带式输送机电动滚筒设计.doc

摘 要电动滚筒作为一种新型的驱动装置，已经广泛的应用于各行各业作为输送机械等设备的驱动装置。电动滚筒的主要优点是结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转平稳、工作可靠、密封性能好、占据空间小、安装维修方便，适合在各种恶劣的环境条件下工作。它将电动机和减速器共同置于滚筒体内部，从而提高了滚筒传动的效率。在滚筒体设计中我选用了薄形筒体的经验公式，在传动设计中我选择的是NGW型行星齿轮传动，第一级采用内齿圈固定，行星架输出，第二级采用行星架固定，内齿圈输出。行星齿轮传动中行星轮可以分担负荷，传动结构更为紧凑。为了充分发挥行星齿轮传动的优点，采用了均载机构使各个行星齿轮都能够分担载荷，以补偿不可避免的误差，降低了不均匀系数，提高承载能力。关键字：电动滚筒 行星齿轮传动 传动比ABSTRACTAs a new type of driving devices, Electric Roller has been widely applied as transportation equipment such as mechanical devices driven to the various sectors.The main advantage of the roller is Cohesive, efficient transmission and low noise, long life and smooth operation, working, reliable, good performance sealed, a small space, installation maintenance convenience, and Suitable for the harsh environment in a variety of conditions. Reducer common electric motors and machines will be placed within the body, Thus enhancing the efficiency of roller mill.In roller I choose a thin-shaped design experience cylinder formula, in transmission design I chose NGW-planetary gear transmission. First-class I use of fixed gear, andthePlanet-export. Second-class I Using planetary fixed, and of gear export. Planetary gear transmission can share the load of planetary round, sotransmission structure more compact. To bring into full play the advantages of planetary gear transmission and are used to set the various agencies can share the load planetary gear to compensate the inevitable errors and reducing uneven factor increase carrying capacity together.Keywords: Electric Roller, Planetary gear transmission, Velocity ratio.