三维混料机的设计

欢迎下载本文档参考使用，如果有疑问或者需要CAD图纸的请联系q1484406321湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计 三维混料机的设计DESIGN OF THREE-DIMENSIONAL MIXING MACHINE学生姓名： 刘 杰学 号： 200741914210年级专业及班级： 2007级机械设计制造及其自动化(2)班指导老师及职称： 张岚 副教授湖南长沙提交日期：2011年 5 月目 录摘要.1关键词.11 前言.2 1.1 混料机介绍.2 1.2 混料机目前市场上的情况分析.22 减速箱总体方案的设计.3 2.1 传动方案的确定.3 2.2 传动装置的合理布置.4 2.3 混料机的功率计算.4 2.3.1 工作功率的计算.5 2.3.2 惯性功率的计算.6 2.3.3 影响淀粉液搅拌功率的因素.6 2.4 电动机与传动比选择.7 2.4.1 电动机的初步选择.7 2.4.2 传动比分配的基本原则.7 2.4.3 传动比的具体分配.83 计算传动装置的运动和动力装置.8 3.1 轴的功率.8 3.2 轴的转速.8 3.3 轴的转矩.94 齿轮传动的设计与校核.9 4.1 圆锥齿的计算.9 4.2 斜齿圆柱齿轮的计算.12 4.2.1 齿轮相关参数的选择.12 4.2.2 按齿面接触疲劳强度设计.12 4.2.3 确定公式内各量的计算数值.12 4.2.4 计算.13 4.3 按齿根弯曲强度设计.14 4.3.1确定公式内各量的计算数值.15 4.3.2 设计验算.16 4.4 几何尺寸的计算.16 4.5 验算.165 轴的设计与校核.16 5.1 减速器输出轴的功率P，转速N和转矩T.17 5.2 齿轮上的作用力.17 5.3 初步确定轴的最小直径.17 5.4 轴的结构设计.17 5.5 轴上载荷.18 5.6 按弯扭合成应力校核轴的强度.19 5.7 精确校核轴疲劳强度.20 5.8 混料轴的校核.226 滚动轴承的选择与校核.227 联轴器的选用.23 7.1电动机输出轴和减速器输入轴间联轴器的作用.24 7.2 减速器输出轴和混料轴间减速器的选用.248 升降部分的设计.24 8.1 升降部分的整体方案的设计.25 8.2 升降部分传动的受力分析.25 8.3 自锁部分及卸料部分设计. .26 9 结论. 26参考文献.27致 谢.28湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文（设计）是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 年 月 日三 维 混 料 机 的 设 计学生：刘杰指导老师：张岚(湖南农业大学东方科技学院，长沙 410128) 摘 要:随着社会的进步，经济的发展，人民生活水平的提高，食品业在国内占有越来越重的比例，由于混料机在各行业中都有着广泛用途，进而社会上对混料机的需求越来越多，规格也越来越大。混合的目的就是使混合配料中的水分，粒子密度以及配料各组成分布均匀。本文主要介绍了三维混料机在我国食品工业生产应用中的重要意义和一些国内外发展现状。目前市场上各种规模跟种类的混料机都有，却没有适合小型酿酒原料加工工厂搅拌的产品，因此本次设计主要根据酿酒的原料之一的大麦的特殊性设计出一种利用耙式搅拌头工作的混料机。