行星齒輪傳動電動滾筒設(shè)計(jì)

前言高等教育應(yīng)該從理論知識和實(shí)踐兩方面著手，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)能力。在實(shí)踐中我們要要有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識做保證，實(shí)踐是對理論知識的最好鞏固。而畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文就是我們在實(shí)踐中的一個重要的環(huán)節(jié)。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，我們能夠綜合的運(yùn)用著幾年所學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)怎樣的梳理和運(yùn)用學(xué)的知識，既是一次檢驗(yàn)的過程，又是一次對知識的鞏固的過程。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我在接受高等教育中的最后一次綜合性的實(shí)踐學(xué)習(xí)，是實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力，是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)工作能力、提高學(xué)生綜合素質(zhì)的重要手段。當(dāng)然，畢業(yè)設(shè)計(jì)成果的質(zhì)量，也是學(xué)生畢業(yè)資格認(rèn)定的一個重要依據(jù)，是對學(xué)校人才培養(yǎng)效果的全面檢驗(yàn)，是學(xué)校教育教學(xué)質(zhì)量評價(jià)的重要內(nèi)容。畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的主要是：（1）培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造性地綜合運(yùn)用所學(xué)基本理論和技能，獨(dú)立完成本專業(yè)范圍內(nèi)工程設(shè)計(jì)或?qū)嶒?yàn)分析的專業(yè)工作能力；（2）學(xué)習(xí)科學(xué)的精神和創(chuàng)新能力；（3）學(xué)習(xí)調(diào)查研究、收集處理信息和查閱文獻(xiàn)的能力；（4）學(xué)習(xí)語言表達(dá)和撰寫科技報(bào)告（論文）的能力；（5）培養(yǎng)學(xué)生的效益意識、全局觀念和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。在此基礎(chǔ)上，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的整體構(gòu)建設(shè)計(jì)的能力，全面的去考慮問題，幫助我們掌握工程設(shè)計(jì)中的一般產(chǎn)品設(shè)計(jì)的程序和方法。為我們在以后的實(shí)際工作中，能更好的解決工程實(shí)際生產(chǎn)中遇到的實(shí)際問題打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),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(shè)計(jì)教學(xué)基本要求主要是通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，將思想道德素質(zhì)教育、業(yè)務(wù)素質(zhì)教育、文化素質(zhì)教育于一體，注重學(xué)生素質(zhì)的全面提高，以達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)的基本要求；注重培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度、勤奮鉆研的優(yōu)良學(xué)風(fēng)和獨(dú)立工作能力；注重開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力，實(shí)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)目的。我所選擇的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是電動滾筒，關(guān)于電動滾筒的相關(guān)信息在緒論中將會詳細(xì)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(shè)計(jì)方面是傳動結(jié)構(gòu)和整體布局的設(shè)計(jì)。在我國，電動滾筒發(fā)展較晚，但是發(fā)展很快。目前國內(nèi)外以將電動滾筒廣泛應(yīng)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(shè)領(lǐng)域。由于電動滾筒的設(shè)計(jì)要求很高，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)較多，而且我缺乏實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，再加上由于國內(nèi)電動滾筒的發(fā)展較晚關(guān)于電動滾筒的系統(tǒng)地、實(shí)際地、具有一定理論指導(dǎo)作用的專業(yè)書籍很少，所以在設(shè)計(jì)中存在很多的不足和疏漏，懇請老師同學(xué)指正。1緒論1.1電動滾筒行業(yè)與產(chǎn)品介紹電動滾筒是一種將電動機(jī)、減速機(jī)構(gòu)置于驅(qū)動滾筒內(nèi)的新型驅(qū)動裝置，它主要用在固定式和移動式帶式輸送機(jī)上，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電機(jī)、減速機(jī)在驅(qū)動滾筒之外的開式驅(qū)動裝置。此外，還廣泛地用在輥送輸送機(jī)上做為主動輥?zhàn)樱靡暂斔统杉锲?。進(jìn)入80年代以后，電動滾筒的應(yīng)用場所更在日新月異地?cái)U(kuò)展。電動滾筒與傳統(tǒng)的開式驅(qū)動裝置相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、耗能少，噪音小、壽命長、運(yùn)轉(zhuǎn)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(diǎn)，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(yīng)用于困民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)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(jī)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(jìn)人80年代，—些行業(yè)引進(jìn)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)得到了迅猛發(fā)展。