PGG38×8散料收送机的三维设计.doc

本科毕业设计 题 目： pgg388 散料收送机的三维设计 ii 摘要摘要 散料机械就是针对煤、粮食等散料的运输问题而设计制造的， 旨在通过机械化设备代替人工，降低散料成本，增强其竞争能力。 本设计是为了实现粮库和矿山等地的散地物料的收取和输送连续化， 减小了工作量和中间的运输、储存成本。本文主要阐述了 pgg388 散 料收送机的设计过程，着重介绍了一些主要部件的设计和计算。 文献综述首先阐述了对于散料收送机优化设计的必要性，及对现有 散料收送机产品类型的简介。现有的类型有：皮带运输机又称皮带输 送机、螺旋输送机、埋刮板输送机、板式输送机、气力输送机、斗 式提升机、振动输送机等。 全文主要为 pgg388 散料收送机的结构 设计及相关强度 计 算。首先根据输送量的要求，确定带宽，带长；后计算整机所需功 率，确定电机型号。转向滚筒的设计主要是确定滚筒的结构。转 向滚筒位于机架尾部， 通过转向辊轴和划块固定在机架上。随后是托 辊部分的设计，托辊是安装在机架上支撑平带的，它的机构与转向滚筒 类似，只是把密封装置和轴承座改成一个钢制轴套，轴套里面放轴承， 外面用塑料密封。驱动滚筒的设计与转向滚筒类似。这一部分主要对轴 及齿轮传动的强度进行强度校核。在 v 带的设计部分，确定了带型、及 带轮的中心距。第七章驱动反杠的设计。驱动反杠是减速器部分的中间 装置，由轴和齿轮以及带轮组成，负责减速器的二级减速。第八章转向 轮设计，转向轮是属于机架的行走部件，同时也负责整体机架的支撑和 行走转向作用，它主要由固定支架和轮系组成。固定支架由螺栓连接在 机架上，内装转动轴和轴承，顶部用闷盖密封，防止灰尘等杂物进入， 降低轴和轴承的使用寿命。这部分的轴主要承受轴向载荷，径向载荷几 乎为零，所以选用 45 号钢作为轴的材料，完全能承受所施加的轴向力， 这部分轴不用校核。轴承所受的力和轴的完全一样，也是只有轴向力， 并且作用在整个轴承的表面。它只有在旋转的时候才受较小的周向力， 选用 305 型号的深沟球轴承完全能满足要求。为机架结构的设计，确定 整个机架采用焊接结构。 设计过程使用 ug 参数化建模，通过举例的方法，大体介绍了参数 化建模的一般过程。具体例举了齿轮的参数化建模。通过使用 ug 表达 式功能，在其中输入齿轮的相关参数及渐开线方程，之后使用样条曲线 中的根据方程指令，生成精确的齿轮渐开线，从而绘制齿轮。 关键词关键词: : 散料收送机; 输送机; 扒谷机; ugnx; 参数化设计 abstract bulk material machinery is in coal, grain and other bulk material to the transportation problem and the design and manufacture, aims to mechanization, reduce equipment to replace artificial bulk material cost and enhance their competitive ability. this design is to realize the grain depot and mining, moved the collection of the material and transportation continuous, reducing the workload and the middle of the transportation, storage costs. this article mainly expounds the pgg38 x 8 bulk material to the design process of the machine, introduces some of the main parts of the design and calculation. the first chapter literature review first expounded for bulk material to the optimum design of the machine, and the necessity of existing bulk material receive send machine product type of introduction. existing types are: rubber belt conveyor belt conveyor and say, screw conveyor, buried scraper conveyor, belt conveyor, strength, board type a pattern lift machine, vibration