固定式带式输送机的设计研究说明书修改版

摘要

目前，输送机最常见的型号是带式输送机。输送机每年都有专业方面的人进行创新设计。然而作为大学生的我，经过短短四年的专业课的学习，做带式输送机的研究还是有很多经验不足之处。这次的带式输送机的设计研究跟以往的设计研究方法大同小异，对输送机进行选型设计，根据参考资料提供的公式与数据计算校核输送机的主要部件。在最后部分，我对输送机的保护部分做了一些简要的介绍。研究表明输送机本身最重要的是输送带，所以对于输送带的选择部分根据书本上的参考资料以及网上各位专家的意见做了详细的研究与设计。

带式输送机俗称胶带运输机，在各个行业广泛运用。目前，它的发展前景如火如荼，正在以高质量，高速度的发展方向不断的研究更新。这次我也是本着创新的原则对带式输送机进行设计研究。尽我所能的为国家输送机领域做一些贡献。

关键词：输送带；高速度；带式输送机

1

Abstract

At present, the conveyor belt conveyor is the most common type. Conveyor every year professional personnel for innovative design. As a college student I, however, after just four years of professional course of study, do research there are still a lot of experience of belt conveyer deficiency. The belt conveyor design research with past research method is the same, the design of the conveyor for type selection design, according to the resources for a major part of the formula and data calculation and checking of conveyor. In the last part, I made some protection for conveyor part briefly introduced. Research shows that, the conveyor belt conveyor is one of the most important to select part of the conveyor belt so according to the resources on the books and online experts opinion research and design in detail.

Commonly known as the belt conveyor belt conveyor, widely used in various industry. At present, its development prospects, and is with high quality, the development direction of high speed continuous research updates. This time, I also is based on the principle of innovation design was studied for the belt conveyor. To the best of my ability of conveyor areas to do some contribution to the nation. Key words: conveyor belt; High speed; Belt conveyor

2

目 录

摘要 ............................................................... 1 Abstract ........................................................... 1 1绪论 .............................................................. 3 2带式输送机概述 .................................................... 4

2.1 带式输送机的应用 ............................................ 4 2.2 带式输送机的分类 ............................................ 4 2.3 带式输送机的发展状况 ........................................ 4 2.4 带式输送机的工作原理 ........................................ 5 2.5 带式输送机的结构 ........................................... 5 2.6 研究带式输送机的意义 ....................................... 5 3 输送机设计计算 ................................................... 7

3.1 已知原始数据及工作条件 ...................................... 7 3.2 计算步骤 .................................................... 7 3.3传动功率计算 ................................................ 8 3.4 电动机功率计算 ............................................. 9

3.5 输送带张力计算 ............................................. 10

3.5.1 最大张力计算及输送带材料选择 ........................ 10 3.5.2 输送带不打滑条件校核 ................................. 11 3.5.3 输送带下垂度校核 ..................................... 12 3.5.4 各特性点张力计算 ..................................... 12

3.6拉紧力的计算 ............................................... 12 4 驱动装置和减速器的选用与设计 .................................... 17

4.1 电动机的选用 .............................................. 17 4.2 减速器的选用 .............................................. 18 4.3 轴承的选取与校核 .......................................... 23 5 带式输送机的使用安全规则 ........................................ 24

5.1 施工组织及防护 ............................................. 24 5.2 作业的顺序及安全操作规程 ................................... 24 6带式输送机的故障诊断与维修 ....................................... 26

6.1 带式输送机常见的故障介绍 ............................... 26 6.2 带式输送机的故障诊断及意义 ............................. 26

总 结 .......................................................... 28 参考文献 .......................................................... 29 致 谢 .......................................................... 31

1绪论

目前来讲，带式输送机近10年以长距离、高速度、大运量的发展路线进行设计研究，这样带式输送机在矿井地表运输系统等矿产方面的应用越来越广泛。带式输送机与别的运输设备相比较，不仅运行可靠，更能实现自动化、集中化的控制。所以说用于建筑和煤矿行业是超级理想的运输物料的工具。

此次带式输送机的设计研究的原始参数是根据相关资料参考选定的：我选定石灰石作为带式输送机要运输的物料；输送的运距定为30m；输送机的最大运输量为每小时300吨。 原始参数：

1）输送物料：石灰石

2）物料特性：（1）块度：0～50mm

（2）散装密度：1.2t/m3

（3）在输送带上堆积角：ρ=25°

3）输送系统及相关尺寸：（1）运距：30m

（2）倾斜角：β=0° （3）最大运量:300t/h

设计解决的问题：

熟悉带式输送机的各部分的功能与作用，对主要部件进行选型设计与计算，解决在实际使用中容易出现的问题，并大胆地进行创新设计。

3

2带式输送机概述

2.1 带式输送机的应用

带式输送机广泛应用于工业、矿业等各个企业中。带式输送机属于连续运

输机，连续运输机的运输特点是能够形成连续物料流，连续物料流可以完成对所要运输的物料从装载点到卸载点运输。连续运输机可是组成流水作业运输线不可缺少的部分。

带式输送机运行相当可靠，适合应用于矿业、工业、粮食等国家产业。目前矿产行业运用最广泛，不仅仅是因为带式运输机的运输量大，而且带式运输机运行起来比较简单，维修也很方便。 2.2 带式输送机的分类

??TD??型固定式带式输送机???普通型?QD80轻型固定式带式输送机???DX型钢绳芯带式输送机??U型带式输送机??? ?管形带式输送机?带式输送机????气垫带式输送机??波状挡边带式输送机?特种结构型????钢绳牵引带式输送机??压带式带式输送机?????其他类型?

