毕业设计-螺旋输送机设计

1、摘要随着现代科学技术的日益开展，螺旋输送机的应用也越来越广泛。物料从进料口参加，当转轴转动时，物料受到螺旋叶片法向推力的作用。该推力的径向分力和叶片对物料的摩擦力，有可能带着物料绕轴转动，但由于物料本身的重力和料槽对物料的摩擦力的缘故，才不与螺旋叶片一起旋转，而在叶片法向推力的轴向分力作用下，沿着料槽轴向移动。本设计以建筑业为背景，对此工况下所要求的螺旋输送机结构进行设计与计算，对整个装置中的传动系统进行了运动力学分析及结构设计，对其驱动装置做了深入设计，并着重对其主要零部件进行了具体设计，包括螺旋输送机的螺旋直径，螺距，轴径进出料口，叶片形式，中间悬挂轴承，槽体，螺旋轴的计算选型。电动机是通

2、过螺旋输送机的功率来计算选型。减速器中齿轮通过齿面接触疲劳强度来计算，通过齿根弯曲疲劳强度验算；轴按许用弯曲应力计算法校核轴径。关键词 电动机；减速器；螺旋叶片；螺旋轴AbstractWith the growing of modern science and technology development, application of the screw conveyor is more and more widely. When the material was added to the inlet orifice, and the shaft rotated, the materials

3、 was given the thrust by the helicallobe. The thrust of the radial contribute to the material and blade the friction, it is possible that the materials could rotate around the axis, but because of the gravity of the material and the friction which the silo acted, the material do not rotate with the

4、helicallobe, it move along the axis of the silo by the thrust of the spiral blade .For the construction industry background, which is required by the screw conveyor design and structure in this design. The entire device in the transmission system for the movement of mechanical and structural was des

5、igned. The design of its driving system and the specific design of its main parts, which is including the screw conveyor spiral diameter, pitch, the shaft diameter of inlet orifice, the calculation and selection of the shafts, the middle hoist and the spiral axis were carried out.In detal, motor is

6、through the power of the screw conveyor to calculate and select. The gears in the reducer is calculated by the gear surface contact fatigue strength and checked by the gear bottom bend fatigue strength, I check the diameter of axle through the permissible bending stressKeywords motor reducer helical

7、lobe spiral axis目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc10957974 1 绪论 PAGEREF _Toc10957974 h 1 HYPERLINK l _Toc10957975 1.1 螺旋输送机产品概述 PAGEREF _Toc10957975 h 1 HYPERLINK l _Toc10957976 1.2 螺旋输送机应用范围 PAGEREF _Toc10957976 h 1 HYPERLINK l _Toc10957977 1.3 螺旋输送机主要特点 PAGEREF _Toc10957977 h 2 HYPERLINK l _Toc10

8、957978 1.4 螺旋输送机工作原理 PAGEREF _Toc10957978 h 2 HYPERLINK l _Toc10957979 1.5 螺旋输送机整机布置形式 PAGEREF _Toc10957979 h 2 HYPERLINK l _Toc10957980 1. 6 螺旋输送机规格、技术参数 PAGEREF _Toc10957980 h 6 HYPERLINK l _Toc10957981 2.电动机的计算选型 PAGEREF _Toc10957981 h 9 HYPERLINK l _Toc10957982 2.1 电动机的选择 PAGEREF _Toc10957982 h

9、9 HYPERLINK l _Toc10957983 2.2 传动装置的运动和动力参数的计算 PAGEREF _Toc10957983 h 10 HYPERLINK l _Toc10957984 3.减速器设计计算 PAGEREF _Toc10957984 h 13 HYPERLINK l _Toc10957985 3.1 齿轮设计 PAGEREF _Toc10957985 h 13 HYPERLINK l _Toc10957986 3.3 减速器结构设计 PAGEREF _Toc10957986 h 19 HYPERLINK l _Toc10957987 3.3 轴设计 PAGEREF _T

10、oc10957987 h 20 HYPERLINK l _Toc10957988 3.4 轴承的选型 PAGEREF _Toc10957988 h 25 HYPERLINK l _Toc10957989 3.5 键的选型 PAGEREF _Toc10957989 h 26 HYPERLINK l _Toc10957990 4.螺旋输送机机体的设计 PAGEREF _Toc10957990 h 30 HYPERLINK l _Toc10957991 4.1 机体主要部件的介绍 PAGEREF _Toc10957991 h 30 HYPERLINK l _Toc10957992 4.2 机体主要部

11、件的选择计算 PAGEREF _Toc10957992 h 39 HYPERLINK l _Toc10957993 5.螺旋输送机机体的安装条件、使用及维护 PAGEREF _Toc10957993 h 45 HYPERLINK l _Toc10957994 5.1 螺旋输送机机体的安装条件 PAGEREF _Toc10957994 h 45 HYPERLINK l _Toc10957995 5.2 螺旋输送机机体的使用及维护 PAGEREF _Toc10957995 h 47 HYPERLINK l _Toc10957996 结论 PAGEREF _Toc10957996 h 49 HYPE

