畢業(yè)論文定稿-偏心升降滾床的結(jié)構(gòu)設(shè)計

原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763編 號江南大學(xué)太湖學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文 )寧題目：偏心升降滾床的結(jié)構(gòu)設(shè)計機 電 系 機 械 工 程 及 自 動 化 專 業(yè)學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： （職稱：講 師 ）（職稱： ）年 月 日原版文檔，無刪減，可編輯，歡迎下載詳細圖紙可扣扣咨詢 414951605 或 1304139763江南大學(xué)太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）誠 信 承 諾 書本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） 偏心升降滾床的結(jié)構(gòu)設(shè)計是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。班 級： 學(xué) 號： 作者姓名： 2012 年 月 日II無錫太湖學(xué)院信息與機械工程 系 機械設(shè)計制造及自動化 專業(yè)畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文 任 務(wù) 書一、題目及專題：、題目 偏心升降滾床的結(jié)構(gòu)設(shè)計 二、課題來源及選題依據(jù)滾床輸送線是車間物流生產(chǎn)線中的一種裝用輸送設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，形式多樣，在物流輸送領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。而偏心升降滾床，利用偏心結(jié)構(gòu)實現(xiàn)滾床在較小高度范圍內(nèi)升降，實現(xiàn)不同高度線體間工件的移動，更進一步擴展了滾床輸送線的應(yīng)用范圍。本課題所研究的偏心升降滾床，是一汽大眾汽車有限公司成都工廠總裝車間車門輸送線中的專用輸送設(shè)備，具有實際意義。三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達到的要求：1、熟悉整個輸送線的結(jié)構(gòu)及設(shè)計參數(shù)； 2、根據(jù)所輸送工件的結(jié)構(gòu)特點和相關(guān)參數(shù)，完成偏心升降滾床方案設(shè)計、總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計草圖； 3、根據(jù)設(shè)計參數(shù)和輸送要求，完成相關(guān)計算（主要包括電機功率計算及選型、帶傳動設(shè)計計算、驅(qū)動軸的設(shè)計計算、輥子梁剛度計算、滾III輪接觸強度計算、軸承、鍵、聯(lián)軸器的選用等等） ； 4、根據(jù)計算結(jié)果，確定偏心升降滾床結(jié)構(gòu)尺寸，完成總裝圖； 5、完成重要零部件的部件圖或零件圖。 要求完成： 1）設(shè)計說明書一份，不少于 30 頁； 2）總體裝配圖 1 張，重要零部件的部件圖或零件圖若干； 四、接受任務(wù)學(xué)生：機械 83 班 姓名 馮 愷 五、開始及完成日期：自 2011 年 11 月 日 至 2012 年 5 月 日六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）：指導(dǎo)教師 簽名簽名簽名教研室主任學(xué)科組組長 簽名系主任 簽名2010 年 月 日IV摘 要本文研究的是一種可以實現(xiàn)偏心升降滾床，該滾床滾床輸送線是車間物流生產(chǎn)線中的一種裝用輸送設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，形式多樣，在物流輸送領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。而偏心升降滾床，利用偏心結(jié)構(gòu)實現(xiàn)滾床在較小高度范圍內(nèi)升降，實現(xiàn)不同高度線體間工件的移動，更進一步擴展了滾床輸送線的應(yīng)用范圍。本文首先對滾床設(shè)備進行了概述，對滾床的研究情況進行深入探索，完成對包括電機功率計算及選型、帶傳動設(shè)計計算、驅(qū)動軸的設(shè)計計算、輥子梁剛度計算、滾輪接觸強度計算、軸承、鍵、聯(lián)軸器的選用等。關(guān)鍵詞：偏心升降滾床，偏心，升降滾床VAbstractThis paper is a study of the eccentric lifting roller machine can be realized, the roller of roller conveyor line workshop logistics production line in a loading conveyor equipment, simple and compact structure, formal diversity, in logistics transportation is widely applied to the field. While the eccentric lifting roller machine, use of eccentric structure to realize rolling machine in