開題報(bào)告學(xué) 院機(jī)械工程 學(xué)院專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí)論文(設(shè)計(jì))題目 PL 型斗式提升機(jī)學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師 職 稱課題類型 課題來源 指導(dǎo)教師命名1.選題背景與意義研究的意義PL 型斗式提升機(jī)是一種固定裝置的機(jī)械輸送設(shè)備，其工作原理是料斗把物料從下面的儲(chǔ)藏倉中舀起或物料由其他設(shè)備送入料斗，隨著輸送帶或鏈提升到頂部，繞過頂輪后向下翻轉(zhuǎn)，物料將傾入接受槽內(nèi)，完成提升。斗式提升機(jī)主要用來垂直提升經(jīng)過破碎機(jī)的石灰石、煤、石膏、熟料、干粘土等顆粒狀和塊小狀物料以及生料、水泥、煤粉等粉狀物料，可廣泛應(yīng)用于各種規(guī)模的飼料廠、面粉廠、米廠、淀粉廠以及糧庫、港口碼頭等的散裝物料的提升。 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。國外：1868 年，在英國出現(xiàn)了帶式輸送機(jī)；1887 年，在美國出現(xiàn)了螺旋輸送機(jī)；1905 年，在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機(jī)；1906 年，在英國和德國出現(xiàn)了慣性輸送機(jī)。此后，輸送機(jī)受到機(jī)械制造、電機(jī)、化工和冶金工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響，不斷完善，逐步由完成車間內(nèi)部的輸送，發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運(yùn)，成為物料搬運(yùn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動(dòng)化不可缺少的組成部分。斗式提升機(jī)就是輸送機(jī)的其中一種。國內(nèi)：國內(nèi)的研究現(xiàn)狀和分析提升機(jī)在國內(nèi)外的發(fā)展歷程各有千秋，我國古代出現(xiàn)的高轉(zhuǎn)筒車和提水的翻車，就是現(xiàn)代斗式提升機(jī)和刮板輸送機(jī)的皺形；17 世紀(jì)中葉，開始應(yīng)用于架空索道輸送散狀物料；19 世紀(jì)中葉，各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的輸送機(jī)相繼出現(xiàn)。我國斗式提升機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)是在 50 年代由前蘇聯(lián)引進(jìn)的，80 年幾乎沒有大的發(fā)展。在此期間，雖各行業(yè)就使用中存在的一些問題也作過一些改進(jìn)，如 Z1 型和鉤頭鏈?zhǔn)蕉肥教嵘龣C(jī)的設(shè)計(jì)等工作，但大都因?yàn)槟承┰蛭茨艿玫酵茝V。自 80 年代以后，隨著國家改革開放和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，一些大型及重點(diǎn)工程項(xiàng)目引進(jìn)了一定數(shù)量的斗式提升機(jī)的頒布JB 3926—85 及按此要求設(shè)計(jì)的 TD、TH 和 TB 系列的斗式提升機(jī)相繼問世，是我國斗式提升機(jī)技術(shù)水平先前邁了一步，但與國際先進(jìn)水平相比仍存在相當(dāng)大的差距，尤其是板鏈?zhǔn)蕉肥教嵘龣C(jī)存在的差距更大一些。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)在引進(jìn)、吸收、消化了世界各國斗式提升機(jī)的最新技術(shù)，并結(jié)合我國實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出 THG 和 TDG 高效斗式提升機(jī)的需要。斗式提升機(jī)行業(yè)的趨勢(shì)朝著大型化，系類化，標(biāo)準(zhǔn)化，通用化機(jī)電一體化的方向發(fā)展2.選題的主要任務(wù)及目標(biāo) 主要任務(wù)：1) 了解 PL 型斗式提升機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原理和玉米脫粒的工藝流程；2) 研究現(xiàn)有 PL 型斗式提升機(jī)裝置的性能、優(yōu)缺點(diǎn)及適應(yīng)性，設(shè)計(jì) PL 型斗式提升機(jī)的傳動(dòng)方案，確定 PL 型斗式提升機(jī)裝置的總體結(jié)構(gòu)方案；3) 根據(jù)查閱資料和調(diào)查相關(guān)實(shí)體，制定相關(guān)數(shù)據(jù)，從而對(duì) PL 型斗式提升機(jī)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并繪制相關(guān)圖紙，圖紙要求正確規(guī)范；4) 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書；5) 翻譯相關(guān)英文科技文獻(xiàn) 1 篇；目標(biāo)：6) PL 型斗式提升機(jī)的整體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及全套圖紙；7) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 份；8) 科技文獻(xiàn)英文翻譯一份；9) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，能達(dá)到使用要求，圖紙規(guī)范、正確；達(dá)到綜合訓(xùn)練自己的能力，并充分運(yùn)用知識(shí)的目3.選題的主要內(nèi)容和重點(diǎn)解決的技術(shù)問題選題的主要內(nèi)容PL 型斗式提升機(jī)的主要構(gòu)件：驅(qū)動(dòng)裝置、料斗、牽引構(gòu)件、殼體、改向輪（尾 輪） 、張緊裝置、導(dǎo)向裝置、加料口（入料口）和卸料口（出料口） 。 其中比較重要的設(shè)計(jì)點(diǎn)有驅(qū)動(dòng)裝置、料斗、牽引構(gòu)件。1） 驅(qū)動(dòng)裝置： 驅(qū)動(dòng)裝置有電動(dòng)機(jī)、減速器、逆止器或制動(dòng)器及聯(lián)軸器組成，驅(qū)動(dòng)主軸上裝有滾筒或鏈輪。2） 料斗 圓柱形斗：深斗：用于干燥，流動(dòng)性好，很好地撒落的粒狀物料的輸送。淺斗：深度小，用于潮濕的和流動(dòng)性的粒狀物料。尖角形斗：其側(cè)壁延伸到底板外，成為擋邊，卸料時(shí)，物料可沿一個(gè)斗的擋邊和底板所形成的槽卸止，適用于粘稠性大和沉重的塊狀物料運(yùn)送。3）牽引構(gòu)件：橡膠帶：用螺釘和彈性墊片固接在帶子口，帶比斗寬 35～40mm。 鏈條：?jiǎn)捂湕l固接在料斗后壁上；雙鏈與料斗兩側(cè)相連。驅(qū)動(dòng)裝置：驅(qū)動(dòng)裝置有電動(dòng)機(jī)、減速器、逆止器或制動(dòng)器及聯(lián)軸器組成，驅(qū)動(dòng)主軸上裝有滾筒或鏈輪。4）張緊裝置：張緊裝置有螺桿式于重錘式兩種。帶斗式提升機(jī)的張緊滾筒一般制 成鼠籠 式殼體，以防散料粘集于滾筒上。5）機(jī)殼：斗式提升機(jī)可以采用整體機(jī)殼，也可上升分支和下降分支分別設(shè)置機(jī)殼，后者可防止兩分支上下運(yùn)動(dòng)時(shí)在機(jī)殼空氣擾動(dòng)。在機(jī)殼上部設(shè)有收塵法蘭和窺視孔。在底部設(shè)有料位指示，以便物料堆積時(shí)自動(dòng)報(bào)警。膠帶提升機(jī)還需設(shè)置防滑防偏監(jiān)控及速度監(jiān)測(cè)器等電子儀器，一保證斗式提升機(jī)的正常運(yùn)行。重點(diǎn)解決的技術(shù)問題：1)電動(dòng)機(jī)的選擇。2)裝載和卸載方式選取。3)料斗、減速器、逆止器、鏈輪、機(jī)殼 的設(shè)計(jì)。4)牽引鏈的選取及強(qiáng)度校驗(yàn)。5)PLC 電氣電路自動(dòng)化設(shè)計(jì)。6)鑄件的材料選?。鸿T件根據(jù)提升機(jī)機(jī)體和典型構(gòu)件所需達(dá)到的強(qiáng)度要求，通過查閱資料來進(jìn)行選材。7)機(jī)殼輪廓尺寸設(shè)計(jì)：輪廓尺寸一般可以自行設(shè)計(jì)，但必須保證料斗的運(yùn)行通暢，同時(shí)參考鏈輪設(shè)計(jì)，物料提升要求，節(jié)約材料的設(shè)計(jì)要求。 