【導(dǎo)讀】近年來(lái)隨著生活水平的提高，城市生活污水和工業(yè)廢水的排放量也逐年遞增。城市水污染的根本出路在于建設(shè)城市污水處理廠。沉淀池作為污水處理廠的常規(guī)水處理構(gòu)筑物，在水處理廠中發(fā)揮重要的作用。而作為水處理中最基本方法的沉淀法，在水處理的不同階段都發(fā)揮著重要的作用。材以及水源和污水處理等工業(yè)中含固料漿液的濃縮和凈化。礦泥由耙式刮泥機(jī)連續(xù)地刮集到池底中心排礦口排出，而澄清水則由濃縮池上沿溢出。耙架、傳動(dòng)裝置、給料裝置、排料裝置、安全信號(hào)和耙架提升裝置組成。濃縮機(jī)機(jī)主要有周邊傳動(dòng)式、中心傳動(dòng)式、矩形平流池桁車式、鏈傳動(dòng)式等。排泥機(jī)械中的一種常見(jiàn)設(shè)備，它是沉淀池不可缺少的設(shè)備。

　　

【正文】 PA?d 計(jì)算軸的最小直徑 ,由表選取 A=106，則得 mmmmd 33m in ????? 3)、 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸段 1： 此軸段安裝軸承，由于受到徑向載荷，選擇調(diào)心滾子軸承 d D B B0=130 280 93 ,軸承固定座 103，軸段 1的長(zhǎng)度 L=91mm 軸段 2： 此段為軸肩，起直徑 d3=140,長(zhǎng)度 L3=13mm 軸段 3： 此軸段安裝大齒輪，大齒輪齒寬 b=92mm,該軸段直徑 d4=135,長(zhǎng)度L4=922=90mm 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 27 軸段 4： 此軸段安裝軸承，由于受到徑向載荷，選擇調(diào)心滾子軸承 d D B B0=130 280 93 ,軸承固定座 103，軸套長(zhǎng)度為 5mm，軸段 5的長(zhǎng)度 L=359mm 輥 輪輪寬系數(shù) ,輪寬 b=300 =180,直徑 d=300 4)、繪制軸的彎矩圖和扭矩圖： （ 1）求軸承反力： H水平面： Ft=RHBRHA ?????? HBHAC RRM RHA=－ 37475 RHB=11028 V垂直面 ： Fr=RVB－ RVA 01 4 898 ?????? VBVAE RRM RVA=－ 13640 RVB=4014 （ 2）求齒寬中心處彎矩： H水平面： MH= RHA － RHB =－ V垂直面： MV= RVA － RVB =－ （ 3）合成彎矩： M= 22 VH MM ? = 22 8 7 8 0 3 0 7 1 5 07 ? = （ 4）扭矩 T： T= N mm (5)、按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度： 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 28 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 29 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 30 當(dāng)量彎 Mca= 22 )(aTM ? ，取折合系數(shù) a=, Mca= 22 ) 3 7 7 4 0 3 (8 4 1 4 6 3 8 ?? = 軸的材料為 40CrNi 合金鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表查得σ b=900 N/mm2,由表查得材料許用應(yīng)力[σ 1]b=80 N/mm。 由式得軸的計(jì)算應(yīng)力為 N / m 794 35 334cacaca ????? 由計(jì)算結(jié)果可知 ,該軸滿足強(qiáng)度要求 6)、精確校荷軸的疲勞強(qiáng)度 A：軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圓角半徑：各肩部處圓角半徑見(jiàn)圖紙 鍵槽：半聯(lián)軸器與軸周向固定采用 A型平 鍵連接，按 GB10952020， GB10962020半聯(lián)軸器處的鍵為 25 14 160 配合：參考設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)手冊(cè) MV= 精加工方法：參考設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)手冊(cè) B：選取危險(xiǎn)截面： 如圖所示： 11 截面所受的力最大，應(yīng)力集中教嚴(yán)重， 22 截面雖說(shuō)受力不是最大，但截面尺寸小，仍很危險(xiǎn)需要進(jìn)行校荷。 C：計(jì)算危險(xiǎn)截面工作應(yīng)力 截面 11： 截面彎矩： M1= 截面扭矩： T= 抗彎截面系數(shù)： W== 1003=100000mm3 抗扭截面系數(shù)： 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 31 WT== 1003=202000mm3 截面上彎曲應(yīng)力： σ b=M/W=截面上扭剪應(yīng)力： τ =T/WT= N/mm2 彎曲應(yīng)力幅： σ a=σ b= 彎曲平均應(yīng)力： σ a=0 扭切應(yīng)力： τ a=τ m=τ /2=截面 22： 截面彎矩： M2=（ 7312） M/73= 截面扭矩： T= 抗彎截面系數(shù)： W== 903=72900mm3 抗扭截面系數(shù)： WT== 1003=145800mm3 截面上彎曲應(yīng)力： σ b=M/W=截面上扭剪應(yīng)力： τ =T/WT= N/mm2 彎曲應(yīng)力幅： σ a=σ b=彎曲平均應(yīng)力： σ a=0 扭切應(yīng)力： τ a=τ m=τ /2=選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 32 D：確定材料特性系數(shù) ??? ?? ?? ?? E：確定綜合影響系數(shù) ?K 、 ?K 軸肩圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù) ?k 、 ?k ，根據(jù) ： r/d=， D/d=100/90= 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)插值計(jì)算得： ??k ， ??k 配合處綜合影響系數(shù) ?K 、 ?K ， 根據(jù) d和σ b， 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)插值計(jì)算得： ??K ，2 .4 7 ??? ?? KK 鍵槽處有效應(yīng)力集中系數(shù) ?k 、 ?k ， 根據(jù)σ b， 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)插值計(jì)算得： ??k ， ??k 尺寸系 數(shù) ?? ， ?? ， 根據(jù) d 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 ： ??? , ??? 表面狀況系數(shù) ?? ,根據(jù)σ b,表面加工方法 ,查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 : ?? ?? ?? 軸肩處綜合影響系數(shù) ?K 、 ?K 為 : ????? ?? ?? ?? kK ????? ?? ?? ?? kK 同一截面如有兩個(gè)以上的應(yīng)力集中源 ,則選取其中較大的系數(shù)來(lái)計(jì)算安全系數(shù) ,本題中每個(gè)危險(xiǎn)截面只有一個(gè)應(yīng)力集中源 ,所以不需要比較 . F：計(jì)算安全系數(shù) 取許用的安全系數(shù)為 [S]= 11 截面 : 4301 ??????? ? maKS ??? ? ??? 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 33 2601 ??????? ? maKS ??? ? ??? 2222 ?????????? SS SSS ca 22截面： 4301 ??????? ? maKS ??? ? ??? 2601 ??????? ? maKS ??? ? ??? 2222 ?????????? SS SSS ca 由計(jì)算結(jié)果可知 ,軸疲勞強(qiáng)度安全 （五） 滾動(dòng)軸承的選擇和計(jì)算 1． 輸入軸 選用調(diào)心磙子軸承 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得該軸承的主要性能參數(shù)為 : C=1050000N,C0=1440000N 1） 計(jì)算軸承合成支反力 A：水平支反力： RHA=－ 37475 RHB=11028 B：垂直支反力： RVA=－ 13640 RVB=4014 C： 合成支反力 ： NRRR VAHAA 39880)13640()37475( 2222 ??????? NRRR VBHBB 1 1 7 3 64 0 1 41 1 0 2 8 2222 ????? 2）計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 P0： P0A=RA=39880N 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 34 P0B=RB=11736N 根據(jù)手冊(cè) ,選擇強(qiáng)度系數(shù) S0=2 C0=1050000NS0P0A=79760N C0=1050000NS0P0B=23472N 3）計(jì)算軸承壽命 Lh： 軸承溫度不高，溫度系數(shù) ft=1 Lh1= ?)(601016pcfn t = 36 ) 26144 00001( ?? =65647898 h Lh`=16 350 10 =56000 h Lh Lh` 所以 ， 軸承滿足要求 2． 輸出軸 選用調(diào)心磙子軸承 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得該軸承的主要性能參數(shù)為 : C=1050000N,C0=1440000N 1） 計(jì)算軸承合成支反力 A：水平支反力： RHA=－ 37475 RHB=11028 B：垂直支反力： RVA=－ 13640 RVB=4014 C： 合成支反力 ： NRRR VAHAA 39880)13640()37475( 2222 ??????? NRRR VBHBB 1 1 7 3 64 0 1 41 1 0 2 8 2222 ????? 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 35 2）計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 P0： P0A=RA=39880N P0B=RB=11736N 根據(jù)手冊(cè) ,選擇強(qiáng)度系數(shù) S0=2 C0=1050000NS0P0A=79760N C0=1050000NS0P0B=23472N 3）計(jì)算軸承壽命 Lh： 軸承溫 度不高，溫度系數(shù) ft=1 Lh1= ?)