雙鍋逆流式混料機(jī)下鍋課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、 機(jī)電工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 設(shè)計(jì)題目:樹(shù)脂磨料雙鍋（上鍋）逆流式混料機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：機(jī)制F0901 指導(dǎo)教師：李玉林 2013年 5 月 24日 目次 1. 雙鍋逆流式混料機(jī)概述 1 1.1. 雙鍋逆流式混料機(jī)的簡(jiǎn)述 1 1.2. 雙鍋逆流式混料機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 1 2. 電動(dòng)機(jī)、減速器以及液壓缸的選擇 2 2.1 電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)選擇 2 2.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 4 2.3 減速器的簡(jiǎn)介 6 2.4 選擇減速器 6 2.5 液壓缸的選擇 6 3. 選擇合適的軸 6 3.1 軸的簡(jiǎn)述和材料的選擇 6 3.2 上鍋鍋體翻轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì) 7 3.3. 上鍋鍋體翻轉(zhuǎn)軸的計(jì)算與校核

2、 8 3.4 料叉支架軸的設(shè)計(jì) 13 3.5 料叉支架軸的計(jì)算與校核 13 4. 軸承的簡(jiǎn)介與選擇 17 4.1 軸承的簡(jiǎn)介 17 4.2 軸承的校核 18 4.3 軸承的潤(rùn)滑與密封 20 5. 鍵的選取 21 設(shè)計(jì)總結(jié) 23 致謝 24 參考文獻(xiàn) 25 1 1. 雙鍋逆流式混料機(jī)概述 1.1.雙鍋逆流式混料機(jī)的簡(jiǎn)述 混料機(jī)將各種原料均勻混合，適宜混合粉末狀樹(shù)脂材料。許多塑料和磨具 制造廠使用雙鍋混料機(jī)進(jìn)行原料混合。 質(zhì)量是企業(yè)生存的根基，原材料混合是產(chǎn) 品加工的第一道工序，其混合是否均勻影響到成品的使用性能，因此很多廠家選 擇混合質(zhì)量高的設(shè)備，雙鍋混料機(jī)達(dá)到了他們滿(mǎn)意的要求。目前我國(guó)還出于經(jīng)

3、濟(jì) 建設(shè)時(shí)期，塑料和磨具產(chǎn)品的需求還很大，國(guó)家投入了大量資金進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)， 雙鍋混料機(jī)將有很大的應(yīng)用空間。 雙鍋混料機(jī)分為上鍋和下鍋兩部分， 部分原料經(jīng)過(guò)上鍋攪拌均勻以后，倒入 下鍋，加入所需原料攪拌，從而得到混合均勻的原料，工作時(shí)，混料鍋和料叉同 時(shí)逆向轉(zhuǎn)動(dòng)，可以高效的將原料攪拌均勻。 許多磨具企業(yè)都選擇雙鍋混料機(jī)進(jìn)行原料混合，雙鍋混料機(jī)可以高效的把材 料攪拌的十分均勻，從而保證成品的加工質(zhì)量，提高產(chǎn)品的使用性能。 12雙鍋逆流式混料機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 雙鍋逆流式混料機(jī)主要由上下鍋兩部分組成， 上下鍋結(jié)構(gòu)類(lèi)似，都是由底座， 鍋體，鍋體支架，料叉，料叉支架，刮刀，液壓系統(tǒng)，電力控制系統(tǒng)組成 底座和鍋

