滚筒式输送机的设计

摘 要滚筒输送机是现代最主要的散状物料输送设备之一。滚筒是滚筒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。滚筒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。本设计简要介绍了辊子输送机的作用，在对辊子输送机特点和形式了解之后，对辊子输送机总体方案进行设计。总体方案确定后是各个零部件的设计，重点对辊子输送机的主要参数、链传动牵引力理论计算、辊子间距、辊子直径、支撑架、脚、轴承等零件进行设计，选择合适的动力源和合适的传动系统及速度控制系统，为合理地设计辊子输送机提供了依据。在总体方案和个零件的参数确定后，应用Pro/E软件对个零件建模和运动仿真。关键字：作用；主要参数；设计；建模；仿真AbstractRoller conveyor is the main equipment of bulk material conveying. The drum is the main transmission part in roller conveyor, it has two functions: one is to transfer power, the two is to change the running direction of the conveying belt. The design quality of roller conveyor roller, related to the performance, security and reliability of the whole conveyor system. 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 and engineering practice have a certain gap, its security and reliability are difficult to guarantee. Due to the lack of accurate calculation method, if blindly increase safety coefficient, make the structure size, weight, strength can not be improved significantly and increase the cost of.This design introduce the roller conveyor briefly. After know about characteristics and form of roller conveyor,design the overall scheme of roller conveyor . It is the design of various components after the overall scheme is given. Focusing on the designing of the main parameter, chain drive traction theoretical calculations, roller spacing, roller diameter, cage, feet, bearings and other parts of roller conveyor , select the appropriate power source and a suitable transmission and speed control systems, in older to provide the basis for the rational design of roller conveyor . After the overall program and parameter are determined ,then ,in application the softer of Pro/E to build the construction of three-dimensional model and motion simulation.Keyword: effect; main parameters; design; modeling; simulation目录摘 