎn)生根切現(xiàn)象，據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械原理》式（10-19）可知： 已知外嚙合漸開線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，有，易知： 故選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)。 （2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》，由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-9a）進(jìn)行計(jì)算，即 1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①試選載荷系數(shù)。 ②計(jì)算各級齒輪副中大小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 ③據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7選取齒寬系數(shù)。 ④據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) 。 ⑤據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接 觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 。 ⑥據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（10-13）計(jì)算大小齒輪應(yīng)力循環(huán)次 數(shù)。 ⑦據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 。 ⑧計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為1%，安全系數(shù)，據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》，由式 （10-12）得： 2）計(jì)算 ①試算齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。 ②計(jì)算圓周速度v。 ③計(jì)算齒寬b。 ④計(jì)算齒寬和齒高之比。 模數(shù) 齒高 故 ： ⑤計(jì)算載荷系數(shù)。 由已知，7級精度，據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》書圖10-8查 得動(dòng)載系數(shù)；直齒輪，； 據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-2查得使用系數(shù)； 據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4用插值法查得7級精度、小齒輪相對支承非對 稱布置時(shí)，。 由，查參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13得 ；故載荷系數(shù)： ⑥按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī) 械設(shè)計(jì)》式（10-10a)得 ⑦計(jì)算模數(shù)m。 （3)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》書圖10-20C查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng) 度極限；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限； ②據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》書圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) ； ③計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù)，據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》式（10-12）得 ④計(jì)算載荷系數(shù)。 ⑤查取齒形系數(shù)與應(yīng)力校正系數(shù)。 據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》書表10-5查得 ,； ，。 ⑥計(jì)算大、小齒輪的，并加以比較。 ； 易知大齒輪的數(shù)值大。 2）設(shè)計(jì)計(jì)算 對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞 強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載 能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘 積)有關(guān)，可選取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)并就近圓整為了標(biāo)準(zhǔn)值 ，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算得小齒輪齒數(shù) 對其取整，故，所以大齒輪齒數(shù)。 