本科毕业论文 题目：大豆滚筒清选机传动结构设计 学生姓名届2016 学院机械工程专业机械设计制造及其自动化指导教师职称助教 下达任务日期2015年12月1日
摘要 大豆滚筒清选机作为农业机械的一种，现在已经越来越普遍地应用到农业的大生产中。国内大豆滚筒清选机的研发及制造要与全球号召的高效经济、安全稳定主题保持一致。近期对机械行业中大豆滚筒清选机的使用情况进行了调查，发现在农业机械行业中，对于大豆等农作物的清选，如果在清选时使用临时设备清选，不但劳动强度太大而且工作效率极低，所以设计一个专用的大豆滚筒清选机势在必行。 本文运用大学所学的知识，提出了大豆滚筒清选机的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了大豆滚筒清选机总的指导思想，从而得出了该大豆滚筒清选机的优点是高效，经济，并且运行平稳的结论。 关键词：大豆滚筒清选机；农业机械；设备；高效
ABSTRACT With development of all kind of science technology and global economy, F manipulator is a automated 16 devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heay labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety. Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.The pneumatic part of the design is primarily to choose the right valves and design a reasonable pneumatic control loop, by controlling and regulating pressure, flow atcompress engt hthdirec tionpro cedurework. The inverted pendulum is a typical high order system, with multi variable, non-line ar, strong-coupling, fleet and absolutely instable. It is representative as an ideal model t o prove new control theory and techniques. During the control process, pendulum can ef fectively reflect many key problems such as equanimity, robust, follow-up and track, the refore.This paper studies a control method of double inverted pendulum . First of all, the mathematical model of the double inverted pendulum is established, then make a contr ol design to double inverted pendulum on the mathematical model, and determine the sy stem performance index weightmatrix , by using genetic algorithm in order to attain the system state feedback control matrix. F the simulation of the system is made by . KEYWORDS：pneumatic manipulator ；cylinder ；pneumatic loop ；Fout degrees of freedom
自动机械课程设计说明书 题目：摆式送料机构总体设计 姓名 学号： 专业：农业机械化及其自动化 班级: 学院：农业工程与食品科学学院 指导教师 2015年7月15日
目录 前言 (2) 第一章课程设计的指导书 (3) §1-1 课程设计目的 (3) §1-2 课程设计任务 (3) 第二章摇摆式输送机设计过程 (4) §2-1 工作原理 (4) §2-2 设计要求及原始数据 (5) §2-3 设计内容及工作量 (5) §2-4 其他设计方案 (5) §2-5 利用解析法确定机构的运动尺寸 (6) §2-6 连杆机构的运动分析 (12) 第三章传动系综合 (14) §3-1 电机的初步选择 (14) §3-2 V带的初步选择 (15) 第四章课程设计总结 (18) 第五章参考文献 (18) 前言
自动机械设计是一门以机构为研究对象的学科。自动机械课程设计是使学生较全面的、系统的巩固和加深自动机械课程的基本原理和方法的重要环节，是培养学生“初步具有确定机械运动方案，分析和设计机械的能力”及“开发创新能力”的一种手段。我们将从机构的运动学以及机器的动力学入手，研究机构运动的确定性和可能性，并进一步讨论机构的组成原理，从几何的观点来研究机构各点的轨迹、位移、速度和加速度的求法，以及按已知条件来设计新的机构的方法。