关键词：食品加工业；三维混料机；酿酒；搅拌器；耙Design of Three-dimensional Mixing MachineStudent:Liu JieTutor:Zhang Lan(Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract: With the social progress, economic development, peoples living standards improve, food plays an increasingly important industry in the country the proportion of the mixing machine in the industry have a wide range of uses, then the community needs of the mixer More and more, the specification is also growing. The purpose is to make the mixed ingredients in the mixture of water and the ingredients of the composition of the particle density distribution. In this paper, three-dimensional mixer applications in the production of food industry and a number of important significance in the development status at home and abroad. Currently on the market of all sizes with all types of mixing machines, raw materials are not suitable for small-scale wine processing plant mixing of products, so this design one of the main raw material for brewing according to the specificity of barley used to design a Rake the work mixer mixing head.Key words : Food processing industry；Three-dimensional mixer；Wine；Blender；Rake1 前言1.1 混料机介绍 混料机是一种混合机械产品，因其特点稳定耐用，在化工、制药、冶金、食品、畜牧水产等行业广泛使用。目前市场上的混料机有很多种类型，有立式混料机，高速混料机，混色机混料机，粉体混料机，干粉混料机，塑料混料机等。但是在这些混料机中，却没有适合小型酿酒厂用于搅拌原料的产品，因此研制出适合这类厂商，既物美又价廉的混料设备是很有必要的。混料机是由2个处于不同高度的耙式混料头及混料锅等组成，成型料搅拌时，上面混料头右转，下面混料头左转，产生相对逆流，由于逆流的作用，成型料各颗粒间运动方向交叉，互相接触的机会增多，逆流混料机对料的挤压力小，发热量低，搅拌效率高，混料较为均匀。所以可知，在混料机的设计中，搅拌器的设计是最为关键的，搅拌器的质量关系到所混产品的质量，即大麦是否能搅拌均匀，通常搅拌器可以分为： 小面积叶片高转速的搅拌器，此类搅拌器多用于搅拌低粘度的物料。 大面积叶片低转速的搅拌器，此类搅拌器多用于搅拌高粘度的物料。我们这里所说的的三维混料机，是设计出一种适合于小型食品加工行业，用于混料搅拌的机器，是一个空间模型，由于在小型酿酒加工工厂中操作简便，所以不需要选择360旋转式混料。综合大麦水溶性的特点，大麦粉的粘度变化范围大，其粘度变化也没有现成的规律可循，因此在计算搅拌器的功率和设计搅拌器的工作部件所得出的结果与方案，在实际应用中可能会出现搅拌机的电机负荷过重、传递装置损坏、转轴及浆片变形过大等现象，因此对搅拌器功率和工作部件的设计与计算也是本次设计的重点，只有让设计出来的混料机既符合要求，又能在现实中合理使用，才能保证质量。1.2 混料机目前市场上的情况分析中国食品工业协会预测，到2010年，农业产值与食品工业产值之比已经达1：1，,2005年我国食品工业产值就已经突破3万亿元，成为我国第一大工业产业，由此可见，我国食品工业有很大的发展潜力。