塑料切粒機(jī)的設(shè)計

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1、任務(wù)書設(shè)計（論文）題目： 塑料切粒機(jī)設(shè)計 學(xué)院：XXX 專業(yè)： XXX 班級： X 學(xué)號： XXX 學(xué)生： 指導(dǎo)教師： 接受任務(wù)時間 系（教研室）主任 （簽名）院長 （簽名）1畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容及基本要求1)分析工況，工作原理及結(jié)構(gòu)特點；2)完成總體方案設(shè)計；3)完成機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計；4)裝配圖和主要零部件繪制（46張）；5)編寫畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書一份；6)設(shè)計參數(shù)：顆粒長度：3mm;產(chǎn)量：60kg/h.2指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說明1成大先等. 機(jī)械設(shè)計手冊第五版M. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2010.設(shè)計（論文）各階段名稱起 止 日 期1分析工況，工作原理及結(jié)構(gòu)特點03.0303.202

2、總體方案設(shè)計03.2103.303機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計03.3104.204裝配圖設(shè)計及完善04.2105.065主要零部件設(shè)計及完善05.0705.206編寫畢業(yè)設(shè)計說明書05.2105.31塑料切粒機(jī)設(shè)計摘要 立足于21世紀(jì)，塑料使用已成為家常之事，人們的日常生活也離不開塑料，加之塑料濫用已經(jīng)造成很多污染，因此塑料切粒機(jī)的應(yīng)用必不可少，因此，塑料切粒機(jī)具有很大的發(fā)展前景。塑料切粒機(jī)是塑料回收機(jī)械系統(tǒng)的一部分，其功能為將塑料拉條進(jìn)行切割。它的動力源為調(diào)速電機(jī)，傳動方式主要有帶輪傳動和齒輪傳動，執(zhí)行構(gòu)件為滾刀。其總體運(yùn)作方案為塑料條經(jīng)過塑料輥筒的牽引被輸送到滾刀，然后進(jìn)行切割。 本文按照零件工藝設(shè)計的

3、基本流程，經(jīng)過對比論證，選擇了實用正確的工藝路線。首先對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計，其次從零件工藝分析到工藝流程的確定以及對各零件的選擇與校核，每步都給出了詳細(xì)的說明。關(guān)鍵詞：滾刀，切割，輸送。 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.目錄第一章 緒論11.1塑料切粒機(jī)的工作原理及特點11.2塑料切粒

7、機(jī)的發(fā)展歷史11.3塑料切粒機(jī)的發(fā)展趨勢21.4塑料切粒機(jī)的應(yīng)用范圍3第二章 總體方案設(shè)計42.1構(gòu)思思路42.2擬定傳動方案42.3電動機(jī)的選擇52.4傳動裝置的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)參數(shù)計算6第三章 塑料切粒機(jī)的分類與形式83.1塑料切粒機(jī)的分類及結(jié)構(gòu)形式83.1.1分類83.1.2 結(jié)構(gòu)形式8第四章 傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計與計算94.1 帶輪傳動94.2 齒輪傳動.10第五章 軸的設(shè)計與計算125.1 滾刀軸的設(shè)計155.1.1：選取軸的材料和熱處理方法：155.1.2：初步估算軸的直徑：155.1.3:滾刀軸軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：155.2：滾刀軸的受力分析：165.2.1：畫出受力簡圖：175.2.2：計算

8、支座反力：175.2.3：計算彎矩：185.3：判斷危險截面和校核：205.3.1：判斷危險截面：205.3.2按彎扭合成強(qiáng)度校核：205.4：輸出軸的設(shè)計：205.4.1：選取軸的材料和熱處理方法：205.4.2：計初步估算軸的直徑：205.4.3:輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：215.5：滾筒軸的受力分析：225.5.1：畫出受力簡圖：225.5.2：計算支座反力：235.5.3：計算彎矩：235.6：判斷危險截面和校核：255.6.1：判斷危險截面：255.6.2：按彎扭合成強(qiáng)度校核：265.7 滾筒軸的設(shè)計265.8 軸的校核27 5.8.1 滾刀軸的校核27 5.8.2滾筒軸的校核32第六章 鍵

