塑料切粒机的设计.doc

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1、任务书设计（论文）题目： 塑料切粒机设计 学院：XXX 专业： XXX 班级： X 学号： XXX 学生： 指导教师： 接受任务时间 系（教研室）主任 （签名）院长 （签名）1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求1)分析工况，工作原理及结构特点；2)完成总体方案设计；3)完成机架结构设计；4)装配图和主要零部件绘制（46张）；5)编写毕业设计（论文）说明书一份；6)设计参数：颗粒长度：3mm;产量：60kg/h.2指定查阅的主要参考文献及说明1成大先等. 机械设计手册第五版M. 化学工业出版社, 2010.设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1分析工况，工作原理及结构特点03.0303.202

2、总体方案设计03.2103.303机械结构设计03.3104.204装配图设计及完善04.2105.065主要零部件设计及完善05.0705.206编写毕业设计说明书05.2105.31塑料切粒机设计摘要 立足于21世纪，塑料使用已成为家常之事，人们的日常生活也离不开塑料，加之塑料滥用已经造成很多污染，因此塑料切粒机的应用必不可少，因此，塑料切粒机具有很大的发展前景。塑料切粒机是塑料回收机械系统的一部分，其功能为将塑料拉条进行切割。它的动力源为调速电机，传动方式主要有带轮传动和齿轮传动，执行构件为滚刀。其总体运作方案为塑料条经过塑料辊筒的牵引被输送到滚刀，然后进行切割。 本文按照零件工艺设计的

3、基本流程，经过对比论证，选择了实用正确的工艺路线。首先对结构进行了设计，其次从零件工艺分析到工艺流程的确定以及对各零件的选择与校核，每步都给出了详细的说明。关键词：滚刀，切割，输送。 AbstractBased on the 21st century, plastics have become commonplace things, peoples daily life is inseparable from the plastic, coupled with plastic abuse has caused a lot of pollution, so plastic cutting gra

4、nulating machine applications is essential. Therefore, plastic granulator has great prospects for development.Plastic granulator is a part of the mechanical system of plastic recycling, its function is the plastic brace for cutting. Its power source is the speed motor, the transmission mode mainly h

5、as the belt wheel drive and the gear drive, the executive member is the hob. The overall operation scheme for plastic strip after traction plastic roller is supplied to the hob, and then cutting.According to the basic flow of parts process design, this paper chooses the practical and correct technol

6、ogical route through comparison and demonstration. First on the structure design, secondly from parts process analysis to process the determination and selection and check of the parts, each step is given a detailed description.Keywords: hob, cutting, transportation.目录第一章 绪论11.1塑料切粒机的工作原理及特点11.2塑料切粒

7、机的发展历史11.3塑料切粒机的发展趋势21.4塑料切粒机的应用范围3第二章 总体方案设计42.1构思思路42.2拟定传动方案42.3电动机的选择52.4传动装置的运动学和动力学参数计算6第三章 塑料切粒机的分类与形式83.1塑料切粒机的分类及结构形式83.1.1分类83.1.2 结构形式8第四章 传动机构的设计与计算94.1 带轮传动94.2 齿轮传动.10第五章 轴的设计与计算125.1 滚刀轴的设计155.1.1：选取轴的材料和热处理方法：155.1.2：初步估算轴的直径：155.1.3:滚刀轴轴的结构设计：155.2：滚刀轴的受力分析：165.2.1：画出受力简图：175.2.2：计算

8、支座反力：175.2.3：计算弯矩：185.3：判断危险截面和校核：205.3.1：判断危险截面：205.3.2按弯扭合成强度校核：205.4：输出轴的设计：205.4.1：选取轴的材料和热处理方法：205.4.2：计初步估算轴的直径：205.4.3:输出轴的结构设计：215.5：滚筒轴的受力分析：225.5.1：画出受力简图：225.5.2：计算支座反力：235.5.3：计算弯矩：235.6：判断危险截面和校核：255.6.1：判断危险截面：255.6.2：按弯扭合成强度校核：265.7 滚筒轴的设计265.8 轴的校核27 5.8.1 滚刀轴的校核27 5.8.2滚筒轴的校核32第六章 键

