驅(qū)動式滾筒運輸機優(yōu)化設(shè)計【三維SW模型及仿真】【含10張CAD圖紙+PDF圖】

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The Optimum Design of Drive Roller Conveyer Abstract This graduation design is about the optimum design of the roller conveyor drive first driven roller conveyor has been made a brief overview; then drive roller conveyor has been analyzed the selection principle and the calculation method; and has been calculated based on these design criteria and selection method in accordance with the given parameters requirements for selection design; then the conveyor main parts has been checked. The conveyor has been a simple description of the installation and maintenance. At present, the driving roller conveyor has been towards long distance, high speed, low friction direction. The driving drum of belt conveyor is designed and manufacture and application, at present our country and the overseas advanced level compared to still have a large gap, domestically driven roller conveyor has been in the design and manufacturing process exists many problems. Driven roller conveyor has been the design, optimization design, has been adopted compared with the control, the drive traditional roller conveyor structure has been improved and optimized, this type of drive roller conveyor has been made more widely, more flexible, and has been for future design and selection have been to have certain reference value. Key words：Driving roller type conveyer optimal; Design; Transport; selection 目錄 第一章 課題研究的內(nèi)容 1 1.1 驅(qū)動式滾筒輸送機的發(fā)展概況 1 1.2 驅(qū)動式滾筒輸送機的應(yīng)用 3 1.3 驅(qū)動式滾筒輸送機的發(fā)展方向 4 1.4 研究的目的和意義 6 第二章 機械傳動部分的選型計算 7 2.1 電機的選型計算 8 2.2 鏈傳動的選型計算 10 2.3 帶及帶速的選擇 14 2.4.輸送機寬度的計算 15 第三章 驅(qū)動式滾筒輸送機的優(yōu)化設(shè)計 17 3.1 驅(qū)動式滾筒輸送機的方案布局圖的確定 18 3.2 驅(qū)動式滾筒輸送機的工作原理 18 3.3 驅(qū)動式滾筒輸送機主體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化 19 3.3.1 滾筒輸送機傳動方式的優(yōu)化設(shè)計 19 3.3.2 滾筒輸送機整體-個體可分解式優(yōu)化設(shè)計 20 第四章 各重要組成部分的強度校核 21 4.1 槽鋼側(cè)板的強度校核 22 4.2 軸承強度的校核 23 結(jié)論 25 參考文獻 26 致謝 27 第一章 課題研究的內(nèi)容 1.1 驅(qū)動式滾筒輸送機的發(fā)展概況 隨著世界裝備制造業(yè)向中國轉(zhuǎn)移及我國驅(qū)動式滾筒輸送機產(chǎn)品的技術(shù)進步，中國成為世界上最大的驅(qū)動式滾筒輸送機產(chǎn)品研發(fā)和制造基地指日可待，5年后我國驅(qū)動式滾筒輸送機全球市場占有率將達到50%左右。