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1、 摘要 隨著現代科學技術的日益發(fā)展，螺旋輸送機的應用也越來越廣泛。物料從進料口加入，當轉軸轉動時，物料受到螺旋葉片法向推力的作用。該推力的徑向分力和葉片對物料的摩擦力，有可能帶著物料繞軸轉動，但由于物料本身的重力和料槽對物料的摩擦力的緣故，才不與螺旋葉片一起旋轉，而在葉片法向推力的軸向分力作用下，沿著料槽軸向移動。 本設計以建筑業(yè)為背景，對此工況下所要求的螺旋輸送機結構進行設計與計算，對整個裝置中的傳動系統(tǒng)進行了運動力學分析及結構設計，對其驅動裝置做了深入設計，并著重對其主要零部件進行了具體設計，包括螺旋輸送機的螺旋直徑，螺距，軸徑進出料口，葉片形式，中間懸掛軸承，槽體，螺旋軸的計算選型

2、。 電動機是通過螺旋輸送機的功率來計算選型。減速器中齒輪通過齒面接觸疲勞強度來計算，通過齒根彎曲疲勞強度驗算；軸按許用彎曲應力計算法校核軸徑。 關鍵詞 電動機；減速器；螺旋葉片；螺旋軸 Abstract With the growing of modern science and technology development, application of the screw conveyor is more and more widely. When the material was added

3、to the inlet orifice, and the shaft rotated, the materials was given the thrust by the helicallobe. The thrust of the radial contribute to the material and blade the friction, it is possible that the materials could rotate around the axis, but because of the gravity of the material and the friction

4、which the silo acted, the material do not rotate with the helicallobe, it move along the axis of the silo by the thrust of the spiral blade . For the construction industry background, which is required by the screw conveyor design and structure in this design. The entire device in the transmission

5、system for the movement of mechanical and structural was designed. The design of its driving system and the specific design of its main parts, which is including the screw conveyor spiral diameter, pitch, the shaft diameter of inlet orifice, the calculation and selection of the shafts, the middle ho

6、ist and the spiral axis were carried out. In detal, motor is through the power of the screw conveyor to calculate and select. The gears in the reducer is calculated by the gear surface contact fatigue strength and checked by the gear bottom bend fatigue strength, I check the diameter of axle throug

7、h the permissible bending stress Keywords motor reducer helicallobe spiral axis 目　　　錄 1 緒論 1 1.1 螺旋輸送機產品概述 1 1.2 螺旋輸送機應用范圍 1 1.3 螺旋輸送機主要特點 2 1.4 螺旋輸送機工作原理 2 1.5 螺旋輸送機整機布置形式 2 1. 6 螺旋輸送機規(guī)格、技術參數 6 2.電動機的計算選型 9 2.1 電動機的選擇 9 2.2 傳動裝置的運動和動力參數的計算 10 3

8、.減速器設計計算 13 3.1 齒輪設計 13 3.3 減速器結構設計 19 3.3 軸設計 20 3.4 軸承的選型 25 3.5 鍵的選型 26 4.螺旋輸送機機體的設計 30 4.1 機體主要部件的介紹 30 4.2 機體主要部件的選擇計算 39 5.螺旋輸送機機體的安裝條件、使用及維護 45 5.1 螺旋輸送機機體的安裝條件 45 5.2 螺旋輸送機機體的使用及維護 47 結論 49 致謝 50 參考文獻 51 附錄 52 附錄一 52 英文資料 52 中文翻譯 58 1 緒論 1.1 螺旋輸送機產品概述 螺旋輸送機俗稱絞

9、龍，LS型系列螺旋輸送機是一種利用螺旋葉片的旋轉,推動散料延著料槽向前運動的輸送設備,適宜于輸送粉狀,顆粒狀和小塊物料。 LS型螺旋輸送機等效采用ISO1050-75標準，設計制造符合ZBJ81005.1～2-88《 LS螺旋輸送機 》專業(yè)標準。LS型螺旋輸送機直徑由100mm～1250mm，共十二種規(guī)格,分為單驅動和雙驅動兩種形式，單驅動螺旋機最大長度可達40m(特大型30m)，雙驅動螺旋機采用中間斷開軸結構，最大長度可達80m(特大型60m)，螺旋機長度每 0.5m 一檔，可根據需要選定，螺旋機頭部軸承、尾部軸承置于殼體外部減少了灰塵對軸承室的侵入提高了螺旋機關鍵件的使用壽命。中

