行星運動螺旋式混合機設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、本科學生畢業(yè)設(shè)計行星運動螺旋式混合機設(shè)計院系名稱： 機電工程系 專業(yè)班級： 學生姓名： 指導教師： 職 稱： 黑 龍 江 工 程 學 院二一二年六月the graduation design for bachelor's degreedesign of a planetary motion helicism mixercandidate: deng pengspecialty: mechanical design and manufacturing and automationclass：08-2supervisor：associate prof. liu yajuanheilongj

2、iang institute of technology2012-06·harbin摘 要混合單元操作廣泛應用于化工、醫(yī)藥、食品、粉末冶金、涂料、電子、軍工、材料等領(lǐng)域及新材料技術(shù)領(lǐng)域, 為保證固體粉末特別是對于有一定潮濕度和團聚粘結(jié)傾向的半干粉料之間的均勻混合，混合機械設(shè)備的選擇至關(guān)重要。國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)混合機基本上以采用上世紀80年代由合肥輕機（合肥中辰前身）引進的日本三菱技術(shù)為主。但這一技術(shù)在大量產(chǎn)和自動化控制上已經(jīng)顯出不足。隨著飲料工業(yè)的持續(xù)、健康發(fā)展，國內(nèi)企業(yè)對高端設(shè)備的需求也在不斷增加，且一直依賴進口。為了改變這一局面，我國憑借多年的研究、制作混合機的經(jīng)驗，組織技術(shù)力量在廣泛學習

3、國外最新技術(shù)的基礎(chǔ)上。從1990年至今，混合機從無到有，并逐漸形成規(guī)模生產(chǎn)，已廣泛應用于生產(chǎn)實踐中并且已有少量出口。在設(shè)計過程中，努力實現(xiàn)混合機的混合速度快、混合效果好。 本次設(shè)計的行星運動螺旋式混合機主要用于粉體混合。它的執(zhí)行機構(gòu)有兩部分；一是通過三對錐齒輪傳動的自轉(zhuǎn)部分，二是由一對直齒輪和一對蝸輪蝸桿傳動的公轉(zhuǎn)部分。該機的機構(gòu)設(shè)計，其主要設(shè)計內(nèi)容是傳動裝置的設(shè)計，電動機的選擇，減速器的設(shè)計，攪拌器的設(shè)計以及箱體的簡單設(shè)計。最后進行總體的裝配，達到設(shè)計的要求，本設(shè)計說明書對其進行了詳細的闡述。關(guān)鍵詞：混合機；行星運動；自轉(zhuǎn)；公轉(zhuǎn)；減速器；螺旋 abstractmixers are widel

4、y used in high-tech fields of chemicals, medication, food industry, powder and metallurgy, paints, electronics, military and materials. in order to warrantee the mild blend between powder of humidity and half-dried with tendency of aggregative cohersion, it is critical to choose the right blending m

5、achine.domestic quality mixers are basically to use the last century 80 's the hefei light machine (predecessor of the hefei zhongchen) introduced by japan mitsubishi technology . but this technique has shown less than in a lot of production and automation control .with the sustained and healthy

6、 development of the beverage industry, domestic enterprises ' increasing demand for high-end devices, and has relied on imports.in order to change this situation, with many years of experience in research, production mixer, organizational technology in a wide range of study abroad on the basis o

7、f the latest technologies.from 1990 to the present, mixing machine from scratch, and gradually achieve scale production, has been widely applied in practice and has a limited number of exports.during the design process to achieve mixer mixing speed, blend well.in this design the blending machine of

8、spiral type with planetary motion is mainly used in blending different powders. there are two actuators in this machine, one is the autorotation driven by three pair of bevel gear, the other is the revolution driven by a pair of straight and worm gear transmission. and the main parts of this design

9、are about the design of drive and decelerator, choose of motor, design of blender and box. in the end the assembly of whole parts and the requirement of design are elaborated.key words: blender；planetary motion；autorotation； revolution；decelerator; helicism目 錄摘要abstract第1章 緒論1 1.1選題的背景及意義21.2國內(nèi)外研究狀況

10、2第2章 機械傳動裝置的總體設(shè)計32.1分析和擬定傳動裝置的運動32.2電動機的選擇42.3分配各級傳動比4 2.3.1自轉(zhuǎn)部分4 2.3.2計算自轉(zhuǎn)部分傳動裝置的運動和動力參數(shù)5 2.3.3公轉(zhuǎn)部分6 2.3.4計算公轉(zhuǎn)部分傳動裝置的運動和動力參數(shù)72.4 本章小結(jié)7第3章 機械傳動件的設(shè)計83 .1帶輪的設(shè)計和校核 83 .2齒輪的設(shè)計和強度校核103.2.1自轉(zhuǎn)部分高速級齒輪傳動的設(shè)計計算103.2.2高速級齒輪的校核133.2.3自轉(zhuǎn)部分低速級齒輪傳動的設(shè)計計算133.2.4低速級齒輪的校核163.2.5公轉(zhuǎn)部分直齒輪設(shè)計與計算173.2.6直齒輪的校核203 .3公轉(zhuǎn)部分蝸桿傳動設(shè)計

