xj120橡膠冷喂料擠出機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

1、TOC o 1-5 h z第一章設(shè)計(jì)方案的初步確定1 HYPERLINK l bookmark4 1.1工作原理1 HYPERLINK l bookmark6 1.2螺桿設(shè)計(jì)2 HYPERLINK l bookmark8 1.2.1機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及主要工藝參數(shù)的確定21.2.2螺桿的消耗功率與電機(jī)的選擇31.2.3螺桿的強(qiáng)度校核4第二章機(jī)筒設(shè)計(jì)7 HYPERLINK l bookmark10 2.1加熱冷卻通道的設(shè)計(jì)和校核7 HYPERLINK l bookmark12 2.1.1加料段機(jī)筒7 HYPERLINK l bookmark14 2.1.2中間段和擠出段機(jī)筒7 HYPERLINK l b

2、ookmark16 2.1.3機(jī)筒的強(qiáng)度校核8 HYPERLINK l bookmark18 2.2裝配應(yīng)力的計(jì)算10 HYPERLINK l bookmark20 2.3合成應(yīng)力的計(jì)算11 HYPERLINK l bookmark22 2.4機(jī)筒上銷釘?shù)牟贾?2 HYPERLINK l bookmark24 2.5機(jī)筒上各處聯(lián)接螺栓的校核12第三章銷釘設(shè)計(jì)14 HYPERLINK l bookmark32 3.1銷釘?shù)某醪皆O(shè)計(jì)14 HYPERLINK l bookmark34 3.2銷釘具體尺寸的設(shè)計(jì)14第四章齒輪減速器的設(shè)計(jì)16 HYPERLINK l bookmark44 4.1傳動(dòng)部分

3、的設(shè)計(jì)參數(shù)的選取計(jì)算16 HYPERLINK l bookmark48 4.2齒輪傳動(dòng)計(jì)算19 HYPERLINK l bookmark50 4.2.1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的校核計(jì)算19 HYPERLINK l bookmark62 4.3軸及軸承的的計(jì)算與校核29 HYPERLINK l bookmark64 4.3.1各軸軸徑的初步估算29 HYPERLINK l bookmark66 4.3.2軸的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)30 HYPERLINK l bookmark68 4.3.3各軸的強(qiáng)度校核32 HYPERLINK l bookmark98 4.4軸承的校核42 HYPERLINK l bookma

4、rk128 4.5各軸上的平鍵校核49 HYPERLINK l bookmark136 4.6聯(lián)軸的選擇50第五章螺桿與低速軸連接的部分計(jì)算與校核51 HYPERLINK l bookmark150 5.1花鍵的選擇與校核51 HYPERLINK l bookmark164 5.1.1低速軸帶花鍵部分的強(qiáng)度校核51 HYPERLINK l bookmark166 5.1.2推力軸承的選擇與校核52結(jié)論錯(cuò)誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn)54致謝55摘要本設(shè)計(jì)介紹了銷釘冷喂料擠出機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在擠出機(jī)設(shè)計(jì)的過程中，主要介紹電機(jī)的選擇，減速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與校核，螺桿的設(shè)計(jì)如長徑比、加料段、塑化段、擠出段的分

5、配，還有機(jī)筒的設(shè)計(jì)和冷卻水道的安裝。減速機(jī)構(gòu)是擠出機(jī)的核心部分，其組成零件的選擇在下面有詳細(xì)的介紹。該擠出機(jī)適用于冷喂料的擠出，制品可以分為成品和半成品，膠料在機(jī)筒內(nèi)停留時(shí)間較長，因此需要有很好的冷卻裝置，并且在機(jī)筒上鉆冷卻水道，用來減少膠料在擠出過程中產(chǎn)生的熱量。應(yīng)該值得注意的是銷釘在機(jī)筒上的位置，避免與冷卻水道相干涉。關(guān)鍵詞：銷釘冷喂料擠出機(jī)；減速機(jī)；螺桿；機(jī)頭AbstractTheaetioporphyrindesignrecommendedtheair-coolinghellomaterialcotternailmachinethetubetoextrudethemachinesuni

6、verseconstructionthedesign.Intheextrusionmachinedesignprocessinter,cardinalrecommendthedesignoftheelectricalengineeringsselect,deceleratemechanismwithadjustthedesignoftheriboside,screwsuchaslengthwaysdiameterratio,chargezone,extrusionzoneofallotment.Thedeceleratemechanismiswhichextrudemachinethesele

7、ctofthecoredivision,partsofitscompositionthepresentationofthehereunderpossessiondetail.Theextrusion,productthatsaidextrusionmachinebeapplicabletotheair-coolinghellothematerialcanisdividedintothecompletedproductsumthesemiproduct,gluematerialinthemachinetubeinsidethestayingtimeislonger,thereuponthereq