10、間吊軸承采用滾動、滑動可互換的兩種結構，并設防塵密封裝置，密封件用尼龍用塑料，因而其密封性好，耐磨性強，阻力小，壽命長?；瑒虞S承的軸瓦有粉末冶金、尼龍和巴氏合金等多種材料供用戶根據不同的場合選用。滑動軸瓦有需加潤滑劑的鑄銅瓦，合金而磨鑄鐵瓦和銅基石墨少油潤滑瓦。吊軸承機外側置式油杯,便于集中加油潤滑。進出料口位置布置靈活,并增設電動型出料口，便于自動控制，還可根據用戶要求，配置測速報警裝置。 LS型螺旋輸送機與GX型相比，其頭部、尾部軸承移至殼體外，出料端設有清掃裝置，整機噪聲低，適應性強，操作維修方便。 圖1－1 LS型螺旋輸送機的示意圖 1.2 螺旋輸送機應用范圍

11、LS型螺旋機廣泛使用在各種工業(yè)部門,如建材、冶金、化工、電力、煤炭、機械、輕 工、糧食及食品行業(yè),適用于水平或小于20傾角,輸送粉狀、顆粒狀、小塊狀物料,如水泥、煤粉、糧食、化肥、灰渣、沙子、焦炭等。 LS螺旋輸送機對輸送物料的要求，粉狀、粒狀和小塊狀物料，如：水泥、煤粉、糧食、化肥、灰渣、砂子等，物料溫度不得超過200℃，螺旋機不宜輸送易變質的、粘性大的、易結塊的物料。因為這些物料在輸送時會粘結在一螺旋上，并隨之旋轉而不向前移動，或者在吊軸承處形成物料的積塞而使螺旋機不能正常工作。 LS螺旋機的工作環(huán)境應在-20℃~50℃之間，允許稍微傾斜使用，最大傾角不得超過20℃。 1.3 螺

12、旋輸送機主要特點 1. 承載能力大、安全可靠。 2. 適應性強、安裝維修方便、壽命長。 3. 整機體積小、轉速高、確保快速均勻輸送。 4. 密封性好、外殼采用無縫鋼管制作，端部采用法蘭互相連接成一體，剛性好。 1.4 螺旋輸送機工作原理 物料從進料口加入，當轉軸轉動時，物料受到螺旋葉片法向推力的作用。該推力的徑向分力和葉片對物料的摩擦力，有可能帶著物料繞軸轉動，但由于物料本身的重力和料槽對物料的摩擦力的緣故，才不與螺旋葉片一起旋轉，而在葉片法向推力的軸向分力作用下，沿著料槽軸向移動。 1.5 螺旋輸送機整機布置形式 一臺螺旋輸送機通常由驅動裝置、頭節(jié)、若干標準中間節(jié)、造配中

13、間節(jié)、尾節(jié)、進 料口、出料口等組成，除頭節(jié)和選配中間節(jié)外，各節(jié)螺旋機及機殼均具有互換性。 螺旋機本體由頭節(jié)、中間節(jié)、尾節(jié)三種組成。一般情況下,出廠總裝時將中間節(jié)按長度長短依次排列,最長的中間節(jié)靠近頭節(jié)，相同 長度的中間節(jié)則挨在一起，如果有特殊要求，則在訂貨時給出排列順序。 在頭節(jié)內裝有支推軸承承受軸向力，在中間節(jié)和尾節(jié)內裝有用軸承支承螺旋軸，此外，在尾節(jié)內還裝有可軸向移動的徑向軸承以補 償螺旋軸長度的誤差和適應溫度的變化。螺旋面的形式有實體螺旋（S制法）和帶式螺旋（D制法）兩種。各螺旋軸之間采用法蘭式聯接， 保證了聯接軸的互換性，便于維修。 機蓋為瓦片式并用蓋扣夾緊在機殼上，若

14、需改進密封性能，用戶可自行在機蓋與機殼間加防水粗帆布。 進、出料裝置有進料口,方型出料口，手推式出料口，齒條式出料口四種。由用戶在使用現場在機體上開口焊接。布置進、出料口 位置時應注意保證料口至端部的距離，同時避免料口與吊軸承加油杯、機殼聯接法蘭、底座等相碰。 驅動裝置有ZQ系列減速器+Y系列電動機，YTC齒輪減速電機兩種。 驅動裝置由Y型電動機、JZQ系列減速器及驅動裝置架組成。頭節(jié)前部裝有止推軸承?？沙惺茌斔臀锪蠒r產生的軸向力。標準中間節(jié)均設置一只吊軸承，尾節(jié)后部裝有滾動(滑動)軸承和底座,用以支撐螺旋和補償螺旋長度的誤差,螺旋機安裝時應從頭部開始,按順序進行。

