复合筒式除尘机组结构设计

摘要为解决现有除尘机组存在的问题,经对比各种除尘机组中的滤料布置形式、吸嘴形式、吸臂形式,我设计了复合筒式除尘机组。该机组采用轮带式轮流吸尘机构、具有非标准技术的粉尘分离压紧器、FM滤料、XF3型纤维分离器等, 并将一级圆盘过滤器的吸尘风机置于纤维分离器之前,结构设计有利于纤尘的集中回收。本机组主要是运用行星轮的传动，实现固定的速比。我重点分析了除尘机组的间歇吸尘机构和除尘器吸臂吸嘴的性能与结构特点。在设计过程中尽量使用标准件，对于部分不关键的零件可适当降低尺寸公差要求，有利于设计成本的降低。本机组中，多处结构是对称的，这样降低了设计的难度。经调研知, 该机组的粉尘处理能力大于30 kg /h, 纤维处理量可达150 kg /h以上。关键词: 除尘技术; 吸尘机构; 粉尘分离压紧器Abstract In order to resolve the existing problems in duster, multifunctional round cage duster was designed through comparing the filter disposal form, suction nozzle form and suction arm of all kinds of duster. Wheel suctionm echanism, dust separation presser with nonstandard, FM filter, XF-3 fiber separator and so on were adopted in multifunctional round cage duster. The suction fan of the first grade disk filter was set before fiber separator, the structure design is feasib le to recycle fibers and dust.The unit is mainly to make use of Planetary wheel transmission ,to realize the fixed speed transmission. I emphatically analyzes intermittent dust suction mechanism and dust nozzle of dust extraction unit.In the design process to use standard parts as far as possible，to solve the key parts for not properly reduce dimension tolerance requirement，to use standard design cost reduction.The unit, several structure is symmetrical, such reduced design of difficulty. Known by the investigation，the dust treatm ent ab ility o f duste r is above 30 kg /h, and the amount of fiber treatment can reach m ore than 150 kg /h.KeyWords： DustTechnology, Suction Mechanism, Dust Separation Presser 34目 录1、前言21.1 复合筒式除尘机组的工作原理21.2 复合筒式除尘机组的优点32、初定方案42.1.传动系统组成：42.2.复合筒式除尘机组第二级工作原理：42.3.