人人文库网 > 图纸下载 > 毕业设计 > 无轴搅拌机传动系统的设计【7张图纸】【优秀】

齿轮轴.dwg

无轴搅拌机传动系统的设计【7张图纸】【优秀】

资源目录

无轴搅拌机传动系统的设计【7张图纸】【优秀】.rar

齿轮轴.dwg---(点击预览)

轴.dwg---(点击预览)

计划周记进度检查表.xls---(点击预览)

箱体.dwg---(点击预览)

相关资料封面.doc

箱体.dwg

计划周记进度检查表.xls

轴.dwg

齿轮轴.dwg

摘要

本次毕业设计的题目为无轴搅拌机传动部件的设计。首先对传统的几种常见的搅拌机构进行分析、总结其工作原理及其存在的常见问题。了解目前对其存在的问题的常用解决方案。熟悉“无轴”搅拌理念，掌握无轴搅拌机的工作原理，然后将其与传统的搅拌机进行比较，分析其主要优点及可能存在的问题以及解决方案。

　　　其次，这次设计的重点是对其传动部件的设计计算，我采用的是带轮加锥齿轮的减速机构，即利用了带轮的传动远距离传动、大传动比，又利用了锥齿轮传动可改变传动方向的优点。通过设计计算达到了即提高工作效率又能有效地节约能源的目的。

关键词：无轴搅拌机；传动部件；搅拌机构

摘要III

AbstractIV

目录V

1 绪论1

1.1 无轴式搅拌机研究发展现状1

1.2 搅拌机的各种类型及特点2

1.3 无轴式搅拌机特点3

1.4 搅拌机的分析及设计任务3

1.4.1 搅拌机常见问题的原因分析3

1.4.2 无轴搅拌的理念4

1.4.3 基本设计任务5

1.4.4 毕业设计的目的5

1.5 课题研究背景及意义5

1.5.1 课题研究背景5

1.5.2 课题研究意义5

2 传动方案及电动机的选择7

2.1 传动方案的选择7

2.2 电动机选择8

3 传动比的计算与分配9

3.1 计算总传动比9

3.2 传动比的分配9

4 传动运动参数的计算11

4.1 各级转速11

4.2 各级的输入功率11

4.3 各级转矩11

5 V带轮传动的设计计算13

5.1 设计准则13

5.2 原始数据及设计内容13

5.2.1 原始数据：13

5.2.2 设计内容：13

5.3 设计步骤和方法13

5.3.1 确定计算功率13

5.3.2 选择带型13

5.3.3 确定带轮的基准直径和13

5.3.4 确定中心距和带轮的基准长度14

5.3.5 验算主动轮上的包角14

5.3.6 单根V带传递的额定功率15

5.3.7 确定带的根数Z15

5.3.8 确定带的预紧力15

6 V带轮设计17

6.1 V带轮的设计内容17

6.2 设计要求17

6.3 带轮材料的选择及结构形式17

6.3.1 材料的选择17

6.3.2 结构形式17

6.4 V带轮的轮槽17

6.5 V带轮传动的张紧18

7 锥齿轮传动的设计计算19

7.1. 选定精度等级，材料及齿数19

7.1.1齿轮精度等级的选择19

7.1.2 材料选择19

7.1.3 齿数选择19

7.2 按齿面接触强度设计19

7.2.1 确定公式内的各计算数值20

7.2.2 计算20

7.3 按齿根弯曲强度设计21

7.3.1 确定公式内的各计算数值21

7.4 几何尺寸计算22

7.4.1 计算分度圆直径22

7.4.2 锥距22

7.4.3 计算齿轮宽度22

7.4.4 锥齿轮的结构设计22

8 轴的设计计算25

8.1 I轴的设计计算（锥齿轮轴）25

8.1.1 材料25

8.1.2 初定轴的最小直径25

8.1.3 根据轴定位的要求确定轴的各段直径和长度25

8.1.4 小锥齿轮的受力分析26

8.1.5 键的校核26

8.1.6 I轴轴承的校核26

8.1.7 轴上载荷的计算28

8.1.8 按弯扭合成应力校核轴的强度29

8.2 II轴的设计计算29

8.2.1 材料29

8.2.2 初定最小直径29

8.2.3 联轴器的选择29

8.2.4 根据轴的定位要求，确定各段直径和长度30

8.2.5 大锥齿轮轴的受力分析30

8.2.6 键的校核30

8.2.7 轴承的校核30

8.2.8 轴上载荷的计算32

8.2.9 按弯扭合成应力校核轴的强度33

9 结论与展望35

致谢37

参考文献39

1.2搅拌机的各种类型及特点

　　　目前使用的搅拌机就其原理而言，其基本上可分为自落式和强制式两大类。

　　　自落式搅拌机有较长的历史，早在20世纪初，混凝土搅拌设备开始不断出现。50年代后，人们研发出反转出料式和倾翻出料式的双锥形搅拌机，同时，其他一些搅拌机，如裂筒式搅拌机等相继问世。运作时，拌筒绕着水平轴线旋转，加入搅拌筒内的物料，叶片将物料提升至一定高度，然后借助自重下落，这样不断的循环运动，达到搅拌的理想效果。自落式混凝土搅拌机的结构简单，一般以搅拌塑性混凝土为主。但自落式搅拌机已不符合国家的有关标准，属于淘汰产品，所以本文不作研究。

　　　强制式搅拌机从20世纪50年代初兴起后，得到了迅速的发展和生产推广。最先出现的是圆盘立轴式强制混凝土搅拌机。这种搅拌机分为涡桨式和行星式两种。19世纪70年代后，随着轻骨料的出现，研制出了圆槽卧轴式强制搅拌机。

　　　实践证明，在上述混凝土搅拌设备的搅拌主机在工作中经常出现混凝土 “抱轴”现象。如果不及时停机清除，“抱轴”的混凝土会越来越多，将会引发搅拌机电机因过载而堵转，造成电机烧毁。

1.3无轴式搅拌机特点

　　　无轴式搅拌机与以上所述的各种卧轴式搅拌机相比有以下一些优点：

　　　（1）解决了搅拌机运作中普遍存在的抱轴现象；

　　　（2）减小了因搅拌臂的重量产生的大量弯矩；

　　　（3）解决了因搅拌臂的安装而产生的偏心力，缓解了对轴端的冲击；

　　　（4）搅拌机上安装搅的拌臂和连接套数量大，占用搅拌筒的空间大，减少了筒内的有效容积，无轴搅拌机搅拌装置结构简单，构思灵活，有效提高了搅拌筒的搅拌容积；

　　　（5）无轴式搅拌机不需搅拌臂的更换，维修也方便，大大降低了工人的工作量；

　　　（6）减少了由于抱轴引起的冲洗次数，节约用水量，同时也减少了对环境的污染，成本得到降低；

1.4 搅拌机的分析及设计任务

1.4.1 搅拌机常见问题的原因分析

实际工作中，搅拌机的搅拌主体在工作中经常出现混凝土“抱轴”现象。如果不及时停机清除，“抱轴”的混凝土会越来越多，将会引起电机过载而发生堵转，造成电机烧毁或产生破坏。