第一章自动机械设计课程设计指导书 一．自动机械设计课程设计的目的 自动机械设计课程设计是自动机械设计课程教学中最后的一个重要的实践性教学环节，是培养学个进行自动机械总体方案设计、运动方案设计、执行机构选型设计，传动方案设计控制系统设计以及利用用计算机对工程实际中各种机构进行分析和设计能力的一个重要的川练过程。其目的如下： (1)通过课程设计，综合运用所学的知识，解决工程实际问题。并使学生进一步巩固和加深所学的理论知识。 (2)使学生得到拟定机械总体方案、运动方案的训练，并且有初步的机械选型与组合及确定传动方案的能力，培养学生开发、设计、创新机械产品的能力。 (3)使学生掌握自动机械设计的内容、方法、步骤，并对动力分析与设计有个较完整的概念。 (4)进一步提高学生的运算、绘图、表达及运用计算机和查阅有关技术资料的能力。 (5)通过编写说明书，培养学生的表达、归纳及总结能力。 二．自动机械课程设计的任务 自动机械课程设计的任务一般分为以下几部分。 (1)根据给定机械的工作要求，合理地进行机构的选型与组合。 (2)拟定该自动机械系统的总体、运动方案(通常拟定多个)，对各运动方案进行对比和选择，最后选定一个最佳方案作为个设计的方案，绘出原理简图。 (3)传动系统设计，拟定、绘制机构运动循环图。 三．课程设计步骤 1．机构设计和选型 （1）根据给定机械的工作要求，确定原理方案和工艺过程。 （2）分析工艺操作动作、运动形式和运动规律。 （3）拟定机构的选型与组合方案，多个方案中选择最佳的。 （4）设计计算。 （5）结构设计、画图。 （6）编写设计计算说明书。 2．自动机械总体方案设计 （1）根据给定机械的工作要求，确定实现功能要求原理方案。 （2）根据原理方案确定工艺方案和总体结构。 （3）拟定工作循环图。 （4）设计计算。 （5）画图。 （6）编写设计计算说明书。 3．自动机械传动系统设计 （1）分析工艺操作动作、各机构运动形式和运动规律选择动力机。 （2）确定传动机构方案和采用的传动形式，多个方案中选择最佳的。 （3）传动比分配、设计计算。 （4）传动系统结构设计。 （5）结构设计、画图。 （6）编写设计计算说明书。 四．基本要求
目录 1、绪论 (3) 干燥设备的概况 (4) 滚筒干燥机的工作原理和特点 (5) 本课题的设计目的和主要内容 (6) 设计进度的安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 2、设计计算书 (7) 已知参数 (7) 总体方案的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 2.2.1单位时间量 (7) 2.2.2物料吸热计算 (8) 2.2.3蒸汽管径计算 (8) 2.2.4加热面积计算 (9) 筒体参数的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.10 传动部件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 2.4.1功率计算 (11) 2.4.2减速机选型 (11) 2.4.3齿轮计算 (12) 2.4.4滚轮部装计算 (14) 2.4.5挡轮部装计算 (17) 3、滚圈结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
4、进料绞龙设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21 5、设备的安装和调试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23 6、可能的故障现象和解决方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23 7、设备的维护和保养．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24结束语．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25 致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26 参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
4.2.3传动滚筒结构 其结构示意图如图4-1所示： 图4-1驱动滚筒示意图 4.2.4传动滚筒的设计 （1）求轴上的功率333,n T p 转速和转矩 联轴器传动效率0.99η= 若取每级齿轮传动的效率（包括轴承效率在内）η=，则 232500.990.97kw 232.8727kw 1500 60.16r/min 5.8 4.2988 232.8727 9550955036773.36/60.16m w p n n i p T N m n =??== ==?==?= 则轴的角转速 w 1 n 260.162 6.297rad /s 6060 r 6.2970.5=3.15m/s 6.297f= 1.002s 22ππωνωωππ -?= ====?== （2）轴的最小直径的确定 式中 [] 3 3 p d A n(1-) p--kW; n--r/min; --9550000 1120.2T βββτ≥= =100轴转递的功率，单位为轴的转速，单位空心轴的内径d 与外径d 之比,通常取=0.5-0.6 式中A ，轴的材料为Cr,A 。于是得
