JZ型混凝土搅拌机总体及传动部分设计.doc

毕业设计(论文)JZ型混凝土搅拌机总体及传动部分设计THE DESIGN OF THE TOTAL AND SPREAD TO MOVE OF THE JZ CONCRETE MIXER学生姓名学院名称机电工程学院专业名称机械设计制造及自动化指导教师徐州工程学院毕业设计(论文)摘要为了适应不同的搅拌要求，搅拌机发展了许多机型，本设计中首先对混凝土搅拌机进行选型，通过对比最后确定选用自落式锥形反转出料搅拌机。选型后，对搅拌机的传动部分进行设计计算，首先通过对搅拌筒的设计计算确定搅拌功率，选择电机，后对减速器的设计，这是本设计中的重要部分，在对减速器的设计中，参考资料，按照搅拌机的设计步骤，计算设计减速器各组成部件，完成减速器的设计后，对搅拌筒外的开式大齿轮进行设计计算，这是本设计中的难点，因为这个齿轮传动比较大，需要很好地解决这个问题才能最终完成搅拌机的传动部分的设计，然后选用适合的联轴器对传动部分的各个装置进行联接，完成传动部分的设计后，对上料部分进行简单的设计，最后合成出混凝土搅拌机的总体部分。关键词 锥形反转；搅拌筒；减速器;联轴器AbstractIn order to meet the needs of different mixing, many models of the mixer have been developed. In this design, choose the type of the concrete mixer at first. Through comparing, the taper mixer which produces the material reversely is chosen for use. After the selecting the type, the transmission of the mixer is designed. Through calculating the tube of the mixer, the power of mixing can be confirmed at first. After choosing the electrical machinery, the reduction gear can be designed. This is an important part in this design. In the design of the reduction gear, reference information, and then calculate and design each part of the reduction gear according to the design step of the mixer. After finishing the design of the reduction gear, the opening gear wheel outside the mixing tube can be calculated and designed. This is a difficult point in this design, because that the transmission of this gear wheel is big. This problem is needed to well solve, and then the transmission of the mixer can be finished finally. Then the suitable shaft coupling can be chosen to link each part of the transmission well. After finishing the design of the