《生產(chǎn)線用滾柱輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及三維建模研究》10000字（論文）

目錄摘要本次設(shè)計(jì)的生產(chǎn)線用滾柱輸送機(jī)，使用電機(jī)為動(dòng)力設(shè)備，通過(guò)電機(jī)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)速度經(jīng)過(guò)鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)帶帶動(dòng)著傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，從給貨物向前運(yùn)輸提供了動(dòng)力。對(duì)滾柱輸送機(jī)的關(guān)鍵部分結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，并畫出了滾柱輸送機(jī)的三維建模圖和二維平面圖，滾柱輸送機(jī)是自動(dòng)化生產(chǎn)不可或缺的一部分，通過(guò)研究滾柱輸送機(jī)可以促進(jìn)自動(dòng)化生產(chǎn)。關(guān)鍵字：滾柱；輸送機(jī)；鏈傳動(dòng)；建模1緒論 第一章緒論1.1選題背景在我國(guó)改革開放幾十年以來(lái)，社會(huì)飛速發(fā)展。其中工業(yè)化占據(jù)這十分重要的地位，是實(shí)現(xiàn)社會(huì)主義現(xiàn)代化國(guó)家不可缺少的部分。任何技術(shù)產(chǎn)品，都是通過(guò)一步步改良而進(jìn)步。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)加工有了十分迅速的發(fā)展，流水線的生產(chǎn)方式提高了效率，因此，輸送機(jī)也就越來(lái)越重要了。輸送機(jī)即節(jié)省了運(yùn)輸時(shí)間又節(jié)省了人力資源，提高了運(yùn)輸?shù)男?。如今的輸送機(jī)的發(fā)展已經(jīng)日益完善，在近現(xiàn)代最廣泛使用的是皮帶輸送機(jī)，它所使用的材料主要是當(dāng)時(shí)易于獲得的皮料而制成的，主要集中在二次工業(yè)革命時(shí)期。那時(shí)，輸送機(jī)被描述為“在槽里的兩個(gè)滾筒上旋轉(zhuǎn)的薄而柔軟的寬環(huán)皮帶或帆布帶”。此后，隨著工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，所需要生產(chǎn)的物件體積和重量趨向于大型化，材質(zhì)也趨于多樣化。對(duì)輸送機(jī)的要求也變的越來(lái)越高。這些變化促進(jìn)輸送機(jī)的發(fā)展，早期的簡(jiǎn)便的帶式輸送機(jī)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代市場(chǎng)需求，市場(chǎng)的需求導(dǎo)向則更加的青睞于承重更大的輸送設(shè)備，滾筒輸送機(jī)機(jī)的出現(xiàn)滿足了這一需求，滾筒輸送機(jī)輸送的貨物量更大，性能更加可靠，傳送更加安全。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀伴隨著滾筒輸送機(jī)研發(fā)和制造的蓬勃發(fā)展,各種各樣形式的輥?zhàn)釉诓煌纳a(chǎn)環(huán)境中有了十分廣泛的應(yīng)用。美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家在滾筒輸送機(jī)的研究和改進(jìn)。近年來(lái)滾筒輸送機(jī)的設(shè)計(jì)制造已經(jīng)進(jìn)入了十分成熟的階段，并且已經(jīng)具有較大規(guī)模的生產(chǎn)?，F(xiàn)如今，滾筒輸送機(jī)具有較多的型號(hào)，品種也比較齊全，可以滿足不同行業(yè)的需求。同時(shí)，還有很多國(guó)家投入到對(duì)滾筒輸送機(jī)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化工作當(dāng)中去，經(jīng)過(guò)這些年的不斷努力和完善，實(shí)現(xiàn)了滾筒輸送機(jī)的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化。而相對(duì)于我國(guó)滾筒輸送機(jī)的發(fā)展相對(duì)于西方發(fā)達(dá)國(guó)家起步較晚,輪筒輸送機(jī)在二十世紀(jì)八十年代才僅僅在生產(chǎn)車間的機(jī)械化流水線中得到應(yīng)用,但是當(dāng)時(shí)的滾筒輸送機(jī)大都是專用設(shè)備或者是非標(biāo)設(shè)備，還沒有制作相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，伴隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)開始采用大規(guī)模的輸送線來(lái)進(jìn)行流水線式的生產(chǎn)。我國(guó)在滾筒輸送機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化方面也做了很多的工作[7]，隨著我國(guó)工業(yè)的迅速發(fā)展，例如一些汽車等大量零件的生產(chǎn)行業(yè)的崛起，出現(xiàn)了大量的機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)線，使得滾筒輸送機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。體現(xiàn)在下列幾個(gè)方面：滾筒輸送機(jī)的應(yīng)用范圍在不斷的擴(kuò)大，幾乎在各行各業(yè)都有所應(yīng)用。滾筒輸送機(jī)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，輸送的規(guī)模、速度和種類都得到了提高。形成了生產(chǎn)滾筒輸送機(jī)的專業(yè)生產(chǎn)鏈，國(guó)內(nèi)有很多家滾筒輸送機(jī)的廠商能夠生產(chǎn)種類齊全的通用輸送機(jī)。如今的滾筒輸送機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)水平和質(zhì)量有很大的提高和改進(jìn)。我國(guó)的滾筒輸送機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)于1993年正式實(shí)行?，F(xiàn)如今我們使用的滾筒輸送機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為2008年重新修訂實(shí)施的JB/T7012-2008。但是不同地區(qū)之間，滾筒輸送機(jī)的設(shè)計(jì)還是有很大的區(qū)別，有的有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也有很大差異[7]。1.3輸送機(jī)的應(yīng)用及特點(diǎn)滾柱輸送機(jī)是一種在兩側(cè)框架間排列若干輥?zhàn)拥倪B續(xù)輸送機(jī),主要由輥?zhàn)印C(jī)架、支架、驅(qū)動(dòng)部份等組成，它主要是用來(lái)輸送箱體、塊狀物料或者托盤等，應(yīng)用范圍廣泛。輸送機(jī)通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)安裝在框架間的輥?zhàn)?，依靠輥?zhàn)雍退斔臀锲烽g的摩擦，完成輸送功能。其中輥?zhàn)拥尿?qū)動(dòng)一般不使用單獨(dú)旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)方式，而是將其裝配成組驅(qū)動(dòng)，與電機(jī)配合輸出功率，再通過(guò)傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?