《行星齒輪傳動電動滾筒設計（機械CAD圖紙）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《行星齒輪傳動電動滾筒設計（機械CAD圖紙）（63頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、摘 要 電動滾筒作為一種新型的驅動裝置，已經(jīng)廣泛的應用于各行各業(yè)作為輸送機械等設備的驅動裝置。 電動滾筒的主要優(yōu)點是結構緊湊、傳動效率高、噪聲低、使用壽命長、運轉平穩(wěn)、工作可靠、密封性能好、占據(jù)空間小、安裝維修方便，適合在各種惡劣的環(huán)境條件下工作。它將電動機和減速器共同置于滾筒體內(nèi)部，從而提高了滾筒傳動的效率。 在滾筒體設計中我選用了薄形筒體的經(jīng)驗公式，在傳動設計中我選擇的是NGW型行星齒輪傳動，第一級采用內(nèi)齒圈固定，行星架輸出，第二級采用行星架固定，內(nèi)齒圈輸出。行星齒輪傳動中行星輪可以分擔負荷，傳動結構更為緊湊。為了充分發(fā)揮行星齒輪傳動的優(yōu)點，采用了均載機構使各個行星齒輪都能夠分擔

2、載荷，以補償不可防止的誤差，降低了不均勻系數(shù)，提高承載能力。 關鍵字：電動滾筒,行星齒輪傳動,傳動比。 ABSTRACT As a new type of driving devices, Electric Roller has been widely applied as transportation equipment such as mechanical devices driven to the various sectors. The main advantage of the roller is Cohesive, efficie

3、nt transmission and low noise, long life and smooth operation, working, reliable, good performance sealed, a small space, installation maintenance convenience, and Suitable for the harsh environment in a variety of conditions. Reducer common electric motors and machines will be placed within the bod

4、y, Thus enhancing the efficiency of roller mill. In roller I choose a thin-shaped design experience cylinder formula, in transmission design I chose NGW-planetary gear transmission. First-class I use of fixed gear, and　the　Planet-export. Second-class I Using planetary fixed, and of gear export. Pla

5、netary gear transmission can share the load of planetary round, so　transmission structure more compact. To bring into full play the advantages of planetary gear transmission and are used to set the various agencies can share the load planetary gear to compensate the inevitable errors and reducing un

6、even factor increase carrying capacity together. Keywords: Electric Roller, Planetary gear transmission, Velocity ratio. 前 言 高等教育應該從理論知識和實踐兩方面著手，提高學生的綜合素質(zhì)能力。在實踐中我們要要有扎實的根底知識做保證，實踐是對理論知識的最好穩(wěn)固。而畢業(yè)設計和畢業(yè)論文就是我們在實踐中的一個重要的環(huán)節(jié)。通過畢業(yè)設計，我們能夠綜合的運用著幾年所學習的知識去分析和解決問題，并且在畢業(yè)論文的過程中，去學習怎樣的梳理和運用學的知識，既是一次檢驗的過程，又

7、是一次對知識的穩(wěn)固的過程。 畢業(yè)設計是我在接受高等教育中的最后一次綜合性的實踐學習，是實現(xiàn)學生綜合運用知識的能力，是實現(xiàn)培養(yǎng)目標、培養(yǎng)學生專業(yè)工作能力、提高學生綜合素質(zhì)的重要手段。當然，畢業(yè)設計成果的質(zhì)量，也是學生畢業(yè)資格認定的一個重要依據(jù)，是對學校人才培養(yǎng)效果的全面檢驗，是學校教育教學質(zhì)量評價的重要內(nèi)容。 畢業(yè)設計的目的主要是：〔1〕培養(yǎng)學生創(chuàng)造性地綜合運用所學根本理論和技能，獨立完本錢專業(yè)范圍內(nèi)工程設計或實驗分析的專業(yè)工作能力；〔2〕學習科學的精神和創(chuàng)新能力；〔3〕學習調(diào)查研究、收集處理信息和查閱文獻的能力；〔4〕學習語言表達和撰寫科技報告〔論文〕的能力；〔5〕培養(yǎng)學生的效益意識、全局

8、觀念和團隊協(xié)作精神。在此根底上，通過畢業(yè)設計，培養(yǎng)學生的整體構建設計的能力，全面的去考慮問題，幫助我們掌握工程設計中的一般產(chǎn)品設計的程序和方法。為我們在以后的實際工作中，能更好的解決工程實際生產(chǎn)中遇到的實際問題打下堅實的根底,而且還有助于我們分析問題和創(chuàng)造性的解決問題的能力，全面提高我們的素質(zhì)。 畢業(yè)設計教學根本要求主要是通過畢業(yè)設計，將思想道德素質(zhì)教育、業(yè)務素質(zhì)教育、文化素質(zhì)教育于一體，注重學生素質(zhì)的全面提高，以到達培養(yǎng)目標的根本要求；注重培養(yǎng)學生嚴肅認真的工作態(tài)度、勤奮鉆研的優(yōu)良學風和獨立工作能力；注重開發(fā)學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力，實現(xiàn)畢業(yè)設計的教學目的。 我所選擇的畢業(yè)設計題目是電動

9、滾筒，關于電動滾筒的相關信息在緒論中將會詳細講到。電動滾筒在國民生產(chǎn)中的作用越來越大，其產(chǎn)品的主要設計方面是傳動結構和整體布局的設計。在我國，電動滾筒開展較晚，但是開展很快。目前國內(nèi)外以將電動滾筒廣泛應用與采礦、冶金、煤炭、交通、能源、糧食、煙草、化工、建材、郵電、航空、農(nóng)林、印刷、商業(yè)等各個生產(chǎn)建設領域。 由于電動滾筒的設計要求很高，設計環(huán)節(jié)較多，而且我缺乏實際經(jīng)驗，再加上由于國內(nèi)電動滾筒的開展較晚關于電動滾筒的系統(tǒng)地、實際地、具有一定理論指導作用的專業(yè)書籍很少，所以在設計中存在很多的缺乏和疏漏，懇請老師同學指正。 1 緒論

