斗式提升机滚筒设计计算

一、带式输送机传动装置，可伸缩胶带输送机与普通胶带输送机的工作原理一样，是以胶带作为牵引承载机的连续运输设备，不过增加了储带装置和收放胶带装置等，当游动小车向机尾一端移动时，胶带进入储带装置内，机尾回缩反之则机尾延伸，因而使输送机具有可伸缩的性能。

二、设计安装调试：

1.输送机的各支腿、立柱或平台用化学锚栓牢固地固定于地面上。

2.机架上各个部件的安装螺栓应全部紧固。各托辊应转动灵活。托辊轴心线、传动滚筒、改向滚筒的轴心线与机架纵向的中心线应垂直。

3.螺旋张紧行程为机长的1%~1.5%。

4.拉绳开关安装于输送机一侧，两开关间用覆塑钢丝绳连接，松紧适度。

5.跑偏开关安装于输送机头尾部两侧，成对安装。开关的立辊与输送带带边垂直，且保证带边位于立辊高度的1/3处。立辊与输送带边缘距离为50~70mm。

6.各清扫器、导料槽的橡胶刮板应与输送带完全接触，否则，调节清扫器和导料槽的安装螺栓使刮板与输送带接触。

7.安装无误后空载试运行。试运行的时间不少于2小时。并进行如下检查:

(1)各托辊应与输送带接触，转动灵活。

(2)各润滑处无漏油现象。

(3)各紧固件无松动。

(4)轴承温升不大于40°C，且最高温度不超过80°C。

(5)正常运行时，输送机应运行平稳，无跑偏，无异常噪音。

滚筒，圆柱形的零件，分为驱动和从动辊，应用于印花机、数码打印机等输送设备、造纸和包装机械等各类传动输送系统中。多以不锈钢，铸钢件，实心锻打合金钢芯为材料。

滚筒制造工艺：

一般在滚筒的主轴方面，按受载情况，可以分为以下两种：1)心轴只承受弯矩，如改向滚筒组的轴；2)转轴同时承受弯矩和扭矩，如传动滚筒组的轴；轴的材料一般是经过轧制或锻造的碳素钢或合金钢，通常的材质是中碳钢，四十五号钢最为常用的，对于受力较大且尺寸受到限制的轴，以及某些特殊要求的轴可用合金钢，选用材质为四零铬，根据需要，轴一般需经过热处理或表面强化处理，以提高其力学性能和耐磨性等，在一般温度下，合金钢和碳素钢的弹性模量相差很小，故采用合金钢不能提高轴的刚度；轴的材质方面一般会经调质处理，对于传动滚筒组，当轴强度指标不满足要求时也可选择合并经调质处理，并按对称循环弯曲许用应力校核；筒皮设计技术要求为：1)筒皮卷曲时必须顺着钢板的轧制方向；2)接头处的错边量不大于1毫米；3)滚筒包胶后的纵向焊缝必须进行超声波或X射线探伤检查：①超声波探伤进行10%，焊缝达到标准中的二级；②射线探伤从一端开始探总长度的20%，焊缝达到国标二级，如不合格探伤长度加倍，加倍仍不合格则进行全长探伤，直至符合要求；4)筒皮卷好后的圆度公差应不超过0.5；5)材质：Q235型钢，屈服强度为235牛/平米；对于中型滚筒组及轻型滚筒组，当轮毂处外径大于220mm时，用铸钢，对于轻型滚筒组，当轮毂外径小于220mm时，采用热轧圆钢，应符合国家标准；

首先，你应搞清楚机械设计的步骤，第一步，了解需求，约束条件，时限等等；第二步，方案选择，原动件、传动件、执行件，最后确定方案；第三步：技术设计阶段，根据选择的原动件，确定好后面的主要零部件的关键尺寸，画出装配草图，确定好各零件图，最后校核、再组装。然后编制文档等等。目前存在很多全自动洗衣机产品，你可以借鉴它们的优点，最好能加上自己的一点改进，就有意义了。

