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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 目 錄</b></p><p> 摘要……………………………………………………………………………1</p><p> 關(guān)鍵詞…………………………………………………………………1</p><p> 1 前言………………………………………………………………………………2</p><p&
2、gt; 2 清洗機(jī)的概況及現(xiàn)狀分析………………………………………………………2</p><p> 2.1 概況………………………………………………………………………2</p><p> 2.2 現(xiàn)狀分析…………………………………………………………………3</p><p> 3 清洗機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理………………………………………………………4<
3、/p><p> 3.1 清洗機(jī)結(jié)構(gòu)………………………………………………………………4</p><p> 3.2 工作原理…………………………………………………………………4</p><p> 4 設(shè)計(jì)方案的確定…………………………………………………………………5</p><p> 4.1 原始資料及數(shù)據(jù)……………………………………
4、……………………5</p><p> 4.2 整體方案的確定…………………………………………………………5</p><p> 4.2.1 確定傳動(dòng)方案……………………………………………………5</p><p> 4.2.2 機(jī)構(gòu)類(lèi)型的選擇…………………………………………………6</p><p> 4.2.3 比較確定方案………
5、……………………………………………7</p><p> 5 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………8</p><p> 5.1 生姜在傾斜滾筒的運(yùn)動(dòng)及其軌跡………………………………………8</p><p> 5.2 滾筒材料及驅(qū)動(dòng)方式的選擇……………………………………………12</p><p> 5.2
6、.1 滾筒材料的選擇…………………………………………………12</p><p> 5.2.2 筒體最小壁厚計(jì)算………………………………………………12</p><p> 5.2.3 滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式的選擇………………………………………13</p><p> 5.3 功率的計(jì)算及電動(dòng)機(jī)的選擇……………………………………………13</p>&
7、lt;p> 5.3.1 功率的計(jì)算………………………………………………………13</p><p> 5.3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇……………………………………………………15</p><p> 5.4 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算……………………………………16</p><p> 5.4.1 計(jì)算總傳動(dòng)比……………………………………………………16
8、</p><p> 5.4.2 傳動(dòng)比的分配……………………………………………………17</p><p> 5.4.3 各軸和滾筒的轉(zhuǎn)速計(jì)算…………………………………………17</p><p> 5.4.4 各軸輸入功率的計(jì)算……………………………………………17</p><p> 5.4.5 各軸的轉(zhuǎn)矩計(jì)算………………………………
9、…………………18</p><p> 5.5 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………18</p><p> 5.5.1 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………18</p><p> 5.5.2 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………22</p><p> 5.6 聯(lián)軸器的選擇……
10、………………………………………………………23</p><p> 5.7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………………23</p><p> 5.7.1 滾筒中心軸的設(shè)計(jì)………………………………………………23</p><p> 5.7.2 軸的強(qiáng)度校核……………………………………………………24</p><p>
11、 5.8 軸承及軸承座的選擇……………………………………………………27</p><p> 5.8.1 類(lèi)型選擇…………………………………………………………27</p><p> 5.8.2 型號(hào)選擇…………………………………………………………27</p><p> 5.8.3 軸承的的結(jié)構(gòu)和定位方法………………………………………29</p>
12、<p> 5.8.4 滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封…………………………………………29</p><p> 5.8.5 滾動(dòng)軸承座的選擇及其配置……………………………………30</p><p> 6 滾筒結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………30</p><p> 7 總結(jié)………………………………………………………………………………
13、32</p><p> 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………32</p><p> 致謝…………………………………………………………………………………34</p><p><b> 生姜清洗機(jī)設(shè)計(jì)</b></p><p> 學(xué) 生: 肖洪亮</p><p&g
14、t;<b> 指導(dǎo)老師:張嵐</b></p><p> ?。ê限r(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院,長(zhǎng)沙 410128)</p><p> 摘 要:通過(guò)對(duì)生姜清洗的相關(guān)資料的查閱與正確分析,設(shè)計(jì)了清洗裝置。其目的是解決生姜體型勻稱(chēng),不易清洗,靠人工清洗費(fèi)力的技術(shù)問(wèn)題,主要是對(duì)莖累物質(zhì)的清洗。對(duì)生姜清洗機(jī)的組成:電動(dòng)機(jī),減速器,軸,滾筒,軸承等的選用及設(shè)計(jì),校核齒輪、軸以及軸承
15、的使用強(qiáng)度:分析重要零部件的受力及載荷分布情況。用AutoCAD畫(huà)出了生姜清洗機(jī)裝置的零件圖和裝配圖。</p><p> 關(guān)鍵詞:生姜清洗機(jī);機(jī)械設(shè)計(jì);減速器;滾筒</p><p> Design of the Ginger cleaner</p><p> Author: xiao hongliang</p><p> Tutor:
16、 zhang lan</p><p> (Oriental Science &Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)</p><p> Abstract: Design of cleaning device based on the related data cleaning ginge
17、r access and correct analysis. Its purpose is to solve the ginger shape well-balanced, not easy clean, clean easily by artificial, the technical problem is mainly to the stem of material tired cleaning. The composition o
18、f ginger cleaning machine, electric motor and reducer, pulleys, roller, bearing choose and design, check gears, axis and the use of bearing strength: analysis of the stress and load the important parts di</p><
