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1、炒栗栗子機(jī)設(shè)計(jì)目 錄1 緒論11.1 概述:炒栗栗子機(jī)食品機(jī)械的應(yīng)用前景和發(fā)展現(xiàn)狀11.2 炒栗栗子機(jī)的相關(guān)介紹、研制意義和目標(biāo)、未來(lái)的發(fā)展方向12 機(jī)械系統(tǒng)總體方案的擬定 32.1動(dòng)力系統(tǒng)的擬定32.2傳動(dòng)系統(tǒng)的擬定32.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)的擬定33 工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)需求分析及初步設(shè)計(jì)43.1模型的建立與分析43.2 生產(chǎn)效率與成型盤(pán)的設(shè)計(jì)43.3 橫、豎蛟龍的設(shè)計(jì)計(jì)算53.4 供栗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)63.5 出栗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)64 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算741 傳動(dòng)比的分配74.2 蝸輪蝸桿傳動(dòng)副的設(shè)計(jì)74.3 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)副的傳動(dòng)設(shè)計(jì)94.4 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)114.5 出栗機(jī)構(gòu)直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)及校核124.6 豎絞

2、龍直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)及校核135 分流軸及其附件的設(shè)計(jì)計(jì)算155.1 分流軸的設(shè)計(jì)與校核155.2 軸承的設(shè)計(jì)與校核205.3 鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)與校核255.4 花鍵連接的設(shè)計(jì)與校核286結(jié)論39參考文獻(xiàn)30致 謝31炒栗栗子機(jī)設(shè)計(jì)1 緒論1.1 炒栗栗子機(jī)(食品機(jī)械的應(yīng)用前景和發(fā)展現(xiàn)狀炒栗栗子機(jī)(食品在我國(guó)歷史悠久，伴隨著幾千年的文明的發(fā)展已經(jīng)成為我國(guó)食品文化中的代表，如餃栗子、包栗子、餛沌是主食的一部分；湯圓、月餅、粽栗子是傳統(tǒng)節(jié)日中必不可缺的食物。如今，經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)、人民生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，對(duì)食品行業(yè)提出了新的要求。而本人認(rèn)為這些要求可以歸納為兩大類(lèi)：全套圖紙加153893706

3、其一是食品的質(zhì)量：如食用口感、衛(wèi)生狀況、營(yíng)養(yǎng)含量等。其二便是食品供應(yīng)的速度。而解決這兩個(gè)矛盾要求的辦法便是實(shí)現(xiàn)食品生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，通過(guò)機(jī)械動(dòng)作可以極大程度的提高食品的生產(chǎn)率；采用環(huán)保的機(jī)械材料和嚴(yán)格的密封技術(shù)可以很好的保證食品衛(wèi)生；而合理的工藝編排更能改善食品的口感。目前國(guó)內(nèi)外廠家在炒栗栗子機(jī)(食品機(jī)械化上的研究已經(jīng)取得了一定的成果,成功研發(fā)了餃栗子機(jī)、包栗子機(jī)、餛沌機(jī)、湯圓機(jī)、月餅機(jī)以及自動(dòng)化程度更高的全自動(dòng)萬(wàn)能炒栗栗子機(jī)機(jī)。因東西方飲食文化的差異，目前國(guó)外炒栗栗子機(jī)成型類(lèi)機(jī)械主要為日本所生產(chǎn)，如日產(chǎn)的自動(dòng)萬(wàn)能炒栗栗子機(jī)機(jī)，其最大生產(chǎn)能力可達(dá)每小時(shí)8000個(gè)，且加工范圍極廣，能生產(chǎn)各式

