3626 洗米機(jī)總體設(shè)計
3626 洗米機(jī)總體設(shè)計,洗米機(jī),總體,整體,設(shè)計
I洗米機(jī)總體設(shè)計目 錄摘要 ..................................................................................................................................................................ⅠAbstract...........................................................................................................................................................Ⅱ第 1 章 緒論 .................................................................................................................................................11.1 洗米機(jī)設(shè)計的目的及意義 ............................................................................................................11.2 我國洗米行業(yè)發(fā)展概況 .................................................................................................................11.3 各類洗米機(jī)簡介 ...............................................................................................................................21.4 本章小結(jié) ............................................................................................................................................2第 2 章 總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計及運動和動力參數(shù)計算 ............................................................42.1 總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 ..........................................................................................................................42.2 電機(jī)的選擇 ........................................................................................................................................42.3 水平螺旋運動和動力參數(shù)計算 ...................................................................................................42.3.1 計算總傳動比及分配各軸傳動比 ...................................................................................52.3.1 各軸參數(shù)計算 .........................................................................................................................62.4 傾斜螺旋運動和動力參數(shù)計算 ....................................................................................................62.4.1 計算總傳動比及分配各軸傳動比 ...................................................................................62.4.2 各軸參數(shù)計算 ........................................................................................................................62.5 本章小結(jié) .............................................................................................................................................7第 3 章 水平螺旋減速器設(shè)計 ............................................................................................................83.1 高速級齒輪傳動設(shè)計 .......................................................................................................................83.2 低速級齒輪傳動設(shè)計 ...................................................................................................................103.3 各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與強(qiáng)度校核 ......................................................................................................133.3.1 輸入軸的設(shè)計 ......................................................................................................................133.3.2 中間軸的設(shè)計 ......................................................................................................................15II3.3.3 輸出軸的設(shè)計 ......................................................................................................................163.4 各軸軸承與鍵的設(shè)計 ...................................................................................................................193.5 本章小結(jié) ..........................................................................................................................................21第 4 章 水平螺旋減速器設(shè)計 ..........................................................................................................224.1 高速級齒輪傳動設(shè)計 .....................................................................................................................224.2 低速級齒輪傳動設(shè)計 ...................................................................................................................244.3 各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與強(qiáng)度校核 ......................................................................................................274.3.1 輸入軸的設(shè)計 ......................................................................................................................274.3.2 中間軸的設(shè)計 ......................................................................................................................294.3.3 輸出軸的設(shè)計 ......................................................................................................................304.4 各軸軸承與鍵的設(shè)計 ...................................................................................................................334.5 本章小結(jié) ..........................................................................................................................................35第 5 章 螺旋軸機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計 ..........................................................................................................365.1 水平及傾斜螺旋軸設(shè)計 ...............................................................................................................365.1.1 水平螺旋軸的設(shè)計 .............................................................................................................365.1.2 傾斜螺旋軸的設(shè)計 .............................................................................................................385.2 機(jī)架結(jié)構(gòu)的確定 .............................................................................................................................405.3 料斗及出料口設(shè)計 ........................................................................................................................415.4 潤滑方案 ..........................................................................................................................................415.5 密封方案 ..........................................................................................................................................415.2 本章小結(jié) ..........................................................................................................................................41結(jié)論 ..................................................................................................................................................................42參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................................................43致謝 ..................................................................................................................................................................44本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計螺旋式洗米機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計院系名稱： 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè)班級：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 08-4 班 學(xué)生姓名： 朱 亮 指導(dǎo)教師： 苗淑杰 職 稱： 教 授 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計2黑 龍 江 工 程 學(xué) 院二○一二年六月The Graduation Design for Bachelor's DegreeDesign of Screw Washing MachineCandidate：Zhu LiangSpecialty：Mechanical design and automationClass：08-4Supervisor：Prof. Miao ShujieHeilongjiang Institute of Technology2012-06·Harbin黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計I摘 要洗米機(jī)是一種糧食加工機(jī)械，用于洗米的裝置。本設(shè)計的螺旋洗米機(jī)由電動機(jī)、水平螺旋軸、傾斜螺旋軸及與其相對應(yīng)的減速器、機(jī)架等結(jié)構(gòu)組成。米由進(jìn)料口進(jìn)入洗米機(jī)，經(jīng)過螺旋軸的輸送進(jìn)行揉搓洗滌，水流與米流逆流流動，米中的漂浮雜質(zhì)在此過程中漂浮，與洗滌的濁水一起從溢流口排出，達(dá)到洗米的目的。其結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，集搓米、洗米、除去漂浮雜質(zhì)、砂石等為一體，用水量少洗滌效果好，是一種高效的連續(xù)洗米機(jī)，是食堂、大型飯店、快餐中心等較為理想的糧食洗滌機(jī)械。本設(shè)計擬訂了洗米機(jī)的總體結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)行了運動和動力參數(shù)的計算；完成了水平螺旋軸、傾斜螺旋軸及與其相對應(yīng)的減速器傳動、機(jī)架等結(jié)構(gòu)設(shè)計。關(guān)鍵詞：螺旋洗米機(jī)；減速器；水平螺旋軸；傾斜螺旋軸；機(jī)架黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計IIABSTRACTRice washing machine is a kind of food processing machinery, for the rice washing device. The design of the spiral rice washing machine is composed of motor, horizontal spiral shaft, inclined screw shaft and corresponding reducer, a frame structure. Metres from the inlet into the washing machine, the spiral shaft carried by the conveyor to rubbing washing, water flow and countercurrent flow meters flow, Minaka floating impurities in the process of floating, and washing muddy water from overflow outlet, reach the rice washing purpose. It has the advantages of simple structure, small occupation area, rice, rice washing, rubbing the set of removing floating impurities, such as gravel as one with less water, good washing effect, is a kind of high efficient continuous washing rice machine, is the cafeteria, hotel, large fast food centers relatively ideal grain lavation machinery.The design of formulation of the rice washing machine the overall structure scheme, the movement and power parameters; completed the horizontal spiral shaft, inclined screw shaft and corresponding reducer, rack structure designKey words:Spiral rice washing machine;Retarder；Horizontal spiral shaft;Tilting screw shaft；Rack黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計1第 1 章 緒論1.1 洗米機(jī)設(shè)計目的及意義洗米機(jī)是一種糧食加工機(jī)械，用于洗米的裝置。為了適應(yīng)食堂、大型飯店、快餐中心等的需要，因此設(shè)計了一種螺旋輸送式連續(xù)洗米機(jī)，該機(jī)包括電動機(jī)、齒輪減速傳動、機(jī)殼、進(jìn)料口、出料口、螺旋推進(jìn)器等結(jié)構(gòu)。通過水的沖刷及沙石自身沉降達(dá)到清洗大米的目的。在米深度加工中，洗米是第一道工序。在傳統(tǒng)的加工中，洗米是手工勞動，不僅勞動強(qiáng)度大，而且效果差。螺旋式洗米機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小，集搓米、洗米、除去漂浮雜質(zhì)、沙石等于一體，用水量少、洗滌效果好，大大降低了勞動強(qiáng)度。還具有水力輸送作用，可以將洗凈的米輸送到設(shè)計位置，是一種高效的連續(xù)式洗米機(jī)械。適合于大米、玉米、小麥、豆類等顆粒糧食的洗滌及輸送，還適用于米制品廠、豆類制品廠等的原料洗滌，也是食堂、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。