10、電動滾筒行業(yè)與產(chǎn)品介紹 電動滾筒是一種將電動機、減速機構置于驅動滾筒內(nèi)的新型驅動裝置，它主要用在固定式和移動式帶式輸送機上，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電機、減速機在驅動滾筒之外的開式驅動裝置。此外，還廣泛地用在輥送輸送機上做為主動輥子，用以輸送成件物品。進入80年代以后，電動滾筒的應用場所更在日新月異地擴展。 電動滾筒與傳統(tǒng)的開式驅動裝置相比，具有結構緊湊、效率高、耗能少，噪音小、壽命長、運轉平穩(wěn)，工作可靠、密封性好，占用場地少、安裝和維修方便等優(yōu)點，適合在各種環(huán)境下工作，包括粉塵大，潮濕泥濘的惡劣工作環(huán)境下工作，特殊的隔爆電動滾筒，還可以在易燃易爆的環(huán)境下工作。所以目前國內(nèi)外已將電動滾筒廣泛地應用于困民

11、經(jīng)濟的各個領域。 我國于1961年5月研制出第一臺電動滾筒，比我國的帶式輸送機的開發(fā)和研制約晚十年，比世界上第一臺電動滾筒的誕生要遲30余年，但是從70年代中期起，特別是進人80年代，—些行業(yè)引進了世界一流的JOKI和W.A.T公司電動 滾筒，使電動滾筒在國內(nèi)得到了迅猛開展。進入90年代，通過引進技術的消化、吸收和行業(yè)廠—的獨立研制，我國的電動滾筒，無論在品種規(guī)格，還是在性能指標上，都已趕上或超過世界先進水平。 電動滾筒行業(yè)組是“中國重型機械工業(yè)協(xié)會帶式輸送機專業(yè)委員會〞的成員，行業(yè)組始建于1978年，現(xiàn)已開展成具有十一家成員廠，代表我國電滾筒生產(chǎn)水平的行業(yè)組織。該組織每年定期進行活動，

12、內(nèi)容有：技術交流、匯總信息、引進技術、制定標準等。行業(yè)組在電動滾筒生產(chǎn)技術趕超世界先進水平的過程中，發(fā)揮了積極作用，使小組成員廠成為我國電動滾筒生產(chǎn)的骨干。 我國電動滾筒的行業(yè)廠日前能生產(chǎn)的電動滾椅的品種門類齊全、應有盡有。 目前能生產(chǎn)的品種按電機冷卻方式分： 1、油冷式電動滾筒：冷卻油液不直接與電機定、轉子接觸。TDY75型等即屬這種電動滾筒。 ????2、油浸式電動滾筒：冷卻油液直接與電機定、轉子接觸。引進的JOKI和W.A.T滾筒等，均為這種電動滾筒。 3 風冷式電動滾筒：滾筒內(nèi)吸入冷風，排出熱風而冷卻電機。 4、自冷式電動滾筒：不采取任何冷卻方式，電機自然冷卻。 目

13、前能生產(chǎn)的品種，按減速裝置分： 2行星圓柱齒輪傳動的電動滾筒：功率范圍一般在0．03-75KW 3、行星擺線針輪傳動的電動滾筒：功率最大可達55K 4、變速傳動軸破傳動的電動滾筋：功率范圍在0．03-30KW 5、將減速機構囂于滾筋內(nèi)的減速滾筒：減速滾筒與電動機外聯(lián)(與其它動力外聯(lián)也可)，構成一種新型的驅動滾筒，功率可達160KW或更大，這種減速滾筒具有傳統(tǒng)的開式驅動如電動滾筒的雙重優(yōu)點。 目前能生產(chǎn)的電動滾筒，按用途要求分：?? 1、通滾筒：適用于普通工作環(huán)境，包括潮濕、泥濘的工作環(huán)境。 2、適用于易、易暴環(huán)境工作，可分為電機隔爆型和滾筒隔爆型兩種不同形式的隔爆電動滾筒。

14、 3、逆止式電動滾筒：滾筒只可想要求的一個方向旋轉。 4、雙速、二速和無級變速的電動滾筒：雙速及三速采用變極電機，無級變 速采用特殊的電機或減速裝置到達。 5、電磁制動電動滾筒。 6、鏈輪滾筒：有單鏈輪和雙鏈輪之分。 7、其他特殊用途的電動滾筒：有過熱保護滾筒、不銹耐蝕滾筒、錐形滾筒。 簡體外表包膠或涂層的滾筒，以及220/380伏，380/660伏，50HZ/60HZ,變壓或變頻滾筒等等。 ??? 按以上三種不同分類的滾筒，再進行互相組合，行業(yè)廠可生產(chǎn)的電動滾筒品種可達108—200種。 目前，電動滾筒行業(yè)廠可生產(chǎn)的電動滾筒，根本參數(shù)范圍為： ??? 1、功率(KW)：0．

15、03,0．06,0.09,0．12，0.18，0．25，0.37，0.55，075，1.1，l.5，2.2，3.0,?4.0，5.5，7.5，11，15，18.5,22,30,37，45,55，75,90,110,16O或更大 ????2、帶速(m／s)：0．05,0．08，0．10,0．13，0．16,0．20,0。25,0．32，0．40,0．50,0．60,0．80,1．00，1．25，1．60,2．00,2．50，3．15，4．0或更高。 3、筒長(mm)：200,250,300,350，……2350，2．400(每50mm為一檔) ???? ????由這些根本參數(shù)組合，電

16、動滾筒行業(yè)廠可生產(chǎn)出數(shù)千種規(guī)格以上的各式電動滾筒，已遠遠超出世界任何一個工廠甚至于任何一個國家可以生產(chǎn)的規(guī)格范圍。 行業(yè)廠生產(chǎn)的電動滾筒在性能指標上已經(jīng)趕上世界先進水平。有的品種規(guī)格甚至超過當前世界水平，例如：可以制造噪音低于60dB(A)的電動滾筒；電機絕緣等級在B級，F(xiàn)級，H級甚至濕熱帶使用的電動滾筒；電動滾筒的無故障工作時間可達20000小時以上，密封等級為IP44，IP55的電動滾筒，這些性能完全可與國外一流產(chǎn)品相媲美。所以我國從舶年代起小量出口，開展到今天已開始批量出口。我國的電動滾筒，將要以規(guī)格品種齊全、性能良好和價格上的優(yōu)勢，改變了世界電動滾筒市場的格局。 隨著現(xiàn)代工

