黃運(yùn)--可伸縮式皮帶輸送機(jī)的設(shè)計(jì)

1、臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)2016屆屆 分 類 號(hào):TH222 單位代碼:10452畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）可伸縮式皮帶輸送機(jī)的設(shè)計(jì)可伸縮式皮帶輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 姓 名 黃運(yùn)黃運(yùn) 學(xué) 號(hào) 201203110201201203110201 年 級(jí) 20122012 專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 系（院） 機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 李秋實(shí)李秋實(shí) 2016 年 4 月 10 日臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)I摘 要本論文是可伸縮式皮帶輸送機(jī)的設(shè)計(jì)。此輸送機(jī)是一種高運(yùn)輸效率，有效便捷，滿足多種場(chǎng)合的需求的摩擦驅(qū)動(dòng)連續(xù)運(yùn)送方式。此皮帶輸送機(jī)利用抽屜

2、原理，搭載最新款的電動(dòng)滾筒可以源源不斷提供動(dòng)力，采用螺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(lái)往運(yùn)輸，還在輸送機(jī)的下面設(shè)計(jì)了輪子以方便輸送機(jī)的移動(dòng)。傾斜動(dòng)力源的設(shè)計(jì)來(lái)自于對(duì)農(nóng)村運(yùn)土三輪車車廂動(dòng)力的模仿。本設(shè)計(jì)首先對(duì)皮帶機(jī)作了簡(jiǎn)單的概述，然后指出設(shè)計(jì)方向，做出方案選擇，然后對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)選型，最后進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。關(guān)鍵詞：移動(dòng)；伸縮機(jī)構(gòu)；皮帶輸送機(jī)臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)IIABSTRACTThis paper is a telescopic belt conveyor design. This convey

3、or is a friction drive continuous shipping, transport efficiency and convenience to meet the needs of a 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 t

4、he requirements of different distances, since the second layer is a second layer beneath it may not have anti- transfer request, only the first layer may contact transport, still below the conveyor wheels designed to facilitate the movement of the conveyor. It is used for horizontal or inclined tran

5、sportation transport, easy to use. Tilt power source design from rural earthmoving tricycle car powered imitation. The design is first made on the belt brief overview, then pointed out that the design direction to make the program selection.Key words: mobile; telescopic structure; belt conveyor 臨沂大學(xué)

6、機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)III目目 錄錄1 1 緒論緒論.11.1 概述 .11.2 帶式輸送機(jī)的分類 .11.3 設(shè)計(jì)方向的選擇 .11.4 本論文的設(shè)計(jì)要求 .12 2 輸送帶的設(shè)計(jì)輸送帶的設(shè)計(jì).22.1 輸送帶的設(shè)計(jì)與計(jì)算 .22.1.1 原始數(shù)據(jù).22.1.2 帶速的確定.32.1.3 帶寬的設(shè)計(jì)計(jì)算.32.1.4 輸送帶帶型的選擇.32.1.5 輸送帶出現(xiàn)跑偏及解決辦法.32.2 滾筒的設(shè)計(jì) .42.2.1 驅(qū)動(dòng)滾筒的設(shè)計(jì).42.2.2 改向滾筒的選用.52.3 托輥的選用 .52.3.1 平行上托輥.52.3.2 平行下托輥.53 3 伸縮機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)伸縮機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).6

7、3.1 軌道的設(shè)計(jì) .63.2 螺母螺桿的設(shè)計(jì) .63.3 螺旋傳動(dòng)的計(jì)算 .63.3.1 耐磨性計(jì)算.63.3.2 強(qiáng)度計(jì)算.73.3.3 螺桿的剛度計(jì)算.93.3.4 穩(wěn)定性計(jì)算.113.4 動(dòng)力計(jì)算 .123.5 螺桿軸承的選用 .123.5.1 已知數(shù)據(jù).123.5.2 壽命計(jì)算.133.6 軸承座 .15臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)IV3.7 傳動(dòng)鍵的選用 .153.8 螺母螺桿裝置布置 .153.9 連接螺母和伸長(zhǎng)架的螺栓選擇 .154 4 驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)與選型驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)與選型.174.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 .174.2 減速器的選型 .174.3 聯(lián)軸器的選型

