食品提升皮帶機結構設計摘 要提升機是一種實現工程物料向上運輸的機械，它是當代最為得力的輸送設備之一，可廣泛運用于礦山、碼頭、化工等各種場合，但是不同的工況下它對設備的要求是不同的。本文以食品加工業為背景，設計提升食品的機械。本次設計的食品提升皮帶機是一種小型的運輸機械，其承載能力要求較小，相對于其他的帶式輸送機成本要求低，設計結構緊湊。本設計從整體結構出發，對整個裝置中的驅動部分和傳動部分進行了設計與計算。其中在驅動裝置的設計與計算中，本設計選擇電機減速器的裝置來作為驅動設備；而在傳動部分的設計中，本設計選擇了同步帶輪與驅動裝置相連，從而傳遞動力。本文另外還對裝置中的改向滾筒、壓輥及托輥部分進行了選擇設計。關鍵詞：減速器；改向滾筒；壓輪；托輥 THE DESIGN FOOD PROMOTION BELT FASTENERABSTRACTThe elevator is one kind of realization project material upward transportation machinery, it is one of contemporary most efficient conveyors, it widely utilizes in the mine, the wharf, the chemical industry and so on each kind of situation, but under the different operating mode it to the equipment request is different.This article take food processing industry as the background, the design promotion food machinery This design food promotion belt fastener is one kind of small transport machinery, its bearing capacity request is small, is opposite requests lowly in other belt conveyer cost, the design structure is compact This design embarks from the overall construction, has carried on the design and the computation to in the entire installment actuation part and the transmission part In which in the drive design and the computation, this design choice electrical machinery - reduction gear installment took actuates the equipment; But in the transmission part design, this design has chosen the synchronized band pulley and the drive is connected, thus transmission power This article other also to in installment changing to the drum, the drag roll and the supporting roller part has carried on the choice design.KEY WORDS ：Reduction gear; Changes to the drum; Pressure roller; Supporting roller目錄前言4第1章 緒論51.1概述51.2運輸機簡介51.3 研究內容6第2章 食品提升皮帶機72.1 簡介72.2 方案確定82.3 設計方案綜述9第3章 食品提升皮帶機結構設計103.1 簡介103.1.1 電動機的選擇103.1.2計算傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比113.1.3傳動裝置的運動和動力參數113.1.4 V帶的設計123.1.5 高速級齒輪設計153.1.6 低速級齒輪的設計尺寸193.1.7 軸的設計193.1.8 軸的校核233.1.9 鍵的選擇與校核303.1.10 滾動軸承的選擇與校核313.2 間歇機構323.3 改向滾筒的設計333.4 改向壓輪的設計373.5 托輥的設計42結論47謝 辭48參考文獻49前言本課題來源于工程實際,屬于工程設計。