4、饅頭、包栗子、餃栗子、夾餡餅干、壽司、等等近百種產(chǎn)品，采用可拆卸料斗能實(shí)現(xiàn)快速更換餡料，內(nèi)置的無(wú)級(jí)變速調(diào)控裝置可以實(shí)現(xiàn)皮和餡的任意配比。廣泛用于各種帶餡食品的加工。而國(guó)內(nèi)相關(guān)機(jī)械雖然在自動(dòng)化和多功能方面較之日本產(chǎn)品還有一定的差距，但是通過(guò)改革開(kāi)放以后二十余年的發(fā)展亦取得了很大的進(jìn)步。以上海滬信飲料食品機(jī)械有限公司生產(chǎn)的水餃機(jī)為例：配備1.1Kw的電動(dòng)機(jī)，生產(chǎn)效率達(dá)每小時(shí)7000個(gè)。已相當(dāng)接近日產(chǎn)餃栗子機(jī)的生產(chǎn)水平。1.2 炒栗栗子機(jī)的相關(guān)介紹、研制意義和目標(biāo)、未來(lái)的發(fā)展方向1.2.1 炒栗栗子機(jī)的介紹“炒栗栗子機(jī)”顧名思義是以機(jī)械動(dòng)作代替手工操作來(lái)進(jìn)行炒栗栗子的機(jī)械。按照食品機(jī)械的分類(lèi)應(yīng)屬于食

5、品炒栗栗子機(jī)成型類(lèi)機(jī)械，其能實(shí)現(xiàn)的功能均為通過(guò)機(jī)械動(dòng)作將某一類(lèi)帶餡并且有特定外型要求的食品生產(chǎn)出來(lái)。當(dāng)前該類(lèi)機(jī)械中比較成熟的有餃栗子機(jī)、包栗子機(jī)、餛飩機(jī)、湯圓機(jī)。而其他特殊類(lèi)型的食品炒栗栗子機(jī)成型機(jī)械一般通過(guò)借鑒以上四類(lèi)機(jī)械的某些結(jié)構(gòu)并加以改良設(shè)計(jì)從而使之適應(yīng)本類(lèi)食品生產(chǎn)加工的需求。本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)栗子機(jī)便屬于后者。1.2.2 炒栗栗子機(jī)的研制意義和目標(biāo)及未來(lái)的發(fā)展方向栗子是我的家鄉(xiāng)修水縣的一種特色小吃，以其獨(dú)特外型和口感在全縣乃至周邊地區(qū)博得人們的欣賞，但長(zhǎng)期以來(lái)它只能通過(guò)手工生產(chǎn)，既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，又難以保證衛(wèi)生，而且無(wú)法長(zhǎng)期在常溫下保存。因此如果能研究開(kāi)發(fā)一種能夠以機(jī)械動(dòng)作代替人工勞動(dòng)的機(jī)器

6、，那么除了可以節(jié)約大量的時(shí)間、降低栗子的生產(chǎn)成本、提高利潤(rùn)之外，更可以免除人們冬日里冒寒排隊(duì)購(gòu)物之苦，一舉多得。炒栗栗子機(jī)的初步目標(biāo)確定為能夠?qū)崿F(xiàn)栗子炒栗栗子機(jī)工藝的機(jī)械化。未來(lái)可在此基礎(chǔ)上加以改進(jìn)和擴(kuò)展，以實(shí)現(xiàn)橫縱兩方向發(fā)展。即炒栗栗子全過(guò)程的無(wú)人干預(yù)自動(dòng)化與多功能化。2 機(jī)械系統(tǒng)總體方案的擬定2.1動(dòng)力系統(tǒng)的擬定動(dòng)力系統(tǒng)可按原動(dòng)機(jī)的類(lèi)型分為電動(dòng)式、氣動(dòng)式、液壓式等。炒栗栗子機(jī)功率小、結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、產(chǎn)品無(wú)嚴(yán)格精度要求，因此對(duì)動(dòng)力源亦沒(méi)有過(guò)多限制，且通過(guò)從便捷性和適用性方面的考慮決定選用兩相或三項(xiàng)交流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力輸出裝置。經(jīng)比較國(guó)內(nèi)眾多相關(guān)機(jī)械的電機(jī)型號(hào)及結(jié)合本設(shè)計(jì)自身特性，選用2.2Kw三相