一、传动方案拟定第二组第三个数据：设计带式输送机传动装置中的一级圆柱齿轮减速器（1） 工作条件：使用年限10年，每年按300天计算，两班制工作，载荷平稳。（2） 原始数据：滚筒圆周力F=1.7KN；带速V=1.4m/s；滚筒直径D=220mm。 运动简图二、电动机的选择1、电动机类型和结构型式的选择：按已知的工作要求和 条件，选用 Y系列三相异步电动机。2、确定电动机的功率：（1）传动装置的总效率：η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒=0.96×0.992×0.97×0.99×0.95=0.86(2)电机所需的工作功率：Pd=FV/1000η总=1700×1.4/1000×0.86 =2.76KW3、确定电动机转速：滚筒轴的工作转速：Nw=60×1000V/πD=60×1000×1.4/π×220=121.5r/min根据【2】表2.2中推荐的合理传动比范围，取V带传动比Iv=2~4，单级圆柱齿轮传动比范围Ic=3~5，则合理总传动比i的范围为i=6~20，故电动机转速的可选范围为nd=i×nw=（6~20）×121.5=729~2430r/min符合这一范围的同步转速有960 r/min和1420r/min。由【2】表8.1查出有三种适用的电动机型号、如下表方案 电动机型号 额定功率 电动机转速（r/min） 传动装置的传动比 KW 同转 满转 总传动比 带 齿轮1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 2.632 Y100l2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，比较两种方案可知：方案1因电动机转速低，传动装置尺寸较大，价格较高。方案2适中。故选择电动机型号Y100l2-4。4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y100l2-4。其主要性能：额定功率：3KW，满载转速1420r/min，额定转矩2.2。三、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i总=n电动/n筒=1420/121.5=11.682、分配各级传动比（1） 取i带=3（2） ∵i总=i齿×i 带π∴i齿=i总/i带=11.68/3=3.89四、运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（r/min）nI=nm/i带=1420/3=473.33(r/min)nII=nI/i齿=473.33/3.89=121.67(r/min)滚筒nw=nII=473.33/3.89=121.67(r/min)2、 计算各轴的功率（KW） PI=Pd×η带=2.76×0.96=2.64KW PII=PI×η轴承×η齿轮=2.64×0.99×0.97=2.53KW3、 计算各轴转矩Td=9.55Pd/nm=9550×2.76/1420=18.56N•m TI=9.55p2入/n1 =9550x2.64/473.33=53.26N•m TII =9.55p2入/n2=9550x2.53/121.67=198.58N•m 五、传动零件的设计计算1、 皮带轮传动的设计计算（1） 选择普通V带截型由课本[1]P189表10-8得：kA=1.2 P=2.76KWPC=KAP=1.2×2.76=3.3KW据PC=3.3KW和n1=473.33r/min由课本[1]P189图10-12得：选用A型V带（2） 确定带轮基准直径，并验算带速由[1]课本P190表10-9，取dd1=95mm>dmin=75dd2=i带dd1(1-ε)=3×95×(1-0.02)=279.30 mm由课本[1]P190表10-9，取dd2=280带速V：V=πdd1n1/60×1000=π×95×1420/60×1000=7.06m/s在5~25m/s范围内，带速合适。（3） 确定带长和中心距初定中心距a0=500mmLd=2a0+π(dd1+dd2)/2+(dd2-dd1)2/4a0=2×500+3.14(95+280)+(280-95)2/4×450=1605.8mm根据课本[1]表（10-6）选取相近的Ld=1600mm确定中心距a≈a0+(Ld-Ld0)/2=500+(1600-1605.8)/2=497mm(4) 验算小带轮包角α1=1800-57.30 ×(dd2-dd1)/a=1800-57.30×(280-95)/497=158.670>1200（适用） （5） 确定带的根数单根V带传递的额定功率.据dd1和n1，查课本图10-9得 P1=1.4KWi≠1时单根V带的额定功率增量.据带型及i查[1]表10-2得 △P1=0.17KW查[1]表10-3，得Kα=0.94；查[1]表10-4得 KL=0.99Z= PC/[(P1+△P1)KαKL]=3.3/[(1.4+0.17) ×0.94×0.99]=2.26 (取3根) (6)计算轴上压力由课本[1]表10-5查得q=0.1kg/m，由课本式（10-20）单根V带的初拉力：F0=500PC/ZV[（2.5/Kα）-1]+qV2=500x3.3/[3x7.06(2.5/0.94-1)]+0.10x7.062 =134.3kN则作用在轴承的压力FQFQ=2ZF0sin(α1/2)=2×3×134.3sin(158.67o/2)=791.9N2、齿轮传动的设计计算（1）选择齿轮材料与热处理：所设计齿轮传动属于闭式传动，通常齿轮采用软齿面。查阅表[1] 表6-8，选用价格便宜便于制造的材料，小齿轮材料为45钢，调质，齿面硬度260HBS；大齿轮材料也为45钢，正火处理，硬度为215HBS； 精度等级：运输机是一般机器，速度不高，故选8级精度。(2)按齿面接触疲劳强度设计由d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3确定有关参数如下：传动比i齿=3.89取小齿轮齿数Z1=20。则大齿轮齿数：Z2=iZ1= ×20=77.8取z2=78 由课本表6-12取φd=1.1(3)转矩T1T1=9.55×106×P1/n1=9.55×106×2.61/473.33=52660N•mm(4)载荷系数k : 取k=1.2(5)许用接触应力[σH][σH]= σHlim ZN/SHmin 由课本[1]图6-37查得：σHlim1=610Mpa σHlim2=500Mpa接触疲劳寿命系数Zn：按一年300个工作日，每天16h计算，由公式N=60njtn 计算N1=60×473.33×10×300×18=1.36x109N2=N/i=1.36x109 /3.89=3.4×108查[1]课本图6-38中曲线1，得 ZN1=1 ZN2=1.05按一般可靠度要求选取安全系数SHmin=1.0[σH]1=σHlim1ZN1/SHmin=610x1/1=610 Mpa[σH]2=σHlim2ZN2/SHmin=500x1.05/1=525Mpa故得：d1≥ (6712×kT1(u+1)/φdu[σH]2)1/3=49.04mm 模数：m=d1/Z1=49.04/20=2.45mm取课本[1]P79标准模数第一数列上的值，m=2.5(6)校核齿根弯曲疲劳强度σ bb=2KT1YFS/bmd1确定有关参数和系数分度圆直径：d1=mZ1=2.5×20mm=50mm d2=mZ2=2.5×78mm=195mm齿宽：b=φdd1=1.1×50mm=55mm取b2=55mm b1=60mm(7)复合齿形因数YFs 由课本[1]图6-40得：YFS1=4.35,YFS2=3.95 (8)许用弯曲应力[σbb]根据课本[1]P116：[σbb]= σbblim YN/SFmin由课本[1]图6-41得弯曲疲劳极限σbblim应为： σbblim1=490Mpa σbblim2 =410Mpa由课本[1]图6-42得弯曲疲劳寿命系数YN：YN1=1 YN2=1弯曲疲劳的最小安全系数SFmin ：按一般可靠性要求，取SFmin =1计算得弯曲疲劳许用应力为[σbb1]=σbblim1 YN1/SFmin=490×1/1=490Mpa[σbb2]= σbblim2 YN2/SFmin =410×1/1=410Mpa校核计算σbb1=2kT1YFS1/ b1md1=71.86pa<[σbb1]σbb2=2kT1YFS2/ b2md1=72.61Mpa<[σbb2]故轮齿齿根弯曲疲劳强度足够(9)计算齿轮传动的中心矩aa=(d1+d2)/2= (50+195)/2=122.5mm(10)计算齿轮的圆周速度V计算圆周速度V=πn1d1/60×1000=3.14×473.33×50/60×1000=1.23m/s因为V＜6m/s，故取8级精度合适． 