食品提升皮帶機(jī)設(shè)計(jì)含4張CAD圖,食品,食物,提升,晉升,皮帶機(jī),設(shè)計(jì),cad 摘 要 提升機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)工程物料向上運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械，它是當(dāng)代最為得力的輸送設(shè)備之一，它廣泛運(yùn)用于礦山、碼頭、化工等各種場(chǎng)合，但是不同的工況下它對(duì)設(shè)備的要求是不同的。 本文以食品加工業(yè)為背景，設(shè)計(jì)提升食品的機(jī)械。食品提升皮帶機(jī)是在帶式輸送機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。食品提升皮帶機(jī)與傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)一樣是以膠帶、鋼帶、鋼纖維帶、塑料帶和化纖帶等作為傳送物料和牽引工件的輸送機(jī)械。其特點(diǎn)是承載物料的輸送機(jī)也是傳遞動(dòng)力的牽引件，這與其他輸送機(jī)械有著顯著的區(qū)別。本次設(shè)計(jì)的食品提升皮帶機(jī)是一種小型的運(yùn)輸機(jī)械，其承載能力要求較小，相對(duì)于其他的帶式輸送機(jī)成本要求低，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊。 本設(shè)計(jì)從整體結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)整個(gè)裝置中的驅(qū)動(dòng)部分和傳動(dòng)部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)與計(jì)算。其中在驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)與計(jì)算中，本設(shè)計(jì)選擇電機(jī)—減速器的裝置來(lái)作為驅(qū)動(dòng)設(shè)備；而在傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)中，本設(shè)計(jì)選擇了同步帶輪與驅(qū)動(dòng)裝置相連，從而傳遞動(dòng)力。本文另外還對(duì)裝置中的改向滾筒、壓輥及托輥部分進(jìn)行了選擇設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)其他的輔助設(shè)備也做了必要的計(jì)算和選擇。 本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)減速器的結(jié)構(gòu)，確定了內(nèi)部各傳動(dòng)齒輪以及軸的各主要參數(shù)，以及改向滾筒的設(shè)計(jì)，并對(duì)其工作原理作了詳細(xì)分析。 關(guān)鍵詞：減速器；改向滾筒；壓輪；托輥 Abstract The elevator is one kind of realization project material upward transportation machinery, it is one of contemporary most efficient conveyors, it widely utilizes in the mine, the wharf, the chemical industry and so on each kind of situation, but under the different operating mode it to the equipment request is different. This article take food processing industry as the background, the design promotion food machinery.Food promotion belt fastener is develops in the belt conveyer foundation.Food promotion belt fastener and the traditional belt conveyer is equally by the adhesive tape, the steel belt, the steel textile fiber belt, the plastic tape and the chemical fiber belt and so on takes the transmission material and the hauling work piece transportation machinery.Its characteristic is the load bearing material conveyer also is transmits the power the hauling, this and other transportation machinery has the remarkable difference.This design food promotion belt fastener is one kind of small transport machinery, its bearing capacity request is small, is opposite requests lowly in other belt conveyer cost, the design structure is compact. This design embarks from the overall construction, has carried on the design and the computation to in the entire installment actuation part and the transmission part.In which in the drive design and the computation, this design choice electrical machinery - reduction gear installment took actuates the equipment; But in the transmission part design, this design has chosen the synchronized band pulley and the drive is connected, thus transmission power.This article other also to in installment changing to the drum, the drag roll and the supporting roller part has carried on the choice design, simultaneously has also made the essential computation and the choice to other supporting facilities. This design mainly designs the reduction gear the structure, had determined the interior various transmission gear as well as axis each main parameter, as well as changes to the drum design, and has made the multianalysis to its principle of work. Key words：Reduction gear; Changes to the drum; Pressure roller; Supporting roller 目 錄 摘要 I Abstruct II 第1章 緒論 1 1.1 前言 1 1.1.1 背景介紹 1 1.1.2 運(yùn)輸機(jī)簡(jiǎn)介 1 1.1.3 食品提升皮帶機(jī)簡(jiǎn)介 4 1.2 方案確定 5 1.3 設(shè)計(jì)方案綜述 6 第2章 減速器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7 2.