xj120橡膠冷喂料擠出機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

xj120橡膠冷喂料擠出機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

說明書（總58頁）-本頁僅作為預(yù)覽文檔封面，使用時(shí)請(qǐng)刪除本頁-機(jī)筒上各處聯(lián)接螺栓的校核 機(jī)筒上各處聯(lián)接螺栓的校核 錯(cuò)誤!未定義書簽。#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(zhǎng)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)，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——聯(lián)接螺栓——機(jī)筒——聯(lián)接螺栓——機(jī)頭——膠料——螺桿工作原理直流電機(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。螺桿設(shè)計(jì)螺桿的材料為38口乂內(nèi)\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。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(zhǎng)度及其各段長(zhǎng)度的分配：根據(jù)工藝要求和資料顯示去長(zhǎng)徑比為14,L=120義14=1680mm,將各段長(zhǎng)度分配為，加料段L『560mm,中間段L2=700mm，擠出段L3=420mm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)的壓縮比為故取螺紋導(dǎo)程t和螺紋升角6加料段：雙頭螺棱，寬取()D=故取8mmt=()D=72-180故取150mma=°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,B2=B3=°落槽深度H：加料段：螺棱H1=()D=()取18mm溝槽為8mm中間段和擠出段H2=H3=18mm螺紋斷面形狀：取矩形斷面，推料表面與螺桿根徑用小圓弧r1=10mm,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，槽寬度比銷釘直徑大4-6mm螺桿上的溝槽：在塑化段和擠出段上，槽寬度比銷釘直徑大4-6mm。螺桿的消耗功率與電機(jī)的選擇與機(jī)筒銷釘對(duì)應(yīng)的位置上揩油周向溝槽，溝功率的計(jì)算：(1-1)(1-2)N=D3(L/D)nk10-5(1-1)(1-2)L/D=14n=424/(D-1/2)r/min=minn=[n取40r/minK=：K取故N=N=選擇電機(jī)國(guó)產(chǎn)冷喂料銷釘冷喂料擠出機(jī)的主要性能參數(shù)的類比電機(jī)功率Pd=Pw/na式中pw=KWna=n13n23n3=義義二Pd=故取75KW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.故電機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍：nd=n i=40義(8-40)=320-1600r/minnd為螺桿)00r/min按工作要求和條件：選用直流電機(jī)查機(jī)械手冊(cè)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1000/2000轉(zhuǎn)效率n=88%螺桿的強(qiáng)度校核剪應(yīng)力的計(jì)算：T=Mn/Wn N/mm2Mn=9550000Nmax/nmaxnNmax電機(jī)最大功率mnmax螺桿最大轉(zhuǎn)速n取Wn=n/16dl3(1-S4)d1為螺桿根徑S為內(nèi)孔徑/螺紋根徑d1為120-218=84mmS取40Wn=n/l6843(1-(40/84)4)=110337mm3T=Mn/Wn=/110337=136N/mm2壓應(yīng)力計(jì)算：S^二P/FN/mm2P-膠料對(duì)螺桿的軸向作用力N；F-截面斷面積mm2P=200F1F1為螺桿外徑投形面積cm2二200n/4122=22608NF=n/4d12=4842=5539mm2Sy=22608/5539=mm2彎曲應(yīng)力的計(jì)算最大的彎曲應(yīng)力在螺桿中部o二Mmax/WzMmax=GL/2G為螺桿伸出的重量N,L為伸出長(zhǎng)度，P=Kg/m3G=n/8(D2+Ds2)L/=8X(144+XMmax=2=93887Wz=n/32(d13(1-S4))=32843(1-S4)=1/2Wn=55169mm3，G二Mmax/Wz=mm2強(qiáng)度計(jì)算：按第三強(qiáng)度理論計(jì)算螺桿材料38CrMoAlA(1-3)oz=\：'(dy+o)2+4(1-3)=、；(4.1+1.7)2+4x1362=272N/mm2[o]=os/nsns=3 os=835[o]=835/3=N/mm2故螺桿滿足要求。