transmission, the part of taking material is designed simply .The overall part of the concrete mixer is compounded out finally.Key words taper reverse mix tube reduction gear shaft coupling目 录1 绪论11.1 混凝土搅拌机械11.2 混凝土搅拌机的周期作业22传动部分设计32.1搅拌筒设计32.2减速器的设计52.2.1电动机的选择62.2.2传动比的分配92.2.3计算传动装置的运动和动力参数92.2.4第一级齿轮传动的设计112.2.5第二级齿轮传动的设计162.2.6轴的校核202.2.7键的选择232.2.8轴承的选择因素242.2.9联轴器262.2.10减速器的润滑和密封272.2.11开式齿轮的设计293料斗的设计333.1钢丝绳的选择333.2卷筒的设计计算343.3滑轮组的设计计算383.4离合器的设计计算393.5制动器的设计计算404搅拌机的使用与维护424.1搅拌机使用的注意事项4242搅拌机的日常保养42结论44致谢45参考文献46附录47491 绪论1.1 混凝土搅拌机械混凝土施工机械的发展状况是影响建筑工程施工机械化程度的重要因素之一。因为建筑技术与建筑工程的现代化已经使建筑物的基础、梁、柱、板等主要构件几乎都是混凝土浇筑而成的如果工程中所用的大量混凝土，其生产过程中的各道工序(即贮料、装料、配料、搅拌、运输、浇筑和振捣)都采用人工操作，则不仅需要大量的劳动力，而且劳动强度高、效率低、混凝土的质量差。为此，必须十分重视混凝土施工机械的发展和应用，并作为提高建筑施工机械化程度的主要技术措施之一。当前，我国建筑工程中混凝土的加工虽已基本机械化，但分散件很强，尚不能走向较高程度的工业化，商品混凝土应用的程度还很小。今后一段时间内，要把注意力放在混凝土施工地机械化体系的配套上，使之更加完善。混凝土搅拌机是将一定配合比的水泥(胶结材料)、砂、石(骨料)和水(有时还加入一些混合材料)拌和成匀质混凝土的机械。同人工拌和混凝土相比，混凝土搅拌机具有生产率高，拌和质量好，减轻工人劳功强度等优点，如今它是建筑施工现场、混凝土构件厂及商品混凝土供应站生产混凝土的重要机械设备之一。混凝土搅拌机按搅拌混凝土的原理来分有自落式和强制式两种。自落式混凝土搅拌机工作机构是筒体，沿筒内壁圆周安装若干搅拌叶片。工作时，将物料投入搅拌筒内，筒体绕其自身轴旋转，靠搅拌筒的旋转，由筒内的搅拌叶片将物料推到一定的高度后，物料靠自重坠落下来，反复对物料进行搅拌而加工成匀质混凝土。这种搅拌机特点是搅拌强度不大，效率低，只适合加工普通塑性混凝土，对骨料的粒径要求不严格，广泛地应用于各种中小型建筑工地。是现在建筑行业中应用较为广泛的一种混凝土搅拌机。强制式混凝土搅拌机的搅拌机构是水平式设置在筒内的搅拌轴，轴上安装搅拌叶片，工作时，强制式混凝土搅拌机的搅拌筒固定不动，是由筒内转轴的带动叶片旋转来对物料进行强制式的剪切，挤压、翻转的强制搅拌作用，使拌合料在剧烈的相对运动中达到均匀拌和。这种搅拌机搅拌质量好，效率高，适合加工普通塑性和半硬性的混凝土。由于受构造上的限制，对粗骨料粒径的要求较为严格，施工现场的混凝土搅拌站和混凝土预拌工厂的搅拌楼中使用的搅拌机均系此种类型。混凝土搅拌机，按其外形又可分为鼓形、锥形和盘形二种；按所用动力装置不同又分为电动式和内燃式两种；由搅拌量的不同，又将搅拌机分成多种容量型号，目前世界上的混凝上搅拌机已有200种以上。我国混凝土搅拌机的容量、规格的发展也很迅速，容量仅在3000L以下的就合11种之多，它们是；50，100，150、200，250，350，500，750，1000，1500和3000L这些搅拌机都同属周期作业式，随着混凝土施工工艺的发展和对搅拌机要求的提高，必将很快推出各种新型的混凝土搅拌机械。