conveyor, etc. the second chapter to the chapter 9 for pgg38 x 8 bulk material receive send machine and structure design of relevant strength calculation. the second chapter first according to the requirements of the through put, determine the bandwidth, take long; after the power needed, sure calculation motor model. the third chapter is to the design of the drum for. located in the frame to roller, it is by turning the roller and sound control panel fixed in the frame. the fourth chapter roller design, roller is installed in the frame of the conveyor belt, it support institutions and turned to roller is similar to the seal device and housings into a steel bearings, axle bush inside put bearing, plastic seal with outside. chapter 5 is drive roller design and turned to roller is similar. this chapter is mainly to the axis and gear transmission intensity of intensity. the sixth chapter for the design of the v belt, sure take type, and the center distance of the wheel. chapter 7 is drive against the design of the poles. drive the ball reducer is part of the device, the axis and among gear and belt wheels of gear reducer, responsible for the level 2 slowing down. chapter 8, turning wheels turning wheels is to belong to the design of the frame, and at the same time is also responsible for walking components of the support of the whole frame and walk to effect, and that it mainly by the brackets and linear composition. fixed bracket by bolt connection on the frame and installed inside the rotation axes and bearing, the top cover with boring sealed to prevent dust and debris into, reduce shaft and the service life of the bearings. this part of the shaft mainly bear axial load, radial load is almost zero, so choose as a shaft of 45 steel materials, can bear completely the infliction of axial force, this section axis dont check. bearing from the force and the axis in exactly the same, also is only axial force, and in the whole of the bearing surface role. it is only in the rotation by only when smaller weeks to force, choose 305 types of deep