19、p> Keywords:ginger cleaning machine; Mechanical design; Reducer; roller </p><p><b> 1 前言</b></p><p> 近些年來(lái),中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng),人民的生活水平也大大提高了,而在食品生產(chǎn)方面的質(zhì)量也要求更高。</p><p> 而生姜,是我
20、們?nèi)粘I钪幸环N很普通的調(diào)料菜,幾乎在餐桌上隨意可見(jiàn)?,F(xiàn)在,生姜的價(jià)值已深入到醫(yī)療功效,藥材,食品加工等等。味辛,性溫。能開(kāi)胃止嘔,化痰止咳,發(fā)汗解表??诮郎?,可引起血壓升高。姜辣素對(duì)口腔和胃粘膜有刺激作用,能促進(jìn)消化液分泌,增進(jìn)食欲??墒鼓c張力、節(jié)律和蠕動(dòng)增加。有末梢性鎮(zhèn)吐作用,有效成分為姜酮和姜烯酮的混合物。對(duì)呼吸和血管運(yùn)動(dòng)中樞有興奮作用,能促進(jìn)血液循環(huán)。體外實(shí)驗(yàn),對(duì)傷寒桿菌、霍亂弧菌有明顯的抑制作用。用于脾胃虛寒,食欲減退,惡心
21、嘔吐,或痰飲嘔吐,胃氣不和的嘔吐;風(fēng)寒或寒痰咳嗽;感冒風(fēng)寒,惡風(fēng)發(fā)熱,鼻塞頭痛。生姜中所含的姜辣素和二苯基庚烷類(lèi)化合物的結(jié)構(gòu)均具有很強(qiáng)的抗氧化和清除自由基作用;抑制腫瘤作用;吃姜能抗衰老,老年人常吃生姜可除“老人斑” [1]。生姜能開(kāi)胃健脾,促進(jìn)食欲,在炎熱的夏天,因?yàn)槿梭w唾液、胃液分泌會(huì)減少,因而影響食欲,如果飯前吃幾片生姜,可刺激唾液、胃液和消化液的分泌,增加胃腸蠕動(dòng),增進(jìn)食欲。這就是人們常說(shuō)的“冬吃蘿卜,夏吃姜”,“飯不香,吃生姜
22、”的道理 [2]。在炎熱的氣溫下吃一些生姜能起到興奮、排汗、降溫,提神的作用。對(duì)于有一般暑熱表現(xiàn),如頭昏、心</p><p> 在這樣的背景下,我們研究生姜清洗機(jī)就有了現(xiàn)實(shí)的意義。因?yàn)樵谏谧龀蛇@些產(chǎn)品之前,有一道必須的工序,就是清洗干凈。所以我們的研究對(duì)象是為了解決生產(chǎn),生活的實(shí)際問(wèn)題,具有很大的可行性。在接下來(lái)的篇章中,將具體來(lái)對(duì)生姜清洗機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。</p><p> 2
23、清洗機(jī)的概況及現(xiàn)狀分析</p><p><b> 2.1 概況</b></p><p> 清洗是一種與人們生活實(shí)踐關(guān)系十分密切的勞動(dòng),人類(lèi)從遠(yuǎn)古時(shí)期就開(kāi)始從事這種勞動(dòng)。由于傳統(tǒng)清洗操作簡(jiǎn)單,或只是作為一道工序依附于生產(chǎn)過(guò)程中,沒(méi)有引起廣泛關(guān)注。進(jìn)入21世紀(jì),人們生活已經(jīng)從溫飽階段進(jìn)入到舒適時(shí)代,對(duì)于清洗產(chǎn)品越來(lái)越多的需求,加速了新產(chǎn)品研發(fā)步伐;同時(shí),制造業(yè)的高速
24、發(fā)展,也促進(jìn)了清洗設(shè)備、清洗劑等企業(yè)的快速進(jìn)步。民用、工業(yè)兩大清洗領(lǐng)域巨大的市場(chǎng)需求,造就了中國(guó)清洗行業(yè)嶄新的未來(lái)。</p><p> 清洗可以從不同的角度進(jìn)行分類(lèi),根據(jù)清洗范圍的不同,目前通常將清洗分為民用清洗和工業(yè)清洗兩類(lèi)。在日常生活中,與個(gè)人和家庭生活密切相關(guān)的洗滌,包括衣物清洗,人體皮膚,頭發(fā)清洗,家庭用品,房屋的清洗等,通常稱(chēng)為民用清洗。在工業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)過(guò)程中涉及到的清洗都屬于工業(yè)清洗的范疇[4],食品
25、工業(yè)、紡織工業(yè)、造紙工業(yè)、印刷工業(yè)、石油加工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、電力工業(yè)、金屬加工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、汽車(chē)制造、儀器儀表、電子工業(yè)、郵電通訊、家用電器、醫(yī)療儀器。光學(xué)產(chǎn)品、軍事裝備,航空航天,原子能工業(yè)等都大量應(yīng)用到清洗技術(shù)。</p><p> 清洗機(jī)的發(fā)展與清洗機(jī)電源的發(fā)展息息相關(guān),而開(kāi)關(guān)型電源發(fā)展又與電力電子開(kāi)關(guān)器件的發(fā)展緊密相連。發(fā)展可以分為三個(gè)大的階段;第一個(gè)階段是采用電子管放大器;第二個(gè)階段是采用晶體管模擬放大
26、器;第三個(gè)階段是采用晶體管數(shù)字(開(kāi)關(guān))放大器。</p><p> 今后,清洗技術(shù)的發(fā)展將更加迅速普及,大批的大專(zhuān)院校、科研院所、專(zhuān)業(yè)公司的科技人員將加入清洗技術(shù)研究開(kāi)發(fā)隊(duì)伍,一些現(xiàn)在存在的行業(yè)技術(shù)問(wèn)題得到解決,行業(yè)總體技術(shù)水平大幅度提高。新技術(shù)、新產(chǎn)品大量涌現(xiàn),各種新穎的清洗設(shè)備進(jìn)入市場(chǎng)和人們的日常生活。人們將不再只是依靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)清洗.各種實(shí)用化的計(jì)算機(jī)軟件將問(wèn)世;行業(yè)分工更加專(zhuān)業(yè)、細(xì)致,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范得到推
27、廣普及,行業(yè)管理規(guī)范有序,清洗行業(yè)的前景無(wú)限美好。</p><p><b> 2.2 現(xiàn)狀分析</b></p><p> 按照清洗精度的要求不同,主要分為一般工業(yè)清洗,精密工業(yè)清洗和超精密工業(yè)清洗三大類(lèi)。一般工業(yè)清洗包括車(chē)輛,輪船、飛機(jī)表面的清洗,一般只能去掉比較粗大的污垢;精密工業(yè)清洗包括各種產(chǎn)品加工生產(chǎn)過(guò)程中的清洗,各種材料及設(shè)備表面的清洗等,以能夠去除微小的
28、污垢粒子為特點(diǎn);超精密清洗包括精密工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)機(jī)械零件、電子元件,光學(xué)部件等的超精密清洗,以清除極微小污垢顆粒為目的[5]。近年來(lái),干式清洗發(fā)展迅速.如激光清洗、紫外線清洗、等離子清洗、干冰清洗、真空清洗等。在高,精,尖工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域得到快速發(fā)展.尤其是碳?xì)湔婵涨逑醇夹g(shù)的引入已在形成現(xiàn)在精密五金零件的主要清洗趨勢(shì),是目前替代ODS最好工藝路線。中國(guó)清洗行業(yè)的現(xiàn)狀我國(guó)到處都在建設(shè)新的工廠和生產(chǎn)線.正在逐步成為“世界加工廠”,巨大的市場(chǎng)需
29、求,為工業(yè)清洗設(shè)備制造商和專(zhuān)業(yè)清洗劑生產(chǎn)供應(yīng)商提供了快速發(fā)展的良機(jī)。目前,各種清洗設(shè)備生產(chǎn)制造經(jīng)營(yíng)企業(yè)已達(dá)1000多家,其中,超聲波清洗機(jī)生產(chǎn)企業(yè)已從20世紀(jì)90年代初的幾家發(fā)展到現(xiàn)在的200多家,從而形成了一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè).清洗行業(yè)概念的首次出現(xiàn),是在1992年由原國(guó)家環(huán)保局{現(xiàn)國(guó)家環(huán)??偩謢[7]組織北京大學(xué)等單</p><p> 3 清洗機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理</p><p><