1.2 我國洗米行業(yè)發(fā)展概況隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，國民生活水平的不斷提高，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)及第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中其機(jī)械化水平得到空前的提高。在傳統(tǒng)的服務(wù)業(yè)——餐營業(yè)中其機(jī)械作業(yè)也日趨普遍化,從而大大的降低了勞動者的勞動強(qiáng)度，也降低了勞資成本。目前，在歐美發(fā)達(dá)國家洗米機(jī)的應(yīng)用以達(dá)到相當(dāng)大的普及，由于其人口密度不大，因此中小型洗米機(jī)的需求量比較大。從在洗米機(jī)的構(gòu)造來看，國外的洗米機(jī)趨于小型化，高效率，結(jié)構(gòu)簡單等特點。由于在國內(nèi)人口眾多，不管是學(xué)校、餐飲和工廠都存在大量學(xué)生、顧客和工人。因此，國內(nèi)的食品機(jī)械工廠在洗米機(jī)的生產(chǎn)上是以大中型洗米機(jī)為主。在洗米機(jī)的結(jié)構(gòu)上，歐美及日本等發(fā)達(dá)國家以從過去的一次性洗滌發(fā)展到現(xiàn)在的連續(xù)式洗滌方式，并且工作機(jī)構(gòu)也以從過去的攪拌型發(fā)展到現(xiàn)在的電磁振動和螺旋輸送揉搓等方式。國內(nèi)在這一領(lǐng)域也逐步發(fā)展，現(xiàn)在市場中也出現(xiàn)了螺旋輸送揉搓洗滌的新型洗滌方式。洗米機(jī)的研究在于提高對大米的洗滌效率，減少對水源的浪費，并可大大的降低食品加工人員的工作量，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高效的洗滌效果。由于我國人口眾多特別是在學(xué)校、工廠及餐飲行業(yè)都需解決對大量米的洗滌工作，通過對國內(nèi)相關(guān)食品機(jī)械的調(diào)查可看出，目前對洗米機(jī)的需求量呈增長趨勢。所以說開發(fā)洗米黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計2機(jī)有著重要的實際意義。本次洗米機(jī)的設(shè)計可實現(xiàn)操作安全方便以及制造成本低等優(yōu)點。通過對 1000kg米洗滌的理論分析來看所需時長為 2 小時，用水量在 6500L 左右，且只需 1-2 名操作工人。從這一洗滌過程來看與人工洗滌相比可大量節(jié)省洗滌成本，且大大的提高了其洗滌效率。1.3 各類洗米機(jī)簡介（1） 水壓式洗米機(jī)如圖 1.1 所示，此類洗米機(jī)采用自來水為動力，自來水通過本產(chǎn)品的主體水閥進(jìn)行加壓，將一束急流的水從小口徑孔射出，從而具有足夠的能量把漏斗中流下的大米進(jìn)行輸送和清洗，對大米的表面進(jìn)行摩擦和沖擊，使表面和背溝的糠皮得到徹底清涮，對其他顆粒物也能起到清洗和運輸?shù)哪康?。在洗米的過程中，能將大米的上浮物質(zhì)通過洗米機(jī)溢水面進(jìn)行排放，進(jìn)行過清洗的大米能保證干凈衛(wèi)生。特點：提高洗米質(zhì)量，減少浪費，節(jié)省能源，適用于大米、黃豆、小麥、玉米、豆類等的淘洗。圖 1.1 水壓式洗米機(jī)（2）循環(huán)式洗米機(jī)如圖 1.2 所示，由分離器和供水桶構(gòu)成一體，在分離器的內(nèi)腔按縱向依次設(shè)置有落米室、米砂分離室、存米室及漂浮物排出室，水泵和落米室及供水桶相接，米泵分別通過輸米管和送米管與存米室及米水分離器相接，它是利用各種物質(zhì)不同比重，將砂石、米蟲、糠皮、塵埃等雜物清除掉。使用時把大米投入不銹鋼料斗中，洗米機(jī)通過高水壓從料斗底部將大米吸走流入下一個不銹鋼容器中，然后從這個容器底部吸走，再從頂端流入。洗米機(jī)這個動作循環(huán)一個周期，使大米得到了充分的清洗和浸洗，最黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計3后通過自動程式控制吸入另一個米水分離裝置將水分濾去。特點：清除效果好，其用水可反復(fù)使用，節(jié)約用水，體積小，重量輕，操作方便，淘米量大，可廣泛用于家庭、集體食堂和賓館等單位。圖 1.2 循環(huán)式洗米機(jī)1.4 本章小結(jié)本章分析了洗米機(jī)設(shè)計的目的及意義，介紹了我國洗米機(jī)行業(yè)的發(fā)展概況，列舉了幾類洗米機(jī)的特點和工作原理黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計4第 2 章 總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計及運動和動力參數(shù)計算2.1 總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計螺旋式洗米機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖如圖 2.1 所示。大米至料斗 1 加入，在水平螺旋 2 的輸送過程中進(jìn)行揉搓洗滌，大米中的漂浮雜質(zhì)在此過程中漂浮，與洗滌的濁水一起從溢流口 12 排出。而大米則被水平螺旋推進(jìn)器從進(jìn)料口運輸?shù)絻A斜螺旋 9 的入口處。在此處，米開始隨傾斜螺旋向上運輸，由于水的沖刷浸泡，沉降速度較快的沙石則被沉降在沙石沉積槽 8 內(nèi)（小槽下有螺孔，可定時拆下進(jìn)行清洗） ，米最后經(jīng)過噴水裝置以上的瀝干段后從排料口 10 排出，完成洗米操作。而洗滌水在洗米過程中從噴水裝置11 噴入，沿傾斜螺旋往下流動，經(jīng)水平螺旋，最后從溢流口流出。機(jī)組在整個洗米過程中水流與米成逆流流動，在傾斜輸送螺旋上鉆有小孔，并使傾斜螺旋的上蓋與螺旋留有一定間隙。水平螺旋則采用敞蓋，也便于漂浮雜質(zhì)浮出。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計5圖 2.1 洗米機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖2.2 電機(jī)的選擇利用阻力系數(shù)法計算所需電機(jī)功率，水平螺旋電機(jī)所需額定功率 1N和傾斜螺旋電機(jī) 2N(2-1))(367N0101 KWGLK???電電(2-2))(0202 Sin???電電式中： 電K——功率備用系數(shù)，取 電 =1；?——傳動效率，取 ?=0.90；L——螺旋長度，水平螺旋長度 L1=0.6m ，傾斜螺旋長度 L2=0.8m；?——傾斜螺旋的傾角 ?=30 度；0W——阻力系數(shù)，此取 0W=4.0；G——螺旋輸送機(jī)生產(chǎn)能力（T/h） ?？紤]到水（介質(zhì)）充滿螺旋，計算阻力時除輸送阻力外，還應(yīng)有介質(zhì)阻力較難計算，此外可假設(shè)輸送充填系數(shù)為 1 的水來作為其生產(chǎn)能力，以次來近似計算總阻力，由此可按公式： )/(42hTnsDG????