下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進步，要求為其配套的橡膠輸送機行業(yè)更快地與國際接軌，采用國際先進標準、不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量、開發(fā)低阻力節(jié)能型輸送機、加強技術(shù)服務(wù)，成為下游產(chǎn)業(yè)的迫切要求。 ? 驅(qū)動式滾筒輸送機作為大宗物料連續(xù)輸送設(shè)備，廣泛應(yīng)用于大型板材加工工廠、港口碼頭以及火電、鋼鐵、有色、建材、化工、糧食等行業(yè)，是現(xiàn)代工業(yè)和現(xiàn)代物流業(yè)不可或缺的重要技術(shù)裝備。上世紀80年代初，我國驅(qū)動式滾筒輸送機行業(yè)只能生產(chǎn)TD75型驅(qū)動式滾筒輸送機，因而配套棉帆布輸送機即可滿足要求，但當時國家重點工程項目中驅(qū)動式滾筒輸送機產(chǎn)品卻都是從國外進口。80年代中期，我國驅(qū)動式滾筒輸送機行業(yè)開始引進國外先進技術(shù)和專用制造設(shè)備，設(shè)計制造水平有了質(zhì)的提高，并逐漸替代進口產(chǎn)品。近年來，我國驅(qū)動式滾筒輸送機總體上已經(jīng)達到國際先進水平，除滿足國內(nèi)項目建設(shè)的需求外，已經(jīng)開始批量出口，其設(shè)計制造能力、產(chǎn)品性能和產(chǎn)品質(zhì)量得到了國際市場的認可。而輸送機作為承載和牽引構(gòu)件，是驅(qū)動式滾筒輸送機中的主要部件之一，因此必須滿足國內(nèi)大型項目及國際更高標準的要求。目前驅(qū)動式滾筒輸送機發(fā)展的重點產(chǎn)品包括長距離、大運量、高帶速驅(qū)動式滾筒輸送機，水平及空間曲線越野驅(qū)動式滾筒輸送機，露天礦用移置式驅(qū)動式滾筒輸送機，大型下運驅(qū)動式滾筒輸送機，自移機尾可伸縮驅(qū)動式滾筒輸送機，滾筒輸送機，大傾角上運驅(qū)動式滾筒輸送機，鋼絲繩牽引驅(qū)動式滾筒輸送機。重點研發(fā)的核心技術(shù)包括驅(qū)動式滾筒輸送機動態(tài)分析設(shè)計技術(shù)，智能化可控驅(qū)動系統(tǒng)研發(fā)，物料轉(zhuǎn)載點新型耐磨材料研制，鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)以及帶式輸送系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)、環(huán)保技術(shù)和散料輸送系統(tǒng)集成及工程設(shè)計技術(shù)等。 首先是它運行可靠。在許多需要連續(xù)運行的重要的生產(chǎn)單位，如木材加工廠木板的輸送，水泥袋的輸送，以及港口內(nèi)船舶裝卸等均采用驅(qū)動式滾筒輸送機。如在這些場合停機，其損失是巨大的。必要時，驅(qū)動式滾筒輸送機可以一班接一班地連續(xù)工作。驅(qū)動式滾筒輸送機動力消耗低。由于物料與輸送機幾乎無相對移動，不僅使運行阻力?。s為刮板輸送機的1/3-1/5），而且對貨載的磨損和破碎均小，生產(chǎn)率高。這些均有利于降低生產(chǎn)成本。驅(qū)動式滾筒輸送機的輸送線路適應(yīng)性強又靈活。線路長度根據(jù)需要而定．短則幾米，長可達10km以上?？梢园惭b在小型隧道內(nèi)，也可以架設(shè)在地面交通混亂和危險地區(qū)的上空。根據(jù)工藝流程的要求，驅(qū)動式滾筒輸送機能非常靈活地從一點或多點受料．也可以向多點或幾個區(qū)段卸料。當同時在幾個點向輸送機上加料（如選煤廠煤倉下的輸送機）或沿驅(qū)動式滾筒輸送機長度方向上的任一點通過均勻給料設(shè)備向輸送機給料時，驅(qū)動式滾筒輸送機就成為一條主要輸送干線。驅(qū)動式滾筒輸送機可以在貯煤場料堆下面的巷道里取料，需要時，還能把各堆不同的物料進行混合。物料可簡單地從輸送機頭部卸出，也可通過犁式卸料器或移動卸料車在輸送機長度方向的任一點卸料。 波狀擋邊驅(qū)動式滾筒輸送機技術(shù)在連續(xù)卸船機上的應(yīng)用迅速發(fā)展，芬蘭Kone公司、德國Koch公司、瑞士Buhler公司生產(chǎn)的連續(xù)卸船機均成功應(yīng)用了其提升與輸送技術(shù)，特別是日本的日立公司、石川島公司及三菱公司等生產(chǎn)的散糧連續(xù)卸船機。其垂直提升機和水平輸送采用同一條輸送機完成，更加展現(xiàn)了波狀擋邊輸送機技術(shù)的巨大優(yōu)勢。 驅(qū)動式滾筒輸送機，廣泛應(yīng)用于家電、電子、電器、機械、煙草、注塑、郵電、印刷、食品等各行各業(yè)，物件的組裝、檢測、調(diào)試、包裝及運輸?shù)?。