a smaller range of height of lifting, different heights line body movement of the workpiece, further expanded the application range of roller conveyor line.This paper firstly rolling equipment are introduced, the model of complete in-depth exploration, including motor power calculation and selection of design and calculation, belt drive, drive shaft design, roller, roller beam stiffness calculation of contact strength calculation, bearings, couplings, key selection.Key words: eccentric lifting roller machine, eccentric, lifting roller machine江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文VI目 錄摘 要 IVAbstract V目 錄 VI1 緒 論.11.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11.2 國內(nèi)外發(fā)展趨勢 11.3 課題來源及選題依據(jù) 21.4 本課題的研究內(nèi)容和所需解決的問題 .22 偏心升降滾床總體方案設(shè)計.32.1 偏心升降滾床的組成原理 32.2 偏心升降滾床的設(shè)計要求 32.3 擬定偏心升降滾床設(shè)計參數(shù) 32.4 偏心升降滾床傳動機構(gòu)的選擇 .42.4.1 常見機構(gòu)的特點和應(yīng)用 .42.4.2 傳動機構(gòu)的確定 .52.4.3 偏心升降滾床傳動原理 .62.5 偏心升降滾床總體設(shè)計方案 63 偏心升降滾床的參數(shù)計算.83.1 同步帶的概述 83.1.1 同步帶介紹 83.1.2 同步帶的特點 83.1.3 同步帶傳動的主要失效形式 93.1.4 同步帶傳動的設(shè)計準則 .113.1.5 同步帶分類 113.2 減速電機介紹 123.3 滾床電機的選取 133.4 同步帶傳動計算（滾床部分） 15VII3.4.1 同步帶計算選型 .153.4.2 同步帶的主要參數(shù)（結(jié)構(gòu)部分） .183.4.3 同步帶的設(shè)計 .203.4.4 同步帶輪的設(shè)計 .203.5 偏心升降裝置電機計算選型 213.6 同步帶傳動計算（偏心升降部分） 223.6.1 同步帶設(shè)計計算選型 .223.6.2 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 .253.7 滾床驅(qū)動軸的計算 263.8 滾床滾輪接觸強度的計算 313.9 軸承的選型及校核 32總結(jié).34參考文獻.35致 謝.36偏心升降滾床的結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文11 緒 論1.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前輸送機已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)經(jīng)濟各個部門， 近年來在露天礦和地下礦的聯(lián)合運輸系統(tǒng)中輸送機又成為重要的組成部分。主要有：鋼繩芯輸送機、鋼繩牽引膠帶輸送機和排棄場的連續(xù)輸送設(shè)施等。這些輸送機的特點是輸送能力大，適用范圍廣(可運送礦石，煤炭，巖石和各種粉狀物料，特定條件下也可以運人)，安全可靠，自動化程度高，設(shè)備維護檢修容易，爬坡能力大，經(jīng)營費用低，由于縮短運輸距離可節(jié)省基建投資。 目前，輸送機的發(fā)展趨勢是：大運輸能力、大帶寬、大傾角、增加單機長度和水平轉(zhuǎn)彎，合理使用膠帶張力，降低物料輸送能耗，清理膠帶的最佳方法等。我國已于 1978 年完成了鋼繩芯輸送機的定型設(shè)計。國外輸送機技術(shù)的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在 2 個方面： 一方面是輸送機的功能多元化、應(yīng)用范圍擴大化，如高傾角帶輸送機、管狀輸送機、空間轉(zhuǎn)彎輸送機等各種機型；另一方面是輸送機本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長距離、大運量、高帶速等大型輸送機已成為發(fā)展的主要方向，其核心技術(shù)是開發(fā)應(yīng)用于了輸送機動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，提高了輸送機的運行性能和可靠性。其關(guān)鍵技術(shù)與裝備有以下幾個特點： 1、設(shè)備大型化。 2、應(yīng)用動態(tài)分析技術(shù)和機電一體化。 3、輸送系統(tǒng)設(shè)備的通用性、互換性及其單元驅(qū)動的可靠性。 4、新型、高可靠性關(guān)鍵元部件技術(shù)。1.2 國內(nèi)外發(fā)展趨勢國內(nèi)外輸送機技術(shù)的差距及發(fā)展趨勢 一、大型輸送機的關(guān)鍵核心技術(shù)上的差距. 1、輸送機動態(tài)分析與監(jiān)測技術(shù)長距離、大功率輸送機的技術(shù)關(guān)鍵是動態(tài)設(shè)計與監(jiān)測，它是制約大型輸送機發(fā)展的核心技術(shù)。