螺旋輸送式連續(xù)洗米機(jī)設(shè)計(jì)
螺旋輸送式連續(xù)洗米機(jī)設(shè)計(jì),螺旋輸送式連續(xù)洗米機(jī)設(shè)計(jì),螺旋,輸送,連續(xù),洗米機(jī),設(shè)計(jì)
南昌航空大學(xué)科技學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
I、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：
螺旋輸送式連續(xù)洗米機(jī)的設(shè)計(jì)
II、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計(jì)技術(shù)要求：
螺旋輸送式洗米機(jī)(Washing Rice Machine)集搓米、洗米、去除漂浮雜質(zhì)和沙石于一體，
其工作過(guò)程可表敘為：大米由料斗加入，經(jīng)水平螺旋輸送進(jìn)行揉搓洗滌，在此過(guò)程中大米
中的漂浮雜質(zhì)漂出，與洗滌的濁水一起從溢流口排出。大米經(jīng)水平螺旋輸送洗滌完后，進(jìn)
入傾斜螺旋，在傾斜螺旋人口處，沉降速度較快的沙石則被沉降在沙石沉積槽內(nèi)，大米則
隨著傾斜螺旋的轉(zhuǎn)動(dòng)，被進(jìn)一步揉搓洗滌并往上輸送，最后經(jīng)過(guò)噴水裝置以上的瀝干段瀝
干后從排料口排出，完成洗米操作。而洗滌水在洗米過(guò)程中從噴水裝置處噴人，沿傾斜螺
旋往下流動(dòng)，經(jīng)水平螺旋，最后從溢流口流出。其主要技術(shù)參數(shù)如下：
（1）生產(chǎn)率：洗米1600 kg／h；
（2）用水量：8000L /洗米1600kg；
（3）水平螺旋電機(jī)功率250W，傾斜螺旋電機(jī)功率550W；（推薦）
（4）外型尺寸：1400mm×800mm×125mm。
III、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作內(nèi)容及完成時(shí)間：
（1）查閱文獻(xiàn)，熟悉課題及相關(guān)軟件，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告 2周
（2）相關(guān)外文文獻(xiàn)閱讀與翻譯（6000字符以上） 1周
（3）擬定洗米機(jī)總體方案并進(jìn)行方案分析 2周
（4）進(jìn)行主要零部件的設(shè)計(jì)與校核計(jì)算 2周
（5）設(shè)計(jì)洗米機(jī)的總體裝配圖 4周
（6）繪制主要零件圖工作圖 3周
（7）撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3周
（8）答辯準(zhǔn)備及畢業(yè)答辯 1周
Ⅳ 、主 要參考資料：
[1] 包清彬. 新型連續(xù)式洗米機(jī)[J]. 包裝與食品機(jī)械, 2001（3）
[2] 賀新彬. 水射流輸洗米機(jī)的開(kāi)發(fā)和研制[J]. 糧油加工，2007（7）
[3] 唐偉強(qiáng). 新型連續(xù)豆豉洗霉機(jī)的原理及結(jié)構(gòu)[J]. 中國(guó)調(diào)味品，2003（2）
[4] 王中剛,張秀親. 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐[M] . 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003
[5] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)全卷[M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999
[6] A.W. Roberts. The influence of granular vortex motion on the volumetric performance of
enclosed screw conveyors[J]. Powder Technology 1041999（104）：56–67
[7] Seiichirou SUZUK . A study on the dynamic behaviors of an automatic washing machine.
2001 Korea ADAMS User Conference, 2001：1-6
航空制造工程 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè) 0781051 班
學(xué)生（簽名）： 劉家?guī)?
日期：自 2011 年 3 月 1 日至 2011 年 6 月 2 日
指導(dǎo)教師（簽名）： 賀紅林
助理指導(dǎo)教師(并指出所負(fù)責(zé)的部分)：
機(jī)械設(shè)計(jì) 系（室） 主任（簽名）：
附注:任務(wù)書(shū)應(yīng)該附在已完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)首頁(yè)。
工作原理為：大米至料斗加入，經(jīng)過(guò)水平螺旋的輸送進(jìn)行揉搓洗滌，大米中的漂浮雜質(zhì)在此過(guò)程中漂出，與洗滌的濁水一起從溢流口排出。大米經(jīng)過(guò)水平螺旋輸送洗滌完后，進(jìn)入傾斜螺旋，在傾斜螺旋的入口處，沉降速度較快的沙石則被沉降在沙石沉積槽內(nèi)(小槽下有螺孔，可定時(shí)拆下進(jìn)行清洗)，大米則隨著傾斜螺旋的轉(zhuǎn)動(dòng)，被進(jìn)一步揉搓洗滌并往上輸送，最后經(jīng)過(guò)噴水裝置以上的瀝干段瀝干后從排料口排出，完成洗米操作。而洗滌水在洗米過(guò)程中從噴水裝置處噴入，沿傾斜螺旋往下流動(dòng)，經(jīng)過(guò)水平螺旋，最后從溢流口流出。機(jī)組在整個(gè)洗米過(guò)程中水流與米成逆流流動(dòng)，保證了較好的洗滌效果。為了確保水與米能成較好的逆流流動(dòng)，在傾斜輸送螺旋上鉆小孔，并使傾斜螺旋的上蓋與螺旋留有一定的間隙，水平螺旋則采用敞蓋，也便于漂浮雜質(zhì)浮出。
學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明
本人聲明，所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他學(xué)位申請(qǐng)的論文或成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。
作者簽名： 日期：
學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)
本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌航空大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。
作者簽名： 日期：
導(dǎo)師簽名： 日期：
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題 目： 螺 旋 輸 送 式 連 續(xù) 洗 米 機(jī) 設(shè) 計(jì)
系 別： 航空制造工程系
專業(yè)名稱： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班級(jí)學(xué)號(hào)： 0781051 14
學(xué)生姓名： 劉 家 帥
指導(dǎo)教師： 賀 紅 林
二O一一 年 六 月
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
題目 螺旋輸送式連續(xù)洗米機(jī)設(shè)計(jì)
專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 078105114
學(xué) 生 姓 名 劉家?guī)?
