毕业设计（论文）立式含油污泥热分解炉的设计

1、摘要当前，国内外油田迫切需要解决含油污泥的处理问题。含油污泥的减量化、无害化以及资源化成为全面评价含油污泥处理方法优劣的标准。本文采用热裂解技术对含油污泥进行处理，在做到减量化、无害化的前提下，回收其中的烃类资源。本课题属于新课题，方案采用立式炉进行污泥分解，物料从上方进入，炉体内部分层，每一层有出料口用相应的刮板将物料刮入下一层，各层设有三个刮板，各层出料口错开，炉体中间用一空心轴，可用热电偶在轴内进行温度的测量，各层刮板固定在轴上，物料经过各层进行热分解，分解的气体经上方管道收集，剩余残渣由底部排料口排入隔离箱，立式炉采用上下水密封，其最大优点是密封性能好，保障了生产的安全性，立式炉采用外

2、加热套进行加热，炉体在电动机的带动下旋转，内部固定，保证了受热的均匀性。本论文主要对立式炉的内部结构、传动装置、回转支承和密封进行设计。完成一个可行性方案，理论上能进行生产，解决污泥对环境的污染，实现可持续性发展。 关键词：含油污泥、立式炉、回转炉、热解炉、水密封abstractat present, the urgent need to address domestic and international oilfield oil sludge disposal problem. oily sludge reduction, sound, and resources has become a

3、 comprehensive evaluation of the merits of oil sludge treatment standards. in this paper, pyrolysis oil sludge processing technology, to achieve reduction in, the premise of sound, which hydrocarbon resources recovery. this issue is a new topic, the program uses vertical furnace sludge decomposition

4、, the material from the top of the entry, furnace internal layers, each layer with a gate material with the corresponding scraper to scrape into the next level, with three layers a scraper, i staggered layers of the material, furnace with a hollow center shaft, the shaft can be used within the therm

5、ocouple measuring the temperature of each layer scraper fixed to the shaft, the material through the layers of thermal decomposition, decomposition gas through the top of piping to collect the remaining residue from the bottom row of entrance and exit into the isolation tank, vertical furnace with t

6、he upper and lower water seal, its biggest advantage is the sealing performance, protect the safety of production and vertical furnace with external heating jacket heating furnace driven by the motor rotation, internal fixation to ensure uniformity of heating. this thesis focuses on the internal str

7、ucture of vertical furnace, drives, slewing bearings and seal design. completion of a feasibility plan, in theory, can be produced to address the pollution of the sludge on the environment and achieve sustainable development. key words: sludge, vertical furnace, rotary furnace, pyrolysis furnace, wa

8、ter seal目录摘要iabstractii目录iii第1章绪论11.1含油污泥概述11.1.1含油污泥的产生11.1.2含油污泥的处理与处置11.2本课题研究的目的和意义31.3本课题的国内外研究现状31.4本课题的方案确定及设计内容41.5回转炉（窑）的相关知识4第2章 筒体结构设计72.1筒体尺寸72.2筒体转速72.3滚轮及齿圈位置确定82.4筒体内部结构82.5筒体外部结构92.5.1裙边92.5.2轴承肩92.6进料装置9第3章 滚圈设计113.1 滚圈的截面形式113.2滚圈尺寸113.3垫板设计123.4挡板设计123.4.1挡板数量与分布123.4.2滚圈与垫板按装间隙12

9、3.4.3垫板与筒体焊接123.5支撑装置的设计13第4章 润滑与传动144.1润滑油（脂）选用原则144.2 传动装置144.2.1传动装置的基本要求144.3传动功率计算15第5章 主要零部件的选用和设计165.1电机的选用165.1.1选用要点165.1.2常用电机性能及调速方法165.1.3根据传动功率计算和上述条件电机选用：175.2减速机的选用175.2.1速比分配175.2.2 i1的选择175.3齿圈和小齿轮的设计计算185.3.1齿轮配置的中心角185.3.2齿圈分度圆直径185.3.3 模数m185.3.4 齿数195.3.5 材料及加工195.3.6 齿轮的设计计算195

