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沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院
本科畢業(yè)論文
題 目： 螺旋式洗米機(jī)結(jié)構(gòu)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)： 機(jī)制1101
學(xué)生姓名： 王宏智
指導(dǎo)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(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè)
機(jī)制1101班
學(xué)生：王宏智
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：螺旋式洗米機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容：根據(jù)題目進(jìn)行調(diào)研并參觀相似實(shí)物及照片，主要進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，完成螺旋式洗米機(jī)設(shè)計(jì)方案，對(duì)相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行詳細(xì)介紹。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專題部分： 螺旋式洗米機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析和確定。
起止時(shí)間：2015年3月16號(hào)~2015年6月4號(hào)
指導(dǎo)教師： 簽字 年 月 日
摘 要
洗米機(jī)是一種食品加工機(jī)械，是洗米裝置。是由電動(dòng)機(jī)，水平螺旋軸的設(shè)計(jì)，傾斜螺旋軸和相應(yīng)的減速器，框架和其他結(jié)構(gòu)。米從入口到洗米機(jī)，洗滌的摩擦螺旋軸交付后，流量計(jì)和流量逆流流動(dòng)，在流動(dòng)過(guò)程中的漂浮雜質(zhì)米，洗滌渾濁的水從溢流排出淘米。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小，集搓米，洗米，除去漂浮的雜質(zhì)，如砂石作為一個(gè)整體，用更少的水洗滌效果，是一種高效連續(xù)式洗米機(jī)，食堂，大型酒店，快餐中心理想的糧食洗滌機(jī)械。
本設(shè)計(jì)制定洗米機(jī)的總體結(jié)構(gòu)方案，運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算；完成了水平螺旋軸，傾斜螺旋軸及其相應(yīng)的減速器，與框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).
關(guān)鍵詞：螺旋洗米機(jī)；減速器；水平螺旋軸；傾斜螺旋軸；機(jī)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(jī)設(shè)計(jì)的目的及意義 1
1.2 我國(guó)洗米行業(yè)發(fā)展概況 1
1.3 各類洗米機(jī)簡(jiǎn)介 2
1.4 本章小結(jié) 3
第二章 總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 4
2.1 總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 4
2.2 電機(jī)的選擇 5
2.3 水平螺旋運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 6
2.3.1 計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各軸傳動(dòng)比 6
2.3.2各軸參數(shù)計(jì)算 6
2.4傾斜螺旋運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 7
2.4.1 計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各軸傳動(dòng)比 7
2.4.2 各軸參數(shù)計(jì)算 7
2.5本章小結(jié) 8
第三章水平螺旋減速器設(shè)計(jì) 9
3.1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 9
3.2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 12
3.3 各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核 14
3.3.1 輸入軸的設(shè)計(jì) 14
3.3.2 中間軸的設(shè)計(jì) 16
3.3.3 輸出軸的設(shè)計(jì) 17
3.4 各軸軸承與鍵的設(shè)計(jì) 21
3.5 本章小結(jié) 23
第四章水平螺旋減速器設(shè)計(jì) 24
4.1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 24
4.2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 26
4.3 各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核 29
4.3.1 輸入軸的設(shè)計(jì) 29
4.3.2 中間軸的設(shè)計(jì) 31
4.3.3 輸出軸的設(shè)計(jì) 33
4.4 各軸軸承與鍵的設(shè)計(jì) 37
4.5 本章小結(jié) 38
第五章螺旋軸機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 39
5.1 水平及傾斜螺旋軸設(shè)計(jì) 39
5.1.1 水平螺旋軸的設(shè)計(jì) 39
5.1.2 傾斜螺旋軸的設(shè)計(jì) 42
5.2 機(jī)架結(jié)構(gòu)的確定 44
5.3 料斗及出料口設(shè)計(jì) 44
5.4 潤(rùn)滑方案 44
5.5 密封方案 44
5.6 本章小結(jié) 45
結(jié)論 46
參考文獻(xiàn) 47
致謝 48
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章緒論
第一章 緒 論
1.1 洗米機(jī)設(shè)計(jì)目的及意義
洗米機(jī)是一種食品加工機(jī)械，洗米裝置．為了適應(yīng)餐廳，大型酒店，快餐中心，所以一個(gè)螺旋輸送機(jī)連續(xù)式洗米機(jī)的設(shè)計(jì)，該機(jī)主要由電機(jī)，減速器，套管，進(jìn)料口，進(jìn)料口，螺旋推進(jìn)器的結(jié)構(gòu)．水的侵蝕和泥沙沉降達(dá)到清洗大米的目的．
在水稻深加工，洗米是第一個(gè)過(guò)程。在傳統(tǒng)加工中，洗米是手工勞動(dòng)，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且效果差。螺旋式洗米機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，集搓米，米洗凈，除去漂浮雜質(zhì)，砂等于一體，用更少的水，清洗效果好，大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度。它還具有液壓運(yùn)輸功能，可以洗米輸出至設(shè)計(jì)位置，是一種高效的連續(xù)洗米機(jī)。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(gè)餐廳，大型酒店，快餐中心及釀造，理想的糧食洗滌機(jī)械加工。
