毕业设计（论文）-自动洗盘机机械设计.doc

- 45 -自动洗盘机第一章 绪论1.1 课题研究的目的和意义1 题目来源：本课题属自拟题目。2 课题的目的及意义：目前，不锈钢或塑胶制作的多功能快餐盘在高校食堂中应用非常普遍。快餐盘的清洗通常采用人工完成，劳动强度大、效率低，极易产生清洁不到位和残渣剩余等问题，不仅影响了师生就餐心情，也为细菌、病毒的交叉传播带来了很大的不安全隐患。为此，本课题拟针对快餐盘清洗的具体需求及特点，设计开发一种具有喷洗、漂洗、消毒、烘干等功能的自动清洗机，实现快餐盘的高效、高速自动清洗。1.2 国内外研究现状1.2.1 洗盘机发展概况1.2.2 国外研究概况 欧洲： 洗碗机起源于欧洲，早在1927年，德国就制造出世界上第一台简易的洗碗机。据1996年统计，欧洲的洗碗机普及率为：瑞士51、瑞典49、奥地利43、德国42、法国38%、荷兰24、英国20%、西班牙19、土耳其13；产量为：德国305万台、意大利169万台、西班牙32.9万台、法国29.2万台、英国24.5万台、瑞典12万台、土耳其12万台、奥地利02万台；销售量为：德国1715万台、法国76万台、洗碗机生产厂，其中包括Bosch、Bauknecht、Miele、AEG、BrownBoeri、Blomberg和Simens等公司。意大利有21意大利526万台、英国51.5万台、西班牙34万台、土耳其31万台、荷兰24万台、奥地利15.5万台、瑞典11万台德国现有20家，其中包括Candy、Zanussi、Delonghd和MerIoni等公司。法国生产洗碗机的公司有Thomson和Moulinex等；英国有Denwoodsmeg和Russell等；西班牙有Fagor、BSR、Ikellsa和Painsa等；瑞典有Electrolux等。美国惠而浦洗碗机 ADP6600WH这款独立式洗碗机可放12套餐具和5种清洗程序，适合用户需求。符合国家标准要求，是一款适合家庭高档和时尚装修的理想器具。设有预洗，冷洗、40度快洗、50度一般洗、70度强力洗等5种清洗程序。可3/6/9小时的延时，更人性化设计。半量水位洗涤 ，设有自动清洁过滤器 ，电控防漏装置 ，助清剂指示灯 ，软化盐指示灯 ，3A等级。 德国西门子洗碗机 SF25M850EU 这款独立式洗碗机外观时尚、清洁方便。具有四大强力功能：三合一洗涤程序，五层喷淋水流，高效卫生水加热系统，新型的冷凝式烘干。采用最新的节水设计和特殊的防指印设计，内置高密度树脂水软化系统 ，多层过滤装置 ，开门即停，双重安全保护阀 ，可换喷臂、可调节拉篮设计。是一款适合家庭高档需求、具有数码智能显示、故障自检功能的理想器具。 日本： 号称世界家电王国的日本，其洗碗机的开发比其他家电产品迟缓，1960年松下电器公司开发出日本第一台洗碗机，比欧洲晚33年。在其后的年代里，一直处于停滞不前状态，直到1986年洗碗机行业才出现了转机，但产量不大，1995年达18.9万台，1996年增至30万台以上。普及率远比欧美各国低。洗碗机在日本市场上未能普及流行，除“洗碗是家庭主妇义不容辞的天职，不应该用机器来取代”的根深蒂固的观念以外，还有以下几个客观原因：日本家庭的厨房空间的狭窄，放不下过多的机器设备；洗碗机本身的技术尚未成熟，美式的洗碗机在技术上无法洗净日本家庭使用的各种深浅凹凸不同的多样化餐具；米食为主的日本餐具附着的残渣和油污，用洗碗机不容易洗净。近年上述几个主客观问题有了突破，日本的洗碗机市场逐渐成形，市面上还出现了洗碗机专用的洗净剂。目前松下、三菱。日立、三洋、夏普和Toto等家电公司均生产洗碗机。日本厂商的竞争方向是小型、高性能。缩短洗净时间和降低运转噪声等。1.2.3 国内研究概况 我国洗碗机的开发和生产起步较晚，直至90年代初才逐渐发展起来，目前共有20余家厂家生产此类产品，但产量和普及率尚不大。洗碗机在国内尚属超前消费产品。我国是以碗为主要餐具的国家，碗具类型、规格、式样五花八门、碗的凹度大，而洗碗机大多采用通用的喷淋式，水流不强，冲刷点不能遍布碗壁各处，不如手洗干净。加上目前洗碗机的价格偏高，又费电费水，一般工薪阶层宁愿用手洗碗。