螺旋混料輸送機的設計【含5張CAD圖帶開題報告-獨家】.zip
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目 錄
1 英文文獻翻譯 1
1.1 Development course of conveyor 1
1.2 輸送機發(fā)展歷程 5
2 專業(yè)閱讀書目 7
2.1 機械設計 7
2.2 現代工程圖學 7
2.3 機械原理 8
2.4 材料力學 8
2.5 互換性與技術測量 8
2.6 機械制造技術 9
2.7 機電傳動控制 9
2.8 機械制造基礎 10
2.9 數控技術 10
2.10理論力學 10
1 英文文獻翻譯
1.1 Development course of conveyor
Conveyor? is?a?common?don't?have?Flexible traction?
component?continuous?conveying?machinery,?also?called?
continuous?conveyor.It?is?a?material?handling?equipment,?it? with?handling?ability?strong,?persistent,?direction,?flexible,
and?other?advantages?in?industrial?production?in?large?being applied.?Although?many?types?of?belt?conveyor,?but? its working?principle?is?basic?similar,?most?are?driving?draught device?and?drive?transmission?container?transport?materials. Conveyor?can?undertake?level,?the?tilt?and.vertical?conveyor, also?can?make?the?space?transport?routes,?transmission?lines is?usually?fixed,?is?a?modern?production?and?logistics transport?indispensable?important?mechanical?equipment.?It?has transmission?capacity?is?strong,?long?distance?transportation?etc.?
With?the?development?of?industry,?conveyor?also?obtained?fast?development,?conveyor?products?have?been?also?gradually?improved.?With?the?emergence?of?the?power?equipment?of?similar?principle?is?applied,?conveyor?continuing?into?the?19th century,Foresightedness fabrics,?wire?rope?for?traction?belt?conveyor.?The?principle?of?belt?conveyor,?when?applied?in?the?17th?century?also?recorded?conveyor,?in?1880?German?company?developed?driven?by?steam?belt?conveyor.?
Then?the?British?and?German?and?launched?inertial?conveyor,?if?the conveyor?belt,?the?application?of?the?principle,?creating?a?tilt?of the?belt?conveyor,?belt,?traction?with?chains.?All?sorts?of?conveyor?during?this?time?arise?conveyor,?based?on
human,?hydraulic?power?drive?such.?All?the?structures conveyor?successively?appeared.?In?1887?Americans?produced?the
screw?conveyor,?make?enterprise?internal,?between?enterprise?and?inter-city?transportation?possible.?The?development?history of?belt?conveyor,?they?very?ancient?instead?of?the?original?motive?for?conveyor?provide?driving?force.?Ancient?people?
began?to?use?water?overturned?and?high?Tongue?conveyor,?in?turn?after?the?water?conservancy?project's?belt?conveyor begin?in?power.?Quick-tempered?exalts??Conveyor?in?19th? century?eighties?obtained?fast?development,?conveyor?itself?is in?industrial?production?plays?a?more?and?more?important role.?After?entering?the?development?of?the?20th?century,?in belt?in?1905?Swiss?produced?steel?belt?conveyor,?keel?leaf?board,?canister?to?do?to?achieve?the?material conveying container conveyor,?machinery?manufacturing,steel??metallurgical industries technology enhances unceasingly.Americans Rubens in 1896 after ?application??became?the?inventor?of?belt?conveyor. According?to?the?mode?of?operation?conveying?machinery?can be?divided?into:?1:?belt?conveyor?2:?screw?conveyor?3:?Du pattern?lift?machine?.The?future?of?large?scale,?will?toward?belt?use?scope,energy?consumption,?low?pollution?less,?material?automatically grading,?etc.?
Large-scale?including?conveying?capacity?increases,conveying the?increase?of?space?and?transportation?Angle?increases,?etc.For?example,?the?transmission?distance?hydraulic?transmission?device?7.3?kilometers?above,?the?transmission?distance?of belt?conveyor?by?nearly?15?kilometers,?composed?some?Taiwan?contact?between?party?a?and?party?b?"belt?convener's?word"?also?appear?constantly.?Many?countries?are?exploring?long-distance?large-capacity?continuous?conveying?material?more?perfect conveyor?structure.?Enlarge?conveyor?scope?of?application, refers?to?development?can?be?in?high?temperature,?low?temperature?condition?corrosive,?radioactive,?inflammable?material?environment,?as?well?as?hot,?explosive,?easy?to?transport?the Rachel?regiment,?viscous?material?conveyor.?
Based?on?the?development?process?of?the?spiral?conveyor, we?can?know?the?future?development?direction?of?the?spiral?conveyor?are?as?follows:?
(1) ?The?traffic?volume?greater,?high?speed,?high?service life.?High?speed?means?high?productivity,?reduce?production cost?per?unit?time.?Wear?is?the?limit?screw?conveyor?life?of?main?reason,?reduce?material?and?spiral,?enhance?the?friction?coefficient?between?screw?axis?wear?and?improve?material between?the?performance,?so?can?largely?prolong?the?service?life?of?belt?conveyor.?
(2)?The?low?energy?consumption?and?reduce?energy?consumption Screw?conveyor?in?most?of?the?energy?costs?on?friction losses.?Therefore,?how?to?reduce?energy?consumption?is research?and?design?screw?conveyor?to?be?solved?urgently problems?and?the?future?direction?of?development.?
(3)?The?development?of?intelligent?direction.?Future?screw conveyor?and?computer?has?more?and?more?closely?linked, suitable?for?program?control,?intelligent?operation.?Material?handling,?machine?online?installation?and?maintenance?are should?be?able?to?realize?intelligent?management.?
(4)?May?be?bent?of?the?space?transfers.?In?order?to overcome?the?horizontal?and?vertical?screw?conveyor?due?to the limitations of structure?only?conveying?material shortage,?straight?years?appeared?flexible?screw?conveyor, spring?screw?conveyor,?etc.?Other?various?screw?conveyor should?also?in?order?to?achieve?the?space,?can?develop?new?type?bending?conveying?constantly.?
(5)?The?combined?transport,?compound?to?the?large-scale development.?In?the?process?of?using?screw?conveyor, combining?various?continuous?conveyor?machinery,?to?perform complex?material?conveying.?Large-scale?including?single?length?of?large-scale,?transportation?capacity?of?large-scale,?transmission?Angle?units,?etc.?
(6)Expand?application?scope.?At?present,?screw?conveyor,?the?limited?expanding?their?application?scope,?and?study?the low?temperature,?high?temperature?conditions?in?a?corrosive,?radioactive,?inflammable?material?environment,?and?can transport?hot.?Explosive,?easy?"group,?viscous?material?screw conveyor.?
(7)?Environmental?design,?reduce?pollution,?achieve?the purpose?of?green?design.?The?traditional?screw?conveyor?is in?open?under?the?condition?of?work,?in?transportation powder,?granule?raw?materials,?materials,?serious?impact?is flying?over?the?environment?around,?especially?in?conveying fertilizer,?cement,?ore,?coal?and?other?powder?easy?Guiyang?material?particularly?serious.?In?order?to?solve?this?problem,?we?should?develop?various?forms?of?environmental?protection?in?advance,?and?screw?conveyor?belt?to?solve?this?problem,?undoubtedly?have?very?big?development?space.
1.2 輸送機發(fā)展歷程
輸送機是一種常用的不具有撓性牽引構件的連續(xù)物料搬運機械，又稱連續(xù)輸送機。是一種物料搬運裝備，它以搬運能力強、持續(xù)性好、方向靈活等優(yōu)點，在工業(yè)生產中大量被應用。輸送機的種類雖然很多，但是其工作原理卻基本相似，多數都是以動力驅動牽引裝置，帶動輸送容器運輸物料。。輸送機可進行水平、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路，輸送線路一般是固定的，是現代化生產和物流運輸不可或缺的重要機械設備。它有輸送能力強，運輸距離長等優(yōu)點。????
隨著工業(yè)的發(fā)展,輸送機也得到了快速的發(fā)展，輸送機產品也得到了逐步的完善。隨著動力設備的出現，輸送機的類似原理應用一直持續(xù)到了19世紀，外國人用編織物、鋼絲繩為牽引帶輸送機。輸送機的原理應用，在17世紀時也有記載輸送機，1880年德國公司開發(fā)出由蒸汽驅動的帶式輸送機。隨后英國人和德國人又推出了慣性輸送機，若從輸送機原理的應用上來講輸送機，制作出傾斜的帶式輸送機，以鏈條等作牽引輸送機。各種輸送機在這段時間里相繼出現輸送機，是以人力、水力等力量驅動。各種結構的輸送機相繼出現了。1887年美國人制造出了螺旋輸送機，使企業(yè)內部、企業(yè)之間乃至城際輸送成為可能。輸送機的發(fā)展歷史非常久遠，他們代替了原始動力為輸送機提供驅動力。古時人們開始應用水翻車和高轉筒車輸送機，以后中諾皮帶輸送機在水利工程中開始大顯威力。?
