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電解加工螺旋內(nèi)部渦流器（紊流器）
王名喚和彭偉和姚春燕和張喬芳
接收2009年6月28日/接受:11月20到2009年倫敦斯普林格出版社,2009年
摘要電解加工(ECM)是很有希望的來加工復(fù)雜的表面由于沒有的優(yōu)點刀具的磨損,強調(diào)自由和良好的加工精度。在這個研究中,內(nèi)部的螺旋形加工方法的肋板ECM算法。首先,ECM試驗系統(tǒng)發(fā)達,由電解質(zhì)供應(yīng)模塊,電源設(shè)備,工件-支撐裝置。然后,形狀的陰極被用來處理螺旋-紊流器建立孔系統(tǒng)。成型的陰極也準備好了通過紫外線- 固化螺旋面具方法考慮預(yù)期的螺旋紊流器的工件。此外,參數(shù)加工精度影響的形狀重復(fù)和加工效率進行了分析和討論,特別是電壓和電解質(zhì)濃度有處理后的主要影響因素結(jié)果。
關(guān)鍵詞電解加工。螺旋內(nèi)部紊流器形狀電極。螺旋根肋板
m .王明歡:彭偉:姚春燕:張喬芳
大學(xué)機電工程,
浙江理工大學(xué),
310014,杭州,
浙江,中央人民出版社。
minghuanwang@hotmail.com電子郵件:
w·pengwei@zjut.edu.cn電子郵件:
ycy@zjut.edu.cn電子郵件:
zg0609@zjut.edu.cn電子郵件:
Published online :13 December 2009
12月13在線發(fā)表,到2009年
1介紹
工業(yè)的發(fā)展趨勢追求效率高,越來越多的熱生產(chǎn)的[1]的設(shè)備如氣渦輪葉片,緊湊的熱量燃料的加工設(shè)備,先進的氣冷堆元素,電子冷卻裝置等。因此,一生的設(shè)備減少顯著。為了克服這一問題,符合現(xiàn)代工業(yè)的需要有效的冷卻方式進行了研究。冷卻方法介紹給提高一生的熱設(shè)備包括涂層[2]的基礎(chǔ)上,內(nèi)部冷卻[3,4]和影片冷卻[5]。使用的涂布方式、設(shè)備能從它的環(huán)境保護。在氣膜冷卻、冷卻通?？諝庾⑷牖蜓刂鵁岜砻嫘纬梢粋€表面保溫層保護免受過熱內(nèi)部冷卻包括強制對流在通過葉片蛇形流量通道。動蕩利用各種所能得到的肋板和這加強了傳熱通道。有各種形狀肋板,如長方形管不同傾斜[6、7],螺旋根肋板[8],[9]舉或錐孔壁內(nèi)在。
這些肋板的準備工作中的應(yīng)用來說,都至關(guān)重要工廠。機械方法和非傳統(tǒng)的方法[13]了。球旋轉(zhuǎn)-成型方法[10]可以過程內(nèi)凹槽管大直徑和薄墻。激光法能加工表面紋理當(dāng)鉆孔直徑大于5毫米由于設(shè)備[11]。電解加工使用(ECM),由詹恩[12]Noot[13]形成神秘的洞,是因為材料可為被電解、,也沒有刀具的磨損,沒有熱能傷害的工件。 此外,復(fù)雜加工型材可輕易被使用的形狀電極在ECM。不過,正因為發(fā)生了亞洲的體積和形狀陰極的,只有紊流的根肋板,在環(huán)形孔超過2.5毫米直徑可以編造的。
在這基礎(chǔ)上,本文提出了內(nèi)部冷卻方法和螺旋的肋骨介紹了孔壁的采用和誤差修正方法機器的螺旋冷卻管采用形狀的工具電極。首先,洞口制造光墻電線電-腐蝕去除加工方法。然后,螺旋紊流的孔壁表現(xiàn)形式的基礎(chǔ)上,在此基礎(chǔ)上,采用電解的形狀為陰極工具電極。
2試驗系統(tǒng)的螺旋形加工內(nèi)部冷卻的ECM
圖一顯示了實驗的主要成分系統(tǒng),包括電解質(zhì)、電力供應(yīng)模塊供應(yīng)單位,工件-支撐裝置。電解液提供供應(yīng)模塊在給定的電解質(zhì)溶液流量、壓力、溫度。電解質(zhì)設(shè)施過濾、溫度控制、和污泥的去除包括在內(nèi)。電源設(shè)備驅(qū)動機器電流不斷的直流電壓。工件-支撐裝置修復(fù)工件和形式和陽極之間的差距陰極。鈉硝酸鹽的硝態(tài)氮(NaNO3)是選中的電解液。選擇與流量計計量器具的壓力測量液壓壓力、流量等的壓力、流量可以調(diào)節(jié)閥門。這電解質(zhì)溫度保持在大約30°C。
3陰極準備螺旋冷卻管在ECM
在ECM,設(shè)計適合的工具,一個愿望的工件形狀是很重要的,因為加工工件形狀通常取決于陰極的身材。在這篇文章中,為了實現(xiàn)對內(nèi)螺旋冷卻管壁、螺旋-成型工具電極必須做好準備。圖二顯示示意圖陰極的準備。首先,一個直接的金屬絲絕緣涂覆冰雪覆蓋之前就已安裝機械手的。然后,紫外線是專注于集中目標,通過電腦標記問題與一個孔徑。絕緣涂覆暴露在外的紫外線光可能是凝固。這樣,絕緣涂料模式固化成一種欲望使用電腦標記和運動的金屬電線。在那之后,未加工過的用丙酮處理。然后形狀電極與螺旋對她們的一種侮辱涂于金屬皮膚可以獲得(圖3)。根據(jù)當(dāng)?shù)氐姆糯髨D,可以看出接觸邊緣和侮辱涂層金屬絲抓得更緊了。有必要說直徑的準備螺旋陰極D1和大小螺距P考慮到直徑變化光滑的洞制造的進步和必要的內(nèi)螺旋骨刺。因此,最初的距離陰極和陽極之間不了決定eD2 _ dT=2 e1T由何處、D2、d是光滑的直徑孔金屬絲,分別。
4電解加工螺旋冷卻管和討論
在螺旋狀的制備、電化學(xué)陰極加工冷卻管的螺旋執(zhí)行消解過程,通過控制的工件(陽極)與工具(陰極)在一個電解槽的期間電解過程。由于受侮辱的一部分陰極表面,電場僅僅存在于人的曝光
部分。然后材料對工件電源部分附近與其他部分溶解仍然(見圖4)。而加工時間的推移,螺旋狀而形成造成孔壁光滑,螺旋冷卻槽是捏造的。
在實驗,一些參數(shù)應(yīng)該的計算確定包括電解質(zhì)速度和壓力、電壓、電解質(zhì)濃度等。
4.1決心電解液的物質(zhì)速度
在ECM,電解液流電極之間的間距必須保持在一定的速度為了加強傳質(zhì)和消除污泥、熱、和天然氣泡沫產(chǎn)生的差距。在典型的制造、國家速度必須狂暴的。根據(jù)雷諾茲規(guī)則,速度可以方程計算Re =uDh /v
即為雷諾數(shù)在哪里,你的速度是打擊電解質(zhì)、液壓直徑、ν是黏性系數(shù)電解液的物質(zhì),其值是20°C的溫度。眾所周知,當(dāng)湍流流動的狀態(tài)是比2300大。
所以最低速度umin電解液的物質(zhì)可以計算出umin > 2300v/D n估計,從Dh可以估計Dh =D-d。
根據(jù)3Eqs和4Eqs,最低速度umin應(yīng)該如下
umin > 7:8m m/ s
考慮增加的電解質(zhì)溫度在實驗,最低速度給出電解質(zhì)的在哪里,我是電流密度、ρ是κ0電解質(zhì)、密度的電解質(zhì)電導(dǎo)率的,C是溫度系數(shù)、ΔTe是溫度升高,年限的管道。
考慮Eqs。5、6電解質(zhì)、臨界速度實驗采用的有待u _ maxfumin; u0g
4.2決心電解液的物質(zhì)的壓力
電解液壓力是另一個重要的參數(shù)ECM. 某些電解液壓力所能提供的運動解決途徑和沖的產(chǎn)品加工的差距。也可能受到的壓力摩擦的管道、粘度電解液等。為了供應(yīng)足夠的壓力實驗期間入口壓力電解液的物質(zhì)應(yīng)該是確定的P0 _ Pu t Pe t Pv
摘要聚氨酯是在哪里,液動壓、Pe壓力出口和極限Pv壓力損失,因為粘性摩擦
此外,根據(jù)情節(jié)為極化鐵,電壓應(yīng)大于5條電解質(zhì)濃度可控制從100 g/l 300 g/l考慮到加工效率及加工精度。
上述討論的基礎(chǔ)上,這個范圍變參數(shù)被顯示在實驗中使用表1。
表1參數(shù)應(yīng)用于實驗
速度的入口 電解質(zhì) 電壓(V) 濃度
電解質(zhì)的 壓力 電解質(zhì)的
(m × s?1) inlet (MPa) (g/L)
10–25 0.1–0.5 5–12 100–300
4.3實驗和討論電子戰(zhàn)的螺旋形內(nèi)部紊流器
加工精度高身材復(fù)制和高預(yù)計ECM,效率會受電壓、電解質(zhì)濃度和速度,等等。在電解加工螺旋冷卻管壁、加工精度的加工可以通過引入工件寬度凹槽侵蝕的工件。更大的凹槽寬度為低的加工精度越高.這效率溶解的資料可以描述去除速率的工件。在ECM,應(yīng)用的電壓和電解質(zhì)濃度分布的影響最終影響電流密度的準確性和效率。電解質(zhì)流速和壓力的影響來擦除的產(chǎn)品。在這里等參數(shù),電解質(zhì)速度和加工電壓進行了分析和討論。
考慮到電壓、電解質(zhì)濃度的關(guān)系,速度形成的主要參數(shù)的內(nèi)部螺旋風(fēng)管,的去除率資料需要討論
在這，η是當(dāng)前效益,ω是化學(xué)等效的容積，I是電流密度