，與其他輸送機(jī)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行平穩(wěn)、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，最突出的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行銜接和配套，其多功能性使得滾柱輸送機(jī)在運(yùn)輸物品時(shí)具有明顯優(yōu)勢(shì)?？梢造`活的裝配線路:即可以筆直的運(yùn)輸又可以以不同的彎曲角度運(yùn)輸，可以根據(jù)需要選用單一或多分支的輸送線路。組裝配合比較簡(jiǎn)單容易:可以使用輔助工件來(lái)彌補(bǔ)輸送設(shè)備的高度要求，模塊化的輸送結(jié)構(gòu)，更易于和其他生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行配合。運(yùn)用廣泛:易于形成標(biāo)準(zhǔn)化，系統(tǒng)化。輸送機(jī)的產(chǎn)生不僅節(jié)省了運(yùn)輸時(shí)間，也節(jié)約了人力資源，大大提高了運(yùn)輸?shù)男?。本設(shè)計(jì)以滾筒式輸送機(jī)為例，對(duì)相關(guān)的機(jī)械機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)﹐涉及工業(yè)工程涉及、機(jī)械制造等相關(guān)的知識(shí),考察了自己對(duì)相關(guān)知識(shí)的運(yùn)用。通過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，幫助在步入社會(huì)以后達(dá)到更多的適應(yīng)工作崗位的要求。 第二章總體設(shè)計(jì)2總體設(shè)計(jì)2.1輸出方式的選擇滾筒輸送機(jī)的分類方法有很多種，按輸送有無(wú)動(dòng)力可分為無(wú)動(dòng)力式滾筒輸送機(jī)和動(dòng)力式滾筒輸送機(jī)。按照輥?zhàn)拥男螤钣挚梢苑譃閳A柱輥?zhàn)?、圓錐輥?zhàn)拥?。無(wú)動(dòng)力滾筒輸送機(jī)自身無(wú)驅(qū)動(dòng)裝置，滾筒的的轉(zhuǎn)動(dòng)呈被動(dòng)狀態(tài)，物品依靠人力、重力或者外部推動(dòng)裝置移動(dòng)。按布置可分為水平和傾斜兩種。水平布置依靠人力或外部推動(dòng)裝置輸送物體，主要用于輸送物品重量輕、輸送距離短、工作不頻繁的場(chǎng)合。傾斜布置依靠物品的自身重力輸送，簡(jiǎn)單使用。但不易控制物品的運(yùn)行狀態(tài)，物品間有碰撞。適用于工序間短距離輸送。動(dòng)力式滾筒輸送機(jī)自身具有驅(qū)動(dòng)裝置，滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)呈主動(dòng)狀態(tài)，可以嚴(yán)格控制物品的運(yùn)行狀態(tài)，可以按照要求規(guī)定速度，平穩(wěn)的運(yùn)輸物品。生產(chǎn)線用輸送機(jī)應(yīng)用動(dòng)力式滾筒輸送機(jī)。2.2傳動(dòng)方式的選擇帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境影響小，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音小，傳動(dòng)速度高，但不適宜在環(huán)境比較復(fù)雜的地方工作，帶傳動(dòng)的打滑和易疲勞破環(huán)缺點(diǎn)明顯。鏈傳動(dòng)的承載能力大，通過(guò)鏈輪輪齒與鏈條鏈節(jié)的嚙合來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，通用性好，布置方便對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)。與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)沒有彈性滑動(dòng)的特性和又無(wú)整體打滑的現(xiàn)象，所以相對(duì)于帶傳動(dòng)能夠保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率較高；又因鏈條不需要如帶一樣需要高的張緊，所以作用與軸上的徑向壓力較小；鏈傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相比采用金屬材料制成，在同樣的使用條件下，鏈傳動(dòng)的整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)較為緊湊，同時(shí)，鏈傳動(dòng)能在高溫和潮濕的環(huán)境中工作[13]。鏈傳動(dòng)分為單鏈傳動(dòng)和雙鏈傳動(dòng)，單鏈傳動(dòng)結(jié)構(gòu)布置緊湊，適用于輕載、低速、持續(xù)運(yùn)行的場(chǎng)合。雙鏈傳動(dòng)適用于載荷較大、速度較高、起、制動(dòng)比較頻繁的場(chǎng)合。傳動(dòng)方式選用鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)方式，已知貨物較輕，速度較慢故采用單鏈傳動(dòng)。2.3設(shè)計(jì)方案已知工作條件：輸送路線長(zhǎng)度為10m；運(yùn)行速度速度0.1m/s；成品桶的外形尺寸為外徑φ260mm；高度345mm。圖2.1滾柱輸送機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖本次設(shè)計(jì)的滾柱輸送機(jī)的機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2.3所示，可適用于箱包、托盤等輸送、散料、小件物品需放在托盤上運(yùn)輸，本次運(yùn)輸?shù)某善吠翱梢懒糠胖迷谕斜P上運(yùn)輸，滾筒間易于銜接，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠性高，易于維護(hù)。結(jié)構(gòu)形式：從驅(qū)動(dòng)形式上來(lái)說(shuō)可分為有無(wú)動(dòng)力，電動(dòng)滾筒等，按布局形式可分為水平運(yùn)輸和轉(zhuǎn)彎運(yùn)輸。采用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，水平運(yùn)輸形式。動(dòng)力方式：電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)滾筒等。采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的形式傳動(dòng)方式：鏈輪，v型帶等。采用鏈輪傳動(dòng)。滾柱輸送機(jī)又可稱為滾筒輸送機(jī)，其主要部件是滾筒作為牽引部件和承載部件。其中鏈?zhǔn)綕L柱輸送機(jī)組成主要包括以下幾個(gè)部分：滾筒、傳動(dòng)裝置、制動(dòng)裝置等。通過(guò)電動(dòng)機(jī)可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)速度，輸出一定的速度由小鏈輪傳動(dòng)到大鏈輪。大鏈輪固定在傳動(dòng)軸上，鏈條的傳動(dòng)帶動(dòng)著傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)鏈輪的嚙合，動(dòng)力傳動(dòng)到了滾筒上，從而實(shí)現(xiàn)了鏈條帶動(dòng)滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)。其速度可以通過(guò)電機(jī)調(diào)節(jié)，以滿足生產(chǎn)的需要。 第三章滾筒的設(shè)計(jì)3滾筒的設(shè)計(jì)3.1滾筒的長(zhǎng)度的確定滾筒長(zhǎng)度L=W+B，其中W為物體的的寬度，B為寬度裕量，一般可取50-150。圖3.1貨物示意圖對(duì)于底部剛度很大的物件，在不影響正常輸送和安全的情況下，物件寬度可大于滾筒長(zhǎng)度，一般取≥0.8B。