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 7 2.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)類型和機(jī)構(gòu)形式 7 2.1.2 功率的計(jì)算 7 2.1.3 電動(dòng)機(jī)功率的選擇 7 2.2.4 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 8 2.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 8 2.2.1 總傳動(dòng)比 8 2.2.2 分配各級(jí)傳動(dòng)比 8 2.3 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 9 2.3.1 各軸轉(zhuǎn)速 9 2.3.2 各軸的輸入功率 9 2.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 9 2.4 V帶的設(shè)計(jì) 10 2.4.1 確定計(jì)算功率 10 2.4.2 選擇帶型 10 2.4.3 確定帶的基準(zhǔn)直徑和 10 2.4.4 確定中心距a和帶輪的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 10 2.4.5 驗(yàn)算小帶輪上包角 11 2.4.6 確定帶的根數(shù) 11 2.4.7 確定預(yù)緊力 11 2.4.8 計(jì)算帶傳動(dòng)在軸上的力 12 2.4.9 誤差驗(yàn)算 12 2.4.10 帶輪設(shè)計(jì) 12 2.5 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) 12 2.5.1 選齒輪的類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 12 2.5.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 12 2.5.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 14 2.5.4 幾何尺寸計(jì)算 15 2.5.5 驗(yàn)算 16 2.5.6 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 2.6 低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)尺寸 16 2.7 軸的設(shè)計(jì) 17 2.7.1 初步確定軸的最小直徑 17 2.7.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 2.8 軸的校驗(yàn) 20 2.9 鍵的選擇與校核 26 2.10 滾動(dòng)軸承的選擇與校核 27 第3章 間歇機(jī)構(gòu) 29 3.1 槽輪機(jī)構(gòu) 29 3.1.1 槽輪機(jī)構(gòu)的組成及工作特點(diǎn) 29 3.1.2 槽輪機(jī)構(gòu)的類型及應(yīng)用 29 3.1.3 槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)及運(yùn)動(dòng)特性 29 3.2 棘輪機(jī)構(gòu) 30 第4章 改向滾筒的設(shè)計(jì) 31 4.1 改向滾筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 31 4.2 改向滾筒軸的強(qiáng)度校核 31 第5章 改向壓輪的設(shè)計(jì) 35 5.1 改向壓輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 35 5.2 設(shè)計(jì)方案的比較與選擇 36 5.3 輸送帶的跑偏處理 37 5.4 拉緊裝置 38 第6章 托輥的設(shè)計(jì) 40 6.1 托輥的類型 40 6.2 托輥的設(shè)計(jì)計(jì)算 41 第7章 食品提升皮帶機(jī)的安裝和操作維護(hù) 44 7.1 啟動(dòng)和停機(jī) 44 7.2 食品提升皮帶機(jī)的維護(hù) 44 7.3 食品提升皮帶機(jī)的安裝 44 結(jié)論 46 參考文獻(xiàn) 47 致謝 48 51 第1章 緒 論 1.1 前言 1.1.1 背景介紹 本課題來(lái)源于工程實(shí)際,屬于工程設(shè)計(jì)。帶式輸送機(jī)特別是提升運(yùn)機(jī)是當(dāng)代最為得力的輸送設(shè)備之一，在整個(gè)輸送機(jī)范疇中，它是應(yīng)用最為廣泛的一種設(shè)備。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,多種類型的工件傳送機(jī)廣泛的運(yùn)用于冶金、礦山、水泥、碼頭、化工、糧食等行業(yè)的各種場(chǎng)合。同時(shí)在各種場(chǎng)合對(duì)不同的工況所使用的工件傳輸機(jī)也不盡相同，近年來(lái)由于工件傳輸機(jī)的應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，品種的增多以及質(zhì)量的不斷提高，對(duì)加工設(shè)計(jì)工件傳輸機(jī)提出了更高的要求，特別是在一些大型的流水線上，工件傳輸機(jī)承擔(dān)了很重要的工作任務(wù)。這些工件傳輸機(jī)要求傳輸距離和速度，精度比較高。為此各廠家為了根據(jù)自己的需要，出于經(jīng)濟(jì)性和戰(zhàn)略方向的考慮，自行設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，生產(chǎn)價(jià)格便宜的工件傳輸機(jī)。 通過(guò)該設(shè)計(jì)能使學(xué)生將大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)能靈活的運(yùn)用于實(shí)踐。對(duì)于一個(gè)工程的整體設(shè)計(jì)有了更好的理解。有助于形成工程化的思想,對(duì)以后的設(shè)計(jì)打下很好的基礎(chǔ)。 1.1.2 運(yùn)輸機(jī)簡(jiǎn)介 ?輸送機(jī)（Conveyor）是在一定的線路上連續(xù)輸送物料的物料搬運(yùn)機(jī)械，又稱連續(xù)輸送機(jī)。輸送機(jī)可進(jìn)行水平、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路，輸送線路一般是固定的。輸送機(jī)輸送能力大，運(yùn)距長(zhǎng)，還可在輸送過(guò)程中同時(shí)完成若干工藝操作，所以應(yīng)用十分廣泛。 中國(guó)古代的高轉(zhuǎn)筒車和提水的翻車，是現(xiàn)代斗式提升機(jī)和刮板輸送機(jī)的雛形；17世紀(jì)中，開(kāi)始應(yīng)用架空索道輸送散狀物料；19世紀(jì)中葉，各種現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的輸送機(jī)相繼出現(xiàn)。1868年，在英國(guó)出現(xiàn)了帶式輸送機(jī)；1887年，在美國(guó)出現(xiàn)了螺旋輸送機(jī)；1905年，在瑞士出現(xiàn)了鋼帶式輸送機(jī)；1906年，在英國(guó)和德國(guó)出現(xiàn)了慣性輸送機(jī)。此后，輸送機(jī)受到機(jī)械制造、電機(jī)、化工和冶金工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的影響，不斷完善，逐步由完成車間內(nèi)部的輸送，發(fā)展到完成在企業(yè)內(nèi)部、企業(yè)之間甚至城市之間的物料搬運(yùn)，成為物料搬運(yùn)系統(tǒng)機(jī)械化和自動(dòng)化不可缺少的組成部分。 輸送機(jī)一般按有無(wú)牽引件來(lái)進(jìn)行分類。具有牽引件的輸送機(jī)一般包括牽引件、承載構(gòu)件、驅(qū)動(dòng)裝置、張緊裝置、改向裝置和支承件等。