1772_螺旋輸送式洗米機(jī)的設(shè)計(jì)1

1772_螺旋輸送式洗米機(jī)的設(shè)計(jì)1,螺旋,輸送,式洗米機(jī),設(shè)計(jì) 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文1目 錄1 前言 ...............................................................22 螺旋輸送式洗米機(jī)設(shè)計(jì)的工作原理 ..............................33 水平及傾斜螺旋設(shè)計(jì)計(jì)算 ........................................43.1 水平螺旋直徑，轉(zhuǎn)速及長(zhǎng)度 ........................................43.2 傾斜螺旋直徑、轉(zhuǎn)速及長(zhǎng)度 ........................................53.3 功率計(jì)算及電機(jī)的選型 ............................................53.4 水平及傾斜螺旋校核計(jì)算 ..........................................64 水平螺旋減速器設(shè)計(jì) ...............................................94.1 水平減速器總體設(shè)計(jì) ..............................................94.2 水平螺旋減速器高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) ...................................114.4 各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核 ...........................................195 傾斜螺旋減速器設(shè)計(jì) ..............................................295.1 傾斜減速器總體設(shè)計(jì) .............................................295.2 傾斜螺旋減速器高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) ...................................305.3 傾斜螺旋減速器低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) ...................................345.4 各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核 ...........................................386 全文總結(jié) ..........................................................476.1 本文完成的主要工作 .............................................476.2 設(shè)計(jì)小結(jié) .......................................................47參考文獻(xiàn) .............................................................48致 謝 ..............................................................49南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文21 前言洗米機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小、集搓米、洗米、除去漂浮雜質(zhì)、沙石等于一體，除用于洗米外，也能用于黃豆，小麥，碗豆的洗滌及輸送。它還適合于米制品廠，豆類制品廠等的原料洗滌，是食堂、大型飯店、快餐中心及釀造、豆類加工作業(yè)中較為理想的糧食洗滌機(jī)械。洗米機(jī)的類型也是多種多樣的，例如有水射流式，半自動(dòng)式，水壓式等。當(dāng)然，它的發(fā)展空間也比較開(kāi)闊，并有良好的發(fā)展趨勢(shì)，因此，我們所做的關(guān)于洗米機(jī)的研究有很深遠(yuǎn)的意義。洗米機(jī)在我國(guó)的發(fā)展，因?yàn)槠鸩奖容^低，所以應(yīng)用的并不十分廣泛，但隨著我國(guó)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，洗米機(jī)有了一個(gè)很樂(lè)觀的發(fā)展趨勢(shì)。在一些經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的城市如廣州，上海等，洗米機(jī)在餐飲業(yè)的應(yīng)用還是比較普遍的。目前，我國(guó)的一些知名的院校正和一些企業(yè)合作，開(kāi)發(fā)了新的技術(shù)和方法，制造出很先進(jìn)的機(jī)器，為洗米機(jī)的推廣起到了很大的促進(jìn)作用。同時(shí)也豐富了我國(guó)在這一領(lǐng)域研究的內(nèi)容與材料。在高科技的帶動(dòng)下，洗米機(jī)的研發(fā)和制造技術(shù)正不斷的完善并日益走向成熟。近二十年來(lái)，我國(guó)帶式輸送機(jī)有了很大的發(fā)展，對(duì)帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)都取得了可喜的成果。輸送機(jī)產(chǎn)品系列不斷增多，開(kāi)發(fā)了大傾角、長(zhǎng)距離新型帶式輸送機(jī)系列產(chǎn)品，并對(duì)帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)及其主要部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，應(yīng)用動(dòng)態(tài)分析技術(shù)和中間驅(qū)動(dòng)與智能化控制等技術(shù)，成功研制了多種軟啟動(dòng)和制動(dòng)裝置及以PLC為核心的可編程電控裝置。隨著研究工作不斷深入，帶式輸送機(jī)動(dòng)力學(xué)性能研究積累了大量的寶貴經(jīng)驗(yàn)和資料，利用新的設(shè)計(jì)手段研究帶式輸送機(jī)動(dòng)力學(xué)模型的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。帶式輸送機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵是動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)，它是制約帶式輸送機(jī)發(fā)展的核心技術(shù)。在高速科技發(fā)展的帶動(dòng)下，洗米機(jī)的研發(fā)和制造技術(shù)正不斷的完善并日益走向成熟。本文分四部分，著重介紹了水平螺旋，傾斜螺旋及與其相對(duì)應(yīng)的減速器的設(shè)計(jì)校核計(jì)算等。水平與傾斜螺旋上的葉面采用實(shí)體葉面即 S 制法，其螺旋節(jié)距為螺旋直徑的 0.8 倍，它適用于輸送粒狀物料。減速器的設(shè)計(jì)又著重于齒輪和軸的設(shè)計(jì)與校核，本設(shè)計(jì)采用的減速器是二級(jí)展開(kāi)式減速器，二級(jí)展開(kāi)式減速器能實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，應(yīng)用較廣。其中各級(jí)傳動(dòng)比的分配方案不同將影響減速器的重量及外觀尺寸和潤(rùn)滑狀況。減速器采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，深溝球軸承，脂潤(rùn)滑。減速器與螺旋的聯(lián)接采用聯(lián)軸器進(jìn)行聯(lián)接。由于設(shè)計(jì)者水平有限，本設(shè)計(jì)難免存在欠妥之處，懇請(qǐng)讀者提出批評(píng)和指正。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文32 螺旋輸送連續(xù)洗米機(jī)設(shè)計(jì)的工作原理為適應(yīng)食堂、大型飯店、快餐中心等的需要，我們?cè)O(shè)計(jì)研制了一種螺旋輸送式連續(xù)洗米機(jī)。