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單位代碼 0 2
學 號 080105090
分 類 號 TH6
密 級
畢業(yè)設(shè)計說明書
?600×6000轉(zhuǎn)筒烘干機傳動系統(tǒng)設(shè)計
院（系）名稱
工學院機械系
專業(yè)名稱
機械設(shè)計制造及其自動化
學生姓名
李慶森
指導(dǎo)教師
閆存富
2012年 5 月 12 日
黃河科技學院畢業(yè)設(shè)計說明書 第 29 頁
?600×6000轉(zhuǎn)筒烘干機傳動系統(tǒng)設(shè)計
摘要
轉(zhuǎn)筒烘干機也被稱為滾筒干燥設(shè)備或圓筒烘干機，是一種處理大量物料的干燥器。轉(zhuǎn)筒烘干機根據(jù)干燥介質(zhì)與濕物料之間的傳熱方式分為直接傳熱轉(zhuǎn)筒烘干機和間接傳熱轉(zhuǎn)同烘干機。轉(zhuǎn)筒烘干機由于運轉(zhuǎn)可靠、操作彈性大、適應(yīng)性強、處理量大，廣泛使用于冶金、建材、輕工、化工、煤炭、醫(yī)藥礦產(chǎn)業(yè)中。
本文主要側(cè)重于對轉(zhuǎn)筒烘干機傳動系統(tǒng)的設(shè)計。轉(zhuǎn)筒烘干機的傳動系統(tǒng)主要是通過聯(lián)軸器將動力傳入單級圓柱齒輪減速器，再通過圓柱齒輪傳動，將動力傳至筒式烘干機的滾筒，從而帶動滾筒轉(zhuǎn)動來烘干物料。
關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)筒烘干機，傳動系統(tǒng)，設(shè)計
The drive syetem design of the ?600×6000 drum dryer
Author：Li Qingsen
Tutor：Yan Cunfu
abstract
Drum dryer was also called the drum drying equipment or cylinder dryer, it is a kind of handling a large material dryer. According to the dry and wet material medium between the way of heat transfer ,the drum dryer is divided into direct heat transfer drum dryer and indirect heat transfer drum dryer. Because of reliable operation, operating flexibility and adaptability, large quantity,drum dryer is widely used in metallurgy, building materials, light industry, chemical industry, coal, medicine in the mining industry .
This design is mainly focused on drive system design of the drum dryer in the paper . The drive system of the drum dryer is mainly through the coupling pass power into single-stage cylindrical gear reducer，then through the cylindrical gear transmission pass power into the roller of drum dryer，so as to drive the roller to dry material.
Key word：drum dryer, drive system,design
目錄
1 緒論 1
1.1 烘干機的發(fā)展史 1
1.2 烘干機的研究狀況 1
1.3 論文的研究內(nèi)容 2
2 筒式烘干機傳動方案 3
2. 1設(shè)計任務(wù) 3
2.2 傳動方案的確定 3
3 傳動裝置總體設(shè)計 4
3.1 電動機的選擇 4
3.1.1 電動機類型的類型和結(jié)構(gòu)形式 4
3.1.2 電動機容量的選擇 4
3.1.3 電動機轉(zhuǎn)速的選擇 5
3.2 傳動系統(tǒng)總傳動比的計算及分配 6
3.2.1 總傳動比的計算 6
3.2.2 分配各級傳動比 6
3.3 傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算 6
3.3.1 各軸的轉(zhuǎn)速 6
3.3.2 各軸的輸入功率 6
3.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 7
3.4 減速器齒輪傳動設(shè)計 7
3.4.1 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 7
3.4.2 按齒面接觸強度設(shè)計 8
3.4.3 按齒面彎曲強度計算 10
3.4.4 幾何尺寸計算 11
3.5 開式齒輪傳動設(shè)計 12