8、uirementhavethegoodcoolingapparatus,andreducethegluematerialintheextrusionprocessintercalorificvaluethatproduce.Keyword：Air-coolinghellomaterialcotternailmachinetubeextrusionthemachinescrewmachineofthemachinedecelerateprincipal.刖言螺桿擠出機(jī)已有100多年的使用歷史，由于其生產(chǎn)能力高，擠出班成品均勻密實(shí)，尺寸準(zhǔn)確，更換品種容易，而且較容易實(shí)現(xiàn)工藝過程的連續(xù)化，自動(dòng)化，因

9、此在橡膠加工過程中得到日益的廣泛的應(yīng)用。在今天，螺桿擠出機(jī)更是向節(jié)能，高效,而且操作方便的發(fā)展方向。銷釘擠出機(jī)是70年代中期在國際上出現(xiàn)的新一代冷喂料擠出機(jī),它一出現(xiàn)就由于其優(yōu)點(diǎn)二逐漸成為冷喂料擠出機(jī)的新發(fā)展。與傳統(tǒng)的冷喂料擠出機(jī)相比它的優(yōu)點(diǎn):擠出量大，排膠溫度低，能量單耗低，單位擠出量的成本低。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：在機(jī)筒的一定部位上裝有數(shù)排沿機(jī)筒圓周方向排列的銷釘，銷釘直接伸入螺桿的落槽中，在相應(yīng)的機(jī)筒的銷釘?shù)奈恢蒙下輻U在圓周上切成圓環(huán)槽,環(huán)槽深度即為螺槽深度在螺桿旋轉(zhuǎn)是由于銷釘?shù)淖饔?，加?qiáng)了對(duì)膠料的捏練作用。當(dāng)膠料在螺槽中呈現(xiàn)環(huán)型螺旋狀流動(dòng)時(shí)，在其中必然形成一個(gè)混合較差的核心，每單核心通過銷釘時(shí)

10、，便會(huì)向銷釘左右分流。螺桿每轉(zhuǎn)一周，膠料便會(huì)受到（6-10）個(gè)銷釘?shù)亩啻畏指詈蛿嚢瑁瑥亩鴱?qiáng)化捏練，加強(qiáng)了加料在螺桿的螺紋槽中的流動(dòng)，有利于提高產(chǎn)量，由于膠料在普通冷喂料擠出機(jī)的螺紋槽中運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到機(jī)筒內(nèi)壁摩擦阻力的影響產(chǎn)生回流的作用，從而減低了排膠量。而銷釘擠出機(jī)的銷釘起到阻擋膠料回流的作用，從而提高排膠量，降低了能耗，與此同時(shí)，在擠出的過程中，由于銷釘插入膠料的中間，有利于膠料中熱量的導(dǎo)出，有利于降低排膠溫度，從而是螺桿的轉(zhuǎn)速有可能進(jìn)一步的提高，進(jìn)一步提高產(chǎn)量。由于銷釘擠出機(jī)的自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在其使用過程中，也有一定的缺點(diǎn)，如作為重要件的銷釘在膠料擠出過程中將會(huì)受到比較大的彎曲和剪切應(yīng)力，加

11、之銷釘材料，膠料以及意外破壞脫落或其他物品掉入膠料中易引起銷釘斷裂，彎曲，若不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并且停機(jī)處理，會(huì)導(dǎo)致螺桿，機(jī)筒或整個(gè)機(jī)臺(tái)損壞。為防止出現(xiàn)上述情況，就要定期地檢查銷釘?shù)那闆r，檢測維修比較麻煩（如果一個(gè)銷釘出現(xiàn)麻煩，就必須將全部的銷釘拆出，才能拉出螺桿。）操作費(fèi)用也相應(yīng)增加。盡管如此，銷釘冷喂料擠出機(jī)仍有廣泛的前景。沈陽化工大學(xué)學(xué)十學(xué)位設(shè)計(jì)說明書第一章設(shè)計(jì)方案的初步確定沈陽化工大學(xué)學(xué)十學(xué)位設(shè)計(jì)說明書第一章設(shè)計(jì)方案的初步確定1 第一章設(shè)計(jì)方案的初步確定此次設(shè)計(jì)的擠出機(jī)適應(yīng)與橡膠的冷喂料擠出機(jī)，擠出的成品可直接作為成品或半成品。由于是冷喂料擠出機(jī)的長徑比要相應(yīng)的取大，故膠料在機(jī)筒內(nèi)的時(shí)間也相應(yīng)的