4、體支架都是焊接件，由鋼板焊接而成，中間用T型鋼焊接加固，防 止機(jī)架因受力而變形，鍋體是由卷板機(jī)將鋼板卷制成筒狀，焊接成型。 鍋體以及料叉的反轉(zhuǎn)是由液壓系統(tǒng)完成的，由液壓缸推動(dòng)鍋體實(shí)現(xiàn)樹(shù)脂磨料 的傾倒，當(dāng)鍋體和料叉翻轉(zhuǎn)到一定的角度，電器系統(tǒng)自動(dòng)控制，停止翻轉(zhuǎn)，完成 混料任務(wù)。 1.2.1上鍋支架部分 支架由多塊大小不同的鋼板焊接在一塊， 鋼板焊接形成整體框架，主要起支 撐作用，T形梁增加整體的剛度，減少因受力而產(chǎn)生的變形。 1.2.2鍋體支架部分 鍋體支架也是由多塊大小不同的鋼板焊接在一塊， 形成鍋體翻轉(zhuǎn)架， 沿鍋體 架主軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度 95 度。 1.2.3鍋體部分 鍋體部分包括電動(dòng)機(jī)、減速

5、器、法蘭、擋圈和鍋體。鍋體是圓桶形，上端開(kāi) 口，根據(jù)設(shè)計(jì)要求的 120L 產(chǎn)品混合，上鍋只混合部分原料， 設(shè)定鍋體直徑 900mm， 深400mm,厚度15mm。鍋體由渦輪蝸桿減速器帶動(dòng)。 1.2.4 料叉部分 料叉部分由料叉棒、料叉座、減速器、電動(dòng)機(jī)組成,還有一個(gè)固定的刮刀, 刮去粘在鍋上的混合料, 解決了混合料粘鍋的問(wèn)題。 料叉在渦輪蝸桿減速器的帶 動(dòng)下逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),料叉頂端距鍋底 5mm 以?xún)?nèi)防止混合料粘在鍋底上。 1.2.5 液壓缸 雙鍋混料機(jī)中用了三個(gè)液壓缸,料叉架翻轉(zhuǎn)液壓缸和兩個(gè)鍋體翻轉(zhuǎn)液壓缸。 當(dāng)混合料混合完畢, 料叉架翻轉(zhuǎn)液壓缸伸出, 推動(dòng)料叉架翻轉(zhuǎn), 為鍋體翻轉(zhuǎn)提供 空間,鍋體

6、翻轉(zhuǎn)液壓缸伸出,推動(dòng)鍋體翻轉(zhuǎn),將混合料倒到下鍋中。 2. 電動(dòng)機(jī)、減速器以及液壓缸的選擇 2.1 電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)選擇 我們國(guó)家的電動(dòng)機(jī)型號(hào)的編制方法是按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)型號(hào)編制方 法實(shí)行的, 由生產(chǎn)代號(hào), 規(guī)格代號(hào), 特殊環(huán)境代號(hào)補(bǔ)充代號(hào)等按順序排列組合而 成。產(chǎn)品代號(hào)由類(lèi)型代號(hào),特點(diǎn)代號(hào),設(shè)計(jì)序號(hào)和勵(lì)磁代號(hào)組成,規(guī)格代號(hào)包括 基座號(hào)或者中心高尺寸基座長(zhǎng)度代號(hào), 功率轉(zhuǎn)速電壓等級(jí)極數(shù)等； 特殊環(huán)境代號(hào) 標(biāo)示電動(dòng)機(jī)的使用環(huán)境；補(bǔ)充代號(hào)不常使用。 我過(guò)生產(chǎn)的異步電動(dòng)機(jī)種類(lèi)較多, 應(yīng)用廣泛。 由于工作的需要, 雙鍋逆流式 混料機(jī)需要用三項(xiàng)交流異步電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源, 考慮到混料時(shí), 環(huán)境中灰塵

7、比較 多,電動(dòng)機(jī)要求的防塵侵入, 當(dāng)選用封閉式的電動(dòng)機(jī)； 根據(jù)混料機(jī)料叉和鍋底架 的情況,在臥式電動(dòng)機(jī)和立式電動(dòng)機(jī)中我們選擇使用立式電動(dòng)機(jī)； 因?yàn)樯线^(guò)逆流 式混料機(jī)對(duì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能, 起步性能, 轉(zhuǎn)差率等都沒(méi)有特殊要求, 綜合考慮 鍋體和料叉都選用封閉式 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力。 隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)， 交流伺服電機(jī)也越來(lái)越多地應(yīng)用于數(shù)字 控制系統(tǒng)中。 為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢(shì)， 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中大多采用步進(jìn)電機(jī) 或全數(shù)字式交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。 一、控制精度不同 有一些高性能的步進(jìn)電機(jī)步距角更小。 交流伺服電機(jī)的控制精度由電機(jī)軸后 端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證 對(duì)于帶 17