17、業(yè)的開展，電動滾筒作為主動輥子已經(jīng)廣泛的應用于各種生產(chǎn)線中，電動滾筒的優(yōu)點也不斷的凸現(xiàn)出來。由于電動滾筒具有結構緊湊、傳動效率高、噪聲低、使用壽命長、運轉平穩(wěn)、工作可靠、密封性好、占用空間小、安裝維修方便等優(yōu)點，并且適合各種惡劣的環(huán)境條件下工作。 電動滾筒的設計制造技術也在不斷的提高，制造的材料也在不斷的改善，高新技術不斷的引入，電動滾筒的應用范圍必將越來越廣泛，電動滾筒在國民經(jīng)濟中的作用將更大。 國內(nèi)開展概況：我國最早使用電動滾筒式在20 世紀40年代。當時的北京石景山發(fā)電廠煤倉進口的配煤移動式帶式輸送機，就隨機引進了電動滾筒。到20 年代，電動滾筒被陸續(xù)的從國外引進，使用效果良

18、好，其優(yōu)越的性能也逐漸被認識。 從20 世紀50年代，我國開始自主研制開發(fā)電動滾筒。1959年當時的天津市皮帶機廠開始收集電動滾筒的有關資料，1961年試制出我國第一臺油冷式電動滾筒，1964年5月完成了YD64型油冷式電動滾筒的系列設計，總的規(guī)格數(shù)為153種，能夠滿足當時我國帶式輸送機的根本要求。 隨著我國的輸送機行業(yè)的開展，對電動滾筒的要求越來越高。到了20 世紀后期，國外的電動滾筒制造技術的引進，促進了我國電動滾筒的蓬勃開展，1989年，著手制定了統(tǒng)一的標準JB/T7330-94電動滾筒標準。 國外開展概況：20世紀30年代末，德國首先研制成功了自然風冷式電動滾筒。從這個時候起，使

19、用的電動機為定子旋轉的集流環(huán)式異步電動機。稍后，油冷式電動滾筒陸續(xù)研制成功并投入使用，隨著電動機技術的開展，不斷地提高著電動滾筒的技術。 世界上除我國之外已有的比擬知名的生產(chǎn)電動滾筒的廠家有數(shù)十家。在這些公司中，有的公司的年生產(chǎn)量可以高達四萬臺不同規(guī)格、大小的電動滾筒。在西歐、北美多為油浸式齒輪傳動的電動滾筒，而自然風冷和油冷式電動滾筒較少。自然風冷式電動滾筒一般用在食品工業(yè)及生產(chǎn)線上。所有各大洲主要生產(chǎn)電動滾筒的廠家包括我國在內(nèi)，目前各種電動滾筒的總年產(chǎn)量在40~50萬臺。 電動滾筒的類型很多,按結構的不同可分為：外裝式，內(nèi)裝式;按電動滾筒的傳動局部的不同，又可分為：定軸式的,擺

20、線式的,行星式的,其中,行星式的又有不同的種類,可分為單級,雙級,多級,還分為2K-H、3K、K-H-V等等很多種。 由于漸開線行星齒輪動與普通定軸傳動相比擬具有承載能力大,體積小,效率傳高,重量輕,傳動比大,噪聲小,可靠性高,壽命長便于維修.等優(yōu)點.通過行星傳動可以把能量由一根主動軸傳給假設干根從動軸,這些從動軸的角速度的關系在工作時刻變化。研究指出，統(tǒng)一制造精度下行星傳動比定軸線固定起來,載荷一般沿齒寬分布的較好。但設計行傳動時,正確地選擇結構布置的意義遠比設計普通定軸傳動的大.結構式布置選擇不當時，不但可能喪失在輪外廓尺寸和重量方面的優(yōu)點甚至可能得到不利于使用的傳動。 所以，在設計中

21、選擇了行星式傳動方案。 在行星式傳動機構中，按齒輪嚙合方式分還可細分為NGW形,NW形,WW形,NN形。常用的二級傳動方案有：NGW型、NW型、WW型三種。 NGW型： 由內(nèi)外嚙合和公用行星輪組成。結構簡單、軸向尺寸小、工藝性好、效率高，然而傳動比小，但能多級串聯(lián)成傳動比擬大的輪系。所以，成為動力傳動中應用最多、傳遞功率最大的一種行星傳動。 NW型： 由一對內(nèi)嚙合和一對外嚙合齒輪組成。由于把行星輪作成雙聯(lián)齒輪，使其為雙排外嚙合而沒有公用齒輪，與 相比，傳動范圍大、效率相仿、結構復雜、工藝性差。 WW型： 有雙排兩對外嚙合齒輪組成。突出的特點就是能通過調(diào)整四個齒輪的齒數(shù)，輕而易舉地得到很

22、大的傳動比。但效率很低且隨傳動比的增加減小. 經(jīng)過一系列的綜合比擬，最后選擇的方案是：內(nèi)裝式NGW型二級行星圓柱齒輪傳動的電動滾筒 設計參數(shù):機長:100m;帶寬:1000m;帶速:/s;輸送量:400t/h;輸送高度:5m 設計要求： 1、畢業(yè)設計〔論文〕必須由學生本人在教師指導下完成。 2、畢業(yè)設計〔論文〕的選題應結合教師科研課題或現(xiàn)場實際。 3、畢業(yè)設計〔論文〕說明書格式：中英文摘要、前言、目錄、主要內(nèi)容、結束語、參考文獻和外文資料翻譯。 畢業(yè)設計〔論文〕摘要應概述本文的要點和主要結論。 畢業(yè)設計〔論文〕前言必須清楚的闡述本文的目的、意義和要解決的問題。 畢業(yè)設

23、計〔論文〕主要內(nèi)容和結果應著重表達本人的研究工作和獲得的結果，包括理論分析、實驗、計算、結果和討論。表達要簡明〔必要的詳細推導、詳細數(shù)據(jù)列入附錄〕，結論要明確并要有根據(jù)。 —2萬字；論文字數(shù)：2—2.5萬字。 畢業(yè)設計〔論文〕外文資料翻譯3000漢字以上，原文不能為書上內(nèi)容，必須是英文論文。 4、畢業(yè)設計〔論文〕圖紙除一張一號零件圖手繪外，其余全部用計算機繪圖，畢業(yè)設計總圖量折合0號圖紙3張以上。 5、畢業(yè)設計〔論文〕對所研究的課題應有新的見解。 6、學生在畢業(yè)設計〔論文〕期間，應態(tài)度端正，積極主動，刻苦認真，并按時保質(zhì)保量完成設計任務。