電流密度至關(guān)重要的侵蝕的物質(zhì)和它改善了增加的電壓電解液密度。陽極極化的基礎(chǔ)上電解質(zhì)和電壓曲線[14],當(dāng)前的密度是明顯增加電壓的增加電解液濃度。因此,電壓起著重要的角色,材料去除的。然而,洗掉電極上的積屑是關(guān)鍵,速度電解液的物質(zhì)都必須予以考慮。此外,應(yīng)用的電壓調(diào)整,是再容易不過了電解質(zhì)濃度的真正的實驗。
加工精度的復(fù)制、形狀取決于之間的差距,陽極和陰極
圖5變化的去除率凹寬度和與電壓 圖6變化的去除率凹槽寬度和的調(diào)查電解質(zhì)濃度
在螺旋內(nèi)部螺旋的加工陰極不調(diào),所以變量的差距有可能被[14]
在這里, Δb是最初的電極間距, κ是導(dǎo)電性能。
根據(jù)等式10,更好的復(fù)制精度可狹窄的情況下獲得初始縫隙、低電壓、電解質(zhì)濃度。
測量實驗值五次在五點鐘不同的位置同樣的加工參數(shù)。這標明值范圍的數(shù)量和錯誤被計算。
4.3.1電壓對加工精度效率的影響
圖5給出了寬度變化的凹槽材料去除率的變化的電壓。這不同的數(shù)值為不同的位置沿著軸為5%在同一加工參數(shù)。作為電壓增加,其寬度凹槽反而變大加強的電場。根據(jù)這個理論的電器、電壓的增加,該材料是a小遠從陰極,然后被腐蝕定位日益惡化從而增強了凹的寬度。最后,加工精度越高更糟。此外,材料去除率提高電壓的提高的基礎(chǔ)上,法拉第法則。可以獲得更高的效率在更高的電壓。
圖7螺旋風(fēng)管冷卻通道時處理
所以,考慮到高的效率和準確度,適當(dāng)?shù)碾妷簯?yīng)選擇。
4.3.2電解質(zhì)濃度對影響加工精度和效率
圖6說明了價值觀的凹槽寬度和去除速率不同材料電解質(zhì)濃度?？梢钥闯鲋档恼`差在7%相同的情況參數(shù)。它也表示寬的凹槽變得更廣和了去除速率增加材料的增加電解液的物質(zhì)的濃度。在高電解質(zhì)濃度,有更多的離子反應(yīng)的物質(zhì),電場提高電路。因此,工件材料可以拆卸最后,加工精度的工件變得更糟。圖6也表明凹槽寬度的增加大比,低濃度高濃度噴施株移除率的增大而物質(zhì)差不多線性增加的電解質(zhì)濃度。根據(jù)當(dāng)前的曲線電解液的物質(zhì)電流效率變化速率較大在低濃度比高濃度噴施株。很明顯讓更多的材料可以的增加將其切除電解質(zhì)只是因為增加的平均水平電流在電路。
圖7顯示螺旋的樣品,內(nèi)部的肋骨8 V 150 g/l NaNO3,0.2 Mpa,15米/秒電解質(zhì)的運動速度及10分鐘加工時間。螺旋狀切斷電化學(xué)腐蝕孔”是由電線加工(隅角加工)測量尺寸螺旋根肋板。我們可以看出螺旋的肋板孔壁是清楚的。高度的尺寸的0.32-0.35毫米和寬度為1.40-1.53 mm的肋板。平均偏差為< 8.5%。加工精度的形狀重復(fù)是0.07-0.1毫米。預(yù)計精度更高脈沖電源進行。
5結(jié)論
本研究的螺旋形、電解加工內(nèi)部螺旋方法。實驗系統(tǒng),構(gòu)造進行了試驗研究。
一些結(jié)論來自研究如下:
1。一個任意形狀的電極可以準備的治療方法和被用于在陰極電化學(xué)加工的內(nèi)部螺旋散熱孔
2。電解液速度至關(guān)重要的洗的被解散的產(chǎn)品在電極間距。
3。增加的加工電壓和電解液濃度、加工精度的形狀重復(fù)效率降低,提高。
4。為了更好的加工精度,狹窄的初始縫隙、低電壓、電解質(zhì)濃度均可以采用。
確認在此感謝全國水平中國自然科學(xué)支持。浙江省教育廳中國金融中心由格蘭特給予的支持。
參考文獻
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè)
機制1101班
學(xué)生：王宏智
畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：螺旋式洗米機結(jié)構(gòu)設(shè)計
畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容：根據(jù)題目進行調(diào)研并參觀相似實物及照片，主要進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，完成螺旋式洗米機設(shè)計方案，對相應(yīng)的設(shè)計方案進行詳細介紹。
畢業(yè)設(shè)計（論文）專題部分： 螺旋式洗米機結(jié)構(gòu)設(shè)計的分析和確定。
起止時間：2015年3月16號~2015年6月4號
指導(dǎo)教師： 簽字 年 月 日
沈 陽 化 工 大 學(xué) 科 亞 學(xué) 院
本科生畢業(yè)設(shè)計成績考核評價表
畢業(yè)設(shè)計
名 稱
螺旋式洗米器設(shè)計
專 業(yè)
機械設(shè)計制造及其自動化
班級
機制1101
姓名
王宏智
評價人
權(quán)重
評價點
得分
指導(dǎo)教師
10
圖紙完備、整潔，設(shè)計說明書的撰寫質(zhì)量
5
分析、計算、論證的綜合能力
5
能綜合運用所學(xué)知識和專業(yè)知識，獨立工作能力強
5
畢業(yè)實習(xí)表現(xiàn)、進度表書寫情況
評閱人
10
設(shè)計的有重大改進或獨特見解，有一定應(yīng)用價值
5
設(shè)計的難度和工作量，結(jié)合本專業(yè)情況
5
計算、圖紙、公式、符號、單位是否符合工程設(shè)計規(guī)范
5
說明書的條理性、語言、書寫、圖表水平
答辯小組
10
設(shè)計規(guī)格符合要求及答辯規(guī)范程度
10
答辯掛圖準備情況
10
答辯中思維敏捷，知識面寬厚程度
10
回答問題的正確性，有無錯誤
10
是否有創(chuàng)新意識，設(shè)計是否有新意
教師、評閱人和答辯小組按以上各條的相應(yīng)評價點給出得分，合計總分數(shù)。
在總成績分數(shù)中，90-100分為優(yōu)秀，80-89分為良好，70-79為中等，60-69為及格，不足60分為不及格，列入本表右側(cè)成績欄中。
注意：有嚴重抄襲現(xiàn)象的學(xué)生成績應(yīng)定為不及格，有抄襲現(xiàn)象但不嚴重的學(xué)生成績應(yīng)降檔處理。指導(dǎo)教師、評閱人及答辯小組對此應(yīng)切實注意，如有不可解決的分歧，可交于院系答辯委員會裁定。
合計分數(shù)
成績
答辯小組：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師評閱意見表
專業(yè)
機械制造及其自動化
班級
機制1101
姓名
王宏智
題目
螺旋式洗米機結(jié)構(gòu)設(shè)計
指
導(dǎo)
教
師
評
語
該同學(xué)按畢業(yè)設(shè)計論文任務(wù)書完成規(guī)定的任務(wù)工作量，論文題目難度較大，工作量較大。設(shè)計成果具有較廣泛的應(yīng)用性。該同學(xué)勤奮努力，按選題要求能獨立查閱相關(guān)文獻資料并掌握和運用新知識；能夠進行選題要求的計算，理論依據(jù)正確，數(shù)據(jù)處理方法及結(jié)果合理。能夠熟練應(yīng)用CAD軟件繪圖和運用辦公軟件進行計算、錄入、排版。論文概念清楚、文理通順、圖表規(guī)范結(jié)構(gòu)嚴謹、邏輯性強。從完成論文情況來看該同學(xué)已經(jīng)具備了較強的實際動手能力和綜合運用知識的能力，達到了本科畢業(yè)設(shè)計論文要求。同意答辯。
簽字： 年 月 日
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯成績評定
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會于 2015 年 6 月 日 審查了 機制 專業(yè)螺旋式洗米機結(jié)構(gòu)設(shè)計 的畢業(yè)設(shè)計（論文）。
設(shè)計（論文）題目： 螺旋式洗米機結(jié)構(gòu)設(shè)計
設(shè)計（論文）專題部分： 螺旋式洗米機設(shè)計的分析和確定
設(shè)計（論文）共 48頁，設(shè)計圖紙 5 張
指導(dǎo)教師：
評 閱 人：
畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會意見：
成績：
學(xué)院答辯委員會
主任委員（簽章）
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯記錄
專業(yè)班級:機械設(shè)計制造及其自動化 班級:1101 學(xué)號：311202205 姓名: 王宏智
答辯內(nèi)容記錄:
記錄人：
畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱教師評閱意見表