8、位編碼器的電機(jī)而言， 它的驅(qū)動(dòng)器每接收 217=131072個(gè)脈沖電機(jī) 轉(zhuǎn)一圈，即它的脈沖當(dāng)量為 360/131072=9.89 秒。是步距角為 1.8 的步進(jìn)電 機(jī)的脈沖當(dāng)量的 1/655 。 二、低頻特性不同 步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)易出現(xiàn)低頻振動(dòng)現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能， 可涵蓋機(jī)械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能 (FFT) ，可檢測(cè)出機(jī)械 的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)調(diào)整。 三、矩頻特性不同 步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降， 且在較高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降， 所以 其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300600RP M交流伺服電機(jī)為恒力矩輸出，即在其額定 轉(zhuǎn)速(一般為2000RPM或 3000RPI

9、M以?xún)?nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上 為恒功率輸出。 四、過(guò)載能力不同 步進(jìn)電機(jī)一般不具有過(guò)載能力。 交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過(guò)載能力。 步進(jìn)電 機(jī)因?yàn)闆](méi)有這種過(guò)載能力， 在選型時(shí)為了克服這種慣性力矩， 往往需要選取較大 轉(zhuǎn)矩的電機(jī)， 而機(jī)器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩， 便出現(xiàn)了力矩浪費(fèi) 的現(xiàn)象。 五、運(yùn)行性能不同 步進(jìn)電機(jī)的控制為開(kāi)環(huán)控制， 啟動(dòng)頻率過(guò)高或負(fù)載過(guò)大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的 現(xiàn)象。交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制， 驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行 采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)。 基于上述伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)的比較， 我們又考慮到本設(shè)備的具體要求選擇 三相交流異步電動(dòng)機(jī)。 工作

10、環(huán)境中灰塵量較大， 要求電動(dòng)機(jī)具有防止灰塵及其它 雜物侵入的特點(diǎn)，電動(dòng)機(jī)的防護(hù)方式選用封閉式。 2.2電動(dòng)機(jī)的選擇 選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的額定功率要略大于工作所需要的功率， 倘若容量小 于工作時(shí)所需要的功率，則不能保證混料機(jī)的正常工作，或者長(zhǎng)時(shí)間使用機(jī)器是 容易導(dǎo)致發(fā)熱損壞機(jī)器；假如選擇的電動(dòng)機(jī)的容量過(guò)大，則會(huì)增加成本，并且由 于效率和功率因數(shù)低而造成浪費(fèi)。 需要電動(dòng)機(jī)功率是： _ P W Pd =(kw) (1) 式中：Pd 混料機(jī)機(jī)要求的電動(dòng)機(jī)的輸出功率，kw Pw 混料機(jī)所需輸入功率，即主軸動(dòng)力，kw 混料機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)效率 加入原料后鍋體轉(zhuǎn)動(dòng)所需功率 Pw=3.5 kw

11、; 攪拌時(shí)料叉所需功率Pw=2.6kw 式中：1 -減速器的傳動(dòng)效率 2-聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率; 由參考文獻(xiàn)【1】表1-7可得： 1 = 0.9 ; 2 = 0.99 ; 將以上參數(shù)代入公式(2)計(jì)算得: =0.9*0.99 =0.891 將計(jì)算結(jié)果代入(1)式可得: 亠 鍋體電動(dòng)機(jī) d =3.00.89仁3.37 (kw) 料叉電動(dòng)機(jī) 洼=25 0.891= 2.8 (kw) 根據(jù)雙鍋逆流式混料機(jī)的工作功率要求和參考國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo) 準(zhǔn)，給出120L混料機(jī)的混料鍋鍋體電動(dòng)機(jī)的 n=1440r/min和實(shí)際所需電機(jī)功率 P=3.37kw，料叉所用電動(dòng)機(jī)n=1440r/min和實(shí)際所需使手機(jī)功

