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油冷式电动滚筒设计含7张CAD图,油冷式,电动滚筒,设计,CAD
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油冷式电动滚筒设计摘 要电动滚筒的使用范围十分广泛，电动滚筒作为一种传动线圈，广泛应用于各种生产线的滚筒和输送机的输送，用于成品的输送。目前，我国生产的电卷轴可分为两种，一种是简单的电动缸，辊身装有发动机；本实用新型涉及一种外置发动机的外置线圈。在西欧和北美，使用油冷式齿轮驱动的电动滚筒很多。然而，选择哪种类型需要一个更经济合理的依据，这是基于可靠性理论的，简要分析了电动滚筒，认为电动滚筒是集发动机、减速器、轴承于一体的新型高效、先进的能量传输系统。其工作原理是通过减速机将电动机的能量输送到传送带上。固定的和移动的皮带机。电辊的设计是否合理，直接影响到电辊的传动效果、生产率、电耗、磨损等重要指标。总而言之，在当前生产的不断发展更新的趋势下，电动滚筒应该会出现相当高的经济收益，是文明生产相当理想的传动设备。此次设计主要介绍了油冷式电滚筒减速器，通过具体的参数计算结合特性的来制定方案，本文选用两级定轴齿轮传动。此外，还介绍了滚动轴承、电动机、支架、端盖、法兰轴等主要部件的结构和计算，以及轴承、密封件、紧固件等标准件的结构和计算，轴、齿轮、轴承的选择，校核。关键词：电动滚筒，齿轮传动，设计计算ABSTRACTElectric roller is widely used. As a kind of transmission coil, electric roller is widely used in the conveying of roller and conveyor of various production lines, and is used for conveying finished products. At present, the electric reel produced in our country can be divided into two kinds, one is a simple electric cylinder, the roller body is equipped with an engine; The utility model relates to an external coil of an external engine. In Western Europe and North America, there are many electric rollers driven by oil-cooled gears. However, the choice of which type needs a more economic and reasonable basis, which is based on the reliability theory, a brief analysis of the electric drum, the electric drum is considered to be a set of engine, reducer, bearing in one of the new efficient, advanced energy transmission system. Its working principle is to transfer the energy of the motor to the conveyor belt through the reducer. Fixed and mobile belt conveyor. Whether the design of the electric roller is reasonable directly affects the transmission effect, productivity, power consumption, wear and other important indexes of the electric roller. All in all, in the current production of continuous development and renewal of the trend, electric roller should appear quite high economic benefits, is a very ideal transmission equipment for civilized production.This design is mainly introduced the oil cooled electric drum reduction drive device, make plan through specific parameter calculation and analysis of characteristics, this article choose two-stage fixed axis gear drive mechanism. In addition, this paper