螺旋輸送機(jī)設(shè)計(jì)(論文)

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1、 摘要 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，螺旋輸送機(jī)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。物料從進(jìn)料口加入，當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物料受到螺旋葉片法向推力的作用。該推力的徑向分力和葉片對(duì)物料的摩擦力，有可能帶著物料繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，但由于物料本身的重力和料槽對(duì)物料的摩擦力的緣故，才不與螺旋葉片一起旋轉(zhuǎn)，而在葉片法向推力的軸向分力作用下，沿著料槽軸向移動(dòng)。 本設(shè)計(jì)以建筑業(yè)為背景，對(duì)此工況下所要求的螺旋輸送機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與計(jì)算，對(duì)整個(gè)裝置中的傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)力學(xué)分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)其驅(qū)動(dòng)裝置做了深入設(shè)計(jì)，并著重對(duì)其主要零部件進(jìn)行了具體設(shè)計(jì)，包括螺旋輸送機(jī)的螺旋直徑，螺距，軸徑進(jìn)出料口，葉片形式，中間懸掛軸承，槽體，螺旋軸的計(jì)算選型

2、。 電動(dòng)機(jī)是通過(guò)螺旋輸送機(jī)的功率來(lái)計(jì)算選型。減速器中齒輪通過(guò)齒面接觸疲勞強(qiáng)度來(lái)計(jì)算，通過(guò)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算；軸按許用彎曲應(yīng)力計(jì)算法校核軸徑。 關(guān)鍵詞 電動(dòng)機(jī)；減速器；螺旋葉片；螺旋軸 Abstract With the growing of modern science and technology development, application of the screw conveyor is more and more widely. When the material was added

3、to the inlet orifice, and the shaft rotated, the materials was given the thrust by the helicallobe. The thrust of the radial contribute to the material and blade the friction, it is possible that the materials could rotate around the axis, but because of the gravity of the material and the friction

4、which the silo acted, the material do not rotate with the helicallobe, it move along the axis of the silo by the thrust of the spiral blade . For the construction industry background, which is required by the screw conveyor design and structure in this design. The entire device in the transmission

5、system for the movement of mechanical and structural was designed. The design of its driving system and the specific design of its main parts, which is including the screw conveyor spiral diameter, pitch, the shaft diameter of inlet orifice, the calculation and selection of the shafts, the middle ho

6、ist and the spiral axis were carried out. In detal, motor is through the power of the screw conveyor to calculate and select. The gears in the reducer is calculated by the gear surface contact fatigue strength and checked by the gear bottom bend fatigue strength, I check the diameter of axle throug

7、h the permissible bending stress Keywords motor reducer helicallobe spiral axis 目　　　錄 1 緒論 1 1.1 螺旋輸送機(jī)產(chǎn)品概述 1 1.2 螺旋輸送機(jī)應(yīng)用范圍 1 1.3 螺旋輸送機(jī)主要特點(diǎn) 2 1.4 螺旋輸送機(jī)工作原理 2 1.5 螺旋輸送機(jī)整機(jī)布置形式 2 1. 6 螺旋輸送機(jī)規(guī)格、技術(shù)參數(shù) 6 2.電動(dòng)機(jī)的計(jì)算選型 9 2.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 9 2.2 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 10 3

8、.減速器設(shè)計(jì)計(jì)算 13 3.1 齒輪設(shè)計(jì) 13 3.3 減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 3.3 軸設(shè)計(jì) 20 3.4 軸承的選型 25 3.5 鍵的選型 26 4.螺旋輸送機(jī)機(jī)體的設(shè)計(jì) 30 4.1 機(jī)體主要部件的介紹 30 4.2 機(jī)體主要部件的選擇計(jì)算 39 5.螺旋輸送機(jī)機(jī)體的安裝條件、使用及維護(hù) 45 5.1 螺旋輸送機(jī)機(jī)體的安裝條件 45 5.2 螺旋輸送機(jī)機(jī)體的使用及維護(hù) 47 結(jié)論 49 致謝 50 參考文獻(xiàn) 51 附錄 52 附錄一 52 英文資料 52 中文翻譯 58 1 緒論 1.1 螺旋輸送機(jī)產(chǎn)品概述 螺旋輸送機(jī)俗稱(chēng)絞

9、龍，LS型系列螺旋輸送機(jī)是一種利用螺旋葉片的旋轉(zhuǎn),推動(dòng)散料延著料槽向前運(yùn)動(dòng)的輸送設(shè)備,適宜于輸送粉狀,顆粒狀和小塊物料。 LS型螺旋輸送機(jī)等效采用ISO1050-75標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)制造符合ZBJ81005.1～2-88《 LS螺旋輸送機(jī) 》專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。LS型螺旋輸送機(jī)直徑由100mm～1250mm，共十二種規(guī)格,分為單驅(qū)動(dòng)和雙驅(qū)動(dòng)兩種形式，單驅(qū)動(dòng)螺旋機(jī)最大長(zhǎng)度可達(dá)40m(特大型30m)，雙驅(qū)動(dòng)螺旋機(jī)采用中間斷開(kāi)軸結(jié)構(gòu)，最大長(zhǎng)度可達(dá)80m(特大型60m)，螺旋機(jī)長(zhǎng)度每 0.5m 一檔，可根據(jù)需要選定，螺旋機(jī)頭部軸承、尾部軸承置于殼體外部減少了灰塵對(duì)軸承室的侵入提高了螺旋機(jī)關(guān)鍵件的使用壽命。中