12、RLINK l _Toc10957997 致谢 PAGEREF _Toc10957997 h 50 HYPERLINK l _Toc10957998 参考文献 PAGEREF _Toc10957998 h 51 HYPERLINK l _Toc10957999 附录 PAGEREF _Toc10957999 h 52 HYPERLINK l _Toc10958000 附录一 PAGEREF _Toc10958000 h 52 HYPERLINK l _Toc10958001 英文资料 PAGEREF _Toc10958001 h 52 HYPERLINK l _Toc10958002 中文翻译

13、 PAGEREF _Toc10958002 h 581 绪论1.1 螺旋输送机产品概述螺旋输送机俗称绞龙，LS型系列螺旋输送机是一种利用螺旋叶片的旋转,推动散料延着料槽向前运动的输送设备,适宜于输送粉状,颗粒状和小块物料。 LS型螺旋输送机等效采用ISO1050-75标准，设计制造符合ZBJ81005.12-88? LS螺旋输送机 ?专业标准。LS型螺旋输送机直径由100mm1250mm，共十二种规格,分为单驱动和双驱动两种形式，单驱动螺旋机最大长度可达40m(特大型30m)，双驱动螺旋机采用中间断开轴结构，最大长度可达80m(特大型60m)，螺旋机长度每 0.5m 一档，可根据需要选定，螺旋

14、机头部轴承、尾部轴承置于壳体外部减少了灰尘对轴承室的侵入提高了螺旋机关键件的使用寿命。中间吊轴承采用滚动、滑动可互换的两种结构，并设防尘密封装置，密封件用尼龙用塑料，因而其密封性好，耐磨性强，阻力小，寿命长。滑动轴承的轴瓦有粉末冶金、尼龙和巴氏合金等多种材料供用户根据不同的场合选用。滑动轴瓦有需加润滑剂的铸铜瓦，合金而磨铸铁瓦和铜基石墨少油润滑瓦。吊轴承机外侧置式油杯,便于集中加油润滑。进出料口位置布置灵活,并增设电动型出料口，便于自动控制，还可根据用户要求，配置测速报警装置。LS型螺旋输送机与GX型相比，其头部、尾部轴承移至壳体外，出料端设有清扫装置，整机噪声低，适应性强，操作维修方便。图1

15、1 LS型螺旋输送机的示意图1.2 螺旋输送机应用范围LS型螺旋机广泛使用在各种工业部门,如建材、冶金、化工、电力、煤炭、机械、轻工、粮食及食品行业,适用于水平或小于20倾角,输送粉状、颗粒状、小块状物料,如水泥、煤粉、粮食、化肥、灰渣、沙子、焦炭等。LS螺旋输送机对输送物料的要求，粉状、粒状和小块状物料，如：水泥、煤粉、粮食、化肥、灰渣、砂子等，物料温度不得超过200，螺旋机不宜输送易变质的、粘性大的、易结块的物料。因为这些物料在输送时会粘结在一螺旋上，并随之旋转而不向前移动，或者在吊轴承处形成物料的积塞而使螺旋机不能正常工作。LS螺旋机的工作环境应在-2050之间，允许稍微倾斜使用，最大倾

16、角不得超过20。1.3 螺旋输送机主要特点1. 承载能力大、平安可靠。2. 适应性强、安装维修方便、寿命长。3. 整机体积小、转速高、确保快速均匀输送。4. 密封性好、外壳采用无缝钢管制作，端部采用法兰互相连接成一体，刚性好。1.4 螺旋输送机工作原理物料从进料口参加，当转轴转动时，物料受到螺旋叶片法向推力的作用。该推力的径向分力和叶片对物料的摩擦力，有可能带着物料绕轴转动，但由于物料本身的重力和料槽对物料的摩擦力的缘故，才不与螺旋叶片一起旋转，而在叶片法向推力的轴向分力作用下，沿着料槽轴向移动。1.5 螺旋输送机整机布置形式一台螺旋输送机通常由驱动装置、头节、假设干标准中间节、造配中间节、尾

17、节、进料口、出料口等组成，除头节和选配中间节外，各节螺旋机及机壳均具有互换性。螺旋机本体由头节、中间节、尾节三种组成。一般情况下,出厂总装时将中间节按长度长短依次排列,最长的中间节靠近头节，相同 长度的中间节那么挨在一起，如果有特殊要求，那么在订货时给出排列顺序。 在头节内装有支推轴承承受轴向力，在中间节和尾节内装有用轴承支承螺旋轴，此外，在尾节内还装有可轴向移动的径向轴承以补 偿螺旋轴长度的误差和适应温度的变化。螺旋面的形式有实体螺旋S制法和带式螺旋D制法两种。各螺旋轴之间采用法兰式联接， 保证了联接轴的互换性，便于维修。 机盖为瓦片式并用盖扣夹紧在机壳上，假设需改良密封性能，用户可自行在机

18、盖与机壳间加防水粗帆布。 进、出料装置有进料口,方型出料口，手推式出料口，齿条式出料口四种。由用户在使用现场在机体上开口焊接。布置进、出料口 位置时应注意保证料口至端部的距离，同时防止料口与吊轴承加油杯、机壳联接法兰、底座等相碰。 驱动装置有ZQ系列减速器+Y系列电动机，YTC齿轮减速电机两种。 驱动装置由Y型电动机、JZQ系列减速器及驱动装置架组成。头节前部装有止推轴承。可承受输送物料时产生的轴向力。标准中间节均设置一只吊轴承，尾节后部装有滚动(滑动)轴承和底座,用以支撑螺旋和补偿螺旋长度的误差,螺旋机安装时应从头部开始,按顺序进行。在总体布置时应注意进料口不应设置在吊轴承上方，出料口不应设