3.5.1 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 12
3.5.2 按齒面接觸強度設(shè)計 12
3.5.3 按齒面彎曲強度計算 15
3.5.4 幾何尺寸計算 16
4 傳動零件的設(shè)計 17
4.1 聯(lián)軸器的選擇 17
4.1.1 聯(lián)軸器的分類 17
4.1.2 選擇 17
4.2 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計 18
4.2.1 高速軸的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計 18
4.2.2 低速軸的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計 19
4.3 軸承的選擇 20
4.4 各軸鍵選擇及其校核 21
4.4.1 高速級鍵的選擇及校核 21
4.4.2 中間級鍵的選擇及校核 22
4.4.3 低速級級鍵的選擇及校核 22
5 減速器箱體及其附件 23
5.1 減速器箱體設(shè)計 23
5.2 減速器附件 24
5.2.1 視孔蓋 24
5.2.2 放油螺塞 24
5.2.3 油標 24
5.2.3 通氣孔 24
5.2.4 起吊裝置 24
5.2.5 起蓋螺釘 24
結(jié) 論 25
致 謝 26
參考文獻 27
1 緒論
1.1 烘干機的發(fā)展史
烘干機是古老的人類操作技能之一，同時又是人類了解最淺的技術(shù)之一。我國的烘干技術(shù)，可以追溯到古代原始陶器制造及沿海曬鹽等烘干過程中。建國以來，一些現(xiàn)代的烘干技術(shù)（如噴霧烘干、氣流烘干及液化床烘干等），在國內(nèi)有關(guān)工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用，但迄今為止尚有許多烘干裝置有待技術(shù)更新。自70年代以來，國內(nèi)烘干技術(shù)的研究和開發(fā)、設(shè)備制造及生產(chǎn)應(yīng)用有了很大發(fā)展。隨著科學技術(shù)迅猛發(fā)展以及學科和技術(shù)領(lǐng)域之間的交叉、滲透和成長，烘干技術(shù)也出現(xiàn)了日新月異的不斷進展。
烘干工藝是許多工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝過程之一，它直接影響到產(chǎn)品的性能、形態(tài)、質(zhì)量以及過程的能耗等。烘干技術(shù)的覆蓋面積廣，既設(shè)計復(fù)雜的熱質(zhì)傳遞原理，優(yōu)于物質(zhì)的特性、處理規(guī)模等密切相關(guān)，最后體現(xiàn)在各種不同的設(shè)備結(jié)構(gòu)及工藝上。
從農(nóng)業(yè)、食品、化工、陶瓷、醫(yī)藥、礦產(chǎn)加工到制漿造紙、木材加工，幾乎所有的產(chǎn)業(yè)都有烘干。烘干機是一種高能耗的工業(yè)設(shè)備，在各種工業(yè)部門總能耗中，烘干機耗能從4%到35%左右。發(fā)達國家，如法國、英國、瑞典等，據(jù)資料記載高達12%的工業(yè)能耗用于烘干方面。發(fā)展中國家目前的烘干耗能較低，但今后勢必迅猛增長。我認為用于烘干的能量與一個國家的生活水平存在一定的關(guān)系。
1.2 烘干機的研究狀況
最近幾年，對節(jié)能減排方面的要求促使我們對烘干技術(shù)產(chǎn)生興趣。由于許多產(chǎn)品的質(zhì)量取決于烘干技術(shù)，從而獲得優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品常需要采用昂貴的烘干設(shè)備。此外還需要考慮高產(chǎn)率、新工藝、安全操作、環(huán)境影響等。新“碳稅”（根據(jù)礦物燃料燃燒釋放到大氣層中的二氧化碳排放量而定）將進一步促進烘干機能效的提高。
國際上開始關(guān)注并認識到烘干的重要性，開始于1978年在加拿大麥吉爾大學召開的每兩年一次的國際干燥會議。在這以前，除前蘇聯(lián)以外，幾乎沒有一個國家試圖將烘干技術(shù)發(fā)展成為一門真正的多學科技術(shù)。直到開始召開國際干燥會議，人們才意識到跨越工業(yè)界限和構(gòu)想與技術(shù)的相互交融。實際上，目前已成功地運用紙烘干的知識解決了食品生產(chǎn)中的一些主要烘干問題。同樣可以認為，產(chǎn)品及工藝的根本界限消失了，或者說至少變得模糊了。因此一個領(lǐng)域的知識和經(jīng)驗可以運用于另一個領(lǐng)域。
通過國內(nèi)的研究和發(fā)展以及國際上有益交往的途徑發(fā)展烘干技術(shù)，對于像中國這樣一個經(jīng)濟迅速發(fā)展的國家來說是一條正確的道路。這種研究和發(fā)展的投資回報必定是顯著的。遺憾的是。西方國家認為烘干技術(shù)已發(fā)展“成熟”，他們已開始逐步地縮減研究和發(fā)展的開支，這在今后10年，對烘干技術(shù)的發(fā)展具有消極影響。隨著全球經(jīng)濟的競爭愈加激烈，各國有必要增加而不是縮減研究和發(fā)展的投資。烘干技術(shù)革新、降低成本、提高能效以及保護環(huán)境將是世界各國的共同責任。
