螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)大學(xué)論文

臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院2016屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)PAGE2016屆分類(lèi)號(hào):TH224單位代碼:10452畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 姓名學(xué)號(hào)年級(jí)2012專(zhuān)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化系（院）機(jī)械工程學(xué)院指導(dǎo)教師2016年4月10日PAGEI摘要螺旋輸送機(jī)的工作原理是利用電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器和聯(lián)軸器帶動(dòng)螺旋軸轉(zhuǎn)動(dòng),使物料在螺旋葉片的推動(dòng)力作用下向前運(yùn)動(dòng)。螺旋輸送機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)垂直、水平等方向的短距離輸送，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于操作。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)一臺(tái)水平輸送飼料的螺旋輸送機(jī)，輸送距離為50米，輸送量為1.5t/h。重點(diǎn)是研究螺旋輸送機(jī)的運(yùn)輸裝置和驅(qū)動(dòng)裝置，運(yùn)輸裝置的合理設(shè)計(jì)與驅(qū)動(dòng)裝置的合理選型可以大大提高螺旋輸送機(jī)的穩(wěn)定性、安全性以及工作效率。本次設(shè)計(jì)的基本思路是根據(jù)給定的條件計(jì)算出運(yùn)輸裝置中各部分的尺寸，再確定出最小功率，然后選擇驅(qū)動(dòng)裝置中的電動(dòng)機(jī)、減速器和聯(lián)軸器，最后再校核螺旋軸、頭部軸承和尾部軸承等的強(qiáng)度。關(guān)鍵詞：螺旋輸送機(jī)；螺旋體；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

AbstractTheprincipleofscrewconveyor’sworkingisthatthespiralconveyorisdrivenbyamotorthroughareducerandacoupling,sothatthematerialmovesforwardunderthedrivingforceofthespiralblade.Thescrewconveyorcanachieveit’sverticalandhorizontalshortdistancetransportationandit’sstructureissimpleandeasytooperate.Thegraduationdesign’staskistodesignahorizontalconveyingscrewconveyorforfeeding,andit’stransmissiondistanceis50metersandthetransportationcapacityis1.5t/h.Thepointisthescrewconveyor’stransportdeviceanddrivingdevice,becausethereasonabledesignofdrivingdeviceandtransportationdevicecangreatlyimprovethestabilityandsafetyandworkefficiencyofthescrewconveyor.Thebasicideaofthedesignisaccordingtothegivenconditionstocalculatethesizeofeachpartofthetransportationdevice,thendeterminetheminimumpowerandselectthemotor,reducerandcoupling,finallycheckthestrengthofscrewshaftandheadbearingandtherearbearing.Keywords:screwconveyor；leptospira；configurationdesign

