带式运输机电动滚筒的设计说明书

带式运输机电动滚筒的设计（论文）摘要带式输送机自从发明至今已有一百五十年的历史，仍然被广泛的应用于生产、生活中，被广泛使用在石油、化工、塑料、橡胶、食品、建材、包装、纺织、造纸、轻工、立体停车库和流水线等机械设备领域中。通过本毕业设计将学过的基础理论知识进行综合应用，培养结构设计，计算能力，了解减速器的结构设计的步骤及参数选择的原则，熟悉减速器传动的基本原理，熟悉并掌握一套完整的机械传动装置的设计过程。了解减速器的参数数据的选择原则对传动装置效率的影响。由于减速器的结构简单实用，被广泛应用于各行各业中，因此，减速器的使用还有很好的前景。通过本毕业设计，了解减速器的结构设计的步骤及参数选择的原则，熟悉减速器传动的基本原理，并设计了一套完整的电动滚筒传动装置。关键词：带式输送机；减速器设计；主要部件带式运输机电动滚筒的设计（论文）前言随着科学技术的迅速发展，市场竞争日趋激烈，在机械制造中，运输工业已成为国民经济支柱产业之一，其在国民经济中所占比重和作用越来越重要，世界各国经济发展历程证明了这一点。改革开放以来，随着市场经济的发展，商品流通的增加，物质的不断丰富，生活水平的提高，人们在追求商品外在质量提高的同时，主要还是追求商品内在质量提高，保证内在质量就需要快速的运输来实现。近年来人们的消费需求的扩大，运输工业随之迅速发展，在我国国民生产总值中已占到10%以上，与经济发达国家的差距正在逐步缩小。运输机械在运输工业中的地位十分重要，对运输工业现代化具有举足轻重的作用。它可以提高劳动生产率，改善生产环境，降低生产成本，减少环境污染，增加产品质量，提高产品的档次，增加附加值从而增加市场竞争力，带来更大的社会效益和经济效益。我国的运输机械发展起步与20世纪40年代末，从改革开放前少数几种水平落后的单机起，到70年代，在借鉴进口设备和技术的基础上，运输机械的生产发生了一个巨大的变化，大量填补国内空白的运输机械问世，品种规格不断增加，出现了大量专业的运输机械生产企业，形成了一批专业化生产的骨干企业。许多研究机构着手研究运输机械，大专院校也纷纷设立运输专业，先后成立了全国性的协会，学会，标准化机构，出版了各种专业期刊，形成了一个独立的运输行业部门，也是原机械工业部管理的14个大行业之一。进入20世纪80年代，除继续增加新品种外。在产品的技术水平和内在质量、性能等方面有了很大进步，从注重数量向注重质量和性能方面发展，产品的技术水平与国外先进水平的差距在缩小。本课题是联系生产实际的课题。目前，带式输送机已广泛应用于工农业生产的各个角落，如化工、建材、矿山开采，车站、码头以及农产品贮运等，操作方便、运输距离比较长。随着机械化和综合机械化采煤工作面产量的不断提高，带式输送机已经逐渐成为煤矿生产中的一种主要输送设备。带式运输机电动滚筒的设计（论文）电动滚筒是带式输送机的一个重要动力部件，就冷却形式而言有油冷式、油浸式及风冷式等，就减速形式而言有齿轮减速式及摆线针轮式等，就电动机的安装位置而言有内置式和外置式等。目前应用较多的是齿轮减速、内置、油冷式电动滚筒，特别是对于小型和微型电动滚筒来说，这种电动滚筒更具有不可替代的地位。但是，齿轮减速油冷式电动滚筒承载能力较差、传动效率低，右法兰轴结构复杂、工艺性较差。因此，拟采用活齿减速技术方案对其进行改进设计。活齿波动传动是用来传递两同轴间回转运动的一种新型传动形式，这与电动滚筒的传动方式完全吻合。它由激波器V、中心轮K、活齿架H及一组活齿组成，工作时，激波器周期性地推动活齿，这些活齿与中心轮齿廓的啮合点形成了蛇腹蠕动式的切向波，从而与中心轮形成连续的驱动关系。活齿传动具有结构紧凑、体积小、承载能力大、传动效率高、基本构件的工艺性好等优点，所以一出现就引起了人们极大的兴趣。1、系统传动方案设计和运动学及动力学参数设计计算1.1系统传动方案设计组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，故采用刚性联轴器联结电机与减速器。