要1Abstract2目录4第一章绪论71.1 现代辊子输送机的运行特性71.2 现代辊子输送机的技术水平71.3 电动辊子研制成功81.4 辊子机架的新发展81.5 选题的背景：91.6 选题意义：9第二章 总体方案的设计102.1 辊子输送机特点及应用范围102.2 结构形式102.3 传动方式的选择112.3.1链传动112.3.2带传动112.3.3齿轮传动112.4输出方式的选择112.4.1 动力式辊子输送机112.4.2 限力式辊子输送机122.4.3 触点控制式辊子输送机122.5 辊子形式的选择122.5.1 圆柱形辊子输送机122.5.2 圆锥形辊子输送机122.5.3 轮形辊子输送机122.6辊子支撑方式的选择132.6.1 定轴式辊子输送机132.6.2 转轴式辊子输送机13第三章 滚筒的设计143.1 滚筒的长度和滚筒之间的间距的确定143.2 滚筒直径的确定143.3 滚筒厚度的确定15第四章 链条和链轮的选择和设计174.1 链条的选择174.2 链轮的选择18第五章 滚动轴承的选择与校核215.1 轴承的选择215.2 轴承的校核23第六章 胀套和键的选择256.1 胀套的选择256.2 键的选择与校核27第七章 电动机及变频器的选择；307.1 电动机功率的计算：307.2 电动机额定转速的计算：337.3 电动机的查表选择337.4 变频器的选择34第八章 支撑架的设计及验算：35第九章 脚的设计37第十章 三维模型及零件图、装配图3810.1 辊子的造型及生成零件图3810.2 支撑架的造型及零件图的生成4010.3 带座轴承的造型及装配图4110.4 链轮的三维模型及工程图4310.5 脚及各种辅助的固定钢条的造型4410.6 总装配图、爆炸图和工程图44第十一章 运动仿真及其动画的生成4811.1 支撑板、脚和固定板的装配4811.2 带座轴承和辊子的装配4811.3 螺栓和挡柱等零件的装配4911.4 仿真动画的生成49第十二章 控制系统设计5212.1 电机的调速方法5212.2 通用变频器调速系统53总结与展望55参考文献56致谢58第一章 绪论有关辊子输送机方面的理论研究,无论是国内国外均比较少见。但是在国外,各种结构形式的辊子输送机已经在生产中得到广泛应用。虽然没有得到较多的有关理论方面的资料,但是从现在可查到文献可以看出,前苏联、德国、美国、日本等工业发达国家在辊子输送机的研究方面有一定的进展。在辊子输送机结构设计方面,包括辊子输送机的辊子本身结构、辊子的安装固定结构、辊子的传动方式、实现物品积放的结构方式、弯曲输送段的结构,以及类似回转台、传感控制器、转载装置、极限力矩联轴器等其它附件的结构设计,美国、德国、法国、英国前苏联等工业发达国家有许多专利发明。比如,德国研究发明了一种减少积放压力的结构,这在如何减少积放压力方面是相当杰出的。从现有的文献可知国内仅仅有几种比较老式的辊子输送机驱动传动结构形式.在诸如上述结构设计方面远远落后于国外。1.1 现代辊子输送机的运行特性(1) 具有直线输送、弯道输送、直角转运、机动运行或依靠重力输送的性能。(2)可以借用升降台补足因工艺和设备要求的高差,而使生产线路联成一体;也可用提升机将不同楼层的生产线联成一体,组成三维的生产线。(3)工件在运行过程中可受控暂停,以便完成某道工序或等待进行下一道工序;也可定距积存和放行。(4)在输送机上可以水平回转或反转,以校正工艺需求的工件姿态。1.2 现代辊子输送机的技术水平(1) 运行平稳跳动性能:可做到在24m长的辊子输送机上其辊面高差仅达3mm,并同时有5/9的辊子承载;同速性:可做到绝对同速。（2）对中性能跑偏量仅达2/1000。（3）定位性能定位误差为lmm。（4）拼装性能全部采用活联接。可以适应工艺流程的变动很方便的改装。基本采用电动或配套液压组件。（5）可用微机全自动控制。（6）外观十分讲究。金属构件大量采用异形钢材或铝合金材。1.3 电动辊子研制成功由于高等级绝缘微型油浸式电机的问世,使外径小至60mm的辊子,也可依赖自身的动力,得到0.04一0.4m/s的线速度。这种YD型油浸式电动辊子,其核心技术是从西德引进的。它的绝缘好,寿命长,允许温升高,噪音低,并采用新型密封胶密封和特殊防漏措施,因而可应用在低噪音要求或粉尘大、空气潮湿的场所。这种电动辊子由于没有外露的驱动减速机构,在辊子输送机生产线上常用作过渡动力使用(见图1),也可作为短程输送的动力源。