電動(dòng)滾筒設(shè)計(jì)

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1、目 錄 1 緒論……………………………………………………………………………………4 1.1 設(shè)計(jì)背景和意義……………………………………………………………4 1.2 國(guó)電動(dòng)滾筒發(fā)展概述與現(xiàn)狀……………………………………………4 1.3 電動(dòng)滾筒發(fā)展趨勢(shì)和方向…………………………………………………7 1.4 本設(shè)計(jì)特點(diǎn)…………………………………………………………………9 2 機(jī)械傳動(dòng)方案…………………………………………………………………………10 3 電動(dòng)機(jī)的選擇…………………………………………………………………………13 3.1 確定電動(dòng)機(jī) ……………………………………………

2、…………………13 3.2 確定電動(dòng)機(jī)額定功率及型號(hào) ……………………………………………14 4行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………………………………………16 4.1 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)要求…………………………………………………16 4.2 傳動(dòng)比及傳動(dòng)比分配 ………………………………………………16 4.3 高速級(jí)計(jì)算 ……………………………………………………………17 4.4 低速級(jí)計(jì)算……………………………………………………………22 4.5 行星齒輪傳動(dòng)基本構(gòu)件上的轉(zhuǎn)矩計(jì)算 …………………………………27 4.6 效率及損失 ……………………………………

3、…………………………28 5 軸和齒輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算……………………………………………………………30 5.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………………………………………30 5.2 軸的工作能力計(jì)算 ………………………………………………………31 5.3 軸的剛度校核計(jì)算 ………………………………………………………32 6 電動(dòng)滾筒的機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)………………………………………………………33 6.1 機(jī)構(gòu)概況 …………………………………………………………………………33 6.2 零件結(jié)構(gòu) ………………………………………………………………35 6.3 均載機(jī)構(gòu)

4、 …………………………………………………………………42 6.4 零件材料選擇 ……………………………………………………………44 7 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………49 畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等院校人才培養(yǎng)計(jì)劃的重要組成部分,是教學(xué)過(guò)程中重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),是人才培養(yǎng)質(zhì)量的全方面的綜合檢驗(yàn)。通過(guò)做畢業(yè)設(shè)計(jì),要求學(xué)生針對(duì)某一課題,綜合運(yùn)用本專業(yè)有關(guān)課程的理論和技術(shù),做出解決實(shí)際問(wèn)題的設(shè)計(jì)。同時(shí)可以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法和正確的設(shè)計(jì)思想,綜合運(yùn)用和深化所學(xué)的理論知識(shí)和技能,增強(qiáng)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力,全面完成工程師的基本訓(xùn)練或從事科研工作的初步訓(xùn)練,是學(xué)生畢業(yè)

5、前全面素質(zhì)教育的重要實(shí)踐訓(xùn)練。 近幾十年來(lái),尤其是改革開(kāi)放以來(lái),隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展,我國(guó) 已從世界上許多工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家引進(jìn)了大量的先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備和技術(shù),這其中就包括電動(dòng)滾筒。電動(dòng)滾筒作為驅(qū)動(dòng)裝置用在輸送機(jī)上是從20世紀(jì)20年代開(kāi)始的,它是一種將電動(dòng)機(jī)和減速器共同置于滾筒體的新型驅(qū)動(dòng)裝置。電動(dòng)滾筒主要用于固定式和移動(dòng)式帶式輸送機(jī),替代傳統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)、減速器在驅(qū)動(dòng)滾筒之外的分離式裝置。我國(guó)最早使用電動(dòng)滾筒是在20世紀(jì)40年代,經(jīng)我國(guó)機(jī)械科技人員不斷積極吸收和消化,與時(shí)俱進(jìn)、開(kāi)拓創(chuàng)新地努力奮進(jìn),使得我國(guó)的電動(dòng)滾筒技術(shù)有了迅速發(fā)展。近年來(lái),電動(dòng)滾筒在起重運(yùn)輸、工程機(jī)械、冶金礦山、石油化工、建

6、筑機(jī)械、交通運(yùn)輸?shù)裙I(yè)部門(mén)和均獲得了日益廣泛的應(yīng)用。 在設(shè)計(jì)階段,我參考了大量的相關(guān)資料,并在網(wǎng)上瀏覽了各種關(guān)于電動(dòng)滾筒的網(wǎng)頁(yè),積累了各種資料,為下一步的設(shè)計(jì)奠定了必要的基礎(chǔ)。同時(shí),我在設(shè)計(jì)時(shí)參考了以往電動(dòng)滾筒的圖紙,揚(yáng)長(zhǎng)避短,有的放矢。當(dāng)然,指導(dǎo)老師江教授在設(shè)計(jì)的過(guò)程中對(duì)我悉心指導(dǎo),給我指出設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤和不足,這對(duì)我的設(shè)計(jì)完成起了非常大的幫助,在此本人謹(jǐn)表深深的感激和無(wú)盡的意！這本說(shuō)明書(shū)記載了我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要容和步驟,較詳細(xì)的說(shuō)明了電動(dòng)滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 此外在設(shè)計(jì)過(guò)程中,我們得到了王湘江教授的幫助和指導(dǎo),在此表示衷心的感。由于本人初次涉及該設(shè)計(jì),另外又由于水平有限,時(shí)間較倉(cāng)促,錯(cuò)誤疏

7、漏之處在所難免,希望老師、同學(xué)指正,提出寶貴意見(jiàn)和建議,使之逐漸完善,本人不勝感激。 54 / 54 1 緒論 1.1 設(shè)計(jì)背景和意義 我國(guó)最早使用電動(dòng)滾筒是20世紀(jì)40年代,至今發(fā)展有60多年,而大約20 世紀(jì)20年代末期,德國(guó)已成功研制自然風(fēng)冷式電動(dòng)滾筒,比我國(guó)電動(dòng)滾筒的發(fā)展早了近20多年。自20世紀(jì)90年代末起,我國(guó)電動(dòng)滾筒產(chǎn)品和行業(yè)技術(shù)水平都有很大提高,產(chǎn)品品種和規(guī)格空前發(fā)展,質(zhì)量也有顯著提高,有些產(chǎn)品已超過(guò)國(guó)外。 目前機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)、銷售呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì),經(jīng)濟(jì)效益提高,綜合實(shí)力進(jìn)一步加強(qiáng)。電動(dòng)滾筒主要用途是作為帶式輸送機(jī)的動(dòng)力源。電動(dòng)滾筒的運(yùn)用非常廣泛,電動(dòng)滾筒作

8、為主動(dòng)輥?zhàn)訌V泛應(yīng)用于各種生產(chǎn)線中的輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)和輥道輸送機(jī),用來(lái)輸送成件物品。 當(dāng)前我國(guó)生產(chǎn)的電動(dòng)滾筒可分為兩大類,一種為電機(jī)在滾筒體的普通型電動(dòng)滾筒；一種為外置電機(jī)的外裝式電動(dòng)滾筒。而在西歐、北美多為油浸式齒輪傳動(dòng)的電動(dòng)滾筒。但是究竟選用哪種類型較好、較經(jīng)濟(jì),要有合理的選擇依據(jù),并從可靠性理論上對(duì)電動(dòng)滾筒進(jìn)行扼要的分析。 電動(dòng)滾筒是集電動(dòng)機(jī)、減速齒箱和軸承于一體的高效先進(jìn)的新型輸送動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。它的工作原理是把電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)減速齒輪機(jī)構(gòu)傳遞到滾筒皮帶輸送機(jī)械。主要應(yīng)用于固定式和移動(dòng)式帶式輸送機(jī)。電動(dòng)滾筒設(shè)計(jì)是否合理,直接影響電動(dòng)滾筒的傳輸效果、生產(chǎn)率、電能消耗、滾筒皮帶磨損等重要指標(biāo)?？傊?/p>

9、,在當(dāng)前生產(chǎn)不斷發(fā)展更新的情況下,這種電動(dòng)滾筒將產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效果,是一種理想的文明生產(chǎn)的傳動(dòng)設(shè)備。 1.2 國(guó)電動(dòng)滾筒發(fā)展概述與現(xiàn)狀 電動(dòng)滾筒是帶式輸送機(jī)的一種閉式驅(qū)動(dòng)裝置。它將電機(jī)、減速器、連軸器等部件裝在傳動(dòng)滾筒之,因而具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、占地少、密封性好、外形美觀、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。1962年起重運(yùn)輸機(jī)械研究所和XX運(yùn)輸機(jī)械廠開(kāi)始研制這個(gè)產(chǎn)品,1964年XX運(yùn)輸機(jī)械廠設(shè)計(jì)了YD64型系列。此后,起重機(jī)械運(yùn)輸機(jī)械廠、橡膠工業(yè)設(shè)計(jì)研究院、機(jī)械科學(xué)研究所、鶴崗市機(jī)械研究所、集安通用機(jī)械廠等單位先后開(kāi)展了研制工作。經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展,目前我國(guó)已有八個(gè)專業(yè)生產(chǎn)廠,具有年產(chǎn)1.2萬(wàn)臺(tái)的生產(chǎn)能力

