畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）濃縮機(jī)設(shè)計(jì)（含完整CAD圖紙）

1、全套cad圖紙，加1538937061 概論濃縮設(shè)備在選礦廠一般用于過濾之前的精礦濃縮或尾礦脫水，還可廣泛用于煤炭、化工、建材以及水源和污水處理等工業(yè)中含固料漿液的濃縮和凈化。濃縮機(jī)主要由圓形濃縮池和耙式刮泥機(jī)兩大部分組成，濃縮池里懸浮于礦漿中的固體顆粒在重力作用下沉降，上部則成為澄清水，使固液得以分離，沉積于濃縮池底部的礦泥由耙式刮泥機(jī)連續(xù)地刮集到池底中心排礦口排出，而澄清水則由濃縮池上沿溢出。耙式濃縮機(jī)通?？煞譃橹行膫鲃?dòng)式和周邊傳動(dòng)式兩大類，構(gòu)造大致相同，都是由池體、耙架、傳動(dòng)裝置、給料裝置、排料裝置、安全信號(hào)和耙架提升裝置組成。濃縮機(jī)的池體一般可用水泥制成，小型號(hào)的可用鋼板焊制，為了便于

2、運(yùn)輸物料，底部有的傾角；與池底距離最近的是耙架，耙架下有刮板；濃縮機(jī)的給料一般是先由給料溜槽把礦漿給入池中的中心受料筒，而后再向四周輻射；礦漿中的固體顆粒逐漸濃縮沉降到底部，并由耙架下的刮板刮入池底中心的圓錐形卸料斗中，在用沙泵排出；池體的上部周邊沒有環(huán)形溢流槽，最終的澄清水由環(huán)形溢流槽排出；當(dāng)給料量過多或沉淀物濃度過大時(shí)，安全裝置發(fā)出信號(hào)，通過人工手動(dòng)或自動(dòng)提怕裝置將耙架提起，以免燒壞電機(jī)或損壞機(jī)件。中心傳動(dòng)耙架濃縮機(jī)，其耙臂由中心衍架支撐，衍架和傳動(dòng)裝置置于鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的中心柱上。由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的蝸輪減速機(jī)的輸出軸上安有齒輪，它和內(nèi)齒輪嚙合，內(nèi)齒輪和穩(wěn)流筒連在一起，通過它帶動(dòng)中心旋

3、轉(zhuǎn)架饒中心柱旋轉(zhuǎn)，在帶動(dòng)耙架旋轉(zhuǎn)?？梢园岩粚?duì)較長(zhǎng)的耙架的橫斷面做成三角形，三角形的斜邊兩端用鉸鏈和旋轉(zhuǎn)架連接，因?yàn)槭倾q鏈連接，可以使耙架向上向后提起，大型中心傳動(dòng)濃縮機(jī)的國(guó)產(chǎn)規(guī)格為16m、20m、30m、40m和53m，已有直徑達(dá)到100m的產(chǎn)品，國(guó)外已達(dá)183m。周邊傳動(dòng)耙式濃縮機(jī)，池中心有一個(gè)鋼筋混凝土支柱，耙架一端借助于特殊軸承置于中心支柱上，另一端與傳動(dòng)小車相連接，小車上的輥輪由固定在小車上的電機(jī)經(jīng)減速器，齒輪齒條傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)，使其在軌道上滾動(dòng)，帶動(dòng)耙架回轉(zhuǎn)，為了想電機(jī)供電，在中心支柱上裝有環(huán)形接點(diǎn)，而沿環(huán)滑動(dòng)的集電接點(diǎn)則與耙架相連，將電流引入電機(jī)。一般選型原則在選擇濃縮機(jī)時(shí)，一般應(yīng)根

4、據(jù)給料量、給料量粒度的組成、物料沉降速度、給料和排料的固液比、礦漿及泡沫的黏度、浮選藥劑和絮凝藥劑的類型、礦漿溫度等因素來確定其規(guī)格和類型。一般選擇是：給料量較小時(shí)一般選用中心傳動(dòng)式濃縮機(jī)，給料量較大時(shí)則選用周邊傳動(dòng)式濃縮機(jī)，物料密度小可用輥輪式，反之以齒條式為宜。在廠地小和寒冷地區(qū)濃縮機(jī)設(shè)于室內(nèi)時(shí)，可選用高效濃縮機(jī)，但要考慮到絮凝劑的效果及其對(duì)下面工序的影響。既要滿足下段作業(yè)對(duì)精礦或中礦含水量的要求，又要嚴(yán)格控制和減少隨溢流流失的金屬量及溢流水的濁度。應(yīng)盡量通過生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)或模擬實(shí)驗(yàn)確定所需濃縮機(jī)面積，并據(jù)此選用合適的濃縮機(jī)。在準(zhǔn)確掌握被濃縮礦漿特性的情況下，可參照處理類似礦石選礦廠的生產(chǎn)指標(biāo)

5、選用相應(yīng)的濃縮機(jī)。2選型21濃縮機(jī)選型顆粒在煤泥水中的沉降為干擾沉降，其沉降速度可按利亞申柯公式計(jì)算： 一般在1.22.2g/cm,取1.3d取0.07cm液固比r與質(zhì)量百分比濃度c之間的換算:,已知c=20%, 所以r=4.代入得：2.2濃縮池面積的計(jì)算：式中 g入料中的干煤泥量，t/h f每小時(shí)沉淀1噸煤泥，所需的沉清面積，根據(jù)入料濃度和卸料濃度既換算后，查表得f=7.3,g=560/24=24 t/h代入得：f=247.3=175.22.3濃縮池直徑的計(jì)算： d=d為給料桶直徑，由經(jīng)驗(yàn)法得d=0.7m所以，d= =15m根據(jù)濃縮池的直徑，由經(jīng)驗(yàn)法選擇濃縮池池深h為2.6m,濃縮池斜度.為