2.3 带式输送机的发展状况

根据相关资料的介绍，我了解到带式输送机的发展历史。这些年对于带式输送机的创新设计研究，使得带式输送机的种类多，适用性好。其中有一种叫做钢绳芯带输送机，它的特点是输送能力大，安全可靠，自动化程度高。钢绳芯带输送机设备维护检修简便且经营费用低，可以广泛应用节省基建投资。然而我国对与它的定型设计早在20世纪70年代就完成了，它适应的范围如下：目前来讲钢绳芯带式输送机的适应的环境温度范围为?40°~40°C，如果温度低于零下40度一定要采用采暖技术否则就会影响带式输送机的正常运行，甚至会损坏它的运输带；根据运输带的性能它单机输送距离可达15km。

目前，对于它的研究依然有很多值得我们去探讨的问题要解决。然而在某种角度来讲，我们国家对于这方面的研究已经很先进了，很多先进的输送机被运用，

4

不仅仅矿产行业，就连我国农业也随处可见。 2.4 带式输送机的工作原理

胶带输送机组成如下图2-1，主要包括：张紧装置、装料装置、输送带、卸料器等。

图2-1 胶带输送机

1-张紧装置 2-装料装置 3-犁形卸料器 4-槽形托辊 5-输送带 6-机架 7-动滚筒 8-卸料器 9-清扫装置 10-平行托辊 11-空段清扫器 12-清扫器

胶带输送机工作原理：根据我在图书馆查阅的有关输送机的参考文献，我了解到无极环形带是由输送带跟传动和换向滚筒相互配合形成的。工作时，输送带所需正常运转的拉紧力由拉紧装置提供，输送带的运动由传动滚筒和胶带产生的摩擦力产生的。一般情况要运输的物料都是在机头滚筒处卸载，运输的物料通过运输带从装载点运输到卸载点。有些输送机需要在中途卸载，这样的输送机要装专门的装置。

胶带输送机部件中输送带是最易磨损的而且价格不菲。一般来说，如果运送像铁和矿石等磨损性强的物料，运输带耐久度就会大大降低。

我们从下面三个方面考虑提高传动装置的牵引力： （1）增大拉紧力；

5

（2）增加围包角?0； （3）增大摩擦系数?0。

通过传动原理的介绍，选择增大围包角来增大牵引力。 2.5 带式输送机的结构

根据查阅的资料我知道驱动装置和传动装置是最主要的部件。然而带式输送机并不是只靠这两种部件就能简单完成传输物料的，有些装置比如说尾部改向装置也是必不可少的，还有卸载装置也是带式输送机不可缺少的装置。

带式输送机特点：

（1）不仅节能输送能力也大； （2）物料破碎率低；

（3）单机运距长节省设备和人员； （4）维护简单。

不过由于带式输送机的胶带价格不菲，所以前期投资较高且不能输送腐蚀性高的物料。

2.6 研究带式输送机的研究意义

随着我国国民经济的飞速发展，交通运输业和建筑业有了巨大的发展，而建筑业和交通业的发展也就离不开带式输送机。为了能获得市场的肯定并且能有效地满足带式输送机运输物料需要，能最大程度的确保在运输物料中不出现撒料情况，一种由分层织物层芯运输带发明的带式输送机被研究出来，这种创新型带式输送机不仅减少了撒料故障，就连输送带打滑这一故障发生的几率也小了很多，这样就减少了维修费用，还有一个很大的优点就是，这种新型带式输送机运输能力也大且耗能低，这样运用到矿产以及建筑行业能够降低很多成本。给我国的经济发展将带来不可估量的价值。

6

3 输送机设计计算

3.1 已知原始数据及工作条件 （1）输送物料：石灰石

（2）物料特性： 1）块度：0～50mm

2）散装密度：1.2t/m3

3）在输送带上堆积角：ρ=25°

（3）输送系统及相关尺寸： （1）运距：30m

（2）倾斜角：β=0° （3）最大运量:300t/h

3.2 计算步骤

3.2.1输送机带速的选择

根据我查阅的资料带速选择原则如下： (1)输送物料量大时选择较高带速； (2)输送机水平运输选择较高带速； (3)物料容易滚动应该选用低带速； (4)带速也受物料特性限制； (5)输送成品物件，选择较高带速；