進(jìn)入90年代，通過引進(jìn)技術(shù)的消化、吸收和行業(yè)廠—的獨(dú)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(biāo)上，都已趕上或超過世界先進(jìn)水平。電動滾筒行業(yè)組是“中國重型機(jī)械工業(yè)協(xié)會帶式輸送機(jī)專業(yè)委員會”的成員，行業(yè)組始建于1978年，現(xiàn)已發(fā)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(jìn)行活動，內(nèi)容有：技術(shù)交流、匯總信息、引進(jìn)技術(shù)、制定標(biāo)準(zhǔn)等。行業(yè)組在電動滾筒生產(chǎn)技術(shù)趕超世界先進(jìn)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(yīng)有盡有。目前能生產(chǎn)的品種按電機(jī)冷卻方式分：1、油冷式電動滾筒：冷卻油液不直接與電機(jī)定、轉(zhuǎn)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(jī)定、轉(zhuǎn)子接觸。引進(jìn)的JOKI和W.A.T滾筒等，均為這種電動滾筒。3風(fēng)冷式電動滾筒：滾筒內(nèi)吸入冷風(fēng)，排出熱風(fēng)而冷卻電機(jī)。4、自冷式電動滾筒：不采取任何冷卻方式，電機(jī)自然冷卻。目前能生產(chǎn)的品種，按減速裝置分：1、二級或三級減速的圓柱齒輪傳動的電動滾筒：功率一般在0.1-45KW2行星圓柱齒輪傳動的電動滾筒：功率范圍一般在0．03-75KW3、行星擺線針輪傳動的電動滾筒：功率最大可達(dá)55K4、變速傳動軸破傳動的電動滾筋：功率范圍在0．03-30KW5、將減速機(jī)構(gòu)囂于滾筋內(nèi)的減速滾筒：減速滾筒與電動機(jī)外聯(lián)(與其它動力外聯(lián)也可)，構(gòu)成一種新型的驅(qū)動滾筒，功率可達(dá)160KW或更大，這種減速滾筒具有傳統(tǒng)的開式驅(qū)動如電動滾筒的雙重優(yōu)點(diǎn)。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(jī)隔爆型和滾筒隔爆型兩種不同形式的隔爆電動滾筒。3、逆止式電動滾筒：滾筒只可想要求的一個方向旋轉(zhuǎn)。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(jī)，無級變

速采用特殊的電機(jī)或減速裝置達(dá)到。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(hù)滾筒、不銹耐蝕滾筒、錐形滾筒。簡體表面包膠或涂層的滾筒，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(jìn)行互相組合，行業(yè)廠可生產(chǎn)的電動滾筒品種可達(dá)108—200種。目前，電動滾筒行業(yè)廠可生產(chǎn)的電動滾筒，基本參數(shù)范圍為：

1、功率(KW)：0．03,0．06,0.09,0．12，0.18，0．25，0.37，0.55，075，1.1，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)

由這些基本參數(shù)組合，電動滾筒行業(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(yuǎn)遠(yuǎn)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(biāo)上已經(jīng)趕上世界先進(jìn)水平。有的品種規(guī)格甚至超過當(dāng)前世界水平，例如：可以制造噪音低于60dB(A)的電動滾筒；電機(jī)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(shí)間可達(dá)20000小時(shí)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，發(fā)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(jià)格上的優(yōu)勢，改變了世界電動滾筒市場的格局。1.2電動滾筒在國民經(jīng)濟(jì)中的作用隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，電動滾筒作為主動輥?zhàn)右呀?jīng)廣泛的應(yīng)用于各種生產(chǎn)線中，電動滾筒的優(yōu)點(diǎn)也不斷的凸現(xiàn)出來。由于電動滾筒具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率高、噪聲低、使用壽命長、運(yùn)轉(zhuǎn)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(diǎn)，并且適合各種惡劣的環(huán)境條件下工作。電動滾筒的設(shè)計(jì)制造技術(shù)也在不斷的提高，制造的材料也在不斷的改善，高新技術(shù)不斷的引入，電動滾筒的應(yīng)用范圍必將越來越廣泛，電動滾筒在國民經(jīng)濟(jì)中的作用將更大。1.3電動滾筒的發(fā)展國內(nèi)發(fā)展概況：我國最早使用電動滾筒式在20世紀(jì)40年代。當(dāng)時(shí)的北京石景山發(fā)電廠煤倉進(jìn)口的配煤移動式帶式輸送機(jī)，就隨機(jī)引進(jìn)了電動滾筒。到20年代，電動滾筒被陸續(xù)的從國外引進(jìn)，使用效果良好，其優(yōu)越的性能也逐漸被認(rèn)識。從20世紀(jì)50年代，我國開始自主研制開發(fā)電動滾筒。1959年當(dāng)時(shí)的天津市皮帶機(jī)廠開始收集電動滾筒的有關(guān)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(shè)計(jì)，總的規(guī)格數(shù)為153種，能夠滿足當(dāng)時(shí)我國帶式輸送機(jī)的基本要求。隨著我國的輸送機(jī)行業(yè)的發(fā)展，對電動滾筒的要求越來越高。到了20世紀(jì)后期，國外的電動滾筒制造技術(shù)的引進(jìn)，促進(jìn)了我國電動滾筒的蓬勃發(fā)展，1989年，著手制定了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)JB/T7330-94電動滾筒標(biāo)準(zhǔn)。國外發(fā)展概況：20世紀(jì)30年代末，德國首先研制成功了自然風(fēng)冷式電動滾筒。從這個時(shí)候起，使用的電動機(jī)為定子旋轉(zhuǎn)的集流環(huán)式異步電動機(jī)。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(jī)技術(shù)的發(fā)展，不斷地提高著電動滾筒的技術(shù)。