螺旋式洗米機結構設計
螺旋式洗米機結構設計,螺旋式洗米機結構設計,螺旋式,洗米機,結構設計
沈陽化工大學科亞學院
本科畢業(yè)論文
題 目： 螺旋式洗米機結構設計
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
班 級： 機制1101
學生姓名： 王宏智
指導教師： 侯志敏
論文提交日期： 2015年 6 月 1 日
論文答辯日期： 2015年 6 月 4 日
畢業(yè)設計（論文）任務書
機械設計制造及其自動化 專業(yè)
機制1101班
學生：王宏智
畢業(yè)設計（論文）題目：螺旋式洗米機結構設計
畢業(yè)設計（論文）內容：根據題目進行調研并參觀相似實物及照片，主要進行結構設計，完成螺旋式洗米機設計方案，對相應的設計方案進行詳細介紹。
畢業(yè)設計（論文）專題部分： 螺旋式洗米機結構設計的分析和確定。
起止時間：2015年3月16號~2015年6月4號
指導教師： 簽字 年 月 日
摘 要
洗米機是一種食品加工機械，是洗米裝置。是由電動機，水平螺旋軸的設計，傾斜螺旋軸和相應的減速器，框架和其他結構。米從入口到洗米機，洗滌的摩擦螺旋軸交付后，流量計和流量逆流流動，在流動過程中的漂浮雜質米，洗滌渾濁的水從溢流排出淘米。其結構簡單，占地面積小，集搓米，洗米，除去漂浮的雜質，如砂石作為一個整體，用更少的水洗滌效果，是一種高效連續(xù)式洗米機，食堂，大型酒店，快餐中心理想的糧食洗滌機械。
本設計制定洗米機的總體結構方案，運動學和動力學參數的計算；完成了水平螺旋軸，傾斜螺旋軸及其相應的減速器，與框架結構設計.
關鍵詞：螺旋洗米機；減速器；水平螺旋軸；傾斜螺旋軸；機架；
Abstract
Rice washing machine is a kind of food processing machinery, for the rice washing device. The design of the spiral rice washing machine is composed of motor, horizontal spiral shaft, inclined screw shaft and corresponding reducer, a frame structure. Metres from the inlet into the washing machine, the spiral shaft carried by the conveyor to rubbing washing, water flow and countercurrent flow meters flow, Minaka floating impurities in the process of floating, and washing muddy water from overflow outlet, reach the rice washing purpose. It has the advantages of simple structure, small occupation area, rice, rice washing, rubbing the set of removing floating impurities, such as gravel as one with less water, good washing effect, is a kind of high efficient continuous washing rice machine, is the cafeteria, hotel, large fast food centers relatively ideal grain lavation machinery.
The design of formulation of the rice washing machine the overall structure scheme, the movement and power parameters; completed the horizontal spiral shaft, inclined screw shaft and corresponding reducer, rack structure design
Key words:Spiral rice washing machine;Retarder；Horizontal spiral shaft;Tilting screw shaft；Rack
目 錄
第一章緒論 1
1.1 洗米機設計的目的及意義 1
1.2 我國洗米行業(yè)發(fā)展概況 1
1.3 各類洗米機簡介 2
1.4 本章小結 3
第二章 總體結構方案設計及運動和動力參數計算 4
2.1 總體結構方案設計 4
2.2 電機的選擇 5
2.3 水平螺旋運動和動力參數計算 6
2.3.1 計算總傳動比及分配各軸傳動比 6
2.3.2各軸參數計算 6
2.4傾斜螺旋運動和動力參數計算 7
2.4.1 計算總傳動比及分配各軸傳動比 7
2.4.2 各軸參數計算 7
2.5本章小結 8
第三章水平螺旋減速器設計 9
3.1高速級齒輪傳動設計 9
3.2 低速級齒輪傳動設計 12
3.3 各軸的結構設計與強度校核 14
3.3.1 輸入軸的設計 14
3.3.2 中間軸的設計 16