目錄1緒論 11.1螺旋輸送機(jī)的概述 11.2螺旋輸送機(jī)的應(yīng)用范圍及特點(diǎn) 11.3螺旋輸送機(jī)的分類(lèi)及結(jié)構(gòu)特征 12螺旋輸送機(jī)的相關(guān)介紹 22.1螺旋輸送機(jī)主要結(jié)構(gòu) 22.2螺旋葉片 22.3螺旋主軸 32.4軸承 32.5螺旋機(jī)殼 43螺旋輸送機(jī)的選擇與設(shè)計(jì) 53.1螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)條件 53.2輸送物料的運(yùn)動(dòng)分析 53.3螺旋葉片的計(jì)算 73.4螺旋機(jī)殼內(nèi)徑的選擇 83.5主軸軸徑的選擇 93.6進(jìn)、出料口尺寸的計(jì)算 93.6.1進(jìn)料口 93.6.2出料口 103.7支撐架的設(shè)計(jì) 113.8傳動(dòng)功率的確定 114電動(dòng)機(jī)和減速器的計(jì)算與選型 124.1電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選型 124.2減速器的計(jì)算與選型 135主軸的應(yīng)力分析與強(qiáng)度校核 155.1主軸的應(yīng)力計(jì)算 155.2主軸的強(qiáng)度校核 176螺旋軸軸承的選擇與校核 186.1頭部和尾部軸承的選擇 186.2中間吊軸承 196.3軸承的強(qiáng)度校核 196.3.1頭部軸承的校核 206.3.2尾部軸承的校核 21參考文獻(xiàn) 22致謝 23PAGE251緒論1.1螺旋輸送機(jī)的概述經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)人工效率和相應(yīng)輔助工具技術(shù)的發(fā)展不斷提出新的要求，為了提高人工效率、改善人工工作環(huán)境并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，在生產(chǎn)過(guò)程中常采用自動(dòng)化的螺旋輸送機(jī)實(shí)現(xiàn)顆粒狀物料的自動(dòng)輸送以改變傳統(tǒng)的運(yùn)輸模式。螺旋輸送機(jī)是一種適用于短距離輸送物料的連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械,在短途運(yùn)輸中尤為廣泛使用。一般情況下，螺旋輸送機(jī)可以維持恒定的速度將物料運(yùn)送到指定位置。螺旋輸送機(jī)根據(jù)用途的不同可以大致分為水平式和垂直式兩種類(lèi)型,而水平式的螺旋輸送機(jī)較為常見(jiàn)。根據(jù)安裝方式的不同可以分為固定式和移動(dòng)式兩種,實(shí)際生活中大多選用的是固定式的螺旋輸送機(jī)。1.2螺旋輸送機(jī)的應(yīng)用范圍及特點(diǎn)一般螺旋輸送機(jī)對(duì)輸送的物料會(huì)有一定的要求。并不是所有的物料都可以通過(guò)螺旋螺旋輸送機(jī)來(lái)運(yùn)送,如果需要運(yùn)送的物料屬于粘度比較大的、容易發(fā)生變質(zhì)的以及那些一接觸空氣就會(huì)出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象的物料,一般不建議使用螺旋輸送機(jī)來(lái)運(yùn)送,它的適用性也僅限于顆粒狀物料和粉末狀的物料。螺旋輸送機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中,一般的工作環(huán)境溫度為室溫,對(duì)螺旋輸送機(jī)傾角的限定只要不超過(guò)20度就可以正常工作,輸送的距離一般受螺旋輸送機(jī)功率的影響,其運(yùn)送距離一般不會(huì)超過(guò)70米。