圖 2 機(jī)組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1-料斗；2-水平螺旋；3-減速器 1；4-電機(jī) 1；5-機(jī)架；6-電機(jī) 2；7-減速器 2；8-沙石沉積槽；9-傾斜螺旋；10-出料口；11-噴水裝置；12-溢流口該機(jī)組結(jié)構(gòu)如圖 1 所示，主要由料斗、水平螺旋、傾斜螺旋、機(jī)架、動(dòng)力裝置、噴水裝置等部分組成。其工作原理為：大米至料斗加入，經(jīng)過(guò)水平螺旋的輸送進(jìn)行揉搓洗滌，大米中的漂浮雜質(zhì)在此過(guò)程中漂出，與洗滌的濁水一起從溢流口排出。大米經(jīng)過(guò)水平螺旋輸送洗滌完后，進(jìn)入傾斜螺旋，在傾斜螺旋的入口處，沉降速度較快的沙石則被沉降在沙石沉積槽內(nèi)(小槽下有螺孔，可定時(shí)拆下進(jìn)行清洗)，大米則隨著傾斜螺旋的轉(zhuǎn)動(dòng)，被進(jìn)一步揉搓洗滌并往上輸送，最后經(jīng)過(guò)噴水裝置以上的瀝干段瀝干后從排料口排出，完成洗米操作。而洗滌水在洗米過(guò)程中從噴水裝置處噴入，沿傾斜螺旋往下流動(dòng)，經(jīng)過(guò)水平螺旋，最后從溢流口流出。機(jī)組在整個(gè)洗米過(guò)程中水流與米成逆流流動(dòng)，保證了較好的洗滌效果。為了確保水與米能成較好的逆流流動(dòng)，在傾斜輸送螺旋上鉆小孔，并使傾斜螺旋的上蓋與螺旋留有一定的間隙，水平螺旋則采用敞蓋，也便于漂浮雜質(zhì)浮出。機(jī)組設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)：一是米在用螺旋輸送過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行揉搓洗滌，使機(jī)組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)作可靠；二是米流與水流成逆流流動(dòng)保證了用水少和較好的洗滌效果；三是漂浮雜質(zhì)有足夠的漂浮空間，保證洗滌能較徹底地除去米中的漂浮雜質(zhì)。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文43 水平及傾斜螺旋設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 水平螺旋直徑，轉(zhuǎn)速及長(zhǎng)度設(shè)水平螺旋直徑為 、轉(zhuǎn)速為 及長(zhǎng)度1D1n1L螺旋直徑和轉(zhuǎn)速計(jì)算公式如下： (3-1)5.211cGK????(3-2)11DAn式中： —水平螺旋直徑，單位為 ；1Dm—生產(chǎn)能力，單位為 ；GhT/—物料綜合特性系數(shù)；K—物料充填系數(shù)，由于螺旋具有輸送和揉搓洗滌作用，故應(yīng)適當(dāng)1?取小值；—物料的堆積密度，單位為 ；?3/mT—與輸送傾角有關(guān)的系數(shù)；c—水平螺旋轉(zhuǎn)速，單位為 ；1nrp—物料綜合特性系數(shù)。A各個(gè)參數(shù)的取值大小見(jiàn)表 3-1表 3-1 水平螺旋的參數(shù)參數(shù) K1?（?3/mT）c（ ）Arpm數(shù)值 0.049 0.20（初選） 0.8 1.0 50將上述各值代入式 3-1、3-2，可求出 、 ：1Dn123.0?Dmin/9rn圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列 ； 。51rp201?螺旋填充系數(shù)的校核公式為：(3-3)ncsDG??247?式中 ——螺距（ ） ，此處 ，其他符號(hào)意義同前。sm8.0南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文5將圓整的 、 值代入式 3-3：1Dn3.0??得 ，小于前面的初選 ，為此可以考慮降低轉(zhuǎn)速以減少摩擦。取.1 2.01??，則可得 ，為此，最終選定水平螺旋的直徑和轉(zhuǎn)速為：rpmn80?.95.1?m0rpn81?另由有關(guān)試驗(yàn)及經(jīng)驗(yàn)，兼顧機(jī)體尺寸，取水平螺旋長(zhǎng)為 。mL601?3.2 傾斜螺旋直徑、轉(zhuǎn)速及長(zhǎng)度為便于瀝水及實(shí)現(xiàn)水與米形成逆流，同時(shí)也利于出料，取傾斜螺旋的傾角，按 3.1 的計(jì)算方法，可算得傾斜螺旋的直徑、轉(zhuǎn)速 、充添系數(shù) 及?30?? 2Dn2?長(zhǎng)度 ，數(shù)值見(jiàn)表 3-2。2L表 3-2 傾斜螺旋的參數(shù)參數(shù) （ ）2Dm（ ）2nrpm2?（ ）2Lm數(shù)值 150 100 0.26 800傾斜螺旋的充填系數(shù)比水平螺旋大，但仍小于 0.35，在推薦范圍內(nèi)。3.3 功率計(jì)算及電機(jī)的選型利用阻力系數(shù)法計(jì)算所需電機(jī)功率，水平螺旋電機(jī)所需額定功率 和傾斜螺旋1dP電機(jī)所需額定功率 。2dP(3-4)??kWGLKN3670101???電電(3-5)d )sin(022 ???電電式中： —功率備用系數(shù)；電K—傳動(dòng)效率；?—螺旋長(zhǎng)度；L—傾斜螺旋的傾角；?—阻力系數(shù)；0W—螺旋輸送機(jī)生產(chǎn)能力，單位為（ ） 。GhT/表 3-3 功率計(jì)算參數(shù)參數(shù) 電K??（ ）0WhT/南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文6數(shù)值 1.4 0.90 ?304.0考慮到水（介質(zhì)）充滿螺旋，計(jì)算阻力時(shí)除輸送阻力外，還應(yīng)有介質(zhì)攪動(dòng)阻力，由于介質(zhì)阻力較難計(jì)算，此外可假設(shè)輸送充填系數(shù)為 1 的水作為其生產(chǎn)能力，以此來(lái)近似計(jì)算總阻力，由此可按公式：(3-6)??hTnsDvFG/53602???????算得：， 。??hT/2.1/7.12以上各數(shù)值代入公式 3-4、3-5，可計(jì)算得：，kWPd04.1???.94.02kPd?上述計(jì)算是穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)功率，由于計(jì)算值可看出，所需功率較小，考慮到運(yùn)轉(zhuǎn)中沖擊等突發(fā)載荷，參考有關(guān)其它機(jī)械的經(jīng)驗(yàn)及有關(guān)試驗(yàn)和電機(jī)效率，最終選取水平螺旋電機(jī)功率為 ，電機(jī)選用單向異步電機(jī)，型號(hào)為 CO6114（轉(zhuǎn)速 為250 1mn1426r/min，效率為 58%） ，傾斜螺旋電機(jī)功率為 ，為單向異步電機(jī)W50CO8014（轉(zhuǎn)速 為 1428r/min 效率為 65%） 。2mn3.4 水平及傾斜螺旋校核計(jì)算3.4.1 水平螺旋軸的校核選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為(3-7)??TTTdnPW??????32.095],[即 ：式中： —扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 ；T?Ma—軸所受的扭矩，單位為 ；mN?—軸的抗扭截面系數(shù)，單位為 ；T 3—軸的轉(zhuǎn)速，單位為 ；nin/r—軸傳遞的功率，單位為 ；PkW—計(jì)算截面處軸的直徑，單位為 ；d—許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為 。][T?MPa由上式可得軸的直徑：(3-8)303][2.095nAdT????南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文7各參數(shù)的取值見(jiàn)表 3-4：表 3-4 軸的參數(shù)參數(shù) （ ）PkW（ ）nmi/r0A數(shù)值 0.094 80 112將表中數(shù)值代入式 3-8 可得軸的直徑：d8.10%94.123???為了減少螺旋旋轉(zhuǎn)過(guò)程中振動(dòng)，提高葉片的強(qiáng)度由經(jīng)驗(yàn)公式取 。校核md40?軸的強(qiáng)度：當(dāng)米完全充滿水平螺旋時(shí)，米的體積約為 ????33622 185.91085.9640154 mLdDV ???????????質(zhì)量為 ，所以重量 為?mGNkgkgmg 2.7./8.933 ??若米的全部重力完全作用于水平螺旋軸的尾部，則彎矩為 MmNNLM????46202.7水平螺旋所傳遞的扭矩： T?7.1895水按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度，校核公式為：(3-9)Wca22)(????進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。根據(jù)式 3-9 及上面計(jì)算出的數(shù)值，并取 ，軸的計(jì)算應(yīng)力6.0?MPaca 31.741.0)895()632(32????