得：G =8.1(T/h) , G =10.2(T/h)12以上各數(shù)值代入式(2-1)、式(2-2) ，可得：N =0.058kw，N =0.111kw12上述計算是穩(wěn)定運轉(zhuǎn)功率，由于計算值可看出，所需功率較小，考慮到運轉(zhuǎn)中沖擊等突發(fā)載荷，參考有關(guān)其它機(jī)械的經(jīng)驗及有關(guān)試驗和電機(jī)效率，最終選取水平螺旋電機(jī)功率位 120W，電機(jī)用型號為 YU7114（轉(zhuǎn)速為 1400r/min,效率為 50%）傾斜螺旋電機(jī)功率為 250W，型號為 YU8014（轉(zhuǎn)速為 1400r/min 效率為 58%） 。2.3 水平螺旋運動和動力參數(shù)計算2.3.1 計算總傳動比及分配各軸傳動比黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計6因為水平減速器電機(jī)功率為 120W，N1=1400r/min，i=N1/n=1400/80=17.5對展開式二級減速器，可取 ?????221 )4.1~3(,4.~3iii式中， —高速級傳動比， —低速級傳動比；1i 2?2i為總傳動比，要使 1,i均在推薦的數(shù)值范圍內(nèi)。i=N /n=1400/80=17.51i =4.9，i =3.5(取 i=1.4)22.3.2 各軸的功率轉(zhuǎn)速扭鉅的計算；140r/min0.kw,Pm,0.8N.12/4950Td ?????；.9kw.2198i1 ???；785.9, 3.2.5i112 ??Ⅱ 0.1.017PN70TiT23 ????ⅡⅡⅢ表 2.1 水平螺旋減速器參數(shù)2.4 傾斜螺旋運動和動力參數(shù)計算2.4.1 計算總傳動比及分配各軸傳動比傾斜減速器功率為 250kw，i=N 1/n=1400/100=14；i 1=4.42，i 2=3.15(取 i=1.4)2.4.2 各軸的功率轉(zhuǎn)速扭鉅的計算；0.5kwP,m.7N0.25/49Td ????；.24892117i01 ????電機(jī)軸 Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸轉(zhuǎn)速 n（r/min） 1400 1400 285 80功率 p（kw） 0.12 0.119 0.117 0.115扭矩 T(N·m) 0.82 0.81 3.92 13.7傳動比 i 1 4.9 3.5效率 η 0.992 0.985 0,985黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計7；0.243.9850.24PmN 7.380.95iTiT112 ????????，Ⅱ ?,Ⅲ表 2-2 傾斜螺旋減速器參數(shù)電機(jī)軸 Ⅰ軸 Ⅱ軸 Ⅲ軸轉(zhuǎn)速 n（r/min） 1400 1400 316 100功率 p（kw） 0.25 0.248 0.2443 0.244062扭矩 T(N·m) 1.7 1.64 7.38 22.97傳動比 i 1 4.24. 3.15效率 η 0.992 0.985 0,9852.5 本章小結(jié)本章主要進(jìn)行了洗米機(jī)總體結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計及運動和動力參數(shù)的計算。設(shè)計過程中的難點主要在電機(jī)功率的計算上，利用阻力系數(shù)法來確定及驗算電機(jī)的功率，確定了水平電動機(jī)型號為 YU7114，傾斜電動機(jī)型號為 YU8014，完成了水平減速器和傾斜減速器各級傳動比及各軸轉(zhuǎn)速、功率、扭矩的計算。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計8第 3 章 水平螺旋減速器設(shè)計3.1 高速級齒輪傳動設(shè)計1．選擇齒輪材料及熱處理，齒面硬度，精度等級，齒數(shù)（1）因為齒輪傳動功率不大，轉(zhuǎn)速不太高，選用軟齒面齒輪傳動。（2）小齒輪：45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為：240HBS大齒輪：45 鋼（?；?，硬度為：200HBS（3）運輸機(jī)為一般工作的機(jī)器，轉(zhuǎn)速不高，故齒輪選用 8 級精度 （4）選擇齒數(shù)4.9iU20,Z11?8?（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃樱什捎媒佑|疲勞強(qiáng)度設(shè)計，用彎曲疲勞強(qiáng)度校核的設(shè)計方法。2．齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算??3212. ?????????HEZudKTd??（3.1）確定公式內(nèi)的各計算參數(shù)值。試選載荷系數(shù) K=1.3 （1）選齒寬系數(shù) 。1?d?（2）小齒輪扭矩261 10.8409.5.9???Tm??（3）查取彈性影響系數(shù) MPZE.（4）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度 σ Hlim=600MPa 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度 σ Hlim=550MPa計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)， （工作壽命為 10 年，每年 300 工作日單班值）黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計9??91 10.230814060 ?????hjLnN2.UN計算許用應(yīng)力。取失效概率為 1%，接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù) HS。??MPaSKHN6011lim????（3.2）NH52li2（3.3）（5）設(shè)計計算1 試算小齒輪分度圓直徑md 36.129.41102.83.21 58???????????2 圓周速度 sndVt /.061???3 定載荷系數(shù)查設(shè)計書表 10-2 取使用系數(shù) AK， FaH（直齒輪） ，由設(shè)計書圖 10-8 查得 Kv=1.04；由設(shè)計書表 10-4 用插值法查得 8 級精度小齒輪支撐非對稱布置時 27.1??H。由 36.1??db?模數(shù)61.023.1?zdm、 234.10.6?hb查設(shè)計書圖 10-13 得 25.??FK故載荷系數(shù)32.17.04.1??????HVA（6）按實際載荷系數(shù)教正小齒輪分度圓直徑計算值： mKdtt .23.16.2313．確定主要幾何尺寸和參數(shù)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計10（1）確定模數(shù)615.0231?zdm取 m（2）計算分度圓直徑 z201???d98223 計算中心距 ??a571??（4）計算齒寬 mdb2011 ????m72?4．校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度（1）確定計算參數(shù)1 由設(shè)計書圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度 MPaFE501??