螺旋輸送機(jī)的構(gòu)造比較簡(jiǎn)單,而且在實(shí)際操作過(guò)程中還比較便捷安全,最大的優(yōu)點(diǎn)是它可以根據(jù)需求的不同,在運(yùn)送物料的進(jìn)程途中設(shè)置多個(gè)進(jìn)料口和出料口以達(dá)到預(yù)期效果。它存在的缺陷還是比較明顯的,諸如較低的輸送物料量,構(gòu)件經(jīng)常出現(xiàn)嚴(yán)重磨損的想象,輸送距離短等。[1]1.3螺旋輸送機(jī)的分類(lèi)及結(jié)構(gòu)特征螺旋輸送機(jī)按照其使用范圍的不同可以分為水平固定式和垂直式兩種類(lèi)型。其中最常用的一種形式是水平固定式螺旋輸送機(jī)，垂直式可以輸送的物料一般不得高于10米。本文研究的是水平固定式螺旋輸送機(jī)，其螺旋葉片的形狀為實(shí)體螺旋面型，且工作條件是水平輸送。螺旋輸送機(jī)由運(yùn)輸裝置和驅(qū)動(dòng)裝置兩部分組成。運(yùn)輸裝置由螺旋軸、螺旋葉片、頭部軸承、尾部軸承、中間吊軸承、機(jī)殼、進(jìn)、出料口及底座等組成。驅(qū)動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、減速器、聯(lián)軸器組成。[1]

2螺旋輸送機(jī)的相關(guān)介紹2.1螺旋輸送機(jī)主要結(jié)構(gòu)圖1螺旋輸送機(jī)的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示為螺旋輸送機(jī)的主要結(jié)構(gòu)示意圖，通過(guò)安裝于機(jī)殼內(nèi)部的頭部軸承、尾部軸承和中間吊軸承支承著剛性螺旋體，形成了運(yùn)輸裝置，通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)螺旋體的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)料口在機(jī)殼上側(cè)，出料口在機(jī)殼下側(cè)。沿著螺旋軸的軸徑方向可開(kāi)設(shè)多個(gè)進(jìn)料口和出料口，根據(jù)實(shí)際需要，可以選擇在機(jī)殼頭部或尾部安裝傳動(dòng)裝置。[2]2.2螺旋葉片螺旋葉片有左旋和右旋兩種，如果想要實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)不同方向上輸送物料，可以根據(jù)實(shí)際需要，以螺旋軸上某一點(diǎn)將螺旋體分成兩段，然后在左右兩段焊接旋向不同的螺旋葉片。螺旋體的主要尺寸有軸直徑d(mm)、螺旋葉片直徑D(mm)和螺距S(mm)。完整的螺旋葉片首先需要用1.5-4.0mm厚的鋼板沖壓形成帶有缺口的圓環(huán)，然后將圓環(huán)拉成像彈簧一樣的螺旋體，最后在螺旋軸上焊接一定數(shù)量的葉片。[3]圓環(huán)的尺寸如圖2，計(jì)算如下：（2-1）（2-2）（2-3）式中：R——圓環(huán)的外圓半徑；r——圓環(huán)的內(nèi)圓半徑；——圓環(huán)的缺角；外螺旋線(xiàn)長(zhǎng)度為：L=(πD)2+S2內(nèi)螺旋線(xiàn)長(zhǎng)度為：l=(πd)2+S

圖2螺旋葉片及下料尺寸最常用的螺旋輸送機(jī)是采用實(shí)體螺旋輸送機(jī)，一般用于小顆粒物料的輸送，并且物料必須干燥無(wú)粘性。當(dāng)物料的粘性較大時(shí)，可以采用帶式螺旋輸送機(jī)，葉片式螺旋輸送機(jī)可用于輸送韌性較大的物料。螺旋輸送機(jī)的螺距長(zhǎng)度按其類(lèi)型不同可分為三種：LS型為D=（0.8-1）S；GX型為D=0.8S2.3螺旋主軸螺旋輸送機(jī)的主軸通常是由長(zhǎng)2～4米節(jié)段的空心鋼管通過(guò)法蘭式連接而成，這樣可以在保證強(qiáng)度的同時(shí)減小重量，并且可以方便安裝。