1.3 論文的研究內(nèi)容
本次畢業(yè)設(shè)計我主要做的是筒式烘干機的傳動系統(tǒng)設(shè)計，本設(shè)計介紹了電動機的選擇、傳動比的計算、傳動裝置的選擇與計算、軸的選擇與計算，聯(lián)軸器的選擇以及減速箱的設(shè)計等等，通過對零件的設(shè)計和選擇，把烘干機的傳動系統(tǒng)連接成一個整體設(shè)計。筒式烘干機的傳動系統(tǒng)主要由電動機、聯(lián)軸器、減速器和一對開式齒輪構(gòu)成，其中減速器的設(shè)計是設(shè)計中的重點，減速器在傳動系統(tǒng)中起到了樞紐的作用，不僅通過聯(lián)軸器和電動機直接聯(lián)系，而且直接通過減速器上的低速軸連接的齒輪傳動，帶動滾筒的運動。減速器起到了傳送能量的作用，也達到了減速的目的。本設(shè)計通過對電動機、聯(lián)軸器、減速器和一對開式齒輪的選擇和設(shè)計，使?jié)L筒達到合理滾動的目的。
2 筒式烘干機傳動方案
2. 1設(shè)計任務(wù)
本次設(shè)計要求設(shè)計筒式烘干機的主傳動系統(tǒng)部分，其設(shè)計參數(shù)如下：
烘干機的型號：Ф600x6000
滾筒的轉(zhuǎn)速：2.2m/s
工作機所需的功率：4.5kW
筒式烘干機的工作壽命為15年（每年工作300天），兩班制。
2.2 傳動方案的確定
本次設(shè)計的是筒式烘干機的傳動系統(tǒng)，此傳動采用單級圓柱直齒輪傳動。筒式烘干機由電動機通過聯(lián)軸器將動力傳入單級圓柱直齒輪減速器，再通過圓柱直齒輪傳動，將動力傳至同時烘干機的滾筒，從而帶動滾筒轉(zhuǎn)動。
筒式烘干機傳動方案簡圖如圖1所示：
圖1 筒式烘干機傳動系統(tǒng)示意圖
3 傳動裝置總體設(shè)計
3.1 電動機的選擇
3.1.1 電動機類型的類型和結(jié)構(gòu)形式
電動機是系列化產(chǎn)品。選擇時，要根據(jù)工作載荷大小及性質(zhì)、轉(zhuǎn)速高低、啟動特性、過載情況、工作環(huán)境、安裝和經(jīng)濟性等要求，從系列化產(chǎn)品中選擇電動機的型號，包括選擇類型、結(jié)構(gòu)形式、容量（功率）和轉(zhuǎn)速。
由于Y系列三相異步交流電動機具有效率高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、價格低的特點，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的場合，故本設(shè)計機選擇Y系列三相異步交流電動機。
3.1.2 電動機容量的選擇
根據(jù)已知條件，工作機所需的有效功率。
查《機械設(shè)計課程設(shè)計》表2-3，可知閉式圓柱齒輪傳動效率為0.98，一對滾動軸承效率為0.99，聯(lián)軸器效率為0.99，開式圓柱齒輪效率為0.96。
傳動系統(tǒng)的總效率
式中：—閉式圓柱齒輪傳動效率；
—一對滾動軸承效率；
—聯(lián)軸器效率；
—開式圓柱齒輪效率；
—傳動系統(tǒng)的總效率。
工作機所需電動機功率
滿足條件的Y系列三相交流異步電動機額定功率應(yīng)取。
3.1.3 電動機轉(zhuǎn)速的選擇
根據(jù)已知條件，可知滾筒的直徑為600mm，而筒式烘干機的滾筒上的齒輪分度圓直徑必須大于滾筒的直徑，設(shè)齒輪的分度圓直徑為800mm。
根據(jù)已知條件，可得滾筒軸的轉(zhuǎn)速為
=601000v/3.14d=52r/min
初選同步轉(zhuǎn)速為1500（r/min）和1000（r/min）的電動機，查《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表12-1，對應(yīng)為5.5kW的電動機型號分別為Y132S-4和Y132M2-6，其參數(shù)分別如表3.1所示：
表3.1 兩種類型的參數(shù)
方案號
電動機型號
額定功率/kW
同步轉(zhuǎn)速/（r/min）
滿載轉(zhuǎn)速/（r/min）
總傳動比
I
Y132S-4
5.5
1500
1440
15.07
II
Y132M2-6
5.5
1000
960
18.4
通過查 《機械設(shè)計課程設(shè)計》 表2-3，可知閉式圓柱齒輪的傳動比范圍為3—5，開式圓柱齒輪的傳動比范圍為4—7，總的傳動比范圍是12—35。根據(jù)電動機的額定功率和總傳動比來看，方案I和方案II都滿足要求。但是從設(shè)計的需求上考慮，方案II提供的電動機更為合理，故選擇方案II。
Y132M2-6型號電動機簡圖如圖2所示：
圖2 Y132M2-6型號電動機簡圖
3.2 傳動系統(tǒng)總傳動比的計算及分配
3.2.1 總傳動比的計算
根據(jù)電動機的滿載轉(zhuǎn)速及滾筒軸的轉(zhuǎn)速，可得烘干機傳動系統(tǒng)總傳動比為
傳動裝置由聯(lián)軸器、減速器、開式齒輪傳動三級傳動組成，則總傳動比應(yīng)為各分級傳動比的乘積，即
（3.1）
3.2.2 分配各級傳動比
