滚筒式蔬菜清洗机设计(毕业论文+全套CAD图纸)(答辩通过)

充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 充值下载文档就送全套 CAD 图纸 扣扣加 414951605 毕业设计说明书 题目名称 ： 滚筒式清洗机 毕业 设计说明书 摘要 滚筒式清洗机是借圆形滚筒的转动，使原料在其中不断地翻转，同时用水管喷射高压水来冲洗翻动的原料，以达到清洗目的。污水和泥沙由滚筒的网孔经底部集水斗排出。该机适合清洗柑橘，橙，马铃薯等质地较硬的物料 。 本滚筒式清洗机，是一种比较实用的食品初加工机械，它是由机架、电机、皮带传动系统、减速器、联轴器、链轮传动系统、轴承、螺旋式滚筒、冲洗水管、挡料板、出料机构组成。 电机、减速器固定在机架上，电机通过皮带传动系统与减速机相连，减速机通过联轴器与小链轮相连，大链轮带动滚筒上的摩擦轮而使得滚筒转动，滚筒内部有螺旋导板，在旋转的同时，带动食品排出，本新型滚筒式清洗机具有结构简单、能耗低、工作可靠、制造成本低和节约用水的优点。 关键字：清洗机 加工机械 系统 转动 毕业 设计说明书 Abstract Drum type washing machine is a circular cylinder by rotation, in which the raw materials continue to flip, while high-pressure water spray with a hose to wash turning raw materials to achieve the cleaning purpose. Water and sediment from the bottom of the drum set by Pelton mesh discharged. Washing machine for citrus, orange, potatoes and other hard materials textur，The drum washing machine, is a relatively early use of food processing machinery, which is from the rack, motor, belt drive system, reducer, coupling, sprocket drive system, bearings, spiral rollers, wash water , block plate, the material agencies. Motor, gear rack fixed to the motor through the belt drive system is connected with the reducer, speed reducer is connected through the coupling and the small sprocket, large sprocket driving the friction wheel roller and makes rotating drum, drum inside have a spiral Guides， in the rotation ，at the same time, promote food discharge, this new type of drum type washing machine has benefits of simple structure, low energy consumption, reliable, low manufacturing cost and water conservation Keyword ： washing machine food processing machinery system rotating 买文档送全套图纸 扣扣 414951605 毕业 设计说明书 毕业 设计说明书 目 录 1 引言 . 