帶式輸送機特別是提升運機是當代最為得力的輸送設備之一，在整個輸送機范疇中，它是應用最為廣泛的一種設備。隨著國民經濟的不斷發展,多種類型的工件傳輸機廣泛的運用于冶金、礦山、水泥、碼頭、化工、糧食等行業的各種場合，特別是近年來新材料、新技術的應用，使帶式輸送機的發展步入了一個快車道。同時在各種場合對不同的工況所使用的工件傳輸機也不盡相同，近年來由于工件傳輸機的應用范圍的擴大，品種的增多以及質量的不斷提高，對加工設計工件傳輸機提出了更高的要求，特別是在一些大型的流水線上，工件傳輸機承擔了很重要的工作任務。這些工件傳輸機要求傳輸距離和速度，精度比較高。為此各廠家為了根據自己的需要，出于經濟性和戰略方向的考慮，自行設計結構簡單可靠，生產價格便宜的工件傳輸機。食品提升皮帶機是在帶式輸送機的基礎上發展起來的。食品提升皮帶機與傳統的帶式輸送機一樣是以膠帶、鋼帶、鋼纖維帶、塑料帶和化纖帶等作為傳送物料和牽引工件的輸送機械。其特點是承載物料的輸送機也是傳遞動力的牽引件，這與其他輸送機械有著顯著的區別。本次設計的食品提升皮帶機是一種小型的運輸機械，其承載能力要求較小，相對于其他的帶式輸送機成本要求低，設計結構緊湊。通過該設計能使學生將大學三年所學的知識能靈活的運用于實踐。對于一個工程的整體設計有了更好的理解。有助于形成工程化的思想,對以后的設計打下很好的基礎。8 第1章 緒論1.1概述隨著帶式輸送機的一步步的發展，各項技術的不斷成熟，人們對于運輸機的要求越來越高，針對新的要求，食品提升皮帶機應運而生，食品提升皮帶機的各種裝置與原來我們使用的帶式輸送機基本上差不多，但是食品提升皮帶機有自己獨特的地方，其特點是承載物料的輸送機也是傳遞動力的牽引件，這與其他輸送機械有著顯著的區別。此次設計的食品提升皮帶機是應用在食品行業，用來提升糖果等物品，由于食品的重量比較小，所以食品提升皮帶機的承重能力不是太高。1.2運輸機簡介輸送機（Conveyor）是在一定的線路上連續輸送物料的物料搬運機械，又稱連續輸送機。輸送機可進行水平、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路，輸送線路一般是固定的。輸送機輸送能力大，運距長，還可在輸送過程中同時完成若干工藝操作，所以應用十分廣泛。中國古代的高轉筒車和提水的翻車，是現代斗式提升機和刮板輸送機的雛形；17世紀中，開始應用架空索道輸送散狀物料；19世紀中葉，各種現代結構的輸送機相繼出現。1868年，在英國出現了帶式輸送機；1887年，在美國出現了螺旋輸送機；1905年，在瑞士出現了鋼帶式輸送機；1906年，在英國和德國出現了慣性輸送機。此后，輸送機受到機械制造、電機、化工和冶金工業技術進步的影響，不斷完善，逐步由完成車間內部的輸送，發展到完成在企業內部、企業之間甚至城市之間的物料搬運，成為物料搬運系統機械化和自動化不可缺少的組成部分。輸送機一般按有無牽引件來進行分類。具有牽引件的輸送機有帶式輸送機、板式輸送機、小車式輸送機、自動扶梯、自動人行道、刮板輸送機、斗式輸送機、斗式提升機等。沒有牽引件的輸送機，例如，輥子輸送機，螺旋輸送機，振動輸送機等。未來輸送機的將向著大型化發展、擴大使用范圍、物料自動分揀、降低能量消耗、減少污染等方面發展。 帶式輸送機由驅動裝置拉緊裝置輸送帶中部構架和托輥組成輸送帶作為牽引和承載構件，借以連續輸送散碎物料或成件品。帶式輸送機是一種摩擦驅動以連續方式運輸物料的機械。應用它，可以將物料在一定的輸送線上，從最初的供料點到最終的卸料點間形成一種物料的輸送流程。它既可以進行碎散物料的輸送，也可以進行成件物品的輸送。除進行純粹的物料輸送外，還可以與各工業企業生產流程中的工藝過程的要求相配合，形成有節奏的流水作業運輸線。所以帶式輸送機廣泛應用于現代化的各種工業企業中。在礦山的井下巷道、礦井地面運輸系統、露天采礦場及選礦廠中，廣泛應用帶式輸送機。它用于水平運輸或傾斜運輸。通用帶式輸送機由輸送帶、托輥、滾筒及驅動、制動、張緊、改向、裝載、卸載、清掃等裝置組成。