24、 2電動滾筒功率確實定 目前，世界各國對于輸送機械驅動功率的計算公式各不相同。而電動滾筒功率是選擇電動滾筒的主要參數(shù)之一。如何正確的、合理的、迅速的計算和選取，是保證輸送機械正常工作的關鍵，也是電動滾筒設計人員一直關心和必須掌握的問題。 由于各種功率的計算公式不盡相同，相互間有一定的差異，而且比擬麻煩，為此，綜合考慮并結合現(xiàn)有的實際應用，參考有關書籍資料，比照以往的計算方法，推導并簡化成以下功率計算公式。 電動滾筒上的軸功率取決于其所需要的圓周力和輸送帶速。那么有： 〔KW〕

25、 〔2-1〕 式中 ——圓周力，N； ——帶速，m/s； 由于=，那么： = 〔KW〕 〔2-2〕 式中 、、分別為空載運行功率、物料水平輸送功率、物料垂直提升功率；為特種阻力所消耗的功率。 為了簡化再令 = 〔KW〕 那么： =+++ 〔2-3〕 = + = 〔KW〕 式中 L——輸送機長，m； H—

26、—物料垂直提升高度，m； Q——輸送量，t/h； f——托輥阻力系數(shù)； ——輸送機旋轉零部件的質(zhì)量，kg/m； ——修正系數(shù)； ——修正系數(shù)； ——綜合修正系數(shù)。 經(jīng)過分析，上述公式由于設計時對于其各參數(shù)取值的不同帶來一定的偏差，為了消除這些缺乏，結合一些實際的應用再進行修正，得出以下計算公式。 修正如下 綜合修正系數(shù)，這里取=1+40/L. 輸送機旋轉零部件質(zhì)量，這里取=10〔〕 代入得 = 〔KW〕 式中 B——輸送帶寬度，m。 將數(shù)據(jù)代入上式 L=100m，B=1000mm，v

27、=/s，Q=400t/h，H=5m 16.7048 〔kw〕 輸送機功率的表達式為 〔kw〕 〔2-4〕 式中 ——電機功率，kw； ——輸送機所需要的軸功率，kw； ——總機械效率。 由于電動滾筒比一般傳動機構至少要少兩個連軸器，因此考慮總效率時只需要考慮電動滾筒的機械效率和滾筒的外表效率。 采用光面滾筒，取=0.92，=0.95，得 所以 ==19.20 〔kw〕 電動機的特點是型號多、結構復雜，功率范圍變化大，Y系

28、列電動機是全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機，是最新設計的根本系列，符合IEC標準的有關規(guī)定。具有高效、節(jié)能，啟動轉矩大，噪聲低，振動小，可靠性高，使用維修方便的特點。 此處選擇電動機型號為：Y200L-6型，轉速為970/min，功率為37kw。 3電動滾筒的主要零部件的計算 滾筒體是電動滾筒的關鍵部件之一，它直接的承當了運輸機的動力傳遞和輸送帶的改向等作用，滾筒體工作時承受的是一種復雜的交變復合力，它的主要破壞來自疲勞和磨損，所以滾筒體的合理設計也關系到電動滾筒甚至運輸機平安性和可靠性。

29、一般來說滾筒直徑是根據(jù)膠帶形式、膠帶強度、膠帶緊邊和松邊張力以及滾筒類型來確定。當時電動滾筒進行選型和計算時，確定了功率、帶速和帶寬之后，其所需電動滾筒最小直徑D，其所需要的直徑D按下式計算： D= ec 〔mm〕 〔3-1〕 式中 e——輸送帶芯層厚度或者鋼繩直徑，mm，此處取e=3.0； c——系數(shù)，此處選擇鋼芯繩，取c=145。 D=435mm 直徑D不包括橡膠或者其他材料制造的保護層。輸送機經(jīng)常使用輸送帶允許最大拉力的60%~100%，所以選擇D=630mm。

30、 滾筒體視作簡支梁，兩端支撐的端蓋在水平面內(nèi)及垂直面內(nèi)均為鉸支。作用在筒體上的載荷有輸送帶對滾筒的張力F、圓周驅動力Fu，如下列圖所示。以及輸送帶橫向位移產(chǎn)生的軸向力，該力與前兩項力相比數(shù)值較小，故忽略不計，電動滾筒筒受力分析如圖： 圖3-1 ――滾筒上緊邊張力，N； —－滾筒上松邊張力，N； F――滾筒上平均輸送帶張力，N； F= 〔3-2〕 式中 K0——允許過載系數(shù)，通常取K0 ——圓周驅動力，N。 因為 = = 那么有： =　〔Ｎ〕

31、 〔3-3〕 式中 ——輸送帶與滾筒間的摩擦系數(shù)，按潮濕空氣運行取 ——滾筒的圓包角，取=200°。 由此得≈ 那么、的近似計算為： =2 〔N〕 〔3-4〕 = 〔N〕 〔3-5〕 從而得到平均張力的計算式： F= 〔N〕 〔3-6〕 如圖，滾筒所受的扭矩為： == (N·M) 〔3-7〕 式中

32、 D——滾筒直徑，m； ——圓周驅動力，N； P——功率，Kw； ——帶速，m/s。 在圖中，滾筒所受的彎矩為M，設輸送帶平均張力F沿滾筒長度L均勻的分布在滾筒上，那么滾筒單位長度上受的力q=F/l. 因此， 〔3-8〕 式中：l……為滾筒長度，m。 根據(jù)第四強度理論，合成彎矩 〔3-9〕 或者合成應力寫成：

33、 〔3-10〕 式中： ……彎矩作用下的正應力，； ……扭矩作用下的剪切應力，； ……許用應力。按第四強度理論，取 。 通常電動滾筒體均為Q235A鋼制造，其＝235M，其許用應力＝。 而 〔3-11〕 〔3-12〕 式中： W……抗彎矩模量，對于內(nèi)徑為d，外經(jīng)為D的電動滾筒，其抗彎矩模量按圓柱理論選?。?

