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安徽矿业职业技术学院毕业设计说明书设计题目作者姓名学号系部专业指导教师2013年4月16日摘要本次毕业设计是关于带式输送机的选型设计。
主要是分析输送机选型原则和计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计。
目前，胶带输送机正朝着长距离，高速度，低摩擦的方向发展，近年来出现的气垫式胶带输送机就是其中的一个。
在胶带输送机的设计、制造以及应用方面,目前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造带式输送机过程中存在着很多不足。
本次带式输送机设计代表了设计的一般过程, 对今后的选型设计工作有一定的参考价值。
目录第一章初选胶带输送机号 (1)1.1已知原始参数和几个工作条件 (1)第二章胶带宽度的选型计算及验算 (2)2.1带宽的确定 (2)2.2带宽的核算 (5)第三章胶带运行阻力的计算 (6)3.1主要阻力计算 (6)3.2主要特种阻力计算 (8)3.3特种附加阻力计算 (8)3.4倾斜阻力的计算 (10)3.5圆周驱动力的计算 (10)第四章胶带张力的计算 (11)4.1张力点的计算要求与公式 (11)4.2各特性张力的计算 (12)第五章胶带悬度的验算 (14)5.1胶带下垂度的计算公式 (14)5.2胶带强度的检验 (14)第六章胶带强度的验算 (15)6.1输送带强度验算 (15)第七章电动机的选型计算 (16)7.1传动轴功率计算 (16)7.2电动机功率计算 (16)第八章拉紧力的计算 (17)8.1拉紧力 (17)致谢 (18)参考文献 (19)第一章初选胶带输送机型号1.1 已知原始参数和几个工作条件：一、带式输送机的设计计算，应具有下列原始数据及工作条件资料（1）物料的名称和输送能力：（2）物料的性质：1）粒度大小，最大粒度和粗度组成情况；2）堆积密度；3）动堆积角、静堆积角，温度、湿度、粒度和磨损性等。
（3）工作环境、露天、室内、干燥、潮湿和灰尘多少等；（4）卸料方式和卸料装置形式；（5）给料点数目和位置；（6）输送机布置形式和尺寸，即输送机系统（单机或多机）综合布置形式、地形条件和供电情况。
胶带输送机的选型计算一、概述初步选型设计带式输送机，已给出下列原始资料：1）输送长度m L 7=2）输送机安装倾角︒=4β3）设计运输生产率h t Q /350=4）物料的散集密度3/25.2m t =ρ5)物料在输送机上的堆积角︒=38θ6)物料的块度mm a 200=计算的主要内容为：1)运输能力与输送带宽度计算；2)运行阻力与输送带张力计算；3)输送带悬垂度与强度的验算；4)牵引力的计算及电动机功率确定。
二、原始资料与数据1）小时最大运输生产率为A ＝350吨／小时；2）皮带倾斜角度：︒=4β3）矿源类别：电炉渣；4）矿石块度：200毫米；5）矿石散集容重3t/m 25.2=λ；6）输送机斜长8m ；图1-1三、胶带宽度的计算选取胶带速度v=0.4米／秒；按堆积角 38=ρ得500=K ；得99.0=C所以带宽 mm 36.886199.04.025.2500350c =⨯⨯⨯⨯==νκγξQ B 考虑降尘，货载块度及胶带的来源，选用1400mm 宽的尼龙芯胶带。
单位长度重量m /kg 65.25q =，胶带厚度mm d 17=四、胶带运行阻力与张力的计算1、直线段阻力的计算4-1段阻力W4-1为NL q q L q q q F h 91.208007.07)37.25194.2381(997.004.07)19637.25194.2381(sin )(cos 0110z =⨯⨯++⨯⨯⨯++=++++=ββϖ）（ 式中： q ——每米长的胶带上的货载重量m N /，m N /94.23810q ——每米长的胶带自重m N /37.2511q ---为折算到每米长度上的上托辊转动部分的重量m N /,m N q /1961.1/8.9221=⨯=式中 1G ——为每组上托辊转动部分重量N ，m N /6.2151l ——上托辊间距m ，一般取m 5.1~1；取m l 1.11=L ——输送机2-3段长度m 7；1ϖ——为槽形托辊阻力系数查带式输送机选型设计手册04.01=ϖ；β——输送机的倾角；其中sin β项的符号，当胶带在该段的运行方向式倾斜向上时取正号；而倾斜向下时取负号；2-3段的阻力k F 为N L q L q q F k 92.3807.0737.251997.0035.07)55.9337.251(sin cos 0220-=⨯⨯-⨯⨯⨯+=-+=ββϖ）（式中： 0q ——每米长的胶带自重m N /37.2512q ——为折算到每米长度上的上托辊转动部分的重量，m N /,m N q /55.932.2/8.9212=⨯=式中 2G ——为每组下托辊转动部分重量N ，m N /8.2052l ——下托辊间距m ，一般取上托辊间距的2倍；取m l 2.22=L ——输送机3~2段长度m 7；2ϖ——为槽形托辊阻力系数查带式输送机选型设计手册035.02=ϖ不计局部阻力时的静阻力N F F F k zh w 99.204192.3891.2080=-=+=2、局部阻力计算（1）图1-1中1~2段和3~4段局部阻力。
