木屑烘干机设计（机械CAD图纸）

1、本科机械毕业设计论文CAD图纸 QQ 401339828 摘要 随着社会科学技术的不断进步和产品的多样性，对干燥设备的要求更高，各种各样的干燥设备也不断的出现。本课题设计的是小型木屑的烘干机，木屑烘干机是专为锯屑、小木片、木皮烘干而设计制造。具有烘干产量大、节能效果显著、低维护等特点。主要工作原理是:木屑进入木屑烘干机内由喷吹管与回转筒体共同作用，物料在筒内沸腾流化,热风与物料充分触,完成干燥。其主要结构是由空气加热器、加料器、滚筒、气流干燥管、旋风分离器、风机等组成。本文主要研究烘干机的主体，也就是滚筒，及其相关的传动设计计算。关键词 木屑 烘干机 滚筒 Title： Small wood

2、shavings dryers Abstract: Along with the social science and technology unceasing progress and diversity of products for drying equipment, higher request, various drying equipment also unceasingly to appear. This topic design is small the dryer, wood wood dryer is designed for sawdust, small wood, wo

3、od drying and the design and manufacture. Drying yield, with remarkable energy saving, low maintenance etc. Characteristics. Main working principle is: sawdust into sawdust by spray dryer pipeblowing within with rotary cylinder common role, material in the cylinder fluidization, hot air in boiling m

4、aterial thoroughly touch, complete dry. Its main structure is by air heater, plus feeder, roller, air drying tubes, cyclone separator, blower etc. This paper mainly studies the dryer is the main body, the related roller, transmission design calculation. Keywords: sawdust dryer rattler目 录1 前言 12 小型木屑

5、烘干机设备的概况 2 2.1 概述 22.2 设计的目的和主要内容 42.3 滚筒干燥器的操作特性 4 3 小型木屑烘干机的设计计算 63.1 已知参数 63.2 方案的确定 63.3 主要结构 63.4 设计计算 104 润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择 265 木屑烘干机的安装与维护 27结束语 28参考文献 29本科机械毕业设计论文CAD图纸 QQ 401339828 1 前言 干燥技术广泛应用于国民经济生产的各个领域，其覆盖行业之广泛、用户数量之多是其他任何单元操作技术难以比拟的。由于干燥物料的种类繁多、形态各异，为适应他们的干燥要求，干燥的形式也有很多，常用的就有近百种。这位工业

6、干燥器的选型带来了很大的困难。有时候，即便是有经验的专家和专业干燥器生产厂家也需要借助对样品的实验结果进行正确选型。 本论文对小型木屑烘干机的工作原理、使用范围、形式、特点和基本的计算都会有必要的介绍。本论文还针对小型木屑烘干机的一些基本情况进行说明，对烘干机在使用过程中出现的问题以及设备维护做了简单的说明。 为了能够做好本设计，本书还收集了符合该题的内容，图片来补充说明。由于可能在内容中出现一些问题及不足之处，请多多原谅，对于您提出的问题，本书编者讲积极考虑并及时纠正。编者2 小型木屑烘干机设备的概况2.1 概述 木屑干燥机指把粉粒体状湿锯末，采用螺旋输送机将其连续加入干燥管内。在高速热气流

7、的输送和分散中，使湿物料的中的水分蒸发，得到粉状或粒状干燥产品的过程。主要由空气加热器、加料器、滚筒、抄板、滚轮、挡轮、风机、滚圈和托轮等组成。2.1.1 木屑烘干机的分类 木屑干燥机大致可以分为两类：三通道干燥机和气流式木屑烘干机。三通道干燥机是木质颗粒等生物质颗粒生产过程中的主流设备，近年来在国内外广泛使用。三通道干燥机采用高温快速干燥工艺，配备生物质燃料热风炉，自动化程度高，干燥产品质量好，干燥系统内设置安全防火装置，热风余热利用等装置，产量大、成本低，生产安全可靠。干燥机由三层圆筒组成，物料与热风在干燥机圆筒内顺流并行，流程是：内筒-中筒-外筒。各层均装有特殊形状的导料板，物料在圆筒旋