然而我国的食品加工机械业起步较晚，基础差，同比其他国家要落后很多，因此，混料机在食品加工行业中的普及度还不是很高，随着近年来各行业的飞速发展，需求量也逐步提高，以下是混料机在我国市场需求的结构分布：图1 混料机需求分布Fig.1 Mixing machine needs distribution然而在发达国家中，混料机械很早的就应用到了食品加工行业，各类先进的混料技术的应用也比较早，发达国家的食品工业产值在工业总产值中所占的比例一般在10%以上，最高的接近18%，食品工业是发达国家的主要工业产业支柱，食品机械工业是接卸工业的一个重要组成部分，食品工业的自动化程度越高，食品机械的产品质量越好，可以以最小的劳动成本，获取最大的经济效应。2 减速箱总体方案的设计总体设计的任务为拟定设计方案，选择动力机，确定传动比并合理分配传动比，设计传动设置的运动和动力参数，为各级传动零件设计、装配图设计做好准备。拟定传动方案：由于本次设计的要求是设计一种适合少量大麦加工的混料机，工作环境一般用于室内，且要结合实际，轻便易搬，噪音污染等，用高传动装置效率的方式，以达到减少耗能降低成本。所以赢选用传动效率较高的齿轮传动进行传动，以达到性能和使用要求。在满足功能要求的前提下应尽可能制作成本。2.1 传动方案的确定由于本次设计是一种针对大麦的混料机，所以保证此类混料机具有低能耗高效率的特点则显得尤为重要。本次设计是要求实现一种三维立式搅拌机，那么可以改变传动方向，在改变传动方向上有两种方案：一是选用涡轮蜗杆传动，此类传动具有如下特点：它是一种特殊交错轴斜齿轮传动，交错角度数为90：它具有螺旋传动的某些特性，涡轮部分包括蜗杆，传动比大，结构紧凑，传动平稳，无噪声：但是缺点就是效率低，发热量大，磨损大，蜗杆轴向力大致使轴承磨损严重。它常用于交错两轴间传动比较大，传递功率不大或间歇工作的场合。另一种传动方式是用一对圆锥齿轮进行传动，该类传动的特点是具有斜齿轮渐进接触，重合度比较大，故传动平稳，噪声小，承载能力强：最少根切齿数可达到5，因而可获得较大的传动比和较小的机构尺寸。综上所述，选用第二种方案效果更佳，即选用一对圆锥齿轮进行变向。2.2 传动装置的合理布置许多传动装置往往需要选用不同的传动机构，以多级传动方式组成，而传动先后顺序的变化将对整机的性能和结构尺寸产生重要影响，因此必需合理安排传动装置。本次采用2级减速传动，先由一对圆锥齿轮改变传动方向，即将横向传动变为竖直传动，然后再接一对圆柱齿轮传动输出于执行元件。初步拟定的传动方案如下：图2 传动原理图Fig.2 Transmission principle diagram2.3 混料机的功率计算 混料机的功率分为启动功率和工作功率。启动功率是启动时克服液体惯性阻力，又叫惯性功率；工作功率指正常运转时桨叶克服液体摩擦阻力所需做的功。根据本次设计的具体要求，要求依次混料质量约为10kg ,转速700r/min。2.3.1 工作功率的计算 混料机的工作功率与进行搅拌的流体力学有关，设阻力为P，则 P=FV/2 （1）式中- 阻力系数F 桨叶在运动方向上的投影面积V 桨叶运动圆周速度- 液体密度设混料机的一片桨叶在运动方向上的投影可以用f1（X）和f2（X）两条曲线所围成的面积表示，桨叶的微面积df所受阻力为：dp=dfv/2g=(v/2g)dxdy （2）设N为工作功率，则微面积的工作功率为：dN = dpv =（v/2g）dxdy若液体为静止，则相对速度v=2xn，所以 dN =(v /2g)dxdy=(2) （x/2g）dxdy （3）式中n为混料机的转速（r/min），积分得到一片桨叶的功率为 N =/2g（2）n （4）式中：L/2 为一片桨叶的长度。在搅拌的过程中一般伴有一个搅拌阻力系数，不同类型的桨叶也不同，且是雷诺系数Re的函数，它们之间的关系为 = A/ （5）因此我们计算混料机一片桨叶的运转功率为 （6）由于，n，L都是已知的，则可以查出常用的混料机桨叶的A,m值。