固定式帶式輸送機設(shè)計說明書

飯吧分吧發(fā)1.緒論帶式輸送機是一種摩擦驅(qū)動以連續(xù)方式運輸物料的機械。應(yīng)用它可以將物料在一定輸送線上，從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程。它既可以進行碎散物料的輸送，也可以進行成件物品的輸送。除進行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的工藝過程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運輸線。所以帶式輸送機廣泛用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中。在礦山井下巷道、礦井地面運輸系統(tǒng)、露天采礦場及選礦廠中，廣泛應(yīng)用帶式輸送機。它用于水平運輸或傾斜運輸。使用非常方便。1.1帶式輸送機的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢我國生產(chǎn)的帶式輸送機品種、類型較多，在“八五”期間，通過國家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”項目實施，帶式輸送機的技術(shù)水平有了很大的提高，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品開發(fā)都取得了很大的進步。如大傾角長距離帶式輸送機成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等均填補了國內(nèi)空白，并對帶式輸送機的關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，研制成功了多種軟起動和制動裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動系統(tǒng)采用調(diào)速型液力耦合器和行星齒輪減速器。1.2帶式輸送機的分類目前，帶式輸送機已發(fā)展成為一個龐大的家族，不再只是常規(guī)的開式槽型和直線布置的帶式輸送機，而是根據(jù)使用條件和生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計出了多種多樣的機型。為了便于管理、選用和設(shè)計，可以按照結(jié)構(gòu)特點、使用場合、運送物料特征和卸載方法等分為如下類型。（1）通用帶式輸送機是一種固定式帶式輸送機。其特點是托輥安裝在固定的機架上，由型鋼制成的機架固定在地板或地基上，整個機身成剛性結(jié)構(gòu)。因此，它廣泛用于要求設(shè)備服務(wù)年限長、地基平整穩(wěn)定的場合，例如煤礦地面生產(chǎn)系統(tǒng)、選煤廠、井下主要運輸大巷、港口、發(fā)電廠等生產(chǎn)地點。（2）可伸縮帶式輸送機的輸送長度可以根據(jù)工作的需要隨時縮短或加長。這種帶式輸送機主要是為滿足煤礦井下綜采工作面順槽輸送要求而設(shè)計的?？缮炜s帶式輸送機中增設(shè)了一個儲帶裝置，其作用是把帶式輸送機伸長前或縮短后的多余輸送帶暫時儲存起來，以滿足采煤工作面持續(xù)前進或后退的需要。這種帶式輸送機的機架與機架之間、托輥與機架之間的連接方式都采用插入式，用銷釘固定，整個機架沒有一個螺栓，拆裝十分方便。（3）移動帶式輸送機是一種按整機設(shè)計并且整機可在不同地點使用的帶式輸送機。按移動的方式不同又可分為移動式和攜帶式兩種。（4）鋼繩芯帶式輸送機在結(jié)構(gòu)形式上與通用帶式輸送機相同，只是輸送帶由織物芯帶改為鋼絲繩芯帶。因此，它是一種強力型帶式輸送機，具有輸送距離長、運輸能力大、運行速度高、輸送帶成槽性好和壽命長等優(yōu)點。(5)鋼繩牽引帶式輸送機是蘇格蘭工程師查爾·湯姆森所創(chuàng)制。該機1949年完成設(shè)計，1951年制造完成第一臺樣機，1954年8月在蘇格蘭諾克平諾煤礦開始運行。它的優(yōu)點在于牽引體與承載體是分開的，可以跨越長距離和大高差。其缺點是輸送帶成槽性差，影響物料截面積，鋼絲繩裸露在外，不易防腐蝕，維護費用較高。因此，國外有些國家不提倡使用。我國自1967年起在煤礦開始使用，但總體用量不大。使用表明，當(dāng)輸送量超過500t/h、運距超過2～5km時，鋼繩牽引帶式輸送機的機件投資和運費將少于鋼繩芯帶式輸送機，即運距越長越有利。(6)線摩擦帶式輸送機是在主機某位置的輸送帶下面加裝一臺或幾臺短的帶式輸送機（稱之為輔機），主帶借助重力或彈性力壓在輔機的輸送帶（輔帶）上，輔帶可以通過摩擦力驅(qū)動主帶，這樣主帶張力便可以大大降低而實現(xiàn)低強度輸送帶完成長距離或大運量輸送。使用線摩擦帶式輸送機不僅可以從總體上減少輸送線路中的轉(zhuǎn)載點數(shù)，而且可以方便地對舊帶式輸送機進行加長改造，顯著節(jié)省投資。(7)平面彎曲帶式輸送機是一種在輸送線路上可變向的帶式輸送機。它可以代替沿折線布置的、由多臺單獨的直線輸送機串聯(lián)而成的運輸系統(tǒng)，沿復(fù)雜的空間折曲線路實現(xiàn)物料的連續(xù)運輸。輸送帶在平面上轉(zhuǎn)彎運行，可以大大簡化物料運輸系統(tǒng)，減少轉(zhuǎn)載站的數(shù)目，降低基建工程量和投資。法國在這種帶式輸送機的研制和使用方面，具有國際領(lǐng)先水平。我國的煤礦也有數(shù)臺正在運行，在設(shè)計和安裝方面積累了一定的經(jīng)驗。(8)大傾角帶式輸送機可以減少輸送距離，降低巷道開拓量，減少設(shè)備投資。當(dāng)傾角增大到90°時，大傾角帶式輸送機就轉(zhuǎn)變成了垂直輸送的帶式輸送機。它不僅在結(jié)構(gòu)上具有新的特點，而且在設(shè)計計算、物料截面形狀和輸送速度的確定等方面都有新的影響因素。垂直輸送的帶式輸送機主要用于其他形式的輸送機難以勝任的場合。表1-1為幾種物料所允許的最大上運傾角。表1-1帶式輸送機的上運最大傾角物料名稱最大傾角/（°）物料名稱最大傾角/（°）塊煤18濕精礦20原煤20干精礦18谷物18篩分后石灰石120～25mm焦炭18干礦150～30mm焦炭20濕沙230～350mm焦炭16鹽200～120mm礦石18水泥200～60mm礦石20塊狀干粘土15～1840～80mm油母頁巖18粉狀干粘土22干松泥土20注：表中給出的最大傾角濕物料向上運輸時的傾角，向下運輸時最大傾角要減小15%(9)氣墊帶式輸送機的工作原理及其結(jié)構(gòu)不同于前述的幾種帶式輸送機，它不使用托輥支承輸送帶，而是以空氣形成的氣墊壓力浮托起輸送帶。我國在氣墊帶式輸送機研制方面起步較晚，但由于氣墊帶式輸送機的技術(shù)經(jīng)濟效果顯著，近年來也發(fā)展很快。與前述使用托輥的帶式輸送機相比，氣墊帶式輸送機有如下優(yōu)點：①、能耗少；②、維修費用低；③、制造成本低；④、運行穩(wěn)定，工作可靠；⑤、輸送能力高；⑥、污染少。（10）其他帶式輸送機在食用和輕工業(yè)等工業(yè)生產(chǎn)中，由于衛(wèi)生和工作環(huán)境的要求，通常使用一種以薄鋼帶作為輸送帶的帶式輸送機，其耐熱性比膠帶好得多，但鋼帶的成槽性差，滾筒傳遞扭矩也很有限，因而不適用于長距離輸送。還有一種以撓性網(wǎng)作為輸送帶的網(wǎng)帶輸送機，在技術(shù)性能上與鋼帶輸送機相似，主要用于輕工業(yè)和有特殊要求的場合。另外，在輸送鐵磁性物料（例如鐵礦石）時，常常使用被稱為磁力摩擦式帶式輸送機，它實質(zhì)上是具有磁鐵的帶式輸送機，一般使用絲織物芯體輸送帶作為承載構(gòu)件，在輸送帶的下面設(shè)置永久磁鐵。磁鐵把物料吸向輸送帶，由此提高了物料的穩(wěn)定性，并為傾斜輸送物料創(chuàng)造了條件。1.3帶式輸送機的工作原理、適用條件及優(yōu)缺點1.3.1帶式輸送機的工作原理帶式輸送機是由許多零部件和具有某些特殊功能的裝置組成。輸送帶、托輥、機架等是沿輸送機全長布置的，驅(qū)動裝置、拉緊裝置、儲帶裝置和清掃裝置等也是帶式輸送機的重要組成部分，它們的結(jié)構(gòu)和工作原理對帶式輸送機整體特性影響很大。帶式輸送機是以膠帶作為牽引機構(gòu)和承載機構(gòu)的連續(xù)運輸機械，所以也稱膠帶輸送機。隨著帶式輸送機在國民經(jīng)濟各部門中日益廣泛的應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)簡單、運行平穩(wěn)可靠、能耗低，對環(huán)境污染小、便于集中控制和實現(xiàn)自動化、管理維護方便、在連續(xù)裝載條件下可實現(xiàn)連續(xù)運輸?shù)仍S多優(yōu)點，越來越被人們深刻理解和認識，因而針對生產(chǎn)需求設(shè)計出了通用帶式輸送機和各種各樣的特種帶式輸送機。雖然它們結(jié)構(gòu)各異，使用場合也不同，但是它們的工作原理基本是相同的，即大多屬于以輸送帶兼作牽引機構(gòu)和承載機構(gòu)的連續(xù)運輸機械，只有極個別的帶式輸送機（如鋼絲繩牽引帶式輸送機）的輸送機只作為承載機構(gòu)。