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1、目目 录录1 绪论 41.1 设计背景和意义41.2 国内电动滚筒发展概述与现状41.3 电动滚筒发展趋势和方向71.4 本设计特点92 机械传动方案 103 电动机的选择 133.1 确定电动机 133.2 确定电动机额定功率及型号 144 行星齿轮传动设计计算 164.1 齿轮传动的设计要求 164.2 传动比及传动比分配 164.3 高速级计算 174.4 低速级计算 224.5 行星齿轮传动基本构件上的转矩计算 274.6 效率及损失 285 轴和齿轮的设计及计算 305.1 轴的结构设计 305.2 轴的工作能力计算 315.3 轴的刚度校核计算 326 电动滚筒的机构方案设计 33
2、6.1 机构概况 336.2 零件结构 356.3 均载机构 426.4 零件材料选择 447 参考文献 49毕业设计是高等院校人才培养计划的重要组成部分，是教学过程中重要的实践教学环节，是人才培养质量的全方面的综合检验。通过做毕业设计，要求学生针对某一课题，综合运用本专业有关课程的理论和技术，做出解决实际问题的设计。同时可以培养学生科学的思维方法和正确的设计思想，综合运用和深化所学的理论知识和技能，增强分析和解决实际问题的能力，全面完成工程师的基本训练或从事科研工作的初步训练，是学生毕业前全面素质教育的重要实践训练。近几十年来，尤其是改革开放以来，随着我国科学技术的进步和发展，我国已从世界上
3、许多工业发达国家引进了大量的先进的机械设备和技术，这其中就包括电动滚筒。电动滚筒作为驱动装置用在输送机上是从 20 世纪 20 年代开始的，它是一种将电动机和减速器共同置于滚筒体内的新型驱动装置。电动滚筒主要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装置。我国最早使用电动滚筒是在 20 世纪 40 年代，经我国机械科技人员不断积极吸收和消化，与时俱进、开拓创新地努力奋进，使得我国的电动滚筒技术有了迅速发展。近年来，电动滚筒在起重运输、工程机械、冶金矿山、石油化工、建筑机械、交通运输等工业部门和均获得了日益广泛的应用。在设计阶段，我参考了大量的相关资料，并在网上
4、浏览了各种关于电动滚筒的网页，积累了各种资料，为下一步的设计奠定了必要的基础。同时，我在设计时参考了以往电动滚筒的图纸，扬长避短，有的放矢。当然，指导老师江教授在设计的过程中对我悉心指导，给我指出设计中的错误和不足，这对我的设计完成起了非常大的帮助，在此本人谨表深深的感激和无尽的谢意！这本说明书记载了我这次毕业设计的主要内容和步骤，较详细的说明了电动滚筒的结构设计。 此外在设计过程中，我们得到了王湘江教授的帮助和指导，在此表示衷心的感谢。由于本人初次涉及该设计，另外又由于水平有限，时间较仓促，错误疏漏之处在所难免，希望老师、同学指正，提出宝贵意见和建议，使之逐渐完善，本人不胜感激。1 1 1
5、1 绪绪绪绪论论论论1.11.1 设计背景和意义设计背景和意义我国最早使用电动滚筒是 20 世纪 40 年代，至今发展有 60 多年，而大约20世纪 20 年代末期，德国已成功研制自然风冷式电动滚筒，比我国电动滚筒的发展早了近 20 多年。自 20 世纪 90 年代末起，我国电动滚筒产品和行业技术水平都有很大提高，产品品种和规格空前发展，质量也有显著提高，有些产品已超过国外。目前机械工业生产、销售呈现快速增长的趋势，经济效益提高，综合实力进一步加强。电动滚筒主要用途是作为带式输送机的动力源。电动滚筒的运用非常广泛，电动滚筒作为主动辊子广泛应用于各种生产线中的辊子输送机和辊道输送机，用来输送成件