牽引件用以傳遞牽引力，可采用輸送帶、牽引鏈或鋼絲繩；承載構(gòu)件用以承放物料，有料斗、托架或吊具等；驅(qū)動(dòng)裝置給輸送機(jī)以動(dòng)力，一般由電動(dòng)機(jī)、減速器和制動(dòng)器(停止器)等組成；張緊裝置一般有螺桿式和重錘式兩種，可使?fàn)恳３忠欢ǖ膹埩痛苟?，以保證輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；支承件用以承托牽引件或承載構(gòu)件，可采用托輥、滾輪等。 具有牽引件的輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：被運(yùn)送物料裝在與牽引件連結(jié)在一起的承載構(gòu)件內(nèi)，或直接裝在牽引件(如輸送帶)上，牽引件繞過(guò)各滾筒或鏈輪首尾相連，形成包括運(yùn)送物料的有載分支和不運(yùn)送物料的無(wú)載分支的閉合環(huán)路，利用牽引件的連續(xù)運(yùn)動(dòng)輸送物料。這類的輸送機(jī)種類繁多，主要有帶式輸送機(jī)、板式輸送機(jī)、小車式輸送機(jī)、自動(dòng)扶梯、自動(dòng)人行道、刮板輸送機(jī)、埋刮板輸送機(jī)、斗式輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、懸掛輸送機(jī)和架空索道等。 沒(méi)有牽引件的輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)組成各不相同，用來(lái)輸送物料的工作構(gòu)件亦不相同。它們的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：利用工作構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)，或利用介質(zhì)在管道中的流動(dòng)使物料向前輸送。例如，輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)的工作構(gòu)件為一系列輥?zhàn)樱佔(zhàn)幼餍D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以輸送物料；螺旋輸送機(jī)的工作構(gòu)件為螺旋，螺旋在料槽中作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以沿料槽推送物料；振動(dòng)輸送機(jī)的工作構(gòu)件為料槽，料槽作往復(fù)運(yùn)動(dòng)以輸送置于其中的物料等。 未來(lái)輸送機(jī)的將向著大型化發(fā)展、擴(kuò)大使用范圍、物料自動(dòng)分揀、降低能量消耗、減少污染等方面發(fā)展。 大型化包括大輸送能力、大單機(jī)長(zhǎng)度和大輸送傾角等幾個(gè)方面。水力輸送裝置的長(zhǎng)度已達(dá)440公里以上帶式輸送機(jī)的單機(jī)長(zhǎng)度已近15公里，并已出現(xiàn)由若干臺(tái)組成聯(lián)系甲乙兩地的“帶式輸送道”。不少國(guó)家正在探索長(zhǎng)距離、大運(yùn)量連續(xù)輸送物料的更完善的輸送機(jī)結(jié)構(gòu)。擴(kuò)大輸送機(jī)的使用范圍，是指發(fā)展能在高溫、低溫條件下有腐蝕性、放射性、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作的，以及能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團(tuán)、粘性物料的輸送機(jī)。 （1） 帶式輸送機(jī)由驅(qū)動(dòng)裝置拉緊裝置輸送帶中部構(gòu)架和托輥組成輸送帶作為牽引和承載構(gòu)件，借以連續(xù)輸送散碎物料或成件品。帶式輸送機(jī)是一種摩擦驅(qū)動(dòng)以連續(xù)方式運(yùn)輸物料的機(jī)械。應(yīng)用它，可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點(diǎn)到最終的卸料點(diǎn)間形成一種物料的輸送流程。它既可以進(jìn)行碎散物料的輸送，也可以進(jìn)行成件物品的輸送。除進(jìn)行純粹的物料輸送外，還可以與各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程中的工藝過(guò)程的要求相配合，形成有節(jié)奏的流水作業(yè)運(yùn)輸線。所以帶式輸送機(jī)廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化的各種工業(yè)企業(yè)中。在礦山的井下巷道、礦井地面運(yùn)輸系統(tǒng)、露天采礦場(chǎng)及選礦廠中，廣泛應(yīng)用帶式輸送機(jī)。它用于水平運(yùn)輸或傾斜運(yùn)輸。通用帶式輸送機(jī)由輸送帶、托輥、滾筒及驅(qū)動(dòng)、制動(dòng)、張緊、改向、裝載、卸載、清掃等裝置組成。 1）輸送帶 常用的有橡膠帶和塑料帶兩種。 橡膠帶適用于工作環(huán)境溫度-15～40°C之間。物料溫度不超過(guò)50°C。向上輸送散粒料的傾角12°～24°。對(duì)于大傾角輸送可用花紋橡膠帶。塑料帶具有耐油、酸、堿等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)于氣候的適應(yīng)性差，易打滑和老化。帶寬是帶式輸送機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)。 2）托輥 分單滾筒（膠帶對(duì)滾筒的包角為210°～230°）、雙滾筒（包角達(dá)350°）和多滾筒 （用于大功率）等。有槽形托輥、平形托輥、調(diào)心托輥、緩沖托輥。槽形托輥（由2～5個(gè)輥?zhàn)咏M成）支承承載分支，用以輸送散粒物料；調(diào)心托輥用以調(diào)整帶的橫向位置，避免跑偏；緩沖托輥裝在受料處，以減小物料對(duì)帶的沖擊。 3）滾筒 分驅(qū)動(dòng)滾筒和改向滾筒。驅(qū)動(dòng)滾筒是傳遞動(dòng)力的主要部件。分單滾筒（膠帶對(duì)滾筒的包角為210°～230°）、雙滾筒（包角達(dá)350°）和多滾筒（用于大功率）等。 4）張緊裝置 其作用是使輸送帶達(dá)到必要的張力，以免在驅(qū)動(dòng)滾筒上打滑，并使輸送帶在托輥間的撓度保證在規(guī)定范圍內(nèi)。 帶式輸送機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：首先是它運(yùn)行可靠。在許多需要連續(xù)運(yùn)行的重要的生產(chǎn)單位，如發(fā)電廠煤的輸送，鋼鐵廠和水泥廠散狀物料的輸送，以及港口內(nèi)船舶裝卸等均采用帶式輸送機(jī)。如在這些場(chǎng)合停機(jī)，其損失是巨大的。必要時(shí)，帶式輸送機(jī)可以一班接一班地連續(xù)工作。 帶式輸送機(jī)動(dòng)力消耗低。由于物料與輸送帶幾乎無(wú)相對(duì)移動(dòng)，不僅使運(yùn)行阻力小(約為刮板輸送機(jī)的1／3-1／5)，而且對(duì)貨載的磨損和破碎均小，生產(chǎn)率高。這些均有利于降低生產(chǎn)成本。 帶式輸送機(jī)的輸送線路適應(yīng)性強(qiáng)又靈活。線路長(zhǎng)度根據(jù)需要而定．短則幾米，長(zhǎng)可達(dá)10km以上?？梢园惭b在小型隧道內(nèi)，也可以架設(shè)在地面交通混亂和危險(xiǎn)地區(qū)的上空。 根據(jù)工藝流程的要求，帶式輸送機(jī)能非常靈活地從一點(diǎn)或多點(diǎn)受料．也可以向多點(diǎn)或幾個(gè)區(qū)段卸料。當(dāng)同時(shí)在幾個(gè)點(diǎn)向輸送帶上加料(如選煤廠煤倉(cāng)下的輸送機(jī))或沿帶式輸送機(jī)長(zhǎng)度方向上的任一點(diǎn)通過(guò)均勻給料設(shè)備向輸送帶給料時(shí)，帶式輸送機(jī)就成為一條主要輸送干線。 帶式輸送機(jī)可以在貯煤場(chǎng)料堆下面的巷道里取料，需要時(shí)，還能把各堆不同的物料進(jìn)行混合。物料可簡(jiǎn)單地從輸送機(jī)頭部卸出，也可通過(guò)犁式卸料器或移動(dòng)卸料車在輸送帶長(zhǎng)度方向的任一點(diǎn)卸料。 （2） 螺旋輸送機(jī)俗稱絞龍，適用于顆?