8、.175 5 關(guān)于機(jī)架的設(shè)計(jì)關(guān)于機(jī)架的設(shè)計(jì).185.1 機(jī)架的設(shè)計(jì)要求 .185.2 機(jī)架的材料選擇 .185.3 輸送機(jī)支撐架形式 .195.4 固定鉸支座和液壓缸受力分析和安裝位置設(shè)計(jì) .195.5 伸長(zhǎng)架穩(wěn)定性計(jì)算 .205.6 液壓缸的選擇 .215.7 水平移動(dòng)裝置 .216 6 總裝配的設(shè)計(jì)總裝配的設(shè)計(jì).22參參 考考 文文 獻(xiàn)獻(xiàn).23致致 謝謝.24臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)11 緒論1.1 概述可伸縮式式皮帶運(yùn)輸機(jī)是帶式輸送機(jī)的其中一種類型,它是一種通用且連續(xù)運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械。皮帶運(yùn)輸機(jī)被廣泛應(yīng)用在輕工業(yè)的生產(chǎn)線上。皮帶運(yùn)輸機(jī)既可以運(yùn)送沙粒狀物料,又可以運(yùn)送塊件或

9、包件物品。帶式輸送機(jī)具有很強(qiáng)的適應(yīng)性能，在工業(yè)制造上普遍應(yīng)用。近年來(lái)，帶式輸送機(jī)在別的產(chǎn)業(yè)部門(mén)表現(xiàn)出巨大的優(yōu)越性和商業(yè)應(yīng)用價(jià)值，尤其是在食品包裝、物流、包裝箱的的運(yùn)輸上。本論文的主要目的是解決工作人員在皮帶機(jī)運(yùn)輸過(guò)程中更方便的操作，而且可以發(fā)揮皮帶機(jī)更大的用處，可以適用于不同距離的場(chǎng)地運(yùn)輸，以及不同高度的操作。這雖然是一點(diǎn)小小的改進(jìn)，但是卻給工作人員帶來(lái)了巨大的方便。本論文對(duì)于皮帶機(jī)的改進(jìn)之處主要有兩點(diǎn)：一點(diǎn)是給皮帶機(jī)設(shè)置了腳輪，給皮帶機(jī)的移動(dòng)帶來(lái)了方便；另一點(diǎn)是給皮帶機(jī)添加了伸縮機(jī)構(gòu)，就是變速箱與伸縮桿的結(jié)合，可以適合不同場(chǎng)地的運(yùn)作。然后對(duì)輸送機(jī)整體進(jìn)行了質(zhì)量估計(jì)，以及對(duì)固定鉸支座和液壓缸進(jìn)

10、行了受力分析，最后對(duì)于伸長(zhǎng)架的穩(wěn)定性進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，其他零部件采用的是傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，然后通過(guò)作圖軟件把設(shè)計(jì)的以及減速器和其他零部件以及整體裝配圖畫(huà)出來(lái)，雖然有一些不足，可是我對(duì)輸送機(jī)的設(shè)計(jì)有了更深的理解，畫(huà)圖的技巧也有所提高。1.2 帶式輸送機(jī)的分類(1)依據(jù)輸送機(jī)是否能夠移動(dòng)分類固定帶式；移動(dòng)帶式；移置帶式；可伸縮帶式。(2)依據(jù)輸送帶的結(jié)構(gòu)特征分類普通輸送帶帶式輸送機(jī)；網(wǎng)帶輸送機(jī)；管狀帶式輸送機(jī)。(3)依據(jù)輸送機(jī)的承栽方式分類托輥帶式輸送機(jī)；氣墊帶式輸送機(jī)；深槽帶式輸送機(jī)。1.3 設(shè)計(jì)方向的選擇考慮到傳統(tǒng)的皮帶輸送機(jī)不能滿足人們的更多要求，有移動(dòng)不可伸縮型，有可以伸縮但不能移動(dòng)型，有可以移動(dòng)但

11、只可水平方向運(yùn)動(dòng)型，也有可以移動(dòng)能向上輸送的機(jī)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(jī)的分類，我將移動(dòng)、伸縮、傾斜三個(gè)優(yōu)點(diǎn)集于一體，制作成既可以方便移動(dòng)，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(yùn)輸?shù)目缮炜s式皮帶輸送機(jī)。1.4 本論文的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)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 公斤左右的貨臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)2物。輸送機(jī)長(zhǎng)度為 58 米，提升高度為 02 米，輸送能力為 50t/h，運(yùn)輸速度為 1m/s。臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)32 輸送帶的設(shè)計(jì)2.1 輸送帶的設(shè)計(jì)與

12、計(jì)算2.1.12.1.1 原始數(shù)據(jù)原始數(shù)據(jù)本款輸送機(jī)主要用于不等距離的短途運(yùn)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。輸送機(jī)布置形式及主要尺寸：上層的輸送帶，電動(dòng)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(jī)更加穩(wěn)固。第一層長(zhǎng) 5 米是固定長(zhǎng)度，第二層長(zhǎng) 3.5 米，伸出后總長(zhǎng)為 8 米，伸出后放下伸縮桿，可以撐起更多重量。輸送帶允許的最大傾角如表 1 所示。表 1 成件物品傾斜輸送許用角度1圖 1 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖工作環(huán)境：帶式輸送機(jī)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

