滚道输送机-毕业设计---重力滚道输送机阻尼装置设计

发布时间：2017-07-30 所属栏目：气力输送装置

一 : 毕业设计---重力滚道输送机阻尼装置设计

重力滚道输送机阻尼装置设计

滚道输送机毕业设计---重力滚道输送机阻尼装置设计

摘要 …………………………………………………………………1

第1章绪论 .................................................................................... 1

1.1 现代重力辊道输送机的概况 .................................................................... 1

1.2 重力辊道输送机阻尼装置现状...............................................................2

1.3 主要内容及技术指标 ................................................................................ 4

第2章总体方案的设计 .................................................................. 6

2.1重力滚道输送机阻尼装置的工作原理 ..................................................... 6

2.2方案的选择 ................................................................................................. 6

2.3主要工作部件的设计 ................................................................................. 7

第3章总体配置的确定 .................................................................. 8

3.1阻尼辊筒的整体设计 ................................................................................. 8

3.2传动系统设计 ............................................................................................................ 8

3.3传动装置 ..................................................................................................................... 9

3.4制动块的设计 ............................................................................................. 9

第4章阻尼辊筒的整体设计 ........................................................ 10

第5章制动块的设计......................................................................10

5.1制动块的受力分析.............................................................................11

5.2计算摩擦快所受的挤压力Fj............................................................11

5.3求离心力FL.......................................................................................11

5.4计算摆块的有关参数........................................................................12

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5.5计算阻尼辊筒内部的传动比i..........................................................13

第6章传动部分设计 .................................................................... 14

6.1初定Vt、D2和i.......................................................................................14

6.2确定齿轮的模数和齿数 ........................................................................... 14

6.3确定辊子的其他结构参数 ....................................................................... 15

第7章内置式阻尼辊筒的保养、使用、调整及修复 ................ 15

7.1每日技术保养 ........................................................................................... 15

7.2传动装置的使用和调整 ........................................................................... 16

7.3阻尼辊筒的保管 ....................................................................................... 16

7.4工作部件损坏的修复和调整 ................................................................... 16

全文总结与展望 .............................................................................. 17

总结 .................................................................................................. 17

课题展望 .......................................................................................... 17

致谢 ......................................................................................................... 18

参考文献................................................................................................. 19

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摘要

重力式滚道输送机因其不需动力，结构简单等优点，在短距离物料输送中得到广泛的应用。[www.61k.com)重力式滚道输送机是利用输送物自身的重力沿斜面下滑进行输送的。由于重力的作用，输送物会愈滑愈快，产生输送物之间的互相碰撞挤压，使输送物损坏，甚至崩落或损伤人、机。在输送过程中，也可能由于输送机自身的原因，如辊筒变形过大，货物底部或托盘底部的粗糙或不规则，使其在输送过程中停止不动，无法再起动重新下滑，这时需要人力协助推动恢复下滑。

为了达到设计要求，根据较普遍的重力式滚道输送机，本设计阻尼装置主要采用内置装置。这在很大程度上节省了人力，而且在结构上比传统设计方法更为合理。经计算、校核，该装置符合设计要求，适合作为重力辊道输送机阻尼装置。关键词：重力式滚道输送机；阻尼装置；

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Abstract

Gravity groove conveyor because its does not need to power, simple structure, etc, and in short material conveying widely applied.Gravity groove conveyor belt conveyor is using its own gravity conveying things along the decline in transmission cant.Because the pull of gravity, conveying the slippery thing will soon, produce conveying the each other between things collision extruding, make things conveying damage, even caving man, machine or injury. In the course of transmission for, also may be due to the conveyor their own reasons, such as the rollers deformation is too large, the bottom tray or at the bottom of the rough or irregular, in the conveying process is at a standstill, can't start to decline, at this moment need to promote human help restore to slide.

In order to meet the design requirements, according to universal gravity groove conveyor, this design damping device is mainly using built-in device. This is largely save manpower, and on the structure more reasonable than the traditional design method.The calculation, checking, this device comply with the design requirements, suitable for as gravity roller conveyor damping device.

Key words: Gravity groove conveyor；Damping device。［www.61k.com)

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第1章绪论

输送机的历史悠久，中国古代的高转筒车和提水的翻车，是现代斗式提升机和刮板输送机的雏形。[www.61k.com］输送机是在一定的线路上连续输送物料的物料搬运机械，又称连续输送机。输送机可进行水平、倾斜输送机，也可组成空间输送线路，输送线路一般是固定的。输送机输送能力大，运距长，还可在输送过程中同时完成若干工艺操作，所以应用十分广泛。

输送机是在一定的线路上连续输送物料的物料搬运机械，又称连续输送机。输送机可进行水平、倾斜和垂直输送，也可组成空间输送线路，输送线路一般是固定的。输送机输送能力大，运距长，还可在输送过程中同时完成若干工艺操作，所以应用十分广泛。