10、,可以生產(chǎn)油冷、風(fēng)冷、定軸齒輪傳動(dòng)、行星齒輪傳動(dòng)、擺線針輪傳動(dòng)的多種系列產(chǎn)品。但是我國(guó)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的電動(dòng)滾筒參數(shù)圍窄、規(guī)格少不能滿足各部門(mén)、尤其是輕化、紡織、食品業(yè)的需要。 為改變這一狀況,XX市運(yùn)輸機(jī)械二廠于1984年從丹麥約基〔JOKI〕公司引進(jìn)了油浸式電動(dòng)滾筒的全部設(shè)計(jì)、制造技術(shù),并于1986年起投入批量生產(chǎn)。這種滾筒命名為XX約基型〔TJ〕電動(dòng)滾筒。約基公司是目前世界上最大的電動(dòng)滾筒專業(yè)生產(chǎn)廠之一,年產(chǎn)電動(dòng)滾筒可達(dá)四萬(wàn)臺(tái)。 目前國(guó)生產(chǎn)電動(dòng)滾筒的廠家,主要有以下幾家：XX市電動(dòng)滾筒廠,生產(chǎn)的TDY油冷式電動(dòng)滾筒是帶式輸送機(jī)的一種新型驅(qū)動(dòng)裝置,與外部驅(qū)動(dòng)裝置相比有以下優(yōu)點(diǎn),機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,

11、密封性好,占用空間位置少。可用于粉塵大潮濕泥濘的場(chǎng)所；重量輕,整體簡(jiǎn)單化,通用性強(qiáng),使用維修方便,使用壽命長(zhǎng),工作可靠,價(jià)格便宜。其生產(chǎn)的滾筒規(guī)格型號(hào)和技術(shù)參數(shù)如下〔表1.1〕： 電動(dòng)滾筒制造總公司電動(dòng)滾筒廠,生產(chǎn)TDY、YZ、YDB型電動(dòng)滾筒,部采用行星擺線減速機(jī)構(gòu),擺線輪、針齒等采用軸承鋼制造,具有承載能力大、過(guò)載能力強(qiáng)、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲低、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)；YDB型滾筒可用于具有可燃性氣體、瓦斯、粉塵等形成的爆炸性混合物場(chǎng)所。其生產(chǎn)的滾筒規(guī)格型號(hào)和技術(shù)參數(shù)如下〔表1.2〕： 省東豐機(jī)械廠生產(chǎn)的電動(dòng)滾筒,生產(chǎn)的滾筒規(guī)格型號(hào)和技術(shù)參數(shù)如下〔表1.3〕： 其中JTB型擺線減速滾

12、筒是將硬齒面的針齒殼輸出的擺線針輪減速機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)入滾筒所組成,與電動(dòng)機(jī)外聯(lián)構(gòu)成帶式輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置,可以滿足不同帶式輸送機(jī)使用性能的要求。還有電動(dòng)滾筒生產(chǎn)的滾筒,其規(guī)格型號(hào)和技術(shù)參數(shù)如下〔表1.4〕： 而目前國(guó)電動(dòng)滾筒的設(shè)計(jì)大多都以 進(jìn)行的,從而使設(shè)計(jì)受到了一定的限制。因而本次設(shè)計(jì)將探討。電動(dòng)滾筒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占有空間小、動(dòng)力轉(zhuǎn)換率高、無(wú)需任何潤(rùn)滑保養(yǎng)的特點(diǎn)。實(shí)踐證明,電動(dòng)滾筒是一種免維護(hù)、低成本、高效率的皮帶輸送機(jī)械的理想動(dòng)力裝置。 目前,企業(yè)界在研究的新產(chǎn)品主要有以下： 〔1〕新型傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的滾筒產(chǎn)品,如諧波齒輪傳動(dòng)、變速軸承傳動(dòng)的電動(dòng)滾筒,具有體積小、傳動(dòng)力矩大的優(yōu)點(diǎn)。 〔2〕新型動(dòng)

13、力源的滾筒,如液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的液壓滾筒。 〔3〕取消減速器的滾筒。 〔4〕智能型電動(dòng)滾筒。 〔5〕形狀多異的滾筒,如板條狀滾筒,線軸形滾筒,錐形滾筒,鏈輪滾筒等。今后電動(dòng)滾筒及行業(yè)的發(fā)展,主要應(yīng)著重于提高電動(dòng)滾筒產(chǎn)品質(zhì)量,不斷開(kāi)發(fā)研制新產(chǎn)品,加強(qiáng)售前、售后服務(wù),開(kāi)拓國(guó)外市場(chǎng),特別是國(guó)際市場(chǎng)。 1.3 電動(dòng)滾筒發(fā)展趨勢(shì)和方向 自20世紀(jì)90年代末起,我國(guó)電動(dòng)滾筒產(chǎn)品和行業(yè)技術(shù)水平都有很大提高,產(chǎn)品品種和規(guī)格空前發(fā)展,質(zhì)量也有顯著提高,有些產(chǎn)品已超過(guò)國(guó)外。 我國(guó)目前電動(dòng)滾筒產(chǎn)品到底達(dá)到什么水平,應(yīng)采用多極指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)法進(jìn)行評(píng)價(jià)。這種方法的主要特點(diǎn),就是根據(jù)廣義的產(chǎn)品概念所含的三部分容,提

14、出多項(xiàng)一級(jí)指標(biāo)及二級(jí)指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。 廣義的產(chǎn)品概念,不僅僅是電動(dòng)滾筒產(chǎn)品實(shí)物本身,包括下列三個(gè)方面。 核心部分。即生產(chǎn)廠提供用戶的產(chǎn)品基本性能和利益,主要括功能參數(shù)、運(yùn)行性能、經(jīng)濟(jì)性能、經(jīng)濟(jì)性。 有形部分。即通常所講的電動(dòng)滾筒產(chǎn)品實(shí)物,還包括可靠性、壽命、外觀、品牌、特征等。特征又包括結(jié)構(gòu)性、工藝性、成套性、維修性等。 附加部分。這是用戶購(gòu)買電動(dòng)滾筒有形產(chǎn)品的同時(shí)所得到的附加利益的總和。包括送貨、發(fā)運(yùn)、安裝、維修、失業(yè)保障、售后服務(wù)、延期付款等容。 從廣義產(chǎn)品概念和營(yíng)銷角度來(lái)看,只要附加利益不同,均應(yīng)以不同產(chǎn)品對(duì)待。 按這樣一些廣義產(chǎn)品概念指標(biāo)評(píng)價(jià)我國(guó)電動(dòng)滾筒產(chǎn)品目前水平,顯而

15、易見(jiàn),廠與廠之間的產(chǎn)品相比,國(guó)與國(guó)外,都會(huì)有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。但就電動(dòng)滾筒產(chǎn)品總體來(lái)看,我國(guó)電動(dòng)滾筒與當(dāng)前國(guó)外一般水平相比,還有一定差距的,我國(guó)電動(dòng)滾筒行業(yè)技術(shù)也是有一定差距的。 今后電動(dòng)滾筒及行業(yè)的發(fā)展,主要應(yīng)著手提高電動(dòng)滾筒產(chǎn)品質(zhì)量,不斷開(kāi)發(fā)研制新產(chǎn)品,加強(qiáng)售前、售后服務(wù),開(kāi)拓國(guó)外市場(chǎng),特別是國(guó)際市場(chǎng)四個(gè)方面。 開(kāi)發(fā)研制新產(chǎn)品是企業(yè)保持活力和獲得成功的關(guān)鍵。但是開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品又是令企業(yè)左右為難的事,一方面開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品非常不易,構(gòu)思、設(shè)計(jì)難,資金、人力更有限,企業(yè)還要擔(dān)負(fù)隨時(shí)都可能發(fā)生的開(kāi)發(fā)失敗的風(fēng)險(xiǎn)。另一方面它是企業(yè)獲得經(jīng)營(yíng)成功的必備手段。 企業(yè)應(yīng)近、遠(yuǎn)期新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)框架,應(yīng)有長(zhǎng)期性、戰(zhàn)略性、

16、可行性的開(kāi)發(fā)研制戰(zhàn)略規(guī)劃,使產(chǎn)品形成生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、研制周而復(fù)始的一個(gè)環(huán),保持著產(chǎn)品的連續(xù)性、延伸性和質(zhì)的遞進(jìn)行,只有這樣,企業(yè)才能取得生存與發(fā)展。 傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為新產(chǎn)品是指通過(guò)新的發(fā)明創(chuàng)造所形成的產(chǎn)品。1981年國(guó)家經(jīng)委對(duì)新產(chǎn)品的觀念和圍作出了如下規(guī)定："新產(chǎn)品必須在結(jié)構(gòu)、性能、原材料、工藝方法和技術(shù)特征等方面比老產(chǎn)品有顯著改進(jìn)或提高。在一個(gè)省、市、自治區(qū)圍是第一次試制成功的產(chǎn)品,并經(jīng)過(guò)有關(guān)部門(mén)的鑒定確認(rèn)"。國(guó)家經(jīng)委的一個(gè)規(guī)定,對(duì)當(dāng)時(shí)一段時(shí)間管理新產(chǎn)品提供統(tǒng)一的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。 但是由于現(xiàn)代市場(chǎng)學(xué)對(duì)產(chǎn)品概念提出了較廣義的理解,因而對(duì)新產(chǎn)品也提出了一個(gè)涵豐富的廣義概念,不僅僅是從技術(shù)角度衡量,

