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摘 要
跟著社會文明的成長與進步，運輸作為手段也不斷發(fā)展，機械式連續(xù)輸送機獲得了廣泛的使用。鏈條輸送機以其能在高溫和低溫惡劣環(huán)境下工作，也能低速運行，此外在水平內(nèi)循環(huán)與陡坡度的條件下搬運貨物的優(yōu)點，得到使用者的認可。而且其裝卸不用停車，可以高速度進行運輸，有很高的生產(chǎn)率，因為鏈條輸送機供料均勻與運行速度穩(wěn)定，工作過程中消耗的功率很小，壽命長。
鏈條輸送機的設計主要包括確定底板寬度、確定裙板高度、載荷的計算及校核、選擇輸送鏈、鏈輪的設計、驅(qū)動鏈輪軸的設計、軸的疲勞強度校核、選配電動機、選擇滾動軸承、選擇聯(lián)軸器等。
關(guān)鍵字：鏈條輸送機；運輸；速度；生產(chǎn)率
Abstract
Along with the social civilization development and the progress, transport as the method also unceasingly develops, in all transport vehicle, mechanical type continual conveyer to widespread use. The chain link conveyer by its can works under the high temperature and the low temperature environment, also can the low speed movement, as well as transports the cargo in the horizontal internal recycling and under the steep gradient condition the merit obtains user's favor. Moreover its loading and unloading does not need to stop, may the high velocity carry on the transportation, has the very high productivity, because chain link conveyer for material evenly with running rate stable, in the work process consumes power small, the life is long.
The design of chain conveyor including the width of the main floor, a high degree of calculation, the load calculation and verification, the choice of chain link, the design of sprocket,the design of chain drive shaft, check the shaft fatigue, Motor-matching, and the choice of rolling bearings, the choice of coupling.
Through the above listed in the calculation and verification ,achieving my purpose. So that the function of the chain conveyor reasonable, simple and practical, reliable, and so on.
Key words: chain link conveyer ;Transportation; Speed; Productivity
目錄
摘 要 1
Abstract 2
目錄 3
1 緒 論 4
1.1鏈條輸送機的發(fā)展及行業(yè)現(xiàn)狀 4
1.2 鏈條輸送機的作用及特點 5
1.3 鏈條輸送機的主要組成部分 5
2 方案的選定 7
2.1 鏈條輸送機的種類 7
2.2 承托式鏈條輸送機的特點 7
2.3布置形式 8
3 鏈條輸送機的設計 9
3.1 原始數(shù)據(jù) 9
3.2 參數(shù)的選擇與確定 9
3.3 各個參數(shù)的設計計算 10
3.4 輸送鏈的選擇及其尺寸 19
3.5 鏈輪的設計 19
3.5.1 鏈輪各直徑的設計計算 20
3.5.2 鏈輪齒廓參數(shù)計算 20
3.5.3 鏈輪軸向齒廓形狀參數(shù)計算 21
3.6 驅(qū)動鏈輪軸的設計 21
3.6.1 驅(qū)動鏈輪軸的初步設計 21
3.6.2軸的結(jié)構(gòu)設計 24
3.6.3軸的強度較核 25
3.7帶輪的傳動設計 29
3.7.1帶輪型號的選擇 29
3.7.2大小帶輪的尺寸確定 29
3.7.3 V帶傳動的中心距的確定及小帶輪的包角驗算 30
2.7.4 V帶傳動的皮帶根數(shù)的確定 31
3.7.5小、大帶輪的結(jié)構(gòu) 31
3.8電動機的選配 32
3.9 滾動軸承的選擇與計算 32
3.10聯(lián)軸器的選擇 33
3.11主要部件結(jié)構(gòu)設計 33
4 板式輸送機的安裝與調(diào)整 34
4.1安裝技術(shù)要求 34
4.2輸送機的調(diào)整 35
5 總結(jié) 36
6 謝辭 37
7 參考文獻 38
1 緒 論
1.1鏈條輸送機的發(fā)展及行業(yè)現(xiàn)狀
