1、1緒論 41.1 設計背景和意義 41.2 國電動滾筒發展概述與現狀 41.3 電動滾筒發展趨勢和方向 71.4 本設計特點 92機械傳動方案 103電動機的選擇 133.1 確定電動機 133.2 確定電動機額定功率及型號 144行星齒輪傳動設計計算 164.1 齒輪傳動的設計要求 164.2 傳動比及傳動比分配 164.3 高速級計算174.4 低速級計算224.5 行星齒輪傳動基本構件上的轉矩計算 274.6 效率及損失 285軸和齒輪的設計及計算 305.1 軸的結構設計 305.2 軸的工作能力計算 315.3 軸的剛度校核計算 326電動滾筒的機構方案設計 336.1 機構概況 3

2、36.2 零件結構 356.3 均載機構 426.4 零件材料選擇 447參考文獻 49畢業設計是高等院校人才培養計劃的重要組成部分，是教學過程中重要的實踐教學環節，是人才培養質量的全方面的綜合檢驗。 通過做畢業設計，要求學生 針對某一課題，綜合運用本專業有關課程的理論和技術， 做出解決實際問題的設 計。同時可以培養學生科學的思維方法和正確的設計思想， 綜合運用和深化所學 的理論知識和技能，增強分析和解決實際問題的能力，全面完成工程師的基本訓 練或從事科研工作的初步訓練，是學生畢業前全面素質教育的重要實踐訓練。 近幾十年來，尤其是改革開放以來，隨著我國科學技術的進步和發展，我國 已從世界上許多

3、工業發達國家引進了大量的先進的機械設備和技術，這其中就包括電動滾筒。電動滾筒作為驅動裝置用在輸送機上是從20世紀20年代開始的，它是一種將電動機和減速器共同置于滾筒體的新型驅動裝置。電動滾筒主要用于固定式和移動式帶式輸送機，替代傳統的電動機、減速器在驅動滾筒之外的分離 式裝置。我國最早使用電動滾筒是在20世紀40年代，經我國機械科技人員不斷 積極吸收和消化，與時俱進、開拓創新地努力奮進，使得我國的電動滾筒技術有 了迅速發展。近年來，電動滾筒在起重運輸、工程機械、冶金礦山、石油化工、 建筑機械、交通運輸等工業部門和均獲得了日益廣泛的應用。在設計階段，我參考了大量的相關資料，并在網上瀏覽了各種關于

4、電動滾筒的網 頁，積累了各種資料，為下一步的設計奠定了必要的基礎。同時，我在設計時參 考了以往電動滾筒的圖紙，揚長避短，有的放矢。當然，指導老師江教授在設計 的過程中對我悉心指導，給我指出設計中的錯誤和不足，這對我的設計完成起了 非常大的幫助，在此本人謹表深深的感激和無盡的意！ 這本說明書記載了我這次 畢業設計的主要容和步驟，較詳細的說明了電動滾筒的結構設計。此外在設計過程中，我們得到了王湘江教授的幫助和指導，在此表示衷心的感。由于本人初次涉及該設計，另外又由于水平有限，時間較倉促，錯誤疏漏之處在 所難免，希望老師、同學指正，提出寶貴意見和建議，使之逐漸完善，本人不勝 感激。1緒論1.1 設計

5、背景和意義我國最早使用電動滾筒是20 世紀 40 年代，至今發展有60 多年，而大約 20世紀 20 年代末期，德國已成功研制自然風冷式電動滾筒，比我國電動滾筒的發展早了近 20 多年。自 20 世紀 90 年代末起，我國電動滾筒產品和行業技術水平都有很大提高， 產品品種和規格空前發展， 質量也有顯著提高， 有些產品已超過國外。目前機械工業生產、 銷售呈現快速增長的趨勢， 經濟效益提高，綜合實力進一步加強。 電動滾筒主要用途是作為帶式輸送機的動力源。 電動滾筒的運用非常廣泛， 電動滾筒作為主動輥子廣泛應用于各種生產線中的輥子輸送機和輥道輸送機，用來輸送成件物品。 當前我國生產的電動滾筒可分為兩

6、大類，一種為電機在滾筒體的普通型電動滾筒； 一種為外置電機的外裝式電動滾筒。 而在西歐、 北美多為油浸式齒輪傳動的電動滾筒。 但是究竟選用哪種類型較好、 較經濟， 要有合理的選擇依據，并從可靠性理論上對電動滾筒進行扼要的分析。電動滾筒是集電動機、 減速齒箱和軸承于一體的高效先進的新型輸送動力驅動系統。 它的工作原理是把電動機的動力通過減速齒輪機構傳遞到滾筒皮帶輸送機械。 主要應用于固定式和移動式帶式輸送機。 電動滾筒設計是否合理， 直接影響電動滾筒的傳輸效果、生產率、電能消耗、滾筒皮帶磨損等重要指標?？傊?，在當前生產不斷發展更新的情況下， 這種電動滾筒將產生一定的經濟效果， 是一種理想的文明生

