混凝土攪拌機(jī)攪拌部分設(shè)計(jì)

word文檔可自由編輯word文檔可自由編輯word文檔可自由編輯目錄摘要……………………1關(guān)鍵詞…………………11緒論…………………21.1混凝土攪拌機(jī)械…………………21.2混凝土攪拌機(jī)的作業(yè)周期………42傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)………………………52.1攪拌筒的設(shè)計(jì)……………………52.1.1攪拌葉片的設(shè)計(jì)………………72.2減速器的設(shè)計(jì)…………………112.2.1電動(dòng)機(jī)的選型………………112.2.2傳動(dòng)比的分配………………122.2.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)…………122.2.4第一級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)……………………142.2.5第二級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)……………………182.2.6軸的設(shè)計(jì)與校核……………192.2.7軸承的選擇因素……………232.2.8減速器的潤(rùn)滑和密封………252.2.9鍵的類型的選擇……………272.2.10開式齒輪的設(shè)計(jì)…………273料斗的設(shè)計(jì)………………………283.1卷筒設(shè)計(jì)計(jì)算…………………283.2離合器的設(shè)計(jì)計(jì)算……………333.3制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算……………32結(jié)論…………………33參考文獻(xiàn)……………33致謝…………………34附錄……………………35混凝土攪拌機(jī)攪拌部分的設(shè)計(jì)摘要：混凝土攪拌機(jī)是施工機(jī)械設(shè)備中的重要設(shè)備，其產(chǎn)品質(zhì)量和加工效率直接影響著建筑施工質(zhì)量和建筑施工進(jìn)度。為了適應(yīng)不同的攪拌要求，攪拌機(jī)發(fā)展了許多機(jī)型，本設(shè)計(jì)中首先對(duì)攪拌機(jī)進(jìn)行選型，通過對(duì)比最后選用自落式錐形反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)。選型后，對(duì)攪拌機(jī)的傳動(dòng)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，首先通過對(duì)攪拌筒的設(shè)計(jì)計(jì)算確定攪拌功率，選擇電機(jī)，然后是對(duì)減速器的設(shè)計(jì)，這是這次設(shè)計(jì)的重要的部分，在對(duì)減速器的設(shè)計(jì)中，參考資料，按照攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)步驟，計(jì)算設(shè)計(jì)減速器各組成部件。完成減速器的設(shè)計(jì)后，對(duì)攪拌筒外的開式大齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，這是本設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。因?yàn)檫@個(gè)齒輪傳動(dòng)比較大，需要很好地解決這個(gè)問題才能最終完成攪拌機(jī)的傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)，然后選用適合的聯(lián)軸器對(duì)傳動(dòng)部分的各個(gè)裝置進(jìn)行連接，完成傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)，對(duì)上料部分進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，最終合成混凝土攪拌機(jī)的整體部分。關(guān)鍵詞：錐形反轉(zhuǎn)；攪拌筒；減速器；聯(lián)軸器；TheDesignOfTheMixingPartOfTheConcreteMixerAbstract：Concretemixeristhekeydeviceofconstructionmachineryandequipment.Ithasproductqualityandproductionefficiency.Inordertomeettheneedofdifferentmixing,manymodthemixerhavebeendeveloped.Inthisdesign,choosethetypeoftheconcretemixeratfirst.Throughcomparing,thetypemixerwhichproducesthematerialreverselyischosenforuse.Afterselection,transmissionpartofthemixerisdesignedandcalculated,thecalculationtodeterminethestirrithedesignforthemixingdrumchoicethroughmotor,thentothedesignofspeedreducer,whichimportantpartofthedesign,inthedesignofreducer,reference,accordingtothedesignstepsdesignandcalculationreducercomponents.Completethedesignofreducer,opengearonastirrintodesign,thisdesignisverydifficult.Becausethegeardriveisrelativelylarge,needagoodthisproblemistocompletethetransmissionpartdesign.Finally,thenchooseeachdevicesuitableforcouplingtothetransmissionpartareconnected,completethetransmissionpartdesign,simpledesthefeedingpart,andultimatelythewholeportionofthesynthesisoftheconcretemixer.Keyword:Taperreverse；mixingtube；reductiongear；Shaftcoupling；1緒論1.1混凝土攪拌機(jī)械近年來隨著我國(guó)城市基礎(chǔ)建設(shè)，房地產(chǎn)開發(fā)業(yè)的迅猛發(fā)展，推動(dòng)了混凝土生產(chǎn)產(chǎn)量的迅猛提高?；炷潦┕C(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r影響建筑工程施工機(jī)械化程度的重要因素之一。以為建筑技術(shù)與建筑工程的現(xiàn)代化式建筑的基礎(chǔ)、梁、柱、板等主要構(gòu)件幾乎都是混凝土澆筑而成的。如果工程中所用的大量混凝土，其生產(chǎn)過程的各道工序（級(jí)貯料、裝料、配料、攪拌、運(yùn)輸、澆筑和振搗）都采用人工操作，則不僅需要大量的勞動(dòng)力，而且勞動(dòng)強(qiáng)度高、效率低、混凝土的質(zhì)量差。為此，必須十分重視混凝土?xí)r重機(jī)械的發(fā)展和應(yīng)用，并作為提高建筑施工機(jī)械化程度的主要技術(shù)措施之一。當(dāng)前，我國(guó)建筑工程中混凝土的加工雖已基本機(jī)械化，但分散件很強(qiáng)，尚不能走向較高程度的工業(yè)化，商品混凝土應(yīng)用的成都還很小。今后一段時(shí)間內(nèi)，要把注意力放在混凝土施工地機(jī)械化體系的配套上，使之更加完善[1]。混凝土攪拌機(jī)是將一定配合比的水泥（膠結(jié)材料）、煞、石（骨料）和水（有時(shí)還加入一些混合材料）拌和成勻質(zhì)混凝土的機(jī)械。