卧式搅拌器结构设计论文

学本科生毕业论文 卧式搅拌器结构设计 院 (系 )：机电工程学院 专 业：机械设计制造及其自动化 学 号： 学 生 姓 名： 指 导 教 师： 程大学本科生毕业论文 摘 要 搅拌设备使用历史悠久，应用范围广， 大量应用于化工、石化、轻工、医药、食品、采矿、造纸、冶金等行业中 。搅拌设备可以从各种不同角度进行分类 ,如按照搅拌装置的安装形式简单分为立式和卧式，其中 卧式主要是指搅拌容器轴线与搅拌器回转轴线都处于水平位置。 本课题在国内外搅拌器的研究与发展的基础上，设计了一种新的带有搅拌和振动 排料功能的卧式搅拌器结构设计方案以进行用于食品工业的面粉搅拌操作。该卧式搅拌器具有两条传动系统，第一条主传动系统采用 V 带和齿轮传动实现搅拌操作，第二条传动系统采用多楔带和凸轮组合传动实现搅拌箱体的振动运动。 本文对卧式搅拌器的基本结构、基本尺寸进行了详细设计，并利用搅拌器结构进行三维建模和运动仿真，以便更直观地展现设计思想和进行结构分析；然后，对设计零件进行了分析校核，保证搅拌器的可靠运行。 关键词： 卧式搅拌器；混合设备；面粉加工；食品工业 哈尔滨工程大学本科生毕业论文 in as so be by be to s Of s s A of in on of It be in of is of to of is of to of of s in to of by to to s 程大学本科生毕业论文 目 录 第 1 章 绪论 1 题研究意义 1 拌器国内外发展现状 1 式搅拌器发展趋势 4 文主要完成的工作 5 第 2 章 卧式搅拌器总体方案设计 6 言 6 式搅拌器总体结构方案 6 动方式确定 6 本尺寸的确定 8 拌器性能指标的设定 9 章小结 9 第 3 章 卧式搅拌器结构设计 10 言 10 动元件的选择与计算 10 动元件选择原则 10 电机的选择及电机参数的确定 11 电机的选择及电机参数的确定 14 传动系统的结构设 计 15 本结构的确定与选材 15 轮与齿轮的详细设计 15 的结构设计 23 传动系统的支架设计及三维仿真 24 动系统的结构设计 25 本结构的确定与选材 25 程大学本科生毕业论文 轮齿轮与凸轮的设计计算 26 的结构设计和摆动系统安装的三维仿真 34 拌部分结构设计 35 拌桨机构设计 35 拌容器的结构设计 36 轴器的选用 37 动扳手的机构设计 38 章小结 38 第 4 章 安全性计算与校核 40 言 40 承的校核 40 的校核 41 的校核 43 章小结 44 结 论 45 参考文献 46 致 谢 48 大学本科生毕业论文 1 第 1 章 绪论 题研究意义 理论上把任何状态（固 态、液态、气态和半液态）下物料均匀掺和在一起的操作称为混合，但习惯上常把固态物料之间掺和或者固态物料加湿的操作称为混合；而把固态、液态或气态物料与液态物料混合的操作称为搅拌 1。 搅拌与混合操作是应用最广的过程单元操作之一，大量应用于化工、石化、轻工、医药、食品、采矿、造纸、农药、涂料、冶金、废水处理等行业中。近年来，搅拌与混合技术发展很快、搅拌与混合设备正向着大型化、标准化、高效节能化、机电一体化、智能化和特殊化方向发展。在这种形式下，技术人员如何借鉴已有经验，掌握新的变化情况，正确设计与选用不同工艺条 件下操作的搅拌与混合设备，使其满足安全、可靠、高效和节能的要求，就变得十分重要了。 搅拌混合设备是各种工业反应不可或缺的重要工具。然而，由于搅拌目的多样性和混合反应的复杂性，当前，搅拌混合技术还存在着一些问题。