可伸縮帶式輸送機(jī)總體設(shè)計(jì)及驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)

前言帶式輸送機(jī)（如圖0-1）是以輸送帶作牽引和承載構(gòu)件，通過承載物料的輸送帶的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行物料輸送的連續(xù)輸送設(shè)備。它可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點(diǎn)到最終的卸料點(diǎn)間形成一種物料的輸送流程。它既可以進(jìn)行碎散物料的輸送，也可以進(jìn)行成件物品的輸送。除進(jìn)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(yùn)輸線。通用帶式輸送機(jī)由輸送帶、托輥、滾筒及驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)、張緊、改向、裝載、卸載、清掃等裝置組成。而被廣泛應(yīng)用于港口、碼頭、冶金、熱電廠、焦化廠、露天礦和煤礦井下的物料輸送。帶式輸送機(jī)自1795年產(chǎn)生以來，隨著新材料，新技術(shù)的大量采用，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮作用越來越大，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備之一。圖0-1輸送機(jī)側(cè)視圖和航拍圖Fig.0-1Theconveyor’ssideviewandairshootingview礦用帶式輸送機(jī)主要用于煤礦下順槽運(yùn)輸、巷道掘井運(yùn)輸、集中運(yùn)輸和巷道運(yùn)輸。具有運(yùn)輸最大，運(yùn)輸距離長(zhǎng)，設(shè)備事故少和運(yùn)輸成本低等顯著優(yōu)點(diǎn)，是綜采和一般機(jī)采工作而不可少的主要配套設(shè)備之一。1概述1.1可伸縮帶式輸送機(jī)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀1.1.1國(guó)外帶式輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀國(guó)外帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在2個(gè)方面：一方面是帶式輸送機(jī)的功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，如高傾角帶輸送機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)、空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)等各種機(jī)型；另一方面是帶式輸送機(jī)本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、高帶速等大型帶式輸送機(jī)已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術(shù)是開發(fā)應(yīng)用于了帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，提高了帶式輸送機(jī)的運(yùn)行性能和可靠性[7]。目前，在煤礦井下使用的帶式輸送機(jī)已達(dá)到表1-1[7]所示的主要技術(shù)指標(biāo)。表1-1

國(guó)外帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)Tab.1-1

Themaintechnicalparametersofbeltconveyerinoverseas主參數(shù)順槽可伸縮帶式輸送機(jī)運(yùn)距/m2000～3000帶速/m.s-13.5～4輸送量/t.h-12500～3000驅(qū)動(dòng)總功率/kW1200～20001.1.2國(guó)內(nèi)帶式輸送機(jī)技術(shù)的現(xiàn)狀我國(guó)生產(chǎn)制造的帶式輸送機(jī)的品種、類型較多。近年來，帶式輸送機(jī)的技術(shù)水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)呂開發(fā)都取得了很大的進(jìn)步。如大傾角長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)等均填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，并對(duì)帶式輸送機(jī)的減低關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，研制成功了多種軟起動(dòng)和制動(dòng)裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用調(diào)速型液力偶合器和行星齒輪減速器[7]。目前，我國(guó)煤礦井下用帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)特征指標(biāo)如表1-2[7]所示。表1-2

國(guó)內(nèi)可伸縮帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)Tab.1-2

Themaintechnicalparametersofthebeltconveyerinchina主參數(shù)順槽可伸縮帶式輸送機(jī)運(yùn)距/m1000～2000帶速/m.s-12～3.5輸送量/t.h-1800～1800驅(qū)動(dòng)總功率/kW250～7501.2可伸縮帶式輸送機(jī)的分類和總體分析可伸縮帶式輸送機(jī)以輸送帶做牽引機(jī)構(gòu)，同時(shí)又是承載構(gòu)件。整個(gè)輸送帶支承在托輥上，并且繞過驅(qū)動(dòng)滾筒和張緊滾筒，驅(qū)動(dòng)滾筒利用摩擦帶動(dòng)輸送帶，以完成物料輸送?？缮炜s帶式輸送機(jī)按機(jī)身結(jié)構(gòu)可分為：繩架吊掛式、繩架落地式、鋼架吊掛式、鋼架落地式；按運(yùn)行功能分類：近水平式、緩傾斜式；按傳動(dòng)方式分：?jiǎn)坞妱?dòng)機(jī)傳動(dòng)、雙電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)、三電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)?？缮炜s帶式輸送機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以從動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)、操縱和控制系統(tǒng)等系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。動(dòng)力系統(tǒng)：動(dòng)力系統(tǒng)包括動(dòng)力機(jī)及其配套裝置，是機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力源?？缮炜s帶式輸送機(jī)的動(dòng)力源可由電動(dòng)機(jī)或電動(dòng)滾筒提供。傳動(dòng)系統(tǒng)：傳動(dòng)系統(tǒng)是把動(dòng)力機(jī)的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞給執(zhí)行系統(tǒng)的中間裝置。可伸縮帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)主要由減速器或電動(dòng)滾筒中的減速機(jī)構(gòu)和滾筒體來實(shí)現(xiàn)的。執(zhí)行系統(tǒng)：執(zhí)行系統(tǒng)包括機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和執(zhí)行構(gòu)件?？缮炜s帶式輸送機(jī)的執(zhí)行系統(tǒng)可包括儲(chǔ)帶裝置的各執(zhí)行構(gòu)件，輸送帶，托輥，清掃器，拉緊裝置，輸送帶收斂裝置，機(jī)尾移動(dòng)裝置、制動(dòng)裝置等操縱和控制系統(tǒng)：操縱和控制系統(tǒng)都是為了使動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)彼此協(xié)調(diào)運(yùn)行，并準(zhǔn)確可靠的地完成整機(jī)功能的裝置?？缮炜s帶式輸送機(jī)的操縱和控制系統(tǒng)主要由保護(hù)裝置及電機(jī)和液壓裝置等的控制裝置組成。1.3可伸縮帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)的意義和設(shè)計(jì)的內(nèi)容1.3.1設(shè)計(jì)的意義由于采煤機(jī)械化的不斷發(fā)展，采煤工作面的推進(jìn)速度越來越快，這就要求順槽運(yùn)輸設(shè)備能夠比較迅速的伸長(zhǎng)或縮短。而原有的順槽運(yùn)輸設(shè)備拆裝麻煩，且花費(fèi)的時(shí)間在總的采煤時(shí)間中所占的比重大，影響了采煤生產(chǎn)力的進(jìn)一步提高，可伸縮帶式輸送機(jī)就是為了適應(yīng)采煤工作面快速推進(jìn)而設(shè)計(jì)制造出來的一種順槽運(yùn)輸設(shè)備。可伸縮帶式輸送機(jī)與順槽橋式轉(zhuǎn)載機(jī)以及工作面刮板輸送機(jī)組成了綜合機(jī)械化采煤工作面的配套設(shè)備，并已成為我國(guó)煤礦綜合機(jī)械化采煤工作面的配套設(shè)備之一。1.3.2設(shè)計(jì)主要進(jìn)行的內(nèi)容本次設(shè)計(jì)主要進(jìn)行以下設(shè)計(jì)內(nèi)容：翻閱資料，查看相關(guān)市場(chǎng)現(xiàn)有的產(chǎn)品；對(duì)比各方案并對(duì)可伸縮原理進(jìn)行選擇，可伸縮帶式輸送機(jī)各零部件的結(jié)構(gòu)介紹和選擇，輸送帶和托輥的選擇及相關(guān)計(jì)算；電動(dòng)滾筒類型的選擇、功率的計(jì)算、以及各組成零件的選擇和相關(guān)計(jì)算；電動(dòng)滾筒的效率和溫升的檢驗(yàn)和計(jì)算。