【JX18-39】双摇杆粉末物料混合机设计（二维+论文）
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JX18-39
【JX18-39】双摇杆粉末物料混合机设计二维+论文
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湖南农业大学全日制普通本科生毕业设计任务书学生姓名学 号年级专业及班级指导教师及职称学 院工学院20 年 月 日填 写 说 明一、毕业设计任务书是学校根据已经确定的毕业设计题目下达给学生的一种教学文件，是学生在指导教师指导下独立从事毕业设计工作的依据。此表由指导教师填写。二、此任务书必需针对每一位学生，不能多人共用。三、选题要恰当，任务要明确，难度要适中，份量要合理，使每个学生在规定的时限内，经过自己的努力，可以完成任务书规定的设计研究内容。四、任务书一经下达，不得随意更改。五、各栏填写基本要求。（一）毕业设计选题来源、选题性质和完成形式：请在合适的对应选项前的“”内打“”，科研课题请注明课题项目和名称，项目指“国家青年基金”等。（二）主要内容和要求：明确设计具体任务，设计原始条件及主要技术指标；设计方案的形成（比较与论证）；该生的侧重点；应完成的工作量，如图纸、译文及计算机应用等要求。（三）主要中文参考资料与外文资料：在确定了毕业设计题目和明确了要求后，指导教师应给学生提供一些相关资料和相关信息，或划定参考资料的范围，指导学生收集反映当前研究进展的近13年参考资料和文献。外文资料是指导老师根据选题情况明确学生需要阅读或翻译成中文的外文文献。（四）毕业设计的进度安排：实习、调研、收集资料、方案制定约占总时间的20%；主体工作，包括设计、计算、绘制图纸、实验及结果分析等约占总时间的50%；撰写初稿、修改、定稿约占总时间的30%。六、各栏填写完整、字迹清楚。应用黑色签字笔填写，也可使用打印稿，但签名栏必须相应责任人亲笔签名。毕业设计题目双摇杆粉末物料混合机设计选题来源结合科研课题 课题名称： 生产实际或社会实际 R其他 选题性质基础研究 应用研究 R其他主要内容和要求1、 课题背景意义2、 方案的比较分析3、 确定本设计的执行方案及传动方案4、 功率的计算、传动比的计算5、 关键零件的设计计算（强度或刚度）6、 其他相关设计7、 设计方案应合理，计算应正确8、 按照格式要求编写完整设计说明书一份（至少20页）9、 绘制装配图及关键零件图，符合图纸规范要求（至少3张0号图纸）10、 查阅参考文献20篇以上注：此表如不够填写，可另加附页。主要中文参考资料与外文资料1 杨可桢,程光蕴.机械设计基础第四版M.高等教育出版社.1999. 2 孙桓,陈作模.机械原理第7版M.高等教育出版社.2006. 3 王昆,何小柏,汪信远.机械设计课程设计M.高等教育出版社.1996:117196 4 濮良贵，纪名刚.机械设计(第8版) M.北京：机械工业出版社.2006,5:140318 5 黄平.常用机械零件及机构图册M .上海科学技术出版社.1979. 6 孔凌嘉，张春林.机械基础综合课程设计M.北京理工大学出版社.2004 7 中国农业机械化科学研究院.农业机械设计手册.中国工业出版社.1971.9 蒋秀珍.“机械学基础”综合训练图册M.科学出版社.200210 史美堂.金属材料M.上海科学技术出版社.2003 11 陈侍良.农产品加工机械与设备M.北京:北京农业工程大学出版社.1998.12 朱冬梅,胥北澜主编.画法几何及机械制图M.高等教育出版社.1999工作进度安排起止日期主要工作内容2018年1月14日前下达任务书、查阅文献、开题2018年4月10日前总体设计、零部件设计、准备中期检查2018年5月10日前完成绘图、编写设计说明书、提交正稿2018年5月20日前修改、完善毕业设计、准备答辩要求完成日期：20 年 月 日 指导教师签名： 批 准 日 期：20 年 月 日 教学基层组织负责人签名： 接受任务日期：20 年 月 日 学生本人签名： 注：1.此表为做毕业设计的填写。 2.此表可用黑色签字笔填写，也可打印，但意见栏必须相应责任人亲笔填写。3.此表可从教务处网站下载中心下载。