大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度 FE382由圖 10-18 查取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)：1?FNK 2FN2 計算許用應(yīng)力，取彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù) 4.1S??MPaSFENF .357.011???KFENF 4.21.822 ??查設(shè)計書表 10-5 得齒形系數(shù) 61aY FaY；查設(shè)計書表 10-5 應(yīng)力校正系數(shù) 59.1SaY 8.2Sa（2）校核計算??MPPmbdKT FSaFF 1.35732.12059.3.11 ???????Y 427084822符合要求3.2 低速級齒輪傳動設(shè)計1．選擇齒輪材料及熱處理，齒面硬度，精度等級，齒數(shù)（1）因為齒輪傳動功率不大，轉(zhuǎn)速不太高，選用軟齒面齒輪傳動。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計11（2）小齒輪：45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為：240HBS大齒輪：45 鋼（?；?，硬度為：200HBS（3）運輸機(jī)為一般工作的機(jī)器，轉(zhuǎn)速不高，故齒輪選用 8 級精度 （4）選擇齒數(shù)Z1=30,U=i1=3.5Z2=Z1×U=30×3.5=105（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?，故采用接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計，用彎曲疲勞強(qiáng)度校核的設(shè)計方法。2．齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算確定公式（3.1）內(nèi)的各計算參數(shù)值。試選載荷系數(shù) K=1.3 （1）選齒寬系數(shù) 1?d?（2）小齒輪扭矩36161 1086.259.05.905.9 ????nPT m??（3）查取彈性影響系數(shù) MZE8.?（4）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度 σ Hlim=600MPa 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度 σ Hlim=550MPa計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)， （工作壽命為 10 年，每年 300 工作日單班值）??81 10.430812560?????hjLnN8127..4U計算許用應(yīng)力。取失效概率為 1%，接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù) 1?HS。據(jù)式（3.2）（3.3）計算得 ， 。??MPaH601????PaH502??(5)設(shè)計計算1 據(jù)式（3.1）計算小齒輪分度圓直徑??muKtTdHEdt z43.21132. ???????????2 圓周速度 snVt /32.0160854.2.160????黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計123 定載荷系數(shù)查設(shè)計書表 10-2 取使用系數(shù) 1?AK， 1?FaH（直齒輪） ，由設(shè)計書圖 10-8 查得：Kv=1.01，由設(shè)計書表 10-4 用插值法查得 8 級精度小齒輪支撐非對稱布置時 36.?H由 4.21??tdb?模數(shù)714.03.2?zdtm、 10.93.42?hb查設(shè)計書圖 10-13 得 3.?FK 故載荷系數(shù)37.1????HvAK（6）按實際載荷系數(shù)教正小齒輪分度圓直徑計算值mtdt 8.23.14.2313．確定主要幾何尺寸和參數(shù)（1）確定模數(shù)72.0381?zm， 取 1?（2）計算分度圓直徑 mzd301??522（3）計算中心距 ??a.671???（4）計算齒寬 db301???m254．校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度（1）定計算參數(shù)1 由設(shè)計書圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度 MPaFE501??大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度 FE382由圖 10-18 查取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)：1?FNK 2N2 計算許用應(yīng)力，取彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù) 4.1?FS黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計13??MPaSKFENF 1.3574.011?????2822查設(shè)計書表 10-5 得齒形系數(shù) 6.1FaY .FaY查設(shè)計書表 10-5 應(yīng)力校正系數(shù) 59?S 7812?S（2）校核計算 mbdKTSaFF112???MPaPmbdYKT FSaFF 1.357.50309.69.7.1 111 ??????? ??bdYTSaFF22???PaPbdYT FSaFF 4.27137.41308.96.7.222 ??????? ??符合要求3.3 各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與強(qiáng)度校核3.3.1 輸入軸的設(shè)計1．求軸傳遞扭矩 mNnpT????812409.15.9.62．求作用在齒輪上的力 FdTt 2.8102???Ntgtr 59.???tn 3.62cos/? 3．初步估算軸的最小直徑，選取聯(lián)軸器安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 ?d為軸的最小直徑。根據(jù) A=102~126??mnpA54.~32.1409.26~0333 ????黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計14考慮軸上鍵槽的削弱，軸徑需加大 3%~7%，則取 ?d=9mm。選取聯(lián)軸器：按扭矩 T=812N m?查手冊，選用 LT1 型彈性柱銷聯(lián)軸器其半聯(lián)軸器的孔徑 2d=9mm, 半聯(lián)軸器長 L 20?。4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1 擬定軸上的零件裝配方案，軸上的零件包括左端軸承和軸承端蓋及聯(lián)軸器依次由左端裝配，僅右端軸承和軸承端蓋由右端裝配。