0701012135行星减速电动滚筒毕业设计new(6月11日).doc

摘 要电动滚筒是一种将电动机和减速器共同置于滚筒体内部的新型驱动装置。它主要应用于固定式和移动式带式输送机，替代传统的电动机、减速器在驱动滚筒之外的分离式驱动装置。行星齿轮传动电动滚筒，具有体积小、重量轻、工作平稳、噪音低、使用寿命长等特点，已被广泛使用。本文着重研究行星齿轮传动电动滚筒的工作原理，在给定基本参数的前提下作出合理布局，通过选择电机功率来确定行星轮系的数目。设计中，对其主要部分（电机、行星齿轮）和辅助部分（滚筒体、端盖、左、右法兰轴及支座）进行结构分析、力学分析和材料的性能分析及计算和校核，并且运用数字化三维设计软件UG进行电动滚筒的参数化建模，进行模拟仿真进一步检验设计的合理性、可行性。关词：电动滚筒；行星齿轮；参数化建模；仿真；AbstractThis topic is electric roller droved by planetary gear. Electric roller is a new drives which contrast of electromotor and reducer. It is mainly used for fixed or mobile belt conveyors to replace the traditional motor, reducer in addition to the drive pulley - droved separation device. Meanwhile, over the right planetary gear transmission and fixed-axis drive distinction. It is of small size, light weight, stable, low noise, long life and other features, and has been widely used.I did something on planetary gear-electric drum principle and the determination of various parameters, when basic parameters were given. In the design of the main parts (motors, planetary gear) and supporting parts (drum body Cover, left, Right axis and flange bearings),I did something in mechanical analysis and materials performance analysis to make an accurate calculation and the rational structure. I used UG NX in making modeling and simulating. Buy UG NX ,the electric roller is improved in structure.Keywords: Electric Roller; Planetary gear; Modeling; Simulate;目 录摘 要IAbstractII1.绪论1 电动滚筒发展概括1 国内电动滚筒的发展概括1国外电动滚筒的发展概括2研究内容及目的3研究目的和意义3研究内容32.