可伸縮式皮帶輸送機的設(shè)計

1、<p>　　2016屆 分 類 號:TH222</p><p>　　單位代碼:10452</p><p><b>　　畢業(yè)論文（設(shè)計）</b></p><p>　　可伸縮式皮帶輸送機的設(shè)計</p><p>　　姓 名　 　　 　　　　　

2、　　 </p><p>　　學(xué) 號　　 　 </p><p>　　年 級　 　　　 </p><p>　　專 業(yè)　　機械設(shè)計制造及其自動化 </p><p>　　系　（院）　　 機械工程學(xué)院 </p><p>

3、　　指導(dǎo)教師　 </p><p>　　2016年4月10日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本論文是可伸縮式皮帶輸送機的設(shè)計。此輸送機是一種高運輸效率，有效便捷，滿足多種場合的需求的摩擦驅(qū)動連續(xù)運送方式。此皮帶輸送機利用抽屜原理，搭載最新款的電動滾筒可以源源不斷提供動力，采用螺

4、旋傳送方式將下層皮帶抽出以滿足不同距離的輸送要求，由于第二層在下面所以第二層可以不具有反轉(zhuǎn)的要求，只有第一層可以來往運輸，還在輸送機的下面設(shè)計了輪子以方便輸送機的移動。傾斜動力源的設(shè)計來自于對農(nóng)村運土三輪車車廂動力的模仿。本設(shè)計首先對皮帶機作了簡單的概述，然后指出設(shè)計方向，做出方案選擇，然后對傳動系統(tǒng)選型，最后進(jìn)行設(shè)計計算。</p><p>　　關(guān)鍵詞：移動；伸縮機構(gòu)；皮帶輸送機</p><p

5、><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This paper is a telescopic belt conveyor design. This conveyor is a friction drive continuous shipping, transport efficiency and convenience to meet the needs of a

6、variety of occasions. This uses the latest conveyor roller can continue to provide electric power, use the drawer principle, the use of screw conveyors way out of the lower belt conveyor to meet the requirements of diffe

7、rent distances, since the second layer is a second layer beneath it may not have anti- transfer request, only the fi</p><p>　　Key words: mobile; telescopic structure; belt conveyor</p><p><b&

8、gt;　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　1.1 概述1</b></p><p>　　1.2 帶式輸送機的分類1</p><p>　　1.3 設(shè)計方向的選擇1</p><p>　　1.4 本論文

9、的設(shè)計要求1</p><p>　　2 輸送帶的設(shè)計2</p><p>　　2.1 輸送帶的設(shè)計與計算2</p><p>　　2.1.1 原始數(shù)據(jù)2</p><p>　　2.1.2 帶速的確定3</p><p>　　2.1.3 帶寬的設(shè)計計算3</p><p>　　2.1.4 輸送帶帶

10、型的選擇3</p><p>　　2.1.5 輸送帶出現(xiàn)跑偏及解決辦法3</p><p>　　2.2 滾筒的設(shè)計4</p><p>　　2.2.1 驅(qū)動滾筒的設(shè)計4</p><p>　　2.2.2 改向滾筒的選用5</p><p>　　2.3 托輥的選用5</p><p>　　2.3.

11、1 平行上托輥5</p><p>　　2.3.2 平行下托輥5</p><p>　　3 伸縮機構(gòu)的設(shè)計6</p><p>　　3.1 軌道的設(shè)計6</p><p>　　3.2 螺母螺桿的設(shè)計6</p><p>　　3.3 螺旋傳動的計算6</p><p>　　3.3.1 耐磨性計算

12、6</p><p>　　3.3.2 強度計算7</p><p>　　3.3.3 螺桿的剛度計算9</p><p>　　3.3.4 穩(wěn)定性計算11</p><p>　　3.4 動力計算12</p><p>　　3.5 螺桿軸承的選用12</p><p>　　3.5.1 已知數(shù)據(jù)12&l

13、t;/p><p>　　3.5.2 壽命計算13</p><p>　　3.6 軸承座15</p><p>　　3.7 傳動鍵的選用15</p><p>　　3.8 螺母螺桿裝置布置15</p><p>　　3.9 連接螺母和伸長架的螺栓選擇15</p><p>　　4 驅(qū)動裝置的設(shè)計與選型

14、17</p><p>　　4.1 電動機的選擇17</p><p>　　4.2 減速器的選型17</p><p>　　4.3 聯(lián)軸器的選型17</p><p>　　5 關(guān)于機架的設(shè)計18</p><p>　　5.1 機架的設(shè)計要求18</p><p>　　5.2 機架的材料選擇18&

15、lt;/p><p>　　5.3 輸送機支撐架形式19</p><p>　　5.4 固定鉸支座和液壓缸受力分析和安裝位置設(shè)計19</p><p>　　5.5 伸長架穩(wěn)定性計算20</p><p>　　5.6 液壓缸的選擇21</p><p>　　5.7 水平移動裝置21</p><p>　　

16、6 總裝配的設(shè)計22</p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)23</p><p><b>　　致 謝24</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　可伸縮式式皮帶運輸機

