毕业设计--螺旋输送机设计说明书

目录摘要1ABSTRACT2第一章引言311关于本次毕业设计312螺旋输送机产品概述313螺旋输送机的应用范围414螺旋输送机主要热点415螺旋输送机工作原理416螺旋输送机整机布置形式517螺旋输送机的发展历史及趋势5第二章螺旋输送机的设计821总体方案设计822螺旋输送机总体结构设计823螺旋输送机机体的设计924驱动端装置的设计1225中间轴承装置1426尾端装置的设计1627驱动装置和尾端装置轴的校核17第三章减速器的设计1931蜗轮蜗杆减速器的运动和动力参数1932减速器的蜗杆设计1933蜗轮轴的设计2334蜗杆轴的设计2935减速器箱体及附件的设计31第四章轴承的校核3341蜗杆轴滚动轴承计算33第五章键的校核3551蜗杆轴端和联轴器的联结的键3552蜗轮与轴联结的键3553蜗轮轴轴端和联轴器联结的键35第6章润滑和密封的设计3761润滑3762密封3763附件的设计38致谢39参考文献40附录1英文文献翻译41附录2英文文献原文45螺旋输送机（倾斜10O）摘要螺旋输送机是利用电机带动螺旋回转，推移物料以实现输送目的的机械，它能水平、倾斜或垂直输送，具有结构简单、横截面积小、密封性好、操作方便、维修容易、便于封闭运输等优点。本课题重点研究在与驱动装置的合理选择，对驱动装置的合理给螺旋输送机的效率，稳定，安全性的提高大的作用。本次毕业设计是关于输送机的设计。首先对输送机作了简单的概述；接着分析了输送机的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；接着对所选择的输送机各主要零部件进行了校核。普通型输送机由六个主要部件组成传动装置，机尾和导回装置，中部机架，拉紧装置以及胶带。最后简单的说明了输送机的安装与维护。关键词螺旋输送机输送系统选型设计主要部件SCREWCONVEYOR（TILT10O）ABSTRACTSCREWCONVEYORISTHEUSEOFMOTORDRIVENROTARYSCREW,THEPASSAGEOFMATERIALSINORDERTOACHIEVETHEPURPOSEOFTRANSPORTATIONMACHINERY,ITCANLEVEL,TILTORVERTICALTRANSMISSION,ASIMPLESTRUCTURE,SMALLCROSSSECTIONALAREA,SEALING,ANDEASYTOOPERATE,EASYMAINTENANCE,FACILITATECLOSURETRANSPORTATIONANDOTHERADVANTAGESFOCUSONTHEISSUEANDDRIVEINAREASONABLECHOICEDRIVESCREWCONVEYORTOTHEREASONABLEEFFICIENCY,STABILITY,SECURITY,THEIMPROVEMENTOFTHEROLETHEDESIGNISAGRADUATIONPROJECTABOUTTHECONVEYORATFIRST,ITISINTRODUCTIONABOUTTHECONVEYORNEXT,ITISTHEPRINCIPLESABOUTCHOOSECOMPONENTPARTSOFCONVEYORAFTERTHATTHEBELTCONVEYORABASEONTHEPRINCIPLEISDESIGNEDTHEN,ITISCHECKINGCOMPUTATIONSABOUTMAINCOMPONENTPARTSTHEORDINARYCONVEYORCONSISTSOFSIXMAINPARTSDRIVEUNIT,JIBORDELIVERYEND,TAILENDERRETURNEND,INTERMEDIATESTRUCTURE,LOOPTAKEUPANDBELTATLAST,ITISEXPLANATIONABOUTFIXANDSAFEGUARDOFTHEBELTCONVEYORKEYWORDSSCREWCONVEYORDELIVERYSYSTEMTYPEDESIGNMAINPARTS第一章引言11关于本次毕业设计111毕业设计的目的通过本次毕业设计，我们能够达到一些目的1培养我们综合运用和巩固扩展所学知识，提高理论联系实际的能力；2培养我们搜集、阅读、分析和运用各种资料，手册等科技文献的能力；3使我们更加熟练的运用AUTOCAD、WORD等计算机办公软件，提高计算机辅助设计的能力；4训练和提高机械设计的基本理论和技能；5培养独立思考，独立工作的能力112毕业设计的任务1设计条件运输物料为干燥煤粉，密度；3/850MKG运输量为；HT/12运输长度为。M2设计内容A设计方案的选择与计算B总体结构的设计，成套图纸及说明书3设计关键A仔细分析联系输送机的工作原理B根据输送要求选择合适类型的类型输送机C保证设计的类型输送机能够满足工作要求12螺旋输送机产品概述螺旋输送机俗称绞龙，GX型系列螺旋输送机是一种利用螺旋叶片的旋转，推动物料沿着料槽运送的输送设备，在建筑工地，储粮仓库，制造车间等，并在倾角20的情况下，输送粉状，颗粒状和小块物料，使螺旋输送机对提高生产工作效率得到了很大体现，本次设计旨在对螺旋输送机进行创新设计，进一步提高它的实用性。GX型螺旋输送机是按照JB/T67995螺旋输送机标准设计制造，GX型螺旋输送机的螺旋直径有，共有7种规格。