一、現有定軸齒輪（Gear）式電動滾筒剖析
    
　　1. YD係列油冷式電動滾筒簡介
    YD係列電動滾筒是典型的定軸齒輪（Gear）式結構，其內部結構主要有電動機和減速裝置這兩大部分，此外還有用來支撐運輸輸送帶並驅動其運動的滾筒體，用來支撐電動滾筒整體的前後軸、支座(pedestal)，以及聯接滾筒體與前後軸的端蓋、壓蓋、軸承和密封圈等零部件。硬齒麵齒輪減速機為達到特別低的輸出轉速，可以通過兩個齒輪減速機相聯的方法來實現。當采用這種傳動方案時，可配置電機的功率必須依賴於減速機的極限輸出扭矩，而不能通過電機功率來計算減速機的輸出扭矩。
    該類型電動滾筒是供各種固定(fixed)式帶式運輸輸送機配套使用的內驅裝置，與外驅動裝置相比，具有結構緊湊，占空間麵積小，使用維護方便，操作安全可靠，密封性好等特點。適用於粉塵濃度大、潮濕泥濘的工作場所，可滿足各種逆止、包膠等要求。它能代替電動機―形式的外驅動裝置油冷式電動滾筒減速裝置的改進預設構成膠帶運輸輸送機。
    2.定軸齒輪（Gear）減速裝置的結構剖析
    在電動滾筒內部，減速裝置采用定軸齒輪（Gear），常采用兩級漸開線圓柱齒輪減速。硬齒麵齒輪減速機為達到特別低的輸出轉速，可以通過兩個齒輪減速機相聯的方法來實現。當采用這種傳動方案時，可配置電機的功率必須依賴於減速機的極限輸出扭矩，而不能通過電機功率來計算減速機的輸出扭矩。左、右又叫法蘭凸緣盤或突緣軸分別與電動機的左右端蓋相連，構成一剛性軸組件，減速裝置在右法蘭軸一側。右法蘭軸為非對稱性回轉零件，其與電動機連接端有一開口，便於齒輪通過(tōng guò)。開口處設有兩個同心且平行於法蘭軸軸線的軸承座孔，用來安裝齠輪軸。因此，結構複雜，工藝性差，特別是兩軸承座孔軸線與法蘭軸軸線之間的距離公差，以及兩軸線之間的平行度公差難以保證，廢品率極高。
    內齒圈用螺栓緊固在右端蓋上，左、右端蓋固定(fixed)在滾筒體上，這樣四者構成一個組件，作為電動滾筒的運動輸出部分。原理為：電動機軸上裝有齠輪，齠輪與裝在齠輪軸上的齒輪"齧合（niè hé） "，並帶動齠輪軸轉動。齠輪軸與裝在端蓋上的內齒圈齧合，端蓋又與滾筒體相連，從而帶動滾筒體轉動。
    
　　二、油冷式活齒減速電動滾筒的預設
    1.減速裝置的結構預設
    結合電動滾筒的結構特點，采用內圈輸入、中圈固定、外圈輸出形式的活齒，將活齒置於電動機與右法蘭軸之間，這樣活齒的輸入、輸出端在同一軸線上，各零件就可以預設成對稱性回轉零件。考慮（consider)到電動機的結構，在電動機與活齒之間還需增設一個連接法蘭，才能將活齒與電動機連接在一起。這樣一來，再加上左法蘭軸，實際上是將5個構件組合在一起，構成了一條剛性軸。連接法蘭固定在電動機的右端蓋上，連接法蘭、活齒與右法蘭軸三者采用帶定位銷的螺栓(組成:頭部和螺杆組成)連接，並串聯鋼絲防鬆。
    為提高電動機輸出軸的剛性，可在軸線上加一支撐軸。支撐軸一端插在活齒雙偏心套內與電動機軸連接，另一端通過(tōng guò)軸承支撐在右法蘭軸的左端。這樣電動機輸出軸由懸臂支承變成了簡支支承。活齒的位置確定以後，與滾筒體和右端蓋的輸出連接就比較簡單。因為都是回轉零件，且活齒外圈的外圓上帶有兩鍵槽，隻需再加一零件，采用平鍵連接即可將活齒減速的輸出部分與電動滾筒的輸出部分連為一體了。這就是輸出法蘭，其內孔通過平鍵與活齒配合，一端麵通過螺栓與右端蓋連接。這樣，輸出法蘭、右端蓋與滾筒體就緊密地連接成一個組件，活齒的輸出動力通過輸出法蘭傳遞給滾筒體。
    2.樣機的預設參數
    本例所預設的參數要求如下：電動機功率P ＝4kW，額定轉速n=1 440r/min，滾筒體直徑D=630mm，帶速v＝1.25m/s，筒長l=690mm. 