目录1 绪论11.1 电动滚筒行业与产品介绍11.2 电动滚筒的发展31.3 设计参数及要求41.4 方案确定42电动机的选择63行星齿轮传动设计与校核73.1 传动方案73.2 传动比计算及分配73.3 传动设计计算83.3.1 高速级计算（第一级）：83.3.2低速级齿轮计算（第二级）：153.4均载机构203.5齿轮联轴器的设计计算213.6行星轮结构和行星架结构233.6.1行星轮结构233.6.2行星架结构233.7行星传动受力分析243.7.1高速级受力分析243.7.2低速级受力分析253.8左、右法兰轴的计算253.8.1受力分析253.8.2外载荷的计算263.8.3右法兰轴轴头力矩的计算263.8.4左法兰轴轴头力矩的计算283.8.5 高速级齿轮轴的计算284 滚筒体的设计计算304.1 滚筒体长度304.2滚筒受力分析304.3滚筒体厚度的计算334.4滚筒体强度的验算345电动滚筒材料选用365.1齿轮材料的选用365.2.轴类材料375.3端盖、左右法兰轴、支座材料376电动滚筒润滑及密封386.1润滑油386.2润滑脂386.3密封装置397其他零部件的校核417.1轴承的校核417.1.1高速级行星轮轴承校核417.1.2低速级行星轮轴承校核417.1.3法兰轴与端盖的轴承寿命校核427.2紧固件的校核427.2.1滚筒右端盖联接螺栓427.2.2内齿圈联接螺栓447.2.3右法兰轴与电机端盖联接螺栓447.3键联接校核45致 谢47参考文献481 绪论1.1 电动滚筒行业与产品介绍随着我国工业的快速发展，电动滚筒在国民生产中的作用越来越大，其产品的主要设计方面是传动结构和整体布局的设计。在我国，电动滚筒发展较晚，但是发展很快。目前国内外已将电动滚筒广泛应用与采矿、冶金、煤炭、交通、能源、粮食、烟草、化工、建材、邮电、航空、农林、印刷、商业等各个生产建设领域。电动滚筒是一种将电动机、减速机构置于驱动滚筒内的新型驱动装置，它主要用在固定式和移动式带式输送机上，代替传统的电机、减速机在驱动滚筒之外的开式驱动装置。此外，还广泛地用在辊送输送机上做为主动辊子，用以输送成件物品。进入80年代以后，电动滚筒的应用场所更在日新月异地扩展。电动滚筒与传统的开式驱动装置相比，具有结构紧凑、效率高、耗能少，噪音小、寿命长、运转平稳，工作可靠、密封性好，占用场地少、安装和维修方便等优点，适合在各种环境下工作，包括粉尘大，潮湿泥泞的恶劣工作环境下工作，特殊的隔爆电动滚筒，还可以在易燃易爆的环境下工作。所以目前国内外已将电动滚筒广泛地应用于困民经济的各个领域。我国于1961年5月研制出第一台电动滚筒，比我国的带式输送机的开发和研制约晚十年，比世界上第一台电动滚筒的诞生要迟30余年，但是从70年代中期起，特别是进人80年代，电动滚筒在国内得到了迅猛发展。进入90年代，通过引进技术的消化、吸收和行业厂的独立研制，我国的电动滚筒，无论在品种规格，还是在性能指标上，都已赶上或超过世界先进水平。目前能生产的品种按电机冷却方式分：1、油冷式电动滚筒：冷却油液不直接与电机定、转子接触。TDY75型等即属这种电动滚筒。2、油浸式电动滚筒：冷却油液直接与电机定、转子接触。引进的JOKI和W.A.T滚筒等，均为这种电动滚筒。3、风冷式电动滚筒：滚筒内吸入冷风，排出热风而冷却电机。4、自冷式电动滚筒：不采取任何冷却方式，电机自然冷却。目前能生产的品种，按减速装置分：1、二级或三级减速的圆柱齿轮传动的电动滚筒：功率一般在0.1-45KW。2行星圆柱齿轮传动的电动滚筒：功率范围一般在003-75KW。3、行星摆线针轮传动的电动滚筒：功率最大可达55KW。4、变速传动轴破传动的电动滚筋：功率范围在003-30KW。5、将减速机构嚣于滚筋内的减速滚筒：减速滚筒与电动机外联(与其它动力外联也可)，构成一种新型的驱动滚筒，功率可达160KW或更大，这种减速滚筒具有传统的开式驱动如电动滚筒的双重优点。目前能生产的电动滚筒，按用途要求分：1、通滚筒：适用于普通工作环境，包括潮湿、泥泞的工作环境。2、适用于易、易暴环境工作，可分为电机隔爆型和滚筒隔爆型两种不同形式的隔爆电动滚筒。3、逆止式电动滚筒：滚筒只可想要求的一个方向旋转。4、双速、二速和无级变速的电动滚筒：双速及三速采用变极电机，无级变速采用特殊的电机或减速装置达到。5、电磁制动电动滚筒。6、链轮滚筒：有单链轮和双链轮之分。7、其他特殊用途的电动滚筒：有过热保护滚筒、不锈耐蚀滚筒、锥形滚筒、简体表面包胶或涂层的滚筒，以及220/380伏，380/660伏，50HZ/60HZ,变压或变频滚筒等等。按以上三种不同分类的滚筒，再进行互相组合，行业厂可生产的电动滚筒品种可达108200种。