6、了避免耙架轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)影響物料的沉降過程,耙架的旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)該很慢,通常最外圍的線速度每分鐘 不超過78米.這個(gè)速度取決與濃縮物料的性質(zhì),若濃縮物料粒度較粗,且容易沉降,刮板的線速度在6m/min左右:細(xì)煤泥濃縮時(shí),刮板的線速度應(yīng)該在34m/min以下.因此選擇本設(shè)計(jì)最外圍刮板的線速度為4m/min.則耙架的轉(zhuǎn)速0.1r/min.本設(shè)計(jì)采用周邊傳動(dòng)方式,傳動(dòng)部分的電動(dòng)機(jī)功率選則y132m2-6,功率5.5kw,額定轉(zhuǎn)速960r/min.耙架轉(zhuǎn)速0.1r/min,輥輪軌道中心圓直徑15.6m,輥輪直徑0.3m,由此得輥輪的轉(zhuǎn)速為n2=5.2r/min,電動(dòng)機(jī)相連的減速器采用行星齒輪減速器.2.4總傳動(dòng)比

7、i的計(jì)算:i=960/5.2=184.1533減速器的設(shè)計(jì)3.1行星齒輪傳動(dòng)的配齒計(jì)算：選行星輪個(gè)數(shù)np =3根據(jù)i值的大小可預(yù)先選取中心輪a的齒數(shù)za =13,再按公式計(jì)算齒數(shù)zb 即,再由公式得：ze=zb+np=77+3=80因ze-za=80-13=67為偶數(shù),則由公式可得zc=0.5(ze-za)-0.5=33再驗(yàn)算其傳動(dòng)比iaeb值iaeb=其傳動(dòng)比誤差為可見該配齒計(jì)算結(jié)果完全滿足其傳動(dòng)比要求.3.2減速器的計(jì)算本設(shè)計(jì)減速器采用3z（ii）型行星傳動(dòng)，由于其采用了一個(gè)公共的行星輪c，因此，該3z（ii）型傳動(dòng)可以分為a-c,b-c和e-c三個(gè)嚙合齒輪副。a-c b-c同e-c在3z

8、（ii）行星傳動(dòng)中，因各個(gè)齒輪副的齒數(shù)和z通常是不能滿足za+zc=zb-zc=ze-zd的條件。所以，為了使得各齒輪副的實(shí)際嚙合中心距a相等，就不可避免地要采取角度變位傳動(dòng)。3.2.1行星減速器的變位系數(shù)和嚙合角計(jì)算：首先應(yīng)將傳動(dòng)分為a-c,b-c和e-c三個(gè)嚙合齒輪副，因?yàn)?，齒數(shù)差（ze-za）=67為奇數(shù)，則可取xe=xc=+0.25,即在 e-c 齒輪副中，變位系數(shù)和=0.5m(80-33)=23.5m.對(duì)于b-c嚙合,據(jù)同心條件可得其角度變位的中心距為而其標(biāo)準(zhǔn)中心距為.根據(jù)表中的公式,則得其中心距變動(dòng)系數(shù)為yb=其嚙合角變位系數(shù)和為因xc=+0.25,則得1.817+0.25=2.0

9、67對(duì)于a-c嚙合,因其標(biāo)準(zhǔn)中心距為,訪上可得ya=0.5,因xc=+0.25,則得0.538-0.25=0.288對(duì)于a-c:小齒輪選40cr鋼，調(diào)質(zhì)，hbs=241286；大齒輪選40cr鋼，調(diào)質(zhì)，hbs=241286。查取小齒輪選擇齒輪精度等級(jí)為7級(jí)精度。3.2.2按齒根彎曲強(qiáng)度初算齒輪模數(shù)m齒輪模數(shù)m的初算公式為式中， kd算式系數(shù)，對(duì)于直齒輪傳動(dòng)km=12.1 t1嚙合齒輪副中小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩，nmt1=9549 z1齒輪副中小齒輪齒數(shù) 則分度圓直徑 齒頂高 齒根高 齒高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 節(jié)圓直徑 基圓直徑齒頂圓壓力角重合度端面重合度縱向重合度總重合度齒寬3.2.3裝配條件的

10、驗(yàn)算對(duì)于所設(shè)計(jì)的上述行星齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿足如下的裝配條件。鄰接條件 按公式驗(yàn)算其鄰接條件，即 將已知的、和值代入上式，則得 即滿足鄰接條件。同心條件 按公式驗(yàn)算該公式3z（ii）型行星傳動(dòng)的同心條件，即則滿足同心條件。安裝條件驗(yàn)算 按公式驗(yàn)算其安裝條件，即得所以，滿足其安裝條件。3.2.4傳動(dòng)效率的計(jì)算由于內(nèi)齒輪b的節(jié)圓直徑可采用如下公式進(jìn)行計(jì)算，即已知其嚙合損失系數(shù)可按公式計(jì)算，即有取齒輪的嚙合摩擦因數(shù)所以，其傳動(dòng)效率為3.2.5結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)3z（ii）型行星傳動(dòng)的工作特點(diǎn)、傳遞功率的大小和轉(zhuǎn)速的高低等情況，對(duì)其進(jìn)行具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。首先應(yīng)確定中心輪（太陽輪）a的結(jié)構(gòu)，以為它的直徑d較小，所以，輪