1 2 总体方案的论证 . 2 3 传动方案的 论证 . 3 3.1 方案一 齿轮传动 . 3 3.2 方案二 带传动 . 3 3.3 方案三 链传动 . 4 4.结构设计 . 5 4.1 选用电动机 . 5 4.2 机械传动装置的总体设计与计算 1 . 6 4.3 机械传动件的设计计算 . 8 4.3.1 链传动的设计与计算 . 8 4.3.2 链条的设计与计算 . 8 4.3.3 主要失效形式 . 9 毕业 设计说明书 4.3.4 滚子链的静强度计算 . 9 4.4 链轮基本参数和主要尺寸 . 10 4.5 滚子链传动的故障与维修 .11 4.6 摩擦轮的设计与计算 . 12 4.6.1 摩擦轮方案选择 . 13 方案一 圆柱平摩擦轮传动 . 13 方案二 圆柱槽摩擦轮传动 . 13 方案三 端面摩擦轮传动 . 14 4.6.2 摩擦轮传动的主要失效形式 . 15 4.6.3 摩擦轮的材料 . 15 4.6.4 摩擦轮传动的设计和计算 . 15 4.7 轴的设计和计算 . 17 4.7.1 轴的材料 . 17 4.7.2 轴的结构设计 . 17 4.8 轴承盖的设计计算 1. 18 4.9 轴承的选择和润滑及其寿命计算： . 19 4.9.1 轴承的选择： . 19 4.9.2 轴承的润滑 . 20 5 结论 . 21 致 谢 . 22 参考文献 . 23 毕业 设计说明书 1 1 引言 食品机械行业是直接为食品工业服务的行业。食品工业的发展带动了食品机械的发展；而食品机械行业的科技进步与发展，又为食品工业发展创造了有利的物质条件，大大推动食品工业向前发展。 随着食品工业的发展，食品机械在食品工业中的地位越来越重要。现代化的 食品机械不仅可以生产出高附加值的产品，而且可以提高资源的利用率。 由于食品工业原料和产品的品种繁多，加工工艺各异，因此食品机械也相应 是门类各异，品种多样。目前，中国的食品机械分类是按机械工业部制定的分类标准（ JB3750-80）进行的，分为食品加 工专用机械和食品加工通用设备。专用机械按加工对象或生产品种不同分为 23 类，通用设备按功能不同分为 10 类， 据有关部门 1995 年统计，全国专业食品加工机械企业，约有 1920 多家，工业总产值 110 亿元，产品品种 1700 多种，近十几年来，全国食品机械行业保持年增长率 20%以上的水平。 近年来，在食品机械行业中已经形成一批不仅能够满足国内市场的需要，而且能打入国际市场的优良产品，出口创汇约 5000 万美元。 全国食品机械行业发展比较快的有北京、上海、天津、江苏、浙江、山东、辽宁、广东、福建、四川等省市。 中国许多部 委都有一批力量在从事食品机械研究和开发工作。其中原机械工业部，原国内贸易部和原轻工总会下属从事食品机械的企业数量最多，规模最大，力量最强，代表了中国食品机械发展总体水平，形成了科研、生产、销售的完整体系。 毕业 设计说明书 2 2 总体方案的论证 滚筒清洗机机的清洗机器为主要实行机构，其性能的好坏直接影响清洗机机的效率，还有传动系统和集尘装置也是清洗机机的主要机构。 方案一 清洗机器传动：由电动机经皮带轮传动主轴使摩擦轮高速旋转。滚筒传动：由电动机经链轮传动带动托轮，再以摩擦传动滚筒。 方案二 清 洗机器传动：由电动机经齿轮传动主轴使摩擦轮高速旋转。滚筒传动：由电动机经由皮带轮传动带动托轮，再以齿轮传动滚筒 方案三 清洗机器传动：由电动机经链轮主轴使得摩擦轮高速旋转。滚筒传动：由电动机经由齿轮传动带动托轮，再以齿轮传动滚筒。 方案一结构紧凑，布局合理，传动简单，可靠性高，使用寿命可以得到保障，制造成本低，加工简单。方案二、三效率比较低，加工成本高。经过三个方案的比较，选用方案一。 图 2-1 总装图 毕业 设计说明书 3 3 传动方案的 论证 3.1 方案一 齿轮传动 图 3-1 齿轮传动 齿轮传动的主要优点是：瞬时传动比恒定，工作平稳，传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力；适用于功率和速度范围广，功率从接近于零的微小值到数万千瓦，圆周速度从很低到 300m/s；传动效率高， =0.920.98，在常用的机械传动中，齿轮的传动效率较高；工作可靠，使用寿命长；外廓尺寸小，结构紧凑。 