also to the motor, the cylinder body, the flange shaft, the end cover, bearing and other main parts as well as the bearing, seal ring, fasteners, standard parts such as the content of design and calculation. Selection of shaft, gear, bearing and shaft, gear check.Keywords: Electric drum ,gear transmission,Design Calculation目 录第一章 绪论11.1课题研究的背景11.2 设计目的11.3 电动滚筒的分类11.4 国内外的技术现状21.5电动滚筒的结构51.6使用范围及优点71.7工作条件7第二章 总体设计82.1 基本资料82.2 整机设计原则82.3 整机传动机构方案的选择8第三章 传动方案设计103.1基本资料103.2电机的选择113.3传动总体结构123.4确定传动装置的总传动比123.5确定传动装置的总传动比和分配传动比12第四章 传动机构结构设计144.1动力学参数计算144.1.1电机轴的参数144.1.2高速轴的参数144.1.3中间轴的参数144.1.4低速轴的参数144.1.5工作机轴的参数154.2高速级齿轮传动的几何计算154.2.1齿轮计算154.3低速级齿轮传动的几何计算24第五章 轴的设计355.1高速轴设计计算355.2低速齿轮轴355.3法兰轴设计计算395.3.1法兰轴截面直径的计算425.3.2左法兰轴（前轴）计算的已知条件435.3.3疲劳强度安全系数校核44第六章 电动滚筒主要零部件的设计计算466.1紧固件计算466.2联接件的计算496.3滚筒体的设计506.4轴承选择及计算536.4.1中间轴轴承计算536.4.2法兰轴轴承计算556.5端盖设计556.6支座596.7吊环的选用及几何参数60第七章 电动滚筒用油常用密封材料60第八章 电动滚筒总装与检验62第九章油冷式电动滚筒的使用和维护639.1吊用安装 639.2使用、维修及故障排除 639.2.2生产使用 649.3维护与保养 649.3.2 保养64结 论66致谢67参考文献69VII第一章 绪论1.1课题研究的背景随着经济的快速发展，电滚筒得制作技术水平的不断完善。电动滚筒作为提升机的驱动单元，作为辊道输送机的驱动作用，得到了广泛的应用。，输送各种散装和瓶装货物，锥形电动辊道可以方便地实现辊道输送机的翻转；可用于运输各种直径的圆钢或树干；经过特殊设计，具有安全可靠的制动装置或倒向装置，制作绞车或电缆的卷绕。电动滚筒上面也可以进行焊接轻的螺旋特片，做成一个轻的便捷的螺旋方式的输送机。另外配上无极变速、双级变速和三级变速低噪音鼓。广泛的使用在超市、生产线、技术密集型产品流水线；专用防爆辊、防腐辊适用于易燃、易爆、潮湿空气等恶劣环境。总的来说，因为电动滚筒拥有密封性好，效率高，能源消耗低，噪音比较低，运行起来安稳，用的时间很长，运行起来可靠，结构非常紧凑，PISO面积小，安装和维护比较方便的优点。电动滚筒将在冶金、化工、建材、煤炭等行业得到更广泛的应用，交通、能源、食品、商业、邮电、农林等领域1。现在，电动滚筒的销量呈现出来的是快速增长的态势，产生的经济形态也很显目，国家生产的综合实力进一步增强2。电动滚筒的主要作用是作为带式输送机的动力源进行带式输送。1.2 设计目的主要通过对油冷式电滚筒减速机的分析研究和对市场上产品反应的在线采集，对油冷式电滚筒减速机进行了设计和优化。具有结构紧凑、效率高、能耗低、噪音低、使用寿命长、运行平衡、运行可靠、密封性好、占地少、安装维护方便等优点。31.3 电动滚筒的分类依据电机的冷却方式有三种分类：风冷、油冷、油浸。空气冷却，用天然风或者是人工机器造风对电机进行冷却。油冷式、滚筒内有一定的冷却油，随着滚筒桶的启动，汽缸的油吹器将油持续注入马达和齿轮，并保持马达和齿轮的热量。浸油方式，用油进行直接冷却。依据电动滚筒的减速机的传动方式，分为三种传动：定轴齿轮传动、渐开线行星齿轮传动和摆线针轮传动。齿轮传动：实用，性能稳定，结构简单，制造方便，安装维护方便，高效率、低噪音。与上述齿轮相比，行星传动具有体积小、重量轻、承载能力高、运行稳定等优点。摆线针轮传动采用“简支梁”结构，适用于小型和微型电辊。依据电动滚筒的使用环境有以下几种：普通、腐蚀性和易燃易爆三种场合。普通型，是指传统的电辊环境。腐蚀型用于腐蚀性介质或不允许自然腐蚀的环境。煤矿等易燃易爆场所应用防爆型。41.4 国内外的技术现状目前，国外主要生产电动辊的厂家是欧洲的Bauer和baumueler。法国有drumo、Boyer、andantex、REDEX、nerus等公司。英国索利特、理查德等公司。其他公司，如荷兰的范德加德、奥地利的赫尔科、捷克的诺玛、匈牙利的哈克、瑞士的基斯林和阿克巴、凡兰的通力等，这是第一家欧洲电滚子公司。美国有火花，日本有Sumito公司。其中一些公司的年生产能力为40000套不同大小的电鼓。在美国，大多数电动辊是由潜水齿轮，自然气冷和油冷少而自然气冷的电辊主要用于食品加工。目前，各种压路机每年生产40-50万台。