　　　经过调查和研究，普遍赞同搅拌机 “抱轴”产生的原因是可以避免的，原因可以分为两大类：设计不当和使用不规范。表现形式如下：

　　　(1) 投料设备设计的不合理。比如物料和进水口位置及方向设计不合理，导致轴上堆积大量物料，粘结在轴上的物料卡住转轴；

　　　(2)进水口方向和冲洗方向不得当，另外冲水压力过低也是原因之一。冲洗搅拌筒时，搅拌器上粘着的大量物料清理不掉；　　　“双螺旋轴搅拌机”是一种新型的“无轴”搅拌机，其叶片形状如图1.1所示。它具有双倍的径向物料流，双倍的轴向物料流，双倍的剪切力，使搅拌效率是普通搅拌机两倍多，能耗更小。“双螺旋轴搅拌机”无水平的主轴，不会产生混凝土骨料黏合中心轴上结块形成抱轴现象，利于加工粘性较强和添加有纤维的特种混凝土材料。无搅拌臂的阻碍，使其空间更大。

　　　但是仅对其搅拌部分进行的改进还是不能达到真正的提高效率、节约能源的效果，所以这次我们在对一些公司、工厂进行调研后，对其传动部件进行深入研究确定了最初方案，对机器进行改良，并达到理想效果。

1.4.3 基本设计任务

　　　毕业设计的主要任务主要有：

　　　1、拟定传动方案；

　　　2、对减速器进行设计计算；

　　　3、绘制搅拌机装配部件装配总图一份和组要零件图六份；

　　　4、按指定格式和要求撰写毕业设计计算说明书。

1.4.4 毕业设计的目的

　　　毕业设计是对学生进行工程师基本训练的重要环节，通过毕业设计能达到以下目的：

（1）巩固、熟悉并综合运用所学的知识；

　　　（2）培养理论联系实际的学风；

　　　（3）熟悉进行机械设计的一般步骤和常见问题，掌握机械设计的一般技巧；

　　　（4）学会查阅运用技术资料；初步掌握对专业范围内的生产技术问题进行研究的能力。

1.5 课题研究背景及意义

1.5.1 课题研究背景

　　　随着市场经济的不断发展，同时国家加快城市建设、场所设施建设、高铁事业等全面展开，并伴随着一大批国家建设项目的启动，国内对无轴搅拌机的需求量越来越多。这为无轴搅拌行业提高了发展的进程。商品混凝土的大力推广和工程建设施工的高效益化、高质量化、高效率化，从实际上推动了无轴搅质量，此外，搅拌设备的使用性能和研发方面得到迅速提高和发展。同时，从市场需求看，随着高速公路建设的普及和高速铁路建设的启动，施工质量被用户要求的越来越高，一些传统搅拌设备已无法满足越来越高的施工要求。

1.5.2 课题研究意义

　　　本课题通过理论分析，针对无轴搅拌机主要参数进行理论分析；确定搅拌机主要参数，完成课题研究内容，为无轴搅拌机的设计提供参考。重点需要解决的问题是搅拌机中螺旋叶片的设计。利用SOLIDWORK完成各部分设计，并在此基础上完成二维工程图的设计。要求图样绘制及标识符合国家标准。图面布局和比例合理、图线清晰、表达正确。

　　　通过这次毕业设计，希望对自己未来的事业和工作有所帮助，并提高自己各方面的能力，为以后的发展打下坚实的基础。由于本人水平有限，经验不足，设计过程当中存在许多不足之处，希望各位老师给予指教，一定虚心改正以期有更大的提高，在此致谢！