1.2 我國(guó)洗米行業(yè)發(fā)展概況
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)民生活水平的提高，其機(jī)械化水平在行業(yè)得到了空前的發(fā)展，農(nóng)業(yè)和三產(chǎn)業(yè)．在傳統(tǒng)的服務(wù)行業(yè)，對(duì)餐飲企業(yè)的機(jī)械作業(yè)越來(lái)越普及，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)也降低了勞動(dòng)力成本．
目前，發(fā)達(dá)國(guó)家在歐洲和美國(guó)的洗米機(jī)的應(yīng)用為了達(dá)到相當(dāng)?shù)钠占?，因?yàn)樗娜丝诿芏炔淮螅灾行⌒拖匆聶C(jī)的需求量也比較大．從洗衣機(jī)的結(jié)構(gòu)看，洗米機(jī)外趨于小型化，效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等。由于人口眾多，有許多學(xué)生，在學(xué)校的顧客和工作人員，餐飲和工廠．因此，在洗衣機(jī)的生產(chǎn)是以大中型洗米機(jī)國(guó)內(nèi)食品機(jī)械廠．在洗米機(jī)結(jié)構(gòu)，歐洲，美國(guó)，日本和其他發(fā)達(dá)國(guó)家從過(guò)去的一次性洗滌發(fā)展到現(xiàn)在的連續(xù)型在過(guò)去的混合型發(fā)展到現(xiàn)在的電磁振動(dòng)和螺旋輸送摩擦方式洗滌模式和工作機(jī)制．中國(guó)正逐漸在這一領(lǐng)域的發(fā)展，現(xiàn)在市場(chǎng)上也出現(xiàn)在清洗螺旋輸送機(jī)新的洗滌方式．淘米洗衣機(jī)是提高
50
水稻的洗滌效率，減少水的浪費(fèi)，而且可以大大降低食品加工工人的工作量，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效的洗滌效果．由于中國(guó)人口眾多，特別是在學(xué)校，工廠，食品和飲料行業(yè)需要解決大量M洗滌，通過(guò)調(diào)查國(guó)內(nèi)食品機(jī)械中可以看出，目前洗米機(jī)的需求增長(zhǎng)趨勢(shì)．所以，洗衣機(jī)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。洗衣機(jī)的設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)安全操作和低成本的優(yōu)點(diǎn)．通過(guò)1000kg m洗衣的理論分析，所需時(shí)間為2小時(shí)，水的消耗量約為6500l，只有1-2個(gè)操作是需要的。與手洗相比，洗滌過(guò)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(jī)簡(jiǎn)介
（1） 水壓式洗米機(jī)
如圖1.1所示，該洗米機(jī)，它利用水作為驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)水主閥壓力水，將孔內(nèi)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(yùn)輸．在洗米的過(guò)程中，大米可以用洗米機(jī)放電表面洗凈，大米可以保證清潔衛(wèi)生．特點(diǎn)：提高洗米質(zhì)量，減少浪費(fèi)，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(jī)
（2）循環(huán)式洗米機(jī)
如圖1.2所示，由分離器和供水管，形成一個(gè)整體，在分離器內(nèi)縱向設(shè)有落米的房間，米砂分離室，儲(chǔ)米倉(cāng)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(cè)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(zhì)的不同比例，礫石，帕瓦諾，糠，塵土等雜物清除．當(dāng)使用米放入不銹鋼料斗，水稻從料斗底部的高壓清洗機(jī)．水稻是吸進(jìn)一個(gè)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(jī)這個(gè)動(dòng)作循環(huán)一個(gè)周期，所以適當(dāng)?shù)那逑春徒?，自?dòng)程序控制吸入另一個(gè)米水分離裝置和過(guò)濾水．
特點(diǎn)：清洗效果好，水可重復(fù)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(jī)
1.4 本章小結(jié)
本章分析了洗米機(jī)設(shè)計(jì)的目的及意義，介紹了我國(guó)洗米機(jī)行業(yè)的發(fā)展概況，列舉了幾類洗米機(jī)的特點(diǎn)和工作原理．
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算
第二章 總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算
2.1 總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)
螺旋洗米機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.1所示．在水平螺旋2在輸送擦在流動(dòng)過(guò)程中的漂浮雜質(zhì)，洗米的過(guò)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(yùn)料口斜螺旋9的水平螺旋槳..在這里，我開(kāi)始斜螺旋向上運(yùn)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(shí)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(guò)程中從噴霧裝置11成流，沿著傾斜的螺旋向下流動(dòng)，水平螺旋，從溢流最后流出。在整個(gè)洗米，水流流動(dòng)的米，有斜鉆一個(gè)洞，并有上蓋和螺絲..之間的差距臥式螺旋的開(kāi)蓋暴露，也容易漂浮雜質(zhì)浮出水面．
圖 2.1 洗米機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
2.2 電機(jī)的選擇
利用阻力系數(shù)法計(jì)算出所需要的電機(jī)功率，以額定功率和斜螺旋運(yùn)動(dòng)的螺旋運(yùn)動(dòng)水平所需額定功率和傾斜螺旋電機(jī)
(2-1)
(2-2)
式中：——功率備用系數(shù)，取=1；
——傳動(dòng)效率，取=0.90；
L——螺旋長(zhǎng)度，水平螺旋長(zhǎng)度L1=0.6m ，傾斜螺旋長(zhǎng)度L2=0.8m；
——傾斜螺旋的傾角=30度；
——阻力系數(shù)，此取=4.0；
G——螺旋輸送機(jī)生產(chǎn)能力（T/h）。