同人工拌和混凝土相比，混凝土攪拌機(jī)具有生產(chǎn)效率高，拌和質(zhì)量好，減輕公認(rèn)勞動(dòng)強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，如今它是建筑是工場(chǎng)，混凝土構(gòu)件廠及商品混凝土供應(yīng)站生產(chǎn)混凝土的重要機(jī)械設(shè)備之一。按混凝土攪拌機(jī)拌混凝土的原理分有自落式和強(qiáng)制式兩種。自落式混凝土攪拌機(jī)工作機(jī)構(gòu)是筒體，沿筒內(nèi)壁圓周安裝若干攪拌片。工作室，將物料投入攪拌筒內(nèi)，筒體繞其自身軸旋轉(zhuǎn)，靠攪拌筒的旋轉(zhuǎn)，由筒內(nèi)的攪拌葉片將物料退到一定的高度后，物料靠自重墜落下來，反復(fù)對(duì)物料進(jìn)行攪拌加工成勻質(zhì)混凝土。這種攪拌機(jī)特點(diǎn)是攪拌強(qiáng)度不大，效率低，只適合加工普通塑性混凝土，對(duì)骨料的粒徑要求不嚴(yán)格，廣泛地應(yīng)用于各種中小型建筑工地。是現(xiàn)在建筑行業(yè)中應(yīng)用較為廣泛的一種混凝土攪拌機(jī)。強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)的攪拌機(jī)構(gòu)是水平式設(shè)置在筒內(nèi)的攪拌軸，軸上安裝攪拌葉片，工作時(shí)，強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)的攪拌筒固定不動(dòng)，是由筒內(nèi)轉(zhuǎn)軸的帶動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)來對(duì)物料進(jìn)行強(qiáng)制式的剪切，擠壓、反轉(zhuǎn)的強(qiáng)制攪拌作用，使拌合料在劇烈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中達(dá)到均勻拌和。這種攪拌機(jī)攪拌質(zhì)量好，效率高，適合加工普遍塑性和半硬性的混凝土。由于受構(gòu)造上的限制，對(duì)粗骨粒徑的要求較為嚴(yán)格，施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土攪拌站和混凝土預(yù)拌工廠的攪拌樓中使用的攪拌機(jī)均系此種類型[2]?；炷翑嚢铏C(jī)，按其外形又可分為鼓形、錐形和盤形三種；按所用動(dòng)力裝置不同又分為電動(dòng)式和內(nèi)燃式兩種；有攪拌質(zhì)量的不同，有漿攪拌機(jī)分為多種容量型號(hào)，目前世界上的混凝土攪拌機(jī)已有兩百種以上。我國(guó)混凝土攪拌機(jī)的容量、規(guī)格的發(fā)展也很迅速，容量?jī)H在3000L一下的就有11中之多，它們是：50、100、150、200、250、350、500、750、1000、1500、3000L。這些攪拌機(jī)都同屬周期作業(yè)式，隨著混凝土施工工藝的發(fā)展和對(duì)攪拌機(jī)要求的提高，必將很快推出各種新型的混凝土攪拌機(jī)械[3]。根據(jù)攪拌機(jī)攪拌筒容量參數(shù)的不同，又常把混凝土攪拌機(jī)劃分為大型（出料容量為1m3~3m3）、中型（出料容量為0.35m3~0.75m3）和小型（出料容量為0.25m3~0.5m3）三種我國(guó)混凝土攪拌機(jī)的生產(chǎn)已經(jīng)定型，并自成系列，其代號(hào)和主要技術(shù)參數(shù)的意義：J——攪拌機(jī)；G——鼓形自治式混凝土攪拌機(jī)；Z——錐形反轉(zhuǎn)出料式混凝土攪拌機(jī)；F——錐形頓翻出料式混凝土攪拌機(jī)；D——但我軸強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)；JG250型混凝土攪拌機(jī)——表示鼓形自落式混凝土攪拌機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)，出料容量并經(jīng)搗實(shí)后的混凝土體積為250L?；炷翑嚢铏C(jī)的主要組成部分有：攪拌機(jī)構(gòu)，他是混凝土攪拌機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)，由攪拌筒、攪拌葉片等組成。傳動(dòng)裝置，它是向攪拌機(jī)個(gè)工作機(jī)構(gòu)傳遞力和速度的系統(tǒng)。一般由帶條、摩擦輪、齒輪、鏈輪和軸等傳動(dòng)與案件組成的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和由液壓元件組成的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)兩大類。上料機(jī)構(gòu)，它是向攪拌筒內(nèi)裝入混凝土物料的設(shè)施，一般又卷揚(yáng)提升料斗、固定式料斗和翻轉(zhuǎn)式料斗三種形式。配水系統(tǒng)，它的作用是按照混凝土的配合比要求定量供給攪拌用水。攪拌機(jī)配水系統(tǒng)的型式主要有：水泵—配水箱系統(tǒng)、水泵—水表系統(tǒng)和水泵—時(shí)間繼電器系統(tǒng)三種。卸料機(jī)構(gòu)，它是將將辦好的勻質(zhì)熟料混凝土從攪拌筒中卸出的裝置。主要有溜槽式、螺旋葉片式和傾翻式三種形式[4]。我選用的是JZ350型混凝土攪拌機(jī)，即自落式錐形反轉(zhuǎn)混凝土攪拌機(jī)，它主要由攪拌機(jī)構(gòu)（由攪拌筒，攪拌葉片等組成），配水系統(tǒng)（由水泵—配水箱系統(tǒng)），卸料機(jī)構(gòu)（由攪拌筒組成）。在此附上自落式錐形反轉(zhuǎn)混凝土攪拌機(jī)簡(jiǎn)示意圖，見圖1；1、罩殼2、上料斗3、進(jìn)料機(jī)斗4、拖輪5、攪拌筒6、行走輪7、前支輪8供水系統(tǒng)9、上料機(jī)架10、上料機(jī)構(gòu)11、電氣控制器12、減速系統(tǒng)13、底盤總成圖1JZ型混凝土攪拌機(jī)示意簡(jiǎn)圖Fig.1SketchoftheJZtypeconcretemixer1.2混凝土攪拌機(jī)的作業(yè)周期攪拌筒的基本形狀，即有鼓形、雙錐形、盤形和圓槽形等。其中，鼓形、雙錐形攪拌機(jī)工作原理為自落式，即作業(yè)時(shí)，攪拌筒旋轉(zhuǎn)，物料靠自重墜落達(dá)到攪拌要求；盤形和圓槽形攪拌機(jī)為強(qiáng)制式，作業(yè)時(shí)攪拌筒固定不動(dòng)，靠轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)筒內(nèi)的攪拌葉片對(duì)混凝土物料進(jìn)行強(qiáng)制擠壓，翻轉(zhuǎn)和拋擲而達(dá)到拌合均勻的目的。從攪拌原理上看，錐形反轉(zhuǎn)出料式混凝土攪拌機(jī)是一種自落式混凝土攪拌機(jī)。攪拌筒正向回轉(zhuǎn)進(jìn)行攪拌，反響回轉(zhuǎn)進(jìn)行出料，它是作為取代孤星自落式混凝土攪拌機(jī)的一種機(jī)型，可以用來拌合普通塑性和低流動(dòng)性的混凝土。攪拌時(shí)，雙錐形攪拌筒旋轉(zhuǎn)。葉片使物料作提升、下落運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，還強(qiáng)迫物料作軸向竄動(dòng)。所以，此種攪拌機(jī)同鼓形自落式攪拌機(jī)相比，其攪拌運(yùn)動(dòng)比較強(qiáng)烈，生產(chǎn)效率高，拌合出來的混凝土質(zhì)量好。機(jī)械構(gòu)造也比較簡(jiǎn)單、操作方便，因而得到廣泛的使用。錐形反轉(zhuǎn)出料式混凝土攪拌機(jī)主要有以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的JZ系列型號(hào)和JZY系列型號(hào)。JZY型出進(jìn)料機(jī)構(gòu)采用液壓傳動(dòng)外，其余構(gòu)造及技術(shù)性能均與JZ型相同。