轮胎切碎机的结构设计【6张图纸】【优秀】【含CAD图纸全套】

常州工学院毕业设计 第 1 页 共 40 页 目录 摘要 . 1 . 3 第一章 绪论 . 1 述 . 4 旧轮胎利用的意义 . 1 旧轮胎胶粉的发展前景 . 2 胎切碎机预加工装备 . 3 胎切碎机工作原理及应用 . 7 第二章 轮胎切碎机总体方案的设计 . 5 体方案的确定 . 5 体结构的设计 . 6 第三章 驱动机构设计 . 8 述 . 8 动机构设计 . 8 动机的选择 . 8 动比的计算与分配 . 13 轮的设计 . 14 的设计和计算 . 18 第四章 旋转切削和进料机构设计 . 22 述 . 25 转切削机构设计 . 263 削转子的计算 . 26 具的选择 . 27 料机构设计 . 28 传动的计算 . 28 轮的设计 . 30 链轮传动设计 . 31 结论 . 34 致谢 . 35 参考文献 . 36 附录 1 . 37 附录 2 . 43 轮胎切碎机的结构设计 - 2 - 摘 要 轮胎切碎机是机械式处理废旧轮胎的一种设备，它将前面预加工的轮胎条进一步粗略切碎成 15右长橡胶碎块，以备后面的设备继续加工成胶粉。该机构由机架、驱动机构（电动机 ,减速器）、旋转切削机构、进料机构等组成。其基本工作原理为驱动机构带动旋转切削机构将进料机构进给的橡胶条切碎。切碎后从出料口自动流出。旋转切削机构主要由转子和刀具组成。该机结构简单，加工制造容易，安装方便，并且在结构上采用了自动进料机构，从而降低了人工劳动强度。该机适用于中小型企 业生产和使用。本文不仅对这些机构进行了设计，也对主要零部件进行了校核分析，同时叙述了轮胎切碎机的发展历程和前景。 关键词 废旧轮胎 转动机构 进料机构 全套设计图纸 401339828 常州工学院毕业设计 第 3 页 共 40 页 he is of it re to 5mm or so to by of to is of to to to s to to to to to to to of to a s to to to to s a on is to on a to on a to a to to of in 轮胎切碎机的结构设计 - 4 - 第一章 绪论 述 旧轮胎利用的意义 废旧轮胎被称为“黑色污染” ,其回收和处理技术是世界性难题 , 处置废旧轮胎 ,长期以来一直 是环境保护的难题。据统计 ,目前全世界每年有 15 亿条轮胎报废 1 ,其中北美占大约 4 亿条 2 ,西欧占近 2 亿条 ,日本 1 亿条 3 。在上世纪 90 年代 ,世界各国最普遍的做法是把废旧轮胎掩埋或堆放。以美国为例 , 1992 年废旧轮胎掩埋堆放率 63%。但随着地价上涨 ,征用土地用作掩埋堆放场地越来越困难。另一方面 ,废旧轮胎大量堆积 ,极易引起火灾 ,造成第二次公害。 随着中国汽车工业的高速发展 ,中国所承受的来自废旧轮胎的环保压力也越来越大。中国现有再生胶企业 500 多家 ,年产再生胶近 40 万 ;利用废旧轮胎生 产胶粉的企业 60 家 ,年产胶粉不 5 万。这两项合计可利用废旧轮胎约 2600 万 3000 万条 ,但仍有 2000 多万条废旧轮胎无人问津。 橡胶是生产轮胎及各类橡胶制品的重要战略物资，对国民经济发展起着重要作用。我国是轮胎第一大消耗大国，第二大生产国和出口国，同时又是橡胶资源十分匮乏的国家，仅在海南岛和云南、西双版纳地区有天然橡胶种植，年产量仅 180 万吨左右，进口依存度高达 70%，而其中 70%的橡胶用于制造轮胎。 2005 年我国以废橡胶为原料生产的再生橡胶，产量已达 145 万 t，按 3 t 再生橡胶替代 1 t 天然胶计 算，等于找回了 40 多万t 天然橡胶，相当于我国天然橡胶全年产量的 2/3 4 。 世界新胎和翻新胎比例平均水平为 10 1, 而中国仅为 26 1 5 。