目前，电动滚筒行业厂可生产的电动滚筒，基本参数范围为：1、功率(KW)：003,006,0.09,012，0.18，025，0.37，0.55，075，1.1，l.5，2.2，3.0,4.0，5.5，7.5，11，15，18.5,22,30,37，45,55，75,90,110,16O或更大2、带速(ms)：005,008，010,013，016,020,0。25,032，040,050,060,080,100，125，160,200,250，315，40或更高。3、筒长(mm)：200,250,300,350，2350，2400(每50mm为一档)由这些基本参数组合，电动滚筒行业厂可生产出数千种规格以上的各式电动滚筒，已远远超出世界任何一个工厂甚至于任何一个国家可以生产的规格范围。行业厂生产的电动滚筒在性能指标上已经赶上世界先进水平。有的品种规格甚至超过当前世界水平，例如：可以制造噪音低于60dB(A)的电动滚筒；电机绝缘等级在B级，F级，H级甚至湿热带使用的电动滚筒；电动滚筒的无故障工作时间可达20000小时以上，密封等级为IP44，IP55的电动滚筒，这些性能完全可与国外一流产品相媲美。所以我国从舶年代起小量出口，发展到今天已开始批量出口。我国的电动滚筒，将要以规格品种齐全、性能良好和价格上的优势，改变了世界电动滚筒市场的格局。1.2 电动滚筒的发展国内发展概况：我国最早使用电动滚筒式在20 世纪40年代。当时的北京石景山发电厂煤仓进口的配煤移动式带式输送机，就随机引进了电动滚筒。到20 年代，电动滚筒被陆续的从国外引进，使用效果良好，其优越的性能也逐渐被认识。从20 世纪50年代，我国开始自主研制开发电动滚筒。1959年当时的天津市皮带机厂开始收集电动滚筒的有关资料，1961年试制出我国第一台油冷式电动滚筒，1964年5月完成了YD64型油冷式电动滚筒的系列设计，总的规格数为153种，能够满足当时我国带式输送机的基本要求。随着我国的输送机行业的发展，对电动滚筒的要求越来越高。到了20 世纪后期，国外的电动滚筒制造技术的引进，促进了我国电动滚筒的蓬勃发展，1989年，着手制定了统一的标准JB/T7330-94电动滚筒标准。国外发展概况：20世纪30年代末，德国首先研制成功了自然风冷式电动滚筒。从这个时候起，使用的电动机为定子旋转的集流环式异步电动机。稍后，油冷式电动滚筒陆续研制成功并投入使用，随着电动机技术的发展，不断地提高着电动滚筒的技术。世界上除我国之外已有的比较知名的生产电动滚筒的厂家有数十家。在这些公司中，有的公司的年生产量可以高达四万台不同规格、大小的电动滚筒。在西欧、北美多为油浸式齿轮传动的电动滚筒，而自然风冷和油冷式电动滚筒较少。自然风冷式电动滚筒一般用在食品工业及生产线上。所有各大洲主要生产电动滚筒的厂家包括我国在内，目前各种电动滚筒的总年产量在4050万台。1.3 设计参数及要求设计参数:带速v=1.6m/s电机功率P=22KW电机转速n=970r/min滚筒直径D=630mm滚筒内装行星齿轮机构1.4 方案确定电动滚筒的类型很多,按结构的不同可分为：外装式，内装式;按电动滚筒的传动部分的不同，又可分为：定轴式的,摆线式的,行星式的,其中,行星式的又有不同的种类,可分为单级,双级,多级,还分为2K-H、3K、K-H-V等等很多种。在行星式传动机构中，按齿轮啮合方式分还可细分为NGW形,NW形,WW形,NN形。常用的二级传动方案有：NGW型、NW型、WW型三种。NGW型： 由内外啮合和公用行星轮组成。结构简单、轴向尺寸小、工艺性好、效率高，然而传动比小，但能多级串联成传动比较大的轮系。所以，成为动力传动中应用最多、传递功率最大的一种行星传动。NW型： 由一对内啮合和一对外啮合齿轮组成。由于把行星轮作成双联齿轮，使其为双排外啮合而没有公用齿轮，与 相比，传动范围大、效率相仿、结构复杂、工艺性差。WW型： 有双排两对外啮合齿轮组成。突出的特点就是能通过调整四个齿轮的齿数，轻而易举地得到很大的传动比。但效率很低且随传动比的增加减小.经过一系列的综合比较，最后选择的方案是：内装式NGW型二级行星圆柱齿轮传动的电动滚筒。2电动机的选择 电动机的特点是型号多、结构复杂，功率范围变化大，Y系列电动机是全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，是最新设计的基本系列，符合IEC标准的有关规定。