9、的选择与强度校核366.1滚刀轴上键的选择及校核366.2滚筒轴上键的选择及校核36第七章 滚动轴承的选择与校核387.1滚刀轴上的滚动轴承387.2滚筒轴上的滚动轴承39总结42参考文献44IV第一章 绪论1.1塑料切粒机的工作原理及特点 废旧塑料通过挤塑机挤出后，通常为条状或带状，一般需通过切粒装置切粒使其成为一定形状和粒度大小的颗粒料。切粒流程随着粒料的生产工艺的不同，切粒装置的结构也有所不同，目前的切粒设备主要有料条切粒机、机头端面切粒机等几种类型。 料条切粒机的结构组成如图2和所示，它主要由切刀、送料辊和传动部分等组成。塑料切粒机具有以下特点：1结构比较简单，成本较低。2工作可靠，维

10、护管理简便。3尺寸紧凑，断面尺寸小，占地面积小。4输送量小，输送高度小，转速较高。5单位能耗较大。 1.2塑料切粒机的发展历史 从字面上理解，废旧塑料再生造粒机的制造是属于机械制造行业，而塑料改性技术是属于高分子材料的研究范畴，但两者是密不可分的，就好比计算机领域中的硬件和软件，硬件性能的好坏固然十分重要，但好的软件可以弥补硬件性能的不足，塑料改性领域也是这样。就拿碳酸钙填充母粒来说，在技术相同的条件下，好的废旧塑料再生造粒机设备用来生产填充母粒，其母粒的产量和分散性当然就好些. 纵观废旧塑料再生造粒机的发展史是和塑料改性技术分不开的，每个塑料产品是需要不同的塑料改性技术的，从而对设备即废旧塑

11、料再生造粒机的要求也稍有差异，有的物料强调在挤出过程中的剪切分散，有的则强调它的在螺杆中的停留时间、耐磨性和耐腐蚀性等，塑料改性技术的不断提高和完善，在提高塑料改性料质量的同时，对废旧塑料再生造粒机性能要求的不断提高，也推动了塑料再生造粒机行业的技术更新和发展，迫使他们提高自己的制造水平来适应这种要求。45 2011年至2015年塑料切粒机的销值分析 年份 年产值（亿元） 销售总额（亿元） 2011 483.62306.32 2012 543.31523.31 2013 682.30654.28 2014 865.34824.76 2015 将突破100亿将突破100亿 表1-1 塑料切粒机销

12、售值表2014年，我国塑料机械行业规模以上企业达到763家，比2013年增加78家，且行业的集中得到进一步的提高。此外，行业骨干企业还在不断的发展壮大，龙头企业加快了由大变强的步伐。市场程度方面，由于塑料机械行业产品类别众多，不同的系列行业的竞争不同。一般地，技术含量较高且应用于新兴领域的设备所处的细分行业市场化程度较低，均被少数技术领先企业所垄断，而产品的附加值低、技术不高的行业则处于充分的竞争状态，市场化程度较高。塑料加工行业良好的发展前景仍将是中国塑料机械制造工业高速发展的源动力，我国塑料行业呈现良好的发展态势。据塑料机械工业协会统计，2014年我国塑料机的制造工业总产值达到了986.3

13、0亿元，同比增长54%，销售额达到865.34亿元同比增长50%.2015年我国的塑料机械出口达到100亿元以上，行业发展前景可期。1.3塑料切粒机的发展趋势纵观塑料切粒机的发展历程，可以预见未来的发展方向主要有以下几方面: 1.大运量 、高速度、长使用寿命。高速度即意味着高生产率，减少单位时间生产成本.磨损是限制塑料切粒机寿命的主要原因，减少物料与之间辊筒，滚刀的摩擦系数，增加轴的耐磨性，改善物料的性能，可以较大程度提高输送机的使用寿命。2.低能源消耗及降低能量消耗.塑料切粒机的能源绝大部分都消耗在摩擦损失上。因此降低能源消耗是研究和设计塑料切粒机急待解决的难题和发展方向。3.智能化发展。未