无轴搅拌机传动系统的设计.gif

内容简介：: 无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业一、题目及专题1、题目无轴搅拌机传动系统的设计 2、专题二、课题来源及选题依据参考现场实际生产，要求学生能够结合无轴搅拌机的工作原理和过程，针对实际使用过程中存在的搅拌阻力、搅拌空间、能耗等问题，综合所学的机械原理、机械设计以及机电传动等知识，对搅拌机的无轴工作进行改进设计，使其在工作过程中真正达到提高效率，节约能源的效果。改进过程中，在满足产品工作要求的情况下，应尽可能多的采用标准件，提高其互换性要求，以减少产品的设计生产成本。三、本设计（论文或其他）应达到的要求1、该部件工作时，能运转正常；2、熟悉有关标准、规格、手册和资料的应用； 3、拟定工作机构和传动系统的运动方案，并进行多方案对分析；4、对无轴搅拌机传动系统具有初步分析能力和改进设计的能力； 5、理论联系实际的工作方法和独立工作能力深化和提高； 6、设计绘制零件工作图若干； 7、编制设计说明书1份。四、接受任务学生：机械97 班姓名龙跃五、开始及完成日期：自2012年11月12日至2013年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任科学组组长签名系主任签名 2012年11月12日I编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目：无轴搅拌机传动系统的设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0923829学生姓名：龙跃指导教师：韩邦华（职称：副教授）（职称：）2013年5月25日I无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）无轴搅拌机传动系统的设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：机械97 学号： 0923829 作者姓名： 2013 年 5 月 25 摘摘要要本次毕业设计的题目为无轴搅拌机传动部件的设计。首先对传统的几种常见的搅拌机构进行分析、总结其工作原理及其存在的常见问题。了解目前对其存在的问题的常用解决方案。熟悉“无轴”搅拌理念，掌握无轴搅拌机的工作原理，然后将其与传统的搅拌机进行比较，分析其主要优点及可能存在的问题以及解决方案。其次，这次设计的重点是对其传动部件的设计计算，我采用的是带轮加锥齿轮的减速机构，即利用了带轮的传动远距离传动、大传动比，又利用了锥齿轮传动可改变传动方向的优点。通过设计计算达到了即提高工作效率又能有效地节约能源的目的。关键词：关键词：无轴搅拌机；传动部件；搅拌机构IAbstractThe graduation project is the subject of non-transmission parts mixer shaft design. First of all, the traditional institutions in several common mixing analysis, concluding its work principle and the existence of the frequently asked questions. Understand the current problems of its common solutions. Familiar with the non-axis mixing the concept of master-axis mixer without the working principle, and the mixer with the traditional comparison, analysis of their main advantages and potential problems and solutions.Secondly, this is designed to focus on the design of its drive components, I used the bevel gear pulley increases the speed, namely the use of long-distance transmission of drive pulley, the transmission ratio and the use of a bevel gear transmission can change the direction of the advantages of transmission. Achieved through the design of computing that can effectively improve the efficiency and energy savings.Key words: No shaft mixer;Transmission parts ;Stir agenciesII目目录录摘要.III Abstract.IV 目录.V 1 绪论.1 1.1 无轴式搅拌机研究发展现状.1 1.2 搅拌机的各种类型及特点.2 1.3 无轴式搅拌机特点.3 1.4 搅拌机的分析及设计任务.3 1.4.1 搅拌机常见问题的原因分析.3 1.4.2 无轴搅拌的理念.4 1.4.3 基本设计任务.5 1.4.4 毕业设计的目的.5 1.5 课题研究背景及意义.5 1.5.1 课题研究背景.5 1.5.2 课题研究意义.5 2 传动方案及电动机的选择.7 2.1 传动方案的选择.7 2.2 电动机选择.8 3 传动比的计算与分配.9 3.1 计算总传动比.9 3.2 传动比的分配.9 4 传动运动参数的计算.11 4.1 各级转速.11 4.2 各级的输入功率.11 4.3 各级转矩.11 5 V 带轮传动的设计计算.13 5.1 设计准则.13 5.2 原始数据及设计内容.13 5.2.1 原始数据：.13 5.2.2 设计内容：.13 5.3 设计步骤和方法.13 5.3.1 确定计算功率.13caP 5.3.2 选择带型.13 5.3.3 确定带轮的基准直径和.131dd2dd 5.3.4 确定中心距和带轮的基准长度.14dLIII 5.3.5 验算主动轮上的包角.141 5.3.6 单根 V 带传递的额定功率.15 5.3.7 确定带的根数 Z.15 5.3.8 确定带的预紧力.150F 6 V 带轮设计.17 6.1 V 带轮的设计内容.17 6.2 设计要求.17 6.3 带轮材料的选择及结构形式.17 6.3.1 材料的选择.17 6.3.2 结构形式.17 6.4 V 带轮的轮槽.17 6.5 V 带轮传动的张紧.18 7 锥齿轮传动的设计计算.19 7.1. 选定精度等级，材料及齿数.19 7.1.1 齿轮精度等级的选择.19 7.1.2 材料选择.19 7.1.3 齿数选择.19 7.2 按齿面接触强度设计.19 7.2.1 确定公式内的各计算数值.20 7.2.2 计算.20 7.3 按齿根弯曲强度设计.21 7.3.1 确定公式内的各计算数值.21 7.4 几何尺寸计算.22 7.4.1 计算分度圆直径.22 7.4.2 锥距.22 7.4.3 计算齿轮宽度.22 7.4.4 锥齿轮的结构设计.22 8 轴的设计计算.25 8.1 I 轴的设计计算（锥齿轮轴）.25 8.1.1 材料.25 8.1.2 初定轴的最小直径.25 8.1.3 根据轴定位的要求确定轴的各段直径和长度.25 8.1.4 小锥齿轮的受力分析.26 8.1.5 键的校核.26 8.1.6 I 轴轴承的校核.26 8.1.7 轴上载荷的计算.28 8.1.8 按弯扭合成应力校核轴的强度.29IV 8.2 II 轴的设计计算.29 8.2.1 材料.29 8.2.2 初定最小直径.29 8.2.3 联轴器的选择.29 8.2.4 根据轴的定位要求，确定各段直径和长度.30 8.2.5 大锥齿轮轴的受力分析.30 8.2.6 键的校核.30 8.2.7 轴承的校核.30 8.2.8 轴上载荷的计算.32 8.2.9 按弯扭合成应力校核轴的强度.33 9 结论与展望.35 致谢.37 参考文献.39无锡太湖学院毕业设计（论文）开题报告题目：无轴搅拌机传动系统的设计信机系机械工程及自动化专业学号： 0923829 学生姓名：龙跃指导教师：韩邦华（职称：副教授）（职称：） 2012年 11 月25日课题来源参考现场实际生产，结合毕业设计要求，与指导老师商量后决定的。