采用短滾筒的多滾筒輸送機(jī)，其輸送機(jī)寬度一般可參照?qǐng)D3.2（a），按下式計(jì)算：

W=B+B1式中：W一輸送機(jī)寬度(mm)；

B--物品寬度(mm)；

B1

--寬度裕量(mm)，一般可取=50mm圖3.2多滾筒貨物示意圖當(dāng)多滾筒少于4列時(shí)，只宜輸送剛度大的平底物品，物品寬度應(yīng)大于輸送機(jī)寬度，可取W=(0.7～0.8)B，如圖3.1（b）所示。本次設(shè)計(jì)運(yùn)輸?shù)奈矬w為成品桶，直徑260mm，高度為345mm，可采用圖3.1（a）的方式。為運(yùn)輸方便，可設(shè)計(jì)為四個(gè)桶用一塊矩形支撐架的形式運(yùn)輸，使運(yùn)輸更有效率，運(yùn)輸形式可見圖3.3。圖3.3貨物運(yùn)輸方式即滾筒長(zhǎng)度為L(zhǎng)=W+B,其中w=560mm，取寬度裕量為50mm，即滾筒長(zhǎng)度L=610mm通過(guò)查表可得滾筒長(zhǎng)度應(yīng)取L=630mm。表3.1輥?zhàn)娱L(zhǎng)度選擇輥?zhàn)娱L(zhǎng)度10012516020025031540050063080010001250140016003.2滾筒的間距的確定滾筒的間距需要輸送的物體始終有三個(gè)以上的滾筒同時(shí)支撐，一般可選用公式：P=(1/3)L（1）對(duì)于要求運(yùn)輸比較平穩(wěn)的物體，可選用公式：P=(1/4~1/5)L（2）其中：P為滾筒間距；L為滾筒長(zhǎng)度；因?yàn)橥暗倪\(yùn)輸重量較輕，要求運(yùn)行比較平穩(wěn)，可選用公式（2）可得出P=130mm，滾筒間距應(yīng)滿足表3.2的的規(guī)定，及選用近似值P=125mm。表3.2輥?zhàn)娱g距選擇輥?zhàn)娱g距5063801001251602002503153.3滾筒直徑滾筒受力主要摩擦力f以及成品桶重力G，設(shè)計(jì)輸送總質(zhì)量為50kg，滾筒直徑D與輥?zhàn)映休d能力有關(guān)，可按下式選?。篎≤式中：F一作用在單個(gè)滾筒上的載荷(N)；[F]一單個(gè)滾筒上的允許載荷(N)；作用在單個(gè)滾筒上的載荷F，與物品質(zhì)量、支承物品的滾筒數(shù)以及物品底部特性有關(guān)，可按下式計(jì)算：