專業(yè)
機械設(shè)計制造及其自動化
班級
機制1101
姓名
王宏智
題目
螺旋式洗米機結(jié)構(gòu)設(shè)計
評
閱
人
評
語
該生能夠認真地完成畢業(yè)論文任務(wù)書提出的內(nèi)容和各項要求，靈活地運用所學(xué)專業(yè)知識來分析問題和解決問題；能夠獨立查閱文獻、翻譯外文資料；；能很好地收集加工各種信息以及獲取新的知識。從論文的結(jié)果上看，達到了本專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)的目標和要求。從論文的整體上看，符合論文任務(wù)書的內(nèi)容和要求，論點比較明確，論述較全面，思路較清晰，邏輯性較強，結(jié)構(gòu)較合理，格式較規(guī)范。
同意參加答辯。
簽字： 年 月 日
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院
本科畢業(yè)論文
題 目： 螺旋式洗米機結(jié)構(gòu)設(shè)計
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
班 級： 機制1101
學(xué)生姓名： 王宏智
指導(dǎo)教師： 侯志敏
論文提交日期： 2015年 6 月 1 日
論文答辯日期： 2015年 6 月 4 日
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè)
機制1101班
學(xué)生：王宏智
畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：螺旋式洗米機結(jié)構(gòu)設(shè)計
畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容：根據(jù)題目進行調(diào)研并參觀相似實物及照片，主要進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，完成螺旋式洗米機設(shè)計方案，對相應(yīng)的設(shè)計方案進行詳細介紹。
畢業(yè)設(shè)計（論文）專題部分： 螺旋式洗米機結(jié)構(gòu)設(shè)計的分析和確定。
起止時間：2015年3月16號~2015年6月4號
指導(dǎo)教師： 簽字 年 月 日
摘 要
洗米機是一種食品加工機械，是洗米裝置。是由電動機，水平螺旋軸的設(shè)計，傾斜螺旋軸和相應(yīng)的減速器，框架和其他結(jié)構(gòu)。米從入口到洗米機，洗滌的摩擦螺旋軸交付后，流量計和流量逆流流動，在流動過程中的漂浮雜質(zhì)米，洗滌渾濁的水從溢流排出淘米。其結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小，集搓米，洗米，除去漂浮的雜質(zhì)，如砂石作為一個整體，用更少的水洗滌效果，是一種高效連續(xù)式洗米機，食堂，大型酒店，快餐中心理想的糧食洗滌機械。
本設(shè)計制定洗米機的總體結(jié)構(gòu)方案，運動學(xué)和動力學(xué)參數(shù)的計算；完成了水平螺旋軸，傾斜螺旋軸及其相應(yīng)的減速器，與框架結(jié)構(gòu)設(shè)計.
關(guān)鍵詞：螺旋洗米機；減速器；水平螺旋軸；傾斜螺旋軸；機架；
Abstract
Rice washing machine is a kind of food processing machinery, for the rice washing device. The design of the spiral rice washing machine is composed of motor, horizontal spiral shaft, inclined screw shaft and corresponding reducer, a frame structure. Metres from the inlet into the washing machine, the spiral shaft carried by the conveyor to rubbing washing, water flow and countercurrent flow meters flow, Minaka floating impurities in the process of floating, and washing muddy water from overflow outlet, reach the rice washing purpose. It has the advantages of simple structure, small occupation area, rice, rice washing, rubbing the set of removing floating impurities, such as gravel as one with less water, good washing effect, is a kind of high efficient continuous washing rice machine, is the cafeteria, hotel, large fast food centers relatively ideal grain lavation machinery.
The design of formulation of the rice washing machine the overall structure scheme, the movement and power parameters; completed the horizontal spiral shaft, inclined screw shaft and corresponding reducer, rack structure design
Key words:Spiral rice washing machine;Retarder；Horizontal spiral shaft;Tilting screw shaft；Rack
目 錄
第一章緒論 1
1.1 洗米機設(shè)計的目的及意義 1
1.2 我國洗米行業(yè)發(fā)展概況 1
1.3 各類洗米機簡介 2
1.4 本章小結(jié) 3
第二章 總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計及運動和動力參數(shù)計算 4
2.1 總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 4
2.2 電機的選擇 5
2.3 水平螺旋運動和動力參數(shù)計算 6
2.3.1 計算總傳動比及分配各軸傳動比 6
2.3.2各軸參數(shù)計算 6
2.4傾斜螺旋運動和動力參數(shù)計算 7
2.4.1 計算總傳動比及分配各軸傳動比 7
2.4.2 各軸參數(shù)計算 7
2.5本章小結(jié) 8
第三章水平螺旋減速器設(shè)計 9
3.1高速級齒輪傳動設(shè)計 9
3.2 低速級齒輪傳動設(shè)計 12
3.3 各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與強度校核 14
3.3.1 輸入軸的設(shè)計 14
3.3.2 中間軸的設(shè)計 16
3.3.3 輸出軸的設(shè)計 17
3.4 各軸軸承與鍵的設(shè)計 21
3.5 本章小結(jié) 23
第四章水平螺旋減速器設(shè)計 24
4.1高速級齒輪傳動設(shè)計 24
4.2 低速級齒輪傳動設(shè)計 26
4.3 各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與強度校核 29
4.3.1 輸入軸的設(shè)計 29
4.3.2 中間軸的設(shè)計 31
4.3.3 輸出軸的設(shè)計 33
4.4 各軸軸承與鍵的設(shè)計 37
4.5 本章小結(jié) 38
第五章螺旋軸機架結(jié)構(gòu)設(shè)計 39
5.1 水平及傾斜螺旋軸設(shè)計 39
5.1.1 水平螺旋軸的設(shè)計 39
5.1.2 傾斜螺旋軸的設(shè)計 42
5.2 機架結(jié)構(gòu)的確定 44
5.3 料斗及出料口設(shè)計 44
5.4 潤滑方案 44
5.5 密封方案 44
5.6 本章小結(jié) 45
結(jié)論 46
參考文獻 47
致謝 48
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章緒論
第一章 緒 論
1.1 洗米機設(shè)計目的及意義