齿轮传动的主要缺点：制造和安装精度要求较高，需专门 设备制造，成本较高，不宜用于较远距离两轴之间的传动。 齿轮传动应满足的基本要求是：瞬时传动比不变，冲击、振动和噪声小，能保证较好的传动平稳性和较高的运动精度；在尺寸小、质量轻的前提下，轮齿的强度高，耐磨性好，承载能力大，能达到预期的工作寿命。 3.2 方案二 带传动 图 3-2 带传动 毕业 设计说明书 4 带传动的主要优点：缓冲和吸振，传动平稳、噪声小；带传动靠摩擦力传动，过载时带与带轮接触面间发生打滑，可防止损坏其他零件；适用于两轴中心矩较大的场合；结构简单，制造、安装和维护等均较为方便，成本低廉。 带传动的缺点：不能保证准确的传动比；需要较大的张紧力，增大了轴和轴承的受力；整个传动装置的外廓尺寸较大，不够紧凑；带的寿命较短，传动效率较低。 鉴于上述特点，带传动主要适用于：速度较高的场合，多用于原动机输出的第一级传动。中小功率传动，通常不超过 50 kw。传动比一般不超过 7，最大用到 10。传动比不要求十分准确。 3.3 方案三 链传动 图 3-3 链传动 链传动具有带传动和啮合传动的一些特点，其优点是：链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；传动尺寸比较紧凑；不需要很 大的张紧力，作用在轴上的载荷较小；承载能力大；效率高（ =0.95 0.98）。同时；链传动能吸振与缓和冲击，结构简单，加工成本低廉，安装精度要求低，适合较大中心距的传动，并能在温度较高、湿度较大、油污较重等恶劣环境中工作。 链传动的缺点是：高速运转时不够平稳；传动中有冲击和噪声；不宜在载荷变化很大和急促反向的传动中使用；只能用于平行轴间的传动；安装精度和制造费用比带传动高。 链传动的适用场合：广泛应用于中心距较大、多轴、平均传动比要求准确的传动。环境恶劣的开式传动、低速重载传动及润滑良好的 高速传动，均可采用链传动。滚子链传递的功率通常在 100kw 以下，链速在 15m/s 以下，传动比 I=7。目前其最大传递功率可达 500kw，最高中心距可达 8m。 综合分析上述三种方案，从传动效率、传动比范围、传动速度、制造成本和安装精度、传动装置外廓尺寸等方面综合考虑，本设计课题的传动方案采用方案三，即采用链传动。 毕业 设计说明书 5 4.结构设计 4.1 选用电动机 电动机的容量（功率）选得是否合适，对电动机的工作和经济性都有影响。当容量小于工作要求时，电动机不能保证工作装置的正常工作，或电动机因长期过载而过早损坏；容量过大则电 动机的价格高，能量不能充分利用，且因经常不在满载下运动，其效率和功率因数都较低，造成浪费。电机的选用要点： 选用要点一 根据机械负载特性、生产工艺、电网要求、建设费用、运行费用等综合指标，合理选择电动机的类型 选用要点二 根据机械负载所要求的过载能力、起动转矩、工作制及工况条件，合理选择电动机的功率，力求运行安全、可靠而经济 选用要点三 根据使用场所的环境，选择电动机的防护等级和结构型式 选用要点四 根据生产机械的最高机械转速和传动调速系统的要求，选择电动机的转速 选用要点五 根据使用环境温度，维 护检修方便、安全可靠等要求，选择电动机的绝缘等级和安装方式 选用要点六 根据电网电压、频率，选择电动机的额定电压、频率 总结 在选用电动机时，要努力执行国家技术经济政策，积极采用节能产品和新产品，提高综合经济效益 表 4-1 根据设计取 mrmrmrmrmr 67.0,5.0,52.0,5 7 5.0,59.054321 mbmbmb 354.1,5.1,07.0 21 滚筒外壳体积： 332212221 0557.0)575.059.0(5.114.3)( mmbrrv 壳 摩擦圆体积： 33222125 0 4 4 3.0)59.067.0(07.014.32)(2 