8、转力及热风引力作用下沿螺旋导流道运行，使物料在三层圆筒内进行充分热交换。三通道干燥机在刨花干燥、纤维干燥等人造板领域的应用也十分广泛。 气流式锯末烘干机是针对小产量的烘干设备，干燥产品质量不高。把粉粒体状湿锯末，采用螺旋输送机将其连续加入干燥管内。在高速热气流的输送和分散中，使湿物料的中的水分蒸发，得到粉状或粒状干燥产品的过程。主要由空气加热器、加料器、气流干燥管、旋风分离器、风机等组成。2.1.2 滚筒烘干机的工作原理 本课题选用的气流式木屑烘干机，设计的主要部分是烘烘干机主体的滚筒。锯末烘干机:包括生热炉、进料口、旋转筒、过滤筒、物料输送管、冷却筒和出料口，旋转筒位于主动滚轮上，主动滚轮靠

9、电机及减速传动带动旋转筒低速转动，生热炉与旋转筒之间设有进料口，旋转筒内设有翻炒叶片，它不断地把物料抄起又洒下，使物料的热接触表面增大，以提高干燥速率并促使物料向前移动。在旋转筒与过滤筒相连处设有挡板，挡板上开有一小孔，过滤筒一端与旋转筒相连，另一端与物料输送管相连，过滤筒内设有挡块，过滤筒的底部设有排渣孔，冷却筒一端通过鼓风机与物料输送管相连，另一端与出料口相连。由于采用上述结构，所以锯末能在旋转筒内充分干燥，且锯末在进入物料输送管前再次充分散开，使水分蒸发快，挡块可将锯末中的杂质挡住，保证进入物料输送管中锯末的质量。木屑进入木屑烘干机内由喷吹管与回转筒体共同作用，物料在筒内沸腾流化,热风与

10、物料充分触,完成干燥。干燥过程中所用的热载体一般为热空气、烟道气或水蒸气等。如果热载体（如热空气、烟道气）直接与物料接触，则经过干燥器后，通常用旋风除尘器将气体中挟带的细粒物料捕集下来，废空气则经旋风除尘器后放空。转筒干燥器是最古老的干燥设备之一，目前仍被广泛使用于冶金、建材、化工等领域。2.1.3 滚筒烘干机的工作特点 (1)生产能力大，可连续操作; 干燥强度大，由于物料在气流中高度分散，颗粒的全部表面积极为干燥的有效面积；(2) 处理量大，热效率高。当干燥非结合水时，热效率可达60； (3) 气流干燥器结构简单，占地面积小，操作方便，易于建造和维修，故障少，维修费用低； (4)适用范围广，

11、可以用它干燥颗粒状物料，对于那些附着性大的物料也很有利； (5)清扫容易； （6）干燥时间短。2.1.4 木屑烘干机的使用范围 玉米秸秆烘干机、大豆秸秆烘干机、棉花秸秆烘干机、小麦秸秆烘干机、高梁秸秆烘干机、木屑烘干机、刨花烘干机、锯末烘干机、银杏叶烘干机、桑树叶烘干机，气流式锯末烘干机，锯末烘干机，锯末干燥机，木屑干燥机，木屑烘干机，刨花烘干机，刨花干燥机，木料烘干机，木料干燥机,适用于秸秆压块燃料、木炭机械、木屑颗粒燃料、锯末压块、农牧业工程、等行业。 2.2 设计的目的和主要内容2.2.1设计的目的1. 通过毕业设计这一重要的教学环节，使我们了解和基本掌握机器设计的全过程，为今后的设计工

12、作做一次全面训练；2.可以将本科阶段所学的所有课程和知识全面地整理、复习和应用一回；进一步加深理解所学的知识和提高学生的实际应用能力，包括计算机应用能力（绘图、计算、编程等）和外文资料阅读翻译能力；3. 学会查找资料（包括各种有关的文献、教材、杂志和网上检索等）； 4. 培养团结协作的精神，养成独立思考、敬业、负责以及虚心好问的习惯，刻苦求实和一丝不苟的科学研究态度，力戒浮躁、不求实绩的不良习气。2.2.2 设计的内容 本课题设计的内容小型木屑干燥机的设计，其主要结构有螺旋加料器，烘干机主体，滚轮，支拖，电机，减速机等。2.3 滚筒干燥器的操作特性抄板的持有量：在转筒干燥器中，抄板上的持有量是

13、确定干燥器中物料填充率的重要参数。在计算抄板持有量时，一般将物料自由表面与水平线之间的夹角假定为物料的休止角。对于不同的休止角以及抄板的几何尺寸等，可以先确定单一抄板单位长度的持有量。转筒干燥器内物料填充率：转筒干燥内物料填充率等于干燥干燥器内的物料的体积与干燥器有效容积之比，在确定物料的填充率时，一般考虑有空气流动（通风）和无空气流动（无风）两种情况。对于有空气流动情况，还要考虑热风与物料的接触方式是逆流还是并流。通过对这些问题的分析，可以确定干燥器中适宜的物料填充率，以保证干燥器操作中的经济性和可靠性。转筒干燥器的传热：转筒干燥器中通过热载体向物料传递的热量。转筒干燥器的传动功率：转筒干燥