15、在總體布置時應注意進料口不應設置在吊軸承上方，出料口不應設在底座或機殼法蘭連接處。如果因為開出料口影響底座的安排而不能遵循本原則時，使用單位應繪出螺旋機總圖。 地腳螺栓安排尺寸見表1－1 表1－1 地腳螺栓安排尺寸 規(guī)格 LS 100 LS 160 LS 200 LS 250 LS 315 LS 400 LS 500 LS 630 LS 800 LS 1000 LS 1250 A 160 180 200 250 300 320 400 500 630 710

16、 800 驅動裝置的配置見表1－2 表1－2 驅動裝置的配置 規(guī)格 轉速(r/min) 輸送量(m3/h) 驅動裝置 許用長度(m) 電動機型號 減速器型號 LS200 100 13 Y90L-4-1.5 ZQ25-i6-I 16 Y100L1-4-2.2 ZQ25-i6-I 23 Y100L2-4-3 ZQ35-i6-I 30 Y112M-4-4 ZQ35-i6-I 35 80 10 Y100L1-4-2.2 ZQ35-i5-I 27 Y100L2-4-3 ZQ35-i5-I 35 63 8 Y90L-4-1.5

17、 ZQ25-i4-I 25 Y100L1-4-2.2 ZQ35-i4-I 35 50 6.2 Y90L-4-1.5 ZQ35-i3-I 27 Y100L1-4-2.2 ZQ35-i3-I 35 LS250 90 22 Y100L1-4-2.2 ZQ25-i6-I 14 Y100L2-4-3 ZQ25-i6-I 19 Y112M-4-4 ZQ35-i6-I 25 Y132S-4-5.5 ZQ35-i6-I 35 71 18 Y100L1-4-2.2 ZQ35-i5-I 14 Y100L2-4-3 ZQ35-i5-I 21

18、Y112M-4-4 ZQ35-i5-I 28 Y132S-4-5.5 ZQ40-i5-I 35 56 14 Y90L-4-1.5 ZQ25-i4-I 14 Y100L1-4-2.2 ZQ35-i4-I 21 Y100L2-4-3 ZQ35-i4-I 29 續(xù)表1－2 規(guī)格 轉速(r/min) 輸送量(m3/h) 驅動裝置 許用長度(m) 電動機型號 減速器型號 LS250 56 14 Y112M-4-4 ZQ35-i4-I 35 45 11 Y90L-4-1.5 ZQ35-i3-I 17 Y100L1-4-2.2 ZQ3

19、5-i3-I 25 Y100L2-4-3 ZQ35-i3-I 35 LS315 80 31 Y100L1-4-2.2 ZQ35-i5-I 8 Y112M-4-4 ZQ35-i5-I 15 Y132S-4-5.5 ZQ40-i5-I 20 Y132M-4-7.5 ZQ40-i5-I 27 Y160M-4-11 ZQ50-i5-I 35 63 24 Y100L1-4-2.2 ZQ35-i4-I 9 Y100L2-4-3 ZQ35-i4-I 13 Y112M-4-4 ZQ35-i4-I 18 Y132S-4-5.5 ZQ40-i4

20、-I 25 Y132M-4-7.5 ZQ40-i4-I 35 50 19 Y90L-4-1.5 ZQ35-i3-I 8 Y100L1-4-2.2 ZQ35-i3-I 12 Y100L2-4-3 ZQ35-i3-I 17 Y112M-4-4 ZQ40-i3-I 23 Y132S-4-5.5 ZQ40-i3-I 30 40 15.4 Y100L-6-1.5 ZQ35-i4-I 10 Y112M-6-2.2 ZQ35-i4-I 15 Y132S-6-3 ZQ40-i4-I 20 Y132M1-6-4 ZQ40-i4-I 27 Y

21、132M2-6-5.5 ZQ40-i4-I 35 LS400 71 62 Y132M1-6-4 ZQ35-i7-I 8 Y132M2-6-5.5 ZQ35-i7-I 12 Y160M-6-7.5 ZQ40-i7-I 16 Y160L-6-11 ZQ40-i7-I 24 Y180L-6-15 ZQ50-i7-I 32 Y200L1-6-18.5 ZQ50-i7-I 35 56 49 Y132S-6-3 ZQ35-i6-I 8 Y132M1-6-4 ZQ35-i6-I 10

22、 續(xù)表1－2 規(guī)格 轉速(r/min) 輸送量(m3/h) 驅動裝置 許用長度(m) 電動機型號 減速器型號 LS400 56 49 Y132M2-6-5.5 ZQ40-i6-I 14 Y160M-6-7.5 ZQ40-i6-I 19 Y160L-6-11 ZQ50-i6-I 26 Y180L-6-15 ZQ50-i6-I 35 45 39 Y132M1-6-4 ZQ40-i4-I 10 Y132M2-6-5.5 ZQ40

