水平放置螺旋运输机的设计

螺旋运输机的设计 摘要： 螺旋输送机具有结构简单，制做成本低，密封性强、操作安全方便等优点，中间可多 点装、卸料。广泛用于化工、 建材、冶金、粮食等部门，在倾角 20 的情况下，输送粘度 不大、不易变质、不蝗结块的粉状、颗粒状和小块物料。螺旋机广泛应用于各行业，如建材、化工、 电力、冶金、煤矿炭、粮食等行业，适用于水平或倾斜输送粉状、粒状和小块状物料，如煤矿、灰、 渣、水泥、粮食等，物料温度小于 200。螺旋机不适于输送易变质的、粘性大的、易结块的物料。 在混凝土搅拌站中 ,螺旋输送机的 作用得到了最大的体现 动将槽箱内的煤推移输出。 关键词： 螺旋输送机，卸料，物料，驱动装置，螺旋 is in of be in &0 , as to or as is 200 . of By dr me by of gr of dr 第一章 螺旋输送的原 理与特点 1、螺旋输送机的原理 绪 论 （ 1） 螺旋输送机属于没有挠性牵引构件的连续输送机械。它的工作原理是：蛟龙 （带螺旋片的轴）在封闭的料槽内旋转，使装入料槽的物料由于自重及其 与料槽摩擦力 的作用而不与螺旋一起旋转，只能沿料槽横向移动。在垂直放置的螺旋输送机中，物料 是靠离心力与槽壁所产生的摩擦力而向上移动。它的某些类型常被用作喂料设备、计量 设备、搅拌设备、烘干设备、仁壳分离设备、卸料设备以及连续加压设备。螺旋输送机 被广泛应用于食品工业中。 （ 2）螺旋输送机的特点 螺旋输送机的主要优点： 凑、横断面尺寸小，在其他输送设备无法 安装时或操作困难的地方试用； 于维修，成本低廉，价格仅为斗士提升 机的一半； 实现 密闭输送，以减少物料对环境的污染，对输 送粉尘大的物料尤为适宜； 以多点进料，也可以在多点卸料，工艺安排灵 活； 台输送机可以同时向两个方向输送物料，即集向中 心输送或背离中心输送； 拌、松散、加热和冷 却等工艺操作。 （ 3）输送机的主要缺点：物料在输送过程中，与机槽、螺旋体间的摩擦以及物料 间的搅拌翻动等原因，使输送功率消耗较大，同时对物料具有一定的破碎作用 特别是它 对机槽和螺旋叶片有强烈的磨损作用；对超载敏感；需 要均匀进料，否则容易产生堵塞 现象；不宜输送含长纤维及杂质多的物料。 （ 4）螺旋输送机的特点是：结构简单、横截面尺寸小、密封性好、工作可靠、制 造成本低，便于中间装料和卸料，输送方向可逆向，也可同时向相反两个方向输送。输 送过程中还可对物料进行搅拌、混合、加热和冷却等作业。通过装卸闸门可调节物料流 量。但不宜输送易变质的、粘性大的、易结块的及大块的物料。输送过程中物料易破碎， 螺旋及料槽易磨损。单位功率较大。使用中要保持料槽的密封性及螺旋与料槽间有适当 的间隙。 （ 5）垂直螺旋输送机适用于短 距离垂直输送。可弯曲螺旋输送机的螺旋由挠性轴 和合成橡胶叶片组成，易弯曲，可根据现场或工艺要求任意布置，进行空间输送。螺旋 输送机叶片有现拉式和整拉失，现拉式可做成任意厚度与规格尺寸，整拉式不宜制作非 标准螺旋。 螺旋输送机的 主要现状 螺旋输送机是目前铸造车间中常用的连续运输设备之一，主要用于煤粉、粘土 粉的运送，也可以输送新砂和处理后的旧砂。对石灰石、焦炭、灰渣及清砂时所用的铁 丸等小块及粒状物料，也能输送。 螺旋输送机 的发 展趋势 国外螺旋输送机技术的发展很快，其主要表现在 2 个方面：一方面是螺旋输送机的功能 多元化、应用范围扩大化，如高倾角带输送机、管状螺旋输送机、空间转弯螺旋输送机 等各种机型； 一方面是螺旋输送机本身的技术与装备有了巨大的发展， 其是长距离、 大运量、高带速等大型螺旋输送机已成为发展的主要方向，其核心技术是开发应用于了 螺旋输送机动态分析与监控技术，提高了螺旋输送机的运行性能和可靠性。目前，在煤 矿井下使用的螺旋输送机已达到表 1 所示的主要技术指标，其关键技术与装备有以下几 个特点： 设备大型化。其主要技术参数与装备均向着大型化发展，以满足年产 300500 万 t 以上高产高效集约化生产的需要。 