具有高效、节能，启动转矩大，噪声低，振动小，可靠性高，使用维修方便的特点。此处选择电动机型号为：Y200L-6型，功率为22kw，转速为970/min。3行星齿轮传动设计与校核3.1 传动方案传动部分设计采用的方案为：第一级为NGW型渐开线齿轮传动，第二级为NGW型定轴齿轮传动。3.2 传动比计算及分配(1) 计算传动比i 因为行星轮数目=3时，传动比范围只有=2.113.7，故选用NGW型两级行星齿轮传动。(2) 传动比的分配：分配原则：各级传动等强度，获得最小的外型尺寸。在NGW型两级行星齿轮传动中，用角标1表示高速级的参数，用角标2表示低速级的参数。取高速级与低速级外啮合齿轮材料硬度相同，则=，行星轮数目=3，齿面工作硬化系数=；低速级内齿轮分度圆直径与高速级内齿轮分度圆直径之比为B，并取，取载荷布均匀系数= ，取齿宽系数=1.2。因为动载系数，接触强度计算的齿向载荷分布系数及接触强度计算的寿命系数的三项比值的乘积为1.82.0，故取=1.9。所以 A= =1.21.9=2.28 由公式Z= = =3.94由电动滚筒设计与选用手册图6-9可查得 =4.8 = =19.99/4.8=4.16 3.3 传动设计计算3.3.1 高速级计算（第一级）：（1）配齿计算：由于=4.8距可能达到的传动比极限值比较远，所以可以不检验邻接条件。由公式 =C （3-1） 进行配齿计算：并满足：整数，无公约数，且整数。则： = =383-23=91=(91-23)=34（2）变位方法：此处选择高变位，主要目的在于避免根切，使齿轮副的滑动系数和抗弯强度大致相等。因为=4.84，所以太阳轮选择正变位，行星轮和内齿轮选择负变位，取=0.3，=0.3。（3）触强度初算AC传动的中心距a和模数m：输入转矩： 因为传动中有一个或者两个基本构件浮动作为均载机构，且齿轮精度低于6级，所以取载荷不均匀系数：=1.15则有太阳轮传递扭矩为： 考虑电动滚筒加工和使用的实际条件，取K=2.4。齿数比： u= =34/23=1.48。 太阳轮和行星轮的材料用40Cr钢表面淬火，齿面硬度HRC5055（太阳轮）和HRC4550(行星轮)，取=1100 因齿面硬度HB350，则取齿宽系数=0.3。按接触强度初算中心距a公式为 mm （3-2） 计算中心距：(mm)模数 m= =3.026（mm） 取m =3mm（4）计算AC传动的实际中心距和啮合角：则实际中心距= =1.5（23+34）=85.5（mm）因直齿轮是高变位：则 =所以=（5）计算CB传动的中心距和啮合角：BC实际的中心距为：=1.5（91-34）=85.5 同理可得啮合角 。（6）几何尺寸的计算：按高变位齿轮传动的几何计算A、C、B三个齿轮的几何尺寸。1）分度圆直径：=323=69(mm) =334=102（mm）=391=273（mm）2）齿顶高： =（）=（10.3）3=3.9（mm） =()=（10.3）3=2.1（mm）=() 式中 =0.14 (mm) 所以 =1-0.14+0.33=3.84（mm）3）齿根高： =（）=2.85（mm） =（）=4.65（mm）=（）=2.85（mm）4）齿高： =3.9+2.85=6.75(mm) =2.1+4.65=6.75(mm)=3.48+2.85=6.33(mm)5）齿顶圆直径：=69+23.9=76.8(mm) =102+22.1=106.2(mm)=273+23.48=279.96(mm)6）齿根圆直径：=6922.85=63.3(mm) =10224.65=92.75(mm)=27322.85=267.3(mm)（7）验算AC传动的接触强度和弯曲强度：强度计算所用的公式同定轴线齿轮传动的不同在于：确定和所用的圆周速度用相对于行星架的圆周速度。1)确定公式中的系数 m/s （3-3） m/s由此得出动载系数： 速度系数：查表得=0.96。其他系数，见表3-1 表3-1 高速级强度校核系数名 称计算公式结果使用系数10.30.370.370.371.05载荷分布系数1.0425载荷分布系数1.042532.425.5总重合度 ()1.6载荷分配系数0.6451.032载荷分配系数0.6451.032节点区域系数0.00833（8） （=4.88=2.46）2.53弹性系数 E=206000N/189.9重合度系数0.894螺旋角系数1当量循环次数寿命系数1最小安全系数1润滑系数0.93齿面硬化系数1尺寸系数1粗糙度系数12）AC传动接触强度验算：计算接触应力：=692.06N/计算许用接触应力：由计算结果知，接触强度通过。