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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 ?？茖W(xué)生畢業(yè)設(shè)計 螺旋軸設(shè)計 系部名稱： 機(jī)電工程系 專業(yè)班級： 機(jī)電一體化 學(xué)生姓名： 韓麗 指導(dǎo)教師： 夏秀梅 職 稱： 吉 林 工 程 技 術(shù) 師 范 學(xué) 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(shè)計 一、設(shè)計內(nèi)容 本次設(shè)計的螺旋軸是螺旋輸送機(jī)的主要零件，螺旋輸送機(jī)用于輸送粉狀的石灰。石灰由進(jìn)料口裝料，經(jīng)過螺旋軸輸送，由出料口卸料。 需對螺旋軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。包括：機(jī)器的可行性分析，總體結(jié)構(gòu)方案的擬訂，運(yùn)動和動力參數(shù)的確定與計算。通過一定的強(qiáng)度計算，確定機(jī)器中零件的結(jié)構(gòu)尺寸，并進(jìn)行必要的校核。繪制主要零件工作圖，編寫設(shè)計說明書。 二、設(shè)計要求 （1）按規(guī)定時間獨(dú)立完成設(shè)計任務(wù)。 （2）結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)突出創(chuàng)新的要求，并應(yīng)選擇最佳的設(shè)計方案。 （3）結(jié)構(gòu)的設(shè)計應(yīng)能實(shí)現(xiàn)所提出的功能要求，結(jié)構(gòu)要合理。 （4）設(shè)計計算要準(zhǔn)確。 （5）保證圖面質(zhì)量，制圖應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

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

5、濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003 [2]任文斗，張興輝.運(yùn)輸機(jī)械選用手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999 [3]王三民，諸文俊.機(jī)械原理與設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 [4]成大先.機(jī)械設(shè)計手冊全卷[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999 [5]濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2001 [6]侯世增.機(jī)械制圖[M].北京：高等教育出版社，2002 [7]曹志奎.機(jī)械CAD技術(shù)基礎(chǔ)[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，1996 [8]石光源，周積義.機(jī)械制圖[M].北京：清華大學(xué)出版社，2000 [9]李進(jìn)華，王進(jìn)戈.機(jī)械設(shè)計[M].重慶：重慶大學(xué)出

6、版社，2002 六、備 注 指導(dǎo)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(dǎo)時間 固定指導(dǎo)地點(diǎn) 摘 要 螺旋軸是GX螺旋輸送機(jī)的主要零件，GX螺旋輸送機(jī)是用于輸送粉狀石灰的裝置。其石灰由進(jìn)料口裝料，經(jīng)過螺旋軸裝置輸送，由出料口卸料，實(shí)現(xiàn)輸送功能。 根據(jù)GX螺旋輸送機(jī)的功能要求，本設(shè)計對輸送機(jī)的工作原理及其特點(diǎn)進(jìn)行了分析，確定了輸送機(jī)的總體傳動方案。輸送機(jī)主要由以下幾部分組成：電動機(jī)、減速器、螺旋軸和殼體等。

7、電動機(jī)通過減速器減速，將運(yùn)動和動力傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)螺旋軸，實(shí)現(xiàn)石灰的輸送。 根據(jù)輸送機(jī)總體傳動方案，進(jìn)行了螺旋軸結(jié)構(gòu)的設(shè)計。對螺旋輸送機(jī)的主要零件螺旋軸進(jìn)行了設(shè)計，確定了其結(jié)構(gòu)尺寸，完成了工作能力驗(yàn)算。對機(jī)器中的標(biāo)準(zhǔn)件：聯(lián)軸器、軸承、鍵進(jìn)行了選擇。 關(guān)鍵詞：螺旋軸；設(shè)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(shè)計目的和意義 本文以螺旋軸為研究對象。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各個行業(yè)的技術(shù)水平都在逐步的提高，輸送機(jī)制造行業(yè)也不例外。在機(jī)械運(yùn)輸領(lǐng)域中，GX螺旋輸送機(jī)是工農(nóng)業(yè)各部門機(jī)械化運(yùn)輸工作的主要機(jī)組，在其領(lǐng)域中占有相當(dāng)重要的地位。可使運(yùn)輸工作減輕勞動強(qiáng)度，提高工作效率，應(yīng)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(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，成本低，面積小，操作安全方便，在運(yùn)輸過程中能與外界隔離，是一