10、.3.7 弹簧板205.4 联轴器205.5回转窑的密封21第六章 零部件的校核226.1小齿轮的校核226.1.1齿面接触疲劳强度计算226.1.2齿根弯曲疲劳强度计算246.2小齿轮轴的校核设计266.2.1选择轴的材料26结论31参考文献32致 谢33第1章绪论1.1含油污泥概述含油污泥主要产生于油田企业对原油脱水以及油田和炼油厂等石化行业的污水处理部门对含油污水的处理过程中。在进行原油脱水时，原油脱水罐、贮油罐、污油罐等底部就会产生大量含油污泥川;同时，油田和炼油厂的污水处理部门对含油污水进行处理时，也会产生大量污泥，主要包括隔油池等池底沉积的油泥、浮选池产生的浮渣以及曝气池的剩余活性

11、污泥，通常简称为“三泥”。含油污泥呈黑褐色粘稠状，有臭味。密度一般在0.97一1.1g/m3，含水率为97一99.8%，其主要成份为水、砂岩、石灰岩、粘土、原油、有机化合物、重金属化合物，属于有毒有害的危险固体废物。如果不加以处理，露天堆放、填埋、铺路，会土壤、地表水以及地下水产生严重的污染;环境温度高时，轻烃挥发，污染大气，特别是处理含硫原油时产生的含油污泥，因含有硫化铁，能够氧化自燃，污染环境。1.1.1含油污泥的产生我国目前油田开采大部分是采用早期注水保持地层压力的方法。随着油田的深度开采，采出油中含水量越来越高。我国的老油田大都进入高含水期，有的油田含水高达90%。因而在对原油脱水时，

12、会产生大量的含油污泥。同样在油田和炼油厂的附属污水处理场也存在大量的含油污泥。据报道，2002年江汉油田年处理含油污水约1200x104吨，产生含油污泥近2500吨。目前我国内陆油田450多个，年产含油污泥共约300万吨。而且随着油田进入中后期开采阶段，污泥的产量会逐年递增。1.1.2含油污泥的处理与处置含油污泥成份复杂，尤其是炼油厂产生的含油污泥(如浮渣、油泥等)中含有的苯系物、酚类、葱、花等物质有恶臭味和毒性，如不认真处理，将产生严重污染。但由于含油污泥的性质特殊，脱水和处理技术难度大，成本高，一直是困扰我国炼油行业的环保难题。近年来，由于我国环保法规的逐步完善和企业技术进步的要求，含油污

13、泥的污染治理技术已日益引起人们的关注和重视。国外对含油污泥处理的环保要求已有较为完善的法规。严格的法规迫使炼油厂改进或淘汰传统的含油污泥处理工艺，故从二十世纪九十年代初以来，发达国家的含油污泥处理技术得到了很快发展。目前含油污泥处理方法大致有三种，即土地填埋、焚烧和综合利用，二十世纪八十年代以前，国外油田及炼油厂排放的含油污泥经脱水干化后大多采用土地填埋的方法，建造有大量专门的土地填埋场所。土地填埋操作相对简单，投资和处理费用较低，适应性强。但其占用大量土地，如果防渗技术不够，将会对土壤、地下水和周边环境产生严重的二次污染。随着各国环保意识的增强，含油污泥的土地填埋逐渐得到了限制。1984年美

14、国国会通过了资源保护和回收法的修正案，将含油污泥规定为危险废物，在进行土地处置前必须加以无害化处理。一系列填埋条件和法规的限制使得石油化工企业不得不考虑含油污泥处理处置的新的出路。因为土地填埋并不能最终避免环境污染，而只是延缓了产生的时间。国内由于资金及技术的原因，大部分含油污泥经浓缩、机械脱水或者经干化场干化后填埋。焚烧是最彻底的含油污泥处理方法，它能使有机物全部碳化，杀死病原体，使有害的重金属离子固化于焚烧灰渣中，难于溶出。可以最大限度地减少污泥体积。另外，焚烧法处理污泥速度快，不需要长期贮存和远距离运输，可以就地焚烧。长期以来一直被国外大多数油田及炼油厂的污水处理部门采用。但是其缺点在于

