机械毕业设计（论文）-驱动式滚筒运输机优化设计（全套图纸）.pdf

梧 州 学 院 毕 业 论 文 论文题目 驱动式滚筒输送机优化设计 学 院 机电工程学院 专 业 班 级 学 号 学生姓名 指导教师（签名） 完成时间 2015 年 12 月 梧州学院 学士学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所 取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容之外，本论文不包含 任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究内容做出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本 声明的后果由本人承担。 论文作者签名： 日期： I 摘要 本文是关于驱动式滚筒输送机的优化设计，首先对驱动式滚筒输送机作了简单的概 述；接着分析了驱动式滚筒输送机的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计 算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的输送机各主要零部件进行 了校核。最后简单的说明了输送机的安装与维护。目前，驱动式滚筒输送机正朝着长距 离，高速度，低摩擦的方向发展。在驱动式滚筒输送机的设计、制造以及应用方面,目 前我国与国外先进水平相比仍有较大差距,国内在设计制造驱动式滚筒输送机过程中存 在着很多不足。 对于驱动式滚筒输送机的优化设计，通过对比对照，对传统的驱动式滚筒输 送机的结构进行了改进和优化，使得此种类型的驱动式滚筒输送机的使用范围更 广泛，更加灵活，并且对今后的选型设计工作有一定的参考价值。 关键词：驱动式滚筒输送机；设计；传统；参考 全套图纸，加全套图纸，加153893706 II II The Optimum Design of Drive Roller Conveyer Abstract This graduation design is about the optimum design of the roller conveyor drive first driven roller conveyor has been made a brief overview; then drive roller conveyor has been analyzed the selection principle and the calculation method; and has been calculated based on these design criteria and selection method in accordance with the given parameters requirements for selection design; then the conveyor main parts has been checked. The conveyor has been a simple description of the installation and maintenance. At present, the driving roller conveyor has been towards long distance, high speed, low friction direction. The driving drum of belt conveyor is designed and manufacture and application, at present our country and the overseas advanced level compared to still have a large gap, domestically driven roller conveyor has been in the design and manufacturing process exists many problems. Driven roller conveyor has been the design, optimization