10、間吊軸承采用滾動(dòng)、滑動(dòng)可互換的兩種結(jié)構(gòu)，并設(shè)防塵密封裝置，密封件用尼龍用塑料，因而其密封性好，耐磨性強(qiáng)，阻力小，壽命長(zhǎng)?；瑒?dòng)軸承的軸瓦有粉末冶金、尼龍和巴氏合金等多種材料供用戶根據(jù)不同的場(chǎng)合選用?；瑒?dòng)軸瓦有需加潤(rùn)滑劑的鑄銅瓦，合金而磨鑄鐵瓦和銅基石墨少油潤(rùn)滑瓦。吊軸承機(jī)外側(cè)置式油杯,便于集中加油潤(rùn)滑。進(jìn)出料口位置布置靈活,并增設(shè)電動(dòng)型出料口，便于自動(dòng)控制，還可根據(jù)用戶要求，配置測(cè)速報(bào)警裝置。 LS型螺旋輸送機(jī)與GX型相比，其頭部、尾部軸承移至殼體外，出料端設(shè)有清掃裝置，整機(jī)噪聲低，適應(yīng)性強(qiáng)，操作維修方便。 圖1－1 LS型螺旋輸送機(jī)的示意圖 1.2 螺旋輸送機(jī)應(yīng)用范圍

11、LS型螺旋機(jī)廣泛使用在各種工業(yè)部門(mén),如建材、冶金、化工、電力、煤炭、機(jī)械、輕 工、糧食及食品行業(yè),適用于水平或小于20傾角,輸送粉狀、顆粒狀、小塊狀物料,如水泥、煤粉、糧食、化肥、灰渣、沙子、焦炭等。 LS螺旋輸送機(jī)對(duì)輸送物料的要求，粉狀、粒狀和小塊狀物料，如：水泥、煤粉、糧食、化肥、灰渣、砂子等，物料溫度不得超過(guò)200℃，螺旋機(jī)不宜輸送易變質(zhì)的、粘性大的、易結(jié)塊的物料。因?yàn)檫@些物料在輸送時(shí)會(huì)粘結(jié)在一螺旋上，并隨之旋轉(zhuǎn)而不向前移動(dòng)，或者在吊軸承處形成物料的積塞而使螺旋機(jī)不能正常工作。 LS螺旋機(jī)的工作環(huán)境應(yīng)在-20℃~50℃之間，允許稍微傾斜使用，最大傾角不得超過(guò)20℃。 1.3 螺

12、旋輸送機(jī)主要特點(diǎn) 1. 承載能力大、安全可靠。 2. 適應(yīng)性強(qiáng)、安裝維修方便、壽命長(zhǎng)。 3. 整機(jī)體積小、轉(zhuǎn)速高、確保快速均勻輸送。 4. 密封性好、外殼采用無(wú)縫鋼管制作，端部采用法蘭互相連接成一體，剛性好。 1.4 螺旋輸送機(jī)工作原理 物料從進(jìn)料口加入，當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物料受到螺旋葉片法向推力的作用。該推力的徑向分力和葉片對(duì)物料的摩擦力，有可能帶著物料繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，但由于物料本身的重力和料槽對(duì)物料的摩擦力的緣故，才不與螺旋葉片一起旋轉(zhuǎn)，而在葉片法向推力的軸向分力作用下，沿著料槽軸向移動(dòng)。 1.5 螺旋輸送機(jī)整機(jī)布置形式 一臺(tái)螺旋輸送機(jī)通常由驅(qū)動(dòng)裝置、頭節(jié)、若干標(biāo)準(zhǔn)中間節(jié)、造配中

13、間節(jié)、尾節(jié)、進(jìn) 料口、出料口等組成，除頭節(jié)和選配中間節(jié)外，各節(jié)螺旋機(jī)及機(jī)殼均具有互換性。 螺旋機(jī)本體由頭節(jié)、中間節(jié)、尾節(jié)三種組成。一般情況下,出廠總裝時(shí)將中間節(jié)按長(zhǎng)度長(zhǎng)短依次排列,最長(zhǎng)的中間節(jié)靠近頭節(jié)，相同 長(zhǎng)度的中間節(jié)則挨在一起，如果有特殊要求，則在訂貨時(shí)給出排列順序。 在頭節(jié)內(nèi)裝有支推軸承承受軸向力，在中間節(jié)和尾節(jié)內(nèi)裝有用軸承支承螺旋軸，此外，在尾節(jié)內(nèi)還裝有可軸向移動(dòng)的徑向軸承以補(bǔ) 償螺旋軸長(zhǎng)度的誤差和適應(yīng)溫度的變化。螺旋面的形式有實(shí)體螺旋（S制法）和帶式螺旋（D制法）兩種。各螺旋軸之間采用法蘭式聯(lián)接， 保證了聯(lián)接軸的互換性，便于維修。 機(jī)蓋為瓦片式并用蓋扣夾緊在機(jī)殼上，若