    3.電動機的選用
    此電動滾筒采用間接油冷式電動機，根據給定電動機功率P=4kW，選擇電動機型號為YGY112M―
　　4. 
    4.的選用
    由比的計算公式求得的比為：i=n1/n4=πDn1/（60v）=37.98根據比及結構零部件的相關尺寸，即可選擇BS300型活齒，其比為36.由於比的減小所造成的帶速誤差為5.5%，故能滿足實際生產需要。
    5.主要零部件預設
 （1）筒體的預設將滾筒體視作簡支梁，兩端通過端蓋支撐（sustain）在左右法蘭軸上。作用在筒體上的載荷有輸送帶對滾筒的張力
　　F、圓周驅動力Fu以及運輸輸送帶橫向位移產生的軸向力，後者與前兩項力相比數值較小，故忽略不計。
    F1= F2eμα（2 ）
    式中Fu――圓周驅動力；F1、F2 ――運輸輸送帶緊、鬆邊張力（解釋:物體受到拉力作用時的相互牽引力)；F――運輸輸送帶平均張力，F=（F1+F2 ）K0/2
　　（K0為允許過載係數，取K0=1.05）；μ――輸送帶與滾筒之間的摩擦因數，取μ=0.2；α――運輸輸送帶包角，取α=3.5rad（200°）。
    可得eμα=e0.2×3.5≈2.0.圖5中M3為滾筒體所受到的轉矩，其值為：M3=5000DP/v電動滾筒的總效率(efficiency)不低於73%，由電動機功率（指物體在單位時間內所做的功的多少）P＝4kW，而直徑D=630mm，帶速v＝1.25m/s，筒長l=690mm，筒體厚度t=5mm，材料為Q235―A，由此得：Fu =1000P/v=3 200N其他參數為：F1=2Fu =6 400N，F =1.575Fu= 5 040N，M3=1 008 N.m.最大彎矩及正、剪應力分別為Mmax=F1/4=869.4N.mσ=5.093M/（R2t）=9N/mm2τ=2.547M3/（R2t）=5.3N/mm2 Q235―A的屈服強度σs=235M P a，取安全係數S=2，則：[σ]= σs/S=117.5MPa根據第四強度理論得：σh=（σ2+3τ2）1/2=12.9＜[σ]故此電動滾筒很安全。
   
　　（2）左右法蘭軸的預設在預設電動滾筒左、右法蘭軸時，一般在同一機座號電動機下，以帶寬最寬、速度最低這一極限條件來計算法蘭軸的截麵尺寸，以提高法蘭軸的通用化程度。一般情況(Condition)下將左、右法蘭軸與電動機聯接成一個組件，按簡支梁進行受力剖析和計算。
    RAy+ RBy= G/2+ G0+ G/2                                            
　　（3）
    1000 RBy=（1000－100）G/2+ 1000G0/2+100G/2   
　　（4）
    式中G0――左、右法蘭軸、電動機、連接法蘭及總重量，作用點在L/2處，G0=1 000N；L――左、右支座中心距；G――滾筒體、左右端蓋及輸出法蘭總重量，另加總重量4%的冷卻油質量，G=800N.聯立式（3）、（4），計算得，RAy＝RBy＝900 N. 2）水平方向的支反力RAx+ RBx= F/2+ F/2                                   
　　（5）