根据搅拌机搅拌筒容量参数的小同，又常把混凝土搅拌机划分为大型(出科容量为13)、中型(出料容量为0.35075)和小型(出料容量为0.5一0.25)三种。我国混凝土搅拌机的生产业已定型，并自成系列，其代号和主要技术参数的意义： J搅拌机： G鼓形自治式混凝土搅拌机； Z锥形反转出料式混凝土搅拌机； F锥形顿翻出料式混凝1：搅拌机； D单卧轴强制式混凝土搅拌机；JG250型混凝土搅拌机表示鼓形自落式混凝土搅拌机，电动机驱动，出料容量并经捣实后的混凝土体积为250L。混凝土搅拌机其主要组成部分有：搅拌机构.它是混凝土搅拌机的主要工作机构，由搅拌筒、搅拌叶片等组成。传动装置它是向搅拌机各工作机构传递力和速度的系统。般有由带条、摩擦轮、齿轮,、链轮和轴等传动元件组成的机械传动系统和由液压元件组成的液压传动系统两大类。上料机构,它是向搅拌筒内装人混凝土物料的设施一般有卷扬提升式料斗、固定式料斗和翻转式料斗三种形式c配水系统,它的作用是按照混凝土的配合比要求定量供给搅拌用水。搅拌机配水系统的型式主要有：水泵配水箱系统、水泵水表系统和水泵时间继电器系统三种。卸料机构,它是将搅拌好的匀质熟料混凝土从搅拌筒中卸出的装置。主要有溜槽式、螺旋叶片式和倾翻式三种型式。我选用的是JZ型混凝土搅拌机，即自落式锥型反转混凝土搅拌机，它主要由搅拌机构（由搅拌筒，搅拌叶片等组成），传动装置（由减速器，开式大齿轮等组成），上料机构（由提升式料斗，卷扬机等组成），配水系统（由水泵配水箱系统），卸料机构（由搅拌筒组成）。在此附上自落式锥型反转混凝土搅拌机简意示图，见图1-1：图1-1JZ350锥型反转出料搅拌机1.供水系统2.传动装置3.搅拌与出料装置4.上料机构1.2 混凝土搅拌机的周期作业搅拌筒的基本形状，即有鼓形、双锥形、盘形和圆槽形等。其中，鼓形、双锥形搅拌机工作原理为自落式，即作业时，搅拌筒旋转，物料靠自重坠落达到搅拌要求；盘形相圆槽形搅拌机为强制式，作业时搅拌筒固定不动，靠转轴带功筒内的搅拌叶片对混凝土物料进行强制挤压、翻转和抛掷而达到拌合均匀的目的。从搅拌原理上看，锥形反转出料式混凝土搅拌机是一种自落式混凝土搅拌机。搅拌筒正向回转进行搅拌，反向回转进行出料，它是作为取代鼓形自落式混凝土搅拌机的一种机型，可以用来拌合普通塑性和低流动性的混凝土。搅拌时，双锥形搅拌筒旋转。叶片使物料作提升、下落运动的同时，还强迫物料作轴向窜动。所以，此种搅拌机同鼓形自落式搅拌机相比，其搅拌运动比较强烈，生产率高，拌和出来的混凝土质量好。机械构造也比较简单、操作方便，因而得到了广泛应用。锥形反转出料式混凝土搅拌机主要有以电动机为动力的JZ系列型号和JZY系列型号。JZY型除进料机构采用液压传动外，其余构造及技术性能均与JZ型相同。目前，该系列产品的出料容量有150L，200L，350L,500L和750L等。所示为JZ350型混凝土搅拌机的外形，其出料混凝土体积为350L。它主要由动力装置、传动装置、进料系统、搅拌系统、供水系统、底盘和电气系统等组成。在搅拌筒的进料口一端，焊有两块挡料叶片，可防止搅拌时进料口处漏浆；搅拌筒的出料口一端，焊接着一对出料叶片，出料叶片分成两段，以螺钉固定，搅拌过程中如遇突然停电或发生故障时，可以卸下靠外边的一段叶片，把筒内的物料扒出来。当混合料拌和好混凝土后，可通过传动系统改变搅拌筒的旋转方向，筒内的混凝土使可经出料叶片迅速卸出筒外。托轮是支承搅拌筒并拖带搅拌筒进行运转的机构。搅拌筒放在四个橡胶托轮上，电动机的动力，经齿轮减速箱传给托轮主轴，利用轴上的一对橡胶托轮与搅拌筒滚道之间的摩擦力，带动搅拌筒旋转。上料机构：JZ350型混凝土搅拌机的上料机构由上料架、中间料斗、上料斗和传动机构等组成，。上料时，料斗由钢丝绳牵引沿料架的轨道向上爬行，当行至一定的高度后，其长轴滚轮进入料架岔道，料斗随之倾倒，斗门面动开启，斗内物料经中间料斗卸入搅拌筒内。