目 录目 录I第一章 概述11.1混合机的概念11.2混合机的结构21.3混合机的优点21.4混合机的工作环境21.5混合机的工作原理：31.6 双摇杆混合机31.7双摇杆混合机的概述31.8双摇杆混合机的特殊功能及特点41.9双摇杆混合机混合过程的基本要素5第二章 传动系统的设计62.1传动方案的设计62.1.1选用传动方案62.1.2计算总传动比及分配各级传动比72.1.3计算传动装置的运动和动力参数82.2带轮传动的设计82.3第一级齿轮传动的设计102.4第二级齿轮传动的设计142.5链轮传动的设计17第三章 部分轴的设计193.1轴的设计193.2轴的设计223.3轴的设计25总结26参考文献27双摇杆粉末物料混合机的设计摘要：双摇杆粉末物料混合机广泛应用于医药、食品、轻工业等行业，能在三维空间实现回转、平移、翻转等复杂运动，是一种高效的混合设备。在该设计任务书中，我综合分析了该混合机的空间运动结构，并对该混合机传动系统进行了详细的说明计算，同时对空间6杆机构进行运动分析，最后绘制出该混合机的装配图和各主要零件的零件图。该机的混合筒多方向运动，物料无离心力作用，无比重偏析及分层、积聚现象，各组分可有悬殊的重量比，混合率达99.9以上，是目前各种混合机中的一种较理想产品。 筒体装料率大，最高可达90（普通混合机仅为40），效率高，混合时间短。筒体各处为圆弧过渡，经过精密抛光处理。双摇杆混合机的优势在于其特殊的工作原理，以及桶体结构的设计无死角，不污染物料，出料方便，清洗容易，操作简单等优点。双摇杆混合机的混料桶具有X、Y、Z方向的三维运动，多方向运动的功能，物料在容器内作旋转、翻转、湍动和剪切作用，使物料在混合时不产生积聚现象，对不同比重，不同密度和状态的物料混合不产生离心力的影响和偏折；混合时间短，某些物料5-8分钟即可混合均匀。既提高了工作效率，又达到了极高的均匀度，混合均匀性达到99.9%以上。因其最大装载系数可达0.9(普通混合机为0.40.6)这一特点，大大缩短了混合物料的时间，提高了混合物料效率。关键词：混合机 传动系统 空间6杆机构 28Abstract: mixer widely used in medicine，food and light industries，can realize rotary， translation，roller and some other complex sports in the three-dimensional.Its a highly efficient hybrid device. In this design of the assignment，I have analyzed the mixer of more space to the sports movement mixer structure comprehensively，and the mixer containing a detailed description of transmission，while using the 6R outfit of mixer. At last，I drew a assembly map and all the major parts maps of this mixer.Hybrid multi-barrel machine direction，material is not centrifugal force，no specific gravity segregation and stratification，accumulation of the phenomenon，each component may have poor weight ratio，mixing rate of 99.9%，and is one of a variety of mixer kinds of better products. Cylinder loading rate is high，up to 90% (ordinary mixer only 40%)，high efficiency，short mixing time. Throughout the transition for the arc tube，after the polishing treatment. Multi-directional movement mixer has the advantage of special works，as well as the design of barrel structure no dead，no contaminated material，the material convenient， easy