螺旋输送机螺旋轴设计说明1216.doc

专科学生毕业设计螺旋轴设计系部名称： 机电工程系 专业班级： 机电一体化 学生姓名： 韩丽 指导教师： 夏秀梅 职 称： 吉 林 工 程 技 术 师 范 学 院二九年十一月 The Graduation Design for Junior s DesignThe Design of Spiral ShaftCandidate：Han Li Specialty：Electromechanical IntegrationClass：Supervisor：Xia Xiu MeiJilin Teachers Institute of Engineering & Technology 2009-11ChangChun题 目螺旋轴设计一、设计内容本次设计的螺旋轴是螺旋输送机的主要零件，螺旋输送机用于输送粉状的石灰。石灰由进料口装料，经过螺旋轴输送，由出料口卸料。需对螺旋轴进行结构设计。包括：机器的可行性分析，总体结构方案的拟订，运动和动力参数的确定与计算。通过一定的强度计算，确定机器中零件的结构尺寸，并进行必要的校核。绘制主要零件工作图，编写设计说明书。二、设计要求（1）按规定时间独立完成设计任务。（2）结构的设计应突出创新的要求，并应选择最佳的设计方案。（3）结构的设计应能实现所提出的功能要求，结构要合理。（4）设计计算要准确。（5）保证图面质量，制图应符合国家标准规定要求。（6）说明书应论述严密，条理清晰，文理通顺。（7）论文格式要规范。 三、设计完成后应提交的文件和图表（一）设计说明部分 设计说明书（两份）。（二）图纸部分螺旋轴零件工作图。毕业设计任务书四、设计进度分配及最后完成日期（1）第1-2周： 设计调研、查找资料（2）第3-4周： 螺旋轴总体设计（3）第5周： 零件工作图绘制（6）第6-7周： 编写设计说明书（7）第8周： 整理说明书，准备答辩 五、主要参考资料1王中刚，张秀亲，苗淑杰.机械设计实践M.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，20032任文斗，张兴辉.运输机械选用手册M.北京：化学工业出版社，19993王三民，诸文俊.机械原理与设计M.北京：机械工业出版社，20004成大先.机械设计手册全卷M.北京：化学工业出版社，19995濮良贵，纪名刚.机械设计M.北京：高等教育出版社，20016侯世增.机械制图M.北京：高等教育出版社，20027曹志奎.机械CAD技术基础M.上海：上海交通大学出版社，19968石光源，周积义.机械制图M.北京：清华大学出版社，20009李进华，王进戈.机械设计M.重庆：重庆大学出版社，2002六、备 注 指导教师夏秀梅教研室主任教研室地址通讯联系方定指导时间固定指导地点吉林工程技术师范学院专科生毕业设计摘 要 螺旋轴是GX螺旋输送机的主要零件，GX螺旋输送机是用于输送粉状石灰的装置。其石灰由进料口装料，经过螺旋轴装置输送，由出料口卸料，实现输送功能。根据GX螺旋输送机的功能要求，本设计对输送机的工作原理及其特点进行了分析，确定了输送机的总体传动方案。输送机主要由以下几部分组成：电动机、减速器、螺旋轴和壳体等。电动机通过减速器减速，将运动和动力传递给执行机构螺旋轴，实现石灰的输送。根据输送机总体传动方案，进行了螺旋轴结构的设计。对螺旋输送机的主要零件螺旋轴进行了设计，确定了其结构尺寸，完成了工作能力验算。对机器中的标准件：联轴器、轴承、键进行了选择。关键词：螺旋轴；设计；校核ABSTRACTThe shaft is the main parts of GX screw conveyor.The GX spiral conveyer is the installment of conveying pulverized lime. The conveying function was realized by enchasing the lime through the mouth of the installment first, then conveying the lime by the spiral shaft, unloading the lime through the exit of the installment at last.According to the function request of the GX spiral conveyer, this design has made analysis to the working principle and