11、與計算213.3. 1蝸桿的校核213 .4軸的設(shè)計和校核23 3.4.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計23 3.4.2軸的最小直徑估算24 3.4.3各軸段直徑和長度的確定25 3.4.4軸承的選擇27 3.4.5鍵的選擇28 3.4.6軸的受力分析和剛度校核28 3.4.7軸承壽命核算30 3.4.8鍵校核31 3.4.9轉(zhuǎn)臂的校核313 .5本章小結(jié)32第4章 尺寸公差與配合的選用334 .1配合制的選擇334 .2公差等級的選擇334 .3配合的選擇334 .4本章小結(jié)34第5章 箱體的設(shè)計355 .1零件的位置尺寸355 .2軸承端蓋355 .3鑄鐵減速箱的結(jié)構(gòu)尺寸365 .4本章小結(jié)37第6章 設(shè)計

12、結(jié)果386 .1各零件參數(shù)表386 .2本章小結(jié) 40結(jié)論41參考文獻 42致謝44如有需要請加qq303015173我們將至誠為您服務第1章 緒 論1.1 選題背景及意義混合單元操作廣泛應用于化工、醫(yī)藥、食品、粉末冶金、涂料、電子、軍工、材料等領(lǐng)域及新材料技術(shù)領(lǐng)域，為保證固體粉末特別是對于有一定潮濕度和團聚粘結(jié)傾向的半干粉料之間的均勻混合，混合機械設(shè)備的選擇至關(guān)重要。隨著納米技術(shù)的發(fā)展,粉體混合更顯示出它的重要性。本次設(shè)計的行星運動螺旋式混合機，它的容器呈圓錐形，有利于粉料下滑。容器內(nèi)螺旋攪拌器軸平行于容器壁母線，上端通過轉(zhuǎn)臂與螺旋驅(qū)動軸連接。當驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動時，攪拌除自轉(zhuǎn)外，還被轉(zhuǎn)臂帶著公轉(zhuǎn)，

13、這樣就使被混合物料既能產(chǎn)生垂直方向的流動，又能產(chǎn)生水平方向的位移，而且攪拌器還能消除靠近容器內(nèi)壁附近的滯留層。因此這種混合機的混合速度快、混合效果好。很有研究的意義。1.2 國內(nèi)外研究狀況國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)混合機基本上以采用上世紀80年代由合肥輕機（合肥中辰前身）引進的日本三菱技術(shù)為主，但這一技術(shù)在大產(chǎn)量和自動化控制上已經(jīng)顯出不足1。隨著飲料工業(yè)的持續(xù)、健康發(fā)展，國內(nèi)企業(yè)對高端設(shè)備的需求也在不斷增加，且一直依賴進口。 為了改變這一局面，我國憑借多年研究、制作混合機的經(jīng)驗，組織技術(shù)力量在廣泛學習國外最新技術(shù)的基礎(chǔ)上，從1990年至今，混合機從無到有,并逐漸形成規(guī)模生產(chǎn)，已廣泛應用于生產(chǎn)實踐中并且已有少量出

14、口2。螺旋錐形混合機是我國設(shè)計制造的固體粉?；旌系男聶C種，經(jīng)過數(shù)十年發(fā)展，已形成系列產(chǎn)品3。隨著應用范圍的擴大，1995年蘭化公司化工機械廠借蘭化合成橡膠廠abs裝置改擴建之際，自行開發(fā)、研制出具有目前先進技術(shù)水平的lhsy-11.5n雙螺旋錐形混合機。1997年初，該機正式投入使用。截止目前，該混合機運轉(zhuǎn)正常、性能穩(wěn)定，整機各項指標均達到設(shè)計要求。我國混合機正向著更好更接近世界在發(fā)展3。間歇、連續(xù)進料混合機械以及單螺桿和雙螺桿擠出器是十九世紀末發(fā)展起來的混合器，主要用于食品工業(yè)和潤滑油的抽提，隨著橡膠工業(yè)和汽車輪胎工業(yè)的發(fā)展，二十世紀初逐漸發(fā)展起密封系統(tǒng)的擠出機，錯流雙螺桿混合器也隨之產(chǎn)生，