帶式輸送機的技術優勢：首先是它運行可靠，在許多需要連續運行的重要的生產單位，如發電廠煤的輸送，鋼鐵廠和水泥廠散狀物料的輸送，以及港口內船舶裝卸等均采用帶式輸送機。如在這些場合停機，其損失是巨大的。必要時，帶式輸送機可以一班接一班地連續工作。動力消耗低，由于物料與輸送帶幾乎無相對移動，不僅使運行阻力小，而且對貨載的磨損和破碎均小，生產率高。這些均有利于降低生產成本。1.3 研究內容本文以食品加工業為背景，設計提升食品的機械。從整體結構出發，對整個裝置中的驅動部分和傳動部分進行了設計與計算另外還對裝置中的改向滾筒、壓輥及托輥部分進行了選擇設計。第2章 食品提升皮帶機2.1 簡介食品提升皮帶機是在帶式輸送機的基礎上發展起來的。食品提升皮帶機與傳統的帶式輸送機一樣是以膠帶、鋼帶、鋼纖維帶、塑料帶和化纖帶等作為傳送物料和牽引工件的輸送機械。其特點是承載物料的輸送機也是傳遞動力的牽引件，這與其他輸送機械有著顯著的區別。本次設計的食品提升皮帶機是一種小型的運輸機械，其承載能力要求較小，相對于其他的帶式輸送機成本要求低，設計結構緊湊。食品提升皮帶機是帶式輸送機中的一種，而帶式輸送機已被電力、冶金、煤炭、化工、礦山、港口等各行各業所廣泛采用。特別是近年來新材料、新技術的應用，使帶式輸送機的發展步入了一個快車道，其特點如下：（1）結構簡單 帶式輸送機的結構由傳動滾筒、托輥、驅動裝置、輸送帶等幾大件組成，僅有十多種部件，并能進行標準化生產，可按需要進行組合裝配，結構十分簡單。（2）輸送物料范圍廣泛 帶式輸送機的輸送帶具有抗磨、耐酸堿、耐油、阻燃等各種性能，并能耐高、低溫，可按需要進行制造，因而能輸送各種散料、快料、化學品、生孰料等食物品。（3）運送量大 運量可從每小時幾公斤到幾千噸，而且是連續不斷運送，這是火車、汽車運輸所不及的。（4）運距長 單機長度十幾公里一條，在國外已經十分普及，中間無需任何轉載點。德國單機60公里一條已經出現。越野的帶式輸送機常使用中間摩擦驅動方式，使輸送帶長度不受輸送帶強度的限制。（5）對線路適應性強 現代的帶式輸送機已經從槽型發展到圓管形，它可在水平及垂直面上轉彎，打破了槽型帶式輸送機不能轉彎的限制。（6）裝卸料十分方便 帶式輸送機根據工藝流程需要，可在任何點上進行裝、卸料管形帶式輸送機也是如此，還可以在回程段上裝、卸料，進行反向運輸。（7）可靠性高 由于結構簡單，運動部件自重輕，只要輸送帶并不被撕破，壽命可達十年之久，而金屬結構部件，只要防銹好，幾十年也不會壞。（8）維護費用低 帶式輸送機的磨損件僅為托輥和滾筒，輸送帶壽命長，自動化程度高，使用人員很少，平均每公里不到一人，消耗的機油和電力也少。（9）能耗低、效率高 由于運動部件自重輕，無效運量少，在所有連續式和非連續式運輸中，帶式輸送機耗能最低、效率最高。（10）維修費少 帶式輸送機運動部件僅為托輥和滾筒，因食品較輕，輸送帶耐磨。相比較之下，汽車等運輸工具磨損部件要多的多，且更換磨損部件也較為頻繁。綜上所述，帶式輸送機的優越性已經十分明顯，它是國民經濟中不可缺少的關鍵設備。隨著制造業信息化的發展，大大縮短了帶式輸送機的設計、開發、制造和銷售的周期，使它更加具有競爭力。 2.2 方案確定皮帶機的設計是按照所結合的要求和條件，首先確定主要組成部分由驅動裝置、傳動滾筒、改向滾筒、壓輥、從動輥及機架等幾大部分組成。（1）驅動裝置 驅動裝置是皮帶機動力的來源，它主要由電動機、減速器、間歇機構組成。（2）傳動滾筒、從動輥 根據設計的特殊要求，在設計中采用了同步帶輪作為主動輪同步帶輪與驅動裝置相連，從而傳遞動力。從轉輥的選擇也采服了同步帶輪，同步帶輪的傳動比準確，而且可以根據帶的型號、參數在市場中直接訂購。（3）改向滾筒、壓輥 改向滾筒是引導輸送帶改變方向的圓柱形筒。壓輥可以保證物料按帶的輸送方向輸運食品。改向滾筒和壓輥的結構比較簡單。（4）機架 機架是承受驅動裝置、滾筒、托輥、輸送帶和物料的鋼結構，可以承受沖擊、拉伸、壓縮和彎曲應力。機架的結構比較零散，它需要考慮到安裝位置的合理、布局的美觀、節省材料、占城面積小、安裝維修方便等要求，因此所設計的整個機架的結構都采用焊接或用螺栓連接，考慮到輸送機的適用性，采用提升高度可調的結構，這樣輸送機不權可提升設計的要求高度，而且也可以提升不同的高度，但是還應根據所采用的同步帶的型號，選擇不同型號的同步帶。