7、產的傳動設備。1.2 國電動滾筒發展概述與現狀減速器、連軸器等部件裝在傳動滾筒之，因而具有結構緊湊、重量輕、占地少、密封性好、外形美觀、安裝方便等優點。 1962 年起重運輸機械研究所和天津運輸機械廠開始研制這個產品，1964年天津運輸機械廠設計了YD643系列。此后，起重機械運輸機械廠、橡膠工業設計研究院、機械科學研究所、鶴崗市機械研究所、集安通用機械廠等單位先后開展了研制工作。經過20 多年的發展，目前我國已有八個專業生產廠，具有年產 1.2 萬臺的生產能力，可以生產油冷、風冷、定軸齒輪傳動、行星齒輪傳動、 擺線針輪傳動的多種系列產品。 但是我國設計和生產的電動滾筒參數圍窄、規格少不能滿足

8、各部門、尤其是輕化、紡織、食品業的需要。為改變這一狀況，天津市運輸機械二廠于1984年從丹麥約基（JOKI）公司引進了油浸式電動滾筒的全部設計、制造技術，并于 1986 年起投入批量生產。這種滾筒命名為天津約基型（ TJ） 電動滾筒。 約基公司是目前世界上最大的電動滾筒專業生產廠之一，年產電動滾筒可達四萬臺。目前國生產電動滾筒的廠家， 主要有以下幾家： 天津市電動滾筒廠，生產的TDY油冷式電動滾筒是帶式輸送機的一種新型驅動裝置，與外部驅動裝置相比有以下優點，機構簡單緊湊，密封性好，占用空間位置少。可用于粉塵大潮濕泥濘的場所；重量輕，整體簡單化，通用性強，使用維修方便，使用壽命長，工作可靠，價格

9、便宜。其生產的滾筒規格型號和技術參數如下（表1.1 ） ：型 號TDY型直他Dimni)MIST DOO功率P(kW)1.5-90那寬Bfmm) 400-2000新注2DYJ Mi_ 1JT5F-11l- -寸400-650OM-2 0濃沖式3YU布*0-2500.01-S.Gjoo-nsa慧發大LYBM i?lt V1I2-2M0J8T03OD-IJ59OJMO浦浸式*YD工翻動型moo0.7S-7.54co-im0.J3-S 5械式1aYHD R通用132-2500.13/W-2.2/1030o-i mMO/OrW-1.35/Zi油及式7YDBNM9400-6J0工MB-I2CO1.0-1

10、 IS油府式1YBCD超規里'15O-5K,5-3.15電動滾筒制造總公司電動滾筒廠，生產 TDY YZ YDB型電動滾筒，部采用行星擺線減速機構，擺線輪、針齒等采用軸承鋼制造，具有承載能力大、過載能力強、傳動平穩、噪聲低、壽命長等特點； YDBS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所。其生產的滾筒規格型號和技術參數如下(表 1.2):序號|型 號直科IXEm)功率PW)柑揖職eE 方述VE/.* * 注1TDY 型22D-M0LXI55鳳1 M0.X-4L窗褲式2DYI 珊250T翼0 75-? 5椀麗T5油冷式3 1 TO*"渣爆| 瓦U 一L5-I

11、3SOC-HOO08-4,0加四式4 1 v?32C- 1»00L5-55500-1400O2W.0浦冷(韻式省東豐機械廠生產的電動滾筒，生產的滾筒規格型號和技術參數如下(表1.3):序號痢號宜桎D(mm)功率P(kW)封寬期mm)帶速V(m/£)攝 生IYTBi 察210-SOO1,5-2；15W-14QO032-3 J 5油沒式2YTD2 艇觸頒1 A”5W-14(K) I0.52-3 J 5油跨式1JTB唱 盤線城觀浪筒1.5-160200-1400C.5-4.0其中JTB型擺線減速滾筒是將硬齒面的針齒殼輸出的擺線針輪減速機構轉 入滾筒所組成，與電動機外聯構成帶式輸送

12、機的驅動裝置， 可以滿足不同帶式輸送機使用性能的要求。還有電動滾筒生產的滾筒，其規格型號和技術參數如下(表題 號注率PI it可)希寬期速V(m /»)備往i亮IIO- MO015-7.5120-13000.031.加油財I*¥T型6W-100Cl« 5-75SOO-1600IN J 口浦程式3FT熨6MJ-10WM0-14MI.2S-4.0風冷式4TDY4OO-8DOJ 5-IS0 25-3 15油冷黃5YJDB M 41艇速式，6O-2«O0 03-Z.23 20-1000003-2.46YTH鵬 濟裝式SOO-IOOO650-IMO0J-4017Y

13、TN1W 逆止式174-fiOO0/1$鈍OT班8VTRIB 過需里爐式610-10001l&肯以上KOO-14002.10gFTWfl?0.43北0.Q3微型風冷式而目前國電動滾筒的設計大多都以進行的，從而使設計受到了一定的限制。因而本次設計將探討。電動滾筒結構簡單、占有空間小、動力轉換率高、無 需任何潤滑保養的特點。實踐證明，電動滾筒是一種免維護、低成本、高效率的 皮帶輸送機械的理想動力裝置。目前，企業界在研究的新產品主要有以下：(1)新型傳動結構的滾筒產品，如諧波齒輪傳動、變速軸承傳動的電動滾筒，具有體積小、傳動力矩大的優點。(2)新型動力源的滾筒，如液壓馬達驅動的液壓滾筒。(3

