移动式升降皮带机设计

有CAD图纸和说明书,领取加Q 197216396 或 11970985 移动式升降皮带机设计DESIGN OF MOBILE LIFTING BELT CONVEYOR 有CAD图纸和说明书,领取加Q 197216396 或 11970985摘要可升降移动式的皮带运输机是用于连续输送的装卸设备，具有高效率和优良机动性能的优点，尤其对不定装卸地点的情况非常适用。这种输送机载重能力强，可使用时间久，结构紧凑，占地面积和占用空间少，质量相对较低。作煤矿、井下、矿山运输时，需要这种垂直传动的结构形式。本文首先对皮带机的发展、优点、基本运行方式等进行了较为详细的分析；其次，对输送机的总体方案，包括总装简图和初始数据的设计及计算；再次，就带式输送机中输送带、传动装置、托辊等进行了选型计算和校核；再者，对提升机构部分主要进行了运动和受力方面的分析，对行走部分进行轮轴和电机选型方面的计算；最后对输送机机架结构部分进行了选型计算与校核，使得设计更能解决具体实际问题。在本次设计中，采用Auto CAD软件在计算及选型的基础上进行了各机构零部件及整个皮带机装配图的绘制。关键词 皮带运输机；移动；升降；Auto CADAbstractCapable of lifting mobile belt conveyor is used for continuous conveying loading and unloading equipment, has the advantages of high efficiency and excellent maneuverability, especially suitable for indefinite handling location. The conveyor load capacity, can be used for a long time, compact structure, covers an area of and occupy less space, the quality is relatively low. For coal mine. Mine, mine transportation, structure need this vertical transmission.This paper firstly analyses the development trend of the belt conveyor design, development status, purpose and significance of the design in detail; secondly, the overall scheme of the conveyor, including the design and calculation of the assembly diagram and the initial data; again, on the belt conveyor belt, transmission device, the selection of the calculation and verification roller; moreover, the lifting mechanism part mainly analyzes the motion and force of the calculation and selection of wheel motor running; at the end of the conveyor frame structure part of the type selection calculation and checking, which makes the design more able to solve specific practical problems. In