膠帶煤流采樣機設(shè)計

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CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書 題目 膠帶煤流采樣機設(shè)計 二級學(xué)院 直屬學(xué)部 專業(yè) 班級 學(xué)生姓名 學(xué)號 指導(dǎo)教師姓名 職稱 評閱教師姓名 職稱 2015 年 5 月 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 摘 要 煤炭質(zhì)量是煤炭交易和加工應(yīng)用的最主要的指標(biāo) 獲得可靠的測試結(jié)果必然依賴 于規(guī)范的檢測過程 在采 制 化三個環(huán)節(jié)中 采樣過程中可能導(dǎo)致的偏差是最嚴(yán)重 的 采用機械化采樣設(shè)備是最有效的手段之一 膠帶煤流采樣機是以電機為動力 通過減速器及帶輪傳遞驅(qū)動力 利用大帶輪上 的擋桿使偏心輪重心上移的傳動系統(tǒng) 采樣機采樣間隔時間通過時間繼電器來調(diào)節(jié) 采樣機機架設(shè)置在帶式輸送機機架兩側(cè) 整個傳動裝置均設(shè)在采樣機機架上 該機器 機構(gòu)緊湊 制造成本低 采樣準(zhǔn)確可靠 自動化程度高 是替代人工采樣的理想工具 具 有廣泛的推廣應(yīng)用價值 關(guān)鍵詞 采樣 采樣機 輸送機 自動取樣 膠帶煤流采樣機設(shè)計 ABSTRACT Coal quality is the most important indication of commercial and processing or application And obtaining credible testing result should depend on conventional testing processing Among the 3 processing of sampling making and test sampling may cause the most serious errors therefore using the sampling machine should be one of the most effective means The machine is the transmission system with motor as power that transmits drive through gear reducer sprockets and uses the rod on big sprockets that makes the focus of partial ship moving upwardly Sampling time interval is adjusted through time relay Install the frame of sampling machine that coincides with the frame of belt conveyor Entire drive device is set up on frame of sampling machine This machine organization is compact manufacturing costs are low sampling coal is accurate and reliable and automation level is high So it is an ideal tool of replacing artificial sampling and has extensive popularize application value Key words sampling sampling machine belt conveyor auto sampling 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 目 錄 1 緒論 1 1 1 煤樣的采取與制備 1 1 1 1 概述 1 1 1 2 煤的不均勻性 1 1 1 3 采樣 2 1 2 商品煤樣的采取 2 1 2 1 采樣工具型式 2 1 2 2 采樣基本原則 2 1 2 3 煤流中采樣 4 1 2 4 商品煤樣自動采取 4 1 3 選煤廠生產(chǎn)檢查煤樣的采取 4 1 3 1 生產(chǎn)檢查主要項目和采樣一般原則 4 1 3 2 采樣間隔時間和子樣質(zhì)量 5 1 3 3 采樣點及采樣方法 6 1 3 4 采樣精密度 6 1 3 5 自動采樣機 6 2 采樣機設(shè)計方案的確定 9 2 1 刮臂式 回轉(zhuǎn)運動式 采樣機結(jié)構(gòu)原理 9 2 1 1 刮臂式采樣機結(jié)構(gòu) 9 2 1 2 刮臂式采樣機工作原理 9 2 1 3 刮臂式采樣機方案說明 10 2 2 采樣機整機方案示意圖 10 3 采樣機的初步設(shè)計計算 11 3 1 鏟斗的設(shè)計 11 3 2 接斗的設(shè)計 11 4 偏心塊的設(shè)計 12 4 1 選擇偏心塊的材料 13 4 2 計算每次采集煤樣重量 13 4 3 計算每次采集所需做的功 14 4 4 計算偏心塊的尺寸 14 4 5 驗算 15 5 減速器的設(shè)計計算 16 5 1 方案的確定 16 膠帶煤流采樣機設(shè)計 5 2 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 16 5 2 1 電動機選型 16 5 2 2 動力參數(shù)計算 16 5 2 3 高速級齒輪參數(shù)計算 17 5 2 4 低速級齒輪參數(shù)計算 25 5 3 軸的設(shè)計計算 33 5 3 1 高速軸 齒輪軸 33 5 3 2 低速軸 37 參考文獻 38 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1 1 緒論 1 1 煤樣的采取與制備 煤種 煤的物理及化學(xué)性質(zhì)是決定其用途 加工方法和工藝的重要依據(jù) 因為 煤是大宗物質(zhì) 在檢測它的性質(zhì)時 不可能采取破壞性的試驗和測定 只能根據(jù)不 同的目的和要求從大批 或一批 煤中取出有代表性的一小部分進行檢測 這種按 有關(guān)規(guī)程采取一小部分煤的過程稱之為采取 簡稱采樣 例如 為檢測煤層貯存和 礦井生產(chǎn)情況而采取的煤樣稱之為煤樣 生產(chǎn)煤樣等 在選煤廠要采生產(chǎn)檢查煤樣 及時了解生產(chǎn)狀況 指導(dǎo)生產(chǎn) 成品裝車銷售 要采商品煤樣 以確定該煤的產(chǎn)品 質(zhì)量和價格 用于不同檢測目的的煤樣其質(zhì)量是不同的 少則幾公斤 幾十公斤 多則幾噸 甚至 10 噸 而化驗所用煤樣 只需要幾十克或幾千克 并且有一定的粒 度要求 因此還需將采來的煤樣制成供分析用的煤樣 1 1 1 