characteristic of the conveyer, has determined the overall transmission plan of the conveyer. The electric motor was decelerated by the decelerator, conveys the movement and power to the performance-mechanism spiral shaft, realizing transportation of the lime.According to overall transmission plan of the conveyer, I made overall structure design of the spiral shaft. I carried on the design to the major parts spiral shaft of the spiral conveyer, determined its structure size, the check of working ability was completed. And the cabinet structure and the size were designed. The standard parts of machine: the shaft coupling, the bearings and keys were chosen. Through the spiral conveyer overall structure design, function of conveying pulverized lime is realized. Key word: Screw Shaft; Design; ExaminationII吉林工程技术师范学院专科生毕业设计 目 录第1章 绪 论11.1本设计目的和意义1第2章 螺旋轴的设计与校核110第1章 绪 论1.1本设计目的和意义本文以螺旋轴为研究对象。随着科学技术的发展，各个行业的技术水平都在逐步的提高，输送机制造行业也不例外。在机械运输领域中，GX螺旋输送机是工农业各部门机械化运输工作的主要机组，在其领域中占有相当重要的地位。可使运输工作减轻劳动强度，提高工作效率，应用范围很广。适用于输送粉状、粒状及小块物料：如煤粉、水泥、矿砂、炉灰、石灰、化肥、苏打、食盐、砂糖、谷物、淀粉、棉子、麦芽、饲料、锯木屑等，因此在水泥厂、化肥厂、化工厂、铁厂、矿山、糖厂、造纸厂、维尼龙厂、饲料公司、水利工场等使用较多。其优点是结构简单，成本低，面积小，操作安全方便，在运输过程中能与外界隔离，是一种封闭的运输设备，它不仅可以水平运输，而且可以倾斜运输。本设计以改进GX螺旋输送机的目的，对其主要零件螺旋轴进行更深层次优化设计，使其成本低，工作效率高等优点进一步得到改良，从而在其领域中有更好的发展前景。第2章 螺旋轴的设计与校核 2.1轴的材料选择轴的材料为：2Cr13该材料即具有一定的韧性，又有良好的可焊性，具有良好的耐腐蚀性能，因此有着较为广泛应用于腐蚀条件下工作的轴。使用过程中注意事项：1.清洗。不可用未添加阻化剂的盐酸进行清洗，如需酸洗，则采用稀硝酸或磷酸较好。2.杀菌。不锈钢的表面，如果接触氯化钙、氯化钠或次氯酸及其盐类，必须彻底冲洗干净，方能进行加热杀菌。如在不锈钢表面，使用任何次氯酸盐溶液杀菌时，其PH最好控制在9以上，次氯酸盐如和高锰酸钾混合，将加强对不锈钢的腐蚀作用。 3.冷却。如利用氯化钠或氯化钙等冷盐水，当PH低于8.5时，不宜与不锈钢接触。2.2 轴的结构设计 已知输送机的功率为P=1.5Kw,工作转速为n=190r/min。 对只受转矩或以承受转矩为主的传动轴,应按扭转强度条件计算轴的直径。若有弯矩作用,可用降低许用应力的方法来考虑影响。按扭转强度条件计算：:d （2.1）式中: d计算剖面处轴的直径mm T轴传递的额定扭矩Nmm，T=9550000 N轴传递的额定功率1.5Kw n轴的转速190r/min 轴的许用应力MPa A按所定的系数：查表得A=130将数据带入公式（4.1）得：dmm圆整取螺旋轴的直径d=40mm,d0=35mm。2.3 轴的疲劳强度安全系数校核 疲劳强度校核判断根据为SS。当该式不能满足时，应改进轴的结构以降低应力集中，其主要措施可参机械原理与设计表18.4。亦可采用热处理，表面强化处理等工艺措施以及加大轴径，改用较好材料等方法解决。轴的疲劳强度是根据减速器作用在轴上的最大变载荷进行校核计算。