(6)带式输送机有计量秤装置时取决于计量秤要求。

带速的选择根据物料输送量、物料的特性以及运输路线。不同的卸料装置选择不同的带速.卸料装置就是卸载物料用的装置。带速主要还取决于物料的性质、输送能力以及采用的输送带。物料为粉末状时，要求带速较低，这样灰尘就会小。物料易碎时，也要取低带速，防止物料破碎。如果选择较宽的输送带，选择的带速应该高一点。

3.2.2 输送带带宽计算

1）.根据参考资料给定的公式（1）来计算

B?Q …………………………………………………（1）

3600pvyck式中 B——输送带宽度，m; Q’——所需输送量，t/h;

7

ρ——物料松散密度，t/错误！未找到引用源。; v——输送带速度，m/s; y——断面系数;

参考设计手册，我们选定的固定式带式输送机所用的托辊是

三节式45度等长槽式托辊。

2）.查找参考文献中有关物料截面积与带宽关系的公式，然后根据公式（2）计算：

A?yB2错误！未找到引用

源。…………………………………………………………（2）

其中 y=0.142

再将v=0.8m/s、Q’=300t/h、ρ=1.2 t/m3等数据带入公式（1）： B=错误！未找到引用源。取B=0.9m。 则A=0.115m2。

这样我们就了解到他们的关系。 3.2.3 输送机输送能力的计算

散状物料的输送能力按式（3）计算。

300 =0.824m

3600*1.2*0.8*0.9*1.0*0.142 Q=3600a*vρc……………………………………………（3）

实际输送量 Q=0.115*0.8*1.2*0.9*3600=357.7t/h。 根据我的现实需求，取输送量为300t/h。 3.3传动功率计算

我根据设计的需求，对传动功率进行计算。由于所需输送距离是30m，我决定借鉴国外先进的技术对我所要用到的传动装置根据公式（4)计算。

L?I0L?I0HQtP?P?fQt??PtP……（4） 1?P2?P3?Pt?0.06fwv367367467式中 P——所需驱动功率，kW; P1——空载所需驱动功率，kW; P2——水平运输物料所需功率，kW; P3——提升物料所需驱动功率，kW;

8

f——托辊的转动摩擦系数；

W——除物料外运动部分的质量，kg/m; v——带速，m/min； L——输送机长度，m; I0——中心距修正值，m；

H——提升高度（上升或下降的垂直高度，有卸料器时包括卸料器的附加高度），m;

Qt——输送量，t/h;

托辊的转动摩擦系数f和中心距修正值 错误！未找到引用源。可由下表得到： 表1 托辊的转动摩擦系数和中心距修正值

设备结构上的特征 f 错误！未找到引用源。/m 使用普通阻力的托辊，设0.03 49 备的状态不太好 使用阻力特别小的托辊，0.022 66 设备状态良好 计算下运负功率运行时 0.012 156 除物料外的运动部分质量，由下表给出： 带宽/mm 质量W/(kg/m) 表2 物料外运动部分的质量 W

400 450 500 600 750 900 1050 1200 1400 22.4 28 30 35.5 53 63 80 90 112 有卸料器时需要加上卸料器所需功率错误！未找到引用源。 ，由下表给出：

表3 有卸料器时需加上卸料器所需功率错误！未找到引用源。 带宽/mm 400 450 500 600 750 900 1050 1200 1400 功率错误！1.5 2.65 3.55 5.0 未找到引用源。/kW 由此可计算传动滚筒功率：

L?I0L?I0HQt?fQt??Pt 36736746730?4930?49?0.03?357.7??0?2.65 =0.06?0.03?63?(0.8?60)?367367P?P1?P2?P3?Pt?0.06fwv =1.17+2.31+2.65=6.13kW 取P=6.5kW设计。 3.4电动机功率计算 P0=

KP? ………………………………………………………………（5）

9

式中P0——电动机功率，kW; P——传动滚筒轴功率，kW;

?——传动总效率， 错误！未找到引用源。??0.9； K——备用系数，取K=1.1

则P0=

KP1.1?6.5==7.9kW，取P0=8kW

0.9?3.5 输送带张力计算

影响输送带张力的因素有很多，输送机能够正常运行，要求满足两个条件： （1）无论什么负载，必须通过摩擦传递是的输送带得到张力，因此输送带跟传动滚筒不能打滑；

（2）输送带在两组托辊之间的垂度一定要小于规定值才能保证输送带上的张力足够大。

带式输送机输送带材料有很多种。天然橡胶：天然橡胶弹性大，拉伸强度好，绝缘性能高，抗撕裂能力强，同时易于和其他物品粘合，天然橡胶的综合性能相比其他的橡胶的综合性能要好，并且天然橡胶特别适用于对机械的减振，机械的支座等的制造。

丁苯橡胶：虽说丁苯橡胶的综合性能和天然橡胶的性能很接近，并且目前在全国的生产量处于领先的地位，其比天然橡胶更耐磨，耐老化，同时质地比较均匀，但是丁苯橡胶的弹性不好，抗撕裂能力低，一般只适应于生活用品的制造。