F=mgK式中：m一單個(gè)物品的質(zhì)量(kg)：K1一單列滾筒有效支承系數(shù)，與物品底面特性及輥筒平面度有關(guān)，一般可取K1=0.7；對(duì)底部剛度很大的物品，可取K1=0.5：K2一多列滾筒不均衡承載系數(shù)，對(duì)雙列滾筒，取K2=0.7～0.8；對(duì)單列滾筒，取K2=1：n一支承單個(gè)物品的滾筒數(shù)；g一重力加速度，取g=9.81m/s。經(jīng)過(guò)計(jì)算，查表3.3可得取D=76,取d=15，強(qiáng)度以足夠滿足要求。表3.3輥?zhàn)又睆胶洼S徑輥?zhàn)又睆紻254050607689108133159輥?zhàn)虞S徑d6881012101215121520152025202530253035303540354045 第四章電機(jī)的選擇 第四章電機(jī)的選擇4電機(jī)的選擇4.1電機(jī)功率計(jì)算已知成品桶和托盤的總質(zhì)量為50kg，傳動(dòng)方式為鏈傳動(dòng)，運(yùn)行速度為0.1m/s，長(zhǎng)度10m。選擇電機(jī)步驟如下：1.輥?zhàn)訉?duì)輥?zhàn)渔滘?qū)動(dòng)型，指每相鄰兩個(gè)輥?zhàn)右枣湱h(huán)相連傳動(dòng)，這種結(jié)構(gòu)形適合于運(yùn)送重載物件及需要頻繁停機(jī)，啟動(dòng)和逆轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。輥?zhàn)訉?duì)輥?zhàn)有万?qū)動(dòng)輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)，驅(qū)動(dòng)鏈條的牽引力PP式中:Q由實(shí)際驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)訑?shù)與滾子鏈損耗系數(shù)所確定的系數(shù);W--每個(gè)動(dòng)力輥?zhàn)域?qū)動(dòng)的重力，N;Dr為輥?zhàn)又睆紻s為鏈輪的節(jié)圓直徑，取值為70mm其中Q=[(1+i式中:i滾子鏈的損耗系數(shù)一般在1%至3%的范圍內(nèi)，取決于使用工況，潤(rùn)滑良好時(shí)取1%，潤(rùn)滑不良時(shí)取3%;n驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)訑?shù)，最多可達(dá)150.根據(jù)本設(shè)計(jì)輸送長(zhǎng)度，輥?zhàn)又睆?，間距等可得出為50;經(jīng)計(jì)算可得Q=64.46。W=式中：a每m輸送機(jī)上的從動(dòng)輥?zhàn)訑?shù)；WrWe根據(jù)估算W≈6000N。則計(jì)算可得

P電動(dòng)機(jī)功率N：

N=式中：K電機(jī)裕量系數(shù)，K=1..15-1.3;PnV輸送機(jī)運(yùn)行速度；η傳動(dòng)總效率，η=η1×η2，η1為鏈條與鏈輪嚙合的效率，即電動(dòng)機(jī)的功率