指 導(dǎo) 教 師 賀紅林
填 表 日 期 2011 年 3 月 11 日
一.選題依據(jù)及意義
為適應(yīng)食堂、大型飯店、快餐中心等的需要，我們?cè)O(shè)計(jì)研制了一種新型連續(xù)式洗米機(jī)。
圖1 機(jī)組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
1-料斗；2-水平螺旋；3-減速器1；4-電機(jī)1；5-機(jī)架；6-電機(jī)2；7-減速器2；
8-沙石沉積槽；9-傾斜螺旋；10-出料口；11-噴水裝置；12-溢流口
該機(jī)組結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由料斗、水平螺旋、傾斜螺旋、機(jī)架、動(dòng)力裝置、噴水裝置等部分組成。
其工作原理為：大米至料斗加入，經(jīng)過(guò)水平螺旋的輸送進(jìn)行揉搓洗滌，大米中的漂浮雜質(zhì)在此過(guò)程中漂出，與洗滌的濁水一起從溢流口排出。大米經(jīng)過(guò)水平螺旋輸送洗滌完后，進(jìn)入傾斜螺旋，在傾斜螺旋的入口處，沉降速度較快的沙石則被沉降在沙石沉積槽內(nèi)(小槽下有螺孔，可定時(shí)拆下進(jìn)行清洗)，大米則隨著傾斜螺旋的轉(zhuǎn)動(dòng)，被進(jìn)一步揉搓洗滌并往上輸送，最后經(jīng)過(guò)噴水裝置以上的瀝干段瀝干后從排料口排出，完成洗米操作。而洗滌水在洗米過(guò)程中從噴水裝置處噴入，沿傾斜螺旋往下流動(dòng)，經(jīng)過(guò)水平螺旋，最后從溢流口流出。機(jī)組在整個(gè)洗米過(guò)程中水流與米成逆流流動(dòng)，保證了較好的洗滌效果。為了確保水與米能成較好的逆流流動(dòng)，在傾斜輸送螺旋上鉆小孔，并使傾斜螺旋的上蓋與螺旋留有一定的間隙，水平螺旋則采用敞蓋，也便于漂浮雜質(zhì)浮出。
機(jī)組設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)：一是米在用螺旋輸送過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行揉搓，使機(jī)組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)作可靠；二是米流成逆流流動(dòng)保證了用水少和較好的洗滌效果；三是漂浮雜質(zhì)有足夠的漂浮空間，保證洗滌能較徹底地除去米中的漂浮雜質(zhì)。
螺旋輸送機(jī)是糧食及機(jī)械加工等部門廣泛應(yīng)用的一種連續(xù)輸送設(shè)備。螺旋輸送機(jī)與其它輸送設(shè)備相比，具有整機(jī)截面尺寸小、密封性能好、運(yùn)行平穩(wěn)可靠、可中間多點(diǎn)裝料和卸料及操作安全、維修簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。
二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）
過(guò)去二十年多年，許多研究工作者將帶式輸送機(jī)，用各種各樣的線性模型來(lái)描述或者至少是便于數(shù)學(xué)計(jì)算的模型。在動(dòng)力學(xué)分析中，由于輸送帶大變形和粘彈性的并存，使非線性問(wèn)題變得十分突出，已達(dá)到了不能忽略的程度，而且許多不穩(wěn)定的工程實(shí)例，使得它們的動(dòng)態(tài)特性無(wú)法用簡(jiǎn)單的線性特性來(lái)解釋?？v觀起來(lái)，對(duì)于帶式輸送機(jī)系統(tǒng)的研究，在理論分析方面，采用線性動(dòng)力學(xué)理論進(jìn)行研究的較多，而采用非線性振動(dòng)理論分析研究的極少;在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的較多，而采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的極少。
張力控制普遍采用速度檢測(cè)的方法，將檢測(cè)到的主動(dòng)輪速度經(jīng)過(guò)處理后控制送絲及收絲機(jī)構(gòu)，再分別檢測(cè)送絲及收絲速度，處理以后輸入控制系統(tǒng)，從而形成閉環(huán)控制。這樣做成的控制系統(tǒng)較為龐大，造價(jià)高。本文所述的方法簡(jiǎn)單實(shí)用、造價(jià)低，效果很好。
國(guó)外帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)
國(guó)外已有多家工程設(shè)計(jì)公司致力于帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究，并開(kāi)發(fā)出各具特色的滿足不同應(yīng)用要求的設(shè)計(jì)系統(tǒng)。
美國(guó)cDI公司主要從事帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)和咨詢工作，在國(guó)際輸送機(jī)設(shè)計(jì)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，主要業(yè)務(wù)范圍包括機(jī)械設(shè)計(jì)、水平曲線設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)分析和張力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備調(diào)試及試運(yùn)行等等。
澳大利亞的Helix Technologies Pty Ltd專門從事工程軟件開(kāi)發(fā)，已開(kāi)發(fā)出一系列工程管理、投資分析的軟件系統(tǒng)，如輸送機(jī)設(shè)計(jì)、管道網(wǎng)絡(luò)分析、泵的選型和V型輸送帶/鏈的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)等。
Overland Conveyor Co., Inc.(OCC)是美國(guó)一家專門從事散料運(yùn)輸?shù)淖稍児?，開(kāi)發(fā)出的靜態(tài)分析軟件(Belt Analyst II)和動(dòng)態(tài)分析軟件(Dynamic Analyst),為用戶提供帶式輸送機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、工程和運(yùn)行評(píng)估。
國(guó)內(nèi)帶式輸送機(jī)技術(shù)研究現(xiàn)狀
近二十年來(lái)，我國(guó)帶式輸送機(jī)有了很大的發(fā)展，對(duì)帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)都取得了可喜的成果。輸送機(jī)產(chǎn)品系列不斷增多，開(kāi)發(fā)了大傾角、長(zhǎng)距離新型帶式輸送機(jī)系列產(chǎn)品，并對(duì)帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)及其主要部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，應(yīng)用動(dòng)態(tài)分析技術(shù)和中間驅(qū)動(dòng)與智能化控制等技術(shù)，成功研制了多種軟啟動(dòng)和制動(dòng)裝置及以PLC為核心的可編程電控裝置。
目前，國(guó)內(nèi)多所高校和科研機(jī)構(gòu)在進(jìn)行帶式輸送機(jī)的研究，遼寧工程技術(shù)大學(xué)在有限元分析、啟制動(dòng)曲線、水平轉(zhuǎn)彎及斷帶檢測(cè)等方面進(jìn)行了研究.東北大學(xué)對(duì)托輥運(yùn)行阻力隨帶速變化進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，用于帶式輸送機(jī)設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)分析，分析轉(zhuǎn)彎部分的導(dǎo)向力和阻力，得出轉(zhuǎn)彎段輸送帶運(yùn)行的阻力計(jì)算方法，采用離散模型建立系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程，開(kāi)發(fā)平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)動(dòng)態(tài)分析系統(tǒng)[}}2-}4};上海交通大學(xué)在帶式輸送機(jī)縱向振動(dòng)理論與橫向振動(dòng)理論的基礎(chǔ)上，提出了帶式輸送機(jī)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法以及該方法與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的設(shè)計(jì)決策支持系統(tǒng)。
隨著研究工作不斷深入，帶式輸送機(jī)動(dòng)力學(xué)性能研究積累了大量的寶貴經(jīng)驗(yàn)和資料，利用新的設(shè)計(jì)手段研究帶式輸送機(jī)動(dòng)力學(xué)模型的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。帶式輸送機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵是動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)，它是制約帶式輸送機(jī)發(fā)展的核心技術(shù)。
三、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案
l 總結(jié)和分析國(guó)內(nèi)外帶式輸送機(jī)發(fā)展和現(xiàn)狀；
l 擬訂機(jī)器的總體結(jié)構(gòu)方案，進(jìn)行機(jī)器方案的可行性分析；
l 機(jī)器主要技術(shù)參數(shù)的確定與計(jì)算；
l 進(jìn)行關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)與校核計(jì)算；
l 設(shè)計(jì)機(jī)器的總體裝配圖；
l 設(shè)計(jì)完成主要零件圖的工作圖；
水平螺旋減速器設(shè)計(jì)
傾斜螺旋減速器設(shè)計(jì)
五、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度
（1）研究目標(biāo)
本課題旨在設(shè)計(jì)一臺(tái)螺旋輸送式洗米機(jī)，該新型連續(xù)式洗米機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小、集搓米、洗米、除去漂浮雜質(zhì)、沙石等于一體，采用水流與米流逆流流動(dòng)，用水量少、洗滌效果好，是一種高效的連續(xù)式洗米機(jī)R機(jī)組。該機(jī)型除用于洗米外，也能用于豆類等其他顆粒性糧食的洗滌，是食堂、大型飯店、快餐中心及釀造、豆類加工作業(yè)中較為理想的糧食洗滌機(jī)械。
（2）主要特色
一是米在用螺旋輸送過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行揉搓，使機(jī)組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)作可靠；二是米流成逆流流動(dòng)保證了用水少和較好的洗滌效果；三是漂浮雜質(zhì)有足夠的漂浮空間，保證洗滌能較徹底地除去米中的漂浮雜質(zhì)。
（3）工作進(jìn)度
1. 查閱文獻(xiàn)，熟悉課題及相關(guān)軟件，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告 2周
2. 相關(guān)外文文獻(xiàn)閱讀與翻譯（6000字符以上） 1周
3. 擬定洗米機(jī)總體方案并進(jìn)行方案分析 2周
4. 進(jìn)行主要零部件的設(shè)計(jì)與校核計(jì)算 2周
5. 設(shè)計(jì)洗米機(jī)的總體裝配圖 4周
6. 繪制主要零件圖工作圖 3周
7. 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3周
8. 答辯準(zhǔn)備及畢業(yè)答辯 1周
六、主要參考文獻(xiàn)
［1］包清彬. 新型連續(xù)式洗米機(jī)[J]. 包裝與食品機(jī)械, 2001（3）
［2］賀新彬. 水射流輸洗米機(jī)的開(kāi)發(fā)和研制[J]. 糧油加工，2007（7）
［3］唐偉強(qiáng). 新型連續(xù)豆豉洗霉機(jī)的原理及結(jié)構(gòu)[J]. 中國(guó)調(diào)味品，2003（2）