d A 112279mm ≥== （3）滚筒体厚度的计算 选Q235A 钢板用作滚筒体材料，并取[]4 s σσ= 。对于Q235A 刚， s σ=235N/2mm ，则[]σ=2mm 。 )t mm = 式中 p —功率，kW; ν--带速，m/s; l —筒长，mm, R=()2 D mm ; []σ--许用应力，N/2mm 。 表4-1 由表4-1可知 滚筒长度l =1400mm, )86.725.83262t mm mm === (4) 滚筒筒体强度的校核 已知 功率P=,带速 3.15/,m s ν=筒长l=1400mm,直径D=1000mm ， 筒体厚度t=30mm,材料为Q235钢板。 由式 232.8727 1000100073927.83.15 u P F N ν==?= u F --圆周驱动力； 由式 10.23.51 022.8~42rad 160~24035rad 200e 2.0 U e F F e e αααααμ μ μ?=-μ--μ=.--.()=.(=≈输送带与滚筒之间的摩擦系数，按潮湿空气运行取； 滚筒的为包角，一般在之间现取 )。 由此可以得出：
页眉内容 济南大学泉城学院 毕业设计方案 题目带式输送机的设计 专业机械设计制造及其自动化 班级机设10Q4 学生董吉蒙 学号012 指导教师顾英妮 二〇一四年三月二十一日
学院泉城学院专业机械设计制造及其自动化 学生董吉蒙学号012 设计题目带式输送机的设计 一、选题背景与意义 随着工业化经济的不断增长,带式输送机作为输送行业中的重要设备,其技术发展已成为输送设备发展更替的重要标志之一。全球化经济的发展和提倡低能环保机械的倡导,设计出低能耗和环保新型带式输送机又成为众多工程技术人员的目标。 目前带式输送机的发展趋势主要集中在长距离、高速度、大运量、大功率等方向，其特点将得到充分的发挥，更具有现代物流发展意义，与传统的直线输送机搭接、汽车等其它运输工具相比具有明显的优点。 生产实践证明,带式输送机与其他运输机械相比,其相关技术指标都表现出明显的优越性,但作为机械设备来讲,都会有自身的不足之处,如通用带式输送机的运动零部件多,维护维修费用大问题、由于托辅的原因带速受限问题,再比如输送机的起动、输送带的振动易跑偏和摩擦起热等问题,近些年来,国内外研究机构对诸如此类的问题都做了大量的研究,相关的科学技术研究取得了重要的突破。 国内研究现状 尽管我国已拥有先进的软起动技术及多机功率平衡技术、中间驱动技术,而且掌握的技术完全可满足煤矿长距离带式输送机的需要,但由于国内输送带技术跟不上国外先进国家,带强受到限制,无法满足高强度带式输送机发展的需要。因此,输送机驱动系统必须尽量减少对输送机各部件的动负荷,控制对输送带的动张力,防止输送带在滚筒上的打滑,减小张紧行程。因此,输送机的起制动要求更高,据有关资料介绍,上运输送机最佳的起动特性曲线应为“S”形,有必要进一步研制新型启动技术和自动张紧技术。 国外研究现状 国外对于无辑式特种带式输送机的研究较早,成果也相对丰富。气垫式带式输送机最初始于荷兰,系统介绍气垫式带式输送机的文献出自荷兰TWERTE大学,一种供运送旅客用的气垫输送机取得专利,另外国外还有供搬集装箱的新型双气垫输送机。国外有关气塾带式输送机的专利有几十项,国外主要的生产厂家有,荷兰的Shiis公司,英国的Simon-Carves和Numec公司等,在初期阶段,国外的气垫带式输送机多用于输送面粉、谷物等密度较小的散状物料,近些年来,幵始用于输送憐酸盐、煤矿等密度较大且刚性大的物料,并逐渐向长距离、高运速和大运量上发展。 - 1 -
皮带输送机的设计计算 1总体方案设计 1.1皮带输送机的组成 皮带输送机主要由以下部件组成：头架、驱动装置、传动滚筒、尾架、托辊、中间架、尾部改向装置、卸载装置、清扫装置、安全保护装置等。 输送带是皮带输送机的承载构件，带上的物料随输送带一起运行，物料根据需要可以在输送机的端部和中间部位卸下。输送带用旋转的托棍支撑，运行阻力小。皮带输送机可沿水平或倾斜线路布置。 由于皮带输送机的结构特点决定了其具有优良性能，主要表现在：运输能力大，且工作阻力小，耗电量低，皮带输送机的单机运距可以很长，转载环节少，节省设备和人员，并且维护比较简单。由于输送带成本高且易损坏，故与其它设备比较，初期投资高且不适应输送有尖棱的物料。 输送机年工作时间一般取4500-5500小时。当二班工作和输送剥离物，且输送环节较多，宜取下限；当三班工作和输送环节少的矿石输送，并有储仓时，取上限为宜。 1.2布置方式 电动机通过联轴器、减速器带动传动滚筒转动或其他驱动机构，借助于滚筒或其他驱动机构与输送带之间的摩擦力，使输送带运动。通用固定式输送带输送机多采用单点驱动方式，即驱动装置集中的安装在输送机长度的某一个位置处，一般放在机头处。 单点驱动方式按传动滚筒的数目分，可分为单滚筒和双滚筒驱动。对每个滚筒的驱动又可分为单电动机驱动和多电动机驱动。单筒、单电动机驱动方式最简单，在考虑驱动方式时应是首选方式。皮带输送机常见典型的布置方式如图1-1所示。 此次选择DTⅡ（A）型固定式皮带输送机作为设计机型。单电机驱动，机长10m，带宽500mm，上托辊槽角35°，下托辊槽角0°。DTⅡ（A）型固定
式皮带输送机是通用型系列产品，可广泛用于冶金、煤炭、交通、电力、建材、化工、轻工、粮食、和机械等行业。输送堆积密度为500～2500kg/m3的各种散状物料和成件物品，适用环境温度为-20～40℃。 图1-1 皮带输送机典型布置方式 1．3皮带输送机的整体结构 图1-2为此次设计的皮带输送机的整体结构 图1-2设计的皮带输送机的整体结构