电动滚筒设计方案4电动滚筒的设计参数及要求4电动滚筒的适用场合4电动滚筒的参数4对齿轮传动提出的设计要求4传动方案5减速器传动结构5渐开线行星轮传动的优点与不足6行星齿轮传动设计和制造时主要技术要求7行星轮电动滚筒部件的设计及选用8电动机8渐开线行星齿轮传动9滚筒体20法兰轴21端盖作用及选择25支座26的实体建模27软件简介27运用进行实体建模28低速级行星架建模28实体模型图展示34的虚拟装配36装配方式36装配过程展示37装配过程举例39总装模型42装配的作用42的模拟仿真435. 1创建连杆435. 2创建运动副44创建传动副45进行解算及制作仿真动画46进行运动分析47电子表格分析47图表分析48 UG模拟仿真的作用简述50结论51致谢52参考文献53附录 A54附录 B661.绪论 本文研究目的和意义通过设计行星减速电动滚筒，替代传统的电动机、减速器在驱动滚筒之外的分离式驱动装置，完善电动滚筒的安装使用、维护要求。电动滚筒是一种将电动机和减速器共同置于滚筒体内部的新型驱动装置，它主要应用于固定式和移动式带式输送机，替代传统的电动机、减速器在驱动滚筒之外的分离式驱动装置。通过设计完善电动滚筒的参数，对电动滚筒在各领域的应用提供理论依据，有利于电动滚筒的推广应用。国内外研究现状国内电动滚筒的发展概况我国最早使用电动滚筒是在 20 世纪40年代，北京石景山发电厂煤仓进口的配煤移动式带式输送机，就随机引进了电动滚筒。到了 50 军代，锦州石油六厂、北京市玻璃厂、南京下关发电厂、郑州砂轮厂、新疆牙克石烤胶厂等单位都是在引进带式输送机时，随机引进了电动滚筒。在使用过程中，效果很好、于是，电动滚筒的优越性逐渐被人们认识到。我国研制开发电动滚筒始于20世纪50年代。1959 年，当时的天津市皮带机厂（现为天津市叉车总厂）开始收集电动滚筒的有关资料。1961年初试制出我国第一台油冷式电动滚筒，其规格参数为：功率（ P ) kw；滚筒表面线速度（v）;带宽（B）500mm；滚筒直径（D）400mm。1964年5月完成了YD64型油冷式电动滚筒的系列设计，当时系列表中规定的参数范围为：功率13kw；带速 一；带宽（D）3001200mm；滚筒直250一630mm。总的规格数为153种，能够满足当时我国带式输送机的基本需要。 随着我国输送机行业的发展，对电动滚筒的要求越来越高。1971对YD64型油冷式电动滚筒进行更新设计，1975年九月通过定型审核，并改称为“TDY75 型油冷式电动滚筒”。系列参数作了如下的调整：功率15KW；带速；带宽5001400mm；滚筒直径320800mm。总的规格数上升到 194 种，其中改动最大的是淘汰了E级绝缘的 JO2型电动机，改用B级绝缘的Y系列电动机,并且与国际接轨贯彻了六项基础标准。进人20世纪80年代，原有的TDY75型油冷式电动滚筒已经远远满足不了新型输送机的需要。1979年底，当时的鹤岗电动滚筒厂（后为鹤岗煤矿机械厂）试制成功隔爆型电动滚筒。有些厂家开始从国外引进先进的电动滚筒制造技术，促进了我国电动滚筒的蓬勃发展。从1989年开始,在北京起重运输机械研究所的领导下，着手统一普通型、防腐型、隔爆型电动滚筒的基本参数、技术要求、试验方法、检验项目、检验规则以及标志和包装，形成 JB/T73394电动滚筒标准。这个标准中将过去常用的带宽B换成筒长L。这是吸收了国际标准及德国国家标准的规定,已经与国际常规接轨。实际上筒长L =2502400，已经完全包括了标准带宽的相应筒长。最近电动滚筒基本参数，又向高低两个方向进行了扩展。