SJ8025擠出機(jī)設(shè)計(jì)（含CAD圖紙）

SJ8025擠出機(jī)設(shè)計(jì)（含CAD圖紙）,sj8025,擠出機(jī),設(shè)計(jì),cad,圖紙 摘要 塑料擠出機(jī)簡稱擠出機(jī)（又名壓出機(jī)），塑料擠出機(jī)也屬于塑料機(jī)械的種類之一，塑料擠出機(jī)通常稱之為主機(jī)，而與其配套的后續(xù)設(shè)備塑料擠出成型機(jī)則稱為輔機(jī)。一般擠出機(jī)有五大部分組成：擠出部分、傳動部分、機(jī)頭、加熱冷卻系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)。擠出機(jī)用于生產(chǎn)PE管材。生產(chǎn)的管材具有耐熱、耐老化、機(jī)械強(qiáng)度高、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性、抗蠕變性能好等優(yōu)點(diǎn)，是城際間輸送燃?xì)夂统鞘泄┧艿朗走x產(chǎn)品。 擠出機(jī)是塑料行業(yè)最基本的加工機(jī)械，擠出機(jī)依據(jù)機(jī)頭料流方向以及螺桿中心線的夾角，可以將機(jī)頭分成直角機(jī)頭和斜角機(jī)頭等。螺桿式擠出機(jī)的工作機(jī)理是依靠螺桿旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的壓力及剪切力，能使得物料可以充分進(jìn)行塑化以及均勻混合。帶狀塑料加入加料口后，在旋轉(zhuǎn)螺桿的作用下，塑料被搓成團(tuán)狀沿螺桿槽滾動前進(jìn)，因螺桿的剪切、壓縮和攪拌作用塑料受到進(jìn)一步的混煉和塑化，溫度和壓力逐步提高，呈現(xiàn)出粘流狀態(tài)，以一定的壓力和溫度通過機(jī)頭，最后得到所需的一定形狀的半成品。 塑料擠出機(jī)可以基本分類為雙螺桿擠出機(jī)，單螺桿擠出機(jī)以及不多見的多螺桿擠出機(jī)以及無螺桿擠出機(jī)。本設(shè)計(jì)首先介紹了螺桿擠出機(jī)的分類與發(fā)展前景等，其次為整體方案的確定部分，詳細(xì)的介紹了本設(shè)計(jì)的選擇依據(jù)，最后為整體設(shè)計(jì)部分，涉及到各參數(shù)的確定過程。運(yùn)用AutoCAD繪制螺桿、中間軸和機(jī)架零件圖；擠出機(jī)總體結(jié)構(gòu)裝配圖。 關(guān)鍵詞: 擠出機(jī)； 螺桿； 機(jī)頭；中間軸； 機(jī)架  Abstract 塑料擠出機(jī)簡稱擠出機(jī)（又名壓出機(jī)），塑料擠出機(jī)也屬于塑料機(jī)械的種類之一，塑料擠出機(jī)通常稱之為主機(jī)，而與其配套的后續(xù)設(shè)備塑料擠出成型機(jī)則稱為輔機(jī)。一般擠出機(jī)有五大部分組成：擠出部分、傳動部分、機(jī)頭、加熱冷卻系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)。擠出機(jī)用于生產(chǎn)PE管材。生產(chǎn)的管材具有耐熱、耐老化、機(jī)械強(qiáng)度高、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性、抗蠕變性能好等優(yōu)點(diǎn)，是城際間輸送燃?xì)夂统鞘泄┧艿朗走x產(chǎn)品。 Plastic extrusion machine called extruder (aka extruder), plastic extruder also belongs to one of the types of plastic machinery, plastic extruder is often referred to the as the host, and its support of the subsequent equipment, plastic extrusion molding machine is known as auxiliary machines. The general extruder has five major parts: the extrusion part, the transmission part, the machine head, the heating and cooling system, the electric control system. Extruder for the production of PE pipe. The pipe has the advantages of heat resistance, aging resistance, high mechanical