毕业设计论文-偏心升降滚床的结构设计

1、摘要本文研究的是一种可以实现偏心升降滚床，该滚床滚床输送线是车间物流生产线中的 一种装用输送设备，结构简单紧凑，形式多样，在物流输送领域有着广泛的应用。而偏心 升降滚床，利用偏心结构实现滚床在较小高度范围内升降，实现不同高度线体间工件的移 动，更进一步扩展了滚床输送线的应用范围。本文首先对滚床设备进行了概述，对滚床的研究情况进行深入探索，完成对包括电机 功率计算及选型、带传动设计计算、驱动轴的设计计算、辊子梁刚度计算、滚轮接触强度 计算、轴承、键、联轴器的选用等。关键词： 偏心升降滚床，偏心，升降滚床AbstractThis paper is a study of the eccentric

2、lifting roller machine can be realized, the roller of roller conveyor line workshop logistics production line in a loading conveyor equipment, simple and compact structure, formal diversity, in logistics transportation is widely applied to the field. While the eccentric lifting roller machine, use o

3、f eccentric structure to realize rolling machine in a smaller range of height of lifting, different heights line body movement of the workpiece, further expanded the application range of roller conveyor line.This paper firstly rolling equipment are introduced, the model of complete in-depth explorat

4、ion, including motor power calculation and selection of design and calculation, belt drive, drive shaft design, roller, roller beam stiffness calculation of contact strength calculation, bearings, couplings, key selection.Key words: eccentric lifting roller machine, eccentric, lifting roller machine

5、全套设计请加 197216396 或401339828理 偏心升降滚床的结构设计（全妾含CAD图纸）-360压缩3.2正式版文件 援作 3 耕助添加 解压到一務圧歴除仑 1=1 ：三曰 偏心升降滚床的结构设计（全套含CAD图纸）.rar醍包大小为15.0 MB名称画后趣丄一（上级目录）文件夹外文翻译文険也毕业i第说明书.doc2.2 MB1.1 MBMicrosoft Word选传咖dwg333.3 KB296.4 KBAutoCAD 图形遇导向轮组件（2）.dwg327.6 KB290.8 KBAutoCAD 图形遇导向鸵组件dwg331.8 KB294.9 KBAutoCAD 囹形选瞬暗板

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7、Word這偏1刑粽置.dwg544.9 KB490.7 KBAutoCAD 圏形殳.驱动装.dwg332.1 KB294.9 KBAutoCAD 图形酉戲书.doc41.5 KB10.4 KBMicrosoft Word乞升降帝轮B.dwg350.5 KB312.4 KBAutoCAD 图形卞升降电机帝抡A.dwg340.1 KB303.1 KBAutoCAD 囹形违升降舷.dwg544.9 KB491.0 KBAutoCAD 图形遇升降驱丈运dwg325.1 KB288.4 KBAutoCAD 图形违销轴A.dwg330.4 KB293.1 KBAutoCAD 圏形遇铠轴B.dwg326.6

8、 KB289.5 KBAutoCAD 图形汽支磁组件.dwg327.6 KB290.7 KBAutoCAD 囹形咲装SB图dwg544.9 KB492.4 KBAutoCAD 图形I*4（匕 I II IIC：33：CE：I：ll i：ulE iiroiiiiE! IIIZMKilMill inn1 1 Hir rS目录摘 要 IABSTRACT II目 录 V1 绪论 11.1 国内外研究现状 11.2 国内外发展趋势 11.3 课题来源及选题依据 21.4 本课题的研究内容和所需解决的问题 22 偏心升降滚床总体方案设计 32.1 偏心升降滚床的组成原理 32.2 偏心升降滚床的设计要求

9、32.3 拟定偏心升降滚床设计参数 32.4 偏心升降滚床传动机构的选择 42.4.1 常见机构的特点和应用 42.4.2 传动机构的确定 52.4.3 偏心升降滚床传动原理 52.5 偏心升降滚床总体设计方案 63 偏心升降滚床的参数计算 83.1 同步带的概述 83.1.1 同步带介绍 83.1.2 同步带的特点 83.1.3 同步带传动的主要失效形式 93.1.4 同步带传动的设计准则 103.1.5 同步带分类 113.2 减速电机介绍 113.3 滚床电机的选取 123.4 同步带传动计算（滚床部分） 143.4.1 同步带计算选型 143.4.2 同步带的主要参数（结构部分） 16