14、来的塑料切粒机应与电脑密切联系，适合程序控制、智能操作。物料的装卸、机器安装与维护都应能实现智能化管理。4.扩大使用范围。目前，塑料切粒机的使用范围受到限制，要扩大其使用范围，研究能在高温、低温条件下有腐蚀性、放射性、易燃性物质的环境中工作的。 5.轻量化、精密化，清洁生产、生态化。轻量化技术将为塑料工业的发展带来重大便利。未来，轻量化材料在汽车、飞机、轨道交通方面的运用将会越来越广;精密化是塑料制品行业加工业先进成型技术的一种体现，对行业具有重要的意义;清洁生产和生态化，为塑料加工业节能减排开创新的台阶。1.4塑料切粒机的应用范围塑料切粒机是一种切粒机，主要用于加工废旧塑料薄膜（工业包装膜、

15、农业地膜、大棚膜、啤酒包、手提袋等）、编织袋、农用方便袋、盆、桶、饮料瓶、家具、日常用品等，适用于大部分常见的废旧塑料，是废旧塑料再生行业用途最广，使用最广泛，最受用户欢迎的塑料再生加工机械。采用特殊的螺杆设计及不同配置，适用于生产PP、PE、PS、ABS、PA、PVC、PC、POM、EVA、LCP、PET、PMMA等多种塑胶的再生及混色造粒。减速箱采用高扭矩的设计，实现了无噪音运转平稳等性能。螺杆，料筒经特殊的硬化处理，具有耐磨，混炼性能好，高产量的特性，真空排气或普通排气口的设计，能在生产过程中将水分，废气排走，使出料更稳定，胶粒更结实，保证了产品优良品质。 第二章 总体方案设计2.1构思

16、思路 动力源：本次设计的是塑料切粒机，安装了万向轮来移动，如果采用三相异步电动机会限制其移动的场地，因此，初选直流电动机作为动力源。传动机构有两种选择，一种是带轮减速传递动力和运动；另一种是直齿轮减速传递动力和运动。执行机构为滚刀的转切。2.2拟定传动方案 传动方案需要由第三章 塑料切粒机的设计与计算 及第四章 传动机构的设计与计算 得知总传动比后来拟定。初步拟定传动方案：图2.1塑料切粒机总体传动方案 由于本次设计针对的是中小型塑料回收，因此，设计的结构尽可能简单，造价便宜。为了方便搬运，构件不能太笨重，结构不能太复杂。方案一带轮传动的优点：皮带轮传动能缓和载荷冲击，运行平稳、噪音低、震动低

17、机构简单，调整方便，制造精度和安装精度没有齿轮传动高，且具有过载保护。缺点是，有弹性打滑和滑动，传动效率低不能保证准确的传动比，皮带的使用寿命低。方案而传动的优点是，采用齿轮减速传动比准确，稳定性好，结构可靠，噪音低，传动效率高。缺点是，应用坏境要求较高，对润滑条件要求高，不能再灰尘较多的场合使用，制造精度和安装精度要求高。因此，而此次设计的塑料切粒机机初步选取方案一和二结合由电机带动第一级带轮进行减速，将动力和运动传递到辊筒上，第二级由齿轮带动大辊筒，滚刀和辊筒之间也采用齿轮传动。2.3电动机的选择电动机是专业工厂生产的标准机器，设计时要根据工作机的工作特性、工作环境、载荷大小和性质、电源

18、种类、启动性能及启动、制动、正反转的频繁程度选择电动机的类型、结构、容量和转速，并在产品目录或有关手册中选择具体的型号和尺寸。电动机分为交流电动机和直流电动机。由第三章 塑料切粒机的设计与计算 取得1.1KW。传动装置总效率为： （式2.1）式2.1由机械设计课程设计手册表2-4查得。其中，带传动的效率为0.97 齿轮传动的效率为0.98 故：电动机所需功率为： （式2.2）式2.2由机械设计课程设计手册式2-3取得。其中，电动机功率； P工作机的输出功率； 传动装置总效率。故： 又因选择电动机时，所选取电动机功率因略大于计算所得功率。电动机使用安全系数一般为：K=（1.01.3），初取K=1

19、2。 直流电动机不同于交流电动机，它传递的扭矩及功率可能不如交流电动机，且寿命短，不易维修。经过上网查阅及查找有关书籍，其优点为：1.利用变频器改变电源频率调速，调速范围大，稳定性平滑性较好，机械特性较硬。就是加上额定负载转速下降得少。属于无级调速。适用于大部分三相鼠笼异步电动机。 2.改变磁极对数调速，属于有级调速，调速平滑度差，一般用于金属切削机床。 3.改变转差率调速。初步选择YCT132-4B其参数为： 表2-2 型号功率（KW）电压（V）额定电流（A）额定转速(r/min)额定转矩(N.m)极数质量（kg)YCT132-4B1.5 90 3.7 1230 9.7 485无刷直流电动