8)傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)：通常設(shè)計(jì)成階梯型，根據(jù)所需傳遞最大扭矩確定最小直徑，經(jīng)校核合格。 4.主要參考文獻(xiàn)[1]管殿柱.計(jì)算機(jī)繪圖[M]機(jī)械工業(yè)出版社，2011[2]錢克強(qiáng)，何銘新，徐祖茂.機(jī)械制圖[M].2010[3]寇尊權(quán)，王多.機(jī)械設(shè)計(jì)課程指導(dǎo)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2012[4]張興中.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2003[5]張成堂，商立今[M].中國農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社.1985[6] 胡建平等編．螺旋輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、振動(dòng)輸送機(jī)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991．[7] 濮良貴，紀(jì)名剛主編．機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版） ．北京：高等教育出版社，1999．[8]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》聯(lián)合編寫組編．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版） ．北京：化學(xué)工[1]業(yè)出版社，1982．[9]《起重機(jī)運(yùn)輸設(shè)備選用手冊(cè)》編寫組．起重機(jī)運(yùn)輸設(shè)備選用手冊(cè)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991．[10]大連理工大學(xué)工程畫圖教研室編．機(jī)械制圖（第四版） ．北京：高等教育出版社，1993．[11] 梁庚煌主編．運(yùn)輸機(jī)械手冊(cè)（第二冊(cè)） ．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1983．[12] 銀金光，王洪主編．機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)．北京：中國林業(yè)出版社，2006．[13]成大先主編．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004．[14]朱昆泉，許林發(fā)編著．建材機(jī)械工程手冊(cè)．武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，2000．[15]岑軍健主編，新編非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)（中冊(cè)） ．北京：國防工業(yè)出版社，1999．[16]嚴(yán)峰，謝錫純主編，選煤廠運(yùn)輸提升設(shè)備，北京：煤炭工業(yè)出版社，1992．[17]李其祥編．炭素材料機(jī)械設(shè)備．北京：冶金工業(yè)出版社，1993．[18]清華大學(xué)華中工學(xué)院 鄭州工學(xué)院主編．鑄造設(shè)備．北京：機(jī)械工程出版社，1980．[19]機(jī)械工程手冊(cè) 機(jī)電工程手冊(cè)編委會(huì)編，機(jī)械工程手冊(cè) 第 1 卷 物料搬運(yùn)設(shè)備卷．北京機(jī)械工業(yè)出版社，1997．5.在規(guī)定時(shí)間段內(nèi),論文(設(shè)計(jì))內(nèi)容進(jìn)度計(jì)劃2014 年 11 月 20 日----11 月 25 日：熟悉課題、搜集資料，進(jìn)行設(shè)計(jì)構(gòu)思。2014 年 11 月 26 日----11 月 30 日：了解 PL 型斗式提升機(jī)的工作原理和工藝流程，初步完成英文文獻(xiàn)的初步翻譯。2014 年 12 月 1 日----12 月 20 日：了解 PL 型斗式提升機(jī)的整體機(jī)構(gòu)，完成開題報(bào)告；完成英文文獻(xiàn)的最終翻譯。2014 年 12 月 15 日----12 月 30 日：確定 PL 型斗式提升機(jī)的傳動(dòng)方案，完成 PL 型斗式提升機(jī)的電動(dòng)機(jī)的選擇，及軸的選擇和數(shù)據(jù)計(jì)算。2014 年 12 月 22 日----12 月 28 日：完成 PL 型斗式提升機(jī)的帶以及帶輪的選擇和數(shù)據(jù)計(jì)算。2014 年 12 月 29 日----2015 年 1 月 20 日：完成 PL 型斗式提升機(jī)的設(shè)計(jì)。2015 年 1 月 21 日---- 2 月 15 日：完成 PL 型斗式提升機(jī)的草圖的初稿繪制和最終的繪制。備注: 1.課題類型分為論文、設(shè)計(jì)。2.課題來源分為自擬、指導(dǎo)教師命題、教育廳項(xiàng)目等等。2015 年 2 月 16 日---- 4 月 1 日：完成說明書的書寫。2015 年 4 月 1 日---- ：準(zhǔn)備答辯指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師簽字: 年 月 日教研室意見教研室主任簽字: 年 月 日I本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）PL 型斗式提升機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué) 院 小三號(hào)黑體居中（下同）專 業(yè)學(xué) 號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師提交日期 年 月 日I誠 信 承 諾 書本人鄭重承諾和聲明:我承諾在畢業(yè)論文撰寫過程中遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定,恪守學(xué)術(shù)規(guī)范,此畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))中均系本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成,沒有剽竊、抄襲他人的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)、思想和成果,沒有篡改研究數(shù)據(jù),凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料,均作了注釋,如有違規(guī)行為發(fā)生,我愿承擔(dān)一切責(zé)任,接受學(xué)校的處理,并承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 年 月 日 I摘 要首先對(duì)提升機(jī)作了簡(jiǎn)單的概述；接著分析了提升機(jī)的選型原則及計(jì)算方法；然后根據(jù)這些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與計(jì)算選型方法按照給定參數(shù)要求進(jìn)行選型設(shè)計(jì)；接著對(duì)所選擇的提升機(jī)各主要零部件進(jìn)行了校核。普通型提升機(jī)由六個(gè)主要部件組成：傳動(dòng)裝置，機(jī)尾或?qū)Щ匮b置，中部機(jī)架，拉緊裝置以及尾部組件。最后簡(jiǎn)單的說明了提升機(jī)的安裝與維護(hù)。目前，提升機(jī)正朝著長距離，高速度，低摩擦的方向發(fā)展，近年來出現(xiàn)的 PL 提升機(jī)就是其中的一個(gè)。在提升機(jī)的設(shè)計(jì)、制造以及應(yīng)用方面, 目前我國與國外先進(jìn)水平相比仍有較大差距,國內(nèi)在設(shè)計(jì)制造提升機(jī)過程中存在著很多不足。