在物料温度小于200，工作环境M6015温度在20至50之间时，输送长度可达50,个别情况可达70。螺旋机驱动端MM轴承、尾部轴承置于料槽壳体外部减少了灰尘对轴承的影响，提高了螺旋机关键件的适用寿命。中间吊挂轴承采用滑动轴承，并设防尘密封装置，密封件用尼龙或塑料，因而密封性能好，耐磨性强，阻力小，寿命长。滑动轴承的轴瓦有粉末冶金、尼龙和巴氏合金，可根据不同需要选用，进出料口的灵活布置使其适应性更强，得到用户认可。13螺旋输送机的应用范围GX型螺旋输送机广泛应用在各种工业部门，如建材、冶金、化工、电力、煤炭、轻工、粮食及食品行业，适用于水平或者20倾角的，如水泥、煤粉、粮食、化肥、灰渣、砂子、焦炭等。GX型螺旋机对输送物料的要求，物料温度不得超过200，螺旋机不宜输送易变质的、粘性大的、易结块的物料。因为这些物料在输送时会粘结在一起，并随之旋转而不向前移动，或者在吊轴承处物料积塞而使机器不能正常工作，因此对于输送距离短，输送量不大，五磨琢性或磨琢性小，五粘结性或粘接性小，不怕破碎而又要求密闭输送的粉状和小块状的物料，采用螺旋输送机是很适宜的。14螺旋输送机主要特点1结构简单、造价便宜；2维修容易、操作安全；3外形尺寸矮小，布置紧凑，便于多点装料与卸料；4槽体密闭，物料损耗少；5可输送较高温度的物料。15螺旋输送机工作原理物料从进料口加入，装螺旋轴转动时，物料受到螺旋叶片法向推力作用。该推力的径向分力和叶片对物料的摩擦力，有可能带着物料绕轴转动，但由于物料本身的重力和料槽对物料的摩擦力的缘故，才不与螺旋叶片一起旋转，而在叶片法向推力的轴向分力的作用下，沿着料槽轴向前移动。16螺旋输送机整机布置形式一台螺旋输送机通常由驱动装置、头节、若干标准中间节、选配中间节、尾节、进料口、出料口等组成，除头节和选配中间节外，各节螺旋机及机壳均有互换性。螺旋机本体由头节、中间节、尾节三种组成。一般情况下，出厂总装时将中间节按长度长短依次排列，最长的中间节靠近头节，相同的中间节挨在一起。在头节内装有止推轴承承受轴向力，在中间节装有中间吊挂轴承支承螺旋轴。螺旋面的形式有实体螺旋和带式螺旋两种。各螺旋轴之间采用法兰式联制法）（S制法）（D接，保证了连接轴的互换性，便于维修。进料口是方形进料口，出料口有方形卸料口、手推式卸料口及齿条式卸料口。布置进出料口应注意保证料口至端部的距离，同时避免料口与吊轴承加油杯，机壳联接法兰，底座等相碰。驱动装置有由型电动机和型减速器组成，即双型。按其装配方式的不2JQJZJ同，它分为右装和左装两种。图11螺旋输送机简图17螺旋输送机的发展历史及趋势171螺旋输送机的发展历史螺旋输送机的发展，分为有轴螺旋输送机和无轴螺旋输送机两种型式的发展过程。有轴螺旋输送机由螺杆，U型料槽，盖板，进，出料口和驱动装置组成，一般还有水平式，倾斜式和垂直式三种而无轴旋输送机则采用螺杆改为无轴螺旋，并在U型槽内装置有可换衬体，结构简单，物料由进料口输入经螺旋推动后由出料口输出，整个传输过程可在一个密封的槽中进行。一般来讲，我们平常所指的螺旋输送机都指有轴型式的螺旋输送机。而对许多输送比较困难的物料，人们一直在寻求一种可靠的输送方法，而无轴螺旋输送机则是一种较好的解决方法。GX型螺旋输送机是出现较早的一种螺旋输送机，也是我国最早定型生产的通用性生产设备。它以输送粉状、粒状、小块状物料为主，不适宜输送易变质的，粘性的易结块的物料和大块的物料，因为这些物料容易粘在螺旋上而随之旋转，或在吊轴承处产生堵料现象，给物料输送过程带来很大的不便。GX型螺旋输送机的优点主要是节能、降耗显著，其头部、尾部轴承移至壳体外，具有防尘密封性好，噪声低，适应性强，操作维修方便，进、出料口位置布置灵活等缺点是动力消耗大，机件磨损快，物料在运输时粉碎严重。172螺旋输送机的发展趋势纵观螺旋输送机的发展历程，可以预见未来的发展方向主要有以下几方面1大运量、高速度、长使用寿命。高速度即意味着高生产率，减少单位时间生产成本磨损是限制螺旋输送机寿命的主要原因，减少物料与螺旋之间的摩擦系数，增加螺旋轴的耐磨性，改善物料的性能，可以较大程度提高输送机的使用寿命。2低能源消耗及降低能量消耗螺旋输送机的能源绝大部分都消耗在摩擦损失上。因此降低能源消耗是研究和设计螺旋输送机急待解决的难题和发展方向。3智能化发展。未来的螺旋输送机应与电脑密切联系，适合程序控制、智能操作。物料的装卸、机器安装与维护都应能实现智能化管理。4空间可弯曲输送。为了克服水平和垂直螺旋输送机由于构造上的限制而只能直线输送物料的不足，近年来出现了可弯曲螺旋输送机，弹簧输送机等。另外其他各种输送机也应为了实现空间、可弯曲输送研制新的机型。5组合复合化输送，向着大型化发展。使用螺旋输送机，结合各种连续输送机械，来完成复杂的物料输送。大型化包括大输送能力、单机长度和大输送倾角等几个方面。6扩大使用范围。目前，螺旋输送机的使用范围受到限制，要扩大其使用范围，研究能在高温、低温条件下有腐蚀性、放射性、易燃性物质的环境中工作的，以及能输送炽热、易爆、易结团、粘性物料的螺旋输送机。7环保意识设计，减少污染，实现绿色设计的目标。传统的连续运输机械是敞开状态下输送物料的，在输送粉状、颗粒状物料时，物料散落飞扬，严重影响周围的环境，特别是在输送水泥、化肥、矿石、煤炭、谷物等粉末易飞扬物料时尤显严重。