to clean，and easy operation. Multi-directional movement mixer mixing bucket with X，Y，Z direction of the three-dimensional motion，multi-direction function，the material in the container for rotating， flipping，turbulence and shear，so that does not produce the material in the mixed accumulation phenomenon，different specific gravity，density，and status of different materials mixed centrifugal force does not produce the impact and deflection; mixing time is short， some of the material can be mixed for 5-8 minutes. Not only improves the work efficiency，but also to achieve a high uniformity，mixing uniformity of 99.9% or more. Its maximum load factor of up to 0.9 (normal mixer 0.4 0.6) this feature，greatly reducing the time the mixed materials to improve the efficiency of the hybrid materials.Key words: mixer transmission system 6R outfit 第一章 概述多向混合器广泛应用于化工、制药、食品、粉末冶金、涂料、电子、军工、材料等粉末混合领域。粉末混合物的质量有时在生产过程中起着关键作用，例如，在化工生产中，均匀的粉末混合物为反应创造了良好的条件。在医药固体制剂生产中，极少量有效组分和大量增量剂的均匀程度直接影响药物的质量；粉末冶金中的每一种都用于粉末冶金生产。不同组分的混合水平影响材料的强度。混合动力设备的发展直接影响到混粉设备的运行。随着纳米技术的发展，粉体混合更为重要。1.1混合机的概念搅拌机是一种利用机械力和重力将两种或两种以上的物料混合均匀的机器。混合动力机械广泛应用于各行各业和日常生活中。混合器可成均匀的混合物混合各种材料，如水泥、砂、石子和水为湿料混凝土，增加接触面积，促进化学反应的物质；它还可以加速物理变化，如粒状溶质加入溶剂溶解混合，加速通过混合机械的动作。普通混合器分为四类：气体低粘度液体混合器、中高粘度液体和膏体混合机、热塑性物料混合器、粉状颗粒状固体物料混合机。1.气体与低粘度液体的混合机理，具有结构简单、无旋转部件、维护量小、能耗低的特点。这种混合机械分为四种：空气混合、管道混合、喷射混合和强制循环混合。2.中、高粘度液体和膏，一般有很强的剪切作用；热塑性材料混合机主要用于热塑性材料（如橡胶和塑料）与添加剂混合；不同浆料的混合主要是强剪切混合材料被反复分和由压力、轧制、挤压等。切割动作之后是反复的合并和揉捏。最后，达到所需的混合水平。这种混合物很难达到理想的混合，只能达到随机混合。粉状固体与少量液体的混合物为糊状，其混合机理与糊状物相同。3.不同的热塑性材料、热塑性材料和少量粉状固体的混合应依靠强剪切和反复揉搓达到随机混合。4.粉粒状固体混合机械大多是间歇式操作，还包括搅拌抛光机械，如轮辗机等。少量不溶解的粉状固体和液体混合的机制不同于密度组成。不溶性液体的混合机理相同，但搅拌不能改变粉状固体的粒径。如果搅拌前的固体颗粒不能使沉降速度小于液体流速，无论采用何种混合方式，都不会形成均匀悬浮。1.2混合机的结构该机由机座，传动系统，电器控制系统，多向运机构。 1.3混合机的优点 由于混合桶体具有多方向的运动，使桶体内的物料交叉混合点多，混合效果高，均匀度可达99.9%以上最大装载系数可达0.9(普通混合机为0.40.6)。混合时间短，效率高。三维混合机混合桶体型设计独特，桶体内壁经过精细抛光，无死角，不污染物料，出料方便，清洗容易操作简单等优点。1.4混合机的工作环境混合时要求所有参与混合的物料均匀分布。