毕业设计（论文）-滚筒式抛丸清理机设计

本科毕业设计滚筒式抛丸清理机的设计滚筒式抛丸清理机的设计摘要滚筒式抛丸清理机是利用高速回转的叶轮将弹丸抛向滚筒内不断翻转的锥铸件或者锻件，来清除其表面的残余型砂或者氧化铁皮、清理均匀、生产效率高，适宜于中、小型铸锻车间清理小件使用，解决了小批量零件的清理工作。本论文先就课题背景进行了分析，接下来介绍了本设计中的滚筒式抛丸清理机总体结构和工作原理，接下来是机器的壳体、滚筒、抛丸器、弹丸输送回收装置、分离器、除尘器等各部件系统设计。最后是主要零部件的设计计算。整个机器结构简单，布局紧凑；制造加工容易，维修拆装方便；工作稳定可靠，使用安全，具有较高的生产率和经济效益。关键词：滚筒抛丸清理弹丸回收除尘机械结构ThedesignofDrumshotblastingcleaningmachineAbstractDrumshotblastingcleaningmachineisadevicewhichusepelletsfromthehigh-speedrotatingimpellertohitcastingorforgingwhichconstantlyrotatingwiththerollertogether.Thismethodcanremovetheresidualsandorironoxideonthesurface,theresultisgoodandhashighproductionefficiency,suitableformediumandsmallcastingworkshoptocleansmallparts.Thisthesistopicbackgroundisanalyzedfirst,andthenintroducestheoverallstructureandworkingprincipleofthedrumtypeshotblastingcleaningmachine.Thefollowingfocusesonthedetailedanalysisanddesignofshellofthemachine,roller,shotblastingmachine,theprojectileconveyingrecoveryunit,separator,filter;andsomepartswerebedrawn.Thelastisthedesignandcalculationofmaincomponents.Thewholemachinestructureissimple,compactlayout;Easymanufacturing,maintenanceconvenient;Stableandreliablework,safe,hashighproductivityandeconomicbenefits.Keywords:roller;blasting;cleaning;conveyingrecoveryunit;filter;Mechanicalstructure目录第1章绪论 11.1选题背景与意义 11.2国内外研究现状 11.3设计任务 21.4设计思路 4第2章滚筒式抛丸清理机总体功能设计 52.1滚筒式抛丸清理机总体结构及工作原理 52.2滚筒式抛丸清理机分系统设计 62.2.1壳体 62.2.2滚筒 82.2.3滚筒支撑架 82.2.4抛丸器 92.2.5弹丸输送回收装置 112.2.6分离器 122.2.7除尘器 12第3章传动设计 143.1传动类型介绍 143.2滚筒式抛丸清理机主要部件传动方案的确定 183.3滚筒驱动电机功率计算 193.3.1滚筒回转电机功率计算 193.3.2滚筒摆动电机功率计算 20第4章主要传动及零部件的计算 214.1链传动的计算 214.1.1链条的设计与计算 214.1.2滚子链的静强度计算 224.1.3链轮基本参数和主要尺寸计算 234.2齿轮传动计算 244.