简析带式输送机@@@@齿轮滚筒的设计@@

皮带带式输送机@@@@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@@。

齿轮传动滚筒的主要优点是@@：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@@。齿轮传动滚筒有很多种方式@@，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滚筒@@。

1、齿轮滚筒传动方案的设计@@

(1)原始数据@@

齿轮滚筒使用寿命@@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@@：

齿轮滚筒直径@@(mm)：500；

输送带宽度@@(mm)：800；

齿轮滚筒宽度@@(mm)：950；

安装尺寸@@(mm)：1300；

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、齿轮滚筒传动参数的确定@@

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@@，不超出允许的较大值@@，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@@。

3、齿轮滚筒齿轮的设计@@

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齿轮滚筒按照齿面接触疲劳强度计算@@；

②齿轮滚筒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、齿轮滚筒轴的设计@@

齿轮滚筒轴是本次设计中@@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@@承受较大计算弯矩的截面@@，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、齿轮滚筒轴承的选用@@

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，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、齿轮滚筒其它零件的结构设计@@

在@@本次设计中@@@@，还设计了一个支撑架和一个蝶形支撑筋@@，以把齿轮装置固定在@@滚筒之内@@。

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