概述 一 有關(guān)術(shù)語 1 煤樣 為確定煤種 性質(zhì)以及某些特性而從煤流或煤堆 中采取的有代表性的一部分煤 2 采樣單元 從一批煤中采取一個總樣的煤量 一批煤可以有一個或多個采樣單元 3 分樣 由若干個子樣構(gòu)成 代表整個采 樣單元的一部分的煤樣 4 總樣 從一個采樣單元取出的全部子樣并成的煤樣 5 子樣 采樣器具操作一次或截取一次煤流全斷面所采取的份煤樣 6 批 需要進行整體性質(zhì)測定的一個獨立煤量 7 標(biāo)稱最大粒度 與篩上物累計質(zhì) 量百分率最接近 但不大于 5 的篩子相應(yīng)的篩孔尺寸 8 系統(tǒng)采樣 按相同 的時間 空間或質(zhì)量間隔采取子樣 但第一個子樣在第一間隔內(nèi)隨機采取 其余子 樣按選定的間隔采取 9 隨機采樣 對采樣的部位或時間均不施加任何人為意 志 能使任何部位的物料都有機會采出 10 時間基采樣 整個采樣單元按相同 的時間間隔采取子樣 11 質(zhì)量基采樣 整個采樣單元按相同的質(zhì)量間隔采取子 樣 12 多份采樣 從一個采樣單元取出若干份子樣依次輪流放入各容器中 每 個容哭器中的煤樣構(gòu)成一份質(zhì)量接近的煤樣 每份煤樣能代表整個采樣單元的煤質(zhì) 1 1 2 煤的不均勻性 由于成煤生物量 成煤條件和地殼變遷的民政部不同 不同煤田煤礦化學(xué)組成 和物理特性不盡相同 即使是同一煤田同一礦井的不同煤層之間 其化學(xué)組成和物 理特性有時差異也很大 這種在煤組成中的不均勻性是因為 1 按粒度的分聚作用破壞了煤的均勻性 煤是由大小不同粒度級別組成的 運動時 自然形成一個不均勻體 例如從煤倉往火車上裝煤時 塊煤會多聚集到車 體的四周 小粒度煤則多落在中心 2 按密度不同的自然偏析現(xiàn)象破壞了煤的均勻性 密度低的煤集中在上部 密度高的煤集中在下部 形成煤密度組成的不均勻體 3 按破碎時煤的堅固性的分聚作用破壞了煤的均勻性 使小塊煤和大塊煤具 有不同的成分 煤的不均勻程度取決于存在偏析程度 粒度范圍和煤是否經(jīng)過精選 加工 其不均勻性隨煤是游離灰分的增加而變大 由于游離灰分很難測定 一般以 膠帶煤流采樣機設(shè)計 2 煤的總灰分代替游離灰分 即煤的不均勻性與灰分含量是成正比 灰分含量愈高 愈不均勻 通常用單個子樣的方差來表示煤的不均勻程度 方差大 表示為灰分波 動范圍大 不均勻 方差小 表示煤灰分波動范圍小 較均勻 單個子樣的方差是 這樣確定的 從一批煤的不同部位采取幾十個子樣的方差 S2 即 1 1 1 22 nxSii 式中 每個子樣的干基灰分 i n 個子樣干基灰分的平均值 x n 子樣數(shù)目 1 1 3 采樣 采樣是指從特定量的煤中取出一部分有代表性的總樣 以供確定該特定量煤的 質(zhì)量的過程 所采總樣在數(shù)量上很小 但在物理和化學(xué)性質(zhì)上卻能代表該特定量的 煤 由于煤是不均勻物料 要取到在質(zhì)量上同這批特定煤量絕對相同的煤樣是不可 能的 只能做到性質(zhì)不系統(tǒng)偏向一方 而且在一定范圍內(nèi) 必須盡可能地接近特定 量的全部煤的平均質(zhì)量 才能以這一小部分煤的分析試驗結(jié)果來代表這一特定量煤 的平均性質(zhì) 煤樣的代表性取決于組成平均煤樣的子樣數(shù)目 子樣質(zhì)量和采樣位置及方法等 1 2 商品煤樣的采取 商品煤樣是代表商品煤平均性質(zhì)的煤樣 商品煤樣可以從煤流中 火車 汽車 船上和煤堆上采取 商品煤樣的化驗結(jié)果作為供需雙方結(jié)算的依據(jù) 1 2 1 采樣工具型式 1 采樣鏟 用以從煤流中和靜止的煤中采樣 鏟的長和寬均應(yīng)不小于被采煤樣最大粒度的 2 5 3 倍 對最大粒度 150mm 的煤可用長寬 300mm 250mm 的鏟 2 接斗 用以在落煤流處截取子樣 斗的開口尺寸至少應(yīng)為被采煤樣最大粒度的 2 5 3 倍 其容量應(yīng)能容納輸送機最大運量時煤流全斷面的全部煤量 3 人工或機械采樣器 凡滿足以下條件的 人工或機械采樣器都可應(yīng)用 1 采樣器開口尺寸為被采樣最大粒度的 2 5 3 倍 2 能在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采樣點上采樣 3 采取的子樣量能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求 采樣時煤樣不損失 4 性能可靠 不發(fā)生影響采樣和煤炭正常生產(chǎn)和運輸?shù)墓收?5 經(jīng)權(quán)威部門鑒定采樣無系統(tǒng)偏差 采樣精密度達到標(biāo)準(zhǔn)要求 1 2 2 采樣基本原則 1 采樣單元 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 3 精煤和特種工業(yè)用煤 按品種 分用戶以 1000t 100t 下同 為一采樣單元 其他煤按品種 不分用戶以 1000t 為一采樣單元 進出口煤按品種 分國別以交貨 量或一天的實際運量為一采樣單元 運量超過 1000t 或不足 1000t 時 以實際量為一 采樣單元 2 采樣精密度 各種煤的采樣精密度規(guī)定見表 1 1 所示 表 1 1 采樣精度 原煤 篩選煤 品種 干基灰分 20 干基灰分 20 精煤 其他洗煤 包括中 煤 采樣精密 度 A 絕對值 1 10 灰 分但不小于 1 2 1 1 5 3 子樣數(shù)目 1 1000t 各種煤應(yīng)采取的最少子樣數(shù)目規(guī)定見表 1 2 所示 表 1 2 1000t 最少子樣數(shù)目 干基灰分 采樣 地點 品種 煤 流 火 車 汽車 船舶 煤 堆 原煤 篩 選煤 20 20 60 30 60 60 60 60 60 60 60 60 精煤 15 20 20 20 20 其他洗煤和粒度大于 100mm 塊煤 20 20 20 20 20 2 煤量超過 1000t 的子樣數(shù)目 N 按式 1 2 計算 即 1 2 10mn 式中 N 實際應(yīng)采子樣數(shù)目 個 n 1000t 煤按規(guī)定的子樣數(shù)目 個 m 實際被采樣煤量 t 3 煤量少于 1000t 時 子樣數(shù)目應(yīng)按上表規(guī)定數(shù)目按比例遞減 但最少不能 少于表 1 3 規(guī)定的數(shù)目 表 1 3 膠帶煤流采樣機設(shè)計 4 干基灰分 采樣地 點 品種 煤 流 火 車 汽 車 船舶 煤 堆 原煤 篩 選煤 20 20 18 18 精煤 6 6 其他洗煤和粒度大于 100mm 塊煤 表 1 2 規(guī) 定數(shù)目 的 1 3 6 6 表 1 2 規(guī)定數(shù) 目的 1 2 表 1 2 規(guī)定 數(shù)目的 1 2 4 子樣質(zhì)量 每個子樣的最小質(zhì)量根據(jù)商品煤標(biāo)稱最大粒度 按表 1 4 規(guī)定確定 表 1 4 子樣質(zhì)量 最大粒度 m m 25 50 100 100 子樣最小質(zhì)量 1 