粉尘压实器的分析43、粉尘压实器的结构设计54、复合筒式除尘机组的运动分析64.1、配气阀的工作原理64.2、行星轮系的速比的确定164.3、中心角的确定84.4分析阀芯与吸尘臂的变化85、复合筒式除尘机组第二级组滤筒的结构设计106、第二级除尘机组减速器的选择2136.1、吸嘴传动减速器136.1.1、结构136.1.2、特点136.2、粉尘压实器减速器146.2.1、结构146.2.2、特点146.2.3、主要材料146.2.4、粉尘压实器减速器的设计计算166.2.5、计算过程177、运动计算197.1、同轴条件1197.2、装配条件1197.3、运动设计固定太阳轮结构1207.3.1、中心轮设计207.3.2、行星轮设计207.3.3、行星架的结构设计207.4、各部分的确定3217.4.1、齿轮的设计计算217.4.2、齿数z的选择217.4.3、齿数确定和齿轮校核218、带的选用3259、轴的设计与轴承选择52810、结束语30致谢31运动系统部分附图32参考文献341、前言 复合筒式除尘机组是借鉴其他先进的除尘设备，研制开发的一种高效节能除尘机组，主要应用于棉、毛、麻、化纤等轻纺行业的除尘系统，过滤收集空气中的干性纤维和粉尘，使含尘空气净化达到回用或排放标准。本机组的第二级轮换吸尘机构具有结构简单、稳定可靠、吸力集中、能耗低等显著优点。为了设计的更合理，我参看了多个厂家的机组产品介绍资料，上网查询了几家的产品图片，对该产品有了初步的认识。1.1 复合筒式除尘机组的工作原理复合筒式除尘机组由一级圆盘预过滤器和二级轮换圆笼滤尘器组成，第一级圆盘预过滤器分离空气中的的纤维性杂质，第二级轮换圆笼滤尘器收集空气中的细微短绒和粉尘。（1）、第一级圆盘预过滤器原理含纤、尘的空气通过圆盘预过滤器时，纤维被阻留在圆盘的高密不锈钢丝网上，圆盘上有一旋转吸嘴，利用排尘风机的负压将阻留在滤网上的纤维吸除，再通过纤维分离器将纤维分离排出。该一级可单独使用，用以过滤收集排风中的纤维。（2）、第二级轮换圆笼滤尘器原理轮换圆笼滤尘器的主体是由多瓣内外包覆长毛绒滤料的圆弧形滤框，组装成多个同心异径的环状滤槽；经过圆盘预过滤器过滤掉纤维的含尘空气通过滤槽时，粉尘被长毛绒滤料阻留，透过滤料的空气得以净化。阻留在滤料表面的粉尘由连接在吸臂上的条缝形吸嘴吸除，粉尘送入集尘器进行气、尘分离，粉尘被粉尘压实器压紧排出。该级滤尘器也可单独使用，用以过滤不含纤维的含尘空气。在轮换圆笼滤尘器的吸臂传动系统中有一轮换机构，具有保证每次只有一只吸臂导通吸尘，从而使吸嘴吸力集中，清灰彻底，集尘风机能耗较低的优点。（3）、电控系统：第一、二级除尘机组的电气控制元件集中组装在一个电控柜内，电控柜可以布置在除尘室内外适当的位置；在机组面板上装有电气操作箱，便于机组的调试和运行操作。第二级除尘机组的运行由可编程控制器自动控制，电控柜内装有安全保护和报警装置。 1.2 复合筒式除尘机组的优点（1）、由于在滤筒内增设了芯臂，从清灰装置内吹入的压缩空气只能从芯臂与滤筒键的空间内通过，因此减小了滤筒内的喷吹面积，在喷吹相同流量空气的前提下提高了喷吹气流的风速，使喷吹气流能与滤材充分接触，提高了清灰效率。（2）、由于清灰效率得到了提高，即使是完全粘黏在滤材上的粉尘也能被彻底清除。因此能够适当提高过滤风速，间接的提高了除尘效率。2、初定方案本次课题是复合筒式除尘机组吸嘴运动机构分析与设计，我的主要的任务就是设计第二级吸嘴运动系统的整个过程和粉尘压实器的结构，说的更具体一点就是要设计一种机构带动内配气阀和外配气阀运动，并持有一定的传动比。我在樊老师的帮助下，确定了整个运动系统的组成和工作原理。2.1.传动系统组成：双面布置阻燃长毛绒的多层固定圆笼滤槽、多吸嘴、行星轮传动系统、密封箱体以及组装在箱体上的粉尘压紧器、布袋集尘器和风机。2.2.复合筒式除尘机组第二级工作原理：多吸嘴在行星轮传动的带动下吸除阻留在多层固定圆笼滤槽两侧阻燃长毛绒上的粉尘，通过风机送入布袋集尘器中，再将布袋上的粉尘抖落分离到粉尘压紧器，将粉尘压实排出，分离粉尘的空气再排回二级气室循环过滤。防止除尘不干净所造成的二次污染。通过多层多层滤筒的空气得到净化后，可以直接排入车间或排出室外。2.3.粉尘压实器的分析粉尘压实器是一个非标注的部件，组成相当的简单，主要考虑粉尘压实的可能性。3、粉尘压实器的结构设计粉尘压实器是一个非标准的部件，它的主要作用就是把滤材中过来的粉尘压实到一种程度，然后排出去，防止粉尘对空气的污染。在樊老师的指导和帮助下，我最后决定粉尘压实器的主部件用一个非标准的螺旋轴，在螺旋轴的旋转下，把粉尘进行压实，为了使粉尘压实的效果更好一点，我借鉴了螺旋输送机的出料部分，把出口设计成与水平方向成135度的倾斜口，这样也方便了螺旋轴的支撑（螺旋轴如下图）。