strength, environmental stress cracking resistance, creep resistance, etc. it is the first choice for the transportation of gas and city water supply pipeline between city and city. Extruder is the plastic industry's most basic processing machinery, extruder according to the direction of the flow of the nose and the angle between the center line of the screw, can be divided into a right angle head and nose, etc.. The working mechanism of the screw extruder is to rely on the pressure and shearing force produced by the rotation of the screw, so that the material can be fully mixed and uniformly mixed. Strip plastic join feeding port, under the action of the screw rotation, plastics are rubbed into ball shape along the screw groove rolling forward, for screw shear, compression and stirring plastics by further mixing mixing and plastication, temperature and pressure gradually increase, showing a viscous flow state, to a certain pressure and temperature through the head, finally get the desired shape of semi-finished products. Plastic extruder can be basically classified as twin screw extruder, single screw extruder and rare multi - screw extruder and non - screw extruder. This design first introduced the screw extrusion machine classification and development prospects, secondly for the overall program of determining section, detailed introduces the basis for the selection of the design. Finally, as part of the overall design relates to the parameters in the process of determining. The use of AutoCAD drawing screw, shaft and frame parts diagram; extruder overall structure. 關(guān)鍵詞 擠出機(jī)；螺桿；機(jī)頭；中間軸；機(jī)架 Keywords: Extruder; Screw; Head; Shaft; Frame 目 錄 第一章 引言 1 1.1 塑料擠出機(jī)概述 1 1.2 塑料擠出機(jī)的組成 1 1.3 擠出機(jī)工藝參數(shù)的確定 2 第二章 塑料擠出機(jī)的總體布置及軸向的傳遞 3 2.1 主體布置 3 2.2 軸向力的傳遞方式 3 2.3 減速器主軸軸承的布置形式 3 第三章 螺桿 4 3.1 材料與技術(shù)要求 4 3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及主要工藝參數(shù)設(shè)計(jì) 4 3.3 螺桿消耗的功率的計(jì)算與電機(jī)選擇 5 3.3.1 功率的計(jì)算 5 3.3.2 選擇電機(jī) 6 3.4 螺桿強(qiáng)度校核 7 3.4.1 剪應(yīng)力計(jì)算 7 3.4.2 壓應(yīng)力的計(jì)算 7 3.4.3 彎應(yīng)力的計(jì)算 8 3.5 