氟橡胶：这种橡胶非常耐高温，耐酸，耐碱，抗辐射，但是氟橡胶制造价格非常的昂贵，一般的机械产品是不会使用这种橡胶，所以这种橡胶一般用于飞机，航天上使用。

顺丁橡胶：这种橡胶的优点和其他橡胶的优点差不多，但是他的缺点是强度低，加工性能不好，抗撕裂性差等，一般用于轮胎，运输带等的制造。

以上介绍多种常用橡胶，通过比较和分析带式输送机的性能，选用的橡胶为天然橡胶，其优点已经在面介绍。

为了减少经济成本，可以选择粘结剂，如何选取粘结剂，必须要从被粘结物的性能，工作环境，使用时间等要点出发，而本设计需要将橡胶与45钢粘结，通过查取资料，本设计选取聚力JL-518硅橡胶热硫化胶水作为粘结剂，因为此粘结剂价格低廉，耐力性能好，并且无毒，无味，没有其他的对人体有害的有机

10

溶体，其性能远远高于其他的粘结剂 3.5.1 最大张力计算及输送带材料选择

带式输送机单驱动，输送带最大张力通常在驱动滚筒的趋入点S处。

1000P0eu? FS?

v(eu??1)查阅《通用带式输送机的设计》得： 取μ =0.38,包角φ=180°=π=3.14 则e??=3.3, 故Fs=11.7kN， 按式Z?Fsn可得输送带的层数 B?试选用帆布带作为输送带，计算得输送带的层数z=5.2层，取整为6层。 则带厚dB=0.56×6=3.36mm 符合要求。 选取聚脂覆盖层作输送带外层。

则滚筒最小直径可根据D?CBdB=80×3.36=268.8。 根据滚筒标准尺寸选取直径D=315mm。 3.5.2 输送带不打滑条件校核 通过摩擦传递到输送带上的圆周驱动力FU（如图3-1） 图3-1输送带上的张力 如图所示，输送带在传动滚简松边的最小张力应满足式的要求。 SLmin?CFmax

滚筒能够传递最大的圆周力为Fmax?KaF。动载荷系数Ka?1.2?1.7；输送机惯性小、起制动平稳选取较小值;否则，就应取较大值。取Ka?1.5

?—输送带与传动滚筒间的摩擦系数，见表3-4

表3-4 输送带与传动滚筒间的摩擦系数?

11

工作条件 ? 光面滚筒 胶面滚筒 0.40 0.25～0.35 0.20 清洁干燥 环境潮湿 潮湿粘污 0.25～0.03 0.10～0.15 0.05 KA=1.5，由式 FUmax=1.5×14425=21638N

对常用C=

1=1.97 e???1该设计取?=0.05；?=470?。

SLmin?CFmax=1.97?21638=42626N

3.5.3 输送带下垂度校核

为了限制输送带在两组托辊间的下垂度，我们需要验算一下作用在输送带上任意一点的最小张力Fmin。

a（q?qG）g承载分支 F承min?0B (6)

h（8）admaa?q?g回程分支 F回min?0B （7）

h（8）admaa式中()adm?0.01—最大垂度的限制范围通常在0.01；

ha0—最小张力也就是在承载上托辊间距； au—最大张力也就是在回程下托辊间距。 a取()adm?0.01 由式得：

h1.2?（9.2?60.734)?9.8F承min?=10280 N

8?0.013?9.2?9.8F回min??3381 N

8?0.013.5.4 各特性点张力计算

通常我们都是应用用逐点计算法 ，这种方法可以很有效的计算出输送带对改向装置还有拉紧装置的张力。

12

(1）运行阻力的计算

按照顺序我们来排列特殊点，分离点到相遇点我们安排了10点。 运行阻力的计算，首先对输送带的种类和型号进行选择。按照参考资料确定输送带，我选定680S型号矿用隔断燃烧输送带，输送带带厚为8.5mm;它的质量为9.2Kg/m；纵向拉伸强度是750N/mm。

1)承载段运行阻力 由式（8）：

FZ????q?q0?qtz)L?Zcos??(q?q0)Lsin?)?g （8）

=?(60.67?9.2?20.25)?300?0.04?cos0°???9.8 =10598N 2)回空段运行阻力 由式（9）

FK????q0?qtk)L?kcos??(qk?q0)Lsin?)?g （9） F5?6??(9.2?5.27)?295?0.035?cos0°???9.8

=1464N

F1?2??(9.2?5.27)?4?0.035?cos0°???9.8=20N F9?10??(9.2?5.27)?2?0.035?cos0°???9.8=10N F3?4??(9.2?5.27)?1?0.035?cos0°???9.8=5N