在一些复杂的生产线上使用相当普遍(据称在咸阳显像管生产线上装有399只电动辊子)。国内售价不算贵,以价60,L=600辊子为例,约400元/个。图1 电动辊子的应用场合1.4 辊子机架的新发展由于冷弯型钢和中空异形断面铝合金轧制型材的研制成功和大量生产,使中轻型辊子输送机机架的外观不仅十分美观,且使现场的安装十分方便。图2所示的铝合金机架断面,除辊子支承部位壁厚为3mm以外,其余均只有Zmm,各个槽目可分别安装辊子轴头,支承链轮的T形螺栓、支腿、中间支撑、护罩、电控线、控制元件等,其自重仅2.skg/m,但刚度却很好(当支点距离为1.8m,中心受压6000N时,挠度只有1/1000)。成本约100元/m,由于它成形后不须加工、涂漆、且可弯成弧段,因此其实际成本仅比钢架贵5一10%。图2 铝合金机架断面1.5 选题的背景：在飞速发展的今天，工业化生产占着重要地位，任何机械产品都是经过一步步加工，一步步改善而成的。随着技术的发展，机械产品的加工也有了突飞猛进的发展，流水线的生产提高了加工效率。由此，输送机也越来越重要了。输送机的产生不仅节省了运输时间，也节约了人力资源，大大提高了运输的效率。本次课程设计研究的是滚筒式输送机。滚筒输送机适用于各类箱、包、托盘等件货的输送，散料、小件物品或不规则的物品需放在托盘上或周转箱内输送。能够输送单件重量很大的物料，或承受较大的冲击载荷，滚筒线之间易于衔接过滤，可用多条滚筒线及其它输送机或专机组成复杂的物流输送系统。1.6 选题意义：输送机的产生不仅节省了运输时间，也节约了人力资源，大大提高了运输的效率。本设计以滚筒式输送机为例，对相关的机械机构进行设计 ，涉及工业工程涉及、机械制造等相关的知识，考察了学生对相关知识的运用。通过这次的毕业设计，也能让学生学到更多的知识，帮助他们在步入社会以后更多的适应工作岗位的要求。第二章 总体方案的设计2.1 辊子输送机特点及应用范围辊子输送机可以沿水平或较小的倾斜角度输送具有平底部件的成件物品,如板、棒、管、型材、托盘、箱类容品以及具有平底或直棱的各种工件。它具有结构简单、运转可靠、维护方便、经济、节能等传统优点外，其突出的优点是与生产工艺过程有良好的相容性与配套性，以及功能的多样性，具体表现在：布置灵活，容易分段和连接，可根据需要，由直线、圆弧、水平、倾斜、 分支、合流等区段以及辅助装置，组成开式、闭式、平面、立体等各种形式的输送线路。功能多样，可以按重力式、动力式、积放式等多种输送方式输送或积存 物品，可以在输送过程中升降、移动、翻转物品，可以结合辅助装置，按直角、平行、上下等方式实现物品在辊子输送机之间或辊子输送机与其它输送设备之间的转运。便于和工艺设备衔接配套，衔接方式简易紧凑，有时可以直接作为工艺设备的物料输入和输出段。辊子间的空隙部位便于布置各种装置和设备。物品输送平稳，停靠精确，便于对输送过程中的物品进行加工、装配、试验、分拣、包装等各种工艺性操作，便于对输送过程实现自动控制。2.2 结构形式 无动力链传动 (A) 按输出方式 动力式 带传动齿轮传动积放式 圆柱形 定轴式(B) 按辊子形式 圆锥形 （C）按辊子支撑方式 轮形 转轴式2.3 传动方式的选择2.3.1链传动承载能力大，通用性好，布置方便，对环境适应性强，可在经常接触 油、水及温度较高的地方工作，是最常用的一种动力式辊子输送机。在多尘环境中工作时链条容易磨损，高速运行时噪音较大。 链传动分单链传动和双链传动。单链传动结构布置紧凑，适用于轻载、低速、持续运行的场合。双链传动适用于载荷较大，速度较高，起、制动比较频繁的场合。2.3.2带传动运转平稳，噪音小，对环境污染少，允许高速运行，但不适宜在接触 油污的地方工作。带传动分平带传动、V型带传动、O型带传动。平带传动承载能力较大，V型带传动次之，O型带最小。V带或O带传动均适宜于辊子输送机圆弧段。O带传动布置较为灵活。2.3.3齿轮传动承载能力较大，传动精度高，使用寿命长，对环境适应性强，适用于重载，运行精度较高，起制动频繁，经常逆转的场合因为货物质量为1.2吨，需要根据需要调速，所以传动方式选为辊子对辊子链驱动的传动方式。2.4输出方式的选择2.4.1 动力式辊子输送机动力式辊子输送机本身有驱动装置,辊子转动呈主动状态,可以严格控制物品运行状态，按规定的速度精确、平稳、可靠地输送物品，便于实现输送过程的自动控制。按传动方式分为链传动、带传动、齿轮传动。