20、机相比有刷电机除去了电刷，最直接的变化就是没有了有刷电动机运转时产生的电火花，这样就大大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰。同时，运转时摩擦力大大减小，运行顺畅，噪音会低许多，且使用寿命长，维护成本低。2.4传动装置的运动学和动力学参数计算 1 总传动比及其分配由于设计参数中没有执行机构的转速，因此，需要先计算塑料切粒机的转速数据后来确定总传动比以及分配各级传动比。由第三章 塑料切粒机的设计与计算 中得知，又由已选电动机转速得知 。故：总传动比第一级带传动比：带传动的优点：1.带传动可以缓和冲击和振动 2.带传动中心距不受限制，只要陪以合适的紧链结构，理论可以很大 3.可以通过打滑，提高设备的

21、防过载能力 4.传递效率较低，易出现皮带打滑造成皮带磨损剧烈 5.传动比不明确 2.传动装置中各轴的转速计算根据传动装置中各轴的安装顺序，对轴依次编号为：0轴、轴、轴。 3 传动装置中各轴的功率计算 4 传动装置中各轴的输入转矩计算将传动装置中各轴的转速、功率、转矩列表，如表2.3。 表2-3 参数 轴名 0轴 轴 轴转速（） 1230 410 200功率（） 1.5 1.38 1.36转矩（） 9.7 34.93 65.89传动比 3 2第三章 塑料切粒机分类与结构形式 塑料切粒机由底座、左右墙板、电动机、传动装置、压料辊、滚刀（切条刀）、甩刀（切粒刀）、筛斗等零部件所组成。左右墙板置于底座

22、上部传动装置，压料辊、滚刀、甩刀装在墙板中，电机、筛斗装在底座内。 传动装置： 由皮带轮、齿轮及一系列齿轮所组成，它将电机转动传递给压料辊、滚刀、甩刀及筛斗，以完成各种动作，传动关系见传动系统图。3.1分类1. 龙门式切粒机是切粒机的一种。具有运转平稳，噪音小，产量高等优点，将逐步推广并取代悬臂式切粒机。2. 卧式切粒机也称塑料切粒机，是废旧塑料再生行业用途最广，使用最广泛，最受用户欢迎的塑料再生加工机械，主要用于加工废旧塑料薄膜（工业包装膜、农业地膜、大棚膜、啤酒包、手提袋等）、编织袋、农用方便袋、盆、桶、饮料瓶、家具、日常用品等，适用于大部分常见的废旧塑料。3.2 结构形式滚刀（切条刀）：

23、 由上下二组滚刀组成，其中上滚刀轴承座可在左右板的导槽内移动。转动机器上部二个手轮，即可调整上下滚刀之间的间隙，以适应不同厚度塑料板的切粒。塑料板经滚刀轧切成宽度为规定的塑料条。甩刀（切粒刀）： 在刀架轴上装有四把甩刀，在左右墙板之间装有一把底刀（固定刀），底刀与甩刀组成一组剪刀，将塑料条剪切成一定规格的颗粒。甩刀在刀架轴上的位置可由螺钉调整、紧固，通过它可调整底刀与甩刀之间的间隙。该间隙必须调整合格，一般为0.1mm，否则剪切不锋利，影响塑料颗粒外观，严重时会切不断塑料条。调整甩刀刀片时，必须使其与底刀刀刃的间隙均匀一致，调整合适后紧固螺钉及锁紧螺母必须锁紧，以防松脱发生事故故。第四章 传动

24、机构的设计与计算 本次设计采用拟定方案一，为带轮传动，设计带传动所需要的已知条件有：原动机种类和所需传递的功率（或转矩）；主动轮和从动轮的转速（或传动比）；工作条件及对外廓尺寸、传动位置的要求等。设计的主要内容是：确定带的型号、长度和根数；确定中心距；选择大小带轮的直径、材料、结构尺寸和加工要求等。4.1 带轮传动第一级带轮传动为电动机带动塑料切粒机的运动。1 确定带传动的额定功率 已知；， 由机械设计教材中表11.5，查出带传动工作情况系数，则2 确定带传动的带型 根据、，由机械设计查表选用SPZ型窄V带。3 确定带轮基准直径由机械设计教材中表11.6取主动轮（小带轮）基准直径，从动轮（大带