1998年末，中国消费者协会在北京举办了主题为“如何正确使用洗碗机”的消费调查活动。结果显示，90以上的消费者对洗碗机的功能、性质一无所知，而懂得如何正确使用者更是寥寥无几。同时，消费者对洗碗机的洗涤范围、洗净度、耗水量。耗电量和安全性等方面仍存在疑虑，已购买和正打算购买的不足l，但有40以上的消费者考虑将来可能会买此类产品。这表明，目前我国洗碗机尚处于被消费者了解认识的阶段。国内的一些洗碗机生产厂家为了使产品更加适合中国家庭的需要，已着手对产品的设计进行改进，使之更加羡善。有人作过估算，据资料统计，我国城镇居民家庭已达到16亿户，即使每年只有1有家族购买洗碗机，其年市场需求也在百万台以上。无锡小天鹅股份有限公司与意大利梅洛尼洗衣机有限公司合资生产的“小天鹅”洗碗机，目前已有两种型号的柜式家用全自动洗碗机，正在开发台式和全电脑系列产品，年生产能力80万台。青岛澳柯玛集团洗碗机制造总厂，在我国洗碗机行业率先通过ISO9001国际认证，并考虑国内家庭的实际使用情况，有效地解决了碗多盘子少和油污多的问题，按照国际标准生产出荣获国家专利的“澳柯玛”洗碗机，1998年产量达几万台。 “小天鹅”洗碗机无锡小天鹅股份有限公司制造。特点：采用欧洲技术，专为中国家庭设计，拥有三种温度、七种程序，消毒、洗涤、软水烘干。2“普爱牌”洗碗机青岛澳柯玛集团生产。全塑结构，永不生锈，配上专用的“洗碗净”，可杀灭各种病菌，在颜色上有选择性，整个清洗过程，包括进水、清洗、加热、消毒。排水和重新换水、烘于，断电等全部自动完成。 旋转支承架洗碗机中国专利（CN2280492Y）产品。特点：放量待洗餐具的支承架通过轴承悬挂在洗碗槽的顶部，因而支承架在冲洗水的冲力下旋转，使待洗餐具与热水喷嘴的相对位置不断变化，从而获得良好的洗净效果。由于设置有电热水器和水泵，故又能供应热水。 具备消毒功能的洗碗机中国专利（CN2279885Y）产品。由带有密封上盖的箱体、洗涤桶、电器控制装置和旋转喷嘴等组成。在箱体的底壁装有一只臭氧气流泵，连接有导气管，导气管穿过洗涤桶的侧壁进入其内腔，管的出口靠近洗涤桶的底部。 综上所述，餐具清洗产品大多是针对家庭小型清洗，对此，设计出一款能快速大量清洗餐具的产品具有重要现实意义。1.3 课题研究内容目前我国的餐具清洗大多停留在手工清洗阶段，一般的大型食堂如学校，企业的餐盘清洗如果依靠手工清洗劳动量很大而且也不能保证餐盘的清洁，对此，本课题拟设计出一种能快速清洗大量餐盘又便于操作的自动洗盘机。该机可以采用电加热或蒸汽加热方式，能实现自动输送及清洗，并充分考虑节水、节能问题。清洗效率大约为2000盘/小时。根据人机工效需求，考虑操作方便，机体尺寸建议不超过2000*1000*1500mm。机器的基本类型在绝大多数消费市场都是相似的。其工作原理是将溶解了洗涤剂的热水高速射向待清洗的厨具，洗涤后排水，然后换清水清洗，洗净后利用自身余热或加热元件加热的空气把餐具吹干，所以有的国家又称其为碗碟干燥机。欧洲型机器通常内部装有软水器和加热器, 可直接注入冷水。其功能组成如下图所示：出筐清洗漂洗喷洗进筐第二章 自动洗盘机总体方案设计2.1 机械系统设计初步设计方案： 对于被清洗对象，专门设计清洗筐以使操作方便、洗涤效果良好。对应不同的功能，隧道式自动洗盘机分为喷洗区、漂洗区、清洗区、三大主要部分。清洗筐被自动输送经过机器的不同的功能区，以完成喷洗、漂洗、烘干、消毒全部功能。各个功能部分的启停使用行程开关控制，自动启停。关键设计分为5部分1.清洗筐的设计为了能完全清洁被清洗对象，就要设计符合下列要求的清洗筐：被清洗对象放置于在清洗筐上时要求稳固，能承受高压水柱的冲击而不移动位子；被清洗对象的开口向下，保证清洗过程没有清洗用水和食物残渣滞留于被清洗对象里。清洗筐的设计计算1）快餐盘尺寸：由测量得38*29*17mm2）洗筐的设计： 为了能完全清洁各类被清洗对象，需设计符合要求的清洗筐： a. 被清洗对象放置于清洗筐上时要求稳固，能承受高压水柱的冲击而不移动位置； b. 被清洗对象的开口向下，保证清洗过程没有清洗用水和食物残渣滞留于被清洗对象里。 根据上述要求，适合三类被清洗对象的不同清洗筐设计如下： 不锈钢快餐盘倾斜和竖直方向成60度左右夹角，正面向上，可设计清洗筐内部挡块高90mm,相邻两挡块间距55mm 清洗筐长度可得：55*10+5*9=595mm，考虑到清洗筐本身厚度，设计长度为620mm； 清洗筐宽度： 由盘子尺寸可得清洗筐外部设计尺寸为620*320*100mm2.喷洗部分的设计由热水源经过水箱统一提供50度左右的热水。由于水压不足，通过增压泵提供高压热水以满足喷洗所需的水，分别从装有被清洗对象的清洗筐上部和下部进行喷洗，将被清洗对象上的食物残渣冲走，并在喷洗完毕后，喷洒液体洗涤剂。3.漂洗部分的设计类似于喷洗部分，漂洗部分是通过增压泵提供高压热水。热水和漂洗部分公用同一热水源。高压热水和洗涤剂共同作用清洗盘碟，去除油污等。被清洗对象在此区内完成清洗工作。同样，在清洗筐前端进入漂洗区的时刻触碰行程开关启动增压泵供应高压热水，在尾端离开喷洗区的时刻触碰行程开关关闭增压泵，停止供应高压热水。4机械传动设计在整个清洗过程中，清洗筐不停的匀速前进。它由电动机提供动力，经过减速机，带动所有的滚动杆滚动。滚动杆通过和清洗筐之间的摩擦力，带动清洗筐匀速徐徐前进。因此在整个清洗过程中此电动机一直保持工作状态，故其通断由总开关控制。第三章 机械系统设计3.1 传送系统设计一 . 减速器的设计1.1 题目：自动洗盘机的传送装置设计1.2 任务：（1）减速器装配图 1张 （2）零件图 2张（3）说明书 1份1.3 传动方案：传动方案示意图1电动机 2V带传动 3展开式双级齿轮减速器4链轮1.4 设计参数： （1）传送速度 V= 0.4m/s （2）棍子直径 D= 50 mm 1.5 其它条件：工作环境通风不良、单向运转、单班制工作、试用期限为10年(年工作日250天)、小批量生产、底座（为传动装置的独立底座）用型钢焊接。2 传动方案简述2.1 传动方案说明2.1.1 将带传动布置于高速级 将传动能力较小的带传动布置在高速级，有利于整个传动系统结构紧凑，匀称。同时，将带传动布置在高速级有利于发挥其传动平稳，缓冲吸振，减少噪声的特点。2.1.2 选用闭式斜齿圆柱齿轮闭式齿轮传动的润滑及防护条件最好。而在相同的工况下，斜齿轮传动获得较小的几何尺寸和较大的承载能力。采用传动较平稳，动载荷较小的斜齿轮传动，使结构简单、紧凑。而且加工只比直齿轮多转过一个角度，工艺不复杂。2.1.3将传动齿轮布置在距离扭矩输入端较远的地方由于齿轮相对轴承为不对称布置，使其沿齿宽方向载荷分布不均。固齿轮布置在距扭矩输入端较远的地方，有利于减少因扭矩引起的载荷分布不均的现象，使轴能获得较大刚度。综上所述，本方案具有一定的合理性及可行性。2.2 电动机的选择2.2.1电动机类型和结构型式根据直流电动机需直流电源，结构复杂，成本高且一般车间都接有三相交流电，所以选用三相交流电动机。又由于YS系列笼型三相异步交流电动机其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、起动性能较好、价格低等优点均能满足工作条件和使用条件。根据需要运送型砂，为防止型砂等杂物掉入电动机，故选用封闭式电动机。根据本装置的安装需要和防护要求，采用卧式封闭型YS系列三相交流异步电动机电动机。2.2.2 选择电动机容量(1)工作机所需功率链条牵引力1单链传动F0=fLg(Dr/Ds)(qm+q0+mdCd+miCi)+0.25Lq0g式中F0单链传动辊子输送机传动链条牵引力，N；f摩擦系数L辊子输送机长度，M；g重力加速度；Dr辊子直径；Ds辊子链轮节院直径；qm单位长度上物品的质量，kg/m;md一个颤动辊子传动部分的质量,kg;Cd辊子输送机每米长度内传动辊子数；mi一个非传动辊子传动部分的质量,kg;Ci辊子输送机每米长度内非传动辊子数.由上可得： F0=0.042.279.81（50/45.08）（10+6+0.488）+0.252.2769.81得F0=53N。