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 244.2.2按齿面接触强度设计 244.2.3按齿根弯曲强度设计 264.2.4几何尺寸计算 27结语 28参考文献 29致谢 30附录 31第1章绪论1.1选题背景与意义钢铁等金属材料长期暴露在大气中必然发生腐蚀，形成疏松的铁锈。据不完全统计，我国每年为腐蚀支付的直接费用已达人民币2000亿元以上。如果考虑间接损失，花费在腐蚀方面的费用总和估计可达5000亿元，约占国民经济总值的5%，而其他发达国家多年的统计数字也在3%～5%之间。世界范围内每年因腐蚀而损失的钢铁材料占总产量的五分之一，对现代工业造成了严重的破坏。铸件、锻件和焊件表面的粘砂、氧化皮和焊渣等清理和后处理是整个生产过程中的重要一环，对于提高零部件表面质量，改善劳动环境，实现绿色生产具有重要作用。以前的清理方法常用酸洗、水爆、砂轮磨、砂纸打磨等，这些方法费时、费工、费力，经济性和环保性差。抛丸清理工艺与设备可通过机械的方法把丸料以很高的速度和一定的角度抛射到工件表面上，让丸料冲击工作表面，然后在机器内部通过配套的丸砂分离器将丸料和清理下来的杂质分别回收，使丸料循环利用，从而达到高效清理的目的。抛丸清理具有以下优势：能够改善工件的力学性能，提高疲劳强度以适应高效应变力，延长寿命；低成本，高效率，既经济又环保；机械化、智能化程度高[1]1。当今世界，科学技术不断的发展，为了赶上时代的节奏和脚步，实用技术不断推陈出新，其中抛丸清理机也不例外，不断升级和创新，技术也逐渐成熟。抛丸清理工艺与设备的发展，对节约资源，提高资源利用率，实现资源节约型、环境友好型社会具有十分重要的战略意义。1.2国内外研究现状上世纪30年代美国维尔贝莱特(wheelabrator)公司在世界上制成第一台抛丸机。中国的抛喷丸强化设备生产始于上世纪50年代，主要是仿前苏联技术。60年代初，青岛机械厂（现青岛铸造机械集团公司）设计生产了一台Q31l0滚筒式抛丸清理机，标志着中国抛喷丸技术与装备从纯仿制到可自行开发和制造的转变，中国也开始有抛喷丸设备专业生产厂家。多年来抛喷丸技术与装备日臻完善，性能不断提高，应用范围从单纯的铸造业的表面清理扩大到冶金矿山、机械制造、汽车拖拉机、兵器制造、轻纺机械、船舶车辆、航空宇航等不同行业，其工艺范围亦从铸锻件的表面清理扩展到金属结构件的强化、表面加工、抛喷丸成形等不同的领域[2]。抛丸机型号种类型号繁多，一般来说，通用类的抛丸机有这么几种类型及型号：Q31系列的滚筒式抛丸清理机，Q32系列的履带式抛丸清理机，Q35系列的转台式抛丸清理机，Q36系列的台车式抛丸清理机，Q37系列的吊钩式抛丸清理机，Q38系列的吊链式抛丸清理机，Q69系列的辊道通过式抛丸清理机，鼠笼式抛丸清理机，机械手式抛丸清理机[3]。滚筒式抛丸清理机，是利用抛丸器将弹丸抛向滚筒内不断翻动的工件，从而达到清理或除锈目的，本系列设备清理效果好，结构紧凑，价格较低，适宜于中小型铸锻车间清理15kg以下的小件使用。目前国内生产的滚筒式抛丸清理机选用的抛丸器叶片多数用螺钉或弹簧卡固定，装拆困难。滚筒内衬球铁或铸钢护板，精密铸件在滚筒内翻动时容易碰坏，细长铸件容易插入衬板夹缝中。由于取用旋风除尘器，粉尘排放浓度不能达到国家规定的排放标准[4]。抛丸清理机设备核心部件抛丸器定向套的调整与检测，国外已经实现自动在线调整，定向套窗口磨损情况也已实现在线监测，而国内此项技术尚未开始研究。弹丸电磁流量闸门尚依靠进口。诸如此类，国内抛喷丸设备无论是在机械结构性能还是在设备控制、监测等方面与国外先进技术相比都存在较大差距。