查《機械設(shè)計課程設(shè)計》表2-3可知，聯(lián)軸器的傳動比i1=1，閉式圓柱齒輪的傳動比范圍為3—5，開式齒輪的傳動比范圍為4—7，取閉式圓柱齒輪的傳動比i2=3.1，由此計算可知開式齒輪的傳動比i3=18.6/3.1=6。
傳動系統(tǒng)各級傳動比分別為i1=1，i2=3.1，i3=6。
3.3 傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)計算
烘干機傳動系統(tǒng)從電動機到工作機有三軸，依次為0軸（電動機軸）、1軸（高速軸）、2軸（低速軸）。
3.3.1 各軸的轉(zhuǎn)速
3.3.2 各軸的輸入功率
3.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩
傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)如表3.2所示：
表3.2 傳動系統(tǒng)的運動和動力參數(shù)
軸號
電動機
閉式圓柱齒輪減速器
0軸
1軸
2軸
轉(zhuǎn)速n（）
960
960
309.68
功率P（）
5
4.95
4.80
轉(zhuǎn)矩T（）
49.74
49.24
148.02
傳動比i
1
3.1
3.4 減速器齒輪傳動設(shè)計
3.4.1 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)
1、根據(jù)本設(shè)計要求的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。
2、滾筒機為一般工作機器，速度不高，故選用7級精度。
3、材料選擇。由《機械設(shè)計》表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差40HBS。
4、選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取。
3.4.2 按齒面接觸強度設(shè)計
由《機械設(shè)計》計算公式(10-9a)進行試算，即
（3.2）
1、確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值
（1）試選用載荷系數(shù)。
（2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
（3）由《機械設(shè)計》表10-7,選取齒寬系數(shù)=1。
（4）由《機械設(shè)計》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。
（5）由《機械設(shè)計》圖10-21d,按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限=600Mpa，大齒輪的接觸疲勞強度極限=550Mpa。
（6）由《機械設(shè)計》式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
（7）由《機械設(shè)計》圖10-19，取接觸疲勞壽命系數(shù)=0.90 =0.95。
（8）計算接觸疲勞許用應(yīng)力。
取失效概率為1℅，安全系數(shù)S=1，由《機械設(shè)計》式（10-12）得
=/S=540Mpa
=/S=522.5Mpa
2、 計算
（1）試算小齒輪分度圓直徑，帶入中的最小值。
（2）計算圓周速度v。
（3）計算齒寬b。
（4）計算齒寬與齒高之比。
模數(shù)
齒高
（5）計算載荷系數(shù)。
根據(jù)，7級精度，由《機械設(shè)計》圖10-8,查得動載系數(shù)。
直齒輪，。
由《機械設(shè)計》表10-2,查得使用系數(shù)。
由《機械設(shè)計》表10-4,用插值法查得7級精度、小齒輪相對支承對稱布置時，。
由，，查《機械設(shè)計》圖10-13,得，故載荷系數(shù)
（6）按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由《機械設(shè)計》式(10-10a)得
==50.81mm
（7）計算模數(shù)m
3.4.3 按齒面彎曲強度計算
由《機械設(shè)計》式(10-5)得彎曲強度的設(shè)計公式為
（3.3）
1、確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值
（1）由《機械設(shè)計》圖10-20c查得查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限，大齒輪的彎曲輕度極限。
（2）由《機械設(shè)計》圖10-18取取彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.85,=0.88。
（3）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)，由《機械設(shè)計》式(10-12)
=/S=303.57MPa
=/S=238.86MPa
（4）計算載荷系數(shù)K。
（5）查取齒形系數(shù)。
由《機械設(shè)計》表10-5,查得，
（6）查得應(yīng)力校正系數(shù)。
由《機械設(shè)計》表10-5,查得，
（7）計算大、小齒輪的并加以比較。