30、b> 3.1 結(jié)構(gòu)</b></p><p> 設(shè)計(jì)的生姜清洗機(jī)主要由滾筒、傳動(dòng)裝置、噴淋、水箱池、電機(jī)、進(jìn)出料斗、出泥斗等組成[9] (如下圖1),通常稱(chēng)為滾筒式生姜清洗機(jī)或鼠籠式生姜清洗機(jī)[10]。電機(jī)固定在機(jī)架上,電動(dòng)機(jī)與減速器直接聯(lián)式,減速器采用的是擺線針輪減速器。滾筒被兩個(gè)支座支撐,滾筒的主軸通過(guò)金屬滑塊聯(lián)軸器和減速器的輸出軸相聯(lián)。滾筒的主軸與焊接在滾筒內(nèi)口上的連接件相互固定在一起
31、。電機(jī)帶動(dòng)減速機(jī),清洗滾筒由很多根直徑8mm的圓鋼繞滾筒直徑方向焊接而成,滾筒式生姜清洗機(jī)的動(dòng)力來(lái)自電動(dòng)機(jī),通過(guò)滾筒在水池中旋轉(zhuǎn),以達(dá)到清洗的目的。在水池的底部設(shè)有淤泥清除口,此出泥口也具有聚集淤泥的作用,為清除淤泥帶來(lái)很大方便。</p><p> 圖1 滾筒清洗機(jī)結(jié)構(gòu)圖</p><p> Fig1 The structure roller washing machine </p
32、><p><b> 3.2 工作原理</b></p><p> 滾筒式生姜清洗機(jī)的工作原理是生姜在清洗溝槽中被水浸泡后,附著在表面的相當(dāng)一部分大塊泥土脫落,經(jīng)傳送帶送入滾筒式生姜清洗機(jī)進(jìn)料口,生姜經(jīng)進(jìn)料斗進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)的滾筒內(nèi),滾筒在水池中旋轉(zhuǎn),利用生姜自身的重力的分力作為推進(jìn)力,實(shí)現(xiàn)生姜的自動(dòng)推進(jìn)[11]。生姜沿滾筒壁向前運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中生姜不斷被水刷洗,生姜之間的
33、摩擦、翻轉(zhuǎn)間的刷洗,生姜與滾筒壁之間的磨擦,在共同作用下完成生姜表面的清洗過(guò)程。</p><p> 4 設(shè)計(jì)方案的確定</p><p> 4.1 原始資料及數(shù)據(jù) </p><p> ?、?容重1.5噸/米3;</p><p> ⑵ 工作方式:連續(xù);</p><p> ⑶ 物料名稱(chēng):生姜;</p>
34、<p> ?、?生產(chǎn)率2t/h。</p><p> 4.2 整體方案的確定</p><p> 4.2.1 確定傳動(dòng)方案</p><p> 機(jī)器通常由原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置和工作機(jī)三部分組成。傳動(dòng)裝置位于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間,用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力,并可以改變轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的太小或運(yùn)動(dòng)形式,以適應(yīng)工作機(jī)功能的要求[12]。傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)對(duì)整臺(tái)機(jī)器的性能、尺寸、重
35、量和成本都有很大影響,因此,應(yīng)當(dāng)合理地?cái)M定傳動(dòng)方案。</p><p> 生姜清洗機(jī)的結(jié)構(gòu)裝置,主要是針對(duì)生姜等莖類(lèi)植物的清洗,但該裝置也要適用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)操作,價(jià)格要適中,使用方便,可以有效的代替手工操作。</p><p> 根據(jù)工作機(jī)的功能要求和工作條件,初步給出以下傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖。</p><p> 1-電動(dòng)機(jī) 2-帶傳動(dòng) 3-減速器 4-聯(lián)軸器 5-工
36、作機(jī)</p><p><b> (A)</b></p><p> 1 電動(dòng)機(jī) 2 摩擦輪 3 工作機(jī)</p><p><b> (B)</b></p><p> 1 電動(dòng)機(jī) 2 減速器 3 聯(lián)軸器 4 工作機(jī)</p><p><b> (C) &
37、lt;/b></p><p> 圖2 裝置的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖</p><p> Fig2 Sport stetch of the device</p><p> 在本傳動(dòng)裝置中,電機(jī)帶動(dòng)第一級(jí)減速機(jī)構(gòu)降低軸的轉(zhuǎn)速,再通過(guò)輸送裝置將力傳遞并使軸達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速,帶動(dòng)第二級(jí)減速機(jī)構(gòu)降低軸的轉(zhuǎn)速,從而帶動(dòng)工作執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>
38、 4.2.2 機(jī)構(gòu)類(lèi)型的選擇</p><p> 選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)類(lèi)型時(shí)應(yīng)綜合考慮各有關(guān)要求和工作條件 [13]:</p><p> ?。?)工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)件的工況。工作機(jī)的種類(lèi)繁多,工況也較復(fù)雜,考慮其轉(zhuǎn)矩T(或力F),轉(zhuǎn)速n(或線速度v),功率p等主要參數(shù)間相互關(guān)系及變化規(guī)律,確定系統(tǒng)的狀態(tài)是穩(wěn)定還是非穩(wěn)定狀態(tài)。</p><p> (2)原動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性和調(diào)速
39、性能,要考慮原動(dòng)機(jī)的起動(dòng)特性,平穩(wěn)性,過(guò)載能力,調(diào)速范圍等方面的性能。在一般情況下,采用二次原動(dòng)機(jī),其中以電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最為廣泛。</p><p> ?。?)對(duì)傳動(dòng)的尺寸、重量和布置方面要求。一般情況下,盡量是傳動(dòng)系統(tǒng)尺寸小、重量輕、方便安裝。 </p>
40、<p> ?。?)工作環(huán)境的要求。要根據(jù)工作環(huán)境選擇傳動(dòng)類(lèi)型。在多粉塵、潮濕、易燃、易爆的場(chǎng)合,宜選用閉式齒輪傳動(dòng),蝸桿傳動(dòng),而不采用帶式傳動(dòng)或摩擦傳動(dòng)。</p><p> ?。?)技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求。在滿(mǎn)足使用前提下,盡量降低成本,提高性?xún)r(jià)比。</p><p> ?。?)操作和控制方式。在工作機(jī)的工況多變,動(dòng)作五固定規(guī)定,利用率不高時(shí),一般采用人工操縱方式。當(dāng)工作機(jī)有規(guī)律,或按預(yù)定的
41、程序多次重復(fù),或許連續(xù)工作時(shí),應(yīng)采用自動(dòng)給控制。</p><p> 選擇不同機(jī)構(gòu)類(lèi)型的基本原則 [14]:</p><p> (1)對(duì)小功率傳動(dòng),在滿(mǎn)足工作性能的前提下,應(yīng)選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,費(fèi)用低的傳動(dòng)裝置。</p><p> (2)對(duì)大功率傳動(dòng),應(yīng)優(yōu)先選用傳動(dòng)效率高的傳動(dòng)裝置,以節(jié)約能源,降低運(yùn)轉(zhuǎn)和維修費(fèi)用。</p><p> ?。?)當(dāng)
