行星減速電動滾筒終稿畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 接支撐并輸送成件物料。二是作為殼體保護內(nèi)部的電動機和傳動裝置。這兩個作用都要求滾筒體堅固。滾筒體的形狀絕大多數(shù)為圓柱體。在本設計中由于滾子輸送機上的微型電動滾筒和用于長距離帶式輸送機上的大功率電動滾筒的滾筒體所以選用圓柱體。滾筒體長度與輸送帶寬度之間的關系如圖25。輸送散料時，滾筒體的長度大于輸送帶的寬度，一般滾筒體每端露出輸送帶30—100mm。帶寬較窄時取下限，帶寬較長時取上限；對于輕型帶式輸送機取下限，對于大型輸送機取上限。本設計滾筒體長度為1400mm，選擇標準設計輸送帶寬1200mm。圖25 圓柱形滾筒體 滾筒體內(nèi)壁沿滾筒體軸線方向焊接有刮油板，數(shù)量為6片，當電動機旋轉時，刮油板也隨之旋轉，刮油板可以將滾筒體內(nèi)的潤滑油舀起來，澆在電動機的上面和側面，有利于冷卻電動機及潤滑油本身。電動滾筒的滾筒體材料有鋼板焊接和無縫鋼管的兩種。一般情況，電動滾筒的直徑大于320mm時選用一定強度韌性和良好的焊接性能的Q235。b. (一) 受力分析圓周驅(qū)動力緊邊張力松邊張力平均張力扭矩彎矩正應力剪切應力強度滿足要求，滾筒是安全的。(二) 厚度計算電動滾筒和帶式輸送機的傳動滾筒在結構上不一樣，前者軸一般不旋轉只起支承和承受反力矩作用，后者軸旋轉并傳遞驅(qū)動力，因此兩種滾筒的滾筒體失效的機制與首先破壞的部位也不相同。傳動滾筒的疲勞破壞往往由焊縫的疲勞破壞引起的，裂縫由輻板與筒皮的交會處的焊縫開始逐漸發(fā)展而成，以大約45176。角伸向滾筒邊緣，最終達到筒體的外表面。[3] 所以取滾筒體壁厚為10mm。a. 右法蘭軸（如圖26）電動滾筒有兩根軸支撐著。右法蘭軸（簡稱右軸）系指一端與傳動裝置聯(lián)接而另一端固定在支座上的軸。右軸借助于支座固定在輸送機的機架上，它是支撐電動滾筒本身自重及承受輸送帶拉力的主要零件。由于電動滾簡的傳動形式不同，右軸有固定式與旋轉式兩種。右軸與傳動裝置的固定部分聯(lián)接時，如與漸開線齒輪傳動的齒輪箱體聯(lián)接時，右軸是固定不旋轉的。為了保障滾筒體旋轉，在滾筒體的端蓋與右軸之間裝有軸承。若是右軸與傳動裝置的輸出部分聯(lián)接時，如與擺線針輪傳動的輸出軸聯(lián)接時，右軸與滾筒體聯(lián)接并且以相同的速度旋轉。右軸與左軸的軸頭形式通常是一致的。電動滾筒的右軸采用是實心設計。右軸在電動滾筒殼體外部與支座連接的那一部分，為了防止銹蝕，采用涂漆或電鍍。[3]本次設計右法蘭軸采用QT450—10鑄鐵材料。圖26 右法蘭軸設計圖樣b. 左法蘭軸（后軸）左法蘭軸（簡稱左軸）系指一端與電動機定子殼體聯(lián)接，另一端與支座聯(lián)接的軸。它與右軸一樣，通過支座固定在輸送機的機架上。左軸與右軸共同支撐電動滾筒自身的重量，共同承受著電動機的反轉矩。由于左軸一端與電動機定子殼體聯(lián)接，所以它是不旋轉的。左軸采用空心軸，中間的孔是電動機引出線的通道。因為左軸直接與電動機定子殼體聯(lián)接，電動機的引出線從左軸引出比從右軸引出更方便，可以不必繞過傳動裝置。為了便于電動滾筒的安裝，左軸和右軸的軸頭形式通常是一致的。圖27球墨鑄鐵力學性能本次設計左法蘭軸采用QT450—10鑄鐵材料。如圖27為球墨鑄鐵的力學性能和適用范圍。 c. 左、右法蘭軸（前、后軸）受力分析外載荷計算公式輸入扭矩：第一級減速齒輪傳遞的扭矩： 齒輪、的圓周力 、： 齒輪 、的徑向力、：a= A 、B支點垂直方向反力、：= = =7500NA 、B支點水平方向反力、： = =2133N = =d. 右法蘭軸軸頭力矩計算公式如圖28所示，右軸軸頭承受彎矩和扭矩的作用。圖28示意圖（1）垂直方向彎矩 =7500 =1642 =7500 =540 ( 2 )水平方向彎矩 =11200 =2452 =11200 =806( 3 )合成彎矩 =2951 =970端蓋即裝在滾筒體兩端的殼蓋。