；蚍蹱钗锪系乃捷斔?，傾斜輸送，垂直輸送等形式。輸送距離根據(jù)畸形不同而不同，一般從2米到70米。 輸送原理：旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片將物料推移而進(jìn)行螺旋輸送機(jī)輸送。使物料不與螺旋輸送機(jī)葉片一起旋轉(zhuǎn)的力是物料自身重量和螺旋輸送機(jī)機(jī)殼對(duì)物料的摩擦阻力。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：螺旋輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)軸上焊有螺旋葉片，葉片的面型根據(jù)輸送物料的不同有實(shí)體面型、帶式面型、葉片面型等型式。螺旋輸送機(jī)的螺旋軸在物料運(yùn)動(dòng)方向的終端有止推軸承以隨物料給螺旋的軸向反力，在機(jī)長(zhǎng)較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)加中間吊掛軸承。 雙螺旋輸送機(jī)就是有兩根分別焊有旋轉(zhuǎn)葉片的旋轉(zhuǎn)軸的螺旋輸送機(jī)。說(shuō)白了，就是把兩個(gè)螺旋輸送機(jī)有機(jī)的結(jié)合在一起，組成一臺(tái)螺旋輸送機(jī)。 螺旋輸送機(jī)旋轉(zhuǎn)軸的旋向，決定了物料的輸送方向，但一般螺旋輸送機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)都是按照單項(xiàng)輸送來(lái)設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)葉片的。當(dāng)反向輸送時(shí)，會(huì)大大降低輸送機(jī)的使用壽命。 （3） 斗式提升機(jī)??利用均勻固接于無(wú)端牽引構(gòu)件上的一系列料斗，豎向提升物料的連續(xù)輸送機(jī)械。 斗式提升機(jī)具有輸送量大，提升高度高，運(yùn)行平穩(wěn)可靠，壽命長(zhǎng)顯著優(yōu)點(diǎn)，其主要性能及參數(shù)符合JB3926----85《垂直斗式提升機(jī)》（該標(biāo)準(zhǔn)等效參照了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)），牽引圓環(huán)鏈符合MT36----80《礦用高強(qiáng)度圓環(huán)鏈》,本提升機(jī)適于輸送粉狀，粒狀及小塊狀的無(wú)磨琢性及磨琢性小的物料，如：煤、水泥、石塊、砂、粘土、礦石等，由于提升機(jī)的牽引機(jī)構(gòu)是環(huán)行鏈條，因此允許輸送溫度較高的材料(物料溫度不超過(guò)250 ℃)。一般輸送高度最高可達(dá)40米。 散料輸送機(jī)械(如:帶式輸送機(jī)\螺旋輸送機(jī)\斗式提升機(jī)\大傾角輸送機(jī)等)。 物流輸送機(jī)械(如:流水線,流水線設(shè)備,輸送線,懸掛輸送線,升降機(jī),氣動(dòng)升降機(jī),齒條式升降機(jī),剪叉式,升降機(jī),輥道輸送機(jī),升降機(jī))?。 1.1.3 食品提升皮帶機(jī)簡(jiǎn)介 食品提升皮帶機(jī)是在帶式輸送機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。食品提升皮帶機(jī)與傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)一樣是以膠帶、鋼帶、鋼纖維帶、塑料帶和化纖帶等作為傳送物料和牽引工件的輸送機(jī)械。其特點(diǎn)是承載物料的輸送機(jī)也是傳遞動(dòng)力的牽引件，這與其他輸送機(jī)械有著顯著的區(qū)別。 本次設(shè)計(jì)的食品提升皮帶機(jī)是一種小型的運(yùn)輸機(jī)械，其承載能力要求較小，相對(duì)于其他的帶式輸送機(jī)成本要求低，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊。 食品提升皮帶機(jī)是帶式輸送機(jī)中的一種，而帶式輸送機(jī)已被電力、冶金、煤炭、化工、礦山、港口等各行各業(yè)所廣泛采用。特別是近年來(lái)新材料、新技術(shù)的應(yīng)用，使帶式輸送機(jī)的發(fā)展步入了一個(gè)快車道，其特點(diǎn)如下： （1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 帶式輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)由傳動(dòng)滾筒、托輥、驅(qū)動(dòng)裝置、輸送帶等幾大件組成，僅有十多種部件，并能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，可按需要進(jìn)行組合裝配，結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單。 （2）輸送物料范圍廣泛 帶式輸送機(jī)的輸送帶具有抗磨、耐酸堿、耐油、阻燃等各種性能，并能耐高、低溫，可按需要進(jìn)行制造，因而能輸送各種散料、快料、化學(xué)品、生孰料等食物品。 （3）運(yùn)送量大 運(yùn)量可從每小時(shí)幾公斤到幾千噸，而且是連續(xù)不斷運(yùn)送，這是火車、汽車運(yùn)輸所不及的。 （4）運(yùn)距長(zhǎng) 單機(jī)長(zhǎng)度十幾公里一條，在國(guó)外已經(jīng)十分普及，中間無(wú)需任何轉(zhuǎn)載點(diǎn)。德國(guó)單機(jī)60公里一條已經(jīng)出現(xiàn)。越野的帶式輸送機(jī)常使用中間摩擦驅(qū)動(dòng)方式，使輸送帶長(zhǎng)度不受輸送帶強(qiáng)度的限制。 （5）對(duì)線路適應(yīng)性強(qiáng) 現(xiàn)代的帶式輸送機(jī)已經(jīng)從槽型發(fā)展到圓管形，它可在水平及垂直面上轉(zhuǎn)彎，打破了槽型帶式輸送機(jī)不能轉(zhuǎn)彎的限制。 （6）裝卸料十分方便 帶式輸送機(jī)根據(jù)工藝流程需要，可在任何點(diǎn)上進(jìn)行裝、卸料管形帶式輸送機(jī)也是如此，還可以在回程段上裝、卸料，進(jìn)行反向運(yùn)輸。 （7）可靠性高 由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)部件自重輕，只要輸送帶并不被撕破，壽命可達(dá)十年之久，而金屬結(jié)構(gòu)部件，只要防銹好，幾十年也不會(huì)壞。 （8）維護(hù)費(fèi)用低 帶式輸送機(jī)的磨損件僅為托輥和滾筒，輸送帶壽命長(zhǎng)，自動(dòng)化程度高，使用人員很少，平均每公里不到一人，消耗的機(jī)油和電力也少。 （9）能耗低、效率高 由于運(yùn)動(dòng)部件自重輕，無(wú)效運(yùn)量少，在所有連續(xù)式和非連續(xù)式運(yùn)輸中，帶式輸送機(jī)耗能最低、效率最高。 （10）維修費(fèi)少 帶式輸送機(jī)運(yùn)動(dòng)部件僅為托輥和滾筒，因食品較輕，輸送帶耐磨。相比較之下，汽車等運(yùn)輸工具磨損部件要多的多，且更換磨損部件也較為頻繁。 綜上所述，帶式輸送機(jī)的優(yōu)越性已經(jīng)十分明顯，它是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的關(guān)鍵設(shè)備。隨著制造業(yè)信息化的發(fā)展，大大縮短了帶式輸送機(jī)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、制造和銷售的周期，使它更加具有競(jìng)爭(zhēng)力。 1.2 方案確定 皮帶機(jī)的設(shè)計(jì)是按照所結(jié)合的要求和條件，首先確定主要組成部分由驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)滾筒、改向滾筒、壓輥、從動(dòng)輥及機(jī)架等幾大部分組成。 （1）驅(qū)動(dòng)裝置 驅(qū)動(dòng)裝置是皮帶機(jī)動(dòng)力的來(lái)源，它主要由電動(dòng)機(jī)、減速器、間歇機(jī)構(gòu)組成。 （2）傳動(dòng)滾筒、從動(dòng)輥 根據(jù)設(shè)計(jì)的特殊要求，在設(shè)計(jì)中采用了同步帶輪作為主動(dòng)輪同步帶輪與驅(qū)動(dòng)裝置相連，從而傳遞動(dòng)力。從轉(zhuǎn)輥的選擇也采服了同步帶輪，同步帶輪的傳動(dòng)比準(zhǔn)確，而且可以根據(jù)帶的型號(hào)、參數(shù)在市場(chǎng)中直接訂購(gòu)。 （3）改向滾筒、壓輥 改向滾筒是引導(dǎo)輸送帶改變方向的圓柱形筒。壓輥可以保證物料按帶的輸送方向輸運(yùn)食品。改向滾筒和壓輥的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。 （4）機(jī)架 機(jī)架是承受驅(qū)動(dòng)裝置、滾筒、托輥、輸送帶和物料的鋼結(jié)構(gòu)，可以承受沖擊、拉伸、壓縮和彎曲應(yīng)力。機(jī)架的結(jié)構(gòu)比較零散，它需要考慮到安裝位置的合理、布局的美觀、節(jié)省材料、占城面積小、安裝維修方便等要求，因此所設(shè)計(jì)的整個(gè)機(jī)架的結(jié)構(gòu)都采用焊接或用螺栓連接，考慮到輸送機(jī)的適用性，采用提升高度可調(diào)的結(jié)構(gòu)，這樣輸送機(jī)不權(quán)可提升設(shè)計(jì)的要求高度，而且也可以提升不同的高度，但是還應(yīng)根據(jù)所采用的同步帶的型號(hào)，選擇不同型號(hào)的同步帶。 1.3 設(shè)計(jì)方案綜述 提升機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)工程物料向上運(yùn)輸?shù)臋C(jī)械，能持續(xù)高效地輸送物料，電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置，帶動(dòng)傳動(dòng)滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，而傳動(dòng)滾筒借助于滾筒與膠帶之間的摩擦力，從而實(shí)現(xiàn)帶的傳動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)物料按要求不停的向上運(yùn)輸。 設(shè)計(jì)意義：提升機(jī)在工程上的充分運(yùn)用能提高工程的生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，為創(chuàng)造高的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)提供了可靠的條件。 食品提升皮帶機(jī)總體方案的設(shè)計(jì) 食品提升皮帶機(jī)設(shè)計(jì)要求： （1）提升高度：1200mm。 （2）輸送量：3000塊/h。 （3）工步：50步/min。 具體要求如下： （1）每走一工步：1.2s.。 （2）動(dòng)停比：1/3。 （3）每個(gè)檔板間距：100mm。 （4）帶速為：0.7m/s。 （5）帶寬為：145m。 （6）減速器要求：運(yùn)輸帶工作拉力 F=6KN。 滾筒直徑 D=300mm。 兩班制，載荷平穩(wěn)；工作年限10年（每年按300天計(jì)）。 第2章 減速器機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)，蝸輪傳動(dòng)或齒輪－蝸輪傳動(dòng)所組合的獨(dú)立部件，常在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間為減速的傳動(dòng)裝置；在少數(shù)情況下也用作增速的傳動(dòng)裝置。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊，效率較高，傳遞運(yùn)動(dòng)正確可靠，使用維修簡(jiǎn)單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣。減速器類型很多，有圓柱齒輪減速器，圓錐齒輪減速器，蝸桿減速器等。 由于考慮到所傳遞的功率和傳動(dòng)比。在設(shè)計(jì)課題中采用的是二級(jí)圓柱齒輪減速器。 2.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 2.1.1 選擇電動(dòng)機(jī)類型和機(jī)構(gòu)形式 電動(dòng)機(jī)是常用的原動(dòng)機(jī)，并且是系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品。機(jī)械設(shè)計(jì)中需要根據(jù)工作機(jī)的工作情況和運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力參數(shù)，合理選擇電動(dòng)機(jī)類型，結(jié)構(gòu)形式，傳遞的功率和轉(zhuǎn)速，確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。 電動(dòng)機(jī)有交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)之分，工業(yè)上采用交流電動(dòng)機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)有異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩類，異步電動(dòng)機(jī)又分籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最廣泛。如無(wú)特殊需要，一般憂先選用Y型籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，因其具有高效，節(jié)能，噪音小，振動(dòng)小，安全可靠的特點(diǎn)，且安裝尺寸和功率等級(jí)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，適用于無(wú)特殊要求的各種機(jī)械設(shè)備。 2.1.2 功率的計(jì)算 電動(dòng)機(jī)的功率選擇是否合適將直間影響到電動(dòng)機(jī)的工作性能和經(jīng)濟(jì)性能。如果選用額定功率小于工作機(jī)所需要的功率，就不能保證工作機(jī)正常工作，甚至使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載過(guò)早損害，如果選用額定功率大于工作機(jī)所需要的功率，則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，功率未得到充分的利用。從而增加電能的消耗，造成浪費(fèi)。 2.1.3 電動(dòng)機(jī)功率的選擇 （1）提升機(jī)電動(dòng)機(jī)的功率按所需的（單位：kW）計(jì)算公式（2-1）： （2-1） 式中 ——工作機(jī)所需工作效率 ——由電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的總效率 工作機(jī)的有效功率： （2-2） 代入數(shù)據(jù)得： （2）從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)卷筒間的總效率為： （2-3） 其中分別為V帶、齒輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器、滾筒、軸承的傳動(dòng)效率。 由文獻(xiàn)[4]表2-2取 則： （3）故電動(dòng)機(jī)所需的工作效率為： 因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率只需略大于即可，由文獻(xiàn)[4]表16-1選電動(dòng)機(jī)的額定功率為=5.5kW。 2.1.4 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 （1）滾筒軸工作轉(zhuǎn)速 （2-4） 代入數(shù)據(jù)得：r/min 按表查得：V帶傳動(dòng)比范圍，二級(jí)齒輪減速器傳動(dòng)比，則總傳動(dòng)比范圍 （2）電動(dòng)機(jī)可選范圍 （2-5） 代入數(shù)據(jù)得：r/min 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為3000 r/min、1500 r/min、1000 r/min、750 r/min四種。