42、工作機(jī)要求變速時(shí),當(dāng)其調(diào)速比與原動(dòng)機(jī)的調(diào)速比相適應(yīng)時(shí),課采用定 比裝置;當(dāng)原動(dòng)機(jī)的調(diào)速比不能適應(yīng)工作機(jī)的調(diào)速比時(shí),則應(yīng)采用變速傳動(dòng)比裝置;除非工作機(jī)要求連續(xù)無(wú)極調(diào)速,盡量采用有級(jí)變速傳動(dòng)。</p><p> ?。?)當(dāng)載荷變化頻繁,且可能出現(xiàn)過(guò)載情況時(shí),應(yīng)裝設(shè)過(guò)載保護(hù)裝置。</p><p> ?。?)當(dāng)工作機(jī)要求與原動(dòng)機(jī)嚴(yán)格同步時(shí),應(yīng)采用無(wú)滑動(dòng)的傳動(dòng)裝置。</p><p
43、> 4.2.3 比較確定方案</p><p> 以下是三種傳動(dòng)設(shè)計(jì)方案的論證過(guò)程。</p><p> 方案(A),首先通過(guò)皮帶的一級(jí)減速,然后由兩級(jí)圓柱齒輪減速器把速度降到工作機(jī)的轉(zhuǎn)速要求。在這一方案中轉(zhuǎn)速能夠比較容易降到工作機(jī)的要求,而且?guī)鲃?dòng)具有一定的減振作用。這是一種常見(jiàn)的傳動(dòng)方式。但它也有一個(gè)突出的缺點(diǎn),就是減速裝置不易于安裝和維護(hù),而且減速器不易固定,且齒輪減速器尺
44、寸較大,使的整機(jī)占用較大的工作空間。</p><p> 方案(B),摩擦輪裝在一個(gè)長(zhǎng)軸上滾筒兩邊,而且滾筒兩邊均有摩擦輪,并且相互對(duì)稱(chēng),其夾角為90°,長(zhǎng)軸的一端與傳動(dòng)裝置相連;另一端裝有托輪,不與傳動(dòng)系統(tǒng)相連。主動(dòng)軸從傳動(dòng)系統(tǒng)中得到動(dòng)力后帶動(dòng)其上的摩擦輪轉(zhuǎn)動(dòng),摩擦輪緊貼滾圈3,滾圈3固接在轉(zhuǎn)筒上,因此,摩擦輪與滾圈相互間產(chǎn)生的摩擦力驅(qū)動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)。這種傳動(dòng)簡(jiǎn)單,運(yùn)行平穩(wěn),但會(huì)出現(xiàn)滾筒與摩擦輪之間打滑的
45、現(xiàn)象,運(yùn)行情況很差。</p><p> 方案(C),電動(dòng)機(jī)與減速器相連,減速器采用展開(kāi)式二級(jí)圓柱齒輪減速器。省去了皮帶傳動(dòng),這樣結(jié)構(gòu)方案就得到了簡(jiǎn)化。減速器工藝性較好,性能強(qiáng),適合在各種復(fù)雜的工況下工作,且其壽命較長(zhǎng)。</p><p> 一個(gè)好的傳動(dòng)方案,出了首先滿(mǎn)足機(jī)器的功能要求外,還應(yīng)當(dāng)工作可靠,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,尺寸緊湊,傳動(dòng)效率高,成本低廉以及使用維護(hù)方便。</p>&l
46、t;p> 針對(duì)(A)、(B)及(C)所示的三種傳動(dòng)方案進(jìn)行分析:方案(A)制造時(shí)間比其它兩個(gè)方案都要長(zhǎng),其寬度尺寸也大,帶的壽命短,結(jié)構(gòu)不夠緊湊。方案(B)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊,但不宜在潮濕惡劣環(huán)境中工作。方案(C)工作可能,傳動(dòng)效率高,總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,也宜在潮濕惡劣環(huán)境中工作。</p><p> 表1 生姜清洗機(jī)的方案比較</p><p> Tab1 The comparation
47、of the Ginger cleaner</p><p> 由上表,綜合考慮采用方案C,采用電機(jī)帶動(dòng)減速器減速,再用減速器輸出軸與滾筒中心軸用聯(lián)軸器相連,從而帶動(dòng)滾筒旋轉(zhuǎn)。</p><p> 5 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p> 5.1 生姜在傾斜滾筒的運(yùn)動(dòng)及其運(yùn)動(dòng)軌跡</p><p> 首先推導(dǎo)滾筒的轉(zhuǎn)速時(shí)以假設(shè)滾筒水
48、平放置來(lái)推導(dǎo),在實(shí)際中,滾筒是傾斜成一定的角度。那么滾筒為何要設(shè)置一定的傾角呢?</p><p> 我們知道由于滾筒的轉(zhuǎn)動(dòng),物料在水平的滾筒上的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡是個(gè)正圓。這時(shí),生姜沒(méi)受到其它向前推進(jìn)力的作用,只能在面上周而復(fù)始地作圓周運(yùn)動(dòng),不能由一端向另一端推進(jìn)。即使與滾筒壁接觸的那部分物料也只能沿壁作逆向旋轉(zhuǎn)。這與要求生姜從滾筒的一端向另一端移動(dòng)并不相符合。因此,僅依靠生姜與滾筒壁接觸的摩擦力來(lái)推進(jìn)生姜移動(dòng)的方法
49、并不能完成清洗任務(wù)。</p><p> 常用的物料的推進(jìn)方法:</p><p> ?、?利用物料的壓力進(jìn)行自身推進(jìn)。當(dāng)生姜連續(xù)不斷的進(jìn)入滾筒,在滾筒進(jìn)口處將形成堆積高度。在滾筒的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中,借助物料的自身的落差,向出口處推進(jìn)。由于水的大量存在,水可以把物料向另一端起沖擊的作用,但由于生姜之間的滑動(dòng)很困難,這樣便形成一端物料堆積嚴(yán)重,而另一端物料缺少的現(xiàn)象,從而起不到推進(jìn)的效果。這種方式一
50、般應(yīng)用在物料之間的摩擦特別小的情況。</p><p> ?、?利用螺旋推進(jìn)器進(jìn)行物料的推進(jìn)。這種方式既有較快的推進(jìn)速度,又可促進(jìn)物料的攪動(dòng)。但這種方式制造工藝比較復(fù)雜,成本較高,不易維修。</p><p> ⑶ 滾筒與水平面成一定角度。這種方法是利用生姜自身的重力的分力 作為推進(jìn)力,實(shí)現(xiàn)生姜的自動(dòng)推進(jìn)。對(duì)于生姜來(lái)說(shuō),只要使?jié)L筒傾斜一個(gè)很小的角度就可使其向前移動(dòng)。這種方法易于實(shí)現(xiàn),而且制造
51、比較簡(jiǎn)單,實(shí)際意義更大。在本設(shè)計(jì)中將采用這種方法。</p><p> 現(xiàn)在就傾斜的滾筒來(lái)分析生姜的受力,生姜的受力如下(圖3)所示使生姜向前推進(jìn)。</p><p> 圖3 單個(gè)生姜塊存在的受力</p><p> Fig3 Existing stress of a single ginger piece </p><p> 物料受到自身
52、重力G ,慣性離心力P ,摩擦力F ,滾筒對(duì)物料的法向反力N 的共同作用,在這種情況下,物料沿滾筒向下運(yùn)動(dòng)的條件是:</p><p><b> (1) </b></p><p><b> (2) </b></p><p><b> (3)</b></p><p> θ—
53、生姜與滾筒的靜摩擦角。</p><p> 由上式可得滾筒內(nèi)物料向下運(yùn)動(dòng)的最低速度與轉(zhuǎn)速為:</p><p><b> (4)</b></p><p><b> (5) </b></p><p> 同理分析可推導(dǎo)出滾筒內(nèi)物料向上運(yùn)動(dòng)的最低轉(zhuǎn)速為:</p><p>
54、;<b> (6) </b></p><p> 生姜在傾斜滾筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí),由于受到物料自身重力在滾筒傾斜方向下滑力的作用;物料在滾筒內(nèi)受到一定大小的加速度,其運(yùn)動(dòng)軌跡不再是一個(gè)正圓,而是一條封閉的螺旋線。</p><p> 圖4 物料在傾斜的滾筒內(nèi)的運(yùn)動(dòng)</p><p> Fig4 Material in the tile of
55、the roller in the movement</p><p> 假使沿滾筒傾斜方向取x 軸,沿滾筒橫向取y 軸。在 xo1y 坐標(biāo)中,生姜顆粒M的運(yùn)動(dòng)的速度為:</p><p><b> (7) </b></p><p><b> (8) </b></p><p> 因?yàn)?