科学依据（包括课题的科学意义、研究现状等）（一）科学意义：改革开放30年来，中国混凝土搅拌机市场从无到有，从小到大。但我国混凝土搅拌技术相对落后，具有自主知识产权的技术很少。随着近年来商品混凝土的大力推广以及工程建设施工的高效率化、高质量化和高效益化，客观上推动了混凝土搅拌设备向高效率、高质量方向发展。此外，从市场需求看，用户对施工质量和效率的要求也越来越高，一些传统产品己无法满足越来越高的施工要求。在现有双卧轴搅拌机的基础上，开发适合我国国情、发展潜力较大的新型搅拌机迫在眉睫。一方面，通过新型搅拌设备的开发、新技术的探讨和创新，提高混凝土授拌设备的设计和技术水平，并带动相关技术发展，创造良好的社会效益;另一方面，通过高效混凝土搅拌设备的研究，推动搅拌设备性能的全面提高，推出适应市场要求、具有更高可靠性和较强竞争力的产品，获得更好的经济效益。依据新的搅拌理论，采用理论分析和试验研究相结合的方法，较好地解决了大型双卧轴搅拌机存在的低效区问题，如果工业化成功并得到广泛的应用，一定为研制具有自主知识产权的高效搅拌设备做出重大贡献，将具有良好的经济和社会效益。（二）研究现状：长期以来，国内外搅拌机虽然种类繁多，但他们的共同特点就是有一根轴贯穿整个搅拌空间。 “双螺旋轴搅拌机”是一种新型的“无轴”搅拌机，其叶片形状如图所示。它具有双倍的径向料流，双倍的轴向料流，双倍的剪切，使器其搅拌效率是普通双卧轴搅拌机两倍，能耗更小。“双螺旋轴搅拌机”无水平横卧的主轴，不会产生混凝土骨料黏合中心轴上结块形成抱轴现象，利于加工粘性较强和添加有纤维的特种混凝土材料。无搅拌臂的阻碍，使其空间更大。但是仅对其搅拌部分进行的改进还是不能达到真正的提高效率、节约能源的效果，所以我们在对一些公司、工厂进行调研后，对其传动部件进行深入研究确定了最初方案，对机器进行改良，并达到理想效果。研究内容通过实际调研和采集相应的设计数据，分析搅拌机工作过程中的驱动等方面的相关数据，结合传动的相关理论知识，完成无轴传动方案分析和拟定，并进行主要功能元件的设计与选择及传动系统的验算校核等。拟采取的技术路线通过实践与大量搜集、阅读相关资料，以及在跟老师进行商讨研究后，我们采用的技术路线是：现场调研，收集资料拟定最初方案，总体设计草图部件设计草图部件图的完成装配图的完成英文翻译和说明书的完成最终的装订研究计划及预期成果现场调研、模拟、建模、实验、机器调试，达到产品的最优化设计，大大降低劳动强度和提高生产效率。特色或创新之处适用于现代加工企业高效、安全的无轴传动设计、传动装置的优化设计，可降低工人的劳动强度、减少机械加工工艺时间和降低机械零件的生产成本、提高效率就、节约能源等效果。已具备的条件和尚需解决的问题针对实际使用过程中存在的传动设计问题，综合所学的机械理原理、机械设计以及机电传动等方面的知识，实现适合于现代加工制造业、无轴传动装置的优化设计，进而提高学生开发和创新机械产品的能力。指导教师意见指导教师签名：年月日教研室（学科组、研究所）意见教研室主任签名：年月日系意见主管领导签名：年月日无锡太湖学院学士学位论文0摘摘要要本次毕业设计的题目为无轴搅拌机传动部件的设计。首先对传统的几种常见的搅拌机构进行分析、总结其工作原理及其存在的常见问题。了解目前对其存在的问题的常用解决方案。熟悉“无轴”搅拌理念，掌握无轴搅拌机的工作原理，然后将其与传统的搅拌机进行比较，分析其主要优点及可能存在的问题以及解决方案。其次，这次设计的重点是对其传动部件的设计计算，我采用的是带轮加锥齿轮的减速机构，即利用了带轮的传动远距离传动、大传动比，又利用了锥齿轮传动可改变传动方向的优点。通过设计计算达到了即提高工作效率又能有效地节约能源的目的。关键词：关键词：无轴搅拌机；传动部件；搅拌机构无轴搅拌机传动系统的设计1AbstractThe graduation project is the subject of non-transmission parts mixer shaft design. First of all, the traditional institutions in several common mixing analysis, concluding its work principle and the existence of the frequently asked questions. Understand the current problems of its common solutions. Familiar with the non-axis mixing the concept of master-axis mixer without the working principle, and the mixer with the traditional comparison, analysis of their main advantages and potential problems and solutions.Secondly, this is designed to focus on the design of its drive components, I used the bevel gear pulley increases the speed, namely the use of long-distance transmission of drive pulley, the transmission ratio and the use of a bevel gear transmission can change the direction of the advantages of transmission. Achieved through the design of computing that can effectively improve the efficiency and energy savings.Key words: No shaft mixer;Transmission parts ;Stir agencies无锡太湖学院学士学位论文2目目录录摘要.III Abstract.IV 目录.V 1 绪论.1 1.1 无轴式搅拌机研究发展现状.1 1.2 搅拌机的各种类型及特点.2 1.3 无轴式搅拌机特点.3 1.4 搅拌机的分析及设计任务.3 1.4.1 搅拌机常见问题的原因分析.3 1.4.2 无轴搅拌的理念.4 1.4.3 基本设计任务.5 1.4.4 毕业设计的目的.5 1.5 课题研究背景及意义.5 1.5.1 课题研究背景.5 1.5.2 课题研究意义.5 2 传动方案及电动机的选择.7 2.1 传动方案的选择.7 2.2 电动机选择.8 3 传动比的计算与分配.9 3.1 计算总传动比.9 3.2 传动比的分配.9 4 传动运动参数的计算.11 4.1 各级转速.11 4.2 各级的输入功率.11 4.3 各级转矩.11 5 V 带轮传动的设计计算.13 5.1 设计准则.13 5.2 原始数据及设计内容.13 5.2.1 原始数据：.13 5.2.2 设计内容：.13 5.3 设计步骤和方法.13 5.3.1 确定计算功率.13caP 5.3.2 选择带型.13 5.3.3 确定带轮的基准直径和.131dd2dd 5.3.4 确定中心距和带轮的基准长度.14dL无轴搅拌机传动系统的设计3 5.3.5 验算主动轮上的包角.141 5.3.6 单根 V 带传递的额定功率.15 5.3.7 确定带的根数 Z.15 5.3.8 确定带的预紧力.150F 6 V 带轮设计.17 6.1 V 带轮的设计内容.17 6.2 设计要求.17 6.3 带轮材料的选择及结构形式.17 6.3.1 材料的选择.17 6.3.2 结构形式.17 6.4 V 带轮的轮槽.17 6.5 V 带轮传动的张紧.18 7 锥齿轮传动的设计计算.19 7.1. 