12、率 P=2.8kw。選Y 系列三相異步電機(jī)，考慮到功率損失和傳動(dòng)中的效率應(yīng)該選大些功率的電機(jī)所 以選定鍋體電機(jī)為：丫112M P=4kw n仁1440r/min ;料叉電動(dòng)機(jī) Y110L P=3kw n2=1440r/mi n 電機(jī)的基本參數(shù)如表2.1: 型號(hào) 額定功率 (Kvy 滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速 (r/min) 額定轉(zhuǎn)矩 N. m 最大額 定矩 N. m 質(zhì)量 kg Y112M 4 1440 2.2 2.3 43 Y110L 3 1440 2.2 2.3 38 表2.1 電動(dòng)機(jī)外型如圖2.2所示 圖2.2 電動(dòng)機(jī) 2.3 減速器的簡(jiǎn)介 減速 器是 一 種由 封閉 在剛 性殼 體內(nèi) 的齒 輪傳 動(dòng)、蝸

13、 桿 傳動(dòng) 或 齒輪 蝸 桿傳 動(dòng)所 組成 的 獨(dú)立 部件 ，常用 在動(dòng) 力機(jī) 和工 作機(jī) 之間 作 為減 速器的 傳動(dòng) 裝置 ；由 于其 結(jié) 構(gòu)緊 湊、效 率 較高 、傳 遞運(yùn) 動(dòng)準(zhǔn) 確、使 用 維護(hù)簡(jiǎn)單，可成批生產(chǎn)。 根 據(jù) 雙 鍋 逆 流 混 料 機(jī) 結(jié) 構(gòu) 的 需 要 ，選 擇 已 有 的 標(biāo) 準(zhǔn) 件 渦 輪 蝸 桿減速器，由于它具有以下特點(diǎn)： 蝸 輪 蝸 桿 傳 動(dòng) 的 兩 輪 嚙 合 齒 面 間 為 線 接 觸 ，能 獲 得 比 交 錯(cuò) 軸 斜 齒 輪機(jī)構(gòu)更好的嚙合效果，傳動(dòng)比和承載能力也更高。 2.4 選擇減速器 首先我們選擇傳動(dòng)比，要滿(mǎn)足混料鍋的使用要求： 渦輪蝸桿的傳動(dòng)比系列

14、： 8,10 ，12.5,16,20,25,31.5 ，40，50，63,80 經(jīng)過(guò)查資料并計(jì)算得120L混料鍋的鍋體與料叉速比為5: 4時(shí)混料效果好 鍋體減速器傳動(dòng)比定為 50 ， 可知鍋體轉(zhuǎn)速 V=1440/50=28.8r/min 料叉減速器傳動(dòng)比定為 40 ， 算出料叉轉(zhuǎn)速 V=1440/40=36r/min 2.5 液壓缸的選擇 根據(jù)該機(jī)器的生產(chǎn)狀況可以推斷出， 料叉的液壓缸伸出臂的直徑選成 40mm， 而齒輪泵液體的壓力設(shè)為 100kg/cm2, 由于鍋體較重，翻轉(zhuǎn)國(guó)體液壓缸伸出臂直 徑選為50mr，i齒輪泵液壓還定位100kg/cm2 3. 選擇合適的軸 3.1 軸的簡(jiǎn)述和材料的