9、的選擇與強(qiáng)度校核366.1滾刀軸上鍵的選擇及校核366.2滾筒軸上鍵的選擇及校核36第七章 滾動軸承的選擇與校核387.1滾刀軸上的滾動軸承387.2滾筒軸上的滾動軸承39總結(jié)42參考文獻(xiàn)44IV第一章 緒論1.1塑料切粒機(jī)的工作原理及特點 廢舊塑料通過擠塑機(jī)擠出后，通常為條狀或帶狀，一般需通過切粒裝置切粒使其成為一定形狀和粒度大小的顆粒料。切粒流程隨著粒料的生產(chǎn)工藝的不同，切粒裝置的結(jié)構(gòu)也有所不同，目前的切粒設(shè)備主要有料條切粒機(jī)、機(jī)頭端面切粒機(jī)等幾種類型。 料條切粒機(jī)的結(jié)構(gòu)組成如圖2和所示，它主要由切刀、送料輥和傳動部分等組成。塑料切粒機(jī)具有以下特點：1結(jié)構(gòu)比較簡單，成本較低。2工作可靠，維

10、護(hù)管理簡便。3尺寸緊湊，斷面尺寸小，占地面積小。4輸送量小，輸送高度小，轉(zhuǎn)速較高。5單位能耗較大。 1.2塑料切粒機(jī)的發(fā)展歷史 從字面上理解，廢舊塑料再生造粒機(jī)的制造是屬于機(jī)械制造行業(yè)，而塑料改性技術(shù)是屬于高分子材料的研究范疇，但兩者是密不可分的，就好比計算機(jī)領(lǐng)域中的硬件和軟件，硬件性能的好壞固然十分重要，但好的軟件可以彌補(bǔ)硬件性能的不足，塑料改性領(lǐng)域也是這樣。就拿碳酸鈣填充母粒來說，在技術(shù)相同的條件下，好的廢舊塑料再生造粒機(jī)設(shè)備用來生產(chǎn)填充母粒，其母粒的產(chǎn)量和分散性當(dāng)然就好些. 縱觀廢舊塑料再生造粒機(jī)的發(fā)展史是和塑料改性技術(shù)分不開的，每個塑料產(chǎn)品是需要不同的塑料改性技術(shù)的，從而對設(shè)備即廢舊塑

11、料再生造粒機(jī)的要求也稍有差異，有的物料強(qiáng)調(diào)在擠出過程中的剪切分散，有的則強(qiáng)調(diào)它的在螺桿中的停留時間、耐磨性和耐腐蝕性等，塑料改性技術(shù)的不斷提高和完善，在提高塑料改性料質(zhì)量的同時，對廢舊塑料再生造粒機(jī)性能要求的不斷提高，也推動了塑料再生造粒機(jī)行業(yè)的技術(shù)更新和發(fā)展，迫使他們提高自己的制造水平來適應(yīng)這種要求。49 2011年至2015年塑料切粒機(jī)的銷值分析 年份 年產(chǎn)值（億元） 銷售總額（億元） 2011 483.62306.32 2012 543.31523.31 2013 682.30654.28 2014 865.34824.76 2015 將突破100億將突破100億 表1-1 塑料切粒機(jī)銷

12、售值表2014年，我國塑料機(jī)械行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)達(dá)到763家，比2013年增加78家，且行業(yè)的集中得到進(jìn)一步的提高。此外，行業(yè)骨干企業(yè)還在不斷的發(fā)展壯大，龍頭企業(yè)加快了由大變強(qiáng)的步伐。市場程度方面，由于塑料機(jī)械行業(yè)產(chǎn)品類別眾多，不同的系列行業(yè)的競爭不同。一般地，技術(shù)含量較高且應(yīng)用于新興領(lǐng)域的設(shè)備所處的細(xì)分行業(yè)市場化程度較低，均被少數(shù)技術(shù)領(lǐng)先企業(yè)所壟斷，而產(chǎn)品的附加值低、技術(shù)不高的行業(yè)則處于充分的競爭狀態(tài)，市場化程度較高。塑料加工行業(yè)良好的發(fā)展前景仍將是中國塑料機(jī)械制造工業(yè)高速發(fā)展的源動力，我國塑料行業(yè)呈現(xiàn)良好的發(fā)展態(tài)勢。據(jù)塑料機(jī)械工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2014年我國塑料機(jī)的制造工業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到了986.3