我国在抛丸机技术与装备方面与国外先进水平相比差距是非常明显的，主要原因有以下几个方面：一是我国由于机械工业整体设计与制造水平较低，影响了抛喷丸设备的水平。提高基础原材料及配套元器件的设计和制造水平，才能保证抛丸机设备整体水平的提高，保证设备的可靠性。二是国内企业普遍对产品研发特别是自主研发投入不够，靠低价竞争，甚至没有研发机构或研发人员，拥有自主知识产权的成果比较少，产品技术水平离国外先进技术水平差距越来越大。三是由于院所专业调整等原因，国内专门研究抛喷丸工艺的科研院所比较少，专业研究人员也比较少，在抛喷丸技术基础研究方面比较薄弱。四是随着抛喷丸技术应用领域的拓展，很多从事抛喷丸技术的工程技术人员由于缺乏对抛喷丸工艺的研究，而多侧重于抛丸设备设计制造方面，故成套成线性比较差，单机较多，成套成线设备稳定性差。五是国家宏观管理没有到位，缺乏相应的激励政策。希望对重大技术专项和研发给与支持和扶持，提高中国抛喷丸设备自主品牌水平，为中国装备制造业的振兴贡献应有的力量[2]。1.3设计任务查阅资料了解国内外滚筒式抛丸清理机的结构和原理，通过阅读文献了解相关知识后，设计出滚筒式抛丸清理机。通过本次设计，培养学生综合运用所学基础理论、专业知识和各项技能，着重培养设计、计算、分析问题和解决问题的能力，进而总结、归纳和获得合理结论，进行较为系统的工程训练，初步锻炼科研能力，提高论文撰写和技术表达能力，为实际工作奠定基础。结构设计：滚筒抛丸清理机在整机结构上由抛丸器、滚筒体、传动机构、分离器、除尘器等组合而成。其结构简单，适应性广，易损件更换方便，清理效果好，粉尘排放浓度达到国家规定的排放标准。（1）抛丸器：采用新式结构的抛丸器，提高弹丸抛射能力，简化结构，易损件更换方便。（2）滚筒：筒体内衬板改为钢板，并内衬橡胶板，这样可减少工件在筒体内滚动，由于与衬板碰撞而造成损坏，同时亦兼顾了在清理比较大的工件时纯橡胶护板的强度问题。（3）传动机构：滚筒转速由3转/分提高到4转/分，增加工件翻动能力及弹丸循环量，增加弹丸抛射量，提高清理效果。（4）分离器：采用双层筛分离器，提高丸砂分离效果，延长除尘器布袋使用寿命。（5）除尘器：选用目前国内比较先进的PL型单机扁布袋除尘器，其体积小，噪音低，除尘效果好，粉尘排放浓度达到国家规定的排放标准[4]。工作原理：当工件放入装料机中以后，装料机上升，滚筒旋转，同时进料门打开。装料机到达最高位置时，将工件从进料斗卸入滚筒。然后料斗下降，进料门关闭，抛丸器将加速到70m/s的弹丸打在随滚筒不断翻动的工件上，达到清理除锈的目的。清理完毕抛丸器停止工作，打开卸料门，旋转滚筒可实现自动卸料[5]。参数:经过查阅资料，和实现相关功能，滚筒式抛丸清理机可以确定以下参数,见表1-1。表1-1滚筒式抛丸清理机设计参数参数大小滚筒直径1000mm滚筒转速5r/min滚筒最大装载量500kg工件最大重量15kg生产率2～4t/h最大抛丸量200kg/min分离器丸砂分离量28000kg/h电机总功率24.55kW1.4设计思路（1）根据工作原理，制定整机结构功能和方案；（2）根据制定的方案，进行滚筒抛丸机的总体结构设计；（3）总体结构的功能分块，进行各功能块、实现机构、运动方式的选择；（4）抛丸机总体的初步设计，绘制滚筒式抛丸清理机原理图；（5）详细设计，进行具体的结构设计，绘制相应图纸；（6）进行测试方法、评价方法的理论分析，优化步骤和流程。第2章滚筒式抛丸清理机总体功能设计2.1滚筒式抛丸清理机总体结构及工作原理图2-1滚筒式抛丸清理机结构简图1-装料机；2-壳体；3-斗式提升机；4-分离器；5-抛丸器；6-除尘器；7-滚筒；8-电控柜本设计中的滚筒式抛丸清理机分为装料机系统、壳体、斗式提升机系统、分离器系统、抛丸器系统、除尘器系统、滚筒系统、电控柜（电气系统），如图2-1。