世界上除我國之外已有的比較知名的生產(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(dá)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(fēng)冷和油冷式電動滾筒較少。自然風(fēng)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。1.4方案確定電動滾筒的類型很多,按結(jié)構(gòu)的不同可分為：外裝式，內(nèi)裝式;按電動滾筒的傳動部分的不同，又可分為：定軸式的,擺線式的,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較具有承載能力大,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(diǎn).通過行星傳動可以把能量由一根主動軸傳給若干根從動軸,這些從動軸的角速度的關(guān)系在工作時(shí)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(shè)計(jì)行傳動時(shí),正確地選擇結(jié)構(gòu)布置的意義遠(yuǎn)比設(shè)計(jì)普通定軸傳動的大.結(jié)構(gòu)式布置選擇不當(dāng)時(shí)，不但可能喪失在輪外廓尺寸和重量方面的優(yōu)點(diǎn)甚至可能得到不利于使用的傳動。所以，在設(shè)計(jì)中選擇了行星式傳動方案。在行星式傳動機(jī)構(gòu)中，按齒輪嚙合方式分還可細(xì)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(jié)構(gòu)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)成傳動比較大的輪系。所以，成為動力傳動中應(yīng)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(jié)構(gòu)復(fù)雜、工藝性差。WW型：有雙排兩對外嚙合齒輪組成。突出的特點(diǎn)就是能通過調(diào)整四個齒輪的齒數(shù)，輕而易舉地得到很大的傳動比。但效率很低且隨傳動比的增加減小.經(jīng)過一系列的綜合比較，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1.5設(shè)計(jì)參數(shù)及要求設(shè)計(jì)參數(shù):機(jī)長:100m;帶寬:1000m;帶速:1.6m/s;輸送量:400t/h;輸送高度:5m設(shè)計(jì)要求：1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）必須由學(xué)生本人在教師指導(dǎo)下完成。2、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的選題應(yīng)結(jié)合教師科研課題或現(xiàn)場實(shí)際。3、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書格式：中英文摘要、前言、目錄、主要內(nèi)容、結(jié)束語、參考文獻(xiàn)和外文資料翻譯。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要應(yīng)概述本文的要點(diǎn)和主要結(jié)論。畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容和結(jié)果應(yīng)著重?cái)⑹霰救说难芯抗ぷ骱瞳@得的結(jié)果，包括理論分析、實(shí)驗(yàn)、計(jì)算、結(jié)果和討論。敘述要簡明（必要的詳細(xì)推導(dǎo)、詳細(xì)數(shù)據(jù)列入附錄），結(jié)論要明確并要有根據(jù)。畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書字?jǐn)?shù)：1.5—2萬字；論文字?jǐn)?shù)：2—2.5萬字。畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(shè)計(jì)（論文）圖紙除一張一號零件圖手繪外，其余全部用計(jì)算機(jī)繪圖，畢業(yè)設(shè)計(jì)總圖量折合0號圖紙3張以上。5、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）對所研究的課題應(yīng)有新的見解。6、學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）期間，應(yīng)態(tài)度端正，積極主動，刻苦認(rèn)真，并按時(shí)保質(zhì)保量完成設(shè)計(jì)任務(wù)。2電動滾筒功率的確定目前，世界各國對于輸送機(jī)械驅(qū)動功率的計(jì)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(jì)算和選取，是保證輸送機(jī)械正常工作的關(guān)鍵，也是電動滾筒設(shè)計(jì)人員一直關(guān)心和必須掌握的問題。由于各種功率的計(jì)算公式不盡相同，相互間有一定的差異，而且比較麻煩，為此，綜合考慮并結(jié)合現(xiàn)有的實(shí)際應(yīng)用，參考有關(guān)書籍資料，對比以往的計(jì)算方法，推導(dǎo)并簡化成以下功率計(jì)算公式。2.1電動滾筒傳動軸功率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。則有：（KW）（2-1）式中——圓周力，N；——帶速，m/s；由于=，則：=（KW）（2-2）式中、、分別為空載運(yùn)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）則：=+++（2-3）=+=（KW）式中L——輸送機(jī)長，m；H——物料垂直提升高度，m；Q——輸送量，t/h；f——托輥?zhàn)枇ο禂?shù)；——輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)時(shí)對于其各參數(shù)取值的不同帶來一定的偏差，為了消除這些不足，結(jié)合一些實(shí)際的應(yīng)用再進(jìn)行修正，得出以下計(jì)算公式。修正如下系數(shù)f，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)取f=0.0367綜合修正系數(shù)，這里取=1+40/L.輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)零部件質(zhì)量，這里取=10（）代入得=（KW）式中B——輸送帶寬度，m。將已知數(shù)據(jù)代入上式L=100m，B=1000mm，v=1.6m/s，Q=400t/h，H=5m5.6448+5.6+5.4616.7048（kw）2.2電動機(jī)功率的計(jì)算輸送機(jī)功率的表達(dá)式為（kw）（2-4）式中——電機(jī)功率，kw；——輸送機(jī)所需要的軸功率，kw；——總機(jī)械效率。