挤压造粒机毕业设计说明书

挤压造粒机毕业设计说明书内容摘要：

上端的轴承主要承受周向载荷所以选用深沟球轴承，而下端既承受周向载荷也承受轴向载荷，选用单列滚子轴承 [15]。 空心轴中有一心轴，两轴采用间隙配合，心轴主要用来固定造粒模块中十字轴及滚轮，同时也分担空心轴过大的周向载荷，增加空心轴的弯曲刚度。 如图 34 所示，心轴的定位在轴向靠一个锁紧圆螺母固定，锁紧圆螺母上有两个小螺钉，可以调节小螺钉使圆螺母的旋合螺纹间始终受到附加的压力和摩擦力的作用，从而达到自锁的目的，保证心轴轴向定位的可靠性 [16]。 心轴周向上依靠平键与心轴套固定，其中心轴套以六个螺钉与箱体固定。 心 轴 端 盖平 键箱 体 心 轴心 轴 套锁 紧 圆 螺 母 图 34 心轴定位图 传动组件运动参数的 计算 （ 1）空心轴和锥齿轮轴的传动比 减速电动机的输出转速为 500 r/min，空心轴转速为 r/min1442 n ，所以锥齿轮组的传动比为： u。 12 既空心轴和锥齿轮轴的传动比为。 （ 2）计算传动组件各轴的运动和动力参数 各轴转速： 电动机轴 min/500 rn m  ，锥齿轮轴 min/5001 rn  ，空心轴 r/min1442 n。 各轴输入功率： 电动机轴输出功率 kWP 290  锥齿轮轴 kWPP   空心轴 kWPP   各轴输入转矩： 电动机输出转矩 mmNnPT m  5400 锥齿轮轴 mmNnPT  54111 空心轴 mmNnPT  64222 将以上算的运动和动力参数列表，如表 31 表 31 传 动组件运动和动力参数表 轴名 电动机轴 锥齿轮轴 空心轴 参数 转速 n(r/min) 500 500 144 功率 P(kW) 29 转矩 T(N mm) 105 105 106 传动比 i 效率  锥齿轮组的设计计算 锥齿轮组负责传递扭矩和转速，本节根据已定的传动比和需要传递的扭矩，对锥齿轮的齿数及主要尺寸进行设计计算 [17]。 图 35 为锥 齿轮组的结构图。 13 d 2hfha RBd a 2da1d1小 齿 轮 圆 锥 角大 齿 轮 圆 锥 角 图 35 锥齿轮结构图 查表，取载荷系数 K。 令 RbR / ，称为锥齿轮传动的齿宽系数，通常取~R ，这里去最常用的值 31R。 取锥齿轮压力角 20。 由表 31得 mmNT  51。 ⑴ 锥齿轮的材料及热处理方法 小齿轮材 料为 40Cr，调质处理，硬度为 280HBS（ 布氏硬度 ），大齿轮材料为 45钢，调质处理度硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。 选小齿轮齿数为 171 z ，则大齿轮齿数为  uzz ，取582 z。 此时 12  zzu ，与要求相差不大，可用。 ⑵ 按齿根弯曲疲劳强度计算 ①小齿轮分度圆锥角211 arcta n zz （ 37） 5817arctan 所以大齿轮分度圆锥角  12 。 14 ②按公式coszzv  （ 38） 计算锥齿轮的当量齿数，则小齿轮的当量齿数为 17cos111  zz v ，大齿轮的当量齿数为 58cos222  zz v。 ③小齿 轮的弯曲疲劳强度极限 MPaFE 5001  ；大齿轮的弯曲疲劳强度极限MPaFE 3802 。 取弯曲疲劳寿命系数 FNK ， FNK。 取弯曲疲劳安全系数 S ，由公式 SK FEFNF  ][ （ 39） 计算弯曲疲劳许用应力，得 MPaSK FEFNF ][ 111  ； MPaSK FEFNF ][ 222  。 ④计算大、小齿轮的][FSaFaYY并加以比较。 查取齿形系数得 FaY ； FaY ；查取应力校正系数得 SaY ； SaY。 所以： ][ 111 F SaFa YY  ][ 2 22 F SaFa YY  结果为111222 ][][FSaFaFSaFa YYYY   ，故将用222 ][FSaFaYY 计算模数。 