螺旋輸送式洗米機畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　航空與機械工程 系 機械設計制造及其自動化 專業(yè) 1081023 班</p><p>　　學生（簽名）： 俸愛元 </p><p>　　日期： 自 2014 年 2 月 17 日 至 2

2、014 年 6 月 1 日</p><p>　　指導教師（簽名）： </p><p>　　航空與機械工程 系（室） 主任（簽名）： 賀紅林 </p><p>　　學士學位論文原創(chuàng)性聲明</p><p>　　本人聲明，所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立完成的研究成果。除了文

3、中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他學位申請的論文或成果。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。</p><p>　　作者簽名：俸愛元 日期：2014年5月 29 日</p><p>　　學位論文版權使用授權書&

4、lt;/p><p>　　本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權南昌航空大學科技學院可以將本論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。</p><p>　　作者簽名：俸愛元 日期：2014年5月 29 日&

5、lt;/p><p>　　導師簽名：賀紅林 日期：2014年5月 29 日</p><p>　　螺旋輸送式連續(xù)洗米機設計</p><p>　　學生姓名：俸愛元 班級：1081023</p><p><b>　　指導老師： 賀紅林</b></p><p>　　摘要：洗米

6、機是一種糧食加工機械,用于洗米的裝置。本設計的螺旋洗米機由電動機、水平螺旋軸、傾斜螺旋軸及與其相對應的減速器、機架等結構組成。米由進料口進入洗米機,經過螺旋軸的輸送進行揉搓洗滌,水流與米流逆流流動,米中的漂浮雜質在此過程中漂浮,與洗滌的濁水一起從溢流口排出,達到洗米的目的。其結構簡單,占地面積小,集搓米、洗米、除去漂浮雜質、砂石等為一體,用水量少洗滌效果好,是一種高效的連續(xù)洗米機,是食堂、大型飯店、快餐中心等較為理想的糧食洗滌機械。 本

7、設計擬訂了洗米機的總體結構方案,進行了運動和動力參數的計算;完成了水平螺旋軸、傾斜螺旋軸及與其相對應的減速器傳動、機架等結構設計。</p><p>　　關鍵詞：螺旋洗米機，減速器，水平螺旋軸，傾斜螺旋軸，機架。</p><p>　　指導老師簽字： 賀紅林</p><p>　　Screw Conveyor Continuous Washing Rice Machin

8、e Design</p><p>　　Student Name: Fengaiyuan Class: 1081023 </p><p>　　Supervisor: Hehonglin</p><p>　　Abstract:Rice washing machine is a kind of food processing ma

9、chinery, for the rice washing device. The design of the spiral rice washing machine is composed of motor, horizontal spiral shaft, inclined screw shaft and corresponding reducer, a frame structure. Metres from the inlet

10、into the washing machine, the spiral shaft carried by the conveyor to rubbing washing, water flow and countercurrent flow meters flow, Minaka floating impurities in the process of floating, and washing muddy water from &

11、lt;/p><p>　　Keywords:Spiral rice washing machine;Retarder;Horizontal spiral shaft;Tilting screw shaft;Rack</p><p>　　Signature of Supervisor: Hehonglin</p><p><b>　　目 錄</b>

12、;</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 洗米機設計的目的及意義 ................................1 1.2 我國洗米行業(yè)發(fā)展概況 ..................................2 1.3 典型洗米機的式樣...................................

13、...... 4 </p><p>　　洗米機工作原理設計及執(zhí)行件計算.................... 5 </p><p>　　2.1 洗米機工作原理的設計................................... 6 2.2 洗米機執(zhí)行件的計算 .....................................6 2.3 水平螺旋直徑，轉速及長度 ....

14、..........................6 2.3.1 傾斜螺旋直徑，轉速及 長度............................. 7 2.4 水平及傾斜螺旋校核計算 ................................7 2.4.1水平螺旋軸的校核................................... 8 2.4.2 傾斜螺旋軸的校核..........................

15、............. 9 </p><p>　　第3章 水平及傾斜螺旋減速器設計...........................11 </p><p>　　3.1水平減速器總體設計 ..................................11 3.2 水平螺旋減速器高速級齒輪設計 ..........................12 3.3 選擇齒輪類型、精度

16、等級、材料及齒數........................ 13 3.4齒面接觸疲勞強度的計算 ................................14 3.5 按齒根彎曲強度計算 ...................................15 3.6 幾何尺寸計算... .........................................16 3.7 驗算..................

17、................................. 17 3.8 水平螺旋減速起低速級齒輪設計............................17</p><p>　　第4章 各軸的結構設計與校核 ...............................21 </p><p>　　4.1輸入軸的設計...............................

18、............ 21 4.2 中間軸的設計......................................... 24 4.3 輸出軸的設計....................................... ...26 4.4 傾斜螺旋減速器的設計 ...................................30</p><p>　　第5章 全文總結 ........