2可伸縮帶式輸送機(jī)的總體設(shè)計(jì)2.1可伸縮帶式輸送機(jī)總體結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)2.1.1可伸縮帶式輸送機(jī)的原理可伸縮帶式輸送機(jī)與普通帶式輸送機(jī)的工作原理一樣，都是以輸送帶作為牽引承載機(jī)構(gòu)的連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，它與普通帶式輸送機(jī)相比增加了儲(chǔ)帶裝置和輸送帶收放裝置等，當(dāng)游動(dòng)小車向機(jī)尾一端移動(dòng)時(shí)，膠帶進(jìn)入儲(chǔ)帶裝置內(nèi)，機(jī)尾回縮；反之則機(jī)尾延伸，因而使輸送機(jī)具有可伸縮的性能?？缮炜s帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)原理及其組成部分如圖2-1所示：圖2-1可伸縮帶式輸送機(jī)原理圖Fig.2-1Theextensiblebeltconveyor’sschematicdiagram1-機(jī)尾部2-中間機(jī)身3-托輥4-輸送帶5-機(jī)頭部6-清掃器7-機(jī)尾移動(dòng)裝置8-移動(dòng)小車9-儲(chǔ)帶裝置10-驅(qū)動(dòng)滾筒2.1.2可伸縮帶式輸送機(jī)總體選型依據(jù)帶式輸送機(jī)的井下工作的具體條件，選鋼架落地式可伸縮帶式輸送機(jī)。鋼架落地可伸縮帶式輸送機(jī)的整機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1）H形支架選擇鑄件制造，H形支架采用鉸接以滿足快速安裝與快速拆卸的要求，H形支架坐落在巷道底板上。2）上托輥為鉸接式的槽形托輥，槽形角為30度，用螺栓連接在H形支架上。3）下托輥架設(shè)在H形支架的凹槽內(nèi)，凹槽有3個(gè)，可以調(diào)節(jié)托輥的位置，防止輸送帶跑偏。4）H形支架兩柱中心寬度隨輸送帶的寬度而異。本設(shè)計(jì)選1586mm。鋼架落地式可伸縮帶式輸送機(jī)拆裝方便，機(jī)身強(qiáng)度大，運(yùn)行平穩(wěn)，適用于無淋水和無底鼓的巷道。2.1.3可伸縮帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)選擇與設(shè)計(jì)可伸縮帶式輸送機(jī)由機(jī)頭部、儲(chǔ)帶裝置、中間機(jī)身部、機(jī)尾部、托輥、輸送帶、清掃器、制動(dòng)裝置和保護(hù)裝置等部件組成。2.1.3.1機(jī)頭部機(jī)頭部是帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)部分，它由傳動(dòng)卷筒、減速器、液力聯(lián)軸器、機(jī)架、卸載滾筒、清掃器組成。電機(jī)通過液力聯(lián)軸器、減速器分別傳遞轉(zhuǎn)距給兩個(gè)傳動(dòng)滾筒。本設(shè)計(jì)從節(jié)省設(shè)計(jì)空間的角度，選擇電動(dòng)滾筒做驅(qū)動(dòng)裝置。機(jī)架為焊接結(jié)構(gòu)，用螺栓組裝，機(jī)頭傳動(dòng)裝置所有的零部件均安裝在機(jī)架上。當(dāng)水平鋪設(shè)輸送距離小于500mm時(shí)采用一組傳動(dòng)裝置；大于500mm時(shí)，采用兩組傳動(dòng)裝置。本設(shè)計(jì)中選用兩組傳動(dòng)裝置。（1）機(jī)頭架與卸載滾筒圖2-2卸載滾筒Fig.2-2Theunloadingdrum可伸縮帶式輸送機(jī)的機(jī)頭架是由型鋼焊接而成的機(jī)構(gòu)件，在它前端是卸載臂，裝有卸載滾筒，傳動(dòng)裝置安裝在后部框架內(nèi)。機(jī)頭最前部有外伸的卸載臂，由卸載滾筒（如圖2-2所示）和伸出架組成，滾筒安裝在伸出架上，其軸線位置可通過軸承兩側(cè)的螺栓進(jìn)行調(diào)節(jié)，以調(diào)整膠帶在機(jī)頭部的跑偏，在卸載滾筒的下部裝有清掃器，由于清掃器刮板緊壓在膠帶上，故可除去粘附著的碎煤。并使用帶式逆止器以防止停車時(shí)膠帶倒轉(zhuǎn)。卸載臂根據(jù)結(jié)構(gòu)不同有兩種形式。整體卸載臂：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單用于小型輸送機(jī)。分解卸載臂：有些較大型的帶式輸送機(jī)，為縮小安裝與拆卸運(yùn)輸?shù)捏w積，減輕運(yùn)輸?shù)闹亓?，把卸載臂作成可分解型式。本設(shè)計(jì)選用整體卸載臂。（2）驅(qū)動(dòng)裝置1)驅(qū)動(dòng)裝置的布置形式對(duì)于帶式輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒位置的選擇，應(yīng)有如下要求：努力使膠帶所受張力最小，并力求所需的牽引力和張緊力較小，這樣可使膠帶和拉緊裝置的尺寸、重量最小，并減小運(yùn)行阻力、降低能量消耗、減小膠帶和改向滾筒的磨損。通常，驅(qū)動(dòng)裝置布置在輸送機(jī)的機(jī)頭和機(jī)尾的若干滾筒上（必要時(shí)還可布置到中間傳動(dòng)滾筒上）。在上運(yùn)輸送機(jī)上，如果沒有安裝中間驅(qū)動(dòng)，則通過將全部驅(qū)動(dòng)裝置布置在頭部而得到最小輸送帶張力。本設(shè)計(jì)依據(jù)前人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)選擇驅(qū)動(dòng)裝置布置在頭部的布置形式。2）驅(qū)動(dòng)裝置的選擇目前國(guó)內(nèi)外用于帶式輸送機(jī)上的驅(qū)動(dòng)裝置大致有以下幾種。前三種屬外部驅(qū)動(dòng)，后兩種屬內(nèi)部驅(qū)動(dòng)。①電動(dòng)機(jī)-聯(lián)軸器-圓柱齒輪減速器（或渦輪減速器）-聯(lián)軸器-傳動(dòng)滾筒②電動(dòng)機(jī)-聯(lián)軸器-行星齒輪減速器-聯(lián)軸器-傳動(dòng)滾筒。③電動(dòng)機(jī)-聯(lián)軸器-上置式齒輪減速器-鏈傳動(dòng)-傳動(dòng)滾筒④油（風(fēng)）冷電動(dòng)滾筒⑤齒輪傳動(dòng)滾筒綜合分析比較一下五種驅(qū)動(dòng)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，總的來看，第1和第2種屬常規(guī)的外置式減速器，體積和重量大，結(jié)構(gòu)亦較復(fù)雜。第2種外形尺寸雖然比第1種小，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。第4和5種驅(qū)動(dòng)裝置是將減速器或?qū)㈦妱?dòng)機(jī)、減速器一起布置在傳動(dòng)滾筒內(nèi)部，這樣設(shè)計(jì)使整套驅(qū)動(dòng)裝置的體積大大減小，結(jié)構(gòu)顯得緊湊，重量也輕。第3驅(qū)動(dòng)裝置介于前四種之間。這種方案只適用于中小功率的驅(qū)動(dòng)裝置。本設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)選用油冷電動(dòng)滾筒。2.1.3.2儲(chǔ)帶裝置（1）儲(chǔ)帶裝置的傳動(dòng)系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)的選擇1）儲(chǔ)帶裝置的傳動(dòng)系統(tǒng)儲(chǔ)帶裝置用以在短期內(nèi)儲(chǔ)存縮短輸送機(jī)多余的輸送帶，或補(bǔ)充延長(zhǎng)輸送機(jī)所需要的輸送帶。①可伸縮帶式輸送機(jī)儲(chǔ)帶裝置采用移動(dòng)滾筒折返的方法進(jìn)行儲(chǔ)帶②在回采工作面，當(dāng)轉(zhuǎn)載機(jī)移動(dòng)到極限位置后，拆去帶式輸送機(jī)機(jī)尾處的中間架，將機(jī)尾向前移動(dòng)。與此同時(shí)，開動(dòng)儲(chǔ)帶裝置牽引小車，牽引小車向右移動(dòng)，將縮機(jī)尾多余的輸送帶儲(chǔ)存在儲(chǔ)帶倉(cāng)內(nèi)，待移動(dòng)小車到極限位置后，從儲(chǔ)帶倉(cāng)拆去一段輸送帶，將移動(dòng)小車返回左側(cè)位置，重新儲(chǔ)帶。③在掘進(jìn)工作面延長(zhǎng)帶式輸送機(jī)機(jī)尾時(shí)，松開牽引絞車，移動(dòng)小車向左移動(dòng)，將儲(chǔ)存的輸送帶補(bǔ)充到延長(zhǎng)的機(jī)尾，移動(dòng)小車到極限位置后，再補(bǔ)充一段輸送帶。本設(shè)計(jì)的可伸縮帶式輸送機(jī)伸縮長(zhǎng)度參數(shù)為50m，可選擇兩次折返儲(chǔ)帶裝置。2）儲(chǔ)帶裝置的結(jié)構(gòu)選擇儲(chǔ)帶裝置是用槽鋼和角鋼焊接成的構(gòu)件，再組成若干的箱形框架結(jié)構(gòu)，由儲(chǔ)帶轉(zhuǎn)向架，儲(chǔ)帶倉(cāng)，托帶小車，移動(dòng)小車和張緊裝置組成。倉(cāng)內(nèi)有供2個(gè)小車行走用的軌跡，改變儲(chǔ)帶倉(cāng)的長(zhǎng)度，可以改變儲(chǔ)帶的長(zhǎng)度。一般的儲(chǔ)帶倉(cāng)每節(jié)長(zhǎng)度為3m，在兩次折返的儲(chǔ)帶裝置中，安裝7節(jié)可儲(chǔ)帶50m。本設(shè)計(jì)就按此選擇。①儲(chǔ)帶轉(zhuǎn)向架儲(chǔ)帶轉(zhuǎn)向架緊接在機(jī)頭架的后部，有若干個(gè)固定換向滾筒和若干個(gè)壓緊滾筒組成。本設(shè)計(jì)使用了2個(gè)換向滾筒，2個(gè)壓緊滾筒。②拖帶小車圖2-3拖帶小車Fig.2-3Thetowingtrolley1-車輪2-托輥3-車架拖帶小車又稱游走小車，其上設(shè)有若干托輥，用以承托迂回、折返的輸送帶，在儲(chǔ)帶轉(zhuǎn)向架與移動(dòng)小車之間游動(dòng)，避免多層折返輸送帶垂度過大而引起上、下層輸送帶間的拍打和摩擦。拖帶小車由車輪、托輥和車架組成。③移動(dòng)小車：ⅰ移動(dòng)小車是供儲(chǔ)存輸送帶迂回、折返和儲(chǔ)存或釋放輸送帶的移動(dòng)裝置。ⅱ移動(dòng)小車上設(shè)有改向滾筒，改向滾筒的數(shù)量確定輸送帶迂回、折返的次數(shù)。輸送帶迂回、折返兩次，常選用的改向滾筒為兩個(gè)。ⅲ為了避免迂回、折返輸送帶的干擾，移動(dòng)小車上設(shè)有托輥。ⅳ小車前后下部設(shè)有兩對(duì)車輪，供小車在軌道上行走。ⅴ小車的后部設(shè)有滑輪組，供鋼絲繩或圓環(huán)鏈牽引。ⅵ另設(shè)有內(nèi)、外爬鉤用以防止小車脫軌。圖2-4移動(dòng)小車Fig.2-4Themobilecar（2）張緊裝置根據(jù)帶式輸送機(jī)摩擦傳動(dòng)原理可知，為了保證帶式輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，必須使輸送帶在傳動(dòng)滾筒的分離點(diǎn)處具有一定的張力，該張力的大小由張緊裝置來調(diào)節(jié)。因此，對(duì)張緊裝置的要求是能測(cè)出輸送帶張力并能自動(dòng)調(diào)節(jié)張力的大小，以保持輸送帶在傳動(dòng)滾筒分離點(diǎn)處具有合適的預(yù)緊力。張緊裝置的作用是使輸送帶達(dá)到必要的張力，以免在驅(qū)動(dòng)滾筒上打滑，并使輸送帶在托輥間的撓度保證在規(guī)定范圍內(nèi)。包含的類型有垂直重垂拉緊裝置、重垂車式拉緊裝置、固定絞車?yán)o裝置