線體輸送可根據(jù)工藝要求選用：普通連續(xù)運行、節(jié)拍運行、變速運行等多種控制方式；線體因地制宜選用：直線、彎道、斜坡等線體形式 輸送設(shè)備包括：皮帶輸送機也叫驅(qū)動式滾筒輸送機或膠帶輸送機等，是組成有節(jié)奏的流水作業(yè)線所不可缺少的經(jīng)濟型物流輸送設(shè)備。皮帶機按其輸送能力可分為重型皮帶機如礦用皮帶輸送機，輕型皮帶機如用在電子塑料，食品輕工，化工醫(yī)藥等行業(yè)。皮帶輸送機具有輸送能力強，輸送距離遠，結(jié)構(gòu)簡單易于維護，能方便地實行程序化控制和自動化操作。運用輸送機的連續(xù)或間歇運動來輸送100KG以下的物品或粉狀、顆狀物品，其運行高速、平穩(wěn)，噪音低，并可以上下坡傳送。 我國現(xiàn)在各行各業(yè)都處在飛速發(fā)展的階段，迫切需要驅(qū)動式滾筒輸送機行業(yè)能夠跟得上時代的發(fā)展，工業(yè)的進步，需要迅速地開發(fā)出一系列各種各樣的波狀擋邊輸送機，從而來滿足礦山開采等地方的需要。波狀擋邊驅(qū)動式滾筒輸送機的開發(fā)能力的大小取決于科研團隊的實力和研發(fā)的高度，所以這些都迫切需要那些有能力有技術(shù)的科研人員全身心地投入到驅(qū)動式滾筒輸送機的研發(fā)中來，積極努力地開發(fā)創(chuàng)新驅(qū)動式滾筒輸送機，這對于當今社會的發(fā)展有著不可替代的意義。 1.2 驅(qū)動式滾筒輸送機的應(yīng)用 伴隨著科學技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)革命的緊迫感越來越明顯，迫切需要我國驅(qū)動式滾筒輸送機行業(yè)能夠向著高速，多元化的方向發(fā)展。其中，我國花費大量人力物力來對驅(qū)動式滾筒輸送機進行研究，和完善，制定了一系列針對驅(qū)動式滾筒輸送機改進的策略，隨著時代的發(fā)展，科學的進步，驅(qū)動式滾筒輸送機的發(fā)展將一如既往地進行，將會處在高速發(fā)展的階段,其具體發(fā)展趨勢如下： (1) 未來的幾年，驅(qū)動式滾筒輸送機將會朝著大傾角，遠距離的方向發(fā)展，這樣就能夠多元化地適應(yīng)各個地方，場合的應(yīng)用，將克服以前輸送高度不夠高，傾角不夠的大的缺陷，從而能夠很好地應(yīng)用在各個需要驅(qū)動式滾筒輸送機的場合。 (2) 將會改善驅(qū)動式滾筒輸送機的結(jié)構(gòu)，使驅(qū)動式滾筒輸送機能夠在不同的場合，不同的環(huán)境下面使用，例如耐高溫，耐潮濕等等場合，都可以使用改進后的驅(qū)動式滾筒輸送機，從而降低人工的繁雜以及能夠很好地提高生產(chǎn)效率。 (3) 將會式驅(qū)動式滾筒輸送機輸送的產(chǎn)品多元化，而不是單一的輸送單一的產(chǎn)品，這樣就能夠很好地滿足各個行也的需求，也能夠讓帶式輸送的應(yīng)用領(lǐng)域進一步擴大，滿足各行各業(yè)的需求，從而推動時代的發(fā)展和工業(yè)的進步。 (4) 降低能量消耗以節(jié)約能源，已成為輸送技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)科研工作的一個重要方面。已將1噸物料輸送1公里所消耗的能量作為輸送機選型的重要指標之一。 (5) 減少各種輸送機在作業(yè)時所產(chǎn)生的粉塵、噪聲和排放的廢氣。隨著國內(nèi)貿(mào)易活動的不斷增加，驅(qū)動式滾筒輸送機因作為一種輸送量大、運行費用低、使用范圍廣、結(jié)構(gòu)簡單、便于維護、能耗較小、使用成本低的輸送設(shè)備而會得到更寬廣的應(yīng)用范圍，市場前景十分看好。 可以用于水平運輸或傾斜運輸，使用非常方便，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中，如：紙箱制造廠的紙箱成型輸送線中。根據(jù)輸送工藝要求，可以單臺輸送，也可多臺組成或與其他輸送設(shè)備組成水平或傾斜的輸送系統(tǒng)，以滿足不同布置形式的作業(yè)線需要。驅(qū)動式滾筒輸送機主要由多個端點滾筒及緊套其上的閉合輸送機組成。帶動輸送機轉(zhuǎn)動的滾筒稱為驅(qū)動滾筒（傳動滾筒）；另一個僅在于改變輸送機運動方向的滾筒稱為改向滾筒。驅(qū)動滾筒由電動機通過減速器驅(qū)動，輸送機依靠驅(qū)動滾筒與輸送機之間的摩擦力拖動。驅(qū)動滾筒一般都裝在卸料端，以增大牽引力，有利于拖動。物料由喂料端喂入，落在轉(zhuǎn)動的輸送機上，依靠輸送機摩擦帶動運送到卸料端卸出。 驅(qū)動式滾筒輸送機已成為整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要設(shè)備之一。結(jié)構(gòu)先進，適應(yīng)性強，阻力小、壽命長、維修方便、保護裝置齊全是驅(qū)動式滾筒輸送機顯著的特點。 在驅(qū)動式滾筒輸送機運行前，首先要確認帶式輸送機設(shè)備、人員、被輸送物品均處于安全完好的狀態(tài)；其次檢查各運動部位正常無異物，檢查所有電氣線路是否正常，正常時才能將皮帶輸送機投入運行。