10、3.4.3 同步带的设计 183.4.4 同步带轮的设计 193.5 偏心升降装置电机计算选型 193.6 同步带传动计算（偏心升降部分） 203.6.1 同步带设计计算选型 203.6.2 带轮的结构设计 233.7 滚床驱动轴的计算 243.8 滚床滚轮接触强度的计算 29293.9 轴承的选型及校核4 结论与展望 32结论 错误！未定义书签。致 谢 33参考文献 341 绪论1.1 国内外研究现状目前输送机已广泛应用于国民经经济各个部门， 近年来在露天矿和地下矿的联合运 输系统中输送机又成为重要的组成部分。主要有：钢绳芯输送机、钢绳牵引胶带输送机和 排弃场的连续输送设施等。 这些输送机的

11、特点是输送能力大， 适用范围广 （可运送矿石， 煤 炭，岩石和各种粉状物料，特定条件下也可以运人 ），安全可靠，自动化程度高，设备维护 检修容易，爬坡能力大，经营费用低，由于缩短运输距离可节省基建投资。目前，输送机的发展趋势是：大运输能力、大带宽、大倾角、增加单机长度和水平转 弯，合理使用胶带张力，降低物料输送能耗，清理胶带的最佳方法等。我国已于 1978 年 完成了钢绳芯输送机的定型设计。国外输送机技术的发展很快，其主要表现在 2 个方面： 一方面是输送机的功能多元 化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状输送机、空间转弯输送机等各种机型；另 一方面是输送机本身的技术与装备有了巨大的发展，

12、尤其是长距离、大运量、高带速等大 型输送机已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用于了输送机动态分析与监控技 术，提高了输送机的运行性能和可靠性。其关键技术与装备有以下几个特点：1、设备大型化。 2、应用动态分析技术和机电一体化。 3、输送系统设备的通用性、互换性及其单 元驱动的可靠性。 4、新型、高可靠性关键元部件技术。1.2 国内外发展趋势国内外输送机技术的差距及发展趋势 一、大型输送机的关键核心技术上的差距 . 1、 输送机动态分析与监测技术长距离、大功率输送机的技术关键是动态设计与监测，它是制 约大型输送机发展的核心技术。目前我国用刚性理论来分析研究输送机并制订计算方法和 设计规范，

13、设计中对输送带使用了很高的安全系统 ，与实际情况相差很远。实际上输送 带是粘弹性体，长距离输送机其输送带对驱动装置的起、制动力的动态响应是一个非常复 杂的过程，而不能简单地用刚体力学来解释和计算。国外已开发了输送机动态设计方法和 应用软件，在大型输送机上对输 送机的动张力进行动态分析与动态监测，降低输送带的 安全系统，大大延长使用寿命，确保了输送机运行的可靠性，从而使大型输送机的设计达 到了最高水平 ，并使输送机的设备成本尤其是输送带成本大为降低。2、可靠的可控软起动技术与功率均衡技术 长距离大运量输送机由于功率大、 距离长且多机驱动，必须采 用软起动方式来降低输送机制动张力，特别是多电机驱动

14、时。国内已大量应用调速型液力 偶合器来实现输送机的软起动与功率平衡，解决了长距离输送机的起动与功率平衡及同步 性问题。但其调节精度及可靠性与国外相比还有一定差距。此外，长距离大功率输送机除 了要求一个运煤带速外，还需要一个验带的带速，调速型液力偶合器虽然实现软启动与功 率平衡，但还需研制适合长距离的无级液力调速装置。二、技术性能上差距我国输送机的 主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可伸缩输送机的关键元部件 及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装置等与国外有着很大差距。1.3 课题来源及选题依据 滚床输送线是车间物流生产线中的一种装用输送设备，结构简单紧凑，形式多样，在 物流输

15、送领域有着广泛的应用。而偏心升降滚床，利用偏心结构实现滚床在较小高度范围 内升降，实现不同高度线体间工件的移动，更进一步扩展了滚床输送线的应用范围。本课 题所研究的偏心升降滚床，是一汽大众汽车有限公司成都工厂总装车间车门输送线中的专 用输送设备，具有实际意义。1.4 本课题的研究内容和所需解决的问题1、熟悉整个输送线的结构及设计参数；2、根据所输送工件的结构特点和相关参数，完成偏心升降滚床方案设计、总体结构的 设计草图；3、根据设计参数和输送要求，完成相关计算（主要包括电机功率计算及选型、带传动 设计计算、驱动轴的设计计算、辊子梁刚度计算、滚轮接触强度计算、轴承、键、联轴器 的选用等等）；4、

16、根据计算结果，确定偏心升降滚床结构尺寸，完成总装图；5、完成重要零部件的部件图或零件图。要求完成：1）设计说明书一份，不少于 30 页；2）总体装配图 1 张，重要零部件的部件图或零件图若干；2 偏心升降滚床总体方案设计2.1 偏心升降滚床的组成原理偏心升降滚床的总体设计方案由以下三部分组成：图 2-1 偏心升降滚床组成机构工作原理：升降电机启动，同步带运转，带动四个升降偏心带轮旋转，偏心带轮上的 滚动轴承此时沿着上部支架滚动，从而实现了部支架的升、降。上部支架升、降是由导向 组件来引导的，其升、降的精度是靠导柱和导套的配合来保证的。水平运动电机启动，同 步带运转，通过滚轮和滑撬之间摩擦实现滑

