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1、精選優(yōu)質文檔-----傾情為你奉上 專科學生畢業(yè)設計 螺旋軸設計 系部名稱： 機電工程系 專業(yè)班級： 機電一體化 學生姓名： 韓麗 指導教師： 夏秀梅 職 稱： 吉 林 工 程 技 術 師 范 學 院 二○○九年十一月 

2、 The Graduation Design for Junior s Design The Design of Spiral Shaft Candidate：Han Li Specialty：Electromechanical Integration Class： Supervisor：Xia Xiu Mei Jilin Teachers’ Institute of Engineering & Technology 2009-11ChangChun 專心---專注---專業(yè) 題

3、目 螺旋軸設計 一、設計內容 本次設計的螺旋軸是螺旋輸送機的主要零件，螺旋輸送機用于輸送粉狀的石灰。石灰由進料口裝料，經(jīng)過螺旋軸輸送，由出料口卸料。 需對螺旋軸進行結構設計。包括：機器的可行性分析，總體結構方案的擬訂，運動和動力參數(shù)的確定與計算。通過一定的強度計算，確定機器中零件的結構尺寸，并進行必要的校核。繪制主要零件工作圖，編寫設計說明書。 二、設計要求 （1）按規(guī)定時間獨立完成設計任務。 （2）結構的設計應突出創(chuàng)新的要求，并應選擇最佳的設計方案。 （3）結構的設計應能實現(xiàn)所提出的功能要求，結構要合理。 （4）設計計算要準確。 （5）保證圖面質量，制圖應符合國家標準規(guī)定

4、要求。 （6）說明書應論述嚴密，條理清晰，文理通順。 （7）論文格式要規(guī)范。 三、設計完成后應提交的文件和圖表 （一）設計說明部分 設計說明書（兩份）。 （二）圖紙部分 螺旋軸零件工作圖。 畢業(yè)設計任務書 四、設計進度分配及最后完成日期 （1）第1-2周： 設計調研、查找資料 （2）第3-4周： 螺旋軸總體設計 （3）第5周： 零件工作圖繪制 （6）第6-7周： 編寫設計說明書 （7）第8周： 整理說明書，準備答辯 五、主要參考資料 [1]王中剛，張秀親，苗淑杰.機械設計實踐[M].哈爾濱：哈爾

5、濱工業(yè)大學出版社，2003 [2]任文斗，張興輝.運輸機械選用手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，1999 [3]王三民，諸文俊.機械原理與設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000 [4]成大先.機械設計手冊全卷[M].北京：化學工業(yè)出版社，1999 [5]濮良貴，紀名剛.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2001 [6]侯世增.機械制圖[M].北京：高等教育出版社，2002 [7]曹志奎.機械CAD技術基礎[M].上海：上海交通大學出版社，1996 [8]石光源，周積義.機械制圖[M].北京：清華大學出版社，2000 [9]李進華，王進戈.機械設計[M].重慶：重慶大學出

6、版社，2002 六、備 注 指導教師 夏秀梅 教研室主任 教研室地址 通訊聯(lián)系方式 固定指導時間 固定指導地點 摘 要 螺旋軸是GX螺旋輸送機的主要零件，GX螺旋輸送機是用于輸送粉狀石灰的裝置。其石灰由進料口裝料，經(jīng)過螺旋軸裝置輸送，由出料口卸料，實現(xiàn)輸送功能。 根據(jù)GX螺旋輸送機的功能要求，本設計對輸送機的工作原理及其特點進行了分析，確定了輸送機的總體傳動方案。輸送機主要由以下幾部分組成：電動機、減速器、螺旋軸和殼體等。

7、電動機通過減速器減速，將運動和動力傳遞給執(zhí)行機構螺旋軸，實現(xiàn)石灰的輸送。 根據(jù)輸送機總體傳動方案，進行了螺旋軸結構的設計。對螺旋輸送機的主要零件螺旋軸進行了設計，確定了其結構尺寸，完成了工作能力驗算。對機器中的標準件：聯(lián)軸器、軸承、鍵進行了選擇。 關鍵詞：螺旋軸；設計；校核  ABSTRACT The shaft is the main parts of GX screw conveyor.The GX spiral conveyer is the installment of conveying pulverized lime. The conveying f