2传动部分设计传动部分是搅拌机的重要组成部分，通常由滚筒，减速器，电动机以及联接件组成，在本设计中采用电动机通过联轴器联接减速器，再通过另一联轴器联接搅拌筒上的开式齿轮，从而达到传递动力的作用。如图：图2-1搅拌机的传动系统1搅拌筒；2联轴器；3减速器；4电动机2.1搅拌筒设计锥形反转出料搅拌机的搅拌筒呈双锥形，筒内中部焊有分别与拌筒轴线成一定夹角交叉布置的高叶片和低叶片各一对。由于高低叶片与拌筒轴线按一定的角度交叉布置，所以当拌和料由进料锥端进入，拌筒正转搅拌时，叶片不仅使拌和料作提升、下落的运动，还能强迫物料作轴向窜动，故能强化搅拌作用。当搅拌筒反向旋转时，叶片将拌和料推向出料锥端由两条空间交叉成的螺旋形出料叶片将拌和料卸出筒外。双锥反转出料混凝土搅拌机在工作时，器搅拌功率主要用于克服混凝土物料在拌合时所产生的偏心距及托轮滚动的摩擦阻力距。搅拌时，大部分物料倾向搅拌筒一侧，呈斜面，但有少部分物料由于拌筒转动时产生的惯性作用而处于自由落体运动状态，为讨论方便，现假定最恶劣的工作状况，即全部物料倾向拌筒的一侧，呈斜面，球此种情况下的搅拌功率。先有设计要求计算出搅拌筒的几何尺寸，搅拌筒外形如图所示：图2-2搅拌筒的几何外形由混凝土机械查搅拌几何容积，和出料容量V1 式（2.1）出料容积V2和进料容积V1有为出料系数，对混凝土一般取0.60.7 式（2.2） 式（2.3）出料 式（2.4） 所以 式（2.5）暂选 式（2.6） 式（2.7） 式（2.8） 暂选1500L 式（2.9） 式（2.10） 式（2.11）由混凝土机械查得进料锥角出料锥角，所以选择，又有 式（2.12） 式（2.13） 式（2.14） 式（2.15）另参考设，其中为拌合料容重 式（2.16）为搅拌时拌合料的自然坡度， 式（2.17）综上可得：，可整合为：，2.2减速器的设计减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动，蜗轮传动或齿轮蜗轮传动所组合的独立部件，常在动力机与工作机之间为减速的传动装置；在少数情况下也用作增速的传动装置减速器由于结构紧凑，效率较高，传递运动正确可靠，使用维修简单，并可成批生产，故在现代机械中应用最广减速器类型很多，有圆柱齿轮减速器，圆锥齿轮减速器，蜗杆减速器等由于考虑到所传递的功率和传动比在本搅拌机设计课题中采用的是二级圆柱齿轮减速器减速器的机体是用于支持和固定轴系的零件，是保证传动零件的啮合精度，良好的润滑和密封的重要零件，其重量约占减速器总重量的50%。因此，机体结构对减速器的工作性能，加工工艺，材料消耗，重量及成本等有很大的影响。机体材料采用灰铁（HT150或HT200）制造。传动装置包括各种类型的零件，其中决定其工作性能，结构简单和尺寸大小的主要是传动零件。支撑零件和联接零件都是要根据零件的要求来设计，因此一般应先设计计算传动零件，确定其尺寸，参数，材料和结构。为了使设计减速器时的原始条件比较准确，应该先设计减速器外的传动零件，如联轴器等。2.2.1电动机的选择电动机是常用的原动机，并且是系列化和标准化的产品机械设计中需要根据工作机的工作情况和运动，动力参数，合理选择电动机类型，结构形式，传递的功率和转速，确定电动机的型号电动机有交流电动机和直流电动机之分，工业上采用交流电动机交流电动机有异步电动机和同步电动机两类，异步电动机又分笼型和绕线型两种，其中以普通笼型异步电动机应用最广泛如无特殊需要，一般忧先选用型笼型三相异步电动机，因其具有高效，节能，噪音小，振动小，安全可靠的特点，且安装尺寸和功率等级符合国际标准，适用于无特殊要求的各种机械设备电动机的功率选择是否合适将直间影响到电动机的工作性能和经济性能。如果选用额定功率小于工作机所需要的功率，就不能保证工作机正常工作，甚至使电动机长期过载过早损害，如果选用额定功率大于工作机所需要的功率，则电动机的价格高，功率未得到充分的利用。从而增加电能的消耗，造成浪费。