23、-i4-I 14 Y160M-6-7.5 ZQ50-i4-I 19 Y160L-6-11 ZQ65-i4-I 26 Y180L-6-15 ZQ65-i4-I 35 36 31 Y112M-6-2.2 ZQ40-i3-I 9 Y132S-6-3 ZQ40-i3-I 13 Y132M1-6-4 ZQ40-i3-I 17 Y132M2-6-5.5 ZQ50-i3-I 24 Y160M-6-7.5 ZQ65-i3-I 32 Y160L-6-11 ZQ65-i3-I 35 LS500 63 98 Y132M2-6-5.5 ZQ40-i

24、6-I 8 Y160M-6-7.5 ZQ40-i6-I 11 Y160L-6-11 ZQ50-i6-I 16 Y180L-6-15 ZQ50-i6-I 22 Y180M-4-18.5 ZQ65-i4-I 27 Y180L-4-22 ZQ65-i4-I 33 40 62 Y132M2-6-5.5 ZQ40-i5-I 8 Y160M-6-7.5 ZQ50-i5-I 13 Y160L-6-11 ZQ65-i5-I 20 Y180L-6-15 ZQ65-i5-I 27 Y200L1-6-18.5 ZQ65-i5-I 34 32 50

25、 Y132S-6-3 ZQ40-i3-I 8 Y132M1-6-4 ZQ50-i3-I 11 Y132M2-6-5.5 ZQ50-i3-I 15 Y160M-6-7.5 ZQ65-i3-I 21 Y160L-6-11 ZQ65-i3-I 30 Y180L-6-15 ZQ65-i3-I 35 續(xù)表1－2 規(guī)格 轉速(r/min) 輸送量(m3/h) 驅動裝置 許用長度(m) 電動機型號 減速

26、器型號 LS630 50 140 Y132M2-6-5.5 ZQ40-i5-I 4.5 Y160M-6-7.5 ZQ50-i3-I 7 Y160L-6-11 ZQ65-i5-I 11 Y180L-6-15 ZQ65-i5-I 15 Y200L1-6-18.5 ZQ65-i5-I 19 Y200L2-6-22 ZQ65-i5-I 22 Y225M-6-30 ZQ75-i5-I 29 Y250M-6-37 ZQ75-i5-I 35 40 112 Y160M-6-7.5 ZQ50-i4-I 9 Y160L-6-11 ZQ65-i4-

27、I 14 Y180L-6-15 ZQ65-i4-I 19 Y200L1-6-18.5 ZQ65-i4-I 24 Y200L2-6-22 ZQ65-i4-I 29 Y225M-6-30 ZQ75-i4-I 35 32 90 Y132M2-6-5.5 ZQ50-i3-I 9 Y160M-6-7.5 ZQ65-i3-I 12 Y160L-6-11 ZQ65-i3-I 18 Y180L-6-15 ZQ65-i3-I 24 Y200L1-6-18.5 ZQ75-i3-I 30 Y200L2-6-22 ZQ75-i3-I 35 25 7

28、7 Y132M1-6-4 ZQ50-i2-I 8 Y132M2-6-5.5 ZQ65-i2-I 11 Y160M-6-7.5 ZQ65-i2-I 15 Y160L-6-11 ZQ65-i2-I 22 Y180L-6-1.5 ZQ75-i2-I 30 1.6 螺旋輸送機規(guī)格、技術參數 規(guī)格：LS100，160，200，250，315，400，500，630，800，1000，1250 長度從4m到70m，每隔8.5m一檔,當長度超過35m時,采用雙端驅動,選型時應符合標準公稱長度,特殊需要可在選配節(jié)中另行提出。 選型計算 計算輸送量： 式中:

29、Q—輸送量 t/h ψ—物料填充系數,選用見表1－4 β0—傾斜系數,選用見表1－5 K—螺距與直徑比例系數,由選定規(guī)格的螺旋輸送機計算求值 r—物料容重 t/m3 見表1－6 n—轉速 r/min d—螺旋直徑m LS型螺旋輸送機規(guī)格、技術參數表： 表1－3 LS型螺旋輸送機規(guī)格、技術參數 規(guī)格型號 100 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 螺旋直徑 100 160 200 250 315 400 500 630 800

30、 1000 1250 螺 距 100 160 200 250 315 355 400 450 500 560 630 n 140 112 100 90 80 71 63 50 40 32 25 Q 2.2 7 13 22 31 62 98 140 200 280 380 n 112 90 80 71 63 56 50 40 32 25 20 Q 1.7 6 10 18 24 49 78 112 160 220 306 n 90 71 63 56