应用动态分析技术和机电一体化、计算机监控等高新技术，采用大功率软起动与 自动张紧技术，对输送机进行动态监测与监控，大大地降低了输送带的动张力，设备运 行性能好，运输效率高。 采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、输送机变向运行等技术，使输送机单机 运行长度在理论上已有受限制，并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动 的可靠性。 新型、高可靠性关键元部件技术。如包含 等在内的各种先进的大功率驱动 装置与调速装置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾等。 如英国 产的 23） 400（ 600）工作面顺槽螺旋输送机就采用了液粘 差速或变频调速装置，运输能力达 3000 t/h 以上，它的机尾与新型转载机（如美国久益 公司生产的 套，可随工作面推移而自动快速自移、人工作业少、生产效率高。 我国生产制造的螺旋输送机的品种、类型较多。在 “八五 ”期间，通过国家一 条龙 “日产 万吨综采设备 ”项目的实施，螺旋输送机的技术水平有了很大提高，煤矿井下用大功率、 长距离螺旋输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。如大倾角长距离 螺旋输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩螺旋输送机等均填补了国内空白，并 对螺旋输送机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，研制成功了 多种软起动和制动装置以及以 为核心的可编程电控装置，驱动系统采用调速型液 力偶合器和行星齿轮减速器 3 国内外螺旋输送机技术的差距 （ 1）大型螺旋输送机的关键 核心技术上的差距 螺旋输送机动态分析与监测技术 长距离、大功率螺旋输送机的技术关键是动态 设计与监测，它是制约大型螺旋输送机发展的核心技术。目前我国用刚性理论来分析 研究螺旋输送机并制订计算方法和设计规范，设计中对输送带使用了很高的安全系统 （一般取 n=10 左右），与实际情况相差很远。实际上输送带是粘弹性体，长距离螺旋 输送机其输送带对驱动装置的起、制动力的动态响应是一个非常复杂的过程，而不能 简单地用刚体力学来解释和计算。已开发了螺旋输送机动态设计方法和应用软件，在 大型输送机上对输送 机的动张力进行动态分析与动态监测，降低输送带的安全系统， 大大延长使用寿命，确保了输送机运行的可靠性，从而使大型螺旋输送机的设计达到 了最高水平（输送带安全系数 n=5 6），并使输送机的设备成本尤其是输送带成本大 为降低。 可靠的可控软起动技术与功率均衡技术 长距离大运量螺旋输送机由于功率大、 距离长且多机驱动，必须采用软起动方式来降低输送机制动张力，特别是多电机驱动 时。为了减少对电网的冲击，软起动时应有分时慢速起动；还要控制输送机起动加速 度 0.1 m/决承载带与驱 动带的带速同步问题及输送带涌浪现象，减少对元 部件的冲击。由于制造误差及电机特性误差，各驱动点的功率会出现不均衡，一旦某 个电机功率过大将会引起烧电机事故，因此，各电机之间的功率平衡应加以控制，并 提高平衡精度。国内已大量应用调速型液力偶合器来实现输送机的软起动与功率平 衡，解决了长距离螺旋输送机的起动与功率平衡及同步性问题。但其调节精度及可靠 性与国外相比还有一定差距。此外，长距离大功率螺旋输送机除了要求一个运煤带速 外，还需要一个验带的带速，调速型液力偶合器虽然实现软启动与功率平衡，但还需 研制适合长距离的无级液力调速装置。当单机功率 500 ，可控 起动显 示出优越性。由于可控软起动是将行星齿轮减速器的内齿圈与湿式磨擦离合器组合而 成（即粘性传动）。通过比例阀及控制系统来实现软起动与功率平衡，其调节精度可 达 98% 以上。