17、是帶式輸送機的其中一種類型,它是一種通用且連續(xù)運輸?shù)臋C械。皮帶運輸機被廣泛應(yīng)用在輕工業(yè)的生產(chǎn)線上。皮帶運輸機既可以運送沙粒狀物料,又可以運送塊件或包件物品。帶式輸送機具有很強的適應(yīng)性能，在工業(yè)制造上普遍應(yīng)用。近年來，帶式輸送機在別的產(chǎn)業(yè)部門表現(xiàn)出巨大的優(yōu)越性和商業(yè)應(yīng)用價值，尤其是在食品包裝、物流、包裝箱的的運輸上。</p><p>　　本論文的主要目的是解決工作人員在皮帶機運輸過程中更方便的操作，而且可以發(fā)揮皮帶

18、機更大的用處，可以適用于不同距離的場地運輸，以及不同高度的操作。這雖然是一點小小的改進(jìn)，但是卻給工作人員帶來了巨大的方便。本論文對于皮帶機的改進(jìn)之處主要有兩點：一點是給皮帶機設(shè)置了腳輪，給皮帶機的移動帶來了方便；另一點是給皮帶機添加了伸縮機構(gòu)，就是變速箱與伸縮桿的結(jié)合，可以適合不同場地的運作。</p><p>　　然后對輸送機整體進(jìn)行了質(zhì)量估計，以及對固定鉸支座和液壓缸進(jìn)行了受力分析，最后對于伸長架的穩(wěn)定性進(jìn)行了

19、設(shè)計計算，其他零部件采用的是傳統(tǒng)設(shè)計，然后通過作圖軟件把設(shè)計的以及減速器和其他零部件以及整體裝配圖畫出來，雖然有一些不足，可是我對輸送機的設(shè)計有了更深的理解，畫圖的技巧也有所提高。</p><p>　　1.2 帶式輸送機的分類</p><p>　　(1)依據(jù)輸送機是否能夠移動分類</p><p>　　固定帶式；移動帶式；移置帶式；可伸縮帶式。</p>

20、<p>　　(2)依據(jù)輸送帶的結(jié)構(gòu)特征分類</p><p>　　普通輸送帶帶式輸送機；網(wǎng)帶輸送機；管狀帶式輸送機。</p><p>　　(3)依據(jù)輸送機的承栽方式分類</p><p>　　托輥帶式輸送機；氣墊帶式輸送機；深槽帶式輸送機。</p><p>　　1.3 設(shè)計方向的選擇</p><p>　　考慮到傳

21、統(tǒng)的皮帶輸送機不能滿足人們的更多要求，有移動不可伸縮型，有可以伸縮但不能移動型，有可以移動但只可水平方向運動型，也有可以移動能向上輸送的機型。這些都不能很好的滿足生產(chǎn)生活中的需求，所以鑒于上述帶式輸送機的分類，我將移動、伸縮、傾斜三個優(yōu)點集于一體，制作成既可以方便移動，又可以像抽屜式的伸縮以適合不同距離的工作要求，既可以水平又可以傾斜運輸?shù)目缮炜s式皮帶輸送機。</p><p>　　1.4 本論文的設(shè)計要求<

22、/p><p>　　設(shè)計要求：適用于不同距離的、不同行業(yè)的裝卸散料或單件重100公斤左右的貨物。輸送機長度為5~8米，提升高度為0~2米，輸送能力為50t/h，運輸速度為1m/s。</p><p><b>　　2 輸送帶的設(shè)計</b></p><p>　　2.1 輸送帶的設(shè)計與計算</p><p>　　2.1.1 原始數(shù)據(jù)&l

23、t;/p><p>　　本款輸送機主要用于不等距離的短途運輸，能裝卸散料或單件100公斤以下的成件物品，現(xiàn)在初定單件物品重50kg。</p><p>　　輸送機布置形式及主要尺寸：</p><p>　　上層的輸送帶，電動滾筒安裝在輸送帶的下部，中部安裝托輥數(shù)根，尾部安裝改向滾筒。下層的輸送帶同第一層的布置形式，這樣的安裝使得重心偏下，輸送機更加穩(wěn)固。第一層長5米是固定長度

24、，第二層長3.5米，伸出后總長為8米，伸出后放下伸縮桿，可以撐起更多重量。</p><p>　　輸送帶允許的最大傾角如表1所示。</p><p>　　表1 成件物品傾斜輸送許用角度[1]</p><p><b>　　圖1 運動簡圖</b></p><p><b>　　工作環(huán)境：</b></

25、p><p>　　帶式輸送機工作一般不受溫度的影響?？梢栽谑覂?nèi)或室外工作，下雨天也可以使用，但是要保證使用完后的保養(yǎng)，對于在特殊環(huán)境下工作的帶式輸送機，應(yīng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施。</p><p>　　2.1.2 帶速的確定</p><p>　　可伸縮式皮帶輸送機的輸送能力對帶寬運行速度起決定性作用。根據(jù)我國帶速標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)定，再與輸送帶的帶寬和所運物料得性質(zhì)相結(jié)合來選取[1]，

26、初步確定帶速V=1m/s。</p><p>　　2.1.3 帶寬的設(shè)計計算</p><p>　　表2 貨載端面系數(shù)[2]</p><p>　　表3 運輸機傾角系數(shù)[2]</p><p>　?。?）按輸送能力確定帶寬B11</p><p><b>　　（2-1）</b></p>&

27、lt;p><b>　　式中 ；</b></p><p>　　(由表3-2得到)；</p><p><b>　??；</b></p><p><b>　?。ㄋ缮⒊潭龋?lt;/b></p><p><b>　?。ㄓ杀?得到）;</b></p>&