［4］王中剛,張秀親. 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐[M] . 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003
［5］成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)全卷[M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999
［6］ A.W. Roberts. The influence of granular vortex motion on the volumetric performance of enclosed screw conveyors[J]. Powder Technology 1041999（104）：56–67
［7］ Seiichirou SUZUK . A study on the dynamic behaviors of an automatic washing machine. 2001 Korea ADAMS User Conference, 2001：1-6
南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文
螺旋輸送式連續(xù)洗米機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名：劉家?guī)? 班級(jí)： 0781051
指導(dǎo)老師：賀紅林
摘要：為適應(yīng)食堂、大型飯店、快餐中心、現(xiàn)代化飲食企業(yè)應(yīng)用等的需要，本文設(shè)計(jì)了一種螺旋輸送式連續(xù)洗米機(jī)，該機(jī)由料斗、水平螺旋、傾斜螺旋、機(jī)架、動(dòng)力裝置、噴水裝置等部分組成。洗米時(shí)，大米由料斗加入，經(jīng)過(guò)水平螺旋的輸送進(jìn)行揉搓洗滌，大米中的漂浮雜質(zhì)在此過(guò)程中漂出，與洗滌的濁水一起從溢流口排出。大米經(jīng)過(guò)水平螺旋輸送洗滌完后，進(jìn)入傾斜螺旋，在傾斜螺旋的入口處，沉降速度較快的沙石則被沉降在沙石沉積槽內(nèi)(，大米則隨著傾斜螺旋的轉(zhuǎn)動(dòng)，被進(jìn)一步揉搓洗滌并往上輸送，最后經(jīng)過(guò)噴水裝置以上的瀝干段瀝干后從排料口排出，完成洗米操作。
該新型連續(xù)式洗米機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小、集搓米、洗米、除去漂浮雜質(zhì)、沙石等于一體，除用于洗米外，也能用于黃豆，小麥，碗豆的洗滌及輸送.它還適合于米制品廠，豆類制品廠等的原料洗滌，是食堂、大型飯店、快餐中心及釀造、豆類加工作業(yè)中較為理想的糧食洗滌機(jī)械。
關(guān)鍵詞： 連續(xù)式 洗米機(jī) 原理 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
指導(dǎo)老師簽名：
Design of the washing rice machine base on the spiral convegor
Student name: Liu Jia Shuai Class:0781051
Supervisor: He Hong Lin
Abstract：In order to meet the canteens, large restaurants, fast food centers, enterprise application modernization dietsuch, the need, the paper designs of a washing, it consists of a hopper, the level of spiral, helix tilt, rack,power devices, such as sprinkler parts .Rice machine work, adding the rice from the hopper through the level of the conveyor screw to rub washing, floating rice in Impurity in the process of bleaching, and washing with Choshui discharged from the overflow port.After the level of rice after washing spiral conveyor, spiral into the tilt in the tilt of the helix at the entrance, a faster settling velocity of sand deposition was deposited in the gravel bed,Of rice along with the tilt of the rotating spiral, further washing and rubbing up delivery, and finally, after more than sprinklers Drain Drain paragraph after the discharge from the mouth nesting complete washing rice operation.
.The new continuous type washes the rice hulling machine structure simply, the area small, the collection rubs the hands the rice, washes the rice, except the float impurity, the grit was equal to a body, this type besides uses in washing the rice, also can use in the soybean, the wheat, the bowl bean lavation and the transportation. It also suits in the rice production factory, the legumes production factory and so on raw material lavation, is the cafeteria, the large-scale hotel, the fast-food center and brews, the legumes processes in the work the more ideal grain lavation machinery.
Keywords: continuous，washing rice machine，principle，structural design
Signature of Supervisor：
南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文
目錄
1 前言.............................................（1)
2 螺旋輸送式連續(xù)洗米機(jī)設(shè)計(jì)的原理.....................（2)
3 水平及傾斜螺旋設(shè)計(jì)及計(jì)算.........................（3)
3.1 水平螺旋直徑，轉(zhuǎn)速及長(zhǎng)度 （3）
3.2 傾斜螺旋直徑、轉(zhuǎn)速及長(zhǎng)度 （4）
3.3 功率計(jì)算及電機(jī)的選型 （4）
3.4 水平及傾斜螺旋校核計(jì)算 （5）
4 水平螺旋減速器設(shè)計(jì) （8）
4.1 水平減速器總體設(shè)計(jì) （8）
4.2 水平螺旋減速器高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) （10）
4.3 水平螺旋減速器低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) （15）
4.4 各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與較核 （19）
5 傾斜螺旋減速器設(shè)計(jì) （30）
5.1 傾斜減速器總體設(shè)計(jì) (30）
5.2 傾斜螺旋減速器高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) (32）
5.3 傾斜螺旋減速器低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) (36）
5.4 各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與較核 (40）
6 全文總結(jié) (51）
6.1 本文完成的主要工作 (51）
6.2 設(shè)計(jì)小結(jié) (51）
參考文獻(xiàn) (52）
致謝 (53）
南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文
1前言
洗米機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占地面積小、集搓米、洗米、除去漂浮雜質(zhì)、沙石等于一體，除用于洗米外，也能用于黃豆，小麥，碗豆的洗滌及輸送.它還適合于米制品廠，豆類制品廠等的原料洗滌，是食堂、大型飯店、快餐中心及釀造、豆類加工作業(yè)中較為理想的糧食洗滌機(jī)械。洗米機(jī)的類型也是多種多樣的，例如有水射流式，半自動(dòng)式，水壓式等。當(dāng)然，它的發(fā)展空間也比較開(kāi)闊，并有良好的發(fā)展趨勢(shì)，因此，我們所做的關(guān)于洗米機(jī)的研究有很深遠(yuǎn)的意義。
洗米機(jī)在我國(guó)的發(fā)展，因?yàn)槠鸩奖容^低，所以應(yīng)用的并不十分廣泛，但隨著我國(guó)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，洗米機(jī)有了一個(gè)很樂(lè)觀的發(fā)展趨勢(shì)。在一些經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的城市如廣州，上海等，洗米機(jī)在餐飲業(yè)的應(yīng)用還是比較普遍的。
近二十年來(lái)，我國(guó)帶式輸送機(jī)有了很大的發(fā)展，對(duì)帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)都取得了可喜的成果。輸送機(jī)產(chǎn)品系列不斷增多，開(kāi)發(fā)了大傾角、長(zhǎng)距離新型帶式輸送機(jī)系列產(chǎn)品，并對(duì)帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)及其主要部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，應(yīng)用動(dòng)態(tài)分析技術(shù)和中間驅(qū)動(dòng)與智能化控制等技術(shù)，成功研制了多種軟啟動(dòng)和制動(dòng)裝置及以PLC為核心的可編程電控裝置。
隨著研究工作不斷深入，帶式輸送機(jī)動(dòng)力學(xué)性能研究積累了大量的寶貴經(jīng)驗(yàn)和資料，利用新的設(shè)計(jì)手段研究帶式輸送機(jī)動(dòng)力學(xué)模型的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。帶式輸送機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵是動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)，它是制約帶式輸送機(jī)發(fā)展的核心技術(shù)。在高速科技發(fā)展的帶動(dòng)下，洗米機(jī)的研發(fā)和制造技術(shù)正不斷的完善并日益走向成熟。
本文分四部分，著重介紹了水平螺旋，傾斜螺旋及與其相對(duì)應(yīng)的減速器的設(shè)計(jì)校核計(jì)算等。水平與傾斜螺旋上的葉面采用實(shí)體葉面即S制法，其螺旋節(jié)距為螺旋直徑的0.8倍，它適用于輸送粒狀物料。減速器的設(shè)計(jì)又著重于齒輪和軸的設(shè)計(jì)與校核，本設(shè)計(jì)采用的減速器是二級(jí)展開(kāi)式減速器，二級(jí)展開(kāi)式減速器能實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，應(yīng)用較廣。其中各級(jí)傳動(dòng)比的分配方案不同將影響減速器的重量及外觀尺寸和潤(rùn)滑狀況。減速器采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，深溝球軸承，脂潤(rùn)滑。減速器與螺旋的聯(lián)接采用聯(lián)軸器進(jìn)行聯(lián)接。