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞 強(qiáng)度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 （4)幾何尺寸計(jì)算 1）計(jì)算分度圓直徑 2）計(jì)算中心距 3）計(jì)算齒輪寬度 取，小齒輪相對齒寬大一點(diǎn)，。 6.1.5 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）初步確定軸的最小直徑 據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》書式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。據(jù)表15-3，取，。 高速軸I軸， 考慮到所選電動(dòng)機(jī)Y-112M輸出軸直徑，且由于聯(lián)軸器、鍵槽的影響，并對其標(biāo)準(zhǔn)化，取。高速軸I軸一端與聯(lián)軸器相連，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。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，則： 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)或機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，選用GYH3型凸緣聯(lián)軸器，公稱轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔徑，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為。 中速軸II軸，對其標(biāo)準(zhǔn)化，取。 低速軸III軸，對其標(biāo)準(zhǔn)化，取。 低速軸III軸輸出端與聯(lián)軸器相連，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。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，據(jù)參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取，則： 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)或機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，選用GYS7型凸緣聯(lián)軸器，公稱轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔徑，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為。 GYS7型凸緣聯(lián)軸器的輸出端與輸送缸體的輸入端的連接軸相連接，取名該連接軸為A軸，輸送缸體輸出端的固定軸為B軸，A軸、B軸分別位于輸送缸體重螺旋軸的兩端，其承受轉(zhuǎn)矩等同于低速軸，故可知A軸、B軸的最小軸段直徑為。 （2）初步選擇軸承 I軸高速軸選軸承為7207C； II軸中間軸選軸承為7208C； III軸低速軸選軸承為7213C； A軸輸出端選取的軸承為7220C； B軸選取的軸承同A軸為7220C。 各軸承參數(shù)見下表： 表3 軸承參數(shù) Table 3 Bearing parameters 軸承代號 基本尺寸/mm 安裝尺寸/mm 基本額定/ d D B 動(dòng)載荷 靜載荷 7207C 35 72 17 42 65 30.5 20.0 7208C 40 80 18 47 73 36.8 25.8 7213C 65 120 23 74 111 69.8 55.2 7220C 100 180 34 112 168 148 128 （3）確定軸上零件的位置和定位方式： I軸：由于高速軸轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)載荷不大時(shí)，為保證傳動(dòng)平穩(wěn)，提高傳動(dòng)效率，將高速軸取為齒輪軸，使用角接觸球軸承承載，一軸端連接電動(dòng)機(jī)，采用剛性聯(lián)軸器，對中性好。 II軸：低速嚙合、高速嚙合均用鍛造齒輪，低速嚙合齒輪左端用甩油環(huán)定位，右端用軸肩定位，高速嚙合齒輪左端用軸肩，右端用甩油環(huán)定位，兩端使 用角接觸球軸承承載。 III軸：采用鍛造齒輪，齒輪左端用甩油環(huán)定位，右端用軸肩定位，為減輕軸的重量采 用中軸頸，使用角接觸球軸承承載，右端連接單排滾子鏈。 A軸：輸入端連接GYS7型凸緣聯(lián)軸器，其輸出端與螺旋軸焊接為統(tǒng)一的整體。 B軸：輸入端與螺旋軸焊接為統(tǒng)一整體，輸出端用滾動(dòng)軸承座固定。 （4）高速軸I軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑： a)由于聯(lián)軸器一端連接電動(dòng)機(jī)，另一端連接輸入軸，所以該段直徑 尺寸受到電動(dòng)機(jī)外伸軸直徑尺寸的限制，選為28mm。 b)考慮到聯(lián)軸器的軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá)3.5mm，所以 該段直徑選為35mm，該段安裝軸承，故選7207C型軸承。 c)該段軸前一段需要安裝軸承，考慮到定位軸肩高度應(yīng)達(dá)3.5mm， 即該段直徑定為42mm。 d)該段軸為齒輪，考慮到軸肩要有2mm的圓角，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，定為 46mm。 e)為了齒輪軸向定位可靠，定位軸肩高度應(yīng)達(dá)6mm，所以該段直徑 選為58mm。 f)軸肩固定軸承，取該段直徑為48mm。 g)該段軸要安裝軸承，直徑定為35mm。 2)各段長度的確定： 各段長度的確定從左到右分述如下： a) 該段軸連接聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為，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，故該段的長度應(yīng)比略短一些，現(xiàn)取為。 b) 該段安裝軸承，且軸承選型為7207C，其軸承寬，則可取。 c) 該段為安裝軸承端與安裝齒輪段的銜接段，無實(shí)際作用，故可取。 d) 該段安裝齒輪，齒輪的輪轂寬度，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短語輪轂寬度，故定該段長度為。 e) 該段軸肩，選定其長度。 f) 該段與c段作用相同，但考慮到軸在減速器箱體上軸承座的配合，故取。 g) 該段與b段等同，取。 （5）中間軸II軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）擬定軸上零件的裝配方案軸的各段直徑： a)I段軸用于安裝軸承7208C，故取直徑為。 b)II段該段軸要安裝小齒輪，考慮到軸肩要有的圓角，經(jīng)度 計(jì) 算，直徑定為。 c)III段為軸肩，相比較II段,取軸肩高度為,故該段直徑為 。 d)IV段安裝大齒輪直徑與II段相同，直徑為。 e)V段安裝軸承，與I段相同直徑為。 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長度： a) I軸段軸承安裝軸承和擋油環(huán)，軸承7208C寬度，該段選為。 b) II軸段安裝小齒輪，小齒輪輪轂寬度為，考慮到齒輪齒寬的影響，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取該軸段長度為。 c) III軸段為定位軸肩，定該軸段長度。 d) IV軸段用于安裝大齒輪，大齒輪輪轂寬度為，考慮到齒輪齒寬的影響，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取該軸段長度為。 e) V段用于安裝軸承與擋油環(huán)，長度與I相同，為。 (6)低速軸III軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）擬定軸上零件的裝配方案軸的各段直徑 a) I段軸用于安裝軸承7213C，故取直徑為。 b) II段該段軸要安裝大齒輪，考慮到軸肩要有的圓角，取軸肩高度為，經(jīng)強(qiáng)度計(jì)算，將該軸段直徑定為。 c) III段為定位軸肩，取軸肩高度為，則該軸段直徑為。 d) IV段直徑與II段相同，直徑為。 e) V段安裝軸承，與I段相同直徑為。 f) VI段直徑。 g) VII軸段與聯(lián)軸器相連接，從上可知，選取GYS7型聯(lián)軸器，軸孔直徑為，故取該軸段直徑為。 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長度 a) I段軸承安裝軸承和擋油環(huán)，7213C寬度，該段長度選。 b) II段軸與大齒輪相配合，且大齒輪輪轂寬度為，為了使套筒端面可靠的壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故去該軸段長度為。 c) III段為定位軸肩，取該軸肩長度。 d) IV段同II段，軸段直徑相同，則可取該軸段長度為。 e) V段用于安裝軸承與擋油環(huán)，長度與I相同，為。 f) VI長度為。 g) VII長度與聯(lián)軸器有關(guān)，且聯(lián)軸器為GYS7型凸緣聯(lián)軸器，聯(lián)軸器連接轂孔長度為，為保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故該段的長度應(yīng)比輪轂長度稍短一些，則取該軸段長度為。 （7）A軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）A軸軸徑的確定 a)該軸段與凸緣聯(lián)軸器GYS7相連接，且該聯(lián)軸器的孔徑為， 故該段軸徑為。 b)該軸段與軸承7220C相配合，通過查表可知該軸承的孔徑為 ，則可確定該段軸徑為。 c)此段需有一軸肩，以固定軸承與軸的配合，另一端與螺旋軸焊接， 螺旋軸外徑為，則可取該段軸徑為。 