this design, production Auto and CAD software in the calculation and selection based on the components and assembly drawing.Keywords belt conveyor mobile lifting auto cad36目 录摘要IAbstractII1 绪论11.1移动式升降皮带机机概述11.2 移动式升降皮带机的基本运行方式21.3 选题意义32 总体方案设计42.1 移动式升降皮带机的总体结构42.2 初始数据52.2.1 皮带宽度与传动速度52.2.2 输送量的计算53 皮带输送机构设计73.1 输送机构主要力学计算73.2 输送带的选型与校核83.2.1 输送带带芯93.2.2 输送带带芯93.2.3 输送带层数计算103.2.4 输送带不打滑条件103.2.5 最大张力计算113.2.6 垂度计算113.3 输送装置的选型123.3.1 输送机构电机选型123.3.2 减速机选型123.3.3 联轴器选型133.4 滚筒的选型与设计133.4.1 滚筒尺寸设计143.4.2 滚筒辅板153.4.3 滚筒轴的校核153.5 托辊的选型与设计163.5.1 托辊的尺寸参数163.5.2 托辊的设计与校核174 升降机构计算194.1 平面连杆机构的基本参数194.2 升降驱动装置的选型194.2.1 升降电动机的选型204.2.2 减速器的选型204.2.3 钢丝绳的选型204.2.4 卷筒的选型224.2.5 滑轮组的选型244.3 桁架的设计与计算254.3.1 桁架的主要参数264.3.2 桁架的挠度计算264.3.3 桁架的强度校核275 行走机构计算285.1 行走驱动装置的选型285.1.1 行走电动机的选型285.1.2 变速器的选型285.2 车轮的选型与计算285.2.1 轮胎的选型295.2.2 轮的强度校核295.3 轮轴的选型与校核305.3.1 轴的主要尺寸305.3.2 轴的强度校核305.3.3 轴的刚度校核31结论33致谢34参考文献351 绪论1.1移动式升降皮带机机概述可升降移动式的皮带输送机是一种不间断的用于装载、卸载的机器，我们可以在很多尤其是地点多变，输送要求高的地方看到，比如说码头、农场、建筑工地等等。当我们需要运输重量不到100公斤的东西时，皮带运输机都是我们的不二选择，方便好用。DY型的移动输送机可根据能否提升下降分为两种，如果要机器运转的话，就必须要依靠电动滚筒，升降、运转都是要靠手动操作的。可升降移动式的皮带输送机载重能力强，可使用时间久，零部件密集性较高，占地面积和占用空间少，质量相对较低。垂直传动的模式可以用在煤矿、井下、矿山运输的时候。在我国，各种各样的带式输送机随处可见，在国家改革开放的“第八个五年计划时期”，带式输送机的制造水平在劳动人民的不懈努力之下得到了很大的提高，有许多关键技术都不断被掌握，运用到了新型机器的开发中，生产出了成套的大角度长距离的带式输送机、导料槽可伸缩的带式输送机。近年来，带式输送机有运量大，距离远，角度大，品种多的发展趋势，并且把这些特点同其他高科技技术结合起来，可以开发出多功能的机型。图1-1 移动式升降皮带机在运行维护费用方面，带式输送机花的钱明显低于公路汽运，当皮带运输和公路运输都能达到五年以上的时间时，在带式输送机上花的投资也明显低于公路汽运。因此，一般情况下，企业都采用连续的输送机来实现输送。优点如下：（1）构造简单（2）输送物料种类多（3）运送能力强（4）输送距离远（5）灵活性能好（6）装、卸方便（7）使用时间长（8）运输价格低（9）维修费用少就远距离的带式输送机而言，国外起步较早，多适用于港口、水泥厂、矿山等场所。密度较低的粉、块状物料或者低于100公斤的成件物品输送时，带式输送机常常是首选，带速大概在0.25-5.0m/s。