3）AC传动弯曲强度的验算：齿根应力为：式中： 齿形系数，查图取=2.32，=2.74；应力修正系数，取=1.72，=1.52；弯曲强度计算的重合度系数，=0.25=0.250.75/1.6=0.719弯曲强度计算的螺旋角系数，因为是直齿， 取=1。 =120.5考虑到行星轮轮齿受力可能出现补均匀性，齿根最大应力=120.51.5=180.8 N/由强度条件： 则 =180.81.4/2=126.5 N/40Cr钢调质表面淬火，=350 N/弯曲强度验算合格。(8)验算CB传动的接触强度和弯曲强度：1）根据AC传动的来确定CB传动的接触应力： 因为CB传动为内啮合，=91/34=2.682）核算内齿轮材料的接触疲劳极限：由于 =473.6 N/因为45号调质钢=570N/473.6N/，则内齿轮用45号钢调质，调质硬度HB229286，接触强度符合要求。3）弯曲强度的验算：只对内齿轮进行验算，齿根应力大小和AC传动的为啮合一样，即120.5 N/，=180.8 N/由强度条件：=126.6 N/45号调质钢 =220 N/126.6 N/所以CB传动的内齿轮弯曲强度也符合要求。3.3.2低速级齿轮计算（第二级）：由高速级计算得到=4.16，低速级改为行星架固定，内齿轮输出。则 4.16，=5.16(1) 配齿计算：=32则 =19所以 =323-19=77 =29符合NGW型配齿要求。(2) 变位方法采用高变位，由于4，取=0.3，=0.3，=0.3。(3) 按接触强度验算AC传动中心距和模数m：=216.64.80.95=987.7Nmm取载荷不均匀系数，则在一对AC轮传动中，太阳轮传动转矩为：=987.71.15/3=378.6 Nmm取综合系数K=2.4齿数比u= =29/19=1.53取=1100 N/取齿宽系数=0.35所以 =137.06（mm）模数 =5.7（mm）取m=6mm。（3）计算AC传动的实际中心距和啮合角：实际中心距：=144（mm）同理可得 =20(4) 计算CB传动中心距和啮合角 =20(5) 几何尺寸的计算：1）分度圆直径（mm）（mm）（mm）2)齿顶高（mm）（mm） （mm）3)齿根高=5.7(mm)=9.3(mm)=5.7(mm)4)齿高=7.85.7=13.5(mm)=4.29.3=13.5(mm)=6.785.7=12.48(mm)5）齿顶圆直径=11427.8=129.6(mm) =17424.2=182.4（mm）=30826.78=294.44（mm）6）齿根圆直径=11425.7=102.6（mm）=17429.5=155.0(mm)=30825.7=319.4(mm)（6）验算AC传动的接触强度和弯曲强度：按定轴齿轮传动的强度系数计算公式计算1）确定公式中的系数：=0.916m/s查表取得 =0.95 动载系数 =1.02其他系数见表3-2 表3-2 低速级强度校核系数名 称计算公式结果使用系数10.350.4420.850.651.07载荷分布系数1.05载荷分布系数1.0634.2526.31总重合度 ()1.56载荷分配系数0.6451.0062载荷分配系数0.6451.0062节点区域系数0.00833（8） （=4.88=2.46）2.53弹性系数 E=206000N/189.9重合度系数0.902螺旋角系数1当量循环次数寿命系数1最小安全系数1润滑系数0.93齿面硬化系数1尺寸系数1粗糙度系数1.022）AC传动的接触强度的验算：= =622.0 N/=697.7 N/用40Cr钢调质后表面淬火，AC传动接触强度通过。3）AC传动弯曲强度的验算：齿根应力为： = =87.08 N/考虑齿轮受力不均匀，齿根最大应力取= 1.5=130.6 N/由强度条件 =91.4 N/故AC传动的弯曲强度验算通过。（7）验算低速级CB传动的接触强度和弯曲强度：1）根据AC传动来确定CB传动的接触应力：因为 CB传动为内啮合，所以 所以 =379.5 N/2）核算内齿轮材料接触疲劳极限：由，有 = =425.7 N/因为45号钢调质=570 N/所以内齿轮接触强度符合要求。