資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請(qǐng)放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目： SJ100/25擠出機(jī)低速軸齒輪設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 論文提交日期： 論文答辯日期： 本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目： SJ100/25擠出機(jī)低速軸齒輪設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 論文提交日期： 論文答辯日期： 摘要 擠出機(jī)，主機(jī)是擠塑機(jī)，它由擠壓系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和加熱冷卻系統(tǒng)組成。擠出機(jī)是一種常見的塑料機(jī)械設(shè)備，近年來，中國常規(guī)擠出機(jī)及生產(chǎn)線，以優(yōu)異的性價(jià)比逐漸走俏國際巿場(chǎng)。同時(shí)，中國在先進(jìn)擠出技術(shù)領(lǐng)域不斷創(chuàng)新，開拓出了多種新型擠出產(chǎn)品。精密擠出技術(shù)適應(yīng)高精加工需要 精密擠出成型可以免去后續(xù)加工手段，更好地滿足制品應(yīng)用的需求，同時(shí)達(dá)到降低材料成本、提高制品質(zhì)量的目的。如今，滿足塑料制品精密直接擠出的需要，多種成熟的技術(shù)已經(jīng)推向巿場(chǎng)，聚合物熔體齒輪泵就是其中一種重要手段。這一技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于化纖、薄膜、型材、管材、板材、線纜、復(fù)合擠出、造粒等生產(chǎn)線。單螺桿塑料擠出機(jī)采用單個(gè)減速機(jī)、單個(gè)螺筒、螺桿采用正規(guī)型材、優(yōu)質(zhì)碳素鋼。 特殊要求采用高強(qiáng)度耐腐蝕的合金鋼經(jīng)多級(jí)熱處理和精加工而成，脫水排氣，可配導(dǎo)熱油節(jié)能裝置，能耗比低。此次設(shè)計(jì)說明書根據(jù)具體參數(shù)的計(jì)算和工況的分析，從而制定了總體的控制方案。經(jīng)過各種方案對(duì)比后，設(shè)計(jì)出擠出機(jī)低速軸齒輪的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞： 擠出機(jī)； 低速軸齒輪；機(jī)筒；機(jī)頭 Abstract Extruder, the host is crowded molding machine, it is composed of extrusion system, transmission system and heating cooling system. Extruder is a kind of common plastic machinery and equipment, in recent years, China's conventional extrusion machine and production line, with excellent cost-effective popular international market gradually. At the same time, China in the field of advanced extrusion technology innovation, develop a variety of new products come out. Extrusion technology to meet the need of high precision processing Precision extrusion can be removed from the follow-up processing method, better meet the needs of product application, at the same time to reduce the cost of materials, the purpose of improving the quality of the products. Today, meet the needs of plastic precision direct extrusion, a variety of mature technology has been to the market, the polymer melt gear pump is one of the important means. This technology has been widely used in chemical fiber, film, profile, pipes, plates, wire, composite extrusion, such as granulation production lines. Single screw plastic extruder using a single reducer, normal profile is used for a single screw barrel, screw, high quality carbon steel. Special request is made of high strength and corrosion resistance of alloy steel after multi-stage heat