图3-1 螺旋轴4、复合筒式除尘机组的运动分析4.1、配气阀的工作原理配气机构实际上就是气动元件中的三位四通转芯气控阀，其有点不同之处就是上面固定着吸尘臂，转芯上扇形风道与风机吸风口永远相同，其余三通分别通向吸尘臂。阀体风道设计应保证正常工作状态只有一通，然后通过阀芯的转动与切换使每只吸尘臂依次转动进行吸尘工作。为方便阐述，需要确定几个关键词：全开：是指转芯上扇形通风截面与阀体上的风道截面完全重合，此时吸尘风量达到最大，能有效保证吸尘清扫工作正常进行，此时吸尘臂的工作（转动），不妨称其为有效转动半开（或半闭）：转芯上的扇形截面与风道截面未达到完全重合状态，此时吸尘风量偏小，无法正常进行吸尘工作，此时的吸尘臂的工作，不妨称为无效转动。当阀芯在转动切换时风道截面总是经历着由半闭半开全开半闭全闭这样的变化。因此吸尘臂的转动不完全都是有效转动，期间也必包含着无效转动，吸尘风量也是忽大忽小。为欲达到正常工作，吸尘臂的有效转动要求必须能达到1圈，要求吸尘臂的有效转动1圈，考虑到无效转动的存在，要求吸尘臂的转动圈数就不止是一圈了，本设计要求为保证有效转动1圈，规定吸尘臂必须转2.5圈。上述规定怎样才能实现？吸尘臂和阀体都在旋转的情况下，阀芯又怎样被驱动？要解决这些问题，就是必须采用行星轮系进行传动。4.2、行星轮系的速比的确定1阀体、转芯、吸尘臂三者一体的转动可视为公转，阀芯和阀体间的相对运动可视为自转。（见图4-1） Z1太阳轮 Z2中间介轮 Z3中间介轮 Z4内齿轮图4-1 结构示意图阀体呈浅筒状，内底部布置有内齿轮Z4，转芯紧固于上，内齿轮的转动要靠Z2 、Z3（同一轴）将扭矩传递进来。Z1太阳轮被固定在支撑座上，让它不能转动，而是让它起到定位作用，当阀体转动时（公转）,行星轮Z2也跟着阀体一起转动，但是Z2的平齿被太阳轮Z1绊住，迫使Z2绕太阳轮牙齿表面滚动，于是Z2在滚动的同时自身又产生了自转，然后通过Z3（与Z2同轴转动）将扭矩传递给内齿轮Z4使转芯转动完成切换工作。要想完成一次滤尘袋的全部吸尘清扫工作，转芯必须自转一圈，完成四次切换工作。前边已经讲过，吸尘臂完成一次有效转动（也即切换一次）必须转2.5圈（公转），那么切换三次（转芯自转一周）吸尘臂应转几圈？应转2.5圈/次4次10圈。所以该行星轮系总速比应为：I总自转/公转I1I2=Z1/Z2Z3/Z4=1/10=0.1Z1、Z2、Z3、Z4齿轮的选取应根据布置结构的需要和空间位置的大小，经过几次调整，最终几个齿轮的齿数确定如下：Z118 Z236 Z318 Z472I总I1I2=Z1/Z2Z3/Z4=18/3618/72=0.125=1/8即转芯转一圈（自转）规定吸尘臂（公转）必须转8圈，与希望的1/10接近，是实际可行的。速比确定后，得到以下两个结论：1）、吸尘臂转8圈多，转芯转一圈（期间切换四次）。也可以这样说，吸尘臂每转一圈，旋芯旋转约45度；2）、吸尘臂每转一周，转芯切换一次，其转芯旋转角为90度。4.3、中心角的确定为确保吸嘴臂有效转动圈数为1圈，除了轮系速比作出保证外，还要求在阀体的结构设计上予以配合，即要求转芯扇形风道所对中心夹角应设计得足够大。阀体结构见图3-2，阀芯转向规定为顺时针，该图所示目前为方窗1得风道即将被打开得状态。阀体上的方窗风道其所对中心角为43度。现在要问转芯扇形风道其夹角设计成多大才算合适呢？扇形夹角最小起码应和方窗所对中心角a相等,其再增大的部分角称为全开延时角,即扇形角=a+两部分组成。假设有上述三种情况：情况1：设0，此时扇形角方窗中心角a43度当转芯顺时针转动时，方窗1的风道逐渐被打开（见图4-2）吸尘臂转满一圈时（转芯旋转43度）A点与B点重合，两个角的边也重合，此时风道全开，风量最大。因为0这种全开启状态不能被延时，所以这种全开是瞬时的，短暂的，随着阀芯继续转动，两个通风截面开始错开，截面变小，风量变小，无法正常工作，所以这种设计方案不可取。情况2：设21.5，扇形角a4321.564.5。此时全开启状态可被延时使吸尘臂在全开状态下转半圈，做到有效转动0.5圈，这个设计仍不可取。情况3：设43，扇形角a434386。