xj120橡胶冷喂料挤出机毕业设计说明书

1、TOC o 1-5 h z第一章设计方案的初步确定1 HYPERLINK l bookmark4 1.1工作原理1 HYPERLINK l bookmark6 1.2螺杆设计2 HYPERLINK l bookmark8 1.2.1机构设计以及主要工艺参数的确定21.2.2螺杆的消耗功率与电机的选择31.2.3螺杆的强度校核4第二章机筒设计7 HYPERLINK l bookmark10 2.1加热冷却通道的设计和校核7 HYPERLINK l bookmark12 2.1.1加料段机筒7 HYPERLINK l bookmark14 2.1.2中间段和挤出段机筒7 HYPERLINK l b

2、ookmark16 2.1.3机筒的强度校核8 HYPERLINK l bookmark18 2.2装配应力的计算10 HYPERLINK l bookmark20 2.3合成应力的计算11 HYPERLINK l bookmark22 2.4机筒上销钉的布置12 HYPERLINK l bookmark24 2.5机筒上各处联接螺栓的校核12第三章销钉设计14 HYPERLINK l bookmark32 3.1销钉的初步设计14 HYPERLINK l bookmark34 3.2销钉具体尺寸的设计14第四章齿轮减速器的设计16 HYPERLINK l bookmark44 4.1传动部分

3、的设计参数的选取计算16 HYPERLINK l bookmark48 4.2齿轮传动计算19 HYPERLINK l bookmark50 4.2.1高速级齿轮传动的校核计算19 HYPERLINK l bookmark62 4.3轴及轴承的的计算与校核29 HYPERLINK l bookmark64 4.3.1各轴轴径的初步估算29 HYPERLINK l bookmark66 4.3.2轴的具体结构设计30 HYPERLINK l bookmark68 4.3.3各轴的强度校核32 HYPERLINK l bookmark98 4.4轴承的校核42 HYPERLINK l bookma

4、rk128 4.5各轴上的平键校核49 HYPERLINK l bookmark136 4.6联轴的选择50第五章螺杆与低速轴连接的部分计算与校核51 HYPERLINK l bookmark150 5.1花键的选择与校核51 HYPERLINK l bookmark164 5.1.1低速轴带花键部分的强度校核51 HYPERLINK l bookmark166 5.1.2推力轴承的选择与校核52结论错误！未定义书签。参考文献54致谢55摘要本设计介绍了销钉冷喂料挤出机的总体结构设计。在挤出机设计的过程中，主要介绍电机的选择，减速机构的设计与校核，螺杆的设计如长径比、加料段、塑化段、挤出段的分

5、配，还有机筒的设计和冷却水道的安装。减速机构是挤出机的核心部分，其组成零件的选择在下面有详细的介绍。该挤出机适用于冷喂料的挤出，制品可以分为成品和半成品，胶料在机筒内停留时间较长，因此需要有很好的冷却装置，并且在机筒上钻冷却水道，用来减少胶料在挤出过程中产生的热量。应该值得注意的是销钉在机筒上的位置，避免与冷却水道相干涉。关键词：销钉冷喂料挤出机；减速机；螺杆；机头AbstractTheaetioporphyrindesignrecommendedtheair-coolinghellomaterialcotternailmachinethetubetoextrudethemachinesuni

6、verseconstructionthedesign.Intheextrusionmachinedesignprocessinter,cardinalrecommendthedesignoftheelectricalengineeringsselect,deceleratemechanismwithadjustthedesignoftheriboside,screwsuchaslengthwaysdiameterratio,chargezone,extrusionzoneofallotment.Thedeceleratemechanismiswhichextrudemachinethesele

7、ctofthecoredivision,partsofitscompositionthepresentationofthehereunderpossessiondetail.Theextrusion,productthatsaidextrusionmachinebeapplicabletotheair-coolinghellothematerialcanisdividedintothecompletedproductsumthesemiproduct,gluematerialinthemachinetubeinsidethestayingtimeislonger,thereuponthereq