7、交流電動(dòng)機(jī)Y112M-6。2.2傳動(dòng)系統(tǒng)的擬定傳動(dòng)系統(tǒng)按傳動(dòng)件的不同可分為帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)、等幾大類(lèi)。炒栗栗子機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)屬于復(fù)合傳動(dòng)系統(tǒng)，綜合了鏈、齒輪、蝸輪蝸桿以及槽輪機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)系統(tǒng)的最優(yōu)化。具體傳動(dòng)系統(tǒng)見(jiàn)下圖。圖2-1 傳動(dòng)系統(tǒng)圖2.3執(zhí)行機(jī)構(gòu)的擬定執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括三個(gè)大部分：其一是實(shí)現(xiàn)餡料輸送的供餡機(jī)構(gòu)。即供栗機(jī)構(gòu)。其二是實(shí)現(xiàn)輸送的供面機(jī)構(gòu)。分為橫、豎絞龍兩小部分。其中豎絞龍為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)腔充當(dāng)餡料輸送的通道，即餡管。其三是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心部分-成型機(jī)構(gòu)。由兩個(gè)同向運(yùn)動(dòng)的成型盤(pán)構(gòu)成。3 工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)需求分析及初步設(shè)計(jì)3.1栗子模型的建立與分析根據(jù)家鄉(xiāng)栗子的實(shí)物研究，

8、初步選定:使用體積測(cè)量功能測(cè)得栗子總體積為，其中空心部分(即餡部分)體積為，實(shí)心部分體積（即部分）。3.2 生產(chǎn)效率與成型盤(pán)的設(shè)計(jì)因本設(shè)計(jì)為地方特殊食品的生產(chǎn)機(jī)械，故沒(méi)有完善的理論計(jì)算方面的支持，因此在參考了國(guó)內(nèi)外眾多成型機(jī)械后擬定生產(chǎn)效率為個(gè)每小時(shí)，且由于成型盤(pán)每旋轉(zhuǎn)一周可生產(chǎn)栗子一個(gè)，故而確定成型盤(pán)的轉(zhuǎn)速為。通過(guò)觀察手工炒栗子過(guò)程了解到速度越快越易成型，手工生產(chǎn)時(shí)速度大約為。因考慮到機(jī)器生產(chǎn)效率高的影響，決定將搓制速度提高一倍，初步確定為。則成型盤(pán)的基礎(chǔ)直徑應(yīng)為，圓整后取。3.3 橫、豎蛟龍的設(shè)計(jì)計(jì)算橫、豎蛟龍的作用主要是輸送，即上述三維分析中的實(shí)心部分。3.3.1 豎絞龍的設(shè)計(jì)計(jì)算已知每

9、個(gè)栗子部分體積為, 栗子內(nèi)腔壁直徑，即豎絞龍螺旋管的外徑為，初步擬定豎絞龍的套筒內(nèi)徑為，螺旋帶厚度為，螺旋帶最外緣半徑，且忽略因螺旋帶扭曲所帶來(lái)的體積增加（即認(rèn)定每個(gè)導(dǎo)程內(nèi)螺旋帶所占體積近似為一個(gè)內(nèi)徑，外徑，厚度的圓環(huán)體所占的體積），則：設(shè)豎絞龍的轉(zhuǎn)速與成型盤(pán)轉(zhuǎn)速相同，即豎絞龍每旋轉(zhuǎn)一周，垂直向下運(yùn)動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程，且該導(dǎo)程內(nèi)的恰好能供成型盤(pán)生產(chǎn)一個(gè)栗子，為。則螺旋管的導(dǎo)程可按下式近似計(jì)算: （3-1）代入數(shù)據(jù)有:考慮到壓實(shí)體積需要收縮,故將導(dǎo)程圓整為。3.3.2 橫絞龍的設(shè)計(jì)計(jì)算初選設(shè)計(jì)參數(shù)：橫絞龍螺旋管外徑；橫絞龍導(dǎo)料槽內(nèi)徑；螺旋帶厚度；螺旋帶最外緣半徑；考慮到橫絞龍采用單端固定的形式，不適合承