P=F/V=53/0.4=0.1325KW 选取电动机功率P=0.25KW(2)由电动机至工作机的总效率 h带传动V带的效率-=0.940.97 取= 0.96一对滚动轴承的效率-=0.980.95 取= 0.99一对齿轮传动的效率=0.960.98 取= 0.98链轮传动的效率-=0.990.96 取=0.99 2.2.3 电动机的主要参数（1）电动机的主要技术数据 电动机型号额定功率kw同步转速r/min最大转矩额定转矩质量kgYS711-40.2514002.410 （2）电动机的外形示意 YS型三相异步电动机 （3）电动机的安装尺寸表 （单位：mm） 型号尺 寸HABCDEFGADACHDLYS711-471112904514305111401451802552.3 总传动比的确定及各级传动比的分配2.3.1 理论总传动比 nm : 电动机满载转速2.3.2 各级传动比的分配 (1)V带传动的理论传动比初取2 （由1 P114表8-1） (2)两级齿轮传动的传动比 (3)齿轮传动中，高低速级理论传动比的分配 取，可使两极大齿轮直径相近，浸油深度接近，有利于浸油润滑。同时还可以使传动装置外廓尺寸紧凑，减小减速器的轮廓尺寸。但过大，有可能会使高速极大齿轮与低速级轴发生干涉碰撞。所以必须合理分配传动比，一般可在中取。 取 ，又 3.47，2.4 各轴转速，转矩与输入功率 （1）各轴转速 1400/2700r/min 700/3.47201.7r/min /201.7/2.66=75.59 r/min （2）各轴输入功率 0.250.960.24kW 20.240.990.980.2328kW 20.23280.990.980.2259kW 24=0.22590.990.950.2125kW则各轴的输出功率： 0.99=0.2376 kW 0.99=0.2304 kW 0.99=0.2236kW 各轴输入转矩 = Nm电动机轴的输出转矩=9550 =95500.25/1400=1.696Nm所以: =1.69620.96=3.257 Nm=3.2573.470.960.99=10.7417 Nm=10.74172.660.990.98=27.72Nm输出转矩：0.99=3.2244 Nm0.99=10.6343 Nm0.99=27.4428Nm运动和动力参数结果如下表轴名功率P KW转矩T Nm转速r/min输入输出输入输出电动机轴0.251.69614001轴0.240.23763.2573.22447002轴0.23280.230410.741710.6343201.73轴0.22590.223627.7227.442875.59三、传动设计3.1 V带传动设计3.1.1 原始数据 电动机功率 0.25 kw电动机转速 r/minV带理论传动比2单向运转、单班制、工作机为辊子运输机3.1.2 设计计算 （1） 确定计算功率Pca Pca =KAPd 根据单班制工作，即每天工作8小时，工作机为带式运输机， 查得工作系数KA=1.1 Pca =KAPd=1.00.25= 0.275kw（2）选取普通V带带型根据Pca，nd确定选用普通V带z型。 （由1P134图8.13）（3）确定带轮基准直径 dd1和dd2a. 初选 小带轮基准直径=70mmb验算带速 5m/s V 20m/s m/s 5m/sV25m/s带的速度合适。 c. 计算dd2dd2 mm（4）确定普V带的基准长度和传动中心距根据0.7（dd1+dd2） a 0 2（dd1+dd2）147mm a 0420mm初步确定中心距 a 0 = 400mmLd= =1132.7625mm 取Ld = 1120 mm计算实际中心距a 中心距a的变动范围 amin=a-0.015Ld =394-0.015*1120=377.2amax=a+0.03Ld=394+0.03*1120=427.6（5）验算主轮上的包角= 主动轮上的包角合适（6）计算V带的根数Z 得P0 基本额定功率得P0= 0.3 P0额定功率的增量P0=0.029包角修正系数得=0.93长度系数得 =0.96= =1.035 取Z=2根 （7）计算预紧力 F0 得qV带单位长度质量 q=0.10 kg/m=23.4 N 应使带的实际出拉力 （8）计算作用在轴上的压轴力FP 得=93.237N3.1.4 带传动主要参数汇总表带型LdmmZdd1mmdd2mmammF0NFPNZ112017014040023.493.2373.1.3 带轮材料 （1）带轮的材料： 带轮的材料主要采用铸铁，常用材料的牌号为HT150 3.2 高速级齿轮传动设计3.2.1原始数据输入转矩= Nmm小齿轮转速=700 r/min齿数比=由电动机驱动单向运转、单班制工作、工作寿命为10年、工作机为辊子运输机、载荷较平稳。