3.3.3 輸出軸的設計 17
3.4 各軸軸承與鍵的設計 21
3.5 本章小結 23
第四章水平螺旋減速器設計 24
4.1高速級齒輪傳動設計 24
4.2 低速級齒輪傳動設計 26
4.3 各軸的結構設計與強度校核 29
4.3.1 輸入軸的設計 29
4.3.2 中間軸的設計 31
4.3.3 輸出軸的設計 33
4.4 各軸軸承與鍵的設計 37
4.5 本章小結 38
第五章螺旋軸機架結構設計 39
5.1 水平及傾斜螺旋軸設計 39
5.1.1 水平螺旋軸的設計 39
5.1.2 傾斜螺旋軸的設計 42
5.2 機架結構的確定 44
5.3 料斗及出料口設計 44
5.4 潤滑方案 44
5.5 密封方案 44
5.6 本章小結 45
結論 46
參考文獻 47
致謝 48
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第一章緒論
第一章 緒 論
1.1 洗米機設計目的及意義
洗米機是一種食品加工機械，洗米裝置．為了適應餐廳，大型酒店，快餐中心，所以一個螺旋輸送機連續(xù)式洗米機的設計，該機主要由電機，減速器，套管，進料口，進料口，螺旋推進器的結構．水的侵蝕和泥沙沉降達到清洗大米的目的．
在水稻深加工，洗米是第一個過程。在傳統(tǒng)加工中，洗米是手工勞動，不僅勞動強度大，而且效果差。螺旋式洗米機結構簡單，占地面積小等優(yōu)點，集搓米，米洗凈，除去漂浮雜質，砂等于一體，用更少的水，清洗效果好，大大降低勞動強度。它還具有液壓運輸功能，可以洗米輸出至設計位置，是一種高效的連續(xù)洗米機。適用于洗衣粉和大米，玉米，小麥，豆類和其他食物顆粒輸送，也可用于大米制品廠，豆制品廠，如洗滌原料，又是一個餐廳，大型酒店，快餐中心及釀造，理想的糧食洗滌機械加工。
1.2 我國洗米行業(yè)發(fā)展概況
隨著我國經濟的快速發(fā)展，國民生活水平的提高，其機械化水平在行業(yè)得到了空前的發(fā)展，農業(yè)和三產業(yè)．在傳統(tǒng)的服務行業(yè)，對餐飲企業(yè)的機械作業(yè)越來越普及，大大減輕了工人的勞動強度，同時也降低了勞動力成本．
目前，發(fā)達國家在歐洲和美國的洗米機的應用為了達到相當的普及，因為它的人口密度不大，所以中小型洗衣機的需求量也比較大．從洗衣機的結構看，洗米機外趨于小型化，效率高，結構簡單等。由于人口眾多，有許多學生，在學校的顧客和工作人員，餐飲和工廠．因此，在洗衣機的生產是以大中型洗米機國內食品機械廠．在洗米機結構，歐洲，美國，日本和其他發(fā)達國家從過去的一次性洗滌發(fā)展到現在的連續(xù)型在過去的混合型發(fā)展到現在的電磁振動和螺旋輸送摩擦方式洗滌模式和工作機制．中國正逐漸在這一領域的發(fā)展，現在市場上也出現在清洗螺旋輸送機新的洗滌方式．淘米洗衣機是提高
50
水稻的洗滌效率，減少水的浪費，而且可以大大降低食品加工工人的工作量，以實現優(yōu)質、高效的洗滌效果．由于中國人口眾多，特別是在學校，工廠，食品和飲料行業(yè)需要解決大量M洗滌，通過調查國內食品機械中可以看出，目前洗米機的需求增長趨勢．所以，洗衣機的發(fā)展具有重要的現實意義。洗衣機的設計可以實現安全操作和低成本的優(yōu)點．通過1000kg m洗衣的理論分析，所需時間為2小時，水的消耗量約為6500l，只有1-2個操作是需要的。與手洗相比，洗滌過程中可以節(jié)省清洗成本，大大提高了清洗效率．
1.3 各類洗米機簡介
（1） 水壓式洗米機
如圖1.1所示，該洗米機，它利用水作為驅動力，通過水主閥壓力水，將孔內注入一束噴射的水，它有足夠的能量在水稻輸送和清洗料斗的摩擦和沖擊，大米表面，徹底沖洗干凈表面和糠后通道，其他粒子的清洗和運輸．在洗米的過程中，大米可以用洗米機放電表面洗凈，大米可以保證清潔衛(wèi)生．特點：提高洗米質量，減少浪費，節(jié)省能源，適用于大米、黃豆、小麥、玉米、豆類等的淘洗．
圖1.1水壓式洗米機
（2）循環(huán)式洗米機
如圖1.2所示，由分離器和供水管，形成一個整體，在分離器內縱向設有落米的房間，米砂分離室，儲米倉和放電室中的漂浮物，泵和落米的房間，斗連接，M泵分別由傳輸測量管和送飯管和米的房間和大米和水分離器連接，它是各種物質的不同比例，礫石，帕瓦諾，糠，塵土等雜物清除．當使用米放入不銹鋼料斗，水稻從料斗底部的高壓清洗機．水稻是吸進一個不銹鋼容器，然后從容器的底部被吸入，并從頂部流入．洗米機這個動作循環(huán)一個周期，所以適當的清洗和浸米，自動程序控制吸入另一個米水分離裝置和過濾水．
特點：清洗效果好，水可重復利用，節(jié)約用水，體積小，重量輕，操作方便，大量的大米，廣泛適用于家庭，餐廳，酒店和其他單位．
圖1.2循環(huán)式洗米機
1.4 本章小結
本章分析了洗米機設計的目的及意義，介紹了我國洗米機行業(yè)的發(fā)展概況，列舉了幾類洗米機的特點和工作原理．
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章總體結構方案設計及運動和動力參數計算
第二章 總體結構方案設計及運動和動力參數計算
2.1 總體結構方案設計