關(guān)鍵詞：提升機(jī)，傳動(dòng)裝置，PL 型提升機(jī)IIAbstractFirst hoist briefly outlined; then analyzes the selection principle and calculation method hoist; then calculated based on these design criteria and selection method in accordance with the requirements of a given parameter selection and design; then the selected hoist all major components have been checked. Common hoist consists of six main components: gear, tail or device back into the middle frame, tail assembly and tensioning device. Finally, a brief description of the installation and maintenance of elevator. Currently, the elevator is moving in the direction of long-distance, high-speed, low-friction development in recent years of PL hoist is one of them. In improving the design, manufacture and application, China compared with foreign advanced level there is still a wide gap between the country there are many deficiencies in the design and manufacturing process elevator.Key Words：hoist, gear, PL hoistIII目 錄第 1 章 緒論11.1 研究的意義 .11.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 .1第 2 章 PL 型斗式提升機(jī)主要設(shè)計(jì)方案 22.1 概述 .22.2 PL 型斗式提升機(jī)的工作原理 22.3 PL 型斗式提升機(jī)主要特點(diǎn) 22.4 PL 型斗式提升機(jī)分類 22.5 PL 型斗式提升機(jī)的裝載和卸載 32.6 常用斗提機(jī)選用及相關(guān)計(jì)算 32.7 PL 型斗式提升機(jī)的主要部件 4第 3 章 PL 型斗式提升機(jī)主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 63.1 提升功率的確定 .63.2 電動(dòng)機(jī)選擇 .73.3 減速機(jī)設(shè)計(jì) .73.3.1 帶傳動(dòng)的選擇計(jì)算 .73.3.2 二級(jí)減速器傳動(dòng)設(shè)計(jì) .83.4 齒輪的設(shè)計(jì) 83.4.1 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .83.4.2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .133.5 軸的設(shè)計(jì)及校核 153.5.1 高速軸(輸入軸) 的設(shè)計(jì)計(jì)算 153.5.2 中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .173.5.3 輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .193.6 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算 223.7 鍵連接的計(jì)算 .243.8 減速器的設(shè)計(jì) .253.8.1 減速器的潤滑和密封形式 .253.8.2 減速器箱體、附件設(shè)計(jì) .253.8.3 精度設(shè)計(jì) .263.9 驅(qū)動(dòng)軸設(shè)計(jì)及附件的選擇 .263.9.1 軸的材料及熱處理 263.9.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27IV3.9.3 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 283.9.4 軸承選用 303.9.5 驅(qū)動(dòng)鏈輪鍵的設(shè)計(jì)校核 313.9.6 精度設(shè)計(jì) 313.10 聯(lián)軸器的選擇 .323.11 驅(qū)動(dòng)鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .323.12 提升機(jī)主要參數(shù)的計(jì)算 .333.13 頭部罩殼的選材及連接 .343.14 中部區(qū)段的設(shè)計(jì)選材 .343.15 料斗與環(huán)鏈的設(shè)計(jì) .34第 4 章 PLC 電氣電路自動(dòng)化設(shè)計(jì) .364.1 主電路設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì) .364.2 輸入/輸出設(shè)備的確定 374.3 PLC 的選型 384.4 三菱 FX-2 系列 PLC 簡(jiǎn)介 .384.5 I/O 點(diǎn)的分配 394.6 硬件設(shè)備連接 .39第 5 章 軟件設(shè)計(jì)415.1 程序框圖 .415.2 本設(shè)計(jì)中用到的軟元件簡(jiǎn)介 .415.2.1 輸入繼電器（X0～X177） 425.2.2 輸出繼電器（Y0～Y177） 425.2.3 輔助繼電器（M） 425.2.4 定時(shí)器（T） .435.3 梯形圖設(shè)計(jì) .435.4 梯形圖的編程規(guī)則 .445.5 梯形圖程序 .445.6 指令表程序設(shè)計(jì) 475.6.1 本設(shè)計(jì)中用到的基本指令簡(jiǎn)介 475.6.2 指令表程序 .47總結(jié)50致 謝51參考文獻(xiàn)52第 1 章 緒論1第 1 章 緒論1.1 研究的意義隨著輸送帶或鏈提升到頂部，繞過頂輪后向下翻轉(zhuǎn)，物料將傾入接受槽內(nèi)，完成提升。PL 型斗式提升機(jī)是一種固定裝置的機(jī)械輸送設(shè)備，其工作原理是料斗把物料從下面的儲(chǔ)藏倉中舀起或物料由其他設(shè)備送入料斗，斗式提升機(jī)主要用來垂直提升經(jīng)過破碎機(jī)的石灰石、煤、石膏、熟料、干粘土等顆粒狀和塊小狀物料以及生料、水泥、煤粉等粉狀物料，可廣泛應(yīng)用于各種規(guī)模的飼料廠、面粉廠、米廠、淀粉廠以及糧庫、港口碼頭等的散裝物料的提升。 1.2 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀國外：1868 年，在英國出現(xiàn)了提升機(jī)；1887 年，在美國出現(xiàn)了螺旋提升機(jī)；1905 年，在瑞士出現(xiàn)了鋼提升機(jī)；1906 年，在英國和德國出現(xiàn)了慣性提升機(jī)。此后，提升機(jī)受到機(jī)械制造、電機(jī)、化工和冶金工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響，不斷完善，逐步由完成車間內(nèi)部的輸送，發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運(yùn)，成為物料搬運(yùn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動(dòng)化不可缺少的組成部分。PL 斗式提升機(jī)就是提升機(jī)的其中一種。國內(nèi)：國內(nèi)的研究現(xiàn)狀和分析提升機(jī)在國內(nèi)外的發(fā)展歷程各有千秋，我國古代出現(xiàn)的高轉(zhuǎn)筒車和提水的翻車，就是現(xiàn)代斗式提升機(jī)和刮板提升機(jī)的皺形；17 世紀(jì)中葉，開始應(yīng)用于架空索道輸送散狀物料；19 世紀(jì)中葉，各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的提升機(jī)相繼出現(xiàn)。我國斗式提升機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)是在 50 年代由前蘇聯(lián)引進(jìn)的，80 年幾乎沒有大的發(fā)展。在此期間，雖各行業(yè)就使用中存在的一些問題也作過一些改進(jìn)，如 Z1 型和鉤頭鏈?zhǔn)蕉肥教嵘龣C(jī)的設(shè)計(jì)等工作，但大都因?yàn)槟承┰蛭茨艿玫酵茝V。自 80 年代以后，隨著國家改革開放和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，一些大型及重點(diǎn)工程項(xiàng)目引進(jìn)了一定數(shù)量的斗式提升機(jī)的頒布 JB 3926—85 及按此要求設(shè)計(jì)的 TD、PL 和 TB 系列的斗式提升機(jī)相繼問世，是我國斗式提升機(jī)技術(shù)水平先前邁了一步，但與國際先進(jìn)水平相比仍存在相當(dāng)大的差距，尤其是板鏈?zhǔn)蕉肥教嵘龣C(jī)存在的差距更大一些。