N=2.連續(xù)單鏈驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)鏈條的牽引力PP式中：f摩擦系數(shù)；L--輸送機(jī)長(zhǎng)度，m；DrDsWmWcRd傳動(dòng)輥?zhàn)樱òㄦ溳啿话招妮S）的重力，N；Cd輸送機(jī)每m內(nèi)傳動(dòng)輥?zhàn)訑?shù)；Ri從動(dòng)輥?zhàn)訂渭亓?，N；Ci輸送機(jī)每m從動(dòng)輥?zhàn)訑?shù)；T=WP即電動(dòng)機(jī)的功率N=綜合兩種方式可選擇額定功率3kw的電機(jī)。4.2電機(jī)的查表選擇可選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，Y系列電動(dòng)機(jī)為全封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，是按照國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，具有國(guó)際互換性的特點(diǎn)。用于空氣中不含易燃易爆或腐蝕性氣體的場(chǎng)所，適用于無(wú)特殊要求的機(jī)械上，如機(jī)床、泵、風(fēng)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、攪拌機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械等，輸送機(jī)所需要的轉(zhuǎn)速不高，可選擇Y132M-8電機(jī)，滿足功率需求。表4.1電機(jī)選型電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/KW滿載轉(zhuǎn)速（r/min）堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y132S-82.27102.02.0Y132M-837102.02.0 第五章鏈條和鏈輪的選擇和設(shè)計(jì) 第五章鏈條和鏈輪的選擇和設(shè)計(jì)5鏈條和鏈輪的選擇和設(shè)計(jì)5.1鏈條的選擇表5.1滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù)鏈號(hào)節(jié)距p排距pt滾子外徑d1max內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬b1min銷軸直徑d2max鏈板高度h2max極限拉伸載荷(單排)Qmin每米質(zhì)量(單排)qmmmmmmmmmmmmNkg/m08A12.7014.387.957.853.9612.07138000.6010A15.87518.1110.169.405.0815.09218001.0012A19.0522.7811.9112.575.9518.08311001.5016A25.4029.2915.8815.757.9424.13556002.6020A31.7535.7619.0518.909.5430.18867003.8024A38.1045.4422.2325.2211.1036.201246005.6028A44.4548.8725.4025.2212.7042.241690007.5032A50.8058.5528.5331.5514.2948.2622240010.1040A63.5071.5539.6837.8519.3460.3334700016.1048A76.2087.8347.6347.3523.3072.3950040022.60鏈條按用途不同可分為傳動(dòng)鏈、輸送鏈和起重鏈，輸送鏈主要用在運(yùn)輸中，本設(shè)計(jì)中的要輸送的的成品桶和托盤最大不超過(guò)500N托盤和滾筒之間的摩擦力f=μ其中μ為鋼的動(dòng)摩擦系數(shù)，經(jīng)過(guò)查表可知μ=0.05FN為托盤和成品桶的重量，為500N，則通過(guò)上式可得f=0.05?500=25N≤13.8KN，通過(guò)查表可知，08A的鏈條足以滿足承載能力的要求5.2鏈輪的選擇鏈輪設(shè)計(jì)主要是確定其結(jié)構(gòu)和尺寸，選擇材料和熱處理方法。在鏈傳動(dòng)中，鏈輪的作用是十分重要的，鏈輪的齒數(shù)對(duì)傳動(dòng)的平穩(wěn)性有著重大的影響，小鏈輪齒數(shù)少，可減少外廓尺寸，但齒數(shù)過(guò)少，會(huì)使運(yùn)動(dòng)的不均勻性和動(dòng)載荷增加，使鏈條的多邊形效應(yīng)增加。鏈條在進(jìn)入和退出嚙合時(shí)，鏈節(jié)間的相對(duì)轉(zhuǎn)角增大；鏈傳動(dòng)的圓周力增大，從整體上加速鉸鏈和鏈輪的磨損[13]?？梢?，小鏈輪的齒數(shù)不宜過(guò)小一般鏈輪的齒數(shù)Z1≥17，對(duì)于高速傳動(dòng)或承受沖擊載荷的鏈傳動(dòng)，另外一方面，在傳動(dòng)比給定時(shí)，Z1大，大鏈輪齒數(shù)Z估計(jì)鏈速為0.6-3M/S選擇鏈輪的齒數(shù)皆為17傳動(dòng)比為1。1.計(jì)算當(dāng)量的單排鏈計(jì)算功率PcaP式中：KA——工況系數(shù)，可選值為1.0[13]KZ——主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù)，可選值為1.5[13]KP——多排鏈系數(shù)，雙排鏈時(shí)KP=1.75，三排鏈時(shí)KP——傳遞的功率，KW；P2.確定鏈條型號(hào)和節(jié)距P鏈條型號(hào)根據(jù)當(dāng)量的單排鏈計(jì)算功率Pca、單排鏈額定功率Pc和傳主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速得到選用08A型P3.計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距初定中心距a0=（30~50）P，選擇aL鏈輪的中心距為滾筒的間距為125，選擇08A型號(hào)的鏈條，根據(jù)表確定節(jié)距P為12.7。故