19、....................................31</p><p>　　參考文獻 ..................................................32致謝........................................................33</p><p><b>　　1緒論.</b

20、></p><p>　　1.1洗米機設計目的及意義</p><p>　　大米是我國一些地方的主食，然而一些食堂、大型飯店、快餐中心大米的用量比較大，人工洗米不僅浪費人力財力而且無法滿足需求，因此為把人們從繁重效率低的勞動中解放出來，提高工作效率，需要一類洗米設備來代替人類。而洗米機就是一種糧食加工機械，用于洗米的裝置。為了適應食堂、大型飯店、快餐中心等的需要，因此設計了一種螺旋輸送式

21、洗米機，該機包括電動機、齒輪減速傳動、機殼、進料口、出料口、螺旋推進器等結構。通過水的沖刷及沙石自身沉降達到清洗大米的目的。</p><p>　　從原理和結構上講，洗米機的類型也是多種多樣的，例如有水壓式、循環(huán)式、半自動式、水射流式等。不同類型的洗米機的結構組成和應用特點有所不同，但總體的看目前，各型洗米機均呈現良好的發(fā)展態(tài)勢。適于餐飲業(yè)發(fā)展的需要，本文著力推出新原理結構螺旋輸送式洗米機，其研究不僅具一定理論意義

22、，更具重要工程實用價值。</p><p>　　1.2國內外洗米行業(yè)發(fā)展概況</p><p>　　（1） 國內洗米機發(fā)展概況</p><p>　　隨著我國經濟的迅速發(fā)展，國民生活水平的不斷提高，在工業(yè)、農業(yè)及第三產業(yè)的發(fā)展中其機械化水平得到空前的提高。在傳統(tǒng)的服務業(yè)——餐營業(yè)中其機械作業(yè)也日趨普遍化,從而大大的降低了勞動者的勞動強度，也降低了勞資成本。</p&g

23、t;<p>　　由于在國內人口眾多，不管是學校、餐飲和工廠都存在大量學生、顧客和工人。因此，國內的食品機械工廠在洗米機的生產上是以大中型洗米機為主。國內在洗米機領域正在飛速發(fā)展，現在市場中也出現了螺旋輸送揉搓洗滌的新型洗滌方式。洗米機的研究在于提高對大米的洗滌效率，減少對水源的浪費，并可大大的降低食品加工人員的工作量，以實現優(yōu)質高效的洗滌效果。由于我國人口眾多特別是在學校、工廠及餐飲行業(yè)都需解決對大量米的洗滌工作，通過對國

24、內相關食品機械的調查可看出，目前對洗米機的需求量呈增長趨勢。所以說開發(fā)洗米機有著重要的實際意義。</p><p>　?。?）國外洗米機發(fā)展概況</p><p>　　目前，在歐美發(fā)達國家洗米機的應用以達到相當大的普及，由于其人口密度不大，因此中小型洗米機的需求量比較大。從在洗米機的構造來看，國外的洗米機趨于小型化，高效率，結構簡單等特點，從過去的一次性洗滌發(fā)展到現在的連續(xù)式洗滌方式，并且工作

25、機構也以從過去的攪拌型發(fā)展到現在的電磁振動和螺旋輸送揉搓等方式。</p><p>　　本設計是根據國內外洗米機的發(fā)展趨勢：小型化，高效率，結構簡單等，而設計的一種能除去谷殼等漂浮雜質及沙石、用水量少的螺旋輸送式洗米機。適用于學校食堂，大型飯店等部門，操作安全方便以及制造成本低等優(yōu)點。通過對1000kg米洗滌的理論分析來看所需時長為2小時，用水量在6500L左右，且只需1-2名操作工人。從這一洗滌過程來看與人工洗滌

26、相比可大量節(jié)省洗滌成本，且大大的提高了其洗滌效率。</p><p>　　1.3典型洗米機的樣式</p><p>　?。?） 水壓式洗米機</p><p>　　如圖1.1所示，此類洗米機采用自來水為動力，自來水通過本產品的主體水閥進行加壓，將一束急流的水從小口徑孔射出，從而具有足夠的能量把漏斗中流下的大米進行輸送和清洗，對大米的表面進行摩擦和沖擊，使表面和背溝的糠皮得

27、到徹底清涮，對其他顆粒物也能起到清洗和運輸的目的。在洗米的過程中，能將大米的上浮物質通過洗米機溢水面進行排放，進行過清洗的大米能保證干凈衛(wèi)生。</p><p>　　特點：提高洗米質量，減少浪費，節(jié)省能源，適用于大米、黃豆、小麥、玉米、豆類等的淘洗。</p><p><b>　　（2）循環(huán)式洗米機</b></p><p>　　如圖1.2所示，由分

28、離器和供水桶構成一體，在分離器的內腔按縱向依次設置有落米室、米砂分離室、存米室及漂浮物排出室，水泵和落米室及供水桶相接，米泵分別通過輸米管和送米管與存米室及米水分離器相接，它是利用各種物質不同比重，將砂石、米蟲、糠皮、塵埃等雜物清除掉。使用時把大米投入不銹鋼料斗中，洗米機通過高水壓從料斗底部將大米走流入下一個不銹鋼容器中，然后從這個容器底部吸走，再從頂端流入。洗米機這個動作循環(huán)一個周期，使大米得到了充分的清洗和浸洗，最后通過自動程式控制

29、吸入另一個米水分離裝置將水分濾去。</p><p>　　特點：清除效果好，其用水可反復使用，節(jié)約用水，體積小，重量輕，操作方便，淘米量大，可廣泛用于家庭、集體食堂和賓館等單位。 </p><p>　　圖1.3半自動式洗米機 圖1.4水射流式洗米機</p><p>　　（

30、3）半自動式洗米機</p><p>　　如圖1.3所以，半自動洗米機涉及一種淘洗大米用的炊事機具。主要由內套桶、外套桶、漏水斗、主軸、電機、攪拌器、水米分流器和機架組成，內套桶為盛水和米的容器，電機通過主軸帶動攪拌器在內套桶中旋轉將米洗凈并通過水米分流器直接送入鍋內。</p><p>　　特點：結構簡單、操作方便，淘米速度快，洗凈度高，可以大大減輕炊事人員的勞動強度。特別適用于大量淘洗大米

