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高溫鏈式滾床輸送機的結(jié)構(gòu)設(shè)計
1.緒論
鏈傳動是一種撓性傳動，它由鏈條和鏈輪組成。通過鏈輪輪齒與鏈條鏈節(jié)的嚙合來傳遞運動和動力。鏈傳動在機械制造中應(yīng)用廣泛。
與摩擦型的帶傳動相比，鏈傳動無彈性滑動和整體打滑現(xiàn)象，因而能保持準確的平均傳動比，傳動效率較高；又因鏈條不需要像帶那樣張的很緊，所以作用于軸上的徑向壓力較?。绘湕l采用金屬材料制造，在同樣的使用條件下，鏈傳動的整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)較為緊湊；同時，鏈傳動能在高溫和潮濕的環(huán)境中工作。
與齒輪傳動相比，鏈傳動的制造與安裝精度要求較低，成本也低。在遠距離傳動時，其結(jié)構(gòu)比齒輪傳動輕便得多。
鏈傳動的主要缺點是：只能實現(xiàn)平行軸間鏈輪的同向傳動；運轉(zhuǎn)時不能保持恒定的瞬間傳動比；磨損后易發(fā)生跳齒；工作時有噪聲；不宜用在載荷變化很大、高速和急速反向的傳動中。
鏈傳動主要用在要求工作可靠，兩軸相距較遠，低速重載，工作環(huán)境惡劣，以及其他不宜采用齒輪傳動的場合。例如在摩托車上應(yīng)用了鏈傳動，結(jié)構(gòu)上大為簡化，而且使用方便可靠。
鏈條按用途不同可以分為傳動鏈、輸送鏈和起重鏈。輸送鏈和起重鏈主要用在運輸和起重機械中。在一般機械傳動中，常用的是傳動鏈。
傳動鏈又可以分為短節(jié)距精密滾子鏈（簡稱滾子鏈）、齒形鏈等類型。其中滾子鏈常用于傳動系統(tǒng)的低速級，一般傳遞的功率在100KW以下，鏈速不超過15m/s，推薦使用的最大傳動比=8。齒輪鏈應(yīng)用較少。
高溫鏈式滾床是采用滾子鏈和滾子軸作為傳動機構(gòu)的一種導向平穩(wěn)、工作性能可靠的滾床輸送機，與帶式滾床輸送機相比，它具有張緊力小、壓軸力小、能在高溫高濕及有油污等惡劣環(huán)境條件下工作等優(yōu)點，因此在物流輸送領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本課題所研究的高溫鏈式滾床是鄂爾多斯華泰汽車涂裝車間用于烘干爐內(nèi)高溫環(huán)境下的專用輸送設(shè)備，具有實際意義。
1.1鏈式輸送機的概述
鏈式輸送機是利用鏈條牽引、承載，或由鏈條上安裝的板條、金屬網(wǎng)、輥道等承載物料的輸送機。根據(jù)鏈條上安裝的承載面的不同，可分：鏈條式/鏈板式/鏈網(wǎng)式/板條式/鏈斗式/托盤式/臺車式，此外，也常與其他輸送機、升降裝置等組成各種功能的生產(chǎn)線。
鏈式輸送機以及相關(guān)的裝置, 可實現(xiàn)物料的輸送和計量。結(jié)構(gòu)緊湊,占用空間小，可以三維改變輸送方向。高充裝度降低了輸送鏈速，使得磨損很低, 行起來聲音很小。在輸送物料時可充裝氣體。運輸中能保證沒有粉塵泄漏到環(huán)境中。輸送機可以送熱的，沸騰的，冷的或其他工況的介質(zhì)。 輸送機軸可以正反轉(zhuǎn), 設(shè)備可以隨時改變輸送方向, 這時候物料除了受重力下降不受其他作用力,低的輸送速度使得總的功率消耗小。被輸送的物料從進口到出口法蘭之間是處于密閉狀態(tài)的。出口不必設(shè)置除塵器。
物料沿著管子平滑輸送，基本上沒有內(nèi)部運動，所以物料破損少，緩慢的彎道輸送使很少的 物料顆粒產(chǎn)生碎屑。管內(nèi)不會產(chǎn)生粉塵爆炸，因為板片把物料局限在小單元內(nèi)，爆炸無法發(fā)生。根據(jù)不同的加料情況，進口之間可相距超過10米遠。 完全免維護的軸承，包圍緊固，自潤滑。鏈輪有優(yōu)化的肩，表面有沉積排水和齒面，設(shè)計優(yōu)化，使用硬化鏈條具有最小磨損。盡量小的外形尺寸。通過調(diào)節(jié)鏈條松緊，輸送機通過特殊制作的部件，在更小的彎曲半徑內(nèi)一直保持輸送盤在管路里垂直運動，并使輸送量保持恒定。 特殊的輸送盤,具有極低的磨擦系數(shù)和穩(wěn)定的輸送能力。 我們生產(chǎn)的全部管鏈輸送機都使用我們開發(fā)的計算程序，使得輸送機的輸送管和彎曲部件等不同的部件保持必要的靜摩擦和拉緊力，為設(shè)計低噪聲和低磨損提供高精確數(shù)據(jù)。
1.2鏈式輸送機的零部件設(shè)計
鏈式輸送機的零部件主要有：輸送鏈、主動滾筒、改向滾筒、輥子、張緊機構(gòu)、驅(qū)動裝置和機架體等。這些主要部件的作用是構(gòu)成一臺鏈式輸送機的基本要素，它們是保障鏈式輸送機能夠正常運行的必要條件。
輸送鏈