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)在引進(jìn)、吸收、消化了世界各國斗式提升機(jī)的最新技術(shù)，并結(jié)合我國實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出 PLG 和 TDG 高效斗式提升機(jī)的需要。斗式提升機(jī)行業(yè)的趨勢(shì)朝著大型化，系類化，標(biāo)準(zhǔn)化，通用化機(jī)電一體化的方向發(fā)展。商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）2第 2 章 PL 型斗式提升機(jī)主要設(shè)計(jì)方案2.1 概述根據(jù)所運(yùn)輸?shù)奈锪蠟樯钊济?，故根?jù)相關(guān)手冊(cè)選用斗式提升機(jī)。斗式提升機(jī)的工作原理、性能和特點(diǎn)，采用理論聯(lián)系實(shí)際的方法，研究影響斗式提升機(jī)效率的影響因素，進(jìn)行必要的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，提出結(jié)構(gòu)的方案并實(shí)施設(shè)計(jì)。同時(shí)，進(jìn)行相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)和工藝參數(shù)的設(shè)計(jì)與計(jì)算、總體方案設(shè)計(jì)，總體裝配以及傳動(dòng)、機(jī)體等部件和相關(guān)零部件設(shè)計(jì)及繪圖。主要設(shè)計(jì)方案如下：1）對(duì)斗式提升機(jī)的工作原理進(jìn)行深入研究，設(shè)計(jì)出總體方案。2）設(shè)計(jì)出合理的提升機(jī)結(jié)構(gòu)和零件的強(qiáng)度，保證運(yùn)行的穩(wěn)定性。3）設(shè)計(jì)出合理的驅(qū)動(dòng)裝置，保證運(yùn)行的高效性。PL 斗式提升機(jī)具有輸送量大，提升高度高，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，操作維修簡(jiǎn)便，壽命長等顯著特點(diǎn)。斗式提升機(jī)適用于輸送粉狀，粒狀和小塊狀的低磨琢性物性，物料堆積密度小于 1.5t/m ,物料溫度不超過 250℃，廣泛應(yīng)用于水泥提升機(jī)械。2.2 PL 型斗式提升機(jī)的工作原理斗式提升機(jī)是通過緊固在牽引件上的許多漏斗，并環(huán)繞在上部頭輪和下部尾輪之間，構(gòu)成了閉合輪廓；驅(qū)動(dòng)裝置與頭輪軸相連，是斗式提升機(jī)的動(dòng)力部分，可以使頭輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)；張緊裝置一般和下部尾輪相連，使?fàn)恳@得必要的初張力，以維持牽引件正常運(yùn)轉(zhuǎn)。物料從斗式提升機(jī)下部機(jī)殼的進(jìn)料口進(jìn)入物料，通過流入式或掏取式裝入料斗后，提升到頭部，在頭部沿出料口卸出，實(shí)現(xiàn)垂直方向輸送物料的目的。斗式提升機(jī)的料斗、牽引構(gòu)件及頭輪和尾輪等安裝在全封閉的機(jī)殼之內(nèi)。2.3 PL 型斗式提升機(jī)主要特點(diǎn)（1）驅(qū)動(dòng)功率小,采用流入式喂料、誘導(dǎo)式卸料、大容量的料斗密 集型布置.在物料提升時(shí)幾乎無回料和挖料現(xiàn)象,因此無效功率少。 （2）提升范圍廣,這類提升機(jī)對(duì)物料的種類、特性要求少,不但能提升一般粉狀、小顆粒狀物料,而且可提升磨琢性較大的物料.密封性好,環(huán)境污染少。 (3)運(yùn)行可靠性好,先進(jìn)的設(shè)計(jì)原理和加工方法,保證了整機(jī)運(yùn)行的可靠性,無故障時(shí)間超過 2 萬小時(shí)。提升高度高.提升機(jī)運(yùn)行平穩(wěn),因此可達(dá)到較高的提升高度。 (4)使用壽命長,提升機(jī)的喂料采取流入式,無需用斗挖料,材料之間很少發(fā)生擠壓和碰撞現(xiàn)象。本機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)保證物料在喂料、卸料時(shí)少有撒落,減少了機(jī)械磨損。2.4 PL 型斗式提升機(jī)分類(1）按牽引件分類：斗式提升機(jī)的牽引構(gòu)件有環(huán)鏈、板鏈和膠帶等幾種。環(huán)鏈的結(jié)構(gòu)和制造比較簡(jiǎn)第 2 章 斗式提升機(jī)主要設(shè)計(jì)方案3單，與料斗的連接也很牢固，輸送磨琢性大的物料時(shí)，鏈條的磨損較小，但其自重較大。板鏈結(jié)構(gòu)比較牢固，自重較輕，適用于提升量大的提升機(jī)，但鉸接接頭易被磨損，膠帶的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但不適宜輸送磨琢性大的物料，普通膠帶物料溫度不超過 60°C，鋼繩膠帶允許物料溫度達(dá) 80°C，耐熱膠帶允許物料溫度達(dá) 120°C，環(huán)鏈、板鏈輸送物料的溫度可達(dá) 250°C。斗提機(jī)最廣泛使用的是(TD)，環(huán)鏈?zhǔn)?PL)兩種型式。用于輸送散裝水泥時(shí)大多采用深型料斗。如 TD 型斗提機(jī)采用離心式卸料或混合式卸料適用于堆積密度小于 1．5t／m3 的粉狀、粒狀物料。PL 環(huán)鏈斗提機(jī)采用混合式或重力式卸料用于輸送堆和密度小于 1．5t／m3 的粉狀、粒狀物料。(2）按卸載方式分類：斗式提升機(jī)可分為：離心式卸料、重力式卸料和混合式卸料等三種形式。離心式卸料的斗速較快，適用于輸送粉狀、粒狀、小塊狀等磨琢性小的物料；重力式卸料的斗速較慢，適用于輸送塊狀的，比重較大的，磨琢性大的物料，如石灰石、熟料等。2.5 PL 型斗式提升機(jī)的裝載和卸載斗式提升機(jī)的裝載方式有三種，即注入式裝載（見圖 2-1） 、挖取式裝載（見圖 2-2）和混合式裝載。注入式裝載要求散料以微小建度均勻地落入料斗中，形成比較穩(wěn)定的料流，裝料口下部應(yīng)有一定的高度，采用該方式裝載時(shí)一般料斗布置較密；料斗在牽引件上布置較稀時(shí)多采用挖取式裝載，只能用于輸送粉狀或小顆粒流動(dòng)性良好物料的場(chǎng)合，斗速運(yùn)行速度在 2m／s 以下，介于兩者之間采用混合式裝載。卸載方式有離心式、重力式及混合式三種。(1)離心式卸料料斗的運(yùn)行速度較高，通常取為 1—2m/s。如欲保持這種卸載必須正確選擇驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速和直徑，以及卸料口的位置。其優(yōu)點(diǎn)是：在一定的料斗速度下驅(qū)動(dòng)輪尺寸為最??；卸料位置較高，各料斗之間的距離可以的料斗速度下驅(qū)動(dòng)輪尺寸為最??；卸料位置較高，各料斗之間的距離可以減小，并可提高卸料管高度，當(dāng)卸料高度一定時(shí)，提升機(jī)的高度就可減??；缺點(diǎn)是：料斗的填充系數(shù)較小，對(duì)所提升的物料有一定的要求，只適用于流動(dòng)性好的粉狀、粒狀、小塊狀物料。(2)重力式卸載使用于卸載塊狀、半磨琢性或磨琢性大的物料，料斗運(yùn)行速度為 0.4—0.8m/s 左右，需配用帶導(dǎo)向槽的料斗。其優(yōu)點(diǎn)是：料斗裝填良好，料斗尺寸與極距的大小無關(guān)。因此允許在較大的料斗運(yùn)行速度之下應(yīng)用大容積的料斗；主要缺點(diǎn)是：物料拋出位置較低，故必須增加提升機(jī)機(jī)頭的高度。2.6 常用斗提機(jī)選用及相關(guān)計(jì)算常用斗式提升機(jī)功率計(jì)算1、軸功率的近似計(jì)算：商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4P0 = （2-1）12(.5)367QHkv?式中：P 0-軸功率（千瓦）；Q-斗提機(jī)的輸送量（噸/小時(shí)）；H-提升高度（米）；v-提升速度（米/秒）；K1、K 2-系數(shù)。具體見表 2-22、電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算：N= （2-2）N210ηη式中：N—電動(dòng)機(jī)功率（千瓦）；N0—軸功率（千瓦）；—減速機(jī)傳動(dòng)效率，對(duì) ZQ 型減速機(jī) =0.94；1η 1η—三角皮帶或開式齒輪傳動(dòng)效率，對(duì)三角皮帶 =0.96，對(duì)開式齒輪2η 2η=0.93；ηK—功率備用系數(shù)。