mmbrrv 圆 护板体积： 332222423 0867.0)5.052.0(354.114.3)( mmbrrv 护 查表得 3333 /1093.0,/108.7 mkgmkg 橡胶铸铁 滚筒外壳质量： kgkgvm 46.434108.70557.0 3 壳铸铁壳 摩擦圆质量： kgkgvm 54.345108.70443.0 3 圆铸铁圆 毕业 设计说明书 6 护板质量： kgkgvm 59.801093.00867.0 3 护橡胶护 滚筒总质量： kgkgmmmm 59.8 6 0)59.8054.3 4 546.4 3 4( 护圆壳总滚筒重力： NNgmG 7 8 2.8 4 3 38.959.8 6 0 总清洗机机的最大装载量 : kgm 1.181件 工件所受重力： NNgmG 78.1 7 7 48.91.181 件件满载时每个托轮所受切向力： NNGGF 7.206436c o s)78.1774782.8433(4/c o s)( 件滚筒线速度： smsmDnvw /56.0/60/834.114.360/ 滚滚筒所需功率： kwkwFvP 31.21056.07.206422 3 滚查表得： 93.0链轮88.0摩擦99.0轴承99.0齿轮电 动机至滚筒的总效率 8.099.099.088.093.0 轴承摩擦链轮 电动机所需功率 kwkwPP 89.281.0/3.2/0 滚所以选用电动机额定功率 kwPm 3由于滚筒转速不高，可选用 Y 系列三相异步电动机，根据额定功率选用Y132M-8 型。 4.2 机械传动装置的总体设计与计算 1 图 4-1 机械传动装置 毕业 设计说明书 7 电动机选定后，根据电动机的满载转速 n m及工作轴的转速 n w即 可确定传动装置的总传动比wm nni 。 具体 分配传动比时，应注意以下几点： a. 各级传动的传动比最好在推荐范围内选取，对减速传动尽可能不超过其允许的最大值。 b. 应注意使传动级数少传动机构数少传动系统简单，以提高和减少精度的降低。 c. 应使各级传动的结构尺寸协调匀称利于安装，绝不能造成互相干涉。 d. 应使传动装置的外轮廓尺寸尽可能紧凑。 传动装置的计算： A. 电动机转速 min/710 rnm 滚筒转速 min/6.21 rnw 传动装置的总传动比 8.326.21/7 1 0 wm nniB. 分配各级传动比 因321 iiii ，取 2.21 i 2.22 i 则 7.62.2/2.2/8.32/ 12 iii C. 计算传动装置的运动参数和动力参数 a）各轴转速 1轴 min/7101 rnn m 2轴 m in/3 2 2m in/2.2/7 1 0/12 rrinn m 3轴 m in/147m in/2.2/322/223 rrinn 滚筒转速 m in/114.13/1474 rn b）各轴功率 1轴 kwPP 301 2轴 kwkwPP 79.293.0312 链轮3轴 kkwPP 73.299.079.223 齿轮滚筒的滚动功率 kkwPP 7.299.073.234 摩擦轮c）各轴转矩 轴 mNmNnPT 5.40710/39 5 5 0/9 5 5 0 111 轴 mNmNnPT 7.82322/79.29550/9550 222 将运动和动力参数计算结果整理并列于表 4-2 表 4-2 运动和动力参数表 参数 轴名 1 轴 2 轴 转速 1min/ rn 710 322 功率 kwP/ 3 2.79 转矩 mNT / 40.5 82.7 传动比 i 2.2 毕业 设计说明书 8 效率 0.93 4.3 机械传动件的设计计算 4.3.1 链传动 的设计与计算 图 4-2 链传动 4.3.2 链条的设计与计算 取小链轮齿数 151 Z 则大链轮齿数 5.375.215112 ZiZ ，取 382 Z 初定中心距，一般取 pa )5030(0 ，取 pa 300 以节距计的初定中心距 30/00 paa p链条节数 21210021 2/)(22/)( ZZaaZZL ppp 