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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書(shū)
800型立式沉降離心機(jī)
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名 唐 登 山
班 級(jí) B機(jī)制021
學(xué) 號(hào) 0210110125
指導(dǎo)教師 劉 仲 威
完成日期 2006年6月15日
800型立式沉降離心機(jī)
摘要：本文介紹了800型立式沉降離心機(jī)的性能參數(shù)、結(jié)構(gòu)原理和分析、轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計(jì)計(jì)算、軸設(shè)的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核、斜齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算以及設(shè)計(jì)來(lái)源。800型立式沉降離心機(jī)是以工廠現(xiàn)行生產(chǎn)的臥式沉降離心機(jī)有關(guān)樣本為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)出的新型沉降離心機(jī)。?800型立式沉降離心機(jī)可以克服現(xiàn)行螺旋卸料沉降離心機(jī)占地面積（或體積）大和現(xiàn)在常用的兩種差速變速器（有擺線針輪行星變速器和雙級(jí)2K-H漸開(kāi)線齒輪行星變速器）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴等缺點(diǎn), 并且該立式沉降離心機(jī)能使濾料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的滯留時(shí)間（即固液分離時(shí)間）比現(xiàn)行的臥式沉降離心機(jī)延長(zhǎng)10~15倍（1—5min），從而提高了分離效果。?該立式沉降離心機(jī) 工作可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作維護(hù)簡(jiǎn)單，噪音?。粚?duì)物料適應(yīng)性好，結(jié)構(gòu)緊湊，其進(jìn)料口、出液口和出渣口便于連接到生產(chǎn)自動(dòng)線上等優(yōu)點(diǎn)。整個(gè)操作過(guò)程是在全速、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下自動(dòng)進(jìn)行。它的生產(chǎn)率為每小時(shí)排出3 渣。它將廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、醫(yī)藥、食品及輕工等部門(mén)和環(huán)境保護(hù)的污水處理。
關(guān)鍵詞：沉降離心機(jī)；帶輪；斜齒輪；轉(zhuǎn)鼓；軸
800 vertical subsidence centrifuges
Abstract：This article introduced 800 vertical subsidence centrifuges performance parameter, the structure principle, the rotor drum, the axis, the helical gear design calculation as well as designs the origin. 800 vertical subsidence centrifuges are by the factory present production horizontal-type subsidence centrifuge related sample the new subsidence centrifuge which designs for the foundation. 800 vertical subsidence centrifuges may overcome the present spiral outloading subsidence centrifuge area (or volume) big and the present commonly used two inter-species differences fast transmission gearbox (have cycloid pin gear planetary transmission and twin-stage 2K-H involute gear planetary transmission) the structure complex, the price is expensive and so on the shortcoming, And this vertical subsidence gentrifugalism function causes to filter the material (namely solid fluid separation time) to lengthen 10~15 in rotor drum dead time compared to the present horizontal-type subsidence centrifuge to double (1～5min), thus enhanced the separation effect. This vertical subsidence centrifuge work reliable, movement steady, product quality stable, operation maintenance simple, the noise is small; To material compatibility good, the structure is compact, its loading, the fluid mouth and the slag notch are advantageous for connects the production from the generatrix superior merit. The entire operating process is under full speed, the continuous working automatically carries on. Its productivity discharges 3 dregs for each hour. It widely will apply to department and the environmental protection and so on petroleum, chemical industry, metallurgy, medicine, food and light industry sewage treatment.
Key words：Subsidence centrifuge; belt wheel; Helical gear; Rotor drum; Axis
鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2006
800型立式沉降離心機(jī)
摘要：本文介紹了800型立式沉降離心機(jī)的性能參數(shù)、結(jié)構(gòu)原理和分析、轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計(jì)計(jì)算、軸設(shè)的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核、斜齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算以及設(shè)計(jì)來(lái)源。800型立式沉降離心機(jī)是以工廠現(xiàn)行生產(chǎn)的臥式沉降離心機(jī)有關(guān)樣本為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)出的新型沉降離心機(jī)。?800型立式沉降離心機(jī)可以克服現(xiàn)行螺旋卸料沉降離心機(jī)占地面積（或體積）大和現(xiàn)在常用的兩種差速變速器（有擺線針輪行星變速器和雙級(jí)2K-H漸開(kāi)線齒輪行星變速器）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴等缺點(diǎn), 并且該立式沉降離心機(jī)能使濾料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的滯留時(shí)間（即固液分離時(shí)間）比現(xiàn)行的臥式沉降離心機(jī)延長(zhǎng)10~15倍（1—5min），從而提高了分離效果。?該立式沉降離心機(jī) 工作可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作維護(hù)簡(jiǎn)單，噪音?。粚?duì)物料適應(yīng)性好，結(jié)構(gòu)緊湊，其進(jìn)料口、出液口和出渣口便于連接到生產(chǎn)自動(dòng)線上等優(yōu)點(diǎn)。整個(gè)操作過(guò)程是在全速、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下自動(dòng)進(jìn)行。它的生產(chǎn)率為每小時(shí)排出3 渣。它將廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、醫(yī)藥、食品及輕工等部門(mén)和環(huán)境保護(hù)的污水處理。
關(guān)鍵詞：沉降離心機(jī)；帶輪；斜齒輪；轉(zhuǎn)鼓；軸
Design of 800-type vertical subsidence centrifuges
Abstract：This article introduces the 800-type vertical subsidence centrifuges performance parameter, structure principle, rotor drum, axis, and helical gear design calculation. The 800-type vertical subsidence centrifuges are innovated from the factory present production horizontal-type subsidence centrifuge related sample . The 800-type vertical subsidence centrifuges may overcome the present spiral outloading and the present commonly used two inter-species differences fast transmission gearbox (have cycloid pin gear planetary transmission and twin-stage 2K-H involute gear planetary transmission) the structure complex, the price is expensive, And this vertical subsidence gentrifugelism function causes to filter the material (namely solid fluid separation time) to lengthen 10~15 in rotor drum dead time compared to the present horizontal-type subsidence centrifuge to double (1～5min), thus improve the separation effect. This vertical subsidence centrifuge work reliable, it can movement steadily, product quality stable, operate maintenance simply, the noise is small; The machine is adept to material compatibility good, the structure is compact, ard, the fluid outlet and the slag notch are advantageous to connect the production from the generatrix superior merit. The entire operating process is under full speed. The work is carried on automatically. Its productivity discharges 3 m3 dregs for each hour. It will appled widely to the environmental protection petroleum, chemical industry, metallurgy, medicine, food and light industry sewage treatment,and so on.
Key words：Subsidence centrifuge; belt wheel; Helical gear ;Rotor drum; Axis
整改說(shuō)明
在上次的預(yù)答辯中,答辯老師給我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指出了不少錯(cuò)誤以及一些設(shè)計(jì)不合理的地方.其中主要的錯(cuò)誤之處是：
1. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)排版格式不規(guī)范；
2. 圖表，公式編排不規(guī)范；
3. 視圖比例,局部表達(dá)；
4. 線型選擇不合理；
5. 尺寸標(biāo)準(zhǔn)；
6. 標(biāo)題欄不規(guī)范；
在預(yù)答辯結(jié)束后我嚴(yán)格按照老師的要求對(duì)這些錯(cuò)誤進(jìn)行了徹底的改正.首先我對(duì)比例不合理的視圖修改,然后對(duì)線型圖層進(jìn)行修改,將在預(yù)答辯過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題全部改正后,我對(duì)修改后的每一張圖紙進(jìn)行了全面認(rèn)真的檢查,又還發(fā)現(xiàn)了一些其他的錯(cuò)誤,并對(duì)這些錯(cuò)誤也進(jìn)行了認(rèn)真的修改,但是由于本人的設(shè)計(jì)能力有限,圖紙上面難免還會(huì)有不少的錯(cuò)誤,為確保圖紙上面的錯(cuò)誤達(dá)到最少, 我在修改圖紙的過(guò)程中和同組同學(xué)的共同努力、相互幫助,并和班級(jí)其他同學(xué)相互討論,將自己所能發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題全部進(jìn)行了改正,使圖紙的質(zhì)量更高.
預(yù)答辯后我不但對(duì)圖紙進(jìn)行了修改,對(duì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的格式也重新做了排版,同時(shí)還添加了以前所疏忽的內(nèi)容,對(duì)公式，圖表也做了規(guī)范化處理。對(duì)于文字也重新進(jìn)行了編排。并是說(shuō)明書(shū)頁(yè)碼居中。最后，我對(duì)說(shuō)明書(shū)的具體內(nèi)容進(jìn)行了全面的檢查,確保在說(shuō)明書(shū)中沒(méi)有錯(cuò)字,或不通順的語(yǔ)句，從而使設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的格式更加整齊、規(guī)范,內(nèi)容更加充實(shí)、完整。
在完善我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,我對(duì)自己所設(shè)計(jì)的800型立式沉降離心機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程又有了更深的認(rèn)識(shí),具體內(nèi)容更加熟悉。通過(guò)這次整改，我也為最終答辯做好了準(zhǔn)備。
文 獻(xiàn) 資 料
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化
學(xué) 生 姓 名 唐 登 山
班 級(jí) B機(jī)制021班
學(xué) 號(hào) 0210110125
指 導(dǎo) 教 師 劉 仲 威
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文 獻(xiàn) 資 料
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[2] 機(jī)械工程手冊(cè)，電機(jī)工程手冊(cè)編輯委員會(huì).機(jī)械工程手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.