表1 常用混料器桨叶的A ，m值Tab.1 The values of A、m for ordinary mixer oars桨叶型及桨叶数Am垂直平桨双桨式6.800.20倾斜平桨（45）双桨式4.050.20 续表桨叶型及桨叶数Am垂直平桨四桨式 8.500.20 倾斜平桨四桨式5.500.20旋桨式0.990.15耙式0.800.08根据本次设计的需要，内容是设计混料功率大，搅拌体积小的混料机，故选用耙式 ，即A=0.80，m=0.08。这里设计的耙桨数暂定为50，实际情况可以根据实际生产修改。对混料机，在计算混料机功率的时候还要乘一个修正系数f。对于耙式混料机而言，其 （7） 所以混料机一根耙桨的运转功率为: N = =0.440.99/ =0.014KW （8）2.3.2 惯性功率的计算 混料机的运转功率约为 W=500.014=0.70 kw。启动功率是指启动时克服液体惯性阻力，即惯性功率通常要比正常运转功率要大，综合考虑启动惯性阻力，故启动功率约为0.8KW。2.3.3 影响淀粉液搅拌功率的因素 （1）桨叶数的影响：搅拌器的功率与常数A成正比，同类型的浆液，数量越多，A值越大。由于在第一桨叶搅动后的液体尚未复原，第二桨叶又工作，之后第三第四等依次类推，造成桨叶数成倍增加，功率并不成倍增加。说明后面增加的桨叶不是在液体静止的状态下运动的，其助力比前面的小。 （2）转速的影响： 将公式改为 由于m1，故功率近似与转速的三次方成正比，为减少能耗，在不需要告诉搅拌加工的过程中，应尽可能采用较低的转速。（3）桨叶长度的影响：从式分析可见，功率与成正比，在其他条件不变的情况下，桨叶长度越大，搅拌功率损耗越大，因此，在设计搅拌器桨叶长度的时候要考虑到实用与减少耗能。 （4）液体密度的影响：由于搅拌前大麦液并不均匀，在重力作用下大麦液下部密度大。当桨叶自上而下进行搅拌时，摩擦作用会翻起下部大麦粉，液体的密度也会逐渐增大，工作最后完成时才是成分均匀的大麦液。所以当计算搅拌器的功率时，要以均匀大麦液的密度作为计算依据。2.4 电动机与传动比选择电动机的选择关系到外形轮廓尺寸以及润滑条件，同时还要电动机的功率还会影响大麦液搅拌后的均匀程度，所以这些都是要考虑进去的因素，传动比的选择与作运行中的各项指标挂钩，。2.4.1 电动机的初步选择 最小混料功率约为0.7kw，由于传动过程中有功率损耗，而考虑要让大麦拌更加均匀，所以选定电动机的型号为Y90S-2，功率1.5kw，转速2840r/min.，重量为22kg。2.4.2 传动比分配的基本原则一，各种传动的传动比，均有其合理的范围，设计时应处于其适用传动比范围之内。二，各级传动的承载能力近于相等。三，各级传动的大齿轮浸入油液中的深度大致相近，从而简化润滑装置。四，分配传动比时应注意使得各传动件尺寸协调，结构匀称，避免发生相互干涉。如二级齿轮减速传动时，若传动比分配不当，可能会导致中间轴大齿轮与低速轴齿轮发生干涉。五，对于多级减速传动，可按照“前小后大”（即由高速级向低俗级逐渐增大）的原则分配传动比，且相邻两级差值不要过大。这种分配方法可使各级中间轴获得较高的转速和较小的转矩，因此轴及轴上零件的尺寸和质量较高，结构较为紧凑。增速传动也可按这一原则进行分配。六，在多级减速齿轮传动中，传动比的分配将直接影响传动的多项技术经济指标。例如：传动的外廓尺寸和质量很大程度上取决于低速级大齿轮的尺寸，低速级大传动比小，有利于减小外廓尺寸和质量。闭式传动中，齿轮多采用溅油润滑，为避免各级大齿轮直径相差悬殊时，因大直径齿轮浸油深度过大导致搅油能量损失过多，常希望各级大齿轮直径相近。故适当加大告诉传动比，有利于减少各级大齿轮的直径差。2.4.3 传动比的具体分配 根据上面电动机的初步选择，电动机的转速在2830r/min，我们所需要的搅拌时间为10-12分钟，查阅有关资料可知搅拌器的转速通常在700r/min，所以可以确定总的传动比： （9）取圆柱齿轮的传动比为1.8，知道总的传动比为4.04，则可由公式 故圆锥齿轮的传动比为=2.2，所以值符合圆锥齿轮传动比的正常范围，圆柱齿轮的传动比为。