目前我國用剛性理論來分析研究輸送機并制訂計算方法和設(shè)計規(guī)范，設(shè)計中對輸送帶使用了很高的安全系統(tǒng) ，與實際情況相差很遠。實際上輸送帶是粘彈性體，長距離輸送機其輸送帶對驅(qū)動裝置的起、制動力的動態(tài)響應(yīng)是一個非常復(fù)雜的過程，而不能簡單地用剛體力學(xué)來解釋和計算。國外已開發(fā)了輸送機動態(tài)設(shè)計方法和應(yīng)用軟件，在大型輸送機上對輸 送機的動張力進行動態(tài)分析與動態(tài)監(jiān)測，降低輸送帶的安全系統(tǒng)，大大延長使用壽命，確保了輸送機運行的可靠性，江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文2從而使大型輸送機的設(shè)計達到了最高水平 ，并使輸送機的設(shè)備成本尤其是輸送帶成本大為降低。 2、可靠的可控軟起動技術(shù)與功率均衡技術(shù) 長距離大運量輸送機由于功率大、 距離長且多機驅(qū)動，必須采用軟起動方式來降低輸送機制動張力，特別是多電機驅(qū)動時。國內(nèi)已大量應(yīng)用調(diào)速型液力偶合器來實現(xiàn)輸送機的軟起動與功率平衡，解決了長距離輸送機的起動與功率平衡及同步性問題。但其調(diào)節(jié)精度及可靠性與國外相比還有一定差距。此外，長距離大功率輸送機除了要求一個運煤帶速外，還需要一個驗帶的帶速，調(diào)速型液力偶合器雖然實現(xiàn)軟啟動與功率平衡，但還需研制適合長距離的無級液力調(diào)速裝置。二、技術(shù)性能上差距我國輸送機的主要性能與參數(shù)已不能滿足高產(chǎn)高效礦井的需要，尤其是順槽可伸縮輸送機的關(guān)鍵元部件及其功能如自移機尾、高效儲帶與張緊裝置等與國外有著很大差距。1.3 課題來源及選題依據(jù)滾床輸送線是車間物流生產(chǎn)線中的一種裝用輸送設(shè)備，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，形式多樣，在物流輸送領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。而偏心升降滾床，利用偏心結(jié)構(gòu)實現(xiàn)滾床在較小高度范圍內(nèi)升降，實現(xiàn)不同高度線體間工件的移動，更進一步擴展了滾床輸送線的應(yīng)用范圍。本課題所研究的偏心升降滾床，是一汽大眾汽車有限公司成都工廠總裝車間車門輸送線中的專用輸送設(shè)備，具有實際意義。1.4 本課題的研究內(nèi)容和所需解決的問題1、熟悉整個輸送線的結(jié)構(gòu)及設(shè)計參數(shù)； 2、根據(jù)所輸送工件的結(jié)構(gòu)特點和相關(guān)參數(shù)，完成偏心升降滾床方案設(shè)計、總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計草圖； 3、根據(jù)設(shè)計參數(shù)和輸送要求，完成相關(guān)計算（主要包括電機功率計算及選型、帶傳動設(shè)計計算、驅(qū)動軸的設(shè)計計算、輥子梁剛度計算、滾輪接觸強度計算、軸承、鍵、聯(lián)軸器的選用等等）； 4、根據(jù)計算結(jié)果，確定偏心升降滾床結(jié)構(gòu)尺寸，完成總裝圖； 5、完成重要零部件的部件圖或零件圖。 要求完成： 1）設(shè)計說明書一份，不少于 30頁； 2）總體裝配圖 1張，重要零部件的部件圖或零件圖若干； 偏心升降滾床的結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文32 偏心升降滾床總體方案設(shè)計2.1 偏心升降滾床的組成原理偏心升降滾床的總體設(shè)計方案由以下三部分組成： 圖 2-1 偏心升降滾床組成機構(gòu)工作原理：升降電機啟動，同步帶運轉(zhuǎn)，帶動四個升降偏心帶輪旋轉(zhuǎn)，偏心帶輪上的滾動軸承此時沿著上部支架滾動，從而實現(xiàn)了部支架的升、降。上部支架升、降是由導(dǎo)向組件來引導(dǎo)的，其升、降的精度是靠導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合來保證的。水平運動電機啟動，同步帶運轉(zhuǎn)，通過滾輪和滑撬之間摩擦實現(xiàn)滑撬的直線運動。滑橇上裝有定位裝置，重復(fù)定位精度較高，一般為±0.3mm。由于采用了同步帶傳動和摩擦輪傳動，此種整體傳動的結(jié)構(gòu)緊湊，傳動平穩(wěn)，效率高。2.2 偏心升降滾床的設(shè)計要求1.技術(shù)參數(shù)設(shè)計：主要尺寸規(guī)格、運動參數(shù)（轉(zhuǎn)速和進給范圍)、動力參數(shù)（電機功率，最大拉力） 。2.總體布局設(shè)計：相互位置關(guān)系、運動分析、運動仿真（干涉檢查） 、外觀造型。3.結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計：整機靜剛度、整機的運動性能、整機的熱特性。