19、在底座或机壳法兰连接处。如果因为开出料口影响底座的安排而不能遵循本原那么时，使用单位应绘出螺旋机总图。地脚螺栓安排尺寸见表11 表11 地脚螺栓安排尺寸 规格LS100LS160LS200LS250LS315LS400LS500LS630LS800LS1000LS1250A160180200250300320400500630710800驱动装置的配置见表12表12 驱动装置的配置规格转速(r/min)输送量(m3/h)驱动装置许用长度(m)电动机型号减速器型号LS20010013Y90L-4-1.5ZQ25-i6-I16Y100L1-4-2.2ZQ25-i6-I23Y100L2-4-3ZQ3

20、5-i6-I30Y112M-4-4ZQ35-i6-I358010Y100L1-4-2.2ZQ35-i5-I27Y100L2-4-3ZQ35-i5-I35638Y90L-4-1.5ZQ25-i4-I25Y100L1-4-2.2ZQ35-i4-I35506.2Y90L-4-1.5ZQ35-i3-I27Y100L1-4-2.2ZQ35-i3-I35LS2509022Y100L1-4-2.2ZQ25-i6-I14Y100L2-4-3ZQ25-i6-I19Y112M-4-4ZQ35-i6-I25Y132S-4-5.5ZQ35-i6-I357118Y100L1-4-2.2ZQ35-i5-I14Y100L2

21、-4-3ZQ35-i5-I21Y112M-4-4ZQ35-i5-I28Y132S-4-5.5ZQ40-i5-I355614Y90L-4-1.5ZQ25-i4-I14Y100L1-4-2.2ZQ35-i4-I21Y100L2-4-3ZQ35-i4-I29续表12规格转速(r/min)输送量(m3/h)驱动装置许用长度(m)电动机型号减速器型号LS2505614Y112M-4-4ZQ35-i4-I354511Y90L-4-1.5ZQ35-i3-I17Y100L1-4-2.2ZQ35-i3-I25Y100L2-4-3ZQ35-i3-I35LS3158031Y100L1-4-2.2ZQ35-i5-I8

22、Y112M-4-4ZQ35-i5-I15Y132S-4-5.5ZQ40-i5-I20Y132M-4-7.5ZQ40-i5-I27Y160M-4-11ZQ50-i5-I356324Y100L1-4-2.2ZQ35-i4-I9Y100L2-4-3ZQ35-i4-I13Y112M-4-4ZQ35-i4-I18Y132S-4-5.5ZQ40-i4-I25Y132M-4-7.5ZQ40-i4-I355019Y90L-4-1.5ZQ35-i3-I8Y100L1-4-2.2ZQ35-i3-I12Y100L2-4-3ZQ35-i3-I17Y112M-4-4ZQ40-i3-I23Y132S-4-5.5ZQ40-

23、i3-I304015.4Y100L-6-1.5ZQ35-i4-I10Y112M-6-2.2ZQ35-i4-I15Y132S-6-3ZQ40-i4-I20Y132M1-6-4ZQ40-i4-I27Y132M2-6-5.5ZQ40-i4-I35LS4007162Y132M1-6-4ZQ35-i7-I8Y132M2-6-5.5ZQ35-i7-I12Y160M-6-7.5ZQ40-i7-I16Y160L-6-11ZQ40-i7-I24Y180L-6-15ZQ50-i7-I32Y200L1-6-18.5ZQ50-i7-I355649Y132S-6-3ZQ35-i6-I8Y132M1-6-4ZQ35-i6

24、-I10 续表12规格转速(r/min)输送量(m3/h)驱动装置许用长度(m)电动机型号减速器型号LS4005649Y132M2-6-5.5ZQ40-i6-I14Y160M-6-7.5ZQ40-i6-I19Y160L-6-11ZQ50-i6-I26Y180L-6-15ZQ50-i6-I354539Y132M1-6-4ZQ40-i4-I10Y132M2-6-5.5ZQ40-i4-I14Y160M-6-7.5ZQ50-i4-I19Y160L-6-11ZQ65-i4-I26Y180L-6-15ZQ65-i4-I353631Y112M-6-2.2ZQ40-i3-I9Y132S-6-3ZQ40-i3-

25、I13Y132M1-6-4ZQ40-i3-I17Y132M2-6-5.5ZQ50-i3-I24Y160M-6-7.5ZQ65-i3-I32Y160L-6-11ZQ65-i3-I35LS5006398Y132M2-6-5.5ZQ40-i6-I8Y160M-6-7.5ZQ40-i6-I11Y160L-6-11ZQ50-i6-I16Y180L-6-15ZQ50-i6-I22Y180M-4-18.5ZQ65-i4-I27Y180L-4-22ZQ65-i4-I334062Y132M2-6-5.5ZQ40-i5-I8Y160M-6-7.5ZQ50-i5-I13Y160L-6-11ZQ65-i5-I20Y1