2 4 5 1 2 3 煤流中采樣 1 在移動煤流中采樣時 按時間基采樣或質(zhì)量基采樣 子樣時間間隔 T 和質(zhì) 量間隔 m 分別按式下面兩個公式計算 子樣數(shù)目和子樣質(zhì)量分別按表 1 2 表 1 3 表 1 4 規(guī)定確定 1 3 GnQT60 1 4 m 式中 T 子樣時間間隔 min m 子樣質(zhì)量間隔 t G 煤流量 t h n 子樣數(shù)目 2 在移動煤流落點采樣時 可根據(jù)煤的流量 以 1 次或分 2 3 次用接斗或鏟 橫截取煤流的全斷面為 1 個子樣 分 2 3 次截取時 按左右或左中右的順序進行 采樣部位不得交錯重復(fù) 用鏟取樣時 鏟子只能在煤流中穿過 1 次 即在進入或撤 出煤流時取樣 不能時出都來取樣 3 在移動煤流上用人工鏟取煤樣時 膠帶運輸機的移動速度一般不能超過 1 5m s 并且要設(shè)防護欄保證安全 1 2 4 商品煤樣自動采取 任何一個選煤過程總是和采樣同時進行的 只有了解相應(yīng)的測試結(jié)果 才能確定 原煤和選煤產(chǎn)品的質(zhì)量 計算工藝指標(biāo) 商品煤樣作為供需雙方結(jié)算的依據(jù) 它直接 關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟效益 因此采取有代表性的煤樣非常重要 目前我國大部分商品 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 煤樣還是人工采取 近年來從國引進了一些在煤流中自動采樣的采樣系統(tǒng) 如美國 RAMSEY 公司生產(chǎn)的裝車系統(tǒng)已在一些選煤廠使用 1 3 選煤廠生產(chǎn)檢查煤樣的采取 選煤廠為了控制各工序的產(chǎn)品質(zhì)量和機械設(shè)備的工藝效果所采取有煤樣稱生產(chǎn) 檢查煤樣 其分析試驗結(jié)果可作為指導(dǎo)生產(chǎn)操作及控制生產(chǎn)指標(biāo)的依據(jù) 1 3 1 生產(chǎn)檢查主要項目和采樣一般原則 生產(chǎn)檢查煤樣包括入選原煤 中間產(chǎn)物 最終產(chǎn)品和為控制生產(chǎn)操作條件而采 取的煤樣 不同煤樣的采樣目的 性質(zhì)及要求均不相同 1 入選原煤煤樣 原料煤是選煤廠的加工對象 對其數(shù)量 質(zhì)量的變化情 況必須進行研究和分析 以制定出合理的分選指標(biāo) 入選原煤煤樣通常在進入主廠 房的璉式輸送上采取 若原煤性質(zhì)不穩(wěn)定 粒度較大 采取的子樣數(shù)目應(yīng)較多 子 樣質(zhì)量應(yīng)較大 2 精煤煤樣 精煤是選煤廠主要產(chǎn)品 必須隨時了解和掌握精煤的數(shù)量 質(zhì)量情況 精煤煤樣包最終精煤煤樣和生產(chǎn)中間環(huán)節(jié)的精煤煤樣 通常在脫水后采 取 如在煤 精煤帶式輸送機 脫水 介 篩出口 離心脫水機產(chǎn)物出口處等部位 采取 精煤質(zhì)量比較均勻 但因為它是選煤廠主要產(chǎn)品 直接關(guān)系到選煤廠的經(jīng)濟 效益 因此要檢查得勤一些 采取的子樣數(shù)目要安排得當(dāng) 子樣質(zhì)量可以適當(dāng)少一 些 3 中煤 矸石煤樣 中煤是選煤廠的副和矸石的數(shù)量 質(zhì)量指標(biāo)可以了解 選煤設(shè)備分選效果的好壞以及各產(chǎn)物的損失和污染情況 中煤 矸石煤樣包括中煤 工業(yè)品樣和最終矸石煤樣和中間環(huán)節(jié)煤樣 通常在中煤和矸石斗式脫水機卸載處或 帶式輸送機的煤流中采取 檢查的間隔時間可根據(jù)需要適當(dāng)長一些 子樣數(shù)目也可 適當(dāng)少一些 由于中煤 矸石粒度較粗 密度較大 子樣質(zhì)量應(yīng)相應(yīng)較大 4 浮選入料 浮選精煤 浮選尾煤煤樣 采取浮選煤樣是為了分析浮選系 統(tǒng)工作情況制定浮選的藥劑制度 從而生產(chǎn)出合格精煤 浮選入料可在礦漿預(yù)處理 裝置出料管中采取 精煤可在過濾機脫水后濾餅中采取 尾煤在尾煤槽中采取 由 于浮選作業(yè)比較穩(wěn)定 粒度細 因此檢查的間隔時間可適當(dāng)延長 子樣數(shù)目可少一 些 子樣質(zhì)量也可相應(yīng)小 1 3 2 采樣間隔時間和子樣質(zhì)量 選煤廠生產(chǎn)檢查煤樣在選煤機常負(fù)荷運轉(zhuǎn) 5 10min 后隨機采取 采樣按時間基 采取 采樣最大時間間隔和子樣最小質(zhì)量見表 1 5 表 1 5 生產(chǎn)檢查煤樣采取 煤樣名稱 采樣最大時間間隔 min 子樣最小質(zhì)量或 體積 采樣地點 入選原料煤 20 4 入選前煤流中 裝倉精煤 20 2 入倉前煤流中 選煤機精煤 15 2 選煤機溢流口 中煤 洗混煤 30 4 中煤 洗混煤 矸石 膠帶煤流采樣機設(shè)計 6 矸石 流中 選煤機中煤 矸 石 30 4 斗子卸料口或溜槽出 口處 浮選精煤 30 1 過濾機濾餅 脫水設(shè) 備 浮選入料 30 1L 礦漿準(zhǔn)備器出料管 浮選尾礦 30 1L 浮選尾礦槽 洗水等煤泥水樣 120 1L 水流由高向低的流出 口處 煤泥回收篩精煤 20 2 回收篩精煤卸料處 粒級煤 30 2 5 粒級煤煤流中 1 3 3 采樣點及采樣方法 1 在煤流中采樣 在煤流中采樣商品煤樣的采取 本設(shè)計工況 2 對斗子提升機采樣 對斗子提升機采樣應(yīng)在斗子卸料的出口處或溜槽底開 口處采樣 采樣口的寬度應(yīng)能保證能采到煤流的全斷面 3 選煤機溢流口采樣 采樣在煤流全斷面按左中右順序進行采樣時采樣器底 部緊壓溢流堰 以截取溢流層的全高 采樣器裝滿后迅速提起 使已采取的煤樣不 被水沖出 等水通過網(wǎng)底后 將試樣倒入煤樣桶中 若用機械手取樣 可沿溢流堰 從一端開始一次取全斷面 4 煤泥水樣采取 煤泥水樣在煤泥水流由高向的流出口處采取 采樣時應(yīng)截 取水流全寬或沿水全寬以均勻的間隔采取 1 3 4 采樣精密度 生產(chǎn)檢查煤樣采樣精密度同商品煤樣采樣精密度 1 3 5 自動采樣機 各選煤廠根據(jù)檢測目的和具體要求以及采樣點的不同情況研制了不類型的采樣 機 這些采樣機主要用于在輸送機 溜槽等煤流中采樣 采樣機在使用前必須進行 參比試驗 如停帶采樣 檢驗無系統(tǒng)偏差后方可使用 采樣機優(yōu)于人工采樣 它能 以同樣方式動作 沒有人為主觀因素的干擾 節(jié)省人力物力 下面是幾種較為常見 的常用的采樣機 1 用于煤流卸載點的采樣機 這種采樣機有一個載煤斗 該載煤斗垂直于輸 送機運動方向 輕均勻速度通過煤流 載煤斗開口寬度為煤的最大粒度的 3 倍 其 主要類型有 一 活動閘板式采機 二 容器式采樣機 2 用于提升機卸載點的采樣機 在斗式提升機卸載點煤流相垂直的方向上 有一個能盛整斗煤樣的箱車 箱車可入復(fù)運動 其寬度與厚度 由時間繼電器以相 等于斗子間隔控制一個導(dǎo)向板 將斗子中的物料志入車箱 斗子提升機卸載點采樣 機示意圖如圖 1 