六、轴的设计计算 从动轴设计1、选择轴的材料 确定许用应力 选轴的材料为45号钢，调质处理。查[2]表13-1可知： σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知：[σb+1]bb=215Mpa [σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa2、按扭转强度估算轴的最小直径 单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相接，从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为： d≥C查[2]表13-5可得，45钢取C=118 则d≥118×(2.53/121.67)1/3mm=32.44mm 考虑键槽的影响以及联轴器孔径系列标准，取d=35mm3、齿轮上作用力的计算 齿轮所受的转矩：T=9.55×106P/n=9.55×106×2.53/121.67=198582 N 齿轮作用力： 圆周力：Ft=2T/d=2×198582/195N=2036N 径向力：Fr=Fttan200=2036×tan200=741N4、轴的结构设计 轴结构设计时，需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式，按比例绘制轴系结构草图。 （1）、联轴器的选择 可采用弹性柱销联轴器，查[2]表9.4可得联轴器的型号为HL3联轴器：35×82 GB5014-85 （2）、确定轴上零件的位置与固定方式 单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置 在齿轮两边。轴外伸端安装联轴器，齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定 ，轴通过两端轴承盖实现轴向定位，联轴器靠轴肩平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向定位 （3）、确定各段轴的直径将估算轴d=35mm作为外伸端直径d1与联轴器相配（如图），考虑联轴器用轴肩实现轴向定位，取第二段直径为d2=40mm齿轮和左端轴承从左侧装入，考虑装拆方便以及零件固定的要求，装轴处d3应大于d2，取d3=4 5mm，为便于齿轮装拆与齿轮配合处轴径d4应大于d3，取d4=50mm。齿轮左端用用套筒固定,右端用轴环定位,轴环直径d5满足齿轮定位的同时,还应满足右侧轴承的安装要求,根据选定轴承型号确定.右端轴承型号与左端轴承相同,取d6=45mm. (4)选择轴承型号.由[1]P270初选深沟球轴承,代号为6209,查手册可得:轴承宽度B=19,安装尺寸D=52,故轴环直径d5=52mm. (5）确定轴各段直径和长度Ⅰ段：d1=35mm 长度取L1=50mmII段:d2=40mm 初选用6209深沟球轴承，其内径为45mm,宽度为19mm.考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面和箱体内壁应有一定距离。取套筒长为20mm，通过密封盖轴段长应根据密封盖的宽度，并考虑联轴器和箱体外壁应有一定矩离而定，为此，取该段长为55mm，安装齿轮段长度应比轮毂宽度小2mm,故II段长：L2=（2+20+19+55）=96mmIII段直径d3=45mmL3=L1-L=50-2=48mmⅣ段直径d4=50mm长度与右面的套筒相同，即L4=20mmⅤ段直径d5=52mm. 长度L5=19mm由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=96mm(6)按弯矩复合强度计算①求分度圆直径：已知d1=195mm②求转矩：已知T2=198.58N•m③求圆周力：Ft根据课本P127（6-34）式得Ft=2T2/d2=2×198.58/195=2.03N④求径向力Fr根据课本P127（6-35）式得Fr=Ft•tanα=2.03×tan200=0.741N⑤因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=48mm(1)绘制轴受力简图（如图a）（2）绘制垂直面弯矩图（如图b）轴承支反力：FAY=FBY=Fr/2=0.74/2=0.37NFAZ=FBZ=Ft/2=2.03/2=1.01N由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为MC1=FAyL/2=0.37×96÷2=17.76N•m截面C在水平面上弯矩为：MC2=FAZL/2=1.01×96÷2=48.48N•m(4)绘制合弯矩图（如图d）MC=(MC12+MC22)1/2=（17.762+48.482)1/2=51.63N•m(5)绘制扭矩图（如图e）转矩：T=9.55×（P2/n2）×106=198.58N•m(6)绘制当量弯矩图（如图f）转矩产生的扭剪文治武功力按脉动循环变化，取α=0.2，截面C处的当量弯矩：Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[51.632+(0.2×198.58)2]1/2=65.13N•m(7)校核危险截面C的强度由式（6-3）σe=65.13/0.1d33=65.13x1000/0.1×453=7.14MPa<[σ-1]b=60MPa∴该轴强度足够。主动轴的设计 1、选择轴的材料 确定许用应力 选轴的材料为45号钢，调质处理。查[2]表13-1可知： σb=650Mpa,σs=360Mpa,查[2]表13-6可知：[σb+1]bb=215Mpa [σ0]bb=102Mpa,[σ-1]bb=60Mpa2、按扭转强度估算轴的最小直径 单级齿轮减速器的低速轴为转轴，输出端与联轴器相接，从结构要求考虑，输出端轴径应最小，最小直径为： d≥C查[2]表13-5可得，45钢取C=118 则d≥118×(2.64/473.33)1/3mm=20.92mm 考虑键槽的影响以系列标准，取d=22mm3、齿轮上作用力的计算 齿轮所受的转矩：T=9.55×106P/n=9.55×106×2.64/473.33=53265 N 齿轮作用力： 圆周力：Ft=2T/d=2×53265/50N=2130N 径向力：Fr=Fttan200=2130×tan200=775N 确定轴上零件的位置与固定方式 单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置 在齿轮两边。齿轮靠油环和套筒实现 轴向定位和固定 ，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定 ，轴通过两端轴承盖实现轴向定位， 4 确定轴的各段直径和长度初选用6206深沟球轴承，其内径为30mm,宽度为16mm.。考虑齿轮端面和箱体内壁，轴承端面与箱体内壁应有一定矩离，则取套筒长为20mm，则该段长36mm，安装齿轮段长度为轮毂宽度为2mm。