鏈條輸送機的誕生與鏈條一樣，可以追尋到一千多年以前。水車在我國鄉(xiāng)村使用了1600多年，它的結(jié)構(gòu)，其實就是一種鏈條輸送機。相關(guān)的鏈條輸水機械，無論在中國，還是其他古國，在一千多年前曾有記錄。
鏈條輸送機的發(fā)展前期，因為受到與鏈條性能與社會整體水平的制約，發(fā)展速度較為緩慢。直到20世紀前期，各種工業(yè)機械的大量生產(chǎn)對輸送提出了較高要求。另一方面，于1800年發(fā)明的套筒滾子鏈獲得大規(guī)模生產(chǎn)，為鏈條輸送機的發(fā)展壯大提供了有利的條件。接著，各種各樣的鏈條輸送機陸續(xù)誕生，專業(yè)生產(chǎn)廠不斷建立，像美國的WEBB公司，還有：美國的ASI；日本的NKC、大福與椿本；德國的多爾等。鏈條輸送機也已從前期低水平階段發(fā)展到現(xiàn)在的功能完善、調(diào)速精度高、可靠性好、技術(shù)含量高的機械產(chǎn)品。
在鏈條輸送機發(fā)展的歷程中，除了鏈條產(chǎn)品的發(fā)展和新材料的出現(xiàn)，對鏈條輸送機的發(fā)展是一種巨大的推動力。鏈條輸送機的控制系統(tǒng)中配了高靈敏度、高精度、高可靠性的速度控制、信號采集、信號傳遞、邏輯執(zhí)行元器件，使的鏈條輸送機的電氣控制水平有了巨大提高。目前，高性能的鏈條輸送機已具有故障自行診斷、故障等級評判和模糊智能控制等先進功能。
中國的鏈條工業(yè)是解放之后才開始正式建立的，機械化輸送行業(yè)在我國的發(fā)展也只有幾十年的歷程，因此，我國的鏈條輸送機行業(yè)是一個年輕的朝陽行業(yè)。
鏈條輸送機的生產(chǎn)是從國外同行設備進行測繪和仿造開始的。前期，專業(yè)生產(chǎn)廠比較少，規(guī)模不大，鏈條輸送機大部分是一些專業(yè)廠作為非標準件來生產(chǎn)加工的，所以，技術(shù)不配套，生產(chǎn)效率低，發(fā)展極為緩慢。
直到80年代，特別是改革開放以后，為了滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需要，許多新興的工廠開始建立。具有知識密集、人才密集、資金密集與信息密集等特點的廠家在激烈競爭中生存下來并迅速發(fā)展。80年代后期到90年代初期，我國的鏈條輸送機械進入了快速發(fā)展階段，汽車、摩托車、家電、輕工、化工、鋼鐵等行業(yè)引進了許多國外成套進口設備，有很多是鏈條輸送設備。通過不斷學習借鑒，我國輸送設備發(fā)展水平迅猛提高。
我國的鏈條輸送機械行業(yè)底子薄、發(fā)展晚、與國外差距較大，目前整體水平相當于國外七、八十年代的水平。但是，因為國家的大力支持，許多新興的鏈條輸送機企業(yè)，同國內(nèi)相關(guān)高校聯(lián)合起來，共同承擔工程、聯(lián)合開發(fā)，甚至還和國外的同行進行合作，同國外先進企業(yè)聯(lián)合設計與生產(chǎn)先進鏈條輸送機，并努力與國際接軌。通過這些途徑，使得我國的鏈條輸送機制造廠訓速地提高了自己的技術(shù)水平，個別先進廠家將鏈條輸送機產(chǎn)品出口到國外，我國的鏈條輸送機械也正逐步走向世界。
1.2 鏈條輸送機的作用及特點
鏈條輸送機作為一種連續(xù)輸送機械設備，可在一定范圍內(nèi)，按照運輸要求，從最初的供料到最終的卸料都能穩(wěn)定的形成物料的輸送全過程。所以鏈條輸送機運輸物料和其他間歇運動的運輸機械相比有以下優(yōu)勢：
(1) 能不間斷地在相同方向內(nèi)運輸物料，裝卸不用停車，能在高速度下運輸，因此生產(chǎn)率高。
(2) 因為鏈條輸送機供料均勻與運行速度穩(wěn)定，工作過程所耗的功率變化小，所以，驅(qū)動裝置所需要的功率較小。
(3) 鏈條輸送機的最大載荷的差別較小，所以設計時的計算載荷相對小。
此外，在現(xiàn)代化工業(yè)企業(yè)中，鏈條輸送機械是生產(chǎn)過程中夠成有節(jié)奏的流水作業(yè)線與自動化生產(chǎn)線不可或缺的組成部分。鏈條輸送機已不再是單一的物料運輸機，它已成為工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流水線中的有機組成單元。像三一重工、一汽等現(xiàn)代化大型企業(yè)，一旦鏈條輸送線出現(xiàn)故障，會導致整個生產(chǎn)停頓。因此鏈條輸送機械是經(jīng)濟發(fā)展中不可缺少的機械產(chǎn)品。
1.3 鏈條輸送機的主要組成部分
盡管鏈條輸送機的種類多，有些結(jié)構(gòu)還相當復雜，但總體上還是有下列基本分組成：
(1) 原動機
原動機是輸送機的動力來源，一般情況下采用交流電動機。如果有需要可以采用普通的交流異步電動機，或者用交流調(diào)速電動機。采用可調(diào)速電機，電動機本身成本較高，但是驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)相對簡單。
(2) 驅(qū)動裝置
驅(qū)動裝置，又稱驅(qū)動站。驅(qū)動裝置將輸送機頭軸和電動機與聯(lián)接起來，驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)組成取決于它要實現(xiàn)的功能，主要實現(xiàn)的功能有：
① 降低速度 電機的轉(zhuǎn)速相對于輸送鏈條線速度的要求高很多，因此鏈條輸送機應有減速機構(gòu)。常用減速機構(gòu)有帶傳動、齒輪傳動、鏈傳動、蝸桿傳動和履帶驅(qū)動機構(gòu)等。
② 機械調(diào)速 輸送鏈條的運行速度如要在一定范圍內(nèi)變動，因為單純用電動機調(diào)速，會有電機轉(zhuǎn)速低于輸出轉(zhuǎn)矩小的缺點，因此在驅(qū)動裝置中設置機械調(diào)速裝置。