groove ball bearing can fully meet the requirements. chapter 9 is for the design of the frame structure, make sure the whole frame welding structure. full text is the last one of the design process of parameterized modeling ug of summarizing, for example, the method of general introduction of parameterized modeling the general process. the last chapter, and the specific examples of gear parameterized modeling. by using ug expression function, in which the input gear and related parameters of the equation, and then use involute spline curve equation of instruction, according to generate accurate gear, thus rendering involute gear. key words: bulk material receive send machine； conveyor grilled valley machine； ugnx； parametric design 目 录 引 言.1 第一章 文献综述2 第二章 输送带的设计与计算 .7 2.1 基本参数的确定7 2.1.1 带宽的确定.7 2.1.2 辊筒直径的确定 7 2.1.3 带的选择.7 2.1.4 输送带全长计算.8 2.1.5 输送带平方米数的确定8 2.2 输送机输送量和功率的计算 .8 2.2.1 输送量的计算.8 2.2.2 胶带输送机功率的计算9 第三章 转向滚筒的设计与计算.12 3.1 滚筒的设计12 3.1.1 滚筒挡板及密封装置12 3.2 轴的设计及计算13 3.3 张紧装置的设计14 第四章 托辊的设计15 第五章 驱动滚筒的设计与计算.16 5.1 滚筒的选择16 5.1.1 滚筒挡板及密封装置16 5.1.2 驱动滚筒轴的设计与计算16 5.1.3 轴承的选择与计算22 5.1.4 键联接的强度校核23 5.2 齿轮的设计计算24 5.2.1 选择材料.24 5.2.2 初步确定主要参数24 5.2.3 弯曲疲劳强度的校核29 第六章 v 带的设计计算32 6.1 基本参数的确定32 6.1.1 设计功率.32 6.1.2 带型的选择 32 6.1.3 传动比.32 6.1.4 小带轮基准直径33 6.1.5 大带轮基准直径33 6.1.6 带速.33 6.2 带长与中心距的确定.33 6.2.1 初定中心距 33 6.2.2 带的基准长度34 6.2.3 计算中心距 34 6.3 包角，功率与力的确定.34 6.3.1 小带轮包角的计算34 6.3.2 单根 v 带额定功率.34 6.3.3 单根 v 带额定功率增量.34 6.3.4 v 带根数的确定.35 6.3.5 单根 v 带的初张紧力.35 6.3.6 有效圆周力 35 6.3.7 作用在轴上的力35 第七章 驱动反杠的设计.37 7.1 轴的校核37 7.1.1 按扭转强度条件计算37 7.1.2 按弯曲合成强度条件计算37 第八章 转向轮与机架的设计.39 8.1 转向轮的设计.39 8.2 机架结构类型.39 8.3 机架结构的选择.39 8.4 桁架的设计 .40 8.4.1 桁架的结构 40 第九章 基于 ug 的参数化设计.41 9.1 三维软件 ugnx 参数化建模.41 9.2 三维参数化建模实例 .42 9.2.1 输入齿轮参数表达式42 9.2.2 创建齿廓渐开线43 9.2.3 创建齿轮牙齿44 9.2.4 创建齿轮的其他结构45 参考文献46 致谢.47 附录.48 沈阳化工大学学士学位论文 引言 1 引引 言言 随着我国加入世贸组织的不断深入，国家粮价将逐步市场化。如何应对国际现 代农业的冲击，如何加速我国农业现代化，将是我国实现农业现代化首先考虑的问 题。 散料收送机是粮食流通中不可缺少的设备。也是降低粮食在晾晒、入库、转移 过程中费用的重要手段。既减少了劳力，又提高了工作效率，可谓一举两得。 随着我国农村经济的不断发展，党中央，国务院对如何解决好“三农”问题越 来越重视。对农副产品的生产和加工问题也十分关心。温家宝总理曾批示“我国发 展农副产品深加工潜力很大，关键是要根据市场需求，依靠科技进步，提高加工水 平，产品质量和经济效益，走贸工农结合的产业化路子” 。 