螺桿的主要參數(shù) 8 第四章 機(jī)筒 10 4.1 機(jī)筒的整體聯(lián)接布置 10 4.2 材料與技術(shù)要求 10 4.3 機(jī)筒的初步設(shè)計(jì) 10 4.4 加熱冷卻通道的設(shè)計(jì)及校核 10 4.5 機(jī)筒的強(qiáng)度校核 12 4.5.1 工作應(yīng)力 12 4.5.2裝配應(yīng)力 13 4.5.3 合成應(yīng)力 14 4.6 機(jī)筒上各處連接螺栓的校核 15 第五章 傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 17 5.1 傳動部分的設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算 17 5.2 計(jì)算傳動裝置的總傳動比，并分配傳動比 17 5.3運(yùn)動和動力參數(shù)的計(jì)算 18 5.3.1 各軸轉(zhuǎn)速 18 5.3.2 各軸輸入功率 18 5.3.3 各軸輸出功率 18 5.3.4 各軸輸出扭矩 18 第六章 齒輪傳動設(shè)計(jì) 20 6.1 高速級齒輪傳動的檢驗(yàn)計(jì)算 20 6.1.1 精度等級的選取 20 6.1.2 初選齒數(shù) 20 6.1.3 螺旋角的選取 20 6.2低速級齒輪傳動的檢驗(yàn)計(jì)算 24 6.2.1 精度等級的選取 24 6.2.2 初選齒數(shù) 24 6.2.3 螺旋角的選取 24 第七章 軸的設(shè)計(jì) 29 7.1各軸軸徑的初步計(jì)算 29 7.1.1. 各軸軸徑的初步計(jì)算 29 7.2軸的軸向長度的確定及減速箱的初步設(shè)計(jì) 30 7.3軸的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 30 7.3.1 高速軸 30 7.3.2 中間軸 31 7.3.3 低速軸 31 7.4各軸的強(qiáng)度校核 32 7.4.1 高速軸 32 7.4.2 中間軸 33 7.4.3低速軸 36 7.5 軸上個平鍵校核 37 7.5.1 平鍵的強(qiáng)度條件 37 7.5.2 低速軸與大齒輪軸 38 7.5.3告訴軸中與聯(lián)軸器聯(lián)接鍵的選擇校核 38 第八章 軸承的計(jì)算與校核 39 8.1高速軸軸承 39 8.2中間軸軸承 40 8.3低速軸軸承 41 第九章 螺桿與低速軸聯(lián)接部分的計(jì)算與校核 43 9.1聯(lián)軸器的選擇 43 9.2花鍵的選擇校核 43 9.3低速軸帶花鍵部分的強(qiáng)度校核 43 9.4推力軸承的選擇與校核 44 結(jié)論 45 參考文獻(xiàn) 46 致謝 47 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 引言 第一章 引言 1.1 塑料擠出機(jī)概述 螺桿擠出機(jī)結(jié)構(gòu)由五大部分組成：擠壓系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)，機(jī)頭，加熱冷卻系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)。 擠壓系統(tǒng)是擠出機(jī)的主體部分，主要作用是剪切、塑化和捏煉膠料，以一定的壓力，均勻連續(xù)地向機(jī)頭輸送膠料。擠壓系統(tǒng)由加料裝置、螺桿、機(jī)筒、襯套等組成。 傳動系統(tǒng)的作用是驅(qū)動螺桿旋轉(zhuǎn)和根據(jù)工藝要求調(diào)節(jié)螺桿的轉(zhuǎn)速。由電動機(jī)和減速機(jī)等組成。 機(jī)頭是擠出機(jī)的成型部件。它的作用是使膠料由螺旋運(yùn)動變?yōu)橹本€運(yùn)動；在一定的壓力下，將膠料擠壓成各種所需形狀的半成品。根據(jù)擠出半成品的形狀和不同的擠出工藝，機(jī)頭可以更換。 加熱冷卻系統(tǒng)的作用是控制擠出過程中膠料的溫度。常用蒸汽、水、油、乙二醇等加熱也可用電加熱。 電氣控制系統(tǒng)的作用是滿足擠出工藝條件的需要實(shí)現(xiàn)對擠出機(jī)機(jī)筒各段溫度，機(jī)頭溫度，螺桿轉(zhuǎn)速，驅(qū)動扭矩或功率，軸向力等的控制和調(diào)節(jié)。它一般由溫控，調(diào)速和檢測裝置組成。 螺桿擠出機(jī)的基本工作過程：帶狀膠料加入加料口后，在旋轉(zhuǎn)螺桿的作用下，膠料被搓成團(tuán)狀沿螺槽滾動前進(jìn)，因螺桿的剪切、壓縮和攪拌作用膠料受到進(jìn)一步的混煉和塑化，溫度和壓力逐步升高，呈現(xiàn)出粘流狀態(tài)，以一定的壓力和溫度通過機(jī)頭，最后得到所需的一定形狀的半成品。 