混合的程度分为理想混合、随机混合和完全不相混三种状态。各种物料在混合机械中的混合程度，取决于待混物料的比例、物理状态和特性，以及所用混合机械的类型和混合操作持续的时间等因素。液体的混合主要靠机械搅拌器、气流和待混液体的射流等，使待混物料受到搅动，以达到均匀混合。搅动引起部分液体流动，流动液体又推动其周围的液体，结果在溶器内形成循环液流，由此产生的液体之间的扩散称为主体对流扩散。当搅动引起的液体流动速度很高时，在高速液流与周围低速液流之间的界面上出现剪切作用，从而产生大量的局部性漩涡。这些漩涡迅速向四周扩散，又把更多的液体卷进漩涡中来，在小范围内形成的紊乱对流扩散称为涡流扩散。机械搅拌器的运动部件在旋转时也会对液体产生剪切作用，液体在流经器壁和安装在容器内的各种固定构件时，也要受到剪切作用，这些剪切作用都会引起许多局部涡流扩散。搅拌引起的主体对流扩散和涡流扩散，增加了不同液体间分子扩散的表面积减少了扩散距离，从而缩短了分子扩散的时间。若待混液体的粘度不高，可以在不长的搅拌时间内达到随机混合的状态；若粘度较高，则需较长的混合时间。对于密度、成分不同、互不相溶的液体，搅拌产生的剪切作用和强烈的湍动将密度大的液体撕碎成小液滴并使其均匀地分散到主液体中。搅拌产生的液体流动速度必须大于液滴的沉降速度。1.5混合机的工作原理：一个混合机它是如何工作的？在三维的混合操作，搅拌桶具有多方向操作，使各种物料在混合过程中的加速流动和扩散，并防止离析和利用离心力产生的物质积累的比重，混合无死角，能有效地保证了最佳混合。质量。混合机的工作原理主要是通过其自身的机械搅拌器，空气流和液体射流，以搅拌使其混合均匀。在胶东的过程中，一些液体的流动可以通过液体造成的，与液体也推动液体周围。因此，循环液是溶液中形成的，并由此产生的液体的扩散称为主要的对流扩散。当搅拌速度很高，剪切作用出现在高速液流与周围低速液流之间的接口，从而产生大量的局部旋涡。这些漩涡迅速蔓延到周边地区，并把更多的液体进入涡。在小范围内形成的湍流对流称为涡流扩散。1.6 双摇杆混合机 图1.3双摇杆混合机1.7双摇杆混合机的概述双摇杆混合机用于制药、化工、食品、轻工、电子、机械、矿冶、国防工业、科研单位等粉状、颗粒状物料的高均匀性混合。密炼机和双摇杆搅拌机是一种新型的容器旋转式搅拌机，是一种无菌、无尘、全封闭的高效节能搅拌机。混合器和双摇杆混合器由机架、调速电机、旋转连杆和搅拌筒组成。气缸是工作杆部件。该机的工作原理和双摇臂机主轴的驱动下的装桶的复合运动，使物料沿筒作为一个环，径向和轴向三个方向的复合运动，使物料的流动和扩散掺杂，当主传动轴旋转时，对气缸的几何中心线也旋转。中心线在三维空间周期性地改变其在空间的位置，与筒体绕其中心线在空间的任何位置，造成容器固定在滚筒旋转周期性材料，扭转和移动的三维运动和不断变化的材料之间的相互位置。高效混合的目的。混合机和双摇杆混合机可向多方向运动，物料无离心力，无比重偏析和分层堆积，混合率可达99.9%。是目前各种混炼机的理想产品。混合机和双摇杆搅拌机负荷率大，最大利用率可达90%，最佳灌装率为80%，混合时间短，效率高，混合不热。采用独特的三度摆动，由主动轴驱动的双摇杆混合机，使运动、转动、滚动的复杂运动，实现各种材料的相互流动、扩散、积累和掺杂，达到均匀混合的目的。双摇杆混合机以其混合特性快速、均匀，广泛应用于制药、化工、食品、电子、矿山、国防工业和科研单位等粉状、颗粒状物料的高均匀性混合。1.8双摇杆混合机的特殊功能及特点该机的混合筒多方向运动，物料无离心力作用，无比重偏析及分层、积聚现象，各组分可有悬殊的重量比，混合率达99.9以上，是目前各种混合机中的一种较理想产品。 筒体装料率大，最高可达90（普通混合机仅为40），效率高，混合时间短。筒体各处为圆弧过渡，经过精密抛光处理。双摇杆混合机的优势在于其特殊的工作原理，以及桶体结构的设计无死角，不污染物料，出料方便，清洗容易，操作简单等优点。双摇杆混合机的混料桶具有X、Y、Z方向的三维运动，多方向运动的功能，物料在容器内作旋转、翻转、湍动和剪切作用，使物料在混合时不产生积聚现象，对不同比重，不同密度和状态的物料混合不产生离心力的影响和偏折；混合时间短，某些物料5-8分钟即可混合均匀。既提高了工作效率，又达到了极高的均匀度，混合均匀性达到99.9%以上。因其最大装载系数可达0.9(普通混合机为0.40.6)这一特点，大大缩短了混合物料的时间，提高了混合物料效率。 除以上优点外，双摇杆混合机还具备以下优点： 1.