17、撬的直线运动。滑橇上装有定位装置，重复定 位精度较高，一般为 0.3mm。由于采用了同步带传动和摩擦轮传动，此种整体传动的结 构紧凑，传动平稳，效率高。2.2 偏心升降滚床的设计要求1. 技术参数设计：主要尺寸规格、运动参数（转速和进给范围 ）、动力参数（电机功率， 最大拉力）。2. 总体布局设计：相互位置关系、运动分析、运动仿真（干涉检查） 、外观造型。3. 结构优化设计：整机静刚度、整机的运动性能、整机的热特性。2.3 拟定偏心升降滚床设计参数额定荷重 250Kg线体长度 2800mm辊轮直径 ?125mm辊轮间距 764mm线体宽度 560mm滚床宽（橇体中心） 345mm距滚床高（滚轮

18、上表面） 550mm升降行程 100mm升降速度 3m/min2.4 偏心升降滚床传动机构的选择2.4.1 常见机构的特点和应用类型特点应用连杆机构结构简单，制造容易，工作可靠，传动距离较 远，传递载荷较大，可实现急回运动规律，但 不易获得匀速运动或其他任意运动规律，传动 不平稳，冲击与振动较大用于从动件行程较大或承受重载的 工作场合，可以实现移动、摆动等 复杂的运动规律或运动轨迹。凸轮机构结构紧凑，工作可靠，调整方便，可获得任意运动规律，但动载荷较大，传动效率较低用于从动件行程较小和载荷不大以 及要求特定运动规律的场合。非圆齿轮 机构结构简单，工作可靠，从动件可实现任意转动规律，但齿轮制造较

19、困难用于从动件作连续转动和要求有特 殊运动规律的场合。槽轮间歇 机构结构简单，从动件转位较平稳，而且可实现任 意等时的单向间歇转动，但当拨盘转速较高时， 动载荷较大常用作自动转位机构，特别适用于 转位角度在 45以上的低速传动。凸轮式间 歇机构结构较简单，传动平稳，动载荷较小，从动件 可实现任何预期的单向间歇转动，但凸轮制造 困难用作高速分度机构或自动转位机 构。不完全齿 轮机构结构简单，制造容易，从动件可实现较大范围 的单向间歇传动，但啮合开始和终止时有冲击， 传动不平稳多用作轻工机械的间歇传动机构螺旋机构传动平稳无噪声，减速比大；可实现转动与直 线移动，传动平稳无噪声，互换；滑动螺旋可 做

20、成自锁螺旋机构；工作速度一般很低，只适 用于小功率传动多用于要求微动或增力的场合，如 机床夹具以及仪器、仪表，还用于 将螺母的回转运动转变为螺杆的直 线运动的装置。摩擦轮机 构有过载保护作用；轴和轴承受力较大，工作表 面有滑动，而且磨损较快；高速传动时寿命较 低用于仪器及手动装置以传递回转运动。圆柱齿轮 机构载荷和速度的许用范围大，传动比恒定，外廓 尺寸小，工作可靠，效率高；制造和安装精度 要求较高，精度低时传动噪声较大，无过载保 护作用；斜齿圆柱齿轮机构运动平稳，承载能 力强，但在传动中会产生轴向力，在使用时必 须安装推力轴承或角接触轴承广泛应用于各种传动系统，传递回 转运动，实现减速或增速

21、、变速以 及换向等。齿轮齿条 机构结构简单，成本低，传动效率高，易于实现较 长的运动行程；当运动速度较高或为提高运动 平稳性时，可采用斜齿或人字齿条机构广泛应用于各种机器的传动系统， 变速操纵装置，自动机的输送、转 向、进给机构以及直动与转动的运 动转换装置圆锥齿轮 机构用来传递两相交轴的运动；直齿圆锥齿轮传递 的圆周速度较低，曲齿用于圆周速度较高的场 合用于减速、转换轴线方向以及反向 的场合，如汽车、拖拉机、机床等。螺旋齿轮常用于传递既不平行又不相交的两轴之间的运用于传递空间交错轴之间的运动。机构动，但其齿面间为点啮合，且沿齿高和齿长方 向均有滑动，容易磨损，因此只宜用于轻载传 动蜗轮蜗杆

