800型立式沉降離心機的設(shè)計(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過)

充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 充值下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣加 414951605 目錄 1前言 . 1 1.1 本課題的來源，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題和設(shè)計總體思路 . 1 1.3 預(yù)期的成果及其理論意義 . 2 2 國內(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)計說明 . 6 4.1 離心機轉(zhuǎn)鼓設(shè)計 . 6 4.1.1 離心機轉(zhuǎn)鼓壁厚計算 . 7 4.1.2 轉(zhuǎn)鼓的強度校核 . 8 4.2 離心機驅(qū)動功率計算 . 9 4.3 電機的選用 . 10 4.4 帶輪的設(shè)計計算 . 10 4.5 齒輪的設(shè)計與計算 . 12 4.5.1 選擇齒輪材料、熱處理方法、精度等級、齒數(shù) . 12 4.5.2.按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計 . 13 4.5.3.校核齒面接觸疲勞強度 . 15 4.6 軸的設(shè)計計算 . 16 4.6.1 軸的設(shè)計 . 16 4.6.2 對該軸進行強度校核 . 17 4.7 空心軸的設(shè)計計算 . 20 4.7.1 空心軸的設(shè)計 . 20 4.7.2 對軸進行強度校核 . 21 5.結(jié)論 . 25 主要參考文獻 . 26 致 謝 . 27 附 錄 . 28 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 2006 1 1 前言 800 型立式沉降離心機 ,主要用于 化工部門對固、液體的懸浮液或含不同比重液體的乳濁液進行沉降分離的離心機。該螺旋卸料沉降離心機中，沉渣沿轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁的移動全靠螺旋輸送器與轉(zhuǎn)鼓的相對運動來實現(xiàn)。此離心機 具有能連續(xù)工作、對物料適應(yīng)性好、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點。 1.1 本課題的來源，基本前提條件和技術(shù)要求 A.本課題來源：本課題來源于對 沉降式離心機 市場的調(diào)研結(jié)果 。 眾所周知，沉降式離心機是在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)利用旋轉(zhuǎn)物料本身所受到的離心力來對固、液體的懸浮液或含不同比重液體的乳濁液進行沉降分離的離心機。沉降離心機分間歇操作和連續(xù)操作兩種類型。工業(yè)上常用的間歇操作沉降離心機有三足式沉降離心機和刮刀卸料沉降離心機。連續(xù)操作沉降離心機常用的為螺旋卸料沉降離心機。 B.基本前提條件： 以工廠現(xiàn)行生產(chǎn)的臥式沉降離心機有關(guān)樣本；設(shè)計立式結(jié)構(gòu)離心機，該離心機轉(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；電機功率：小于30KW。 C.技術(shù)要求： a.該立式沉降離心機能使濾料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的滯留時間（即固液分離時間）比現(xiàn)行的臥式沉降離心機延長 10 15倍（ 1 5min），從而提高分離效果； b.本機工作時濾料由上部料斗的進料口進入，同時電機起動運轉(zhuǎn)；濾料在由螺旋送料機構(gòu)輸送的同時被離心機進行沉降分離 被分離的濾液和濾渣各行其道，分別經(jīng)離心機的出液口和出渣口被引出機外；整個操作過程是在全速、連續(xù)運轉(zhuǎn)下自動進行； c.進料口直徑不 小于 50mm； d.離心機工作安全、可靠，運行平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作維護簡單； f.生產(chǎn)率為每小時排出渣 3立方米； g.本機結(jié)構(gòu)緊湊，其進料口、出液口和出渣口便于連接到生產(chǎn)自動線上。 1.2 本課題要解決的主要問題和設(shè)計總體思路 a.本課題要解決的主要問題： 螺旋卸料沉降離心機是全速運轉(zhuǎn)、連續(xù)進料、沉降分離和卸料的離心機。 (1)螺旋卸料沉降離心機中，沉渣沿轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁的移動全靠螺旋輸送器與轉(zhuǎn)鼓的相對運動來實現(xiàn)。兩者的差轉(zhuǎn)速為轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的 0.54 %，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 2K-H 漸開線齒輪行星變速器。該兩種變速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴，往往使用戶望而卻步。 (2)現(xiàn)有沉降離心機在提高 其分離因數(shù)的同時帶來了像占地面積大或分離時間長等缺點 800 型立式沉降離心機 2 b.設(shè)計思路 :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)的運行速度，即延長固、液（或液、液）分離時間，以達到充分脫液之目的。 為克服現(xiàn)行螺旋卸料沉降離心機的缺點，本設(shè)計旨在提供一種能解決上述缺點和弊端的新型機種 立式（螺旋卸料）沉降機 。差速變速器設(shè)計成斜齒輪結(jié)構(gòu)。 1.3 預(yù)期的成果及其理論意義 通過對 800 型立式沉降離心機的各種設(shè)計要求和性能的改變，使離心機在不增加占地面積的情況下提高了分離效率，達到了增加生產(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 2K-H 漸開線齒輪行星變速器差速變速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴的現(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和弊端的新型機種 立式（螺旋卸料）沉降機 和斜齒輪差速變速器。 全套資料帶 CAD 圖， QQ 聯(lián)系 414951605 或 1304139763 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 2006 3 2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及現(xiàn)狀介紹 綜觀國內(nèi)沉降離心機之發(fā)展，雖致力于提高其分離因數(shù)，然仍與國外差距較大。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）等材料強度的限制。在現(xiàn)今，工業(yè)上還很難由工藝來保證能廉價地提供這些高強度材料的 情況下，實為我國之國情所不容。 故人們常將視線轉(zhuǎn)向后者 延長濾料（渣）在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的滯留時間 而這一時間的長短又取決于轉(zhuǎn)鼓長度及轉(zhuǎn)鼓部件與螺旋輸（卸）料裝置之差800 型立式沉降離心機 4 轉(zhuǎn)速。 增加轉(zhuǎn)鼓長度無疑能達到延長濾料（渣）的脫液時間之目的。理論上，脫液時間與轉(zhuǎn)鼓有效長度成正比。目前，國內(nèi)外這類機型的長 , 徑比 L/ D 為 1.5 3.5 ，且 L/ D 還有增大的趨勢，如美國已達 3.8 ，德國為 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 。大長徑比的離心機的整機軸向尺寸均較大（除與轉(zhuǎn)鼓 L/ D 有關(guān)外，還與差動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的的缺點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)的運行速度，即延長固、液（或液、液）分離時間，以達到充分脫液之目的。 采用有擺線針輪行星變速器和雙級 2K-H 漸開線齒輪行星變速器差速變速器。 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 2006 5 圖 3-1 臥式 螺旋卸料離心機結(jié)構(gòu)簡圖 方案二：為克服現(xiàn)行螺旋卸料沉降離心機的缺點，重新設(shè)計一種能解決上述缺點和弊端的新型機種 立式（螺旋卸料）沉降機 和相對便宜且安裝方便，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 800 型立式沉降離心機 6 圖 3-2 立式離心機結(jié)構(gòu)簡圖 4 具體設(shè)計說明 800 型立式沉降離心機 ,由轉(zhuǎn)鼓、主軸、軸承、殼體、帶傳動組 件 (皮帶輪及皮帶等 ) 組成。 800 型立式沉降離心機的基本參數(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、離心機由靜止到達工作轉(zhuǎn)速所需的啟動時間等。對于這些參數(shù) ,設(shè)計過程中可以通過查閱有關(guān)資料找到所需要的參數(shù) 4.1 離心機轉(zhuǎn)鼓設(shè)計 離心機轉(zhuǎn)鼓優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)函數(shù)選為轉(zhuǎn)鼓的質(zhì)量。質(zhì)量為最小 ,不僅可節(jié)省機器造價還可以降低離心機的啟動功率 ,降低消耗。 離心機轉(zhuǎn)鼓是離心機的關(guān)鍵部件之一。一方面，轉(zhuǎn)鼓的結(jié)構(gòu)對離心機的用途、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)會產(chǎn)生很大的工作應(yīng)力，一旦發(fā)生強度破壞，必將產(chǎn)生極大的危害，尤其是有時由于應(yīng)力過高發(fā)生“崩裂”，常會引起嚴重人身傷害事故。同時，對于高速旋轉(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)鼓的幾何形狀將會發(fā)生明顯變化，輕則會出現(xiàn)轉(zhuǎn)鼓與機殼撞擊、摩擦，損壞零部件；重則同樣會引起轉(zhuǎn)鼓的爆裂，甚至出現(xiàn)人身傷害事故。