第二章機(jī)筒設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)將機(jī)筒設(shè)計(jì)為分段式機(jī)筒：喂料段，中間段，擠出段，內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成組合式，每一段都有襯套和外套組成襯套厚度取()D=12-18mm襯套外徑為152mm,外套外徑去240mm加熱冷卻通道的設(shè)計(jì)和校核加料段機(jī)筒此段需要加熱，設(shè)計(jì)時(shí)用加熱蒸汽，故加料段中空。厚度取30mm加熱介質(zhì)為3-4公斤/里面2飽和蒸汽。中間段和擠出段機(jī)筒需要冷卻，并且徑向需要加銷釘，所以軸向鉆孔，加冷卻水采用端面循環(huán)的辦法冷卻。2-4m3/h具體設(shè)計(jì)為：在0260的圓周上鉆6個(gè)030的孔，端面壓蓋加密封墊密封。冷卻水流量G=Q機(jī)/C(t2-t1)式中C=1col/ t2-t1=2°Q二Q二Qn-Q機(jī)頭-Q膠-Q散—Q螺式中QN=860N(65-85)%Kcal/hQN=8609070%=hQ機(jī)頭=0Q=GC大(t-t)%al/hG="pD3n=332Kg膠=Kcal/kg.°CC膠==14342Kcal/hQ；=Fa(t機(jī)-t介)Kcal/hF=ndl==(2-1)(2-2)t出取120℃t進(jìn)取24℃(2-3)((2-4)(2-5)a=[(t機(jī)-t介)/°]-4=Kcal/Kg.℃Q散=Kcal/hQ%G冷螺C冷(t出-t進(jìn))Kcal/hG冷螺=Kg/hC冷=1Kcal/Kg.℃t-t.=2℃Q^=X103X1X2=X103Kg/h出進(jìn)Q機(jī)=Qn-Q機(jī)頭-Q膠-Q散-Q螺=X34-5000=X103Kcal/hG=X103/（1X2）=X103Kg/h體積流量為X103m3/hG=G-G=m3國(guó)產(chǎn)0120的擠出機(jī)的機(jī)筒的冷卻水用量的參考值的2-4m3/h故冷機(jī)筒 冷螺滿足要求機(jī)筒的強(qiáng)度校核襯套根據(jù)前面提到的材料問題可選38CrMoAl外套材料選HT200襯套外內(nèi)徑比K=152/120=>外套外內(nèi)徑比K=240/152=>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 b裝配應(yīng)力c合成應(yīng)力圖工作應(yīng)力工作應(yīng)力如圖1襯套內(nèi)壁處：or=-P=-107Paot=P[R22+R12)/(R22-R12)] (2-6)=107[1202+602)/(1202-602)]=X107Pa2襯套與外套結(jié)合面處：or=P[R12/(R22-R12)](1-R22/r2) (2-7)=107X3600/10800(1-1202/762)=-5X106Paot=P[R12/(R22-R12)](1+R22/r2)=X107Pa3:外套軸向應(yīng)力：oz=P[R12/(R22-R12)] (2-8)=107X3600/10800=X106Pa裝配應(yīng)力的計(jì)算如圖Pk=i/{[2r/E2(R22+r2)/(R22-r2)+N2]+2r/E1[(r2+R12)/(r2-R12)-NJ} (2-9)式中△為壓配時(shí)產(chǎn)生的過盈量E『206X103N/mm2E2=150X103N/mm2Ni=N2=Pk={[2X76/150(1202+762)/(1202-762+]+2X76/206[(762+602)/(762-602)]}=N/mm21襯套內(nèi)壁處：°r=0ot=-2r2/(r2-R12)Pk=2X762/(762-602)X=mm22襯套外壁處：or=-Pk=N/mm2ot=-(r2+R12)/(r2-R12)Pk=-(3600+5776)/(5776-3600)Pk=N/mm2外套內(nèi)壁處：Or=-Pk=N/mm2o匕此2+⑵/此242)Pk=20176/8624X=18N/mmz4.外套外壁處：°r=0ot=2r2/(R22-r2)Pk=2X76X76/(14400-5776)X=N/mm2合成應(yīng)力的計(jì)算如圖：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：oxd=[l/2(or-ot)2+(ot-az)2+(oz-ar)2]i/2《[o] (2-10)or=-107Pa=-1X10N/mrmGt=X107+=N/mm2Gz=0[o]=N/mm2oXd=[l/2(-10+2+2+(10)2]l/2