13、可以使用，但是要保證使用完后的保養(yǎng)，對(duì)于在特殊環(huán)境下工作的帶式輸送機(jī)，應(yīng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施。成件物品紙袋塑料袋麻袋紙箱不包裝161820161218臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)42.1.22.1.2 帶速的確定帶速的確定可伸縮式皮帶輸送機(jī)的輸送能力對(duì)帶寬運(yùn)行速度起決定性作用。根據(jù)我國(guó)帶速標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)定，再與輸送帶的帶寬和所運(yùn)物料得性質(zhì)相結(jié)合來(lái)選取11，初步確定帶速V=1m/s。2.1.32.1.3 帶寬的設(shè)計(jì)計(jì)算帶寬的設(shè)計(jì)計(jì)算表 2 貨載端面系數(shù)22動(dòng)堆積角1020304050槽型316385422458496K平型67135172209247表 3 運(yùn)輸機(jī)傾角系數(shù)22（1）按

14、輸送能力確定帶寬 B11 （2-1）)05. 03600/( 1 . 11vkcQB式中 ；htQ/50 (由表 3-2 得到)；100K ；smV/1 （松散程度）3/1mt （由表 3 得到）;9 . 0C計(jì)算得 B1=680mm，所以選取帶寬為 680mm。（2）按運(yùn)送貨物的多少確定帶寬 B2mmaB8002002max2式中 得到最大運(yùn)送貨物件的橫向尺寸。 maxa綜合考慮，我的帶寬選擇為 800mm。2.1.42.1.4 輸送帶帶型的選擇輸送帶帶型的選擇一般條件下，輸送帶的帶型選擇的是分層帶；在同等抗拉強(qiáng)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?yàn)樵摬牧霞瘞П?，帶輕，

15、柔軟，成槽性好、耐水和耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)于一身。輸送帶構(gòu)成的一般機(jī)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(qiáng)度跟剛度，因?yàn)樵诠ぷ髦械妮斔蛶В瑤編缀醭惺苤控?fù)荷。本設(shè)計(jì)采用維綸帆布層帶。輸送傾角035101520C10.990.950.890.81臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)52.1.52.1.5 輸送帶出現(xiàn)跑偏輸送帶出現(xiàn)跑偏及及解決辦法解決辦法帶式輸送機(jī)通常會(huì)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(guò)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(yùn)行，不

16、會(huì)出現(xiàn)輸送帶偏移的現(xiàn)象。同時(shí)要正確使用帶子接頭，兩側(cè)的周長(zhǎng)也應(yīng)該相等。正確處理輸送帶跑偏的方法有：認(rèn)真檢查帶式輸送機(jī)縱向中心線跟托輥橫向中心線的不重合度。出現(xiàn)不重合度值高于 3 毫米的情況，通過(guò)改變托輥組兩側(cè)的長(zhǎng)形安裝孔位置對(duì)其進(jìn)行修正調(diào)整33。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(duì)頭，尾機(jī)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)。2.2 滾筒的設(shè)計(jì)2.2.12.2.1 驅(qū)動(dòng)滾筒的設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)滾筒的設(shè)計(jì)生產(chǎn)機(jī)械所需的功率決定電動(dòng)機(jī)的功率，通常使電動(dòng)機(jī)在額定功率下運(yùn)行。本設(shè)計(jì)選用 2 個(gè) QDF 風(fēng)冷式電動(dòng)機(jī)22，

17、電動(dòng)機(jī)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。mN 風(fēng)冷式電動(dòng)機(jī)滾筒安裝尺寸示意圖如圖 2 所示。圖 2 風(fēng)冷式電動(dòng)機(jī)滾筒安裝尺寸示意圖臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)6圖 3 改向滾筒示意圖2.2.22.2.2 改向滾筒的選用改向滾筒的選用通過(guò)改向電動(dòng)滾筒來(lái)改變輸送帶的運(yùn)行方向，通過(guò)壓緊輸送帶使其增大與傳動(dòng)滾筒的包角33。本設(shè)計(jì)選用了 2 個(gè)改向滾筒，D=l64mm，L=900mm，M=45.5Kg。改向滾筒示意圖如圖 3 所示。2.3 托輥的選用輸送帶和物料一般都是托輥來(lái)支承的，通過(guò)減少輸送帶在