帶式輸送機的一般布置形式、主要組成部分和工作原理如圖1.1所示。輸送帶4繞過驅(qū)動裝置1的主動滾筒和機尾換向滾筒6形成一個環(huán)形帶。上下兩股輸送帶分別支承在上、下托輥3上。拉緊裝置5給輸送帶以正常運轉(zhuǎn)所需的張緊力。工作時，驅(qū)動裝置1的主動滾筒通過它和輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶運行。貨載裝在輸送帶上與輸送帶一起運動。帶式輸送機一般是利用上段輸送帶運送貨載的，并且在端部卸載，也可利用專門的卸載裝置在中間卸載。帶式輸送機的機身斷面如圖1.1中的截面圖A—A所示。上部的輸送帶利用一組槽形上托輥支承，以增加輸送帶的承載斷面積。下部輸送帶一般利用平形下托輥支承。帶式輸送機可用于水平或傾斜運輸，但傾角受物料特性限制。在通常情況下，傾斜向上運輸時的傾角不超過18°，向下運輸不超過15°，運送附著性和粘結(jié)性大的物料時，傾角還可大一些。帶式輸送機的優(yōu)點：是運輸能力大，而工作阻力小，耗電量低，約為刮板輸送機耗電量的1/3～1/5因在運輸過程中，貨載與膠帶一起移動，故磨損小，貨載的破碎性小。由于結(jié)構(gòu)簡單，既節(jié)省設(shè)備，又節(jié)省人力，故廣泛應(yīng)用于我國國民經(jīng)濟的許多工業(yè)部門。國內(nèi)外的生產(chǎn)實踐證明，帶式輸送機無論在運輸能力方面，還是在經(jīng)濟指標(biāo)方面，都是一種較先進的運輸設(shè)備。帶式輸送機的缺點：是膠帶成本高且易損壞，故與其它運輸設(shè)備相比，初期投資高，又不適于運送又棱角的貨載。隨著煤炭科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，雖然在國內(nèi)的帶式輸送機轉(zhuǎn)彎運行的研究有所進展，但總的看來，帶式輸送機對彎曲巷道的適應(yīng)性還比較差。1.4帶式輸送機的布置形式帶式輸送機的布置的一般要求：在曲線段內(nèi)，禁設(shè)給、卸料裝置，各種給、卸料裝置應(yīng)設(shè)于水平段。拉緊裝置一般布置在輸送帶張力最小處。輸送機盡可能布置成直線，應(yīng)避免單純地按地形布置成大凹弧、深凹弧的形式在具體布置時應(yīng)注意以下幾點。①在曲線段內(nèi)，不允許設(shè)給料和卸料裝置。②給料和中途卸料點最好設(shè)在水平段上，但也可設(shè)在傾斜段上，設(shè)在傾斜段上時，中途卸料點的傾斜度不宜超過10°～12°，否則容易掉料。③若在水平段內(nèi)均勻給料，并且轉(zhuǎn)折處比較平滑，凸、凹段曲率半徑適當(dāng)，則表5-1中所列最大允許傾角還可增加10%左右。④當(dāng)輸送機需要由傾斜段轉(zhuǎn)折為水平段時，其凸弧段最好用幾個槽形托輥進行過渡，以防止物料散落。過渡的半徑取(B為帶寬)推薦最小值見表1-2，也可采用改向滾筒進行過渡。當(dāng)由傾斜段轉(zhuǎn)折為水平段并在短距離內(nèi)安裝卸料裝置時，則應(yīng)采用改向滾筒。表1-2、最小值名稱帶寬B/㎜5006508001000凸弧段最小半徑/m凹弧段最小半徑/m955127015701875⑤當(dāng)輸送機需要水平段轉(zhuǎn)折為傾斜段時，其凹弧的曲率半徑，一般應(yīng)是輸送帶帶無載荷時的張力與帶子自重所形成的曲率半徑，這樣才不至于使帶子在過渡段浮起。曲率半徑按下式計算=5（+）/式中F—凹弧段輸送帶最大張力，kN;—每米長度上物料的質(zhì)量，kg;—輸送帶每米長度質(zhì)量,kg;—上托輥間距，m。⑥當(dāng)輸送機長度超過90m，或采用移動式滾筒卸料裝置時，均需采用配重式拉緊裝置。1.5傾角輸送不同物料的傾角可按表1-3選取。表1-3最大允許傾角值物料名稱堆積密度/運動時的自然堆積角最大允許傾角與H的近似比例濕新砂1.7～1.930°18°～22°3.1H～2.5H干新砂1.4～1.620°12°4.7H濕型舊砂1.1～1.325°21°2.6H干型舊砂1.1～1.220°18°3.1H鑄鐵型砂1.1～1.230°23°2.3H鑄鋼型砂1.2～1.430°24°2.2H廢砂1.1～1.520°16°3.5H石灰石1.5～1.825°16°3.5H焦炭塊0.4～0.535°18°3.1H碎煤0.8～0.930°18°3.1H塊煤0.9～1.030°16°3.5H干黏土塊1.0～1.535°16°3.5H平形帶的最大傾角12°，當(dāng)有卸載器時，卸干材料時傾角不大于10°，卸濕材料時傾角不大于12°輸送機傾角大于12°時，其傾斜段必須用槽型托輥。安裝帶秤使得輸送機傾角，在物料不下滑的前提下，傾角不到12°時仍能保持稱重精度，要求精度較低時，傾角可放寬到18°另外帶式輸送機的布置還涉及平臺、地溝和輸送機到斗式提升機的轉(zhuǎn)卸尺寸。1.6帶式輸送機的主要部件帶式輸送機雖然種類繁多，但其基本組成部分差別不大，只是具體結(jié)構(gòu)有所不同?；窘M成部分（參考圖1.1）的功能簡介如下。(1)驅(qū)動裝置驅(qū)動裝置的作用是將電動機的動力傳送給輸送帶，并帶動它運行。驅(qū)動裝置由電動機、聯(lián)軸器、減速器和驅(qū)動滾筒等部件組成。帶式輸送機使用的電動機有鼠籠式、繞線式異步電動機。在有防爆要求的場合，應(yīng)采用防爆電動機。使用液力耦合器時，不需用具有高啟動力矩的電動機，只要與耦合器配合得當(dāng)，就能得到接近電動機最大力矩的啟動力矩。帶式輸送機上使用的聯(lián)軸器，按傳動和結(jié)構(gòu)上的需要，分別采用液力耦合器、柱銷聯(lián)軸器、棒銷聯(lián)軸器、齒輪聯(lián)軸器、十字滑塊聯(lián)軸器或各種彈性聯(lián)軸器等。帶式輸送機使用的減速器有圓柱齒輪減速器和圓錐—圓柱齒輪減速器。圓柱齒輪減速器的傳動效率高，但要求電動機軸與帶式輸送機線路垂直，驅(qū)動裝置占地面積大，井下使用時需加寬硐室，若把電動機布置在輸送帶下面，會給維護和更換造成困難。因此，用于煤礦采區(qū)巷道的帶式輸送機應(yīng)盡量采用圓錐—圓柱齒輪減速器，使電動機軸與輸送機平行布置，以減小驅(qū)動裝置的寬度。驅(qū)動滾筒是依靠它與輸送帶之間的摩擦力帶動輸送帶動運行的部件。據(jù)撓性牽引構(gòu)件的摩擦傳動理論，輸送帶與滾筒之間的最大摩擦力隨摩擦系數(shù)和圍抱角的增大而增大，所以提高牽引力必須從這兩方面入手。增大驅(qū)動滾筒與輸送帶之間的摩擦系數(shù)的方法是將滾筒表面包覆一層具有高摩擦系數(shù)的材料，通常用橡膠。包膠的方法常用硫化法（鑄膠）和冷粘法，也可采用螺栓在滾筒表面固定一層輸送帶的方法。包覆的橡膠外表面可做人字形槽紋、棱形槽紋或光面，其中人字形槽紋和棱形槽紋可以增大驅(qū)動滾筒與輸送帶之間的摩擦系數(shù)，提高驅(qū)動效率。比較而言，人字形槽紋效果要好些，棱形槽紋次之。當(dāng)滾筒或其表面的包覆材料與輸送帶之間潮濕或著水時，摩擦系數(shù)將急劇降低。而且包覆的橡膠越硬，摩擦系數(shù)越小。電動滾筒是將電動機和減速齒輪裝在滾筒內(nèi)的一種驅(qū)動裝置。油冷式電動滾筒在滾筒空腔內(nèi)裝滿潤滑油，滾筒旋轉(zhuǎn)時油液沖刷電動機外殼進行冷卻，并潤滑齒輪傳動系統(tǒng)。電動滾筒的結(jié)構(gòu)緊湊，帶式輸送機采用這種驅(qū)動裝置能使整機體小輕便，但目前功率尚小。（2）清掃裝置清掃裝置是為卸載后的輸送帶清掃表面粘著物之用。最簡單的清掃裝置是刮板式清掃器，由重錘或彈簧使刮板緊壓在輸送帶上。此外，還有旋轉(zhuǎn)刷、指狀彈性刮刀、水力沖刷、振動清掃等。采用哪種清掃裝置，應(yīng)視運送物料的粘性而定。（3）上、下托輥托輥是帶式輸送機的重要部件之一。它的作用是支承輸送帶，使輸送帶的垂度不超過限定值以減小運行阻力，保證帶式輸送機平穩(wěn)運行。托輥沿輸送機全長分布，數(shù)量很多，它的工作性能直接影響帶式輸送機的整機性能。托輥的全部質(zhì)量約占整機的1/3，價值約占整機的20﹪～25﹪。為增大輸送帶的承載斷面，將承載的輸送帶用短托輥組成槽形斷面，這種托輥組稱為槽形托輥組。槽形托輥組所使用的托輥數(shù)量有3個、4個、5個等，因而也使槽形端面的形狀各異。對于空程段的輸送帶用一個長托輥支承，一般稱為平形托輥組。有些輸送帶較寬的帶式輸送機，其空程段的輸送帶用2個托輥組成V形斷面的托輥組支承，稱為V形托輥組。采用V形托輥組對防止輸送帶跑偏有一定作用。（4）輸送帶輸送帶的作用是承載物料和運送物料。輸送帶貫穿帶式輸送機的全長（為機身長度的2倍多），用量大、價格高，約占整個帶式輸送機價值50﹪。為使輸送帶不但有足夠的強度，而且能夠耐磨損和腐蝕，輸送帶由芯體和覆蓋層構(gòu)成，芯體承受拉力，覆蓋層起保護芯體的作用。芯體的材料有絲織物和鋼絲繩2類。絲織物芯體有多層帆布粘合及整體編織2種。絲織物芯體的材質(zhì)有棉、維綸和尼龍。整體編織芯體的輸送帶與多導(dǎo)粘合的相比，強度相同時整編芯體的厚度小、柔度好、耐沖擊性好，使用中不會發(fā)生層間剝裂。整編芯體的輸送帶伸長率較高，使用時需要有較大的拉緊行程，鋼絲繩芯體是由許多柔軟的細鋼絲繩相隔一定間距排列，用與鋼絲繩有良好粘合性的膠料粘合而成。