34、 因此 〔3-13〕 〔3-14〕 式中 R……筒體的平均半徑，mm； t……筒體的厚度，mm； 其他符號意義同前。 根據(jù)中長殼的理論驗算殼體和允許臨界載荷及： 〔3-15〕 〔3-16〕 式中 E……鋼的彈性模量，取E＝206000M；

35、 ……泊松比，對于Q235鋼，＝0.3； l……筒體長度，mm； ……系數(shù)，。 其他符號意義同前。 電動滾筒的軸一般不旋轉，只起支撐和承受反力矩的作用，其失效機制與首先破壞局部與輸送機的傳動滾筒不同，電動滾筒的破壞主要是磨損破壞，有的 筒體磨穿也 還在使用。 根據(jù)以上情況，電動滾筒多采用薄筒皮結構，必要時，筒體外表再加所需要的各種覆蓋包覆層，減少直接磨損，提高筒體的使用壽命。所以下面推薦的筒體厚度計算，是根據(jù)多年的國內(nèi)外實踐經(jīng)驗，盡量采用了薄形筒體的經(jīng)驗計算公式。 由于受力分析中得出

36、 〔3-17〕 即 整理后滾筒厚度計算式為： mm 〔3-18〕 式中 P……功率，kW； v……帶速，m/s； l……筒長，mm； D……滾筒直徑，mm； ……許用應力，。 這里?。剑瑢τ赒235鋼，＝235。 所以， 通常電動滾筒筒體均用Q235鋼板或鋼管制造，那么有 mm 有 實際取 t＝6mm 因為 功率P＝22kW，帶速v＝/s，筒長l＝1000mm，直徑D＝630mm， 筒體厚度t＝6m

37、m。 圓周驅動力 N 緊邊張力 ＝213750＝27500N 松邊張力 ＝13750N 扭矩 ＝13750315N·m 滾筒彎矩 N·m 正應力 剪切應力 根據(jù)第四強度理論，合成應力為： 45號鋼許用應力為 那么有， 驗算強度合格 4電動滾筒行星齒輪傳動設計與校核 傳動局部設計采用的方案為：第一級為NGW型漸開線齒輪傳動，第二級為NGW型定軸齒輪傳動。 (1) 計算傳動比i 因為行星輪數(shù)目=3時，傳動比范圍只

38、有=2.1~13.7，應選用NGW型兩級行星齒輪傳動。 (2) 動比的分配： 分配原那么：各級傳動等強度，獲得最小的外型尺寸。 在NGW型兩級行星齒輪傳動中，用角標1表示高速級的參數(shù)，用角標2表示低速級的參數(shù)。 取高速級與低速級外嚙合齒輪材料硬度相同，那么=，行星輪數(shù)目=3，齒面工作硬化系數(shù)=；低速級內(nèi)齒輪分度圓直徑與高速級內(nèi)齒輪分度圓直徑之比為B，并取，取載荷布均勻系數(shù)= ，取齒寬系數(shù)=1.2。 因為動載系數(shù)，接觸強度計算的齒向載荷分布系數(shù)及接觸強度計算的壽命系數(shù)的三項比值的乘積為1.8~2.0，故取=1.9。 所以 A= =1.2× 由公式Z= = 由?電動滾筒設計

39、與選用手冊圖6-9可查得 = 高速級計算〔第一級〕： (1) 配齒計算： 由于=4.8距可能到達的傳動比極限值比擬遠，所以可以不檢驗鄰接條件。 由公式 =C 〔4-1〕 進行配齒計算： 并滿足：整數(shù)，無公約數(shù)，且整數(shù)。 那么： = =38×3-23=91 =(91-23)=34 (2) 變位方法 此處選擇高變位，主要目的在于防止根切，使齒輪副的滑動系數(shù)和抗彎強度大致相等。 因為=4.8〉4，所以太陽輪選擇正變位，行星輪和內(nèi)齒輪

40、選擇負變位， 取=0.3，==－0.3。 (3) 觸強度初算AC傳動的中心距a和模數(shù)m： 輸入轉矩：N·m 因為傳動中有一個或者兩個根本構件浮動作為均載機構，且齒輪精度低于6級，所以取載荷不均勻系數(shù)：== 那么有太陽輪傳遞扭矩為： =83.03 N·m 考慮電動滾筒加工和使用的實際條件，取K=2.4。 齒速比：u= =34/23=1.48。 太陽輪和行星輪的材料用40Cr鋼外表淬火，齒面硬度HRC50~55〔太陽輪〕和HRC45~50(行星輪)，取=1100 因齒面硬度HB350，那么取齒寬系數(shù)=0.3。 按接觸強度初算中心距a公式為 a= mm

41、 〔4-2〕 計算中心距： a= =86.24(mm) 模數(shù) m= =3.026〔mm〕 取m =3mm。 (4) 計算AC傳動的實際中心距和嚙合角： 那么實際中心距= =1.5×〔23+34〕=85.5〔mm〕 因直齒輪是高變位： 那么=〔85.5-85.5〕/3=0 = 所以 = (5) 計算CB傳動的中心距和嚙合角 BC實際的中心距為： =1.5× 同理可得嚙合角 。 (6) 幾何尺寸的計算： 按高變位齒輪傳動的幾何計算A、C、B三個齒輪的幾何尺寸。 1〉、分度圓直徑： ==3×23=69

42、==3×34=102 ==3×91=273 2〉、齒頂高： =〔＋〕=〔1＋0.3〕×3=3.9〔mm〕 =(＋)=〔1－0.3〕×3=2.1〔mm〕 =(－－) 式中 == 所以 ]× 3〉、齒根高： =〔＋－〕〔mm〕 =〔＋－〕=4.65〔mm〕 =〔＋＋〕=2.85〔mm〕 4〉、齒高： ==3.9+2.85= ==2.1+4.65= ==3.48+2.85= 5〉、齒頂圓直徑： ==69+2×3.9= ==102+2×2.1= ==273+2×3.48= 6〉、齒根圓直徑： ==69－2×2.85= ==102－2

43、×4.65= ==273－2×2.85= (7) 驗算AC傳動的接觸強度和彎曲強度： 強度計算所用的公式同定軸線齒輪傳動的不同在于：確定和所用的圓 周速度用相對于行星架的圓周速度。 m/s 〔4-3〕 m/s 由此得出動載系數(shù)：=/1000=×× 速度系數(shù)：查表得=0.96。 1〉、確定其他系數(shù)： 名 稱 計算公式 結果 使用系數(shù) 1 7 載荷分布系數(shù) 載荷分布系數(shù) ° °