11、a應(yīng)該采用齒輪軸的結(jié)構(gòu)形式；即將中心輪a與輸入軸連成一個(gè)整體。且按該行星傳動(dòng)的輸入功率p和轉(zhuǎn)速n初步估算輸入軸的直徑，同時(shí)進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為了便于軸上零件的裝拆，通常將軸制成階梯形?？傊跐M足使用要求的情況下，軸的形狀和尺寸應(yīng)力求簡(jiǎn)單，以便于加工制造。內(nèi)齒輪b采用了十字滑塊聯(lián)軸器的均載機(jī)構(gòu)進(jìn)行浮動(dòng)；即采用齒輪固定環(huán)將內(nèi)齒輪b與箱體的端蓋連接起來，從而可以將其固定。內(nèi)齒輪e采用了將其于輸出軸連成一體的結(jié)構(gòu)，且采用平面輻板與其輪轂相聯(lián)接。行星輪c采用帶有內(nèi)孔的結(jié)構(gòu)，它的齒寬b應(yīng)當(dāng)加大；以便保證該行星輪c與中心輪a的嚙合良好，同時(shí)還應(yīng)保證其與內(nèi)齒輪b和e想嚙合。在每個(gè)行星輪的內(nèi)孔中，可安裝兩個(gè)滾

12、動(dòng)軸承來支撐著。而行星輪軸在安裝到轉(zhuǎn)臂x的側(cè)板上之后，還采用了矩形截面的彈性擋圈來進(jìn)行軸向固定。由于該3z型行星傳動(dòng)的轉(zhuǎn)臂x不承受外力矩，也不是行星傳動(dòng)的輸入或輸出構(gòu)件；而且還具有個(gè)行星輪。因此，其轉(zhuǎn)臂x采用了雙側(cè)板整體式的結(jié)構(gòu)型式。該轉(zhuǎn)臂x可以采用兩個(gè)向心球軸承支撐在中心輪a的軸上。3.2.6齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算由于3z（ii）型行星齒輪傳動(dòng)具有短期間斷的工作特點(diǎn)，且具有結(jié)構(gòu)緊湊、外廓尺寸較小和傳動(dòng)比大的特點(diǎn)。針對(duì)其工作特點(diǎn)，只需按其齒根彎曲應(yīng)力的強(qiáng)度條件公式進(jìn)行校核計(jì)算，即首先按公式計(jì)算齒輪的齒根應(yīng)力，即其中，齒根應(yīng)力的基本值可按公式計(jì)算，即許用齒根應(yīng)力可按公式計(jì)算，即現(xiàn)將該3z（ii）行星傳動(dòng)按

13、照3個(gè)齒輪副a-c、b-c和e-c分別驗(yàn)算如下。（1）a-c齒輪副名義切向力ft.中心輪a的切向力可按公式計(jì)算；已知。則得有關(guān)系數(shù)。a使用系數(shù).使用系數(shù).按中等沖擊查找=1.5。b.動(dòng)載荷系數(shù)查表得動(dòng)載荷系數(shù)=1.15。c齒向載荷分布系數(shù)而，所以d齒間載荷分配系數(shù)齒間載荷分配系數(shù)查表可得=1.2e. 行星輪間載荷分配系數(shù) 行星輪間載荷分配系數(shù)可按公式計(jì)算，即已取f.齒形系數(shù)齒形系數(shù)由圖查得g應(yīng)力修正系數(shù)應(yīng)力修正系數(shù)由圖可得h重合度系數(shù)重合度系數(shù)可按公式計(jì)算，即i螺旋角系數(shù)螺旋角系數(shù)由圖可得=1因行星輪c不僅與中心輪a嚙合，且同時(shí)與內(nèi)齒輪b和e相嚙合，顧取齒寬b=93mm計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力按公式計(jì)

14、算齒根彎曲應(yīng)力，即取彎曲應(yīng)力計(jì)算許用齒根應(yīng)力，即已知齒根彎曲疲勞極限由表查得最小安全系數(shù)。式中各系數(shù)取值如下。應(yīng)力系數(shù)，按所給定的。壽命系數(shù)按表查得=1齒根圓角敏感系數(shù)按圖查得=1相對(duì)齒根表面狀況系數(shù)按公式計(jì)算，即取齒根表面微觀不平度代入上式得尺寸系數(shù)按表中對(duì)應(yīng)的公式計(jì)算，即代入公式可得許用齒根應(yīng)力為因齒根應(yīng)力小于許用齒根應(yīng)力，所以a-c齒輪副滿足齒根彎曲強(qiáng)度條件。（2）b-c齒輪副 在內(nèi)嚙合齒輪副b-c中只需要核對(duì)內(nèi)齒輪b的齒根彎曲強(qiáng)度，即仍按公式計(jì)算其齒根彎曲應(yīng)力即計(jì)算許用齒根應(yīng)力。已知。仿上，通過查表或采用相應(yīng)的公式計(jì)算，可得到取值與外嚙合不同的系數(shù)為代入上式則得取故b-c齒輪副滿足齒根

15、彎曲強(qiáng)度條件。（3）e-c齒輪副 仿上，e-c齒輪副只需要校核內(nèi)齒輪e的齒根彎曲強(qiáng)度，即仍按公式計(jì)算，仿上，與內(nèi)齒輪b不同的系數(shù)為代入上式則得取故e-c齒輪副滿足齒根彎曲強(qiáng)度條件3.3軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算3.3.1高速軸3.3.1.1圓周向力ft和徑向力fr的大?。?轉(zhuǎn)矩74609.375 nmm 軸上小齒輪分度圓直徑：da1=39mm圓周向力： ft1=2t1/d1 =274609.375/39 =3826.12n徑向力：a= 20fr1=ft1tan=3826.12tan20=1392.6n3.3.1.2初步估算軸最小的直徑選取40crni合金鋼作為軸的材料,調(diào)質(zhì)處理，由表查得材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)為