2.4.2 限力式辊子输送机限力式：辊子内部有轴向摩擦片或径向摩擦环，一般输送情况下起传递力矩的作用，物品受阻停止和积放情况下，因运行阻力矩超过限定的辊子力矩，结果使摩擦片（环）打滑，辊子与驱动装置间处于柔性连接状态。辊子的阻力矩略高于正常输送时运行阻力矩。2.4.3 触点控制式辊子输送机触点控制式：一般为带传动，当需要物品停止和积存时，停止器动作，通过物品对触点的的作用，控制机械或气动系统，使辊子和传动系统脱离。积存状态下物品间挤压力很小，需要时还可使物品保持一定距离。适于输送和积存易碎怕压物品，结构比较复杂。所以根据使用要求应该选择带有动力系统的输出形式。2.5 辊子形式的选择2.5.1 圆柱形辊子输送机圆柱形辊子输送机通用性好，可以输送具有平直底部的各类物品，板、棒、管、托盘、箱类容器及餐有平底和直棱的工件。允许物品的宽度在较大范围内变动，一般作用在辊子输送机线路的直线段。也可以用作圆弧段。但物品在圆柱形辊子输送机圆弧段上运行时存在滑动和错位现象。为改善这种情况。多做双列布置。2.5.2 圆锥形辊子输送机圆锥形辊子输送机用于辊子输送机线路圆弧段，多与圆柱形辊子输送机直线段配套使用。可以避免物品在圆弧段运行时发生滑动和错位现象，保持正常方位。制作成本高于圆柱形辊子输送机2.5.3 轮形辊子输送机轮形辊子输送机自重轻，运行阻力小。分边辊和多辊两类边辊输送机：辊子沿机架两侧布置，输送机中间部位可布置其它设备。适用于输送底部刚性较大的物品。辊子无轮缘的边辊输送机要求物件宽大于轮间宽度，必要时设置水平导向装置。有轮缘的边辊输送机具有导向作用，但对物品宽度尺寸有严格限制，多用于专用生产线中，输送宽度尺寸为一定规格箱、托盘及工件。多辊输送机：结构轻便，可以作为辊子输送机直线段和圆弧段。适用于输送板、箱、托盘等平底物品。所以根据使用要求应该选择轮形辊子输送机。2.6辊子支撑方式的选择2.6.1 定轴式辊子输送机定轴式辊子输送机辊子绕定轴旋转，辊子转动部分自重轻，运行阻力小，辊子与机架整体装配性好，是通用的辊子支承形式2.6.2 转轴式辊子输送机转轴式辊子输送机辊子连轴旋转，转轴支承在两端固定的轴承座内。转轴式辊子便于安装、调整、拆卸。多用于重载和运转精度要求高的场合，造价比定轴式高。货物质量偏大，所以选择转轴式的辊子。第三章 滚筒的设计3.1 滚筒的长度和滚筒之间的间距的确定滚筒长度： 式中 为物体的宽度，单位 mm； 为宽度欲量，一般取本设计中要求传送的托盘为长宽的矩形托盘，既，取，所以滚筒的长度为。3.2 滚筒直径的确定滚筒直径可由下式进行确定式中 为滚筒传递的功率； 为滚筒的转速； 为滚筒许用扭切应力，选取45钢为滚筒材料，因滚筒是空管结构，所以需要适当降低，查机械设计手册得，45钢的许用扭切应力，本次计算中取为。下面求滚筒传递的功率和滚筒的转速：原始数据：已知托盘和零件质量为75KG；传动方式：链传动；托盘的极限速度为0.5m/s；查得滚筒上的面胶的动摩擦因数为0.5。根据以上数据选择电机，选择步骤如下：滚筒所受滑动摩擦力为所需传送功率箱子达到极限速度0.6m/s时，链轮的转速为，所以 ，为了方便设计，取滚筒的直径为。3.3 滚筒厚度的确定式中 为滚筒所受的最大切应力； 为滚筒受到的最大弯矩； 为空心滚筒的抗弯截面系数； 为材料的许用应力；本设计中托盘的尺寸为，输送机在传送托盘时，至少有三个滚筒支撑托盘，则每个滚筒的载荷系数为式中 为每个滚筒的载荷系数； 为托盘和工件的总重量，由前面可知； 为托盘的边长，由前面可知；所以 ，由图10-3可得700700图3-2 滚筒载荷分布示意图为材料的许用应力，。根据GB/T699-1999标准规定，对于45钢，对静载下的材料安全系数可取，带入数据据计算得为空心滚筒的抗弯截面系数，对于圆环截面，由材料力学知识可得式中 为空心滚筒的抗弯截面系数； 为滚筒的外径； 为滚筒的内径；将上述结果带入公式得：求得：，取。所以滚筒的厚度为 。第四章 链条和链轮的选择和设计4.1 链条的选择表4-1 A系列滚子链的基本参数和尺寸 (GB/T1243-97)链 