14、器的传动功率可用佐野公式计算。该公式将传动所需的总功率分解为四部分，即圆筒内颗粒运动所需功率、圆筒旋转所需功率、克服圆筒支撑部分的摩擦消耗的功率以及传动装置的功率损失。3 小型木屑烘干机的设计计算3.1 已知参数滚筒规格1000×5000，生产能力0.5-1.2T/h,电机功率4kw。3.2 方案的确定首先要初步了解烘干机的原理和结构，以及在整个设备中包括哪些零部件以及它们的大致关系，根据现实情况和相应的标准确定这些机构的安装、连接方式、传动关系、基本尺寸、型号参数等。最后画出初步的传动关系图。3.3 主要结构螺旋加料器螺旋加料器设有料斗、盖板，料斗底部设有出料口，出料口下部设有单、

15、双螺杆输送器或计量泵。盖板上设有进料口和出渣口，盖板中心安装有电机及减速机构，减速机构与搅拌轴连接，搅拌轴上安装有若干水平布置的主搅拌浆。料斗内腔设有用于安装滤网的滤框，滤框中心安装有中心套，中心套设有左、右定位槽并通过锁紧卡环固定在搅拌轴上。盖板的里侧设有通过立柱安装在盖板上的副搅拌浆。强制螺旋加料是由电动机直接驱动螺旋不停地旋转，搅动推压料斗中的原料连续进入机筒内，这样，避免了筒式料斗的原料会出现“架桥”现象，保证了料斗中原料能连续不断地向机筒供料。强制螺旋加料料斗结构如下图所示。   强制螺旋加料装置结构示意1螺旋加料器；2料斗；3机筒；4一螺杆原理：（1）对于较粗的

16、物料（颗粒平均直径90m），普通梯形螺旋、压力螺旋、两次松弛螺旋、三线螺旋加料杆都能够实现较好的加料。其中，压力螺旋加料杆流量较其它几种螺旋加料杆小，易于实现小流量控制（0.1-0.6g/min）； （2）对于较细的物料（颗粒平均直径40m），由于普通梯形螺旋、压力螺旋输送力不足，使得下料有断续、不落料现象的发生。而两次松弛螺旋、三线螺旋加料杆能够较好地实现落料。两次松弛螺旋加料杆的加料特性优于三线螺旋加料杆，并且流量较小（0.4-0.1g/min）； （3）对于微细颗粒的小流量物体颗粒加料的实现，主要是输送力与摩擦阻力之间的矛盾。螺距、线数、导程、螺旋形式、螺旋升角等加料杆参数对加料特性均有

17、影响。筒体筒体是干燥器的主体。筒体直径和长度由工艺条件确定，它的大小反映了干燥器生产能力的大小。筒体所用的材质一般为碳钢、不锈钢扥。对于高温干燥的场合，常用耐火材料作衬里。对于腐蚀性非金属材料作衬里。筒体的载荷只要是筒体自重、衬里质量以及物料重量等。在确定筒体壁厚、验算筒体强度和变形量时，通常把筒体当作受均匀载荷的简支梁来考虑。梁的两个支点之间的距离即转筒两对拖轮之间的跨度，应按等反立原则布置，使两个支撑点处在支反立相等或接近相等，然后结合干燥器实际载荷特点作适当调整。 筒体的材质滚筒部分的质量占到整机的，因此筒体的材质和壁厚是决定设备制作成本的主要因素。筒体材质在选择时首先要考虑干燥机的工况

18、条件。油脂工厂的软化干燥机进汽温度在左右，筒体的温度沿筒体轴向呈梯度分布，一般在范围内，因此仅从温度考虑许多钢材均可适用。从受力情况看，作用在筒体上的外部载荷主要来自于齿圈，筒体既存在轴向应力和变形，同时也存在周向应力和径向变形，受力情况较为复杂。当筒体在旋转时，除了自重的影响，筒体还不可避免地存在制造和安装误差，筒体外表面上任意点的曲率半径一直在动态变化，由此引起的筒体反复变形对筒体产生很大的附加弯矩，因此对筒体材料的疲劳强度和蠕变强度要求比较高。具体选择材料时，一般应选择有一定的强度，具有较好的可焊性、冲击韧性和塑性等，根据实践情况，推荐采用、等材料，既能较好地满足使用要求，又可合理地控制