其传动方案如下：带式运输机电动滚筒的设计（论文）V1-电机2-联轴器3-减速器4-联轴器5-滚筒图1-1带式输送机总体方案布局图1.2系统运动学及动力学参数设计计算1.2.1选择电动机电动机类型的选择：Y系列三相异步电动机电动机功率选择：η1—联轴器的传动效率：0.99η2—每对轴承的传动效率：0.99η3—圆柱直齿轮的传动效率：0.96η4—滚筒与传送带之间的传动效率：0.96传动装置的总效率：η=η12×η24×η32×η4=0.992×0.994×0.962×0.96≈0.83电机所需的工作功率：带式运输机电动滚筒的设计（论文）1000vF电P=83.01000210005.2=6KW确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n滚筒=Dv100060=50014.32100060=76.43r/min查《机械设计手册》P18-4表18.1-1得二级圆柱齿轮减速器传动比i=8～60，故电动机转速的可选范围是：n电=n滚筒×i=（8～60）×76.43r/min=611.44～4585.8r/min根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有2种传动比方案如下：表1-1电机型号方案电动机型号额定功率KW额定转速r/min重量Kg总传动比1Y132S1-26.529006722.312Y132S-46.58456811.08图1-2电机安装及外形尺寸表1-2电机外形尺寸型号ABCDEFGHKABACADHDBBLY132M-4216140893880103313212280275210315200475综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速器的传动比，可见第二方案比带式运输机电动滚筒的设计（论文）较适合。因此选定电动机型号为Y132S-4。1.2.2总传动比并分配传动总传动比鼓轮电总nni=43.76845=11.08分配传动比：i1=（1.3～1.5）i2，经计算i1=（3.79～4.08），取i1=4，计算得i2=2.77I1为高速级传动比，i2为低速级传动比。1.2.3各轴功率、转速、转矩计算将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴；η01，η12，η23，η34依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3，轴3与轴4之间的传动效率。各轴转速：电nn1=845r/min112inn=4845=211.25r/min223inn=77.225.211=76.43r/min34nn=129.96r/min各轴输入功率：P1=P电·η01=6×0.99＝5.94KWη01＝η1P2=P1·η12=5.94×0.99×0.96＝5.82KWη12＝η2η3P3=P2·η23=5.82×0.99×0.96＝5.53KWη23＝η2η3P4=P3·η34=5.53×0.99×0.99＝5.42KWη34＝η1η2各轴输入转矩：电电nPTd955084569550＝67.8N·mT1=Td·η01＝67.8×0.99＝67.13N·m带式运输机电动滚筒的设计（论文）T2=T1·i1·η12＝67.13×4×0.99×0.96＝255.21N·mT3=T2·i2·η23＝255.21×2.77×0.99×0.96＝671.87N·mT4=T3·η34＝671.87×0.99×0.99＝658.5N·m1-3轴的输出功率、输出转矩分别为各轴的输入功率、输入转矩乘以1对轴承的传动效率0.99。2.传动件设计计算2.1高速级大、小齿轮的设计计算带式运输机电动滚筒的设计（论文）带式运输机电动滚筒的设计（论文）2.2低速级大、小齿轮的设计计算2.2.1选择齿轮材料载荷中等、速度不高且传动尺寸无特殊要求，所以大小齿轮都选软齿面齿轮，小齿轮选用35MnB调质，硬度260HBS，大齿轮选用SiMn调质，硬度225HBS。