螺旋输送机的设计.docx

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1、螺旋输送机的设计摘要:此螺旋输送机的设计主要用于饲料的传送，根据给定的输送量以及物料特 性分别进行叶片用料实形、螺旋直径、螺旋转速等主要参数的设计计算。传动部 分采用电动机带动皮带，皮带带动一级减速器、减速器连接机体的传动方式。根 据计算得出的主要参数选择合适的电动机，从而确定带轮以及减速器的传动比， 将主要后续工作引向一级减速器的设计，其中包括主要传动轴的校核、齿轮的选 择等计算工作。最后根据计算所得结果整理出安装尺寸以及装配图的绘制。关键词：螺旋输送机减速器饲料运输1引言：螺旋输送机是一种常用的连续输送机械。它是利用工作构件即螺旋体的旋转 运动使物料向前运送，是现代化生产和物流运输不可缺少

2、的重要机械设备之一， 在国民经济的各个部门中得到了相当广泛的应用，已经普及冶金、采矿、动力、 建材、轻工、码头等一些重工业及交通运输等部门。主要是用来运送大宗散货物 料，如煤、矿石、粮食、砂、化肥等。本文以草料和饲料为主要输送原料进行螺 旋输送机的相关结构和参数设计。2螺旋输送机工作原理草料和饲料运输工业中螺旋输送机主要用于原料的输送，一般采用实体螺旋 叶片，中间吊挂轴承等螺距的全叶式螺旋即S制法螺旋输送机。其结构图如下列图 1所示1 23 456781、驱动装置2、联粕器3、壳体4、出料门5、旋转螺旋轴6、中间吊挂轴承7、支座8、进料口图1螺旋输送机简图(910/120)/2 = 3.85.

3、3计算传动装置和动力参数设计计算传动件时，需要知道各轴的转速、转矩或功率，因此应将工作机 上的转速、转矩或功率推算到各轴上。由于从电动机到工作机有两，依次为错误！ 未找到引用源。、n轴，那么可按电动机轴至工作机运动传递路线推算，得到各轴 的运动和动力参数。5.3.1 .各轴转速n n 388r/1 m mjn n nn 丁2 w Im 100r/ minn一工分别为错误!未找到引生小。 上轴的转速，r/min ; I藕为身速轴，n轴为低速轴；2 .各轴输入功率P1P 1dP2P 2111 0.9610.56kw10.56 0.98 0.98 0.979.84kw235.3.2 .各轴输出功率1

4、0.56 0.9810.35kw219.84 0.982 9.64kw533 .各轴输入转矩电动机轴输出转矩Td 9550119550108.3N m970I轴输入转矩T1T d 104N1n轴输入转矩T2 T108.3 0.96 m104 2.5 0.98 0.97 3 247.2N m5.3.4 .各轴输出转矩I轴输出转矩T，104 0.98T101.92N m112II轴输出转矩T，T 247.2 0.9822242.16N m26齿轮的设计计算6.1 .齿轮的材料因传动尺寸不宜太大，批量较小，由于传动比比拟大，故小齿轮用20cr 经渗碳淬火低温回火处理,硬度为56-62HRC ,平均取

5、为60HRC ,大齿轮的 材料选与小齿轮相同的材料，硬度取为60HRC。6.2 .齿根弯曲疲劳强度计算计算项计算项计算内容计算结果621 .初步计算转矩T=2479401N m齿宽系数中d转矩T=2479401N m齿宽系数中d由表12.13 ,取中d = 1.0=247.94N m T1Wd = 1.0弯曲疲劳极限 由图12.23c弯曲疲劳极限 由图12.23cF,im 1000MPaFlim FlimlWOOMPaFlim 2弯曲应力出 7 串12.21 fFlim=700 Mpa=700 MpaAm由表 12.17 ,取 Am = 1.35Am = 1.35YFa2=2.21YSa2 =