19、成本。有的厂家采用作筒体材料是值得商榷的，因为按照钢材标准，钢在交货时仅保证力学性能而不保证化学成分，焊接性能受到一定影响；而且标准规定钢不需要做冲击试验，故此冲击韧性又无法保证。所以，受力情况较为复杂的大型滚筒干燥机的筒体不易采用钢。抄板抄板是转筒干燥器的重要部件。它的作用是将物料抄起来并逐渐洒向热气流中，以强化物料与热气流的热质交换，促进干燥过程的进行。抄板的形式及数量选择的正确与否直接影响热效率和干燥强度。根据经验，抄板的数量一般为n=(6-10)D。抄板的角度则要考虑物料的休止角和附着性等情况。工业上常用的抄板布置形式 （1）升举式抄板  这种抄板在工业上应用十分广

20、泛，主要适用于大块物料和易黏结的物料。用这种抄板结构，干燥器清洗容易，但转筒的填充率较低，在0.10.22。 （2）均布式抄板  与升举式抄板相比，它能保证物料更均匀地分布在转筒的全部横截面上。对于粉状物料或带一定分块的物料，用这种抄板比较适宜。工业上常用在间接加热转筒干燥器中设置这种抄板对于煤粉、磷酸氢钙、轻质氨酸钙和粉状石墨等物料。 （3）扇形式抄板  扇形式抄板由升举式抄板构成的互不相通的扇形部分构成。物料沿着各种曲折的通道逐渐下降，与热气流进行充分接触而干燥。这种抄板适用于块状、易脆和密度大的物料。 （4）蜂巢式抄板物料被分散在各个小格子中，从而

21、降低了物料落下的高度，减少了干燥过程中产生的粉尘量，因此，它适用于易生粉尘的细碎物料。其填充率较高，可达0.15-0.25。本设计所选用的抄板的截面积形状如下，长度为250mm，厚15mm，每块抄板的体积设计为0.75*10-3m3 。数量为100块，总体积为0.075m3，总质量为588.75kg。滚圈和托轮滚圈和拖轮是转筒干燥器的一对支撑副。干燥器的重量都是通过滚圈传给拖轮的。一个滚圈通常由一对拖轮来支承。两拖轮中心与滚圈中心连线之间的夹角一般为60度，滚圈的数量视转筒长度而定，有两点、三点、四点等，其中两点支承用的最多。 安装筒体及滚圈 ，先将滚圈装在筒体上，固定时所需要的凹状接头要一正

22、一反交错配置，并调整垫铁的厚度，使滚圈与凹状 接头的接触保持相应的间隙，切勿一致，并点焊凹状接头螺栓头部与筒体内。 滚圈外径是1140mm，内径是1040mm，宽为100mm。滚圈力平衡示意图 滚圈和拖轮常用铸铁、型钢、铸钢等材料制成。但考虑到滚圈上某一固定置的接触频率要尽可能小，应使滚圈的直径不要等于拖轮直径的整数倍。滚圈和拖轮之间的作用力为两圆柱线接触时的接触应力。根据H.Hertz的计算公式求得最大接触应力为 式中，为最大接触应力，Pa；qn为单位接触宽度上的载荷，kg/m；Qr为支承载荷，取由筒体弯矩求得各支座反力的最大值，kg；Gr为滚圈自重，kg；Br为滚圈宽度，m；为角度，取30

23、°。设计时应保证最大接触应力小于或等于许用接触应力，即式中，为许用接触应力（见下表），Pa。滚圈、拖轮材料与许用接触应力拖 轮滚 圈许用接触应力/Pa材料硬度HB材料硬度HBZG45ZG55ZG55170190210ZG35ZG45140155170367539204410本文拖轮材料选择ZG55，滚圈的材料选择ZG45。已知 =1140mm，=200mm，=2032.666kg，Gr=258.446kg，Br设计为100mm，=30°。计算得=111.06*Pa。因为，所以拖轮符合要求。挡轮转筒干燥器通常是倾斜安装的，在自重与摩擦力的作用下，会产生轴向作用力，使筒体产生轴