由于電動滾筒比一般傳動機(jī)構(gòu)至少要少兩個連軸器，因此考慮總效率時(shí)只需要考慮電動滾筒的機(jī)械效率和滾筒的表面效率。采用光面滾筒，取=0.92，=0.95，得=0.87所以==19.20（kw）2.3選擇電動機(jī)電動機(jī)的特點(diǎn)是型號多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功率范圍變化大，Y系列電動機(jī)是全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機(jī)，是最新設(shè)計(jì)的基本系列，符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。具有高效、節(jié)能，啟動轉(zhuǎn)矩大，噪聲低，振動小，可靠性高，使用維修方便的特點(diǎn)。此處選擇電動機(jī)型號為：Y200L-6型，轉(zhuǎn)速為970/min，功率為37kw。3電動滾筒的主要零部件的計(jì)算滾筒體是電動滾筒的關(guān)鍵部件之一，它直接的承擔(dān)了運(yùn)輸機(jī)的動力傳遞和輸送帶的改向等作用，滾筒體工作時(shí)承受的是一種復(fù)雜的交變復(fù)合力，它的主要破壞來自疲勞和磨損，所以滾筒體的合理設(shè)計(jì)也關(guān)系到電動滾筒甚至運(yùn)輸機(jī)安全性和可靠性。3.1滾筒直徑的確定一般來說滾筒直徑是根據(jù)膠帶形式、膠帶強(qiáng)度、膠帶緊邊和松邊張力以及滾筒類型來確定。當(dāng)時(shí)電動滾筒進(jìn)行選型和計(jì)算時(shí)，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(jì)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(hù)層。輸送機(jī)經(jīng)常使用輸送帶允許最大拉力的60%~100%，所以選擇D=630mm。3.2滾筒受力分析滾筒體視作簡支梁，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(qū)動力Fu，如下圖所示。以及輸送帶橫向位移產(chǎn)生的軸向力，該力與前兩項(xiàng)力相比數(shù)值較小，故忽略不計(jì)，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=1.05——圓周驅(qū)動力，N。因?yàn)?=則有：=（Ｎ）（3-3）式中——輸送帶與滾筒間的摩擦系數(shù)，按潮濕空氣運(yùn)行取=0.2——滾筒的圓包角，取=200°。由此得≈2.0則、的近似計(jì)算為：=2（N）（3-4）=（N）（3-5）從而得到平均張力的計(jì)算式：F==1.575（N）（3-6）如圖，滾筒所受的扭矩為：==(N·M)（3-7）式中D——滾筒直徑，m；——圓周驅(qū)動力，N；P——功率，Kw；——帶速，m/s。在圖中，滾筒所受的彎矩為M，設(shè)輸送帶平均張力F沿滾筒長度L均勻的分布在滾筒上，則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(qiáng)度理論，合成彎矩（3-9）或者合成應(yīng)力寫成：（3-10）式中：……彎矩作用下的正應(yīng)力，；……扭矩作用下的剪切應(yīng)力，；……許用應(yīng)力。按第四強(qiáng)度理論，取。通常電動滾筒體均為Q235A鋼制造，其＝235M，其許用應(yīng)力＝156.7M。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取：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(yàn)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；……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。3.3滾筒體厚度的計(jì)算電動滾筒的軸一般不旋轉(zhuǎn)，只起支撐和承受反力矩的作用，其失效機(jī)制與首先破壞部分與輸送機(jī)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(jié)構(gòu)，必要時(shí)，筒體表面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(jì)算，是根據(jù)多年的國內(nèi)外實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，盡量采用了薄形筒體的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式。由于受力分析中得出（3-17）即整理后滾筒厚度計(jì)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(yīng)力，。這里取＝，對于Q235鋼，＝235。所以，＝58.75通常電動滾筒筒體均用Q235鋼板或鋼管制造，則有mm有＝4.04實(shí)際取t＝6mm3.4滾筒體強(qiáng)度的驗(yàn)算因?yàn)楣β蔖＝22kW，帶速v＝1.6m/s，筒長l＝1000mm，直徑D＝630mm，筒體厚度t＝6mm。圓周驅(qū)動力N緊邊張力＝213750＝27500N松邊張力＝13750N平均張力F＝1.575＝1.57513750＝21656.25N扭矩＝13750315＝4331.25N·m滾筒彎矩＝0.12521656.251＝2707.03N·m正應(yīng)力剪切應(yīng)力根據(jù)第四強(qiáng)度理論，合成應(yīng)力為：45號鋼許用應(yīng)力為則有，驗(yàn)算強(qiáng)度合格4電動滾筒行星齒輪傳動設(shè)計(jì)與校核4.1傳動方案傳動部分設(shè)計(jì)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。4.2傳動比計(jì)算及分配(1)計(jì)算傳動比i因?yàn)樾行禽啍?shù)目=3時(shí)，傳動比范圍只有=2.1~13.7，故選用NGW型兩級行星齒輪傳動。(2)動比的分配：分配原則：各級傳動等強(qiáng)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(biāo)1表示高速級的參數(shù)，用角標(biāo)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，則=，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?yàn)閯虞d系數(shù)，接觸強(qiáng)度計(jì)算的齒向載荷分布系數(shù)及接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)的三項(xiàng)比值的乘積為1.8~2.0，故取=1.9。