28、lt;p>　　計算得B1=680mm，所以選取帶寬為680mm。</p><p>　?。?）按運送貨物的多少確定帶寬B2</p><p>　　式中 —得到最大運送貨物件的橫向尺寸。 </p><p>　　綜合考慮，我的帶寬選擇為800mm。</p><p>　　2.1.4 輸送帶帶型的選擇</p><p&g

29、t;　　一般條件下，輸送帶的帶型選擇的是分層帶；在同等抗拉強度的情況下，優(yōu)先選用尼龍、維綸帆布層帶作為輸送帶的帶型，因為該材料集帶薄，帶輕，柔軟，成槽性好、耐水和耐腐蝕的優(yōu)點于一身。輸送帶構(gòu)成的一般機構(gòu)包括帶芯（骨架）和覆蓋層。由各種織物或鋼絲繩組成的帶芯。帶芯材料需要具備足夠的強度跟剛度，因為在工作中的輸送帶，帶芯幾乎承受著全部負(fù)荷。本設(shè)計采用維綸帆布層帶。</p><p>　　2.1.5 輸送帶出現(xiàn)跑偏及解決

30、辦法</p><p>　　帶式輸送機通常會出現(xiàn)輸送帶跑偏的現(xiàn)象。有很多種原因?qū)е屡芷渲饕蛴休^低的安裝精度和日常維護(hù)保養(yǎng)差。安裝過程中，把頭尾滾筒跟中間托輥安置在同一中心線上，使之能相互平行，從而保證輸送帶正常運行，不會出現(xiàn)輸送帶偏移的現(xiàn)象。同時要正確使用帶子接頭，兩側(cè)的周長也應(yīng)該相等。</p><p>　　正確處理輸送帶跑偏的方法有：認(rèn)真檢查帶式輸送機縱向中心線跟托輥橫向中心線的不

31、重合度。出現(xiàn)不重合度值高于3毫米的情況，通過改變托輥組兩側(cè)的長形安裝孔位置對其進(jìn)行修正調(diào)整[3]。通常方法是輸送帶向哪邊跑，托輥組的哪一邊向輸送帶前進(jìn)的方向前移，或輸送帶另外一邊后移。對頭，尾機架安裝軸承座的兩平面的偏差大于1mm的情況，應(yīng)調(diào)整兩平面使其在同一平面內(nèi)。</p><p><b>　　2.2 滾筒的設(shè)計</b></p><p>　　2.2.1 驅(qū)動滾筒的設(shè)

32、計</p><p>　　生產(chǎn)機械所需的功率決定電動機的功率，通常使電動機在額定功率下運行。本設(shè)計選用2個QDF風(fēng)冷式電動機[2]，電動機功率為1.812kw選用N=2.2KW，名義轉(zhuǎn)矩M=1500，滾筒直徑D=320mm，參考質(zhì)量為W=160Kg。</p><p>　　風(fēng)冷式電動機滾筒安裝尺寸示意圖如圖2所示。</p><p>　　圖2 風(fēng)冷式電動機滾筒安裝尺寸示

33、意圖</p><p>　　圖3 改向滾筒示意圖</p><p>　　2.2.2 改向滾筒的選用</p><p>　　通過改向電動滾筒來改變輸送帶的運行方向，通過壓緊輸送帶使其增大與傳動滾筒的包角[3]。本設(shè)計選用了2個改向滾筒，D=l64mm，L=900mm，M=45.5Kg。</p><p>　　改向滾筒示意圖如圖3所示。</p&g

34、t;<p><b>　　2.3 托輥的選用</b></p><p>　　輸送帶和物料一般都是托輥來支承的，通過減少輸送帶在運行過程中的阻力，從而保證輸送帶的垂度在技術(shù)規(guī)定的范圍內(nèi)，確保輸送帶平穩(wěn)的運行在預(yù)定的方向上。托輥是帶式輸送機上的重要零部件，日常檢查、維修和更換的的主要對象就是托輥。托輥的可靠性和壽命對輸送機的功效起著很大的作用。</p><p>

35、　　2.3.1 平行上托輥</p><p>　　圖4 平行上托輥示意圖</p><p>　　2.3.2 平行下托輥</p><p>　　圖5 平行下托輥示意圖</p><p>　　本設(shè)計論文的托輥布置為上托輥間距為350mm，主機架14個，伸長架8個，上托輥共22個。下托輥為5個，主機架3個，伸長架2個。</p><p

36、><b>　　3 伸縮機構(gòu)的設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1 軌道的設(shè)計</b></p><p>　　對于第二層輸送帶的伸縮設(shè)計首先要設(shè)計好軌道，此軌道主要起支撐作用，在第二層支架下面安裝上合適的輥輪，使之正好能平穩(wěn)的在輸送帶上運行。</p><p>　　在伸縮機架下安裝上一定數(shù)量的腳輪用以支撐伸縮輸

37、送帶的空載及負(fù)載。設(shè)計的為2個軌道，每個軌道長3.5米，共長7米，用Q235的鋼[4]，其密度，軌道厚度可設(shè)計為10mm，寬50mm，質(zhì)量約為M=27.475Kg。</p><p>　　3.2 螺母螺桿的設(shè)計</p><p>　　滾珠絲杠具備高效率的傳動比，摩擦也相對比較小，而且滾珠絲杠的摩擦角比螺旋角還要小，所以一般不會出現(xiàn)自鎖的情況[5]。若要自鎖還需加制動裝置，設(shè)計起來比較繁瑣。蝸輪