5国内发展概况：1961年5月，天津带式输送机厂试制成功中国第一台功率2.8KW、带宽400mm的油冷式电动滚筒。1965年3月 H。根据中国机械工业第一部第三局的要求，天津带式输送机厂对油冷电动滚筒进行了一系列试验 同年试制成功30kW，0 1000毫米 风冷电动机 滚轴。1969年12月，天津市运输机械厂（天津带式输送机厂）成功试制出22KW、630mm行星齿轮变速器油冷却 一种新型的电动滚筒。1971年5月，中国td62带式输送机系列重新设计，yd64油冷电动滚筒也重新设计 它被命名为td72油冷电动辊。同年12月，天津市运输机械厂研制了一台75kW，40 1000毫米 FD线 星形齿轮传动风冷电动滚筒。1973年7月，我国江苏省泰州机械厂开始接受生产yd64油冷电动滚筒缸的任务，当年试制成功3KW和5.5kW油冷电动滚筒。1974年和1975年，中国第三、四家电动滚筒生产厂诞生。他们是黑龙江省鹤岗电动辊厂和鹤岗电动辊厂吉林省吉安市英勇机械厂。直到20世纪80年代，中国才出现了越来越多的电鼓制造商。1978年，鹤岗电辊厂成功研制出YDB防爆油冷电辊。1978年12月，随着td72型带式输送机系列向TD75型带式输送机系列的改造，在台州机械厂的参与下，也研制出了电动流量管从td72型到TD75型油冷电辊系列产品图纸。1982年，广东省汕头市电动辊厂试制成功QDH型摆线针轮驱动风冷电动辊。1983年，吉安通用机械厂成立了中国第一家电动滚筒研究所1983年4月，天津运输机械厂成立了电动压路机技术引进项目，1984年7月赴丹麦与jok签订了技术引进合同 合同于同年9月生效。该项目后来因其他原因移交给天飞市第二运输机械厂，命名为TJ型电厂 移动滚筒。1984年2月，乔？在中国用于电动滚筒？在天津召开的电动滚筒行业大会上，统一了油冷电机确定采用Y系列油冷电机。1985年12月，浙江省吉安市通用机械厂、鹤民市电动辊厂、湖州市电动辊厂联合组建了电动辊发电厂 在中国第一机械工业部重矿局的领导下，公司技术团队与德国瓦施泰纳公司在北京建立了合作关系 安特里布斯 德希尼克 （ 缩写 W。A.T.正式签署了电动滚筒技术进口合同。1986年，台州机械厂起草的YD油冷电辊三部标准获第一机械工业部批准 1987年，zbj81002-87油冷隔爆型电滚筒技术条件颁布。1987年，中国浙江省平阳行星传动机械厂率先生产30W、060mm微型电动滚筒。JB/ZQ，1988年4月 8013-88电动滚筒产品质量分级颁布实施。1988年12月，我国第一台WD电机外电滚筒（齿轮传动滚筒）在四川省建成 上海运输机械总厂制造1990年6月，中国吉林省东风县东风机械厂试制成功JTB型摆线针轮驱动外电辊，并获得批准 国家“实用新型”专利：90206675.7。1991年，天津叉车总厂（原无天津运输机械厂）电动滚筒分公司成功研制出Yb变速传动轴承传动 ZL型油浸式电动压路机，当年申请专利：ZL 91229542.2。1991年，山东淄博电辊厂试制成功YZ型油浸（冷）摆线针轮驱动电辊。1992年7月，吉安通用机械厂生产的YSD双速电动压路机通过工厂技术鉴定。1993年5月，中国电力轧钢工业发展史完成并发表在连续输送机械专刊上。1994年7月，中国JB/ T 7330-94电动压路机颁布实施。经过多年的调查、试验和验证，这是一份全面的报告 我国有关电动压路机的标准有8项，是参照和引用国外先进国家标准制定的 对。1995年，天津友记电辊制造有限公司（隶属于天津减速机厂）试制成功90kw，4）1000mm 最大的TJ型油浸式电动滚筒。1995年，天津电鼓厂试制成功了一种采用变速轴承驱动的30W、660mm微型电鼓。1996年9月，新修订的中华人民共和国机械工业标准（JB/T 53451-96电动滚筒产品质量：分类 施舍1996年，电动滚筒产品（与中国电动滚筒厂天津减速机总厂减速机产品同时）率先销售 超过ISO 9001国际质量认证1997年，天津减速机厂实现了电动滚筒零件的CAD辅助设计。1998年以后，天津减速机厂、淄博电动辊厂等中国电动辊生产企业率先在互联网上建立网站和网站 主页。2000年4月，中国第一部专著电动滚筒设计选型手册由北京化工出版 它是由出版社出版的。2000年8月，淄博屯东滚筒厂试制成功132kw，4）1000mm外接液力偶合器电动滚筒。6自引进国外生产技术以来，我国的电滚筒产品从最初的几款，发展到几百种风冷、油冷、油浸式电滚筒。产品规格由原来的几百个迅速增加到4000多个，而部分型号的电滚筒仅国内生产，国外生产。如Yb型变速轴承驱动油浸式电鼓，电机单独固定的大型外电鼓就是这样。在某些方面，我国电动压路机不仅赶上了世界先进水平，而且开始向国外出口单机，改变了过去只依靠配套出口的局面。7德国、法国、英国、荷兰、奥地利、捷克共和国、匈牙利、意大利、瑞士、芬兰是最早生产电动滚筒的欧洲国家，美国和日本生产的电动滚筒大多用于油浸齿轮，但自然风冷和电油冷却的卷筒要少一些，自然冷却的滚筒主要用于食品工业和生产线上，被用作主动作用。所有大陆主要生产电动鼓的制造商。包括我国的制造商在内，现在各种电动鼓的总产量超过了80万台。2015年全球电动滚筒产量为61.74万台，2019年为80.98万台，同比2018年增长7.63%。8图1-4电动滚筒产量分析1.5电动滚筒的结构表1-5油冷电滚筒的结构1.电机电动滚筒的主要部件2.