13、0億元，同比增長54%，銷售額達(dá)到865.34億元同比增長50%.2015年我國的塑料機(jī)械出口達(dá)到100億元以上，行業(yè)發(fā)展前景可期。1.3塑料切粒機(jī)的發(fā)展趨勢縱觀塑料切粒機(jī)的發(fā)展歷程，可以預(yù)見未來的發(fā)展方向主要有以下幾方面: 1.大運(yùn)量 、高速度、長使用壽命。高速度即意味著高生產(chǎn)率，減少單位時間生產(chǎn)成本.磨損是限制塑料切粒機(jī)壽命的主要原因，減少物料與之間輥筒，滾刀的摩擦系數(shù)，增加軸的耐磨性，改善物料的性能，可以較大程度提高輸送機(jī)的使用壽命。2.低能源消耗及降低能量消耗.塑料切粒機(jī)的能源絕大部分都消耗在摩擦損失上。因此降低能源消耗是研究和設(shè)計塑料切粒機(jī)急待解決的難題和發(fā)展方向。3.智能化發(fā)展。未

14、來的塑料切粒機(jī)應(yīng)與電腦密切聯(lián)系，適合程序控制、智能操作。物料的裝卸、機(jī)器安裝與維護(hù)都應(yīng)能實現(xiàn)智能化管理。4.擴(kuò)大使用范圍。目前，塑料切粒機(jī)的使用范圍受到限制，要擴(kuò)大其使用范圍，研究能在高溫、低溫條件下有腐蝕性、放射性、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作的。 5.輕量化、精密化，清潔生產(chǎn)、生態(tài)化。輕量化技術(shù)將為塑料工業(yè)的發(fā)展帶來重大便利。未來，輕量化材料在汽車、飛機(jī)、軌道交通方面的運(yùn)用將會越來越廣;精密化是塑料制品行業(yè)加工業(yè)先進(jìn)成型技術(shù)的一種體現(xiàn)，對行業(yè)具有重要的意義;清潔生產(chǎn)和生態(tài)化，為塑料加工業(yè)節(jié)能減排開創(chuàng)新的臺階。1.4塑料切粒機(jī)的應(yīng)用范圍塑料切粒機(jī)是一種切粒機(jī)，主要用于加工廢舊塑料薄膜（工業(yè)包裝膜、

15、農(nóng)業(yè)地膜、大棚膜、啤酒包、手提袋等）、編織袋、農(nóng)用方便袋、盆、桶、飲料瓶、家具、日常用品等，適用于大部分常見的廢舊塑料，是廢舊塑料再生行業(yè)用途最廣，使用最廣泛，最受用戶歡迎的塑料再生加工機(jī)械。采用特殊的螺桿設(shè)計及不同配置，適用于生產(chǎn)PP、PE、PS、ABS、PA、PVC、PC、POM、EVA、LCP、PET、PMMA等多種塑膠的再生及混色造粒。減速箱采用高扭矩的設(shè)計，實現(xiàn)了無噪音運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等性能。螺桿，料筒經(jīng)特殊的硬化處理，具有耐磨，混煉性能好，高產(chǎn)量的特性，真空排氣或普通排氣口的設(shè)計，能在生產(chǎn)過程中將水分，廢氣排走，使出料更穩(wěn)定，膠粒更結(jié)實，保證了產(chǎn)品優(yōu)良品質(zhì)。 第二章 總體方案設(shè)計2.1構(gòu)思

16、思路 動力源：本次設(shè)計的是塑料切粒機(jī)，安裝了萬向輪來移動，如果采用三相異步電動機(jī)會限制其移動的場地，因此，初選直流電動機(jī)作為動力源。傳動機(jī)構(gòu)有兩種選擇，一種是帶輪減速傳遞動力和運(yùn)動；另一種是直齒輪減速傳遞動力和運(yùn)動。執(zhí)行機(jī)構(gòu)為滾刀的轉(zhuǎn)切。2.2擬定傳動方案 傳動方案需要由第三章 塑料切粒機(jī)的設(shè)計與計算 及第四章 傳動機(jī)構(gòu)的設(shè)計與計算 得知總傳動比后來擬定。初步擬定傳動方案：圖2.1塑料切粒機(jī)總體傳動方案 由于本次設(shè)計針對的是中小型塑料回收，因此，設(shè)計的結(jié)構(gòu)盡可能簡單，造價便宜。為了方便搬運(yùn)，構(gòu)件不能太笨重，結(jié)構(gòu)不能太復(fù)雜。方案一帶輪傳動的優(yōu)點：皮帶輪傳動能緩和載荷沖擊，運(yùn)行平穩(wěn)、噪音低、震動低