=<[o]滿足強(qiáng)度要求(2)外套內(nèi)壁：oxd=[1/2(or-ot)2+(ot-oz)2+(oz-or)2]1/2《[o] (2-11)or==N/mm2ot=12+18=30N/mm2oz=N/mm2oxd=[1/22+2++2]1/2=N/mm2[o]=65N/mm2<[o]滿足強(qiáng)度要求機(jī)筒上銷釘?shù)牟贾娩N釘布置在中間段和擠出段，銷釘?shù)呐艛?shù)及每排的數(shù)量的選擇，根據(jù)有關(guān)材料，通過類比，一共布置8排銷釘，中間段6排，擠出段2排，而且在外套上加工螺孔，用來安裝和拆卸銷釘，注意銷釘?shù)陌惭b的應(yīng)該避開冷卻水管道。機(jī)筒上各處聯(lián)接螺栓的校核機(jī)筒上的聯(lián)接螺栓包括機(jī)筒與箱體及各機(jī)筒間和機(jī)頭的聯(lián)接螺栓，每處都均布得6個(gè)螺栓，它們所受的力主要是軸向力P,有前面可知P=22608N所以每個(gè)螺栓所受的工作拉力為P/6=3768N，為使機(jī)筒之間不發(fā)生滲漏，則需要預(yù)緊力Qp=1MPa乘以受力面積再除以6.Qpi=6Xn/4X202X2/6=628N取650NQp1=Qp-(Cm/Cm+Cb)FQp=Qpi+(Cm/Cm+Cb)Fd三650+X3768三3475NQp取3475N螺栓受總拉力Q=Qp+(Cm/Cm+Cb)FQ=34765+X3768=4409N(2-12)滿足強(qiáng)度要求條件為：d[三：'4x1.3xJQ-1\ [o(2-12)螺栓查資料的[o]=os/s=120N/mm2d1d1三413x44093.14x120三mm所以機(jī)筒上各處螺栓取M20第三章銷釘設(shè)計(jì)銷釘是銷釘擠出機(jī)的重要組成部件，因此銷釘?shù)脑O(shè)計(jì)關(guān)系到整個(gè)設(shè)計(jì)的好與壞，是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，銷釘?shù)陌惭b位置及個(gè)數(shù)（一共8排，每排6個(gè)，中間段6排，擠出段2排）銷釘?shù)某醪皆O(shè)計(jì)通過查閱有關(guān)資料，銷釘端部都應(yīng)制成圓臺(tái)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖所示。以便在銷釘彎曲以后可以方便地從銷釘孔中取出來，為了使銷釘不易斷裂，銷釘采用40口即.為了保證硬度要求，要進(jìn)行分段熱處理，螺紋以下部分，要保證強(qiáng)度和耐磨要求，要進(jìn)行調(diào)質(zhì)，硬度33-38HRC。另外為了保證發(fā)現(xiàn)意外時(shí)，使銷釘螺紋損壞，而不致使機(jī)筒螺紋孔損壞，其它部分只需正火，硬度不大于HB250-280.圖銷釘結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖銷釘具體尺寸的設(shè)計(jì)（1）銷釘?shù)闹睆剑?8eh+464e2h2+32knhbesin9（3-1）d= （3-1）2nbsin9e為螺棱法向?qū)挾萮為螺紋溝槽深度18mmn為銷釘個(gè)數(shù)36b銷釘插入深度16mm9螺紋升角°k計(jì)算系數(shù)664x7.82XI82+32x6x36x18x16x78x7.8x18+,.8xSin13.432x3.14x36xSin0x16>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(zhǎng)度取20mm第四章齒輪減速器的設(shè)計(jì)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，其大體的如圖所示圖減速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比，并分配傳動(dòng)比i總=為加螺=10。。/50=20 i1第一級(jí)傳動(dòng)比i1=J(i.3~1.4)i總=i2第二級(jí)傳動(dòng)比i2nl/實(shí)際總傳動(dòng)比i=i1i2=x=i=Ii-i總I/i==%<5%運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速：I軸：n1=nm=1000rpmII軸：n廣n1/i1=1000/=196rpmIII軸：n川=nII/i2=196/=50rpm螺桿n川二50rpm各軸的輸出功率：n2="="4=I軸：PI=Pdn4=90x=軸：PII=I01n12二午4n3n2=90XXX=軸：PIII二Pdn01n12n13=Pdn4n32n22