例如搅拌效率低 ， 功耗大，铸造成本高，在自动化选型和设计问题上，长期以来一直依靠专家根据经验知识人工完成，智能化水平不高，设计周期较长，资金和人力物力消耗巨大，等等。因此研制新型搅拌装置和采用先进流场测量技术一直是搅拌过程所研究的主要课题。 拌器国内外发展现 状 在食品工业中，混合是指两种或两种 以上不同物料互相混合，成分浓度达到一定程度均匀性的单元操作 2。混合机应用于谷物混合、粉料混合、面粉中加辅料与添加剂、干制食品中加添加剂与调味粉及速溶饮品的制造等操作中，目的是使两种或两种以上的粉料颗粒通过流动作用，成为组分浓度均匀的混合物。 大学本科生毕业论文 2 近年来，随着科学技术的发展和相关理论的完善和进一步成熟，搅拌器的设计和制造获得了飞速发展 。 但是，它也面临着必需满足合理利用资源、节能降耗和对环境保护要求的严峻挑战。搅拌器在服从装置规模经济化和品种多样化的同时，正日趋大型化。基于节能要求，开发出变频调速电机、小剪切阻 力桨叶、以新型密封代替机械密封和填料密封，以磁力驱动代替机械驱动。基于降低产品总体成本、减少维修保养成本和提高设备品均维修间隔时间的要求，大大提高设备运行寿命。基于满足卫生和降低清洗和杀菌成本的要求，实现 地清洗）和 地杀菌），提高自动化水平，避免人与产品接触，减少人工操作和待机时间，大大提高产品卫生水平。这些都是现代新型搅拌装置的研究方向，其中有许多方面已经取得丰硕成果，有些方面还在进一步研究当中 3。 传统的搅拌器密封装置基本有四种 ,填料密封、机械密封、液压密封和唇状密封。前两种密封同 泵的密封类似。液压密封最简单 ,在搅拌器中用得最少。唇状密封只适用于低压、防尘、防蒸汽的密封，这种密封结构也很少采用，最常用的密封是前两种。其中机械密封成本较高 ,但泄漏率低；维修频度是填料密封的二分之一到四分之一。 磁力驱动搅拌器的特点是以静密封结构取代动密封 ,搅拌器与电极传动间采用磁力偶合器联结 ,不存在接触传递力矩 ,能彻底解决机械密封与填料密封的泄漏问题。国内 ,威海自控反应釜公司、开原化工机械磁力反应釜厂、温州中伟磁传密封设备厂等均生产磁力搅拌器。瑞典 磁力搅拌反应釜 ,搅拌器安装在反应釜底部 ,搅拌器与釜 底齐平 ,易于拆卸 ,可靠、耐用和便于维修。磁力搅拌器的缺点是对于一些粘稠液体或有大量固体参加或生成的反应尚不能顺利使用 ,此时必须使用机械搅拌器作为驱动能源。 在新型搅拌桨叶的开发方面，很多公司都在积极开发具有适合于高黏度物料的桨叶的搅拌器 ,其中美国 司开发的新型双行星式搅拌器是其中之一。同传统的矩形长条形行星桨叶 (见图 1.1 a)不同 ,新型的高黏度搅拌桨叶 (见图 1.1 b)有一个精确的空间角度，使 桨叶的转动轨迹不但有力地推动大学本科生毕业论文 3 高黏度物料向前运动 ,而且推动它向下运动 ,不产生爬升 ,而且比传统的行星式垂直桨叶 的阻力要小得多。传统的行星式垂直桨叶有两组 ,每组两片垂直的扁长桨叶 ,当这两片桨叶在容器里面转动时 ,产生极大剪切阻力 ,功耗大增 ,电流 （ a） 传统的行星式桨叶 （ b） 新型 叶 图 旧搅拌桨叶对比 猛升。这个问题一直是传统行星式垂直桨叶的要害所在。新型 叶由于是螺旋式设计 ,两组 叶在交替转过一个截面时几乎是连续地在切断物料 ,负荷是连续地处于平衡状态 ,从而消灭了电流的浪涌现象。德国 既可搅拌低 黏度 ,也可搅拌高黏度物料 ,其形状如图 示。 