31、 50 45 40 32 25 20 16 Q 1.4 5 8 14 19 39 62 90 126 176 245 n 71 50 50 45 40 36 32 25 20 16 13 Q 1.1 3.1 6.2 11 15.4 31 50 77 102 140 198 注：1、n—轉速r/min（偏差允許在10%范圍內） 2、輸出量Q—m3/h 表1－4 物料填充系數ψ 物料特性 易流動,磨損很少 少量磨損且為顆粒至小塊狀 磨損性、侵蝕性大 φ 0.45 0.33 0.15

32、 表1－5 傾斜系數β0 傾斜角 0 ≦5 ≦10 ≦15 ≦20 β0 1.0 0.90 0.80 0.70 0.65 若干散料的容重r及運行阻力系數入（總阻力系數） 表1－6 物料容重r 物 料 r（t/m3） λ 灰 與 渣 0.7~1.0 3 褐 煤 1.1~1.3 2.2 赤 鐵 礦 1.4 2.2 重礦石(Cw-p6) 2.0~2.5 2.2 輕 礦 石 1.25~2.0 2.2 燕麥、大麥 0.5 1.9 石 墨 0.4~0.6 1.9 生 石 灰

33、 0.9 2.2 干 石 灰 0.5 1.9 土 豆 0.7 1.9 礫 石 1.5~1.8 3 焦 炭 0.5 3 原 煤 0.8 2.2 分 先 煤 0.9 1.9 粘土:潮濕的泥土 1.8 1.9 面 粉 0.5 1.9 灰 泥 巖 1.6~1.9 2.2 砂 槳 1.8~2.1 3 玉米、黑麥、稻谷 0.5~0.7 1.9 砂 1.4~1.7 3 小 麥 0.8 1.9 水 泥 1.0~1.3 1.9

34、 2. 電動機的計算選型 2.1 電動機的選擇 （1）選擇電動機類型和結構型式 電動機分交流電動機和直流電動機兩種。由于直流電動機需要直流電源，結構較復雜，價格較高，維護比較不便，因此無特殊要求時不宜采用。 生產單位一般用三相交流電源，因此，如無特殊要求都應選用交流電動機。交流電動機有異步電動機和同步電動機兩類。異步電動機有籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型異步電動機應用最多。我國新設計的Y系列三相籠型異步電動機屬于一般用途的全封閉自扇冷電動機，其結構簡單、工作可靠、價格低廉、維護方便，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機械上，如金屬切削機床、運輸機、風

35、機、攪拌機等，由于啟動性能較好，也適用于某些要求啟動轉矩較高的機械，如壓縮機等。在經常起動、制動和反轉的場合（如起重機等），要求電動機轉動慣量小和過載能力大，應選用起重及冶金用三相異步電動機YZ型（籠型）或YZR（繞線型）。電動機除按功率、轉速排成系列之外，為適應不同的輸出軸要求和安裝需要，電動機機體又有幾種安裝結構形式。根據不同防護要求，電動機結構還有開啟式、防護式、封閉式和防爆式等區(qū)別。電動機的額定電壓一般為380V。 電動機類型要根據電源種類（交流或直流），工作條件（溫度、環(huán)境、空間位置尺寸等），載荷特點（變化性質、大小和過載情況），起動性能和起動、制動、反轉的頻繁程度，轉速高低和調速

36、性能要求等條件來確定。 （2）選擇電動機的容量 電動機的容量（功率）選的合適與否，對電動機的工作和經濟性都有影響。容量小于工作要求，就不能保證工作機的正常工作，或使電動機長期過載而過早損壞；容量過大則電動機價格高，能力又不能充分利用，由于經常不滿載運行，效率和功率應數都較低，增加電能消耗，造成很大浪費。 電動機的容量主要根據電動機運行時的發(fā)熱條件來決定。電動機的發(fā)熱與其運行狀態(tài)有關。運行狀態(tài)有三類，即長期連續(xù)運行、短時運行和重復短時運行。變載下長期運行的電動機、短時運行的電動機（工作時間短，停歇時間長）和重復短時運行的電動機（工作時間和停歇時間都不長）的容量要按等效功率法計算并校驗過載能

37、力和起動轉矩，其計算方法可參看有關電力拖動的書籍。 由于水泥螺旋輸送機的工作環(huán)境是常溫,有灰塵,用的是三相交流電,電壓為380V。根據以上兩點和機械設計手冊，選用Y132M-4型號的電動機。 Y132M-4電動機的主要性能如下表格所示： 表2－1 Y132M-4電動機的主要性能 型 號 額定 功 率 kw 滿載時 起動電流 -------------- 額定電流 起動轉矩-------------- 額定轉矩