（设每年工作日为250天）3.2.2设计计算一 选齿轮类、精度等级、材料及齿数1 为提高传动平稳性及强度，选用斜齿圆柱齿轮；2 因为运输机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度；3 为简化齿轮加工工艺，选用闭式软齿面传动小齿轮材料：45号钢调质 HBS1=220-250接触疲劳强度极限MPa （由1P188图10.24-c）弯曲疲劳强度极限 Mpa （由1P189图10.25-c）大齿轮材料：45号钢正火 HBS2=170-210接触疲劳强度极限 MPa （由1 P188图10.24-b） 弯曲疲劳强度极限 Mpa （由1 P189图10-25-b）4初选小齿轮齿数 大齿轮齿数Z2 = Z1= 263.47=90.22取925初选螺旋角二 按齿面接触强度设计计算公式： mm （由1P200式10-36） 1 确定公式内的各计算参数数值初选载荷系数小齿轮传递的转矩 Nmm齿宽系数 （由1P210表10.20） 材料的弹性影响系数 Mpa1/2 （由1192表10.12）应力循环次数接触疲劳寿命系数 （由1P190图10.27）接触疲劳许用应力：取安全系数 取 MPa2 计算（1）试算小齿轮分度圆直径=19.34mm 取d1=2 三 主要几何尺寸计算 圆整后 b2=25 b1=b2+5=30 计算中心距a将a圆整为61mm四 按齿根弯曲疲劳强度校核 由P195得 由1表10.10 SF=1.3 由1图10.26 YNT1=YNT2=1 由1表10.13 YF1=2.6 YS1=1.6由1表10.14 YF2=2.2 YS2=1.79故齿根弯曲强度校核合格五 验算齿轮的圆周速度 3.3 低速级齿轮传动设计3.3.1原始数据输入转矩= Nmm小齿轮转速=201.7 r/min 齿数比= 由电动机驱动单向运转、单班制工作、工作寿命为10年、工作机为辊子运输机、载荷较平稳。（设每年工作日为250天）3.3.2设计计算一 选齿轮类、精度等级、材料及齿数1 为提高传动平稳性及强度，选用斜齿圆柱齿轮；2 因为运输机为一般工作机器，速度不高，故选用8级精度；3 为简化齿轮加工工艺，选用闭式软齿面传动小齿轮材料：45号钢调质 HBS=220-250接触疲劳强度极限MPa 弯曲疲劳强度极限 Mpa 大齿轮材料：45号钢正火 HBS=170-210接触疲劳强度极限 MPa 弯曲疲劳强度极限 Mpa 4初选小齿轮齿数大齿轮齿数Z4= Z3= 282.66=74.48取755初选螺旋角二 按齿面接触强度设计 计算公式： mm 1. 确定公式内的各计算参数数值初选载荷系数小齿轮传递的转矩 Nmm齿宽系数 材料的弹性影响系数 Mpa1/2 应力循环次数接触疲劳寿命系数 接触疲劳许用应力取安全系数 取 MPa2. 计算 （1）试算小齿轮分度圆直径 =29.434mm 取d1=32mm 三 主要几何尺寸计算 圆整后 b4=30 b3=b4+5=35 计算中心距a将a圆整为66mm 四 按齿根弯曲疲劳强度校核 由P195得 由1查表10.10 SF=1.3 由1查图10.26 YNT3=YNT4=1 由1查表10.13 YF3=2.58 YS3=1.61由1查表10.14 YF4=2.2625 YS4=1.76故齿根弯曲强度校核合格五 验算齿轮的圆周速度3.4 齿轮参数汇总表高速级齿轮齿数分度圆直径d(mm)da(mm)df(mm)精度等级Z12626.7928.7624.298Z29294.81696.81692.316传动传动比i中心距a模数mn螺旋角计算齿宽b2(mm)3.476111425低速级齿轮齿数分度圆直径d(mm)da(mm)df(mm)精度等级Z32835.5938.0932.4658Z47596.21698.71693.091传动传动比i中心距a模数mn螺旋角计算齿宽b4(mm)2.66661.251330四. 