44、總重合度 () 載荷分配系數(shù) 載荷分配系數(shù) 節(jié)點區(qū)域系數(shù) －0.00833〔－8〕 〔×=2.46〕 彈性系數(shù) E=206000N/ 重合度系數(shù) 螺旋角系數(shù) 1 當量循環(huán)次數(shù) 壽命系數(shù) 1 最小平安系數(shù) 1 潤滑系數(shù) 齒面硬化系數(shù) 1 尺寸系數(shù) 1 粗糙度系數(shù) 2〉、AC傳動接觸強度驗算： 計算接觸應力： 計算許用接觸應力： 以及強度條件： 那么： 計算結果，接觸強度通過。 3〉、AC傳動彎曲強度的驗算

45、： 齒根應力為： 式中： ——齒形系數(shù)，查圖取=2.32，=2.74； ——應力修正系數(shù)，取=1.72，=1.52； ——彎曲強度計算的重合度系數(shù)，5＋ ——彎曲強度計算的螺旋角系數(shù)，取=1。 考慮到行星輪輪齒受力可能出現(xiàn)補均勻性，齒根最大應力 =120.5× N/ 由強度條件： 那么 =180.8× N/ 40Cr鋼調(diào)質(zhì)外表淬火，=350 N/ 彎曲強度驗算合格。 (8)驗算CB傳動的接觸強度和彎曲強度： 1〉、根據(jù)AC傳動的來確定CB傳動的接觸應力： 因為CB傳動為內(nèi)嚙合， 所以6× N/ 2〉、核算內(nèi)齒輪材料的接觸

46、疲勞極限 由于 =473.6 N/ 因為45號調(diào)質(zhì)鋼=570N/＞４７３．６N/，那么內(nèi)齒輪用４５號鋼調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)硬度ＨＢ２２９～２８６，接觸強度符合要求。 ３〉、彎曲強度的驗算： 只對內(nèi)齒輪進行驗算，齒根應力大小和ＡＣ傳動的為嚙合一樣，即 ＝120.5 N/，=180.8 N/ 由強度條件： =126.6 N/ 45號調(diào)質(zhì)鋼=220 N/>126.6 N/ 所以CB傳動的內(nèi)齒輪彎曲強度也符合要求。 低速級齒輪計算〔第二級〕： 由高速級計算得到=4.16，低速級改為行星架固定，內(nèi)齒輪輸出。 那么 4.16， (1) 配齒計算： =32 那么 =19

47、所以 =32×3-19=77 =29 符合NGW型配齒要求。 (2) 變位方法 采用高變位，由于>4，取=0.3，=－0.3，=－0.3。 (3) 按接觸強度驗算AC傳動中心距和模數(shù)m： =216.6××·mm 取載荷不均勻系數(shù)，那么在一對AC輪傳動中，太陽輪傳動轉矩為： =987.7×·mm 齒數(shù)比u= 取=1100 N/ 取齒寬系數(shù) 所以 = 模數(shù) m= 取m=6。 〔3〕計算AC傳動的實際中心距和嚙合角： 實際中心距：=144mm 同理可得 =20° (4) 計算CB傳動中心距和嚙合角 =20° (5) 幾何尺寸的

48、計算： 1〉、分度圓直徑 mm mm mm 2〉、齒頂高 由第一級算得=0.17。 3〉、齒根高 4〉、齒高 =7.8＋ =4.2＋ 8＋ 5〉、齒頂圓直徑 =114＋2×7.8= =174＋2×4.2= =308－2×6.78= 6〉、齒根圓直徑 =114－2×5.7= =174－2×9.5= =308＋2×5.7= 〔6〕驗算AC傳動的接觸強度和彎曲強度： 按定軸齒輪傳動的強度系數(shù)計算公式計算 1〉、確定公式中的系數(shù)： 取使用系數(shù) =/s 查表取得 =0.95 動載系數(shù)

49、 名 稱 計算公式 結果 使用系數(shù) 1 載荷分布系數(shù) 載荷分布系數(shù) ° ° 總重合度 () 載荷分配系數(shù) 載荷分配系數(shù) 節(jié)點區(qū)域系數(shù) －0.00833〔－8〕 〔×=2.46〕 彈性系數(shù) E=206000N/ 重合度系數(shù) 螺旋角系數(shù) 1 當量循環(huán)次數(shù) 壽命系數(shù) 1 最小平安系數(shù) 1 潤滑系數(shù) 齒面硬化系數(shù) 1 尺寸系數(shù) 1 粗糙度系數(shù)

50、 2〉、AC傳動的接觸強度的驗算： = =622.0 N/ ==697.7 N/ 用40Cr鋼調(diào)質(zhì)后外表淬火，AC傳動接觸強度通過。 3〉、AC傳動彎曲強度的驗算： 齒根應力 = =87.08 N/ 考慮齒輪受力不均勻，齒根最大應力取 = × N/ 由強度條件 ==91.4 N/ 故AC傳動的彎曲強度驗算通過。 〔7〕驗算低速級CB傳動的接觸強度和彎曲強度： 1〉、根據(jù)AC傳動來確定CB傳動的接觸應力： 所以 ==379.5 N/ 2〉、核算內(nèi)齒輪材料接觸疲勞極限 由，有 =

51、 =425.7 N/ 因為45號鋼調(diào)質(zhì)=570 N/ 所以內(nèi)齒輪接觸強度符合要求。 3〉、彎曲強度的驗算： 只對內(nèi)齒輪進行驗算，其彎曲應力和AC傳動一樣。 即 N/ =130.6 N/ 45號鋼調(diào)質(zhì)后彎曲疲勞極限=220 N/>130.6 N/ 所以CB傳動內(nèi)齒輪的彎曲強度也符合要求。 內(nèi)齒輪的壁厚=3×7=21mm 均載機構是使各行星輪均勻分擔載荷的機構，它可以降低載荷不均勻系數(shù)，既有提高承載能力、降低噪音、提高運轉平穩(wěn)性和可靠性、降低齒輪制造精度等優(yōu)點。 在設計中，電動滾筒的高速級行星齒輪傳動和低速級行星傳動，采用根本構件浮動的均載機構，高速級是太