国外严重污染环境的再生胶生产企业早已被淘汰 ,而中国再生胶仍是废轮胎利用的主要深加工产品 ,不少企业还处于技术水平低、二次污染重的作坊式常州工学院毕业设计 第 5 页 共 40 页 生产模式。废旧轮胎散落于民间 , 没有形成一个通畅的回收系统 ,交易未形成市场 ,回收困难 ,加工企业得不到充足胎源。为此 ,国家经贸委目前正在起草废旧轮胎回收利用管理办法 ,同时也在抓紧制定“轮胎翻新与修补安全技术标准” 6 。 随着我国汽车拥有量的增加 ,废旧橡胶和废旧轮胎的产生量也逐年增加 , 如何利用废旧橡胶制品和废旧轮胎 ,是搞好资源综合利用的重要课题 ,也是合理利用资源、保护环境 ,促进国民经济增长方式转变和可持续发展的重要措施。 旧轮胎胶粉的发展前景 橡胶因其有很强的弹性和良好的绝缘性、可塑性、隔水隔气、抗拉和耐磨等特点，广泛地应用于工业、农业、国防、交通、运输、机械制造、医药卫生领域和日常生活等方面，如交通运输上用的轮胎；工业上用的运输带、传动带、各种密封圈；医用的手套、输血管；日常生活中所用的 胶鞋、雨衣、暖水袋等都是以橡胶为原料制造的，国防上使用的飞机、大炮、坦克，甚至尖端科技领域的火箭、人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等都需要大量的橡胶零件，轮胎的用量要占橡胶使用量的一半以上 7 。 我国是橡胶使用需求大国，国产天然橡胶及合成橡胶只能满足需求的1/4，只好大量进口 8 。一方面我国由于需求增长幅度太大而无法满足需求，另一方面随着我国橡胶工业及汽车工业的发展，大量的废旧轮胎，橡胶制品及其边角废料也不断增多。据统计，我国每年仅轮胎轮胎报废量就不少于 350 万吨，并以每年 10的速度递增，由于不能 得到综合利用，大多成为工业垃圾，既浪费了大量的可用资源，又造成了环境污染，橡胶如何再生利用就摆在我们面前 9 。 近年来，废旧橡胶加工胶粉及再生胶工业已蓬勃发展，作为材料添加，已广泛用于轮胎制造，塑胶跑道，防水卷材，输送带等橡胶制品行业。将胶粉或再生胶添加到天然橡胶中（一般的橡胶制品的掺入量可达 50），可提高橡胶制品的静态性能，耐疲劳等动态性能。在国外，轮胎制品中加入 20的精细胶粉，可提高其耐磨性，延长轮胎的使用寿命。因此废旧橡胶胶粉及再生胶工业代表着废旧轮胎（橡胶）资源综合利用的发展方向，既能解决环 境污染，变废为宝，又能大大降低橡胶制品的成本，缓解国内橡胶供需巨大缺口的现状，因此，一定会有广阔的市场前景 10。 废旧轮胎胶粉有以下几方面用途： 一、直接成型生产片材 废旧轮胎胶粉及再生胶可用于制造机器垫、路基垫、缓冲垫等各类垫片以及挡泥板、吸音材料等对力学性能要求不高的低档产品。 轮胎切碎机的结构设计 - 6 - 二、彩色弹性地砖 采用废旧橡胶经清洗消毒加工再生而成的橡胶粉橡胶颗粒，由双层结构压制而成，底层为基，面层着色，层次分明而又浑然一体，即具备功能性，又有装饰性，其克服了硬质地砖的缺点，能使使用者在行走或活动时，始终处于安全舒 适的生理和心理状态，脚感舒适，身心放松。用于铺设运动场地，不仅能更好的发挥竞赛者的技能，还能将跳跃和器械运动等可能对人体造成的伤害降低到最低程度。在老年和少儿运动场所铺设，能对老人和儿童的安全起到良好的保护作用。 最大特点是： 防滑、减震、耐磨、抗静电、消音、隔音、隔潮、隔寒、隔热，不反光，耐水、防火、无毒、无放射、耐侯性强，抗老化，寿命长，易清洗，易施工等。 三、生产防水卷材、防水涂料、防水密封材料等 防水建材产品防水卷材专用橡胶粉与沥青、树脂等其它原料混合性能好，制造出的防水卷材耐老化性能优良，具有 良好的机械性、冷柔性和光稳定性。 四 用橡胶粉改性沥青铺装高等级公路和飞机跑道在发达国家已进入实用阶段，并得到了迅速发展。由于胶粉中含有抗氧剂，从而可明显减缓路面的老化，使路面具有弹性、减少了噪音，路面的耐磨性、抗水剥落性、耐磨耗寿命为普通路面的 2，降低了路面的维护费用，同时车辆的刹车距离缩短 25%，提高了安全性。 