为了解决这个问题，人们应当提前研制多种形式的环保型输送机，而螺旋输送机对于解决这个难题，无疑具有很大的优势和发展空间。第二章螺旋输送机的设计21总体方案设计211传动布置方案电动机联轴器减速器联轴器螺旋输送机机212设备的工作要求载荷平稳，单向运转，每日工作一班，工作四年，允许螺旋输送机机主轴转速误差小于5，车间有三相交流电源。22螺旋输送机总体结构设计常见的倾斜固定式螺旋输送机，其结构比较简单。主要由驱动装置，料槽，螺旋轴，驱动端轴承，中间吊挂轴承，尾部端轴承，进料口，卸料口等部分组成，如下图所示图21螺旋输送机（倾斜10O）总体布置方式1电动机2联轴器3蜗轮蜗杆减速器4联轴器5驱动端轴承6中间吊挂轴承7尾部端轴承8螺旋轴9进料口10卸料口由于设计的螺旋输送机的长度为12米。为了制造,安装以及运输的方便,其槽体和螺旋轴均采取分节制造,头节长25米,接着是25米、2米、25米长的中间节，尾节长25米，靠螺栓联接,并用中间轴承支承。同时,为了保证分节装配后输送机的整体刚度,槽体的连接处和螺旋轴的连接处需分开一段距离。由于物料在螺旋输送机中的运送完全是一种滑移运动,为了使螺旋轴处于较为有利的受拉状态，设计时将驱动装置和出料口安装在输送机的同一端,把进料口放在尾部附近。23螺旋输送机机体的设计231输送机的螺旋直径和螺旋轴的转速1螺旋直径的确定按公式，得螺旋直径52CQKD式中螺旋叶片直径（米）；物料的输送量（吨/时）；物料的堆积比重（吨/米3）；水平输送时物料在输送机内的填充系数；表示物料综合特性的经验系数；K倾斜向上输送时输送量的校正系数；见表22C由表21，可以查得输送煤粉时00415；04；06；75；KA由表22，08；将原始数据,HTQ/12004150217052CQKD528064M按表23将螺旋直径圆整为标准螺旋直径，025M。D2螺旋轴转速的确定A按公式带入螺旋直径，得螺旋轴转数DAN1502507MIN/R把带入公式，校核填充系数ND，NCSQ24NCSDQ2470283715068502471此时02837表113,得驱动装置为右KWN7350IN/120R装的，功率为的型电动机和型的减速器构成21J2JOJZQ由，和选得的型号，从表26中便可查得，驱动装置的电MIN/R15动机为,和减速器为,总传动比42OIN/150R106412I233螺旋叶片的表面展开尺寸由计算得知螺旋叶片的大圆直径，螺旋螺距MD25,螺旋叶片内径为D70MM,叶片宽度BDD/225070DS20580/290MM查相关参考书得出,D1275MM,S200MM,L54MM,L19MM,4MM,D70MM所以叶片宽度BDD/225070/290MM图22实体螺旋叶片展开图螺旋叶片计算公式，代入相关数据得222SDDSBR5214MM222207143051439R按公式RBR90521414214MM按公式OOOORL732614308SD822234螺旋输送机的长度和标准螺旋节的长度原始数据要求螺旋机全长为12米，根据化工起重运输手册螺旋输送机与斗式提升机表110，头节长25米,接着是25米、2米、25米长的中间节，尾节长25米，GX型螺旋输送机的进料口是方形进料口，进料口下端直接焊牢在开孔的平盖板上，上端的为带孔法兰，可与各种给料设备连接使用。24驱动端装置的设计241驱动端轴的最小直径的确定1求出轴上功率P转速N和转矩T，有之前计算得P07355KWN120R/MINT95510695510607355/1205853103PMN2初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢,调质处理根据表153机械设计,取A112于是得1122050MMMINDPA30312075驱动端轴的最小直径，显然是安装联轴器处轴的直径，为了使所选联轴器的孔径与之相适应，故需同时选取联轴器型号联轴器的计算转矩TKCAT,查机械设计表141考虑到转矩变化不大，故取K15,则AATKT1558530878NCAAM按照计算转矩T应小于联轴器公称转矩的条件CA选用十字轴式万向联轴器。242驱动轴的结构设计（1）驱动轴如下图所示图23驱动轴示意图（2）根据要求确定轴的各段直径和长度。查螺旋输送机资料表6313得知40MM。半联轴器与轴配合的毂孔AD长度L85MM（3）为了满足半联轴器的轴向定位要求，1段右端需制出一轴肩，故取2段的直径50MM。半联轴器与轴配合的毂孔长度70MM,现取2DAL68MM。由装备图可以知道，2段是来安放挡圈，根据端盖挡圈尺寸1L及留余，取73MM轴的3段和5段都是安放轴承的，初步确定滚动轴承。因为轴承承受径向力和轴向力的作用，故选用圆锥滚子轴。参照工作要求并根据50MM。由2D于驱动轴主要承受轴向力和不大的径向力，故选择对开的圆锥滚子轴承。查手册选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承30212，其尺寸为,故,而，MMTDD752316MD6053ML2353右段滚动轴承采用轴肩定位。由手册查得30212型轴承的定位轴肩高度，取，。MH54D694ML704轴的6段为安装端盖处，根据设计的端盖宽度，取D52687MM。