(2)按弯扭复合强度计算①求分度圆直径：已知d2=50mm②求转矩：已知T=53.26N•m③求圆周力Ft：根据课本P127（6-34）式得Ft=2T3/d2=2×53.26/50=2.13N④求径向力Fr根据课本P127（6-35）式得Fr=Ft•tanα=2.13×0.36379=0.76N⑤∵两轴承对称∴LA=LB=50mm(1)求支反力FAX、FBY、FAZ、FBZFAX=FBY=Fr/2=0.76/2=0.38NFAZ=FBZ=Ft/2=2.13/2=1.065N(2) 截面C在垂直面弯矩为MC1=FAxL/2=0.38×100/2=19N•m(3)截面C在水平面弯矩为MC2=FAZL/2=1.065×100/2=52.5N•m(4)计算合成弯矩MC=（MC12+MC22）1/2=（192+52.52）1/2=55.83N•m(5)计算当量弯矩：根据课本P235得α=0.4Mec=[MC2+(αT)2]1/2=[55.832+(0.4×53.26)2]1/2=59.74N•m(6)校核危险截面C的强度由式（10-3）σe=Mec/（0.1d3）=59.74x1000/(0.1×303)=22.12Mpa<[σ-1]b=60Mpa∴此轴强度足够（7） 滚动轴承的选择及校核计算 一从动轴上的轴承根据根据条件，轴承预计寿命L'h=10×300×16=48000h (1)由初选的轴承的型号为: 6209, 查[1]表14-19可知:d=55mm,外径D=85mm,宽度B=19mm,基本额定动载荷C=31.5KN, 基本静载荷CO=20.5KN, 查[2]表10.1可知极限转速9000r/min（1）已知nII=121.67(r/min)两轴承径向反力：FR1=FR2=1083N根据课本P265（11-12）得轴承内部轴向力FS=0.63FR 则FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1083=682N(2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端FA1=FS1=682N FA2=FS2=682N(3)求系数x、yFA1/FR1=682N/1038N =0.63FA2/FR2=682N/1038N =0.63根据课本P265表（14-14）得e=0.68FA1/FR1<ex1=1FA2/FR2<ex2=1y1=0y2=0(4)计算当量载荷P1、P2根据课本P264表（14-12）取f P=1.5根据课本P264（14-7）式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1083+0)=1624NP2=fp(x2FR1+y2FA2)= 1.5×(1×1083+0)=1624N(5)轴承寿命计算∵P1=P2 故取P=1624N∵深沟球轴承ε=3根据手册得6209型的Cr=31500N由课本P264（14-5）式得LH=106(ftCr/P)ε/60n=106(1×31500/1624)3/60x121.67=998953h>48000h ∴预期寿命足够二.主动轴上的轴承: (1)由初选的轴承的型号为:6206 查[1]表14-19可知:d=30mm,外径D=62mm,宽度B=16mm,基本额定动载荷C=19.5KN,基本静载荷CO=111.5KN,查[2]表10.1可知极限转速13000r/min 根据根据条件，轴承预计寿命L'h=10×300×16=48000h （1）已知nI=473.33(r/min)两轴承径向反力：FR1=FR2=1129N根据课本P265（11-12）得轴承内部轴向力FS=0.63FR 则FS1=FS2=0.63FR1=0.63x1129=711.8N(2) ∵FS1+Fa=FS2 Fa=0故任意取一端为压紧端，现取1端为压紧端FA1=FS1=711.8N FA2=FS2=711.8N(3)求系数x、yFA1/FR1=711.8N/711.8N =0.63FA2/FR2=711.8N/711.8N =0.63根据课本P265表（14-14）得e=0.68FA1/FR1<ex1=1FA2/FR2<ex2=1y1=0y2=0(4)计算当量载荷P1、P2根据课本P264表（14-12）取f P=1.5根据课本P264（14-7）式得P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×1129+0)=1693.5NP2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×1129+0)= 1693.5N(5)轴承寿命计算∵P1=P2 故取P=1693.5N∵深沟球轴承ε=3根据手册得6206型的Cr=19500N由课本P264（14-5）式得LH=106(ftCr/P)ε/60n=106(1×19500/1693.5)3/60x473.33=53713h>48000h ∴预期寿命足够 七、键联接的选择及校核计算1．根据轴径的尺寸，由[1]中表12-6高速轴(主动轴)与V带轮联接的键为：键8×36 GB1096-79大齿轮与轴连接的键为：键 14×45 GB1096-79轴与联轴器的键为：键10×40 GB1096-792．键的强度校核 大齿轮与轴上的键 ：键14×45 GB1096-79b×h=14×9,L=45,则Ls=L-b=31mm圆周力：Fr=2TII/d=2×198580/50=7943.2N挤压强度： =56.93<125~150MPa=[σp]因此挤压强度足够剪切强度： =36.60<120MPa=[ ]因此剪切强度足够键8×36 GB1096-79和键10×40 GB1096-79根据上面的步骤校核，并且符合要求。八、减速器箱体、箱盖及附件的设计计算~1、减速器附件的选择通气器由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M18×1.5油面指示器选用游标尺M12起吊装置采用箱盖吊耳、箱座吊耳.放油螺塞选用外六角油塞及垫片M18×1.5根据《机械设计基础课程设计》表5.3选择适当型号：起盖螺钉型号：GB/T5780 M18×30,材料Q235高速轴轴承盖上的螺钉：GB5783～86 M8X12,材料Q235低速轴轴承盖上的螺钉：GB5783～86 M8×20,材料Q235螺栓：GB5782～86 M14×100，材料Q235箱体的主要尺寸：： (1)箱座壁厚z=0.025a+1=0.025×122.5+1= 4.0625取z=8 (2)箱盖壁厚z1=0.02a+1=0.02×122.5+1= 3.45取z1=8 (3)箱盖凸缘厚度b1=1.5z1=1.5×8=12 (4)箱座凸缘厚度b=1.5z=1.5×8=12 (5)箱座底凸缘厚度b2=2.5z=2.5×8=20 (6)地脚螺钉直径df =0.036a+12= 0.036×122.5+12=16.41(取18) (7)地脚螺钉数目n=4 (因为a<250) (8)轴承旁连接螺栓直径d1= 0.75df =0.75×18= 13.5 (取14) (9)盖与座连接螺栓直径 d2=(0.5-0.6)df =0.55× 18=9.9 (取10) (10)连接螺栓d2的间距L=150-200 (11)轴承端盖螺钉直d3=(0.4-0.5)df=0.4×18=7.2(取8) (12)检查孔盖螺钉d4=(0.3-0.4)df=0.3×18=5.4 (取6) (13)定位销直径d=(0.7-0.8)d2=0.8×10=8 (14)df.d1.d2至外箱壁距离C1 (15)Df.d2 (16)凸台高度：根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准。(17)外箱壁至轴承座端面的距离C1＋C2＋（5～10）(18)齿轮顶圆与内箱壁间的距离：＞9.6 mm (19)齿轮端面与内箱壁间的距离：=12 mm (20)箱盖，箱座肋厚：m1=8 mm,m2=8 mm (21)轴承端盖外径∶D＋（5～5．5）d3D～轴承外径(22)轴承旁连接螺栓距离：尽可能靠近，以Md1和Md3 互不干涉为准，一般取S＝D2.九、润滑与密封1.齿轮的润滑采用浸油润滑，由于为单级圆柱齿轮减速器，速度ν<12m/s，当m<20 时，浸油深度h约为1个齿高，但不小于10mm，所以浸油高度约为36mm。2.滚动轴承的润滑由于轴承周向速度为，所以宜开设油沟、飞溅润滑。3.润滑油的选择齿轮与轴承用同种润滑油较为便利，考虑到该装置用于小型设备，选用GB443-89全损耗系统用油L-AN15润滑油。4.密封方法的选取选用凸缘式端盖易于调整，采用闷盖安装骨架式旋转轴唇型密封圈实现密封。密封圈型号按所装配轴的直径确定为GB894.1-86-25轴承盖结构尺寸按用其定位的轴承的外径决定。十、设计小结课程设计体会课程设计都需要刻苦耐劳，努力钻研的精神。对于每一个事物都会有第一次的吧，而没一个第一次似乎都必须经历由感觉困难重重，挫折不断到一步一步克服，可能需要连续几个小时、十几个小时不停的工作进行攻关；最后出成果的瞬间是喜悦、是轻松、是舒了口气！课程设计过程中出现的问题几乎都是过去所学的知识不牢固，许多计算方法、公式都忘光了，要不断的翻资料、看书，和同学们相互探讨。虽然过程很辛苦，有时还会有放弃的念头，但始终坚持下来，完成了设计，而且学到了，应该是补回了许多以前没学好的知识，同时巩固了这些知识，提高了运用所学知识的能力。十一、参考资料目录[1]《机械设计基础课程设计》，高等教育出版社，陈立德主编，2004年7月第2版；[2] 《机械设计基础》，机械工业出版社 胡家秀主编 2007年7月第1版