3）弯曲强度的验算：只对内齿轮进行验算，其弯曲应力和AC传动一样。即 =87.08 N/=130.6 N/45号钢调质后弯曲疲劳极限=220 N/130.6 N/所以CB传动内齿轮的弯曲强度也符合要求。内齿轮的壁厚=37=21mm3.4均载机构均载机构是使各行星轮均匀分担载荷的机构，它可以降低载荷不均匀系数，既有提高承载能力、降低噪音、提高运转平稳性和可靠性、降低齿轮制造精度等优点。在设计中，电动滚筒的高速级行星齿轮传动和低速级行星传动，采用基本构件浮动的均载机构，高速级是太阳轮浮动和行星架浮动组合的均载机构，这种组合浮动比单个构件浮动的均载效果较好。行星架通过双联齿轮联轴器与低速级太阳轮相联，由于是NGW型传动，行星架受力较大，有利于浮动。行星架浮动不需要支撑，简化了结构。但是行星架自重较大，速度较高时会产生很大的离心力，影响浮动的效果，所以设计时还得采用太阳轮浮动的组合结构，使浮动的效果达到最好。低速级行星齿轮传动，采用行星架固定，但构件太阳轮浮动。太阳轮重量轻、惯性小、浮动灵活，结构简单，容易制造，通用性强，这样还可以使电动滚筒形成一刚性轴改善了轴的受力和滚筒的装配工作。3.5齿轮联轴器的设计计算在行星齿轮传动中，广泛的使用齿轮联轴器来保证浮动机构中浮动件在受力不均匀的时候产生位移，以使各行星轮之间的载荷分布均匀。为此高速级采用单联齿轮联轴器。低速级采用双联齿轮联轴器，由于太阳轮尺寸较大，采用了一端为内齿一端为外齿的双联齿轮联轴器。计算步骤：1）初算联轴器轮齿直径d、齿宽b、模数m。 （3-4）式中：T传递扭矩，; 载荷不均匀系数，取=2； 使用系数，=1；轮齿载荷分布系数，取=2；寿命系数，取=0.4，=2.8；许用剪切应力，。所以 =94066.67 取b=25，则可得取模数 m=3mm。为了便于加工齿数，取Z=24则有节圆直径d=mZ=72。2）校核齿侧挤压应力，以确定d、b和Z。内齿套直齿： （3-5）式中 h轮齿接触径向高度，用齿高代替。h=3(0.8+1.0)=5.4mm=6.049=14外齿轴齿轮因制成鼓型：取歪斜角=，=0.008则 =781.25=16.4256轮齿挤压力通过，则确定d=72mm,b=25mm,Z=24.3）齿轮联轴器的其他几何尺寸： 表3-3 联轴器其他尺寸项目代号计算公式单位外齿轮内齿套模数mmm33齿数Z2424节圆直径dD=mZmm7272齿型角2020齿顶高mm32.4齿根高外齿轴内齿套mm3.753齿高h+mm6.755.4齿顶圆直径mm7867.6齿根圆直径mm64.578齿宽bmm2525齿宽系数B/d0.340.34鼓型齿鼓型量Abe/2mm0.1鼓型齿弧半径mm781联轴器长度Lmm100联轴器总长度L+b+3mm128内齿套壁厚3mmm93.6行星轮结构和行星架结构3.6.1行星轮结构一般用在行星轮较大时的采用的是如图6-3所示，其结构紧凑、简单又便于安装的行星轮结构，弹性挡圈装在轴承内侧，因而增大轴承间距，减小了行星轮倾斜，当载荷较小时用滚珠轴承，载荷较大时用滚柱轴承，两轴承端宽度L可略大于齿宽b。图 3-1 行星轮结构图3.6.2行星架结构行星架是行星传动中的主要部分，既要传动扭矩又要起支撑作用，所以对行星架的制造精度和结构要求很高，行星轮之间载荷分配不均对行星架影响最大，所以要对基本构件采取浮动的均载机构外还应：1、尽可能的采用滑动轴承的行星轮结构，这样可使作为滑动轴承的金属或非金属衬套由于它本身的弹性和间隙配合，使行星轮也成为一种弹性件的均载机构。2、在较大的滚筒上内齿轮可用弹性圆柱销固定到滚筒上，也有较好的缓冲减缓作用，这样可以对制造和装配基本构件时，产生的不可避免的误差进行适当的补偿，从而降低对基本构件制造技术要求，达到既节约又可使传动性能平稳和可靠的目的。