2.3 設計方案綜述提升機是一種實現工程物料向上運輸的機械，能持續高效地輸送物料，電動機通過傳動裝置，帶動傳動滾筒的轉動，而傳動滾筒借助于滾筒與膠帶之間的摩擦力，從而實現帶的傳動，進而帶動物料按要求不停的向上運輸。設計意義：提升機在工程上的充分運用能提高工程的生產率，減輕工人的勞動強度，為創造高的經濟利潤提供了可靠的條件。物料提升皮帶機總體方案的設計物料提升皮帶機設計要求：（1）提升高度：1200mm。（2）輸送量：3000塊/h。（3）工步：50步/min。具體要求如下：（1）每走一工步：1.2s.。（2）動停比：1/3。（3）每個檔板間距：100mm。（4）帶速為：0.7m/s。第3章 食品提升皮帶機結構設計3.1 簡介3.1.1 電動機的選擇1.選擇電動機類型和機構形式電動機有交流電動機和直流電動機之分，工業上采用交流電動機。交流電動機有異步電動機和同步電動機兩類，異步電動機又分籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型異步電動機應用最廣泛。如無特殊需要，一般憂先選用Y型籠型三相異步電動機，因其具有高效，節能，噪音小，振動小，安全可靠的特點，且安裝尺寸和功率等級符合國際標準，適用于無特殊要求的各種機械設備。2.功率的計算電動機的功率選擇是否合適將直間影響到電動機的工作性能和經濟性能。如果選用額定功率小于工作機所需要的功率，就不能保證工作機正常工作，甚至使電動機長期過載過早損害，如果選用額定功率大于工作機所需要的功率，則電動機的價格高，功率未得到充分的利用。從而增加電能的消耗，造成浪費。3.電動機功率的選擇（1）電動機的功率： （3-1）式中工作機所需工作效率，由電動機到工作機的總效率 （3-2）代入數據得： （2）從電動機到工作機卷筒間的總效率為： （3-3）其中分別為V帶、齒輪傳動、聯軸器、滾筒、軸承的傳動效率。由文獻4表2-2取 則：（3）故 因載荷平穩，電動機額定功率只需略大于即可，由文獻4表16-1選電動機的額定功率為=5.5kW。4.確定電動機的轉速（1）滾筒軸工作轉速 （3-4）代入數據得：r/min按表查得：V帶傳動比范圍，二級齒輪減速器傳動比，則總傳動比范圍（2）電動機可選范圍 （3-5）代入數據得：r/min 符合這一范圍的同步轉速為3000 r/min、1500 r/min、1000 r/min、750 r/min四種。為了減少電動機的重量和價格選用1500 r/min的Y系列電動機，其滿載轉速r/min。 3.1.2計算傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比 1.總傳動比 （3-6）代入數據得：2.分配各級傳動比總傳動比由，為使V帶傳動的外部尺寸不致過大，取傳動比則 （3-7）代入數據得：兩級齒輪各傳動比 （3-8）考慮潤滑條件，為使兩級大齒輪直徑相近取 3.1.3傳動裝置的運動和動力參數1.各軸轉速I軸： r/minII軸： r/minIII軸： r/min滾筒軸：r/min2.各軸的輸入功率I軸： kWII軸： kWIII軸： kW滾筒軸： kW3.各軸的輸入轉矩I軸： II軸： III軸： 滾筒軸： 將上述結果匯總于下表3-1：表3-1 傳動裝置的運動和動力參數軸名功率P(kW)轉矩()轉速(r/min)傳動比效率I軸4.8997.2948030.96II軸4.70378.71118.5230.96III軸4.511006.5642.794.050.97滾筒軸4.381021.4742.792.770.983.1.4 V帶的設計1.確定計算功率由文獻4表8-6查得工作情況系數 （3-9）代入數據得：kW2.選擇帶形根據計算功率和小帶輪轉速由文獻5圖8-11選定帶型為B型，其中 。3.確定帶的基準直徑和（1）初選小帶輪的基準直徑，參考文獻5表8-6和表8-8選 =125 mm （2）驗算帶速 （3-10）代入數據得：m/s 故帶的速度合適。 （3）計算從動帶輪的基準直徑 mm根據文獻5表8-8取=355mm4.確頂中心距a和帶輪的基準長度（1）初定中心距 （3-11）代入數據得：mm （3-12）代入數據得：mm初選中心距=600mm。 （2）計算所需帶輪的基準長度 （3-13）代入數據得：mm 由文獻5表8-2選帶輪的基準長度 mm （3）計算實際中心距 （3-14）代入數據得：mm 考慮到帶輪的制造誤差，帶長誤差，帶的彈性及因帶的松弛而產生的補充張緊的需要；中心距的變動范圍： （3-15）代入數據得：mm （3-16）代入數據得：mm 5.