多年來，由于轉(zhuǎn)鼓設(shè)計不當(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。鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 2006 7 這已引 起了設(shè)計人員、制造廠家和使用部門的重視，經(jīng)常進行三足式離心機事故原因的診斷、分析與研究。因此，對離心機轉(zhuǎn)鼓設(shè)計計算的分析研究也是十分必要的。 4.1.1 離心機轉(zhuǎn)鼓壁厚計算 轉(zhuǎn)鼓是柱錐形 00 co s2co s2 HS KRSS(4-1) 00 22 HS KRSS(4-2) 00 co s2co s2 HS KRSSRLmSs 2(4-3) 式中 : S ,SS 轉(zhuǎn)鼓厚度和篩網(wǎng)當(dāng)量厚度； R 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)半徑； m 篩網(wǎng)質(zhì)量； K 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料的填充系數(shù)； 201 RrK (4-4) 2200 R (4-5) 式中 : 0 鼓壁的密度； 330 1085.7 mkg 旋轉(zhuǎn)角速度； 222330 60215004.01085.7 smmkg = mskg 231014.3 0 9 5 9 22 10 M Panss =105Mpa 5.3510 M Panbb =168.3MPa 取其小者，許用應(yīng)力為 =105MP =12o ； 0 =7.85 103 /m3 ； mf =1.5 103 /m3 mkgmkgmf330 105.11085.7 =0.191； H =1 800 型立式沉降離心機 8 201 RrK =0.2 0.5 00 co s2co s2 HS kRSS=12c o s2/10959.30 26 mskg MPMP mm 959.301105 4.03.085.75.112c o s012.02 10mm 因為在生產(chǎn)過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)時鼓壁內(nèi)的環(huán)向應(yīng)力 : 2211 910 Rq （ 4-5） MPa2.262 (4-6) 式中： q 對不開孔轉(zhuǎn)鼓的開孔系數(shù) , 1q 1 轉(zhuǎn)鼓材質(zhì)密度 , 31 /9.7 cmg 2R 轉(zhuǎn)鼓平均半徑 , 400mm R 2 料載荷離心力產(chǎn)生的鼓壁環(huán)向應(yīng)力 : M PaZrRR 08.11)2()(910 12321222 （ 4-7） 式中 : 2 物料的密度 , 1.085g/cm32 1R 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)半徑 , 400mm 1 R 3R 物料環(huán)內(nèi)半徑 , 300mm 3 R 轉(zhuǎn)鼓壁厚 , mm22 Z 加強箍系數(shù) ,Z=1 圓筒部分應(yīng)力 : M P ak 24.39)( 21t b.轉(zhuǎn)鼓錐體部分 空轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)時鼓壁內(nèi)的環(huán)向應(yīng)力 : 2211 910 Rq (4-8) MPa2.262 (4-9) 物料載荷離心力產(chǎn)生的鼓壁環(huán)向應(yīng)力 : MPrRR 26.11)c o s2()(910 12321222 錐段應(yīng)力 : M P ak 43.39)( 21t 取其大者 M P aM P at 1 0 52.39 ,轉(zhuǎn)鼓強度滿足要求。 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 2006 9 4.2 離心機驅(qū)動功率計算 離心機所需要的功率主要包括以下幾個方面的功率： (1)啟動轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動部件所需的功率 Nl； (2)啟動物料達到操作轉(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.啟動轉(zhuǎn)動件所需功率 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 離心機轉(zhuǎn)動時克服轉(zhuǎn)鼓的慣性力所需功 率 離心機起動時間 30 240s jgtGRN204221 (4-10) 1N = 1 2 02 0 0 0 21 5 0 04.01 0 822 =21.48kw b.加入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的物料達到工作轉(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 3 一般可取范圍為 1.1 1.2 2222121322 2204 RGrRGgtNj (4-11) N2 = 222212122218020001.16021500RGrRGs 0.004kw c.