22、机构传动平稳无噪声，结构紧凑，传动比大，可做 成自锁蜗杆；自锁蜗杆传动的效率很低，低速 传动时磨损严重，中高速传动的蜗轮齿圈需贵 重的减摩材料 （如青铜 ），制造精度要求较高， 刀 具费用昂贵用于大传动比减速装置 （但功率不 宜过大 ）、增速装置、分度机构、起 重装置、微调进给装置、省力的传 动装置行星齿轮 机构传动比大，结构紧凑，工作可靠，制造和安装精度要求高，其他特点同普通齿轮传动；主要 有渐开线齿轮、摆线针轮、谐波齿轮 3 种齿形 的行星传动常作为大速比的减速装置、增速装 置、变速装置，还可实现运动的合 成与分解。带传动机 构轴间距离较大，工作平稳无噪声，能缓冲吸振，摩擦式带传动有过载保

23、护作用；结构简单，安 装要求不高，外廓尺寸较大；摩擦式带传动有 弹性滑动，不能用于分度系统；摩擦易起电， 不宜用于易燃易爆的场合；轴和轴承受力较大， 传动带寿命较短用于传递较远距离的两轴的回转运 动或动力。链传动机 构轴向距离较大，平均传动比为常数，链条元件 间形成的油膜有吸振能力，对恶劣环境有较强 的适应能力，工作可靠，轴上载荷较小；瞬时 运转速度不均匀，高速时不如带传动平稳；链 条工作时因磨损伸长后容易引起共振，一般需 增设张紧和减振装置用于传递较远距离的两轴的回转运 动或动力。2.4.2 传动机构的确定根据上述表格和任务书条件，距离较远，属于长距离输送物料。初步选择带传动机构 和链条传动

24、机构。带式滚床的结构是驱动装置与同步带相接，同步带与输送组件相接，导 向轮组件安装在支架上，驱动组件安装在支架上。这种滚床的优点在于：与普通滚床输送 机采用基本相同的结构形式， 大多数零部件与普通滚床输送机通用， 减少了零部件的种类， 有利于设备制造厂家的生产管理。减少了整个输送系统中输送机的种类，方便用户的日常 使用和维护。但是由于滑行上升过程中不得出现打滑和倒退现象，故链传动机构承载能力相对较大。 结合本次设计课题是一汽大众汽车有限公司成都工厂总装车间车门输送线中的专用输送 设备，是用于输送汽车装配零件使用，设计最大载重为 250kg,承载能力相对较小，装配车 间工作条件相对较好，而且带传

25、动价格相对便宜。综合以上几点，最终确定齿形同步带传 动传动作为本偏心升降滚床的传动机构。2.4.3 偏心升降滚床传动原理 根据带式滚床主要通过同步带来驱动辊子。若干个滚轮轴组件安装在机架上，各滚 轮轴组件之间由过同步带连接，张紧装置安装在过同步带一侧，并可调节过同步带的张紧度，驱动装置安装在机架上。一般情况下，都在在机架一侧安装有导向轮，其常用的特征为由一对槽钢构成整体机架，在整体机架内设置加强筋。轮或带轮组成。若滚床上的电机为减速变频电机，则这种滚床则会有变频可选。滚轮上的 配置定位装置可实现撬体精确定位。2.5 偏心升降滚床总体设计方案 通过对比，本设计总体方案最终决定为偏心升降滚床，滚床

26、传输部分则选择带式滚床。 具体的设计如图 2-2所示， ,将滚床组件固定于总成上，导向轮组件安装在滚床组件一 端。具体见下图。图 2-2 偏心滚床总体布置图3 偏心升降滚床的参数计算3.1 同步带的概述3.1.1 同步带介绍 同步带是综合了带传动、链条传动和齿轮传动的优点而发展起来的新塑传动带。它 由带齿形的一工作面与齿形带轮的齿槽啮合进行传动，其强力层是由拉伸强度高、伸长 小的纤维材料或金属材料组成，以使同步带在传动过程中节线长度基本保持不变，带与 带轮之间在传动过程中投有滑动，从而保证主、从动轮间呈无滑差的间步传动。同步带传动(见图 3-1)时，传动比准确，对轴作用力小，结构紧凑，耐油，耐

27、磨性 好，抗老化性能好，一般使用温度 -20 80， v50m/s，P300kw,i10,对于要求同步的 传动也可用于低速传动。图 3.1 同步带传动同步带传动是由一根内周表面设有等间距齿形的环行带及具有相应吻合的轮所组 成。它综合了带传动、链传动和齿轮传动各自的优点。转动时，通过带齿与轮的齿槽相 啮合来传递动力。 同步带传动具有准确的传动比，无滑差，可获得恒定的速比，传动平 稳，能吸振，噪音小，传动比范围大，一般可达 1:10。允许线速度可达 50M/S，传递功率 从几瓦到百千瓦。传动效率高，一般可达 98%，结构紧凑，适宜于多轴传动，不需润滑， 无污染，因此可在不允许有污染和工作环境较为恶