12、增加，同時(shí)螺桿和機(jī)筒要受到較大的軸向力，從熱平衡的角度考慮，為使擠出機(jī)吃料性能增加，對(duì)擠出機(jī)的加料段要進(jìn)行加熱，故在機(jī)筒上應(yīng)加加熱通道，并采用蒸汽加熱；在塑化段和擠出段要進(jìn)行冷卻，又由于在此兩段機(jī)筒上沿徑向排列有銷釘，故在機(jī)筒上橫向開溝槽。在銷釘間隙處依次開槽與相臨兩周向溝槽相通，采用端面密封，循環(huán)，并采用水冷。在螺桿中心鉆水孔（采用端面密封）,并在中心插入通水管，管中通入冷水，冷水在螺桿前段冷卻，螺桿升溫后，在螺桿后部加料段放熱。對(duì)螺桿加熱，完成加熱冷卻過程，從受力角度來說螺桿受力較為復(fù)雜，故采用較好的材料并做完整式結(jié)構(gòu)，同樣機(jī)筒也要承受較大的摩擦，但為了節(jié)省貴重金屬，故將機(jī)筒做成雙筒結(jié)構(gòu)，

13、內(nèi)筒采用耐磨材料而且可以更換，外筒采用普通材料制成。本次設(shè)計(jì)的擠出機(jī)對(duì)傳動(dòng)部分的要求：可以調(diào)整螺桿轉(zhuǎn)速（最好是無級(jí)調(diào)速）并且是傳動(dòng)系統(tǒng)的工作特性滿足擠出機(jī)的工作特性，而擠出機(jī)的工作特性為恒扭矩工作特性。另外再考慮傳動(dòng)效率、成本，制造的難以和控制操作的復(fù)雜程度，根據(jù)直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)的傳動(dòng)部分采用直流電機(jī)無級(jí)調(diào)速機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)的擠出機(jī)的機(jī)頭部分不是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，機(jī)頭可根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)自行安裝。擠出機(jī)的銷釘?shù)募庸ず桶惭b，是本次的設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。整個(gè)機(jī)臺(tái)的布置情況如下：直流電機(jī)（平鍵）聯(lián)軸器（平鍵）齒輪減速器（平鍵）擠出系統(tǒng)螺桿軸向力的封閉傳導(dǎo)路線如下:螺桿止推軸承軸承座箱體一一聯(lián)接螺栓機(jī)筒一一聯(lián)接螺栓機(jī)

14、頭膠料一一螺桿1.1工作原理直流電機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)將轉(zhuǎn)速和扭矩傳遞給螺桿，而膠料加入膠料口后，在旋轉(zhuǎn)螺桿作用下，膠料被搓成團(tuán)狀沿螺槽滾動(dòng)前進(jìn)。因螺桿的剪切壓塑和攪拌作用，膠料受到進(jìn)一步的混煉和塑化，呈現(xiàn)出粘流態(tài)以一定的壓力和溫度通過機(jī)頭得到所需一定形狀的制品。12螺桿設(shè)計(jì)螺桿的材料為38CrMoAIA，螺桿基本上分為三段：加料段，塑化段和擠出段，銷釘安裝在塑化段(中間段)和擠出段上。1.2.1機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)以及主要工藝參數(shù)的確定螺桿直徑：120mm螺桿長度及其各段長度的分配：根據(jù)工藝要求和資料顯示去長徑比為14,L=120X14=1680mm，將各段長度分配為，加料段L=560mm,中間段L=700m

15、m,擠出段12L=420mm3螺紋頭數(shù)：加料段為雙頭螺紋，且加單螺紋溝槽，中間段和擠出段為雙頭螺紋螺桿幾何壓縮比:一般冷喂料擠出機(jī)的壓縮比為1.7-1.8故取1.8螺紋導(dǎo)程t和螺紋升角0加料段：雙頭螺棱，寬取(0.06-0.08)D=7.2-9.6故取8mmt二(0.6-1.5)D=72-180故取150mma=21.71彈頭溝槽：寬取22mm，導(dǎo)程t=55mm中間段和擠出段:雙頭螺棱寬取8mm導(dǎo)程t2=t3=80mm,0=0=13.4523落槽深度H：加料段：螺棱H=(0.125-0.17)D=(15-20.4)取18mm1溝槽為8mm中間段和擠出段H=H=18mm23螺紋斷面形狀：取矩形斷