就当下全世界各行业的发展进程来看，国内外的带式输送机基本朝着输送量持续增长，运输距离变远，电机的功率变大的方向发展。（1）设备大型化，运输能力显著增强（2）零部件的性能和可靠性要提高（3）功能辐射范围广，一机多用1.2 移动式升降皮带机的基本运行方式如图1-2所示，输送带是皮带机的重要组成部分，既有牵引方向的作用，也有承担载重的效果，当输送带运行时，便能达到物料连续输送的效果。输送带、传动滚筒、尾部滚筒不断的朝同一方向运动时，形成了环形运输带，而物料与输送带之间产生的摩擦力使得货物可以沿着输送带运动的方向移动，实现了物料的装卸。大部分情况下，卸载是在输送机的两端进行，如果需要中间卸载，则必须有专用的卸载装置。升降机构部分则是通过电机减速机带动滚筒的转动，使得钢丝绳和滑轮组可以运行，实现平面连杆机构部分的升降，桁架结构则构成了连杆机构。行走机构部分由尾轮轮和行轮组成，尾轮组主要是万向轮用来控制方向，行轮组则是由电机变速器、车轮、轮胎、轮轴组成。图1-2 带式输送机结构原理1.3 选题意义可升降移动式的皮带运输机摒弃了传统固定式皮带运输机的缺陷，整机机构不再复杂，通行度得到了很大改善，可广泛的用于粮食、散料、轻工、包装物的室内外装车转运作业，很大程度的减少了生产成本的支出，提高了运输过程的效率。本次设计的皮带机主要由机身大架、输送装置、行走装置、升降装置等组成。2 总体方案设计2.1 移动式升降皮带机的总体结构本次设计的是移动式升降皮带机，主要有输送装置、行走装置、升降装置几个部分。（1）皮带机输送机构部分，有输送带、传送滚筒、改向滚筒、托辊等构成。（2）升降机构部分则是通过电机减速机带动滚筒的转动，使得钢丝绳和滑轮组可以运行，实现平面连杆机构部分的升降，桁架结构则构成了连杆机构。（3）行走机构中则要对车轮、轮胎进行选型，轮轴的强度需要校核。图2-1移动式升降皮带机结构简图1-行走轮组 2-升降驱动装置 3-转向轮 4-尾部滚筒 5-电控箱 6-机架 7-托辊组 8输送带 9-电动滚筒 10-升降机构（1）输送机构部分：机构6上托辊组有平形托辊和槽形托辊两种装置，平形托辊用来运输成件的物品，槽形托辊用来运输散状物料。成件的物料运输时，图2-1中没有4、5、13几个部分（2）升降机构部分：机构10升降装置主要由电机减速机、滚筒、钢丝绳、滑轮组构成，升降则是由平面连杆机构来实现的，一个移动副、一个转动副，具体框架是桁架结构，稳定性、强度较高，既可以做承载部件，也能实现升降。（3）行走机构部分：机构1尾轮组和机构11行轮组构成了本次设计的移动式升降皮带机的行走部分，尾轮组主要是万向轮，控制方向，行轮组则是由电机变速器、车轮、轮胎、轮轴组成。由于要实现行走和承载作用，所以强度、稳定性都需要老驴。如果使用无法转向的行轮组时，需要在型号的后面写“A”。2.2 初始数据皮带机初始数据：（1）输送机构部分：输送长度为12m，带宽为500mm，带速为1.25m/s，输送量为50-100m3/h；（2）升降机构部分：俯仰角为9-28，输送高度为1.73-3.65m，升降时间小于40s，绳速为0.3m/s；（3）行走机构部分：行走速度为0.2m/s。2.2.1 皮带宽度与传动速度皮带宽度和速度，这两者是同时选择和确定的，因为两者相互制约，相互影响。带速、带宽与输送机输送量成正比例的关系，即速度和宽度的增加必然会带来输送量的上升。如果带宽不变，输送量越大意味着带速提升；如果输送量不变，皮带宽度和传送速度成反比。所以，如果要保证传送的平稳运行，输送量就必须减少，这样输送带的张力会降低，才可以选择到价廉物美，质量得到保证的传送带。传送速度的限定条件：本次设计的升降式皮带运输机，当升降的角度越大，那么运输的水平距离就越小，传送速度也会降低；本次设计要求装卸料可以人工实现，带速则需要低于12.5cm/s。因此，初选参数给出的是带宽500mm，带速1.25m/s，是比较合理的。2.2.2 输送量的计算本次设计的移动式升降皮带机中输送机构是最重要的部分，因为皮带机的根本目的就是为了实现各种物料的运输，而输送量的确定则是整个机构得以运行的基础。