最后要檢查供電電壓與設(shè)備額定電壓的差別不超過±5%。 1.3 驅(qū)動式滾筒輸送機的發(fā)展方向 當今社會，機械設(shè)備的發(fā)展日新月異，迫切需要不斷開發(fā)新的機型來滿足不同工況的要求，驅(qū)動式滾筒輸送機的發(fā)展也是如此。未來輸送機的將向著大型化發(fā)展、擴大使用范圍、物料自動分揀、降低能量消耗、減少污染等方面發(fā)展。現(xiàn)今發(fā)展方向大致可以歸納為： (1)?開發(fā)專用機型 ? 驅(qū)動滾筒式輸送機的應(yīng)用場合很多，有時候受客觀條件影響，在運輸系統(tǒng)的布置上經(jīng)常會出現(xiàn)一些特殊要求，為了滿足特殊要求，比如水平拐彎、大傾角（>25o）直至垂直提升等,這些場合常規(guī)的驅(qū)動式滾筒輸送機是無法勝任的。為了滿足某些特殊要求，應(yīng)開發(fā)特殊型驅(qū)動式滾筒輸送機,如彎曲驅(qū)動式滾筒輸送機、大傾角或垂直提升輸送機等。 (2)?提高元部件性能和可靠性 ? 整體設(shè)備的性能和可靠性主要取決于元部件的性能和可靠性，我國現(xiàn)在的驅(qū)動式滾筒輸送機的元部件基本上都是各自廠家生產(chǎn)，還沒有出現(xiàn)專業(yè)化、大規(guī)模的元部件生產(chǎn)廠家。除了進一步完善和提高現(xiàn)有元部件的性能和可靠性,還要不斷研究新的技術(shù)和開發(fā)新的元部件。 (3)?擴大功能 一機多用驅(qū)動式滾筒輸送機是一種理想的連續(xù)運輸設(shè)備，并且目前還不能完全發(fā)揮其全部作用?？梢詫Ⅱ?qū)動式滾筒輸送機結(jié)構(gòu)作適當修改,采取一定的安全施，就可拓展運人、運料或雙向運輸?shù)裙δ?做到一機多用,使其發(fā)揮最大經(jīng)濟效益。 1.4 研究的目的和意義 目前的輸送機雖然種類繁多,但是其中大多數(shù)類型的輸送機仍然還有許多的不足。比如: (1) 防塵等裝置不夠嚴密； (2) 輸送范圍不太??； (3) 不能適應(yīng)多種場合環(huán)境，輸送能力單一； (4) 壽命短； (5) 作業(yè)時會產(chǎn)生粉塵、噪聲和排放廢氣； (6) 結(jié)構(gòu)不夠輕便靈活等。 這些不足對于某些固定加工短期沒有多大影響,但是長遠的角度看，這些不足對于個人、對于企業(yè)、對于社會有著嚴重的危害。 所以本次設(shè)計以改進上述缺點中: (3) 不能適應(yīng)多種場合環(huán)境，輸送能力單一； (4) 壽命短； (6) 結(jié)構(gòu)不夠輕便靈活; 即改進中小型驅(qū)動式輸送機機構(gòu)，增強運輸性能、靈活性、壽命等為目的。 本次的設(shè)計有助于增強輸送機的整體運輸能力，增強輸送機的穩(wěn)定性,從而促進工廠持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)發(fā)展為意義。 第二章 機械傳動部分的選型計算 2.1 電機的選型計算 已知整個輸送機的總重量150KG,其他重量50KG，我們?nèi)】傊亓繛?00Kg，物品移動速度為1~2r/min。即： 具體的電機設(shè)計計算如下: (1) 確定運行時間 本次設(shè)計加速時間 (2) 確定轉(zhuǎn)速 負載速度（m/min） 有速度可知每秒上升50mm， 電機轉(zhuǎn)速 (3) 負載轉(zhuǎn)矩 (4) 電機轉(zhuǎn)矩 啟動轉(zhuǎn)矩 必須轉(zhuǎn)矩 S為安全系數(shù)，這里取1.0。 根據(jù)以上得出數(shù)據(jù)，我們選用電機型號為92BL-4015H1-LK-B，此電機廠家為機電產(chǎn)品。根據(jù)電機的特性曲線以及參數(shù)表如下： 根據(jù)計算和特性曲線以及電機基本參數(shù)表，我們選用電機型號為92BL-4015H1-LK-B，電機額定功率為0.4KW，額定轉(zhuǎn)矩為2.6N.m，最大轉(zhuǎn)矩為5.2N.m，額定轉(zhuǎn)速為 3000r/min。電機大致圖如下： 2.2 鏈傳動的選型計算 已知p=0.5KW，小鏈輪的轉(zhuǎn)速n1=720r/min，傳動比i=2.8，載荷平穩(wěn)，兩班工作制，兩鏈輪中心距a=500~600mm范圍，中心距可調(diào)，兩輪中心連線與水平面夾角近于35o，小鏈輪孔徑 dk=40; 計算： （1）小鏈輪齒數(shù)z1 ???? z1=29-2i=29-2*2.8=23.4???? 取整數(shù)z1=23 i 1~2 2~3 3~4 4~5 5~6 6 z1 31~27 27~25 25~23 23~21 21~17 17~15 ? 優(yōu)先選用齒數(shù)：17，19，21，23，25，38，57，76，95，114 z1、z2取奇數(shù)，則鏈條節(jié)數(shù)為偶數(shù)時，可使鏈條和鏈輪輪齒磨損均勻。