52、陽輪浮動和行星架浮動組合的均載機構，這種組合浮動比單個構件浮動的均載效果較好。行星架通過雙聯(lián)齒輪軸器與低速級太陽輪相聯(lián)，由于是NGW型傳動，行星架受力較大，有利于浮動。行星架浮動不需要支撐，簡化了結構。但是行星架自重較大，速度較高時會產(chǎn)生很大的離心力，影響浮動的效果，所以設計時還得采用太陽輪浮動的組合結構，使浮動的效果到達最好。 低速級行星齒輪傳動，采用行星架固定，但構件太陽輪浮動。太陽輪重量輕、慣性小、浮動靈活，結構簡單，容易制造，通用性強，這樣還可以是電動滾筒形成一剛性軸改善了軸的受力和滾筒的裝配工作。 在行星齒輪傳動中，廣泛的使用齒輪聯(lián)軸器來保證浮動機構中浮動件在受力不均勻的

53、時候產(chǎn)生位移，以使各行星輪之間的載荷分布均勻。為此高速級采用單聯(lián)齒輪聯(lián)軸器。低速級采用雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器，由于太陽輪尺寸較大，采用了一端為內(nèi)齒一端為外齒的雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器。 計算步驟： 1〉、初算聯(lián)軸器輪齒直徑d、齒寬b、模數(shù)m。 〔4-4〕 式中： T——傳遞扭矩，; ——載荷不均勻系數(shù)，取=2； ——使用系數(shù)，=1； ——輪齒載荷分布系數(shù)，取=2； ——壽命系數(shù)，取=0.4，=2.8； ——許用剪切應力，。 所以 =94066.67 取b=25，那么可得 取模數(shù)

54、 m=3mm。為了便于加工齒數(shù)，取Z=24 那么有節(jié)圓直徑d=mZ=72。 2〉、校核齒側擠壓應力，以確定d、b和Z。 內(nèi)齒套直齒： 〔4-5〕 式中 h——輪齒接觸徑向高度，用齒高代替。 h==3(0.8+1.0)= <=14 外齒軸齒輪因制成鼓型：取歪斜角=， 那么 <56 輪齒擠壓力通過，那么確定d=72mm,b=25mm,Z=24. 3〉、齒輪聯(lián)軸器的其他幾何尺寸： 工程 代號 計算公式 單位 外齒輪 內(nèi)齒套 模數(shù) m mm 3

55、 3 齒數(shù) Z 24 24 節(jié)圓直徑 d D=mZ mm 72 72 齒型角 20° 20° 齒頂高 mm 3 齒根高 外齒軸 內(nèi)齒套 mm 3 齒高 h + mm 齒頂圓直徑 mm 78 齒根圓直徑 mm 78 齒寬 b mm 25 25 齒寬系數(shù) B/d 鼓型齒鼓型量 A be/2 mm 鼓型齒弧半徑 mm 781 聯(lián)軸器長度 L mm 100 聯(lián)軸器總長度 L+b+

56、3 mm 128 內(nèi)齒套壁厚 3m mm 9 行星輪結構 一般用在行星輪較大時的采用的是如圖6-3所示，其結構緊湊、簡單又便于安裝的行星輪結構，彈性擋圈裝在軸承內(nèi)側，因而增大軸承間距，減小了行星輪傾斜，當載荷較小時用滾珠軸承，載荷較大時用滾柱軸承，兩軸承端寬度L可略大于齒寬b。 圖 4-1 行星輪結構圖 行星架結構 行星架是行星傳動中的主要局部，既要傳動扭矩又要起支撐作用，所以對行星架的制造精度和結構要求很高，行星輪之間載荷分配不均對行星架影響最大，所以要對根本構件采取浮動的均載機構外還應：1、盡可能的采用滑動軸承的行星輪結構，這樣可使作為滑動軸

57、承的金屬或非金屬襯套由于它本身的彈性和間隙配合，使行星輪也成為一種彈性件的均載機構。2、在較大的滾筒上內(nèi)齒輪可用彈性圓柱銷固定到滾筒上，也有較好的緩沖減緩作用，這樣可以對制造和裝配根本構件時，產(chǎn)生的不可防止的誤差進行適當?shù)难a償，從而降低對根本構件制造技術要求，到達既節(jié)約又可使傳動性能平穩(wěn)和可靠的目的。 圖4-2 行星架結構 高速級受力分析 表4-1 高速級傳動受力分析結果 太陽輪A 行星輪C 行星架H 內(nèi)齒圈B 各構件的轉矩 N·m - 圓周力 N 徑向力 N 作用在齒輪或軸上力 N =0

58、=0 低速級受力分析 表4-2 低速級傳動受力分析表 太陽輪A 行星輪C 行星架H 內(nèi)齒圈B 各構件的轉矩 N·m - 圓周力 N 徑向力 N 0 作用在齒輪或軸上力 N =0 =0 4.8左、右法蘭軸的計算 在設計計算電動滾筒的左右法蘭軸時，一般在同一機座號電機下，以帶寬最寬、帶速最低時來計算法蘭軸斷面尺寸，從而提高法蘭軸的通用化程度。 將左右法蘭軸與電機聯(lián)接成一個組件，按簡支梁進行受力分析和計算。 受力分析 圖4-3 法蘭軸受力分析 外載荷的計算

59、 ＝11636.8 N ＝ ＝ ＝ 右法蘭軸軸頭力矩的計算 〔1〕、垂直方向彎矩 614.6 N·M N·M 圖4-4 法蘭軸彎矩計算 (2)、水平方向彎矩 ＝×＝2909.2 N·M ＝×＝1163.7 N·M 〔3〕、合成彎矩 N·M = N·M 〔4〕、法蘭軸斷面直徑d的計算 按脈沖循環(huán)應力用彎扭合成強度計算軸徑公式 〔4-6〕 式中 ——計算彎矩， ； ——校正系數(shù)，取。 所以有 mm

60、 mm 實取 =90mm =80mm 左法蘭軸軸頭力矩的計算 (1)、垂直方向彎矩 N·m (2)、水平方向彎矩 N·m (3)、合成彎矩 N·m (4)、法蘭軸斷面直徑d的計算 mm 實取 d=90mm 5電動滾筒材料選用 電動滾筒常用材料可分為金屬材料和非金屬材料。按用途分類：金屑材料又可分為齒類材料，軸類及滾筒體材料，端蓋、左右法蘭軸、齒輪箱及支座材料。非金屬材料又可分為非金屬齒輪材料，潤滑材料和密封材料。 齒輪材料的選用 齒輪是電動滾筒中的重要零件，它擔負著傳遞動力、改變運動速度及方向的重要任務