轴的7段没有轴肩定位问题，考虑到与螺旋轴内孔配合，内孔还需6L要焊接一个套筒加强强度，故取长度M47ML107（4）轴上键槽和销孔的位置设计驱动轴、半联轴器与螺旋轴的周向定位均采用了平键连接，按,D401查机械设计手则得平键截面,驱动轴右端与螺旋LHB56812轴采用方向相互垂直的销轴联接，销孔直径为。25中间轴承装置中间轴承又称为吊挂轴承，因为它脱空悬置在槽顶的内壁板条或角钢上。由于它处于输送物料之中，一般都做称对开式滑动轴承，其轴承采用粉末冶金，巴氏合金，青铜，铸铁及其他的减磨材料，在个别情况下为了减少摩擦阻力。视需要也可以安装上滚动轴承，不过必须保证有可靠的密封，以防止微尘物料进入轴承。所有的中间轴承都是用固定在平盖板上方的油杯注油润滑，在紧靠轴承附近的平盖板上，开设有观察孔，以便于观察轴承和消除轴承处因物料的堆积所引起的阻塞。GX型螺旋输送机的中间轴承装置，如图所示，它是用粉末冶金材料作轴衬的一种对开式滑动轴承，且轴衬呈球面型，以利于自动调心。如下图所示为中间轴承装置。图24中间轴承示意图而中间轴由化工起重运输手册螺旋输送机与斗式提升机表137，查得。其他尺寸见装配图。MD50螺旋轴呈螺旋输送机的回转部分，设计时可以采用实体螺旋，螺旋输送机的转轴一般采用钢管制成，在其两端头，焊偶连接法兰，结构如下图。图25螺旋轴示意图由前面的计算得D250MMS200MM。查考资料得,螺旋轴之间用对开式MD50中间滑动轴承连接26尾端装置的设计261计算轴的最小直径由前知功率P07355070KW,转速，扭矩T5853NM950MIN/120R初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理，根据机械设计表153，取,于是得120ANPD162071233MIN轴的最小直径显然是安装在法兰轴套处，取此处D45MM262尾端轴的结构设计1）装备方案如装备图所示图26尾端轴示意图2）根据要求确定轴的各段直径和长度轴的左端与螺旋轴钢管内孔相接，由于螺旋轴钢管外径为70MM，钢管不能太厚，本次设计的钢管内径为60MM，中间还要焊接一个加强套筒，因此取45MM确定70MM，根据轴肩设计尺1D1L寸，参考驱动端端盖尺寸，选择50MM，再由设计的端盖宽度确定270MM，轴3段是轴承挡肩，取62MM，10MM,4段轴安放轴承段，取2L3356MM,由此选取调心球轴承1212其尺寸4D,故取18MM，轴最右端6段安装螺母挡MMTD7521064L圈，采用螺母M4810,因为有螺纹，需要车退刀槽21，即2MM，故5L44MM，48MM。5D63）轴上零件的周向定位螺旋轴钢管与轴的周向定位采用两个方向相互垂直的螺尾锥销固定，其尺寸为M124）确定轴上的圆角和倒角尺寸取轴端倒角为2，各轴肩圆角统一取为R2O4527驱动装置和尾端装置轴的校核271驱动装置的受力分析根据设计任务，螺旋输送机长度为12M,为了制造,安装以及运输的方便,其槽体和螺旋轴均采取分节制造,查资料应分5节，头节长25米,接着是251L2L米、2米、25米长的中间节，尾节长25米头节，中间节及尾节，查3L4表得每段重力大小为，,NG981N9412NG6243,NG9152425G3809175KM总,分解为垂直于螺旋轴的力,平行于螺旋轴的力803总76垂直F6为单位线载荷，物料阻力QMNVQQ/38403612NQLF69物受力图如下图27螺旋轴受力分析图由力平衡GFF654321NGF9521678133NGF246571906尾部轴承只受径向力，不受轴向力，NF612395物图28尾部轴承受力分析272前端轴的校核两轴承受径向力分别为NF954721弯矩为MLM61按弯扭强度进行校核MPAWTCA14232275MPAC751CA1前端轴段径校核符合设计要求273尾端轴的校核由于尾端轴承只承受径向力和扭矩作用，因此只对它进行扭转强度校核342TTTMPAWT即满足要求第三章减速器的设计31蜗轮蜗杆减速器的运动和动力参数功率KWP转矩MNT轴名输入输出输入输出转速MIN/R传动比I效率电动机轴011468315001099蜗杆轴109475093847346831500126408涡轮轴20750407429597195912120螺旋轴30735558531201099表31运动和动力参数计算结果32减速器的蜗杆设计中间删了需要详细的请联系XINANCHONG163COM（1）计算中心距取中心MA30721069458972132距。因,故从文献2的表112中取模数,蜗杆分M56I4度圆直径。这时，从图1118中可查得接触系数D40141AD，因为，因此以上计算结果可用。72ZZ324蜗杆与蜗轮的主要参数和几何尺寸（1）蜗杆蜗杆头数；轴向齿距；直径系数41Z561243MPA；齿顶圆直径；0MDQ48M01HDAA齿根圆直径CHDAF314221分度圆导程角5084O蜗杆轴向齿厚MMSA8632（2）蜗轮蜗轮齿数；变位系数512Z7502X验算传动比，这时传动比误差为41I，是允许的。5870641275蜗轮分度圆直径MZD20412蜗轮喉圆直径HAA187蜗轮齿根圆直径FF22蜗轮咽喉圆半径MDRAG615325校核齿根弯曲疲劳强度FFAFYMDKT2153当量齿数Z54932V3COSZ35084O根据，从文献2中的图1119可查得齿形系数7502X92V82FAY螺旋角系数84012401OOY许用弯曲应力FNFK从表1118中查得由ZCUSN10P1制造的蜗轮的基本许用应力。