号节距p(mm)排距Pt(mm)滚子外径d1(mm)内链节内宽b1(mm)销轴直径d2(mm)内链板高度h2(mm)单排极限拉伸载荷FQ（KN）单排每米质量q(kg/m)08A12.7014.387.957.853.9812.0713.80.6010A15.87518.1110.169.405.0915.0921.81.0012A19.0522.7811.9112.575.9618.0831.11.5016A25.4029.2915.8815.757.9424.1355.62.6020A31.7535.7619.0518.909.5430.1886.73.8024A38.1045.4422.2325.2211.1136.20124.65.6028A44.4548.8725.4025.2212.7142.24169.07.5032A50.8058.5528.5831.5514.2948.26222.410.1040A63.5071.5539.6837.8519.8560.33347.016.1048A76.2087.8347.6347.3523.8172.39500.422.60按照用途不同，链可分为起重链、牵引链和传动链三大类。本设计为牵引链，且本设计中要输送的托盘与零件的重量和最大不超过750N。所以托盘与滚筒的摩擦力式中 为面胶的动摩擦因数，经查表可知=0.5； 为托盘与工件的重量，取为750N；所以，查表4-1可知，承载能力上08A链条就可以满足要求，所以选择链号为08A的链条。此传动为轻载，所以单排链条就可满足要求。牵引链的失效形式：牵引链的主要失效形式为链条铰链的销轴与套筒之间承受较大的压力且又有相对滑动，故在承压面上将产生磨损。磨损使链条节距增加，极易产生跳齿和脱链；链传动在启动、制动、反转或重复冲击载荷作用下，链条、销轴、套筒发生疲劳断裂。所以要润滑，良好的润滑能减小链传动的摩擦和磨损，能缓和冲击、帮助散热，是链传动正常工作的必要条件，链条在工作一定时期后，要注意加润滑油。4.2 链轮的选择在传动机械中，链轮的重要性是无法取代的，一个链轮的好坏直接决定了机械的性能和寿命，已经选择节距为12.7mm的08A的链带动链轮来带动滚筒转动，考虑到多边形效应，为了保证链轮和链条有充分的啮合，又不使链轮的直径过大时整个结构变大，所以选择16齿的链轮，根据表4-2 标准来设计链轮。表4-2 传动用短节距精密滚子链轮参数俗称节距P滚子直径d齿数z分度圆直径Df齿根圆直径Di齿顶圆直径Da最大轮毂直径Dw齿宽B单排2、3排4排以上3/89.5256.353194.1587.8099805.254.69.5256.351854.8548.5059411/2（A型）12.78.5138155.80145.291601357.16.86.412.78.511665.1056.5971475/815.87510.1625126.67116.511341058.18.47.915.87510.1620101.4891.32109793/419.0511.9125152.00140.0916112611.711.310.619.0511.9117103.6891.7711278链轮结构如图4-1所示。图4-1 链轮结构图表4-3 链轮的材料材 料热 处 理齿 面 硬 度应 用 范 围15、20渗碳淬火、回火5060HRCz25有冲击载荷的链轮35正 火16200HBSz 25的主、从动链轮45、5045Mn、ZG310-570淬火、回火4050HRC无剧烈冲击振动和要求耐磨的主、从动链轮15Cr、20Cr渗碳淬火、回火5560HRCz 50的从动链轮及外形复杂或强度要求一般的链轮夹布胶木PeFa/CorFa/zDw2XYXY深沟球轴承0.0140.0280.0560.0840.110.170.280.420.560.1720.3450.6891.031.382.073.455.176.89100.562.301.991.711.551.451.311.151.041.00所以当量动载荷 轴承的转速式中 为轴承的转速； 为滚筒的线速度，前面已经指出，=0.6m/s； 为滚筒的半径，r=30mm；所以轴承的转速 计算所需轴承的轴向基本额定动载荷值式中 为轴承的基本额定动载荷； 为轴承的转速，由上面计算可知； 为当量动载荷，由上面计算可知； 为载荷系数，查表10-5可得； 为温度系数，查表10-6可得； 为轴承的预期寿命，查表8-7得； 为寿命系数，对于滚子轴承；表5-2 载荷系数载荷性质无冲击或轻微冲击中等冲击强烈冲击fp1.01.21.21.81.83.0表5-3 温度系数轴承工作温度/C100125150200250300温度系数10.950.900.800.700.60表5-3 轴承的预期寿命Lh的参考值使用场合不经常使用的仪器和设备短时间或间断使用，中断时不致引起严重后果间断使用，终端会引起严重后果每天8小时工作的机械24小时连续工作的机械5004000800080001200012000200004000060000所以轴承的基本额定动载荷 查机械设计手册可知选取深沟球轴承6002，其基本额定动载荷 ，其安装尺寸为内径为，外径为，宽度为。