1.2 塑料擠出機(jī)的組成 主要有機(jī)身部分，傳動系統(tǒng)，加熱與冷卻裝置等組成。 （1）機(jī)筒部分是外筒和襯套構(gòu)成，兩者之間為調(diào)溫通道。 （2）機(jī)器與螺桿采用花鍵聯(lián)接，傳動部分采用三相異步電動機(jī)，減速器為二級斜齒圓柱齒輪減速器。 整機(jī)共有四個加熱區(qū)段：螺桿，機(jī)頭，機(jī)筒上兩處 1.3 擠出機(jī)工藝參數(shù)的確定 螺桿直徑 D=80 mm 長徑比 L/D=25 螺桿轉(zhuǎn)速 N=55 r/min 主電機(jī)型號 直流Z4-250-21 電機(jī)轉(zhuǎn)速(同步) 1500r/min 電機(jī)額定電壓 440V 50HZ 電機(jī)額定功率 N=110kw 生產(chǎn)能力 Q=0.65=0.065 2 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 塑料擠出機(jī)的總體布置及軸向的傳遞 第二章 塑料擠出機(jī)的總體布置及軸向的傳遞 2.1 主體布置 電機(jī)放在減速器右側(cè) 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)不夠緊湊 優(yōu)點(diǎn)：安裝檢修非常方便而且還可以改善電機(jī)的散熱條件 2.2 軸向力的傳遞方式 膠料對螺桿的軸向力——螺桿——止推軸承——中間板——連接螺栓——后段機(jī)筒——連接螺栓——機(jī)筒法蘭——機(jī)筒法蘭——前段機(jī)筒——連接螺栓——機(jī)頭——膠料 軸向力的傳遞是封閉的，符合要求。 2.3 減速器主軸軸承的布置形式 由于膠料對螺桿的軸向力由止推軸承承擔(dān)，減速器主軸所受力主要來源于圓柱斜齒輪嚙合所產(chǎn)生的軸向力和徑向力。由于以上原因，主軸軸承采用“面對面”裝用，這樣有利于主軸軸承部分的剛度要求。用角接觸球軸承。 38 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 螺桿 第三章 螺桿 3.1 材料與技術(shù)要求 螺桿是擠出機(jī)的主要部件。在擠出過程中，螺桿既要傳遞大的扭矩，又要承受的擠壓，因此，要求螺桿的材料應(yīng)具足夠的強(qiáng)度和抗磨能力，較好的耐化學(xué)腐蝕性能，良好的機(jī)械加工性能和熱處理性能以及在高溫下不變的性能。螺桿基本上分為三段：加料段，塑化段和擠出段。螺桿采用38CrMoAlA并進(jìn)行摻氮化處理。氮化深度為0.3-0.7mm，表面硬度HRC60-65，在螺桿頂部堆焊一層耐磨硬質(zhì)合金。 3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及主要工藝參數(shù)設(shè)計(jì) 螺桿直徑 D=80mm。 螺桿長徑比L/D長度及各段長度分配。 根據(jù)工藝要求及質(zhì)料顯示取，L/D=25，即L=2250mm 同時將此長度分配： 加料段：L1=1100mm 中間段：L2=550mm 擠出段：L3=600mm 螺紋頭數(shù)i ： 加料段為單頭螺紋。 螺桿幾何壓縮比： 冷喂料擠出機(jī)壓縮比一般為1.7-1.8，則本次取1.8。 螺紋導(dǎo)程和螺紋升角β 導(dǎo)程t =100mmβ=17°42′ 螺槽深度： 加料段h=15mm，擠出段h=10mm 螺棱的軸向?qū)挾萣： 一般取b=（0.06~0.08）D=6mm~8mm 本次取8mm。 螺紋的斷面形狀: 圖3-1螺紋斷面 矩形斷面。 R1=2,R2=2,H=8 螺桿頭部形狀： 取球體螺桿頭 圖3-2螺桿頭部 d=80mm R=40mm 螺桿與減速器低速軸的連接方式： 采用花鍵聯(lián)接，設(shè)計(jì)與校對見后。 3.3 螺桿消耗的功率的計(jì)算與電機(jī)選擇 3.3.1 功率的計(jì)算 (3.1) 式中D=80mm=8cm。 L/D=25 (3.2) 螺桿轉(zhuǎn)速 n=(0.2-0.7)n臨界=26.82-93.87。 最佳轉(zhuǎn)速為 則n取60 ()。 因此： (3.3) 5.52 × 93 ×25 ×55 ×10 -5 55.3kw。 則N=(55.3~92.6)kw取N=90kw。 3.3.2 選擇電機(jī) 通過冷喂料擠出機(jī)的主要性能參數(shù)的類比。 