由于設(shè)計(jì)者水平有限，本設(shè)計(jì)難免存在欠妥之處，懇請(qǐng)讀者提出批評(píng)和指正。
2 螺旋輸送式連續(xù)洗米機(jī)設(shè)計(jì)的工作原理
為適應(yīng)食堂、大型飯店、快餐中心等的需要，我們?cè)O(shè)計(jì)研制了一種螺旋輸送式連續(xù)洗米機(jī)。
圖2 機(jī)組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
1-料斗；2-水平螺旋；3-減速器1；4-電機(jī)1；5-機(jī)架；6-電機(jī)2；7-減速器2；
8-沙石沉積槽；9-傾斜螺旋；10-出料口；11-噴水裝置；12-溢流口
該機(jī)組結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由料斗、水平螺旋、傾斜螺旋、機(jī)架、動(dòng)力裝置、噴水裝置等部分組成。
其工作原理為：大米至料斗加入，經(jīng)過(guò)水平螺旋的輸送進(jìn)行揉搓洗滌，大米中的漂浮雜質(zhì)在此過(guò)程中漂出，與洗滌的濁水一起從溢流口排出。大米經(jīng)過(guò)水平螺旋輸送洗滌完后，進(jìn)入傾斜螺旋，在傾斜螺旋的入口處，沉降速度較快的沙石則被沉降在沙石沉積槽內(nèi)(小槽下有螺孔，可定時(shí)拆下進(jìn)行清洗)，大米則隨著傾斜螺旋的轉(zhuǎn)動(dòng)，被進(jìn)一步揉搓洗滌并往上輸送，最后經(jīng)過(guò)噴水裝置以上的瀝干段瀝干后從排料口排出，完成洗米操作。而洗滌水在洗米過(guò)程中從噴水裝置處噴入，沿傾斜螺旋往下流動(dòng)，經(jīng)過(guò)水平螺旋，最后從溢流口流出。機(jī)組在整個(gè)洗米過(guò)程中水流與米成逆流流動(dòng)，保證了較好的洗滌效果。為了確保水與米能成較好的逆流流動(dòng)，在傾斜輸送螺旋上鉆小孔，并使傾斜螺旋的上蓋與螺旋留有一定的間隙，水平螺旋則采用敞蓋，也便于漂浮雜質(zhì)浮出。
機(jī)組設(shè)計(jì)主要特點(diǎn)：一是米在用螺旋輸送過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行揉搓，使機(jī)組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)作可靠；二是米流成逆流流動(dòng)保證了用水少和較好的洗滌效果；三是漂浮雜質(zhì)有足夠的漂浮空間，保證洗滌能較徹底地除去米中的漂浮雜質(zhì)。
3 水平及傾斜螺旋設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1 水平螺旋直徑，轉(zhuǎn)速及長(zhǎng)度
設(shè)水平螺旋直徑為、轉(zhuǎn)速為及長(zhǎng)度
螺旋直徑和轉(zhuǎn)速計(jì)算公式如下：
(3-1)
(3-2)
式中：—水平螺旋直徑，單位為；
—生產(chǎn)能力，單位為；
—物料綜合特性系數(shù)；
—物料充填系數(shù)，由于螺旋具有輸送和揉搓洗滌作用，故應(yīng)適當(dāng)
取小值；
—物料的堆積密度，單位為；
—與輸送傾角有關(guān)的系數(shù)；
—水平螺旋轉(zhuǎn)速，單位為；
—物料綜合特性系數(shù)。
各個(gè)參數(shù)的取值大小見(jiàn)表3-1
表3-1 水平螺旋的參數(shù)
參數(shù)
（）
（）
數(shù)值
0.049
0.20（初選）
0.8
1.0
50
將上述各值代入式3-1、3-2，可求出、：
圓整為標(biāo)準(zhǔn)系列；。
螺旋填充系數(shù)的校核公式為：
(3-3)
式中——螺距（），此處，其他符號(hào)意義同前。
將圓整的、值代入式3-3：
得，小于前面的初選，為此可以考慮降低轉(zhuǎn)速以減少摩擦。取，則可得，為此，最終選定水平螺旋的直徑和轉(zhuǎn)速為：
另由有關(guān)試驗(yàn)及經(jīng)驗(yàn)，兼顧機(jī)體尺寸，取水平螺旋長(zhǎng)為。
3.2 傾斜螺旋直徑、轉(zhuǎn)速及長(zhǎng)度
為便于瀝水及實(shí)現(xiàn)水與米形成逆流，同時(shí)也利于出料，取傾斜螺旋的傾角，按3.1的計(jì)算方法，可算得傾斜螺旋的直徑、轉(zhuǎn)速、充添系數(shù)及長(zhǎng)度，數(shù)值見(jiàn)表3-2。
表3-2 傾斜螺旋的參數(shù)
參數(shù)
（）
（）
（）
數(shù)值
150
100
0.26
800
傾斜螺旋的充填系數(shù)比水平螺旋大，但仍小于0.35，在推薦范圍內(nèi)。
3.3 功率計(jì)算及電機(jī)的選型
利用阻力系數(shù)法計(jì)算所需電機(jī)功率，水平螺旋電機(jī)所需額定功率和傾斜螺旋電機(jī)所需額定功率。
(3-4)
(3-5)
式中：—功率備用系數(shù)；
—傳動(dòng)效率；
—螺旋長(zhǎng)度；
—傾斜螺旋的傾角；
—阻力系數(shù)；
—螺旋輸送機(jī)生產(chǎn)能力，單位為（）。
表3-3 功率計(jì)算參數(shù)
參數(shù)
（）
數(shù)值
1.4
0.90
4.0
考慮到水（介質(zhì)）充滿螺旋，計(jì)算阻力時(shí)除輸送阻力外，還應(yīng)有介質(zhì)攪動(dòng)阻力，由于介質(zhì)阻力較難計(jì)算，此外可假設(shè)輸送充填系數(shù)為1的水作為其生產(chǎn)能力，以此來(lái)近似計(jì)算總阻力，由此可按公式：
(3-6)
算得：
，。
以上各數(shù)值代入公式3-4、3-5，可計(jì)算得：
，
上述計(jì)算是穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)功率，由于計(jì)算值可看出，所需功率較小，考慮到運(yùn)轉(zhuǎn)中沖擊等突發(fā)載荷，參考有關(guān)其它機(jī)械的經(jīng)驗(yàn)及有關(guān)試驗(yàn)和電機(jī)效率，最終選取水平螺旋電機(jī)功率為，電機(jī)選用單向異步電機(jī)，型號(hào)為CO6114（轉(zhuǎn)速為1426r/min，效率為58%），傾斜螺旋電機(jī)功率為，為單向異步電機(jī)CO8014（轉(zhuǎn)速為1428r/min效率為65%）。
3.4 水平及傾斜螺旋校核計(jì)算
3.4.1 水平螺旋軸的較核
選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為
(3-7)
式中：—扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為；
—軸所受的扭矩，單位為；
—軸的抗扭截面系數(shù)，單位為；
—軸的轉(zhuǎn)速，單位為；
—軸傳遞的功率，單位為；
—計(jì)算截面處軸的直徑，單位為；
—許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為。
由上式可得軸的直徑：
(3-8)
各參數(shù)的取值見(jiàn)表3-4：
表3-4 軸的參數(shù)
參數(shù)
（）
（）
數(shù)值
0.094
80
112
將表中數(shù)值代入式3-8可得軸的直徑：
為了減少螺旋旋轉(zhuǎn)過(guò)程中振動(dòng)，提高葉片的強(qiáng)度由經(jīng)驗(yàn)公式取。校核軸的強(qiáng)度：當(dāng)米完全充滿水平螺旋時(shí)，米的體積約為
質(zhì)量為，所以重量為
若米的全部重力完全作用于水平螺旋軸的尾部，則彎矩為
水平螺旋所傳遞的扭矩：
按彎扭合成應(yīng)力較核軸的強(qiáng)度，較核公式為：
(3-9)
進(jìn)行較核時(shí)，通常只較核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。根據(jù)式3-9及上面計(jì)算出的數(shù)值，并取，軸的計(jì)算應(yīng)力
前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表查得。因此，故安全。
3.4.2 傾斜螺旋軸的較核
選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件見(jiàn)公式3-7，由公式3-8可算得
為了減少螺旋旋轉(zhuǎn)過(guò)程中振動(dòng)，提高葉片的強(qiáng)度由經(jīng)驗(yàn)公式取。校核軸的強(qiáng)度：當(dāng)米完全充滿傾斜螺旋時(shí)，米的體積約為
質(zhì)量為，所以重量為
若米的全部重力完全作用于傾斜螺旋軸的尾部，則彎矩為
傾斜螺旋所傳遞的扭矩：
按彎扭合成應(yīng)力較核軸的強(qiáng)度。進(jìn)行較核時(shí)，通常只較核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。根據(jù)式3-9及上面計(jì)算出的數(shù)值，并取，軸的計(jì)算應(yīng)力
前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表查得。因此，故安全。
4 水平螺旋減速器設(shè)計(jì)
4.1 水平減速器總體設(shè)計(jì)
圖4.1 水平螺旋傳動(dòng)簡(jiǎn)圖
1-電動(dòng)機(jī)；2，4-聯(lián)軸器；3-二級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器；5-水平螺旋
因?yàn)樗綔p速器電機(jī)功率為250W，
對(duì)展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器，可取
式中，分別為高速級(jí)和低速級(jí)的傳動(dòng)比，為總傳動(dòng)比，要使，均在推薦的數(shù)值范圍內(nèi)?？紤]潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，取
各軸的轉(zhuǎn)速：
I軸
II軸
III軸
水平螺旋
各軸的輸入功率：
I軸
II軸
III軸
水平螺旋
式中：—軸承、齒輪傳動(dòng)和聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率。
各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：
電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為
故I軸
II軸
III軸
水平螺旋
表4-1 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
軸
參
數(shù)
電機(jī)軸
水平螺旋
轉(zhuǎn)速n/(r/min)
1426
1426
285.2
80
80
功率P/（kW）
0.104
0.103
0.095
0.090
0.088
扭矩T/()
696.5
689.5
3276.5
11116.9
10895.7
傳動(dòng)比
1
5
3.57
1
效率
0.99
0.95
0.95
0.98
4.2 水平螺旋減速器高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)
4.2.1 選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)
（1）因?yàn)辇X輪傳動(dòng)功率不大，轉(zhuǎn)速不太高，所以選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。
（2）螺旋輸送機(jī)為一般工作的機(jī)器，轉(zhuǎn)速不高，故齒輪選用7級(jí)精度
（GB10095-88）。
（3）材料選擇。查表選擇小齒輪：45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為：，
大齒輪：45鋼（?；?，硬度為：，二者材料差為。
（4）選擇齒數(shù)。小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù)。
（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，故按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，用齒根彎曲強(qiáng)度校核的設(shè)計(jì)方法。
4.2.2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算
由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，即
（4-1）
1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)值
（1）試選載荷系數(shù)