低噪音，低耗能，寿命长； 2.体积小，结构简单，便于操作和维护； 3.根据物料混合要求，可任意调节转速，并可设置混合时间。1.9双摇杆混合机混合过程的基本要素各种物料在双摇杆混合机中是怎样工作的？需要经历哪些过程呢？构成双摇杆混合机混合的基本要素又有哪些呢？双摇杆混合机混合过程主要是通过剪切、分流、位置交换三要素，使共混物在一定的体积空间内均匀分布，最终得到一种宏观上的分散混合体。在混合过程中，被混物料一般不发生冲突（有时也有少量发生相变）。而混炼过程增加了压缩、拉伸和重新集聚的作用。物料在压缩状态下所承受的高剪切速率所产生的磨擦热（有时还有輔助外加热），往往足以使共混物发生，使其变为熔体。这样，才使共混物中在固体状态下集聚的较大的颗粒粉碎、熔融和细化，从而得到更为理想的均化共混物。物料的混合过程是一个动态平衡过程，即在一定的剪切场的作用下，分散相不断被粉碎，与此同时，在分子热运动的作用下，破碎的分散相又趋向重新集聚，最终使分散相达到该条件下的平衡粒径的过程。一般以为，无论使用何种设备做混合操作，混合过程都应具备以下混合要素，即剪切、分流和位置交换。同时，混炼过程还应有压缩、拉伸和分配置换等作用。第二章 传动系统的设计2.1传动方案的设计2.1.1选用传动方案根据混合机的功能要求，考虑题设功能参数及约束条件，可构思出一系列传动方案，经初步淘汰，现列举两种传动方案。方案一：传动系统示意图如2.1所示。(a)(b)图2.1 方案一 传动系统示意图 其中，图2.1（b）为、轴的展开图，其空间位置可由图2.1（a）看出。传动链由电动机经V带传动、两级齿轮传动再通过链传动传至轴。方案二：传动方案示意图如2.2所示（a） （b）图2.2 方案二 传动示意图 方案一和方案二均能满足多向混合机的功能要求，但方案一与方案二相比有结构紧凑，传动平稳，传动效率高，成本低等优点，故最终选用方案一。2.1.2计算总传动比及分配各级传动比传动装置的总传动比为由于拟采用带传动和两级齿轮传动以及链轮传动减速，按1表1-8的推荐范围，初定i1=3.4， i2=3.4， i3=2.9， i4=计算传动装置的运动和动力参数从电机到执行机构有四轴依次为、轴，则1)各轴转速： 2)各轴功率：由1表1-7查得各轴之间的传动效率为：m=0.96，=0.98，=0.98，=0.97故 P=Pmm=2.20.96=2.12kw； P=P=2.120.98=2.07kw；P= P=2.070.98=2.03kw；P= P=2.030.97=1.99kw2.2带轮传动的设计1.确定计算功率Pca由2中表8-7查得工作情况系数KA=1.1，故 Pca=KAPm=1.12.2kw=2.42kw2.选择V带的带型根据Pca、KA由图8-11选用A型。3.确定带轮的基准直径dd并验算带速v1)初选小带轮基准直径dd1。由表8-6和8-8，取小带轮的基准直径dd1=90mm。2)验算带速v。按式（8-13）验算带的速度 因为5m/sv30m/s，故带速合适。3)计算大带轮的基准直径。根据式(8-15a)，计算大带轮的基准直径dd2dd2=i1 dd1=3.490mm=306mm 根据表8-8，圆整为dd2=315mm。4.确定V带的中心距a和基准长度Ld1)根据式(8-20)，初定中心距a0=500mm。2)由式(8-22)计算带所需的基准长度由表8-2选带的基准长度Ld=1600mm。3)按式(8-23)计算实际中心距a。 中心距的变化范围为443515mm。5.验算小带轮上的包角16.计算带的根数z1)计算单根V带的额定功率Pr。由dd1=90mm和nm=1430r/min，查表8-4a得P0=1.064kw。根据nm=1430r/min，i=3.4和A型带，查表8-4b的。查表8-5得K=0.925，表8-2得KL=0.99，于是2)计算V带的根数z。 取4根。7.计算单根V带的初拉力的最小值(F0)min由表8-3得A型带的单位长度质量q=0.1kg/m，所以应使带的实际初拉力F0(F0)min。8.计算压轴力Fp压轴力的最小值为9.带轮结构设计小带轮的结构形式采用实心式，大带轮采用轮辐式，其他有关尺寸按图8-14荐用的经验公式设计2.3第一级齿轮传动的设计1.选用齿轮类型、精度等级、材料及齿数1)按选用的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。2)混合机为一般工作机，速度不高，故选用7级精度（GB 10095-88）。