轴及轮毂连接4.1 轴的材料选择和最小直径估算4.1.1根据轴的工作环境,初选轴的材料为45钢(调制) 由1p271表14.1查得: C=118-107 高速轴:由于需要考虑轴上的键槽放大,故d扩大5%-7%取dmin=17mm 中间轴： 由于需要考虑轴的最小直径处有滚动轴承，故取dmin=15mm 低速轴： 由于需要考虑轴上的键槽放大,故d扩大5%-7%取dmin=16mm4.1.2轴的结构设计(直径,长度) 高速轴：一 高速轴的结构 二 根据轴向定位要求，确定轴的各段直径和长度 直径： (1)第一段与带轮配合 取d11=17mm， (2)第二段上需要安装滚动轴承，所以需要取整数 取d12=20mm (3)第三段 定位高度 h=（0.07-0.1）d12 取 d13=23mm (4)第四段 定位高度h在 1-2mm取d14=25mm (5)第五段 是齿轮处轴段，因为做成齿轮轴 取d15=22mm (6)第六段需要安装滚动轴承，所以取整数 取d16=20mm 长度： l11=带轮的宽度B=26mm l12=26mm l13=40mm l14=5mm l15=b-2=28mm l16=18mm 中间轴：一 中间轴的结构图 二 根据轴向定位要求，确定轴的各段直径和长度 直径： (1)第一段上需要安装滚动轴承 取d21=15mm， (2)第二段上需要安装齿轮 取d22=20mm (3)第三段 定位高度 h=1-2mm 取 d23=24mm (4)第四段 上需要安装齿轮取d24=20mm (5)第五段 需要安装滚动轴承 取d25=15mm 长度：1 L12= 29mm2 l22= 33mm3 l23= 10mm4 l24= 23mm l25= 31.5mm 低速轴：一 低速轴的结构二 根据轴向定位要求，确定轴的各段直径和长度 直径： (1)第一段与链轮配合 取d31=16mm， (2)第二段上需要安装滚动轴承，所以需要取整数 取d32=20mm (3)第三段 定位高度 h=（0.07-0.1）d12 取 d33=25mm (4)第四段 定位高度h在 1-2mm取d34=28mm (5)第五段 是齿轮处轴段 d需要扩大 取d35=25mm (6)第六段需要安装滚动轴承，所以取整数 取d36=20mm 长度：1 l31=26mm2 l32=36mm3 l33=10mm4 l34=22mm5 l35=b-2=28mm l36=34.5mm 4.2 轴的强度校核 4.2.1 高速轴（1） 作用在轴上的力 齿轮1 ：受力分析图 (2)计算支反力 XZ平面：XY平面： 总支反力：（3） 绘制弯矩 扭矩图 1XZ平面内弯矩图 B点处弯矩： 2XY平面内弯矩图 B点处弯矩： 3合成弯矩图 4作出转矩图 5做出当量弯矩图 由于是单向回转轴扭转切应力视为脉动循环 变应力系数=0.6 (4)弯扭合成校核 B截面为危险截面 强度足够。4.2.2 中间轴（1）作用在轴上的力 齿轮2： 齿轮3 ： 受力分析图 (2)计算支反力 XZ平面： XY平面：受力分析总支反力：（4） 绘制弯矩 扭矩图 1XZ平面内弯矩图 B点处弯矩： C点处弯矩：2XY平面内弯矩图 B点处弯矩： C点处弯矩：3合成弯矩图B处弯矩： C处弯矩：4作出转矩图 5作出当量弯矩图 由于是单向回转轴扭转切应力视为脉动循环 变应力系数=0.6 (4)弯扭合成校核 C截面为危险截面 强度足够。4.2.3 低速轴（1）作用在轴上的力 齿轮4 ： 受力分析图 (2)计算支反力 XZ平面：XY平面：受力分析总支反力：（3）绘制弯矩 扭矩图 1XZ平面内弯矩图 B点处弯矩： 2XY平面内弯矩图 B点处弯矩： 3合成弯矩图 4作出转矩图 5作出当量弯矩图 由于是单向回转轴扭转切应力视为脉动循环 变应力系数=0.6 (4)弯扭合成校核 B截面为危险截面 强度足够。