所以A==1.2×1.9=2.28由公式Z===3.94由《電動滾筒設(shè)計(jì)與選用手冊圖6-9可查得=4.8==19.99/4.8=4.164.3傳動設(shè)計(jì)計(jì)算4.3.1高速級計(jì)算（第一級）：配齒計(jì)算：由于=4.8距可能達(dá)到的傳動比極限值比較遠(yuǎn)，所以可以不檢驗(yàn)鄰接條件。由公式=C（4-1）進(jìn)行配齒計(jì)算：并滿足：整數(shù)，無公約數(shù)，且整數(shù)。則：==38×3-23=91=(91-23)=34變位方法此處選擇高變位，主要目的在于避免根切，使齒輪副的滑動系數(shù)和抗彎強(qiáng)度大致相等。因?yàn)?4.8〉4，所以太陽輪選擇正變位，行星輪和內(nèi)齒輪選擇負(fù)變位，取=0.3，==－0.3。觸強(qiáng)度初算AC傳動的中心距a和模數(shù)m：輸入轉(zhuǎn)矩：N·m因?yàn)閭鲃又杏幸粋€或者兩個基本構(gòu)件浮動作為均載機(jī)構(gòu)，且齒輪精度低于6級，所以取載荷不均勻系數(shù)：===1.15則有太陽輪傳遞扭矩為：=83.03N·m考慮電動滾筒加工和使用的實(shí)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鋼表面淬火，齒面硬度HRC50~55（太陽輪）和HRC45~50(行星輪)，取=1100因齒面硬度HB350，則取齒寬系數(shù)=0.3。按接觸強(qiáng)度初算中心距a公式為a=mm（4-2）計(jì)算中心距：a==86.24(mm)模數(shù)m==3.026（mm）取m=3mm。計(jì)算AC傳動的實(shí)際中心距和嚙合角：則實(shí)際中心距==1.5×（23+34）=85.5（mm）因直齒輪是高變位：則=（85.5-85.5）/3=0=所以=計(jì)算CB傳動的中心距和嚙合角BC實(shí)際的中心距為：=1.5×（91-34）=85.5同理可得嚙合角。幾何尺寸的計(jì)算：按高變位齒輪傳動的幾何計(jì)算A、C、B三個齒輪的幾何尺寸。1〉、分度圓直徑：==3×23=69==3×34=102==3×91=2732〉、齒頂高：=（＋）=（1＋0.3）×3=3.9（mm）=(＋)=（1－0.3）×3=2.1（mm）=(－－)式中===0.14所以=[1-0.14+0.3]×3=3.843〉、齒根高：=（＋－）=2.85（mm）=（＋－）=4.65（mm）=（＋＋）=2.85（mm）4〉、齒高：==3.9+2.85=6.75mm==2.1+4.65=6.75mm==3.48+2.85=6.33mm5〉、齒頂圓直徑：==69+2×3.9=76.8mm==102+2×2.1=106.2mm==273+2×3.48=279.96mm6〉、齒根圓直徑：==69－2×2.85=63.3mm==102－2×4.65=92.75mm==273－2×2.85=267.3mm驗(yàn)算AC傳動的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度：強(qiáng)度計(jì)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)：=1＋0.093/1000=1＋0.093×2.77×23/100=1.059速度系數(shù)：查表得=0.96。1〉、確定其他系數(shù)：名稱計(jì)算公式結(jié)果使用系數(shù)10.30.370.370.371.05載荷分布系數(shù)1.0425載荷分布系數(shù)1.042532.4°25.5°總重合度()1.6載荷分配系數(shù)0.6451.032載荷分配系數(shù)0.6451.032節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)－0.00833（－8）（=4.88×=2.46）2.53彈性系數(shù)E=206000N/189.9重合度系數(shù)0.894螺旋角系數(shù)1當(dāng)量循環(huán)次數(shù)壽命系數(shù)1最小安全系數(shù)1潤滑系數(shù)0.93齒面硬化系數(shù)1尺寸系數(shù)1粗糙度系數(shù)1.0 2〉、AC傳動接觸強(qiáng)度驗(yàn)算：計(jì)算接觸應(yīng)力：=692.06N/計(jì)算許用接觸應(yīng)力：以及強(qiáng)度條件：則：計(jì)算結(jié)果，接觸強(qiáng)度通過。3〉、AC傳動彎曲強(qiáng)度的驗(yàn)算：齒根應(yīng)力為：式中：——齒形系數(shù)，查圖取=2.32，=2.74；——應(yīng)力修正系數(shù)，取=1.72，=1.52；——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù)，=0.25＋=0.25＋0.75/1.6=0.719——彎曲強(qiáng)度計(jì)算的螺旋角系數(shù)，取=1。=120.5考慮到行星輪輪齒受力可能出現(xiàn)補(bǔ)均勻性，齒根最大應(yīng)力=120.5×1.5=180.8N/由強(qiáng)度條件：則=180.8×1.4/2=126.5N/40Cr鋼調(diào)質(zhì)表面淬火，=350N/彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算合格。(8)驗(yàn)算CB傳動的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度：1〉、根據(jù)AC傳動的來確定CB傳動的接觸應(yīng)力：因?yàn)镃B傳動為內(nèi)嚙合，=91/34=2.68所以=692.06×0.627/1.294=422.9N/2〉、核算內(nèi)齒輪材料的接觸疲勞極限由于=473.6N/因?yàn)?5號調(diào)質(zhì)鋼=570N/＞４７３．６N/，則內(nèi)齒輪用４５號鋼調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)硬度ＨＢ２２９～２８６，接觸強(qiáng)度符合要求。３〉、彎曲強(qiáng)度的驗(yàn)算：只對內(nèi)齒輪進(jìn)行驗(yàn)算，齒根應(yīng)力大小和ＡＣ傳動的為嚙合一樣，即＝120.5N/，=180.8N/由強(qiáng)度條件：=126.6N/45號調(diào)質(zhì)鋼=220N/>126.6N/所以CB傳動的內(nèi)齒輪彎曲強(qiáng)度也符合要求。4.3.2低速級齒輪計(jì)算（第二級）：由高速級計(jì)算得到=4.16，低速級改為行星架固定，內(nèi)齒輪輸出。則4.16，=5.16(1)配齒計(jì)算：=32則=19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(qiáng)度驗(yàn)算AC傳動中心距和模數(shù)m：=216.6×4.8×0.95=987.7N·mm取載荷不均勻系數(shù)，則在一對AC輪傳動中，太陽輪傳動轉(zhuǎn)矩為：=987.7×1.15/3=378.6N·mm取綜合系數(shù)K=2.4齒數(shù)比u==29/19=1.53取=1100N/取齒寬系數(shù)=0.35所以=137.06mm模數(shù)m==5.7取m=6。