目前，該系列產(chǎn)品的出料容量有150L,200L,350L,500L,和750L等。所示為JZ350型混凝土攪拌機(jī)的外形，其出料混凝土體積為350L。它主要由動(dòng)力裝置、傳動(dòng)裝置、進(jìn)料系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、供水系統(tǒng)、底盤和電氣系統(tǒng)等組成。在攪拌桶的進(jìn)料口一端，焊有兩塊擋料葉片，可防止攪拌時(shí)進(jìn)料口處漏漿；攪拌筒的出料口一端，焊接著一對(duì)出料葉片，出料葉片分為兩段，以螺釘固定，攪拌過程中如遇突然停電或發(fā)生故障時(shí)，可以卸下靠外邊的一段葉片，把筒內(nèi)的物料扒出來。當(dāng)混合料拌和好混凝土后，可以通過傳動(dòng)系統(tǒng)改變攪拌筒的旋轉(zhuǎn)方向，筒內(nèi)的混凝土使可精出料葉片迅速卸出筒外。拖輪是支撐攪拌桶并拖帶攪拌桶進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)。攪拌筒放在四個(gè)橡膠拖輪上，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，經(jīng)齒輪減速箱傳給拖輪主軸，利用軸上的一對(duì)橡膠拖輪與攪拌筒滾道之間的摩擦力，帶動(dòng)攪拌筒旋轉(zhuǎn)。上料機(jī)構(gòu)：JZ350型混凝土攪拌機(jī)的上料機(jī)構(gòu)由上料架、中間料斗、上料斗和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。上料時(shí)，料斗由鋼絲繩牽引沿料架的軌道向上爬行，當(dāng)行至一定高度后，其長(zhǎng)軸滾輪進(jìn)入一料架岔道，了都隨之傾倒，斗門面動(dòng)開啟，斗內(nèi)物料經(jīng)中間料斗卸入攪拌筒內(nèi)。傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)2.1攪拌筒的設(shè)計(jì)錐形反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)的攪拌筒呈雙錐形，筒內(nèi)中部焊有分別與拌筒軸線成一定夾角交叉布置的高葉片和低葉片各一對(duì)。由于高低葉片與攪拌筒軸線按一定角度交叉布置，所以當(dāng)拌和料由進(jìn)料錐端進(jìn)入，拌筒正轉(zhuǎn)時(shí)，葉片不僅使拌和料作提升、下落的運(yùn)動(dòng)，還能強(qiáng)迫物料作軸向竄動(dòng)，故能強(qiáng)化攪拌作用。當(dāng)攪拌筒反向旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片將拌和料推向出料錐端由兩條空間交叉成180°的螺旋形出料葉片將拌和料卸出筒外。雙錐反轉(zhuǎn)出料混凝土攪拌機(jī)在工作時(shí)，其攪拌功率主要用于克服混凝土物料在拌合時(shí)所產(chǎn)生的偏心距及拖輪滾動(dòng)的抹茶阻力矩。攪拌時(shí)，大部分物料傾向攪拌筒一側(cè)，呈斜面，但有少部分物料由于拌筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性作用而處于自由落體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，為了討論方便，現(xiàn)假定最惡劣的工作狀況，即全部物料傾向拌筒的一側(cè)，呈斜面，求此種情況下的攪拌功率。現(xiàn)有設(shè)計(jì)要求計(jì)算出攪拌筒的幾何尺寸，攪拌筒外形如圖2所示：由《混凝土機(jī)械》查攪拌幾何容積V和出料容量V 0 1V/V=2~4（1） 0 1出料容積V和進(jìn)料容積V有為出料系數(shù)，對(duì)混凝土一般取0.6~0.7 2 1=V/V（2） 1 2 1V=（0.6~0.7）V 2 11、出料葉片2、出料錐3、低葉片4、高葉片5、高式齒輪6、進(jìn)料錐圖2攪拌筒外形示意圖Fig.2schematicappearanceaboutthemixingtube由于出料V=350L2所以V=350/（0.6~0.7）=583~500L1暫時(shí)選取V=560L1V/V=2~4（3） 0 1V=1040~2080L0暫時(shí)選取1500LV=V+V+V（4）1 2 出 1Vd2cotR2Rcot（5）34 34 11 1 1Vd2cotR2Rcot（6）34 34 22由混凝土機(jī)械查得進(jìn)料錐角47°~50°出料錐角30°~33°，所以選擇α=33°β=50°又有VVVV（7） 1 進(jìn) 出 柱VSxRxtan2h23/2x（8）V進(jìn)SxR2xtan2h23/2x（9）弓 出 弓 119.63/2lsin（10）VR2h2 柱 3 2另參考設(shè)l0.55ml0.85ml0.5m 1 2 3其中ρ為拌和料容重(1.5~1.7)103kg/m3（11）為攪拌時(shí)拌和料的自然坡度，=40°~45°綜上可得：R0.393mR0.322m 1 2可整合為：R0.4mR0.35m 1 2sinfcos轉(zhuǎn)速n 29.9 極限 R式中：f——混凝土與葉片的摩擦系數(shù)；f=0.33R——攪拌筒內(nèi)半徑α——拌和物開始下滑的角度α=45°10.33n 29.90.73m/s極限 1114.352.1.1攪拌筒葉片的設(shè)計(jì)此處省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整說明書和設(shè)計(jì)圖紙等.請(qǐng)聯(lián)系扣扣：九七一九二零八零零另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)下載！該論文已經(jīng)通過答辯同上面對(duì)出料葉片的計(jì)算原理得攪拌的低葉片的厚度為20mm。高、低葉片選用的材料為高強(qiáng)度耐磨鑄鐵。筒內(nèi)壁的低葉片的數(shù)量為2片，高葉片的數(shù)量也為2片低葉片的安放角度為28°~32°。本設(shè)計(jì)中低葉片的安放角度選為30°，高葉片的安放角為45°低葉片的面積對(duì)物料的循環(huán)運(yùn)動(dòng)和無聊之間的想互作用有著重要的影響。葉片面積過小，減弱了無聊的循環(huán)作用，使物料達(dá)到宏觀均勻攪拌時(shí)間增長(zhǎng)；若葉片面積過大，不蛋增大了攪拌功率，還需要減小葉片個(gè)數(shù)，否則，葉片的攪拌筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)互相干涉，因此，應(yīng)根據(jù)攪拌筒尺寸和工作裝置和各參數(shù)，主要是攪拌葉片的個(gè)數(shù)，設(shè)計(jì)出合理的葉片面積。由于與葉片面積相關(guān)的因素較多，故主要通過實(shí)驗(yàn)來分析各種因素的影響。①在相同的長(zhǎng)寬比、相同的葉片面積時(shí)，不同的葉片個(gè)數(shù)對(duì)攪拌效果的影響。②在相同的長(zhǎng)寬比、相同的葉片個(gè)數(shù)時(shí)，不同的葉片面積對(duì)攪拌筒效果的影響。③在相同的葉片面積、相同的葉片個(gè)數(shù)時(shí)、不同的攪拌筒長(zhǎng)寬比下攪拌效果的比較。在攪拌參數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)中，選取4中葉片面積而每種面積又有三種選擇；根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，共有12組實(shí)驗(yàn)。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出如下結(jié)論：合理的葉片面積和葉片個(gè)數(shù)的分配對(duì)攪拌質(zhì)量的影響較大，葉片面積增大對(duì)攪拌功率的影響很大，但對(duì)混凝土強(qiáng)度并不一定提高；當(dāng)葉片面積過大、葉片個(gè)數(shù)過少時(shí)混凝土勻質(zhì)性很差；同時(shí)，增大葉片面積，減少葉片個(gè)數(shù)會(huì)增大混凝土含氣量。