24、向位移。挡轮的作用是限制或控制轴向动量，使筒体仅在容许的范围内作轴向移动。移动量的大小取决于挡轮和滚圈侧面的距离，而且大、小齿轮不超过要求范围，同时保证筒体两端的密封装置不致失去作用。普通挡轮在转筒干燥器中用的较多，这种挡轮是成对安装杂技靠近齿圈的滚圈两侧。当滚圈和锥面挡轮接触时，后者便被前者带动而产生转动，从哪个挡轮发生转动可以判断出筒体是上窜还是下滑。所以常把挡轮称为“信号挡轮”。操作中应避免使上挡轮或下挡轮较长时间连续转动。除了普通挡轮以外，还有一种球面挡轮，它与滚圈只是点接触，没有滑动问题，不需要精确安装。但它能承受的推力较小，仅在小型干燥器中使用。本设计采用柱面的挡轮。3.4 设计计

25、算3.4.1筒体由滚筒烘干机的体积计算公式：V=（m²）式中，为单位时间的产量，取1200；为停留时间，；为物料的密度，为120；为装满系数，取0.2。上式表明，装满系数是决定筒体体积的重要因素，在保证干燥效果的前提下提高装满系数可减小筒体体积，特别是大型的滚筒干燥机，值越大，筒体体积有效利用率越高；反之当产量一定时设备不必做很大，有利于降低设备制作和运输成本、减少设备占地面积。实践表明，对管束型的筒体，可取。若调整好筒体的转速，装满系数还能增大，但需同时增加蒸汽的压力或者增大换热面积，否则干燥效会下降，因此装满系数不能一味求大，应根据实际要求合理选取。求得停留时间t=3.27min

26、。在物料停留时间：t=的公式中：为综合系数，与筒体的结构、抄板的形式有关，文献中建议取；为筒体的长度，为5000；为筒体直径，为筒体转速，为1000；为筒体的倾角，一般为°，取°；n大型滚筒干燥机的转速一般在，小型的可取大一点。在实际设计时，要保证物料的停留时间大于物料干燥所需时间，因此一般将筒体的转速设计为可调节的，这样当物料的品种、水分或者处理量发生变化时，通过调整筒体转速即可控制物料的停留时间，以此保证良好的工艺效果。调速的方式有滑差电机调速、变频调速、齿轮变比调速等。对大型滚筒干燥机，建议采用变频调速，一方面变频调速能实现带料启动，故此配备主电机的储备功率不需要很大

27、，避免了浪费，更重要的是变频技术的节能效果非常明显，完全可以弥补初期投资较大的缺陷，是值得推广的新技术。求的转速n=6.11，取n=6。3.4.2传动齿轮的计算工作情况，假设如下1) 工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，工作条件一般，有灰尘，环境最高温度35；2) 使用折旧期；8年；3) 检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；4) 动力来源：电力，三相交流电，电压380/220V；5) 运输带速度容许误差：±5%；制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。一 电动机容量的选择已知电动机型号的数据：Pd4 KW，选型号为电机Y132M1-6。相关数如下：电

28、动机型号额定功率/KW满载转速r/min堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩质量/KgY132M1-6,49602.02.073其中电机输出轴的直径为38mm。二 计算传动装置的运动和动力参数1 计算总传动比由电动机的满载转速nd 和滚筒的转速nw可确定传动装置应有的总传动比为：nd/nw ， nw6 ， nw=960r/min ， i160。2 合理分配各级传动比由于减速箱是展开式布置，所以i1（1.3-1.5）i2，取减速箱外的齿轮和滚筒上齿轮的传动比i3 =8，估测选取 i1=5 i2=4检验可行。3 各轴转速、输入功率、输入转矩 转速的计算 电动机转轴速度为 ： nd=960r/min ；

29、高速I n1= nd =960r/min ； 中间轴II n2=192r/min ；低速轴III n3= =48r/min ；第四根轴的转速n4= n3=48r/min滚筒 nw=6r/min。各轴功率为：电动机额定功率 P0=4KW高速轴I P1=P0*=P0* = 4*0.99*0.99= 3.92Kw( = =0.99*0.99=0.98)中间轴IIP2= =3.92*0.95*0.99=3.69Kw (=0.95*0.99=0.94)低速轴III P3=P2*=P2*=3.69*0.95*0.99=3.47Kw(= =0.95*0.99=0.94)轴 P4=P3*=P3*=3.47*0

30、.98*0.99=3.33 Kw（=0.98*0.99=0.96）各轴转矩为： 电动机转轴 Td=2.0 N·m高速I T1= =40.0 N·m 中间轴II T2= =183 .5 N·m 低速轴III T3= =690.4 N·m 轴 T4=662.5 N·m其中Td= (N·m)，相应数据如下：项 目电动机轴高速轴I中间轴II低速轴III轴滚筒转速（r/min）96096019248486功率（kW）43.923.693.473.333.30转矩（N·m）2.040.0183.5690.4662.55252.5传动比1

