带式输送机传动滚筒受力分析及结构设计

带式输送机传动滚筒的受力变形分析及改进摘要：就使用solidworks软件及simulationxpress插件分别对带式输送机传动滚筒工作是的受力及变形情况进行了分析，建立了数学模型，并对结果进行分析，提出了相应的改进方案。

关键词：筒皮；应力；位移；改进；simulationxpress中图分类号：td528文献标识码：a文章编号带式输送机是一种摩擦驱动以连续方式运输物料的机械。

主要由机架、输送带、托辊、滚筒、张紧装置、传动装置等组成。

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。

带式输送机传动滚筒是带式输送机的重要组成部分之一，是带式输送机传递动力的重要部件，在实际使用过程中，传动滚筒经常出现变形、撕裂等损坏，本文利用solidworks软件及simulationxpress插件对传动滚筒进行建模及受力分析，对其受力情况及各点的变形情况进行分析，并对应力集中及变形量较大的位置提出合理的整改意见。

1传动滚筒筒体外表面应力分析传动滚筒工作时，其表面受压的径向载荷从松动符合指数规律，即外载荷可以表示为下式：式中α——筒皮的纵向相对坐标（绝对坐标除以筒皮的中面半径r）；β——筒皮的切向相对坐标；——大于半圆的围包角，rad；f——输送带与滚筒之间的静摩擦因数；zx——输送带奔离点张力，n；r——筒体中面半径，cm；b——载荷区的纵向宽度即带宽，cm。

如图1 所示, zs 表示输送带冲遇点张力, zs =zxexp[f（π +β0）]，α是以筒壳的左端为原点, 向右为正。

β是以筒壳的垂直中心线为原点,逆时针为正, 并且β是以弧度为单位的角度坐标。

令α1= l2/ r ; q= b / r式中 l2——滚筒两辐板之间的距离, cm;q——载荷区的相对宽度, cm。

带式输送机设计（传动滚筒部分）摘要带式输送机是用于散料输送的重要设备,滚简作为带式输送机的重要部件,其作用更是举足轻重。

通过了解滚筒的作用，及滚筒在当今社会的发展现状，对输送机的分类有所认识。

结合任务书的要求，首先对输送带的带宽，及所需牵引力的计算和确定。

查阅资料了解到滚筒的结构，及滚筒失效的常见原因和方式。

并结合计算数据合理确定滚筒的直径。

并结合所算数据对传动滚筒装置的组成件进行计算，并结合任务及相关要求进行校验。

进而得到合理的设计尺寸。

使设计得到较为准确的数据。

关键词: 传动滚筒结钩组成BELT CONVEYOR DESIGN(TRANSMISSIONROLLER PART)ABSTRACTBelt conveyor is an important equipment for powder conveying, roll Jane as an important part of a belt conveyor, its role is very important.By understanding the role of the drum, and roller in today's society, the development status of to recognize the classification of the conveyor. Combined with the requirements of the specification, first of all, the bandwidth of the conveyor belt, and the required traction calculation and determined. Check data to know the structure of the roller, and the common failure modes of the drum and the way. And combining with calculation data reasonably determine the diameter of the cylinder. And combined with the numerical data for calculation, transmission roller device of a calibrated and connecting with the requirements and related tasks. Reasonable design size is obtained. Make the design get more accurate data.KEY WORDS:transmission roller structur constitute目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1 滚筒在国民经济中的作用 (2)1.2 传动滚筒的发展状况 (3)1.3 结构与种类 (5)1.3.1 按驱动方式分 (5)1.3.2 按轴承内孔大小分 (5)1.3.3 按外形分 (6)1.3.4 特殊滚筒 (6)1.4 传动滚筒的研究目的和意义 (7)第2章带式输送机的设计计算 (8)2.1 已知原始数据及工作条件 (8)2.2 计算步骤 (9)2.2.1 带宽的确定: (9)2.2.2 输送带宽度的核算 (11)2.3 运行阻力及牵引力 (11)2.3.1 附加特种阻力计算 (12)2.3.2牵引力 (13)第3章传动滚筒的结构设计 (14)3.1 滚筒失效形式与许用应力的确定 (14)3.1.1 传动滚筒的失效形式 (14)3.1.2 失效产生的原因 (14)3.1.3 滚筒许用应力的确定 (15)3.2传动滚筒结构设 (16)3.2.1 传动滚筒最小直径的确定 (17)3.2.2 传动滚筒的直径验算 (17)第4章滚筒组成件 (19)4.1 滚筒覆盖胶 (19)4.2 传动滚筒轴直径的计算 (19)4.2.1滚筒轴受力分析 (19)4.2.2 轴的强度校核 (21)4.3确定轴承及转子作用力 (21)4.3.1求轴承反力 (22)4.3.2校核轴的强度 (22)4.3.3精确校核轴的疲劳强度 (22)4.3.4对轴端键强度进行验算 (24)4.4轴承寿命的计算 (25)4.4.1轴承的选用 (25)4.4.2球左右轴承的支反力 (25)4.4.3计算左右轴承寿命 (26)4.5 辐板厚度的确定 (26)4.6滚筒轴与辐板间的力矩分配 (29)4.7轮毂尺寸的确定 (30)结论 (32)谢辞 (33)参考文献 (34)前言带式输送机是用于散料输送的重要设备之一。