56、 </p><p><b> 故得:</b></p><p><b> (9) </b></p><p><b> (10)</b></p><p> t—生姜顆粒理論每旋轉(zhuǎn)一周所用的時(shí)間,s;</p><p&g
57、t;<b> 兩邊積分得:</b></p><p><b> (11) </b></p><p><b> (12) </b></p><p> 當(dāng)t = 0 時(shí),x = 0 、y = 0 求得C1 = rr 、C2 =0 。</p><p> 代入(11)和(12
58、)即得在xo1y坐標(biāo)中生姜顆粒的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡方程式:</p><p><b> (13) </b></p><p><b> (14) </b></p><p> 根據(jù)(13)和(14)兩式即可作出生姜顆粒在傾斜滾筒內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡。</p><p><b> 其軌跡如圖5所示:&
59、lt;/b></p><p> 圖5 物料顆粒在傾斜滾筒內(nèi)的運(yùn)動(dòng)軌跡</p><p> Fig5 Materials particles in tilt the trajectory</p><p> 所以得出物料為套圈狀或螺旋狀向前推進(jìn)。由圖5可知,物料在傾斜滾筒內(nèi)每旋轉(zhuǎn)一圈,物料沿滾筒傾斜方向前進(jìn)的距離 S 為[15]:</p><
60、;p><b> (15) </b></p><p><b> 當(dāng)時(shí), </b></p><p> 故 (16)</p><p> 因此,物料在滾筒內(nèi)的前進(jìn)速度為:</p><p><b> (17) </b>
61、;</p><p> 由式(17)可知,物料在滾筒內(nèi)的前進(jìn)速度與滾筒傾角成正比,即滾筒傾斜角愈大,則物料前進(jìn)速度愈大,與滾筒回轉(zhuǎn)速度成反比,即速度越高,物料前進(jìn)速度越慢。</p><p> 對(duì)于大斜面滾筒,物料可能沒(méi)有O2 到O3 ,因?yàn)槲锪系淖畲髴T性力可能還小于摩擦力與重力分力之和,其臨界條件為:</p><p><b> (18) </b
62、></p><p> 由此可得,臨界傾斜角為:</p><p><b> (19)</b></p><p> 當(dāng)滾筒傾斜角大于ac 時(shí),物料在滾筒內(nèi)的運(yùn)動(dòng)將不再是套圈形而是蛇形軌跡。這時(shí),物料在滾筒內(nèi)的停留時(shí)間短,總行程小,翻滾效果也不好,不利于提高清洗效果,因此,滾筒傾角ac 不宜太大,一般為3度到5度最好,在此次設(shè)計(jì)中取滾筒的傾
63、角為5度。</p><p> 5.2 滾筒材料及驅(qū)動(dòng)方式的選擇</p><p> 5.2.1 滾筒材料的選擇</p><p> 筒體部分的質(zhì)量占到整機(jī)的70%~80%, 因此筒體的材質(zhì)和壁厚是決定設(shè)備制作成本的重要因素。筒體的大小標(biāo)準(zhǔn)著規(guī)格和生產(chǎn)能力[16]。筒體應(yīng)具有足夠的剛度和強(qiáng)度。在安裝和運(yùn)行中應(yīng)保持規(guī)范化,這對(duì)減小運(yùn)轉(zhuǎn)阻力及功率消耗、減輕不均勻磨損
64、、減少機(jī)械事故、保證長(zhǎng)期安全高效運(yùn)轉(zhuǎn)、延長(zhǎng)回轉(zhuǎn)圓筒的壽命都十分重要,必須根據(jù)這一要求來(lái)設(shè)計(jì)筒體。筒體的剛度主要是筒體截面在較大力作用下,抵抗徑向變性的能力。同體的強(qiáng)度問(wèn)題表現(xiàn)為筒體在載荷作用下產(chǎn)生裂紋及變形。筒體材料一般用A3鋼、普通低合金鋼,其中以16Mn用的較多;也可以用鍋爐鋼。要求耐腐蝕時(shí),用不銹鋼。本設(shè)計(jì)中筒體材料選用A3鋼。</p><p> 5.2.2 筒體最小壁厚計(jì)算</p>&l
65、t;p> 筒體的最小壁厚按下式核算:</p><p><b> (20)</b></p><p> 式中:R——筒體半徑,R=D/2=50cm</p><p> ——筒體材料在操作溫度下的屈服應(yīng)力(溫度為150℃) </p><p> K——抄板與筒體壁重量比的系數(shù),對(duì)于舉升式抄板,K=1.6</p
66、><p> C——材料腐蝕欲度,C=0.3cm</p><p> 表2 筒體厚度與直徑的關(guān)系(統(tǒng)計(jì)值)</p><p> Tab2 The cylinder of dryer and diameter (statistics)</p><p> 當(dāng)工作條件較差時(shí)(如物料對(duì)筒體磨損嚴(yán)重),一般可增加2mm;長(zhǎng)度較短時(shí),可適當(dāng)減薄;如果筒體只
67、因剛度較差,其他都可以滿(mǎn)足條件時(shí),除增加壁厚外,還可以通過(guò)其他途徑來(lái)增加筒體的剛度。</p><p> 5.2.3 滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式的選擇</p><p> 滾筒的最大生產(chǎn)能力為每小時(shí)2噸,設(shè)計(jì)的滾筒的內(nèi)徑為1米,長(zhǎng)度為2米,這在制造中也比較容易。這里就可以計(jì)算出滾筒的大致轉(zhuǎn)速范圍了。</p><p> 由滾筒的轉(zhuǎn)速計(jì)算公式: </p>&l
68、t;p><b> (21)</b></p><p> 可得 = 11.3~19.8 r/min</p><p> 所選滾筒驅(qū)動(dòng)方式是采用中間軸式傳動(dòng)。</p><p> 在滾筒的中心線上設(shè)有傳動(dòng)軸,用支承臂與滾筒相連,電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器把動(dòng)力傳到中心軸,由中心軸帶動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)。這種傳動(dòng)方式比較簡(jiǎn)單。由于所設(shè)計(jì)
69、要求的滾筒長(zhǎng)度不長(zhǎng),轉(zhuǎn)動(dòng)比較平穩(wěn)。但是,生姜有時(shí)會(huì)和中心軸及支撐臂發(fā)生碰撞,生姜重量及體積又不大 ,而且滾筒的轉(zhuǎn)速和傾角都不是太大,故一般生姜顆粒不會(huì)對(duì)中心軸及支承臂造成太大的沖擊力[16]。所以我們選擇中心軸驅(qū)動(dòng)的方式。</p><p> 5.3 功率的計(jì)算及電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p> 5.3.1 功率的計(jì)算</p><p> 下面來(lái)計(jì)算滾筒工作所需的
70、功率:</p><p><b> (22) </b></p><p><b> 其中:</b></p><p> n—滾筒的轉(zhuǎn)速,r/min;</p><p> M—驅(qū)動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)所需的力矩,N.m;</p><p><b> η—傳動(dòng)的效率。</b&
71、gt;</p><p><b> 由力矩計(jì)算公式得:</b></p><p><b> (23)</b></p><p><b> D—滾筒直徑,m;</b></p><p> G—滾筒本身重量G1 與滾筒內(nèi)原料重量G2 之和。</p><p>
72、 G1=G3 +G4 +G5 (24)</p><p> G3 —橫向支撐臂的重量,N;</p><p> G4 —縱向支撐臂的重量,N;</p><p> G5 — 兩端鐵皮的重量,N。</p><p><b> (25)</b></p><p> R —滾筒內(nèi)半
73、徑,m;</p><p> L —滾筒長(zhǎng)度,m;</p><p> Y1—物料重度,N/m3;</p><p> Q —生姜在滾筒中的充填系數(shù)。</p><p> ?。ㄔ诶碚撋蠎?yīng)按物料升角來(lái)計(jì)算物料在滾筒中的充填系數(shù))物料的升角為35~45度,這樣其滾筒的利用率應(yīng)為1/6~1/9。由于物料瞬間移動(dòng)等因素的存在,物料充填系數(shù)比理論上要小的