（3）計(jì)算AC傳動的實(shí)際中心距和嚙合角：實(shí)際中心距：=144mm同理可得=20°(4)計(jì)算CB傳動中心距和嚙合角=20°(5)幾何尺寸的計(jì)算：1〉、分度圓直徑mmmmmm2〉、齒頂高由第一級算得=0.17。3〉、齒根高=5.7=9.3=5.74〉、齒高=7.8＋5.7=13.5=4.2＋9.3=13.5=6.78＋5.7=12.485〉、齒頂圓直徑=114＋2×7.8=129.6mm=174＋2×4.2=182.4mm=308－2×6.78=294.44mm6〉、齒根圓直徑=114－2×5.7=102.6mm=174－2×9.5=155.0mm=308＋2×5.7=319.4mm（6）驗(yàn)算AC傳動的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度：按定軸齒輪傳動的強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算公式計(jì)算1〉、確定公式中的系數(shù)：取使用系數(shù)=0.916m/s查表取得=0.95動載系數(shù)=1.02名稱計(jì)算公式結(jié)果使用系數(shù)10.350.4420.850.651.07載荷分布系數(shù)1.05載荷分布系數(shù)1.0634.25°26.31°總重合度()1.56載荷分配系數(shù)0.6451.0062載荷分配系數(shù)0.6451.0062節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)－0.00833（－8）（=4.88×=2.46）2.53彈性系數(shù)E=206000N/189.9重合度系數(shù)0.902螺旋角系數(shù)1當(dāng)量循環(huán)次數(shù)壽命系數(shù)1最小安全系數(shù)1潤滑系數(shù)0.93齒面硬化系數(shù)1尺寸系數(shù)1粗糙度系數(shù)1.022〉、AC傳動的接觸強(qiáng)度的驗(yàn)算：==622.0N/==697.7N/用40Cr鋼調(diào)質(zhì)后表面淬火，AC傳動接觸強(qiáng)度通過。3〉、AC傳動彎曲強(qiáng)度的驗(yàn)算：齒根應(yīng)力==87.08N/考慮齒輪受力不均勻，齒根最大應(yīng)力取=×1.5=130.6N/由強(qiáng)度條件==91.4N/故AC傳動的彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算通過。（7）驗(yàn)算低速級CB傳動的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度：1〉、根據(jù)AC傳動來確定CB傳動的接觸應(yīng)力：因?yàn)镃B傳動為內(nèi)嚙合，u=77/29=2.655所以==379.5N/2〉、核算內(nèi)齒輪材料接觸疲勞極限由，有==425.7N/因?yàn)?5號鋼調(diào)質(zhì)=570N/所以內(nèi)齒輪接觸強(qiáng)度符合要求。3〉、彎曲強(qiáng)度的驗(yàn)算：只對內(nèi)齒輪進(jìn)行驗(yàn)算，其彎曲應(yīng)力和AC傳動一樣。即=87.08N/=130.6N/45號鋼調(diào)質(zhì)后彎曲疲勞極限=220N/>130.6N/所以CB傳動內(nèi)齒輪的彎曲強(qiáng)度也符合要求。內(nèi)齒輪的壁厚=3×7=21mm4.4均載機(jī)構(gòu)均載機(jī)構(gòu)是使各行星輪均勻分擔(dān)載荷的機(jī)構(gòu)，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(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性和可靠性、降低齒輪制造精度等優(yōu)點(diǎn)。在設(shè)計(jì)中，電動滾筒的高速級行星齒輪傳動和低速級行星傳動，采用基本構(gòu)件浮動的均載機(jī)構(gòu)，高速級是太陽輪浮動和行星架浮動組合的均載機(jī)構(gòu)，這種組合浮動比單個構(gòu)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(jié)構(gòu)。但是行星架自重較大，速度較高時(shí)會產(chǎn)生很大的離心力，影響浮動的效果，所以設(shè)計(jì)時(shí)還得采用太陽輪浮動的組合結(jié)構(gòu)，使浮動的效果達(dá)到最好。低速級行星齒輪傳動，采用行星架固定，但構(gòu)件太陽輪浮動。太陽輪重量輕、慣性小、浮動靈活，結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，通用性強(qiáng)，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。4.5齒輪聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算在行星齒輪傳動中，廣泛的使用齒輪聯(lián)軸器來保證浮動機(jī)構(gòu)中浮動件在受力不均勻的時(shí)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(jì)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(yīng)力，。所以=94066.67取b=25，則可得取模數(shù)m=3mm。為了便于加工齒數(shù)，取Z=24則有節(jié)圓直徑d=mZ=72。2〉、校核齒側(cè)擠壓應(yīng)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)=5.4mm=6.049<=14外齒軸齒輪因制成鼓型：取歪斜角=，=0.008則=781.25=16.42<56輪齒擠壓力通過，則確定d=72mm,b=25mm,Z=24.3〉、齒輪聯(lián)軸器的其他幾何尺寸：項(xiàng)目代號計(jì)算公式單位外齒輪內(nèi)齒套模數(shù)mmm33齒數(shù)Z2424節(jié)圓直徑dD=mZmm7272齒型角20°20°齒頂高mm32.4齒根高外齒軸內(nèi)齒套mm3.753齒高h(yuǎn)+mm6.755.4齒頂圓直徑mm7867.6齒根圓直徑mm64.578齒寬bmm2525齒寬系數(shù)B/d0.340.34鼓型齒鼓型量Abe/2mm0.1鼓型齒弧半徑mm781聯(lián)軸器長度Lmm100聯(lián)軸器總長度L+b+3mm128內(nèi)齒套壁厚3mmm94.6行星輪結(jié)構(gòu)和行星架結(jié)構(gòu)4.6.1行星輪結(jié)構(gòu)一般用在行星輪較大時(shí)的采用的是如圖6-3所示，其結(jié)構(gòu)緊湊、簡單又便于安裝的行星輪結(jié)構(gòu)，彈性擋圈裝在軸承內(nèi)側(cè)，因而增大軸承間距，減小了行星輪傾斜，當(dāng)載荷較小時(shí)用滾珠軸承，載荷較大時(shí)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(jié)構(gòu)圖4.6.2行星架結(jié)構(gòu)行星架是行星傳動中的主要部分，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(jié)構(gòu)要求很高，行星輪之間載荷分配不均對行星架影響最大，所以要對基本構(gòu)件采取浮動的均載機(jī)構(gòu)外還應(yīng)：1、盡可能的采用滑動軸承的行星輪結(jié)構(gòu)，這樣可使作為滑動軸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(jī)構(gòu)。