15、处理设施投资大，处理费用高，有机物焚烧会产生二嗯英等剧毒物质。而且它对污泥预处理脱水要求严格，污泥含水率达到约38%以上时才可以不需要辅助燃料直接燃烧。含油污泥经浓缩、机械脱水后含水率大概为75一90%。因此对其进行焚烧时仍需要添加重油或柴油等辅助燃料。国内部分石化企业也建立了含油污泥焚烧设施，但由于操作复杂，设备故障率高，处理效果不理想。综合利用是处理含油污泥的新思路。根据石油企业固体废物的特点，含油污泥既是生产中的废物，又是可贵的资源，如果进行有组织的收集，并开发研究出适当的方法回收原油，不仅会收回大量的能源，产生巨大的经济效益，而且会减轻污染，产生很大的环境效益，促进固体废物资源化技术的

16、发展。近年来国内外对含油污泥展开了很多研究工作。目前较成熟的工艺有:(1)作建材的原料或燃料。主要用于水泥生产，既节省煤炭，而且燃烧灰还可作为水泥原料。该工艺广泛应用于日本，试验表明水泥原料中燃烧灰50%左右完全不影响水泥的质量。(2)“三泥”中的浮渣可用作浮选剂。在浮渣中加入适量的硫酸，生成的硫酸铝水溶液，可作为污水浮选处理的浮选剂。(3)利用剩余活性污泥厌氧发酵生产沼气发电或直接作农业肥料等。我国在利用污泥发电技术方面走在世界前列。2005年8月12日，海口市白沙门污水处理厂“污泥消化及沼气综合利用”系统沼气发电机设备投入试运行。据了解，该系统投入使用后将为污水处理厂每月节约25万一30万

17、度电。1.2本课题研究的目的和意义 本上解决含油污泥对环境的污染且变废为宝的技术是国内各油田迫切需要解决的问题。含油污泥含油较多，具有较高的能源回收价值，若用焚烧方法来处理这种含油污泥会造成资源的极大浪费，需要其它方法来处理。基于热解在处理含油污泥方面具有较高的能源回收效率和良好无害化处理效果，本课题采用立式炉进行污泥分解回收其中的烃类资源，达到变废为宝的目的，同时也解决了含油污泥对环境的污染。1.3本课题的国内外研究现状采用高温热处理是目前国外广泛用于含油污泥无害化处理的一种工艺。含油污泥在无氧条件下加热到水的沸点以上，烃类物质裂解温度以下的温度，使烃类物质及水蒸发出来，剩余泥渣能达到bda

18、t要求，烃类物质可以回收利用。热处理技术是80年代初国外迅速发展并获得应用的工艺。主要有heuer等开发的包含低温(107204)一高温(357-510)加热一蒸发一冷凝步骤的含油污泥处理工艺(已在欧洲多个国家申请了专利)。其中高温蒸发器出来的蒸汽可以作为低温蒸发器的热源，最后出来的泥渣满足填埋的要求。蒸汽冷凝后，与离心机出来的离心液混合，经沉降后下层水可以排回污水处理场，上层含有大量的油及少量的细颗粒和水加入药剂后再用离心机分离，泥渣返回到低温蒸发器，离心液经沉降后分离油和水。国外报道了krebs、geory等人利用锅炉排放的热废气干燥含油泥饼的专利技术以及热解吸工艺，该热解吸工艺是在一个装