? 輸送機在19世紀八十年代后期得到了快速的發(fā)展，輸送機本身也在工業(yè)生產中扮演著越來越重要的角色。進入二十世紀以后輸送機的發(fā)展，在1905年瑞士人生產了鋼帶式輸送機，以龍骨葉板、筒做輸送容器來實現物料的搬運輸送機，機械制造、鋼鐵冶金等行業(yè)的技術不斷提高。美國人魯賓斯在1896年經申請成為了帶式輸送機的發(fā)明人。?輸送機械按運作方式可以分為：1：帶式輸送機?2：螺旋輸送機?3：斗式提升機?.未來輸送機的將向著大型化、使用范圍廣、能量消耗低、污染較少、物料自動分揀等方面發(fā)展。?
??? 大型化包括輸送能力增大、輸送距離的增大及輸送傾角增大等幾個方面。例如，水力輸送裝置的輸送距離已達440公里以上，帶式輸送機的輸送距離將近15公里，由若干臺組成聯系甲乙兩地的“帶式輸送道”也不斷出現。不少國家正在探索長距離、大運量連續(xù)輸送物料的更完善的輸送機結構。擴大輸送機的使用范圍，是指發(fā)展能在高溫、低溫條件下有腐蝕性、放射性、易燃性物質的環(huán)境中工作的，以及能輸送熾熱、易爆、易結團、粘性物料的輸送機。?
通過對螺旋輸送機發(fā)展歷程的了解，我們可以預見未來螺旋輸送機的發(fā)展方向如下：?
①?運量更大、高速度、高使用壽命。高速度意味著高的生產率，減少單位時間生產成本。磨損是限制螺旋輸送機壽命的主要原因，降低物料與螺旋之間的摩擦系數，增強螺旋軸間的耐磨性，改善物料的性能，這樣可以在很大程度上延長輸送機的使用壽命。?
②低的能源消耗以及減少能量的消耗。螺旋輸送機的大部分能源消耗都在摩擦損失上。?因此如何降低能源的消耗是研究和設計螺旋輸送機亟待要解決的難題和今后的發(fā)展方向。?
③智能化方向的發(fā)展。未來的螺旋輸送機和電腦有著越來越密切的聯系，適合程序的控制、智能操作。物料的裝卸、機器上網安裝和維護都應當能實現智能化管理。?
④空間的可彎曲輸送。為了克服水平和垂直螺旋輸送機由于構造上的限制而只能直線輸送物料的不足，近些年來出現了可彎曲的螺旋輸送機，彈簧螺旋輸送機等。另外其他的各種螺旋輸送機也應該為了實現空間、可彎曲輸送不斷研制新的機型。?
⑤組合復合化的輸送，向大型化發(fā)展。在使用螺旋輸送機的過程中，結合各種連續(xù)輸送機械，來完成復雜物料的輸送。大型化包括單機長度的大型化、運輸能力的大型化、輸送角度的大型化等。?
⑥擴大應用范圍。目前，螺旋輸送機的受到限制，要不斷擴大其應用范圍，研究其在低溫、高溫條件下有腐蝕性、放射性、易燃性物質的環(huán)境中工作的，以及能輸送炙熱。易爆、易結團、粘性物料的螺旋輸送機。?
⑦環(huán)保設計，減少污染，實現綠色設計的目的。傳統(tǒng)的螺旋輸送機是在敞開的狀態(tài)下工作的，在輸送粉狀、顆粒狀物料時，物料易散落飛揚，嚴重影響周邊的環(huán)境，特別是在輸送化肥、水泥、礦石、煤炭等粉末易飛揚物料時尤為嚴重。為了解決這個問題，我們應當提前研制多種形式的環(huán)保輸送機，而螺旋輸送機對于解決這個難題，無疑具有很大的發(fā)展空間。
2 專業(yè)閱讀書目
2.1 機械設計
機械設計（machine design），根據用戶的使用要求對專用機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算并。機械設計，將其轉化為具體的描述以作為制造依據的工作過程。 機械設計是機械工程的重要組成部分，是機械生產的第一步，是決定機械性能的最主要的因素。機械設計的努力目標是：在各種限定的條件(如材料、加工能力、理論知識和計算手段等)下設計出最好的機械，即做出優(yōu)化設計。優(yōu)化設計需要綜合地考慮許多要求，一般有：最好工作性能、最低制造成本、最小尺寸和重量、使用中最可靠性、最低消耗和最少環(huán)境污染。這些要求常是互相矛盾的，而且它們之間的相對重要性因機械種類和用途的不同而異。設計者的任務是按具體情況權衡輕重，統(tǒng)籌兼顧，使設計的機械有最優(yōu)的綜合技術經濟效果。過去，設計的優(yōu)化主要依靠設計者的知識、經驗和遠見。隨著機械工程基礎理論和價值工程、系統(tǒng)分析等新學科的發(fā)展，制造和使用的技術經濟數據資料的積累,以及計算機的推廣應用,優(yōu)化逐漸舍棄主觀判斷而依靠科學計算。（王為，旺建曉. 機械設計[M ]. 武漢：華中科技大學出版社，2007.）
2.2 現代工程圖學
本書是全國教育科學“十五”規(guī)劃教育部重點課題的研究成果，是根據教育部2005年制定的“普通高等院校工程圖學課程教學基本要求”，并總結作者多年來教學改革的經驗編寫而成的，是2007年江蘇省高等學校立項精品教材。
全書共10章，主要內容包括制圖基本知識、正投影法基礎、立體的投影、組合體的視圖、軸測圖、機件常用表達方法、標準零件與常用零件、零件圖、裝配圖、計算機繪圖。與本書配套的《現代工程圖學習題集》同時由清華大學出版社出版。
本書融現代工程圖學與計算機繪圖的內容于一體，融傳統(tǒng)教學手段和現代教學手段于一體，融漢語、英語和德語教學于一體。本書突出應用型特色，注重立體構形能力、圖視思維表達能力、自主學習能力和專業(yè)外語交流能力的培養(yǎng)。（趙大興，高成慧，趙成剛. 現代工程圖學[M ]. 武漢：湖北科學技術出版社，2006.）
2.3 機械原理
本書除緒論外共十三章，包括機構的結構分析、平面機構的運動分析、平面連桿機構及其設計、凸輪機構及其設計、齒輪機構及其設計、輪系及其設計、其他常用機構、機械運動方案的擬定、平面機構的力分析、平面機構的平衡、機器的機械效率、機器的運轉及其速度波動的調節(jié)、計算機在機構分析和綜合中的應用。此外，書末還附有各章思考題和習題以及常用的圖表?！稒C械原理》是一門介紹各類機械產品中常用機構設計的基本知識、基本理論和基本方法的重要技術基礎課程?！稒C械原理》以高等學校機械類專業(yè)的學生為對象，以機構系統(tǒng)運動方案設計為主線，面向產品設計，強調學科之間的交叉融合，注重相關課程教學內容的邊界再設計，通過啟發(fā)創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學生主動實踐的工程設計能力。《機械原理》重點討論連桿機構、凸輪機構、齒輪機構、間歇機構等常用機構的設計和機構系統(tǒng)動力學、機構創(chuàng)新設計的一般規(guī)律和方法，將設計基本知識、基本理論與設計方法有機地融合，通過理論學習與不斷實踐加強創(chuàng)新思維和工程設計能力的訓練，為機械產品創(chuàng)新設計提供必要的基礎知識與方法。（魏兵，熊禾根. 機械原理[M ]. 武漢：華中科技大學出版社，2007.）
2.4 材料力學
劉鴻文 浙江大學教授。長期從事固體力學教學工作。曾任教育部教材編審委員會委員，國家教委(教育部)工科力學課程教學指導委員會主任委員兼材料力學課程教學指導組組長。1989年被授予全國優(yōu)秀教師。1991年起享受政府特殊津貼。杭州市第六屆人大代表，浙江省第四屆政協(xié)常委，全國政協(xié)第六、七、八屆委員。全書分I、Ⅱ兩冊，共分18章。第1冊包含了材料力學課程中的基本內容，內容包括：緒論，拉伸、壓縮與剪切，扭轉，彎曲內力，彎曲應力，彎曲變形，應力和應變分析，強度理論，組合變形，壓桿穩(wěn)定，動載荷，交變應力，平面圖形的幾何性質等。第Ⅱ冊包含了材料力學課程較深入的內容，內容包括：彎曲的幾個補充問題，能量方法，超靜定結構，平面曲桿，厚壁圓筒和旋轉圓盤，矩陣位移法，桿件的塑性變形等（劉鴻文. 材料力學[M ]. 北京：高等 教育出版社，2009.）