38、 最大轉矩-------------- 額定轉矩 轉 速 r/min 電流（380V） A 效率 % 功率 應 數 Y132M-4 7.5 1140 15.4 87 0.85 7.0 2.2 2.2 2.2 傳動裝置的運動和動力參數的計算 因為設計減速器時要求傳動比為4.67，所以選用一級直齒圓柱齒輪傳動的減速器就可滿足條件。該類減速器的特點是承載能力和速度范圍大、傳動比恒定、外廓尺寸小、工作可靠、效率高、壽命長。制造安裝精度要求高、噪聲較大、成本較高。 連接順序 1.發(fā)動機——2平鍵——3.減速器—

39、—4.花鍵——5.螺旋軸輸送機 軸承、齒輪、等的效率查機械設計手冊得： 滾動軸承（每對） 0.98~0.995 滑動齒輪（每對） 0.97~0.99 彈性聯軸器 0.99~0.995 齒輪聯軸器 0.99 萬向聯軸器 0.97~0.98 具有中間可動元件的聯軸器 0.97~0.99 一對齒輪（開式） 0.94~0.96 一對齒輪（閉式） 0.96~0.99 計算傳動裝置各軸的運動和動力參數： （1） 各軸轉速 1 軸 n1=nm=1440r/min 2 軸 n2=n1/i

40、 =1440/4.67 =308.35r/min 主軸 n3=n2=308.35r/min （2） 各軸輸入功率 1 軸 額η聯 =7.50.99 =7.43KW 2 軸 =η軸承1η軸承2η齒輪 =7.430.980.990.96 =6.91KW 主軸 =η聯 =6.910.99 =6.84KW （3） 各軸輸出功率 1 軸 =η軸承

41、 =7.430.98 =7.28KW 2 軸 η軸承 =6.910.98 =6.77KW 主軸 η軸承 =6.840.98 =6.71KW （4） 各軸輸入轉矩 電動機的輸出轉矩

42、 =9550Pd/nm =95507.5/1440 =49.74Nm 1 軸 η聯 =49.740.99 =49.24Nm 2 軸 iη軸承1η軸承2η齒輪 =49.244.670.980.990.96 =214.07Nm 主軸 η聯 =214.070.99 =211.93Nm （5） 各軸輸出轉矩 1 軸 =η軸承

43、 =49.240.98 =48.26Nm 2 軸 =η軸承 =214.070.98 =209.79Nm 主軸 η軸承 =209.790.98 =207.69Nm 運動和動力參數計算結果整理于下表： 表2－2 運動和動力參數計算 軸 名 功 率P (

44、KW) 轉 矩 T（Nm） 轉速 n (r/min) 傳動比 效 率 輸 入 輸 出 輸 入 輸 出 電動機軸 7.5 49.74 1440 1 0.99 1 軸 7.43 7.28 49.24 48.26 1440 4.67 0.93 2 軸 6.91 6.77 214.07 209.79 308.35 1 0.99 主 軸 6.84 6.71 211.93 207.69 308.35 3.減速器設計計算 3.1

45、齒輪設計 齒輪材料應具備下列條件：1）齒面具有足夠的硬度，以獲得較高的抗點蝕、抗磨粒磨損、抗膠合和抗塑性流動的能力；2）在變載荷和沖擊載荷下有足夠的彎曲疲勞強度；3）具有良好的加工和熱處理工藝性；4）價格較低。 因此，采用合金鋼、硬齒面齒輪是當前發(fā)展的趨勢。采用硬齒面齒輪時，除應注意材料的力學性能外，還應適當減少齒數、增大模式，以保證輪齒具有足夠的彎曲強度。 設計的該螺旋輸送機的預期使用壽命10年，每年300個工作日，在使用期限內，工作時間占20%。 根據以上幾點，我選擇齒輪的材料為20CrMnTi，滲碳淬火處理，硬度56HRC~62HR平均取為60HRC。齒數比u=i=4.67計算步

46、驟如下：（見文獻[1]P233） 計算項目 齒面接觸疲勞強度計算 1. 初步計算 轉矩T1 齒寬系數ψd 解除疲勞極限σHlim 初步計算的許用接觸應 力[σH] Ad值 計算內容 T1=49.24Nm 由圖12－13,取ψd=0.5 由圖12－17c [σH1]≈0.9σHlim1 =0.91650 [σH2]≈0.9σHlim2 =0.91400 由表12－16,取Ad=8