輸送鏈與傳動鏈一樣，精密輸送鏈也是由一系列軸承組成的，它們被具有約束作用的鏈板固定，彼此之間的位置關(guān)系十分精確。每一根軸承包括一個銷軸和一個套筒，鏈條的滾柱在其上旋轉(zhuǎn)。銷軸和套筒都經(jīng)過表面硬化處理，由此允許在較高的壓力下鉸接在一起，而且可以承受經(jīng)滾柱傳遞的載荷壓力和嚙合時的沖擊。
各種強度的輸送鏈都有一系列不同的鏈條節(jié)距：最小鏈條節(jié)距取決于鏈輪輪齒對足夠強度的要求，而最大鏈條節(jié)距通常是由鏈板和通用鏈條的剛性決定的，如果有需要，能過強化鏈板之間的套筒就可以超越額定的最大鏈條節(jié)距，但是必須在輪齒中保留用以清除套筒的間隙。
驅(qū)動裝置
（1）驅(qū)動裝置的組成 鏈式輸送機的驅(qū)動裝置包括電機安裝架、平墊、減速器、彈墊等部分組成。
（2）驅(qū)動裝置的分類 鏈式輸送機的驅(qū)動形式按傳動滾筒數(shù)目分為：單滾筒驅(qū)動、雙滾筒驅(qū)動及三滾筒驅(qū)動；按傳動機構(gòu)形式分為：電動機—減速器傳動、電動機—減速器—開式齒輪傳動、電動機—減速器—鏈條傳動（皮帶）和電動滾筒傳動等
輥子
輥子是鏈式輸送機的主要零部件之一。主要部件有：滾輪組件、高溫軸承、軸用彈性擋圈等組成。跟據(jù)生產(chǎn)工藝要求, 以直線、圓弧、水平、傾斜、分支、合流、升降、翻轉(zhuǎn)等形式組成開式或閉式生產(chǎn)流水線。物件在輥子輸送機上可按需要運行或停止,以完成焊接、裝配、測試、秤量、包裝、儲運等各類工藝作業(yè)。
張緊裝置
張緊裝置的作用是保證輸送鏈中有必要的張力，主要部件有：活動架、固定架、孔用彈性擋圈、張緊鏈輪等部件組成。
此外，向上傾斜輸送物料的輸送機或向下傾斜輸送物料的輸送機，為了防止停電或驅(qū)動裝置發(fā)生機械故障時反向運動或失去控制，造成安全事故，應(yīng)安裝逆止器或制動器。使用逆止器和制動器。
1.3 國內(nèi)外的研究概述
近幾年來, 隨著我國物料搬運總體技術(shù)水平的不斷發(fā)展和提高, 在散料連續(xù)輸送機以下簡稱輸送機這一分支領(lǐng)域內(nèi)也取得了很大的進步, 各種新產(chǎn)品、新機型、新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝等不斷涌現(xiàn)。
我國的輸送機基本上都為固定式, 而港口、碼頭、堆場和轉(zhuǎn)運站等場所有時要求輸送機能移動, 用時搬來, 不用時移走, 如同移動帶式輸送機一樣。國外對此早已研究解決并形成系列,如英國雷德勒公司, 有多種類型的移動式水平、垂直和傾斜型輸送機, 我國應(yīng)研究發(fā)展這種產(chǎn)品。這類產(chǎn)品有三大特點一是輕型二是距離不太長, 高度不大三是帶有行走輪和活動支承架。發(fā)展這一產(chǎn)品在技術(shù)上沒有什么難度。
大力發(fā)展各種專用系列產(chǎn)品是當今散料連續(xù)輸送機械的發(fā)展趨勢之一, 鏈式輸送機也不例外。所謂專用是指在特定場所使用或為某一類特殊物料設(shè)計的定型產(chǎn)品, 上面所介紹的各種機型有些便是屬于專用性質(zhì)的。除此之外, 還有許多新的領(lǐng)域需要去開拓, 如水泥專用, 蜂窩煤粉專用, 飼料專用, 垃圾焚燒專用, 醫(yī)藥衛(wèi)生專用, 煤及煤粉取樣小型專用, 定量輸送型, 給料分料型等等。由此可見, 鏈式輸送機的發(fā)展前景是十分廣闊的。
美國特萊姆柯公司的鏈式輸送機大都采用刮板式, 即鏈條未埋在物料之中, 而是靠刮板輸送物料, 這樣可較大地降低輸送阻力。還有一種結(jié)構(gòu)是采用雙股滾子鏈條, 鏈條置于殼體兩側(cè),滾輪在導軌上運行, 鏈條中部的刮板伸人到機殼下部刮送物料。這種結(jié)構(gòu)的輸送機運行更加平穩(wěn), 鏈條磨損減輕, 我國也有部分生產(chǎn)廠家在某些產(chǎn)品上采用了這種結(jié)構(gòu), 經(jīng)使用效果很好。
日本細川公司很早以前就推出了用鋼絲繩作牽引構(gòu)件的輸送機, 鋼絲繩上固定有刮板, 殼體斷面為圓形, 該產(chǎn)品已形成系列, 其特點是鋼材用量少, 占地面積小, 密封性能好。用鋼絲繩代替鏈條能很好地體現(xiàn)等強度設(shè)計原則, 這種輸送機不僅能實現(xiàn)垂直提升也能進行水平輸送。目前我國雖已有設(shè)計部門完成了其中一個規(guī)格的設(shè)計工作, 但還未找到愿意合作的廠家。
1.4本課題的研究內(nèi)容和所需解決的問題
本課題所研究的對象為高溫鏈式滾床，高溫鏈式滾床是采用滾子鏈和滾子軸作為傳動機構(gòu)的一種導向平穩(wěn)、工作性能可靠的滾床輸送機，與帶式滾床輸送機相比，它具有張緊力小、壓軸力小、能在高溫高濕及有油污等惡劣環(huán)境條件下工作等優(yōu)點，因此在物流輸送領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本課題所研究的高溫鏈式滾床是鄂爾多斯華泰汽車涂裝車間用于烘干爐內(nèi)高溫環(huán)境下的專用輸送設(shè)備，具有實際意義。本設(shè)計所要解決的主要問題如下：