危险截面安全系数S的校核计算公式为： （2.2）式中： S只考虑弯矩作用时的安全系数 S只考虑扭矩作用时的安全系数 S按疲劳强度计算的许用安全系数 （2.3）-1对称循环应力下的材料弯曲疲劳极限Mpa-1对称循环应力下的材料扭转疲劳极限Mpakk弯曲和扭转时的有效应力集中系数表面质量系数、弯曲和扭转时的尺寸影响系数、材料拉伸和扭转时的平均应力折算系数、m弯曲应力的应力幅和平均应力Mpa、m扭转应力的应力幅和平均应力Mpa查表可知：-1=115；k=1.20；=0.95；=0.21；=0.81计算：MPa将数值代入公式（4.4）得：S=28.395S=1.5符合疲劳强度安全系数。2.4 轴的刚度校核 （2.4）式中： 扭转角（rad）Mn轴传递的扭矩L轴产生扭转变形部分的长度（cm）G材料的剪切弹性模量，对于钢材，G=8.1x105Kg/cm2In轴的断面机惯性矩1.对于空心轴： （2.5）式中： D轴的外径（cm）d轴的内径，实心轴时d=0，（cm） N轴传递的额定功率kwNf轴的计算转速 （r/min）2.当轴上有键槽时，应乘以系数K （2.6）式中： H键槽的深度n系数，轴上有一个键槽时为0.5，在同一断面内有两个互成90的键槽时为1，有两个互成180的键槽时为1.2。螺旋轴为空心轴，有一个键槽：n=0.5， h=4 将数值代入公式（4.6）得： 所以刚度满足要求。2.5轴承的选择与校核1. 轴承的选择：初步选轴承为：角接触球轴承,型号为7206C。2. 轴承的校核：假设轴承的寿命为10000h,当量动载荷的计算公式为： P=XFr+YFa (2.7)式中： Fr轴承的径向载荷（即轴承实际载荷的径向分量）；Fa轴承所受的轴向载荷（既轴承实际载荷的轴向分量）；X径向动载荷系数，将实际径向载荷Fr转化为当量动载荷的修正系数；Y轴向动载荷系数，将实际轴向载荷Fa转化为当量动载荷的修正系数。其中：Fr=10（KN） Fa=7.52（KN）X=0.27 Y=1.04将数值代入公式（4.8）得：P=XFr+YFa （2.8）其中：=3将数值代入上公式（4.9）得： 3.计算轴承的基本额定寿命Lh：Lh （2.9） 将上面计算所得数值代入公式（4.10）得：所以轴承7206C合格。2.6 联轴器的选择与校核1. 联轴器的选择：根据需要选YJ90L25型电动机和D=200mm的螺旋输送机相配时，查表得应采用图号为YT06.025.3型浮动联轴器。此型号联轴器用于减速器与螺旋轴以及电动机与减速器两段半联轴器。2. 对所选联轴器进行校核：Tc=TKWKKZKt KWKKZKt （2.10） 式中： T理论转矩，Nm PW驱动功率，Kw n工作转速，r/min KW动力机系数 K工况系数 KW启动系数 Kt温度系数 Tn公称转矩，Nm其中： KW=1.0 K =1.0 KZ=1.0 Kt=1.25将以上数值代入上公式（4.10）得：TCTC TC 所以所选的联轴器满足条件。2.7 本章小结 本章对螺旋轴进行了设计，由输送物料对轴的材料进行选择，通过计算确定轴的尺寸，并对其进行疲劳强度、安全系数和刚度校核；并根据使用要求对机体螺旋轴段的轴承和电动机以及螺旋轴两部分的半联轴器进行了选择并校核。 结 论本设计主要对GX螺旋输送机的工作原理及其特点进行分析，进而确定输送机的整体设计方案。设计过程中充分反映各传动机构的结构特点，各机构间的运动关系，各机构间的相互联接关系，机械各传动系统对运动和力的传递过程等。重点对总体装配和减速器部分进行设计，输送机本身的壳体、底座、进出料口在设计过程中也要使其结构明了易懂，并且较合理应用于输送机的正常使用。在对GX螺旋输送机设计的目的、意义和输送机领域进行简单的介绍后，对GX螺旋输送机的工作原理、组成和特点进行概述，并通过计算确定螺旋直径、螺旋转速和输送机所需功率等运动和动力参数，选出电动机确定其功率和转速；后面对减速器、螺旋轴、壳体进行了设计并完成了工作能力的验算校核工作。本设计在壳体安装过程中我采用比传统输送机更为简单的螺栓定位安装的方法，这样会使安装和操作使用时的工作量进一步减轻。但在设计中对于螺旋轴过长不好固定和输送过程中阻力因素的影响这两难题我在设计中的解决措施不够完善，希望在以后工作和实践中能通过自己的努力找到更好的方法解决此问题，更希望能得到专业认识和相关老师的指导。以上就是我本次设计的设计任务。设计虽然完成了，但通过这次设计，我深深的感觉到自己专业知识的欠缺和实际经验的不足。遇到了很多问题不能自己解决，都需要在指导老师的帮助下才能进行。所以，在以后投入工作岗位后，我会继续学习专业知识并且努力增长自己的实际经验