【導讀】機電工程學院機械系機械設計制造及其自動化本一班畢業(yè)設計第-1-頁共37頁。井岡山大學畢業(yè)設計專用紙。小型混凝土攪拌機畢業(yè)設計

　　

【正文】 的實際轉速為 30r/min。查《機械設計 實用 手冊》 此攪拌機選擇的 減速器為 蝸桿 減速器 WHX16，該 減速器傳動比 ? ， V帶 大帶輪 的 轉速 為2n =720r/min 主軸轉速 為 3n =30r/min。 減速器尺寸：中心距 為 160a mm? ， 中心高 為 0H =125mm ； 最大外形尺寸： H=148mm ， L=3mm 36， B=190mm ； 主動軸： 1d =40mm ， 1l =82mm ； 從 動軸： 2d =65mm ， 2l =70mm 。 鏈傳動的設計 機電工程學院機械系 機械設計制造及其自動化本一班 畢業(yè)設計 第 22 頁 共 37 頁 井岡山大學畢業(yè)設計 專 用紙 鏈傳動是 一種 嚙合傳動 ，主要由鏈輪 和 鏈條 組成， 鏈傳動是通過鏈條將具有特殊齒形的主動鏈輪 和 從動鏈輪 通過 鏈與輪齒的嚙合來傳遞動力和運動的 一種 機械 傳動方式。鏈傳動在 現代的 機械 設備 中 應用 廣泛。 與齒輪傳動相比，鏈傳動的制造和安裝精度要求較低，成本也低。在遠距離傳動時，其結構比齒輪傳動輕便得多。鏈傳動主要用于工作環(huán)境惡劣、低速重載、工作要求可靠、兩軸的相距較遠，以及其他一些需要鏈傳動的的設備當中。 與摩擦型的帶傳動相比，鏈傳動無 整體打滑 和 彈 性滑動 現象， 并且 能保持準確的平均傳動比，傳動效率高，又因鏈條不需要像帶那樣張得很緊，所以作用于軸上的徑向壓力較?。绘湕l采用金屬材料制造，在同樣的使用條件下，鏈傳動 不僅 整體尺寸較小，結構較為緊湊， 而且 能夠適應潮濕和高溫的 環(huán)境。 鏈條按用途不同 還 可 以 分為 起重鏈 、輸送鏈和 傳動鏈 。 輸送鏈和起重鏈主要用在運輸和起重機械中， 在 普通的 機械傳動中，采用的是傳動鏈。傳動鏈又可分為短節(jié)距精密滾子鏈、齒形鏈等。其中滾子鏈 一般用 于傳動系統(tǒng)的低速級 ， 。 滾子鏈 主要 由內鏈板、外鏈板、銷軸、套筒和滾子組成。鏈傳動工作時，套筒上的滾子沿鏈 輪齒廓滾動，可以減輕鏈和鏈輪輪齒的磨損。 小直徑鏈輪可制成實心式；中等直徑的鏈輪可制成孔板式；直徑較大的鏈輪可設計成組合式， ?？蓪X圈用螺栓連接或焊接在輪轂上， 若輪齒因磨損而失效，可更換齒圈。 鏈輪的材料 選擇 ：鏈輪輪齒 的 耐磨性和強度 必須要有足夠的強度 ，由于小鏈輪的輪齒嚙合次數比大鏈輪多， 故 受到的沖擊 力 也 較 大， 因此 小鏈輪應 選擇比 較好的材料 加工 。本次設計采用滾子鏈傳動。 滾子鏈傳動的設計計算： （ 1） 選擇鏈輪齒數 取小鏈輪齒數 1 17z? ，大鏈輪的齒數為 22 2 17 34Z i Z? ? ? ? ?。 （ 2） 確定計算功率： 依據 《機械設計》 表 97? 查得 ? ,由圖 913? 查得 ? ， 采 用雙排鏈，則計算功率為 1 . 0 1 . 5 2 3 . 3 6 2 . 9 1 8 41 . 7 5azcapK K PP k wK ? ??? ? ? （ 3） 選擇鏈條型號和節(jié)距 依 據 kw? 及 60 /minnr? 查圖 911? ，可選 16A 。查表 91? ，鏈條節(jié)距為 mm? 。 機電工程學院機械系 機械設計制造及其自動化本一班 畢業(yè)設計 第 23 頁 共 37 頁 井岡山大學畢業(yè)設計 專 用紙 （ 4） 計算鏈節(jié)數和中心距 初選中心距 0 ( 3 0 ~ 5 0 ) ( 3 0 ~ 5 0 ) 2 5 .4 7 6 2 ~ 1 2 7 0a p m m m m? ? ? ?。取 0 780a mm? 。相應的鏈長節(jié)數為 220 1 2 2 1002 7 8 0 1 7 3 4 3 4 1 7 2 5 . 42 ( ) ( ) 8 7 . 1 62 2 2 5 . 4 2 2 7 8 0p a pL paz z z z???? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 取鏈長節(jié)數 88pL? 節(jié)。 查 《機械設計》 表 97? 得到中心距計算系數1 ?，則傳動的最大中心距為 121 [ 2 ( ) ] 0 . 2 4 9 0 7 2 5 . 4 [ 2 8 8 ( 1 7 3 4 ) ] 7 9 1pa p m m m mf L z z? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （ 5） 計算鏈速 v ，確定潤滑方式 1 6 0 1 7 2 5 . 4 0 . 4 3 1 8 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0n Z pv m s??? ? ??? 由 /v m s? 和鏈號 16A ，查圖 914? 可知采用 滴油 潤滑。 （ 6） 計算壓軸力pF 有效圓周力為： 1 0 0 0 3 . 3 61 0 0 0 7 7 8 10 . 4 3 1 8e PFNv ?? ? ? 鏈輪水平布置時的壓軸力系數 ? , 則壓軸力為 ： 1. 15 77 81 89 49P F P eF K F N? ? ? ? 主軸設計與計算 軸的計算過程 （ 1） 初步估算軸的直徑 初步 選取 45 號鋼作為攪拌機主軸的材料，調 制處理，查表得 ? =640N/ 2mm ， 由表查 得材料的許用應力： 2[ ] 60 /N mm? ? ，由公式 3 Pd A mmn? 。 機電工程學院機械系 機械設計制造及其自動化本一班 畢業(yè)設計 第 24 頁 共 37 頁 井岡山大學畢業(yè)設計 專 用紙 式中， P — 軸傳遞的功率 （ kw） ； n— 軸的轉速 (r/min)； A— 取決于軸材料的許用扭矩切應力 []t? 的 系數。 查表得知 A=115 計算軸的最小直徑并加大 003 已考慮鍵槽的影響。 則 3m i n 3 . 5 41 1 5 5 6 . 4 530d m m? ? ? 在軸的最細部分軸的直徑取 60mm 。 （ 2） 軸結構的設計 確定各軸段直徑和長度 圖 3 軸的結構件圖 從左至右分析：第 1 段軸的直徑取 1 60d mm? ， 根據攪拌機的結構不需要軸的長度太長取為 1 70L mm? 。所以第 2 段軸的直徑應比第 1 段軸的直徑稍大一些，根據實際情況取第 2 段軸的直徑 2 70d mm? 。因為要考慮到軸承的安裝， 軸承 與軸承蓋之間還 需 要有一定 縫隙 ，第 2 段軸的長度取為 2 74L mm? 。根據軸承的安裝尺寸以及軸承的定位要求，確定第 3 段軸的直徑為 3 79d mm? ，由于攪拌機的攪拌軸總長度比較長，為使平衡性和軸的安全系數高，取第 3 段軸的長度 3 60L mm? 。又因為第 4 段軸上要安裝第二個軸承，所以第 4 段軸的直徑應和第 2 段軸的直徑相同， 4 70d mm? 。該段軸的上方要安裝攪拌機的筒體，此處軸段長度適中即可，取 4 74L mm? 。最后一段軸上要安裝攪拌裝置，根據攪拌機的筒體結構，取這一段軸的直徑 5 60d mm? ，長度 . 5 100L mm? 至此，機電工程學院機械系 機械設計制造及其自動化本一班 畢業(yè)設計 第 25 頁 共 37 頁 井岡山大學畢業(yè)設計 專 用紙 軸的各段 長度 和 直徑均 已基本確定。 確定軸上圓角和倒角尺寸。 根據《機械設計實用手冊》書表 15 2? ，取軸端倒角 2 45o? 。各軸肩處的圓角半徑見圖 3。 軸的強度校核 （ 1） 軸的強度校核計算：按彎扭合成強度計算。 通過軸的結構設計，軸的主要結構尺寸，軸上零件的位置，以及外載荷和支反力的作用位置均已確定，軸上的載荷已可以求得，因而可按彎扭合成強度條件對 攪拌主 軸進行強度校核計算。 （ 2） 做出軸的計算簡圖 軸上的分布載荷簡化為集中力，其作用點取為載荷 分布的中點。作用在軸上的扭矩，從傳動件輪轂寬度中點算起。 （簡圖和彎矩圖一起） （ 3） 做出彎矩圖 根據計算簡圖，分別按水平面和垂直面計算各力產生的彎矩 ① 受力分析： 軸上傳遞的轉矩： 9 5 5 0 2 6 .5 3dd dpT N mn? ? ? ? 