工作原理：当工件放入料斗中以后,安装在壳体顶端横梁上的环链葫芦使料斗绕料斗绞轴向后翻转，装料机上升翻动时,滚筒开口端向前旋转，同时进料门因弧形挡板自重自动下降而打开。装料机到达最高位置时，将工件从进料斗卸入滚筒。然后料斗下降,滚筒向工作位旋转，滚筒机构两侧的方梁带动弧形板上升，使进料门关闭,抛丸器将加速到70m/s的弹丸打在随滚筒不断回转翻动的工件上,达到清理除锈的目的。抛出的丸粒和清理下来的氧化皮等去除物流入抛丸室底部，经下螺旋输送器运输至斗式提升机，由斗式提升机提升至顶部，再经上螺旋输送器运输至丸粒分离器中进行分离，分离后的干净丸粒进入丸粒储料仓再循环利用，碎丸粒和清理下来的去除物由废料管流出，用户可回收。清理过程中产生的粉尘通过连接管由风机吸送到除尘器中过滤，清洁空气排人大气中，布袋上的灰尘经机械震打落入除尘器底部的集尘袋中，用户可定期清理[7]。清理完毕抛丸器停止工作，滚筒向卸料工位旋转，旋转过程中卸料门打开，工件因重力而自动卸料，卸料后，旋转滚筒至进料工位，装料机上升装料开始下一个循环。2.2滚筒式抛丸清理机分系统设计2.2.1壳体壳体机架由80mm×80mm的方形钢管焊接而成，机架外侧的封板选用10mm厚的Q235-B钢板。弧形防护门铰接在机架两侧的墙板上。下面详细介绍一下壳体防护门的设计工作原理。滚筒从工作位向卸料位旋转时，设置在滚筒支撑架上的方梁会随滚筒同步旋转，依托在方梁上的安全防护门随着方梁的旋转靠自身的重力逐渐下移，安全防护门完全打开后,滚筒继续旋转,安全防护门与滚筒支撑架联锁部位（方梁）脱开，直至滚筒达到卸料位停止。滚筒卸料完毕,启动向上料位旋转,到达上料位后上料,上料完毕后,滚筒向工作位旋转,随着滚筒的旋转,方梁与安全防护门接触并带动安全防护门旋转,当滚筒到达工作位,安全防护门即可完全关闭,同时抛丸机的抛射口对准滚筒的开口,抛丸机开始工作。图2-2工作位时的内部结构左视图和轴测图1-壳体；2-弧形装卸料口；3-抛丸机；4-绞龙；5-弧形板；6-防护门连接板；7-防护门转轴；8-弧形框；9-滚筒支撑架；10-滚筒；11-滚筒驱动电机；12-摆动减速电机；13-滚筒角度指针；14-接近开关；15-方梁图2-3装料位时的内部结构左视图和轴测图2.2.2滚筒本设计中采用的抛丸清理机滚筒，其特征是在一底部成锥形的内筒体的内壁上，装有螺旋状的凸筋，内筒体的外围装有外筒体，外筒体外围中部装有环导轨，内筒体和外筒体之间装有联接板，内筒体底部的中央装有转轴装置。工作时，将工件装入内筒体内，外筒体通过环导轨的配合，带动内筒体绕底部的转轴装置旋转，内筒体内壁上的凸筋拨动小工件翻转滚动。筒体内衬板改为钢板，并内衬橡胶板，这样可减少工件在筒体内滚动，由于与衬板碰撞而造成损坏，同时亦兼顾了在清理比较大的工件时纯橡胶护板的强度问题[9]。图2-4滚筒结构图1-转轴装置；2-凸筋；3-环导轨；4-联接板；5-外筒体；6-内筒体2.2.3滚筒支撑架如图2-5所示，采用均布4个托轮托住滚筒，托轮通过滚动轴承安装在支撑架上。支撑圆环两侧挡板卡住滚筒上的环导轨，起轴向固定作用[12]。图2-5滚筒支撑架1-支撑圆环；2-托轮；3-连接转轴；4-托轮轴；5-锁紧螺母2.2.4抛丸器抛丸器是抛丸清理设备的关键部件，清理效果的好坏及生产率高低在很大程度上取决于抛丸器的性能。图2-6为机械进丸抛丸器工作原理图。弹丸由进丸管加入，落到与叶轮同轴的分丸轮中。分丸轮将弹丸卷起旋转，在离心惯性力的作用下，弹丸通过分丸轮窗口，进入定向套，并由定向套窗口抛出，立即被高速旋转的叶片所承接。在离心力作用下，弹丸沿叶片向外运动，最后以60～80m/s的速度离开叶片，抛向铸件。由于弹丸离开叶片时间先后不一，故沿叶轮径向散射成一扇面。调整定向套窗口位置，可以改变抛射的角度[1]114。抛头是抛丸器的核心部件，主要由进丸管、分丸轮、定向套、叶轮和叶片等部件组成，其结构图如图2-7所示。