74、多。一般取Q為0.01~0.1,在此我們選Q為0.02[4]。</p><p> 從以上的計(jì)算中知道傳動(dòng)效率η為0.6~0.7。 </p><p> 在(23)中,由上述可知:</p><p><b> D = 1 m</b></p><p> (26)
75、 </p><p><b> (27) </b></p><p><b> (28)</b></p><p> S —支撐臂的截面積,m2;</p>&l
76、t;p> L —支撐臂的長(zhǎng)度,m;</p><p> P —材料的密度,kg/m3;</p><p> n —所用材料的數(shù)量;</p><p> r —支撐臂的截面半徑,m;</p><p><b> 所以</b></p><p> G3=×62×10-6
77、215;2×7.85×103×9.8×8=139 N</p><p> G4= S×L×P×n×g =73 N</p><p> G5=S×d×P×g×n = 290 N</p><p><b> 式中:</b><
78、/p><p><b> S—鐵皮的表面積</b></p><p><b> d—鐵皮材料的厚度</b></p><p><b> n—鐵皮的數(shù)量</b></p><p> G2 =R2LY1Q =769.3 N </p><p> G = G1 +
79、G2=G2+G3+G4+G5= 1271.3 N</p><p> (29) </p><p> 得 = 1271.3×1/2 = 635.65 N·m</p><p> (30) </p><p> 將w的
80、取值代入得: =1.26 kw</p><p><b> —工作機(jī)的功率;</b></p><p> —工作機(jī)的效率,一般取0.9~0.97。</p><p> 經(jīng)過(guò)計(jì)算可得理論上工作機(jī)達(dá)到所需轉(zhuǎn)速需要的最低功率為1.26kw。</p><p> 下面計(jì)算電動(dòng)機(jī)的所需功率Pd 。首先確定從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)之間的總效
81、率。 設(shè)1 ,2 ,3 ,4 ,分別為,齒輪,聯(lián)軸器,滾動(dòng)軸承,滾筒的效率。由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[17]表2—2查得:1 =0.96 ,2=0.98 ,3=0.97 ,4 =0.99 . 則傳動(dòng)裝置的總效率為:</p><p><b> (31) </b></p><p> = 0.96×0.96×0.98×0.98×0
82、.97×0.97×0.99</p><p><b> = 0.8588</b></p><p> (32) </p><p> =1.26/0.8588= 1.47(kw) </p><p> 5.3.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 </p><p> (1)電動(dòng)
83、機(jī)功率的選擇。選擇電動(dòng)機(jī)包括選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、功率、轉(zhuǎn)速和型號(hào)。在工業(yè)上一般采用三相交流電動(dòng)機(jī),Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī)由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、維護(hù)方便等特點(diǎn),故一般應(yīng)優(yōu)先考慮。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和啟動(dòng)力矩較小時(shí),可選用Y系列三相交流異步電動(dòng)機(jī),在經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)、間歇或短時(shí)工作的場(chǎng)合,要求電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小和過(guò)載能力大,應(yīng)選用YZ和YZR系列三相交流異步電動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)有開(kāi)啟式、防護(hù)式、封閉式、防爆式[22]。在此可選用封閉
84、式的電動(dòng)機(jī)。</p><p> 所以選用Y系列全封閉式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。</p><p> 選擇原則:功率選的過(guò)小,不能保證工作機(jī)的正常工作或使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載而過(guò)早損壞;功率選的過(guò)大,則電動(dòng)機(jī)價(jià)格高,且常不在滿(mǎn)載下運(yùn)行,功率因素很低,造成浪費(fèi)。對(duì)于長(zhǎng)期連續(xù)工作負(fù)荷較穩(wěn)定的負(fù)載機(jī)械,可根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需要的功率來(lái)選擇,選擇時(shí)應(yīng)使電動(dòng)機(jī)的額定功率PN稍大于電動(dòng)機(jī)的所需功率。由計(jì)算已知電動(dòng)機(jī)所
85、需功率為:=1.47 kw ,所以我們可選擇電動(dòng)機(jī)功率為1.5 kw 。</p><p> ?。?)確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。同一功率的異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有3000r/min、1500 r/min、1000 r/min和750 r/min四種。一般來(lái)說(shuō),電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速高,磁極對(duì)數(shù)少,輪廓尺寸小、價(jià)格低;反之,轉(zhuǎn)速愈低,外輪廓尺寸愈大,價(jià)格愈高。由于工作機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)速很低,所以不易選用高速電動(dòng)機(jī),一般應(yīng)選擇同步轉(zhuǎn)速為15
86、00或1000 r/min 的電動(dòng)機(jī)。</p><p> ?。?)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)的確定。根據(jù)所要求的的轉(zhuǎn)速和功率選擇Y系列三相異步電動(dòng)機(jī),由«機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)»查得可選用電動(dòng)機(jī)Y100L-6,功率1.5kw,轉(zhuǎn)速940r/min。因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境,如果不加防護(hù),水有可能進(jìn)入電動(dòng)機(jī)中導(dǎo)致電機(jī)短路而燒壞,于是在設(shè)計(jì)中選擇電機(jī)的防護(hù)等級(jí)為IP44?,F(xiàn)在將這種電動(dòng)機(jī)的數(shù)據(jù)列于下表3中。</p>
87、;<p><b> 表3 電動(dòng)機(jī)型號(hào)</b></p><p> Tab3 Motor model </p><p> 電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下(圖6)所示</p><p> 圖6 電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p> Fig6 Motor structure diagram</p><