25、轮）基准直径。带传动的实际传动比，与总传动比一致。验算V带的线速度 （式4.1）由式4.1得所以V带的线速度合适。4 确定V带的基准长度和带传动的中心距 根据，初步确定带传动的中心距。mm取带传动基准长度： （式4.2） 其中，式4.2由机械设计式11.2取得。 由机械设计图11.4选带的基准长度 。 计算带传动的中心距a: （式4.3） 其中，式4.3由机械设计式11.3取得。 因此，带轮的中心距为615.5mm。5 验算主动轮上的包角 （式4.4）所以，主动轮上的包角是合适的。6 计算V带的根数Z 由，查机械设计表11.9，由线性关系得，再由表11.11取得，。 由机械设计表11.7取得，

26、再由表11.12取得。其中，为单根窄V带所能传递的功率；为单根窄V带时传动功率的增量；为包角系数；为长度系数。 （式5.5）其中，式4.5由机械设计式11.22取得。7 计算带传动的预紧力 由机械设计表11.4取得，单位长度质量。 （式4.6）其中，式4.6由机械设计式11.21取得。8 计算带轮轴上的轴压力 （式4.7）其中，式4.7由机械设计式11.23取得。9 带轮结构设计 由机械设计课程设计表12-2取得：，则带轮轮缘宽度：大带轮的轮毂直径由后续轴设计来确定：带轮的轮毂宽度L：当时，取图4.1 名称 结果 名称 结果 名称 结果 带型 SPZ 传动比 根数 带轮直径 基准长度 中心距

27、预紧力 压轴力4.2齿轮设计已知输入功率，小齿轮转速410r/min，齿数比=2由电动机驱动，连续单向运动，有轻微振动，室内工作，无灰尘；两班工作制，使用期限二十年，大修期一年。选定齿轮精度等级、材料及齿数圆锥圆柱齿轮减速不大，故选用8级精度。材料选择 由机械设计基础课程设计选择小齿轮材料为45号钢（调质）齿面硬度为197286HBS，大齿轮材料为45号钢（正火），齿面硬度为156217HBS。 ，1、软齿面按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即（1） 确定公式内的各计算数值1） 锥齿轮齿宽系数0.25-0.3之间，这里选定0.3试选载荷系数，中等载荷，对于一般工业用齿轮传动接触疲劳极限

28、和轮齿弯曲疲劳极限最小安全系数可用一般可靠度（失效概率=1/100),其值分别为2）由机械设计查得锻钢-锻钢的弹性系数3）计算小齿轮的转矩4)由机械设计（第八版）图10-19取接触疲劳寿命系数 。5)由机械设计基础按齿面硬度查得小齿轮、大齿轮的接触疲劳强度极限分别为接触疲劳极限许用值6)由机械设计（第八版）图10-18取弯曲疲劳寿命系数由机械设计基础按齿面硬度查得小齿轮、大齿轮的弯曲疲劳强度极限分别为弯曲疲劳极限许用值2、计算1） 试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值故大端模数,选取标准值2） 计算齿轮相关参数故取.3、.校核齿根弯曲疲劳强度1）则2），3）根据机械设计（第八版）查得:因为*大

29、于*所以强度满足要求，所选参数合适。4、计算圆周速度v 5、计算应力循环次数（两班制按每班8个小时算）第五章 轴的设计与计算5.1 轴的设计5.1.1：选取轴的材料和热处理方法：选取轴的材料为45钢，经过调质处理，硬度。5.1.2：初步估算轴的直径：根据选用材料为45钢，的范围为，选取值为120，高速轴功率，代入数据：考虑到轴的外伸端上开有键槽，将计算轴颈增大3%7%后，取标准直径为30mm。5.1.3:输入轴的结构设计：输入轴系的主要零部件包括一对深沟球轴承，考虑到轴的最小直径为30mm，而差速器的输入齿轮分度圆为70mm，设计输入轴为齿轮轴，且外为了便于轴上零件的装卸，采用阶梯轴结构。（1