電機(jī)功率 (3.4) 確定電機(jī)轉(zhuǎn)速： 根據(jù)有關(guān)材料推薦的傳動比合理范圍即二級圓柱減速器傳動比i=8—40故電機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為： 按工作要求和條件選用直流電機(jī) 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速選：E4—250—21 主要性能參數(shù)如下： 額定功率：55kw 額定電壓：440V 額定電流：459A 額定轉(zhuǎn)速/最高轉(zhuǎn)速：1500/2200 效率：90.5% 重量：760kg 3.4 螺桿強(qiáng)度校核 3.4.1 剪應(yīng)力計(jì)算 (3.5) 其中：取 =114.43 3.4.2 壓應(yīng)力的計(jì)算 (3.6) 則 3.4.3 彎應(yīng)力的計(jì)算 伸出段重量 =64.68（kg） 按第三強(qiáng)度理論，其強(qiáng)度條件為： (3.7) 而 取835換算得 n取3， 則 強(qiáng)度符合要求。 3.5 螺桿的主要參數(shù) 螺桿直徑：D=80mm 螺桿長徑比：L/D=25 螺桿長度：L=2250mm 螺桿壓縮比：1.8 L導(dǎo)程: 螺桿深度：h=16.5mm 螺棱軸向?qū)挾龋篵=10mm 冷卻水孔： 20mm 螺桿轉(zhuǎn)速： 55r/min 電機(jī)功率： 22kw 電機(jī)型號： Z4-250-21 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 機(jī)筒 第四章 機(jī)筒 4.1 機(jī)筒的整體聯(lián)接布置 本次設(shè)計(jì)將機(jī)筒設(shè)計(jì)成分段式機(jī)筒。也分成三段，喂料段中間段和擠出段。內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成組合式：加料段由襯套和外套組成，中間段和擠出段由襯套水套和外套組成。 4.2 材料與技術(shù)要求 機(jī)筒采用鑄鋼制作，襯套采用38CrMoAlA制作，內(nèi)部調(diào)值HB250-280，內(nèi)孔表面氮化層深度0.3-0.7mm，硬度HRC65-70，襯套壁厚取(0.1-0.15)D。 4.3 機(jī)筒的初步設(shè)計(jì) 機(jī)筒兩端之間用法蘭聯(lián)接，每段結(jié)構(gòu)均有共差配合，采用石棉橡膠墊密封。 三段襯套厚度均取20mm，即內(nèi)徑mm，外經(jīng)為mm。 喂料段的外套尺寸：內(nèi)徑mm，外徑mm。 中間段和擠出段水套尺寸：內(nèi)徑mm，外徑mm。 中間段和擠出段外套尺寸：內(nèi)徑mm，外徑mm。 其中襯套材料為38CrMoALA,氮化處理，水套，材料為，外套材料為HT200。 4.4 加熱冷卻通道的設(shè)計(jì)及校核 流量： (4.1) 式中：C-冷卻水的比熱 C=1 cal/g℃ -機(jī)筒的冷卻水進(jìn)口溫度℃ -機(jī)筒的冷卻水出口溫度℃ ℃ 取=2℃ 又 式中可忽略不計(jì) =860N(65~85)% =860 =G() 式中 ℃ ℃-24℃-96℃ 式中 ℃ 取℃ =70-24=46℃ -自然對流的冷熱系數(shù) 取=3.97kcal/kg℃ 因此， =1.95 式中 （kg/h） 其中：F-螺桿冷卻管道內(nèi)孔的橫街面積 V-螺桿冷卻管道中冷卻水的流速 為0.8~1m/s，取V=1m/s -水的比重 kg/m 則 ℃ （不考慮機(jī)頭） 綜上所述 =4.011（kcal/h） 因此 則冷卻水在機(jī)筒內(nèi)的冷卻水道中體積流量為 根據(jù)[1]P328 ，合格。 4.5 機(jī)筒的強(qiáng)度校核 襯套材料為38CrMoAlA,外套材料為HT200 襯套外內(nèi)徑比： 外套外內(nèi)徑比： 按厚壁圓筒的強(qiáng)度公式計(jì)算 注：帶襯套的機(jī)筒，由于襯套與機(jī)筒外套是過盈配合，因此，除了工作應(yīng)力外，還在結(jié)合面上產(chǎn)生裝配應(yīng)力，其強(qiáng)度校核是先計(jì)算工作應(yīng)力，因?yàn)橐r套與外套采用過盈配合，可視為整體。 4.5.1 工作應(yīng)力 工作應(yīng)力，如圖所示 A：工作應(yīng)力 B：裝配應(yīng)力 C：合成應(yīng)力 ⑴襯套內(nèi)壁處 圖4-1 襯套應(yīng)力 其中P可知 P=10Mpa 襯套與外套結(jié)合面處: =10 ⑵外套外壁處 外套軸向應(yīng)力 4.5.2裝配應(yīng)力 裝配應(yīng)力： (4.2) 式中： 取=0.28 取 則 （1）襯套內(nèi)壁處 （2）襯套外壁處 （3）外套內(nèi)壁處 （4）外套外壁處 4.5.3 合成應(yīng)力 在裝配壓力作用下，襯套及外套的危險(xiǎn)點(diǎn)都在各自的內(nèi)壁，在工作壓力作用下其危險(xiǎn)點(diǎn)也在襯套內(nèi)壁，因此，只要進(jìn)行襯套及外套內(nèi)壁強(qiáng)度校核即可。 