88、;p> 5.4 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算</p><p> 5.4.1 計(jì)算總傳動(dòng)比</p><p> 初步設(shè)計(jì)減速器是展開(kāi)式二級(jí)齒輪減速器,其傳動(dòng)比的范圍較大,而且其體積比較小,重量比較輕,傳動(dòng)效率良好,工作效率較其他較大。減速器輸出端通過(guò)聯(lián)軸器直接與傳動(dòng)軸相連,所以不存在傳動(dòng)比的分配。</p><p> 由上述理由,此處根據(jù)所選電動(dòng)機(jī)的滿(mǎn)
89、載轉(zhuǎn)速和減速器的傳動(dòng)比可以得出滾筒的工作轉(zhuǎn)速。</p><p><b> 由傳動(dòng)比公式:</b></p><p><b> (33) </b></p><p> 因?yàn)闈L筒的轉(zhuǎn)速比較低,一般低于30,而前面計(jì)算所得的轉(zhuǎn)速范圍在11.3~20.8 r/min,這里取滾筒轉(zhuǎn)速為。</p><p>
90、<b> 式中:</b></p><p> ?。弘妱?dòng)機(jī)滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速,;</p><p><b> ?。簣?zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速,。</b></p><p> 由電動(dòng)機(jī)的滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)滾筒的轉(zhuǎn)速,則可以確定轉(zhuǎn)動(dòng)裝置應(yīng)有的總傳動(dòng)比,代入數(shù)據(jù)得:</p><p> = ·= =(34)</p&g
91、t;<p> 5.4.2 傳動(dòng)比的分配</p><p> 設(shè)計(jì)的減速器是展開(kāi)式二級(jí)齒輪減速器,其中有</p><p> =(1.3~1.5) , 取 =1.4 (35)</p><p> 故算得 =8.10 ; = 5.79 </p><p> 5.4.3 各軸和滾筒的轉(zhuǎn)速計(jì)算</p&g
92、t;<p> 電動(dòng)機(jī)軸為0軸,減速器輸入軸為1軸,減速器輸出軸為2軸,滾筒為3軸。則各轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速為</p><p><b> =940r/min</b></p><p> ==116.04r/min</p><p><b> ==20r/min</b></p><p><
93、;b> ==20r/min</b></p><p> 5.4.4 各軸輸入功率的計(jì)算</p><p> 按電動(dòng)機(jī)額定功率計(jì)算各軸輸入功率,即</p><p><b> ==1.5Kw</b></p><p> ==1.3687Kw</p><p> ==1.2947
94、Kw</p><p> ==1.2784Kw</p><p> 5.4.5 各軸的轉(zhuǎn)矩計(jì)算</p><p> 電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 ==14934.57N.mm 則有</p><p> ==14934.57×0.98=14635.88N.mm</p><p> ==14635.88×0.9
95、6×0.97×8.10=139887.60 N.mm</p><p> ==139887.60×0.96×0.97××5.79=642075.69 N.mm</p><p> ==642075.69×0.98×0.99=622941.83 N.mm</p><p> 現(xiàn)將以上計(jì)算結(jié)
96、果整理后列于下表:</p><p> 表4 傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)</p><p> Tab4 The result of movement installment</p><p> 5.5 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)</p><p> 5.5.1 低速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)</p><p> ?。?)選擇齒輪精度等級(jí),材料及齒數(shù)<
97、;/p><p> 由于清洗機(jī)為一般工作機(jī)器,速度不是很高,故選用8級(jí)精度。</p><p> 參照參考資料[17]由表10-1選擇小齒輪的材料為40Cr(調(diào)質(zhì)),硬度為280HBS;大齒輪材料為45鋼(調(diào)質(zhì)),硬度為240HBS。</p><p> 許用接觸應(yīng)力與齒輪材料、熱處理方法、齒面硬度、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)等因素有關(guān)。</p><p>
98、其計(jì)算公式為:(36)</p><p> 接觸疲勞極限 參照參考資料查[1]圖10-21d得:</p><p> 接觸強(qiáng)度壽命系數(shù) 應(yīng)用循環(huán)次數(shù)N 由[17]中式10-13:按一天工作8小時(shí),一年最少使用300天,機(jī)器使用10年計(jì)算。</p><p> ==60×940×1×(8×300×10)=1.35
99、36× (37)</p><p> =0.1671×(38)</p><p> 查參考資料[17]圖10-19得; </p><p> 接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù):,則</p><p><b> 所以取</b></p><p><b> 許用
100、彎曲應(yīng)力 :</b></p><p> 彎曲疲勞強(qiáng)度極限 查[17]圖10-20c</p><p> 彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù) 查[17]圖10-18</p><p> 彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù) 查[17]圖10-19</p><p> 彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù):</p><p><b> 則: &l
101、t;/b></p><p><b> ??; </b></p><p> (2)齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b> 齒輪為: 8級(jí)精度</b></p><p> 小輪分度圓直徑,由[17]式10-21得</p><p><b> (39
102、)</b></p><p> 齒寬系數(shù) 查[17]表10.9,按齒輪相對(duì)軸承為非對(duì)稱(chēng)布置</p><p> 小輪齒數(shù), 在推薦值20~40中選</p><p> 大輪齒數(shù): =145.33,圓整取145</p><p> 小輪轉(zhuǎn)矩: =14635.88N.mm 初取</p><p><
103、;b> 載荷系數(shù)K: </b></p><p> ?。褂孟禂?shù) 查[17]表10.3得</p><p> ?。瓌?dòng)載系數(shù) 由推薦值1.05~1.4,取</p><p> -齒間載荷分配系數(shù) 由推薦值1.0~1.2,取</p><p> ?。X向載荷分布系數(shù) 由推薦值1.0~1.2,取</p>&l
104、t;p> 載荷系數(shù)K:=1.82</p><p> 材料彈性系數(shù) 查[17]表10.4得</p><p> 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查[1]圖10-13()</p><p><b> 螺旋角系數(shù):</b></p><p> 重合度系數(shù) ,由推薦值0.75~0.88取0.78,故可以算得</p>&