3)材料选择。由表10-1选用小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，两者硬度差为40HBS。4)选用小齿轮齿数z1=23，大齿轮齿数z2=3.423=78.2，取z2=79。2.按齿面接触强度设计由设计计算公式(9-10a)进行试算，即(1)确定公式内的个计算数值1)试选用载荷系数Kt=1.3。2)计算小齿轮传递的转矩。3)由3表13-1-79选取齿宽系数d=0.6。4)由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa。5)由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1=600Mpa；大齿轮的接触疲劳强度极限Hlim2=550Mpa。6)由式10-13计算应力循环次数。N1=60njLh=60423.531（830015）=9.148108N2=N1/3.4=9.1481083.4=2.691087)由图10-19取接触疲劳寿命系数KHN1=0.92；KHN2=0.96。8)计算接触疲劳许应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-12）得(2)计算1)试算小齿轮分度圆的直径d1t，代入H中较小的值。2)计算圆周速度v。3)计算齿宽b。4)计算齿宽与齿高之比。模数 齿高 5)计算载荷系数。根据v=1.622m/s，7级精度，由图10-8查得动载系数Kv=1.08；直齿轮KH=KF=1；由表10-2查得使用系数KA=1；由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，KH=1.208。由，KH=1.203查图10-13得KF=1.17；故载荷系数K=KAKVKHKH=11.0811.208=1.3056)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（10-10a）得7)计算模数m3.按齿根弯曲强度设计由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为(1) 确定公式内的各计算值1)由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限FE1=500Mpa；大齿轮的弯曲疲劳强度极限FE2=380Mpa；2)由图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.89，KFN2=0.914；3)计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式（10-12）得4)计算载荷系数K。K=KAKVKFKF=11.0811.17=1.2645)查取齿形系数。由表10-5查得 YFa1=2.69； YFa2=2.222.6)查取应力校正系数。由表10-5查得 YSa1=1.575； YSa2=1.772。7)计算大、小齿轮的并加以比较。 大齿轮的数值大。(2)设计计算与计算结果相比，齿根接触疲劳强度模数m大于齿根弯曲疲劳强度计算的模量m。由于齿轮模数m的大小取决于弯曲强度决定的承载能力，齿面接触疲劳强度决定的承载力仅与齿轮的直径有关，弯曲强度是可取的。模数2.22和近圆的标准值m=2.5mm，按接触强度算得的分度圆直径d1=73.247mm，算出小齿轮齿数 大齿轮齿数z2=3.430=1024.几何尺寸计算(1)计算分度圆直径 d1=z1m=302.5mm=75mm； d2=z2m=1022.5mm=255mm(2)计算中心距 (3)计算齿轮宽度b=dd1=0.675mm=45mm 取B2=45mm，B1=50mm5.齿轮结构设计由于小齿轮的齿顶圆直径小于160mm，故选用实心结构，而大齿轮齿顶圆直径小于500mm，故选用腹板式结构为宜。其他有关尺寸按图10-39荐用的结构尺寸设计2.4第二级齿轮传动的设计1.选用齿轮类型、精度等级、材料及齿数1)按选用的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。2)混合机为一般工作机，速度不高，故选用7级精度。3)材料选择。由表10-1选用小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240HBS，两者硬度差为40HBS。