design, has been adopted compared with the control, the drive traditional roller conveyor structure has been improved and optimized, this type of drive roller conveyor has been made more widely, more flexible, and has been for future design and selection have been to have certain reference value. Key words：Driving roller type conveyer optimal; Design; Transport; selection III 目录 第一章 课题研究的内容 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 1.1 驱动式滚筒输送机的发展概况 . 1 1.2 驱动式滚筒输送机的应用 . 3 1.3 驱动式滚筒输送机的发展方向 . 4 1.4 研究的目的和意义 . 6 第二章 机械传动部分的选型计算 . 7 2.1 电机的选型计算 . 8 2.2 链传动的选型计算 . 10 2.3 带及带速的选择 . 14 2.4.输送机宽度的计算 . 15 第三章 驱动式滚筒输送机的优化设计 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.1 驱动式滚筒输送机的方案布局图的确定 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.2 驱动式滚筒输送机的工作原理 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.3 驱动式滚筒输送机主体结构的优化 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.3.1 滚筒输送机传动方式的优化设计 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.3.2 滚筒输送机整体-个体可分解式优化设计 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 第四章 各重要组成部分的强度校核 . 21 4.1 槽钢侧板的强度校核 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 4.2 轴承强度的校核 . 23 结论 . 25 参考文献 . 26 致谢 . 27 1 第一章 课题研究的内容 1.1 驱动式滚筒输送机的发展概况 随着世界装备制造业向中国转移及我国驱动式滚筒输送机产品的技术进步， 中国成为世界上最大的驱动式滚筒输送机产品研发和制造基地指日可待， 5 年后我 国驱动式滚筒输送机全球市场占有率将达到 50%左右。下游产业的发展和技术进 步，要求为其配套的橡胶输送机行业更快地与国际接轨，采用国际先进标准、不 断提高产品质量、开发低阻力节能型输送机、加强技术服务，成为下游产业的迫 切要求。 驱动式滚筒输送机作为大宗物料连续输送设备，广泛应用于大型板材加工工 厂、港口码头以及火电、钢铁、有色、建材、化工、粮食等行业，是现代工业和 现代物流业不可或缺的重要技术装备。上世纪 80 年代初，我国驱动式滚筒输送机 行业只能生产 TD75 型驱动式滚筒输送机，因而配套棉帆布输送机即可满足要求， 但当时国家重点工程项目中驱动式滚筒输送机产品却都是从国外进口。80 年代中 期，我国驱动式滚筒输送机行业开始引进国外先进技术和专用制造设备，设计制 造水平有了质的提高，并逐渐替代进口产品。近年来，我国驱动式滚筒输送机总 体上已经达到国际先进水平，除满足国内项目建设的需求外，已经开始批量出口， 其设计制造能力、产品性能和产品质量得到了国际市场的认可。而输送机作为承 载和牵引构件，是驱动式滚筒输送机中的主要部件之一，因此必须满足国内大型 项目及国际更高标准的要求。