5.2 轴承的校核验算轴承的基本额定寿命式中 为轴承的基本额定寿命； 为轴承的基本额定动载荷，查机械设计手册可得深沟球轴承6002的基本额定动载荷； P为当量动载荷，由前面可知P=125N； 为轴承的转速，由前面可知=； 为寿命系数，对于滚子轴承；所以轴承的基本额定寿命所选轴承寿命满足要求，所选轴承满足要求。第六章 胀套和键的选择6.1 胀套的选择胀套是一种价格合理，并且性能优越的连接产品，而且因其良好的可应用性与价格优势在链接部件市场很快的就有相当比重的占有率，而且随着这几年工业的快速发展，也使得胀套产品得到了一个相当快速的发展时期，除此以外胀套本身的需求量上升也源于其良好的特点与优势，胀套的优点主要有两个:一个就是因为胀套其在设计上的结构特性，而使得它具有多种式样，这种胀套产品它是可以随意的组合然后在用的，可以说它的灵活性又增加了它的使用率，这也是它独特特性之一，而且它由于不是螺丝进行强行连接的，而有由压力进行的，那么就会防止输送机在超出它的负荷极限的时候，发生事故，此时胀套会自动的脱落而不会因为强性的连接而造成输送机受损，无形中减少了不少的成本；另一点就是胀套本身就具有非常良好的互换性，也可以说是很方便拆解。单个链轮的转矩计算因为每个箱子最少有三个滚筒来支撑，所以单个滚筒所受的摩擦力链轮节圆直径为所以单个滚筒所需的转矩为根据所要传递的扭矩选择沧州德成机械有限公司的Z1型胀套即可满足要求，Z1胀紧套详细参数如下表6-1：表6-1 Z1胀套详细参数基本尺寸当Pf=100N/mm2的额定负荷重量kgdDLl轴向力F1KN转矩M1KNmmm20256.35.34.00.0040.0122264.50.0050.0125305.00.060.0128325.60.080.0130356.00.090.0132366.40.100.0135407.06.08.20.150.0240458.06.69.90.200.02455210.08.614.60.330.04505716.20.400.05556217.80.490.05606812.010.423.50.70.07657325.60.830.08707914.012.232.01.120.11758434.41.290.12809117.015.045.01.810.19859648.02.040.209010151.02.290.229510654.02.550.2310011421.018.770.03.500.3810511973.23.820.4011012477.04.250.4112013484.05.050.4512513992.05.750.62所以本设计中的Z1胀套的内径为，外径为，胀套的结构尺寸如图6-1所示。图6-1 胀套的结构尺寸图6.2 键的选择与校核键是机械联接中常用的标准件,键的选择是机械设计中一项重要工作,键的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面，键的类型应根据键联接的结构特点、使用要求和工作条件来选择;键的尺寸则按符合标准规格和强度要求来取定。键的主要尺寸为其截面尺寸和长度。键的长度一般可按轮毂长定而定，一般键长略长于或等于轮毂的长度;导向平键则按轮毂及其滑动的距离而定。由于轴的直径为，在的范围内，查机械设计手册，选取，查表链轮的宽度为为，所以选择键的长度为，键的结构尺寸如图6-2。图6-2 键的结构尺寸图下面对该键进行强度校核。平键连接工作时，键的工作侧面受作用力，因键高一般都比较小，所以该力的大小可以近似按作用在轴的外圆周切线上计算，所以式中 为转矩； 为轴的直径，由设计图纸可知； 为键的侧面所受作用力，；所以 若设切向载荷在键的工作侧面均匀分布，则普通平键连接的挤压强度条件为式中 为键实际受到的挤压强度； 为转矩； 为轴的直径，由设计图纸可知； 为键的高度，；查机械设计手册可知；所以 所以选取的键符合要求。