4.3键联接强度校核4.3.1高速轴齿轮的键联接 1 选择类型及尺寸轴径d=17mm安装在大带轮处的键为 2 键的强度校核 (1) 键的工作长度l及键与轮毂键槽的接触高度kl = L -b= 25-5=20mmk = 0.5h = 2.5mm(2) 强度校核此处，键、轴和轮毂的材料都是钢，取p=100MPa p = p 键安全合格4.3.2中间轴齿轮的键联接1 选择类型及尺寸 轴径d=20mm 安装在高速级大齿轮处的键为 安装在低速级小齿轮处的键为 2 键的强度校核(1) 键的工作长度l及键与轮毂键槽的接触高度kl = L -b= 25-6=19mmk = 0.5h = 3mm(2) 强度校核此处，键、轴和轮毂的材料都是钢，取p=100MPa p = p 键安全合格4.3.3低速轴齿轮的键联接 1 选择类型及尺寸 轴径d=25mm 安装在低速级大齿轮处的键为 轴径d=16mm 安装在链轮处的键为 2 键的强度校核 低速轴处:(1) 键的工作长度l及键与轮毂键槽的接触高度kl = L -b= 20-8=12mmk = 0.5h = 3.5mm(2) 强度校核此处，键、轴和轮毂的材料都是钢，取p=100MPa p = p 键安全合格 链轮处: (1) 键的工作长度l及键与轮毂键槽的接触高度kl = L -b= 25-5=20mmk = 0.5h = 2.5mm (2) 强度校核此处，键、轴和轮毂的材料都是钢，取p=100MPa p = p 键安全合格五. 轴承选择计算5.1 减速器各轴所用轴承代号普通齿轮减速器，其轴的支承跨距较小，较常采用两端固定支承。轴承内圈在轴上可用轴肩或套筒作轴向定位，轴承外圈用轴承盖作轴向固定。设计两端固定支承时，应留适当的轴向间隙，以补偿工作时受热伸长量。项目轴承型号外形尺寸（mm）安装尺寸（mm）dDBD1minD2maxramax高速轴600420421225370.6中间轴60021532917.429.60.3低速轴600420421225370.6六. 减速器的润滑与密封6.1 齿轮传动的润滑各级齿轮的圆周速度均小于12m/s，所以采用浸油润滑。另外，传动件浸入油中的深度要求适当，既要避免搅油损失太大，又要充分的润滑。油池应保持一定的深度和储油量。两级大齿轮直径应尽量相近，以便浸油深度相近。6.2 润滑油牌号及油量计算6.2.1 润滑油牌号选择 由2P255表（18-1），得：闭式齿轮传动润滑油运动粘度为20mm2/s 由2P153表（18-1），得：选用L-AN32消耗系统用油。6.2.2 油量计算 1）油量计算以每传递1KW功率所需油量为350-700，各级减速器需油量按级数成比例。该设计为双级减速器，每传递1KW功率所需油量为700-1400 实际储油量：由高速级大齿轮浸油深度约0.7个齿高，但不小于10mm；低速大齿轮浸油深度在齿轮半径；大齿轮齿顶距箱底距离大于3050mm的要求得：（设计值为50）最低油深：最高油深： 箱体内壁总长：L=780mm箱体内壁总宽：b=172mm 可见箱体有足够的储油量.6.3 轴承的润滑与密封由于高速级齿轮的圆周速度小于2m/s，所以轴承采用脂润滑。由于减速器工作场合的需要，选用抗水性较好，耐热性较差的钙基润滑脂（GB491-87）。轴承内密封：由于轴承用油润滑，为了防止齿轮捏合时挤出的热油大量冲向轴承内部，增加轴承的阻力，需在轴承内侧设置挡油盘。轴承外密封：在减速器的输入轴和输出轴的外伸段，为防止灰尘水份从外伸段与端盖间隙进入箱体，所有选用毡圈密封。6.4 减速器的密封减速器外伸轴采用 2P260表19-10的密封件，具体由各轴的直径取值定，轴承旁还设置封油盘。七. 减速器箱体及其附件7.1 箱体结构形式及材料本减速器采用剖分式箱体，分别由箱座和箱盖两部分组成。用螺栓联接起来，组成一个完整箱体。剖分面与减速器内传动件轴心线平面重合。此方案有利于轴系部件的安装和拆卸。剖分接合面必须有一定的宽度，并且要求仔细加工。为了保证箱体刚度。在轴承座处设有加强肋。箱体底座要有一定宽度和厚度，以保证安装稳定性和刚度。减速器箱体用HT200制造。铸铁具有良好的铸造性能和切削加工性能，成本低。铸造箱体多用于批量生产。