五、用于改性沥青 用沥青改性橡胶粉制造改性沥青时，与沥青、沥青油、和凝聚剂等原料共混结合性好。所制造的改性沥青所铺路面耐磨性、抗剥落性大为提高，耐磨耗寿命为普通路面的 2- 3 倍，降低路面维护费用 30 据试：经每天 8000 辆车流量使用 5 年，无泛白，发软，推挤拥包和开裂现象，且能使车辆的刹车距离缩短 25，可显著提高行车安全性。用该产品制造的沥青嵌缝油膏有效提高了产品的软化点，增加了低温延伸性。 六、用于改性塑料 按一定比例加入塑料混炼后，可直接挤压成型。经实验：改性后的塑料的混炼与挤出工艺性能得到改善；产品的适用性能大有改善 11。 胎切碎机预加工装备 由于轮胎切碎机是机械式破碎废旧轮胎的其中一道工序，在它之前有以下的工序： （ 1）废轮胎胎圈 钢丝圈的去除；有的先切胎圈后再分离钢丝与橡胶；常州工学院毕业设计 第 7 页 共 40 页 有的先把轮胎切成两半，再拉出钢丝圈；有的采用液压拖钢丝圈；对乘用胎不去除钢圈，直接送入进行破碎。 （ 2）废轮胎机械分解：为减轻轮胎破碎的工作负荷，先将废胎切成几段， 下规格废胎不用切断， 下废胎切成两段， 6 段。也有先将轮胎先切成条状，后将胎条切成块状再进入粉碎工序。 （ 3）废轮胎破碎：目前国产的主要有 列， 破碎机，其基本结构与美国 列相同，但整机刚性、 精度、密闭性、生产效率、刀具寿命等尚需改进和提高。需要指出的是， 对子午线轮胎破碎后要配备钢丝搓切机，国内也常采用两辊机替代搓切并有粗碎作用。 胎切碎机工作原理及应用 轮胎切碎机是为了解决当今社会由废旧轮胎产生的“黑色污染”，并对废旧轮胎进行二次利用，缓解了工业上对橡胶资源需求的紧张形势。其基本工作原理为将所要破碎的轮胎条连续均匀的从进料机送入切碎室 转子上装有特制切削用的刀盘 转子带动刀盘对橡胶条进行切削，并做到一切即断。此 轮胎 切 碎机是将已割下内 圈后的轮胎破碎至 15 毫米左右大小的橡胶块的专用设备。经首次破碎后的胶条通过筛选系统被圆网筛再次送回破碎室，作进一步破碎 。转子的转速由电动机通过二级减速器达到所需的转速。切割刀具通过螺钉安装于转子上，可方便拆卸。进料机构采取链传动，针对现有人工破碎钢丝轮胎中费时费力之弊病，降低了工人的劳动强度。 轮胎切碎机 机 主要应用于 对废轮胎、废橡胶、废塑料等 的切碎， 具有较理想的 切 碎效果，机械磨损小，刀片使用寿命长，合理的机械设计制造，使用及维护更为方便。 本文通过对 当今社会上的“黑色污染”造成的危害的分析，为废旧轮胎回收利 用设计了一个轮胎切碎机的方案。该设计方案选择旋转切割切式轮胎切碎机 。 轮胎切碎机的结构设计 - 8 - 第二章 轮胎切碎机总体方案的设计 体方案的确定 借鉴目前的轮胎破碎设备，轮胎切碎机结构主要有两种：（ 1）旋转切割式；（ 2）剪切式。这两种工作原理简图分别如图 2 1 和图 2 2 所示： 刀具图 2 1 旋转切割式工作原理 刀架刀具液压缸图 2 2 剪切式工作原理 对这两种方案进行分析 : 1旋 转切割式采用转子带动刀具对进给的轮胎条进行切削。它可以通过对转速的控制来控制出料的速度。 2剪切式切碎机是通过液压缸控制上刀具的上下移动，对进给的轮胎条进行剪切。由于刀具上下来回移动的速度较慢，处理量太小。 由于本设计的切碎机主要针对于中小企业生产，相比两种方案，旋转常州工学院毕业设计 第 9 页 共 40 页 切割式较剪切式的切碎机具有效率高，振动小，噪音小的特点，所以本设计采用旋转切割式轮胎切碎机。该机基本工作原理为将所要破碎的轮胎条连续均匀的从进料机送入切碎室 转子上装有特制切削用的刀盘。当轮胎条进入切碎室后 ,转子 带动刀盘对橡胶条进行切削，并做到一切即断。这样能保证了进料和出料的速度保持一致。 体结构的设计 由本设计的应用与工作原理分析可得旋转切割式轮胎切碎机应有三部分组成：驱动机构，转动机构和进给机构。现对三个机构进行分析，确定设计方案。 