第3章 滚筒的结构设计
滚筒为圆柱形零件，一般分为主动滚筒和从动滚筒，滚筒主要由滚动体、中心轴、卡簧和滚筒壳组成，需要其能保证稳定可靠的低摩擦滚动，将电机的圆周运动转化为直线运动。滚筒的生产主要有辊体初车、初校静平衡、轴头过盈装配焊接、精车和精校动平衡等工序组成。若对形位公差如圆度、圆柱度和直线度等要求在0.2mm以下的，则在精车后需要上外圆磨床或轧辊磨床磨削加工。对表面硬度有要求的，则需要增加热处理工序。滚筒成型后，出于防锈防腐、耐磨和支撑的需要，还需要表面处理或包覆如喷漆、镀锌、TEFLON喷涂、包橡胶、镀铬、陶瓷喷涂和氧化等工序[4]。
3.1滚筒最小直径的确定
按照国标标准的有关规定，滚筒直径根据胶带形式、强度、紧边和松边张力以及滚筒类型由下式确定。
dmin?360(50?30)360(S1?S2)==0.0237m=23.7mm
??????B55000?????0.28 所以滚筒最小直径为0.0237mm，为了保证滚筒和台面的相配合，选择滚筒直径d=27mm,式中dmin为滚筒直径（对于胶面滚筒指光筒直径）,S1为胶带紧边张力,S2为胶带松边张力，B为胶带宽度，α为胶带包角，β为许
222??20kN/m??35kN/mm用传递能力，kN/(帆布胶带，人造纺材芯胶带，
2??55kN/m钢绳芯胶带）
3.2滚筒轴直径的确定
按疲劳强度计算
P(L?L3)P?D/2?0.141????WWn
P?(S1?S2)/2
W??d3/32 P1?(S1?S2)/2 Wn??d3/16
所以滚筒轴的直径d为
d?332P(L?L3)?1.12P1D????=332?80/2?27?1.12?20/2?27=6mm
3.14?50 按刚度计算
PL2(3L2 f?3?4L) 24EJ 式中f为轴弯曲产生的扰度，取f=（1/2000~1/3000）L2，L2为轴承间距，
2E为材料弹性模量，低碳钢E?2.1?106kg/cm2，J为轴惯性矩，J??d/64
所以滚筒直径
8PL(3L12?4L2)48?80/2?27(3?3502?4?272) d?4==9.7mm 63?3.14?2.1?10?150/20003E?f 由此可得两滚筒的直径，取其中最大值为设计值，即取d=10mm
3.3幅板厚度的确定
幅板厚度的计算式为 h?(PLK2KJ?)=2.35mm E?3L1 式中h为幅板厚度，K为与半径比率有关的无因次系数
27.31?R227.31?0.782k??(?lnR)??(?ln0.78)??4622 ?1?R3.141?0.78R?r1/r2?20/26?0.78 r1为幅板内圆半径，即轮毂外径，r2为幅板外圆半径，即滚筒外壳内
??径，3为幅板外滚筒的转角，3=1/1000rad，L1为滚筒幅板间距，如果是
?焊接幅板等厚时，确定了转角3后，根据材料力学及弹性力学的相关知识推导出来。当滚筒为铸焊结构时，所确定的幅板厚度，可以看成是幅板中?径截面厚度。为了确定转角3，必须首先确定轴和幅板的力矩分配系数x
M x?0
M M?P?L
x一般在0.1-0.4之间取值，对于焊接滚筒，直径小于1000mm，幅板为刚性时，x=0.3-04；对于焊接滚筒，直径大于1000mm，幅板为软性时，
x=0.15-0.25
L1(M?M0)2EJML1?(1?x)2EJPLL1 ? (1?x)2EJ40?27?297??0.7642?2.1?10?3.14?10/64?56.8?3? 幅板厚度的确定，是一项比较复杂的工作，求出幅板厚度后，还需要进行应力分析，等厚幅板危险应力点再幅板内径上，对幅板来说，内径应力和圆周应力就是主应力，可由下式得到
?6?6Mr/h2???6M?/h2??2?1??1?2??Mr??G?2??(?2)2?r?rr??? ??r?1??1?2??2??M???G??2??2?2r?rr???r???2r3r?2 ?(r,?)??(R?1)r?2?2(1?R)?rln? 22Z[(R?1)lnR?(R?1)]?r1r2??3cos? 经过计算和分析，得出当r?r1或??0时Mr、M?为最大值，此时，幅板的主应力为
6Mrmaxh2 212G?3(1?R)?2r1h[(R2?1)lnR?(R2?1)]?r?12?364?1/1000(1?0.782)? 20?2.52[(0.782?1)ln0.78?(0.782?1)]
?1.9MPa6M?maxh2
12G?3?(1?R2)?22r1h[(R?1)lnR?(R2?1)]???
滚筒的结构设计