2 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。3 裝聯(lián)軸器段 A： 1d=9mm， ?l=18mm，因半聯(lián)軸器與軸配合各部分長 Lm0?，為保證軸擋圈壓緊聯(lián)軸器。 ?小于 20，可取 ?l=18mm。4 裝軸承段 B： m562?，這段（兩）軸徑由滾動軸承的內(nèi)圈孔徑?jīng)Q定，選用深溝球軸承 6002，其尺寸為 93215???BDd，故。 md1562?，l52。5 軸肩段 C： ld8,133。6 裝齒輪段 D： m2044?經(jīng)計算圓柱齒輪齒根圓到鍵槽底部尺寸x m.2?,應(yīng)做成齒輪軸。7 軸肩段 E： ld69,1833。8 裝軸承段 F： 56?。9 軸上零件的周向固定，半聯(lián)軸器與軸的周向固定均采用平鍵聯(lián)接，同時為了保證半聯(lián)軸器與軸的配合有良好對中性，采用 H7/k6，滾動軸承與軸采用 H7/k6。（10）定出軸肩處的圓角半徑 R=1，軸端倒角取 1 ?45?。 5. 選擇軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由設(shè)計書表 15-1 查得軸的主要力學(xué)性能22/35,/640mNNsb???? 211 /,/75mN??????，??20/98m??。??1?3.3.2 中間軸的設(shè)計1．求軸傳遞的扭矩 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計15mNnpT????3921857.01.9.62.求作用在齒輪上的力 FdTt 4.012tgtgr 1.95206??????Ntn 87cos.1/1?FdTt98322tgtr 1.290??????Ntn 85cos/2?3.估算軸的最小直徑 ??mnpAd 19.~65.7281.06~1333 ???4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸上的零件裝配方案，軸上的大部分零件包括齒輪，套筒，左端軸承和軸承端蓋依次由左端裝配，僅右端軸承和軸承端蓋由右端裝配。（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。 （3）裝左端軸承段 A： ?d=17mm，由上面所求第二段軸的直徑 ?d=20mm.，則?d直徑應(yīng)小于 ?d，取 ?=17mm， ml91?。 （4）軸肩段 B： 2,02（5）裝齒輪段 C： l533。 3l段應(yīng)小于齒輪的寬度，為保證套筒緊靠齒輪左端面使齒輪軸向固定。（6）軸環(huán)段 D： mld7,544?（7）裝右端齒輪段 E： ,39,25，經(jīng)計算圓柱齒輪齒根圓到鍵槽底部尺寸 x m5.2?,應(yīng)做成齒輪軸。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計16（8）軸肩段 F： mld23,066?（9）裝右端軸承段 G： 7=17mm， 97.（10）軸上零件的周向固定，采用平鍵聯(lián)接，同時為了保證齒輪與軸的配合有良好對中性，采用 H7/k6，滾動軸承與軸采用 H7/k6。（11）定出軸肩處的圓角半徑 R=1，軸端倒角取 1 ?45?。5. 選擇軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由設(shè)計書表 15-1 查得軸的主要力學(xué)性能22/35,/640mNNsb???? 211 /,/75mN????????20/98m??。 ??1?3.3.3 輸出軸的設(shè)計1．求軸傳遞扭矩 mNnpT????1372805..9.62．求作用在齒輪上的力 FdTt 261053782???Ntgtr 9.4???tn 72cos/? 3．初步估算軸的最小直徑，選取聯(lián)軸器安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 ?d為軸的最小直徑。根據(jù)表，A=103~126??mnpAd 24.13~6.8015.26~10333 ????取 ?d=14mm.選取聯(lián)軸器：按扭矩 T=13728N m?查手冊，選用 LT1 型彈性柱銷聯(lián)軸器其半聯(lián)軸器的孔徑 2=14mm, 半聯(lián)軸器長 L4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸上的零件裝配方案，軸上的零件包括左端軸承和軸承端蓋及聯(lián)軸器依次由左端裝配，齒輪、右端軸承和軸承端蓋由右端裝配。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計17（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。（3）裝聯(lián)軸器段 A： 1d=14mm， ?l=30mm，因半聯(lián)軸器與軸配合各部分長 Lm?，為保證軸擋圈壓緊聯(lián)軸器。 ?小于 32，可取 ?l=30mm。（4）裝軸承段 B： ，這段（兩）軸徑由滾動軸承的內(nèi)圈孔徑?jīng)Q定。m72?選用深溝球軸承 6003。 l5。（5）軸肩段 C： ld49,033。（6）軸環(huán)段 D： 74?。（7）裝齒輪段 E： ml2,655。（8）軸肩段 F： d20。（9）裝軸承段 G： l10,7?。（10）軸上零件的周向固定，半聯(lián)軸器與軸的周向固定均采用平鍵聯(lián)接，同時為了保證半聯(lián)軸器與軸的配合有良好對中性，采用 H7/k6，滾動軸承與軸采用 H7/k6。（11）定出軸肩處的圓角半徑 R=1，軸端倒角取 1 ?45?。 5. 選擇軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由設(shè)計書表 15-1 查得軸的主要力學(xué)性能22/35,/640mNNsb???? 211 /,/75mN????????20/98m??。??1?6．畫軸的結(jié)構(gòu)簡圖如圖（3.1a）所示，確定出軸承的支點跨距 ，懸臂L5.43,5.72?由此可畫出軸的水平面的支反力：mL51?,NFLRtDH1.6332??NRFDHtB9.?垂直面支反力： ，rV59VrV735?7．畫彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖（1）水平彎矩圖 HM如圖(3.1d), (在mNLRBHC ????09.292C 截面處 )。（2）垂直面彎矩圖如圖(3.1f)， (在 CBV?58.732黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計18截面處)。（3）合成彎矩圖如圖(3.1g)，在 C 截面處， mNMCVHC????71032（4）轉(zhuǎn)矩圖如圖(3.1h) ，T=13728N m? (a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)圖 3.1 水平螺旋減速器輸出軸彎矩、扭矩圖8．按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度由彎矩圖知 C 處的彎矩最大，校核該截面強(qiáng)度。