第七章 电动机及变频器的选择； 7.1 电动机功率的计算：电动机的功率N计算如下：辊子对辊子链驱动输送机，链条对辊子的牵引力： =f WQ f 为货物底板与辊子的摩擦系数，其值按表1选取为0.02 ； W为每个动力辊子驱动的重力，单位是N； Q 为有实际驱动辊子数和滚子链损耗系数说确定的系数； Dr 为辊子直径； Ds 为链轮的节圆直径，取其值为138mm ；W = Rd 为单个主动辊子（包括链轮但不包括轴）的重量； Ri为单个从动辊子（不包括轴）的重量； A 为滚道上从动辊子的个数； Wr 为每个辊子承担货物的重量； We 为单个连环的重量；Q= n 为实际辊子数； 为滚子链损耗系数，其值按下表选取；所以计算得：W 15000 NQ 10.9Pn = 1.66 kN 电动机的功率N：N = kW K 为电机裕量系数，K =1.151.3 ； Pn 为 链条的牵引力； V 为链条的速度； 为传动总效率，=， 为链条与链轮啮合的效率，=0.70.8 ， 为加速阻力及其他阻力需增大的功率，=0.8 ； 所以电动机的功率 N= = 3 kW电动机的额定功率为： N = =(+) =9.8(+Zq) d/2 =9.8 k100 =/ 为总的机械效率，选择其值为0.5； 为克服辊子摩阻做功所需功率； 克服物品质量的惯性阻力所需瞬间最大功率； 为辊子轴颈处的轴承阻力矩； 为物品沿辊子的运动阻力矩； Z为辊子数，值为10； q 为每个辊子的质量； 为滚动摩擦系数，值按下表选取为0.015： d 是滑动轴承接合面的直径; 对使用滚动轴承的辊子而言, 其辊子“ 轴颈” 直径d 是滚动轴承的中间滚动面直径之间安装滚动轴承处的名义直径 k 是物品与辊子间的滚动摩擦系数，单位为cm，其值按照下表选取为0.05cm： 为电动机的启动时间，因为功率不是很大，所以选择为1 s ；所以计算结果=1.162 kW电动机的功率N： N =V*W*u / (K*0.6) =3015000.1(45000.6) =1.7 HP =1.29 kW综合上述三种计算方法说的结果，选择电动机的额定功率为1.5 kW； 7.2 电动机额定转速的计算：电动机和辊子链轮通过链条链接，传动比设置为1:1，辊子的最大转速大约为136 r/min，所以电动机最大转速应该大于136 r/min，调速选择为变频调速。7.3 电动机的查表选择选择的电动机应该能够提供1.5kW的功率，最大转速大约为136 r/min 根据上述条件，选择R57-4型号的减速机，如表7.3.1中的输出转速为138 r/min型号，附带变频器。表7.3.17.4 变频器的选择根据减速机的耳钉功率为1.5kW，额定电流为3.7A，所以选择TL80B系列得变频器，具体参数如图7.4.1所示图7.4.1第八章 支撑架的设计及验算：当货物运动至输送机的中间位置时，支撑架的受力如图8.1所示： 图8.1每个辊子的质量为m23 Kg 为使计算简单，假设只有中间六个辊子受力，支撑架的最大挠度为支撑架的中间点，假设这六个辊子上的力相等为=150006+2302=1365N ；所以中间点的挠度为； 根据挠度公式 = 再根据叠加法，得到中间点的挠度， = 2+ 2 = mm辊子输送机直线段机架的直线度在3m 内为其长度的1/1000；直线型输送机机架在额定负载下的挠度不大于相邻支腿间距的1/700；所以最大的挠度=8551.22mm； 1.22所以 I 0.22 支撑架选用热轧槽钢，根据GB 707-88 选择槽钢的型号为6.3；第九章 脚的设计脚选择为槽钢根据GB 707-88选择，根据公式 A 34G为每个脚所需要支撑的重量， G（15000+2305)2=8.075 kNA为脚横截面的面积；为脚的材料的屈服强度，值为235 MP；所以选择型号为5，脚为一端固定另一端活动，对脚进行刚度验算：临界载荷 = 334 kN显然符合刚度要求；第十章 三维模型及零件图、装配图10.1 辊子的造型及生成零件图 使用Pro/E软件，运行软件后设置工作目录，新建零件，采用国际标准，设置零件名称为“gunzi001”。过程流程图如图10.1所示。 图10.1选择旋转按钮或者从“插入”中的下拉菜单中选择“旋转”，进入旋转造型页面，点击“放置”在其下拉菜单中点击“定义”，然后选择FRONT面作为草绘平面，在草绘平面内画出旋转截面如图10.2所示。图10.2 草绘完后确认，得到如图10.3所示的辊子。图10.3 新建一个“绘图”，输入名称gunzi001，不使用缺省模版，在弹出的对话框中“指定模板”选择“空”，“方向”为“横向”，“大小”选择为“A4”。流程图如图10.4所示 图10.410.2 支撑架的造型及零件图的生成创建名为“zhichengjia001”的新文件，方法同辊子的造型，进入造型页面，选择（拉伸）按钮，进入拉伸界面，选择“放置”中的“定义”在弹出的菜单中选择FRONT作为草绘面，进入草绘界面，草绘支撑架的横截面，如图10.5所示。