2.3 擬定偏心升降滾床設(shè)計參數(shù)額定荷重 250Kg線體長度 2800mm輥輪直徑 125mm輥輪間距 764mm線體寬度 560mm江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文4滾床寬（橇體中心）345mm距滾床高（滾輪上表面）550mm升降行程 100mm升降速度 3m/min2.4 偏心升降滾床傳動機構(gòu)的選擇2.4.1 常見機構(gòu)的特點和應(yīng)用類型 特點 應(yīng)用連桿機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，工作可靠，傳動距離較遠，傳遞載荷較大，可實現(xiàn)急回運動規(guī)律，但不易獲得勻速運動或其他任意運動規(guī)律，傳動不平穩(wěn)，沖擊與振動較大用于從動件行程較大或承受重載的工作場合，可以實現(xiàn)移動、擺動等復(fù)雜的運動規(guī)律或運動軌跡。凸輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，調(diào)整方便，可獲得任意運動規(guī)律，但動載荷較大，傳動效率較低用于從動件行程較小和載荷不大以及要求特定運動規(guī)律的場合。非圓齒輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，從動件可實現(xiàn)任意轉(zhuǎn)動規(guī)律，但齒輪制造較困難用于從動件作連續(xù)轉(zhuǎn)動和要求有特殊運動規(guī)律的場合。槽輪間歇機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，從動件轉(zhuǎn)位較平穩(wěn)，而且可實現(xiàn)任意等時的單向間歇轉(zhuǎn)動，但當撥盤轉(zhuǎn)速較高時，動載荷較大常用作自動轉(zhuǎn)位機構(gòu)，特別適用于轉(zhuǎn)位角度在 45°以上的低速傳動。凸輪式間歇機構(gòu)結(jié)構(gòu)較簡單，傳動平穩(wěn)，動載荷較小，從動件可實現(xiàn)任何預(yù)期的單向間歇轉(zhuǎn)動，但凸輪制造困難用作高速分度機構(gòu)或自動轉(zhuǎn)位機構(gòu)。不完全齒輪機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，從動件可實現(xiàn)較大范圍的單向間歇傳動，但嚙合開始和終止時有沖擊，傳動不平穩(wěn)多用作輕工機械的間歇傳動機構(gòu)螺旋機構(gòu) 傳動平穩(wěn)無噪聲，減速比大；可實現(xiàn)轉(zhuǎn)動與直線移動，傳動平穩(wěn)無噪聲，互換；滑動螺旋可做成自鎖螺旋機構(gòu)；工作速度一般很低，只適用于小功率傳動多用于要求微動或增力的場合，如機床夾具以及儀器、儀表，還用于將螺母的回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)槁輻U的直線運動的裝置。摩擦輪機構(gòu)有過載保護作用；軸和軸承受力較大，工作表面有滑動，而且磨損較快；高速傳動時壽命較低用于儀器及手動裝置以傳遞回轉(zhuǎn)運動。圓柱齒輪機構(gòu)載荷和速度的許用范圍大，傳動比恒定，外廓尺寸小，工作可靠，效率高；制造和安裝精度要求較高，精度低時傳動噪聲較大，無過載保護作用；斜齒圓柱齒輪機構(gòu)運動平穩(wěn)，承載能力強，但在傳廣泛應(yīng)用于各種傳動系統(tǒng)，傳遞回轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)減速或增速、變速以及換向等。偏心升降滾床的結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文5動中會產(chǎn)生軸向力，在使用時必須安裝推力軸承或角接觸軸承齒輪齒條機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，傳動效率高，易于實現(xiàn)較長的運動行程；當運動速度較高或為提高運動平穩(wěn)性時，可采用斜齒或人字齒條機構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種機器的傳動系統(tǒng)，變速操縱裝置，自動機的輸送、轉(zhuǎn)向、進給機構(gòu)以及直動與轉(zhuǎn)動的運動轉(zhuǎn)換裝置圓錐齒輪機構(gòu)用來傳遞兩相交軸的運動；直齒圓錐齒輪傳遞的圓周速度較低，曲齒用于圓周速度較高的場合用于減速、轉(zhuǎn)換軸線方向以及反向的場合，如汽車、拖拉機、機床等。螺旋齒輪機構(gòu)常用于傳遞既不平行又不相交的兩軸之間的運動，但其齒面間為點嚙合，且沿齒高和齒長方向均有滑動，容易磨損，因此只宜用于輕載傳動用于傳遞空間交錯軸之間的運動。蝸輪蝸桿機構(gòu)傳動平穩(wěn)無噪聲，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大，可做成自鎖蝸桿；自鎖蝸桿傳動的效率很低，低速傳動時磨損嚴重，中高速傳動的蝸輪齒圈需貴重的減摩材料(如青銅)，制造精度要求較高，刀具費用昂貴用于大傳動比減速裝置(但功率不宜過大)、增速裝置、分度機構(gòu)、起重裝置、微調(diào)進給裝置、省力的傳動裝置行星齒輪機構(gòu)傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，制造和安裝精度要求高，其他特點同普通齒輪傳動；主要有漸開線齒輪、擺線針輪、諧波齒輪 3種齒形的行星傳動常作為大速比的減速裝置、增速裝置、變速裝置，還可實現(xiàn)運動的合成與分解。帶傳動機構(gòu)軸間距離較大，工作平穩(wěn)無噪聲，能緩沖吸振，摩擦式帶傳動有過載保護作用；結(jié)構(gòu)簡單，安裝要求不高，外廓尺寸較大；摩擦式帶傳動有彈性滑動，不能用于分度系統(tǒng)；摩擦易起電，不宜用于易燃易爆的場合；軸和軸承受力較大，傳動帶壽命較短用于傳遞較遠距離的兩軸的回轉(zhuǎn)運動或動力。