毕业论文定稿-电动滚筒结构设计

二级传动滚筒设计本 科 生 毕 业 论 文（设 计）题 目： 二级传动滚筒设计 学习中心： 层 次： 专 业： 年 级： 年 春/秋 季 学 号： 学 生： 指导教师： 完成日期： 年 月 日原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763目录目录 1摘要 3引言 4第一章 国内外研究现状 6一、电动滚筒选用原则 6二、本课题已知条件 7第二章 电动滚筒总体设计 8第三章 传动方案设计 .10一、电动机的选择 .10二、确定总传动比 .11第四章 传动机构结构设计 .12一、高速级齿轮传动的几何计算 .12二、低速级齿轮传动的几何计算 .21三、齿轮轴的设计计算 .32四、齿轮轴上轴承的设计计算 .36五、法兰轴的设计计算 .38六、法兰轴上的轴承设计 .42七、弹性挡圈的选用 .44八、吊环的选用及几何参数 .45九、键的选用及几何参数 .46十、螺母的计算 .46第六章 滚筒其它结构设计 .48一、滚筒设计 .48二、端盖设计 .48总结 .51致谢 .52参考文献 .53原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763本 科 生 毕 业 论 文（设 计）原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763摘要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。它主要应用于固定式和移动式带式输送机、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。电动滚筒具有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转平稳、工作可靠、密封性好、占据空间小、安装维修方便等优点，并且适合在各种恶劣环境下工作，包括潮湿、泥泞、粉尘多的工资环境，所以目前国内外已经将电动滚筒广泛用于采矿、治金、煤炭、交通、能源、粮食、烟草、化工、建材、邮电、航空、林业、印刷、商业等各个生产建设领域。本文主要是针对二级传动内置电机型电动滚筒。通过查阅国内外大量现有相关文献资料，了解电动滚筒的工作原理，传动特点及分类，针对课题要求进行配齿计算。然后确定各齿轮副的几何尺寸，最后对所设计的电动滚筒进行装配条件的验算及传动效率的计算，结果表明：所设计的电动滚筒能达到课题要求。关键词：电动滚筒；减 速 器 ； 传 动 ；原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763引言通过大学四年公共文化课程、设计基础和零件设计等课程的学习，比较系统地学习了所需的专业知识，已初步掌握本专业的各类专门技能，根据教学目标和教学计划要求，进行了这次毕业设计课程。电动滚筒是一种将电动机和减速器共同置于滚筒体内部的新型装置。它主要应用于固定式和移动式带式输送机，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。带式输送机是最重要的现代散状物料输送设备，它广泛的应用电力、粮食、冶金、化工、煤炭、矿山、港口、建材等领域。近年来，带式输送机因为它所拥有的输送料类广泛、 输送能力范围宽、输送路线的适应性强以及灵活的装卸料和可靠性强费用低的特点，已经在某些领域逐渐开始取代汽车、机车运输。成为散料运输的主要装备，在社会经济结构中扮演越来越重要的角色。特别是电动滚筒驱动的带式输送机在粮库的散料输送过程中更加有无可比拟的优势和发展潜力因此我们开拓思维、努力创新并结合自己原有的知识和现有的资料对其进行创新完善。在此过程中检验自己的创新能力使其应用的范围更加广泛,在国民经济的各个领域起到更加重要的作用。以电动滚筒作为驱动装置的带式输送机有着极其重要的意义。因其拥有结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转稳定、工作可靠性和密封性好、占据空间小等特点，并能适应在各种恶劣工作环境下工作包括潮湿、泥泞、粉尘多等。因此国内外将带式输送机（电动滚筒驱动）广泛应用于采矿、粮食、冶金等各个生产领域，思维的不断开阔、制造技术的不断提高和制造材料的不断改进，带式输送机将以前所未有的速度发展。保障散料输送工作高效、安全、可靠的运转，并将在社会和经济发展领域继续起到更加重要的意义。近年来，根据带式输送机的某些特殊场合需要，又出现了介于分离式驱动和电动滚筒驱动形式之间的减速装置在滚筒体内部、电动机在滚筒体外面的外装式电动滚筒。外装式电动滚筒多用于固定式带式输送机上。