8、uirementhavethegoodcoolingapparatus,andreducethegluematerialintheextrusionprocessintercalorificvaluethatproduce.Keyword：Air-coolinghellomaterialcotternailmachinetubeextrusionthemachinescrewmachineofthemachinedecelerateprincipal.刖言螺杆挤出机已有100多年的使用历史，由于其生产能力高，挤出班成品均匀密实，尺寸准确，更换品种容易，而且较容易实现工艺过程的连续化，自动化，因

9、此在橡胶加工过程中得到日益的广泛的应用。在今天，螺杆挤出机更是向节能，高效,而且操作方便的发展方向。销钉挤出机是70年代中期在国际上出现的新一代冷喂料挤出机,它一出现就由于其优点二逐渐成为冷喂料挤出机的新发展。与传统的冷喂料挤出机相比它的优点:挤出量大，排胶温度低，能量单耗低，单位挤出量的成本低。它的结构特点：在机筒的一定部位上装有数排沿机筒圆周方向排列的销钉，销钉直接伸入螺杆的落槽中，在相应的机筒的销钉的位置上螺杆在圆周上切成圆环槽,环槽深度即为螺槽深度在螺杆旋转是由于销钉的作用，加强了对胶料的捏练作用。当胶料在螺槽中呈现环型螺旋状流动时，在其中必然形成一个混合较差的核心，每单核心通过销钉时

10、，便会向销钉左右分流。螺杆每转一周，胶料便会受到（6-10）个销钉的多次分割和搅拌，从而强化捏练，加强了加料在螺杆的螺纹槽中的流动，有利于提高产量，由于胶料在普通冷喂料挤出机的螺纹槽中运动时，受到机筒内壁摩擦阻力的影响产生回流的作用，从而减低了排胶量。而销钉挤出机的销钉起到阻挡胶料回流的作用，从而提高排胶量，降低了能耗，与此同时，在挤出的过程中，由于销钉插入胶料的中间，有利于胶料中热量的导出，有利于降低排胶温度，从而是螺杆的转速有可能进一步的提高，进一步提高产量。由于销钉挤出机的自身的结构特点，在其使用过程中，也有一定的缺点，如作为重要件的销钉在胶料挤出过程中将会受到比较大的弯曲和剪切应力，加

11、之销钉材料，胶料以及意外破坏脱落或其他物品掉入胶料中易引起销钉断裂，弯曲，若不及时发现并且停机处理，会导致螺杆，机筒或整个机台损坏。为防止出现上述情况，就要定期地检查销钉的情况，检测维修比较麻烦（如果一个销钉出现麻烦，就必须将全部的销钉拆出，才能拉出螺杆。）操作费用也相应增加。尽管如此，销钉冷喂料挤出机仍有广泛的前景。沈阳化工大学学十学位设计说明书第一章设计方案的初步确定沈阳化工大学学十学位设计说明书第一章设计方案的初步确定1 第一章设计方案的初步确定此次设计的挤出机适应与橡胶的冷喂料挤出机，挤出的成品可直接作为成品或半成品。由于是冷喂料挤出机的长径比要相应的取大，故胶料在机筒内的时间也相应的

12、增加，同时螺杆和机筒要受到较大的轴向力，从热平衡的角度考虑，为使挤出机吃料性能增加，对挤出机的加料段要进行加热，故在机筒上应加加热通道，并采用蒸汽加热；在塑化段和挤出段要进行冷却，又由于在此两段机筒上沿径向排列有销钉，故在机筒上横向开沟槽。在销钉间隙处依次开槽与相临两周向沟槽相通，采用端面密封，循环，并采用水冷。在螺杆中心钻水孔（采用端面密封）,并在中心插入通水管，管中通入冷水，冷水在螺杆前段冷却，螺杆升温后，在螺杆后部加料段放热。对螺杆加热，完成加热冷却过程，从受力角度来说螺杆受力较为复杂，故采用较好的材料并做完整式结构，同样机筒也要承受较大的摩擦，但为了节省贵重金属，故将机筒做成双筒结构，

