辊子输送机结构设计说明书.docx

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1、课程设计任务书一、课程设计题目：辐子输送机结构设计二、课程设计主要参考资料川杨可桢等.机械设计基础M1.6版 北京：高等教育出版社，2013季林红、阎绍泽.机械设计综合实践M.清华大学出版社，2011吴宗泽、高志.机械设计课程设计手册M.高等教育出版社，2012王昆、何小珀、汪信远.机械设计基础课程设计IM.高等教育出版社，2010三、课程设计应解决主要问题(1)辑子输送机整体方案设计；(2)辑子输送机关键零部件计算与选型；(3)辑了输送机结构设计；四、课程设计相关附件(如：图纸、软件等)(1)课程设计说明书一份牛图一套目录1课程设计任务11.1 设计题目11.2 设计要求22轻子输送机总体方

2、案设计32.1辐子力矩型式选择32.2辐子支承方式的选择32. 3传动方式的选择42. 4总体方案53输送机零部件设计计算与选型63.1 辑筒的参数计算63.2 电机功率计算与选型103.3 链传动的设计143.4 辐子心轴的强度计算193.5 辐筒轴承的选型与校核224辐子输送机结构设计与工艺分析264.1辐子结构设计264. 2辐子输送部分294. 3辐子驱动与传动部分294.4支撑架结构设计315课程设计总结33参考文献341课程设计任务1.1 设计题目辑子输送机，如图1.1所示，是现代物流领域最主要的散状物料输送设备之一，主要用于各类箱、包、托盘等件货的输送，散料、小件物品或不规则的物

3、品需放在托盘上或周转箱内输送。能够输送单件重量较大的货物，根子输送线之间易于衔接，可用多条转子输送线及其它输送机组成复杂的物流输送系统。辐子输送机不仅节省了运输时间，也节约了人力资源，大大提高了运输的效率。辐子输送机由辑子、链传动以及驱动机构三大核心部分构成。整体结构如图1.1,本次课程设计具体任务为根据已知参数设计辐子输送机。要求：货物受阻时，辐筒与货物之间要相对静止，以保护货物底面不受损。图1.1盥子输送机结构图1.2 设计要求1 .设计要求(1)方案分析与设计(2)辑子输送机总体设计明确功能要求，确定总体方案。(3)辑子输送机设计计算计算辑子、链传动、减速器、电机等传动零件的主要参数和主

4、要尺寸.(4)辐子输送机结构设计应用Solidworks软件，绘制系统方案的总体装配图与零件图等。(5)平面零件图绘制用Autocad绘制典型零部件的零件图，标注尺寸，给出技术要求，填写标题栏等。(不少于5个零件图或部件图，轴类零件部件图至少画1个)(6)编写设计计算说明书按设计计算说明书的格式要求，整理设计计算内容，对设计计算以及结构作必要的说明。2 .原始数据项目编号输送货物尺寸货物重量(kg)货物与辐子表面最大静摩擦系数输送速度(m/s)输送货物间距(mm)布置货物的数量长度(mm)宽度(mm)高度(mm)15404155501300.150.5300322根子输送机总体方案设计辐子输送

5、机可以沿水平或较小的倾斜角度输送具有平底部件的成件物品,除结构简单、运转可靠、维护方便、经济、节能等传统优点外，其突出的优点是与生产工艺过程有良好的相容性与配套性及功能的多样性。2.1 根子力矩型式选择(1)动力式辐子输送机动力式轻子输送机本身有驱动装置，辑子转动呈主动状态，可以严格控制物品运行状态，按规定的速度精确、平稳、可靠地输送物品，便于实现输送过程的自动控制。(2)限力式辐子输送机限力式辐子内部有轴向摩擦片或径向摩擦环，一般输送情况下起传递力矩的作用，物品受阻停止和积放情况下，因运行阻力矩超过限定的辐子力矩，结果使摩擦片(环)打滑，此时辐子与货物相对静止，辐子与驱动装置间处于柔性连接状