31、，也可以用于清洗其他顆粒狀物品。</p><p>　　（4）水射流式洗米機</p><p>　　如圖1.4所示，水射流就是利用滴水穿石的原理，賦予液滴比自由落體大得多的打擊能量，使持之以恒能觀察到的滴水穿石現象在瞬間完成。水射流分高壓和低壓。低壓水射流技術可應用于食品工業(yè)，糧食加工中，如大米加工前工藝輸送和清洗，將這一技術運用到大米制粉工藝上是一次大膽嘗試，水射流裝置是由泵(或自來水)、管

32、道、噴嘴、漏斗、閥門、壓力表、以及浸泡清水池等組成。它的關鍵部分是噴嘴和管徑。工作原理是一束急流的水從小口徑孔射出，從而具有足夠的能量把漏斗中流下的大米進行輸送和清洗，對大米的表面進行摩擦和沖擊，使表皮和背溝的糠皮得到徹底清涮，對其他顆粒物也能起到清洗和運輸的目的。低壓水射流裝置的研制和開發(fā)獲得成功，解決了多年來內銷和出口米粉條大米的運輸清洗等問題，提高了質量，節(jié)省了能源，減輕了工人勞動強度，衛(wèi)生也大大改觀。以前是利用刮板輸送機輸送，這

33、樣既不衛(wèi)生，又浪費，大米破損率高，常常有大米殘留物在刮板機內發(fā)酵腐爛變質，因此使米粉條的質量差，現在用水射流輸米機情況就不同了，使米粉條質量大大提高，外觀也好看。</p><p>　　特點：水射流輸洗米機由于結構緊湊，用材少，操作簡便，裝拆維修十分方便，工作可靠，產量穩(wěn)定，故障率少，使用壽命長，工作4年沒有大修過，零件完好，功率在4kW左右，因而耗能少，同時，操作技術要求低，新手一兩天即可完全掌握。</p&

34、gt;<p>　　2 洗米機工作原理設計及執(zhí)行件的計算</p><p>　　2.1 洗米機工作原理的設計</p><p>　　為適應食堂、大型飯店、快餐中心等的需要，提出一種基于機械螺旋驅動的連續(xù)式洗米機，該洗米機的原理構成如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 機組結構簡圖</p><p>　　1-料斗；2-水平螺旋；

35、3-減速器1；4-電機1；5-機架；6-電機2；7-減速器2；</p><p>　　8-沙石沉積槽；9-傾斜螺旋；10-出料口；11-噴水裝置；12-溢流口</p><p>　　從結構上講，該洗米機主要由料斗、水平螺旋、傾斜螺旋、機架、動力裝置、噴水裝置等部分組成。</p><p>　　洗米機的工作原理可描述為：大米至料斗加入，經過水平螺旋的輸送進行揉搓洗滌，大米中

36、的漂浮雜質在此過程中漂出，與洗滌的濁水一起從溢流口排出。大米經過水平螺旋輸送洗滌完后，進入傾斜螺旋，在傾斜螺旋的入口處，沉降速度較快的沙石則被沉降在沙石沉積槽內(小槽下有螺孔，可定時拆下進行清洗)，大米則隨著傾斜螺旋的轉動，被進一步揉搓洗滌并往上輸送，最后經過噴水裝置以上的瀝干段瀝干后從排料口排出，完成洗米操作。而洗滌水在洗米過程中從噴水裝置處噴入，沿傾斜螺旋往下流動，經過水平螺旋，最后從溢流口流出。機組在整個洗米過程中水流與米成逆流流

37、動，保證了較好的洗滌效果。為了確保水與米能成較好的逆流流動，在傾斜輸送螺旋上鉆小孔，并使傾斜螺旋的上蓋與螺旋留有一定的間隙，水平螺旋則采用敞蓋，也便于漂浮雜質浮出。</p><p>　　本文洗米機設計主要特點：一是米在用螺旋輸送過程中同時進行揉搓洗滌，使機組結構簡單，運作可靠；二是米流與水流成逆流流動保證了用水少和較好的洗滌效果；三是漂浮雜質有足夠的漂浮空間，保證洗滌能較徹底地除去米中的漂浮雜質。</p&g

38、t;<p>　　2.2洗米機執(zhí)行件的計算</p><p>　　洗米機執(zhí)行件包括水平螺旋與傾斜螺旋，以下就這兩種執(zhí)行件進行分析計算。</p><p>　　2.2.1水平螺旋直徑、轉速及長度</p><p>　　設水平螺旋直徑為、轉速為及長度</p><p>　　螺旋直徑和轉速計算公式如下： </p><p>

39、;<b>　　(2-1)</b></p><p><b>　　(2-2)</b></p><p>　　式中：—水平螺旋直徑，單位為；</p><p>　　—生產能力，單位為；</p><p>　　—物料綜合特性系數；</p><p>　　—物料充填系數，由于螺旋具有輸送和揉搓

40、洗滌作用，故應適當</p><p><b>　　取小值；</b></p><p>　　—物料的堆積密度，單位為；</p><p>　　—與輸送傾角有關的系數；</p><p>　　—水平螺旋轉速，單位為；</p><p>　　—物料綜合特性系數。</p><p>　　各個參

41、數的取值大小見表2-1</p><p>　　表2-1 水平螺旋的參數</p><p>　　將上述各值代入式2-1、2-2，可求出、：</p><p><b>　　圓整為標準系列；。</b></p><p>　　螺旋填充系數的校核公式為：</p><p><b>　　(2-3)</b