與高度 H 有關(guān)，當(dāng)：H20 米時(shí)，K=1.15。表 2-1 提升機(jī)參數(shù)表牽引構(gòu)件型式單鏈?zhǔn)?雙鏈?zhǔn)搅隙沸褪缴疃泛蜏\斗三角斗 深斗和淺斗三角斗 深斗和淺斗三角斗輸送能力Q（噸/小時(shí)）系數(shù) K1100 0.35 0.5 / / 0.6 0.90系數(shù) K3 2.5 2.00 1.5 1.25 1.5 1.25系數(shù) K2 1.6 1.10 1.3 0.80 1.3 0.802.7 PL 型斗式提升機(jī)的主要部件斗式提升機(jī)的主要部件有：驅(qū)動(dòng)裝置、出料口、上部區(qū)段、牽引件、漏斗、中部機(jī)殼、下部區(qū)段、張緊裝置、進(jìn)料口、檢視門。第 2 章 斗式提升機(jī)主要設(shè)計(jì)方案5驅(qū)動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、逆止器或制動(dòng)器及聯(lián)軸器組成，驅(qū)動(dòng)主軸上裝有滾筒或鏈輪。大提升高度的斗提機(jī)采用液力偶合器，小提升高度時(shí)采用彈性聯(lián)軸器。使用軸裝式減速機(jī)可省去聯(lián)軸器，簡(jiǎn)化安裝工作，維修時(shí)裝卸方便。料斗通常分為淺斗、深斗和有導(dǎo)向槽的尖棱面斗。淺斗前壁斜度大深度小，適用于運(yùn)送潮濕的和流散性不良的物料。深斗前壁斜度小而深度大，適用于運(yùn)送干燥的流散性好的散粒物料。有導(dǎo)向側(cè)邊的夾角形料斗前面料斗的兩導(dǎo)向側(cè)邊即為后面料斗的卸載導(dǎo)槽，它適用于運(yùn)送沉重的塊狀物料及有磨損性的物料。 散裝水泥由于流動(dòng)性好且干燥，用深斗較合適，卸載時(shí)，物料在料斗中的表面按對(duì)數(shù)螺線分布，設(shè)計(jì)離心卸料的料斗時(shí)往往在料斗底部打若干個(gè)氣孔，使物料裝載時(shí)有較高的填充量，并且卸料時(shí)更完全。牽引構(gòu)件為一封閉的繞性構(gòu)件，多為環(huán)鏈、板鏈或膠帶。張緊裝置有螺桿式與重錘式兩種。斗提機(jī)的張緊滾筒一般制成鼠籠式殼體，以防散料粘集于滾筒上。斗式提升機(jī)可采用整體機(jī)殼，也可上升分支和下降分支分別設(shè)置機(jī)殼。后者可防止兩分支上下運(yùn)動(dòng)時(shí)在機(jī)殼空氣擾動(dòng)。在機(jī)殼上部設(shè)有收塵法蘭和窺視孔。在底部設(shè)有料位指示，以便物料堆積時(shí)自動(dòng)報(bào)警。膠帶提升機(jī)還需設(shè)置防滑防偏監(jiān)控及速度監(jiān)測(cè)器等電子儀器，以保證斗提機(jī)的正常運(yùn)行斗式提升機(jī)的原理：如圖 2-3，固接著一系列料斗的牽引構(gòu)件（環(huán)鏈、鏈輪）環(huán)繞在提升機(jī)的頭輪與底輪之間構(gòu)成閉合輪廓。驅(qū)動(dòng)裝置與頭輪相連，使斗式提升機(jī)獲得動(dòng)力并驅(qū)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。張緊裝置與底輪相連，使?fàn)恳龢?gòu)件獲得必要的初張力，以保證正常運(yùn)轉(zhuǎn)。物料從提升機(jī)的底部供入，通過一系列料斗向上提升至頭部，并在該處實(shí)現(xiàn)卸載，從而實(shí)現(xiàn)在豎直方向內(nèi)運(yùn)送物料。斗式提升機(jī)的料斗和牽引構(gòu)件等走行部分以及頭輪、底輪等安裝在全密封的罩殼之內(nèi)。綜合此次設(shè)計(jì)的提升高度與臺(tái)時(shí)產(chǎn)量等要求，本提升機(jī)選用混合或重力方式卸料，掏取式裝料，選用 zh 型（中深斗）料斗，牽引件為低合金高強(qiáng)度圓環(huán)鏈，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砗?，具有很高的抗拉?qiáng)度和耐磨性，使用壽命長，采用了組裝式鏈輪。有輪體、輪緣用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接而成。在鏈輪磨損到一定程度后，可擰下螺栓，拆換輪緣，更換方便，且節(jié)約拆料、降低了維修費(fèi)；下部采用了重錘杠桿式張緊裝置，即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)張緊。一次安裝后不需調(diào)整，又可以保持恒定的張緊力，從而保證機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，避免了打滑或脫鏈。商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6第 3 章 PL 型斗式提升機(jī)主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 提升功率的確定延用上世紀(jì) 80 年代的公式，計(jì)算復(fù)雜，而且所選參數(shù)稍有變化時(shí)結(jié)果的出入?yún)s較大，與實(shí)際相差甚遠(yuǎn)。在查閱大量關(guān)于運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)方面的手冊(cè)和近年來關(guān)于斗式提升機(jī)驅(qū)動(dòng)功率的各種論文和期刊后，綜合各種數(shù)據(jù)，現(xiàn)參照文獻(xiàn)[1]中第十四章斗式提升機(jī)中 PL 型提升機(jī)設(shè)計(jì)的功率計(jì)算部分內(nèi)容，計(jì)算過程如下：1 垂直斗式提升機(jī)擬采用臥式減速器。2 隨著人們對(duì)其傳動(dòng)的深入了解，結(jié)構(gòu)的不完善，加工手段的不段提高，行星傳動(dòng)裝置日益成為礦山機(jī)械廣泛采用的一類傳動(dòng)裝置。皮帶傳動(dòng)經(jīng)濟(jì)性好且易維護(hù)，可防止過載，擬選用二級(jí)減速器和皮帶傳動(dòng)配合使用。PL 型斗提機(jī)功率計(jì)算PL 型提升機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置為 YY 型（即 ZLY 或 ZSY 型減速器和 Y 型電動(dòng)機(jī)配用）。傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)功率由下式求得：P0= +PS+PL （3-1）36QHg式中 P0-軸功率（KW）；Q-斗提機(jī)的輸送量（T/h）；H-提升高度（m）；g-重力加速度（m/s 2）；PS，P L—附加功率，KW，見表 3-1由此次斗式提升機(jī)設(shè)計(jì)的條件可以得知，Q=30T/h,t 提升的高度 H=15m重力加速度在此處可取 10 m/s2將數(shù)據(jù)代入（3-1）計(jì)算可得（3-2）5.3036150360??????LSPQHgP電機(jī)功率（3-3）n0式中 P –電動(dòng)機(jī)功率（KW）；P0- 軸功率（KW）；n- 總效率，大約為 0.7。所以通過計(jì)算可得P=5.1Kw第 3 章 PL 型斗式提升機(jī)主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)73.2 電動(dòng)機(jī)選擇按已知工作要求和條件選用要求電機(jī)功率 P＝5.5kW，轉(zhuǎn)速 n=1500r/min 左右，參照文獻(xiàn)[1]中電動(dòng)機(jī)的類型及其應(yīng)用特點(diǎn)，選用 Y132S-4 型電動(dòng)機(jī)。3.3 減速機(jī)設(shè)計(jì)根據(jù)文獻(xiàn)[2]中的 YY 型驅(qū)動(dòng)裝置的選型原則及規(guī)范可知，提升機(jī)功率為 5.5Kw3.3.1 帶傳動(dòng)的選擇計(jì)算1 確定計(jì)算功率 caP由文獻(xiàn)[3]表差得工作情況系數(shù) =1.5，故AK25.81.???KAca2 選擇 V 帶的帶型根據(jù)功率與轉(zhuǎn)速查圖 8—10 選用 A 型3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 并驗(yàn)算帶的速度d1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 。由表 8—6 和 8—8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑1=90mmd2)驗(yàn)算帶速 v。