17、而是從市場(chǎng)需要的營(yíng)銷角度來(lái)理解。因此新產(chǎn)品就成了一個(gè)非常廣義概念。目前企業(yè)界從營(yíng)銷角度所稱的新產(chǎn)品,主要有以下幾類： 全新產(chǎn)品或新發(fā)明的產(chǎn)品對(duì)電動(dòng)滾筒來(lái)說(shuō),主要是指采用新原理、新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)等制成的新產(chǎn)品,具有一定的新性能,能滿足別的滾筒產(chǎn)品不能代替的某些特殊需要的滾筒產(chǎn)品,這種全新滾筒產(chǎn)品目前已知的有以下幾種。 新型傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的滾筒產(chǎn)品,如諧波齒輪傳動(dòng)、變速軸承傳動(dòng)的電動(dòng)滾筒等,它們具有體積小,傳動(dòng)力矩大等優(yōu)點(diǎn)。 新型動(dòng)力源的滾筒產(chǎn)品,如由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的液壓滾筒等。 取消減速器的滾筒產(chǎn)品,這種產(chǎn)品已在生產(chǎn)線上使用。這種電動(dòng)滾筒是一種外轉(zhuǎn)子電機(jī)轉(zhuǎn)子套上筒皮的產(chǎn)品,電機(jī)可以使三相或

18、單相電機(jī)。三相或單相電機(jī)的調(diào)速方法很多,可以是多速或無(wú)極變速。 職能型電動(dòng)滾筒。這是一項(xiàng)將機(jī)械、電子等技術(shù)有機(jī)結(jié)合綜合使用運(yùn)用于滾筒中的技術(shù)。主要是指能用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)產(chǎn)生出來(lái)的新一代產(chǎn)品。它使?jié)L筒實(shí)現(xiàn)自動(dòng)識(shí)別,如來(lái)件就轉(zhuǎn)無(wú)件就停機(jī)；數(shù)字化-升溫、速度等自動(dòng)顯示；職能化-自動(dòng)停機(jī)、開(kāi)機(jī)、報(bào)警等；使?jié)L筒產(chǎn)品性能實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍。 利用機(jī)電一體技術(shù),可以對(duì)傳統(tǒng)的滾筒進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑臁⒏镄露岣邼L筒產(chǎn)品的技術(shù)性能,可以通過(guò)大幅度改造和更新擴(kuò)大滾筒產(chǎn)品的功能,可以完全超脫原有滾筒產(chǎn)品的形態(tài)特征發(fā)展創(chuàng)造獨(dú)特的新產(chǎn)品,如用在辦公設(shè)備、某些家用電器及儀表中的微型伺服傳動(dòng)滾筒等。 革新與改進(jìn)的滾筒產(chǎn)品

19、革新與改進(jìn)主要是對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品而言,其特點(diǎn)是它們不僅和現(xiàn)有同類產(chǎn)品一樣能滿足某種需要,但由于工藝、材料、設(shè)計(jì)甚至標(biāo)準(zhǔn)上的革新,產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)、功能或者外形上都有新特點(diǎn)和優(yōu)越性。因此可以部分地乃至全部代替原有產(chǎn)品。實(shí)際上根據(jù)用戶的需要,在原有基礎(chǔ)上的革新與改進(jìn)還可以產(chǎn)生出許多新的滾筒產(chǎn)品。 性狀改變的滾筒產(chǎn)品主要指改變外形或外型尺寸而適合于某一特定場(chǎng)合的新型滾筒產(chǎn)品,滾筒的主要性能沒(méi)有多大變化。如雙層筒體的電動(dòng)滾筒,板條狀滾筒,線軸形滾筒,錐形滾筒,鋸齒形滾筒,等形狀的滾筒。 發(fā)展與滾筒相關(guān)的新產(chǎn)品因?yàn)楫a(chǎn)品和新產(chǎn)品的概念從市場(chǎng)營(yíng)銷角度來(lái)看,含義十分廣泛,不僅是電動(dòng)滾筒實(shí)體本身,只要給用戶附近某種利益

20、就可以算作一種新產(chǎn)品,如免費(fèi)送貨產(chǎn)品、包退包換產(chǎn)品、延期付款產(chǎn)品、提供特殊設(shè)備、附件產(chǎn)品等。對(duì)于一個(gè)企業(yè)來(lái)說(shuō),只能有選擇地對(duì)某一種電動(dòng)滾筒或幾種電動(dòng)滾筒給予用戶某種特殊的附加利益,以促銷本企業(yè)最拿手的產(chǎn)品。 為用戶提供價(jià)廉物美的電動(dòng)滾筒零件、易損件、優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)等,從廣義的營(yíng)銷角度來(lái)看,都是與滾筒有關(guān)的新產(chǎn)品。 從以上分析來(lái)看,電動(dòng)滾筒產(chǎn)品的不斷開(kāi)發(fā)與研制是大有可為的。 1.4 本設(shè)計(jì)特點(diǎn) 本設(shè)計(jì)為Φ630 電動(dòng)滾筒,用于帶式輸送的驅(qū)動(dòng)。電機(jī)和傳動(dòng)減速器均裝于滾筒。減速器分兩級(jí),第一級(jí)為行星傳動(dòng),第二級(jí)為具有中間齒輪的一般嚙合傳動(dòng),其中的行星架是固定的,動(dòng)機(jī)錠子通過(guò)法蘭與卷筒支承軸連

21、接,法蘭固定不動(dòng)。減速器行星傳動(dòng)級(jí)的行星架與減速器第二級(jí)中心輪剛性相連接。減速器中沒(méi)有浮動(dòng)構(gòu)件。卷筒運(yùn)動(dòng)通過(guò)減速器第二級(jí)齒圈傳遞。齒圈與滾筒采用螺栓和銷子聯(lián)接。卷筒注有潤(rùn)滑油,潤(rùn)滑傳動(dòng)齒輪和軸承,并用以冷卻電機(jī)錠子。電動(dòng)滾筒以其結(jié)構(gòu)緊湊、整機(jī)體積小且輕便等優(yōu)點(diǎn),被應(yīng)用在膠帶輸送機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置上。而電動(dòng)滾筒減速機(jī)構(gòu)可以分為定軸輪系減速、周轉(zhuǎn)輪系減速、混合輪系減速。由于行星輪系減速具有定軸輪系無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn),所以,在國(guó)外已被廣泛地應(yīng)用在電動(dòng)滾筒的減速機(jī)構(gòu)上。如何減小電動(dòng)滾筒減速機(jī)構(gòu)體積,減小材料消耗,對(duì)于設(shè)計(jì)電動(dòng)滾筒來(lái)說(shuō)很有實(shí)際意義。影響電動(dòng)滾筒減速機(jī)構(gòu)體積的是各級(jí)太陽(yáng)輪及行星輪體積之和。為了將電動(dòng)

22、滾筒電動(dòng)機(jī)及減速器產(chǎn)生的熱量及時(shí)地散發(fā)出去,現(xiàn)多采用油冷的方法,同時(shí),冷卻油液還兼作齒輪及軸承的潤(rùn)滑劑,油的溫度又影響油的黏度,進(jìn)而影響齒面上油膜的產(chǎn)生,導(dǎo)致影響齒輪的壽命。 2 機(jī)械傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 國(guó)外生產(chǎn)的減速器類型不少,但目前用在電動(dòng)滾筒上能批量生產(chǎn)的不外乎三種類型：1.定軸齒輪傳動(dòng)的電動(dòng)滾筒,2.漸開(kāi)線行星齒輪傳動(dòng)的電動(dòng)滾筒,3.擺線針輪傳動(dòng)的電動(dòng)滾筒。其中的漸開(kāi)線行星齒輪傳動(dòng)的電動(dòng)滾筒較定軸齒輪傳動(dòng)具有體積小、重量輕、承載能力大、工作平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。在電動(dòng)滾筒中最常用的為NWC型的二級(jí)或三級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)具有機(jī)械效率高、傳動(dòng)平穩(wěn)、便于設(shè)計(jì)傳動(dòng)比、便于調(diào)整齒輪副中心距、

23、承載能力高、傳遞轉(zhuǎn)矩大、便于加式制造成本低等優(yōu)點(diǎn),所以在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中應(yīng)用得十分普遍。 行星齒輪傳動(dòng),或稱為行星輪系,是指當(dāng)齒輪系運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),如果組成該齒輪系的齒輪中至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線位置不固定,而繞著其他齒輪的幾何軸線旋轉(zhuǎn),即在該齒輪系中,至少舉有個(gè)一個(gè)作行星運(yùn)動(dòng)的齒輪. 行星齒輪傳動(dòng)按其自由度的數(shù)目可分為兩種:周轉(zhuǎn)輪系和差動(dòng)輪系. 周轉(zhuǎn)輪系是具有一個(gè)自由度的行星齒輪傳動(dòng),只需知道其中一個(gè)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)后,其余各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)便可以確定.差動(dòng)輪系是具有兩個(gè)自由度的行星齒輪傳動(dòng).無(wú)論是周轉(zhuǎn)輪系,還是差動(dòng)輪系,其中作行星運(yùn)動(dòng)的齒輪C,都被稱為行星齒輪<簡(jiǎn)稱行星輪>.換言之,在齒輪系中,凡具有自轉(zhuǎn)和公