16、： 由式 計(jì)算軸的最小直徑,由表選取a=106，則得考慮裝聯(lián)軸器加鍵，計(jì)算軸的最小直徑并加大4%5%，故取軸最小的直徑d=23mm3.3.1.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸段1：軸段1與電動(dòng)機(jī)通過鍵相連接，選擇amn內(nèi)張摩擦式安全聯(lián)軸器，查設(shè)計(jì)手冊(cè)得軸孔的直徑d1=23 mm,聯(lián)軸器軸孔長(zhǎng)度為52mm,實(shí)際使用長(zhǎng)度為52-(14)=49mm,軸段1的長(zhǎng)度l1=49mm.軸段2：該軸段安裝端蓋?？紤]安裝方便及加工,所以軸段2的長(zhǎng)度l2=29mm，軸段2的直徑d2=28mm。軸段3：該段為一齒輪軸。分度圓直徑為39mm，齒根圓直徑為33.2mm為了方便加工齒輪使軸段左半部分的直徑為35mm；齒輪齒寬為95mm，

17、轉(zhuǎn)臂最小厚度為11.5mm，轉(zhuǎn)臂與箱體內(nèi)壁間距離取7.5mm，轉(zhuǎn)臂與齒輪間距離取為2mm,軸承選擇d=35、d=62、b=14的深溝球軸承，用來支撐軸和行星架。所以軸段3的長(zhǎng)度l3=170mm，軸段3的直徑d3=35mm。3.3.1.4繪制軸的彎矩圖和扭矩圖： （1）求軸承反力： h水平面：聯(lián)立方程，解得v垂直面聯(lián)立方程，解得（2）求齒寬中心處彎矩：h水平面： v垂直面：（3）合成彎矩： m=270220.7n.mm（4）扭矩t：t=74609.375n.mm(5)、按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度：當(dāng)量彎mca=，取折合系數(shù)a=0.6,mca= =489858.75 n.mm軸的材料為40crni

18、合金鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表查得b=900 n/mm2,由表查得材料許用應(yīng)力-1b=80 n/mm。由式得軸的計(jì)算應(yīng)力為由計(jì)算結(jié)果可知,該軸滿足強(qiáng)度要求6)、精確校荷軸的疲勞強(qiáng)度 a：軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圓角半徑：各肩部處圓角半徑見圖紙 鍵槽：半聯(lián)軸器與軸周向固定采用a型平鍵連接，按gb1095-2003，gb1096-2003半聯(lián)軸器處的鍵為2514160 配合：參考設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)手冊(cè) mv=1471135.81n.mm精加工方法：參考設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)手冊(cè) b：選取危險(xiǎn)截面： 如圖所示：1-1截面所受的力最大，應(yīng)力集中教嚴(yán)重，2-2截面雖說受力不是最大，但截面尺寸小，仍很危險(xiǎn)需要進(jìn)行校荷。 c：計(jì)算危

19、險(xiǎn)截面工作應(yīng)力 截面1-1：截面彎矩：m1=4301318.524n.mm截面扭矩：t=3906818.182n.mm 抗彎截面系數(shù)：w=0.1d3=0.11003=100000mm3 抗扭截面系數(shù)：wt=0.2d3=0.21003=200000mm3 截面上彎曲應(yīng)力：b=m/w=43.013n/mm2 截面上扭剪應(yīng)力：=t/wt=19.534 n/mm2彎曲應(yīng)力幅：a=b=43.013n/mm2 彎曲平均應(yīng)力：a=0扭切應(yīng)力：a=m=/2=19.534n/mm截面2-2：截面彎矩：m2=（73-12）m/73=3594252.465n.mm截面扭矩：t=3906818.182n.mm抗彎截面

20、系數(shù)：w=0.1d3=0.1903=72900mm3 抗扭截面系數(shù)：wt=0.2d3=0.21003=145800mm3 截面上彎曲應(yīng)力：b=m/w=49.304n/mm2 截面上扭剪應(yīng)力：=t/wt=26.796 n/mm2 彎曲應(yīng)力幅：a=b=49.304n/mm2 彎曲平均應(yīng)力：a=0 扭切應(yīng)力：a=m=/2=13.398n/mm d：確定材料特性系數(shù) e：確定綜合影響系數(shù)、 軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù)、，根據(jù)r/d=2.5/90=0.028，d/d=100/90=1.111查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)插值計(jì)算得：， 配合處綜合影響系數(shù)、，根據(jù)d和b，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)插值計(jì)算得：， 鍵槽處有效應(yīng)力集中

21、系數(shù)、，根據(jù)b，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)插值計(jì)算得：， 尺寸系數(shù)，根據(jù)d由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得, 表面狀況系數(shù),根據(jù)b,表面加工方法,查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得: 軸肩處綜合影響系數(shù)、為: 同一截面如有兩個(gè)以上的應(yīng)力集中源,則選取其中較大的系數(shù)來計(jì)算安全系數(shù),本題中每個(gè)危險(xiǎn)截面只有一個(gè)應(yīng)力集中源,所以不需要比較. f：計(jì)算安全系數(shù) 取許用的安全系數(shù)為s=1.4 1-1截面: 2-2截面： 由計(jì)算結(jié)果可知,軸疲勞強(qiáng)度安全3.3.2輸出軸3.3.2.1圓周向力ft和徑向力fr的大?。?轉(zhuǎn)矩11156971 nmm 軸上小齒輪分度圓直徑：da1=240mm圓周向力： ft1=2t1/d1 =211156971/240 =9

22、2975n徑向力：a= 20fr1=ft1tan=92975tan20=33841n3.3.2.2初步估算軸最小的直徑選取40crni合金鋼作為軸的材料,調(diào)質(zhì)處理，由表查得材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)為： 由式 計(jì)算軸的最小直徑,由表選取a=106，則得考慮裝聯(lián)軸器加鍵，計(jì)算軸的最小直徑并加大4%5%，故取軸最小的直徑d=120mm3.3.2.3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸段1：軸段1與聯(lián)軸器通過花鍵相連接，選擇amn內(nèi)張摩擦式安全聯(lián)軸器，查設(shè)計(jì)手冊(cè)得軸孔的直徑d1=120 mm,聯(lián)軸器軸孔長(zhǎng)度為212mm,實(shí)際使用長(zhǎng)度為52-(14)=210mm,軸段1的長(zhǎng)度l1=245mm.軸段2：該軸段安裝一對(duì)直徑較大的軸承dd