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)阻力較難計(jì)算，此外可假設(shè)輸送充填系數(shù)為1的水來(lái)作為其生產(chǎn)能力，以次來(lái)近似計(jì)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(shù)值代入式(2-1)、式(2-2)，可得：
N =0.058kw，N=0.111kw
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)功率位120W，電機(jī)用型號(hào)為YU7114（轉(zhuǎn)速為1400r/min,效率為50%）傾斜螺旋電機(jī)功率為250W，型號(hào)為YU8014（轉(zhuǎn)速為1400r/min效率為58%）．
2.3 水平螺旋運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算
2.3.1 計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各軸傳動(dòng)比
因?yàn)樗綔p速器電機(jī)功率為120W，N1=1400r/min，i=N1/n=1400/80=17.5
對(duì)展開(kāi)式二級(jí)減速器，可取
式中，—高速級(jí)傳動(dòng)比，—低速級(jí)傳動(dòng)比；
為總傳動(dòng)比，要使均在推薦的數(shù)值范圍內(nèi)。
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(zhuǎn)速扭鉅的計(jì)算
；
；
；
表2.1 水平螺旋減速器參數(shù)
電機(jī)軸
Ⅰ軸
Ⅱ軸
Ⅲ軸
轉(zhuǎn)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(dòng)比i
1
4.9
3.5
效率η
0.992
0.985
0,985
2.4 傾斜螺旋運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算
2.4.1 計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各軸傳動(dòng)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(zhuǎn)速扭鉅的計(jì)算
；
；
；
表2-2 傾斜螺旋減速器參數(shù)
電機(jī)軸
Ⅰ軸
Ⅱ軸
Ⅲ軸
轉(zhuǎn)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(dòng)比i
1
4.24.
3.15
效率η
0.992
0.985
0,985
2.5 本章小結(jié)
本章主要對(duì)洗衣機(jī)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算．主要在電動(dòng)機(jī)功率的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程中的困難，以確定阻力系數(shù)法和電動(dòng)機(jī)功率的驗(yàn)算確定為yu8014 yu7114傾斜電機(jī)模型的電機(jī)模型的水平，臥式減速器和傳動(dòng)比和軸的轉(zhuǎn)速，功率水平傾斜的減速裝置，轉(zhuǎn)矩的計(jì)算．
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章水平螺旋減速器設(shè)計(jì)
第三章 水平螺旋減速器設(shè)計(jì)
3.1 高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)
1．選擇齒輪材料及熱處理，齒面硬度，精度等級(jí)，齒數(shù)
（1）因?yàn)辇X輪傳動(dòng)功率不大，轉(zhuǎn)速不太高，選用軟齒面齒輪傳動(dòng)。
（2）小齒輪：45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為：240HBS
大齒輪：45鋼（?；捕葹椋?00HBS
（3）運(yùn)輸機(jī)為一般工作的機(jī)器，轉(zhuǎn)速不高，故齒輪選用8級(jí)精度
（4）選擇齒數(shù)
（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，故采用接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，用彎曲疲勞強(qiáng)度校核的設(shè)計(jì)方法。
2．齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算
（3-1）
確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)值。試選載荷系數(shù)K=1.3
（1）選齒寬系數(shù)。
（2）小齒輪扭矩
（3）查取彈性影響系數(shù)
（4）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度σHlim=600MPa大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度σHlim=550MPa
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）
計(jì)算許用應(yīng)力。取失效概率為1%，接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)。
（3-2）
（3-3）
（5）設(shè)計(jì)計(jì)算
1 試算小齒輪分度圓直徑
2 圓周速度
3 定載荷系數(shù)
查設(shè)計(jì)書(shū)表10-2取使用系數(shù)，（直齒輪），
由設(shè)計(jì)書(shū)圖10-8查得Kv=1.04；由設(shè)計(jì)書(shū)表10-4用插值法查得8級(jí)精度小齒輪支撐非對(duì)稱布置時(shí) 。
由模數(shù)、
查設(shè)計(jì)書(shū)圖10-13得
故載荷系數(shù)
（6）按實(shí)際載荷系數(shù)教正小齒輪分度圓直徑計(jì)算值：
3．確定主要幾何尺寸和參數(shù)
（1）確定模數(shù) 取
（2）計(jì)算分度圓直徑
（3） 計(jì)算中心距
（4）計(jì)算齒寬
4．校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
（1）確定計(jì)算參數(shù)
1 由設(shè)計(jì)書(shū)圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度
大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度
由圖10-18查取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)：
2 計(jì)算許用應(yīng)力，取彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)
查設(shè)計(jì)書(shū)表10-5得齒形系數(shù) ；查設(shè)計(jì)書(shū)表10-5應(yīng)力校正系數(shù)
（2）校核計(jì)算
符合要求
3.2 低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)
1．選擇齒輪材料及熱處理，齒面硬度，精度等級(jí)，齒數(shù)
（1）因?yàn)辇X輪傳動(dòng)功率不大，轉(zhuǎn)速不太高，選用軟齒面齒輪傳動(dòng)。