鋼絲繩芯輸送帶的強度高，抗沖擊性和抗彎曲疲勞性能好；伸長率小，需要的拉緊行程小。同其他類型的輸送帶比較，鋼絲繩芯輸送帶的厚度小，所需滾筒直徑也小。（5）拉緊裝置拉緊裝置的作用是使輸送帶具有足夠的張力，以保證驅(qū)動裝置傳遞出應(yīng)有的摩擦牽引力和使輸送帶的垂度保持在限定范圍內(nèi)。帶式輸送機常用的拉緊裝置有螺旋式、重力式和鋼絲繩絞車式等幾種，它們都是采用改變機尾換向滾筒與驅(qū)動裝置的驅(qū)動滾筒之間中心距的方法來實現(xiàn)拉緊輸送帶的。一般而言，螺旋式拉緊裝置只能用于拉緊行程小、要求結(jié)構(gòu)緊湊的場合。重力式拉緊裝置適用于固定安裝的帶式輸送機，結(jié)構(gòu)形式有多種，其特點是輸送帶伸長變形不影響拉緊力，但體積大、比較笨重。鋼絲繩絞車式拉緊裝置是用絞車代替重錘，靠牽引鋼絲繩改變機尾滾筒與驅(qū)動滾筒之間的距離來張緊輸送帶。用這種方法實現(xiàn)輸送帶的張緊，在輸送帶伸長變形時需要開動絞車來調(diào)整輸送帶張力，否則張力下降。它的特點是調(diào)整拉緊力方便，可實現(xiàn)自動調(diào)整。在滿載啟動時，則開動絞車以增加輸送帶張力；在正常運轉(zhuǎn)時，適當(dāng)反轉(zhuǎn)絞車使張力減小。驅(qū)動滾筒出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，又可開動絞車增大拉緊力，使驅(qū)動滾筒摩擦牽引力增大，消除驅(qū)動滾筒打滑現(xiàn)象。（6）制動裝置制動裝置有逆止器和制動器。逆止器的作用是防止向上運輸?shù)膸捷斔蜋C停車后輸送帶下滑。制動器的作用是保證向下運輸?shù)膸捷斔蜋C可靠停車；在水平運輸時，若要求準(zhǔn)確停車，也應(yīng)裝設(shè)制動器。（7）裝載裝置裝載裝置也稱給料裝置，主要由漏斗和擋板等部件組成。常用的有強制式、自溜式和組合式3類。（8）機架機架包括機頭架、機尾架和中間架等。它們的作用是安裝帶式輸送機的機頭、機尾、托輥組以及其他輔助裝置等。常用機架也有幾種不同的結(jié)構(gòu)。煤礦井下使用的帶式輸送機，為了拆裝方便，機頭架、機尾架做成結(jié)構(gòu)緊湊便于移置的構(gòu)件，中間架采用便于拆裝的結(jié)構(gòu)。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點，有鋼繩機架和型鋼機架兩種。按照安裝方式不同，中間架又有落地式和繩架吊掛式之分，落地式機架又有固定式和可拆移式兩種。用于地面和煤礦井下主要運輸巷道的通用帶式輸送機的中間架多采用型鋼焊接而成的固定式機架，而采區(qū)順槽一般用可拆移式機架或吊掛式機架?？刹鹨剖綑C架一般用型鋼焊接成H型中間托架。將H型中間托架與兩邊的鋼管采用插入式銷釘固定聯(lián)接，整個機架不用一個螺栓，避免了因螺栓生銹而造成的拆裝不便。型鋼機架也可采用吊掛式安裝，但應(yīng)用較少。2固定式帶式輸送機的設(shè)計與計算2.1設(shè)計方案的確定DTⅡ型固定式帶式輸送機適用于建筑、礦山、工廠、采石場、碼頭等工作場所，用來轉(zhuǎn)載裝車或堆積各種散碎塊狀物料，如沙礫、礦砂、煤炭、谷物等等。本機與一般固定式帶式輸送機大體相同，采用雙滾筒驅(qū)動，機尾部設(shè)有液壓自動拉緊裝置。操作方便，效率較高。帶式輸送機結(jié)構(gòu)如下圖：2.2有關(guān)參數(shù)的確定設(shè)計參數(shù)：輸送量：Q=2000t/h輸送機長度：L=1000m輸送物料：原煤松散密度：γ=0.9帶速：v=4m/s輸送機傾角：β=2°2.2.1輸送帶類型的選擇輸送帶是輸送機中的曳引構(gòu)件和承載構(gòu)件。本輸送機采用普通型輸送帶?？估w（芯層）有棉帆布、尼龍帆布、聚酯帆布和鋼絲繩芯（本機選用鋼絲繩芯）。鋼絲繩芯輸送帶的運行條件好，傾角小，強度低可取小值，繁殖則取大值。對可靠性要求高，如載人或高爐上料蘇紅宋代應(yīng)適當(dāng)高于上述數(shù)值。ST4000以上輸送帶接頭的疲勞強度不隨靜強度按比例提高，其安全系數(shù)應(yīng)由橡膠廠提供。2.2.2帶寬的確定確定帶寬要考慮所運物料的最大塊度。按給定調(diào)教Q=2000t/h，v=4m/s，又由β=2°，物料的松散度γ=0.9，可先求出物料堆積面積A，式中v——輸送帶與星速度m/sQ——帶式輸送機輸送量t/hρ——輸送物料的密集散度k——動堆積角和成槽角的函數(shù)，查機械設(shè)計選用手冊上冊表2-28取k=1.0查運輸機械設(shè)計選用手冊，上冊表1-3可選出槽角α=35°，堆積角φ=10°，帶寬b=1400mm。2.2.3帶式輸送機的圓周力及阻力的計算總圓周力的計算公式如下式中——主要阻力——特種主要阻力——特種附加阻力——傾斜阻力——附加阻力C——附加阻力系數(shù)。查運輸機械設(shè)計選用手冊表2-29取系數(shù)C=1.09——模擬摩擦系數(shù)。查運輸機械設(shè)計選用手冊表2-30取=0.025L——輸送機長度（頭尾滾筒中心距）——承載分支和回程分支每米輸送帶的質(zhì)量——每米輸送物料的質(zhì)量——輸送機承載分支每米機長托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量——輸送機回程分支每米機長托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量H——輸送機卸料段和裝料段德高差m當(dāng)傾角大于18°時輸送機載荷、必須乘以cosδ。輸送機承載分支每米機長托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量計算按公式式中——一組上托輥回轉(zhuǎn)部分質(zhì)量（查礦山運輸機械設(shè)計黃萬吉編表1-26）——上托輥間距（礦上運輸機械設(shè)計表1-8）可得：輸送機回程分支每米機長托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量計算按公式：式中——一組下托輥回轉(zhuǎn)部分質(zhì)量（查礦山運輸機械設(shè)計黃萬吉編表1-26）——下托輥間距一般取3m可得按礦山運輸機械設(shè)計表1-27選取GX4000每米質(zhì)量為66.5kg/m貨載每米質(zhì)量計算按公式：傾斜阻力計算按公式：特種主要阻力計算按公式：按重載段為等長的三托輥，前傾角ε=2°計算式中——托輥傾角系數(shù)——摩擦阻力系數(shù)由于不設(shè)桾板=0特種主要阻力計算按公式：式中——導(dǎo)料槽阻力——卸料槽阻力則可按公式：式中A——清掃器與輸送帶的接觸面積；——接觸點壓強——摩擦阻力系數(shù)可按公式：式中B——輸送帶寬度——載荷分布系數(shù)則特種主要阻力則總圓周力為：2.2.4各點張力的計算按啟動時工況求出、，取n=1.3，α==300°，μ=0.4輸送機布置如圖：v正常運行時，各點的張力計算如下：空段阻力，忽略各傳動部分長度，則重段阻力可按以下公式計算：則2.2.5校核垂度垂度校核必須分別校核重段垂度和空段垂度，兩者都要找出最小張力點。由各點的張力計算值可知，垂度的最小張力點在位置5，空段在位置4，則重段垂度所需要的最小張力為：（校核通過）空段垂度所需要的最小張力為：（校核通過）2.2.6校核膠帶安全系數(shù)校核滿足條件，通過。2.2.7電動機功率的確定輸送機所需功率計算按公式：故采用雙滾筒驅(qū)動，選用2x400kw的電動機。2.2.8拉緊力的計算固定式帶式輸送機裝有拉緊裝置，其拉緊力的計算公式為：=58748.39N式中——拉緊滾筒奔離點張力——拉緊滾筒趨入點張力2.2.9輸送帶層數(shù)計算輸送帶層數(shù)可按公式：（層）查運輸機械設(shè)計選用手冊表2-16取10層，與初選相同。2.2.10托輥的選擇和校核（1）托輥的選擇查運輸機械選用手冊上冊表2-42，選用槽形前傾托輥（35°）.帶寬為1400mm的輸送機科選擇輥子尺寸為D108、132、169三種，L=530，軸承4G305或者4G306，外形尺寸A=1740，E=1800，P=280，Q=220，d=M16。；同樣選出緩沖托輥，平行下托輥。裝載處必須選用緩沖托輥，在重載分支每10組放一組調(diào)心托輥，空載段每6-10組放一組調(diào)心托輥。（2）輥子的校核①靜載計算承載分支托輥：=e(+)=0.8×1.2×(555.56/4+66.5)×9.81=1934.28式中：—承載分支托輥靜載荷，；e—輥子載荷系數(shù)，查《運輸機械設(shè)計選用手冊》表2-35，得e=0.8；—承載分支托輥間距，,=1.0；—輸送能力，；=555.56—每米長輸送帶的質(zhì)量，；=66.5；查表2-74，上輥φ169，L=530，軸承4G306，能滿足要求。回程分支托輥：=e=0.63×3×66.5×9.81=1232.97式中：—回程分支托輥靜載荷，；—回程分支托輥間距，；=3；e—輥子載荷系數(shù)，查《運輸機械設(shè)計選用手冊》表2-35，得e=0.63；查表2-74，下輥φ108，L=1600，軸承4G306，能滿足要求。