21 )14.32/()1538(303022/)3815( 87 取 88pL（取偶） 计算额定功率 kwkwKKK PKP mlzA 88.11965.0775.0 310 链 查表得 ,7 75.0,0.1 zA KK 1,965.0 ml KK ）（查表并用线性插值得 AK 为工况系数， zK 为齿数系数， lK 为链长系数， mK 为排数系数， 根据 01,Pn 查得：应选用单排 12A 型滚子链， p=19.05mm 链条长度 毕业 设计说明书 9 mmpLL p 68.11000 05.19881000 计算中心距 apc kZZLpa )2( 21 ，查表 24825.0ak mmmma c 5822 4 8 25.0)3815882(05.19 实际中心距 aaa c ,一般 caa )004.0002.0( mma 580 链条速度 smsmPnZv /23.0/100060 05.194815100060 11 有效圆周力 NNv PF t 7.652123.0 42.110001000 作用在轴上的力 F tA FKF )20.115.1( NF 7500 4.3.3 主要失效形式 a）链条疲劳破坏 在闭式链传动中：链条零件受循环应力作用，经过一定的循环次数链板发生疲劳断裂，滚子、套筒发生冲击疲劳破裂。在正常润滑情况下疲劳破坏是决定 链传动能力的主要因素。 b）链条铰链磨损 主要发生在销轴和套筒上。磨损后链条总长伸长，因而链条垂度增大，导致啮合情况恶化。如动载荷增大易发生跳齿传动时振动噪声增大。润滑不良。开式传动多发生磨损失效。 c) 胶合 润滑不当或转速过高时销轴和套筒构成的摩擦表面易发生胶合。 d）链条过载拉断 常发生于低速重载情况下。 4.3.4 滚子链的静强度计算 在低速（ 0.6m/sv ）重载链传动中，链条的静强度占主要地位。如果仍用额定功率曲线选择计算，结果常不经济，因为额定功率曲线 上各点相应的条件性安全系数 S 为 820，远比静强度安全系数大。当进行耐疲劳和耐磨损工作能力计算时，若要求的使命寿命过短，传动功率过大，也需进行行链条的静强度验算。 链条静强度计算公式为 QKS m inm SFK A （ 4-1） 式中 S 为静强度安全系数； AK 为工况系数； mK 为排数系数； F 为有效圆周力； 毕业 设计说明书 10 kNNF 5 2 1 7.67.6 5 2 1 ,并查表得 1AK ， 1mK ， kNQ 1.31min 所以 8.452 17.61 1.311 SS 为许用安全系数，一般为 48；如果按最大尖峰载荷 maxF 来代替 FKA 进行计算，则可为 36；若速度较低，从动系统惯性较小，不太重要的传动或作用力的确定比较准确时 , S 可取小值； minQ 为单排链极限拉伸载荷。 因为此传动速度较低 S 可取最小值，取 4 S 所以 SS 满足要求 4.4 链轮基本参数和主要尺寸 链轮齿数 38,15 21 ZZ 配用链条的节距 mmp 05.19 配用链条的滚子外径 mmd 91.11 小链轮分度圆直径 mmmmZpd 25.95s in05.19s in 1518011801 小链轮齿顶圆直径 dpdd a 25.11m a x1 mmmm 15.107)91.1105.1925.125.95( dpZdd a )6.11( 11m in1mmmm 5.10091.1105.19)15 6.11(25.95 取 mmd a 1051 小链轮齿根圆直径 mmmmddd f 35.8391.1125.9511 大链轮分度圆直径 mmmmZpd 230s in 05.19s in3818021802 大链轮齿顶圆直径 dpdd a 25.12m a x2 mmmm 9.241)91.1105.1925.1230( dpZdd a )6.11( 22m in2mmmm 4.23891.1105.19)38 6.11(230 取 mmd a 2402 大链轮齿根圆直径 毕业 设计说明书 11 mmmmddd f 1.21891.1123022 链轮齿宽 bbf 95.01 查表得 mmb 57.12 , b 为链条内节内宽 所以 mmmmb f 1257.1295.01 mmmmpb a 5.205.1913.013.0 图 4-3 齿形 4.5 滚子链传动的故障与维修 表 4-3 滚子链传动的故障与维修 故障 原因 维修措施 链板或链轮齿严重侧磨 1.