treatment and finish machining, dehydration and exhaust, can match heat conduction oil energy saving device, low energy consumption ratio. The design specification according to the calculation of specific parameters and condition analysis, thus made the overall control scheme. Through comparing various schemes, designed extruder low speed shaft gear design. Key words： Extruder；Low Speed Shaft Gear；Barrel;Head 目 錄 引言 1 一．設(shè)計(jì)初步方案 1 二．本次設(shè)計(jì)的擠出機(jī)設(shè)計(jì)布置 1 第一章 擠出機(jī)的主要性能參數(shù) 2 1.1螺桿轉(zhuǎn)速 2 1.2擠出機(jī)功率 2 1.3 軸向力P 3 1.4 生產(chǎn)能力 Q 3 第二章 電機(jī)的選擇 4 第三章 減速器設(shè)計(jì)計(jì)算 5 3.1 傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)計(jì)算 5 3.1.1 傳動(dòng)比計(jì)算及分配 5 3.1.2 各軸轉(zhuǎn)速 5 3.1.3 各軸功率 6 3.1.4 各軸轉(zhuǎn)矩 6 3.2 齒輪設(shè)計(jì) 6 3.2.1 高速級(jí)齒輪傳動(dòng) 6 3.2.2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng) 11 3.3 速比齒輪軸及其上軸承的設(shè)計(jì)、選擇和校核 15 3.3.1 基本軸徑的設(shè)計(jì) 15 3.3.2 軸的校核、選取軸承及所選軸承的校核 17 3.4 各軸上聯(lián)接齒輪的鍵的選取與校核 30 3.4.1 低速級(jí)齒輪的健及其校核 30 3.4 各軸上聯(lián)接齒輪的鍵的選取與校核…………………… 31 第四章 螺桿的設(shè)計(jì)與校核 32 4.1 螺桿材料 32 4.2 螺桿形式 32 4.3 螺桿參數(shù) 32 4.4 螺桿結(jié)構(gòu) 32 4.5 螺紋的斷面形狀 33 4.6 校核 34 第五章 機(jī)筒的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 35 5.1 機(jī)筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料選擇 35 5.2 機(jī)筒參數(shù) 36 5.3 校核 36 第六章 .其他零部件的設(shè)計(jì)與校核 37 6.1 螺桿與軸聯(lián)接處的花鍵的選擇與校核 37 6.1.1 花鍵擠壓強(qiáng)度校核 37 6.2 推力軸承的選擇與校核 38 6.2.1 校驗(yàn) 39 6.2.2 壽命計(jì)算 40 6.3 聯(lián)軸器的選擇與校核 40 6.4 螺桿與機(jī)筒的組合設(shè)計(jì) 40 6.5機(jī)頭的設(shè)計(jì) 40 6.6 溫度控制 40 總結(jié) 41 參考文獻(xiàn) 42 致謝 43 前 言 一、 初步設(shè)計(jì)方案 本設(shè)計(jì)為SJ100/25擠出機(jī)，制品可以為成品及半成品，應(yīng)用的材料為‘低密度聚乙烯’。喂養(yǎng)料的基礎(chǔ)被次擠出機(jī)應(yīng)用。塑料粘流態(tài)與其相比停留的時(shí)間較長。而且強(qiáng)烈的剪切會(huì)導(dǎo)致大量的熱生成，故此需要良好的冷卻裝置。螺桿有較大的直徑比。并都承受剪切力和軸向力。物料傳出的熱量也由其接收。所以有較大的強(qiáng)度和抗磨損能力為所選螺桿的主要條件，還需要要比較好的化學(xué)腐蝕性能，較好的機(jī)械加工和在高溫下不損壞的能力。所以要首先選取38/CrMoALA.因?yàn)槁輻U運(yùn)輸材料，因此其結(jié)構(gòu)特別關(guān)鍵。根據(jù)所查文獻(xiàn)和相關(guān)知識(shí)確定螺桿為單螺旋等距突變螺桿，采用電機(jī)+減速機(jī)構(gòu)+螺桿，讓螺桿具有轉(zhuǎn)速和扭矩。螺桿與機(jī)筒間的軸向推力軸承傳遞為螺桿所承受的軸向力。擠出機(jī)采用產(chǎn)品機(jī)構(gòu)自己安裝。 二. 本次設(shè)計(jì)的擠出機(jī)設(shè)計(jì)布置 電動(dòng)機(jī)→減速機(jī)構(gòu)→螺桿 圖一 裝配圖 41 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章.擠出機(jī)的主要性能參數(shù) 第一章 擠出機(jī)的主要性能參數(shù) 此設(shè)計(jì)為SJ-100/25擠出機(jī)，采用的加工材料為“低密度聚乙烯”。