為了減少電動(dòng)機(jī)的重量和價(jià)格選用1500 r/min的Y系列電動(dòng)機(jī)，，其滿載轉(zhuǎn)速r/min。 2.2 計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 2.2.1 總傳動(dòng)比 （2-6） 代入數(shù)據(jù)得： 2.2.2 分配各級(jí)傳動(dòng)比 由，為使V帶傳動(dòng)的外部尺寸不致過(guò)大，取傳動(dòng)比則 （2-7） 代入數(shù)據(jù)得： 兩級(jí)齒輪各傳動(dòng)比 （2-8） 考慮潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近取 2.3 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 2.3.1 各軸的轉(zhuǎn)速 I軸： r/min II軸： r/min III軸： r/min 滾筒軸：r/min 2.3.2 各軸的輸入功率 I軸： kW II軸： kW III軸： kW 滾筒軸： kW 2.3.3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 I軸： II軸： III軸： 滾筒軸： 將上述結(jié)果匯總于下表2-1： 表2-1 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 軸名 功率 (kW) 轉(zhuǎn)矩 () 轉(zhuǎn)速 (r/min) 傳動(dòng)比 效率 I軸 4.89 97.29 480 3 0.96 II軸 4.70 378.71 118.52 3 0.96 III軸 4.51 1006.56 42.79 4.05 0.97 滾筒軸 4.38 1021.47 42.79 2.77 0.98 2.4 V帶的設(shè)計(jì) 2.4.1 確定計(jì)算功率 由文獻(xiàn)[4]表8-6查得工作情況系數(shù) （2-9） 代入數(shù)據(jù)得：kW 2.4.2 選擇帶型 根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速由文獻(xiàn)[5]圖8-11選定帶型為B型，其中 。 2.4.3 確定帶的基準(zhǔn)直徑和 （1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑，參考文獻(xiàn)[5]表8-6和表8-8選=125 mm （2）驗(yàn)算帶速 （2-10） 代入數(shù)據(jù)得：m/s 故帶的速度合適。 （3）計(jì)算從動(dòng)帶輪的基準(zhǔn)直徑 mm根據(jù)文獻(xiàn)[5]表8-8取=355mm 2.4.4 確定中心距a和帶輪的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 （1）初定中心距 （2-11） 代入數(shù)據(jù)得：mm （2-12） 代入數(shù)據(jù)得：mm 初選中心距=600mm。 （2）計(jì)算所需帶輪的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 （2-13） 代入數(shù)據(jù)得：mm 由文獻(xiàn)[5]表8-2選帶輪的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 mm （3）計(jì)算實(shí)際中心距 （2-14） 代入數(shù)據(jù)得：mm 考慮到帶輪的制造誤差，帶長(zhǎng)誤差，帶的彈性及因帶的松弛而產(chǎn)生的補(bǔ)充張緊的需要；中心距的變動(dòng)范圍： （2-15） 代入數(shù)據(jù)得：mm （2-16） 代入數(shù)據(jù)得：mm 2.4.5 驗(yàn)算小帶輪上包角 由 故主動(dòng)帶輪包角適合。 2.4.6 確定帶的根數(shù) 由： （2-17） 由文獻(xiàn)[5]知： 取z=3根。 2.4.7 確定預(yù)緊力 （2-18） 由文獻(xiàn)[5]表8-3知kg/m 則N 2.4.8 計(jì)算帶傳動(dòng)在軸上的力 由式（2-19） （2-19） 代入數(shù)據(jù)得：N 2.4.9 誤差驗(yàn)算 設(shè)計(jì)中給定的傳動(dòng)比為，其變換范圍為： 實(shí)際設(shè)計(jì)的傳動(dòng)比為： 故滿足誤差要求。 2.4.10 帶輪設(shè)計(jì) 由所引用文獻(xiàn)[5]表8-10查的：mm; mm則帶輪輪緣寬度：mm=40mm。大帶輪轂孔直徑由高速軸設(shè)計(jì)而定，mm。大帶輪轂孔寬度：當(dāng)時(shí)，取mm。 2.5 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì) 2.5.1 選齒輪的類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) （1）選用標(biāo)準(zhǔn)斜齒輪傳動(dòng)即齒型參數(shù)為： （2）運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器效率不高，故選用7級(jí)精度。 （3）材料選擇，由文獻(xiàn)[5]表10-1選擇小齒輪材料為40Gr(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS。大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，兩者材料的硬度差為40HBS。 （4）試選小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù)為 （5）選取螺旋角。初選螺旋角。 2.5.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按公式（2-20） （2-20） 進(jìn)行計(jì)算。 （1）確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值 1)試選載荷系數(shù) 2)計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)距 N 3)選取齒寬系數(shù) 4)由文獻(xiàn)[5]圖10-26查得 則 5) 由文獻(xiàn)[5]表10-6查得材料的彈性影響系數(shù);由所引用文獻(xiàn)[5]圖10-30選取區(qū)域系數(shù) 6）由文獻(xiàn)[5]圖10-21（D）查得Mpa，Mpa 7）由式（2-21）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) （2-21） 8）由文獻(xiàn)[5]圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù) 9）計(jì)算接觸疲勞應(yīng)力 取失效概率為1%安全系數(shù)得 MPa MPa （2-22） 代入數(shù)據(jù)得：MPa （2）計(jì)算 1）計(jì)算小帶輪分度圓直徑由計(jì)算公式（2-23）得： （2-23） 代入數(shù)據(jù)得：=mm 2)計(jì)算圓周速度 （2-24） 代入數(shù)據(jù)得：m/s 3)計(jì)算齒寬及模數(shù) mm （2-25） 代入數(shù)據(jù)得：mm mm 4)計(jì)算縱向重合度 （2-26） 代入數(shù)據(jù)得： 5)計(jì)算載荷系數(shù) 由文獻(xiàn)[5]圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù) 由文獻(xiàn)[5]表10-3查得，由文獻(xiàn)[5]表10-2查得使用系數(shù)=1 由文獻(xiàn)[5]表10-4查得 由文獻(xiàn)[5]表10-13得 故載荷系數(shù) （2-27） 6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算分度圓直徑 mm 7)計(jì)算模數(shù) mm 2.5.