螺旋洗米機結構示意圖如圖2.1所示．在水平螺旋2在輸送擦在流動過程中的漂浮雜質，洗米的過程中加入粳米1斗，并從溢流口排出的洗滌污水12．大米是從運料口斜螺旋9的水平螺旋槳..在這里，我開始斜螺旋向上運輸，由于水浸泡侵蝕，沙子和礫石沉降速度在砂槽8沉（有螺絲孔，小槽定時拆下清潔），噴水裝置，從出料口排出10以上的排水后最終米，米洗滌操作。洗滌水在洗滌過程中從噴霧裝置11成流，沿著傾斜的螺旋向下流動，水平螺旋，從溢流最后流出。在整個洗米，水流流動的米，有斜鉆一個洞，并有上蓋和螺絲..之間的差距臥式螺旋的開蓋暴露，也容易漂浮雜質浮出水面．
圖 2.1 洗米機結構簡圖
2.2 電機的選擇
利用阻力系數法計算出所需要的電機功率，以額定功率和斜螺旋運動的螺旋運動水平所需額定功率和傾斜螺旋電機
(2-1)
(2-2)
式中：——功率備用系數，取=1；
——傳動效率，取=0.90；
L——螺旋長度，水平螺旋長度L1=0.6m ，傾斜螺旋長度L2=0.8m；
——傾斜螺旋的傾角=30度；
——阻力系數，此取=4.0；
G——螺旋輸送機生產能力（T/h）。
考慮到水（介質）充滿螺旋，計算阻力時除輸送阻力外，還應有介質阻力較難計算，此外可假設輸送充填系數為1的水來作為其生產能力，以次來近似計算總阻力，由此可按公式：
得：
G=8.1(T/h) , G =10.2(T/h)
以上各數值代入式(2-1)、式(2-2)，可得：
N =0.058kw，N=0.111kw
上述計算是穩(wěn)定運轉功率，由于計算值可看出，所需功率較小，考慮到運轉中沖擊等突發(fā)載荷，參考有關其它機械的經驗及有關試驗和電機效率，最終選取水平螺旋電機功率位120W，電機用型號為YU7114（轉速為1400r/min,效率為50%）傾斜螺旋電機功率為250W，型號為YU8014（轉速為1400r/min效率為58%）．
2.3 水平螺旋運動和動力參數計算
2.3.1 計算總傳動比及分配各軸傳動比
因為水平減速器電機功率為120W，N1=1400r/min，i=N1/n=1400/80=17.5
對展開式二級減速器，可取
式中，—高速級傳動比，—低速級傳動比；
為總傳動比，要使均在推薦的數值范圍內。
i=N/n=1400/80=17.5
i=4.9，i=3.5(取i=1.4)
2.3.2 各軸的功率轉速扭鉅的計算
；
；
；
表2.1 水平螺旋減速器參數
電機軸
Ⅰ軸
Ⅱ軸
Ⅲ軸
轉速n（r/min）
1400
1400
285
80
功率p（kw）
0.12
0.119
0.117
0.115
扭矩T(N·m)
0.82
0.81
3.92
13.7
傳動比i
1
4.9
3.5
效率η
0.992
0.985
0,985
2.4 傾斜螺旋運動和動力參數計算
2.4.1 計算總傳動比及分配各軸傳動比
傾斜減速器功率為250kw，i=N1/n=1400/100=14；i1=4.42，i2=3.15(取i=1.4)
2.4.2 各軸的功率轉速扭鉅的計算
；
；
；
表2-2 傾斜螺旋減速器參數
電機軸
Ⅰ軸
Ⅱ軸
Ⅲ軸
轉速n（r/min）
1400
1400
316
100
功率p（kw）
0.25
0.248
0.2443
0.244062
扭矩T(N·m)
1.7
1.64
7.38
22.97
傳動比i
1
4.24.
3.15
效率η
0.992
0.985
0,985
2.5 本章小結
本章主要對洗衣機的整體結構設計、運動和動力參數的計算．主要在電動機功率的設計計算過程中的困難，以確定阻力系數法和電動機功率的驗算確定為yu8014 yu7114傾斜電機模型的電機模型的水平，臥式減速器和傳動比和軸的轉速，功率水平傾斜的減速裝置，轉矩的計算．
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章水平螺旋減速器設計
第三章 水平螺旋減速器設計
3.1 高速級齒輪傳動設計
1．選擇齒輪材料及熱處理，齒面硬度，精度等級，齒數
（1）因為齒輪傳動功率不大，轉速不太高，選用軟齒面齒輪傳動。
（2）小齒輪：45鋼（調質），硬度為：240HBS
大齒輪：45鋼（?；捕葹椋?00HBS
（3）運輸機為一般工作的機器，轉速不高，故齒輪選用8級精度
（4）選擇齒數
（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?，故采用接觸疲勞強度設計，用彎曲疲勞強度校核的設計方法。
2．齒面接觸疲勞強度計算
（3-1）
確定公式內的各計算參數值。試選載荷系數K=1.3
（1）選齒寬系數。
（2）小齒輪扭矩
（3）查取彈性影響系數
（4）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度σHlim=600MPa大齒輪的接觸疲勞強度σHlim=550MPa
計算應力循環(huán)次數，（工作壽命為10年，每年300工作日單班值）
計算許用應力。取失效概率為1%，接觸強度最小安全系數。
（3-2）
（3-3）
（5）設計計算
1 試算小齒輪分度圓直徑
2 圓周速度
3 定載荷系數
查設計書表10-2取使用系數，（直齒輪），
由設計書圖10-8查得Kv=1.04；由設計書表10-4用插值法查得8級精度小齒輪支撐非對稱布置時 。
由模數、
查設計書圖10-13得
故載荷系數
（6）按實際載荷系數教正小齒輪分度圓直徑計算值：
3．確定主要幾何尺寸和參數
（1）確定模數 取
（2）計算分度圓直徑
（3） 計算中心距
（4）計算齒寬
4．校核齒根彎曲疲勞強度
（1）確定計算參數