8、unction was realized by enchasing the lime through the mouth of the installment first, then conveying the lime by the spiral shaft, unloading the lime through the exit of the installment at last. According to the function request of the GX spiral conveyer, this design has made analysis to the worki

9、ng principle and characteristic of the conveyer, has determined the overall transmission plan of the conveyer. The electric motor was decelerated by the decelerator, conveys the movement and power to the performance-mechanism spiral shaft, realizing transportation of the lime. According to overall

10、transmission plan of the conveyer, I made overall structure design of the spiral shaft. I carried on the design to the major parts spiral shaft of the spiral conveyer, determined its structure size, the check of working ability was completed. And the cabinet structure and the size were designed. The

11、 standard parts of machine: the shaft coupling, the bearings and keys were chosen. Through the spiral conveyer overall structure design, function of conveying pulverized lime is realized. Key word: Screw Shaft; Design; Examination 目 錄 第1章 緒

12、 論 1.1本設計目的和意義 本文以螺旋軸為研究對象。隨著科學技術的發(fā)展，各個行業(yè)的技術水平都在逐步的提高，輸送機制造行業(yè)也不例外。在機械運輸領域中，GX螺旋輸送機是工農業(yè)各部門機械化運輸工作的主要機組，在其領域中占有相當重要的地位。可使運輸工作減輕勞動強度，提高工作效率，應用范圍很廣。適用于輸送粉狀、粒狀及小塊物料：如煤粉、水泥、礦砂、爐灰、石灰、化肥、蘇打、食鹽、砂糖、谷物、淀粉、棉子、麥芽、飼料、鋸木屑等，因此在水泥廠、化肥廠、化工廠、鐵廠、礦山、糖廠、造紙廠、維尼龍廠、飼料公司、水利工場等使用較多。其優(yōu)點是結構簡單，成本低，面積小，操作安全方便，在運輸過程中能與外界隔離，是一

13、種封閉的運輸設備，它不僅可以水平運輸，而且可以傾斜運輸。 本設計以改進GX螺旋輸送機的目的，對其主要零件螺旋軸進行更深層次優(yōu)化設計，使其成本低，工作效率高等優(yōu)點進一步得到改良，從而在其領域中有更好的發(fā)展前景。 第2章 螺旋軸的設計與校核 2.1軸的材料選擇 軸的材料為：2Cr13 該材料即具有一定的韌性，又有良好的可焊性，具有良好的耐腐蝕性能，因此有著較為廣泛應用于腐蝕條件下工作的軸。 使用過程中注意事項： 1.清洗。不可用未添加阻化劑的鹽酸進行清洗，如需酸洗，則采用稀硝酸或磷酸較好。 2.殺菌。不銹鋼的表面，如果接觸氯化鈣、氯化

14、鈉或次氯酸及其鹽類，必須徹底沖洗干凈，方能進行加熱殺菌。如在不銹鋼表面，使用任何次氯酸鹽溶液殺菌時，其PH最好控制在9以上，次氯酸鹽如和高錳酸鉀混合，將加強對不銹鋼的腐蝕作用。 3.冷卻。如利用氯化鈉或氯化鈣等冷鹽水，當PH低于8.5時，不宜與不銹 鋼接觸。 2.2 軸的結構設計 已知輸送機的功率為P=1.5Kw,工作轉速為n=190r/min。 對只受轉矩或以承受轉矩為主的傳動軸,應按扭轉強度條件計算軸的直徑。若有彎矩作用,可用降低許用應力的方法來考慮影響。 按扭轉強度條件計算：: d≥ （2.1） 式中:

15、d—計算剖面處軸的直徑mm T—軸傳遞的額定扭矩Nmm，T= N—軸傳遞的額定功率1.5Kw n—軸的轉速190r/min [τ]—軸的許用應力MPa A—按[τ]所定的系數(shù)：查表得A=130 將數(shù)據(jù)帶入公式（4.1）得： d≥mm 圓整取螺旋軸的直徑d=40mm,d0=35mm。 2.3 軸的疲勞強度安全系數(shù)校核 疲勞強度校核判斷根據(jù)為S≥[S]。當該式不能滿足時，應改進軸的結構以降低應力集中，其主要措施可參《機械原理與設計》