30、 外伸段：输入轴的外伸段与带轮的从动齿轮键连接，开有键槽，选取直径为，长为。（2） 密封段：密封段与油封毡圈50配合，选取密封段长度为，直径为。（3） 齿轮段：此段加工出轴上齿轮，根据主动轮，选取此段的长度为，齿轮两端的轴颈为，轴颈直径为。（4） 左右两端轴颈段：左右两端轴颈跟深沟球轴承6309配合，采用过度配合k6，实现径向定位，根据轴承B=25mm端轴颈直径为，长度左端为30mm和右端为28mm。（5）退刀槽：为保证加工到位，和保证装配时相邻零件的端面靠紧，在齿轮段两端轴颈处加工退刀槽，选取槽宽为5mm，槽深为2mm。（7） 倒角：根据推介值（mm）：，C取1.5或1.6。 ，C取2。输

31、入轴的基本尺寸如下图：图5.1名称左端轴颈退刀槽齿轮段退刀槽右端轴颈密封段外伸段长度（mm）直径（mm）5.2：滚刀滚刀轴的结构图：图5.25.2.1：画出受力简图：图5.35.2.2：计算支座反力：（1）作用于齿轮上的圆周力：（2）作用于齿轮上的径向力：（3）计算在水平面上的反力：（4）计算在垂直面上的反力：5.2.3：计算弯矩：（1）计算水平面上的弯矩：（2）计算垂直面上的弯矩：（3）计算合成弯矩： （4）计算转矩： （5） 计算截面当量弯矩： 取应力校正系数。滚刀轴的载荷图：图5.45.3：判断危险截面和校核：5.3.1：判断危险截面：如上计算所得：危险截面位于安装齿轮的位置。5.3.2

32、按弯扭合成强度校核：根据轴是单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力为： 式中 ：轴所受的弯矩，； 轴所受的扭矩，； 抗弯截面系数，根据截面形状，取； 对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，MPa。前已选定轴的材料为45钢，调质处理，查表得。因此，故安全。5.4：辊筒轴的设计：5.4.1：选取轴的材料和热处理方法：选取轴的材料为45钢，经过调质处理，硬度HB=240。5.4.2：计初步估算轴的直径：根据选用材料为30钢，的范围为126130，选取值为110，低速轴功率，。代入数据：考虑到轴的外伸端上开有键槽，将计算轴颈加大3%7%后，取标准直径为50mm。5.4.3:辊筒轴的结构设计

33、输出轴系的主要零部件包括一对深沟球轴承，直齿圆柱齿轮和联轴器等，为了便于轴上零件的装卸，采用阶梯轴结构。（1） 外伸段：设计外伸段与LT9型弹性柱销连轴器配合，以过盈配合作径向定位，且外联轴器的一侧采用轴肩作轴向定位，选取外伸段长为，直径为。（2） 密封段：设计密封段与油封毡圈55配合，选取密封段直径长度为，直径为。（3） 轴肩段：轴肩与轴承和从动齿轮作轴向定位，选取轴肩段长为，直径为。（4） 左右两端轴颈段：左右两端轴颈与6412深沟球轴承配合，轴承内圈与轴承采用过度配合k6，实现径向定位，根据轴承端轴颈直径为，长度左端为和右段为。（5） 齿轮配合段：此段开有键槽，采用圆头普通平键与减速器

34、的从动配合，根据设计的直齿齿轮的齿宽为，为使装配紧实，设计配合段长度为，直径为。（6）退刀槽：为保证加工到位，和保证装配时相邻零件的端面靠紧，在轴肩和右端轴颈处加工退刀槽，选取槽宽为，槽深为。（8） 倒角：根据推介值（mm）：，。 ，。辊筒轴的基本尺寸如下表：图5.5名称左端轴颈齿轮配合段退刀槽右端轴颈密封段外伸段长度（mm）直径（mm）辊筒轴的结构图：图5.65.5：输出轴的受力分析：5.5.1：画出受力简图： 图5.75.5.2：计算支座反力：（1）作用于齿轮上的圆周力：（2）作用于齿轮上的径向力：（3）计算在水平面上的反力：（4）计算在垂直面上的反力：5.5.3：计算弯矩：（1）计算水平