现在我国的粮机工业已经有了良好的基础，佐竹、布勒双星璀璨、正昌、牧羊 各领风骚，还有一批中小粮机厂各具特色，百舸争流，使整个粮机行业呈现互相竟 争、互相帮助促进的新局面。粮机工业的根本问题，仍在于要下功夫在原始创新上 努力克服设计不尽合理、工艺不精、材质较差、耐力不强、效率不高、服不周等缺 点。 本设计是为了实现粮库和矿山等地的散地物料的收取和输送连续化，减小了工 作量和中间的运输、储存成本。本文主要阐述了 pgg388 散料收送机的设计过程， 着重介绍了一些主要部件的设计和计算。 随着技术的发展，在皮带运输机领域已经广泛采用了电动滚筒，自动化的趋势 发展的越来越快，从而提高了机械的效率和使用寿命。在专业人员的努力下，皮带 运输机会发展的越来越快。 沈阳化工大学学士学位论文 文献综述 2 第一章第一章 文献综述文献综述 散料机械 是针对煤、粮食等散料的运输问题而设计制造的，旨在通过机械 化设备代替人工，降低散料成本，增强其竞争能力。 散料机械一般由单机或系统组成。散料机械系统通常是由远距离运输、传 载、挖取堆积等设备构成。其中具有一定距离的运输机械主要由皮带运输机、 气垫皮带运输机、螺旋运输机、气力运输机、刮板运输机、管式皮带运输机械 组成。转载设备一般为转载漏斗和其他转载设备及转载房等构成。 现就几种常用运输机的适用范围及结构特点做一简单介绍。 （一）皮带运输机又称皮带输送机： 皮带运输机是种连续运输的机械，也是种通用机械，是由一条封闭的环形 输送带作为牵引及承载构件，将其绕过并张紧于前后两滚筒上，由输送带的连 续运动来完成物品或包装物料。胶带输送机的主要优点是：输送量大，输送距 离长，构造简单，操作和维修方便，工作平稳可靠，不损坏被输送物料，在整 个输送长度上都可给料和卸料，各部分摩擦阻力小。因此，被广泛的用于港口、 水泥、粮食以及轻工业生产线。既可以运散状物料，也可以运输成件物品，工 作过程中，噪声较小，结构简单。皮带运输机可以用于水平或倾斜运输。还可 用于装船机、堆取料机等连续运输机械移动机械上。其由皮带、机架、驱动滚 筒、改向滚筒、承载托辊、回程托辊、张紧装置、清扫器等组成。其长度可达 十几千米。提升角度不大于20，因为大于 20 时，对大多数物料来讲会发 生物料下滑现象，影响其工作效率。 （二）螺旋输送机： 螺旋输送机也叫绞龙，是一种利用螺旋叶片的旋转运动推动散料沿着料槽 运动的输送机械，它可以固定使用，也可以制成移动式；可以水平或倾斜输送 也可以作垂直输送物料。 螺旋输送机根据它的结构特点主要用于输送粉状、颗粒状和小块状物料。 不宜输送大块的、磨损性很强、易破碎或易粘结成块的纤维性物料。运输环境 温度-2250c，倾斜角小于 20。输送长度一般小于40 米。最长不超过 70 米。与其它设备相比，具有结构简单、横截面尺寸小、密封性好，可以多点加 沈阳化工大学学士学位论文 文献综述 3 卸料，操作安全方便以及制造成本低等优点。缺点是机件磨损较严重，输送量 较低，消耗功率大及物料运输过程中易破碎。 螺旋输送机的一般构造由驱动装置、盖板、出料口、料槽、轴承、螺旋体、 进料口等部件组成。螺旋输送机在整个输送长度上都能装料或卸料，而且可以 根据生产需要将螺旋叶片制成左旋、右旋或左右旋等不同形式，螺旋输送机一 般都制成全封闭形式，以防灰尘外扬。 螺旋输送机是利用螺旋叶片的旋转而推动物料运动，因此在输送物料时就 能起到掺合、搅拌和松散物料的作用。但由于整个螺旋叶片在物料中旋转，因 此如输送粗糙物料、螺旋叶片容易磨损；如输送易碎物料，则物料容易被螺旋 叶片破碎。由于螺旋叶片在物料中旋转摩擦阻力增大，故功率消耗也较大。 （三）埋刮板输送机： 埋刮板输送机是一种在封闭矩形的机槽内，借助于运动着的刮板链条连续 输送散粒物料的输送设备。因为在输送过程中，刮板链条埋于被输送的物料之 中，故称埋刮板输送机。其主要由密封的矩形断面机槽、刮板链条、进料口、 卸料口、驱动装置和张紧装置等部件组成。 埋刮板输送机的特点是：结构简单重量轻、体积小、密封性能好、安装维 修比较方便；能多点加料、多点卸料，工艺选型及布置较为灵活；在输送飞扬 性、有毒、高温、易燃易爆的物料时，可改善工作条件，减少环境污染。由于 上述特点，埋刮板输送机特别适合于粉状、粒状的输送 。其工作原理是： 埋刮板输送机作水平输送时，物料受到刮板链条在运动方向的压力及物料自身 重量和作用，在物料间产生了内摩擦力，这种摩擦力保证了料层之间的稳定状 态，并足以使物料间的内摩擦力克服物料与槽壁的外摩擦阻力，而使物料能以 连续流动的整体得到运输。在垂直提升时物料受到刮板链条在运动方向的推力， 在物料中产生了横方向的侧面压力，形成的物料的内摩擦力，同时由于水平段 的不断给料，下部物料相继对上部物料产生了推移力，这种摩擦力和推移力足 以克服物料在料槽中移动而产生的外摩擦阻力和物料自身的重量，使物料形成 了连续整体的料流而被提升。 