31、54181三 传动件设计计算（齿轮）高速齿轮的计算输入功率小齿轮转速齿数比小齿轮转矩载荷系数3.33KW48r/min8662.5N·m1.61 选精度等级、材料及齿数1） 材料及热处理；选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为250HBS，大齿轮材料为35钢（调质），硬度为210HBS，二者材料硬度差为40HBS;2)精度等级选用7级精度；3）试选小齿轮齿数z124，大齿轮齿数z2192的.2 按齿面接触强度设计因为低速级的载荷大于高速级的载荷，所以通过低速级的数据进行计算。按式（1021）试算，即dt2.32*1）确定公式内的各计算数值(1) 试选Kt1.6(2) 选取尺宽系数d

32、1(3) 查得材料的弹性影响系数ZE189.8Mpa(4) 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极Hlim1700MPa；大齿轮的解除疲劳强度极限Hlim2600MPa；(5) 计算应力循环次数N160n1jLh60×1460×1×（2×8×365×8）4.1×10e9 N2N1/85.12×10e8此式中j为每转一圈同一齿面的啮合次数。Ln为齿轮的工作寿命，单位小时(6) 查得接触疲劳寿命系数KHN10.90；KHN20.95(7) 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1，安全系数S1，由式（1012）得 H10.90

33、×700MPa630MPa H20.98×600MPa570MPa2） 计算(1) 试算小齿轮分度圆直径d1td1t=118.2mm(2) 计算圆周速度v=0.3m/s(3) 计算齿宽b及模数mb=dd1t=1×118.2mm=118.2mmm=4.9h=2.25m=2.25×4.9mm=11.025mmb/h=118.2/11.025=10.7(4) 计算载荷系数K 已知载荷平稳，所以取KA=1；轮相对支撑非对称布置时KHB的计算公式和直齿轮的相同，Kt1.6。所以有：d1，N14.1×10e9，N25.12×10e8，KHN10.

34、90，KHN20.95，S1，H1630MPa，H2570MPa，d1t =118.2，v =0.3m/s，b=118.2mm，m=4.5，h=11.025mm，b/h=10.7，KA=1。故： KHB=1.12+0.18(1+0.6×d)d+0.23×10b =1.12+0.18(1+0.6*12)*12+0.23*10e-3*118.2=1.435由b/h=10.7，KHB=1.435；查得KFB =1.33；查得KH=KH=1.1,故载荷系数：K=KAKVKHKH=1×1.14×1.1×1.435=1.7995按实际的载荷系数校正。(5)

35、 所得的分度圆直径， d1=mm=122.9mm(6) 计算模数m m=mm=5.12（以做到这4.15）3 按齿根弯曲强度设计由式m1） 确定计算参数由图查得小齿轮得弯曲疲劳强度极限 F1=237.6Mpa；大齿轮得弯曲疲劳极限强度F2=181.12MPa；查得弯曲寿命系数KFN=1。计算弯曲疲劳许用应力，取安全系数S=1.3，得F1=（KFN*F1）/S=182.77MpaF2= （KFN*F2）/S=139.323Mpa(1) 计算载荷系数K=KAKVKFKF=1×1.12×1.2×1.33=1.7875(2) 查取齿形系数由表105查得YFa1=2.65；

36、YFa2=2.125(3) 查取应力校正系数 由表105查得YSa1=1.58；YSa2=1.86（4）计算大、小齿轮的并加以比较=0.02308=0.02836大齿轮的数值大。2） 设计计算m=2.233又因为滚齿的直径要大于滚筒的直径1000mm，假设滚齿的直径为1500mm，那么滚齿的模数为7.81左右，所以试取m2=8mm=m1。4 几何尺寸计算1）计算大、小齿轮的分度圆直径d11=192mm，d22=1536mm2）计算中心距d11=192mm，d22=1536mma=(d1+d2)/2=(192+1536)/2=864mm。3) 计算齿轮宽度b1=dd1， b2=192mm B1=

37、192mm，B2=180mm4) 由此设计有模数分度圆直径齿宽齿数小齿轮819211024大齿轮815361001925) 结构设计以小齿轮为例。因齿轮齿顶圆直径大于160mm，而又小于500mm，故以选用腹板式为宜。其他有关尺寸参看大齿轮零件图。四 轴的设计小齿轮轴的设计1总结以上的数据。功率转矩转速齿轮分度圆直径压力角3.33Kw662.5N·m48r/min192mm20°2作用在齿轮上的力 Fr=Ft*tan=6484.375*tan20°=2360.119N3 初步确定轴的直径先按式初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45号钢，根据表选取A0=112。于