28、劣的场所下正常工作。 本产品广泛用 于纺织、机床、烟草、通讯电缆、轻工、化工、冶金、仪表仪器、食品、矿山、石油、 汽车等各行业各种类型的机械传动中。同步带的使用，改变了带传动单纯为摩擦传动的 概念，扩展了带传动的范围，从而成为带传动中具有相对独立性的研究对象，给带传动 的发展开辟了新的途径。3.1.2 同步带的特点(1) 、传动准确，工作时无滑动，具有恒定的传动比；(2) 、传动平稳，具有缓冲、减振能力，噪声低；(3) 、传动效率高，可达 0.98，节能效果明显；(4) 、维护保养方便，不需润滑，维护费用低；(5) 、速比范围大，一般可达 10，线速度可达 50m/s，具有较大的功率传递范围，

29、 可达几瓦到几百千瓦；(6) 、可用于长距离传动，中心距可达 10m以上。3.1.3同步带传动的主要失效形式在同步带传动中常见的失效形式有如下几种：(1) 、同步带的承载绳断裂破坏 同步带在运转过程中承载绳断裂损坏是常见的失效形式。失效原因是带在传递动力 过程中，在承载绳作用有过大的拉力，而使承载绳被拉断。此外当选用的主动捞轮直径 过小，使承载绳在进入和退出带抡中承受较大的周期性的弯曲疲劳应力作用，也会产生 弯曲疲劳折断 (见图 3-2)。图 3.2 同步带承载绳断裂损坏(2) 、同步带的爬齿和跳齿 根据对带爬齿和跳齿现象的分析，带的爬齿和眺齿是由于几何和力学两种因素所引 起。因此为避免产生爬

30、齿和跳齿，可采用以下一些措施：1、控制同步带所传递的圆周力，使它小于或等于由带型号所决定的许用圆周力。2、控制带与带轮间的节距差值，使它位于允许的节距误差范围内。3、适当增大带安装时的初拉力开。，使带齿不易从轮齿槽中滑出。4、提高同步带基体材料的硬度，减少带的弹性变形，可以减少爬齿现象的产生。(3) 、带齿的剪切破坏 带齿在与带轮齿啮合传力过程中，在剪切和挤压应力作用下带齿表面产生裂纹此裂 纹逐渐向齿根部扩展，并沿承线绳表面延件，直至整个带齿与带基体脱离，这就是带齿 的剪切脱落(见图 3-3)。造成带齿剪切脱落的原因大致有如下几个：1、同步带与带轮问有较大的节距差，使带齿无法完全进入轮齿槽，从

31、而产生不完全 啮合状态，而使带齿在较小的接触面积上承受过大的载荷，从而产生应力集中，导致带 齿剪切损坏。2、带与带轮在围齿区内的啮合齿数过少，使啮合带齿承受过大的载荷，而产生 剪切破坏。3、同步带的基体材料强度差。 为减少带齿被剪切，首先应严格控制带与带轮间的节距误差，保证带齿与轮齿能正 确啮合；其次应使带与带轮在围齿区内的啮合齿数等于或大于6，此外在选材上应采用有较高勿切韧挤压强度的材料作为带的基体材料。图 3.3 带齿的剪切破坏(4) 、带齿的磨损带齿的磨损 (见图 3-4)包括带齿工作面及带齿齿顶因角处和齿谷底部的廓损。造成磨 损的原因是过大的张紧力和忻齿和轮齿间的啮合干涉。因此减少带齿

32、的磨损，应在安装 时合理的调整带的张紧力；在带齿齿形设计时，选用较大的带齿齿顶圆角半径，以减少 啮合时轮齿的挤压和刮削；此外应提高同步带带齿材料的耐磨性。(5) 、同步带带背的龟裂 (图3-5) 同步带在运转一段时期后，有时在带背会产生龟裂现象，而使带失效。同步带带背 产生龟裂的原因如下，1、带基体材料的老化所引起；2、带长期工作在道低的温度下，使带背基体材料产生龟裂。图 3.5 同步带带背龟裂防止带背龟裂的方法是改进带基体材料的材质，提向材料的耐寒、耐热性和抗老化 性能，此外尽量避免同步带在低温和高温条件下工作。3.1.4 同步带传动的设计准则 据对同步带传动失效形式的分析，可知如同步带与带

33、轮材料有较高的机械性能，制造工艺合理，带、轮的尺寸控制严格，安装调试也正确，那么许多失效形式均可避免。 因此，在正常工作条件下，同步带传动的主要失效形式为如下三种；（1）同步带的承载绳疲劳拉断；（2同步带的打滑和跳齿；（3）同步带带齿的磨损。 因此，同步带传动的设计淮则是同步带在不打滑情况下，具有较高的抗拉强度，保 证承线绳不被拉断。此外，在灰尘、杂质较多的工作条件下应对带齿进行耐磨性计算。3.1.5同步带分类同步带齿有梯形齿和弧齿两类，弧齿又有三种系列：圆弧齿（H系列又称 HTD 带）顶圆弧齿 （S系列又称为 STPD带）和凹顶抛物线齿（ R系列 ）。梯形齿同步带 梯形齿同步带分单面有齿和双

