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挤出机传动系统设计姓名：吴明 班级：200406040108 指导老师：付维 摘要双螺杆挤出机的传动系统是双螺杆挤出机的重要组成部分，它的重要性表现在它的功能在双螺杆挤出机中相当重要，同时其设计，制造难度和成本中在整台机器中占有很大的比重。 双螺杆挤出机传动系统的作用是在设定的工艺条件下，向它的两根螺杆提供合适的、稳定而均匀的速度、足够而均匀的扭矩（功率），并能承受完成挤出过程所产生的巨大的螺杆轴向力。 双螺杆挤出机的传动系统主要由驱动电机（连轴器）、齿轮箱（包括扭矩分配和减速部分）等组成。 在与单螺杆挤出机相比，双螺杆挤出机传动系统的设计，制造要困难，麻烦得多。因此，在设计中，要综合多种因素，对双螺杆进行各方面的分析研究，设计出经济实用的传动系统。关键词： 双螺杆 挤出机 传动系统 The design of extruder transmission system Abstract: The transfer system of twin screw extruders is the important compose ofTwin screw extruders.The importance of it express which its accomplish function is very important in the twin screw extruders. It is also manifested in with the design,manufacture difficulties and costs in the entire machine of GDP.The function of the transfer system of twin screw extruders provide suitable speed of revolution、stabilized and even speed、enough and even equal torsion and beer the huge axial power is produced by extruder process.The parallel co-rotating twin screw extruders tended to have a high speed and big L/D of the sixth or seventh generation. The design of the thesis use twin engagement wheel to transfer the same way twin screw extruders. Twin-screw extruder main drive system from the drive motor(Shaft),Gearbox(including the distribution of torque and deceleration),and other componts. With the single-screw extruder,the twin-screw extruder drive system for the design,manufacture difficult,much more trouble.Therefore,in the design ,to a combination of factors, the twin-screw for the various aspects of the analysis,economic and practical design of the transmission system.Key words: twin screw Extruder translate 目录目录3第一章第二章 总体设计方案2.1 电机的选择2.2 传动箱中减速部分和扭矩分配部分的布置2.3实现传动系统设计目标的各种传动方案2.4双螺杆挤出传动箱的外形设计 2.4.1双螺杆中心距与传动箱设计中齿轮、轴与轴承之间的关系 2.4.2双螺杆中心距的确定与齿轮参数选择 2.4.3关于箱体结构2.5止推轴承的组合设计 2.5.1常用推力轴承的类型 2.5.2止推轴承组在传动箱中的布置 2.5.3齿轮和轴承组在设计布局中的协调 2.5.4轴向推力的计算第三章 传动系统中具体数据的确定及计算3.1主功率的确定3.2传动装置的运动和动力参数 3.2.1I轴 3.2.2 II轴 3.2.3 轴B和C 3.2.4 轴D 3.2.5 轴 E3.3 齿轮的设计 3.3.1 一级减速齿轮设计 3.3.2 扭矩分配部分齿轮的设计 3.3.3 齿轮的构造 3.3.4 齿轮的传动润滑和效率3.4 轴的设计及轴承的选用 3.4.1I轴 3.4.2 II轴 3.4.3 轴B和C 3.4.4 轴D 3.4.5 轴 E3.5 齿轮和轴的综合数据第四章 其它部件的选择及各种部件校核 4.1联轴器的选择 4.2键的设计 4.2.1联轴器上键的设计 4.2.2齿轮1和齿轮2轴上键的设计 4.2.3齿轮3轴上键的设计 4.2.4齿轮4和齿轮5轴上键的设计 4.2.5齿轮6轴上键的设计 4.2.6齿轮8（减速箱大齿轮）轴上键的设计4.3 轴的校核结论致谢参考文献第一章 前言挤出机的市场应用和发展前景 半个世纪以来，我国的塑料工业经历了从无到有，从小到大的发展过程。