1 由設計書圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度
大齒輪的彎曲疲勞強度
由圖10-18查取彎曲疲勞強度壽命系數：
2 計算許用應力，取彎曲強度最小安全系數
查設計書表10-5得齒形系數 ；查設計書表10-5應力校正系數
（2）校核計算
符合要求
3.2 低速級齒輪傳動設計
1．選擇齒輪材料及熱處理，齒面硬度，精度等級，齒數
（1）因為齒輪傳動功率不大，轉速不太高，選用軟齒面齒輪傳動。
（2）小齒輪：45鋼（調質），硬度為：240HBS
大齒輪：45鋼（常化），硬度為：200HBS
（3）運輸機為一般工作的機器，轉速不高，故齒輪選用8級精度
（4）選擇齒數
Z1=30,U=i1=3.5
Z2=Z1×U=30×3.5=105
（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?，故采用接觸疲勞強度設計，用彎曲疲勞強度校核的設計方法。
2．齒面接觸疲勞強度計算
確定公式（3.1）內的各計算參數值。試選載荷系數K=1.3
（1）選齒寬系數
（2）小齒輪扭矩
（3）查取彈性影響系數
（4）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度σHlim=600MPa大齒輪的接觸疲勞強度σHlim=550MPa
計算應力循環(huán)次數，（工作壽命為10年，每年300工作日單班值）
計算許用應力。取失效概率為1%，接觸強度最小安全系數。據式（3-2）（3-3）計算得，．
(5)設計計算
1 據式（3.1）計算小齒輪分度圓直徑
2 圓周速度
3 定載荷系數
查設計書表10-2取使用系數，（直齒輪），
由設計書圖10-8查得：Kv=1.01，由設計書表10-4用插值法查得8級精度小齒輪支撐非對稱布置時
由模數、 查設計書圖10-13得
故載荷系數
（6）按實際載荷系數教正小齒輪分度圓直徑計算值
3．確定主要幾何尺寸和參數
（1）確定模數 ， 取
（2）計算分度圓直徑
（3） 計算中心距
（4）計算齒寬
4． 校核齒根彎曲疲勞強度
（1）定計算參數
1 由設計書圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度
大齒輪的彎曲疲勞強度
由圖10-18查取彎曲疲勞強度壽命系數：
2 計算許用應力，取彎曲強度最小安全系數
查設計書表10-5得齒形系數
查設計書表10-5應力校正系數
（2） 校核計算
符合要求
3.3 各軸的結構設計與強度校核
3.3.1 輸入軸的設計
1．求軸傳遞扭矩
2．求作用在齒輪上的力
3．初步估算軸的最小直徑，選取聯軸器
安裝聯軸器處軸的直徑為軸的最小直徑。根據A=102~126
考慮軸上鍵槽的削弱，軸徑需加大3%~7%，則取=9mm。
選取聯軸器：按扭矩T=812N查手冊，選用LT1型彈性柱銷聯軸器其半聯軸器的孔徑=9mm, 半聯軸器長L。
4．軸的結構設計
（1） 提出的方案對裝配軸類零件，軸類零件包括左軸承和端蓋軸承和聯軸器在裝配的左端，右端的軸承和軸承端蓋裝配的右端。
（2） 根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度．
（3） 裝聯軸器段A：=9mm，=18mm，因半聯軸器與軸配合各部分長L，為保證軸擋圈壓緊聯軸器。小于20，可取=18mm．
（4） 裝軸承段B：，這段（兩）軸徑由滾動軸承的內圈孔徑決定，選用深溝球軸承6002，其尺寸為，故。，．
（5） 軸肩段C： ．
（6） 裝齒輪段D：經計算圓柱齒輪齒根圓到鍵槽底部尺寸x,應做成齒輪軸．
（7） 軸肩段E：．
（8） 裝軸承段F：．
（9） 軸上零件的周向固定，半聯軸器與軸的周向固定均采用平鍵聯接，同時為了保證半聯軸器與軸的配合有良好對中性，采用H7/k6，滾動軸承與軸采用H7/k6。
（10）定出軸肩處的圓角半徑R=1，軸端倒角取1．
5. 選擇軸的材料為45鋼，調質處理。由設計書表15-1查得軸的主要力學性能
，．
3.3.2 中間軸的設計
1．求軸傳遞的扭矩
2.求作用在齒輪上的力
3.估算軸的最小直徑
4.軸的結構設計
（1）提出的方案對裝配軸類零件，軸的大部分零件包括齒輪，軸套，左軸承和軸承端蓋反過來從裝配的左端，右端的軸承和軸承端蓋裝配的右端。
（2）根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度．
（3）裝左端軸承段A：=17mm，由上面所求第二段軸的直徑=20mm.，則直徑應小于，取=17mm，。
（4）軸肩段B：
（5）裝齒輪段C： 。 段應小于齒輪的寬度，為保證套筒緊靠齒輪左端面使齒輪軸向固定。
（6）軸環(huán)段D：
（7）裝右端齒輪段E：，經計算圓柱齒輪齒根圓到鍵槽底部尺寸x,應做成齒輪軸。
（8）軸肩段F：
（9）裝右端軸承段G：=17mm，.
（10）軸上零件的周向固定，采用平鍵聯接，同時為了保證齒輪與軸的配合有良好對中性，采用H7/k6，滾動軸承與軸采用H7/k6。
（11）定出軸肩處的圓角半徑R=1，軸端倒角取1。
5. 選擇軸的材料為45鋼，調質處理，由設計書表15-1查得軸的主要力學性能。
3.3.3 輸出軸的設計
1．求軸傳遞扭矩
2．求作用在齒輪上的力
3．初步估算軸的最小直徑，選取聯軸器
安裝聯軸器處軸的直徑為軸的最小直徑。根據表，A=103~126
取=14mm.