（2）動載計算承載分支′==176×1.0×1.06×1.1=205＜1934.28回程分支’==87.5×1.0×1.1=96.25＜1232.97式中：′—承載分支托輥動載荷，；’—回程分支托輥動載荷，；—運行系數(shù)，查表2-36得：=1.0；—沖擊系數(shù)，查表2-37得：=1.06；—工況系數(shù)，查表2-38得：=1.1；均滿足要求。2.3傳動裝置的設(shè)計與計算帶式輸送機的負載是一種典型的恒轉(zhuǎn)矩負載，而且不可避免的地要帶負荷起動和制動。電動機的起動特性與負載的起動要求不相適應(yīng)在在時輸送機上比較突出，一方面為了保證必要的起動力矩，電機起動時的電流要比額定運行時的電流大6-7倍，要保證電動機不因電流的沖擊過熱而燒壞，電網(wǎng)不因大電流使電壓過分降低，這就要求電動機的起動要盡量快，即提高轉(zhuǎn)自的加速度，使起動過程不超過3-5s。驅(qū)動裝置是整個帶式輸送機的動力來源，它由電動機‘液力耦合器、制動器’減速器、聯(lián)軸器以及傳動滾筒組成。傳動滾筒由一臺或兩臺電機通過各自的聯(lián)軸器、減速器等傳遞轉(zhuǎn)矩給傳動滾筒。減速器有二級‘三級及多級齒輪減速器，礦用減速器第一級多為弧齒圓錐齒輪減速傳動，第二級為斜齒圓柱齒輪減速傳動，聯(lián)接電機和減速器的聯(lián)軸器有兩種，一種是彈性聯(lián)軸器，一種是液力耦合器。為此減速器的錐齒輪也有兩種：用彈性聯(lián)軸器時，用第一種錐齒輪，軸頭為平鍵連接；用液力耦合器時，用第二種錐齒輪，軸頭為花鍵聯(lián)接。傳動滾筒采用焊接結(jié)構(gòu)，主軸承采用調(diào)心軸承，傳動滾筒的機架與電機、減速的機架均安裝在固定大底座上面，電動機可安裝在任一側(cè)。由于在礦下，故選用減速為臥式；行星傳動雖然結(jié)構(gòu)緊湊，但是成本高，故不作考慮；采用圓錐圓柱齒輪減速傳動，與滾筒配合起來結(jié)構(gòu)較為緊湊，且加工比較方便，故采用此傳動方案。根據(jù)工作機構(gòu)，滾筒的直徑（1000）及轉(zhuǎn)速n計算：準(zhǔn)備選用1500r/min的Y系列電動機，因此初步的總傳動比i=1500/76.43=19.63，查機械設(shè)計課程設(shè)計表5-1選定三級圓錐圓柱齒輪減速器。為了加工方便采用水平剖分式。由于功率較大，減速器承受軸向力和徑向力都很大，所以軸承選取深溝球軸承。電動機與輸入軸之間采用液力耦合器（YOXⅡ），滾筒與輸出軸之間采用彈性聯(lián)軸器。方案如圖所示：2.3.1電動機的選擇電動機額定轉(zhuǎn)速根據(jù)生產(chǎn)機械的要求而選定，一般情況下電動機的轉(zhuǎn)速不低于500r/min，因為功率一定時，電動機的轉(zhuǎn)速低，其尺寸愈大，加個越貴，而效率較低，若點擊的轉(zhuǎn)速高，則極對數(shù)少，尺寸和重量小，加個也低。本設(shè)計帶式輸送機所采用的電動機的總功率為683kw，所以需選用功率為400kw的電動機。擬采用YRKK4005-4型電動機，額定電壓6kV可滿足要求。2.3.2總傳動比及分配⑴已知點擊滿載轉(zhuǎn)速n及工作機的轉(zhuǎn)速n’可求出總傳動比為：則三級傳動比分配為：=2.4則滿足條件。⑵傳動裝置各運動參數(shù)的計算從減速器的高速軸開始各軸的命名為Ⅰ軸、Ⅱ軸、Ⅲ軸、Ⅳ軸。各軸轉(zhuǎn)速計算第Ⅰ軸轉(zhuǎn)速第Ⅱ軸轉(zhuǎn)速第Ⅲ軸轉(zhuǎn)速第Ⅳ軸轉(zhuǎn)速式中n——電動機的轉(zhuǎn)速，r/min——電動機至第I軸傳動比——第I軸至第II軸傳動比，第II軸至第III軸傳動比，第III軸至第IV軸傳動比。②各軸功率計算第Ⅰ軸功率第Ⅱ軸功率第Ⅲ軸功率第Ⅳ軸功率式中——聯(lián)軸器或者帶傳動效率——軸承效率——齒輪或蝸桿傳動效率③各軸扭矩計算第Ⅰ軸扭矩第Ⅱ軸扭矩第Ⅲ軸扭矩第Ⅳ軸扭矩④各軸轉(zhuǎn)速、功率、扭矩列表如下：軸號轉(zhuǎn)速n（r/min）輸出功率P（kw）輸出扭矩T（Nm）傳動比i效率η電機軸1500340.692170.8910.94I1500320.522040.6410.92II625295.264511.572.40.92III208.33271.9912468.223.00.92IV76.43250.5631295.422.70.92滾筒76.43245.5530669.5110.982.3.3液力耦合器液力傳動與液壓傳動一樣，都是以液體佐為傳遞能力的介質(zhì)，同屬液體傳動的范疇，二者的重要區(qū)別在于，液壓傳動是通過工作腔容積的變化，是液體壓力能改變傳遞能量的；液力傳動是利用旋轉(zhuǎn)的葉輪工作，輸入軸與輸出軸為非剛性連接，通過液體動能的變化傳遞能量，傳遞的扭矩與其轉(zhuǎn)數(shù)的平方成正比。目前，在帶式輸送機的傳動系統(tǒng)中，廣泛使用的液力耦合器，它安裝在輸送機的驅(qū)動電機與減速器之間、電動機帶動泵輪轉(zhuǎn)動，泵輪內(nèi)的工作液體隨之旋轉(zhuǎn)，這時液體繞泵輪軸線一邊作旋轉(zhuǎn)運動，一邊因液體收到離心力而沿徑向葉片之間的通道向外流動，到外緣之后即進入渦輪中，泵輪的接卸能轉(zhuǎn)換成液體的動能，液體進去渦輪后，推動渦輪旋轉(zhuǎn)，液體被減速降壓，液體的動能轉(zhuǎn)換成渦輪的機械能而輸出做功，它是依靠液體環(huán)流運動傳遞能量的，而產(chǎn)生環(huán)流的先決條件是泵輪的轉(zhuǎn)速大于渦流轉(zhuǎn)速，即二者之間存在轉(zhuǎn)速差。液力傳動裝置除煤礦機械使用外，還廣泛用于各種軍用車輛、建筑機械、工程機械、起重機械、載重汽車、小轎車和艦艇上，它所以獲得如此廣泛的應(yīng)用，原因是它具有以下多種優(yōu)點：⑴能提高設(shè)備的使用壽命由于液力轉(zhuǎn)動的介質(zhì)是液體，輸入軸與輸出軸之間用非剛性連接，故能將外載荷突然驟增或者驟減造成的沖擊和振動消除或者部分消除，轉(zhuǎn)化為連續(xù)漸變載荷，從而延長機械的使用壽命，這對處于惡劣條件下工作的煤礦機械具有這樣的意義。⑵有良好的啟動性能由于泵輪扭矩與其轉(zhuǎn)速的平方成正比，故電動機啟動時其負載很小，啟動較快，沖擊電流延續(xù)時間短，減少電機發(fā)熱。⑶良好的限矩保護性能。⑷使多電機驅(qū)動的設(shè)備各臺電機負荷分配趨于均勻。2.3.4聯(lián)軸器聯(lián)軸器時機械傳動中常用的部件，它用來把兩根軸聯(lián)接在一起，機械運轉(zhuǎn)時兩軸不能分離，只有在機械停車并將聯(lián)接拆開后，兩軸才能分離。聯(lián)軸器所連接的兩軸，由于只在及安裝誤差、承載后的變形以及溫度變化的影響等，往往不能保證嚴格的對中，而是存在著某種程度的相對位移，這就要求設(shè)計聯(lián)軸器時，要從結(jié)構(gòu)上采取各種不同的措施，使之具有適應(yīng)一定范圍的相對位移的性能。根據(jù)對各種相對位移有無補償能力（即能否在發(fā)生相對位移條件下保持聯(lián)接的功能），聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器（無補償能力）和撓性聯(lián)軸器（有補償能力）兩大類。撓性聯(lián)軸器又可按是否具有彈性元件分為無彈性元件的撓性聯(lián)軸器和有彈性元件的撓性聯(lián)軸器兩個類別。剛性聯(lián)軸器這類聯(lián)軸器有套筒式。夾殼式和凸緣式等。凸緣聯(lián)軸器是把兩個帶有凸緣的半聯(lián)軸器連成一體，以傳遞運動和轉(zhuǎn)矩。凸緣聯(lián)軸器的材料可用灰鑄鐵或碳鋼，重載時或圓周速度大于30m/s時應(yīng)用鑄鋼或碳鋼。由于凸緣聯(lián)軸器屬于剛性聯(lián)軸器，對鎖連兩軸的相對位移缺乏補償能力，故對兩軸對中性的要求很高。當(dāng)兩軸有相對位移存在時，就會在機件內(nèi)引起附加載荷，使工作情況惡化，這是它的主要缺點。但由于構(gòu)造簡單、成本低、可傳遞較大轉(zhuǎn)矩，故當(dāng)轉(zhuǎn)速低、無沖擊、軸的剛性大、對中性較好時亦常采用。撓性聯(lián)軸器(1)無彈性元件的撓性聯(lián)軸器這類聯(lián)軸器因具有撓性，故可補償兩軸的相對位移。但因無彈性元件，故不能緩沖減振。常用的有以下幾種：1）十字滑塊聯(lián)軸器十字滑塊聯(lián)軸器由兩國在端面上開有凹槽的半聯(lián)軸器和一個兩面帶有凸牙的中間盤所組成。因凸牙可在凹槽中滑動，故可補償安裝及運轉(zhuǎn)時兩軸間的相對位移。這種聯(lián)軸器零件的材料可用45鋼，工作表面須進行熱處理，以提高其硬度；要求較低時也可用Q275鋼，不進行熱處理。為了減少摩擦及磨損，使用時應(yīng)從中間盤的油孔中注油進行潤滑。因為半聯(lián)軸器與中間盤組成移動副，不能發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，故主動軸與從動軸的角速度應(yīng)相等。但在兩軸間有相對位移的情況下工作時，中間盤就會產(chǎn)生很大的離心力，從而增大動載荷及磨損。因此選用時應(yīng)注意其工作轉(zhuǎn)速不得大于規(guī)定值。這種聯(lián)軸器一般用于轉(zhuǎn)速,軸的剛度較大，且無劇烈沖擊處。