18、運(yùn)行過(guò)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(yùn)行在預(yù)定的方向上。托輥是帶式輸送機(jī)上的重要零部件，日常檢查、維修和更換的的主要對(duì)象就是托輥。托輥的可靠性和壽命對(duì)輸送機(jī)的功效起著很大的作用。2.3.12.3.1 平行上托輥平行上托輥圖 4 平行上托輥示意圖2.3.22.3.2 平行下托輥平行下托輥圖 5 平行下托輥示意圖臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)7本設(shè)計(jì)論文的托輥布置為上托輥間距為 350mm，主機(jī)架 14 個(gè)，伸長(zhǎng)架 8 個(gè)，上托輥共 22 個(gè)。下托輥為 5 個(gè)，主機(jī)架 3 個(gè)，伸長(zhǎng)架 2 個(gè)。臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)83

19、伸縮機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1 軌道的設(shè)計(jì)對(duì)于第二層輸送帶的伸縮設(shè)計(jì)首先要設(shè)計(jì)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(yùn)行。在伸縮機(jī)架下安裝上一定數(shù)量的腳輪用以支撐伸縮輸送帶的空載及負(fù)載。設(shè)計(jì)的為 2 個(gè)軌道，每個(gè)軌道長(zhǎng) 3.5 米，共長(zhǎng) 7 米，用 Q235 的鋼44，其密度，軌道厚度可設(shè)計(jì)為 10mm，寬 50mm，質(zhì)量約為 M=27.475Kg。33/1085. 7mKg3.2 螺母螺桿的設(shè)計(jì)滾珠絲杠具備高效率的傳動(dòng)比，摩擦也相對(duì)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(huì)出現(xiàn)自鎖的情況55。若要自鎖還需加制動(dòng)裝置，設(shè)計(jì)起來(lái)比較繁瑣。蝸

20、輪蝸桿機(jī)構(gòu)不能在水平范圍內(nèi)做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)當(dāng)伸長(zhǎng)機(jī)架伸出時(shí)會(huì)對(duì)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(dòng)裝置11。螺母螺桿傳動(dòng)示意圖如下：圖 6 螺母螺桿傳動(dòng)示意圖3.3 螺旋傳動(dòng)的計(jì)算在螺旋傳動(dòng)中，螺桿主要受轉(zhuǎn)矩跟軸向拉力的負(fù)荷。這些外力力會(huì)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55；當(dāng)出現(xiàn)螺桿的長(zhǎng)經(jīng)比較大的情況時(shí)，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(duì)滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)的耐磨性、強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性這四個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。3.3.13.3.1 耐磨性計(jì)算耐磨性計(jì)算磨損是滑動(dòng)螺旋傳動(dòng)常見(jiàn)的失效形式，一般對(duì)螺桿的直徑和螺母軸向長(zhǎng)度依據(jù)耐磨性來(lái)計(jì)

21、算。在傳動(dòng)運(yùn)行過(guò)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。56682max SF6000F400maxn從工藝實(shí)用性方面來(lái)考慮，對(duì)耐磨的螺紋和比較高的使用壽命有一定的要求，所臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)9以一般會(huì)對(duì)螺紋工作表面的壓力進(jìn)行限制，通常不會(huì)超過(guò)給定的許用壓力，即 （3-1） phHdtFhndFp22式中 p螺紋工作表面上的平均壓強(qiáng)；p許用壓強(qiáng)，。通過(guò)查表可得許用壓強(qiáng)p=710,取p=7；MPaMPaMPa軸向載荷；F螺紋中徑；2dh螺紋工作高度；n螺紋工作圈數(shù)，H 為螺母高度， t 為螺距。tHn 螺紋中徑： （3-2）

22、 pFd2式中 螺紋形式系數(shù)，梯形螺紋 =0.8；螺母長(zhǎng)度 L 與螺紋中徑之比，剖分式螺母=2.53.5，取=2.5。2dmmd8 .1475 . 260008 . 02查 GB5796-86，取，公稱直徑，外螺紋小徑，螺mmd372mmd42mmd313距。mmt10螺母高度：mmdH5 .92375 . 22螺紋工作高度：mmth5105 . 05 . 0所以螺紋工作表面的壓強(qiáng)MPap11. 19353714. 3106000，校驗(yàn)合格。MPap7pp 3.3.23.3.2 強(qiáng)度計(jì)算強(qiáng)度計(jì)算(1)螺桿強(qiáng)度計(jì)算。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77。由第四強(qiáng)度理論對(duì)螺桿