15、選擇 根據(jù)軸的受載情況，可分為：心軸（只受彎矩） 、轉(zhuǎn)軸（同時(shí)承受彎矩和扭 矩）和傳動(dòng)軸（主要承受扭矩，不承受或者承受較小的彎矩） 。 根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀，軸又可分為：光軸和階梯軸；實(shí)心軸和空心軸；圓形截面軸 和非圓形截面軸 軸的常用材料是優(yōu)質(zhì)中碳鋼，其中以 45 鋼最為常用。對(duì)于受載較小或者不 甚重要的軸可采用 A3 、A5 等普通的碳素鋼；對(duì)于某些具有特殊要求的軸（例如 花鍵軸、齒輪軸、裝有滑動(dòng)軸承的高速軸）可用合金鋼。 采用熱處理（如調(diào)質(zhì)、表面淬火、滲碳、滲氮等）和表面強(qiáng)化處理 （如噴丸、 滾壓）可以提高軸的疲勞強(qiáng)度和耐磨性，滲氮和可以提高軸的耐蝕性。 制造軸的毛坯一般用圓鋼棒料或者鍛坯。 當(dāng)

16、毛坯的直徑較小時(shí)或者階梯軸的 直徑變化不大時(shí)，可用圓鋼棒料制造。對(duì)于重要的， 大直徑的或者階梯軸變化 較大的軸，常采用鍛坯。對(duì)于形狀復(fù)雜的軸，可采用鑄造。 基于此，我本次的設(shè)計(jì)是有六根軸即混料鍋翻轉(zhuǎn)軸、 料叉架翻轉(zhuǎn)軸、 液壓缸 1 上下的心軸和液壓缸 2 上下的心軸，按照軸的傳動(dòng)功率和所承受的載荷來(lái)講， 我選用 45 鋼。 制造軸的材料主要有碳素鋼和合金鋼兩大類(lèi)，常見(jiàn)的優(yōu)質(zhì)碳素鋼有 30， 40,45,50, 鋼，其中 45 鋼應(yīng)用居多。常用的合金鋼有 20Cr,40Cr,35SiMn 以及 35CrMo 等。 設(shè)計(jì)時(shí)，軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿(mǎn)足以下條件， 首先，軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的 工作位置；其

17、次，軸上的零件應(yīng)該便調(diào)整和拆裝；然后，軸應(yīng)該具有良好的制造 工藝性；最后，保證軸的受力合理，提高軸的剛度和強(qiáng)度。在滿(mǎn)足使用條件的前 提下，軸的結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，軸的工藝性越好。 此次設(shè)計(jì)，共有六根軸，分別是混料鍋的翻轉(zhuǎn)軸，料叉支架的翻轉(zhuǎn)軸，以及 液壓缸的上下心軸，根據(jù)工作的載荷和傳動(dòng)的功率，用 45 鋼做材料即可。 3.2 上鍋鍋體翻轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì) 3.2.1 上鍋鍋體翻轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu) 上鍋鍋體翻轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)要求， 中間粗細(xì)一致， 兩端安裝軸承， 液壓缸 推動(dòng)鍋體架翻轉(zhuǎn)， 鍋體架帶動(dòng)主軸沿主軸軸線旋轉(zhuǎn)， 由于旋轉(zhuǎn)速度不高， 軸的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單。 3.2.2 軸的材料與熱處理 因?yàn)樵O(shè)計(jì)要求承受載荷不是

18、很大， 鍋體翻轉(zhuǎn)開(kāi)始軸要受一定的沖擊載荷和振 動(dòng)載荷，因此軸的材料為45鋼加調(diào)質(zhì)處理。 323混料鍋鍋體翻轉(zhuǎn)軸的技術(shù)要求 調(diào)質(zhì)處理HB=220-240，倒角為2 45，未注尺寸偏差精度是IT12 3.3.上鍋鍋體翻轉(zhuǎn)軸的計(jì)算與校核 簡(jiǎn)支軸，動(dòng)力由液壓缸輸入，畫(huà)出軸的結(jié)構(gòu)草圖并設(shè)計(jì)校核該軸 II 菠朮 1E: I 材料45鋼，軸徑為d,取A=115, d A3 P 由選定的液壓缸知其 P是1.8，n為5r/min d sA =115=69mm 考慮到工作需要保證軸的剛度適當(dāng)增加軸徑，取d=80mm (a)畫(huà)出鍋體翻轉(zhuǎn)軸的參考直徑 26 (b )結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程 (c)完成鍋體翻轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)草圖 (d