1、熟悉整個輸送線的結(jié)構(gòu)及設(shè)計參數(shù)；
2、根據(jù)所輸送工件的結(jié)構(gòu)特點和相關(guān)參數(shù)，完成滾床總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計草圖；
3、根據(jù)設(shè)計參數(shù)和輸送要求，完成相關(guān)計算（主要包括電機功率計算及選型、鏈傳動選擇計算、張緊配重計算、滾子梁剛度計算、滾輪接觸強度計算等等）；
4、根據(jù)計算結(jié)果，確定滾床結(jié)構(gòu)尺寸，完成總裝圖；
5、完成重要零部件的部件圖或零件圖。
2 .總體方案設(shè)計
傳送裝備在物流系統(tǒng)中有著非常重要的地位，傳送裝備的優(yōu)劣直接決定著物流系統(tǒng)的工作效率，進而影響企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營的效率。因此企業(yè)對傳送裝備的設(shè)計要求越來越高。滾床輸送機是傳送裝備中比較重要的種類，相比于帶式輸送機，滾床輸送機的結(jié)構(gòu)更為簡潔可靠，且輸送能力較大，操作簡單，應(yīng)用范圍更廣，同時還具有承載能力強，橇體或工件輸送時導向平穩(wěn)、可靠，安裝使用方便等優(yōu)點。滾床按傳動構(gòu)件形式不同，可以分為鏈式滾床和帶式滾床兩種。
2.1鏈式輸送滾床和帶式輸送滾床
鏈式滾床與帶式滾床都屬于輸送機自動輸送技術(shù)領(lǐng)域，是一種新型的用于物流輸送線上的輸送設(shè)備。滾床總體設(shè)計方案可知，鏈式滾床與帶式滾床的主要區(qū)別在于驅(qū)動滾床的形式。鏈式滾床主要通過鏈條來驅(qū)動輥子。若干個滾輪軸組件安裝在機架上，各滾輪軸組件之間由鏈條連接，張緊裝置安裝在鏈條一側(cè)，并可調(diào)節(jié)鏈條的張緊度，驅(qū)動裝置安裝在機架上。一般情況下，都在在機架一側(cè)安裝有導向輪，其常用的特征為由一對槽鋼構(gòu)成整體機架，在整體機架內(nèi)設(shè)置加強筋。
而帶式滾床的結(jié)構(gòu)是驅(qū)動裝置與同步帶相接，同步帶與輸送組件相接，導向輪組件安裝在支架上，驅(qū)動組件安裝在支架上。這種滾床的優(yōu)點在于：與普通滾床輸送機采用基本相同的結(jié)構(gòu)形式，大多數(shù)零部件與普通滾床輸送機通用，減少了零部件的種類，有利于設(shè)備制造廠家的生產(chǎn)管理。減少了整個輸送系統(tǒng)中輸送機的種類，方便用戶的日常使用和維護。
這兩種滾床均由主框架、動力輥子、傳動構(gòu)件、傳動裝置和張緊裝置等主要部分組成。動力輥子按一定計算間隔均勻布置。動力輥子由安裝在一根通軸上的兩個滾輪以及軸上的帶輪或鏈輪組成。若滾床上的電機為減速變頻電機，則這種滾床則會有變頻可選。滾輪上的配置定位裝置可實現(xiàn)撬體精確定位
2.2帶式輸送機的特點及分類
圖2-1 帶式滾床示意圖
帶式滾床輸送機，由安裝在床架上的直聯(lián)式電機減速、主動輪構(gòu)成的驅(qū)動裝置和由傳動帶、動力輥決成構(gòu)成的傳動機構(gòu)組成。動力輥總成包括：傳動滾、從動輪、支承軸、定位管。上面放置支撐輸送物品的滑橇體。
現(xiàn)有的常用滾床輸送機，是采用常規(guī)套筒滾子鏈來作為傳動機構(gòu)，盡管它也可以完成地面輸送物品，然而，其存在的缺點也同樣明顯：1、運動平穩(wěn)性差；2、噪音高；3、必須有配套的鏈條潤滑設(shè)備；4、調(diào)整時需變動鏈條的整節(jié)數(shù)，連續(xù)性差，不易實現(xiàn)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品改型而進行的技術(shù)改造。
2.2鏈式滾床輸送機的選擇
2.2.1 電動機在外
圖2-2 電機在外的鏈式輸送機示意圖
2.2.2 電動機在內(nèi)
圖2-3 電機在內(nèi)的鏈式輸送機示意圖
對比這兩種方案，考慮到滾輪機床的工作環(huán)境溫度比較高及電動機的使用壽命。故我們選擇電動機放置在機床外。這樣有利于電動機的散熱并且延長了電動機的使用壽命。
2.3 帶式滾床和鏈式滾床輸送機的對比
鏈式輸送機與帶式滾床輸送機相比，具有以下優(yōu)點：