前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表查得 。因此0][???，故安全。][1???ca3.4.2 傾斜螺旋軸的校核選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件見(jiàn)公式 3-7，由公式 3-8可算得 md5.1310%94.23???南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文8為了減少螺旋旋轉(zhuǎn)過(guò)程中振動(dòng)，提高葉片的強(qiáng)度由經(jīng)驗(yàn)公式取 。校核md35?軸的強(qiáng)度：當(dāng)米完全充滿傾斜螺旋時(shí)，米的體積約為 ????323722 104.104.8351044 mLdDV ???????????質(zhì)量為 ，所以重量 為?mGNkgkggV 6.58.9/. 332 ??若米的全部重力完全作用于傾斜螺旋軸的尾部，則彎矩為 MmmNLM???7.206.150cos?傾斜螺旋所傳遞的扭矩： T?2傾按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。根據(jù)式 3-9 及上面計(jì)算出的數(shù)值，并取 ，6.0??軸的計(jì)算應(yīng)力 MPaca 13.7351.0)1.620()728(2 ?????前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表查得 。因此60][??，故安全。][1???ca南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文94 水平螺旋減速器設(shè)計(jì)4.1 水平減速器總體設(shè)計(jì)圖 4.1 水平螺旋傳動(dòng)簡(jiǎn)圖1-電動(dòng)機(jī)；2，4-聯(lián)軸器；3-二級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器；5-水平螺旋因?yàn)樗綔p速器電機(jī)功率為 250W，min/1426rn?83.170?Wi對(duì)展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器，可取 ??? ??iii )5.1~3(,)5.1~3(?式中 ， 分別為高速級(jí)和低速級(jí)的傳動(dòng)比， 為總傳動(dòng)比，要使 ， 均在?i? ?i?推薦的數(shù)值范圍內(nèi)?？紤]潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，取 4.1?583.174.1?????ii.5?i?各軸的轉(zhuǎn)速：I 軸 min/1426rnm??II 軸 i/.85i??III 軸 in/07.32rin??南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文10水平螺旋 min/801rn??各軸的輸入功率：I 軸 kWPd103.9.4.31????II 軸 5.6.0.2???III 軸 k09..95.1 ???水平螺旋 WP8..0.3???水式中： 分別表示軸承、齒輪傳動(dòng)和聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率，321,?9.069.01 ???各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩 為dT mNnPmdd ????5.6914205.9105.966故 I 軸 Nd ???? .8.3?II 軸 iT???? 5.32769.05.621?III 軸 mNi ???? 9.1..37水平螺旋 T??? 7.0859.0.163?水表 4-1 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)電機(jī)軸 軸?軸?軸?水平螺旋轉(zhuǎn)速n/(r/min)1426 1426 285.2 80 80功率P/（ kW）0.104 0.103 0.095 0.090 0.088扭矩 T/( 696.5 689.5 3276.5 11116.9 10895.7軸參數(shù)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文11)mN?傳動(dòng)比 i1 5 3.57 1效率 ?0.99 0.95 0.95 0.984.2 水平螺旋減速器高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)4.2.1 選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）因?yàn)辇X輪傳動(dòng)功率不大，轉(zhuǎn)速不太高，所以選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2）螺旋輸送機(jī)為一般工作的機(jī)器，轉(zhuǎn)速不高，故齒輪選用 7 級(jí)精度（GB10095-88） 。（3）材料選擇。查表選擇小齒輪：45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為： ，HBS240大齒輪：45 鋼（?；?，硬度為： ，二者材料差為 。HBS20（4）選擇齒數(shù)。小齒輪齒數(shù) ,大齒輪齒數(shù) 。41?z 1512??uz（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，故按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，用齒根彎曲強(qiáng)度校核的設(shè)計(jì)方法。4.2.2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即（4-1）3211 )][(2.HEdtt ZuTKd?????1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)值（1）試選載荷系數(shù) 3.1?tK（2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mNmNnPT ??????? 26161 1089.614203.5.905.9（3）查表選取齒寬系數(shù) ?d?（4）查表查得材料的彈性影響系數(shù) 218.9MPaZE南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文12（5）按齒面硬度查圖查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒MPaH601lim??輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ；MPaH502lim??（6）由式子 4-2 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 （注：工作壽命為 10 年，每年 300 工作日，兩班制）（4-2 ）hnjLN60?將數(shù)據(jù)代入式子 4-2，得 ??911 106.4103821460 ????h 992 .05.??uN（7）查圖查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) ；1HNK.2HN（8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1%，安全系數(shù) ，由公式 4-3，可知?S（4-3）??KHNHlim?將數(shù)據(jù)代入式子 4-3，得??MPaSKHNH 5219.061lim1 ?????385222）設(shè)計(jì)計(jì)算（1）試算小齒輪分度圓直徑 代入 中較小值td1][H?m mZuTKdHEdtt0.916 ）5398.1（1089.632.)][(32 2221? ??????????（2）計(jì)算圓周速度 v南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文13smndvt /6.211064.9106?????（3）計(jì)算齒寬 bmdt.91????（4）計(jì)算齒寬與齒高之比 h模數(shù) zmt 704240.961齒高 1588.52???hb m（5）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) ,7 級(jí)精度,查圖查得動(dòng)載系數(shù) ;smv/26.1 07.1?VK直齒輪,假設(shè) .由表查得 ;NbFKtA0?2?FH由表查得使用系數(shù) ;.1?由表查得 7 級(jí)精度, 小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí) ,bKdH 3210.)6.0(8.2. ??????