目前驱动式滚筒输送机发展的重点产品包括长距离、 大运量、高带速驱动式滚筒输送机，水平及空间曲线越野驱动式滚筒输送机，露 天矿用移置式驱动式滚筒输送机，大型下运驱动式滚筒输送机，自移机尾可伸缩 驱动式滚筒输送机，滚筒输送机，大倾角上运驱动式滚筒输送机，钢丝绳牵引驱 动式滚筒输送机。重点研发的核心技术包括驱动式滚筒输送机动态分析设计技术， 智能化可控驱动系统研发，物料转载点新型耐磨材料研制，钢结构优化设计技术 以及带式输送系统节能技术、环保技术和散料输送系统集成及工程设计技术等。 2 首先是它运行可靠。在许多需要连续运行的重要的生产单位，如木材加工厂 木板的输送，水泥袋的输送，以及港口内船舶装卸等均采用驱动式滚筒输送机。 如在这些场合停机，其损失是巨大的。必要时，驱动式滚筒输送机可以一班接一 班地连续工作。驱动式滚筒输送机动力消耗低。由于物料与输送机几乎无相对移 动，不仅使运行阻力小（约为刮板输送机的 1/3- 1/5），而且对货载的磨损和破碎 均小，生产率高。这些均有利于降低生产成本。驱动式滚筒输送机的输送线路适 应性强又灵活。线路长度根据需要而定短则几米，长可达 10km 以上。可以安装 在小型隧道内，也可以架设在地面交通混乱和危险地区的上空。根据工艺流程的 要求，驱动式滚筒输送机能非常灵活地从一点或多点受料也可以向多点或几个 区段卸料。当同时在几个点向输送机上加料（如选煤厂煤仓下的输送机）或沿驱 动式滚筒输送机长度方向上的任一点通过均匀给料设备向输送机给料时，驱动式 滚筒输送机就成为一条主要输送干线。驱动式滚筒输送机可以在贮煤场料堆下面 的巷道里取料，需要时，还能把各堆不同的物料进行混合。物料可简单地从输送 机头部卸出，也可通过犁式卸料器或移动卸料车在输送机长度方向的任一点卸料。 波状挡边驱动式滚筒输送机技术在连续卸船机上的应用迅速发展，芬兰 Kone 公司、 德国 Koch 公司、瑞士 Buhler 公司生产的连续卸船机均成功应用了其提升与输送技术， 特别是日本的日立公司、石川岛公司及三菱公司等生产的散粮连续卸船机。其垂直提升 机和水平输送采用同一条输送机完成，更加展现了波状挡边输送机技术的巨大优势。 驱动式滚筒输送机，广泛应用于家电、电子、电器、机械、烟草、注塑、邮 电、印刷、食品等各行各业，物件的组装、检测、调试、包装及运输等。线体输 送可根据工艺要求选用：普通连续运行、节拍运行、变速运行等多种控制方式； 线体因地制宜选用：直线、弯道、斜坡等线体形式 输送设备包括：皮带输送机也 叫驱动式滚筒输送机或胶带输送机等，是组成有节奏的流水作业线所不可缺少的 经济型物流输送设备。皮带机按其输送能力可分为重型皮带机如矿用皮带输送机， 轻型皮带机如用在电子塑料，食品轻工，化工医药等行业。皮带输送机具有输送 能力强，输送距离远，结构简单易于维护，能方便地实行程序化控制和自动化操 作。运用输送机的连续或间歇运动来输送 100KG 以下的物品或粉状、颗状物品， 其运行高速、平稳，噪音低，并可以上下坡传送。 3 我国现在各行各业都处在飞速发展的阶段，迫切需要驱动式滚筒输送机行业能够 跟得上时代的发展， 工业的进步， 需要迅速地开发出一系列各种各样的波状挡边输送机， 从而来满足矿山开采等地方的需要。波状挡边驱动式滚筒输送机的开发能力的大小取决 于科研团队的实力和研发的高度，所以这些都迫切需要那些有能力有技术的科研人员全 身心地投入到驱动式滚筒输送机的研发中来，积极努力地开发创新驱动式滚筒输送机， 这对于当今社会的发展有着不可替代的意义。 1.2 驱动式滚筒输送机的应用 伴随着科学技术的发展，工业革命的紧迫感越来越明显，迫切需要我国驱动式滚筒 输送机行业能够向着高速，多元化的方向发展。其中，我国花费大量人力物力来对驱动 式滚筒输送机进行研究，和完善，制定了一系列针对驱动式滚筒输送机改进的策略，随 着时代的发展，科学的进步，驱动式滚筒输送机的发展将一如既往地进行，将会处在高 速发展的阶段,其具体发展趋势如下： (1) 未来的几年，驱动式滚筒输送机将会朝着大倾角，远距离的方向发展，这样就 能够多元化地适应各个地方，场合的应用，将克服以前输送高度不够高，倾角不够的大 的缺陷，从而能够很好地应用在各个需要驱动式滚筒输送机的场合。 (2) 将会改善驱动式滚筒输送机的结构，使驱动式滚筒输送机能够在不同的场合， 不同的环境下面使用，例如耐高温，耐潮湿等等场合，都可以使用改进后的驱动式滚筒 输送机，从而降低人工的繁杂以及能够很好地提高生产效率。 (3) 将会式驱动式滚筒输送机输送的产品多元化，而不是单一的输送单一的产品， 这样就能够很好地满足各个行也的需求，也能够让带式输送的应用领域进一步扩大，满 足各行各业的需求，从而推动时代的发展和工业的进步。 (4) 降低能量消耗以节约能源，已成为输送技术领域内科研工作的一个重要方面。 已将 1 吨物料输送 1 公里所消耗的能量作为输送机选型的重要指标之一。 (5) 减少各种输送机在作业时所产生的粉尘、噪声和排放的废气。随着国内贸易活 动的不断增加，驱动式滚筒输送机因作为一种输送量大、运行费用低、使用范围广、结 构简单、便于维护、能耗较小、使用成本低的输送设备而会得到更宽广的应用范围，市 场前景十分看好。 可以用于水平运输或倾斜运输，使用非常方便，广泛应用于现代化的各种工业企业 中，如：纸箱制造厂的纸箱成型输送线中。根据输送工艺要求，可以单台输送，也可多 4 台组成或与其他输送设备组成水平或倾斜的输送系统，以满足不同布置形式的作业线需 要。驱动式滚筒输送机主要由多个端点滚筒及紧套其上的闭合输送机组成。带动输送机 转动的滚筒称为驱动滚筒（传动滚筒）；另一个仅在于改变输送机运动方向的滚筒称为 改向滚筒。驱动滚筒由电动机通过减速器驱动，输送机依靠驱动滚筒与输送机之间的摩 擦力拖动。驱动滚筒一般都装在卸料端，以增大牵引力，有利于拖动。物料由喂料端喂 入，落在转动的输送机上，依靠输送机摩擦带动运送到卸料端卸出。 驱动式滚筒输送 机已成为整个生产环节中的重要设备之一。结构先进，适应性强，阻力小、寿命长、维 修方便、保护装置齐全是驱动式滚筒输送机显著的特点。 在驱动式滚筒输送机运行前，首先要确认带式输送机设备、人员、被输送物品均处 于安全完好的状态；其次检查各运动部位正常无异物，检查所有电气线路是否正常，正 常时才能将皮带输送机投入运行。最后要检查供电电压与设备额定电压的差别不超过 5%。 1.3 驱动式滚筒输送机的发展方向 当今社会，机械设备的发展日新月异，迫切需要不断开发新的机型来满足不同工况 的要求，驱动式滚筒输送机的发展也是如此。未来输送机的将向着大型化发展、扩大使 用范围、物料自动分拣、降低能量消耗、减少污染等方面发展。现今发展方向大致可以 归纳为： (1) 开发专用机型 驱动滚筒式输送机的应用场合很多，有时候受客观条件影响，在运输系统的布置 上经常会出现一些特殊要求，为了满足特殊要求，比如水平拐弯、大倾角（25）直至 垂直提升等,这些场合常规的驱动式滚筒输送机是无法胜任的。为了满足某些特殊要求， 应开发特殊型驱动式滚筒输送机,如弯曲驱动式滚筒输送机、大倾角或垂直提升输送机 等。 (2) 提高元部件性能和可靠性 整体设备的性能和可靠性主要取决于元部件的性能和可靠性，我国现在的驱动式 滚筒输送机的元部件基本上都是各自厂家生产，还没有出现专业化、大规模的元部件生 产厂家。除了进一步完善和提高现有元部件的性能和可靠性,还要不断研究新的技术和 开发新的元部件。 (3) 扩大功能 5 一机多用驱动式滚筒输送机是一种理想的连续运输设备，并且目前还不能完全发 挥其全部作用。可以将驱动式滚筒输送机结构作适当修改,采取一定的安全施，就可拓 展运人、运料或双向运输等功能,做到一机多用,使其发挥最大经济效益。 1.4 研究的目的和意义 目前的输送机虽然种类繁多,但是其中大多数类型的输送机仍然还有许多的不足。 比如: (1) 防尘等装置不够严密； (2) 输送范围不太小； (3) 不能适应多种场合环境，输送能力单一； (4) 寿命短； (5) 作业时会产生粉尘、噪声和排放废气； (6) 结构不够轻便灵活等。 这些不足对于某些固定加工短期没有多大影响,但是长远的角度看，这些不足对于 个人、对于企业、对于社会有着严重的危害。 所以本次设计以改进上述缺点中: (3) 不能适应多种场合环境，输送能力单一； (4) 寿命短； (6) 结构不够轻便灵活; 即改进中小型驱动式输送机机构，增强运输性能、灵活性、寿命等为目的。 本次的设计有助于增强输送机的整体运输能力，增强输送机的稳定性,从而促进工 厂持续稳定生产发展为意义。 6 第二章 机械传动部分的选型计算 2.1 电机的选型计算 已知整个输送机的总重量 150KG,其他重量 50KG，我们取总重量为 200Kg，物品移 动速度为 12r/min。