35、面上的弯矩：（2）计算垂直面上的弯矩：（3）计算合成弯矩：（4）计算转矩：（6） 计算截面当量弯矩：取应力校正系数。（6） 绘制输出轴的载荷分析图：图5.85.6：判断危险截面和校核：5.6.1：判断危险截面：如上计算所得：危险截面位于安装齿轮的位置。5.6.2：按弯扭合成强度校核：根据轴是单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，轴的计算应力为： 式中 ：轴所受的弯矩，； 轴所受的扭矩，； 抗弯截面系数，根据截面形状，近似计算可忽略键槽，取； 对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，。前已选定轴的材料为45钢，调质处理，查表得。因此，故安全。5.7 轴的设计轴为搅料轴，其上部安装有一个搅料轮，下部

36、为带轮4。如下图： 图5.9（1） 各轴段直径的确定 d31：带轮4处的安装直径，d31=30mm。 d32: 滚动轴承处的直径，初选滚动轴承30207，查 机械设计课程设计手册表13-1得滚动轴承尺寸为：，所以d32=35mm。 d33：过度轴段的直径：d33=40mm。 d34：滚动轴承处的直径，初选滚动轴承30207，查 机械设计课程设计手册表13-1得滚动轴承尺寸为：，所以d34=d32=35mm。 d35：搅料轮的安装直径，d35=30mm。（2） 各轴段长度的确定 l31：由带轮4的毂孔宽，l31=18mm。 l32：由滚动轴承的装配要求：l32=30mm。 l33：过度轴段的长度

37、l33=40mm。 l34：滚动轴承的装配长度，l34=l32=30mm。 l35：搅料轮处轴的长度：l35=40mm。5.8 轴的校核 5.8.1 轴的校核1 轴的力学模型的建立（1） 力的作用点和支承点位置的确定 轴上只安装有两个带轮，带轮2到带轮3的距离为，带轮3到轴的支承点的距离为。（2） 作轴的受力简图轴的受力简图见图5.52 带轮对轴的作用力带轮2： 带轮3： 3 计算轴承对轴的支反力（1） 垂直面内的支反力，参看图5.5在垂直平面内，由绕支点B的力矩平衡，得方向向下（2） 在水平面内的支反力参看图5.5（3） 计算支承点的总反力A点的总支反力为4 绘制轴的弯矩图和转矩图（1）

38、垂直面内的弯矩图，参看图5.5在垂直面内，轴在C点截面处的弯矩为：轴在B点截面处的弯矩为：（2） 在水平面内的弯矩图，参看图5.5在水平面内，轴在C点截面处弯矩为：在B截面处的弯矩为：（3） 合成弯矩图参看图5.5轴在C截面处的合成弯矩为：轴在B截面处的合成弯矩为：（4） 轴的转矩图参看图5.5（5） 轴的当量弯矩图：参看图5.5轴在C截面处的当量弯矩为： 为折算系数，取轴在B截面处的当量弯矩为：5 按照弯扭合成强度校核 通过上述分析，可知轴承受的最大当量弯矩在截面B处，所以只校核截面B处的强度。根据轴的材料为30钢，经调质处理，由机械设计教材中表15-1可查出：，因为，所以轴的强度是足够的。

39、 图5.10（a)受力图；（b）垂直面内的受力图；（c）水平面内的受力图；（d）垂直面内的弯矩图；（e）水平面内的弯矩图；（f）合成弯矩图；（h）转矩图；（g）当量弯矩图 上部螺旋处轴的校核，由于螺旋为向上作用的力，因此，螺旋对轴有一个向下的轴向力，由第三章 螺旋提升机的设计与计算 可知：F=0.22KN=220N，故可以通过校核滚动轴承来对螺旋轴进行校核。5.8.2轴的校核1 轴的力学模型的建立（1） 力的作用点和支承点位置的确定 轴上安装的是30207轴承，从机械设计课程设计手册表13-1查得：载荷作用中心到轴承外端面的距离，故可计算处支承点位置和轴上各力作用点位置。两个支承点之间的跨距，带轮4到左支点B的距离，搅料轮到右支点B的距离，总跨距。（2） 作轴的受力简图（参看图5.6）2 计算带路和搅料轮对轴的作用力带轮4： 搅料轮