23、b=13023040。考慮安裝方便及加工,所以軸段2的長(zhǎng)度l2=102mm，軸段2的直徑d2=130mm。軸段3：該段作用同軸肩。所以軸段3的長(zhǎng)度l3=12mm，軸段3的直徑d3=135mm。軸段4：該段為圓環(huán)，用來與內(nèi)齒圈的輻板連接，實(shí)現(xiàn)功率、力矩的輸出。所以軸段3的長(zhǎng)度l3=43mm，軸段3的直徑d3=291mm。3.3.2.4繪制軸的彎矩圖和扭矩圖： （1）求軸承反力： h水平面：ft=rhb-rha rha=-55936rhb=37039 v垂直面：fr=rvbrva rva=20360rvb=13481（2）求齒寬中心處彎矩：h水平面：mh= rha98rhb148=10963500

24、n.mmv垂直面：mv= rva98rvb148=3990468n.mm（3）合成彎矩： m=11667140n.mm（4）扭矩t：t=11156971n.mm(5)、按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度：當(dāng)量彎mca=，取折合系數(shù)a=0.6,mca= =13451180 n.mm軸的材料為40crni合金鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表查得b=900 n/mm2,由表查得材料許用應(yīng)力-1b=80 n/mm。由式得軸的計(jì)算應(yīng)力為由計(jì)算結(jié)果可知,該軸滿足強(qiáng)度要求6)、精確校荷軸的疲勞強(qiáng)度 a：軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圓角半徑：各肩部處圓角半徑見圖紙 鍵槽：半聯(lián)軸器與軸周向固定采用a型平鍵連接，按gb1095-2003，gb1

25、096-2003半聯(lián)軸器處的鍵為2514160 配合：參考設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)手冊(cè) mv=1471135.81n.mm精加工方法：參考設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)手冊(cè) b：選取危險(xiǎn)截面： 如圖所示：1-1截面所受的力最大，應(yīng)力集中教嚴(yán)重，2-2截面雖說受力不是最大，但截面尺寸小，仍很危險(xiǎn)需要進(jìn)行校荷。 c：計(jì)算危險(xiǎn)截面工作應(yīng)力 截面1-1：截面彎矩：m1=4301318.524n.mm截面扭矩：t=3906818.182n.mm 抗彎截面系數(shù)：w=0.1d3=0.11003=100000mm3 抗扭截面系數(shù)：wt=0.2d3=0.21003=200000mm3 截面上彎曲應(yīng)力：b=m/w=43.013n/mm2

26、截面上扭剪應(yīng)力：=t/wt=19.534 n/mm2彎曲應(yīng)力幅：a=b=43.013n/mm2 彎曲平均應(yīng)力：a=0扭切應(yīng)力：a=m=/2=19.534n/mm截面2-2：截面彎矩：m2=（73-12）m/73=3594252.465n.mm截面扭矩：t=3906818.182n.mm抗彎截面系數(shù)：w=0.1d3=0.1903=72900mm3 抗扭截面系數(shù)：wt=0.2d3=0.21003=145800mm3 截面上彎曲應(yīng)力：b=m/w=49.304n/mm2 截面上扭剪應(yīng)力：=t/wt=26.796 n/mm2 彎曲應(yīng)力幅：a=b=49.304n/mm2 彎曲平均應(yīng)力：a=0 扭切應(yīng)力：a

27、=m=/2=13.398n/mm d：確定材料特性系數(shù) e：確定綜合影響系數(shù)、 軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù)、，根據(jù)r/d=2.5/90=0.028，d/d=100/90=1.111查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)插值計(jì)算得：， 配合處綜合影響系數(shù)、，根據(jù)d和b，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)插值計(jì)算得：， 鍵槽處有效應(yīng)力集中系數(shù)、，根據(jù)b，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)插值計(jì)算得：， 尺寸系數(shù)，根據(jù)d由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得, 表面狀況系數(shù),根據(jù)b,表面加工方法,查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得: 軸肩處綜合影響系數(shù)、為: 同一截面如有兩個(gè)以上的應(yīng)力集中源,則選取其中較大的系數(shù)來計(jì)算安全系數(shù),本題中每個(gè)危險(xiǎn)截面只有一個(gè)應(yīng)力集中源,所以不需要比較. f：計(jì)算安全系

28、數(shù) 取許用的安全系數(shù)為s=1.4 1-1截面: 2-2截面： 由計(jì)算結(jié)果可知,軸疲勞強(qiáng)度安全3.4滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算3.4.1輸入軸： 選用滾動(dòng)軸承6020(gb276-1994)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得該軸承的主要性能參數(shù)為:c=16200n,c0=10500n 1） 計(jì)算軸承合成支反力 a：水平支反力： b：垂直支反力： c：合成支反力： 2）計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷p0： p0a=ra=1057.3np0b=rb=979np0c=rc=1057.3np0c=rc=979n根據(jù)手冊(cè),選擇強(qiáng)度系數(shù)s0=2c0=10500ns0p0a=2114.6n c0=10500ns0p0b=1958n c0=105

29、00ns0p0c=2114.6n c0=10500ns0p0d=1958n3）計(jì)算軸承壽命lh： 軸承溫度不高，溫度系數(shù)ft=1 lh1= = =65965 h lh=1635010 =56000 hlh lh342輸出軸：選用滾動(dòng)軸承6020(gb276-1994)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得該軸承的主要性能參數(shù)為:c=165000n,c0=148000n1） 計(jì)算軸承合成支反力 a：水平支反力： rha=-55936rhb=37039 b：垂直支反力：rva=20360rvb=13481 c：合成支反力： 2）計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷p0： p0a=ra=67088np0b=rb=24419n根據(jù)手冊(cè),選擇