13、内筒采用耐磨材料而且可以更换，外筒采用普通材料制成。本次设计的挤出机对传动部分的要求：可以调整螺杆转速（最好是无级调速）并且是传动系统的工作特性满足挤出机的工作特性，而挤出机的工作特性为恒扭矩工作特性。另外再考虑传动效率、成本，制造的难以和控制操作的复杂程度，根据直流电机的优点，本设计的传动部分采用直流电机无级调速机构。本设计的挤出机的机头部分不是本设计的重点，机头可根据产品结构自行安装。挤出机的销钉的加工和安装，是本次的设计的重点。整个机台的布置情况如下：直流电机（平键）联轴器（平键）齿轮减速器（平键）挤出系统螺杆轴向力的封闭传导路线如下:螺杆止推轴承轴承座箱体一一联接螺栓机筒一一联接螺栓机

14、头胶料一一螺杆1.1工作原理直流电机通过减速机构将转速和扭矩传递给螺杆，而胶料加入胶料口后，在旋转螺杆作用下，胶料被搓成团状沿螺槽滚动前进。因螺杆的剪切压塑和搅拌作用，胶料受到进一步的混炼和塑化，呈现出粘流态以一定的压力和温度通过机头得到所需一定形状的制品。12螺杆设计螺杆的材料为38CrMoAIA，螺杆基本上分为三段：加料段，塑化段和挤出段，销钉安装在塑化段(中间段)和挤出段上。1.2.1机构设计以及主要工艺参数的确定螺杆直径：120mm螺杆长度及其各段长度的分配：根据工艺要求和资料显示去长径比为14,L=120X14=1680mm，将各段长度分配为，加料段L=560mm,中间段L=700m

15、m,挤出段12L=420mm3螺纹头数：加料段为双头螺纹，且加单螺纹沟槽，中间段和挤出段为双头螺纹螺杆几何压缩比:一般冷喂料挤出机的压缩比为1.7-1.8故取1.8螺纹导程t和螺纹升角0加料段：双头螺棱，宽取(0.06-0.08)D=7.2-9.6故取8mmt二(0.6-1.5)D=72-180故取150mma=21.71弹头沟槽：宽取22mm，导程t=55mm中间段和挤出段:双头螺棱宽取8mm导程t2=t3=80mm,0=0=13.4523落槽深度H：加料段：螺棱H=(0.125-0.17)D=(15-20.4)取18mm1沟槽为8mm中间段和挤出段H=H=18mm23螺纹断面形状：取矩形断

16、面，推料表面与螺杆根径用小圆弧r=6mm,过渡螺纹背面，有较大的过渡圆弧R=12mm螺杆头部形状：取圆头杆头螺杆与减速器低速轴的联接方式：采用花键联接，设计与校核见后面的计算螺杆上的沟槽：在塑化段和挤出段上，与机筒销钉对应的位置上揩油周向沟槽,沟槽宽度比销钉直径大4-6mm。功率的计算：N=D3(L/D)nklO-5K(11)W式中D=120mm=12cmL/D=14n=424/(D-1/2)r/min=122.398r/min(12)临n=(0.1-0.7)nn取40r/min临K=0.005-0.067,K取0.06故N=1231440610-5N=58.06KW选择电机国产冷喂料销钉冷喂

17、料挤出机的主要性能参数的类比电机功率p=p/ndwa式中p=58.06KWwn=n3n3口=0.963x0.993x0.97=0.84a123P=69.12KW故取75KWd确定电机的转速：根据有关材料推荐的传动比合理范围即二级圆柱齿轮减速器i=8-40.沈阳化工大学学十学位设计说明书第一章设计方案的初步确定沈阳化工大学学十学位设计说明书第一章设计方案的初步确定 故电机转速的可选范围：n=ni=40X(8-40)=320-1600r/mind螺杆n为1000r/min按工作要求和条件：选用直流电机d查机械手册得：选Z4-225-31额定电压440V额定电流227A额定转速/最高转速为1000/