對(duì)混凝土的攪拌質(zhì)量影響而言，葉片個(gè)數(shù)的變化比葉片面積的變化影響大。當(dāng)葉片個(gè)數(shù)過多或葉片面積過大時(shí)，會(huì)使相鄰葉片之間的空間距離減小，反而使物料流動(dòng)不暢，攪拌質(zhì)量下降。在本項(xiàng)試驗(yàn)中混合料的最大粒徑為60mm。綜上所述，攪拌葉片個(gè)數(shù)和面積與攪拌機(jī)其他結(jié)構(gòu)參數(shù)也相關(guān)，設(shè)計(jì)需要綜合分析和考慮。為了評(píng)判設(shè)計(jì)的合理性，并為參數(shù)選擇時(shí)提供參考，本文提出了一個(gè)綜合評(píng)判指標(biāo)ψ，表示攪拌筒轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，葉片推動(dòng)的物料量C與攪拌機(jī)的出料容積V之間的比值，即：ψ=C/V由以上敘述，結(jié)合攪拌機(jī)的功率得前面的選擇基本合適，2個(gè)高葉片，2個(gè)低葉片，2個(gè)出料葉片。低葉片的面積為0.18m2，高葉片的面積為0.1m2。由于高葉片與低葉片的外形大致是確定的。根據(jù)對(duì)葉片的計(jì)算得出低葉片的尺寸大致如下圖所示：圖4低葉片F(xiàn)ig.4Lowleaf根據(jù)攪拌筒內(nèi)徑的大小和攪拌筒的長(zhǎng)度，初選a=650mm，d=260mm。由于該葉片的面積為0.2m2，設(shè)β=45°，c=90mm，e=480mm，g=130mm圖5低葉片面積分區(qū)圖Fig.5Areamapofthelowleaf則1處的面積為：170*170/2=14450mm2；2處的面積為（170+480）*260-14450=154550mm2所以可得3與4處的總面積為：180000-154550=25450mm2設(shè)3與4的公共線長(zhǎng)度為x可列方程：（50+x）*130/2+130*x/2=25450解方程得：x=170.8mm用面積計(jì)算的方法得其余尺寸為：b=820.8mmf=50mm同上理對(duì)高葉片的尺寸進(jìn)行計(jì)算得：圖6高葉片F(xiàn)ig.6Highleafa=390mmb=456mmc=50mmd=140mme=267mmf=70mm2.2減速器的設(shè)計(jì)2.2.1電動(dòng)機(jī)的選型電動(dòng)機(jī)是常用的原動(dòng)機(jī)，并且是系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，機(jī)械設(shè)計(jì)中需要根據(jù)工作機(jī)的工作情況和運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力參數(shù)，合理選擇電動(dòng)及類型，結(jié)構(gòu)形式，傳遞的功率和轉(zhuǎn)速，確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。電動(dòng)機(jī)有交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)之分，工業(yè)上采用交流電動(dòng)機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)有異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩類，異步電動(dòng)機(jī)又分為籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最廣泛，如無特殊需要，一般優(yōu)先選用Y型籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，因其具有高效，節(jié)能，噪音小，振動(dòng)小，安全可靠的特點(diǎn)，且安裝尺寸和功率等級(jí)負(fù)荷國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，適用于無特殊要求的各種機(jī)械設(shè)備。電動(dòng)機(jī)的功率選擇是否合適將直接影響到電動(dòng)機(jī)的工作性能和經(jīng)濟(jì)性能。如果選用額定功率小雨工作機(jī)所需的功率，就不能保證工作機(jī)正常工作，甚至是電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過載過早損害，如果選用額定功率大于工作機(jī)所需的功率，則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高，功率未得到充分的利用。從而增加電能的消耗，造成浪費(fèi)。綜合考慮各個(gè)條件，暫選電機(jī)為Y132S—4型電機(jī)。查表知該電機(jī)額定功率為5.5KW。滿載轉(zhuǎn)速為1440r/min。效率為90%，額定轉(zhuǎn)矩為2.2KW，最大轉(zhuǎn)矩為2.3KW，軸徑為38mm。電動(dòng)機(jī)尺寸如下：表1電動(dòng)機(jī)的主要外形參數(shù)中心高H外形尺寸L安裝角B軸伸尺80Table1Themainconfigurationparametersofmotor2.2.2傳動(dòng)比的分配由于混凝土攪拌機(jī)在攪拌時(shí)，為了使混凝土攪拌得比較均勻，攪拌軸的轉(zhuǎn)速不宜過快。但是考慮到該機(jī)器的生產(chǎn)能力，攪拌軸的轉(zhuǎn)速又不可太慢。綜合考慮一下，參考其它機(jī)器的轉(zhuǎn)速，該攪拌機(jī)的轉(zhuǎn)速在17r/min左右。又電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速已經(jīng)初步得出為1440r/min。由電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和工作機(jī)的主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，可得到傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為：nim（12）a n式中n——電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速mn——拌筒的轉(zhuǎn)速 n 1440r/minim84.7an17r/min又因?yàn)榭倐鲃?dòng)比為各級(jí)傳動(dòng)比i、i、i、i……i的乘積，即 0 1 2 3 niii a 0 1為了使減速器裝置不至于過大初步取i7，則0i84.7ia12.1i 70按展開式布置，考慮潤(rùn)滑條件，為使兩級(jí)大齒輪接近，查得i3.8，則1i12.1i0 3.18（13）2i 3.812.2.3計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)為了進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算，要推算出個(gè)軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩（或功率）。如將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低速一次定為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸、滾筒。i、i…相鄰兩軸間傳動(dòng)比、…相鄰兩軸間傳動(dòng)功率 01 02T、T…軸的輸入功率（KW）01 02p、p…各軸之間的輸入轉(zhuǎn)矩（N·m）01 02n、n…各軸的轉(zhuǎn)速（r/min） 01 02則可按電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)運(yùn)動(dòng)傳遞路線推算，得到各軸的運(yùn)動(dòng)和參數(shù)。