14、)取消減速器的滾筒。(4)智能型電動滾筒。(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。今后電動滾筒及行業的發展，主要應著重于提高電動滾筒產品質量， 不斷開 發研制新產品，加強售前、售后服務，開拓國外市場，特別是國際市場。1.3 電動滾筒發展趨勢和方向自20世紀90年代末起，我國電動滾筒產品和行業技術水平都有很大提高，產品品種和規格空前發展，質量也有顯著提高，有些產品已超過國外。我國目前電動滾筒產品到底達到什么水平， 應采用多極指標綜合評價法進行評價。這種方法的主要特點，就是根據廣義的產品概念所含的三部分容，提出多項一級指標及二級指標進行綜合評價。廣義的產品概念，不僅僅

15、是電動滾筒產品實物本身，包括下列三個方面。核心部分。即生產廠提供用戶的產品基本性能和利益， 主要括功能參數、運行性能、經濟性能、經濟性。有形部分。即通常所講的電動滾筒產品實物，還包括可靠性、壽命、外觀、品牌、特征等。特征又包括結構性、工藝性、成套性、維修性等。附加部分。這是用戶購買電動滾筒有形產品的同時所得到的附加利益的總和。包括送貨、發運、安裝、維修、失業保障、售后服務、延期付款等容。從廣義產品概念和營銷角度來看，只要附加利益不同，均應以不同產品對待。按這樣一些廣義產品概念指標評價我國電動滾筒產品目前水平，顯而易見，廠與廠之間的產品相比，國與國外，都會有各自的優缺點。但就電動滾筒產品總體來看

16、，我國電動滾筒與當前國外一般水平相比， 還有一定差距的，我國電動滾筒行業技術也是有一定差距的。今后電動滾筒及行業的發展，主要應著手提高電動滾筒產品質量，不斷開發研制新產品，加強售前、售后服務，開拓國外市場，特別是國際市場四個方面。開發研制新產品是企業保持活力和獲得成功的關鍵。 但是開發新產品又是令企業左右為難的事，一方面開發新產品非常不易，構思、設計難，資金、人力更有限，企業還要擔負隨時都可能發生的開發失敗的風險。另一方面它是企業獲得 經營成功的必備手段企業應近、遠期新產品開發框架，應有長期性、戰略性、可行性的開發研制 戰略規劃，使產品形成生產、設計、開發、研制周而復始的一個環，保持著產品的連

17、續性、延伸性和質的遞進行，只有這樣，企業才能取得生存與發展。傳統的觀念認為新產品是指通過新的發明創造所形成的產品。 1981 年國家經委對新產品的觀念和圍作出了如下規定： “新產品必須在結構、 性能、 原材料、工藝方法和技術特征等方面比老產品有顯著改進或提高。 在一個省、 市、 自治區圍是第一次試制成功的產品，并經過有關部門的鑒定確認” 。國家經委的一個規定，對當時一段時間管理新產品提供統一的規定標準。但是由于現代市場學對產品概念提出了較廣義的理解， 因而對新產品也提出了一個涵豐富的廣義概念， 不僅僅是從技術角度衡量， 而是從市場需要的營銷角度來理解。 因此新產品就成了一個非常廣義概念。 目前

18、企業界從營銷角度所稱的新產品，主要有以下幾類：全新產品或新發明的產品對電動滾筒來說，主要是指采用新原理、新結構、新技術等制成的新產品， 具有一定的新性能， 能滿足別的滾筒產品不能代替的某些特殊需要的滾筒產品，這種全新滾筒產品目前已知的有以下幾種。新型傳動結構的滾筒產品， 如諧波齒輪傳動、 變速軸承傳動的電動滾筒等，它們具有體積小，傳動力矩大等優點。新型動力源的滾筒產品，如由液壓馬達驅動的液壓滾筒等。取消減速器的滾筒產品， 這種產品已在生產線上使用。 這種電動滾筒是一種外轉子電機轉子套上筒皮的產品， 電機可以使三相或單相電機。 三相或單相電機的調速方法很多，可以是多速或無極變速。職能型電動滾筒。

19、 這是一項將機械、 電子等技術有機結合綜合使用運用于滾筒中的技術。 主要是指能用微電子技術和計算機技術產生出來的新一代產品。 它使滾筒實現自動識別， 如來件就轉無件就停機； 數字化 - 升溫、 速度等自動顯示；職能化 - 自動停機、開機、報警等；使滾筒產品性能實現質的飛躍。利用機電一體技術， 可以對傳統的滾筒進行適當的改造、 革新而提高滾筒產品的技術性能， 可以通過大幅度改造和更新擴大滾筒產品的功能， 可以完全超脫原有滾筒產品的形態特征發展創造獨特的新產品， 如用在辦公設備、 某些家用電器及儀表中的微型伺服傳動滾筒等。革新與改進的滾筒產品革新與改進主要是對現有產品而言， 其特點是它們不僅和現有

20、同類產品一樣能滿足某種需要， 但由于工藝、 材料、 設計甚至標準上的革新， 產品在結構、 功能或者外形上都有新特點和優越性。 因此可以部分地乃至全部代替原有產品。 實際上根據用戶的需要， 在原有基礎上的革新與改進還可以產生出許多新的滾筒產品。性狀改變的滾筒產品主要指改變外形或外型尺寸而適合于某一特定場合的新型滾筒產品， 滾筒的主要性能沒有多大變化。 如雙層筒體的電動滾筒， 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。發展與滾筒相關的新產品因為產品和新產品的概念從市場營銷角度來看， 含義十分廣泛， 不僅是電動滾筒實體本身， 只要給用戶附近某種利益就可以算作一種新產品，如免費送貨產