選取聯軸器：按扭矩T=13728N查手冊，選用LT1型彈性柱銷聯軸器其半聯軸器的孔徑=14mm, 半聯軸器長L
4．軸的結構設計
（1）擬定軸上的零件裝配方案，軸上的零件包括左端軸承和軸承端蓋及聯軸器依次由左端裝配，齒輪、右端軸承和軸承端蓋由右端裝配。
（2）根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。
（3）裝聯軸器段A：=14mm，=30mm，因半聯軸器與軸配合各部分長L，為保證軸擋圈壓緊聯軸器。小于32，可取=30mm。
（4）裝軸承段B：，這段（兩）軸徑由滾動軸承的內圈孔徑決定。選用深溝球軸承6003。。
（5）軸肩段C： 。
（6）軸環(huán)段D：。
（7）裝齒輪段E：。
（8）軸肩段F：。
（9）裝軸承段G：。
（10）軸上零件的周向固定，半聯軸器與軸的周向固定均采用平鍵聯接，同時為了保證半聯軸器與軸的配合有良好對中性，采用H7/k6，滾動軸承與軸采用H7/k6。
（11）定出軸肩處的圓角半徑R=1，軸端倒角取1。
5. 選擇軸的材料為45鋼，調質處理，由設計書表15-1查得軸的主要力學性能。
6．畫軸的結構簡圖
如圖（3.1a）所示，確定出軸承的支點跨距，懸臂由此可畫出軸的水平面的支反力：
,
垂直面支反力：，
7．畫彎矩圖，轉矩圖
（1）水平彎矩圖如圖(3.1d), (在C截面處)。
（2）垂直面彎矩圖如圖(3.1f)， (在C截面處)。
（3）合成彎矩圖如圖(3.1g)，在C截面處，
（4）轉矩圖如圖(3.1h)，T=13728N
圖3.1水平螺旋減速器輸出軸彎矩、扭矩圖
8．按彎矩合成應力校核軸的強度
由彎矩圖知C處的彎矩最大，校核該截面強度。截面C處的當量彎矩，，
，可得：
校核結果：，C截面強度足夠。
9．按疲勞強度精度校核軸的安全系數
根據軸的結構和彎矩圖及轉矩圖可見，C——C截面為危險截面，故校核此截面，查表，。按漸開線花鍵查得。
1 查表得尺寸系數。
2 查表得表面質量系數=0.93。，
3 查表得鋼的。
4 查表許用安全系數。
5 彎曲應力幅。
6 扭轉應力幅：。
7 只考慮彎矩作用時的安全系數
8 只考慮轉矩作用時的安全系數
9 安全系數：= ，滿足強度要求。
3.4 各軸軸承與鍵的設計
（1） 各軸軸承選用如表3.1
表3.1 各軸軸承型號及尺寸
輸入軸
中間軸
輸出軸
型號
6002
6003
6003
尺寸（d×D×B）
15×35×10
17×35×10
17×35×10
（2） 輸出軸軸承的校核
因輸出軸選用深溝球軸承6003，軸上所承受的最大徑向力的軸承是靠近齒輪端的其F為：
F=N
計算軸承壽命
由式L=計算
其中：由表查得f=1.0～1.2 取f=1.1；
由表查得基本額定載荷C=5580N；軸轉速n=80r/min；深溝球軸承ε=3；
L=
按每年300日工作日，每天8小時可知軸承使用年限為
L=>設計年限10年
所以軸承滿足使用要求。
（3） 各軸鍵的選用
各軸上的鍵皆選用A型平鍵，其尺寸如表3.2
表3.2 各軸鍵的選用
輸入軸
中間軸
輸出軸
聯軸器鍵（b×h×L）
3×3×10
—
5×5×25
齒輪鍵（b×h×L）
—
8×7×10
8×7×18
（4）聯軸器鍵尺寸b=5mm,h=5mm,L=25mm
校核擠壓強度： （3-4）
K=2.5mm , 25-5=20mm ,T=13728
設計書表6-2，由式（3-1）計算
擠壓強度滿足要求。
齒輪鍵尺寸b=8mm,h=7mm,L=18mm
校核擠壓強度：，
K=3.5mm, 18-8=10mm ,T=13728
設計書表6-2 ，
擠壓強度滿足要求。
3.5 本章小結
水平螺旋減速器采用二級直齒圓柱齒輪減速器，完成了減速器中齒輪、軸、軸承、鍵等零件的設計與校核。
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章傾斜螺旋減速器設計
第四章 傾斜螺旋減速器設計
4.1高速級齒輪傳動設計
1．選擇齒輪材料及熱處理，齒面硬度，精度等級，齒數
（1）因為齒輪傳動功率不大，轉速不太高，選用軟齒面齒輪傳動。
（2）小齒輪：45鋼（調質），硬度為：240HBS
大齒輪：45鋼（?；捕葹椋?00HBS
（3）運輸機為一般工作的機器，轉速不高，故齒輪選用8級精度
（4）選擇齒數
（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?，故采用接觸疲勞強度設計，用彎曲疲勞強度校核的設計方法。
2．齒面接觸疲勞強度計算
確定公式內的各計算參數值。試選載荷系數K=1.3
（1）選齒寬系數
（2）小齒輪扭矩
（3）查取彈性影響系數
（4）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度σHlim=600MPa大齒輪的接觸疲勞強度σHlim=550MPa
計算應力循環(huán)次數，（工作壽命為10年，每年300工作日單班值）
計算許用應力。取失效概率為1%，接觸強度最小安全系數。
（5）設計計算
1 試算小齒輪分度圓直徑：
2 圓周速度
3 定載荷系數，查設計書表10-2取使用系數， （直齒輪），
由設計書圖10-8查得：Kv=1.08由設計書表10-4用插值法查得8級精度小齒輪支撐非對稱布置時
由模數、
查設計書圖10-13得。
故載荷系數
4 按實際載荷系數教正小齒輪分度圓直徑計算值
3． 確定主要幾何尺寸和參數
（1）確定模數， 取