將數(shù)據(jù)代入后得 ;412.091623112 ???? ??H由 , 查圖查得 ;故載荷系數(shù)67.0hb42.?K5.1??FK8.407???HVA（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,由式子 4-4，可得3ttKd?4-4將數(shù)據(jù)代入后得 mKdt 81.310.91631 ???南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文14（7）計(jì)算模數(shù) mmzd79.02481.1??4.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為（4-5)321)][(FSadYZKTm???1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1）查圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪的彎曲疲勞MPaFE4601?強(qiáng)度極限 ;MPaFE401??（2）查圖查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ，87.1FNK91.2FNK（3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) ，由式子 4-6?？芍?.1S(4-6)FENF??][將數(shù)據(jù)代入，得MPaMPaSKFENF 86.254.16087][11 ??0922??（4）計(jì)算載荷系數(shù)45.132.107?????FVAKK（5）查取齒形系數(shù)由表查得 ； 。65.21FaY164.2a（6）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表可查得 ； 。8.1?Sa0.2SaY（7）計(jì)算大、小齒輪的 ；并加以比較][F?146586.25][1??FSaY03.042?南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文15大齒輪的數(shù)值大。2）設(shè)計(jì)計(jì)算mm 398.015.024189.653 2????對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可以取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 ，按接觸強(qiáng)度算得398.0m5.0?的分度圓直徑 ，算出小齒輪齒數(shù)：md11?5?z大齒輪齒數(shù) ，取1903812?u1902?z這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。4.2.4 幾何尺寸計(jì)算各個(gè)幾何尺寸見(jiàn)表 4-2表 4-2 齒輪的幾何參數(shù)（ ）1dm（ ）2dm（ ）b（ ）am19 95 19 57取 ， 。B20?814.2.5 驗(yàn)算NdTFt 6.721908.6221 ???，故合適。mmmNbKA 1037?南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文164.3 水平螺旋減速器低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)4.3.1 選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）因?yàn)辇X輪傳動(dòng)功率不大，轉(zhuǎn)速不太高，所以選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2）螺旋輸送機(jī)為一般工作的機(jī)器，轉(zhuǎn)速不高，故齒輪選用 7 級(jí)精度（GB10095-88） 。（3）材料選擇。查表選擇小齒輪：45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為： ，HBS240大齒輪：45 鋼（?；?，硬度為： ，二者材料差為 。HBS20（4）選擇齒數(shù)。小齒輪齒數(shù) ,大齒輪齒數(shù) ，取41?z 7.85.312???uz。862?z（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，故按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，用齒根彎曲強(qiáng)度校核的設(shè)計(jì)方法。4.3.2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，參考式子 4-1。1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)值（1）試選載荷系數(shù) 3.1?tK（2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mNmNnPT ??????? 36161 108.2.8509.905.9（3）查表選取齒寬系數(shù) ?d?（4）由表查得材料的彈性影響系數(shù) 21.MPaZE（5）按齒面硬度查圖查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒MPaH601lim??輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ；MPaH502lim?（6）參考式子 4-2 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 （注：工作壽命為 10 年，每年 300 工作日，雙班制） ??91 10824.10381.8560 ?????N 992 57.042u（7）由圖查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) ；1HNK.2HN（8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1%，安全系數(shù) ，參考式子 4-3，得?S南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文17??MPaH57019.601????522）設(shè)計(jì)計(jì)算（1）試算小齒輪分度圓直徑 代入 中較小值td1][H?m mZuTKdHEdtt893.2 ）508.19（7.3108.332.)][( 2211? ??????????（2）計(jì)算圓周速度 v smndt /43.016028593.2106?????（3）計(jì)算齒寬 bdt 8923.91???（4）計(jì)算齒寬與齒高之比 h模數(shù) mzdmt 46.21893.21?齒高 08035??hb（5）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) ,7 級(jí)精度, 由圖查得動(dòng)載系數(shù) ;smv/43.0 .1?VK直齒輪,假設(shè) .查表查得 ;NbFKtA10?2?FH由表查得使用系數(shù) ;.?由表查得 7 級(jí)精度, 小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí) ,bdH 3210.)6.01(8.2. ??????將數(shù)據(jù)代入后得 ;235.18921 32 ???? ??HK由 , 查圖查得 ;故載荷系數(shù)65.0hb23.?H 8.1??FK5401???VAK（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,參考式子 4-4，得mdt 60.31524893.231 ??南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文18（7）計(jì)算模數(shù) mmzd1.32460.311??4.3.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式參考式子 4-5。1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1）由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ;大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)MPaFE4601??度極限 ;MPaFE401??（2）由圖查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ，92.1FNK9.2FNK（3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) ，參考式子 4-6，得4.1?SMPaMPaKFENF 9.230460][1 ???S758.1922（4）計(jì)算載荷系數(shù)69.1320??????FVAKK（5）查取齒形系數(shù)由表查得 ； 。