6、态。辐子的阻力矩略高于正常输送时运行阻力矩。根据设计要求，货物受阻时，辐筒与货物之间要相对静止，以保护货物地面不受损。所以根据设计要求应该选择限力式力矩型式。2.2 辐子支承方式的选择圆柱形轻子输送机通用性好，可以输送具有平直底部的各类物品，板、棒、管、托盘、箱类容器及餐有平底和直棱的工件。允许物品的宽度在较大范围内变动，一般作用在辐子输送机线路的直线段。(1)定轴式辐子输送机定轴式辐子输送机辐子绕定轴旋转，辑子转动部分自重轻，运行阻力小，辐子与机架整体装配性好，是通用的辐子支承形式。(2)转轴式转子输送机转轴式轻子输送机轻子连轴一起旋转，转轴支承在两端固定的轴承座内。转轴式辐子便于安装、调整

7、、拆卸。多用于重载和运转精度要求高的场合，造价比定轴式高。由于货物重量不大，对辐子运转精度没有较高要求，所以选择定轴式的辐子输送机。2.3 传动方式的选择(1)链传动承载能力大，通用性好，布置方便，对环境适应性强，可在经常接触油、水及温度较高的地方工作，是最常用的一种传递动力的方式。高速运行时噪音较大。链传动分单链传动和双链传动。单链传动结构布置紧凑，适用于轻载、低速、持续运行的场合。双链传动适用于载荷较大，速度较高，起、制动比较频繁的场合。(2)带传动V带传动是靠V带的两侧面与轮槽侧面压紧产生摩擦力进行动力传递的。与平带传动比较，V带传动的摩擦力大，因此可以传递较大功率。V带较平带结构紧凑，

8、而且是无接头的传动带，所以传动较平稳，适用于高速传动。同步带传动由于带与带轮无相对华东，能保持两轮的圆周速度同步,有以下优点：a.传动比恒定；b.结构紧凑；c.由于带薄而轻，抗拉体强度高,故带速可达40m/s,传动比可达10,传递功率可达200kW； d.效率较高,约为0.98； e.张紧力小。本课程设计传动方式选择单链传动。2.4 总体方案限力式辐子输送机方案如图2.2所示，减速电机通过链传动，将动力传递给中间的两个辐子，两个辐子分别通过其端部的链传动逐级传递给相邻的馄子。所有馄子采用定轴式结构。图2.2短筒的整体方案图353输送机零部件设计计算与选型3.1 辐筒的参数计算3.1.1 辑筒的

9、长度和相筒间距计算(1)辐筒的长度计算参照图3.1,圆柱形辐子输送机直线段的辐筒长度L：L = Zav +A/?(3-1)式中：L辑子输送机直线段的辑筒长度；bw为货物的宽度；b一为宽度余量，一般取Ab=50-150mm,这里取100mm；图3.1圆柱形辐子输送机断面图本设计中要求输送货物的尺寸为长x宽x高(axbxh)为540mmx415mmx550mm,即货物的宽度氏=415mm,取宽度余量Ab=100mm,所以辐筒的长度为L=515mm0(2)辐筒间距与数量计算辐子间距c应保证一个物品始终支撑在3个以上的辑子上。一般情况下，可按式(3-2)选取:c=a/3(3-2)对要求输送平稳的物品:

10、c= (1/41/5)。(3-3)式中：c车昆子间距，mm；a货物的长度，mm；本设计中取c=aB,由输送货物的长度a为540mm,得辑子的间距180mm。(3)辐筒数量计算根据原始设计参数，本设计中棍子输送机布置货物数量为3,货物的长度为540mm,货物的间距为300mm,则辐子输送机的设计长度为3x540 + 2 x 300 = 2220mm。辑筒的数量为2220/180+1 = 12.3+1 = 13.3,取辑筒数量为13个。3.1.2 辐筒直径和壁厚的确定(1)单个辐筒承载力作用在辐子上的载荷F,与物件质量、支承物件的辐子数以及物件底部特性有关，这里先按照载荷在所支撑的辑筒上均匀分布来