向低方向扩展形成了自然风冷式微型电动滚筒；向高方向扩展形成了直接油冷式（即俗称油浸式）大型电动滚筒系列。与此同时，于1988年12月左右，我国第一台电动机外装式电动滚筒先后在自贡市运输机械总厂和东丰机械厂试制成功，并通过鉴定。以变速传动轴承作为新型减速器的低速微型电动滚筒1991年在天津市叉车总厂试制成功。我国电动滚筒行业的蓬勃发展，还表现在生产厂家的不断增多。1973年以前，国内只有一家电动滚筒生产厂。1973一1975 年，先后有泰州机械厂、鹤岗电动滚筒厂（后称鹤岗煤矿机械厂）、集安通用机械厂三家开始试生产电动滚筒。进入80年代，行业内先后又有汕头电动滚筒厂、桐乡机械厂、湖州电动滚筒厂、天津约基电动滚筒厂、淄博电动滚筒厂、东丰机械厂、沈阳电动滚筒厂生产电动滚筒。到了90年代，电动滚筒行业又增加了天津市电动滚筒厂。上述列举的是中国重工业协会带式输送机分会行业内的厂家。实际上，从1980年以后，国内生产电动滚筒的厂家远不止这些。但是，他们所生产电动滚筒的品种、规格和产量远不如行业内厂家多。大约在20世纪20年代末期，德国首先研制成功自然风冷式电动滚简，例如德国Bauer公司生产的18. 5kw 以下的风冷式电动滚简。差不多就是从那时开始，使用的电动机为定子旋转的集流环式异步电动机。但是，以后该公司也跟着生产采用笼式电动机的油浸式电动滚筒。而德国Baumuele公司、奥地利Herco公司则生产采用笼式电动机的风冷式电动滚简。稍后，油冷式电动滚筒陆续制成并投人使用，如匈牙利的 Hukeke公司、德国的Abus公司生产的笼式电动机驱动的油冷式电动滚筒。到了20世纪40 年代末和50年代初，随着电动机制造技术的发展，就出现了油浸式电动滚简。典型的代表公司为德国的Muchna(即现在的WAT)公司和丹麦的JOKI（即现在的Interroll）公司,他们分别于1951年和1953年开始生产这种电动滚筒。3在西欧、北美多为油浸式齿轮传动的电动滚筒，而自然风冷式和油冷式电动滚筒较少。自然风冷式电动滚筒多用在食品工业及生产线上，作为主动辊子使用。所有各大洲主要生产电动滚筒的厂家，包括我国的厂家在内，目前各种电动滚筒的总年产量在4050万台。本文主要研究内容设计过程中运用现代的机械设计方法和仿真软件进行设计。对其主要部分（电机、行星齿轮）和辅助部分（滚筒体、端盖、左、右法兰轴及支座）进行结构分析、力学分析和材料的性能分析及计算和校核，以确定结构的可行性、材料的选用、零件的加工精度要求及润滑维护的要求。运用现代的设计软件UG对传动机构进行运动仿真。对传动装置进行模拟，进一步检验设计的可行性。2.电动滚筒设计方案电动滚筒的设计参数及要求电动滚筒的适用场合将电机、减速机构置于传动滚筒筒体内的电动滚筒和仅将减速机构置于传动滚筒筒体内、外接电机（或其他动力）而构成的外装式电动滚筒，作为一种驱动装置，主要应用在固定式和移动式带式输送机卜，代替传统的电机、减速器在传动滚筒之外的分离式驱动装置。随着国民经济的飞速发展和电动滚筒本身技术水平的不断提高，电动滚筒作为驱动单元应用在斗式提升机上，作为主动辊子应用在辊道、辊子输送机上，输送各种散状、件状物品。制成锥形电动滚筒，可容易实现辊子输送机的转弯；制成两端大、中间小，类似于双曲线形状的电动滚筒可用于工厂或林场输送各种直径的圆形钢材或圆木；经过特殊设计，且带有安全可靠的制动和逆止装置，制成卷扬滚筒或电缆卷筒；也可以在筒体上加焊螺旋叶片，制成轻巧的螺旋输送机。另外双速、三速或无级变速的低噪声滚筒，已广泛地应用于超级市场和技术密集型产品装配线上；特殊的隔爆滚筒、防腐滚筒等被应用在易燃、易爆、空气潮湿等条件恶劣的环境下工作。