15、直到1980年對于間歇和連續(xù)混合器的機理研究才逐漸發(fā)展起來。工程師們面對許多問題，如具有分離功能回旋軸混合器、含有絞合回旋桿分離器等的設(shè)計。眾多的連續(xù)式混合器的設(shè)計越來越復雜，這些系統(tǒng)可以實現(xiàn)單螺旋擠出、錯流雙螺旋桿擠出的效能，并且可以混合非常多的物種，這些混合器各有特點和優(yōu)缺點，適用于不同的場合4。德國 respecta 公司推出的 vacu cast 多組件混合機可進行低壓排空且混合均勻，可將準確測量的混合物從一混合噴嘴噴射到模腔里，還可以直接將混合物注射到模腔內(nèi)，該機與其他混合機相比其優(yōu)點是，混合固體和液體物質(zhì)以及排空工序均在單一組件內(nèi)進行。vacu cast 混合機生產(chǎn)的混合物、填充劑

16、和粘合劑的表面濕潤度極佳特別是對粉狀顆粒不但能提高成品的拉伸力而且能提高抗腐蝕性4。在美國靜止型混合機已經(jīng)成為現(xiàn)在的主流。該機結(jié)果簡單、無死角很適合食品加工，它再現(xiàn)性良好、可準確的實現(xiàn)均勻混合，而且省維修費用、省能源、省空間機體具有豐富的多樣性4?；旌蠙C的專業(yè)廠家關(guān)東混合機工業(yè)公司，開始出售一種升降型立式混合機，該機大大改善了作業(yè)條件，符合衛(wèi)生、安全標準。ktm-200處于上升位置時的全高是2,1 somm,運行時1. 500mm，寬為1.230mm，全長1.700mmo攪拌用電機容量是7.skw，升降用1.skw、采用4級調(diào)速，各種轉(zhuǎn)速均在30300rpm內(nèi)設(shè)定，機體為不銹鋼，易于沖洗，為防

17、灰塵，制成密封型，改善了安全、衛(wèi)生、作業(yè)環(huán)境。當然，成本有所提高，該公司正在努力降低成本，抑制價格上升5。 另外，該公司還開始經(jīng)營使用冷卻介質(zhì)、在攪拌物料過程進行冷卻的世界第一臺“強制冷卻螺旋混合機”。至今冷卻是通過噴射冷風式co:進行的，該機通過冷卻介質(zhì)的流動，達到所希望的溢度，它還帶有表示物料溫度的溫度顯示裝置。包括全部規(guī)格的混合機、與攪拌容器、升降裝置等結(jié)合可實現(xiàn)自動化3。 粉研公司正在經(jīng)營一種連續(xù)式噴射混合機。該機與供料器結(jié)合，在數(shù)秒內(nèi)可進行粉狀物料的連續(xù)加沮、混煉、溶解、乳化，稱其為連續(xù)噴射混合裝置。該連續(xù)噴射混合裝置，采用了獨特的專利結(jié)構(gòu)，使氣液粉三相物料通過噴射混合，比率、混合精

18、度高，品質(zhì)均勻一致，依靠物料的通過使其自潔，因在密閉環(huán)境中作業(yè)，無粉塵，無噪音。與卜機連動容易實現(xiàn)無人化，可大幅度地提高品質(zhì)，降低成本5。連續(xù)式噴射混合裝置，采用獨特的連續(xù)加沮方式，實現(xiàn)了超過手排面的味道，在食品制造過程中，加濕、混煉、溶解是必要的過程，面團等的制作左右著產(chǎn)品的質(zhì)量、成本。面團制作的秘訣，首要的是優(yōu)質(zhì)的水，在不需施加力的數(shù)秒內(nèi)，使一粒粒均勻濕潤，使其釋放出天然的芳香，這樣即可作出超過手辮面的面。正確計量，均勻混是對所有坯料的要求，該機最先實現(xiàn)了這一理想4。第2章 機械傳動裝置的總體設(shè)計2.1 總體方案傳動方案要滿足工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、傳動效率、使用維護便利、工藝和經(jīng)濟

19、性好等要求。經(jīng)過分析與比較,決定采用如圖2.1的運動方式： （a） （b）1-主軸 2、3-圓柱齒輪 4-蝸桿 5-蝸輪 6-轉(zhuǎn)臂 7-轉(zhuǎn)臂體8、9、11、12、13、14-圓錐齒輪 10-轉(zhuǎn)臂軸 15-攪拌器圖2.1 行星運動螺旋式混合機電動機通過v帶帶動輪將動力輸入水平傳遞軸，使軸轉(zhuǎn)動，再由此分成兩路傳動，一路經(jīng)1對圓柱齒輪2、3，一對蝸輪蝸桿4、5減速，帶動與蝸輪連成一體的轉(zhuǎn)臂6旋轉(zhuǎn)，裝在轉(zhuǎn)臂上的螺旋攪拌器15隨著沿容器內(nèi)壁公轉(zhuǎn)。另一路是經(jīng)過三對圓錐齒輪8、9、11、12、13、14變換兩次方向及減速，使螺旋攪拌器繞本身的軸自轉(zhuǎn)。這樣就實現(xiàn)了螺旋攪拌的行星運動。整個機構(gòu)的運動路線如下：