此时全开启状态可被延时使吸尘臂在全开状态下转满1圈，实现了有效转动1圈，最后选定扇形角为86是成功的。由于扇形角选的比较大，在开启和关闭的过程中出现了两个吸尘臂风道互相串通的现象，在无效转动时是允许的，但在有效转动中绝对是不允许的。4.4分析阀芯与吸尘臂的变化转芯、吸尘臂它们旋转角度的变化,吸尘效果和吸风量有所变化，如图4-3所示以速比为1.2为例1、阀芯转速（)转1圈，吸臂转1.2圈，吸臂超前了0.12*360=43.2.此时，吸臂1从闭合至全开，吸臂2从半开到全闭，吸臂3.4全闭2、阀芯转速（)转2圈，吸臂转2.4圈，此时吸臂1全开，吸臂2.3.4全闭合3、阀芯转速（)转3圈，吸臂转3.6圈，此时吸臂1有全开到闭合，吸臂2从全闭到半开，吸臂3.4全闭4、阀芯转速（)转4圈，吸臂转4.8圈，此时吸臂4全开，吸臂1.2.3全闭5、阀芯转速（)转5圈，吸臂转6圈，此时吸臂3由全闭到半开，吸臂4由全开到半闭，吸臂1.2全闭6、阀芯转速（)转6圈，吸臂转7.2圈，此时吸臂3由全开到半开，吸臂4由半闭到全闭，吸臂1.2全闭7、阀芯转速（)转7圈，吸臂转8.4圈，此时吸臂2由全闭到半开，吸臂3由全开到半闭，吸臂1.4全闭8、阀芯转速（)转8圈,吸臂转9.6圈，此时吸臂2由半开到全开，吸臂3由半闭到全闭，吸臂1.4全闭由上分析阀芯转8圈，吸臂转10圈比较合理图4-2 阀体结构图4-3 配气阀运动分析图5、复合筒式除尘机组第二级组滤筒的结构设计二级滤筒的结构设计是整个机组设计的核心部分。吸嘴的传动部分是在吸嘴内装上了一个行星轮传动机构（见图5-1）使其由以前的往复加转动运动改成了单纯的转动运动。图5-1行星轮系传动简图如图所示，行星轮是由一个固定的太阳轮，一对行星轮系和一个内齿轮组成的。工作时，动力由轴传给行星架，行星架带动它自身上面的行星轮系转动，把动力传给内齿轮。这个行星轮系转动机构比HFDT型的丝杠传动平稳，而且不需要有轴向的往复运动。这就节省占地面积。而且行星轮系的密封结构可以有效的防止粉尘的黏附，因此系统不会因积尘过多而出现“堵死”而不能运行或降低传动精度或损失零件的现象。这就有效地延长了整个机组的使用寿命，传动的可靠性、平稳性。该行星轮系不需要JYFO型除尘机组那样用电脑控制的大、小车和运转小吸嘴的庞大吸尘系统，也不需要HFDT型除尘机组那样左右上下做立体运动来完成吸尘运动的机构。它只需要以一个缓慢的速度转动即可的小机构。因此，行星轮系传动比前产品的传动方式更可靠、节能、高效。吸臂是安装在被设计成外配气筒式行星轮系的行星架上的，外配气筒上装有四只吸臂，每只吸臂上又各有四个吸嘴，吸嘴长度分别为250mm、450mm、650mm、850mm。同一吸臂上的吸尘部分长度相同，都为200mm，目的是把长毛绒滤料分成四个区域，用不同长度的吸嘴对其进行全面的清理，如图5-2所示。连接吸尘风机的配气口与齿轮固定成一块，做成内配气筒（图5-3）。内配气筒的出气口包角为86。外配气筒与吸臂接口处的开口包角为43。在机组工作时，内配气筒与外配气筒往同一方向转动。外筒每转一圈，内筒转1/8圈，两筒之间存在一角度差，这一角度差使得外配气筒每旋转两周，内配气筒才旋转了86。 图5-2 吸嘴 图5-3 内配气筒只吸嘴在工作时有一只吸臂上的四个吸嘴清理滤料其余三只吸臂的风口是没有风进入的。（如图5-4a所示） a b c 图5-4 吸臂运动图当吸臂转过一周后，由于内外配气筒转动时存在的角度差，使得内配气筒超前外配气筒43这时吸臂1和吸臂2同时吸气。由于吸气口的面积增大了一倍，风量明显减弱，不能达到清理滤料的风压。（如图5-4b所示）当吸臂转到第三周时，内外配气筒的角度差变为86，这时内筒的风口对准吸臂2，吸臂2的吸嘴工作，风压恢复正常，吸嘴清理滤料区域2。（见图5-4c所示）如此反复，完成滤料四个区域的清理工作。6、第二级除尘机组减速器的选择2二级除尘机组的减速机主要是在吸嘴传动中和粉尘压实器的芯轴传动上。因为除尘机组的整体尺寸很小，所以要求选用的减速器要有较小的尺寸和较高的传动比。在吸嘴传动中采用了摆线针轮减速器是由于行星传动结构的输入轴与输出轴在同一轴心线上，能使机型尽可能的获得最小尺寸。粉尘压实器减速器采用蜗杆蜗轮减速器是因为传动速比大，体积小。