（2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
（3）查表選取齒寬系數(shù)
（4）查表查得材料的彈性影響系數(shù)
（5）按齒面硬度查圖查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；
（6）由式子4-2計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，（工作壽命為10年，每年300工作日，單班值）
（4-2）
將數(shù)據(jù)代入式子4-2，得
（7）查圖查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)；
（8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1%，安全系數(shù)，由公式4-3，可知
（4-3）
將數(shù)據(jù)代入式子4-3，得
2）設(shè)計(jì)計(jì)算
（1）試算小齒輪分度圓直徑代入中較小值
（2）計(jì)算圓周速度
（3）計(jì)算齒寬
（4）計(jì)算齒寬與齒高之比
模數(shù)
齒高
（5）計(jì)算載荷系數(shù)
根據(jù),7級(jí)精度,查圖查得動(dòng)載系數(shù);
直齒輪,假設(shè).由表查得;
由表查得使用系數(shù) ;
由表查得7級(jí)精度,小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí),
將數(shù)據(jù)代入后得
;
由,查圖查得;故載荷系數(shù)
（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,由式子4-4，可知
4-4
將數(shù)據(jù)代入后得
（7）計(jì)算模數(shù)
4.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)
彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為
（4-5)
1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
（1）查圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限;
（2）查圖查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，
（3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)，由式子4-6。可知
(4-6)
將數(shù)據(jù)代入，得
（4）計(jì)算載荷系數(shù)
（5）查取齒形系數(shù)
由表查得；。
（6）查取應(yīng)力校正系數(shù)
由表可查得 ；。
（7）計(jì)算大、小齒輪的；并加以比較
大齒輪的數(shù)值大。
2）設(shè)計(jì)計(jì)算
對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可以取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)
大齒輪齒數(shù) ，取
這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。
4.2.4 幾何尺寸計(jì)算
各個(gè)幾何尺寸見(jiàn)表4-2
表4-2 齒輪的幾何參數(shù)
（）
（）
（）
（）
19.50
97.50
19.50
58.5
取，。
4.2.5 驗(yàn)算
，合適
4.3 水平螺旋減速器低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)
4.3.1 選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)
（1）因?yàn)辇X輪傳動(dòng)功率不大，轉(zhuǎn)速不太高，所以選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。
（2）螺旋輸送機(jī)為一般工作的機(jī)器，轉(zhuǎn)速不高，故齒輪選用7級(jí)精度
（GB10095-88）。
（3）材料選擇。查表選擇小齒輪：45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為：，
大齒輪：45鋼（?；?，硬度為：，二者材料差為。
（4）選擇齒數(shù)。小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù)，取。
（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，故按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，用齒根彎曲強(qiáng)度校核的設(shè)計(jì)方法。
4.3.2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算
由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算，參考式子4-1。
1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)值
（1）試選載荷系數(shù)
（2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
（3）查表選取齒寬系數(shù)
（4）由表查得材料的彈性影響系數(shù)
（5）按齒面硬度查圖查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；
（6）參考式子4-2計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，（工作壽命為10年，每年300工作日，單班值）
（7）由圖查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)；
（8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1%，安全系數(shù)，參考式子4-3，得
2）設(shè)計(jì)計(jì)算
（1）試算小齒輪分度圓直徑代入中較小值
（2）計(jì)算圓周速度
（3）計(jì)算齒寬
（4）計(jì)算齒寬與齒高之比
模數(shù)
齒高
（5）計(jì)算載荷系數(shù)
根據(jù),7級(jí)精度,由圖查得動(dòng)載系數(shù);
直齒輪,假設(shè).查表查得;
由表查得使用系數(shù) ;
由表查得7級(jí)精度,小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí),
將數(shù)據(jù)代入后得
;
由,查圖查得;故載荷系數(shù)
（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,參考式子4-4，得
（7）計(jì)算模數(shù)
4.3.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)
彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式參考式子4-5。
1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
（1）由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限;大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限;
（2）由圖查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，
（3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)，參考式子4-6，得
（4）計(jì)算載荷系數(shù)
（5）查取齒形系數(shù)
由表查得；。
（6）查取應(yīng)力校正系數(shù)
由表查得 ；。
（7）計(jì)算大、小齒輪的；并加以比較
大齒輪的數(shù)值大。
2）設(shè)計(jì)計(jì)算
對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)
大齒輪齒數(shù) ，取
這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。
4.3.4 幾何尺寸計(jì)算
各個(gè)幾何尺寸見(jiàn)表4-3
表4-3 齒輪的幾何參數(shù)
（）
（）
（）
（）
33.00
118.00
33.00
75.5
取，。
4.3.5 驗(yàn)算
，合適
4.4 各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與較核
4.4.1輸入軸的設(shè)計(jì)
1.求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩
由表4-1可知：；；
2.求作用在齒輪上的力
因已知高速齒輪的分度圓直徑為
故圓周力
3. 初步估算軸的最小直徑，選取聯(lián)軸器
先按式4-7初步估算軸的最小直徑，公式為
(4-7)
選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表選取，于是得
該段軸上有鍵槽將計(jì)算值加大，應(yīng)為。
輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選聯(lián)軸器型號(hào)。
聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，查表選取，則：
按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5843-1986或手冊(cè),選用YL凸緣聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔徑，故??；半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度。
4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）擬定軸上零件的裝配方案
圖4.2 軸Ⅰ的裝配方式
現(xiàn)選用如圖所示的裝配方案。
2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
（1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸段右端需制出一軸肩，故取段的直徑；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故段的長(zhǎng)度應(yīng)比略短些，現(xiàn)取。
（2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承只承受徑向力的作用，故選用單列深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列深溝球軸承6202，其尺寸為，故。右端滾動(dòng)軸承采用擋油板進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)查得6202型軸承的定位軸肩高度，因此，擋油板的軸肩高為。選擋油板的寬度為，所以。
（3）根據(jù)軸段的直徑，考慮到齒輪的分度圓直徑為，可把安裝齒輪處的軸段設(shè)計(jì)成齒輪軸，選直徑?？紤]到中間軸的長(zhǎng)度和內(nèi)壁間的距離，取軸段的長(zhǎng)度。
（4）軸承端蓋的凸緣厚度為（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故取。
至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。
3）軸上零件的周向定位
半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接。按由手冊(cè)查得平鍵截面（GB/T 1095-1979），鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為（標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見(jiàn)GB/T 1096-1979），半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。
4）確定軸上的圓角和倒角尺寸
參考表選取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖所示。
5.求軸上的載荷
首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。