在高速或有沖擊載荷的情況下，小鏈輪齒最小應(yīng)有25齒。 （2）大鏈輪齒數(shù)z2 ?? Z2=iz1=2.8*23=64.4?? 取整z2=65 （3）實際傳動比i= （4）設(shè)計功率???Z1=Z2工況系數(shù)，查表5.4-3 Ka=1， （5）單排鏈條傳遞功率，查表5.4-4和5.4-5，齒數(shù)系數(shù)，排數(shù)系數(shù) =0.4kw （6）鏈節(jié)距p 根據(jù)Pa=0.4kw，n1=720r/min，查圖5.4-1功率曲線和n1確定的點，應(yīng)在所選型號鏈的功率曲線下方附近（不超過直線）。結(jié)果為10A，節(jié)距p=15.875mm， （7）驗算小鏈輪軸直徑 鏈輪中心孔最大許用直徑 （8）初定中心距 為優(yōu)，無張緊輪時取 i <4 ≥4 0.2z1（i+1）p 0.33z1(i-1)p ? （9）確定鏈條節(jié)數(shù)=115.3 取; （10）鏈條長度 （11）計算（理論）中心距 當時， 當時， 查表5.4-9，若有必要可使用插值 (12)實際中心距a (13)鏈速 (14)有效圓周率 (15)作用在軸上的力F 水平或傾斜的傳動 接近垂直的傳動 ??Ka工況系數(shù)，見表5.4-3 F=1.2×1×2283.1=2739.7N; (16)潤滑方式。 (17)鏈條標記：10A-1-116 GB 1243-1997; ?1表示排數(shù)，116表示節(jié)數(shù) (18)鏈輪的幾何尺寸 ?1) 滾子直徑? p=15.875mm ?2）齒頂圓 ?對于三圓弧-直線齒形 小鏈輪齒頂圓mm，取整124mm; 大鏈輪齒頂圓，取整337mm; 3)齒根圓直徑 df=d-d1； 小鏈輪齒根圓直徑df=d-d1；= 116.585-10.16=106.425mm，取106.43mm; 大鏈輪齒根圓直徑df=d-d1；= 328.584-10.16=318.424mm，取318.42 mm; 4)節(jié)距多變形以上的齒高ha=0.27p=0.27×15.875=4.286mm（對于三圓弧-直線齒形） 5)最大齒根距 奇數(shù)齒 偶數(shù)齒 小鏈輪; 大鏈輪 6)軸凸緣直徑 小鏈輪=99.045mm; 大鏈輪 7)輪轂厚度h ，—孔的直徑 d <50 50~100 100~150 >150 K 3.2 4.8 6.4 9.5 小鏈輪取整14mm 大鏈輪取整數(shù)22mm 8)輪轂長度l l=3.3h??? 小鏈輪l=3.3×14=46.2mm，取整46mm 大鏈輪l=3.3×22=72.6mm，取整72mm 9)輪轂直徑 小鏈輪=68mm 大鏈輪=104mm 10)齒寬 單排b單=0.95×9.4=8.93mm 11)齒側(cè)半徑 ? 12)倒角寬,取2.1mm 13)倒角深h=0.5p=0.5×15.875=7.9375mm 14)齒側(cè)凸緣圓角半徑=0.635mm (9)鏈輪公差 ? 1)齒根圓直徑和量柱測量距極限偏差 項? 目 極限偏差 孔徑 H8 齒頂圓 h11 齒根圓直徑極限偏差 h11 齒寬 h14 量柱測量距極限偏差 h11 ?小鏈輪齒根圓直徑= 116.585-10.16=106.425mm，取106.43mm; 大鏈輪齒根圓直徑= 328.584-10.16=318.424mm，取318.42 mm; 小鏈輪量柱測量距 大鏈輪量柱測量距 2)徑向圓跳動 小鏈輪徑向圓跳動=min{0.0008df+0.008,0.76}=0.0008106.43+0.008=0.093144 端面跳動=min{0.0009df+0.008,1.14}; 2.2.1 輸送機寬度的確定 已知，B=SQRT(Q/（k*γ*v*c*ξ））； Q=100t/h； 端面系數(shù)k=360； 物料容重γ=0.90t/； 皮帶速度v=1.5m/s； 傾角系數(shù)c=0.91； 速度系數(shù)ξ=1.00； 將以上各數(shù)值代入計算式，得：B=0.521m根據(jù)計算和設(shè)計經(jīng)驗，選取B=1000mm的寬度，滿足系統(tǒng)工況要求。 第三章 驅(qū)動式滾筒輸送機的優(yōu)化設(shè)計 3.1 驅(qū)動式滾筒輸送機的方案布局圖的確定 驅(qū)動式滾筒輸送機通過三相電機帶動鏈輪傳動驅(qū)動主動滾筒帶動整個輸送機運轉(zhuǎn)，主要由驅(qū)動裝置，主動滾筒，被動滾筒，過渡滾筒，張緊裝置以及機架等等部分組成，本次設(shè)計的驅(qū)動式滾筒輸送機的方案布局圖與結(jié)構(gòu)如下圖3-1所示： 圖3-1 驅(qū)動式滾筒輸送機方案布局圖 3.2 驅(qū)動式滾筒輸送機的工作原理 驅(qū)動裝置是整個輸送機的核心部分，通過電機帶動鏈條傳動從而帶動主動滾筒轉(zhuǎn)動，主動滾筒與輸送機在鏈條連接的作用下帶動輸送機運行，從而帶動輸送機上面的物料運行。整條輸送機通過張緊滾筒預緊，通過過渡滾筒保證輸送機始終往一個方向運行。