6.1、吸嘴传动减速器吸嘴传动中减速器选择的是摆线针轮减速器XWD8095。6.1.1、结构 摆线针轮减速器全部传动装置可分三部分：输入部分；减速部分；输出部分。直联型减速器与Y系列专用电动机及Y系列派生专用电动机组装在一起使用（见图6-1）。 图6-1 外形安装尺寸6.1.2、特点1) 传动比大：减速时传动比为987。2) 传动效率高：由于该机啮合部位采用了滚动啮合，平均效率可达90%以上。3) 体积小，重量轻：由于采用了行星传动原理，输入轴和输出轴在同一轴线上而且有与电动机直联呈一体的独特之处，因而本身具有结构紧凑，体积小、重量轻的特点。4) 故障少、寿命长：这种减速器主要传动啮合件使用轴承钢制造，因此机械性能好，耐磨性能好，再加采用滚动磨擦，故使之故障少、寿命长。5) 运转可靠平衡：这种减速器传动过程中多齿啮合，所以使之运转可靠、噪音低。6) 拆装方便，容易维修：由于结构设计合理拆装简单便于维修。7) 这种减速器还具有过载能力强、耐冲击、惯性力矩小适用于起动频繁和正反转的机器。6.2、粉尘压实器减速器粉尘压实器减速器选择的是NMRW型蜗杆蜗轮减速器。6.2.1、结构 基本型NMRW减速器的动力运动有蜗杆输入，经过减速后由蜗轮轴孔输出运动。减速器的输入法兰可与电机的接口法兰匹配。机箱上可配置输出法兰，用于减速器的固定连接。蜗杆和蜗轮的传动中心距（mm）即为表征减速器的机座规格。每种规格的减速器均精确设计配置以下减速比i=5，7.5，10，15，20，25，30，40，50，60，80，100。6.2.2、特点（1） 优质铝合金铸造箱体，适应全方位的万能安装配置；（2） 充分的冷却筋条，使机体具有优良的热传导性能；（3） 传递功率范围从60W7.5KW;（4） 重量轻，机械强度高，体积小；（5） 此外，这种减速器还具有传动可逆性。6.2.3、主要材料 喷涂RAL5010蓝色烘烤漆的铸铁外壳，碳、氮共渗处理的20Cr钢的蜗杆，特殊配置的耐磨镍青铜的蜗轮。减速器所配电机型号为YL7124输出功率是0.37KW，输出转速为1400r/min。（1）结构特点：A. 接线座与机体整体铝合金压铸结构，密封性好，完全符合IP54、IP55的外壳防护等级标准。B. 增强散热筋设计，使机组具备更强的冷却能力。在恶劣的工作环境下维持电机良好的运行性能。C. 精确的动平衡校正及专用低噪音轴承，使电机运行更加平稳、静音。D. 预设置的出轴密封装置，与变速器、减速器配套联接时，密封更可靠安全。（2）主要材料：表面抛完后进行防腐处理的铝合金外壳；调质处理的40Cr钢的轴；聚酯QZ-2；聚酰亚胺QY-2的电磁线；C&U轴承。（3）电机选型：A. 根据负载及电源要求按图6-2的流程选定电机的系列类型。B. 选定电机转速。根据负载要求选定电机的极数，考虑以下原则：l 尽量考虑直接传动，只有当电机的转速难以符合机械要求时，才考虑采用变速传动装置。l 考虑传动变速装置时，应使电机的转速适宜最小的传动极数，以达到最高的传动效率。l 采用变频调速时，应使电机的额定转速最接近使用转速。 有三相电源 电源 YS 仅有单相电源 Ms=1.8Mn YL 高启动转矩 启动后即稳定运行 启动转矩 操作 Ms=2.5Mn YC 对启动转矩无特殊要求 YY图6-2 电机系列流程图C. 按图6-3的流程选定电机容量D选定安装形式参照GB997-81；IEC34-7电机标准安装方式，选定电机的结构安装形式E. 校核电机的安装空间参照尺寸表中该型电机的具体尺寸，校核电机在工作机械中是否与别的部件相干涉，是否留有足够的冷却散热空间。F. 外壳防护等级及绝缘等级指定 如电机使用环境无水或偶然有溅水，可考虑采用IP54；如使用环境有雨水等考虑采用IP55。一般用途可以采用B级绝缘，如配置变频器推荐使用F级。 小于工作负载波动峰值，提高一档功率初选电机功率 电压波动余量 能够启动PN1.1PL 0.9MS 0.9Mmax 0.9MS 0.9MMAX 不符合，提高一档功率 大于负载波动峰值 负载 PL 选定 图6-3 电机容量选择流程6.2.4、粉尘压实器减速器的设计计算蜗杆传动的主要参数及几何尺寸蜗杆传动的主要参数及几何尺寸有如下几项。1） 压力角 国际GB10087-88规定，阿基米德蜗杆的压力角=20。