带式输送机传动滚筒设计【6张图/22400字】【优秀机械毕业设计论文】

文档包括:
说明书一份。52页。22400字左右。
中期报告一份。
开题报告一份。
英文翻译一份。

图纸共6张，如下所示
A0-传动滚筒.dwg
A1-滚筒体.dwg
A2-传动滚筒支座.dwg
A2-内端盖.dwg
A2-外端盖.dwg
A2-无孔端盖.dwg

摘要

带式输送机是用于散料输送的重要设备，适用于矿山机械。传动滚筒作为带式输送机的重要部件，其作用更是举足轻重。滚筒是带式输送机的主要传部件，它的作用有两个：一是传递动力，二是改变输送带运行方向。带式输送机滚筒的设计质量，关系到整个输送机系统的性能、安全性和可靠性。目前，国内滚筒的设计一般采用近似公式，对于中小型滚筒已经能够满足工程需求，但对于大型滚筒这种设计方法其结果与工程实际有一定的差距，它的安全性和可靠性难以保障。由于缺乏精确的计算方法，如果盲目的增大安全系数，会使结构尺寸变大，重量增加，强度得不到显著的提高同时又增加了成本。
本设计首先对带式输送机滚筒结构的设计计算方法进行了分析研究，修正了有关计算公式，完善并统一了设计计算内容，对带式输送机传动滚筒进行了严谨的数学推导，在大量的参考了国内该部分的相关教材和资料的基础上，结合了一定的实践而编写的。
由于传动滚筒的适用范围不断扩大，对其需求量也不断增加。故对滚筒设计有一定的必要性。在对滚筒设计中要充分了解主要部件的工作特性，合理进行选型设计和性能匹配。
关键字： 带式输送机 传动滚筒

Abstract

Belt conveyor is used for the important bulk conveying equipment, suitable for mining machinery. Transmission roller as an important part of the belt conveyor, and its function is more critical. The cylinder is a belt conveyor of the main parts, its action has two: one is to transfer power, 2 it is to change the conveyor belt running direction. Belt conveyor roller design quality, relationship to the whole conveyor system performance, safety and reliability. At present, the domestic roller design general use of the approximate formula, for small and medium-sized roller has been able to meet the engineering requirements, but for large drum the design method and the results have a big gap between the actual engineering, it is difficult to guarantee the safety and reliability. Because of the lack of accurate calculation method, if blind increase safety coefficient, can make the structure size change, increase the weight, strength not rise significantly increased again at the same time the cost.
This design first of belt conveyor roller structure, the calculating method of analysis and study of the fixed related calculation equations, perfect and unified design calculation content, to the belt conveyor roller drive the rigorous mathematical reasoning, in a large number of reference in this part of the relevant material and material, and on the basis of the practice of combining must be written.
By driving roller, the scope of application of expansion, the demand is on the increase. So the roller design had some necessity. In the design of roller to fully understand the main parts of the characteristics, the reasonable selection of design and performance match.
Key word: belt conveyor transmission roller 