2.5 互換性與技術測量
本書根據“互換性與技術測量”課程學時壓縮的情況，編寫時盡量貫徹既完整全面又簡潔實用的思想。其主要內容包括：互換性與標準化概論、圓柱體結合尺寸精度的控制與評定、測量技術基礎、幾何公差及檢測、表面輪廓特征的控制與評定、典型零部件的幾何精度設計、圓柱齒輪傳動誤差的評定與齒輪的精度設計、機械系統(tǒng)的精度設計和機械精度設計與實例分析。附錄中還列出“常用詞匯中英文對照”和若干工程示意圖，書中所有工程實例可利用索引查找，并為任課教師免費提供電子課件。
本書是機械工程及其自動化專業(yè)的教學用書，也可以作為近機類專業(yè)如輕工機械、化工機械等專業(yè)的教學用書，同時可供科研及生產單位從事產品設計和計量測試等工作的工程技術人員使用。（陳于萍，周兆元. 互換性與測量技術基礎[M ]. 北京：機械工業(yè)出版社，2009.）
2.6 機械制造技術
機械制造技術內涵廣泛、學科交叉，并且不斷地發(fā)展與完備，在激烈的國際市場競爭中，制造業(yè)要求生存和發(fā)展，必須掌握并科學運用最先進的制造技術。先進制造技術也是改造傳統(tǒng)產業(yè)的有力武器。先進制造技術的發(fā)展與產業(yè)化，將對國民經濟的發(fā)展產生越來越大的影響。
本書系統(tǒng)介紹各種先進制造技術的理念和裝備技術，旨在使學生熟悉國內外先進制造技術前沿，開闊學生思維，拓寬知識面，掌握先進的方法，培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和工程實踐的能力。全書共分六章，主要介紹先進技術的內涵、虛擬制造技術、微細加工技術、納米制造技術、快速成型技術、制造自動化技術。
本書可以作為機械設計及理論、機械制造及自動化、工業(yè)工程、車輛工程、機械電子工程等專業(yè)的碩士研究生、博士研究生的課程教材，也可以作為科研和工程技術人員的參考書。（李全銓，周明研. 機械制造技術[M].北京：中國水利水電出版社,2004.）
2.7 機電傳動控制
《機電傳動控制》是2001年高等教育出版社出版的一本圖書。該書緊密結合典型機電自動控制系統(tǒng)，詳細介紹了控制系統(tǒng)的組成以及設計方法。既有常用的電氣控制方法，又有先進的控制技術。具有系統(tǒng)性、實用性和先進性。 全書除緒論和附錄外共分5章，第1章機電傳動斷續(xù)控制，第2章可編程序控制器（PLC）及其應用，第3章步進電動機傳動控制，第4章機電傳動速度連續(xù)控制，第5章機電傳動伺服系統(tǒng)。每章末均有思考題和習題。該書是高等工科院校機械工程及自動化專業(yè)的系列教材之一，也可供機電相關專業(yè)選用及有關科研和工程技術人員參考。
2.8 機械制造基礎
本書根據高等教育人才培養(yǎng)目標及規(guī)格要求進行編寫。在吸收近年來高等教育教學改革經驗的基礎上，根據企業(yè)生產一線對應用型高等技術人才在機械制造技術方面的技能要求，結合機械制造技術的發(fā)展趨勢，將傳統(tǒng)教材《金屬切削原理與刀具》、《金屬切削機床》、《機械制造工藝學》、《機床夾具設計》、《數控技術》等的相關內容有機地結合在一起，以項目、課題、案例為主線。本書內容涵蓋有：金屬切削加工基本定義、機械加工工藝規(guī)程制訂、典型零件加工工藝、機械加工質量分析、裝配工藝基礎、機床夾具設計基礎、常用機械加工方法及其裝備、數控加工工藝、現代加工技術九個項目。可供高等院校機電類專業(yè)使用，也可作為普通高等院校及有關工程技術人員參考。每個項目后附有知識點、技能點、課題分析、相關知識及項目驅動題目，可使廣大讀者更好地掌握所學的知識和技能。
2.9 數控技術
本書為中國機械工程學科教程配套系列教材暨教育部高等學校機械設計制造及其自動化專業(yè)教學指導分委員會推薦教材。
全書共分為7章。第1章簡要介紹了數控的有關概念、數控機床的組成、工作原理、分類及其發(fā)展趨勢；第2章深入分析了插補原理，并詳細介紹了典型的插補方法；第3章簡要介紹了計算機數控系統(tǒng)硬件的組成、功能和軟件的功能及結構；第4章按照工作原理的不同分別對各種數控位置檢測裝置進行了深入分析；第5章對數控伺服系統(tǒng)的類型，伺服電機原理及控制方法，現代典型數控伺服系統(tǒng)進行了較詳細的講解；第6章講述了數控手工編程，介紹了數控編程的工藝處理方法、編程誤差的來源和控制方法、數控編程中的指令代碼及數控編程；第7章介紹了自動編程、CAXA軟件的使用及加工案例。
本書可作為本科院校相關專業(yè)學生的教學用書，也適合研究生、?？茖W生、從事數控技術及有關工程技術人員閱讀參考。（數控技術/杜國臣,王士軍主編.-北京:中國林業(yè)出版社;北京大學出版社,2006.）
2.10理論力學
理論力學（theoretical mechanics）是研究物體機械運動的基本規(guī)律的學科。力學的一個分支。它是一般力學各分支學科的基礎。理論力學通常分為三個部分：靜力學、運動學與動力學。靜力學研究作用于物體上的力系的簡化理論及力系平衡條件；運動學只從幾何角度研究物體機械運動特性而不涉及物體的受力；動力學則研究物體機械運動與受力的關系。動力學是理論力學的核心內容。理論力學的研究方法是從一些由經驗或實驗歸納出的反映客觀規(guī)律的基本公理或定律出發(fā)，經過數學演繹得出物體機械運動在一般情況下的規(guī)律及具體問題中的特征。理論力學中的物體主要指質點、剛體及剛體系，當物體的變形不能忽略時，則成為變形體力學（如材料力學、彈性力學等）的討論對象。靜力學與動力學是工程力學的主要部分。（李卓球. 理論力學[M].武漢:武漢理工大學出版社 2012.）
13
螺旋混料輸送機的設計
Design of spiral mixing conveyor
摘 要
隨著現代科學的發(fā)展，輸送機也得到了快速發(fā)展，其產品應用領域也越來越廣泛，種類也變得越來越多，但都無法滿足用戶的需求。
螺旋混料輸送機的設計，是對混料和輸送兩種設備功能的集成。輸送機作為現代生產和物流運輸不可或缺的機械設備之一，主要有槽體、旋轉主軸、葉片、軸承、傳動裝置及驅動系統(tǒng)組成。傳動部分采用三級鏈傳動來實現系統(tǒng)的減速，變速器實現變速。第一級鏈傳動是電動機和變速器之間的傳動；第二級鏈傳動是變速器和傳動軸之間的傳動；第三級鏈傳動是傳動軸和輸送機螺旋軸之間的傳動。通過對螺旋輸送機的部件設計，對傳動系統(tǒng)的設計提出技術要求。根據部件設計計算所得的主要參數，對傳動系統(tǒng)進行設計，其中包括對電動機的選型、變速器的參數計算、傳動鏈的設計和傳動軸的設計與校核。最終完成對螺旋混料輸送機的選型設計。
關鍵詞：螺旋混料輸送機、變數器、鏈傳動、傳動軸。
Abstract
With the development of modern science, the conveyor has also developed rapidly, and its product application field has become more and more extensive, and the variety has become more and more, but it cannot meet the needs of users.