埋刮板的类型不同其适用范围也不同。ms 型埋刮板机可适用于水平或 倾斜角较小， 015 单台设备的长度不得大于80 米。是种最为普遍的 沈阳化工大学学士学位论文 文献综述 4 水平型埋刮起板输送机，适用于一般物料的输送，可多点卸料。mg 型是 有中间隔板的水平型埋刮板输送机，设有几个进料口，并通过计量闸门可任意 调整各股物料的配比，适用于混合几种不同的散装物料。mc 型是使用较 为普遍的垂直型埋刮板输送机，可适用于倾角较大或垂直的布置 3090 单台设备的输送高度不大于30 米。mk 型为扣环型埋刮板输送 机，能垂直也能倾斜输送，它所占的空间较小，适合在较窄的工作环境中作移 动设备使用。 mz 型是使用较为普遍的z 型埋刮起板输送机，上水平段可以 根据需要设置任意数量的出料口，做到多点卸料，其提升高度一般为20 米 左右，水平输送距离小于30 米。一般用于向料仓进料和向锅炉房上煤，并可 以在上水平段的某一区段内不设底板，使物料均匀而连续地向仓内布料。 mp 型是水平环形埋刮板输送机，可以多点进料的多点卸料，适用于将物料分 配给各个使用点，或收集各进料点的物料统一排出。整机除矩形外，还可以做 成多种形式。 ml 型是垂直环形埋刮板输送机，可以多点进料和多点卸料， 适合于多个料仓之间的循环运行，可完成物料的装、卸及倒仓、清仓作业。 （四）板式输送机： 板式输送机和埋刮板输送机都是以链条作为挠性牵引构件的输送机械。 与其它类型的连续输送机械相比，这两种输送机在结构上比较相近。板式输送 机是一种在两条链条上装有木制或钢制的板条，可没水平方向或倾斜方向输送 各种散料和成件物品的输送机械。在粮食、油脂及饲料工厂中仅用于输送成件 物品上。板式输送机的单位载荷比胶带输送机大，并且适用于输送油桶等有棱 角的物品，还可以在较大的倾角和较小的弯曲半径条件下输送，但是它比带式 输送机笨重，制造成本也较高。其牵引承载构件主要是由两条衬套式滚柱链和 铆接或焊接在链条链片支架上的板条所组成。 由于板式输送机的运行速度低，因此，一般均采用综合式的传动机构，除 减速器外，还需配置齿轮、三角皮带轮等减速设备构成的开式传动机构。驱动 链轮的齿数，通常为58 齿，用铸钢或铸铁制成。为了保证对两条链条传递 相同的牵引力和消除链条产生偏斜的可能。两个驱动链轮在驱动轴上被固定成 相同的方位。 （五）气力输送机： 沈阳化工大学学士学位论文 文献综述 5 与其他输送设备相比其优点是：节省基建面积，能有效的缩短施周期。缺 点是动力消耗大，需要完好的卸料器和除尘设备，设备昂贵。 （六）斗式提升机 提升机是一种垂直输送散粒、碎块物料或成件物品的输送设备。它有多种 形式：在提升散粒、碎块物料时，用斗式提升机；在提升成件物品时，用托板 或摇架提升机。 斗式提升机可以用于提升粉料、散粒物料和碎块物料。因此，在粮食加工 厂、油脂厂、饲料厂、食品厂、化工厂、建筑材料厂和港口仓库中，得到了广 泛的应用。 斗式提升机一般是由牵引构件环绕在上端的驱动轮和下端的张紧轮之间构 成一个环形的轮廓。在牵引件上每隔一定距离安装着许多料斗。提升机的外壳 分三个部分：上端称为机头、下端称为机座、中间称为提升管。提升管可根据 提升高度由若干节组成。提升机的驱动装置与头轮轴相连，使提升机获得动力， 张紧装置与底轮轴相连，使牵引件获得必要的张力，以保证正常运转。机头上 装有逆止器以防止爆孔，排泄爆炸性气体，以防止粉尘爆炸事故的发生。在机 座张紧轮轴上装有转速差测定器，提升机工作时，物料由进料口均匀地进入机 座的料斗中，然后被提升到机头。当料斗绕入驱动轮时，物料开始倾倒出来， 从出料口流出机外。 （七）振动输送机 振动输送机是利用机械振动，使被输送物在工作表面滑移及跳跃前进来进 行物料输送的一种输送设备。适用于散粒物料的输送。 振动输送机收激振器、工作体与弹性元件三部分组成。激振器用以产生激 振力，是振动输送机的动源；工作体是指振动槽、振动管等作周期性运动的工 作部分；弹性元件则是使工作体作周期性运动，并用来调整机器工作点的主振 弹簧和减少传递到基础或构架上的动载荷所需的隔振弹簧。 振动输送机的优点在于其结构比胶带输送机、刮板输送机、螺旋输送机都 要简单，制造方便，价廉、占地小，维修及管理简单方便；如果进料不匀，它 能很快地使物料均匀分配在槽面上，达到均匀输送的状态。所以，振动输送机 可作为喂料机装置和粮食清理分级装置。 沈阳化工大学学士学位论文 文献综述 6 振动输送机的主要缺点是：设备输送能力低，特别是有一定角度向上输送 时，输送量则更低；其支承结构因振动会产生不良的噪声和巨大的动力载荷， 因此，振动输送机不宜安装在楼房的上层或栈桥通廊上；振动输送机的单位动 力消耗比刮板输送机要大得多，比胶带输送机要大好几倍，被输送的颗粒物料 受到破损的情况则介于带式输送机与螺旋输送机之间。 