16、表18.4。亦可采用熱處理，表面強化處理等工藝措施以及加大軸徑，改用較好材料等方法解決。軸的疲勞強度是根據(jù)減速器作用在軸上的最大變載荷進行校核計算。 危險截面安全系數(shù)S的校核計算公式為： （2.2） 式中： Sσ—只考慮彎矩作用時的安全系數(shù) Sτ—只考慮扭矩作用時的安全系數(shù) [S]—按疲勞強度計算的許用安全系數(shù) （2.3） σ-1—對稱循環(huán)應力下的材料彎曲疲勞極限Mpa

17、 τ-1—對稱循環(huán)應力下的材料扭轉疲勞極限Mpa kσkτ—彎曲和扭轉時的有效應力集中系數(shù) β—表面質量系數(shù) εσ、ετ—彎曲和扭轉時的尺寸影響系數(shù) ψσ、ψτ—材料拉伸和扭轉時的平均應力折算系數(shù) σα、σm—彎曲應力的應力幅和平均應力Mpa τα、τm—扭轉應力的應力幅和平均應力Mpa 查表可知： τ-1=115；kτ=1.20；β=0.95；ψτ=0.21；ετ=0.81 計算： MPa 將數(shù)值代入公式（4.4）得： Sτ=28.395>[Sτ]=1.5 符合疲勞強度安全系數(shù)。 2.4 軸的剛度校核

18、 （2.4） 式中： ψ—扭轉角（rad） Mn—軸傳遞的扭矩 L—軸產(chǎn)生扭轉變形部分的長度（cm） G—材料的剪切彈性模量，對于鋼材，G=8.1x105Kg/cm2 In—軸的斷面機慣性矩 1.對于空心軸： （2.5） 式中： D—軸的外徑（cm） d—軸的內徑，實心軸時d=0，（cm） N—軸傳遞的額定功率kw Nf—軸的計算轉速 （r/min） 2.當軸上有鍵槽時，應乘以系數(shù)K （2.6） 式中： H—鍵槽的深度 n—系數(shù)，軸上有一個鍵槽時為0.5

19、，在同一斷面內有兩個互成 90的鍵槽時為1，有兩個互成180的鍵槽時為1.2。 螺旋軸為空心軸，有一個鍵槽：n=0.5， h=4 將數(shù)值代入公式（4.6）得： ψ<[ψ] 所以剛度滿足要求。 2.5軸承的選擇與校核 1. 軸承的選擇：初步選軸承為：角接觸球軸承,型號為7206C。 2. 軸承的校核： 假設軸承的壽命為10000h,當量動載荷的計算公式為： P=XFr+YFa (2.7) 式中： Fr—軸承的徑向載荷（即軸承實際

20、載荷的徑向分量）； Fa—軸承所受的軸向載荷（既軸承實際載荷的軸向分量）； X—徑向動載荷系數(shù)，將實際徑向載荷Fr轉化為當量動載荷的修正系數(shù)； Y—軸向動載荷系數(shù)，將實際軸向載荷Fa轉化為當量動載荷的修正系數(shù)。 其中： Fr=10（KN） Fa=7.52（KN） X=0.27 Y=1.04 將數(shù)值代入公式（4.8）得： P=XFr+YFa （2.8） 其中： ε=3 將數(shù)值代入上公式（4.9）得： 3.計算軸承的基本額定壽命Lh： Lh

21、 （2.9） 將上面計算所得數(shù)值代入公式（4.10）得： 所以軸承7206C合格。 2.6 聯(lián)軸器的選擇與校核 1. 聯(lián)軸器的選擇： 根據(jù)需要選YJ90L25型電動機和D=200mm的螺旋輸送機相配時，查表得應采用圖號為YT06.025.3型浮動聯(lián)軸器。此型號聯(lián)軸器用于減速器與螺旋軸以及電動機與減速器兩段半聯(lián)軸器。 2. 對所選聯(lián)軸器進行校核： Tc=TKWKKZKt KWKKZKt （2.10