18、2000转效率n=88%剪应力的计算：TMn/WnN/mm2Mn=9550000Nmax/nnmaxN电机最大功率n螺杆最大转速maxmaxn取0.7-0.8Mn=955000090/500.7=17190000N.mmWn=n/16d3(1-64)1d为螺杆根径6为内孔径/螺纹根径1d为120-218=84mm6取401Wn=n/16843(1-(40/84)4)=110337mm3eMn/Wn=17190000/110337=136N/mm2压应力计算：6yP/FN/mm2P-胶料对螺杆的轴向作用力N；F-截面断面积mm2P=200FF为螺杆外径投形面积cm211=200n/4122=22

19、608NF=n/4d2=3.14/4842=5539mm21=22608/5539=4.1N/mm2弯曲应力的计算最大的弯曲应力在螺杆中部二Mmax/WzMmax=GL/2G为螺杆伸出的重量N，L为伸出长度，P=7.9103Kg/m3G=n/8(D2+Ds2)L/D127.910-3=3.14/8X(144+72.56)X14127.910-3=111.77KgMmax=111.771680/2=93887N.mmWz=n/32(d3(1-8)=3.14/32843(1-81.1外套外内径比K=240/152=1.581.1机筒衬套和外套都属于厚壁圆筒胶料压力P=107Paa工作应力工作应力如

20、图2.1a1衬套内壁处：b装配应力图2.1工作应力c合成应力Qr=-P=-107PaQt=PR2+R2)/(R2-R2)2121(26)=1071202+602)/(1202-602)=1.7X107Pa2衬套与外套结合面处:Qr=PR2/(R2R2)(1-R2/r2)1212(27)=107X3600/10800(11202/762)=5X106PaQt=PR2/(R2R2)(1+R2/r2)1212=1.2X107Pa3:外套轴向应力：Qz=PR2/(R2R2)121(28)=107X3600/10800=3.3X106Pa22装配应力的计算如图2.1bPk二U/2r/E(R2+r2)/(

21、R2-r2)+N+2r/ES+R2)/(r2R2)N(29)22221111式中Li为压配时产生的过盈量0.046mmE=206X103N/mm21E=150X103N/mm22N=0.31N=0.252Pk=0.046/2X76/150(1202+762)/(1202-762+0.25)+2X76/206(762+602)/(762-602)-0.3=7.7N/mm21衬套内壁处：Qr=0Qt=-2r2/(r2-R2)Pk1=2X762/(762-602)X7.7=-40.88N/mm22衬套外壁处：Qr=-Pk=-7.7N/mm2Qt=-(r2+R2)/(r2-R2)Pk11=-(3600

22、+5776)/(5776-3600)Pk=-3.3N/mm2外套内壁处：Qr二-Pk=-7.7N/mm2Qt=(R2+r2)/(R2-r2)Pk22=20176/8624X7.7=18N/mm24.外套外壁处：Qr=0Qt=2r2/(R2-r2)Pk2=2X76X76/(14400-5776)X7.7=10.3N/mm223合成应力的计算如图2.1C:危险点在衬套及外套内壁处按第四强度理论衬套内壁：(2-10)Qxd二1/2(Qr-Qt)2+(Qt-Qz)2+(Qz-Qr)21/2QQr=-107Pa=-1X10N/mm2Qt=1.7X107+(-40.88)=-23.88N/mm2Qz=0Q

23、=278.3N/mm2Qxd二1/2(-10+23.88)2+(-23.88-0)2+(10)21/2=20.77Q满足强度要求(2)外套内壁：Qxd二1/2(r-Qt)2+(Qt-z)2+(Qz-Qr)21/2Q(2-11)Qr=-5-7.7=-12.7N/mm2Qt=12+18=30N/mm2Qz=3.3N/mm2Qxd二1/2(-12.7-30)2+(30-3.3)2+(3.3+12.7)2】1/2=37.96N/mm2Q=65N/mm22x3.14x36xSinx168.7mm为考虑其安全使用，可增大销钉直径为12mm，小圆台为10mm查阅资料，销钉的紧故螺纹取M18，旋合长度取20m