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（2-28） （2-28） （1）確定計(jì)算參數(shù) 1)由文獻(xiàn)[5]圖10-20c查得Mpa；Mpa 2)由文獻(xiàn)[5]圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù)得S=1.4由式 （2-29） Mpa Mpa 4)計(jì)算載荷系數(shù)K 5)由文獻(xiàn)[5]圖10-28查得螺旋角影響系數(shù) 6)計(jì)算當(dāng)量齒函數(shù) 7)查取齒形系數(shù) 由文獻(xiàn)[5]表10-5查得 8)查取應(yīng)力矯正系數(shù) 由文獻(xiàn)[5]表10-5查得 9)計(jì)算大小齒輪的并加以比較 大齒輪的數(shù)值大。 （2）設(shè)計(jì)計(jì)算 （2-30） 代入數(shù)據(jù)得： =1.79 mm 由于齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取mm即可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 2.5.4 幾何尺寸計(jì)算 （1）計(jì)算中心距 （2-31） 代入數(shù)據(jù)得：mm，將中心距調(diào)整為256 mm。 （2）按圓整后的中心距修正螺旋角 （2-32） 代入數(shù)據(jù)得： 由于改變不多，故參數(shù)等不必修正 （3）計(jì)算大小齒輪分度圓直徑 mm mm （4）計(jì)算齒輪寬度 mm （5）圓整后 mm mm 2.5.5 驗(yàn)算 N N/m < 100 N/m 滿足要求，設(shè)計(jì)合理。 2.5.6 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 小齒輪1由于直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)；大齒輪2采用孔板式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)尺寸按經(jīng)驗(yàn)公式和后續(xù)設(shè)計(jì)的中間軸配合段直徑計(jì)算如下： 轂孔直徑：由中間軸設(shè)計(jì)而定：mm 輪轂直徑：mm 輪轂寬度： mm 取為80 mm 腹板最大直徑： mm 板孔分布圓直徑：mm 板孔直徑：mm 腹板厚度：mm 2. 6 低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)尺寸 二級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與一級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)相同。 其尺寸為： 1、齒數(shù)： 2、中心距：mm 3、螺旋角：= 4、分度圓直徑：mm mm 5、齒寬： 6、模數(shù)： 2.7 軸的設(shè)計(jì) 2.7.1 初步確定軸的最小直徑 先按式(2-33)初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理．按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度法進(jìn)行最小直徑估算，即： （2-33） 初算軸徑時(shí)，若最小直徑軸段開(kāi)有鍵槽，還要考慮鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的影響。當(dāng)該軸段截面上有一個(gè)鍵槽時(shí)，增大5%～7%，兩個(gè)鍵槽時(shí)，增大10%～15%。值由所引用文獻(xiàn)[5]表15-3確定：高速軸，中間軸，低速軸112。 高速軸： mm 因高速軸最小直徑處安裝大帶輪，設(shè)有鍵槽，則 mm 取為整數(shù) mm 中間軸： mm 因高速軸最小直徑處安裝滾動(dòng)軸承，取為標(biāo)準(zhǔn)值 mm 低速軸： mm 因高速軸最小直徑處安裝聯(lián)軸器，設(shè)有一個(gè)鍵槽，則 mm 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，為了使選的軸直徑，與聯(lián)軸器的孔相適應(yīng)，mm。故需同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào).聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩由文獻(xiàn)[5]表14-1：，則N按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)JB/T5014－1985選用HL5型彈性柱銷聯(lián)軸器。其公稱轉(zhuǎn)矩2000 N半聯(lián)軸器的孔徑, mm,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度mm.半聯(lián)軸器與軸的配合的轂孔長(zhǎng)度mm,許用轉(zhuǎn)速2500r/min，適用。標(biāo)記：HL5聯(lián)軸器。 2.7.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）擬定軸上零件的裝配方案 2-1 軸上零件裝配方案 （2）高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）個(gè)軸段直徑的確定 ：最小直徑，安裝大帶輪的外伸軸段，mm ：密封處軸段，根據(jù)大帶輪的軸向定位要求，定位高度，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)（擬采用氈圈密封），mm。 ：滾動(dòng)軸承處軸段，mm。滾動(dòng)軸承選取30210，其尺寸為： 50 mm90 mm21.75 mm20 mm ：過(guò)渡段，由于各級(jí)齒輪傳動(dòng)的線速度均小于2 m/s，滾動(dòng)軸承采用油脂潤(rùn)滑，考慮擋油盤的軸向定位，mm。 齒輪處軸段：由于小齒輪直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。所以軸和齒輪的材料和熱處理方式需一致，均為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 ：滾動(dòng)軸承處軸段，mm。 2）各軸段長(zhǎng)度的確定 ： 由大帶輪的轂孔寬度mm確定，mm。 ： 由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系等確定，mm。 ：由滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定，mm。 ：由裝配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)等確定，mm。 ： 由高速軸小齒輪寬度mm確定，mm。 ：由滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定，mm。 3）細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)略，見(jiàn)中間軸。 （1）中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）各軸段直徑的確定 ：最小直徑，滾動(dòng)軸承處軸段，mm。滾動(dòng)軸承選取30210，其尺寸為：50 mm90 mm21.75 mm20 mm。 ：低速級(jí)小齒輪軸段，mm。 ：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求，mm。 ：高速級(jí)大齒輪軸段，mm。 ：滾動(dòng)軸承處軸段，mm。 2）各軸段長(zhǎng)度的確定 ：由滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定，mm。 ：由低速級(jí)小齒輪的轂孔寬度確定，mm確定，mm。 ：軸環(huán)寬度，mm。 ：由高速級(jí)大齒輪寬度mm確定，mm。 ：有滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定，mm。 