如圖3所示[1]1-主軸2-連接螺釘3-軸頭4-螺旋面5-襯套圖3螺旋輸送機(jī)軸2.4軸承對(duì)于在機(jī)殼內(nèi)部安置的軸承，它的作用一般起支承螺旋體的作用。通常頭部用圓錐滾子軸承，尾部用調(diào)心球軸承。把圓錐滾子軸承安裝在軸承的頭部位置，也就是送料口的正前方，在送料過(guò)程中，軸承必須承受因?yàn)樗土献枇?dǎo)致的軸向力。一般情況下，因?yàn)檩S承設(shè)計(jì)的比較長(zhǎng)，為了更好的支撐螺旋軸，可以把吊軸承安置在每一段的中間，所以選用開(kāi)式滑動(dòng)軸承作為吊軸承來(lái)使用。[5]2.5螺旋機(jī)殼LS型螺旋輸送機(jī)的機(jī)殼一般采用薄鋼管制成，厚度為2～6mm。這類(lèi)輸送機(jī)的外殼通常采用圓形外殼，用角鋼把每段機(jī)殼側(cè)壁的上端和端部進(jìn)行焊接以達(dá)到加固的目的，從而確保輸送機(jī)的機(jī)殼具有足夠強(qiáng)的剛度。送料過(guò)程中需要確保具有一定的強(qiáng)度，所以使用鑄鐵制成支承腳安裝在輸送機(jī)機(jī)殼的底部。為了強(qiáng)化輸送機(jī)機(jī)構(gòu)間剛度和連接的穩(wěn)固性，把送料槽的各部分橫向的接口和縱向邊緣都用角鋼進(jìn)行焊接。在設(shè)計(jì)時(shí)，螺旋葉片的直徑不能超過(guò)輸送機(jī)機(jī)殼的內(nèi)部直徑，因此這兩個(gè)部件之間需要留有一定的空間，這樣有助于減少能耗和降低不必要的磨損，通常間隙定為5.0～15mm。[6]

3螺旋輸送機(jī)的選擇與設(shè)計(jì)3.1螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì)條件根據(jù)實(shí)際需求,本次任務(wù)是設(shè)計(jì)一臺(tái)水平輸送飼料的螺旋輸送機(jī),其輸送距離為50m，輸送量為1.5t/h。3.2輸送物料的運(yùn)動(dòng)分析螺旋輸送機(jī)中運(yùn)送的物料不會(huì)因?yàn)槁菪w的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng),物料之所以會(huì)沿著既定的方向運(yùn)行是由于螺旋葉片在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的導(dǎo)向推動(dòng)力使物料沿著螺旋方向進(jìn)行移動(dòng)。送料過(guò)程中,在螺旋軸的驅(qū)動(dòng)下物料的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線(xiàn)復(fù)合式的運(yùn)動(dòng),而不是純粹的在軸線(xiàn)上做直線(xiàn)運(yùn)行。[7]展開(kāi)螺旋升角α，則可以用一條直線(xiàn)來(lái)表示螺旋線(xiàn)，以A點(diǎn)為研究對(duì)象。受力分析如圖4所示。圖4物料顆粒受力分析圖由以上可知，物料顆粒A受到P1、P2的合力P合的作用，即具有水平方向的速度V軸，又具有垂直軸線(xiàn)方向的速度V圓，圖5物料顆粒速度分解圖設(shè)螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)為n，則由幾何知識(shí)可知A的運(yùn)動(dòng)速度為：（3-1）由于（3-2）則（3-3）所以（3-4）將摩擦系數(shù)代入式3-4可得：V圓=2πrn60?sinα(sinα+μcosα)因?yàn)閠anα=s2πr（3-所以sinα=s2πr1+(s2πr)2因此，將式3-7代入式3-5可得:V圓=sn60?s2πr式中:n——轉(zhuǎn)數(shù)(r/min);s——螺距(m)；μ——摩擦系數(shù)，μ=tanρ；r——物料顆粒A離軸線(xiàn)的距離(m)。若設(shè)V圓為因變量，r為自變量，對(duì)公式中的V圓求一階導(dǎo)數(shù)，并令dV圓dr=0就可以求出最大半徑為：r圓max=μ+1+μ物料顆粒的軸向輸送速度為：V軸=V合cosα+由3-3式可得：V合=2πrn60?sinα(cosα+μsinα)因?yàn)閠anα=s2πr所以sinα=s2πr1+(s2πr)2，cosα=因此，將式3-14代入式3-12可得：V軸=V合由以上可知，當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，只要把螺距s控制在某一范圍之內(nèi)，物料就可以得到較好的軸向輸送速度。