综上所述，在粮油加工厂、库厂站中，采用振动输送机的场合主要有：输 送量较小，车间设备布置所存空间较小不适宜胶囊、刮板以及螺旋输送机等场 合以及伴随物料输送，兼有筛分、加热、选别、干燥或冷却等工艺要求的流程 中。 沈阳化工大学学士学位论文 输送带的设计与计算 7 第二章第二章 输送带的设计与计算输送带的设计与计算 2.1 基本参数的确定 2.1.12.1.1 带宽的确定带宽的确定 由材料与零部件中表 9.4-18 有选择三节式槽型带，出选带速 v=2.0, =0.75t/m3,sm/r218 . 0, c b =0.071 （2-1） crv q 所以b =0.071=458 8 . 075 . 0 2 50 mm 当v =3m/s 时，b =0.071=374 8 . 075 . 0 0 . 3 50 mm 当v =3时，=0.75t/m3，b =400sm/mm 则 确定带宽b =400mm 2.1.22.1.2 辊筒直径的确定辊筒直径的确定 由材料与零部件中，表 9.4-6 可选： 驱动辊筒直径 d =245 改向辊筒直径 d =245 1 mm 2 mm 2.1.32.1.3 带的选择带的选择 由于输送机功率要求不大，带速要求不高，根据粮食工业手册中表 9.4- 3，可以选轻型橡胶带，帆布芯层数取 4 层，输送带宽允许公差，当输送粒状物6 料时，上、下覆盖胶层厚=1.5，=1.0 1 2 沈阳化工大学学士学位论文 输送带的设计与计算 8 2.1.42.1.4 输送带全长计算输送带全长计算 已知，输送带计算公式： l =2l+（d + d ）+an （2-2） 0 2 12 上、下覆盖胶层厚+=2.5 1 2 mm 带的自重 q=3.31/m l =2l+（d + d ）+an 0 2 12 =23000+(245+219)+01 2 =6729mm 由此确定带重 q=3.31l =22.3 0 2.1.52.1.5 输送带平方米数的确定输送带平方米数的确定 由粮食工业手册中，表 9.4-5 查得 m2 =b（z+）l （2-3） 5 . 1 21 0 =0.4（4+）6.72910-3 5 . 1 0 . 15 . 1 =15.25 2.2 输送机输送量和功率的计算 2.2.12.2.1 输送量的计算输送量的计算 由粮食工业手册中查得： q =3600fvc （2-4） q：散粒物料输送量 t/h v:胶带的运行速度 sm/ f：胶带上的物料层横断面积 沈阳化工大学学士学位论文 输送带的设计与计算 9 ：物料容重 t/m3 c:倾斜输送的修正系数 f =7.7510-3 q cv3600 50 8 . 075 . 0 33600 2.2.22.2.2 胶带输送机功率的计算胶带输送机功率的计算 驱动滚筒轴功率（）的计算kw 已知轴的计算公式如下： n =（k lv+k ql0.00273qh）k k （2-5） 轴12 34 k lv：输送机空载运行功率 1 kw k ql：水平输送物料的功率 2 kw 0.00273qh:垂直提升物料的功率 kw l：输送机的水平投影长度 m l=(3000+)=2.950 22 21 dd 21cosm h:倾斜输送物料垂直提升高度 m h=(3000+)21=1.16 22 21 dd sinm q：物料输送量 ht / v:输送带线速度 sm/ k:输送机空载运行的功率系数，与带宽和托辊的阻力系数有关。 1 由粮食工业手册中，表 9.4-11 有，k =0.008 1 k：物撩水平输送的功率系数，与托辊的阻力系数有关 2 由粮食工业手册中，表 9.4-12 有 k =8.1710-5 2 k：与输送机水平投影有关的系数 3 沈阳化工大学学士学位论文 输送带的设计与计算 10 由粮食工业手册中，表 9.4-12 k =1.2 3 m k：与输送机布置形式有关的系数 4 由粮食工业手册中，表 9.4-13 k =1.06，凸弧转向近尾部布置形式 4 n=（0.0082.953.0+8.1710-5502.95+0.00273501.6） 轴 1.21.06=0.383kw 电机功率的初步计算 n=k 电 轴 n n：驱动滚筒轴功率 电 kw k：功率安全系数和满载启动系数 k=1.3 ：总传动效率，通常取 0.80.9 由于本设计采用近似减速箱传动，且是光面滚筒,可取=0.88 n=1.3=0.566 电 88 . 0 383. 0 kw 电机是输送部分唯一的动力装置，且考虑到机器在工作过程中的摩擦和过 载现象，可取 n=2.2,因此有： 电 kw 表 2-1 电机型号及参数 电机型号：y132s-8额定功率：2.2kw 效率：81最大额定转矩：2.0 净重：70转速：710min/r 胶带强度校核 由粮食工业手册中，表 9.4-15 有 s= （2- max ) 1( 102 0 ev en x 6） 沈阳化工大学学士学位论文 输送带的设计与计算 11 =25.9 ) 139 . 