軸承及機械密封摩擦消耗的功率 軸承摩擦消耗的功率 N 3= g dPdPf 204 2211 (4-12) 式中 :f 軸承的摩擦系數(shù) (滾動軸承的摩擦系數(shù)范圍為 0.001 0.02) 主軸受到的總載荷為 : g emP20 1 kgf (4-13)式中 :0m 轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動件與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料的總質(zhì)量， kg e 轉(zhuǎn)鼓等轉(zhuǎn)動件與轉(zhuǎn)鼓內(nèi)物料的質(zhì)心對轉(zhuǎn)鼓回轉(zhuǎn)軸線的偏心距 ,m 800 型立式沉降離心機 10 對于間歇操作沉降離心機和連續(xù)操作過濾離心機 e=1 10-3R 0m大約為 120kg e=1 10-3R kgNP 8.91016021500112032=120 3.5 421.82N N 3= g dPdPf 204 2211 = 20006082.12114030001.06021500 =0.044 kw 機械密 封摩擦消耗的功率 vPgfbDNbmm10204 (4-14) 式中 :mD 摩擦副窄環(huán)端面內(nèi)半徑， m； mb 摩擦副窄環(huán)端面寬度， m； 0f 密封端面的摩擦系數(shù)，一般可取為 0.02 0.2； bp 密封端面的比壓力， Pa； v 動環(huán)線速度， m/s； vPg fbDN bmm102 04 4N 608.3215002501000 1.08.03.7 0.475 kw d.離心機所需消耗總功率 4321 NNNNN = 21.48+0.004+0.044+0.47622 kw 4.3 電機的選用 電機的容量（功率）選用是否合適，對電機的工作和經(jīng)濟性都有影響。當(dāng)容量小于工作要求時，電機不能保證工作工作裝置的正常工作，或電機因長期過載而過 早損壞；容量過大則電機的價格高，能量不能充分利用，且因經(jīng)常不在滿載下運動，其效率和功率因數(shù)都較低，造成浪費。所以 電機的選用（ IP44） Y200L 4，定功率 P=30kw ，步轉(zhuǎn)速 r=1470r/min。 4.4 帶輪的設(shè)計計算 A.選擇 V帶型號 a.確定計算功率caP查表得工作情況系數(shù) AK 1.4 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 2006 11 PKP Aca =1.4 30=42 kw b.選擇 V 帶型號 按caP=42kw, 1n=1470r/min 查表選 C 型 V 帶 B.確定帶輪直徑1dd,2dda.選擇小帶輪直徑2dd參考圖及表選取小帶輪直徑2dd=400mm b驗算帶速 10006022 ndv d= 1 0 0 06047.1 5 3 94 0 014.3 =32.23m/s c確定主動帶輪直徑1ddi=147047.1539=1.04 1d=i2dd=1.04 400=418.9mm 查表可知 1dd=425mm d.計算實際傳動比 i i =400400=1 f驗算從動輪實際轉(zhuǎn)速 2n 2n = 1n /i =1470/1=1470r/min %1001 4 701 4 701 4 70 =0120 F.確定 V帶根數(shù) z A.確定額定功率0P由 1dd=400mm，1n=1470r/min，2n=1470r/min，查表得單根 C 型 V 帶的額定功率為0P=15.53kw b.考慮傳動比的影響，額定功率的增量 1P ，由表查得 1P =0.28kw c.確定 V帶的根數(shù) z Lca KKPP Pz 00 (4-17) 查表得K 1，查表 4.2 得 LK =0.99 Lca KKPP Pz 00 = 99.0128.027.15 42 kwkw kw=2.737 根 z 取 3根合適 G.計算單根 V帶初拉力0F查表得 q =0.3kg 由式 20 15.250 0 qvKvzPF ca (4-18) 0F= 223.323.015.2323.32 42500 smsmkw 271N H.計算對軸的壓力QF2sin2 0 zFF Q =2178s in27142 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)計與計算 4.5.1 選擇齒輪材料、熱處理方法、精度等級、齒數(shù) 考慮此設(shè)計要求結(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級精度 ；閉式硬齒輪傳鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 2006 13 動 ,考慮傳動平穩(wěn)性 ,齒數(shù)宜取多些 圖 4-1 斜齒輪結(jié)構(gòu)示意圖 因為電機轉(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% 111 zzz zn (4-19) 該式變化后得 : 02 nzz 014 702 zz 解之得 :z =37.38 z =38 確定齒輪的齒數(shù)分別為 :37,38,39； 按硬齒面齒輪 ,對稱安裝查表 6.5 得 ,選齒寬系數(shù)d=1；初選螺旋角 =20 4.5.2.