38、是有此轴的最小直径分明是安装联轴器处轴的最小直径d1-2为了使所选的轴的直径d1-2与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器的型号。4 联轴器的型号的选取查表114-1,取Ka=1.5则；Tca=Ka*T3=1.5*662.5=993.75N·m；按照计算转矩Tca应小于联轴器的公称转矩的条件，查标准GB/T5843-2003（见表28-2），选用GY6型凸缘联轴器，其公称转矩为1400N·m。半联轴器的孔径d1=45mm .固取d1-2=45mm。5 轴的结构设计 1）拟定轴上零件的装配方案2） 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度a 为了满足半联轴器的轴向定位要求1

39、-2轴段右端要求制出一轴肩；固取2-3段的直径d2-3=51mm;左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径D=85。半联轴器与轴配合的毂孔长度L1= 112mm ,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，固取1-2断的长度应比L1略短一些，现取L1-2=110mma 初步选择滚动轴承。考虑到主要承受径向力，轴向也可承受小的轴向载荷。当量摩擦系数最少。在高速转时也可承受纯的轴向力，工作中容许的内外圈轴线偏斜量=8-16，小批量生产价格中等，固选用圆锥滚子轴承轴承。又根据d2-3=51mm ，选 30309号。右端采用轴肩定位 查2 又根据d2-3=51mm和上表取d3-4=d7-8=

40、56，轴肩与轴环的高度（图中a）建议取为轴直径的0.070.1倍。所以在d6-7=65mm l7-8=27mm。b 取安装齿轮处的轴段4-5的直径d4-5=60mm齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位，已知齿轮的轮毂的宽度为192mm（要考虑变小？），为了使套筒能可靠的压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，固取186mm。齿轮的右端采用轴肩定位轴肩高度取 （轴直径的0.070.1倍）。因为选用GY6 凸缘联轴器，30309号轴承去轴肩高度h=7mm，所以d5-6=72mm.轴的宽度去b>=1.4h,取轴的宽度为L5-6=12mm。c 轴承端盖的总宽度为15mm（有减速器和轴承端盖的机构设计而定

41、）根据轴承的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖外端面与联轴器的,距离为35mm。固取L2-3=50mm 。d 取齿轮与箱体的内壁的距离至少取a=26mm 小齿轮与大齿轮的间距为c=15mm，考虑到箱体的制造误差，在确定轴承的位置时，应与箱体的内壁,有一段距离s,取s=8mm,已知滚动轴承的宽度T=27.25mm，小齿轮的轮毂长L=110mm，则L3-4 =T+s+a+(110-102)=71.25mm 取L3-4 =72mm， L6-7=45mm至此已初步确定轴得长度。3) 轴上零件得周向定位齿轮，半联轴器与轴的周向定位都采用平键联接。按d4-5=60mm 由 手册查得平键的截面 b*h

42、=14*9 (mm)见2表4-1,L=40mm同理按 d1-2=70mm. b*h=18*11 ,L=125。同时为了保证齿轮与轴配合得有良好得对中性，固选择齿轮轮毂与轴得配合选H7/n6。半联轴器与轴得配合选H7/k6。滚动轴承与轴得周向定位，是借过渡配合来保证的，此处选轴的尺寸公差为m6。4) 确定轴的的倒角和圆角参考机械设计第八版表15-2，取轴端倒角为2*45°各轴肩处的圆角半径见附图。5）求轴上的载荷（见下图）首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴的支点位置时，应从手册中查出a值参照1图15-23。对与30309，由于它的对中性好所以它的支点在轴承的正中位置。根据轴的

43、计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图计算齿轮 Ft=2T1/d1=2*662.5/192*103=6901.042N Fr= Ft tana = Ft tan20°=2511.077N通过计算有 FNH1=3592.924N , FNH2=3308.118N,MH=FNH2*315=1042.057 N·M ， 同理有FNV1=1307.354N FNV2=1203.723N,MV=599.491N·M 。 总的弯矩： N·M载荷水平面H垂直面V支反力FNH1=3592.924N FNH2=3308.118NFNV1=1307.354N FNV2=1203.7

