传动滚筒的设计

4.2.3传动滚筒结构
其结构示意图如图4-1所示：
图4-1驱动滚筒示意图
4.2.4传动滚筒的设计
（1）求轴上的功率333,n T p 转速和转矩
联轴器传动效率0.99η=
若取每级齿轮传动的效率（包括轴承效率在内）η=0.97，则
232500.990.97kw 232.8727kw 1500
60.16r/min
5.8 4.2988
232.8727
9550955036773.36/60.16m w p n n i p T N m
n =⨯⨯==
==⨯==⨯= 则轴的角转速
w 1
n 260.162 6.297rad /s 6060
r 6.2970.5=3.15m/s
6.297f= 1.002s 22ππ
ωνωωππ
-⨯=
====⨯== （2）轴的最小直径的确定
式中 []
3
3
p d A
n(1-)
p--kW;
n--r/min;
--9550000
1120.2T βββτ≥=
=100轴转递的功率，单位为轴的转速，单位空心轴的内径d 与外径d 之比,通常取=0.5-0.6
式中A ，轴的材料为Cr,A 。

于是得
3
2p d A
112279mm
n 1-≥==（
（3）滚筒体厚度的计算
选Q235A 钢板用作滚筒体材料，并取[]4
s σσ=。

对于Q235A 刚，
s σ
=235N/2mm ，则[]σ=58.75N/2mm 。

)t mm = 式中 p —功率，kW; ν--带速，m/s;
l —筒长，mm, R=()2
D
mm ; []σ--许用应力，N/2mm 。

表4-1
型带式输送机宽度与筒长对应表
由表4-1可知 滚筒长度l =1400mm,
)86.725.83262t mm mm ===
(4) 滚筒筒体强度的校核
已知 功率P=232.8727kW,带速 3.15/,m s ν=筒长l=1400mm,直径D=1000mm ， 筒体厚度t=30mm,材料为Q235钢板。

由式 232.8727
1000100073927.83.15
u P F N ν==⨯
= u F --圆周驱动力； 由式
10.23.51
022.8~42rad 160~24035rad 200e 2.0U e F F e e αααααμ
μ
μ⨯=-μ--μ=.--.()=.(=≈输送带与滚筒之间的摩擦系数，按潮湿空气运行取；
滚筒的为包角，一般在之间现取
)。

由此可以得出：
21U F F F =-，
21U
12F F F F F =---紧边拉力； --松边拉力；
代入得
1F =2U F =147855.6N ， 2F =U F =73927.8N ；
u u
12u F 2F F F F F=K 1.051.575F 116436.28N
22
++=⨯==平均张力的近似式 3U
D 1000
M F 73927.836963.922
N m ==⨯=•，3M --为滚筒所受转矩； 设输送带平均张力F 沿滚筒长度L 均匀地分布在滚筒上，则滚筒单位长度上 受的力
F q=,l 因此 max F l 116436.28 1.4M ==20376.349N m 248
⨯•=• 因
2233(/)(/)
2n M
N mm W
M M N mm W W
στ=
=== 此中 W--抗弯截面模数，
滚筒抗弯截面模数应按圆柱壳理论选取：
230.1963()16
W Rt R R t mm π
=
=
因此 M W σ=2
225.093(/)0.1963M M N mm R t R t
== 2
333222.547(/)22(0.1963)M M M N mm W R t R t
τ=
== 式中 R —壳（滚筒）的平均半径，mm; t —壳(滚筒)的厚度，mm;
则 正应力 2
222322
20376.3495.093
5.09313.83(/)50030
20376.349
2.547 2.574 6.918(/)50030
M N mm R t M N mm R t στ==⨯=⨯==⨯=⨯
根据第四强度理论，合成弯矩可以写成：
2222s
2s )[](/)
N/mm ;N/mm ;[][]=
N /mm 1.5
Q235A 56N/[]=156.7MPa h h M N m N mm mm σσστσσσσσ=•=------=或弯矩作用下的正应力，扭矩作用下的剪切应力，许用应力，按第四强度理论，取。

通常筒体均为钢制造，该钢的其许用应力。

218.29(N/mm )<[]h σσ===
计算强度校核通过。

4.2.5传动滚筒轴的设计计算
（1）求轴上的功率333,n T p 转速和转矩
传动滚筒轴的设计因滚筒材料为Q235A 钢，其密度为33 =7.810/kg m ρ⨯，与滚筒的直径D=1000mm,厚度t=30mm,可求得滚筒质量为m=506.62kg.
若取每级齿轮传动的效率（包括轴承效率在内）η=0.97，则
联轴器传动效率0.99η=
若取每级齿轮传动的效率（包括轴承效率在内）η=0.97，则
232500.990.97kw 232.8727kw 1500
60.16r/min
5.8 4.2988
232.8727
9550955036773.36/60.16m w p n n i p T N m
n =⨯⨯==
==⨯==⨯= 则轴的角转速则轴的角转速
w 1
n 260.162 6.297rad /s 6060
r 6.2970.5=3.15m/s
6.297f= 1.002s 22ππ
ωνωωππ
-⨯=
====⨯==
（2）轴的最小直径的确定
式中
3
p d A
n(1-p--kW;
n--r/min;
--112ββ≥=
=100轴转递的功率，单位为轴的转速，单位空心轴的内径d
与外径d 之比,通常取=0.5-0.6
式中A Cr,A 。

于是得
3
2p d A
112279mm
n 1-≥==（ 取d=280mm 。

由此选择胀套为Z3，300x375 辐板厚度
3
3
/2
40.18E E 210GPa t mm
36963.9/2
Q=0.180.067
210GPa t 48.6M Q Et
t mm β
β'=
<==<⨯≥系数为弹性模量为辐板厚度
取t=50mm. 轮毂外径为
[][]0.2D 0.9639.7N N N D P C D mm σσσ≥≤≥=式中——帐套外径；
——轮毂材料的许用应力，；——帐套与轮毂的单位面积接触压强；——壳型系数，一般取C=1。

640mm N D =
（3）传动滚筒轴的结构设计
1）拟定轴上的零件方案，现选用下图 4-1的装配方案。

图4－2 传动滚筒轴受力图
2) 根据定位和装配的要求确定轴的各段直径和长度，轴的左边部分如下图所示。

图4－3 传动滚筒轴左部分图
3)滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的
直径尺寸公差为m6。

4) 确定轴上圆角和倒角尺寸
，各轴肩处的圆角半径为R2。

取周端倒角为245
5) 求轴上的载荷
轴的受力简图如4-1所示，轴在水平方向的受力如图所示，从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面E是轴的危险截面。

040759.4E M N m ==
（4）按弯扭合成应力校核轴的强度
进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面E ）
的强度。

根据式 ca σ=式中 ca σ--------轴的计算应力，单位为MPa ；
M-----轴所受的弯矩，单位为，N m 。

T-----轴所受的扭矩，单位为，N m 。

W----轴的抗弯截面系数，单位为3mm ，对没键槽的
由式 W=
34343.14(1)
0.1(1)32
d d ββ-≈- 1[]σ----许用弯曲应力，对也选定的材料为Cr ，1[]75MPa σ-=。

ca σ==
34.66MPa =
因有1[]ca σσ-<，因此，此轴安全。