The design of spiral mixing conveyor is the integration of two kinds of equipment functions. As one of the indispensable mechanical equipment in modern production and logistics transportation, conveyor is composed of tank, rotating spindle, blade, bearing, transmission device and driving system. The transmission part adopts the three-level chain drive to realize the deceleration of the system. The first chain drive is the transmission between the motor and the transmission; The second chain drive is the transmission between the transmission and the transmission shaft; The third chain drive is the transmission between the propeller shaft and the spiral shaft of the conveyor. Through the design of the parts of the screw conveyor, the technical requirements for the design of the transmission system are put forward. According to the parts design and calculation of main parameter of the transmission system design, including the selection of motor, transmission parameters are calculated, the design of the transmission chain and transmission design and check. Finally, the selection design of the spiral mixing conveyor is completed.
Keywords: screw mixing conveyor, variable device, chain drive, transmission shaft.
目 錄
摘 要 i
Abstract ii
1.緒論 １
1.1. 引言 １
1.2. 螺旋混料輸送機的發(fā)展現狀 １
1.3. 螺旋混料輸送機國內外現狀 １
1.4課題研究的目的、內容及意義 ２
2. 螺旋混料輸送機結構設計 ３
2.1. 螺旋混料輸送機設計的技術條件 ３
2.2. 螺旋混料輸送機概述 ３
2.3. 螺旋混料輸送機的工作原理 ４
2.4. 螺旋混料輸送機部件設計 ５
2.4.1. 混料輸送體積流量計算 ５
2.4.2. 漏斗的設計 ６
2.4.3. 料槽的設計 ９
2.4.4. 螺旋的設計 ９
2.4.5. 軸承座機構的設計 １８
2.4.6. 傳動系統(tǒng)的設計 ２５
結 論 ３７
參考文獻 ３８
致 謝 ３９
v
1.緒論
1.1. 引言
進入二十一世紀，伴隨著我國經濟日新月異的發(fā)展， 各行各業(yè)之間競爭日趨激烈，要想在競爭中處于優(yōu)勢，就要不斷去創(chuàng)新， 提高生產效率，才能使產品在市場上占有技術優(yōu)勢，才能擁有更強的市場競爭力。
科學技術發(fā)展至今，傳統(tǒng)的人工混料和肩扛手拿的運輸方式在各行各業(yè)早就退出歷史舞臺，取而代之是機械輸送設備。螺旋輸送機廣泛應用與冶金、建材、化工、糧食及機械加工等各部門。其結構簡單，橫截面尺寸小，密封性能好，可以實現多點裝料和卸料，制造成本低，主要用于各種粉料、粒狀及小塊物料的輸送，在物料的輸送過程中完成混合攪拌。螺旋混料輸送設備是在建筑業(yè)和物流輸送中用途較廣的一種輸送設備，其作用包括混料攪拌和物流輸送兩部分。這兩項功能的實現，可以通過多種辦法和手段來實現。
1.2. 螺旋混料輸送機的發(fā)展現狀
隨著科學技術的不斷發(fā)展，輸送機作為物流運輸設工業(yè)生產不可或缺的重要設備之一，在市場上廣泛使用，但目前的混料輸送設備大多使用在要求輸送精度不高領域中。在要求混料效果較高的行業(yè)來說，設計一臺高精度得人混料輸送設備，大都通過科研團隊前期的定量計算與定性分析，研發(fā)出符合技術條件的專用混料輸送機，但這些設備的在市場上存在較大的局限性，因為專用設備的通用性較差，且制造成本也比較高，后續(xù)的維修也需要專員維修，所以，不少企業(yè)希望運用現有的技術條件，改造或設計出一款通用性好、價格低廉的混料輸送機成為許多行業(yè)的共同目標。
1.3. 螺旋混料輸送機國內外現狀
輸送機是現代生產和物流運輸不可缺少的重要機械設備之一，特別是在我國碼頭航運行業(yè)中發(fā)展較為迅速，為此國家也投入了大量的人力物力，實行相關推進政策，使得輸送機的技術水平有了很大的提高。長期以來，研究人員不斷研究新技術，開發(fā)新產品，目的是為了是輸送機功能更加多元化，來填補了國內的空白，長距離和大傾角的輸送機設備一直研究人員不斷探索的方向，這些技術的突破，將使我國輸送機到達新的領域。
國外的輸送機技術發(fā)展很快，其主要表現在兩個方面，一是螺旋輸送機的功能實現多樣化，適用范圍較廣，另一方面是螺旋輸送機輸送距離在理論上實現突破，并確保輸送系統(tǒng)設備的通用性、互換性，提高了螺旋輸送機的運行性能和可靠性。相比國內來說，國外的輸送機技術較為嫻熟，系統(tǒng)更加完善。
1.4課題研究的目的、內容及意義
螺旋混料輸送機是將現代混料設備和輸送設備相結合，設計出的滿足市場需求創(chuàng)新產品，其設計的目的是為了將混料與輸送這兩道工序簡化成一道工序。螺旋輸混料送機的功能是在配重稱量機將料輸入到進料漏斗的同時，操作者將進料閥口打開，并控制閥口的開度，使物料按規(guī)定的比例輸入漏斗中，當啟動混料輸送機時，再將原料攪拌混合輸送到下一道工序的入口處。在技術改造之前，混料的加工在鏟式混料罐中進行。它的生產方式是一罐一罐間接完成，在制品的輸出是不連續(xù)的。而新設計的螺旋混料輸送機，不僅實現了連續(xù)輸出，而且還將混料和輸送合為一體，節(jié)省了許多工時，提高了生產效率。
螺旋混料輸送機的設計內容主要是對輸送機的槽體、旋轉主軸、葉片、軸承、傳動裝置及驅動系統(tǒng)的設計，通過對螺旋輸送機的各個部件進行設計，對其傳動系統(tǒng)的設計提出技術要求。根據部件設計計算所得的主要參數，對傳動系統(tǒng)進行設計，其中包括對電動機的選型、變速器的參數計算、傳動鏈的設計和傳動軸的設計與校核。最終完成螺旋混料輸送機的設計。
螺旋混料輸送機的設計，是在傳統(tǒng)混料輸送設備的使用和現代設計經驗的基礎上，設計出的一種新產品，它的廣泛應用對于減輕繁重的體力勞動，提高生產效率，實現物料混料輸送一體化，都具有重要的現實意義。