30、強(qiáng)度系數(shù)s0=2c0=148000ns0p0a=134176n c0=148000ns0p0b=48838n 3）計(jì)算軸承壽命lh： 軸承溫度不高，溫度系數(shù)ft=1 lh1= = =65965 h lh=1635010 =56000 hlh lh 3.5鍵聯(lián)接的計(jì)算擠壓強(qiáng)度校核：軸的材料一般為鋼，而輪轂材料可能是鋼或鑄鐵，當(dāng)載荷性質(zhì)為輕微沖擊時(shí)鋼的許用擠壓應(yīng)力p=110n/mm2，用擠壓強(qiáng)度條件p=4t/dblp校核本次設(shè)計(jì)中所采用的鍵， l為鍵的工作長(zhǎng)度，a型鍵l=l-b。 1輸入軸：與聯(lián)軸器聯(lián)接的鍵，直徑d=23mm,鍵的尺寸為bhl=8730 , l=l-b=30-8=22mm，扭矩 t

31、=74609.375 nmm。 p=4t/dbl=474609.375/23822=73.73n/mm2p2輸出軸：與大行星架聯(lián)接的花鍵，直徑d=120mm,鍵的尺寸為扭矩 t=74609.375184.6150.81=11156948nmm。 p=4t/dbln=411156948/120189010=52n/mm2p3.6減速器的潤(rùn)滑和密封形式3.6.1減速器的潤(rùn)滑良好的潤(rùn)滑,可降低傳動(dòng)件和軸承的摩擦功率損耗，減少磨損，保護(hù)其銹蝕。提高其使用壽命和效率，由于潤(rùn)滑油膜的分隔作用，能減少潤(rùn)滑表面的摩擦阻力，減輕工作時(shí)的沖擊，降低振動(dòng)和噪音。潤(rùn)滑還能起到散熱、冷卻、沖洗金屬磨粒的作用。1)齒輪潤(rùn)

32、滑 采用油池浸浴潤(rùn)滑油池中油的深度不低于10mm，根據(jù)齒輪的材料，極限強(qiáng)度，各級(jí)傳動(dòng)平均圓周速度查機(jī)械設(shè)計(jì)表6.16得齒輪潤(rùn)滑油的運(yùn)動(dòng)粘度，再根據(jù)潤(rùn)滑油的運(yùn)動(dòng)粘度查機(jī)械設(shè)計(jì)表6.17得潤(rùn)滑油的型號(hào)：采用工業(yè)齒輪油n24（gb3141-84）換油周期為：1年2)滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑 采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑軸承的潤(rùn)滑方式為：脂潤(rùn)滑選用zg-2鈣基每次小修時(shí)補(bǔ)充潤(rùn)滑脂3.6.2減速器的密封形式 減速器的密封包括箱體、軸承等處的密封，密封的作用是防止灰塵、水分、酸氣和其它雜物進(jìn)入軸承和箱體內(nèi)，并阻止?jié)櫥瑒┑男孤?本設(shè)計(jì)中用到氈圈密封，引密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，氈圈密封將氈圈安裝在軸上的梯形槽中，與軸緊密接觸，或通過

33、壓板壓緊毛氈，調(diào)整毛氈與軸的嚙合程度。3.7減速器箱體、附件設(shè)計(jì)3.7.1箱體：箱體是減速器的重要組成部件。它是傳動(dòng)零件的基座，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。箱體通常用灰鑄鐵制造，對(duì)于重載或有沖擊載荷的減速器也可以采用鑄鋼箱體。單體生產(chǎn)的減速器，為了簡(jiǎn)化工藝、降低成本，可采用鋼板焊接的箱體?；诣T鐵具有很好的鑄造性能和減振性能。為了便于軸系部件的安裝和拆卸，箱體制成沿軸心線水平剖分式。上箱蓋和下箱體用螺栓聯(lián)接成一體。軸承座的聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近軸承座孔，而軸承座旁的凸臺(tái)，應(yīng)具有足夠的承托面，以便放置聯(lián)接螺栓，并保證旋緊螺栓時(shí)需要的扳手空間。為保證箱體具有足夠的剛度，在軸承孔附近加支撐肋。為保證減速器安置

34、在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性并盡可能減少箱體底座平面的機(jī)械加工面積，箱體底座一般不采用完整的平面。箱體結(jié)構(gòu)尺寸名稱符號(hào)尺寸大小(mm)機(jī)體壁厚9前機(jī)蓋壁厚18后機(jī)蓋壁厚28機(jī)蓋法蘭凸緣厚度329加強(qiáng)筋厚度49加強(qiáng)筋斜度1：7機(jī)體寬度b171機(jī)體內(nèi)壁直徑d319機(jī)體和機(jī)蓋緊固螺栓直徑d19軸承端蓋螺栓直徑d29機(jī)體底座凸緣厚度h18地腳螺栓直徑d20地腳螺栓孔的位置c1c230263.7.2附件：為了保證減速器的正常工作，除了對(duì)齒輪、軸、軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給予足夠的重視外，還應(yīng)考慮到為減速器潤(rùn)滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時(shí)箱蓋與箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè)計(jì)。1