=90XXXXX螺桿：p111n2=x=iii：各軸的輸出功率（各軸的輸出功率乘以軸承的效率n2）I軸：P產(chǎn)PIn廣II軸：P||i=P||n廣111軸：pii產(chǎn)pii1n2=IV各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩Td=9550Pd/nm=9550X90/1000=1軸：T|=Tdi0n01=Tdi0n4=X1X=軸：T|I=T|i1n12=Q0n3n2n3=X1XXXX=軸：T|II=T||i2n23=Q0n4i1n2nJ2n2n3=X1XXXXXX=T1||n2=14980X=V：各軸的輸出轉(zhuǎn)矩（各軸的輸出轉(zhuǎn)矩乘以軸承效率n2）I軸：T產(chǎn)T1n2=X=軸：T||1=T||n2=X=III軸：T川1=T11n2=14980X=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T 轉(zhuǎn)速傳動(dòng)比效率輸入輸出輸入輸出n(rpm)i輸入輸出輸入輸出n(rpm)i電機(jī)軸9010001I軸1000II軸196III軸14980501螺桿1468050

齒輪傳動(dòng)計(jì)算高速級(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250-280HBSN1=60njLh=60X1000X1X10X300X8=X109N2=N1N2=N1/i1=X109ZN1=Zn2=ZX1=ZX2=1Zw=°Hlim1"Hlim2=690Mpa[°H1]=°Hlim1/SHminZN1Zx1Zw，=MpaZIvRZLVR(4-1)ZH=ZH=at三(U+1)3\八兀(?R2°au[°H]=°Hlim1/SHminZn2ZX2ZwZlvR=690/XXX=Mpa按齒面接觸強(qiáng)度確定中心距T『=X初選螺旋角P=11°ZP=U,cosP=初取KtZ2Et=ZE=0a=i=端面壓力角81=arctan(tandn/cosp)=arctan(tan20/cosll)=°20.1685)基圓螺旋角Pb=arctan(tan pcost)=arctan(tan11cos20.1685)O-32_cos P_bcosdtsindt三293取295mm估算模數(shù)Mn=()X295=()取4小齒輪齒數(shù)Z1=2acosP/mn(u+1)=2X295Xcos11/4XZ2=uZ1=X=取Z1=24Z2=121實(shí)際傳動(dòng)比i實(shí)=ZjZ『121/24=