21、品、包退包換產品、延期付款產品、提供特殊設備、附件產品等。 對于一個企業來說， 只能有選擇地對某一種電動滾筒或幾種電動滾筒給予用戶某種特殊的附加利益，以促銷本企業最拿手的產品。為用戶提供價廉物美的電動滾筒零件、 易損件、 優質的售后服務等，從廣義的營銷角度來看，都是與滾筒有關的新產品。從以上分析來看，電動滾筒產品的不斷開發與研制是大有可為的。1.4 本設計特點本設計為630電動滾筒，用于帶式輸送的驅動。電機和傳動減速器均裝于滾筒。 減速器分兩級， 第一級為行星傳動， 第二級為具有中間齒輪的一般嚙合傳動， 其中的行星架是固定的， 動機錠子通過法蘭與卷筒支承軸連接， 法蘭固定不動。 減速器行星傳動

22、級的行星架與減速器第二級中心輪剛性相連接。 減速器中沒有浮動構件。 卷筒運動通過減速器第二級齒圈傳遞。 齒圈與滾筒采用螺栓和銷子聯接。卷筒注有潤滑油，潤滑傳動齒輪和軸承，并用以冷卻電機錠子。電動滾筒以其結構緊湊、整機體積小且輕便等優點，被應用在膠帶輸送機的驅動裝置上。而電動滾筒減速機構可以分為定軸輪系減速、 周轉輪系減速、 混合輪系減速。 由于行星輪系減速具有定軸輪系無法比擬的優點， 所以， 在國外已被廣泛地應用在電動滾筒的減速機構上。 如何減小電動滾筒減速機構體積， 減小材料消耗， 對于設計電動滾筒來說很有實際意義。 影響電動滾筒減速機構體積的是各級太陽輪及行星輪體積之和。為了將電動滾筒電動

23、機及減速器產生的熱量及時地散發出去，現多采用油冷的方法， 同時， 冷卻油液還兼作齒輪及軸承的潤滑劑， 油的溫度又影響油的黏度，進而影響齒面上油膜的產生，導致影響齒輪的壽命。2 機械傳動方案設計國外生產的減速器類型不少， 但目前用在電動滾筒上能批量生產的不外乎三種類型： 1. 定軸齒輪傳動的電動滾筒， 2. 漸開線行星齒輪傳動的電動滾筒， 3.擺線針輪傳動的電動滾筒。 其中的漸開線行星齒輪傳動的電動滾筒較定軸齒輪傳動具有體積小、重量輕、承載能力大、工作平穩等優點。在電動滾筒中最常用的為NW婢的二級或三級傳動機構。漸開線齒輪傳動具有機械效率高、 傳動平穩、便于設計傳動比、 便于調整齒輪副中心距、承

24、載能力高、傳遞轉矩大、便于加式制造成本低等優點，所以在傳動機構中應用得十分普遍。行星齒輪傳動, 或稱為行星輪系 , 是指當齒輪系運轉時, 如果組成該齒輪系的齒輪中至少有一個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即在該齒輪系中 , 至少舉有個一個作行星運動的齒輪.行星齒輪傳動按其自由度的數目可分為兩種: 周轉輪系和差動輪系.周轉輪系是具有一個自由度的行星齒輪傳動, 只需知道其中一個構件的運動后 , 其余各構件的運動便可以確定. 差動輪系是具有兩個自由度的行星齒輪傳動.無論是周轉輪系，還是差動輪系，其中作行星運動的齒輪C,都被稱為行星齒輪（ 簡稱行星輪）. 換言之 , 在齒輪系中

25、 , 凡具有自轉和公轉的齒輪, 則稱為行星輪. 平常所指的行星輪系一般是指周轉輪系 , 這里論及的行星輪系亦如此. 行星輪系由行星輪、太陽輪和行星架三大構件組成。在行星齒輪轉動中，支承行星輪C并使它得到公轉的構件，稱為行星架，也稱為轉臂或系桿，用符號X表示，轉臂X饒之旋 轉的幾何軸線, 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A表示，齒中心輪用符號B表示.最小的外齒中心輪又可稱為太陽輪. 而固定不動的中心輪, 稱為支持輪.行星齒輪傳動與普通齒輪傳動相比較， 它具有許多獨特的優點。 它的最顯著的特點是： 在傳遞動力時它可以進行功率分流； 同

26、時， 其輸入軸與輸出軸具有同軸性， 即輸出軸與輸入軸均設置在同一主軸線上。 所以行星齒輪傳動現已被人們 用來代替普通齒輪傳動， 而作為各種機械傳動系統中的減速成器、 增速器和變速裝置。 尤其是對于那些要求體積小、 質量小、 結構緊湊和傳動效率高的航空發動 機、 起重運輸、 石油化工和兵器等的齒輪傳動裝置以及需要差速成器的汽車和坦克等車輛齒輪傳動裝置，行星齒輪傳動已得到了越來越廣泛的應用。行星齒輪傳動的主要特點如下。(1) 體積小，質量小，結構緊湊，承載能力大一般，行星齒輪傳動的外廓尺寸和質量約為普通齒輪傳動的 1/2-1/5 (即在承受相同的載荷條件下) 。(2) 傳動效率高 由于行星齒輪傳動