目录
前 言 1
第一章 绪论 2
1.1 滚筒在国民经济中的作用 2
1.2 传动滚筒的发展状况 3
1.3 国内外研究现状 5
1.4 结构与种类 6
1.4.1 按驱动方式分 6
1.4.2 按轴承内孔大小分 6
1.4.3 按外形分 7
1.4.4 特殊滚筒 7
1.5 传动滚筒的研究目的和意义 8
第二章 传动滚筒的设计 10
2.1 传动滚筒的选择及其传动理论 10
2.1.1 传动滚筒直径的确定 12
2.1.2 滚筒的性能特点及其选用 14
2.2 传动滚筒的设计 15
2.2.1 传动滚筒筒壳内外表面的应力 15
2.2.2 传动滚筒接盘应力 17
2.2.3 传动滚筒结构参数的设计 19
2.3 滚筒通体外径D与厚度t之间的关系 19
2.4 传动滚筒的轴径d、筒壳厚度h、接盘辐板厚度t、接盘支点 等参数关系 21
2.4.1 设计变量 21
2.4.2 弯扭矩计算 23
2.4.3 求最大当量弯矩 24
2.4.4 轴的强度校核 24
2.4.5 接盘内应力的计算 24
2.4.6 边界约束条件确定的参数关系 24
2.4.7 各段轴径之间的参数关系 25
2.4.8 滚筒体的最大直径为D与最小直径 之间的参数关系 25
2.4.9 滚筒体总长度与滚筒体L的中部圆柱部分的长度b的关系 25
第三章 典型传动滚筒的设计 26
3.1 滚筒体 26
3.2 轴的设计 31
3.2.1 轴的材料的选择 31
3.2.2 轴径的初步估算 31
3.2.3 轴的结构设计 32
3.3 滚筒胀套连接的选择与校核 33
3.3.1 胀套连接的常见问题 33
3.3.2 胀套的选择 34
3.3.3 胀套的校核 35
3.4 接盘的设计与计算 37
3.5 支座的选择 38
3.5.1 支座的选型 38
3.5.2 支座的材料选择 38
3.5.3 支座的结构设计 38
3.6 轴承的选则和寿命的校核 39
3.6.1 轴承的选择 39
3.6.2 滚筒轴承寿命的校核 40
3.6.3 基本额定寿命 40
3.6.4 基本额定动载荷和轴承寿命的计算 41
3.6.5 计算轴承支反力 ， 41
3.6.6 轴承寿命的计算 41
3.7 键的选择与校核 42
3.7.1 键连接的选择 42
3.7.2 联接的强度计算 42
总 结 45
致 谢 47
参考文献 48

一、 选题的目的和意义：
带式输送机是用于散料输送的重要设备之一。其结构特别简单，运行平稳可靠，耗能低，对环境污染小，便于集中控制和实现自动化，管理和维护方便，在连续装载的条件下可实现连续运输，因此，在国民经济各部门特别是煤炭和矿山运输系统中应用十分广泛。由于其适用范围的不断扩大和对其需求量的不断增加，带式输送机的设计和制造技术也有了长足发展。传动滚筒作为带式输送机的重要部件，其作用更是举足轻重。传动滚筒是一种驱动装置，它主要应用于固定式和移动式的带式输送机设备，它的结构和工作原理对带式输送机整体特性影响很大。
滚筒的失效会给人身安全和整个系统带来严重的后果，使企业遭受巨大的经济损失。特别是在复杂恶劣的工矿下，如何改进滚筒结构、提高工效、延长寿命，一直是科研人员所关注的课题。目前，在国内对于中小型滚筒一般采用近似公式进行设计计算，对于重型滚筒近似公式已不再适用，这就使得设计计算具有较大的盲目性。这样设计出来的滚筒和工程实际有一定的差距，它的安全性和可靠性难以保证。一旦发现问题，通常是采用增大尺寸的方法来解决，但是这样做并没有解决实际性的问题。不但浪费材料增加成本，还不能达到预期的目的，随着带式输送机的大型化，合理的设计制造出大型滚筒已成为带式输送机的关键问题。目前，我国设计的滚筒尽管可以满足生产需求，但是由于缺乏研究，相同规格的滚筒与国外相比多消耗材料，使产品缺乏竞争力。因此选择该课题的目的就在于对大型滚筒进行力学分析及设计，找到合理的设计计算方法。