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2. 螺旋混料輸送機結構設計
2.1. 螺旋混料輸送機設計的技術條件
1） 機器的功能為混料、輸送兩用機，在輸送中完成混料加工，因此，混料的質量線應當符合技術條件的規(guī)定。
2） 混料輸送物料的種類和重量比為：
1 粉料：滑石粉的重量比：；
輕鈣粉的重量比：。
2 液體料：氯蠟的重量比，配比：。
3） 生產效率：額定混料輸送量為5t/h。
其中：滑石粉 1.8t/h；
輕鈣粉粉 1.2t/h；
氯蠟 1.8t/h；
4） 混料輸送量可調，調整范圍為，即按額定值，人工調節(jié)。
5） 輸送距離：1.4m。
2.2. 螺旋混料輸送機概述
在貨場或工廠中應用的物料輸送設備的種類有很多，按照物料的特性要求和結構不同，分為滾筒輸送機、螺旋輸送機等，在用途上往往只要求它有輸送功能。螺旋輸送機廣泛應用于糧食工業(yè)，機械制造業(yè)等國民經濟各部門中，不可或缺的重要輸送機械設備之一。但是，在這條生產線上，不僅要求設備能夠實現輸送功能，而且還要具備混料的功能。因此，符合此條件的設備唯有螺旋混料輸送機。
如圖1-1所示，此類機械設備的優(yōu)點是：結構簡單、制造成本較低、維修方便、機槽的密封性能較好，可以實現多點進料和多點卸料。其缺點是：功率消耗較大，因為在物料輸送過程中，物料與機械設備的殼體一直處于干摩擦的狀態(tài)下；輸送機的輸送距離受到限制。
圖2-1 螺旋輸送機示意圖
1 電動機 2 減速器 3 漏斗 4 電螺旋軸 5 葉片 6 料槽 7 卸料口 8 軸承
2.3. 螺旋混料輸送機的工作原理
螺旋混料輸送機的輸送原理：輸送機在電動機的驅動下，帶動螺旋體旋轉，由于物料自身的重力和螺旋混料輸送機的機殼對物料的摩擦阻力阻止了物料跟隨螺旋葉片的旋轉，因此，物料與螺旋體之間產生相對運動，如同不旋轉的螺母沿著轉動的螺桿軸向移動，來實現物料的輸送。
螺旋混料輸送機的混料原理：在物料輸送過程中，物料與螺旋葉片之間是相對運動的，大多數情況下不會隨螺旋體旋轉，但還是有一部分會跟隨螺旋體旋轉，在離心力和自身重力作用下，物料之間的運動速度和方向不相同，因此產生了混料效果。所以，在對混料要求不高的設備，一般可以由普通的螺旋輸送機來完成。
但在對混料功能要求較高的設備，其葉片的結構形式需要從新設計。在市場上常用的螺旋輸送機葉片形式分為滿葉式、槳葉式、帶葉式和齒式四種形式，每種葉片根據形狀不同，其使用功能也不一樣。a型滿葉式，構造簡單，其輸送功能好，但混料功能差，適用于輸送散落性較好的、干燥顆粒的或粉狀物料。b型是槳葉式，其機構簡單，具有有較強攪拌和混料功能，但其輸送性能較差。c型是帶葉式，適用于輸送塊狀或粘滯性的物料。d型為齒式，其輸送功能和混料功能均介于a型和b型之間。
圖2-2 螺旋葉片形狀
a） 滿葉式 b）槳葉式 c） 帶葉式 d） 齒葉式
2.4. 螺旋混料輸送機部件設計
2.4.1. 混料輸送體積流量計算
在混料輸送機設計的技術條件中，通過技術條件規(guī)定設備的質量流量和物料的密度，從而確定混料輸送機的體積流量，按下式計算：
式中 技術條件規(guī)定設備的質量流量，，其中滑石粉的質量流量，輕鈣粉的質量流量流量,氯蠟的質量流量；
ρ 物料密度，其中滑石粉密度，輕鈣粉密度，氯蠟密度 ，則各物料的體積流量為：
滑石粉體積流量：
Q1V=1.8/0.982（m3/h）=1.833m3/h
輕鈣粉體積流量：
Q2V=1.2/0.332（m3/h）=3.614m3/h
氯蠟體積流量：
Q3V=2/1.2（m3/h）=1.667m3/h
混合后的體積流量：
QV=Q1V+Q2V+Q3V=（1.833+3.614+1.667）m3/h=7.114m3/h
2.4.2. 漏斗的設計
漏斗不僅僅作為物料的存儲容器，而且還是不同設備之間在一條生產線上的銜接件，根據用戶的不同設計要求，設計出漏斗，但這些要求往往對后面輸送機的設計產生一定的影響。
（1）、漏斗設計的技術條件
螺旋混料輸機是由二元配料稱量機提供粉料，是同一生產線上的配套設備，且配料稱量機是間斷性提供粉料，但通過技術改造后的生產線要求螺旋混料輸送機在制品輸出上實現連續(xù)，所以漏斗不僅僅作為原料的接收口，還要具備一定的存儲功能，且存儲量是輸送機一分鐘的輸出量。
5t/60=5000kg/60=83.3kg
在配料稱量機將粉料輸人進料漏斗的同時，操作者需要將液體料的進料閥口打開，并控制閥口的開度，使液體料能夠按規(guī)定比例輸送到進料漏斗中，因此漏斗需要在中間設置隔板，將兩種物料分隔開，其中要求各物料的重量為:
1） 滑石粉：30kg。
2） 輕鈣粉：20kg。
3） 氯蠟： 33.3kg。
（2）、漏斗的外形尺寸計算及圖形設計
確定漏斗外形尺寸，必須注意以下幾點要求：
1） 漏斗的容積要比漏斗中所容納物料的質量大10%。
2） 漏斗是正對著配料稱重機的輸出管的出口，因此在設計中需要考慮輸出管的出口尺寸相匹配，該配料稱重機的輸出管的直徑為φ263mm。
3） 漏斗作為混料輸送機的進料口，設計時直接將漏斗安裝料槽上的，因為料槽上口為長方形，所以漏斗的外形為四棱錐形。
4） 為了使粉料能夠順暢地流進料槽中，漏斗棱錐面的傾角必須大于粉料的安息角。查閱相關文獻，得知粉料的最小安息角為370。
漏斗的設計過程如下：
①計算漏斗容積。根據設計要求，進料漏斗最大的存儲量為：
G=83.3×1.1kg=91.63kg=0.092t
則漏斗的容積應為
V=G/ρ
式中G 漏斗最大存儲量為，；
Ρ 原料混合后的密度（t/m3），Ρ=QG/QV=(5t/h)/7.114t/m3=0.7028t/m3
代入公式得
V=0.092/0.7028t/m3=0.13m3
其中液體料氯蠟的容積（m3）按下式計算：
式中 GY 漏斗所能稱裝的液體重量，；
Ρ3 氯蠟的密度， Ρ3=1.2t/m3。
代入公式得
氯蠟在漏斗中所占比重：
通過以上計算所得的數據，用來確定漏斗中隔板所處的位置。
②確定漏斗尺寸，繪制簡圖。通過前面的設計計算，初步確定了外形尺寸并繪簡圖，如圖1-3所示。
圖2-3 進料漏斗簡圖
校核漏斗的容積：
即漏斗的容積滿足設計要求。
校核兩個斜面的傾角：
傾角，即斜面的傾角滿足機構斜面的設計要求。
確定隔板的位置：
L=670mm×23.6%=158.1mm
校核液體物料的容積：
即漏斗中液體物料的容積和設計值一樣，則滿足設計要求。
2.4.3. 料槽的設計
料槽一般設計成截面為U型的長槽。這樣設計不僅方便安裝蓋板，而且還方便對槽內螺旋軸的維護和清潔。螺旋混料輸送機所輸送的物料為粘性物質，很容易附著在螺旋軸上并隨之運動。料槽一般設計成U形狀，可以減少粘性物質對料槽的附著程度。料槽上的進料口與進料漏斗連接，所以其基本尺寸得到確定。料槽的長度由設計技術要求來確定輸送距離。并繪制簡圖，如1-4所示。
圖2-4 料槽結構件簡圖
2.4.4. 螺旋的設計
1、螺旋葉片的設計
（1）、確定螺旋葉片的外形尺寸和形式
料槽設計成U型，為了使物料攪拌均勻，U型槽底部和葉片應當空出7-10mm的空隙，查閱相關資料，取螺旋葉片直徑為200mm，U型底面徑108mm，空隙去9毫米。
根據螺旋外徑確定葉片的螺距t，a型葉片的螺距為t=0.6D則：
葉片的旋轉方向為右旋，內徑，片厚。
葉片形式采用“陰”矩形齒，，如圖1-5所示。
圖2-5 螺旋葉片簡圖