按式（8—13）驗(yàn)算帶的速度= 78.66049.360π1????nd因?yàn)?5m/s0Fmin(8 計(jì)算壓軸力 P壓軸力的最小值為 NzFP 84.193725.6sin13972sin)(21m0 ?????9 帶輪槽間距 槽邊距5emif帶輪寬 zB08)(in??3.3.2 二級(jí)減速器傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.4 齒輪的設(shè)計(jì)3.4.1 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1，選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1）零件輸運(yùn)設(shè)備為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 8 級(jí)精度等級(jí)即可2）材料選擇及確定許用應(yīng)力小齒輪的材料為 40 （調(diào)質(zhì)） ，硬度為rc280HBS，σ Hlim1=700MPa，σ FE1=600MPa；大齒輪的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為240HBS，σ Hlim2=600MPa，σ FE2=450MPa（參考資料[2]表 11-1）由參考資料[2]表 11-5 取 SF=1.25,SH=1.0由參考資料[2]表 11-4 取 ZE=189.8第 3 章 PL 型斗式提升機(jī)主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)9對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，取 ZH=2.5[σF1]=0.7σFE1/SF=336MPa[σF2]=0.7σFE2/SF=252MPa[σH1]=σHlim1/SH=700MPa[σH2]=σHlim2/SH=600MPa3）取小齒輪 =20，則 = ， =20 4.23=84.6，取 =85，并初步選定1z2zi12z?2zβ＝15°2，按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按式試算，即 321)][(HEdtt ZuTk???????（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算值１）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（１）試選 6.1?tK（２）由圖 10-30，選取區(qū)域系數(shù) 43.2?HZ（３）由圖 10-26 查得 78.01??2?12.5????（４）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩＝ × =122525.9×0.99=121300.6 N·mmⅠTd?（５）由表 10-7 選取齒寬系數(shù) 1??d（６）由表 10-－6 查得材料的彈性影響系數(shù) 2/18.9MPaZE?（７）由圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ，PaH60lim??大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 lim250HPa?（８）由式 10-13 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 916014708361.540hNnjL?????（ ）（j 為齒輪轉(zhuǎn)一圈，同一齒面嚙合次數(shù)； 為工作壽命二班制，3 年大修，hl工作 12 年） 982.5/.23.5?（９）由圖 10-19 查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) 90.1?HNK95.2HN（１０）計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力取失效概率為１%，安全系數(shù)為 S=1，由式 10-12 得：MPaSKHNH54069.0][1lim1 ?????.22li2 aH25.31/)(/])[(][1??２）計(jì)算（１）試算小齒輪分度圓直徑 ，由計(jì)算公式得td1商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1023121()[]5.tHEtdkTuZm????????（２）計(jì)算圓周速度 153.1470=./606tnv ms??1cos.cos2.5tntdZ????計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) nt153dt??2.274591//.9.0nhmm??（４）計(jì)算縱向重合度 ??10.38ta.38tan.7042dZ?????（５）計(jì)算載荷系數(shù) K已知使用系數(shù) ?A根據(jù) ，7 級(jí)精度，由圖 10-8 查得動(dòng)載荷系數(shù)smv/2. 1.VK?由表 10-4 查得 231.0.8(.6)0.115.24HdKb? ????????由圖 10-13 查得 .34F??假定 ，由表 10-3 查得0/AtNmb? .1?FHK故載荷系數(shù) 1.4.52364AVHK????（６）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式 10-10a 得331/5.2.64/.0.7ttd m??（７）計(jì)算模數(shù) n1cos0.71cos.9nmZ???3，按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)m≥ ][cos212FSdYZKT??????確定計(jì)算參數(shù)（１）計(jì)算載荷系數(shù) .14.52.364AVF?????第 3 章 PL 型斗式提升機(jī)主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)11（２）根據(jù)縱向重合度 ，從圖 10-28 查得螺旋角影響系數(shù)90.1???8.0??Y（３）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 133202.cos5894.VZ?????（４）查取齒形系數(shù)由表 10-5 查得 12.7FaY?2.15Fa（5）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表 10-5 查得 .S.8S（６）由圖 10-20C 查得，小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE501??大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE302??（７）由圖１０－１８查得彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) 85.01?FNK8.02F（８）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) S＝ 1.4，由式１０－１２得 PaE57.304.15][1???MSFNF862822?（９）計(jì)算大小齒輪的 ][SaY?12.7150.36[]3.8.5FaSFY????大齒輪的數(shù)據(jù)大設(shè)計(jì)計(jì)算 52322.641.30.8cos10.6352.86nm m??????對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) 大于由齒根彎曲疲勞n商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12強(qiáng)度綜合上述 2 個(gè)不同方式的計(jì)算，取模數(shù)較大的，取 ＝3mm，已可滿足彎曲強(qiáng)nm度。4．幾何尺寸計(jì)算① 計(jì)算中心距 12()(085)316.24coscosnZma????????將中心距圓整為 163mm２）按圓整后的中心距修正螺旋角 12()(2085)3arcosarcs14.96nZ????????因 值改變不多，故參數(shù) 、 、 等不必修正。???KHZ１） 計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑120362.1cos4.985nmdmZ??????２） 計(jì)算齒輪寬度16.2.1db????圓整后取 ；25Bm60表 3-1 齒輪參數(shù)表名 稱 計(jì) 算 公 式 結(jié) 果 /mm模數(shù) m 3Z1 20齒數(shù)Z2 85壓力角 nd1 62.1分度圓直徑 d2 263.9齒頂圓直徑`1268.9ad?