42、></p><p>　　式中——螺距（），此處，其他符號意義同前。</p><p>　　將圓整的、值代入式2-3：</p><p>　　得，小于前面的初選，為此可以考慮降低轉速以減少摩擦。取，則可得，為此，最終選定水平螺旋的直徑和轉速為：</p><p>　　另由有關試驗及經驗，兼顧機體尺寸，取水平螺旋長為。</p>&l

43、t;p>　　2.2.2傾斜螺旋直徑、轉速及長度</p><p>　　為便于瀝水及實現水與米形成逆流，同時也利于出料，取傾斜螺旋的傾角，按2.2.1的計算方法，可算得傾斜螺旋的直徑、轉速、充添系數及長度，數值見表2-2。</p><p>　　表2-2 傾斜螺旋的參數</p><p>　　傾斜螺旋的充填系數比水平螺旋大，但仍小于0.35，在推薦范圍內。</p

44、><p>　　2.3 功率計算及電機的選型</p><p>　　利用阻力系數法計算所需電機功率，水平螺旋電機所需額定功率和傾斜螺旋電機所需額定功率。</p><p><b>　　(2-4)</b></p><p><b>　　(2-5)</b></p><p>　　式中：—功率備

45、用系數；</p><p><b>　　—傳動效率；</b></p><p><b>　　—螺旋長度；</b></p><p><b>　　—傾斜螺旋的傾角；</b></p><p><b>　　—阻力系數；</b></p><p>

46、　　—螺旋輸送機生產能力，單位為（）。</p><p>　　表2-3 功率計算參數</p><p>　　考慮到水（介質）充滿螺旋，計算阻力時除輸送阻力外，還應有介質攪動阻力，由于介質阻力較難計算，此外可假設輸送充填系數為1的水作為其生產能力，以此來近似計算總阻力，由此可按公式：</p><p><b>　　(2-6)</b></p>

47、<p><b>　　算得：</b></p><p><b>　　，。</b></p><p>　　以上各數值代入公式2-4、2-5，可計算得：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　上述計算是穩(wěn)定運轉功率，由于計算值可看出，所需功率較小，考慮

48、到運轉中沖擊等突發(fā)載荷，參考有關其它機械的經驗及有關試驗和電機效率，最終選取水平螺旋電機功率為，電機選用單向異步電機，型號為CO6114（轉速為1426r/min，效率為58%），傾斜螺旋電機功率為，為單向異步電機CO8014（轉速為1428r/min效率為65%）。</p><p>　　2.4 水平及傾斜螺旋校核計算</p><p>　　2.4.1 水平螺旋軸的校核</p>

49、<p>　　選取軸的材料為45鋼，調質處理，軸的扭轉強度條件為</p><p><b>　　(2-7)</b></p><p>　　式中：—扭轉切應力，單位為；</p><p>　　—軸所受的扭矩，單位為；</p><p>　　—軸的抗扭截面系數，單位為；</p><p>　　—軸的轉

50、速，單位為；</p><p>　　—軸傳遞的功率，單位為；</p><p>　　—計算截面處軸的直徑，單位為；</p><p>　　—許用扭轉切應力，單位為。</p><p>　　由上式可得軸的直徑：</p><p><b>　　(2-8)</b></p><p>　　各

51、參數的取值見表2-4：</p><p><b>　　表2-4 軸的參數</b></p><p>　　將表中數值代入式2-8可得軸的直徑：</p><p>　　為了減少螺旋旋轉過程中振動，提高葉片的強度由經驗公式取。校核軸的強度：當米完全充滿水平螺旋時，米的體積約為</p><p><b>　　質量為，所以重量為

52、</b></p><p>　　若米的全部重力完全作用于水平螺旋軸的尾部，則彎矩為</p><p>　　水平螺旋所傳遞的扭矩：</p><p>　　按彎扭合成應力校核軸的強度，校核公式為：</p><p><b>　　(2-9)</b></p><p>　　進行校核時，通常只校核軸上承受

53、最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面）的強度。根據式2-9及上面計算出的數值，并取，軸的計算應力</p><p>　　前已選定軸的材料為45鋼，調質處理，查表查得。因此，故安全。</p><p>　　2.4.2 傾斜螺旋軸的校核</p><p>　　選取軸的材料為45鋼，調質處理。軸的扭轉強度條件見公式2-7，由公式2-8可算得</p><p>

54、　　為了減少螺旋旋轉過程中振動，提高葉片的強度由經驗公式取。校核軸的強度：當米完全充滿傾斜螺旋時，米的體積約為</p><p><b>　　質量為，所以重量為</b></p><p>　　若米的全部重力完全作用于傾斜螺旋軸的尾部，則彎矩為</p><p>　　傾斜螺旋所傳遞的扭矩：</p><p>　　按彎扭合成應力校核

55、軸的強度。進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面）的強度。根據式2-9及上面計算出的數值，并取，軸的計算應力</p><p>　　前已選定軸的材料為45鋼，調質處理，查表查得。因此，故安全。</p><p>　　3 水平及傾斜螺旋減速器設計</p><p>　　3.1 水平減速器總體設計</p><p>　　圖3.1

56、水平螺旋傳動簡圖</p><p>　　1-電動機；2，4-聯軸器；3-二級展開式圓柱齒輪減速器；5-水平螺旋</p><p>　　因為水平減速器電機功率為250W，</p><p>　　對展開式二級圓柱齒輪減速器，可取</p><p>　　式中，分別為高速級和低速級的傳動比，為總傳動比，要使，均在推薦的數值范圍內。考慮潤滑條件，為使兩級大齒輪

57、直徑相近，取</p><p><b>　　各軸的轉速：</b></p><p>　　I軸 </p><p>　　II軸 </p><p>　　III軸 </p><p>　　水平螺旋