效率，這里為摩擦系數(shù)，一般取為0.12~0.25；為兩軸間徑向位移量，單位為；為軸徑，單位為。2）滑塊聯(lián)軸器這種聯(lián)軸器與十字滑塊聯(lián)軸器相似，只是兩邊半聯(lián)軸器上的溝槽很寬，并把原來的中間盤改為兩面不帶凸牙的方形滑塊，且通常用夾布膠木制成。由于中間滑塊的質(zhì)量減小，又具有較高的極限轉(zhuǎn)速。中間滑塊也可用尼龍6制成，并在配制時加入少量的石墨或二硫化鉬，以便在使用時可以自行潤滑。這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，適用于小功率、高轉(zhuǎn)速而無劇烈沖擊處。3)十字軸式萬向聯(lián)軸器這種聯(lián)軸器可以允許兩軸間有較大的夾角（夾角最大可達），而且在機器運轉(zhuǎn)時，夾角發(fā)生改變?nèi)钥烧鲃?；但?dāng)過大時，傳動效率會顯著降低。這種聯(lián)軸器的缺點是：當(dāng)主動軸角速度為常數(shù)時，從動軸的角速度并不是常數(shù)，而是在一定范圍內(nèi)變化，因而在傳動中將產(chǎn)生附加動載荷。為了改善這種情況，常將十字軸式萬向聯(lián)軸器成隊使用。這種聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)緊湊，維護方便，廣泛應(yīng)用于汽車、多頭鉆床等機器的傳動系統(tǒng)中。小型十字軸式萬向聯(lián)軸器已標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計時可按標(biāo)準(zhǔn)選用。4）齒式聯(lián)軸器這種聯(lián)軸器能傳遞很大的轉(zhuǎn)矩，并允許有較大的偏移量，安裝精度要求不高；但質(zhì)量較大，成本較高，在重型機械中廣泛使用。5）滾子鏈聯(lián)軸器滾子鏈聯(lián)軸器的特點是結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，質(zhì)量小，裝拆方便，維修容易、價廉并具有一定的補償性能和緩沖性能，但因鏈條的套筒與其相配件間存在間隙，不宜用于逆向傳動、起動頻繁或立軸傳動。同時由于受離心力影響也不宜用于高速傳動。(2)有彈性元件的撓性聯(lián)軸器這類聯(lián)軸器因裝有彈性元件，不僅可以補償兩軸間的相對位移，而且具有緩沖減振的能力。彈性元件所能儲存的能量愈多，則聯(lián)軸器的緩沖能力愈強；彈性元件的彈性滯后性能與彈性變形時零件間的摩擦功愈大，則聯(lián)軸器的減振能力愈好。1）彈性套柱銷聯(lián)軸器這種聯(lián)軸器的構(gòu)造與凸緣聯(lián)軸器相似，只是套有彈性套的柱銷代替了聯(lián)接螺栓。因為通過蛹狀的彈性套傳遞轉(zhuǎn)矩，故可緩沖減振。這種聯(lián)軸器制造容易，裝拆方便，成本較低，但彈性套易磨損，壽命較短。他適用于聯(lián)接載荷平穩(wěn)、需正反轉(zhuǎn)或起動頻繁的傳遞中小轉(zhuǎn)矩的軸。2）彈性柱銷聯(lián)軸器這種聯(lián)軸器與彈性套柱銷聯(lián)軸器很相似，但傳遞轉(zhuǎn)矩的能力很大，結(jié)構(gòu)更為簡單，安裝、制造方便，耐久性好，也有一定的緩沖和吸振能力，允許被聯(lián)接兩軸有一定的軸向位移以及少量的徑向位移和角位移，適用于軸向竄動較大、正反轉(zhuǎn)變化較多和起動頻繁的場合。（3）梅花形彈性聯(lián)軸器這種聯(lián)軸器的半聯(lián)軸器與軸的配合孔可作成圓柱形或圓錐形。裝配聯(lián)軸器時將梅花形彈性件的花瓣部分夾緊在兩半聯(lián)軸器端面凸齒交錯插進所形成的齒側(cè)空間，以便在聯(lián)軸器工作時起到緩沖減振的作用。2.3.5傳動件的設(shè)計計算1.齒輪的設(shè)計計算（1）圓錐齒輪的設(shè)計計算由于本帶式輸送機用于礦下，故減速器的錐齒輪輪多采用弧齒錐齒輪。選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力由機械設(shè)計表6-2選小齒輪20CrMnMo滲碳淬火低溫回火HRC=60HRC大齒輪40Cr調(diào)質(zhì)處理HBS=260HBS需用接觸應(yīng)力由機械設(shè)計式6-6，=1500接觸疲勞極限查圖6-4接觸強度壽命系數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N由式6-7查圖6-5得接觸強度最小安全系數(shù)則許用彎曲應(yīng)力由式6-12，彎曲疲勞極限查圖6-7，雙向傳動乘0.7彎曲強度壽命系數(shù)查圖6-8彎曲強度尺寸系數(shù)查圖6-9彎曲強度度最小安全系數(shù)齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算按初步設(shè)計及機械設(shè)計手冊第五版第三卷表14-3-26節(jié)點區(qū)雙對齒嚙合設(shè)計選定齒數(shù)z和模數(shù)m最少齒數(shù)的選擇，查機械設(shè)計手冊表14-3-74，選=16，則，取=39選擇變位系數(shù)本設(shè)計屬于非零正傳動，。由于受殼體體積限制，采用Δr式中的“小式”。用4個獨立的設(shè)計變量作為優(yōu)化設(shè)計的主體。目標(biāo)函數(shù)可選為節(jié)點區(qū)經(jīng)常存在雙對齒參加嚙合，實現(xiàn)既增大強度，有所小體積的效果。?。▍⒖礄C械設(shè)計手冊圖14-3-21）。本帶式輸送機的螺旋角，取，；。切向變位無現(xiàn)成的封閉圖可借用，只能估算，由于使小齒輪齒頂趨于變尖，可用切向正交變位使之加厚，取。由另一條件確定，即彎曲強度平衡，或保持標(biāo)準(zhǔn)齒全高，即，可得。按新齒形制進行幾何計算軸交角Σ=90°齒數(shù)比u=節(jié)錐角分度圓大端端面模數(shù)m，設(shè)傳統(tǒng)（零傳動）的分度圓模數(shù)為，則對結(jié)構(gòu)，/；對結(jié)構(gòu)，=7.81x1.017.8881齒形角可任意選用，這里選=20°螺旋角（旋向）也可任意設(shè)計，這里設(shè)計為=12°齒頂高系數(shù)=1頂隙系數(shù)=0.2齒寬b，一般為R/4-R/3，則b=50mm徑向變位系數(shù)從優(yōu)化設(shè)計得出，也可以從徑向變位封閉圖得出（參看機械設(shè)計手冊圖14-3-21a）取節(jié)點區(qū)雙對齒嚙合特性曲線齒高變動系數(shù)σ可為任意值，當(dāng)σ>0時，齒高削短；當(dāng)σ<0時，齒高加長；當(dāng)σ=0時，齒高不變，這里取σ=0當(dāng)量齒輪齒數(shù)節(jié)錐與分錐的比值，當(dāng)=0時，中點當(dāng)量齒輪分度圓壓力角中間當(dāng)量齒輪嚙合角切向變位系數(shù)之和從優(yōu)化設(shè)計得出，也可以從切向變位封閉如得出（參看機械設(shè)計手冊圖14-3-21b），按=0及補償小齒輪尖頂?shù)茫悍侄葓A直徑d，節(jié)錐距中點錐距齒全高h分圓齒頂高，分圓齒根高，節(jié)圓齒根高，節(jié)圓齒頂高，節(jié)錐齒根角，根錐角，頂錐角，頂圓直徑，冠頂距，強度驗算按6.2節(jié)進行。可按國標(biāo)GB/T10062-1988公式驗算。也可按美國標(biāo)準(zhǔn)ANSI/AGMA2003-A86公式驗算，齒面接觸強度驗算如下：由機械設(shè)計手冊表14-3-29計算壓扁接觸應(yīng)力節(jié)點區(qū)域系數(shù)——查圖14-3-27或按下式計算。=2.4彈性系數(shù)，由表14-1-95查得，鋼對鋼，重合度系數(shù)，由表14-3-30螺旋角系數(shù)有效寬度錐齒輪系數(shù)=0.85使用系數(shù)=1.5齒寬中點分錐上的圓周力N動載系數(shù)由式14-3-2，即=NK+1=1.013齒向載荷分配系數(shù)=1.5×1.1=1.65潤滑劑系數(shù)。由機械設(shè)計手冊圖14-1-88，速度系數(shù)=0.97粗糙度系數(shù)溫度系數(shù)取為1.尺寸系數(shù)取為1最小安全系數(shù)。當(dāng)失效概率為1%時，=1極限應(yīng)力值。