13、種封閉的運(yùn)輸設(shè)備，它不僅可以水平運(yùn)輸，而且可以傾斜運(yùn)輸。 本設(shè)計以改進(jìn)GX螺旋輸送機(jī)的目的，對其主要零件螺旋軸進(jìn)行更深層次優(yōu)化設(shè)計，使其成本低，工作效率高等優(yōu)點(diǎn)進(jìn)一步得到改良，從而在其領(lǐng)域中有更好的發(fā)展前景。 第2章 螺旋軸的設(shè)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(yīng)用于腐蝕條件下工作的軸。 使用過程中注意事項(xiàng)： 1.清洗。不可用未添加阻化劑的鹽酸進(jìn)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(jìn)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(qiáng)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(dāng)PH低于8.5時，不宜與不銹 鋼接觸。 2.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 已知輸送機(jī)的功率為P=1.5Kw,工作轉(zhuǎn)速為n=190r/min。 對只受轉(zhuǎn)矩或以承受轉(zhuǎn)矩為主的傳動軸,應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件計算軸的直徑。若有彎矩作用,可用降低許用應(yīng)力的方法來考慮影響。 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)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(zhuǎn)速190r/min [τ]—軸的許用應(yīng)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(qiáng)度安全系數(shù)校核 疲勞強(qiáng)度校核判斷根據(jù)為S≥[S]。當(dāng)該式不能滿足時，應(yīng)改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)以降低應(yīng)力集中，其主要措施可參《機(jī)械原理與設(shè)計》

16、表18.4。亦可采用熱處理，表面強(qiáng)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(qiáng)度是根據(jù)減速器作用在軸上的最大變載荷進(jìn)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(qiáng)度計算的許用安全系數(shù) （2.3） σ-1—對稱循環(huán)應(yīng)力下的材料彎曲疲勞極限Mpa

17、 τ-1—對稱循環(huán)應(yīng)力下的材料扭轉(zhuǎn)疲勞極限Mpa kσkτ—彎曲和扭轉(zhuǎn)時的有效應(yīng)力集中系數(shù) β—表面質(zhì)量系數(shù) εσ、ετ—彎曲和扭轉(zhuǎn)時的尺寸影響系數(shù) ψσ、ψτ—材料拉伸和扭轉(zhuǎn)時的平均應(yīng)力折算系數(shù) σα、σm—彎曲應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力Mpa τα、τm—扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)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(qiáng)度安全系數(shù)。 2.4 軸的剛度校核

18、 （2.4） 式中： ψ—扭轉(zhuǎn)角（rad） Mn—軸傳遞的扭矩 L—軸產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)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(jī)慣性矩 1.對于空心軸： （2.5） 式中： D—軸的外徑（cm） d—軸的內(nèi)徑，實(shí)心軸時d=0，（cm） N—軸傳遞的額定功率kw Nf—軸的計算轉(zhuǎn)速 （r/min） 2.當(dāng)軸上有鍵槽時，應(yīng)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(nèi)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(shè)軸承的壽命為10000h,當(dāng)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(shí)際

20、載荷的徑向分量）； Fa—軸承所受的軸向載荷（既軸承實(shí)際載荷的軸向分量）； X—徑向動載荷系數(shù)，將實(shí)際徑向載荷Fr轉(zhuǎn)化為當(dāng)量動載荷的修正系數(shù)； Y—軸向動載荷系數(shù)，將實(shí)際軸向載荷Fa轉(zhuǎn)化為當(dāng)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(jī)和D=200mm的螺旋輸送機(jī)相配時，查表得應(yīng)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(jī)與減速器兩段半聯(lián)軸器。 2. 對所選聯(lián)軸器進(jìn)行校核： Tc=TKWKKZKt KWKKZKt （2.10