11、计算，确定壁厚时再适当考虑不均匀性，所以可按下式计算：厂二些(3-4)n式中：团一单个物件的重量，m= 130kg；一支承单个货物的辑子数；g重力加速度，取g=10m/s2；支撑单个货物的辐子数有的状态是4个，有的状态是3个，计算时按照支撑数量最少的时候计算，将数据代入公式（3-4）得尸=434N。选取辎筒材料为45钢，初取短筒直径Z50mm,初取辐筒的自重辐筒剖分截面如图3.2所示。1、2分别表示辐筒左右两侧的轴承位置,A、C两点分别表示瓶筒两侧的端点，B为幅筒长度的中点，初设轴承中心到馄筒端面的距离 /j=Al=0.02m,则 Z2=lB=/2-Zi=0.2375mo图3.2根筒剖分截面图

12、对辐筒进行受力分析如图3.3所示。在辐筒输送货物时，实际中辐筒的受力是不均匀的，为了安全计算,在本设计中将辐筒受到的载荷以及重力看作是作用于中间点的集中载荷，这样弯矩最大，计算出的辐筒承载能力更强。那么有尸卬+尸2产/+mTg=444N, Fiy=F2y=222N,辑筒的弯矩分别如下：A1段的弯矩方程：0AB段的弯矩方程：Fiy(x-/i)BC 段的弯矩方程：F】y(x/(F+mtg)(x- /1-/2)2c段的弯矩方程：0辐筒Al、2c两段的弯矩均为0, 1B段弯矩线性增大，B2段弯矩线性减小，B 点的弯矩为最大值 MB=Ry/2=222X0.2375=52.725N.m。3c段扭矩相同。扭

13、矩T=FfXD/2, Fk为摩擦因数，取o=().15,Q=0.05m,则尸尸65.IN, 7c=1.6275Nmo可以明显地看出，轻筒的危险截面是8点所在的截面，辑筒所受的扭矩相对于弯矩较小。考虑最不利的情况下，可以求危险截面的当量弯矩，公式如(3-5)：Me =(3-5)其中，a为折合系数，由于转矩脉动变化，所以可取a =06代入相关的数据可以得到M452.734N m。辐筒所受的最大切应力(3-6)A/max(7 max =W I b - lb w式中：5侬为辐筒所受的最大切应力;Mmax为辐筒受到的最大弯矩；加为空心辐筒的抗弯截面系数;匕司为45钢的对称循环许用应力，取55MpaW为空

14、心辐筒的抗弯截面系数，对于圆环截面，由材料力学知识可得(3-7)A式中：w为空心辐筒的抗弯截面系数；。为辑筒的外径;6为辑筒的内径;将相关数据代入公式（3-6）得:52.734W9。急b = 55MP;)4 ,求得:Dn 48.99mm实际中辐筒的受力是不均匀的，需要根据公式/=吆/（町长2）（其中K/一单列辐子有效支承系数，与物件底面特性及辐子平面度有关，K2多列辐子不均衡承载系数）计算，另外货物接触辐筒时会受到冲击，所以辐筒壁厚需要一定的余量，所以取Dn=47mm ,那么辐筒的厚度6=（50-47）/2= 1.5mm。通过查阅可知辐筒的密度是7850kg/m3,根据公式m = pv,求得辐筒的质量7尸0.98kg,与初取值差值很小，可忽略。3.2 电机功率计算与选型输送机输送货物速度达到最大速度时货物突然受阻，这是所需的驱动功率最大，因此此时所需驱动力矩最大，且转速最高。按照这个状态计算低级最大功率。为使所选用的电机功率有一定余量，这里按照所有辐子均承载重量计算，虽然每个辐子载重量有所不同，这里为便于计算按照均匀承载计算。辑筒的布置简图如图3.4,从图中可以看出，驱动电机布置在辑筒输送机的中