19、有密钢叶片转子的反应器中，把污泥从299加热至399，并通入蒸汽，使烃类在复杂的水合和裂化反应中分离，并冷凝回收。这种工艺能从泥饼中回收油，泥渣达到直接填埋的要求。richard等人研究的低温热处理工艺，是通过密闭的温度为250450的旋转加热器把油类物质中的有机物和水蒸发出来，并用氮气作为载气送至蒸发物处理系统，残留物作燃料用。1.4本课题的方案确定及设计内容设计方案：本课题采用立式回转加热炉进行分解，物料从上方进入，炉体内部分层，每一层有出料口用相应的刮板将物料刮入下一层，各层设有三个刮板，各层出料口错开，炉体中间用一空心轴，可用热电偶在轴内进行温度的测量，各层刮板固定在轴上，物料经过各层

20、进行热分解，分解的气体经上方管道收集，剩余残渣由底部排料口排入隔离箱，立式炉采用上下水密封，其最大优点是密封性能好，保障了生产的安全性，立式炉采用外加热套进行加热，炉体在电动机的带动下旋转，内部固定，保证了受热的均匀性。本课题属于初步方案确定，市场上没有成型产品。主要设计内容：立式炉的炉体设计，内部工作机构设计，回转支承，动力传送，密封设计。1.5回转炉（窑）的相关知识回转窑是指旋转煅烧窑(俗称旋窑)，属于建材设备类。回转窑按处理物料不同可分为水 泥窑、冶金化工窑和石灰窑。 回转窑按处理物料不同可分为水泥窑、冶金化工窑和石灰窑。水泥窑主要用于煅烧水泥熟料，分干法生产水泥窑和湿法生产水泥窑两大类

21、。冶金化工窑则主要用于冶金行业钢铁厂贫铁矿磁化焙烧;铬、镍铁矿氧化焙烧;耐火材料厂焙烧高铝钒土矿和铝厂焙烧熟料、氢氧化铝;化工厂焙烧铬矿砂和铬矿粉等类矿物。石灰窑(即活性石灰窑)用于焙烧钢铁厂、铁合金厂用的活性石灰和轻烧白云石。 在建材、冶金、化工、环保等许多生产行业中，广泛地使用回转圆备对固体物料进行机械、物理或化学处理，这类设备被称为回转窑。 回转窑的应用起源于水泥生产，1824年英国水泥工j阿斯普发明了间歇操作的土立窑1883年德国狄茨世发明了连续操作的多层立窑;1885英国人兰萨姆(eransome)发明了回转窑，在英、美取得专利后将它投入生产，很快获得可观的经济效益。回转窑的发明，使

22、得水泥工业迅速发展，同时也促进了人们对回转窑应用的研究，很快回转窑被广泛应用到许多工业领域，并在这些生产中越来越重要，成为相应企业生产的核心设备。它的技术性能和运转情况，在很大程度上决定着企业产品的质量、产量和成本。“只要大窑转，就有千千万”这句民谣就是对生产中回转窑重要程度的生动描述。在回转窑的应用领域，水泥工业中的数量最多。水泥的整个生产工艺概括为“两磨一烧”，其中“一烧”就是把经过粉磨配制好的生料，在回转窑的高温作用下烧成为熟料的工艺过程。因此，回转窑是水泥生产中的主机，俗称水泥工厂的“心脏”。建材行业中，回转窑除锻烧水泥熟 料外，还用来锻烧粘土、石灰石和进行矿渣烘干等;耐火材料生产中，

23、采用回转窑锻烧原料，使其尺寸稳定、强度增加，再加工成型。有色和黑色冶金中，铁、铝、铜、锌、锡、镍、钨、铬、锉等金属以回转窑为冶炼设备，对矿石、精矿、中间物等进行烧结、焙烧。如:铝生产中用它将氢氧化铝焙烧成氧化铝;炼铁中用它生产供高炉炼铁的球团矿;国外的“sl/rn法”、“krupp法”用它对铁矿石进行直接还原;氯化挥发焙烧法采用它提取锡和铅等。选矿过程中，用回转窑对贫铁矿 进行磁化焙烧，使矿石原来的弱磁性改变为强磁性，以利于磁选。化学工业中，用回转窑生产苏打，锻烧磷肥、硫化钡等。上世纪60年代，美国lapple等发明了用回转窑生产磷酸的新工艺。该法具有能耗低、用电少、不用硫酸和可利用中低品位磷