65.21FaY28.a（6）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表查得 ； 。8.1?Sa76.12SaY（7）計(jì)算大、小齒輪的 ；并加以比較][F?038529.305][1??FSaY146.76812?大齒輪的數(shù)值大。2）設(shè)計(jì)計(jì)算mm 64.014.02418.3693 3????對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文19計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒m面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 ，按接觸強(qiáng)度算得的64.0m1?分度圓直徑 ，算出小齒輪齒數(shù)md31?32?z大齒輪齒數(shù) ，取4.157.12?u142?z這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。4.3.4 幾何尺寸計(jì)算各個(gè)幾何尺寸見(jiàn)表 4-3表 4-3 齒輪的幾何參數(shù)（ ）1dm（ ）2dm（ ）b（ ）am32 114 32 73取 ， 。B32?B4014.3.5 驗(yàn)算NdTFt 2.81932018.231 ???，故合適。mmmNbKA 069?4.4 各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核4.4.1 輸入軸的設(shè)計(jì)1.求輸入軸上的功率 、轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩1P1n1T由表 4-1 可知： ； ；kW03.?min426r?mNT??5.68912.求作用在齒輪上的力因已知高速齒輪的分度圓直徑為mmzd18365.01?南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文20故圓周力 NdTFt .671856921???3. 初步估算軸的最小直徑，選取聯(lián)軸器先按式 4-7 初步估算軸的最小直徑，公式為(4-7)30minPAd?選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表選取 ，于是得120?Amd7.41263.min???該段軸上有鍵槽將計(jì)算值加大 ， 應(yīng)為 。%~ind9.4輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 .為了使所選的軸直徑??與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選聯(lián)軸器型號(hào)。??d聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，查表選取 ，則： 3TKAca? 3.1?AKmNT????13795.689.1按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩條件，查標(biāo)準(zhǔn) GB/T 5843-1986 或手冊(cè),ca選用 YL 凸緣聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 。半聯(lián)軸器的孔徑 ，故取?0md10?；半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 。md10??? mL271?L24?4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬定軸上零件的裝配方案圖 4.2 軸Ⅰ的裝配方式現(xiàn)選用如圖所示的裝配方案。2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度（1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求， 軸段右端需制出一軸肩，故取??段的直徑 ；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑??md12???。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 ，為了保證軸端擋圈只壓在半mD4? mL24?聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故 段的長(zhǎng)度應(yīng)比 略短些，現(xiàn)取 。? ml2???（2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承只承受徑向力的作用，故選用單列深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù) ，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組、標(biāo)d12???南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文21準(zhǔn)精度級(jí)的單列深溝球軸承 6202，其尺寸為 ，故mBDd1351???。右端滾動(dòng)軸承采用擋油板進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)查得 6202 型md15??ⅥⅤⅣⅢ軸承的定位軸肩高度 ，因此，擋油板的軸肩高為 。選擋油板的寬度h.2.2為 ，所以 。12l1??ⅥⅤⅣⅢ（3）根據(jù)軸段 的直徑 ，考慮到齒輪的分度圓直徑為ⅣⅢ md5?ⅣⅢ，可把安裝齒輪處的軸段 設(shè)計(jì)成齒輪軸，選直徑 。考md81?ⅤⅣ md17??ⅤⅣ慮到中間軸的長(zhǎng)度和內(nèi)壁間的距離，取軸段 的長(zhǎng)度 。ⅤⅣ l86?ⅤⅣ（4）軸承端蓋的凸緣厚度為 （由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定） 。根6據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 ，故取 。l28?ml8??ⅢⅡ至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。3）軸上零件的周向定位半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接。按由手冊(cè)查得平鍵截面（GB/T 1095-1979） ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為 （標(biāo)準(zhǔn)鍵mhb4?? m20長(zhǎng)見(jiàn) GB/T 1096-1979） ，半聯(lián)軸器與軸的配合為 H7/k6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。4）確定軸上的圓角和倒角尺寸參考表選取軸端倒角為 ，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖所示。??456.05.求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。圖 4.3 軸Ⅰ的彎矩圖從軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以判斷出齒輪的左右端面是危險(xiǎn)截面。計(jì)算出危險(xiǎn)截面處的彎矩和扭矩。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文22彎矩 mNMH??1837扭矩 T5.696.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。彎扭校核公式為(4-8)WTMca22)(????根據(jù)式子 4-8 及上面計(jì)算出的數(shù)值，并取 ，軸的計(jì)算應(yīng)力3.0?MPaca 8.17.0)5.6893(822?前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表查得 。因此a60][1??，故安全。][1???ca7.驗(yàn)算平鍵的強(qiáng)度鍵和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由表查得許用擠壓應(yīng)力 ，取平??Pap20~?均值 ，鍵的工作長(zhǎng)度 ，鍵與輪轂鍵槽??MPap0? mbLl 16420??的接觸高度 。由式 4-9 可知mhk45..?(4-9)kldTp2?將數(shù)據(jù)代入式 4-9 得 MPaPaMpp 10][31.410625.89??????聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度滿足要求。4.4.2 中間軸的設(shè)計(jì)1.求中間軸上的功率 、轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩2P2n2T由表 4-1 可知： ； ；kW095.?min.85r?mNT??5.32762.求作用在齒輪上的力因已知中速小齒輪的分度圓直徑為mmzd.0320.11?故圓周力 NTFt 15327632??南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文233. 初步估算軸的最小直徑先按式子 4-7 初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表選取 ，于是得120?Amd8.72.5093min??中間軸的最小直徑是安裝軸承處軸的直徑 和 ，但不應(yīng)小于高速軸安裝??dⅥⅤ軸承處的直徑，所以選軸的直徑 。d15??ⅥⅤ4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬定軸上零件的裝配方案圖 4.4 軸Ⅱ的裝配方式現(xiàn)選用如圖所示的裝配方案。2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度（1）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承只承受徑向力的作用，故選用單列深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù) ，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)md15???精度級(jí)的單列深溝球軸承 6202，其尺寸為 。右端滾mBDd1351???動(dòng)軸承采用擋油板和套筒進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)查得 6200 型軸承的定位軸肩高度。擋油板的寬度為 ，軸肩高為 。根據(jù)齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁的距mh5.2?12m5.2離為 則左端套筒的寬度為 ，右端套筒的寬度為 ，所以根據(jù)裝配要求806確定 ， 。l3?ⅡⅠ ml9??ⅥⅤ（2）取安裝齒輪處的軸段 和 的直徑 ；齒輪的ⅢⅡ ⅤⅣ ?md17???ⅤⅣ左端或右端采用套筒定位，兩個(gè)齒輪間的軸環(huán)取其直徑 ，則軸段20ⅣⅢ的長(zhǎng)度 。軸段 和 的長(zhǎng)度 。ⅣⅢ l10?ⅣⅢ ⅢⅡ ⅤⅣ ll38??ⅤⅣⅢⅡ ，至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。3）軸上零件的周向定位齒輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按由手冊(cè)查得平鍵截面（GB/T 1095-1979） ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，安裝大齒輪的鍵長(zhǎng)為mhb5??，安裝小齒輪的鍵長(zhǎng)為 （標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見(jiàn) GB/T 1096-1979） ，同時(shí)為了保證16m36南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文24齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 H7/n6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。4）確定軸上的圓角和倒角尺寸參考表選取軸端倒角為 ，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖所示。??458.05.求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。圖 4.5 軸Ⅱ的彎矩圖從軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以判斷出小齒輪的右端面是危險(xiǎn)截面。計(jì)算出危險(xiǎn)截面處的彎矩和扭矩。彎矩 mNMH???54扭矩 T.32766.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。根據(jù)式子 4-8 及上面計(jì)算出的數(shù)值，并取 ，軸的計(jì)算應(yīng)力3.0??MPaca 71615.0).3276(42????前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表查得 。因此0][1??，故安全。][1??ca7.驗(yàn)算平鍵的強(qiáng)度1）驗(yàn)算小齒輪的平鍵強(qiáng)度南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文25鍵和齒輪的材料都是鋼，由表查得許用擠壓應(yīng)力 ，取平均??MPap120~??值 ，鍵的工作長(zhǎng)度 ，鍵與輪轂鍵槽的??MPap10?? mbLl 3536??接觸高度 。由式子 4-9 可得mhk5.2.5.?aMPapp 10][97413.76?聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度滿足要求。2）驗(yàn)算大齒輪的平鍵強(qiáng)度鍵和齒輪的材料都是鋼，查表查得許用擠壓應(yīng)力 ，取平均??MPap120~??值 ，鍵的工作長(zhǎng)度 ，鍵與輪轂鍵槽的接??MPap10?? mbLl516??觸高度 。由式子 4-9 可得mhk5.2.5.?? aMPapp 10][0.417.36?聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度滿足要求。4.4.3 輸出軸的設(shè)計(jì)1.求輸出軸上的功率 、轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩3P3n3T由表 4-1 可知： ； ；kW09.?min80r?mN??9.1632.求作用在齒輪上的力因已知低速大齒輪的分度圓直徑為mmzd140.12?故圓周力 NTFt 3.095463??3. 初步估算軸的最小直徑，選取聯(lián)軸器先按式子 4-7 初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表選取 ，于是得120?Amd6.1809.13min??該段軸上有鍵槽將計(jì)算值加大 ， 應(yīng)為 。%4~ind1.2輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 .為了使所選的軸直徑??與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選聯(lián)軸器型號(hào)。??d聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，查表選取 ，則： 3TKAca? 3.1?AKmN????14529.16.南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文26按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩條件，查標(biāo)準(zhǔn) GB/T 5843-1986 或手冊(cè),caT選用 YL2 凸緣聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 。半聯(lián)軸器的孔徑 ，故mN?160md14??取 ；半聯(lián)軸器長(zhǎng)度 ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 。md14??? L34?L294.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬定軸上零件的裝配方案圖 4.6 軸Ⅲ的裝配方式現(xiàn)選用如圖所示的裝配方案。2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度（1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求， 軸段右端需制出一軸肩，故取??段的直徑 ；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑??md18???。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 ，為了保證軸端擋圈只壓在半mD20? mL29?聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故 段的長(zhǎng)度應(yīng)比 略短些，現(xiàn)取 。? ml27???