其中，機架以及支腿起到了支撐和加固輸送線的作用。 3.3 驅(qū)動式滾筒輸送機主體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化 3.3.1 滾筒輸送機傳動方式的優(yōu)化設(shè)計 傳統(tǒng)的滾筒輸送機一般都是通過一個動力裝置提供動力從而帶動整個輸送機運行，這樣的結(jié)構(gòu)只能當做一個整體來進行物品的運輸作業(yè)，在某些特定的場合，這種輸送機并不能適用，而本次設(shè)計的驅(qū)動是滾筒輸送機就很好地解決了這個問題，每個輸送段都采用單獨的電機驅(qū)動，并且通過鏈條傳動的方式驅(qū)動單個輸送機的運行，我們知道，鏈條傳動適合長距離傳動，運行平穩(wěn)，噪音小，并且成本低廉，廣泛應(yīng)用于各個傳動場合。傳統(tǒng)的輸送機的驅(qū)動形式和優(yōu)化后的驅(qū)動形式分別如下圖3-1，3-2所示： 3-1 傳統(tǒng)的單動力輸出的輸送機 3-2 優(yōu)化后的多動力輸出的輸送機 3.3.2 滾筒輸送機整體-個體可分解式優(yōu)化設(shè)計 在輸送機工業(yè)，通常都是采用整體式機架做成的驅(qū)動式滾筒輸送機的結(jié)構(gòu)較多，在一些露天場合，這種結(jié)構(gòu)很方便也很實用，但對于某些特定場合，特別是需要“一機多用”的場合，這種類型的輸送機因為占地面積大，從而不能適用于這些場合。而本次設(shè)計開發(fā)的新型“整體-分離式”驅(qū)動式滾筒輸送機就很好地解決了這個問題。這種類型的輸送機可以當做一個整體使用，也可以做成一段段地單獨使用，從真正意義上實現(xiàn)了一機多用的理念，不論是那種露天開放式的需要運送物品的場合還是那種室內(nèi)需要輸送物品的場合，這種類型的輸送機都能夠勝任工作。其中整體式驅(qū)動式滾筒輸送機和優(yōu)化后的”整體-分離式”驅(qū)動式滾筒輸送機分別如圖”3.3，3.4所示。 3.3整體式驅(qū)動滾筒式輸送機 3.4“整體-分離式”驅(qū)動滾筒輸送機 第四章 各重要組成部分的強度校核 4.1 槽鋼側(cè)板的強度校核 槽鋼的選擇根據(jù)整條輸送帶上面的所有滾筒，物料的重量來定，槽鋼機架受力分析得出，由分析得出底座在平衡狀態(tài)下只受地面對其的支撐力和在其表面上物體所給的壓力，即物料和輸送帶滾筒以及軸承等等給的壓力為G(輸送帶滾筒重量)+G（零部件重量）=20000N+10000N=30000N; 根據(jù)槽鋼承載力計算公式： M=Pac/L(M：彎矩，P集中力，a集中力距支座距離，c集中力距另一支座距離，L跨度，L=a+c) （僅用于截面) f=M/W≤材料的許用應(yīng)力（彈性抗拉強度/安全系數(shù)）。 M=Pac/L=11960xL，本次設(shè)計初定L為1000mm;則M=13456N.M ，初定槽鋼為100x75x3。計算W得出 折算后位270Mpa 查的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A的抗拉強度為375~500Mpa，由于270Mpa遠遠小于375Mpa，所以初定槽鋼滿足要求。 4.2 軸承強度的校核 根據(jù)條件，軸承預計壽命16×365×8=48720小時； 計算輸入軸承 （1） 已知nⅡ=458.2r/min?兩軸承徑向反力：FR1=FR2=500.2N?； 初先兩軸承為角接觸球軸承7206AC型。根據(jù)軸承內(nèi)部軸向力計算公式FS=0.63FR得FS1=FS2=0.63FR1=315.1N?； (2)∵FS1+Fa=FS2；Fa=0?故任意取一端為壓緊端，現(xiàn)取1端為壓緊端 FA1=FS1=315.1N?FA2=FS2=315.1N； (4)計算當量載荷 P1=fP(x1FR1+y1FA1)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N;? P2=fp(x2FR1+y2FA2)=1.5×(1×500.2+0)=750.3N;? ∵P1=P2故取P=750.3N；? ∵角接觸球軸承 ε=3?； 軸承運動和換向時承受過大的沖擊負荷，或當軸承靜止時，由于機器振動等因素都會使接觸處形成凹坑。外界硬粒進入軸承內(nèi)，也可在接觸表面形成壓痕，這種永久變形量超過一定限度，就會防礙直線運動平穩(wěn)性，引起振動和噪音，振動會進一步?jīng)_擊凹坑周圍材料，造成惡性循環(huán)，使凹坑面積擴大，這種永久變形量用基本額定靜載荷限定。鋼球和套圈接觸點兩者永久變形量之和等于鋼球直徑的萬分之一時的靜載荷，定義為基本額定靜載荷C0。 軸承使用時，沖擊力很難測定，常用選取適當?shù)撵o載荷安全系統(tǒng)來保證軸承靜載荷不超過基本額定靜載荷。選型時使軸承承受的靜載荷P0 =C0/FS，不受振動和沖擊場合振動和沖擊工作場合FS取2.0~7.0。 軸承由于反復承受工作載荷，首先在表面下一定深度處，強度較弱部分形成裂紋，繼而發(fā)展到接觸表面，使金屬成片狀剝落下來，這種剝落稱為疲勞剝落。