24、矿的优点，很快得到推广。 此外，在环保方面，世界上发达国家利用水泥窑焚烧危险废物、垃圾已有20余年的历史，这不仅使废物减量化、无害化，而且将废物作为燃料利用，节省煤粉，做到废物的资源化。第2章 筒体结构设计2.1筒体尺寸筒体内径确定为d=1360mm，由化工回转炉设计规定筒体壁厚表.筒体内径di筒体壁厚确定壁厚为:=10mm，外径d=1380mm支撑处及齿圈固定处壁厚为(1.42.0),取1=1.6=16mm，加厚长度可取2m。加厚处外径d1=1392mm筒体总长约为l=15000mm。筒体受高温腐蚀 材料取不锈钢2520。筒体分为四段，第一段长s1=3286mm，第二段长s2=9180mm，

25、第三段长度s3=1609mm，第四段长s4=769mm。筒体各段用平焊法兰密封连接。其中第二段为加热段，选用电加热套，加热温度保证在500。筒体上端开口792mm，下端开口700mm。2.2筒体转速设计转速时应控制筒体圆周线速度不超过1m/s，筒体转速确定为n=10r/min圆周线速度v=nd1=3.1410139210-3/60=0.7281m/s.满足要求2.3滚轮及齿圈位置确定筒体滚轮数确定为两个，上下各一个，上滚轮中线距离筒体上端面l1=2823mm.下滚轮中线距离筒体下端面l2=1990mm，齿圈数为一个，安装位置距离上端面l3=2171mm。2.4筒体内部结构筒体内部分层，每层设置

26、三个刮料板，刮料板固定在中心长轴上，每层有两个下料口，各层下料口互相错开，每层为焊接在筒体上。如图2.4所示：图2.4.1 层结构为圆环形，第一层距离筒体上端面为700mm，以后每层相距500mm，共设置30层。在距离筒体底端460mm处，设置一支撑圈，用来固定中心长轴下端。如图2.4.2所示：图2.4.22.5筒体外部结构2.5.1裙边设计筒体采用水密封，所以在筒体上下两端各设置一个裙边用于密封，上裙边位置距离筒体上端面160mm，下裙边距离筒体下端面393mm，裙边高度为500mm，裙边直径为2204mm，厚度为6mm。2.5.2轴承肩用于固定止推轴承的轴承肩设置两个，上下各一个，上部轴肩

27、距离筒体上端面为1089mm，轴肩高度为60mm，直径为1592mm。2.6进料装置采用加料管进行加料，如图2.5所示图2.5必须为密封加料，加料管受尾气腐蚀，材料必须为耐腐蚀的，取不锈钢2520。加料管与水平线夹角为70。第3章 滚圈设计3.1 滚圈的截面形式 滚圈采用矩形滚圈，如图3.1所示，其截面为实心矩形。 图3.13.2滚圈尺寸3.2.1 滚圈外径dr与截面高度h确定。滚圈外径dr与截面高度h dr=（1.251.19）d=（1.251.19）1360mm=(17001618.4)mm 取dr=1650mm h=(0.09-0.055) d=（0.090.055）1360mm=（12

28、2.4-74.8）mm 取h=100mm 滚圈宽度取br=250mm 滚圈数为两个3.3垫板设计3.3.1垫板数量与尺寸（1）垫板数量 垫板数量按筒体外径圆周每300400（弧长）设计一块。（2）垫板宽度 按下式计算：b= =10.9214.5块 取n=12块 每30设置一块 垫板宽度b0=240 垫板高度取27.5mm 垫板长度a=2（20-30）+2 b0+br =330mm3.4挡板设计 挡板的高度不大于滚圈的1/2。取h=40mm挡板厚度取20mm3.4.1挡板数量与分布 挡板数量是垫板数量两倍，滚圈两侧分布。3.4.2滚圈与垫板按装间隙 滚圈与垫板安装间隙与按装位置处温度有关，取3m