19、 )軸在液壓缸作用時(shí)軸受力圖 （e ）軸向受力 根據(jù)軸的受力分析，鍋體翻轉(zhuǎn)軸幾乎不受水平方向的力， 所以軸向的受力可 視為零。 （f ）軸的徑向受力 廠二二二廠F 3 = （g ）軸所受的水平面彎矩圖 同樣道理，根據(jù)軸的受力分析，該軸不受軸向力，因此軸向彎矩是零 （h ）軸所受徑向彎矩如圖所示 .mil II llllllr. | IH11 I- 鍋體翻轉(zhuǎn)軸材料選用 45 鋼，二b =650 MPa，、二s = 360 MPa，軸的計(jì)算步驟 如下所示。 (1支反力 水平面支反力 、Ma(F) =0 得 Fr -0N R2 、Mb(F) =0 得 FR =0N 垂直面支反力 7 Ma(F) =0

20、 f2x510+f4x1170=f3x1020 得 f4=2641N 、Mb(F) =0 660 x400+f1x1020=f3x150 得f1=-1893力方向向上 (2)利用安全系數(shù)法運(yùn)算校核翻轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度 判斷危險(xiǎn)截面 初步分析危險(xiǎn)截面為液壓缸頂端處 軸材料選 45鋼調(diào)質(zhì)，匚b =650 MPa,匚360 MPa，可得 脈動(dòng)循環(huán)疲勞極限為 二北=0. 4氣=0. 4 4 6 50 286M Pa， *=0.30b=0.30 650 = 195 MPa 匚0b =1.7= =1.7 286 = 486 MPa 0b =1.64 =1.6 195 = 312MPa 等效系數(shù) /_ 2；-0b

21、2 286 -486_ _ n 4 q 5 10 486 _：_ 2 V 0 一 2 195-312 ccl n牛 5 312 彎矩 彎曲應(yīng)力幅 彎曲平均應(yīng)力 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力幅和 平均切應(yīng)力 應(yīng)力集中系數(shù) 有效應(yīng)力集中系數(shù) M| =M =13379.118N mm =0 Mi W 13379.118 2 576 二 19.8 MPa T 27695 W - 0.2 563 = 0.8 MPa =m 0.4 MPa 2 用插值法查得k廠1.77，K =1.31 表面狀態(tài)系數(shù)1二0.92 尺寸系數(shù) 安全系數(shù) 彎曲安全系數(shù) :-0.89， r - 0.82 kN = 1 1 286 扭轉(zhuǎn)安全

22、系數(shù) kg 1b 1.77 0.92 0.89 kN yb =65 195 1 31 0.4 0.25 0.4 0.92 0.89 27.8 復(fù)合安全系數(shù) SlJs2 _65_27.8_ 652 27.82 = 25.8 1.5S 液壓缸頂端對(duì)應(yīng)的軸部分 因此，該鍋體翻轉(zhuǎn)軸安全 3.4料叉支架軸的設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，料叉支架軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，中間粗細(xì)一致，兩端安裝軸承，由 液壓缸推動(dòng)料叉支架翻轉(zhuǎn)，料叉支架帶動(dòng)料叉支架軸延軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)速度 不大，所以料叉支架軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單。 由于要求料叉支架軸承受的載荷不 是很大，在翻轉(zhuǎn)開(kāi)始的時(shí)候軸收到一定沖擊載荷和振動(dòng)載荷，軸的材料還選用 45鋼做調(diào)制