驱动机构即动力源，为切碎机的转动机构提供动力，故电动机是驱动机构必不可少的部件之一。由于轮胎切碎机的转速没必要达到那么高速，故连接电动机和驱动机构则必须有减速部件。参照参考文献 12机械设计手册，可采用带传动和减速器。 由于采用旋转切割式切碎机，转动机构主要由转子部分和 刀具部分组成。设计主要包括转子的校核计算和刀具的选择。 进给机构采用最常见的链传动， 链传动由链条和主、从动链轮所组成，依靠链轮轮齿与链节的啮合来传递运动和动力。 他能保证以稳定的速度进料，而且容易维修。 通过以上分析，基本方案已确定，由于驱动机构的不同，分为两种方案，如表 2 1。 表 2 1 总体方案 驱动机构 转动机构 进给机构 方案一 电动机和带传动设计 转子和刀具设计 链传动的设计 方案二 电动机和减速器设计 转子和刀具设计 链传动的设计 由于两方案主要在驱动机构的差别，为了分析两种驱动机构的不同 作出两方案驱动机构的工作简图。 大带轮小带轮转子电动机图 2 3 方案一驱动机构工作简图 轮胎切碎机的结构设计 - 10 - 联轴器转子减速器电动机图 2 4 方案二驱动机构工作简图 联轴器减速器切碎室进料机构电动机图 2体工作方案 带传动时靠张紧在带轮上的挠性元件 带传递运动和动力的一种传动形式。带传动是一种结构简单、传动平稳、能缓和冲击、能实现两轴距离较远的传动。减速器是非常常见的减速机构，满足各种机械传动的不同要求， 它较带传动最大的优点就是传动比稳定，能有效的保持输出速度。由于本设计的轮胎切碎机对出料规格有一定要求，为了减小误差，在驱动机构的减速部分选择减速器来降速，能保证生产的持续进行，并提高了效率。 由上面的分析，本设计包括轮胎切碎机的驱动机构设计，轮胎切碎机的转动机构设计和进料机构设计。整体工作简图如图 2 5。 常州工学院毕业设计 第 11 页 共 40 页 第三章 驱动机构设计 述 轮胎切碎机驱动机构的作用是使轮胎切碎机达到一定的转速。它主要由电动机，减速器，联轴器等组成。考虑到传动稳定和安装方便的情况，减速器采用二级减速器；考虑到成本的 问题，故采用减速器中最简单的一种 二级展开式圆柱齿轮减速器。 二级圆柱齿轮减速器设计的一般原则是： (1)各级传动的承载能力大致相等（可以最大限度地发挥减速器的承载能力）； (2)在一定承载能力下，减速器具有最小的外形尺寸和重量； (3)各级传动中大齿轮的浸油深度大致相等 13。 动机构设计 动机的选择 选择电动机的容量时应保证电动机的额定功率 ed 碎机所需的功率为： wd 式中 切碎机所需功率，指输入切碎机轴的功率 由电动机到切碎机的总效率。 查参考文献 12机械设计手册表 26 3 1 得： 9550 （ 3 1） 式 中 T 切碎机的阻力矩， ； 切碎机的转速， r/ 轮胎切碎机的结构设计 - 12 - 按工作要求选用 Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压380V。 各部分的传动效率：滚动轴承传动效率1 柱齿轮传动效率2 轴器传动效率3 算出总的传递效率为： 4 2 21 2 3 0 . 8 7 3 轮胎切碎机参照市面上的机型确定转子的转速 n=300r/轮胎切碎机工作转速为 300r/切碎机转子尺寸如图 3示： B=500D=400 图 3 1 转子形状尺寸 转子体积： 2 0 . 0 6 2 82 3m 查参考文献 14机械设计师手册表 1 1 12得转子密度 0 3kg/m ； 转子质量 : 37 . 8 1 0 0 . 0 6 2 8 4 9 0 行受力分析 4800p m g N 0 . 1 4 8 0 0 4 8 0 N 1 4 8 0 0 . 0 2 9 . 6T f r 料口轮胎由前面处理的工序和进料宽度确定切削截面积： 常州工学院毕业设计 第 13 页 共 40 页 30 . 4 0 . 0 0 3 1 . 