、動(dòng)絞車?yán)o裝置、液壓自動(dòng)拉緊裝置等?？梢圆捎靡簤簭埦o裝置，液壓張緊裝置由框架、千斤頂、牽引鏈、推移杠桿和推移導(dǎo)軌等部件組成。框架固定在儲(chǔ)帶倉(cāng)后部，推移杠桿中間和千斤頂活塞桿連接，兩側(cè)通過鏈卡頭與牽引鏈連結(jié)，杠桿下部在導(dǎo)軌內(nèi)移動(dòng)。牽引鏈繞過移動(dòng)小車和鏈輪，當(dāng)操作千斤頂活塞桿前進(jìn)時(shí)，移動(dòng)小車隨之張緊。本設(shè)計(jì)由于采用的具體結(jié)構(gòu)也可由拉移動(dòng)小車的液壓絞車充當(dāng)張緊裝置。液壓張緊裝置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為液壓絞車。液壓絞車結(jié)構(gòu)緊湊、拉力大，比起電動(dòng)絞車有很大的優(yōu)越性。液壓絞車在常態(tài)下是液壓閉鎖制動(dòng)的，即在失壓時(shí)能可靠的保持張緊力，在皮帶機(jī)正常運(yùn)行時(shí)能保持張力恒定。當(dāng)需調(diào)整張力時(shí)，泵站啟動(dòng)向液壓馬達(dá)供油，即可迅速的改變液壓絞車的張力。液壓絞車可以直接安裝在收放帶機(jī)架上，也可以另外設(shè)置基礎(chǔ)。因體積小巧，不需為液壓張緊絞車另設(shè)巷道空間。（3）輸送帶收斂裝置這款可伸縮帶式輸送機(jī)的輸送帶收斂裝置借鑒了一些現(xiàn)有的成型的設(shè)計(jì)，采用獨(dú)立的收斂裝置，利用液壓原理實(shí)現(xiàn)卷帶。收斂過程由一個(gè)液壓缸和三個(gè)液壓夾完成的，利用液壓缸和液壓夾的夾緊狀態(tài)與松狀態(tài)的配合實(shí)現(xiàn)將皮帶拉出，然后將皮帶割斷再利用液壓卷帶裝置卷帶，實(shí)現(xiàn)輸送帶的收斂。液壓收放帶裝置解決了順槽伸縮皮帶機(jī)快速訂扣和自動(dòng)成卷收帶兩大問題。該裝置由液壓驅(qū)動(dòng)，操作手動(dòng)換向閥實(shí)現(xiàn)各個(gè)動(dòng)作，具備的功能有：皮帶接頭自動(dòng)拖拉到位，快速取出儲(chǔ)帶倉(cāng)內(nèi)的皮帶及重新訂制皮帶接頭，這些動(dòng)作是在收放帶機(jī)架內(nèi)進(jìn)行的。首先，需把皮帶接頭停預(yù)定位置，若接頭不在預(yù)定位置，可由液壓移動(dòng)夾帶機(jī)構(gòu)拖動(dòng)皮帶接頭至預(yù)定位置。收放帶機(jī)架兩端安裝有固定夾帶機(jī)構(gòu)，拆開皮帶接頭前，把接頭兩端夾住，防止皮帶跑掉。夾帶機(jī)構(gòu)由油缸實(shí)現(xiàn)夾帶，快速可靠。由移動(dòng)夾帶機(jī)構(gòu)和固定夾帶機(jī)構(gòu)配合可把接頭處的皮帶拉松。拉松的皮帶可以進(jìn)行訂制，也可以送入卷帶裝置收帶。卷帶裝置由液壓馬達(dá)帶動(dòng)，卷帶力大，速度可控。能把儲(chǔ)帶倉(cāng)內(nèi)的皮帶全部卷出。卷帶裝置可以實(shí)現(xiàn)90℃旋轉(zhuǎn)，把卷好的皮帶移出皮帶機(jī)架。（4）液壓訂扣機(jī)和液壓泵站液壓訂扣機(jī)：順槽伸縮皮帶機(jī)需要頻繁訂扣，在收放帶機(jī)架的中部設(shè)有專供訂扣機(jī)操作的平臺(tái)，使皮帶訂扣可以固定在此處進(jìn)行。液壓收放帶裝置的泵站能直接向液壓訂扣機(jī)供油，在液壓力的作用下，訂扣能快速的自動(dòng)完成。液壓泵站：液壓泵站是液壓自動(dòng)張緊裝置的控制中心，所有動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)都是通過液壓泵站來完成的。液壓泵站采用立式電機(jī)結(jié)構(gòu)，液壓泵置于油箱中，操縱閥在泵站的正面和人的操作高度一致，有明確的操作指示，并有保護(hù)罩，電控?fù)Q向閥部件密封在背后的箱體內(nèi)。液壓泵站由電控箱控制，可完成手動(dòng)和自動(dòng)的操作模式，泵站的各種手動(dòng)換向閥可控制各個(gè)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)收放帶的全部功能。在自動(dòng)操作模式下，由電控箱直接控制泵站，實(shí)現(xiàn)張緊裝置的功能。把泵站的自動(dòng)控制功能及相關(guān)的元部件去除即充為液壓收放帶裝置的液壓泵站；把泵站的手動(dòng)換向閥去掉，即變?yōu)橐簤簭埦o裝置的液壓泵站。2.1.3.3中間機(jī)身中間架由無螺栓連接的快速可拆支架，由H型支架、平托輥和槽形托輥、調(diào)心托輥等組成，是機(jī)器的非固定部分?？缮炜s帶式輸送機(jī)的中間機(jī)身有：繩架吊掛式、繩架落地式、鋼架落地式、鋼架吊掛式和混合式。本設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)選取鋼架落地式中間機(jī)身。2.1.3.4機(jī)尾部（1）機(jī)尾結(jié)構(gòu)的選擇：①機(jī)尾由支柱、導(dǎo)軌、機(jī)尾滾筒、機(jī)尾架等部件組成。②支柱即是機(jī)尾的支架，又是機(jī)尾移動(dòng)時(shí)的滑行裝置。③機(jī)尾滾筒與機(jī)頭卸載滾筒結(jié)構(gòu)相似，有時(shí)直徑較小。滾筒軸的位置可借頂在滾筒軸承座上的調(diào)整螺栓進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)輸送帶的跑偏現(xiàn)象。④導(dǎo)軌下部用螺柱固定在支柱上，端部用柱銷與另一節(jié)導(dǎo)軌鉸接，以適應(yīng)底板的高低不平。⑤為了緩沖貨載對(duì)輸送帶的沖擊，在機(jī)尾架上采用套有膠圈的槽形托輥，而且托輥的間距較小。（1）機(jī)尾移動(dòng)裝置的選擇與設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)機(jī)尾的推動(dòng)裝置有液壓和絞車牽引兩種。a液壓移動(dòng)裝置①液壓移動(dòng)裝置由液壓缸、操縱閥、圓弧鏈、鏈輪架和鏈輪等零部件組成。②液壓缸一端通過圓柱銷與機(jī)尾一側(cè)連接裝置連接，另一端通過圓弧鏈繞過兩個(gè)鏈輪與機(jī)尾另一側(cè)連接裝置連接，構(gòu)成一個(gè)封閉環(huán)。③鏈輪架兩側(cè)分別通過2根錨固定在支柱上。④操作液壓缸桿縮回，就可移動(dòng)機(jī)尾。⑤液壓缸所需的高壓液由泵站供給。b回柱絞車牽引裝置通過滑輪轉(zhuǎn)向，用慢速回柱絞車牽引機(jī)尾移動(dòng)，一次移動(dòng)距離大，設(shè)施簡(jiǎn)單，目前應(yīng)用的較多。本設(shè)計(jì)選用液壓移動(dòng)裝置。2.1.3.5托輥和輸送帶a托輥的結(jié)構(gòu)：帶式輸送機(jī)的托輥有槽形、平行托輥、調(diào)心托輥和緩沖托輥。槽形托輥（由2～5個(gè)輥?zhàn)咏M成）支承承載分支，用以輸送散粒物料，一般由3個(gè)托輥組成，呈槽形，用以承托載貨輸送帶。調(diào)心托輥用以調(diào)整帶的橫向位置，避免跑偏。平行托輥為平形，用以承托回空輸送帶。緩沖托輥裝在機(jī)尾受料處，以減小物料對(duì)輸送帶的沖擊，托輥上套有膠圈或在托輥體上直接硫化一層橡膠。b輸送帶：輸送帶的結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)易，它由橡膠制成的覆蓋膠，包裹在帶芯骨架的上下兩面，用隔離層黏接物，將覆蓋膠和帶芯粘合在一起。用戶可根據(jù)帶式輸送機(jī)的輸送高度、物料的種類、容量、輸送量、輸送長(zhǎng)度等諸因素通過計(jì)算確定輸送機(jī)的布局以及所選用的膠帶寬度、帆布層數(shù)和膠帶厚度。本設(shè)計(jì)依據(jù)《煤礦安全規(guī)程》（1992年版）第115條中規(guī)定“膠帶輸送機(jī)應(yīng)采用阻燃帶”。所以覆蓋膠選耐燃帶材料是氯丁二烯、丁苯橡膠和天然橡膠混煉而成的材料，還要加上阻燃劑。本設(shè)計(jì)帶芯選鋼絲繩芯。2.1.3.6清掃器帶式輸送機(jī)的清掃器分為板式清掃器和犁式清掃器。（1）板式清掃器安設(shè)在帶式輸送機(jī)機(jī)頭卸載滾筒下部的機(jī)頭架上，用以對(duì)卸載后殘留、粘集在輸送帶承載面的煤粉和污物進(jìn)行清掃。板式清掃器又可分為彈簧式清掃器和重砣式清掃器，這兩種清掃器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在各型帶式輸送機(jī)上得到廣泛應(yīng)用。圖2-5彈簧清掃器Fig.2-5Thespingscavengingmachine1-刮板2-彈簧（2）犁式清掃器安設(shè)在帶式輸送機(jī)機(jī)尾滾筒的前部，用以清掃輸送帶非承載面的雜物，以免進(jìn)入機(jī)尾滾筒。犁式刮板也是由兩層鋼板夾一層橡膠板組成，依據(jù)自身的重量壓在輸送帶的非承載面。為了伸、縮輸送帶，可以用懸吊器將梨板吊起。本設(shè)計(jì)依據(jù)具體情況分析選用板式清掃器。2.1.3.7制動(dòng)裝置對(duì)于傾斜輸送物料的帶式輸送機(jī)，其平均傾角大于4度時(shí)，為防止有載停車時(shí)發(fā)生逆轉(zhuǎn)（上運(yùn)時(shí)）或順滑（下運(yùn)時(shí)）現(xiàn)象應(yīng)設(shè)置制動(dòng)器。目前有帶式逆止器、滾柱逆止器、液壓電磁閘瓦制動(dòng)器和盤形制動(dòng)器。