38、蝸桿機構(gòu)不能在水平范圍內(nèi)做往復(fù)直線運動，同時當(dāng)伸長機架伸出時會對蝸輪蝸桿變位造成咬合不均勻的現(xiàn)象，所以這里我選擇了螺母螺桿傳動裝置[1]。</p><p>　　螺母螺桿傳動示意圖如下：</p><p>　　圖6 螺母螺桿傳動示意圖</p><p>　　3.3 螺旋傳動的計算</p><p>　　在螺旋傳動中，螺桿主要受轉(zhuǎn)矩跟軸向拉力的負(fù)荷。

39、這些外力力會磨損螺桿螺母任務(wù)外表面，致使螺桿外部發(fā)生形變以及螺母牙發(fā)生的斷裂[5]；當(dāng)出現(xiàn)螺桿的長經(jīng)比較大的情況時，導(dǎo)致螺桿出現(xiàn)受力不均發(fā)生形變致使失穩(wěn)。因此，對滑動螺旋傳動的耐磨性、強度、剛度、穩(wěn)定性這四個方面進(jìn)行設(shè)計計算。</p><p>　　3.3.1 耐磨性計算</p><p>　　磨損是滑動螺旋傳動常見的失效形式，一般對螺桿的直徑和螺母軸向長度依據(jù)耐磨性來計算。</p>

40、;<p>　　在傳動運行過程中，螺紋磨損的速度直接取決于工作表面的壓力。所受軸向力N。定N，最高轉(zhuǎn)速r/min。</p><p>　　從工藝實用性方面來考慮，對耐磨的螺紋和比較高的使用壽命有一定的要求，所以一般會對螺紋工作表面的壓力進(jìn)行限制，通常不會超過給定的許用壓力，即</p><p><b>　　（3-1）</b></p><p&

41、gt;　　式中 p—螺紋工作表面上的平均壓強；</p><p>　　[p]—許用壓強，。通過查表可得許用壓強[p]=7~10,取[p]=7；</p><p><b>　　—軸向載荷；</b></p><p><b>　　—螺紋中徑；</b></p><p><b>　　h—螺紋工作高度；&

42、lt;/b></p><p>　　n—螺紋工作圈數(shù)，H為螺母高度，t為螺距。</p><p><b>　　螺紋中徑：</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中 ζ—螺紋形式系數(shù)，梯形螺紋ζ=0.8；</p><p>　　—螺母長

43、度L與螺紋中徑之比，剖分式螺母=2.5~3.5，取=2.5。</p><p>　　查GB5796-86，取，公稱直徑，外螺紋小徑，螺距。</p><p><b>　　螺母高度：</b></p><p><b>　　螺紋工作高度：</b></p><p>　　所以螺紋工作表面的壓強</p>

44、<p><b>　　，，校驗合格。</b></p><p>　　3.3.2 強度計算</p><p>　　(1)螺桿強度計算。</p><p>　　螺桿在軸向力載荷下產(chǎn)生正應(yīng)力，扭轉(zhuǎn)矩的作用下產(chǎn)生切應(yīng)力[7]。由第四強度理論對螺桿進(jìn)行強度校核計算：</p><p><b>　?。?-4）</

45、b></p><p><b>　　式中 —應(yīng)力；</b></p><p><b>　　—許用應(yīng)力；</b></p><p><b>　　—螺紋內(nèi)徑；</b></p><p><b>　　—軸向載荷；</b></p><p>

46、　　T—轉(zhuǎn)矩，一般為摩擦力矩。</p><p>　　(2)螺旋傳動的轉(zhuǎn)矩為：</p><p><b>　　（3-5）</b></p><p><b>　　T</b></p><p><b>　　所以當(dāng)量應(yīng)力:</b></p><p><b>　

47、　(3)強度條件</b></p><p>　　查閱相關(guān)資料可知，45鋼調(diào)質(zhì)處理后</p><p>　　由計算可得，螺紋強度滿足條件。</p><p><b>　　(4)螺紋強度計算</b></p><p>　　螺紋強度包括螺桿螺紋強度和螺母螺紋強度兩種類型，通常情況下，螺桿的強度比螺母高很多[8]，因此只要對

48、螺母螺紋牙強度進(jìn)行計算即可。</p><p><b>　　螺母材料選用青銅。</b></p><p>　　螺紋牙底寬度，梯形螺紋</p><p>　　只驗算螺母剪切應(yīng)力，</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　　其中，—旋合圈數(shù)。

49、</b></p><p><b>　　符合要求。</b></p><p><b>　　所以，</b></p><p>　　青銅螺母的，，校驗滿足強度。</p><p>　　彎曲應(yīng)力只驗算螺母如圖7所示。</p><p>　　圖7 螺母螺紋圈的受力</p&g

50、t;<p>　　由強度計算結(jié)果得出，校驗也滿足強度要求。</p><p>　　3.3.3 螺桿的剛度計算</p><p>　　在軸向載荷和轉(zhuǎn)矩T的作用下，螺桿將產(chǎn)生變形，進(jìn)而使螺距發(fā)生變化，從而螺旋傳動精度受到影響[8]。在設(shè)計時應(yīng)把剛度校核的計算考慮在內(nèi)，把螺距的改變限制在許用的范圍內(nèi)。</p><p>　　（1）在軸向力作用下，螺距的變量。<