17、，機(jī)構(gòu)簡單，調(diào)整方便，制造精度和安裝精度沒有齒輪傳動高，且具有過載保護(hù)。缺點是，有彈性打滑和滑動，傳動效率低不能保證準(zhǔn)確的傳動比，皮帶的使用壽命低。方案而傳動的優(yōu)點是，采用齒輪減速傳動比準(zhǔn)確，穩(wěn)定性好，結(jié)構(gòu)可靠，噪音低，傳動效率高。缺點是，應(yīng)用壞境要求較高，對潤滑條件要求高，不能再灰塵較多的場合使用，制造精度和安裝精度要求高。因此，而此次設(shè)計的塑料切粒機(jī)機(jī)初步選取方案一和二結(jié)合由電機(jī)帶動第一級帶輪進(jìn)行減速，將動力和運(yùn)動傳遞到輥筒上，第二級由齒輪帶動大輥筒，滾刀和輥筒之間也采用齒輪傳動。2.3電動機(jī)的選擇電動機(jī)是專業(yè)工廠生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器，設(shè)計時要根據(jù)工作機(jī)的工作特性、工作環(huán)境、載荷大小和性質(zhì)、電源

18、種類、啟動性能及啟動、制動、正反轉(zhuǎn)的頻繁程度選擇電動機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)、容量和轉(zhuǎn)速，并在產(chǎn)品目錄或有關(guān)手冊中選擇具體的型號和尺寸。電動機(jī)分為交流電動機(jī)和直流電動機(jī)。由第三章 塑料切粒機(jī)的設(shè)計與計算 取得1.1KW。傳動裝置總效率為： （式2.1）式2.1由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊表2-4查得。其中，帶傳動的效率為0.97 齒輪傳動的效率為0.98 故：電動機(jī)所需功率為： （式2.2）式2.2由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊式2-3取得。其中，電動機(jī)功率； P工作機(jī)的輸出功率； 傳動裝置總效率。故： 又因選擇電動機(jī)時，所選取電動機(jī)功率因略大于計算所得功率。電動機(jī)使用安全系數(shù)一般為：K=（1.01.3），初取K=1

19、.2。 直流電動機(jī)不同于交流電動機(jī)，它傳遞的扭矩及功率可能不如交流電動機(jī)，且壽命短，不易維修。經(jīng)過上網(wǎng)查閱及查找有關(guān)書籍，其優(yōu)點為：1.利用變頻器改變電源頻率調(diào)速，調(diào)速范圍大，穩(wěn)定性平滑性較好，機(jī)械特性較硬。就是加上額定負(fù)載轉(zhuǎn)速下降得少。屬于無級調(diào)速。適用于大部分三相鼠籠異步電動機(jī)。 2.改變磁極對數(shù)調(diào)速，屬于有級調(diào)速，調(diào)速平滑度差，一般用于金屬切削機(jī)床。 3.改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速。初步選擇YCT132-4B其參數(shù)為： 表2-2 型號功率（KW）電壓（V）額定電流（A）額定轉(zhuǎn)速(r/min)額定轉(zhuǎn)矩(N.m)極數(shù)質(zhì)量（kg)YCT132-4B1.5 90 3.7 1230 9.7 485無刷直流電動

20、機(jī)相比有刷電機(jī)除去了電刷，最直接的變化就是沒有了有刷電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的電火花，這樣就大大減少了電火花對遙控?zé)o線電設(shè)備的干擾。同時，運(yùn)轉(zhuǎn)時摩擦力大大減小，運(yùn)行順暢，噪音會低許多，且使用壽命長，維護(hù)成本低。2.4傳動裝置的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)參數(shù)計算 1 總傳動比及其分配由于設(shè)計參數(shù)中沒有執(zhí)行機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速，因此，需要先計算塑料切粒機(jī)的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)后來確定總傳動比以及分配各級傳動比。由第三章 塑料切粒機(jī)的設(shè)計與計算 中得知，又由已選電動機(jī)轉(zhuǎn)速得知 。故：總傳動比第一級帶傳動比：帶傳動的優(yōu)點：1.帶傳動可以緩和沖擊和振動 2.帶傳動中心距不受限制，只要陪以合適的緊鏈結(jié)構(gòu)，理論可以很大 3.可以通過打滑，提高設(shè)備的