滚筒的转数＝1.8×60÷0.32÷3.14＝107.48

用4极电机的转数＝1450÷107.48＝13.5

电机的功率应该选用＝1400÷13.5÷6.37＝16.28

根据以上的计算，你的电机应该选用18.5KW的。

图没法给你，下面是说明书，自己改吧。

一、设备用途

带式输送机是依靠摩擦传动实现物料输送的机械，广泛用于冶金、矿山、煤炭、环保、建材、电力、化工、轻工、粮食等行业。适用于输送松散密度为0.5-2.5t/m3的各种粒状、粉状等散体物料，也可以输送成件物品。其工作环境温度为-25-60℃，普通橡胶输送带适用的物料温度不超过80℃。

二、技术参数

带宽: 1000 mm

头尾滚筒中心距：60400 mm

带速： 1m/s

输送带型号：EP-150

输送带规格长度：1000X3(3+1.5)X128m（含硫化长度0.9m）

输送能力：205m3/h

物料密度：0.6 t/m3

倾角： 0°

电机功率： 7.5kW

三、工作原理

该设备主要由驱动装置、传动滚筒、输送带、槽型上托辊、下托辊、机架、清扫器、拉紧装置、改向滚筒、导料槽、重锤张紧装置及电器控制装置等组成。

输送带绕经传动滚筒和尾部改向滚筒形成环行封闭带。托辊承载输送带及上面输送的物料。张紧装置使输送带具有足够的张力，保证与传动滚筒间产生摩擦力使输送带不打滑。工作时，减速电机带动传动滚筒，通过摩擦力驱动输送带运行，物料由进料装置进入并随输送带一起运动，经过一定的距离到达出料口转入下一道工艺环节。

四、结构和控制特点

上托辊采用槽形托辊，利于承载松散物料。回程托辊采用V型托辊，有效防止皮带机跑偏。在空段清扫器前后安装下平托辊有利于清除物料。

输送带张紧采用螺旋张紧和重锤张紧两套装置。螺旋张紧装置还可以调整皮带机的跑偏。

在输送带的工作面两侧，沿输送带全长安装有导料槽，导料槽由槽板和橡胶板组合而成，橡胶板与输送带接触，形成槽形断面，起到增加输送量的作用，同时也防止物料洒落。导料槽板同橡胶板的固定方式采用螺栓和压板压紧的形式，橡胶板不需要钻孔，同时可以根据橡胶板的磨损情况，方便的进行调整，保证橡胶板保持同输送带的密封状态。

在输送机头部和尾部安装有头部及空段清扫器。头部清扫器为重锤刮板式结构，安装于传动滚筒下方，用于清除输送带工作面的粘料。空段清扫器为刮板式结构，安装于靠近尾部的输送带非工作面的上方，用于清除输送带非工作面上的物料。