23、處理。調(diào)質(zhì)處理 HB=220-24Q倒角2 450 。 3.5料叉支架軸的計(jì)算與校核 該軸為簡(jiǎn)支軸，動(dòng)力由軸的液壓缸的一端輸入，畫(huà)出軸的結(jié)構(gòu)草圖且設(shè)計(jì) 校核該料叉支架軸， 材料為45鋼，軸徑為d,取A=115, d _人3 P n 選定的液壓缸知其P為1.05，n為5r/min 3 P d _ A 11553mm n 5 考慮到工作需要為保證正常的工作應(yīng)增加軸徑，取d=62mm II II (a)畫(huà)出料叉支架軸的參考直徑 (b)完成料叉支架軸的結(jié)構(gòu)草圖 (c)在液壓缸作用時(shí)該軸的受力情況如圖所示 (d) 料叉支架軸的軸向受力 根據(jù)受力分析，該軸幾乎不受水平方向的力，所受力可以省略掉，故軸向的

24、受力為零。 (e) 該軸徑向受力情況 H _ r J (f) 水平面的彎矩圖 同理，根據(jù)此軸的受力分析，料叉支架軸不受軸向力，所以軸向彎矩圖零 (g) 軸所受的徑向彎矩圖 計(jì)算步驟列于下表。 (1支反力 水平面支反力 、Ma(F) =0 得 FR -0N R2 、Mb(F) =0 得 Fr=0N R1 垂直面支反力 、Ma(F) =0 Gx630+f3x1175=f2x630 得 f3=1608.5N v Mb(F) =0545x3000+f1x1175=f2x545 得 f1= 1591.5N (2)應(yīng)力 許用應(yīng)力值 用插入法查得 匕匕丄102.5 MPa，卜捲 丄60 MPa 應(yīng)力校正系數(shù)

25、 J 60 竺0.59 1-oJ 102.5 (3)校核軸的強(qiáng)度 校核時(shí)我們只需看危險(xiǎn)截面是否滿(mǎn)足軸徑條件， 假如危險(xiǎn)截面滿(mǎn)足條件，那 么其他的軸徑肯定也滿(mǎn)足； 如圖我們可知軸的最大危險(xiǎn)截面是液壓缸頂端部分， 所以我們只需校核危險(xiǎn)截面即可。 按第3強(qiáng)度理論校核，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)(第八版)設(shè)計(jì)計(jì)算公式15-5 M2g (1) 即可滿(mǎn)足條件 式中，J 軸的計(jì)算應(yīng)力，M0 ; M 軸所受彎矩，N.mm; T 軸所受扭矩，N.mm; W-軸的抗彎截面系數(shù)，m m3; 其中，軸的抗彎截面系數(shù)計(jì)算公式由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表15-4查得 W = 0.1 d3 （1 - ： 4）（2） 帶入數(shù)值計(jì)算可得W=238

26、32.8 將上述計(jì)算數(shù)值代入式（1）計(jì)算得 J0130422 23832.8 = 42.51MPa : 60MPa 所以料叉支架軸的強(qiáng)度滿(mǎn)足機(jī)器所需的條件 4. 軸承的簡(jiǎn)介與選擇 4.1 .軸承的簡(jiǎn)介 軸承是用來(lái)支承軸的部件，也用來(lái)支撐軸上有回轉(zhuǎn)零件，滾動(dòng)軸承的失效形 式有：疲勞點(diǎn)蝕、塑性變形、磨損等。 選用軸承時(shí)應(yīng)考慮軸承所受負(fù)荷的大小、方向及性質(zhì)；軸向固定型式；調(diào)心 要求，轉(zhuǎn)速與工作環(huán)境；經(jīng)濟(jì)性和其它特殊要求。 考慮到我們的設(shè)計(jì)的混料機(jī)上鍋所傳動(dòng)的載荷比較小，轉(zhuǎn)速較低，旋轉(zhuǎn)精度 要求也不高，所以我們選取一般的比較常用的軸承。 最終我們所選用的軸承類(lèi)型為： 料叉翻轉(zhuǎn)軸上的軸承6011GB27