[3] 徐 灝. 新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995.
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畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué) 生 姓 名 唐 登 山
班 級(jí) B 機(jī) 制021班
學(xué) 號(hào) 0210110125
指 導(dǎo) 教 師 劉 仲 威
日 期 2006.3.19
畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告
一 概述
畢業(yè)實(shí)習(xí)是我們?cè)诋厴I(yè)設(shè)計(jì)之前最后一次在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行的生產(chǎn)實(shí)踐，也是我們工作之前最后一次以一個(gè)旁觀者對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。畢業(yè)實(shí)習(xí)是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，它的目的是讓我們進(jìn)一步了解現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的全過(guò)程，了解新技術(shù)，新設(shè)備的應(yīng)用，開(kāi)闊眼界。同時(shí)，我們圍繞著畢業(yè)設(shè)計(jì)課題進(jìn)一步了解了相關(guān)的知識(shí)和進(jìn)行資料的收集，為我們完成畢業(yè)設(shè)計(jì)提供必要準(zhǔn)備。
二 實(shí)習(xí)過(guò)程
我所在的小組在3月9日、3月10日、3月15日分別參觀了江淮動(dòng)力集團(tuán)、鹽城悅達(dá)拖拉機(jī)廠以及江蘇森威集團(tuán)飛達(dá)股份有限公司。在經(jīng)過(guò)幾天的實(shí)習(xí)與參與以及在場(chǎng)技術(shù)人員與指導(dǎo)老師的講解，我們充分了解了幾種零件加工的具體工藝、加工步驟，加工要求和加工時(shí)必須和應(yīng)該注意的內(nèi)容。
三 實(shí)習(xí)內(nèi)容
3月9日首先我們參觀了江淮動(dòng)力集團(tuán)的單缸機(jī)、兩缸機(jī)、四缸機(jī)的機(jī)體加工車間,在這三個(gè)車間里我們看到了各種各樣的組合機(jī)床和專用機(jī)床，由于機(jī)體是流水線加工的，再加上良好的加工工藝，還有完善的裝配車間，所以它門(mén)的生產(chǎn)效率是非常之快。并在參觀過(guò)程中我們了解了這個(gè)公司的企業(yè)文化和發(fā)展史，以及當(dāng)前企業(yè)狀況。箱體的加工有以下幾個(gè)過(guò)程：
1.粗銑端面 因?yàn)橄潴w共有六個(gè)面，所以這部分又分為三個(gè)過(guò)程，每一次粗銑兩個(gè)相對(duì)的面，其中有兩個(gè)過(guò)程用手工夾緊，最后一個(gè)用氣壓夾緊，左右用螺栓定位，粗銑無(wú)基準(zhǔn)面 。
2.半精加工箱體 與粗銑一樣，也分為三個(gè)部分，每次加工兩個(gè)相對(duì)的面，都是用氣壓加緊，都有定位基準(zhǔn)，粗糙度為6.3。
3.加工孔 這是第一次粗鏜孔，主軸孔在此時(shí)一起加工，用氣壓加緊，機(jī)床分為兩部分，有左、右床腳之分。
4.鏜孔 這是半精鏜，加工是連倒角一起加工，其中有一個(gè)軸特別長(zhǎng)，它是用來(lái)保證同軸度的。
5.精加工 精加工主要主軸孔，切削余量特別少。
6.鉆孔 用軸定位。
7.攻絲 鉆頭轉(zhuǎn)速慢，三面有間隙同時(shí)加工。
8.鉆孔 箱體共六個(gè)面，加工剩余兩個(gè)面。
9.銑里面的孔。
從以上工序我們可以看出工件的加工工藝過(guò)程是按照先粗后精、先面后孔的加工原則。在箱體加工車間，我們做了深入而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼{(diào)查研究，我們了解到如何選擇工藝基面和夾壓部位是制定工藝方案的極其重要的問(wèn)題。工藝基面選擇的正確，將實(shí)現(xiàn)最大限度的工序集中，從而減少機(jī)床的臺(tái)數(shù)，也是保證加工精度的重要條件，我們首先觀看的是箱體的加工車間，箱體零件是機(jī)械制造業(yè)中加工工序多、勞動(dòng)量大、精度要求高的關(guān)鍵零件，所以在江動(dòng)集團(tuán)的參觀中，我們發(fā)現(xiàn)，箱體車間是一個(gè)最大的車間。江動(dòng)集團(tuán)生產(chǎn)的是汽車和拖拉機(jī)所用的柴油機(jī)，其產(chǎn)品有多缸體和單缸體的，因?yàn)槠淦左w有精度高的孔要加工，而且要在幾次安裝下進(jìn)行，所以“一面兩孔”的定位方法是這類箱體在組合機(jī)床上加工時(shí)常用的典型定位方法。“一面兩孔”的定位方法有如下的特點(diǎn)：1）可以很簡(jiǎn)便地消除工件的六個(gè)自由度，使工件的固定位置穩(wěn)定。2）“一面兩孔”的定位方法有同時(shí)加工五個(gè)面的可能，既能高度地集中加工工序，又有利于提高個(gè)面孔上的位置精度。3）“一面兩孔”的定位方法可以作為從粗加工到精加工的全部加工的基準(zhǔn)。4）“一面兩孔”的定位方法使夾緊更方便，夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，使夾緊力對(duì)準(zhǔn)支承，消除夾緊力引起工件變形對(duì)加工精度的影響。5）“一面兩孔”的定位方法易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化定位，并有利于防止切屑落入基面,在為了保證箱體的加工精度及技術(shù)要求，工藝基面必須規(guī)定相應(yīng)的公差，定位孔不宜太小，太小時(shí)定位銷很細(xì)，加工中易受力產(chǎn)生較大的變形，甚至在裝卸工件時(shí)易碰壞，根據(jù)箱體零件的大小，定位銷孔徑一般在一定的范圍內(nèi)，另外由于柴油機(jī)缸體盡管箱體上有加工的平面，但是由于這些平面存在不便于安裝，不便于按工序方法進(jìn)行加工等原因，所以其端面的銑加工要遵循一定的先后順序。
在裝配車間我們看了流水線型的裝配過(guò)程，從一件件零件到一臺(tái)合格的柴油機(jī)被裝離車間。
3月10日在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下，我們參觀了鹽城悅達(dá)拖拉機(jī)廠的各主要車間：
1.金工車間；2.機(jī)修車間；3.鈑焊車間；4.裝配車間
其后我們還參觀了另外幾個(gè)主要零件加工的過(guò)程。在指導(dǎo)老師和工廠技術(shù)人員的指導(dǎo)下，了解了其加工工藝過(guò)程：
（一）小四輪箱體，加工基準(zhǔn)，底面作為粗基準(zhǔn)
加工原則：先面后孔，先基準(zhǔn)后其它，先粗后精。
工序過(guò)程如下：1.銑底面；2 .打定位孔；3.加工兩側(cè)面及斜孔； 4.锪斜孔；5 .鉆，鏜各軸承孔；6.精銑兩側(cè)面；7.攻斜孔螺紋；8.精鏜各軸承孔；9.粗銑側(cè)面和底面；10.精銑；11.加工頂面；12.锪孔；13.螺紋孔。
（二）輪轂加工工藝過(guò)程：1.車端面；2.鏜孔； 3.鉆四個(gè)端面孔，鏜中心孔；4.拉鍵槽；5.鉆加緊孔；6.鉆孔。
（三）齒輪箱體端面蓋加工工藝過(guò)程：1.銑端面；2.轉(zhuǎn)盤(pán)銑削；3.粗精刀；2.鉆加工孔；3.銑側(cè)面；4.要求兩面三刀個(gè)工件一起加工保證配合良好。
3月15日我們參觀了江蘇森威集團(tuán)位于大豐市，它是主要生產(chǎn)汽車精鑄件，汽車等速萬(wàn)向節(jié)總成，汽車起動(dòng)電機(jī)單向器，汽車精鑄件汽車等速萬(wàn)向節(jié)總成汽車起動(dòng)電機(jī)單向器等的一家企業(yè)。首先參觀了高精密加工的車間，它主要生產(chǎn)等速萬(wàn)向節(jié)總成等；其次又參觀了齒輪加工車間,了解了加工齒輪的方法主要有滾齒法和插齒法兩類：
1. 滾齒加工是按照展成法(展成法是利用一對(duì)齒輪嚙合或齒輪與齒條嚙合原理,使其中一個(gè)作為刀具,在嚙合過(guò)程中加工齒面的方法。它是齒輪加工中用得最多的方法,包括滾齒、插齒、剃齒等)的原理來(lái)加工齒輪的。用滾刀來(lái)加工齒輪相當(dāng)于一對(duì)交錯(cuò)軸的斜齒輪嚙合。在這一過(guò)程中,齒面的形成與齒輪的分度是同時(shí)進(jìn)行的,展成運(yùn)動(dòng)也就是分度運(yùn)動(dòng)。
滾齒加工具有以下工藝特點(diǎn):1）適應(yīng)性好；2）生產(chǎn)率較高；3）分齒精度高；4）齒形精度較低。
滾齒加工適于加工直齒、斜齒圓柱齒輪和蝸輪,但不能加工內(nèi)齒輪、扇形齒輪和相距很近的多聯(lián)齒輪。
2. 插齒是另一種常見(jiàn)的展成法齒面加工方法。插齒過(guò)程從原理上分析,相當(dāng)于一對(duì)圓柱齒輪的嚙合,插齒相當(dāng)于一個(gè)端面磨有前角、齒頂及齒端磨有后角的變位齒輪。
與滾齒加工的齒輪相比,插齒加工的齒輪有以下特點(diǎn):1）齒形精度比較好；2）運(yùn)動(dòng)精度比較差；3）齒向誤差比較大。
插齒適于加工模數(shù)較小、齒寬較窄、工作平穩(wěn)性精度要求較高而運(yùn)動(dòng)精度有要求不十分高的齒輪。
在滾齒、插齒之后,經(jīng)熱處理后再進(jìn)行齒面精加工。常用的齒面精加工的方法有剃齒、珩齒、磨齒等。在我們參觀的這個(gè)車間主要用的是剃齒。剃齒常用于未淬火圓柱齒輪的精加工,生產(chǎn)效率很高,是軟齒面精加工最常用的加工方法。剃齒在原理上屬于一對(duì)交錯(cuò)軸斜齒輪作無(wú)側(cè)隙雙面嚙合,并由剃齒刀帶動(dòng)工件作自由轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程,剃齒實(shí)際上就是一個(gè)漸開(kāi)線齒面上沿齒形方向開(kāi)了許多刀刃的高精度的斜齒輪。
在這之后我們參觀了鍛壓，和沖壓車間，了解它們的加工步驟，加工時(shí)要注意的方面，以及如何使用和它們的使用范圍。它們是很多零件加工工藝過(guò)程中不可缺少的一道步驟，它不僅可以減少材料的使用還可以提高加工的零件的各種性能。
四 對(duì)數(shù)控車床的分析
該系列數(shù)控車床采用優(yōu)異的數(shù)控系統(tǒng)，具有動(dòng)態(tài)模擬、人機(jī)對(duì)話、多種補(bǔ)償功能，參數(shù)存儲(chǔ)及調(diào)用、故障自動(dòng)診斷、CRT顯示等多種功能；床身導(dǎo)軌為鑲鋼或中頻淬火、床鞍導(dǎo)軌貼有軟帶，刀架和數(shù)控系統(tǒng)形式也可按用戶需求選配。
產(chǎn)品特點(diǎn)：
1.床身剛性強(qiáng)，耐磨耐用，采用整體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)軌經(jīng)中頻淬火處理及精密磨削；
2.主軸回轉(zhuǎn)達(dá)精度高，剛性強(qiáng)，操作方便，可靠，采用三點(diǎn)支承，前軸承選用進(jìn)口NSK精密雙列圓柱滾子軸承；