驗算小帶輪上包角由 故主動帶輪包角適合。6.確定帶的根數由： （3-17）由文獻5知：取z=3根。7.確定預緊力 （3-18）由文獻5表8-3知kg/m則N8.計算帶傳動在軸上的力由式（3-19） （3-19）代入數據得：N9.誤差驗算設計中給定的傳動比為，其變換范圍為：實際設計的傳動比為： 故滿足誤差要求。10.帶輪設計由所引用文獻5表8-10查的：mm; mm則帶輪輪緣寬度：mm=40mm。大帶輪轂孔直徑由高速軸設計而定，mm。大帶輪轂孔寬度：當時，取mm。3.1.5 高速級齒輪設計1.選齒輪的類型、精度等級、材料及齒數（1）選用標準斜齒輪傳動即齒型參數為： （2）運輸機為一般工作機器效率不高，故選用7級精度。（3）材料選擇，由文獻5表10-1選擇小齒輪材料為40Gr(調質)，硬度為280HBS。大齒輪材料為45鋼（調質），硬度為240HBS，兩者材料的硬度差為40HBS。（4）試選小齒輪齒數 大齒輪齒數為（5）選取螺旋角。初選螺旋角。2. 按齒面接觸強度設計按公式（3-20） （3-20）進行計算。（1）確定公式內各計算數值1)試選載荷系數 2)計算小齒輪傳遞的轉距N3)選取齒寬系數4)由文獻5圖10-26查得 則5) 由文獻5表10-6查得材料的彈性影響系數;由所引用文獻5圖10-30選取區域系數6）由文獻5圖10-21（D）查得M pa，M pa7）由式（3-21）計算應力循環次數 （3-21）8）由文獻5圖10-19查得接觸疲勞壽命系數 9）計算接觸疲勞應力取失效概率為1%安全系數得M PaM Pa （3-22）代入數據得：M Pa（2）計算1）計算小帶輪分度圓直徑由計算公式（3-23）得： （3-23）=mm2)計算圓周速度 （3-24）代入數據得：m/s3)計算齒寬及模數mm （3-25）代入數據得：mmmm 4)計算縱向重合度 （3-26）代入數據得：5)計算載荷系數由文獻5圖10-8查得動載荷系數由文獻5表10-3查得，由文獻5表10-2查得使用系數=1 由文獻5表10-4查得由文獻5表10-13得 故載荷系數 （3-27） 6)按實際的載荷系數校正所算分度圓直徑mm7)計算模數mm3.按齒根彎曲強度設計由式（3-28） （3-28）（1）確定計算參數1)由文獻5圖10-20c查得M pa；M pa2)由文獻5圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數3)計算彎曲疲勞許用應力。取彎曲疲勞安全系數得S=1.4由式 （3-29）M paM pa 4)計算載荷系數K5)由文獻5圖10-28查得螺旋角影響系數6)計算當量齒函數7)查取齒形系數由文獻5表10-5查得 8)查取應力矯正系數由文獻5表10-5查得 9)計算大小齒輪的并加以比較大齒輪的數值大。（2）設計計算 （3-30）代入數據得： =1.79 mm由于齒面接觸疲勞強度計算的法面模數大于由齒根彎曲疲勞強度計算的法面模數，取mm即可滿足彎曲強度。但為了同時滿足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度算得的分度圓直徑mm來計算應有的齒數。于是由 4.幾何尺寸計算（1）計算中心距 （3-31）代入數據得：mm，將中心距調整為256 mm。（2）按圓整后的中心距修正螺旋角 （3-32）代入數據得： 由于改變不多，故參數等不必修正（3）計算大小齒輪分度圓直徑mmmm（4）計算齒輪寬度mm（5）圓整后mmmm5.驗算NN/m 100 N/m滿足要求，設計合理。6.齒輪結構設計小齒輪1由于直徑較小，采用齒輪軸結構；大齒輪2采用孔板式結構，結構尺寸按經驗公式和后續設計的中間軸配合段直徑計算如下：轂孔直徑：由中間軸設計而定：mm輪轂直徑：mm輪轂寬度： mm 取為80 mm腹板最大直徑： mm板孔分布圓直徑：mm板孔直徑：mm腹板厚度：mm3.1.6 低速級齒輪的設計尺寸二級齒輪傳動的設計與一級齒輪傳動的設計相同。其尺寸為：1、齒數：2、中心距：mm3、螺旋角：=4、分度圓直徑：mm mm5、齒寬：6、模數：3.1.7 軸的設計 1.初步確定軸的最小直徑先按式(3-33)初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調質處理按鈕轉強度法進行最小直徑估算，即： （3-33）初算軸徑時，若最小直徑軸段開有鍵槽，還要考慮鍵槽對軸強度的影響。