7.2箱体主要结构尺寸表（单位：mm）名称数值(mm)箱座壁厚=8箱盖壁厚1=8箱体凸缘厚度b=12b1=12b2=20加强肋厚m=6.8m1=6.8地脚螺钉直径20地脚螺钉数目n=4轴承旁联接螺栓直径M16箱盖、箱座联接螺栓直径M12轴承盖螺钉直径和数目高速轴选用M8n=4中间轴选用M8n=4低速轴选用M12n=6轴承盖（轴承座端面）外径高速轴120中间轴130低速轴210观察孔盖螺钉直径M8df、d2、d3至箱外壁距离dfC1=26d122d218df、d2、d3至凸缘边缘的距离dfC2=24d120d216轴承旁凸台高度和半径h由结构确定，R= C1外壁至轴承端面的距离l1=+C2+C1+(510)=557.3 主要附件作用及形式1 通气器齿轮箱高速运转时内部气体受热膨胀，为保证箱体内外所受压力平衡，减小箱体所受负荷，设通气器及时将箱内高压气体排出。由选用通气器尺寸M181.52 窥视孔和视孔盖 为便于观察齿轮啮合情况及注入润滑油，在箱体顶部设有窥视孔。为了防止润滑油飞出及密封作用，在窥视孔上加设视孔盖。由2P45 选取3 油标尺油塞 为方便的检查油面高度，保证传动件的润滑，将油面指示器设在低速级齿轮处油面较稳定的部位。 由 选用油标尺尺寸4油塞为了排出油污，在减速器箱座最低部设置放油孔，并用油塞和封油垫将其塞住。5定位销 保证拆装箱盖时，箱盖箱座安装配合准确，且保持轴承孔的制造精度，在箱盖与箱座的联接凸缘上配两个定位销。由2P47图5-30选取6 启盖螺钉 在箱体剖分面上涂有水玻璃，用于密封，为便于拆卸箱盖，在箱盖凸缘上设有启盖螺钉一个，拧动起盖螺钉，就能顶开箱盖。结构参见减速器总装图，尺寸取M101.57起吊装置 减速器箱体沉重，采用起重装置起吊，在箱盖上铸有吊耳。为搬运整个减速器，在箱座两端凸缘处铸有吊钩尺寸见2P48 八 辊子的设计计算原始依据棍子输送机的形式，长度以及布置方式。物品输送量（单位时间内输送的物品件数），输送速度，载荷在辊子输送机上的分布情况。单个物件的质量，材质，外型尺寸。基本参数计算辊子长度 1辊子输送机直线段圆柱形辊子输送机直线段的辊子长度一般可按下式计算：L=B+B式中 L辊子长度，mm: B物件宽度，mm B宽度裕量，mm,可取B=50100mm.可计算得L=320+80=400mm辊子间距辊子间距p应保证一个物件始终支承在3个以上的辊子上。一般情况下可按下式选取： p=1/3L对要求平稳输送的物品： P=(1/41/5)L式中 p辊子间距，mm L物件长度，mm.可取得p=(1/41/5)*400=125mm辊子直径辊子直径D与辊子承载能力有关，可按下式选取： FF式中 F作用在单个辊子上的载荷，N F单个辊子上的允许载荷，N作用在单个辊子上的载荷F，与物件质量，支承物件的辊子数以及物件底部特性有关，可按下式计算： F=mg/K1K2N式中 m单个物件的质量,kg K1单列辊子有效支承系数 可取K1=0.5 K2对单列辊子，取K2=1 N支承单个物件的辊子数g重力加速度，取g=9.81m/s 单个辊子的允许载荷F，与辊子直径及长度有关，可从产品样本中查取 最后选取辊子直径D=50mm 轴径d=12mm九 辊子链轮的设计链轮11原始依据：齿数z1=11,齿距p=12.7mm，d1=7.92mm2尺寸计算：分度圆直径d=p/sin(180/z)=45.08mm齿顶圆直径damin=d+p(1-1.6/z)-d=48mm齿根圆直径df=d-d1=45.08-7.92=37.08mm齿高hamin=0.6(p-d1)=2.39mm最大轴凸轴直径dg= pcot180/11-1.04h2-0.76=30mm 链轮21 原始依据：齿数z1=25,齿距p=12.7mm2 尺寸计算分度圆直径d=p/sin(180/z)=101.33mm齿顶圆直径damin=d+p(1-1.6/z)-d=105mm齿根圆直径df=d-d1=101.33-7.92=93.41mm齿高hamin=0.6(p-d1)=2.39mm最大轴凸轴直径dg= pcot180/11-1.04h2-0.76=87mm链条的选取：由节距p=12.7，查手册选取链条链号08A，辊子直径为7.92mm,销轴直径为3.98mm, 销轴长度16.70mm,连接销轴长度18mm,内链板高度12.07mm，每米重量0.64K