14、需改進(jìn)密封性能，用戶可自行在機(jī)蓋與機(jī)殼間加防水粗帆布。 進(jìn)、出料裝置有進(jìn)料口,方型出料口，手推式出料口，齒條式出料口四種。由用戶在使用現(xiàn)場(chǎng)在機(jī)體上開(kāi)口焊接。布置進(jìn)、出料口 位置時(shí)應(yīng)注意保證料口至端部的距離，同時(shí)避免料口與吊軸承加油杯、機(jī)殼聯(lián)接法蘭、底座等相碰。 驅(qū)動(dòng)裝置有ZQ系列減速器+Y系列電動(dòng)機(jī)，YTC齒輪減速電機(jī)兩種。 驅(qū)動(dòng)裝置由Y型電動(dòng)機(jī)、JZQ系列減速器及驅(qū)動(dòng)裝置架組成。頭節(jié)前部裝有止推軸承?？沙惺茌斔臀锪蠒r(shí)產(chǎn)生的軸向力。標(biāo)準(zhǔn)中間節(jié)均設(shè)置一只吊軸承，尾節(jié)后部裝有滾動(dòng)(滑動(dòng))軸承和底座,用以支撐螺旋和補(bǔ)償螺旋長(zhǎng)度的誤差,螺旋機(jī)安裝時(shí)應(yīng)從頭部開(kāi)始,按順序進(jìn)行。

15、在總體布置時(shí)應(yīng)注意進(jìn)料口不應(yīng)設(shè)置在吊軸承上方，出料口不應(yīng)設(shè)在底座或機(jī)殼法蘭連接處。如果因?yàn)殚_(kāi)出料口影響底座的安排而不能遵循本原則時(shí)，使用單位應(yīng)繪出螺旋機(jī)總圖。 地腳螺栓安排尺寸見(jiàn)表1－1 表1－1 地腳螺栓安排尺寸 規(guī)格 LS 100 LS 160 LS 200 LS 250 LS 315 LS 400 LS 500 LS 630 LS 800 LS 1000 LS 1250 A 160 180 200 250 300 320 400 500 630 710

16、 800 驅(qū)動(dòng)裝置的配置見(jiàn)表1－2 表1－2 驅(qū)動(dòng)裝置的配置 規(guī)格 轉(zhuǎn)速(r/min) 輸送量(m3/h) 驅(qū)動(dòng)裝置 許用長(zhǎng)度(m) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 減速器型號(hào) LS200 100 13 Y90L-4-1.5 ZQ25-i6-I 16 Y100L1-4-2.2 ZQ25-i6-I 23 Y100L2-4-3 ZQ35-i6-I 30 Y112M-4-4 ZQ35-i6-I 35 80 10 Y100L1-4-2.2 ZQ35-i5-I 27 Y100L2-4-3 ZQ35-i5-I 35 63 8 Y90L-4-1.5

17、 ZQ25-i4-I 25 Y100L1-4-2.2 ZQ35-i4-I 35 50 6.2 Y90L-4-1.5 ZQ35-i3-I 27 Y100L1-4-2.2 ZQ35-i3-I 35 LS250 90 22 Y100L1-4-2.2 ZQ25-i6-I 14 Y100L2-4-3 ZQ25-i6-I 19 Y112M-4-4 ZQ35-i6-I 25 Y132S-4-5.5 ZQ35-i6-I 35 71 18 Y100L1-4-2.2 ZQ35-i5-I 14 Y100L2-4-3 ZQ35-i5-I 21

18、Y112M-4-4 ZQ35-i5-I 28 Y132S-4-5.5 ZQ40-i5-I 35 56 14 Y90L-4-1.5 ZQ25-i4-I 14 Y100L1-4-2.2 ZQ35-i4-I 21 Y100L2-4-3 ZQ35-i4-I 29 續(xù)表1－2 規(guī)格 轉(zhuǎn)速(r/min) 輸送量(m3/h) 驅(qū)動(dòng)裝置 許用長(zhǎng)度(m) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 減速器型號(hào) LS250 56 14 Y112M-4-4 ZQ35-i4-I 35 45 11 Y90L-4-1.5 ZQ35-i3-I 17 Y100L1-4-2.2 ZQ3

19、5-i3-I 25 Y100L2-4-3 ZQ35-i3-I 35 LS315 80 31 Y100L1-4-2.2 ZQ35-i5-I 8 Y112M-4-4 ZQ35-i5-I 15 Y132S-4-5.5 ZQ40-i5-I 20 Y132M-4-7.5 ZQ40-i5-I 27 Y160M-4-11 ZQ50-i5-I 35 63 24 Y100L1-4-2.2 ZQ35-i4-I 9 Y100L2-4-3 ZQ35-i4-I 13 Y112M-4-4 ZQ35-i4-I 18 Y132S-4-5.5 ZQ40-i4

20、-I 25 Y132M-4-7.5 ZQ40-i4-I 35 50 19 Y90L-4-1.5 ZQ35-i3-I 8 Y100L1-4-2.2 ZQ35-i3-I 12 Y100L2-4-3 ZQ35-i3-I 17 Y112M-4-4 ZQ40-i3-I 23 Y132S-4-5.5 ZQ40-i3-I 30 40 15.4 Y100L-6-1.5 ZQ35-i4-I 10 Y112M-6-2.2 ZQ35-i4-I 15 Y132S-6-3 ZQ40-i4-I 20 Y132M1-6-4 ZQ40-i4-I 27 Y

21、132M2-6-5.5 ZQ40-i4-I 35 LS400 71 62 Y132M1-6-4 ZQ35-i7-I 8 Y132M2-6-5.5 ZQ35-i7-I 12 Y160M-6-7.5 ZQ40-i7-I 16 Y160L-6-11 ZQ40-i7-I 24 Y180L-6-15 ZQ50-i7-I 32 Y200L1-6-18.5 ZQ50-i7-I 35 56 49 Y132S-6-3 ZQ35-i6-I 8 Y132M1-6-4 ZQ35-i6-I 10