24、轉(zhuǎn)的齒輪,則稱為行星輪.平常所指的行星輪系一般是指周轉(zhuǎn)輪系,這里論及的行星輪系亦如此.行星輪系由行星輪、太陽(yáng)輪和行星架三大構(gòu)件組成。在行星齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)中,支承行星輪C并使它得到公轉(zhuǎn)的構(gòu)件,稱為行星架,也稱為轉(zhuǎn)臂或系桿,用符號(hào)X表示,轉(zhuǎn)臂X饒之旋轉(zhuǎn)的幾何軸線,稱為主軸線.而與行星輪相嚙合的,且其軸線又與主軸線重合的齒輪,稱為中心輪;外齒中心輪用符號(hào)A表示,齒中心輪用符號(hào)B表示.最小的外齒中心輪又可稱為太陽(yáng)輪.而固定不動(dòng)的中心輪,稱為支持輪. 行星齒輪傳動(dòng)與普通齒輪傳動(dòng)相比較,它具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。它的最顯著的特點(diǎn)是：在傳遞動(dòng)力時(shí)它可以進(jìn)行功率分流；同時(shí),其輸入軸與輸出軸具有同軸性,即輸出軸與輸入軸

25、均設(shè)置在同一主軸線上。所以行星齒輪傳動(dòng)現(xiàn)已被人們用來(lái)代替普通齒輪傳動(dòng),而作為各種機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的減速成器、增速器和變速裝置。尤其是對(duì)于那些要求體積小、質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)緊湊和傳動(dòng)效率高的航空發(fā)動(dòng)機(jī)、起重運(yùn)輸、石油化工和兵器等的齒輪傳動(dòng)裝置以及需要差速成器的汽車和坦克等車輛齒輪傳動(dòng)裝置,行星齒輪傳動(dòng)已得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 行星齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)如下。 <1>體積小,質(zhì)量小,結(jié)構(gòu)緊湊,承載能力大 一般,行星齒輪傳動(dòng)的外廓尺寸和質(zhì)量約為普通齒輪傳動(dòng)的1/2-1/5〔即在承受相同的載荷條件下〕。 <2>傳動(dòng)效率高 由于行星齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性,即它具有數(shù)個(gè)勻稱分布的行星輪,使得作用天中心輪的

26、轉(zhuǎn)臂軸承中心的反作用能互想平衡,從而有利于達(dá)到提高傳動(dòng)效率的作用。在傳動(dòng)類型選擇恰當(dāng)、結(jié)構(gòu)布置合理的情況下,其效率值可達(dá)0.97-0.99。 <3>傳動(dòng)比較大,可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解 只要適當(dāng)選擇行星齒輪的類型及配齒方案,便可以用少數(shù)幾個(gè)齒輪而獲得很大的傳動(dòng)比。在僅作為傳遞運(yùn)動(dòng)的行星齒輪傳動(dòng)中,其傳動(dòng)比可達(dá)到幾千。應(yīng)該指出,行星齒輪傳動(dòng)在其傳動(dòng)比很大時(shí),仍然可保持結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小、體積小等許多優(yōu)點(diǎn)。而且,他還可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)合成與分解以及實(shí)現(xiàn)保種變速的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)。 <4>運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、搞沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng) 由于采用了數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)相同的行星輪,均勻分布于中心輪的周圍,從而可使行星輪與轉(zhuǎn)臂的慣性

27、力相互平衡。同時(shí),也使參與嚙合的齒輪增多,幫行星齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),抵抗沖擊和振動(dòng)的能力較強(qiáng),工作較可靠。 總之,行星齒輪傳動(dòng)具有質(zhì)量小、體積小、傳動(dòng)比大及效率高等優(yōu)點(diǎn). 行星齒輪傳動(dòng)的缺點(diǎn)：材料優(yōu)質(zhì)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造和安裝較困難。但隨著人們對(duì)行星傳動(dòng)技術(shù)進(jìn)一步深入了解和掌握以及對(duì)國(guó)外行星傳動(dòng)技術(shù)的引進(jìn)和消化吸收,從而使其傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和均載方式都不斷完善,同時(shí)生產(chǎn)工藝水平也不斷提高。因此,對(duì)于它的制造安裝問(wèn)題,目前已不再視為一件什么困難的事情。實(shí)踐表明,在具有中等技術(shù)水平的工廠里也是完全可以制造出較了的行星輪傳動(dòng)減速速器。 在設(shè)計(jì)電動(dòng)滾筒的行星齒輪傳動(dòng)中,不僅要了解其優(yōu)點(diǎn),也要了解其缺點(diǎn),充分

28、發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn),且把其缺點(diǎn)降低到最低的限度.從而設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的行星齒輪傳動(dòng)裝置. 我設(shè)計(jì)的電動(dòng)滾筒的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將采用這種機(jī)構(gòu)。其原理圖〔圖1.1〕如下： 〔圖1.1〕是兩級(jí)行星齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)原理圖。從圖中可見(jiàn),按基本構(gòu)件命名,這是典型的2K-H型周轉(zhuǎn)輪系。按嚙合形式分類,它屬于NCW型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。圖中齒數(shù)為Z1的太陽(yáng)輪與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子軸聯(lián)結(jié)。第一級(jí)傳動(dòng)齒數(shù)為Z3的齒圈固定,由行星架輸出,同時(shí)作為第二級(jí)傳動(dòng)齒數(shù)為Z4的輸入。第二級(jí)傳動(dòng)齒數(shù)為Z6的齒圈通過(guò)螺栓聯(lián)接電動(dòng)滾筒的卷筒,從而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)滾筒的筒體旋轉(zhuǎn). 在行星傳動(dòng)中,NGW型機(jī)構(gòu)也是目前電動(dòng)滾筒中應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 在設(shè)計(jì)行

29、星齒輪傳動(dòng)時(shí),除了要考慮傳動(dòng)比條件外,還要考慮齒輪的同心條件、裝配條件和鄰接條件。有關(guān)這方面的資料和計(jì)算方法會(huì)在后面的部分說(shuō)明。 很明顯,第一級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比i1=<1+z3/z1>, 第二級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比為 i2=<1+z6/z4>?？倐鲃?dòng)比i為兩極傳動(dòng)比之積。即： i=i1i2=<1+z3/z1> <1+z6/z4> 這種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于,各級(jí)行星齒輪的數(shù)目都在兩個(gè)以上,負(fù)荷可以由多個(gè)行星輪分擔(dān)。在電動(dòng)滾筒長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)的情況下,可以通過(guò)增加傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的級(jí)數(shù)。獲得更大的傳動(dòng)比。而總傳動(dòng)比為各級(jí)傳動(dòng)比之積。 i=i1i2i3……in 式中 n為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的級(jí)數(shù)； in為每級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

30、的傳動(dòng)比。 而隨著傳動(dòng)級(jí)數(shù)的增加,傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總效率也隨之降低。因此,設(shè)計(jì)中采用二級(jí)NGW型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。 設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)需確定的容是：齒輪材料和熱處理方式,齒輪的齒數(shù)、模數(shù)、變位系數(shù)、齒寬、分度圓螺旋角、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、結(jié)構(gòu)尺寸等；對(duì)圓柱齒輪傳動(dòng)還有中心距；對(duì)錐齒輪傳動(dòng),還有錐距、節(jié)錐角、頂錐角和根錐角等。 齒輪材料及熱處理方式的選擇,應(yīng)考慮齒輪的工作條件、傳動(dòng)尺寸的要求、制造設(shè)備條件等。若傳遞功率大,且要求尺寸緊湊,可選用合金鋼或合金鑄鋼,并采用表面淬火或滲碳淬火等熱處理方式；若一般要求,則可選用碳鋼或鑄鋼或鑄鐵,采用正火或調(diào)質(zhì)等熱處理方式。當(dāng)齒輪頂圓直徑d<400-5

31、00mm時(shí),可采用鍛造或鑄造毛坯；當(dāng)d>400-500mm時(shí),因受鍛造是被能力的限制,應(yīng)采用鑄鐵或鑄鋼鑄造。當(dāng)齒輪直徑與軸徑相差不大時(shí),對(duì)于圓柱齒輪,若齒輪的齒根至鍵槽的距離x<2.5mn,對(duì)于錐齒輪,若x<1.6m,則齒輪和軸做成一體,稱為齒輪軸。同一減速器中的各級(jí)小齒輪〔或大齒輪〕的材料盡可能相同,以減少材料牌號(hào)和簡(jiǎn)化工藝要求。齒輪傳動(dòng)的計(jì)算準(zhǔn)則和方法,應(yīng)根據(jù)齒輪工作條件和齒面硬度來(lái)確定。對(duì)于軟齒面齒輪傳動(dòng),應(yīng)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算齒輪直徑或中心距,驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度；對(duì)于硬齒面齒輪傳動(dòng),應(yīng)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算模數(shù),演算齒面接觸疲勞強(qiáng)度。 對(duì)齒輪傳動(dòng)的參數(shù)和尺寸,有嚴(yán)格的要求。對(duì)于大