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基本構(gòu)件時(shí)，產(chǎn)生的不可避免的誤差進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償，從而降低對基本構(gòu)件制造技術(shù)要求，達(dá)到既節(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(jié)構(gòu)4.7行星傳動受力分析4.7.1高速級受力分析表4-1高速級傳動受力分析結(jié)果太陽輪A行星輪C行星架H內(nèi)齒圈B各構(gòu)件的轉(zhuǎn)矩N·m83.03122.74-329.58圓周力N2406.672406.674813.342406.67徑向力N875.96875.96875.96作用在齒輪或軸上力N=2406.67=875.96=4813.34=0=4813.34=0=2406.67=875.964.7.2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(gòu)件的轉(zhuǎn)矩N·m378.6577.9-1534.3圓周力N6642.16642.113284.26642.1徑向力N2417.52417.502417.5作用在齒輪或軸上力N=6642.1=2471.5=13284.2=0=13284.4=0=6642.1=2417.54.8左、右法蘭軸的計(jì)算在設(shè)計(jì)計(jì)算電動滾筒的左右法蘭軸時(shí)，一般在同一機(jī)座號電機(jī)下，以帶寬最寬、帶速最低時(shí)來計(jì)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(jī)聯(lián)接成一個組件，按簡支梁進(jìn)行受力分析和計(jì)算。4.8.1受力分析圖4-3法蘭軸受力分析4.8.2外載荷的計(jì)算＝11636.8N＝5688.4＝293.5N＝24右法蘭軸軸頭力矩的計(jì)算（1）、垂直方向彎矩614.6N·MN·M圖4-4法蘭軸彎矩計(jì)算(2)、水平方向彎矩＝11636.8×0.25＝2909.2N·M＝11636.8×0.1＝1163.7N·M（3）、合成彎矩N·M=N·M（4）、法蘭軸斷面直徑d的計(jì)算按脈沖循環(huán)應(yīng)力用彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算軸徑公式（4-6）式中——計(jì)算彎矩，；——校正系數(shù)，取。所以有mmmm實(shí)取=90mm=80mm4.8.4左法蘭軸軸頭力矩的計(jì)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(jì)算mm實(shí)取d=90mm5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。5.1齒輪材料的選用齒輪是電動滾筒中的重要零件，它擔(dān)負(fù)著傳遞動力、改變運(yùn)動速度及方向的重要任務(wù)，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(qiáng)度；(3)具有高的耐磨性；(4)具有足夠的沖擊韌性。同時(shí)還應(yīng)考慮材料的加工工藝性、經(jīng)濟(jì)性，以及材料的來源等因素。正確的選用齒輪材料和進(jìn)行合理的熱處理，是滿足齒輪設(shè)計(jì)要求、延長齒輪使用壽命及節(jié)約制造成本的主要途徑。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)表面淬火、滲碳淬火或滲氮處理，以增加表面硬度。電動滾筒齒輪常用的高頻表面淬火具有變形小、氧化少、效率高等特點(diǎn)。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(fù)荷的電動滾筒齒輪熱處理上，這樣輪齒表面硬度高，淬透層均勻，耐磨性好，心部韌性好，強(qiáng)度高，使齒輪具有較高的抗彎曲疲勞強(qiáng)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。5.2軸類及滾筒體材料5.2.1軸類材料在電動滾筒中，根據(jù)結(jié)構(gòu)情況，軸可以分為實(shí)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(fù)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10、15或20號無縫鋼管，特殊重負(fù)荷時(shí)采用16Mn無縫鋼管。5.2.2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?；静挥描T鐵滾筒體。一般情況，電動滾筒直徑等于或大于320mm時(shí)，都采用鋼板焊接的滾筒體，我的設(shè)計(jì)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(shí)，才使用鋼板焊接的滾筒體，而滾筒直徑小于630mm時(shí)，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(qiáng)度、韌性和良好的焊接性能的Q235或15號鋼。有特殊要求時(shí)，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(xué)性能。因?yàn)槲以O(shè)計(jì)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(jī)械取Ⅲ級精度。6電動滾筒潤滑及密封6.1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(jī)的冷卻，都使用同一種潤滑油。我設(shè)計(jì)的油冷式電動滾筒采用的是30號機(jī)械油，現(xiàn)名為N46機(jī)械油。潤滑油主要質(zhì)量指標(biāo)為：黏度、閃點(diǎn)、傾點(diǎn)、氧化安定性、抗擦傷力、承載能力、腐蝕試驗(yàn)和雜質(zhì)等。黏度是大多數(shù)油品劃分牌號的依據(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(shí)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(yùn)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(yùn)動黏度和恩氏黏度，而運(yùn)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(biāo)。