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)可知本次設(shè)計(jì)的主要參數(shù)為 螺桿直徑 D=100mm 長徑比 L/D=25 螺桿轉(zhuǎn)速 N=55r/min 主電機(jī)型號(hào) 直流z4-250-21 電機(jī)轉(zhuǎn)速（同步） 1500r/min 電機(jī)額定電壓 440V 50HZ 電機(jī)額定功率 N=110kw 生產(chǎn)能力 Q=0.65=0.065 1.1 螺桿轉(zhuǎn)速 因?yàn)槁輻U不能進(jìn)料的臨界轉(zhuǎn)速為=55r/min 螺桿的工作轉(zhuǎn)速 n=（0.2-0.7） 所以取 n=22.5r/min 1.2 擠出機(jī)功率 公式： N=KLDn/1000 K計(jì)算系數(shù) D螺桿直徑 D=100mm=10cm N螺桿轉(zhuǎn)速 n=22.5 所以 N==56.52kw 減速器設(shè)計(jì)為二級(jí)斜齒減速器 取 =0.99 =0.99 =0.97 = =0.904 N==55.52/0.90461.416kw 1.3 軸向力P 因?yàn)?P=200F F= 所以P=200πD/4=2003.14100/4=15700kg 1.4 生產(chǎn)能力 Q （1-4） 計(jì)算系數(shù) 取0.003~0.007 n轉(zhuǎn)速 n=22.5 Q=0.0051022.5=112.5 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 電機(jī)的選擇 第二章 電機(jī)的選擇 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》23篇表23-33.依據(jù)功率,轉(zhuǎn)速等因素確定電機(jī)： 選取：封閉式三相異步電動(dòng)機(jī) Y—4 額定功率：45kw 轉(zhuǎn)速：1480 電流： 84.2A 效率：92.3% 同時(shí)查表23—1—25得： 此電動(dòng)機(jī)軸直徑 D=60mm 外伸E=140mm 中心距H=225mm 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 減速器設(shè)計(jì)計(jì)算 第三章 減速器設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1.1 傳動(dòng)比計(jì)算及分配 由所設(shè)計(jì)原始尺寸可得： 減速器總傳動(dòng)比 I==1480/22.5=65.78 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版得： I=（1.3~1.5）I 取I=1.4I 則 I=II=1.4I 所以 I=7.2 I=5.14 3.1.2 各軸轉(zhuǎn)速 設(shè)傳動(dòng)裝置從電機(jī)到工作機(jī)有三個(gè)軸，依次為： Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ軸。 n=； n=； n= n電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 n= 1470 n，n，n分別為 Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速 （單位） I，I，I分別為電動(dòng)機(jī)至高速軸；Ⅰ至Ⅱ軸；Ⅱ至Ⅲ軸間的傳動(dòng)比 n===1480 n===206 n===40 3.1.3 各軸功率 P=P =450.990.99=44.1kw P=P =44.10.990.97=42.35kw P=P =42.350.990.97=40.67kw P電動(dòng)機(jī)輸出功率 P=N=45kw P，P，P個(gè)軸輸入功率 3.1.4 各軸轉(zhuǎn)矩 T=9550=9550=290.37Nm T=9550=9550=284.56Nm T=9550=9550=1963.31Nm T=9550=9550=9709.96Nm 表3-1 傳動(dòng)參數(shù)表 軸號(hào) 功率 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩 傳動(dòng)形式 傳動(dòng)比 Ⅰ 44.1 1480 284.56 聯(lián)軸器軸承 7.2 Ⅱ 42.35 206 1963.31 齒輪軸承 5.14 Ⅲ 40.67 40 9709.96 齒輪軸承 3.2 齒輪設(shè)計(jì) 3.2.1 高速級(jí)齒輪傳動(dòng) N=45kw,n=1480,I=7.2。,維持工作15年，總共300天需要工作，兩班制，輸送機(jī)采用帶式，穩(wěn)定，轉(zhuǎn)向保持一致。 (1) 確定齒輪類型，精度等級(jí)，材料和齒數(shù) ①查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-1 確定大、小齒輪的材料都為40Cr,調(diào)質(zhì)和表面淬火處理之后，齒面硬度等于48~55HRC. ②精度等級(jí)確定等于7級(jí) ③確定小齒輪齒數(shù)Z=24 則Z=I24=173 ④暫時(shí)確定螺旋角=14 (2) 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 依據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式10-21： （3-1） ①選取公式內(nèi)計(jì)算數(shù)值 a、初步確定K=1.6 b、根據(jù)10-30確定區(qū)域系數(shù) Z=2.433 c、根據(jù)圖10-26 可知=0.78，=0.9，=+=1.68 d、小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：T=2.910Nmm e、根據(jù)10-7采用齒寬系數(shù)=0.8 f、根據(jù)10-6 