（2）計算分度圓直徑
（3）計算中心距
（4）計算齒寬
4．校核齒根彎曲疲勞強度
（1）確定計算參數
1 由設計書圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度
大齒輪的彎曲疲勞強度
由圖10-18查取彎曲疲勞強度壽命系數：
2 計算許用應力，取彎曲強度最小安全系數
查設計書表10-5得齒形系數
查設計書表10-5應力校正系數
（2） 校核計算
符合要求
4.2低速級齒輪傳動設計
1．選擇齒輪材料及熱處理，齒面硬度，精度等級，齒數
（1）因為齒輪傳動功率不大，轉速不太高，選用軟齒面齒輪傳動。
（2）小齒輪：45鋼（調質），硬度為：240HBS
大齒輪：45鋼（?；?，硬度為：200HBS
（3）運輸機為一般工作的機器，轉速不高，故齒輪選用8級精度
（4）選擇齒數
（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?，故采用接觸疲勞強度設計，用彎曲疲勞強度校核的設計方法。
2．齒面接觸疲勞強度計算
（4-1）
確定公式內的各計算參數值。試選載荷系數K=1.3
（1）選齒寬系數
（2）小齒輪扭矩
（3）查取彈性影響系數
（4）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度σHlim=600MPa大齒輪的接觸疲勞強度σHlim=550MPa
計算應力循環(huán)次數，（工作壽命為10年，每年300工作日單班值）
計算許用應力。取失效概率為1%，接觸強度最小安全系數。
（4-2）
（4-3）
（5）設計計算
1 據式（3.5）計算小齒輪分度圓直徑：
2 圓周速度
3 定載荷系數：查設計書表10-2取使用系數：， （直齒輪），
由設計書圖10-8查得：Kv=1.014，由設計書表10-4用插值法查得8級精度小齒輪支撐非對稱布置
由b=26.72模數、 查設計書圖10-13得
故載荷系數
4 按實際載荷系數教正小齒輪分度圓直徑計算值：
3．確定主要幾何尺寸和參數
（1）確定模數，取
（2）計算分度圓直徑
（3）計算中心距
（4）計算齒寬 取
4． 校核齒根彎曲疲勞強度
（1）確定計算參數
① 由設計書圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度
大齒輪的彎曲疲勞強度
由圖10-18查取彎曲疲勞強度壽命系數
② 計算許用應力，取彎曲強度最小安全系數
查設計書表10-5得齒形系數
查設計書表10-5應力校正系數
（2） 校核計算
符合要求
4.3 各軸的結構設計與強度校核
4.3.1輸入軸的設計
1．求軸傳遞扭矩
2．求作用在齒輪上的力：
3．初步估算軸的最小直徑，選取聯軸器
安裝聯軸器處軸的直徑為軸的最小直徑。根據A=102~126
考慮軸上鍵槽的削弱，軸徑需加大3%~7%，則取=10mm.
選取聯軸器：按扭矩T=1691N查手冊，選用LT1型彈性柱銷聯軸器其半聯軸器的孔徑=10mm, 半聯軸器長L
4．軸的結構設計
（1）擬定軸上的零件裝配方案，軸上的零件包括左端軸承和軸承端蓋及聯軸器
依次由左端裝配，僅右端軸承和軸承端蓋由右端裝配。
（2）根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。
（3） 裝聯軸器段A：=10mm，=23mm，因半聯軸器與軸配合各部分長L，為保證軸擋圈壓緊聯軸器。小于25，可取=23mm。
（4）裝軸承段B：，這段（兩）軸徑由滾動軸承的內圈孔徑決定，選用深溝球軸承6002，其尺寸為，故。，。
（5）軸肩段C： 。
（6）裝齒輪段D：經計算圓柱齒輪齒根圓到鍵槽底部尺寸x,應做成齒輪軸。
（7）軸肩段E：
（8）裝軸承段F：
（9）軸上零件的周向固定，半聯軸器與軸的周向固定均采用平鍵聯接，同時為了保證半聯軸器與軸的配合有良好對中性，采用H7/k6，滾動軸承與軸采用H7/k6。
（10）定出軸肩處的圓角半徑R=1，軸端倒角取1。
5.2材料為45鋼，調質處理
由設計書表15-1查得軸的主要力學性能，
，。
4.3.2中間軸的設計
1．求軸傳遞的扭矩
2.求作用在齒輪上的力
3.估算軸的最小直徑
4.軸的結構設計
（1）擬定軸上的零件裝配方案，軸上的大部分零件包括齒輪，套筒，左端軸承和軸承端蓋依次由左端裝配，僅右端軸承和軸承端蓋由右端裝配。
（2）根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。
（3）裝左端軸承段A：=17mm，由上面所求第二段軸的直徑=20mm.，
直徑應小于，取=17mm，。
（4）軸肩段B：
（5）裝齒輪段C： 。 段應小于齒輪的寬度，為保證套筒緊靠齒輪左端面使齒輪軸向固定。
（6）軸環(huán)段D：
（7）裝右端齒輪段E：，經計算圓柱齒輪齒根圓到鍵槽底部尺寸x,應做成齒輪軸。
（8）軸肩段F：
（9）裝右端軸承段G：=17mm，.
（10）軸上零件的周向固定，采用平鍵聯接，同時為了保證齒輪與軸的配合有良好對中性，采用H7/k6，滾動軸承與軸采用H7/k6。
（11）定出軸肩處的圓角半徑R=1，軸端倒角取1。
5. 選擇軸的材料為45鋼，調質處理
由設計書表15-1查得軸的主要力學性能，
，。
4.3.3輸出軸的設計
1．求軸傳遞扭矩
2．求作用在齒輪上的力
3．初步估算軸的最小直徑，選取聯軸器
安裝聯軸器處軸的直徑為軸的最小直徑。根據表，A=103~126
取=18mm.