22、 續(xù)表1－2 規(guī)格 轉(zhuǎn)速(r/min) 輸送量(m3/h) 驅(qū)動(dòng)裝置 許用長(zhǎng)度(m) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 減速器型號(hào) LS400 56 49 Y132M2-6-5.5 ZQ40-i6-I 14 Y160M-6-7.5 ZQ40-i6-I 19 Y160L-6-11 ZQ50-i6-I 26 Y180L-6-15 ZQ50-i6-I 35 45 39 Y132M1-6-4 ZQ40-i4-I 10 Y132M2-6-5.5 ZQ40

23、-i4-I 14 Y160M-6-7.5 ZQ50-i4-I 19 Y160L-6-11 ZQ65-i4-I 26 Y180L-6-15 ZQ65-i4-I 35 36 31 Y112M-6-2.2 ZQ40-i3-I 9 Y132S-6-3 ZQ40-i3-I 13 Y132M1-6-4 ZQ40-i3-I 17 Y132M2-6-5.5 ZQ50-i3-I 24 Y160M-6-7.5 ZQ65-i3-I 32 Y160L-6-11 ZQ65-i3-I 35 LS500 63 98 Y132M2-6-5.5 ZQ40-i

24、6-I 8 Y160M-6-7.5 ZQ40-i6-I 11 Y160L-6-11 ZQ50-i6-I 16 Y180L-6-15 ZQ50-i6-I 22 Y180M-4-18.5 ZQ65-i4-I 27 Y180L-4-22 ZQ65-i4-I 33 40 62 Y132M2-6-5.5 ZQ40-i5-I 8 Y160M-6-7.5 ZQ50-i5-I 13 Y160L-6-11 ZQ65-i5-I 20 Y180L-6-15 ZQ65-i5-I 27 Y200L1-6-18.5 ZQ65-i5-I 34 32 50

25、 Y132S-6-3 ZQ40-i3-I 8 Y132M1-6-4 ZQ50-i3-I 11 Y132M2-6-5.5 ZQ50-i3-I 15 Y160M-6-7.5 ZQ65-i3-I 21 Y160L-6-11 ZQ65-i3-I 30 Y180L-6-15 ZQ65-i3-I 35 續(xù)表1－2 規(guī)格 轉(zhuǎn)速(r/min) 輸送量(m3/h) 驅(qū)動(dòng)裝置 許用長(zhǎng)度(m) 電動(dòng)機(jī)型號(hào) 減速

26、器型號(hào) LS630 50 140 Y132M2-6-5.5 ZQ40-i5-I 4.5 Y160M-6-7.5 ZQ50-i3-I 7 Y160L-6-11 ZQ65-i5-I 11 Y180L-6-15 ZQ65-i5-I 15 Y200L1-6-18.5 ZQ65-i5-I 19 Y200L2-6-22 ZQ65-i5-I 22 Y225M-6-30 ZQ75-i5-I 29 Y250M-6-37 ZQ75-i5-I 35 40 112 Y160M-6-7.5 ZQ50-i4-I 9 Y160L-6-11 ZQ65-i4-

27、I 14 Y180L-6-15 ZQ65-i4-I 19 Y200L1-6-18.5 ZQ65-i4-I 24 Y200L2-6-22 ZQ65-i4-I 29 Y225M-6-30 ZQ75-i4-I 35 32 90 Y132M2-6-5.5 ZQ50-i3-I 9 Y160M-6-7.5 ZQ65-i3-I 12 Y160L-6-11 ZQ65-i3-I 18 Y180L-6-15 ZQ65-i3-I 24 Y200L1-6-18.5 ZQ75-i3-I 30 Y200L2-6-22 ZQ75-i3-I 35 25 7

28、7 Y132M1-6-4 ZQ50-i2-I 8 Y132M2-6-5.5 ZQ65-i2-I 11 Y160M-6-7.5 ZQ65-i2-I 15 Y160L-6-11 ZQ65-i2-I 22 Y180L-6-1.5 ZQ75-i2-I 30 1.6 螺旋輸送機(jī)規(guī)格、技術(shù)參數(shù) 規(guī)格：LS100，160，200，250，315，400，500，630，800，1000，1250 長(zhǎng)度從4m到70m，每隔8.5m一檔,當(dāng)長(zhǎng)度超過(guò)35m時(shí),采用雙端驅(qū)動(dòng),選型時(shí)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)公稱(chēng)長(zhǎng)度,特殊需要可在選配節(jié)中另行提出。 選型計(jì)算 計(jì)算輸送量： 式中:

29、Q—輸送量 t/h ψ—物料填充系數(shù),選用見(jiàn)表1－4 β0—傾斜系數(shù),選用見(jiàn)表1－5 K—螺距與直徑比例系數(shù),由選定規(guī)格的螺旋輸送機(jī)計(jì)算求值 r—物料容重 t/m3 見(jiàn)表1－6 n—轉(zhuǎn)速 r/min d—螺旋直徑m LS型螺旋輸送機(jī)規(guī)格、技術(shù)參數(shù)表： 表1－3 LS型螺旋輸送機(jī)規(guī)格、技術(shù)參數(shù) 規(guī)格型號(hào) 100 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 螺旋直徑 100 160 200 250 315 400 500 630 800