图 拌低粘度和高粘度物料的慢速转动的搅拌头 这种搅拌头的显著优点是 :以比较慢的速度搅拌 ,但搅拌时间短 ,搅拌时不吸入空气 ,不起泡沫 ,无须加热 ,对物料的动作是柔和的 ,节省能量 ,一次完大学本科生毕业论文 4 成 ,便于安装 ,既可用于搅拌化学品 ,也可用于搅拌食品。 在新型转子 子 美国 司生产的这种搅拌器 ,其产量约比相同功率的胶体磨或均质机大十倍。其原理是令转子在极高速度下转动 ,使转子尖端速度 极大 ,由于转子和定子之间的速度差 ,在转、定子间隙中产生极大的剪切能和湍动能 ,可使物料在被搅拌的同时 ,被破碎到亚微米级。 多功能化和搅拌过程的自动化是二十一世纪提高搅拌产品质量、产量和满足环境保护要求的主导方向 ,目前有如下几个发展趋势 4: （ 1） 多轴搅拌机， 它配备三套独立传动的搅拌装置。一套是沿着搅拌容器周边慢速转动的三翼锚式搅拌桨 ,使物料产生激烈的轴向和径向流动 ,促使物料良好的混合和传热；第二套是定 /转子式剪切装置和高速分散头。 （ 2）双行星搅拌器与变速驱动装置的组合，这一构想使得即使在极低转速下也可获 得极大扭矩。而低转速搅拌对于制造高性能的硅胶、树脂、橡胶添加剂、牙科材料、金属和陶瓷粉等是非常重要的。 （ 3）行星桨叶与高速分散器的组合，采用这种组合的搅拌器 ,被处理物料的黏度可高达 120 万厘泊。行星桨叶和分散头在环绕容器转动时各有自己的转轴 ,行星桨叶将物料传送到分散头。高速分散头则对物料施加剪切力。 （ 4）自动卸料和互换搅拌容器，由于粘稠材料人工卸料很困难 ,很多厂家都采取自动卸料措施。自动卸料系统大大减少了人工卸料的停机时间。不但大大提高了产量 ,消灭次品 ,还保证了产品质量的一致性。由于操作人员与产品的接触 大大减少 ,产品不受污染的安全性也大大提高了。 式搅拌器 发展 趋势 随着 近几年科学技术的迅猛发展和相关理论的进一步完善，完全可以相信搅拌器的设计和制造将会取得更大发展，其在社会生产中也会发挥越来越重要的作用。并且搅拌器在服从装置规模经济化和品种多样化的同时，未来的新型产品也会越来越满足合理利用资源、节能降耗和对环境保护的要求。 大学本科生毕业论文 5 文主要完成的工作 卧式搅拌装置 主要 由三 部分组成： 主传动部分、搅拌叶片及摆动部分 。主传动部分包括一个异步电机和减速系统。搅拌叶片为螺带式搅拌叶片，为的是能让物料在搅拌过 程中更高效率的混合。摆动部分包括一个异步电机和摆动系统。 本论文 的 主要研究内容 如下 ： （ 1）总体方案设计 通过对国内外的搅拌器发展现状的研究，以及对食品设备设计原则的学习，在吸取宝贵经验的同时也加入自己的一些改进，制定自己的设计方案。 （ 2）卧式搅拌器的结构设计 有了总体的设计方案，将搅拌器的结构分成主传动系统、摆动系统、搅拌部分和机架四大部分，然后分别对这四部分进行详细设计， （ 3） 零件安全性校核 当 完成 各部分的 零件 设计后，还要进行安全性校核。本论文主要对处于最复杂受力状态下的轴、轴承、键以及电机进行了校 核计算举例，其他各个零件的校核计算并没有写到论文中。 （ 4）三维建模与运动仿真 对所设计的搅拌器进行安全性校核计算后，发现没有不符合要求的零件，然后利用 件完成三维实体建模。建模的目的便是让自己的设计更加直观，同时还很容易检查各处结构是否存在干涉现象，再进行运动仿真，观察运动状态是否符合设计目的。 大学本科生毕业论文 6 第 2 章 卧式搅拌器总体方案设计 言 食品机械与设备的特点是食品原料、加工过程和食品成分方面的特殊性的反映。总体而言，食品加工机械与设备具有以下特点：机械可移动性；防水防腐蚀性； 卫生要求高；自动化程度高低不一。 