23、進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算：臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)10 （3-4） 2332232 . 034dTdF式中 應(yīng)力；許用應(yīng)力； 螺紋內(nèi)徑；1d軸向載荷；FT轉(zhuǎn)矩，一般為摩擦力矩。FT(2)螺旋傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩為： （3-5）)tan(212vFdTT)14. 529. 4tan(37600021mNmmN44.1818436所以當(dāng)量應(yīng)力 :)312 . 018436(3)3114. 360004(2322MPa59. 9(3)強(qiáng)度條件查閱相關(guān)資料可知， 45 鋼調(diào)質(zhì)處理后s)33. 02 . 0(MPas360340MPa8 .11868由計(jì)算可得，螺紋強(qiáng)度滿足條件。(4)螺紋強(qiáng)度計(jì)算螺

24、紋強(qiáng)度包括螺桿螺紋強(qiáng)度和螺母螺紋強(qiáng)度兩種類型，通常情況下，螺桿的強(qiáng)度比螺母高很多88，因此只要對(duì)螺母螺紋牙強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算即可。螺母材料選用青銅。螺紋牙底寬度，梯形螺紋mmtb5 . 61065. 065. 0臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)11只驗(yàn)算螺母剪切應(yīng)力， （3-6）dbmF其中，旋合圈數(shù)。mpdm225. 910375 . 2符合要求。所以，MPa76. 025. 95 . 64214. 36000青銅螺母的，校驗(yàn)滿足強(qiáng)度。MPa4030彎曲應(yīng)力只驗(yàn)算螺母如圖 7 所示。圖 7 螺母螺紋圈的受力MPambdFhb37. 225. 95 . 63114. 356000332

25、23由強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果得出，校驗(yàn)也滿足強(qiáng)度要求。bb3.3.33.3.3 螺桿的剛度計(jì)算螺桿的剛度計(jì)算在軸向載荷和轉(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F螺旋傳動(dòng)精度受到影響88。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)把剛度校核的計(jì)算考慮在內(nèi)，把螺距的改變限制在許用的范圍內(nèi)。臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)12（1）在軸向力作用下，螺距的變量。tF （3-7）EAtFtF螺桿螺紋截面面積 （3-8）422dA式中，t螺距；E材料的楊氏模量，查表得 E=；MPa310206d2梯形螺紋按螺紋中徑。常用材料的楊氏模量、切變模量和泊松比如表 4，得：665.107443714. 32A所以mmt

26、F331027. 0665.107410206106000表 4 常用材料的楊氏模量、切變模量和泊松比33序號(hào)材料楊氏模量EGpa切變模量GGpa泊松比1鎳鉻鋼、合金鋼20679.380.250.32碳鋼196206790.240.283鑄34球墨鑄鐵1401545灰鑄鐵、白口鑄鐵113157440.230.27（2）螺桿受扭矩 T 時(shí)，螺桿在 1 個(gè)螺距長(zhǎng)度上產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)角為 由此而引起的一個(gè)螺距的變量T為GJTttT222 （3-9）螺桿螺紋的極慣性矩GJTt臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)133242dJ （3-10）式中，G材料的剪切楊氏模量，對(duì)于

27、鋼4100 . 8GMpa；2d梯形螺紋按螺紋中徑。當(dāng)扭矩的方向與螺旋方向相反時(shí)取“+”號(hào)，扭矩的方向與螺旋方向相同時(shí)取“-”號(hào)。所以mmGdTtGJTtpT34422422221002. 037100 . 814. 3101843616162（3）一個(gè)螺距總的變化量為GJTtEAtFTFtT22 （3-11）mmt3331029. 01002. 01027. 0（4）螺桿的單位長(zhǎng)度變形量為533109 . 210029. 0101029. 0而mm510)108(故，所以螺桿安全。3.3.43.3.4 穩(wěn)定性計(jì)算穩(wěn)定性計(jì)算對(duì)于較大柔度的受壓螺桿，在工作時(shí)，螺桿可能由于失穩(wěn)而產(chǎn)生側(cè)向撓曲的情況

28、，因此對(duì)螺桿進(jìn)行穩(wěn)定性的校核99，根據(jù)歐拉公式有 max22aackFlEJF （3-12）式中，acF螺桿失穩(wěn)時(shí)的臨界軸向載荷；maxaF螺桿的最大軸向載荷；k安全系數(shù)，一般 k=2.54；E螺桿材料的拉壓彈性模量，對(duì)鋼MPaE51015. 2；J螺桿截面的慣性矩，對(duì)于梯形螺紋應(yīng)按中徑2d計(jì)算，64/42dJ；l螺桿的工作長(zhǎng)度，一般取螺桿支承點(diǎn)間的距離；臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)14長(zhǎng)度系數(shù)，與螺桿支承情況有關(guān)。設(shè)計(jì)螺桿支撐把一端固定，另一端移動(dòng)，此時(shí)7 . 0，mml3500，所以NlEdFac98.3247235007 . 064371015. 214. 364224