鏈傳動機構(gòu)軸向距離較大，平均傳動比為常數(shù)，鏈條元件間形成的油膜有吸振能力，對惡劣環(huán)境有較強的適應(yīng)能力，工作可靠，軸上載荷較??；瞬時運轉(zhuǎn)速度不均勻，高速時不如帶傳動平穩(wěn)；鏈條工作時因磨損伸長后容易引起共振，一般需增設(shè)張緊和減振裝置用于傳遞較遠距離的兩軸的回轉(zhuǎn)運動或動力。2.4.2 傳動機構(gòu)的確定根據(jù)上述表格和任務(wù)書條件，距離較遠，屬于長距離輸送物料。初步選擇帶傳動機構(gòu)和鏈條傳動機構(gòu)。帶式滾床的結(jié)構(gòu)是驅(qū)動裝置與同步帶相接，同步帶與輸送組件相接，導(dǎo)向輪組件安裝在支架上，驅(qū)動組件安裝在支架上。這種滾床的優(yōu)點在于：與普通滾床輸送機采用基本相同的結(jié)構(gòu)形式，大多數(shù)零部件與普通滾床輸送機通用，減江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文6少了零部件的種類，有利于設(shè)備制造廠家的生產(chǎn)管理。減少了整個輸送系統(tǒng)中輸送機的種類，方便用戶的日常使用和維護。但是由于滑行上升過程中不得出現(xiàn)打滑和倒退現(xiàn)象，故鏈傳動機構(gòu)承載能力相對較大。結(jié)合本次設(shè)計課題是一汽大眾汽車有限公司成都工廠總裝車間車門輸送線中的專用輸送設(shè)備，是用于輸送汽車裝配零件使用，設(shè)計最大載重為 250kg,承載能力相對較小，裝配車間工作條件相對較好，而且?guī)鲃觾r格相對便宜。綜合以上幾點，最終確定齒形同步帶傳動傳動作為本偏心升降滾床的傳動機構(gòu)。2.4.3 偏心升降滾床傳動原理根據(jù)帶式滾床主要通過同步帶來驅(qū)動輥子。若干個滾輪軸組件安裝在機架上，各滾輪軸組件之間由過同步帶連接，張緊裝置安裝在過同步帶一側(cè)，并可調(diào)節(jié)過同步帶的張緊度，驅(qū)動裝置安裝在機架上。一般情況下，都在在機架一側(cè)安裝有導(dǎo)向輪，其常用的特征為由一對槽鋼構(gòu)成整體機架，在整體機架內(nèi)設(shè)置加強筋。該滾床均由主框架、動力輥子、傳動構(gòu)件、傳動裝置和張緊裝置等主要部分組成。動力輥子按一定計算間隔均勻布置。動力輥子由安裝在一根通軸上的兩個滾輪以及軸上的帶輪或帶輪組成。若滾床上的電機為減速變頻電機，則這種滾床則會有變頻可選。滾輪上的配置定位裝置可實現(xiàn)撬體精確定位。2.5 偏心升降滾床總體設(shè)計方案通過對比，本設(shè)計總體方案最終決定為偏心升降滾床，滾床傳輸部分則選擇帶式滾床。具體的設(shè)計如圖 2-2 所示，,將滾床組件固定于總成上，導(dǎo)向輪組件安裝在滾床組件一端。具體見下圖。偏心升降滾床的結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文7圖2-2 偏心滾床總體布置圖江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文83 偏心升降滾床的參數(shù)計算3.1 同步帶的概述3.1.1 同步帶介紹同步帶是綜合了帶傳動、鏈條傳動和齒輪傳動的優(yōu)點而發(fā)展起來的新塑傳動帶。它由帶齒形的一工作面與齒形帶輪的齒槽嚙合進行傳動，其強力層是由拉伸強度高、伸長小的纖維材料或金屬材料組成，以使同步帶在傳動過程中節(jié)線長度基本保持不變，帶與帶輪之間在傳動過程中投有滑動，從而保證主、從動輪間呈無滑差的間步傳動。同步帶傳動（見圖 3-1）時，傳動比準確，對軸作用力小，結(jié)構(gòu)緊湊，耐油，耐磨性好，抗老化性能好，一般使用溫度-2080，v50m/s，P300kw,i10,對于要求同步的傳動也可用于低速傳動。圖 3-1 同步帶傳動同步帶傳動是由一根內(nèi)周表面設(shè)有等間距齒形的環(huán)行帶及具有相應(yīng)吻合的輪所組成。它綜合了帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動各自的優(yōu)點。轉(zhuǎn)動時，通過帶齒與輪的齒槽相嚙合來傳遞動力。 同步帶傳動具有準確的傳動比，無滑差，可獲得恒定的速比，傳動平穩(wěn)，能吸振，噪音小，傳動比范圍大，一般可達 1:10。允許線速度可達 50M/S，傳遞功率從幾瓦到百千瓦。傳動效率高，一般可達 98%，結(jié)構(gòu)緊湊，適宜于多軸傳動，不需潤滑，無污染，因此可在不允許有污染和工作環(huán)境較為惡劣的場所下正常工作。 本產(chǎn)品廣泛用于紡織、機床、煙草、通訊電纜、輕工、化工、冶金、儀表儀器、食品、礦山、石油、汽車等各行業(yè)各種類型的機械傳動中。同步帶的使用，改變了帶傳動單純?yōu)槟Σ羵鲃拥母拍睿瑪U展了帶傳動的范圍，從而成為帶傳動中具有相對獨立性的研究對象，給帶傳動的發(fā)展開辟了新的途徑。3.1.2 同步帶的特點(1)、傳動準確，工作時無滑動，具有恒定的傳動比；(2)、傳動平穩(wěn)，具有緩沖、減振能力，噪聲低；偏心升降滾床的結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文9(3)、傳動效率高，可達 0.98，節(jié)能效果明顯；(4)、維護保養(yǎng)方便，不需潤滑，維護費用低；(5)、速比范圍大，一般可達 10，線速度可達 50m/s，具有較大的功率傳遞范圍，可達幾瓦到幾百千瓦；(6)、可用于長距離傳動，中心距可達 10m 以上。3.1.3 同步帶傳動的主要失效形式在同步帶傳動中常見的失效形式有如下幾種：(1)、同步帶的承載繩斷裂破壞同步帶在運轉(zhuǎn)過程中承載繩斷裂損壞是常見的失效形式。失效原因是帶在傳遞動力過程中，在承載繩作用有過大的拉力，而使承載繩被拉斷。