渐开线行星齿轮传动电动滚筒的设计开题报告.doc

安徽工业大学（毕业论文）开题报告及工作计划表姓 名 朱小云 学 号 119054433 班 级 机械设计制造及其自动化 118班 指导教师 张鹏 安徽工业大学机械工程学院 2015 年 03 月毕业论文开题报告论 文 题 目渐开线行星齿轮传动电动滚筒的设计论文选题来源1 本课题研究的目的电动滚筒是一种将电机和减速器共同置于滚筒体内部的新型驱动装置，它主要运用于固定式或移动式带式输送机，替代传统的电动机、减速器在驱动滚筒之外的分离式驱动装置。它的工作原理是把电动机的动力通过减速齿轮机构传递到滚筒皮带输送机械。目前我国生产的电动滚筒可分为两大类，一种为电机在滚筒体内的普通型电动滚筒；另一种为外置电机的外装式电动滚筒。而在西欧、北美多为油浸式齿轮传动的电动滚筒。目前比较常用的电动滚筒，也经常存在内空间狭小、传热能力有限、不便拆卸与维修等不足之处。所以为了满足当前生产要求的不断提高，需要不断地对其结构和设计参数进行优化，以改善电动滚筒的传动性能，提高生产效率。2 本课题研究的意义电动滚筒与传统的开式驱动装置相比，具有结构紧凑、效率高、耗能少，噪音小、寿命长、运转平稳，工作可靠、密封性好，占用场地少、安装和维修方便等优点，适合在各种环境下工作，包括粉尘大，潮湿泥泞的恶劣工作环境下工作，特殊的隔爆电动滚筒，还可以在易燃易爆的环境下工作。世界上一些工业发达的国家，如日本、德国、英国、美国和俄罗斯等，对行星齿轮传动的应用、生产和研究都十分重视，在结构优化、传动性能、传递功率、转矩和速度等方面均处于领先地位；并出现了一些新型的传动技术，如封闭行星齿轮传动、行星齿轮变速传动和微型行星齿轮传动等早已在现代化的机械传动设备中获得了成功的应用。所以目前国内外已将电动滚筒广泛地应用于各个生产建设领域。随着我国电动滚筒的设计制造技术也在不断的提高，高新技术的不断引入，其应用范围必将越来越广泛，在国民经济中的作用也将越来越大。三国内外电动滚筒发展概况和现状（并在表格最后附上参考文献）我国最早使用电动滚筒式在20世纪40年代。当时的北京石景山发电厂煤仓进口的配煤移动式带式输送机，就随机引进了电动滚筒。到20年代，电动滚筒被陆续的从国外引进，使用效果良好，其优越的性能也逐渐被认识。从20世纪50年代，我国开始自主研制开发电动滚筒。1959年当时的天津市皮带机厂开始收集电动滚筒的有关资料，1961年试制出我国第一台油冷式电动滚筒，1964年5月完成了YD64型油冷式电动滚筒的系列设计，总的规格数为153种，能够满足当时我国带式输送机的基本要求。60年代以后。一方面，从理论上作了很多分析研究工作;另一方面，进行了大量的实验室试验和工业实验，取得了不少的科研成果。在此基础上，设计制造了我国的NGM（JB1799-76）型和NGW-Z型（JB3722-84）、NGW-S型（JB3723-84）型和NGW-L型（JB3724-84）四种行星齿轮减速器的标准。大规格低速重载行星齿轮传动的研制工作，在我国也正在开展。高速行星齿轮传动，在我国也得到了成功的应用。20世纪30年代末，德国首先研制成功了自然风冷式电动滚筒。从这个时候起，使用的电动机为定子旋转的集流环式异步电动机。稍后，油冷式电动滚筒陆续研制成功并投入使用，随着电动机技术的发展，不断地提高着电动滚筒的技术。 渐开线行星齿轮传动的电动滚筒最常用的为NGW（2K-H）型的二级或三级传动机构。在国外，如WAT、Interroll等公司一般只用在直径112mm以下的微型电动滚筒。而在日本、英国及国内一些厂家，大、中、小型电动滚筒都采用行星齿轮传动油浸式电动滚筒。渐开线行星齿轮传动电动滚筒与定轴齿轮传动比较，具有体积小、重量轻、承载能力大、工作平稳等优点。随着各行各业对电动滚筒的需求日益增长，电动滚筒的设计、制造技术不断提高，原材料不断改进，高新技术也不断涌现。其中，传动装置的优劣直接决定了电动滚筒的性能。由于电动滚筒使用范围的不断扩大，各行各业对电动滚筒性能也提出了更高的要求，如有的要求功率很大、却又希望筒长很短，有的要求带速极低，有的要求噪音很低，有的要求随着工况条件的改变、带速也能相应改变，有的要求单向转动；有的要求断电时立即制动等等。为了满足上述要求，国内市场上广泛应用的电滚筒主要有以下几种类型：按冷却方式不同分为油浸式、油冷式及风冷式电动滚筒；按减速器传动结构分为定轴齿轮传动式、行星齿轮传动式、摆线针轮传动式及谐波齿轮传动式电动滚筒等。