根据两齿面的硬度，由《机械设计基础》表6-10中的算式得出两齿轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度的许用应力：265HBS=27.1HRC,225HBS=20HRC1H=380+HBS=640MPa2H=380+HBS=605MPa1F=155+0.3HRC=163MPa2F=155+0.3HRC=161MPa2.2.2选取设计参数小齿轮齿数z1=26，则z2=26×2.77=72.02,取z2=72；实际传动比为i12=72/26=2.769，传动比误差Δi=77.277.2769.2=0.0004％≤5％，在允许范围内。齿宽系数取d=1.0带式运输机电动滚筒的设计（论文）2.2.3按齿面接触疲劳强度设计小齿轮的转矩T1=121.10N·m载荷系数查《机械设计基础》表6-9取K=1.2d1≥76632Hd1)1(uuKT=76632640769.2)1769.2(10.1212.1=60.01mm齿轮的模数为m=11zd≥2601.60=2.31。查《机械设计基础》表6-1取标准系列模数m=3。d1=mz1=26×3=78mm2.2.4齿轮的几何尺寸计算d3=mz3=3×26=78mmd4=mz4=3×72=216mmda3=mz3+2ha*m=78+6=84mmda4=mz4+2ha*m=216+6=222mmdf3=mz3－2（ha*+c*）m=78－7.5=70.5mmdf4=mz4－2（ha*+c*）m=216－7.5=208.5mma=（d3+d4）/2=（78+216）/2=147mmb=ψdd3=1.0×66=78mm取b4=78，b3=78+4=82mm2.2.5校核弯曲疲劳强度由齿数查表6-12得两齿轮的复合齿形系数为：YFS1=4.30，YFS2=4．σF1=FS1112000YmbdKT=30.437810.1212.120002=68.42Mpa＜1F=163MPa合格带式运输机电动滚筒的设计（论文）σF2=FS2112000YmbdKT=437810.1212.120002=63.69Mpa＜F2=178MPa合格2.2.6精度设计查《机械设计基础》表6-8取8级精度．2.2.7.结构设计2.2.7.1.中间轴孔的厚度：大齿轮D0=da4-(10～14)mn=222-(10～14)×3=(180～192)mm,取D0=190mm.D4为轴径，D4=52mm，D3=1.6D4=1.6×52=83.2mm,取D3=85，l=b=齿宽，D2=(0.25～0.35)（D0-D3)=(0.25～0.35)（190-85）=（26.25～36.75）mm，取D2=35.r=1mm.腹板孔厚度：C=(0.2-0.3)b≥8mm,选C=10mm.2.2.8.润滑方式10006044ndv=10006015725614.3=2.1m/s12m/s,采用润滑油池润滑。见参考文献［机械设计基础］P118.带式运输机电动滚筒的设计（论文）3.轴系零件的校核计算3.1Ⅰ轴的设计计算3.1.1材料的选择及轴颈的确定图3-1Ⅰ轴示意图选择轴的材料为45钢，调质处理，查《机械设计手册》（成大先主编，化学工业出版社）表6-1-1得σb=650Mpa，σs=360Mpa，σ-1=270Mpa，τ-1=155Mpa，E=2.15×105Mpa根据《机械设计手册》表6-1-18公式初步计算轴径，由于材料为45钢，由《机械设计手册》表6-1-19选取A=120则得带式运输机电动滚筒的设计（论文）d≥A3nP=120×3144085.4=17.99mm，因为考虑到装联轴器加键，有一个键槽，d≥17.99×（1+5％）=18.89mm3.1.2确定各轴段直径表3-1各轴段直径名称依据确定结果（mm）abABFr1Ft1abABFt1abRHARHBFt1RHARHBMHMHAMHBabRvARvBFr1RVARVBMVMVAMVBRARBM大于轴的最小