6、物品。 当前我国生产的电动滚筒可分为两大类，一种为电机在滚筒体内的普通型电动滚筒；一种为外置电机的外装式电动滚筒。而在西欧、北美多为油浸式齿轮传动的电动滚筒。但是究竟选用哪种类型较好、较经济，要有合理的选择依据，并从可靠性理论上对电动滚筒进行扼要的分析。电动滚筒是集电动机、减速齿箱和轴承于一体的高效先进的新型输送动力驱动系统。它的工作原理是把电动机的动力通过减速齿轮机构传递到滚筒皮带输送机械。主要应用于固定式和移动式带式输送机。电动滚筒设计是否合理，直接影响电动滚筒的传输效果、生产率、电能消耗、滚筒皮带磨损等重要指标。总之，在当前生产不断发展更新的情况下，这种电动滚筒将产生一定的经济效果，是一
7、种理想的文明生产的传动设备。1.21.2 国内电动滚筒发展概述与现状国内电动滚筒发展概述与现状电动滚筒是带式输送机的一种闭式驱动装置。它将电机、减速器、连轴器等部件装在传动滚筒之内，因而具有结构紧凑、重量轻、占地少、密封性好、外形美观、安装方便等优点。1962 年北京起重运输机械研究所和天津运输机械厂开始研制这个产品，1964 年天津运输机械厂设计了 YD64 型系列。此后，上海起重机械运输机械厂、北京橡胶工业设计研究院、浙江机械科学研究所、鹤岗市机械研究所、集安通用机械厂等单位先后开展了研制工作。经过 20 多年的发展，目前我国已有八个专业生产厂，具有年产 1.2 万台的生产能力，可以生产油
8、冷、风冷、定轴齿轮传动、行星齿轮传动、摆线针轮传动的多种系列产品。但是我国设计和生产的电动滚筒参数范围窄、规格少不能满足各部门、尤其是轻化、纺织、食品业的需要。为改变这一状况，天津市运输机械二厂于 1984 年从丹麦约基（JOKI）公司引进了油浸式电动滚筒的全部设计、制造技术，并于 1986 年起投入批量生产。这种滚筒命名为天津约基型（TJ）电动滚筒。约基公司是目前世界上最大的电动滚筒专业生产厂之一，年产电动滚筒可达四万台。目前国内生产电动滚筒的厂家，主要有以下几家：天津市电动滚筒厂，生产的 TDY 油冷式电动滚筒是带式输送机的一种新型驱动装置，与外部驱动装置相比有以下优点，机构简单紧凑，密封
9、性好，占用空间位置少。可用于粉尘大潮湿泥泞的场所；重量轻，整体简单化，通用性强，使用维修方便，使用寿命长，工作可靠，价格便宜。其生产的滚筒规格型号和技术参数如下（表 1.1）：山东淄博电动滚筒制造总公司山东淄博电动滚筒厂，生产 TDY、YZ、YDB 型电动滚筒，内部采用行星摆线减速机构，摆线轮、针齿等采用轴承钢制造，具有承载能力大、过载能力强、传动平稳、噪声低、寿命长等特点；YDB 型滚筒可用于具有可燃性气体、瓦斯、粉尘等形成的爆炸性混合物场所。其生产的滚筒规格型号和技术参数如下（表 1.2）：吉林省东丰机械厂生产的电动滚筒，生产的滚筒规格型号和技术参数如下（表 1.3）：其中 JTB 型摆线
10、减速滚筒是将硬齿面的针齿壳输出的摆线针轮减速机构转入滚筒所组成，与电动机外联构成带式输送机的驱动装置，可以满足不同带式输送机使用性能的要求。还有湖州电动滚筒有限公司生产的滚筒，其规格型号和技术参数如下（表 1.4）：而目前国内电动滚筒的设计大多都以 进行的，从而使设计受到了一定的限制。因而本次设计将探讨。电动滚筒结构简单、占有空间小、动力转换率高、无需任何润滑保养的特点。实践证明，电动滚筒是一种免维护、低成本、高效率的皮带输送机械的理想动力装置。目前，企业界在研究的新产品主要有以下：（1）新型传动结构的滚筒产品，如谐波齿轮传动、变速轴承传动的电动滚筒，具有体积小、传动力矩大的优点。（2）新型动