6、 1.8220齿形系数VFa由图12.21YFal=2.8应力修正系数YSa由图12.221YSal=1.56(初步小齿轮齿数由Z-初选一20min -7 1-4IZ 1初步计算的模数m由式12.20Fa1dF12479401.3505 202.8 1.567002.672由表12.3选用m=3小齿轮直径dld1 mz d13 20 60mm60mm1初步齿宽bdd1.0 60 b=60mm60 mm大齿轮直径d 2及齿数iz 3.881 zmz 32 d207877.6二78234mm2c =234mm2校核计算d- n1160 100060 38860 10001.22m/ s圆周速度v=

7、 1.22m/s精度等级由表12.6选6级精度使用系数KA由表12.9KA=1.5动载系数KV由图12.9KV=1.15齿间载荷分配系数K由表12.10 ,先求zr1d12- 1019203397.3N603397.330169.9N100NK =1.0F齿向载荷分布系数KH0由表12.11B1b0.6(D)2()2 C10 3 bKHp= 1.175剂 9 0.261d1300.66030()2(60)20.3310 31.175齿向载荷分布系数KF302.25 84 44由图12.14K =1.12F载荷系数KK= KA KVK KF F= 1.5 1.15 1.0 1.121.932K=

8、1.932重合度系数Y111.88 3( 1.881.69z z1 2113 9(20 122)cos)10 75 o 75Y 0.250.250.691.69y=0.69弯曲最小平安系数S由表12.14F min总工作时间th应力循环次数NLt 10 300 824000h.htNL1 60 nt h60 1 388 24000S =1.25F min=24000hh5.59108NL15.59 108N NL2 _LL/i5.59 1083.881.44108L21.44108弯曲寿命系数Y N寸系数Yx许用弯曲应力由图12.24由图12.25F1YN10.9= 1.00.95Y YFli

9、ml N1XSF min1000 0.9 1.01.25720MPa720MPaF1i丫 丫IFlim2 N2F1FJs-F min1000 0.95 1.01.25验算760MPa 760MPaF2J2 KTy YI1bd mEal2 贫。T 28, 0.69219.6MPaF1YY-F2 F1 YYFa1 Sa2Sa12.21 1.82219.62.8 1.56202.2MPaF2计算结果说明，弯曲疲劳强度较为合适，齿轮尺寸无需调整。否那么，尺寸调整后还应在进行验算。6.23确定传动主要尺寸实际分度圆直径d因模数取标准值时，齿数已重新确定，但并未圆整，故分度圆直径不会改变，即d1 mz d

10、1d mz 3 78234mm2 2dd d中心距aa 1320- 60mm60mm1=234mm260234147mm=147mm222齿宽bb1.0 6060 mm 60mmdd bb1150mm263齿面接触疲劳强度计算计算工程计算内容计算结果齿间载荷分配系数K由表12.10 ,先求HF 2T- 2 101920t 3397.3N60= 1.0H84.9N80NK 1.5 3397.3FKA tb 60载荷系数KK= KA KV KKH H= 1.51.15 1.0 1.1752.03K=2.03接触疲劳极限H lim1500MPaH lim弹性系数ZEZE=189.8MPa节点区域系数

11、ZHZH=2.5接触最小平安系数SHminSHmin = 1.05应力循环次数NLNl1 559 108N1 441 08L2接触寿命系数z2=1.1 典N图 12.18 Z 1=1.0 ZN许用接触应力许用接触应力H1H2ZH lim 2N2sH min11500 1.15VZH Iim1N1sH min1500 1.01.051428.6MPa ,验算zzE H1.05 |MP2KT (1)1bd 21= 189.8 2.5 0.882 2.03 1019204.8860 602 3.88= 648.15MPaH1计算结果说明，接触疲劳强度也合适。传动无严重过载，故不作静强度校核7轴的设计