[8]3.3螺旋葉片的計(jì)算輸送量的計(jì)算公式為:Q=60φ?β0?k?r?n?D3[9其中:Q——輸送量（t/h）；Ψ——填充系數(shù)[9]；β0——傾斜系數(shù)[9]——r——物料容重（t/m3）；n——轉(zhuǎn)速（r/min）；D——螺旋直徑（m）。表1填充系數(shù)ψ[9]物料特性易流動(dòng),磨損很少少量磨損且為顆粒至小塊狀磨損性、侵蝕性大ψ0.450.330.15表2傾斜系數(shù)β0[9傾斜角0≦5≦10≦15≦20β1.00.900.800.700.65表3物料容重r及運(yùn)行阻力系數(shù)λ[9]物料r（t/m3）λ灰與渣0.7-1.03燕麥、大麥、飼料0.81.9砂槳1.8-2.13設(shè)計(jì)條件Q=1.5t/h，結(jié)合上表可知：飼料特性為顆粒、少量磨損，且水平運(yùn)送。所以β0取1.0；r取0.8；ψ取0.33；k取1.0。初選主軸轉(zhuǎn)速n為80r/min將Q=1.5t/h，ψ=0.33，β0=1.0，r=0.8t/m3，n=80r/min,k=1.0得：D=105.8mm圓整后D為100mm，再把D=100mm代入式3-16計(jì)算可得：n=94.7r/min，圓整后n為90r/min，取螺距l(xiāng)為100mm。3.4螺旋機(jī)殼內(nèi)徑的選擇LS型螺旋輸送機(jī)的機(jī)殼一般采用薄鋼管制成，厚度為2～6mm。螺旋葉片與機(jī)殼的間隙通常定為5.0～20mm之間，間隙設(shè)計(jì)要求如表4所示，選取間隙為10mm，螺旋機(jī)殼內(nèi)徑就為110mm，再取機(jī)殼厚度為5mm，則可得機(jī)殼外徑就為120mm。[10]如圖6所示。表4螺旋公稱(chēng)直徑與機(jī)殼間隙[10]公稱(chēng)直徑/（mm）螺旋直徑與機(jī)殼內(nèi)徑的間隙/（mm）10010100-30012.5300-50015圖6螺旋輸送機(jī)機(jī)殼3.5主軸軸徑的選擇螺旋軸采用空心鋼管，其直徑一般在30mm～70mm之間。再計(jì)算出螺旋軸內(nèi)徑為：d=0.2~0.35D[1]（3-1軸徑較大時(shí)，雖然可以確保物料傳輸過(guò)程中的強(qiáng)度，但是對(duì)輸送物料的有效面積會(huì)有一定的影響，所以應(yīng)?。篸=0.3D（3-18）d=0.3×100mm因此軸徑為30mm。主軸選用厚度為5mm的鋼管，則內(nèi)徑為20mm。3.6進(jìn)、出料口尺寸的計(jì)算螺旋輸送機(jī)的出料口、進(jìn)料口是根據(jù)需要開(kāi)設(shè)的，通常是從頭部出料，尾部進(jìn)料，但是有時(shí)也可以從尾部出料，頭部進(jìn)料，還可以根據(jù)需要從尾部進(jìn)料，頭部和中部同時(shí)出料。3.6.1進(jìn)料口進(jìn)料口的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖7所示，進(jìn)料口的作用是連接進(jìn)料漏斗和螺旋輸送機(jī)的運(yùn)輸裝置，其大小只需保證螺旋輸送機(jī)在工作時(shí)有充足的物料進(jìn)入螺旋體。[1]圖7進(jìn)料口3.6.2出料口（1）出料口的結(jié)構(gòu)出料口的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖8所示，出料口是焊在機(jī)殼下方讓物料流出的裝置,在出料口處的機(jī)殼開(kāi)孔時(shí)應(yīng)注意機(jī)殼的內(nèi)孔尺寸，其橫截面面積有一個(gè)最小值。[1]圖8出料口（2）出料口橫截面積的計(jì)算因?yàn)檩斔土繛镼=1.5t/h,而容重為r=0.8t/m3,所以物料的輸送量就可轉(zhuǎn)換為q=1.875m3/h；因此VV軸=S×n60式中：S——節(jié)距（m）；n——轉(zhuǎn)速（r/min）。