27、6-89深溝球軸承，鍋體支架翻轉(zhuǎn)軸上的軸承 為6016GB276-89深溝球軸承，混料鍋下部安裝的推力軸承為 51220GB/T301-1995 標(biāo)準(zhǔn)上所限定的載荷要求，實(shí)際載荷小于許用載荷 4.2軸承的校核 鍋翻轉(zhuǎn)軸的軸承校核 鍋翻轉(zhuǎn)軸所選的深溝球軸承型號(hào)為：6015GB276-89常溫下工作時(shí)，校核 軸承強(qiáng)度。 4.1鍋翻轉(zhuǎn)軸軸承受力圖 其計(jì)算系 e=0.22, Y=3.0, 丫2=4.5, Y0 =2.9,基本額定載荷 Cr =200kN, C0r=215kN, 采用脂潤(rùn)滑其極限轉(zhuǎn)速為2000r/min.本次混料機(jī)的使用壽命為25000h.。 基本額定動(dòng)載荷可以按以下的式子計(jì)算： C0r

28、 C= h m d P Cor fn ft 其中： c基本額定動(dòng)載荷計(jì)算值，N; P 當(dāng)量動(dòng)載荷，按式p二XFjYFa計(jì)算，F(xiàn)r為軸承所受的徑向載荷, 軸向的動(dòng)載荷，X為徑向動(dòng)載荷系數(shù)，丫為軸向動(dòng)載荷系數(shù); fh 壽命因數(shù)，按參考文獻(xiàn)【2】表7-2-8選?。?fn 速度因數(shù)，按參考文獻(xiàn)【2】表7-2-9選取; fm 力矩載荷因數(shù)，力矩較小時(shí)fm=1.5,力矩較大時(shí)fm=2； fd 沖擊載荷因數(shù)，按參考文獻(xiàn)【2】表7-2-10選??； fT 溫度系數(shù)，按參考文獻(xiàn)【2】表7-2-11選取； C0r 軸承尺寸及性能表中所列基本額定動(dòng)載荷； 從表查得 fh=1.25, fn =0.355, fm=1.5

29、, fd=1.5 （中等沖擊）,fr=1.0 ;因?yàn)?軸向載荷Fa=O，即Fa/Fr 50 58 mm 鍵公稱(chēng)尺寸bx h=16x10mm 鍵槽 寬度 公稱(chēng)尺寸 b=16 鍵槽 寬度 極限偏差 較松鍵聯(lián)結(jié) 軸 H9=+0.0430 鍵槽 寬度 極限偏差 較松鍵聯(lián)結(jié) 轂 D10=+0.120+0.050 鍵槽 寬度 極限偏差 般鍵聯(lián)結(jié) 軸 N9=-0.000-0.043 鍵槽 寬度 極限偏差 般鍵聯(lián)結(jié) 轂 Js9=0.0215 鍵槽 寬度 極限偏差 較緊鍵聯(lián)結(jié) 軸和轂 P9=-0.018-0.061 鍵槽 深度 軸 公稱(chēng)尺寸 =6.0 鍵槽 深度 軸 極限偏差 =+0.20 鍵槽 深度 轂公稱(chēng)尺寸 =4.3 鍵槽 深度 轂極限偏差=+0.20 鍵槽 半徑 最小=0.25 鍵槽 半徑 最大=0.40 設(shè)計(jì)總結(jié) 三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)生活轉(zhuǎn)眼就接近尾聲了， 經(jīng)過(guò)這三個(gè)月的實(shí)踐學(xué)習(xí)， 我對(duì) 專(zhuān)業(yè)知識(shí)的理解上了一個(gè)新的臺(tái)階， 期間經(jīng)歷了一系列的問(wèn)題困難， 使我們從中 受益匪淺。 我的課題是一百二十升雙鍋逆流式樹(shù)脂磨料混料機(jī)上鍋設(shè)計(jì)， 老師帶 領(lǐng)我們到第二砂輪廠實(shí)地參觀， 了解樹(shù)脂磨料混料機(jī)的工作環(huán)境， 工作機(jī)理， 對(duì) 我們的設(shè)計(jì)起到了很好的指導(dǎo)作用。 從領(lǐng)到課題開(kāi)始，李老師就嚴(yán)格要求我們，按時(shí)完成外文文獻(xiàn)翻譯，畢業(yè)設(shè) 計(jì)