国原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763外称这种滚筒为齿轮滚筒。电动滚筒作为驱动装置用在输送机上是从 20 世纪 20 年代才开始，比带式输送机的开始使用时间 1795 年晚了一百多年。电动滚筒首先应用是在德国。电动滚筒的德文名称为“Trommel Motoren”或“Trommel Automet”。电动滚筒的英文名称为“Drum Motor”、“Electric Rollor”或“Electrical Pulley”。最早的中文译名为“滚筒马达”或“鼓形马达”，1961 年以后统一定名为“电动滚筒”。毕业设计是所学各课程的深入综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在大学生活中占据着重要的地位。此外，通过毕业设计使我得到了以下三个方面的综合性锻炼：（1）正确的运用运动机械制造工艺学课程中的基本理论以及在生产实习中学到的知识，解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，保证零件的加工质量。（2）通过设计夹具的训练，获得根据被加工零件的加工要求，设计出高效，省力，经济合理而能保证加工质量的夹具。并通过这次设计提高结构设计能力。（3）通过使用手册以及图表资料，熟练的掌握与本设计有关的各种资料的名称，出处。通过这次毕业设计，对自己未来将从事的工作进行了一次适应性的训练，从中锻炼了自己发现问题、分析问题和解决问题的能力，为今后参加工作打下了一个良好的基础。本次毕业设计由于知识水平有限，设计经验不足，设计中会出现不少错误，也诚恳希望老师和同学批评指正。原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763第一章 国内外研究现状一、电动滚筒选用原则选用电动滚筒时，应遵循如下几条原则：1）按照主机的使用实际工况条件，确定电动滚筒功率。现制造厂可以生产功率数为0.03， 0.06，0.09，0.12，0.18，0.25，0.37，0.55，0.75，1.1， 1.5， 2.2， 3.0， 4.0， 5.5，7.5， 11， 15， 18.5，22， 30， 37， 45， 55， 75， 90， 110， 160KW 或更大的电动滚筒（包括外装式）2）按照主机的结构安装尺寸，电动滚筒的功率（当主机为带式输送机或斗式提升机时，还应考虑输送带的允许弯曲度）、滚筒线速度等选取最小滚筒直径。电动滚筒直径尺寸已标准化，其值有 60， 90， 112， 132， 160， 200， 215， 250， 315， 400， 500，630， 800， 1000， 1250， 1400mm。3）电动滚筒宽度通常应大于输送带 100150mm。其标准宽度有200，250，300，350，4002350，2400mm，以级差 50mm 递增。4）按照主机的输送能力、输送带宽或确定的电动滚筒功率及其筒径，确定电动滚筒线速度。现制造厂可以生产的电动滚筒线速度值有0.05，0.08，0.10，0.125，0.16，0.20，0.25， 0.315，0.40，0.50，0.63，0.80，1.00，1.25，1.60，2.00，2.50，3.15，4.0 m/s 或更高。5）电动滚筒应当水平安装，最大倾角不应超过 5。6）电动滚筒通常工作在环境温度为-20-40,海拔高度不超过1000m，输送物料温度不超过 60的环境条件下。如工作环境条件与上述条件不符时，应选用耐热、耐寒或高绝缘等级的电动滚筒。7）限制一个方向旋转时，应选用带逆止器的电动滚筒。8）要求断电立即停车时，应选用带电磁制动器的电动滚筒。9）如在隔爆、防腐等特殊条件下工作时，应选用相应的隔爆型、防原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763腐型电动滚筒。10）在其他特殊条件下，选用的非标特殊电动滚筒，使用者与制造者可以通过双方协商设计、制造。二、本课题已知条件经过查阅相关资料，滚筒的大致尺寸如下：图 1 滚筒外观尺寸其它原始数据：滚筒直径 1000mmD胶带运行速度 v=2m/s传递功率 4kW原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763第二章 电动滚筒总体设计本课题是设计电动滚筒，主要由电机、传动系统和滚筒体组成。原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763上图为油冷式电动滚筒装置图。