各軸的輸入功率、Ⅰ軸~Ⅳ軸的輸出功率：Ⅰ軸pp5.50.990.985.336kw（14）d 1 2Ⅱ軸pp5.3360.980.975.072kw（15）1 2 3Ⅲ軸pp25.0720.9820.974.725kw（16）2 2 3Ⅳ軸pp4.7250.980.974.492kw（17）3 2 3滾筒pp4.7250.974.5833kw（18） 4 3 3式中p——電動(dòng)機(jī)的輸出功率（KW）d——聯(lián)軸器的傳動(dòng)功率=0.991——軸承的傳動(dòng)效率=0.982——齒輪的傳動(dòng)效率=0.973同一根軸的輸出功率與輸入功率的數(shù)值不同，需要精確計(jì)算時(shí)取不同的數(shù)值。各軸的輸入轉(zhuǎn)矩[6]。電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩： P 5.5T9550d955036.48N·m（19）dn1440mⅠ軸~Ⅳ軸的輸入轉(zhuǎn)矩：TTi36.4810.9936.12N·m（20） 1 d 0 1TTi80.97126.56N·m（21） 2 1 1 12TTi126.563.180.970.982374.93N·m（22） 3 2 2 23TTi374.9310.980.97356.41N·m（23） 4 3 3 34TTi356.4170.980.972371.62N·m（24）5 4 3 45運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于表2：表2各軸計(jì)算結(jié)果Table2Thecalculationresults軸名功率P(KW) 轉(zhuǎn)矩T(N·m)輸入 輸出 輸入 輸出轉(zhuǎn)速N（r/min）傳動(dòng)比i效率η電動(dòng)機(jī)軸5.536.48144010.97Ⅰ軸5.4455.33636.1235.4014403.80.95Ⅱ軸5.1755.072126.56101.25378.953.180.93Ⅲ軸4.9224.725374.93363.68119.1710.95Ⅳ軸4.6794.492356.41345.72119.1770.93滾筒4.442371.62172.2.4第一級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)材料的選擇：該傳動(dòng)尺寸和批量都比較小，小齒輪設(shè)計(jì)成齒輪軸，選擇40Cr，調(diào)制處理，硬度為241HB—286HB，大齒輪為45鋼，調(diào)制處理，硬度240HB，暫取傳動(dòng)比為i=3.8[7]初步計(jì)算小齒輪所承受的轉(zhuǎn)矩 P 5.5 T9.55106d9.55106 36475.69N·mm（25） 1 n 1440m齒寬系數(shù)由機(jī)械手冊(cè)查表得d0.6~1.2取=1（26） d d接觸疲勞極限由機(jī)械手冊(cè)查表得Hlim750MPa（27）Hlim1600MPa（28）Hlim2初步計(jì)算的需用接觸應(yīng)力0.9675MPa（29） H Hlim10.9540MPa（30） H Hlim2A的值由機(jī)械手冊(cè)查表得A=85d d初步計(jì)算小齒輪分度圓直徑T u1 36475.693.81dA312u853154023.845.95mm 1 d d Hlim取d50mm（31）1初步取齒寬bbd15050mm（32） d 1校核計(jì)算dn501440圓周速度：v113.768m/s（33）601000601000精度等級(jí)選8級(jí)計(jì)算齒數(shù)z、z和模數(shù)m 1 2 1初選z=25，則zzi253.895（34）1取z=962模數(shù)m d 50m12mm（35）z251可由機(jī)械手冊(cè)查表得為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mm=2使用系數(shù)K：查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10—2[8]得K=1.5 A A動(dòng)載系數(shù)K：查機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖10—8得K=1.2 V V齒間載荷分配系數(shù)K、K：查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10—3得K=K=1.4 H F HF齒向載荷分配系數(shù)K：查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10—4插值得K=1.453 H H載荷系數(shù)K：K=KKKKK=1.5×1.2×1.4×1.453≈3.66（36） A V HHH彈性系數(shù)Z:Z=189.8MPa（37） E E節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)ZZ=2.5（38） H H 接觸最小安全系數(shù)S ：S =1.05（39） Hmin Hmin總工作時(shí)間t：t1083000.49600h（40）h h應(yīng)力循環(huán)系數(shù)N:LnN60nt6013.3696001.9106（41）L1 1hi1NN/i1.9106/3.85105（42） L2 L1接觸壽命系數(shù)Z：查表NZ=1.21，Z=1.28（43）N1 N2許用接觸應(yīng)力：HHlim1ZN17501.21864.2MPa（44） H1 S 1.05HlimZHlim2N26001.28731.4MPa（45） H2 S 1.05Hlim驗(yàn)算：2KTu1 ZZZ 1 H EHbd2 u 1 （46）23.6636475.693.818 685.88MPa50502 3.8計(jì)算結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度較為合適，齒輪尺寸無需調(diào)整。否則，尺寸調(diào)整后還需在進(jìn)行驗(yàn)算。確定齒輪主要尺寸由于采用正常標(biāo)準(zhǔn)齒輪，所以齒頂高系數(shù)h取為1，頂隙系數(shù)c取為0.25，分度圓壓力角度數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值α=20°[8]。小齒輪的參如下：分度圓直徑：dmz22550mm（47） 1 1dmz295190mm（48） 2 2m(zz)2(2595) 中心距：a1 2120mm（49） 2 2齒頂高：hhm122mm（50） a a齒根高：h(hc)m(10.25)22.5mm（51） f a齒全高：h(2hc)m(20.25)24.5mm（52）a齒頂圓直徑：d(z2h)m(252)254mm（53） a1 1 ad(z2h)m(952)2194mm（54） a2 2 a齒根圓直徑：d(z2h2c)m(2520.5)245mm（55） f1 1 ad(z2h2c)m(9520.5)2185mm（56） f2 2 a基圓直徑：ddcos50cos2046.98mm（57） b1 1ddcos190cos20178.56mm（58） b2 2齒寬：b50mmb60mm 1 2齒距：pm3.1426.28mm（59）齒厚：sp/26.28/23.14mm（60）齒槽寬：ep/23.14mm（61）基圓齒距：ppcos206.28cos205.901mm（62）b法向齒距：pp5.901mm（63） n b頂隙：ccm0.2520.5mm（64）齒跟疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算： 0.75 0.75 重合度系數(shù)Y0.25 0.25 0.79（65） 1.67a齒間載荷分配系數(shù)K：K1/Y1/0.791.27（66） Fa Fa 齒向載荷分配系數(shù)K：b/h50/4.511.11（67）F由機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖10—13查得，K1.2F載荷系數(shù)K：K=KKKK=1.5×1.2×1.27×1.2=2.74（68） A V