20、齒輪2/齒輪3蝸桿4/蝸輪5轉(zhuǎn)臂6螺旋攪拌器公轉(zhuǎn) 軸1圓錐齒輪8/圓錐齒輪9圓錐齒輪11/圓錐齒輪12圓錐齒輪13/圓錐齒輪14螺旋攪拌器自轉(zhuǎn)2.2 電動機的選擇電動機的容量（功率）選得是否合適，對電動機的工作和經(jīng)濟性都有影響。當容量小于工作要求時，電動機不能保證工作裝置的正常工作，或電動機因長期過載而過早損壞；容量過大則電動機的價格高，能量不能充分利用，且因經(jīng)常不在滿載下運動，其效率和功率因數(shù)都較低，造成浪費。取工作機的有效功率為 pw=5.5kw從電動機到工作機之間的總效率=0.808為v帶的效率；為軸承的效率；為齒輪的效率 =6.8 kw由此選擇y1322型y系列鼠籠三相異步電動機。 =

21、7.5 kw。其主要技術(shù)數(shù)據(jù)、外形和安裝尺寸見表2.1 表2.1 電動機主要技術(shù)數(shù)據(jù)、外形和安裝尺寸表型號額定功率/ kw滿載轉(zhuǎn)速r/min最大轉(zhuǎn)矩（額定轉(zhuǎn)矩）y132-27.529202.2外形尺寸/ mm×mm×mml×(ab/2+ad)+hd中心高/mmh安裝尺寸/mma×b軸伸尺寸/ mm×mm×mmd×e475×350×315132216×14038×802.3 分配各級傳動比2.3.1 自轉(zhuǎn)部分電動機選定后，根據(jù)電動機的滿載轉(zhuǎn)速n m及工作軸的轉(zhuǎn)速n w即可確定傳動裝置的總

22、傳動比i=n m /n w =2930/70=41.8具體分配傳動比時，應注意以下幾點：（1）各級傳動的傳動比最好在推薦范圍內(nèi)選取，對減速傳動盡可能不超過允許的最大值。（2）應注意使傳動級數(shù)少傳動機構(gòu)數(shù)少傳動系統(tǒng)簡單，以提高和減少精度的降低。（3）應使各級傳動的結(jié)構(gòu)尺寸協(xié)調(diào)勻稱利于安裝，絕不能造成互相干涉。（4）應使傳動裝置的外輪廓尺寸盡可能緊湊。為了使主軸箱結(jié)構(gòu)緊湊，齒輪傳動的外輪廓尺寸不宜過大，因而取傳動比i帶 =3則i減 = i/i帶 =41.8/3 =13.95按展開式布置，取i1齒 =1.4i2齒計算得齒=4.42齒=3.162.3.2 計算自轉(zhuǎn)部分傳動裝置的運動和動力參數(shù) i軸 =

23、 /minp1 = po·帶= 7.50.96 = 7.2 kwt1 = n·mii軸 由公式（2.4） n2= /min由公式（2.5） p2 =·軸承 ·齒輪= 7.2×0.97×0.98 = 6.84 kw由公式（2.6） t2 = n·m軸 n3=n2=221r/min由公式（2.5） p3= p2·軸承·齒輪=16.84×0.97×0.98=6.5 kw由公式（2.6） t3=280.97n·m軸 由公式（2.4） n4=/min由公式（2.5） p4 = p3&#

24、183;軸承 ·軸承 ·齒輪= 18.46×0.97×0.98 = 6.2 kw由公式（2.6） t4 = n·m2.3.3 公轉(zhuǎn)部分根據(jù)i軸轉(zhuǎn)速n 1及公轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速n 6即可確定傳動裝置的總傳動比i=n 1 /n 6 =976.7/3 =325.57=325.57單級圓柱齒輪傳動比8 取i=5.3單級蝸桿傳動比=10-80所以=325.575.3=61.4計算得=5.3=61.42.3.4 計算公轉(zhuǎn)部分傳動裝置的運動和動力參數(shù) i軸 n1 = /minp1 =7.2 kwt1 = 70.4n·m蝸桿軸 由公式（2.4） n蝸= /m