由機械設(shè)計手冊圖14-1-8220CrMnMo，齒面硬度58-62HRC時，按MQ取值，用上述數(shù)據(jù)代入滿足齒根彎曲強度驗算如下（由表14-3-37計算）齒根彎曲應(yīng)力齒向載荷分布系數(shù)=1.65齒向載荷分配系數(shù)=1.4有小寬度=42.5最小安全系數(shù)取1應(yīng)力修正系數(shù)=2錐齒輪系數(shù)=1中間法向模數(shù)齒廓系數(shù)，應(yīng)力修正系數(shù)由圖14-3-28可分別查出2.03,2.09，2.03,2.14重合度系數(shù)螺旋角系數(shù)小輪計算齒根應(yīng)力大輪計算齒根應(yīng)力小輪許用齒根應(yīng)力大陸許用齒根應(yīng)力均滿足條件（2）第二級圓柱齒輪的設(shè)計計算1）選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力由機械設(shè)計表6.2選小齒輪20CrMnMo滲碳淬火低溫回火HRC=60HRC大齒輪40Cr調(diào)質(zhì)HBS=260HBS需用接觸應(yīng)力由機械設(shè)計式6-6，=1500接觸疲勞極限查圖6-4接觸強度壽命系數(shù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N由式6-7查圖6-5得接觸強度最小安全系數(shù)則許用彎曲應(yīng)力由式6-12，彎曲疲勞極限查圖6-7，雙向傳動乘0.7彎曲強度壽命系數(shù)查圖6-8彎曲強度尺寸系數(shù)查圖6-9彎曲強度度最小安全系數(shù)齒面接觸疲勞強度設(shè)計計算確定赤露傳動精度等級，按v=（0.0163-0.022）n估取圓周速度v=9m/s參考機械設(shè)計丨表6.7、表6.8選取，II公差組7級。小輪分度圓直徑，由式6-15得齒寬系數(shù)=0.8查表6.9，按齒輪相對軸承為非對稱布置小輪齒數(shù)=31在推薦值20-40中選大齒輪數(shù)齒數(shù)比u傳動比誤差小輪轉(zhuǎn)矩初定螺旋角載荷系數(shù)K使用系數(shù)，查表6.3動載系數(shù)，由推薦值1.05-1.4齒間載荷分配系數(shù)，由推薦值1.0-1.2齒向載荷分布系數(shù)由推薦值1.0-1.2載荷系數(shù)材料彈性系數(shù)節(jié)點區(qū)域系數(shù)查圖6-3（=12°，）重合度系數(shù)螺旋角系數(shù)故法向模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)中心距分度圓螺旋角分度圓直徑圓周速度齒寬取整大輪齒寬小輪齒寬齒根彎曲疲勞強度校核計算由式6-16當(dāng)量齒數(shù)齒形系數(shù)查表6.5小輪大輪應(yīng)力修正系數(shù)查表6.5小輪大輪不變位時，端面嚙合角端面模數(shù)重合度重合度系數(shù)螺旋角系數(shù)由推薦值0.85-0.92故齒輪其他主要尺寸的計算大輪分度圓直徑根圓直徑頂圓直徑2.軸設(shè)計計算計算作用在齒輪上的力轉(zhuǎn)矩輸入軸上小齒輪分度圓直徑圓周力徑向力軸向力各力方向如校核部分的圖所示初步估算軸的直徑選取40Cr作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理由機械設(shè)計式8-2計算軸的最小直徑并加大3%以考慮鍵槽的影響，查表8.6取A=105則輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計確定軸的結(jié)構(gòu)方案高速軸采取齒輪軸結(jié)構(gòu)，小齒輪為弧齒錐齒輪，材料20CrMnMo。軸承可從軸的右端裝入，通過軸間定位。右端軸與液力耦合器相連，并裝入制動器。左右軸承均采用軸承端蓋。采用單列深溝球軸承和液力耦合器。軸的結(jié)構(gòu)如上圖所示。確定各軸段直徑和長度段根據(jù)圓整（按GB5014-85），并由和選擇液力耦合器的型號為YOXII4005-4，比轂孔長度短1-4mm作為①段長度，軸段選用矩形花鍵，承載能力高，定心性及導(dǎo)向性好，但制造困難，成本較高。適用于載荷較大的對定心精度要求高的滑動性連接或固定連接。②段為使軸承定位，軸肩高度，且符合標(biāo)準(zhǔn)的密封內(nèi)徑（JB/ZQ4606-86）。取端蓋寬度20mm，外端裝入套杯以便于拆卸。③段為便于裝拆軸承內(nèi)圈，且符合標(biāo)準(zhǔn)軸承內(nèi)徑。查GB/T276-1994暫選深溝球軸承6416。軸承潤滑方式采用吸油潤滑，減速器箱體應(yīng)有油溝。④段裝有軸承，應(yīng)比③段軸徑小，通過軸肩定位。長度應(yīng)略短于軸承。⑤段裝有軸承端蓋，寬度為20mm⑥段為齒輪部分，結(jié)構(gòu)設(shè)計參見齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計計算部分軸I上零件的固定軸I為輸入軸，右端與液力耦合器連接，因此采用矩形花鍵連接，查GB/T1144-2001，選用矩形花鍵10x72x78x12可滿足要求，液力耦合器與軸的配合為，球軸承與軸的軸向固定是過度配合來保證的繪制軸的彎矩圖和扭矩圖求軸承的反力H水平面，V垂直面，求齒寬中點處彎矩H水平面V垂直面，合成彎矩M扭矩T按彎扭合成強度校核軸的強度彎矩當(dāng)量，取折合系數(shù)，則齒寬中點處當(dāng)量彎矩軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。由機械設(shè)計書表8.2查得，由表8.7查得材料的許用應(yīng)力由式8-4得軸的計算應(yīng)力為對于重要的軸，應(yīng)按下述步驟進行疲勞強度的精確校核。精確校核軸的疲勞強度鍵槽：液力耦合器與軸周向固定采用矩形花鍵聯(lián)接，按GB/T1144-2001齒輪處的鍵為：配合：參見機械設(shè)計手冊精加工方法：參加機械設(shè)計手冊選擇危險截面選擇其中應(yīng)力較大、應(yīng)力集中較嚴重的截面：計算危險截面的工作應(yīng)力截面彎矩：截面扭矩：抗彎截面系數(shù)：抗扭截面系數(shù)截面上彎曲應(yīng)力截面上扭剪應(yīng)力彎曲應(yīng)力幅彎曲平均應(yīng)力扭切應(yīng)力確定軸的材料機械性能查機械設(shè)計表8.2，彎曲疲勞極限，剪切疲勞極限。，=0.05材料特性系數(shù)：確定綜合影響系數(shù)、配合處綜合影響系數(shù)、，根據(jù)，，由表8.9插值計算得：，鍵槽處有效應(yīng)力集中系數(shù)、，根據(jù)由表8.10插值計算得，尺寸系數(shù)、，根據(jù)d由圖8-12查得：，表面狀況系數(shù)，根據(jù)，表面加工方法查圖8-2得：同一截面如有兩個以上的應(yīng)力集中源，取其中較大的綜合影響系數(shù)來計算安全系數(shù)，故安配合處取綜合影響系數(shù)、計算安全系數(shù)由表8.13取需用安全系數(shù)由式8-6疲勞強度安全軸的計算簡體如下：輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算作用在齒輪上的力轉(zhuǎn)矩輸出軸上大齒輪分度圓直徑圓周力徑向力軸向力各力方向如校核部分的圖所示初步估算軸的直徑選取40Cr作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理由機械設(shè)計式8-2計算軸的最小直徑并加大3%以考慮鍵槽的影響，查表8.6取A=105則（1）確定軸的結(jié)構(gòu)方案輸出軸與聯(lián)軸器聯(lián)，軸承可從兩邊裝入，采用套筒定位。軸段與低速大齒輪采用平鍵連接，軸承可根據(jù)軸的受力情況選用深溝球軸承，軸的結(jié)構(gòu)如下圖所示。（2）確定各軸段直徑和長度①段根據(jù)圓整（按GB5014-85），選擇合適的軸徑及長度，此段裝有軸承及軸承端蓋，采用套筒定位，結(jié)構(gòu)簡單，軸段軸承部分可精加工，其余部分可粗加工。②段此段采取平鍵與圓柱大齒輪聯(lián)接，配合采用基孔制過渡配合，可滿足裝拆條件，根據(jù)齒輪受力及GB/T1096-2003選擇鍵：45x125③段為過渡軸段，軸肩要高于②段，以便大齒輪的定位④段此段為光軸，加工可采用粗加工，軸肩處定位軸承⑤段此段裝入另一側(cè)的軸承，并裝入軸承端蓋來定位，此段與外聯(lián)軸器連接，采用平鍵連接（3）軸I上零件的固定軸I為輸入軸，右端與液力耦合器連接，因此采用矩形花鍵連接，查GB/T1144-2001，選用矩形花鍵10x72x78x12可滿足要求，液力耦合器與軸的配合為，球軸承與軸的軸向固定是過度配合來保證的（4）繪制軸的彎矩圖和扭矩圖求軸承的反力H水平面，V垂直面，求齒寬中點處彎矩H水平面V垂直面，合成彎矩M，扭矩T軸的計算簡圖如下：軸承的選擇及校核3.1承的主要失效形式(1)疲勞點蝕在正常使用條件下，由于脈動循環(huán)接觸應(yīng)變力的反復(fù)作用，正如齒輪的齒面那樣，滾動體內(nèi)外圈滾道上出現(xiàn)的疲勞點蝕是軸承的常見失效形式。(2)塑性變形在過大的靜載荷和沖擊載荷的作用下，當(dāng)滾動體和內(nèi)外圈滾道表面接觸處局部應(yīng)力超過材料的屈服極限時，將會在接觸處產(chǎn)生塑性變形的凹坑。這種情況多發(fā)生在低速重載情況。(3)膠合在載荷較大轉(zhuǎn)速較高時，滾動體與底座滾道表面將產(chǎn)生膠合破壞.(4)磨損滾動軸承因密封不良導(dǎo)致灰塵或金屬粉末進入，或者由于潤滑不良，將產(chǎn)生干摩擦，都會引起零件表面的磨損。轉(zhuǎn)速越高磨損越嚴重。3.2軸承壽命的計算準(zhǔn)則對于回轉(zhuǎn)的滾動軸承，針對疲勞點蝕破壞，應(yīng)進行壽命計算。對于不轉(zhuǎn)動，擺動或轉(zhuǎn)速很低的軸承主要要求控制塑性變形，應(yīng)作靜張力計算。