皮带输送机齿轮滚筒的设计 皮带输送机的滚筒有两种形式。一种形式为电动滚筒，它是将电动机和齿轮减速装置全部设计在滚筒之内，虽然结构紧凑、体积轻便，但是不容易安装、拆卸, 不利于维护和维修，而且制造工艺复杂，散热困难。另一种形式为齿轮滚筒，它是将齿轮减速装置设计在滚筒之内，吸收了电动滚筒结构紧凑、体积轻便的优点，但是它和电动滚筒一样散热条件差，因此只能用在小功率的皮带输送机上。本文中我们以功率仅为15kW的小功率滚筒为例进行说明用于皮带输送机的齿轮滚筒。 齿轮传动的主要优点是：工作可靠，使用寿命长，它的瞬时传动比为常数，工作平稳，传动效率高。齿轮传动有很多种方式，例如圆柱齿轮传动、锥齿轮传动、行星齿轮传动等。由于此次所设计的减速器的传动比仅为12.828，并且它的工况条件较好，用一般的普通齿轮传动已可满足要求。出于经济性考虑，我们决定采用二级圆柱齿轮传动。皮带输送机齿轮滚筒机构运动简图见图1。 Ⅰ轴——高速轴;Ⅱ轴——中间轴; Ⅲ轴——支撑轴 1, 3——小齿轮; 2——大齿轮; 4——内齿轮 图1皮带输送机齿轮滚筒机构运动简图 1、传动方案的设计 (1)原始数据 滚筒使用寿命10年，每年300个工作日，每天1班生产，每班工作7h。一年小修，三年大修。工作环境温度不超过400℃。其工艺参数如下：滚筒直径(mm)：500； 输送带宽度(mm)：800； 滚筒宽度(mm)：950； 安装尺寸(mm)：1 300； 输送带运行速度(m/s)：210； 电动机功率(kW ) : 15； 电动机转速( r/min)：980。 (2)传动方案设计
本设计采用二级圆柱齿轮传动，电动机输出功率传递到Ⅰ轴上，带动Ⅰ轴上的小齿轮1转动，小齿轮1与大齿轮2 啮合，此时功率传到Ⅱ轴上，Ⅱ轴再带动小齿轮3与内齿轮4啮合，从而将运动传到滚筒上达到减速的目的。整个齿轮传动装置放置在一个支撑架内，同时设计一个蝶型支撑筋，把内齿轮4与滚筒联接在一起。 2、传动参数的确定 首先对两对啮合齿轮进行传动比分配，在分配传动比时应考虑以下原则： ①各级传动的传动比应在合理范围内，不超出允许的最大值，以符合各级传动原则； ②应注意使各级传动尺寸协调，结构匀称合理； ③尽量使传动装置外廓尺寸紧凑或重量较小； ④尽量使各级大齿轮浸油深度合理； ⑤要考虑传动零件之间不会干涉碰撞。 然后进行各轴转速和转矩的计算，各轴运动学和动力学参数见表1。 表1各轴的运动学和动力学参数表 3、齿轮的设计 小齿轮1和小齿轮3均用40Cr调质处理，硬度为HB241～HB286，平均取HB260；大齿轮2和内齿轮4均用45钢调质处理，硬度为HB229～HB286，平均取HB240。本设计采用标准的斜齿轮传动，并无变位。齿轮的设计从两个方面来考虑： ①按照齿面接触疲劳强度计算； ②按齿根弯曲疲劳强度进行校核。 因传动无严重过载，故不作静强度校核。可算得齿轮的模数及分度圆直径，并对模数进行圆整，从而定出分度圆的具体直径。完成这些之后，得出合适且安全的齿轮。本次设计采用油润滑。 4、轴的设计 轴是本次设计中的主要零件，因此轴必须设计合理。本次设计中，主要设计了两根轴，即高速轴Ⅰ和中间轴Ⅱ。在Ⅰ轴初步设计完之后，我们发现此轴在轴向并没有固定牢靠，故采用了一个套筒和两个圆螺母来固定，保证了轴向的固定。 初步设计了轴的结构之后，必须对轴进行强度校核。先对轴径进行验算，然后用安全系数法进行轴的强度校核。在轴的强度校核计算时，根据轴的具体受载及应力情况，采用相应的计算方法，并恰当选取其许用应力。根据轴的结构图作出轴的计算简图，并根据轴的计算简图作出轴的弯矩图、扭矩图和当量弯矩图，然后确定出危险截面为小齿轮中间截面，按弯扭合成应力校核轴的强度，通常只校核轴上承受最大计算弯矩的截面，接下来校核轴的疲劳强度。 通过以上的设计计算，表明该轴的设计安全可靠，符合使用要求。 5、轴承的选用 由于该轴承所受载荷为径向和轴向载荷，故选用圆锥滚子轴承。我们选用的轴承型号为7308，轴承额定动负荷48440N，额定静负荷43540N，极限转速5600r/min(油润滑)，轴向动载荷系数211，轴向静载荷系数112。初定轴承类型及型号后，我们从三方面进行了计算校核：①寿命的计算；②静载荷的计算；③许用转速验算。 6、其它零件的结构设计
皮带机滚筒参数对照表 2011-01-10 13:08:48| 分类：行业标准| 标签：输送带滚筒机架清扫安装| 字号订阅目录 1. 用途、特点、使用范围 1 2. 主要参数 1 3. 整机的典型布置 2 4. 部件概述 3 4.1 输送带 3 4.2 驱动装置 5 4.3 滚筒8 4.4 托辊9 4.5 拉紧装置14 4.6 机架15 4.7 头部漏斗16 4.8 导料槽17 4.9 清扫器17 4.10 卸料器18 4.11 电气及安全保护装置18 5. 安装、调试与试运转20 6. 操作规程与维护、保养32 7. 润滑34 8. 胀套的调整35 9. 随机携带文件35 附件1：滚柱逆止器用弹簧参数36 附件2：滚筒用胀套参数37