傳動(dòng)比誤差&i=1i-J1/iX100%==%<5%允許頭理修正螺旋角pp=arccosmn(Z2+Z1)2a=arccos4(121+24)/2X295=°接近11°不用修正齒輪分度圓直徑d1=mnZ1/cosp=4X24/d2=mnZ2/cosp=mm圓周速度V=冗d1nl/60X103=XX100/60X103=故采用8級(jí)精度驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度Ka=Vz/100=X24/100=Kv=齒寬b=0aXa=X295=118b/d1=118/=Kp=KaKp=Ka=K=KaKpKVKa=xxx計(jì)算重合度:計(jì)算重合度:齒頂圓直徑:da齒頂圓直徑:da1=d1+2ham=+2X4X1=da2=+2ham=端面壓力角：ada2=+2ham=端面壓力角：at=arctan(tanan/cosp)=°齒輪基圓直徑:db『d1cosat=X°db2=d2cosat=X°端面齒頂圓壓力角：aat1=arccos(db1/da1)=arccosOaat2=arccos(db2/da2)=arccosOZa=1/2冗[Z1(tanaat1-tanat)]+Z2[(tanaat2-tanat)]1 at1 t2 at2 t=1/2兀[24+Z2[Ep=bsinp/兀mn=X4)=Z=<—=EEs Zp=v-cosp=vcos10.56 =基圓螺旋角：pb=arctan(tanpcosat)==arctanX（4-2）ZH=—2cosBb_ ，: ZH=—2cosBb_ ，: 1970cosatsindt='0.938 *0.347計(jì)算齒面接觸應(yīng)力：_ ____ ：2K1T1(〃-1)o=ZZZZB2 1''〃+1)H乙HE￡B bd1ud1一……：2x1.727x8330000=XXXX, 1 118x97.6542=Mpa<Mpa安全（4-3）驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：°Flim1=°Flim2=29°MpaYN1=YN2= m=4<5Yx1=Yx2=Yst=SFmin=[°F]=°FlimYSTSFminYnYx（4-4）[°F1]=[°F2]=414MpaZV1=Z1/cos3b=24/=25ZV2=Z2/cos3b=121/=127YFa1=YFa2=Ysa1=Ysa2=YB=1-￡04=120Y￡=+=計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力：°=,,，F(xiàn)1bd1°=,,，F(xiàn)1bd1mnYFa1Ysa1Y￡YB=<290Mpa安全°F2=°F1(Ysa2YFa2/YFa1YsaP（4-5）（4-6）=(XX)=<290Mpa安全主要參數(shù)如下：d1= d2=a1da2a1df1df1=d1-2(haX+cX)mn=a=1/2(d1+d2)==295mm齒寬 b2=b=118mm計(jì)算低級(jí)傳動(dòng)齒輪df2=d1-2(haX+cX)mn=b1=b2+(5-10)=126mm小齒輪選用40Cr,齒面硬度在250-280HBS之間大齒輪選用ZG310-570正火處理硬度162-185HBS之間（4-8（4-8）(4-7)計(jì)算壽命：N1=60njLh=60X1X10X300X8X196=X108N2=X108/=X107Zx1=Zx2=取SHmin=Zw=ZLVR=ZN1=Zn2=0Hlim1=690Mp合0Hlim2=490Mp合[0H1]=0Hlim1/SHminZN1Zx1ZwZLVR=690XXX=[0H2]=(440/XXX=[0H1]<[0H2]取2』=[0H]=T1=初定螺旋角p=12°Zp=<cosP=4cos13=初取KtZ2St= ZE=U=0a=端面壓力角0t=arctan(tan0n/cosP)=°基圓螺旋角Pb=arctan(tanPcosa)=°:2cospbZH=\，，cosdtsindt: 2cos11.2868 =\'cos20.4147sin20.4147KT-1(ZEZ——P-ZH-)2—a-(U+實(shí)=4〃1=135/35=i=|允許mn(Z2+Z實(shí)=4〃1=135/35=i=|允許mn(Z2+Z1)=arccos2a=°可不修正d1=mnZ1/cosP=6X35/°d2=mnZ2/cosP=6X135/°周圍速度V=兀d1nl/60X103>取520mmMn=取6Z1=2acosP/mn(u+1)=2X520Xcos12°/6XZ2=UZ1=X=Z1取35Z2取135修正P修正P角P=XX60X103=s取8級(jí)精度驗(yàn)算齒面接觸疲勞強(qiáng)度：KA= UZ1/100=X35/100=sKV=b=0=X520=208b/d1=208/=kP=SaSa計(jì)算重合度乙aK=KAkPKaKV=1XXX=齒頂圓直徑：da1=d1+2ha*m=+2X1X6=da2=d2+2ha*m=+12=端面壓力角：at=arctan(tan8n/cosP)=arctan(tan20/齒輪基圓直徑：db1=d1cos°t=X°Db2=d2cos81=X°端面齒頂壓力角：8at1=arccos（db1/da1）=arccosO8at2=arccos(db2/da2)=arccosO（4-10）Sa .（4-10）=1/2兀[Z1(tan8at1-tan8t)+Z2(tan8at2-tan81)]=1/2兀[35=1/2X[+]Sp1=bsinP/兀mn=/X6ZS=k1.75Zp八八；cos11.2547=（4-12）基圓螺旋角：Pb=arctan(tanPcos（4-12）=arctan:2cosPbZ=\cos8tsin81H=1.9617=、：/'0.937x0.349計(jì)算齒面接觸應(yīng)力:OH=ZHZEZJPJ2K1T1("+1)、bd1ud1(4-13)=xxxx：2X1.361x40010002208x214.1182=Mpa<Mpa安全OHlim1=290MpaOHlim2=152MpaYN1=YN2=1 YX1=YX2=YST= SFmin二[OF1]=414Mpa[OF2]=217MpaFa1SalFa2Sa2YP=1-120)計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力：OF1=2K兀/bd1mn(YFa1YSa1YEYp)=2xx4001000/(208xx6)xxxx=<[OH]414Mpa安全°F2=°F1YFa2YSa2/YFa1YSa1=xxx=<217Mpa安全低級(jí)傳動(dòng)齒輪主要參數(shù)：d1= d2=da1= da2=df1=XX6= df2=a=1/2(d1+d2)=520mm（4-14）（4-15）齒寬bZ1=35U=2=b=208mm b1=b2+(5-10)=216mmZ2=135P=°軸及軸承的的計(jì)算與校核各軸軸徑的初步估算按扭矩強(qiáng)度來估算軸徑d:d>3pAnn （4-16）I：高速軸材料為40CrA=100P=n=1000rpmd>lOOJ^891.31000d=45II：中間軸材料為45號(hào)鋼A=110P=n=196rpmd>d>110:’83823196d=83III：低速軸材料為45號(hào)鋼A=110P=n=50rpmd=128d>d>110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%I軸：d1=45X5%+45=II軸：d2=83X5%+83=III軸：d3=128X5%+128=各軸軸向尺寸的確定及減速箱的初步設(shè)計(jì)如下：1取值8-15取12?>33為箱壁厚取102取123即3去10-4>3取12內(nèi)壁長(zhǎng)L=374軸的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)I高速軸：dI1=bI1=126軸徑大于47,所以只能做齒輪軸。軸承選7310E內(nèi)徑50T=結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖高速軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖II軸：dl2= bl2=118 d產(chǎn) bIIi=216軸承選3318E內(nèi)徑90T=根據(jù)軸徑判斷鍵槽26X18結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖III軸：dII2=bII2=208軸承選2007928內(nèi)徑140外徑190T=32鍵槽為36X20結(jié)構(gòu)尺寸入下圖圖III軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖各軸的強(qiáng)度校核I高速軸： 原始數(shù)據(jù)：T產(chǎn)高速級(jí)齒輪d1=0=°左旋on=20°齒輪受力情況如圖：…111111川II川川川11JJJLLLU1LLLLLLLLLLLLllllllulxj_4^—^^11=10^S5DON.nn「Fr=63Q0NV1-3.1xlO^ (F2N.nm