FF齒形系數(shù)Y查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10—5：Y2.62Y2.188 Fa Fa1 Fa2應(yīng)力修正系數(shù)Y查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表10—5：Y1.59Y1.786 Sa Sa1 Sa2彎曲疲勞極限：600MPa450MPa Flim Flim1 Flim2彎曲最小安全系數(shù)S ：S 1.25 Flim Flim彎曲系數(shù)壽命Y：Y0.95Y0.97 N N1 N2尺寸系數(shù)Y：Y1.0X X需用彎曲應(yīng)力：FFlim1YN1Yx6000.951.0456MPa（69） F1 S 1.25FlimFlim2YN2Yx4500.971.0349MPa（70） F2 S 1.25Flim驗(yàn)算： 2KT 23.6636475.691YYY2.621.590.79146.45MPaF1bdmFa1Sa16050211＜（71） F1 F1 YY 2.1881.786 （72）Fa2Sa2146.45137.38MPa＜ F2 F1YY 2.621.59 F2Fa1Sa1根據(jù)分析，傳動(dòng)在允許的時(shí)間之內(nèi)有效，沒有發(fā)生過在，故所選齒輪滿足要求。2.2.5第二級(jí)齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)材料的選擇：因傳動(dòng)尺寸和批量較小，選擇40Cr，調(diào)制處理，硬度為280HB，大齒輪為45鋼，調(diào)制處理，硬度240HB，暫取傳動(dòng)比為i=3.18初選z=38，則zzi383.18120.84整合為z=121 3 4 3 2 d 76模數(shù)m：m32mmz 383dmz23876mm 3 3dmz2121242mm 4 42.2.6軸的設(shè)計(jì)與校核3n3nPmin式中：P——軸的輸出功率n——軸的轉(zhuǎn)速材料：選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理。查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表15—3可得：35MPaA1150由此可以確定各軸的基本尺寸，可以由此公式計(jì)算得高、中、低速軸的最小軸徑：5.336nP3高速軸：dA1115317.80mmmin 0nP315.072nP3中速軸：dA2115327.30mmnP3 min 0378.952nPnP333低速軸：dA115339.21mm min 0119.17在此對(duì)中間軸進(jìn)行校核對(duì)中間軸的初步設(shè)計(jì)如圖7：圖7中速軸Fig.7Speedshaft已知中間軸的輸出功率為5.072Kw，轉(zhuǎn)速為378.95r/min。軸的受力計(jì)算分析如下。5.072作用力的計(jì)算：T9.55106127820.56N·mm（74）378.952T2127820.56齒輪Z的圓周力：F1345.48N·m（75） 2 t2d 1902齒輪Z的徑向力：FFtan201345.48tan20489.71N(76)r3 t22T2127820.56齒輪Z的圓周力：F3363.69.N·m（77）t3d 763Ftan20齒輪Z的徑向力：Ft3 1240.80N3 r3 cos9.36圖8軸的受力分析圖Fig.8Stressanalysisofthefigureaxis水平面支撐反力及彎矩，如圖8所示：RlFlFl0（78） Cy r2 1 r3 2根據(jù)對(duì)軸的設(shè)計(jì)，可以測(cè)量得l214mml160mml88mm 1 2FlFl1240.888489.71160 Rr3 2 r2 1144.10N Cy l 214FlFl1240.8126489.7154Rr3 3 r2 4606.52Ndy l 214彎矩如圖所示： M 144.1547781.4mmAy M 489.715426411.4mmBy M 1240.87289337.6mmCy M 606.528853373.76mmDy垂直支承反力及彎矩：Fl'Fl'1345.48543363.6972 支承反力：Rt2 2 t3 3 1471.22N CH l 2143363.69881345.4872R930.51NDH 214 彎矩計(jì)算：M 930.518881884.88NmmAH M 1471.225479445.88NmmBH合成彎矩：M7781.4281884.88282253.77Nmm（79）AM26411.4281884.88286038.92NmmBM89337.62930.51289342.45NmmCM53373.762930.51253381.87NmmD300應(yīng)力校正系數(shù)：16500.46（80）h0當(dāng)量彎矩：T0.46127820.5658797.46Nmm（81）在大齒輪軸頸中間截面處：MM2T286038.92258797.462104210.54Nmm在MM2T253381.87258797.46279415.46Nmm2 M 104210.54校核軸頸：d130.1130.130015.1mm（82）1 M 79415.46d3230.130013.83mm 2 0.11經(jīng)校核較合適無需調(diào)整。其他軸按同樣的方法校核。對(duì)高速軸進(jìn)行設(shè)計(jì)⑴材料：選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理；⑵各軸段直徑的確定；根據(jù)結(jié)構(gòu)及使用要求把該軸設(shè)計(jì)成階梯軸且為齒輪軸，共分為六段，如圖9所示：圖9高速軸Fig.9Highspeedshaft1段為軸承的配合段，取d40mm,L32mm；2段為齒輪段，該段齒輪的分度 1 1圓直徑由前面對(duì)齒輪的設(shè)計(jì)可得d50mm，L60mm；3段為軸的過渡段取得d44mm，L110mm；4段為承的配合段取d40mm，L30mm；5段為3 3 4 4聯(lián)軸器的軸肩固定端也是軸與減速箱端蓋的配合段，取d34mm，L45mm；6段5為與聯(lián)軸器的配合段，根據(jù)聯(lián)軸器的類型取得d30mm，L68mm。6③對(duì)低速軸進(jìn)行設(shè)計(jì)⑴材料：選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理；⑵各軸段直徑的確定；根據(jù)結(jié)構(gòu)及使用要求把該軸設(shè)計(jì)成階梯軸且為齒輪軸，共分為八段，如圖10所示：圖10低速軸Fig.10Lowspeedshaft1段為與聯(lián)軸器的配合段，根據(jù)聯(lián)軸器的類型取得d30mm，L68mm。2段為聯(lián)軸器的軸肩固定端也是軸與減速箱端蓋的配合段，d36mmL45mm；3段為軸承的配合段，取d40mm，L30mm；4段為軸過渡段取得48mm， 3 3 4L53mm；5段為齒輪的定位端，其長(zhǎng)為L(zhǎng)15mm，直徑d58mm；6段為軸與4 5 5齒輪4的配合段，根據(jù)齒輪4寬度得該段長(zhǎng)度為L(zhǎng)74mm，直徑為d50mm；7段6為軸與套筒的配合段，長(zhǎng)度為L(zhǎng)20mm，直徑為d44mm；8段為軸與軸承的配合6段，長(zhǎng)度為L(zhǎng)31mm，直徑為d40mm。82.2.7軸承的選擇因素在許多場(chǎng)合，軸承的內(nèi)孔尺寸已經(jīng)由機(jī)器或裝置的結(jié)構(gòu)具體所限定。不論工作壽命，靜負(fù)荷安全系數(shù)和經(jīng)濟(jì)性是否都達(dá)到要求，在最終選定軸承其余尺寸和結(jié)構(gòu)之前，都必須經(jīng)過尺寸演算。該演算包括軸承實(shí)際載荷跟其載荷能力進(jìn)行比較。滾動(dòng)軸承的靜負(fù)荷是指軸承加載后是靜止的或旋轉(zhuǎn)速度非常低。在這種情況下，演算滾道和滾動(dòng)體過量塑性變形的安全系數(shù)。大部分軸承受動(dòng)負(fù)荷，內(nèi)外全做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，尺寸演算校核滾道和滾動(dòng)體早期疲勞損壞安全系數(shù)。