LP0=212512.7+17+174.計(jì)算鏈速v，確定潤(rùn)滑方式最大鏈速為

V=Z1潤(rùn)滑方式采用油池潤(rùn)滑。5.計(jì)算鏈輪直徑大鏈輪的分度圓直徑為

d1小鏈輪的分度圓直徑為

d2齒頂圓最大直徑：da=d+1.25P-d1=69.12+1.25×12.7-7.92=77mm齒頂圓最小直徑：da=d+P（1-1.6/z）-d1=69.12+12.7（1-1.6/17）-7.92=71.62mm齒頂圓平均直徑為：da=（77+71.62）/2=74.31mm齒根圓直徑為為：df=d-d1=69.12-7.92=61.2mm其中d1為滾子直徑鏈輪結(jié)構(gòu)如下圖所示圖5.1鏈輪結(jié)構(gòu)5.3鏈輪的材料表5.2鏈輪常用的材料和齒面硬度材料熱處理熱處理后的硬度應(yīng)用范圍15，203540、50、ZG310-57015Cr、20Cr35MiMn、40Cr、35CrMoQ235、Q275普通灰鑄鐵夾布膠木滲碳、淬火、回火正火淬火、回火滲碳、淬火、回火淬火、回火焊接后退火淬火、回火50-60HBC160-200HBS40-50HBC50-60HBC40-50HBC140HBS260-280HBSz≤25，有沖擊載荷的主、從動(dòng)輪在正常工作條件下，齒數(shù)較多的鏈輪無(wú)劇烈振動(dòng)及沖擊的鏈輪有動(dòng)載荷及傳遞較大功率的重要鏈輪使用優(yōu)質(zhì)鏈條的重要鏈輪中等速度、傳遞中等功率的較大鏈輪z＞25的從動(dòng)鏈輪功率小于6kW、速度較高、要求傳動(dòng)平穩(wěn)的鏈輪本次設(shè)計(jì)的輸送機(jī)的鏈傳動(dòng)，運(yùn)行較為平穩(wěn)，幾乎沒有沖擊載荷，則由表可知，鏈輪材料可選用45鋼，采用淬火、回火的熱處理形式，即可達(dá)到輸送機(jī)的輸送要求。 第六章滾動(dòng)軸承的選擇6滾動(dòng)軸承的選擇滾動(dòng)軸承在如今的機(jī)械中使用的十分廣泛，它依靠主要原件間的滾動(dòng)接觸來(lái)支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件的。滾動(dòng)軸承已經(jīng)發(fā)展成標(biāo)準(zhǔn)化，由專業(yè)的軸承工廠大量的生產(chǎn)和制造各種類型的常用軸承。滾動(dòng)軸承具有啟動(dòng)所需力矩小、旋轉(zhuǎn)精度高、選用方便等優(yōu)點(diǎn)。其中深溝球軸承使用較為廣泛。深溝球軸承主要承受徑向載荷，也可同時(shí)承受小的軸向載荷。當(dāng)量摩擦系數(shù)小。當(dāng)其僅受徑向載荷時(shí)，接觸角為零。當(dāng)深溝球軸承具有較大的徑向游隙時(shí)，具有角接觸球軸承的性能，可承受較大的軸向載荷。深溝球軸承的摩擦系數(shù)很小，極限轉(zhuǎn)速也很高，適合運(yùn)用于旋轉(zhuǎn)速度高、噪音低、振動(dòng)較小的場(chǎng)合，帶鋼板防塵蓋或橡膠密封圈的密封型軸承內(nèi)預(yù)先填充了適量的潤(rùn)滑脂，外圈帶止動(dòng)環(huán)或凸緣的軸承，容易軸向定位，又便于外殼的安裝，最大負(fù)荷型軸承的尺寸與標(biāo)準(zhǔn)軸承相同。深溝球軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，與別的類型相比易于達(dá)到較高的制造精度，所以便于大批量生產(chǎn)，價(jià)格低，使用普遍。6.1軸承的選擇軸承所受載荷大小、方向和性質(zhì)，是選擇軸承類型的主要依據(jù)。在輸送機(jī)運(yùn)作過(guò)程中，滾筒主要承受徑向力，軸向力只是很小的一部分，根據(jù)設(shè)計(jì)滾筒直徑為75mm。滾筒長(zhǎng)度L=630mm，且托盤和成品桶載重為50kg，在同一時(shí)刻，至少有3個(gè)滾筒同時(shí)支撐貨物，故單個(gè)滾筒承載為F=166，故單個(gè)軸承受的徑向力Fr=83N,當(dāng)量動(dòng)載荷P的一般計(jì)算公式為P=X式中：X,Y分別為徑向動(dòng)載荷系數(shù)和軸向動(dòng)載荷系數(shù)，其值見表Fr為軸承所受的徑向載荷，由上文可知Fr=83N,而本設(shè)計(jì)中幾乎不承受軸向載荷，則Fa=0.表6.1徑向動(dòng)載荷系數(shù)X和軸向動(dòng)載荷系數(shù)Y軸承類型相對(duì)軸向載荷單列軸承Fa/Fr≤eFa/Fr＞eFa/C0Fa/DXYXY深溝球軸承0.0250.0400.0700.1300.2500.5000.1720.3450.6891.031.382.07100.562.01.81.61.41.21.0表列出了深溝球軸承的單列軸承徑向載荷系數(shù)X和軸向載荷系數(shù)Y，由表6.1可知，X=1，Y=0。所以軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷應(yīng)為P=X計(jì)算所需軸承應(yīng)具有的基本額定動(dòng)載荷C可根據(jù)下是計(jì)算得出C=P其中C為軸承的基本額定動(dòng)載荷；n為軸承的轉(zhuǎn)速；P為當(dāng)量動(dòng)載荷，由上文已知P=83N;；fp為載荷系數(shù)，查表6.2可得fft為溫度系數(shù)，查表6.3可得fLh為軸承的預(yù)期壽命，查表6.4可得Lε為壽命系數(shù)，對(duì)于球軸承，ε=3；對(duì)于滾子軸承，ε=10/3；其中n可根據(jù)下式得出n=式中：n為軸承的轉(zhuǎn)速；v為滾筒的線速度，已知條件為，v=0.1m/s；r為滾筒的半徑，r=38mm；故可計(jì)算出n=即可得出基本額定動(dòng)載荷CC=P表6.2載荷系數(shù)載荷系數(shù)無(wú)沖擊或輕微沖擊中等沖擊強(qiáng)烈沖擊fp1.0-1.21.2-1.81.8-3.0軸承工作溫度/C100125150200250300溫度系數(shù)10.950.900.800.700.60機(jī)器類型預(yù)期計(jì)算壽命Lh不經(jīng)常使用的儀器或設(shè)備，如閘門開閉裝置等短期或間斷使用的機(jī)械，中斷使用不致引起嚴(yán)重后果間斷使用的機(jī)械，中斷使用后果嚴(yán)重，如發(fā)動(dòng)機(jī)輔助設(shè)備、流水作業(yè)線自動(dòng)傳送裝置、升降機(jī)、車間吊車、不常使用的機(jī)床等每日8h工作的機(jī)械，如一般的齒輪傳動(dòng)、某些固定電動(dòng)機(jī)等24h連續(xù)工作的機(jī)械，如礦山升降機(jī)、紡織機(jī)械、泵、電機(jī)等300-30003000-80008000-1200012000-2000020000-120000表6.3溫度系數(shù)表6.4推薦的軸承預(yù)期計(jì)算壽命6.2軸承的校核軸承的基本額定壽命