MvL=5E2374N.nmT=e33900N.nh肺-由N.nri

水平面：F1+F2=X104F1X451=FtXF1=17000X451=X104NF2=3X103NM=d1/2Fa=2XX103=Xmh1=mh2=f1x=f2x=垂直面：F1i+F2i=Fr=6300NF1i-451-FrX=XF1i=6300X+X105/451=5709NF2i=591NMV『X5709=MV2=591X=轉(zhuǎn)矩：T=計(jì)算合成彎矩：（4-17）（4-18）M=MHH2（4-17）（4-18）M:《M12+(aT)2Vcai二、；MH12+MV12+(aT)2=q10785002+5223742+(0.6*833900)2二xM=<M12+(aT)2ca2=MHH22+Mv22+(aT)2=XM3==X833900=X有Mca圖可知:危險(xiǎn)面在I—I上Mca=X直徑60W=兀/32d13=X603/32=21195mm2oca=Mca/W=X106/X104=61Mpa[o1H=70Mpaoca<[o]；滿足強(qiáng)度要求中間軸：原始數(shù)據(jù)：T==d12=加=20P=°右旋

d112=加=20P=°右旋齒輪受力：I：Ft2=2T1/d1=2X4000000/=16249NFr廣Ft2tgan/cosp=16253X=6018NFa廣Ft2tgP==3030NII：Ft3=2T1/d1=2X4X106/=37363NFr3=Ft3tgan/cosp=37363X=13864NFa3=Ft3tgp37363=7435N受力如圖：1-1MHN.nn1JZ二，Ml=7.5xlC^r3=6DIBNI Fr3F七卬i1-1MHN.nn1JZ二，Ml=7.5xlC^r3=6DIBNI Fr3F七卬i-Fq3MH1=HH2=2,7知任-11二MHLll=4Wxi任3964NMll-g.QxLC_ 圖中間軸齒輪受力簡(jiǎn)圖|:水平面受力：_ 圖中間軸齒輪受力簡(jiǎn)圖F1+F2=Ft2+Ft3:垂直面受力：F11+F21+Fr2-Fr3=0F1i439+Fr2(179+=0F11=X105+X105+13864XX436=X103NF21=Fr3-Fr2-F11=3946NMvi#11X=XMv|2=Mv|1-M『XX105=XMViI2=F21X=3946X=XT=計(jì)算扭矩(合成)Mca=Jm2+(aT)2a=M=\MV2+MH2M=qMV112+MH112+(aT)2

=,.'(4.1X105)2+(2.7X106)2+(4000000X0.6)2二XMc=工MV122+MH122+(aT)2a12=《(3.4X105)2+(2.7X106)2+(4000000X0.6)2二XM 二弋MV1112+MH1112+(aT)2Mca111==,.'(1.41X106)2+(4.3X106)2+(4000000X0.6)2二X={MV1122+MH1122+(aT)2ca112=={(6.1X105)2+(4.3X106)2+(4000000X0.6)2二x有Mca可知II-II處危險(xiǎn)面：Mca=X直徑100mmW=兀d3/32=x1000000/32=98125mm3oca=Mca/w=51Mpa45鋼正火[o-1]=55Mpa安全低速軸：原始數(shù)據(jù)：T==d112nb112=208P=°左旋an=20°bl齒輪受力圖如圖所示bl14%75Tr4枷七47日75Fl/，F(xiàn)2T=14980000B一;山ILLLOW|川|川11111山山31N.nm %7入嗎_［山＞^圖低速級(jí)齒輪受力簡(jiǎn)圖Ft4=2T1/d1=2X/=X104NFr4=Ft4tgan/cosP=13104/=13358NFa4=Ft4rgP=36000X=7164NI上水平面受力分析：F'+F'+F=02 r4F,435+F-145.5—3.0x106=0r4F'+F'+13358=012F,435+13358.145.5—3.0x106=01

F=2.4x103N1F'=-15758N?F'i=289.5x2400=6.9x105N?mm3M=145.5?F=145.5x(-15758)=-2.3x106N?mm3III：扭矩：T=14980000N?mmM=、M2+M2TOC\o"1-5"\h\z、H rM=、:M2+M2+(aT)2 a=0.6ca H rM=、M2+M2+(aT)2ca〔\% r1=((-3.5x106)2+(6.9x105)2+(0.6x14980000)2=9.7x106N?mmMca2V'M 2+M2+(aTMca2H2 r2=<(-3.5x106)2+(-2.3x106)2+(14980000x0.6)2=9.9x106N?mmM=0.6T=0.6x14980000=9.0x106N?mmca3由M圖可知 危險(xiǎn)截面在III-III處ca此處M=9.9x106N?mmcad=146mm中空直徑①50兀(d4-d4)/①= 1/32dx146_3.14x(1464-x146=301177mm3

,?ocaM/—9.0X106/學(xué)’,?oca二30MPa45鋼正火處理[o]=50所以滿足強(qiáng)度要求-1軸承的校核本次設(shè)計(jì)將三軸的軸承都面對(duì)面安裝I：高速軸軸承型號(hào)為7310EC=122C=92.5r ore=0.35r=2.1計(jì)算其壽命先求軸承所受徑向力RR（4-19（4-19）R]=,勺2+F,2=^(1.4X104)2+(5709)2=1.5x104NR2=依+F2=J(3x103)2+(591)2=3100N附加軸向力：S=R/2r?SJ2=310%4~912N2=310%4~912N1 3.4ca方向如圖所示12a???A=4412N A=1212N12A/—4412/ —0294<e?JR- /15000~0.294<e???利用1插值法：X=1Y=0A2r二1212/ 23100=0.391>e（4-20（4-20）因止匕P=ff(XR+YA)1am11 11=15000x1.5=22500NP=ff(XR+YA)