29、5322423校驗(yàn)45 . 24 . 5600098.32472maxaacFF符合要求。3.4 動(dòng)力計(jì)算螺旋傳動(dòng)中的驅(qū)動(dòng)功率131109550FvnTp （3-13）式中，T主動(dòng)件上的轉(zhuǎn)矩，mmN ；n主動(dòng)件上的轉(zhuǎn)速，mmr/；F移動(dòng)鍵的軸向力，N；v移動(dòng)件的線速度，smm/；1從動(dòng)力源到螺旋傳動(dòng)主動(dòng)件的機(jī)械效率，取9 . 01；螺旋傳動(dòng)的正行程效率，)tan(tanv。KWp86. 09 . 09550184364003.5 螺桿軸承的選用螺桿在工作過(guò)程中，軸向力不可避免的會(huì)產(chǎn)生，一般選用不受或者受軸向力影響比較小的軸承。通過(guò)比較選取螺桿直徑為 42mm 的角接觸軸承標(biāo)準(zhǔn)件1010。對(duì)螺桿

30、裝配軸承的部分來(lái)說(shuō)，把軸頸直徑設(shè)計(jì)為 40mm，選擇軸承號(hào) 7008C，孔徑 40mm，軸承大徑 68mm，寬 15mm，a=14.7，基本額定動(dòng)載荷NCr20000，脂潤(rùn)滑極限轉(zhuǎn)速80000r/min，油潤(rùn)滑極限轉(zhuǎn)速 11000r/min，重量 W0.18Kg。3.5.13.5.1 已知數(shù)據(jù)已知數(shù)據(jù)已知大齒輪上的圓周力臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)15NdTFt63.552385 .1020002000徑向力NFFtr1 .20120tan63.552tan大齒輪上的作用力NF08.5881 .20163.55222齒輪軸的軸徑為 40mm，軸速為 n=400r/min，一般

31、需要軸承的使用壽命比較大，不能超荷使用，單次最長(zhǎng)用時(shí)54 ，可用 28000 次，如果按每天 10 小時(shí)的工作時(shí)間，每小時(shí)伸縮一次，一年 3600 次，可用 7.8 年?？煽啃?90。螺桿實(shí)際軸向力NdTFra319906.10tan37105 .102tan2323.5.23.5.2 壽命計(jì)算壽命計(jì)算圖 8 螺桿軸受力分析圖軸向力為NFa3199，徑向力為NFr1 .201，圓周力為NFt6 .552，由力和力矩的平衡條件， 0, 0121MFFFFrrrZ （3-14）有012532502rrFF （3-15）NFNFrr73. 7,37.19321臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢

32、業(yè)設(shè)計(jì)16 0, 0121MFFFFtttY有ttFF12532502NFNFtt3 .21,3 .53121軸承作用反力NFFFtrr4 .565)()(21211NFFFtrr6.22)()(2222221. 0152003199oraCF線性插值求41. 0e，計(jì)算附加力NeFSr814.2314 .56541. 01 1NeFSr29. 96 .2241. 022比較aFS 1和2S，21814.34303199814.231SNFSaNFNFaa814.3430,29.9210, 1,41. 0016. 04 .56529. 91111YXeFFra35. 1,44. 0,41. 0

33、4 .15166.22814.34301122YXeFFraNFPrr4 .56511NFFParr62.4328319935. 166.2244. 035. 144. 022壽命計(jì)算，hhLh350180462.432815200400601036由計(jì)算可得，滿足條件。臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)173.6 軸承座根據(jù)設(shè)計(jì)要求，一般選取標(biāo)準(zhǔn)件的軸承座比較合適。對(duì)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(jì)計(jì)算并使用。對(duì)于螺桿軸承座的選用，可以選擇標(biāo)準(zhǔn)件的軸承座1111。查 GB/T7813-1987,選用 SN 型，代號(hào) SN208,重量為 W=

34、2.6Kg。3.7 傳動(dòng)鍵的選用傳動(dòng)鍵的擠壓壓強(qiáng)一般選取普通型圓頭平鍵來(lái)進(jìn)行驗(yàn)算。軸徑 d=40mm，大齒輪齒寬 B=40mm。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，由軸徑 d=40mm，查得鍵的截面尺寸812hb，查 GB/T1567-20031212，齒輪寬選取 B=40mm，選取鍵的長(zhǎng)度 L=36mm，鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=36-12=24mm。3.8 螺母螺桿裝置布置輸送機(jī)的伸縮裝置的螺母螺桿在設(shè)計(jì)過(guò)程中有以下要求：滿足使伸長(zhǎng)架做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的要求，滿足輸送帶正常運(yùn)轉(zhuǎn)。螺桿在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該在螺桿前后兩端設(shè)計(jì)有行程開(kāi)關(guān)，用來(lái)防止螺母行程越位1313。一般可以選擇電機(jī)和液壓馬達(dá)作為螺桿的驅(qū)動(dòng)裝置，本次設(shè)計(jì)選取電