按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計 F SaFadnt YYz YYKTm 3 221 c o s2 (4-20) a.試選載荷系數(shù)tK=1.5 b.齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 161 1055.9 nPT (4-21) 1T = 1470301055.9 6 N m c.大小齒輪的彎曲疲勞強度 1limF 、 2limF 查圖 6.9 得 1limF = 2limF =380MPa d.應(yīng)力循環(huán)次數(shù) njLnN 11 60=60 1470 1 10 300 24=6.350 910 uNN 12 =6.52 910 e.彎曲疲勞壽命系數(shù)1FNK、2FNK查圖得1FNK=0.86；2FNK=0.85 800 型立式沉降離心機 14 f.計算許用彎曲應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù)FS=1.4，應(yīng)力修正系數(shù)STY=2 則 FFSTFNF SYK 1lim11 =380 0.86 2/1.4=466.86MPa FFSTFNF SYK 1lim11 =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) 311 coszz v =37/ 20cos3 =40 311 coszz v =38/ 20cos3 =41.08 由表 6.4 查取齒形系數(shù)和應(yīng)力校正系數(shù) 1FaY=2.45，2FaY=2.48 1SaY=1.65，2SaY=1.67 h.計算大小齒輪的 FSaFaYY并加以比較 1 11FSaFaYY=86.466 65.145.2 =0.00866 2 22F SaFa YY=43.461 67.140.2 =0.00869 1 11FSaFaYY 2 22F SaFa YY故按大齒輪進行齒根彎曲疲勞強度設(shè)計 j .重合度系數(shù)Y及螺旋角系數(shù)Y取Y=0.7, Y=0.86 B .設(shè)計計算 a.試算齒輪模數(shù)ntmntm 3 22503.461388.067.140.286.07.020c os10949.15.12 =1.307 b.計算圓周速度 v v =cos100060 11nzm nt = 20c o s10 0060 14 703830 7.1 =3.939m/s c.計算載荷系數(shù) 查表得 AK =1；根據(jù) v =3.939m/s、 7 級精度 ,查圖得vK=1.12；斜齒輪K=1.2,查圖得K=1.24。則載荷系數(shù) KKKKK vA=1 1.12 1.2 1.24=1.667 d.校正并確定nm根 據(jù)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計宜取nm=6 C.計算齒輪傳動的幾何尺寸 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 2006 15 a.中心距 a 21co s2 zzma n = 393820c os2 6 =239.36mm b.螺旋角 a zzm n 2a r c c o s 21 = 36.23 92 38376a r c c o s =19.95 c.兩分度圓直徑1d,2dcos 11zmd n = 95.19cos 376 =236.17mm cos 22zmd n = 95.19cos 386 =242.55mm d齒寬 1b , 2b 1b = 2b =60mm 4.5.3.校核齒面接觸疲勞強度 HEHH uubdKTZZZZ 12 211 (4-22) A確定公式中各參數(shù)值 a大、小齒輪的接觸疲勞強度極限 1limH 、 2limH 按齒面硬度查圖得大小齒輪的接觸疲勞強度極限 1limH = 2limH =1170Mpa b接觸疲勞壽命系數(shù)1HNK、2HNK查圖 6.6 得1HNK=0.89，2HNK=0.92 c計算許用接觸應(yīng)力 取安全系數(shù) HS =1，則 HHHNH SK 1lim11 =0.86 1170MPa =1006.2MPa HHHNH SK 2lim22 =0.85 1170Mpa =994.5Mpa 221 HHH =(1006.2+994.5)/2=1003.35Mpa d.點區(qū)域系 數(shù) HZ 查圖得節(jié)點區(qū)域系數(shù) HZ =2.48 f重合度系數(shù)ZZ=0.8 h螺旋角系數(shù)Z cosZ = 95.19cos =0.970 j.材料系數(shù) EZ 由表查得材料系數(shù) EZ =189.8 MPa B.校核計算 800 型立式沉降離心機 16 uubdKTZZZZEHH12211 (4-23) H=2.48 189.8 0.8 0.98703.1103.191.2656010949.1667.12 5 =204.20min0d=38 取mind=40mm 選擇滾動軸承型號 查軸承樣本 ,選用型號為 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 對該軸進 行強度校核 A求軸上載荷 a.計算齒輪受力 齒輪分度圓直徑 cos22 mzd =6 39/cos15.9=242.49mm 圓周力 232 dTFt =2 1.746 105/242.49=1140.06N 徑向力 c o sta nntr aFF = 95.19c os20t a n06.1140 =1141.7N 軸向力 tanta FF = 95.19tan06.1140 =1140.06 0.363=413.82N aF對軸心產(chǎn)生的彎矩 22dFM aa =413.82 242.49/2=50173.8N mm b.