選取聯軸器：按扭矩T=22979N查手冊，選用LT1型彈性柱銷聯軸器其半聯軸器的孔徑=18mm, 半聯軸器長L
4．軸的結構設計
（1）擬定軸上的零件裝配方案，軸上的零件包括左端軸承和軸承端蓋及聯軸器依次由左端裝配，齒輪、右端軸承和軸承端蓋由右端裝配。
（2）根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。
（3）裝聯軸器段A：=18mm，=30mm，因半聯軸器與軸配合各部分長L，為保證軸擋圈壓緊聯軸器。小于32，可取=30mm。
（4）裝軸承段B：，這段（兩）軸徑由滾動軸承的內圈孔徑決定。選用深溝球軸承6004。。
（5）軸肩段C： 。
（6）裝齒輪段D：。
（7）軸環(huán)段E：。
（8）軸肩段F：。
（9）裝軸承段G：。
(10)軸上零件的周向固定，半聯軸器與軸的周向固定均采用平鍵聯接，同時為了保證半聯軸器與軸的配合有良好對中性，采用H7/k6，滾動軸承與軸采用H7/k6。
（11）定出軸肩處的圓角半徑R=1，軸端倒角取1。
5. 選擇軸的材料為45鋼，調質處理
由設計書表15-1查得軸的主要力學性能，
，。
6．畫軸的結構簡圖
如圖（3.2a）所示，確定出軸承的支點跨距懸臂由此可畫出軸的水平面的支反力：
；
垂直面支反力
，。
7．畫彎矩圖，轉矩圖
（1）水平彎矩圖如圖(3.1d), (在C截面處)。
（2）垂直面彎矩圖如圖(3.2f)， (在C截面處)。
（3）合成彎矩圖如圖(3.2g)，在C截面處，
（4）轉矩圖如圖(3.2h)，T=22979N
8．按彎矩合成應力校核軸的強度
由彎矩圖知C處的彎矩最大，校核該截面強度。截面C處的當量彎矩，
可得
校核結果，
C截面強度足夠。
9．按疲勞強度精度校核軸的安全系數
根據軸的結構和彎矩圖及轉矩圖可見，C——C截面為危險截面，故校核此截面，查表，。按漸開線花鍵查得。
查表得尺寸系數，
查表得表面質量系數=0.93，
查表得鋼的，
查表許用安全系數，
彎曲應力幅，
扭轉應力幅：，
只考慮彎矩作用時的安全系數
只考慮轉矩作用時的安全系數
，
安全系數：= ，滿足強度要求
圖4-1 傾斜螺旋減速器輸出軸彎矩、扭矩圖
4.4各軸軸承與鍵的設計
（1）各軸軸承選用如表4.1
表4.1 各軸軸承型號及尺寸
輸入軸
中間軸
輸出軸
型號
6002
6003
6004
尺寸（d×D×B）
15×35×10
17×35×10
20×42×12
（2）輸出軸軸承的校核
因輸出軸選用深溝球軸承6003，軸上所承受的最大徑向力的軸承是靠近齒輪端的其F為：
F=N
計算軸承壽命
由式L=計算
其中：由表查得f=1.0～1.2 取f=1.1；
由表查得基本額定載荷C=5580N；軸轉速n=100r/min；深溝球軸承ε=3；
L=
按每年300日工作日，每天8小時可知軸承使用年限為
L=>設計年限10年
所以軸承滿足使用要求。
（4） 各軸鍵的選用
各軸上的鍵皆選用A型平鍵，其尺寸如表3.2
表3.2 各軸鍵的選用
輸入軸
中間軸
輸出軸
聯軸器鍵（b×h×L）
3×3×18
—
5×5×25
齒輪鍵（b×h×L）
—
8×7×18
8×7×20
（5)輸出軸聯軸器鍵b=5mm,h=5mm,L=25mm
校核擠壓強度：
，K=2.5mm, 25-5=20mm,T=22979
設計書表6-2
擠壓強度滿足要求。
齒輪鍵b=8mm,h=7mm,L=20mm
校核擠壓強度：，K=3.5mm , 20-8=12mm ,T=22979
設計書表6-2 ， ，擠壓強度滿足要求。
4.5本章小結
水平螺旋減速器采用二級直齒圓柱齒輪減速器，完成了減速器中齒輪、軸、軸承、鍵等零件的設計與校核。
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章螺旋軸及機架結構設計
第五章 螺旋軸及機架結構設計
5.1 水平及傾斜螺旋軸設計
5.1.1 水平螺旋軸的設計
求水平螺旋直徑為D1，轉速為N1及長度L1
螺旋直徑和轉速計算公式如下：
（5.1）
（5.2）
式中，D1——水平螺旋直徑，m；
G——生產能力，0.5T/h;
K—物料綜合特性系數，此處選K=0.049物料填充系數，由于螺旋具有輸送和揉搓作用，故應適當取小值，可選=0.25見表5-1；
P——物料的堆積密度，此處
C——與輸送傾角有關的系數，水平輸送C=1；
N1——水平螺旋轉速（rpm）；
A——物料綜合特性系數，此處A=50見表5-1
表5.1 常用物料的填充、特性、綜合系數
物料的磨琢性
物料的典型例子
推薦的填充系數ψ
推薦的螺旋面
型式
特性系數
K
綜合系數
A
粉狀
無磨琢性半磨琢性
面粉、石墨、石灰、
0.35～0.40
實體螺旋面
0.0415
75
粉狀
磨琢性
水泥、石膏粉、白粉
0.25～0.30
實體螺旋面
0.0565
35
粒狀
無磨琢性半磨琢性
谷物、鋸木屑
0.25～0.30
實體螺旋面
0.0490
50
粒狀
磨琢性
造型土、型砂
0.25～0.30
實體螺旋面
0.0600
30
小塊
a＜60mm
無磨琢性半磨琢性
煤、石灰石
0.25～0.30
實體螺旋面
0.0537
40
小塊
a＜60mm
磨琢性
卵石、砂巖
0.25～0.30
實體螺旋面或帶式螺旋面
0.0645
25
中等及大塊
a＞60mm
無磨琢性半磨琢性
塊煤、塊狀石灰
0.25～0.30
實體螺旋面或帶式螺旋面
0.0600
30
中等及大塊
a＞60mm
磨琢性
干粘土、硫礦石
0.25～0.30
實體螺旋面或帶式螺旋面
0.0795
15
固狀
粘性、易結塊
含水糖、淀粉質的團
0.25～0.30
帶式螺旋面
0.0710
20
代入式(5.12)可求出D1，N1。圓整為標準系列D1=150mm。N1=120rpm。
螺旋填充系數的校核公式為：
(5.3)
式中S——螺距（ m），此處S=0.8D=0.12，其他符號意義同前。
從上所得=0.04小于前面的初選=0.25，為此可以考慮降低轉速以減少摩擦。取N1=80rpm，則可得=0.060.2，為此，最終取定水平螺旋的直徑和轉速為：
D1=150mm;
N1=80rpm;
另由有關試驗及經驗，兼顧機體尺寸，取水平螺旋長為L1=0.6m.