毕业设计计算说明书设计题目：带式输送机的选型与设计机电系：机械制造与自动化班级：设计者：学号：指导教师：目录一、概述 (1)1.1带式输送机的发展历程及发展方向 (1)1.2 输送机的分类 (2)1.3 驱动装置 (3)二、运动方案的拟订 (5)三、减速器设计 (8)3.1 选择电动机 (8)3.1.1 选择电动机的容量 (8)3.1.2 确定电动机的转速 (9)3.2 计算总传动比并分配各级传动比 (10)3.3 运动参数的计算 (10)3.3.1计算各轴转速: (10)3.3.2 各轴的功率和转矩 (10)3.4 传动零件(齿轮)的设计 (12)3.4.1 高速级齿轮传动的设计计算 (12)3.4.1.1 选择材料、齿轮精度等级、类型及齿数 (12)3.4.1.2按齿面接触强度设计 (13)3.1.4.3 按齿根弯曲强度设计 (15)3.4.1.4几何尺寸计算 (17)3.4.2 低带级齿轮传动的设计计算 (18)3.4.2.1 选择材料、齿轮精度等级、类型及齿数 (18)3.4.2.2 按齿面接触强度设计 (18)3.4.2.3 按齿根弯曲强度设计 (20)3.4.2.4几何尺寸计算 (22)3.5 轴的设计 (22)3.5.1 轴的材料 (22)3.5.2轴径的初步估算 (22)3.5.3 轴的结构设计 (23)3.5.4按弯扭合成进行轴的强度校核 (25)3.6 轴承的选择 (35)3.6.1 轴I上的轴承的选择 (35)3.6.2 轴II上的轴承的选择 (37)3.6.3 轴III(输出轴)上的轴承的选择 (41)3.7.1 高速级大齿轮与轴的联接 (43)3.7.2 低速级大齿轮与轴的联接 (44)3.8 箱体结构设计 (44)3.9 联轴器、润滑、密封、公差及其他附件设计 (47)3.9.1 联轴器的选择设计 (47)3.9.1.1 高速轴联轴器 (47)3.9.1.2 低速级联轴器的选择设计 (48)3.9.3 密封 (52)3.9.4 公差与配合 (53)3.9.5 其他附件的设计 (53)四、驱动滚筒设计 (56)4.1 驱动滚筒的选择设计 (56)4.2 驱动滚筒轴的设计 (61)4.2.2滚筒轴的校核 (61)4.2.3 滚筒的周向定位 (61)五、托辊的设计 (65)5.1 作用 (65)5.2 托辊的类型 (65)5.3槽形托辊 (67)5.4 缓冲托辊 (68)5.5 回程托辊 (69)5.6 调心托辊 (70)六、机架 (73)七、拉紧装置 (74)总结 (75)致谢 (76)参考文献 (77)一、概述1.1带式输送机的发展历程及发展方向随着世界装备制造业向中国转移及我国带式输送机产品的技术进步，中国成为世界上最大的带式输送机产品研发和制造基地指日可待，5年后我国带式输送机全球市场占有率将达到50%左右。
设计任务书设计带式输送机传动装置F=6.8KN,V=3.2m/s,D=500mm已知条件：F=6.8KN,V=3.2m/s,D=500mm1 输送带工作拉力：F= 6.8kN；2输送带工作速度=3.2m/s(允许输送带速度误差为±5% )；3 滚筒直径D＝500mm；4 滚筒效率0.96 (包括滚筒与轴承的效率损失)；5工作情况两班制，连续单向运转，载荷较平稳；6使用折旧期8年；7 工作环境室内，灰尘较大，环境最高温度为35°C；8 动力来源电力，三相交流，电压380/220V；9 检修间隔期四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；7 制造条件及生产批量一般机械厂制造，小批量生产。
一．传动装置的方案设计与比较①. 方案设计方案一：单级圆柱齿轮展开式优缺点：单级圆柱齿轮展开式结构简单，传动效率高，但传动比较小，不宜用于传递大扭矩以及大传动比的传送装置。
方案二：单级蜗杆减速器优缺点：蜗杆传动的传动比大，承载能力较齿轮低，常布置在传动系统的高速级，以获得较小的结构尺寸；同时，由于有较高的齿面相对滑动速度，易于形成液体动压润滑油膜，也有利于提高承载能力及效率。
但其摩擦磨损大，传动效率太低，易出现发热现象，且成本较高。
方案三：两级圆柱齿轮展开式优缺点：这是两级减速器中最简单、应用最广泛的结构。
齿轮相对于轴承位置不对称。
当轴产生弯扭变形时，载荷在齿宽上分布不均匀，因此轴应设计得具有较大刚度，并使高速轴齿轮远离输入端。