10、受過(guò)大彎矩，因此決定增大轉(zhuǎn)速縮小導(dǎo)程以減小作用在螺旋管上的徑向分力。擬定轉(zhuǎn)速為成型盤(pán)轉(zhuǎn)速的倍，即。則有: 同理考慮到壓實(shí)體積需要收縮，將導(dǎo)程圓整為。3.4 供栗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)因?yàn)轲W料需要在底部搓制完成時(shí)方可送入，故需要間歇輸送，擬定采用槽輪機(jī)構(gòu)與雙滑片泵組合使用。輸送頻率在數(shù)值上等同于成型盤(pán)每秒的旋轉(zhuǎn)次數(shù)，即有Z=1Hz。根據(jù)供栗機(jī)構(gòu)為雙滑片偏心泵的結(jié)構(gòu)可確定。3.5 出栗機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)為了避免在搓制成型過(guò)程中產(chǎn)生撕裂，應(yīng)當(dāng)使面嘴轉(zhuǎn)速等于或接近于在成型盤(pán)中的轉(zhuǎn)速。設(shè)與成型盤(pán)之間沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)，則轉(zhuǎn)速可由下式確定： （3-2）給公式變形并代入數(shù)據(jù)有：4. 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算41 傳動(dòng)比的分配4.1.1 電

11、動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的確定 Y112M-6型電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為。4.1.2 傳動(dòng)比的總體分配及各軸轉(zhuǎn)速的確定根據(jù)總體傳動(dòng)系統(tǒng)圖和各執(zhí)行部件所需的轉(zhuǎn)速可確定出各傳動(dòng)部件的傳動(dòng)比。最大傳動(dòng)比；最小傳動(dòng)比；確定減速器的傳動(dòng)比為；確定錐齒輪副的傳動(dòng)比為；確定橫絞龍鏈輪副的傳動(dòng)比為；確定成型盤(pán)鏈輪副的傳動(dòng)比為；確定面嘴齒輪副的傳動(dòng)比為；確定豎絞龍齒輪副的傳動(dòng)比為；確定槽輪機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比為；列出各個(gè)軸的轉(zhuǎn)速：電機(jī)軸轉(zhuǎn)速；蝸桿軸轉(zhuǎn)速；蝸輪軸轉(zhuǎn)速；分流軸轉(zhuǎn)速；4.1.3 確定各個(gè)執(zhí)行部件所需的功率根據(jù)各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)要求分配其所占的比例： 成型機(jī)構(gòu)40%；橫絞龍 25%；豎絞龍 15%；出栗機(jī)構(gòu) 12%；供栗機(jī)構(gòu) 8%。4

12、.2 蝸輪蝸桿傳動(dòng)副的設(shè)計(jì)4.2.1 設(shè)計(jì)要求蝸桿要求右旋；輸入功率；輸入轉(zhuǎn)速；傳動(dòng)比；工作時(shí)單向運(yùn)轉(zhuǎn)；載荷較平穩(wěn)；要求累計(jì)工作時(shí)間不小于；可靠性要求一般；電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)；工作環(huán)境通風(fēng)良好，減速器有效散熱面積A不小于；平均室溫；工作油溫不高于。4.2.2 初選參數(shù)及材料根據(jù)使用要求，選用ZA型阿基米德蝸桿，蝸桿頭數(shù)，對(duì)應(yīng)的蝸輪的齒數(shù)，變位系數(shù)，傳動(dòng)效率,蝸輪使用系數(shù)，蝸輪動(dòng)載系數(shù)，減速器散熱系數(shù)。蝸桿材料：45鋼淬火，要求達(dá)到齒面硬度45HRC。蝸輪材料：ZCuSn10P1離心鑄造。疲勞接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)彎曲疲勞強(qiáng)度最小安全系數(shù)材料彈性系數(shù)則有：蝸輪材料接觸疲勞極限應(yīng)力；蝸輪材料彎曲疲勞極限應(yīng)力