可以单台输送，也可多台组成或与其他输送设备组成水平或倾斜的输送系统，以满足不同布置形式的作业线需要。

输送机械按运作方式可以分为：1：皮带式输送机2：螺旋式输送机3：斗式提升机4: 滚筒输送机5：计量输送机

物料搬运是保证物流系统畅通有效运行的一个重要环节，因此，完成物料搬运的输送机械，也就成为物流系统设计规划人员重点关注的项目。在固定路径的运输中（如生产物流中，制品在各工序间的流动，仓储系统中货物的收发以及配送中心的拣货发货等），大都采用辊筒、皮带或链条等型式的输送机械，即单元负载输送机，其中以辊筒型式较为常见。

1.1 现代重力辊道输送机的概况

辊筒式输送机根据其动力源不同可分为两类。一类为动力式，即辊筒由动力带动旋转。通常以电动机为原动力，通过皮带、链条或齿轮带动辊筒旋转，进而带动运送物前进；也有本身拥有动力的电动辊筒式输送机，这种输送机的辊筒自身具有动力，从而使得输送机构简单紧凑，但由于价格昂贵，目前使用得较少。另一类为重力式辊筒输送机。这类输送机的辊筒没有动力，而是将辊道倾斜成一个适当的角度，滚刀伤被输送的物体在重力作用下自行下滑，达到输送的目的。图1为该类输送机的辊道结构图。

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图1 重力式辊筒输送机

由此可见，重力式辊筒输送机不需要动力，结构较动力式的简单，但因整个辊道必须倾斜，因此不适合长距离输送，在短距离输送中得到了广泛的应用。[www.61k.com］

1.2 重力辊道输送机阻尼装置现状

重力式滚道输送机是利用输送物自身的重力沿斜面下滑进行输送的。由于重力的作用，输送物会愈滑愈快，产生输送物之间的互相碰撞挤压，使输送物损坏，甚至崩落或损伤人、机。在输送过程中，也可能由于输送机自身的原因，如辊筒变形过大，货物底部或托盘底部的粗糙或不规则，使其在输送过程中停止不动，无法再起动重新下滑，这时需要人力协助推动恢复下滑。

为了解决这一问题，相继出现了阻尼托辊，阻尼辊筒之类的阻尼装置。如下图2的外置阻尼辊筒和图3的安装方法，图4的阻尼托辊。

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图2 外置式阻尼辊筒

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图3 外置式阻尼辊筒安装方法 3 / 19

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图4 阻尼托辊

图1-2 AP-P型烟草管理作业车

1.2 主要内容及技术指标

1、任务来源.

根据重力辊筒输送机阻尼装置的现状，阻尼装置对于重力辊筒输送机的强烈重要性，出现了各种阻尼装置，但由于产品的质量、性能和成本价格的影响，产生了很多负面的效应，让很多输送机阻尼装置的应用受到了阻碍。(www.61k.com)比如外置阻尼辊筒的稳定性，复杂性导致很多问题。由于这一系列的原因，特设此任务，着手研究内置式阻尼辊筒，从而提高阻尼辊筒的实用性和简易性。内置式阻尼辊筒的普及会带来更多的效益，节省操作工序。

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2、内置式阻尼辊筒的设计要求

1）、采用内置式辊筒装置，包括总体结构设计，传动系统和制动块减速部分三个子任务。［www.61k.com）

2）、要求辊筒内置稳定，配件具有一定的通用性，技术先进，结构紧凑，使在提高简易性的前提下，同时又提升实用性，从而提高经济效益。

3）、配套传动系统是一套行星轮系，起到筒内的中心轮的提速效果。

4）、性能指标要求：要求管理质量高，使得重力式辊筒输送机的速度控制在5-10m/s内。

5）、经济指标：尽量降低成本，增大工作时生产效率。该阻尼辊筒的制动速度在0.3m/s。

6）、尽量采用通用件，提高通用化程度，降低生产成本。

3、内置式阻尼辊筒的结构简介[3]

内置式阻尼辊筒主要有一套行星轮系，中心轮带动制动块部分和制动块减速三部分。（1）行星轮系有三个齿轮和一个行星架构成，与内齿轮啮合，通过提速效果带动中心轮，从而使中心轮提速。（2）中心轮提速后带动制动块，使得制动块由于离心力的作用靠近辊筒内壁。（3）制动块由于离心力的作用靠近辊筒内壁，通过摩擦作用，使得内壁减速，从而使得传动辊减速。