105、lt;p> =72.88mm ; 取=73mm</p><p> 齒輪模數(shù)m </p><p> =2.19(40)</p><p> 按[17]表10.6圓整m=2</p><p> 標(biāo)準(zhǔn)中心距a </p><p> =186.14mm(41)</p><
106、p> 圓整后取: a=186mm</p><p> 分度圓螺旋角:==12.56(42)</p><p><b> =12.56</b></p><p> 小輪分度圓直徑 : (43)</p><p> 圓周速度v : =1.2413m/s (44)</p><p>
107、; 齒寬b : ,(45)</p><p> 大輪齒寬: =83mm(46)</p><p> 小輪齒寬 : (47)</p><p> (3)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算</p><p> 由[17]式10-10 </p><p><b> ?。?8)</b>&l
108、t;/p><p><b> 當(dāng)量齒數(shù)</b></p><p> 齒形系數(shù) 查表10.5 </p><p><b> 小輪; 大輪</b></p><p> 應(yīng)力修正系數(shù) 查表10.5 </p><p><b> 小輪 ; 大輪<
109、/b></p><p> 重合度 : (49)</p><p><b> 解得: </b></p><p> 重合度系數(shù): (50)</p><p><b> 解得:</b></p><p><b> 故 <
110、;/b></p><p> (4)齒輪其他主要尺寸計(jì)算</p><p> 大輪分度圓直徑: =234.44mm(51)</p><p> 根圓直徑: </p><p><b> ?。?2)</b></p><p> =226.94mm(53)</p>
111、<p> 頂圓直徑 </p><p><b> (54)</b></p><p> ==240.44mm(55)</p><p> 將以上算得的低速級(jí)圓柱齒輪幾何參數(shù)列于下表:</p><p> 表5 低速級(jí)圓柱齒輪幾何參數(shù)</p><p> Tab5
112、 Low speed tow-stage cylindrical geometric parameters of gear</p><p> 5.5.2高速級(jí)圓柱齒輪設(shè)計(jì)及計(jì)算</p><p> 高速級(jí)圓柱齒輪幾何參數(shù)如下表6:</p><p> 表6 高速級(jí)齒輪幾何參數(shù)</p><p> Tab6 The speed tow-sta
113、ge cylindrical geometric parameters of gear</p><p> 選擇齒輪材料,確定許用應(yīng)力</p><p> 由表[17]10-1選:</p><p> 小齒輪40Cr調(diào)質(zhì):</p><p> 大齒輪45正火: </p><p> 高速級(jí)齒輪設(shè)計(jì)跟低速級(jí)一樣,將齒寬
114、系數(shù)改為0.8。</p><p><b> 5.6聯(lián)軸器的選擇</b></p><p> 由于傳動(dòng)裝置要求,需要一個(gè)聯(lián)軸器把電動(dòng)機(jī)軸與減速箱輸入軸相連接,進(jìn)行高速轉(zhuǎn)動(dòng)。為減小起動(dòng)載荷,緩和沖擊,應(yīng)首先考慮具有較小慣量和具有彈性的聯(lián)軸器,有前面電動(dòng)機(jī)的選擇可得知,電動(dòng)機(jī)功率為5.5Kw,轉(zhuǎn)速為1440r/min。由電動(dòng)機(jī)軸伸的直徑d=38mm,而公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩T=3617
115、6.74N/mm=36.18N/m</p><p> 參照參考資料[1]表14-1,查得=1.5,則計(jì)算轉(zhuǎn)矩為</p><p> =T=1.5×36.18N/m=54.27 N/m (56)</p><p> 從GB/T5323-2002中查得,LT6型彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器的需用轉(zhuǎn)矩為250 N/
116、m,許用放大轉(zhuǎn)速為3800 r/min軸頸為32~42mm之間,故可用。</p><p> 減速器與中心軸相連接,這里選擇金屬滑塊聯(lián)軸器。金屬滑塊聯(lián)軸器是利用中間滑塊,在其兩側(cè)半聯(lián)軸器端面的相應(yīng)徑向槽內(nèi)滑動(dòng),以實(shí)現(xiàn)兩半聯(lián)軸器的聯(lián)接,并補(bǔ)償兩軸的相應(yīng)位移。金屬滑塊聯(lián)軸器適應(yīng)于低速重載的場(chǎng)合。且金屬滑塊聯(lián)軸器制造工藝成熟,加工成本低,考慮到經(jīng)濟(jì)性,這里選擇金屬滑塊聯(lián)軸器。從《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》[18] 的表16—24金
117、屬滑塊聯(lián)軸器的主要尺寸和特性參數(shù)可以查得 ,所以應(yīng)選WH7,軸孔直徑為55mm。</p><p><b> 5.7軸的設(shè)計(jì)</b></p><p> 5.7.1 滾筒軸的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p> 初算軸的最小直徑為50mm,根據(jù)設(shè)計(jì)需要要設(shè)計(jì)成階梯軸來(lái)放置軸承和聯(lián)軸器。根據(jù)以上計(jì)算可知軸上所承受的最大轉(zhuǎn)矩 TP =636N.m 根據(jù)工
118、況的要求選擇的是金屬滑塊聯(lián)軸器[19]。選擇的材料為45號(hào)鋼,45號(hào)鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后,бb =637 Mpa , E =210Gpa。由以上計(jì)算知軸徑可為45mm,考慮裝聯(lián)軸器加鍵的影響[13],故取軸和聯(lián)軸器相連部分的直徑為50mm。我們知道軸上要安裝滾動(dòng)軸承,為便于軸承的裝配,取裝軸承處的直徑為55mm。本設(shè)計(jì)滾動(dòng)軸承中所選的型號(hào)為30311型,其寬度為29mm ,根據(jù)結(jié)構(gòu)要求選用軸肩擋圈GB886-86 55×65,由于在入料
119、口處需布置料斗,所以軸承應(yīng)安裝在料斗的外端[20],以免和料斗發(fā)生干涉,根據(jù)生產(chǎn)能力為2噸/小時(shí),再加上入料中混有大量的水,所以料斗設(shè)置應(yīng)足夠的大,料口長(zhǎng)為300mm, 在高度上為便于安裝在機(jī)架上且不和主軸發(fā)生干涉,結(jié)構(gòu)設(shè)置請(qǐng)參見(jiàn)裝配圖。</p><p> 在滾筒內(nèi)主軸上要焊接肋條,以支撐滾筒,所以在焊接處取主軸直徑為60mm,在滾筒的尾端要支撐和安裝聯(lián)軸器和電動(dòng)機(jī)。如果在入料口端安裝驅(qū)動(dòng)裝置的話,這樣就不好布
120、置入料輸送裝置,而尾端則不會(huì)發(fā)生這些現(xiàn)象,因?yàn)槲捕说某隽峡谠跈C(jī)架的底部,所以應(yīng)在尾端安裝聯(lián)軸器和電動(dòng)機(jī)。</p><p> 軸承在軸上的固定,由于軸承安裝在軸承座內(nèi),軸承可以通過(guò)軸上設(shè)置臺(tái)階來(lái)固定,也可以通過(guò)臺(tái)階和止推環(huán)來(lái)固定,這樣軸承在軸承座內(nèi)就不會(huì)發(fā)生徑向的游動(dòng),在本設(shè)計(jì)中選用臺(tái)階固定,因?yàn)檫@樣容易密封而且所選的30000系列的圓錐滾子軸承有一定的徑向補(bǔ)償,因圓錐滾子軸承軸承成對(duì)使用這樣就解決了轉(zhuǎn)動(dòng)軸軸向竄
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