24、m沈阳化工大学学十学位设计说明书第四章齿轮减速器的设计沈阳化工大学学十学位设计说明书第四章齿轮减速器的设计 第四章齿轮减速器的设计41传动部分的设计参数的选取计算本次设计的减速器装置采用二级减速器，输出端采用花键与螺杆联接，其大体的如图4.1所示图4.1减速器结构简图计算传动装置的总传动比，并分配传动比i=n/n=1000/50=20总d螺i第一级传动比i=、(i.3i.4)i总=5.11i第二级传动比i二i/(1.3T.4)=3.9221实际总传动比i=ii=5.1X3.9=19.892i=Ii-iI/i=19.89-20/19.89=0.5%5%总运动和动力参数的计算各轴的转速:轴：n二n

25、=1000rpmm轴：n二n/i=1000/5.1=196rpm11轴：n二n/i二196/3.9=50rpmII2螺杆n=50rpmIII各轴的输出功率：n=0.98耳=0.96耳=0.99TOC o 1-5 h z234轴：P=Pn=90X0.99=89.1Kwd4轴：P=Pnn=Pnnnd0112d432=90X0.99X0.98X0.96=83.82Kw轴：P=Pnnnd011213=Pnn2n2d432=90X0.99X0.98X0.98X0.96X0.96=78.86Kw螺杆：Pn=78.86X0.96=77.28Kwiii2III：各轴的输出功率（各轴的输出功率乘以轴承的效率n）

26、2轴：P1=Pn=87.32Kwii2轴：P1=Pn=82.14Kw112轴：P1=Pn=77.28Kwiiiiii2IV各轴的输入转矩电机轴的输出转矩T=9550P/n=9550X90/1000=859.5N.Mddm轴：T=Tin=Tin=859.5X1X0.99=850.9N.MId001d04轴：T二Tin=Ti耳innI112d04123=859.5X1X0.99X5.1X0.98X0.96=4082.7N.M轴：T=Tin=TininninnII223d04123223=859.5X1X0.99X5.1X0.98X0.96X0.96X3.9=14980.N.MT=Tn=14980X

27、0.98=14680N.M螺III2v：各轴的输出转矩(各轴的输出转矩乘以轴承效率n)2轴：T1=Tn=850.9X0.98=833.9N.MII2轴：T1=Tn=4082.7X0.98=4001.0N.MIIII2轴：T1=Tn=14980X0.98=14680.4N.MII2将以上各参数整理于下表4-1表4-1减速器总体分布功率P(Kw)转矩TN.m转速n(rpm)传动比i效率n输入输出输入输出电机轴90859.9100010.99I轴89.187.32850.9833.910005.10.94II轴83.8282.144082.74001.01963.90.94III轴78.8677.2

28、81498014680.45010.98螺杆77.281468050142齿轮传动计算4.2.1高速级齿轮传动的校核计算由于该减速器的功率较大，故大小齿轮都采用40Cr调质及表面淬火，齿面强度为250-280HBSN=60njLh=60X1000X1X10X300X81=1.4X109N=N/i=0.27X109211Z=1.0Z=1.1Z=Z=1Z=1.6Z=0.92N1N2X1X2wlvRQ=Q=690MpaHlim1Hlim2Q=Q/SZZZZ(4-1)H1Hlim1HminN1x1wLVR=634.8MpaQ=Q/SZZZZ=690/1.0X1.1X1.0X0.92H2Hlim1Hmi

29、nN2X2WLVR=698.38Mpa按齿面接触强度确定中心距T=833.9N.M=8.3X105n.mm1初选螺旋角卩=11Z卩=“os0=0.991初取KtZ2Et=1.0Z=189.80=0.4i=5.1Ea端面压力角&t二arctan(tandn/cos0)=arctan(tan20/cos11)=20.1686基圆螺旋角0=arctan(tan0cost)=arctan(tan11cos20.1685)b=10.3214=2.46Z=H2cos0bcosdtsindt(ZHZEZ20au$293取295mm估算模数M=(0.007-0.02)X295二(2.06-5.9)取4n小齿轮