联轴器是一种安全装置，可防止冷却后的油电涡旋承受过大的负荷，起到过载保护作用。3.小通盖起到轴承的固定和密封保护的左右，防止电动滚筒内部进入脏东西。4.左支撑用于支撑和固定滚轮5.左轴承座位于左侧，能承受综合载荷，有轴承的地方必须有支撑点。6.左法兰轴实现轴与轴之间的连接。7.缸体圆柱形，油冷式电动缸启动时转动迅速。8.减速器可控制速度。匹配的速度和传输扭矩。9右端盖安装在电动滚筒后面的后盖。10右轴承座位于右侧，功能与左轴承座相同。11右支撑功能与左支撑相同。图1-5电动滚筒结构图1.6使用范围及优点1.它可以取代广泛使用的电机减速器式外驱动装置，形成带式输送机，可输送煤、矿、砂、面粉等散料，也可输送麻袋、设备等成品。2.结构相对而言比较简单且内部紧凑，空间小。3.密封性能突出，适用于高粉尘浓度的工作场地像面粉厂、潮湿泥泞的环境比如地下矿洞4.使用维护方便，运行安全可靠，寿命长。5.能耗低，便于实现集中控制。6.可满足各类需求、制动和粘着的需要。91.7工作条件1.环境温度为- 15、+40；2.海拔不超过1000米；3.输送材料的温度不得超过60;4.电压380V，频率50Hz。第二章 总体设计2.1 基本资料运输量Q=40t/h，一天工作8小时，运输距离L=200m，运输倾角30，货物无腐蚀，工作环境常温，电压等级380v。2.2 整机设计原则1.油冷式电动滚筒的关键是不允许电机进入油内；2.充分考虑整机的安全性和可靠性3.为保证整机重量及可靠性，元器件均由参数优化选用。2.3 整机传动机构方案的选择1.机械传动应满足机械生产工艺和工程动作的要求。2.机械传动系统应尽可能简单，传动顺序最好，减小传输装置的外围尺寸，提高运动精度和传输网络效率，在设计时必须考虑各种传输方式的特点和应用。还要注意各种传动在传动比、圆周速度、功率和效率等方面允许的最大值和常用范围。此时确定传动序列的主要依据。3.当机器长时间连续工作或能量较大时，请选择高效率的机械传动系统。4.在机械系统中，要确定几次传动的顺序，必须充分考虑传输的特点和使用条件。例如减小传动装置的尺寸，圆柱齿轮传动那样，闭合传动应设置在高速级，开式传动可设置在低速级。5、当机械传动系统只执行减速，加速或变速时，如果对其尺寸和结构没有特殊要求，可以将减速器、增速器、变速器等机械传动装置作为独立的部件。设计时应该努力采用各种型号的标准系列零件。对于矿山机械，例如采用雨刷传送带、磁带传送带升降机、各种小型绞车等专门设计的矿山用非标准减速器。10随着电动滚筒的发展，其应用范围不断扩大，因为用户对电动滚筒的性能有不同的要求，它的分类也是很多。下面是几个典型的电动滚筒传动机构 1.渐开线齿轮传动；2.行星齿轮传动；3.轮系差动机构；4.摆线针轮行星传动；5.谐波齿轮机构；6.变速轴承。 图2-3渐开线定轴齿轮传动简图在电动辊子的传动方式中，减速机构的传动方式一般有以上六种形式。从各方面考虑，渐开线齿轮传动在机械工业中得到了广泛的应用，齿轮的几何计算和强度计算比较成熟。所以选择渐开线定轴齿轮传动。第三章 传动方案设计3.1基本资料根据Q=40t/h查表1得知适用胶带速度B=500mm 胶带运行速度v=2.0m/s ,D=500mm查阅网上资料得到滚筒外观如图3-1图3-1电动滚筒外观图3.2电机的选择依据电动滚筒的工作条件以及使用要求，采用三相异步电动机，电压380V，Y型，电型号Y160M-6。图3-2电机尺寸表3-2电动机尺寸中心高外形尺寸地脚安装尺寸地脚螺栓孔直径轴伸尺寸键部位尺寸HLHDABKDEFG16060538525421014.54211012373.3传动总体结构传动顺序为外小齿轮外大齿轮内小齿轮内鼓形齿轮3.4确定传动装置的总传动比滚筒轴工作转速为 n=601000vD式中v胶带运行速度，m/s ； D滚筒直径，mm。n=60100023.14500=76.333.5确定传动装置的总传动比和分配传动比（1）总传动比的计算依据所选择的马达全转数nm和电动机传动轴转数n，传动装置的总传动比如下计算。：ia=nmnw=97076.33=13 ia=i1i2（2）分配传动装置传动比高速级传动比i1=1.35ia=3.1则低速级的传动比i2=4.2第四章 传动机构结构设计4.1动力学参数计算4.1.1电机轴的参数Pd=7.5kWnm=970rminTd=9550Pdnm=95507.5970=73.84Nm4.1.2高速轴的参数P1=Pd 1=7.50.99=7.43kWP1=P1 2=7.430.99=7.36kWn1=nm=970.00rminT1=9550P1n1=95507.43970=73.15NmT1=9550P1n1=95507.36970=72.46Nm4.1.3中间轴的参数P2=P1 3=7.360.98=7.21kWP2=P2 2=7.210.99=7.14kWn2=n1i1=9705.85=165.81r/minT2=9550P2n2=95507.21165.81=415.27NmT2=9550P2n2=95507.14165.81=411.24Nm4.1.4低速轴的参数P3=P2 3=7.140.98=7.00kWP3=P3 2=70.99=6.93kWn3=n2i2=165.814.34=38.21rminT3=9550P3n3=9550738.21=1749.54NmT3=9550P3n3=95506.9338.21=1732.05Nm4.1.5工作机轴的参数P4=P3 