求支反力 軸承的支點位置 由 7208AC 角接觸球軸承查手冊 a =18mm 齒寬中點距左支點距離 1L 72m 齒寬中點距右支點距離 2L 60/2+71=101mm 左支點水平面的 支反力 0 DM , 2111 LLFLF tNH =(101 1140.06)/(72+101) =666N 右支點水平面的支反力 0 DM , 1222 LLFLF tNH =(72 1140.06)/(72+101) =474N 左支點垂直面的支反力 2121 LLMFLF arNV =(101 1141.7+50173.8)/ (72+101) =957N 右支點垂直面的支反力 2112 LLMFLF arNV = (72 1141.7+50173.8)/ (72+101) =765N 800 型立式沉降離心機 18 右支點軸向反力aNV FF 1B .繪制彎矩圖和扭矩圖 截面 C 處水平面彎矩 11 LFM NHH =666 72=47952N mm 截面 C 處垂直面彎矩 111 LFM NVV =957 72=68904 N mm 222 LFM NVV =765 101=77265 N mm 截面 C 處合成彎矩 222 121 689 04479 52 vH MMM =70552.8 N mm 222 222 772 6 5479 5 2 vH MMM =90935.6 N mm C .彎扭合成強度校核 通過只校核軸上受到的最大彎矩 ,扭矩 ,抗拉的截面的強度 危險截面 C 處計算彎矩 考慮啟動、停機影響，扭矩為脈沖循環(huán)變應(yīng)力 , 6.0 , 222321 174 6 006.08.705 5 2 TMM ca =126302.6 N mm 截面 C 處計算應(yīng)力 3401.06.1 2 6 3 0 2 WM caca =19.7MPa 強度校核 45 鋼調(diào)質(zhì)處理 ,由表查得 1 =60Mpa caS 疲勞強度合格 F. 抗拉強度校核 2 mRFc = 22601 5 0 035.025 mkg =206169.69N (4-26) 式中 : 2f 沉渣與轉(zhuǎn)鼓壁的摩擦系數(shù)，一般為 0.3 0.85 取 2f =0.5 12 2156.08.01 9781.08.02079.09781.069.2061692 zF =241347.01N 2zFr (4-27) 45 鋼 MPa190 MPa NFr z 1 9 0 01.2 4 1 3 4 72 =20.2mm 4.7 空心軸的設(shè)計計算 4.7.1 空心軸的設(shè)計 軸的材料選用 45鋼調(diào)質(zhì) A.確定輸出軸遠運動和動力參數(shù) a.確定電動機額定功率 P和滿載轉(zhuǎn)速 1n 由 Y200L 4,查標(biāo)準(zhǔn) JB/T5274 1991 P=30kW, 1n =1470r/min b.確定相關(guān)件效率 帶輪效率 1 =0.94 斜齒輪嚙合效 率 2 =0.97 一對滾動軸承的效率3=0.98 電動機空心軸總效率321 =0.94 0.97 0.98=0.89 c.輸出軸的輸出功率 PP 3 =30 0.89=26.7kW d.輸出軸的轉(zhuǎn)速3n=1470 38/37=1500r/min f.輸出軸的轉(zhuǎn)矩3T33363 1055.9 nPT = 1 5 0 098.07.261055.9 6 =1.67 105N mm tgffFFcz222 1 co ss inco s 鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書 2006 21 B軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 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 mind ,軸端處僅受轉(zhuǎn)矩 ,直徑最小 a)估算軸的最小直徑 mind 45 鋼調(diào)質(zhì)處理 ,查表 11.3 確定軸的 A值 ,A=133 144 43m in 11 nPAd(4-28) 式中： 空心軸的內(nèi)徑與外徑之比 43m i n 6.01 11 5 0 030144133 d =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 mind 應(yīng)滿足 mind min0d=53.0 58.4mm 所以取 mind =60mm mmd 670 mmd 107min c)選擇滾動軸承型號 查軸承樣本 ,選用型號 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 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 對軸進行強度校核 A求軸上載荷 a計算齒輪受力 齒輪分度圓直徑 cos33 mzd =6 37/cos19.95=234.04mm 圓周力 800 型立式沉降離心機 22 332 dTFt =2 1.746 105/234.04=1492.05N 徑向力 c o sta nntr aFF = 95.19c os20t a n05.1 4 9 2 =577.73N 軸向力 t