淬硬齿轮大多采用此结构。
综上所述：应选择方案三两级圆柱齿轮展开式m=9810.hε=.1903βK=15.1v107.2621==V V Z Z592.21=Fa Y 174.22=Fa Y 596.11=Sa Y②按弯扭合成应力校核轴的强度：进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。
根据式（15-5）和上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环应力，取6.0=α,轴的计算应力：1．《机械设计》濮良贵纪名刚主编，高等教育出版社，2006。
煤矿在用带式输送机安全检测检验规范1范围本文件规定了煤矿主要运输巷道内安装的在用固定式滚筒驱动带式输送机（含井下直通地面的带式输送机）的安全检测检验基本要求、检测检验项目及技术要求、检测检验方法、检测检验规则和判定规则。
本文件适用于煤矿主要运输巷道内安装的在用固定式滚筒驱动带式输送机的安全检测检验。
2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中:注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T15663.5煤矿科技术语第5部分：提升运输3术语和定义GB/T15663.5界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3. 1初次检测检验initia1inspecting-testingXX装投入使用前进行的检测检验。
定期检测检验reguIarinspecting-testing按规定的周期进行的检测检验。
主要运输巷道mainhau1agetunneI运输大巷、运输XX和主要绞车道的总称。
4检测检验基本要求4.1待检带式输送机及配套电气设备应为煤矿矿用的产品，且运转正常。
4.2检测检验使用仪器设备时，依据《煤矿安全规程》，在爆炸环境中使用的设备应当采用EP1Ma保护级别。
非煤矿专用的便携式电气测量仪表，必须在甲烷浓度1O%以下的地点使用，并实时监测使用环境的甲烷浓度。
4.3检测检验用仪器设备的准确度应不低于表1中的规定，经检定/校准并确认合格。
表1仪器设备的准确度5检测检验项目及技术要求5.1检测检验项目煤矿在用带式输送机安全检测检验项目及类别见表2。
表2检测检验项目及类别5.2注2：按技术要求规定不需配置的部件涉及的项目不检。
5.3技术要求5.2.1一般要求5.2.1.1带式输送机系统中纳入安标管理的部件应具有煤矿矿用产品安全标志证书。
5.2.1.2带式输送机应使用阻燃性能和抗静电性能合格的输送带。
1、输送能力的确定根据井下开拓及盘区巷道布置， 北部工作面的来煤均通过 工作面顺槽带式输送机给入 Ⅰ段胶带大巷带式输送机。
北部工作面来煤为800t/h ，加上掘进煤500t/h ， Ⅰ段胶带大巷带式输送机运量达到1300t/h 。
2、带式输送机倾角及长度胶带大巷带式输送机倾角与运输大巷巷道一致，为3‰，根据巷道布置，带式输送机总长700m 。
3、带宽和带速的确定根据输送机的输送能力，初定本带式输送机的带宽为1200mm ，带速为3.15m/s ，暂定胶带为ST1000阻燃型钢丝绳芯胶带。
4、初定设计参数输送能力Q=1300t/h ，机长L=700m ，取倾角δ=0°，上托辊间距a o =1.2m ，槽角35°，下托辊间距a u =3.0m ，上下托辊辊径133mm 。
5、由带速、带宽验算输送能力式中：k —倾斜系数，k=1；S —输送带上物料的最大横截面，S=0.1650㎡；—带速，＝3.15m/s ；ρ—物料松散密度，ρ=900kg/m 3；Q =3.6×0.1650×3.15×1×900=1684t/h >1300t/h ，满足要求。
按照煤的最大粒度校核胶带宽度： 式中：d max —煤的最大粒度，mm 。
由此可以看出，可以满足Q=1300t/h 的输送能力。
6、计算圆周驱动力和传动功率驱动圆周力：F u =CF H +F S1+F S2+F St式中：C —附加阻力系数，C=1.14；ρSvk Q 6.3=v v mm d B 80020030022002max =+⨯=+≥F H —输送机的主要阻力，F H =fLg[q RO +q RU +(2q B +qG ) cos δ]；q RO —承载分支托辊每米长旋转部分质量，q RO =22.14/1.2=18.45kg/m ；q RU —回程分支托辊每米长旋转部分质量，q RU =20.74/3=6.9kg/m ；q B —每米长输送带的质量，40.8kg/m ；q G —每米长输送物料的质量，q G =m kg v Q /64.11415.36.313006.3=⨯=⨯； g —重力加速度，g=9.81m/s 2；f —模拟摩擦系数，f=0.028；L —输送机水平长度，700m ；δ—输送机在运行方向的倾斜角，δ=0°；υ—输送带速度，υ=3.15m/s ；经计算，F H =42.6kN 。