58、 </p><p><b>　　各軸的輸入功率：</b></p><p>　　I軸 </p><p>　　II軸 </p><p>　　III軸 </p><p>　　水平螺旋

59、 </p><p>　　式中：分別表示軸承、齒輪傳動和聯軸器的傳動效率，</p><p><b>　　各軸的輸入轉矩：</b></p><p>　　電動機軸的輸出轉矩為</p><p><b>　　故I軸 </b></p><p><b>

60、　　II軸 </b></p><p><b>　　III軸 </b></p><p><b>　　水平螺旋 </b></p><p>　　表3-1 傳動裝置的運動和動力參數</p><p>　　3.1.2 水平螺旋減速器高速級齒輪設計</p><p

61、>　　3.1.3 選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數</p><p>　?。?）因為齒輪傳動功率不大，轉速不太高，所以選用直齒圓柱齒輪傳動。</p><p>　?。?）螺旋輸送機為一般工作的機器，轉速不高，故齒輪選用7級精度</p><p>　?。℅B10095-88）。</p><p>　?。?）材料選擇。查表選擇小齒輪：45鋼（調質

62、），硬度為：，</p><p>　　大齒輪：45鋼（?；?，硬度為：，二者材料差為。</p><p>　?。?）選擇齒數。小齒輪齒數,大齒輪齒數。</p><p>　　（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?，故按齒面接觸強度設計，用齒根彎曲強度校核的設計方法。</p><p>　　3.1.4 齒面接觸疲勞強度計算</p><p>

63、　　由設計計算公式進行試算，即</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　1）確定公式內的各計算參數值</p><p><b>　　（1）試選載荷系數</b></p><p>　?。?）計算小齒輪傳遞的轉矩</p><p>　?。?）查表選取齒寬系

64、數</p><p>　?。?）查表查得材料的彈性影響系數</p><p>　?。?）按齒面硬度查圖查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限；</p><p>　　（6）由式子3-2計算應力循環(huán)次數。（注：工作壽命為10年，每年300工作日，兩班制）</p><p><b>　?。?-2）</b></p

65、><p>　　將數據代入式子3-2，得</p><p>　　（7）查圖查得接觸疲勞強度壽命系數；</p><p>　　（8）計算接觸疲勞許用應力</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數，由公式3-3，可知</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>

66、　　將數據代入式子3-3，得</p><p><b>　　2）設計計算</b></p><p>　?。?）試算小齒輪分度圓直徑代入中較小值</p><p><b>　?。?）計算圓周速度</b></p><p><b>　　（3）計算齒寬</b></p><

67、p>　?。?）計算齒寬與齒高之比</p><p>　　模數 </p><p>　　齒高 </p><p><b>　?。?）計算載荷系數</b></p><p>　　根據,7級精度,查圖查得動載系數;</p><p>　　直齒輪,假設.由表查得;</

68、p><p>　　由表查得使用系數 ;</p><p>　　由表查得7級精度,小齒輪相對支承非對稱布置時,</p><p><b>　　將數據代入后得 </b></p><p><b>　　;</b></p><p>　　由,查圖查得;故載荷系數</p><p&

69、gt;　?。?）按實際的載荷系數校正所算得的分度圓直徑,由式子3-1，可知</p><p><b>　?。?-4)</b></p><p><b>　　將數據代入后得</b></p><p><b>　?。?）計算模數</b></p><p>　　3.1.6 按齒根彎曲強度設計

70、</p><p>　　彎曲強度的設計公式為</p><p><b>　?。?-5)</b></p><p>　　1)確定公式內的各計算數值</p><p>　　（1）查圖查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲疲勞強度極限;</p><p>　?。?）查圖查得彎曲疲勞壽命系數，</p>

71、;<p>　?。?）計算彎曲疲勞許用應力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數，由式子3-6?？芍?lt;/p><p><b>　　(3-6)</b></p><p><b>　　將數據代入，得</b></p><p><b>　?。?）計算載荷系數</b><

72、/p><p><b>　?。?）查取齒形系數</b></p><p><b>　　由表查得；。</b></p><p>　?。?）查取應力校正系數</p><p><b>　　由表可查得 ；。</b></p><p>　?。?）計算大、小齒輪的；并加以比較

73、</p><p><b>　　大齒輪的數值大。</b></p><p><b>　　2）設計計算</b></p><p>　　對比計算結果，由于齒面接觸疲勞強度計算的模數大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數，由于齒輪模數的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑(即模數與齒數的乘

74、積）有關，可以取由彎曲強度算得的模數并就近圓整為標準值，按接觸強度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數：</p><p>　　大齒輪齒數 ，取</p><p>　　這樣設計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足齒根彎曲疲勞強度，并做到結構緊湊，避免浪費。</p><p>　　3.1.7 幾何尺寸計算</p><p>　　1)計算分度

75、圓的直徑</p><p><b>　　2)計算中心距</b></p><p><b>　　3)計算齒輪寬度</b></p><p>　　各個幾何尺寸見表3-2</p><p>　　表3-2 齒輪的幾何參數</p><p><b>　　取，。</b><

76、;/p><p><b>　　3.2 驗算</b></p><p><b>　　，故合適。</b></p><p>　　3.3 水平螺旋減速器低速級齒輪設計</p><p>　　3.4選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數</p><p>　?。?）因為齒輪傳動功率不大，轉速不太高，所