帶式輸送機(jī)常用的制動(dòng)裝置為液壓推桿閘瓦式制動(dòng)裝置。圖2-6帶式逆止器圖2-7滾柱逆止器Fig.2-6ThebeltadversebrakeFig.2-7Therolleradversebrake1-輸送帶2-傳動(dòng)滾筒3-逆止帶1-星輪2-外殼3-滾柱4-彈簧制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用在正常制動(dòng)和停電緊急制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)裝置應(yīng)滿足下列技術(shù)要求：（摘自ZBD93008-90）1）制動(dòng)減加速度為0.1-0.3m/s。2）制動(dòng)系統(tǒng)中制動(dòng)裝置的制動(dòng)力矩不得小于該輸送機(jī)所需的制動(dòng)力矩1.5倍。3）頻繁制動(dòng)（10次/小時(shí)）時(shí)溫度：液力制動(dòng)：介質(zhì)液溫不得超過85℃。機(jī)械摩擦制動(dòng)：摩擦表面溫度不得超過150℃4）制動(dòng)輪裝配后，外圓徑向跳動(dòng)量不大于零件外圓允差的150﹪5）閘瓦式制動(dòng)器裝配后，應(yīng)保證閘瓦在松閘狀態(tài)下，閘瓦不接觸制動(dòng)輪表面。制動(dòng)時(shí)，閘瓦與制動(dòng)輪的接觸面積不低于90﹪.本設(shè)計(jì)可選帶式逆止器。2.1.3.8卸料裝置帶式輸送機(jī)可采用端部滾筒卸料，也可以在中間任意點(diǎn)利用卸料小車或卸料擋板卸料。采用端部滾筒卸料不會(huì)產(chǎn)生附加阻力，適合于卸料點(diǎn)固定的場(chǎng)合。卸載小車可沿著導(dǎo)軌在輸送機(jī)縱向方向內(nèi)移動(dòng)，物料經(jīng)卸料小車的上滾筒拋出，經(jīng)導(dǎo)料漏斗向輸送機(jī)一側(cè)或兩側(cè)卸料。卸料擋板為平擋板或V型擋板，他不但可以適合在平托輥的輸送機(jī)上卸件貨，也可以向一側(cè)或兩側(cè)卸散貨。本設(shè)計(jì)采用滾筒卸料。2.1.3.9保護(hù)裝置可伸縮帶式輸送機(jī)的保護(hù)裝置主要有防跑偏保護(hù)裝置，打滑、低速、滿倉(cāng)、斷帶保護(hù)裝置，煙霧保護(hù)裝置。防跑偏保護(hù)裝置可設(shè)置前傾側(cè)托輥、采用雙錐形滾筒、也可采用自動(dòng)校正機(jī)尾滾筒、還可采用KFP-127/1A型防跑偏開關(guān)、也有用BMO-1000型帶式輸送機(jī)防跑偏保護(hù)裝置。打滑、低速、滿倉(cāng)、斷帶保護(hù)裝置可采用切割盤、磁感應(yīng)發(fā)生器。煙霧保護(hù)裝置可采用P3279礦用防爆型煙霧檢測(cè)器或BSY1-YW煙霧傳感器。2.1.4技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析本設(shè)計(jì)從合適地選擇各零部件以實(shí)現(xiàn)整機(jī)運(yùn)行效果的最優(yōu)的角度來設(shè)計(jì)。另外也考慮到了輸送性能的穩(wěn)定性和所占空間的體積等因素的影響，所以本設(shè)計(jì)所選的各結(jié)構(gòu)均原理簡(jiǎn)單，應(yīng)用的效果好。而且各結(jié)構(gòu)都有自身的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，如液壓張緊絞車體積小巧，不需要另設(shè)巷道，采用電動(dòng)滾筒驅(qū)動(dòng)大大地節(jié)省了空間等。本設(shè)計(jì)由于合理的選用了這些機(jī)構(gòu)使得整機(jī)的性價(jià)比有所提高。2.2可伸縮帶式輸送機(jī)總體設(shè)計(jì)的相關(guān)計(jì)算本設(shè)計(jì)的可伸縮帶式輸送機(jī)的輸送量為500t/h,輸送物料褐煤的散碎密度γ為0.6-0.8t/m3，可伸縮帶式輸送機(jī)長(zhǎng)500m，可伸縮長(zhǎng)度為50m，水平運(yùn)輸，靜堆積角ρ=30°物料的最大塊度的長(zhǎng)尺寸為300mm。2.2.1初選輸送機(jī)帶速帶速是輸送機(jī)的重要參數(shù)，帶速的大小對(duì)帶式輸送機(jī)的尺寸、自重、造價(jià)和工作的平穩(wěn)性都有很大影響。因此，在設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)時(shí)，要從生產(chǎn)條件和實(shí)際情況出發(fā)來選擇帶速。選擇帶速時(shí)可參考如下幾點(diǎn)：（1）被輸送物料的特征：輸送耐磨性小、顆粒度不大、不怕破碎的物料時(shí)，宜選用較高帶速，即v=2-4m/s；輸送磨損性大，大塊度物料時(shí)，宜選擇低速，即v=1.25-2m/s；輸送散狀物料，速度過高容易揚(yáng)起灰塵，污染周圍環(huán)境，一般取帶速在1m/s左右。（2）較長(zhǎng)及水平的輸送機(jī)選擇較高帶速，傾角越大、機(jī)身越短，帶速應(yīng)越低。（3）采用電動(dòng)卸載小車時(shí)，帶速不宜超過3.15m/s，因?yàn)閹龠^高會(huì)使物料來不及卸出。根據(jù)所要設(shè)計(jì)的輸送機(jī)的輸送量的要求為500t/h，及物料的性質(zhì)查表1-25[3]初選輸送機(jī)帶速為2m/s。2.2.2帶寬的選擇和校核輸送帶的寬度的計(jì)算公式：(m)(2-1)式中——輸送帶的寬度，m；——輸送量，t/h；——物料的斷面系數(shù)，查表3-16[10]估取K=350；——輸送帶運(yùn)行速度，m/s；——物料的散碎密度，t/m3；——傾角系數(shù)?！?m按物料的塊度進(jìn)行教核B≥2amax+200(mm)(2-2)式中amax——物料的最大塊度的長(zhǎng)尺寸，mm1000≥2×300+200=800經(jīng)校核帶寬可選為1m，帶速也可選為2m/s。2.2.3托輥選擇和校核本設(shè)計(jì)依據(jù)表8-3[3]查得帶寬為1000mm的輸送機(jī)，平托輥長(zhǎng)1150mm，托輥直徑D在范圍108~159mm內(nèi),可在108，133，159三個(gè)尺寸中選用，本設(shè)計(jì)選用直徑D為108mm。軸承可選用4G205或4G305，軸承座可選用沖壓座。由表8-23[3]中查得槽形托輥可選用參數(shù)D=133或108mm，本設(shè)計(jì)選D=133mm，槽形托輥長(zhǎng)L=380mm,軸承可選用4G205或4G305，軸承座可選鑄鐵，本設(shè)計(jì)可選軸承4G205。外形尺寸:A=1290mm,E=1350mm,P=220mm,Q=170mm。本設(shè)計(jì)尾部滾筒中心線距緩沖托輥可選用1274mm，機(jī)頭部滾筒中心線距第一組托輥距離可選600mm。托輥間距的布置應(yīng)保證膠帶在托輥間所產(chǎn)生的撓度盡可能的小，膠帶在托輥間的撓度值一般不超過托輥間距的25%，帶式輸送機(jī)上托輥的間距從表1-11[1]查得，根據(jù)散狀物料堆積密度為可取上托輥間距為1300mm。在裝載處的托輥間距應(yīng)密集一些，一般取間距為300-600mm,本設(shè)計(jì)取450mm.而且必須選用緩沖托輥，下托輥間距可取2500-3000mm，或取為上托輥間距的2倍，本設(shè)計(jì)取2600mm。在有載分支每隔10組槽形托輥放置一組調(diào)心托輥，下分支每隔6-10組平行托輥放置一組調(diào)心托輥。本設(shè)計(jì)預(yù)選的電動(dòng)卷筒為焊接結(jié)構(gòu)的光面驅(qū)動(dòng)滾筒，滾筒寬度要比b大些，一般按下式計(jì)算，輸送帶帶寬1000mm時(shí)，滾筒寬1150mm。支架寬度參考前人的設(shè)計(jì)尺寸初選1586mm。圖2-8物料和輸送帶作用在各輥?zhàn)由系妮d荷Fig.2-8Thematerialandconveyorbeltfunctiononvariousrollaroundsload帶式輸送機(jī)的托輥載荷可以用不同的模型進(jìn)行計(jì)算，而且各個(gè)輥?zhàn)拥氖芰η闆r也不相同，圖2-8為通常采用的物料和輸送帶作用在各輥?zhàn)由系妮d荷，它是將物料和輸送帶的載荷的70%作用在中間輥?zhàn)由?，?cè)托輥各15%。單個(gè)托輥的載荷可表示為：承載托輥：(2-3)回程托輥：(2-4)式中——托輥間距，m；——物料系數(shù)，對(duì)平行托輥組，對(duì)等長(zhǎng)三輥槽形托輥組=0.7；——輸送帶系數(shù)，對(duì)平托輥組，對(duì)等長(zhǎng)三輥槽形托輥組=0.4；——輸送帶的單位質(zhì)量，kg/m，=34kg/m；——物料的單位質(zhì)量，kg/m。（2-5）=500·1000/7200=69.444kg/m=(0.7·69.444+0.4·34)·1.3·9.8=792.566N根據(jù)初選的上托輥直徑mm和上托輥長(zhǎng)mm從表8-5[3]查得托輥的承載能力為2.74kN。計(jì)算托輥實(shí)際承受載荷N遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于托輥的承載能力2.74kN，所以校核合格?？梢赃x用處選型號(hào)的托輥。2.2.4初選輸送帶考慮到井下運(yùn)輸?shù)奶厥鈼l件及工作環(huán)境，查表4-2[4]初選鋼絲繩芯輸送帶：規(guī)格ST2000，縱向拉伸強(qiáng)度2000N/mm，鋼絲繩最大直徑6.0mm，鋼絲繩間距12mm，帶厚20mm，每平方米質(zhì)量34kg/m2,上覆蓋膠厚度8mm,下覆蓋膠厚度6mm,鋼絲繩根數(shù)為79根.2.2.5運(yùn)行阻力的計(jì)算輸送機(jī)的圓周力表示為：(2-6)式中——主要阻力，N；——附加阻力，N；——傾斜阻力，N；——特種阻力，N。（1）主要阻力主要阻力為承載段和空載段托輥旋轉(zhuǎn)阻力，由托輥軸承和密封件摩擦產(chǎn)生，托輥軸承一旦進(jìn)入贓物此阻力即加大。(2-7)式中——區(qū)段上的模擬摩擦系數(shù)，通常取0.02作為基本估計(jì)?！