16、面，推料表面與螺桿根徑用小圓弧r=6mm,過渡螺紋背面，有較大的過渡圓弧R=12mm螺桿頭部形狀：取圓頭桿頭螺桿與減速器低速軸的聯(lián)接方式：采用花鍵聯(lián)接，設(shè)計(jì)與校核見后面的計(jì)算螺桿上的溝槽：在塑化段和擠出段上，與機(jī)筒銷釘對(duì)應(yīng)的位置上揩油周向溝槽,溝槽寬度比銷釘直徑大4-6mm。功率的計(jì)算：N=D3(L/D)nklO-5K(11)W式中D=120mm=12cmL/D=14n=424/(D-1/2)r/min=122.398r/min(12)臨n=(0.1-0.7)nn取40r/min臨K=0.005-0.067,K取0.06故N=1231440610-5N=58.06KW選擇電機(jī)國產(chǎn)冷喂料銷釘冷喂

17、料擠出機(jī)的主要性能參數(shù)的類比電機(jī)功率p=p/ndwa式中p=58.06KWwn=n3n3口=0.963x0.993x0.97=0.84a123P=69.12KW故取75KWd確定電機(jī)的轉(zhuǎn)速：根據(jù)有關(guān)材料推薦的傳動(dòng)比合理范圍即二級(jí)圓柱齒輪減速器i=8-40.沈陽化工大學(xué)學(xué)十學(xué)位設(shè)計(jì)說明書第一章設(shè)計(jì)方案的初步確定沈陽化工大學(xué)學(xué)十學(xué)位設(shè)計(jì)說明書第一章設(shè)計(jì)方案的初步確定 故電機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍：n=ni=40X(8-40)=320-1600r/mind螺桿n為1000r/min按工作要求和條件：選用直流電機(jī)d查機(jī)械手冊得：選Z4-225-31額定電壓440V額定電流227A額定轉(zhuǎn)速/最高轉(zhuǎn)速為1000/

18、2000轉(zhuǎn)效率n=88%剪應(yīng)力的計(jì)算：TMn/WnN/mm2Mn=9550000Nmax/nnmaxN電機(jī)最大功率n螺桿最大轉(zhuǎn)速maxmaxn取0.7-0.8Mn=955000090/500.7=17190000N.mmWn=n/16d3(1-64)1d為螺桿根徑6為內(nèi)孔徑/螺紋根徑1d為120-218=84mm6取401Wn=n/16843(1-(40/84)4)=110337mm3eMn/Wn=17190000/110337=136N/mm2壓應(yīng)力計(jì)算：6yP/FN/mm2P-膠料對(duì)螺桿的軸向作用力N；F-截面斷面積mm2P=200FF為螺桿外徑投形面積cm211=200n/4122=22

19、608NF=n/4d2=3.14/4842=5539mm21=22608/5539=4.1N/mm2彎曲應(yīng)力的計(jì)算最大的彎曲應(yīng)力在螺桿中部二Mmax/WzMmax=GL/2G為螺桿伸出的重量N，L為伸出長度，P=7.9103Kg/m3G=n/8(D2+Ds2)L/D127.910-3=3.14/8X(144+72.56)X14127.910-3=111.77KgMmax=111.771680/2=93887N.mmWz=n/32(d3(1-8)=3.14/32843(1-81.1外套外內(nèi)徑比K=240/152=1.581.1機(jī)筒襯套和外套都屬于厚壁圓筒膠料壓力P=107Paa工作應(yīng)力工作應(yīng)力如

20、圖2.1a1襯套內(nèi)壁處：b裝配應(yīng)力圖2.1工作應(yīng)力c合成應(yīng)力Qr=-P=-107PaQt=PR2+R2)/(R2-R2)2121(26)=1071202+602)/(1202-602)=1.7X107Pa2襯套與外套結(jié)合面處:Qr=PR2/(R2R2)(1-R2/r2)1212(27)=107X3600/10800(11202/762)=5X106PaQt=PR2/(R2R2)(1+R2/r2)1212=1.2X107Pa3:外套軸向應(yīng)力：Qz=PR2/(R2R2)121(28)=107X3600/10800=3.3X106Pa22裝配應(yīng)力的計(jì)算如圖2.1bPk二U/2r/E(R2+r2)/(

21、R2-r2)+N+2r/ES+R2)/(r2R2)N(29)22221111式中Li為壓配時(shí)產(chǎn)生的過盈量0.046mmE=206X103N/mm21E=150X103N/mm22N=0.31N=0.252Pk=0.046/2X76/150(1202+762)/(1202-762+0.25)+2X76/206(762+602)/(762-602)-0.3=7.7N/mm21襯套內(nèi)壁處：Qr=0Qt=-2r2/(r2-R2)Pk1=2X762/(762-602)X7.7=-40.88N/mm22襯套外壁處：Qr=-Pk=-7.7N/mm2Qt=-(r2+R2)/(r2-R2)Pk11=-(3600