水平螺旋軸選用碳素鋼，其屈服點=235Mpa.
在一般機械設計中塑性材料Ns=1.2~2.5 (安全系數)許用應力 ：
對塑性材料的許用剪應力
為了保證受扭拒作用的圓軸正常工作，圓軸中的最大工作剪應力應小于材料的許用剪應力。
得：
為了減少螺旋旋轉過程中振動，提高葉片的強度由經驗公式取d=40mm。
校核軸的強度：當米完全充滿水平螺旋時，米的體積約為：
質量為，則
若米的全部重力完全作用于水平螺旋軸的尾部，則彎矩
按彎扭合成強度校核計算：
當量應力
為軸的許用彎曲應力，可知強度足夠。
5.1.2 傾斜螺旋軸的設計
傾斜螺旋設計計算
求傾斜螺旋直徑為D2，轉速為N2及長度L2
螺旋直徑和轉速計算公式如下：
(5.4)
(5.5)
式中：D2——傾斜螺旋直徑，m；
G——生產能力，0.5T/h;
K—物料綜合特性系數，此處選K=0.049物料填充系數，由于螺旋具有輸送和揉搓作用，故應適當取小值，可選=0.25；
P——物料的堆積密度，此處
C——與輸送傾角有關的系數，C=0.65見表5-2；
N2——水平螺旋轉速（rpm）；
A——物料綜合特性系數，此處A=50
表5-2 傾角系數表
傾斜角?
0o
≤5o
≤10o
≤15o
≤30o
螺旋輸送器傾斜布置時的輸送校正系數C
1.0
0.9
0.8
0.7
0.65
代入式(5.4)可求出D2，N2。圓整為標準系列D2=150mm。N2=120rpm。
螺旋填充系數的校核公式為：
式中S——螺距（ m），此處S=0.8D，其他符號意義同前。
從上所得=0.063小于前面的初選=0.25，為此可以考慮降低轉速以減少摩擦。取N2=100rpm ，則可得=0.0.0750.2，為此，最終取定水平螺旋的直徑和轉速為
D2=150mm;
N2=100rpm;
另由有關試驗及經驗，兼顧機體尺寸，取水平螺旋長為L2=0.8m.
傾斜螺旋軸選用碳素鋼，其屈服點=235Mpa.
在一般機械設計中塑性材料Ns=1.2~2.5 (安全系數)許用應
對塑性材料的許用剪應力：
為了保證受扭拒作用的圓軸正常工作，圓軸中的最大工作剪應力應小于材料的許用剪應力。
得：
為了把水平螺旋輸送來的米很好的送到出料口，由經驗公式取d=35mm。
校核軸的強度：當米完全充滿傾斜螺旋時，米的重力約
若米的所有重量都作用于出口處則按彎扭合成強度校核計算：
當量應力
為軸的許用彎曲應力，可知強度足夠。
5.2機架結構的確定
由裝配圖顯示，重力作用下的機主架，所以只有檢查框架彎矩可以，當總P加載跨中的最大彎矩，角鋼框架由兩個減速裝置和水完全充滿了兩槽和其他質量，P. P是24950n，最大彎矩M＝PL / 4 = 0.25x245950 = 6084nm。，從查找表的角度為W = 3870毫米，已知的正常應力彎曲角度應力條件：最大彎矩小于總彎矩強度足夠的M.
5.3 料斗及出料口設計
為了方便米到工作艙和減少表的廢物，料斗采用上部和底部造型精美，上端直徑為260mm，下端直徑120mm。
出料孔位于斜螺桿的上端，和水的流動可以充分地形成一個逆流運動，以便在米沙子可以洗干凈。出料口直徑設為83mm。
5.4潤滑方案
減速器齒輪采用油潤滑，潤滑油高度能夠達到大齒輪輪齒即可，大齒輪上的殘留潤滑油即可對小齒輪進行潤滑。
軸承采用脂潤滑，潤滑脂選用鈣基潤滑脂。鈣基潤滑脂有一定的耐水性能，工作溫度在55攝
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