可按第四強(qiáng)度理論進(jìn)行校核。 （1）襯套內(nèi)壁 (4.3) 式中 = 則： 故襯套滿足強(qiáng)度要求。 （2）外套內(nèi)壁 (4.4) 式中： = 故外套也滿足強(qiáng)度要求 4.6 機(jī)筒上各處連接螺栓的校核 機(jī)筒上的連接螺栓包括機(jī)筒與箱體及各機(jī)筒間和機(jī)頭的聯(lián)接，每處都為均布的6個螺栓，它們所受的力主要是軸向力P (4.5) 則每個螺栓所受工作拉力為： (4.6) 以便機(jī)筒之間不發(fā)生滲漏則所需的殘余預(yù)緊力 取 則螺栓說需的預(yù)緊力 則 采用普通螺栓，則 (4.7) 螺栓材料選用A3鋼 及同上各處螺栓都取M27的螺栓聯(lián)接 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 第五章 傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1 傳動部分的設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算 本次設(shè)計(jì)的減速裝置采用二級齒輪減速，輸出軸采用花鍵與螺桿聯(lián)接，如圖所示： 圖5-1 減速裝置 5.2 計(jì)算傳動裝置的總傳動比，并分配傳動比 由傳動比分配表可將傳動比分配： （高速級傳動比） 則 （低速級傳動比） 實(shí)際總傳動比i= 則相對偏差 5.3運(yùn)動和動力參數(shù)的計(jì)算 5.3.1 各軸轉(zhuǎn)速 I軸： Ⅱ軸： Ⅲ軸： 螺桿： 5.3.2 各軸輸入功率 其中： I軸： =1100.975=107.25（kw） Ⅱ軸： =107.250.980.97=101.95（kw） Ⅲ軸： =101.950.980.97=96.9（kw） 螺桿： 5.3.3 各軸輸出功率 各軸的輸入功率乘以軸承效率。 I軸：=107.25 0.98=105.11(kw)。 Ⅱ軸：=101.950.98=99.91(kw)。 Ⅲ軸：=96.90.98=95(kw)。 5.3.4 各軸輸出扭矩 I軸： Ⅱ軸：=1148.39×6×0.98×0.97=6549.94N.m Ⅲ軸：=6549.94×0.98×0.97×5.55 =34556.37N.m 各軸的輸出扭矩各軸輸入扭矩分別乘以軸承效率 I軸：=1148.387×0.98=1125.42 N.m Ⅱ軸： =1549.94×0.98=6418.94 N.m Ⅲ軸：=34556.37×0.98=33865.24 N.m 表 5.1 運(yùn)動和動力參數(shù) 輸入功率P(kw) 輸出功率P(kw) 輸入轉(zhuǎn)矩T（N.m） 輸出轉(zhuǎn)矩T（N.m） 轉(zhuǎn)速n(rpm) 傳動比i 效率η 電動機(jī) 120 110 1200 1125.4 1500 1 0.975 I軸 107.25 105.11 1148.39 1125.42 1500 6 0.95 Ⅱ軸 101.95 99.91 6549.94 6418.94 250 4.55 0.95 Ⅲ軸 96.9 95 34556.37 33865.24 55 1 0.98 螺桿 94.96 95 33865.24 33865.94 55 1 0.98 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第六章 齒輪傳動設(shè)計(jì) 第六章 齒輪傳動設(shè)計(jì) 6.1 高速級齒輪傳動的檢驗(yàn)計(jì)算 此減速器的功率較大，故大小齒輪都選硬齒面。（硬度都選50HRC） 大小齒輪都選用40Cr,調(diào)質(zhì)后表面淬火，齒面硬度可達(dá)48-55HR 6.1.1 精度等級的選取 因采用表面淬火，精度將下降1-1.5級，因此還需進(jìn)行磨削，故初選7級精度（GB10095-88） 6.1.2 初選齒數(shù) 為提高傳動平穩(wěn)性，Z應(yīng)多一些。 故小齒輪選Z1=20則Z2=ZI×i1=20×6=120 6.1.3 螺旋角的選取 螺旋角初選 ⑴強(qiáng)度公式進(jìn)行校核 對于閉式硬齒面齒輪，接觸強(qiáng)度增加程度>彎曲強(qiáng)度增大程度，設(shè)計(jì)時以彎曲強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算確定齒輪尺寸，然后按接觸。 Mn (6.1) 式中： 其中：(是電機(jī)驅(qū)動載荷有輕微沖擊)。 