27、結構的對稱性，即它具有數個勻稱分布的行星輪， 使得作用天中心輪的轉臂軸承中心的反作用能互想平衡， 從而有利于達到提高傳動效率的作用。 在傳動類型選擇恰當、 結構布置合理的情況下， 其效率值可達 0.97-0.99 。(3) 傳動比較大， 可以實現運動的合成與分解 只要適當選擇行星齒輪的類型及配齒方案， 便可以用少數幾個齒輪而獲得很大的傳動比。 在僅作為傳遞運動的行星齒輪傳動中， 其傳動比可達到幾千。 應該指出， 行星齒輪傳動在其傳動比很大時，仍然可保持結構緊湊、質量小、體積小等許多優點。而且，他還可以實現運動合成與分解以及實現保種變速的復雜運動。(4) 運動平穩、 搞沖擊和振動的能力較強 由于

28、采用了數個結構相同的行星輪， 均勻分布于中心輪的周圍， 從而可使行星輪與轉臂的慣性力相互平衡。 同時，也使參與嚙合的齒輪增多， 幫行星齒輪傳動的運動平穩， 抵抗沖擊和振動的能力較強，工作較可靠。總之 , 行星齒輪傳動具有質量小、體積小、傳動比大及效率高等優點 .行星齒輪傳動的缺點：材料優質、結構復雜、制造和安裝較困難。但隨著人們對行星傳動技術進一步深入了解和掌握以及對國外行星傳動技術的引進和消化吸收，從而使其傳動結構和均載方式都不斷完善， 同時生產工藝水平也不斷提高。因此，對于它的制造安裝問題，目前已不再視為一件什么困難的事情。實踐 表明，在具有中等技術水平的工廠里也是完全可以制造出較了的行星

29、輪傳動減速 速器。在設計電動滾筒的行星齒輪傳動中，不僅要了解其優點，也要了解其缺點，充 分發揮其優點，且把其缺點降低到最低的限度.從而設計出性能優良的行星齒輪 傳動裝置.nU我設計的電動滾筒的傳動機構將采用這種機構。具原理圖（圖 1.1）如下：Z6T（圖i.i）是兩級行星齒輪傳動的結構原理圖。從圖中可見，按基本構件命名，這是典型的2K-H型周轉輪系。按嚙合形式分類，它屬于 NCM傳動機構。圖中齒數為Z1的太陽輪與電動機的轉子軸聯結。第一級傳動齒數為Z3的齒圈固定，由行星架輸出，同時作為第二級傳動齒數為Z4的輸入。第二級傳動齒數為 Z6的齒圈通過螺栓聯接電動滾筒的卷筒，從而驅動電動滾筒的筒體旋轉

30、.在行星傳動中，NG州機構也是目前電動滾筒中應用最廣泛的傳動機構在設計行星齒輪傳動時， 除了要考慮傳動比條件外， 還要考慮齒輪的同心條件、裝配條件和鄰接條件。有關這方面的資料和計算方法會在后面的部分說明。很明 顯, 第一級傳動的傳動比 i1=(1+z3/z1), 第二級傳動的傳動比為i2=(1+z6/z4) ?？倐鲃颖?i 為兩極傳動比之積。即：i=i1i2=(1+z3/z1) (1+z6/z4)這種傳動機構的優點在于， 各級行星齒輪的數目都在兩個以上， 負荷可以由多個行星輪分擔。 在電動滾筒長度足夠長的情況下， 可以通過增加傳動機構的級數。獲得更大的傳動比。而總傳動比為各級傳動比之積。i=i

31、1i2i3in式中 n 為傳動機構的級數；in 為每級傳動機構的傳動比。而隨著傳動級數的增加， 傳動機構的總效率也隨之降低。 因此，設計中采用二級NG惻傳動機構。設計齒輪傳動需確定的容是：齒輪材料和熱處理方式，齒輪的齒數、模數、變位系數、齒寬、分度圓螺旋角、分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑、結構尺寸等；對圓柱齒輪傳動還有中心距；對錐齒輪傳動，還有錐距、節錐角、頂錐角和根錐角等。齒輪材料及熱處理方式的選擇，應考慮齒輪的工作條件、傳動尺寸的要求、制造設備條件等。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

32、用正火或調質等熱處理方式。當齒輪頂圓直徑d<400-500mnW,可采用 鍛造或鑄造毛坯；當d>400-500mmW,因受鍛造是被能力的限制，應采用鑄鐵或鑄鋼鑄造。 當齒輪直徑與軸徑相差不大時， 對于圓柱齒輪， 若齒輪的齒根至鍵槽的距離x<2.5mn,對于錐齒輪，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小齒輪 （或大齒輪） 的材料盡可能相同， 以減少材料牌號和簡化工藝要求。 齒輪傳動的計算準則和方法， 應根據齒輪工作條件和齒面硬度來確定。 對于軟齒面齒輪傳動， 應按齒面接觸疲勞強度計算齒輪直徑或中心距， 驗算齒根彎曲疲勞強度；對于硬齒面齒輪傳動