洗米機是一種食品加工機械，洗米裝置．為了適應(yīng)餐廳，大型酒店，快餐中心，所以一個螺旋輸送機連續(xù)式洗米機的設(shè)計，該機主要由電機，減速器，套管，進料口，進料口，螺旋推進器的結(jié)構(gòu)．水的侵蝕和泥沙沉降達到清洗大米的目的．
在水稻深加工，洗米是第一個過程。在傳統(tǒng)加工中，洗米是手工勞動，不僅勞動強度大，而且效果差。螺旋式洗米機結(jié)構(gòu)簡單，占地面積小等優(yōu)點，集搓米，米洗凈，除去漂浮雜質(zhì)，砂等于一體，用更少的水，清洗效果好，大大降低勞動強度。它還具有液壓運輸功能，可以洗米輸出至設(shè)計位置，是一種高效的連續(xù)洗米機。適用于洗衣粉和大米，玉米，小麥，豆類和其他食物顆粒輸送，也可用于大米制品廠，豆制品廠，如洗滌原料，又是一個餐廳，大型酒店，快餐中心及釀造，理想的糧食洗滌機械加工。
1.2 我國洗米行業(yè)發(fā)展概況
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，國民生活水平的提高，其機械化水平在行業(yè)得到了空前的發(fā)展，農(nóng)業(yè)和三產(chǎn)業(yè)．在傳統(tǒng)的服務(wù)行業(yè)，對餐飲企業(yè)的機械作業(yè)越來越普及，大大減輕了工人的勞動強度，同時也降低了勞動力成本．
目前，發(fā)達國家在歐洲和美國的洗米機的應(yīng)用為了達到相當(dāng)?shù)钠占埃驗樗娜丝诿芏炔淮?，所以中小型洗衣機的需求量也比較大．從洗衣機的結(jié)構(gòu)看，洗米機外趨于小型化，效率高，結(jié)構(gòu)簡單等。由于人口眾多，有許多學(xué)生，在學(xué)校的顧客和工作人員，餐飲和工廠．因此，在洗衣機的生產(chǎn)是以大中型洗米機國內(nèi)食品機械廠．在洗米機結(jié)構(gòu)，歐洲，美國，日本和其他發(fā)達國家從過去的一次性洗滌發(fā)展到現(xiàn)在的連續(xù)型在過去的混合型發(fā)展到現(xiàn)在的電磁振動和螺旋輸送摩擦方式洗滌模式和工作機制．中國正逐漸在這一領(lǐng)域的發(fā)展，現(xiàn)在市場上也出現(xiàn)在清洗螺旋輸送機新的洗滌方式．淘米洗衣機是提高
50
水稻的洗滌效率，減少水的浪費，而且可以大大降低食品加工工人的工作量，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效的洗滌效果．由于中國人口眾多，特別是在學(xué)校，工廠，食品和飲料行業(yè)需要解決大量M洗滌，通過調(diào)查國內(nèi)食品機械中可以看出，目前洗米機的需求增長趨勢．所以，洗衣機的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。洗衣機的設(shè)計可以實現(xiàn)安全操作和低成本的優(yōu)點．通過1000kg m洗衣的理論分析，所需時間為2小時，水的消耗量約為6500l，只有1-2個操作是需要的。與手洗相比，洗滌過程中可以節(jié)省清洗成本，大大提高了清洗效率．
1.3 各類洗米機簡介
（1） 水壓式洗米機
如圖1.1所示，該洗米機，它利用水作為驅(qū)動力，通過水主閥壓力水，將孔內(nèi)注入一束噴射的水，它有足夠的能量在水稻輸送和清洗料斗的摩擦和沖擊，大米表面，徹底沖洗干凈表面和糠后通道，其他粒子的清洗和運輸．在洗米的過程中，大米可以用洗米機放電表面洗凈，大米可以保證清潔衛(wèi)生．特點：提高洗米質(zhì)量，減少浪費，節(jié)省能源，適用于大米、黃豆、小麥、玉米、豆類等的淘洗．
圖1.1水壓式洗米機
（2）循環(huán)式洗米機
如圖1.2所示，由分離器和供水管，形成一個整體，在分離器內(nèi)縱向設(shè)有落米的房間，米砂分離室，儲米倉和放電室中的漂浮物，泵和落米的房間，斗連接，M泵分別由傳輸測量管和送飯管和米的房間和大米和水分離器連接，它是各種物質(zhì)的不同比例，礫石，帕瓦諾，糠，塵土等雜物清除．當(dāng)使用米放入不銹鋼料斗，水稻從料斗底部的高壓清洗機．水稻是吸進一個不銹鋼容器，然后從容器的底部被吸入，并從頂部流入．洗米機這個動作循環(huán)一個周期，所以適當(dāng)?shù)那逑春徒?，自動程序控制吸入另一個米水分離裝置和過濾水．
特點：清洗效果好，水可重復(fù)利用，節(jié)約用水，體積小，重量輕，操作方便，大量的大米，廣泛適用于家庭，餐廳，酒店和其他單位．
圖1.2循環(huán)式洗米機
1.4 本章小結(jié)
本章分析了洗米機設(shè)計的目的及意義，介紹了我國洗米機行業(yè)的發(fā)展概況，列舉了幾類洗米機的特點和工作原理．
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計及運動和動力參數(shù)計算
第二章 總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計及運動和動力參數(shù)計算
2.1 總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計
螺旋洗米機結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.1所示．在水平螺旋2在輸送擦在流動過程中的漂浮雜質(zhì)，洗米的過程中加入粳米1斗，并從溢流口排出的洗滌污水12．大米是從運料口斜螺旋9的水平螺旋槳..在這里，我開始斜螺旋向上運輸，由于水浸泡侵蝕，沙子和礫石沉降速度在砂槽8沉（有螺絲孔，小槽定時拆下清潔），噴水裝置，從出料口排出10以上的排水后最終米，米洗滌操作。洗滌水在洗滌過程中從噴霧裝置11成流，沿著傾斜的螺旋向下流動，水平螺旋，從溢流最后流出。在整個洗米，水流流動的米，有斜鉆一個洞，并有上蓋和螺絲..之間的差距臥式螺旋的開蓋暴露，也容易漂浮雜質(zhì)浮出水面．
圖 2.1 洗米機結(jié)構(gòu)簡圖
2.2 電機的選擇
利用阻力系數(shù)法計算出所需要的電機功率，以額定功率和斜螺旋運動的螺旋運動水平所需額定功率和傾斜螺旋電機
(2-1)
(2-2)
式中：——功率備用系數(shù)，取=1；
——傳動效率，取=0.90；
L——螺旋長度，水平螺旋長度L1=0.6m ，傾斜螺旋長度L2=0.8m；
——傾斜螺旋的傾角=30度；
——阻力系數(shù)，此取=4.0；
G——螺旋輸送機生產(chǎn)能力（T/h）。
考慮到水（介質(zhì)）充滿螺旋，計算阻力時除輸送阻力外，還應(yīng)有介質(zhì)阻力較難計算，此外可假設(shè)輸送充填系數(shù)為1的水來作為其生產(chǎn)能力，以次來近似計算總阻力，由此可按公式：
得：
G=8.1(T/h) , G =10.2(T/h)
以上各數(shù)值代入式(2-1)、式(2-2)，可得：
N =0.058kw，N=0.111kw
上述計算是穩(wěn)定運轉(zhuǎn)功率，由于計算值可看出，所需功率較小，考慮到運轉(zhuǎn)中沖擊等突發(fā)載荷，參考有關(guān)其它機械的經(jīng)驗及有關(guān)試驗和電機效率，最終選取水平螺旋電機功率位120W，電機用型號為YU7114（轉(zhuǎn)速為1400r/min,效率為50%）傾斜螺旋電機功率為250W，型號為YU8014（轉(zhuǎn)速為1400r/min效率為58%）．
2.3 水平螺旋運動和動力參數(shù)計算
2.3.1 計算總傳動比及分配各軸傳動比
因為水平減速器電機功率為120W，N1=1400r/min，i=N1/n=1400/80=17.5
對展開式二級減速器，可取
式中，—高速級傳動比，—低速級傳動比；
為總傳動比，要使均在推薦的數(shù)值范圍內(nèi)。
i=N/n=1400/80=17.5
i=4.9，i=3.5(取i=1.4)
2.3.2 各軸的功率轉(zhuǎn)速扭鉅的計算
；
；
；
表2.1 水平螺旋減速器參數(shù)
電機軸
Ⅰ軸
Ⅱ軸
Ⅲ軸
轉(zhuǎn)速n（r/min）
1400
1400
285
80
功率p（kw）
0.12
0.119
0.117
0.115
扭矩T(N·m)
0.82
0.81
3.92
13.7
傳動比i
1
4.9
3.5
效率η
0.992
0.985
0,985
2.4 傾斜螺旋運動和動力參數(shù)計算
2.4.1 計算總傳動比及分配各軸傳動比
傾斜減速器功率為250kw，i=N1/n=1400/100=14；i1=4.42，i2=3.15(取i=1.4)
2.4.2 各軸的功率轉(zhuǎn)速扭鉅的計算
；
；
；
表2-2 傾斜螺旋減速器參數(shù)
電機軸
Ⅰ軸
Ⅱ軸
Ⅲ軸
轉(zhuǎn)速n（r/min）
1400
1400
316
100
功率p（kw）
0.25
0.248
0.2443
0.244062
扭矩T(N·m)
1.7
1.64
7.38
22.97
傳動比i
1
4.24.