26、80L-6-15ZQ65-i5-I27Y200L1-6-18.5ZQ65-i5-I343250Y132S-6-3ZQ40-i3-I8Y132M1-6-4ZQ50-i3-I11Y132M2-6-5.5ZQ50-i3-I15Y160M-6-7.5ZQ65-i3-I21Y160L-6-11ZQ65-i3-I30Y180L-6-15ZQ65-i3-I35 续表12规格转速(r/min)输送量(m3/h)驱动装置许用长度(m)电动机型号减速器型号LS63050140Y132M2-6-5.5ZQ40-i5-I4.5Y160M-6-7.5ZQ50-i3-I7Y160L-6-11ZQ65-i5-I11Y180

27、L-6-15ZQ65-i5-I15Y200L1-6-18.5ZQ65-i5-I19Y200L2-6-22ZQ65-i5-I22Y225M-6-30ZQ75-i5-I29Y250M-6-37ZQ75-i5-I3540112Y160M-6-7.5ZQ50-i4-I9Y160L-6-11ZQ65-i4-I14Y180L-6-15ZQ65-i4-I19Y200L1-6-18.5ZQ65-i4-I24Y200L2-6-22ZQ65-i4-I29Y225M-6-30ZQ75-i4-I353290Y132M2-6-5.5ZQ50-i3-I9Y160M-6-7.5ZQ65-i3-I12Y160L-6-11ZQ

28、65-i3-I18Y180L-6-15ZQ65-i3-I24Y200L1-6-18.5ZQ75-i3-I30Y200L2-6-22ZQ75-i3-I352577Y132M1-6-4ZQ50-i2-I8Y132M2-6-5.5ZQ65-i2-I11Y160M-6-7.5ZQ65-i2-I15Y160L-6-11ZQ65-i2-I22Y180L-6-1.5ZQ75-i2-I301.6 螺旋输送机规格、技术参数规格：LS100，160，200，250，315，400，500，630，800，1000，1250长度从4m到70m，每隔8.5m一档,当长度超过35m时,采用双端驱动,选型时应符合标准公称

29、长度,特殊需要可在选配节中另行提出。选型计算计算输送量：式中: Q输送量 t/h 物料填充系数,选用见表14 0倾斜系数,选用见表15 K螺距与直径比例系数,由选定规格的螺旋输送机计算求值 r物料容重 t/m3 见表16 n转速 r/min d螺旋直径mLS型螺旋输送机规格、技术参数表：表13 LS型螺旋输送机规格、技术参数规格型号10016020025031540050063080010001250螺旋直径10016020025031540050063080010001250螺 距100160200250315355400450500560630n1401121009080716350403

30、225Q2.271322316298140200280380n11290807163565040322520Q1.761018244978112160220306n9071635650454032252016Q1.4581419396290126176245n7150504540363225201613Q1.13.16.21115.4315077102140198注：1、n转速r/min偏差允许在10%范围内2、输出量Qm3/h表14 物料填充系数物料特性易流动,磨损很少少量磨损且为颗粒至小块状磨损性、侵蚀性大0.450.330.15表15 倾斜系数0倾斜角0510152001.00.900.

31、800.700.65假设干散料的容重r及运行阻力系数入总阻力系数表16 物料容重r物 料rt/m3灰 与 渣0.71.03褐 煤1.11.32.2赤 铁 矿1.42.2重矿石(Cw-p6)2.02.52.2轻 矿 石1.252.02.2燕麦、大麦0.51.9石 墨0.40.61.9生 石 灰0.92.2干 石 灰0.51.9土 豆0.71.9砾 石1.51.83焦 炭0.53原 煤0.82.2分 先 煤0.91.9粘土:潮湿的泥土1.81.9面 粉0.51.9灰 泥 岩1.61.92.2砂 桨1.82.13玉米、黑麦、稻谷0.50.71.9砂1.41.73小 麦0.81.9水 泥1.01.31

32、.92. 电动机的计算选型2.1 电动机的选择1选择电动机类型和结构型式电动机分交流电动机和直流电动机两种。由于直流电动机需要直流电源，结构较复杂，价格较高，维护比拟不便，因此无特殊要求时不宜采用。生产单位一般用三相交流电源，因此，如无特殊要求都应选用交流电动机。交流电动机有异步电动机和同步电动机两类。异步电动机有笼型和绕线型两种，其中以普通笼型异步电动机应用最多。我国新设计的Y系列三相笼型异步电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便，适用于不易燃、不易爆、无腐蚀性气体和无特殊要求的机械上，如金属切削机床、运输机、风机、搅拌机等，由于启动性能较好，也适用

33、于某些要求启动转矩较高的机械，如压缩机等。在经常起动、制动和反转的场合如起重机等，要求电动机转动惯量小和过载能力大，应选用起重及冶金用三相异步电动机YZ型笼型或YZR绕线型。电动机除按功率、转速排成系列之外，为适应不同的输出轴要求和安装需要，电动机机体又有几种安装结构形式。根据不同防护要求，电动机结构还有开启式、防护式、封闭式和防爆式等区别。电动机的额定电压一般为380V。电动机类型要根据电源种类交流或直流，工作条件温度、环境、空间位置尺寸等，载荷特点变化性质、大小和过载情况，起动性能和起动、制动、反转的频繁程度，转速上下和调速性能要求等条件来确定。2选择电动机的容量电动机的容量功率选的适宜与