12、计算7.1.轴I的设计计算 它由一根装有螺旋叶片的转轴和料槽组成。转轴通过轴承安装在料槽两端轴承座 上，转轴一端的轴头与驱动装置相联。料槽顶面和槽底开有进、出料口。其工作 原理是:物料从进料口加入,当转轴转动时，物料受到螺旋叶片法向推力的作用， 该推力的径向分力和叶片对物料的摩擦力，有可能带着物料绕轴转动，但由于物 料本身的重力和料槽对物料的摩擦力的缘故，才不与螺旋叶片一起旋转，而在叶 片法向推力的轴向分力作用下，沿着料槽轴向移动。3主要参数设计31输送量输送量是衡量螺旋输送机能力的一个重要指标，现传送物料选择为饲料，平 均产量为10T/时,采用螺旋输送 机作水平输送，输送距离为5米。在输送物

13、料 时，螺旋轴径所占据的截面虽然对输送能力有一定的影响，但对于整机而言所占 比例不大，因此，螺蹄送机的物料输送量可粗略按下式计算：Q 3600 f.1 式中：Q二螺旋输送机输送量，t / h。F为料槽内物料层横截面积入为物料的单位容积质量,t/m ,它同原料的种类、湿度、切料的长度以及净化方式、 效果等多种因素有关，其值查阅相关的手册为倾斜输送系数在实际工作中，通常不考虑物料轴向阻滞的影响，因此物料在料槽内的轴向移 动速度/60所以Q 47DS 1送量与D、S： n、，有关，当物料输送量Q确定后，可以调整螺旋外径D、 螺距S、螺旋转速n和填充系数等四个参数来满足Q的要求。3.2螺旋直径确实定螺

14、旋叶片直径是螺旋输送机的重要参数，直接关系到输送机的生产量和结构尺寸。一般根据螺旋输送机生产能力、输送物料类型、结构和布置形式确定螺旋叶 片直径X由经验公式D K2.5G/ C1米此种螺旋输送机以饲料为输送原料，由条件知G 10 1.2 12吨/时1.2倍系考虑生产数倍量】估算轴径d-轴查参考资料二表 16.2 取 C=102 , P =10.56KW , P111的输入功率，n二388r/min, n -1 轴的转速。Bn =32mm轴的结构阶梯轴的第二个轴径一般比第一个轴径大38mm,所以从右边起：d =32mm ,取d =40mm , d =44mm ,取d =48mm由于此段轴与齿轮相

15、1234连，X%一 h 46 3.75 42.5m7.5，故设计成齿48c f轮轴。2d =d =48mm , d = d =40mm ,参考带轮的长度,连接带轮的长度为： 5462L =80mm , L装的是轴承和轴承端盖还加上20mm ,所以，取L =58mm ,122L =18mm z L =14mm , L 是齿轮轴且是齿宽，取L =60mm , L =58mm ,34556L装的是轴承，查手册,取L =18mmo 77轴的结构图如下：7.1.3 I轴的校核轴的校核采用疲劳强度校核，疲劳强度的校核是计入应力集中、外表状态和尺寸影响以后的精准校核。校核过程如下：计算工程计算内容计算结果计

16、算齿轮受力圆周力径向力轴向力计算支承反力水平面反力2 105050 96-2168.2F Ftan cosr t1F tan sina F1Ft 2168.2NFr 694.5NFa 374.85N694 5 8091610.55NF-Ri 610.55N垂直面反力垂直面反力F“R2 4074.3 N 许用应力值 用插入法查得应力校正系数F，R2R2F R1F“R2694.5 171 1305F2168.2 801906912168.2 1714074.3910b102.5MPa / ! !601bR21305NR11906N=0.59102.5I 1b |当量弯矩M， M2 ( T)2 M(

17、 192385N.mm校核轴径齿根圆直径M 1923853 01 13321 ib 60mm0.1 60d M61980n 3 ii 3220,1 46mmw 0.1 60故该轴合格7.2轴口的设计计算7.2.1 材料的选择：选的是45号钢,调质处理，=650Mpa z =360Mpaos7.2.2 n轴的结构的设计1）估算直径 取 C=112, P =9.84KW , n =100rad/min22d1 g1 112 3 9.84/100 52mm,n2取d1 55mm2）轴的结构阶梯轴的第二个轴径一般比第一个轴径大38mm,所以从右边起：取d65mm z d=75mm , d = d 75