如果输送量过小，那么整个皮带机的运行效率达不到预期效果，会增加生产成本。如果输送量过大，则会带来输送带与托辊、滚筒间的磨损，带来不良后果。因此，输送量的确定是本次设计的基础，具体计算方式如式（2-1）所示。输送量 (2-1)式中：输送量（）； 横截面积（）； 皮带运行速度（； 倾斜系数； 运输产品的密度（）。表2-1 k的取值角度891011k0.970.960.950.94角度为9，则k=0.96，。因此，带宽B=500mm是符合设计要求的。3 皮带输送机构设计本次设计的移动式升降皮带机中，皮带机输送机构是重中之重，需要进行带的选型、传动滚筒选型、改向滚筒选型和托辊的选型等等。3.1 输送机构主要力学计算（1）传动滚筒圆周力 (3-1)（2）主要阻力 (3-2)（3）主要特种阻力 (3-3)（4）附加特种阻力 (3-4)（5）倾斜阻力 (3-5)式中：摩擦系数，取0.022；机构整体长度；9.8m/s2；上托辊重量；下托辊重量；单位输送带质量；输送带每米的物料质量；物料与栏板间的阻力；清扫器阻力；高度差，取5.32m。计算可得：（1）主要阻力（2）主要特种阻力（3）附加特种阻力（4）倾斜阻力（5）传动滚筒圆周力3.2 输送带的选型与校核本次设计中，输送带长度要求12m，那么在运输过程中，输送带的张力、垂度等等都会受到影响，所以这些因素都是我们要考虑在设计范围以内的。本次设计中，输送带的要求比较高：（1）是否能保证纵向的拉伸；（2）运行时，运转伸长率能否达到要求；（3）运行时能否稳定运输物料；（4）运输过程中，输送带是否会脱层，影响整体机构的运行；这些都是我们在设计输送带的时候需要考虑的因素。不过，要求再高的输送带，结构都差不多，都是由带芯、覆盖层、隔离层构成。带芯在中间，通过隔离层，使上下的覆盖层和带芯贴合在一起，如图3-1所示。图3-1 内部结构3.2.1 输送带带芯本次设计中，输送带是核心部分，而带芯则是输送带的重点，一般由钢丝绳或者织物组成。皮带机运行时，只有皮带强度达到要求，带芯的强度达到要求，在大批运输货物时，安全性才能得到保证。因为在整个机构中，皮带是磨损最大也是最快的一个部分，不仅有与物料间的摩擦，也有与托辊的摩擦、滚筒的摩擦、机架的摩擦等等，这些磨损因素的存在，就需要我们对输送带的选择慎之又慎。3.2.2 输送带带芯设计选用带宽B=500mm,芯层选用棉帆布芯，代号CC-18，相关参数见下表。图3-2 棉帆布芯输送带内部结构表3-1 棉帆布芯参数表带芯类别芯层覆盖胶厚度输送带宽度输送带总厚度mm质量扯断强度层数N/mm厚度mm上胶mm下胶mm500mm最大工作张力,KN棉帆布182=361.01.51.52.8841.593.2.3 输送带层数计算 (3-6)式中：层数； 最大工作张力 取8； 输送带带宽； 强度。计算可得：CC-18 层CC-25 层CC-35 层CC-56 层选择CC-18，。3.2.4 输送带不打滑条件输送带在运行时，会与滚筒之间产生摩擦，极易发生打滑情况，为了避免这类情况的发生，所以在本次设计驱动滚筒的时候，需要对驱动滚筒的不打滑条件进行校核。 (3-7) (3-8) (3-9)式中：取0.35； 最大的圆周驱动力； 取3.4； 取1.5。图3-3张力计算得：3.2.5 最大张力计算 (3-10)式中：最大工作张力，N；驱动系数。计算时以包角代入，查光面滚筒，干燥环境3.2.6 垂度计算（1）垂度 (3-11) (3-12)式中：下垂量（m）；托辊组回程间距；承载间距。（2）校核承载 (3-13)回程： (3-14)计算可知承载回程 3.3 输送装置的选型3.3.1 输送机构电机选型（1）运行功率 (3-15)式中：传动滚筒圆周力，N。（2）驱动功率 (3-16)式中：取0.89。计算可得选择Y2-132M2-6三相异步电动机，转速960r/min，效率84%，功率因数。