中国矿业大学成人教育学院2012届毕业设计（论文）
efa?1Fec?2F0fa
e?1Fec——最大有效拉力； F0——预紧力；
； e ——自然对数的底（e=2.718??）
f ——带与带轮间的摩擦系数； a——带在带轮上的包角，rad 。
由上式可知增大预紧力F0、包角a和摩擦系数f都可以提高带的传动能力，但是预紧力不能过大，否则会加倍带的磨损导致带过快的松弛，缩短带的寿命。
efa?1Fec?2F0fae?1e0.1?3?3.14?1?2000?0.1?3?3.14
e?1?878N最大有效拉力完全满足使用要求，故确定的预紧力初定为1000N。无级绳允许的最大的正压力为：
Fmax?[q]?3.14?d?120?3.14?10，故全满足设计要求 ?3.768kN表3-4各材料之间摩擦系数表
3.3滑道的强度校核
滑道的作用主要是起承载杆力和倒向作用。正常情况下，角钢、轴承对
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其的摩擦力和倒向力产生的力是很微小的，现在为了方便计算先忽略不计。在有人挤压横杆时，这时横杆对滑道产生的压力，这个压力可以对外滑道造成一些较大的影响。滑道的材料选择许用应力为????80MPa的碳钢，由于碳钢的抗拉、抗压强度相等的材料，只要只要绝对值大于正应力不超过许用应力即可。由以上的计算可知，人对杆的推力可以达到1kN，若把忽略的微小因素假定为1kN，那么横杆对滑道的推力为P 4?1kN?1kN(忽略量)?2kN。 为了方便计算此滑道可以简单的看作一个受均布力作用的简支梁，均布力为q?1kN/m，可以看出在该梁的中心的弯矩最大，故将均布力集中在C点进行计算，集中力为NC?2kN 滑道的受力图：
NC?1kN 2在截面C左侧的外力有NA和均布力q，且在截面C上引起的剪力是正的。
故支反力为 NA?NB?故截面C上的剪力为Q?NA?1kN在跨度中点截面C左侧的外力有集中力NA和一部分均布载荷，NA引起的弯矩为正，且数值为。截面C左侧的一部
0.9分均布载荷引起的弯矩为负，数值为q?0.9?。故截面C上的弯矩为：
2M?NA?0.9?q?0.9?0.920.9 ?1?0.9?1?0.9?2?0.55kN?m滑道的力矩图为：
型钢的截面抗弯截面系数：
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H=80mm、h=50mm、B=40mm、b=22mm；
BH3?bh3W?6H40?803?22?503?
6?80?36937.5mm3于是有
M550?max?max??15MPa????
W36937.5通过对滑道的强度进行计算，滑道的强度完全符合设计要求。
3.4 受轴向载荷紧螺栓连接（静载荷）强度校核与设计
滑道与罐笼的固定连接，是由六个螺栓进行连接，那么这六个螺栓承受着全部的水平方向的拉力和垂直方向的剪切应力，因此要对螺栓的轴向的抗拉强度和剪切应力进行校核计算。 选择GB 5782-86-M30?85型螺栓
d=M30、公称长度l=85、性能等级为8.8级、表面氧化、A级的六角头螺栓：
????213MPa，残余预紧力系数
强度校核计算公式：
??
K = 1.6相对刚度、λ = 0.25
1.3F0?4?d?d21????
1.3F0?4???由上式得螺栓设计计算公式：
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d?1.3F0?4????1.3?78?4?26.211mm
?213许用应力计算公式：
????总载荷计算公式：
?sSs?640?213.33 3??30?48?78kN F0?FC?Fp预紧力计算公式：
???1???Fc?48?(1?0.25)?30?70.5kN Fp?Fp残余预紧力计算公式：
??KFc?1.6?30=48kN Fp通过对螺栓的校合计算，螺栓的强度完全满足要求
式中：Fc——轴向载荷，N；F0——螺栓所受轴向总载荷，N；Fp?——残余预紧力，N；d1——螺栓小径，mm，查表获得；K——残余预紧力系数，可按表3-5选取；?——相对刚度，可按表3-6选取。?S——螺栓屈服强度，MPa，由螺纹连接机械性能等级决定；Ss——安全系数，查表3-7。
表3-5 受轴向力紧螺栓所须残余预紧力系数K 工作情况 K 垫片材料 λ 一般连接 0.20.6 变载荷 0.6?1.0 冲击 1.0?1.5 铜皮石棉 0.8 动载荷 2?1.3 2.5 10?6.5 7.5?5 6.5 5 6.5?10 6?7.5 压力容器或重要连接 1.5?1.8 橡胶 0.9 表3-6 螺栓连接的相对刚度λ 金属（或无垫片） 0.2?0.3 静载荷 4?3 5?4 3?2 4?2.5 皮革 0.7 表3-7 预紧螺栓连接的安全系数 材料种类 碳钢 合金钢 M6?M16 M16?M30 M30?M60 M6?M16 M16?M30 M30?M60 3.5 电动机的选择
假定:
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提升的罐帘门的质量为： m1?10kg；
滚轮直径为： d?10cm?0.1m； 帘门开关时候所消耗的其他质量为： m2?10kg； 提升的总质量为： m??m1?m2?20kg； 提升余量 ： m3?50kg； 提升罐帘门的速度为： v?0.5ms
P?F?v?300?0.5?150w；
提升的总质量为：
m?m1?m2?m3?10?20?50； ?80kg转化为重量为：
F?m?g?80?10?800N；
转化为扭矩为：
M?F?R?800?0.05?40N?m；
电动机的转速为：
v?r?2???n?0.5ms
?n?v?d????0.5?60?0.1?3.14??96rmin；
初选Z2-11型直流电动机； 整个提升帘门所消耗的总功率为
P?F?v?800?0.5?400W；
提升整个帘门系统所需要的扭矩为
M?F?R?800?0.05?40N?m
初选蜗轮蜗杆减速器的传动比为
i?20；
选择电动机的型号为: Z2-11
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