（2） 、螺旋葉片下料展開計算
1） 、內徑展開的長度
2） 、外徑展開的長度
3） 、當量內徑
4） 、當量外徑
5） 、內徑展開角
6） 、外徑展開角
7） 、繪制螺旋葉片下料展開圖 ，如圖1-6所示。
圖2-6 螺旋葉片下料展開圖
8） 、螺旋葉片的材料，選擇拉伸或沖壓成型，加工時材料會收到較大的塑性變形，因此選用塑性較好的材料進行加工。
2、 攪拌葉片的設計
在螺旋輸送機中，普通的螺旋葉片就具有一定的混料功能，但相對于螺旋混料輸送機來說，遠遠達不到其設計要求，其混料效果較低，質量達不到標準要求。
為了彌補這個缺陷，增加了攪拌葉片，使其攪拌效果達到設計要求。攪拌葉片的外形為棱錐體，上尖下寬如圖1-7所示，攪拌葉片的高度尺寸恰好與螺旋葉的缺口接上，兩者結合起來，使混料效果大幅度提高。如圖1-8所示。
圖2-7 攪拌葉片簡圖 圖2-8 攪拌葉片位置圖
3、 螺旋軸的設計
（1） 、物料對機械運動阻力的測定 由于沒有類似的樣機作為參考，因此只能通過試驗測定物料對機械的運動阻力。試驗如下：
在室溫條件下，將聚醚75g、氯蠟320g、滑石粉358g、輕鈣粉37.5g，作為試驗用的原材料料，放入玻璃杯中混合攪拌，在攪拌過程中隨時間的推移，物料呈現不同狀態(tài)，攪拌30s時燒杯中物料的形狀呈現糊狀，經過2min攪拌后均勻。如圖1-9所示：
圖2-9 混合物料輸送阻力測定圖
通過實驗測得物料的“切向阻力”；“法向阻力”。
（2） 、 計算各零件承受的物料的阻力和阻力矩。
1）螺旋葉片工作時產生的阻力矩計算。
①螺旋葉片承受的阻力矩計算：
式中F1 圓周阻力（N）；
Q 軸向阻力（N），Q=A1Fn，，F n=0.062N/mm2,故，
λ 螺旋角（0），，λ=16.5550。
Ρ 螺旋葉片摩擦角（0），，，由此得。
代入公式計算得
由此阻力形成的阻力矩按下式計算：
式中 螺旋中徑（mm），
代入公式計算得
②葉片缺口處法向力矩計算：
式中 螺旋葉片缺口側面積,；
n 缺口數量n=4；
缺口半徑，。
代入公式計算得
③葉片缺口處切向力矩計算：
式中 物料對葉片的切向阻力,；
葉片板厚（mm），=4mm；
b 缺口寬度（mm），b=30mm；
n 缺口數量n=4；
H 缺口的底面高度（mm），。
代入公式計算得
④葉片外徑的阻力矩計算：
式中 葉片外徑螺旋線的長度（mm），。
代入公式計算得
⑤螺旋轉動單件葉片承受的阻力矩：
⑥各螺旋葉片承受的力矩之和：
2）攪拌葉片運轉時物料所受的阻力計算：
①阻力矩的計算：攪拌葉片投影在軸線上的面積
當螺旋軸轉動時，投影面積也會受到軸向載荷，由此形成圓周阻力矩為
式中 單片軸向載荷，
攪拌葉片的螺旋角（0），=33.82710；
摩擦角（0），；
螺旋軸直徑（mm），；
攪拌葉片高度（mm），。
代入公式計算得
②攪拌葉片側面的阻力矩計算：
式中δ 葉片的板厚（mm），δ=4mm；
H 葉片的高度（mm），H=37mm。
代入公式計算得
③單件攪拌葉片的阻力矩:
④全部攪拌葉片承受的阻力矩之和：
3）螺旋軸運轉時產生的物料阻力矩計算：
式中 輸送機的工作距離（mm），；
代入公式計算得
4）螺旋軸運轉時料槽對物料的阻力矩計算：
式中A 料槽與物料的接觸面積（mm2），
螺旋葉片外徑的螺旋角（0），；
螺旋葉片外徑（mm），；
代入公式計算得
5）總力矩的計算：
（3） 、螺旋軸強度計算及材料的選擇。
①螺旋軸體強度計算。考慮到螺旋軸工作時只收到扭矩作用，并無其他里作用，因此在結構類型上采用空心的，既滿足使用要求，又節(jié)約成本。查閱相關資料，取軸的外徑尺寸為57mm。
式中 空心軸軸徑比，；
空心軸的最大負載力矩，；
許用扭轉剪應力,材料為,查取相關資料，取
空心軸外徑，。
代入公式計算得
空心軸內徑為
取空心軸內徑d1=46mm。
②材料的選擇 根據設計要求，查閱相關文獻，選擇的無縫鋼管作為軸的材料，軸的外徑，軸的壁厚為5.5mm。
1） 、軸頭強度計算及尺寸確定。
式中 T 軸頭所傳遞的轉矩（N?m），T=439N?m；
材料許用扭轉剪應力（N/mm2）,材料為35鋼，=15~35N/mm2取=25N/mm2
代入公式計算得
考慮到軸上需要有鍵槽與鏈輪連接，因此一般情況下軸的直徑徑需要增大5%， 則，取標準值。
（4） 、繪制螺旋結合件簡圖
圖2-10 螺旋結合件簡圖
1 螺旋軸后軸頭 2 擋環(huán) 3 螺旋葉片 4 攪拌葉片 5 軸體 6 螺旋軸前軸頭
4、 輸送量校核
（1） 、確定螺旋軸的極限轉速
式中 A 物料的特性因素，通過查取相關資料，取A=50；
D 螺旋葉片的外徑，。
代入公式計算得
取n=100r/min。
（2） 、輸送量校核計算
式中 D 螺旋葉外徑，；
t 螺旋葉片螺距，；
n 螺旋極限轉速，；
物料堆積密度，；
填充因數，取推薦值；
C 修正因數，。
代入公式計算得
當螺旋軸的速度達到時，物料的輸送量為，比原先設定值大，故機構設計符合要求。
2.4.5. 軸承座機構的設計
螺旋軸是由軸承來實現支撐的，因此需要對軸承座機構的進行設計。在設計中主要解決以下問題：
1） 、軸承類型的選擇。
2） 、軸的軸向定位方法。
3） 、軸承的密封和潤滑。
1、后軸承座裝配圖設計及機械密封設計
由于螺旋輸送機輸送的距離很長，螺旋軸前后軸承間距大，而且軸承安裝的基準面難于達到同軸度要求，因此軸承選擇了調心球軸承，具有良好的調心作用。螺旋軸的軸向定位通過后軸承來定位，在后軸承的右端，是螺旋軸在液體物料中運轉，所以密封問題最為重要。通過查取相關資料進行比較，最后選擇機械密封，其密封效果好，使用壽命長。
后軸承座和機械密封結構，如圖1-11b所示，其零件見表1-1。有圖可知，軸承內外都采用不緊密配合，方便以后拆裝。軸承的潤滑采用干油潤滑，避免對料槽污染。
（a） （b）
圖2-11 軸承座裝配圖
表2-1 前后軸承座裝配圖零件表
代號
名稱
材料
數量
1
后軸頭
屬螺旋結合件
1
2
擋圈
1
3
調心球軸承
1
4
彈簧
碳素彈簧鋼絲
6
5
螺旋葉片
屬螺旋結合件
15
6
靜環(huán)
QSn6.5-0.4青銅
1
7
O型密封圈
1
8
內六角圓柱端緊定螺釘
1
9
內六角螺釘
12
10
料槽后端板
屬料槽結合件
1
11
內六角螺釘
12
12
后軸承蓋
HT200
1
13
后軸承座
HT200
1
14
動環(huán)
YG8碳化鎢硬質合金
1
15
無骨架橡膠油封
1
16
前軸承座
HT200
1
17
圓螺母用止動墊圈
1
18
前軸承蓋
HT200
1
19
小圓螺母
1
20
前軸頭
屬螺旋結合件
1
21
調心球軸承
1
22
推力球軸承
1
23
料槽前端板
屬料槽結合件
1
24
螺旋軸
屬螺旋結合件
1
機械密封設計：
（1）、摩擦副材料的選擇 用于機械密封的摩擦副材料需要具備良好的耐磨性，一定的抗沖刷性，因為隨螺旋軸的運轉，密封介質中難免會有少量粉料進入，使得摩擦副產生較大的摩擦力：選擇動環(huán) 碳化鎢硬質合金；靜環(huán) 青銅 ，并且材料容易獲得。
（2）、摩擦面的尺寸確定 通過對后軸承裝配，確定其摩擦副的安裝尺寸，動環(huán)外徑為。通過查閱參考文獻，確定其摩擦副的密封端面和螺旋軸的接觸寬度為，靜環(huán)的內徑。
（3）、確定端面比壓
式中 葉端面比壓；
彈簧比壓；
軸承室介質壓力 ,。
由此得
即端面比壓和彈簧比壓相等，因此不給予考慮。
（4）、確定彈簧比壓，應當滿足以下要求：