獛捷斔蜋C(jī)的長(zhǎng)度，m；——重力加速度，N/kg；——承載托輥單位質(zhì)量，kg/m；；查表8-42[3]槽形托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量19.9kg；（kg/m）——回程托輥單位質(zhì)量，kg/m；；查表8-42[3]得平行托輥旋轉(zhuǎn)部分質(zhì)量12.8kg；(kg/m)——輸送帶單位質(zhì)量，kg；——物料的單位質(zhì)量，kg；——輸送機(jī)區(qū)段的平均傾角本設(shè)計(jì)中=0.02·500·9.8[19.9/1.3+12.8/2.6+（2·34+69.444）cos0°]=10·9.8[15.3+4.923+137.444×0.9848]=98×155.5779=15246.634N（2）附加阻力附加阻力包括：加料段的慣性阻力及物料與輸送帶間的摩擦阻力，物料與導(dǎo)料槽側(cè)板間的摩擦阻力，清掃器的摩擦阻力，輸送帶經(jīng)過滾筒的彎曲阻力和非傳動(dòng)滾筒的軸承阻力。附加阻力的總和以系數(shù)C加以考慮(2-8)(2-9)本設(shè)計(jì)取裝料系數(shù)約為0.7~1.1，而且附加阻力中所占比例較小時(shí)，系數(shù)可由表2-4[4]給出，根據(jù)輸送機(jī)的長(zhǎng)度為500m選取等于1.2N（3）傾斜阻力傾斜阻力表示為(2-10)式中——物料提升高度；m。本設(shè)計(jì)取為零。（4）特種阻力特種阻力并不是出現(xiàn)在所有的輸送機(jī)上。僅產(chǎn)生于特殊布置的輸送機(jī)及區(qū)段上。特種阻力包括：托輥前傾摩擦阻力，物料與導(dǎo)料板間的摩擦阻力，卸料器的刮板阻力。本設(shè)計(jì)可以特種阻力為零考慮。因此=15246.634+3049.327=18295.961N2.2.6輸送帶張力的計(jì)算2.2.6.1計(jì)算輸送帶張力的理論依據(jù)（1）歐拉定理驅(qū)動(dòng)滾筒力的分析如圖所示：圖2-9驅(qū)動(dòng)滾筒力的分析Fig.2-9Theforceanalysisofdrivingdrum根據(jù)各力的平衡可得出著名的歐拉公式（2-11）式中——輸送帶緊邊拉力，N；——輸送帶松邊拉力，N；——輸送帶同傳動(dòng)滾筒的摩擦系數(shù)；——輸送帶在傳動(dòng)滾筒上的包角。上式推導(dǎo)如下，設(shè)滾筒的圓周力為，則根據(jù)力矩原理得：（2-12）（2-13）在角內(nèi)取一微分單元的輸送帶來進(jìn)行分析。設(shè)N為滾筒的反作用力，則推得：（2-14）則可推得：（2-15）（2）逐點(diǎn)計(jì)算原理帶式輸送機(jī)的拉力各點(diǎn)不盡相同，原因是各點(diǎn)產(chǎn)生的阻力不同，阻力是逐漸增加的。顯然，最大拉力產(chǎn)生在傳動(dòng)滾筒的趨入點(diǎn)外，而最小拉力卻不能固定。輸送帶上某點(diǎn)的拉力應(yīng)等于前一點(diǎn)拉力加上到此點(diǎn)拉力的阻力之和，即：（2-16）為了方便計(jì)算，我們可令承載段的總阻力之和為,令回程段的總拉力之和為，如圖圖2-10輸送帶拉力示意圖Fig.2-10Theschematicdiagramofconveyorbelt’stension這時(shí)有（2-17）（2-18）（2-19）（2-20）（2-21）由此可解出各點(diǎn)拉力。2.2.6.2膠帶張力的計(jì)算輸送帶的張力的計(jì)算：輸送帶的張力是按逐點(diǎn)計(jì)算法計(jì)算。但由于帶式輸送機(jī)是靠摩擦傳遞牽引力，故輸送帶的張力應(yīng)滿足傳遞所需牽引力和摩擦條件的要求；另一方面，為了保證輸送帶平穩(wěn)運(yùn)行，要求輸送帶在兩托輥間的垂度不超過允許值。因此用逐點(diǎn)計(jì)算法計(jì)算輸送帶各點(diǎn)張力時(shí)，必須同時(shí)滿足上述兩個(gè)要求。本設(shè)計(jì)的傳動(dòng)示意圖2-11如下：圖2-11可伸縮帶式輸送機(jī)傳動(dòng)示意圖Fig.2-11Theschematicdiagramoftheextensiblebeltconveyor’stransmissiona-卸載滾筒b-驅(qū)動(dòng)滾筒c-儲(chǔ)帶和張緊裝置d-機(jī)尾=（34+4.923）×9.8×5×0.035cos0°-34×9.8×5×sin0°=66.753N其中初取5m，為依據(jù)本設(shè)計(jì)所選托輥軸承為滾動(dòng)軸承在表3-21[10]查得為0.035。=(34+4.923)×9.8×500×0.035×cos0°-34×9.8×500×sin0°=6675.295N其中L估取500m。=23275.392N其中根據(jù)托輥軸承的類型從表3-21[10]查得為0.04。設(shè)以為已知量，則考慮到摩擦有，則（N）（N），（N）(N)為了保證輸送帶不打滑，按尤拉公式：（2-22）則可計(jì)算式中——膠帶與滾筒的間摩擦系數(shù)，摩擦系數(shù)對(duì)驅(qū)動(dòng)滾筒所能傳遞的牽引力有很大影響，而影響摩擦系數(shù)的因數(shù)很多但主要是輸送帶與驅(qū)動(dòng)滾筒接觸材料、表面狀態(tài)以及工作條件，一般情況下，摩擦系數(shù)可按表3-14[10]選取，本設(shè)計(jì)采用光面驅(qū)動(dòng)滾筒，則依據(jù)滾筒和輸送帶的材料選=0.2；——圍包角；本設(shè)計(jì)預(yù)取總圍包角400°。——相遇點(diǎn)的張力，N；——分離點(diǎn)張力，N。則求得：N（N）根據(jù)垂度要求滿足垂度條件的重段輸送帶的最小張力：=5×(34+69.444)×1.3×9.8×cos0°=6589.383N顯然滿足要求。（N），（N），（N）（N）2.2.6.3膠帶安全系數(shù)的驗(yàn)算由輸送帶張力的計(jì)算可知輸送帶的最大張力為，求得安全系數(shù)m得：（2-23）式中——膠帶斷裂強(qiáng)度，N/mm；——膠帶最大張力，N。因此m﹥7，故符合要求。3驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)的選擇與設(shè)計(jì)3.1電動(dòng)滾筒的概述3.1.1電動(dòng)滾筒的分類本設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)選用電動(dòng)滾筒用做驅(qū)動(dòng)裝置。電動(dòng)滾筒是一種將電機(jī)和減速器共同置于滾筒體內(nèi)部的新型驅(qū)動(dòng)裝置。它主要應(yīng)用于固定式和移動(dòng)式帶式輸送機(jī)、替代傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)，減速器在驅(qū)動(dòng)滾筒之外的分離式驅(qū)動(dòng)裝置。依據(jù)電機(jī)的冷卻方式不同可將電動(dòng)滾筒分為三類：風(fēng)冷式電動(dòng)滾筒：這種電動(dòng)滾筒的特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)不用油液冷卻，靠傳導(dǎo)、輻射和風(fēng)的對(duì)流，又可分為強(qiáng)制風(fēng)冷和自然風(fēng)冷兩種。油冷式電動(dòng)滾筒：這種電動(dòng)滾筒也稱為間接油冷式電動(dòng)滾筒。電動(dòng)滾筒內(nèi)有一定的冷卻油液，由于滾筒體不停地旋轉(zhuǎn)，筒體上刮油板將油液不停地澆到電動(dòng)機(jī)和齒輪上，帶走電動(dòng)機(jī)和齒輪工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，把熱量傳遞到滾筒體壁上，加速電機(jī)散熱，并對(duì)齒輪產(chǎn)生潤(rùn)滑作用。油冷式電動(dòng)滾筒的關(guān)鍵是電動(dòng)機(jī)內(nèi)部不允許進(jìn)入油液。油浸式電動(dòng)滾筒：油浸式電動(dòng)滾筒也叫直接油冷式電動(dòng)滾筒，這類型的電動(dòng)滾筒允許油液進(jìn)入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部，直接與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和定子繞組接觸，將它們工作時(shí)產(chǎn)生的熱量靠滾筒體不斷地旋轉(zhuǎn)而傳遞到滾筒體內(nèi)壁。這種結(jié)構(gòu)的散熱效果較好，但對(duì)潤(rùn)滑油和電動(dòng)機(jī)的質(zhì)量相對(duì)要求也較高。本設(shè)計(jì)依據(jù)各自電動(dòng)滾筒的優(yōu)點(diǎn)和適用范圍，選用浸油式電動(dòng)滾筒。3.1.2電動(dòng)滾筒的典型結(jié)構(gòu)介紹（1）電動(dòng)機(jī)因?yàn)殡妱?dòng)滾筒要求長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，并且能在有負(fù)荷情況下啟動(dòng)；所以要求電動(dòng)機(jī)為連續(xù)工作制，并且要求電動(dòng)機(jī)有較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，而且又要求電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流不要太大。鑒于此，選用籠型三相異步電動(dòng)機(jī)最為合適。就目前的使用情況看，電動(dòng)滾筒中使用的電動(dòng)機(jī)絕大多數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)Y系列電動(dòng)機(jī)，只是殼體及固定形式與與普通Y系列電動(dòng)機(jī)有所不同。正確選擇電動(dòng)機(jī)額定功率的原則：在電動(dòng)機(jī)能夠勝任機(jī)械負(fù)荷要求的前提下，最經(jīng)濟(jì)、最合理地決定電動(dòng)機(jī)的功率。決定電動(dòng)機(jī)的功率時(shí)，要考慮電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱、允許過載能力和啟動(dòng)性能三方面的因素。其中，發(fā)熱問題最重要。（2）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)a漸開線齒輪平行軸定軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)平行軸定軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是電動(dòng)滾筒最常見的傳動(dòng)方式。