搅拌机电动机的功率按所需的（单位：KW）计算公式为： 式（2.18）式中 工作机所需工作效率。由电动机到工作机的总效率。工作机所需工作效率，应由工作阻力和运动参数计算求得： 式（2.19）式中 拌筒搅拌时所需的外力矩，（N.m）。 拌筒转（r/min）。 式（2.20）其中双锥反转出料混凝土搅拌机在工作时，其搅拌功率主要用于克服混凝土物料在搅拌时产生的偏心阻力矩及托轮滚动磨檫阻力矩。为讨论方便，现假定最恶劣的工作状况，即全部物料倾向拌筒的一侧，呈斜面，球此种情况下的搅拌功率。外力矩M的计算： 式（2.21）式中 搅拌时拌合料所产生的偏心阻力矩；搅拌时托轮所产生的滚动摩擦阻力矩； 式（2.22）式中 拌合物料发质量； 式（2.23）V搅拌筒容积；拌合料容重； 式（2.24）H拌合料重心至拌筒中心的距离，mm； 式（2.25）因为混合料在拌筒内为一水面，且以搅拌时进、出料口均不得有溢出为原则，故讨论时进、出料口相等，均为h.进料锥内拌合物所产生的偏心阻力矩给x以微小增量则在X=x及平面之间的有效容积微元体对X轴的微元阻力矩 式（2.26）积分可得进料锥内混合料所产生的偏心阻力矩 式（2.27）出料锥内拌合物所产生的偏心阻力矩由进料锥公式可直接得出。柱体内地混合料所产生的偏心阻力矩为 式（2.28）综上，搅拌时混合料所产生的总偏心力矩 式（2.29） 式（2.30） 式（2.31） 式（2.32）搅拌时托轮所产生的惯性摩擦阻力矩 式（2.33）式中一个托轮所受到滚动正压力;K滚动摩擦力臂;R滚筒半径,mr托轮半径，m; 式（2.34） 式（2.35）式中 f混凝土与钢叶片的磨檫系数f=0.62传动效率 式（2.36）式中 联轴器的传动效率，取齿轮传动的传动效率，轴承的传动效率，确定电动机的转速经查表：一级开式齿轮的传动比,二级圆拄齿轮减速器的传动比，总的传动比合理范围为，故电动机的转速的可选范围为： 式（2.37）根据工况和计算所选电动机为:表2-1 电动机的主要参数型号额定功率(KW)转速r/min轴径mmY132S-45.5144038图2-3电动机简图电动机尺寸如表：表2-1 电动机的主要外形参数中心高H外形尺寸L安装脚B轴伸尺寸13251517838802.2.2传动比的分配由电动机的转速和工作机的主动轴的转速，可得到传动装置的总传动比为 式（2.38）式中电动机的转速 拌筒的转速 式（2.39）总传动比为各级传动比的乘积，既 式（2.40）使减速器装置不至于过大初步取则 式（2.41）按展开式布置，考虑润滑条件，为使两级大齿轮相近，查得则 式（2.42）2.2.3计算传动装置的运动和动力参数为进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速和转矩（或功率）如将传动装置各轴由高速至低速依次定为、轴、滚筒。 相邻两轴间传动比 相邻两轴间传动效率 轴的输入功率（） 各轴之间的输入转矩（） 各轴的转速（r/min）则可按电动机轴至工作机运动传递路线推算，得到各轴的运动和参数各轴的输入功率轴轴的输入功率：轴 式（2.43）轴 式（2.44）轴 式（2.45）轴 式（2.46）滚筒 式（2.47）式中电动机的出功率（KW） 联轴器的传动效率 轴承的传动效率齿轮的传动效率同一根轴的输出功率与输入功率的数值不同，需要精确计算时取不同的数值。