③ 安全保護 鏈條輸送機工作中要求有緊急制動與安全保護功能，安全保護設備大都設置在驅(qū)動站的高速運行部分。
(3) 線體
鏈條輸送機的線體是直接實現(xiàn)輸送功能的關(guān)鍵部件。它主要有輸送鏈條、附件、鏈輪、頭軸、尾軸、軌道支架等部分組成。
(4) 張緊裝置
張緊裝置用來拉緊尾輪，其作用是：
① 保持輸送鏈條在張緊狀態(tài)下運行，避免因鏈條松弛而使鏈條輸送機出現(xiàn)跳動、振動和異常噪聲等現(xiàn)象。
② 當輸送鏈條因磨損而伸長時，通過張緊裝置補償，保持鏈條的預緊度。
(5) 電控裝置
電控裝置對一臺鏈條輸送機而言，主要作用是控制驅(qū)動裝置，使鏈條按要求運行。但對于由輸送機組成的生產(chǎn)自動線，它的功能就要廣泛得多。除了一般的控制輸送機速度以外，還要完成雙（多）機驅(qū)動的同步、信號采集、信號傳遞、故障診斷等各種功能。
圖1-1 板式輸送機
2 方案的選定
2.1 鏈條輸送機的種類
鏈條輸送機的類型很多，但常見的只有下列四類輸送機。
(1) 懸掛鏈條輸送機：整機是架設在空中，輸送物品借吊具與滑架在空間立體范圍內(nèi)運行。
(2) 承托式鏈條輸送機：整機架設在地面，輸送物品放在輸送鏈條上，以操作者適應的高度運行，可以沿線體作多工位操作。
(3) 刮板式鏈條輸送機：輸送的塊狀、粉狀或粉末狀物料放置在槽內(nèi)，通過輸送鏈條刮送，自動化程度高。
(4) 鏈條提升機：在輸送鏈條上配置眾多的托架，料盤和料斗。主要在垂直方向提升物料。
2.2 承托式鏈條輸送機的特點
板式輸送機的優(yōu)點是：
1.適用范圍廣，粘度特別大的物料除外，一般固態(tài)物料和成件物均可輸送；
2.輸送能力大，特別是鱗板板式輸送機。
3．牽引鏈的強度高，可用作長距離輸送。
4．輸送線路布置靈活。板式輸送機能較大的傾角和較小的彎曲半徑的條件輸送，布置的靈活性大。
5.運行平穩(wěn)可靠。
板式輸送機的缺點是：
1.板式輸送機的所有部件都是金屬材料制造而成，而且其底板和牽引鏈重量大，故金屬材料消耗多；機體笨重，且空載功率大；
2.底板和牽引鏈的磨便，而且噪音較大；損快，潤滑和維修不便；
3.結(jié)構(gòu)較復雜，制造工作量大，加之自重大，因而造價高。
板式輸送機的結(jié)構(gòu)形式多樣，按底板的結(jié)構(gòu)形式分為鱗板式和平板式。考慮到輸送物品的狀態(tài)，本設計選用鱗板輸送機。
2.3布置形式
板式輸送機的布置形式可分為：水平型、傾斜型、水平傾斜型、傾斜水平型、綜合型。選擇和確定板式輸送機的布置形式，要考慮一下幾點：
（1）必須滿足工藝要求。即應能符合工藝提出的運輸路線、輸送量和需要在其上面完成的工藝作業(yè)等要求。
（2）滿足工藝要求的前提下，力求最簡單的布置形式。布置形式越簡單，輸送機線路的轉(zhuǎn)折越少，其運行阻力就越小，因而可降低制造成本，提高經(jīng)濟性。
（3）布置時，應充分考慮輸送機與各有關(guān)工種的關(guān)系。故應綜合各方面的情況，達到整體布置的合理性和經(jīng)濟性。
綜合考慮，本設計選用水平型板式輸送機。
圖2-1板式輸送機常用布置形式
a-水平型； b-傾斜型； c-傾斜水平型；d-水平傾斜型；e、f-綜合型
3 鏈條輸送機的設計
3.1 原始數(shù)據(jù)：(1) 輸送物：未經(jīng)選分的煤炭；粒度：0～280mm；密度： ；有磨損；潮濕后有半粘性。
(2) 物料輸送長度：，輸送高度為0,即水平輸送。
(3) 輸送能力：。
(4) 一天工作小時數(shù)：。
3.2 參數(shù)的選擇與確定
底板寬度：按表3-1取630mm。
表3-1 底板寬度選用表
物 料 特 性
物 料 塊 度
輸 送 槽 寬 度B
未選分
經(jīng)選分
0～200
≤140
400
未選分
經(jīng)選分
0～250
≤170
500
未選分
經(jīng)選分
0～320
≤220
630
未選分
經(jīng)選分
0～420
≤300
800
未選分
經(jīng)選分
0～540
≤400
1000
未選分
經(jīng)選分
0～660
≤500
1250
裙板高度：按表3-2 應取200mm。
表3-2 物料塊度對應的裙板高度
物料寬度的最大尺寸
160
200
280
380
450
550
擋邊的最小高度或平均值
100
125
160
200
280
320
運行速度：按表3-3取0.2m/s。
表3-3 輸送機運行速度
地板寬度B(mm)
400
500
650
800
1000
1200
1400
運行速度
0.125
0.16
0.20
0.25
0.32
0.40
—
—
0.125
0.16
0.20
0.25
0.32
0.40
—
—
0.125
0.16
0.20
0.25
0.32
0.40
0.50
—
0.125
0.16
0.20
0.25
0.32
0.40
0.50
—
—
—
0.20
0.25
0.32
0.40
0.50
0.63
—
—
0.20
0.25
0.32
0.40
0.50
0.63
—
—
0.25
0.32
0.40
0.50
0.63
試取鏈條節(jié)距為；200mm，張緊行程：按表3-4取。
表3-4 拉緊行程
鏈條節(jié)距
100
125
160
200
250
320
400
500
630
張緊行程
200
200
320
320
320
500
500
800
800
3.3 各個參數(shù)的設計計算
(1) 底板寬度的驗算
因為所設計的是有擋邊（裙板）的，故利用式
(3-1)
式中：——底板寬度；
——輸送量；
——鏈條速度；
——物料密度；
——輸送傾斜的修正系數(shù)，見表3-5取