此外當選用的主動撈輪直徑過小，使承載繩在進入和退出帶掄中承受較大的周期性的彎曲疲勞應(yīng)力作用，也會產(chǎn)生彎曲疲勞折斷(見圖 3-2)。圖 3-2 同步帶承載繩斷裂損壞(2)、同步帶的爬齒和跳齒根據(jù)對帶爬齒和跳齒現(xiàn)象的分析，帶的爬齒和眺齒是由于幾何和力學(xué)兩種因素所引起。因此為避免產(chǎn)生爬齒和跳齒，可采用以下一些措施：1、控制同步帶所傳遞的圓周力，使它小于或等于由帶型號所決定的許用圓周力。2、控制帶與帶輪間的節(jié)距差值，使它位于允許的節(jié)距誤差范圍內(nèi)。3、適當增大帶安裝時的初拉力開。 ，使帶齒不易從輪齒槽中滑出。4、提高同步帶基體材料的硬度，減少帶的彈性變形，可以減少爬齒現(xiàn)象的產(chǎn)生。(3)、帶齒的剪切破壞帶齒在與帶輪齒嚙合傳力過程中，在剪切和擠壓應(yīng)力作用下帶齒表面產(chǎn)生裂紋此裂紋逐漸向齒根部擴展，并沿承線繩表面延件，直至整個帶齒與帶基體脫離，這就是帶齒的剪切脫落（見圖 3-3） 。造成帶齒剪切脫落的原因大致有如下幾個：江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文101、同步帶與帶輪問有較大的節(jié)距差，使帶齒無法完全進入輪齒槽，從而產(chǎn)生不完全嚙合狀態(tài)，而使帶齒在較小的接觸面積上承受過大的載荷，從而產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致帶齒剪切損壞。2、帶與帶輪在圍齒區(qū)內(nèi)的嚙合齒數(shù)過少，使嚙合帶齒承受過大的載荷，而產(chǎn)生剪切破壞。3、同步帶的基體材料強度差。為減少帶齒被剪切，首先應(yīng)嚴格控制帶與帶輪間的節(jié)距誤差，保證帶齒與輪齒能正確嚙合；其次應(yīng)使帶與帶輪在圍齒區(qū)內(nèi)的嚙合齒數(shù)等于或大于 6，此外在選材上應(yīng)采用有較高勿切韌擠壓強度的材料作為帶的基體材料。圖 3-3 帶齒的剪切破壞(4)、帶齒的磨損帶齒的磨損（見圖 3-4）包括帶齒工作面及帶齒齒頂因角處和齒谷底部的廓損。造成磨損的原因是過大的張緊力和忻齒和輪齒間的嚙合干涉。因此減少帶齒的磨損，應(yīng)在安裝時合理的調(diào)整帶的張緊力；在帶齒齒形設(shè)計時，選用較大的帶齒齒頂圓角半徑，以減少嚙合時輪齒的擠壓和刮削；此外應(yīng)提高同步帶帶齒材料的耐磨性。圖 3-4 帶齒磨損(5)、同步帶帶背的龜裂(圖 3-5)同步帶在運轉(zhuǎn)一段時期后，有時在帶背會產(chǎn)生龜裂現(xiàn)象，而使帶失效。同步帶帶偏心升降滾床的結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文11背產(chǎn)生龜裂的原因如下，1、帶基體材料的老化所引起；2、帶長期工作在道低的溫度下，使帶背基體材料產(chǎn)生龜裂。圖 3-5 同步帶帶背龜裂防止帶背龜裂的方法是改進帶基體材料的材質(zhì)，提向材料的耐寒、耐熱性和抗老化性能，此外盡量避免同步帶在低溫和高溫條件下工作。3.1.4 同步帶傳動的設(shè)計準則據(jù)對同步帶傳動失效形式的分析，可知如同步帶與帶輪材料有較高的機械性能，制造工藝合理，帶、輪的尺寸控制嚴格，安裝調(diào)試也正確，那么許多失效形式均可避免。因此，在正常工作條件下，同步帶傳動的主要失效形式為如下三種；(1)同步帶的承載繩疲勞拉斷；(2 同步帶的打滑和跳齒；(3)同步帶帶齒的磨損。因此，同步帶傳動的設(shè)計淮則是同步帶在不打滑情況下，具有較高的抗拉強度，保證承線繩不被拉斷。此外，在灰塵、雜質(zhì)較多的工作條件下應(yīng)對帶齒進行耐磨性計算。3.1.5 同步帶分類同步帶齒有梯形齒和弧齒兩類，弧齒又有三種系列：圓弧齒(H 系列又稱 HTD 帶)、平頂圓弧齒(S 系列又稱為 STPD 帶) 和凹頂拋物線齒（R 系列)。梯形齒同步帶 梯形齒同步帶分單面有齒和雙面有齒兩種，簡稱為單面帶和雙面帶。雙面帶又按齒的排列方式分為對稱齒型（代號 DA)和交錯齒型(代號 DB 。梯形齒同步帶有兩種尺寸制：節(jié)距制和模數(shù)制。我國采用節(jié)距制，并根據(jù) ISO 5296 制訂了同步帶傳動相應(yīng)標準 GB/T 1136111362-1989 和 GB/T 11616-1989。江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文12弧齒同步帶 弧齒同步帶除了齒形為曲線形外，其結(jié)構(gòu)與梯形齒同步帶基本相同，帶的節(jié)距相當，其齒高、齒根厚和齒根圓角半徑等均比梯形齒大。帶齒受載后，應(yīng)力分布狀態(tài)較好，平緩了齒根的應(yīng)力集中，提高了齒的承載能力。故弧齒同步帶比梯形齒同步帶傳遞功率大，且能防止嚙合過程中齒的干涉?；↓X同步帶耐磨性能好，工作時噪聲小，不需潤滑，可用于有粉塵的惡劣環(huán)境。已在食品、汽車、紡織、制藥、印刷、造紙等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。3.2 減速電機介紹減速電機是指減速機和電機的集成體。這種集成體通常也可稱為齒輪電機或齒輪電機。通常由專業(yè)的減速機生產(chǎn)廠進行集成組裝好后成套供貨。減速電機廣泛應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)、機械行業(yè)等。使減速電機的優(yōu)點是簡化設(shè)計、節(jié)省空間。減速機一般是通過把電動機.內(nèi)燃機或其它高速運轉(zhuǎn)的動力通過減速機的輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達到減速的目的。 