总之，由于电动滚筒具有结构紧凑、效率高、耗能少、噪声低、寿命长、运行平稳、工作可靠、密封性好、占用场地少、安装维护方便等优点，将更加广泛地应用于冶金、化工、建材、煤炭、交通、能源、粮食、商业、邮电、农林等各个领域。3电动滚筒的参数设计参数如下：电动滚筒的功率为55kw，电动滚筒的表面线速度,电动滚筒的名义直径800mm，电动滚筒的筒长1400mm。对齿轮传动提出的设计要求 (1)足够长的使用寿命应在连续满负荷运转工作制下进行设计，即假定每天工作 24h ，每年工作 300d ，齿轮工作寿命要求不少于5年，或者不少于36000h整机无故障工作时间应不少于15000h ，为此应选用较优质的齿轮材料和合理的热处理工艺。(2)较小的噪声和合理的制造工艺电动滚筒在满负荷运转时产生的噪声，应尽可能小于或者等于JB/T730一94中的规定值。齿轮精度取68中等精度等级，使用在一般场合的电动滚筒应达到GB1009588渐开线圆柱齿轮精度中规定的 8一7一7 级精度，室内使用或要求特别低噪声的场合，常要求达到 766 级精度。(3)采用油池及飞溅润滑，润滑油常用 N46、N68翻机械油或N150中负荷齿轮油。(4)优良的通用性实际上电动滚筒的规格很多，为便于生产过程管理，必须考虑其通用性，要求达到：l）滚筒直径D、模数m。、电机机座号三者都相同时，其内啮合传动的齿轮是通用的，仅根据传递功率P的大小调节齿宽； 2）滚筒直径D、带速v、模数m相同时，其外啮合传动的齿轮是通用的，也仅根据传递功率的大小调节齿宽。3）同一滚筒直径D、齿轮中心距a是相同的；4）滚筒直径D、带速。、电机机座号相同时，相应齿轮模数m相同。目前电动滚筒类型的划分有四种基本方法。即依据电动机冷却方式、所采用减速器传动结构类型、电动滚筒基本工作环境特征和电机置于滚简内外，来划分电动滚筒的类型。3传动方案减速器传动结构国内外生产的减速器类型不少，但目前用在电动滚筒上能批量生产的不外乎三种类型：定轴齿轮电动滚筒、渐开线行星齿轮电动滚筒、摆线针齿轮电动滚筒。本设计采用的是渐开线行星齿轮传动，如图2-1所示为渐开线行星齿轮电动滚筒的装配图。这种传动形式与定轴齿轮传动比较，具有体积小、重量轻、承载能力大、工作平稳等优点。在电动滚筒中最常用的为 NGW (2K一H）型的二级或三级传动机构。在国外，如 WAT 、Interroll等公司一般只用在直径 112mm以下的微型电动滚筒中。而在日本、英国及国内一些厂家，大、中、小型电动滚筒中都采用这种结构。渐开线行星轮传动的优点与不足在行星传动中，NGW 型机构是目前电动滚筒中应用最广泛的传动结构。对于和定周轴齿轮传动对比。他的主要优点在于可以降低载荷不均匀系数，从而提高承载能力，降低噪声，提高运转平稳性和可靠性，降低齿轮制造精度等优点，目前已经被广泛采用。缺点在于各行星轮所承受的负载是否能均匀分配，这是一个至关重要的问题还有就是结构较定轴齿轮传动复杂。现在均载机构的型式较多，主要适用于三个行星轮的行星齿轮传动。它是靠三个基本构件太阳轮、齿圈或行星架，没有固定的径向支承，在受力不平衡的条件下，能够做径向浮动，以使各行星轮均匀分担载荷。基本构件浮动的最常用方法是采用双联齿轮联轴器。一般有一个基本构件浮动即可起到均载作用，若是采用两个基本构件浮动效果更好。均载机构的种类很多，而且各有特点，设计时可根据下述原则进行选择：1) 浮动构件的重量要轻，受离心力影响要小，浮动要灵敏； 2) 浮动构件受力要大，受力大则灵敏，均载效果好；3) 浮动构件应能以较小的位移量即可补偿制造误差； 4) 均载机构要具有缓冲和减震性能； 5) 均载机构结构要简单，便于制造而且效率要高。