13、；4.2.3 初步計(jì)算轉(zhuǎn)速系數(shù)；壽命系數(shù)；蝸輪材料許用接觸應(yīng)力：；蝸輪材料許用彎曲應(yīng)力：；蝸桿轉(zhuǎn)矩；蝸輪轉(zhuǎn)矩；工作系數(shù)4.2.4 根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)蝸輪蝸桿副 根據(jù)設(shè)計(jì)公式有： （4-1） 據(jù)查表數(shù)據(jù)圓整，并查得；。計(jì)算可得：蝸輪分度圓直徑：；實(shí)際中心距：；蝸桿速度：；蝸桿齒頂圓直徑：；蝸桿齒根圓直徑：；導(dǎo)程角：；導(dǎo)程角系數(shù)：；當(dāng)量齒數(shù)：；蝸輪輪齒齒形系數(shù)：；螺桿螺紋部分長(zhǎng)度：；蝸輪喉圓直徑：；蝸輪齒頂圓直徑：；蝸輪齒根圓直徑：；蝸輪輪緣寬度：，圓整取。4.2.5 校核蝸輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和熱平衡根據(jù)彎曲疲勞強(qiáng)度校核條件有： （4-2） 可見(jiàn)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度合格。根據(jù)熱平衡計(jì)算條件有

14、： （4-3） 可見(jiàn)減速器熱平衡條件亦滿(mǎn)足要求。4.2.6 蝸輪蝸桿受力計(jì)算；。4.3 直齒圓錐齒輪傳動(dòng)副的傳動(dòng)設(shè)計(jì)4.3.1 設(shè)計(jì)要求輸入功率；輸入轉(zhuǎn)速；傳動(dòng)比；工作時(shí)單向運(yùn)轉(zhuǎn)；載荷較平穩(wěn)；要求累計(jì)工作時(shí)間不小于；可靠性要求一般。4.3.2 初選參數(shù)及材料工作載荷系數(shù)：、；壽命系數(shù)：、；齒寬系數(shù)：；分度錐角：；齒形系數(shù)：；應(yīng)力修正系數(shù)：；節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：；最小安全系數(shù)：、；錐齒輪選擇材料45鋼調(diào)質(zhì)，要求達(dá)到齒面硬度230HBS。材料系數(shù)；、；4.3.3 初步計(jì)算 許用齒面接觸應(yīng)力：；許用齒根彎曲應(yīng)力：；輸入轉(zhuǎn)矩：；工作系數(shù)：。4.3.4 根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)副根據(jù)設(shè)計(jì)公

15、式有： （4-4） 圓整后??；選取模數(shù)：，齒數(shù)：；錐距：；齒寬：，圓整后?。粓A整齒寬系數(shù)：。4.3.5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度根據(jù)校核公式有： （4-5） 可見(jiàn)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。4.3.6 圓錐齒輪受力計(jì)算 4.4 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)4.4.1 橫絞龍鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求：輸入功率，輸入轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比。橫絞龍鏈傳動(dòng)采用單排滾栗子鏈結(jié)構(gòu)，查手冊(cè)可知需選用08A型滾栗子鏈，鏈節(jié)距。初選小鏈輪齒數(shù)。由傳動(dòng)比可計(jì)算得。鏈速：；工作拉力：；選取壓軸力系數(shù)；軸壓力：。4.4.2 成形機(jī)構(gòu)鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求：輸入功率，輸入轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比。成形機(jī)構(gòu)鏈傳動(dòng)亦采用單排滾栗子鏈結(jié)構(gòu)，查手冊(cè)可知需選用08A型滾栗子鏈，鏈節(jié)距

16、。初選小鏈輪齒數(shù)。由傳動(dòng)比可計(jì)算得。鏈速：；工作拉力：；選取壓軸力系數(shù)；軸壓力：。4.5 出栗機(jī)構(gòu)直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)及校核4.5.1 設(shè)計(jì)要求輸入功率，輸入轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比，要求中心距，齒寬。4.5.2 模數(shù)、齒數(shù)及分度圓直徑的計(jì)算計(jì)算大小齒輪分度圓直徑：初選模數(shù)，齒數(shù)；。4.5.3 選擇參數(shù)與材料并進(jìn)行初步計(jì)算工作系數(shù)：、。壽命系數(shù)：、；最小安全系數(shù)：、；齒形系數(shù)：；應(yīng)力修正系數(shù)：；。材料選擇：大小齒輪材料均為45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度要求達(dá)到230HBS；節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：；材料系數(shù)：；重合度系數(shù)：、齒數(shù)比、；許用齒面接觸應(yīng)力：；許用齒根彎曲應(yīng)力：；4.5.4 校核齒輪強(qiáng)度條件校核齒面解除疲勞強(qiáng)度條件：