图2-6机械进丸抛丸器工作原理图1-主轴；2-电动机；3-连接盘；4-壳体；5～7-护板；8-输丸管；9-分丸轮；10-定向套；11-叶轮；12-叶片图2-7抛头结构图1-分丸轮；2-定向套；3-联动盘；4-叶轮；5-叶片2.2.5弹丸输送回收装置本设计中设备要求紧凑，占地面积小，选用机械回收装置，主要由垂直提升机械和水平输送机械组成。垂直提升机械基本上只有一种形式，即斗式提升机。而水平输送设备，则形式比较多，有以下几种：振动输送机、刮板输送机、带式输送机、螺旋输送机。本设计中选用螺旋输送机，优点是设备安装高度小，结构紧凑。螺旋输送机不单独配备电动机传动装置，而由提升机下辊筒出轴带动，这种装配方式可以保持水平进料和垂直提升自然连锁，如图2-8。螺旋输送机分下螺旋输送机和上螺旋输送机。从抛丸室底部出来的弹丸、铁锈、杂质混合物，经下螺旋输送器运输至斗式提升机，由斗式提升机提升至顶部，再经上螺旋输送器运输至丸粒分离器中进行分离。如图2-9。图2-8提升机带动螺旋输送机简图1-提升机底座；2-下辊筒伸出轴；3-螺旋输送机出轴；4-螺旋输送机图2-9螺旋输送机简图1-传动装置；2-进料口；3-螺旋叶片；4-中间轴承；5-带螺旋叶片的滚筒筛；6-大粒物料出料口；7-弹丸出料口；8-机壳；S-叶片的螺距2.2.6分离器本机采用流幕式分离器,其结构见图2-10，主要由滚筒筛和分离箱组成。当弹丸由提升机进入分离器上部时，经螺旋轴、滚筒筛在分离箱上部形成流幕状，进入分离箱分离,同时把大块杂物清除。在分离箱弹丸经挡砂板下落，由除尘器的风量将弹丸、废粒和灰尘分离。分离后弹丸从供丸闸门进入抛丸器，废粒从废料管流入废料箱，灰尘进入除尘器。该分离器丸砂分离率高，是一种比较先进的分离器[5]。图2-10流幕式分离器1-窗；2-分离箱；3-内螺旋片；4-滚筒筛网；5-外螺旋片；6-螺旋筛罩；7-滚筒筛；8-带螺旋片的螺旋轴；9-风管；10-调节板；11、12-钢板；13-分离箱2.2.7滤筒式除尘器滤筒式除尘器具有体积小、效率高、操作简便等优点，近年来在各行业得以推广运运滤。滤筒式除尘器主要由进风管道、排风管道、框架、滤芯、反吹系统、卸灰系统、电控装置组成。其优势如下：1）滤筒式除尘器表面过滤的除尘效率远远高于旧式除尘器，大大减少了有害物的排放量，空气净化指标达到了世界先进水平，彻底改变了旧式除尘器达不到要求的落后状态。2）滤筒式除尘器无滤料磨损现象，其本体上无可动部件，可长期使用不须维修（即使拆换滤筒也极方便）避免了旧式除尘器不断换滤料的烦恼，省钱省时省力又无二次污染。3）滤筒式除尘器其体积、重量远远小于同规格的旧式除尘器，节省土建空间及土建负荷，节省基建投资显著。4）滤筒式除尘器阻力小，耗压缩空气量小，无维修工作量。比各类旧式除尘器节能，节资30%以上，任何企业都不可忽视这一节能效果给企业带来的显著经济效益。第3章传动设计3.1传动类型介绍1.摩擦轮传动摩擦轮传动的优点：a.制造简单、操纵方便;b.维护方便、节省材料。摩擦轮传动的缺点:a.效率低;b.稳定性差。利用两个或两个以上互相压紧的轮子之间的摩擦力传递动力和运动的机械运动。摩擦轮传动可分为定传动比和变传动比的传动两类。工作时，摩擦轮之间必须有足够的压紧力，以免产生打滑现象，损坏摩擦轮，影响正常传动。图3-1摩擦传动简图2.带传动带传动的主要优点：a.缓冲和吸振，传动平稳、噪声小；b.带传动靠摩擦力传动，过载时带与带轮接触面间发生打滑，可防止损坏其他零件；c.适用于两轴中心矩较大的场合；d.结构简单，制造、安装和维护等均较为方便，成本低廉。带传动的缺点：a.不能保证准确的传动比；b.需要较大的张紧力，增大了轴和轴承的受力；c.整个传动装置的外廓尺寸较大，不够紧凑；d.带的寿命较短，传动效率较低。鉴于上述特点，带传动主要适用于：a.