在动力传动中，允许增大压力角，推荐25；在分度传动中，允许减小压力角，推荐用15或122） 模数 蜗杆模数系列与齿轮模数系列有所不同。蜗杆模数m见表6-4。3） 导程角 设蜗杆 的螺旋线头数为Z1，导程为l，轴向齿轮距为px1，分度圆直径为d1，则蜗杆分度圆柱的导称角1可由下式确定： tg1=l/d1=Z1px1/d1=mZ1/d1当1取较大值时，传动效率可得以提高；而如前述当其小于啮合轮齿间的当量摩擦角时，机构将具有自锁性。4） 蜗杆的分度圆直径与蜗杆直径系数 在用蜗轮滚刀滚切蜗轮时，蜗轮滚刀的分度圆直径等参数必须与工作蜗杆滚刀的分度圆等参数直径相同，所以，为了限制蜗轮滚刀的数目，国家标准规定将分度圆直径进行标准化，且与其模数相匹配，并令d1/m=q,q称为蜗杆的直径系数。d1与m匹配的标准系列值见表6-4。蜗杆直径系数q在蜗杆传动的设计中具有重要意义。因为在m一定时，q大则d1大，蜗杆轴的刚度及强度也相应增大；而在Z1一定时，q小则导程角1增大，可使传动效率得以提高。q的取值范围一般为8-18。5） 齿数Z2及蜗杆头数Z1 一般可取Z1=1、2、4、6。当要求传动比大或反行程具有自锁性时，Z1取小值；当要求具有较高传动效率或传动速度较高时，导程角1要大，则Z1应取大值。蜗轮的齿数Z2则可根据传动比选定的Z1计算而得。对于动力传动，一般推荐Z2=29-70。6） 蜗轮及蜗杆的分度圆直径 蜗杆的分度圆直径d1根据模数m由表6-4选定，而蜗轮的分度圆直径为d2=Mz2。7） 蜗杆传动的中心距 蜗杆传动的中心距为 a=r1+r2=m(q+Z2)/26.2.5、计算过程类型选择设蜗杆的螺旋线头数为Z1（Z1=1），蜗轮的齿数为Z2。模数根据表5-4选1.25，根据表5-5选定蜗杆的直径是22.4mm。 表6-4 蜗杆模数 1；1.25；1.6；2；2.5；3.15；4；5；6.3； 第一系列 8；10；12.5；16；20；25；31.5；40 第二系列 1.5；3；3.5；4.5；5.5；6；7；12；14 注：摘自GB10088-88,优先采用第一系列。蜗杆直径系数q=d1/m=22.4/1.25=17.96 在取值范围8-18内。符合使用要求。Z1=1,d1=22.4mm,i=1:80,m=1.25可算出：Z1/Z2=i=1:80Z2=80即得d2=mZ2=1.25x80=100mm中心距a=r1+r2=m(q+Z2)/2=61.2mm表6-5 蜗杆分度圆直径与其模数的匹配标准系列 mm m d1 m d1 m d1 m d1 1 18 （22.4） 40 (80) 20 28 4 (50) 6.3 112 1.25 22.4 2.5（35.5） 71 （63） 20 45 （40） 80 1.6 28 （28） 50 8 （100） （18） 35.5 5 （63） 140 22.4 3.15（45） 90 （71） 2 （28） 56 （50） 10 90 35.5 4 （31.5）6.3 63 : 注 摘自GB10085-88,括号中的数字尽可能不采用。根据普通圆柱蜗杆基本尺寸和参数及其与蜗轮参数匹配表查得中心距圆整为63。故选择NMRW63型的减速器。7、运动计算根据上述分析传动比条件确定传动比是i=1:87.1、同轴条件1保证太阳轮、内齿圈、行星架轴线重合。为保证行星轮同时与太阳轮、内齿圈正确啮合，就要求外捏合齿轮副的中心距相等。邻接条件-保证相邻两行星轮的齿顶不碰撞。在进行设计行星轮传动时，为保证两相邻行星轮的齿数不致相碰，相邻两行星轮的中心距应大于其齿顶圆半径之和。7.2、装配条件1保证多个行星轮均匀的分布装入两中心轮的齿间。当采用多个行星轮结构时，要保证几个行星轮均匀的分布在太阳轮的周围，而且使行星轮的轮齿正确的装入两中心轮的齿间。各轮齿数与行星轮个数必须满足装配条件。否则，第一个行星轮装入啮合位置时，其他几个行星轮就装不进去。我所设计的齿轮传动采用两个行星轮。行星轮的装配是逐个依次进行的。相邻两个行星轮所夹的中心角是180度。采用的轮系是非标准的，比手册中的DWG型还要简单 ，与手册中的WN型相似，以满足需要为主。下面是我所采用的轮系。 图7-1 运动结构简图7.3、运动设计固定太阳轮结构17.3.1、中心轮设计设计行星轮传动时，中心轮（太阳轮）为固定的固定太阳轮结构，取决于设计所采用的均载结构，当太阳轮不浮动时，或悬臂安装。