3)最小张力点

综上所述我们可以得知4点为最小张力点。也就是说4点的张力最小。 (2)计算输送带上各点张力的大小

1）悬垂度条件可以确定5点的张力

1.2?（9.2?60.734)?9.8F承min?=10280N

8?0.012)各点的张力可按照逐点计算法计算所得

S7=10280N,查去有关资料故选CF的值是1.05，便可计算。

S6?S7=9790N CFS5?S6?F5?6?8326N

13

S4?S5=7929N CFS3?S4?F3?4?7924N S2?S3=7546N CFS1?S2?F1?2?7526N S8?S7?FZ?20878N S9?S8?CF=21921N SY=S10?S9?F9?10?21931N

(3)按照公式验算一下摩擦对传动滚筒分离点与相遇点之间的张力

包胶滚筒的围包胶为470?。由表14-5选摩擦系数??0.35。并取摩擦力备用系数n?1.2。

由式（10）可算得允许SY的最大值为：

SYmaxe???1?S1(1?) （10）

n=7526?(1?e0.35?470??1801.2?1)

=33340N>SY

根据验算我们知道摩擦系数符合条件。 3.6 拉紧力计算

想要计算拉紧力，根据参考资料所得下面公式

F0?Si?Si?1 （11）

式中Si——拉紧滚筒趋入点张力（N）；Si?1——拉紧滚筒奔离点张力（N）。 F0?S2?S3=7924+7546=15470 N =15.47 KN

计算所得拉紧力是13.47KN。我参考资料可以初步选定拉紧装置为螺旋式拉紧装置。

4 驱动装置的选用与设计

电动机安装在机头两侧任一边，大底座上面可安装传动滚筒和减速器的机

14

架，传动滚筒的主轴承采用调心轴承。

减速器的种类也有很多，其中运用广泛的有一级与二级齿轮减速器，二级齿轮减速器和三级齿轮减速器为斜齿圆柱齿轮降速传动，弹性联轴器和液力联轴器是连接电动机和减速器常见的两种联轴器。减速器的锥齿轮也有两种；用弹性联轴器时，用轴头为平键连接的锥齿轮；用液力偶合器时，用轴头为花键齿轮联接的锥齿轮。 4.1电机的选用

我根据本次带式输送机的设计研究要求的电动机所需要的功率来选定电动机额定转速，按照平时常用的电动机的转速不低500r/min，根据经验我们知道功率一定时，要是电动机的转速太低，那么输送带带宽就会很大，这样的话带式输送机的制造成本就会很大，况且运输物料的能力也会变低。因此我此次带式输送机选取的是高转速的电动机，尺寸小、重量低能够保证带式输送机的运输物料的能力。根据有关电动机参数的相关资料我选取电动机的总功率为8KN，因此需要选用额定功率为11KN的电机，这样就可以保证带式输送机的运输物料的能力。

拟采用Y160?6型电动机，该型电机效率为87%，满载转速为970r/min,可满足设计要求。

根据我所设计带式输送机的输送带带宽的需求，选择宽为900mm的输送带，我查阅《运输机械选用设计手册》，根据手册里的数据选取的传动滚筒的直径D为315，其中带速为v?0.8m/s，故可求得滚筒转速为：

N?60v/?D?60*0.8/(3.14*0.315)?48.53

从而计算出传动比为i?970/48.53?20

图4-1电动机图片

4.2减速器的设计

15

为了减轻设计产品质量，提高运输能力。初步选用选用如图所示一级圆柱齿轮减速器

图4-2减速器

由于发动机初始转速很大，为了达到预期的设计转速，必须有减速装置，以 满足工作需要，本设计选择减速器作为减速装置，而减速器的优点比如： 1、可靠的工业用齿轮传递元件；

2、减速器可以和多种的输入方式相连接，达到减速效果，即适应性很强； 3、减速器的维护和维修简单，易于更换，价格低廉。 初定减速器的类型 （1）选取齿轮材料

查《机械设计手册》可知，一般小型机械所用减速器，如果没有什么特殊的要求，均可选45钢作为大小齿轮的材料。 （2）齿轮的热处理方法及齿面硬度选择

小齿轮调质：HBS1?230~286 大齿轮正火HBS2?170~217 (3)已知参数

发动机转速已知，离合器和小齿轮的结合转速已知n1=5000r/min，并且要求捣固机工作要求以20Hz-30Hz的频率工作，所以大齿轮的转速1200-1800r/min。取大齿轮转速n2=1200r/min。 (4)初步设计大小齿轮的主要参数 由《机械零件设计手册》查得

16

ó, ó, SHlim?1 Hlim1?580Mpa Hlim2?530Mpa ó, ó, SFmFlim2?200Mpa ilFlim2?215Mpa 由《机械零件设计手册》查得：

ZN1= ZN2?1 YN1?YN2?1.1

由

?óH1??2?1

óHllim1ZNSHlim?580?1?580Mpa 1 [óH2]? ?óF1?? ?óF2??ó530?1Hlim2ZN2??530Mpa

SHlim1ó215?1.1Flim1YN1??244Mpa

SFlim1ó200?1.1Flim2YN2??204Mpa

SFlim1(5)小齿轮传动的转矩 T1 T1?9550?N/n1?9550?1.10/5000?2.101(N?m)

(6)初取载荷系数 K

载荷参数是根据齿轮类型选取。这样就得先预选。我们一般取K=1.7-1.9范围之内。一定等齿数参数确定下来后，才能校核。初步取参数K=1.8. μ （7）计算齿数比

u?n1?5000/1200?4.17 n2（8）选择齿宽系数 ?d

对称式齿轮，它的齿宽我是根据《机械原理与机械零件》这本资料中相关表格确定的，可以取?d ＝1然后根据公式计算：

b?d2 a?a?1?

b?dau?1d1 17

得 ?a?0.39 （9）初选重合度系数Z??