1 3 礦漿自動取樣機 礦漿自動取樣機不需要動力 直接由礦漿沖擊取樣盤運 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 轉(zhuǎn)連續(xù)取樣 礦漿自動取樣機示意圖如圖 1 4 4 用于帶式輸送機煤流采樣的刮臂式采樣機 刮臂的動作是橫向掃過帶式輸 送機的全寬刮出子樣 刮臂式采機示意圖如圖 1 5 子樣的質(zhì)量取決于膠帶上負(fù)荷和 采鏟的寬度和形狀 可以通過時間繼電器控制電動機以相等的時間間隔采樣 為了 避免系統(tǒng)偏差 采樣鏟運動的軌跡應(yīng)與帶式運輸機曲度一致 否則會產(chǎn)生損傷膠帶 或 底煤 問題 采樣鏟的形狀 速度以被采到的煤樣大塊不被丟掉為準(zhǔn) 由于子 樣質(zhì)量不可能太大 此采樣機僅適用于粒度小于 50mm 的選煤產(chǎn)物 圖 1 1 斗子提升機卸載點采樣機示意圖 圖 1 2 活動閘板式采機示意圖 1 自動操縱閘 2 控制操縱閘動作液壓系統(tǒng) 圖 1 3 斗子提升機卸載點采樣機示意圖 圖 1 4 礦漿自動取樣機示意圖 膠帶煤流采樣機設(shè)計 8 圖 1 5 刮臂式采樣機示意圖 1 停止開關(guān) 2 減速器 3 電機 4 運輸帶 5 接樣溜槽 6 取樣機聯(lián)桿刮臂 7 采樣鏟 8 皮帶托輥 采樣器械可分為人工采樣器具和機械采樣機 2 類 與人工采樣器具相比 機械采 樣機不僅可以節(jié)省人力 更主要的是采樣間隔時間短 頻率高 樣品更具有代表性 日 前所采用的機械采樣機都是按斷流截取法原則 從全部料流中采出試樣 按其截取方式 可分為 1 直線運動式采樣機直線運動式采樣機分為往復(fù)運動式與非往復(fù)運動式 2 種 其特 l 從是截取物料的速度快 能在被采樣料流的全寬和全厚方向上 取出均勻 的 代表性強的樣品 選煤廠廣泛采用的有 AJ I 1 型絲桿式和鏈條傳動采樣機 2 鐘擺運動式采樣機鐘擺運動式采樣機在垂直位置時運動速度較兩邊快 截取料 層中間薄 兩邊厚 樣品代表性差 日前己極少采用 3 回轉(zhuǎn)運動式采樣機山于受結(jié) 構(gòu)限制 運動速度不能太快 故回轉(zhuǎn)運動式采樣機截取的物料比直線運動式采樣機的要 多 它適應(yīng)于粗粒物料的采樣 本設(shè)計所設(shè)計的帶式輸送機煤流采樣的刮臂式采樣機 即屬于回轉(zhuǎn)式采樣機 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 2 采樣機設(shè)計方案的確定 2 1 刮臂式 回轉(zhuǎn)運動式 采樣機結(jié)構(gòu)原理 2 1 1 刮臂式采樣機結(jié)構(gòu) 1 采樣機結(jié)構(gòu) 輸送帶煤流采樣機由電動機 傳動裝置 工作機構(gòu) 機架和控制箱等組成 各 主要部們安裝在機架上 機架橫跨在帶式輸送機的中間架上用螺柱聯(lián)接或焊接 如 圖 2 1 所示 圖 2 1 輸送帶煤流采樣機示意圖 1 電動機 2 傳動裝置 3 機架 4 控制箱 5 工作裝置 6 帶式輸送機中間架 工作機構(gòu)如圖 2 2 所示 是一個四連桿機構(gòu) 實際工作過程中可分解成 2 種四 連桿機構(gòu) 采樣時為擺動導(dǎo)桿機構(gòu) 回程時為曲柄搖塊機構(gòu) 圖 2 2 采樣機工作機構(gòu)示意圖 1 定位軸 2 鏟桿 3 主動軸 4 曲柄 5 滑塊 2 1 2 刮臂式采樣機工作原理 當(dāng)時間繼電器延時到設(shè)定的時間時 電動機啟動 電動機經(jīng)減速器和皮帶傳動 將轉(zhuǎn)知傳給大皮帶輪 滑裝在傳動軸 見圖 2 2 上的大皮帶輪轉(zhuǎn)至一定位置時 其 上的擋桿與偏心塊接觸 并帶動偏心塊一起轉(zhuǎn)動 偏心塊轉(zhuǎn)到最高位置時脫離大鏈 輪上的擋桿靠自身重力作用快速向下擺動 帶動曲柄轉(zhuǎn)動 使曲柄驅(qū)動鏟桿沿采樣 軌跡快速運動 完成 1 次采樣 當(dāng)偏心塊在最高位置時 觸發(fā)行程開關(guān) 使時間繼 電器復(fù)位 電機停止 重新開始延時 膠帶煤流采樣機設(shè)計 10 2 1 3 刮臂式采樣機方案說明 此采樣機用于 DT75 型通用固定帶式輸送機上 采用鏈輪傳動 減速器為二級 行星輪減速器 采樣時間間隔可通過繼電器調(diào)整 其調(diào)整范圍在 1 99 min 之間 2 2 采樣機整機方案示意圖 1 電機 2 減速器 3 小鏈輪 4 偏心塊 5 大鏈輪 6 偏心塊 7 工作機構(gòu) 8 主軸 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 11 3 采樣機的初步設(shè)計計算 設(shè)計參數(shù) 輸送帶寬度 1200 mm DT75 型通用固定帶式輸送機 輸 送能力 1000 t h 帶 速 2 m s 物料松散密度 1 3 103kg m3 托輥直徑為 108mm 物料最大粒度 50mm 3 1 鏟斗的設(shè)計 國標(biāo)規(guī)定 用以從煤流中采樣的鏟的長度和寬度均應(yīng)不小于被采樣煤最大粒度 的 2 5 3 倍 因此 采樣機的取樣鏟的長度和寬度應(yīng)不小于 125 150mm 實際上 采樣機的取樣鏟的長度和寬度分別為 180 mm 和 150 mm 不但滿足要求 同時 80 mm 的深度也滿足子樣質(zhì)量要求 3 2 接斗的設(shè)計 國標(biāo)規(guī)定 接斗的容量應(yīng)能容納輸送機最大運量時煤流全斷面的全部煤量 本 采煤機用的接斗尺寸定為 250 mm 300 mm 完全可以將鏟子拋出的煤接住而不丟 失 膠帶煤流采樣機設(shè)計 12 4 偏心塊的設(shè)計 圖4 1 偏心塊的結(jié)構(gòu) 偏心塊的結(jié)構(gòu)如圖3 1所示 本采樣機的鏟煤行程是靠偏心塊的重力下移來實現(xiàn) 的 也就相當(dāng)于利用偏心塊的振動 利用振動能有效地完成某些工藝過程 由于振 動機械具有結(jié)構(gòu)簡單 制造容易 重量輕 成本低 能耗少和安裝維修方便等一系 列優(yōu)點 而在很多工業(yè)部門中得到廣泛應(yīng)用 但有些振動機械存在著工作狀態(tài)不夠 穩(wěn)定 調(diào)試比較困難 動載荷較大 零件使用壽命低和噪聲較大等特點 這些正是 設(shè)計中應(yīng)注意的問題 大扇形的面積 4 1 21180RS 大扇形的偏心半徑 形心位置 4 2 sin11r 2 個三角形的面積 4 3 212RS 2 個三角形的偏心半徑 4 4 sin sico 32212r 1asinR 小扇形的面積 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 13 4 5 231809RS 小扇形的偏心半徑 4 6 90sin 9 23 r 圓孔的面積 4 7 4 20dS 圓孔的偏心半徑 4 8 0r 整體偏心塊的面積 4 9 0321SS 整體偏心塊的偏心半徑 4 10 Srrr0321 偏心塊的質(zhì)量矩 