2 1 0s b h 2m 查参考文献 12机械设计手册表 1 1 11 得橡胶切削系数 k=2 切削力的力矩： 342 1 . 2 1 0 4 . 7 1 0 9 . 8 0 . 2 1 1 0 . 4T F R s k g R 传递的总力矩： 12120T T T 2 0 3 0 0 9 5 5 0 3 . 7 79550 np k w 4 pp 电动机的同步转速越高，磁极对数越少，其重量越轻，外廓尺寸越低而转速越大，传动比越大，价格越高 15。权衡利弊，又根据ed 选电动机型号为 率 速 1440r/大转矩 m 。 动比的计算与分配 由选定的电动机的满载转速得传动装置的总传动比为： 1440 4 . 8300ma n ，得1i i 2。 计算驱动机构各轴得运动和动力参数，驱动机构工作简图如图 3 2。 联轴器转子减速器电动机图 3 2 驱动机构工作简图 轮胎切碎机的结构设计 - 14 - 01 12 23, 依次为电动机与高速轴，高速轴与中间轴，中间轴与低速轴之间的传动效率。 1 1440n r/21600nn i r/232300nn i r/1 0 1 4 . 2 4 0 . 9 9 3 4 . 2 1 2 1 1 2 4 . 2 1 0 . 9 9 0 . 9 6 4 2 2 3 4 0 . 9 9 0 . 9 6 3 . 8 根据公式（ 3 1）得： 9 5 5 0 2 8 . 1 2n 1 0 1 2 7 . 9 2 1 1 1 2 6 3 . 7T T i 2 2 2 3 121T T i 动和动力参数计算结果加以汇总，列出下表： 表 3 1 运动和动力参数 轴名 功率 P 矩 T N m 转速 r/入 输出 输入 输出 电动机轴 4 24 440 高速轴 440 中间轴 4 00 低速轴 21 120 300 轮的设计 齿轮传动的主要特点是，瞬时传动比恒定；传动效率高；工作可靠，使用寿命长；结构紧凑；适用范围大，传递功率可从小于 1w 到数万 齿轮制造需专用机床和设备，成本较高，精度低时，振动和噪声较大；不易轴键距离大的传动。 常州工学院毕业设计 第 15 页 共 40 页 材料：高速级小齿轮选用 45 号钢调质，齿面硬度为 250速级大齿轮选用 45 号钢正火，齿面硬度为 220 查参考文献 16机械设计课程设计指导书第 166 页表 11： 550H 540H 参考文献 16机械设计课程设计指导书第 165 页表 11： ， l i m 11 550 5001 . 1p l i m 22 540 4901 . 1p 参考文献 16机械设计课程设计指导书第 168 页表 11得： 200F 150F l i m 11 200 1541 . 3p l i m 22 150 1151 . 3p 中 强度安全系数 ； H； F 按齿面接触强度设计： 8 级精度制造，查参考文献 16机械设计课程设计指导书第 164 页表 11：载荷系数 ，取齿宽系数 计算中心距：由参考文献 16机械设计课程设计指导书第 165 页式 11 2 2 41 33113 3 5 3 3 5 1 . 2 2 . 7 9 2 1 01 2 . 4 1 8 6 . 24 9 0 0 . 4 2 . 4 虑高速级大齿轮与低速级大齿轮相差不大取 a=100m=2； 轮胎切碎机的结构设计 - 16 - 则12 2 100m 取1 29Z ，2 71Z ； 实际传动比： 71 传动比误差： 2 . 4 5 2 . 4 1 0 0 % 2 % 5 %2 . 4 。 齿宽： 0 . 4 1 0 0 4 0 2 40b 44b 高速级大齿轮：2 40b 74Z 高速级小齿轮：1 44b 26Z 。 验算轮齿弯曲强度：查参考文献 14机械设计师手册图 3 1 ，2 按最小齿宽2 40b 算： 3131 2212 2 1 . 2 2 7 . 9 2 2 . 6 1 0 3 7 . 