输送带采用聚酯帆布带，具有耐油、耐酸碱的性质。接头采用硫化接头，接头安全系数10-12。

输送机一侧安装有拉绳开关，当发生紧急情况时拉动开关上的钢丝绳启动此开关，可以立即停机。故障排除后，拉动复位销开关可复位。

输送机头尾部安装有跑偏开关，当输送带发生跑偏时，输送带带动开关上的立辊旋转并倾斜，倾斜大于一级动作角度12°时，发出一组开关信号；如立辊继续倾斜大于二级动作角度30°时，发出另一组开关信号。两组信号分别用于报警和停机。当输送机恢复正常运行后，立辊自动复位。

五、安装调试

1.输送机的各支腿、立柱或平台用化学锚栓牢固地固定于地面上。

2.机架上各个部件的安装螺栓应全部紧固。各托辊应转动灵活。托辊轴心线、传动滚筒、改向滚筒的轴心线与机架纵向的中心线应垂直。

3.螺旋张紧行程为机长的1％～1.5％。

4.拉绳开关安装于输送机一侧，两开关间用覆塑钢丝绳连接，松紧适度。

5.跑偏开关安装于输送机头尾部两侧，成对安装。开关的立辊与输送带带边垂直，且保证带边位于立辊高度的1/3处。立辊与输送带边缘距离为50～70mm。

6.各清扫器、导料槽的橡胶刮板应与输送带完全接触，否则，调节清扫器和导料槽的安装螺栓使刮板与输送带接触。

7.安装无误后空载试运行。试运行的时间不少于2小时。并进行如下检查：

（1）各托辊应与输送带接触，转动灵活。

（2）各润滑处无漏油现象。

（3）各紧固件无松动。

（4）轴承温升不大于40°C，且最高温度不超过80°C。

（5）正常运行时，输送机应运行平稳，无跑偏，无异常噪音。

六、故障排除

1.输送带打滑

原因是输送带张力小或驱动滚筒表面粘有物料或水份。应旋紧张紧螺杆，增大张力。清理驱动滚筒并加大空段清扫器的清扫力度。

2.输送带在两端跑偏

原因是滚筒装配位置偏斜，应拉紧跑偏一侧的张紧装置的螺杆调整改向滚筒位置。通过调整轴承座调整传动滚筒的位置。

3.输送带在中部跑偏

原因是托辊安装位置不正。应检查各托辊安装位置是否与输送带垂直，否则松开安装螺栓调整托辊位置。调整完毕后旋紧各螺栓。

此外，进料口落料点不在输送带中心也可能引起跑偏，应改善进料情况。

七、注意事项

输送机应有专人负责操作。每班使用后进行日常检修和维护工作：

1. 检查各紧固件是否松动。

2.各清扫器、导料槽的橡胶刮板磨损时应调整其伸出的尺寸。如果磨损严重，应进行更换。

3.多台输送机或其它设备联合运转使用时，应注意启动和停车顺序：应保持空载启动；进料口设备停机供料后本设备应运转一段时间待卸空物料后再停车。

4.停车后，将输送机上的污物清理干净，并关闭电源。

5.若设备停止使用较长时间，在启动前应检查设备上是否有异物影响运动部件的运动。

八、维护保养

1.减速电机按其使用说明书定期更换润滑油。

2.各滚筒的轴承座及轴承每半年清洗一次，并重新加注锂基润滑脂ZL-2。

3.张紧装置的螺杆每3—6个月表面涂一次锂基润滑脂ZY-2。

4.根据设备使用情况，各部件和结构件应定期清理污物和除锈，并涂油或喷漆进行防腐处理。

这种流水线设计需要参考具体情况。有没有爬坡、辊子重量、传动润滑状况、工作时产品总重量、产线速度、余量留余等参数都要考虑。不过很多因素都难以量化，只能凭经验。不过终归一条都是用来了解产线运行时的阻力。除此之外，产线启动时的扭矩有时候会大于产线运行扭矩，需要两相比较取大者来选取电机等等。所以没有办法非常近似的计算出所需扭矩。你所给出的这些参数基本够用，但摩擦系数、传动效率等需要你自己考虑。

电机选取需要你查样本手册。你这种链条传动的根本不需要用伺服、步进，用了也浪费。直接找本带减速器的普通电机样本，根据产线需要的运行速度，选定合适的减速比，再根据减速比、所需力矩选定电机功率。调速的话可以选调速电机或者自己配变频器来控制。如果实在不知道怎么选的话，所需力矩可以估大点。

辊筒可以直接买现成了，成本比自己加工低不少。直径感觉20mm稍有点细，间距15cm可行。当然密点效果更好，考虑下成本吧

24米流水线有点长，结构上用两端各放一个电机更佳，可以很大的降低疲劳强度和稳定性

一级直齿圆柱齿轮减速器传动装置分析设计

一、 课程设计的目的

1、通过机械设计课程设计，综合运用机械设计课程和其它有关选修课程的理论和生产实际知识去

分析和解决机械设计问题，并使所学知识得到进一步地巩固、深化和发展。

2、学习机械设计的一般方法。通过设计培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力。

3、进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范。

二、 已知条件

1、展开式一级圆柱斜齿轮减速器产品。

3、动力来源：电压为380V的三相交流电源。

4、原始数据 在任务书上。

5、使用期：10年，每年按365天计。

三、 工作要求

1、画减速器装配图一张（A0图纸）；

2、零件工作图二张（传动零件、轴、等等）；

3、对传动系统进行结构分析、运动分析并确定电动机型号、工作能力分析；

4、对传动系统进行精度分析，合理确定并标注配合与公差；

5、设计说明书一份。

四、 结题项目

1、检验减速能否正常运转。

2、每人一套设计零件草图。

3、减速器装配图：A0；每人1张。

4、零件工作图：A3；每人2张、齿轮和轴各1张。

5、课题说明书：每人1份。

五、 完成时间 共4周

参考资料

【1】、《机械设计》张策 主编 机械工业出版社出版；

【2】、《机械设计课程设计》 陆玉 主编 机械工业出版社出版；

【3】、《机械制图》刘小年 主编 机械工业出版社出版；

【4】、《课程设计图册》编 高等教育出版社出版；

计 算 及 说明 结 果

一、 减速器结构分析

分析传动系统的工作情况

1、传动系统的作用：

作用：介于机械中原动机与工作机之间，主要将原动机的运动和动力传给工作机，在此起减速作用，并协调二者的转速和转矩。

2、传动方案的特点：

特点：结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。由于电动机、减速器与滚筒并列，导致横向尺寸较大，机器不紧凑。但齿轮的位置不对称，高速级齿轮布置在远离转矩输入端，可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯曲变形部分地抵消，以减缓沿齿宽载荷分布有均匀的现象。