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第2章总体方案的设计

2.1内置式阻尼辊筒的工作原理

内置式阻尼辊筒内有一套齿轮行星传动机构，辊筒内壁右端有一内齿轮，与三个行星轮啮合，辊筒旋转时，内齿轮通过行星轮带动中心轮旋转。（www.61k.com）中心轮的左侧装有两个制动块，制动块的一端通过销轴铰支在中心轮上，制动块可以围绕销轴摆动；另一端则通过弹簧与中心轮相联，弹簧的拉力使制动块平时保持收缩状态。当输送物的滑行速度增大时，制动辊的转速也增大，通过行星机构的增速作用，中心轮的转速也增大，直至产生的离心力足以使两制动块克服弹簧拉力绕销轴向外摆动，与制动辊的内壁接触挤紧，产生制动作用，从而使输送物的速度逐渐减少。当速度减至设定值时，制动块也在弹簧力的作用下复位，失去制动作用。其主要的装配简图如下（图2-1）：

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图2-1 总体结构

1—内齿轮 2—行星轮3—中心轮 4—制动块 5—行星架 6—弹簧 7-中心轴

2.2方案的选择

在设计过程中曾考虑过采用外置式阻尼辊筒，但这种外置式阻尼辊筒置在公司中用的不少，而且有一定的缺陷，外置的不稳定性是它的一个最不稳定的因素。[www.61k.com）所以综上原因，采用内置式阻尼辊筒。内置式阻尼辊筒实用性和简易性相对提高了不少。更加适用大多数的重力辊道输送机的阻尼装置。

2.3主要工作部件的设计

内置式阻尼辊筒的主要核心部件是行星轮系，根据重力辊筒输送机中的传动辊的长短，需要多少规格的阻尼辊筒都可以设计生产。所以内置式的阻尼辊筒实用性很高。

我们的主要任务是将阻尼辊筒的行星轮系，中心轮和制动块设计好就行啦！ 7 / 19

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第3章总体配置的确定

总体配置就是合理安排各部件位置和联接关系，确定动力的传动路线，与传动辊的联接关系，使整个阻尼装置的工艺路线流畅合理，并且便于使用调整和维修。(www.61k.com]

3.1阻尼辊筒的整体设计

内置式阻尼辊筒作为一种简易和实用的新型阻尼装置，其通用性大。下面是其整体设计；如图

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3-1

图 3-1 内置式阻尼辊筒整体结构

在左侧安装一个探头，用于安装在重力辊道上。整体结构如图，整体结构用于安装于传动辊中，来控制传动辊的速度。至于行星轮系，制动块等装置都安装在这个整体的结构中。

因为该内置式阻尼辊筒的操作比较简单，为了使机械安装方便，这里将该阻尼辊筒与重力辊道连为一体。

3.2传动系统设计

在考虑阻尼辊筒内部结构的传动路线设计的时候，我们必须注意到几个特点：一是它的总体体积小，不能运用太多的齿轮之类的传动装置，为了通用，我们选用标准的齿轮。二是与外置式的阻尼辊筒相比，内置式阻尼辊筒比较的简易，安装起来比较的方便，而且都采用标准件，易于更换零件。三是一个小的体积中需要达到提速的目的，所以需要安装相当的紧凑。所以传动系统必须工作可靠。所以考虑到以上几个特点，它的传动路线设计应考虑如下原则：

（1）传动路线应尽量简化；

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（2）尽量少用蜗轮蜗杆传动；

（3）尽量采用齿轮传动，少采用链传动，因为采用的都是标准齿轮，所以保养方便，易于更换；

（4）因阻尼辊筒内需要多个齿轮相互啮合，所以应尽可能设置中间传动轴，以便带动制动块的阻尼设计。(www.61k.com)

3.3传动装置

利用重力辊道输送机上传送的货物的重力作用，带动内齿轮转动，从而带动行星轮系，通过行星轮系的提速作用带动中心轮，使得中心轮速度高于内齿轮，从而带动制动块，靠摩擦的作用使得阻尼辊筒减速，从而使得传动辊减速。此传动系统不但结构简单，对各零件的加工没有特殊的要求，整机生产都比较方便可行，适合各种生产厂家的大规模生产，经济可靠。行星轮系如图3-2；

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图3-2 行星轮系传动系统

3.4制动块的设计

制动块是内置式阻尼辊筒的制动限速部分，总体结构如下：包括两个制动块，每个制动块的一端通过销轴铰支在中心轮上，制动块可以围绕销轴摆动；另一端则通过弹簧与中心轮相联，弹簧的拉力使制动块平时保持收缩状态。当输送物的滑行速度增大时，制动辊的转速也增大，通过行星机构的增速作用，中心轮的转速也增大，直至产生的离心力足以使两制动块克服弹簧拉力绕销轴向外摆动，与制动辊的 9 / 19

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内壁接触挤紧，产生制动作用，从而使输送物的速度逐渐减少。［www.61k.com）