即： mmlsrV NmgG 3 .33-6 .16min/21 200010200 = = 具体的电机设计计算如下: (1) 确定运行时间 本次设计加速时间 01 (t - t ) 60 = Vl l (2) 确定转速 Vl负载速度（m/min） 有速度可知每秒上升 50mm， 0.033 1.2=1.2 360 = ls 电机转速 电机 = Vl n PB 2 400 /min 0.005 电机 = Vl nr PB (3) 负载转矩 0.3 10 200 0.005 1.73 . 220.9 = B gMP TLN m (4) 电机转矩 启动转矩 1 2()2636.9(0.00032) 1.25 . 6060 1.2 + = S NM JMJLJM TN m t 必须转矩 7 ()2.36.=+=TMTLTS SN m S 为安全系数，这里取 1.0。 根据以上得出数据， 我们选用电机型号为 92BL-4015H1-LK-B， 此电机厂家为机电产 品。根据电机的特性曲线以及参数表如下： 8 根据计算和特性曲线以及电机基本参数表，我们选用电机型号为 92BL- 4015H1- LK- B，电机额定功率为 0.4KW，额定转矩为 2.6N.m，最大转矩为 5.2N.m，额定转速为 3000r/min。电机大致图如下： 2.2 链传动的选型计算 已知 p=0.5KW，小链轮的转速 n1=720r/min，传动比 i=2.8，载荷平稳，两班 工作制，两链轮中心距 a=500600mm 范围，中心距可调，两轮中心连线与水平 面夹角近于 35o，小链轮孔径 dk=40; 计算： （1）小链轮齿数 z1 z1=29- 2i=29- 2*2.8=23.4 取整数 z1=23 i 12 23 34 45 56 6 z1 3127 2725 2523 2321 2117 1715 优先选用齿数：17，19，21，23，25，38，57，76， 95，114 9 z1、z2 取奇数，则链条节数为偶数时，可使链条和链轮轮齿磨损均匀。在高速 或有冲击载荷的情况下，小链轮齿最小应有 25 齿。 （2）大链轮齿数 z2 Z2=iz1=2.8*23=64.4 取整 z2=65 （3）实际传动比 i= 83 . 2 23 65 1 2 = z z （4）设计功率KaXPPd= Z1=Z2 工况系数，查表 5.4- 3 Ka=1， KWKAPPd4 . 0= （5）单排链条传递功率 KzXKa Pd Pa= ，查表 5.4- 4 和 5.4- 5，齿数系数 23. 1=Kz ，排数 系数 1=排K 123 . 1 10 X d Pa = =0.4kw （6）链节距 p 根据 Pa=0.4kw，n1=720r/min，查图 5.4- 1 功率曲线和 n1 确定的点，应在 所选型号链的功率曲线下方附近 （不超过直线） 。 结果为 10A， 节距 p=15.875mm， （7）验算小链轮轴直径 链轮中心孔最大许用直径 4065 =d （8）初定中心距 pa5030= 为优，无张紧轮时取 pa 25 i 4 4 0.2z1（i+1）p 0.33z1(i- 1)p pa80max0= mmXpa 6 . 555875.1535350= 10 （9）确定链条节数 0 2 ) 12 ( 2 2102 a p z zzzz p a Lp + + += =115.3 取 116=Lp ; （10）链条长度 （11）计算（理论）中心距 当 21 zz 时， kazzLppa) 212(= 当 21 zz 时， ZL p a= 2 查表 5.4- 9，若有必要可使用插值 24559. 0=Ka (12)实际中心距 a aaa= (13)链速sm X XX X nzpz V/38 . 4 100060 875.1572023 100060 1 = (14)有效圆周率N X p F V 1 . 2283 101000 1000 38 . 4 = (15)作用在轴上的力 F 水平或倾斜的传动KaFaF 2 . 115 . 1 接近垂直的传动 KaFaF05. 1 Ka 工况系数，见表 5.4- 3 F=1.212283.1=2739.7N; (16)润滑方式。 (17)链条标记：10A- 1- 116 GB 1243- 1997; 1 表示排数，116 表示节数 (18)链轮的几何尺寸 11 1) 滚子直径 p=15.875mm 2）齿顶圆 对于三圆弧- 直线齿形072.124 23 180 tan 1 54 . 