30、 1000 1250 螺 距 100 160 200 250 315 355 400 450 500 560 630 n 140 112 100 90 80 71 63 50 40 32 25 Q 2.2 7 13 22 31 62 98 140 200 280 380 n 112 90 80 71 63 56 50 40 32 25 20 Q 1.7 6 10 18 24 49 78 112 160 220 306 n 90 71 63 56

31、 50 45 40 32 25 20 16 Q 1.4 5 8 14 19 39 62 90 126 176 245 n 71 50 50 45 40 36 32 25 20 16 13 Q 1.1 3.1 6.2 11 15.4 31 50 77 102 140 198 注：1、n—轉(zhuǎn)速r/min（偏差允許在10%范圍內(nèi)） 2、輸出量Q—m3/h 表1－4 物料填充系數(shù)ψ 物料特性 易流動(dòng),磨損很少 少量磨損且為顆粒至小塊狀 磨損性、侵蝕性大 φ 0.45 0.33 0.15

32、 表1－5 傾斜系數(shù)β0 傾斜角 0 ≦5 ≦10 ≦15 ≦20 β0 1.0 0.90 0.80 0.70 0.65 若干散料的容重r及運(yùn)行阻力系數(shù)入（總阻力系數(shù)） 表1－6 物料容重r 物 料 r（t/m3） λ 灰 與 渣 0.7~1.0 3 褐 煤 1.1~1.3 2.2 赤 鐵 礦 1.4 2.2 重礦石(Cw-p6) 2.0~2.5 2.2 輕 礦 石 1.25~2.0 2.2 燕麥、大麥 0.5 1.9 石 墨 0.4~0.6 1.9 生 石 灰

33、 0.9 2.2 干 石 灰 0.5 1.9 土 豆 0.7 1.9 礫 石 1.5~1.8 3 焦 炭 0.5 3 原 煤 0.8 2.2 分 先 煤 0.9 1.9 粘土:潮濕的泥土 1.8 1.9 面 粉 0.5 1.9 灰 泥 巖 1.6~1.9 2.2 砂 槳 1.8~2.1 3 玉米、黑麥、稻谷 0.5~0.7 1.9 砂 1.4~1.7 3 小 麥 0.8 1.9 水 泥 1.0~1.3 1.9

34、 2. 電動(dòng)機(jī)的計(jì)算選型 2.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 （1）選擇電動(dòng)機(jī)類(lèi)型和結(jié)構(gòu)型式 電動(dòng)機(jī)分交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩種。由于直流電動(dòng)機(jī)需要直流電源，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，價(jià)格較高，維護(hù)比較不便，因此無(wú)特殊要求時(shí)不宜采用。 生產(chǎn)單位一般用三相交流電源，因此，如無(wú)特殊要求都應(yīng)選用交流電動(dòng)機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)有異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩類(lèi)。異步電動(dòng)機(jī)有籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最多。我國(guó)新設(shè)計(jì)的Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，適用于不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的機(jī)械上，如金屬切削機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)、風(fēng)

35、機(jī)、攪拌機(jī)等，由于啟動(dòng)性能較好，也適用于某些要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較高的機(jī)械，如壓縮機(jī)等。在經(jīng)常起動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合（如起重機(jī)等），要求電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小和過(guò)載能力大，應(yīng)選用起重及冶金用三相異步電動(dòng)機(jī)YZ型（籠型）或YZR（繞線型）。電動(dòng)機(jī)除按功率、轉(zhuǎn)速排成系列之外，為適應(yīng)不同的輸出軸要求和安裝需要，電動(dòng)機(jī)機(jī)體又有幾種安裝結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)不同防護(hù)要求，電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)還有開(kāi)啟式、防護(hù)式、封閉式和防爆式等區(qū)別。電動(dòng)機(jī)的額定電壓一般為380V。 電動(dòng)機(jī)類(lèi)型要根據(jù)電源種類(lèi)（交流或直流），工作條件（溫度、環(huán)境、空間位置尺寸等），載荷特點(diǎn)（變化性質(zhì)、大小和過(guò)載情況），起動(dòng)性能和起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)的頻繁程度，轉(zhuǎn)速高低和調(diào)速

36、性能要求等條件來(lái)確定。 （2）選擇電動(dòng)機(jī)的容量 電動(dòng)機(jī)的容量（功率）選的合適與否，對(duì)電動(dòng)機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。容量小于工作要求，就不能保證工作機(jī)的正常工作，或使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載而過(guò)早損壞；容量過(guò)大則電動(dòng)機(jī)價(jià)格高，能力又不能充分利用，由于經(jīng)常不滿載運(yùn)行，效率和功率應(yīng)數(shù)都較低，增加電能消耗，造成很大浪費(fèi)。 電動(dòng)機(jī)的容量主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱條件來(lái)決定。電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱與其運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)。運(yùn)行狀態(tài)有三類(lèi)，即長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行、短時(shí)運(yùn)行和重復(fù)短時(shí)運(yùn)行。變載下長(zhǎng)期運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)、短時(shí)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)（工作時(shí)間短，停歇時(shí)間長(zhǎng)）和重復(fù)短時(shí)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)（工作時(shí)間和停歇時(shí)間都不長(zhǎng)）的容量要按等效功率法計(jì)算并校驗(yàn)過(guò)載能