34、面有齿两种，简称为单面带和双面 带。双面带又按齿的排列方式分为对称齿型（代号 DA） 和交错齿型 （代号 DB。ISO梯形齿同步带有两种尺寸制：节距制和模数制。我国采用节距制，并根据5296制订了同步带传动相应标准 GB/T 1136111362-1989和GB/T 11616-1989。 弧齿同步带 弧齿同步带除了齿形为曲线形外，其结构与梯形齿同步带基本相同，带的节距相当，其齿高、齿根厚和齿根圆角半径等均比梯形齿大。带齿受载后，应力分 布状态较好，平缓了齿根的应力集中，提高了齿的承载能力。故弧齿同步带比梯形齿同 步带传递功率大，且能防止啮合过程中齿的干涉。弧齿同步带耐磨性能好，工作时噪声小，

35、不需润滑，可用于有粉尘的恶劣环 境。已在食品、汽车、纺织、制药、印刷、造纸等行业得到广泛应用。3.2 减速电机介绍 减速电机是指减速机和电机的集成体。这种集成体通常也可称为齿轮电机或齿轮电 机。通常由专业的减速机生产厂进行集成组装好后成套供货。减速电机广泛应用于钢铁 行业、机械行业等。使减速电机的优点是简化设计、节省空间。减速机一般是通过把电 动机 .内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上 的大齿轮来达到减速的目的。图 3.6 减速电机 减速电机的特点1、减速电机结合国际技术要求制造 ,具有很高的科技含量 2、节省空间 ,可靠耐用 ,承受过载能力高 ,功率可达

36、 95KW 以上3、能耗低,性能优越 ,减速机效率高达 95%以上。4、振动小 ,噪音低,节能高,选用优质段钢材料 ,钢性铸铁箱体 ,齿轮表面经过高频热 处理。5、经过精密加工 ,确保定位精度 , 这一切构成了齿轮传动总成的齿轮减速电机配 置了各类电机 ,形成了机电一体化 ,完全保证了产品使用质量特征。6、产品才用了系列化、模块化的设计思想,有广泛的适应性 ,本系列产品有极其多的电机组合、安装位置和结构方案 ,可按实际需要选择任意转速和各种结构形式。减速电机类型及参数 减速电机的类型1、大功率齿轮减速电机2、同轴式斜齿轮减速电机3、平行轴斜齿轮减速电机4、螺旋锥齿轮减速电机5、YCJ系列齿轮减

37、速电机6、蜗轮蜗杆减速电机 减速电机的选型 要确定一个减速电机的型号，需要确定下列几个参数： 1、确定机械的运转速度，根据这个速度计算齿轮减速电机的减速比（减速比=入力轴速度/出力轴速度 =电机速度 /机械要求速度）；2、计算负载的力矩，根据这个力矩选择齿轮减速电机的出力（参考齿轮减速电机厂 家提供的 “输出扭矩表 ”），确定齿轮减速电机的型号；3、确定减速电机的附加功能，比如说断电刹车、通电刹车、变频、缩框、外壳材质 等，有些附加功能只有特定的工厂可以提供，比如城邦齿轮减速机，它提供了所有的附 加功能，所以在选择的时候，与供应商的沟通是很重要的。减速电机的应用 减速电机的应用非常广泛，属于机

38、械设备不可或缺的动力设备，特别是在包装机 械、印刷机械、瓦楞机械、彩盒机械、输送机械、食品机械、立体停车场设备、自动仓 储、立体仓库、化工、纺织、染整设备上。3.3 滚床电机的选取 （1）粗略计算驱动电机的功率 已知输送工件的重量为 m=250kg g=10N/kg总重力 G1=mg=250 10=250N查表 3-1得摩擦系数为 0.035表 3-1 摩擦系数表作用在一个滚子上 的载荷（包括滚子自重） N物品与接触的底面材料金属木材硬底板01100.040.0450.051104500.0350.0350.054509000.0250.030.0459000.020.0250.051）驱动功

39、率计算 则工件受到的摩擦力为： f mg 250 10 0.035 87.5N 则移行电机所需牵引力为：F f 87.5N 滚轮直径 R=125mm 滚轮转速 na=61rpm 滚床速度 v=Rna= 0.12561=24m/min 设功率安全系数为 1.2，驱动装置的效率为 0.8，则需要的驱动功率为：P FV 1.2/（60 1000 0.8） 87.5 24 1.2 /（60 1000 0.8） 0.05kW 2）电动机至滚床的总效率 c联轴器效率， c=0.99 b对滚动轴承效率， b=0.99 vv带效率， v=0.94 cy滚床滚子效率， cy=0。96 估算传动系统总效率=vbc