試選載荷系數(shù) Z1=20 而 則 =450-650MPa 取=550MPa 又 （Lh取16小時，為兩班制） 則 又 則 將各數(shù)據(jù)代入公式得 (6.2) 則取3 又=2.0則 =446.39N/mm>100N/mm 則 根據(jù)插入法 得 則 K=1.25×1.126×1.1×1.19=1.84 取 用第二系列 取=3.5 則 K：1.25 1.15 1.1 1.226 1.19 則 K=1.88 因此 滿足強(qiáng)度要求 ⑵接觸強(qiáng)度公式校核 (6.3) 式中 K=1.88 取 i=u=7 1.44×10 則 則 =1010.97MPa< 因此，齒輪滿足接觸強(qiáng)度要求。 綜上所述： =3.5 小齒輪：Z1=20 大齒輪：Z2=120 ⑶ 幾何尺寸計(jì)算 a)計(jì)算中心距 將中心距園替為a=240 b)按圓替后的中心距修正螺旋角 因 值改變不大，故附屬參數(shù)不必要修改。 c）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 d）計(jì)算齒輪寬度 圓替后取 6.2低速級齒輪傳動的檢驗(yàn)計(jì)算 大小齒輪都選用40Cr,調(diào)質(zhì)后表面淬火，齒面硬度可達(dá)48-55HRC 6.2.1 精度等級的選取 因采用表面淬火，精度將下降1-1.5級，因此還需進(jìn)行磨削，故初選7級精度（GB10095-88） 6.2.2 初選齒數(shù) 為提高傳動平穩(wěn)性，Z應(yīng)多一些。 故小齒輪選Z1=28則Z2=ZI×i2=28×5.55=156 6.2.3 螺旋角的選取 初選 ⑴彎曲強(qiáng)度公式進(jìn)行校核 對于閉式硬齒面齒輪，接觸強(qiáng)度增加程度>彎曲強(qiáng)度增大程度，設(shè)計(jì)時以彎曲強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算確定齒輪尺寸，然后按彎曲強(qiáng)度公式進(jìn)行校核。 Mn (6.4) 式中： 其中：(是電機(jī)驅(qū)動載荷有輕微沖擊)。 試選載荷系數(shù) .0 Z1=28 =1.67 =450-650MPa 取=550MPa 又 （Lh取16小時，為兩班制） 則 又 則 將各數(shù)據(jù)代入公式得 (6.5) 則取4 又=28則 =836.80N/mm>100N/mm 則 根據(jù)插入法 得 則 K=1.25×1.126×1.1×1.19=1.73 取 用第二系列 取=4.5 則 K：1.25 1.015 1.1 1.240 1.2 則 K=1.74 因此 滿足強(qiáng)度要求 ⑵接觸強(qiáng)度公式校核 式中 ：K=1.74 取 i=u=5.55 2.06×10 則 因此 則 =1035MPa< 因此，齒輪滿足接觸強(qiáng)度要求。 綜上所述： =4.5 小齒輪：Z1=28 大齒輪：Z2=156 ⑶幾何尺寸計(jì)算 a)計(jì)算中心距 將中心距園替為a=270 b)按圓替后的中心距修正螺旋角 因 值改變不大，故附屬參數(shù)不必要修改。 c）計(jì)算大小齒輪的分度圓直徑 d）計(jì)算齒輪寬度 =131.25mm 圓替后取 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第七章 軸的設(shè)計(jì) 第七章 軸的設(shè)計(jì) 7.1各軸軸徑的初步計(jì)算 7.1.1. 各軸軸徑的初步計(jì)算 按扭矩強(qiáng)度來估算軸徑d mm (7.1) 式中： P-軸所傳遞的功率 kw n-軸的轉(zhuǎn)速 r/min -系數(shù) ⑴高速軸：材料40Cr =112-97 取=110 =107.25 =1500rpm 則mm ⑵中間軸：材料40Cr 取110 =101.95 =250.29rpm 則mm ⑶低速軸：材料40Cr 取110 則mm 考慮到軸上需開有鍵槽，據(jù)資料所查，軸I和軸II直徑均放大5%，軸III直徑放大3% 則 。 7.2軸的軸向長度的確定及減速箱的初步設(shè)計(jì) 如下圖所示: 圖7-1減速裝置 取 （7.2） =2×10+10+73+137+ =242.5mm 將L圓整到L=243 則 7.3軸的具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7.3.1 高速軸 齒輪 軸徑 故只能做成齒輪軸 軸承應(yīng)力初選圓錐滾子軸承7211E，軸承支點(diǎn)T-a=31.5-25=6.5mm處鍵槽b×h=14×9,軸承D=85，B=29。 7.3.2 中間軸 齒輪 ：大齒輪 小齒輪 軸徑 具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖（軸承內(nèi)徑選，齒輪處軸徑初選加一個鍵槽。 