29、m。3.4.3垫板与筒体焊接（1）焊脚高度 焊脚高度不大于垫板厚度的一半。（2）垫板焊后需进行外圆加工，外圆应与筒体同轴，同轴度公差为0.0015d，且不大于3mm。3.5支撑装置的设计滚轮直径与滚圈直径之比 dt=dr/4=1650/4=412.5 取dt=412mm工作时滚圈与滚轮应保持全接触，所以滚圈宽度bt=br+40=290mm每个滚圈使用三个滚轮支撑如图3.5所示图3.5第4章 润滑与传动4.1润滑油（脂）选用原则（1）低速、重载、高温、有冲击载荷，用粘度大润滑油。（2）高速、轻载。低温，用粘度小的润滑油。（3）低速重载需防止灰尘进入机件内部，潮湿环境用钙基润滑脂，高温环境用钠基润

30、滑油,主要部件润滑方式见表4.1 表4.1序号润滑部位方式推荐用润滑剂1减速机欲油齿轮油、机油2滚轮轴承油勺饱和汽缸油3滚轮、挡轮轴承油杯或油嘴润滑脂4挡轮轴承欲油齿轮油5齿轮与齿圈欲油、带油轮黑机油、皇感油6滚轮、挡轮、滚圈表面涂抹废机油、石墨块（粉）7密封摩擦圈、摩擦圈、无轮轴承等轴承油杯油嘴钠基润滑脂4.2 传动装置4.2.1传动装置的基本要求（1）足够的传动功率，现金而简洁的传动系统。（2）运行可靠、操作简单、维修方便。（3）对采用调速的，要求有足够的调速范围。（4）炉直径小于或等于3m，长度小于100m、功率150kw以下者采用单传动。超过150kw则采用双传动。化工回转炉大都采用单

31、传动。（5）为了保证安全和检修使用的需要，应设置辅助传动。4.3传动功率计算由经验公式nd=kd3ln式中：nd电机功率，kw； d筒体直径，m；l筒体长度，；窑转速，；物料堆积密度， ；与结构形式，填充系数有关，取0.05nd=0.051.36315100.25kw=4.7kw第5章 主要零部件的选用和设计5.1电机的选用5.1.1选用要点(1)对于煅烧、反应等有物料性能变化和处理量波动的回转窑，以及要求调速的回转圆筒装置应选用调速电机。(2)对于环境温度高、含粉尘或含腐蚀气体的工况应选用防爆防尘或防腐电机。对温度高，已超出电机使用范围者，应设计通风冷却装置或隔离装置。(3)电机功率的选择应

32、考虑回转窑的载荷特点，即启动力矩大，一般启动力矩是正常运转时力矩的3.54倍。(4)选用调速电机的调速范围在13以上，但对简单的单筒冷却机一般不要求调速。5.1.2常用电机性能及调速方法(1)直流电机，可控硅调速，其调速方法是调压和调速两种，调压调速具有恒力矩特性，调磁调速具有恒功率特性，它在低速时可获很大的输出力矩。(2)直流电机调速范围广，可实现无级调速，启动性能好。(3)绕线型转子异步电机，电阻调速及可控硅串激调速，低速下转矩小，但启动平稳效率高。(4)电磁调速异步电机，这种电机的效率比较低，启动性能差。启动转矩为额定转矩的1.11.4倍。但调速范围广，能实现13110的平滑无级调速。(

33、5)整流子变速异步电机，可实现平滑无级调速，效率和功率因数比较高。但不宜在具有导电粉尘的环境中使用。(6)鼠笼型异步电机，启动性能好，适用于不调速的窑、冷却机和干燥机。5.1.3根据传动功率计算和上述条件电机选用：y132m-4三相异步电动机功率p=7.5kw电流15.4a转速1500r/min效率 0.87功率因数 0.85额定转矩 2.2knm5.2减速机的选用5.2.1速比分配 i=i1*i2 式中：i总速比（电机转速与窑转速之比）； i1小齿轮和齿圈的速比； i2减速机速比；5.2.2 i1的选择i1与窑的长径比有关，见表i1与长径比关系速比单传动长窑单传动长径比l/d=18-25短窑