17、（4-6） 齒面解除疲勞強(qiáng)度合格。校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： （4-7）齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件合格。4.5.5 受力計(jì)算4.6 豎絞龍直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)及校核4.6.1 設(shè)計(jì)要求輸入功率，輸入轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比，要求中心距，齒寬。4.6.2 模數(shù)、齒數(shù)及分度圓直徑的計(jì)算計(jì)算大小齒輪分度圓直徑：初選模數(shù)，齒數(shù)；。4.6.3 選擇參數(shù)與材料并進(jìn)行初步計(jì)算工作系數(shù)：、。壽命系數(shù)：、；最小安全系數(shù)：、；齒形系數(shù)：；應(yīng)力修正系數(shù)：；。材料選擇：大小齒輪材料均為45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度要求達(dá)到230HBS；節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：；材料系數(shù)：；重合度系數(shù)：、齒數(shù)比、；許用齒面接觸應(yīng)力：；許用齒根彎曲應(yīng)力：；4.6.4 校核齒輪強(qiáng)度條

18、件校核齒面解除疲勞強(qiáng)度條件： （4-8） 齒面解除疲勞強(qiáng)度合格。校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度： （4-9） 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件合格。4.6.5 受力計(jì)算 5分流軸及其附件的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 分流軸的設(shè)計(jì)與校核5.1.1 設(shè)計(jì)要求軸上分布有4個(gè)以鍵聯(lián)接的傳動(dòng)件，位置已固定。軸末端加工成花鍵軸。軸靠三個(gè)軸承支撐固定。軸材料采用45鋼調(diào)質(zhì)。各個(gè)軸端軸向尺寸如下圖（5-1）a所示。5.1.2 分流軸扭矩圖的繪制各軸段扭矩大小分別為：；。扭矩圖如下圖（5-1）b。圖5-1軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖及扭矩圖5.1.3 計(jì)算初選軸徑由扭矩圖上可見(jiàn)從左向右數(shù)第二鍵槽左側(cè)位置（設(shè)為位置1）與末端花鍵左側(cè)位置（設(shè)為位置2）受扭情況最壞，

19、故以該兩位置（定位受扭危險(xiǎn)截面）扭矩大小計(jì)算初選軸徑。由于軸選用45鋼，確定扭轉(zhuǎn)應(yīng)力系數(shù) （5-1）。考慮到軸上開(kāi)鍵槽影響軸的強(qiáng)度，故將軸徑擴(kuò)大并圓整數(shù)據(jù)得。 。 考慮到軸徑太小不利于花鍵的加工，因此選取末端軸徑，為花鍵軸的大徑。5.1.4 分流軸各段軸徑的確定因軸段5需要安放軸承，故在軸段6的基礎(chǔ)上略微增大軸徑，確定該段軸徑為；因軸段5上的軸承需要軸段4來(lái)進(jìn)行軸向定位，故確定軸段4軸徑為；軸段1與軸段5同樣需要安放軸承，則該段軸徑亦為；軸段2上開(kāi)鍵槽以便安裝圓錐齒輪，且兼有給軸段1上軸承做軸向定位之功用，故確定該段軸徑為；軸段3為錐齒輪定位軸環(huán)，尺寸選定為。5.1.5 軸的受力分析軸上所有力

20、分布如下圖所示：圖5-2軸受力示意圖將所有受力情況繪制成如下三線表（5-1）：表5-1軸受力狀態(tài)表（含未知數(shù)）力名稱(chēng)力大小()509.5-1979.5-509.5-2341.5115.3316.7289.7795.811141.7可見(jiàn)表中有7個(gè)未知數(shù)，而根據(jù)受力平衡可直接列出下列5個(gè)方程。故該結(jié)構(gòu)屬于超靜定結(jié)構(gòu)。需要根據(jù)軸承處（即3位置）撓度為0列變形協(xié)調(diào)方程方可求解出表中全部未知數(shù)。受力平衡條件方程： （5-2） （5-3） （5-4） （5-5） （5-6）其中（60為圓錐齒輪齒寬中點(diǎn)分度圓半徑值）。變形協(xié)調(diào)方程： （5-7） （5-8）其中； （5-9）； （5-10）； （5-11）；