25、in由公式（2.5） p蝸 =·軸承 ·齒輪= 7.2×0.97×0.98 = 6.84 kw由公式（2.6） = n·m公轉(zhuǎn)軸 由公式（2.4） =3r/min由公式（2.5） = ·軸承·蝸桿=6.84×0.72×0.98=4.83 kw由公式（2.6） =15375.5n·m2.4 本章小結(jié) 分析并擬定了混合機傳動裝置的運動過程，根據(jù)設(shè)計要求計算并選擇了電動機的類型與型號，合理的分配了各級傳動比，通過計算得出了公轉(zhuǎn)部分和自轉(zhuǎn)部分各傳動軸的傳遞扭矩、功率和轉(zhuǎn)速。第3章 機械傳動件的設(shè)計3.1

26、 帶輪的設(shè)計和校核1、 選擇v帶的型號取工作系數(shù)ka=1.3 pca=kap=1.3×7.2=9.36 kw查參考文獻6得按pca=9.36 kw，=2920r/min選b型v帶2、 確定帶輪的直徑選取小帶輪的直徑=132mm驗算帶速v= = =20.25m/s為小帶輪直徑 為電動機轉(zhuǎn)速v在525m/s內(nèi)，合適。dd2 =i(1-)dd1 =3×(1-0.001)=392.4mm為帶的滑動率，通常?。?%-2%）dd2=375mm3、 確定中心距a和帶長ld0初選中心距a0 0.7(dd1+dd2)a0 2(dd1+dd2)a0 =700mm求d帶輪的計算長度l0l0=2a

27、+ =2217.5mm取l0=2240mm4、 計算中心距aa= = =689mm 5、 確定中心距的調(diào)整范圍=a+0.03ld =689+0.03×2217.5 =755mm=a-0.015 ld =700-0.015×2217.5=667mm 6、 驗算小帶輪的包角11=180°- (dd2 -dd1 )×57.3°/a =160.4°120° 符合要求 7、 確定v帶的根數(shù)zdd1=132mm 帶速v=20.25m/s 傳動比i=3 查表得p0=3.83kw 功率增量=1.04kw =4.63 符合取z=5 8、 計算

28、v帶的初拉力q=0.10/m = =2232.71n=2×5×232.71× =2293.1nfmax=1.5fq=3439.65n9、 帶輪采用孔板式結(jié)構(gòu)3.2 齒輪的設(shè)計和強度校核3.2.1 自轉(zhuǎn)部分高速級齒輪傳動的設(shè)計計算1、 選擇齒輪的材料、熱處理、精度(1) 齒輪材料及熱處理大小齒輪材料均為20crmnti。齒面滲碳淬火，齒面硬度為5862hrc，有效硬化深度0.50.9mm。經(jīng)參考文獻9查得mpa=900mpa(2) 齒輪精度按gb/t10095-1998，選擇8級精度，齒跟噴丸強化。2、 初步設(shè)計齒輪傳動的主要尺寸因為硬齒面齒輪傳動，具有較強的齒面抗

29、點蝕能力，故先按齒跟彎曲疲勞強度設(shè)計，再校核齒面接觸疲勞強度。(1) 計算小齒輪傳遞的扭矩=0.704nmm(2) 確定齒數(shù)因為是硬齒面，故取=20，=204.41=88傳動比誤差 i=4.4=0.3%5% 允許。(3) 初選齒寬系數(shù) =b/r 設(shè)計時通常取= 又取b為錐齒輪工作寬度r為錐距(4) 確定分錐角 小齒輪分錐角=12.93 大齒輪分錐角=90=77.07(5) 載荷系數(shù) 試選載荷系數(shù)=1.44 (6) 齒形系數(shù)和應力修正系數(shù)當量齒數(shù) =17.5=335查參考文獻9得 =2.97 =1.52=2.06 =1.97(7) 許用彎曲應力 安全系數(shù)=1.6 一般=1.41.8 工作壽命為1

30、班制，三年，每年工作300天。 則小齒輪應力循環(huán)次數(shù)=8.439 則大齒輪應力循環(huán)次數(shù)=1.194 查參考文獻9得 壽命系數(shù) 許用彎曲應力mpa 所以=505.625mpa=517.5mpa(8) 計算模數(shù)式中：載荷系數(shù)k=1.44 齒數(shù)比u=4.41 扭矩=1.998n 齒形系數(shù)=2.97 齒寬系數(shù)=1/3 應力修正系數(shù)=1.52 查參考文獻9得，圓整標準模數(shù)取m=4.5。(9) 初算主要尺寸初算中心距 a=205mm分度圓直徑 =4.520=90mm=4.588=391mm齒寬 (取整)=203=65mm=0.32(10) 驗算載荷系數(shù)k 圓周速度=3.48m/s查參考文獻9得 動載系數(shù)=

31、1.25=0.32 65mm 查參考文獻9得 =1.074 又b/h=6.57 查參考文獻9得 齒向載荷分布系數(shù)1.095 使用系數(shù) 工作機輕微沖擊，原動機均勻平穩(wěn)，所以查參考文獻9得=1.25。 齒間載荷分布系數(shù)1.0載荷系數(shù)則引用公式（3.17）m=4.0所以滿足齒跟彎曲疲勞強度。3.2.2 齒輪的校核設(shè)計的齒輪傳動在具體工作情況下，必須有足夠的工作能力，以保證在整個壽命期間不致失效，所以要對齒輪進行校核。校核大齒輪=由參考文獻9確定式中各系數(shù)：節(jié)點區(qū)域系數(shù)=2.5 彈性系數(shù)=189.8 載荷系數(shù)k=1.44 轉(zhuǎn)矩=0.704n mm齒寬系數(shù)=0.33 分度圓直徑=391mm 齒數(shù)比=4.