2）A軸各軸段長度的確定 a)凸緣聯(lián)軸器GYS7的轂孔長度為，為保證軸端擋圈只壓在 半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故該段的長度應(yīng)比輪轂長度稍短一 些，則取該軸段長度為。 b)該軸段需與滾動(dòng)軸承座間接配合，軸上分別有軸段端蓋、軸段擋 圈、角接觸軸承，通過設(shè)計(jì)計(jì)算，取該段長度為。 c)該段為軸肩段，且一端與螺旋軸焊接，故可取該段長度為。 （8）B軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）B軸軸徑的確定 a)該軸段的一端與螺旋軸相焊接，一端固定軸承座，故需一軸肩， 同A軸，可取該段軸徑為。 b)該軸段為B軸的輸出端，為固定軸承與傳動(dòng)螺旋軸用，且知軸承 孔徑為，則可知該段軸徑為。 2）B軸各段長度的確定 a)該軸段為軸肩，同A軸，取該段長度為。 b)該軸段與與軸段擋圈，軸承相配合，且擋圈與軸承的長度均已確 定，則可定該軸段長度為。 6.1.6 箱體內(nèi)鍵聯(lián)接的選擇 參照上述得到的軸所承受的轉(zhuǎn)矩以及軸與齒輪配合處的公稱直徑，據(jù)參考《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊》表4-1可選擇出各軸所要求的連接鍵，且四個(gè)齒輪與相應(yīng)軸配合，故需選擇4個(gè)連接鍵，從上述材料可知，四個(gè)鍵所承受的轉(zhuǎn)矩分別為，，，，且各軸與齒輪配合段的公稱直徑分別為，，，。 各軸內(nèi)連接鍵的選擇如下表： 表4 連接鍵參數(shù) Table 4 Connecting key parameters 代號 直徑 （mm） 工作長度 （mm） 工作高度 （mm） 轉(zhuǎn)矩 （N·m） 極限應(yīng)力 （MPa） 高速軸 14×9×50（圓頭） 46 36 4.5 83.56 62 中間軸 14×9×45（圓頭） 46 31 4.5 317.67 60 低速軸 20×12×80（圓頭） 70 66 6 875.56 72 A軸 20×12×80（圓頭） 70 66 6 875.56 72 由于鍵采用靜聯(lián)接，材料鋼，沖擊輕微，所以許用擠壓應(yīng)力為，所以上述鍵皆安全。 6.1.7 減速器附件的選擇 (1)通氣器： 由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過濾），采用M18×1.5。 (2)油面指示器： 選用游標(biāo)尺M(jìn)16。 (3)起吊裝置： 采用箱蓋吊耳、箱座吊耳。 (4)放油螺塞： 選用外六角油塞及墊片M12×1.5。 7 螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 螺旋輸送機(jī)的具體設(shè)計(jì)包括： ①根據(jù)輸送條件和要求選擇合適類型的螺旋輸送機(jī)； ②根據(jù)具體輸送要求計(jì)算螺旋直徑，選擇螺旋類型和布置形式； ③根據(jù)設(shè)計(jì)手冊選擇合適參數(shù)，確定輸送機(jī)的外形和尺寸； ④確定螺旋輸送機(jī)的外形和尺寸； ⑤確定螺旋輸送機(jī)長度組合及各節(jié)重量。 7.1 螺旋輸送機(jī)的選型 設(shè)計(jì)螺旋輸送機(jī)的系統(tǒng)時(shí)，要注意以下問題： ①合理的轉(zhuǎn)載方式，提出給料裝置和卸料裝置的要求。 ②輸送機(jī)線路上輸送機(jī)之間的相互關(guān)系。啟動(dòng)順序是受料的輸送機(jī)先驅(qū)動(dòng)， 停車順序是給料的輸送機(jī)先停機(jī)，當(dāng)各螺旋輸送機(jī)的參數(shù)（如長度、驅(qū)動(dòng)裝置） 不同時(shí)，通過這一關(guān)系可以提出啟動(dòng)時(shí)間和停機(jī)時(shí)間的要求。 ③對于粉塵大的情況，要考慮采用合理的密封輸送或者設(shè)置必要的除塵設(shè)備。 ④ 零部件的標(biāo)準(zhǔn)化和通用化及易損件的供貨可能性。 A) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求（輸送物料為干燥煤碳），可選擇螺旋輸送機(jī)，水 平輸送，如圖3所示： 圖2 螺旋輸送機(jī)簡易傳送圖 Fig2 Simple transfer diagram of screw conveyor B）選擇螺旋輸送機(jī)的布置形式 水平螺旋輸送機(jī)根據(jù)螺旋軸的旋轉(zhuǎn)方向，以及裝料口與卸料口 位置等的不同，有4種常見的布置形式，如圖4所示： 圖3 物料傳送示意圖 Fig3 The diagram of Material transfer 根據(jù)實(shí)際的輸送要求選擇第一種布置形式。 C）螺旋軸由螺旋葉片與無縫鋼軸組成 （1）制造方法 螺旋葉片一般由鋼板沖壓而成，然后焊接在無縫鋼管上，且在各 葉片間加以焊接。 （2）螺旋的旋向、頭數(shù)與母線 螺旋軸上螺旋葉片的旋向有左旋和右旋之分，物料的輸送方向是由螺 旋葉片的旋向與螺旋軸的轉(zhuǎn)向所確定的。螺旋頭數(shù)分為單頭、雙頭和三頭,多頭螺 旋主要用于需要完成攪拌及混合作業(yè)的輸送裝置中。螺旋面的母線通常采用垂直 于螺旋軸線的直線，這種螺旋葉片形式的螺旋稱為標(biāo)準(zhǔn)形式螺旋。 （3）螺旋葉片的形狀 螺旋葉片有實(shí)體式、帶式、葉片式、齒輪式四種，如下圖所示，應(yīng)根據(jù)被輸 送物料的種類、特性進(jìn)行選用。實(shí)體式螺旋式是最常用的形式，適用于流動(dòng)性好 的、干燥的、小顆?；蚍蹱畹奈锪?；帶式螺旋適用于塊狀物料或具有一定粘性的 物料；葉片式與齒形式螺旋適用于易壓實(shí)擠緊的物料。如水平螺旋輸送機(jī)需對物 料進(jìn)行攪拌、松散等要求的，應(yīng)考慮選用葉片式和吃形式螺旋葉片輸送機(jī)。 下圖為螺旋面的形狀： a)實(shí)體式；b)帶式；c)葉片式；d)齒形式 圖4 螺旋面形狀 Fig4 The shape of helical surface 根據(jù)已知條件及設(shè)計(jì)要求，此處選擇水平螺旋輸送機(jī)，實(shí)體式螺旋面的右旋單頭螺旋。 7.2 螺旋輸送部件的設(shè)計(jì) 7.2.1 螺旋輸送機(jī)的主要參數(shù)計(jì)算 已知參數(shù)： 物料容重：； 物料溫度：； 輸送量： ； 水平輸送長度：； 煤粉密度：。 7.2.2 螺旋直徑的確定 螺旋葉片直徑是螺旋輸送機(jī)的重要參數(shù)。直接關(guān)系到輸送機(jī)的生產(chǎn)量和結(jié)構(gòu)尺寸?？筛鶕?jù)螺旋輸送機(jī)的生產(chǎn)能力、輸送物料類型、結(jié)構(gòu)和布置形式確定螺旋葉片直徑，根據(jù)參考文獻(xiàn)《輸送機(jī)械手冊第2 冊》計(jì)算公式： （5） 式中：—螺旋輸送機(jī)輸送量，； —螺旋直徑，； —物料特性系數(shù)，常用物料的K值見下表： —填充系數(shù)； —物料密度，； —傾角系數(shù)。 表5 物料屬性與相關(guān)參數(shù) Table 5 Material properties and the related parameters 物料密度 典型例子 填充系數(shù) 螺旋面式 特性系數(shù) 綜合系數(shù) 粉狀 面粉、石墨 0.35-0.40 實(shí)體 0.0415 75 粉狀 水泥、石膏 0.25-0.30 實(shí)體 0.0565 35 粉狀 谷物、木屑 0.25-0.35 實(shí)體 0.0490 50 粉狀 型砂、爐渣 0.25-0.30 實(shí)體 0.0600 30 （1）填充系數(shù)及物料特性系數(shù)的確定 物料在料槽中的填充系數(shù)對物料的輸送和能量的消耗有很大的影響。 當(dāng)填充系數(shù)較小時(shí)，物料堆積高度較低，大部分物料靠近螺旋軸外側(cè)，因而具有 較高的軸向速度和較低的圓周速度。物料在輸送方向上的運(yùn)動(dòng)要比圓周方向顯著 得多。運(yùn)動(dòng)的滑移面幾乎平行于輸送方向。這是垂直于輸送機(jī)方向的附加物料流 減弱，能量消耗降低；相反，當(dāng)填充系數(shù)較高時(shí)，物料運(yùn)動(dòng)的滑移面很陡。其在 圓周方向的運(yùn)動(dòng)將比輸送方向的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)。這將導(dǎo)致輸送速度的降低和附加能量的 消耗。因而，填充系數(shù)適當(dāng)取小值，較有利于輸送物料。據(jù)螺旋輸送機(jī)的螺旋面 為實(shí)體型螺旋面，且輸送物料為煤粉，據(jù)表5，易知的取值為，故取 ；物料特性系數(shù)。 （2）傾角系數(shù)的確定 因螺旋輸送機(jī)為水平輸送型輸送機(jī)，故傾角為0，則據(jù)下表可知： 表6 傾斜系數(shù) Table 6 Slope coefficient 傾斜角/ 0 C 1.0 0.9 0.8 0.7 0.65 0.5 根據(jù)已知參數(shù)，結(jié)合該表，可知傾斜系數(shù)為： （3）螺旋直徑以及螺旋軸直徑的計(jì)算 軸的材料主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛鋼，有 的則直接用圓鋼。由于碳鋼相對合金鋼廉價(jià)，對應(yīng)力集中的敏感性低，且也可以 用熱處理或者化學(xué)處理的辦法來提高其剛度、耐磨性，以及抗疲勞強(qiáng)度，故采用 碳鋼來制造軸，而碳鋼軸最常用的的是45鋼。 a) 螺旋直徑的計(jì)算 根據(jù)上述公式可知： 由螺旋直徑應(yīng)圓整到標(biāo)準(zhǔn)系列，標(biāo)準(zhǔn)系列為：，，， ，，，，，，，，。故經(jīng)圓 整，且標(biāo)準(zhǔn)化后，取。 對所確定的螺旋直徑還應(yīng)按所輸送物料的塊度進(jìn)行校核： 對于未分選的物料，要求： 對于分選的物料，要求： 式中：—物料的平均塊度；—物料的最大塊度。 b) 螺旋軸直徑的計(jì)算 螺旋軸直徑與螺旋直徑有著直接的聯(lián)系，且一般螺旋軸外徑 的計(jì)算公式為：，取，代入螺旋直徑可得螺旋軸徑 ，從表2可知螺旋軸所承受的轉(zhuǎn)矩為 ，且螺旋軸為無縫鋼管，常用無縫鋼管材質(zhì)為20#優(yōu)質(zhì)碳鋼， 參照參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)常用元件手冊》可知20# 鋼的許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力