3图2-1 NGW行星齿轮传动电动滚筒行星齿轮传动设计和制造时主要技术要求行星齿轮传动设计和制造时主要技术要求为使各行星轮均匀分担载荷，补偿不可避免的制造误差，以充分发挥行星齿轮传动具有体积小，重量轻和承载能力高等优点，为此应从设计、制造和安装上采取措施满足其主要技术要求。(1)齿轮齿轮精度通常与定轴传动的齿轮精度相当或稍高，在一般条件下，齿轮精度应不低于 877 级，高速传动的太阳轮和行星轮精度应稍高，有的要求不低于5级，内齿轮精度不低于6级。齿轮精度除与齿轮相对于行星架的圆周速度有关外，还与选取合理的均载机构有关。合理的均载机构，取定轴传动的齿轮精度即可，而齿轮联轴器的齿轮精度达到 8 级即可。齿轮啮合侧隙应比一般定轴传动稍大，即齿厚极限偏差或公法线长度极限偏差达到组：89级，中心距偏差达到组 910级即1/2IT9即可，齿轮联轴器的齿轮侧隙也可以参照这个要求制造。齿轮的材料和热处理，一般太阳轮和行星轮的载荷循环次数最多，所以二者通常选用相同的材料和热处理，应选用承载能力较高的合金钢，采用表面淬火、渗碳淬火或渗氮等热处理，内齿轮强度一般裕量较大，可采用稍差一些的材料。 (2)行星架中心距偏差会影响齿轮啮合侧隙，还会由于各中心距偏差的数值和方向不同，而导致行星轮轴孔距相对误差和行星架偏心，从而影响浮动件的浮动量。(3)行星架偏心公差行星架偏心公差应不大于行星轮轴孔的相邻孔距公差之半。(4)行星架加工后应进行静平衡试验当行星架外圆直径小于200mm 时，不平衡力矩不大于 ; 当行星架外圆直径200300mm时不平衡力距不大于 当行星架外圆直径为350500mm时不平衡力矩不大于。为了最大限度的补偿不可避免的制造误差，除了前述采用基本构件浮动的均载机构外，还有下述措施。a .尽可能采用滑动轴承的行星轮结构，这样可使作为滑动轴承的金属或非金属衬套由于它本身的弹性和间隙配合，使行星轮也成为一种弹性件的均载机构。这种机构结构简单，制造容易，缓冲性能好二在微型电功滚筒或电动辊子中，干脆用粉末冶金材料、尼龙或工程塑料等制成行星轮，用间隙配合装在行星轮轴上，对降低成木、均匀载荷分配有很好的效果。b.在小型或微型电动滚筒中，也常将内齿轮用金属或非金属制成薄壁的柔性构件，靠内齿轮的薄壁的弹性变形以达到均载的目的。当内齿轮外径不大于 100 时，内齿轮壁厚 )a 。在较大型的电动滚筒中，内齿轮可用弹性圆柱销（GB879一86 ）固定到滚筒体上，也有较好的缓冲减振作用，这些都可以对制造和装配基本构件时产生的不可避免的误差进行适当的补偿，从而可降低对基本构件制造的技术要求，达到既节约成本又叮使传动性能平稳和可靠的目的。3行星轮电动滚筒部件的设计及选用电动机 图2-3 直接油冷式电动滚筒图2-2直接油冷式电动机 采用55kw直接油冷式电动机。电动滚筒作为带式输送机的动力源，电动滚筒的工作特点是：长时间连续工作，因此要求电动机为连续工作制；带式输送机一旦停机，要求电动滚筒能够在有负荷的情况下启动，一次要求电动机有较大的起动转矩，而且又要求电动机的起动电流不要太大。因此选用笼式三相异步电动机，而直接油冷式电动机定子壳体上除了有散热片外，还有许多孔。滚简体内的冷却油通过这些孔流到电动机的绕组上，直接冷却绕组及铁芯产生的热量。滚筒体内壁上有刮油板，当电动滚筒旋转时，刮油板也搅动冷却油。刮油板将带起的油浇到有孔的定子壳体的上部及侧面，冷却油便可以通过定子壳体上的孔流人定子壳体内，直接冷却电动机绕组。冷却效果好，因此可以选用相应的大功率电动机。