1．利于日常維護。與普通滾床輸送機采用基本相同的結(jié)構(gòu)形式，大多數(shù)零部件與普通滾床輸送機通用，減少了零部件的種類，有利于設(shè)備制造廠家的生產(chǎn)管理。減少了整個輸送系統(tǒng)中輸送機的種類，方便用戶的日常使用和維護。
2．承載能力強。相對于帶式滾床輸送機而言，鏈式滾床輸送機的承載能力更強。能夠承載較大質(zhì)量的貨物。
3．耐沖擊，強度高。在日常使用中，鏈式滾床輸送機更不容易損壞。
4．噪音低。在日常使用中，相對于帶式滾床輸送機而言，噪音更低。
由上述的對比可知，在貨運量比較大的情況下，鏈式滾床比帶式滾床更有優(yōu)勢，因此，本文的滾床采用鏈式驅(qū)動的形式。
2.4比較并確定最終方案
由于帶式滾床輸送機承載能力差，不利于在環(huán)境條件不是很好的地方作業(yè)，而鏈式滾床輸送機則不同，它能很好的適應(yīng)不同環(huán)境的作業(yè)需求，在高溫條件下，帶式輸送機的皮帶很容易損壞，而鏈式輸送機的鏈輪則不會；由于鏈式滾床輸送機的工作環(huán)境會產(chǎn)生高溫，故鏈式滾床輸送機的電動機應(yīng)放置在輸送鏈外，有利于散熱及對電動機的保護。綜上所述，我們選擇鏈式輸送及電動機放置在外的方案。
3.鏈式滾床的參數(shù)計算
3.1傳送鏈的設(shè)計
鏈傳動是一種撓性運動，它由鏈條和鏈輪組成。通過鏈輪輪齒與鏈條鏈節(jié)的嚙合來傳
遞運動和動力。鏈傳動按用途不同可以分為傳動鏈、輸送鏈和起重鏈。
圖3-1 鏈傳動
滾子鏈的結(jié)構(gòu)如圖3-1所示：它是由內(nèi)鏈板1、外鏈板2、銷軸3、套筒4和滾子5組成。內(nèi)鏈板與套筒之間、外鏈板與銷軸之間為過盈配合，滾子與套筒之間、套筒與銷軸之間為間隙配合。當內(nèi)、外鏈板相對撓曲時，套筒可繞銷軸自由轉(zhuǎn)動。滾子是活套在套筒上的，工作時，滾子沿鏈輪齒廓滾動，這樣就可減少齒廓的磨損。鏈的磨損主要發(fā)生在銷軸與套筒的接觸面上。因此，內(nèi)、外鏈板間應(yīng)留少許間隙，以便潤滑油滲入銷軸和套筒的摩擦面間。
鏈板一般制成8字形，以使它的各個橫截面具有接近相等的抗拉強度，同時也減少了鏈的質(zhì)量和運動時的慣性力。
圖3-2 滾子鏈的結(jié)構(gòu)
當傳遞大功率時，可采用雙排鏈或多排鏈。多排鏈的承載能力與排數(shù)成正比。但由于精度的影響，各排鏈承受的載荷不易均勻，故排數(shù)不宜過多。
滾子鏈的鏈節(jié)數(shù)為偶數(shù)時，接頭處可用開口銷或彈簧卡片來固定，一般前者用于大節(jié)距，后者用于小節(jié)距；當鏈節(jié)數(shù)為奇數(shù)時，需采用過渡鏈節(jié)。由于過渡鏈節(jié)的鏈板要受附加彎矩的作用，所以在一般情況下最好不用奇數(shù)鏈節(jié)。
3.2驅(qū)動電機的選型
電動機是應(yīng)用很廣泛的動力設(shè)備，在農(nóng)業(yè)機械中它與內(nèi)燃機、拖拉機一樣，是不可缺少的主要動力之一。電動機是將電能轉(zhuǎn)換為機械能的動力機械。俗稱電滾，也叫馬達(譯音)。
一般來說，電動機的選擇方法主要包含以下內(nèi)容。
（1）類型的選擇 選擇哪種類型的電動機，一方面要根據(jù)生產(chǎn)機械對電動機的機械特性、起動性能、調(diào)速性能、制動方法和過載能力等方面的要求，對各種類型的電動機進行分析比較；另一方面在滿足上述要求的前提下，還要從節(jié)省初期投資，減少運行費用等經(jīng)濟方面進行綜合分析，最后將電動機的類型確定下來。在對起動、調(diào)速等性能沒有特殊要求的情況下，優(yōu)先選用三相籠型異步電動機。
（2）功率的選擇 正確地選擇電動機的額定功率非常重要，額定功率選擇得過大，電動機長期在欠載狀態(tài)下運行，不僅增加了設(shè)備投資，還會降低其效率和功率因數(shù)(對異步電動機而言)等指標，增加了運行費用；額定功率選擇得太小，電動機長期在過載狀態(tài)下運行，會使電動機過熱而降低使用壽命，甚至拖動不了生產(chǎn)機械。因此，應(yīng)使所選電動機的額定功率等于或稍大于生產(chǎn)機械所需要的功率。
（3）轉(zhuǎn)速的選擇 根據(jù)生產(chǎn)機械的轉(zhuǎn)速和傳動方式，通過經(jīng)濟技術(shù)比較后確定電動機的額定轉(zhuǎn)速。 額定功率相同的電動機額定轉(zhuǎn)速高，電動機的重量輕、體積小、價格低、效率和功率因數(shù)(對三相異步電動機而言)也較高。若生產(chǎn)機械的轉(zhuǎn)速比較低，電動機的額定轉(zhuǎn)速比較高，則傳動機構(gòu)復雜、傳動效率降低，增加了傳動機構(gòu)的成本和維修費用。因此，應(yīng)綜合分析電動機和生產(chǎn)機械兩方面的各種因素最后確定電動機的額定轉(zhuǎn)速。