——物料在輸送機上的堆積角；通常取=0.4（為物料在靜止狀態(tài)下的堆積角）
——檔板高度()；
——擋邊高度利用系數(shù)。一般取；均勻地分布在底板的大塊物料，。
且各值為：
；V=0.2m ；；；；；
；；。
表3-5 傾斜修正系數(shù)
輸送機傾角
傾斜修正系數(shù)
無擋邊的底板
有擋邊的底板
<
~
>
1.0
0.90
0.85
1.0
0.95
0.90
由式(3-1)得：
由式（未選分過的物料），式中為物料中的最大塊度，見表3-6。得 故底板取合適。
表3-6 物料最大塊度
物料類別
大 塊
中 塊
小 塊
小 顆 粒
粉 末
>160
>60~160
>10~60
>0.5~10
<0.5
(2) 輸送量計算
根據(jù)： (3-2)
式中：——容積輸送量；
——傾斜系數(shù)，；
——輸送傾角；
——裝填系數(shù)（輕型：；中型：）；
——輸送槽寬度；
——平均料層厚度；
——輸送速度。
各參數(shù)值為：
K=1（輸送傾角為0）；??；；=0.75×200=0.15m（按高度利用系數(shù)0.75處理）；
代入式(3-2)得: 。
輸送機以質(zhì)量計的輸送量：
(3-3)
式中：——質(zhì)量輸送量；
——物料堆積密度。
代入式(3-3)得：
(3) 牽引力的計算
① 單位長度載荷計算：
對于有載分支單位載荷 (3-4)
對于空載分支單位長度 (3-5)
式中：——承載分支上單位長度的載荷；
——空載分支上單位長度的載荷；
——行走部分單位長度的重量；
——底板上單位長度的載荷。
且各值為：=600B+A=600×0.8+700=1180N/m（A值按表3-7選?。?；
代入式(3-4)，(3-5)得：q=1180+834=2014N/m，
鏈條最小張力計算：
式中：承載分支水平投影長度。
故
表3-7 底板重量系數(shù)
輸送機
型 式
A 值
無 擋 邊
有 擋 邊
底 板 寬 度
400~500
650~800
800以上
400~500
650~800
800以上
重 型
中 型
輕 型
700
500
350
1000
600
450
1300
900
600
800
600
400
1100
700
500
1500
1000
700
② 張力的逐點計算
a）阻力計算：
對于直線段承載分支阻力 (3-6)
對于直線段空載分支阻力 (3-7)
式中：——直線段的水平投影長度；
——直線段的提升高度；
——直線段內(nèi)行走部分阻力系數(shù)，與結(jié)構(gòu)型式和工作條件有關(guān)。按表3-8選取。
各參數(shù)數(shù)值為：； ； ；；
故代入式(3-6)得:
代入式(3-7)得:
表3-8 運行阻力系數(shù)
牽引鏈的型式
工作條件
特 征
鏈 條 銷 軸 直 徑
13
16
20
24
30
36
44
值
光滑滾輪安裝在滑動軸承上的滾子鏈
良 好
中 等
惡 劣
0.07
0.09
0.11
0.07
0.09
0.11
0.07
0.09
0.11
0.06
0.08
0.10
0.06
0.08
0.10
0.06
0.08
0.10
0.06
0.08
0.10
有輪緣滾輪安裝在滑動軸承上的滾子鏈
良 好
中 等
惡 劣
0.08
0.10
0.13
0.08
0.10
0.13
0.08
0.10
0.13
0.07
0.09
0.12
0.07
0.09
0.12
0.07
0.09
0.12
0.07
0.09
0.12
b）改向鏈輪曲線段阻力計算：
改向鏈輪曲線段 (3-8)
式中：——改向輪鏈曲線段繞入點張力；
——改向鏈輪阻力系數(shù)。對安裝在滾動軸承上的，K=1.025-1.04;對安裝在滑動軸承上的，K=1.05-1.08
而，取。
故代入式(3-8)得：
c）驅(qū)動鏈輪曲線段阻力計算：
驅(qū)動鏈輪曲線段阻力 (3-9)
式中：——驅(qū)動輪鏈曲線段繞入點張力；
——改向輪鏈曲線段繞入點張力。
式中：；
故代入式(3-9)得：
d）導料阻力計算：
導料裝置阻力 (3-10)
式中：——與導料欄板有關(guān)的數(shù)值。一般取。
把 ；。
代入式(3-10)得：
③ 牽引力計算：
牽引力 (3-11)
對于有導料裝置的輸送機，計算時應加導料裝置阻力，故式中應為；
則代入式(3-11)得：
(4) 功率計算
根據(jù)式 (3-12)
式中：——電動機功率
——功率備用系數(shù)（?。?
——輸送機運行速度；
——驅(qū)動裝置的傳動機構(gòu)的工作效率（本設計為二級減速，故可?。?；
——輸送機的牽引力。
各參數(shù)值為：，,，。
代入式(3-12)得：，故選用電動機功率為3KW。
(5) 最大張力的近似計算
最大張力 (3-13)
式中：——初始張力，?。ㄉ源笥谧钚埩Γ?；
所以代入式(3-13)得：
6) 動載荷計算
動載荷 (3-14)
式中：——牽引鏈動載荷
——牽引鏈的最大加速度；
——重力加速度；
——輸送機行走部分換算質(zhì)量的減少系數(shù)；
——空載分支的水平段投影長度。
各參數(shù)值為：
（取齒數(shù)為6，；鏈條節(jié)距為200mm），
則代入式(3-14)得：
(7) 鏈條許用張力的計算
鏈條許用張力 (3-15)
式中：鏈條破裂載荷（試取ISO/1977/I標準的鏈號為M160的鏈條），，（按表3-9選?。?
表3-9 鏈條安全系數(shù)
鏈條速度
小于20
小于30
小于40
小于50
小于60
小于70
安全系數(shù)
5~7
6~9
7~10
8~13
9~15
10~17
則代入式(3-15)得：
(8) 牽引力的計算張力計算
牽引力的計算張力 (3-16)
式中：——牽引鏈的計算張力。
而，
所以代入式(3-16)得：
則每一根鏈條上的計算張力為：
故試取的鏈條合適。