35、)檢查孔：為檢查傳動(dòng)零件的嚙合情況，并向箱內(nèi)注入潤(rùn)滑油，應(yīng)在箱體的適當(dāng)位置設(shè)置檢查孔。檢查孔設(shè)在上箱蓋頂部能直接觀察到齒輪嚙合部位處。2）通氣器：減速器工作時(shí)，箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，為使箱內(nèi)熱脹空氣能自由排出，以保持箱內(nèi)外壓力平衡，不致使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S伸密封件等其他縫隙滲漏，通常在箱體頂部裝設(shè)通氣器。3）軸承蓋：為固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷，軸承座孔兩端用軸承蓋封閉。本設(shè)計(jì)采用的是凸緣式軸承蓋，利用六角螺栓固定在箱體上，外伸軸處的軸承蓋是通孔，其中裝有密封裝置。凸緣式軸承蓋的優(yōu)點(diǎn)是拆裝、調(diào)整軸承方便。4）油面指示器：檢查減速器內(nèi)油池油面的高度，經(jīng)常保持油池內(nèi)有適量的

36、油，一般在箱體便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位裝設(shè)油面指示器，本設(shè)計(jì)采用的油面指示器是油標(biāo)尺。5）放油螺塞：換油時(shí)，排放污油和清洗劑，應(yīng)在箱座底部，油池的最低位置處開設(shè)放油孔，平時(shí)用螺塞將放油孔堵住，放油螺塞和箱體接合面間應(yīng)加防漏用的墊圈。6）起吊裝置 當(dāng)減速器重量超過25kg時(shí)，為了便于搬運(yùn)，在箱體設(shè)置起吊裝置，如在箱體上鑄出吊耳或吊鉤等。在本次設(shè)計(jì)中，因?yàn)槎际菆A環(huán)類箱體，所以沒有使用起吊裝置373內(nèi)齒圈b浮動(dòng)對(duì)于3z型傳動(dòng)，由于在結(jié)構(gòu)上內(nèi)齒輪是與輸出軸或箱體相連，且可用十字滑塊聯(lián)軸器使內(nèi)齒輪b浮動(dòng)。本設(shè)計(jì)采用了固定內(nèi)齒圈b浮動(dòng)的行星齒輪傳動(dòng)，其行星輪數(shù)為3。該行星傳動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參見設(shè)計(jì)圖，

37、在內(nèi)齒輪b的左側(cè)有一條凹槽“j”，齒輪固定環(huán)右側(cè)的矩形楔“k”與凹槽“j”相配合；而固定環(huán)的左側(cè)還有一條凹槽“a”。其左側(cè)的凹槽“a”與右側(cè)的矩形楔“k”是位于相互垂直的兩個(gè)直徑上。端蓋右側(cè)的矩形楔“b”與齒輪固定環(huán)左側(cè)的凹槽“a”相配合?？梢?，該均載機(jī)構(gòu)是內(nèi)齒輪b、齒輪固定環(huán)和端蓋三個(gè)構(gòu)件組成的剛性可移式聯(lián)軸器。它允許內(nèi)齒輪b的軸線產(chǎn)生徑向位移。在行星齒輪傳動(dòng)中，若因齒輪等零件的制造和裝配誤差或輪齒變形的影響，而使內(nèi)齒輪b的軸線與3個(gè)行星輪的分布圓中心不同心時(shí)，則在某個(gè)行星輪與中心輪a之間就會(huì)產(chǎn)生徑向力（此時(shí)，行星齒輪傳動(dòng)就不是無徑向載荷的傳動(dòng)）；在該徑向力的作用下，可使內(nèi)齒輪b的軸線沿徑向

38、發(fā)生位移，即使內(nèi)齒輪b的凹槽“j”沿齒輪固定環(huán)的矩形楔k滑動(dòng)，或齒輪固定環(huán)的凹槽a沿端蓋的矩形b滑動(dòng)，從而，使主動(dòng)中心輪a能同時(shí)與三個(gè)行星輪c想嚙合，而達(dá)到無徑向載荷的扭矩傳遞的目的，即使行星輪間載荷分布均勻。4開式齒輪傳動(dòng)為支撐耙架，所以增加一級(jí)開式齒輪傳動(dòng)，用來減輕減速器輸出軸所要承受的徑向載荷，其傳動(dòng)比為1。小齒輪選40cr鋼，調(diào)質(zhì)，hbs=241286；大齒輪選40cr鋼，調(diào)質(zhì)，hbs=241286。查取小齒輪選擇齒輪精度等級(jí)為8級(jí)精度。4.1按齒根彎曲強(qiáng)度初算齒輪模數(shù)m齒輪模數(shù)m的初算公式為式中 kd算式系數(shù)，對(duì)于直齒輪傳動(dòng)km=12.1 t1嚙合齒輪副中小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩，nmt1=

39、9549 z1齒輪副中小齒輪齒數(shù) 則=18.17圓整204.2齒輪幾何尺寸的計(jì)算齒輪齒數(shù)的選擇：由于其傳動(dòng)比為1，故大齒輪與小齒輪的的齒數(shù)相等，選擇齒數(shù)23，所以z1=z2=23分度圓直徑 齒頂高 齒根高 齒高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 基圓直徑齒頂圓壓力角重合度端面重合度縱向重合度總重合度齒寬4.3齒面接觸強(qiáng)度的校核計(jì)算根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“漸開線圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法”（gb/t 34081977），該標(biāo)準(zhǔn)赫茲應(yīng)力作為齒面接觸應(yīng)力的計(jì)算基礎(chǔ)，并用來評(píng)價(jià)齒輪的接觸強(qiáng)度。赫茲應(yīng)力是齒面間應(yīng)力的主要指標(biāo)，但不是產(chǎn)生點(diǎn)蝕的唯一原因。例如，在接觸應(yīng)力計(jì)算中的未考慮滑動(dòng)的大小和方向、摩擦因數(shù)和潤(rùn)滑狀態(tài)，這些都