0 =+= pda 小链轮齿顶圆072.124 23 180 tan 1 54 . 0 =+= pdamm，取整 124mm; 大链轮齿顶圆773.336 65 180 tan 1 54 . 0 875.15=+= da，取整 337mm; 3)齿根圆直径 df=d- d1； 小链轮齿根圆直径 df=d- d1；= 116.585- 10.16=106.425mm，取 106.43mm; 大链轮齿根圆直径 df=d- d1；= 328.584- 10.16=318.424mm，取 318.42 mm; 4)节距多变形以上的齿高 ha=0.27p=0.2715.875=4.286mm （对于三圆弧- 直线齿 形） 5)最大齿根距 奇数齿1 90 cosd z dLz= 。 偶数齿 1dddfLz= 小链轮mmLz153.10616.10 23 90 cos585.116=; 大链轮mmLz328.31816.10 65 90 cos584.328= 6)轴凸缘直径 76 . 0 04 . 1 180 cothz z pdf 。 12 小链轮 76 . 0 09.1504. 1 23 180 cot875.15Xdf 。 =99.045mm; 大链轮 746.31176 . 0 09.1504. 1 65 180 cot875.15=Xdf 。 7)轮毂厚度 h d dk Kh01 . 0 6 +=，dk孔的直径 d 150 K 3.2 4.8 6.4 9.5 小链轮232.14585.11601 . 0 6 40 4 . 6=+=Xh取整 14mm 大链轮7858.22584.32801 . 0 6 60 5 . 9=+=Xh取整数 22mm 8)轮毂长度 l l=3.3h HL6 . 2min= 小链轮 l=3.314=46.2mm，取整 46mm 大链轮 l=3.322=72.6mm，取整 72mm 9)轮毂直径 hk d k d 2+ = 小链轮 2440+= k d =68mm 大链轮 4460+= k d =104mm 10)齿宽bf 单排 b 单=0.959.4=8.93mm 11)齿侧半径 pr mmr 20= 12)倒角宽 0637. 2875.1513. 0=Xa b ,取 2.1mm 13)倒角深 h=0.5p=0.515.875=7.9375mm 13 14)齿侧凸缘圆角半径 Pra01 . 0 = =0.635mm (9)链轮公差 1)齿根圆直径和量柱测量距极限偏差 项 目 极限偏差 孔径 H8 齿顶圆 h11 齿根圆直径极限偏差 h11 齿宽 h14 量柱测量距极限偏 差 h11 小链轮齿根圆直径 1dddf= = 116.585- 10.16=106.425mm，取 106.43mm; 大链轮齿根圆直径 1dddf= = 328.584- 10.16=318.424mm，取 318.42 mm; 小链轮量柱测量距 0 25. 0 47.1261147.12616.10 23 90 cos585.116 =+=hMr 。 大链轮量柱测量距 0 36 . 0 65.3381165.33816.10 65 90 cos584.328 =+=hMr 。 2)径向圆跳动 小链轮径向圆跳动 =min0.0008df+0.008,0.76=0.0008106.43+0.008=0.093144 端面跳动=min0.0009df+0.008,1.14; 14 2.2.1 输送机宽度的确定 已知，B=SQRT(Q/（k*v*c*）； Q=100t/h； 端面系数 k=360； 物料容重 =0.90t/ 3 m； 皮带速度 v=1.5m/s； 倾角系数 c=0.91； 速度系数 =1.00； 将以上各数值代入计算式， 得： B=0.521m 根据计算和设计经验， 选取 B=1000mm 的宽度，满足系统工况要求。 第三章 驱动式滚筒输送机的优化设计 3.1 驱动式滚筒输送机的方案布局图的确定 驱动式滚筒输送机通过三相电机带动链轮传动驱动主动滚筒带动整个输送机运转， 主要由驱动装置，主动滚筒，被动滚筒，过渡滚筒，张紧装置以及机架等等部分组成， 本次设计的驱动式滚筒输送机的方案布局图与结构如下图 3- 1 所示： 图 3- 1 驱动式滚筒输送机方案布局图 3.2 驱动式滚筒输送机的工作原理 15 驱动装置是整个输送机的核心部分，通过电机带动链条传动从而带动主动滚筒转 动，主动滚筒与输送机在链条连接的作用下带动输送机运行，从而带动输送机上面的物 料运行。 