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    皮帶輸送機齒輪滾筒的設計

    發布時間:2014-11-28 10:16:13   來源:輸送機http://www.ourpovertywithaview.com   作者:上海昱音機械

      皮帶輸送機滾筒有兩種形式。一種形式為電動滾筒,它是將電動機和齒輪減速裝置全部設計在滾筒之內,雖然結構緊湊、體積輕便,但是不容易安裝、拆卸, 不利于維護和維修,而且制造工藝復雜,散熱困難。另一種形式為齒輪滾筒,它是將齒輪減速裝置設計在滾筒之內,吸收了電動滾筒結構緊湊、體積輕便的優點,但是它和電動滾筒一樣散熱條件差,因此只能用在小功率的皮帶輸送機上。本文中我們以功率僅為15kW的小功率滾筒為例進行說明用于皮帶輸送機的齒輪滾筒。
      齒輪傳動的主要優點是:工作可靠,使用壽命長,它的瞬時傳動比為常數,工作平穩,傳動效率高。齒輪傳動有很多種方式,例如圓柱齒輪傳動、錐齒輪傳動、行星齒輪傳動等。由于此次所設計的減速器的傳動比僅為12.828,并且它的工況條件較好,用一般的普通齒輪傳動已可滿足要求。出于經濟性考慮,我們決定采用二級圓柱齒輪傳動。皮帶輸送機齒輪滾筒機構運動簡圖見圖1。

    皮帶輸送機齒輪滾筒機構運動簡圖
    Ⅰ軸——高速軸;Ⅱ軸——中間軸; Ⅲ 軸——支撐軸
    1, 3——小齒輪; 2——大齒輪; 4——內齒輪
    圖1 皮帶輸送機齒輪滾筒機構運動簡圖

      1、傳動方案的設計
      (1)原始數據
      滾筒使用壽命10年,每年300個工作日,每天1班生產,每班工作7h。一年小修,三年大修。工作環境溫度不超過400℃。其工藝參數如下:
      滾筒直徑(mm):500;
      輸送帶寬度(mm): 800;
      滾筒寬度(mm):950;
      安裝尺寸(mm):1 300;
      輸送帶運行速度(m/s):210;
      電動機功率(kW ) : 15;
      電動機轉速( r/min):980。
      (2)傳動方案設計
      本設計采用二級圓柱齒輪傳動,電動機輸出功率傳遞到Ⅰ軸上,帶動Ⅰ軸上的小齒輪1轉動,小齒輪1與大齒輪2 嚙合,此時功率傳到Ⅱ軸上,Ⅱ軸再帶動小齒輪3與內齒輪4嚙合,從而將運動傳到滾筒上達到減速的目的。整個齒輪傳動裝置放置在一個支撐架內,同時設計一個蝶型支撐筋,把內齒輪4與滾筒聯接在一起。
      2、傳動參數的確定
      首先對兩對嚙合齒輪進行傳動比分配,在分配傳動比時應考慮以下原則:
     、俑骷墏鲃拥膫鲃颖葢诤侠矸秶鷥,不超出允許的最大值,以符合各級傳動原則;
     、趹⒁馐垢骷墏鲃映叽鐓f調,結構勻稱合理;
     、郾M量使傳動裝置外廓尺寸緊湊或重量較;
     、鼙M量使各級大齒輪浸油深度合理;
     、菀紤]傳動零件之間不會干涉碰撞。
      然后進行各軸轉速和轉矩的計算,各軸運動學和動力學參數見表1。
    表1 各軸的運動學和動力學參數表
      3、齒輪的設計
      小齒輪1和小齒輪3均用40Cr調質處理,硬度為HB241~HB286,平均取HB260;大齒輪2和內齒輪4均用45鋼調質處理,硬度為HB229~HB286,平均取HB240。本設計采用標準的斜齒輪傳動, 并無變位。齒輪的設計從兩個方面來考慮:
     、侔凑正X面接觸疲勞強度計算;
     、诎待X根彎曲疲勞強度進行校核。
      因傳動無嚴重過載,故不作靜強度校核?伤愕谬X輪的模數及分度圓直徑,并對模數進行圓整,從而定出分度圓的具體直徑。完成這些之后,得出合適且安全的齒輪。本次設計采用油潤滑。
      4、軸的設計
      軸是本次設計中的主要零件,因此軸必須設計合理。本次設計中,主要設計了兩根軸,即高速軸Ⅰ和中間軸Ⅱ。在Ⅰ軸初步設計完之后,我們發現此軸在軸向并沒有固定牢靠,故采用了一個套筒和兩個圓螺母來固定,保證了軸向的固定。
      初步設計了軸的結構之后,必須對軸進行強度校核。先對軸徑進行驗算,然后用安全系數法進行軸的強度校核。在軸的強度校核計算時,根據軸的具體受載及應力情況,采用相應的計算方法,并恰當選取其許用應力。根據軸的結構圖作出軸的計算簡圖,并根據軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖、扭矩圖和當量彎矩圖,然后確定出危險截面為小齒輪中間截面,按彎扭合成應力校核軸的強度,通常只校核軸上承受最大計算彎矩的截面,接下來校核軸的疲勞強度。
      通過以上的設計計算,表明該軸的設計安全可靠,符合使用要求。
      5、軸承的選用
      由于該軸承所受載荷為徑向和軸向載荷,故選用圓錐滾子軸承。我們選用的軸承型號為7308,軸承額定動負荷48440N,額定靜負荷43540N,極限轉速5600r/min(油潤滑),軸向動載荷系數211,軸向靜載荷系數112。初定軸承類型及型號后,我們從三方面進行了計算校核:①壽命的計算;②靜載荷的計算;③許用轉速驗算。
      6、其它零件的結構設計
      在本次設計中,還設計了一個支撐架和一個蝶形支撐筋,以把齒輪裝置固定在滾筒之內。還有其它零件包括一些標準件和非標準件的設計,在此不再贅述。



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