速度较高的场合，多用于原动机输出的第一级传动。b.中小功率传动，通常不超过50kw。c.传动比一般不超过7，最大用到10。d.传动比不要求十分准确。图3-2带传动机构运动示意图1-主动带轮;2-传动带;3-从动带轮3.齿轮传动齿轮传动的主要优点是：a.瞬时传动比恒定，工作平稳，传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力；b.适用于功率和速度范围广，功率从接近于零的微小值到数万千瓦，圆周速度从很低到300m/s；c.传动效率高，η=0.92～0.98，在常用的机械传动中，齿轮的传动效率较高；d.工作可靠，使用寿命长；外廓尺寸小，结构紧凑。齿轮传动的主要缺点：制造和安装精度要求较高，需专门设备制造，成本较高，不宜用于较远距离两轴之间的传动。齿轮传动应满足的基本要求是：a.瞬时传动比不变，冲击、振动和噪声小，能保证较好的传动平稳性和较高的运动精度；b.在尺寸小、质量轻的前提下，轮齿的强度高，耐磨性好，承载能力大，能达到预期的工作寿命。图3-3齿轮传动4.链传动链传动具有带传动和啮合传动的一些特点，其优点是：链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；传动尺寸比较紧凑；不需要很大的张紧力，作用在轴上的载荷较小；承载能力大；效率高（η=0.95～0.98）。同时；链传动能吸振与缓和冲击，结构简单，加工成本低廉，安装精度要求低，适合较大中心距的传动，并能在温度较高、湿度较大、油污较重等恶劣环境中工作。链传动的缺点是：高速运转时不够平稳；传动中有冲击和噪声；不宜在载荷变化很大和急促反向的传动中使用；只能用于平行轴间的传动；安装精度和制造费用比带传动高。图3-4链传动5.蜗杆传动蜗杆传动的主要优点有：a.传动比大，结构紧凑。传递动力时，一般i=8～100；b.蜗杆传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳、振动小、噪声低；c.当蜗杆的导程角小于当量摩擦角时，可实现反向自锁，即具有自锁性。蜗杆传动主要缺点有：a.因传动时啮合齿面间相对滑动速度大，故摩擦损失大，效率低。一般效率为η=0.7～0.9；具有自锁性时η＜0.5。所以不宜用于大功率传动；b.为减轻齿面的磨损及防止胶合，蜗杆一般使用青铜等贵重的减摩材料制造，故成本高；c.对制造和安装误差很敏感，安装时对中心矩的尺寸精度要求很高。图3-5圆柱蜗杆传动6.螺旋传动螺旋传动由螺杆与螺母所组成，主要功用是将回转运动转变成直线运动并传递运动和动力。根据螺杆与螺母的相对运动关系，螺旋传动常用的运动形式主要有图2-6a、b所示的两种：a.螺杆转动，螺母移动；b.螺母固定，螺杆转动并移动。螺旋传动按其用途不同可分为3类：a.传力螺旋以传递动力为主，要求以较小的转矩产生较大的轴向推力，间歇工作，运动速度不高，一般有自锁要求。如起重和加压装置中的螺旋；b.传导螺旋以传递运动为主，有时也承受较大的轴向载荷，常在较长的时间内连续工作，工作速度较高，对传动精度的要求也较高。如机床进给机构中的螺旋；c.调整螺旋用以调整和固定零件的相对位置，对自锁性有较高的要求。如机床、仪器和测试装置等的微调机构中的螺旋[6]。图3-6螺旋传动的运动形式3.2滚筒式抛丸清理机主要部件传动方案的确定1.滚筒回转系统：本设计要求结构简单、紧凑，运动传递空间小，因此采用齿轮传动。在滚筒底端安装可使滚筒以滚筒中心线为轴线转动的滚筒驱动电机，滚筒驱动电机通过一级齿轮减速机构带动滚筒回转，如图3-7。2.滚筒摆动系统：采用链传动，滚筒支撑架转轴上装有大链轮，减速电机安装在壳体靠地面位置，电机通过小链轮带动大链轮，可使滚筒上下倾斜，实现自动上下料，如图3-7。3.弹丸输送机构：采用垂直提升机械和水平输送机械的组合式。