2 (5 . 2 39 . 2 3692 . 0 102 =814.45 m eb 11 564400 s=25.9814.45 max 胶带强度合格 沈阳化工大学学士学位论文 转向滚筒的设计与计算 12 第三章第三章 转向滚筒的设计与计算转向滚筒的设计与计算 转向滚筒位于机架尾部，通过转向辊轴和划块固定在机架上。 3.1 滚筒的设计 滚筒选用普通无缝钢管，yb213-70，根据材料与零部件中表 1-1-92， 可选用 d=219m，l=500的，其重量为 15.76，壁厚 6，内表面两端轴mmmm 向车削进 60，深度 2，便于安装滚筒挡板。为防止运输带工作过程中跑mmmm 偏，滚筒外表面车成凹槽形式，其整体结构如下图 3-1。 1 轴承盖；2 螺栓、3 挡板；4 滚筒；5 轴；6 连接盘；7 轴承 图 3-1 转向滚筒结构草图 3.1.13.1.1 滚筒挡板及密封装置滚筒挡板及密封装置 挡板的设计 挡板选用 10厚的钢板加工成内径 114外径 211的圆环形式。在mmmmmm 半径 78处加工出 6 个 m8 螺丝孔。mm 沈阳化工大学学士学位论文 转向滚筒的设计与计算 13 密封装置的设计 两个密封装置都用铸钢制成 12厚的如零件图的形式。在两个密封装置mm 之间放入 2厚的橡胶垫片（丁氰橡胶） ，它不但具有密封作用还可以在一定mm 范围以内起到调距作用。 3.2 轴的设计及计算 转向滚筒的轴属于心轴，只承受弯矩，并不和滚筒一起旋转，所以轴所受 的力和弯矩并不十分大，可选用 45 号钢，要进行调质处理以提高硬度和力学性 能。按机械设计手册表 6-1-1 有： =590，=295，=255。 b 2 /mmns 2 /mmn 1 2 /mmn 由于转向滚筒的轴所受载荷大小、方向、作用点及载荷种类均为已知，支 点力可求得时，可按弯曲及扭转合成强度进行轴的强度计算。公式按机械设 计手册表 6-1-5 得： d =21.68 （3- 3 m 1） 固定心轴，且载荷平稳： 1 d：轴的直径 初选d =40mmmm m：轴在计算截面所受弯矩nm 轴的许用弯矩应力，查表 6-1-1 有：=215 1 1 2 /mmn 轴所受的重力之和远小于四个滚筒的重力之和，所以只要按四个滚筒的 重力之和计算弯矩即可。 m=15.76410=15.76 2 05 . 0 nm 带入上式（3-1）得： d =21.68=19.550 3 215 76.15 mmmm 轴的直径合格 沈阳化工大学学士学位论文 转向滚筒的设计与计算 14 3.3 张紧装置的设计 张紧装置包括：机架挡板，划块，丝杠，丝杠固定器。 机架挡板是焊接在机架头部，起到连接滚筒轴和划块，并承担其重量的作 用。所以，挡板要有足够的强度，可选用 45 号钢板，厚度。mm8 划块可用铸钢制成，从装配图可以看出，划块不但具有调节滚筒位置的作 用，同时还承受转向滚筒的重力的作用，且重力完全作用在划块上，而不是机 架挡板上，所以划块要有足够的强度。铸钢完全满足。 丝杠和丝杠固定器是张紧装置的基础，丝杠选用 a3 钢，加工螺纹长度 粗牙普通螺纹。丝杠固定器用普通铸铁就可以，中间攻mmmm200176，总长 16m 螺纹孔，与丝杠对应。 沈阳化工大学学士学位论文 托辊的设计 15 第四章第四章 托辊的设计托辊的设计 托辊是安装在机架上支撑平带的，它的机构与转向滚筒类似，只是把密封 装置和轴承座改成一个钢制轴套，轴套里面放轴承， 外面用塑料密封。滚筒还 是采用无缝钢管。mmd76 由于本设计的尺寸较小，所以上托辊可以不用平辊，改用四组三节槽式托、平 行下托辊用一个即可，主要用于回程分支。其结构见下图 4-1。 1 上托辊 ；2 斜托辊架 ；3 平托辊架 ；4 输送带 ；5 机架 图 4-1 三节槽式托辊结构 沈阳化工大学学士学位论文 驱动滚筒的设计与算 16 第五章第五章 驱动滚筒的设计与计算驱动滚筒的设计与计算 驱动滚筒位于机架中部，通过驱动滚轴和轴承座固定在机架上。 5.1 滚筒的选择 滚筒选用普通无缝钢管，yb231-70，由材料与零部件表 1-1-92 可选 d=245，l=500的。内表面两端轴向车削进 60，深度为 2的槽，mmmmmmmm 便于安装滚筒挡板，为了防止运输带在工作过程中跑偏，滚筒中部加工成凸型。 5.1.15.1.1 滚筒挡板及密封装置滚筒挡板及密封装置 滚筒的挡板选用 10厚的钢板，加工成内径为 72外径为 241的mmmmmm 圆环形状，在半径 50出加工出 8 个8 的螺丝孔。滚筒的密封装置材料选mmm 用毛毡（安装部位及尺寸见部装图） 。驱动滚筒的转动是靠轴传动的。所以，滚 筒还要有一个传动转矩的装置联结器。联结器可用铸钢制成，加工成零件 图的形状。 5.1.25.1.2 驱动滚筒轴的设计与计算驱动滚筒轴的设计与计算 选择轴的材料 选择轴的材料为 45 号钢，调质处理。