各链轮不共面 2.链轮端面跳动严重 3.链 轮支承刚度差 4.链条扭曲严重 1.提高加工与安装精度 2.提高支承件刚度 3.更换合格链条 链板早期疲劳开裂 润滑条件良好的中低速链传动，链板的疲劳是主要矛盾，但若过早失效则有问题： 1.链条规格选择不当 2.链条品质差 3.动力源或负载动载荷大 1.重新选用合适规格的链条 2.更换只连合格的链条 3 控制或减弱负载和动力源的冲击振动 滚子提前碎裂 1.链轮转速较高而链条规格选择不当 2.链轮齿沟有杂物或链条磨损严重发生爬齿和滚子被挤顶现象 3.链条质量差 销轴磨损或销轴与套筒胶合 链条铰链元件的磨 损是最常见的现象之一。正常磨损是一个缓慢发展的过程。如果发展过快则 1.润滑不良 1.清除齿沟杂物或换新链条 2.清除齿沟杂物或换新链条 毕业 设计说明书 12 2.链条质量差或选用不当 3.更换质量合格的链条。 续表 6-1 故障 原因 维修措施 外链节外侧擦伤 1.链条未张紧，发生跳动，从而与邻近物体碰撞 2.链箱变形或内有杂物 1.使链条适当张紧 2.消除箱体变形、清楚杂物 链条跳齿或抖动 1.链条磨损伸长，使节距和垂度过大 2.冲击或脉动载荷较重 3.链轮齿磨损严重 1.更换链条或链轮 2.适当张紧 3.采取措施稳定 载荷 链轮齿磨损严重 1.润滑不良 2.链轮材质较差，齿面硬度不足 1.改善润滑条件 2.提高链轮材质和齿面硬度 3.把链轮拆下，翻转 180再装上，则可利用齿廓的另一侧而延长使用寿命 卡簧、开口销等链条锁止元件松脱 1.链条抖动过烈 2.有障碍物磕碰 3.锁止元件安装不当 1.适当张紧或考虑增设导板托板 2.消除障碍物 3.改善锁止件安装质量 振动剧烈、噪声过大 1.链轮不共面 2.松边垂度不合适 3.润滑不良 4.链箱或支承松动 5.链条或链轮磨损严重 1.改善链轮安装质量 2.适当张紧 3改善润滑 条件 4.消除链箱或支承松动 5.更换链条或链轮 6.加装张紧装置或防振导板 4.6 摩擦轮的设计与计算 最简单的摩擦轮传动是由两个直接接触并相互压紧的摩擦轮组成，靠两轮接触面所产生的摩擦力来传递运动和动力。 摩擦轮传动结构简单，传动平稳，噪声小，有过载打滑保护作用，可无级调速；但由于在传动中存在弹性滑动与打滑，传动效率低，磨损快，不能保持准确的传动比，同时，作用在轴与轴承上的力较大，只宜于中小功率的传动。 毕业 设计说明书 13 4.6.1 摩擦轮方案选择 方案一 圆柱平摩擦轮传动 圆柱平摩擦轮传动的特点与应用： a）结构 简单，制造容易 b）压紧力大，宜用于小功率传动 c）为了减小压紧力，可将轮面之一用非金属材料作覆面 d）大功率传动，摩擦轮常采用淬火钢（如 GCr15，淬硬至 60HRC），并采用自动压紧卸载环 e）为降低两轴的平行度要求，可将轮面之一制成鼓形，轴系刚性差时亦应如此 f）用于回转简驱动装置、仪表调节装置等 图 4-4 圆柱平摩擦轮传动 方案二 圆柱槽摩擦轮传动 圆柱槽摩擦轮传动的特点与应用： a）压紧力较圆柱平摩擦轮传动小，当 15 时，约为其 30% b）有几何滑动，易发 热与磨损，故应限制沟槽高度为 )06.004.0(h mmd )155(1 c）加工和安装要求较高 d）传动比随载荷和压紧力的变化有少量变动 e）用于绞车驱动装置等 毕业 设计说明书 14 图 4-5 圆柱槽摩擦轮传动 方案三 端面摩擦轮传动 端面摩擦轮传动的特点与应用： a）结构简单，容易制造； b）压紧力大，有几何滑动，易发热和磨损； c）将小轮制成鼓形，可减少几何滑动，降低安装精度； d）轴向移动小轮，可实现正反向无机变速，但应避免在 02d 附近运转； e）要注意大轮的刚度，并控制二轴线的垂直度； f）用于摩擦压力机等。 