但价格昂贵，急需国产化。 3、技术性能上差距 我国螺旋输送机的主要性能与参数已不能满足高产高效矿井的需要，尤其是顺槽可伸 缩螺旋输送机的关键元部件及其功能如自移机尾、高效储带与张紧装置等与国外有着 很大差距。 装机功率 我国工作 面顺槽可伸缩螺旋输送机最大装机功率为 4250 外 产品可达 4970 产螺旋输送机的装机功率约为国外产品的 30% 40%，固定 螺旋输送机的装机功率相差更大。 运输能力 我国螺旋输送机最大运量为 3000 t/h，国外已达 5500 t/h。 最大输送带宽度 我国螺旋输送机为 1400 外最大为 1830 带速 由于受托辊转速的限制，我国螺旋输送机带速为 4m/s，国外为 5m/s 以 上。 工作面顺槽运输长度 我国为 3000 m，国外为 7300m。 自移机尾 随着高产高效工作面的不断出现，要求顺槽可伸缩螺旋输送机机尾 随着工作面的快速推进而快速自移。国内自移机尾主要依赖进口，主要有 2 种：（ a） 随转载机一起移动的由英国 公司生产的自移机尾装置。（ b）德国 公司生产的自移机尾装置。前者只有一个推进油缸，后者则有 2 个推进油缸。 司生产的自称机尾用于在国内带宽 m 的输送机上，缺点是自移机 尾输送带的跑偏量太小，纠偏能力弱，刚性差。德国生产的自 移机尾在国内使用效果 优于前者，水平、垂直 2 个方向均有调偏油缸，纠偏能力强。因此，前者还需完善， 后者则需研制。但对自移机尾的要求是共同的，既要满足输送机正常工作时防滑的要 求，又要满足在输送机不停机的情况下实现快速自移。 高效储带与张紧装置 我国采用封闭式储带结构和绞车红紧为主，张紧小车易 脱轨，输送带易跑偏，输送带伸缩时，托辊小车不自移，需人工推移，检修麻烦。国 外采用结构先进的开放式储带装置和高精度的大扭矩、大行程自动张紧设备，托辊小 车能自动随输送带伸缩到位。输送带有易跑偏， 不会出现脱轨现象。 输送机品种 机型品种少，功能单一，使用范围受限，不能充分发挥其效能， 如拓展运人、运料或双向运输等功能，做到一机多用；另外，我国煤矿的地质条件差 异很大，在运输系统的布置上经常会出现一些特殊要求，如弯曲、大倾角（ +25） 直至垂直提升等，应开发特殊型专用机种螺旋输送机。 4、可靠性、寿命上的差距 输送带抗拉强度 我国生产的织物整芯阻燃输送带最高为 2500 N/外为 3150 N/丝绳芯阻燃输送带最高为 4000 N/外为 7000 N/ 输送带接头强度 我国输送带接头强度为母带的 50% 65% ，国外达母带的 70% 75%。 托辊寿命 我国现有的托辊技术与国外比较，寿命短、速度低、阻力大，而美 国等使用的新型注油托辊，其运行阻力小，轴承采用稀油润滑，大大地提高了托辊的 使用寿命，并可作为高速托辊应用于螺旋输送机上，使用面广，经济效益显著。我国 输送机托辊寿命为 2 万 h，国外托辊寿命 5 9 万 h，国产托辊寿命仅为国外产品的 30% 40%。 输送机减速器寿命 我国输送机减速器寿命 2 万 h，国外减速器寿命 7 万 h。 螺旋输送机上下运行时可靠性差 5、 控制系统上差距 驱动方式 我国为调速型液力偶合器和硬齿面减速器，国外传动方式多样，如 统、 控传动系统等，控制精度较高。 监控装置 国外输送机已采用高档可编程序控制器 发了先进的程序软 伯与综合电源继电器控制技术以及数据采信、处理、存储、传输、故障诊断与查询等 完整自动监控系统。我国输送机仅采用了中档可编程序控制器来控制输送机的启动、 正常运行、 机等工作过程。 然能与可 控启 制） 装置配合使用， 到可控启 制） 动、带速同步、功率平衡等功能，但没有自动临近装置，没有故障诊断与查询等。 输送机保护装置 国外螺旋输送机除安装防止输送带跑偏、打滑、撕裂、过满 堵塞、自动洒水降尘等保护装置外，近年又开发了很多新型监测装置：传动滚筒、变 向滚筒及托辊组的温度监测系统；烟雾报警及自动消防灭火装置；纤维织输送带纵撕 裂及接头监测系统；防爆电子输送带秤自动计量系统。