齒根圓直徑1254.6fd中心距 ?cos2)(1nmza???163齒 寬 21560b?3.4.2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1，選定齒輪精度等級(jí)、材料及齒數(shù)第 3 章 PL 型斗式提升機(jī)主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)131）一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 8 級(jí)精度等級(jí)即可2）材料選擇及確定許用應(yīng)力小齒輪的材料為 40 （調(diào)質(zhì)） ，硬度為rc280HBS，σ Hlim1=700MPa，σ FE1=600MPa；大齒輪的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為240HBS，σ Hlim2=600MPa，σ FE2=450MPa（參考資料[2]表 11-1）由參考資料[2]表 11-5 取 SF=1.25,SH=1.0由參考資料[2]表 11-4 取 ZE=189.8對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)齒輪，取 ZH=2.5[σF1]=0.7σFE1/SF=336MPa[σF2]=0.7σFE2/SF=252MPa[σH1]=σHlim1/SH=700MPa[σH2]=σHlim2/SH=600MPa3）取小齒輪 =25，則 = ， =25 3.02=75.5，取 =76，并初步選定1z2zi12z?2zβ＝15°2，按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)按式試算，即 321)][(HEdtt ZuTk???????（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算值1)由參考資料[2]表 11-3 試選載荷系數(shù) K=1.12)由參考資料[2]表 11-6 取 φd=1.03)實(shí)際傳動(dòng)比 i=z2/z1=3.04,即 u=3.04；Z β=√(cosβ)=0.983(2)計(jì)算1)試算小齒輪分度圓直徑 1td3≥95.5mm模數(shù) m=d3cosβ/z3=95.5*0.966/25=3.69齒寬 b=φdd1=1.0*95.5=95.5mm,取 b2=1000mm,b1=105mm由參考資料[2]表 4-1 取 m=4mm，實(shí)際 d1=m*z1/cosβ=4*25/0.966=103.5mm,d2=4*76/0.966=314.7mm圓周速度v=πd3n2/(60*1000)=3.14*103.5*347.5/(60*1000)=1.88m/s參照參考資料[2]表 11-2，選 8 級(jí)制造精度是合宜的。3，按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)m≥ ][cos212FSdYZKT??????（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算值1)由參考資料[2]表 11-3 試選載荷系數(shù) K=1.12)由參考資料[2]表 11-6 取 φd=1.0商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）143)齒形系數(shù) zv1=25/cos315=27.8,zv2=76/cos315=84.4由參考資料[2]圖 11-8 得 YFa1=2.65，Y Fa2=2.24由參考資料[2]圖 11-9 得 YSa1=1.61，Y Sa2=1.78因 YFa1YSa1/[σF1]=2.65*1.61/336=0.0127＜Y Fa2YSa2/[σF2]=2.24*1.78/252=0.0158故應(yīng)對(duì)大齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算（2)計(jì)算法向模數(shù) mn≥2.95mm對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞n強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，按 GB/T1357-1987 圓整為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) ,取 m =4mm 但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需要按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d =95.5 來計(jì)算應(yīng)1有的齒數(shù).則小齒輪的齒數(shù) z1=95.5*cos15/4=23.06,取 z1=23則 z2=23*3.04=69.9,取 z2=704．幾何尺寸計(jì)算計(jì)算中心距12()(370)492.75coscos1nZma m????????將中心距圓整為 190mm２）按圓整后的中心距修正螺旋角 12()(2370)4arcosarcos1.89nZ????????因 值改變不多，故參數(shù) 、 、 等不必修正。???KHZ３） 計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑12349cos.78026.nmdmZ??????４） 計(jì)算齒輪寬度193.8.db????圓整后取 ；25Bm10表 3-2 齒輪參數(shù)表名 稱 計(jì) 算 公 式 結(jié) 果 /mm模數(shù) m 4Z1 23齒數(shù)Z2 70壓力角 nd1 94分度圓直徑 d2 286第 3 章 PL 型斗式提升機(jī)主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15齒頂圓直徑` 12094ad?齒根圓直徑 12876fd中心距 ?cos2)(1nmza???190齒 寬 21950b?3.5 軸的設(shè)計(jì)及校核3.5.1 高速軸(輸入軸) 的設(shè)計(jì)計(jì)算一,求作用在齒輪上的力高速級(jí)小齒輪分度圓直徑為 d1=62.1mm則圓周力 Ft=2T1/d1=3906.6N徑向力 Fr=Fttanαn/cosβ=1471.9N軸向力 Fa=Fttanβ=992.2N二,初步確定軸的最小直徑選軸的材料為４５鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表１５－３，取 12??A（以下軸均取此值） ，于是由式１５－２初步估算軸的最小直徑3min1/27.dAPm??dmin=27.1mm由于軸截面上開有鍵槽,則 d=28mm高速軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的軸的直徑，d=30mm三，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.高速軸結(jié)構(gòu)布置及受力圖商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16圖 3-1 高速軸結(jié)構(gòu)布置及受力圖2、首先確定個(gè)段直徑A 段： =30mm 有最小直徑算出1dB 段： =32mm，根據(jù)油封標(biāo)準(zhǔn)，選擇氈圈孔徑為 31mm 的 32FZ/T 92010-21991[資 1 表 14.4]C 段： =35mm，與軸承（角接觸球軸承 7207AC）配合，取軸承內(nèi)徑3D 段： =38mm， 設(shè)計(jì)非定位軸肩取軸肩高度 h=3mm4dE 段： =mm，將高速級(jí)小齒輪設(shè)計(jì)為齒輪軸5G 段， =35mm, 與軸承（角接觸球軸承 7207AC）配合，取軸承內(nèi)徑7F 段： =mm, 設(shè)計(jì)非定位軸肩取軸肩高度 h=3mm63、確定各段軸的長度A 段： =1.6*28=44.8mm,圓整取 =45mm1L1LB 段： =54mm，考慮軸承蓋與其螺釘長度然后圓整取 54mm2C 段： =29mm, 與軸承（角接觸球軸承 7207AC）配合,加上擋油盤長度3G 段： =29mm, 與軸承（角接觸球軸承 7207AC）配合,加上擋油盤長度7F 段：L6=8mm第 3 章 PL 型斗式提升機(jī)主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17E 段：L5=68mm，齒輪的齒寬 B1=70mmD 段： =150mm, 考慮各齒輪齒寬及其間隙距離4L軸總長 L=383mm,兩軸承間距離（不包括軸承長度）S=250mm3.5.2 中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算一、求作用在齒輪上的力高速級(jí)小齒輪分度圓直徑為 d3=94.166mm則圓周力 Ft=2T2/d3=10465.2N徑向力 