（2）小齒輪：45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為：240HBS
大齒輪：45鋼（?；捕葹椋?00HBS
（3）運(yùn)輸機(jī)為一般工作的機(jī)器，轉(zhuǎn)速不高，故齒輪選用8級(jí)精度
（4）選擇齒數(shù)
Z1=30,U=i1=3.5
Z2=Z1×U=30×3.5=105
（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，故采用接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，用彎曲疲勞強(qiáng)度校核的設(shè)計(jì)方法。
2．齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算
確定公式（3.1）內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)值。試選載荷系數(shù)K=1.3
（1）選齒寬系數(shù)
（2）小齒輪扭矩
（3）查取彈性影響系數(shù)
（4）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度σHlim=600MPa大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度σHlim=550MPa
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）
計(jì)算許用應(yīng)力。取失效概率為1%，接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)。據(jù)式（3-2）（3-3）計(jì)算得，．
(5)設(shè)計(jì)計(jì)算
1 據(jù)式（3.1）計(jì)算小齒輪分度圓直徑
2 圓周速度
3 定載荷系數(shù)
查設(shè)計(jì)書(shū)表10-2取使用系數(shù)，（直齒輪），
由設(shè)計(jì)書(shū)圖10-8查得：Kv=1.01，由設(shè)計(jì)書(shū)表10-4用插值法查得8級(jí)精度小齒輪支撐非對(duì)稱布置時(shí)
由模數(shù)、 查設(shè)計(jì)書(shū)圖10-13得
故載荷系數(shù)
（6）按實(shí)際載荷系數(shù)教正小齒輪分度圓直徑計(jì)算值
3．確定主要幾何尺寸和參數(shù)
（1）確定模數(shù) ， 取
（2）計(jì)算分度圓直徑
（3） 計(jì)算中心距
（4）計(jì)算齒寬
4． 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
（1）定計(jì)算參數(shù)
1 由設(shè)計(jì)書(shū)圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度
大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度
由圖10-18查取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)：
2 計(jì)算許用應(yīng)力，取彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)
查設(shè)計(jì)書(shū)表10-5得齒形系數(shù)
查設(shè)計(jì)書(shū)表10-5應(yīng)力校正系數(shù)
（2） 校核計(jì)算
符合要求
3.3 各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核
3.3.1 輸入軸的設(shè)計(jì)
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(lián)軸器
安裝聯(lián)軸器處軸的直徑為軸的最小直徑。根據(jù)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(lián)軸器：按扭矩T=812N查手冊(cè)，選用LT1型彈性柱銷聯(lián)軸器其半聯(lián)軸器的孔徑=9mm, 半聯(lián)軸器長(zhǎng)L。
4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1） 提出的方案對(duì)裝配軸類零件，軸類零件包括左軸承和端蓋軸承和聯(lián)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(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度．
（3） 裝聯(lián)軸器段A：=9mm，=18mm，因半聯(lián)軸器與軸配合各部分長(zhǎng)L，為保證軸擋圈壓緊聯(lián)軸器。小于20，可取=18mm．
（4） 裝軸承段B：，這段（兩）軸徑由滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈孔徑?jīng)Q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(jīng)計(jì)算圓柱齒輪齒根圓到鍵槽底部尺寸x,應(yīng)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(lián)軸器與軸的周向固定均采用平鍵聯(lián)接，同時(shí)為了保證半聯(lián)軸器與軸的配合有良好對(duì)中性，采用H7/k6，滾動(dòng)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(diào)質(zhì)處理。由設(shè)計(jì)書(shū)表15-1查得軸的主要力學(xué)性能
，．
3.3.2 中間軸的設(shè)計(jì)
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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）提出的方案對(duì)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(guò)來(lái)從裝配的左端，右端的軸承和軸承端蓋裝配的右端。
（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)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(yīng)小于，取=17mm，。
（4）軸肩段B：
（5）裝齒輪段C： 。 段應(yīng)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(jīng)計(jì)算圓柱齒輪齒根圓到鍵槽底部尺寸x,應(yīng)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(lián)接，同時(shí)為了保證齒輪與軸的配合有良好對(duì)中性，采用H7/k6，滾動(dòng)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(diào)質(zhì)處理，由設(shè)計(jì)書(shū)表15-1查得軸的主要力學(xué)性能。
3.3.3 輸出軸的設(shè)計(jì)
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(lián)軸器
安裝聯(lián)軸器處軸的直徑為軸的最小直徑。根據(jù)表，A=103~126
取=14mm.