3）細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由文獻(xiàn)[5]表10-1查出 高速級(jí)大齒輪處鍵18 mm11 mm-70 mm（mm，mm）；低速級(jí)小齒輪處鍵18 mm11 mm-110 mm（ mm， mm）；齒輪輪轂與軸的配合選為；滾動(dòng)軸承與軸的配合采用過(guò)渡配合，此軸段的直徑公差選為；查由文獻(xiàn)[5]表7-19，個(gè)倒角為C2；參考由文獻(xiàn)[5]表17-10。 （2）低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1) 各軸段直徑的確定 ：滾動(dòng)軸承處軸段，mm。滾動(dòng)軸承選取30218，其尺寸為： 90 mm160 mm32.5 mm30 mm。 ：低速級(jí)大齒輪軸段，mm。 ：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求，mm。 ：過(guò)渡軸段，考慮擋油盤的軸向定位，mm。 ：滾動(dòng)軸承處軸段，mm。 ：密封處軸段，根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)（擬采用氈圈密封），mm。 ：最小直徑，安裝聯(lián)軸器的外伸軸段，mm。 2）各軸段長(zhǎng)度的確定 ：由滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定，mm。 ：由低速級(jí)小齒輪的轂孔寬度確定，mm確定，mm。 ：軸環(huán)寬度，mm。 ：由裝配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)等確定，mm。 ：由滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系等確定，mm。 ：由裝配關(guān)系、軸承端蓋、箱體結(jié)構(gòu)等確定，mm。 ：由聯(lián)軸器的轂孔寬mm確定。mm。 3）細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)略，見(jiàn)中間軸。 2.8 軸大的校核 以中間軸為例 （1）軸的力學(xué)模型的建立 1）齒輪對(duì)軸的力作用點(diǎn)位置和支點(diǎn)跨距的確定 齒輪對(duì)軸的力作用點(diǎn)按簡(jiǎn)化原則應(yīng)在齒輪寬度的中點(diǎn)，因此可決定中間軸上兩齒輪力的作用點(diǎn)位置。軸上安裝的30210軸承，從文獻(xiàn)[5]表12-6可知它的負(fù)荷作用中心到軸承外端面的距離mm，故可計(jì)算出支點(diǎn)跨距和軸上各力作用點(diǎn)相互位置尺寸。支點(diǎn)跨距mm；低速級(jí)小齒輪的作用點(diǎn)C到左右點(diǎn)A距離mm。兩齒輪的力作用點(diǎn)之間的距離mm；高速級(jí)大齒輪的力作用點(diǎn)D到右支點(diǎn)B的距離mm。 2) 繪制軸的力學(xué)模型圖 初步選定高速級(jí)小齒輪為右旋，高速級(jí)大齒輪為左旋；根據(jù)中間軸所受軸向力最小的要求，低速級(jí)小齒輪為左旋，低速級(jí)大齒輪為右旋。根據(jù)要求的傳動(dòng)速度方向，繪制的軸力學(xué)模型圖如圖2-1a。 圖2-2 軸力學(xué)模型 （2）計(jì)算軸上的作用力 齒輪2： N N N 齒輪3： N N N （3）計(jì)算支反力 1）垂直面支反力（XZ平面）圖2-2b 由繞支點(diǎn)的力矩和，得: （2-34） 代入數(shù)據(jù)得： N N=56.15N 方向向上。 同理，由繞支點(diǎn)A的力矩和， （2-35） 代入數(shù)據(jù)得： =-1647.13 N 方向向下。 由軸上的合力，校核： 計(jì)算無(wú)誤。 2）水平面支反力（XY平面）圖2-2d 由繞支點(diǎn)的力矩和，得： （2-36） 代入數(shù)據(jù)得：NN N 方向向下。 同理，由繞支點(diǎn)A的力矩和， （2-37） 代入數(shù)據(jù)得： N 方向向下。 由軸上的合力，校核： 計(jì)算無(wú)誤。 3）A點(diǎn)總支反力 （2-38） 代入數(shù)據(jù)得：N B點(diǎn)總支反力 （2-39） 代入數(shù)據(jù)得：N （4）繪轉(zhuǎn)矩、彎矩圖 1）垂直面內(nèi)的彎矩圖如圖2-2c C處彎矩： D處彎矩： 2）水平面內(nèi)的彎矩圖如圖2-2e C處彎矩： D處彎矩： 3）合成彎矩圖如圖2-2f。 C處： D處： 4）轉(zhuǎn)矩圖如圖2-2g。 5）當(dāng)量轉(zhuǎn)矩圖如圖2-2h。 因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)軸，所以扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力視為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)變力，折算系數(shù)。 C處： D處： （5）彎扭合成強(qiáng)度校核 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和轉(zhuǎn)矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。 根據(jù)選定的軸的材料45鋼，調(diào)制處理，由所引用文獻(xiàn)[5]表15-1查的。因，故強(qiáng)度足夠。 （6）安全系數(shù)疲勞強(qiáng)度校核 對(duì)一般減速器的轉(zhuǎn)軸僅使用彎扭合成強(qiáng)度校核即可，而不必進(jìn)行安全系數(shù)校核。 1）判定校核危險(xiǎn)的截面 對(duì)照彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖和結(jié)構(gòu)圖，從強(qiáng)度、應(yīng)力集中方面分析，C截面是危險(xiǎn)截面。需對(duì)C截面進(jìn)行校核。 2）軸的材料的機(jī)械性能 根據(jù)選定的軸的材料45鋼，調(diào)制處理，由所引用文獻(xiàn)[5]表15-1知：，，。取， 3）C截面上的應(yīng)力 因C截面有一鍵槽，。所以： 抗彎截面系數(shù)： （2-40） 代入數(shù)據(jù)得： 抗扭截面系數(shù)： （2-41） 代入數(shù)據(jù)得： 彎曲應(yīng)力幅，彎曲平均應(yīng)力； 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅，平均切應(yīng)力幅 。 4）影響系數(shù) C截面受有鍵槽和與齒輪的過(guò)盈配合的共同影響，但鍵槽的影響比過(guò)盈配合的影響小，所以只需考慮過(guò)盈配合的綜合影響系數(shù)。由所引用文獻(xiàn)[5]附表3-8用插值法求出：，取，軸按磨削加工，由所引用文獻(xiàn)[5]附圖3-4求出表面質(zhì)量系數(shù)：。 故得綜合影響系數(shù)： （2-42） 代入數(shù)據(jù)得： （2-43） 代入數(shù)據(jù)得： 5）疲勞強(qiáng)度校核 所以軸在C截面的安全系數(shù)為： （2-44） 代入數(shù)據(jù)得： （2-45） 代入數(shù)據(jù)得： （2-46） 代入數(shù)據(jù)得： 取許用安全系數(shù)，有，故C截面強(qiáng)度足夠。同理對(duì)高速軸和低速軸進(jìn)行校核，可以知道它們都符合工作要求。 2.9 鍵的選擇與校核 以中間軸上的鍵為例。由中間軸的細(xì)部設(shè)計(jì)，選定：高速級(jí)大齒輪處鍵1 為 ，標(biāo)記為： 鍵。 低速級(jí)小齒輪處鍵2為 標(biāo)記為：鍵；由于是同一根軸上的鍵，傳遞的轉(zhuǎn)矩相同，所以只 需校核短的鍵1就可以。鍵的工作長(zhǎng)度；齒輪軸段；鍵的接觸高度；傳遞的轉(zhuǎn)矩所以引用文獻(xiàn)[5]表6-2查出鍵靜連接時(shí)的擠壓許用應(yīng)力（鍵、齒輪輪轂、軸的材料均為45鋼調(diào)制）。 （2-47） 代入數(shù)據(jù)得： 鍵連接強(qiáng)度足夠。 2.10 滾動(dòng)軸承的選擇與校核 這里只以中間