可知材料的彈性影響系數(shù)：Z=189.8MPa g、根據(jù)10-21e 可知齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：==1100.MPa h、根據(jù)10-13 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： N=60n=6014801（2830015）=6.3910 N===8.8810 i、由圖10-19 確定接觸疲勞壽命系數(shù)： K=0.9, K=1.02 j、求接觸疲勞許用力：（取失效概率為10%，安全系數(shù)為S=1） 由式10-21得： ==990MPa ==1122MPa ==1056MPa ②計(jì)算： a、確定小齒輪分度圓直徑 =53.4mm b、求圓周速度 V===4.14 c、求齒寬b及模數(shù)m b==0.853.4=42.72mm m===2.16mm h=2.25m=2.252.16=4.86mm ==8.79 d、求縱向重合度 =1.522 e、計(jì)算載荷系數(shù)K 由表10-2 查得使用系數(shù) K=1 根據(jù)V=4.14 ，7級(jí)精度 ，由圖10-8 確定動(dòng)載系數(shù)K=1.16 由表10-3查得K=K=1.2 由表10-4采取插值法確定7級(jí)精度小齒輪相對(duì)支撐點(diǎn)非對(duì)稱布置時(shí) K1.288 因此載荷系數(shù)K==1.79 再由于圖10-13可知K=1.25 f、采用實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓的直徑，由式10-10a得： d=d=53.4=55.42mm g、求模數(shù) m m==2.24mm (3) 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式10-17得： m ①確定計(jì)算參數(shù) a、計(jì)算載荷系數(shù) K= b、由圖10-20d查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限：=620MPa c、由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)K=0.85, K=0.88 d、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 由式10-12得： ==376.4MPa ==389.7MPa e、根據(jù)縱向重合度=1.527，由圖10-28查得螺旋角影響系數(shù) Y=0.88 f、計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) Z=26.27 Z=189.55 g、查取齒形系數(shù) 由表10-5查得Y=2.65 , Y=2.14 h、查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表10-5查得Y=1.58 , Y=1.83 i、計(jì)算大、小齒輪的并加以比較 ==0.0111238 =0.0100493 小齒輪的數(shù)值大 ② 設(shè)計(jì)計(jì)算 m =2.33mm 取m=3mm ， d=55.42mm Z==17.92 取Z=18，則Z=IZ=130 (4) 求幾何尺寸 ① 求中心距 a==228.87mm 將中心距圓整為230mm ② 按圓整后的中心距改正螺旋角 =arccos=15.2 因值改變不多，故參數(shù),等不必修改。 ③ 求大、小齒輪的分度圓直徑 ④ 求齒輪寬度 圓整后取B=45mm B=50mm 3.2.2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng) n=206,I=5.14,能運(yùn)作15年，一共300天工作，兩班制，帶式輸送機(jī)，穩(wěn)定，轉(zhuǎn)向一致。 (1) 選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù) ①由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-1 確定大、小齒輪的材料都是40Cr,調(diào)質(zhì)和表面淬火處理之后，齒面硬度等于48~55HRC. ②精度等級(jí)確定為7級(jí) ③確定小齒輪齒數(shù)Z=34 則Z=IZ=5.1234=175 ④初步確定螺旋角=14 (2) 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式10-21計(jì)算： （3-2） ① 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值: a、初步確定K=1.6 b、根據(jù)10-30確定區(qū)域系數(shù) Z=2.433 c、根據(jù)10-26 確定=0.8，=0.92，=+=1.72 d、小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：T=1.31410Nmm e、根據(jù)表格10-7確定齒寬系數(shù)=0.8 f、根據(jù)表格10-6 確定材料的彈性影響系數(shù)：Z=189.8MPa g、根據(jù)10-21e 確定齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限：==1100MPa h、根據(jù)10-13 求應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： N=60n=602061（2830015）=8.910 