所用的减速器为直齿轮减速器，并且直齿轮的重合度系数?一般在1.1~1.9之间选取，初取?=1.8，由公式 Z??4?? 3??0.86 得 Z?（10）初步计算中心距a

查《机械设计基础》，可选取节点区域系数

ZH?2.5 ，Ze?189.8，ZN1?0.95，ZN2?1 按公式

a?(u?1)

3500KT1(ZEZHZ???H?)2mm

?au 得 a?45.7mm ，取a=46mm (11)初取齿宽b

由公式 b??aa

得 b?17.94mm ,取b?18mm (12)确定齿轮模数 m

查表得取 m=2

（13）确定齿轮的齿数 Z 1 和Z2 由a?m(Z1?Z2)，有 22a?2?46/2?46 m Z1?Z2? u?Z2?4.17 Z1 18

计算得 Z1?8.9，Z2?37.53，取整 Z1?9，Z2?38 （14）实际尺数比

u??Z2/Z1?4.22 尺数比相对误差：

?u?(u??u)/u??1.18% ?u??5% （允许范围之内） （15）确定载荷系数K

①使用系数KA，查取相关资料取KA?1 ②动载荷系数KV，查得Kv?1.14 齿轮圆周速度 v??d1n160000

d1? 求得 v?4.6m/s

2a2?46??17.6mm u?14.22?1 齿轮精度，参考书中表取精度为8级 ③齿向载荷分布系数K?

软齿面，对称布置，都是根据书本所得。 ?d? ④齿间载荷分配系数K? 由公式 ??1?Z1(tanaa1?tana?)?Z2(tanaa2?tana?)? 2?b18??1..0 K??1.07 d117.6 求得 ??1.9 由书得， K??1.1

K?KAKvK?K??1?1.14?1.07?1.1?1.34 K?K?，相对安全。 (16）确定重合度系数Z? 由式 Z??4??4?1.90???0.83?Z? 33 19

Z??0.83，偏于安全 。 （17）确定齿宽b

d1?m?Z1?2?9?18(mm) B2= ?d?d1?1?18?18mm B1?B2?(5~10)?(23~28)mm 取 B1?28mm （18）验算齿根弯曲疲劳强度

①齿形系数，我查阅《机械设计基础》表得。

YFa1?2.51 ，YFa2?2.18 ②应力修正系数，查书得。

YSa1?1.65， YSa2?1.84 ③重合度系数，由公式

Ye?0.25? 求得 Y??0.64 ④弯曲疲劳极限应力，查书得 。

?Flim1?215Mpa ?Flim2?200Mpa

⑤按照国家机械的标准规定，试验齿轮的应力修正系数，YST?2 ⑥齿轮的最小安全系数，查书得，失效概率低于1/100，SFmin?1.25 ⑦许用弯曲应力，按公式：

??F??0.75?

?FlimYSTSFminYN

??H???HlimYSTSHminZN

求得 ??F1??310Mpa ，??F2??304Mpa 其中： ?Flim为试验齿轮的弯曲疲劳极限 ?Hlim为试验齿轮的接触疲劳极限 YST为试验齿轮的应力修正系数，为2.0 YN为弯曲疲劳应力计算的寿命系数，为0.9

20

ZN为接触疲劳应力计算的寿命系数，为0.95 ⑧齿根弯曲疲劳应力，由公式 ?F?2000KT1YFaYSaY????F? d1bm

?F1? ?F22000?1.34?2.101?2.51?1.65?0.64 18?28?22000?1.34?2.101??2.18?1.84?0.64

18?18?2 计算得 ?F1?14.9Mpa???F1? ?F2?22.3Mpa???F2? 所以齿根弯曲疲劳强度足够 （15）齿轮几何尺寸的确定

齿距 P?2?3.14?6.28mm * 齿根高为 hf?ha?c?m?2.5(mm) * 齿顶高 ha?ham?1?2?2(mm)