33、，應按齒根彎曲疲勞強度計算模數，演算齒面接觸疲勞強度。對齒輪傳動的參數和尺寸， 有嚴格的要求。 對于大批生產的減速器，其齒輪中距應參考標準減速器的中心距；對于中、小批生產或專用減速器，為了制造、安裝方便， 其中心距應圓整， 最好使中心距的尾數為 0 或 5mm。 模數應取標準值，齒寬應圓整；而分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑等不允許圓整，應精確計算到小數點后三位數； 分度圓螺旋角、 節錐角、 頂錐角、 根錐角應精確計算到 “秒”;直齒錐齒輪的錐距R不必圓整，竟計算到小數點后三位數。齒輪的結構尺寸，可由經驗公式計算確定，但盡量圓整，以便于制造和測量。3 電動機的選擇根據參考數據，查機械設計手冊

34、 單行本減（變）速器、電機與電器中電動機的選擇 。3.1 確定電動機類型選擇電動機應綜合考慮的問題3.1.1 根據機械的負載性質和生產的工藝對電動機的啟動、 制動、 反轉、調速等要求，選擇電動機類型。根據負載轉矩、 速度變化圍和啟動頻繁程度等要求， 考慮電動機的溫升限制、過載能力和啟動轉矩， 選擇電動機功率， 并確定冷卻通風方式。 所選電動機功率應留有余量，負荷率一般取0.8-0.9 。過大的備用功率會使電機效率降低，對于感應電動機， 其功率因數將變壞， 并使按電動機最大轉矩校驗強度的生產機械造價提高。根據使用場所的環境條件，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

35、方式，選擇電動機的結構型式。根據企業的電網電壓標準和對功率因數的要求， 確定電動機的電壓等級和類型。根據生產機械的最高轉速和對電力傳動調速系統的過渡過程性能的要求，以及機械減速機構的復雜程度，選擇電動機額定轉速。除此之外， 選擇電動機還必須符合節能要求， 考慮運行可靠性、設備的供貨情況、備品備件的通用性、安裝檢修的難易，以及產品價格、建設費用、運行和維護費用、生產過程中；前后期電動機功率變化關系等各種因素。電動滾筒作為帶式輸送機的動力源， 是它的主要用途。 因此它具以下的工作特點：長時間連續工作，因此要求電動機為連續工作制（ S1） ；帶式輸送機一旦停機， 要求滾筒能夠在負荷情況下起動， 因此

36、要求電動機有較大的起動轉矩， 而且又要求電動機的起動電流不要太大。鑒于以上兩點原因， 選擇籠型三相異步電動機作為電動滾筒的電動機最為合適。因此選用Y系列電動機，只是電動機殼體及固定形式與普通Y系列電動機有所不同而對于起重機用的電動滾筒常用 YZR系列電動機。3.2 確定電動機額定功率及型號正確選擇電動機額定功率的原則是： 在電動機能夠勝任機械負荷要求的前提下，最經濟、最合理地決定電動機的功率。決定電動機的功率時，要考慮電動機的發熱日、 允許過載能力和起動性能三個方面的因素。 一般情況下， 發熱問題最重要。 電動滾筒中電動機的使用場合很特殊， 它安裝在電動滾筒的筒體部， 所以電動滾筒電動機的散熱

37、條件優劣是極其重要的問題。電動滾筒作為帶式輸送機的動力源，是它的主要用途。電動滾筒的工作特點是：（ 1）長時間連續工作，因此要求電動機為連續工作制； （ 2） 帶式輸送機一旦停機， 要求電動機能在有負荷情況下啟動， 因此要求電動機有較大的起動轉矩， 而且又要求電動機的起動電流不要太大。 鑒于兩點原因， 選用籠型三相異步電動機作為電動滾筒的電動機最合適。正確選擇電動機額定功率的原則是: 在電動機能夠勝任機械負荷要求的前提下，最經濟、最合理地決定電動機的功率。電動滾筒的輸出功率為P 出=mgv=698*9.8*1.3=8.9kwY系列電動機為全封閉自冷式籠型三相異步電動機，是按照國際電工委員會標準

38、設計的， 具有國際互換性的特點。 用于空氣中不含易燃、 易炸或腐蝕性氣體的場所。適用于電源電壓為380V 無特殊要求的機械上，如機床、泵、風機、運輸機、攪拌機、農業機械等。冶金及起重用三相異步電動機是用于驅動各種形式的起重機械和冶金設備中的輔助機械的專用系列產品。它具有較大 的過載能力和較高的機械強度，特別適用于短時或斷續周期運行、 頻繁起動和制動、 有時過負荷及有顯著的振動與沖擊的設備。YZ系列為籠型轉子電動機，YZR系列為繞線轉子電動機。冶金及起重機用電動機大多采用繞線轉子，但對于30kw 以下的電動機以及在起動不是很頻繁而電網容量又許可滿壓起動的場所，也可采用籠型轉子。根據負荷的不同性質

39、，電動機常用的工作制分為S2（短時工作制）、S3（斷續周期工作制）、S4（包括啟動的斷續周期性工作制）、S5（包括電制動的斷續周期工作制）四種。電動機的額定工作制為 S3,每一工彳周期為10min。電動機的基準負載持續率FC為40%綜合以上考慮決定采用 Y180-4 型電動機作為 ?630 電動滾筒的電動機。Y180-4 型電動機的主要技術參數如下：額定功率： 22kw 額定轉速： 1470r/m4 行星齒輪傳動機構的設計計算4.1 齒輪傳動的設計要求（ 1）足夠長的使用壽命應在連續滿負荷運轉工作制下進行設計，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