當該軸段截面上有一個鍵槽時，增大5%7%，兩個鍵槽時，增大10%15%。值由所引用文獻5表15-3確定：高速軸，中間軸，低速軸112。高速軸：mm因高速軸最小直徑處安裝大帶輪，設有鍵槽，則mm取為整數 mm中間軸：mm因高速軸最小直徑處安裝滾動軸承，取為標準值 mm低速軸：mm因高速軸最小直徑處安裝聯軸器，設有一個鍵槽，則mm輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯軸器處軸的直徑，為了使選的軸直徑，與聯軸器的孔相適應，mm。故需同時選取聯軸器的型號.聯軸器的計算轉矩由文獻5表14-1：，則N按照計算轉矩查機械設計手冊JB/T50141985選用HL5型彈性柱銷聯軸器。其公稱轉矩2000 N半聯軸器的孔徑, mm,半聯軸器長度mm.半聯軸器與軸的配合的轂孔長度mm,許用轉速2500r/min，適用。標記：HL5聯軸器。462. 軸的結構設計（1） 擬定軸上零件的裝配方案如圖所示：圖3-1 軸上零件裝配方案（2）高速軸的結構設計1）各軸段直徑的確定：最小直徑，安裝大帶輪的外伸軸段，mm：密封處軸段，根據大帶輪的軸向定位要求，定位高度，以及密封圈的標準（擬采用氈圈密封），mm。 ：滾動軸承處軸段，mm。滾動軸承選取30210，其尺寸為：50 mm90 mm21.75 mm20 mm：過渡段，由于各級齒輪傳動的線速度均小于2 m/s，滾動軸承采用油脂潤滑，考慮擋油盤的軸向定位，mm。齒輪處軸段：由于小齒輪直徑較小，采用齒輪軸結構。所以軸和齒輪的材料和熱處理方式需一致，均為45鋼，調質處理。：滾動軸承處軸段，mm。2）各軸段長度的確定： 由大帶輪的轂孔寬度mm確定，mm。： 由箱體結構、軸承端蓋、裝配關系等確定，mm。：由滾動軸承、擋油盤及裝配關系等確定，mm。：由裝配關系、箱體結構等確定，mm。： 由高速軸小齒輪寬度mm確定，mm。：由滾動軸承、擋油盤及裝配關系等確定，mm。3）細部結構設計略，見中間軸。（1）中間軸的結構設計1）各軸段直徑的確定：最小直徑，滾動軸承處軸段，mm。滾動軸承選取30210，其尺寸為：50 mm90 mm21.75 mm20 mm。：低速級小齒輪軸段，mm。 ：軸環，根據齒輪的軸向定位要求，mm。：高速級大齒輪軸段，mm。：滾動軸承處軸段，mm。2）各軸段長度的確定：由滾動軸承、擋油盤及裝配關系等確定，mm。：由低速級小齒輪的轂孔寬度確定，mm確定，mm。：軸環寬度，mm。：由高速級大齒輪寬度mm確定，mm。：有滾動軸承、擋油盤及裝配關系等確定，mm。3）細部結構設計由文獻5表10-1查出高速級大齒輪處鍵18 mm11 mm-70 mm（mm，mm）；低速級小齒輪處鍵18 mm11 mm-110 mm（ mm， mm）；齒輪輪轂與軸的配合選為；滾動軸承與軸的配合采用過渡配合，此軸段的直徑公差選為；查由文獻5表7-19，個倒角為C2；參考由文獻5表17-10。（2）低速軸的結構設計1) 各軸段直徑的確定：滾動軸承處軸段，mm。滾動軸承選取30218，其尺寸為： 90 mm160 mm32.5 mm30 mm。：低速級大齒輪軸段，mm。 ：軸環，根據齒輪的軸向定位要求，mm。：過渡軸段，考慮擋油盤的軸向定位，mm。：滾動軸承處軸段，mm。：密封處軸段，根據聯軸器的軸向定位要求，以及密封圈的標準（擬采用氈圈密封），mm。：最小直徑，安裝聯軸器的外伸軸段，mm。 2）各軸段長度的確定：由滾動軸承、擋油盤及裝配關系等確定，mm。：由低速級小齒輪的轂孔寬度確定，mm確定，mm。：軸環寬度，mm。：由裝配關系、箱體結構等確定，mm。：由滾動軸承、擋油盤及裝配關系等確定，mm。：由裝配關系、軸承端蓋、箱體結構等確定，mm。：由聯軸器的轂孔寬mm確定。mm。3）細部結構設計略，見中間軸。3.1.8 軸的校核以中間軸為例 （1）軸的力學模型的建立1）齒輪對軸的力作用點位置和支點跨距的確定齒輪對軸的力作用點按簡化原則應在齒輪寬度的中點，因此可決定中間軸上兩齒輪力的作用點位置。軸上安裝的30210軸承，從文獻5表12-6可知它的負荷作用中心到軸承外端面的距離mm，故可計算出支點跨距和軸上各力作用點相互位置尺寸。支點跨距mm；低速級小齒輪的作用點C到左右點A距離mm。兩齒輪的力作用點之間的距離mm；高速級大齒輪的力作用點D到右支點B的距離mm。