这些新型保护系统我国基本处 于空白。而我国现有的打滑、堆煤、溜煤眼满仓保护，防跑偏、超温洒水， 烟雾报警 装置的可靠性、灵敏性、寿命都较低。 煤矿螺旋输送机 技术的发展趋势 （ 1） 设备大型化、提高运输能力 为了适应高产高效集约化生产的需要，螺旋输送机的输送能力要加大。长距离、 高带速、大运量、大功率是今后发展的必然趋势，也是高产高效矿井运输技术的发展 方向。在今后的 10a 内输送量要提高到 3000 4000 t/h，还速提高至 4 6m/s，输送长 度对于可伸缩螺旋输送机要达到 3000m。 于钢绳芯强力螺旋输送机需加长至 5000m 以上，单机驱动功率要求达到 1000 1500 送带抗拉强度达到 6000 N/ 绳芯）和 2500 N/绳芯）。尤其是煤矿井下顺槽可伸缩输送技术的发展，随着 高产高效工作面的出现及煤炭科技的不断发展，原有的可伸缩螺旋输送机，无论是主 参数，还是运行性能都难以适应高产高效工作面的要求，煤矿现场急需主参数更大、 技术更先进、性能更可靠的长距离、大运量、大功率顺槽可伸缩螺旋输送机，以提高 我国螺旋输送机技术的设计水平，填补国内空白，接近并赶上国际先进工业国的技术 水平。其包含 7 个方面的关键技术：螺旋 输送机动态分析与监控技术；软起动与 功率平衡技术；中间驱动技术；自动张紧技术；新型高寿命高速托辊技术； 快速自移机尾技术；高效储带技术。 （ 2） 提高元部件性能和可靠性 设备开机率的高与低主要取决于元部件的性能和可靠性。除了进一步完善和提高 现有元部件的性能和可靠性，还要不断地开发研究新的技术和元部件，如高性能可控 软起动技术、动态分析与监控技术、高效贮带装置、快速自移机尾、高速托辊等，使 螺旋输送机的性能得到进一步的提高。 （ 3） 扩大功能，一机多用化 拓展运人、运料或双向运 输等功能，做到一机多用，使其发挥最大的经济效益。 开发特殊型螺旋输送机，如弯曲螺旋输送机、大倾角或垂直提升输送机等。 第二章 结构方案的拟定 计要求 螺旋运输机设计（水平放置） 具体参数： 运输物料：干燥煤粉 运 输 量： 25t/h 运输长度： 12 m 3 850 g / m （ 1） 研究螺旋运输机的工作原理； （ 2） 主要部件的结构设计（蜗轮蜗杆减速器的设计）。 设计原理 1、水平螺旋运输机的机构如图 2 1 9. 料槽； 图 2 1 螺旋运输机的机构 2、螺旋叶片的种类及选择 如图 2 2 图 2 2 螺旋叶片 当运送干燥的小颗粒或粉状物料的时候，宜采用实体式螺旋。本设计是运输煤粉， 所以选取实体式螺旋的叶片。 3 螺旋轴 如图 2 3 ； 5 衬套； 图 2 3 螺旋轴 4 螺旋轴的连接 轴承 如图 2 4 图 2 4 轴承 第三章主要参数确定 螺旋输送机的电动机功率是有其机构运动过程中所产生的阻力来决定的。其阻力 由下述各部分组成： 物料对槽体的摩擦阻力； 物料对螺旋面的摩擦阻力； 中间轴承装置和尾部轴承装置内的摩擦阻力； 承受轴向力的止推轴承装置内的摩擦阻力； 当物料向上倾斜输送时产生的重力分力的阻力； 物料在运移途中被搅拌、碾轧、以及在中间轴承装置处的堆积等情况所产生的各项 附加阻力。 所有的这些阻力中，最后一项阻力，即各项附 加阻力无法从理论上算得，因而尽管 已知各摩擦系数求出其余各项的阻力后，总的阻力仍无法计算出。所以，在决定输送机 的螺旋轴功率时，常常是利用螺旋输送机在生产实践中得出的物料总阻力系数表示，由 下述经验公式决定： = 式中 螺旋轴所需要之功率（千瓦）； k 功率备用系数； Q 生产率（吨 /时）； 物料总阻力系数； L 输送机水平投影长度（米）； H 输送机垂直投影高度（米）。 查表得 =由于输送机水平放置 H=0 = =瓦） N 0 额定功率 N= (千瓦 ) 选用 驱动 取 =所以 N=瓦 ) 旋直径与转数的确定 螺旋直径的确定 螺旋叶片直径主要取决于输送量和被送物料的特性及块状大小。