3.3.2 减速机选型（1）选用型号计算功率 (3-17)式中：传递的功率；取1.25。（2）起动转矩 (3-18)（3）校核热功率 (3-19)式中： 减速器功率；环境温度因素; （4）运行转速 (3-20)（5）传动比 (3-21)选择DBZ-20型减速器，传动比20，输入1000r/min，输出50r/min。3.3.3 联轴器选型联轴器的选择，需要考虑很多因素，有两轴的对中情况、载荷大小、转速快慢、环境温度等等。转矩 (3-22)式中：T理论转矩；动力机系数；K工况系数；KZ启动系数；KT温度系数。滚筒转速：初选GY型凸缘联轴器，结构简单，成本低，效率好，如图3-4所示。图3-4 联轴器3.4 滚筒的选型与设计本次设计的皮带机输送部分，需要传动滚筒和改向滚筒完成整个 输送带的运行。图3-5和图3-6分别为传动滚筒和改向滚筒。图3-5 传动滚筒图3-6 改向滚筒皮带机的滚筒有两种材质，光面型摩擦因数小；胶面型摩擦因数大，本次设计选用胶面滚筒。查表可知，带宽B为500mm时，滚筒长度L为600mm,初选滚筒直径D为500mm。初选滚筒的筒皮为Q235-A钢，。3.4.1 滚筒尺寸设计（1）输送带带芯是帆布带，型号为CN，层数为3，此时最小传动滚筒直径为500mm。（2）平均接触面压 (3-23)计算可得： (3-24)综合计算可知，初选符合要求，。（3）轴承中心间距 (3-25)计算得3.4.2 滚筒辅板本次对滚筒部分的设计还有滚筒辅板的部分，初选材料为铸钢，且。如图3-7所示，辅板和轴套之间是用螺栓连接起来的，轴套和轴则是用键连接。图3-7 滚筒辅板3.4.3 滚筒轴的校核初选滚筒轴的材质为45钢，调质处理。分析可知，滚筒轴做传动使用，所以受扭矩作用，需要对扭转强度进行校核。 (3-26) (3-27)式中：轴的转速，r/min；传递功率；取值为126；牵引力，N；滚筒线速度，m/s。计算得：综合计算可知，初选的滚筒轴符合扭转强度的校核条件，结构如图所示。图3-8 传动滚筒轴的结构图3.5 托辊的选型与设计3.5.1 托辊的尺寸参数本次设计中，托辊的质量和整个机构的工作效率、使用时间息息相关。其次，密封度的大小，是否防水、灰尘，能否抗老化、抗氧化，自重的高低，可使用时间等等都决定了托辊是否具有优良的特质。一般情况下，有平行托辊和槽型托辊两种，他们可以减震、移位。本次设计采用的是槽型上托辊和平行下托辊的结合，如图3-9和3-10所示。图3-9 槽形上托辊图3-10 平行下托辊在整个输送带的运输过程中，胶带有出现跑偏的可能，此时需要调心托辊来防止此类现象的发生。考虑到整个机构需要向上运输和向下运输的问题，因此采用锥形上调心托辊，可以实现逆向运输。图3-11 调心托辊初选槽型上托辊直径，间距；平行下托辊直径，间距。3.5.2 托辊的设计与校核1 上侧辊子（1）静载荷 (3-28)式中：取2m； 载荷系数，取0.8； 传送带速度； 单位质量；输送能力。计算得：（2）动载荷 (3-29)式中：运行系数，取1.1；冲击系数，取1.04。计算得：2 下侧托辊（1）静载荷 (3-30)式中 输送能力。（2）动载荷 (3-31)计算得综上计算可知，辊子与托辊均符合计算要求。4 升降机构计算4.1 平面连杆机构的基本参数在日常生活中，平面连杆机构十分普遍，如抽水机、空气压缩机等等。当改变连杆机构中一些运动副的形式、受力状态时，基本的平面连杆机构可以演变成曲柄连杆机构、双曲柄机构、曲柄滑块机构、摆动导杆机构和移动导杆机构等。本次皮带机的升降选择移动导杆机构机构来实现，包括一个转动副和一个移动副，电机驱动时，移动副斜向上运动，实现皮带机的下降，反之，则实现皮带机的提升。移动导杆机构的原动件曲柄可随从动件导杆起圆周摆动,如图4-1所示。图4-1 升降机构OA长为r；OD长为L，升降角为，范围在928，升降时间小于40s，本次设计去升降时间为20s。如图4-2所示，本次设计的升降式皮带机在驱动装置的驱动下，滑轮从初始位置B上移，在钢丝绳的牵引下移动到最高点C处。 (4-1)分析受力情况，初定达到最大升降角时，行走轮O位于ME中点处，稳定性较好。因为当皮带机下降时，M处万向轮移动，当到达最低点时，O处于偏右位置，稳定性更好。初选，。4.2 升降驱动装置的选型本次升降驱动装置设计中选用的是电机减速机-滚筒-钢丝绳-滑轮组结构，电机驱动带来的圆周运动，通过缠绕在滚筒上的钢丝绳转化为移动导杆的直线运动，改变了钢丝绳及其传递拉力的方向，结构简图如图4-2所示。图4-2 驱动装置结构简图4.2.1 升降电动机的选型皮带输送机支架的重量为384千克，顶升高度为6.2米，顶升时间40s内。电机工作所需功率为: (4-2)式中：G重物的重力（N）；L重物上升的高度（m）；T上升高度所经过的时间（s）。根据式（4-1）计算功率为0.58KW,选择YD100L2-6/4型电动机，转速1000r/min，额定功率1.5kW，质量35kg。4.2.2 减速器的选型卷筒直径D=216mm，其工作时转速： (4-3)而电机的转速为，那么电动机与卷筒之间的传动比为： (4-4)选择DBZ-20型减速器，传动比20，输入1000r/min，输出50r/min。4.2.3 钢丝绳的选型查机械设计手册8-33可知，用来牵引皮带运输机的钢丝绳应选择，选择结构，钢芯钢丝绳,结构和选型如表4-2和表4-3所示。初步选定钢丝绳直径为12mm。图4-3 钢丝绳结构表4-2钢丝绳的分类典型结构直径范围钢丝绳股绳6*19S(1+9+9)1236表4-3 力学性能钢丝绳公称直径D/mm钢丝绳参考质量/kg(100m)-1钢丝绳公称抗拉强度钢丝绳最小破断拉力/kN1258.4177090.7（1）钢丝绳直径 (4-5) (4-6)式中：d钢丝绳最小直径；C选择系数，mm/N1/2；S最大静拉力；n安全系数，如表3；k钢丝绳捻制折减系数；钢丝绳充满系数，钢丝断面面积之和/绳横断面毛面积；钢丝的公称抗拉强度，Mpa。（2）破断拉力 (4-7)式中：F0破断拉力；n见表4-4。表4-4 C和h的值机构工作级别选择系数C值安全系数n钢丝公称抗拉强度t/Mpa155017701850M50.1040.1000.0965计算得：符合条件，钢丝绳的选型是合理的。4.2.4 卷筒的选型（1）卷筒的几何尺寸卷筒名义直径 (4-8)绳槽半径： (4-9)绳槽节距：标准槽 (4-10)深槽 (4-11)卷筒厚度：钢卷筒 (4-12)铸铁卷筒 (4-13)式中：d钢丝绳直径；h与机构工作级别和钢丝绳结构有关的系数，按表4选取；D1按钢丝绳中心计算的最小直径；D卷筒绳槽底径。单层绕卷筒长度 (4-14)式中：Hmax最大起升高度；m 滑轮组倍率，m=2；Z1钢丝绳安全圈数，；P 绳槽节距；D1单层直径。表4-5 系数h值机构工作级别卷筒滑轮M51820计算：卷筒名义直径；绳槽半径绳槽节距：标准槽卷筒厚度：钢卷筒单层绕卷筒长度数据均符合要求，选择合理。（3）卷筒强度计算i)卷筒内壁表面最大压应力：L3D应满足 (4-15)式中：A与卷绕层数有关的系数,取1；A1应力减小系数，一般取A1=0.75；Smax钢丝绳最大静拉力，N；卷筒壁厚，mm；许用压应力,MPa，；钢的屈服点。计算：，满足。ii)由弯矩产生的拉应力：L3D应满足 (4-16)式中：Mumax有钢丝绳最大拉力引起的最大弯矩，Nm；W -抗弯截面模数，mm2bP许用拉应力，MPa，；钢的屈服点。计算：，满足。4.2.5 滑轮组的选型绳索滑轮一般有导向和支撑的作用，本次升降设计中选用的是导向的作用，电机驱动带来的圆周运动，通过缠绕在滚筒上的钢丝绳转化为移动导杆的直线运动，改变了钢丝绳及其传递拉力的方向。本次设计中，采用小尺寸的滑轮，一个定滑轮，一个双联动滑轮构成滑轮组。初定滑轮直径，材料为铸铁。（1）滑轮的主要尺寸图4-2 滑轮简图如图，钢丝绳直径,滑轮绳槽底半径,绳槽两侧面夹角,滑轮直径。（2）滑轮组设计计算滑轮组是由一根挠性件一次绕过若干动滑轮和定滑轮形成的一种机构，有省力滑轮组和增速滑轮组之分。