在安裝、潤滑、密封正常的情況下，絕大多數(shù)軸承的破壞是疲勞破壞，一般所說的軸承壽命就是指軸承的疲勞壽命。直線軸承額定壽命規(guī)定為5萬米，通過限定基本額定動載荷C來保證。由于軸承壽命具有分散性，即同一批材料、相同工藝生產(chǎn)、相同使用條件下的軸承壽命不相同，所以軸承基本額定動載荷C定義為一批相同的軸承在相同條件下運行5萬米，軸承不生任何疲勞剝落現(xiàn)象所能承受的動載荷。 結(jié)論 通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我充分深刻學習了設(shè)計方法和步驟，不僅復習了以前所學的知識，而且還有很多新的收獲。在設(shè)計與繪制的過程中使用找到的資料或圖紙設(shè)計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設(shè)計進度，本文所設(shè)計的是20噸驅(qū)動式滾筒輸送機的優(yōu)化設(shè)計，通過初期的定題，查資料和開始正式做畢設(shè)，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設(shè)計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 通過此次設(shè)計，又一次提升了運用三維軟件的水平，并吸收了不少經(jīng)驗，總結(jié)為一下幾點。 有零件圖紙作圖與空想設(shè)計作圖不同，零件尺寸已經(jīng)給出，作圖時先不考慮尺寸是否真的合適，根據(jù)尺寸作出零件的三維圖，但到裝配時必須要考慮尺寸是否合適，由于AutoCAD圖紙效果不好，導致尺寸會有出錯，甚至有出現(xiàn)欠定義尺寸，所以，此時必須通過配合后在衡量尺寸，再進行修改，直到滿足配合要求。 工具集的確方便了作圖，通過選擇零件類型，輸入數(shù)據(jù)，就能生成出標準零件，但有時需要用到的零件在工具集上也未必能找到，所以此時要隨機應(yīng)變，運用其他零件代替并通過修改或添加零件使其滿足要求。 作三維圖時要靈活變通，解決問題的方法總比問題多，當一種方法不能正常作圖時，試試另一種方法，這不但能完成零件制作，同時也可以培養(yǎng)出更好的作圖思路，和打破規(guī)矩的新想法。 規(guī)則的零件，要學會使用一些能夠節(jié)省時間的命令，如鏡向，陣列等，“能省則省”。 關(guān)于裝配，曾經(jīng)帶給我很大的阻礙，花了很多時間才弄清原因所在。在一可活動子裝配體上，即使活動范圍會產(chǎn)生干涉，也不能對其設(shè)定活動范圍，如高級配合里的距離范圍，和角度范圍，即使在該活動范圍并不影響父配體，也不可設(shè)定。因為一旦設(shè)定范圍后，在父裝配體上會將子裝配體視為完全定義的模型，這樣會對子裝配體之間的配合產(chǎn)生矛盾，將不能完成裝配。 看懂圖是作圖的首要任務(wù)，看圖就是了解零件的工具，沒有工具則無法制出 零件，所以畫圖不能急于下筆，想透了零件的結(jié)構(gòu)，想透圖中的虛實線，這才是高效作圖的重中之重。進行零件建模前，一般應(yīng)進行深入的特征分析，搞清零件是由那幾個特征組成，明確各個特征的形狀，他們之間的相對位置和表面連接關(guān)系，然后按照特征的主次關(guān)系，按一定的順序進行建模。一個復雜的零件，可能是許多個簡單特征經(jīng)過相互之間的疊加、切除或相交組成。所以零件建模時，特征的生成順序十分重要，不同的建模過程雖然可以構(gòu)造出同樣的實體零件，但其造型過程及實體的構(gòu)型結(jié)構(gòu)卻直接影響到實體模型的穩(wěn)定性、可修改性、可理解性及實體模型的應(yīng)用。 尤其在二維圖紙上，我們能看到的只是零件的平面圖，而內(nèi)部特征則以虛線給予表示，另外還有零件的相貫線，這表示了各個特征相交時出現(xiàn)線段。在零件的草圖繪制過程中，必須要選好第一個草繪平面，這很關(guān)鍵，這個平面決定了往后建模的所用到的命令，簡單的說，一個圓柱可以作一個圓形然后拉伸，也可以作一個長方體旋轉(zhuǎn)，雖然他們的結(jié)果都一樣，但所用的草繪平面和命令就截然不同。如果我們要的是一條軸，那我們就應(yīng)該選擇第二種方法為好了。 由于此設(shè)計的零件都是比較規(guī)則的零件，所用到的命令大部分是拉伸命令和旋轉(zhuǎn)命令，而且很多零件都是擁有對稱關(guān)系，所以為了節(jié)省時間，提高效率，經(jīng)常會用到鏡向特征命令。 一張完整的工程圖應(yīng)具備以下4方面的內(nèi)容。 一組視圖：用一組視圖（其中包括視圖、剖視圖、斷面圖、局部放大圖）確、完整、清晰地表達零件各部分的結(jié)構(gòu)形狀。 尺寸：確定零件各部分形狀的大小和位置 技術(shù)要求：表明零件在制造和檢驗是應(yīng)達到的一些要求，如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、材料熱處理方式和指標等。 