垂直提升机械即斗式提升机，采用链传动，上下辊筒采用链轮，提升机在运输过程中不会打滑，使固连在链钩上的弹丸料斗能够连续进料；链条还便于工厂制造、检修、调整长度。水平输送机械选用螺旋输送机，传动为螺旋传动；设备安装高度小，结构紧凑。4.抛丸器：抛丸器将弹丸加速抛出，是一个增速过程，运转速度大，采用大带轮驱动小带轮的带传动可以防止过载，保护设备。图3-7滚筒传动示意图3.3滚筒驱动电机功率计算[14]本设计中最主要的传动设计部分为清锈过程中的滚筒回转传动以及上下料过程中的滚筒摆动传动，先分别计算滚筒回转、摆动传动的电机功率。3.3.1滚筒回转电机功率计算滚筒最大装载量:滚筒质量（由结构设计三维模型质量属性测量得）:滚筒加工件的总质量:滚筒加工件总重量:滚筒与托轮间的摩擦力(摩擦系数μ取0.2):滚筒所需的驱动力矩：滚筒所需功率：滚筒驱动电机通过一级齿轮减速传动带动滚筒回转，取齿轮传动效率为0.9，则电机功率为：选用YCJ系列齿轮减速三相异步电动机，根据额定功率选用YCJ180。该选用型号电机额定功率1.1kw，输出转速15r/min,配用电动机90L-6。滚筒转速5r/min，则传动比i=15/5=33.3.2滚筒摆动电机功率计算滚筒支撑架和滚筒近似认为对摆动轴对称，质心在摆动轴上。认为摆动电机只需将500kg的工件带动摆动，完成上下料。滚筒摆动所需的驱动力矩：滚筒深度约1000mm，取L=500mm滚筒摆动所需功率：取滚筒摆动转速为2r/min。取链传动效率为0.96，则电机功率为：选用G系列电机GLW32-550-200：G系列，卧式铝合金箱体，直联专用电机，功率550W，输出转速7r/min。传动比i=7/2=3.5第4章主要传动及零部件的计算4.1链传动的计算4.1.1链条的设计与计算[14]1.选择链轮齿数取小链轮齿数链轮传动电机选用GLW32-550-200(G系列，卧式铝合金箱体，减速机型号32，直连专用电机0.55kw，输出转速7r/min)，滚筒旋转装卸料转速2r/min，i=7/2=3.5。则大链轮齿数，取2.确定计算功率查表9-6得工况系数，齿数系数Kz=1.35，单排链3.选择链条型号和节距根据查图9-11，可选20A型滚子链，查表9-1，链条节距为p=31.75mm。4.计算链节数和中心距初选中心距：a0=(30～50)p=(30～50)×31.75=952.5～1587.5mm。取a0=1000mm。链条节数：，其中取（取偶）查表9-7，得中心距计算系数f1=0.24281,则链的最大中心距为：实际中心距为：,一般5.计算链条速度由v=0.07m/s和链号20A，查图9-14，采用定期人工润滑。6.计算压轴力F有效圆周力为：为压轴力系数，对于水平传动则压轴力4.1.2滚子链的静强度计算[15]在低速（）重载链传动中，链的主要失效形式是过载拉断，链条的静强度占主要地位，应进行链条的静强度验算。链条静强度计算公式为式中为静强度安全系数；为链排数；为工况系数；为有效圆周力；为单排链的极限拉伸载荷F=7.857kN,并查表得，，FQ=86.7kN所以为许用安全系数，一般为4～8；如果按最大尖峰载荷来代替进行计算，则可为3～6；所以满足要求4.1.3链轮基本参数和主要尺寸计算[15]链轮齿数Z1=19,Z2=67,滚子链条节距p=31.75,链条滚子外径dr小链轮尺寸计算：小链轮分度圆直径d1=p小链轮齿顶圆直径ⅆ=31.75小链轮齿根圆直径ⅆ最大齿根距离:奇数齿L大链轮尺寸计算：大链轮分度圆直径d2=p大链轮齿顶圆直径ⅆ=31.大链轮齿根圆直径ⅆ最大齿根距离L=677.4×4.2齿轮传动计算[14]4.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数(1)按滚筒传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。