4 11 rm 0 式中 角度 通常取 60 偏心塊材料密度 偏心塊厚度 4 1 選擇偏心塊的材料 查 機械設(shè)計實用手冊 第二版表 2 1 6 選用 Q235A 碳素鋼 4 2 計算每次采集煤樣重量 采樣頭的切割速度 v1 由于目前國家標(biāo)準(zhǔn)中對這一點還沒有相關(guān)規(guī)定 故參照 A S T M D 的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 取 400mm s 1 采樣精密度 膠帶速度 v2 2m s 故實際采樣速度 smv 47 12 021 2 實際采樣長度 l v t 1 47 1 1 5 m 為了減少犁煤現(xiàn)象的發(fā)生 采樣時間應(yīng)盡量短一些 故 t 暫取 1 秒 3 輸送機的斷面圖如圖 4 2 所示 膠帶煤流采樣機設(shè)計 14 圖 4 2 輸送機斷面圖 槽形角 45 B 膠帶寬度 動堆積角 b 有效帶寬 輸送機斷面面積包括兩部分 梯形面積 A1 和圓弧面積 A2 查 礦井運輸提升 第二版表 3 17 選堆積角為 30 得物料的最大面積為 A 0 2m2 4 采樣體積和每次采樣樣品重量 采樣體積 0 2 0 15 0 03m3 l 采樣鏟寬度 lAV 樣品重量 0 03 1 3 103kg m3 40kg 煤的堆積密度 m 4 3 計算每次采集所需做的功 煤樣與膠帶的摩擦力 F mgf 4 12 式中 f 煤與膠帶的摩擦系數(shù) 查得 f 0 45 m 一次取樣煤的重量 故 F 40 9 8 0 45 180 N 一次取煤樣所需的功 Wch F s 180 1 5 270 N m 4 13 4 4 計算偏心塊的尺寸 如圖 4 1 將 60 100mm 7 8 103kg m3 R 1 240mm R 2 90mm d 50mm 依次代入式 4 1 4 11 計算結(jié)果見表 4 1 表 4 1 偏心塊設(shè)計計算結(jié)果 計算項目 計算公式 結(jié)果 大扇形的面積 S1 21180S 60288mm2 大記扇形的偏心半 徑 r1 sinRr 132 38mm 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 15 2 個三角形的面積 S2 212RS 20023 74 mm2 sin3 sico 212Rr 10 57mm2 個三角形的偏心 半徑 r2 ar 1 38 小扇形面積 S3 23 80 9 RS 7347 6 mm2 小扇形偏心半徑 r3 9sin 1202 52 12mm 圓孔的面積 S0 4 20dS 5024 mm2 圓孔的偏心半徑 r0 r 0 整體偏心塊的面積 S 0321SS 82635 34 mm2 整體偏心塊偏心半 徑 r rrr 101 47mm 偏心塊質(zhì)量矩 Sm 0 9 81kg 4 5 驗算 得知道偏心塊的質(zhì)量矩 可求得偏心塊的質(zhì)量 m 75kg 已知偏心半徑 r 101 47mm 故 Wp 4mgr 4 13 4 75 9 8 101 47 103 304 41 N m Wch 270 N m 滿足設(shè)計要求 注 為了方便重塊的調(diào)整 為此將偏心塊做成可調(diào)式的 最大重量至 75kg 只 要增減鐵片個數(shù) 就可調(diào)整重量 調(diào)整塊通過螺柱螺母固定在偏心塊上 每塊鐵片 的重量為 5kg 重塊最輕重量為 60kg 鑄造時重塊不得小于 70kg 膠帶煤流采樣機設(shè)計 16 5 減速器的設(shè)計計算 根據(jù)工作機構(gòu)的要求 傳動裝置將原動機的動力和運動傳遞給工作機 實際表 明 傳動裝置設(shè)計得合理與否 對整部裝置的性能 成本以及整體尺寸都有很大影 響 因此 合理地設(shè)計傳動裝置是整部機器設(shè)計工作中的重要環(huán)節(jié) 即合理地擬定 傳動方案又是保證傳動裝置設(shè)計質(zhì)量的基礎(chǔ) 由于行星傳動結(jié)構(gòu)緊湊 體積小 質(zhì)量小 傳動效率高 傳動比較大 可以實 現(xiàn)運動的合成和分解 運動平穩(wěn) 抗沖擊和振動的能力較強 固采用行星傳動裝置 本減速器設(shè)計為雙級 NGW 2K H 負(fù)號機構(gòu) 行星傳動設(shè)計 5 1 方案的確定 本次設(shè)計選雙級 2K H 行星傳動裝置 減速器結(jié)構(gòu)簡圖如圖 5 1 圖 5 1 行星輪結(jié)構(gòu)簡圖 用角標(biāo) 1 表示高速級參數(shù) 2 表示低速級參數(shù) 此減速器的優(yōu)點 適用于在傳遞動力時它可以進行功率分流 同時 其輸入軸 與輸出軸具有同軸性 即輸出軸與輸入軸均設(shè)在同一主軸線上 所以行星齒輪傳動 現(xiàn)已被人們用來代替普通齒輪傳動 而作為各種機械傳動系統(tǒng)中的減速器 增速器 和變速裝置 5 2 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 5 2 1 電動機選型 查 機械設(shè)計實用手冊 表 10 4 6 選 Y2 90L 8 型電動機 其基本參數(shù)為 額定功率 0 55kw 額定轉(zhuǎn)速 700r min 長 寬 高 340 195 250mm 5 2 2 動力參數(shù)計算 1 傳動比及傳動比分配計算 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 17 由于還需考慮到鏈傳動的設(shè)計 故先取大鏈輪轉(zhuǎn)速 10r min 本設(shè)計采用鏈傳動 包角 即小鏈輪包 是影響傳動承載能力的一個重要參數(shù) 設(shè)計時應(yīng)當(dāng)保證 90 120 為了使 盡可能大 帶傳動比 i 不能過大 應(yīng)使 i 7 這里先取帶傳動 比 i 3 5 按電機功率 P 0 55kw 采樣機整機總傳動比為 5 1 701 出入ni 故減速器總傳比 ij 70 35 20 2 傳動比分配 分配原則是各級傳動等強度和獲得最小外形尺寸 在兩級行星齒輪傳動中 用 角標(biāo) 表示高速級參數(shù) 表示低速級參數(shù) 設(shè)高速級和低速級外嚙合齒輪材料 齒面硬度相同 則 取行星輪數(shù)目 齒面工作硬化系數(shù) limliH 3 wn 低速級內(nèi)齒輪分度圓直徑 與高速級內(nèi)齒輪分度圓直徑 之比值W Z BdB d 以 B 表示 并取 B 1 2 取載荷不均勻系數(shù) 取齒寬系數(shù) C K6 1 d 因為動載系數(shù) 接觸強度計算的齒向載荷分布系數(shù) 及接觸強度計算的壽VK H 命系數(shù) 的三項比值的乘積 等于 1 8 2 0 故取NZN HVZK 1 9 所以N HVK A 1 6 1 9 3 04 5 2 2lim HWNHCds Z 由公式 查機械設(shè)計手冊第十三篇圖 13 5 7 即可查出 NGW 型兩級行3ABE 星齒輪傳動的傳動比分配 圖中 及 分別為高速級及總的傳動比 