附件3：滚筒用轴承型号38 10. 用途, 特点，使用范围： 4.12 DT Ⅱ型固定带式输送机是通用型系列产品，是以棉帆布、尼龙，聚酯帆 布及钢绳芯输送带作拽引构件的连续输送设备。可广泛用于煤炭、冶金、矿山 港口、化工、轻工、石油及机械等行业，输送各种散状物料及成件物品。 带式输送机具有运量大，爬坡能力高，运营费用低，使用维护方便等特 点，便于实现运输系统的自动化控制。 4.13 输送物料的松散密度为500~2500kg/m , 输送块度见表1。 表1 mm 带宽500 650 800 1000 1200 1400 最大块 100 150 200 300 350 350 度 注：块度系指物料最大线性尺寸。 4.14 工作环境温度：一般为-25 ℃~+40℃，对于有特殊要求的工作场所，如高温、寒冷、防爆、耐酸碱、防水等条件，应采取相应的防护措施。 4.15 DT Ⅱ型固定式带式输送机均按部件系列进行设计。选用时可根据工艺路线，按不 同地形及工况进行造型设计，计算，组装成套机。制造厂按总图或部件清单生产，供货。设 计者对整机性能参数负责，制造厂对部件的性能和质量负责。
动力式滚筒输送机设计参数计算 1 动力滚筒输送机条牵引力 (1)单链传动 式中：Fo一单链传动滚筒输送机传动链条牵引力(N) ： f一摩擦系数，见表4； L一滚筒输送机长度(n ) ； g一重力加速度，取g=9.81m/s ； D一滚筒直径(mm)； Ds一滚子链轮节圆直径(mm)： q G一每米长度物品的质量(kg/m)； q o一每米长度链条的质量(kg/m) ； m d一单个传动滚筒转动部分的质量(见各厂样本)(kg) ： C d一每米长度内传动滚筒数； m i一单个非传动辊筒的转动部分的质星(见各厂样本)(kg) ； C i一每米长度内非传动滚筒数。 (2)双链传动 f一摩擦系数 D一传动滚筒直径(mrn) ； D s一传动滚筒链轮节圆直径(mln)； Q一传动系数，按式(25)计算或查表5； W s 一单个传动滚筒计算载荷(N)，按下式计算： 式中：a一非传动滚筒与传动滚子数量比，a=C i/C d ； m r一均布在每个滚筒上的物品的质量(kg)， m e一圈链条的质量(kg)。见表4；其余符号同前。 传动系数： 式中：i一对传动滚筒链传动效率损失系数，i=0.01～0.03，i值与工作条件有关，润滑情况良好时取小值，恶劣时取较大值； n一传动滚筒数。 表4摩擦系数
作用在一个滚子上的载 荷(包括辊子自重)(N) 物品与滚子接触的底面材料 表5传动系数Q 传动滚 注：①Q值是由表中查得的系数乘以传动滚子数而得。如实际传动滚了数介于表中两个滚子数之间，应取其较大值。例如，当n=62、i=0．025时，Q=3．10。 ②表中得出的值，仪适用于驱动装置布置在驱动端部的情况，如布置在驱动段中央时，传动滚子数应取实际传动滚子数的1／2。 2 动力滚筒输送机功率计算 (1)计算功率
第3章 滚筒的结构设计 滚筒为圆柱形零件，一般分为主动滚筒和从动滚筒，滚筒主要由滚动体、中心轴、卡簧和滚筒壳组成，需要其能保证稳定可靠的低摩擦滚动，将电机的圆周运动转化为直线运动。滚筒的生产主要有辊体初车、初校静平衡、轴头过盈装配焊接、精车和精校动平衡等工序组成。若对形位公差如圆度、圆柱度和直线度等要求在0.2mm 以下的，则在精车后需要上外圆磨床或轧辊磨床磨削加工。对表面硬度有要求的，则需要增加热处理工序。滚筒成型后，出于防锈防腐、耐磨和支撑的需要，还需要表面处理或包覆如喷漆、镀锌、TEFLON 喷涂、包橡胶、镀铬、陶瓷喷涂和氧化等工序[4]。 3.1滚筒最小直径的确定 按照国标标准的有关规定，滚筒直径根据胶带形式、强度、紧边和松边张力以及滚筒类型由下式确定。 B S S d ???-=απρ)(36021min =28 .055000)3050(360???-ππ=0.0237m=23.7mm 所以滚筒最小直径为0.0237mm ，为了保证滚筒和台面的相配合，选择滚筒直径d=27mm,式中min d 为滚筒直径（对于胶面滚筒指光筒直径）,1S 为胶带紧边张力,2S 为胶带松边张力，B 为胶带宽度，α为胶带包角，β为许用传递能力，kN/2m (帆布胶带2/20m kN =ρ，人造纺材芯胶带2/35m kN =ρ，钢绳芯胶带2/55m kN =ρ） 3.2滚筒轴直径的确定 按疲劳强度计算 []σ≤?+-n W D P W L L P 2/14.0)(13 2/)(21S S P += 32/3d W π= 2/)(211S S P -= 16/3d Wn π= 所以滚筒轴的直径d 为 []31312.1)(32σπD P L L P d +-≥=350 14.3272/2012.1272/8032???+??=6mm 按刚度计算 )43(2422 3L L EJ PL f -=
步进输送机设计计算说明 书 姓名： 学号：20091370 班级：车辆七班 指导老师：何朝明 2012年6月
第1章问题的提出 (2) 1.1引言 (2) 1.2设计简介 (3) 1.2.1国内外步进机发展史 (3) 1.2.2工作原理 (6) 第2章设计要求与设计数据 (8) 2.1 设计要求 (8) 2.2 性能数据要求 (8) 2.3 设计用途 (8) 第3章设计方案 (9) 3.1 设计方案1 (9) 3.2 设计方案2 (9) 第4章机构尺度综合 (11) 4.1尺寸的得出 (11) 4.2机构尺寸计算结果 (11) 第5章机构运动分析 (13) 5.1步进输送机运动学方程 (13) 5.1.1 步行输送机初始状态 (13) 求解方程组，以求得BP和CP的长度值。 (15) 5.1.2步行输送机平动过程 (15) 5.2运动学分析结果 (21) 第6章机构动力分析 (22) 6.1步行输送机的动力学分析 (22) 6.1.1步行输送机的动力学方程 (22) 6.1.2步行输送机的动力学仿真图 (23) 6.2动力学分析结果 (26) 第7章结论 (28) 7.1方案特点 (28) 7.2设计方法特点 (28) 第8章收获与体会 (29) 第9章致谢 (30)