2、 設(shè)計計算
對比計算結(jié)果，由齒面疲勞輕度計算的模數(shù)m小于由齒根疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒數(shù)模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲強度算得的模數(shù)1.52并就近圓整為標準值m=2.0，按接觸強度算得的分度圓直徑為=50.81mm，算出小齒輪的齒數(shù)
大齒輪齒數(shù)
，取=81
這樣設(shè)計出來的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。
3.4.4 幾何尺寸計算
1、 計算分度圓直徑
2、 計算中心距
3、 計算齒寬b
取整為b1=55mm ，b2=50mm。
3.5 開式齒輪傳動設(shè)計
3.5.1 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)
1、根據(jù)本設(shè)計要求的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。
2、滾筒機為一般工作機器，速度不高，故選用7級精度。
3、材料選擇。由《機械設(shè)計》表10-1選擇大、小齒輪材料均為40Cr（調(diào)質(zhì)），齒面硬度為241-286HBS。
4、選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取。
3.5.2 按齒面接觸強度設(shè)計
由《機械設(shè)計》設(shè)計計算公式(10-9a)進行試算，即
（3.4）
1、確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值
（1）試選用載荷系數(shù)。
（2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
（3）由《機械設(shè)計》表10-7,選取齒寬系數(shù)=0.5。
（4）由《機械設(shè)計》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。
（5）由《機械設(shè)計》圖10-21d,按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限=600 Mpa，大齒輪的接觸疲勞強度極限=538Mpa。
（6）由《機械設(shè)計》式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
(7)由《機械設(shè)計》圖10-19，取接觸疲勞壽命系數(shù)=0.95,=0.99。
(8)計算接觸疲勞許用應(yīng)力。
取失效概率為1℅，由于開式齒輪的失效形式主要是齒輪彎曲和磨損，因此取安全系數(shù)S=1.1，由《機械設(shè)計》式（10-12）得
=/S=518.18Mpa
=/S=484.2Mpa
2、計算
（1）試算小齒輪分度圓直徑，帶入中的最小值。
（2）計算圓周速度v。
（3）計算齒寬b。
（4）計算齒寬與齒高之比。
模數(shù)
齒高
（5）計算載荷系數(shù)。
根據(jù)，7級精度，由《機械設(shè)計》圖10-8,查得動載系數(shù)。
直齒輪，。
由《機械設(shè)計》表10-2,查得使用系數(shù)。
由《機械設(shè)計》表10-4,用插值法查得7級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時，。
由，，查《機械設(shè)計》圖10-13,得，故載荷系數(shù)
（6）按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由《機械設(shè)計》式(10-10a)得
==97.8mm
（7）計算模數(shù)m。
3.5.3 按齒面彎曲強度計算
由《機械設(shè)計》式(10-5)得彎曲強度的設(shè)計公式為
（3.5）
1、確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值
（1）由《機械設(shè)計》圖10-20c查得查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限，大齒輪的彎曲輕度極限。
（2）由《機械設(shè)計》圖10-18取取彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.85,=0.89。
（3）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。
取彎曲疲勞安全系數(shù)，由《機械設(shè)計》式(10-12)
=/S=283.3MPa
=/S=201.73MPa
（4）計算載荷系數(shù)K
（5）查取齒形系數(shù)。
由《機械設(shè)計》表10-5,查得，。
（6）查得應(yīng)力校正系數(shù)
由《機械設(shè)計》表10-5,查得，。
（7）計算大、小齒輪的并加以比較.
2、設(shè)計計算