1 w=6.930.990.97=6.65kWP4=P4 w=6.650.97=6.45kWn4=n3=38.21rminT4=9550P4n4=95506.6538.21=1662.06NmT4=9550P4n4=95506.4538.21=1612.08Nm运动和动力参数列表如下：表4-1各轴动力学参数表参数、轴名电机轴高速轴中间轴低速轴工作机轴转速n(r/min)970970165.8138.2138.21功率P(kW)7.57.437.2176.65转矩T73.8473.15415.271749.541662.06传动比15.854.341效率0.990.980.980.994.2高速级齿轮传动的几何计算4.2.1齿轮计算根据表10-1小齿轮选用40Cr（调质），硬度为280hbs，大齿轮选用45（调质），硬度为240hbs。计算步骤如下:表4-2-1高速级齿轮的校核计算计算项目计算内容计算结果齿面接触疲劳强度计算:1.初步计算转矩 =式中电机功率， 高速轴转速，齿宽系数由机械设计表9.12，取接触疲劳极限由机械设计图9.18c初步计算的许用接触应力 值由机械设计表9.15，取初步计算小齿轮直径 = =60.17取初步齿宽=1*62.5b=62.52.校核计算圆周速度 =v=3.2m/s精度等级由机械设计表9.8选级精度齿数和模数初取齿数=25取，则，=79 =79使用系数由机械设计表9.7动载系数由机械设计图9.10齿间载荷分配系数由机械设计表9.9 =29.5 =23.58=1.71由此得齿向载荷分布系数由机械设计表9.10 载荷系数 弹性系数由机械设计表9.11节点区域系数由机械设计图9.17接触最小安全系数由机械设计表9.13总工作时间=22500应力循环次数=60*1*980*22500=0.419*接触寿命系数由机械设计图9.19许用接触应力 验算 计算结果表明，接触疲劳强度较为合适，齿轮尺寸无需调整。3.确定传动主要尺寸实际分度圆直径中心距齿宽=1*62.5=62.5为了便于装配和调整，根据和求出齿宽后，将小齿轮宽度再加大510mm取齿根弯曲疲劳强度验算重合度系数齿间载荷分布系数由机械设计表9.9齿向载荷分布系数由机械设计图9.15=1.35载荷系数 =1.5*1.16*1.49*1.35=3.45齿形系数由机械设计图9.21应力修正系数由机械设计图9.22弯曲疲劳极限由机械设计图9.23弯曲最小安全系数由机械设计表9.13应力循环次数=60*1*980*22500=0.419*弯曲寿命系数由机械设计图9.24尺寸系数由机械设计图9.25许用弯曲应力 =324MPa验算 =144.73MPa=139.7 传动无严重过载，故不作静强度校核表4-2-2 外啮合小齿轮的基本尺寸齿轮项目名称几何参数齿形角齿顶高系数顶隙系数齿根圆半径系数分度圆螺旋角齿宽b=70齿顶高齿顶圆直径齿根高齿高分度圆直径d基圆直径精度等级(GB/T 10095.1-2008）8级齿圈径向跳动公差查互换性与技术测量表10-8得公法线长度，其计算过程如下：=19.32查互换性与技术测量表10-2得=-170cos20-0.72*43*sin20=-175=-272*cos20+0.72*43*sin20=-245式中齿距极限偏差齿厚上偏差齿厚下偏差公法线平均长度上偏差公法线平均长度下偏差跨齿数=25/9+0.5图4-2-1 外啮合小齿轮表4-2-3外啮合大齿轮基本尺寸齿轮项目名称几何参数齿形角齿顶高系数顶隙系数齿根圆半径系数分度圆螺旋角齿宽b=62.5mm齿顶高齿顶圆直径齿根高齿高分度圆直径d基圆直径精度等级(GB/T 10095.1-2008）8级齿圈径向跳动公差查互换性与技术测量表10-8得公法线长度，其计算过程如下：=65.5查互换性与技术测量表10-2得式中齿距极限偏差齿厚上偏差齿厚下偏差公法线平均长度上偏差公法线平均长度下偏差跨齿数k=z/9+0.5=79/9+0.5=9大齿轮基本尺寸： d=197.5mm C=0.3b=18.75mm b=62.5 图4-2-2外啮合大齿轮4.3低速级齿轮传动的几何计算小齿轮用，调质处理，硬度，平均取为；大齿轮用钢，调质处理，硬度，平均取为。计算步骤如下:表4-3-1低速级齿轮传动的校核计算计算项目计算内容计算结果齿面接触疲劳强度计算1.初步计算转速r/min=316 r/min转矩 =73087*3.1*0.97式中传动效率=219773齿宽系数由机械设计表9.12，取接触疲劳极限由机械设计图9.18c初步计算的许用接触应力 值由机械设计表9.15，取初步计算小齿轮直径 =70mm取=80mm初步齿宽=1.1*80=88mm88mm2.校核计算圆周速度 =1.3m/s精度等级由机械设计表9.8选级精度齿数和模数初取齿数=20取，则20；852085使用系数由机械设计表9.7动载系数由机械设计图9.10齿间载荷分配系数由机械设计表9.9，先求 =27.8 =22.2=1.12由机械设计表9.9=1.12=0.98=1.2齿向载荷分布系数由机械设计表9.10 载荷系数 =1.5*1.15*1.2*1.42K=2.94弹性系数由机械设计表9.11节点区域系数由机械设计图9.17接触最小安全系数由机械设计表9.13总工作时间=10*300*7.5=22500h应力循环次数=60*1*304*22500=0.98*接触寿命系数由机械设计图9.19许用接触应力 验算 计算结果表明，接触疲劳强度较为合适，齿轮尺寸无需调整。