37、力和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，其計(jì)算方法可參看有關(guān)電力拖動(dòng)的書(shū)籍。 由于水泥螺旋輸送機(jī)的工作環(huán)境是常溫,有灰塵,用的是三相交流電,電壓為380V。根據(jù)以上兩點(diǎn)和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，選用Y132M-4型號(hào)的電動(dòng)機(jī)。 Y132M-4電動(dòng)機(jī)的主要性能如下表格所示： 表2－1 Y132M-4電動(dòng)機(jī)的主要性能 型 號(hào) 額定 功 率 kw 滿載時(shí) 起動(dòng)電流 -------------- 額定電流 起動(dòng)轉(zhuǎn)矩-------------- 額定轉(zhuǎn)矩

38、 最大轉(zhuǎn)矩-------------- 額定轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn) 速 r/min 電流（380V） A 效率 % 功率 應(yīng) 數(shù) Y132M-4 7.5 1140 15.4 87 0.85 7.0 2.2 2.2 2.2 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 因?yàn)樵O(shè)計(jì)減速器時(shí)要求傳動(dòng)比為4.67，所以選用一級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的減速器就可滿足條件。該類(lèi)減速器的特點(diǎn)是承載能力和速度范圍大、傳動(dòng)比恒定、外廓尺寸小、工作可靠、效率高、壽命長(zhǎng)。制造安裝精度要求高、噪聲較大、成本較高。 連接順序 1.發(fā)動(dòng)機(jī)——2平鍵——3.減速器—

39、—4.花鍵——5.螺旋軸輸送機(jī) 軸承、齒輪、等的效率查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得： 滾動(dòng)軸承（每對(duì)） 0.98~0.995 滑動(dòng)齒輪（每對(duì)） 0.97~0.99 彈性聯(lián)軸器 0.99~0.995 齒輪聯(lián)軸器 0.99 萬(wàn)向聯(lián)軸器 0.97~0.98 具有中間可動(dòng)元件的聯(lián)軸器 0.97~0.99 一對(duì)齒輪（開(kāi)式） 0.94~0.96 一對(duì)齒輪（閉式） 0.96~0.99 計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)： （1） 各軸轉(zhuǎn)速 1 軸 n1=nm=1440r/min 2 軸 n2=n1/i

40、 =1440/4.67 =308.35r/min 主軸 n3=n2=308.35r/min （2） 各軸輸入功率 1 軸 額η聯(lián) =7.50.99 =7.43KW 2 軸 =η軸承1η軸承2η齒輪 =7.430.980.990.96 =6.91KW 主軸 =η聯(lián) =6.910.99 =6.84KW （3） 各軸輸出功率 1 軸 =η軸承

41、 =7.430.98 =7.28KW 2 軸 η軸承 =6.910.98 =6.77KW 主軸 η軸承 =6.840.98 =6.71KW （4） 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩

42、 =9550Pd/nm =95507.5/1440 =49.74Nm 1 軸 η聯(lián) =49.740.99 =49.24Nm 2 軸 iη軸承1η軸承2η齒輪 =49.244.670.980.990.96 =214.07Nm 主軸 η聯(lián) =214.070.99 =211.93Nm （5） 各軸輸出轉(zhuǎn)矩 1 軸 =η軸承

43、 =49.240.98 =48.26Nm 2 軸 =η軸承 =214.070.98 =209.79Nm 主軸 η軸承 =209.790.98 =207.69Nm 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表： 表2－2 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 軸 名 功 率P (

44、KW) 轉(zhuǎn) 矩 T（Nm） 轉(zhuǎn)速 n (r/min) 傳動(dòng)比 效 率 輸 入 輸 出 輸 入 輸 出 電動(dòng)機(jī)軸 7.5 49.74 1440 1 0.99 1 軸 7.43 7.28 49.24 48.26 1440 4.67 0.93 2 軸 6.91 6.77 214.07 209.79 308.35 1 0.99 主 軸 6.84 6.71 211.93 207.69 308.35 3.減速器設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1

45、齒輪設(shè)計(jì) 齒輪材料應(yīng)具備下列條件：1）齒面具有足夠的硬度，以獲得較高的抗點(diǎn)蝕、抗磨粒磨損、抗膠合和抗塑性流動(dòng)的能力；2）在變載荷和沖擊載荷下有足夠的彎曲疲勞強(qiáng)度；3）具有良好的加工和熱處理工藝性；4）價(jià)格較低。 因此，采用合金鋼、硬齒面齒輪是當(dāng)前發(fā)展的趨勢(shì)。采用硬齒面齒輪時(shí)，除應(yīng)注意材料的力學(xué)性能外，還應(yīng)適當(dāng)減少齒數(shù)、增大模式，以保證輪齒具有足夠的彎曲強(qiáng)度。 設(shè)計(jì)的該螺旋輸送機(jī)的預(yù)期使用壽命10年，每年300個(gè)工作日，在使用期限內(nèi)，工作時(shí)間占20%。 根據(jù)以上幾點(diǎn)，我選擇齒輪的材料為20CrMnTi，滲碳淬火處理，硬度56HRC~62HR平均取為60HRC。齒數(shù)比u=i=4.67計(jì)算步

46、驟如下：（見(jiàn)文獻(xiàn)[1]P233） 計(jì)算項(xiàng)目 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算 1. 初步計(jì)算 轉(zhuǎn)矩T1 齒寬系數(shù)ψd 解除疲勞極限σHlim 初步計(jì)算的許用接觸應(yīng) 力[σH] Ad值 計(jì)算內(nèi)容 T1=49.24Nm 由圖12－13,取ψd=0.5 由圖12－17c [σH1]≈0.9σHlim1 =0.91650 [σH2]≈0.9σHlim2 =0.91400 由表12－16,取Ad=8