對比計算結(jié)果，由齒面疲勞輕度計算的模數(shù)m小于由齒根疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒數(shù)模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲強度算得的模數(shù)2.61并圓整為標準值，按接觸強度算得的分度圓直徑為=97.8mm，算出 小齒輪的齒數(shù)
，取
大齒輪齒數(shù)
，取=205
由于設(shè)齒輪的分度圓為800mm，因此根據(jù)計算得到的大齒輪齒數(shù)為205，可得齒輪的模數(shù)為，取模數(shù)，模數(shù)和模數(shù)相差不大，為了滿足設(shè)計的要求，取開式齒輪的模數(shù)。
3.5.4 幾何尺寸計算
1、計算分度圓直徑
2、計算中心距
3、計算齒寬b
取整為 b1=49mm。
4 傳動零件的設(shè)計
4.1 聯(lián)軸器的選擇
4.1.1 聯(lián)軸器的分類
聯(lián)軸器所連接的兩軸，由于制造及安裝誤差、承載后的變形以及溫度變化的影響，往往不能保證嚴格的對中，而是存在著某種程度的相對位移。這就要求設(shè)計聯(lián)軸器時，要從結(jié)構(gòu)上采取各種不同的措施，使之具有適應(yīng)一定范圍的性對位移的性能。
根據(jù)聯(lián)軸器對各種相對位移有無補償能力（即能否在發(fā)生相對位移條件下保持連續(xù)的功能），聯(lián)軸器可分為剛性聯(lián)軸器（無補償能力）和撓性聯(lián)軸器（有補償能力）兩大類。撓性聯(lián)軸器又可按是否具有彈性元件分為無彈性元件的撓性聯(lián)軸器和有彈性元件的撓性聯(lián)軸器兩個類別。同時，無彈性元件的撓性聯(lián)軸器課分為十字滑塊聯(lián)軸器、滑塊聯(lián)軸器、十字軸式萬向聯(lián)軸器、齒式聯(lián)軸器、滾子鏈聯(lián)軸器。有彈性元件的撓性聯(lián)軸器可分為彈性套柱銷聯(lián)軸器、彈性柱銷聯(lián)軸器、梅花形彈性聯(lián)軸器、輪胎式聯(lián)軸器、膜片聯(lián)軸器。
4.1.2 選擇
考慮到彈性柱銷聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩能力大，結(jié)構(gòu)更為簡單，安裝、制造方便、耐久性好，有一定的緩沖和吸振能力，允許被連接兩軸有一定的軸向位移以及少量的徑向位移和角位移的功能，故選彈性柱銷聯(lián)軸器。
彈性柱銷聯(lián)軸器工作時轉(zhuǎn)矩是通過主軸上的鍵、半聯(lián)軸器、彈性銷柱、另一半聯(lián)軸器及鍵而傳到從動軸上去的。為了防止柱銷脫落，在半聯(lián)軸器的外側(cè)，用螺釘固定了擋板。
4.2 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計
4.2.1 高速軸的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)結(jié)構(gòu)及使用要求,把該軸設(shè)計成階梯軸且為齒輪軸,共分6段 。
由于結(jié)構(gòu)及工作需要將該軸定為齒輪軸,因此其材料須與齒輪材料相同,均為45鋼（調(diào)質(zhì)）,材料系數(shù)為100。
所以,有該軸的最小軸徑為
考慮到該段開鍵槽的影響,軸徑增大5%,于是有
,標準化取。
的直徑應(yīng)為標準軸承的內(nèi)徑，取，因此選用軸承6204。有零件定位，取。因高速軸為齒輪軸，因此應(yīng)與齒輪軸保持一致，取。處同樣有零件的定位，取 。與相等為20mm。
根據(jù)高速軸在減速器中的裝配，為40mm，為47mm，為8mm，為55mm，為8mm，為14mm。
高速軸示意圖如圖3所示：
圖3 高速軸示意圖
高速軸各段軸徑、長度如表4.1所示:
表4.1高速軸結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計
階梯軸段
軸的直徑（mm）、長度（mm）
計算結(jié)果
第1段
、
18、82
第2段
、
20、47
第3段
、
25、8
第4段
、
52、55
第5段
、
25、8
第6段
、
20、14
4.2.2 低速軸的軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計
根據(jù)結(jié)構(gòu)及使用要求該軸設(shè)計成階梯軸,共分6段。
考慮到低速軸的載荷較大，材料選用45鋼,熱處理調(diào)質(zhì)處理,取材料系數(shù) 。
因為軸的第一段軸徑是標準軸徑，這段軸徑需要和螺母配合起到定位作用，取。因此該軸的第二段軸徑
考慮到該段開鍵槽的影響,軸徑增大6%,于是有
,標準化取。
的直徑應(yīng)為標準軸承的內(nèi)徑，取，因此選用軸承6206。與齒輪相配合，取，在處有零件定位，取，與相等為30mm。
根據(jù)低速軸在減速器中的裝配， 為33mm，為49mm，為59mm，為49mm，為11mm，為18mm。
低速軸示意圖如圖4所示：
圖4 低速軸示意圖
低速軸各段軸徑、長度如表4.2所示:
表4.2低速軸結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計