传动滚筒的设计(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--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 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 150060.16r/min5.8 4.2988232.87279550955036773.36/60.16m w p n n i p T N mn =⨯⨯====⨯==⨯= 则轴的角转速w 1n 260.162 6.297rad /s 6060r 6.2970.5=3.15m/s6.297f= 1.002s 22ππωνωωππ-⨯=====⨯== （2）轴的最小直径的确定式中3p d An(1-p--kW;n--r/min;--112ββ≥==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 Cr,A 。

于是得32p d A112279mmn 1-≥==（（3）滚筒体厚度的计算选Q235A 钢板用作滚筒体材料，并取[]4s 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=()2Dmm ; []σ--许用应力，N/2mm 。

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 232.87271000100073927.83.15u P F N ν==⨯= u F --圆周驱动力；由式10.23.51022.8~42rad 160~24035rad 200e 2.0U e F F e e αααααμμμ⨯=-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)。

目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第一章绪论 (01)1.1概述 (02)1.2传动滚筒的研究目的和意义 (03)1.3国内外研究现状 (04)1.4本文研究的主要内容 (04)第二章带式输送机传动滚筒的结构 (05)2.1 结构与种类 (07)2.2 运行阻力 (10)2.3 传动滚筒轴功率 (10)2.4 传动理论 (13)2.5 传动滚筒的受力分析 (15)第三章传动滚筒的结构设计 (16)3.1 滚筒失效形式与许用应力的确定 (18)3.2 传动滚筒结构设计 (30)第四章传动滚筒有限元模型的建立与结果分析 (31)4.1 传动滚筒有限元模型的建立 (35)4.2 节点耦合与约束方程 (37)4.3 载荷和约束 (38)4.4 求解和后处理 (39)4.5 结果分析 (41)结论与建议 (42)参考文献 (43)致谢设计图纸摘要带式输送机是现代最主要的散状物料输送设备之一。

滚筒是带式输送机的主要传部件，它的作用有两个：一是传递动力，二是改变输送带运行方向。

带式输送机滚筒的设计质量，关系到整个输送机系统的性能、安全性和可靠性。

目前，国内滚筒的设计一般采用近似公式，对于中小型滚筒已经能够满足工程需求，但对于大型滚筒这种设计方法其结果与工程实际有一定的差距，它的安全性和可靠性难以保障。

由于缺乏精确的计算方法，如果盲目的增大安全系数，会使结构尺寸变大，重量增加，强度得不到显著的提高同时又增加了成本。

本文主要包括以下几方面内容：首先，对带式输送机滚筒结构的设计计算方法进行了分析研究，修正了有关计算公式，完善并统一了设计计算内容。

其次，滚筒采用实体单元，为了提高运算速度和精度，采用映射网格划分方式；分析并确定滚筒载荷；结果后处理对滚筒的各个部件的应力和应变进行分析。

本文关于带式输送机滚筒的设计计算方法具有一定的实用价值和指导意义，可以大大提高滚筒的设计质量，缩短设计的周期。

关键词：带式输送机传动滚筒有限元AbstractBelt-conveyor system is the most important transport equipment which can carry bulkmaterial. Belt-conveyor Pulley is the key transmission part in Belt-conveyor system. It hastwo functions, one is transferring power, and another is altering the operation direction of thebelt. The design quality of Belt-conveyor Pulley connects with systems security and reliabilityof the whole conveyor. At present, in our country, the design of the pulley usually adopts theapproximate formula, however, pulley that be designed out with such method can not meet theneed of manufacture, its security and reliability are difficult to guarantee. While lacking thesuitable calculation method of strength and stiffness about the pulley, if we increase the safecoefficient without enough reasons, the pulley become bigger and heavier. However thereliability of the pulley can’t be increased.The main content includes the following respects: Firstly, the paper discusses structuraldesign and calculation of the belt conveyor pulley. The related formulas are corrected and acomplete design and calculation method are provided. Secondly,in order to improving the precision, the mapping gridmethod is carved up. After disperse the load on the pulley surface, we added the points load on the pulley node. The design methods are very important to thedesigner, and can shorten the design cycle and improve working efficiency.Key Words: Belt-conveyor Driving Pulley Finite Element Method第一章绪论1.1 概述连续输送机械是物料搬运机械的重要组成部分，是其中的一大类别。