所以軸向輸送速度為：V計(jì)算截面積得，s=qV軸（3-s=綜上可得，出料口的橫截面面積要大于0.0035m3.7支撐架的設(shè)計(jì)支撐架一般是用灰鑄鐵鑄造而成，安裝在螺旋軸外部。為了保證強(qiáng)度要求，設(shè)計(jì)時(shí)讓其中心線(xiàn)距離底座距離為200mm，壁厚8mm。[1]如圖9所示。圖9支撐架3.8傳動(dòng)功率的確定螺旋輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的功率可用以下公式計(jì)算：P0=Q×λ×L+H367+D×L20[1]式中：Q——輸送量；λ——阻力系數(shù)；L——總長(zhǎng)度；H——垂直高度；D——直徑。代入數(shù)據(jù)：Q=1.5t/h,λ=1.9，L=50m，D=100mm，H=0?？傻?，P04電動(dòng)機(jī)和減速器的計(jì)算與選型4.1電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選型從各方面考慮，電動(dòng)機(jī)的功率是影響電動(dòng)機(jī)型號(hào)選擇的重要因素。當(dāng)電動(dòng)機(jī)使用功率過(guò)大時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)不能正常滿(mǎn)載工作，導(dǎo)致傳動(dòng)效率比較低，而且還增加了電動(dòng)機(jī)不必要的能耗，在很大程度上造成無(wú)關(guān)浪費(fèi)，電動(dòng)機(jī)在小功率下運(yùn)行時(shí)，難以保證電動(dòng)機(jī)在正常轉(zhuǎn)速下工作，稍有不慎可能會(huì)使電機(jī)因?yàn)檩d荷過(guò)大而損毀。電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中,會(huì)伴隨著機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能致使電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象,在很大程度上影響了電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行的效率。而電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱現(xiàn)象取決于電動(dòng)機(jī)是否在額定功率下正常運(yùn)行以及電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間的長(zhǎng)短。一般條件下電動(dòng)機(jī)在正常工作條件下,它的運(yùn)行狀態(tài)可以大致分為短時(shí)運(yùn)行、重復(fù)短時(shí)運(yùn)行和長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行這三種基本的運(yùn)行類(lèi)型。由上文的計(jì)算可知輸送物料所需要的功率為0.64Kw，螺旋軸的工作效率可取，閉式圓柱齒輪傳動(dòng)，取，軸承選用滾動(dòng)軸承，則取，而聯(lián)軸器可取、。[11]因此，總效率為:η總=η查閱相關(guān)資料[11]可知，所選取的齒輪和聯(lián)軸器等符合精度要求。計(jì)算總功率：P總=P0ηP因此可選用電動(dòng)機(jī)功率為1.1。查閱相關(guān)資料，選擇Y90S-4型號(hào)電動(dòng)機(jī)[11]。如表5所示。表5Y90S-4電動(dòng)機(jī)的主要性能參數(shù)[11]電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/（kw）滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速/（r/min）電機(jī)軸直徑/（mm）質(zhì)量/（kg）Y90S-41.1140024224.2減速器的計(jì)算與選型螺旋輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中的減速器通常采用圓柱齒輪減速器。