此例中i 由圖查05 41 3 7 4 5 3 27 i 5 2 3 高速級齒輪參數(shù)計算 1 配齒計算 通常取行星輪數(shù)目 過多會使其載荷均衡困難 過少又發(fā)揮不了行星齒3 wn 輪傳動的優(yōu)點 由于 距可能達到的傳動比極限值較遠 所以可不檢驗鄰7 4BAHi 膠帶煤流采樣機設(shè)計 18 接條件 查 行星齒輪傳動 表 3 2 選擇行星齒輪傳動的配齒選擇 各輪齒數(shù)按公式 5 4 cnziwABH 進行配齒計算 計算中根據(jù) 并適當(dāng)調(diào)整 使 C 等于整數(shù) 再求出 應(yīng)i Az 盡可能取質(zhì)數(shù) 并使 c 適當(dāng)調(diào)整 4 4211 使 c 為整數(shù) 則 Az BAHi 5 5 28341 wABHZniC 所以 9Az 651928 AwBzc 23 1Cz 由機械設(shè)計手冊圖 17 2 3 可查出適用的預(yù)計嚙合角在 20 tac tcb 2 按接觸強度初算中心距 a 和模數(shù) m 中心輪 a 和行星輪 c 均采用 20CrMnTi 調(diào)質(zhì) 滲碳淬火 齒面硬度 58 62HRC 據(jù)圖查得 取 1400N mm2 和 中心輪和行星輪的limH 2li 34mNF 加工精度為 6 級 內(nèi)齒輪 b 采用 40Cr 調(diào)質(zhì) 表面淬火 齒面硬度 48 55HRC 查 圖 取 1100N mm2 和 內(nèi)齒輪 b 的加工精度 7 級 limH 2li 350F 按彎曲強度的初算公式 計算齒輪的模數(shù) m 為 5 6 3lim11FdaPAzYKT 現(xiàn)已知 za 19 小齒輪名義轉(zhuǎn)矩 2li 340N 5 7 5 7 95011 npTw 取算式系數(shù) 按表取使用系數(shù) 按表取綜合系數(shù) 2mK35 1 AK8 1 FK 取接觸強度計算的由行星輪間載荷分布不均勻系數(shù) 由公式可得 2 HP 5 8 2 1 5 5 1 HPFP 由圖查得齒形系數(shù) 由表查得齒寬系數(shù) 則得齒輪模數(shù)為1FaY3 0d 5 9 9 0349 0 82 32 m 齒輪模數(shù) mI 1mm 3 嚙合參數(shù)計算 在兩個嚙合齒輪副 A C B C 中 其標(biāo)準(zhǔn)中心距 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 19 21 39 12 21mZmaCAAC 65BB 由此可見 兩個齒輪副的標(biāo)準(zhǔn)中心距都相等 因此 該行星齒輪傳動能滿足非 變位的同心條件 4 幾何尺寸計算 分度圓直徑 19mzdA A 231zmdC 65BB 齒頂高 1 mh aA 1 mh aC B 式中 12 065 7 Bazh 8 1 ma 齒根高 25 1 01 mch afA 25 0 mch afC 1mfB 齒高 1hfA aA 25hfCC 3 25 180mhfB aB 齒頂圓直徑 19mhdaA aA 25C C 4 638 062aBaB 膠帶煤流采樣機設(shè)計 20 齒根圓直徑 5 162 192mhdfAfA 03fCfc 7 65fBfB 5 裝配條件的驗算 對于所設(shè)計的上述行星齒輪傳動應(yīng)滿足如下的裝配條件 鄰接條件 按公式 5 10 驗算其鄰接條件 即 5 10 wacac nd si2 將已知的 和 值代入上式 則得aC A 37 6180sin25m 即滿足鄰接條件 同心條件 按公式 5 11 驗算該公式 2K H 型行星傳動的同心條件 即 5 11 ACBACosaZsZ 各齒輪副的嚙合為 和 且 和 代 20 tc tcba19 AZ65B23 CZ 入式 5 11 即得 7 43652019 Coss 故滿足同心條件 安裝條件驗算 按公式 5 12 驗算其安裝條件 即得 5 12 整 數(shù) 2836519 wBAnZ 所以 滿足其安裝條件 6 驗算 A C 傳動的接觸強度和彎曲強度 強度計算所用公式同定軸線齒輪傳動 先確定 和 所用的圓周速度用相對于vkz 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 21 行星架的圓周速度 5 13 601smindvAH 則 5 07 419s 動載系數(shù) 01 9 3 03 1 Avvzk 速度系數(shù) 查 行星齒輪傳動 表 6 11 查得 0 97z vz 確定計算公式中的其他系數(shù) 使用系數(shù) 按輕微沖擊得 齒間載荷分布系數(shù) AK35 1 AK HKF 彎曲強度計算時 5 14 FbF 接觸強度計算是 5 15 HH 式中 及 齒輪相對于行星架的圓周速度 及大齒輪齒面硬度 對F xv2B 的影響系數(shù) 按表選取 HK 45 0 F 35 0 H 齒寬和行星輪數(shù)目對 的影響系數(shù) b KF 對于圓柱直齒傳動 如果行星架剛性好 行星輪對稱布置或者行星輪采用調(diào)位 軸承 則使太陽輪和行星輪的軸線偏斜可以忽略不計 值可查 行星齒輪傳動 b 圖 6 10 查取 由圖查得 1 35 分別代入式 5 14 5 15 則得b 16 45 0 3 1 FK2H 求齒間載荷分配系數(shù) FKH 先求端面重合度 5 16 tan t tan t2121 zz 膠帶煤流采樣機設(shè)計 22 式中 7 3120cos19arcosar1 aAd 5rsrs2 aCa 則 6 1 0 594 2 3697 058 49367 1 20tan1 ta 2tan 1 ta92 因為是直齒齒輪 總重合度 所以 FK302 1645 0 H 節(jié)點區(qū)域系數(shù) HZ 5 17 8 03 HZ 式中 2 71 4 所以 53 2 8 03 H 彈性系數(shù) EZ 5 18 mNE 19 261 21 接觸強度計算的重合度系數(shù) Z89 0314 Z 接觸強度計算的螺旋角系數(shù) Z10cos 接觸強度計算的壽命系數(shù) NT 因為當(dāng)量循環(huán)次數(shù) 則 最小安全系數(shù) 取75 e 1 NTZminHS 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 23 1 潤滑劑系數(shù) 考慮用 N46 機械油作為潤滑冷卻劑 按 行星齒輪傳動 minHSLZ 表 6 10 取 0 93 粗糙度系數(shù) 按表 6 12 取 1 0 齒面工作硬化系數(shù)LRRZ 取 1 接觸強度計算的尺寸系數(shù) 1 WZ X A C 傳動接觸強度驗算 計算接觸應(yīng)力 由式 6 6 H 5 19 ZKbdFEHaVAt1 H 13 281324 279 4095 1893 0153 0 21 aTA 按式 5 20 計算許用接觸應(yīng)力 Hp 5 20 XWRVLNTZZSHmin l p 強度條件 Hp 則 5 21 197 0312 