对没有强烈粘性的 物料，它可按下述公式计算： D= (米 ) 式中 D 螺旋叶片直径（米）； Q 物料的输送量（吨 /时）； Q L H 25 1. 0 Q 2. 物料的堆积比重（ T/ M ） 水平输送时物料在输送机内的充填系数； K 表示物料综合特性的经验系数； C 倾斜向上输送时输送量的校正系数，其值与输送机的轴线和水平面的 夹角有关。 有已知得 Q=25t/h 查表 有 = = K= C=0 所以 D= =把直径 D 圆整 D=300螺旋轴转速的确定 ( 转 /分 ) 式中 n 螺旋轴最大许可转数； D 选定的标准螺旋叶片直径； A 物料综合特性。查表得 A=75 所以 /分 =137 转 /分 求得的转速应圆整为螺旋轴的标准转速值 所以取 n=120 转 /分 螺旋叶片形式采用实体螺旋面 螺距 S=40填充系数的验算 47 D 47 0. 1 0. 4 0. 120 0. 42 由于校核得到的 值与推荐数值 =接近 取 n 降低一级 n=90 转 /分时， =超过 所以计算结果取 D=300 n=120 转 /分 校核 许用千瓦转速比 n n P 及许用悬臂载荷 3 25 2. 0. 0 0. 0 n D 75 n D Q 25 2 2 N N N 0 N 0 0. 80930. 082 n 120 查表 当 D=300 =由于 Z Z 2 3 2 2 1. 9 0 84 T 9 5 10 Z Z d 可以从表 11 7 中查得蜗轮的基本许用应力 / =268 n h 10 应力循环次数 寿命系数 K N=60J =L = H K H / 则 = =268 （ 6） 计算中心距 a 3 ( ) H =去中心距 a=160 d a 因为 I 12,从表 11 2 中取模数 m=5,蜗杆分度圆直径 =50 Z / 。这时 因为 / =图 11 18 中可查得接触系数 因此以上计算结果可用。 =蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 蜗杆 轴向齿距 =5=15.7 径系数 q=10 齿顶圆直径 =50+2 5=60 齿根圆直径 =50 / 5=38 / 分度圆导程角 r = 21 48 05 蜗杆轴向齿厚 s =a ( 2) 蜗轮 蜗轮齿数=53，变位系数 8 Z Z 2 d Z Z P d d f 1 z x =+ 验算传动比 I = z 2z =时传动比误差为 是允许的。 2 蜗轮分度圆直径 d a 2 d 2 =212 2 蜗轮喉圆直径 212 10 222 d f 2 d 2 2 c 蜗轮齿根圆直径 r 212 2 1. 5 200 m a 蜗轮咽喉母圆半径 g 2 2 160 222 / 2 49 m d d 2 m 当量齿数 =根据 =+ ， = 从图 11 19 可查得齿形系数 螺旋角系数 140 = 许用弯曲应力 2. 8 从表 11 8 中查得由 造的蜗轮的基本许用弯曲应力 F =56 寿命系数 K F F K =56 F 50 212 5 =Pa d d 1. 3 T Z 53 Z v 2 0. x Z Y 1 0 / K / / 1. 3 . 2 82787 4 2. 8 0. 443 弯曲强度是满足的。 =（ v v f v v s 已知 v s ； 1 1 0 ； 与相对滑动速度 有关。 = 60 1000 1 =m/s f 从表 11 18 中用插值法查得 = = 代入式得 = n ，大于原始估算值，因此不用重算。 v s 1 1 0 因为 = 60 1000 1 =m/s 查表得 减 速箱采用蜗杆下置式。 考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，属于通用机械减速器，从 10089 1988 圆柱蜗杆、蜗轮精度中选择 8 级精度，侧隙种类为 f，标注为 8f 10089 由有关手册查得要求的公差项目及表面粗糙度，此处从略。 0. 