图中 1接线盒；2支座；3端盖；4滚筒；5、11法兰轴；6电机；7、8齿轮；9齿轮轴；10内齿轮。1995 年行业标准 JB/T733094 公布实施，统一了电动滚筒型号、规原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763格的表示方法。标准规定电动滚筒的型号由七项内容组成原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763第三章 传动方案设计一、电动机的选择下图即为传动装置减速器的简图图 3 传动装置传动顺序为外啮合小齿轮外啮合大齿轮内啮合小齿轮内齿轮滚筒。滚筒线速度=滚筒转速滚筒直径3.14即得：滚筒转速=滚筒线速度/(3.14滚筒直径)=2/（3.141）=38r/min。按工作条件和要求，选用三相型异步电动机，封闭式结构，电压 ，380V原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763型，试选电机型号Y160M2-8，其转速为720r/min。 Y二、确定总传动比滚筒轴工作转速为 n601vD式中 胶带运行速度， ；v/msD滚筒直径， 。 in/38104.326rn由选定电动机满载转速 和工作机主动轴转速 ，可得传动装置总传m动比为1938720滚 筒电 机总 ni21ii总式中 、 分别为高速级和低速级的传动比。1i2由于滚筒内部结构受空间的限制，传动比分配原则为：1）使各级传动的承载能力大致相等，即吃面接触强度大致相等；2）使减速机构获得最小的外形尺寸和重量3）使各级传动的大齿轮浸油深度大致相等。综上所述，反复选择，最终确定取高速级和低速级的传动比分别为， 。41i75.2i原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763第四章 传动机构结构设计一、高速级齿轮传动的几何计算小齿轮 40Cr，调质处理，硬度 241HB-286HB，平均取为 ；大齿260HB轮用 钢，调质处理，硬度 229HB-286HB，平均取为 240HB。计算步骤如45下 : 表 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 1T 7205.1.9105.966npT式中 电机功率，kWP高速轴转速,r/min1nmNT72951齿宽系数 d由机械设计表 ，取12.31.0d.0d接触疲劳极限 limH由机械设计图 7clim17HaMPli258初步计算的许用接触应力 H 1Hlim10.9 7 2li2.0958 1H639aP 25M值dA由机械设计表 ，取1.685dA8dA初步计算小齿轮直径直径 149)41()5217(8332uTAdHd取 160dm原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763初步齿宽 b=1db60b60m2.校核计算圆周速度 v 3.210674.3061nv sv/3.2精度等级 由机械设计表 . 选 级精度8齿数 和模数zm初取齿数 =201z80242i361zd 3m201z8使用系数 AK由机械设计表 12.9.5AK动载系数 v由机械设计图 16v齿间载荷分配系数 Hk由机械设计表 ，先求.0NdTFt 72431679521mbKtA /0/8.0 68.1)021(.38.1cos2zn 4nzZ由此得 29.18.012zHK68.1.0zZ29.1HK齿向载荷分布系数 HK由机械设计表 bCdbBAH31)(231.706.061.37HK原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763载荷系数 K37.1296.51HBAK08.3K弹性系数 EZ由机械设计表 19.EaZMP节点区域系数 H由机械设计图 .625H接触最小安全系数 minHS由机械设计表 124min.0S总工作时间 ht1038ht ht24应力循环次数 LN24076hLtrn/1./92iL 910.LN26接触寿命系数 NZ由机械设计图 810.97NZ2许用接触应力 H1lim1n70.95HNZS2li2mn8.1H 1H68.7aMP20验算416072958.3.0528.19)(21ubdKTZz PaH4.5732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 dmz2031482 md60124中心距 a21da a5原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763齿宽 b160dbm为了便于装配和调整，根据 和 求出齿宽1d后，将小齿轮宽度再加大 50:取 165bm齿根弯曲疲劳强度验算重合度系数 Y 0.75.7.2.21Y0.7齿间载荷分布系数 FK由机械设计表 .10.67FKY FK1.49齿向载荷分布系数 F/5/(2)1.bh由机械设计图 4F.5载荷系数 AVFK1.56.915K3.76齿形系数 FaY由机械设计图 2125FaY.