3.選用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口滾珠絲杠，保障機(jī)床進(jìn)給軸的位置精度；
4.平均無(wú)故障時(shí)間長(zhǎng)，選用先進(jìn)可靠的數(shù)控系統(tǒng)并配置意大利技術(shù)生產(chǎn)的臥式（或立式）電動(dòng)數(shù)控刀架，因而可靠性高；
5.易于對(duì)刀，配置外接掌上型電子手輪，方便對(duì)刀；
6.自動(dòng)潤(rùn)滑，各導(dǎo)軌均粘有軟件帶，并采用美國(guó)Bujir定量潤(rùn)滑泵進(jìn)行自動(dòng)潤(rùn)滑。
五 實(shí)習(xí)后感
在這次參觀實(shí)習(xí)過(guò)程中，在指導(dǎo)老師的講解和自己的觀察研究下，再同以前課堂上所學(xué)到的知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，我發(fā)現(xiàn)原來(lái)在我身邊有許多細(xì)節(jié)都被我忽略了，一些習(xí)以為常的小事情背后也有潛在知識(shí)。通過(guò)實(shí)習(xí)，讓我了解到了理論和實(shí)踐的差距，在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)也要知道如何去使用它。這些日子里通過(guò)親身經(jīng)歷，使在學(xué)校四年所學(xué)的理論知識(shí)得到了很好的實(shí)踐。而且對(duì)于實(shí)際的設(shè)計(jì)工作也提供了很大的幫助，為畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了現(xiàn)實(shí)資料。并使我們初步了解了各種生產(chǎn)批量和類型的零件的加工方法,工序,加工機(jī)床配備等。對(duì)工廠生產(chǎn)進(jìn)一步了解,這不僅僅對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)有著很大的幫助，同時(shí)為我將來(lái)參加工作打下了良好的基礎(chǔ)。畢業(yè)實(shí)習(xí)雖然結(jié)束，但真正對(duì)我的考驗(yàn)才剛剛開(kāi)始。且不論這一次的挑戰(zhàn)成功與否，但至少我們挑戰(zhàn)了自己，更是完善了自我。
4
畢業(yè)設(shè)計(jì)
開(kāi)題論證報(bào)告
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化
學(xué)生姓名 唐 登 山
班 級(jí) B機(jī)制021班
學(xué) 號(hào) 0210110125
指導(dǎo)教師 劉 仲 威
完成日期 2006.3.24
課題名稱：800型立式沉降離心機(jī)
一、課題來(lái)源、課題研究的主要內(nèi)容及國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀綜述
本課題來(lái)源于對(duì)沉降式離心機(jī)市場(chǎng)的調(diào)研結(jié)果。
眾所周知，沉降式離心機(jī)是在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)利用旋轉(zhuǎn)物料本身所受到的離心力來(lái)對(duì)固、液體的懸浮液或含不同比重液體的乳濁液進(jìn)行沉降分離的離心機(jī)。沉降離心機(jī)分間歇操作和連續(xù)操作兩種類型。工業(yè)上常用的間歇操作沉降離心機(jī)有三足式沉降離心機(jī)和刮刀卸料沉降離心機(jī)。連續(xù)操作沉降離心機(jī)常用的為螺旋卸料沉降離心機(jī)。
螺旋卸料沉降離心機(jī)是全速運(yùn)轉(zhuǎn)、連續(xù)進(jìn)料、沉降分離和卸料的離心機(jī)。廣泛應(yīng)用于石油化工、煤炭、輕工、食品、制藥、化工、冶金等工業(yè)部門(mén)和環(huán)境保護(hù)的污水處理。螺旋卸料沉降離心機(jī)中，沉渣沿轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁的移動(dòng)全靠螺旋輸送器與轉(zhuǎn)鼓的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。兩者的差轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的0.5—4 %，多數(shù)為1—2 %。該差轉(zhuǎn)速由差速變速器產(chǎn)生。常用的差速變速器有擺線針輪行星變速器和雙級(jí)2K-H漸開(kāi)線齒輪行星變速器。該兩種變速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，往往使用戶望而卻步。
綜觀國(guó)內(nèi)沉降離心機(jī)之發(fā)展，雖致力于提高其分離因數(shù)，然仍與國(guó)外差距較大。理論研究表明，分離因數(shù)的提高雖有利于脫液分離，但濾料（渣）在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)停留時(shí)間因此也更短，反而于脫液分離不利，故部分地抵消了轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速加快的效果。更何況轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速加快，致使能耗呈三次方速率上升；而加大轉(zhuǎn)鼓直徑，則因轉(zhuǎn)鼓各部尺寸必須隨之相應(yīng)增大乃至造成離心機(jī)之成本劇增；且大幅度提高其分離因數(shù)往往還要受到轉(zhuǎn)鼓筒體及轉(zhuǎn)鼓底座（鑄件）等材料強(qiáng)度的限制。在現(xiàn)今，工業(yè)上還很難由工藝來(lái)保證能廉價(jià)地提供這些高強(qiáng)度材料的情況下，實(shí)為我國(guó)之國(guó)情所不容。故人們常將視線轉(zhuǎn)向后者——延長(zhǎng)濾料（渣）在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的滯留時(shí)間——而這一時(shí)間的長(zhǎng)短又取決于轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度及轉(zhuǎn)鼓部件與螺旋輸（卸）料裝置之差轉(zhuǎn)速。
二、本課題擬解決的問(wèn)題
該課題研究的主要目的為克服現(xiàn)行螺旋卸料沉降離心機(jī)的缺點(diǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量要求不斷提高的要求，本課題旨在提供一種能解決現(xiàn)有離心機(jī)的缺點(diǎn)和弊端的新型機(jī)種——立式（螺旋卸料）沉降機(jī)。同時(shí),要解決以下幾個(gè)問(wèn)題:
1. 所使用的變速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴;
2.該立式沉降離心機(jī)能使濾料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的滯留時(shí)間（即固液分離時(shí)間）比現(xiàn)行的臥式沉降離心機(jī)延長(zhǎng)10~15倍（1—5min），從而提高分離效果；
3. 本機(jī)工作時(shí)濾料由上部料斗的進(jìn)料口進(jìn)入，同時(shí)電機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)；濾料在由螺旋送料機(jī)構(gòu)輸送的同時(shí)被離心機(jī)進(jìn)行沉降分離——被分離的濾液和濾渣各行其道，分別經(jīng)離心機(jī)的出液口和出渣口被引出機(jī)外；整個(gè)操作過(guò)程是在全速、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下自動(dòng)進(jìn)行；
4. 進(jìn)料口直徑不小于50mm；
5. 離心機(jī)工作安全、可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作維護(hù)簡(jiǎn)單；
6. 生產(chǎn)率為每小時(shí)排出渣3立方米；
7. 本機(jī)工作可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作維護(hù)簡(jiǎn)單；
8.本機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，其進(jìn)料口、出液口和出渣口便于連接到生產(chǎn)自動(dòng)線上。
三、解決方案及預(yù)期效果
由于要滿足能使濾料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的滯留時(shí)間（即固液分離時(shí)間）比現(xiàn)行的臥式沉降離心機(jī)延長(zhǎng)10~15倍（1—5min），從而提高分離效果，工作時(shí)濾料由上部料斗的進(jìn)料口進(jìn)入，同時(shí)電機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)；濾料在由螺旋送料機(jī)構(gòu)輸送的同時(shí)被離心機(jī)進(jìn)行沉降分離——被分離的濾液和濾渣各行其道，分別經(jīng)離心機(jī)的出液口和出渣口被引出機(jī)外；整個(gè)操作過(guò)程是在全速、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下自動(dòng)進(jìn)行，工作可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作維護(hù)簡(jiǎn)單。
四、課題進(jìn)度安排
3月6日～3月17日．畢業(yè)實(shí)習(xí)階段。
畢業(yè)實(shí)習(xí)，查閱資料，到多個(gè)公司實(shí)踐，撰寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告。
3月18日～3月30日．論文開(kāi)題階段。
提出總體設(shè)計(jì)方案及草圖，填寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。
4月1日～5月10日． 設(shè)計(jì)(論文)初稿階段。
完成總體設(shè)計(jì)圖、部件圖、零件圖。
5月11日～5月25日． 中期檢查階段
中期檢查，編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
5月26日～5月28日． 畢業(yè)設(shè)計(jì)預(yù)答辯
5月29日～6月2日．畢業(yè)設(shè)計(jì)
圖紙修改、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)修改、定稿，材料復(fù)查。論文修改、定稿，材料復(fù)查。
6月3日～6月5日．畢業(yè)答辯
6月6日～6月8日．材料整理裝袋。
五、指導(dǎo)教師意見(jiàn)
年 月 日
六、專業(yè)系意見(jiàn)