尤其是改革开放二十年来得到高速发展，已初步形成了部类齐全的工业体系，从产量上已跻身于世界先进行业。据有关资料介绍，我国1999年塑料原料的产量为760万t，仅次于美、日、德、韩，居世界第五位：而塑料制品的产量已超过1500吨，仅次于美国，跃居世界第二位。塑料机械行业是为塑料工业提供技术装备的行业，强劲的市场需求促进塑料机械工业的发展。 在我国塑料加工业中，几乎1/3-1/2的塑料制品是通过挤出成型来完成。作为塑机的第二大类产品，挤出成型机组的产量和销售额约占塑料机械的20-25%，其生产厂家分布在机械、轻工、化工、石化、建材、军工等行业，在地域上多集中在塑料加工发达地区，如江浙、辽宁、山东、广东等东南沿海地区（2）一个小止推轴承组和一个大止推轴承错列布置 该种结构布置的问题是，两组止推轴承组的刚度不一样，大止推轴承的刚度大，因而轴向变形小；而串联的几个小止推轴承的刚度小，变形大，各小轴承之间的弹性元件也使止推轴承组的变形进一步增大。（3）两个大止推轴承错列布置 这种排列布置，主要用于锥形双螺杆挤出机的传动箱中。由于两个大止推轴承轴向错列放置，这样更加大了安装空间。2.5.3齿轮系统和止推轴承组在设计布局中的协调 由于它们都是传动箱的组成部分，在追求传动箱设计紧凑、效率更高、寿命更长的总目标下，各部分的设计既是统一的，又可能是相互制约、相互矛盾的，必须通盘考虑。2.5.4轴向推力的计算 螺杆在工作时，其所受的轴向力与螺杆直径、螺杆端部的容体静压及沿螺杆轴线方向的附加动亚有关。因此在螺杆直径确定时，需要首先确定两个值。沿双螺杆轴线方向的附加动载，查阅相关资料，取为设计压力的0.150.25其中F1为螺杆端部受到容体静压后对双螺杆产生的轴向推力，它应等于螺杆端在垂至于轴线平面内一根螺杆端部投影面积与螺杆容体压力的乘积，即动载荷F=P.A1.213542301.2230KN式中 啮合区所对应的中心角D螺杆直径H槽深由“螺杆挤出机及其应用”P299表3-8-2选用串联止推力轴承参数型号T6AR尺寸dDH=4695160 第3章 传动系统中具体数据的确定及计算3.1 主功率的确定 根据对比和参考各厂家和资料，本篇设计的双螺杆挤出机基本技术参数如下表所示：由表中的基本技术参数有：单根螺杆扭矩为M=520N.m所需要最高功率为从而得出主电机实际的驱动功率其中齿轮按8级精度选取，轴承选用滚动轴承，弹性联轴器。8级精度的齿轮传动效率轴承的传动效率联轴器传动效率主电机实际的驱动功率工作机实际需要的电机输出功率工作机所需输入功率电动机之工作机之间的传动装置总效率 查机械设计手册P155表12-1，选取Y225S-4型号电动机，其中 ，额定功率Pw=45KW。传动比计算3.2 传动装置的运动和动力参数3.2.1 I轴：3.2.2 II轴3.2.3轴B和C3.2.4 轴D3.2.5 轴E3.3 传动齿轮设计 齿轮设计原则：先按主要失效形式进行强度计算，确定其主要尺寸，然后对其它失效形式进行必要的校核。软齿面闭式传动常因齿面点蚀而失效，故通常先按齿面接触强度设计公式确定传动的尺寸，然后验算轮齿弯曲强度。硬齿面闭式齿轮传动抗点蚀能力较强，故可先按弯曲强度设计公式确定模数等尺寸，然后验算齿面接触强度。本设计采用软齿面闭式传动。3.3.1 一级减速器齿轮设计 一级减速器直齿圆柱齿轮有中等冲击。传动比i4.93，转速n1480r/m，传动功率P=38.8Kw。（1） 选用材料及许用应力 小齿轮选用40MnB调质，吃面硬度260HBS。大齿轮选用35SiMn调质，齿面硬度230HBS。查“机械设计基础“P165表11-4取Sh=1.1，查“机械设计基础“P166表117(c)得则齿面强度：查“机械设计基础“P168表113（2） 按齿面接触强度计算齿轮按7级精度计算，查“机械设计基础“P164表113取载荷系数K=1.4小齿轮上转矩齿宽系数 已知计算中心距a当a240，m2.5当则实际传动比：与分配传动比误差为，误差范围在，满足要求齿宽：圆整：（3） 验算齿轮弯曲强度齿形系数（4） 按“机械设计基础“P167式（118）验算齿轮弯曲强度（按最小齿宽b=98mm计算）（5） 齿轮的原州速度故可参照“机械设计基础“P162表112可知选用7级精度是合宜的3.3.2扭矩分配部分齿轮的设计 由于采用双啮合齿轮传动，故各齿轮所分配的扭矩是单啮合齿轮的一半。