11 26 .9 9dT T i N m?? ? ? ? ? 所受圓周力： 2 2 1 1 2 6 . 9 9 1 1 . 2 7200t TFNd ?? ? ? 所受的軸向力：因為軸是豎直的所以軸向力 0F?? 徑向力： tancostr FF ??? 20o?? ， 8 0639。3439。39。o? ? ta n 20 28 .79c os 8 06 39。 34 39。39。otr oFFN??? 機電工程學院機械系 機械設計制造及其自動化本一班 畢業(yè)設計 第 26 頁 共 37 頁 井岡山大學畢業(yè)設計 專 用紙 ② 計算支反力： 1 2 2 3()NH tF l F l l? ? ? 2 2 3NH tF l F l? ? ? 2322()tNH F l lF l ?? 1 1 .2 7 (6 0 .9 9 9 .9 )6 0 .9??? ? 312tNH FlF l?? ?? ? 2 2 2 3()NV rF l F l l? ?? 1 2 3NV rF l F l? ? ? 2322()rNV F l lF l ?? 2 8 .7 9 ( 6 0 .9 9 9 .9 )6 0 .9??? 76N? 312rNV FlF l? ?? ? 23H NHM F l?? ?? 2973N mm?? 23V NVM F l?? ?? mm?? 22HVM M M?? 222973 ?? 8154N mm?? 表 5 危險截面載荷 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 ()FN 1 ? 2 ? 1 ? 2 76NVF ? 彎矩 ()M N mm? 2973HM ? ? 機電工程學院機械系 機械設計制造及其自動化本一班 畢業(yè)設計 第 27 頁 共 37 頁 井岡山大學畢業(yè)設計 專 用紙 扭矩 ()TNm? 總彎矩 8154 按彎矩扭合成應力校核軸的強度 ： 進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度。根據《機械設計》 書式 (5 15)? 及上表中的數據，以及軸單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)應變力，取 ?? ，軸的計算應力 2 2 2 2 2 233( ) ( ) 8 1 5 4 (0 . 6 1 1 2 6 . 9 9 0)0 . 1 0 . 1 6 0 . 3 7 9ca M T M T Md aW P??? ?? ? ? ???? ? 此 前已選定軸的材料為 45 鋼，調質處理，由《機械設計》書表 151? 查得1[ ] 60MPa?? ? 。因此 1[]ca???? ，所以 該 軸是安全的 ，符合設計要求 。 機電工程學院機械系 機械設計制造及其自動化本一班 畢業(yè)設計 第 28 頁 共 37 頁 井岡山大學畢業(yè)設計 專 用紙 圖 4 計算簡圖 鍵與軸承的選擇 一、鍵的選擇： 為了符合主軸上安裝和定位的要求 ， 軸與鏈輪之間用平鍵連接，又 根據軸與從動鏈機電工程學院機械系 機械設計制造及其自動化本一班 畢業(yè)設計 第 29 頁 共 37 頁 井岡山大學畢業(yè)設計 專 用紙 輪 連接第 1 段軸 的 公稱直徑為1 60mmd ?，查《機械設計 實用手冊 》書上表 61? 得平鍵截面 d ， （ 鍵寬 ） b ? h （ 鍵高 ） =1811? ，鍵長 56L mm? 。減速器低速軸伸出段與主動鏈輪相連，其中的鍵由減速器軸 徑 2 65d mm? ， 2 70l mm? 選擇，則選 （ 鍵寬 ） b ? h（ 鍵高 ） ? 1811? mm ，長 56L mm? 。減速器高速軸與主動帶輪連接處的鍵根據 1 40d mm? ，1 82l mm? ，選 （ 鍵寬 ） b ? h （ 鍵高 ） ? 128? ，長 70L mm? 。電動機伸出軸與主動帶輪連接處的鍵由電動機軸 0 38d mm? ， 80E