应力修正系数 Sa由机械设计图 1. 17Sa2.Y弯曲疲劳极限 limF由机械设计图 2.3clim160FaMPli245弯曲最小安全系数 minFS由机械设计表 1.4min.FS应力循环次数 LN2407160hLtrn/1./92iL 92104.LN6弯曲寿命系数 NY由机械设计图 10.87NY2原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763尺寸系数 XY由机械设计图 12.51.0XY许用弯曲应力 Flim11nFNXYS60.8725lim2nFNXYS401.751F47.6aMP2385验算 67.051.236079.211YbdKTSaFF57.162.832SaFY PaF.1MF7.268传动无严重过载，故不作静强度校核齿轮图形及其几何参数如下：图 4 外啮合小齿轮表 2 外啮合小齿轮的基本尺寸原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763齿轮项目名称 几何参数齿形角 20齿顶高系数 ah1ah顶隙系数 c.5c齿根圆半径系数 fp038fp分度圆螺旋角 齿宽 b65bm齿顶高 ah=13=3mmah齿顶圆直径 d mzd63)20()(齿根高 f caf 751*齿高 hhf75基圆直径 bd mddb 4.620cos精度等级 (10958)GB98HK齿圈径向跳动公差 rF查互换性与技术测量表 得0.71rm( 18)公法线长度变动公差 w查互换性与技术测量表.56(得17)齿形公差 f 查互换性与技术测量表0.4fm(得 )基节极限偏差 pbf 查互换性与技术测量 表.18pbf(得3)齿向公差 F 查互换性与技术测量表0.25Fm(得14)原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763公法线长度 W，其计算过程如下：0.258319.476(1).4mkz25029.查互换性与技术测量表 得10.ptfm120sptEfm63sitco.7sinws rF20.210o5mcos.7sinwii rEF20式中 齿距极限偏差ptf齿厚上偏差sE齿厚下偏差si公法线平均长度上偏差ws公法线平均长度下偏差iE跨齿数 k/90.5kz24/.3原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763图 5 外啮合大齿轮表 3 外啮合大齿轮基本尺寸齿轮项目名称 几何参数齿形角 20齿顶高系数 ah1ah顶隙系数 c.5c齿根圆半径系数 fp038f分度圆螺旋角 齿宽 b6bm齿顶高 ahha31*齿顶圆直径 d mzd246)80()2(齿根高 f caf 75.3.齿高 hhf753基圆直径 bd mdb .20cos24s精度等级 (10958)GB8HK齿圈径向跳动公差 rF查互换性与技术测量表 得0.rm( 18)原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763公法线长度变动公差 wF查互换性与技术测量表 得0.71wFm( 17)齿形公差 f 查互换性与技术测量 表 得.8f ( )基节极限偏差 pb 查互换性与技术测量 表 得02pbm 13)齿向公差 F 查互换性与技术测量表 得.5F( 4)公法线长度 W，其计算过程如下：0.27319.46().4mkz2579018.3查互换性与技术测量表 得20.2ptfm1020sptEfm635sitco.7sinws rF20.280omcos.7sinwii rEF3520.280o1m式中 齿距极限偏差ptf齿厚上偏差sE原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763齿厚下偏差siE公法线平均长度上偏差ws公法线平均长度下偏差i跨齿数 k/90.58/.9kz二、低速级齿轮传动的几何计算小齿轮用 40Cr，调质处理，硬度 241HB-286HB，平均取为 ；大260HB齿轮用 钢，调质处理，硬度 229HB-286HB，平均取为 。