選取聯(lián)軸器：按扭矩T=13728N查手冊(cè)，選用LT1型彈性柱銷聯(lián)軸器其半聯(lián)軸器的孔徑=14mm, 半聯(lián)軸器長(zhǎng)L
4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（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(lián)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(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。
（3）裝聯(lián)軸器段A：=14mm，=30mm，因半聯(lián)軸器與軸配合各部分長(zhǎng)L，為保證軸擋圈壓緊聯(lián)軸器。小于32，可取=30mm。
（4）裝軸承段B：，這段（兩）軸徑由滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈孔徑?jīng)Q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(lián)軸器與軸的周向固定均采用平鍵聯(lián)接，同時(shí)為了保證半聯(lián)軸器與軸的配合有良好對(duì)中性，采用H7/k6，滾動(dòng)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(diào)質(zhì)處理，由設(shè)計(jì)書(shū)表15-1查得軸的主要力學(xué)性能。
6．畫(huà)軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
如圖（3.1a）所示，確定出軸承的支點(diǎn)跨距，懸臂由此可畫(huà)出軸的水平面的支反力：
,
垂直面支反力：，
7．畫(huà)彎矩圖，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
由彎矩圖知C處的彎矩最大，校核該截面強(qiáng)度。截面C處的當(dāng)量彎矩，，
，可得：
校核結(jié)果：，C截面強(qiáng)度足夠。
9．按疲勞強(qiáng)度精度校核軸的安全系數(shù)
根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)和彎矩圖及轉(zhuǎn)矩圖可見(jiàn)，C——C截面為危險(xiǎn)截面，故校核此截面，查表，。按漸開(kāi)線花鍵查得。
1 查表得尺寸系數(shù)。
2 查表得表面質(zhì)量系數(shù)=0.93。，
3 查表得鋼的。
4 查表許用安全系數(shù)。
5 彎曲應(yīng)力幅。
6 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力幅：。
7 只考慮彎矩作用時(shí)的安全系數(shù)
8 只考慮轉(zhuǎn)矩作用時(shí)的安全系數(shù)
9 安全系數(shù)：= ，滿足強(qiáng)度要求。
3.4 各軸軸承與鍵的設(shè)計(jì)
（1） 各軸軸承選用如表3.1
表3.1 各軸軸承型號(hào)及尺寸
輸入軸
中間軸
輸出軸
型號(hào)
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(jì)算軸承壽命
由式L=計(jì)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(zhuǎn)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(shí)可知軸承使用年限為
L=>設(shè)計(jì)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(lián)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(lián)軸器鍵尺寸b=5mm,h=5mm,L=25mm
校核擠壓強(qiáng)度： （3-4）
K=2.5mm , 25-5=20mm ,T=13728
設(shè)計(jì)書(shū)表6-2，由式（3-1）計(jì)算
擠壓強(qiáng)度滿足要求。
齒輪鍵尺寸b=8mm,h=7mm,L=18mm
校核擠壓強(qiáng)度：，
K=3.5mm, 18-8=10mm ,T=13728
設(shè)計(jì)書(shū)表6-2 ，
擠壓強(qiáng)度滿足要求。
3.5 本章小結(jié)
水平螺旋減速器采用二級(jí)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(shè)計(jì)與校核。
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章傾斜螺旋減速器設(shè)計(jì)
第四章 傾斜螺旋減速器設(shè)計(jì)
4.1高速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)
1．選擇齒輪材料及熱處理，齒面硬度，精度等級(jí)，齒數(shù)
（1）因?yàn)辇X輪傳動(dòng)功率不大，轉(zhuǎn)速不太高，選用軟齒面齒輪傳動(dòng)。
（2）小齒輪：45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為：240HBS
大齒輪：45鋼（?；捕葹椋?00HBS
（3）運(yùn)輸機(jī)為一般工作的機(jī)器，轉(zhuǎn)速不高，故齒輪選用8級(jí)精度
（4）選擇齒數(shù)
（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，故采用接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，用彎曲疲勞強(qiáng)度校核的設(shè)計(jì)方法。
2．齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算
確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)值。試選載荷系數(shù)K=1.3
（1）選齒寬系數(shù)
（2）小齒輪扭矩
（3）查取彈性影響系數(shù)
（4）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度σHlim=600MPa大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度σHlim=550MPa
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）
計(jì)算許用應(yīng)力。取失效概率為1%，接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)。
（5）設(shè)計(jì)計(jì)算
1 試算小齒輪分度圓直徑：
2 圓周速度
3 定載荷系數(shù)，查設(shè)計(jì)書(shū)表10-2取使用系數(shù)， （直齒輪），
由設(shè)計(jì)書(shū)圖10-8查得：Kv=1.08由設(shè)計(jì)書(shū)表10-4用插值法查得8級(jí)精度小齒輪支撐非對(duì)稱布置時(shí)
由模數(shù)、
查設(shè)計(jì)書(shū)圖10-13得。
故載荷系數(shù)
4 按實(shí)際載荷系數(shù)教正小齒輪分度圓直徑計(jì)算值
3． 確定主要幾何尺寸和參數(shù)
（1）確定模數(shù)， 取
（2）計(jì)算分度圓直徑
（3）計(jì)算中心距
（4）計(jì)算齒寬
4．校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
（1）確定計(jì)算參數(shù)
1 由設(shè)計(jì)書(shū)圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度
大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度
由圖10-18查取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)：