整条输送机通过张紧滚筒预紧， 通过过渡滚筒保证输送机始终往一个方向运行。 其中，机架以及支腿起到了支撑和加固输送线的作用。 3.3 驱动式滚筒输送机主体结构的优化 3.3.1 滚筒输送机传动方式的优化设计 传统的滚筒输送机一般都是通过一个动力装置提供动力从而带动整个输送机运行， 这样的结构只能当做一个整体来进行物品的运输作业，在某些特定的场合，这种输送机 并不能适用，而本次设计的驱动是滚筒输送机就很好地解决了这个问题，每个输送段都 采用单独的电机驱动，并且通过链条传动的方式驱动单个输送机的运行，我们知道，链 条传动适合长距离传动，运行平稳，噪音小，并且成本低廉，广泛应用于各个传动场合。 传统的输送机的驱动形式和优化后的驱动形式分别如下图 3- 1，3- 2 所示： 3- 1 传统的单动力输出的输送机 3- 2 优化后的多动力输出的输送机 3.3.2 滚筒输送机整体-个体可分解式优化设计 在输送机工业，通常都是采用整体式机架做成的驱动式滚筒输送机的结构较多， 在一些露天场合，这种结构很方便也很实用，但对于某些特定场合，特别是需要“一机 多用”的场合，这种类型的输送机因为占地面积大，从而不能适用于这些场合。而本次 设计开发的新型“整体- 分离式”驱动式滚筒输送机就很好地解决了这个问题。这种类 型的输送机可以当做一个整体使用，也可以做成一段段地单独使用，从真正意义上实现 16 了一机多用的理念，不论是那种露天开放式的需要运送物品的场合还是那种室内需要输 送物品的场合，这种类型的输送机都能够胜任工作。其中整体式驱动式滚筒输送机和优 化后的”整体- 分离式”驱动式滚筒输送机分别如图”3.3，3.4 所示。 3.3 整体式驱动滚筒式输送机 3.4“整体- 分离式”驱动滚筒输送机 第四章 各重要组成部分的强度校核 4.1 槽钢侧板的强度校核 槽钢的选择根据整条输送带上面的所有滚筒，物料的重量来定，槽钢机架受 力分析得出，由分析得出底座在平衡状态下只受地面对其的支撑力和在其表面上 物体所给的压力，即物料和输送带滚筒以及轴承等等给的压力为 G(输送带滚筒重 量)+G（零部件重量）=20000N+10000N=30000N; 根据槽钢承载力计算公式： M=Pac/L(M：弯矩，P 集中力，a 集中力距支座距离，c 集中力距另一支座距离，L 跨度，L=a+c) b hhh W= 12 （仅用于截面) f=M/W材料的许用应力 （弹性抗拉强度/安全系数） 。 17 M=Pac/L=11960 xL，本次设计初定 L 为 1000mm;则 M=13456N.M b hhh W= 12 ，初定槽钢为 100 x75x3。计算 W 得出 2 10.42cm 46 2 M13456 f=1212.35 10a=12.12 10a W10.42cm 由于 N PP 折算后位 270Mpa 查的普通碳素结构钢 Q235A 的抗拉强度为 375500Mpa，由于 270Mpa 远远小 于 375Mpa，所以初定槽钢满足要求。 4.2 轴承强度的校核 根据条件，轴承预计寿命 163658=48720 小时； 计算输入轴承 （1）已知 n=458.2r/min 两轴承径向反力：FR1=FR2=500.2N ； 初先两轴承为角接触球轴承 7206AC 型。根据轴承内部轴向力计算公式 FS=0.63FR 得 FS1=FS2=0.63FR1=315.1N ； (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=315.1N FA2=FS2=315.1N； (4)计算当量载荷 P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5(1500.2+0)=750.3N; P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5(1500.2+0)=750.3N; P1=P2 故取 P=750.3N； 角接触球轴承 =3 ； 轴承运动和换向时承受过大的冲击负荷，或当轴承静止时，由于机器振动等 因素都会使接触处形成凹坑。