對(duì)注重經(jīng)濟(jì)性能的設(shè)計(jì)來說，要盡可能充分利用軸承的承載能力。要想越充分的利用軸承，那么對(duì)軸承尺寸選用的演算精確性就越重要[9]。靜負(fù)荷軸承：計(jì)算凈符合安全系數(shù)Fs有助于確定所選軸承是否具有足夠的額定靜負(fù)荷。FC/P其中Fs是靜負(fù)荷安全系數(shù)，C為額定靜負(fù)荷KN，P為當(dāng)量靜負(fù)荷KN負(fù)安系數(shù)Fs是防性變形的安全數(shù)。對(duì)于必須平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)、噪音特低的軸承，就要求Fs的數(shù)值高；只要求中等運(yùn)轉(zhuǎn)噪音的場(chǎng)合，可選用小一些的Fs；一般推薦采用下列數(shù)值：Fs=1.5~2.5，適用于低噪音等級(jí)；Fs=1.0~1.5，適用于常規(guī)噪音等級(jí)；Fs=0.7~1.0，適用于中等噪音等級(jí)。額定靜載荷，在滾動(dòng)體和滾道接觸區(qū)域的中心產(chǎn)生的理論壓強(qiáng)為：4600N/mm2，自調(diào)心球軸承為4200N/mm2，其他類型球軸承為4400N/mm2所有棍子軸承在額定靜負(fù)荷C的在遺體被剛需啊，在滾動(dòng)體和滾道接觸區(qū)的最大承載部位，所產(chǎn)生的總塑性變形約為滾動(dòng)體直徑的萬分之一。當(dāng)量靜負(fù)荷P是一個(gè)理論值，對(duì)向心軸承而言是徑向力，對(duì)推軸承來講是軸向和向心力。P在滾體和滾道的醉倒承載接觸區(qū)域中心所產(chǎn)生的應(yīng)力，與實(shí)際負(fù)荷組合所產(chǎn)生的力相同。PXFYF，其中P為當(dāng)量靜載荷，F(xiàn)r為徑向載荷，F(xiàn)a為軸向載荷，單 0 0 r S a 0位都是KN。X為徑向系數(shù)，Y為軸向系數(shù)動(dòng)載S荷軸承fCLt其中L為名義額定壽命，C為軸承的基本額定動(dòng)載荷，P為當(dāng)量動(dòng)載荷。10P 10L是以100萬轉(zhuǎn)為單位的名義額定壽命。對(duì)于一大組相同型號(hào)的軸承來說，其中90%10應(yīng)該達(dá)到或者超過該值。額定動(dòng)載荷C在每類軸承的參數(shù)表中都可以找到；PXFYF其中P為當(dāng)量動(dòng)載荷，F(xiàn)r為徑向載荷，F(xiàn)a為軸向載荷，單位都是KN，r aX為徑向系數(shù)，Y為軸向系數(shù)。不同類型軸承的X，Y值及當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算依據(jù)，可在各類軸承的表格和前言中找到。球軸承和滾子軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P有所不同。對(duì)球類軸承，P=3；對(duì)滾子軸承，P=10/3。如果軸承動(dòng)載荷的值及速度隨時(shí)間而變化，那么在計(jì)算當(dāng)量在核實(shí)就得有相應(yīng)的考慮。連續(xù)的載荷及速度曲線就要用分段近似值來代替。滾動(dòng)軸承的最小載荷過小的載荷加上潤(rùn)滑不足會(huì)造成滾動(dòng)體打滑，導(dǎo)致軸承損壞。在本設(shè)計(jì)中軸承主要承受徑向力，所選用的齒輪也是支持圓柱齒輪，未承受軸向力或承受的軸向力較小，因此我選用深溝球棍子軸承就足以滿足要求。軸承型號(hào)的確定：結(jié)合軸的受力特點(diǎn)與箱體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，此處選用深溝球滾子軸承。分析此機(jī)械的特點(diǎn)不難發(fā)現(xiàn)，本系統(tǒng)中的軸的軸承承受徑向載荷和軸向載荷，而且承受的載荷都較小[10]。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，深溝球滾子軸承能同時(shí)承受徑向載荷與軸向載荷，滿足條件。通過前面對(duì)軸受力分析，我選用深溝球滾子軸承6208型[11]。如圖11所示：圖11軸承Fig.11Bearing其中：D=80mmd=40mmB=18mm計(jì)算深溝球滾子軸承的壽命。表3軸承選擇方案Table3Alternativeofthebearing方案軸承型號(hào)Cr/KNCor/KND/mmB/mmNo/（r/min）1620829.518.08018100002620931.520.585199000計(jì)算步驟與結(jié)果列于表4：在前面已經(jīng)計(jì)算過工作時(shí)間，課顧及混凝土攪拌機(jī)工作十年，一年工作三百天，一天工作八小時(shí)，工作日中工作時(shí)間占40%，則軸承的使用壽命[12]t1083000.49600h（83）h表4軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算Table4Calculationofbearingdesign計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果62086209e查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表13—50.2840.26X查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表13—50.560.56沖擊載荷系數(shù)fd查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表13—61.21.2當(dāng)量動(dòng)載荷PfF d r 1.26867X46144614計(jì)算額定載荷L'nCp3 hr 166709600379.9p3166703777737777基本額定載荷Cr 查手冊(cè) 29500＜37777 31500＜37777故我選用6208深溝球滾子軸承可滿足壽命要求。其他軸承壽命計(jì)算如上。2.2.8減速器的潤(rùn)滑和密封傳動(dòng)的潤(rùn)滑：圓周速度v12m/s~15m/s的齒輪減速器廣泛采用優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑，自然冷卻。為了減少齒輪運(yùn)動(dòng)的阻力和油的溫升，浸入有種的深度，以1~2個(gè)齒高為宜，速度高的還應(yīng)該淺些，建議0.7倍左右，但至少10cm，速度較低的野允許浸入深些，可達(dá)到1/6的齒輪半徑，更低速的可到1/3的齒輪半徑[13]。再多級(jí)減速器中應(yīng)盡量是格機(jī)傳動(dòng)浸入有種深度近于相等。如果發(fā)生低速級(jí)齒輪浸入減速器箱蓋和箱座的剖面做成傾斜的，從而使高速級(jí)和低速級(jí)傳動(dòng)的浸油深度大致相等。減速器油池的容積平均可按每1KW越0.35L~0.7L潤(rùn)滑油計(jì)算，同時(shí)應(yīng)保持齒頂圓距離箱底部地獄30mm~50mm左右，以免太淺時(shí)激起沉降在箱底的油泥。在此處因?yàn)楦咚偌?jí)與低速機(jī)大齒輪分度圓直徑相差不大，所以可以直接使低速級(jí)大齒輪中深度浸油[14]。軸承潤(rùn)滑：滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑主要是為了降低摩擦阻力和減輕磨損，也可以吸振，冷卻，防銹和密封等作用。合理的潤(rùn)滑對(duì)高速軸性能，延長(zhǎng)軸承壽命都有重要意義。滾動(dòng)軸承高速時(shí)一般采用有潤(rùn)滑，低速時(shí)采用脂潤(rùn)滑，某些特殊環(huán)境如高溫和真空條件先采用固體潤(rùn)滑。本減速器使用的是深溝球滾子軸承，軸承的潤(rùn)滑方法可以根據(jù)齒輪的圓周速度來選擇：圓周速度在2m/s~3m/s以上時(shí)，可以采用飛濺潤(rùn)滑。在本設(shè)計(jì)中，我選用飛濺潤(rùn)滑，油量足以滿足軸承的需要，在設(shè)計(jì)減速器時(shí)在箱體壁上設(shè)計(jì)出油溝，可使飛濺的油通過油溝流向軸承，供軸承使用。