3计算传动装置的运动和动力装置3.1 轴的功率电动机的输出功率为P0=0.75kw， 式中表示从电动机至输出轴之间的各传动机构和轴承的效率，滚动轴承，圆柱齿轮轴承；弹性联轴器所以各轴功率为： （10）3.2 轴的转速电动机的动力输出轴为0轴，第一个传动轴为I轴，第二个传动轴为轴，输出轴为轴，各传动轴的转速为 （11）3.3 轴的转矩 （12）4 齿轮传动的设计与校核4.1 圆锥齿的计算齿轮采用45#钢，调质处理后齿面硬度180-190HBS，齿轮精度等级为7级，取Z1=30,i=2.2 则 Z2=66，由机械零件的齿轮计算：1） 设计准则按齿面接触疲劳强度设计，按齿根弯曲疲劳强度校核。2） 按齿面接触疲劳强度设计齿面接触疲劳强度 表达式 （13）其中所选取材料的接触疲劳极限为：，所选取材料的弯曲疲劳极限为：应力循环次数，则N （14）接触疲劳寿命系数 弯曲疲劳寿命系数 接触疲劳安全系数弯曲疲劳安全系数，又，取Kt=1.3, 则 代入公式（13）得：则 （15）动载荷系数Kv=1 ,使用系数=1，齿向载荷分配不均匀系数；齿间载荷分配系数，则K 3)计算基本尺寸 节锥定距 节锥锥角 90- = 小齿轮 =62.38mm大齿轮 =133.78mm齿宽 取 b1= b2 = 19.38mm（4） 校核齿根弯曲疲劳强度复合齿形系数 取 校核两齿轮的弯曲强度 （16） = =148.8Mpa 所以符合要求。 表2 圆锥齿轮的尺寸Tab. 2 The size of the bevel gears符号公式分度圆直径 d齿顶高齿根高 续表符号公式齿顶圆直径齿根圆直径齿顶角齿根角分度圆锥角顶锥角根锥角锥距R齿宽bb=(0.20.35)R=25mm 至此，圆锥齿轮的设计与校核完毕。4.2斜齿圆柱齿轮的计算4.2.1齿轮相关参数的选择选择齿轮类型，精度等级，材料及齿数1） 根据设定的传动方案，采用软齿面齿轮传动2） 搅拌机为一般精度工作机械，故选用8级精度3） 材料选择：20CrMnTi,渗碳淬火，查表得知其硬度为58-65HRC。4） 取小齿轮齿数Z1 =20，则大齿轮齿数Z2=iZ1 =1.820=364.2.2 按齿面接触疲劳强度设计 计算公式为： （17） 4.2.3 确定公式内各量的计算数值1） 试选载荷系数 Kt = 1.4 2） 计算小齿轮的转矩 3） 由参考文献 表 10-7 选取齿宽系数 4） 由表10-6 选取材料的弹性系数 5） 由图10-21 e 按齿面硬度查的小齿轮的接触疲劳强度 极限 ，大齿轮的接触疲劳强度极限6） 由式 （19）计算应力循环次数 7） 查图10-19 得接触疲劳寿命系数 ,8） 计算接触疲劳许用应力 （20）取失效概率为1%，安全系数S=1综上可得 4.2.4 计算 1）计算小齿轮分度圆的直径 ,代入 ，取最小值： （21） =2.32 =24.84mm 2)计算圆周速度V： (22) 3）计算齿宽 b : (23) 4)计算齿宽与齿高之比 b/h : 模数 (24) 齿高 (25) 齿宽与齿高之比 5）计算载荷系数： 根据v=0.565m/s 8级精度，由参考文献2图10-8查的动载荷系数Kv=1.0 直齿轮 ，假设 ， 由表10-3得： 由表10-2查的使用系数=1.5；查的八级精度，小齿轮相对轴承非对称布置时， （26）将以上数据带入得 由b/h=8.46 =1.420 查参考文献2图10-13得=1.481；故载荷系数 （27） 6）按实际的载荷校正所得的分度圆直径： 由式 （28） 得=91.2mm 7)计算模数m: (29)4.3 按齿根弯曲强度设计弯曲强度计算公式为 ： （30）4.3.1确定公式内各量的计算数值1） 由参考文献2图10-20 d 查的弯曲疲劳强度极限 2） 由图10-18查的弯曲疲劳寿命系数 3) 计算弯曲疲劳许用应力 （31）取安全系数S=1.3 得 4)计算载荷系数 K （32）5)查取齿形系数 由参考文献2表10-5查，6） 查去应力校正系数 由参考文献2表10-5查，7） 计算大小齿轮的并加以比较 得到小齿轮的数值大4.3.2 设计验算由公式（29）得： m 4.5对比可知，由于齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，因为齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取弯曲强度计算所得的模数，就近圆整为m=5，按齿面接触疲劳强度计算得分度圆直径，可得小齿轮齿数： 取20则大齿轮齿数 所以这样的齿轮符合设计要求。