34、及双传动窑i1687.59912 本立式炉i1选用i1=6总传动比 i=n/n 式中：n为电机转速 n为回转窑转速 i=1500/10=150 减速机速比 i2=i/i1=255.3齿圈和小齿轮的设计计算5.3.1齿轮配置的中心角单传动时，一般取20-40，综合减速机、小齿轮及支撑装置的布置，取=205.3.2齿圈分度圆直径齿圈与筒体的连接需要用弹簧板，其安需要一定的空间，因此可有筒体直径d确定齿圈分度圆直径df2。见表d（m）3.5df2/d1.51.61.61.8df2=（1.51.6）d=20402176mm 选取df2=2160mm5.3.3 模数m可参照电机功率选取，见表5.3.3然

35、后按强度计算，确定齿圈模数。模数与功率关系n（kw）2002001251005550252520.8df212201.2bf20.5d/n注：筒体厚度由表确定弹簧板尺寸5.4 联轴器m=m式中：m按电机功率折算的轴传动扭矩，nm； n电机功率，kw； n工作转速，r/min； kp载荷系数。取1.11.2； m联轴器的许用扭矩，公称扭矩。5.5回转窑的密封 图5.4此回转窑为立式回转窑，立式回转窑相对于卧式回转窑的一个最大优点就是可以采用水密封，本立式窑采用上下水密封，在回转窑上端和下端各设置一个环形水槽，槽内加入适量水，在回转窑的上下两端各加工出一个裙边，如图5.4所示，水密封比普通密封，密

36、封性更好，而且结构简单，操作安装方便。第六章 零部件的校核6.1小齿轮的校核因传动尺寸无严格限制，批量较小，故小齿轮用45钢，表面淬火，硬度450hb550hb，取值480hb；大齿轮采用45钢，调质处理，硬度450hb550hb，取值470hb。计算项目 计算内容 计算结果6.1.1齿面接触疲劳强度计算1. 初步计算转矩t1 t1=9.55106 =9.55106 t1=1.19106 nm齿宽系数d 查手册，取d =0.58 d =0.58接触疲劳强度hlim 查手册 hlim1=710mpahlim2=580mpa初步计算的许用接触应力 =639 mpa =522 mpa确定小齿轮直径

37、d1=360mm2.校核计算圆周速度v =1.13m/s精度等级 查手册 选8级精度齿数z和模数m 齿数z1=36；z2=216 z1=36；z2=216 m= d1/ z1 =10 m=10使用系数ka 查手册 ka=1.5动载系数kv 查手册 kv =1.2齿间载荷分配系数kh 查手册 ft=106 =6611 n =27.5n/mm 100n/mm =1.88-3.2 =1.78 =1.78 =0.74 由此得 =1.82齿向载荷分布系数 查手册 =1.17+0.160.34+0.6110-3 210 =1.35载荷系数k k=ka kvkh k=4.42弹性系数 查手册 =189.8节

38、点区域系数zh 查手册 zh=2.5接触最小安全系数 查手册 =1.05接触寿命系数 查手册 =1.18；=1.25许用接触应力 =789mpa =690mpa 验算 =333 mpa 满足3.确定主要尺寸实际分度圆直径d 因模数取标准值时齿数已重新确定，但并未圆整，故分度圆直径不会变，即 d1 =mz1 =360mm =360 =mz2=2160mm =180mm齿宽b =210mm；=140mm6.1.2齿根弯曲疲劳强度计算重合度系数 =0.67齿间载荷分配系数 查手册，=1/= = 1.49齿向载荷分布系数 查手册 =1.38载荷系数k k= 3.7齿形系数 查手册 =2.46 =2.19应力修正系数 查手册 =1.65 =1.8弯曲疲劳极限 查手册 =600mpa =450mpa弯曲最小安全系数 查手册 =1.25弯曲寿命系数 查手册 尺寸系数 查手册 许用弯曲应力 =456mpa =