30、齿数Z=2acos0/m(u+1)1n=2X295Xcos11/4X6.1=23.72Z=uZ=23.72X5.1=120.921TOC o 1-5 h z取Z=24Z=12112实际传动比i=Z/Z=121/24=5.04实21传动比误差Ui=1i-i1/iX100%理实理=0.04/5.0=0.8%5%允许修正螺旋角00二arccosm(Z+Z)2an21=arccos4(121+24)/2X295=10.56接近11不用修正齿轮分度圆直径d=mZ/cos01n1=4X24/cos10.56=97.654mmd2=mnZ2/cos0=492.358mm圆周速度v=“dn/60X10311=

31、3.14X97.654X100/60X103=5.11故采用8级精度验算齿面接触疲劳强度K=1.0V/100=5.11X24/100=1.23K=1.17AZV齿宽b=0aXa=0.4X295=118b/d1=118/97.654=1.208K卩=1.23K口=1.2K=KKbKKa=1.0X1.17X1.23X1.2APV=1.727计算重合度：SaZB齿顶圆直径：da=d+2hm=97.654+2X4X1=105.654TOC o 1-5 h z1ada=492.338+2hm=500.338a端面压力角：a二arctan(tanan/cosB)=20.3181齿轮基圆直径：db=dcos

32、a=97.654Xcos20.31811t=91.578mmdb=dcosa=492.338Xcos20.3181 HYPERLINK l bookmark172 2t=461.704mm端面齿顶圆压力角：a=arccos(db/da)=arccos(91.578/105.654)at111=21.9143a=arccos(db/da)二arccos(461.704/500.338)at222=22.6634Xa=1/2兀Z(tana-tana)+Z(tana-tana)1at1t2at2t=1/2兀24(0.5754-0.3703)+Z(0.4176-0.3703)2=1.695Xp=bsi

33、n0/兀m=118sinl0.56/(3.14X4)=1.722n=0.768(4-2)ZP=%OS0=JoslO.56=0.991基圆螺旋角：0b二arctan(tanpcosat)=tan10.56cos20.3181=arctan(0.186X0.938)=9.897Z=2cos0bcosatsindt19700.938*0.347=2.46计算齿面接触应力:Q=ZZZZ0HHEX、：2K1T1(ubd1ud1(4-3)=2.46X189.8X0.768X0.991X：2xl.727x8330000”118x97.6542=621.8Mpa634.8Mpa安全验算齿根弯曲疲劳强度:QQ=

34、290MpaFlim1Flim2Y=Y=1.0N1N2m=45Y=Y=1.0 x1x2Y=2.0SFmin=1.4STQF二cFlimYSTSFminYnYx(44)cF1=cF2=414MpaZ二Z/cos3卩=24/cos310.56=25V11Z=Z/cos3卩=121/cos310.56=127V22Y=2.56Fa1Y=2.30Y=1.65Fa2salY=1.81sa2Y0=1-工0歯=0.912Y工=0.25+0.75cos310.56/1.695=0.670计算齿根弯曲应力:2K兀bd1mnYYYZY0Fa1sa1(45)=161.286290Mpa安全(46)c=c(YY/YY

35、)F2F1sa2Fa2Fa1sa1=161.286(2.20X1.81/2.56X1.65)=152.046290Mpa安全主要参数如下:d=97.654mm1d=492.338mm2d=105.654mma1d=500.338mma2d二d1-2(hax+cx)m=87.657mmf1nd=d2(hax+cx)m=482.338mmf21na=1/2(d+d)=294.5=295mm12齿宽b=b=118mm24.2.2计算低级传动齿轮b二b+(5T0)=126mm12小齿轮选用40Cr,齿面硬度在250-280HBS之间大齿轮选用ZG310-570理硬度162-185HBS之间计算寿命：正

36、火处N=60njLh=60X1X10X300X8X196=2.82X1081N=2.82X108/3.9=7.2X1072Z=Z=1.0取S=1.0Z=1.0Z=0.92x1x2HminwLVRZ=1.1Z=1.18Q=690Mpa=490MpaN1N2Hlim1Hlim2Q=Q/SZZZZH1Hlim1HminN1x1wLVR=690X1.1X1.0X0.92=698.3MpaQ=(440/1.0)X1.0X0.92X1.18=477.7MpaH2Q517.4取520mmM=3.64-10.4取6nZ=2acos卩/m(u+1)1n=2X520Xcos12/6X4.9=34.6Z=UZ=3.