式搅拌器 总体 结 构方案 卧式搅拌器的搅拌容器轴线与搅拌器回转轴线都处于水平位置；其结构简单，造价低廉，卸料、清洗、维修方便，可与其他设备完成连续生产，但占地面积一般较大。这类机器生产能力（一次调粉容量）范围大，通常在 25400左右。它是国内大量生产各种面食制品的各食品厂应用最广泛的一种加工设备。它的特点是，结构简单，制造成本较低，卸料清洗方便等，所以在食品加工中，如面包，饼干，糕点及一些饮食行业的面食生产中均得到了广泛应用。 动方式确定 （ 1） 搅拌机形式选择，本设计要求卧式搅拌，考虑搅拌形式与目的，采用容器固定式 卧式 搅拌机 。 （ 2） 传动方案确定，因 对 搅拌速度 要求 不高， 市场上已有的成熟产品搅拌速度 约 为 3060r/过高的转速并不会产生良好的搅拌效果，相反还会造成能量的浪费。但是虽然转速低，启动转矩却很大，选用符合启动要求的电机，电机转速约 2000r/因此 传动系统要 采用较大减速比，考虑机器尺寸和振动噪声要求，采用带传动和齿轮传动 组合机构 。 初步设定的减速机构示意图如图 示。 大学本科生毕业论文 7 1 2 3 4 5 小齿轮 6 电机 图 动系统机构简图 （ 3）摆动机构确定，摆动运动的实现有多种机构形式，四连杆机构运动冲击大，对杆的强度要求高；凸轮通过优化运动轨迹则可以将运动冲击大幅度降低，所以决定采用摆动从动件凸轮机构。摆动机构简图如图 示。 1 2 3 4 5 6 7图 动机构简图 1 2 3 4 5 6 2 1 7 6 5 4 3 大学本科生毕业论文 8 本尺寸的确定 本设计为小型搅拌机，根据其工作容量和操作人员的最佳操 作位置， 暂定搅拌机的外形尺寸为 900500800 中搅拌轴轴线高度 600拌容器下半部分为直径 500半圆筒，上半部分为 200500800 长方体，筒壁厚 8拌器叶片边缘与筒壁间隙 2了实现更好的搅拌效果，采用双螺带式搅拌器，搅拌轴直径 30 1000螺带直径 480宽 40螺带直径 240宽 30有设定进料方 式和出料方式，容器桶上部设盖子装填物料，下部开口卸放物料，为使物料快速卸放，安装振动装置使容器桶绕其轴进行左右小幅高频振动，动力由另一个电机提供，将电机的旋转运动转换成左右摆动。有了以上尺寸设定，合理布局电动机的位置，传动装置的布局，完成总体结构方案的设计，绘制机构简图。 总体机构简图如图 示。当然这只是一个初步的设计概念，在以后的具体设计工作中可能会出现部分机构干涉现象，这时就需要对已定的一些尺寸进行必要的适当的修改。 1 2 3 4 5 67 8 9 10图 体机构简图 1 2 3 4 5 7 8 9 10 6 大学本科生毕业论文 9 拌器性能指标的设定 搅拌器工作参数不仅 反映 其 所能胜任的工作 ，更重要的是决定设计方向和一些设计参数的选择范围。 对于主传动系统，设定正常工作转速 60r/动时加速时间 4s，稳定运行时间 5速时间 6s，停歇时间 2 对于摆动系统，设定摆角幅度 15，摆动周期 1s，运行时间 1歇时间 6 搅拌容器为半圆柱形，尺寸如图 示。容器固定型搅拌装置的装 料系数一般为 设计取 图 拌容器外壳尺寸 章小结 本章通过分析研究食品工业机械的设计制造要求，确定了用于面粉搅拌的卧式搅拌机基本结构方案和基本结构尺寸，并对卧式搅拌机的部分工作参数进行了简设定，为下一步的详细计算做好准备。 大学本科生毕业论文 10 第 3 章 卧式搅拌器结构设计 言 上一章对卧式搅拌器的机械结构总体方案进行了分析论证，本章将基于上一章已确定的基本结构和基本尺寸进行详细全面的设计工作，分别对每个部分进行详细的分析设计，确定其具体结构，详细尺寸，绘制零件图，装配图 ，并用 行三维建模。