（2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承只承受徑向力的作用，故選用單列深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù) ，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組、標(biāo)d18???準(zhǔn)精度級(jí)的單列深溝球軸承 6204，其尺寸為 ，故BDd1472???。右端滾動(dòng)軸承采用擋油板進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)查得 6204md20??ⅦⅥⅣⅢ型軸承的定位軸肩高度 ，因此，擋油板的左右軸肩高為 。選擋油板的h3 m3寬度為 ，所以 。15l7??ⅣⅢ（3）根據(jù)軸段 的直徑 ，取安裝齒輪處的軸段 的直徑ⅦⅥ md20??ⅦⅥ ⅥⅤ ?；齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度 ，取 ，則d2??ⅥⅤ dh07.?h2?。齒輪的右端采用套筒定位，選套筒的寬度為 ，取軸段 的m6ⅤⅣ ⅥⅤ長(zhǎng)度 ，考慮到中間軸的長(zhǎng)度和內(nèi)壁間的距離，取軸段 的長(zhǎng)度l30?ⅥⅤ ⅤⅣ，軸段 的長(zhǎng)度 。41ⅤⅣ ⅦⅥ ?l37??ⅦⅥ（4）軸承端蓋的凸緣厚度為 （由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定） 。根m6據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 ，故取 。l5.29?l?ⅢⅡ南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文27至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。3）軸上零件的周向定位齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按由手冊(cè)查得平鍵截面（GB/T 1095-1979） ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為 （標(biāo)準(zhǔn)鍵mhb6?? m28長(zhǎng)見(jiàn) GB/T 1096-1979） ，同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 H7/n6；同樣，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為 ，hb5??長(zhǎng)為 （標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見(jiàn) GB/T 1096-1979） ，半聯(lián)軸器與軸的配合為 H7/k6。滾動(dòng)軸25承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。4）確定軸上的圓角和倒角尺寸參考表選取軸端倒角為 ，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖所示。??458.05.求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。圖 4.7 軸Ⅲ的彎矩圖從軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以判斷出齒輪的右端面是危險(xiǎn)截面。計(jì)算出危險(xiǎn)截面處的彎矩和扭矩。彎矩 mNMH??3.540扭矩 T9166.按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。根據(jù)式 4-8 及上面計(jì)算出的數(shù)值，并取 ，軸的計(jì)算應(yīng)力3.0??南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文28MPaca 0.8201.)9.63(542?????前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表查得 。因此a60][1??，故安全。][1??ca7.驗(yàn)算平鍵的強(qiáng)度1）驗(yàn)算齒輪的平鍵強(qiáng)度鍵和齒輪的材料都是鋼，由表查得許用擠壓應(yīng)力 ，取平均??MPap120~??值 ，鍵的工作長(zhǎng)度 ，鍵與輪轂鍵槽的??MPap0?? mbLl628??接觸高度 。由式子 3-9 可得mhk365..?aMPapp 10][1.529.1?聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度滿足要求。2）驗(yàn)算聯(lián)軸器的平鍵強(qiáng)度鍵和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由表查得許用擠壓應(yīng)力 ，取平??MPap120~??均值 ，鍵的工作長(zhǎng)度 ，鍵與輪轂鍵槽??MPap10?? mbLl52??的接觸高度 。由式子 4-9 可得mhk5.2.5.?aMPapp 10][76314.2916?聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度滿足要求。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文295 傾斜螺旋減速器設(shè)計(jì)5.1 傾斜減速器總體設(shè)計(jì)圖 5.1 傾斜螺旋傳動(dòng)簡(jiǎn)圖1-電動(dòng)機(jī)；2，4-聯(lián)軸器；3-二級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器；5-傾斜螺旋因?yàn)閮A斜減速器電機(jī)功率為 550W，，min/1428rnm?28.140??Wm對(duì)展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器，可取 ??? ?iii )5.~31(,)5.~3(?式中 ， 分別為高速級(jí)和低速級(jí)的傳動(dòng)比， 為總傳動(dòng)比，要使 ， 均在?i? ?i?推薦的數(shù)值范圍內(nèi)?？紤]潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，取 4.1?5.428.14.1???ii735.???各軸的轉(zhuǎn)速：I 軸 min/1428rnm?南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文30II 軸 min/3.175.428rin???III 軸 i/0.i?傾斜螺旋 n11rn??各軸的輸入功率：I 軸 kWPd192.0.94.031???II 軸 8.622??III 軸 73.8.1??傾斜螺旋 k14.09.073?傾式中： 分別表示軸承、齒輪傳動(dòng)和聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率，321,?9.069.01 ???各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩 為dTmNnPmdd ???? 4.129748.015.9105.966故 I 軸 mN???? .28.4273?II 軸 iT ?? .531?III 軸 ??? 41697.90.1592傾斜螺旋 ?? .204631傾表 5-1 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)電機(jī)軸 軸?軸?軸?傾斜螺旋轉(zhuǎn)速n/(r/min)1428 1428 317.3 100 100功率P/（ kW）0.194 0.192 0.182 0.173 0.164扭矩 T/()mN?1297.4 1284.4 5493.1 16549.4 16220.1傳動(dòng)比 i1 4.5 3.17 1軸參數(shù)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文31效率 ?0.99 0.95 0.95 0.985.2 傾斜螺旋減速器高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)5.2.1 選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）因?yàn)辇X輪傳動(dòng)功率不大，轉(zhuǎn)速不太高，所以選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2）螺旋輸送機(jī)為一般工作的機(jī)器，轉(zhuǎn)速不高，故齒輪選用 7 級(jí)精度（GB10095-88） 。