18、mm o L用来安装轴承和挡油板， 3341L=25mm , L根据结构要二72mm ,取L =88.25mm ,根据结构要求取L4求取 J603m 口勺求取 J603m 口勺1 2一.37.3减速器箱体尺寸表名称符号尺寸关系数据机座壁厚0.25+1810土口立 C CdQV Lttti壁度1U.UZd + loO机座凸缘厚度b1.515机盖凸缘厚度b11.5112地脚螺钉直径d0.03a + 1220a250500地脚螺钉数目* *n=6轴承旁联结螺钉直径d10.75df16机盖与机座联结螺钉直径d2(0.50.6)df12联结螺钉d的间距I150200结构决定Z.轴承端盖螺钉直径d3(0.

19、40.5)d =8-1f100窥视盖螺钉直径d4(0.30.6) df8定位销的直径d(07-0.8) d =9.621012d d d至外壁距离f 1 2d dd至凸缘边缘距f 1 2c1c226 22 1824 18 16离轴承旁凸缘半径R116凸告局J度h1结构决定外机壁全轴承座端面距I1c +c +(810) 1262离大齿轮顶圆与机壁距离11.2=1.2*1012齿端面与机内壁距离2=1025* *肋厚m ,m1m =m = 10110底座凸缘的厚度b22.525轴承端盖外径D21.25D + 10160 、 170轴承端盖凸缘厚度t(1-1.2) d312轴承旁联结螺钉距离S205

20、8结束语螺旋输送机是一种连续的物料输送机械，由于连续运输机在工作原理、结构 特点、输送物料的方法和方向以及其他一系列特性上各有不同，因此种类繁多。 在螺旋输送机设计中，主要是根据输送物料性质、输送量、输送距离、输送倾角、 螺旋转速确定螺旋输送机的生产率和功率。设计参数主要有两类，一类为设计常量，它是根 据客观规律，具体条件所确定的数据或者是预先给定的参数。另一类为设计 变量，它是设计中可变化的需要确定的结构参数。由于制砖原料多种多样，而且 原料的特性随原料的种类、产地、湿度以及备料净化方式及效果等各种因素的不 同而改变，因此，在确定螺旋输送机的主要参数时，要从其输送机理、物料的特 性等方面入手

21、，尽可能进行多种试验，取得一些设计参数，才能设计出符合物料 特性的螺旋输送机。致谢本设计是在陈迎春老师的悉心指导下完成的。在陈老师的帮助下，顺利完成 了该设计的资料搜寻、初步构想、设计计算、图形绘制、直至修改和完稿。陈老 师不仅在学业方面给予指导，而且在工作方面也给予了很多的关怀。在此谨向陈 老师表示以诚挚的敬意和感谢。参考文献1 .期刊论文徐余伟螺旋输送机参数选择和确定2 .刑苏宁、李新平螺旋输送机的合理选型期刊论文卜煤矿机械3 .网络资料（号业论文外文摘要）TitldScrew conveyor designAbstract:The design of screw conveyor is

22、mainly used for feed delivery, according to the given throughput and material characteristics of the materials were actually the leaf-shaped, screw diameter, screw speed and other main parameters of the design calculations.Transmission of the use of motor driven belt, belt drive a gear reducer, spee

23、d reducer to connect the body of the drive.According to the calculated main parameters select the appropriate motor pulley and speed reducer to determine the transmission ratio, will lead a major follow-up reducer design, which includes checking the main shaft, gear selection calculationwork.Finally