?*? 齿根圆直径 df

df1?d1?2hf?18?2?2.5?13mm df2?d2?2hf?76?2?2.5?71mm （16）设计结果

中心距a=46mm,模数m=2, 齿数Z1?9,Z2?38

分度圆直径d1?18mm,d2?76mm， 齿宽b1?28mm,b2?18mm， 齿轮精度8级，

齿轮材料 小齿轮 45钢，调质，HBS1?230~286 大齿轮 45钢，正火，HBS2?170~217 4.3轴承的选取与校核：

根据本次的设计可知输出轴直径和轴所受的载荷，本设计初选轴承为 关键尺寸为 d?22mm, D?44mm, GB/T292?1994 7004AC角接触球轴承，

B?22mm

21

由于轴承所受的最大径向力为 Fr =Pn= N ，轴向力的力形式为轴向窜动，可确定为 Fa / Fr ≤ e，故 P = Fr = 398.76N 。

由机械设计书中的工作情况表，可以查得轴承在离心离合器中寿命大约在4000~8000h而由公式：

106?C? Lh???? 60n?p??其中n 取最高转速 900r/ min ，??3， P?398.76N，此轴承的基本额定载荷

Cr?5.972KN。

? 极限动载荷，根据公式： Cj?fh?fd fn?ft 计算得Cj?2.796KN

根据本设计的轴承寿命，查《机械设计手册》取fh= 2.52 fh——寿命系数，

fn——转速系数，根据本设计的输出轴最高转速，查《机械设计手册》取得fn= 0.17

ft——温度系数，根据本设计的轴承估计工作温度，查《机械设计手册》表取得 ft?1

fd——动载荷系数，根据带式输送机的工作情况，查《机械设计手册》取得fd= 1.4

计算得 Cj?2.796N ，得 Cj?Cr ，故本选取的轴承满足工作要求。

5 带式输送机的使用安全规则

5.1 施工组织及防护 （一） 施工组织

①运输物料时，必须要有专门的负责人来监督工作，以防止意外事故的发生时，能有效的处理。

22

②每台机器一人操作，一人辅助。 （二） 现场防护

劳动人员运输物料作业的时候，必须要有安全防护措施和相关的技术人员在场，相关的技术人员必须要按照国家规定的要求在作业的场地周围等距离的插好作业标志。

运输物料的劳动人员在作业之前，必须在有关的机构里培训，能够熟悉相关的设备，捣固原理，在相关机构认可后方可参加工作。 5.2 作业的顺序及安全操作规程 （一） 运输物料前的准备

①按照厂家给货的相关单据，大概的检查运输机的质量是否满足要求，是否有零件的松动，如果没有出现太大的偏差，基本正常检查之后就能运输物料作业。 ②检查发动机转动是否正常，如过漏油或者有困油现象，必须维修好，才能正常是由。

③检查各个机械关键设备是否润滑妥当，如有缺少，必须添加润滑油。 ④发动机中的汽油必须供应充足。

⑤打开发动机开关，必须先让发动机空转几分钟，检查确定了发动机能正常运转，如果出现异常必须停机处理，否则不能使用。

⑥发动机正常运转时候，开始进行其他装置的调试，如有噪音等，必须停机检查。 （二） 运输物料时

①上物料：在运输机一切正常后，必须要有相关的人员发出信号，才能开始作业，同时运输物料的时候，必须要有2人同时进行，一人为主，一人为辅，安全进行。 ②运输物料的时候，必须要有至少一人观察运输情况，如果发现异常应该立即关闭系统进行检修。

③卸载物料：卸载物料的时候，应该注意安全，无特殊情况别靠近卸料点。 (三) 运输物料结束

物料运输结束后，先断电源，然后检查带式输送机是否有问题，如果没有问题就进行清理工作，保养工作。

23

6带式输送机的故障诊断与维修

6.1带式输送机常见的故障介绍

机械设计制造及其自动化专业必修的一门专业课就是数控机床故障诊断，然而不仅仅是数控机床存在故障，带式输送机也有很多故障。我在网上查阅了带式输送机故障的相关文献，我做一下简单的介绍。

在带式输送机运输物料时，我们经常会遇到一个常见的故障是输送带打滑。

24

打滑的原因有很多种比如：

（1）初张力太小；

（2）传动滚筒与输送带摩擦力小； （3）尾部滚筒轴承损坏不转； （4）启动速度太快； （5）上下托辊轴承损坏； （6）输送物料负荷过载。

在带式输送机运输物料时，我们还会遇到的几种常见的故障分别是输送带跑偏；运输物料的时候出现撒料；出现异常噪音以及减速器断轴。 6.2带式输送机的故障诊断及意义

输送机故障种类有很多种，如何来进行带式输送的故障诊断。下面我给大家做一个详细的分析。

首先，我们得检查带式输送机哪个部位出现了故障；然后根据故障的具体表现来确定到底是何种故障。带式输送机故障诊断是依据带式输送机在运行的过程中伴随故障必然产生的噪音来判断和识别带式输送机的工作状态。它的研究内容包括带式输送机运行现状的识别诊断、带式输送机的运行过程，还有运输带的运行趋势的预测。应用故障诊断技术对带式输送机进行监测和诊断，可以及时发现带式输送机发生何种故障。这样就可以很好的预防带式输送机事故的发生。