由于漸開線齒輪傳動(dòng)具有機(jī)械效率高、傳動(dòng)平穩(wěn)、便于設(shè)計(jì)傳動(dòng)比、便于調(diào)整齒輪副中心距、承載能力高、傳遞轉(zhuǎn)矩大、便于加工制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，所以在電動(dòng)滾筒傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，應(yīng)用十分普遍。b漸開線行星齒輪傳動(dòng)應(yīng)用在電動(dòng)滾筒傳動(dòng)裝置中的行星齒輪傳動(dòng)形式很多，在大功率和小功率電動(dòng)滾筒中均有應(yīng)用。目前常用的有NGW型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和WW型嚙合形式的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。c擺線針輪行星傳動(dòng)擺線針輪行星傳動(dòng)裝置是電動(dòng)滾筒中使用較為普遍的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，尤其在中型電動(dòng)滾筒中使用最多。此外，還有差動(dòng)輪系機(jī)構(gòu)，諧波齒輪傳動(dòng)和變速軸承傳動(dòng)等。本設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)選用漸開線行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。（3）電動(dòng)滾筒中的主要零部件盡管電動(dòng)滾筒的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，但是他們的主要零部件基本相同。大致可以歸納為：電動(dòng)機(jī)、減速裝置、滾筒體、右軸（或稱前軸）、左軸(或稱后軸)、端蓋、支座等主要零件以及軸承、密封圈、固定件等標(biāo)準(zhǔn)件。3.2電動(dòng)滾筒的具體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸說明3.2.1電動(dòng)滾筒功率的計(jì)算本設(shè)計(jì)的輸送機(jī)長(zhǎng)為500m,可儲(chǔ)帶長(zhǎng)度50m,帶速2m/s，水平輸送，輸送量500t/h,帶寬為1m的可伸縮帶式輸送機(jī)。這里要對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先需要計(jì)算電動(dòng)滾筒的功率。電動(dòng)滾筒功率的計(jì)算公式較多，各公式均由于設(shè)計(jì)者對(duì)各參數(shù)的取值不同帶來一定的偏差，但總的來說區(qū)別并不是很大。這里我選用一個(gè)計(jì)算比較簡(jiǎn)單的公式[9]進(jìn)行計(jì)算：（kw）(3-1)式中——輸送機(jī)長(zhǎng)度，m；——輸送帶寬，mm；——物料垂直提升高度,m；——輸送量,t/h。kw所以輸送機(jī)所需的電機(jī)功率表達(dá)式為(kw)(3-2)式中——電機(jī)功率，kw；——輸送機(jī)所需的軸功率,kw；——總機(jī)械效率。由于電動(dòng)滾筒比一般傳動(dòng)滾筒的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)少了兩個(gè)聯(lián)軸器，因此考慮總效率η時(shí)，只需考慮電動(dòng)滾筒機(jī)械效率η1和滾筒表面效率η2。動(dòng)滾筒的機(jī)械效率通常在0.92-0.94之間，這里??；滾筒表面效率之值根據(jù)其表面效率情況而定：采用光表滾筒時(shí)，；采用膠表滾筒時(shí)，。則總的傳動(dòng)效率η對(duì)于光表滾筒；對(duì)于膠表滾筒。則本設(shè)計(jì)輸送機(jī)所需的軸功率為：kw由于一般生產(chǎn)單位均用三相電源，故無特殊要求時(shí)都采用三相交流電動(dòng)機(jī)。依據(jù)此功率查表12-1[3]可以選用Y250M-6電動(dòng)機(jī)，Y250M-6電動(dòng)機(jī)的參數(shù)如下：額定功率：37kw，額定轉(zhuǎn)速為n=980r.min-1，額定電流I=72A效率90.8﹪功率因數(shù)cos?=0.86啟動(dòng)電流（額定電流）I=6.5A啟動(dòng)轉(zhuǎn)距（額定轉(zhuǎn)距）M=1.8N.m轉(zhuǎn)動(dòng)慣量0.834kg.m2質(zhì)量400kg。圖3-1電機(jī)外裝尺寸示意圖Fig.3-1Theschematicdiagramofthemotor’sinstallationmm，mm，mm，mm，mm，mm，mm，mm，或。mm，mm或mm，mm，mm，mm，mm，mm，mm，mm，mm?？紤]到電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)滾筒中的各尺寸有變化，所以在電動(dòng)滾筒中電動(dòng)機(jī)的各尺寸依據(jù)電動(dòng)機(jī)的外形尺寸取為：mm，直徑方向尺寸530mm，兩端支撐軸徑取為75mm，此處軸承可選用深溝球軸承，依據(jù)選軸承型號(hào)為6315，mm，mm。由于受結(jié)構(gòu)空間限制，要求外伸軸徑帶有花鍵，直接連接齒輪。本設(shè)計(jì)電機(jī)需依據(jù)設(shè)計(jì)要求定做。3.2.2電動(dòng)滾筒齒輪傳動(dòng)計(jì)算3.2.2.1本設(shè)計(jì)所選傳動(dòng)示意圖3-2圖3-2NGW型行星傳動(dòng)示意圖Fig.3-2TheschematicdiagramoftheNWGplanetarytransmission3.2.2.2齒輪材料、熱處理工藝及制造工藝的選定太陽(yáng)輪和行星輪材料為42CrMo，滲碳淬火，硬度為56~62HBC。試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限N/mm2（見表6-9[9]）試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限N/mm2（見表6-2[9]）齒形為漸開線直齒。最終加工為磨齒，精度為7級(jí)。內(nèi)齒圈材料40Cr鋼，表面淬火處理，表面硬度為50~55HRC。試驗(yàn)齒輪表面接觸疲勞極限N/mm2（見圖5-9a[20]）試驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲勞極限N/mm2（見圖5-9b[20]）齒形的最終加工為插齒，精度為8級(jí)。3.2.2.3傳動(dòng)比及傳動(dòng)比的分配（1）總傳動(dòng)比(3-3)式中——電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速,r/min；——帶速,m/s；——直徑,m；依據(jù)前人設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)初選1m。減速器的總傳動(dòng)比：根據(jù)值，采用二級(jí)NGW型行星減速器（2）傳動(dòng)比的分配：分配原則是各級(jí)傳動(dòng)等強(qiáng)度和獲得最小的外型尺寸，在NGW型兩級(jí)行星齒輪傳動(dòng)中，用角標(biāo)表示高速級(jí)，表示低速級(jí)參數(shù)。已知高速級(jí)與低速級(jí)外嚙合齒輪材料、齒面硬度相同，且；取行星輪數(shù)目CS=3;齒面工作硬化系數(shù)；低速級(jí)內(nèi)齒輪分度圓直徑與高速級(jí)內(nèi)齒輪分度圓直徑之比值以B表示，通常取；取載荷不均系數(shù)；取齒寬系數(shù)。因?yàn)橥ǔ?dòng)載系數(shù)、接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)及接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)的三項(xiàng)比值的乘積等于1.8~2.0，故取。所以由公式(3-4)再使用圖6-9[9]，即可查出NGW型兩級(jí)行星齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比分配，圖中及分別為高速級(jí)及總的傳動(dòng)比，如果最后標(biāo)得的E值大于6，則取E=6。此設(shè)計(jì)，由圖表6-9[9]查得則3.2.2.4高速級(jí)計(jì)算（1）配齒計(jì)算由表3-2[21]可查得行星齒輪傳動(dòng)比及各輪齒數(shù)：，，，。這些符合取質(zhì)數(shù)，不是整數(shù)、不是整數(shù)，且及無公約的NGW型配齒要求。由于電動(dòng)滾筒的特殊結(jié)構(gòu)要求，電動(dòng)滾筒的內(nèi)嚙合一般只采用高變位。電動(dòng)滾筒的高變位的變位系數(shù)一般在0.3~0.6之間選取。所以本設(shè)計(jì)的齒輪采用高變位，又因，所以太陽(yáng)輪取正變位，行星輪和內(nèi)齒輪取負(fù)變位，依據(jù)前人經(jīng)驗(yàn)可以取，。（2）按接觸強(qiáng)度初算A-C傳動(dòng)的中心距和模數(shù)輸入轉(zhuǎn)矩（N/m）（3-5）因傳動(dòng)中有一個(gè)或兩個(gè)基本構(gòu)件浮動(dòng)作為均載機(jī)構(gòu)，又由精度要求，可以取載荷不均系數(shù)。在一對(duì)A-C傳動(dòng)中，小齒輪（太陽(yáng)輪）傳遞的扭距(N/m)因?yàn)槿珵橛昌X面的外嚙合，在對(duì)稱、中等沖擊載荷時(shí)：七級(jí)精度，使用的綜合系數(shù)；8級(jí)精度，取。考慮到電動(dòng)滾筒加工和使用的實(shí)際條件，一般取。齒數(shù)比（3-6）齒寬系數(shù)，GB10090-88規(guī)定：0.22、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.6。本設(shè)計(jì)暫取0.3。按接觸強(qiáng)度初算中心距公式（mm）（3-7）計(jì)算中心距（mm）模數(shù)（3-8）（3）計(jì)算A-C傳動(dòng)的實(shí)際中心距和嚙合角取模數(shù)mm,則實(shí)際中心距為mm（3-9）因?yàn)槭侵饼X輪高變位，則得所以（4）計(jì)算C-B傳動(dòng)的中心距和嚙合角實(shí)際中心距：mm因?yàn)橹行木嘧儎?dòng)系數(shù)，所以嚙合角。（5）幾何尺寸計(jì)算按高變位齒輪傳動(dòng)的幾何計(jì)算A、B、C三輪的幾何尺寸。