3.15
效率η
0.992
0.985
0,985
2.5 本章小結(jié)
本章主要對洗衣機的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計、運動和動力參數(shù)的計算．主要在電動機功率的設(shè)計計算過程中的困難，以確定阻力系數(shù)法和電動機功率的驗算確定為yu8014 yu7114傾斜電機模型的電機模型的水平，臥式減速器和傳動比和軸的轉(zhuǎn)速，功率水平傾斜的減速裝置，轉(zhuǎn)矩的計算．
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章水平螺旋減速器設(shè)計
第三章 水平螺旋減速器設(shè)計
3.1 高速級齒輪傳動設(shè)計
1．選擇齒輪材料及熱處理，齒面硬度，精度等級，齒數(shù)
（1）因為齒輪傳動功率不大，轉(zhuǎn)速不太高，選用軟齒面齒輪傳動。
（2）小齒輪：45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為：240HBS
大齒輪：45鋼（常化），硬度為：200HBS
（3）運輸機為一般工作的機器，轉(zhuǎn)速不高，故齒輪選用8級精度
（4）選擇齒數(shù)
（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃樱什捎媒佑|疲勞強度設(shè)計，用彎曲疲勞強度校核的設(shè)計方法。
2．齒面接觸疲勞強度計算
（3-1）
確定公式內(nèi)的各計算參數(shù)值。試選載荷系數(shù)K=1.3
（1）選齒寬系數(shù)。
（2）小齒輪扭矩
（3）查取彈性影響系數(shù)
（4）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度σHlim=600MPa大齒輪的接觸疲勞強度σHlim=550MPa
計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，（工作壽命為10年，每年300工作日單班值）
計算許用應(yīng)力。取失效概率為1%，接觸強度最小安全系數(shù)。
（3-2）
（3-3）
（5）設(shè)計計算
1 試算小齒輪分度圓直徑
2 圓周速度
3 定載荷系數(shù)
查設(shè)計書表10-2取使用系數(shù)，（直齒輪），
由設(shè)計書圖10-8查得Kv=1.04；由設(shè)計書表10-4用插值法查得8級精度小齒輪支撐非對稱布置時 。
由模數(shù)、
查設(shè)計書圖10-13得
故載荷系數(shù)
（6）按實際載荷系數(shù)教正小齒輪分度圓直徑計算值：
3．確定主要幾何尺寸和參數(shù)
（1）確定模數(shù) 取
（2）計算分度圓直徑
（3） 計算中心距
（4）計算齒寬
4．校核齒根彎曲疲勞強度
（1）確定計算參數(shù)
1 由設(shè)計書圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度
大齒輪的彎曲疲勞強度
由圖10-18查取彎曲疲勞強度壽命系數(shù)：
2 計算許用應(yīng)力，取彎曲強度最小安全系數(shù)
查設(shè)計書表10-5得齒形系數(shù) ；查設(shè)計書表10-5應(yīng)力校正系數(shù)
（2）校核計算
符合要求
3.2 低速級齒輪傳動設(shè)計
1．選擇齒輪材料及熱處理，齒面硬度，精度等級，齒數(shù)
（1）因為齒輪傳動功率不大，轉(zhuǎn)速不太高，選用軟齒面齒輪傳動。
（2）小齒輪：45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為：240HBS
大齒輪：45鋼（?；?，硬度為：200HBS
（3）運輸機為一般工作的機器，轉(zhuǎn)速不高，故齒輪選用8級精度
（4）選擇齒數(shù)
Z1=30,U=i1=3.5
Z2=Z1×U=30×3.5=105
（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?，故采用接觸疲勞強度設(shè)計，用彎曲疲勞強度校核的設(shè)計方法。
2．齒面接觸疲勞強度計算
確定公式（3.1）內(nèi)的各計算參數(shù)值。試選載荷系數(shù)K=1.3
（1）選齒寬系數(shù)
（2）小齒輪扭矩
（3）查取彈性影響系數(shù)
（4）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度σHlim=600MPa大齒輪的接觸疲勞強度σHlim=550MPa
計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，（工作壽命為10年，每年300工作日單班值）
計算許用應(yīng)力。取失效概率為1%，接觸強度最小安全系數(shù)。據(jù)式（3-2）（3-3）計算得，．
(5)設(shè)計計算
1 據(jù)式（3.1）計算小齒輪分度圓直徑
2 圓周速度
3 定載荷系數(shù)
查設(shè)計書表10-2取使用系數(shù)，（直齒輪），
由設(shè)計書圖10-8查得：Kv=1.01，由設(shè)計書表10-4用插值法查得8級精度小齒輪支撐非對稱布置時
由模數(shù)、 查設(shè)計書圖10-13得
故載荷系數(shù)
（6）按實際載荷系數(shù)教正小齒輪分度圓直徑計算值
3．確定主要幾何尺寸和參數(shù)
（1）確定模數(shù) ， 取
（2）計算分度圓直徑
（3） 計算中心距
（4）計算齒寬
4． 校核齒根彎曲疲勞強度
（1）定計算參數(shù)
1 由設(shè)計書圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度
大齒輪的彎曲疲勞強度
由圖10-18查取彎曲疲勞強度壽命系數(shù)：
2 計算許用應(yīng)力，取彎曲強度最小安全系數(shù)
查設(shè)計書表10-5得齒形系數(shù)
查設(shè)計書表10-5應(yīng)力校正系數(shù)
（2） 校核計算
符合要求
3.3 各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與強度校核
3.3.1 輸入軸的設(shè)計
1．求軸傳遞扭矩
2．求作用在齒輪上的力
3．初步估算軸的最小直徑，選取聯(lián)軸器
安裝聯(lián)軸器處軸的直徑為軸的最小直徑。根據(jù)A=102~126
考慮軸上鍵槽的削弱，軸徑需加大3%~7%，則取=9mm。
選取聯(lián)軸器：按扭矩T=812N查手冊，選用LT1型彈性柱銷聯(lián)軸器其半聯(lián)軸器的孔徑=9mm, 半聯(lián)軸器長L。
4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
（1） 提出的方案對裝配軸類零件，軸類零件包括左軸承和端蓋軸承和聯(lián)軸器在裝配的左端，右端的軸承和軸承端蓋裝配的右端。
（2） 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度．
（3） 裝聯(lián)軸器段A：=9mm，=18mm，因半聯(lián)軸器與軸配合各部分長L，為保證軸擋圈壓緊聯(lián)軸器。小于20，可取=18mm．
（4） 裝軸承段B：，這段（兩）軸徑由滾動軸承的內(nèi)圈孔徑?jīng)Q定，選用深溝球軸承6002，其尺寸為，故。，．
（5） 軸肩段C： ．
（6） 裝齒輪段D：經(jīng)計算圓柱齒輪齒根圓到鍵槽底部尺寸x,應(yīng)做成齒輪軸．
（7） 軸肩段E：．
（8） 裝軸承段F：．
（9） 軸上零件的周向固定，半聯(lián)軸器與軸的周向固定均采用平鍵聯(lián)接，同時為了保證半聯(lián)軸器與軸的配合有良好對中性，采用H7/k6，滾動軸承與軸采用H7/k6。
（10）定出軸肩處的圓角半徑R=1，軸端倒角取1．
5. 選擇軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由設(shè)計書表15-1查得軸的主要力學(xué)性能
，．
3.3.2 中間軸的設(shè)計
1．求軸傳遞的扭矩
2.求作用在齒輪上的力
3.估算軸的最小直徑
4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
（1）提出的方案對裝配軸類零件，軸的大部分零件包括齒輪，軸套，左軸承和軸承端蓋反過來從裝配的左端，右端的軸承和軸承端蓋裝配的右端。
（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度．
（3）裝左端軸承段A：=17mm，由上面所求第二段軸的直徑=20mm.，則直徑應(yīng)小于，取=17mm，。
（4）軸肩段B：
（5）裝齒輪段C： 。 段應(yīng)小于齒輪的寬度，為保證套筒緊靠齒輪左端面使齒輪軸向固定。
（6）軸環(huán)段D：
（7）裝右端齒輪段E：，經(jīng)計算圓柱齒輪齒根圓到鍵槽底部尺寸x,應(yīng)做成齒輪軸。
（8）軸肩段F：
（9）裝右端軸承段G：=17mm，.