3.确定传动主要尺寸实际分度圆直径=80mm340mm中心距齿宽=1.1*80=88为了便于装配和调整，根据和求出齿宽后，将小齿轮宽度再加大510mm取95mm齿根弯曲疲劳强度验算重合度系数=0.92齿间载荷分布系数由机械设计表9.9齿向载荷分布系数b/h=88/(2.25*4)=9.8由机械设计图9.15=1.32载荷系数 =1.5*1.15*1.2*1.32=2.73齿形系数由机械设计图9.21应力修正系数由机械设计图9.22弯曲疲劳极限由机械设计图9.23c弯曲最小安全系数由机械设计表9.13应力循环次数=60*1*980*22500=0.3*弯曲寿命系数由机械设计图9.24尺寸系数由机械设计图9.25许用弯曲应力 验算 =176MPa=164MPa 传动无严重过载，故不作静强度校核小齿轮外形确定及其几何参数如下： 锻造小齿轮结构适用于内啮合小齿轮，适用于的齿轮。对于齿数很少的小齿轮，当其分度圆直径d与轴的直径相差很小（d1.8）时，可将齿轮与轴做成一体。若内啮合小齿轮与轴分开制造，则齿轮轴直径选为45mm，齿轮分度圆直径为d=20*4=80mm，即d1.8，所以齿轮与轴做成一体。表4-3-2外啮合小齿轮轴几何参数齿轮项目名称几何参数齿形角齿顶高系数顶隙系数齿根圆半径系数分度圆螺旋角齿宽齿顶高 齿顶圆直径齿根高齿高分度圆直径d基圆直径精度等级(GB/T 10095.1-2008）8级齿圈径向跳动公差查互换性与技术测量表10-8得公法线长度，其计算过程如下： =30.64查互换性与技术测量表10-2得式中齿距极限偏差齿厚上偏差齿厚下偏差公法线平均长度上偏差公法线平均长度下偏差跨齿数k=z/9+0.5=20/9+0.5=3图4-3-1 外啮合小齿轮轴表4-3-3内齿轮几何参数齿轮项目名称几何参数齿形角齿顶高系数顶隙系数齿根圆半径系数分度圆螺旋角齿宽b=88mm齿顶高 齿顶圆直径齿根高齿高分度圆直径d基圆直径精度等级(GB/T 10095.1-2008）8级齿圈径向跳动公差查互换性与技术测量表10-8得公法线长度，其计算过程如下： =116.94mm查互换性与技术测量表10-2得式中齿距极限偏差齿厚上偏差齿厚下偏差公法线平均长度上偏差公法线平均长度下偏差跨齿数k=z/9+0.5=85/9+0.5=10图4-3-2 内齿轮第五章 轴的设计5.1高速轴设计计算由于高速齿轮与高速齿轮轴的联接如图5-1-1，主要是校核I-I断面疲劳强度安全系数。图5-1-1 高速齿轮与高速齿轮轴的联接方式通过对高速轴断面I-I的疲劳强度安全系数的简单计算，均大于许用安全系数，疲劳强度安全系数校核通过。5.2低速齿轮轴轴的材料为，轴速为。设计过程如下：表5-2-1低速齿轮轴的计算计算项目计算内容计算结果计算齿轮受力估算轴径由机械设计表12.2得，故 29.7mm外啮合大齿轮圆周力=2225.55N径向力=810.1N法向力=2368.4N内啮合小齿轮圆周力=5494.33N径向力=1999.78N法向力 =5846.95N画齿轮轴受力图计算支撑反力水平面反力 =-128.7=-1318.38垂直面反力=353.3N=-3622.1N水平面受力图垂直面受力图画轴弯矩图水平面弯矩图垂直面弯矩图合成弯矩图合成弯矩画轴转矩图轴受转矩=219773转矩图当量转矩 许用应力许用应力值用插入法由机械设计表12.3查得：；应力校正系数 =0.6画当量弯矩图当量转矩，见转矩图=131863.8当量弯矩在轴齿轮中间截面处 =217532当量弯矩图校核轴径齿根圆直径 =80-2*（1+0.25）*4=70mm轴径=33.1 22-33874.03.344-501495.53.865-7520127.54.914ldp=14(lb)dp=149(3614)45120=26730073087Nmm外啮合小齿轮所选用的键T14ldp=14(lb)dp=147(248)28120=9408073087Nmm 法兰轴在支座处所选用的键T14ldp=14(lb)dp=1412(5020)70120=75600073087Nmm符合要求，则选择以上键。6.3滚筒体的设计滚筒体是电动滚筒的关键部件之一，直接负责传送机能量的传递和传送邮件方向的改变。辊身在工作过程中承受着交变复合材料的复杂应力，其损伤主要是疲劳和摩擦损伤，因此，滚动体的合理设计也关系到油冷式电动滚筒乃至整个皮带输送机的安全可靠性。13轧辊采用Q235钢板卷制焊接而成。辊子两端分别焊接两根钢筋气缸内均匀分布6块刮油板，并与滚子焊接。1.滚筒的受力分析滚筒直径d=500mm将辊体看作简易支柱，将两端支承的端盖分别铰接在水平面和垂直面上。作用于鼓的负载包括鼓上传送带的张力F、圆周驱动力、由传送带的横向位移产生的轴力。与前两个力相比，力的值较小，因此被忽略。电动缸受力及分析如下图所示。图中F1滚筒上紧边张力，N；F2滚筒上松边张力，N；F滚筒上平均输送带张力，N；F=F1+F22K0。式中K0允许过载系数，通常取K0=1.05；Fu圆周驱动力，N。