階梯軸段
軸的直徑（mm）、長度（mm）
計算結(jié)果
第1段
、
27、33
第2段
、
28、49
第3段
、
30、59
第4段
、
34、49
第5段
、
41、11
第6段
、
30、18
4.3 軸承的選擇
根據(jù)軸承中摩擦性質(zhì)的不同，可把軸承分為滑動摩擦軸承和滾動摩擦軸承兩大類。滾動軸承由于摩擦系數(shù)小，起動阻力小，而且它已標準化，選用、潤滑、維護都很方便，因此在一般機器中應(yīng)用廣泛。但由于滑動軸承本身具有的一些獨特的優(yōu)點，使得它在某些不能、不便或使用滾動軸承沒有優(yōu)勢的場合，如在工作轉(zhuǎn)速特高、特大沖擊與振動、徑向空間尺寸受到限制或必須剖分安裝、以及需在水或腐蝕性介質(zhì)中工作等場合，仍占有重要地位。因此，滑動軸承在軋鋼機、汽輪機、內(nèi)燃機、鐵路機車以及車輛、金屬切削機床、航空發(fā)動機附件、雷達、衛(wèi)星通信地面站、天文望遠鏡以及各種儀表中應(yīng)用廣泛。
滑動軸承的類型很多，按其承受載荷方向的不同，可分為徑向軸承和止推軸承。根據(jù)其滑動表面間潤滑狀態(tài)的不同，可分為液體潤滑軸承、不完全液體潤滑軸承和自潤滑軸承。根據(jù)液體潤滑承載機理的不同，又可分為液體動力潤滑軸承和液體靜壓潤滑軸承。
滾動軸承是現(xiàn)代機器中廣泛應(yīng)用的部件之一，它是依靠主要元件間的滾動接觸來支承轉(zhuǎn)動零件的。滾動軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標準化，并由專業(yè)工廠大量制造及供用各種常見規(guī)格的軸承。滾動軸承具有磨擦阻力小，功率消耗少，起動容易等優(yōu)點。
如果僅按軸承用于承受的外載荷不同來分類時，滾動軸承可以概括地分為向心軸承，推力軸承和向心推力軸承三大類。主要承受徑向載荷的軸承叫向心軸承，其中有幾種類型可同時承受不大的軸向載荷。只承受軸向載荷的軸承叫推力軸承，推力軸承與軸頸配合在一起的原件叫軸圈，與機座孔配合的原件交座圈。能同時承受徑向載荷和軸向載荷的軸承叫向心推力軸承。
由于在本設(shè)計中，軸承在配合中只受到徑向載荷，因此選用深溝球軸承。
4.4 各軸鍵選擇及其校核
4.4.1 高速級鍵的選擇及校核
聯(lián)軸器處鍵:按照減速器高速軸軸徑及軸長選鍵b6×h6×L70。
聯(lián)結(jié)處的材料分別為:45鋼(鍵)、40Cr(軸)。
其中鍵的強度最低,因此按其許用應(yīng)力進行校核,查手冊其。
該鍵聯(lián)結(jié)合格。
4.4.2 中間級鍵的選擇及校核
大齒輪處鍵: 按照輪轂處的軸徑及軸長選鍵b10×h8×L40。
聯(lián)結(jié)處的材料分別為: 20Cr(輪轂)、45鋼(鍵)、20Cr(軸)。
其中鍵的強度最低,因此按其許用應(yīng)力進行校核,查手冊其。
該鍵聯(lián)結(jié)合格。
4.4.3 低速級級鍵的選擇及校核
輪處鍵: 按照輪轂處的軸徑及軸長選鍵b8×h7×L40。
聯(lián)結(jié)處的材料分別為:20Cr (輪轂)、45鋼(鍵)、45鋼(軸)。
其中鍵的強度最低,因此按其許用應(yīng)力進行校核,查手冊其。
該鍵聯(lián)結(jié)合格。
5 減速器箱體及其附件
5.1 減速器箱體設(shè)計
根據(jù)箱體的支撐強度和鑄造、加工工藝要求及其內(nèi)部傳動零件、外部附件的空間位置確定一級齒輪減速器箱體的相關(guān)尺寸如圖5.1所示：
圖5.1 箱體結(jié)構(gòu)尺寸
名稱
符號
設(shè)計依據(jù)
設(shè)計結(jié)果
箱座壁厚
δ
0.025a+3=5.67
7
考慮鑄造工藝，所有壁厚都不應(yīng)小于7
箱蓋壁厚
δ1
0.02a+3≥5
7
箱座凸緣厚度
b
1.1δ
8
箱蓋凸緣厚度
b1
1.1δ
8
箱座底凸緣厚度
b2
2δ
14
地腳螺栓直徑
df
0.036a+9
M12
地腳螺栓數(shù)目
n
a≤250時，n=4
4
軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑
d1
0.75df
10
箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑
d 2
(0.5～0.6)df
10
軸承端蓋螺釘直徑和數(shù)目
d3，n
(0.4～0.5)df,n
4,3
窺視孔蓋螺釘直徑
d4
(0.3～0.4)df
4
定位銷直徑
d
(0.7～0.8) d 2
5
軸承旁凸臺半徑
R1
c2
16
凸臺高度
h
根據(jù)位置及軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準
34
外箱壁至軸承座端面距離
l1
c1+c2+ (5～10)
42
大齒輪頂圓距內(nèi)壁距離
?1
＞1.2δ
14
5.2 減速器附件
5.2.1 視孔蓋
視孔蓋可用鑄鐵、鋼板或有機玻璃制成，它和箱體之間應(yīng)加密封墊，還可在空口處加過濾裝置，以過濾注入油中的雜質(zhì)。
5.2.2 放油螺塞
放油孔應(yīng)設(shè)在箱座底面最低處，或設(shè)在箱底。在其附近應(yīng)有足夠的空間，以便于放容器，油孔下也可制成唇邊，以利于引油流到容器內(nèi)。箱體底面常向放油孔傾斜，并在其附近形成凹坑，以利于有無得匯集和排放。