40、會(huì)影響到齒面的實(shí)際接觸應(yīng)力。齒面接觸強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí)，取節(jié)點(diǎn)和單對(duì)齒捏合區(qū)內(nèi)界點(diǎn)的應(yīng)力中的較大值，而小齒輪和大齒輪的許用接觸應(yīng)力要分別計(jì)算。齒面接觸應(yīng)力圓周力f1f1=2000t1/d1=2000/460=48503.6n重合度系數(shù)節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得=2.5動(dòng)載系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得=1.01齒向載荷分布系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得齒向載荷分配系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表得=1.2彈性系數(shù)ze查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表得ze=189.8齒面接觸應(yīng)力的計(jì)算公式：接觸疲勞許用應(yīng)力：試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖得=900計(jì)算接觸強(qiáng)度的最小安全系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇一般可靠性則=1.1工作硬化系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)

41、圖得=1計(jì)算接觸強(qiáng)度的壽命系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)公式得=1.127小齒輪接觸疲勞許用應(yīng)力：大齒輪接觸疲勞許用應(yīng)力：由于大齒輪與小齒輪的系數(shù)全部相同，故，即滿足接觸疲勞強(qiáng)度要求。4.4開式齒輪軸的設(shè)計(jì)4.4.1輸入軸1)、圓周向力ft和徑向力fr的大?。?轉(zhuǎn)矩13774038.5 nmm 軸上小齒輪分度圓直徑：d1=460mm圓周向力： ft1=2t1/d1 =213774038.5/460 =48503.6n徑向力：a= 20fr1=ft1tan=48503.6tan20=17653.9n2)、初步估算軸最小的直徑選取40crni合金鋼作為軸的材料,調(diào)質(zhì)處理，由表查得材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)為： 由式 計(jì)

42、算軸的最小直徑,由表選取a=106，則得考慮裝聯(lián)軸器加鍵，計(jì)算軸的最小直徑并加大4%5%，故取軸最小的直徑d=120mm3)、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸段1：此軸段用摩擦式安全聯(lián)軸器與減速器相連接，聯(lián)軸器選擇amn6，孔徑d1=120mm,軸孔長(zhǎng)度l=212mm，實(shí)際使用長(zhǎng)度為212-(14)=210mm,軸段1的長(zhǎng)度l1=210mm.軸段2：此軸段安裝軸承，由于受到徑向載荷，選擇調(diào)心滾子軸承ddbb0=1302809316.7,軸承固定座103，軸段伸出固定座10，軸段2的長(zhǎng)度l2=103+10=113mm軸段3：此段為軸肩，起直徑d3=140,長(zhǎng)度l3=9mm軸段4：此軸段安裝小齒輪，小齒輪齒寬b=9

43、2mm,該軸段直徑d4=135,長(zhǎng)度l4=92-2=90mm軸段5：此軸段安裝軸承，由于受到徑向載荷，選擇調(diào)心滾子軸承ddbb0=1302809316.7,軸承固定座103，軸套長(zhǎng)度為5mm，軸段5的長(zhǎng)度l2=93+5=98mm4)、繪制軸的彎矩圖和扭矩圖： （1）求軸承反力：h水平面：ft=rhb-rha rha=37475rhb=11028 v垂直面：fr=rvbrva rva=13640rvb=4014（2）求齒寬中心處彎矩：h水平面：mh= rha105.5rhb358.5=7907150.5n.mmv垂直面：mv= rva105.5rvb358.5=2878039n.mm（3）合成彎

44、矩： m=8414638n.mm（4）扭矩t：t=13774038.5 nmm(5)、按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度：當(dāng)量彎mca=，取折合系數(shù)a=0.6,mca= =11794355n.mm軸的材料為40crni合金鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表查得b=900 n/mm2,由表查得材料許用應(yīng)力-1b=80 n/mm。由式得軸的計(jì)算應(yīng)力為由計(jì)算結(jié)果可知,該軸滿足強(qiáng)度要求6)、精確校荷軸的疲勞強(qiáng)度 a：軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圓角半徑：各肩部處圓角半徑見圖紙 鍵槽：半聯(lián)軸器與軸周向固定采用a型平鍵連接，按gb1095-2003，gb1096-2003半聯(lián)軸器處的鍵為2514160 配合：參考設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)手冊(cè) mv=

45、1471135.81n.mm精加工方法：參考設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)手冊(cè) b：選取危險(xiǎn)截面： 如圖所示：1-1截面所受的力最大，應(yīng)力集中教嚴(yán)重，2-2截面雖說受力不是最大，但截面尺寸小，仍很危險(xiǎn)需要進(jìn)行校荷。 c：計(jì)算危險(xiǎn)截面工作應(yīng)力 截面1-1：截面彎矩：m1=4301318.524n.mm截面扭矩：t=3906818.182n.mm 抗彎截面系數(shù)：w=0.1d3=0.11003=100000mm3 抗扭截面系數(shù)：wt=0.2d3=0.21003=200000mm3 截面上彎曲應(yīng)力：b=m/w=43.013n/mm2 截面上扭剪應(yīng)力：=t/wt=19.534 n/mm2彎曲應(yīng)力幅：a=b=43.013

46、n/mm2 彎曲平均應(yīng)力：a=0扭切應(yīng)力：a=m=/2=19.534n/mm截面2-2：截面彎矩：m2=（73-12）m/73=3594252.465n.mm截面扭矩：t=3906818.182n.mm抗彎截面系數(shù)：w=0.1d3=0.1903=72900mm3 抗扭截面系數(shù)：wt=0.2d3=0.21003=145800mm3 截面上彎曲應(yīng)力：b=m/w=49.304n/mm2 截面上扭剪應(yīng)力：=t/wt=26.796 n/mm2 彎曲應(yīng)力幅：a=b=49.304n/mm2 彎曲平均應(yīng)力：a=0 扭切應(yīng)力：a=m=/2=13.398n/mm d：確定材料特性系數(shù) e：確定綜合影響系數(shù)、 軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù)、，根據(jù)r/d=2.5/90=0.02