軸承應(yīng)力初選1圓錐滾子軸承7317E，軸承支點(diǎn)T-a=44.5-36=8.5mm處鍵槽b×h=25×14,軸承D=80，B=4。 圖7-2中間軸 7.3.3 低速軸 齒輪 ： 軸徑 ： 具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖（軸承內(nèi)徑選，齒輪處軸徑初選加一個鍵槽。 軸承應(yīng)力初選圓錐滾子承7328E，軸承支點(diǎn)T-a=67.75-56.5=11.25mm處鍵槽b×h=36×20,軸承D=100，B=62。整個軸為空心軸，孔徑。 圖7-3低速軸 7.4各軸的強(qiáng)度校核 7.4.1 高速軸 原始數(shù)據(jù)：Nm。 高速級小齒輪： 標(biāo)注斜齒輪 齒輪受力 （7.3） （I）水平面： （207.5+63.5）F1=1.88×10×207.5 解得F1=1.44×10N F2=0.40×10N （II）垂直面： （207.5+63.5）F1=7.08×10×207.5 +9.35×10 解得F1=5.77×10N F2=1.31×10N 則 (7.4) （III）扭矩：齒輪至軸右端受扭矩 （IV）計(jì)算彎矩（合成） Mca= 其中=0.3 Mca1= Mca2= Mca3=0.3T Nmm 危險(xiǎn)截面在齒輪左側(cè)，此處Mca= m 直徑d=60mm 則 則改軸滿足強(qiáng)度要求。 7.4.2 中間軸 原始數(shù)據(jù)：Nm。 Nm I. 高速大齒輪： 右旋 II. 低速小齒輪： 右旋 齒輪受力如下圖 I: II: （I）水平面：如圖aI + 275·F1=1.88×10×209.5+×94.5 解得F1=3.72×10N F2=4.19×10N （II）垂直面：如圖cII 275F1=2.57×10×94.5 +6.78×10×209.5-1.22×10 解得F1=1.24×10N F2=6.52×10N 則 （III）扭矩：如圖eI----齒輪至軸右端受扭矩 T= 中間軸受力分析： （IV）計(jì)算彎矩（合成） Mca= 其中=0.3 圖7-4中間軸受力分析 McaI1= McaI2= McaII1= McaII2= 由Mca圖可知： 危險(xiǎn)截面在彎矩最大處，此處Mca= m 直徑d=95mm，開一個鍵槽 則 則改軸滿足強(qiáng)度要求。 7.4.3低速軸 原始數(shù)據(jù)：Nm。 高速級小齒輪： 左旋 標(biāo)注斜齒輪 齒輪受力 (7.5)（I）水平面 280.5F1=6.62×10×97.25 解得F1=2.3×10N F2=4.32×10N （II）垂直面 280.5F1=2.49×10×97.25-6.74×10 解得F1=-1.54×10N F2=4.03×10N 則 （III）扭矩：齒輪至軸右端受扭矩 (7.6) （IV）計(jì)算彎矩（合成） Mca= 其中=0.3 Mca1= Mca2= Mca3=0.3T Nmm 危險(xiǎn)截面在齒輪左側(cè)，此處Mca= m 直徑d=150mm 則 則改軸滿足強(qiáng)度要求。 7.5 軸上個平鍵校核 7.5.1 平鍵的強(qiáng)度條件 (7.7) （1）中間軸與大齒輪軸聯(lián)接鍵的選擇校核： 已知：d=95mm 選用普通圓頭平鍵 b×h=25×14 L=57mm =32mm 按工作面的平均擠壓應(yīng)力計(jì)算，強(qiáng)度條件為： 強(qiáng)度符合條件 （2）中間軸與小齒輪軸聯(lián)接鍵的選擇校核： 已知：d=95mm 選用普通圓頭平鍵 b×h=25×14 L=120mm =95mm 按工作面的平均擠壓應(yīng)力計(jì)算，強(qiáng)度條件為： 強(qiáng)度符合條件 7.5.2 低速軸與大齒輪軸 聯(lián)接鍵的選擇校核： 已知：d=150mm 選用普通圓頭平鍵 b×h=32×20 L=115mm =79mm 按工作面的平均擠壓應(yīng)力計(jì)算，強(qiáng)度條件為： 強(qiáng)度符合條件 7.5.3告訴軸中與聯(lián)軸器聯(lián)接鍵的選擇校核 已知：d=50mm 選用普通圓頭平鍵 b×h=9×14 =30mm 按工作面的平均擠壓應(yīng)力計(jì)算，強(qiáng)度條件為： 強(qiáng)度符合條件 沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第八章 軸承的計(jì)算與校核 第八章 軸承的計(jì)算與校核 8.1高速軸軸承 軸承7311E， Cr=145KN Cor=112KN e=0.35 Y=1.7 求兩軸承的計(jì)算軸向力A1和A2 圖8-1高速軸軸承 由前已知： 軸向載荷 Fa=2.58KN 徑