N===1.7310 i、根據(jù)10-19 確定接觸疲勞壽命系數(shù)為 K=1.02, K=1.11 j、求接觸疲勞許用力：（約算失效概率為1%，安全系數(shù)S=1） 根據(jù)算式10-21得： ==1122MPa ==1221MPa ==1171.5MPa ② 計(jì)算： a、求小齒輪分度圓直徑 =100.21mm b、求圓周速度 V===1.02 c、求齒寬b和模數(shù)m b==0.894.6=95.68mm m===2.7mm h=2.25m=2.252.7=6.075mm ==12.46 d、求縱向重合度 =2.16 e、求載荷系數(shù)K 根據(jù)表10-2 確定應(yīng)取系數(shù) K=1 因?yàn)閂=1.02 ，精度為7級(jí) ，根據(jù)圖10-8 確定動(dòng)載系數(shù)K=1.04 根據(jù)表格10-3確定K=K=1.2 根據(jù)10-4采取插值法求7級(jí)精度小齒輪相對(duì)支撐點(diǎn)不是對(duì)稱布置時(shí) K1.305 因此載荷系數(shù)K==1.63 還因?yàn)閳D10-13確定K=1.28 f、應(yīng)用實(shí)際的載荷系數(shù)校正所求的分度圓的直徑，根據(jù)式10-10a得： d=d=94.6=95.36mm g、求模數(shù) m m==2.72mm (3) 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 根據(jù)10-17得： m ① 求計(jì)算參數(shù) a、計(jì)算載荷系數(shù) K= b、根據(jù)10-20d確定齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限：=620MPa c、根據(jù)10-18確定彎曲疲勞壽命系數(shù)K=0.88, K=0.91 d、求彎曲疲勞許用應(yīng)力 設(shè)彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4 根據(jù)10-12得： ==389.7MPa ==430MPa e、由于縱向重合度=2.16，根據(jù)圖10-28確定螺旋角影響系數(shù) Y=0.88 f、 求當(dāng)量齒數(shù) Z=37.25 Z=191.14 g、根據(jù)表格采用齒形系數(shù) 由表10-5查得Y=2.43 , Y=2.13 h、根據(jù)表格采用應(yīng)力校正系數(shù) 根據(jù)表10-5確定Y=1.658 , Y=1.84 i、求大、小齒輪的以及加以比較 ==0.0103 =0.0097 小齒輪的數(shù)值大 ②設(shè)計(jì)計(jì)算 m =3.84mm 取m=5mm ， d=126.96mm Z==24.63 取Z=26，則Z=IZ=5.1426=133.64 取Z=134 (4) 幾何尺寸計(jì)算 ①求中心距 a==412.37mm 把中心距圓整為412mm ②采用圓整后的中心距改正螺旋角 ==13.86 因值改變不多，故參數(shù),等不必修改。 ③求大、小齒輪的分度圓直徑 ④求齒輪寬度 圓整后采用B=110mm B=115mm 3.3 速比齒輪軸和其上軸承的設(shè)計(jì)、選擇和校核 3.3.1 基本軸徑的設(shè)計(jì) 軸的直徑采用扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度預(yù)算 = 有關(guān)實(shí)心軸 有關(guān)空心軸，通常取 (1) 高速軸（I軸）的軸徑設(shè)計(jì) a、材料確定為40Cr b、根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版，第二卷，第6篇表6-1-2采用 因此 因?yàn)檫B接聯(lián)軸器的軸段上存在一個(gè)鍵槽，軸徑所以擴(kuò)大5% 取 (2) 中間軸（II軸）的軸徑設(shè)計(jì) a、材料確定為40Cr b、根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版，第二卷，第6篇表6-1-2采用 因?yàn)檫B接齒輪的軸段上存在一個(gè)雙鍵槽，軸徑因此擴(kuò)大7% mm 取 (3) 低速軸（III軸）的軸徑設(shè)計(jì) a、材料確定為40Cr b、根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版，第二卷，第6篇表6-1-2確定 因?yàn)檫B接齒輪的軸段上存在一個(gè)雙鍵槽，軸徑因此擴(kuò)大7% mm 取 3.3.2 軸的校核、選取軸承及所選軸承的校核 (1) 高速軸的校核及所選軸承的校核 ①第Ⅰ軸的轉(zhuǎn)矩等于：T=2.85N·mm 齒輪1的圓周力： 軸向力： 徑向力： 軸向力矩：M=F=4.1210=1.6910Nmm 求支承反力 圖3-1 水平受力圖 根據(jù)水平受力圖（a），因此 圖3-2 垂直受力圖 根據(jù)垂直受力圖（b），因此 N 受力分析圖 水平彎矩： 垂直彎矩： 圖3 受力分析圖 合成彎矩： 采用脈動(dòng)循環(huán)處理，應(yīng)用α=0.6 采用彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 因?yàn)棰窠孛媸禽S上承受最大計(jì)算彎矩的截面，Ⅱ截面所承受的計(jì)算彎矩并非最大，但是它的軸徑最小，因此必須檢驗(yàn)Ⅰ、Ⅱ截面的強(qiáng)度 Ⅰ截面的計(jì)算應(yīng)力為 由于齒輪軸的材料選取40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，再查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表17-2，確定許用彎曲應(yīng)力 故安全。 ② a、高速軸承的確定：d=40mm D=72mm T=24.25 b、校核: 求軸承徑向支反力 圖3-3 軸承徑向支反力 N 合成支反力： 因此產(chǎn)生的派生軸向力根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表16-12，確定 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》確定 e=0.42，Y=1.4， S+F>S 因此右緊左松 A=S+F=9.4910+3.6410=13.610N =S=9.4910 求當(dāng)量動(dòng)載荷P: 因此采用 因此采用 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》式16-5，確定 求軸承壽命 確定預(yù)期軸承壽命等于=20000h 由于,因此按計(jì)算，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》式16-3，確定表16-8和表16-9，求取 ，有 > 因此合格。 (2) 中間軸的校核及所選軸承的校核 ①Ⅱ軸的轉(zhuǎn)矩為T=1413N·m=1.41310N·mm 軸的受力如圖所示 圖3-4 軸的受力圖 中間軸大齒輪： 圓周力：F= 軸向力：F= 徑向力：F=軸向力矩：M=F=401210=0.96510Nmm 中間軸小齒輪： 圓周力： 軸向力： 徑向力： 軸向力矩：M=F=1.3810=0.9210Nmm 計(jì)算支承反力： 由水平受力圖（c），得： 由垂直受力圖（d），得： 畫彎矩圖，扭矩圖，計(jì)算彎矩： 圖3-5 受力分析圖 水平彎矩： 垂直彎矩： 合成彎矩： 按脈動(dòng)循環(huán)處理，α=0.6 由圖知Ⅰ剖面計(jì)算彎矩最大，但直徑不是最大，Ⅱ剖面直徑最小，計(jì)算彎矩較大，所以這兩個(gè)剖面比較危險(xiǎn)，因此校核這兩個(gè)剖面。 Ⅰ剖面的計(jì)算應(yīng)力為： Ⅱ剖面的計(jì)算應(yīng)力為： 因齒輪軸的材料為40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表17-2，查得 ，故安全。 ② a、中間軸承的選擇：d=75mm D=160mm T=37 b、校核： 計(jì)算軸承徑向支反力 圖3-6 軸承徑向支反力 由上可知： 合成支反力： 所產(chǎn)生的派生軸向力由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表16-12，得 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得 求軸承的軸向載荷A： 因， 所以右緊左松。 故取 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P：，故取 ，故取 由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》式16-5，得 計(jì)算軸承壽命 選取預(yù)期軸承壽命為=20000h 因?yàn)?所以按,計(jì)算，由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》式16-3，查表16-8和表16-9，得 有 > 故合格。 (3) 低速軸的校核及所選軸承的校核 ① 第三軸的轉(zhuǎn)矩為：T=9.7110N·mm 低速軸大齒輪： 圓周力：F= 軸向力：F= 徑向力： 軸向力矩：M=F=1.3810=4.0910Nmm （1） 計(jì)算支承反力 圖3-6 軸Ⅲ水平受力圖 由水平受力圖（Ⅲ），得 圖3-7 軸Ⅲ垂直受力圖 由垂直受力圖（Ⅲ-3），得 （2）畫彎矩圖，扭矩圖，計(jì)算彎矩： 水平彎矩： 垂直彎矩： （Ⅲ-4 軸Ⅲ水平彎矩圖 Ⅲ-5 軸Ⅲ垂直彎矩圖 Ⅲ-6 軸Ⅲ扭距圖） 合成彎矩： 按脈動(dòng)循環(huán)處理，取α=0.6 （3）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 由于Ⅰ截面是軸上承受最大計(jì)算彎矩的截面，Ⅱ截面承受的計(jì)算彎矩不是最大，但是其軸徑較小，故需要校核Ⅰ、Ⅱ截面的強(qiáng)度 Ⅰ截面的計(jì)算應(yīng)力為 Ⅱ截面的計(jì)算應(yīng)力為 因齒輪軸的材料為40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表17-2，查得 ，故安全。 ②a、低速軸承的選擇：d=110mm D=200mm T=41 （1）計(jì)算支承反力 圖3-8 軸Ⅲ的軸承受力圖 合成支反力： 所產(chǎn)生的派生軸向力由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表16-12，得 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得 e=0.42,Y=1.4, S+F>S 所以右緊左松 因故取 （2）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷P： 故取 ，故取 由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》式16-5，得 （3）計(jì)算軸承壽命 選取預(yù)期軸承壽命為=20000h 因?yàn)椋园从?jì)算，由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》式16-3，查表16-8和表16-9，得 ，有 >, 故合格。 