77、以選用直齒圓柱齒輪傳動。</p><p>　　（2）螺旋輸送機為一般工作的機器，轉速不高，故齒輪選用7級精度</p><p>　?。℅B10095-88）。</p><p>　?。?）材料選擇。查表選擇小齒輪：45鋼（調質），硬度為：，</p><p>　　大齒輪：45鋼（?；?，硬度為：，二者材料差為。</p><p&g

78、t;　　（4）選擇齒數。小齒輪齒數,大齒輪齒數，取。</p><p>　　（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?，故按齒面接觸強度設計，用齒根彎曲強度校核的設計方法。</p><p>　　3.5 齒面接觸疲勞強度計算</p><p>　　由設計計算公式進行試算，參考式子3-1。</p><p>　　1）確定公式內的各計算參數值</p>&l

79、t;p><b>　?。?）試選載荷系數</b></p><p>　?。?）計算小齒輪傳遞的轉矩</p><p>　?。?）查表選取齒寬系數</p><p>　　（4）由表查得材料的彈性影響系數</p><p>　?。?）按齒面硬度查圖查得小齒輪的接觸疲勞強度極限；大齒輪的接觸疲勞強度極限；</p>&

80、lt;p>　?。?）參考式子3-2計算應力循環(huán)次數。（注：工作壽命為10年，每年300工作日，雙班制）</p><p>　?。?）由圖查得接觸疲勞強度壽命系數；</p><p>　?。?）計算接觸疲勞許用應力</p><p>　　取失效概率為1%，安全系數，參考式子3-3，得</p><p><b>　　2）設計計算</

81、b></p><p>　?。?）試算小齒輪分度圓直徑代入中較小值</p><p><b>　?。?）計算圓周速度</b></p><p><b>　　（3）計算齒寬</b></p><p>　?。?）計算齒寬與齒高之比</p><p>　　模數 <

82、;/p><p>　　齒高 </p><p><b>　?。?）計算載荷系數</b></p><p>　　根據,7級精度,由圖查得動載系數;</p><p>　　直齒輪,假設.查表查得;</p><p>　　由表查得使用系數 ;</p><p>　　由表查得7級

83、精度,小齒輪相對支承非對稱布置時,</p><p><b>　　將數據代入后得 </b></p><p><b>　　;</b></p><p>　　由,查圖查得;故載荷系數</p><p>　　（6）按實際的載荷系數校正所算得的分度圓直徑,參考式子3-4，得</p><p>

84、;<b>　?。?）計算模數</b></p><p>　　3.6 按齒根彎曲強度設計</p><p>　　彎曲強度的設計公式參考式子3-5。</p><p>　　1)確定公式內的各計算數值</p><p>　　（1）由圖查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限;大齒輪的彎曲疲勞強度極限;</p><p>　　

85、（2）由圖查得彎曲疲勞壽命系數，</p><p>　?。?）計算彎曲疲勞許用應力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數，參考式子3-6，得</p><p><b>　?。?）計算載荷系數</b></p><p><b>　?。?）查取齒形系數</b></p><p><

86、;b>　　由表查得；。</b></p><p>　　（6）查取應力校正系數</p><p><b>　　由表查得 ；。</b></p><p>　?。?）計算大、小齒輪的；并加以比較</p><p><b>　　大齒輪的數值大。</b></p><p>&

87、lt;b>　　2）設計計算</b></p><p>　　對比計算結果，由于齒面接觸疲勞強度計算的模數大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數，由于齒輪模數的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑(即模數與齒數的乘積）有關，可取由彎曲強度算得的模數并就近圓整為標準值，按接觸強度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數</p><p>　　大

88、齒輪齒數 ，取</p><p>　　這樣設計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足齒根彎曲疲勞強度，并做到結構緊湊，避免浪費。</p><p><b>　　3.7幾何尺寸計算</b></p><p>　　1)計算分度圓的直徑</p><p><b>　　2)計算中心距</b></

89、p><p><b>　　3)計算齒輪寬度</b></p><p>　　各個幾何尺寸見表3-3</p><p>　　表3-3 齒輪的幾何參數</p><p><b>　　取，。</b></p><p><b>　　3.8 驗算</b></p>&

90、lt;p><b>　　，故合適。</b></p><p>　　4 各軸的結構設計與校核</p><p><b>　　4.1輸入軸的設計</b></p><p>　　1.求輸入軸上的功率、轉速和轉矩</p><p>　　由表3-1可知：；；</p><p>　　2.求作用

91、在齒輪上的力</p><p>　　因已知高速齒輪的分度圓直徑為</p><p><b>　　故圓周力</b></p><p>　　3. 初步估算軸的最小直徑，選取聯軸器</p><p>　　先按式3-7初步估算軸的最小直徑，公式為</p><p><b>　　(3-7)</b>

92、;</p><p>　　選取軸的材料為45鋼，調質處理。根據表選取，于是得</p><p>　　該段軸上有鍵槽將計算值加大，應為。</p><p>　　輸入軸的最小直徑顯然是安裝聯軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯軸器的孔徑相適應，故需同時選聯軸器型號。</p><p>　　聯軸器的計算轉矩，考慮到轉矩變化很小，查表選取，則： </

93、p><p>　　按照計算轉矩應小于聯軸器公稱轉矩條件，查標準GB/T 5843-1986或手冊,選用YL凸緣聯軸器，其公稱轉矩為。半聯軸器的孔徑，故??；半聯軸器長度，半聯軸器與軸配合的轂孔長度。</p><p><b>　　4.軸的結構設計</b></p><p>　　1）擬定軸上零件的裝配方案</p><p>　　圖3.2