年 月 日
七、學(xué)院意見(jiàn)
年 月 日
2
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）情況簡(jiǎn)介
一、基本信息
姓 名
唐登山
?！I(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)
B機(jī)制021班
學(xué) 號(hào)
0210110125
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
設(shè)計(jì)√ 論文
指導(dǎo)教師
劉仲威
課題名稱
800型立式沉降離心機(jī)
同一項(xiàng)目組其他成員
二、課題信息
課
題
來(lái)
源
本課題來(lái)源于對(duì)沉降離心機(jī)市場(chǎng)的調(diào)研結(jié)果
課
題
要
求
為克服現(xiàn)行螺旋卸料離心機(jī)的缺點(diǎn)，本課題旨在提供一種能解決現(xiàn)行離心機(jī)的設(shè)備昂貴，占地面積廣等缺點(diǎn)和弊端的新型機(jī)種-立式（螺旋卸料）沉降離心機(jī)。
物
化
成
果
要
求
1．實(shí)習(xí)報(bào)告一份 。
2．外文翻譯一份，字?jǐn)?shù)不少于3000字。
3．二維工程圖折合A0不少于三張。
4．設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份，字?jǐn)?shù)不少于10000字。
實(shí)
際
完
成
情
況
（1）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 28 頁(yè)；
（2）圖紙A0 4張，A1 1張，A2 2張，A3 1 張，A4 2 張；
（3）源程序（自編部分） 頁(yè)；
程序運(yùn)行情況：正常運(yùn)行 基本能運(yùn)行 不能運(yùn)行??；
（4）其他附件
文獻(xiàn)資料、實(shí)習(xí)報(bào)告、開(kāi)題報(bào)告、畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)各1份
課
題
簡(jiǎn)
介
1、設(shè)計(jì)路線
對(duì)離心機(jī)的理解→查找相關(guān)資料→離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的設(shè)計(jì)計(jì)算→離心機(jī)驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算→齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算→主軸設(shè)計(jì)計(jì)算→畫(huà)草圖→上機(jī)畫(huà)CAD圖→編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)
2、采用的理論方法
采用離心機(jī)離心理論，和采用《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《新編機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)與理論》、《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》上面的理論計(jì)算
3、得出的結(jié)論
800型立式沉降離心機(jī)在技術(shù)上有較大改進(jìn)，不僅排除了現(xiàn)行離心機(jī)的缺點(diǎn)和弊端而且降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)中的分離效率，同時(shí)提高了生產(chǎn)率。
4、課題的重點(diǎn)及解決的方法（100字以上）
本課題的重點(diǎn)是差速變速器和雙軸式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。解決方法：參照現(xiàn)行離心機(jī)各種差速變速器結(jié)構(gòu)，采用變位齒輪或斜齒輪差速變速器，在設(shè)計(jì)中采用斜齒輪差速變速器結(jié)構(gòu)，通過(guò)改變兩對(duì)斜齒輪的斜角，從而獲得兩對(duì)中心距相等的斜齒輪。
5、課題的難點(diǎn)及解決的方法（100字以上）
本課題的難點(diǎn)是差速變速器和雙軸式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。解決方法：參照現(xiàn)行離心機(jī)各種差速變速器結(jié)構(gòu)，采用變位齒輪或斜齒輪差速變速器，在設(shè)計(jì)中采用斜齒輪差速變速器結(jié)構(gòu)，通過(guò)改變兩對(duì)斜齒輪的斜角，采用雙軸式結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
三、承諾信息
本人完成的部分
設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）95% 圖紙100%
有無(wú)抄襲
無(wú)
參考資料情況
（在相應(yīng)處打√）
1、手冊(cè)√ 4、往屇圖紙
2、書(shū)√ 5、往屇說(shuō)明書(shū)（論文）
3、工廠圖紙 6、其他√
參考部分是否注明出處
是
四、自我評(píng)價(jià)
為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)業(yè)已經(jīng)結(jié)束。回顧整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程，雖然充滿了困難與曲折，但我感到受益匪淺。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是800型立式沉降離心機(jī)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)是為了解決現(xiàn)行螺旋卸料離心機(jī)的缺點(diǎn)。本設(shè)計(jì)是在學(xué)院所有大學(xué)期間本專業(yè)應(yīng)修的課程以后所進(jìn)行的，是對(duì)我三年半來(lái)所學(xué)知識(shí)的一次大檢驗(yàn)。使我能夠在畢業(yè)前將理論與實(shí)踐更加融會(huì)貫通，加深了我對(duì)理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了實(shí)際生產(chǎn)中的感性認(rèn)識(shí)。
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我基本上掌握了離心機(jī)設(shè)計(jì)的方法和步驟，以及設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題等，另外還更加熟悉運(yùn)用查閱各種相關(guān)手冊(cè)，選擇使用材料等。
總的來(lái)說(shuō)，這次設(shè)計(jì)，使我在基本理論的綜合運(yùn)用以及正確解決實(shí)際問(wèn)題等方面得到了一次較好的鍛煉，提高了我獨(dú)立思考問(wèn)題、解決問(wèn)題以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，縮短了我與工廠工程技術(shù)人員的差距，為我以后從事實(shí)際工程技術(shù)工作奠定了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
由于本人以前對(duì)離心機(jī)了解不多，實(shí)踐知識(shí)更是不足，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中，某些方面難免有錯(cuò)誤，但是在王琪老師精心指導(dǎo)下，使我了解了有關(guān)方面的知識(shí)，及時(shí)的為我指出錯(cuò)誤，從而使的我能在這短暫的時(shí)間內(nèi)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。在此，我忠心地向他表示誠(chéng)摯的感謝和敬意！
3
鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2006
目錄
1前言 1
1.1 本課題的來(lái)源，基本前提條件和技術(shù)要求 1
1.2 本課題要解決的主要問(wèn)題和設(shè)計(jì)總體思路 1
1.3 預(yù)期的成果及其理論意義 2
2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及現(xiàn)狀介紹 3
3 總體方案論證 4
4 具體設(shè)計(jì)說(shuō)明 6
4.1 離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓設(shè)計(jì) 6
4.1.1 離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓壁厚計(jì)算 6
4.1.2 轉(zhuǎn)鼓的強(qiáng)度校核 7
4.2 離心機(jī)驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算 8
4.3電機(jī)的選用 10
4.4 帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 10
4.5 齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 12
4.5.1 選擇齒輪材料、熱處理方法、精度等級(jí)、齒數(shù) 12
4.5.2.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 13
4.5.3.校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 15
4.6 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 15
4.6.1軸的設(shè)計(jì) 15
4.6.2 對(duì)該軸進(jìn)行強(qiáng)度校核 16
4.7 空心軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 20
4.7.1 空心軸的設(shè)計(jì) 20
4.7.2 對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核 21
5.結(jié)論 25
主要參考文獻(xiàn) 26
致 謝 27
附 錄 28
1前言
800型立式沉降離心機(jī),主要用于化工部門(mén)對(duì)固、液體的懸浮液或含不同比重液體的乳濁液進(jìn)行沉降分離的離心機(jī)。該螺旋卸料沉降離心機(jī)中，沉渣沿轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁的移動(dòng)全靠螺旋輸送器與轉(zhuǎn)鼓的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。此離心機(jī)具有能連續(xù)工作、對(duì)物料適應(yīng)性好、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)。