本次设计中主要是为了实现升降功能，所以选择的是省力滑轮组，如图。图4-3 省力滑轮组图4-4 升降驱动装置牵引力 (4-17)牵引速度 (4-18)式中：牵引力；起重量的重力，N；滑轮组倍率；vs挠性件自由端牵引速度，取0.3m/s；vh动滑轮组的速度，m/s。计算：牵引力牵引速度4.3 桁架的设计与计算本次设计的升降皮带机的升降机构是通过将一些细长杆焊接成几何形状不变的桁架结构，从而实现皮带机的提升与下降。本次桁架弦杆采用折弦的轮廓形状，腹杆系统则采用简单K式桁架中的竖杆，较为简单便捷。桁架在理论上都设定为铰接，因此在设计桁架结点时，所有被连接构件的几何轴线都要汇交与一点，防止偏心承载。结构简图如图。图4-5 升降桁架结构简图4.3.1 桁架的主要参数桁架高度和跨度的关系为： (4-19)表4-6 悬臂架外形尺寸参考值臂架类型臂架几何参数H/LB1/LB2/L刚性拉杆0.10-0.170.14-0.260.06-0.16图4-6 桁架外形简图初步选定，经计算，符合基本参考值。桁架静荷载值:，活荷载值。4.3.2 桁架的挠度计算由均布载荷产生的中点挠度 (4-20)式中：A1上下弦杆的截面面积；E 弹性模数；h、l长度。计算：挠度很小，符合工作要求。4.3.3 桁架的强度校核桁架所能承受的临界压力 (4-21)临界压力对应的应力 (4-22)计算：cr=121.8MPaP符合强度条件。5 行走机构计算5.1 行走驱动装置的选型5.1.1 行走电动机的选型负载功率 (5-1) (5-2)式中：n转速，r/min；T转矩；GD2回转体转动惯量；t时间。经计算，初选，额定功率1.5kW。5.1.2 变速器的选型本设计主要为了实现皮带机整体的行走速度，行走方向，所以选择电动机加变速器组合，实现运动和动力的传递。变速器分有级变速器和无级变速器两种，相比有级变速器而言，无级变速器转速、滑动率、传动效率等等都优于有级变速器。因此初选行星锥盘式无级变速器， VA、VB、VC装配形式，恒转矩型。要求入轴转速不大于3000r/min，传递功率0.097.5kw，输出转矩6.513.5 Nm,输出轴转速3801900r/min。行走轮轴直径D=89mm，初定行走速度为0.2m/s,其运行速度： (5-3)而输入速度为，那么传动比为： (5-4)经计算，选择JWB-X系列无级变速器，具体参数如下表所示。表5-1 无级变速器主要参数型号电机输入功率(kw)输出速度(r/min)许用输出转矩(N.m)一级齿轮减速1.540-200100-50.55.2 车轮的选型与计算车轮是本设计部分的重要零部件，既有承重作用，又有驱动与制动的作用，可以减少皮带机移动过程的能量消耗，提高工作效率。车轮主要由轮胎、轮辋和轮辐组成，结构简图如图5-1所示。图5-1 车轮结构简图5.2.1 轮胎的选型根据皮带机的工作要求和环境状况，轮胎的花纹选择牵引型胎面花纹形式，牵引性能好，抗下陷性能好，在I-III级土壤中可实现牵引和驱动。由于皮带机行走时轮胎负荷较为稳定且速度缓慢，所以选择平地机轮胎，最高速为40km/h。本次设计的行走机构部分，有行走轮和导向轮两部份，行走轮采用充气轮胎，导向轮采用铸胶实心轮胎。初定行走速度为12m/min，轮胎具体参数如下表。表5-3 轮胎具体参数规格层级标准轮辋最大负荷相应内压新胎充填后的尺寸断面宽外直径6.00-9124.00202810501605455.2.2 轮的强度校核初选轮径D=430mm，运输机荷载Q=100kg，自重G=1000kg，行驶速度12m/min。（1）计算轮压 (5-5) (5-6)得计算局部挤压应力 (5-7)得 （2）强度校核计算最大轮压 (5-8)计算最大局部挤压应力 (5-9)综上所述，符合疲劳条件和强度要求。5.3 轮轴的选型与校核5.3.1 轴的主要尺寸轴有转轴、心轴、传动轴三种。在本次行走机构设计中，轴寄售弯矩又有扭矩，所以选择转轴，材料为45钢，调质处理，耐磨性能好，抗疲劳强度高。