（4）工作制的選擇 根據(jù)電動機的工作方式選擇電動機的工作制c國產(chǎn)電動機按發(fā)熱與冷卻情況的不同，分為九種工作制，如連續(xù)工作制、短時工作制、斷續(xù)周期工作制，等等。選擇工作制與實際工作方式相當?shù)碾妱訖C比較經(jīng)濟。
電動機的種類繁多，其分類方法也很多，通常按電源及結(jié)構(gòu)原理進行分類。根據(jù)電源，電動機可分為直流電動機和交流電動機。交流電動機分為異步電動機和同步電動機，同時，異步電動機又以轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，分為鼠籠型電動機和繞線型電動機兩種。鼠籠型電動機又有單鼠籠、雙鼠籠和深槽式3種。根據(jù)結(jié)構(gòu)和運轉(zhuǎn)原理，直流電動機可分為串激、并激、復激和他激4種。異步電動機有單相和三相兩種。由于異步電動機結(jié)構(gòu)簡單，成本低，堅固耐用，維護又方便以及有較好的運行性能，加之當前的動力電源主要是三相，所以在煤礦應(yīng)用最多的是三相異步電動機。另外，還可按電動機的轉(zhuǎn)速、額定電壓、尺寸大小、安裝結(jié)構(gòu)型式、外殼防護型式、冷卻方式、工作定額等進行分類。
此外，減速電機是一種新興的具有高科技含量的電機類型。減速電機是指減速機和電機(馬達)直聯(lián)的集成體。這種集成體通常也可稱為齒輪馬達或齒輪電機。通常由專業(yè)的減速機生產(chǎn)廠進行集成組裝好后成套供貨。廣泛應(yīng)用于鋼鐵冶金、環(huán)保水處理、起重運輸、物料搬運、輕工、港口、機場、汽車生產(chǎn)、電力等各行各業(yè)。使用的優(yōu)點是簡化設(shè)計、節(jié)省空間、延長使用壽命、降低噪音、提高扭矩和負載能力。減速電機的電機接線盒經(jīng)過一定設(shè)計改造，可以直接連接變頻器，適用于分布式控制應(yīng)用，不僅可以完成簡單驅(qū)動，還能夠?qū)崿F(xiàn)復雜定位控制。減速電機的主要特點有：
（1）減速電機結(jié)合國際技術(shù)要求制造,具有很高的科技含量。
（2）節(jié)省空間,可靠耐用,承受過載能力高,功率可達95KW以上。
（3）能耗低,性能優(yōu)越,減速機效率高達95%以上。
（4）振動小,噪音低,節(jié)能高,選用優(yōu)質(zhì)段鋼材料,鋼性鑄鐵箱體,齒輪表面經(jīng)過高頻熱 處理。
（5）經(jīng)過精密加工,確保定位精度,這一切構(gòu)成了齒輪傳動總成的齒輪減速電機配置了各類電機,形成了機電一體化,完全保證了產(chǎn)品使用質(zhì)量特征。
（6）產(chǎn)品才用了系列化、模塊化的設(shè)計思想,有廣泛的適應(yīng)性,本系列產(chǎn)品有極其多的電機組合、安裝位置和結(jié)構(gòu)方案,可按實際需要選擇任意轉(zhuǎn)速和各種結(jié)構(gòu)形式。
由上節(jié)的計算可知，滾床的驅(qū)動功率最小為0.19kW，工件在傳輸時受到的牽引力約為265N。
基于電動機的以上特點，本文選用減速電機作為輸送機床的驅(qū)動裝置。查SEW減速電機的規(guī)格表，選用如下減速電機。
表3-2 輸送機選用的電機的詳細參數(shù)
電機額定功率Pm/kW
輸出轉(zhuǎn)速
na/[1/min]
輸出扭矩
Ma/N·m
減速機
速比i
輸出軸許用徑向載荷FRa/N
使用系數(shù)
SEW-fB
減速機
型號
電機
型號
重量/kg
0.19
60
88
15.63
2256
2.0
SK372.1-80S
DT80K4
12
此型號的電機在一定程度上保證了驅(qū)動功率有一定的盈余，因數(shù)在電機起動時，若輸送機床上有工件，則此時的起動功率會比平時工作時的功率要大，且減速電機本身還有一定的使用系數(shù)。
3.3鏈式滾床軸的設(shè)計
3.3.1 驅(qū)動軸的設(shè)計
圖3-3 驅(qū)動軸的設(shè)計示意圖
圖3-4驅(qū)動軸受力分析圖
由靜力平衡方程
求得支反力為
以梁的左端為坐標原點，選取坐標系如圖4.9a所示。集中力F作用于C點，梁在AC和CB兩段內(nèi)的剪力或彎矩不能用同一方程式來表示，應(yīng)分段考慮。在AC段內(nèi)取距原點為x的任意截面，截面以左只有外力，根據(jù)剪力和彎矩的計算方法和符號規(guī)則，求得這一截面上的和M分別為
（a）
(b)
這就是在AC段內(nèi)的剪力方程和彎矩方程。如在CB段內(nèi)取距左端為x的任意截面，則截面以左右和F兩個外力，截面上的剪力和彎矩是
(c)
(d)
當然，如用截面右側(cè)的外力來計算會得到相同的結(jié)果。
由(a)式可知，在AC段內(nèi)梁的任意截面上的剪力皆為常數(shù)，且符號為正，所以在AC段(0