(601016pcfn t = 36 ) 26144 00001( ?? =65647898 h Lh`=16 350 10 =56000 h Lh Lh` 所以 ， 軸承滿足要求 （六） 鍵聯(lián)接的計(jì)算 擠壓強(qiáng)度校核：軸的材料一般為鋼，而輪轂材料可能是鋼或鑄鐵，當(dāng)載荷性質(zhì)為輕微沖擊時(shí)鋼的許用擠壓應(yīng)力 [σ p]=110N/mm2，用擠壓強(qiáng)度條件σ p=4T/dbl≤ [σ p]校核本次設(shè)計(jì)中所采用的鍵， l 為鍵的工作長(zhǎng)度， A 型鍵 l=Lb。 輸入軸： 與聯(lián)軸器聯(lián)接的鍵，直徑 d=23mm,鍵的尺寸為 b h L=8 7 30 , l=Lb=308=22mm， 扭矩 T= Nm： σ p=4T/dbl =4 8 22 =≤ [σ p] 輸出軸： 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 36 與大行星架聯(lián)接的花鍵，直徑 d=120mm,鍵的尺寸為 181 2 01 1 210 ??????? BDdN 扭矩 T= =11156948Nmm。 σ p=4T/dbln =4 11156948/120 18 90 10 =52N/mm2≤ [σ p] （七） 聯(lián)軸器的設(shè)計(jì) 聯(lián)軸器是用于連接不同機(jī)構(gòu)中兩軸，使之同回轉(zhuǎn)，并傳遞轉(zhuǎn)矩的一種部件。在電動(dòng)裝置中用于聯(lián)接減速機(jī)輸出軸和車輪軸（輸入軸）。聯(lián)軸器在電動(dòng)裝置中占有重要位置，若選擇不當(dāng)，會(huì)直接影響電動(dòng)裝置的振動(dòng)、噪聲和傳動(dòng)效率，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大附加載荷，影響電動(dòng)裝置的使用壽命。在選定聯(lián)軸器的類型時(shí)，主要考慮其使用要求和工作條件 ，聯(lián)軸器的承載能力、緩沖和減振性能應(yīng)與工作轉(zhuǎn)矩的大小和載荷的性質(zhì)（沖擊、振動(dòng)）相適應(yīng)。其最高轉(zhuǎn)速應(yīng)滿足工作轉(zhuǎn)速的要求。此外，工作轉(zhuǎn)速高時(shí)，還應(yīng)考慮所選聯(lián)軸器外緣的離心應(yīng)力或彈性元件的變形及聯(lián)軸器的動(dòng)平衡精度。聯(lián)軸器所具有的補(bǔ)償兩軸相對(duì)位移的能力，包括能補(bǔ)償兩軸由受載和溫升產(chǎn)生的變形和部件間的相對(duì)位移以及因聯(lián)軸器自身制造和安裝誤差引起的兩軸相對(duì)位移。從安裝、調(diào)整和維修方面考慮，聯(lián)軸器和結(jié)構(gòu)外形尺寸應(yīng)能適應(yīng)給定的操作空間。對(duì)大型設(shè)備和不便檢修的場(chǎng)合，還應(yīng)能在不需軸向移動(dòng)的情況下裝拆聯(lián)軸器或更換易損件。 此外，選 擇聯(lián)軸器時(shí)還應(yīng)考慮聯(lián)接的可靠性，工作環(huán)境、使用壽命、潤(rùn)滑和密封以及成本等方面的要求。 目前，常用的聯(lián)軸器都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化或規(guī)格化了，在一般的情況下，選定聯(lián)軸器的類型后，可按轉(zhuǎn)矩、軸徑和轉(zhuǎn)速等條件確定標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器的型號(hào)和主要尺寸。必要時(shí)應(yīng)對(duì)聯(lián)軸器中易損的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行承載能力等的校核計(jì)算。 1． 聯(lián)軸器的分類 1）剛性聯(lián)軸器 （ 1）套筒聯(lián)軸器 （ 2）凸緣聯(lián)軸器 （ 3）夾殼聯(lián)軸器 選煤廠φ 30 米膠輪式周邊傳動(dòng)濃縮機(jī)的設(shè)計(jì) 37 （ 4）緊箍咒夾殼聯(lián)軸器 2）撓性聯(lián)軸器 （ 1）無(wú)彈性元件撓性聯(lián)軸器 （ 2）非金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器 （ 3）金屬?gòu)椥栽闲月?lián)軸器 2． 選擇應(yīng)考慮的問(wèn)題 在深知所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的工況及技術(shù)要求的情況下，選擇聯(lián)軸器應(yīng)考慮以下問(wèn)題： a．所需傳遞轉(zhuǎn)矩大小、載荷性質(zhì)及產(chǎn)品對(duì)緩沖和減振方面的要求； b．軸的轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大??； c．兩軸對(duì)位移大?。◤较蛭灰啤⑤S向位移、角位移）； d．聯(lián)軸器的制造、安裝、維修、成本。 電動(dòng)裝置的聯(lián)軸器的選用應(yīng)首先考慮電動(dòng)裝置工況條件，聯(lián)軸器的工作特性兩者接近時(shí)即可采用。 電動(dòng)裝置是在輸入軸與電動(dòng)機(jī)軸間安裝有聯(lián)軸器。一般情況下，為了使結(jié)構(gòu)緊湊、外觀美觀，多把聯(lián)軸器和制動(dòng)輪作為一體，同時(shí)閥門電動(dòng)裝置的所要求的 緊湊、外觀美觀，多把聯(lián)軸 器和制動(dòng)輪作為一體，同時(shí)閥門電動(dòng)裝置的所要求的轉(zhuǎn)矩不是很大（電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 ），所