4)选用小齿轮齿数z1=23，大齿轮齿数z2=2.923=66.7，取z2=67。2.按齿面接触强度设计由设计计算公式(9-10a)进行试算，即(1)确定公式内的个计算数值1)试选用载荷系数Kt=1.3。2)计算小齿轮传递的转矩。3)由3表13-1-79选取齿宽系数d=0.6。4)由表10-6查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa。5)由图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1=600Mpa；大齿轮的接触疲劳强度极限Hlim2=550Mpa。6)由式10-13计算应力循环次数。N1=60njLh=60124.571（830015）=2.69108N2=N1/2.9=2.691082.9=9.281077)由图10-19取接触疲劳寿命系数KHN1=0.95；KHN2=0.98。8)计算接触疲劳许应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-12）得(2)计算1)试算小齿轮分度圆的直径d1t，代入H中较小的值。2)计算圆周速度v。3)计算齿宽b。4)计算齿宽与齿高之比。模数 齿高 5)计算载荷系数。根据v=1.622m/s，7级精度，由图10-8查得动载系数Kv=1.05；直齿轮KH=KF=1；由表10-2查得使用系数KA=1；由表10-4用插值法查得7级精度、小齿轮相对支承非对称布置时，KH=1.2795。由，KH=1.2795查图10-13得KF=1.21；故载荷系数K=KAKVKHKH=11.0511.2795=1.34346)按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式（10-10a）得7)计算模数m3.按齿根弯曲强度设计由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为(2) 确定公式内的各计算值1)由图10-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限FE1=500Mpa；大齿轮的弯曲疲劳强度极限FE2=380Mpa；2)由图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.914，KFN2=0.934；3)计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数S=1.4，由式（10-12）得4)计算载荷系数K。K=KAKVKFKF=11.0511.21=1.27055)查取齿形系数。由表10-5查得 YFa1=2.69； YFa2=2.2526)查取应力校正系数。由表10-5查得 YSa1=1.575； YSa2=1.81。7)计算大、小齿轮的并加以比较。 大齿轮的数值大。(2)设计计算与计算结果相比，齿根接触疲劳强度模数m大于齿根弯曲疲劳强度计算的模量m。由于齿轮模数m的大小取决于弯曲强度决定的承载能力，齿面接触疲劳强度决定的承载力仅与齿轮的直径有关，弯曲强度是可取的。模3.336mm近圆形，标准值为m=4mm。按接触强度算得的分度圆直径d1=110.348mm，算出小齿轮齿数 大齿轮齿数z2=2.928814.几何尺寸计算(1)计算分度圆直径 d1=z1m=284mm=112mm； d2=z2m=814mm=324mm(2)计算中心距 (3)计算齿轮宽度b=dd1=0.6112mm=67.2mm 取B2=68mm，B1=73mm5.齿轮结构设计 齿轮的结构设计如第一级齿轮。2.2、2.3、2.4节中所用公式，所查图表若无说明均来自书2。2.5链轮传动的设计1选择链轮齿数取小链轮齿数z1=23，大链轮齿数为z2=i4z1=3.623=83。2.确定设计功率由表12-2-3查得KA=1.0，则设计功率Pd=KAP=12.03=2.03kw由表12-2-4查得Kz=1.23，由表12-2-5查得Kp=1则特定条件下单排链条传递的功率3.选择链条型号和节距根据P0=2kw和n=42.66r/min，查图12-2-1，可选16A-1。查2中表9-1，链条节距p=25.4mm4.计算链节数和中心距初选中心距a0=（3050）p=（3050）25.4mm=7621270mm。