3.4 各軸上聯(lián)接齒輪的鍵的選取與校核 3.4.1 低速級(jí)齒輪的健及其校核 (1) 選用普通平鍵A型 其中：L=56mm；b=28mm；h=16mm；t=10；t=6.4 (2) 校核 對(duì)于平鍵通常只按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行條件性強(qiáng)度校核。通過條件為按壓力強(qiáng)度校核：= T轉(zhuǎn)矩 T=6.4710Nmm D軸的直徑 D=110mm h鍵高 h=16mm l鍵的工作長度，本設(shè)計(jì)采用雙鍵聯(lián)接，相隔180布置，l=125mm 所以===117.64MPa 因?yàn)? 所以平鍵合格。 3.4.2 中間級(jí)齒輪的鍵及其校核 ①選用普通平鍵A型 其中：L=28mm；b=20mm；h=12mm；t=7.5；t=4.9 ②校核： 對(duì)于平鍵通常只按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行條件性強(qiáng)度校核。通過條件為按壓力強(qiáng)度校核：= T轉(zhuǎn)矩 T=1.31410Nmm D軸的直徑 D=100mm h鍵高 h=12mm l鍵的工作長度，本設(shè)計(jì)采用雙鍵聯(lián)接，相隔180布置，l=56mm 所以===111.73MPa， 因?yàn)? 所以平鍵合格。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 螺桿的設(shè)計(jì)與校核 第四章 螺桿的設(shè)計(jì)與校核 4.1 螺桿材料 螺桿材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和抗磨能力，較好的耐化學(xué)腐蝕性能，良好的機(jī)械加工和熱處理以及在高溫度下不變形的性能。螺桿材料優(yōu)先選用38CrMoAlA，用38 CrMoAlA制造的螺桿，其氮化深度一般為0.3——0.6，硬度可達(dá)740HV。當(dāng)它經(jīng)滲氮處理后會(huì)在螺桿表面形成壓應(yīng)力，故疲勞極限能提高25%——35%。耐腐蝕性也有顯著提高。 4.2 螺桿形式 本設(shè)計(jì)為SJ-100/25擠出機(jī)，加工物料為低密度聚乙烯。查取有關(guān)資料確定螺桿形式為：等距突變（3~5D）型單螺桿 4.3 螺桿參數(shù) a、螺桿直徑D D=100mm b、螺桿長徑比L/D=25 螺桿長L=1750mm c、螺桿的螺紋開程I I=70mm d、螺桿的螺紋升角 取18 e、螺棱寬度e e=（0.08~0.12D）取e=5mm 4.4 螺桿結(jié)構(gòu) 螺桿工作部分大體分為加料段，熔融段，均化段。 a、加料段 此段的作用是咬入和往前輸送物料。從加料口供入的物料，由于旋轉(zhuǎn)螺桿的作用，物料被咬入螺槽內(nèi)，并形成一定大小的塑團(tuán)，這些塑團(tuán)邊轉(zhuǎn)動(dòng)邊前進(jìn) =30%~65%L=525~1137.5，本設(shè)計(jì)取1000mm。 : 因?yàn)槁輻U三段的螺紋升程相等，螺棱寬度也相等。 所以 i= 查《塑料機(jī)械設(shè)計(jì)》表1-3-1取i=3 ==33=9mm b、熔融段 又成為壓縮段。塑團(tuán)進(jìn)入此段，被逐漸壓縮，由于螺桿的旋轉(zhuǎn)，物料受到強(qiáng)烈的剪切，攪拌和塑化。 =3~5D 漸變 C、均化段 又稱計(jì)量段。由熔融段輸送過來的物料在均化段繼續(xù)受到剪切和塑化，在螺桿的擠壓作用下，呈粘流態(tài)的物料以一定的壓力和溫度流經(jīng)機(jī)頭，擠壓成所需形狀的半成品。 =20%~25%L =0.025~0.06D 取3mm 4.5 螺紋的斷面形狀 本設(shè)計(jì)采用矩形斷面。螺紋的推料表面與螺桿根徑表面垂直，用小圓弧r=（0.06~0.12）D；而螺紋背面具有較大的過度圓弧R，這有利于螺槽中的塑料進(jìn)行橫流，可促進(jìn)塑料均勻混煉和塑化，避免產(chǎn)生局部焦燒，R=（0.12~0.18）D。 4.6 校核 近似認(rèn)為螺桿只受扭，彎，壓的聯(lián)合作用。 1 剪應(yīng)力計(jì)算 扭矩：根據(jù)公式5-83計(jì)算 M=97400y N電機(jī)最大功率 N=30KW n電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 n=1470 y機(jī)械傳動(dòng)效率（y取0.7~0.9）， 取y=0.8 所以 M=97400y=974000.8=2337.6Kgcm 最大剪應(yīng)力：=加料段初始位置最容易扭斷，則抗扭截面模量近似為： W=Kgcm 則：===16.34 2 壓應(yīng)力計(jì)算 P=200F=2003.14=3533kg ===31.25 實(shí)際上螺桿自重引起的彎曲應(yīng)力比剪切應(yīng)力和壓應(yīng)力小得多，故可忽略不計(jì)，這樣按第三強(qiáng)度理論公式計(jì)算： ==26.23 查得=163MPa，< 因此螺桿強(qiáng)度合格。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 機(jī)筒的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 第五章 機(jī)筒的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 5.1 機(jī)筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料選擇 機(jī)筒一般由襯套和機(jī)身組成。