图 4-6 端面摩擦轮传动 综合以上叙述和此次设计的结构要求，选择第一种方案 毕业 设计说明书 15 4.6.2 摩擦轮传动的主要失效形式 摩擦轮传动的主要失效形式： a）疲劳点蚀和表面压溃 多发生在闭式传动中，主要是由于高的接触应力而造成。 b）轮面胶合 压紧力大，且转速很高时，摩擦表面时温度升高，导致润滑油膜破裂而造成。 c）表面磨损 多发生在开式传动中。 4.6.3 摩擦轮的材料 摩擦轮材料应满足弹性模量大、耐磨性好、接触疲劳强度高、 价格低且热处理及加工性能好等要求。 选用原则： a）要求结构紧凑、传动效率高时采用淬火钢对淬火钢或钢对钢。 b）对于尺寸较大、转速较低、且为干摩擦的开式传动，一般选用铸铁对铸铁或铸铁对钢。 c）要求传动平稳、不添加润滑剂，噪声小和摩擦系数高的场合，可选用铸铁（或钢）对酚醛层压布材、皮革、橡胶或压制石棉纤维等。 根据此装置的结构和设计需要，选用铸铁为材料。 4.6.4 摩擦轮传动的设计和计算 传动比 4.62i 摩擦系数查表取 05.0 载荷系数 5.125.1K ，取 5.1K 齿宽系数 aba4.02.0a 取 2.0a 综合弹性模量21212 EE EEEd 1E , 2E 为主、从动轮材料的弹性模量 查表得 M P aEE 521 105.1 所以 M P aEE EEE d 555552121 105.1105.1105.1 105.1105.122 许用接触应力查表得 M P aH 700530 取 MPaH 620 毕业 设计说明书 16 图 4-7 摩擦传动示意图 初算中心距 3222221 2 9 0)1( Had ni PfKEia mmmm 1.75162012902.194.6 32.105.02.0 5.1105.1)14.6( 325 取 mma 770 式中 f 为摩擦因数，查表取 05.0f ； 2P 为传递功率； 2n 为小摩擦轮转速； 摩擦轮宽度 mmmmab a 1 5 47 7 02.0 所以每个托轮的宽度 mmbb 772/ 小摩擦轮直径 mmmmi ad 5.198)02.01(4.61 7702)1(1 221 取 mmd 2001 大摩擦轮直径 mmmmdad 1 3 4 02 0 07 7 022 12 实际中心距 mmmmdda 7702 1 3 402002 21 主动转距 mNmNnPT 6.6562.19 32.195509550 22 毕业 设计说明书 17 4.7 轴的设计和计算 4.7.1 轴的材料 应用于轴的材料种类很多，主要根据轴的使用条件，对轴的强度、刚度和其他机械性能等的要求，采用的热处理方式，同时考虑制造加工工艺，并力求经济合理来选择轴的材料。 轴的常用材料是优质碳素钢，如 35、 45和 50，其中以 45 号钢最为常用。 根据本设计的要求，选 45 号钢作材料 4.7.2 轴的结构设计 轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸，为轴设计的 重要步骤。 一般轴的结构设计原则： a）节约材料，减轻重量，尽量采用等强度外形尺寸或大的截面系数的截面形状； b）易于轴上零件的精确定位、稳固、装配、拆卸、和调整； c）采用各种减少应力集中和提高强度的结构措施； d）便于加工制造和保证精度。 由材料力学可知，轴的扭转强度条件为 2.0 1055.9 3 6 TnPTT dWT （ 4-2） 式中 T 为轴的扭转切应力，单位为 MPa ； T 为轴传递的转矩，单位为 mN ； P 为轴传递的功率，单位为 kw ； n 为轴的转速，单位为 r/min ； TW 为轴的抗扭截面系数，单位为 3mm ； T 为许用扭转切应力，单位为 MPa 。 由此推得实心圆轴的最小直径 min0d (单位为 mm )为 336m in0 2.0 1055.9 nPCn PdT (4-3) 式中 C 为计算常数， 3 6 2.01055.9 TC ，取决于轴的材料和受载情况 查表 取 112C 所以 mmmmnPCd 88.452.1932.11 1 2 33m i n0 当轴段上开有键槽时，应适当增大直径以考虑键槽对轴的强度的削弱：mmd 100 时，单键槽增大 3%，双键槽增大 7%； mmd 100 时，单键槽增大 5%7%，双键槽增大 10%15%。