22、+5776)/(5776-3600)Pk=-3.3N/mm2外套內(nèi)壁處：Qr二-Pk=-7.7N/mm2Qt=(R2+r2)/(R2-r2)Pk22=20176/8624X7.7=18N/mm24.外套外壁處：Qr=0Qt=2r2/(R2-r2)Pk2=2X76X76/(14400-5776)X7.7=10.3N/mm223合成應(yīng)力的計(jì)算如圖2.1C:危險(xiǎn)點(diǎn)在襯套及外套內(nèi)壁處按第四強(qiáng)度理論襯套內(nèi)壁：(2-10)Qxd二1/2(Qr-Qt)2+(Qt-Qz)2+(Qz-Qr)21/2QQr=-107Pa=-1X10N/mm2Qt=1.7X107+(-40.88)=-23.88N/mm2Qz=0Q

23、=278.3N/mm2Qxd二1/2(-10+23.88)2+(-23.88-0)2+(10)21/2=20.77Q滿足強(qiáng)度要求(2)外套內(nèi)壁：Qxd二1/2(r-Qt)2+(Qt-z)2+(Qz-Qr)21/2Q(2-11)Qr=-5-7.7=-12.7N/mm2Qt=12+18=30N/mm2Qz=3.3N/mm2Qxd二1/2(-12.7-30)2+(30-3.3)2+(3.3+12.7)2】1/2=37.96N/mm2Q=65N/mm22x3.14x36xSinx168.7mm為考慮其安全使用，可增大銷釘直徑為12mm，小圓臺(tái)為10mm查閱資料，銷釘?shù)木o故螺紋取M18，旋合長度取20m

24、m沈陽化工大學(xué)學(xué)十學(xué)位設(shè)計(jì)說明書第四章齒輪減速器的設(shè)計(jì)沈陽化工大學(xué)學(xué)十學(xué)位設(shè)計(jì)說明書第四章齒輪減速器的設(shè)計(jì) 第四章齒輪減速器的設(shè)計(jì)41傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)參數(shù)的選取計(jì)算本次設(shè)計(jì)的減速器裝置采用二級(jí)減速器，輸出端采用花鍵與螺桿聯(lián)接，其大體的如圖4.1所示圖4.1減速器結(jié)構(gòu)簡圖計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比，并分配傳動(dòng)比i=n/n=1000/50=20總d螺i第一級(jí)傳動(dòng)比i=、(i.3i.4)i總=5.11i第二級(jí)傳動(dòng)比i二i/(1.3T.4)=3.9221實(shí)際總傳動(dòng)比i=ii=5.1X3.9=19.892i=Ii-iI/i=19.89-20/19.89=0.5%5%總運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速:軸：n二n

25、=1000rpmm軸：n二n/i=1000/5.1=196rpm11軸：n二n/i二196/3.9=50rpmII2螺桿n=50rpmIII各軸的輸出功率：n=0.98耳=0.96耳=0.99TOC o 1-5 h z234軸：P=Pn=90X0.99=89.1Kwd4軸：P=Pnn=Pnnnd0112d432=90X0.99X0.98X0.96=83.82Kw軸：P=Pnnnd011213=Pnn2n2d432=90X0.99X0.98X0.98X0.96X0.96=78.86Kw螺桿：Pn=78.86X0.96=77.28Kwiii2III：各軸的輸出功率（各軸的輸出功率乘以軸承的效率n）

26、2軸：P1=Pn=87.32Kwii2軸：P1=Pn=82.14Kw112軸：P1=Pn=77.28Kwiiiiii2IV各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩T=9550P/n=9550X90/1000=859.5N.Mddm軸：T=Tin=Tin=859.5X1X0.99=850.9N.MId001d04軸：T二Tin=Ti耳innI112d04123=859.5X1X0.99X5.1X0.98X0.96=4082.7N.M軸：T=Tin=TininninnII223d04123223=859.5X1X0.99X5.1X0.98X0.96X0.96X3.9=14980.N.MT=Tn=14980X

27、0.98=14680N.M螺III2v：各軸的輸出轉(zhuǎn)矩(各軸的輸出轉(zhuǎn)矩乘以軸承效率n)2軸：T1=Tn=850.9X0.98=833.9N.MII2軸：T1=Tn=4082.7X0.98=4001.0N.MIIII2軸：T1=Tn=14980X0.98=14680.4N.MII2將以上各參數(shù)整理于下表4-1表4-1減速器總體分布功率P(Kw)轉(zhuǎn)矩TN.m轉(zhuǎn)速n(rpm)傳動(dòng)比i效率n輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸90859.9100010.99I軸89.187.32850.9833.910005.10.94II軸83.8282.144082.74001.01963.90.94III軸78.8677.2