min XWRVLNHZS 2lim240 4NH 計算結(jié)果得出 A C 接觸強度通過 用 20CrMnTi 調(diào)質(zhì)后滲碳淬火 安全可靠 A C 傳動彎曲強度驗算 按式 5 22 計算齒根應(yīng)力為 5 22 2 F mNYKbmSaFVAnt 膠帶煤流采樣機設(shè)計 24 式中 齒形系數(shù) 由圖 6 5 查取 FaY9 21 FaY45 2Fa 應(yīng)力修正系數(shù) 由 行星齒輪傳動 圖 6 6 查取 S 1 SaY 67 12 Sa Y 彎曲強度計算的重合度系 72 0 152 05 2 0 彎曲強度計算的螺旋角系數(shù) 因為是直齒 取 1 Y Y 76 15494 2109 179 0514 203 162 351mNadTIAF 考慮到行星輪輪齒受力可能出現(xiàn)不均勻性 齒根最大應(yīng)力 5 23 14 235 7614 2ax mNF 由強度條件 maxFP 即 maxinFFSTY 則 5 1624 232iaxlim mNST 查得 20CrMnTi 調(diào)質(zhì) 滲碳淬火 A C 傳動改用材質(zhì)后 lim 0F 彎曲強度驗算也通過 7 驗算 C B 傳動大接觸強度和彎曲強度 根據(jù) A C 傳動的 來確定 C B 傳動的接觸應(yīng)力 因為 C B 傳動為內(nèi)H HCB 嚙合 所以83 265 CBz 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 25 5 24 65 29 013247 7 0128 622mNHCB 核算內(nèi)齒輪材料的接觸疲勞驗算 由 按式 5 25 有HCBP 5 25 56 73419 012 minlimNSZHXWRVL 40Cr 調(diào)質(zhì) 則內(nèi)齒輪用 40Cr 調(diào)質(zhì)材料 22lim 56 734 NH 接觸強度符合要求 彎曲強度的驗算 只對內(nèi)齒輪進行驗算 按式 5 26 計算齒根應(yīng)力 其大小和 A C 傳動的外嚙合一 樣 即 276 154mNF 14 322axmNF 由強度條件 P 得 5 26 09 1452minaxlimYSTFF 40Cr 調(diào)質(zhì)材料 所以 C B 傳動中的內(nèi)齒輪22li 3mN 彎曲強度符合要求 5 2 4 低速級齒輪參數(shù)計算 1 配齒計算 由高速級計算得 i 4 25 取行星輪數(shù)目 3 按公式 5 27 進行分配計算 wn 5 27 CnZiwA BH 并適當(dāng)調(diào)整 使 C 等于常數(shù) 再求出 應(yīng)盡可能取質(zhì)數(shù) 并使 B Hi AZAzwn 膠帶煤流采樣機設(shè)計 26 c 適當(dāng)調(diào)整 4 4211 使 C 為整數(shù) 則 BAHi283517 Z 求得 19A 6519328 wBZcn2 1 Ac 符合 取質(zhì)數(shù) 整數(shù) 整數(shù) 及 無公約數(shù)的SC BZSC CBZca NGW 弄配齒要求 2 初步計算齒輪的主要參數(shù) 中心輪 a 和行星輪 c 和高速級一樣 均采用 20CrMnTi 調(diào)質(zhì) 滲碳淬火 齒面 硬度 58 62HRC 據(jù)圖查得 取 1400N mm2 和 中心輪和limH 2lim 340NF 行星輪 c 的加工精度為 6 級 內(nèi)齒輪 b 采用 40Cr 調(diào)質(zhì) 表面淬火 齒面硬度 48 55HRC 據(jù)圖 取 1100N mm2 和 內(nèi)齒輪 b 的加工精度 7limH 2li 350F 級 按彎曲強度的初算公式 計算齒輪的模數(shù) m 低速級輸入扭矩 5 28 25 37 4512 NiT 在一對 A C 輪傳動中 太陽輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 75 132 2 mNnTwA 5 29 3lim11FdaPmzYKT 現(xiàn)已知 z1 19 取算式系數(shù) 按表取使用系數(shù)2li 340N 1 2 mK 按表取綜合系數(shù) 取接觸強度計算的由行星輪間栽荷分布不35 AK6 1 F 均勻系數(shù) 2 HP 由公式可得 由圖查得齒形系數(shù)3 1 2 5 5 HPFPK 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 27 由表查得齒寬系數(shù) 則得齒輪模數(shù) m 為 5 21 FaY5 0 d 34 134195 02 67 32m 取齒輪模數(shù) m 1 5mm 3 嚙合參數(shù)計算 在兩個嚙合齒輪副 A C B C 中 其標(biāo)準(zhǔn)中心距 a 為 5 31 29 5 1 21mZaAC 6mABB 由此可見 兩個齒輪副的標(biāo)準(zhǔn)中心距都相等 因此 該行星齒輪傳動能滿足非 變位的同心條件 4 幾何尺寸計算 按高變位齒輪傳動計算 A C B 三輪的幾何尺寸 分度圓直徑 m 5 2819 zmd 34 C 76 z BB 齒頂高 5 1 mhaA C aaB 式中 1 065 7 h a mZB 3 15 01 haB 齒根高 8 15 2 01 mchafA 8 5 2 0 mmcafC 1 hfB 膠帶煤流采樣機設(shè)計 28 齒高 38 15mhhfAaA fCC 23 8 135mhhfBaB 齒頂圓直徑 2 aAd aAh 5 31 25 8m 2 aCdC 7 4 2 B aBh 94312597m 齒根圓直徑 74 28 152mhdfAfA 7 08 4dfCfC 6125972mhfBfB 5 裝配條件的驗算 對于所設(shè)計的上述行星齒輪傳動應(yīng)滿足如下的裝配條件 鄰接條件 按公式 5 30 驗算其鄰接條件 即 5 30 wACand si2 將已知的 和 值代入上式 則得2a A 56 43180sin5 37m 即滿足鄰接條件 同心條件 按公式 5 31 驗算該公式 2K H 型行星傳動的同心條件 5 31 ACBACosaZsZ 各齒輪副的嚙合為 和 且 和 代 20 tc tcba19 AZ65B23 CZ 入式 5 31 即得 7 43652019 Coss 則滿足同心條件 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 29 安裝條件驗算 按公式 5 32 驗算其安裝條件 即得 5 32 整 數(shù) 2836519 wBAnZ 所以 滿足其安裝條件 6 齒輪強度驗算 強度計算所用公式同定軸線齒輪傳動 但確定 和 所用的圓周速度用相對于vkz 行星架的圓周速度 按式 5 33 計算行星架圓速度 5 33 17 0 601 25 41 7 5 2860 1 1 smindvAH 由表查得速度系數(shù) 動載系數(shù) 95 VZ01 17 03 93 AVvK 確定計算公式中的其他系數(shù) 