47、5 計算結果 T1=49240Nmm ψd=0.5 σHlim1=1650Mpa σHlim2=1400Mpa 式(12.15) [σH1]=1485Mpa [σH2]=1260Mpa Ad=85 初步計算的小齒輪直徑 d1 初步齒寬b 2. 校核計算 圓周速度ν 精度等級 齒數z和模數m 使用系數KA 動載系數KV 齒間載荷分配系數 d1≥Ad

48、 =85 =35.90 b=ψd d1 =0.540 =20 ν=πd1n1/(601000) =π401440/（601000） =3.01 由表12－6 初取齒數z1=10, z2= iz1=4.6710=46.7 m= d1/z1=40/10=4 由表12－3， 取m=4 則z1= d1/m =40/4=10 z2= iz1 =4.6710 =46.7≈47 由表12－9 由表12－10，先求 取d1=40mm b=20mm

49、 ν=3.01m/s 選8級精度 m=4 z1=10 z2=47 KA=1.75 KV=1.18 齒向載荷分布系數 載荷系數K 彈性系數ZE 節(jié)點區(qū)域系數 ==2462N N/mm ＞100 N/mm =[1.88-3.2()]cosβ =1.88-3.2()cos0 =1.49 = =0.91 由此得

50、 由表12-11 =1.751.181.211.23 =3.07 由表12－12 由圖12－16 式（12.6） =1.49 式（12.10） =0.91 =1.21 =1.23 K=3.07 ZE=189.8 ZH=2.5 接觸最小安全系數SHmin 總工作時間th 應力循環(huán)系數NL 接觸壽命系數ZN 許用接觸應力[σH] 驗算

51、 3.確定傳動主要尺寸 由表12－14 th=1030080.2 由表12－15，估計107

52、7 NL2=1.79107 ZN1=0.98 ZN2=1.13 [σH1]=1540MPa [σH2]=1506.67MPa 式（12.8） σH=1462.4MPa <[σH2] 實際分度圓直徑d 中心距a 齒寬b 齒根彎曲疲勞強度驗算 重合系數YΕ 齒間載荷分配系數KFa 齒向載荷分布系數KFΒ 載荷系數K 齒形系數YFa 應力修正系數YSa 彎曲疲勞極限σFlim

53、 因為模數取標準值時，齒數已重新確定，但未圓整，故分度圓直徑不會改變，即 d1=mz1=410=40mm d2=mz2=447=188mm a= b=ψdd1=0.540=20mm YΕ=0.25+ 由表12.10 KFa= 由圖12－14 K=KAKVKFaKFΒ =1.751.181.331.18 由圖12－21 由圖12－22 由圖12－23c d1=40mm d2=188mm a=114mm

54、 取b1=30mm b2=20mm 式（12.18） YΕ=0.75 KFa=1.33 KFΒ=1.18 K=3.24 YFa1=2.96 YFa2=2.35 YSa1=1.52 YSa2=1.7 σFlim1=750MPa σFlim2=600MPa 彎曲最小安全系數SFmin 應力循環(huán)次數NL 彎曲壽命系數YN 尺寸系數

55、YX 許用彎曲應力[σF] 驗算 由圖12－14 由表12－15，估計3106

56、 SFmin=1.25 NL1=8.29107 NL2=1.78107 YN1=0.95 YN2=0.98 YX=1.0 [σF1]=570MPa [σF2]=470.4MPa σF1=336.46MPa <[σF1] σF2=298.76MPa <[σF2] 表3－1 齒輪傳動參數表 (單位㎜) 名稱 符號 小齒輪 大齒輪 中心距 a 114

57、 傳動比 i 4.67 模數 m 4 嚙合角 α 20 齒數 z 10 47 分度圓直徑 d 40 188 齒頂圓直徑 da 48 192 齒根圓直徑 df 30 179 齒寬 b 30 20 3.3 減速器結構設計 （1）機體結構 減速器機體是用以支持和固定軸系的零件,是保證傳動零件的嚙合精度,良好潤滑及密封的重要零件,其重量約占減速器總重量的50%。因此,機體結構對減速器的工作性能,加工工藝,材料消耗,重量及成本等有很大的影響。 機體材料用灰鐵(HT150或HT200)制造,機體的結構用剖分式機體。 （2）鑄鐵減速器機體

58、的結構尺寸見下表: 表3－2 鑄鐵減速器機體的結構尺寸 (單位mm) 名 稱 符 號 減速器尺寸關系 尺寸選擇 機座壁厚 δ 0.025a+1≥8 8 機蓋壁厚 δ1 0.02a+1≥8 9 機座凸緣厚度 b 1.5δ 12 機蓋凸緣厚度 b1 1.5δ1 13.5 機座底凸緣厚度 b2 2.5δ 20 地腳螺釘直徑 df 0.036a+12 16 地腳螺釘數目 n a≤250時，n=4 4 軸承旁聯接螺栓直徑 d1 0.75 df 12 機蓋和機座聯接螺栓直徑 d2 (0.5～0.6)