Fu=1000Pv=10007.51=7500(N) F1=2Fu=15000(N)F2=Fu=7500(N)F=1.575Fu=11812(N)M3=FuD2=1875(N.m)Mmax=F2.l4=1004(N.m)正应力：=5.093MR2t=0.067(N/mm2)剪切应力：=2.547M3R2t=1(N/mm2)将计算值代入式=2+32=0.0672+312=1.75(N/mm2)48000h由此可知该轴承的工作寿命足够。6.4.2法兰轴轴承计算轴承参数表轴承型号内径d(mm)外径D(mm)宽度B(mm)基本额定动载荷(kN)63157516037112计算中已知轴的水平和垂直支承反力，则可以计算合成支承反力：FN1=FNH12+FNV12=2663.752+969.532=2834.71NFN2=FNH22+FNV22=5009.672+1823.372=5331.18N查表得X1=1，Y1=0，X2=1，Y2=0查表可知ft=1，fp=1因为不受轴向力，所以Fa1=Fa2=0Pr1=X1 FN1+Y1 Fa1=12834.71+00=2834.71NPr2=X2 FN2+Y2 Fa2=15331.18+00=5331.18N取两轴承当量动载荷较大值带入轴承寿命计算公式Lh=10660n ft Crfp Pr3=1052252h48000h由此可知该轴承的工作寿命足够。6.5端盖设计端盖是安装在辊体两端的壳体，终盖通过螺钉与辊体连接，与辊体形成一个旋转的电涡旋壳体，终盖分为左右边缘的盖，它对应于左右轴，端盖是发动机的中间部分，将动力传递给滚筒体。在电动滚筒中，齿轮或齿圈固定在右端盖上，动力通过右端盖上的齿轮或齿圈传递到滚筒本体。也就是说，右端盖连接到传输装置的输出部分，用于传输功率。14油冷式电辊的端盖密封，防止润滑油进入辊内，各端盖有需要两个密封部分，一部分是端盖和辊的结合面。可以用纸密封或密封剂密封。另一个是固定轴。与滚动轴承之间的旋转密封，骨架密封圈可用于密封。端盖采用HT200灰口铸铁的材料，铸件不能有砂眼等的缺陷，以免降低材料的阻力或造成润滑油的流失，段盖一般在一个普通的车床上面进行加工。较大的电辊直径很大，在立式车床上加工更方便。端盖和辊体尺寸一般较松。在加工端盖时，必须保证端盖与轴承室的同轴度，否则会影响电辊的顺利安装和正常工作。15如6-5-1简图：a 大端盖b 右小端盖b 左小端盖图6-5-1 端盖端盖的选择：这里，端盖分为大端盖和小端盖。虽然安装方便简单，但加工比较复杂，工件需要频繁放置，费时费力，造成材料浪费。综上所述，我认为端盖的重新设计和大小端盖的一体化，虽然加工有点复杂，但夹紧次数明显减少，用料少，响应了节能减排、减少浪费的目的。重新设计的简图如下：图6-5-2端盖6.6支座支架上端支撑固定电动滚筒左右轴，支架下端借助螺栓固定在车架上。这样，支架就可以牢固地固定电动滚筒。支架形式如图27所示，适用于左右轴的轴头形式。支撑中心高度h决定了电动滚筒在机架上的安装位置，这是一个重要参数h=200。固定右轴的两个支架相同对称，便于安装电动滚筒。16图6-6-1电动滚筒支座的形式支撑座的基础孔与电动鼓的安装中心距离有关，分为单列孔和双列孔。请参照图28。对于双排孔支架，电动滚筒的安装中心距a是指两个支架的两排孔中心之间的距离。电动辊支架材料有HT200灰铸铁、q1500l7球墨铸铁、ZG310-570铸钢或Q235-A钢板焊接。影响使用哪种材料的因素很多，与支架的结构、批量生产、电辊的功率、皮带的张力等有关，一般来说，批量生产不足1小时时使用焊件比较合理。在设计电动滚筒支架时，关键问题是其强度是否足够。最后采用HT200灰铸铁。17图6-6-2支座的地脚安装孔6.7吊环的选用及几何参数如下图6-7为吊环简图。图6-7吊环螺钉A型表6-7 吊环参数/mmD1/mmd2/mmd4/mml/mmb/mm204041.4723519第七章 电动滚筒用油常用密封材料汽轮机N32油用于油冷式电动滚筒的冷却，以直接供油。与普通石油相比，它不容易买到。TEM转鼓对油的清洗和油质有较高的要求，因此，需要冷却的电动转鼓出厂前已充有冷却油，且桶体密封，使用时无需加油。电滚筒的密封可分为两类：结合面静态密封和转轴动态密封。所用密封材料均为非金属材料，密封件及密封材料种类见下表。国外电动滚筒密封所用的材料种类与国内基本相同，只是没有使用耐油石棉橡胶板和O型圈。18电动滚筒的密封件及常用密封材料种类如下：表7-1电动滚筒的密封部位和常用的密封材料类型接合面的静密封旋转轴的动密封电动滚筒类型筒体与端盖，透盖电动机外壳与端盖，透盖齿轮箱体与箱盖，透盖接线盒出线口滚筒端盖与轴及齿轮轴与箱盖电动机轴与端盖油冷式液态密封胶或耐油石棉橡胶圈液态密封胶或O形密封圈橡胶防尘圈单或双骨架或油封骨架式油封和毛毡密封第八章 电动滚筒总装与检验现在，世界上最常用的电动滚轮减速器是定轴驱动，95%以上的齿轮传输是定轴圆柱齿轮驱动结构。本实用新型结构简单，性能可靠，制造容易，安装维护方便，效率高，噪音低。电动压路机常用两级减速。根据以上零件设计，实现了油冷式电辊两级减速结构。图8-1 油冷式电动滚筒简图电动滚筒产品出厂前应逐件检验，确保产品质量。这些检查不需要正式的检查台，但也需要在装配现场的独立检查区进行。出厂检验内容包括：发动机空调绕组间绝缘电阻、空调绕组与机车车辆间绝缘电阻、电动辊密封性能、轧辊外圈径向流量、轧制表面线速度偏差率、噪声、，三相电流平衡，电动卷轴外观，实图如图所示。 图8-2油冷式电动滚筒外观图第九章油冷式电动滚筒的使用和维护9.1吊用安装1.