10r／min),可按基本額定動載荷計算值選擇軸承，然后校核其額定靜載荷是否滿足要求。當軸承可靠性為90％、軸承材料為常規(guī)材料并在常規(guī)條件下運轉(zhuǎn)時，取500h作為額定壽命的基準，同時考慮溫度、振動、沖擊等變化，則軸承基本額定動載荷可按下式進行簡化計算。
C——基本額定動載荷計算值，N；
P——當量動載荷，N；
fh——壽命因數(shù)；1
fn——速度因數(shù)；0.822
fm——力矩載荷因數(shù)，力矩載荷較小時取1.5，較大時取2；
fd——沖擊載荷因數(shù)；1.5
fT——溫度因數(shù)；1
CT——軸承尺寸及性能表中所列徑向基本額定動載荷，N；
查表得，fh=1；fn=0.822；fm=1.5；fd=1.5；fT=1。
在本輸送裝置中，可以假設(shè)軸承只承受徑向載荷，則當量動載荷為：
P=XFr+YFa
查文獻[3]的表6-2-18，得，X=1，Y=0；
所以，P=Fr=1128N。由以上可得：
本輸送機中的軸承承受的載荷多為徑向載荷，所以選取深溝球軸承，查文獻的附表，并考慮軸的外徑，選取軸承6305-RZ，其具體參數(shù)為：內(nèi)徑d=25mm，外徑D=62mm，基本額定載荷，基本額定靜載荷，極限速度為10000r/min，質(zhì)量為0.219kg。
然后校核該軸承的額定靜載荷。額定靜載荷的計算公式為：
式中：
——基本額定靜載荷計算值，N;
——當量靜載荷，N；
——安全因數(shù);
——軸承尺寸及性能表中所列徑向基本額定靜載荷，
查文獻[3]的表6-2-14知，對于深溝球軸承，其當量靜載荷等于徑向載荷。
查文獻[3]的表6-2-14知，安全系數(shù)
則軸承的基本額定靜載荷為：
由上式可知，選取的軸承符合要求
3.5鏈式輸送機強度計算
3.5.1 鏈傳動的運動特性
由于鏈是由剛性鏈節(jié)通過銷軸鉸接而成，當鏈繞在鏈輪上時，其鏈節(jié)與相應(yīng)的輪齒嚙合后，這一段鏈條將曲折成正多邊形的一部分。該正多邊形的邊長等于鏈條的節(jié)距p，邊數(shù)等于鏈輪齒數(shù)z，鏈輪每轉(zhuǎn)過一圈，鏈條走過zp長，所以鏈的平均速度v為
==
式中： 、——分別為主、從動鏈輪的齒數(shù)；
、——分別為主、從動鏈輪的轉(zhuǎn)速，r/min。
鏈傳動的平均傳動比
因為鏈傳動為嚙合傳動，鏈條和鏈輪之間沒有相對滑動，所以平均鏈速和平均傳動比都是常數(shù)。但是，仔細考察絞鏈鏈節(jié)隨同鏈輪轉(zhuǎn)動的過程就會發(fā)現(xiàn)，鏈傳動的瞬間傳動比和鏈速并非常數(shù)我們知道，鏈條由剛性鏈板通過鉸鏈連接而成。當鏈條繞在鏈輪上時，其形狀如圖所示：
在主動鏈輪上，鉸鏈A正在牽引鏈條沿直線運動，繞在主動鏈輪上的其他鉸鏈并不直接牽引鏈條，因此，鏈條的運動速度完全有鉸鏈A的運動所決定。鉸鏈A隨同主動鏈輪運動的線速度方垂直于AO，與鏈直線運動方向的夾角為。因此，鉸鏈A實際用于牽引鏈條運動的速度為
式中。為主動鏈輪的分度圓半徑，m。因為是變化的，所以即使主動鏈輪轉(zhuǎn)速恒定，鏈條的運動速度也是變化的。當=時，鏈速最低；當=0，鏈速最高，是主動鏈輪上的一個鏈節(jié)所對的中心角。鏈速的變化呈周期性，鏈輪轉(zhuǎn)過一個鏈節(jié)，對應(yīng)鏈速變化的一個周期。鏈速變化的程度與主動鏈輪的轉(zhuǎn)速和齒數(shù)有關(guān)。轉(zhuǎn)速越高、齒數(shù)越少，則鏈速變化范圍越大。
在鏈速變化的同時，鉸鏈A還帶動鏈條上下運動，其上下運動的鏈速 也是隨鏈節(jié)呈周期性變化的。
在主動鏈輪牽引鏈條變速運動的同時，從動鏈輪上也發(fā)生著類似的過程。從動鏈輪上的鉸鏈C正在被直線鏈條拉動，并由此帶動從動鏈輪以轉(zhuǎn)動。因為鏈速方向與鉸鏈的C的線速度方向之間的夾角為，所以鉸鏈C沿圓周方向運動的線速度為
式中，為從動鏈輪的分度圓半徑，
由此可知從動鏈輪的轉(zhuǎn)速為
在傳動過程中因為在內(nèi)不斷變化，加上也是不斷變化，多以即使是常數(shù)，也是周期性變化的。
從上式中可得鏈傳動的瞬時傳動比為
可見鏈傳動的瞬時傳動比是變化的。鏈傳動的傳動比變化與鏈條繞在鏈輪上的多邊形特征有關(guān)，故以上現(xiàn)象稱為鏈傳動的多邊形效應(yīng)。
3.5.2 鏈傳動的動載荷
鏈傳動在工作過程中，鏈速和主從鏈輪的轉(zhuǎn)速都是變化的，因而會引起變化的慣性力及相應(yīng)的動載荷。
鏈速變化引起的慣性力為=ma
式中：—緊邊鏈條的質(zhì)量，kg;
—鏈條變速運動的加速度，/。
如果視主動鏈輪勻速轉(zhuǎn)動，則
當時,
(
從動鏈輪因角加速度引起的慣性力為
式中：J—從動系統(tǒng)轉(zhuǎn)化到從動鏈輪軸的轉(zhuǎn)動慣性，;
—從動鏈輪的角速度，rad/s.