圖4.3軸Ⅰ的彎矩圖
從軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以判斷出齒輪的左右端面是危險(xiǎn)截面。計(jì)算出危險(xiǎn)截面處的彎矩和扭矩。
彎矩
扭矩
6.按彎扭合成應(yīng)力較核軸的強(qiáng)度
進(jìn)行較核時(shí)，通常只較核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。
彎扭較核公式為
(4-8)
根據(jù)式子4-8及上面計(jì)算出的數(shù)值，并取，軸的計(jì)算應(yīng)力
前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表查得。因此，故安全。
7.驗(yàn)算平鍵的強(qiáng)度
鍵和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由表查得許用擠壓應(yīng)力，取平均值，鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。由式4-9可知
(4-9)
將數(shù)據(jù)代入式4-9得
聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度滿足要求。
4.4.2中間軸的設(shè)計(jì)
1.求中間軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩
由表4-1可知：；；
2.求作用在齒輪上的力
因已知中速小齒輪的分度圓直徑為
故圓周力
3. 初步估算軸的最小直徑
先按式子4-7初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表選取，于是得
中間軸的最小直徑是安裝軸承處軸的直徑和，但不應(yīng)小于高速軸安裝軸承處的直徑，所以選軸的直徑。
4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）擬定軸上零件的裝配方案
圖4.4軸Ⅱ的裝配方式
現(xiàn)選用如圖所示的裝配方案。
2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
（1）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承只承受徑向力的作用，故選用單列深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列深溝球軸承6202，其尺寸為。右端滾動(dòng)軸承采用擋油板和套筒進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)查得6200型軸承的定位軸肩高度。擋油板的寬度為，軸肩高為。根據(jù)齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁的距離為則左端套筒的寬度為，右端套筒的寬度為，所以根據(jù)裝配要求確定，。
（2）取安裝齒輪處的軸段和的直徑；齒輪的左端或右端采用套筒定位，兩個(gè)齒輪間的軸環(huán)取其直徑，則軸段的長(zhǎng)度。軸段和的長(zhǎng)度。
至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。
3）軸上零件的周向定位
齒輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按由手冊(cè)查得平鍵截面（GB/T 1095-1979），鍵槽用鍵槽銑刀加工，安裝大齒輪的鍵長(zhǎng)為，安裝小齒輪的鍵長(zhǎng)為（標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見(jiàn)GB/T 1096-1979），同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。
4）確定軸上的圓角和倒角尺寸
參考表選取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖所示。
5.求軸上的載荷
首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。
圖4.5 軸Ⅱ的彎矩圖
從軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以判斷出小齒輪的右端面是危險(xiǎn)截面。計(jì)算出危險(xiǎn)截面處的彎矩和扭矩。
彎矩
扭矩
6.按彎扭合成應(yīng)力較核軸的強(qiáng)度
進(jìn)行較核時(shí)，通常只較核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。根據(jù)式子4-8及上面計(jì)算出的數(shù)值，并取，軸的計(jì)算應(yīng)力
前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表查得。因此，故安全。
7.驗(yàn)算平鍵的強(qiáng)度
1）驗(yàn)算小齒輪的平鍵強(qiáng)度
鍵和齒輪的材料都是鋼，由表查得許用擠壓應(yīng)力，取平均值，鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。由式子4-9可得
聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度滿足要求。
2）驗(yàn)算大齒輪的平鍵強(qiáng)度
鍵和齒輪的材料都是鋼，查表查得許用擠壓應(yīng)力，取平均值，鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。由式子4-9可得
聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度滿足要求。
4.4.3輸出軸的設(shè)計(jì)
1.求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩
由表4-1可知：；；
2.求作用在齒輪上的力
因已知低速大齒輪的分度圓直徑為
故圓周力
3. 初步估算軸的最小直徑，選取聯(lián)軸器
先按式子4-7初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表選取，于是得
該段軸上有鍵槽將計(jì)算值加大，應(yīng)為。
輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選聯(lián)軸器型號(hào)。
聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，查表選取，則：
按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5843-1986或手冊(cè),選用YL2凸緣聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔徑，故??；半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度。
4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）擬定軸上零件的裝配方案
圖4.6 軸Ⅲ的裝配方式
現(xiàn)選用如圖所示的裝配方案。
2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
（1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸段右端需制出一軸肩，故取段的直徑；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故段的長(zhǎng)度應(yīng)比略短些，現(xiàn)取。
（2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承只承受徑向力的作用，故選用單列深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列深溝球軸承6204，其尺寸為，故。右端滾動(dòng)軸承采用擋油板進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)查得6204型軸承的定位軸肩高度，因此，擋油板的左右軸肩高為。選擋油板的寬度為，所以。
（3）根據(jù)軸段的直徑，取安裝齒輪處的軸段的直徑；齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度，取，則。齒輪的右端采用套筒定位，選套筒的寬度為，取軸段的長(zhǎng)度，考慮到中間軸的長(zhǎng)度和內(nèi)壁間的距離，取軸段的長(zhǎng)度，軸段的長(zhǎng)度。
（4）軸承端蓋的凸緣厚度為（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故取。
至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。
3）軸上零件的周向定位
齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按由手冊(cè)查得平鍵截面（GB/T 1095-1979），鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為（標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見(jiàn)GB/T 1096-1979），同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6；同樣，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為，長(zhǎng)為（標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見(jiàn)GB/T 1096-1979），半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。
4）確定軸上的圓角和倒角尺寸
參考表選取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖所示。
5.求軸上的載荷
首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。
圖4.7 軸Ⅲ的彎矩圖
從軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以判斷出齒輪的右端面是危險(xiǎn)截面。計(jì)算出危險(xiǎn)截面處的彎矩和扭矩。
彎矩
扭矩
6.按彎扭合成應(yīng)力較核軸的強(qiáng)度
進(jìn)行較核時(shí)，通常只較核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。根據(jù)式4-8及上面計(jì)算出的數(shù)值，并取，軸的計(jì)算應(yīng)力
前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表查得。因此，故安全。
7.驗(yàn)算平鍵的強(qiáng)度
1）驗(yàn)算齒輪的平鍵強(qiáng)度
鍵和齒輪的材料都是鋼，由表查得許用擠壓應(yīng)力，取平均值，鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。由式子3-9可得
聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度滿足要求。
2）驗(yàn)算聯(lián)軸器的平鍵強(qiáng)度
鍵和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由表查得許用擠壓應(yīng)力，取平均值，鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。由式子4-9可得
聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度滿足要求。
5傾斜螺旋減速器設(shè)計(jì)
5.1 傾斜減速器總體設(shè)計(jì)
圖5.1 傾斜螺旋傳動(dòng)簡(jiǎn)圖
1-電動(dòng)機(jī)；2，4-聯(lián)軸器；3-二級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪減速器；5-傾斜螺旋
因?yàn)閮A斜減速器電機(jī)功率為550W，
，
對(duì)展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器，可取