端蓋與滾筒體之間用螺釘聯(lián)接，與滾筒體構成電動滾筒的旋轉殼體。端蓋分為右端蓋和左端蓋，或稱前端蓋和后端蓋，它們分別與右軸和左軸相對應。本次設計中的右端蓋如圖29所示。為了提高承載能力，左、右端蓋與固定軸之間采用調(diào)心球軸承。電動滾筒的端蓋為密封式，以防止?jié)L筒體內(nèi)的潤滑油外漏。每個端蓋有兩處需要密封，一處是端蓋與滾筒體聯(lián)接處的結合面，此處可以采用紙墊或密封膠進行密封；另一處是固定軸與滾動軸承處的旋轉密封，這里可以采用骨架式密封圈進行密封。端蓋的材料為HT200的灰口鑄鐵，鑄件中一定不能有砂眼等缺陷，以免降低材料的強度或造成滲漏油。端蓋與滾筒體配合處的止口尺寸一般采用較松的配合，加工端蓋時一定要保證止口處與軸承室的同軸度，否則影響電動滾筒的順利安裝和正常運轉。圖29右端蓋圖樣支座是上端支撐并固定著電動滾筒的左軸和右軸，支座的下端借助于螺栓固定在機架上。這樣支座便將電動滾筒牢牢固定住。支座由于結構和影響因素多的特點再加電動滾筒的大功率，考慮強度問題，所以選擇Q235—A鋼板。但是無論采用什么材料，材料本身不能有任何內(nèi)在的缺陷。本次設計的支座如圖210所示。圖210 支座、UGNX作為集成化的CAD/CAE/CAM高端產(chǎn)品解決方案可以很方便地建立各種結構復雜的三維參數(shù)化實體裝配模型和部件詳細模型，并自動生成用于加工的平面工程圖紙。UGNX的這些功能使得該軟件可以很好地應用于各行業(yè)各種類型產(chǎn)品的設計，并支持產(chǎn)品外觀造型設計，所設計的產(chǎn)品模型可模仿制造樣機的過程。并且能夠進行虛擬裝配和各種分析，節(jié)約了設計的成本和周期。如圖31為UG7中的效果圖。運用UGNX進行機械設計具有如下特點：從傳統(tǒng)的基于二維的機械設計過程轉變?yōu)橐匀S實體模型為中心的過程，實現(xiàn)了直接進行三維零部件的結構設計為后續(xù)的機構運動分析、虛擬裝配和模擬仿真等過程提供了實體模型數(shù)據(jù)。使制造產(chǎn)業(yè)信息化，即設計數(shù)字化、制造裝備數(shù)字化、生產(chǎn)過程數(shù)字化等成為可能。圖31 UG效果圖本次設計運用UGNX對電動滾筒逐個零件進行了實體建模。UGNX的實體建模技術具有很大的靈活性，草圖無須完全約束即可操作，而且草圖尺寸可以反復更改，實現(xiàn)了靈活的參數(shù)化建模。1）繪制草圖1本次設計的行星架是回轉體，點擊草圖按鈕，繪制如圖32所示的草圖1。圖32繪制草圖12）建立回轉體如圖33，點擊按鈕，進行回轉操作。圖33建立回轉體3）建立草圖2為草圖2建立基準平面，建立草圖2如圖34所示。圖34草圖24）拉伸草圖，并對相應內(nèi)容進行陣列拉伸草圖時，進行逐個拉伸，如圖35所示。并對拉伸實體做實體差。如圖37所示。對所做特征進行陣列，如圖38所示。圖35 進行拉伸圖36草圖拉伸圖37拉伸并作實體差圖38進行特征陣列5）倒角為避免行星齒輪與行星架發(fā)生干涉，對行星架進行倒角操作。如圖39。圖39 倒角6）繪制草圖3圖310 草圖37）拉伸草圖3拉伸草圖時對特征進行實體和操作，使特征體與已畫好組件成為一體，然后對新特征進行陣列操作，如圖311。圖311 拉伸草圖3圖312 進行特征陣列8）打孔并進行陣列圖313 打孔并陣列圖314 低速級行星架零件圖圖315 支座圖316 高速級行星架圖317 端蓋圖318 內(nèi)齒圈運用UG建模不同于純粹的CAD二維圖紙，三維設計要求考慮的結構等問題更全面，很多時候不再單單依靠設計者自己的“空想”，虛擬的實體零件建模，更容易幫助我發(fā)現(xiàn)結構問題，發(fā)現(xiàn)設計中的不足之處，（比如尺寸上的不合理）。參數(shù)化的建模可以方便設計中的尺寸變更，設計時的修改變得簡單。