鏈輪的轉(zhuǎn)速越高，節(jié)距越大，齒數(shù)越少，則慣性力就越大，相應(yīng)的動載荷也就越大。同時，鏈條沿垂直方向也在做變速運動，也會產(chǎn)生一定的動載荷。
此外，鏈節(jié)和鏈輪嚙合瞬間的相對速度，也將引起沖擊和振動，當鏈節(jié)和鏈輪輪齒接觸的瞬間，因鏈節(jié)的運動速度和鏈輪輪齒的運動速度在大小和方向上的差別，從而產(chǎn)生沖擊和附加的動載荷。顯然，節(jié)距越大，鏈輪的轉(zhuǎn)速越高，則沖擊越嚴重。
3.5.3 鏈傳動的受力分析
鏈傳動在安裝時，應(yīng)使鏈條受到一定的張緊力。張緊力是通過使鏈條保持適當?shù)拇苟人a(chǎn)生的懸垂拉力來獲得的。鏈傳動張緊的目的主要是使松邊不致過松，以免出現(xiàn)鏈條的不正常嚙合、跳齒或脫鏈。因為鏈傳動為嚙合傳動，所以與帶傳動相比，鏈傳動所需的張緊力要小得多。
鏈傳動在工作時，存在緊邊拉力和松邊拉力。如果不計傳動中的動載荷，則緊邊拉力和松邊拉力分別為
式中： F— 有效圓周力，N;
F— 離心力引起的拉力，N；
F— 懸垂拉力，N。
有效圓周力為
式中： P— 傳動的功率，kW；
V — 鏈速，m/s。
離心力引起的拉力為
式中： q為鏈條單位長度的質(zhì)量，kg/m。懸垂拉力Ff為
Ff=max(Ff,Ff)
其中：Ff =Kfqa Ff =(Kf+sina)qa
式中：—鏈傳動的中心距，mm
Kf——垂度系數(shù)，見下圖。圖中f為下垂度，為中心線與水平面夾角。
圖3-11 懸垂拉力
3.5.4 滾床滾輪接觸強度的計算
機械中各零件之間力的傳遞，總是通過兩零件的接觸來實現(xiàn)的。除了共形面相接觸的情況外大量存在著異形曲面相接觸的情況。這些異形曲面在未受外力時的初始接觸情況，不外乎是點接觸和面接觸兩種。
已知的原始條件有：
軌道的材料: Q235-A =235Mpa =440Mpa E=206Gpa
橇體重G=250kg 工件重G=650kg 每輪載荷F=2256.3N 走輪直徑D=125mm
走輪有效踏面長L=4800mm
根據(jù)計算公式Pmax=0.418SQRT(F/LE/R)
由上面的計算可知P0.418
=0.52Mpa
4．鏈式滾床的其他部件設(shè)計
4.1鏈式滾床的驅(qū)動裝置
圖4-1 鏈式滾床的驅(qū)動裝置
圖4-1為驅(qū)動裝置的示意圖，其中1為電機減速機；2是螺栓；3是螺母；4是彈墊；5是平墊；6為方鋼；7為電機安裝架。
鏈條輸送設(shè)備一般運行速度不高, 但傳動扭矩大、傳動功率大。因此, 驅(qū)動裝置通常由電機減速機1組成，電機減速機1安裝在電機安裝架7上。通過驅(qū)動裝置使輸送設(shè)備驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動而實現(xiàn)輸送鏈條的運行及物體的輸送。因為調(diào)心球軸承座有自動調(diào)心的作用, 當兩支承有一定量的同軸度誤差時能保證輸送機正常工作, 且雙列軸承保證它有足夠的承載能力。驅(qū)動裝置同時還一定要設(shè)計安全保護裝置, 安全保護裝置的傳統(tǒng)形式是安全銷, 過載時安全銷斷裂, 但它的恢復耗時費力。
4.2 鏈式輸送機的張緊裝置
圖4-2 張緊組件（一）
圖4-3 張緊組件（二）
圖4-4 張緊組件（三）
圖中1為固定架；2活動架；3螺栓；4螺母；5彈墊；6平墊；7滑輪；8軸套；9銷軸；10通用型同基自潤滑軸承；11卡板；12螺釘；13平墊。
活動架2由張緊繩連接配重裝置，由重力原理組成張緊裝置。
鏈式輸送機的張緊裝置。傳動鏈輪安裝在傳動軸上，傳動軸與滑塊式帶座軸承連接，滑塊式帶座軸承裝在軸承導軌部件內(nèi)，螺桿一端與滑塊式帶座軸承連接，另一端則穿過軸承和軸承座與轉(zhuǎn)動手柄連接，定位板插入轉(zhuǎn)動手柄的槽內(nèi)并與軸承座連接，軸承座與軸承導軌部件的一端固定。通過轉(zhuǎn)動手柄的轉(zhuǎn)動，改變傳動鏈條的松緊度。性能可靠、調(diào)整方便、結(jié)構(gòu)簡單、容易操作、省力、維修便利。
4.3鏈式輸送機的鏈輪
圖4-5 鏈輪示意圖
小直徑的鏈輪可制成整體式；中等尺寸的鏈輪可制成孔板式；大直徑的鏈輪，?？蓪X圈用螺栓連接或焊接在輪轂上。
鏈輪是鏈式輸送機的重要組成部分，小直徑的鏈輪可制成整體式；中等尺寸的鏈輪可制成孔板式；大直徑的鏈輪，?？蓪X圈用螺栓連接或焊接在輪轂上。
鏈輪輪齒要具有足夠的耐磨性和強度。由于小鏈輪輪齒的嚙合次數(shù)比大鏈輪多，所受的沖擊也較大，故小鏈輪應(yīng)采用較好的材料制造。
4.4 改向滑輪
圖4-6 改向滑輪示意圖
圖4-6為改向滑輪的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1為安裝架；2即為滑輪；3為軸套；4為銷軸，改向滑輪裝置是通過螺栓和機床的安裝架相連。改向滑輪的作用是改變鏈傳動的傳輸方向。
4.5配重組件
圖4-7 鏈式滾床輸送機的配重組件
圖4-7為鏈式滾床輸送機的配重組件。圖中1為安裝架；2為上層配重塊；3為下層配重塊；4為螺栓；5為U形螺栓。配重組件的作用的通過自身重量來保持裝置的平衡，并且通過U形螺栓5起到張緊作用。
4.6 帶檔邊的滾輪