计算步骤45 4如下:表 4 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 2n 472012in min/1802rn转矩 2T 9.52T式中 传动效率NT653齿宽系数 d由机械设计表 ，取12.31.d.1d接触疲劳极限 limH由机械设计图 7clim70HaMPli258初步计算的许用接触应力 H 1Hlim10.9 7 2li2.0958 1H639aP 25M值dA由机械设计表 ，取1.685dAd原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763初步计算小齿轮直径直径 1d1321dHTuAg=77mm 312)8.45.86(取 =80mm1d初步齿宽 b1db88mmb2.校核计算圆周速度 v smn/75.016084.36021=0.75m/sv精度等级 由机械设计表 . 选 级精度8齿数 和模数zm初取齿数 z1=20 95207.412zi81d =4Z1=20Z2=95使用系数 AK由机械设计表 12.91.5AK动载系数 v由机械设计图 v齿间载荷分配系数 Hk由机械设计表 ，先求.0NdTFt 741826531smbKA/0.0/sco)21(.38.1z6.s=1.4 9.03414z由机械设计表 24.190Z.2HK齿向载荷分布系 由机械设计表 .原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763数 HK 31()0HbKABCd:8607. 321.36HK载荷系数 AVHK1.5.12.8K弹性系数 EZ由机械设计表 219EaZMP节点区域系数 H由机械设计图 .6.5H接触最小安全系数 minHS由机械设计表 14min0S总工作时间 ht1038htht24应力循环次数 LN16hrnt2974021/./3.Li81.30LN729接触寿命系数 NZ由机械设计图 182.NZ13许用接触应力Hlim11n70.15HNZSli22mn8.3H1H74.8aMP236验算 21EKTuZbdg2.871564.189.250. 8g69HaMP2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.确定传动主要尺寸原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763实际分度圆直径 d80241mz3952 =80mm1d=3802中心距 a 1021da=150mma齿宽 b mbd8.1为了便于装配和调整，根据 和 求1d出齿宽 后，将小齿轮宽度再加大510: 取 90mm1b齿根弯曲疲劳强度验算重合度系数 Y 78.0415.2.075.2. =0.78Y齿间载荷分布系数 FK由机械设计表 . FK1.2齿向载荷分布系数 F/75/(2.4)8.3bh由机械设计图 1F.8载荷系数 AVFK1.5.28K2.65齿形系数 FaY由机械设计图 1.9FaY26应力修正系数 Sa由机械设计图 12. 1.5Sa278Y弯曲疲劳极限 limF由机械设计图 .3clim160FaMPli245弯曲最小安全系数 minFS由机械设计表 12.4min.FS应力循环次数 LN1160Lhrnt原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763601982402 9/./3.LNi 19.40LN2弯曲寿命系数 NY由机械设计图 . 1.95NY20尺寸系数 X由机械设计图 12.5.X许用弯曲应力 Flim11nFNXYS60.952lim2nFNXYS450.911F456aMP23.验算 211FFaSKTYbdm.6574.9520.88221FaSFY.379651F96aP2F104aMP传动无严重过载，故不作静强度校核齿轮图形及其几何参数如下：锻造小齿轮结构适用于内啮合小齿轮，适用于 的齿轮。当ad20m时，齿轮与轴做成一体；当 时，齿轮与轴分开制造。2.5tXm 2.5tX若内啮合小齿轮与轴分开制造，则齿轮轴直径选为 ，键槽尺寸4，齿轮分度圆直径为 d1=80mm，齿根圆直径为13.8t。如图（6）所示(2)(720.5)2.8fadzhc m原版文档，无删减，可编辑，欢迎下载详细图纸可扣扣咨询 414951605 或 1304139763，式中 为轴的直径，故 ，12fdXtd58403.5.22Xm.10所以齿轮与轴做成一体。图 6图 7 齿轮轴表 5 外齿轮几何参数齿轮项目名称 几何参数齿形角 20齿顶高系数 ah1ah顶隙系数 c.5c