37、9X34.6=134.921Z取35Z取13512i=Z/Z=135/35=3.86实21i=|3.9-3.86|/3.9=1%5%允许修正卩角0mn=arccos(Z2+Z1)2a=11.2547可不修正d=mZ/cos卩=6X35/cos11.25471n1=214.118mmd=mZ/cos卩=6X135/cos11.25472n2=825.882mm周围速度V=兀dn/60X10311=3.14X214.118X196.1/60X103=2.2m/s取8级精度验算齿面接触疲劳强度：K=1.0AUZ/100=2.20X35/100=0.77m/s1K=1.05Vb=0.a=0.4X520

38、=208ab/d=208/214.118=0.971k0=1.08计算重合度1KQ=1.2K=Kk卩KK=1X1.2X1.08X1.05=1.361AV工0齿顶圆直径：da二d+2ha*m=214.118+2X1X6=226.118mm11da=d+2ha*m=825.882+12=887.882mm22端面压力角：at二arctan(tann/cos卩)=arctan(tan20/cos11.2547)=20.3618齿轮基圆直径：d=dcost=214.118Xcos20.3618=200.739mmDb=dcosdt=925.882Xcos20.361822=774.276mm端面齿顶压

39、力角：$at=arccos(db/da)111=arccos(200.788/226.118)=27.40726at=arccos(db/da)222=arccos(774.276/837.882)=22.4689(4-10)=1/2兀Z(tanat-tant)+Z(tanat-tant)1122=1/2兀35(0.591-0.371)+135(0.414-0.371)=1/2X3.145.18+5.81=1.750V(4-11)=bsin卩/兀m=208sin11.2547/3.14X6nZ卩二、cos0=gosll.2547=0.990基圆螺旋角：卩b=arctan(tan卩cost)二a

40、rctan(tan11.254cos20.3618)(4-12)=10.5733Z2cos0bcosdtsindt，1.96/0.937x0.349=2.46计算齿面接触应力:b二ZZZpZ0HHEV2K1T1(uIbd1ud1(4-13)：2x1.361x4001000208x214.1182=2.46X189.8X0.756X0.99X=416.6Mpa1Y0=1-(11.2547/120)=0.906Y工=0.25+0.75cos30/工ab=0.654计算齿根弯曲应力：Q=2K兀/bd1mn(YYYZY0)(4-14)F1Fa1Sa1=2X3.14X4001000/(208X214.1

41、18X6)X2.46X1.65X1.654X0.906=87.04Q414Mpa安全HQ=QYY/YY(4-15)F2F1Fa2Sa2Fa1Sa1=2.22X1.82/(2.46X1.65)X87.04=86.6411083.82196d=83III：低速轴材料为45号钢A=110P=78.86Kwn=50rpm月、11078-86d1103V50d=128由于可能在轴上开键槽为满足轴的强度要求，对原轴应加粗5%轴：dl=45X5%+45=47.25mm轴：d2=83X5%+83=87.15mm轴：d3=128X5%+128=134.4mm各轴轴向尺寸的确定及减速箱的初步设计如下：U取值8-1

42、5取1211.255为箱壁厚取10取1222u即5去103U5取124内壁长L=374432轴的具体结构设计I高速轴：d1=97.654b1=126II轴径大于47,所以只能做齿轮轴。轴承选7310E内径50T=29.25结构简图如下图4.2咼速轴结构简图II轴：db=492.338bl2=118d1=214.118iib1=216ii轴承选3318E内径90T=46.5根据轴径判断键槽26X18结构简图如下图图4.3II轴结构简图轴：dII2=825.882bII2=208T=32键槽为36X20结构尺寸入轴承选2007928内径140外径190下图图4.4III轴结构简图4.3.3各轴的强

