1、概述
帶式輸送機(jī)是冶金、電力和化工等廠礦企業(yè)常見的連續(xù)動作式運輸設(shè)備，尤其是在煤礦工業(yè)中使用更為廣泛。帶式輸送機(jī)可以輸送煤、矸石及其它粉末狀物料，也可以輸送包裝好的成件物品。它輸送能力大、調(diào)度組織簡單、維護(hù)方便、營運費用低，此外它還具有結(jié)構(gòu)簡單、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠、運行阻力小、耗電量低、容易實現(xiàn)自動化等特點。
2、帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計
帶式輸送機(jī)的滾筒有兩種形式。一種形式為電動滾筒，它是將電動機(jī)和齒輪減速裝置全部設(shè)計在滾筒之內(nèi)，雖然結(jié)構(gòu)緊湊、體積輕便，但是不容易安裝、拆卸，不利于維護(hù)和維修，而且制造工藝復(fù)雜，散熱困難。另一種形式為齒輪滾筒，它是將齒輪減速裝置設(shè)計在滾筒之內(nèi)，吸收了電動滾筒結(jié)構(gòu)緊湊、體積輕便的優(yōu)點，但是它和電動滾筒一樣散熱條件差，因此只能用在小功率的帶式輸送機(jī)上。本文中我們以功率僅為15kW的小功率滾筒為例進(jìn)行說明用于帶式輸送機(jī)的齒輪滾筒。
齒輪傳動的主要優(yōu)點是：工作可靠，使用壽命長，它的瞬時傳動比為常數(shù)，工作平穩(wěn)，傳動效率高。齒輪傳動有很多種方式，例如圓柱齒輪傳動、錐齒輪傳動、行星齒輪傳動等。由于此次所設(shè)計的減速器的傳動比僅為12. 828，并且它的工況條件較好．用一般的普通齒輪傳動己可滿足要求。出于經(jīng)濟(jì)性考慮，我們決定采用二級圓柱齒輪傳動。
3、傳動方案的設(shè)計
3.1原始數(shù)據(jù)
滾筒使用壽命10年，每年300個工作日，每天1班生產(chǎn)，每班工作7h。一年小修，三年大修。工作環(huán)境溫度不超過400 ℃。其工藝參數(shù)如下：
滾筒直徑(mm)： 500；
輸送帶寬度(mm)： 800；
滾筒寬度(mm)： 950;
安裝尺寸(mm)： 1 300;
輸送帶運行速度(m/s)： 2.0；
電動機(jī)功率(kW)： 15;
電動機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)： 980。
3.2傳動方案設(shè)計
本設(shè)計采用二級圓柱齒輪傳動，電動機(jī)輸出功率傳遞到I軸上，帶動I軸上的小齒輪1轉(zhuǎn)動，小齒輪1與大齒輪2嚙合，此時功率傳到II軸上，II軸再帶動小齒輪3與內(nèi)齒輪4嚙合，從而將運動傳到滾筒上達(dá)到減速的目的。整個齒輪傳動裝置放置在一個支撐架內(nèi)，同時設(shè)計一個蝶型支撐筋，把內(nèi)齒輪4與滾筒聯(lián)接在一起。
3.3傳動參數(shù)的確定
首先對兩對嚙合齒輪進(jìn)行傳動比分配，在分配傳動比時應(yīng)考慮以下原則：①各級傳動的傳動比應(yīng)在合理范圍內(nèi)，不超出允許的最大值，以符合各級傳動原則；②應(yīng)注意使各級傳動尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱合理；③盡量使傳動裝置外廓尺寸緊湊或重量較��；④盡量使各級大齒輪浸油深度合理；⑤要考慮傳動零件之間不會干涉碰撞。然后進(jìn)行各軸轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的計算，各軸運動學(xué)和動力學(xué)參數(shù)見表1。
4、齒輪的設(shè)計
小齒輪1和小齒輪3均用40Cr調(diào)質(zhì)處理，硬度為HB241～HB286，平均取HB260;大齒輪2和內(nèi)齒輪4均用45鋼調(diào)質(zhì)處理，硬度為HB229～HB286，平均取HB240。本設(shè)計采用標(biāo)準(zhǔn)的斜齒輪傳動，并無變位。齒輪的設(shè)計從兩個方面來考慮：①按照齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算；②按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。因傳動無嚴(yán)重過載，故不作靜強(qiáng)度校核。可算得齒輪的模數(shù)及分度圓直徑，并對模數(shù)進(jìn)衍圓整，從而定出分度圓的具體直徑。完成這些之后，得出合適且安全的齒輪。本次設(shè)計采用油潤滑。
5、軸的設(shè)計
軸是本次設(shè)計中的主要零件，因此軸必須設(shè)計合
理。本次設(shè)計中，主要設(shè)計了兩根軸，即高速軸I和中間軸II。在I軸初步設(shè)計完之后，我們發(fā)現(xiàn)此軸在軸向并沒固定牢靠，故采用了一個套筒和兩個圓螺母來固定，保證了軸向的固定。
初步設(shè)計了軸的結(jié)構(gòu)之后，必須對軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。先對軸徑進(jìn)行驗算，然后用安全系數(shù)法進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核。在軸的強(qiáng)度校核計算時，根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采用相應(yīng)的計算方法，并恰當(dāng)選取其許用應(yīng)力。根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖，并根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖、扭矩圖和當(dāng)量彎矩圖，然后確定出危險截面為小齒輪中間截面，按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度，通常只校核軸上承受最大計算彎矩的截面，接下來校核軸的疲勞強(qiáng)度。
通過以上的設(shè)計計算，表明該軸的設(shè)計安全可靠，符合使用要求。
6、軸承的選用
由于該軸承所受載荷為徑向和軸向載荷，故選用圓錐滾子軸承。我們選用的軸承型號為7308，軸承額定動負(fù)荷48 440N，額定靜負(fù)荷43 540N，極限轉(zhuǎn)速5600r/min（油潤滑），軸向動載荷系數(shù)2.1，軸向靜載荷系數(shù)1.2，初定軸承類型及型號后，我們從三方面進(jìn)行了計算校核：①壽命的計算；②靜載荷的計算；⑧許用轉(zhuǎn)速驗算。
7、其它零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計
在本次設(shè)計中，還設(shè)計了一個支撐架和一個蝶形支撐筋，以把齒輪裝置固定在滾筒之內(nèi)。還有其它零件包括一些標(biāo)準(zhǔn)件和非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計，在此不再贅述。
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2、
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