標題欄：注明零件名稱、材料、數(shù)量、圖樣比例以及圖號等內(nèi)容。 單擊【新建文件】圖標，系統(tǒng)顯示新建SolidWorks文件對話框，雙擊該對話框中得裝配體選項，即可進入裝配體工作模式。 調(diào)入第一個零件模型并放置在裝配體的原點處，即零件原點與裝配體原點重合。調(diào)入一個與第一個零件模型有裝配關(guān)系的零件模型。分析兩個零件之間的裝配約束關(guān)系，然后選取相應(yīng)的約束選項進行零件操作。 參考文獻 [1] 鄭淑芳 機械設(shè)計理論研究與探討 北京：科學出版社，2004.5 [2] 黃長藝 驅(qū)動式滾筒輸送機操作系統(tǒng)概述 北京：機械工業(yè)出版社，2005.1 [3] 周宏甫 驅(qū)動式滾筒輸送機的創(chuàng)新設(shè)計.高等教育出版社，2004.3 [4] 姜繼海，宋錦春，高常識. 驅(qū)動式滾筒輸送機工作原理.高等教育出版社，2002.8 [5] 張春林，曲繼方，張美麟.機械創(chuàng)新設(shè)計.機械工業(yè)出版社，2001.4 [6] 錢平. 控制系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù) 機械工業(yè)出版社，2005.1 [7] 張遼遠. 驅(qū)動式滾筒輸送機的設(shè)計與實現(xiàn). 機械工業(yè)出版社，2002.8 [8] 基恩士傳感器選擇手冊 2010版本 [9] 黃長藝，嚴普強.機械工程測試技術(shù)基礎(chǔ). 機械工業(yè)出版社，2001.1 [10] 張桓，陳作模.機械原理.高等教育出版社，2000.8 [11] 王昆，何小柏，汪信遠. 驅(qū)動式滾筒輸送機原理.高等教育出版社，1995.12 [12] 徐錦康.機械設(shè)計. 高等教育出版社，2004.4 [13] 鄧星鐘.機電傳動控制.華中科技大學出版社，2001.3 [14] 劉延俊.液壓與氣壓傳動.機械工業(yè)出版社，2002.12 [15] 章宏甲，黃誼，王積偉. 驅(qū)動式滾筒輸送機的逆向設(shè)計.機械工業(yè)出版社，2000.5 [16] 胡泓，姚伯威.機電一體化原理及應(yīng)用. 北京：國防工業(yè)出版社，2000.6 [17] 陳鐵鳴 驅(qū)動式滾筒輸送機的創(chuàng)新. 高等教育出版社，2003.7 [18] 孫靖民.機械優(yōu)化設(shè)計. 機械工業(yè)出版社，2005.1 [19] 王勇領(lǐng).系統(tǒng)分析與設(shè)計.北京:清華大學出版社，1991.7 [20]Hirohiko Arai, Kazuo Tanie, and Susumu Tachi. Dynamic Control of a Manipulator with Passive Joints in Operational Space [21]Abhinandan Jain and Guillermo Roderguez. An Analysis of the Kinematicsnd Dynamics of Underactuated Manipulators. 致謝 在大家的大力幫助與支持下，我的畢業(yè)論文得以完成。老師對于事業(yè)的熱情，學術(shù)上的嚴謹以及細節(jié)里的嚴格讓本人受益匪淺。在相關(guān)的實際問題的討論中，導師總是孜孜不倦的引導著我，幫助著我。每周一次的進度檢查和問題討論，促使我在正確的道路上大步前進，不僅工作的按時保質(zhì)保量的完成得到了保證，我本人的研究能力，工作的態(tài)度也得到了充分的鍛煉和提高。這些寶貴的品質(zhì)影響著我，毫無疑問，它們對我以后的工作，學習，生活都會起到深遠而長久的良好影響。也能為人生打下一個夯實地基礎(chǔ)！在此致以導師我的深切感激和真摯感謝！ 在具體的研究設(shè)計過程中，我的好朋友，同學們也在平日的學習與生活中提供了無私與周到的幫助，充分用他們的工作熱情感染著我，鼓勵著我，讓我少走了很多彎路，再次一并致謝！ 另外也感謝我的父母，朋友和同學們的幫助。在做設(shè)計感覺受挫，枯燥與迷茫時，是他們在悉心的為我釋放壓力，鼓勵我不要氣餒，勇敢面對。每周一次和父母的通話，與朋友和同學的長談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計。 最后，感謝學校各位領(lǐng)導與老師給了我在成都學院學習生活四年以及參加這次畢業(yè)設(shè)計的寶貴的鍛煉機會，它使我深刻認識到在知識的汪洋大海面前我是多么無知和微不足道。這是一個最好的時代，也是尊重知識，充分學習知識，掌握知識的時代。只有持續(xù)的不間斷地學習，才不會在激烈的競爭中落后于別人，也才能用自己的真才實學為社會做出自己應(yīng)有的貢獻。知識是無止境的，無價的，我愿在求真的道路上下而求索！ 21