24、, the calculated results supported the installation size and assembly mapping.Key words: Screw Conveyor Reducer feed transport=0.25【查表得物料填充系数】= 1.1吨/米3【查表得物料堆积重度】k =0.05651GX型螺旋输送机的螺旋直径系列如下100,150,200,250,300,400,500,600因此圆整取D=100mm蟒巨不仅决定着螺旋的升角，还决定着在一定填充系数F物料运行的滑移面，所以螺距的大小直接影响着物料输送过程。输送量Q和直D一定时，螺距改变

25、，物料运动的滑移面随着改变, 这将导致物料运动速度分布的变化对于标准的输送机，通常螺距为K =0.8-1.0;当倾斜布置或输送物料流动性较差时K 0.8;当水平布置时，Kl=0.81.0。因选用全叶式螺旋,其螺距和螺旋直径的关系为S=0.8D=80mm螺旋转速确实定螺旋轴的转速对输送量有较大的影响。一般说来，螺旋轴转速加快，输送机的生 产能力提高，转速过小那么输送机的输送量下降但转速也不宜过高，因为当转速超 过一定的极限值时，物料会因为离心力过大而向外抛,以致无法输送。所以还需要对转速n进行一定的限定，不能超过某一极限值。为了保证物料能比拟平稳地输送，不至被螺旋抛起来，根据实验螺旋的极限转速为

26、n k / D OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO 1 2式中D为螺旋直径，12为物料特性系数查表可得生料的物料特性系数为35。由以上计算可得D=0.1m代入1式求的螺旋转速N = 110转/分 按螺旋输送机转速系列20,30,35,45,60,75,90,120,150,190因 此圆整取标准系列值N = 120转/分在此校核填充系数G/47D2n SC =1.2/47 (0.1)2 120 1.1 0.1 0.8 10.24在推荐范围了填充系数满足要求螺旋轴轴径确实定螺旋轴径的大小与螺距有关，因为两者共同决定了螺旋叶片的升角，也就决 定了物料的滑移方向及速度分布，所以应从考虑螺

27、旋面与物料的摩擦关系以及速 度各分量的适当分布来确定最合理的轴径与螺距之间的关系。根据物料的运动分析,析,可知要保证物料在料槽中的轴向移动，螺旋轴径处的轴向速度V要大于0 ,即螺1旋内升角a 12,又因为tanp=f , tan =S/ d所以螺距与轴径之间的关2系必须满足的条件之一是：d fs/实践证明，对大多数螺旋输送机来说，一般其螺旋体的结构均能满足第一个条件的要求，但对螺旋体直径较小（例如D=100mm）的螺旋输送机来说，其不一2定能满足第一个条件的要求，因而在确定较小直径螺旋体的S和d时，必须进行这项验算工作。轴径与螺距的关系还应满足的第二个条件是：螺旋轴径处的轴向速度V要大于圆周速

28、度v ，即V V 0由此计算得出的轴径相当大，这势必 1212降低有效输送截面。为了保证足够的有效输送截面，从而保证输送能力，就得加大结构，使得输送机结构粗大笨重，本钱增加。所以，螺旋轴径与螺距的关系应是输送功能与结构的综合，在能够满足输送要求的前提下，直尽可能使结构紧凑由于螺旋输送机的填充系数较低，只要保证靠近叶片外侧的物料具有较大的轴向速度，且轴向速度大于圆周速度即可。一般轴径计算公式为d=0。2-0 . 35 D在止匕取d=0.3D 即 d=0.3 100=30mm单片螺旋叶片用料实形的下料确定全叶式螺旋结构简单，输送效率亦高，适于输送松散的物料。而叶片是极易磨损 的原件，需要经常的制备

29、和更换。叶片通常先煨制成长度为一个螺距的单节叶片, 再在转轴上焊接成为连续的螺旋。单节螺旋叶片的计算方法如上图所示,根据已 知的C,D,S,d值，计算a R的值。计算公式如下r=cL /l 11L1 R=c r2360/0(801745r3V1 式中L vS 24L2d 21S25由上面计算可知螺旋轴直径d = 30mm螺旋直径D=100mmC=35mm =0.035Mr=0.35mR=0385Ma=20 o倾斜角度螺旋输送机的倾斜角度对于螺旋输送机输送过程的生产率和功率消耗都有 影响，一般它是以一个影响系数的形式来表达的，螺旋输送机输送能力将随着倾 斜角度的增加而迅速降低，同时，螺旋输送机布

