1、前言

    本机利用高速回转的叶轮，将弹丸抛向滚筒内不断翻转的铸件或锻件来清除其表面的残余型砂或氧化铁皮。清理均匀，生产率高，适宜于中小型铸锻车间清理15kg以下的小件使用。
  由于本机带有单独的集尘装置，故安装地点不受车间通风管路的限制，且卫生条件好。本机设有自动停车装置，故操作简便为了清除铸件或锻件表面的残余型砂或氧化铁皮利用高速回转的叶轮将弹丸抛向滚筒内不断翻转的零件，要求达到如下目的：（1）综合运用机械和电器知识；（2）滚筒传动机构的设计；（3）轴的设计与校核；（4）滚筒传动机构所有零件的设计。该系列产品适用于清理各种不怕碰撞、划伤的铸、锻件。是小型铸、锻、热处理车间清理工件表面残砂、氧化皮的理想设备。主要由滚筒、分离器、抛丸器、提升机、减速电机等组成。利用高速旋转的叶轮将弹丸抛向滚筒内部不断翻转的工件，使工件表面的附着物迅速脱落，从而获得一定粗糙度的光洁表面，达到清理的目的。积二十几年经验和结合日本 IKK 技术制造而成的 TOCHU 牌抛丸机可提供适应各领域用的成套设备，其表面处理技术为中国工业界提供良好的服务。抛丸机的种类很多，有翻滚式、转台式、车式、输送带式及悬挂式等多种类型。

2、总体方案的论证

    滚筒抛丸机的抛丸器为主要实行机构，其性能的好坏直接影响抛丸机的效率，还有传动系统和集尘装置也是抛丸机的主要机构。

方案一  抛丸器传动：由电动机经皮带轮传动叶轮主轴使叶轮高速旋转。滚筒传动：由电动机经链轮传动带动托轮，再以摩擦传动滚筒。集尘器选用旋风除尘器。

方案二  抛丸器传动：由电动机经齿轮传动叶轮主轴使叶轮高速旋转。滚筒传动：由电动机经由皮带轮传动带动托轮，再以齿轮传动滚筒。集尘器选用电除尘器。

方案三  抛丸器传动：由电动机经链轮传动叶轮主轴使叶轮高速旋转。滚筒传动：由电动机经由齿轮传动带动托轮，再以齿轮传动滚筒。集尘器选用旋风除尘器。

方案一结构紧凑，布局合理，传动简单，可靠性高，使用寿命可以得到保障，制造成本低，加工简单。方案二、三效率比较低，加工成本高。经过三个方案的比较，选用方案一。

图2-1 总装图

3 传动方案的论证
3.1 方案一 齿轮传动

图3-1 齿轮传动

齿轮传动的主要优点是：①瞬时传动比恒定，工作平稳，传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力；②适用于功率和速度范围广，功率从接近于零的微小值到数万千瓦，圆周速度从很低到300m/s；③传动效率高，η=0.92～0.98，在常用的机械传动中，齿轮的传动效率较高；④工作可靠，使用寿命长；外廓尺寸小，结构紧凑。

齿轮传动的主要缺点：制造和安装精度要求较高，需专门设备制造，成本较高，不宜用于较远距离两轴之间的传动。

    齿轮传动应满足的基本要求是：①瞬时传动比不变，冲击、振动和噪声小，能保证较好的传动平稳性和较高的运动精度；②在尺寸小、质量轻的前提下，轮齿的强度高，耐磨性好，承载能力大，能达到预期的工作寿命。 

3.2 方案二 带传动

图3-2 带传动

带传动的主要优点：①缓冲和吸振，传动平稳、噪声小；②带传动靠摩擦力传动，过载时带与带轮接触面间发生打滑，可防止损坏其他零件；③适用于两轴中心矩较大的场合；④结构简单，制造、安装和维护等均较为方便，成本低廉。

带传动的缺点：①不能保证准确的传动比；②需要较大的张紧力，增大了轴和轴承的受力；③整个传动装置的外廓尺寸较大，不够紧凑；④带的寿命较短，传动效率较低。

    鉴于上述特点，带传动主要适用于：①速度较高的场合，多用于原动机输出的第一级传动。②中小功率传动，通常不超过50 kw。③传动比一般不超过7，最大用到10。④传动比不要求十分准确。

3.3 方案三 链传动

图3-3 链传动

    链传动具有带传动和啮合传动的一些特点，其优点是：链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；传动尺寸比较紧凑；不需要很大的张紧力，作用在轴上的载荷较小；承载能力大；效率高（η=0.95～0.98）。同时；链传动能吸振与缓和冲击，结构简单，加工成本低廉，安装精度要求低，适合较大中心距的传动，并能在温度较高、湿度较大、油污较重等恶劣环境中工作。

    链传动的缺点是：高速运转时不够平稳；传动中有冲击和噪声；不宜在载荷变化很大和急促反向的传动中使用；只能用于平行轴间的传动；安装精度和制造费用比带传动高。

    链传动的适用场合：广泛应用于中心距较大、多轴、平均传动比要求准确的传动。环境恶劣的开式传动、低速重载传动及润滑良好的高速传动，均可采用链传动。滚子链传递的功率通常在100kw以下，链速在15m/s以下，传动比I<=7。目前其最大传递功率可达500kw，最高中心距可达8m。

综合分析上述三种方案，从传动效率、传动比范围、传动速度、制造成本和安装精度、传动装置外廓尺寸等方面综合考虑，本设计课题的传动方案采用方案三，即采用链传动。

4、选用电动机[1]

    电动机的容量（功率）选得是否合适，对电动机的工作和经济性都有影响。当容量小于工作要求时，电动机不能保证工作装置的正常工作，或电动机因长期过载而过早损坏；容量过大则电动机的价格高，能量不能充分利用，且因经常不在满载下运动，其效率和功率因数都较低，造成浪费。

根据设计取 

滚筒外壳体积：

摩擦圆体积：

护板体积：

查表得

滚筒外壳质量：

摩擦圆质量：

护板质量：

滚筒总质量：

滚筒重力：

抛丸机的最大装载量:

工件所受重力：

满载时每个托轮所受切向力：

滚筒线速度：

滚筒所需功率：

查表得：

电动机至滚筒的总效率

电动机所需功率

所以选用电动机额定功率

由于滚筒转速不高，可选用YTC系列齿轮减速三相异步电动机，根据额定功率选用YTC502型。

5、机械传动装置的总体设计与计算[1]

图5-1 机械传动装置

    电动机选定后，根据电动机的满载转速n m及工作轴的转速n w即

    可确定传动装置的总传动比。

    具体分配传动比时，应注意以下几点：

a. 各级传动的传动比最好在推荐范围内选取，对减速传动尽可能不超过其允许的最大值。

b. 应注意使传动级数少﹑传动机构数少﹑传动系统简单，以提高和减少精度的降低。

c. 应使各级传动的结构尺寸协调﹑匀称利于安装，绝不能造成互相干涉。

d. 应使传动装置的外轮廓尺寸尽可能紧凑。

传动装置的计算：

A. 电动机转速              

滚筒转速        

传动装置的总传动比        

    B. 分配各级传动比

因，取

则

C. 计算传动装置的运动参数和动力参数

a）各轴转速

轴    

轴   

b）各轴功率

轴    

轴   

c）各轴转矩

轴    

轴   

将运动和动力参数计算结果整理并列于表5-1

表5-1 运动和动力参数表