MPAF56中间删了需要详细的请联系XINANCHONG163COM图31蜗轮轴示意图选用45号钢，调质处理。（1）按扭转强度，初步估计轴的最小直径MNPAD63201754233MIN联轴器的计算转矩,查表141，考虑到转矩变化很小，故取TKACA，则51AK155971989582CAAMN按照计算转矩小于联轴器转矩的条件，查手册，选用十字轴式万向联轴器，其许用转矩为280。半联轴器的孔径24MM，MN1D（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1）为了满足联轴器的轴向定位要求，1段右端需制出一轴肩，故取2段DH1074268H的直接28MM；左端用挡圈定位，按轴端直接取挡圈直径D31MM。联轴2器与轴配合的毂孔长度82MM，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不1L压在轴的断面上，故1段的长度应比略短一些，现取80MM。1L1L2）初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。又28MM，选取0基本2D游隙组、标准精度级的30207，其尺寸，MMTDD2518735故35MM，取20M。73D7L右端滚动轴承采用轴肩经行轴向定位。由手册查得30207型轴承定位轴肩高42MM。6D3）取安装蜗轮处的轴段的直径40MM，4D查手册并由前面所得数据计算蜗轮轮毂的宽度为54MM，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取50MM，齿轮的右端采用4L轴肩定位，故取3MM，则轴环处的直径56MM。轴环宽度，故H5DHB41取10MM。5L4）轴承端盖的总宽度为20MM（装配图），取端盖的外端面与半联轴器右端面的距离30MM,故取50MM。L2L5）取蜗轮距箱体之距离A16MM，滚动轴承距箱体内壁一段距离S8MM,已知滚动轴承T1825MM，蜗轮轮毂长为L80MM，则TSA545020816448MM3LLCAS12MM65L4轴上零件的轴向定位蜗轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按表61查得；键槽用键槽铣刀加工，长为40MM，同时为了保证蜗轮与轴MHB812配合有良好的中性，故选择蜗轮轮毂与轴的配合为；同样，半联轴器与轴的67RH连接，选用平键为，半联轴器与轴的配合为。M78F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。7H（2）确定轴上圆角和倒角尺寸参考表152，取轴端倒角为，各轴肩处的圆角半径见零件图。O451332求蜗轮轴上的载荷首先根据轴的结构示意图（图31）做出轴的计算简图，从手册中查取A值（文献2图1523）。对于30207型圆锥滚子轴承，从手册中查得A16MM。因此，作为简支梁的轴的支承跨距。ML84932从轴的结构简图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面C是轴的危险截面。现将计算出的及的值列于下表VHM、载荷水平面H垂直面V支反力FNFNNH82590132621，NFNFNV513857122，弯矩MM74MMMMV960741，总弯矩85362752391274N901608扭矩TMT2图32轴的载荷分析图1）轴上受力分析轴传递的转矩MNT72592蜗轮的圆周力DFT482蜗轮的径向力TR5COSAN蜗轮的轴向力MNFTA62012）求支反力在垂直平面内的支反力NDFLARNV75128231F512在水平平面内的支反力LTNH032681NFNHT859123求弯矩和做弯矩图在垂直平面内的弯矩MLMNV724321NDFA9560812在水平平面内的弯矩LNH32741总弯矩MMV851362592221NNH90608222扭矩MT759333按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。根据式155及上表中的数据，以及单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算60力MPAWTMCA574015972683232321前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由表151查得。因此601，故安全。1CA334精确校核轴的疲劳强度A）截面A,B,C,D只受扭矩的作用，虽然键槽、轴肩及过渡配合所引起的应力集中均将削弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕来确定的，所以截面A,B,C,D无需校核。由于界面4,5是过盈配合，所引起的应力集中最严重；从受载的情况来看，截面E上的应力最大。截面F的情况和截面4相近，但截面E不受扭矩作用，同时轴径较大，不比校核，截面E上虽然应力最大，但应力集中不大，故也不必校核，截面6，7更不必校核。