（3）材料選擇。由表選擇小齒輪：45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為： ，HBS240大齒輪：45 鋼（常化） ，硬度為： ，二者材料差為 。HBS20（4）選擇齒數(shù)。小齒輪齒數(shù) ,大齒輪齒數(shù) 。41?z 185.12???uz（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，故按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，用齒根彎曲強(qiáng)度校核的設(shè)計(jì)方法。5.2.2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算參考設(shè)計(jì)計(jì)算公式 4-1 進(jìn)行試算1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)值（1）試選載荷系數(shù) 3.1?tK（2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mNmNnPT ??????? 36161 10284.42819.05.905.9（3）查表選取齒寬系數(shù) ?d?（4）由表查得材料的彈性影響系數(shù) 21.MPaZE（5）按齒面硬度查圖查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒MPaH601lim??輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ；MPaH502lim?（6）參考式子 4-2 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 （工作壽命為 10 年，每年 300 工作日，兩班制） ??911 102.4103821460 ?????hjLnN 992 4.05.2?u（7）由圖查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) ；1HNK8.2HN（8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文32取失效概率為 1%，安全系數(shù) ，參考式子 4-3 得1?S??MPaKHNH 529.06lim1 ???S3185222）設(shè)計(jì)計(jì)算（1）試算小齒輪分度圓直徑 代入 中較小值td1][H?m mZuTKdHEdtt73.614 ）5398.1（4.1028.32.)][( 2321? ??????????（2）計(jì)算圓周速度 v smndt /10.10642873.106?????（3）計(jì)算齒寬 btd41???（4）計(jì)算齒寬與齒高之比 h模數(shù) mzmt 61.0273.61?齒高 1547532??hb（5）計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) ,7 級(jí)精度,由圖查得動(dòng)載系數(shù) ;smv/0.1 06.1?VK直齒輪,假設(shè) .由表查得 ;NbFKtA?2?FH由表查得使用系數(shù) ;?由表查得 7 級(jí)精度, 小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí) ,bdH 3210.)6.01(8.2. ??????將數(shù)據(jù)代入后得 ;1.473601 32 ??? ??HK由 , 查圖查得 ;故載荷系數(shù)67.hb41.??HK.1??FK95406?VA（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,參考式子 4-4，得南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文33mKdt 38.167953.61431 ???（7）計(jì)算模數(shù) mz02815.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)參考式子 4-5 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式。1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值（1）由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ;大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)MPaFE4601??度極限 ;MPaFE401??（2）由圖查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ，87.1FNK91.2FNK（3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) ，參考式子 4-6，得4.1?SMPaMPaKFENF 6.825460][1 ???S0.1922（4）計(jì)算載荷系數(shù)45.13207??????FVAKK（5）查取齒形系數(shù)由表查得 ； 。65.21FaY14.2a（6）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表查得 ； 。8.1?Sa796.2SaY（7）計(jì)算大、小齒輪的 ；并加以比較][F?14506.825][1??FSaY2.7942?大齒輪的數(shù)值大。2）設(shè)計(jì)計(jì)算mm 604.5021.2415.703 3????南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文34對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度m計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù) 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒m面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 ，按接觸強(qiáng)度算得460.m5.0?的分度圓直徑 ，算出小齒輪齒數(shù)md381?35?z大齒輪齒數(shù) ，取.5148.412?u4912?z這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。5.2.4 幾何尺寸計(jì)算各個(gè)幾何尺寸見(jiàn)表 5-2表 5-2 齒輪的幾何參數(shù)（ ）1dm（ ）2dm（ ）b（ ）am26.4 119.2 26.4 72.8取 ， 。B302?B351?5.2.5 驗(yàn)算NdTFt 8.29726.410831 ???，故合適。mmmNbKA 105697?5.3 傾斜螺旋減速器低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)5.3.1 選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)（1）因?yàn)辇X輪傳動(dòng)功率不大，轉(zhuǎn)速不太高，所以選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。（2）螺旋輸送機(jī)為一般工作的機(jī)器，轉(zhuǎn)速不高，故齒輪選用 7 級(jí)精度（GB10095-88） 。（3）材料選擇。由表選擇小齒輪：45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為： ，HBS240大齒輪：45 鋼（?；?，硬度為： ，二者材料差為 。HBS20南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文35（4）選擇齒數(shù)。小齒輪齒數(shù) ,大齒輪齒數(shù) 。241?z 76241.32???uz（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，故按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，用齒根彎曲強(qiáng)度校核的設(shè)計(jì)方法。5.3.2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算參考設(shè)計(jì)計(jì)算公式 4-1 進(jìn)行試算。1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)值（1）試選載荷系數(shù) 3.1?tK（2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mNmNnPT ??????? 36161 10478.53.178205.905.9（3）由表查取