4.4 几何尺寸的计算1) 计算分度圆直径 ，2) 计算中心距 (33)3) 计算齿轮宽度在设计中，齿宽过大，就会使齿面上的载荷分布不均匀，影响齿轮寿命，所以应选用较小的齿宽。根据齿距公式 ：p=m （34） 齿宽公式 ：= 其中是压力角，取标准值20得： 小齿轮齿宽 是 14.8mm 大齿轮齿宽是 14.8mm4.5 验算 (35) （36）5 轴的设计与校核 一般设计中涉及的轴类零件比较多，我们应选取承受转矩较大的轴进行设计校核，由受力分析可知，最后输出的轴承受载最大，所以选取最后输出轴。5.1 减速器输出轴的功率P，转速N和转矩T 5.2 齿轮上的作用力输出轴齿轮的分度圆直径d = 206.5mm而 （37） （38）5.3 初步确定轴的最小直径由公式 （39）初步估算轴的最小值：取其材料为45#钢，渗碳处理根据表15-3，取，于是代入P,N值可得轴的最小直径为11.39mm，又因此轴有两个键槽以应该增大轴颈10%-15%。调整后轴的直径为16mm。5.4 轴的结构设计拟定方案，根据要求确定轴各段直径和长度，如图：图3 轴3结构Fig.3 The axle threes construction1)为了安装输出轴上的大齿轮，-段轴取直径25mm，长度20mm,其中包括2mm的退刀槽，直径为20mm，同时兼顾定位齿轮及左端轴承的作用。大齿轮与轴的轴向定位均采用普通平键，查参考文献查的平键尺寸bh=87（GB/T1144-87），键槽长度为18mm。为了保证齿轮与轴配合的对中性，选用链轮轮毂与轴配合为H7/h6。滚动轴承与轴的轴向定位是利用过度配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。2)初选深沟球轴承。为方便安装，两轴选用不同型号的轴承。因轴承承担的径向力远大于轴向力，根据要求，左端初选型号为6205的深沟球轴承，其尺寸为dDB=255215,故-段的直径为40mm。轴承右端采用轴用弹性挡圈A型，其尺寸为dSB=37.51.55mm(GB/T894.1-86-50)，材料为65M。3)其他尺寸由部件安装尺寸决定。 4)参照参考文献2,取轴端倒角为45，各轴肩处的圆角半径R=2。5.5 轴上载荷 根据轴的结构图作出轴的计算简图，在轴承的支点位置确定时，从手册中查出a值，6205深沟球轴承，其支点在球心处。 由于此类轴有两段不同的长度，所以应该分别校核。 此处选用长半轴校核，作为简支梁的轴的支撑跨距L=108mm，根据轴的设计计算简图，作出轴的弯矩图和扭矩图。 从图3可以看出，截面B是轴的危险截面。所以得表表3 截面C受力分析Tab.3 Section C stress analysis载荷水平面H垂直面V支反力弯矩总弯矩扭矩T=731140Nmm5.6 按弯扭合成应力校核轴的强度图5 轴载荷分布图 Fig.5 The axle threes curved square picture and torsion picture因为在危险-截面出现最大的弯矩和扭矩，所以只需要校核-截面上的强度即可。根据参考文献2及上表中的数值，并取a=0.6，轴的计算应力 （40）由于已经选定了轴的材料是20CrMnTi,经淬火处理，查机械设计手册可得，而，因此在允许范围之中，是安全的。5.7 精确校核轴疲劳强度 1） 判断危险截面 截面VI只受扭矩的作用，虽然键槽，轴肩以及过渡配合引起的应力集中均将削弱轴的疲劳强度，但是由于轴的最小直径是按扭矩强度较大的前提下设定的，所以截面VI无需校核。