51、/p><p><b>　?。?-7）</b></p><p><b>　　螺桿螺紋截面面積</b></p><p><b>　?。?-8）</b></p><p><b>　　式中，t—螺距；</b></p><p>　　E—材料的楊氏

52、模量，查表得E=；</p><p>　　d2—梯形螺紋按螺紋中徑。</p><p>　　常用材料的楊氏模量、切變模量和泊松比如表4，</p><p><b>　　得：</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　表4 常用材料的楊氏模量、切變模量和

53、泊松比[3]</p><p>　　（2）螺桿受扭矩T時，螺桿在1個螺距長度上產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)角為</p><p>　　由此而引起的一個螺距的變量為</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　　螺桿螺紋的極慣性矩</b></p><p><b&g

54、t;　?。?-10）</b></p><p>　　式中，G—材料的剪切楊氏模量，對于鋼Mpa；</p><p>　　—梯形螺紋按螺紋中徑。</p><p>　　當(dāng)扭矩的方向與螺旋方向相反時取“+”號，扭矩的方向與螺旋方向相同時取“-”號。</p><p><b>　　所以</b></p><

55、;p>　?。?）一個螺距總的變化量為</p><p><b>　　（3-11）</b></p><p>　?。?）螺桿的單位長度變形量為</p><p><b>　　而</b></p><p><b>　　故，所以螺桿安全。</b></p><p>

56、;　　3.3.4 穩(wěn)定性計算</p><p>　　對于較大柔度的受壓螺桿，在工作時，螺桿可能由于失穩(wěn)而產(chǎn)生側(cè)向撓曲的情況，因此對螺桿進(jìn)行穩(wěn)定性的校核[9]，根據(jù)歐拉公式有</p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　式中，——螺桿失穩(wěn)時的臨界軸向載荷；</p><p>　　——螺桿的最大軸向載荷

57、；</p><p>　　k——安全系數(shù)，一般k=2.5～4；</p><p>　　E——螺桿材料的拉壓彈性模量，對鋼；</p><p>　　J——螺桿截面的慣性矩，對于梯形螺紋應(yīng)按中徑計算，；</p><p>　　——螺桿的工作長度，一般取螺桿支承點間的距離；</p><p>　　——長度系數(shù)，與螺桿支承情況有關(guān)。&l

58、t;/p><p>　　設(shè)計螺桿支撐把一端固定，另一端移動，</p><p><b>　　此時，，</b></p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　校驗</b></p><p><b>　　符合要求。</b>

59、</p><p><b>　　3.4 動力計算</b></p><p>　　螺旋傳動中的驅(qū)動功率</p><p><b>　?。?-13）</b></p><p>　　式中，——主動件上的轉(zhuǎn)矩，；</p><p>　　——主動件上的轉(zhuǎn)速，；</p><p&

60、gt;　　——移動鍵的軸向力，；</p><p>　　——移動件的線速度，；</p><p>　　——從動力源到螺旋傳動主動件的機械效率，取；</p><p>　　——螺旋傳動的正行程效率，。</p><p>　　3.5 螺桿軸承的選用</p><p>　　螺桿在工作過程中，軸向力不可避免的會產(chǎn)生，一般選用不受或者受軸

61、向力影響比較小的軸承。通過比較選取螺桿直徑為42mm的角接觸軸承標(biāo)準(zhǔn)件[10]。對螺桿裝配軸承的部分來說，把軸頸直徑設(shè)計為40mm，選擇軸承號7008C，孔徑40mm，軸承大徑68mm，寬15mm，a=14.7，基本額定動載荷，脂潤滑極限轉(zhuǎn)速80000r/min，油潤滑極限轉(zhuǎn)速11000r/min，重量W≈0.18Kg。</p><p>　　3.5.1 已知數(shù)據(jù)</p><p>　　已知大

62、齒輪上的圓周力</p><p><b>　　徑向力</b></p><p><b>　　大齒輪上的作用力</b></p><p>　　齒輪軸的軸徑為40mm，軸速為n=400r/min，一般需要軸承的使用壽命比較大，不能超荷使用，單次最長用時，可用28000次，如果按每天10小時的工作時間，每小時伸縮一次，一年3600次，

63、可用7.8年。可靠性90％。</p><p><b>　　螺桿實際軸向力</b></p><p>　　3.5.2 壽命計算</p><p>　　圖8 螺桿軸受力分析圖</p><p>　　軸向力為，徑向力為，圓周力為，</p><p>　　由力和力矩的平衡條件，</p><p

64、><b>　?。?-14）</b></p><p><b>　　有</b></p><p><b>　　（3-15）</b></p><p><b>　　有</b></p><p><b>　　軸承作用反力</b></p&

65、gt;<p><b>　　線性插值求，</b></p><p><b>　　計算附加力</b></p><p><b>　　比較和，</b></p><p><b>　　壽命計算，</b></p><p>　　由計算可得，滿足條件。</

66、p><p><b>　　3.6 軸承座</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計要求，一般選取標(biāo)準(zhǔn)件的軸承座比較合適。對于小齒輪軸承的選擇，可以取軸承較小件作為小齒輪的軸承，軸承座可以自己設(shè)計計算并使用。對于螺桿軸承座的選用，可以選擇標(biāo)準(zhǔn)件的軸承座[11]。查GB/T7813-1987,選用SN型，代號SN208,重量為W=2.6Kg。</p><p>