图3-2 行星架结构3.7行星传动受力分析3.7.1高速级受力分析表3-4 高速级传动受力分析结果太阳轮A行星轮C行星架H内齿圈B各构件的转矩 Nm83.03122.74-329.58圆周力 N2406.672406.674813.342406.67径向力 N875.96875.96875.96作用在齿轮或轴上力 N=2406.67=875.96=4813.34=0=4813.34=0=2406.67=875.96详细的图纸和资料联系qq6564176793.7.2低速级受力分析表3-5 低速级传动受力分析表太阳轮A行星轮C行星架H内齿圈B各构件的转矩 Nm378.6577.9-1534.3圆周力 N6642.16642.113284.26642.1径向力 N2417.52417.502417.5作用在齿轮或轴上力 N=6642.1=2471.5=13284.2=0=13284.4=0=6642.1=2417.5表61 电动滚筒用润滑脂主要参数名称代号外观滴点不低于()针入度25时，0.1水分不大于(%)备注基润滑油ZL2淡黄到暗褐120250-2900.7具有抗水耐高温耐磨的特点6.3密封装置 密封可分为两大类：即结合面的静密封和旋转轴的动密封。所用的密封材料均为非金属。由于电动滚筒的滚筒体与端盖的结合面比普通管道法兰结合面受力情况复杂，故不经常使用耐油石棉橡胶垫密封。此种材料无论经济性、方便性，还是密封性，均不如液态密封胶。电动滚筒常用密封件主要是旋转轴唇形密封圈(即骨架式橡胶油封)，旋转轴唇形密封圈(骨架式橡胶油封)电动滚筒使用这种密封圈主要是用来防止油的番漏和灰尘的进入。通过计算和实测，电动滚筒内部工作压力小于O06MPs，所以普通电动滚筒每个旋转轴的密封处只需用一只无副唇的B型有骨架唇形密封圈。唇形密封圈的材质一般为耐油橡胶，量高工作温度为100t，最高工作压力为0.05MPa。当选用合成橡胶时，最高工作量度为150C，最高工作压力可达0.1MPs。我的油冷式的电动滚筒设计中，密封部位和使用的密封材料：(1) 结合面的静密封：筒体和端盖透盖：液态密封胶；电动机外壳与端盖：O形橡胶密封圈(2) 旋转轴的动密封：滚筒端盖与轴及齿轮轴与箱盖：油封；电动机轴与端盖：毛毡密封油冷式电动滚筒电动机端盖与壳体的结合面常用O形橡胶密封圈来密封 图为O形橡胶密封圈外形图：图61O形橡胶密封圈7其他零部件的校核7.1轴承的校核7.1.1高速级行星轮轴承校核轴承安装在行星轮中由轴的直径和轴承可承受的载荷大小，初定行星轮中的轴承,选用圆柱滚子轴承选用N409型，行星轮中的轴承选用N208E型，其参数为：d=40mm,D=80mm ,B=18mm，,。行星轮只受到圆周力，径向力相互抵消（N）。由KN，行星轮的转速n=656r/min，代入公式中得： （7-1）由经验公式： =11614.2 h （7-2）经校核轴承满足要求可以使用。7.1.2低速级行星轮轴承校核初定低高速级行星架的轴承选用圆柱滚子轴承N214E型，其基本参数为：d=70mm；D=125mm；B=24mm；。行星轮只受到圆周力，径向力相互抵消掉了所以：（N）。由，行星轮的转速n=132.4r/min，代入公式得：=由经验公式：=34856 h经校核轴承满足要求可以使用。7.1.3法兰轴与端盖的轴承寿命校核滚筒体的直径，由经验选用深沟球6218号轴承，其参数为：d=90mm；D=160mm；B=30mm；;。当量动载荷： （7-3）在设计的电动滚筒中，采用的是直齿轮传动，X=1，所以： （7-4）其中：F输送带的平均张力；G电动滚筒的绕轴旋转的部分；代入数据得： P=10963.75 N。由，行星轮的转速n=970/i=48.6r/min，查表得：，代入公式中： =由经验公式得：=29260 h经校核轴承满足要求可以使用。7.2紧固件的校核其它紧固零部件包括紧固件如螺栓联接，键联接等，其设计计算直接关系到整个电动滚筒系统的设计好坏，因此必须对其进行详细的设计计算与校核。7.2.1滚筒右端盖联接螺栓作用在连接接合面的载荷为转矩，所以要求联接应预紧，受转距后，被联接件不得有相对滑动，为防止螺栓松动，常用弹性垫圈增强摩擦力，特殊情况下，用弹性垫圈再在螺纹相结合面上涂研氧性黏合剂.电动滚筒使用費4.86.8级普通螺栓联接，选取783-86M1680的六角头螺栓，材料为Q235，机械性能等级4.8，其中布氏硬度HB最小124最大242，抗拉强度工称值400最小420，屈服点工称之为320最小为340，伸长率为14%，螺纹公差6g，表面处理为氧化或镀锌钝化。（1）强度校核：预紧力： （7-5）其中：可靠性系数，取1.3；连接接合面的转距；结合面间的摩擦系数，因为接合面间有石棉橡胶垫或密封胶，所以取=0.2；联接螺栓所在圆的半径；螺栓数量。