3 a ) m 估算散热面积 A ： A= 100 =验算油的工作温度 t 室 温 t ,通常取 20 0 C K s A 散热系数取较大值 ( C C t = 所以油温未超标。 =小于 80 ) 0 f n 1. 5 3 i 0 1000 1 ) Pt 0 2 0 m . C ) v n 0 根据 s = 60 1000 1 =m/s 查表 11 21 采用油池润滑。 蜗轮轴的设计 先按公式初步估算轴的最 小直径。选取轴的材料为 45 钢，调质处理。根据表 15 3， 选取 =120，于是得 A = 3 n =输出轴的的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径 与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。 n 。为了使所选的轴直径 联轴器的计算转矩 T=K 9550 =2819= 由 d 根据机械零件设计课程设计 毛振扬 陈秀宁 施 高义 编 浙江大学 出版社第 334 页表 14 13 可查得选用 号弹性柱销联轴器 . 其公称转矩为 125000 半联轴器孔径 =25 故取 =25 L=62 联轴器与轴配 合的毂孔长度 1 =44 （ 1） 拟定轴上的零件装配方案 （ 2） 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1）为了满足半联轴器的轴向定位要求， 1 2 断轴右端需制出一轴肩。定位轴肩的高 度在（ d 范围内，故 = +2h=28.5 取标准直径 30 定位，按轴端直径取挡圈直径为 38 联轴器与轴孔相配合的毂孔长度 =44 A d P d P d d d L d d L 为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故 1 2 段的的长度应比 略 短一些，现取 1 =42 2) 初步确定滚子轴承。因轴承同时承受有径向力和轴向力作用，故选用单列圆锥滚 子轴承。参照工作要求并根据 =30 轴承产品目 录中初步选取 0 基本游隙组， 标 准 精 度 级 的 单列 圆 锥 滚 子 轴承 30207. 其 尺 寸为 d D T=35 72 故 d 3 d 6 L 8 =35 = 右端滚子轴承采用轴肩进行轴向定位。由手册上查得 30207 型轴承的定位轴肩高 度 h=6 此取 =35+2 6=47 又因为轴环高度 b=所以取 12 3) 蜗轮的轴段直径 =12 蜗轮轴段的直径的右端为定位轴肩，左端与左轴承之间采用套筒定位。 因为 =35+26=47 取 h=所以 =47 2h=40 与传动零件相配合的轴段，应略小于传动零件的轮毂宽 蜗轮轮毂宽度为 =( =48 60 取 =60 =56 4) 轴承端盖的总宽度为 20减速器及轴承端盖的结构设计而定）。根据轴承 端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距 离 l=30 =20+30=50 5) 取蜗轮与箱体内壁距离为 a=16 动轴承应距箱体一段距离 S,取 S=8 知滚动轴承 30207 宽度 T=轮轮毂长 60 则 =+16+(60 56)=至此已初步确定了轴的各段直径和长度 L L d d L d d d 4 B L L L L =42+50+6+12+15+39.5 如图 3 1 图 3 1 蜗轮轴 ( 3) 轴上零件的周向定位 蜗轮， 联轴器与轴的周向定位均采用平键连接， 表 6 1 查得平键截面 b h=12 8, 键槽用键槽铣刀加工，长为 45 时为了保证齿轮和轴配合有良好的对中性，故选 H 7 择齿轮轮毂与轴的配合为 ， 样， 联轴器与轴的连接， 用平键为 b h l=8 7 32, H 7 半联 轴器与轴的配合为 h 。滚动轴承与轴的周向定位是过渡配合来保证的，此处选轴 的直径尺寸公差为 （ 4）确定轴上的圆角和倒角尺寸 参看表 15 2，取倒角为 1 45 ， ，各轴肩处的圆角见蜗轮草图。 