由第三章附录可知，键槽的应力集中系数比过盈配合的小，因而该轴只需校核截面4的左右两侧即可。B）截面4左侧抗弯截面系数3335428710MDW抗扭截面系数2T截面4左侧的弯矩为MN4976395816截面4上的扭矩为MT720截面上的弯曲应力PAWB1654896截面上的扭转切应力MTW97202轴的材料为45钢，调质处理。由表151查表，MPAB640PA2751。截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数和可查表。MPA15因为，,经插值后可查得，0293DR14350DD6又查表得材料敏感系数为，820Q5故有效应力集中系数按式为574182011QK6801K查表得尺寸系数，扭转尺寸系数，67轴按磨削加工表面质量系数92轴未经表面强化处理，即，则得综合系数1Q4321906754KK58821由文献2碳素钢的特性系数取，00于是计算安全系数的值如下697016432751MAKS325295811A516376222SSCA故可知其安全。C）截面4右侧抗弯截面系数33364010MDW抗扭截面系数282T截面4左侧的弯矩为MN4976395816截面4上的扭矩为MNT59720截面上的弯曲应力MPAWMB864截面上的扭转切应力TW7128059过盈配合处的，由附表38用插值法求出，并取，于KK80是得13K50421380K轴按磨削加工，由附图34得表面质量数为9轴未经表面强化处理，即，则得综合系数1Q231903KK55421所以轴在截面4右侧的安全系数为69240178231MAS1527264591AK91222SSCA故可知其安全。34蜗杆轴的设计341初步确定轴的最小直径查表153得，当轴材料为45钢时可取，120AMNPD61959473310MIN查机械零件设计手册表GB/T43232002LT4型弹性套柱销联轴器，标准孔径D20MM，即轴伸直径为20MM。轴孔长度L52MM1联轴器的计算转矩,查表141，考虑到转矩变化很小，故取，1TKACA51AK则MNACA04593651342蜗杆轴的结构设计1）拟定轴上零件的装配方案如下图所示图33蜗杆示意图2）根据轴向定位要求，1轴右端需要一台阶DH10724MH故取,考虑联轴器轴向定位（套筒定位）可靠以及端盖厚度的覆MD24盖，故取L501由于2段用于左轴承定位（圆螺母定位），取，故车削时应有退刀槽，ML192宽度为2MM3）初步选定滚动轴承，应同时受有径向力和轴向力的作用，故选用角接触球轴承7306C轴承，参照要求选取圆锥滚子轴承30207，其尺寸,故取，轴承采用右端轴肩MTDD197235MD3593定位，右轴承左端采用轴肩定位，且由于轴承何齿轮润滑条件不同，应有挡油环，取查表得角接触球轴承7306C定位轴肩高度L093，此，。MD5D484L10844）6段为蜗杆螺旋，取，由于齿顶圆直径为，取ML6MDA481，取，右轴承右端用圆螺母轴向定位，取3075575,。MD210L135减速器箱体及附件的设计351箱体的基本结构设计箱体是减速器的一个重要零件，它用于支持和固定减速器中的各种零件，并保证传动件的啮合精度，使箱体有良好的润滑和密封。箱体的形状较为复杂，其重量约占减速器的一半，所以箱体结构对减速器的工作性能、加工工艺、材料消耗，重量及成本等有很大的影响。箱体结构与受力均较复杂，各部分民尺寸一般按经验公式在减速器装配草图的设计和绘制过程中确定。352箱体的材料及制造方法选用铸铁，砂型铸造。353箱体各部分的尺寸箱体各部分尺寸如下表名称称号一级蜗杆减速器计算结果箱座壁厚004A3MM8MM11箱盖壁厚1蜗杆在下0858MM95机座凸缘厚度B15165机盖凸缘厚度B115114机座底凸缘厚度B225275地脚螺钉直径DF0036A12MM20地脚螺钉数目N4轴承旁连接螺栓直径D1075DF16机座与机盖连接螺栓直径D20506DF10连接螺栓的间距2DL150200MM150轴承端螺钉直径D30405DF8窥视孔盖螺钉直径D40304DF8定位销直径D0708D28DF、D1、D2至外机壁距离C122,16,13DF、D2至缘边距离C220,11轴承旁凸台半径R1C220凸台高度H根据低速轴承座外径确定42外机壁到轴承端面距离L1C1C258MM48内机壁到轴承端面距离L2C1C258MM56蜗轮齿顶圆与内机壁距离112132蜗轮端面与内机壁的距离211机座肋厚MM08510轴承端盖外径D2轴承座孔直径555D3116轴承端盖凸缘厚度E112D310表32箱体各部分尺寸如下表第四章轴承校核41蜗杆轴滚动轴承计算（1）预期寿命要求使用寿命4年300天8小时9600小时HL（2）寿命计算使用30207型圆锥滚子轴承，3/1051PFKNCR24R5630轴颈，转速MDMIN/N由前面设计蜗轮求得、FNVR57121R382NHR061FR2592NHRVRR63411RRR222（3）计算轴向力EFRD94137096341NR6522因为，所以有NANFA543221D7（4）求当量动载荷21P和，EFRA051EFRA3502NFYXFPAR0721411R6539222（5）验算轴承寿命因为,按式21PNNLCH371109621047361HNLH895306016求得的值约等于预期寿命，所以要使这个减速器的低速轴正常使用，工作38H年要换一次轴承。