选定精度等级，材料及齿数.19 7.1.1 齿轮精度等级的选择.19 7.1.2 材料选择.19 7.1.3 齿数选择.19 7.2 按齿面接触强度设计.19 7.2.1 确定公式内的各计算数值.20 7.2.2 计算.20 7.3 按齿根弯曲强度设计.21 7.3.1 确定公式内的各计算数值.21 7.4 几何尺寸计算.22 7.4.1 计算分度圆直径.22 7.4.2 锥距.22 7.4.3 计算齿轮宽度.22 7.4.4 锥齿轮的结构设计.22 8 轴的设计计算.25 8.1 I 轴的设计计算（锥齿轮轴）.25 8.1.1 材料.25 8.1.2 初定轴的最小直径.25 8.1.3 根据轴定位的要求确定轴的各段直径和长度.25 8.1.4 小锥齿轮的受力分析.26 8.1.5 键的校核.26 8.1.6 I 轴轴承的校核.26 8.1.7 轴上载荷的计算.28 8.1.8 按弯扭合成应力校核轴的强度.29无锡太湖学院学士学位论文4 8.2 II 轴的设计计算.29 8.2.1 材料.29 8.2.2 初定最小直径.29 8.2.3 联轴器的选择.29 8.2.4 根据轴的定位要求，确定各段直径和长度.30 8.2.5 大锥齿轮轴的受力分析.30 8.2.6 键的校核.30 8.2.7 轴承的校核.30 8.2.8 轴上载荷的计算.32 8.2.9 按弯扭合成应力校核轴的强度.33 9 结论与展望.35 致谢.37 参考文献.39无轴搅拌机传动系统的设计51 绪论绪论1.1 无无轴轴式式搅搅拌拌机机研研究究发发展展现现状状改革开放 35 年以来，中国混凝土搅拌机市场从无到有、从小到大。目前，我国年产水泥混凝土约为 15 亿，搅拌机的年产量也居世界前列。相比较而言，我国具有的自主3m知识产权技术也很少。但随着商品混凝土的大力推广、工程建设施工的高效率化、高质量化和高效益化，推动了混凝土搅拌设备向高效率、高质量的方向不断发展，一些传统设备己经无法满足施工要求。在现有的搅拌机的基础上，对新型搅拌设备的研究和开发，提高混凝土搅拌机的设计水平，同时带动相关技术的发展，创造一个良好的生产空间；对高效混凝土搅拌机的开发，推动搅拌及机事业性能的快速发展，生产出适应市场要求、具有高可靠性和较强竞争力的搅拌机。依据新的搅拌原理，采用理论探讨和试验分析相结合的办法，能方便解决大型双卧轴搅拌机存在的低效率问题，如果生产工业化成功应用，一定为研制具有自主知识产权的高效搅拌机做出重大贡献。长期以来，国内外搅拌设备虽然种类很多，但他们的共同特点：有一根轴贯穿整个搅拌空间。“双螺旋轴搅拌机”是一种新型的“无轴”搅拌机，它具有双倍的径向进给料流，双倍的轴向进给料流，双倍的剪切力，使搅拌效率达到普通搅拌机的两倍，能耗更小。“双螺旋轴搅拌机”无水平的主轴，不会产生混凝土黏合中心轴并产生结块形成抱轴的现象，更适合于加工粘性强和添加有纤维的混凝土材料。20 世纪 70 年代未至 80 年代初，我国为了适应建筑业有关方面混凝土发展的需要，在引进国外搅拌机的基础上，研制出了 10 多种混凝土搅拌楼（站）。经过引进研究、自主开发生产等几个阶段，到本世纪初，我国搅拌机技术得到更大的发展，在产品型号和生产数量上，都达到了一定规模，出现了一批更具有自主知识产权的新产品，并开始形成了一个具有一定规模和竞争能力的产业。2006 年，我国生产装机容量 0.56的搅拌3m站 2100 多台，已成为搅拌设备的研究和生产大国。自上世纪八十年代初已经开始研制 JS 系列双卧轴混凝土搅拌机，一直到现在，已研制出从 JS35JS6000 系列搅拌机，一直处于国际领先水平，尤其从 2000 年开始采用 UG等三维软件，对搅拌机研究进行优化设计，对搅拌设备进行了动力分析和受力分析，大大提高产品的可靠性，达到国际先进水平。这些搅拌机的研制，基本满足了我国混凝土发展的需求，但随着主机市场的不断发展，新型主机的需求越来越多。无轴式搅拌机在国外也处在研究发展阶段。无锡太湖学院学士学位论文61.2 搅搅拌拌机机的的各各种种类类型型及及特特点点目前使用的搅拌机就其原理而言，其基本上可分为自落式和强制式两大类。自落式搅拌机有较长的历史，早在 20 世纪初，混凝土搅拌设备开始不断出现。50 年代后，人们研发出反转出料式和倾翻出料式的双锥形搅拌机，同时，其他一些搅拌机，如裂筒式搅拌机等相继问世。运作时，拌筒绕着水平轴线旋转，加入搅拌筒内的物料，叶片将物料提升至一定高度，然后借助自重下落，这样不断的循环运动，达到搅拌的理想效果。自落式混凝土搅拌机的结构简单，一般以搅拌塑性混凝土为主。但自落式搅拌机已不符合国家的有关标准，属于淘汰产品，所以本文不作研究。强制式搅拌机从 20 世纪 50 年代初兴起后，得到了迅速的发展和生产推广。最先出现的是圆盘立轴式强制混凝土搅拌机。这种搅拌机分为涡桨式和行星式两种。19 世纪 70年代后，随着轻骨料的出现，研制出了圆槽卧轴式强制搅拌机。实践证明，在上述混凝土搅拌设备的搅拌主机在工作中经常出现混凝土 “抱轴”现象。如果不及时停机清除，“抱轴”的混凝土会越来越多，将会引发搅拌机电机因过载而堵转，造成电机烧毁。1.3 无无轴轴式式搅搅拌拌机机特特点点无轴式搅拌机与以上所述的各种卧轴式搅拌机相比有以下一些优点：（1）解决了搅拌机运作中普遍存在的抱轴现象；（2）减小了因搅拌臂的重量产生的大量弯矩；（3）解决了因搅拌臂的安装而产生的偏心力，缓解了对轴端的冲击；（4）搅拌机上安装搅的拌臂和连接套数量大，占用搅拌筒的空间大，减少了筒内的有效容积，无轴搅拌机搅拌装置结构简单，构思灵活，有效提高了搅拌筒的搅拌容积；（5）无轴式搅拌机不需搅拌臂的更换，维修也方便，大大降低了工人的工作量；（6）减少了由于抱轴引起的冲洗次数，节约用水量，同时也减少了对环境的污染，成本得到降低；1.4 搅搅拌拌机机的的分分析析及及设设计计任任务务 1.4.1 搅拌机常见问题的原因分析搅拌机常见问题的原因分析实际工作中，搅拌机的搅拌主体在工作中经常出现混凝土“抱轴”现象。如果不及时停机清除，“抱轴”的混凝土会越来越多，将会引起电机过载而发生堵转，造成电机烧毁或产生破坏。经过调查和研究，普遍赞同搅拌机 “抱轴”产生的原因是可以避免的，原因可以分为两大类：设计不当和使用不规范。表现形式如下：(1) 投料设备设计的不合理。比如物料和进水口位置及方向设计不合理，导致轴上堆积大量物料，粘结在轴上的物料卡住转轴；无轴搅拌机传动系统的设计7(2)进水口方向和冲洗方向不得当，另外冲水压力过低也是原因之一。冲洗搅拌筒时，搅拌器上粘着的大量物料清理不掉；(3) 搅拌筒的容积存在不合理利用率，容积利用率太小，搅拌时，搅拌轴在混凝土上面，粘附在上面的物料得不到搅拌，从而慢慢凝固，阻碍轴的转动；（4）操作人员在设备搅拌卸料后，没有及时清理搅拌罐，同时搅拌轴上残留的混凝土发生凝固，搅拌轴的表面上残留粗糙不平的物料，干燥后凝固在轴上，以后就会越聚越多影响搅拌轴转动。 1.4.2 无轴搅拌的理念无轴搅拌的理念长期以来，国内外搅拌机虽难种类繁多，但他们的共同特点就是有一跟轴贯穿整个搅拌空间。 “双螺旋轴搅拌机”是一种新型的“无轴”搅拌机，其叶片形状如图 1.1 所示。它具有双倍的径向物料流，双倍的轴向物料流，双倍的剪切力，使搅拌效率是普通搅拌机两倍多，能耗更小。“双螺旋轴搅拌机”无水平的主轴，不会产生混凝土骨料黏合中心轴上结块形成抱轴现象，利于加工粘性较强和添加有纤维的特种混凝土材料。无搅拌臂的阻碍，使其空间更大。但是仅对其搅拌部分进行的改进还是不能达到真正的提高效率、节约能源的效果，所以这次我们在对一些公司、工厂进行调研后，对其传动部件进行深入研究确定了最初方案，对机器进行改良，并达到理想效果。1.4.3 基本设计任务基本设计任务毕业设计的主要任务主要有：1、拟定传动方案；2、对减速器进行设计计算；3、绘制搅拌机装配部件装配总图一份和组要零件图六份；图 1.1“无轴”搅拌机叶片形式无锡太湖学院学士学位论文84、按指定格式和要求撰写毕业设计计算说明书。 1.4.4 毕业设计的目的毕业设计的目的毕业设计是对学生进行工程师基本训练的重要环节，通过毕业设计能达到以下目的：（1）巩固、熟悉并综合运用所学的知识；（2）培养理论联系实际的学风；（3）熟悉进行机械设计的一般步骤和常见问题，掌握机械设计的一般技巧；（4）学会查阅运用技术资料；初步掌握对专业范围内的生产技术问题进行研究的能力。1.5 课课题题研研究究背背景景及及意意义义 1.5.1 课课题题研研究究背背景景随着市场经济的不断发展，同时国家加快城市建设、场所设施建设、高铁事业等全面展开，并伴随着一大批国家建设项目的启动，国内对无轴搅拌机的需求量越来越多。这为无轴搅拌行业提高了发展的进程。商品混凝土的大力推广和工程建设施工的高效益化、高质量化、高效率化，从实际上推动了无轴搅质量，此外，搅拌设备的使用性能和研发方面得到迅速提高和发展。同时，从市场需求看，随着高速公路建设的普及和高速铁路建设的启动，施工质量被用户要求的越来越高，一些传统搅拌设备已无法满足越来越高的施工要求。 