L式中：LhCr為軸承的基本額定動(dòng)載荷，6002軸承為5.58KNP為當(dāng)量動(dòng)載荷，即P=83N；L滿足軸承壽命要求6.3軸承座的選擇選用立式座外球面軸承UCP型，這種軸承座用兩個(gè)螺栓固定，通用性強(qiáng)。堅(jiān)固耐用，價(jià)格低廉。在各種機(jī)械的傳動(dòng)及輸送裝置上應(yīng)用十分廣泛。 第七章鍵的選擇7鍵的選擇鍵是標(biāo)準(zhǔn)零件，通常用于實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩，有些還可以實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑移導(dǎo)向。鍵選擇包括型式選擇和尺寸選擇。鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、使用要求和工作條件選擇；鍵的尺寸應(yīng)根據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強(qiáng)度要求相符的要求取定。該鍵的主要尺寸是它的斷面尺寸(通常用鍵寬b×鍵高h(yuǎn)表示)和L長(zhǎng)度。鍵斷面大小b×h是由鍵的標(biāo)準(zhǔn)選擇的。鍵長(zhǎng)L一般可以根據(jù)輪轂的長(zhǎng)度來(lái)確定，即鍵長(zhǎng)等于或略短于輪轂的長(zhǎng)度；導(dǎo)平鍵則根據(jù)輪轂的長(zhǎng)度和滑距來(lái)確定。軸的直徑為15mm，根據(jù)下圖可知，在12-17的范圍內(nèi)，即鍵寬×鍵高=5×5，鍵長(zhǎng)可選長(zhǎng)度為10mm。表7.1普通平鍵的主要尺寸（摘自GB/T1096-2003）軸的直徑d6-8＞8-10＞10-12＞12-17＞17-22＞8-10＞8-10鍵寬b×鍵高h(yuǎn)2×23×34×45×56×68×710×8軸的直徑d＞44-55＞50-58＞58-65＞65-75＞75-85＞85-95＞95-110鍵寬b×鍵高h(yuǎn)14×916×1018×1120×1222×1425×1428×16鍵的長(zhǎng)度系列L6，8，10，12，14，16，18，20，22，25，28，32，36，40，45，50，56，63，70，80，90，100，110，125，140，180，200，250圖7.1鍵的機(jī)構(gòu)尺寸圖平鍵其主要失效形式是工作面被壓潰。除非有嚴(yán)重過(guò)載，一般不會(huì)出現(xiàn)鍵的剪斷。因此，通常只按照工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵連接的強(qiáng)度條件為σ式中：T傳遞的轉(zhuǎn)矩