取a0=900mm。以节距计的初定中心距a0p=a0/p=900/25.4=35.43链条节数式中k由表12-2-7查得。链条长度计算中心距ac=p（2Lp-z1-z2）Ka=25.4(2126-23-83)0.24112=894.169mm实际中心距a=ac-a=894.169-1.7883mm=892.38mm5.计算链速v，确定润滑方式由v=0.418m/s和链号16A-1，查2中图9-14可知应采用滴油润滑。6计算压轴力Fp有效圆周力为:链轮垂直布置时的压轴力系数KFp=1.05，则压轴力为FpKFpFe=1.058822.79263.8N6链轮的结构设计小链轮采用整体式，大链轮采用孔板式，其具体参数参照2表9-3和9-4进行设计。第三章 部分轴的设计3.1轴的设计1求轴上的转矩 2.求作用在齿轮上的力因已知第一级小齿轮的分度圆直径为75mm，故圆周力 径向力 3.初步确定轴的最小直径先按式（15-2）初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3，取A0=112，于是得4.轴的结构设计(1)初步拟定轴的结构根据轴上所需安装的零件，经分析拟定轴结构如下：图3.1 轴结构图(2)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1)由结构图可知，-轴段为轴的最小直径处，将最小直径圆整为30mm，即d-=30mm。由于-轴段是安装大带轮处，而带轮宽度为63mm，又为了保证轴端挡圈只压在带轮上而不压在轴的端面上，故-段的长度应比带轮宽度略短一些，现取L-=62mm2)为了满足带轮的轴向定位要求，-轴段右端需制出一轴肩，故取-段的直径d-=36mm。为了方便轴承的拆装及便于操作，取带轮的右端面到轴承的左端面的距离为50mm，故L-=50mm3)初步选择滚动轴承。因轴承受的径向力较小，故选用深沟球轴承。参照工作要求并根据d-=36mm，由轴承产品目录中初步选取深沟球轴承6008，其尺寸为dDB=406815mm，故d-=d-=40mm；而L-=15mm右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。由手册上查得6008型轴承的定位轴肩高度h=3mm，因此取d-=46mm。4)取安装齿轮处的轴段-的直径d-=44mm；齿轮的左端于左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂宽度为50mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取L-=47mm。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度h0.07d，故取h=4mm，则轴环处的直径d-=52mm。轴环宽度L-=8mm。5)根据总体结构，经综合分析L-=145.5mm，L-=118.5mm。至此已初步确定了轴的各段直径和长度。(3)轴上零件的周向定位齿轮、带轮与轴的周向定位均采用平键连接。按d-由表6-1查得平键截面bh=12mm8mm，键槽用键槽铣刀加工，长为36mm，同时为了保证轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的的配合为；同样，带轮与轴的连接，选用平键10mm8mm50mm，带轮与轴的配合为。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的。5.求轴上的载荷根据轴的结构图（图3.1）做出轴的计算简图如下:图3.2 轴的计算简图通过手册查出轴承的支点位置及轴的相关尺寸可计算出L1=88.5mm，L2=160mm，L3=159mm。图3.3 轴的载荷分析图从轴的结构图以及弯矩图中可以看出截面C是轴的危险截面。现将计算出的截面C处的MH、MV及M的值列于下表（参看图3.2和3.1）。表3.1载荷水平面H垂直面V支反力FFNH1=2569.33N， FNH2=850.67NFNV1=418.68N， FNV2=421.32N弯矩MMH1=-98235Nmm，MH2=135257.8NmmMV=66988.8Nmm总弯矩扭矩TT=8.659104Nmm6.轴的强度校核进行校核时
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