22、） 式中： T—理論轉矩，Nm PW—驅動功率，Kw n—工作轉速，r/min KW—動力機系數(shù) K—工況系數(shù) KW—啟動系數(shù) Kt—溫度系數(shù) Tn—公稱轉矩，Nm 其中： KW=1.0 K =1.0 KZ=1.0 Kt=1.25 將以上數(shù)值代入上公式（4.10）得： TC TC

23、 TC 所以所選的聯(lián)軸器滿足條件。 2.7 本章小結 本章對螺旋軸進行了設計，由輸送物料對軸的材料進行選擇，通過計算確定軸的尺寸，并對其進行疲勞強度、安全系數(shù)和剛度校核；并根據(jù)使用要求對機體螺旋軸段的軸承和電動機以及螺旋軸兩部分的半聯(lián)軸器進行了選擇并校核。 結 論 本設計主要對GX螺旋輸送機的工作原理及其特點進行分析，進而確定輸送機的整體設計方案。設計過程中充分反映各傳動機構的結構特點，各機構間的運動關系，各機構間的相互聯(lián)接關系，機械各傳動系統(tǒng)對運動和力的傳遞過程等。重點對總體裝配和減速器部分進行設計，輸送機本身的殼體、底座、進

24、出料口在設計過程中也要使其結構明了易懂，并且較合理應用于輸送機的正常使用。 在對GX螺旋輸送機設計的目的、意義和輸送機領域進行簡單的介紹后，對GX螺旋輸送機的工作原理、組成和特點進行概述，并通過計算確定螺旋直徑、螺旋轉速和輸送機所需功率等運動和動力參數(shù)，選出電動機確定其功率和轉速；后面對減速器、螺旋軸、殼體進行了設計并完成了工作能力的驗算校核工作。 本設計在殼體安裝過程中我采用比傳統(tǒng)輸送機更為簡單的螺栓定位安裝的方法，這樣會使安裝和操作使用時的工作量進一步減輕。但在設計中對于螺旋軸過長不好固定和輸送過程中阻力因素的影響這兩難題我在設計中的解決措施不夠完善，希望在以后工作和實踐中能通過自己的

25、努力找到更好的方法解決此問題，更希望能得到專業(yè)認識和相關老師的指導。 以上就是我本次設計的設計任務。設計雖然完成了，但通過這次設計，我深深的感覺到自己專業(yè)知識的欠缺和實際經(jīng)驗的不足。遇到了很多問題不能自己解決，都需要在指導老師的幫助下才能進行。所以，在以后投入工作崗位后，我會繼續(xù)學習專業(yè)知識并且努力增長自己的實際經(jīng)驗，使自己的各方面支持儲備量得到進一步的增強。只有這樣才能使自己在今后的工作中有所作為，有所成就。 參考文獻 [1]王中剛，張秀親

26、，苗淑杰.機械設計實踐[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，2003 [2]任文斗，張興輝.運輸機械選用手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，1999 [3]王三民，諸文俊.機械原理與設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000 [4]成大先.機械設計手冊全卷[M].北京：化學工業(yè)出版社，1999 [5]濮良貴，紀名剛.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2001 [6] 侯世增.機械制圖[M].北京：高等教育出版社，2002 [7]曹志奎.機械CAD技術基礎[M].上海：上海交通大學出版社，1996 [8]石光源，周積義.機械制圖[M].北京：清華大學出版社，2000 [9]李進

27、華，王進戈.機械設計[M].重慶：重慶大學出版社，2002 致 謝 大學三年的生活即將結束。最后階段的畢業(yè)設計是是大學三年知識的綜合運用，是對能力的一次檢驗。本設計是在夏秀梅老師的精心指導和大力支持下完成的。在選題和整個設計過程中，都傾注了夏老師的心血。由于自己經(jīng)驗不足，專業(yè)知識欠缺，在本次螺旋軸的設計中遇到了很多困難，甚至出現(xiàn)了自己不知道做什么，無從下手的情況。幸虧有夏老師的精心指導，才使我一步步的走下去，直到完成本設計。 由于沒有實物的參照，在設計過程中遇到很多在書籍、資料上無法看懂的東西，使設計進程變的非常緩慢，幸虧夏老師給我指明了新的設計思路，用自己的想法進行設計，最終順利得完成了本次設計。在設計完成之際，特向辛勤的夏老師致以我崇高的敬意和衷心的感謝。