UGNX系統(tǒng)的裝配能夠建立起零件之間的鏈接關系，用戶通過配對條件在零件間建立裝配約束關系來確定各零件在產(chǎn)品中的相對位置。在虛擬裝配中組件的幾何體不是被復制而是被引用到裝配中，如果組件被修改則引用它的裝配模型中對應的組件自動更新，使得整個裝配組件具有完全的相關性。考慮到電動滾筒裝配過程的可行性以及裝配的正確性，主要零件的裝配遵循了如下配對順序： 右支座右法蘭軸軸承（右法蘭軸用）左端蓋右端蓋滾筒體電機軸承（左法蘭軸用）左支座左法蘭軸電機軸高速級太陽輪低速級內(nèi)齒圈單聯(lián)齒輪聯(lián)軸器低速級行星架低速級行星輪低速級太陽輪雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器高速級行星架高速級行星輪高速級內(nèi)齒圈接線盒圖41 配對順序除上述的單個零件裝配方式外還有一種裝配方式，是通過先將部分零件進行組裝，比如電機軸和電機本體先進行組裝。通過設計時的多次裝配比較后發(fā)現(xiàn)，如圖41的裝配方式有優(yōu)勢也有不足。這種所有零件都順序裝配的方式在修改時可以直接編輯參數(shù)進行裝配修改，而采用部分零件先行裝配的方式只是在首次裝配是比較方便，更具有層次性，但是更改裝部件中零件的配參數(shù)時會有麻煩。按照圖41所示的配對順序進行虛擬裝配。圖42 裝配過程一 右支座、右法蘭軸及軸承圖43裝配過程二 低速級行星架、內(nèi)齒圈、低速級行星齒輪及配套軸和軸承、聯(lián)軸器、高速級行星架、高速級行星齒輪及配套軸和軸承圖44 裝配過程三 裝配滾筒體、左支座等圖45 裝配過程四 裝配電機等圖46 裝配零件表UG通過添加組件可以直接進行裝配，下面以端蓋上面螺栓的裝配來說明裝配過程。1) 如圖47點擊添加組件按鈕，通過彈出的對話框找到要添加的零件。圖47 進行零件裝配2) 找到螺栓零件后，如圖48，在“添加現(xiàn)有部件”對話框中點選“多重添加”，進行如圖所示的設置。圖48 設置添加方式3) 對零件添加約束。添加“配對”約束，將螺栓與端蓋接觸的面分別選中（如圖49所示），然后添加“對齊”約束，如圖410所示，分別選中螺栓的圓柱面和端蓋上空的圓柱面。圖49 “配對”約束圖410 添加“對齊”約束4) 對零件進行多重添加。如圖411，約束添加完畢后，在“配對條件”對話框中點擊“確定”后自動彈出“創(chuàng)建組件陣列”對話框，點擊“確定”后會自動與孔配合進行陣列裝配。如412完成螺栓裝配。圖411 陣列裝配圖412 完成螺栓裝配圖413電動滾筒模型圖414 電動滾筒效果圖通過UG軟件的虛擬裝配，可以很好的發(fā)現(xiàn)結構中存在的問題，比如零件間尺寸的匹配，零件間的干涉，幫助我在設計過程中發(fā)現(xiàn)結構問題，改善設計，而傳統(tǒng)設計停留在二維圖紙，二維裝配圖顯然不如三維裝配圖表現(xiàn)得更直觀。 NX運動仿真模塊（NX/Motion Simulation）用于建立運動機構模型，分析模型的運動規(guī)律。運動仿真模塊和主模型是分開保存，從而可以創(chuàng)建不同的運動仿真，而對主模型不產(chǎn)生影響。通過模擬仿真，驗證機構的可行性，并對機構進行合理的優(yōu)化。5. 1創(chuàng)建連桿連桿（Link）是連桿機構中兩端分別與主動和從動構件鉸接以傳遞運動和力的桿件。每個連桿可以是多個對象，并且可以是二維和三維的混合，對象之間可以有干涉和間隙。(1) 將電機輸出軸、輸出軸軸承、單聯(lián)齒輪聯(lián)軸器、鍵、高速軸、太陽輪設置為連桿L001。如圖51。(2) 將高速級行星架、雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器、低速軸、低速級太陽輪設置為連桿L002。(3) 將三個高速級行星齒輪及其配套軸、軸承分別設置為連桿L00L004