二、 国内外研究综述：
随着国内外机械工业水平的不断发展，滚筒的结构、加工、安装等方面发生着日新月异的变化。由于焊接技术的不断发展，焊接强度的可靠性得到保证，虽然多数大型滚筒采用铸焊结构，但焊接结构也有所增加。轮毂和主轴的联结方式也由键槽连接向胀套连接转变。原来的辐板采用加强筋，现在直接用钢板制成。
过去国内外在设计滚筒的各零部件时，常采用基于经典弹性力学理论导出的简单的经验公式。近年来，国内研究人员对于大直径滚筒的设计方法作了多方面的探索。东北工学院于升忠等人于1980 年用有限元半解析法对一合拉力为13.6 吨的双辐板结构滚筒进行了有限元分析。由于分析过程中忽略了输送带与驱动滚筒间摩擦力的作用，因此结果与实际相差较大。因为输送带与滚筒之间的摩擦力是滚筒扭曲变形的重要因素。西安冶金建筑学院的陆鸿生选择新的力学模型，根据圆柱体弯曲的有矩理论，分别推导出传动滚筒和改向滚筒在外载荷作用下壳体内的位移、内力和应力的计算公式，为精确计算提供了理论依据，在一定程度上揭示了筒体直径、两辐板间距和拉力与应力之间的关系。存在的问题是其力学模型条件苛刻，将筒体与辐板分开考虑，这对计算结构准确性有较大的影响。因为辐板的形状、厚度对筒体的应力和变形有不可忽视的影响[4]。
西安交通大学曾经运用SAP5对驱动滚筒做有限元分析，对驱动滚筒的刚度和强度进行了分析并得出:摩擦力是滚筒扭曲变形的重要团素；从应力与变形两个方面说明，辐板的加强筋，在滚筒非临界状态下，对局部变形与筒体应力分布影响不大，只是在临界状态下能提高滚筒的整体稳定性；滚筒的径向最大变形在滚筒中部。通过分析，对筒体厚度进行了优化，达到节省材料的目的。
煤炭科学研究总院上海分院曾经做过强力滚筒的有限元分析，对滚筒各点的受力、变形大小进行分析，通过实验验证了有限元计算滚筒受力的可靠性。西安科技学院刘金依等人采用大型有限元分析软件ANSYS，对英国安德森——梅沃公司顺槽可伸缩带式输送机传动滚筒的应力分布规律进行了计算，得出了应力分布图，并找到危险区域，从理论上对滚筒的常见破坏形式进行了研究，为进一步改进滚筒的受力状况，实现滚筒的标准化生产提供了必要的理论依据[5]。他们对滚筒的理论研究和试验结果对本课题有十分重要的参考价值和指导意义。随着计算机技术的发展，有限元方法得到了长足的发展，有限元应用也扩展到机械、电子等领域。事实证明对带式输送机滚筒进行有限元分析是十分合理和有效的。
国外从20 世纪60 年代就已经开始对滚筒的设计计算方法、强度分析、合理的结构设计进行研究。关于这方面的研究从总体上分为两类：第一类是Lang、Schmolzi、Das [6][7]等对滚筒用半解析法进行研究；第二类是Linder、Vodstrsi、Siva [8][9]等使用了有限元方法。但绝大多数的研究人员都把滚筒看作各个零件的组合，而不是把滚筒当作一个整体来分析。尽管也有一些有限元法已经把滚筒当成整体来考虑，但迄今为止还没有关于滚筒受到非对称载荷系统的研究。

三、 毕业设计（论文）所用的主要技术与方法：
1. 图书馆查阅相关资料。
2. 在网上查阅相关资料。
3. 在工厂的实践毕业实习。
4. .老师和工程师的指导。
四、 主要参考文献与资料获得情况：
[1] 于励民 王得胜 刘钢华编著.带式输送机驱动原理与选型设计 2003
[2] 濮良贵 纪名刚编著. 机械设计 . 高等教育出版社 2007
[3] 孙桓 陈作模 葛文杰主编. 机械原理 . 高等教育出版社 2006
[4] 孔庆华 刘传绍 主编. 极限配合与测量技术基础. 同济大学出版社 2002
[5] 刘金依.带式输送机驱动滚筒的应力分析.煤矿机械 2001
[6] 徐灏主编 . 机械设计手册 . 机械工业出版社 1991 
[7] 辛一行主编 . 现代机械设备设计手册 . 机械工业出版社 2000
[8] 顾崇衔 主编. 机械制造工艺学. 陕西科学技术出版社 1999
[9] 耿跃海.带式输送机滚筒结构的设计计算.起重运输机械 2002
毕业设计（论文）进度安排（按周说明）：
第一，二周：确定题目，收集相关资料；
第三周：确定设计方案，进行结构设计；
第四周：带式输送机传动滚筒结构；
第五周：带式输送机传动滚筒的选择和计算；
第六周：机构尺寸参数的确定；
第七周：传动滚筒的设计；
第八周：轴的设计；
第九周：主要零部件的设计；
第十周：设计基本完成；
第十一，二周：进行结构设计审查，修改设计图纸；
第十二，三周：设计图基本完成，设计书编写完成；
第十四，五周：修改完善，准备毕业答辩。