6.1.3 下山带式输送机选型验算
（1）输送能力与带宽、速度的计算
①输送机带上物料断面确定
物料断面A=A1+A2=*0.2B*tan30°+r2(2θ-sin2θ)/2 =[0.0693+0.42(2θ-sin2θ)/2]B2
式中 θ—物料堆积角，煤取30°，碎石及砾岩取20° B—输送带带宽，为1000mm
所以A=.73m2
②带式输送机运输能力
Q=3.6qv
式中 q—单位长度物料质量，kg/m
v—输送带运行速度，m/s
而q=1000Av.ρ
式中 ρ—物料散度密度，,取煤时为1.0t/m3
∴Q=3600Av.ρ=3600×0.73×1=2628t/h
③验算带宽
由设计运输生产率Q=50t/h，可知最小输送带带宽
B===0.346m=346mm
式中 K m—物料断面系数，取209
V—带速，m/s
P—物料散度密度，,取煤时为1.0t/m3
C m—输送机倾角系数，取1.0
从散物单块尺寸而言，B2a max+200=1000mm
式中 a max—物料最大块度的横向尺寸，取400mm 即所选带速输送机满足其宽度要求。
④合理带速确定
v==取0.3m/s
（2）运行阻力与输送机张力计算
图6.1 输送机运行图
①运行阻力计算
直线段运行阻力：
W zh=g(q+q d+q t).L.w.cosβ+g(q+q d).L.simβ
W k=g(q d+q t0).L.w0.cosβ-gq d.L.simβ
式中 β—输送机角度，取3º
L—输送机长度，为700m
q—输送机带每米物料的质量，为46.3t/m
q d—输送带线密度，为6.82kg/m
q t、q t0—承载、回空托辊转动部分线密度，q t为10kg/m ，q t0为
4.8kg/m
w 、w0—分别为槽型、平行托辊阻力系数，且分别为0.03,0.025所以：
W zh=10×（46.3+6.82+10）×700×0.3×0.03×cos3º
+10×(46.3+6.8) ×700×sin3=32686N
W k=10×(6.82+4.8)×700×0.025×cos3º-10×6.82×700×sin3=-464N 曲线段运行阻力：
W c=0.04(S y+S1)
式中 W c—传动滚筒处阻力，N
S y—输送机在传动滚筒相遇点的张力，N
S1—输送机在传动滚筒相离点的张力，N
②张力计算
在滚筒上个点的力表示为S1、S2、S3、S4,所以
S y= S1+W k
S3= S2+W2-3=1.04 S2
S y= S3+W zk=1.04(S1+W k)+ W zk=1.04 S1+32203 ①
S= S y+=S1(1+) ②
式中 W2-3—输送带绕经导向滚筒所遇到的阻力，为0.04 S3
μ—输送带与滚筒间摩擦因数，取0.2，所以μθ=2.31
c—摩擦备用系数，取1.15
联立以上方程①、②得：
S y=62649N S1=29275N
S2=28811N S3=29675N
所以最大张力点为1点，即S y=62649N ，最小张力点为2点，即
S2=28811N。
即曲线段运行阻力：W c=0.04(S y+S1)=0.04（62649+28811）
=3658.4N
（3）输送带悬垂度与强度验算
①悬垂度验算
承载段S zmin=[(q+q d)×L g2×g×cosβ]/8y max
式中 S zmin—输送带最小张力，N
y max—输送机最大允许下垂度，可取0.025L g
L g—承载段两托辊间距，去1.2m
所以，S zmin=5(q+q d)×L g2×g×cosβ=2504.6N
回空段S zmin=5q d×L g2×g×cosβ=848.8N
由承载段和回空段最小承载力大小与S y=62649N ，S2=28811N可知，满足选型要求。
②输送带强度验算
[S e]=
式中 [S e]—输送带允许承受的最大张力，N
[ST]—钢丝绳芯输送带纵向拉伸强度，取1000N/mm
M0—钢丝绳芯输送带安全系数，取8
∴[S e]=100000N
即[S e]S y,所以满足要求。
（4）牵引力与功率验算
主轴牵引力F0= S y- S1+W1-2= S y- S1+0.04(S y+S1)=1.04S y-0.96
S1=37051N
电动机功率 N===87.18kW
式中 η—减速器机械效率
而选择电动机时，需要留取15％-20％的备用功率，所以，电动机功率N d=1.2N=104.6 kW
因此可得出，所选电动机功率2×125 kW满足功率要求。
综上验算可知，胶带输送机选型满足要求。