67、;　　3.7 傳動鍵的選用</p><p>　　傳動鍵的擠壓壓強一般選取普通型圓頭平鍵來進(jìn)行驗算。軸徑d=40mm，大齒輪齒寬B=40mm。查機械設(shè)計手冊，由軸徑d=40mm，查得鍵的截面尺寸，查GB/T1567-2003[12]，齒輪寬選取B=40mm，選取鍵的長度L=36mm，鍵的工作長度l=L-b=36-12=24mm。</p><p>　　3.8 螺母螺桿裝置布置</p>

68、;<p>　　輸送機的伸縮裝置的螺母螺桿在設(shè)計過程中有以下要求：滿足使伸長架做往復(fù)運動的要求，滿足輸送帶正常運轉(zhuǎn)。螺桿在設(shè)計過程中，應(yīng)該在螺桿前后兩端設(shè)計有行程開關(guān)，用來防止螺母行程越位[13]。一般可以選擇電機和液壓馬達(dá)作為螺桿的驅(qū)動裝置，本次設(shè)計選取電機比較合適。</p><p>　　圖9 螺旋運動機構(gòu)示意圖</p><p>　　3.9 連接螺母和伸長架的螺栓選擇<

69、;/p><p>　　圖10 螺栓桿聯(lián)接示意圖</p><p>　　連接螺母和伸長架的螺栓選取用鉸制孔螺栓連接[16]，螺栓一般會受橫向力，本設(shè)計用四個M16的鉸制孔螺栓，功能等級為4.6。</p><p>　　已知軸向力為F=6000N，單個螺栓所受力為</p><p>　　設(shè)，驗算螺栓擠壓強度，</p><p><

70、;b>　?。?-16）</b></p><p><b>　　螺栓剪切強度，</b></p><p><b>　?。?-17）</b></p><p>　　式中 —所受工作剪力，；</p><p><b>　　—抗剪面直徑，；</b></p>&l

71、t;p><b>　　—抗剪面數(shù)目；</b></p><p>　　—桿與孔壁接觸受力的最小軸向長度，；</p><p>　　—材料的許用剪切應(yīng)力，；</p><p>　　—材料和被連接件中弱者的許用擠壓應(yīng)力，。</p><p>　　查M16的鉸制孔用螺栓光桿直徑，查螺栓公稱屈服極限，查擠壓安全系數(shù)，許用擠壓應(yīng)力<

72、;/p><p>　　查剪切安全系數(shù)，許用擠壓剪切應(yīng)力</p><p>　　校核安全，設(shè)計可用。</p><p>　　4 驅(qū)動裝置的設(shè)計與選型</p><p>　　4.1 電動機的選擇</p><p>　　一般工作情況下，選用三相交流異步電動機作為功率輸出。最常用的電動機為Y系列鼠籠式三相異步交流電動機[13]，其效率高，工

73、作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，價格低，適用于不易燃、不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的場合。故采用此系列電動機。普通的三相異步電動機擁有較高的轉(zhuǎn)速，因為在螺桿設(shè)計中所需的轉(zhuǎn)速為400r/min，所以需要進(jìn)行降速處理以達(dá)到設(shè)計要求[17]。</p><p>　　在齒輪減速傳動過程中，兩齒輪相互接觸面的傳遞力恒定，設(shè)大小齒輪直徑分別為、，齒數(shù)分別為、，傳動比,小齒輪傳遞的計算轉(zhuǎn)矩，齒輪傳遞圓周力,齒輪模數(shù)。</p

74、><p><b>　　根據(jù)傳遞原理，有</b></p><p><b>　　，，，</b></p><p>　　假設(shè)選用原動機轉(zhuǎn)速為1000r/min, </p><p><b>　　原動機功率：</b></p><p>　　查電動機相關(guān)型號，選取，名義轉(zhuǎn)速

75、，型號Y90L-6。</p><p>　　4.2 減速器的選型</p><p>　　對傳動比比較低的減速器，一般采用直齒圓柱齒輪的一級減速裝置。</p><p>　　根據(jù)已知條件：，，傳動比，工作時間，根據(jù)JB/T8853-2001可以選擇減速器的型號[14]為：ZDY 80-2.5-1。</p><p>　　4.3 聯(lián)軸器的選型</p

76、><p>　　根據(jù)電動機的型號可知電機軸的直徑為24mm，根據(jù)減速器的型號可知減速器輸入軸直徑為28mm，輸出軸直徑為32mm，螺桿兩段直徑可以選擇38mm。因此，兩個聯(lián)軸器可以選擇同一型號為GCLD1 JB/T8853-2001。</p><p><b>　　5 關(guān)于機架的設(shè)計</b></p><p>　　5.1 機架的設(shè)計要求</p>

77、;<p>　　可伸縮式帶式輸送機的機架，應(yīng)滿足帶式輸送機的工作要求，安裝與調(diào)整相連接間的部件；對部件的布置跟載荷要求決定輸送機機架的結(jié)構(gòu)，一般具有美觀的造型，用量比較適合。帶式輸送機頭架、尾架型式，應(yīng)采用三角形結(jié)構(gòu)型式的頭架，對型鋼焊接結(jié)構(gòu)適合作為小型帶式輸送機頭架；對于那些運輸比較困難的場地，應(yīng)該采用組合式的機架；可伸縮式帶式輸送機頭架應(yīng)該采用車輛運輸整體馱運式型式跟滑撬式結(jié)構(gòu)的頭架[15]。</p>&l