1.1 本課題的來(lái)源，基本前提條件和技術(shù)要求
A.本課題來(lái)源：本課題來(lái)源于對(duì)沉降式離心機(jī)市場(chǎng)的調(diào)研結(jié)果。眾所周知，沉降式離心機(jī)是在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)利用旋轉(zhuǎn)物料本身所受到的離心力來(lái)對(duì)固、液體的懸浮液或含不同比重液體的乳濁液進(jìn)行沉降分離的離心機(jī)。沉降離心機(jī)分間歇操作和連續(xù)操作兩種類型。工業(yè)上常用的間歇操作沉降離心機(jī)有三足式沉降離心機(jī)和刮刀卸料沉降離心機(jī)。連續(xù)操作沉降離心機(jī)常用的為螺旋卸料沉降離心機(jī)。
B.基本前提條件：以工廠現(xiàn)行生產(chǎn)的臥式沉降離心機(jī)有關(guān)樣本；設(shè)計(jì)立式結(jié)構(gòu)離心機(jī)，該離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓為柱—錐型，其軸線呈立式安置；轉(zhuǎn)鼓；大端直徑為800mm；轉(zhuǎn)鼓半錐角為7—12度；轉(zhuǎn)鼓高度為480—520mm（即轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)徑比（L/D）為0.6—0.65）；轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速：1500r/min；分離因數(shù)為Fr1006；電機(jī)功率：小于30KW。
C.技術(shù)要求：
a.該立式沉降離心機(jī)能使濾料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的滯留時(shí)間（即固液分離時(shí)間）比現(xiàn)行的臥式沉降離心機(jī)延長(zhǎng)10～15倍（1—5min），從而提高分離效果；
b.本機(jī)工作時(shí)濾料由上部料斗的進(jìn)料口進(jìn)入，同時(shí)電機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)；濾料在由螺旋送料機(jī)構(gòu)輸送的同時(shí)被離心機(jī)進(jìn)行沉降分離——被分離的濾液和濾渣各行其道，分別經(jīng)離心機(jī)的出液口和出渣口被引出機(jī)外；整個(gè)操作過(guò)程是在全速、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下自動(dòng)進(jìn)行；
c.進(jìn)料口直徑不小于50mm；
d.離心機(jī)工作安全、可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作維護(hù)簡(jiǎn)單；
f.生產(chǎn)率為每小時(shí)排出渣3立方米；
g.本機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，其進(jìn)料口、出液口和出渣口便于連接到生產(chǎn)自動(dòng)線上。
1.2 本課題要解決的主要問(wèn)題和設(shè)計(jì)總體思路
a.本課題要解決的主要問(wèn)題：螺旋卸料沉降離心機(jī)是全速運(yùn)轉(zhuǎn)、連續(xù)進(jìn)料、沉降分離和卸料的離心機(jī)。(1)螺旋卸料沉降離心機(jī)中，沉渣沿轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁的移動(dòng)全靠螺旋輸送器與轉(zhuǎn)鼓的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。兩者的差轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的0.5—4 %，多數(shù)為1—2 %。該差轉(zhuǎn)速由差速變速器產(chǎn)生。常用的差速變速器有擺線針輪行星變速器和雙級(jí)2K-H漸開(kāi)線齒輪行星變速器。該兩種變速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，往往使用戶望而卻步。(2)現(xiàn)有沉降離心機(jī)在提高其分離因數(shù)的同時(shí)帶來(lái)了像占地面積大或分離時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)
b.設(shè)計(jì)思路:為解決上述弊端，按離心分離理論，一是向高速和大型發(fā)展（即提高其分離因數(shù)）；二是延緩濾料（渣）在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的運(yùn)行速度，即延長(zhǎng)固、液（或液、液）分離時(shí)間，以達(dá)到充分脫液之目的。為克服現(xiàn)行螺旋卸料沉降離心機(jī)的缺點(diǎn)，本設(shè)計(jì)旨在提供一種能解決上述缺點(diǎn)和弊端的新型機(jī)種——立式（螺旋卸料）沉降機(jī)。差速變速器設(shè)計(jì)成斜齒輪結(jié)構(gòu)。
1.3 預(yù)期的成果及其理論意義
通過(guò)對(duì)800型立式沉降離心機(jī)的各種設(shè)計(jì)要求和性能的改變，使離心機(jī)在不增加占地面積的情況下提高了分離效率，達(dá)到了增加生產(chǎn)效率。采用斜齒輪變速器常用的擺線針輪行星變速器和雙級(jí)2K-H漸開(kāi)線齒輪行星變速器差速變速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴的現(xiàn)象，改變了使用戶望而卻步狀況，降低了安裝難度。
提供一種能解決上述缺點(diǎn)和弊端的新型機(jī)種——立式（螺旋卸料）沉降機(jī)和斜齒輪差速變速器。
2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及現(xiàn)狀介紹
綜觀國(guó)內(nèi)沉降離心機(jī)之發(fā)展，雖致力于提高其分離因數(shù)，然仍與國(guó)外差距較大。理論研究表明，分離因數(shù)的提高雖有利于脫液分離，但濾料（渣）在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)停留時(shí)間因此也更短，反而于脫液分離不利，故部分地抵消了轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速加快的效果。更何況轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速加快，致使能耗呈三次方速率上升；而加大轉(zhuǎn)鼓直徑，則因轉(zhuǎn)鼓各部尺寸必須隨之相應(yīng)增大乃至造成離心機(jī)之成本劇增；且大幅度提高其分離因數(shù)往往還要受到轉(zhuǎn)鼓筒體及轉(zhuǎn)鼓底座（鑄件）等材料強(qiáng)度的限制。在現(xiàn)今，工業(yè)上還很難由工藝來(lái)保證能廉價(jià)地提供這些高強(qiáng)度材料的情況下，實(shí)為我國(guó)之國(guó)情所不容。故人們常將視線轉(zhuǎn)向后者——延長(zhǎng)濾料（渣）在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的滯留時(shí)間——而這一時(shí)間的長(zhǎng)短又取決于轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度及轉(zhuǎn)鼓部件與螺旋輸（卸）料裝置之差轉(zhuǎn)速。
增加轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度無(wú)疑能達(dá)到延長(zhǎng)濾料（渣）的脫液時(shí)間之目的。理論上，脫液時(shí)間與轉(zhuǎn)鼓有效長(zhǎng)度成正比。目前，國(guó)內(nèi)外這類機(jī)型的長(zhǎng), 徑比 L/ D 為 1.5—3.5 ，且 L/ D 還有增大的趨勢(shì)，如美國(guó)已達(dá) 3.8 ，德國(guó)為 4.2 。但 L/D 愈大，則愈難保證轉(zhuǎn)鼓筒體之圓柱度及筒體各段的同軸度，也愈難保證轉(zhuǎn)鼓筒體與螺旋輸（卸）料裝置（刮刀）之配合，故 L/ D 一般不大于 4 。大長(zhǎng)徑比的離心機(jī)的整機(jī)軸向尺寸均較大（除與轉(zhuǎn)鼓 L/ D 有關(guān)外，還與差動(dòng)變速器軸向尺寸有關(guān)），因而只能做成臥式。顯然，其占地面積（或體積）也大。
3 總體方案論證
本方案主要是考慮現(xiàn)行螺旋卸料沉降離心機(jī)的的缺點(diǎn)和弊端提出以下方案：
方案一：按離心分離理論，向高速和大型發(fā)展（即提高其分離因數(shù)）或延緩濾料（渣）在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的運(yùn)行速度，即延長(zhǎng)固、液（或液、液）分離時(shí)間，以達(dá)到充分脫液之目的。采用有擺線針輪行星變速器和雙級(jí)2K-H漸開(kāi)線齒輪行星變速器差速變速器。
圖3-1臥式螺旋卸料離心機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
方案二：為克服現(xiàn)行螺旋卸料沉降離心機(jī)的缺點(diǎn)，重新設(shè)計(jì)一種能解決上述缺點(diǎn)和弊端的新型機(jī)種——立式（螺旋卸料）沉降機(jī)和相對(duì)便宜且安裝方便，同樣有現(xiàn)行差速變速器的斜齒輪差速變速器。
所以選擇方案二更好
圖3-2 立式離心機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
4 具體設(shè)計(jì)說(shuō)明
800型立式沉降離心機(jī),由轉(zhuǎn)鼓、主軸、軸承、殼體、帶傳動(dòng)組件(皮帶輪及皮帶等) 組成。
800型立式沉降離心機(jī)的基本參數(shù)包括:轉(zhuǎn)鼓的直徑、轉(zhuǎn)鼓的工作轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)鼓的一次最大加料量、物料密度、物料固液比、離心機(jī)由靜止到達(dá)工作轉(zhuǎn)速所需的啟動(dòng)時(shí)間等。對(duì)于這些參數(shù),設(shè)計(jì)過(guò)程中可以通過(guò)查閱有關(guān)資料找到所需要的參數(shù)
4.1 離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓設(shè)計(jì)
離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)選為轉(zhuǎn)鼓的質(zhì)量。質(zhì)量為最小,不僅可節(jié)省機(jī)器造價(jià)還可以降低離心機(jī)的啟動(dòng)功率,降低消耗。