34、否，对电动机的工作和经济性都有影响。容量小于工作要求，就不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载而过早损坏；容量过大那么电动机价格高，能力又不能充分利用，由于经常不满载运行，效率和功率应数都较低，增加电能消耗，造成很大浪费。电动机的容量主要根据电动机运行时的发热条件来决定。电动机的发热与其运行状态有关。运行状态有三类，即长期连续运行、短时运行和重复短时运行。变载下长期运行的电动机、短时运行的电动机工作时间短，停歇时间长和重复短时运行的电动机工作时间和停歇时间都不长的容量要按等效功率法计算并校验过载能力和起动转矩，其计算方法可参看有关电力拖动的书籍。由于水泥螺旋输送机的工作环境是常温,有灰尘

35、,用的是三相交流电,电压为380V。根据以上两点和机械设计手册，选用Y132M-4型号的电动机。Y132M-4电动机的主要性能如下表格所示：表21 Y132M-4电动机的主要性能 型 号 额定 功 率 kw 满载时 起动电流 - 额定电流 起动转矩- 额定转矩 最大转矩- 额定转矩转 速 r/min 电流380V A效率 %功率 应 数Y132M-4 7.5114015.4870.85 7.0 2.2 2.22.2 传动装置的运动和动力参数的计算因为设计减速器时要求传动比为4.67，所以选用一级直齿圆柱齿轮传动的减速器就可满足条件。该类减速器的特点是承载能力和速度范围大、传动比恒定、外廓尺寸小

36、、工作可靠、效率高、寿命长。制造安装精度要求高、噪声较大、本钱较高。连接顺序 1.发动机2平键3.减速器4.花键5.螺旋轴输送机 轴承、齿轮、等的效率查机械设计手册得：滚动轴承每对 0.980.995滑动齿轮每对 0.970.99弹性联轴器 0.990.995齿轮联轴器 0.99万向联轴器 0.970.98具有中间可动元件的联轴器 0.970.99一对齿轮开式 0.940.96一对齿轮闭式 0.960.99计算传动装置各轴的运动和动力参数：各轴转速1 轴 n1=nm=1440r/min 2 轴 n2=n1/i =1440/4.67 =308.35r/min主轴 n3=n2=308.35r/mi

37、n各轴输入功率1 轴 额联 =7.50.99 =7.43KW2 轴 =轴承1轴承2齿轮 =7.430.980.990.96 =6.91KW主轴 =联 =6.910.99 =6.84KW 各轴输出功率 1 轴 =轴承 =7.430.98 =7.28KW 2 轴 轴承 =6.910.98 =6.77KW 主轴 轴承 =6.840.98 =6.71KW各轴输入转矩电动机的输出转矩 =9550Pd/nm =95507.5/1440 =49.74Nm1 轴 联 =49.740.99 =49.24Nm2 轴 i轴承1轴承2齿轮 =49.244.670.980.990.96 =214.07Nm主轴 联 =2

38、14.070.99 =211.93Nm各轴输出转矩 1 轴 =轴承 =49.240.98 =48.26Nm 2 轴 =轴承 =214.070.98 =209.79Nm 主轴 轴承=209.790.98=207.69Nm运动和动力参数计算结果整理于下表：表22 运动和动力参数计算 轴 名功 率P (KW)转 矩 TNm转速 n(r/min)传动比效 率输 入输 出输 入输 出电动机轴7.549.74144010.991 轴7.437.2849.2448.2614404.670.932 轴6.916.77214.07209.79308.3510.99主 轴6.846.71211.93207.693

39、08.35 3.减速器设计计算3.1 齿轮设计齿轮材料应具备以下条件：1齿面具有足够的硬度，以获得较高的抗点蚀、抗磨粒磨损、抗胶合和抗塑性流动的能力；2在变载荷和冲击载荷下有足够的弯曲疲劳强度；3具有良好的加工和热处理工艺性；4价格较低。因此，采用合金钢、硬齿面齿轮是当前开展的趋势。采用硬齿面齿轮时，除应注意材料的力学性能外，还应适当减少齿数、增大模式，以保证轮齿具有足够的弯曲强度。设计的该螺旋输送机的预期使用寿命10年，每年300个工作日，在使用期限内，工作时间占20%。根据以上几点，我选择齿轮的材料为20CrMnTi，渗碳淬火处理，硬度56HRC62HR平均取为60HRC。齿数比u=i=4

40、.67计算步骤如下：见文献1P233 计算工程齿面接触疲劳强度计算1. 初步计算转矩T1 齿宽系数d 解除疲劳极限Hlim 初步计算的许用接触应力H Ad值 计算内容T1=49.24Nm由图1213,取d=0.5由图1217cH10.9Hlim1 =0.91650H20.9Hlim2=0.91400由表1216,取Ad=85 计算结果T1=49240Nmmd=0.5Hlim1=1650MpaHlim2=1400Mpa式(12.15)H1=1485MpaH2=1260MpaAd=85初步计算的小齿轮直径d1初步齿宽b2. 校核计算圆周速度精度等级齿数z和模数m使用系数KA动载系数KV齿间载荷分配