44、23N弯矩MH= 1402.057 NMV=599.491 N总弯矩M总=1524.845N扭矩T3=662.5 N（轴上载荷示意图）6） 按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时通常只校核承受最大弯矩核最大扭矩的截面（即危险截面C的强度） 根据式及表中的取值，且0.59（式中的弯曲应力为脉动循环变应力。当扭转切应力为静应力时取0.3；当扭转切应力为脉动循环变应力时取0.59）。计算轴的应力 FNH1=3592.924N ； FNH2=3308.118NMH= 1402.057 N；=1524.845 N前已选定轴的材料为45号钢，由轴常用材料性能表查得-1=60MPa因此ca<-1，故安全

45、。7） 精确校核轴的疲劳强度（1) 判断危险截面截面A,B只受扭矩作用，虽然键槽、轴肩及过渡配合所引起的应力集中均将削弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕地确定的，所以截面A,B均无需校核。从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面和处过盈配合引起的应力集中最严重；从受载的情况来看，截面C上的应力最大。截面的应力集中的影响和截面的相近，但截面不受扭矩作用，同时轴径也较大，故不必作强度校核。截面C上虽然应力最大，但应力集中不大（过盈配合及键槽引起的应力集中均在两端），而且这里轴的直径最大，故截面C也不必校核。截面和V显然更不必校核。键槽的应力集中系数比过盈配合的小，因而该轴只需校

46、核截面左右两侧即可。（2) 截面左侧 抗弯截面系数抗扭截面系数截面左侧的弯矩截面上的扭矩为T3=662.5N截面上的弯曲应力截面上的扭转切应力轴的材料为45号钢，调质处理，由机械设计第八版表15-1查得 ，截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数及按1附表3-2查取。因，经插值后可查得 ， 又由机械设计第八版，附图3-1可得轴的材料的敏性系数为 故有效应力集中系数按机械设计第八版，式（附3-4）为由机械设计第八版附图3-2得尺寸系数；由机械设计第八版附图3-3得扭转尺寸系数。轴按磨削加工，有附图3-4得表面质量系数为轴未经表面强化处理，即，则按式（3-12）及（3-12a）得综合系数值为于是，计

47、算安全系数值，按机械设计第八版式（15-6）（15-8）则得故该轴在危险截面右侧的强度也是足够的。本题因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。至此，轴的设计计算结束。3.5 连接的选择和计算按要求对小齿轮和连接小齿轮与联轴器轴上的两个键进行选择及校核。1）对连接小齿轮与小齿轮轴的键的计算（1）选择键联接的类型和尺寸一般8以上的齿轮有定心精度要求，应选用平键联接。由于齿轮不在轴端，故可选用圆头普通平键（A型）。根据d=60mm从机械设计课程设计手册第三版表4-1中查得键的截面尺寸为：宽度b=18mm，高度h=11mm。由轮毂宽度并参照键的长度系列，取键长L=180mm。（2

48、）校核键联接的强度 键、轴和轮毂的材料都是钢，由机械设计第八版表6-2查得许用挤压应力，取平均值，。键的工作长度l=L-b=180mm-18mm=162mm。，键与轮毂键槽的接触高度 k=0.5h=0.5×11=5.5mm。 根据1式（6-1）可得所以所选的键满足强度要求。键的标记为：键18×11×180 GB/T 1096。2）对连接联轴器与小齿轮轴的键的计算（1）选择键联接的类型和尺寸类似以上键的选择，也可用A型普通平键连接。根据d=45mm从机械设计第八版表6-1中查得键的截面尺寸为：宽度b=14mm，高度h=9mm。由半联轴器的轮毂宽度并参照键的长度系列，

49、取键长L=90mm。（2）校核键联接的强度键、轴和联轴器的材料也都是钢，由机械设计第八版表6-2查得许用挤压应力，取其平均值，。键的工作长度l=L-b=90mm-14mm=76mm。，键与轮毂键槽的接触高度 k=0.5h=0.5×9=4.5mm。 根据1式（6-1）可得所以所选的键满足强度要求。键的标记为：键14×9×45 GB/T 1096。4润滑方式、润滑油牌号及密封装置的选择由于啮合齿轮中的大齿轮直径径相差不大，且它们的速度都不大，所以齿轮传动可采用脂润滑，机械设计课程设计手册第三版表7-2，选用钠基润滑脂（GB/T 491-1987），代号为L-XACMGA2。由于滚动轴承的速度较低，所以可用脂润滑。查机械设计课程设计手册第三版表7-2，选用钙基润滑脂（GB/T 491-1987），代号为L-XAMHA1。为避免润滑脂流出轴承