總傳動(dòng)比為：i=nmni輸入轉(zhuǎn)速1400r/min，傳遞功率1.1kw計(jì)算出功率：[13](4-5)其中:——減速器的傳遞功率；——工況系數(shù)，查閱相關(guān)資料可得；——對(duì)應(yīng)輸入轉(zhuǎn)速的減速器機(jī)械強(qiáng)度折算許用公稱(chēng)功率；——對(duì)應(yīng)輸入轉(zhuǎn)速的減速器機(jī)械強(qiáng)度許用公稱(chēng)功率；——輸入轉(zhuǎn)速；——承載能力表中靠近的轉(zhuǎn)速。根據(jù)i=15.56，，將i圓整為i=16，n1圓整為，并且知道P1c=1.1kw，查閱相關(guān)資料可得出低速級(jí)中心距為112mm，再根據(jù)中心距查閱相關(guān)資料即可選用減速器的型號(hào)為ZLY112-16-IJB/T8853-2001。[1綜上所述，選擇減速器型號(hào)為ZLY112-16-IJB/T8853-2001，此減速器公稱(chēng)輸入轉(zhuǎn)速為1500r/min，輸出轉(zhuǎn)速為94r/min，輸入軸直徑為22mm，輸出軸直徑為38mm。[13]如表6所示。表6ZLY250減速器各尺寸大小[13]型號(hào)輸入轉(zhuǎn)速/（r/min）輸出轉(zhuǎn)速/（r/min）輸入軸直徑/（mm）輸出軸直徑/（mm）ZLY112-16-I1500942238電機(jī)軸的扭矩為：T=9550Pn[14]（T所以，聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩為：Tc=KT其中：K為工況系數(shù)。查閱相關(guān)資料可知，螺旋輸送機(jī)的工況系數(shù)為1.4。[11]T根據(jù)以上計(jì)算可知，聯(lián)軸器的扭矩并不大，可以考慮選擇滾子鏈聯(lián)軸器，型號(hào)為GL2GB/T6069—2002，其軸孔直徑分別為22mm和24mm，公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為T(mén)n=63Nm。[T因此，聯(lián)軸器滿(mǎn)足要求。

5主軸的應(yīng)力分析與強(qiáng)度校核5.1主軸的應(yīng)力計(jì)算⑴計(jì)算主軸所受的彎矩此次設(shè)計(jì)的螺旋輸送機(jī)主軸全長(zhǎng)50m，中間吊軸承的間距為2.5m，主軸在豎直方向的受力示意圖如圖10所示。圖10主軸豎直方向受力圖總重為：G=G1+G2+G3（5-1）其中：G1——?dú)んw中物料的重量；G2——螺旋葉片的自重；G3——主軸的自重。由式2-4和2-5可知：外螺旋線(xiàn)的長(zhǎng)度為：L=(3.14×100)2內(nèi)螺旋線(xiàn)的長(zhǎng)度為：l=(3.14×30)葉片寬：b=L-l2（5b=96.5(葉片厚選為3mm，螺距為100mm，50m的螺旋軸總共由500個(gè)螺旋葉片拉伸焊接。螺旋葉片的體積為：V螺旋葉片的自重為：G2主軸的自重為：G計(jì)算機(jī)殼中物料的總重G1(不包括螺旋葉片在機(jī)殼中所占的體積):G因此：G=G1+G2+G3=2592+8350+15001=25943N螺旋輸送機(jī)在安裝的時(shí)候間隔2.5米安裝一個(gè)支座,吊軸承是固定在機(jī)殼上面的,螺旋主軸每一段的彎矩也是相同的,所以只需要計(jì)算一段的彎矩,再求出最大值,進(jìn)行校核。[14]根據(jù)圖10可得：F1+F2+F3+F解得：F=1235.4N主軸在第一段的彎矩為：M=F×S，查閱相關(guān)資料[14]可知，Mmax=F×S（5M⑵計(jì)算主軸所受的扭矩螺旋輸送機(jī)在輸送物料時(shí)受到較大的扭矩，螺旋葉片推動(dòng)物料向前滑移，扭矩的計(jì)算公式為：T=9550Pn（5其中：P——主軸傳動(dòng)的額定功率；n——主軸的轉(zhuǎn)速。T主軸各段的彎扭組合圖如圖11所示。