對于高速軸承由于發(fā)熱而造成的磨損，膠合常常是突出的矛盾，除進行壽命計算外，還要檢驗其極限轉(zhuǎn)速。3.3軸承的壽命計算軸承壽命是指該軸承在一定的載荷和工作條件下運轉(zhuǎn)，軸承中任意一零件出現(xiàn)疲勞點蝕前，一個座圈相對于另一個座圈所經(jīng)歷的總轉(zhuǎn)數(shù)，或在一定的轉(zhuǎn)速n下所經(jīng)歷的工作小時數(shù)h。軸承壽命 式中——軸承內(nèi)外圈的相對轉(zhuǎn)數(shù)；c——軸承的額定動載荷——溫度系數(shù)由下表3-1查得——載荷系數(shù)；由下表3-2查得ε——壽命指數(shù)；對于滾子軸承ε=10/3，球軸承為3P——滾動軸承的當(dāng)量動載荷軸承工作溫度°c120125150175200225250300350溫度系數(shù)ft1.000.950.900.850.800.750.700.600.50表3-1溫度系數(shù)載荷性質(zhì)無沖擊或輕微沖擊中等沖擊強烈沖擊載荷系數(shù)fp1.0~1.21.2~1.81.8~3.0表3-2載荷系數(shù)滾動軸承壽命計算公式中的當(dāng)量動載荷是一種假想載荷。在它的作用下，軸承的壽命與實際載荷作用下(可能同時有徑向載荷和軸向載荷)的壽命相同。對向心軸承為徑向動載荷；對推力軸承為軸向當(dāng)量動載荷。當(dāng)量動載荷P與軸承實際載荷R，A之間的關(guān)系為：式中X——徑向載荷，其值由表3-3查得Y——軸向載荷，其值由表3-3查得。軸承類型相對軸向載荷iA/Cor單列軸承雙列軸承eA/keA/k>eA/keA/k>eXYXYXYXY深溝球軸承0.014100.562.30100.562.300.190.0281.991.990.220.0561.711.710.260.0841.551.550.280.111.451.450.300.171.311.310.340.280.421.041.040.420.561.001.000.44角接觸球軸承a=15°0.015100.441.4711.650.722.390.380.0291.401.572.280.400.0581.301.462.110.430.0871.231.382.000.441.930.461.820.500.291.021.141.660.550.441.001.121.630.560.581.001.121.630.56表3-3軸承的軸向徑向載荷系數(shù)注：1.Cor是軸承的額定靜載荷，I是滾動體的列數(shù)，a是接觸角。2.對于深溝球軸承及a<15°的角接觸球軸承，先根據(jù)算得的iA/Cor值查出對應(yīng)的e值，然后再查出相應(yīng)的Y值。3.對于表中未列出的iA/Cor及a值，可按線形插值法求出相應(yīng)的e，Y值。本次設(shè)計所要校核的軸承是型號為6416單列深溝球軸承將數(shù)據(jù)代入式中得對照下表常用機器所要求的軸承壽命使用場合L'h(h)不經(jīng)常使用的儀器和設(shè)備500短時間或間斷使用，中斷不至于引起嚴重后果4000~8000間斷使用，中斷后引起嚴重后果8000~12000每天工作8小時的機械12000~2000024小時連續(xù)工作的機械40000~60000常用機器所要求的軸承最短壽命經(jīng)對比軸承使用壽命符合使用要求。4.鍵的強度校核（1）花鍵聯(lián)接強度的校核輸入軸由于和液力耦合器相連，所以采用矩形花鍵連接的方式?；ㄦI聯(lián)接的主要失效形式是齒面壓潰（靜連接）和磨損（動聯(lián)接），一般需進行聯(lián)接的擠壓強度或耐磨性的條件計算。假設(shè)壓力在各齒的工作長度上均勻分布，各齒壓力的合理N作用在平均直徑處則花鍵聯(lián)接的去昂度計算式為：靜聯(lián)接動聯(lián)接式中，——齒間載荷分配不均勻系數(shù)，一般取0.7~0.8；——花鍵的齒數(shù)；——花鍵齒側(cè)面的工作高度。對矩形花鍵，其中D和d分別為花鍵軸的外徑和內(nèi)徑，c為齒頂?shù)牡箞A半徑，對漸開線花鍵，其中m為模數(shù)；——花鍵的平均直徑。對矩形花鍵，對漸開線花鍵，其中d為分度圓直徑；——齒的工作長度；——許用擠壓應(yīng)力，見機械設(shè)計表3.4；——許用壓強，見機械設(shè)計表3.4.查得，，，，代入式中得：計算結(jié)果滿足使用條件。（2）普通平鍵的強度校核因除輸入軸采用矩形花鍵聯(lián)接外，其余都用普通平鍵聯(lián)接，這里只校核輸出軸的平鍵。一般平鍵的選用步驟如下：根據(jù)軸徑d，查鍵的便準(zhǔn)，得到間的截面尺寸根據(jù)輪轂寬度B，查鍵的標(biāo)準(zhǔn)，在鍵長度系列中選擇適當(dāng)?shù)逆I長L驗算其強度，若發(fā)現(xiàn)強度不足時，可利用適當(dāng)增大鍵的工作長度或改用雙鍵等方法，知道滿足強度條件為止。平鍵連接可能的失效形式有：靜聯(lián)接時，鍵、軸槽和輪轂槽中較弱零件的工作面可能被壓潰；動聯(lián)接時，工作面出現(xiàn)過度磨損；鍵被剪斷。實際上，平鍵聯(lián)接最易發(fā)生的失效形式通常是壓潰和磨損，一般不會發(fā)生鍵被剪斷的現(xiàn)象（除非有嚴重過載）。一次，平鍵聯(lián)接的強度計算一般只需進行擠壓強度或耐磨性計算。假設(shè)載荷為均勻分布，由機械設(shè)計書圖3-1可得平鍵聯(lián)接的強度計算式為：擠壓強度條件耐磨性條件式中，T——轉(zhuǎn)矩d——軸徑h——鍵的高度l——鍵的工作長度；對A型鍵；對B型鍵；對C型鍵，其中為鍵的長度，b為鍵的寬度；——許用擠壓應(yīng)力，見機械設(shè)計表3.2；——許用壓強，見機械設(shè)計表3.2.查得T=31295420，d=170，h=22，l=160代入式中計算結(jié)果滿足強度條件5.箱體及其附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計1）減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計箱體采用剖分式結(jié)構(gòu)，剖分面通過軸心。下面對箱體進行具體設(shè)計：具體相關(guān)尺寸見表3。（1）確定箱體的尺寸與形狀箱體的尺寸直接影響它的剛度。首先要確定合理的箱體壁厚δ。根據(jù)經(jīng)驗公式：，可取。為了保證結(jié)合面連接處的局部剛度與接觸剛度，箱蓋與箱座連接部分都有較厚的連接壁緣，箱座底面凸緣厚度設(shè)計得更厚些。（2）合理設(shè)計肋板在軸承座孔與箱底接合面處設(shè)置加強肋，減少了側(cè)壁的彎曲變形。（3）合理選擇材料因為鑄鐵易切削，抗壓性能好，并具有一定的吸振性，且減速器的受載不大，所以箱體可用灰鑄鐵制成。2）減速器附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）檢查孔和視孔蓋檢查孔用于檢查傳動件的嚙合情況、潤滑情況、接觸斑點及齒側(cè)間隙，還可用來注入潤滑油，檢查要開在便于觀察傳動件嚙合區(qū)的位置，其尺寸大小應(yīng)便于檢查操作。視孔蓋用鑄鐵制成，它和箱體之間加密封墊。（2）放油螺塞放油孔設(shè)在箱座底面最低處，其附近留有足夠的空間，以便于放容器，箱體底面向放油孔方向傾斜一點，并在其附近形成冊坑，以便于油污的匯集和排放。放油螺塞為六角頭細牙螺紋，在六角頭與放油孔的接觸面處加封油圈密封。（3）油標(biāo)油標(biāo)用來指示油面高度，將它設(shè)置在便于檢查及油面較穩(wěn)定之處。（4）通氣器通氣器用于通氣，使箱內(nèi)外氣壓一致，以避免由于運轉(zhuǎn)時箱內(nèi)溫度升高，內(nèi)壓增大，而引起減速器潤滑油的滲漏。將通氣器設(shè)置在檢查孔上，其里面還有過濾網(wǎng)可減少灰塵進入。（5）起吊裝置起吊裝置用于拆卸及搬運減速器。減速器箱蓋上設(shè)有吊孔，箱座凸緣下面設(shè)有吊耳，它們就組成了起吊裝置。（6）起蓋螺釘為便于起蓋，在箱蓋凸緣上裝設(shè)2個起蓋螺釘。拆卸箱蓋時，可先擰動此螺釘頂起箱蓋。采用M24的螺釘。（7）定位銷在箱體連接凸緣上相距較遠處安置兩個圓錐銷，保證箱體軸承孔的加工精度與裝配精度。6.傳動滾筒及改向滾筒的選擇1）傳動滾筒的分類按驅(qū)動方式分，傳動滾筒有：（1）外驅(qū)方式即驅(qū)動裝置放在傳動滾筒外面，減速器直接同傳動滾筒輸入軸相連。（2）內(nèi)驅(qū)方式即將驅(qū)動裝置全部放在傳動滾筒內(nèi)，此種方式又稱為電動滾筒。如果僅將減速器裝入在筒內(nèi)，稱為齒輪滾筒，或稱外裝式減速滾筒，適用于大功率帶式輸送機。按軸承內(nèi)孔大小分，傳動滾筒可分為：（1）輕型孔徑在50～100mm。（2）中型孔徑在120～180mm。（3）重型孔徑在200～220mm。這種分類對于改向滾筒也適用。外面鑄上一層橡膠的滾筒稱為鑄膠滾筒，用機械方法包上一層橡膠的滾筒稱為包膠滾筒，什么也不包的滾筒稱為光面滾筒。改向滾筒常為光面滾筒。按外形分，傳動滾筒可分為：（1）鼓形滾筒用鋼板卷圓焊接而成，中間部分筒徑大于兩邊筒徑約幾毫米，目的是防止輸送帶跑偏。（2）葉片式滾筒滾筒由許多橫向葉片組成，目的是便于清潔輸送帶，此類滾筒又稱為自清掃滾筒。