代入数据到公式（71）中得：=5393.3 N 按铰制孔螺栓联接，螺栓所受的切向力： （7-6）螺栓公称面积： = （7-7）式中：螺栓的许用拉应力N/2；螺栓的屈服强度；按不控制预紧力计算，一般n取4；代入公式（72）中，得：=根据经验取值： mm螺栓的直径为：=13.24 mm实际取 d=16mm （7-8） =67.89 N/强度合格,符合要求.7.2.2内齿圈联接螺栓内齿圈联接螺栓的布置和和受力情况于滚筒端盖相似，只是联接螺栓所在的圆的半径比端盖小。由此以前的知识可知，在相同的条件，值越小则螺栓所受的切向力及预紧力就越大。所以一般取齿圈的螺栓工称直径大于或等于端盖螺栓工程致敬。同时再加两个相同公称直径的圆柱销，以提高抗剪切能力。因此这里不作计算。7.2.3右法兰轴与电机端盖联接螺栓右法兰轴与电机端盖联接时，联接螺栓主要承受的载荷为预紧力和倾覆力引起的结合面对称轴最远的螺栓组承受的最大工作载荷，预紧力可表示为： （7-9）其中， 滚筒输入扭矩；r 联接螺栓所在圆半径；代入数据计算得1487.7N （7-10）代入数据计算得=2057.8N单个轴承承受的最大轴向拉力：=6545.5 N 螺栓公称应力面积：=106.36 mm实际取=120 mm，校核螺栓的抗拉强度合格,符合要求。7.3键联接校核键联接是应用最广的联接，靠侧面传递转矩，对中良好拆装方便。电动滚筒中经常使用平键联接，键为标准值，所以键的校核主要是按传递的转矩确定键的长度，然后验算键联接的强度。电动滚筒支承轴与支座的键联接是在齿轮箱出轴这端轴上用键与支座联接，这轴通常称右法兰轴。根据法兰轴的尺寸，查表初步选择32125GB1096-79型的键，材料为45号钢。左右法兰轴是对称的，所以只计算右法兰轴。键校核如下： （7-11）其中， 转矩； d 轴的直径 ；h 键高；L 键的总长 ；b 键宽；键连接许用比压； 许用剪切应力；代入公式得，=87.18=100 =49.04=90 N/mm2所以键合格，符合要求。致 谢这次的设计能够按时的完成，我最想感谢的人是我的指导老师王得胜老师，在我做设计做困难的时候，他总是给我辅导和帮助，由于电动滚筒在我过发展较晚，图书馆资料很少，网上的相关资料也很少，是王老师帮我收集了一些资料并帮助我找资料。在设计过程中，得到了很多老师的帮助，虽然他们不是我的指导老师，但是都很热心的帮助我们解决所遇到的问题，谢谢他们的无私的帮助。在做设计的过程中，和同学们一起，相互的帮助，相互的讨论遇到的难题，让我感觉到了一个团体的友爱，这些在平时生活中无法体会到的温暖的感觉在彼此的互相帮助中体会深刻，同学一起讨论学习中的很多难点问题让我对待所学专业知识有了更大的兴趣。在设计即将完成的时候爱一次谢谢我的知道老师王老师和帮助过我的老师以及以前的专业课基础课老师，谢谢你们。也谢谢我身边的同学给了我很多的帮助和学习的兴趣。祝老师们身体健康，工作顺利！参考文献1 刘建勋电动滚筒设计与选用手册M化学工业出版社,20002 潘我达油冷式电动滚筒的试验研究成果起重运输机械，19643 潘英. 通用机械设计 M. 徐州:中国矿业大学出版社，20034 方正齿轮制造手册M机械工业出版社,19985 成大机械设计手册M.化学工业出版社,19796 郭振邦 机械工业最新基础标准应用手册M机械工业出版社,19887 张开元黏合与密封M.化学工业出版社,19968 胡来容. 行星传动设计与计算. 煤炭工业出版社. 1997.129 金丰民滚筒组的选型与计算M. 化学工业出版社，1998.10 刘谦.传递过程原理M.高等教育出版社,1990.11 李阳星.流体弹性动压润滑的油冷电动滚筒模糊优化设计M.起重运输机械,198912 濮良贵，纪名刚. 机械设计 M. 高等教育出版社，2004，2.13 徐境. 机械设计手册M. 机械工业出版社，199814 杨现卿. 机械设计课程设计M. 中国电力出版社.15 运输机械设计选用手册编辑委员会编. 运输机械设计选用手册 M. 北京：化学工业出版社，1999.16 东北工学院机械零件设计手册编写组。葛志琪。机械零件设计手册。第二版。中册。冶金工业出版社，198217 苏翼林，王燕群，赵志岗.材料力学M. 天津大学出版社，2001.6