40、cy=0.940.990.990.96=0.88 所需电动机的功率 Pd（kw ）Pd=Pw/=0.05/0.88=0.06kw 为保证驱动电机有足够的功率余量，结合减速电机样本应选择功率为0.37kW 的电机。根据要求选用 sew减速电机型号为 S37DT71D4/BMG/HR/TH/IS/M1/A/180 /fb=1.55电动机额定功率为 Pm=0.37kw 电动机满载转速为 nm=61r/min （3）基于电动机的以上特点，本文选用减速电机作为输送机床的驱动装置。查SEW减速电机的规格表，选用如下减速电机。表3-2 选用的电机的详细参数电机额定功 率 Pm/kW输出转速 na/r/min

41、输出扭 矩 Ma/Nm减速机 速比i输出轴许用径 向载荷 FRa/N使用系数 SEW-fB减速机型号电机型号重量/kg0.37564722.528701.55DT71D4SF3714此型号的电机在一定程度上保证了驱动功率有一定的盈余，因数在电机起动时，若 输送机床上有工件，则此时的起动功率会比平时工作时的功率要大，且减速电机本身还 有一定的使用系数。3.4 同步带传动计算（滚床部分）3.4.1 同步带计算选型设计功率是根据需要传递的名义功率、载荷性质、原动机类型和每天连续工作的时 间长短等因素共同确定的，表达式如下：Pd KA Pm式中 Pm 需要传递的名义功率K A 工作情况系数，按表 2工

42、作情况系数 KA选取 K A =1.7；表3-3.工作情况系数 K APd K AP 1.7 0.37 0.63W 确定带的型号和节距可根据同步带传动的设计功率 Pd和小带轮转速 n1，由同步带选型图中来确定所需 采用的带的型号和节距。其中Pd=0.63kw，n1=61rpm。查表 3-4表3-4选同步带的型号为 H：，节距为： Pb=8.00mm 选择小带轮齿数 z1， z2可根据同步带的最小许用齿数确定。查表 3-3-3得。查得小带轮最小齿数 14。 实际齿数应该大于这个数据 初步取值 z1=34故大带轮齿数为： z2=iz1=1 z1=34故z1=34，z2=34。确定带轮的节圆直径 d

43、1，d2小带轮节圆直径 d1=Pbz1/=8.00 34/3.1486.53mm大带轮节圆直径 d2=Pbz2/=8.00 34/3.1486.53mm 验证带速 v由公式 v=d1n1/60000计算得，dnv3.14 86.53 6160 100060 10000.276m/ ss vmax=40m/s，确定带长和中心矩根据机械设计基础得 0.7(d1 d2 ) a0 2(d1 d2) 所以有：121.14mm a0 346.12mm 现在选取轴间间距为取 a0 224mm10、同步带带长及其齿数确定L 2a0d dL0 =2 (d1 d2 )=2 224 3.14 (86.53 86.5

44、3) / 2=719.7mm11、带轮啮合齿数计算 有在本次设计中传动比为 1，所以啮合齿数为带轮齿数的一半，即 zm =17。12、基本额定功率 P0 的计算P (Ta mv2)vP01000 查基准同步带的许用工作压力和单位长度的质量表4-3 可以知道Ta =2100.85N，m=0.448kg/m。所以同步带的基准额定功率为2(2100.85 0.448 0.12 )0.1P0 =1000 =0.21KW表 3-5 基准宽度同步带的许用工作压力和单位长度的质量13、计算作用在轴上力 Fr1000PdFr = v=71.6N3.4.2 同步带的主要参数(结构部分)1、同步带的节线长度 同步

45、带工作时，其承载绳中心线长度应保持不变，因此称此中心线为同步带的节 线，并以节线周长作为带的公称长皮，称为节线长度。在同步带传动中，带节线长度是 一个重要参数。当传动的中心距已定时，带的节线长度过大过小，都会影响带齿与轮齿的正 常啮合，因此在同步带标准中，对梯形齿同步带的各种哨线长度已规定公差值，要求所 生产的同步带节线长度应在规定的极限偏差范围之内（见表 3-6）。表 3-6 带节线长度表2、带的节距 Pb如图 3-4所示，同步带相邻两齿对应点沿节线量度所得约长度称为同步带的节距。带 节距大小决定着同步带和带轮齿各部分尺寸的大小，节距越大，带的各部分尺寸越大， 承载能力也随之越高。因此带节距