21、防過載能力 4.傳遞效率較低，易出現(xiàn)皮帶打滑造成皮帶磨損劇烈 5.傳動比不明確 2.傳動裝置中各軸的轉(zhuǎn)速計算根據(jù)傳動裝置中各軸的安裝順序，對軸依次編號為：0軸、軸、軸。 3 傳動裝置中各軸的功率計算 4 傳動裝置中各軸的輸入轉(zhuǎn)矩計算將傳動裝置中各軸的轉(zhuǎn)速、功率、轉(zhuǎn)矩列表，如表2.3。 表2-3 參數(shù) 軸名 0軸 軸 軸轉(zhuǎn)速（） 1230 410 200功率（） 1.5 1.38 1.36轉(zhuǎn)矩（） 9.7 34.93 65.89傳動比 3 2第三章 塑料切粒機(jī)分類與結(jié)構(gòu)形式 塑料切粒機(jī)由底座、左右墻板、電動機(jī)、傳動裝置、壓料輥、滾刀（切條刀）、甩刀（切粒刀）、篩斗等零部件所組成。左右墻板置于底座

22、上部傳動裝置，壓料輥、滾刀、甩刀裝在墻板中，電機(jī)、篩斗裝在底座內(nèi)。 傳動裝置： 由皮帶輪、齒輪及一系列齒輪所組成，它將電機(jī)轉(zhuǎn)動傳遞給壓料輥、滾刀、甩刀及篩斗，以完成各種動作，傳動關(guān)系見傳動系統(tǒng)圖。3.1分類1. 龍門式切粒機(jī)是切粒機(jī)的一種。具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音小，產(chǎn)量高等優(yōu)點，將逐步推廣并取代懸臂式切粒機(jī)。2. 臥式切粒機(jī)也稱塑料切粒機(jī)，是廢舊塑料再生行業(yè)用途最廣，使用最廣泛，最受用戶歡迎的塑料再生加工機(jī)械，主要用于加工廢舊塑料薄膜（工業(yè)包裝膜、農(nóng)業(yè)地膜、大棚膜、啤酒包、手提袋等）、編織袋、農(nóng)用方便袋、盆、桶、飲料瓶、家具、日常用品等，適用于大部分常見的廢舊塑料。3.2 結(jié)構(gòu)形式滾刀（切條刀）：

23、 由上下二組滾刀組成，其中上滾刀軸承座可在左右板的導(dǎo)槽內(nèi)移動。轉(zhuǎn)動機(jī)器上部二個手輪，即可調(diào)整上下滾刀之間的間隙，以適應(yīng)不同厚度塑料板的切粒。塑料板經(jīng)滾刀軋切成寬度為規(guī)定的塑料條。甩刀（切粒刀）： 在刀架軸上裝有四把甩刀，在左右墻板之間裝有一把底刀（固定刀），底刀與甩刀組成一組剪刀，將塑料條剪切成一定規(guī)格的顆粒。甩刀在刀架軸上的位置可由螺釘調(diào)整、緊固，通過它可調(diào)整底刀與甩刀之間的間隙。該間隙必須調(diào)整合格，一般為0.1mm，否則剪切不鋒利，影響塑料顆粒外觀，嚴(yán)重時會切不斷塑料條。調(diào)整甩刀刀片時，必須使其與底刀刀刃的間隙均勻一致，調(diào)整合適后緊固螺釘及鎖緊螺母必須鎖緊，以防松脫發(fā)生事故故。第四章 傳動

24、機(jī)構(gòu)的設(shè)計與計算 本次設(shè)計采用擬定方案一，為帶輪傳動，設(shè)計帶傳動所需要的已知條件有：原動機(jī)種類和所需傳遞的功率（或轉(zhuǎn)矩）；主動輪和從動輪的轉(zhuǎn)速（或傳動比）；工作條件及對外廓尺寸、傳動位置的要求等。設(shè)計的主要內(nèi)容是：確定帶的型號、長度和根數(shù)；確定中心距；選擇大小帶輪的直徑、材料、結(jié)構(gòu)尺寸和加工要求等。4.1 帶輪傳動第一級帶輪傳動為電動機(jī)帶動塑料切粒機(jī)的運(yùn)動。1 確定帶傳動的額定功率 已知；， 由機(jī)械設(shè)計教材中表11.5，查出帶傳動工作情況系數(shù)，則2 確定帶傳動的帶型 根據(jù)、，由機(jī)械設(shè)計查表選用SPZ型窄V帶。3 確定帶輪基準(zhǔn)直徑由機(jī)械設(shè)計教材中表11.6取主動輪（小帶輪）基準(zhǔn)直徑，從動輪（大帶