（10）軸上零件的周向固定，采用平鍵聯(lián)接，同時為了保證齒輪與軸的配合有良好對中性，采用H7/k6，滾動軸承與軸采用H7/k6。
（11）定出軸肩處的圓角半徑R=1，軸端倒角取1。
5. 選擇軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由設(shè)計書表15-1查得軸的主要力學(xué)性能。
3.3.3 輸出軸的設(shè)計
1．求軸傳遞扭矩
2．求作用在齒輪上的力
3．初步估算軸的最小直徑，選取聯(lián)軸器
安裝聯(lián)軸器處軸的直徑為軸的最小直徑。根據(jù)表，A=103~126
取=14mm.
選取聯(lián)軸器：按扭矩T=13728N查手冊，選用LT1型彈性柱銷聯(lián)軸器其半聯(lián)軸器的孔徑=14mm, 半聯(lián)軸器長L
4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
（1）擬定軸上的零件裝配方案，軸上的零件包括左端軸承和軸承端蓋及聯(lián)軸器依次由左端裝配，齒輪、右端軸承和軸承端蓋由右端裝配。
（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。
（3）裝聯(lián)軸器段A：=14mm，=30mm，因半聯(lián)軸器與軸配合各部分長L，為保證軸擋圈壓緊聯(lián)軸器。小于32，可取=30mm。
（4）裝軸承段B：，這段（兩）軸徑由滾動軸承的內(nèi)圈孔徑?jīng)Q定。選用深溝球軸承6003。。
（5）軸肩段C： 。
（6）軸環(huán)段D：。
（7）裝齒輪段E：。
（8）軸肩段F：。
（9）裝軸承段G：。
（10）軸上零件的周向固定，半聯(lián)軸器與軸的周向固定均采用平鍵聯(lián)接，同時為了保證半聯(lián)軸器與軸的配合有良好對中性，采用H7/k6，滾動軸承與軸采用H7/k6。
（11）定出軸肩處的圓角半徑R=1，軸端倒角取1。
5. 選擇軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由設(shè)計書表15-1查得軸的主要力學(xué)性能。
6．畫軸的結(jié)構(gòu)簡圖
如圖（3.1a）所示，確定出軸承的支點跨距，懸臂由此可畫出軸的水平面的支反力：
,
垂直面支反力：，
7．畫彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖
（1）水平彎矩圖如圖(3.1d), (在C截面處)。
（2）垂直面彎矩圖如圖(3.1f)， (在C截面處)。
（3）合成彎矩圖如圖(3.1g)，在C截面處，
（4）轉(zhuǎn)矩圖如圖(3.1h)，T=13728N
圖3.1水平螺旋減速器輸出軸彎矩、扭矩圖
8．按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強度
由彎矩圖知C處的彎矩最大，校核該截面強度。截面C處的當(dāng)量彎矩，，
，可得：
校核結(jié)果：，C截面強度足夠。
9．按疲勞強度精度校核軸的安全系數(shù)
根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)和彎矩圖及轉(zhuǎn)矩圖可見，C——C截面為危險截面，故校核此截面，查表，。按漸開線花鍵查得。
1 查表得尺寸系數(shù)。
2 查表得表面質(zhì)量系數(shù)=0.93。，
3 查表得鋼的。
4 查表許用安全系數(shù)。
5 彎曲應(yīng)力幅。
6 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力幅：。
7 只考慮彎矩作用時的安全系數(shù)
8 只考慮轉(zhuǎn)矩作用時的安全系數(shù)
9 安全系數(shù)：= ，滿足強度要求。
3.4 各軸軸承與鍵的設(shè)計
（1） 各軸軸承選用如表3.1
表3.1 各軸軸承型號及尺寸
輸入軸
中間軸
輸出軸
型號
6002
6003
6003
尺寸（d×D×B）
15×35×10
17×35×10
17×35×10
（2） 輸出軸軸承的校核
因輸出軸選用深溝球軸承6003，軸上所承受的最大徑向力的軸承是靠近齒輪端的其F為：
F=N
計算軸承壽命
由式L=計算
其中：由表查得f=1.0～1.2 取f=1.1；
由表查得基本額定載荷C=5580N；軸轉(zhuǎn)速n=80r/min；深溝球軸承ε=3；
L=
按每年300日工作日，每天8小時可知軸承使用年限為
L=>設(shè)計年限10年
所以軸承滿足使用要求。
（3） 各軸鍵的選用
各軸上的鍵皆選用A型平鍵，其尺寸如表3.2
表3.2 各軸鍵的選用
輸入軸
中間軸
輸出軸
聯(lián)軸器鍵（b×h×L）
3×3×10
—
5×5×25
齒輪鍵（b×h×L）
—
8×7×10
8×7×18
（4）聯(lián)軸器鍵尺寸b=5mm,h=5mm,L=25mm
校核擠壓強度： （3-4）
K=2.5mm , 25-5=20mm ,T=13728
設(shè)計書表6-2，由式（3-1）計算
擠壓強度滿足要求。
齒輪鍵尺寸b=8mm,h=7mm,L=18mm
校核擠壓強度：，
K=3.5mm, 18-8=10mm ,T=13728
設(shè)計書表6-2 ，
擠壓強度滿足要求。
3.5 本章小結(jié)
水平螺旋減速器采用二級直齒圓柱齒輪減速器，完成了減速器中齒輪、軸、軸承、鍵等零件的設(shè)計與校核。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章傾斜螺旋減速器設(shè)計
第四章 傾斜螺旋減速器設(shè)計
4.1高速級齒輪傳動設(shè)計
1．選擇齒輪材料及熱處理，齒面硬度，精度等級，齒數(shù)
（1）因為齒輪傳動功率不大，轉(zhuǎn)速不太高，選用軟齒面齒輪傳動。
（2）小齒輪：45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為：240HBS
大齒輪：45鋼（?；捕葹椋?00HBS
（3）運輸機為一般工作的機器，轉(zhuǎn)速不高，故齒輪選用8級精度
（4）選擇齒數(shù)
（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?，故采用接觸疲勞強度設(shè)計，用彎曲疲勞強度校核的設(shè)計方法。
2．齒面接觸疲勞強度計算
確定公式內(nèi)的各計算參數(shù)值。試選載荷系數(shù)K=1.3
（1）選齒寬系數(shù)
（2）小齒輪扭矩
（3）查取彈性影響系數(shù)
（4）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度σHlim=600MPa大齒輪的接觸疲勞強度σHlim=550MPa
計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，（工作壽命為10年，每年300工作日單班值）
計算許用應(yīng)力。取失效概率為1%，接觸強度最小安全系數(shù)。
（5）設(shè)計計算
1 試算小齒輪分度圓直徑：
2 圓周速度
3 定載荷系數(shù)，查設(shè)計書表10-2取使用系數(shù)， （直齒輪），
由設(shè)計書圖10-8查得：Kv=1.08由設(shè)計書表10-4用插值法查得8級精度小齒輪支撐非對稱布置時
由模數(shù)、
查設(shè)計書圖10-13得。
故載荷系數(shù)
4 按實際載荷系數(shù)教正小齒輪分度圓直徑計算值
3． 確定主要幾何尺寸和參數(shù)
（1）確定模數(shù)， 取
（2）計算分度圓直徑
（3）計算中心距
（4）計算齒寬
4．校核齒根彎曲疲勞強度
（1）確定計算參數(shù)
1 由設(shè)計書圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度
大齒輪的彎曲疲勞強度
由圖10-18查取彎曲疲勞強度壽命系數(shù)：
2 計算許用應(yīng)力，取彎曲強度最小安全系數(shù)
查設(shè)計書表10-5得齒形系數(shù)
查設(shè)計書表10-5應(yīng)力校正系數(shù)
（2） 校核計算
符合要求
4.2低速級齒輪傳動設(shè)計
1．選擇齒輪材料及熱處理，齒面硬度，精度等級，齒數(shù)
（1）因為齒輪傳動功率不大，轉(zhuǎn)速不太高，選用軟齒面齒輪傳動。
（2）小齒輪：45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為：240HBS
大齒輪：45鋼（?；?，硬度為：200HBS
（3）運輸機為一般工作的機器，轉(zhuǎn)速不高，故齒輪選用8級精度
（4）選擇齒數(shù)
（5）因選用閉式軟齒面?zhèn)鲃?，故采用接觸疲勞強度設(shè)計，用彎曲疲勞強度校核的設(shè)計方法。
2．齒面接觸疲勞強度計算
（4-1）
確定公式內(nèi)的各計算參數(shù)值。試選載荷系數(shù)K=1.3
（1）選齒寬系數(shù)
（2）小齒輪扭矩
（3）查取彈性影響系數(shù)
（4）按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度σHlim=600MPa大齒輪的接觸疲勞強度σHlim=550MPa
計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，（工作壽命為10年，每年300工作日單班值）
計算許用應(yīng)力。取失效概率為1%，接觸強度最小安全系數(shù)。
（4-2）
（4-3）
（5）設(shè)計計算
1 據(jù)式（3.5）計算小齒輪分度圓直徑：
2 圓周速度
3 定載荷系數(shù)：查設(shè)計書表10-2取使用系數(shù)：， （直齒輪），
由設(shè)計書圖10-8查得：Kv=1.014，由設(shè)計書表10-4用插值法查得8級精度小齒輪支撐非對稱布置
由b=26.72模數(shù)、 查設(shè)計書圖10-13得
故載荷系數(shù)
4 按實際載荷系數(shù)教正小齒輪分度圓直徑計算值：
3．確定主要幾何尺寸和參數(shù)
（1）確定模數(shù)，取
（2）計算分度圓直徑
（3）計算中心距
（4）計算齒寬 取
4． 校核齒根彎曲疲勞強度
（1）確定計算參數(shù)
① 由設(shè)計書圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度
大齒輪的彎曲疲勞強度
由圖10-18查取彎曲疲勞強度壽命系數(shù)
② 計算許用應(yīng)力，取彎曲強度最小安全系數(shù)
查設(shè)計書表10-5得齒形系數(shù)
查設(shè)計書表10-5應(yīng)力校正系數(shù)
（2） 校核計算
符合要求
4.3 各軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計與強度校核
4.3.1輸入軸的設(shè)計
1．求軸傳遞扭矩
2．求作用在齒輪上的力：
3．初步估算軸的最小直徑，選取聯(lián)軸器
安裝聯(lián)軸器處軸的直徑為軸的最小直徑。根據(jù)A=102~126
考慮軸上鍵槽的削弱，軸徑需加大3%~7%，則取=10mm.