? 離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓是離心機(jī)的關(guān)鍵部件之一。一方面，轉(zhuǎn)鼓的結(jié)構(gòu)對(duì)離心機(jī)的用途、操作、生產(chǎn)能力和功率等均有決定性影響。另一方面，轉(zhuǎn)鼓自身因高速旋轉(zhuǎn)(其工作轉(zhuǎn)速通常在每分鐘幾百轉(zhuǎn)至每分鐘幾萬(wàn)轉(zhuǎn)之間)，受到了離心力的作用，在離心力作用下轉(zhuǎn)鼓體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生很大的工作應(yīng)力，一旦發(fā)生強(qiáng)度破壞，必將產(chǎn)生極大的危害，尤其是有時(shí)由于應(yīng)力過(guò)高發(fā)生“崩裂”，常會(huì)引起嚴(yán)重人身傷害事故。同時(shí)，對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓而言，轉(zhuǎn)鼓的剛度同樣非常重要。若轉(zhuǎn)鼓的剛度不足，工作中轉(zhuǎn)鼓的幾何形狀將會(huì)發(fā)生明顯變化，輕則會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)鼓與機(jī)殼撞擊、摩擦，損壞零部件；重則同樣會(huì)引起轉(zhuǎn)鼓的爆裂，甚至出現(xiàn)人身傷害事故。多年來(lái)，由于轉(zhuǎn)鼓設(shè)計(jì)不當(dāng)、轉(zhuǎn)鼓制造質(zhì)量不高等原因?qū)е轮卮笫鹿实默F(xiàn)象頻頻發(fā)生。這已引起了設(shè)計(jì)人員、制造廠家和使用部門(mén)的重視，經(jīng)常進(jìn)行三足式離心機(jī)事故原因的診斷、分析與研究。因此，對(duì)離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓設(shè)計(jì)計(jì)算的分析研究也是十分必要的。
4.1.1 離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓壁厚計(jì)算
轉(zhuǎn)鼓是柱錐形
(4-1)
(4-2)
(4-3)
式中: ,—轉(zhuǎn)鼓厚度和篩網(wǎng)當(dāng)量厚度；
—轉(zhuǎn)鼓內(nèi)半徑；
—篩網(wǎng)質(zhì)量；
—轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料的填充系數(shù)；
(4-4)
(4-5)
式中: —鼓壁的密度；
—旋轉(zhuǎn)角速度；
=
=105Mpa
=168.3MPa
取其小者，許用應(yīng)力為=105MP
=12o ； =7.85×103㎏/m3 ； =1.5×103㎏/m3
=0.191；
=1
=0.2～0.5
=×
10mm
因?yàn)樵谏a(chǎn)過(guò)程中由于各種原因的損失（如：腐蝕）
所以取S=12mm
4.1.2 轉(zhuǎn)鼓的強(qiáng)度校核
轉(zhuǎn)鼓應(yīng)力:
a 轉(zhuǎn)鼓圓筒部分
空轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)時(shí)鼓壁內(nèi)的環(huán)向應(yīng)力:
（4-5）
(4-6)
式中：—對(duì)不開(kāi)孔轉(zhuǎn)鼓的開(kāi)孔系數(shù),
—轉(zhuǎn)鼓材質(zhì)密度,
—轉(zhuǎn)鼓平均半徑,
料載荷離心力產(chǎn)生的鼓壁環(huán)向應(yīng)力:
（4-7）
式中:———物料的密度,
———轉(zhuǎn)鼓內(nèi)半徑,
———物料環(huán)內(nèi)半徑,
———轉(zhuǎn)鼓壁厚,
———加強(qiáng)箍系數(shù),Z=1
圓筒部分應(yīng)力:
b.轉(zhuǎn)鼓錐體部分
空轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)時(shí)鼓壁內(nèi)的環(huán)向應(yīng)力:
(4-8)
(4-9)
物料載荷離心力產(chǎn)生的鼓壁環(huán)向應(yīng)力:
錐段應(yīng)力:
取其大者,轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度滿足要求。
4.2 離心機(jī)驅(qū)動(dòng)功率計(jì)算
離心機(jī)所需要的功率主要包括以下幾個(gè)方面的功率：(1)啟動(dòng)轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動(dòng)部件所需的功率Nl；(2)啟動(dòng)物料達(dá)到操作轉(zhuǎn)速所需的功率N2；(3)克服支撐軸承摩擦所需的功率N ；(4)克服轉(zhuǎn)鼓以及物料與空氣摩擦所需的功率N4；(5)卸出物料
所需的功率肌。
a.啟動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)件所需功率
G=7.85×103㎏/m3×[(0.4122－0.42)×0.08＋(0.3602－0.3482)×0.42] m3＋7.85×103㎏/m3×[(0.4722－0.4122)×0.012×2＋7.85×103 ㎏/m3××0.4722×0.012 m3]=108kg
離心機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)克服轉(zhuǎn)鼓的慣性力所需功率
離心機(jī)起動(dòng)時(shí)間 30～240s
(4-10)
==21.48kw
b.加入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的物料達(dá)到工作轉(zhuǎn)速所需消耗的功率
懸浮液物料所消耗的功率N2為沉渣和分離液所需功率之和
—一般可取范圍為1.1～1.2
(4-11)
N2 =
＝0.004kw
c.軸承及機(jī)械密封摩擦消耗的功率
軸承摩擦消耗的功率
N 3= (4-12)
式中:f—軸承的摩擦系數(shù) (滾動(dòng)軸承的摩擦系數(shù)范圍為0.001～0.02)
主軸受到的總載荷為:
kgf (4-13)式中:—轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動(dòng)件與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料的總質(zhì)量，kg
e—轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動(dòng)件與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料的質(zhì)心對(duì)轉(zhuǎn)鼓回轉(zhuǎn)軸線的偏心距,m
對(duì)于間歇操作沉降離心機(jī)和連續(xù)操作過(guò)濾離心機(jī)
e=1×10-3R
大約為120kg
e=1×10-3R
=120×3.5＝421.82N
N 3==
=0.044 kw
機(jī)械密封摩擦消耗的功率
(4-14)
式中:—摩擦副窄環(huán)端面內(nèi)半徑，m；
— 摩擦副窄環(huán)端面寬度，m；
—密封端面的摩擦系數(shù)，一般可取為0.02～0.2；
—密封端面的比壓力，Pa；
—?jiǎng)迎h(huán)線速度，m/s；
＝
＝0.475 kw
d.離心機(jī)所需消耗總功率
= 21.48+0.004+0.044+0.476>22 kw
4.3電機(jī)的選用
電機(jī)的容量（功率）選用是否合適，對(duì)電機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。當(dāng)容量小于工作要求時(shí)，電機(jī)不能保證工作工作裝置的正常工作，或電機(jī)因長(zhǎng)期過(guò)載而過(guò)早損壞；容量過(guò)大則電機(jī)的價(jià)格高，能量不能充分利用，且因經(jīng)常不在滿載下運(yùn)動(dòng)，其效率和功率因數(shù)都較低，造成浪費(fèi)。所以電機(jī)的選用（IP44）Y200L—4，定功率P=30kw ，步轉(zhuǎn)速r=1470r/min。
4.4 帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
A.選擇V帶型號(hào)
a.確定計(jì)算功率
查表得工作情況系數(shù)＝1.4
=1.4×30=42 kw
b.選擇V帶型號(hào)
按=42kw, =1470r/min 查表選C型V帶
B.確定帶輪直徑,
a.選擇小帶輪直徑
參考圖及表選取小帶輪直徑=400mm
b．驗(yàn)算帶速
==32.23m/s
c．確定主動(dòng)帶輪直徑
==1.04
==1.04×400=418.9mm
查表可知 =425mm
d.計(jì)算實(shí)際傳動(dòng)比
==1
f．驗(yàn)算從動(dòng)輪實(shí)際轉(zhuǎn)速
= /=1470/1=1470r/min
=0<5%
所以設(shè)計(jì)允許
C．確定中心矩和帶長(zhǎng)
(4-15)
577.5 1650
所以中心矩可取=1100mm
a.求帶的計(jì)算基準(zhǔn)長(zhǎng)度
= (4-16)
==3495.39mm
查表得=3550mm
b.計(jì)算中心距
==1100-27=1073mm
c.確定中心距調(diào)整范圍
=1073+106.51180
=1073-53.251020
D.驗(yàn)算小帶輪包角
==180>120
F.確定V帶根數(shù)
A.確定額定功率
由 =400mm，=1470r/min，=1470r/min，查表得單根C型V帶的額定功率為=15.53kw
b.考慮傳動(dòng)比的影響，額定功率的增量，由表查得=0.28kw
c.確定V帶的根數(shù)
(4-17)
查表得1，查表4.2得=0.99
==2.737根
取3根合適
G.計(jì)算單根V帶初拉力
查表得=0.3kg
由式 (4-18)
=271N
H.計(jì)算對(duì)軸的壓力
=3252N
J.確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸,繪制帶輪工作圖
4.5 齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算
4.5.1 選擇齒輪材料、熱處理方法、精度等級(jí)、齒數(shù)
考慮此設(shè)計(jì)要求結(jié)構(gòu)緊湊,故大,小齒輪均用40Cr調(diào)質(zhì)處理后表面淬火,齒面硬度為48～55HRC;因載荷平穩(wěn),齒輪速度不太高,故初選7級(jí)精度;閉式硬齒輪傳動(dòng),考慮傳動(dòng)平穩(wěn)性,齒數(shù)宜取多些
圖4-1斜齒輪結(jié)構(gòu)示意圖
因?yàn)殡姍C(jī)轉(zhuǎn)速為1470r/min 轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為1500r/min,旋輸送器與轉(zhuǎn)鼓的差轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)速的0.5～4%.故在此取2%
(4-19)
該式變化后得:
解之得:=37.38
=38
確定齒輪的齒數(shù)分別為:37,38,39;