式中，分別為高速級(jí)和低速級(jí)的傳動(dòng)比，為總傳動(dòng)比，要使，均在推薦的數(shù)值范圍內(nèi)?？紤]潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，取
各軸的轉(zhuǎn)速：
I軸
II軸
III軸
傾斜螺旋
各軸的輸入功率：
I軸
II軸
III軸
傾斜螺旋
式中：—軸承、齒輪傳動(dòng)和聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率。
各軸的輸入轉(zhuǎn)矩：
電動(dòng)機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩為
故I軸
II軸
III軸
傾斜螺旋
表5-1 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
軸
參
數(shù)
電機(jī)軸
傾斜螺旋
轉(zhuǎn)速n/(r/min)
1428
1428
317.3
100
100
功率P/（kW）
0.194
0.192
0.182
0.173
0.164
扭矩T/()
1297.4
1284.4
5493.1
16549.4
16220.1
傳動(dòng)比
1
4.5
3.17
1
效率
0.99
0.95
0.95
0.98
5.2 傾斜螺旋減速器高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)
5.2.1 選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)
（1）因?yàn)辇X輪傳動(dòng)功率不大，轉(zhuǎn)速不太高，所以選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。
（2）螺旋輸送機(jī)為一般工作的機(jī)器，轉(zhuǎn)速不高，故齒輪選用7級(jí)精度
（GB10095-88）。
（3）材料選擇。由表選擇小齒輪：45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為：，
大齒輪：45鋼（?；?，硬度為：，二者材料差為。
（4）選擇齒數(shù)。小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù)。
（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，故按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，用齒根彎曲強(qiáng)度校核的設(shè)計(jì)方法。
5.2.2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算
參考設(shè)計(jì)計(jì)算公式4-1進(jìn)行試算
1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)值
（1）試選載荷系數(shù)
（2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
（3）查表選取齒寬系數(shù)
（4）由表查得材料的彈性影響系數(shù)
（5）按齒面硬度查圖查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；
（6）參考式子4-2計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，（工作壽命為10年，每年300工作日，單班值）
（7）由圖查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)；
（8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1%，安全系數(shù)，參考式子4-3得
2）設(shè)計(jì)計(jì)算
（1）試算小齒輪分度圓直徑代入中較小值
（2）計(jì)算圓周速度
（3）計(jì)算齒寬
（4）計(jì)算齒寬與齒高之比
模數(shù)
齒高
（5）計(jì)算載荷系數(shù)
根據(jù),7級(jí)精度,由圖查得動(dòng)載系數(shù);
直齒輪,假設(shè).由表查得;
由表查得使用系數(shù) ;
由表查得7級(jí)精度,小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí),
將數(shù)據(jù)代入后得
;
由,查圖查得;故載荷系數(shù)
（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,參考式子4-4，得
（7）計(jì)算模數(shù)
5.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)
參考式子4-5彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式。
1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
（1）由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限;大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限;
（2）由圖查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，
（3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)，參考式子4-6，得
（4）計(jì)算載荷系數(shù)
（5）查取齒形系數(shù)
由表查得；。
（6）查取應(yīng)力校正系數(shù)
由表查得 ；。
（7）計(jì)算大、小齒輪的；并加以比較
大齒輪的數(shù)值大。
2）設(shè)計(jì)計(jì)算
對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)
大齒輪齒數(shù) ，取
這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。
5.2.4 幾何尺寸計(jì)算
各個(gè)幾何尺寸見(jiàn)表5-2
表5-2 齒輪的幾何參數(shù)
（）
（）
（）
（）
24.8
112.0
24.8
68.4
取，。
5.2.5 驗(yàn)算
，合適
5.3 傾斜螺旋減速器低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)
5.3.1 選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)
（1）因?yàn)辇X輪傳動(dòng)功率不大，轉(zhuǎn)速不太高，所以選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。
（2）螺旋輸送機(jī)為一般工作的機(jī)器，轉(zhuǎn)速不高，故齒輪選用7級(jí)精度
（GB10095-88）。
（3）材料選擇。由表選擇小齒輪：45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為：，
大齒輪：45鋼（常化），硬度為：，二者材料差為。
（4）選擇齒數(shù)。小齒輪齒數(shù),大齒輪齒數(shù)。
（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，故按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，用齒根彎曲強(qiáng)度校核的設(shè)計(jì)方法。
5.3.2 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算
參考設(shè)計(jì)計(jì)算公式4-1進(jìn)行試算。
1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)值
（1）試選載荷系數(shù)
（2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
（3）由表查取齒寬系數(shù)
（4）由表查得材料的彈性影響系數(shù)
（5）按齒面硬度查圖查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限；
（6）由式4-2計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，（工作壽命為10年，每年300工作日，單班值）
（7）由圖查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)；
（8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1%，安全系數(shù)，由式4-3得
2）設(shè)計(jì)計(jì)算
（1）試算小齒輪分度圓直徑代入中較小值
（2）計(jì)算圓周速度
（3）計(jì)算齒寬
（4）計(jì)算齒寬與齒高之比
模數(shù)
齒高
（5）計(jì)算載荷系數(shù)
根據(jù),7級(jí)精度,由圖查得動(dòng)載系數(shù);
直齒輪,假設(shè).由表查得;
由表查得使用系數(shù) ;
由表查得7級(jí)精度,小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí),
將數(shù)據(jù)代入后得
;
由,查圖查得;故載荷系數(shù)
（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑,由式4-4得
（7）計(jì)算模數(shù)
5.3.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)
參考彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式4-5。
1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
（1）由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限;大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限;
（2）由圖查得彎曲疲勞壽命系數(shù)，
（3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)，由式4-6得
（4）計(jì)算載荷系數(shù)
（5）查取齒形系數(shù)
由表查得；。
（6）查取應(yīng)力校正系數(shù)
由表查得 ；。
（7）計(jì)算大、小齒輪的；并加以比較
大齒輪的數(shù)值大。
2）設(shè)計(jì)計(jì)算
對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)
大齒輪齒數(shù) ，取
這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。
5.3.4 幾何尺寸計(jì)算
各個(gè)幾何尺寸見(jiàn)表5-3
表5-3 齒輪的幾何參數(shù)
（）
（）
（）
（）
40.0
127.0
40.0
83.5
取，。
5.3.5 驗(yàn)算
，合適
5.4 各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與較核
5.4.1輸入軸的設(shè)計(jì)
1.求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩
由表5-1可知：；；
2.求作用在齒輪上的力
因已知高速齒輪的分度圓直徑為
故圓周力
3. 初步估算軸的最小直徑，選取聯(lián)軸器
先按式4-7初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表選取，于是得
該段軸上有鍵槽將計(jì)算值加大，應(yīng)為。
輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選聯(lián)軸器型號(hào)。
聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，查表取，則：
按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5843-1986或手冊(cè),選用YL凸緣聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔徑，故??；半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度。
4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）擬定軸上零件的裝配方案
圖5.2 軸Ⅰ的裝配方式
現(xiàn)選用如圖所示的裝配方案。