32、批生產(chǎn)的減速器,其齒輪中距應(yīng)參考標(biāo)準(zhǔn)減速器的中心距；對(duì)于中、小批生產(chǎn)或?qū)Ｓ脺p速器,為了制造、安裝方便,其中心距應(yīng)圓整,最好使中心距的尾數(shù)為0或5mm。模數(shù)應(yīng)取標(biāo)準(zhǔn)值,齒寬應(yīng)圓整；而分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑等不允許圓整,應(yīng)精確計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后三位數(shù)；分度圓螺旋角、節(jié)錐角、頂錐角、根錐角應(yīng)精確計(jì)算到"秒" ；直齒錐齒輪的錐距R不必圓整,竟計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后三位數(shù)。齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸,可由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算確定,但盡量圓整,以便于制造和測(cè)量。 3 電動(dòng)機(jī)的選擇 根據(jù)參考數(shù)據(jù),查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 單行本》——《減〔變〕速器、電機(jī)與電器》中《電動(dòng)機(jī)的選擇》。 3.1確定電動(dòng)機(jī)類型 選擇電動(dòng)機(jī)應(yīng)綜

33、合考慮的問(wèn)題 3.1.1 根據(jù)機(jī)械的負(fù)載性質(zhì)和生產(chǎn)的工藝對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求,選擇電動(dòng)機(jī)類型。 根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩、速度變化圍和啟動(dòng)頻繁程度等要求,考慮電動(dòng)機(jī)的溫升限制、過(guò)載能力和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩,選擇電動(dòng)機(jī)功率,并確定冷卻通風(fēng)方式。所選電動(dòng)機(jī)功率應(yīng)留有余量,負(fù)荷率一般取0.8-0.9。過(guò)大的備用功率會(huì)使電機(jī)效率降低,對(duì)于感應(yīng)電動(dòng)機(jī),其功率因數(shù)將變壞,并使按電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩校驗(yàn)強(qiáng)度的生產(chǎn)機(jī)械造價(jià)提高。 根據(jù)使用場(chǎng)所的環(huán)境條件,如溫度、濕度、灰塵、雨水、瓦斯以及腐蝕和易燃易爆氣體等考慮必要的保護(hù)方式,選擇電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式。 根據(jù)企業(yè)的電網(wǎng)電壓標(biāo)準(zhǔn)和對(duì)功率因數(shù)的要求,確定電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)

34、和類型。 根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的最高轉(zhuǎn)速和對(duì)電力傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程性能 的要求,以及機(jī)械減速機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度,選擇電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速。 除此之外,選擇電動(dòng)機(jī)還必須符合節(jié)能要求,考慮運(yùn)行可靠性、設(shè)備的供貨情況、備品備件的通用性、安裝檢修的難易,以及產(chǎn)品價(jià)格、建設(shè)費(fèi)用、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用、生產(chǎn)過(guò)程中；前后期電動(dòng)機(jī)功率變化關(guān)系等各種因素。 電動(dòng)滾筒作為帶式輸送機(jī)的動(dòng)力源,是它的主要用途。因此它具以下的工作特點(diǎn)： 長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作,因此要求電動(dòng)機(jī)為連續(xù)工作制〔S1〕；帶式輸送機(jī)一旦停機(jī),要求滾筒能夠在負(fù)荷情況下起動(dòng),因此要求電動(dòng)機(jī)有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,而且又要求電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流不要太大。 鑒于以上

35、兩點(diǎn)原因,選擇籠型三相異步電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)滾筒的電動(dòng)機(jī)最為合適。因此選用Y系列電動(dòng)機(jī),只是電動(dòng)機(jī)殼體及固定形式與普通Y系列電動(dòng)機(jī)有所不同 。而對(duì)于起重機(jī)用的電動(dòng)滾筒常用YZR系列電動(dòng)機(jī)。 3.2 確定電動(dòng)機(jī)額定功率及型號(hào) 正確選擇電動(dòng)機(jī)額定功率的原則是：在電動(dòng)機(jī)能夠勝任機(jī)械負(fù)荷要求的前提下,最經(jīng)濟(jì)、最合理地決定電動(dòng)機(jī)的功率。決定電動(dòng)機(jī)的功率時(shí),要考慮電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱日、允許過(guò)載能力和起動(dòng)性能三個(gè)方面的因素。一般情況下,發(fā)熱問(wèn)題最重要。電動(dòng)滾筒中電動(dòng)機(jī)的使用場(chǎng)合很特殊,它安裝在電動(dòng)滾筒的筒體部,所以電動(dòng)滾筒電動(dòng)機(jī)的散熱條件優(yōu)劣是極其重要的問(wèn)題。電動(dòng)滾筒作為帶式輸送機(jī)的動(dòng)力源,是它的主要用途。電動(dòng)滾

36、筒的工作特點(diǎn)是：〔1〕長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作,因此要求電動(dòng)機(jī)為連續(xù)工作制；〔2〕帶式輸送機(jī)一旦停機(jī),要求電動(dòng)機(jī)能在有負(fù)荷情況下啟動(dòng),因此要求電動(dòng)機(jī)有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,而且又要求電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流不要太大。鑒于兩點(diǎn)原因,選用籠型三相異步電動(dòng)機(jī)作為電動(dòng)滾筒的電動(dòng)機(jī)最合適。正確選擇電動(dòng)機(jī)額定功率的原則是:在電動(dòng)機(jī)能夠勝任機(jī)械負(fù)荷要求的前提下,最經(jīng)濟(jì)、最合理地決定電動(dòng)機(jī)的功率。 電動(dòng)滾筒的輸出功率為 P出=mgv=698*9.8*1.3 =8.9kw Y系列電動(dòng)機(jī)為全封閉自冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī),是按照國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的,具有國(guó)際互換性的特點(diǎn)。用于空氣中不含易燃、易炸或

37、腐蝕性氣體的場(chǎng)所。適用于電源電壓為380V無(wú)特殊要求的機(jī)械上,如機(jī)床、泵、風(fēng)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、攪拌機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械等。 冶金及起重用三相異步電動(dòng)機(jī)是用于驅(qū)動(dòng)各種形式的起重機(jī)械和冶金設(shè)備中的輔助機(jī)械的專用系列產(chǎn)品。它具有較大 的過(guò)載能力和較高的機(jī)械強(qiáng)度,特別適用于短時(shí)或斷續(xù)周期運(yùn)行、頻繁起動(dòng)和制動(dòng)、有時(shí)過(guò)負(fù)荷及有顯著的振動(dòng)與沖擊的設(shè)備。 YZ系列為籠型轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī),YZR系列為繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)。冶金及起重機(jī)用電動(dòng)機(jī)大多采用繞線轉(zhuǎn)子,但對(duì)于30kw以下的電動(dòng)機(jī)以及在起動(dòng)不是很頻繁而電網(wǎng)容量又許可滿壓起動(dòng)的場(chǎng)所,也可采用籠型轉(zhuǎn)子。 根據(jù)負(fù)荷的不同性質(zhì),電動(dòng)機(jī)常用的工作制分為S2〔短時(shí)工作制〕、S3〔斷續(xù)周期

38、工作制〕、S4〔包括啟動(dòng)的斷續(xù)周期性工作制〕、S5〔包括電制動(dòng)的斷續(xù)周期工作制〕四種。電動(dòng)機(jī)的額定工作制為S3,每一工作周期為10min。電動(dòng)機(jī)的基準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)率FC為40%。 綜合以上考慮決定采用Y180-4型電動(dòng)機(jī)作為?630電動(dòng)滾筒的電動(dòng)機(jī)。Y180-4型電動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下： 額定功率：22kw 額定轉(zhuǎn)速：1470r/m 4 行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)要求 〔1〕足夠長(zhǎng)的使用壽命 應(yīng)在連續(xù)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)工作制下進(jìn)行設(shè)計(jì),即假 每天工作24 h,每天工作300 d,齒輪工作壽命要求不少于5年,或者不少于36000 h,整體無(wú)故障工作時(shí)間應(yīng)不少于1

39、5000 h,為此應(yīng)選用較優(yōu)質(zhì)的齒輪材料和合理的熱處理工藝。 〔2〕較小的噪聲和合理的制造工藝 電動(dòng)滾筒在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的噪聲,應(yīng)盡可能小 于或者等于/T7330—94 中的規(guī)定值。齒輪精度6—8中等精度等級(jí),使用在一般場(chǎng)合的電動(dòng)滾筒應(yīng)達(dá)到GB 10095—88漸開(kāi)線圓柱齒輪精度中規(guī)定的 8-7-7 級(jí)精度,室使用或要求特別低噪聲的場(chǎng)合,常要求達(dá)到7-6-6 精度。 〔3〕采用油池及飛濺潤(rùn)滑,潤(rùn)滑油常用N46、N68 機(jī)械油或N150 中負(fù)荷齒輪油。 〔4〕優(yōu)良的通用性 實(shí)際上電動(dòng)滾筒的規(guī)格很多,為便于生產(chǎn)過(guò)程管理,必須考慮其通用性,要求達(dá)到： 1> 滾筒直徑D、模數(shù)