28、81498014680.45010.98螺桿77.281468050142齒輪傳動(dòng)計(jì)算4.2.1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)的校核計(jì)算由于該減速器的功率較大，故大小齒輪都采用40Cr調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面強(qiáng)度為250-280HBSN=60njLh=60X1000X1X10X300X81=1.4X109N=N/i=0.27X109211Z=1.0Z=1.1Z=Z=1Z=1.6Z=0.92N1N2X1X2wlvRQ=Q=690MpaHlim1Hlim2Q=Q/SZZZZ(4-1)H1Hlim1HminN1x1wLVR=634.8MpaQ=Q/SZZZZ=690/1.0X1.1X1.0X0.92H2Hlim1Hmi

29、nN2X2WLVR=698.38Mpa按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距T=833.9N.M=8.3X105n.mm1初選螺旋角卩=11Z卩=“os0=0.991初取KtZ2Et=1.0Z=189.80=0.4i=5.1Ea端面壓力角&t二arctan(tandn/cos0)=arctan(tan20/cos11)=20.1686基圓螺旋角0=arctan(tan0cost)=arctan(tan11cos20.1685)b=10.3214=2.46Z=H2cos0bcosdtsindt(ZHZEZ20au$293取295mm估算模數(shù)M=(0.007-0.02)X295二(2.06-5.9)取4n小齒輪

30、齒數(shù)Z=2acos0/m(u+1)1n=2X295Xcos11/4X6.1=23.72Z=uZ=23.72X5.1=120.921TOC o 1-5 h z取Z=24Z=12112實(shí)際傳動(dòng)比i=Z/Z=121/24=5.04實(shí)21傳動(dòng)比誤差Ui=1i-i1/iX100%理實(shí)理=0.04/5.0=0.8%5%允許修正螺旋角00二arccosm(Z+Z)2an21=arccos4(121+24)/2X295=10.56接近11不用修正齒輪分度圓直徑d=mZ/cos01n1=4X24/cos10.56=97.654mmd2=mnZ2/cos0=492.358mm圓周速度v=“dn/60X10311=

31、3.14X97.654X100/60X103=5.11故采用8級(jí)精度驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度K=1.0V/100=5.11X24/100=1.23K=1.17AZV齒寬b=0aXa=0.4X295=118b/d1=118/97.654=1.208K卩=1.23K口=1.2K=KKbKKa=1.0X1.17X1.23X1.2APV=1.727計(jì)算重合度：SaZB齒頂圓直徑：da=d+2hm=97.654+2X4X1=105.654TOC o 1-5 h z1ada=492.338+2hm=500.338a端面壓力角：a二arctan(tanan/cosB)=20.3181齒輪基圓直徑：db=dcos

32、a=97.654Xcos20.31811t=91.578mmdb=dcosa=492.338Xcos20.3181 HYPERLINK l bookmark172 2t=461.704mm端面齒頂圓壓力角：a=arccos(db/da)=arccos(91.578/105.654)at111=21.9143a=arccos(db/da)二arccos(461.704/500.338)at222=22.6634Xa=1/2兀Z(tana-tana)+Z(tana-tana)1at1t2at2t=1/2兀24(0.5754-0.3703)+Z(0.4176-0.3703)2=1.695Xp=bsi

33、n0/兀m=118sinl0.56/(3.14X4)=1.722n=0.768(4-2)ZP=%OS0=JoslO.56=0.991基圓螺旋角：0b二arctan(tanpcosat)=tan10.56cos20.3181=arctan(0.186X0.938)=9.897Z=2cos0bcosatsindt19700.938*0.347=2.46計(jì)算齒面接觸應(yīng)力:Q=ZZZZ0HHEX、：2K1T1(ubd1ud1(4-3)=2.46X189.8X0.768X0.991X：2xl.727x8330000”118x97.6542=621.8Mpa634.8Mpa安全驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度:QQ=

34、290MpaFlim1Flim2Y=Y=1.0N1N2m=45Y=Y=1.0 x1x2Y=2.0SFmin=1.4STQF二cFlimYSTSFminYnYx(44)cF1=cF2=414MpaZ二Z/cos3卩=24/cos310.56=25V11Z=Z/cos3卩=121/cos310.56=127V22Y=2.56Fa1Y=2.30Y=1.65Fa2salY=1.81sa2Y0=1-工0歯=0.912Y工=0.25+0.75cos310.56/1.695=0.670計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力:2K兀bd1mnYYYZY0Fa1sa1(45)=161.286290Mpa安全(46)c=c(YY/YY