2am22 22二4769N所以用P來計(jì)算壽命L10hn(L10hn(%)（4-21）8=103n=1000—(122x103丁)以x106/=( /22500)3 /'60000=33114hII：中間軸：軸承型號(hào)7318EC=322C=260r 0rr=1.7e=0.35先計(jì)算軸承所受徑向力：RR12R=FF2+F21\'1 1'=J(2.6x104)2+(3.9x103)2=2.63x104N={(2.8x104)2+(3946)2=2.83x104N附近軸向力：圖中間軸軸承安裝方向附近軸向力：圖中間軸軸承安裝方向S二R2r-S=26300/-Si= /2x1.7=7735NS=28300/S2= /'2義1.7=8324NEF=4405向左aS<S+F.??左緊又松12a，A=S+F12a=8324+4405=12729N??AA=S=8324N??A==12729/ =0484>eR= /26300=0.484>e1-X=0.4Y=1.6

11A/=8324/ =0294<eyR=/28300=0.294<e- 2XX=1

2Y=0

2因此=1.5義1(0.4*26300+1.6義12729)=1.5義(10520+30886)=46329NP=ff(XR+YA)

2md22 22:1.5x1x28300=42450N所以用P來計(jì)算其壽命1L=106 (f-c-犬10h 660npm=103 n=196_106/ x(322000/ )10.—/60x196( 746329)3=54484hIII低速軸軸承型號(hào)為2007928C=122C=148r 0re=0.29Y=2.1計(jì)算軸承的壽命先計(jì)算軸承所受徑向力RR12R]:《F；+F,2二4(12041)2+(2400)2二<144985681+5760000=12278NR=、F2+F22、2 2':、.1239192+157582=28677N附加軸向力：圖低速軸軸承安裝方向S=S—12278/1一 /2義2.1=2923NS2—286774 6828N44.2F—7164NaS(6828)<(2923+7164)S+Fbb2-4ac2 1a???A―S=2923N11A=S+F=10087N21aAJRi=292/12278=0.238<，X—1Y—0—10087KA力—0,351>e28671X=0.4Y=1.6因止匕P=ff(XR+YA)1md11 11=1.5x12278—18417Np=ff(XR+ya)2md22 22—(11486+1.6x10887)x1.5—41411N所以利用P來計(jì)算其壽命：2

*h=1O/60n(f達(dá)己二10n二503106 122000,10= ( )310義5041411=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)。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o=27x103/KLdp其中T轉(zhuǎn)矩N-m K=0.5hL為工作長(zhǎng)度[o]許用擠壓應(yīng)力p中間軸兩處平鍵：bxh=28x16(軸徑100)l為鍵長(zhǎng)減去b根據(jù)齒寬l根據(jù)齒寬l取90mm1l取180mm2o—4001000x2/ _1110pl- 8Xx90x100-111o—4001000x2/ —560p一 /8x180x100-56/2查表對(duì)于鋼[o]=120-150MPap0 [0]均小于[0]p1 p2 p因此兩處平鍵均合格低速軸的一處平鍵l取170 bxh=36x20k取10T=14680000N?mmd=146N-mm。=2x14680000/ =ii8MPap /2x146x170對(duì)于鋼[o]=120-150MPa之間po<[o]pp故此處平鍵也合格聯(lián)軸的選擇所用基本條件為：轉(zhuǎn)速n=1000rmin轉(zhuǎn)矩T=859.5N.m高速軸d=40mm選用彈性注銷聯(lián)軸器H4型b第五章螺桿與低速軸連接的部分計(jì)算與校核螺桿與低速軸采用花鍵傳動(dòng)，并且推力軸承受軸向力?；ㄦI的選擇與校核小徑56mm輕系列NxdxDxB=8x56x62x10工作長(zhǎng)度在20—120之間取120花鍵的強(qiáng)度滿足條件：o=2.5x103 W[o]MPaTOC\o"1-5"\h\zp 448hldm pT=14680000N-mmg0.8h=D-%-2CC為d=D+d2=59mm z=8m /2-o=2x14680000/'-p- /0.8x8x2.2x120x59=143MPa靜連接[P]良好表面熱處理