第五章键的校核51蜗杆轴端和联轴器的联结的键（1）选择的键为MLHB56812（2）校核键的强度轴，键，轮毂都是钢，查表73可得钢的许用挤压应力为MPA120键的工作长度为，BLL41256450HKAKLDTP971679033故满足要求。52涡轮与轴联结的键（1）选择的键为根据轴的直径为50MMMLHB40812（2）校核轴的强度轴，键，轮毂都是钢，查表73可得钢的许用挤压应力为MPA120键的工作长度为，BLL28140450HKPAKLDTP32175923故满足要求。53涡轮轴轴端和联轴器联结的键（1）选择的键为根据轴的直径为24MMMLHB70810（2）校核轴的强度轴，键，轮毂都是钢，查表73可得钢的许用挤压应力为MPA120键的工作长度为，BLL1402450HKMPAPAKLDTP108724107590233故满足要求。第6章润滑和密封的设计61润滑蜗轮采用浸油润滑,轴承采用脂润滑。蜗轮圆周速度V5M/S所以采用浸油润滑；轴承DPWN145510423105所以采用脂润滑。浸油润滑不但起到润滑的作用，同时有助箱体散热。为了避免浸油的搅动功耗太大及保证齿轮啮合区的充分润滑，传动件浸入油中的深度不宜太深或太浅，设计的减速器的合适浸油深度H1对于蜗杆下置一般为（0751）个齿高，但油面不应高于蜗杆轴承下方滚动体中心。油池太浅易激起箱底沉渣和油污，引起磨料磨损，也不易散热。取浸油深度H1为10MM。换油时间为半年，主要取决于油中杂质多少及被氧化、被污染的程度。查手册选择LCKB150号工业齿轮润滑油。62密封减速器需要密封的部位很多，有轴伸出处、轴承内侧、箱体接受能力合面和轴承盖、窥视孔和放油的接合面等处。621轴伸出处的密封作用是使滚动轴承与箱外隔绝，防止润滑油漏出以及箱体外杂质、水及灰尘等侵入轴承室，避免轴承急剧磨损和腐蚀。由脂润滑选用毡圈密封，毡圈密封结构简单、价格便宜、安装方便、但对轴颈接触的磨损较严重，因而工耗大，毡圈寿命短。622轴承内侧的密封该密封处选用挡油环密封，其作用用于脂润滑的轴承，防止过多的油进入轴承内，破坏脂的润滑效果。623盖与箱座接合面的密封的接合面上涂上密封胶63附件的设计631窥视孔盖和窥视孔为了检查传动件的啮合、润滑、接触斑点、齿侧间隙及向箱内注油等，在箱盖顶部设置便于观察传动件啮合的位置并且有足够大的窥视孔，箱体上窥视孔处应凸出一块，以便加工出与孔盖的接触面。632排油孔、放油油塞、通气器、油标为了换油及清洗箱体时排出油污，在箱座底部设有排油孔，并在其附近做出一小凹坑，以便攻丝及油污的汇集和排放，平时排油孔用油塞及封油垫封住。本设计中采用螺塞M1415。为了检查减速器内的油面高度，应在箱体便于观察、油面较稳定的部位设置油标致谢参考文献1南京化工公司设计院，化工起重运输机手册M北京石油工业出版社,1976,92濮良贵，纪名刚机械设计（第八版）M北京西北工业大学机械原理及机械零件教研室，高等教育出版社，20003徐灏机械设计手册第一版第三卷M北京机械工业出版社,1991,94周良德，朱泗芳等现代工程图学M湖南湖南科学技术出版社，2000,65成大先机械设计手册轴及其联轴器M北京化学工业出版社,2004，16程乃士减速器与变速器M北京M机械工业出版社,2006,107陈铁鸣新编机械设计课程设计图册M,北京高等教育出版社,2003,78成大先机械设计手册（第四版）M北京化学工业出版社，200219吴宗泽，罗圣国等机械设计课程设计手册（第3版）M北京高等教育出版社，2006510罗迎社材料力学M武汉理工大学出版社，2001611哈尔滨工业大学理论力学教研室理论力学M北京高等教育出版，200212吴宗泽机械零件设计手册M北京机械工业出版社，2004附录2英文文献原文209MACHINABILITYTHEMACHINABILITYOFAMATERIALUSUALLYDEFINEDINTERMSOFFOURFACTORS1、SURFACEFINISHANDINTEGRITYOFTHEMACHINEDPART2、TOOLLIFEOBTAINED3、FORCEANDPOWERREQUIREMENTS4、CHIPCONTROLTHUS,GOODMACHINABILITYGOODSURFACEFINISHANDINTEGRITY,LONGTOOLLIFE,ANDLOWFORCEANDPOWERREQUIREMENTSASFORCHIPCONTROL,LONGANDTHINSTRINGYCUREDCHIPS,IFNOTBROKENUP,CANSEVERELYINTERFEREWITHTHECUTTINGOPERATIONBYBECOMINGENTANGLEDINTHECUTTINGZONEBECAUSEOFTHECOMPLEXNATUREOFCUTTINGOPERATIONS,ITISDIFFICULTTOESTABLISHRELATIONSHIPSTHATQUANTITATIVELYDEFINETHEMACHINABILITYOFAMATERIALINMANUFACTURINGPLANTS,TOOLLIFEANDSURFACEROUGHNESSAREGENERALLYCONSIDEREDTOBETHEMOSTIMPORTANTFACTORSINMACHINABILITYALTHOUGHNOTUSEDMUCHANYMORE,APPROXIMATEMACHINABILITYRATINGSAREAVAILABLEINTHEEXAMPLEBELOW2091MACHINABILITYOFSTEELSBECAUSESTEELSAREAMONGTHEMOSTIMPORTANTENGINEERINGMATERIALSASNOTEDINCHAPTER5,THEIRMACHINABILITYHASBEENSTUDIEDEXTENSIVELYTHEMACHINABILITYOFSTEELSHASBEENMAINLYIMPROVEDBYADDINGLEADANDSULFURTOOBTAINSOCALLEDFREEMACHININGSTEELSRESULFURIZEDANDREPHOSPHORIZEDSTEELSSULFURINSTEELSFORMSMANGANESESULFIDEINCLUSIONSSECONDPHASEPARTICLES,WHICHACTASSTRESSRAISERSINTHEPRIMARYSHEARZONEASARESULT,THECHIPSPRODUCEDBREAKUPEASILYANDARESMALLTHISIMPROVESMACHINABILITYTHESIZE,SHAPE,DISTRIBUTION,ANDCONCENTRATIONOFTHESEINCLUSIONSSIGNIFICANTLYINFLUENCEMACHINABILITYELEMENTSSUCHASTELLURIUMANDSELENIUM,WHICHAREBOTHCHEMICALLYSIMILARTOSULFUR,ACTASINCLUSIONMODIFIERSINRESULFURIZEDSTEELSPHOSPHORUSINSTEELSHASTWOMAJOREFFECTSITSTRENGTHENSTHEFERRITE,CAUSINGINCREASEDHARDNESSHARDERSTEELSRESULTINBETTERCHIPFORMATIONANDSURFACEFINISHNOTETHATSOFTSTEELSCANBEDIFFICULTTOMACHINE,WITHBUILTUPEDGEFORMATIONANDPOORSURFACEFINISHTHESECONDEFFECTISTHATINCREASEDHARDNESSCAUSESTHEFORMATIONOFSHORTCHIPSINSTEADOFCONTINUOUSSTRINGYONES,THEREBYIMPROVINGMACHINABILITYLEADEDSTEELSAHIGHPERCENTAGEOFLEADINSTEELSSOLIDIFIESATTHETIPOFMANGANESESULFIDEINCLUSIONSINNONRESULFURIZEDGRADESOFSTEEL,LEADTAKESTHEFORMOFDISPERSEDFINEPARTICLESLEADISINSOLUBLEINIRON,COPPER,ANDALUMINUMANDTHEIRALLOYSBECAUSEOFITSLOWSHEARSTRENGTH,THEREFORE,LEADACTSASASOLIDLUBRICANTSECTION3211ANDISSMEAREDOVERTHETOOLCHIPINTERFACEDURINGCUTTINGTHISBEHAVIORHASBEENVERIFIEDBYTHEPRESENCEOFHIGHCONCENTRATIONSOFLEADONTHETOOLSIDEFACEOFCHIPSWHENMACHININGLEADEDSTEELSWHENTHETEMPERATUREISSUFFICIENTLYHIGHFORINSTANCE,ATHIGHCUTTINGSPEEDSANDFEEDSSECTION206THELEADMELTSDIRECTLYINFRONTOFTHETOOL,ACTINGASALIQUIDLUBRICANTINADDITIONTOTHISEFFECT,LEADLOWERSTHESHEARSTRESSINTHEPRIMARYSHEARZONE,REDUCINGCUTTINGFORCESANDPOWERCONSUMPTIONLEADCANBEUSEDINEVERYGRADEOFSTEEL,SUCHAS10XX,11XX,12XX,41XX,ETCLEADEDSTEELSAREIDENTIFIEDBYTHELETTERLBETWEENTHESECONDANDTHIRDNUMERALSFOREXAMPLE,10L45NOTETHATINSTAINLESSSTEELS,SIMILARUSEOFTHELETTERLMEANS“LOWCARBON,”ACONDITIONTHATIMPROVESTHEIRCORROSIONRESISTANCEHOWEVER,BECAUSELEADISAWELLKNOWNTOXINANDAPOLLUTANT,THEREARESERIOUSENVIRONMENTALCONCERNSABOUTITSUSEINSTEELSESTIMATEDAT4500TON