94、 軸Ⅰ的裝配方式</p><p>　　現選用如圖所示的裝配方案。</p><p>　　2）根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　?。?）為了滿足半聯軸器的軸向定位要求，軸段右端需制出一軸肩，故取段的直徑；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑。半聯軸器與軸配合的轂孔長度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯軸器上而不壓在軸的端面上，故段的長度應比略短些

95、，現取。</p><p>　?。?）初步選擇滾動軸承。因軸承只承受徑向力的作用，故選用單列深溝球軸承。參照工作要求并根據，由軸承產品目錄中初步選取0基本游隙組、標準精度級的單列深溝球軸承6202，其尺寸為，故。右端滾動軸承采用擋油板進行軸向定位。由手冊查得6202型軸承的定位軸肩高度，因此，擋油板的軸肩高為。選擋油板的寬度為，所以。</p><p>　?。?）根據軸段的直徑，考慮到齒輪的分

96、度圓直徑為，可把安裝齒輪處的軸段設計成齒輪軸，選直徑?？紤]到中間軸的長度和內壁間的距離，取軸段的長度。</p><p>　?。?）軸承端蓋的凸緣厚度為（由減速器及軸承端蓋的結構設計而定）。根據軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯軸器右端面間的距離，故取。</p><p>　　至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。</p><p>　　3）

97、軸上零件的周向定位</p><p>　　半聯軸器與軸的周向定位采用平鍵聯接。按由手冊查得平鍵截面（GB/T 1095-1979），鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為（標準鍵長見GB/T 1096-1979），半聯軸器與軸的配合為H7/k6。滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p><p>　　4）確定軸上的圓角和倒角尺寸</p><p&g

98、t;　　參考表選取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見圖所示。</p><p><b>　　5.求軸上的載荷</b></p><p>　　首先根據軸的結構圖作出軸的計算簡圖。根據軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。</p><p>　　圖3.3軸Ⅰ的彎矩圖</p><p>　　從軸的結構簡圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以判斷出齒輪

99、的左右端面是危險截面。計算出危險截面處的彎矩和扭矩。</p><p><b>　　彎矩 </b></p><p><b>　　扭矩 </b></p><p>　　6.按彎扭合成應力校核軸的強度</p><p>　　進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面）的強度。&

100、lt;/p><p><b>　　彎扭校核公式為</b></p><p><b>　　(3-8)</b></p><p>　　根據式子3-1及上面計算出的數值，并取，軸的計算應力</p><p>　　前已選定軸的材料為45鋼，調質處理，查表查得。因此，故安全。</p><p>&l

101、t;b>　　7.驗算平鍵的強度</b></p><p>　　鍵和聯軸器的材料都是鋼，由表查得許用擠壓應力，取平均值，鍵的工作長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。由式3-9可知</p><p><b>　　(3-9)</b></p><p>　　將數據代入式3-9得</p><p>　　聯接的擠壓強度滿足要求。

102、</p><p><b>　　4.2中間軸的設計</b></p><p>　　1.求中間軸上的功率、轉速和轉矩</p><p>　　由表3-1可知：；；</p><p>　　2.求作用在齒輪上的力</p><p>　　因已知中速小齒輪的分度圓直徑為</p><p><

103、b>　　故圓周力</b></p><p>　　3. 初步估算軸的最小直徑</p><p>　　先按式子3-7初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調質處理。根據表選取，于是得</p><p>　　中間軸的最小直徑是安裝軸承處軸的直徑和，但不應小于高速軸安裝軸承處的直徑，所以選軸的直徑。</p><p><b>

104、;　　4.軸的結構設計</b></p><p>　　圖3.4軸Ⅱ的裝配方式</p><p>　　1）擬定軸上零件的裝配方案</p><p>　　現選用如圖所示的裝配方案。</p><p>　　2）根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　（1）初步選擇滾動軸承。因軸承只承受徑向力的作用，

105、故選用單列深溝球軸承。參照工作要求并根據，由軸承產品目錄中初步選取0基本游隙組、標準精度級的單列深溝球軸承6202，其尺寸為。右端滾動軸承采用擋油板和套筒進行軸向定位。由手冊查得6200型軸承的定位軸肩高度。擋油板的寬度為，軸肩高為。根據齒輪端面與內機壁的距離為則左端套筒的寬度為，右端套筒的寬度為，所以根據裝配要求確定，。</p><p>　　（2）取安裝齒輪處的軸段和的直徑；齒輪的左端或右端采用套筒定位，兩個齒

106、輪間的軸環(huán)取其直徑，則軸段的長度。軸段和的長度。</p><p>　　至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。</p><p>　　3）軸上零件的周向定位</p><p>　　齒輪與軸的周向定位均采用平鍵聯接。按由手冊查得平鍵截面（GB/T 1095-1979），鍵槽用鍵槽銑刀加工，安裝大齒輪的鍵長為，安裝小齒輪的鍵長為（標準鍵長見GB/T 1096-1979），同時

107、為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6。滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p><p>　　4）確定軸上的圓角和倒角尺寸</p><p>　　參考表選取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見圖所示。</p><p><b>　　5.求軸上的載荷</b></p>

108、<p>　　首先根據軸的結構圖作出軸的計算簡圖。根據軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。</p><p>　　從軸的結構簡圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以判斷出小齒輪的右端面是危險截面。計算出危險截面處的彎矩和扭矩。</p><p><b>　　彎矩 </b></p><p><b>　　扭矩 </b>&

109、lt;/p><p>　　6.按彎扭合成應力校核軸的強度</p><p>　　進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面）的強度。根據式子3-8及上面計算出的數值，并取，軸的計算應力</p><p>　　前已選定軸的材料為45鋼，調質處理，由表查得。因此，故安全。</p><p><b>　　7.驗算平鍵的強度<