按硬齒面齒輪,對(duì)稱安裝查表6.5得,選齒寬系數(shù)=1;初選螺旋角β=20o
4.5.2.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
(4-20)
a.試選載荷系數(shù)=1.5
b.齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
(4-21)
=N·m
c.大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度、
查圖6.9得==380MPa
d.應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
=60×1470×1×10×300×24=6.350×
=6.52×
e.彎曲疲勞壽命系數(shù)、
查圖得=0.86;=0.85
f.計(jì)算許用彎曲應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)=1.4，應(yīng)力修正系數(shù)=2則
=380×0.86×2/1.4=466.86MPa
=380×0.85×2/1.4=461.43MPa
g.查取齒輪系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)
=37/=40
=38/=41.08
由表6.4查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù)
=2.45，=2.48
=1.65，=1.67
h.計(jì)算大小齒輪的并加以比較
==0.00866
==0.00869
<
故按大齒輪進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
j .重合度系數(shù)及螺旋角系數(shù)
取=0.7, =0.86
B .設(shè)計(jì)計(jì)算
a.試算齒輪模數(shù)
=1.307
b.計(jì)算圓周速度
===3.939m/s
c.計(jì)算載荷系數(shù)
查表得=1;根據(jù)=3.939m/s、7級(jí)精度,查圖得=1.12;斜齒輪=1.2,查圖得=1.24。則載荷系數(shù)
=1×1.12×1.2×1.24=1.667
d.校正并確定
根據(jù)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)宜取=6
C.計(jì)算齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸
a.中心距
==239.36mm
b.螺旋角
==19.95o
c.兩分度圓直徑,
==236.17mm
==242.55mm
d．齒寬,
==60mm
4.5.3.校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度
(4-22)
A．確定公式中各參數(shù)值
a．大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限、
按齒面硬度查圖得大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限==1170Mpa
b．接觸疲勞壽命系數(shù)、
查圖6.6得=0.89，=0.92
c．計(jì)算許用接觸應(yīng)力
取安全系數(shù)=1，則
=0.86×1170MPa =1006.2MPa
=0.85×1170Mpa =994.5Mpa
=(1006.2+994.5)/2=1003.35Mpa
d.點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
查圖得節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)=2.48
f．重合度系數(shù)
=0.8
h．螺旋角系數(shù)
==0.970
j.材料系數(shù)
由表查得材料系數(shù)=189.8
B.校核計(jì)算
(4-23)
=2.48×189.8×0.8×0.987×
=204.20<
接觸疲勞強(qiáng)度滿足要求
C．齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.6 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.6.1軸的設(shè)計(jì)
按軸的材料和結(jié)構(gòu)要求，調(diào)用公用區(qū)的部分?jǐn)?shù)據(jù)，確定出軸的各部分直徑，精確校核軸的強(qiáng)度。軸的材料選用45鋼調(diào)質(zhì)
A .確定輸出軸遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
a．確定電動(dòng)機(jī)額定功率P和滿載轉(zhuǎn)速
由Y200L─4,查標(biāo)準(zhǔn)JB/T5274─1991
P=30kW, =1470r/min
b．確定相關(guān)件效率
帶輪效率=0.94
斜齒輪嚙合效率=0.97
一對(duì)滾動(dòng)軸承的效率=0.98
電動(dòng)機(jī)─實(shí)心軸總效率=0.94×0.97×0.98=0.89
c．輸出軸的輸出功率
=30×0.89=26.7kW
d．輸出軸的轉(zhuǎn)速=1470×37/38=1431.32r/min
f．輸出軸的轉(zhuǎn)矩
=
=1.746×105N·mm
B.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
圖4-2 軸的結(jié)構(gòu)示意圖
a.確定軸上零件的裝配方案
b.確定軸的最小直徑,軸端處僅受轉(zhuǎn)矩,直徑最小
估算軸的最小直徑
45鋼調(diào)質(zhì)處理,查表11.3確定軸的A值,A=133～144
=(133～144) =35.27～38.19
單鍵槽軸徑應(yīng)增大5%～7%,即增大至
b.確定軸的最小直徑
應(yīng)滿足>=38
取=40mm
選擇滾動(dòng)軸承型號(hào)
查軸承樣本,選用型號(hào)為7308C的角接觸球軸承,其內(nèi)徑d=40mm,外徑D=80mm,寬度B=18mm
4.6.2 對(duì)該軸進(jìn)行強(qiáng)度校核
A．求軸上載荷
a.計(jì)算齒輪受力
齒輪分度圓直徑
=6×39/cos15.9o=242.49mm
圓周力
=2×1.746×105/242.49=1140.06N
徑向力==1141.7N
軸向力==1140.06×0.363=413.82N
對(duì)軸心產(chǎn)生的彎矩=413.82×242.49/2=50173.8N·mm
b.求支反力
軸承的支點(diǎn)位置
由7208AC 角接觸球軸承查手冊(cè)
=18mm
齒寬中點(diǎn)距左支點(diǎn)距離
72m
齒寬中點(diǎn)距右支點(diǎn)距離
60/2+71=101mm
左支點(diǎn)水平面的支反力
, =(101×1140.06)/(72+101)
=666N
右支點(diǎn)水平面的支反力
, =(72×1140.06)/(72+101)
=474N
左支點(diǎn)垂直面的支反力
=(101×1141.7+50173.8)/ (72+101)
=957N
右支點(diǎn)垂直面的支反力
= (72×1141.7+50173.8)/ (72+101) =765N
右支點(diǎn)軸向反力
B .繪制彎矩圖和扭矩圖
截面C處水平面彎矩
=666×72=47952N·mm
截面C處垂直面彎矩
=957×72=68904 N·mm
=765×101=77265 N·mm
截面C處合成彎矩
=70552.8 N·mm
=90935.6 N·mm
C .彎扭合成強(qiáng)度校核
通過(guò)只校核軸上受到的最大彎矩,扭矩,抗拉的截面的強(qiáng)度
危險(xiǎn)截面C處計(jì)算彎矩
考慮啟動(dòng)、停機(jī)影響，扭矩為脈沖循環(huán)變應(yīng)力, ,
=126302.6 N·mm
截面C處計(jì)算應(yīng)力
=19.7MPa
強(qiáng)度校核
45鋼調(diào)質(zhì)處理,由表查得=60Mpa
<
D. 疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核
計(jì)軸向力產(chǎn)生的拉應(yīng)力的影響
a.確定危險(xiǎn)截面
由于在估算時(shí)放大了5%以考慮鍵巢的影響,而且截面C上應(yīng)力最大,但由于過(guò)盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中在該軸段兩端,故也不必校核
b.截面左側(cè)強(qiáng)度校核
抗彎截面系數(shù)= = 6400
抗扭截面系數(shù)==12800
截面左側(cè)的彎矩=52914.6 N·mm
截面上的彎曲應(yīng)力=8.2MPa
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力=13.6MPa
平均應(yīng)力:
彎曲正應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)彎應(yīng)力, 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)彎應(yīng)力:
=6.8MPa
應(yīng)力幅
(4-24)
(4-25)
材料的力學(xué)性能
,,
軸肩理論應(yīng)力集中系數(shù)
=0.05 , =2.6
查附表并經(jīng)插值計(jì)算
MPa , MPa
材料的敏性系數(shù)
由r=2,查圖并經(jīng)插值
有效應(yīng)力集中系數(shù)
=1.82
=1.26
尺寸及截面形狀系數(shù)
由h=3.5,mm 查圖得
扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)mm
表面質(zhì)量系數(shù)
軸按磨削加工,由=640Mpa查圖得
=0.92
軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理
=1
疲勞強(qiáng)度綜合影響系數(shù)
等效系數(shù)
45鋼: ,
僅有彎曲正應(yīng)力時(shí)的計(jì)算安全系數(shù)
=19.98
僅有扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力時(shí)的計(jì)算安全系數(shù)
=6.65
扭轉(zhuǎn)聯(lián)合作用下的計(jì)算安全系數(shù)
=6.3
設(shè)計(jì)安全系數(shù)
材料均勻,載荷與應(yīng)力計(jì)算精確時(shí): S=1.3～1.5
取S=1.5
疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核
>>S
疲勞強(qiáng)度合格
F. 抗拉強(qiáng)度校核
==206169.69N
(4-26)
式中:—沉渣與轉(zhuǎn)鼓壁的摩擦系數(shù)，一般為0.3～0.85 取=0.5
=241347.01N
(4-27)
45鋼
=20.2mm
4.7 空心軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.7.1 空心軸的設(shè)計(jì)