第1章问题的提出 1.1引言 输送机是在一定的线路上连续输送物料的物料搬运机械，又称连续输送机。输送机可进行水平、倾斜和垂直输送，也可组成空间输送线路，输送线路一般是固定的。输送机输送能力大，运距长，还可在输送过程中同时完成若干工艺操作，所以应用十分广泛。在现代的工业生产中，随处可见输送机的身影。应用它，可以将物料在一定的输送线上，从最初的供料点到最终的卸料点间形成一种物料的输送流程。它既可以进行碎散物料的输送，也可以进行成件物品的输送。除进行纯粹的物料输送外，还可以与各工业企业生产流程中的工艺过程的要求相配合，形成有节奏的流水作业运输线。所以输送设备广泛应用于现代化的各种工业企业中。
滚筒为圆柱形零件，一般分为主动滚筒和从动滚筒，滚筒主要由滚动体、中心轴、卡簧和滚筒壳组成，需要其能保证稳定可靠的低摩擦滚动，将电机的圆周运动转化为直线运动。滚筒的生产主要有辊体初车、初校静平衡、轴头过盈装配焊接、精车和精校动平衡等工序组成。若对形位公差如圆度、圆柱度和直线度等要求在以下的，则在精车后需要上外圆磨床或轧辊磨床磨削加工。对表面硬度有要求的，则需要增加热处理工序。滚筒成型后，出于防锈防腐、耐磨和支撑的需要，还需要表面处理或包覆如喷漆、镀锌、TEFLON 喷涂、包橡胶、镀铬、陶瓷喷涂和氧化等工序[4]。 滚筒最小直径的确定 按照国标标准的有关规定，滚筒直径根据胶带形式、强度、紧边和松边张力以及滚筒类型由下式确定。 B S S d ???-= απρ)(36021min =28 .055000) 3050(360???-ππ== 所以滚筒最小直径为，为了保证滚筒和台面的相配合，选择滚筒直径d=27mm,式中min d 为滚筒直径（对于胶面滚筒指光筒直径）,1S 为胶带紧边张力,2S 为胶带松边张力，B 为胶带宽度，α为胶带包角，β为许用传递能 力，kN/2m (帆布胶带2/20m kN =ρ，人造纺材芯胶带2/35m kN =ρ，钢绳芯 胶带2 /55m kN =ρ） 滚筒轴直径的确定 按疲劳强度计算 []σ≤?+-n W D P W L L P 2 /14.0)(13 2/)(21S S P += 32/3d W π= 2/)(211S S P -= 16/3d Wn π= 所以滚筒轴的直径d 为 [] 3 1312.1)(32σπD P L L P d +-≥=3 50 14.327 2/2012.1272/8032???+??=6mm 按刚度计算 )43(242 23L L EJ PL f -= 式中f 为轴弯曲产生的扰度，取f=（1/2000~1/3000）2L ，2L 为轴承
摘要 电动滚筒作为一种新型的驱动装置，已经广泛的应用于各行各业作为输送机械等设备的驱动装置。 电动滚筒的主要优点是结构紧凑、传动效率高、噪声低、使用寿命长、运转平稳、工作可靠、密封性能好、占据空间小、安装维修方便，适合在各种恶劣的环境条件下工作。它将电动机和减速器共同置于滚筒体内部，从而提高了滚筒传动的效率。 在滚筒体设计中我选用了薄形筒体的经验公式，在传动设计中我选择的是NGW型行星齿轮传动，第一级采用内齿圈固定，行星架输出，第二级采用行星架固定，内齿圈输出。行星齿轮传动中行星轮可以分担负荷，传动结构更为紧凑。为了充分发挥行星齿轮传动的优点，采用了均载机构使各个行星齿轮都能够分担载荷，以补偿不可避免的误差，降低了不均匀系数，提高承载能力。 关键字：电动滚筒,行星齿轮传动,传动比。
ABSTRACT As a new type of driving devices, Electric Roller has been widely applied as transportation equipment such as mechanical devices driven to the various sectors. The main advantage of the roller is Cohesive, efficient transmission and low noise, long life and smooth operation, working, reliable, good performance sealed, a small space, installation maintenance convenience, and Suitable for the harsh environment in a variety of conditions. Reducer common electric motors and machines will be placed within the body, Thus enhancing the efficiency of roller mill. In roller I choose a thin-shaped design experience cylinder formula, in transmission design I chose NGW-planetary gear transmission. First-class I use of fixed gear, and the Planet-export. Second-class I Using planetary fixed, and of gear export. Planetary gear transmission can share the load of planetary