圖 3-6 減速電機減速電機的特點1、減速電機結(jié)合國際技術(shù)要求制造,具有很高的科技含量。 2、節(jié)省空間,可靠耐用,承受過載能力高,功率可達 95KW 以上。 3、能耗低,性能優(yōu)越,減速機效率高達 95%以上。 4、振動小,噪音低,節(jié)能高,選用優(yōu)質(zhì)段鋼材料,鋼性鑄鐵箱體,齒輪表面經(jīng)過高頻熱處理。 5、經(jīng)過精密加工,確保定位精度,這一切構(gòu)成了齒輪傳動總成的齒輪減速電機配置了各類電機,形成了機電一體化,完全保證了產(chǎn)品使用質(zhì)量特征。 6、產(chǎn)品才用了系列化、模塊化的設(shè)計思想,有廣泛的適應(yīng)性,本系列產(chǎn)品有極其多的電機組合、安裝位置和結(jié)構(gòu)方案,可按實際需要選擇任意轉(zhuǎn)速和各種結(jié)構(gòu)形式。 偏心升降滾床的結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文13減速電機類型及參數(shù)減速電機的類型1、大功率齒輪減速電機 2、同軸式斜齒輪減速電機 3、平行軸斜齒輪減速電機 4、螺旋錐齒輪減速電機 5、YCJ 系列齒輪減速電機 6、蝸輪蝸桿減速電機 減速電機的選型要確定一個減速電機的型號，需要確定下列幾個參數(shù)： 1、確定機械的運轉(zhuǎn)速度，根據(jù)這個速度計算齒輪減速電機的減速比（減速比=入力軸速度/出力軸速度=電機速度 /機械要求速度） ； 2、計算負載的力矩，根據(jù)這個力矩選擇齒輪減速電機的出力（參考齒輪減速電機廠家提供的“ 輸出扭矩表 ”） ，確定齒輪減速電機的型號； 3、確定減速電機的附加功能，比如說斷電剎車、通電剎車、變頻、縮框、外殼材質(zhì)等，有些附加功能只有特定的工廠可以提供，比如城邦齒輪減速機，它提供了所有的附加功能，所以在選擇的時候，與供應(yīng)商的溝通是很重要的。 減速電機的應(yīng)用減速電機的應(yīng)用非常廣泛，屬于機械設(shè)備不可或缺的動力設(shè)備，特別是在包裝機械、印刷機械、瓦楞機械、彩盒機械、輸送機械、食品機械、立體停車場設(shè)備、自動倉儲、立體倉庫、化工、紡織、染整設(shè)備上。 3.3 滾床電機的選?。?）粗略計算驅(qū)動電機的功率已知輸送工件的重量為 m=250kgg=10N/kg總重力 G1=mg=250 10=250N查表 3-1 得摩擦系數(shù)為 0.035江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文14表 3.1 摩擦系數(shù)表1）驅(qū)動功率計算則工件受到的摩擦力為： Nmgf 5.8703.125則移行電機所需牽引力為： NfF.87滾輪直徑 R=125mm滾輪轉(zhuǎn)速 na=61rpm 滾床速度 v = Rna= ×0.125×61=24m/min 設(shè)功率安全系數(shù)為 1.2，驅(qū)動裝置的效率為 0.8，則需要的驅(qū)動功率為： kWFVP 05.)8106/(2.45.87).016/(2. 2）電動機至滾床的總效率 c聯(lián)軸器效率， c=0.99 b對滾動軸承效率， b=0.99 vv 帶效率， v=0.94 cy滾床滾子效率， cy=0。96估算傳動系統(tǒng)總效率 = v b c cy=0.94×0.99×0.99×0.96=0.883）所需電動機的功率 Pd（ kw）Pd=Pw/ =0.05/0.88=0.06kw為保證驅(qū)動電機有足夠的功率余量，結(jié)合減速電機樣本應(yīng)選擇功率為 0.37kW 的電機。根據(jù)要求選用 sew 減速電機型號為S37DT71D4/BMG/HR/TH/IS/M1/A/180°/fb=1.55電動機額定功率為 Pm=0.37kw物品與接觸的底面材料作用在一個滾子上的載荷（包括滾子自重） N 金屬 木材 硬底板0110 0.04 0.045 0.05110450 0.035 0.035 0.05450900 0.025 0.03 0.045900 0.02 0.025 0.05偏心升降滾床的結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文15電動機滿載轉(zhuǎn)速為 nm=61r/min（3）基于電動機的以上特點，本文選用減速電機作為輸送機床的驅(qū)動裝置。查SEW 減速電機的規(guī)格表，選用如下減速電機。表 3.2 選用的電機的詳細參數(shù)電機額定功率Pm/kW輸出轉(zhuǎn)速na/r/min輸出扭矩Ma/N·m減速機速比 i輸出軸許用徑向載荷 FRa/N使用系數(shù)SEW-fB減速機型號電機型號 重量/kg0.37 56 47 22.5 2870 1.55 DT71D4 SF37 14此型號的電機在一定程度上保證了驅(qū)動功率有一定的盈余，因數(shù)在電機起動時，若輸送機床上有工件，則此時的起動功率會比平時工作時的功率要大，且減速電機本身還有一定的使用系數(shù)。3.4 同步帶傳動計算（滾床部分）3.4.1 同步帶計算選型設(shè)計功率是根據(jù)需要傳遞的名義功率、載荷性質(zhì)、原動機類型和每天連續(xù)工作的時間長短等因素共同確定的，表達式如下： dAmPK式中 需要傳遞的名義功率mP工作情況系數(shù)，按表 2 工作情況系數(shù) 選取 =1.7；AKAK表 2.工作情況系數(shù)江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文16WPKAd 63.07.12）確定帶的型號和節(jié)距可根據(jù)同步帶傳動的設(shè)計功率 Pd'和小帶輪轉(zhuǎn)速 n1，由同步帶選型圖中來確定所需采用的帶的型號和節(jié)距。