59、 df 8 聯接螺栓d2的間距 l 150～200 175 軸承端蓋螺釘直徑 d3 (0.4～0.5) df 7 續(xù)表3－2 名 稱 符 號 減速器尺寸關系 尺寸選擇 窺視孔蓋螺釘直徑 d4 (0.3～0.4) df 6 定位銷直徑 d (0.7～0.8) d2 6 d1 d2 d3至外機壁距離 c1 見表4 d1 d2至凸緣邊緣距離 c2 見表4 軸承旁凸臺半徑 R1 c2 11 外機壁至軸承座端面距離 l1 c1+c2+（8～12） 50 大齒輪頂圓與內機壁距離 Δ1 >1

60、.2δ 10 齒輪端面與內機壁距離 Δ2 >δ 10 軸承端蓋凸緣厚度 t (1～1.2)d3 7 凸臺高度 h 根據低速軸承外徑確定 軸承旁聯接螺栓距離 s 盡量靠近 D2 軸承端蓋外徑 D2 軸承孔直徑+（5～5.5）d3 D+40 表3－3 c值 螺栓直徑 M8 M10 M12 M16 M20 M24 M30 C1min 13 16 18 22 26 34 40 C2min 11 14 16 20 24 28 34 沉頭座直徑 20 24 26 32 40 48 60 注

61、：多級傳動時，a取低速級中心距。 3.3 軸設計 小齒輪的軸設計為齒輪軸，軸的材料為20CrMnTi。 小軸如下圖： 圖3－1 小齒輪軸 大齒輪的軸如下圖所示，軸的材料為40Cr。 圖3－2 大齒輪的軸 （見文獻[1]P316） 估算軸徑d（選擇軸的材料為40Cr,其抗拉強度σb=980MPa,屈服點強度 σs=785MPa） 根據設計準則，可得如下軸的結構草圖 1. 計算齒輪受力 大齒輪直徑 d2=188mm 齒輪受力： 轉矩

62、 T2=21407Nmm 圓周力 Ft 徑向力 Fr= Fttanα=2277.34tan20 =828.88N 軸向力 因為直齒輪傳動，所以Fa=0 畫小齒輪軸受力圖 見圖b 2. 計算支承反力 水平面反力 75+Fr33=0 =－364.71N 方向向上為正，“－”號表示力方向向下 Fr42－75=0 =464.15N 垂直面反力

63、 75－Ft33=0 =1002.04N Ft42－75=0 水平面受力圖 見圖c 垂直面受力圖 見圖e 圖3－3 彎矩圖 畫軸彎矩圖 水平彎矩圖 見圖d Mxy 垂直彎矩圖 見圖f Mxz 合成彎矩圖 見圖g M=

64、 ＝ ＝44786.61 Nmm 3. 畫軸轉矩圖 軸受轉矩 T=T2=21407 Nmm 4. 許用應力 許用應力值 用插入法查表得：[σ0b]=140MPa [σ-1b]=82.5MPa 應力校正系數 α= 當量轉矩 αT=0.59214070 =12

65、6150.06Nmm 當量彎矩 在小齒輪中間截面處 = =133864.40 Nmm 5. 校核軸徑 齒根圓直徑 df2=d2－2(ha+c)mn =188－2(1+0.25)4 =178mm 軸徑 所以軸徑檢驗合格 3.4 軸承的選型 小齒輪軸上的軸承選用一對GB/T276－6112的深溝球軸承。 大齒輪軸上軸承選用兩對GB/T276－6308的

66、深溝球軸承和一對GB301－8208的推力球軸承。 深溝球軸承結構簡單。主要受徑向載荷，也可承受一定的雙向軸向載荷。高速裝置中可代替推力軸承。摩擦系數小，極限轉速高，價廉。應用范圍最廣。 推力球軸承只能受單向軸向載荷?；剞D時，因鋼球離心力與保持架摩擦發(fā)熱，故極限轉速較低。套圈可分離。 大軸上深溝球軸承的選擇計算：（見文獻[1]P360） 由于剛開始軸承型號未定，C0r、e、X、Y值都無法確定，必須進行試算。以下采用預選軸承的方法。(軸承預期使用壽命=24000h) 預選6208與6308兩種深溝球軸承方案進行計算，由手冊查得軸承數據如下： 表3－4 軸承數據 方案 軸承型號 Cr/N C0r/N D/mm B/mm N0/(r/min) 1 6208 29500 18000 80 18