使用系數(shù) 使用系數(shù) 按輕微沖擊得 齒間載荷分布系數(shù) AAK35 AK HK FK 彎曲強度計算時 5 34 FbF 1 接觸強度計算是 5 35 HHK 式中 及 齒輪相對于行星架的圓周速度 及大齒輪齒面硬度 對F xv2HB 的影響系數(shù) 按表選取 HK65 0 F 8 H 齒寬和行星輪數(shù)目對 的影響系數(shù) b HK 對于圓柱直齒傳動 如果行星架剛性好 行星輪對稱布置或者行星輪采用調(diào)位 軸承 則使太陽輪和行星輪的軸線偏斜可以忽略不計 值由圖查取 由圖查得b 代入式 5 34 5 35 得 28 1 b 膠帶煤流采樣機設(shè)計 30 24 185 0 2 1 FK6H 求齒間載荷分配系數(shù) FKH 先求端面重合度 5 36 tan t tan t212 zz 式中 17 35 1908rcossarco aAd 3754rssr aCad 則 6 1 98 45 2 3697 058 2367 0 1 20tan1 ta tan1 ta92 因為是直齒齒輪 總重合度 所以 FK032 1645 0 H 節(jié)點區(qū)域系數(shù) HZ 8 03 HZ 式中 故2 71 084 8 3 71 42 彈性系數(shù) mNE 9 6 接觸強度計算的重合度系數(shù) Z 5 37 893 06143 Z 接觸強度計算的螺旋角系數(shù) 10cos 接觸強度計算的壽命系數(shù) NTZ 因為當(dāng)量循環(huán)次數(shù) 則 最小安全系數(shù) 取7105 e 1NTminHS 1 潤滑劑系數(shù) 考慮用 N46 機械油作為潤滑冷卻劑 取 0 93 minHSL LZ 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 31 粗糙度系數(shù) 取 1 2 RZ 齒面工作硬化系數(shù) 取 1 WZ 接觸強度計算的尺寸系數(shù) 1X A C 傳動接觸強度驗算 計算接觸應(yīng)力 由式 5 38 得H 5 38 ZKbdFEHaVAt1 H 14 3081324 7 25286 1893 015 0 3 021mNaTA 按式 5 39 計算許用接觸應(yīng)力 Hp 5 39 XWRVLNTZZSHmin l p 強度條件 p 則 12 9803 14 Hmin XWRVLNHZS lim2 9 17H 計算結(jié)果 A C 接觸強度通過 用 20CrMnTi 調(diào)質(zhì)后滲碳淬火 安全可靠 A C 傳動彎曲強度驗算 按式 5 40 齒根應(yīng)力為 5 40 2 F mNYKbmSaFVAnt 式中 齒形系數(shù) 由圖查取 aY67 1 Fa49 2FaY 膠帶煤流采樣機設(shè)計 32 應(yīng)力修正系數(shù) 由圖查取 SaY 54 1 SaY6 12Sa 彎曲強度計算的重合度系數(shù) 79 0 072 0 彎曲強度計算的螺旋角系數(shù) 因為是直齒 取 1 Y Y 8 16781 453 052 179 05419 203 21mNadT AF 考慮到行星輪輪齒受力可能出現(xiàn)不均勻性 齒根最大應(yīng)力 82 51 5 2max mNF 由強度條件 axFP 即 maxinaFSTY 則 82 512 2minaxlim NYSTFF 采用 20CrMnTi 調(diào)質(zhì) 滲碳淬火 A C 傳動改用材質(zhì)后 2lim 340F 彎曲強度驗算也通過 7 驗算 C B 傳動大接觸強度和彎曲強度 根據(jù) A C 傳動的 來確定 C B 傳動的接觸應(yīng)力 因為 C B 傳動為內(nèi)嚙H HCB 合 所以 82 365 CBz 58 126 04129 2mNHB 核算內(nèi)齒輪材料的接觸疲勞驗算 由 按式 5 40 有HCBP 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 33 5 40 12 930 158minlim HXWRVLNHCBHSZ 93 7822 40Cr 調(diào)質(zhì) 則內(nèi)齒輪用 40Cr 調(diào)質(zhì)材料 22lim 78 10NH 接觸強度符合要求 彎曲強度的驗算 只對內(nèi)齒輪進行驗算 按式 5 41 計算齒根應(yīng)力 其大小和 A C 傳動的外嚙合一 樣 即 25 90mNF 76 4352axmNF 由強度條件 mP 得 5 41 35 272inaxlimYSTFF 40Cr 調(diào)質(zhì)材料 所以 C B 傳動中的內(nèi)齒輪2li 0mNN 彎曲強度符合要求 5 3 軸的設(shè)計計算 5 3 1 高速軸 齒輪軸 1 計算作用在齒輪上的力 轉(zhuǎn)矩 T 9 55 10 6 P n 9 55 106 0 55 700 7503 57 N mm 軸上小齒輪分度圓直徑 dm 19mm 圓周向力 F t 2T d 5 42 2 7503 57 19 789 85 N 徑向力 F r Ft tan 5 43 19151 tan20 287 48 N 軸向力 F a Ft cos 789 85 1 789 85 N 膠帶煤流采樣機設(shè)計 34 2 初步估算軸最小的直徑 選取 40Cr 作為軸的材料 調(diào)質(zhì)處理 由 機械設(shè)計實用手冊 第 5 篇表 5 1 1 查得材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)為 MPab640 MPas35 2751 1 由式 計算軸的最小直徑并加大 3 以考慮鍵槽的影響 由 機械設(shè)計 3nA d 表 8 6 查得 A 115 則得 md61 075 1nP33min 3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1 確定軸的結(jié)構(gòu)方案 兩軸承均由軸的右端裝入 靠軸肩和套筒及軸承端蓋定位 采用深溝球軸承和 凸緣聯(lián)軸器 2 確定各軸段直徑和長度 段 根據(jù) dmin 圓整 按 GB5014 85 并由 T 和 n 選擇凸緣聯(lián)軸器型號為 YL1 GB T5843 1986 查表軸孔直徑 d1 12mm l 1 32 3 35mm 段 為使凸緣聯(lián)軸器定位 軸肩高度 h c 2 3 mm d 2 14mm 且符合標(biāo)準(zhǔn) 密封內(nèi)徑 JB ZQ4606 86 取端蓋寬度 7mm 端蓋外端面與凸緣聯(lián)軸器右端面 3mm 則 l2 10mm 段 為便于裝拆軸承內(nèi)圈 d 3 d2 且符合標(biāo)準(zhǔn)軸承內(nèi)徑 查 GB T276 94 選深 溝球軸承型號為 60000 d 3 15 其寬度為 T 5mm 軸承潤滑方式選擇 d3 n 15 700 10500mm r min 10000mm r min 選擇油潤滑 取 l3 6mm 段 為了能夠安裝第二個軸