1）分度圓直徑（mm）(mm)（3-10）(mm)2)齒頂高（mm）(mm)（3-11）式中；（mm）3）齒根高（mm）（mm）（3-12）（mm）4）齒高(mm)(mm)（3-13）(mm)5)齒頂圓直徑(mm)(mm)（3-14）(mm)6）齒根圓直徑(mm)(mm)（3-15）(mm)（6）驗(yàn)算A-C傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度強(qiáng)度計(jì)算所用公式同定軸線齒輪傳動(dòng)，但確定和所用的圓周速度用相對(duì)于行星架的圓周速度（3-16）則根據(jù)齒輪的精度等級(jí)從表6-7[9]查得計(jì)算公式：動(dòng)載系數(shù)（3-17）速度系數(shù)由表6-11[9]查得。1）確定計(jì)算公式中的其它系數(shù)使用系數(shù)根據(jù)原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)工作特性從表8-20[17]中查得，齒間載荷分布系數(shù)、：彎曲強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，（3-18）接觸強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，（3-19）式中及——齒輪相對(duì)于行星架的圓周速度及大齒輪齒面硬度HB2對(duì)及的影響系數(shù)，及按表6-29[9]選取，取?！X寬和行星輪數(shù)目對(duì)及的影響系數(shù)。對(duì)于圓柱直齒或人字齒輪行星傳動(dòng)，如果行星架剛性好，行星輪對(duì)稱布置或行星輪采用調(diào)位軸承，則使太陽(yáng)輪和行星輪的軸線偏斜可以忽略不計(jì)，值可查。（3-20）由圖6-10[9]查得，則由公式和計(jì)算公式求得：求齒間載荷分配系數(shù)及，先求端面重合度：（3-21）式中則=1.6708因?yàn)槭侵饼X輪，總重合度，當(dāng)時(shí)，。所以節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：（3-22）式中（3-23）（3-24）所以彈性系數(shù)：（3-25）式中——彈性模量，鋼N/mm2——泊桑比，鋼和鐵均為0.3。N/mm2接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù)：（3-26）接觸強(qiáng)度計(jì)算的螺旋角系數(shù)：（3-27）接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，按電動(dòng)滾筒使用壽命36000h、齒輪平均轉(zhuǎn)速為500r/min，齒輪每轉(zhuǎn)一圈齒輪同一側(cè)齒面的嚙合次數(shù)。則齒輪的當(dāng)量循環(huán)次數(shù)。（3-28）所以電動(dòng)滾筒計(jì)算齒輪強(qiáng)度時(shí)，均取。最小安全系數(shù)，對(duì)一般的通用機(jī)械齒輪，中等可靠度要求，取。潤(rùn)滑劑系數(shù)，考慮用N46（30號(hào)）機(jī)械油作為潤(rùn)滑冷卻劑，按表6-10[9]取。粗糙度系數(shù)，按表6-12[9]，取。齒面工作硬度化系數(shù)，電動(dòng)滾筒中的高速級(jí)全是硬齒面齒輪，故。接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)，一般均取=1。2）A-C傳動(dòng)接觸強(qiáng)度驗(yàn)算計(jì)算接觸應(yīng)力，由式6-6[9]計(jì)算得：（3-29）式中——端面內(nèi)分度圓上的名義切向力，——齒寬，可代入公式進(jìn)行計(jì)算(N/mm2)計(jì)算許用接觸應(yīng)力，按式6-13[9]（3-30）及強(qiáng)度條件（3-31）則（3-32）N/mm2計(jì)算結(jié)果，接觸強(qiáng)度通過。太陽(yáng)輪和行星輪材料為42CrMo，滲碳淬火，硬度為56~62HBC。試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限N/mm2，可滿足要求。3）A-C傳動(dòng)彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算按式6-15[9]齒根應(yīng)力為（N/mm2）（3-33）式中——齒輪系數(shù)，由圖6-5[9]查取為，；——應(yīng)力修正系數(shù)，由圖6-6[9]查取為，；——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù)，對(duì)端面重合度的齒輪，可按下式計(jì)算：（3-34）——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的螺旋角系數(shù)，因?yàn)槭侵饼X，取。（N/mm2）考慮到行星輪輪齒受力可能出現(xiàn)不均性，齒根最大應(yīng)力：（N/mm2）（3-35）由強(qiáng)度條件（3-36）即（3-37）式中通常取1.4，通常取2.0。則（N/mm2）選用的材料為42CrMo，滲碳淬火，硬度為56~62HBC。試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限N/mm2，可滿足要求。（7）驗(yàn)算C-B傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度1）根據(jù)A-C傳動(dòng)的來確定C-B傳動(dòng)的接觸應(yīng)力，因?yàn)镃–B傳動(dòng)為內(nèi)嚙合，所以（N/mm2）2)核算內(nèi)齒輪材料的接觸疲勞極限由，按式6-13[9]有（N/mm2）內(nèi)齒圈材料40Cr鋼，表面淬火處理，表面硬度為50~55HRC，試驗(yàn)齒輪表面接觸疲勞極限N/mm2，所以接觸強(qiáng)度符合要求。3）彎曲強(qiáng)度的驗(yàn)算只對(duì)內(nèi)齒輪進(jìn)行驗(yàn)算，按式6-15[9]計(jì)算齒根應(yīng)力，其大小和A-C傳動(dòng)的外嚙合一樣，即N/mm2，N/mm2由強(qiáng)度條件得（N/mm2）選的材料內(nèi)齒圈為40Cr鋼，表面淬火處理，表面硬度為50~55HRC，試驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲勞極限太陽(yáng)輪N/mm2，滿足要求。3.2.2.5低速級(jí)計(jì)算（1）配齒計(jì)算由高速級(jí)計(jì)算得，且低速級(jí)改為行星架固定，內(nèi)齒輪輸出，仍按行星輪計(jì)算。，由表3-2[21]查得選用：，，，。符合取質(zhì)數(shù)、不是整數(shù)、不是整數(shù)，且及無公約的NGW型配齒要求。而且不是質(zhì)數(shù)，以便于加工。速比誤差：，采用高變位，由于實(shí)際的，所以采用太陽(yáng)輪正變位，行星輪和內(nèi)齒輪負(fù)變位，可取，。（2）按接觸強(qiáng)度初算A-C傳動(dòng)的中心距和模數(shù)m低速級(jí)輸入扭距（Nm），可取載荷不均勻系數(shù)，在一對(duì)A-C輪傳動(dòng)中，小輪（太陽(yáng)輪）傳遞的轉(zhuǎn)距（Nm）可取綜合系數(shù)，齒數(shù)比。太陽(yáng)輪和行星輪材料和高速級(jí)一樣，選用的材料為42CrMo，滲碳淬火，硬度為56~62HBC。試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限N/mm2，試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限N/mm2。其性能不變。齒寬系數(shù)在低速級(jí)取。按式6-25[9]初算低速級(jí)中心距（mm）模數(shù)（3）計(jì)算A-C傳動(dòng)的實(shí)際中心距和嚙合角取模數(shù)，則實(shí)際中心距(mm)因?yàn)橹饼X輪高變位，則實(shí)際中心距變動(dòng)系數(shù)，則（4）計(jì)算C-B傳動(dòng)的中心距和嚙合角實(shí)際中心距（mm）因?yàn)橹行木嘧儎?dòng)系數(shù)（5）所以嚙合角。幾何尺寸的計(jì)算按高變位齒輪傳動(dòng)計(jì)算A、C、B三輪的幾何尺寸1）分度圓直徑（mm）（mm）（mm）2）齒頂高（mm）（mm）（mm）式中（mm）3）齒根高（mm）（mm）（mm）4）齒高（mm）（mm）（mm）5）齒頂圓直徑（mm）（mm）（mm）6）齒根圓直徑（mm）（mm）（mm）（6）驗(yàn)算A-C傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度按定軸線齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算公式計(jì)算。1）確定計(jì)算公式中的系數(shù)原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)的帶式輸送機(jī)工作較平穩(wěn)，電動(dòng)滾筒中取使用系數(shù)，按式6-26[9]計(jì)算行星輪架圓周速度：（m/s）由表6-11[9]查得速度系數(shù)，根據(jù)齒輪的精度等級(jí)從表6-7[9]查得計(jì)算公式：動(dòng)載系數(shù)：，齒間載荷分布系數(shù)、，由式6-27[9]及6-28[9]：彎曲強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，接觸強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，式中及由表6-29[9]查取，取因由圖6-10[9]查得，所以，所以計(jì)算齒間載荷分布系數(shù)及，先求齒頂圓壓力角及端面重合度：因?yàn)槭侵饼X輪，總重合度，當(dāng)時(shí)，。所以節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，由高速級(jí)計(jì)算可知。計(jì)算彈性系數(shù)，由高速級(jí)計(jì)算可知接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù)接觸強(qiáng)度計(jì)算的螺旋角系數(shù)確定接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，因?yàn)楫?dāng)量循環(huán)次數(shù)，所以。最小安全系數(shù)，取。