1）在設備啟動和停止時，彈簧依然保持在密封狀態(tài)。
2）在保證密封同時，還要使密封面上能保留一層薄薄的液膜，使之潤滑摩擦面。
3）要克服O型密封圈對其產生的摩擦力。
綜合考慮上述要求，并根據機械設計對密封面的設計要求，查取相關資料，取彈簧比壓=0.25MPa。
（5）、密封面平均摩擦速度計算：
式中 密封面外徑， =0.07m；
密封面內徑， =0.07m；
螺旋軸轉速，n=100r/min；
代入公式計算得
（6）、校驗值
式中 端面比壓， ；
密封面平均摩擦速度，；
許用值，查取相關文獻，取。
代入公式計算得
（7）、密封彈簧的設計
式中 密封面外徑， =7cm；
密封面內徑， =6cm；
彈簧比壓，；
代入公式計算得
彈簧的數量：n=6。
彈簧的形式：圓柱形壓縮彈簧。
端部形式：端部并緊磨平，支撐圈為1圈。
1） 、原始條件：
①彈簧的最大工作載荷：
②彈簧的類別：Ⅲ類。
③彈簧的中徑：取。
④彈簧工作時的最大載荷高度：根據后軸承裝配圖所能使用的安裝空間，取彈簧工作時的最大載荷高度為左右。
⑤彈簧的旋繞比：取。
⑥端部的形式：端部壓縮成一圈。
2） 、彈簧參數的計算
①彈簧鋼絲的直徑d:
②曲度因素K：
③校核最大工作載荷：
式中 彈簧鋼絲許用剪應力， 取=1065MPa。
代入公式計算得
所計算的數值與原始條件要求值42.54N很接近且略大一些，因此上述設定的D、d、K、C各個數值均可確認。
④節(jié)距t：一般取。
⑤有效圈數n：n=8（經過驗算，當n=8時，最大工作載荷下的高度才能實現）
⑥總圈數：
⑦單圈剛度：
式中 材料彈性模， 取。
代入公式計算得
⑧彈簧剛度P：
⑨自由高度H0:
⑩最大工作載荷下的變形：
?校核最大工作載荷下的高度：
計算所得的數值與原始條件要求的數值相等，因此上述參數均可確定。
?工作極限載荷：
式中 ， 故
?工作極限載荷下的變形：
?工作極限載荷下的變形：
?最小的工作載荷:
?最小工作載荷下的變形:
?最小工作載荷下的高度:
?展開的長度:
?彈簧工作圖如圖1-12所示。
圖2-12 彈簧應力應變示意圖
（8） 、機械密封結構尺寸的確定 在完成機械密封設計中彈簧的設計后，其各零件尺寸參數都得以確定，通過驗算校核，最終確定機械密封結構尺寸。 如圖1-13所示。
圖2-13 后軸承座機械密封設計
1 密封彈簧 2 O形密封圈 3 動環(huán) 4 靜環(huán) 5 螺釘 6 后軸承座 7 螺旋軸 8 料槽端板
2.前軸承座裝配圖設計 前軸承裝配圖如圖1-11a所示。
設計應當滿足以下要求：
1）、螺旋軸在運轉時，隨著螺旋葉片在物料中不斷旋轉，推動物料軸向運動，使得軸產生較大的軸向力，因此，在對前軸承座裝配設計時，需平衡產生的軸向力，故選用能承受較大的軸向力的推力球軸承22。
2）、螺旋軸在運轉時，隨著攪拌葉片在物料中不斷旋轉攪拌，使得軸產生徑向力，因此，在對前軸承座裝配設計時，需平衡此產生的徑向力，故選用能承受徑向載荷和較小軸向載荷的調心球軸承21。
3）、因為調心球軸承只能承受較小的軸向力， 所以在裝配時要求前軸承和后軸承沒有軸向間隙，在擰緊螺母19時力道要適中，保證螺旋軸運轉靈活。
4）、因前軸承座不與物料接觸，所以在對前軸承密封方式上，采用簡單的橡膠油封，用干油潤滑，定期開蓋加油，但不能使用稀油潤滑，防止對物料污染。
2.4.6. 傳動系統(tǒng)的設計
通過前期的設計，對傳動系統(tǒng)的設計提出了要求：
1） 螺旋軸的極限轉速為；
2） 螺旋軸的最大負載力矩為；
3） 混料輸送量可調，調整的范圍為，即額定數值的，且能實現無級調整。
螺旋軸運轉功率的計算按下式計算：
式中 螺旋軸運轉時最大的負載力矩，；
螺旋軸的最大轉速，。
即
1.螺旋轉速范圍的確定
根據對螺旋混料輸送機輸送量的設計計算，可以確定其螺旋軸在輸送量為額定時、最大時、最小時應當達到的轉速，進一步確定轉速范圍。當然，計算是會產生誤差，所得的數據不會很準確，可通過選擇變速器時將調速范圍適當放大，就能彌補誤差。
1） 、輸送量為額定時的轉速：
2） 、輸送量為最大時的轉速：
3） 、輸送量為最小時的轉速：
通過螺旋轉速在輸送量為額定時、最大時、最小時的計算，可以確定螺旋混料輸送機在工作時螺旋軸的轉速范圍為，從而計算出轉速比為，通過該轉速比來確定變速器的類型。
2.傳動鏈的設計
傳動系統(tǒng)圖的設計:
（1） 通過前文所敘述，傳動鏈的功能需滿足以下要求：
①減速 減速比為
②變速 變速的范圍為
1）、在實現減速要求，有兩種設計方案選擇：①采用減速器；②采用鏈傳動減速
在整個傳動系統(tǒng)中，要求系統(tǒng)的減速比為。如果采用方案其減速器減速，那么傳動結構變得很龐大，成本費用高，不符合設計目標；如果采用方案二，通過3級鏈傳動減速就能滿足系統(tǒng)要求，并且整個傳動系統(tǒng)結構緊湊。
2）、通過使用變速器來實現傳動系統(tǒng)的變速。
通過設計思想，繪制傳動系統(tǒng)圖，如圖1-14所示。
圖2-14 傳動系統(tǒng)圖
1 鏈條（） 2 鏈條（） 3 鏈條（） 4 電動機 5 P型齒鏈式無級變速器 6 傳動軸 7 螺旋混料輸送機 小鏈輪（） 大 小鏈輪 大鏈輪 小鏈輪 大鏈輪
（2）、電動機功率計算和電動機選型
式中 螺旋軸工作時的輸入功率，；
螺傳動效率，
代入公式計算得
通過查取參考文獻《機械課程設計》中表16-1，選擇Y系列三相異步電動機，其型號為：,電動機的額定功率為，滿載轉速為。
（3） 、變速器的選型設計
根據傳動系統(tǒng)對變數器的設計要求，變數器性能上不僅能實現無級變速，而且系統(tǒng)所傳遞的動力經過變數器后應當滿足輸送機正常運轉，并且轉速比為1.66。通過查閱相關文獻，最終選用變數器類型為P4型齒鏈式變速器，它工作效率高，為85%~95%，能在艱難的環(huán)境中工作并保持效率不變，而且通過變速器后輸出的轉速穩(wěn)定，調速準確。
變速器參數的計算：
1） 、變速器的輸入轉速校核：通過查閱變速器相關資料，根據其技術規(guī)定，該類型變速器的輸入轉速為。
通過上述計算，即對傳動系統(tǒng)的設計，符合技術要求。
2） 、變速器的調速范圍確定：通過對變速器輸入轉速的校核，確定其輸入轉速為，查閱相關資料，確定在此輸入轉速下，變速器輸出的轉速為。為此對輸出轉速進行校核計算。
即變速器滿足設計要求。
3） 、變速器輸出轉矩的校核：通過上述計算，知道變速器的轉速是在一定范圍內，因此該變速器的輸出功率并不是恒定不變的，其輸出功率隨轉速的加快而逐漸上升，其輸出轉矩會隨著轉速的升高而逐漸下降。根據變速器技術規(guī)定，當變速器的輸入轉速為時，其輸出轉速在一定范圍內，其輸出功率為。
根據以上數據可繪制轉速-功率曲線圖，得出以下數據：當變速器的輸入轉速為時，變速器的輸出功率為；當變速器的輸入轉速為時，其輸出功率為，從而得出變速器的輸出轉矩。
將各數值代入公式計算得：
當時：
當時：
將計算所得的數值是否滿足要求應？當進行校核，按下式計算：
式中 作用到變速器輸出軸的負載專矩（N.m）；
鏈的傳動效率，；
螺旋軸運轉時的負載力矩。
代入公式計算得
通過對螺旋軸輸出轉矩的校核，確定其變速器的各個參數均滿足設計要求，因此，在傳動系統(tǒng)中選用P4型齒鏈式無級變速器滿足系統(tǒng)要求。
（4） 、鏈傳動的設計 由傳動系統(tǒng)圖可知該系統(tǒng)由三處鏈傳動，其作用是既保證元件的連接，又實現減速。傳動鏈所采用的鏈條為滾子鏈。