襯套在此結(jié)構(gòu)中中，為了減小塑料與機(jī)筒的摩擦，并隔離冷卻水與塑料，在機(jī)筒與螺桿間嵌入了一個(gè)襯套，用38CrMoALA制成，具有較好的耐磨和耐腐蝕性。但現(xiàn)在的冷卻技術(shù)比較成熟，所以不采用襯套結(jié)構(gòu)。機(jī)身材料選取ZG270-500。為了加工方便，機(jī)筒采用分段式，通過法蘭聯(lián)接。 5.2 機(jī)筒參數(shù) 機(jī)筒的壁厚 ， ， r=39mm ， P=10Pa ， =-P E=206 ， E=180 ， 5.3 校核 ①機(jī)筒內(nèi)壁處的工作應(yīng)力： 由P=10Pa 得=-P=-10Pa =-10 =29.2 ②機(jī)筒的軸向力： =P=9.6 ③裝配壓力P計(jì)算： = =31.62 ④機(jī)筒內(nèi)壁強(qiáng)度校核 =48.57 由于機(jī)筒材料為ZG270-500，查得屈服應(yīng)力為=200，取n=3.2 因?yàn)? 所以機(jī)筒強(qiáng)度可以保證工作要求。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第六章 其他零部件的設(shè)計(jì)與校核 第六章 其他零部件的設(shè)計(jì)與校核 6.1 螺桿與軸聯(lián)接處的花鍵的選擇與校核 選擇中系列，規(guī)格為 6.1.1 花鍵擠壓強(qiáng)度校核 其中:T=9.7Nmm 取=0.8 D=82mm d=72mm Z=10 L=120 =77mm 5mm =52MPa 由于花鍵用于靜聯(lián)接，使用和制造情況中等，且齒面經(jīng)過熱處理，查表得：=100MPa 由于P< 所以擠壓強(qiáng)度可以保證。 6.2 推力軸承的選擇與校核 選擇9039424E型軸承 6.2.1 校驗(yàn) 額定基本負(fù)荷Ca=982KN 由于軸向力P= P軸向力 靜壓力 動(dòng)壓力 =38500N =9625 所以P=4812548KN=20000h 所以此軸承適用。 6.3 聯(lián)軸器的選擇與校核 選擇彈性柱銷聯(lián)軸器HL型 計(jì)算： , 取K=1.7 =1.7284.56=483.75Nm 由于 所以此聯(lián)軸器安全傳動(dòng)。 6.4 螺桿與機(jī)筒的組合設(shè)計(jì) 間隙值 為保證擠出工藝過程順利進(jìn)行，需要正確確定襯套內(nèi)壁與螺桿間隙值。 根據(jù)相關(guān)資料查取 ： 可?。?.001～0.0015） 則目前100擠出機(jī)的不得超過0.105mm 6.5機(jī)頭的設(shè)計(jì) 機(jī)頭是擠出機(jī)的最主要部件之一，它的作用是使塑料螺旋運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。同時(shí)按照不同的擠出機(jī)工藝形成必要的壓力和一定形狀的半成品。 機(jī)頭材料應(yīng)具備耐磨、耐腐蝕。在內(nèi)壓作用下有足夠的強(qiáng)度和剛度；在較高的溫度下不變形，加工容易。本設(shè)計(jì)采用材料為ZG35. 6.6 溫度控制 ⑴溫度傳感器選擇：鉑熱電阻溫度傳感器 可測(cè)溫度范圍：-200到650度 可用于固體表面，軸承，電站管道等管道測(cè)溫。 傳感器外接 ⑵ 控制調(diào)節(jié)方法： 通過傳感器根據(jù)物料在不同階段的溫度調(diào)節(jié)加熱圈。 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 總結(jié) 總結(jié) 經(jīng)過這近一個(gè)學(xué)期的設(shè)計(jì)，使我自己的設(shè)計(jì)任務(wù)SJ-100/25擠出機(jī)已基本完成。至于SJ-100/25擠出機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)已在前面敘述過了，就不再多說了。由于知識(shí)的局限性使我設(shè)計(jì)的塑料擠出機(jī)還有待于進(jìn)一步的研究及探討，同時(shí)由于沒有真正的樣本，故其中錯(cuò)誤在所難免，我希望我的錯(cuò)誤能得到改正，使塑料擠出機(jī)進(jìn)一步完善。 這半年來的設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)，使我們對(duì)于所學(xué)的基礎(chǔ)課及專業(yè)課的知識(shí)有了進(jìn)一步的了解和鞏固，同時(shí)培養(yǎng)了綜合應(yīng)用各種知識(shí)的能力，為以后走上工作崗位奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)我們也愛犯一些設(shè)計(jì)上不該犯的錯(cuò)誤，又由于自我知識(shí)掌握的限制，這次設(shè)計(jì)只初步了解設(shè)計(jì)工作的步驟和基本方法，與實(shí)際設(shè)計(jì)生產(chǎn)還有相當(dāng)大的差距，這就需要我們進(jìn)一步學(xué)習(xí)。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì) 致謝 參考文獻(xiàn) [1] 李建波. 復(fù)合材料葉片擠出機(jī)制備及其結(jié)構(gòu)性能研究[J]. 華南理工大學(xué)， 2014. 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