如果將葉片改為圓鋼棒，稱為棒式滾筒。自然也可將圓柱形鋼殼上開上橫槽，也可起到自清掃作用。此類滾筒稱為格柵滾筒。（3）溝槽膠面滾筒滾筒的護面常選用菱形和人字形。按功能分，傳動滾筒可分為：（1）真空滾筒為增大輸送帶同滾筒之間的摩擦力，在滾筒裝有真空泵或外接真空泵，使輸送帶同滾筒包角之間成真空，增大摩擦力。但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，真空滾筒尚未得到推廣。（2）磁力滾筒滾筒內(nèi)裝有磁鐵。如輸送帶下層為磁性覆蓋膠。根據(jù)異性相吸作用，能增大摩擦力。當(dāng)使用普通輸送帶時，磁力滾筒就成為除鐵滾筒。（3）輪胎滾筒滾筒外面由許多充氣輪胎構(gòu)成，輪胎表面帶有溝槽，各輪胎充氣壓力不同時，也起到鼓形滾筒作用。（4）陶瓷滾筒滾筒護面由許多陶瓷片鑲成，一方面可增大摩擦力，另一方面便于清掃。陶瓷片也可做成插板式，以便于更換。2）傳動滾筒的選用在帶式輸送機設(shè)計中，正確選擇滾筒的直徑具有重要意義，輸送帶的使用條件隨著滾筒直徑的增大而得到改善。但是，在其他相同的情況下，滾筒直徑增大，將使它的重量、驅(qū)動裝置減速器的減速比、減速器的重量和尺寸都相應(yīng)增大。因此，滾筒的直徑不應(yīng)大于為確保輸送帶正常使用條件所需的數(shù)值。由此可見，傳動滾筒的直徑影響到輸送機整個驅(qū)動裝置的造價及重量。選擇驅(qū)動滾筒的直徑時，一般要考慮下列基本因素：（1）輸送帶的厚度以及與輸送帶厚度有關(guān)的繞過滾筒時產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力；（2）輸送帶所承受的包括拉應(yīng)力和彎曲應(yīng)力在內(nèi)的總應(yīng)力；（3）輸送帶與滾筒面之間的最大或平均單位壓力以及相應(yīng)單位牽引力（即通過滾筒面單位面積傳遞的牽引力）；（4）輸送帶承受彎曲載荷的循環(huán)次數(shù)與輸送帶的導(dǎo)繞方式及繞過滾筒的數(shù)目；（5）輸送機的類型及安裝地點。在現(xiàn)有的產(chǎn)品樣本和標(biāo)準(zhǔn)中，滾筒直徑的大小主要決定于：滾筒的用途（傳動、張緊、改向等），輸送機的使用地點（地面、進下），輸送帶的形式和層數(shù)，輸送帶的抗拉強度以及輸送帶許用強度的利用率，等等。對傳動滾筒來講，設(shè)計主要考慮的因素是輸送帶在滾筒滑動弧表面上的平均壓力（比壓）和對輸送帶彎曲的影響。這兩項在設(shè)計中，主要集中體現(xiàn)在對滾筒直徑的確定上。（1）考慮到比壓與摩擦條件，傳動滾筒的最小直徑可由下式計算式中由第2章計算的結(jié)果，取＝0.25則由式4－1=101.00kN（2）對于鋼繩芯帶，其傳動滾筒的直徑主要考慮的是鋼繩的彎曲。（4－2）式中D——傳動滾筒直徑，mm；d——鋼芯帶中鋼繩的直徑，mm。查《運輸機械設(shè)計選用手冊（上）》表1－7得，d＝6.0mm即查《運輸機械設(shè)計選用手冊（上）》表2－39，可選用直徑為D＝1000mm的傳動滾筒，軸承型號為3532。(3)驗算滾筒的比壓比壓要按照相遇點滾筒承受的比壓來算，因此滾筒所承受的比壓較大。按最不利的情況來考慮，設(shè)總的牽引力由兩滾筒均分，各傳遞一半牽引力。總的牽引力故相遇點，其分離點所承受的拉力為由公式（4－3）式中得即故所設(shè)計的滾筒強度是足夠的。不必再進行強度校核。3）改向滾筒的選用查《運輸機械設(shè)計選用手冊（上）》表2－41卸載滾筒：選用φ1000×L1600，軸承型號為3552。機尾滾筒：選用φ800×L1600，軸承型號為3540。改向滾筒：選用φ1000×L1600，軸承型號為35524）材料選用筒皮選優(yōu)質(zhì)碳素鋼或無縫鋼管。碳素鋼材質(zhì)為Q235-A，[σ]＝56N/mm2；無縫鋼管（焊接）的[σ]＝46~50N/mm2。輻板采用鋼板或鑄鋼結(jié)構(gòu)。鋼板的材質(zhì)為Q235-A；鑄鋼的材質(zhì)為ZG20Mn5V，[σ]＝56N/mm2。輪轂材質(zhì)選用ZG230~450，重型滾筒輪轂的材質(zhì)為ZG20Mn5V。ZG230~450的許用應(yīng)力[σ]＝54N/mm2，ZG20Mn5V的許用應(yīng)力[σ]＝65N/mm2。軸用45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，許用應(yīng)力[σ]＝40～66N/mm2。硬度HB=229~269。如強度不能滿足要求，改用40Cr調(diào)質(zhì)，許用應(yīng)力[σ]＝50～75N/mm2。7.拉緊裝置的選擇拉緊裝置是保證帶式輸送機正常工作的重要部件，在確保輸送機最小初拉力滿足撓度要求的條件下，輸送帶在驅(qū)動滾筒相遇點和分離點的張力比應(yīng)為定值，為此要求啟動時拉緊力與工作時額定拉緊力的比值k為1.4～1.5，允許波動范圍為±10﹪；正常工作過程中k為0.9～1.1。當(dāng)輸送機的結(jié)構(gòu)、起動和制動方式及拉緊裝置的安裝位置確定后，拉緊裝置的特性就取決于其自身的性能。實際上，拉緊裝置的作用除保證承載分支最小張力點所必需的張力，使其撓度在規(guī)定的范圍內(nèi)；保證輸送帶在傳動滾筒分離點的張力，在起動和制動及正常運轉(zhuǎn)時，使輸送帶與傳動滾筒之間有足夠的摩擦力而不致打滑外，還具有彌補輸送帶塑性變形及起動和制動過程中張力變化而引起的輸送帶長度變化；為輸送帶重新接頭及修補提供必要行程；輸送機檢修時放松輸送帶等作用。拉緊裝置在整機中的位置很重要，它距傳動滾筒越近，響應(yīng)速度就越快，性能就越好。拉緊裝置位置確定的原則為：盡可能布置在輸送帶張力最小處；電動機作電動運行時，拉緊裝置盡可能設(shè)在驅(qū)動滾筒的松邊；電動機作發(fā)電運行時，拉緊裝置盡可能設(shè)在驅(qū)動滾筒的入（緊）邊；盡可能減少輸送帶的彎曲次數(shù)。在本次設(shè)計時，把拉緊裝置設(shè)在了機尾部，并設(shè)在了驅(qū)動滾筒的松邊。對拉緊裝置的要求：響應(yīng)速度快，工作可靠；拉緊滾筒上輸送帶的包角180°，并與滾筒位移平行，施加的拉緊力應(yīng)通過滾筒中心，以免張力由于其位置不同而變化；不能出現(xiàn)死區(qū)，即拉緊滾筒作反方向移動時不至于產(chǎn)生張力突然變化。尤其機尾有低谷的高垂度輸送機，制動時在低谷處會由于垂度過大而引起輸送帶的折疊和嚴重變形，從而導(dǎo)致落料。拉緊裝置的可分為固定式拉緊裝置和自動式拉緊裝置兩大類；（1）固定式拉緊裝置固定式拉緊裝置分重力拉緊裝置和剛性拉緊裝置。重錘式、水箱式都屬于重力拉緊裝置。重力式拉緊裝置始終使輸送帶初拉力保持恒定，在啟動制動時會產(chǎn)生上下振動，但慣性力很快消失。剛性拉緊裝置有螺旋拉緊、手動或電動拉緊裝置等幾種，它們的拉緊力是固定不變的，不能自動調(diào)整。在安裝后，拉緊一次可運行一段時間，但還要收緊一次，以消除蠕變。（2）自動式拉緊裝置帶式輸送機是恒定轉(zhuǎn)矩的，因此輸送帶拉力是固定的，自動測力拉緊裝置以拉緊力作為反饋信號隨著時間變化設(shè)定拉力，進行比較，并隨時調(diào)整拉緊裝置的改向滾筒的位移。如啟動時會自動加大拉緊力，運轉(zhuǎn)時恢復(fù)恒定拉力，對延長輸送帶壽命十分有利。常見的拉緊裝置有以下幾種：（1）螺旋式拉緊裝置拉緊滾筒的軸承座安裝在帶有螺母的滑動架上，滑動架可在尾架的導(dǎo)軌上移動。當(dāng)旋轉(zhuǎn)螺桿時，可使滑動架帶動拉緊滾筒一同前進或后退，以調(diào)節(jié)輸送帶的張力。螺旋式拉緊裝置結(jié)構(gòu)簡單，但是拉緊力的大小不易掌握，工作過程中拉緊力不能保持恒定，一般用于機長小于80m、功率較小的輸送機。（2）車式拉緊裝置拉緊滾筒固定在小車上，通過重錘的重力牽引小車，從而達到張緊輸送帶的作用。這種拉緊裝置的優(yōu)點是拉緊力恒定，能自動補償輸送帶的伸長，適用于長距離固定式帶式輸送機。（3）垂直式拉緊裝置利用重錘重力可使拉緊滾筒沿垂直導(dǎo)軌移動產(chǎn)生拉緊力，它能保證輸送帶在各種運動狀態(tài)下有很定的牽引力，可以自動補償輸送帶的伸長，適用于長距離固定式帶式輸送機。其缺點是需要有足夠的空間放置拉緊滾筒、重錘和要保證拉緊所需的行程，因此在空間受限的條件下無法使用。（5）鋼絲繩絞筒式拉緊裝置利用鋼絲纏繞在絞筒上，將輸送帶拉緊。一般絞筒都是經(jīng)過渦輪減速器來帶動。這種方式在帶式輸送機上廣泛地使用。本設(shè)計拉緊裝置為液壓小車自動拉緊裝置，適用于長距離，大運量的帶式輸送機，拉緊行程為36m。8.機架的選擇機架包括機頭架、機尾架、中間架等。機架的主要作用一是承載，輸送機各部的載荷及自重，最終全部由機架承擔(dān)。二是聯(lián)接各部件，如傳動裝置，托輥裝置及其它各組件在機架上預(yù)留位置，使各組成部分能夠有序有效地發(fā)揮作用。常用機架也用幾種不同的結(jié)構(gòu)。機架按照主體結(jié)構(gòu)型式可以劃分為鋼架結(jié)構(gòu)和繩架結(jié)構(gòu)。按照承載方式可以分為吊掛式和落地式。它是輸送機分類的一個重要依據(jù)。目前使用的輸送機其機架主要有兩種類型，一是繩架吊掛式；二是鋼架落地式。近