round, so transmission structure more compact. To bring into full play the advantages of planetary gear transmission and are used to set the various agencies can share the load planetary gear to compensate the inevitable errors and reducing uneven factor increase carrying capacity together. Keywords: Electric Roller, Planetary gear transmission, Velocity ratio.
2 带式输送机的参数设计计算 设计参数：输送量：h t Q /2000 = 静堆积角：α=45° 输送机长度：L=380m 输送物料：原煤 松散密度：39.0=γ3 m kg 皮带参数：带宽：1600mm 初定设计参数：上托辊间距：a0=1200mm ；下托辊间距au=3000mm ；托辊槽角λ=30°。托辊辊径159mm ；托辊前倾1°23′。 2.1带速的确定 输送带的带宽B 和它的运行速度v 决定了带式输送机的输送能力。带速根据带宽和被运物料性质确定，我国带速已标准化，具体选取可参考《矿井运输提升》表2-37，初步确定带速s m 5.2=ν。 2.2核算输送能力 由参考资料[1]式（3.3-6）ρνk S Q 6.3= 由α=45°查表参考资料[1]2-1得θ=25°，再查表3-2得S=0.325m 2 。 h t h t Q /2000/3.2486850 15.2325.06.3>=????=，满足要求。 2.3根据原煤粒度核算输送机带宽 由参考资料[1]式（3.3-15） 2002+≥αB mm mm B 16001400)2006002(2002<=+?=+=α 输送机带宽能满足输送600mm 粒度原煤要求。 2.4圆周驱动力的确定 传动滚筒上所需圆周驱动力U F 为所有运行阻力之和，即 St S S N H U F F F F F F ++++=21
或 ()[]St S S N G B RU R U F F F F q q q q fLg F +++++++=210cos 2β 输送机倾角?=0β，1cos =β。 带式输送机机长L=380m ＞80m ，附加阻力明显小于主要阻力，可引入系数C 来考虑阻力，它取决于输送机的长度，按下式计算： ()[]2 10c o s 2S S G G B RU R U F F Hg q q q q q CfLg F ++++++=β （N ） 式中 C —与输送机长度有关的系数，在机长大于80米时，可按式（3.4-3）计算，或从表3-5查取； L L L C 0 += f —模拟摩擦系数，根据工作条件制造、安装水平选取，参见表3-6； L —输送机的长度，m ； g —重力加速度，取g =9.812 s m ； 0R q —承载分支托辊每米长旋转部分质量，m kg ，用式(3.4-5)计算： 01 0a G q R = (3.4-5) 式中 G1――承载分支每组托辊旋转部分质量，Kg 从表3-7查询； ao ――承载分支托辊间距，m ； RU q —回程分支托辊每米长旋转部分质量，m kg ，用式(3.4-6)计算： u R a G q 2 0= (3.4-6) 式中 G2――回程分支每组托辊旋转部分质量，Kg 从表3-7查询； au ――回程分支托辊间距，m ； B q —每米长输送带的质量，m kg ，按表3-8估计选取； G q —每米长输送物料的质量，m kg ； H F —主要阻力，N ； N F —附加阻力，N ； 1S F —特种主要阻力，即托辊前倾摩擦阻力及导料槽摩擦阻力，N ；
目录 1设计方案 (1) 2带式输送机的设计计算 (1) 已知原始数据及工作条件 ........................................................ 错误!未定义书签。 计算步骤 (2) 带宽的确定: (2) 输送带宽度的核算............................................................... 错误!未定义书签。 圆周驱动力................................................................................ 错误!未定义书签。 计算公式 ............................................................................ 错误!未定义书签。 主要阻力计算 .................................................................... 错误!未定义书签。 主要特种阻力计算 ............................................................ 错误!未定义书签。 附加特种阻力计算 ............................................................ 错误!未定义书签。 倾斜阻力计算 .................................................................... 