35、機(jī)比較合適。圖 9 螺旋運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖3.9 連接螺母和伸長(zhǎng)架的螺栓選擇圖 10 螺栓桿聯(lián)接示意圖臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)18連接螺母和伸長(zhǎng)架的螺栓選取用鉸制孔螺栓連接1616，螺栓一般會(huì)受橫向力，本設(shè)計(jì)用四個(gè) M16 的鉸制孔螺栓，功能等級(jí)為 4.6。已知軸向力為 F=6000N，單個(gè)螺栓所受力為NFs150046000設(shè)mmh8，驗(yàn)算螺栓擠壓強(qiáng)度， pphdF0s （3-16）螺栓剪切強(qiáng)度， mdFs204 （3-17）式中 sF所受工作剪力，N； 0d抗剪面直徑，mm； m抗剪面數(shù)目； h桿與孔壁接觸受力的最小軸向長(zhǎng)度，mm； 材料的許用剪切應(yīng)力，MPa； p材料和

36、被連接件中弱者的許用擠壓應(yīng)力，MPa。查 M16 的鉸制孔用螺栓光桿直徑mmd170，查螺栓公稱屈服極限MPas240，查擠壓安全系數(shù)2 . 1S，許用擠壓應(yīng)力 MPaSsp2002 . 1240查剪切安全系數(shù)5 . 2S，許用擠壓剪切應(yīng)力 MPaSs965 . 2240 pspMPahdF03.1181715000 83. 0817150044220mdFs校核安全，設(shè)計(jì)可用。臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)194 驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)與選型4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇一般工作情況下，選用三相交流異步電動(dòng)機(jī)作為功率輸出。最常用的電動(dòng)機(jī)為 Y系列鼠籠式三相異步交流電動(dòng)機(jī)1313，其效率高，工作

37、可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，價(jià)格低，適用于不易燃、不易爆，無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的場(chǎng)合。故采用此系列電動(dòng)機(jī)。普通的三相異步電動(dòng)機(jī)擁有較高的轉(zhuǎn)速，因?yàn)樵诼輻U設(shè)計(jì)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(jì)要求1717。在齒輪減速傳動(dòng)過(guò)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2d、1d，齒數(shù)分別為2Z、1Z，傳動(dòng)比i,小齒輪傳遞的計(jì)算轉(zhuǎn)矩1T，齒輪傳遞圓周力F,齒輪模數(shù)m。根據(jù)傳遞原理，有11dFT，2dFT，11Zmd，22ZmdidddFdFTT12121假設(shè)選用原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 1000r/min, 5 . 24001000imNiTT2 . 89 . 05 .

38、 244.181原動(dòng)機(jī)功率：KWnTP86. 0954910002 . 895491查電動(dòng)機(jī)相關(guān)型號(hào)，選取KWP1 . 1，名義轉(zhuǎn)速min/1000rn ，型號(hào) Y90L-6。4.2 減速器的選型對(duì)傳動(dòng)比比較低的減速器，一般采用直齒圓柱齒輪的一級(jí)減速裝置。根據(jù)已知條件：KWP1 . 1，min/10001rn ，傳動(dòng)比5 . 2i，工作時(shí)間h30000，根據(jù) JB/T8853-2001 可以選擇減速器的型號(hào)1414為：ZDY 80-2.5-1。4.3 聯(lián)軸器的選型根據(jù)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)可知電機(jī)軸的直徑為 24mm，根據(jù)減速器的型號(hào)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

39、可以選擇 38mm。因此，兩個(gè)聯(lián)軸器可以選擇同一型號(hào)為 GCLD1 JB/T8853-2001。臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)205 關(guān)于機(jī)架的設(shè)計(jì)5.1 機(jī)架的設(shè)計(jì)要求可伸縮式帶式輸送機(jī)的機(jī)架，應(yīng)滿足帶式輸送機(jī)的工作要求，安裝與調(diào)整相連接間的部件；對(duì)部件的布置跟載荷要求決定輸送機(jī)機(jī)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(jī)頭架、尾架型式，應(yīng)采用三角形結(jié)構(gòu)型式的頭架，對(duì)型鋼焊接結(jié)構(gòu)適合作為小型帶式輸送機(jī)頭架；對(duì)于那些運(yùn)輸比較困難的場(chǎng)地，應(yīng)該采用組合式的機(jī)架；可伸縮式帶式輸送機(jī)頭架應(yīng)該采用車輛運(yùn)輸整體馱運(yùn)式型式跟滑撬式結(jié)構(gòu)的頭架1515。中間架的結(jié)構(gòu)，對(duì)于帶式輸送機(jī)固