其中 Pd=0.63kw，n 1=61rpm。查表 3-2-2表 3-2-2選同步帶的型號為 H：，節(jié)距為：P b=8.00mm3)選擇小帶輪齒數(shù) z1， z2可根據(jù)同步帶的最小許用齒數(shù)確定。查表 3-3-3 得。查得小帶輪最小齒數(shù) 14。偏心升降滾床的結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文17實際齒數(shù)應(yīng)該大于這個數(shù)據(jù)初步取值 z1=34 故大帶輪齒數(shù)為：z 2=i×z1=1×z1=34。故 z1=34，z 2=34。4）確定帶輪的節(jié)圓直徑 d1，d 2小帶輪節(jié)圓直徑 d1=Pbz1/ =8.00×34/3.1486.53mm大帶輪節(jié)圓直徑 d2=Pbz2/ =8.00×34/3.1486.53mm5）驗證帶速 v由公式 v= d1n1/60000 計算得，sv max=40m/s,其中 vmax=40m/s 由表 3-2-4mv /276.060153.84.60查得。a) 確定帶長和中心矩根據(jù)機械設(shè)計基礎(chǔ)得 )(2)(7.021021dad所以有： ma2.34614.20現(xiàn)在選取軸間間距為取 224mm0a10、同步帶帶長及其齒數(shù)確定= ( )0L2a21d= /53.86.4.3=719.7mm11、帶輪嚙合齒數(shù)計算有在本次設(shè)計中傳動比為 1，所以嚙合齒數(shù)為帶輪齒數(shù)的一半，即 =17。mz12、基本額定功率 的計算0P查基準同步帶的許用工作壓力和單位長度的質(zhì)量表 4-3 可以知道1)(20vmTPa=2100.85N，m=0.448kg/m。a所以同步帶的基準額定功率為= =0.21KW0P101.)48.52(2表 4-3 基準寬度同步帶的許用工作壓力和單位長度的質(zhì)量江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文1813、計算作用在軸上力 rF=rFvPd10=71.6N3.4.2 同步帶的主要參數(shù)（結(jié)構(gòu)部分）1、同步帶的節(jié)線長度同步帶工作時，其承載繩中心線長度應(yīng)保持不變，因此稱此中心線為同步帶的節(jié)線，并以節(jié)線周長作為帶的公稱長皮，稱為節(jié)線長度。在同步帶傳動中，帶節(jié)線長度是一個重要參數(shù)。當傳動的中心距已定時，帶的節(jié)線長度過大過小，都會影響帶齒與輪齒的正常嚙合，因此在同步帶標準中，對梯形齒同步帶的各種哨線長度已規(guī)定公差值，要求所生產(chǎn)的同步帶節(jié)線長度應(yīng)在規(guī)定的極限偏差范圍之內(nèi)（見表 4-4） 。表 4-4 帶節(jié)線長度表2、帶的節(jié)距 Pb偏心升降滾床的結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文19如圖 4-2 所示，同步帶相鄰兩齒對應(yīng)點沿節(jié)線量度所得約長度稱為同步帶的節(jié)距。帶節(jié)距大小決定著同步帶和帶輪齒各部分尺寸的大小，節(jié)距越大，帶的各部分尺寸越大，承載能力也隨之越高。因此帶節(jié)距是同步帶最主要參數(shù)在節(jié)距制同步帶系列中以不同節(jié)距來區(qū)分同步帶的型號。在制造時，帶節(jié)距通過鑄造模具來加以控制。梯形齒標準同步帶的齒形尺寸見表 4-5。3、帶的齒根寬度一個帶齒兩側(cè)齒廓線與齒根底部廓線交點之間的距離稱為帶的齒根寬度，以 s 表示。帶的齒根寬度大，則使帶齒抗剪切、抗彎曲能力增強，相應(yīng)就能傳動較大的裁荷。圖 4-2 帶的標準尺寸表 4-5 梯形齒標準同步帶的齒形尺寸4、帶的齒根圓角帶齒齒根回角半徑 rr的大小與帶齒工作時齒根應(yīng)力集中程度有關(guān) t 齒根圓角半徑大，可減少齒的應(yīng)力集中，帶的承載能力得到提高。但是齒根回角半徑也不宜過大，過大則使帶齒與輪齒嚙合時的有效接觸面積城小，所以設(shè)計時應(yīng)選適當?shù)臄?shù)值。5、帶齒齒頂圓角半徑八帶齒齒項圓角半徑八的大小將影響到帶齒與輪齒嚙合時會否產(chǎn)生于沙。由于在同江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文20步帶傳動中，帶齒與帶輪齒的嚙合是用于非共扼齒廓的一種嵌合。因此在帶齒進入或退出嚙合時，帶齒齒頂和輪齒的頂部拐角必然會超于重疊，而產(chǎn)生干涉，從而引起帶齒的磨損。因此為使帶齒能順利地進入和退出嚙合，減少帶齒頂部的磨損，宜采用較大的齒頂圓角半徑。但與齒根圓角半徑一樣，齒頂圓角半徑也不宜過大，否則亦會減少帶齒與輪齒問的有效接觸面積。6、齒形角 梯形帶齒齒形角日的大小對帶齒與輪齒的嚙合也有較大影響。如齒形角霹過小，帶齒縱向截面形狀近似矩形，則在傳動時帶齒將不能順利地嵌入帶輪齒槽內(nèi)，易產(chǎn)生干涉。但齒形角度過大，又會使帶齒易從輪齒槽中滑出，產(chǎn)生帶齒在輪齒頂部跳躍現(xiàn)象。3.4.3 同步帶的設(shè)計在這里，我們選用梯形帶。帶的尺寸如表 4-6。帶的圖形如圖 4-3。表 4-6 同步帶尺寸型號 節(jié)距 齒形角 齒根厚 齒高 齒根圓角半徑 齒頂圓半徑H 8 40。 6.12 4.3 1.02 1.02圖 4-3 同步帶3.4.4 同步帶輪的設(shè)計同步帶輪的設(shè)計的基本要求1、保證帶齒能順利地嚙入與嚙出由于輪齒與帶齒的嚙合同非共規(guī)齒廓嚙合傳動，因此在少帶齒頂部與輪齒頂部拐角處的干涉，并便于帶齒滑入或滑出輪齒槽。