目前，企业界在研究的新产品主要有以下：（1）新型传动结构的滚筒产品，如谐波齿轮传动、变速轴承传动的电动滚筒，具有体积小、传动力矩大的优点。（2）新型动力源的滚筒，如液压马达驱动的液压滚筒。（3）取消减速器的滚筒。（4）智能型电动滚筒。（5）形状多异的滚筒，如板条状滚筒，线轴形滚筒，锥形滚筒，链轮滚筒等。今后电动滚筒及行业的发展，主要应着重于提高电动滚筒产品质量，不断开发研制新产品，开拓国内外市场，特别是国际市场。 四本课题研究内容、研究方法 1. 查阅相关资料，了解车方行星齿轮机构的应用范围，国内外发展现状，写文献综述；2. 根据车方行星齿轮的功能及特点，初步确定整体设计方案；3. 根据行星齿轮机构的基本参数进行负载计算并进行相应的电机选择；4. 根据行星齿轮机构的结构特点并加以运动分析；5. 对主要结构及部件进行设计并进行强度计算与校核，确定各部分具体尺寸；6.CAD图以及手工绘图折合A0图3张以上，并且至少手工绘制一张装配图；7.英文文献翻译（约5000汉字以上） 5 本课题研究的技术路线1. 根据已知的参数及设计基本知识，设计计算滚筒直径，并确定行星传动系统总体设计方案。2.利用标准功率的计算公式计算功率，确定电动机的类型及结构特点。3.根据实际工况，对渐开线行星齿轮传动电动滚筒主要结构进行强度计算与校核，确定各部分具体尺寸，修改丰富各部分结构。4. 绘制各部分结构草图，分析其结构和工艺合理性；5. 渐开线行星齿轮传动电动滚筒机构总体结构设计及零部件设计。 六本课题特色与创新之处：渐开线行星齿轮传动的电动滚筒不仅可以使电动滚筒体积减小，还可以使电动滚筒重量减轻、材料节省,并且对零件材料和加工精度的要求也大大的降低,从而大幅降低了生产成本,解决了普通电动滚筒的传动机构复杂、故障率高、成本高的难题。这种传动形式与定轴齿轮和摆线针轮传动比较，具有体积小、重量轻、承载能力大、工作平稳等优点，代替了传统的电机、减速器在传动滚筒之外的分离式驱动装置，也提高了滚筒的利用效率。而且行星齿轮传动具有运动平稳、抗冲击和振动能力的能力较强、使用寿命长等特点。NGW型内部采用行星齿轮传动，此类传动结构紧凑、三点对称、受力均衡、传动效率高、具有功率分流和动轴线的运动特性，由于在中心轮的周围均匀分布着数个行星轮来共同分担载荷，故使得每个齿轮所承受的负荷较小，所以可以采用较小的模数，从而缩小了其外廓尺寸，使其结构紧凑。 七预计存在的主要问题、困难及解决办法：（一）主要困难 1.传动比的最佳分配问题。 2.各个行星轮承受负荷均匀分配问题。 3.如何合理布置并最优利用滚筒空间。（二）解决办法： 通过查阅资料以及对所学知识的运用，实现传动比合理分配，选取合适的均载机构解决载荷分配。进一步研究电动滚筒结构特点，改善电动滚筒结构。导师意见： 导师签字： 年 月 日开题报告会评审组提出的主要问题、建议及意见：评审组组长（签名）： 年 月 日参考文献：【1】 刘建勋.电动滚筒设计与选用手册.北京：化学工业出版社，2000【2】 游海鹰.行星齿轮传动在电动滚筒中的应用.中国水运，2008，8(10):142-145【3】 饶振纲.行星传动机构设计M.北京：国防工业出版社，1994【4】 张国瑞.电动滚筒传动装置的分析.连续输送技术，1989，4：40-46【5】 成大先.机械设计手册M.北京：化学工业出版社，2002【6】 张钺.新型带式输送机设计手册M.北京：冶金工业出版社，2001【7】 饶振纲.行星齿轮传动设计.北京：化学工业出版社，2003【8】 西北工业大学机械原理及机械零件教研室.机械设计.北京：高等教育出版社，2006【9】 马从谦.渐开线行星齿轮传动设计M.北京：机械工业出版社，1987【10】 张国瑞，张展.行星传动技术.上海：上海交通大学出版社，1989【11】 王先奎，李旦.机械加工工艺手册.北京：机械工业出版社【12】 现代机械传动手册编辑委员会.现代机械传动手册M.北京：机械工业出版社，1995【13】 江耕华.机械传动设计手册K.北京：煤炭工业出版社，1992【14】 刘兰生.电动滚筒的改进结构 J.起重运输机械，1991,364( 10) : 20- 22【15】 Steven.A.Velinsky.Kinematics and Efficiency Analysis of the Planetary Roller ScrewMechanism. Journal of Mechanical Design.2009,31,131-136【16】 E.A