32、41 計算得=538.5mpa =15001.151.24=1391.1 mpa< 所以齒輪完全達到要求。3.2.3 自轉(zhuǎn)部分低速級齒輪傳動的設(shè)計計算1、 選擇齒輪的材料、熱處理、精度(1) 齒輪材料及熱處理大小齒輪材料均為20crmnti。齒面滲碳淬火，齒面硬度為5862hrc，有效硬化深度0.50.9mm。經(jīng)參考文獻9查得mpa=900mpa(2) 齒輪精度按gb/t10095-1998，選擇8級精度，齒跟噴丸強化。2、 初步設(shè)計齒輪傳動的主要尺寸因為硬齒面齒輪傳動，具有較強的齒面抗點蝕能力，故先按齒跟彎曲疲勞強度設(shè)計，再校核齒面接觸疲勞強度。(1) 計算小齒輪傳遞的扭矩=8.43n

33、mm(2) 確定齒數(shù)因為是硬齒面，故取=17，=173.16=54傳動比誤差 i=3.176由公式（3.11）=0.5%5% 允許。(3) 初選齒寬系數(shù)=b/r 設(shè)計時通常取= 又取b為錐齒輪工作寬度r為錐距(4) 確定分錐角小齒輪分錐角由公式（3.12） =17.47 大齒輪分錐角=70=52.53(5) 載荷系數(shù) 試選載荷系數(shù)=1.4 (6) 齒形系數(shù)和應力修正系數(shù)當量齒數(shù) 由公式（3.13） =17.82=179.876查參考文獻9得 =2.97 =1.52=2.12 =1.97(7) 許用彎曲應力安全系數(shù)=1.6 一般=1.41.8工作壽命為1班制，三年，每年工作300天。則小齒輪應力

34、循環(huán)次數(shù)由公式（3.14） =4.032則大齒輪應力循環(huán)次數(shù)由公式（3.15） =1.28 查參考文獻9得 壽命系數(shù) 許用彎曲應力mpa 所以由公式（3.16） =562.5mpa=562.5mpa(8) 計算模數(shù)由公式（3.17） 式中：載荷系數(shù)k=1.4 齒數(shù)比u=3.16 扭矩=2.393 齒形系數(shù)=2.97 齒寬系數(shù)=1/3 應力修正系數(shù)=1.52 查參考文獻9得 圓整標準模數(shù) 取m=6(9) 初算主要尺寸初算中心距 由公式（3.18） a=213mm分度圓直徑 由公式（3.19） =617=102mm=654=324mm齒寬 (取整)由公式（3.20） =169.83=55mm=0.

35、333(10) 驗算載荷系數(shù)k圓周速度由公式（3.21） =0.376m/s 查參考文獻9得 動載系數(shù)=1.02=0.333 55mm 查參考文獻9得 =1.074又b/h=9.5 查參考文獻9得 齒向載荷分布系數(shù)1.081 使用系數(shù) 工作機輕微沖擊，原動機均勻平穩(wěn)，所以查參考文獻9得=1.25。 齒間載荷分布系數(shù)1.0載荷系數(shù)由公式（3.22） 則由公式（3.17） m=5.41所以滿足齒跟彎曲疲勞強度。3.2.4 齒輪的校核設(shè)計的齒輪傳動在具體工作情況下，必須有足夠的工作能力，以保證在整個壽命期間不致失效，所以要對齒輪進行校核。大齒輪的數(shù)值大，取大齒輪校核。大齒輪的彎曲強度由公式（3.23

36、） =由參考文獻9確定式中各系數(shù)節(jié)點區(qū)域系數(shù)=2.5 彈性系數(shù)=189.8 載荷系數(shù)k=1.4 轉(zhuǎn)矩=8.43n 齒寬系數(shù)=0.333 分度圓直徑=324mm 齒數(shù)比=3.16計算得=435.5mpa =15001.131.24=1366.9 mpa< 所以齒輪完全達到要求。3.2.5 公轉(zhuǎn)部分直齒輪設(shè)計與計算1、 選擇齒輪的材料、熱處理、精度(1) 齒輪材料及熱處理大小齒輪材料均為20crmnti。齒面滲碳淬火，齒面硬度為5862hrc，有效硬化深度0.50.9mm。經(jīng)參考文獻10圖mpa=900mpa(2) 齒輪精度按gb/t10095-1998，選擇8級精度，齒跟噴丸強化。2、 初