我采用的是两个行星轮，由于啮合力呈现轴线对称作用，而且几乎是空载运行，因此不会造成载荷沿齿宽分布的恶化。太阳轮尺寸的大小，可以做成齿轮轴或薄壁齿轮或别的东西，我所采用的太阳轮是和箱体连在一起的，是不转动的，行星轮绕着他转动，带动内齿圈运动。7.3.2、行星轮设计在多数情况下，行星轮设计成中空的齿轮，以便在内孔中装入轴承和心轴 。加工时也可以将同一传动中的行星轮组成一组一次加工，以减少行星轮之间的尺寸差别，装配这种带轴承的行星轮部件时，不要求有剖式的行星架。直齿和斜齿行星轮以轴承或持论断面作轴向定位。人字形齿轮的行星轮的轴向定位有啮合本身保证，不需另加轴向定位件。我所采用的是直齿齿轮。7.3.3、行星架的结构设计行星架是行星减速器的主要构件之一。我所设计的行星架还充当速度传动的功能，它连接在吸嘴壁上。行星轮的心轴安装在行星架上，所以行星轮间载荷分布得不均匀程度上决定于心轴位置的精确度。而行星架的变形会是行星轮轴线偏斜，在尺宽上引起载荷集中，是减速器的承载能力降低并产生噪音及振动。因此，设计行星架时，必须考虑其结构和加工工艺的合理性。我所采用的是整体结构式行星架，这种行星架结构应用较广，刚度大、变形小，特别适用于中、重型受载的轮系，（我的课题中受载很小。）可由铸造和锻造而成。 其缺点是加工切削量大 ，金属损耗多。铸造行星架的非加工表面应清理干净并必须进行退火处理，以消除内应力。7.4、各部分的确定37.4.1、齿轮的设计计算设计行星传动除满足以上四个条件外。还需满足其他一些附加条件。如行星轮和内齿圈啮合的齿数最好成倍数。当用插齿刀或剃齿刀加工太阳轮时，太阳轮的齿数和插齿刀或剃齿刀的齿数不应成比例。此外，齿数大于100的质数齿齿轮，因加工时切齿机床调整较困难，应尽量不用。通过可知,增大压力角,轮齿的齿厚及节点处的齿廓曲率半径亦皆随这增加,有利于提高齿轮传动的弯曲强度及接触强度.我国对一般用途的齿轮传动规定的标准压力角为=20.为增强航空用齿轮传动的弯曲强度及接触强度,我国航空齿轮传动标准还规定了=25的标准压力角.但增大压力角,并不一定都对传动有利.对重合度接近2的高速齿轮传动,推荐采用齿顶高系数为1,压力角为20的齿轮,这样做可增加轮齿的柔性,降低噪声和动载荷。7.4.2、齿数z的选择若保持齿轮传动的中心距a不变,增加齿数,除能增大重合度 改善传动的平稳性外,还可减小模数,降低齿高,因而减小金属切削量,节省制造费用.另外,降低齿高还能减少滑动速度,减少磨损及减少胶合的危险性。但模数减小了，齿厚随之减薄，刚要降低轮齿的弯曲强度。不过在一定的范围内，尤其是当承载能力主要取决于齿面接触强度时，以齿数多一些为好。闭式齿轮传动一般转速较高，为了提高传动的平稳性，减小冲击振动，以齿数多一些为好，小齿轮的齿数可取为18。开式（半开式）齿轮传动，由于轮盘主要为磨损失效，为使轮齿不致过小，故小齿轮不宜选用过多的齿数，一般可取18。7.4.3、齿数确定和齿轮校核传动系统简图和传动比如下：由我们所学的知识可知：机械传动过程中低速轴的的传动比为高速轴的二倍 选择太阳轮的 则1、 初选啮合角4 所以取 2、 材料及热处理方式（1）、太阳轮与行星轮： 材料为20CrMnTi，渗碳淬火，5862HRC，HLim=130MPa，FLim=700 MPa（2）内齿圈：材料为45钢，调质，250280 HRC3、1-2齿轮副按接触强度初步计算，根据表2-271齿轮副配对材料对传动尺寸的影响系数按表2-28，取E=1计算u：4按K=1.22，取K=1.44、 计算 ：3（为总效率） 取KC=1.15则 3所以 35、计算齿宽系数a：a=d/（u+1），因d0.5 取d=0.27故 a=0.22计算HP：6、初定中心距：47、计算模数m：4圆整取m=5mm8、中心距a：49、 四个齿轮的主要尺寸1）齿轮44 4 2）齿轮4443）齿轮4444）内齿轮444 由于啮合力呈现轴线对称作用，而且几乎是空载运行，因此不会造成载荷沿齿宽分布的恶化。太阳轮尺寸的大小，可以做成齿轮轴或薄壁齿轮，故选齿宽为20mm。