由于滚筒两个支架上的吊环，可以用提升机现场安装电动滚筒。2.将两个支架固定在输送机杆架上，所有螺杆必须放气紧固，母架必须牢固地安装在基础上。3.装备过程中，支架底部应当是水平放置，碰到需要倾斜放置时，倾斜角度不能过于5度。4.将xn46油灌入滚筒内，通过滚筒左盖注油孔，使液面达到滚筒直径1/3。5.上述步骤完成后，用手旋转圆筒，圆筒应灵活，不应耽搁。6.拧松接线盒，确认马达导程与电气控制盘之间的旋转方向是否正确，反转时进行调整。7.通电启动卷筒，检查卷筒旋转方向是否正确，反转时调整。8.单向滚筒应设有后置装置，与电机连接时，应根据滚筒转动方向确定电机的转动方向.电机的转动方向与滚筒的转动方向相反，如果找不到发动机的旋转方向，可以用微电运动找到。如果逆止装置在外侧，可以拆下逆止装置的紧固螺栓，使止动块与滚子端盖分离，然后再点动。9.2使用、维修及故障排除9.2.1用前准备1.电动辊子应工作在不高于40的地方2.电气控制电路中应安装过载保护装置、单相保护装置和与所选压路机相结合的紧急制动装置，车体外壳应牢固固定。3.应按照适用规定正确安装运输工具的所有部件。4.分为空载和负荷两个阶段，空载时全机运行无问题，无冲击，无周期性噪音。负载时应先进行空载实验。5.试运转时，必须先启动小车，再上料，使物料均匀、连续、缓慢地投入。停车前，必须停止进料，待物料排空后停车。9.2.2生产使用1.在供应材料之前，运输机暂时空转，正常运行后可以供应材料。2.材料均匀连续放入，避免过度合作3.在生产过程中避免频繁启动和制动传送带。4.生产者必须严格遵守操作规程，以免发生事故。5.使用时，如有故障，应立刻进行停机检测排除问题。9.3维护与保养9.3.1 维护1.生产过程进行时，应根据输送材料的性质及时去除，以保持运输机各部件的清洁。2.每年更换一次电动鼓的润滑油。发现泄漏时，应检查密封件，更换磨损的密封件。3.操作中不允许进行检查、调整和清洁。9.3.2 保养1.用油桶左端盖的放油孔将油桶内的润滑油排放干净。重复几次操作过程。2.分解步骤如下。拆下左法兰轴端接线箱最左边的支架和左端盖螺栓，拆下右端盖油支架。用吊环吊起的话，可以吊起右法兰轴。3.清洗滚筒部件和内壁。4.用足够的钠钙脂肪加强每个轴承。5.将发动机和机体上的密封圈和油封更换成卷，更换后的密封圈和油封必须完好无损，光滑圆润，无轻微的膨胀、凹陷和弯曲，材料必须是耐油橡胶。6.马达绕组的机壳和机壳之间的绝缘电阻不能在5兆欧洲以下。否则，应该浸泡在干燥中。7.确认各轴承、逆限位器、齿轮的磨损情况，更换不能使用的轴承。8.空气袋的拆卸请按照照片的相反步骤进行组装。负责人会确保品质。9.N46机油被注入到滚筒中，液位达到筒直径的1/3。10.如果滚筒表面的温升超过45摄氏度，那么应当测出发动机的输入功率，如果输入功率超过额定功率除以效率的值，则应该减少其负载。11.HJ-30机械油在新汽包中的第一次换油周期为3个月，第二次换油周期为6个月，然后每年换油一次，每周检查一次轴承座，每月补充一次油脂，每年更换一次油脂。12.防火部件和具有防火性能的表面不得随意拆卸，防火表面必须修补时，不得损坏或划伤，组装时防火表面应涂204-i防锈脂。结 论本文设计了TDY型油冷电动滚筒。介绍了电动滚筒减速机的方案设计。通过对几种方案的比较，本文采用渐开线定轴圆柱齿轮传动。传动机构采用两级圆柱齿轮传动，第一级为外啮合悬臂梁式，第二级为内啮合。然后对轴、齿轮、滚柱轴承、端盖、支架等主要零件以及轴承、密封件、紧固件等标准件进行了构造、计算和试验。由于采用油冷式电动滚筒，对电机的散热有一定的要求。在这种作用下，在传动机构的设计中，一些参数的选择不是很合理，这对电涡旋的整体性能有一定的影响。另外，构件的结构设计、密封方案的选择和制造材料的选择可能不是最佳方案。结合总体方案，对该部分的结构进行了优化。总体而言，本文的总体设计能够满足电动滚筒的加工要求。致谢经过努力，我的毕业设计终于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这两年来所学知识的单纯总结，但是通过这次设计发现自己的看法有点太片面。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计，使我明白了自己的知识还比较欠缺，自己要学习的东西还太多，明白了学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己的知识和综合素质。在这几个月里，我们不断学习、不断积累，在郭老师的悉心指导下，我从最初的开题报告开始做起，进行设计方案的确定；之后尺寸拟定、结构设计计算、工程制图、论文整理。这次的毕业设计，是对我这两年来所学专业知识的检验，让我温习了一些已经快要淡忘的专业知识，并且还学到了一些实际工程经验。这次的油冷式电动滚筒设计中重点在于滚筒要受到空间的限制，但在空间的范围内还要满足滚筒的性能要求，比如减速器的传动比、轴承的寿命等，这就给设计带来了一定的难度，但是在设计中不能盲目，应该以资料为基础，再加以自己的创新想法。毕业设计收获很多，比如学会了查找相关资料相关标准，分析数据，提高了自己的绘图能力，懂得了许多经验公式的获得是前人不懈努力的结果。同时，仍有很多课题需
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