5.2.3 油標
油標用來指示油面高度，應(yīng)設(shè)置在便于檢查及油面較穩(wěn)定之處。常用油標有圓形油標、長形油標、管狀油標和桿式油標等。
5.2.3 通氣孔
通氣孔用于通氣，使箱內(nèi)外氣壓一致，以避免由于運轉(zhuǎn)時箱體內(nèi)溫度升高，內(nèi)壓增大，而引起減速器潤滑油的滲漏。
5.2.4 起吊裝置
起吊裝置用于拆卸及搬運減速器。它常由箱蓋上的吊孔和箱座凸緣下面的吊耳構(gòu)成。
5.2.5 起蓋螺釘
為便于起箱蓋，可在箱蓋凸緣上裝設(shè)1-2個起蓋螺釘。拆卸箱蓋時，可先擰動此螺釘頂起箱蓋。
結(jié) 論
畢業(yè)的時間一天一天臨近，畢業(yè)設(shè)計也接近了尾聲。在這幾個月的設(shè)計中，我最大的體會就是，通過這次設(shè)計，我把以前學到的各個學科的知識給整合到了一起，使我對大學四年所學到的知識有了一個整體的、深刻的認識。以前對所學的知識雖然也有一定理解，但是各個學科之間找不到聯(lián)系，所以覺得學的東西都很零散，這次設(shè)計的烘干機的傳動系統(tǒng)，從方案論證到設(shè)計計算，再到制圖出圖，使我將整個四年的學習經(jīng)歷串聯(lián)了起來，從工程制圖到機械原理，再到機械機械基礎(chǔ)制造和機械設(shè)計，讓我對這四年的學習進行了整體的回顧和融合，收益頗豐。
在設(shè)計過程中一些系統(tǒng)的設(shè)計讓我很頭痛，原因是由于本身設(shè)計受到機械本身的框定，而又必須考慮本專業(yè)的一些要求規(guī)范，從而形成了一些矛盾點，這些矛盾在處理上讓人很難斟酌，正是基于這種考慮我意識到：要向更完美的進行一次設(shè)計，搜集完整的資料，和其他專業(yè)人才的交流是很有必要的。這其中也包括更好的理解本行業(yè)對該機器的各種要求，更要從祖國的高度看待一些大局上的問題更好的處理各種矛盾。
提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設(shè)計讓我積累了很多實際的經(jīng)驗，使我的頭腦更好的被知識武裝了起來，也必然會讓我在未來的工作學習中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強的溝通力和理解力。
順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識的同時也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。
因為知識的欠缺，時間的限制，資料不全等原因，使我的設(shè)計存在嚴重的不足。不過，這些不足正是我們?nèi)ジ玫难芯?，更好的?chuàng)造的最大動力，只有發(fā)現(xiàn)問題面對問題才有可能解決問題，不足和遺憾不會給我打擊只會更好的鞭策我前行，今后我更會關(guān)注新技術(shù)新設(shè)備新工藝的出現(xiàn)，并爭取盡快的掌握這些先進的知識，更好的應(yīng)用到工作當中。
致 謝
本次畢業(yè)設(shè)計主要對烘干機的傳動系統(tǒng)進行了設(shè)計，剛拿到設(shè)計題目的時候，我感到一片迷茫，因為我對烘干機這方面了解的很少。甚至當時我對烘干機的初步印象都沒有，但是在老師的耐心講解下，我對這個課題有了一個全面的認識，從設(shè)計方案的制定到數(shù)據(jù)的計算，無不得到了老師無微不至的幫助。因為我的基礎(chǔ)知識比較薄弱，老師在我的設(shè)計上花了很大力氣，可以說沒有老師的耐心指導(dǎo)，這個設(shè)計是沒有辦法進行下去的。此次設(shè)計雖凝聚著自己的汗水，不能算是我一個人的成果，沒有導(dǎo)師的指引和贈予，沒有朋友的幫助和支持，我在大學的學術(shù)成長肯定會大打折扣。當我打完畢業(yè)論文的最后一個字符，涌上心頭的不是長途跋涉后抵達終點的欣喜，而是源自心底的誠摯謝意。
首先，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師閆老師，本次畢業(yè)設(shè)計歷時兩個多月，從選題、開題答辯到繪制裝配圖、零件圖，完成說明書。其間每一個過程他都給予了很多的指導(dǎo)，花費了很多的心血，使我最后圓滿完成了畢業(yè)設(shè)計。在閆老師悉心教導(dǎo)的這段時間里，他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，淵博的知識，正直的人格，給我留下了極為深刻的印象，為我今后的工作、生活樹立了良好的榜樣。
再次，由衷感謝答辯組的各位老師對我的的指導(dǎo)和教誨，我也在努力的積蓄著力量，盡自己的微薄之力回報母校的培育之情，爭取使自己的人生對社會產(chǎn)生積極的價值。
其次，要感謝工學院有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和教師，在我們進行設(shè)計的過程中提供的各種便利條件。
最后，我要感謝我的同學，他們給予了我無私的愛，對我的學習給予了大力的支持，使我順利的完成了學業(yè)。
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