9、 齿轮的校核1） Z=36齿轮齿根弯曲疲劳强度计算由公式 3 （1） 由3查1表10-5知把 b=20 m=5 带入（1）2） Z=36齿轮齿面接触疲劳强度计算由公式3 由上面计算知Z=36齿轮符合要求 由于复合筒式除尘机组中运动过程中受的力很小，仅受重力和吸嘴过程中的摩擦力，所以其余齿轮的校核略。8、带的选用31、确定计算功率 由1表8-7查的工作状况，故32、选择V带的带型因为除尘机吸嘴运动的速度很慢，所以V带中的每个型号都适合，又考虑到设计与制造简单，参照表19-5选择A型带，且小带轮3、确定带轮的基准直径并验算带速v初选小带轮的基准直径。由2表19-5取小带轮直径4、验算带速v。按式8-13验算带的速度 由于带在此机构转速极低且主要是为了避免刚性连接和改变传动方向便于电机安装，所以v=0.07满足要求。5、计算大带轮的基准直径。 1根据表8-8，圆整为。6、 确定V带的中心距a 和基准长度 根据式8-20，初定中心距由1式8-22计算带所需的基准长度 由表8-2选带的基准长度按计算实际中心距a中心距的变化范围在350-450mm。验算小带轮上的包角7、计算带的根数由于带的速度和电机的功率都很小，所以选用一根带就可以满足要求。由表8-5得计算单根V带的初力的最小值由表8-3得A型带的单位长度质量q=0.06kg/m应使带的实际初拉力8、计算压轴力压轴力的最小的最小值为39、带轮结构设计5 由表19-5选择实心带轮 图8-1 小带轮图 8-2 大带轮9、轴的设计与轴承选择5带动吸嘴运动轴（1） 选择轴的材料 选取45钢调质，硬度230HBS，强度极限，屈服极限，弯曲疲劳疲劳极限，剪切疲劳极限，对称循环变府力时的许用应力(2) 初步估算轴的最小直径取考虑到在1-2、2-3处得螺纹和退刀槽，3-4处的直径增加，取图 9-1 轴吸嘴运动的结构设计如图1所示，该轴的各段直径和长度的确定如下：a、 轴的各段直径的确定： 自左向右第一段轴：（2-3是直径为34mm，长为5mm的退刀槽）；第二段轴：，第三段轴：（取定位轴肩为5.5mm；轴承型号取6209);第四段轴：（此段轴上面不装配零部件，主要是为了端的转矩和速度）；第五段轴：（轴承型号取6210）；第六段轴：；第七段轴：（轴承型号取6208）；弟八段轴：（轴承型号取6207）。b、轴的各段长度确定：自左向右第一段轴：；第二段轴：（带轮轮毂宽B=63mm);第三段轴：第四段轴：； 第五段轴：第六段轴：，第七段轴：；第八段轴：。c、轴上零件的周向定位： 输入端V带轮与轴的周向定位采用平键联接。按由表15-205查得：选用普通平键A128(GB/T1096-79)，键的截面尺寸为bh=128,键槽用键槽铣刀加工，长度为56mm（标准键长见GB/T1096-79），同时为了保证V带轮毂与轴有良好的对中性，故选用其配合为H7/k6。d、轴肩处的过渡圆角及轴两端处得倒角 由表13-155查的,周肩处得过度圆角为R=2mm，轴两端的倒角为245。因为传动系统的所受的力基本上都有我搭档设计的米子架承担，所有轴的强度一定会符合要求，此处校核省略。10、结束语通过这个学期以来的毕业设计工作，不仅是对我四年来学习的总结和回顾，同时也让我深深体会到自身存在的许多不足之处，这也是今后在社会上学习的一种动力，我将会不断地学习，不断的充实自己。通过对复合筒式除尘机组吸嘴机构的运动分析和设计，对机械设计的流程和工艺有了更深的掌握，这是继减速器和CA6140后又一次独立完成的课题设计。在设计的过程中充分利用各种资源，在网上大量浏览和课题有关的专利、文献和图片，争取把课题做到最好。本次课题给我一次温习CAD软件和Solidworks的机会，借用三维软件想零件的空间构成，节省了我们的空间想象时间，也提高准确度。半年的毕业设计马上就要结束了，我也如期的完成了任务，虽然半年的时间有点短，但我也受益匪浅。从毕业设计开始到现在，不仅促使我熟悉了专业的英语词汇，还让我把理论知识和实际设计更好的结合，这为我以后的工作提前做了一个铺垫。总之，毕业设计是对四年所学知识的总体检验，认真完成好毕业设计是为走向社会打下一个好的基础。致谢弹指一挥间，大学四年已经接近了尾声。当自己怀着忐忑不安的心情完成这篇毕业论文的时候，自己也从懵懂孩子变成了一个成熟青年，回想自己的十几年的求学生涯，虽然只是一个本科毕业，但也实属不容易。这四年是我人生