第一对双啮合齿轮的设计：（1） 选用材料及许用应力小齿轮选用40MnB调质，齿面硬度260HBS。大齿轮选用35SiMn调质，齿面硬度230HBS。查“机械设计基础“P165表114取Sh=1.1。查“机械设计基础“P166图117（c）取故齿面强度：查“机械设计基础“P165表11-4取Sf=1.3查“机械设计基础“P168图11-10有（2） 按齿面接触强度计算假设齿轮按9级精度，由“机械设计基础“P164表113取载荷系数K=1.1小齿轮上转矩齿宽系数，已知计算中心距a实际传动比：与分配传动比误差为，误差范围在内，满足要求齿宽：圆整：（3） 验算齿轮弯曲强度齿形系数（4） 按“机械设计基础“P167式（118）验算齿轮弯曲强度（按最小齿宽b96mm计算）（5） 齿轮的圆周速度对照“机械设计基础“P162表112可知选用9级精度是合宜的。第二对双啮合的设计：3.4.1I轴I轴的材料选用45#调质处理，许用应力，（1） 径向尺寸考虑到键槽对轴的影响，将轴放大5%取 圆整得到的数据由机械师机手册表7-12得 为定位高度，取为非定位高度，取1-3mm，取初由 及查机械设计手册表129选轴承（2） 轴向尺寸由 及查机械设计手册表1-29轴承外径D=90，由机械设计手册11-10得=20箱体壁厚 箱体宽（内腔壁线）取由机械设计手册图 取齿轮的宽度得到。3.4.2II轴II 轴的材料选用45#调质，许用应力（1） 径向尺寸考虑到键槽对轴的影响，将轴放大5%， 取 圆整得到的数据由机械设计手册表7-12得 为定位高度，初选轴承6212（2） 轴向尺寸由轴承6212 B=22mm得 轴承外径D取箱体壁厚箱体宽取由机械设计手册图取齿轮的宽度得到3.4.3 B轴和C轴B轴和C轴完全一样。如图3-1所示：B 轴的材料用，许用应力（1） 径向尺寸考虑到扭矩比较大 取 圆整得到的数据由机械设计手册表6-2得初选滚子轴承为非定位高度，取为非定位高度，取初选滚子轴承为非定位高度，为非定位高度，（2） 轴向尺寸根据所在轴所选的滚子轴承 得根据所在轴上的齿宽 得根据设计得根据轴上的齿宽 得3.4.4 D轴D轴的材料用，许用应力（1） 径向尺寸 圆整得到的数据由手册表6-2得初选滚子轴承N208E，B=18。 为非定位高度，取为非定位高度，取 得为非定位高度， 取 得为非定位高度 取 得 为止推轴承轴的直径为非定位高度，取（2） 轴向尺寸根据联轴器确定联结减速器和扭矩分配器的一段轴承的长度定位轴的长度根据所在轴上的齿宽得根据箱壁厚度及齿轮的间隙得根据受力分析所得止推轴承轴几其它的长度定位轴的长度根据所在轴所选的滚子轴承 及查机械设计手册表 得3.4.5 E轴E轴的材料用，许用应力，示意图如3-2所示：（1） 径向尺寸取 圆整得到的数据由机械设计手册表712得 为定位高度，取故为非定位高度，取 取 由 及查机械设计手册表129选轴承6210，（2） 轴向尺寸由及查机械设计手册表1-29由机械设计手册图15-18取由齿轮的宽度得到3.5 齿轮和轴的综合数据第4章 其它部件的选择及各种部件的校核4.1联轴器的选择联轴器大都已经标准化了。一般可先依据机器的工作条件选定合适的类型然后按照计算转矩、轴的转速和轴端直径从标准中选择所需的型号和尺寸。必要时还要对其中某些零件进行验算。 联轴器是用来连接一级减速器和扭矩分配器的。根据“机械设计基础”P269公式17-1根据机械设计手册表8-2用凸缘联轴器YL9系列。材料选用铸钢。4.2键的选用键是标准件，分为平键、半圆键、楔键和切向键等。键是用来实现轴和轴上零件之间的固定以传递转矩。设计时参考各零件具体选择，由于平键定心好、装拆方便，因此本设计选择平键。这里选择普通平键，材料是45#。4.2.1 联轴器上键的设计根据选用B型普通平键。 查机械设计手册4-1得由“机械设计基础”表10-10选用钢材料。挤压疲劳极限强度选用键长选4.2.2 齿轮1和齿轮2轴上键的设计根据选用A型普通平键 查手册4-1得由机械设计基础表10-10 选用钢材料。挤压疲劳极限强度选用键长选42.3 齿轮3轴上键的设计根据选用A 型普通平键。查手册4-1得由机械设计基础表10-10选用钢材料。挤压疲劳极限强度选用键长选4.2.4 齿轮4和齿轮5轴上键的设计由选用A型键普通平键 查机械设计手册4-1得根据机械设计基础表10-10选用钢材料。挤压疲劳极限强度选用键长选4.2.5齿轮6轴上键的设计由d=50mm 选用A型普通平键 查机械设计手册4-1得。根据机械设计基础表10-10选用钢材料。挤压疲劳极限强度选用键长选4.2.6齿轮8（减速箱大齿轮）轴上键的设计由选用A型普通平键查手册4-1得根据机械设计基础表10-10选用钢材料。挤压疲劳极限强度选用键长选4.3轴的校核 轴在传动系统中非常重要，它起着传递转速和扭矩的作用，因此在设计中，对轴的校核十分重要。在本设计中，由于其它轴相比之下没轴E重要，而且轴E是最危险的一根轴，这里只需