15 ⑤计算锥齿轮大端模数。 由公式：  322222121 ][ 4FSaFaRRYYuzKTm   （ 310） 0 1 5 3 3 2225  查表得大端模数为 m。 ⑥计算锥齿轮参数 计算分度圆直径： mmmzd   mzd 计算外锥距： mmudR 1 221  计算齿宽： mmRbR  ，圆整为 mmbb 5521  计算平均分度圆直径：   mmddRm      mmddRm    计算锥齿轮圆周速率： smndv m /210 0060 0060 111   ，选用 9 级精度。 ⑶按齿面接触疲劳强度校核 对于压力角 20 的锥齿轮，齿面接触疲劳强度的校核公式为：   ][ 3121 HRREH udKTZ   （ 311） 式中： H 齿面接触应力 )(MPa ； 16 ][H 许用接触应力 )(MPa ； EZ 材料的弹性影响系数，查得 40Cr 的弹性影响系数 MPaZ E 。 ①计算许用接触应力。 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 MPaH 6001lim  ；大齿轮的接触疲劳强度极限 MPaH 5502lim 。 取接触疲劳寿命系数 HNK ； HNK。 取安全系数 1S ，计算接触疲劳许用应力的公式为： SK HHNH lim][   （ 312） 所以 MPaSK HHNH ][ 1li m11   MPaSK HHNH ][ 2lim22   接触疲劳许用应力取较小的值。 ②接触疲 劳强度校核。 按公式，得：  udKTZRREH 312   325  计算结果 2][ HH   ，锥齿轮齿面接触疲劳强度符合设计要求。 空心轴的校核计算 空心轴的结构示意图如图 36 所示。 轴左端由滚动轴承支撑，由于辊轮挤压物料对空心轴产生的部分轴向作用力以及从动锥齿轮产生的轴向作用力，滚动轴承应选择滚子轴承，本造粒机选择的是单列圆锥滚子轴承，型号为滚动轴承 33121 GB/T297。 为了定 17 位圆锥滚子轴承，轴承右侧的空心轴有一轴肩。 单列圆锥滚子轴承右侧是从动锥齿轮，从动锥齿轮通过平键与空心轴连接。 空心轴右侧用一个深沟球轴承支撑，型号为滚动轴承 6324 GB/T296。 在从动锥齿轮与两个轴承之间分别用一个隔套用来轴向定位。 从动锥齿轮右侧空心轴有一轴肩，定位锥齿轮的轴向右侧。 φ70φ1152 1 31 58 8φ110A B 图 36 空心轴的结构图 ⑴ 按弯扭合成应力校核空心轴的强度 空心轴的载荷分布图如图 37 所示。 空心轴的材料为 45 钢，调质处理。 从空心轴的结构图（图 36）和载荷分布图（图37）可以看出截面 A 是轴的危险截面。 由前文已知空心轴右端的扭矩mmNT  62。 18 图 37 空心轴的载荷分布 Y1 Y2 T2 Ft M1 Fa X2 X1 T2 Fr Ft 受力简图 水平受力图 水平弯矩图 垂直受力图 垂直弯矩图 合成弯矩图 转 矩 图 M2 M3 19 ①空心轴受力分析 由于空心轴受到的水平分力与垂直分力就是主动锥齿轮所受周向力与轴向分力的反作用力，所以空心轴水平分力为： 112mt dTF  （ 313） N45 空心轴的垂直分力为 : 1s i nt a n ta FF  （ 314） N34   图 37 为空心轴载荷分布图。 由公式： 213882131  aFX （ 315） N1 0 1221388 3 所以 12 XFX a  N418 10121430  水平最大弯矩为： 11 88XM  （ 316） mmN   8905 6101288 由公式： 213882131  tFY （ 317） 20 N990721388 4 所以 12 TFY t  N40 93 99 4  垂直最大弯矩为： 12 88YM  （ 318） mmN   87181 69907。