(9) 最大驅(qū)動力計算
最大驅(qū)動力 (3-17)
式中：——最大張緊力；
——選用的電動機額定功率；
——電動機的起動力矩和額定力矩的比例系數(shù)，可從所選電動機樣本中查到。
各參數(shù)值為：N=3KW，，，V=0.2m/s，。
故代入式(3-17)得：
鏈條的最大承載能力為：
此時的安全系數(shù)為 符合要求
(10) 制動力矩的計算
(3-18)
式中：——制動力矩；
——輸送線路中，運行阻力可能減少的系數(shù)，一般取；
——物料提升的高度總和；
——驅(qū)動鏈輪的圓周力；
——驅(qū)動鏈輪的分度圓直徑；
——驅(qū)動機構(gòu)的效率，取。
各參數(shù)值為：；；（因為Z=6，）；；
則代入式(3-18)得：
(負號表示力矩方向)
(11) 張緊力的計算
(3-19)
式中：——張緊力；
——張緊鏈輪上牽引鏈饒入點的張力；
——張緊鏈輪上牽引力饒出點的張力；
——張緊裝置的滑快移動阻力,而。
式中：——阻力系數(shù)，由于裝置在滑軌上，由此取；
——包括軸和鏈輪在內(nèi)的張緊裝置的重量。
故
代入式(3-19)得：
3.4 輸送鏈的選擇及其尺寸
圖3-1
在3.2中計算鏈條許用張力時已選鏈號M160，該鏈屬于長節(jié)距（米制）輸送鏈。所謂長節(jié)距（米制）輸送鏈是指鏈條節(jié)距值為米制整數(shù)（現(xiàn)行眾多的鏈條標準規(guī)定的鏈條節(jié)距值絕大多數(shù)采用英制折算過來的數(shù)值）滾子輸送鏈，綜合考慮本設計選用F型鏈條。
滾子直徑 銷軸直徑
套筒內(nèi)徑 套筒外徑
鏈板高 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬
內(nèi)鏈節(jié)外寬 外鏈節(jié)內(nèi)寬
銷軸總長
3.5 鏈輪的設計
3.5.1 鏈輪各直徑的設計計算
分度圓直徑：
齒頂圓直徑：
分度圓弦齒高：
綜合考慮：取
齒根圓直徑：
齒側(cè)凸緣直徑：
取
3.5.2 鏈輪齒廓參數(shù)計算
齒槽中心分離量：（用于機加工齒）
齒溝圓角半徑：
壓力角（作用角）： 取
齒溝角：
取
齒廓工作段：
3.5.3 鏈輪軸向齒廓形狀參數(shù)計算
齒寬：
取
倒角半徑：
倒角寬：
齒根寬：
取
齒側(cè)凸緣圓角半徑：
3.6 驅(qū)動鏈輪軸的設計
3.6.1 驅(qū)動鏈輪軸的初步設計
(1) 軸的材料及熱處理：軸上的鏈輪為45號鋼調(diào)質(zhì)，軸的材料及熱處理與鏈輪的材料的熱處理一致。
(2) 軸的受力分析
軸的受力簡圖如圖3-2。
圖3-2 軸的受力簡圖
① 計算齒輪的嚙合力：
② 求水平面內(nèi)的支承反力
軸在水平面內(nèi)的受力簡圖如圖3-3。
圖3-3 軸在水平面內(nèi)受力簡圖
③ 求垂直平面內(nèi)的支承反力，軸在垂直面內(nèi)的受力簡圖如圖3-4。
圖3-4 軸在垂直面內(nèi)的受力簡圖
④ 求支承反力：
(3)計算最小直徑dmin
由公式
式中： ——軸傳遞的功率；
——軸的轉(zhuǎn)速；
——由軸的材料和受載情況確定的系數(shù)。
表7 軸常用的幾種材料及C值
Table 7 axis commonly used several materials and C value
軸的材料
Q235-A、20
Q275、35（1Cr18Ni9Ti）
45
40Cr、35SiMn
38SiMo、3Cr13
[τT]/MPa
15～25
20～35
25～45
35～55
C
149～126
135～112
126～103
112～97
C值的選取應考慮軸上彎矩對軸強度的影響，軸的材料一般選取優(yōu)質(zhì)碳素鋼，查《機械設計手冊》在這里選用45號剛調(diào)制處理C取值106。
初算軸頸還要考慮鍵槽對軸強度削弱影響，當該軸段有一個鍵槽，d應增加5%；在軸上軸頸處有一個鍵槽，
綜合選取軸
3.6.2軸的結(jié)構(gòu)設計
(一)軸設計的依據(jù)
軸的結(jié)構(gòu)設計是軸設計中最重要的一步。由于不同機械有不同的要求，軸的形式是各式各樣的。軸的結(jié)構(gòu)形式和與其相聯(lián)接的零件關(guān)系很大，因此必須與它們組成的軸系及整個機器一起考慮。
軸主要由以下各部分組成：
（1）軸上零件如齒輪、聯(lián)軸器等在軸上定位和固定的部分。
（2）將軸支承在箱體或其它零件上的支承部分，一般情況下多與軸承相配合。
（3）傳遞轉(zhuǎn)矩的部分，如鍵、銷軸或過盈配合處的結(jié)構(gòu)。
（4）安裝密封件或與密封件相作用的部分的結(jié)構(gòu)。
（二）軸向定位
（1）用軸肩定位。這是常用的一種方法，但軸上零件應緊靠軸肩的端面，以保證精確的軸向位置。
（2）用螺釘或銷釘定位。它們都是在裝配時先找正零件的軸向位置，然后固定的方法。它們兼有定位和固定的作用。
(三) 階梯軸設計
圖3-5
1、用來安裝圓錐滾子軸承
2、用來安裝鏈輪
3、安裝聯(lián)軸器
確定各軸段直徑:
1段：d1=φ90mm, 根據(jù)計算得最小直徑和圓錐滾子軸承的直徑；
2段：d2=φ110mm, 根據(jù)定位要求和鏈輪確定
3段：d3=φ85mm, 根據(jù)最小直徑和聯(lián)軸器確定
4段：d5=φ115mm, 由階梯軸軸肩定位要求確定
確定軸上各軸段長:
1段：L1=197mm, 由圓錐滾子軸承及軸承座寬度決定；
2段：L2=60mm，根據(jù)鏈輪輪轂寬度決定；
3段：L3=250mm，由聯(lián)軸器長度確定
4段：L4=60mm，取決于輸送槽的寬度
總軸L=(197+180)*2+110+926=1232mm
3.6.3軸的強度較核
（一）查資料選擇的材料為：45號剛，正火，硬度為170——217HB ，抗拉強度查資料