35、)F2F1sa2Fa2Fa1sa1=161.286(2.20X1.81/2.56X1.65)=152.046290Mpa安全主要參數(shù)如下:d=97.654mm1d=492.338mm2d=105.654mma1d=500.338mma2d二d1-2(hax+cx)m=87.657mmf1nd=d2(hax+cx)m=482.338mmf21na=1/2(d+d)=294.5=295mm12齒寬b=b=118mm24.2.2計(jì)算低級(jí)傳動(dòng)齒輪b二b+(5T0)=126mm12小齒輪選用40Cr,齒面硬度在250-280HBS之間大齒輪選用ZG310-570理硬度162-185HBS之間計(jì)算壽命：正

36、火處N=60njLh=60X1X10X300X8X196=2.82X1081N=2.82X108/3.9=7.2X1072Z=Z=1.0取S=1.0Z=1.0Z=0.92x1x2HminwLVRZ=1.1Z=1.18Q=690Mpa=490MpaN1N2Hlim1Hlim2Q=Q/SZZZZH1Hlim1HminN1x1wLVR=690X1.1X1.0X0.92=698.3MpaQ=(440/1.0)X1.0X0.92X1.18=477.7MpaH2Q517.4取520mmM=3.64-10.4取6nZ=2acos卩/m(u+1)1n=2X520Xcos12/6X4.9=34.6Z=UZ=3.

37、9X34.6=134.921Z取35Z取13512i=Z/Z=135/35=3.86實(shí)21i=|3.9-3.86|/3.9=1%5%允許修正卩角0mn=arccos(Z2+Z1)2a=11.2547可不修正d=mZ/cos卩=6X35/cos11.25471n1=214.118mmd=mZ/cos卩=6X135/cos11.25472n2=825.882mm周圍速度V=兀dn/60X10311=3.14X214.118X196.1/60X103=2.2m/s取8級(jí)精度驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度：K=1.0AUZ/100=2.20X35/100=0.77m/s1K=1.05Vb=0.a=0.4X520

38、=208ab/d=208/214.118=0.971k0=1.08計(jì)算重合度1KQ=1.2K=Kk卩KK=1X1.2X1.08X1.05=1.361AV工0齒頂圓直徑：da二d+2ha*m=214.118+2X1X6=226.118mm11da=d+2ha*m=825.882+12=887.882mm22端面壓力角：at二arctan(tann/cos卩)=arctan(tan20/cos11.2547)=20.3618齒輪基圓直徑：d=dcost=214.118Xcos20.3618=200.739mmDb=dcosdt=925.882Xcos20.361822=774.276mm端面齒頂壓

39、力角：$at=arccos(db/da)111=arccos(200.788/226.118)=27.40726at=arccos(db/da)222=arccos(774.276/837.882)=22.4689(4-10)=1/2兀Z(tanat-tant)+Z(tanat-tant)1122=1/2兀35(0.591-0.371)+135(0.414-0.371)=1/2X3.145.18+5.81=1.750V(4-11)=bsin卩/兀m=208sin11.2547/3.14X6nZ卩二、cos0=gosll.2547=0.990基圓螺旋角：卩b=arctan(tan卩cost)二a

40、rctan(tan11.254cos20.3618)(4-12)=10.5733Z2cos0bcosdtsindt，1.96/0.937x0.349=2.46計(jì)算齒面接觸應(yīng)力:b二ZZZpZ0HHEV2K1T1(uIbd1ud1(4-13)：2x1.361x4001000208x214.1182=2.46X189.8X0.756X0.99X=416.6Mpa1Y0=1-(11.2547/120)=0.906Y工=0.25+0.75cos30/工ab=0.654計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力：Q=2K兀/bd1mn(YYYZY0)(4-14)F1Fa1Sa1=2X3.14X4001000/(208X214.1

41、18X6)X2.46X1.65X1.654X0.906=87.04Q414Mpa安全HQ=QYY/YY(4-15)F2F1Fa2Sa2Fa1Sa1=2.22X1.82/(2.46X1.65)X87.04=86.6411083.82196d=83III：低速軸材料為45號(hào)鋼A=110P=78.86Kwn=50rpm月、11078-86d1103V50d=128由于可能在軸上開鍵槽為滿足軸的強(qiáng)度要求，對(duì)原軸應(yīng)加粗5%軸：dl=45X5%+45=47.25mm軸：d2=83X5%+83=87.15mm軸：d3=128X5%+128=134.4mm各軸軸向尺寸的確定及減速箱的初步設(shè)計(jì)如下：U取值8-1

42、5取1211.255為箱壁厚取10取1222u即5去103U5取124內(nèi)壁長L=374432軸的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)I高速軸：d1=97.654b1=126II軸徑大于47,所以只能做齒輪軸。軸承選7310E內(nèi)徑50T=29.25結(jié)構(gòu)簡圖如下圖4.2咼速軸結(jié)構(gòu)簡圖II軸：db=492.338bl2=118d1=214.118iib1=216ii軸承選3318E內(nèi)徑90T=46.5根據(jù)軸徑判斷鍵槽26X18結(jié)構(gòu)簡圖如下圖圖4.3II軸結(jié)構(gòu)簡圖軸：dII2=825.882bII2=208T=32鍵槽為36X20結(jié)構(gòu)尺寸入軸承選2007928內(nèi)徑140外徑190下圖圖4.4III軸結(jié)構(gòu)簡圖4.3.3各軸的強(qiáng)