47、5 計(jì)算結(jié)果 T1=49240Nmm ψd=0.5 σHlim1=1650Mpa σHlim2=1400Mpa 式(12.15) [σH1]=1485Mpa [σH2]=1260Mpa Ad=85 初步計(jì)算的小齒輪直徑 d1 初步齒寬b 2. 校核計(jì)算 圓周速度ν 精度等級(jí) 齒數(shù)z和模數(shù)m 使用系數(shù)KA 動(dòng)載系數(shù)KV 齒間載荷分配系數(shù) d1≥Ad

48、 =85 =35.90 b=ψd d1 =0.540 =20 ν=πd1n1/(601000) =π401440/（601000） =3.01 由表12－6 初取齒數(shù)z1=10, z2= iz1=4.6710=46.7 m= d1/z1=40/10=4 由表12－3， 取m=4 則z1= d1/m =40/4=10 z2= iz1 =4.6710 =46.7≈47 由表12－9 由表12－10，先求 取d1=40mm b=20mm

49、 ν=3.01m/s 選8級(jí)精度 m=4 z1=10 z2=47 KA=1.75 KV=1.18 齒向載荷分布系數(shù) 載荷系數(shù)K 彈性系數(shù)ZE 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ==2462N N/mm ＞100 N/mm =[1.88-3.2()]cosβ =1.88-3.2()cos0 =1.49 = =0.91 由此得

50、 由表12-11 =1.751.181.211.23 =3.07 由表12－12 由圖12－16 式（12.6） =1.49 式（12.10） =0.91 =1.21 =1.23 K=3.07 ZE=189.8 ZH=2.5 接觸最小安全系數(shù)SHmin 總工作時(shí)間th 應(yīng)力循環(huán)系數(shù)NL 接觸壽命系數(shù)ZN 許用接觸應(yīng)力[σH] 驗(yàn)算

51、 3.確定傳動(dòng)主要尺寸 由表12－14 th=1030080.2 由表12－15，估計(jì)107

52、7 NL2=1.79107 ZN1=0.98 ZN2=1.13 [σH1]=1540MPa [σH2]=1506.67MPa 式（12.8） σH=1462.4MPa <[σH2] 實(shí)際分度圓直徑d 中心距a 齒寬b 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算 重合系數(shù)YΕ 齒間載荷分配系數(shù)KFa 齒向載荷分布系數(shù)KFΒ 載荷系數(shù)K 齒形系數(shù)YFa 應(yīng)力修正系數(shù)YSa 彎曲疲勞極限σFlim

53、 因?yàn)槟?shù)取標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，齒數(shù)已重新確定，但未圓整，故分度圓直徑不會(huì)改變，即 d1=mz1=410=40mm d2=mz2=447=188mm a= b=ψdd1=0.540=20mm YΕ=0.25+ 由表12.10 KFa= 由圖12－14 K=KAKVKFaKFΒ =1.751.181.331.18 由圖12－21 由圖12－22 由圖12－23c d1=40mm d2=188mm a=114mm

54、 取b1=30mm b2=20mm 式（12.18） YΕ=0.75 KFa=1.33 KFΒ=1.18 K=3.24 YFa1=2.96 YFa2=2.35 YSa1=1.52 YSa2=1.7 σFlim1=750MPa σFlim2=600MPa 彎曲最小安全系數(shù)SFmin 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NL 彎曲壽命系數(shù)YN 尺寸系數(shù)

55、YX 許用彎曲應(yīng)力[σF] 驗(yàn)算 由圖12－14 由表12－15，估計(jì)3106

56、 SFmin=1.25 NL1=8.29107 NL2=1.78107 YN1=0.95 YN2=0.98 YX=1.0 [σF1]=570MPa [σF2]=470.4MPa σF1=336.46MPa <[σF1] σF2=298.76MPa <[σF2] 表3－1 齒輪傳動(dòng)參數(shù)表 (單位㎜) 名稱(chēng) 符號(hào) 小齒輪 大齒輪 中心距 a 114

57、 傳動(dòng)比 i 4.67 模數(shù) m 4 嚙合角 α 20 齒數(shù) z 10 47 分度圓直徑 d 40 188 齒頂圓直徑 da 48 192 齒根圓直徑 df 30 179 齒寬 b 30 20 3.3 減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）機(jī)體結(jié)構(gòu) 減速器機(jī)體是用以支持和固定軸系的零件,是保證傳動(dòng)零件的嚙合精度,良好潤(rùn)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(duì)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)體材料用灰鐵(HT150或HT200)制造,機(jī)體的結(jié)構(gòu)用剖分式機(jī)體。 （2）鑄鐵減速器機(jī)體

58、的結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)下表: 表3－2 鑄鐵減速器機(jī)體的結(jié)構(gòu)尺寸 (單位mm) 名 稱(chēng) 符 號(hào) 減速器尺寸關(guān)系 尺寸選擇 機(jī)座壁厚 δ 0.025a+1≥8 8 機(jī)蓋壁厚 δ1 0.02a+1≥8 9 機(jī)座凸緣厚度 b 1.5δ 12 機(jī)蓋凸緣厚度 b1 1.5δ1 13.5 機(jī)座底凸緣厚度 b2 2.5δ 20 地腳螺釘直徑 df 0.036a+12 16 地腳螺釘數(shù)目 n a≤250時(shí)，n=4 4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 d1 0.75 df 12 機(jī)蓋和機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑 d2 (0.5～0.6)