圖11主軸彎扭圖5.2主軸的強(qiáng)度校核根據(jù)第三強(qiáng)度理論校核主軸的強(qiáng)度：σr3=1WMmax2+T2≤[σ-1而抗彎截面系數(shù)為：W=πD3(1-α4)其中：外徑D=30mm，內(nèi)徑d=20mm，α=2由式5-6和式5-7可得：σr3因?yàn)橹鬏S為16Mn鋼材質(zhì)，其[σ-1]=350MPa[14所以，σ因此主軸選擇合適。由以上可知，主軸的扭矩為：T=67.9所以，聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩為：Tc=KT（5-其中：K為工況系數(shù)。查閱相關(guān)資料可知，螺旋輸送機(jī)的工況系數(shù)為1.4。[11]T根據(jù)以上計(jì)算可知，聯(lián)軸器的扭矩并不大，且減速器輸出軸直徑為38mm,主軸直徑為30mm，可以考慮選擇滾子鏈聯(lián)軸器，型號(hào)為GL5GB/T6069—2002，其軸孔直徑分別為30mm和38mm，公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩為T(mén)n=250Nm。[1T因此，聯(lián)軸器滿(mǎn)足要求。

6螺旋軸軸承的選擇與校核6.1頭部和尾部軸承的選擇物料輸送前方的一端安裝頭部軸承，一般采用圓錐滾子軸承，其結(jié)構(gòu)如圖12所示；尾部軸承一般采用調(diào)心球軸承，其結(jié)構(gòu)如圖13所示。[15]圖12頭部軸承和端部機(jī)架圖13尾部軸承和端部機(jī)架安裝軸承的軸肩直徑為30mm，通過(guò)查閱相關(guān)資料可知，頭部采用圓錐滾子軸承32006，尾部采用調(diào)心球軸承1206。[11]如表7所示。表7軸承相關(guān)系數(shù)[11]軸承型號(hào)內(nèi)徑d/(mm)外徑D/(mm)寬度B/(mm)基本額定動(dòng)載荷C/(kN)判斷系數(shù)e軸向動(dòng)載荷系數(shù)Y3200630551735.80.431.4120630621615.80.24YY6.2中間吊軸承通常情況下,當(dāng)螺旋軸較長(zhǎng)時(shí)，為了保證輸送機(jī)頭部和尾部之間的同軸度，把吊軸承安裝在螺旋輸送機(jī)的頭節(jié)與中間節(jié)、中間節(jié)與尾節(jié)之間。而且安裝上的吊軸承可以盡可能的提高螺旋輸送機(jī)自身承載能力和承受在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的無(wú)關(guān)載荷。螺旋輸送機(jī)上所使用的吊軸承一般采用合金制件或鑄鐵制件,通常使用鋼板焊接效果比較好。[5]中間吊軸承結(jié)構(gòu)如圖14所示。圖14中間吊軸承6.3軸承的強(qiáng)度校核本次設(shè)計(jì)的螺旋輸送機(jī)，用滑動(dòng)軸承作為中間吊軸承，其強(qiáng)度很高，不需要校核?，F(xiàn)在主要校核頭部軸承和尾部軸承，其受力圖如圖15所示。圖15頭部軸承和尾部軸承受力圖軸承在豎直方向所受的力為：F1=F2=F=1235.4而水平方向所受的力就為物料與機(jī)殼由于摩擦而產(chǎn)生的力，查閱有關(guān)資料可知，飼料與螺旋葉片鋼材之間的摩擦系數(shù)為:μ=0.3[16因此，總的摩擦力為：f=μ×G1f而F3+F4=f,F3=F4解得：6.3.1頭部軸承的校核用兩個(gè)型號(hào)為32006的圓錐滾子軸承作為頭部軸承?？拷舛说膱A錐滾子軸承主要承受水平方向的軸向力，而最內(nèi)側(cè)的軸承主要起到保持平衡的作用，兩個(gè)軸承同時(shí)承受豎直方向的徑向力。在主軸靜止的情況下，軸承只承受豎直方向的徑向力，在主軸旋轉(zhuǎn)的情況下，軸承則要承受水平方向的軸向力和豎直方向的徑向力，因此，只需要對(duì)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)外側(cè)的軸承進(jìn)行校核。[1]水平方向的軸向載荷為：F豎直方向的徑向載荷為：Fr=0.5×F2（F而F查閱相關(guān)資料[12]可知，當(dāng)FaPr=0.4Fr+YFa取Y