78、t;p>　　中間架的結(jié)構(gòu)，對于帶式輸送機固定不動，中間架應(yīng)該采用固定式；對于在惡劣的工作條件下的帶式輸送機，應(yīng)該采用吊掛式或者繩架式型式的方式[18]；對于伸縮式帶式輸送機而言，應(yīng)該采用滑撬式的中間架，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該就滿足了水平移動的要求。</p><p>　　5.2 機架的材料選擇</p><p>　　選用Q235，容易制造、成型，焊接性能好。</p><p

79、>　　圖11 機架形式與零件布置</p><p>　　由圖示可知，主機架高度 H>驅(qū)動滾筒直徑+改向滾筒直徑+上托輥高度，初步設(shè)定主機架高度為650mm，邊長為150mm。</p><p>　　伸長架高度應(yīng)大于改向滾筒的直徑，定,邊長。</p><p>　　機架厚度可設(shè)為10m。</p><p>　　5.3 輸送機支撐架形式&l

80、t;/p><p>　　支撐整體輸送機的支架上</p><p>　　把支架的一頭采用鉸支，另一頭采用液壓缸形式的設(shè)計。通過數(shù)據(jù)計算把固定鉸支和液壓缸安裝在準(zhǔn)確的位置，依據(jù)前面設(shè)計要求所計算的數(shù)據(jù)，皮帶輸送機變幅度不能超過15°，如果根據(jù)計算數(shù)據(jù)選取不出規(guī)格型號的液壓缸，征求商家意見，向有關(guān)廠家訂購。</p><p>　　對固定鉸支座的設(shè)計，需要讓輸送架在一小范圍

81、內(nèi)轉(zhuǎn)動即滿足要求，設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，通過一個光軸通過鉸支座來實現(xiàn)，依據(jù)計算結(jié)果，確定定軸直徑為40mm。</p><p>　　圖12 鉸支座示意圖</p><p>　　5.4 固定鉸支座和液壓缸受力分析和安裝位置設(shè)計</p><p>　　圖13 計算示意圖</p><p>　　依據(jù)QD80輕型輸送機的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，一般帶式輸送機離開地面的高度

82、根據(jù)設(shè)計要求選定的[10]，本次可伸縮式皮帶輸送機的設(shè)計選取輸送機離地面高 度為500mm。</p><p>　　建立坐標(biāo)軸，把固定鉸支座安裝位置跟輸送機尾端之間的距離設(shè)為 x軸，當(dāng)輸送機達(dá)到變幅值最大即變幅值為15度時，為了確保在輸送過程中的安全，輸送機的尾端不能與地面有接觸，由幾何關(guān)系知</p><p>　　xsin5<500

83、 （5-1）</p><p><b>　　即</b></p><p>　　選取x軸上坐標(biāo)為1800mm,選取y軸上坐標(biāo)為2000mm,通過計算分析液壓缸和固定鉸支的受力情況，在計算過程中僅在水平輸送這一限定范圍內(nèi)考慮。</p><p>　　輸送機整體受力大致可以分為兩種情況，其中一種情況是輸送機按照原有的長度進(jìn)行輸送，假設(shè)輸送機在中心點處出現(xiàn)受

84、力集中的現(xiàn)象，簡化受力圖。</p><p><b>　　受力圖如圖所示</b></p><p>　　圖14 輸送機受力示意圖</p><p>　　另一種情況是把輸送機的伸長提高到最大長度 8m如圖18所示。</p><p>　　圖15 輸送機受力示意圖</p><p>　　5.5 伸長架穩(wěn)定性

85、計算</p><p>　　在實際應(yīng)用中，需要考慮伸長架可能會出現(xiàn)的完全伸長或完全縮回的現(xiàn)象，在這兩個極限狀態(tài)下伸長架會出現(xiàn)的狀況及螺桿聯(lián)接的穩(wěn)定性如何，需進(jìn)行計算得出。懸臂梁模型[18]。</p><p>　　圖16 伸長架受力示意圖</p><p>　　由上面伸長架受力圖所示，在輸送機靜止未開動運轉(zhuǎn)時，皮帶只受靜止的張緊力，伸長架所受拉力為F，一般在運算過程中，

86、將它等同于螺母所受拉力。</p><p>　　已知伸長架上的總重G=3257.185N</p><p><b>　　皮帶的靜止張緊力</b></p><p><b>　　由力矩平衡，</b></p><p>　　算出F=134N，校核是安全的。</p><p>　　5.6 液

87、壓缸的選擇</p><p>　　通過計算在理輸送機尾部3.8米處的位置安裝液壓缸，在完全變幅后的伸長高度為0.984米，假設(shè)把液壓缸的長度設(shè)計為0.5米，把液壓缸的許用行程設(shè)計為0.484米。根據(jù)設(shè)計要求輸送機的底部安裝腳輪，這樣就可以把輸送機的整體位置抬高[16]，一般對定液壓缸要求是許用行程設(shè)定為0.5米，推力設(shè)定為12KN，壓力設(shè)定為11.5KN。</p><p>　　5.7 水平移