確定潤(rùn)滑劑系數(shù)，考慮用N46（30號(hào)）機(jī)械油作為潤(rùn)滑冷卻劑，按表6-10[9]取。粗糙度系數(shù)，按表6-12[9]，取。齒面工作硬化系數(shù)，為簡(jiǎn)化計(jì)算取。接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)，取。2）A-C傳動(dòng)接觸強(qiáng)度驗(yàn)算由式6-6[9]計(jì)算接觸應(yīng)力=604.191（N/mm2）按式6-7[9]許用接觸應(yīng)力及強(qiáng)度條件，則N/mm2計(jì)算結(jié)果，A-C傳動(dòng)接觸強(qiáng)度通過。材料為42CrMo，滲碳淬火，硬度為56~62HBC。試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限N/mm2，符合要求。3）A-C傳動(dòng)彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算按式6-15[9]，齒根應(yīng)力（N/mm2）式中——齒輪系數(shù)，由圖6-5[9]根據(jù)齒數(shù)和變位系數(shù)查取為，；——應(yīng)力修正系數(shù)，由圖6-6[9]根據(jù)齒數(shù)和變位系數(shù)查取為，；——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù)，對(duì)端面重合度的齒輪，可按下式計(jì)算：——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的螺旋角系數(shù)，因?yàn)槭侵饼X，取。（N/mm2）考慮到行星輪輪齒受力可能出現(xiàn)不均性，齒根最大應(yīng)力：（N/mm2）由強(qiáng)度條件即式中通常取1.4，通常取2.0。則（N/mm2）選用材料為42CrMo，滲碳淬火，硬度為56~62HBC，試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限N/mm2，符合要求。（7）驗(yàn)算低速級(jí)C-B傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度1）根據(jù)A-C傳動(dòng)的來確定C-B傳動(dòng)的接觸應(yīng)力因?yàn)镃-B傳動(dòng)為內(nèi)嚙合，，所以（N/mm2）2)核算內(nèi)齒輪材料的接觸疲勞極限由，按式6-7[9]有（N/mm2）因?yàn)閮?nèi)齒圈選用的材料40Cr鋼，表面淬火處理，表面硬度為50~55HRC。試驗(yàn)齒輪表面接觸疲勞極限N/mm2，所以C-B傳動(dòng)中的內(nèi)齒輪彎曲強(qiáng)度也符合要求。3）彎曲強(qiáng)度的驗(yàn)算只對(duì)內(nèi)齒輪進(jìn)行驗(yàn)算，按式6-15[9]計(jì)算齒根應(yīng)力，其大小和A-C傳動(dòng)的外嚙合一樣，即N/mm2，N/mm2。由強(qiáng)度條件得N/mm2因?yàn)椴牧蟽?nèi)齒圈材料40Cr鋼，表面淬火處理，表面硬度為50~55HRC。試驗(yàn)齒輪齒根彎曲疲勞極限太陽(yáng)輪N/mm2，所以C-B傳動(dòng)中的內(nèi)齒輪彎曲強(qiáng)度也符合要求。3.2.3均載機(jī)構(gòu)均載機(jī)構(gòu)是使各行星輪均勻分擔(dān)載荷的機(jī)構(gòu)，它可以降低載荷不均系數(shù)，具有提高承載能力、降低噪聲、提高運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、降低齒輪制造精度等優(yōu)點(diǎn)。（1）均載機(jī)構(gòu)的選擇電動(dòng)滾筒的高速級(jí)行星齒輪傳動(dòng)和低速級(jí)行星齒輪傳動(dòng)，采用基本構(gòu)件浮動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)，高速級(jí)是太陽(yáng)輪浮動(dòng)和行星架浮動(dòng)組合的均載機(jī)構(gòu)，這種組合浮動(dòng)比單個(gè)構(gòu)件浮動(dòng)的均載效果好。行星輪通過雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器與低速級(jí)太陽(yáng)輪相聯(lián)，由于是NGW型傳動(dòng)，行星架自重較大，速度高時(shí)會(huì)產(chǎn)生大的離心力，影響浮動(dòng)效果，所以設(shè)計(jì)時(shí)采用了太陽(yáng)輪也浮動(dòng)的組合結(jié)構(gòu)，以使浮動(dòng)效果較好。低速級(jí)行星齒輪傳動(dòng)，采用行星架固定，單構(gòu)件太陽(yáng)輪浮動(dòng)。太陽(yáng)輪重量輕，慣性小、浮動(dòng)靈敏，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，通用性強(qiáng)，這樣還可以使帶動(dòng)滾筒形成一剛性軸，改善了軸的受力和滾筒裝配工作。（2）齒輪聯(lián)軸器在行星齒輪傳動(dòng)中，廣泛使用齒輪聯(lián)軸器來保證浮動(dòng)機(jī)構(gòu)中的的構(gòu)件在受力不平衡時(shí)產(chǎn)生位移，以使各行星輪之間載荷分布均勻。為此高速級(jí)常采用單齒輪聯(lián)軸器。低速級(jí)采用雙齒輪聯(lián)軸器，由于太陽(yáng)輪較大，則采用一端為內(nèi)齒，一端為外齒的雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器。如果太陽(yáng)輪尺寸較小，也可以采用兩端都為內(nèi)齒套聯(lián)軸器，但不使用單齒輪聯(lián)軸器，因?yàn)楹笳卟贿m宜用在兩個(gè)被連接件都浮動(dòng)的場(chǎng)合。3.2.4齒輪聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算低速級(jí)齒輪聯(lián)軸器：1）初算聯(lián)軸器齒輪節(jié)圓直徑、齒寬b、模數(shù)m。由式6-24[9]得（mm3）（3-38）式中T——傳遞扭距，N·m；——載荷不均系數(shù)，一般取；——使用系數(shù)，取即可；——齒輪載荷分布系數(shù)，可??；——壽命系數(shù)，根據(jù)加載循環(huán)次數(shù)而定，通常每開、停一次算一個(gè)加載循環(huán)，電動(dòng)滾筒在允許的使用壽命之內(nèi)，循環(huán)次數(shù)不大于1×105時(shí)，按雙向傳動(dòng)，則，磨損壽命系數(shù)；——許用剪切應(yīng)力，N/mm2；選45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，取N/mm2。（mm3）當(dāng)取mm時(shí)，（mm2）即：mm。取模數(shù)，可取齒數(shù)，則節(jié)圓直徑mm。2）校核齒側(cè)擠壓應(yīng)力，以確定、和。內(nèi)齒套直齒用式（3-39）式中——齒輪接觸徑向高度，用齒高代替。（mm）N/mm2圖3-3齒套長(zhǎng)度、圓弧齒、鼓形齒示意圖Fig.3-3Thelengthofgearsleeve,Thecirculararctooth,Thecrowngear外齒軸齒輪因制成鼓形齒，用下式：（3-40）式中——鼓形圓弧半徑，取歪斜角，，（3-41）因（N/mm2）齒輪擠壓應(yīng)力通過。則確定mm，mm,mm。3）齒輪聯(lián)軸器的其它幾何尺寸見表3-1

表3-1齒輪聯(lián)軸器幾何尺寸Tab.3-1Thegeometrysizeofgearcoupling項(xiàng)目及代號(hào)計(jì)算公式及單位外齒軸內(nèi)齒套模數(shù)mm33齒數(shù)2929節(jié)圓直徑mm8787齒形角20°20°齒頂高mm齒根高外齒內(nèi)齒齒高mm齒頂圓直徑mm齒根圓直徑mm齒寬mm5050齒寬系數(shù)0.570.57鼓形齒鼓形量mm鼓形圓弧半徑mm聯(lián)軸器長(zhǎng)度mm聯(lián)軸器總長(zhǎng)度mm內(nèi)齒套壁厚mm注：①長(zhǎng)為兩輪中心距，總長(zhǎng)度公式加3mm，只加長(zhǎng)內(nèi)齒套寬度。②外齒輪齒頂圓直徑等于內(nèi)齒輪根徑，配合為3.2.5行星輪結(jié)構(gòu)和行星架結(jié)構(gòu)（1）行星輪結(jié)構(gòu)應(yīng)保證行星輪輪緣寬度mm，行星輪齒寬和直徑的比值為：，硬齒面取較小值。圖3-4行星輪機(jī)構(gòu)Fig.3-4Theplanetgearmechanism圖中a行星輪機(jī)構(gòu)是一種結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單又便于安裝的行星輪結(jié)構(gòu)，一般用于低速級(jí)，彈簧擋圈裝在軸承內(nèi)側(cè)，因而增大軸承間距，減小了行星輪傾斜，當(dāng)載荷較小時(shí)用滾珠軸承，載荷較大時(shí)用滾柱軸承，兩軸承端寬度L可略大于齒寬b。圖中b的結(jié)構(gòu)形式常用在高速級(jí)，行星輪較小，軸承裝配在行星架上，可得到最大的軸承間距以減小行星輪傾斜，避免齒輪載荷集中。由于行星輪不承受扭矩，故齒輪和軸可用短鍵甚至銷釘連接。圖中c是使用軸套的行星輪結(jié)構(gòu)，一般用于小功率的微型電動(dòng)滾筒中。本設(shè)計(jì)選a型結(jié)構(gòu)的行星輪，行星輪的內(nèi)孔直徑根據(jù)所選軸承或孔中軸的配合直徑確定，內(nèi)孔邊緣距離齒根的最小厚度一般不小于全齒高的1.2~1.4倍，即模數(shù)的3倍左右。行星輪兩端留出直徑稍大于齒根圓的加工找正凸臺(tái)（寬度3~5mm），有利于加工和提高制造質(zhì)量。本設(shè)計(jì)凸臺(tái)寬度為3mm。（2）行星架結(jié)構(gòu)圖3-5行星架結(jié)構(gòu)Fig.3-5Thestructureofplanetcarrier大型滾筒的行星架結(jié)構(gòu)如圖，圖中a結(jié)構(gòu)為雙壁分開式，常用在高速級(jí)，便于行星輪軸承安裝在行星架上，一壁為鑄鋼或焊接件，另一壁為鋼板制造，壁厚，為行星齒輪傳動(dòng)中心距。缺點(diǎn)為剛性較差，所以除用螺栓聯(lián)接外，還加圓柱銷定位，銷的數(shù)量不小于3個(gè)。圖b為雙壁焊接整體式，常用在低速級(jí)或行星輪較大、中間可安裝軸承的情況，通常用鋼板焊接或鑄鋼材料，不用鑄鐵材料制造，為