30、置时倾斜角度也将影响物料的输 送效果。另外倾斜角度的大小还会影响填充系数，倾斜角度对填充系数的影响如 表L倾斜角度越大，允许的填充系数越小，螺旋输送机的输送能力越低。因此, 在满足使用条件的醐是下，在此选用水平布置，提高输送效率，即倾斜角度为零。3.6 电机功率的计算螺旋输送机的功率，用以克服以下阻力。1）使被运物料提升高度H（水平或倾 斜）所需的能量（2）被运物料对料槽壁和螺旋面的摩擦所引起的能量消耗（3）物料 内部颗粒间的相互摩擦引起的能量消耗；（4）物料沿料槽运动造成在止推轴承处 的摩擦引起的能量消耗；中间轴承和末端轴承处的摩擦引起的能量消耗。克服以上阻力所需轴功率NoN =k( L H

31、)367千瓦(L千瓦(L千瓦H)所需电动机功率N=k 电 367其中为物料阻力系数L为输送机水平投影长度H为垂直投影高度总传动效率一般取 =0.94k为功率备用系数k=le 2 -1.4k为功率备用系数k=le 2 -1.4N为轴功率N为电动机功率由上式代入数值计算得：NoN电二0.3千瓦 367k36712 H)=1.2367(1.5 5)4传动端轴的验算螺旋输送机的端轴直径d是由螺旋直径D的系列所确定。但端轴传递的功率 那么随螺旋输送机的水平投影长度L和垂直投影高度H值的增加而增大。为了保证 端轴能可靠的传递功率，确定功率后，对端轴进行强度验算。一定系列螺旋输送 机的端轴所能承受的扭矩M和

32、悬臂力P是固定的。端轴的需用扭矩通常以许用千瓦转速比【】表示。现拟采用联轴节和减速器作为传动装置。端轴受扭矩作用进行千瓦转速验算TT臬*鲁国/。尢$9姓瓦/转/分 查表将D=100量米时nNN所以端%强度满足强度要求o nn4.1端部轴承的选择计算在螺旋的俩端，装端部轴承。在此，输入端采用单列圆锥滚子轴承。螺旋轴直径d = 30mm 如下图 从右至左各段长度分别为Id ,d ,d ,d ,d ,dd 34567贝Ud 二d =30mm1d =d +(510)mm 取 d =35mm 212d =40mm d =50mm d d =40mm3453d = d =35mm d =d =30mm62

33、71I =5m I =35mm I =18mm I =60mm1234I =18mm I =15mm I =70mm567由此查机械设计课程设计手册选用圆锥滚子轴承30208 GB/T 297-1994其相关安装尺寸可参照课程设计手册第75页另一端平轴承装置的结构，在此采用调心球轴承其尺寸如下列图所示参照机械设计课程设计手册选择滚动轴承1208 GB/T 281-1994另另LB5动力装置的选择和分配5.1 电动机的选择由以上计算可知电机功率输出功率为0.32千瓦 因此选择Y90S-6额定功率为075转速为910转/分其主要安装尺寸如下列图中心局JH外形尺寸L (AC/2 AD)HD底角安装尺寸A B地脚螺栓孔直径轴伸尺寸D I装键部位-尺寸F160310 (175/2155)140GD100106 (20 24x5024)5.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比由选定的电动机满载转速n和工作机转速n可得传动装置总传动比为mwn 910I ma nw 7.58，拟采用带传动和一级圆柱齿轮减速齿轮为传动装置。故可 120取带的传动比为2O 一级圆柱齿轮减速器传动比i = 37,由于所取电动机型号为Y90S-6,其同步转速为910,故分配到一级圆柱齿轮减速器传动比为