=650Mpa，=360Mpa。
下面根據(jù)材料力學上的公式驗算軸的強度是否符合要求。對于工作機軸
查表可知45號剛=370，故此軸滿足要求。
（二） 精確校核軸的疲勞強度
(1) 判斷危險截面
如圖3-5所示，截面A，Ⅱ，E，Ⅴ只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應力均將削弱軸的疲勞強度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強度較為寬裕地確定的，所以截面A，Ⅱ，E，Ⅴ均無需校核。
圖3-6 軸的截面分布圖
從應力集中對軸的疲勞強度的影響來說，截面Ⅲ和Ⅳ處過盈配合引起的應力集中最為嚴重；從受載的情況來看，截面B和D上的應力最大。截面B和D上雖應力最大，但應力集中不大，故截面B和D也不用校核。截面C的直徑最大，故不用校核。截面F，Ⅰ，Ⅵ，Ⅶ更不用校核。截面Ⅲ和Ⅳ的應力集中的影響相同。故只要校核截面Ⅲ左右兩側(cè)即可。
(2) 截面Ⅲ左側(cè)
抗彎截面系數(shù)
抗扭截面系數(shù)
截面Ⅲ左側(cè)的彎矩為
截面Ⅲ上的扭矩為
截面上的彎曲應力
截面上的扭轉(zhuǎn)切應力
軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。
由表3-12查得，，
截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù)及按表3-12查取。
因，經(jīng)查值后可查得，，
又由附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為，
故有效應力集中系數(shù)為
由附圖3-2得尺寸系數(shù)；由附圖3-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。
軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為
表3-11 軸的常用材料及其主要力學性能
材料牌號
熱處理
硬度
/HBS
抗拉強
度極限
屈服強
度極限
彎曲疲
勞極限
剪切疲
勞極限
許用彎
曲應力
MPa
Q235-A
熱扎或鍛后空冷
400~420
225
170
105
40
375~390
215
45
正火
回火
170~217
590
295
255
140
55
162~217
570
285
245
135
調(diào)質(zhì)
217~255
640
355
275
155
60
40Cr
調(diào)質(zhì)
241~286
735
540
355
200
70
685
490
335
185
軸未經(jīng)表面強化處理，即，則按式（3-12）及（3-12a）得綜合系數(shù)值為
又碳鋼的特性系數(shù) ，取
，取
于是，計算安全系數(shù)值，按式（15-6）-（15-8）則得
故可知其安全。
(3) 截面Ⅲ右側(cè)
抗彎截面系數(shù)為
抗扭截面系數(shù)為
截面Ⅲ左側(cè)的彎矩為
截面Ⅲ上的扭矩為
截面上的彎曲應力為
截面上的扭轉(zhuǎn)切應力為
過盈配合處的值，由附表3-8用插入法求出，并取
于是得 ，
軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為
軸未經(jīng)表面強化處理，即，則按式（3-12）及（3-12a）得綜合系數(shù)值為
又碳鋼的特性系數(shù) ，取
，取
于是，計算安全系數(shù)值，按式（15-6）-（15-8）則得
故該軸的截面Ⅲ右側(cè)的強度也是足夠的。
綜上所述，該軸安全。
從動鏈輪軸的尺寸與驅(qū)動鏈輪軸的尺寸相類似，只不過驅(qū)動鏈輪軸上接有一聯(lián)軸器。
3.7帶輪的傳動設計
3.7.1帶輪型號的選擇
傳動常用的有幾種皮帶：平帶、V帶和多楔帶。在相同張緊力和相同摩擦系數(shù)的條件下,V帶產(chǎn)生的摩擦力要比平帶的摩擦力要大,所以V帶傳動能力強,結(jié)構(gòu)更緊湊, 在機械傳動中應用最廣泛.V帶按其寬度和高度相對尺寸的不同, 又分為普通V帶、窄V帶、寬V帶、齒形V帶和大楔角V帶等多種類型.普通V帶應用最廣。因為板式輸送機采用小功率電機，而且?guī)л唫鲃幽Σ料禂?shù)小，所以機械效率比較高，結(jié)構(gòu)比較簡單，經(jīng)濟實惠。綜合分析，本設計中大帶輪和小帶輪之間選普通V帶傳動。
3.7.2大小帶輪的尺寸確定
（一）設計功率Pd的計算
由于輸送機的載荷的變動范圍比較小，皮帶輪的設計功率Pd=KA·P (KA為工況系數(shù))，KA參數(shù)參照《機械傳動裝置設計手冊》（上冊P594表8-9），選擇KA=1.1。又由于原動機的輸出功率為P=3KW；所以
Pd=P·KA=3×1.1=3.3 kw
（二） 選擇帶型
由《機械傳動裝置設計手冊》（上冊P594表8-9）可以查出原動機的滿載轉(zhuǎn)速為n1=960r/min；根據(jù)設計功率Pd和小帶輪的轉(zhuǎn)速n1查出V帶的型號為：A型。
（三） 傳動比的計算
由總傳動比i=100.52；減速器傳動比=47；所以帶傳動的傳動比為：
=2.14
（四）小帶輪的基準直徑dd1
為提高V帶的使用壽命和減少帶的根數(shù)，dd1要盡量選大一點，又考慮到輸送機的整體
安裝尺寸不應過大，故綜合分析。由《機械傳動裝置設計手冊》（上冊圖8-9、表8-72和表8-73），根據(jù)GB/T13575.1—92 選用，=140mm；
（五） 大帶輪的基準直徑dd2
因為：==
一般取帶傳動的彈性滑動率ε為：1%～2%；
我們?nèi)鲃拥膹椥曰瑒勇蕿椋害?1.5%。