各轴的输入转矩电动机的输出转矩： 式（2.48）轴轴的输入转矩： 式（2.49） 式（2.50） 式（2.51） 式（2.52） 式（2.53）运动和动力参数计算结果整理于下表表2-2各轴计算结果轴名效率P（Kw）转矩T（N.m）转速N（r/min）传动比i效率输入输出输入输出电动机轴5.536.47144010.97轴5.4455.33635.7435.0214403.80.95轴5.1755.072129.10126.51378.93.090.93轴4.924.724375.58364.41122.610.95轴4.6764.491356.5346.47122.670.93滚筒4.442422.91752.2.4第一级齿轮传动的设计 材料的选择应传动尺寸和批量较小,小齿轮设计成齿轮轴,选择40Cr，调质处理,硬度为 241HB-286HB，大齿为45钢，调质处理，硬度240HB,暂取传动比初步计算小齿轮的分度圆直径 式（2.54）齿宽系数由机械手册查表得，取 式（2.55）接触疲劳极限由机械手册查表得 式（2.56） 式（2.57）初步计算的许用接触应力 式（2.58） 式（2.59）的值由机械手册查表得初步计算小齿轮分度圆直径 式（2.60） 取 初步取齿宽b 式（2.61） 校核计算圆 周速度: 式（2.62）精度等级 选8级计算齿数和模数初选则 式（2.63）模数m 式（2.64） 则由机械手册查表得为标准模数m使用系数：查机械设计手册表12.9，动载系数：查机械设计手册表12.9，齿间载荷分配系数： 齿向载荷分配系数： 载荷系数K： 式（2.65）弹性系数： 式（2.66）节点区域系数： 式（2.67）接触最小安全系数： 式（2.68）总工作时间： 式（2.69）应力循环系数： 式（2.70） 式（2.71）接触寿命系数： 查表， 式（2.72）许用接触应力： 式（2.73） 式（2.74）验算 ： 式（2.75）计算结果表明，接触疲劳强度较为合适，齿轮尺寸无需调整。否则，尺寸调整后还需再进行验算。确定齿轮主要尺寸由于采用正常标准齿轮，所以齿顶高系数取为1，顶隙系数取为0.25, 分度圆压力角度数为标准值=20。小齿轮的参数如下：分度圆直径： 式（2.76） 式（2.77）中心距： 式（2.78）齿顶高： 式（2.79）齿根高： 式（2.80）齿全高： 式（2.81）齿顶圆直径： 式（2.82） 式（2.83）齿根圆直径： 式（2.84） 式（2.85）基圆直径： 式（2.86） 式（2.87）齿宽： 式（2.88） 式（2.89）齿距： 式（2.90）齿厚： 式（2.91）齿槽宽： 式（2.92）基圆齿距： 式（2.93）法向齿距： 式（2.94）顶隙： 式（2.95）齿根接触疲劳强度验算：重合度系数： 式（2.96）齿间载荷分布系数 式（2.97）齿向载荷分布系数： 式（2.98）由机械设计手册图12.14，载荷系数K： 式（2.99）齿形系数： 应力修正系数： 弯曲疲劳极限： 弯曲最小安全系数：弯曲系数寿命： 尺寸系数： 许用弯曲应力： 式（2.100） 式（2.101）验算： 式（2.102） 式（2.103）根据以上分析，传动在允许的时间之内有效，没发生过载，故所选齿轮满足要求。2.2.5第二级齿轮传动的设计材料的选择应传动尺寸和批量较小,小齿轮设计成齿轮轴,选择40Cr，调质处理,硬度为 280HB ，大齿为45钢，调质处理，硬度240HB,传动比暂取。齿轮传动的计算转矩 式（2.104）齿宽系数由机械手册查表得，取接触疲劳极限由机械手册查表得初步计算的许用接触应力 式（2.105） 式（2.106）的值由机械手册查表得初步计算小齿轮分度圆直径 式（2.107） 取 初步取齿宽 式（2.108） 校核计算圆周速度: 式（2.109）精度等级 选8级计算齿数和模数初选 则 式（2.110）整合为93模数 式（2.111）则由机械手册查表得为标准模数使用系数：查机械设计手册表12.9，动载系数：查机械设计手册表12.9，齿间载荷分配系数： 齿向载荷分配系数： 载荷系数K： 式（2.106）弹性系数： 节点区域系数：接触最小安全系数：总工作时间： 式（2.107）应力循环系数： 式（2.108） 式（2.109）接触寿命系数： 查表，许用接触应力： 式（2.110） 式（2.111）验算 式（2.112） 计算结果表明，接触疲劳强度较为合适，齿轮尺寸无需调整。否则，尺寸调整后还需再进行验算。