88、動裝置</p><p>　　在輸送機的下面設(shè)計了三個輪子以方便輸送機水平方向的移動。傾斜動力源的設(shè)計來自于對農(nóng)村運土三輪車車廂動力的模仿，以方便輸送機運往不同的地方進(jìn)行作業(yè)。</p><p><b>　　6 總裝配的設(shè)計</b></p><p>　　本次設(shè)計的可伸縮式皮帶輸送機可以滿足多種場合所需要的摩擦驅(qū)動連續(xù)運送方式。該皮帶輸送機利用抽屜原

89、理使第二層輸送帶可以來回伸縮，輸送能力大大提高。該裝置搭載最新款的電動滾筒可以源源不斷提供動力，保證輸送機在短時超載情況下，仍然能夠保證輸送帶的正常運轉(zhuǎn)。且該裝置采用螺旋傳送方式，可以將下層皮帶抽出以滿足不同距離的輸送要求。在一般情況下，短距離輸送貨物時采用第一層輸送帶即可滿足要求，通過驅(qū)動滾筒帶動輸送帶運行。當(dāng)遠(yuǎn)距離輸送時，通過手動開關(guān)控制第二層輸送帶補充輸送距離。在第一層輸送帶下方設(shè)有軌道，由電動機控制變速箱與伸縮桿，通過絲杠實現(xiàn)往

90、復(fù)運動以達(dá)到第二層輸送帶伸縮的目的。由于第二層輸送帶設(shè)計在裝置下方，而且它的輸送過程只能是前進(jìn)的方向，所以第二層輸送帶不具有反轉(zhuǎn)功能，只有第一層輸送帶可以進(jìn)行往復(fù)運輸，這樣就能有效地增大輸送機的輸送能力，而且在輸送機的下方設(shè)計了三個輪子以方便輸送機的移動，傾斜動力源的設(shè)計來自于對農(nóng)村運土三輪車車廂動力的模仿，方便輸送機的托運。</p><p>　　可伸縮式皮帶輸送機總裝圖：</p><p>

91、;<b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 《運輸機械設(shè)計選用手冊》編委會. 運輸機械設(shè)計選用手冊[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1999</p><p>　　[2] 張鉞. 新型帶式輸送機設(shè)計手冊[M]. 北京: 冶金工業(yè)出版社，2001</p><p>　　[3] 《現(xiàn)代機械傳動手冊》編委會. 現(xiàn)代機械傳動手冊[M].

92、 北京: 機械工業(yè)出版社，1995</p><p>　　[4] 《機械工程手冊、電子工程手冊》編委會. 機械工程手冊[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社，1982</p><p>　　[5] 徐灝.機械設(shè)計手冊(第 2 版)[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社，2000</p><p>　　[6] 胡宗武，徐履冰，石來德.非標(biāo)準(zhǔn)機械設(shè)備設(shè)計手冊[M]. 北京: 機械工業(yè)出版

93、社，2002</p><p>　　[7] 楊明忠，朱家誠.機械設(shè)計[M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2001</p><p>　　[8 ] 劉鴻文.材料力學(xué)（第 5 版）[M]. 北京：高等教育出版社，2003</p><p>　　[9] 于永泗，齊民. 機械工程材料（第 7 版）[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2007</p><p>　

94、　[10] 劉業(yè)武. 可伸縮帶式輸送機的幾種伸縮機構(gòu)[J].《起重運輸機械》. 1990 年 09 期</p><p>　　[11] 秦同瞬，楊承新.物流機械技術(shù)[M]. 北京：人民交通出版社，2001</p><p>　　[12] 錢麗英. 移動式伸縮帶式輸送機的設(shè)計與應(yīng)用[J]. 《糧食流通技術(shù)》. 2003 年 02 期</p><p>　　[13] 陳奎生.

95、液壓與氣壓傳動[M]. 武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2001</p><p>　　[14] 王守城，段俊勇.液壓元件及選用[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[15] 中華人民共和國機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) JB/T3927-1999</p><p>　　[16] H. A. Roth Bart , Mechanical Design and Syste

96、ms Handbook , McGraw-Hill ,1964</p><p>　　[17] Savage M，Coy J，Townsend D. Optimal Tooth Numbers for Compact Standard Spur Gear Sets. ASME，Journal of Mechanical Design，1982,104-120</p><p>　　[18] R

97、ao S S. The Finite Element Method in Engineering，Pergamum Press，1982，184-190</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本次設(shè)計在選題和制作的過程中得到了老師的細(xì)心指導(dǎo)，老師在百忙之中還抽出時間為我檢查畢業(yè)論文及CAD圖紙等，在做畢業(yè)設(shè)計的這段時間里，我也曾感到困惑和不

98、解，每次遇到問題我都要找老師解決，對于我的無知,老師還是認(rèn)真指導(dǎo)，深深地讓我感到了學(xué)問學(xué)問不懂就要問，在學(xué)問面前人人都有求知的欲望，關(guān)鍵是我們要張開口。非常感謝老師對我的教導(dǎo)，使我更好的完成了畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)論文。感謝各位老師在這四年來對我的學(xué)習(xí)的幫助，同時也感謝臨沂大學(xué)為我提供的良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和氛圍，讓我擁有繼續(xù)學(xué)習(xí)的機會，還有我的舍友們，謝謝你們在我離開家人的日子里給了我關(guān)懷，在這四年里因為有你們我感覺到了家的溫暖。讓我的大學(xué)生活過的