3渐开线行星齿轮传动渐开线行星齿轮传动的电动滚筒这种传动形式与定轴齿轮传动比较，具有体积小、重量轻、承载能力大、工作平稳等优点。在电动滚筒中最常用的为 NGW ( ZK 一 H ）型的二级或三级传动机构。在国外，如 WAT、Interroll等公司一般只用在直径 112cm以下的微型电动滚筒中。而在日本、英国及国内一些厂家，大、中、小型电动滚筒中都采用这种结构。图2-4两级行星齿轮传动的结构原理图 从图2-4中可见，它属于 NGW 型传动机构。图中太阳轮A1通过联轴器与电动机的转子轴联接。第一级齿圈B1固定，由行星架输出，同时作为第二级传动太阳轮A2的输入。第二级传动行星架与法兰轴联接固定，行星轮C2定轴，行星架与筒体联接输出动力，从而驱动电动滚筒的筒体旋转。a齿轮材料的选择齿轮是电动滚筒中的重要零件，它担负着传递动力、改变运动速度及方向的重要任务，因此对齿轮材料提出如下要求：1) 具有高的接触疲劳极限； 2) 具有高的抗弯强度； 3) 具有高的耐磨性；4) 具有足够的冲击韧性。3同时还应考虑材料的加工工艺性、经济性，以及材料的来源等因素。正确的选用齿轮材料和进行合理的热处理，是满足齿轮设计要求、延长齿轮使用寿命及节约制造成本的主要途径。本次设计中，太阳轮选用40Cr粗车后调质处理，制齿后齿面高频淬火。行星轮同样采用40Cr。内齿圈采用45号钢粗车后调质，制齿后齿面高频淬火。b行星齿轮的计算（一）传动比及传动比分配（1） 计算传动比i 因为行星轮数目=3时，传动比范围只有，故选用NGW型两级行星齿轮传动（2）传动比分配分配原则是各级传动等强度和获得最小的外型尺寸，在NGW型两级行星齿轮传动中，用角标表示高速级参数，表示低速级参数。设高速级与低速级外啮合齿轮材料、度相同，则。取行星轮数目=3；齿面工作硬化系数,低速级内齿轮分度圆直径与高速级内齿轮分度圆直径之比值以 B 表示，并取；取载荷不均系数。；取齿宽系数。因为动载荷系数、接触强度计算的齿向载荷分布系数及接触强度计算的寿命系数的三项比值的乘积等于，故取所以 =（二）高速级计算（1） 配齿计算 所以=23 采用高变位，因为 ，所以太阳轮取正变位，行星轮和内齿轮取负变位，即 ， （2） 按接触强度传动的中心距a和模数m。 输入转矩 太阳轮传递的扭矩 齿数比 太阳轮和行星轮的材料用刚表面淬火，表面硬度计算中心距 模数 所以取模数 m=4。（3） 几何尺寸计算1） 分度圆直径 2） 齿顶高 3） 齿根高 4） 齿高 5） 齿顶圆直径 6） 齿根圆直径 （4）验算接触强度和弯曲强度 1） 接触强度验算 <所以满足强度要求 2）齿形系数，取=，=应力修正系数，取=, =弯曲强度计算的螺旋角系数，以为是直齿，取=1。弯曲强度计算的重合度系数， =齿根最大应力 强度条件 弯曲强度满足要求(5)接触强度和弯曲强度的验算接触应力 接触疲劳极限 45号刚调质=570> 满足强度要求(6)弯曲强度的验算 内齿轮演算 强度条件 所以传动中的内齿轮也满足强度条件（三）低速级计算 （1）配齿计算由高速级计算得= ,且低速级改为行星架固定，内齿轮输出，仍按行星轮计算。 进行配齿计算 则 符合取质数、整数、：整数、 及无公约数的 NGW 型配齿要求，而且： >100 不是质数以便于加工。速比误差：。采用高变，由于实际 4 ，所以取太阳轮正变位，行星轮和内齿轮负变位，即取，。(2)按接触强度初算AC传动的中心a和模数m低速级输入扭矩，取载荷不均匀系数，在一对 AC 轮传动中，小轮（太阳轮）传递的转矩 取综合系数K=，齿数比。