轴上基本零件的装配如图5-2所示。初选轴长L=1450mm，轴的直径89mm，如图5-2所示。图5-2 行走轮轴5.3.2 轴的强度校核本次设计中，轴是转动轴，同时承受弯矩和扭矩，应按弯扭合成强度条件进行计算。（1）将轴看做受均布载荷，则径向载荷F为：（2）作出弯矩图 图5-3（3）做出扭矩图（4）校核轴的强度直径D=89mm时，抗弯截面系数W0.1D3=0.1893抗扭截面系数Wr0.2D3=0.2893则轴的弯扭合成强度条件为： (5-10)式中：ca轴的应力；M弯矩，；T扭矩，；-1许用弯曲应力，取60MPa。计算得：符合强度条件。5.3.3 轴的刚度校核（1）弯曲刚度校核当量直径 (5-11)式中：li各段长度，l1=20mm，l2=22mm，l3=34mm，l4=36mm di各段直径， d1=36mm，d2=41mm，d3=48mm， d4=55mm；L阶梯轴的计算长度，L=112mm；z取4。挠度： (5-12)式中：计算符合弯曲刚度条件。（2）扭转刚度校核阶梯轴圆轴扭转角 (5-13)式中：G轴材料的剪切弹性模量；阶梯轴受扭矩作用的长度，；z阶梯轴受扭矩作用的轴段数。扭转刚度应满足 (5-13)式中：=0.51()/m计算：符合扭转刚度条件。结论本次我设计的是可升降的移动皮带输送机，从年前就开始着手准备一系列的资料，包括外文翻译、查找文献、构思总体设计方案、查找机械设计手册，各种皮带机的说明书等等。整个过程虽然遇到了很多的困难，但是在我的论文指导老师的帮助下，一一得到了解决。本次说明书中的各种机构设计还有很多不足的地方需要改进，比如金属机架结构部分，还有许多未尽事宜。首先，刚拿到题目的时候，我是茫然的，因为我对皮带机这种大型机构不是特别了解，也就平时见过而已，现在要设计一个出来，困难重重。当把想法和指导老师*老师说了以后，老师进行了深度的分析：第一，要进行的就是总体方案的设计，只有明白各个机构的工作原理，才能进行接下来的设计过程；第二，按照重要性的顺序进行设计，输送机构是移动式升降皮带机最重要的部分，自然是首要设计的部分；第三，对升降机构进行设计，采用的是钢丝绳-卷筒-滑轮组做驱动升降装置，平面连杆机构做升降构件，采用桁架的结构，是的连杆机构的稳定性更高；第四，对行走部分进行设计，有电机减速机的选型、车轮与轮轴的选型等等。其次，在进行每个机构具体设计的时候，遇到了很多问题。虽然对整个的设计有了具体的了解，但是每个机构的要求都不一样，难度也不一样，又再次带着疑问去找老师。（1）皮带机输送机构部分，需要进行带的选型、传送滚筒的选型、改向滚筒的选型、托辊的选型，具体的计算可以参考机械设计手册。（2）升降机构部分，电机减速机带动滚筒的转动，进而钢丝绳和滑轮组可以运行，可以实现升降，桁架可以看成连杆机构，进行具体参数的选择和设计，强度校核方面，也可以参照起重机桁架部分的设计计算。（3）行走机构部分，主要需要的车轮的选型、轮胎的选型还有轮轴的强度校核，因为车轮是整个皮带机的承重部分，所以在尺寸设计、材料选型、强度校核方面需要慎重。最后，虽然移动式升降皮带机设计在老师的指导下做了出来，可是仍然存在很多问题。比如说，金属机架能否承重；连杆机构位置选择，是否会发生倾翻问题；能否运用到实际生活中去等等问题，都因为时间的问题无法得到完善的解决。致谢在本次毕业设计的过程中，我特别要感谢我的指导老师*老师。在从年前的总体方案设计、文献参考、资料查询，到年后的说明书设计等等，都给了我很大的帮助。每次遇到困难，老师都会不厌其烦的给我讲解，给我找寻设计途径，让我对我的毕业设计有了更好的把控，也为我将来的工作打好了基础。还要感谢一直以来帮助我的同学、在制图过程中有不会的地方时，总能及时出现，给我帮助；感谢一直以来支持我的家人，无论是物质上还是精神上。参考文献1 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