21、 （5-12）注：上述4式中x代表位置3至位置1的距離；l代表位置1至位置7的距離；a代表力或力矩的作用點(diǎn)至位置1的距離；b代表力或力矩作用點(diǎn)至位置7的距離；E為材料的彈性模量，I為材料截面的極慣性矩（為簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，設(shè)各個(gè)軸徑極慣性矩I均相同）。則有： 聯(lián)立方程 聯(lián)立方程 根據(jù)計(jì)算結(jié)果重新繪制如下三線表：表（5-2）軸受力狀態(tài)表力名稱(chēng)力大小()5.1.6 軸的校核根據(jù)上節(jié)內(nèi)容繪制如下彎矩圖圖（5-3）軸彎矩圖確定危險(xiǎn)截面為4位置左側(cè)，復(fù)合彎矩大小為，該段軸徑為，鍵槽寬度，入軸深度，抗彎截面系數(shù)，許用彎曲應(yīng)力。 （5-13）可見(jiàn)軸強(qiáng)度合格。5.2 軸承的設(shè)計(jì)與校核5.2.1 軸承的選擇根據(jù)轉(zhuǎn)速

22、及載荷初選1、3位置為圓錐滾栗子軸承，7位置為深溝球軸承。根據(jù)各個(gè)軸徑選取具體軸承型號(hào)：1、3位置選取圓錐滾栗子軸承329/32，7位置選取深溝球軸承6005。5.2.2 1位置軸承的校核徑向力 ；軸向力 ；軸頸直徑 ；轉(zhuǎn)速 ；要求壽命；溫度系數(shù) ；潤(rùn)滑方式：脂潤(rùn)滑；基本額定動(dòng)載荷 ；基本額定靜載荷；極限轉(zhuǎn)速 ；壽命系數(shù)。查表可得判斷系數(shù)；軸向載荷系數(shù),；載荷系數(shù)；當(dāng)量動(dòng)載荷軸承壽命。軸承壽命要求合格。5.2.3 3位置軸承的校核徑向力 ；軸頸直徑 ；轉(zhuǎn)速 ；要求壽命；溫度系數(shù) ；潤(rùn)滑方式：脂潤(rùn)滑；基本額定動(dòng)載荷 ；基本額定靜載荷；極限轉(zhuǎn)速 ；壽命系數(shù)。查表可得判斷系數(shù)；軸向載荷系數(shù),；載荷系

23、數(shù)；當(dāng)量動(dòng)載荷軸承壽命。軸承壽命要求合格。5.2.4 7位置軸承的校核徑向力 ；軸頸直徑 ；轉(zhuǎn)速 ；要求壽命；溫度系數(shù) ；潤(rùn)滑方式：脂潤(rùn)滑；基本額定動(dòng)載荷 ；基本額定靜載荷；極限轉(zhuǎn)速 ；壽命系數(shù)。查表可得判斷系數(shù)；軸向載荷系數(shù),；載荷系數(shù)；當(dāng)量動(dòng)載荷軸承壽命。軸承壽命要求合格。5.3 鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)與校核5.3.1 鍵的選型根據(jù)2、4、5、6位置軸徑大小選取鍵，2位置鍵尺寸；4、5、6位置鍵尺寸。5.3.2 鍵的校核材料選用：Q235鋼；許用壓強(qiáng)；鍵校核公式： （5-13）位置2鍵的校核：；位置4鍵的校核：；位置5鍵的校核：；位置6鍵的校核：；鍵強(qiáng)度要求均合格。5.4 花鍵連接的設(shè)計(jì)與校核根據(jù)軸末端尺寸查表可得花鍵尺寸為，最小接觸長(zhǎng)度；校核參數(shù)；許用壓強(qiáng)。 花鍵強(qiáng)度要求合格。