带式输送机故障是指带式输送机丧失了带式输送机某种功能，它包含了两层含义：一是带式输送机运输物料能力降低，不过任然可以运行；二是带式输送机彻底失去运物料的能力，意味着带式输送机失效。正常情况，带式输送机只会出现影响运输物料能力的故障。

带式输送机故障诊断的目的是预防带式输送机故障发生，这样做的意义是提高带式输送机运输物料的可靠性与安全性。那么，就要求我们了解带式输送机各类故障以及带式输送机产生这些故障的原因。这样我们对带式输送机定期故障诊断，就会减少带式输送机的的损坏，降低了维修的成本。这就是故障诊断的意义。

25

总结

毕业设计是每个大学生都要完成的毕业任务。我的毕业设计的课题是带式输送机的设计研究，根据这个课题我每天起早贪黑来到学校图书馆里查阅有关输送机的设计方面的资料。我一直坚信我能完成带式输送机的设计。经过我坚持不懈的努力，终于完成了我的毕业设计。整个设计的过程，虽然只有几句话就能带过，但是这种经历在脑海中是永远不能被抹去的，在本次设计中，我学会了熟练运用学过的理论知识，重温了CAD画图，成功将课堂上学到的知识转变为手上的实际

26

运用。由于在期间遇到好多问题，导致我前期的工作进度十分缓慢，其中也遇到了很多难以解决的问题。但是最后在他人的帮助以及我自身的努力下都已经完成。我相信在胡老师的指导下我这次的毕业设计能够如愿完成。

带式输送机的设计说难也不难，说简单也不容易搞。有关输送机类的设计课题每年都有人去做，然而能够把它很好做出来的却是不多，要想与常人做出不一样的设计出来，我茶不思饭不想，没日没夜的去图书馆以及在网上搜索各种相关文献资料。我对带式输送机进行了深刻的了解，从而进行创新设计。创新研究的带式输送机与常见的带式输送机不同之处在于，我研究的带式输送机耐用。因为我采用了特殊的运输带。

由于我个人能力有限，此次的毕业设计存在着许多问题，主要问题有： （1）部分参数计算不够精确。 （2）连板设计略有破绽。

（3）设计采用了一些过时的零部件。 （4）安装的尺寸不够准确。

参考文献

[1] 机械工程手册、电机工程手册编辑委员会.机械工程手册—机械产品（二）

[M].机械工业出版社.1982年8月.

[2] 范祖尧等.现代机械设备设计手册—非标准机械设备设计[M].机械工业出版

社.2000年6月.

[3] 唐金松.简明机械设计手册（第二版）[M].上海科学技术出版社.2002年6月.

27

[4] 北京起重机机械研究所、武汉丰凡科技开发有限责任公司.DTⅡ(A)型带式输

送机机械设计手册[M].冶金工业出版社.2003年8月.

[5] 机械工业部设计单位联合设计组.ZJT1A-96带式输送机设计选用手册[M].

黄河水利出版社.1998年10月.

[6] 机械化运输设计手册编委会.机械化运输设计手册[M].机械工业出版

社.1997年5月.

[7] 张钺.新型带式输送机设计手册[M].冶金工业出版社.2001年2月. [8]《运输机械设计选用手册》编组委.运输机械设计选用手册（上、下）[M].化学工业出版社.1999年1月.

[9] 毋虎城.矿山运输与提升设备[M].煤炭工业出版设.2004年5月. [10] 上海煤矿机械研究所.煤矿机械设计手册[M].1972年. [11] 于学谦.矿山运输机械[M].中国矿业大学出版社,1998年.

[12] 北起所.DTⅡ型带式输送机设计选用手册[M].冶金工业出版社.1994年. [13] 北起所.DTⅡ型带式输送机平行轴驱动装置设计选用手册[M].机械工业

部.1997年.

[14] 孔庆华,刘传绍.极限测量与测试技术基础[M].同济大学出版社.2002年. [15] 机械设计手册编写组.机械设计手册[M].化学工业出版社.2002年. [16] 中国纺织大学工程图学教研室.画法几何及工程制图[M].上海科技出版

社.2000年.

致 谢

这次的毕业设计在胡宁宁老师的精心指导下才得以完成。论文期间，胡宁宁老师给予我论文研究与设计以悉心的指导与教诲，同时给予我很多宝贵的意见。胡宁宁老师认真的工作态度以及严谨的科学研究精神深深地影响着我，使我受益匪浅。因此我对胡宁宁老师表示由衷的敬意。

此次毕业设计能够顺利完成离不开其他老师、同学的帮助与支持。在此只能用只言片语来表达我由衷的感谢以及我崇高的敬意。在短短两个月的时间里以我

28

有限的水平，不可能不犯错，希望老师能够体谅我。

大学四年，时间如流水，回首往事，同学间深深的友谊，师生之间的感情，虽然不在校园里，但我相信我们的情谊会永远存在。在这里，还要特别感谢11机制班的同学和辅导员，陪我度过了最快乐的大学时光。

29

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/8fs6.html