3、电机和工作机的安装位置：

电机安装在远离高速轴齿轮的一端；

工作机安装在远离低速轴齿轮的一端。

图一:(传动装置总体设计图)

初步确定传动系统总体方案如:传动装置总体设计图所示。

计 算 及 说明 结 果

二、 传动装置的总体设计

（一）、选择电动机

1、选择电动机系列

按工作要求及工作条件，选用三相异步电动机，封闭式扇式结构，即：电压为380V Y系列的三相交流电源电动机。

2、选电动机功率

（1）、传动滚筒所需有效功率

（2）、传动装置总效率

（3）、所需电动机功率

3、确定电动机转速

型 号 Y160L-4 Y180L-4 Y200L-8 Y160MZ-2

额定功率KW 15 15 15 15

电机满载荷 转速 转/分 1460 970 730 293

滚筒转速 转/分 38.2 38.2 38.2 38.2

总传动比 39.20 25.39 19.11 76.72

2 2 2 2

19.60 12.70 9.55 38.35

由此比较，应选Y160L－4，结构紧凑。由文献[2]表2.10－2选取电动机的外形及安装

尺寸D＝42㎜，中心高度H＝160㎜，轴伸长E＝110㎜。

4、传动比分配

（1）、两级齿轮传动比公式

（2）、减速器传动比

5、运动条件及运动参数分析计算

计 算 及 说明 结 果

（二）、定V带型号和带轮

1、工作情况系数

由文献【1】由表11.5得

2、计算功率

3、选带型号

由文献【1】表11.15 选取B型

4、小带轮直径

由文献【1】 表11.6 选取

5、大带轮直径

6、大带轮转速

7、验算传动比误差

取B型

计 算 及 说明 结 果

（1）、理论传动比

（2）、实际传动比

（3）、传动比误差 合适

（4）、验算带转速合适

8、计算带长

（1）、求

（2）、求

（3）、初取中心距

（4）、带长

（5）、基准长度

9、求中心距和包角

（1）、中心距

（2）、小带轮包角

计 算 及 说明 结 果

10、求带根数

（1）、传动比 由表11.8

由表11.7 ；由表11.12 ；由表11.10

（2）、带根数

11、求轴上载荷

（1）、张紧力

（由表11.4 q=0.10kg/m）

（2）、轴上载荷

12、结构设计

小带轮 ； 大带轮

（三）、高速轴齿轮的设计与校核

1、选材 根据文献【1】表12.7知 选小齿轮：40Cr，调质处理

选大齿轮：45钢，调质处理

2、初步计算

（1）、转矩

（2）、尺宽系数 由文献【1】表12.13，取

（3）、接触疲劳极限 由文献【1】图12.17c

取z=5根

计 算 及 说明 结 果

由文献【1】由表12.16，取

（4）、确定中心距

3、配凑中心距

取 合适

（1）、核算

由文献【1】表12.3取 ；

（2）、验算

所以取

4、接触强度校核

（1）、圆周速度V

（2）、精度等级 由表12.6知：选8级精度

（3）、使用系数 由表12.9知：

（4）、动载系数 由图12.9知： =1.12

（5）、齿间载荷分配系数 由表12.10知，先求：

8级精度

=1.12

计 算 及 说明 结 果

由上所得：

（6）、齿向载荷分布系数 由文献【1】表12、11

(7)、载荷系数

（8）、弹性系数 由文献【1】表12、12

（9）、节点区域系数 由文献【1】图12、16

（10）、重合度系数

（11）、螺旋角系数

（12）、接触最小安全系数

（13）、总工作时间

（14）、应力循环次数

=1.708

=2.114

=3.822

=

=2.06

=1.48273

=3.989

=0.765

=0.988

计 算 及 说明 结 果

（15）、接触寿命系数 由文献【1】图12、18

（16）、许用接触应力 及验算

计算结果表明，接触疲劳强度足够

5、弯曲疲劳强度验算

（1）、齿数系数

（2）、应力修正系数

（3）、重合度系数

（4）、螺旋角系数

（5）齿间载荷分配系数

=

=0.69

=0.897

计 算 及 说明 结 果

（6）、齿向载荷分布系数

（7）、载荷系数

（8）、弯曲疲劳极限 由图12、13c得

（9）、弯曲最小安全系数

（10）、应力循环系数

（11）、弯曲寿命系数

（12）、尺寸系数

（13）、许用弯曲应力

（14）、验算

6、几何尺寸计算

K=3.71

=367MPa

=350MPa

=154MPa

=149MPa

计 算 及 说明 结 果

（四）、中间轴齿轮的设计与校核

1、选材 根据文献【1】表12.7知 选小齿轮：40Cr，调质处理

选大齿轮：45钢，调质处理

2、初步计算

（1）、转矩

（2）、尺宽系数 由文献【1】表12.13，取

（3）、接触疲劳极限 由文献【1】图12.17c

由文献【1】由表12.16，取

（4）、确定中心距

3、配凑中心距

取 合适

（1）、核算

由文献【1】表12.3取

计 算 及 说明 结 果

（2）、验算

所以取

4、接触强度校核

（1）、圆周速度V

（2）、精度等级 由表12.6知：选8级精度

（3）、使用系数 由表12.9知：

（4）、动载系数 由图12.9知： =1.10

（5）、齿间载荷分配系数 由表12.10知，先求：

（6）、齿向载荷分布系数 由文献【1】表12、11