選取聯(lián)軸器：按扭矩T=1691N查手冊，選用LT1型彈性柱銷聯(lián)軸器其半聯(lián)軸器的孔徑=10mm, 半聯(lián)軸器長L
4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
（1）擬定軸上的零件裝配方案，軸上的零件包括左端軸承和軸承端蓋及聯(lián)軸器
依次由左端裝配，僅右端軸承和軸承端蓋由右端裝配。
（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。
（3） 裝聯(lián)軸器段A：=10mm，=23mm，因半聯(lián)軸器與軸配合各部分長L，為保證軸擋圈壓緊聯(lián)軸器。小于25，可取=23mm。
（4）裝軸承段B：，這段（兩）軸徑由滾動軸承的內(nèi)圈孔徑?jīng)Q定，選用深溝球軸承6002，其尺寸為，故。，。
（5）軸肩段C： 。
（6）裝齒輪段D：經(jīng)計算圓柱齒輪齒根圓到鍵槽底部尺寸x,應(yīng)做成齒輪軸。
（7）軸肩段E：
（8）裝軸承段F：
（9）軸上零件的周向固定，半聯(lián)軸器與軸的周向固定均采用平鍵聯(lián)接，同時為了保證半聯(lián)軸器與軸的配合有良好對中性，采用H7/k6，滾動軸承與軸采用H7/k6。
（10）定出軸肩處的圓角半徑R=1，軸端倒角取1。
5.2材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理
由設(shè)計書表15-1查得軸的主要力學(xué)性能，
，。
4.3.2中間軸的設(shè)計
1．求軸傳遞的扭矩
2.求作用在齒輪上的力
3.估算軸的最小直徑
4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
（1）擬定軸上的零件裝配方案，軸上的大部分零件包括齒輪，套筒，左端軸承和軸承端蓋依次由左端裝配，僅右端軸承和軸承端蓋由右端裝配。
（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。
（3）裝左端軸承段A：=17mm，由上面所求第二段軸的直徑=20mm.，
直徑應(yīng)小于，取=17mm，。
（4）軸肩段B：
（5）裝齒輪段C： 。 段應(yīng)小于齒輪的寬度，為保證套筒緊靠齒輪左端面使齒輪軸向固定。
（6）軸環(huán)段D：
（7）裝右端齒輪段E：，經(jīng)計算圓柱齒輪齒根圓到鍵槽底部尺寸x,應(yīng)做成齒輪軸。
（8）軸肩段F：
（9）裝右端軸承段G：=17mm，.
（10）軸上零件的周向固定，采用平鍵聯(lián)接，同時為了保證齒輪與軸的配合有良好對中性，采用H7/k6，滾動軸承與軸采用H7/k6。
（11）定出軸肩處的圓角半徑R=1，軸端倒角取1。
5. 選擇軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理
由設(shè)計書表15-1查得軸的主要力學(xué)性能，
，。
4.3.3輸出軸的設(shè)計
1．求軸傳遞扭矩
2．求作用在齒輪上的力
3．初步估算軸的最小直徑，選取聯(lián)軸器
安裝聯(lián)軸器處軸的直徑為軸的最小直徑。根據(jù)表，A=103~126
取=18mm.
選取聯(lián)軸器：按扭矩T=22979N查手冊，選用LT1型彈性柱銷聯(lián)軸器其半聯(lián)軸器的孔徑=18mm, 半聯(lián)軸器長L
4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
（1）擬定軸上的零件裝配方案，軸上的零件包括左端軸承和軸承端蓋及聯(lián)軸器依次由左端裝配，齒輪、右端軸承和軸承端蓋由右端裝配。
（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度。
（3）裝聯(lián)軸器段A：=18mm，=30mm，因半聯(lián)軸器與軸配合各部分長L，為保證軸擋圈壓緊聯(lián)軸器。小于32，可取=30mm。
（4）裝軸承段B：，這段（兩）軸徑由滾動軸承的內(nèi)圈孔徑?jīng)Q定。選用深溝球軸承6004。。
（5）軸肩段C： 。
（6）裝齒輪段D：。
（7）軸環(huán)段E：。
（8）軸肩段F：。
（9）裝軸承段G：。
(10)軸上零件的周向固定，半聯(lián)軸器與軸的周向固定均采用平鍵聯(lián)接，同時為了保證半聯(lián)軸器與軸的配合有良好對中性，采用H7/k6，滾動軸承與軸采用H7/k6。
（11）定出軸肩處的圓角半徑R=1，軸端倒角取1。
5. 選擇軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理
由設(shè)計書表15-1查得軸的主要力學(xué)性能，
，。
6．畫軸的結(jié)構(gòu)簡圖
如圖（3.2a）所示，確定出軸承的支點跨距懸臂由此可畫出軸的水平面的支反力：
；
垂直面支反力
，。
7．畫彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖
（1）水平彎矩圖如圖(3.1d), (在C截面處)。
（2）垂直面彎矩圖如圖(3.2f)， (在C截面處)。
（3）合成彎矩圖如圖(3.2g)，在C截面處，
（4）轉(zhuǎn)矩圖如圖(3.2h)，T=22979N
8．按彎矩合成應(yīng)力校核軸的強度
由彎矩圖知C處的彎矩最大，校核該截面強度。截面C處的當(dāng)量彎矩，
可得
校核結(jié)果，
C截面強度足夠。
9．按疲勞強度精度校核軸的安全系數(shù)
根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)和彎矩圖及轉(zhuǎn)矩圖可見，C——C截面為危險截面，故校核此截面，查表，。按漸開線花鍵查得。
查表得尺寸系數(shù)，
查表得表面質(zhì)量系數(shù)=0.93，
查表得鋼的，
查表許用安全系數(shù)，
彎曲應(yīng)力幅，
扭轉(zhuǎn)應(yīng)力幅：，
只考慮彎矩作用時的安全系數(shù)
只考慮轉(zhuǎn)矩作用時的安全系數(shù)
，
安全系數(shù)：= ，滿足強度要求
圖4-1 傾斜螺旋減速器輸出軸彎矩、扭矩圖
4.4各軸軸承與鍵的設(shè)計
（1）各軸軸承選用如表4.1
表4.1 各軸軸承型號及尺寸
輸入軸
中間軸
輸出軸
型號
6002
6003
6004
尺寸（d×D×B）
15×35×10
17×35×10
20×42×12
（2）輸出軸軸承的校核
因輸出軸選用深溝球軸承6003，軸上所承受的最大徑向力的軸承是靠近齒輪端的其F為：
F=N
計算軸承壽命
由式L=計算
其中：由表查得f=1.0～1.2 取f=1.1；
由表查得基本額定載荷C=5580N；軸轉(zhuǎn)速n=100r/min；深溝球軸承ε=3；
L=
按每年300日工作日，每天8小時可知軸承使用年限為
L=>設(shè)計年限10年
所以軸承滿足使用要求。
（4） 各軸鍵的選用
各軸上的鍵皆選用A型平鍵，其尺寸如表3.2
表3.2 各軸鍵的選用
輸入軸
中間軸
輸出軸
聯(lián)軸器鍵（b×h×L）
3×3×18
—
5×5×25
齒輪鍵（b×h×L）
—
8×7×18
8×7×20
（5)輸出軸聯(lián)軸器鍵b=5mm,h=5mm,L=25mm