40、定不動(dòng)，中間架應(yīng)該采用固定式；對(duì)于在惡劣的工作條件下的帶式輸送機(jī)，應(yīng)該采用吊掛式或者繩架式型式的方式1818；對(duì)于伸縮式帶式輸送機(jī)而言，應(yīng)該采用滑撬式的中間架，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該就滿足了水平移動(dòng)的要求。5.2 機(jī)架的材料選擇選用 Q235，容易制造、成型，焊接性能好。圖 11 機(jī)架形式與零件布置由圖示可知，主機(jī)架高度 H驅(qū)動(dòng)滾筒直徑+改向滾筒直徑+上托輥高度，初步設(shè)定主機(jī)架高度為 650mm，邊長(zhǎng)為 150mm。伸長(zhǎng)架高度H應(yīng)大于改向滾筒的直徑，定200mmH ,邊長(zhǎng)60mml 。機(jī)架厚度可設(shè)為 10m。臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)215.3 輸送機(jī)支撐架形式支撐整體輸送機(jī)的

41、支架上把支架的一頭采用鉸支，另一頭采用液壓缸形式的設(shè)計(jì)。通過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)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(jì)要求所計(jì)算的數(shù)據(jù)，皮帶輸送機(jī)變幅度不能超過(guò) 15，如果根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)選取不出規(guī)格型號(hào)的液壓缸，征求商家意見(jiàn)，向有關(guān)廠家訂購(gòu)。對(duì)固定鉸支座的設(shè)計(jì)，需要讓輸送架在一小范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)即滿足要求，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通過(guò)一個(gè)光軸通過(guò)鉸支座來(lái)實(shí)現(xiàn)，依據(jù)計(jì)算結(jié)果，確定定軸直徑為 40mm。圖 12 鉸支座示意圖5.4 固定鉸支座和液壓缸受力分析和安裝位置設(shè)計(jì)圖 13 計(jì)算示意圖依據(jù) QD80 輕型輸送機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般帶式輸送機(jī)離開(kāi)地面的高度根據(jù)設(shè)計(jì)要求選定的1010，本次可伸縮式皮帶輸送機(jī)的設(shè)計(jì)選

42、取輸送機(jī)離地面高 度為 500mm。建立坐標(biāo)軸，把固定鉸支座安裝位置跟輸送機(jī)尾端之間的距離設(shè)為 x 軸，當(dāng)輸送機(jī)達(dá)到變幅值最大即變幅值為 15 度時(shí)，為了確保在輸送過(guò)程中的安全，輸送機(jī)的尾端不能與地面有接觸，由幾何關(guān)系知xsin5500 （5-1）即mmx193215sin500臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)22選取 x 軸上坐標(biāo)為 1800mm,選取 y 軸上坐標(biāo)為 2000mm,通過(guò)計(jì)算分析液壓缸和固定鉸支的受力情況，在計(jì)算過(guò)程中僅在水平輸送這一限定范圍內(nèi)考慮。輸送機(jī)整體受力大致可以分為兩種情況，其中一種情況是輸送機(jī)按照原有的長(zhǎng)度進(jìn)行輸送，假設(shè)輸送機(jī)在中心點(diǎn)處出現(xiàn)受力集中的現(xiàn)象，簡(jiǎn)化受力圖。受力圖如圖所示圖 14 輸送機(jī)受力示意圖另一種情況是把輸送機(jī)的伸長(zhǎng)提高到最大長(zhǎng)度 8m 如圖 18 所示。N 3199.5 F , 10804.71N F41N 11300 F , 2704.2N F32圖 15 輸送機(jī)受力示意圖5.5 伸長(zhǎng)架穩(wěn)定性計(jì)算在實(shí)際應(yīng)用中，需要考慮伸長(zhǎng)架可能會(huì)出現(xiàn)的完全伸長(zhǎng)或完全縮回的現(xiàn)象，在這兩個(gè)極限狀態(tài)下伸長(zhǎng)架會(huì)出現(xiàn)的狀況及螺桿聯(lián)接的穩(wěn)定性如何，需進(jìn)行計(jì)算得出。懸臂梁模型1818。臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2016 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)23圖 16 伸長(zhǎng)架受力