軸的材料選用45鋼調(diào)質(zhì)
A.確定輸出軸遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
a.確定電動(dòng)機(jī)額定功率P和滿載轉(zhuǎn)速
由Y200L─4,查標(biāo)準(zhǔn)JB/T5274─1991
P=30kW, =1470r/min
b.確定相關(guān)件效率
帶輪效率=0.94
斜齒輪嚙合效率=0.97
一對(duì)滾動(dòng)軸承的效率=0.98
電動(dòng)機(jī)─空心軸總效率=0.94×0.97×0.98=0.89
c.輸出軸的輸出功率
=30×0.89=26.7kW
d.輸出軸的轉(zhuǎn)速=1470×38/37=1500r/min
f.輸出軸的轉(zhuǎn)矩
=
=1.67×105N·mm
B．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
圖4-3 軸的結(jié)構(gòu)示意圖
a.確定軸上零件的裝配方案
b.確定軸的最小直徑,軸端處僅受轉(zhuǎn)矩,直徑最小
a)估算軸的最小直徑
45鋼調(diào)質(zhì)處理,查表11.3確定軸的A值,A=133～144
(4-28)
式中：—空心軸的內(nèi)徑與外徑之比
=50.5～54.6mm
單鍵槽軸徑應(yīng)增大5%～7%,即增大至53.0～58.4
b）確定軸的最小直徑
應(yīng)滿足>=53.0～58.4mm
所以取=60mm
c)選擇滾動(dòng)軸承型號(hào)
查軸承樣本,選用型號(hào)7224C的角接觸球軸承,其內(nèi)徑d=120mm,外徑D=215mm,寬度B=40mm，選用型號(hào)30224的圓錐滾子軸承,其內(nèi)徑d=120mm,外徑D=215mm,寬度B=40mm
4.7.2 對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核
A．求軸上載荷
a．計(jì)算齒輪受力
齒輪分度圓直徑
=6×37/cos19.95o=234.04mm
圓周力
=2×1.746×105/234.04=1492.05N
徑向力==577.73N
軸向力==1492.05×0.363=541.49N
對(duì)軸心產(chǎn)生的彎矩=541.49×234.04/2=63376.6N·mm
b．求支反力
軸承的支點(diǎn)位置
由30224圓錐磙子軸承查手冊(cè)
=40mm
齒寬中點(diǎn)距上下支點(diǎn)距離
72mm
齒寬中點(diǎn)距支點(diǎn)距離
60/2+309=339mm
左支點(diǎn)水平面的支反力
,=(339×1492.05)/(72+339)=1230N
右支點(diǎn)水平面的支反力
,=(72×1492.05)/(72+339)
=261N
左支點(diǎn)垂直面的支反力
=(339×577.7+63376.6)/ (72+339)
=1121N
右支點(diǎn)垂直面的支反力
= (72×577.7+63376.6)/ (72+339)
=255N
右支點(diǎn)軸向反力
B. 繪制彎矩圖和扭矩圖
截面C處水平面彎矩
=1230×72=47952N·mm
截面C處垂直面彎矩
=1121×72=68904 N·mm
=765×101=77265 N·mm
截面C處合成彎矩
=70552.8 N·mm
=90935.6 N·mm
C. 彎扭合成強(qiáng)度校核
通過(guò)只校核軸上受到的最大彎矩,扭矩,抗拉的截面的強(qiáng)度
危險(xiǎn)截面C處計(jì)算彎矩
考慮啟動(dòng)、停機(jī)影響，扭矩為脈沖循環(huán)變應(yīng)力, ,
=126302.6 N·mm
截面C處計(jì)算應(yīng)力
=19.7MPa
強(qiáng)度校核
45鋼調(diào)質(zhì)處理,由表11.2查得=60Mpa
<
D. 疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核
計(jì)軸向力產(chǎn)生的拉應(yīng)力的影響
a． 定危險(xiǎn)截面
由于在估算時(shí)放大了5%以考慮鍵巢的影響,而且截面
截面C上應(yīng)力最大,但由于過(guò)盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中在該軸段兩端,故也不必校核
b． 面左側(cè)強(qiáng)度校核
抗彎截面系數(shù)= = 6400
抗扭截面系數(shù)==12800
截面左側(cè)的彎矩=52914.6 N·mm
截面上的彎曲應(yīng)力=8.2MPa
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力=13.6MPa
平均應(yīng)力
彎曲正應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)彎應(yīng)力, 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)彎應(yīng)力,
=6.8MPa
應(yīng)力幅
材料的力學(xué)性能
,,
軸肩理論應(yīng)力集中系數(shù)
=0.05, =2.6
查附表并經(jīng)插值計(jì)算
Mpa，MPa
材料的敏性系數(shù)
由r=2,查圖并經(jīng)插值
有效應(yīng)力集中系數(shù)
=1.82
=1.26
尺寸及截面形狀系數(shù)
由h=3.5 mm 查圖得
扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)mm
表面質(zhì)量系數(shù)
軸按磨削加工,由=640Mpa
查圖得：=0.92
軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理
=1
疲勞強(qiáng)度綜合影響系數(shù)
等效系數(shù)
45鋼:
僅有彎曲正應(yīng)力時(shí)的計(jì)算安全系數(shù)
=19.98
僅有扭轉(zhuǎn)正應(yīng)力時(shí)的計(jì)算安全系數(shù)
=6.65
扭轉(zhuǎn)聯(lián)合作用下的計(jì)算安全系數(shù)
=6.3
設(shè)計(jì)安全系數(shù)
材料均勻,載荷與應(yīng)力計(jì)算精確時(shí): S=1.3～1.5
取S=1.5
疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核
>>S
疲勞強(qiáng)度合格
F. 抗壓強(qiáng)度校核
==206169.69N
=241347.01N
45鋼
=60.2mm
5.結(jié)論
800型立式沉降離心機(jī)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)較復(fù)雜的設(shè)計(jì)，它是以工廠現(xiàn)行生產(chǎn)的臥式沉降離心機(jī)有關(guān)樣本而設(shè)計(jì)的，在技術(shù)上有較大改進(jìn)，不僅排除了現(xiàn)有離心機(jī)在設(shè)計(jì)上的缺陷，而且提高了它在生產(chǎn)中的分離效率，提高了生產(chǎn)率，具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。選擇得當(dāng)將為企業(yè)帶來(lái)高效益回報(bào)，所以800型立式沉降離心機(jī)將具有很大的市場(chǎng)前景。在不久的將來(lái)，該離心機(jī)將廣泛應(yīng)用于石油化工、煤炭、輕工、食品、制藥、冶金等工業(yè)部門(mén)和環(huán)境保護(hù)的污水處理。
參考文獻(xiàn)
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[11] 徐錦康．機(jī)械設(shè)計(jì)[M]．北京：高等教育出版社，2004．４
致 謝
為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)業(yè)已經(jīng)結(jié)束。回顧整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程，雖然充滿了困難與曲折，但我感到受益匪淺。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是800型立式沉降離心機(jī)。本設(shè)計(jì)是為了解決實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的生產(chǎn)力低,占用面積大的問(wèn)題，因此廠方對(duì)我的要求很高。本設(shè)計(jì)是學(xué)完所有大學(xué)期間本專業(yè)應(yīng)修的課程以后所進(jìn)行的，是對(duì)我三年半來(lái)所學(xué)知識(shí)的一次大檢驗(yàn)。使我能夠在畢業(yè)前將理論與實(shí)踐更加融會(huì)貫通，加深了我對(duì)理論知識(shí)的理解，強(qiáng)化了實(shí)際生產(chǎn)中的感性認(rèn)識(shí)。
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我基本上掌握了800型立式沉降離心機(jī)設(shè)計(jì)的方法和步驟，以及設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題等，另外還更加熟悉運(yùn)用查閱各種相關(guān)手冊(cè)，選擇使用工藝裝備等。
總的來(lái)說(shuō)，這次設(shè)計(jì)，使我在基本理論的綜合運(yùn)用以及正確解決實(shí)際問(wèn)題等方面得到了一次較好的鍛練，提高了我獨(dú)立思考問(wèn)題、解決問(wèn)題以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力，縮短了我與工廠工程技術(shù)人員的差距，為我以后從事實(shí)際工程技術(shù)工作奠定了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
本次設(shè)計(jì)任務(wù)業(yè)已順利完成，但由于本人水平有限，缺乏經(jīng)驗(yàn)，難免會(huì)留下一些遺憾，在此懇請(qǐng)各位專家、老師及同學(xué)不吝賜教。
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在劉仲威老師的認(rèn)真指導(dǎo)下進(jìn)行的。劉老師經(jīng)常為我解答一系列的疑難問(wèn)題，以及指導(dǎo)我的思想，引導(dǎo)我的設(shè)計(jì)思路。在歷經(jīng)三個(gè)多月的設(shè)計(jì)過(guò)程中，一直熱心的輔導(dǎo)。
附 錄
序號(hào) 圖名 圖號(hào) 圖幅
1 總裝圖 SLLC800-00 A0
2 總裝圖副圖 SLLC800-00 A0
3 主軸部件 SLLC800-04 A1
4 上機(jī)體 SLLC800-46 A0
5 下機(jī)體 SLLC800-53 A0
6 軸 SLLC800.04-13 A2
7 軸 SLLC800.04-14 A2
8 軸承透蓋 SLLC800-04-12 A3
9 軸套 SLLC800-04-10 A4
10 軸套 SLLC800-04-15 A4
27