校核擠壓強度：
，K=2.5mm, 25-5=20mm,T=22979
設(shè)計書表6-2
擠壓強度滿足要求。
齒輪鍵b=8mm,h=7mm,L=20mm
校核擠壓強度：，K=3.5mm , 20-8=12mm ,T=22979
設(shè)計書表6-2 ， ，擠壓強度滿足要求。
4.5本章小結(jié)
水平螺旋減速器采用二級直齒圓柱齒輪減速器，完成了減速器中齒輪、軸、軸承、鍵等零件的設(shè)計與校核。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章螺旋軸及機架結(jié)構(gòu)設(shè)計
第五章 螺旋軸及機架結(jié)構(gòu)設(shè)計
5.1 水平及傾斜螺旋軸設(shè)計
5.1.1 水平螺旋軸的設(shè)計
求水平螺旋直徑為D1，轉(zhuǎn)速為N1及長度L1
螺旋直徑和轉(zhuǎn)速計算公式如下：
（5.1）
（5.2）
式中，D1——水平螺旋直徑，m；
G——生產(chǎn)能力，0.5T/h;
K—物料綜合特性系數(shù)，此處選K=0.049物料填充系數(shù)，由于螺旋具有輸送和揉搓作用，故應(yīng)適當(dāng)取小值，可選=0.25見表5-1；
P——物料的堆積密度，此處
C——與輸送傾角有關(guān)的系數(shù)，水平輸送C=1；
N1——水平螺旋轉(zhuǎn)速（rpm）；
A——物料綜合特性系數(shù)，此處A=50見表5-1
表5.1 常用物料的填充、特性、綜合系數(shù)
物料的磨琢性
物料的典型例子
推薦的填充系數(shù)ψ
推薦的螺旋面
型式
特性系數(shù)
K
綜合系數(shù)
A
粉狀
無磨琢性半磨琢性
面粉、石墨、石灰、
0.35～0.40
實體螺旋面
0.0415
75
粉狀
磨琢性
水泥、石膏粉、白粉
0.25～0.30
實體螺旋面
0.0565
35
粒狀
無磨琢性半磨琢性
谷物、鋸木屑
0.25～0.30
實體螺旋面
0.0490
50
粒狀
磨琢性
造型土、型砂
0.25～0.30
實體螺旋面
0.0600
30
小塊
a＜60mm
無磨琢性半磨琢性
煤、石灰石
0.25～0.30
實體螺旋面
0.0537
40
小塊
a＜60mm
磨琢性
卵石、砂巖
0.25～0.30
實體螺旋面或帶式螺旋面
0.0645
25
中等及大塊
a＞60mm
無磨琢性半磨琢性
塊煤、塊狀石灰
0.25～0.30
實體螺旋面或帶式螺旋面
0.0600
30
中等及大塊
a＞60mm
磨琢性
干粘土、硫礦石
0.25～0.30
實體螺旋面或帶式螺旋面
0.0795
15
固狀
粘性、易結(jié)塊
含水糖、淀粉質(zhì)的團
0.25～0.30
帶式螺旋面
0.0710
20
代入式(5.12)可求出D1，N1。圓整為標準系列D1=150mm。N1=120rpm。
螺旋填充系數(shù)的校核公式為：
(5.3)
式中S——螺距（ m），此處S=0.8D=0.12，其他符號意義同前。
從上所得=0.04小于前面的初選=0.25，為此可以考慮降低轉(zhuǎn)速以減少摩擦。取N1=80rpm，則可得=0.060.2，為此，最終取定水平螺旋的直徑和轉(zhuǎn)速為：
D1=150mm;
N1=80rpm;
另由有關(guān)試驗及經(jīng)驗，兼顧機體尺寸，取水平螺旋長為L1=0.6m.
水平螺旋軸選用碳素鋼，其屈服點=235Mpa.
在一般機械設(shè)計中塑性材料Ns=1.2~2.5 (安全系數(shù))許用應(yīng)力 ：
對塑性材料的許用剪應(yīng)力
為了保證受扭拒作用的圓軸正常工作，圓軸中的最大工作剪應(yīng)力應(yīng)小于材料的許用剪應(yīng)力。
得：
為了減少螺旋旋轉(zhuǎn)過程中振動，提高葉片的強度由經(jīng)驗公式取d=40mm。
校核軸的強度：當(dāng)米完全充滿水平螺旋時，米的體積約為：
質(zhì)量為，則
若米的全部重力完全作用于水平螺旋軸的尾部，則彎矩
按彎扭合成強度校核計算：
當(dāng)量應(yīng)力
為軸的許用彎曲應(yīng)力，可知強度足夠。
5.1.2 傾斜螺旋軸的設(shè)計
傾斜螺旋設(shè)計計算
求傾斜螺旋直徑為D2，轉(zhuǎn)速為N2及長度L2
螺旋直徑和轉(zhuǎn)速計算公式如下：
(5.4)
(5.5)
式中：D2——傾斜螺旋直徑，m；
G——生產(chǎn)能力，0.5T/h;
K—物料綜合特性系數(shù)，此處選K=0.049物料填充系數(shù)，由于螺旋具有輸送和揉搓作用，故應(yīng)適當(dāng)取小值，可選=0.25；
P——物料的堆積密度，此處
C——與輸送傾角有關(guān)的系數(shù)，C=0.65見表5-2；
N2——水平螺旋轉(zhuǎn)速（rpm）；
A——物料綜合特性系數(shù)，此處A=50
表5-2 傾角系數(shù)表
傾斜角?
0o
≤5o
≤10o
≤15o
≤30o
螺旋輸送器傾斜布置時的輸送校正系數(shù)C
1.0
0.9
0.8
0.7
0.65
代入式(5.4)可求出D2，N2。圓整為標準系列D2=150mm。N2=120rpm。
螺旋填充系數(shù)的校核公式為：
式中S——螺距（ m），此處S=0.8D，其他符號意義同前。
從上所得=0.063小于前面的初選=0.25，為此可以考慮降低轉(zhuǎn)速以減少摩擦。取N2=100rpm ，則可得=0.0.0750.2，為此，最終取定水平螺旋的直徑和轉(zhuǎn)速為
D2=150mm;
N2=100rpm;
另由有關(guān)試驗及經(jīng)驗，兼顧機體尺寸，取水平螺旋長為L2=0.8m.
傾斜螺旋軸選用碳素鋼，其屈服點=235Mpa.
在一般機械設(shè)計中塑性材料Ns=1.2~2.5 (安全系數(shù))許用應(yīng)
對塑性材料的許用剪應(yīng)力：
為了保證受扭拒作用的圓軸正常工作，圓軸中的最大工作剪應(yīng)力應(yīng)小于材料的許用剪應(yīng)力。
得：
為了把水平螺旋輸送來的米很好的送到出料口，由經(jīng)驗公式取d=35mm。
校核軸的強度：當(dāng)米完全充滿傾斜螺旋時，米的重力約
若米的所有重量都作用于出口處則按彎扭合成強度校核計算：
當(dāng)量應(yīng)力
為軸的許用彎曲應(yīng)力，可知強度足夠。
5.2機架結(jié)構(gòu)的確定
由裝配圖顯示，重力作用下的機主架，所以只有檢查框架彎矩可以，當(dāng)總P加載跨中的最大彎矩，角鋼框架由兩個減速裝置和水完全充滿了兩槽和其他質(zhì)量，P. P是24950n，最大彎矩M＝PL / 4 = 0.25x245950 = 6084nm。，從查找表的角度為W = 3870毫米，已知的正常應(yīng)力彎曲角度應(yīng)力條件：最大彎矩小于總彎矩強度足夠的M.
5.3 料斗及出料口設(shè)計
為了方便米到工作艙和減少表的廢物，料斗采用上部和底部造型精美，上端直徑為260mm，下端直徑120mm。
出料孔位于斜螺桿的上端，和水的流動可以充分地形成一個逆流運動，以便在米沙子可以洗干凈。出料口直徑設(shè)為83mm。
5.4潤滑方案
減速器齒輪采用油潤滑，潤滑油高度能夠達到大齒輪輪齒即可，大齒輪上的殘留潤滑油即可對小齒輪進行潤滑。
軸承采用脂潤滑，潤滑脂選用鈣基潤滑脂。鈣基潤滑脂有一定的耐水性能，工作溫度在55攝