1） 、第一級鏈傳動的設計。根據傳動系統(tǒng)圖的設計，在這一級鏈傳動中，需要將電動機的額定轉速降低到變速器要求的輸入轉速。
①初步選擇鏈號：初步選擇鏈條的型號為05B，鏈條的節(jié)距為8mm。
②確定小鏈輪的齒數：由于小鏈輪是與電動機機軸直接相連接，小鏈輪齒數受到軸頭直徑的限制。其機軸直徑為。
③初定大輪的齒數：
④初定中心距為460mm。
⑤確定鏈條節(jié)數：
式中 以節(jié)距計的中心距，；
計算因數，。
代入公式計算得
經圓整，取。
⑥計算中心距:
式中 計算因數，當時，。
代入公式計算得
⑦實際中心距a:為了保證鏈條有合理的松邊下垂量，實際中心距應比計算中心距小，應將中心距減小，則實際中心距，經圓整后為460mm。
⑧鏈條速度v的計算：
屬于中速鏈傳動。
⑨計算小輪有效圓周力：
式中 設計功率，。
代入公式計算得
⑩作用在軸上的力F:
式中 軸的載荷因數，。
代入公式計算得
?鏈條靜強度校核：
式中 鏈條極限拉伸載荷，；
許用安全因數，。
代入公式計算得
即安全因數在許用范圍內，故滿足設計要求。
?考慮到鏈輪屬于標準件，其型號可根據鏈條的規(guī)格進行選擇，因此不需要從新設計。
2）第二級鏈傳動的計算 為了避免傳動系統(tǒng)的外形尺寸過大，與輸送機的萬幸尺寸不相稱，因此在這一級鏈傳動中增加了傳動軸，變速器與傳動軸之間的傳動比為i=3:1。
①初步選擇鏈號：選擇傳動鏈的型號為，其中鏈節(jié)距為。
②小鏈輪的齒數確定：選取小鏈輪的齒數為。
③大鏈輪的齒數：。
④初定中心距為：初步確定中心距為688mm。松邊設有張緊裝置。
⑤確定鏈條節(jié)數：。
⑥鏈條速度：查閱變速器相關資料，在輸出轉速為，鏈條的速度為。
⑦最大有效圓周力：
式中 設計功率，。
代入公式計算得
⑧作用在軸上的力最大值
式中 軸的載荷因數，。
代入公式計算得
⑨鏈條靜強度校核：
式中 鏈條極限拉伸載荷；
許用安全因數，。
單排鏈：
雙排鏈：
通過對鏈條靜強度的校核，經過對比，最終選擇雙排鏈結構，且小節(jié)距雙排鏈傳動平穩(wěn)，結構緊湊。
⑩鏈輪屬于標準件，其幾何尺寸不需要設計，可根據鏈條的規(guī)格進行選擇即可。
3）、第三級鏈傳動的計算 該傳動鏈為傳動系統(tǒng)最后一級傳動，電機傳遞的動力通過傳動鏈最終帶的螺旋軸運轉，其中傳動比為。
①初步選擇鏈號：初步選擇鏈號為10A，節(jié)距為15.875mm。
②確定小鏈輪的齒數：。
③大鏈輪的齒數：。
④初定中心距為：通過繪制安裝草圖，初步確定中心距為417mm。
⑤確定鏈條節(jié)數：。
⑥鏈條速度v的計算：。
⑦最大有效圓周力：
式中 設計功率，。
代入公式計算得
⑧作用在軸上的力最大值
式中 軸的載荷因數，。
代入公式計算得
⑨鏈條靜強度校核：
式中 鏈條極限拉伸載荷為；
許用安全因數，。
單排鏈：
雙排鏈：
通過對鏈條靜強度的校核，經過對比，最終選擇雙排鏈結構，且小節(jié)距雙排鏈傳動平穩(wěn)，結構緊湊。
⑩鏈輪屬于標準件，其幾何尺寸不需要設計，可根據鏈條的規(guī)格進行選擇即可。
（5）、傳動軸裝配圖的設計 因為傳動軸的兩端均安裝著鏈輪，為了使傳動系統(tǒng)外形尺寸與輸送機外形尺寸相對稱，軸的支承上選用帶座的外球面軸承，因而可以降低對零件的加工要求。傳動軸裝配圖如圖1-15所示。
圖2-15 傳動軸裝配圖
1） 傳動軸受力分析
傳動軸的左右兩端各安裝一件鏈輪，因為兩鏈輪的直徑不一樣，因此兩端受力不一樣，因為右端直徑比左端大，所以右端承受較大些，因此需要對右端軸頸進行受力分析計算，計算簡圖如圖1.16所示。
圖2-16 鏈輪z5受力計算簡圖
在第三級鏈傳動中Z5是主動輪，帶動螺旋軸的運轉，其旋轉方向和螺旋軸的旋向一致，為逆時針。而當鏈輪逆時針轉動時，鏈條就會受到鏈輪對其產生的拉伸載荷為：
式中 鏈條運轉時傳遞的轉矩；
鏈輪z6的分度圓直徑，D=0.2579m；
鏈條傳動效率，。
代入公式計算得
合力按下式計算：
式中 平移至O點，；
鏈夾角的一半，。
代入公式計算得
2） 、傳動軸彎矩的計算 計算簡圖如圖1-17所示。
圖2-17 傳動軸彎矩計算簡圖
由傳動軸彎矩計算簡圖得知，在軸兩端都受到彎矩作用，右端安裝著鏈輪，因此右端端承受的彎矩比左端承受的彎矩大一些，故左端不需要計算，只計算傳動軸右端彎矩。
3） 、傳動軸的校核
式中 承受的彎矩為；
承受的扭矩為；
校正因數，；
軸的許用彎曲應力，材料為40cr，調制后。
代入公式計算得
為了使傳動軸與軸承孔內徑相對應，取標準值d=45mm。
（6、）電動機座的設計
1）、設計要求：①基座安裝在車間地面，為了避免電動機產生較大震動，需要用膨脹螺釘固定住。②電動機安裝后，能實現軸向調整，調節(jié)量為。
2）、電動機座裝配圖設計：為了方便安裝鏈條，保證鏈條有合理的垂度，將電動機座設計成兩部分，由基座和可移動底板組成，基座安裝在車間地面，為了避免電動機產生較大震動，需要用膨脹螺釘固定住，則電動機是安裝在可移動底板上。通過旋轉調節(jié)螺桿來使底板移動，底板的移動有平鍵6來導向。
圖2-18 可調電動機座裝配圖
1 可以移動底板 2 電動機座 3 擋圈 4 調節(jié)螺桿 5 墊圈
6 平鍵 7 螺栓 8 墊圈
結 論
時光匆匆流去，我的大學生活悄然離去，畢業(yè)設計也臨近收稿。畢業(yè)設計可以說是對每個畢業(yè)生四年來所學課程的概括性總結，它不僅能夠反映出學生在四年內所學專業(yè)課程的掌握程度，還能反映出學生的學習態(tài)度，因此，我懷揣著飽滿的態(tài)度，希望能夠給自己的大學劃上完美的句號。此次設計，我所選的畢業(yè)設計課題是螺旋混料輸送機的設計，主要在于對動力傳遞過程的理解和對螺旋機構的創(chuàng)新設計，其中包括對漏斗的設計、料槽的設計、螺旋設計、軸承機座的設計和傳動系統(tǒng)的設計。整個傳動過程分為電動機—鏈傳動—變速器—鏈傳動—傳動軸—鏈傳動—螺旋軸。通過所給的參數和技術條件，對螺旋輸送機各個部件進行設計，通過計算所得的參數，進而對傳動系統(tǒng)提出設計要求，然后根據設計要求對傳動系統(tǒng)進行設計，其中包括對電動機的選型、鏈傳動的設計、變速器的設計和傳動軸的設計，最終設計計算出各零部件的尺寸參數，利用CAD繪圖軟件繪制出二維視圖，并完成裝配圖的繪制，通過制圖能夠清晰地表達出自己所設計的課題。此次設計，我認真溫習了機械設計和材料力學，在導師左惟煒老師的細心指導下，完成設計，對此我表示由衷的感謝！通過這次畢業(yè)設計，對于自我能力的檢測的確有很大的幫助,讓自己逐漸有了統(tǒng)籌四年知識的能力,同時也漸漸的找到了機械設計本身的樂趣,相信通過這樣的磨練自己能在這條道路上走得更遠。
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致 謝
近兩個月的畢業(yè)設計過程讓自己感觸良多,在最終完成設計交上這份論文時,我想對那些在此過程中幫助過我的人致以最真誠的謝意。首先要感謝我的導師左惟煒老師,他學識極其豐富但又極為嚴格,這讓我再本次設計中絲毫不敢馬虎對待,在設計過程中遇到不少困難，但在老師的細心指導下，找到解決辦法，避免了我多走許多彎路，使得畢業(yè)設計能夠順利完成，非常感謝老師的付出。最后，愿左老師事事順心！
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