40、m、電機(jī)機(jī)座號(hào)n0 三者都相同時(shí),其嚙合傳動(dòng)的齒輪是通用的,僅根據(jù)傳遞功率P的大小調(diào)節(jié)齒寬b2； 2〕滾筒直徑D、帶速v、模數(shù)m相同時(shí),其外嚙合傳動(dòng)的齒輪是通用的,也僅根據(jù)傳遞功率的大小調(diào)節(jié)齒寬b1； 3〕同一滾筒直徑D、齒輪中心矩a是相同的； 4〕滾筒直徑D、帶速v、電機(jī)機(jī)座號(hào)n0相同時(shí),相應(yīng)齒輪模數(shù)m相同。 4.2 傳動(dòng)比及傳動(dòng)比分配 〔1〕.計(jì)算傳動(dòng)比i i=πDn1/〔60v〕=π*0.63*1470/〔60*1.3〕 ≈37.3 因?yàn)樾行禽喌臄?shù)目為Cs=3時(shí),傳動(dòng)比的圍只有在2.1-13.37之間,故可選用NGW型兩級(jí)行星齒輪傳動(dòng)。 〔2〕.傳動(dòng)比

41、分配 分配原則是各級(jí)傳動(dòng)等強(qiáng)度和獲得最小的外型尺寸,在NGW型兩級(jí)行星齒輪傳動(dòng)中,用角標(biāo)Ⅰ表示高速級(jí)參數(shù),Ⅱ表示低速級(jí)參數(shù)。且高速級(jí)和低速級(jí)外嚙合齒輪材料、齒面硬度相同,則σHlimⅠ=σHlimⅡ取行星輪數(shù)目Cs=3；齒面工作硬化系數(shù)ZwⅠ=ZwⅡ；低速級(jí)齒輪分度圓直徑與高速級(jí)沒(méi)齒輪分度圓直徑之比值以B表示。按兩級(jí)傳動(dòng),i=i1i2,因此應(yīng)進(jìn)行傳動(dòng)比分配,分配的原則為： 1〕使各級(jí)傳動(dòng)的承載能力大致相等,即齒面接觸強(qiáng)度大致相等； 2〕使減速機(jī)構(gòu)獲得最小的外形尺寸和重量； 3〕使各級(jí)傳動(dòng)的大齒輪侵油深度大致相等。 為此,一般取 i1=-0.01i 一般總傳動(dòng)i較大時(shí),系數(shù)取較

42、小值,且1.5

43、按公式 iAX*ZA/Cs=c 進(jìn)行配齒計(jì)算,計(jì)算中根據(jù)iAX并適當(dāng)調(diào)整,使C等于整數(shù),再求出ZA,ZA應(yīng)盡可能取質(zhì)數(shù),并使ZA/Cs≠整數(shù)。 則 *ZA/Cs=5.58*ZA/3=38 所以 ZA=22 ZB= cCs+ZA 取ZB=140 Zc=〔ZB-ZA〕/2=〔140-22〕/2=59 這些符合ZA取質(zhì)數(shù),ZA/Cs≠整數(shù)、ZB/Cs≠整數(shù),且ZB/ZC及ZA/ZC無(wú)公約數(shù)、c/Cs不為整數(shù)的NGW型配齒要求。 因?yàn)槭侨俗中妄X輪傳動(dòng),不需要進(jìn)行變位計(jì)算。 〔2〕.按接觸強(qiáng)度初算高速級(jí)傳動(dòng)

44、的中心距a和模數(shù)m 輸入轉(zhuǎn)矩 T1=9550P/n1=9550*22/1470=142.9〔N.m〕 因?yàn)閭鲃?dòng)中有一個(gè)或二個(gè)基本構(gòu)件浮動(dòng)作為均載機(jī)構(gòu),且齒輪精度低于6級(jí),所以取載荷不均勻系數(shù)。 在一對(duì)A-C傳動(dòng)中,小齒輪傳遞的扭矩 全為硬齒面的外嚙合,在對(duì)稱、中等沖擊載荷：7級(jí)精度,使用的綜合系數(shù)K=2.0-2.8；8級(jí)精度,K=3.0-4.0。 考慮到電動(dòng)滾筒加工和使用的實(shí)際條件,取K=2.4。 齒數(shù)比 ｕ=Zc/ZA=59/22=2.6 太陽(yáng)輪和行星輪的材料用40Cr鋼表面淬火,齒面硬度HBC230-2

45、60,取 σHlim=1100N/mm.mm。 齒寬系數(shù)φa=b/a〔GB 10090-88〕規(guī)定為：0.22、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.50、0.6。在此取φa=0.3。 按接觸強(qiáng)度初算中心距a公式： a=484〔u+1〕 =484<2.6+1> =124.3mm 模數(shù) m===3.073 <3>.計(jì)算A-C傳動(dòng)的實(shí)際中心距和嚙合角取模數(shù)=5mm,則實(shí)際中心距 mm 因?yàn)橛玫降氖侨俗中锡X輪,故不需要進(jìn)行變位計(jì)算。 嚙合角、 〔4〕.計(jì)算C-B傳動(dòng)的中心距和

46、嚙合角 實(shí)際中心距： 同樣因?yàn)橹行木嘧兾幌禂?shù)為0,所以嚙合角。 〔5〕.幾何尺寸計(jì)算 1〕.分度圓直徑 2〕.齒頂高 3〕.齒根高 4〕.齒高 5〕.齒頂圓直徑 6〕.齒根圓直徑 〔6〕.驗(yàn)算A-C傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度 根據(jù)公式 確定計(jì)算公式中的系數(shù)： 確定和所用的圓周速度用相對(duì)于行星架的圓周速度 則動(dòng)載系數(shù) 查表6-11〔見(jiàn)書(shū)《電動(dòng)滾筒設(shè)計(jì)與選用手冊(cè)》〕得速度系數(shù) 使用系數(shù)： 齒間載荷分布系數(shù) 端面重合度, 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù), 彈性系數(shù) 螺旋角系數(shù), 壽命系數(shù),

47、 最小安全系數(shù), 重合度系數(shù), 粗糙度系數(shù), 齒面工作硬化系數(shù), 尺寸系數(shù), 計(jì)算接觸應(yīng)力： 計(jì)算許用接觸強(qiáng)度,按式 及強(qiáng)度條件： 則 計(jì)算結(jié)果,接觸強(qiáng)度通過(guò)。用40Cr鋼調(diào)質(zhì)后表面淬火,安全可靠。除采用40Cr鋼外,還可使用40MbB、50SiMn等代用,如使用20CrMnTi滲碳淬火鋼制造,安全裕度更好。 彎曲強(qiáng)度計(jì)算略。 4.4 低速級(jí)計(jì)算 〔1〕.配齒計(jì)算 由高速級(jí)計(jì)算得,且低速級(jí)改為行星架固定,齒輪輸出,依按行星輪計(jì)算。 , 各齒輪齒數(shù)按公式 iAX*ZA/Cs=c 進(jìn)行配齒計(jì)算,計(jì)算中根據(jù)iAX并

48、適當(dāng)調(diào)整,使C等于整數(shù),再求出ZA,ZA應(yīng)盡可能取質(zhì)數(shù),并使ZA/Cs≠整數(shù)。 則 所以 ZA=24 ZB= cCs-ZA=48*3-24=120 Zc=〔ZB-ZA〕/2=〔120-24〕/2=48 這些符合ZA取質(zhì)數(shù),ZA/Cs≠整數(shù)、ZB/Cs≠整數(shù),且ZB/ZC及ZA/ZC無(wú)公約數(shù)、c/Cs不為整數(shù)的NGW型配齒要求。 因?yàn)槭侨俗中妄X輪傳動(dòng),不需要進(jìn)行變位計(jì)算。 〔2〕.按接觸強(qiáng)度初算高速級(jí)傳動(dòng)的中心距a和模數(shù)m 輸入轉(zhuǎn)矩 取載荷不均勻系數(shù)。 在一對(duì)A-C傳動(dòng)中,小齒輪傳

49、遞的扭矩 全為硬齒面的外嚙合,在對(duì)稱、中等沖擊載荷：7級(jí)精度,使用的綜合系數(shù)K=2.0-2.8；8級(jí)精度,K=3.0-4.0。 考慮到電動(dòng)滾筒加工和使用的實(shí)際條件,取K=4.0。 齒數(shù)比 ｕ=Zc/ZA=48/24=2.7 太陽(yáng)輪和行星輪的材料同高速級(jí)的一樣,用40Cr鋼表面淬火,齒面硬度HBC230-260,取 σHlim=1100N/mm.mm。如果采用鋼調(diào)質(zhì)表面淬火代替,其性能也不變,齒寬系數(shù)在低速級(jí)取。 按接觸強(qiáng)度初算中心距a公式： a=484〔u+1〕 =484<2+1>