1.5.2 课课题题研研究究意意义义本课题通过理论分析，针对无轴搅拌机主要参数进行理论分析；确定搅拌机主要参数，完成课题研究内容，为无轴搅拌机的设计提供参考。重点需要解决的问题是搅拌机中螺旋叶片的设计。利用 SOLIDWORK 完成各部分设计，并在此基础上完成二维工程图的设计。要求图样绘制及标识符合国家标准。图面布局和比例合理、图线清晰、表达正确。通过这次毕业设计，希望对自己未来的事业和工作有所帮助，并提高自己各方面的能力，为以后的发展打下坚实的基础。由于本人水平有限，经验不足，设计过程当中存在许多不足之处，希望各位老师给予指教，一定虚心改正以期有更大的提高，在此致谢！无轴搅拌机传动系统的设计92 传动方案及电动机的选择传动方案及电动机的选择2.1 传动方案的选择传动方案的选择机器通常是由原电机，传动系统和工作机三部分所组成。传动系统是将原动机的运动和动力进行传递与分配的作用，可见，传动系统是机器的重要组成部分。传动系统的质量与成本在整台机器中占有很大比重。因此，在机器中传动系统设计的好坏，对整部机器的性能、成本以及整体尺寸的影响都是很大的。所以合理地设计传动系统是机械设计工作地一重要组成部分。合理的传动方案首先应满足工作机的性能要求，其次是满足工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、使用维护方便、工艺性和经济性好等要求。很显然，要同时满足这些要求肯定比较困难的，因此，要通过分析和比较多种传动方案，选择其中最能满足众多要求的合理传动方案，作为最终确定的传动方案。图 2.1 传动方案图方案（b）方案（c）方案（a）无锡太湖学院学士学位论文10为此，我们设计了如下三种传动方案，分别如图 2.1 所示。下面进行分析和比较：在图 2.1 方案（a）中采用两级圆锥圆柱齿轮减速器，这种方案结构尺寸小、传动效率高，适合于较差环境下长期工作；方案（b）采用 V 带轮传动和一级闭式齿轮传动，这种方案外廓尺寸较大，有减震和过载保护作用，V 带传动部适合恶劣的工作环境；方案（c）采用一级闭式齿轮传动和一级开式齿轮传动，成本较低，但使用寿命较短，也不适合于较差的工作环境。以上三种方案虽然都能满足搅拌机传动系统的要求，但结构尺寸，性能指标，经济性能等方面均有较大差异。结合搅拌机的各种性能要求及工作环境，最后确认（b）方案为最终方案。2.2 电动机选择电动机选择Y 系列三相交流异步电动机由于其有结构简单、价格低廉、维护方便等优点，故其应用最广，本传动方案的点击也选用 Y 系列电动机。电动机的功率选择是否合适，对电动机的正常工作和经济性都有影响，电动机功率的确定组要与其载荷大小、工作时间长短、发热多少有关，对于长期连续工作，载荷较稳定的机械，根据电动机所需的功率 Pd 来选择，而不必校验电动机的发热和启动力矩。选择时应使电动机的额定功率稍大于电动机所需功率。由厂方提供的数据和查阅相关手册，选择电动机为 Y200L-8 搅拌轴转速 50r/minY200L-8 型电动机有关技术数据及相应总传动比如下表 2.1：表 2.1 电机技术参数电动机型号额定功率（kw）同步转速r/min满载转速r/min总传动比Y200L-81575073014.6 Y200L-8 型电动机：中心高：H=200mm 轴伸出部分用于装带轮轴段的直径和长度为：D=55mm E=110mm键槽尺寸: 宽度 F=16mm：深度 l=6mm无轴搅拌机传动系统的设计113 传动比的计算与分配传动比的计算与分配3.1 计算总传动比计算总传动比根据电动机的满载转速和工作机所需转速，按下式计算机械传动系统的总传动mnwn比：i 6 .1450730wmnni（3.1）另一方面：由机械设计课程可知，机械传动系统的总传动系统的总传动比应等于各i级传动比的连乘积即： nniii 21（3.2）3.2 传动比的分配传动比的分配在设计多级传动的传动系统时，分配传动比是设计中的一个重要问题。传动比分配得不合理，会造成结构尺寸大，相互不协调，成本高，制造和安装不方便等。为此，根据机械手册中的推荐值，选取带传动的传动比，故锥齿轮传动的传动比： 14.5i 213.2iii（3.3）无锡太湖学院学士学位论文124 传动运动参数的计算传动运动参数的计算从电机到工作轴间共有一幅带轮，两根轴，分别为轴，轴。IIIII4.1 各级转速各级转速令小带轮的转速为，轴的转速为，轴的转速为。InIIIInIIIIIIn 0mInni（4.1）式中：电机的满载转速（r/min）mn 电机轴至小带轮的传动比 =10i0i min/730rnImin/22.1625 . 47301rinnIIImin/69.502 . 322.1622rinnIIIII4.2 各级的输入功率各级的输入功率令小带轮的输入功率为，轴的输入功率为，轴的输入功率为IPIIIIPIIIIIIP 01IdPP（4.2）式中：电动机实际输出功率dP 电动机轴与小带轮间的传动效率。=10101 kwppdI15 V 带传动效率 =0.9502IIIpp0202 =15 0.95=14.25kwIIP 03IIIIIpp（4.3）其中：2103式中：滚动轴承传递效率 =0.9811 锥齿轮传动的效率 =0.97 （7 级精度）22无轴搅拌机传动系统的设计13 55.1397. 098. 025.1421IIIIIpp4.3 各级转矩各级转矩 001IdTTi（4.4）式中：电动机轴的输出转矩：dT1595509550196.23730ddmPTn 23.1961123.196IT同理可得：mNiTTII88.83895. 05 . 423.1960211 mNiTTIIIII82.2551032无锡太湖学院学士学位论文145 V 带轮传动的设计计算带轮传动的设计计算5.1 设计准则设计准则带传动的主要失效形式为打滑和疲劳破坏。因此，带轮传动的设计准则为：在保证带轮传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。5.2 原始数据及设计内容原始数据及设计内容 5.2.1 原始数据：原始数据：传递的功率 P=15kw，转速： 1730 /minnr21622.22 /minnr 5.2.2 设计内容：设计内容：确定带的截型、长度、根数、传动中心距、带轮基准直径及结构尺寸等。5.3 设计步骤和方法设计步骤和方法 5.3.1 确定计算功率确定计算功率caP 计算功率是根据传递的功率 P，并考虑到载荷性质和每天运转时间长短等因素的caP影响而确定的，即：（5.1）PKPAca式中：计算功率，单位为 kwcaP P传递的额定功率，单位为 kw 工作情况系数AK由新编机械设计手册（以下简称手册）表 7-30 查得=1.1AK 5 .161 . 115PKPAca 5.3.2 选择带型选择带型根据和小带轮转速，由手册图 7-4，选择带型为：普通 V 带 B 型。caP1n 5.3.3 确定带轮的基准直径确定带轮的基准直径和和1dd2dd无轴搅拌机传动系统的设计151）初选小带轮的基准直径1dd 根据 V 带截型，参考手册表 7-28，表 7-22 选取。为了提高 V 带的寿1mindddd命，宜选取较大的直径，取：mmdd1401 2）验算带轮的速度根据公式：来计算带的速度，并应使，对于普1000601000601000601000601212211111ndndvndndvdpdpmaxvv 通 V 带轮smv/3025max经计算得，故选取合适。smv/3025max1dd 3）计算从动轮的基准直径2dd 7 .6235 . 4)01. 01 (140)1 (2112nndddd）（01. 0（5.2）并按 V 带轮的基准直径系列表 7-22，取mmdd6302 5.3.4 确定中心距和带轮的基准长度确定中心距和带轮的基准长度dL 由于中心距未给出，所以根据传动的结构需要初定中心距，取：0a )(27 . 021210ddddddadd）（5.3）计算得： mmamm15405390 根据结构要求取 mma6000根据带传动的几何关系，按下式计算所需要的带轮的基准长度 mmaddddaLddddd94.25086004490770214. 360024)()(2220201221（5.4）无锡太湖学院学士学位论文16根据，由手册表 7-18，查取dL，mmLd2500 由于 V 带传动的中心距一般式可以调整的，故可采用下式作近似计算，取实际中心距a: mmLLaadd53.59520（5.5）考虑到安装调整和补偿预紧力（如带的伸长而松弛后的张紧）的需要，中心距的变动范围为： mmLaad03.558015. 