22、） 式中： T—理論轉(zhuǎn)矩，Nm PW—驅(qū)動功率，Kw n—工作轉(zhuǎn)速，r/min KW—動力機(jī)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(zhuǎn)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(jié) 本章對螺旋軸進(jìn)行了設(shè)計，由輸送物料對軸的材料進(jìn)行選擇，通過計算確定軸的尺寸，并對其進(jìn)行疲勞強(qiáng)度、安全系數(shù)和剛度校核；并根據(jù)使用要求對機(jī)體螺旋軸段的軸承和電動機(jī)以及螺旋軸兩部分的半聯(lián)軸器進(jìn)行了選擇并校核。 結(jié) 論 本設(shè)計主要對GX螺旋輸送機(jī)的工作原理及其特點(diǎn)進(jìn)行分析，進(jìn)而確定輸送機(jī)的整體設(shè)計方案。設(shè)計過程中充分反映各傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，各機(jī)構(gòu)間的運(yùn)動關(guān)系，各機(jī)構(gòu)間的相互聯(lián)接關(guān)系，機(jī)械各傳動系統(tǒng)對運(yùn)動和力的傳遞過程等。重點(diǎn)對總體裝配和減速器部分進(jìn)行設(shè)計，輸送機(jī)本身的殼體、底座、進(jìn)

24、出料口在設(shè)計過程中也要使其結(jié)構(gòu)明了易懂，并且較合理應(yīng)用于輸送機(jī)的正常使用。 在對GX螺旋輸送機(jī)設(shè)計的目的、意義和輸送機(jī)領(lǐng)域進(jìn)行簡單的介紹后，對GX螺旋輸送機(jī)的工作原理、組成和特點(diǎn)進(jìn)行概述，并通過計算確定螺旋直徑、螺旋轉(zhuǎn)速和輸送機(jī)所需功率等運(yùn)動和動力參數(shù)，選出電動機(jī)確定其功率和轉(zhuǎn)速；后面對減速器、螺旋軸、殼體進(jìn)行了設(shè)計并完成了工作能力的驗(yàn)算校核工作。 本設(shè)計在殼體安裝過程中我采用比傳統(tǒng)輸送機(jī)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(jìn)一步減輕。但在設(shè)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(shè)計中的解決措施不夠完善，希望在以后工作和實(shí)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(rèn)識和相關(guān)老師的指導(dǎo)。 以上就是我本次設(shè)計的設(shè)計任務(wù)。設(shè)計雖然完成了，但通過這次設(shè)計，我深深的感覺到自己專業(yè)知識的欠缺和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的不足。遇到了很多問題不能自己解決，都需要在指導(dǎo)老師的幫助下才能進(jìn)行。所以，在以后投入工作崗位后，我會繼續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)知識并且努力增長自己的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使自己的各方面支持儲備量得到進(jìn)一步的增強(qiáng)。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(xiàn) [1]王中剛，張秀親

26、，苗淑杰.機(jī)械設(shè)計實(shí)踐[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2003 [2]任文斗，張興輝.運(yùn)輸機(jī)械選用手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999 [3]王三民，諸文俊.機(jī)械原理與設(shè)計[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 [4]成大先.機(jī)械設(shè)計手冊全卷[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999 [5]濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，2001 [6] 侯世增.機(jī)械制圖[M].北京：高等教育出版社，2002 [7]曹志奎.機(jī)械CAD技術(shù)基礎(chǔ)[M].上海：上海交通大學(xué)出版社，1996 [8]石光源，周積義.機(jī)械制圖[M].北京：清華大學(xué)出版社，2000 [9]李進(jìn)

27、華，王進(jìn)戈.機(jī)械設(shè)計[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2002 致 謝 大學(xué)三年的生活即將結(jié)束。最后階段的畢業(yè)設(shè)計是是大學(xué)三年知識的綜合運(yùn)用，是對能力的一次檢驗(yàn)。本設(shè)計是在夏秀梅老師的精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。在選題和整個設(shè)計過程中，都傾注了夏老師的心血。由于自己經(jīng)驗(yàn)不足，專業(yè)知識欠缺，在本次螺旋軸的設(shè)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(dǎo)，才使我一步步的走下去，直到完成本設(shè)計。 由于沒有實(shí)物的參照，在設(shè)計過程中遇到很多在書籍、資料上無法看懂的東西，使設(shè)計進(jìn)程變的非常緩慢，幸虧夏老師給我指明了新的設(shè)計思路，用自己的想法進(jìn)行設(shè)計，最終順利得完成了本次設(shè)計。在設(shè)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。