最后应对 d 进行圆整。 毕业 设计说明书 18 综合以上取 mmd 551 ， mmd 652 轴的结构设计如下图： 图 4-8 主轴 4.8 轴承盖的设计计算 1 螺钉联接式轴承盖调整轴承间隙方便，密封性好，应用广泛。 轴承外径 mmD 100 根据轴承外径取螺钉直径 mmd 103 螺钉孔直径 mmmmdd 11110130 mmmmdDD 125105.210035.20 mmmmdDD 150105.212535.202 mmDD 9085)1510(100)1510(4 取 mmD 904 mmde 12102.132.1 mmDD 9796)43(100)43(5 取 mmD 965 m 由结构确定， 查表得 mmb 7 , mmB 8 , mmD 661 , mmD 826 代号入下图所示： 毕业 设计说明书 19 图 4-9 轴承盖 4.9 轴承的选择和润滑及其寿命计算： 4.9.1 轴承的选择： 选择滚动轴承的类型与多种因素有关，通常根据下列几个主要因素： A.负荷情况 负荷是选择轴承最主要的依据，通常应根据负荷的大小，方向和性质来选择轴承。 a)负荷大小：一般情况下，滚子轴承由于是线接触，承载能力大，适用于承受较大负荷，球轴承由于是点接触，承载能力小，适用于轻，中等负荷。 b)负荷方向：纯径向力作用，宜选用深沟球轴承，圆柱滚子轴承或滚针轴承。纯轴向负荷作用，选用推力球轴承或推 力滚子轴承。径向负荷和轴向负荷联合作用时，一般选用角接触球轴承或圆锥滚子轴承。若径向负荷较大而轴向负荷较小时，也可选用深沟球轴承和内外圈都有挡边的圆柱滚子轴承。若轴向负荷较大而径向负荷小时，可选用推力角接触轴承，推力圆锥滚子轴承。 c)负荷性质：有冲击负荷时，宜选用滚子轴承。 B.高速性能 球轴承不滚子轴承有较高的极限转速，故高速时应优先考虑选用球轴承。在相同内径时，外径越小，滚动体越轻小，运转时滚动体作用在外圈上的离心力也越小，因此更适合于较高转速下工作。在一定条件下，工作转速较高时宜选用超轻，特轻系列 的轴承。 毕业 设计说明书 20 C.调心性能 当轴两端轴承孔同心性差或轴的刚度小，变形较大，以及多支点轴，均要求轴承调心性好，这时应选用调心球轴承或调心滚子轴承。 D.允许的空间 径向尺寸受限制的机械装置，可选用滚针轴承或特轻，超轻型轴承；轴向尺寸受限制时，宜选用窄或宽系列的轴承。 E.安装与拆卸方便 整体式轴承座或频繁装拆时，应优先选用内外圈可分离的轴承。轴承装在长轴上时，为装拆方便可选用带锥孔和紧定套的轴承。 根据以上所述及本设计的具体要求，选用调心球轴承。 4.9.2 轴承的润滑 轴承润滑主要目的是减少摩擦和磨损，同 时起到冷却，吸振，防锈及降噪的作用。 常用的润滑剂有润滑油，润滑脂及固体润滑剂 (二硫化钼 )。选择润滑剂应当考虑工作温度，轴承负荷，转速及其工作环境影响。一般来说，温度高，负荷大，转速低时选用粘度高的润滑剂。 润滑油选择：常用的润滑油有 -机械油，高速机械油，汽轮机油，压缩机油，变压器油，汽缸油等等。一般而言，轴承转速越高，则选用较低粘度的润滑油。负荷越重，则选用粘度较高的润滑油。润滑方法有：油浴润滑，循环油润滑，喷油润滑及油雾润滑。 选择润滑油或脂润滑的一般原则如表 4-4： 表 4-4 选择润滑油或脂润滑 的一般原则 影响选择的因素 用润滑脂 用润滑油 温度 当温度超过 120 时，要用特殊 润 滑脂 。当 温度 升 高 到200-220 时，再润滑的时间间隔要缩短 油池温度超过 90或轴承温度超过200 时，可采用特殊的润滑油 温度系数 400000 400000 500000 载荷 低到中等 各种载荷直到最大 轴承形式 不用于不对称的球 面滚子推力轴承 用于各种轴承 壳体设计 较简单 需要较复杂的密封和供油