41、系数d1Ad =85 =35.90b=d d1=0.540=20=d1n1/(601000) =401440/601000 =3.01由表126初取齿数z1=10,z2= iz1=4.6710=46.7m= d1/z1=40/10=4由表123，取m=4那么z1= d1/m=40/4=10z2= iz1=4.6710=46.747由表129由表1210，先求取d1=40mmb=20mm=3.01m/s选8级精度m=4z1=10z2=47KA=1.75KV=1.18齿向载荷分布系数载荷系数K弹性系数ZE节点区域系数=2462NN/mm 100 N/mm=1.88-3.2()cos =1.88-3

42、.2()cos0 =1.49= =0.91由此得由表12-11 =1.751.181.211.23 =3.07由表1212由图1216式12.6=1.49式12.10=0.91=1.21=1.23K=3.07ZE=189.8ZH=2.5接触最小平安系数SHmin总工作时间th应力循环系数NL接触寿命系数ZN许用接触应力H验算3.确定传动主要尺寸由表1214th=1030080.2由表1215，估计107NL109,那么指数m=8.78原估计应力循环次数正确NL2=NL1/I=8.34107/4.67由图1218H1= 式12.11H=ZEZHZ =189.82.50.91计算结果说明，接触强度

43、较为适宜，齿轮尺寸无需调整SHmin=1.05th=4800hNL1=8.34107NL2=1.79107ZN1=0.98ZN2=1.13H1=1540MPaH2=1506.67MPa式12.8H=1462.4MPa H2实际分度圆直径d中心距a齿宽b齿根弯曲疲劳强度验算重合系数Y齿间载荷分配系数KFa齿向载荷分布系数KF载荷系数K齿形系数YFa应力修正系数YSa弯曲疲劳极限Flim因为模数取标准值时，齿数已重新确定，但未圆整，故分度圆直径不会改变，即d1=mz1=410=40mmd2=mz2=447=188mma= b=dd1=0.540=20mmY=0.25+ 由表12.10 KFa=由图

44、1214K=KAKVKFaKF=1.751.181.331.18由图1221由图1222由图1223cd1=40mmd2=188mma=114mm取b1=30mm b2=20mm式12.18Y=0.75KFa=1.33KF=1.18K=3.24YFa1=2.96YFa2=2.35YSa1=1.52YSa2=1.7Flim1=750MPaFlim2=600MPa弯曲最小平安系数SFmin应力循环次数NL弯曲寿命系数YN尺寸系数YX许用弯曲应力F验算由图1214由表1215，估计3106NL1010那么指数m=49.91原估计应力循环次数正确NL2=NL1I=8.291074.67由图1224由图

45、1225F1= F2= F2=F1 传动无严重过载。故不做静强度校核SFmin=1.25NL1=8.29107NL2=1.78107YN1=0.95YN2=0.98YX=1.0F1=570MPaF2=470.4MPaF1=336.46MPa F1F2=298.76MPa 1.210齿轮端面与内机壁距离210轴承端盖凸缘厚度t(11.2)d37凸台高度h根据低速轴承外径确定轴承旁联接螺栓距离s尽量靠近D2轴承端盖外径D2轴承孔直径+55.5d3D+40表33 c值螺栓直径M8M10M12M16M20M24M30C1min13161822263440C2min11141620242834沉头座直径

46、20242632404860注：多级传动时，a取低速级中心距。3.3 轴设计小齿轮的轴设计为齿轮轴，轴的材料为20CrMnTi。小轴如以下图：图31 小齿轮轴大齿轮的轴如以下图所示，轴的材料为40Cr。图32 大齿轮的轴见文献1P316估算轴径d选择轴的材料为40Cr,其抗拉强度b=980MPa,屈服点强度s=785MPa 根据设计准那么，可得如下轴的结构草图计算齿轮受力大齿轮直径 d2=188mm 齿轮受力： 转矩 T2=21407Nmm圆周力 Ft 径向力 Fr= Fttan=2277.34tan20=828.88N轴向力 因为直齿轮传动，所以Fa=0画小齿轮轴受力图 见图b计算支承反力水

47、平面反力 75+Fr33=0=364.71N方向向上为正，“号表示力方向向下Fr4275=0=464.15N垂直面反力 75Ft33=0 =1002.04N Ft4275=0水平面受力图 见图c垂直面受力图 见图e图33 弯矩图画轴弯矩图水平弯矩图 见图d Mxy垂直弯矩图 见图f Mxz合成弯矩图 见图g M= 44786.61 Nmm画轴转矩图轴受转矩 T=T2=21407 Nmm许用应力许用应力值 用插入法查表得：0b=140MPa -1b=82.5MPa应力校正系数 = 当量转矩 T=0.59214070=126150.06Nmm当量弯矩 在小齿轮中间截面处= =133864.40 N