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(biāo)準(zhǔn)潤滑油相比較時(shí)的相對數(shù)值，黏度指數(shù)(y／)值愈高，黏－溫特性愈好。閃點(diǎn)的高低表示油品在高溫下的安全性.閃點(diǎn)低易揮發(fā)，不宜在高溫下使用.電動滾筒使用的潤滑油閃點(diǎn)一般不低于180℃。傾點(diǎn)表示油的低溫流動性。電動滾筒使用的潤滑油，傾點(diǎn)一般高于-106.2潤滑脂電動滾筒的電動機(jī)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(diǎn)、針入度我設(shè)計(jì)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(diǎn)不低于(℃)針入度25℃0.1㎜水分不大于(%)備注基潤滑油ZL－2淡黃到暗褐120250-2900.7具有抗水耐高溫耐磨的特點(diǎn)6.3密封裝置密封可分為兩大類：即結(jié)合面的靜密封和旋轉(zhuǎn)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(jié)合面比普通管道法蘭結(jié)合面受力情況復(fù)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(jì)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(zhuǎn)軸唇形密封圈(即骨架式橡膠油封)，旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈(骨架式橡膠油封)電動滾筒使用這種密封圈主要是用來防止油的番漏和灰塵的進(jìn)入。通過計(jì)算和實(shí)測，電動滾筒內(nèi)部工作壓力小于O．06MPs，所以普通電動滾筒每個旋轉(zhuǎn)軸的密封處只需用一只無副唇的B型有骨架唇形密封圈。唇形密封圈的材質(zhì)一般為耐油橡膠，量高工作溫度為100t，最高工作壓力為0.05MPa。當(dāng)選用合成橡膠時(shí)，最高工作量度為150"C，最高工作壓力可達(dá)0.1MPs。我的油冷式的電動滾筒設(shè)計(jì)中，密封部位和使用的密封材料：(1)結(jié)合面的靜密封：筒體和端蓋透蓋：液態(tài)密封膠；電動機(jī)外殼與端蓋：O形橡膠密封圈(2)旋轉(zhuǎn)軸的動密封：滾筒端蓋與軸及齒輪軸與箱蓋：油封；電動機(jī)軸與端蓋：毛氈密封油冷式電動滾筒電動機(jī)端蓋與殼體的結(jié)合面常用O形橡膠密封圈來密封圖為O形橡膠密封圈外形圖：圖6－1O形橡膠密封圈7其他零部件的校核7.1軸承的校核7.1.1高速級行星輪軸承校核軸承安裝在行星輪中由軸的直徑和軸承可承受的載荷大小，初定行星輪中的軸承,選用圓柱滾子軸承選用N409型，行星輪中的軸承選用N208E型，其參數(shù)為：d=40mm,D=80mm,B18mm，,。行星輪只受到圓周力，徑向力相互抵消（N）。由KN，行星輪的轉(zhuǎn)速n=656r/min，代入公式中得：＝（7-1）由經(jīng)驗(yàn)公式：=11614.2h（7-2）經(jīng)校核軸承滿足要求可以使用。7.1.2低速級行星輪軸承校核初定低高速級行星架的軸承選用圓柱滾子軸承N214E型，其基本參數(shù)為：d=70mm；D=125mm；B=24mm；；。行星輪只受到圓周力，徑向力相互抵消掉了所以：（N）。由，行星輪的轉(zhuǎn)速n=132.4r/min，，代入公式得：=，由經(jīng)驗(yàn)公式：=34856h經(jīng)校核軸承滿足要求可以使用。7.1.3法蘭軸與端蓋的軸承壽命校核滾筒體的直徑，由經(jīng)驗(yàn)選用深溝球6218號軸承，其參數(shù)為：d=90mm；D=160mm；B=30mm；;。當(dāng)量動載荷：（7-3）在設(shè)計(jì)的電動滾筒中，采用的是直齒輪傳動，X=1，所以：=（7-4）其中：F－輸送帶的平均張力；G－電動滾筒的繞軸旋轉(zhuǎn)的部分；代入數(shù)據(jù)得：P==10963.75N。由，行星輪的轉(zhuǎn)速n=970/i=48.6r/min，查表得：，代入公式中：=由經(jīng)驗(yàn)公式得：=29260h經(jīng)校核軸承滿足要求可以使用。7.2緊固件的校核其它緊固零部件包括緊固件如螺栓聯(lián)接，鍵聯(lián)接等，其設(shè)計(jì)計(jì)算直接關(guān)系到整個電動滾筒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)好壞，因此必須對其進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核。7.2.1滾筒右端蓋聯(lián)接螺栓作用在連接接合面的載荷為轉(zhuǎn)矩，所以要求聯(lián)接應(yīng)預(yù)緊，受轉(zhuǎn)距后，被聯(lián)接件不得有相對滑動，為防止螺栓松動，常用彈性墊圈增強(qiáng)摩擦力，特殊情況下，用彈性墊圈再在螺紋相結(jié)合面上涂研氧性黏合劑.電動滾筒使用費(fèi)4.8～6.8級普通螺栓聯(lián)接，選取783-86M1680的六角頭螺栓，材料為Q235，機(jī)械性能等級4.8，其中布氏硬度HB最小124最大242，抗拉強(qiáng)度工稱值400最小420，屈服點(diǎn)工稱之為320最小為340，伸長率為14%，螺紋公差6g，表面處理為氧化或鍍鋅鈍化。（1）強(qiáng)度校核：預(yù)緊力：（7-5）其中：－可靠性系數(shù)，取1.3；－連接接合面的轉(zhuǎn)距；－結(jié)合面間的摩擦系數(shù)，因?yàn)榻雍厦骈g有石棉橡膠墊或密封膠，取=0.2；－聯(lián)接螺栓所在圓的半徑；－－螺栓數(shù)量。代入數(shù)據(jù)到公式（7－1）中得：==5393.3N按鉸制孔螺栓聯(lián)接，螺栓所受的切向力：（7-6）螺栓公稱面積：=（7-7）式中：－螺栓的許用拉應(yīng)力N/㎜2；－螺栓的屈服強(qiáng)度；按不控制預(yù)緊力計(jì)算，一般n取4；代入公式（7－2）中，得：=根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值：mm螺栓的直徑為：==13.24mm實(shí)際取d=16mm（7-8）=67.89N/強(qiáng)度合格,符合要求.7.2.2內(nèi)齒圈聯(lián)接螺栓內(nèi)齒圈聯(lián)接螺栓的布置和和受力情況于滾筒端蓋相似，只是聯(lián)接螺栓所在的圓的半徑比端蓋小。由此以前的知識可知，在相同的條件，值越小則螺栓所受的切向力及預(yù)緊力就越大。所以一般取齒圈的螺栓工稱直徑大于或等于端蓋螺栓工程致敬。同時(shí)再加兩個相同公稱直徑的圓柱銷，以提高抗剪切能力。因此這里不作計(jì)算。7.2.3右法蘭軸與電機(jī)端蓋聯(lián)接螺栓右法蘭軸與電機(jī)端蓋聯(lián)接時(shí)，聯(lián)接螺栓主要承受的載荷為預(yù)緊力和傾覆力引起的結(jié)合面對稱軸最遠(yuǎn)的螺栓組承受的最大工作載荷，預(yù)緊力可表示為：其中，－滾筒輸入扭矩；r－聯(lián)接螺栓所在圓半徑；代入數(shù)據(jù)計(jì)算得＝1487.7N（7-9）代入數(shù)據(jù)計(jì)算得=2057.8N。單個軸承承受的最大軸向拉力：=6