其中重点进行凸轮机构的仿真，检验凸轮机构能否正常工作，分析其受力冲击特性。 动元件的选择与计算 动元件选择原则 搅拌设备的搅拌轴通常由电动机驱动，电动机选用一般依据以下几个原则： （ 1） 根据搅拌设备的负载性质和工艺条件对电动机的启动、制动、运转、调速等要求，选择电动机类型。 （ 2） 根据负载转矩、转速变化范围和启动频繁程度等要求，考虑电动机的温升限制、过载能力和启动转矩，合理选择电动机容量，并确定冷却通风方式。 （ 3） 根据使用场所大的环境条件，如温度、湿度、灰 尘、雨水、瓦斯和腐蚀及易燃易爆气体等，考虑必要的防护方式和电动机的结构形式，确定电机的防爆等级和防护等级。 （ 4） 根据搅拌设备的最高转速和对电力传动调速系统的过渡过程的性能要求，以及机械减速的复杂程度，选择电动机的额定转速。 除此之外，选择电机还必须符合节能要求，并综合考虑运行可靠性、供货情况、备品备件通用性、安装检修难易程度、产品价格、运行和维修费用等因素。 大学本科生毕业论文 11 根据上述原则，综合考虑本设计的工作条件要求，确定电机类型为异步电机，防护方式防尘、防水溅以及防异物伸入。 电机的选择及电机参数的确定 1、 搅 拌功率的计算 在正常情况下，混合设备运转时所消耗的功率包括以下几部分： （ 1） 使容器内的粉粒体运动消耗的功率。 （ 2） 轴承、减速装置和传动装置摩擦消耗的功率。 （ 3） 连续驱动容器本身或搅拌桨叶等回转消耗的功率。 （ 4） 其他附属装置，如控制器等消耗的功率。 对于容器固定型混合设备，当这类混合设备的螺带叶片或搅拌桨回转时，对于流动良好的粉粒体，可以通过实验等到轴力矩。 87654321 )/( （ 式中 K 实验系数，查表取 K=45； 粒子直径， m，查表取 表观密度， kg/表取 kg/ S 内摩擦系数，查表取S= Z 接触螺带的粉粒体层的高度或长度， m，本设计 Z= d 叶片外径， m，本设计 d= s 螺带节距， m，本设计 s= b 叶片宽度， m，本设计 b= f 装料系数，本设计取值 f= 参考已有实验测出的参数表格，选择机型为卧式螺带，则指数 值如下： 1 =0； 2 =3 =4 =5 =6 =7 =8 = 对于本设计，物料设定为面粉和砂糖的混合物，搅拌叶片与搅拌桶内壁间隙为 2据查询的资料，估算混合物料的表观密度，粒子直径等参数，大学本科生毕业论文 12 最后计算数值确定如下： 大螺带转矩 ( 876543211 而对于小 螺带，计算时只需将叶片外径 d 这一参数值替换为 可，小螺带转矩 ( 876543212 搅拌轴上总转矩 521 搅拌轴功率 2 （ 式中各参数 P 功率， W； n 回转速度， r/s，本设计 取值 n=1r/s； T 轴力矩， 。 所以搅拌轴功率 2、 电动机额定功率的计算 电动机额定功率是根据它的发热情况来选择的，在允许范围内，电动机绝缘材料的寿命为 1525 年。如果超过了容许温度，电动机使用寿命就要缩短。而电动机的发热情况，又与负载大小及运行时间长短有关。 搅拌设备的电动机功率必须同时满足搅拌器运转及传动装置和 密封系统功率损耗的要求，此外还需考虑在操作过程中出现的不利条件造成功率过大等因素。 电动机额定功率可按下式确定： )( （ 式中各参数 电动机功率， 大学本科生毕业论文 13 P 搅拌器功率， 前面计算 P= 轴封装置的摩擦损失功率， 传动装置的机械效率。 