48、mm校核轴径齿根圆直径 df2=d22(ha+c)mn =1882(1+0.25)4 =178mm轴径 所以轴径检验合格3.4 轴承的选型小齿轮轴上的轴承选用一对GB/T2766112的深沟球轴承。大齿轮轴上轴承选用两对GB/T2766308的深沟球轴承和一对GB3018208的推力球轴承。深沟球轴承结构简单。主要受径向载荷，也可承受一定的双向轴向载荷。高速装置中可代替推力轴承。摩擦系数小，极限转速高，价廉。应用范围最广。推力球轴承只能受单向轴向载荷。回转时，因钢球离心力与保持架摩擦发热，故极限转速较低。套圈可别离。大轴上深沟球轴承的选择计算：见文献1P360由于刚开始轴承型号未定，C0r、e

49、、X、Y值都无法确定，必须进行试算。以下采用预选轴承的方法。(轴承预期使用寿命=24000h)预选6208与6308两种深沟球轴承方案进行计算，由手册查得轴承数据如下：表34 轴承数据方案轴承型号Cr/NC0r/ND/mmB/mmN0/(r/min)1620829500180008018800026308408002400090237000计算步骤与结果列于下表：表35 计算步骤计算工程计算内容计算结果6208轴承6308轴承Fa/C0rFa/C0r=0/ C0r00e查表18-7-Fa/FrFa/Fr=0Fa/FreFa/FreX、Y查表18-7X=1,Y=0X=1,Y=0冲击载荷系数fd查

50、表18-81.21.2当量动载荷P P=fd(XFr+YFa) 式(18.5)=1.2(1828.88+0)994.66N994.66N续表35计算工程计算内容计算结果6208轴承6308轴承计算额定动载荷 式(18.8)7578.78N7578.78N根本额定动载荷Cr查手册2950040800结论:选用6208和6308深沟球轴承都可以满足轴承寿命的要求。故轴承的选择只要根据轴的直径来选择就可以。3.5 键的选型1小齿轮轴与电动机的联接，选平键。键的校核：轴直径d=42mm，键的尺寸为bhl=12863mm,传递的扭转力偶矩Me=49.74N.m,键的许用应力=100Mpa,许用压强bs=

51、35Mpa.首先校核见的剪切强度。将平键沿n-n截面分成两局部，并把n-n以下局部和轴作为一个整体来考虑。因为假设在n-n截面上切应力均匀分布，故n-n截面上的剪力Fs为： Fs=A=bl 式(3.1)对轴心取矩，由平衡方程,得 式(3.2)故有图34 键受力图可见平键满足剪切强度条件。其次校核键的挤压强度。考虑键在n-n截面以上的局部的平衡，在n-n截面上的剪力Fs= bl，右侧面上的挤压力为 式(3.3)投影于水平方向，由平衡方程得 Fs=F 或 式(3.4)由此求得 故平键也满足挤压强度要求。2大齿轮轴与大齿轮的联接，选平键。键的校核：轴直径d=40mm，键的尺寸为bhl=12828mm

52、,传递的扭转力偶矩Me=214.07N.m,键的许用应力=100Mpa,许用压强bs=100Mpa.与键有相对滑动的键槽经外表硬化处理，bs可提高23倍。首先校核见的剪切强度。将平键沿n-n截面分成两局部，并把n-n以下局部和轴作为一个整体来考虑。因为假设在n-n截面上切应力均匀分布，故n-n截面上的剪力Fs为：Fs=A=bl图35键受力图对轴心取矩，由平衡方程,得故有可见平键满足剪切强度条件。其次校核键的挤压强度。考虑键在n-n截面以上的局部的平衡，在n-n截面上的剪力Fs= bl，右侧面上的挤压力为投影于水平方向，由平衡方程得 Fs=F 或 由此求得故平键也满足挤压强度要求。3大齿轮轴与螺

53、旋输送机的联接，用花键。花键联接的类型和尺寸通常根据被联接件的结构特点、使用要求和工作条件选择。为防止键齿工作外表压溃静联接或过度磨损动联接，应进行必要的强度校核计算，计算公式如下：静联接： 式(3.5)动联接： 式(3.6)式中：T传递转矩N.mm；各齿间载荷不均匀系数，一般取=0.70.8，齿数多时取偏小值；Z花键的齿数；l齿的工作长度mm；h键齿工作高度mm；渐开线形花键dm平均直径mm，dm=d.该花键的许用应力p=120Mpa,许用压强P=10Mpa.T=211.93N.mm,取=0.8,Z=19,l=60mm,h=2mm,dm=38mm.静联接时：可见花键满足剪切强度的要求。动联接

54、时：故花键也满足挤压强度的要求。4.螺旋输送机机体的设计4.1 机体主要部件的介绍水平螺旋输送机如图4.1所示，其构造包括有半圆形的料槽2和在其内安置的装在轴承3上的、带螺旋叶片的转动轴1。螺旋借助于驱动装置而转动，物料通过装载漏斗6装入料槽内，而在卸料孔8或9处进行卸料。假设需要在线路中间处卸料时，那么在卸料口处装设能关闭的闸门。图41水平螺旋输送机1-转轴；2-料槽；3-轴承；4-末端轴承；5-首端轴承；6-装载漏斗； 7-中间装载口； 8-中间卸载口；9-末端卸载口；10-驱动装置螺旋轴的叶片大局部都由厚48mm的薄钢板冲压而成，然后焊接到轴上，并在相互间加以焊接，其厚度的选取，可参考表