2) 繪制軸的力學模型圖初步選定高速級小齒輪為右旋，高速級大齒輪為左旋；根據中間軸所受軸向力最小的要求，低速級小齒輪為左旋，低速級大齒輪為右旋。根據要求的傳動速度方向，繪制的軸力學模型圖如圖3-2a 。圖3-2 軸力學模型（2）計算軸上的作用力齒輪2： NNN齒輪3： NNN（3）計算支反力1）垂直面支反力（XZ平面）圖3-2b由繞支點的力矩和，得: （3-34）代入數據得：NN=56.15N方向向上。同理，由繞支點A的力矩和， （3-35）代入數據得： =-1647.13 N 方向向下。由軸上的合力，校核：計算無誤。2）水平面支反力（XY平面）圖3-2d由繞支點的力矩和，得： （3-36）代入數據得：NN N 方向向下。同理，由繞支點A的力矩和， （3-37）得N方向向下。由軸上的合力，校核：計算無誤。3）A點總支反力 （3-38）代入數據得：NB點總支反力 （3-39）代入數據得：N （4）繪轉矩、彎矩圖1）垂直面內的彎矩圖如圖3-2cC處彎矩： D處彎矩： 2）水平面內的彎矩圖如圖3-2eC處彎矩：D處彎矩：3）合成彎矩圖如圖3-2f。C處： D處：4）轉矩圖如圖3-2g。 5）當量轉矩圖如圖3-2h。因為是單向回轉軸，所以扭轉切應力視為脈動循環應變力，折算系數。 C處：D處：（5）彎扭合成強度校核進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和轉矩的截面（即危險截面C）的強度。 根據選定的軸的材料45鋼，調制處理，由所引用文獻5表15-1查的。因，故強度足夠。（6）安全系數疲勞強度校核對一般減速器的轉軸僅使用彎扭合成強度校核即可，而不必進行安全系數校核。1）判定校核危險的截面對照彎矩圖、轉矩圖和結構圖，從強度、應力集中方面分析，C截面是危險截面。需對C截面進行校核。2）軸的材料的機械性能根據選定的軸的材料45鋼，調制處理，由所引用文獻5表15-1知：，。取，3）C截面上的應力因C截面有一鍵槽，。所以：抗彎截面系數： （3-40）代入數據得：抗扭截面系數： （3-41）代入數據得：彎曲應力幅，彎曲平均應力；扭轉切應力幅，平均切應力幅。4）影響系數C截面受有鍵槽和與齒輪的過盈配合的共同影響，但鍵槽的影響比過盈配合的影響小，所以只需考慮過盈配合的綜合影響系數。由所引用文獻5附表3-8用插值法求出：，取，軸按磨削加工，由所引用文獻5附圖3-4求出表面質量系數：。故得綜合影響系數： （3-42）代入數據得： （3-43）代入數據得：5）疲勞強度校核所以軸在C截面的安全系數為： （3-44）代入數據得： （3-45）代入數據得： （3-46）代入數據得：取許用安全系數，有，故C截面強度足夠。同理對高速軸和低速軸進行校核，可以知道它們都符合工作要求。3.1.9 鍵的選擇與校核以中間軸上的鍵為例。由中間軸的細部設計，選定：高速級大齒輪處鍵1 為 ，標記為：鍵。低速級小齒輪處鍵2為 標記為：鍵；由于是同一根軸上的鍵，傳遞的轉矩相同，所以只需校核短的鍵1就可以。鍵的工作長度；齒輪軸段；鍵的接觸高度；傳遞的轉矩所以引用文獻5表6-2查出鍵靜連接時的擠壓許用應力（鍵、齒輪輪轂、軸的材料均為45鋼調制）。 （3-47）代入數據得：鍵連接強度足夠。3.1.10 滾動軸承的選擇與校核這里只以中間軸上的滾動軸承為例（1）滾動軸承的選擇根據載荷及速度情況，擬定選用圓錐滾子軸承。由中間軸的結構設計，根據，選用30210。其基本參數查文獻5表12-4，。（2）滾動軸承的校核軸承受力如圖3-3圖3-3 軸承受力1）徑向載荷根據軸的分析，可知：A點總反力B點的總反力2）軸向載荷外部軸向力，從最不利受力情況考慮，指向A處1 軸承（方向向左）；軸承派生軸向力由圓錐滾子軸承的計算公式 （3-48）代入數據得：（方向向右）；（方向向左）。因為， 所以A處軸承被壓緊，B處2軸承放松。故：，3）當量動載荷根據工作情況（載荷平穩或輕微沖擊），由所引用文獻5表13-6查出載荷系數。1軸承：因，由文獻5表12-6知 （3-49）代入數據得：2軸承：因，由文獻5表12-6知 （3-50）代入數據得：4）驗算軸承壽命因，故只需驗算1軸承。軸承預期壽命與整機壽命相同，為 （3-51）代入數據得：其中，溫度系數（軸承工作溫度小于120度），軸承有足夠的壽命。3.2 間歇機構間歇運動機構是將主動件的均勻轉動轉換為時動時停的周期性運動的機構。