轴封装置摩擦造成的功率损失因密封系统的机构而异，一般来说，填料密封功率损失大，机械密封的功率损失相对较小。但是考虑到设计的目标功能与成本有机结合，最终采用了填料密封，作为粗略的估算，填料密封功率损失约为搅拌器功率的 5%10%，本次计算取 即轴封摩擦损失功率为 7 5 传动机构的效率是齿轮轴承带这些零部件的效率乘积，开式圆柱齿轮传动效率取 传动效率取 动轴承效率取 以 轴承带轮齿轮 电机额定效率 3、 电动机功率的修正计算 电动机用于海拔高度超过 1000m 或环境温度超过 40、相对湿度超过95%时，均在订货时注明，并计算功率的降低程度，这是因为海拔高度、温度和湿度都会对电动机的工作产生很大影响。本设计忽略海拔高度和湿度的影响，只考虑环境温度造成的影响，电机额定功率按照下式进行修订： （ 式中 校正温度影响后的电动机功率， 电动机额定功率， 前面计算 温度校正系数，根据表格查询对应 25时的温度校正系数为 所以电机额定功率 4、 电动机的选择 为保证系统满足启动要求和稳定运行要求，选择的电机额定功率为大学本科生毕业论文 14 体参数如下表 示。 表 流异步电机的部分技术参数 名称 额定功率 定电流 A 额定转速 r/率 % 2 840 79 2 电机的选择及电机参数的确定 与前面计算主电机的过程相似，首先设定工作条件：摆动系统的摆动周期 T=1s，摆动幅角 15 ，工作过程可以假设为整体箱体质量集中为一点的摆动运动，该点距离回转中心的距离 L=R/2=拌桶作为铸造件，设密度均匀，值为 33 kg/ ，并且作为粗略估算，将其外形假设为外部450500880 内壁厚 10长方体，所以，整个搅拌桶质量为 将所有质量集中到搅拌桶外壁某一点，那么摆动过程中的转矩为 m 摆动的等效角速度 s/r a 04 w 摆动功率 计算电机功率，其中效率包括带传动、齿轮传动、轴承以及摆动臂和凸轮之间的效率乘积，即 凸轮轴承齿轮带轮 大学本科生毕业论文 15 选择电机 定功率 体参数如下表 示。 表 流异步电机的部分技术参数 名称 额定功率 定电流 A 额定转速 r/率 % 13210 82 9 传动系统的结构设计 电动机已经初步选定，转速 2840r/拌轴的转速 60r/动比大约为 48，考虑到电机和搅拌轴的距离以及整个搅拌 机的体积，采用一级带轮传动，传动比初定为 3，两级传动比为 4 的齿轮传动。下面将进行详细计算。 本结构的确定与选材 对于传动比为 3 的带传动，传动比不是很高，传递的功率也不是很大，使用普通 V 带轮，材料 轮传动比为 4，材料 40。 轮与齿轮的详细设计 1、带轮的详细设计 为计算带传动的结构参数，首先设定一些工作条件，本设计载荷变动微小，带负载启动，每天工作小于 10 小时。 （ 1）计算带轮的计算功率 7 （ 式中 计算功率， 动载荷系数，查表选取 大学本科生毕业论文 16 P 电机额定功率， 所以 （ 2） 选择带型，普通 V 带 Z 型，节宽 宽 b=10度h=6面积 A=47 3）初选小带轮的基准直径 此外径 速为1n =2840r/算带的速度 m a s/d 其中530m/s。 计算从动轮的基准直径 dd 查表圆整后 径 （ 4）确定带轮的中心距和带的基准长度 初定中心距 )(2)(（ ()(22 21212 a 取 际中心距 12 中心距的变动范围 a xm （ 5）验算主动轮上包角 大学本科生毕业论文 17 21 a dd 包角满足要求。 （ 6）确定 V 带的根数 Z)( （ 式中 。，查表额定功率增量，；，查表带基本额定功率，单根；长度系数，查表；包角系数，查表所以， Z（ 7）确定带的预紧力。 