错误!未定义书签。 传动功率计算 .............................................................................. 错误!未定义书签。 P）计算 ................................................... 错误!未定义书签。 传动轴功率（ A 电动机功率计算 ................................................................ 错误!未定义书签。 输送带张力计算........................................................................ 错误!未定义书签。 输送带不打滑条件校核 .................................................... 错误!未定义书签。 输送带下垂度校核 ............................................................ 错误!未定义书签。 各特性点张力计算 ............................................................ 错误!未定义书签。 传动滚筒、改向滚筒合张力计算 ............................................ 错误!未定义书签。 传动滚筒合张力计算 ........................................................ 错误!未定义书签。 改向滚筒合张力计算 ........................................................ 错误!未定义书签。 初选滚筒.................................................................................... 错误!未定义书签。 传动滚筒最大扭矩计算 ............................................................ 错误!未定义书签。 拉紧力计算 .................................................................................. 错误!未定义书签。 绳芯输送带强度校核计算 (18) 3技术可行性分析 (18) 4经济可行性分析 (19) 5结论 (20)
目录 1.设计目的 (2) 2.脱粒装置的选择 (2) 3.结构设计 (2) 3.1滚筒 (2) 3.2凹板 (3) 3.3脱粒间隙与速度 (4) 3.4凹板与滚筒的相对位置 (4) 4.脱粒间隙调整机构 (4) 5.生产率与所需功率 (5) 6.总结 (6) 参考文献 (7)
1 设计目的 通过参照谷物联合收割机的实体，查阅相关书籍以及机械设计手册，设计出传统谷物联合收割机的纹杆式脱粒装置的合理结构以及具体尺寸，使其满足对小麦，大豆等常见农作物的脱粒要求。同时脱粒生产率，脱净率，以及籽粒的破损率等工艺都要满足国家规定的标准要求，以实现谷物的联合收割。 2 脱粒装置的选择 脱粒装置是脱粒机与水稻联合收割机的核心部分。它不仅在很大程度上决定了脱粒质量和生产率，而且对分离清选等也有很大影响。脱粒方式可分为纹杆式、钉齿式、双滚筒和轴流式。根据表9.6-1采用纹杆滚筒式脱粒装置。纹杆分为A 型和D 型，由于D 型纹杆抓取作物能力强，装卸方便，因此采用D 型。滚筒采用开式即滚筒圆周方向不封闭，作物的喂入方式为纵喂。 3 结构设计 3.1滚筒 滚筒的直径和长度大小与脱粒，分离装置的通过能力密切相关。 作物进入脱离装置呈薄层则得到的脱粒与分离效果最好，滚筒长度一定时，增加滚筒凹板的包角能提高分离率，小直径滚筒采用大的凹板包角（加大弧长），相当与增加脱粒分离时间，并有利于提高稻粒分离率。因为对某种作物脱粒所需的速度是一定的，使稻粒分离的主要因素是运动中稻粒所受的离心力，而离心力与角速度的平方成正比，所以小直径滚筒和高转速有利于稻粒分离，且小直径滚筒结构小，效率高，比较经济。但随着喂入量增大到一定值后，滚筒凹板间作物层变厚，工作质量将降低。直径大的滚筒配同样的凹板包角，可以有较大的凹板分离面积，能提高其脱粒能力和生产率。采用大直径滚筒使脱粒装置体积和重量增大，从而使整机的外形尺寸加大。小直径滚筒脱粒后的谷草比较碎，在同样脱粒负荷下，小直径的脱粒功率消耗一般比大直径滚筒稍大，确定滚筒直径D 时，应首先从可以配用的最大凹板弧长来考虑。只有在凹板弧长因包角限制不能增大时候才选用较大的滚筒直径。 我国纹杆滚筒标准规定，滚筒直径系列尺寸为400，450，550和600。在国外联合收割机上有采用直径达到800mm 的纹杆滚筒脱粒装置。喂入量为3kg/s ，选滚筒直径D ＝600mm 纹杆滚筒长度L 主要根据生产率决定。在纵喂的脱粒装置上滚筒长度按下式计算； () q L m q ……………………………………（3-1） 式中 q ―脱粒装置的喂入量（kg/s ） 0q -滚筒单位长度允许承担的喂入量(kg/s)， 现有一般纵喂脱粒机取0q ＝1.5～2.0，对T 型和型联合收割机错误!未找到引用源。＝3～4，对直流型的滚筒长度随割幅而定。 L=1.0m