5 54 0 2 2 9 Yb m Z 1F（ 3 2） 22113 1 . 8 2F 故满足强度要求。 齿轮的圆周速度： 11 2 6 2 1 4 4 0 3 . 9 26 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 m/s 查参考文献 16机械设计课程设计指导书第 162 页表 11选用 8 级的的精度是合适的。 材料：低速级小齿轮选用 45 号钢调质，齿面硬度为 250速级大齿轮选用 45 号钢正火，齿面硬度为 220 查参考文献 16机械设计课程设计指导书第 166 页表 11： 550H 540H 参考文献 16机械设计课程设计指导书第 165 页表 11： ， 。 常州工学院毕业设计 第 17 页 共 40 页 l i m 33 550 5001 . 1p l i m 44 540 4901 . 1p 参考文献 16机械设计课程设计指导书第 168 页表 11得： 200F 150F l i m 33 200 1541 . 3p l i m 44 150 1151 . 3p 按齿面接触强度设计： 8 级精度制造，查参考文献 16机械设计课程设计指导书第 164 页表 11：载荷系数 ，取齿宽系数 。计算中心距，由参考文献 16机械设计课程设计 指导书第 165 页式 11 2 2 32 33223 3 5 3 3 5 1 . 2 7 4 . 3 1 01 2 1 1 0 44 9 0 0 . 5 2 120a 3m ； 则34 2 80m ,取3 26Z ，4 54Z ； 计算传动比误差： 54 226 1 0 0 % 3 . 8 % 5 %2 合适。 齿宽： 0 . 5 1 2 0 6 0 取4 60b 34 5 1 0 6 6 低速级大齿轮：4 60b 54Z ； 低速级小齿轮：3 66b 26Z 。 验算轮齿弯曲强度：查参考文献 14机械设计师手册图 3 3 ,4 按最小齿宽4 48b 算： 轮胎切碎机的结构设计 - 18 - 3333 2232 2 1 . 2 1 4 1 . 2 3 2 . 6 1 0 7 8 . 4 74 8 3 2 6 Yb m Z 3F44337 0 . 9 2 4F 故满足强度要求。 齿轮的圆周速度： 32 2 7 4 6 8 0 . 1 26 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0 m/s 查参考文献 16机械 设计课程设计指导书第 162 页表 11选用 8 级的精度是合适的。 的设计和计算 通过分析减速器的工作情况和传递的功率和扭矩的大小，在减速器中轴是传递扭矩的主要零件，本设计对高速轴和低速轴进行设计和校核。 材料：选用 45 号钢调质处理。查参考文献 12机械设计手册表26 3 35 ， A=110。 各轴段直径的确定： 图 3速轴 根据参考文献 12机械设计手册表 26 3 1 得： 1 33m i 2 11 1 0 1 5 . 7 21440 （ 3 3） 因为电动机的轴径 d=38联轴器的选择主要考虑所需传递轴转速的高低、载荷的大小、被联接两部件的安装精度等、回转的平稳性、价格 等 17，则 选择联轴器型号 1 28d 55于使联轴器轴向定位，取2 32d 还要配合密封圈。查参考文献 18机械设常州工学院毕业设计 第 19 页 共 40 页 计课程设计手册表 7 2 5 2 0 7 1 2 5 4 4L m e L 3查参考文献 12机械设计手册表 28 2 7，取3d 35用 6107 轴承。33 2 1 4 1 0 2 2 6 44d 40 5于考虑到齿轮分度圆直径与轴段直径相差较小，考虑是否能选用齿轮轴： 4 1 2 . 52t m 查参考文献 18机械设计课程设计手册表 10 26，1 ： e=采用齿轮轴形式。 