所以：dd2=ī··（1-ε）=2.14*140*(1-0.015)=295mm
查閱《機械設計》（P180頁）V帶直徑系列尺寸可以選定：dd2=280mm
（六） 帶輪帶速的驗算
對于V帶傳動，為了防止打滑，帶速不低于5m/s；為了發(fā)揮帶的傳動能力，應使帶的速度達到v=20m/s；
因為，V帶的帶速計算公式如下：帶速υ=
υ== 在5—25之間。所以V帶的帶速是符合要求。
3.7.3 V帶傳動的中心距的確定及小帶輪的包角驗算
(一)V帶傳動中心距的初步確定
在V帶傳動中，一般取其中心距a0 的范圍為：
a0≥0.7（dd1 +dd2）=0.7×（140+280）=294 mm
a0 ≤2（dd1 +dd2）=2×（140+280）=840 mm即 ：294mm≤a0≤840mm；
為了考慮到輸送機的整體結(jié)構(gòu)的緊湊性，a0的值不宜過大，因此取值a0=500mm 較為合適。
（二） V帶的基準長度Ld的確定
對于V帶的基準長度我們可以用下公式來進行計算：
根據(jù)Ld0=2a0+/2×（dd1 +dd2）+( dd2- dd1)2/4a0 =2×500+/2(140+280)+2002/(4×500) 得：Ld0 =1669.2mm
按照《機械傳動裝置設計手冊》（上冊表8-18）取Ld=1800mm，其中V帶的極限偏差為：+27mm， -13mm；配組允差為 4mm；即所選的V帶可以作如下標注：
A 1800 GB11544—89
（三） 小帶輪包角α（rad）的驗算
小帶輪的包角計算可以用如下公式進行計算：
==2.86
一般 α≥2.09，最小不小于1.57。如果α值較小，需增大V帶傳動的中心距a或采用張緊輪。因此對于本V帶傳動，其小帶輪的包角α是滿足要求的。
2.7.4 V帶傳動的皮帶根數(shù)的確定
（一）單根V帶所能傳遞的額定功率P0及其增量P
根據(jù)相關(guān)的參數(shù)本設計選用的帶型為： A 1800 GB11544—89；且小帶輪的基準直徑為dd1 =150mm ，轉(zhuǎn)速n1=960r/min ；所以可以查表得知 P0 =1.3 KW ；又由V帶的傳動比可查出 △P0 =0.6KW 。
（二）V帶傳動的皮帶根數(shù)的確定
皮帶的根數(shù)可以用如下公式來確定：根據(jù)《機械傳動裝置設計手冊》上冊公式：
由小帶輪的包角 查 ka：小帶輪包角修正系數(shù)（見表8-20）
有帶輪的截型 查 kl：帶長修正系數(shù) （見表8-21
可得：z=
因此，V帶傳動所需要的皮帶根數(shù)為z =3 根。
3.7.5小、大帶輪的結(jié)構(gòu)
小帶輪的直徑為140mm，大帶輪的直徑為280 mm小帶輪采用輪輻式，大帶輪采用腹板式，大帶輪的輪轂的長度是根據(jù)減速器高速端軸的直徑選擇的. 小帶輪的輪轂的長度是根據(jù)電動機的轉(zhuǎn)軸直徑所選的。
3.8電動機的選配
由前已計算出電動機的功率為3。
鏈輪的轉(zhuǎn)速為：。因為V帶傳動傳動比為，二級齒輪減速比為，所以電動機轉(zhuǎn)速范圍為
符合這一同步轉(zhuǎn)速的范圍有、、、。若選用同步轉(zhuǎn)速的電動機，則電動機重量大，價格昂貴；、的電動機，從其重量、價格以及傳動比等考慮，選用Y132S-6電動機。
3.9 滾動軸承的選擇與計算
(1) 初步確定軸的最小直徑
若取每級齒輪傳動效率，則
根據(jù)表3-13，取，于是
此最小直徑即為裝軸承處的最小軸頸直徑。
表3-12 軸常見幾種材料的及值
軸的材料
Q235-A、20
Q275、35
(1Cr18Ni9Ti)
45
40Cr、35SiMn
38SiMnMo、3Cr13
/MPa
15～25
20～35
25～45
35～55
149～126
135～112
126～103
112～97
(2) 由于軸不受軸向載荷，即，故軸承不受軸向載荷，可選用圓錐滾子軸承。
(3) 初步計算當量載荷，根據(jù)式（13-8）
按照表3-14，，取
按照表3-15，，Y值需在已知型號和基本額定載荷后才能求出，但，
(4) 假設鏈條輸送機的壽命為10年，1年365日工作，每天工作10小時，則軸承應有的基本額定靜載荷值
(5) 按照軸承樣本或設計手冊選擇的30218圓錐滾子軸承。
圓錐滾子軸承的壽命驗算如下：
故軸承選擇合適。
3.10聯(lián)軸器的選擇
因為聯(lián)軸器安裝在驅(qū)動鏈輪軸上，而。
(1) 類型選擇：為了吸振緩沖，選則彈性柱銷聯(lián)軸器。
(2) 載荷計算：公稱轉(zhuǎn)矩，查得，故計算轉(zhuǎn)矩為
(3) 型號選擇：從GB5014-85查得數(shù)據(jù)從而選型彈性柱銷聯(lián)軸器。
3.11主要部件結(jié)構(gòu)設計
3.11.1驅(qū)動裝置
其驅(qū)動系統(tǒng)主要有：（1）型：電動機—帶輪—齒輪減速器—二級齒輪傳動頭輪裝置。（2）型：電動機—帶輪—行星擺線針輪減速器—鏈傳動—頭輪裝置。（3）型：電動機—帶輪—行星擺線針輪減速器—彈性柱銷聯(lián)軸器—頭輪裝置。本設計選用（3）型驅(qū)動系統(tǒng)。
圖3-7.傳動方案
1．電動機 2.機體 3、4.聯(lián)軸器 5.帶輪 6.減速器
減速機型選擇:總傳動比i=100.5 帶輪的傳動比i1=2.14 減速器的傳動比i2=47 根據(jù)傳動比及輸出功率選擇X系列的xw單級型擺線針輪減速器。
3.11.2張緊裝置
螺旋張緊裝置是板式輸送機常用的張緊裝置。這種裝置的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單和尺寸緊湊。在尾輪軸上，一個鏈輪用鍵固定在軸上，另一個鏈輪則自由地裝在軸上，這樣可以使鏈輪能自動定位，并且可使兩根鏈條的受力趨于均衡。
3.11.3機架