43、度校核I高速轴：原始数据：Ti=833.9N.m=8.3XlOsN.mmI高速级齿轮d=97.654mm10=10.56左旋bn=20齿轮受力情况如图4.5:M-llbltriIFP=MH=1078500N,nn-hi.vQFr=63Q0NMvl=522374N.nmT=833900N.mm勰gN.mmrF弋QFr1-1国，十1,5x1卅F1F2图4.5咼速级齿轮受力图F=2T/d=2X833900/97.654=1.7X10Nt11F=Ftg0=1.7X104Xtg10.56=3.2X103NatFr=Ftgbn/cos0=1.7X104X0.364/0.983t=6.3X103N水平面：F

44、+F=1.7X1042FX451=FX359.5tF=17000X359.5/451=1.4X104N1F=3X103N2M=d/2F=97.654/2X6.3X103=3.1X105N.mmTOC o 1-5 h zaMH=MH=FX91.5=FX359.5=1078500N.mm1212垂直面：F1+F1=F=6300N12rF1-451-FX359.5=3.1X105N.mmrF1=6300X359.5+3.1X105/451=5709N1F1=591N2MV=91.5X5709=522374N.mm1MV=591X359.5=212465N.mm2转矩：T=833900N.mmM=MH

45、2+MV121计算合成弯矩:(4-17)(418)M=QM12+(aT)2cal二JMH12+MV12+(aT)2二討0785002+5223742+(0.6*833900)2=1.29X106N.mmM=M12+(aT)2ca2:MH22+Mv22+(aT)2=1.20X106N.mmM=0.6T=0.6X833900=5.0X105N.mmca3有M图可知:危险面在II上caM=1.29X106N.mmca直径60W=兀/32d13=3.14X603/32=21195mm2bca=Mca/W=1.29X106/2.12X104=61Mpab=70MpaHbcaS+F12aA=1212N2二

46、44%000二0.294e(420)X=0.4Y=1.6因此P二ff(XR+YA)1am1111二15000X1.5二22500NP=ff(XR+YA)2am2222二4769N所以用P1来计算寿命L10h(421)n=1000=(122X1%2500)103x1060000二33114hII:中间轴:先计算轴承所受径向力:7318EC=322rC二2600rr=1.7e=0.35RR轴承型号12R=：F2+F2=：(2.6X104)2+(3.9X103)2二2.63x104N附近轴向力:R=JF2+F22、22=,2.8X104)2+(3946)2二2.83X104N图4.9中间轴轴承安装方

47、向S=陆=263002X1.7=力35N=283002x1.7=8324N工F=4405向左a左紧又松Se=832%8300X=12=0.29460 x196x(32200046329)103=54484h轴承型号为2007928C=122rC=1480rIII低速轴e=0.29Y=2.1计算轴承的寿命先计算轴承所受径向力RR12R=F2+F2ii1=*(12041)2+(2400)2=、144985681+5760000=12278NR-JF2+F2222=239192+157582-28677N附加轴向力：图4.10低速轴轴承安装方向S-R2rS1=122782X2.1-2923NF二71

48、64NaS(6828)(2923+7164)S+Fvb2-4acTOC o 1-5 h z21aA二S=2923N11A二S+F二10087N21a”728671AJR1=292312278二0.238eX=0.4Y=1.6因此P二ff(XR+YA)1md1111二1.5X12278二18417NP=ff(XR+YA)2md2222二(11486+1.6x10887)x1.5二41411N所以利用P来计算其寿命：2L-106/(f比L10h-/60n(右用n-50106122000io=()310 x5041411=12219h三根轴的轴承满足使用要求避免了轴承使用寿命过短而产生浪费，影响生产。45各轴上的平键校核中间轴上的两个平键，低速轴上有一个平键平键强度满足的条件b=27x103/KLdp其中T转矩N-mK=0.5hL为工作长度Q许用挤压应力p中间轴两处平键：bxh=28x1