2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
（1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸段右端需制出一軸肩，故取段的直徑；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故段的長(zhǎng)度應(yīng)比略短些，現(xiàn)取。
（2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承只承受徑向力的作用，故選用單列深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列深溝球軸承6202，其尺寸為，故。右端滾動(dòng)軸承采用擋油板進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)查得6202型軸承的定位軸肩高度，因此，擋油板的軸肩高為。選擋油板的寬度為，所以。
（3）根據(jù)軸段的直徑，考慮到齒輪的分度圓直徑為，可把安裝齒輪處的軸段設(shè)計(jì)成齒輪軸，選直徑?？紤]到中間軸的長(zhǎng)度和內(nèi)壁間的距離，取軸段的長(zhǎng)度。
（4）軸承端蓋的凸緣厚度為（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故取。
至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。
3）軸上零件的周向定位
半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵聯(lián)接。按由手冊(cè)查得平鍵截面（GB/T 1095-1979），鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為（標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見(jiàn)GB/T 1096-1979），半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。
4）確定軸上的圓角和倒角尺寸
參考表選取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖所示。
5.求軸上的載荷
首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。
圖5.3 軸Ⅰ的彎矩圖
從軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以判斷出齒輪的左右端面是危險(xiǎn)截面。計(jì)算出危險(xiǎn)截面處的彎矩和扭矩。
彎矩
扭矩
6.按彎扭合成應(yīng)力較核軸的強(qiáng)度
進(jìn)行較核時(shí)，通常只較核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。根據(jù)式4-8及上面計(jì)算出的數(shù)值，并取，軸的計(jì)算應(yīng)力
前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表查得。因此，故安全。
7.驗(yàn)算平鍵的強(qiáng)度
鍵和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由表查得許用擠壓應(yīng)力，取平均值，鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。由式4-9可得
聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度滿足要求。
5.4.2中間軸的設(shè)計(jì)
1.求中間軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩
由表5-1可知：；；
2.求作用在齒輪上的力
因已知中速小齒輪的分度圓直徑為
故圓周力
3. 初步估算軸的最小直徑
先按式4-7初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表選取，于是得
中間軸的最小直徑是安裝軸承處軸的直徑和，，但不應(yīng)小于高速軸安裝軸承處的直徑，所以選軸的直徑
4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）擬定軸上零件的裝配方案
圖5.4 軸Ⅱ的裝配方式
現(xiàn)選用如圖所示的裝配方案。
2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
（1）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承只承受徑向力的作用，故選用單列深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列深溝球軸承6202，其尺寸為。右端滾動(dòng)軸承采用擋油板和套筒進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)查得6200型軸承的定位軸肩高度。擋油板的寬度為，軸肩高為。根據(jù)齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁的距離為則左端套筒的寬度為，右端套筒的寬度為，所以根據(jù)裝配要求確定，。
（2）取安裝齒輪處的軸段和的直徑；齒輪的左端或右端采用套筒定位，兩個(gè)齒輪間的軸環(huán)取其直徑，則軸段的長(zhǎng)度。軸段和的長(zhǎng)度。
至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。
3）軸上零件的周向定位
齒輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按由手冊(cè)查得平鍵截面（GB/T 1095-1979），鍵槽用鍵槽銑刀加工，安裝大齒輪的鍵長(zhǎng)為，安裝小齒輪的鍵長(zhǎng)為（標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見(jiàn)GB/T 1096-1979），同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。
4）確定軸上的圓角和倒角尺寸
參考表選取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖所示。
5.求軸上的載荷
首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。
圖5.5 軸Ⅱ的彎矩圖
從軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以判斷出小齒輪的右端面是危險(xiǎn)截面。計(jì)算出危險(xiǎn)截面處的彎矩和扭矩。
彎矩
扭矩
6.按彎扭合成應(yīng)力較核軸的強(qiáng)度
進(jìn)行較核時(shí)，通常只較核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。根據(jù)式4-8及上面計(jì)算出的數(shù)值，并取，軸的計(jì)算應(yīng)力
前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表查得。因此，故安全。
7.驗(yàn)算平鍵的強(qiáng)度
1）驗(yàn)算小齒輪的平鍵強(qiáng)度
鍵和齒輪的材料都是鋼，由表查得許用擠壓應(yīng)力，取平均值，鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。由式4-9可得
聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度滿足要求。
2）驗(yàn)算大齒輪的平鍵強(qiáng)度
鍵和齒輪的材料都是鋼，由表查得許用擠壓應(yīng)力，取平均值，鍵的工作長(zhǎng)度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。由式4-9可得
聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度滿足要求。
5.4.3輸出軸的設(shè)計(jì)
1.求輸出軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩
由表5-1可知：；；
2.求作用在齒輪上的力
因已知低速大齒輪的分度圓直徑為
故圓周力
3.初步估算軸的最小直徑，選取聯(lián)軸器
先按式4-7初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表選取，于是得
該段軸上有鍵槽將計(jì)算值加大，應(yīng)為。
輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選聯(lián)軸器型號(hào)。
聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，查表選取，則：
按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5843-1986或手冊(cè),選用YL3凸緣聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔徑，故取；半聯(lián)軸器長(zhǎng)度，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度。
4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）擬定軸上零件的裝配方案
圖5.6 軸Ⅲ的裝配方式
現(xiàn)選用如圖所示的裝配方案。
2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
（1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，軸段右端需制出一軸肩，故取段的直徑；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故段的長(zhǎng)度應(yīng)比略短些，現(xiàn)取。
（2）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承只承受徑向力的作用，故選用單列深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列深溝球軸承6204，其尺寸為，故。右端滾動(dòng)軸承采用擋油板進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)查得6204型軸承的定位軸肩高度，因此，擋油板的左右軸肩高為。選擋油板的寬度為，所以。
（3）根據(jù)軸段的直徑，取安裝齒輪處的軸段的直徑；齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度，取，則。齒輪的右端采用套筒定位，選套筒的寬度為，取軸段的長(zhǎng)度，考慮到中間軸的長(zhǎng)度和內(nèi)壁間的距離，取軸段的長(zhǎng)度，軸段的長(zhǎng)度。
（4）軸承端蓋的凸緣厚度為（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離，故取。
至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。
3）軸上零件的周向定位
齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按由手冊(cè)查得平鍵截面（GB/T 1095-1979），鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為（標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見(jiàn)GB/T 1096-1979），同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6；同樣，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接，選用平鍵為，長(zhǎng)為（標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見(jiàn)GB/T 1096-1979），半聯(lián)軸器與軸的配合為H7/k6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。
4）確定軸上的圓角和倒角尺寸
參考表選取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見(jiàn)圖
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