(2)抛丸机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)。(3)材料选择。由表10-l选择小齿轮材料为40Cr(调质)，硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢(调质)，硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。(4)选小齿轮齿数z1=20，大齿轮齿数z2=3×20=60。4.2.2按齿面接触强度设计由设计计算公式（10-9a）进行试算，即(1)确定公式内的各计算数值1)试选载荷系数Kt=1.3。2)计算小齿轮传递的转矩。T3)由表10-7选取齿宽系教∅d4)由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa。5)由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限σHlim1=600MPa；大齿轮的接触疲劳强度极限6)由式10-l3计算应力循环次数。NN设定滚筒抛丸机工作寿命10年，每年300天，每天8h。7)由图10-19取接触疲劳寿命系数KHN1=1.08;KHN2=1.17。8)计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=l，由式(10-12)得σσ(2)计算1)试算小齿轮分度圆直径d1t，代入σd2)计算圆周速度vv=3)计算齿宽bb=4)计算齿宽与齿高之比b模数m齿高h=2.25b5)计算载荷系数根据v=0.11m/s,7级精度,由图10-8查得动载系数Kv=1.01直齿轮，K由表10-2查得使用系数K由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮悬臂布置时，K由b/h=4.44,KHβ=1.195,查图K=6)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式(10-10a)得d7)计算模数m。m=4.2.3按齿根弯曲强度设计由式(10-5)得弯曲强度的设计公式为m≥（1）确定公式内的各计算数值l)由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限σFE1=610MPa；大齿轮的弯曲强度极限2)由图10-18取弯曲疲劳寿命系数K3)计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式(10-12)得σσ4)计算载荷系数KK=5)查取齿形系数由表10-5查得YFa1=2.8,YFa2=2.286)查取应力校正系数由表10-5查得YSa1=1.55,YSa2=1.737)计算大、小齿轮的YFaYY大齿轮的数值大(2)设计计算m≥对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径(即模数与齿数的乘积)有关.可取由弯曲强度算得的模数5.06并就近圆整为标准值m=5mm，按接触强度算得的分度圆直径d1=145.1mm,算出小齿轮齿数z大齿轮齿数z4.2.4几何尺寸计算(1)计算分度圆直径dd(2)计算中心距a=(3)计算齿宽b=取B2=72.5mm，B1=80mm结语本课题涉及机械、电气、编程等方面的内容，由于篇幅的限制以及本人知识的局限性，本论文着重进行的是滚筒式抛丸清理机机械装置部分的结构设计，绘制了装配图和零件图。在设计过程中，较多的运用了经验，及借鉴他人的发明专利，而少于精准的计算。说明经验重要的同时，也指出