0min（5.6） mmLaad03.63303. 0max（5.7） 5.3.5 验算主动轮上的包角验算主动轮上的包角1 根据对包角的要求，应保证： 1277 .1325 .57a-180121dddd（5.8）所以：符合要求。1 5.3.6 单根单根 V 带传递的额定功率带传递的额定功率根据带型、和，查手册表 7-38 得：1dd1n 62. 013. 311PkwP 5.3.7 确定带的根数确定带的根数 Z 11)(KKPPPZaca（5.9）式中：考虑包角不同德影响系数，简称包角系数，查表 727 得：aK87. 0aK考虑带的长度不同时的影响系数，简称长度系数，查表 731 得：lK11. 1lK 单根 V 带的基本额定功率。1P 计入传动比的影响时，单根 V 带额定功率的增量。P6 . 411. 187. 0)62. 013. 3(5 .16Z 查表圆整取 Z=5。无轴搅拌机传动系统的设计17 5.3.8 确定带的预紧力确定带的预紧力0F根据公式： 20) 15 . 2(500mvKvzPFaca（5.10）其中：mV 带单位长度质量，查表 7-33 得：m=0.17 NF69.5820NFFp52.53372sin210NPFp27.80065 . 1max无锡太湖学院学士学位论文186 V 带轮设计带轮设计6.1 V 带轮的设计内容带轮的设计内容根据带轮的基准直径和带轮转速等已知条件，确定带轮的材料、结构形式、轮槽、轮辐和轮毂的几何尺寸、公差和表面粗糙度以及相关技术要求。6.2 设计要求设计要求设计 V 带轮时应满足的要求有：质量小，结构工艺性好，无过大的铸造内应力，质量分布均匀，转速高时要经过动平衡，轮槽工作面邀精细加工，以减少带的摩损，各槽的尺寸和角度应保持一定的精度，一使载荷分布较为均匀等。6.3 带轮材料的选择及结构形式带轮材料的选择及结构形式 6.3.1 材料的选择材料的选择选取大小带轮的材料都为为 HT200。 6.3.2 结构形式结构形式无轴搅拌机传动系统的设计19V 带轮的结构形式与基准直径有关。当带轮基准直径为（d 为安装带轮的轴dda5 . 2的直径）时，可采用实心式；当时，可采用腹板式；当，同时mmda300mmda300时，可采用孔板式；当时，可采用轮辐式。mmdD10011mmda300所以，本传动方案中的大带轮选用轮辐式，小带轮采用实心式进行制造。具体结构尺寸详见零件图。6.4 V 带轮的轮槽带轮的轮槽根据所选的带型为普通 V 带 B 型槽，轮槽的结构图如图 6.1 所示。其具体的参数如表 6.1 所示：表 6.1 V 带轮的各种参数基准宽度（节宽）db14基准线上槽深minah3.5基准线下槽深minfh10.8槽间距 e4 . 019第一槽对称面至端面的距离 f21 -5 .12带轮宽 BB=（z-1）e+2f=101mm带轮外径admmhddada14721小mmhddada63722大图 6.1 轮槽结构尺寸图无锡太湖学院学士学位论文20带轮节圆直径dd140630中心距a859.9mm带的根数 z5角度386.5 V 带轮传动的张紧带轮传动的张紧 V 带传动运转一段时间以后，会因为带的塑性变形和磨损而松弛。为了保证带传动正常工作，应定期检查带的松弛程度，采用相应的补救措施。本带轮的张紧装置采用定期张紧，即：采用定期改变中心距地方法来调节带的初拉力，使带重新张紧。7 锥齿轮传动的设计计算锥齿轮传动的设计计算7.1 选定精度等级，材料及齿数选定精度等级，材料及齿数 7.1.1 齿轮精度等级的选择齿轮精度等级的选择由于其负责将动力输入，并采用封闭式润滑，故可选用 7 级精度。 7.1.2 材料选择材料选择选择铸钢或铸铁等材料；家用及办公用机械的功率很小，但要求传动平稳、低噪音或无噪声，以及能在少润滑或无润滑状态下正常工作，因此常选用工程朔料作为齿轮材料。总之，工作条件的要求是选择齿轮材料时首先应考虑的因素。另外也应考虑齿轮尺寸的大小、毛胚成形方法及热处理和制造工艺等其他常用原则。经分析对比，最终选小齿轮材料为 20 Cr，小齿轮调质后表面淬火处理 55HRC，大齿轮选用 45 刚，表面淬火处理 45HRC。 7.1.3 齿数选择齿数选择无轴搅拌机传动系统的设计21 选用小锥齿轮齿数为，故大锥齿轮齿数201Z64202 . 3122ZiZ7.2 按齿面接触强度设计按齿面接触强度设计由设计计算公式进行计算，即： 32121)5 . 01 ()(92. 2RHEtKTzd（7.1） 7.2.1 确定公式内的各计算数值确定公式内的各计算数值 1）试选载荷系数 3 . 1K 2）计算小齿轮传递的转矩：mNTTIII88.838 3）选齿宽系数：R3 . 0R 4）机械设计书表 10-6 查取材料的弹性影响系数：218 .189 MPZE 5）由机械设计书中图 10-21 按齿面硬度查得：小齿轮的接触疲劳强度MPaH11501lim大齿轮的接触疲劳强度MPaH10002lim6）由书机械设计中式 hnjlN60（7.2）计算应力循环次数，其中，使用寿命为 10Y，一天工作 12 小时，一年按工作 300 天，检修期为 3 年。 81105 . 360hIIjlnN82101 . 160hIIIjlnN 7)由书机械设计中图 10-19 查得： 121HNHNKK8）计算许用应力取失效概率为 1%，安全系数 S=1，有公式 SKNlim（7.3） MPaSKHHN11501lim11H MPaSKHHNH10002lim22无锡太湖学院学士学位论文22 7.2.2 计算计算 1）计算小齿轮代入中较小的值td1HmmKTzdRRHEt14.112)5 . 01 ()(92. 232121 2）计算：圆周V smndVIIt/95. 01000601（7.4） 3）计算齿宽：b 64.3314.1123 . 01tRdb（7.5） 4）计算 b/h模数： 607. 52014.112/11zdmtt（7.6）齿高： 616.1225. 2tmh（7.7） 667. 2/hb（7.8） 5）计算 K：根据 V=0.95m/s、七级精度，查机械设计书中图 10-8 得，动载荷系数；9 . 0vK同样在表 10-3 查得：；由表 10-2 查得。齿向载荷分布系数：1FHKK25. 1AK 由表 10-9 查得： beHHFKKK5 . 125. 1beHK故得： 875. 1HFKK故得出： 109. 2HHVAKKKKK（7.9） 6)校正分度圆直径，公式： mmKKddtt77.131311（7.10） 7）计算模数： 59. 620/77.131/11zdm（7.11）无轴搅拌机传动系统的设计237.3 按齿根弯曲强度设计按齿根弯曲强度设计设计公式为： 3221211)5 . 01 (4FsaFaRRYYzKTm（7.12） 7.3.1 确定公式内的各计算数值确定公式内的各计算数值（以下图表均由机械设计书中查得） 1）由图 10-20 查得：小齿轮 MPa7201FE大齿轮 MPa600FE2 2）由图 10-18 查得：9 . 021FNFNKK 3）计算许用应力： 64817209 . 0111SKFEFN 54016009 . 0222SKFEFN 4）计算 K： 109. 2HHVAKKKKK 5）查取：FaY 由表 10-5 查得： 8 . 21FaY28. 22FaY 6）查取应力校正系数：由表 10-5 查得： 55. 11SaY73. 12SaY 7）计算大小齿轮的 FSaFaYY MPa006698. 0111FSaFaYY MPa0073044. 0222FSaFaYY 75. 31)5 . 01 (4322121FsaFaRRYYzKTm（7.12）显然大齿轮数值大。小齿轮齿数计算：无锡太湖学院学士学位论文24 2975. 3/77.131/11mdz（7.13）大齿轮齿数：92292 . 312zz经上述设计，即满足了接触疲劳强度，同时也符合齿根疲劳强度并做到结构经凑，避免浪费。7.4 几何尺寸计算几何尺寸计算 7.4.1 计算分度圆直径计算分度圆直径 10975.10875. 32911mzd（7.14）34575. 39222mzd 7.4.2 锥距锥距 mm72.182212 . 310921221dR（7.15） 7.4.3 计算齿轮宽度计算齿轮宽度 mmRbR5572.1823 . 