2 計(jì)算許用應(yīng)力，取彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)
查設(shè)計(jì)書(shū)表10-5得齒形系數(shù)
查設(shè)計(jì)書(shū)表10-5應(yīng)力校正系數(shù)
（2） 校核計(jì)算
符合要求
4.2低速級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)
1．選擇齒輪材料及熱處理，齒面硬度，精度等級(jí)，齒數(shù)
（1）因?yàn)辇X輪傳動(dòng)功率不大，轉(zhuǎn)速不太高，選用軟齒面齒輪傳動(dòng)。
（2）小齒輪：45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為：240HBS
大齒輪：45鋼（?；?，硬度為：200HBS
（3）運(yùn)輸機(jī)為一般工作的機(jī)器，轉(zhuǎn)速不高，故齒輪選用8級(jí)精度
（4）選擇齒數(shù)
（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，故采用接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，用彎曲疲勞強(qiáng)度校核的設(shè)計(jì)方法。
2．齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算
（4-1）
確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)值。試選載荷系數(shù)K=1.3
（1）選齒寬系數(shù)
（2）小齒輪扭矩
（3）查取彈性影響系數(shù)
（4）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度σHlim=600MPa大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度σHlim=550MPa
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）
計(jì)算許用應(yīng)力。取失效概率為1%，接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)。
（4-2）
（4-3）
（5）設(shè)計(jì)計(jì)算
1 據(jù)式（3.5）計(jì)算小齒輪分度圓直徑：
2 圓周速度
3 定載荷系數(shù)：查設(shè)計(jì)書(shū)表10-2取使用系數(shù)：， （直齒輪），
由設(shè)計(jì)書(shū)圖10-8查得：Kv=1.014，由設(shè)計(jì)書(shū)表10-4用插值法查得8級(jí)精度小齒輪支撐非對(duì)稱布置
由b=26.72模數(shù)、 查設(shè)計(jì)書(shū)圖10-13得
故載荷系數(shù)
4 按實(shí)際載荷系數(shù)教正小齒輪分度圓直徑計(jì)算值：
3．確定主要幾何尺寸和參數(shù)
（1）確定模數(shù)，取
（2）計(jì)算分度圓直徑
（3）計(jì)算中心距
（4）計(jì)算齒寬 取
4． 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
（1）確定計(jì)算參數(shù)
① 由設(shè)計(jì)書(shū)圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度
大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度
由圖10-18查取彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)
② 計(jì)算許用應(yīng)力，取彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù)
查設(shè)計(jì)書(shū)表10-5得齒形系數(shù)
查設(shè)計(jì)書(shū)表10-5應(yīng)力校正系數(shù)
（2） 校核計(jì)算
符合要求
4.3 各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核
4.3.1輸入軸的設(shè)計(jì)
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(lián)軸器
安裝聯(lián)軸器處軸的直徑為軸的最小直徑。根據(jù)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(lián)軸器：按扭矩T=1691N查手冊(cè)，選用LT1型彈性柱銷聯(lián)軸器其半聯(lián)軸器的孔徑=10mm, 半聯(lián)軸器長(zhǎng)L
4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（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(lián)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(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。
（3） 裝聯(lián)軸器段A：=10mm，=23mm，因半聯(lián)軸器與軸配合各部分長(zhǎng)L，為保證軸擋圈壓緊聯(lián)軸器。小于25，可取=23mm。
（4）裝軸承段B：，這段（兩）軸徑由滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈孔徑?jīng)Q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(jīng)計(jì)算圓柱齒輪齒根圓到鍵槽底部尺寸x,應(yīng)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(lián)軸器與軸的周向固定均采用平鍵聯(lián)接，同時(shí)為了保證半聯(lián)軸器與軸的配合有良好對(duì)中性，采用H7/k6，滾動(dòng)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(diào)質(zhì)處理
由設(shè)計(jì)書(shū)表15-1查得軸的主要力學(xué)性能，
，。
4.3.2中間軸的設(shè)計(jì)
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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（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(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)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(yīng)小于，取=17mm，。
（4）軸肩段B：
（5）裝齒輪段C： 。 段應(yīng)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(jīng)計(jì)算圓柱齒輪齒根圓到鍵槽底部尺寸x,應(yīng)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(lián)接，同時(shí)為了保證齒輪與軸的配合有良好對(duì)中性，采用H7/k6，滾動(dòng)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(diào)質(zhì)處理
由設(shè)計(jì)書(shū)表15-1查得軸的主要力學(xué)性能，
，。
4.3.3輸出軸的設(shè)計(jì)
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(lián)軸器
安裝聯(lián)軸器處軸的直徑為軸的最小直徑。根據(jù)表，A=103~126
取=18mm.