37、步設(shè)計齒輪傳動的主要尺寸因為硬齒面齒輪傳動，具有較強的齒面抗點蝕能力，故先按齒跟彎曲疲勞強度設(shè)計，再校核齒面接觸疲勞強度。(1) 計算小齒輪傳遞的扭矩=0.704nmm(2) 確定齒數(shù)因為是硬齒面，故取=20，=205.3=106。傳動比誤差 i=5.29由公式（3.11） =0.2%5% 允許。(3) 初選齒寬系數(shù)=0.9(4) 載荷系數(shù)試選載荷系數(shù)=1.3(5) 齒形系數(shù)和應力修正系數(shù)查參考文獻10得 =2.97 =1.52 =2.20 =1.78(6) 許用彎曲應力 安全系數(shù)=1.6 一般=1.41.8 工作壽命為1班制，三年，每年工作300天。 則小齒輪應力循環(huán)次數(shù)由公式（3.14）

38、=8.439 則大齒輪應力循環(huán)次數(shù)=1.592 查參考文獻10得 壽命系數(shù) sh=1.0 許用彎曲應力 mpa 所以由公式（3.16） =500.625mpa =517.5mpa(7) 計算模數(shù)式中：載荷系數(shù)k=1.3 扭矩=2.393 齒形系數(shù)=2.97 齒寬系數(shù)=0.9 應力修正系數(shù)=1.52 =20 查參考文獻10得 圓整標準模數(shù) 取m=3(8) 初算主要尺寸初算中心距 由公式（3.18） a=160.5mm分度圓直徑 由公式（3.19） =320=60mm =3106=318mm齒寬 =0.960=54mm(9) 驗算載荷系數(shù)k 圓周速度由公式（3.21） =2.60m/s 查參考文獻

39、10得 動載系數(shù)=1.17 =0.9 54mm 查參考文獻10得 =1.074 又b/h=8.5 查參考文獻10得 齒向載荷分布系數(shù)1.09 使用系數(shù)工作機輕微沖擊，原動機均勻平穩(wěn)，所以查參考文獻10得=1.25。 齒間載荷分布系數(shù)1.0載荷系數(shù)由公式（3.22） 則m=2.68 所以滿足齒跟彎曲疲勞強度。3.2.6 齒輪的校核設(shè)計的齒輪傳動在具體工作情況下，必須有足夠的工作能力，以保證在整個壽命期間不致失效，所以要對齒輪進行校核。大齒輪的數(shù)值大，取大齒輪校核。大齒輪的彎曲強度=由參考文獻10確定式中各系數(shù)節(jié)點區(qū)域系數(shù)=2.5 彈性系數(shù)=189.8 載荷系數(shù)k=1.3 圓周力=3330n 分度

40、圓直徑=318mm 齒數(shù)比=5.3 齒寬b=54 計算得=260.5mpa =15001.21.24=1451.7 mpa< 所以齒輪完全達到要求。3.3 公轉(zhuǎn)部分蝸桿傳動設(shè)計與計算1、 選擇齒輪的材料、熱處理、精度(1) 齒輪材料及熱處理 考慮到傳遞的功率不大轉(zhuǎn)速較抵，選用za蝸桿。蝸桿選用45鋼，芯部調(diào)質(zhì)，表面滲碳淬火，硬度大于45hrc。蝸輪選用zcuzn10p1，金屬模鑄造。 (2) 齒輪精度按gb/t10095-1998，選擇8級精度。 2、 初步設(shè)計齒輪傳動的主要尺寸因為硬齒面齒輪傳動，具有較強的齒面抗點蝕能力，故先按齒跟彎曲疲勞強度設(shè)計，再校核齒面接觸疲勞強度。(1) 計算

41、小齒輪傳遞的扭矩=1.53nmm(2) 確定齒數(shù)因為是硬齒面，故取=1，=161.5=62(3) 載荷系數(shù) 查參考文獻10得 =1， 由于載荷平穩(wěn) 取=1，取=1.05。k=10.5(4) 確定彈性系數(shù) =155 (5) 許用彎曲應力安全系數(shù)=1.6 一般=1.41.8 工作壽命為1班制，三年，每年工作300天。=2.59=1.58220=347.3mpa(6) 計算確定m和、q9k（）=561.5查參考文獻10得 取m=4 =71 （=1136）(7) 確定中心距初算中心距 a=159.5mm3.3.1 蝸桿的校核設(shè)計的齒輪傳動在具體工作情況下，必須有足夠的工作能力，以保證在整個壽命期間不致