    1000RBx=（1000－100）F/2+ 100F/2            
　　（6）
    聯立式（5）、（6），計算得，RAx＝RBx＝2 520 N.左右又叫法蘭凸緣盤或突緣軸結構相似，下麵以右法蘭軸為例進行預預設算，右軸軸頭所承受的彎矩和轉矩如圖7所示。
    1）垂直方向彎矩MA0y= RAy.c=90 N.m MB0y= RBy.L1/2=40.5 N.m 2）水平方向彎矩MA0x= RAx.c=252N.m MB0x= RBx.L1/2=113.4N.m 3）合成彎矩MA0=（MA0y 2 +MA0x 2）1/2=267.6N.m MB0=（MB0y 2 +MB0x 2）1/2=120.4N.m 4）法蘭軸截麵直徑。行星齒輪減速機相對其他減速機,P站PROBURN手机网页版具有高剛性,高精度(單級可做到1分以內),高傳動效率(單級在97%-98%),高的 扭矩/體積比,終身免維護等特點。法蘭軸截麵直徑d1按脈動循環應力計算d1=21.68（M0/[σ-1]）1/3mm M0=[MA0 2 +（φM3）2]1/2=661.4N.m式中M0――計算彎矩；φ――校正（詞義:校對改正)係數，按脈動循環應力，取φ＝0.6.因功率不超過15kW，則左、右法蘭軸用QT450―l0球鐵製造，取σ-1 =145N/mm2，[σ-1]＝40N/mm2，則：d1=57.4mm.取d1＝60mm，d＝70mm.由於左法蘭軸不受轉矩作用，其載荷小於右法蘭軸，因此當軸頭與右法蘭軸截麵尺寸相同時，完全能夠滿足強度要求。
    校驗右又叫法蘭凸緣盤或突緣軸危險截麵I―
　　I、II―II的疲勞強度（strength)安全係數S.假定軸表麵不經強化處理(chǔ lǐ)和防腐處理，內部沒有明顯的影響疲勞強度的缺陷，安全係數S校核公式為：S=σ-1/｛（λσM/Z）2+0.75[（λτ+φτ）M3/ ZD]2｝1/2≥[S]式中σ-1――材料(Material)的彎曲疲勞極限；
　　M、M3――軸在計算截麵上所受的彎矩和轉矩；
　　Z、ZD――軸在計算截麵上的抗彎和抗扭截麵模數，ZI =21.6cm3，ZDI = 43.2cm3；ZII =34.3cm3，ZDII = 68.6cm3；[S]――疲勞強度（strength)的許用安全係數，一般為1.5～1.8，取[S]＝1.7；φτ――扭轉時平均應力折合為應力幅的等效係數，球墨鑄鐵取φτ=0.05；λσ、λτ――從標準試件的疲勞極限到零件的疲勞極限的換算係數，λσI=2.995，λτI=2.31；λσII=2.43，λτII=1.87.則：SI=1.89，SII=3.69.右又叫法蘭凸緣盤或突緣軸兩個截麵的疲勞強度安全係數均大於許用安全係數1.7，因此其疲勞強度能夠滿足使用要求。
    
　　三、結語
    通過(tōng guò)預預設算與剖析，確定了活齒減速油冷式電動滾筒的結構形式以及零部件結構尺寸。可以看出，由於活齒減速同軸輸入輸出，且結構緊湊(terse)，體積較小，因此滿足了電動滾筒的整體結構形式要求。另外，電動滾筒是一種將電動機和同時置於滾筒體內部的驅動裝置，在現有技術條件下，由於電動機已達到了其極限尺寸，隻能從盡可能（maybe)減小減速裝置的體積方麵尋求答案，因此可以說活齒的自身結構正是電動滾筒所需要的。