确定齿轮主要尺寸由于采用正常标准齿轮，所以齿顶高系数取为1，顶隙系数取为0.25, 分度圆压力角度数为标准值=20。小齿轮的参数如下：分度圆直径： 式（2.113） 式（2.114）中心距： 式（2.115）齿顶高： 式（2.116）齿根高： 式（2.117）齿全高： 式（2.118）齿顶圆直径： 式（2.119） 式（2.120）齿根圆直径： 式（2.121） 式（2.122）基圆直径： 式（2.123） 式（2.124）齿宽：齿距： 式（2.125）齿厚：齿槽宽：基圆齿距： 式（2.126）法向齿距：顶隙： 式（2.127）齿根接触疲劳强度验算：重合度系数： 式（2.128） 齿间载荷分布系数： 式（2.129）齿向载荷分布系数： 式（2.130）由机械设计手册图12.14，载荷系数K： 式（2.131）齿形系数： 应力修正系数： 弯曲疲劳极限： 弯曲最小安全系数：弯曲系数寿命： 尺寸系数： 许用弯曲应力： 式（2.132） 式（2.133）验算： 式（2.134） 式（2.135）根据以上分析，传动在允许的时间之内有效，没发生过载，故所选齿轮满足要求。2.2.6轴的校核轴的最小直径按公式可确定各轴的基本尺寸，可确定低速级和中间轴为齿轮轴最小轴径分别为，。高速轴最小轴径在此对中间齿轮轴进行校核齿轮轴材料选择，在二级齿轮减速器传动中.减速器的轴采用45钢,调质处理.由机械手册查表得: 已知中间轴的 输出功率为5.072Kw，转速为378.9 r/min.齿轮轴受力计算分析图2-4间齿轮轴的力，转矩图作用力的计算 式（2.136）齿轮的圆周力： 式（2.137）齿轮的径向力: 式（2.138）齿轮的圆周力： 式（2.139）齿轮的径向力: 式（2.140）水平面支承反力及弯矩（见图） 式（2.141） 式（2.142）弯矩见图 式（2.143） 式（2.144） 式（2.145） 式（2.146）垂直面支承反力及弯矩（见图）支反力，见图 式（2.147） 式（2.148） 弯矩计算，见图 式（2.149） 式（2.150）合成弯矩，见图 式（2.151） 式（2.152） 式（2.153） 式（2.154）应力校核系数 式（2.155）当量转矩 式（2.156）当量弯矩在大齿轮轴劲中间截面处 ： 式（2.157） 在右轴劲中间截面处： 式（2.158）校核轴颈 式（2.159） 式（2.160）经校核较合适无需调整。其他轴按同样方法校核。2.2.7键的选择键的类型及尺寸齿轮传动要求齿轮与轴的对中性好，故在此我选用A型平键，根据轴径，由表查得，可选用，键高，因轮毂长度为，故取标准长度为。挤压强度由静连接的挤压强度条件为 式（2.161）其中 式（2.162） 式（2.163） 式（2.164）由表查得轻微冲击载荷的许用应力所以挤压强调足够确定键槽尺寸由普通平键标准查得轴槽深，毂槽深。其余各键按同样方法校核选择。2.2.8轴承的选择因素在许多场合，轴承的内孔尺寸已经由机器或装置的结构具体所限定。不论工作寿命，静负荷安全系数和经济性是否都达到要求，在最终选定轴承其余尺寸和结构形式之前，都必须经过尺寸演算。该演算包括将轴承实际载荷跟其载荷能力进行比较。滚动轴承的静负荷是指轴承加载后是静止的）或旋转速度非常低。在这种情况下，演算滚道和滚动体过量塑性变形的安全系数。大部分轴承受动负荷，内外圈做相对运动，尺寸演算校核滚道和滚动体早期疲劳损坏安全系数。只有在特殊情况时，才根据DIN ISO 281对实际可达到的工作寿命做名义寿命演算。对注重经济性能的设计来说，要尽可能充分的利用轴承的承载能力。要想越充分的利用轴承，那么对轴承尺寸选用的演算精确性就越重要。静负荷轴承 计算静负荷安全系数Fs有助于确定所选轴承是否具有足够的额定静负荷。 FS =CO/PO 其中FS静负荷安全系数，CO额定静负荷KN，PO当量静负荷KN 静负荷安全系数FS是防止滚动零件接触区出现永久性变形的安全系数。