61、，因此對齒輪材料提出如下要求： (1) 具有高的接觸疲勞極限； (2) 具有高的抗彎強度； (3) 具有高的耐磨性； (4) 具有足夠的沖擊韌性。 同時還應考慮材料的加工工藝性、經(jīng)濟性，以及材料的來源等因素。正確的選用齒輪材料和進行合理的熱處理，是滿足齒輪設計要求、延長齒輪使用壽命及節(jié)約制造本錢的主要途徑。 主動輪選用40Cr粗車后調(diào)質(zhì)處理，制齒后齒面高頻淬火。被動輪采用45號鋼粗車后調(diào)質(zhì)，但第一級被動齒輪制齒后，齒面高頻淬火。由于太陽輪和行星輪的載荷循環(huán)次數(shù)最多，宜選用承載力較高的合金鋼，經(jīng)外表淬火、滲碳淬火或滲氮處

62、理，以增加外表硬度。 電動滾筒齒輪常用的高頻外表淬火具有變形小、氧化少、效率高等特點。齒面滲碳淬火是國外滾筒廠常用的齒輪熱處理方式，國內(nèi)也越來越多地用在重負荷的電動滾筒齒輪熱處理上，這樣輪齒外表硬度高，淬透層均勻，耐磨性好，心部韌性好，強度高，使齒輪具有較高的抗彎曲疲勞強度，但是容易產(chǎn)生淬火變形。往往熱處理前要留磨量，熱處理后還需經(jīng)過磨齒加工。 軸類材料 在電動滾筒中，根據(jù)結構情況，軸可以分為實心軸和空心軸兩類。左、右法蘭軸常用的材料是優(yōu)質(zhì)中碳鋼，其中尤以45號鋼最常用。對于某些承受負荷較小的電動滾筒，也可使用2D號或35號鋼。作為電動滾筒焊接左軸用的軸管，一般用

63、10、15或20號無縫鋼管，特殊重負荷時采用16Mn無縫鋼管。 滾筒體材料 電動滾筒的滾筒體材料有鋼板焊接和無縫鋼管的兩種。根本不用鑄鐵滾筒體。一般情況，電動滾筒直徑等于或大于320mm時，都采用鋼板焊接的滾筒體，我的設計中滾筒直徑為何800㎜所以采用的是鋼板焊接形式。國外有些生產(chǎn)廠家，電動滾筒直徑于或大于630rmn時，才使用鋼板焊接的滾筒體，而滾筒直徑小于630mm時，用無縫鋼管制造。 制造滾筒體常用的鋼板，一般選用具有一定強度、韌性和良好的焊接性能的Q235或15號鋼。有特殊要求時，選用16Mn鋼板。電動滾筒使用的環(huán)境溫度為20-40~°C，因此要求滾筒體具有良好的低溫力學性能。因

64、為我設計的是筒體為800的電動滾筒，所以選用15號鋼鋼板。 5.3端蓋、左右法蘭軸、支座材料 電動滾筒端蓋采用鑄鐵HT200材料； 支座采用球墨鑄鐵QT450-10材料； 左右法蘭軸采用45號鋼； 透蓋采用鑄鐵HT150材料 加工或非加工鑄件的尺寸偏差，工程機械?、蠹壘取? 6電動滾筒潤滑及密封 潤滑油 對于內(nèi)置式的油冷式和油浸式電動滾筒，傳動減速裝置的潤滑及電動機的冷卻，都使用同一種潤滑油。我設計的油冷式電動滾筒采用的是30號機械油，現(xiàn)名為N46機械油。 潤滑油主要質(zhì)量指標為：黏度、閃點、傾點、氧化安定性、抗擦傷力、承載能力、腐蝕試驗和雜質(zhì)等。黏度是大多數(shù)油品劃分牌號

65、的依據(jù)，黏度表示油分子受作用力的影響，分子間發(fā)生相對位移時所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦阻力，其大小依油分子內(nèi)聚力大小來決定。 黏度通常分為絕對黏度和條件黏度。絕對黏度又分為動力黏度和運動黏度兩種；條件黏度又分為恩氏黏度、雷氏黏度和賽氏黏度三種。國際上常用的為動力黏度、運動黏度和恩氏黏度，而運動黏度又用得最多。潤滑油的黏度又隨著增加，這種隨溫度變化而改變黏度的性質(zhì)稱為黏－溫特性，黏度比、黏度指數(shù)是評定潤滑油黏—溫特性的主要指標。 黏度指數(shù)是說明潤滑油的黏度隨溫度而改變的程度與標準潤滑油相比擬時的相對數(shù)值， 黏度指數(shù)(y／)值愈高，黏－溫特性愈好。 180℃。傾點表示油的低溫流動性。電動滾筒使用的

66、潤滑油，傾點一般高于 -10℃。抗擦傷能力和承載能力是考核齒輪油的重要指標，它是在高溫、重負荷下，形成邊界潤滑時，表示邊界油膜的強度厚度能承受擦傷和抗擠壓的能力。 電動滾筒的電動機軸承和端蓋軸承等采用潤滑油脂潤滑.正確選用潤滑脂可以獲得很好的潤滑效果，提高軸承使用壽命，降低電動滾筒噪聲。 其主要參數(shù)為: 滴點、針入度我設計的電動滾筒使用的如表6－1所示： 表6－1 電動滾筒用潤滑脂主要參數(shù) 名稱 代號 外觀 滴點 不低于 (℃) 針入度 25℃時， 0.1㎜ 水分 不大于 (%) 備注 基潤滑油 ZL－2 淡黃到暗褐 120 250-290 具有抗水耐高溫耐磨的特點 密封裝置 密封可分為兩大類：即結合面的靜密封和旋轉軸的動密封。所用的密封材料均為非金屬。由于電動滾筒的滾筒體與端蓋的結合面比普通管道法蘭結合面受力情況復雜，故不經(jīng)常使用耐油石棉橡膠墊密封。此種材料無論經(jīng)濟性、方便性，還是密封性，均不如液態(tài)密封膠。 電動滾筒常用密封件主要是旋轉軸唇形密封圈(即骨架式橡膠油封)，旋轉軸唇形密封圈(骨架式橡膠油封)電動滾筒