例如牛頭刨床工作臺的橫向進給運動，電影放映機的送片運動等都用有間歇運動機構。常用的間歇運動機構有棘輪機構和槽輪機構。1. 槽輪機構由槽輪和圓柱銷組成的單向間歇運動機構，又稱馬爾它機構。它常被用來將主動件的連續轉動轉換成從動件的帶有停歇的單向周期性轉動。槽輪機構有外嚙合和內嚙合兩種形式。外嚙合槽輪機構的槽輪和轉臂轉向相反,而內嚙合則相同。槽輪機構是由主動撥盤、從動槽輪和機架等組成。槽輪機構可將主動撥盤的等速回轉運動轉變為槽輪時動時停的間歇運動，并具有結構簡單、外形尺寸小、機械效率高，以及能較平穩的、間歇地進行轉位等優點，但存在柔性沖擊的缺點，故常用于速度不太高的場合。（1）槽輪機構的類型及應用1) 普通型，有外槽輪機構，內槽輪機構，槽條機構2) 特殊型，有不等臂多銷槽輪機構，球面槽輪機構，偏置式槽輪機構，曲線式槽輪機構，有曲線外槽輪機構，曲線內槽輪機構兩種。（2）槽輪機構的應用例1 蜂窩煤制機模盤轉位機構例2 電影膠片抓片機構2. 棘輪機構由棘輪和棘爪組成的一種單向間歇運動機構。它將連續轉動或往復運動轉換成單向步進運動。棘輪輪齒通常用單向齒，棘爪鉸接于搖桿上，當搖桿逆時針方向擺動時，驅動棘爪便插入棘輪齒以推動棘輪同向轉動；當搖桿順時針方向擺動時，棘爪在棘輪上滑過，棘輪停止轉動。為了確保棘輪不反轉，常在固定構件上加裝止逆棘爪。搖桿的往復擺動可由曲柄搖桿機構、齒輪機構和擺動油缸等實現，在傳遞很小動力時，也有用電磁鐵直接驅動棘爪的。棘輪每次轉過的角度稱為動程。動程的大小可利用改變驅動機構的結構參數或遮齒罩的位置等方法調節，也可以在運轉過程中加以調節。如果希望調節的精度高于一個棘齒所對應的角度，可應用多棘爪棘輪機構。棘輪機構工作時常伴有噪聲和振動，因此它的工作頻率不能過高。棘輪機構常用在各種機床和自動機中間歇進給或回轉工作臺的轉位上，也常用在千斤頂上。3.3 改向滾筒的設計 1.改向滾筒的結構設計傳動滾筒是傳遞帶式輸送機功率的圓柱形筒，而改向滾筒是引導輸送帶改變方向的圓柱形筒。改向滾筒不傳遞轉矩，結構比較簡單，易于制造加工，且和輸送帶接觸時軸為空轉，所以摩擦力小，使用壽命長。初步計算改向滾筒的結構尺寸參數如下：（1）兩軸承座中心距為： （3-52）代入數據得：式中 帶寬（）軸承寬度（）（2）滾筒長度為： （3-53）代入數據得：（3）筒皮的最大許用面壓，對于帆布帶芯，；對于鋼絲繩芯。2. 改向滾筒軸的校核（1）根據工作條件選擇材料并初步確定軸的最小直徑因為改向滾筒主要承受徑向力，不傳遞轉矩，故軸的最小直徑選。即：。該軸無特殊要求，參考表3-2選取45鋼，調質處理，。表3-2 軸常用的幾種材料的值軸的材料122045304040521525（2）改向滾筒軸的設計與校核考慮到軸上零件的定位和裝配方便等要求，擬訂如圖3-4所示的裝配方案。因為軸主要起改向作用，只承受一定的徑向力，故初選一對6205型軸承：軸承內孔直徑，即，軸承寬度；滾筒套筒處軸的直徑；軸的最大直徑； 軸的各軸段長度, , ，（軸采用對稱布置）；軸的總長軸承和右端軸肩之間用螺母進行軸向固定，軸承和軸用過盈配合周向固定。（3）軸上受力計算已知：，滾筒軸的結構如圖3-4所示：1）徑向力： （3-54）代入數據得：圖3-4 滾筒軸的結構圖3-5 改向滾筒軸的校核 2）垂直面支承力，截面C是的受力示意圖見圖3-5（b），則3） 求剪力QC和彎矩，截面C上的受力如圖3-6所示圖3-6 截面C上的受力示意圖4）繪剪力圖與彎矩圖，如圖3-5（d）所示：（4）校核軸的強度危險剖面在軸中點C處 （3-55）按表3-3，對于的碳鋼，承受對稱循環變應力時的許用應力，因為，所以滿足強度要求。表3-3 軸的許用應力材料碳鋼碳鋼碳鋼碳鋼40013070405001707545600200955570023011065合金鋼合金鋼80027013075100033015090彎曲剪應力校核 （3-56）代入數據得：對于選用45鋼的軸，由表3-2可知，其彎曲剪應力因此滿足要求。3.4 改向壓輪的設計1.改向壓輪結構的設計改向壓輪是放在承載段或回程段轉彎處空邊上，應盡量留出空隙，以防與膠帶橫隔板邊相摩擦。改向壓輪不但起壓信輸送帶，使其始終貼合在帶輪上的作用，而且還有使輸送帶保持張緊力的作用，也就是說它還起著張緊輪的作用。因此，改向壓輪在此設計中起著多重作用，是十分重要的部件之一。改向壓輪的結構示意圖3-7所示。1-輪輻 2-輪轂 3-輻板 4-皮帶圖3-7 改向壓輪結構