太阳轮和行星轮材料和高速级一样，改用 40Cr 调质表面淬火，齿面硬度 HRC = 5055 （太阳轮）和HRC4050（行星轮），取，也可用钢调质表面淬火代替，其性能不变。齿宽系数在低速级取,初算低速级中心距模数 (3)计算实际中心距和啮合角取模数，则实际中心距因为直齿轮高变位，则实际中心距变动系数，则 (4)计算中心距和啮合角 实际中心距 因为中心距变动系数 所以啮合角(5)几何尺寸计算1)分度圆直径 2）齿顶高 3）齿根高 4）齿高 5）齿顶圆直径 6）齿根圆直径 (6)验算左C传动的接触强度和弯曲强度按定轴线齿轮传动的强度计算公式计算。1)确定计算公式中的系数使用系数计算行星架圆周速度： =(m/s)速度系数，动载系数： ，齿间载荷分布系数 ，。因 取，所以 ， 计算齿间载荷分布系数及，先求齿顶圆压力角a。及端面重合度： = 因为是直齿轮，总重合度，所以 节点区域系数，由高速级计算可知。计算弹性系数，由高速级计算可知。接触强度计算的重合度系数 接触强度计算的螺旋角系数确定接触强度计算的寿命系数，因为当量循环次数，所以。最小安全系数，取。确定润滑剂系数，考虑用 N46 (30号)机械油作为润滑冷却剂，粗糙度系数，取=。齿面工作硬化系数Zw，为简化计算取Zw=1。接触强度计算的尺寸系数，取。 2)传动接触强度验算由计算接触应力 =许用接触应力及强度条件，则 =<=1100计算结果可靠。传动接触强度通过。用4OCr钢（或40MnB钢）调质后表面淬火,安全可靠 3 )传动弯曲强度验算齿根应力 =考虑到行星轮轮齿受力可能出现不均匀性，齿根最大应力由强度条件 即 = 40钢调质、表面淬火=3500>，故AC传动弯曲强度验算也通过。(7)验算低速级传动的接触强度和弯曲强度 l）根据 AC 传动的。来确定CB传动的接触应力，。因为传动为内啮合， 2）核算内齿轮材料的接触疲劳极限由 有 =因为45号钢调质硬度，所以内齿轮用45号钢调质处理，调质硬度HB229-286接触强度符合要求。 3）弯曲强度的验算只对内齿轮进行验算，计算齿根应力，其大小和AC传动的外啮合一样，由强度条件 因为45号钢调质弯曲疲劳极限。=200>，所以低速级 CB传动中，内齿轮弯曲强度也符合要求。内齿轮壁厚 ，模数小取大值。滚筒体a. 滚筒体材料选择电动滚筒的滚筒体有两个作用、一是用来支撑并拖动输送带运动，或者直接支撑并输送成件物料。二是作为壳体保护内部的电动机和传动装置。这两个作用都要求滚筒体坚固。滚筒体的形状绝大多数为圆柱体。在本设计中由于滚子输送机上的微型电动滚筒和用于长距离带式输送机上的大功率电动滚筒的滚筒体所以选用圆柱体。滚筒体长度与输送带宽度之间的关系如图2-5。输送散料时，滚筒体的长度大于输送带的宽度，一般滚筒体每端露出输送带30100mm。带宽较窄时取下限，带宽较长时取上限；对于轻型带式输送机取下限，对于大型输送机取上限。本设计滚筒体长度为1400mm，选择标准设计输送带宽1200mm。图2-5 圆柱形滚筒体 滚筒体内壁沿滚筒体轴线方向焊接有刮油板，数量为6片，当电动机旋转时，刮油板也随之旋转，刮油板可以将滚筒体内的润滑油舀起来，浇在电动机的上面和侧面，有利于冷却电动机及润滑油本身。电动滚筒的滚筒体材料有钢板焊接和无缝钢管的两种。一般情况，电动滚筒的直径大于320mm时选用一定强度韧性和良好的焊接性能的Q235。b. 滚筒设计计算(一) 受力分析圆周驱动力紧边张力松边张力平均张力扭矩弯矩正应力剪切应力强度满足要求，滚筒是安全的。(二) 厚度计算电动滚筒和带式输送机的传动滚筒在结构上不一样，前者轴一般不旋转只起支承和承受反力矩作用，后者轴旋转并传递驱动力，因此两种滚筒的滚筒体失效的机制与首先破坏的部位也不相同。