从应力集中对轴的疲劳强度的影响看，截面和截面处的过渡配合引起的应力集中最为严重，虽然截面的轴径较大，但是载荷要比截面的大很多，所以要校核，从受载分析来看，截面B上的应力最大，所以只需校核截面左右两端即可。3） 截面左侧抗弯截面系数： （41）抗扭截面系数： （42）截面右侧的弯矩M为 (43)截面上的扭矩 （44)由参考文献2查表得：截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数和经文献2查的： 插值后，查的：=1.83 =0.93又由参考文献2与相关图表可以查出轴材料的敏性系数为 ，故有效应力集中系数为： (45) (46)由参考文献2及相关图表查得弯曲尺寸系数查的扭转尺寸系数轴按磨削加工，由参考文献2及相关图表查的表面质量系数为 轴的表面渗碳淬火处理，取，则从参考文献2相关公式可查的： (47) (48)又可查的合金钢的特性系数，则由此计算安全系数的值，查阅参考文献相关公式得： （49） （50） （51）所以这是安全的。 2）截面的右侧抗弯截面系数 （52）抗扭截面系数 （53）截面左侧的弯矩M为 （54）截面上的扭矩 T=692110N mm 截面上的弯曲应力为 （55）截面上的扭转切应力为 (56)过盈配合处的值可以经文献2查表求出，取=0.68， 得 ：=1.56 ，=0.81.56=1.2481.25 轴按磨削加工，经表查的其表面质量系数为，轴的表面渗碳淬火处理，取，由参考文献2相关公式查的其缝合系数值： （57） 由此计算安全系数的值，按参考文献2相关公式得： 由此可见右侧也是安全的。5.8 混料轴的校核 混料轴的功率 P=0.67kw ; N=700r/min 按扭转强度条件校核 （58）材料为45#钢，需要扭转且应力为2545MP，故有： 结合键槽的影响要将轴径扩大4%，d=15.4mm.装配图中混料轴最小轴径为18mm，满足要求。6 滚动轴承的选择与校核由于轴承主要承受径向载荷有受轴向载荷，初步选取止推轴承。其主要性能和特点：主要承受径向载荷，也可同时承受轴向载荷，且摩擦系数最小。在告诉运转时，可用来承受纯轴向载荷。工作中允许内、外圈轴线偏斜量不大于8-16，大批量生产时成本较低。初选输出轴的轴承：因轴承承担的轴向力，参照工作要求与便于安装的思路，两段均选用S299G高耐磨高耐压的止推轴承。轴承的使用寿命H=12(h/d)180(d/y)10(y)=21600h1)左端，已知，在理想下无轴向力，所以，故X=1。，Y=0,。根据GB276-89，选S299G型轴承，查得 ,求当量载荷P： 查文献表13-6得=1.21.8,取=1.6，则 P=X=1.612744=4390N （59）验算S299轴承的寿命：21600h （60）所以左端S299G型满足设计要求。2）右端，已知，在理想状况下无轴向力，故，所以X=1，Y=0。根据GB276-89，选S299G型轴承，查得，求当量载荷P：查参考文献2表13-6得=1.21.8,取=1.6，则P=X=1.61304=486.4N验算S299G轴承寿命： 21600h （61）所以右端S299G型号满足设计要求。7 联轴器的选用 根据混料机的工作环境，结合联轴器的结构特点，选用凸缘联轴器对0-轴，-进行连接。 计算转矩公式： (62） 其中是工作情况系数，按工作情况选取=1.7。7.1电动机输出轴和减速器输入轴间联轴器的作用电动机转速为2830r/min,，公称转矩m。故选用GY2的凸缘联轴器，其许用转矩T=63Nm,最大许用转速，轴径为16mm，18mm，19mm，而电动机输出轴轴径是16mm，满足要求。7.2 减速器输出轴和混料轴间减速器的选用混料速度为n()=n()=n()/=1130/1.6=700r/min,公称转矩m。选用GY4型凸缘联轴器，其许用转矩T=224Nm，而最大许用转速，轴径为20mm ，25mm而电动机输出轴轴径是20mm，满足要求。8 升降部分的设计图 6 升降原理图Fig.6 The principle drawing of low