50、 =145.2mm 模數(shù) m===4.034 <3>.計(jì)算A-C傳動(dòng)的實(shí)際中心距和嚙合角取模數(shù)=4mm,則實(shí)際中心距 mm 因?yàn)橛玫降氖切饼X輪,故不需要進(jìn)行變位計(jì)算。 嚙合角 〔4〕.計(jì)算C-B傳動(dòng)的中心距和嚙合角 實(shí)際中心距： 同樣因?yàn)橹行木嘧兾幌禂?shù)為0,所以嚙合角。 〔5〕.幾何尺寸計(jì)算 1〕.分度圓直徑 2〕.齒頂高 3〕.齒根高 4〕.齒高 5〕.齒頂圓直徑 6〕.齒根圓直徑 6〕.驗(yàn)算A-C傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度 根據(jù)公式 確定計(jì)算公式中

51、的系數(shù)： 確定和所用的圓周速度用相對(duì)于行星架的圓周速度 則動(dòng)載系數(shù) 查表6-11〔見(jiàn)書(shū)《電動(dòng)滾筒設(shè)計(jì)與選用手冊(cè)》〕得速度系數(shù) 使用系數(shù)： 齒間載荷分布系數(shù) 端面重合度, 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù), 彈性系數(shù) 螺旋角系數(shù), 壽命系數(shù), 最小安全系數(shù), 重合度系數(shù), 粗糙度系數(shù), 齒面工作硬化系數(shù), 尺寸系數(shù), 計(jì)算接觸應(yīng)力： 計(jì)算許用接觸強(qiáng)度,按式 及強(qiáng)度條件： 則 計(jì)算結(jié)果,接觸強(qiáng)度通過(guò)。用40Cr鋼調(diào)質(zhì)后表面淬火,安全可靠。 彎曲強(qiáng)度計(jì)算略。 4.5 行星齒輪

52、傳動(dòng)基本構(gòu)件上的轉(zhuǎn)矩計(jì)算 見(jiàn)〔圖1.2〕,行星齒輪轉(zhuǎn)矩分布情況。 計(jì)算如下： 〔1〕 〔2〕 〔3〕 式中：, , , , , 綜合計(jì)算上述三式有： 4.6 效率及損失 由行星齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟我們可以知道行星齒輪傳動(dòng)的效率和強(qiáng)度驗(yàn)算是一個(gè)重要的部分。 行星齒輪傳動(dòng)中,其主要的功率損失為如下三種： 嚙合齒輪副中的磨擦損失〔簡(jiǎn)稱嚙合損失〕,其相應(yīng)的效率ηm。它是由于輪齒的齒廓滑動(dòng)而引起的磨擦損失；ηm值可以用計(jì)算方法求得。 軸承中磨擦損失,其相應(yīng)的效率為ηn

53、。由于各齒輪大都是安裝在轉(zhuǎn)軸上的,而這些轉(zhuǎn)軸通常是借助于軸承支承的。軸承損失盡管也可以用計(jì)算的方法求得,但計(jì)算誤差較大；特別是借助軸承的磨擦損失的計(jì)算誤差更大。 液力損失,其相應(yīng)效率為ηs。它是由于潤(rùn)滑油的攪動(dòng)和飛濺而引起的功率損失。至今還沒(méi)有針對(duì)行得齒輪傳動(dòng)可使用的計(jì)算公式。通常,在低速簡(jiǎn)單齒輪傳動(dòng)〔即定軸齒輪傳動(dòng)〕中,其液力損失與嚙合損失相比較要小得多。但是,對(duì)于行星齒輪傳動(dòng),如果各齒輪均在油池中工作,其液力損失與嚙合損失相比簡(jiǎn)單齒輪傳動(dòng)中的液力損失大得多。尤其是當(dāng)轉(zhuǎn)臂x的轉(zhuǎn)速nx較大時(shí),行星輪要在很短的時(shí)間把潤(rùn)滑油從齒輪的齒根擠出,需要克服的液體阻力很大。因此,在高速行星齒輪傳動(dòng)中應(yīng)力

54、求避免采用油池潤(rùn)滑。 所以,行星齒輪傳動(dòng)的總效率η可表示為 η=ηmηnηs 在此應(yīng)該指出的是：由于行星齒輪傳動(dòng)中存在著行星運(yùn)動(dòng),故行星齒輪傳動(dòng)的效率與定軸齒輪傳動(dòng)的效率是不相同的,但在它們的效率計(jì)算方法上又有相同之處。一般,行星齒輪傳動(dòng)的效率可由其轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)〔即其轉(zhuǎn)臂固定〕所得到的效率表示。在設(shè)計(jì)計(jì)算中,較常用的行星齒輪傳動(dòng)效率的計(jì)算方法有下列三種：嚙合功率法、力偏移法、傳動(dòng)比法。其中嚙合功率法應(yīng)用較普遍的方法。 不同類型的差動(dòng)行星傳動(dòng)我們還可以查相應(yīng)的傳動(dòng)效率計(jì)算公式,現(xiàn)在的的行星傳動(dòng)都有效率計(jì)算公式。 在行星齒輪傳動(dòng)中,由于其行星輪的數(shù)目通常大于1,且均勻地分布于中心輪之間；所以

55、,在NGW型行星傳動(dòng)中,各基本構(gòu)件對(duì)傳動(dòng)主軸上的軸承所作用的總徑向力等于零。因此,為了簡(jiǎn)便起見(jiàn),在行星齒輪傳動(dòng)的受力析圖中均未繪出各構(gòu)件的徑向力。為了分析各構(gòu)件所受切向力F,現(xiàn)在提示如下三點(diǎn)。 在轉(zhuǎn)矩的作用下,行星齒輪傳動(dòng)中各構(gòu)件均處于平衡狀態(tài),因此,構(gòu)件間的作用力應(yīng)等于反作用力。 如果在某一構(gòu)件上作用有三個(gè)平行力,則中間的力與兩邊的力方向相反。 為了求得構(gòu)件上兩個(gè)平行力的比值,則應(yīng)研究它們對(duì)第三個(gè)力的作用點(diǎn)的力矩。 輪齒的失效形式 在行星齒輪傳動(dòng)中,各齒輪輪齒較常見(jiàn)的失效形式有齒面點(diǎn)蝕、齒面磨損和輪齒折斷。 在行星齒輪傳動(dòng)中,各齒輪的輪齒工作時(shí),其齒面接觸應(yīng)力上按脈動(dòng)循環(huán)變化的。

56、若齒輪接觸應(yīng)力超出材料的接觸持久極限,剛輪齒在載荷多次重復(fù)作用下,齒面表層產(chǎn)生細(xì)小的疲勞裂紋,裂紋的蔓延擴(kuò)展,使表層金屬微粒剝落而形成疲勞點(diǎn)蝕后,嚴(yán)重影響傳動(dòng)的穩(wěn)定性,且致使產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲,影響傳動(dòng)的正常工作,甚至引起行星傳動(dòng)的破壞。 提高齒面硬度、減小齒面粗糙度,提高潤(rùn)滑油黏度和接觸精度,以及進(jìn)行合理變化均能提高齒面抗點(diǎn)蝕能力。 軟齒面〔HB≤350〕的閉式齒輪傳動(dòng)常用因點(diǎn)蝕而失效。在開(kāi)式齒輪傳動(dòng)中,由于齒面磨損嚴(yán)重,點(diǎn)蝕還不及出現(xiàn),其表面層就被磨損。故開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的失效開(kāi)幕詞齒面磨損和輪齒折斷。 在行星齒傳動(dòng)中,輪齒在載荷的多次重復(fù)作用下,齒根彎曲應(yīng)力超過(guò)材料的彎曲持久極限時(shí),齒根部

57、分將產(chǎn)生疲勞裂紋。裂紋逐漸擴(kuò)展,最終致使輪齒產(chǎn)生疲勞折斷。另外,還有過(guò)載折斷,輪齒因短時(shí)過(guò)載或沖擊過(guò)載而引起突然折斷,稱之為過(guò)載折斷。用淬火鋼或鑄鐵制造成齒輪,容易產(chǎn)生過(guò)載折斷。 齒面磨損是由于齒廓間相對(duì)滑動(dòng)的存在,如果有硬的屑粒進(jìn)入輪齒工作面間,剛將會(huì)產(chǎn)生磨料磨損。閉式齒輪傳動(dòng)中,應(yīng)經(jīng)常注意潤(rùn)滑油的清潔和及時(shí)更換。而開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的工作條件極差,其主要的失效形式就是磨料磨損。 在行星齒輪傳動(dòng)中,外齒合的中心輪,通常是行星傳動(dòng)中的薄弱環(huán)節(jié)。由于它處于輸入軸上,且同時(shí)與幾個(gè)行星輪嚙合,應(yīng)力循環(huán)次數(shù)最多,承受載荷較大,工作條件較差。因此,該中心輪首先產(chǎn)生齒面點(diǎn)蝕,磨損和輪齒折斷的可能性較大。嚙合