密封裝置：密封是為了阻止?jié)櫥瑒妮S承中流失，也為了防止外界灰塵，水分等侵入軸承。沒有合理的密封將大大影響軸承的使用壽命，密封按照其原理不同可分為接觸式和非接觸式密封兩大類，非接觸式密封不受速度的限制，接觸式密封只能在線速度較低的場(chǎng)合，為了保證密封壽命及減少軸的磨損，軸基礎(chǔ)部分的硬度應(yīng)該在40HRC以上[15]。在低壓油潤(rùn)滑系統(tǒng)中，油封被廣泛地用作轉(zhuǎn)軸密封件和往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封件。油封通常由剛性骨架和有柔性唇的橡膠密封圈組成。氈封主要用于環(huán)境比較干燥。以脂類潤(rùn)滑的軸承或柱塞部位，壓力低于0.1MPa，速度4~5m/s，故本設(shè)計(jì)中選用氈封來滿足軸承的密封。到此，減速器設(shè)計(jì)完成，在減速器中選用了大量標(biāo)準(zhǔn)件，特列表如表5：表5減速器用標(biāo)準(zhǔn)件Table5Standardpartsofreducer名稱代號(hào)尺寸數(shù)量螺栓GB5782-86M16×1248墊圈GB97.1-2000與M16配套使用8螺母GB6170M168螺釘GB5783-86M8×3024螺栓GB5782-86M12×454墊圈GB97.1-2000與M12配套使用4螺母GB6170M124氈圈GB9877.1-88內(nèi)徑342鍵GB/T1095-19908×482鍵GB/T1095-199014×401鍵GB/T1095-199012×701鍵GB/T1095-199014×601銷GB/T177A10×302軸承GB/T276-19946210620862.2.9鍵的類型的選擇鍵的類型及尺寸：齒輪傳動(dòng)要求齒輪與軸的對(duì)中性好，故在此我選用A型平鍵，根據(jù)需要安裝齒輪處的軸的直徑知d=50mm，查機(jī)械設(shè)計(jì)教材表6—1[15]，可選用b=14mm，因輪轂長(zhǎng)度為50mm故取長(zhǎng)度L=40mm。擠壓強(qiáng)度由靜聯(lián)接的擠壓強(qiáng)度條件為2T103/KldMPa（84） p p其中l(wèi)=L-b=42-14=28mm（85）K=0.4h=0.4×9=3.6（86）2374.931032T103/Kld95.6MPap 5.62850由表查得輕微沖擊載荷的需用應(yīng)力100＞[16]，所以擠壓強(qiáng)度足夠 p p確定鍵槽尺寸：由普通平鍵檢查得軸槽深度t=4.5mm，轂槽深t1=4.5mm其余的鍵按同樣方法校核選擇。2.2.10開式齒輪的設(shè)計(jì)選材料：因滾筒直徑較大，故選用鑄鋼，調(diào)質(zhì)處理硬度229~286HB，平均取240HB。小齒輪40鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度280HB[17]。傳動(dòng)比為7。因滾筒工作沖擊嚴(yán)重故選用較大模數(shù)，初選m=8，z17則1z717119取z120 2 2dmz1017170mm（87） 1 1dmz101201200mm 2 2 m 1017120685mma(zz) 21 2 2bd0.417068mmd取b100mm，b90mm 1 23料斗的設(shè)計(jì)由上面可知出料容量V350L則進(jìn)料容V560L取料斗的長(zhǎng)寬，高分別為1m，0.8m，0.9m則料斗的容量V720L＞560L即所取尺寸符要求3.1卷筒設(shè)計(jì)計(jì)算卷筒結(jié)構(gòu)：按照制造方式不同可分為鑄造卷筒和焊接卷筒；建筑卷揚(yáng)機(jī)卷筒大多為鑄造卷筒，成本底，工藝性好。按照卷筒纏繞層數(shù)的不同可分為單層纏繞卷筒和多層纏繞卷筒；建筑卷揚(yáng)機(jī)主要是用多層纏繞卷筒。按照卷筒內(nèi)部是否有筋板，可分為帶筋板卷筒和不帶筋板卷筒；按照結(jié)構(gòu)的整體性，卷筒可分為整體式卷筒和分體式卷筒；卷揚(yáng)機(jī)噸位比較小時(shí)，采用整體式；較大時(shí)，采用分體裝配形式。按照轉(zhuǎn)矩的傳遞方式來分，常采用端側(cè)板周邊大齒輪外嚙合和卷筒或卷筒內(nèi)齒輪內(nèi)嚙合式[18]。卷筒常用材料：在此處選取ZG270-500極限應(yīng)力：500MPa，270MPa（88） B S 0.2卷筒容繩尺寸參數(shù)卷筒節(jié)徑D：應(yīng)滿足DKde式中Ke——筒繩直徑比，是與卷揚(yáng)機(jī)工作級(jí)別有關(guān)的系數(shù)選取d——鋼絲繩直徑（mm）系數(shù)Ke=16；則卷筒節(jié)徑：DKd1630mm480mm（89）e故卷筒節(jié)徑D圓整為540mm卷筒容繩寬度BtB＜3D（90） t 0式中D——卷筒直徑（mm）0由資料查知DDd54030510mm（91）0故Bt＜3×510=1530mm此處取Bt=1500mm卷筒邊緣直徑DK：因建筑卷揚(yáng)機(jī)是數(shù)據(jù)多層纏繞，為防止鋼絲繩脫落。端側(cè)板直徑應(yīng)大于鋼絲繩最外層繩圈的直徑。端側(cè)板直徑的計(jì)算公式如下：D＞D*4d（92） K S式中Ds——最外層鋼絲繩繩芯直徑，由式DD(2s1)d（93） s 0算得，其中s——鋼絲繩纏繞層數(shù)DD2m sK 0 k（94）2d式中m——保證鋼絲繩不越出端側(cè)板外援的安全高度（mm）該值單層纏繞中應(yīng)不小于1.5倍的鋼絲繩直徑，在多層纏繞中應(yīng)不小于2倍的鋼絲繩直徑，即2m4d，m2d（95） k k故卷筒纏繞層數(shù)s=1，單層纏繞。則DD2s1d51030540mm（96） S 0DD4d540430660mm（97） K S此處取Dk=700mmDn 卷筒轉(zhuǎn)速v 筒0.5m/s100060式中D為卷筒直徑Do=510mm則n18.7r/min筒卷筒壁厚：由于建筑卷揚(yáng)機(jī)屬于中型機(jī)械，故取壁厚為20mm卷筒容繩量LLLLLBt1D2s1d103 1 2 i d 0 i 1500/30151021130/1033.1449540/10383.1mm卷筒內(nèi)徑DD2510220470mm 內(nèi) 0D卷筒筒壁強(qiáng)度計(jì)算：r內(nèi)245mm（98） 卷筒 2 2卷筒壁外表面均布載荷q的確定：筒壁自由端中間位置A點(diǎn)的撓度、彎矩、剪力：qqr2 Y （99） AqK E M 0,Q0（100） Aq Aq筒壁自由段最大撓度位置B：3X1.83r（101）B41.067qr2即YY（102） max Bq E 此處彎矩為M 0.02qr（103）Bq取纏繞在卷筒上的半圈鋼絲繩為研究對(duì)象，設(shè)鋼絲繩與卷筒接觸寬度為鋼絲繩纏繞節(jié)距t，并取夾角d，所以對(duì)應(yīng)的一塊微小表面積dA，則Dd0td（104） A 2 D作用在微面積上的力為dqdq0td（105） p A 2 微力的合力即為鋼絲繩的拉力，對(duì)上式積分qD0tsindqDt2F（106） 02 02F 得卷筒作用于鋼絲繩的均布載荷q （107）Dt0 2F 220103故q 2.589KN/m2（108）Dt51030.30其中t=1.01d=30.3mm卷筒壁的應(yīng)力：卷筒壁自由段中間位置的壓縮應(yīng)力和彎曲應(yīng)力為：EYFr2EF2010333MPa（109）YArr2Ett2030.30A筒壁自由端最大壓縮應(yīng)力和彎曲應(yīng)力為：1.067F1.1F1.12010336.3MPa（110）YBtt30.320160.02FrF0.12201030.12 3.96MPa（111）B2rt t 30.3201卷筒筒壁的厚度計(jì)算：AF（112）卷筒壁的強(qiáng)度按下式計(jì)算：S e ct cAFmm（113）則筒壁厚度為tSec0.6520103則2.36mm18230.3又20mm故滿足條件要求。其中：F——鋼絲繩的額定拉力（N）——卷筒壁幻想壓縮應(yīng)力（MPa）cA——多層纏繞系數(shù)，按表選取，選A=0.65t—鋼絲繩軸向卷繞節(jié)距（mm），t=1.1d；——卷筒材料的