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第4章阻尼辊筒的整体设计

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因为该内置式阻尼辊筒的操作比较简单，为了使机械安装方便，这里将该阻尼辊筒与重力辊道连为一体。

第5章制动块的设计

制动块这种装置有很多种，如下图：

本次设计所用的制动块采用半圆弧型，靠弹簧的拉力使其平时保持平衡状态，当传动辊的速度过大时，在离心力的作用下，使得制动块与内壁摩擦，产生阻力，使得传动辊速度减慢。减速在0.3m/s。为保证传动辊的速度不至于很高，对于200KG的物品，重力辊道输送机的倾斜角度保持在3度，辊筒直径在150mm。

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5.1 制动块的受力分析

图1中，O为中心架中心，即制动块的回转中心，G为摆块的重心，OG=Rg，OG与X轴的夹角为?。[www.61k.com］传动辊在下滑力F1的作用下以n0的转速顺时针转动。直径为D，并令R=D/2.OA=R。

设辊子处于制动状态, 并以制动块为平衡体,此时, 摆块产生的离心力为 F L与 X 轴的夹角为B; 摩擦块受外辊筒内壁的挤压力 F j, 且与 X 轴的夹角为 A; 摩擦块与外辊筒内壁间的摩擦力 F f ; 弹簧拉力 K X, 且与 Y 轴的夹角为 C( 设该力通过 B点) ; 转轴 A 处的支座反力 R x , R y , 摩擦力矩 F 1f#

r, r 为转轴 A 的回转半径。

在上述这些力的作用下, 制动块处于平衡状态。

5.2 计算摩擦快所受的挤压力Fj

显然，当摩擦快与辊筒内壁间的摩擦系数确定后，Fj的大小将直接影响辊子的制动能力，所以首先要导出它的计算式。

对A点取矩，有：

?Fl?R?cos??Fj?R?cos??Ff(R1?Rsin?)?K?X?2R?sin??F1f?r?0 式中：Ff?Fj?f

F为摩擦块与辊筒内壁间的摩擦系数。最后一项中由于r/R很小，故可忽略该项；摩擦块与辊筒内壁的间隙很小，故可认为R1/R=1；

讨论：

（1）又式可知，为使Fj增大以增大制动能力，应使?=0.即摆动块的中心应位于X轴上。

（2）?应取小值，但过小结构上难以实现，且影响摆块的复位，通常去?=45~60

（3）?应取大值，当90度时，Fj=无穷大，但结构上不允许。因此应在结构允许的前提下，尽量去大值，即摩擦块应位于A点处。

5.3 求离心力FL

挤压力Fj是由摆块的离心力引起的。下面计算产生所需Fj时摆块应产生的离心

FL=W(sin?-?cos?) 力FL

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式中，W为输送物的重量（61阅读，图书馆查阅了相关的设计资料，得到了许多相关的信息及重要数据，这不仅是对我查阅资料能力的一次锻炼和提高，也为我顺利完成毕业设计的提供了保证。我所做的毕业设计是内置式阻尼辊筒，结构简单，性能可靠，制动效率高，更适于在物流重力辊道输送机上推广应用。在整个设计过程中，我的CAD操作也日渐熟练，这对我日后的工作也带来很大的方便。

通过这个设计，我对机械设计的各个环节有了更深刻的了解，对所学的专业知识有了更好的掌握，对四年所学的基本知识都系统的回顾并掌握了更多的知识。这次设计是一次很好的学习与提高的过程，在本次设计过程中所收获的这些将在今后的学习中发挥重大的作用。

由于我的水平有限，在设计中存在一些不中的问题请评阅老师见谅，并恳请各位老师批评指证。

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参考文献

[1] 成大先，机械设计手册（第四版）第二卷，北京：化学工业出版社，2002.1.

[2] 成大先，机械设计手册（第四版）第三卷，北京：化学工业出版社，2002.1.

[3] 成大先，机械设计手册（第四版）第五卷，北京：机械工业出版社，2002.1.

[4] 濮良贵.名纲，机械设计（第七版），高等教育出版社，2001.6.

[5] 机械零件设计手册，治金工业出版社，1994.

[6] 华大年，机械原理（第二版），北京:高等教育出版社，2001.10.

[7] 吴宗译，机械零件设计手册，北京：机械工业出版社，2004.

[8] 陈国定，机械设计基础，北京：机械工业出版社，2005.

[9] 席伟光.李波，机械设计课程设计，高等教育出版社，2005.

[10] 濮良贵，机械设计学习指南（第四版）.高等教育出版社，2001.

[11] 马一林，机械设计原理[M]，江西：高等教育出版社，1992.

[12] 金圣才，机械原理与机械设计，北京：中国石化出版社，2006.

[13] 朱龙根，机械设计，北京：机械工业出版社，2006.

[14] 吴宗泽，机械设计禁忌500例[M]，北京：机械工业出版社，1998

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