11、力源的滚筒，如液压马达驱动的液压滚筒。（3）取消减速器的滚筒。（4）智能型电动滚筒。（5）形状多异的滚筒，如板条状滚筒，线轴形滚筒，锥形滚筒，链轮滚筒等。今后电动滚筒及行业的发展，主要应着重于提高电动滚筒产品质量，不断开发研制新产品，加强售前、售后服务，开拓国内外市场，特别是国际市场。1.31.3 电动滚筒发展趋势和方向电动滚筒发展趋势和方向自 20 世纪 90 年代末起，我国电动滚筒产品和行业技术水平都有很大提高，产品品种和规格空前发展，质量也有显著提高，有些产品已超过国外。我国目前电动滚筒产品到底达到什么水平，应采用多极指标综合评价法进行评价。这种方法的主要特点，就是根据广义的产品概念所含
12、的三部分内容，提出多项一级指标及二级指标进行综合评价。广义的产品概念，不仅仅是电动滚筒产品实物本身，包括下列三个方面。核心部分。即生产厂提供用户的产品基本性能和利益，主要括功能参数、运行性能、经济性能、经济性。有形部分。即通常所讲的电动滚筒产品实物，还包括可靠性、寿命、外观、品牌、特征等。特征又包括结构性、工艺性、成套性、维修性等。附加部分。这是用户购买电动滚筒有形产品的同时所得到的附加利益的总和。包括送货、发运、安装、维修、失业保障、售后服务、延期付款等内容。从广义产品概念和营销角度来看，只要附加利益不同，均应以不同产品对待。按这样一些广义产品概念指标评价我国电动滚筒产品目前水平，显而易见，
13、厂与厂之间的产品相比，国内与国外，都会有各自的优缺点。但就电动滚筒产品总体来看，我国电动滚筒与当前国外一般水平相比，还有一定差距的，我国电动滚筒行业技术也是有一定差距的。 今后电动滚筒及行业的发展，主要应着手提高电动滚筒产品质量，不断开发研制新产品，加强售前、售后服务，开拓国内外市场，特别是国际市场四个方面。开发研制新产品是企业保持活力和获得成功的关键。但是开发新产品又是令企业左右为难的事，一方面开发新产品非常不易，构思、设计难，资金、人力更有限，企业还要担负随时都可能发生的开发失败的风险。另一方面它是企业获得经营成功的必备手段。企业应近、远期新产品开发框架，应有长期性、战略性、可行性的开发研
14、制战略规划，使产品形成生产、设计、开发、研制周而复始的一个环，保持着产品的连续性、延伸性和质的递进行，只有这样，企业才能取得生存与发展。传统的观念认为新产品是指通过新的发明创造所形成的产品。1981 年国家经委对新产品的观念和范围作出了如下规定：“新产品必须在结构、性能、原材料、工艺方法和技术特征等方面比老产品有显著改进或提高。在一个省、市、自治区范围内是第一次试制成功的产品，并经过有关部门的鉴定确认” 。国家经委的一个规定，对当时一段时间内管理新产品提供统一的规定标准。但是由于现代市场学对产品概念提出了较广义的理解，因而对新产品也提出了一个内涵丰富的广义概念，不仅仅是从技术角度衡量，而是从市场需要的营销角度来理解。因此新产品就成了一个非常广义概念。目前企业界从营销角度所称的新产品，主要有以下几类：全新产品或新发明的产品对电动滚筒来说，主要是指采用新原理、新结构、新技术等制成的新产品，具有一定的新性能，能满足别的滚筒产品不能代替的某些特殊需要的滚筒产品，这种全新滚筒产品目前已知的有以下几种。新型传动结构的滚筒