图 3 4 齿轮轴的示意图 6326 2从动轴的设计 ： 确定各轴段直径 1 2 3 4 5 6 7图 3动轴 轮胎切碎机的结构设计 - 20 - 计算最小轴段直径。 因为轴主要承受转矩作用，所以按扭转强度计算： 3 33133 . 81 1 0 2 5 . 6 4300 虑到该轴外接联轴器，取1 40d 用联轴器型号为 为使联轴器轴向定位，在外伸端设置轴肩，则第二段轴径2 45d 尺寸符合轴承盖和密封圈标准值，因此取2 45d 设计轴段3d，为使轴承装拆方便，查参考文献 18机械设计课程设计 手 册 表 6 采 用 挡 油 环 给 轴 承 定 位 。 选 轴 承6110: 8 0 , 1 6 , 5 0D B d 。3 50d 设计轴段4d，考虑到挡油环轴向定位，故取4 55d 设计另一端轴颈7d，取7350承由挡油环定位，挡油环另一端靠齿轮齿根处定位。 为使齿轮装拆方便，设计轴头6d，取67查参考文献 18机械设计课程设计手册表 16 55d 设计轴环5b,56 2 5 5 2 ( 0 . 0 7 5 5 3 ) 6 8 . 7d d h 5 70d 1 . 4 1 . 4 ( 0 . 0 7 5 5 3 ) 9 . 5 9 b 10 确定各轴段长度。 1 轴 器 的 尺 寸 决 定1 105l 5 4 0l m e L 轴 头 长 度 6 2 3 6 0 2 5 8 为 此 段 要 比 齿 轮 孔 的 长 度 短 23 33 2 3 2 8 它各轴段长度由结构决定 。 校核该轴 从表 3看出从动轴承受的扭矩最大，故对该轴进行强度校核分析。轴的材料为 45 号钢，下面就弯扭合成强度条件，对轴强度校核。 轴的受力分析 作出轴的计算简图，即力学模型，在不同转速下，齿轮受力及轴承 反力不同。 R rF t R l 2图 3 6 力学模型 常州工学院毕业设计 第 21 页 共 40 页 图中1l=61l=108 作用在齿轮上的圆周力： 1 312 2 1 2 1 44005 5 1 0d N 径向力： 4 4 0 0 2 0 1 6 0 1 t g t g N 求垂直面的支反力： 212108 1 6 0 1 1 0 2 36 1 1 0 8 N 1 6 0 1 1 0 2 3 5 7 8b y r a R N 求水平面的支反力： 212108 4 4 0 0 2 8 1 26 1 1 0 8a x N 4 4 0 0 2 8 1 2 1 5 8 8b x t a R N 表 3 2 轴的受力 力 N 转速 r/00 4400 1601 2812 1023 1588 578 作出受力图，弯矩图，扭矩图 垂直面弯矩： 3a H a y 1M R l 1 0 2 3 6 1 1 0 6 2 . 4 N m (33a H b y 2M R l 5 7 8 1 0 8 1 0 6 2 . 4 N m 水平面弯矩 ： 3a v a x 1M R l 2 8 1 2 6 1 1 0 1 7 1 . 5 N m (33a y b x 2M R l 1 5 8 8 1 0 8 1 0 1 7 1 . 5 N m 根据算出的数据作出轴的受力分析图，如图 3 2812 4400 1588a b 轮胎切碎机的结构设计 - 22 - （ a） 水平面受力（ N） 28121588a b(b) 水平面剪力 （ N） b(c) 水平面弯矩（ N m） 1 0 2 3 1 6 0 1 5 7 8a b(d) 垂直面受力（ N） b(e) 垂直面弯矩（ N m） a b (f) 扭矩（ N m） 图 3的受力分析图 按弯扭合成强度条件，对高速轴进行强度校核，根据弯矩，扭矩图确定危险截面为 1 1。根据式（ 3式（ 3得合成弯矩： 22 1 8 2 . 5a v a M 截面扭矩： T=121。 安全系数校核计算 由于该减速机轴转动，弯矩引起对称循环的弯应力，转矩引起的为脉动循环的剪应力。 弯曲应力幅： 61 8 2