40、36000 h ，整體無故障工作時間應不少于 15000 h ，為此應選用較優質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 電動滾筒在滿負荷運轉時產生的噪聲，應盡可能小 于或者等于 JB/T7330 94 中的規定值。齒輪精度6 8 中等精度等級，使用在一般場合的電動滾筒應達到 GB 10095 88 漸開線圓柱齒輪精度中規定的 8-7-7 級精度， 室使用或要求特別低噪聲的場合， 常要求達到 7-6-6精度。（3） 采用油池及飛濺潤滑，潤滑油常用N46、 N68 機械油或 N150 中負荷齒輪油。（ 4）優良的通用性實際上電動滾筒的規格很多，為便于生產過程管理，必須考慮

41、其通用性，要求達到：1）滾筒直徑D模數m、電機機座號n0三者都相同時，其嚙合傳動的齒輪是通用的，僅根據傳遞功率P 的大小調節齒寬b2；2）滾筒直徑D帶速v、模數m相同時，其外嚙合傳動的齒輪是通用的，也僅根據傳遞功率的大小調節齒寬 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、電機機座號n0相同時，相應齒輪模數 m相同。4.2 傳動比及傳動比分配（ 1） . 計算傳動比ii= 兀 Dn1/ （60v）=兀 *0.63*1470/ （60*1.3 ）七 37.3因為行星輪的數目為Cs=3時，傳動比的圍只有在2.1-13.37之間，故可選 用NG州兩級行星齒輪傳動。（ 2） .

42、 傳動比分配分配原則是各級傳動等強度和獲得最小的外型尺寸，在NG惻兩級行星齒輪 傳動中，用角標I表示高速級參數，II表示低速級參數。且高速級和低速級外嚙 合齒輪材料、齒面硬度相同，則Hlim I=（t HlimU取行星輪數目Cs=3齒面工 作硬化系數ZwI =ZwII ;低速級齒輪分度圓直徑與高速級沒齒輪分度圓直徑之比值以B表示。按兩級傳動，i=i1i2 ,因此應進行傳動比分配，分配的原則為:1）使各級傳動的承載能力大致相等，即齒面接觸強度大致相等；2）使減速機構獲得最小的外形尺寸和重量；3）使各級傳動的大齒輪侵油深度大致相等。為此，一般取i1=i-0.01i一般總傳動i較大時，系數取較小值，

43、且1.5<i1<5.5。這里取i1=5式中i1為高速級傳動比。i2=i/i1=35.23/5.58=7.4式中各代號的意義同前面敘述所示。在確定高速級傳動比i1時，式中系數原在0.01-0.06之間應由總傳動比確定，具值較大時，系數取較小值，反之取較大值。本設計中應總傳動比較大，故取 0.01 o4.3 高速級計算（1）配齒計算通常電動滾筒中取行星輪數目Cs=3,過多會使其載荷均衡困難，過少又發揮不了行星齒輪傳動的優點，由于高速級太陽輪與該級行星架輸出的傳動比iAX距可能達到的傳動比極限值較遠，所以可不檢驗鄰接條件。各齒輪齒數按公式iAx iAX*ZA/Cs=c進行配齒計算，計算中

44、根據iAX并適當調整，使C等于整數，再求出ZA,ZA應盡可能取質數，并使ZA/Csw整數。 B_則iAx *ZA/Cs=5.58*ZA/3=38所以ZA=22ZB= cCs+ZA 取 ZB=140Zc= (ZB-ZA) /2= (140-22) /2=59這些符合ZA取質數，ZA/Csw整數、ZB/Csw整數，且ZB/ZC及ZA/ZC無公 約數、c/Cs不為整數的NG州配齒要求。因為是人字型齒輪傳動，不需要進行變位計算。(2) .按接觸強度初算高速級傳動的中心距 a和模數m輸入轉矩T1=9550P/n1=9550*22/1470=142.9(N.m)因為傳動中有一個或二個基本構件浮動作為均載機

45、構，且齒輪精度低于6級，所以取載荷不均勻系數Kc Kch Kcf 1.15。在一對A-C傳動中，小齒輪傳遞的扭矩T142 9TA1l Kc -1.15 54.78N.mCs3全為硬齒面的外嚙合，在對稱、中等沖擊載荷：7級精度，使用的綜合系數 K=2.0-2.8 ; 8 級精度，K=3.0-4.0 ?？紤]到電動滾筒加工和使用的實際條件，取K=2.4。齒數比u = Zc/ZA=59/22=2.6太陽輪和行星輪的材料用 40Cr鋼表面淬火，齒面硬度HBC230-260取 Hlim=1100N/mm.mm齒寬系數小 a=b/a (GB 10090-88)規定為：0.22、0.25、0.3、0.35、0

46、.4、0.45、0.50、0.6。在此取小 a=0.3。按接觸強度初算中心距a公式:KT a2a H lim Ua=484(u+1)=484(2.6+1)=124.3mm2a 2*124.3 ”， c模數 m= =3.07 3Za Zc 22 592.4 *142.90.3*11002 * 2.6(3) .計算A-C傳動的實際中心距和嚙合角aAc 取模數m1 =5mm則實際中心距aAC1 m1(ZA Zc) 3(22 59) 121.5mm因為用到的是人字形齒輪，故不需要進行變位計算。嚙合角aAC '、 o ,. 120. oocosaAC ' aAC1 *cos 20 / a