46、是同步带最主要参数在节距制同步带系列中以不同 节距来区分同步带的型号。在制造时，带节距通过铸造模具来加以控制。梯形齿标准同 步带的齿形尺寸见表 3-5。3、带的齿根宽度一个带齿两侧齿廓线与齿根底部廓线交点之间的距离称为带的齿根宽度，以图 3.7 带的标准尺寸表3-7 梯形齿标准同步带的齿形尺寸4、带的齿根圆角带齿齿根回角半径 rr 的大小与带齿工作时齿根应力集中程度有关 t齿根圆角半径大，可 减少齿的应力集中，带的承载能力得到提高。但是齿根回角半径也不宜过大，过大则使 带齿与轮齿啮合时的有效接触面积城小，所以设计时应选适当的数值。5、带齿齿顶圆角半径八 带齿齿项圆角半径八的大小将影响到带齿与轮

47、齿啮合时会否产生于沙。由于在同步 带传动中，带齿与带轮齿的啮合是用于非共扼齿廓的一种嵌合。因此在带齿进入或退出 啮合时，带齿齿顶和轮齿的顶部拐角必然会超于重叠，而产生干涉，从而引起带齿的磨损。 因此为使带齿能顺利地进入和退出啮合，减少带齿顶部的磨损，宜采用较大的齿顶圆角 半径。但与齿根圆角半径一样，齿顶圆角半径也不宜过大，否则亦会减少带齿与轮齿问 的有效接触面积。6、齿形角 梯形带齿齿形角日的大小对带齿与轮齿的啮合也有较大影响。如齿形角霹过小，带 齿纵向截面形状近似矩形，则在传动时带齿将不能顺利地嵌入带轮齿槽内，易产生干 涉。但齿形角度过大，又会使带齿易从轮齿槽中滑出，产生带齿在轮齿顶部跳跃现

48、象。3.4.3 同步带的设计在这里，我们选用梯形带。带的尺寸如表 3-8。带的图形如图 3-5。表 3-8 同步带尺寸型号节距齿形角齿根厚齿高齿根圆角半径齿顶圆半径H840。6.124.31.021.02图 3.8 同步带3.4.4 同步带轮的设计同步带轮的设计的基本要求1、保证带齿能顺利地啮入与啮出 由于轮齿与带齿的啮合同非共规齿廓啮合传动，因此在少带齿顶部与轮齿顶部拐角 处的干涉，并便于带齿滑入或滑出轮齿槽。2、轮齿的齿廊曲线应能减少啮合变形，能获得大的接触面积，提高带齿的承载能力 即在选探轮齿齿廓曲线时，应使带齿啮入或啮出时变形小，磨擦损耗小，并保证与带齿 均匀接触，有较大的接触面积，使

49、带齿能承受更大的载荷。3、有良好的加了工艺性 加工工艺性好的带轮齿形可以减少刀具数量与切齿了作员，从而可提高生产 率，降低制造成本。4、具有合理的齿形角 齿形角是决定带轮齿形的重要的力学和几何参数，大的齿形角有利于带齿的顺利啮 入和啮出，但易使带齿产生爬齿和跳齿现象；而齿形角过小，则会造成带齿与轮齿的啮 合干涉，因此轮齿必须选用合理的齿形角。同步带轮的设计结果同步带轮用梯形齿，其图形如图 4-4。图 3.9 同步带轮3.5 偏心升降装置电机计算选型(1)粗略计算驱动电机的功率 已知输送工件的重量为 m=250kg, 橇体重量为 200kg,输送装置本身的重力 200kg, g=10N/kg总重

50、力 G2=mg=(250+200+200) 10=6500N 根据参数要求，题设升降行程 100mm,升降速度： V=100/2 60/1000=3m/min ， 设功率安全系数为 1.2，驱动装置的效率为 0.8，则需要的驱动功率为： P GV 1.2 /（ 60 1000 0.8） 6500 3 1.2 /（60 1000 0.8） 0.4875kW 转 速： n1=60/4=15rpm n2=15*152.79/101.86=22.5rpm扭 矩： na1=G*d=6500 0.05=325Nm=na2 na3=G*d1/d2*d3=6500 0.05/0.07639*0.05093=216.7Nm 2）电动机至滚床的总效率 c联轴器效率， c=0.99 b对滚动轴承效率， b=0.99 v 带效率， v=0.94 cy 滚子效率， cy=0。 96 估算传动系统总效率 = v b c cy=0.94 0.99 0.99 0.96=0.88 所需电动机的功率 Pd（kw ）Pd=Pw/ =0.4875/0.88=0.554kw 为保证驱动电机有足够的功率余量，结合减速电机样本应选择功率为1.1kW的电机根据要求选用 sew减速电机型号为 K57DT90S4/BMG/HR/TH/IS/M1/B/