由机械设计手册表 6-1-1 查得 ，=295 ， =255 。 590 b 2 /mmn s 2 /mmn 1 2 /mmn 初步确定轴端直径 取 a=103（按机械设计手册表 6-1-3 选取， （因转速低，且单向旋转故取小 值）轴的轴端直径计算公式： d =a （5-1） 3 n p 沈阳化工大学学士学位论文 驱动滚筒的设计与算 17 =103=24.5 3 164 2 . 2 mm 考虑轴端有键槽，轴径应至少增大 45，取 d=35。mm 轴的结构设计 取轴径出的直径为 40，与标准轴承 208（cb276-82）的孔径相同。其mm 余各直径按 10增大。mm 各轴段配合及表面粗糙度选择如下：轴径处为 h9/f9；ra0.8；齿轮配m 合处为 h9/h8，ra3.2。轴的结构草图如下图 4-1：m 图：4-1 结构草图及弯矩扭矩图 沈阳化工大学学士学位论文 驱动滚筒的设计与算 18 （1 1） 扭矩扭矩 齿轮传递的扭矩，每个 n p 10955t 6 mmn 29523 164 507 . 0 1055 . 9 6 挡板按t 计算，扭矩图见上图 4-1。 2 1 （2 2） 支撑反力支撑反力 ， n d t ft1180 50 2952322 ntgff tr 43020 表 5-1 支撑反力 单位：n 作 用 点 水 平 面垂 直 面合 成 a 231 )( l afcdscs r r ax l af r t ay =166 285 22 yx aaa rrr b 619 rab frsr xx 21346 tab frr yy 1482 yx bb b rrr 22 （3 3） 弯矩弯矩 表 5-2 弯矩 单位： nm 作 用 点 水 平 面垂 直 面合 成 b =38.7 x b m 1000 afr 106.2 1000 af m t by 22 yx bbb mmm 113 d 14.8 1000 br m x x a d 10.62 1000 br m y y a d yx dd d mmm 22 18.2 沈阳化工大学学士学位论文 驱动滚筒的设计与算 19 e 148 1000 )(crcaf m x x br e 91.14 1000 )(dbr m y y a e 2 2 y xe e e mmm 173.8 （4 4） 疲劳强度的校核疲劳强度的校核 确定危险截面 根据载荷分布及应力集中部位，选取轴上八个截面（18）进行分析。 截面 1、2、3 分别与 4、5、6 相比，二者有相同的截面尺寸和应力集中状态， 但前者载荷较小，故截面 1、2、3 不予考虑。截面 5 与 4 相比，二者截面尺寸 相同，弯矩相差不大，虽然截面的扭矩较大，但应力集中不如截面严重， 故截面不予考虑。截面 7 与 6 相比，截面尺寸相同，而截面 7 载荷较小，故 截面 7 不予考虑。 最后确定截面 4、6、8 为危险截面。 校核危险截面的安全系数见下表 由计算说明取许用安全系数，计算安全系数均大于许用值。故， 0 . 2s 轴的疲劳强度合格。 表 5-3 各截面强度校核 计 算 值 或 数 据 计算内容及公式 截面 4截面 6截面 8 说明 mnt, 23.6229.5329.53 mnm, 157 485 52485 )( 4 ded mmm m 104 5 . 50 )( 6 beb mmm m =143 5 . 80 28 8b mm =39.3 3 ,cmz 12.37.615.36 3 ,cmzp 26.116.611.6 表 6-1-25 2 1 /,mmn 255255255 表 6-1-1 沈阳化工大学学士学位论文 驱动滚筒的设计与算 20 0.10.10.1 中碳钢 圆角04 . 0 50 2 d r 39 . 1 92 . 1 2 . 1 50 60 kk d d ， 圆角04 . 0 50 2 d r 40 . 1 10 . 2 25 . 1 40 50 kk d d ， 圆角0286 . 0 35 1 d r 59 . 1 34 . 2 143 . 1 35 40 kk d d ， 表 6-1- 28 kk , 键槽 54 . 1 46 . 1 kk， 键槽 54 . 1 46 . 1 kk， 表 6-1-30 r k )2 . 3( 23 . 1 mr k a r 表面粗糙度 )8 . 0(08 . 1 mrk ar )2 . 3(23 . 1 mrk ar 表 6-1-32 ,76 . 0 ,81 . 0 78 . 0 ,84 . 0 81 . 0 ,88 . 0 表 6-1-31 圆角66 . 2 圆角60 . 2 圆角92 . 2 键槽18 . 2 键槽92 . 1 1 r kk 配合79 . 1 配合79 . 1 配合79 . 1 表 6-1-27 圆角13 . 2 圆角82 . 2 圆角25 . 2 键槽33