单根 V 带所需预紧力 21121 （ 其中 v 带的线速度取最大值， m/s，即大带轮上外缘点的线速度 s； q 传动带单位 长度质量， kg/m，查表得数值 m。 所以， 由于新带轮容易松弛，所以对于非自动张紧的带传动，安装新带时的预紧力应为上述预紧力的 。 （ 8）计算带传动作用在轴上的力 大学本科生毕业论文 18 2c o s (2 1 （ 9） V 带轮设计，关于 V 带轮的形式：当带轮基准直径小于等于 轮一般采用实心式；当带轮基准直径小于等于 300可以采 用腹板式；当带轮基准直径大于 300，可以采用轮辐式。 带轮槽型 Z 型，基准宽度 准线上槽深 槽深 间距 e ，第一槽对称面至端面的距离f ，最小轮缘厚 ，轮槽角小带轮 34，大带轮 38。 所以，带轮宽 ( 小带轮设计，小带轮轴径 d=34 dd d，采用实心式 。，取；，取1)25.1(以下图 图 示为小带轮的设计结构。 图 带轮结构尺寸 图 带轮三维仿真 大带轮设计， 02 2 4 ,由于其基准直径已经非常大，为了减少质量，更重要的是降低转动惯量，采用孔板式。 大学本科生毕业论文 19 。；，取2 以下图 图 示为大带轮的设计结构。 图 带轮结构尺寸 图 带轮三维仿真 2、齿轮的详细设计 齿轮传动比的分配为 4421 齿轮材料锻钢，直齿圆柱齿轮， 7级精度。传动系统输入功率 轴承带轮电机 小齿轮转速 m in/带传动主电机u=4，设定工作寿命 10 年，每年工作 300 天，每天 工作 6 小时。选择小齿轮材料 40质），硬度 280齿轮材料 45 钢（调质），硬度 240者材料硬度差 40 初定小齿轮齿数 4,大齿轮齿数 96 12 按照齿面接触强度设计齿轮。 32211 )1(u （ 确定其中计算参数， 大学本科生毕业论文 20 。，查表得极限，为大齿轮接触疲劳强度；，查表得极限，为小齿轮接触疲劳强度；，取值，为材料的弹性影响系数；为齿宽系数，取值；为载荷系数，取值；，为小带轮传递的转矩，M P 2/1411511H l i m 2H l i m 1计算应力循环次数 03006(19006060h 查表 6得接触疲劳寿命系数， 失效概率 1%，安全系数 S=1，计算接触许用应力 M P M p 2l 将上述两个数值中较小的值带入公式中计算小齿轮分度圆直径 )1( 2 211 u 计算圆周速度 s/ 0 060 11 t 计算齿宽 td 模数 齿高 大学本科生毕业论文 21 因此，齿宽比 计算载荷系数，根据 v=s， 7 级齿轮精度，查得动载荷系数 设 N /m b FK 表知 K，使用系数 K (轻微冲击 )，因此 2 bK 由 弯曲强度计算的齿向载荷分布系数图，所以，载荷系数 按实际载荷系数校正分度圆直径 计算模数 按齿根弯曲强度设计 3211 2 （ 确定式中各参数， 。数大齿轮弯曲疲劳寿命系；数小齿轮弯曲疲劳寿命系；限大齿轮弯曲疲劳强度极； 计算弯曲许用应力，安全系数 S= ；M P 7M P 3222111大学本科生毕业论文 22 计算载荷系数 8 1 查取齿形系数 ， 1 Y 计算大小齿轮的 ，并比较大小。 222111 大齿轮数值大，取用大齿轮的数值， 2 3 2 43 211 取 m=度圆直径 d ，齿数 2611 齿轮齿数10412 齿轮几何尺寸及安装尺寸计算 分度圆直径 中心距 1 齿轮宽 db d 取小齿轮宽 B ，大齿轮宽 B 。 大学本科生毕业论文 23 1 0 08 9 5211符合前面的假设，所以设计合理。小齿轮分度圆直径