外界硬粒进入轴承内，也可在接触表面形成压痕， 这种永久变形量超过一定限度，就会防碍直线运动平稳性，引起振动和噪音，振 动会进一步冲击凹坑周围材料，造成恶性循环，使凹坑面积扩大，这种永久变形 量用基本额定静载荷限定。钢球和套圈接触点两者永久变形量之和等于钢球直径 的万分之一时的静载荷，定义为基本额定静载荷 C0。 轴承使用时，冲击力很难测定，常用选取适当的静载荷安全系统来保证轴承 静载荷不超过基本额定静载荷。选型时使轴承承受的静载荷 P0 =C0/FS，不受振 18 动和冲击场合振动和冲击工作场合 FS 取 2.07.0。 轴承由于反复承受工作载荷，首先在表面下一定深度处，强度较弱部分形成 裂纹，继而发展到接触表面，使金属成片状剥落下来，这种剥落称为疲劳剥落。 在安装、润滑、密封正常的情况下，绝大多数轴承的破坏是疲劳破坏，一般所说 的轴承寿命就是指轴承的疲劳寿命。直线轴承额定寿命规定为 5 万米，通过限定 基本额定动载荷 C 来保证。由于轴承寿命具有分散性，即同一批材料、相同工艺 生产、相同使用条件下的轴承寿命不相同，所以轴承基本额定动载荷 C 定义为一 批相同的轴承在相同条件下运行 5 万米，轴承不生任何疲劳剥落现象所能承受的 动载荷。 19 结论 通过这次毕业设计，使我充分深刻学习了设计方法和步骤，不仅复习了以前 所学的知识，而且还有很多新的收获。在设计与绘制的过程中使用找到的资料或 图纸设计，会遇到不清楚的作业，老师和学生都能给予及时的指导，确保设计进 度，本文所设计的是 20 吨驱动式滚筒输送机的优化设计，通过初期的定题，查资 料和开始正式做毕设，让我系统地了解到了所学知识的重要性，从而让我更加深 刻地体会到做一门学问不易，需要不断钻研，不断进取才可要做的好，总之，本 设计完成了老师和同学的帮助下，在大学研究的最感谢帮助过我的老师和同学， 是大家的帮助才使我的论文得以通过。 通过此次设计，又一次提升了运用三维软 件的水平，并吸收了不少经验，总结为一下几点。 有零件图纸作图与空想设计作图不同，零件尺寸已经给出，作图时先不考虑 尺寸是否真的合适，根据尺寸作出零件的三维图，但到装配时必须要考虑尺寸是 否合适，由于 AutoCAD 图纸效果不好，导致尺寸会有出错，甚至有出现欠定义尺 寸，所以，此时必须通过配合后在衡量尺寸，再进行修改，直到满足配合要求。 工具集的确方便了作图，通过选择零件类型，输入数据，就能生成出标准零 件，但有时需要用到的零件在工具集上也未必能找到，所以此时要随机应变，运 用其他零件代替并通过修改或添加零件使其满足要求。 作三维图时要灵活变通，解决问题的方法总比问题多，当一种方法不能正常 作图时，试试另一种方法，这不但能完成零件制作，同时也可以培养出更好的作 图思路，和打破规矩的新想法。 规则的零件，要学会使用一些能够节省时间的命令，如镜向，阵列等，“能 省则省”。 关于装配，曾经带给我很大的阻碍，花了很多时间才弄清原因所在。在一可 活动子装配体上，即使活动范围会产生干涉，也不能对其设定活动范围，如高级 配合里的距离范围，和角度范围，即使在该活动范围并不影响父配体，也不可设 定。因为一旦设定范围后，在父装配体上会将子装配体视为完全定义的模型，这 样会对子装配体之间的配合产生矛盾，将不能完成装配。 看懂图是作图的首要任务，看图就是了解零件的工具，没有工具则无法制出 零件，所以画图不能急于下笔，想透了零件的结构，想透图中的虚实线，这才是 高效作图的重中之重。进行零件建模前，一般应进行深入的特征分析，搞清零件 是由那几个特征组成，明确各个特征的形状，他们之间的相对位置和表面连接关 系，然后按照特征的主次关系，按一定的顺序进行建模。一个复杂的零件，可能 是许多个简单特征经过相互之间的叠加、切除或相交组成。所以零件建模时，特 征的生成顺序十分重要，不同的建模过程虽然可以构造出同样的实体零件，但其 20 造型过程及实体的构型结构却直接影响到实体模型的稳定性、可修改性、可理解 性及实体模型的应用。 尤其在二维图纸上，我们能看到的只是零件的平面图，而内部特征则以虚线 给予表示，另外还有零件的相贯线，这表示了各个特征相交时出现线段。在零件 的草图绘制过程中，必须要选好第一个草绘平面，这很关键，这个平面决定了往 后建模的所用到的命令，简单的说，一个圆柱可以作一个圆形然后拉伸，也可以 作一个长方体旋转，虽然他们的结果都一样，但所用的草绘平面和命令就截然不 同。如果我们要的是一条轴，那我们就应该选择第二种方法为