55、41。对输送磨损性大和粘性大的物料，螺旋面用扁钢轧成或用铸铁铸成。 螺旋的叶片一般那是做成标准形式的，即螺旋面的母线是一垂直于螺旋轴线的直线。从图4-2可看出，当螺距h一定时，由于螺旋外径D远大于其内径d，因而在同一螺旋面上各点的螺旋角显然是不同的。因为Dd所以表41 螺旋面厚度输送物料(mm)谷物24煤、建筑材料、矿石等D=200300mm45D=500600mm78图42 全叶式螺旋叶片展开图全叶式叶片下料钢板圆周的大小，可用如下方法确定。 m m由于螺旋线L和l在平面上是圆心角相同的两条同心圆弧，假设此两圆弧的直径为DL和dl,那么 式(4.1)由于DL=2b+dl,代人式(4.1)那么

56、有：根据DL和dl的大小，可以对钢板圆周进行下料，然后再根据圆心角切开，冲压或单个的叶片，的大小为： 式(4.2)输送机的螺旋可以是右旋(普通的形式)或左旋的，单线、双线或三线的。实际上一般都是做成单线的，很少用双线和三线，后者只在卸车机中采用。根据披运物料的种类，螺旋选用以下结构的一种：当输送流动性好的枯燥小颗粒物料或粉状物料时，宜于采用全叶式叶片的螺旋(图43a)，当输送块状的或粘滞性的物料时，宜用带式螺旋(图43b)，当输送有压缩性的物料时，那么用叶片式的(图43c)或齿形(图43d)螺旋。图43螺旋叶片形状a全叶式；b带式；c叶片式；d齿形螺旋轴可以是实心的或管形的，管形轴在强度相同情

57、况下的重量要小得多，并且相互间的连接更为方便。图44管形螺旋轴各节段的联接1-管形轴；2-螺旋面；3-衬套；4-圆轴；5-螺钉为了便于制造和装配，有螺旋面的轴1是由24m的各个节段装配而成。在采用管形轴的情况下，各个节段是利用由穿透螺钉5所固定的插入衬套3和圆轴节段4连接起来(图44)，这些圆轴也被用作中间轴承和末端轴承的颈部。各个节段的这种连接方式的优点是结构简单而紧凑。但是，它的缺点是更换个别节段时的拆卸和安装工作比拟复杂。在决定联接轴及螺旋轴或管的类型及尺寸时，主要考虑的是所选用的轴能否经受住传递包括超载在内的所需功率。在正常情况下冷轧钢的轴是可以满足的；由于扭矩的原因可用高强度的轴；当

58、输送有腐蚀性或污染的物料时也可采用不锈钢轴。输送机采用无润滑的铁制悬挂轴承时要用淬火的联接轴。而外表淬火的悬挂轴承要求配用外表淬火的轴。 在螺旋输送机的设计中常常要求在其头部及尾部设置轴的防尘密封。密封压差及槽体端部密封用来防止槽体里的灰尘或粉尘进入轴承和防止水分沿轴进入槽内。 螺旋槽体端部的密封座由灰口铁制或。设置在巴氏合金、滚珠轴承或青钢轴瓦与槽体端板之间。密封盖由灰口铁制或的对开法兰沿着转动的钢轴压入填充物。 为使漏入的灰尘减到最少，列出以下备种不同的设计方法： 设置的轴封远离固体物料的进、出料口，可大大简化轴的密封，以防止因物料的休止角而使物料压在密封上。 应用充气填料箱式的密封装置，

59、清洁的气体送入箱壳内通过密封能有效地防止从输送机飞离的灰尘进入轴承。 在螺旋输送机的尾端(非传动端)采用槽体端部盲板支承内悬挂轴承(如果可以装这种内悬挂轴承的话)，就可以完全不用轴封。 由于外悬臂传动荷载使传动轴弯曲这使轴的密封问题更为困难。有两种方法可将轴的弯曲限制到最小；其一是在传动端采用的双轴承；其二是采用套轴式的齿轮减速箱(无输出轴减速器)。图45采用滚动轴承的中间轴承水平螺旋输送机除在两端装有轴承外，一般还需要安装中间轴承。中间轴承从上部悬置在横向板条上，板条那么固定在料槽的凸绦或它的加固角钢上。因此，这种轴承也称为悬置轴承。由于螺旋叶片在悬置轴承处应该间断，所以轴承沿轴线方向的厚度

60、应尽可能地加以限制，以保证前后两螺旋叶片的间断尽可能小，否那么螺旋中断距离增加。通常，采用青铜、减摩铸铁、巴氏合金或其他减摩材料制成的滑动轴承，为了减小阻力，也可以采用滚动轴承球面双列滚珠轴承(图45)，滚珠轴承采用可靠的密封装置，以防止输送物料时微小颗粒的落入。同时，密封装置不应使轴承体的直径和长度增加很大。在各种情况下，轴承都是用固定在料槽盖上方的管子内的油杯以润滑脂进行润滑。几种典型的铸造及焊接结构的中间轴承如图46所示。图46几种典型的中间轴承 当输送磨损性较大的物料时，接近中间轴承前的螺旋面承受的推力较大。所以，最好将该局部的螺旋面加厚。 中间轴承的间距是受螺旋轴的垂度限制的，为了防