59、 df 8 聯(lián)接螺栓d2的間距 l 150～200 175 軸承端蓋螺釘直徑 d3 (0.4～0.5) df 7 續(xù)表3－2 名 稱(chēng) 符 號(hào) 減速器尺寸關(guān)系 尺寸選擇 窺視孔蓋螺釘直徑 d4 (0.3～0.4) df 6 定位銷(xiāo)直徑 d (0.7～0.8) d2 6 d1 d2 d3至外機(jī)壁距離 c1 見(jiàn)表4 d1 d2至凸緣邊緣距離 c2 見(jiàn)表4 軸承旁凸臺(tái)半徑 R1 c2 11 外機(jī)壁至軸承座端面距離 l1 c1+c2+（8～12） 50 大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離 Δ1 >1

60、.2δ 10 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離 Δ2 >δ 10 軸承端蓋凸緣厚度 t (1～1.2)d3 7 凸臺(tái)高度 h 根據(jù)低速軸承外徑確定 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 s 盡量靠近 D2 軸承端蓋外徑 D2 軸承孔直徑+（5～5.5）d3 D+40 表3－3 c值 螺栓直徑 M8 M10 M12 M16 M20 M24 M30 C1min 13 16 18 22 26 34 40 C2min 11 14 16 20 24 28 34 沉頭座直徑 20 24 26 32 40 48 60 注

61、：多級(jí)傳動(dòng)時(shí)，a取低速級(jí)中心距。 3.3 軸設(shè)計(jì) 小齒輪的軸設(shè)計(jì)為齒輪軸，軸的材料為20CrMnTi。 小軸如下圖： 圖3－1 小齒輪軸 大齒輪的軸如下圖所示，軸的材料為40Cr。 圖3－2 大齒輪的軸 （見(jiàn)文獻(xiàn)[1]P316） 估算軸徑d（選擇軸的材料為40Cr,其抗拉強(qiáng)度σb=980MPa,屈服點(diǎn)強(qiáng)度 σs=785MPa） 根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，可得如下軸的結(jié)構(gòu)草圖 1. 計(jì)算齒輪受力 大齒輪直徑 d2=188mm 齒輪受力： 轉(zhuǎn)矩

62、 T2=21407Nmm 圓周力 Ft 徑向力 Fr= Fttanα=2277.34tan20 =828.88N 軸向力 因?yàn)橹饼X輪傳動(dòng)，所以Fa=0 畫(huà)小齒輪軸受力圖 見(jiàn)圖b 2. 計(jì)算支承反力 水平面反力 75+Fr33=0 =－364.71N 方向向上為正，“－”號(hào)表示力方向向下 Fr42－75=0 =464.15N 垂直面反力

63、 75－Ft33=0 =1002.04N Ft42－75=0 水平面受力圖 見(jiàn)圖c 垂直面受力圖 見(jiàn)圖e 圖3－3 彎矩圖 畫(huà)軸彎矩圖 水平彎矩圖 見(jiàn)圖d Mxy 垂直彎矩圖 見(jiàn)圖f Mxz 合成彎矩圖 見(jiàn)圖g M=

64、 ＝ ＝44786.61 Nmm 3. 畫(huà)軸轉(zhuǎn)矩圖 軸受轉(zhuǎn)矩 T=T2=21407 Nmm 4. 許用應(yīng)力 許用應(yīng)力值 用插入法查表得：[σ0b]=140MPa [σ-1b]=82.5MPa 應(yīng)力校正系數(shù) α= 當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 αT=0.59214070 =12

65、6150.06Nmm 當(dāng)量彎矩 在小齒輪中間截面處 = =133864.40 Nmm 5. 校核軸徑 齒根圓直徑 df2=d2－2(ha+c)mn =188－2(1+0.25)4 =178mm 軸徑 所以軸徑檢驗(yàn)合格 3.4 軸承的選型 小齒輪軸上的軸承選用一對(duì)GB/T276－6112的深溝球軸承。 大齒輪軸上軸承選用兩對(duì)GB/T276－6308的

66、深溝球軸承和一對(duì)GB301－8208的推力球軸承。 深溝球軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。主要受徑向載荷，也可承受一定的雙向軸向載荷。高速裝置中可代替推力軸承。摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速高，價(jià)廉。應(yīng)用范圍最廣。 推力球軸承只能受單向軸向載荷?；剞D(zhuǎn)時(shí)，因鋼球離心力與保持架摩擦發(fā)熱，故極限轉(zhuǎn)速較低。套圈可分離。 大軸上深溝球軸承的選擇計(jì)算：（見(jiàn)文獻(xiàn)[1]P360） 由于剛開(kāi)始軸承型號(hào)未定，C0r、e、X、Y值都無(wú)法確定，必須進(jìn)行試算。以下采用預(yù)選軸承的方法。(軸承預(yù)期使用壽命=24000h) 預(yù)選6208與6308兩種深溝球軸承方案進(jìn)行計(jì)算，由手冊(cè)查得軸承數(shù)據(jù)如下： 表3－4 軸承數(shù)據(jù) 方案 軸承型號(hào) Cr/N C0r/N D/mm B/mm N0/(r/min) 1 6208 29500 18000 80 18