传动滚筒的疲劳破坏往往由焊缝的疲劳破坏引起的，裂缝由辐板与筒皮的交会处的焊缝开始逐渐发展而成，以大约45°角伸向滚筒边缘，最终达到筒体的外表面。3 所以取滚筒体壁厚为10mm。法兰轴a. 右法兰轴（如图2-6）电动滚筒有两根轴支撑着。右法兰轴（简称右轴）系指一端与传动装置联接而另一端固定在支座上的轴。右轴借助于支座固定在输送机的机架上，它是支撑电动滚筒本身自重及承受输送带拉力的主要零件。由于电动滚简的传动形式不同，右轴有固定式与旋转式两种。右轴与传动装置的固定部分联接时，如与渐开线齿轮传动的齿轮箱体联接时，右轴是固定不旋转的。为了保障滚筒体旋转，在滚筒体的端盖与右轴之间装有轴承。若是右轴与传动装置的输出部分联接时，如与摆线针轮传动的输出轴联接时，右轴与滚筒体联接并且以相同的速度旋转。右轴与左轴的轴头形式通常是一致的。电动滚筒的右轴采用是实心设计。右轴在电动滚筒壳体外部与支座连接的那一部分，为了防止锈蚀，采用涂漆或电镀。3本次设计右法兰轴采用QT45010铸铁材料。图2-6 右法兰轴设计图样b. 左法兰轴（后轴）左法兰轴（简称左轴）系指一端与电动机定子壳体联接，另一端与支座联接的轴。它与右轴一样，通过支座固定在输送机的机架上。左轴与右轴共同支撑电动滚筒自身的重量，共同承受着电动机的反转矩。由于左轴一端与电动机定子壳体联接，所以它是不旋转的。左轴采用空心轴，中间的孔是电动机引出线的通道。因为左轴直接与电动机定子壳体联接，电动机的引出线从左轴引出比从右轴引出更方便，可以不必绕过传动装置。为了便于电动滚筒的安装，左轴和右轴的轴头形式通常是一致的。图2-7球墨铸铁力学性能本次设计左法兰轴采用QT45010铸铁材料。如图2-7为球墨铸铁的力学性能和适用范围。 c. 左、右法兰轴（前、后轴）受力分析外载荷计算公式输入扭矩：第一级减速齿轮传递的扭矩： 齿轮、的圆周力 、： 齿轮 、的径向力、：a= A 、B支点垂直方向反力、：= = =7500NA 、B支点水平方向反力、： = =2133N = =d. 右法兰轴轴头力矩计算公式如图2-8所示，右轴轴头承受弯矩和扭矩的作用。图2-8示意图（1）垂直方向弯矩 =7500× =1642 =7500× =540 ( 2 )水平方向弯矩 =11200× =2452 =11200× =806( 3 )合成弯矩 =2951 =970端盖作用及选择端盖即装在滚筒体两端的壳盖。端盖与滚筒体之间用螺钉联接，与滚筒体构成电动滚筒的旋转壳体。端盖分为右端盖和左端盖，或称前端盖和后端盖，它们分别与右轴和左轴相对应。本次设计中的右端盖如图2-9所示。为了提高承载能力，左、右端盖与固定轴之间采用调心球轴承。电动滚筒的端盖为密封式，以防止滚筒体内的润滑油外漏。每个端盖有两处需要密封，一处是端盖与滚筒体联接处的结合面，此处可以采用纸垫或密封胶进行密封；另一处是固定轴与滚动轴承处的旋转密封，这里可以采用骨架式密封圈进行密封。端盖的材料为HT200的灰口铸铁，铸件中一定不能有砂眼等缺陷，以免降低材料的强度或造成渗漏油。端盖与滚筒体配合处的止口尺寸一般采用较松的配合，加工端盖时一定要保证止口处与轴承室的同轴度，否则影响电动滚筒的顺利安装和正常运转。图2-9右端盖图样支座支座是上端支撑并固定着电动滚筒的左轴和右轴，支座的下端借助于螺栓固定在机架上。这样支座便将电动滚筒牢牢固定住。支座由于结构和影响因素多的特点再加电动滚筒的大功率，考虑强度问题，所以选择Q235A钢板。但是无论采用什么材料，材料本身不能有任何内在的缺陷。本次设计的支座如图2-10所示。图2-10 支座