0（7.15） 7.4.4 锥齿轮的结构设计锥齿轮的结构设计经计算、分析对比，小锥齿轮设计为齿轮轴形式，大锥齿轮设计为腹板式。参数： m=3.75 i=3.2129z 292z 无轴搅拌机传动系统的设计258 轴的设计计算轴的设计计算轴的结构设计包括定出轴的合理外形和全部结构尺寸。轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理地确定轴的结构形式和尺寸。轴的结构设计不合理，会影响轴的工作能力和轴上零件的工作可靠性，还会增加轴的制造成本和轴上零件装配的困难度。因此，轴的结构设计是轴设计中的重要内容。下面根据上述原则对轴进行设计计算。8.1 I 轴的设计计算轴的设计计算（锥齿轮轴锥齿轮轴） 8.1.1 材料材料由机械零件设计手册中的图表查得，选用 40，调质处理，HBS=241286。rC，，MPab700MPas500MPat5535 8.1.2 初定轴的最小直径初定轴的最小直径根据机械设计书中表 15-3，取=110 于是得：0A mmnPdII9 .4822.16225.14110332min（9.1） I 轴的最小直径显然是安装大带轮的直径。ABId 现取。mmd80min 8.1.3 根据轴定位的要求确定轴的各段直径和长度根据轴定位的要求确定轴的各段直径和长度现根据具体要求确定轴的各段直径和长度如下图 9.1 所示：无锡太湖学院学士学位论文26图 9.1 小锥齿轮图 8.1.4 小锥齿轮的受力分析小锥齿轮的受力分析圆周力： NdTFmIIt43111081. 11065.9288.83822（9.2）径向力： NFFtr3111103 . 6costan（9.3）轴向力： NFFta31111098. 1sintan（9.4）法向载荷： 41.93 10costNFF（9.5） 8.1.5 键的校核键的校核选用 A 型普通键，轴键、轮毂的材料都用 20 刚。取 L=80mm 1422hb（9.6） MPaKldTbIIb4101023（9.7）式中：T传递的转矩； K键与轮毂、键槽的接触高度 K=0.5h=7 l键的工作长度：l=L-b=58mm； d轴的直径； MPaMPabb4106 .51805871088.83823无轴搅拌机传动系统的设计27 8.1.6 I 轴轴承的校核轴轴承的校核（30212）查手册有：C=102000N；； Y=1.5； e=0.4；0130000C 图 9.2 轴的受力图（1）求轴承的载荷（如上图 9.2）已知： NFae31098. 1NFre3103 . 6故得径向载荷： NFr311015. 3 NFr321045. 9 轴向力： NYFFrd3111005. 12 NYFFrd3221015. 32与同向且2dFaeF3215.13 10daedFFNF所以指向轴承 1.即轴承 1 为紧端，轴承 2 为松端。故有： NFFFaeda3211013. 5 NFFda3121005. 1 （2）求轴承当量动载荷 eFFra63. 11101X5 . 11Y eFFra11. 02211X01Y 由机械设计手册中表 13-6 查得：1.2pf NFYFXfParp31111110746.10)( NFYFXfParp3222221034.11)( （3）求轴承的寿命 hhhPcnLn108001230031055. 1)(6010531026（9.8）故所选轴承可用。无锡太湖学院学士学位论文28 8.1.7 轴上载荷的计算轴上载荷的计算图 9.3 轴的受力及弯扭图无轴搅拌机传动系统的设计29 由图 9.3 弯矩和扭矩图可以看出截面 B 是轴的危险面，将计算出的截面 B 处的、HM及 M 列如下表 9.2：VM表 9.2 截面 B 处的弯矩表载荷水平面 H垂直面 V支反力 FNFNH311005. 9NFNH421072.92NFNV3110992. 0NFNV321029. 7弯矩mmNMIH51005. 9mmNMIV41015. 3总弯矩mmNMMMIVIHt4221058. 9扭矩mmNTII51038. 8 8.1.8 按弯扭合成应力校核轴的强度按弯扭合成应力校核轴的强度（9.9）122)(WTMIIIca 式中：W轴的抗弯截面系数：3mm 对称循环应力的轴的许用应力：MPa 1 - 轴的计算应力：Mpaca 轴所受弯矩：IMmN 轴所受的扭矩：IITmN 有相关资料查得：；。6 . 0 MPa701 -330.10.1 60IBWd所以 1325247 .23601 . 0)1038. 86 . 0()1058. 9(MPaca所以所设计的轴符合强度要求。8.2 II 轴的设计计算轴的设计计算 8.2.1 材料材料无锡太湖学院学士学位论文30 选用 45 钢，调质处理，HBS=217255；MPab650MPas360 8.2.2 初定最小直径初定最小直径取0118A （9.10）IIdmmnPAIIIIII7630minII 轴的最小直径是安装联轴器的直径IId 8.2.3 联轴器的选择联轴器的选择计算转矩: （9.11）IIIAcaTKT查表 14-1 得 7 . 1AK mNTca094.433882.25517 . 1选取联轴器型号： 17280172856JAZCL 8.2.4 根据轴的定位要求，确定各段直径和长度根据轴的定位要求，确定各段直径和长度现根据具体要求确定轴的各段直径和长度如下图 9.4 所示：图 9.4 轴的尺寸图 8.2.5 大锥齿轮轴的受力分析大锥齿轮轴的受力分析圆周力：4211.81 10ttFFN无轴搅拌机传动系统的设计31 径向力：3211.98 10raFFN 轴向力：3216.3 10arFFN 8.2.6 键的校核键的校核材料均选用 20 钢 II1 键的型号： GB/T10961001222lhb II2 键的型号： GB/T1096801628lhb校核公式： bIIIbKldT3102（9.12）其中：；；；110.56kh11178lLb180d ；；；220.58kh22252lLb295d MPab410 故键 II1 能用； bb32.136807861082.2551231 故键 II2 能用； bb14.129955281082.2551231 8.2.7 轴承的校核（轴承的校核（32218）已知： C=270000N；Y=1.4；e=0.420395000CN ；NFFFrtIIre422221082. 1NFFaIIae32103 . 6图 9.5 轴承的受力分析图（1）轴承的径向力： 316.46 10IIrFN 421.17 10IIrFN 轴向力： 33116.46 102.31 1022 1.4IIrIIdFFNY 332211.71 104.18 1022 1.4IIIIdFFNY无锡太湖学院学士学位论文32 由于与同向且1IIdFIIaeF12IIdIIaeIIdFFF 所以指向轴承 2，即轴承 1 为松端，轴承 2 为紧端。故有： 3124.18 10IIaIIdFFN3218.61 10IIaIIdIIaeFFFN （2）求轴承的当量动载荷 110.65IIaIIrFeF4 . 01X4 . 11Y 220.74IIaIIrFeF4 . 02X4 . 12Y由机械设计手册中表 13-6 查得：1.2pf NFYFXfPIIaIIrP3111111012.10)(NFYFXfPIIaIIrP3222221008.20)( （3）求轴承的寿命 hhhPcnLn10800123003109 . 1)(6010631026 故所选轴承可用。 8.2.8 轴上载荷的计算轴上载荷的计算无轴搅拌机传动系统的设计33图 9.6 轴的受力及弯矩图由图 9.6 弯矩图和扭矩图看出，截面 B 为轴的危险截面，将计算出的截面 B 处的、HM及 M 列如下表 9.3：VM表 9.3 截面 B 处弯矩表载荷水平面 H垂直面 V支反力 FNFNH311042. 6NFNH321068.11 NFNV311099. 9NFNV321001. 8弯矩 mmNMIIH31044.969mmNMIIV611051. 1mmNMIIV521065. 6总弯矩mmNMMMIIVIIHII5221094.17扭矩mmNTIII61055. 2 8.2.9 按弯扭合成应力校核轴的强度按弯扭合成应力校核轴的强度无锡太湖学院学士学位论文34 122)(WTMIIIIIca（9.13）式中：

温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。