110、/b></p><p>　　1）驗算小齒輪的平鍵強度</p><p>　　鍵和齒輪的材料都是鋼，由表查得許用擠壓應力，取平均值，鍵的工作長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。由式子3-9可得</p><p>　　聯接的擠壓強度滿足要求。</p><p>　　圖3.5 軸Ⅱ的彎矩圖 </p><p>　　2）驗算大齒輪的平

111、鍵強度</p><p>　　鍵和齒輪的材料都是鋼，查表查得許用擠壓應力，取平均值，鍵的工作長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。由式子3-9可得</p><p>　　聯接的擠壓強度滿足要求。</p><p><b>　　4.3輸出軸的設計</b></p><p>　　1.求輸出軸上的功率、轉速和轉矩</p><

112、;p>　　由表3-1可知：；；</p><p>　　2.求作用在齒輪上的力</p><p>　　因已知低速大齒輪的分度圓直徑為</p><p><b>　　故圓周力</b></p><p>　　3. 初步估算軸的最小直徑，選取聯軸器</p><p>　　先按式子3-7初步估算軸的最小直徑。選

113、取軸的材料為45鋼，調質處理。根據表選取，于是得</p><p>　　該段軸上有鍵槽將計算值加大，應為。</p><p>　　輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯軸器處軸的直徑.為了使所選的軸直徑與聯軸器的孔徑相適應，故需同時選聯軸器型號。</p><p>　　聯軸器的計算轉矩，考慮到轉矩變化很小，查表選取，則： </p><p>　　按照計算轉矩應

114、小于聯軸器公稱轉矩條件，查標準GB/T 5843-1986或手冊,選用YL2凸緣聯軸器，其公稱轉矩為。半聯軸器的孔徑，故??；半聯軸器長度，半聯軸器與軸配合的轂孔長度。</p><p><b>　　4.軸的結構設計</b></p><p>　　1）擬定軸上零件的裝配方案</p><p>　　圖3.6 軸Ⅲ的裝配方式</p><

115、p>　　現選用如圖所示的裝配方案。</p><p>　　2）根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度</p><p>　　（1）為了滿足半聯軸器的軸向定位要求，軸段右端需制出一軸肩，故取段的直徑；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑。半聯軸器與軸配合的轂孔長度，為了保證軸端擋圈只壓在半聯軸器上而不壓在軸的端面上，故段的長度應比略短些，現取。</p><p>

116、;　?。?）初步選擇滾動軸承。因軸承只承受徑向力的作用，故選用單列深溝球軸承。參照工作要求并根據，由軸承產品目錄中初步選取0基本游隙組、標準精度級的單列深溝球軸承6204，其尺寸為，故。右端滾動軸承采用擋油板進行軸向定位。由手冊查得6204型軸承的定位軸肩高度，因此，擋油板的左右軸肩高為。選擋油板的寬度為，所以。</p><p>　?。?）根據軸段的直徑，取安裝齒輪處的軸段的直徑；齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度

117、，取，則。齒輪的右端采用套筒定位，選套筒的寬度為，取軸段的長度，考慮到中間軸的長度和內壁間的距離，取軸段的長度，軸段的長度。</p><p>　?。?）軸承端蓋的凸緣厚度為（由減速器及軸承端蓋的結構設計而定）。根據軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯軸器右端面間的距離，故取。</p><p>　　至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。</p>&l

118、t;p>　　3）軸上零件的周向定位</p><p>　　齒輪、半聯軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯接。按由手冊查得平鍵截面（GB/T 1095-1979），鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為（標準鍵長見GB/T 1096-1979），同時為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6；同樣，半聯軸器與軸的聯接，選用平鍵為，長為（標準鍵長見GB/T 1096-1979），半聯軸器與軸的配合為H7

119、/k6。滾動軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。</p><p>　　4）確定軸上的圓角和倒角尺寸</p><p>　　參考表選取軸端倒角為，各軸肩處的圓角半徑見圖所示。</p><p><b>　　5.求軸上的載荷</b></p><p>　　首先根據軸的結構圖作出軸的計算簡圖。根據軸

120、的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。</p><p>　　從軸的結構簡圖以及彎矩圖和扭矩圖中可以判斷出齒輪的右端面是危險截面。計算出危險截面處的彎矩和扭矩。</p><p><b>　　彎矩 </b></p><p><b>　　扭矩 </b></p><p>　　6.按彎扭合成應力校核軸

121、的強度</p><p>　　進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面）的強度。根據式3-8及上面計算出的數值，并取，軸的計算應力</p><p>　　前已選定軸的材料為45鋼，調質處理，由表查得。因此，故安全。</p><p><b>　　7.驗算平鍵的強度</b></p><p>　　1）驗算齒輪

122、的平鍵強度</p><p>　　鍵和齒輪的材料都是鋼，由表查得許用擠壓應力，取平均值，鍵的工作長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。由式子3-9可得</p><p>　　聯接的擠壓強度滿足要求。</p><p>　　圖3.7 軸Ⅲ的彎矩圖</p><p>　　2）驗算聯軸器的平鍵強度</p><p>　　鍵和聯軸器的材料都是鋼

123、，由表查得許用擠壓應力，取平均值，鍵的工作長度，鍵與輪轂鍵槽的接觸高度。由式子3-9可得</p><p>　　聯接的擠壓強度滿足要求。</p><p>　　4.4傾斜螺旋減速器的設計</p><p>　　傾斜螺旋減速器的設計參見水平螺旋減速器的設計計算方法一致。</p><p><b>　　5 全文總結</b></