T=Fy≈Fdk鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k=0.5h，此處h為鍵的高度，mm；l鍵的工作長(zhǎng)度，mm，圓頭平鍵l=L-b，單圓頭平鍵l=L-0.5b，平頭平鍵l=L,這里L(fēng)為鍵的公稱長(zhǎng)度，mm，b為鍵的寬度，mm；d軸的直徑，mm；[σP]鍵、軸、輪轂三者最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，MPσ 第八章軸的設(shè)計(jì)選擇鍵滿足要求 第八章軸的設(shè)計(jì)8軸的設(shè)計(jì)軸是機(jī)器組成的主要零件之一。一切作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)零件，都必須安裝在軸上才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。軸的主要功能是支撐回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力[13]。軸的工作能力計(jì)算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)穩(wěn)定性等方面的計(jì)算。在大多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度。故只需要對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，以防止斷裂或塑性變形。而對(duì)剛度要求高的軸（如車窗主軸）和受力大的細(xì)長(zhǎng)軸，應(yīng)進(jìn)行剛度計(jì)算，以防止工作時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的彈性變形。對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸，還應(yīng)進(jìn)行振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算，以防止發(fā)生共振而破壞[13]。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計(jì)算軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為τ式中：τrT軸所受的扭矩，N.mm;WT軸的抗扭截面系數(shù)，mn軸的轉(zhuǎn)速，r/min;P軸傳遞的功率，KW;d軸的估算直徑，mm;軸的設(shè)計(jì)計(jì)算公式為

dτ值和C值可查下表，τ和C值的大小與軸的材料及受載情況有關(guān)。當(dāng)作用在軸上的彎矩比轉(zhuǎn)矩小，或軸只受轉(zhuǎn)矩時(shí)，τ值取較大值，C值取較小值，否則相反。表8.1軸常用幾種材料的τ及C值軸的材料Q235A,20354540Cr，35SiMnτ/MPAC12-20160-13520-30135-11830-40118-10740-52107-98選取45鋼為軸的材料，故τ和C值可分別選35，107。輸送速度為0.1m/s，查得滾筒上的動(dòng)摩擦因素為0.05,質(zhì)量為50kg。滾筒的滑動(dòng)摩擦力為F=μG=0.05×500=25N，所需功率為P=FV=25×0.1=2.5W，即

d為方便計(jì)算取直徑15mm。2.軸的結(jié)構(gòu)和零件圖根據(jù)輸送機(jī)的裝配情況，可設(shè)計(jì)軸結(jié)構(gòu)如下圖，一段軸保證鏈輪輪轂和安裝預(yù)留長(zhǎng)度設(shè)計(jì)取30mm，二段軸根據(jù)裝配使用的帶座軸承的寬度，軸取50mm，右端軸同理。圖8.1軸結(jié)構(gòu)圖 第十章三維模型及零件圖、裝配圖 第九章三維模型及零件圖、裝配圖9三維模型及零件圖、裝配圖9.1滾筒的造型使用creo軟件，運(yùn)行軟件新建零件，利用旋轉(zhuǎn)選項(xiàng)，選擇FEONT面為草繪平面，在草繪平面做出旋轉(zhuǎn)截面如圖9.1-1：圖9.1滾筒草繪完成旋轉(zhuǎn)體如圖9.1-2：圖9.2滾筒造型9.2支撐架的造型同滾筒相同進(jìn)入零件造型界面，選用拉伸命令，定義FRONT面為草繪平面，完成草繪平面如圖9.2-1：圖9.3支撐架草繪確認(rèn)草繪平面后拉伸長(zhǎng)度為1700mm，完成零件的造型如圖9.2-2圖9.4支撐架造型9.3帶座軸承的造型1.由上文確定采用UCP型帶球面軸承，在UCP型軸承中選擇UCP204型軸承參數(shù)如下圖所示 圖9.5UCP204型軸承參數(shù)結(jié)構(gòu)根據(jù)上圖的參數(shù)進(jìn)行零件造型，帶座軸承是由各個(gè)零件裝配而成，零件采用多為拉伸或旋轉(zhuǎn)命令.新建裝配類型圖，通過(guò)組裝按鈕將軸承座，內(nèi)外圈，滾珠等零件導(dǎo)入，通過(guò)約束將其組裝成完整的組件。裝配圖如下圖所示圖9.6帶座軸承造型9.4鏈輪的造型1.鏈輪通過(guò)上文得出的參數(shù)，首先根據(jù)齒頂圓的參數(shù)拉伸出一個(gè)圓盤，其次在第一個(gè)拉伸上平面上再度創(chuàng)建一個(gè)拉伸，計(jì)算出滾子直徑、分度圓直徑和齒溝角參數(shù)完成草繪平面如圖9.4-1：圖9.72.通過(guò)公式計(jì)算出齒側(cè)圓弧半徑，由齒溝角的方向以齒側(cè)圓弧為半徑畫一個(gè)圓，如圖9.4-2：圖9.8通過(guò)修建不必要的線得到鏈輪的輪齒軌跡線，去除材料后得到一個(gè)齒廓后再進(jìn)行陣列，即可得到鏈輪造型。如圖9.4-3：圖9.99.5裝配圖造