图10.5确认草绘后设置拉伸长度为1700 mm，确认后生成支撑架三维模型。生成零件图，如图10.6所示。 图10.610.3 带座轴承的造型及装配图（1）图10.7是关于UCP204型号的带座外球面轴承的各个参数。图10.7（2）根据上图中个参数造型，轴承中各个独立的部件是单独造型，再组装成组件，对于造型过程类似与辊子及支撑架的造型，选择拉伸或者旋转等基本造型方法生成三维模型。（3）新建“组件”，名称设置为“daizuozhoucheng006”取消使用缺省模板，选择“”，通过装配按钮将轴承座、内外圈、滚珠、保持架等导入，通过适当的约束将其装配为一个组件。现在以装配外圈为例，说明装配过程，再装配外圈前，已经装配进了轴承座。如图10.8所示点击按钮或者选择“插入”、“元件”、“装配”进入设置的工作目录，然后选择名称为“daizuozhoucheng002”的零件打开，进入装配界面。点击左上角的“放置”，在下拉菜单的“约束类型”选择为“对齐”，再次点击“放置”，使下拉菜单收回，然后依次选择外圈的中心轴和轴承座的中心轴。两轴线就对齐。点击“放置”，下拉菜单中点击“新建约束”右边“约束类型”选择为“相切”，点击“放置”收回下拉菜单。再依次点击外圈的外表面和轴承座的内表面，再确认。图10.8（1） 生成的装配图如图10.9所示。图10.910.4 链轮的三维模型及工程图链轮的设计根据参考文献4中表9-3和表9-4计算；根据算得各个参数，构造出链轮的三维模型，造型方法如上述各种造型方法类似。的链轮的三维模型及零件图如图4.4.1所示。 图10.1010.5 脚及各种辅助的固定钢条的造型 创建的三维模型如图10.11所示图10.1110.6 总装配图、爆炸图和工程图（1）总装方法与带座轴承的装配方法类似，通过将各个零件转入总装配图中形成三维的装配组件，其三维模型如图10.12所示图10.12 工程图的生成过程如下： “新建”、“绘图”取消使用缺省模板，弹出的对话框如图10.13所示，缺省模型，自动选择为总装配图，指定模板为空，方向为横向，大小设置为A2，确认。图10.13图10.14进入工程图界面之后，点击“布局”中的“一般”添加主视图，弹出的“选取组合状态”对话框，选择“无组合状态”，再选择主视图的中心位置。弹出“绘图视图”对话框如图10.14所示，“视图类型”中选择合适的视图方向，“比例”中选择“定制比例”比例值设置为0.1。视图显示设置为“消隐”。添加左视图和俯视图，点击“投影”选择主视图后分别向右和向下拉，生成左视图和俯视图，弹出的“绘图视图对话框”中的设置和主视图的设置一样。添加局部破视图，点击“一般”选择视图中心位置，弹出“绘图视图”对话框。“视图类型”中调节合适的视图方向，“可见区域”选择局部，选择一个中心点后绘制一个样条曲线，将需要局部显示的部分包围，再勾选下面的“在Z方向修剪视图”，在俯视图中选择一个点，将视图中一些复杂而无意义的投影去除。“比例”设置为0.2，“截面”选择2D截面。点击按钮，载选择创建新的截面，输入名字后选择一个平面，在点击后面的“箭头显示”，选中后点击俯视图，应用。“视图显示”设置为“消隐”，应用后生成局部剖视图。 切换至“注释”，用按钮能添加大部分的尺寸，在“文件”的“绘图选项”中可以修改尺寸中数字的大小和箭头的大小。 切换至“表”绘制明细表，最后完成的工程图如附图中所示 爆炸图的生成，第一步：先新建“组件”、“设计”，取消使用缺省模板，模板选择为“”，使用按钮装配入总装配图，选择“约束类型”选择为“缺省”，确认。第二步：点击“视图”在其下来菜单中选择“视图管理器”如图10.15(a)，在“分解”下点击“新建”输入名称“A”，再点击“编辑”，在其下拉菜单中选择“编辑位置”，进入位置编辑窗口，将零件放置到合适位置后确认，再点击视图管理器中的“编辑”中的“保存”。 （a） （b）图10.15在位置编辑窗口中将零件放置于合适位置的方法如下：点击“选项”并勾选其下来菜单的“随子项移动”，然后点击“平移”按钮按钮，选中想要改变位置的零件，选中零件会变颜色，并且在其上会出现一个坐标系，沿着想要的方向拖动零件，如拖动链轮方法是选中一个链轮后沿着辊子轴的方向拖动合适距离，再点击“选项”，在下拉菜单中点击“复制位置”，弹出“复制位置”对话框，如图4.6.3(b)所示，按住Ctrl键选中其他链轮后，点击第二框，再选择已经拖动至合适位置的链轮，将其他链轮也移动至合适