58、齒輪副的接觸應(yīng)力一般比外嚙合齒輪副要小得多。但經(jīng)過(guò)試驗(yàn)和實(shí)際使用發(fā)現(xiàn),在低速重載的行星傳動(dòng)中,齒輪的輪齒的齒面接觸強(qiáng)度可能低于計(jì)算值,即使得其齒面接觸應(yīng)力σH大于許用的接觸應(yīng)力σHp,即σH＞σHp；從而出現(xiàn)齒面的點(diǎn)蝕現(xiàn)象。所以,在設(shè)計(jì)低速重載的行星齒輪傳動(dòng)中,確定該嚙合齒輪副的許用接觸應(yīng)力σH時(shí),必須考慮到上述問(wèn)題。 在行星傳動(dòng)中的輪齒折斷具有很大的破壞性。如果行星輪中的某個(gè)輪齒折斷,其碎塊掉落在齒輪的輪齒上,當(dāng)行星輪與齒輪相嚙合時(shí),使得嚙合傳動(dòng)卡死,從而產(chǎn)產(chǎn)過(guò)載現(xiàn)象而燒毀電機(jī),或使整個(gè)行星減速器全部損壞。所以,在設(shè)計(jì)行星齒輪傳動(dòng)時(shí),合理地提高輪齒的彎曲強(qiáng)度,增加其工作時(shí)的可靠性是非常重要

59、的。 5 軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算 5.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及制造工藝等方面的要求,合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,會(huì)影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性,還會(huì)增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難等。 軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸上安裝零件的類型、尺寸、數(shù)量以及軸聯(lián)結(jié)的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝。由于影響軸的結(jié)構(gòu)的因素很多,且其結(jié)構(gòu)形式又要隨著具體情況的不同而異,所以軸沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。設(shè)計(jì)時(shí)必須針對(duì)不同情況進(jìn)行具體的分析。但是,不論何種具體

60、條件,軸的結(jié)構(gòu)都應(yīng)該滿足：軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。下面是軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中解決的幾個(gè)主要問(wèn)題。 擬訂軸上零件的裝配方案； 軸上零件的定位： 1>零件的軸向定位； 2>零件的周向定位。 〔3〕各軸段直徑和長(zhǎng)度的確定； 〔4〕提高軸的強(qiáng)度的措施： 1>合理布置軸上零件以減小軸的載荷； 2>改進(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)以減小軸的載荷； 3>改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)以減小應(yīng)力集中的影響； 4>改進(jìn)軸的表面質(zhì)量以提高軸的疲勞強(qiáng)度； 軸的結(jié)構(gòu)工藝性。 5.2 軸的工作能力計(jì)算 軸的工作能力計(jì)算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)穩(wěn)定性等方

61、面的計(jì)算。多數(shù)情況下,軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度。這時(shí)只需對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算,以防止斷裂或塑性變形。而對(duì)剛度要求高的軸和受力大的細(xì)長(zhǎng)軸,還應(yīng)進(jìn)行計(jì)算,以防止工作時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的彈性變形。對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸,還應(yīng)該進(jìn)行振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算,以防止發(fā)生共振而破壞。 〔一〕軸的強(qiáng)度校核 進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí),應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況,采取相應(yīng)的計(jì)算方法,并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力。對(duì)于僅僅受扭矩的軸,應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算；對(duì)于只受彎矩的軸,應(yīng)按彎曲強(qiáng)度條件計(jì)算；對(duì)于既承受彎矩又承受扭矩的軸,應(yīng)按彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算,需要時(shí)還應(yīng)按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行精確校核。此外,對(duì)于瞬時(shí)過(guò)載很大或應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性較嚴(yán)重的

62、軸,還應(yīng)按峰尖載荷校核其靜強(qiáng)度,以免產(chǎn)生過(guò)量的塑性變形。下面是幾種常用的計(jì)算方法。 5.2.1 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算 這種方法是只按軸所受的扭矩來(lái)計(jì)算軸的強(qiáng)度；如果還受不大的彎矩時(shí),則用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。在作軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),通常用這種方法初步估算軸徑。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為 ==[] 式中：——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力,單位為MPa； T ——軸所受的扭矩,單位為Nmm; ——軸的抗扭截面系數(shù),單位為; n ——軸的轉(zhuǎn)速,單位為r/min; P ——軸傳遞的功率,單位為KW； d——計(jì)算截面處軸的直徑,單位為mm;

63、[]——許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力,單位為MPa。 5.2.2 按彎扭強(qiáng)度條件計(jì)算 通過(guò)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸,軸上零件的位置,以及外載荷和支反力的作用位置均已確定,軸上的載荷已可以求得,因而可按彎曲合成強(qiáng)度條件對(duì)軸進(jìn)行校核計(jì)算。其軸的彎扭合成強(qiáng)度條件為 =[] 式中——軸的計(jì)算應(yīng)力,單位為MPa； M——軸所受的彎矩,單位為Nmm； T——軸所受的扭矩,單位為Nmm W——軸的抗彎截面系數(shù),單位為； []——對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)軸的許用彎曲應(yīng)力。 5.3 軸的剛度校核計(jì)算 軸在載荷作用下,將產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。若變形量超過(guò)允許的限度,就會(huì)影響軸上零

64、件的正常工作,甚至?xí)适C(jī)器應(yīng)有的工作性能。因此,在設(shè)計(jì)有剛度要求的軸時(shí)必須進(jìn)行剛度的校核計(jì)算。 5.3.1 軸的彎曲剛度校核計(jì)算 用當(dāng)量直徑法校核,把不等直徑的階梯軸,連同安裝的零件,當(dāng)成直徑為dv的等直徑軸計(jì)算。其計(jì)算公式為 = Z軸的彎曲剛度條件： 撓度 y[y]; 偏轉(zhuǎn)度 []。 5.3.2 軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核計(jì)算 軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)角來(lái)表示。圓軸扭轉(zhuǎn)角的計(jì)算公式為 光軸 =5.73 階梯軸 =5.73 式中T——軸所受的扭矩,單位為Nmm； G——軸的材料的剪切彈性模量,單位為MPa； ——軸截面的極慣性矩；單位

65、； L——階梯軸受扭矩作用的長(zhǎng)度,單位mm； 、、——分別代表階梯軸第i段上所受的扭矩、長(zhǎng)度和極慣性矩。 Z——階梯軸受扭矩作用的軸段數(shù)。 軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為 []。 6 電動(dòng)滾筒的結(jié)構(gòu)方案分析 6.1 結(jié)構(gòu)概述 電動(dòng)滾筒的卷筒纏繞單層鋼繩,其傳動(dòng)系統(tǒng)如〔圖1.1〕所示。 卷筒11支承在滾動(dòng)支承5上,用圓筒12聯(lián)接。在圓筒的滑座1上裝有電磁帶式制動(dòng)器14的直流電機(jī)13.。 卷?yè)P(yáng)機(jī)減速器由兩級(jí)行星傳動(dòng)組成,第一級(jí)7安裝在單獨(dú)的箱體中,由電機(jī)通過(guò)花鍵軸6驅(qū)動(dòng),花鍵軸6穿過(guò)第二級(jí)太陽(yáng)輪孔,花鍵軸與電機(jī)聯(lián)軸器和第一級(jí)減速器太陽(yáng)輪的聯(lián)接為鉸接,可確保各行星輪受載

66、均衡。第一級(jí)減速器箱體懸掛在杠桿系統(tǒng)上,承受見(jiàn)速器的反力距,使減速器徑向能自由移動(dòng)。力傳感器安裝在杠桿系統(tǒng)的封閉構(gòu)件中,由噸位限制器和噸位指示器組成。傳感器只有在拉力作用時(shí)才工作,因此杠桿的安裝取決于卷筒工作時(shí)的工作方向,可按簡(jiǎn)圖或按簡(jiǎn)圖對(duì)稱方向進(jìn)行安裝。 止動(dòng)鋼球8限制第一級(jí)減速器的軸向位移,鋼球位置確定箱體的加工端面,彈簧9承受減速器的重量。 在減速器的輸出軸上裝有第二級(jí)太陽(yáng)輪。由于減速器是浮動(dòng)懸掛,所以,太陽(yáng)輪可沿第二級(jí)行星輪自行調(diào)整,使各行星輪所承受的載荷均勻。 卷筒11上的扭矩通過(guò)減速器第二級(jí)齒圈來(lái)傳遞。卷筒支承5和第二級(jí)減速器置于封閉腔,腔的下部注有潤(rùn)滑油,潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)零件。為了檢盤(pán)扣維護(hù)電機(jī)和制動(dòng)器,可將滑座從卷筒處推出〔電機(jī)和制動(dòng)器均安裝在滑座上〕?；囊苿?dòng)可用手動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)進(jìn)行?；薪?jīng)機(jī)加工的兩縱向滑道?；鶑幕缹?duì)中在兩圓環(huán)上。圓環(huán)焊于圓筒側(cè),并經(jīng)鏜孔加工。 電機(jī)和制動(dòng)器可固定在滑座上,相對(duì)滑道在卷筒外進(jìn)行校正。這樣做可確保電機(jī)和卷筒的正確定心,因?yàn)榛趫A筒常是單向固定的?；潭ㄔ趫A筒中用螺桿4拉緊,楔緊在斜面3上。楔緊力應(yīng)能壓緊沿座不致下滑,