截面 C 處的當(dāng)量彎矩，，mNMVHC????71032??6.9851??b???，可得：黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計192338.621.094. mNdMWEe ??????校核結(jié)果： ??2175mN??，C 截面強(qiáng)度足夠。9．按疲勞強(qiáng)度精度校核軸的安全系數(shù)根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)和彎矩圖及轉(zhuǎn)矩圖可見，C——C 截面為危險截面，故校核此截面，查表， 47.1,5.???K。按漸開線花鍵查得。1 查表得尺寸系數(shù) 89.0,????。2 查表得表面質(zhì)量系數(shù) ?=0.93。 ，3 查表得鋼的 5.,1.0????。4 查表許用安全系數(shù) ??~3?s。5 彎曲應(yīng)力幅 。 2/.4267mNWMe??6 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力幅： 23/98.1TCa?? 。 7 只考慮彎矩作用時的安全系數(shù) 54.32091.34571 ???????mtKS???????8 只考慮轉(zhuǎn)矩作用時的安全系數(shù) 03.42.5089.31471 ????????mtS?????9 安全系數(shù)： 2??S= ??.~.6S? ，滿足強(qiáng)度要求。3.4 各軸軸承與鍵的設(shè)計（1）各軸軸承選用如表 3.1表 3.1 各軸軸承型號及尺寸輸入軸 中間軸 輸出軸型號 6002 6003 6003黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計20尺寸（d×D×B） 15×35×10 17×35×10 17×35×10（2）輸出軸軸承的校核因輸出軸選用深溝球軸承 6003，軸上所承受的最大徑向力的軸承是靠近齒輪端的其 F r為：F r= N2.1047.359.22????BVHR計算軸承壽命由式 L h= 計算3601??????PfCn其中：由表查得 f p=1.0～ 1.2 取 f p=1.1；由表查得基本額定載荷 Cr=5580N；軸轉(zhuǎn)速 n=80r/min；深溝球軸承 ε=3；Lh= hPfn3217869.1045866013 ????????????????按每年 300 日工作日，每天 8 小時可知軸承使用年限為L = >設(shè)計年限 10 年53279?h所以軸承滿足使用要求。（3）各軸鍵的選用各軸上的鍵皆選用 A 型平鍵，其尺寸如表 3.2表 3.2 各軸鍵的選用輸入軸 中間軸 輸出軸聯(lián)軸器鍵（b×h×L） 3×3×10 — 5×5×25齒輪鍵（b×h×L） — 8×7×10 8×7×18（4）聯(lián)軸器鍵尺寸 b=5mm,h=5mm,L=25mm校核擠壓強(qiáng)度： ??ppdKlT???2（3-4）K= ?2h2.5mm , l25-5=20mm ,T=13728 mN? 設(shè)計書表 6-2??2/150~2p，由式（ 3-1）計算??p?? 2/.34.478???擠壓強(qiáng)度滿足要求。齒輪鍵尺寸 b=8mm,h=7mm,L=18mm黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計21校核擠壓強(qiáng)度： ??ppdKlT???2，K= h3.5mm, 18-8=10mm ,T=13728 mN? 設(shè)計書表 6-2??2/150~2mNp? ， 2/7.3.68????p?? 擠壓強(qiáng)度滿足要求。3.5 本章小結(jié)水平螺旋減速器采用二級直齒圓柱齒輪減速器，完成了減速器中齒輪、軸、軸承、鍵等零件的設(shè)計與校核。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計22第 4 章 傾斜螺旋減速器設(shè)計4.1 高速級齒輪傳動設(shè)計1．選擇齒輪材料及熱處理，齒面硬度，精度等級，齒數(shù)（1）因為齒輪傳動功率不大，轉(zhuǎn)速不太高，選用軟齒面齒輪傳動。（2）小齒輪：45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為：240HBS大齒輪：45 鋼（常化） ，硬度為：200HBS（3）運輸機(jī)為一般工作的機(jī)器，轉(zhuǎn)速不高，故齒輪選用 8 級精度 （4）選擇齒數(shù) 4.2iU20,Z11?8?（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?，故采用接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計，用彎曲疲勞強(qiáng)度校核的設(shè)計方法。2．齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算??3212. ?????????HEZudKTd??確定公式內(nèi)的各計算參數(shù)值。試選載荷系數(shù) K=1.3 （1）選齒寬系數(shù) 1??（2）小齒輪扭矩 mNnPT ????1692408.5.905.96161（3）查取彈性影響系數(shù) MZE8.?（4）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度 σ Hlim=600MPa 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度 σ Hlim=550MPa計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)， （工作壽命為 10 年，每年 300 工作日單班值）??91 10.230814060 ?????hjLnN25.UN計算許用應(yīng)力。取失效概率為 1%，接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù) HS。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計23??MPaSKHN6011lim????52li2（5）設(shè)計計算1 試算小齒輪分度圓直徑： 1dmd 8.1542.5693.1221 0.?????????2 圓周速度smndVt /16.061???3 定載荷系數(shù)，查設(shè)計書表 10-2 取使用系數(shù) 1?AK， 1?FaH（直齒輪） ，由設(shè)計書圖 10-8 查得：Kv=1.08 由設(shè)計書表 10-4 用插值法查得 8 級精度小齒輪支撐非對稱布置時 3.1??HK由 8.15??dtb?模數(shù) 5208zdtm、 69.10485.?hb查設(shè)計書圖 10-13 得 2.?F。 故載荷系數(shù)97.1328.01?????HaAVKK?4 按實際載荷系數(shù)教正小齒輪分度圓直徑計算值 mtd5.3.19485313．確定主要幾何尺寸和參數(shù)（1）確定模數(shù) 60.3.1?zm， 取 2.?（2）計算分度圓直徑 d521?mz108.（
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