42、失效，所以要對齒輪進行校核。(1) 計算蝸桿的倒程角=3.22(2) 計算蝸桿當量齒數(shù)=62.60(3) 確定齒形系數(shù)由已知條件 查參考文獻10得 =2.26(4) 確定螺旋角系數(shù)=0.9619(5) 計算許用應力 查參考文獻10得 =56mpa=0.8878=49.72mpa(6) 校核強度=36.37mpa小于齒跟彎曲強度合格。3.4 軸的設(shè)計和校核3.4.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計就是要確定軸的合理外形和結(jié)構(gòu)，以及包括各軸段長度、直徑及其他細小尺寸在內(nèi)的全部結(jié)構(gòu)尺寸。軸的結(jié)構(gòu)主要取決以下因素：軸在機器中的安裝位置及形式；軸的毛坯種類；軸上作用力的大小和分布情況；軸上零件的布置及固定方式

43、；軸承類型及位置；軸的加工工藝以及其他一些要求。由于影響因素很多，且其結(jié)構(gòu)形式又因具體情況的不同而異，所以軸沒有標準的結(jié)構(gòu)形式，設(shè)計具有較大的靈活性和多樣性。但是，不論具體情況人如何，軸的結(jié)構(gòu)一般應滿足以下幾個方面的要求：（1）軸和軸上零件要有準確的工作位置。（2）軸上零件應便于裝拆和調(diào)整。（3）軸應具有良好的制造工藝性。（4）軸的受力合理，有利于提高強度和剛度。（5）節(jié)省材料，減輕重量。（6）形狀及尺寸有利于減小應力集中。3.4.2 軸的最小直徑估算軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，一般已知裝配簡圖、軸的轉(zhuǎn)速、傳遞的功率及傳動零件的類型和尺寸等。轉(zhuǎn)軸受彎扭組合作用，在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計前，其長度、跨距、支反力及其作

44、用點的位置等都未知，尚無法確定軸上彎矩的大小和分布情況，因此也無法按彎扭組合來確定轉(zhuǎn)軸上各段的直徑。為此應先按扭轉(zhuǎn)強度條件估算轉(zhuǎn)軸上僅受轉(zhuǎn)矩作徑。d=a 式中： a計算常數(shù)，取決于軸的材料和受載情況。 當軸段上開有鍵槽時，應適當增大直徑以考慮鍵槽對軸的削弱：d>100mm時，單鍵槽增大3，雙鍵槽增大7；d100mm時，單鍵槽增大57，雙鍵槽增大1015。最后對d進行圓整。（1）高速軸材料選用45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理硬度為217-255hbs。按扭矩強度計算，初步計算直徑查表a=110。da=30.3mm由于軸開鍵槽會削弱軸的強度，故需增大軸徑5%-7% 所以最小軸徑mm。取=35mm 。（2）

45、軸材料選用45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理硬度為217-255hbs。按扭矩強度計算，初步計算直徑查表a=110。da=48.9mm由于軸開鍵槽會削弱軸的強度，故需增大軸徑5%-7% 所以最小軸徑mm。取=55mm 。（3）軸材料選用45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理硬度為217-255hbs。按扭矩強度計算，初步計算直徑查表a=110。da=48.1mm由于軸開鍵槽會削弱軸的強度，故需增大軸徑5%-7% 所以最小軸徑mm。取=52mm 。（4）軸材料選用45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理硬度為217-255hbs。按扭矩強度計算，初步計算直徑查表a=110。da=68mm由于軸開鍵槽會削弱軸的強度，故需增大軸徑5%-7% 所以最小軸徑m

46、m取=75mm。 3.4.3 各軸段直徑和長度的確定1、 各軸段的直徑階梯軸各軸段直徑的變化應遵循下列原則：（1）配合性質(zhì)不同的表面（包括配合表面與非配合表面），直徑應有所不同。（2）加工精度、粗糙度不同的表面，一般直徑亦應有所不同。（3）應便于軸上零件的裝拆。通常從初步估算的軸段最小直徑d開始，考慮軸上配合零部件的標準尺寸、結(jié)構(gòu)特點和定位、固定、裝拆、受力情況等對軸結(jié)構(gòu)的要求，一次確定軸段的直徑。具體操作時還應注意以下幾個方面問題：（1）與軸承配合的軸頸，其直徑必須符合滾動軸承內(nèi)徑的標準系列。（2）軸上螺紋部分必須符合螺紋標準。（3）軸肩定位是軸上零件最方便可靠的定位方法。軸肩分定位軸肩和非定位軸肩，定位軸肩通常用于軸向力較大的場合。（4）定位軸肩是為加工和裝配方便而