蜗轮分度圆直径 2 =212 矩 T=2 蜗轮的切向力 = n 蜗轮的径向力 = = 蜗轮的轴 向力 = 根据轴的结构图做出轴的计算简图，在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取 a 总 h 0 45 d d F 值，对于 30207 型圆锥滚子轴承，由手册中查得 a=此作为简支梁的轴的支撑跨 距为 2 3 =7395=116.9 根据轴的计算图做出轴的弯矩扭矩图。 表 3 4 载 荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 弯矩 M N M H=N, =N M V =N, = 总弯矩 2 2 M V 2 =M 1 9033 12774 15646 8 2 2 扭矩 T M 2 T 9033 407 9042 9 =82819 如图 3 2 L L F F F F 图 3 2 弯矩扭矩图 蜗杆轴的设计 选取轴的材料 考虑到减速器为普通用途中小功率减速传动装置，轴主要传递蜗轮的转矩，故选取 45 钢，调质处理，硬度 =640，屈服强度极限 =355，弯曲疲劳 强度极限 =275，剪切疲劳极限 =155，许用弯曲应力 =60. d = P n =11.7 T=K 9550 P n =8803= 由 d 根据机械零件设计课程设计 毛振扬 陈秀宁 施高义 编 浙江大学 出版社第 334 页表 14 13 可查得选用 弹性柱销联轴器 d=16 轴器 与轴配合的毂孔长度为 30 故取 =16 轴的结构设计 从轴段 =16 始逐渐选取轴段直径， 右端非定位轴肩，且安装密封毡 圈，取 =25 段与轴承的内径相配合，为了便于轴承的安装，选定轴承型号为 圆锥滚子轴承 30206，取 =30 轴承 30206 的 =30 62 取 = =30 d 4其定位作用 由 h=() =21 30 取 d 4 =42 d 5 d 7 d 5 d 7 和 为退刀槽 取 = =30 取蜗杆齿 顶圆直径 =60 1 =联轴器轴孔长度 30 2=28 L 2 的长度：轴承端盖总宽度 20 端盖的外端面与半联轴器右端面距离为 35 d L =20+35=55 3 轴段的长度，参照蜗轮轴承的长度选取 a=16 s=8 圆锥滚子轴承的 T=所以 7+8+mm d d d d d d d D T d d d d d 2 h d d L L L L 取 =35 d 4和 为退刀槽那段轴段长度 d 4 d 5 =35 同理 L =35 轴段的长度 L b 查表 11 4 b (1 2 0. Z ) 2 =89 当 时 有 P= 其中 x=查手册得圆锥滚子轴承 30207 的 Y 值为 所以 P= 当 =e 时 有 P= 验算轴承的寿命 因为 按轴承的受力大小计算 F F F 513 8 1 8 e 200 8 0 69 0 7 e f ( r L 10 ( c ) 10 60 n L 7 对于圆锥滚子轴承 3 故 h = 10 h 远远大于 15000 h 故轴承寿命满足要 求 ，所选轴承合格。 键的校核 ( 1) 选用普通平键（ A 型） l 按低速轴装蜗轮处的轴径 d=45及轮毂长 查表，选用键 12 8 79。 ( 2) 强度校核 =30 键 材 料 选 用 45 钢 ， 查 表 h 知 8 p 100 120 ， 键 的 工 作 长 度 l L b 45 12 33 m k 2 2 4 3 3 公式的挤压应力 p p 2 10 p 2 82 19 104 33 40 31 7 小于 ，故键的联接的强度是足够的。 低速轴输入端的联轴器 T a K A T K A K A T 1. 82819 124228 5 N 计算转矩 ，查表取 125 m ，查 表选用 型弹性套柱销联轴器，材料为 35 钢，许用转矩 r /记： 轴器 42 114 84。 选键，装联轴器处的轴径为 25用键 12 8 79， ，许用转速 对键的强度进行校