選取聯(lián)軸器：按扭矩T=22979N查手冊(cè)，選用LT1型彈性柱銷聯(lián)軸器其半聯(lián)軸器的孔徑=18mm, 半聯(lián)軸器長(zhǎng)L
4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（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(lián)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(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度。
（3）裝聯(lián)軸器段A：=18mm，=30mm，因半聯(lián)軸器與軸配合各部分長(zhǎng)L，為保證軸擋圈壓緊聯(lián)軸器。小于32，可取=30mm。
（4）裝軸承段B：，這段（兩）軸徑由滾動(dòng)軸承的內(nèi)圈孔徑?jīng)Q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(lián)軸器與軸的周向固定均采用平鍵聯(lián)接，同時(shí)為了保證半聯(lián)軸器與軸的配合有良好對(duì)中性，采用H7/k6，滾動(dòng)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(diào)質(zhì)處理
由設(shè)計(jì)書(shū)表15-1查得軸的主要力學(xué)性能，
，。
6．畫(huà)軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
如圖（3.2a）所示，確定出軸承的支點(diǎn)跨距懸臂由此可畫(huà)出軸的水平面的支反力：
；
垂直面支反力
，。
7．畫(huà)彎矩圖，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩圖如圖(3.2h)，T=22979N
8．按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
由彎矩圖知C處的彎矩最大，校核該截面強(qiáng)度。截面C處的當(dāng)量彎矩，
可得
校核結(jié)果，
C截面強(qiáng)度足夠。
9．按疲勞強(qiáng)度精度校核軸的安全系數(shù)
根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)和彎矩圖及轉(zhuǎn)矩圖可見(jiàn)，C——C截面為危險(xiǎn)截面，故校核此截面，查表，。按漸開(kāi)線花鍵查得。
查表得尺寸系數(shù)，
查表得表面質(zhì)量系數(shù)=0.93，
查表得鋼的，
查表許用安全系數(shù)，
彎曲應(yīng)力幅，
扭轉(zhuǎn)應(yīng)力幅：，
只考慮彎矩作用時(shí)的安全系數(shù)
只考慮轉(zhuǎn)矩作用時(shí)的安全系數(shù)
，
安全系數(shù)：= ，滿足強(qiáng)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(shè)計(jì)
（1）各軸軸承選用如表4.1
表4.1 各軸軸承型號(hào)及尺寸
輸入軸
中間軸
輸出軸
型號(hào)
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(jì)算軸承壽命
由式L=計(jì)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(zhuǎn)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(shí)可知軸承使用年限為
L=>設(shè)計(jì)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(lián)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(lián)軸器鍵b=5mm,h=5mm,L=25mm
校核擠壓強(qiáng)度：
，K=2.5mm, 25-5=20mm,T=22979
設(shè)計(jì)書(shū)表6-2
擠壓強(qiáng)度滿足要求。
齒輪鍵b=8mm,h=7mm,L=20mm
校核擠壓強(qiáng)度：，K=3.5mm , 20-8=12mm ,T=22979
設(shè)計(jì)書(shū)表6-2 ， ，擠壓強(qiáng)度滿足要求。
4.5本章小結(jié)
水平螺旋減速器采用二級(jí)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(shè)計(jì)與校核。
沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章螺旋軸及機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
第五章 螺旋軸及機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1 水平及傾斜螺旋軸設(shè)計(jì)
5.1.1 水平螺旋軸的設(shè)計(jì)
求水平螺旋直徑為D1，轉(zhuǎn)速為N1及長(zhǎng)度L1
螺旋直徑和轉(zhuǎn)速計(jì)算公式如下：
（5.1）
（5.2）
式中，D1——水平螺旋直徑，m；
G——生產(chǎn)能力，0.5T/h;
K—物料綜合特性系數(shù)，此處選K=0.049物料填充系數(shù)，由于螺旋具有輸送和揉搓作用，故應(yīng)適當(dāng)取小值，可選=0.25見(jiàn)表5-1；
P——物料的堆積密度，此處
C——與輸送傾角有關(guān)的系數(shù)，水平輸送C=1；
N1——水平螺旋轉(zhuǎn)速（rpm）；
A——物料綜合特性系數(shù)，此處A=50見(jiàn)表5-1
表5.1 常用物料的填充、特性、綜合系數(shù)
物料的磨琢性
物料的典型例子
推薦的填充系數(shù)ψ
推薦的螺旋面
型式
特性系數(shù)
K
綜合系數(shù)
A
粉狀
無(wú)磨琢性半磨琢性
面粉、石墨、石灰、
0.35～0.40
實(shí)體螺旋面
0.0415
75
粉狀
磨琢性
水泥、石膏粉、白粉
0.25～0.30
實(shí)體螺旋面
0.0565
35
粒狀
無(wú)磨琢性半磨琢性
谷物、鋸木屑
0.25～0.30
實(shí)體螺旋面
0.0490
50
粒狀
磨琢性
造型土、型砂
0.25～0.30
實(shí)體螺旋面
0.0600
30
小塊
a＜60mm
無(wú)磨琢性半磨琢性
煤、石灰石
0.25～0.30
實(shí)體螺旋面
0.0537
40
小塊
a＜60mm
磨琢性
卵石、砂巖
0.25～0.30
實(shí)體螺旋面或帶式螺旋面
0.0645
25
中等及大塊
a＞60mm
無(wú)磨琢性半磨琢性
塊煤、塊狀石灰
0.25～0.30
實(shí)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(shí)體螺旋面或帶式螺旋面
0.0795
15
固狀
粘性、易結(jié)塊
含水糖、淀粉質(zhì)的團(tuán)
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(biāo)準(zhǔn)系列D1=150mm。N1=120rpm。
螺旋填充系數(shù)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(hào)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速為：
D1=150mm;
N1=80rpm;
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L(zhǎng)1=0.6m.