板式輸送機的機架有頭輪裝置支架、尾輪裝置支架、中間支架、途弧段支架和凹弧段支架等。本設計采用的是中間支架。
4 板式輸送機的安裝與調(diào)整
為使輸送機達到預期的工作性能，確保其可靠、耐久的運行，除應按設計要求嚴格保證制造質(zhì)量和裝配質(zhì)量外，還應注意做好輸送機的安裝與調(diào)整工作。
4.1安裝技術(shù)要求
4.1.1機架的安裝
（1）機架的中心線與輸送機的縱向中心線應完全重回，其不重合度允差毫米。
（2）輸送機水平區(qū)段上，上支承軌道在機架支柱上的安裝平面標高允差為其間距的1/1000；在全長上，不得超過毫米。
（3）相鄰兩支架的不平行度允差毫米。
（4）在每米長度上，支架橫向不水平度允差毫米。
（5）機架支柱對安裝地面或構(gòu)筑物的不垂直度允差（在每米長度上）毫米。
4.1.2軌道的安裝
（1）軌道對輸送機中心線距離的允差1毫米。
（2）軌距允差2毫米。
（3）軌道每米長度上的不直度允差1.5毫米；全長上的不直度允差5毫米；轉(zhuǎn)彎處的弧形區(qū)段應均勻平滑。
（4）在同一橫向截面內(nèi)，兩條軌道的相對標高允差2毫米。
（5）水平區(qū)段上，軌道的縱向傾斜度允差為其長度的,但全長上的允差10毫米。
（6）運行軌道的接頭應光潔平滑。其左右偏移允差1毫米；上下偏移允差0.3毫米（偏差向運行方向一頭低下）。
4.1.3主要部件的安裝
（1）驅(qū)動鏈輪軸中心線對輸送機中心線的不垂直度允差（在每米長度上）1毫米；兩鏈輪間的橫向中心線與輸送機中心線的不重合度允差1毫米。
（2）驅(qū)動鏈輪軸水平安裝誤差1毫米。
（3）張緊鏈輪軸對輸送機縱向中心線的不垂直度允差1毫米。兩鏈輪間的橫向中心線與輸送機中心線的不重合度允差1毫米。
（4）張緊鏈輪軸的不水平度允差（在每米長度上）1毫米。
（5）底板上滾輪軸的中心線對輸送機中心線的不垂直度允差（在每米長度上）1毫米。
（6）滾輪軸安裝的不水平度允差（在每米長度上）1毫米。
4.2輸送機的調(diào)整
（1）輸送機頭、尾輪的鏈齒與牽引鏈條是否在正常嚙合狀態(tài)下工作。如差異甚大，可擰動頭、尾輪軸承座的調(diào)節(jié)螺栓，微微調(diào)整頭、尾輪中心線的位置。
（2）調(diào)節(jié)張緊裝置，使牽引鏈的初張力適度。初張力過大時，則增加張力和動力消耗；過小時，則影響鏈輪和牽引鏈的正常嚙合，增加了運行中的不穩(wěn)定性。
（3）檢查所有的行走滾輪是否轉(zhuǎn)動靈活。如有滑動和卡軌等現(xiàn)象，應立即更換或排除故障。
（4）運行中，各運動構(gòu)件如有卡死和強制的機械摩擦等現(xiàn)象，應立即排除。
5 總結(jié)
二個來月的畢業(yè)設計，讓我對這大學四年所學過的課程進行了較全面的復習對我來說真是受益匪淺。設計雖然做完了，但是覺得自己還有許多細節(jié)需要好好掌握。
接到任務書后，和同學一起到圖書館借了2本和老師給我的一些相關(guān)資料。在大概地看了一星期的教材后，感覺此課題比較容易，認為只需花幾個星期就能完成，于是就開始悠閑起來。就是開始不是很認真的態(tài)度對待，不過后來老師的嚴肅態(tài)度，使我也對設計慢慢認真了起來。
畢業(yè)設計其實是個鍛煉思維能力的好方法，也是對前面四年所學知識的檢驗。它不僅能考查學生的理論水平，也能鍛煉一個人的查閱資料和獨立思考解決問題的能力。與以前的課程設計相比，現(xiàn)在的畢業(yè)設計更能體現(xiàn)知識的全面性，能體現(xiàn)個人知識的嫁接能力。在設計的同時，可以使我們細致的處理好每一個設計出現(xiàn)的問題，利用所學的知識將所要設計的東西設計得更合理。當然此次設計能順利的完成，與導師的指導和同學們的幫助是分不開的。
由于我所學的知識和掌握技能有限，因此，從某種程度上來說，我們的設計還存在很多不足之處。當然，此次畢業(yè)設計確實讓我學到了很多東西，我相信以后從事與此相關(guān)的工作過程中，一定會注意這次設計中出現(xiàn)的問題，從而讓自己不犯同樣的錯誤，有針對地學習。
畢業(yè)設計就這樣結(jié)束了，這意味著我的大學生涯也馬上結(jié)束了，也意味著我將面臨著更大的挑戰(zhàn)——走向社會。從設計之初的設想，到現(xiàn)在拿著設計的成果。現(xiàn)在心中已經(jīng)對設計的每個細節(jié)了知于心。欣慰的笑容自然流露，畢竟這是自己的辛勞付出的結(jié)果。現(xiàn)在我想我更能很好地理解“學習就是從無知到博學的過程”。我明白：只要腳踏實地的付出就能收獲成功的喜悅。在即將踏入工作的崗位上，我也會牢牢地記住這句話。
6 謝辭
經(jīng)過將近二個月的查找資料、設計，此時此刻終于順利的完成畢業(yè)設計的最后謝辭了，想了許久，要是寫下這段謝詞，表示就可以進行畢業(yè)答辯了，自己想想既欣喜又緊張，時光飛逝，四年的努力與付出，隨著畢業(yè)設計的完成，讓我在大學的生活，得以劃下了句點。
設計得以完成，有幾個人要得以衷心的感謝，首先要感謝吳瑞梅老師，因為設計是在吳瑞梅老師的指導下完成的。吳老師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，寬以待人的崇高風范，平易近人給我印象好深。本設計從選題到完成，每一步都是在吳老師的指導下完成的。
吳瑞梅老師指引我設計主要構(gòu)架，并對本論文初稿和設計圖進行批閱，指正出其中的不合理之處，讓我有了新思考的方向，他的教導和不拘一格的思路給予我啟發(fā)，嚴謹細致作風，將一直是我學習的榜樣。吳老師要指導的同學數(shù)量多，加上又在實驗室搞研究，工作強度非常大。
還要感謝幾個同學，我的舍友和學習委員，舍友在我畫圖時，有不懂的地方，教了我許多，在此也特地要感謝他們，學習委員在最后那段時間也給了我好多建議，