(7)、载荷系数

（8）、弹性系数 由文献【1】表12、12

8级精度

=1.10

=1.4

=1.703

=2.00

=3.703

=

=1.51

=3.14

计 算 及 说明 结 果

（9）、节点区域系数 由文献【1】图12、16

（10）、重合度系数

（11）、螺旋角系数

（12）、接触最小安全系数

（13）、总工作时间

（14）、应力循环次数

（15）、接触寿命系数 由文献【1】图12、18

（16）、许用接触应力 及验算

计算结果表明，接触疲劳强度足够

5、弯曲疲劳强度验算

（1）、齿数系数

（2）、应力修正系数

=0.766

=0.989

=

计 算 及 说明 结 果

（3）、重合度系数

（4）、螺旋角系数

（5）齿间载荷分配系数

（6）、齿向载荷分布系数

（7）、载荷系数

（8）、弯曲疲劳极限 由图12、13c得

（9）、弯曲最小安全系数

（10）、应力循环系数

（11）、弯曲寿命系数

（12）、尺寸系数

（13）、许用弯曲应力

=0.694

=0.9

K=3.14

=367MPa

=350MPa

计 算 及 说明 结 果

（14）、验算

6、几何尺寸计算

（五）、高速轴的设计与校核

1、选 材

C=102

2、初估直径 轴上有单个键槽，轴径应增加3％ 所以 27.66×（1＋3％）＝28.49㎜ 圆整取d=30㎜

3、结构设计 由文献【1】得初估轴得尺寸如下：

4、强度校核

（1）、确定力点与支反力与求轴上作用力（图示附后）

（2）、齿轮上作用力

=171MPa

=165MPa

（3）、水平支反力 从上到下第二幅图

（4）、垂直面内的支反力 从上到下第四幅图

（5）、绘水平弯矩图 第三幅图，最高点弯矩为：

（6）、求垂直弯矩并绘垂直弯矩图 第五幅图，从左往右的突出点弯矩分别为： 291020N•㎜

168177N•㎜，117150N•㎜

（7）、合成弯矩图 第六幅图 从左往右的突出点的弯矩分别为： 295772N•㎜，259900N•㎜

286544N•㎜

（8）、绘扭矩图 第七幅图

（9）、求当量弯矩

计 算 及 说明 结 果

（10）、确定危险截面校核轴径尺寸，危险截面I，危险截面II

（六）、高速轴轴承校核

1、选轴承 根据文献【1】附录表18.1可得轴承的型号为：6208。其中轴承参数为：

D＝80mm；B＝18mm；Cr＝29.5KN；Cor＝18.0KN

（七）、中间轴的设计与强度校核

1、选 材

C=112

2、初估直径 圆整d=50㎜

计 算 及 说明 结 果

3、结构设计 由文献【1】得初估轴得尺寸如下：

4、强度校核

（1）、确定力点与支反力与求轴上作用力（图示附后）

（2）、齿轮上作用力

（3）、水平支反力 从上到下第二幅图

（4）、垂直面内的支反力 从上到下第四幅图

（5）、绘水平弯矩图 第三幅图；（如下所示）

（6）、求垂直弯矩并绘垂直弯矩图 第五幅图（如下所示）

（7）、合成弯矩图 第六幅图（如下所示）

（8）、绘扭矩图 第七幅图 （如下所示）

（9）、求当量弯矩

（10）、确定危险截面校核轴径尺寸，危险截面A，危险截面B

计 算 及 说明 结 果

（八）、中间轴轴承校核

1、选轴承 根据文献【1】表18.1可得轴承的型号为：6310。D＝110mm

B＝27mm；Cr＝61.8KN；Cor＝38KN

说明书在此如要图，请回复留言！

产品描述：滚筒输送机的结构形式，按驱动方式可分为动力滚筒输送机，无动力滚筒输送机，积放式滚筒输送机。按线体形式可分为水平滚筒输送机、倾斜滚筒输送机和转弯滚筒输送机。还可按客户要求特殊设计，以满足各类客户的要求

产品信息

名称 指标与参数

线体长度 按客户工艺需要选定

线体宽度 按客户工艺需要选定

运送动力 "套滚筒子链"

滚筒间距 按客户工艺需要选定

工作面高度 推选值

工作面高度(H2) 750mm+-25mm(推选值)

运行速度 推荐：机械固定式、电磁调速式、变频调速式

运行方式 连续、节拍

适用范围 机电、家电的产品装配、输送、包装

滚筒输送机适用于底部是平面的物品输送，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。

滚筒输送机的结构形式，按驱动方式可分为动力滚筒输送机，无动力滚筒输送机，积放式滚筒输送机。按线体形式可分为水平滚筒输送机、倾斜滚筒输送机和转弯滚筒输送机。还可按客户要求特殊设计，以满足各类客户的要求。

滚筒输送机之间易于衔接过滤，可用多条滚筒线及其它输送设备或专机组成复杂的物流输送系统，完成多方面的工艺需要。可采用积放滚筒实现物料的堆积输送。动力滚筒输送线设计时应考虑链条抗拉强度，单线不宜太长；

滚筒输送机的结构主要由传动滚筒、机架、支架、驱动部等部分组成。

线体材质按形式分为：铝型材结构、钢架结构、不锈钢结构等。

滚筒材质分为：金属滚筒（碳钢和不锈钢）、塑料滚筒等。

驱动方式：减速电机驱动、电动滚筒驱动；

传动方式：单链轮、双链轮、O型皮带、平面摩擦传动带、多楔带等；

角度：30度-180度；

滚筒输送机具有输送量大，速度快，运转轻快，能够实现多品种共线分流输送的特点。

滚筒式输送机适用于各种成件物品连续输送、积存、分检、包装等各种需要，广泛用于机电、汽车、拖拉机、摩托车、轻工、家电、化工、食品、邮电等行业。