水平螺旋軸選用碳素鋼，其屈服點(diǎn)=235Mpa.
在一般機(jī)械設(shè)計(jì)中塑性材料Ns=1.2~2.5 (安全系數(shù))許用應(yīng)力 ：
對(duì)塑性材料的許用剪應(yīng)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(yīng)力應(yīng)小于材料的許用剪應(yīng)力。
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d=40mm。
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，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(qiáng)度校核計(jì)算：
當(dāng)量應(yīng)力
為軸的許用彎曲應(yīng)力，可知強(qiáng)度足夠。
5.1.2 傾斜螺旋軸的設(shè)計(jì)
傾斜螺旋設(shè)計(jì)計(jì)算
求傾斜螺旋直徑為D2，轉(zhuǎn)速為N2及長(zhǎng)度L2
螺旋直徑和轉(zhuǎn)速計(jì)算公式如下：
(5.4)
(5.5)
式中：D2——傾斜螺旋直徑，m；
G——生產(chǎn)能力，0.5T/h;
K—物料綜合特性系數(shù)，此處選K=0.049物料填充系數(shù)，由于螺旋具有輸送和揉搓作用，故應(yīng)適當(dāng)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(guān)的系數(shù)，C=0.65見(jiàn)表5-2；
N2——水平螺旋轉(zhuǎn)速（rpm）；
A——物料綜合特性系數(shù)，此處A=50
表5-2 傾角系數(shù)表
傾斜角?
0o
≤5o
≤10o
≤15o
≤30o
螺旋輸送器傾斜布置時(shí)的輸送校正系數(shù)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(biāo)準(zhǔn)系列D2=150mm。N2=120rpm。
螺旋填充系數(shù)的校核公式為：
式中S——螺距（ m），此處S=0.8D，其他符號(hào)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(zhuǎn)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(zhuǎn)速為
D2=150mm;
N2=100rpm;
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L(zhǎng)2=0.8m.
傾斜螺旋軸選用碳素鋼，其屈服點(diǎn)=235Mpa.
在一般機(jī)械設(shè)計(jì)中塑性材料Ns=1.2~2.5 (安全系數(shù))許用應(yīng)
對(duì)塑性材料的許用剪應(yīng)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(yīng)力應(yīng)小于材料的許用剪應(yīng)力。
得：
為了把水平螺旋輸送來(lái)的米很好的送到出料口，由經(jīng)驗(yàn)公式取d=35mm。
校核軸的強(qiáng)度：當(dāng)米完全充滿傾斜螺旋時(shí)，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(qiáng)度校核計(jì)算：
當(dāng)量應(yīng)力
為軸的許用彎曲應(yīng)力，可知強(qiáng)度足夠。
5.2機(jī)架結(jié)構(gòu)的確定
由裝配圖顯示，重力作用下的機(jī)主架，所以只有檢查框架彎矩可以，當(dāng)總P加載跨中的最大彎矩，角鋼框架由兩個(gè)減速裝置和水完全充滿了兩槽和其他質(zhì)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(yīng)力彎曲角度應(yīng)力條件：最大彎矩小于總彎矩強(qiáng)度足夠的M.
5.3 料斗及出料口設(shè)計(jì)
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(dòng)可以充分地形成一個(gè)逆流運(yùn)動(dòng)，以便在米沙子可以洗干凈。出料口直徑設(shè)為83mm。
5.4潤(rùn)滑方案
減速器齒輪采用油潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油高度能夠達(dá)到大齒輪輪齒即可，大齒輪上的殘留潤(rùn)滑油即可對(duì)小齒輪進(jìn)行潤(rùn)滑。
軸承采用脂潤(rùn)滑，潤(rùn)滑脂選用鈣基潤(rùn)滑脂。鈣基潤(rùn)滑脂有一定的耐水性能，工作溫度在55攝