圖4.6 帶擋邊的滾輪
帶擋邊滾輪的作用有：一方面將滾輪上的橇體或工件等進行輸送，另一方面滾輪上的擋邊也提供了一種導向作用，從而保證橇體或工件的輸送方向正確。
4.7 調(diào)整片架
圖4-7 調(diào)整片架示意圖
鏈式滾床輸送機床是輸送工件和中間設(shè)備，應(yīng)用性能較強的機床應(yīng)能隨時調(diào)整機床的高度，以適應(yīng)生產(chǎn)線及輸送目的地的高度要求，為此，本文設(shè)計了調(diào)整片架，調(diào)整片架的示意圖如上圖所示。通過調(diào)整螺栓中螺母的位置來調(diào)整輸送機床的高度。
5 總結(jié)與展望
在第一章中，我們主要對鏈式輸送機這一行業(yè)的當前情況、發(fā)展趨勢等到情況作了一個詳細的介紹。目的就是通過對這一行業(yè)的一個綜述，認識這一行業(yè)的當前形勢，緊跟時代潮流。在以下的幾章中，我們陸續(xù)介紹了鏈式滾床的總體設(shè)計，鏈式輸送機功率的計算、減速電動的選型、接觸強度的計算等?；旧辖榻B了此鏈式滾床的核心內(nèi)容。
在鏈式滾床的設(shè)計中，綜合運用了過去三年多學到的知識，逐漸認識到一個優(yōu)秀的機械設(shè)計人員應(yīng)該具備的素質(zhì)，應(yīng)該在與機械有關(guān)的各個領(lǐng)域中都要有所收獲。在鏈式滾床的設(shè)計當中，培養(yǎng)了我的求知欲，鍛煉了我的學習能力，為以后的發(fā)展打下了更為堅實的基礎(chǔ)。
在這個課題的設(shè)計當中，發(fā)現(xiàn)對鏈式滾床的部件選型及設(shè)計中，存在著一些不足，希望在以后的實踐中，獲得更多的知識，對鏈式輸送機床有一個更全面的認識，從而進行更全面深入的設(shè)計。我希望在以后的工作學習當中，能夠?qū)@類信息有更深刻的了解。
致 謝
在本次論文設(shè)計過程中，楊敏老師對該論文從選題，構(gòu)思到最后定稿的各個環(huán)節(jié)給予細心指引與教導,使我得以最終完成畢業(yè)論文設(shè)計。在學習中,楊老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、豐富淵博的知識、敏銳的學術(shù)思維、精益求精的工作態(tài)度以及侮人不倦的師者風范是我終生學習的楷模，導師們的高深精湛的造詣與嚴謹求實的治學精神，將永遠激勵著我。在每次設(shè)計遇到問題時楊老師不辭辛苦的講解才使得我的設(shè)計順利的進行。從設(shè)計的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計的修改的整個過程中，花費了楊老師很多的寶貴時間和精力，在此向?qū)煴硎局孕牡馗兄x！導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，開拓進取的精神和高度的責任心都將使學生受益終生！
還要感謝和我同一設(shè)計小組的幾位同學，是你們在我平時設(shè)計中和我一起探討問題，并指出我設(shè)計上的誤區(qū)，使我能及時的發(fā)現(xiàn)問題把設(shè)計順利的進行下去，沒有你們的幫助我不可能這樣順利地結(jié)稿，在此表示深深的謝意。這三年中還得到眾多老師的關(guān)心支持和幫助
最后，我要向百忙之中抽時間對本文進行審閱，評議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝。
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目 錄
摘要……………………………………………………………………………………………………………..III
ABSTRACT…………………………………………………………………………………………………….IV
1.緒論 1
1.1鏈式輸送機的概述 1
1.2鏈式輸送機的零部件設(shè)計 2
1.3 國內(nèi)外的研究概述 3
1.4本課題的研究內(nèi)容和所需解決的問題 3
2 .總體方案設(shè)計 5
2.1鏈式輸送滾床和帶式輸送滾床 5
2.2帶式輸送機的特點及分類 6
2.2鏈式滾床輸送機的選擇 6
2.2.1 電動機在外 6
2.2.2 電動機在內(nèi) 6
2.3 帶式滾床和鏈式滾床輸送機的對比 7
2.4比較并確定最終方案 7
3.鏈式滾床的參數(shù)計算 8
3.1傳送鏈的設(shè)計 8
3.2驅(qū)動電機的選型 9
3.3鏈式滾床軸的設(shè)計 10
3.3.1 驅(qū)動軸的設(shè)計 10
3.3.2 滾輪軸的設(shè)計 12
3.4軸承的選型及校核 15
3.5鏈式輸送機強度計算 17
3.5.1 鏈傳動的運動特性 17
3.5.2 鏈傳動的動載荷 19
3.5.3 鏈傳動的受力分析 19
3.5.4 滾床滾輪接觸強度的計算 20
4．鏈式滾床的其他部件設(shè)計 22
4.1鏈式滾床的驅(qū)動裝置 22
4.2 鏈式輸送機的張緊裝置 22
4.3鏈式輸送機的鏈輪 24
4.4 改向滑輪 24
4.5配重組件 25
4.6 帶檔邊的滾輪 25
4.7 調(diào)整片架 26
致 謝 28
參考文獻 29
29