47、' cos20 cos20 120(4) .計算C-B傳動的中心距和嚙合角 %b'實際中心距：acB' m1(ZB Zc) |(140 59) 121.5mm同樣因為中心距變位系數為0,所以嚙合角acB' 20°。(5) .幾何尺寸計算1) .分度圓直徑dA1 m1*zA 3*22 66mmdC1m1 * zC 3*59177mmdB1 m1 * zB 3*140420mm2) .齒頂高haA1hac1haB1 ha mh 3mm3) .齒根高hfAi hfcihfBimi(hac)3*(10.25)3.75mm4).齒高hA1haA1hfA133.7

48、56.75hC1haC1h fC133.756.75hB1haB1hfB133.756.755).齒頂圓直徑daA1d A12haA1662*372mmdaC1dC12haC11772*3183mmdaB1dB1 2haB1420 2*3426mm6).齒根圓直徑dfAi d ai 2hfAi66 2*3.7558.5mmdfci dci 2hfci177 2*3.75169.5mmd fB1 dB1 2hfB1420 2*3.75412.5mm(6).驗算A-C傳動的接觸強度根據公式Fe U 1.db uKaKvKhKh*ZhZeZ Z確定計算公式中的系數：確定Kv和Zv所用的圓周速度用相對

49、于行星架的圓周速度1、1dAni(1 -)66*630(1)VX i1- 5- 4.06m/s1000*601000*60則動載系數 KV 1 0.093vzi/100 1 0.093*4.06*22 /100 1.08查表6-11 (見書電動滾筒設計與選用手冊)得速度系數Zv 0.92使用系數Ka 1：齒間載荷分布系數Kh 1( b 1)h 1；端面重合度1.6,節點區域系數Zh2.53,彈性系數Ze 189.8螺旋角系數Z1 ,壽命系數Zv 1 ,最小安全系數Sh min 1 ,重合度系數Z0.893 ,粗糙度系數Zr 1.0,齒面工作硬化系數Zw 1 ,尺寸系數Zx1,計算接觸應力H:F

50、 u 1H京kKaKvKh Kh *ZhZeZ Z2000*54.78 2.6 12*1*1.08*1*1.03 *0.893*1*2.53*189.8,662*0.3*1202.61.04*428.8122445.95N/mm2HPH lim Z nSH minZlZvZrZwZx及強度條件:H HPS* H minZnZlZrZwZxH lim行 445.951*1*0.88*1*1.0T12460.7N/mm22Hlim 1100N / mm計算許用接觸強度HP ,按式計算結果，接觸強度通過。用 40Cr鋼調質后表面淬火，安全可靠。除采用 40Cr鋼外，還可使用40MbB 50SiMn等

51、代用，如使用20CrMnTi滲碳淬火鋼制造, 安全裕度更好。彎曲強度計算略。4.4低速級計算(1) .配齒計算由高速級計算得i2 7.4,且低速級改為行星架固定，齒輪輸出，依按行星 輪計算。iAB I 27.4 ,iAx 1 i：B 8.4各齒輪齒數按公式iAX*ZA/Cs=c進行配齒計算，計算中根據iAX并適當調整，使C等于整數，再求出ZA,ZA應盡可能取質數，并使ZA/Csw整數。axZa7.4* Za48Cs3所以ZA=24ZB= cCs-ZA=48*3-24=120Zc= (ZB-ZA) /2= (120-24) /2=48這些符合ZA取質數，ZA/Csw整數、ZB/Csw整數，且ZB

52、/ZC及ZA/ZC無公 約數、c/Cs不為整數的NG州配齒要求。因為是人字型齒輪傳動，不需要進行變位計算。(2) .按接觸強度初算高速級傳動的中心距 a和模數m輸入轉矩T2 TiIi142.9*5*0.98700.2N.m取載荷不均勻系數 八 Kch 降 1.15。在一對A-C傳動中，小齒輪傳遞的扭矩T2700.2Ta2 Kc -1.15 268.4 N.m Cs3全為硬齒面的外嚙合，在對稱、中等沖擊載荷：7級精度，使用的綜合系數 K=2.0-2.8 ; 8 級精度，K=3.0-4.0 ?？紤]到電動滾筒加工和使用的實際條件，取K=4.0O齒數比u = Zc/ZA=48/24=2.7太陽輪和行星

53、輪的材料同高速級的一樣，用40Cr鋼表面淬火，齒面硬度HBC230-260取6Hlim=1100N/mm.mm如果采用40MnB鋼調質表面淬火代替，其性能也不變，齒寬系數在低速級取按接觸強度初算中心距a公式:,KT A2a=484(u+1) 3 /2 a H lim U=484(2+1)4.0 * 268.40.35*11002 * 2=145.2mm32a 2*145.2模效 m= =4.03 4Za Zc 24 48(3) .計算A-C傳動的實際中心距和嚙合角aAC取模數m2=4mm則實際中心m4aAC2 j(Za Zc) 2(24 48) 144mm因為用到的是斜齒輪，故不需要進行變位計算。嚙合角aAC'cosaAC' aAC2*cos20o/a' 120cos20o cos20o 120(4) .計算C-B傳動的中心距和嚙合角acB'實際中心距：acB' £(Zb Zc) |(120 48) 144mm同樣因為中心距變位系數為0,所以嚙合角acB' 20°。(5) .幾何尺寸計算1).