43、度校核I高速軸：原始數(shù)據(jù)：Ti=833.9N.m=8.3XlOsN.mmI高速級(jí)齒輪d=97.654mm10=10.56左旋bn=20齒輪受力情況如圖4.5:M-llbltriIFP=MH=1078500N,nn-hi.vQFr=63Q0NMvl=522374N.nmT=833900N.mm勰gN.mmrF弋QFr1-1國，十1,5x1卅F1F2圖4.5咼速級(jí)齒輪受力圖F=2T/d=2X833900/97.654=1.7X10Nt11F=Ftg0=1.7X104Xtg10.56=3.2X103NatFr=Ftgbn/cos0=1.7X104X0.364/0.983t=6.3X103N水平面：F

44、+F=1.7X1042FX451=FX359.5tF=17000X359.5/451=1.4X104N1F=3X103N2M=d/2F=97.654/2X6.3X103=3.1X105N.mmTOC o 1-5 h zaMH=MH=FX91.5=FX359.5=1078500N.mm1212垂直面：F1+F1=F=6300N12rF1-451-FX359.5=3.1X105N.mmrF1=6300X359.5+3.1X105/451=5709N1F1=591N2MV=91.5X5709=522374N.mm1MV=591X359.5=212465N.mm2轉(zhuǎn)矩：T=833900N.mmM=MH

45、2+MV121計(jì)算合成彎矩:(4-17)(418)M=QM12+(aT)2cal二JMH12+MV12+(aT)2二討0785002+5223742+(0.6*833900)2=1.29X106N.mmM=M12+(aT)2ca2:MH22+Mv22+(aT)2=1.20X106N.mmM=0.6T=0.6X833900=5.0X105N.mmca3有M圖可知:危險(xiǎn)面在II上caM=1.29X106N.mmca直徑60W=兀/32d13=3.14X603/32=21195mm2bca=Mca/W=1.29X106/2.12X104=61Mpab=70MpaHbcaS+F12aA=1212N2二

46、44%000二0.294e(420)X=0.4Y=1.6因此P二ff(XR+YA)1am1111二15000X1.5二22500NP=ff(XR+YA)2am2222二4769N所以用P1來計(jì)算壽命L10h(421)n=1000=(122X1%2500)103x1060000二33114hII:中間軸:先計(jì)算軸承所受徑向力:7318EC=322rC二2600rr=1.7e=0.35RR軸承型號(hào)12R=：F2+F2=：(2.6X104)2+(3.9X103)2二2.63x104N附近軸向力:R=JF2+F22、22=,2.8X104)2+(3946)2二2.83X104N圖4.9中間軸軸承安裝方

47、向S=陸=263002X1.7=力35N=283002x1.7=8324N工F=4405向左a左緊又松Se=832%8300X=12=0.29460 x196x(32200046329)103=54484h軸承型號(hào)為2007928C=122rC=1480rIII低速軸e=0.29Y=2.1計(jì)算軸承的壽命先計(jì)算軸承所受徑向力RR12R=F2+F2ii1=*(12041)2+(2400)2=、144985681+5760000=12278NR-JF2+F2222=239192+157582-28677N附加軸向力：圖4.10低速軸軸承安裝方向S-R2rS1=122782X2.1-2923NF二71

48、64NaS(6828)(2923+7164)S+Fvb2-4acTOC o 1-5 h z21aA二S=2923N11A二S+F二10087N21a”728671AJR1=292312278二0.238eX=0.4Y=1.6因此P二ff(XR+YA)1md1111二1.5X12278二18417NP=ff(XR+YA)2md2222二(11486+1.6x10887)x1.5二41411N所以利用P來計(jì)算其壽命：2L-106/(f比L10h-/60n(右用n-50106122000io=()310 x5041411=12219h三根軸的軸承滿足使用要求避免了軸承使用壽命過短而產(chǎn)生浪費(fèi)，影響生產(chǎn)。45各軸上的平鍵校核中間軸上的兩個(gè)平鍵，低速軸上有一個(gè)平鍵平鍵強(qiáng)度滿足的條件b=27x103/KLdp其中T轉(zhuǎn)矩N-mK=0.5hL為工作長度Q許用擠壓應(yīng)力p中間軸兩處平鍵：bxh=28x1