Fr=Fttanαn/cosβ=3890.9N軸向力 Fa=Fttanβ=2181.9N二,初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為 40Cr,調(diào)質(zhì)處理,取 A0=100[參考資料[2]表 14-2]Dmin≥37.2mm根據(jù)減速器的結(jié)構(gòu)，軸Ⅱ的最小直徑應(yīng)該設(shè)計(jì)在與軸承配合部分，初選角接觸球軸承 7208AC，故取 =40mmmind三，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、軸Ⅱ結(jié)構(gòu)布置及受力圖如下：商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18圖 3-2 軸Ⅱ結(jié)構(gòu)布置及受力圖2，確定各段的直徑A 段: =40mm,與軸承（角接觸球軸承 7208AC）配合1dF 段： =40mm，與軸承（角接觸球軸承 7208AC）配合6E 段： =43mm，5B 段： =46mm2dC 段： =mm, 3D 段： =mm, 定位軸肩43、然后確定各段距離：A 段： =30mm, 考慮軸承（角接觸球軸承 7208AC）寬度與擋油盤的長度1L第 3 章 PL 型斗式提升機(jī)主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)19A BCDEFG50 57 60 65 75 65 60B 段： =15mm,套筒及齒輪定位2LC 段： =97mm,根據(jù)齒輪軸上齒輪的齒寬3E 段： =63mm, 根據(jù)高速級(jí)大齒輪齒寬減去 2mm（為了安裝固定）5F 段： =40mm，考慮了軸承長度、密封件厚度與箱體內(nèi)壁到齒輪齒面的距離6D 段： =5mm,由軸Ⅰ得出的兩軸承間距離（不包括軸承長度） S=174mm 減4L去已知長度 得出3.5.3 輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算一、初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為 40Cr,調(diào)質(zhì)處理,取 A0=100[參考資料[2]表 14-2]Dmin≥53.08mm由于軸截面上開有鍵槽,則 d=54.67mm輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的軸的直徑，d=55mm三，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、軸Ⅲ設(shè)計(jì)圖 如下：圖 3-3 軸 III 設(shè)計(jì)圖A 段臺(tái)階：輸出軸的外伸段選用彈性聯(lián)軸器，故此外伸段 LA= 84 mm。B 段臺(tái)階：考慮軸承透蓋的軸向尺寸和透蓋左端面與聯(lián)軸器右端面有一定的間隔，取該段長度為 66 mm。C 段臺(tái)階：查手冊(cè)[1] 左右兩段軸頸上安裝圓錐滾子軸承 d=60mm ，T≈18mm ，a≈17mm，軸承右端面箱體內(nèi)壁之間間隔 5 mm，箱體內(nèi)壁至齒輪端面為 15 mm，故需加 20mm 寬的套筒，綜合取 LC=40 mm D 段臺(tái)階：由于 D 段臺(tái)階是與低速級(jí)大齒輪配合，根據(jù)教科書[3]，外圓長度，要比齒寬略小些因此取 LD= 83mmG 段臺(tái)階：由于軸承配合，因此取軸承寬為長度 LG= 18mmE 段和 F 段由于沒有配合，長度就要與中間軸相比較，取其長度，中間軸從左端到右端的距離為 190 mm，經(jīng)計(jì)算得出 E 段和 F 段長度為 85 mm，取 E 段為 15 商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20Cmm，F(xiàn) 段為 70 mm兩軸承支點(diǎn)的距離為(a— 圓錐滾子軸承的支座反力偏距 a= 17mm)按彎矩合成力校核軸的強(qiáng)度(1) 繪出軸的受力簡(jiǎn)圖計(jì)算斜齒輪的圓周力徑向力和軸向力Fr=1095NFt=2916NFa=738N64.5mm 127.5mm圓周力徑向力軸向力水平面計(jì)算 Ft=2916N64.5mm 127.5mm力矩平衡公式RBH=Ft-RAH=2916-1936.4=979.6N水平彎矩：BAm19278701583401 ?????LaLGFEDC NdTFt 29164.385072???05.costancosan??rtFta 738214t296???RAH=1936.4NRBH=979.6N?????0FtYBHACA Bm519.43/8aL/m2CD????ABCANRLHAHCr4.1936 05.12796???第 3 章 PL 型斗式提升機(jī)主要參數(shù)確定及主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21垂直面計(jì)算Fa=738NFr =1095N 64.5mm 127.5mm 力矩平衡公式： RAV=-11N垂直彎矩在集中力偶作用的 C 處，彎矩圖發(fā)生突變，突變值為: -VCM?=141724N·MVCM?集中力偶為：Fa 2×d2/2=738×384.2/2=141770N·M故垂直面計(jì)算正確。計(jì)算 C 處左右兩側(cè)的合成彎矩可見 C 處右側(cè)的合成彎矩 M”c 較大，合成彎矩圖見圖計(jì)算危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩，由當(dāng)量彎矩圖可見，C 處是危險(xiǎn)截面（其上的內(nèi)力最大） ，按照式（14-3）計(jì)算該處的當(dāng)量彎矩（對(duì)一般轉(zhuǎn)軸可視其扭矩為脈動(dòng)循環(huán)性質(zhì)，取扭矩校正系數(shù) a=0.6）計(jì)算 C 處所需要軸徑 dc參照表 14-1 和表 14-4 得到 45 鋼調(diào)質(zhì)的軸在對(duì)稱循環(huán)狀態(tài)下的許用彎曲應(yīng)力[δ-1]w=54Mpa。NmLRMBCHC 12489.57.69???A BRAV=-11NRBV=1106 NNLBA ????? ?1405.271069VMNaTMce ??????? 3854256027.1837)(222 ）（?????????? 05.127092.384719F2d-LMraVB AVBCARMNMCVH ????????? ?1837540128929)7(2FrV)(952商丘工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22按照式（14-5）有由于 C 處開有一個(gè)鍵槽（安裝斜齒輪） ，故直徑增大 5%后得 dc= 44mm 它小于該處實(shí)際直徑 65 mm，故軸的彎矩扭矩組合強(qiáng)度足夠。按彎曲扭轉(zhuǎn)合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)= =ca?WTM2321)(??82.10274651.0)3.(92???前已選軸材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表 15-1 得[ ]=60MP1?a〈 [ ]此軸合理安全ca3.6 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算由于本減速器承受載荷較輕，確有一定的軸向力，因此選擇角接觸球軸承。本著節(jié)約材料的目的，在特輕系列中選擇 7200C 系列。再根據(jù)軸徑，查參考書【1】第 P122 頁最終選擇軸承類型。本減速器中所選三對(duì)軸承分別為,7208C,7212C.現(xiàn)在只對(duì) 7208C 軸承的使用壽命系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，其他軸承類似。查參考書【1】第 P122 頁可知 7208C 的動(dòng)載荷系數(shù) ，靜載荷NC41058.2??系數(shù)為 ,按查考書【2】P318 頁取軸承預(yù)期壽命 。NC405.??'hL的圖 8.1 軸承的受力情況1.求兩軸承所受到的徑向載荷 , .rAFB由前面 I 軸的計(jì)算可知 , ，NRAy594.70?NRz32.149??, ，由此可得NRBy39.20?Bz16FAzrA 5.6)32.(54.72???y 7022.求兩軸承的計(jì)算軸向力 ,aAFB對(duì)于 7000C 型軸承，按表 13-7 查得軸承派生軸向力 ，其中 e 為rdF?表 13-5 中的判斷系數(shù)，其值由 的大小確定，但現(xiàn)軸承軸向力 未知，故先初0Ca選 e=0.46,因此可估算， NFrAdA 59.76412.46.0. ???mwMedc425.1038][1.03 ?????