对于必须平稳运转、噪音特低的轴承，就要求FS的数值高；只要求中等运转噪声的场合，可选用小一些的FS；一般推荐采用下列数值： FS=1.52.5适用于低噪音等级 FS=1.01.5适用于常规噪音等级 FS=0.71.0适用于中等噪音等级。额定静负荷，在滚动体和滚道接触区域的中心产生的理论压强为： 4600 N/MM2 自调心球轴承 4200 N/MM2 其它类型球轴承 4000 N/MM2 所有滚子轴承在额定静负荷CO的作用下，在滚动体和滚道接触区的最大承载部位，所产生的总塑性变形量约为滚动体直径的万分之一。当量静负荷POKN是一个理论值，对向心轴承而言是径向力，对推力轴承来讲是轴向和向心力。PO在滚动体和滚道的最大承载接触区域中心所产生的应力，与实际负荷组合所产生得应力相同。PO=XO*F r +Ys * FaKN 其中PO 当量静负荷，Fr径向负荷，Fa轴向负荷，单位都是千牛顿，XO径向系数，YO轴向系数动负荷轴承 DIN ISO 281所规定的动负荷轴承计算标准方法的基础是材料疲劳失效，寿命计算公式为： L10=L=(C/P)P ，其中L10=L 名义额定寿命，C 额定动负荷 KN P 当量动负荷 KN P 寿命指数 L10是以100万转为单位的名义额定寿命，C 额定动负荷 KN P 寿命指数 L10是以100万转为单位的名义额定寿命。对于一大组相同型号的轴承来说，其中90%应该达到或者超过该值。额定动负荷C KN在每一类轴承的参数表中都可以找到， P=X*Fr+Y*Fa 其中：P当量动负荷，Fr径向负荷，Fa轴向负荷，单位都是千牛顿，X径向系数，Y轴向系数。不同类型轴承的X,Y值及当量动负荷计算依据，可在各类轴承的表格和前言中找到。球轴承和滚子轴承的寿命指数P有所不同。对球轴承，P=3 对滚子轴承，P=10/3。如果轴承动负荷的值及速度随时间而变化，那么在计算当量负荷时就得有相应的考虑。连续的负荷及速度曲线就要用分段近似值来替代。滚动轴承的最小负荷过小的负荷加上润滑不足，会造成滚动体打滑，导致轴承损坏。在本设计中我都选用深沟球滚子轴承就足以满足要求。轴承的型号确定结合轴的受力特点与箱体运动的关系，此处选用深沟球滚子轴承。分析传动示意图不难发现，本系统中轴的轴承承受径向载荷，而且承受的载荷都较小。查机械设计手册可知，深沟球滚子轴承能同时承受径向载荷可以成对使用，满足条件，通过前面对轴受力分析，我选用一对深沟球滚子轴承6209型。如下图所示：图2-4深沟球滚子轴承其中d=45mm、D=85mm、B=19mm计算深沟球滚子轴承寿命表2-3轴承选择方案方案轴承型号Cr/NCor/ND/mmB/mmNo/(r/min)1620931500205008519350026210350002320090203000计算步骤与结果列于下表：在前面已计算过工作时间，可估计混凝土搅拌机工作十年，一年工作八小时，工作日中工作时间占40%，则轴承的使用寿命 式（2.164）表2 -4计算列表计算项目计算内容计算结果6209轴承6210轴承e查表0.260.236X查表X=0.56X=0.56冲击载荷系数fd查表1.21.2当量动载荷PP=fd.Fr=1.26867X46144614计算额定动载荷37777N37777N基本额定动载荷Cr查手册31500377773500037777故我选用6209.深沟球滚子轴承可满足寿命要求。其他处轴承寿命计算如上。2.2.9联轴器联轴器是联接两轴使之一同回转并传递转矩的一种联轴器可分为刚性和挠性，刚性联轴器适用于两轴能严格对中并在工作中不发生相对位移的地方，挠性联轴器适用于两轴有偏移的地方。刚性联轴器中又可分为凸缘联轴器、套筒联轴器和夹壳联轴器，其中凸缘联轴器是应用最广的一种，这种联轴器主要由两个分装在轴端的半联轴器和联接它们的螺栓组成。凸缘联轴器对中精度可靠，传递转矩较大，但要求两轴通轴度较好，主要用于载荷平稳的联接中。故在此我选用此种联轴器。在高速级，因电动机Y132S1-2的轴