25、輪）基準(zhǔn)直徑。帶傳動的實際傳動比，與總傳動比一致。驗算V帶的線速度 （式4.1）由式4.1得所以V帶的線速度合適。4 確定V帶的基準(zhǔn)長度和帶傳動的中心距 根據(jù)，初步確定帶傳動的中心距。mm取帶傳動基準(zhǔn)長度： （式4.2） 其中，式4.2由機(jī)械設(shè)計式11.2取得。 由機(jī)械設(shè)計圖11.4選帶的基準(zhǔn)長度 。 計算帶傳動的中心距a: （式4.3） 其中，式4.3由機(jī)械設(shè)計式11.3取得。 因此，帶輪的中心距為615.5mm。5 驗算主動輪上的包角 （式4.4）所以，主動輪上的包角是合適的。6 計算V帶的根數(shù)Z 由，查機(jī)械設(shè)計表11.9，由線性關(guān)系得，再由表11.11取得，。 由機(jī)械設(shè)計表11.7取得，

26、再由表11.12取得。其中，為單根窄V帶所能傳遞的功率；為單根窄V帶時傳動功率的增量；為包角系數(shù)；為長度系數(shù)。 （式5.5）其中，式4.5由機(jī)械設(shè)計式11.22取得。7 計算帶傳動的預(yù)緊力 由機(jī)械設(shè)計表11.4取得，單位長度質(zhì)量。 （式4.6）其中，式4.6由機(jī)械設(shè)計式11.21取得。8 計算帶輪軸上的軸壓力 （式4.7）其中，式4.7由機(jī)械設(shè)計式11.23取得。9 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計表12-2取得：，則帶輪輪緣寬度：大帶輪的輪轂直徑由后續(xù)軸設(shè)計來確定：帶輪的輪轂寬度L：當(dāng)時，取圖4.1 名稱 結(jié)果 名稱 結(jié)果 名稱 結(jié)果 帶型 SPZ 傳動比 根數(shù) 帶輪直徑 基準(zhǔn)長度 中心距

27、預(yù)緊力 壓軸力4.2齒輪設(shè)計已知輸入功率，小齒輪轉(zhuǎn)速410r/min，齒數(shù)比=2由電動機(jī)驅(qū)動，連續(xù)單向運(yùn)動，有輕微振動，室內(nèi)工作，無灰塵；兩班工作制，使用期限二十年，大修期一年。選定齒輪精度等級、材料及齒數(shù)圓錐圓柱齒輪減速不大，故選用8級精度。材料選擇 由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計選擇小齒輪材料為45號鋼（調(diào)質(zhì)）齒面硬度為197286HBS，大齒輪材料為45號鋼（正火），齒面硬度為156217HBS。 ，1、軟齒面按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計由設(shè)計計算公式進(jìn)行試算，即（1） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值1） 錐齒輪齒寬系數(shù)0.25-0.3之間，這里選定0.3試選載荷系數(shù)，中等載荷，對于一般工業(yè)用齒輪傳動接觸疲勞極限

28、和輪齒彎曲疲勞極限最小安全系數(shù)可用一般可靠度（失效概率=1/100),其值分別為2）由機(jī)械設(shè)計查得鍛鋼-鍛鋼的彈性系數(shù)3）計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩4)由機(jī)械設(shè)計（第八版）圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù) 。5)由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)按齒面硬度查得小齒輪、大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限分別為接觸疲勞極限許用值6)由機(jī)械設(shè)計（第八版）圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)由機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)按齒面硬度查得小齒輪、大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限分別為彎曲疲勞極限許用值2、計算1） 試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值故大端模數(shù),選取標(biāo)準(zhǔn)值2） 計算齒輪相關(guān)參數(shù)故取.3、.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度1）則2），3）根據(jù)機(jī)械設(shè)計（第八版）查得:因為*大

29、于*所以強(qiáng)度滿足要求，所選參數(shù)合適。4、計算圓周速度v 5、計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)（兩班制按每班8個小時算）第五章 軸的設(shè)計與計算5.1 軸的設(shè)計5.1.1：選取軸的材料和熱處理方法：選取軸的材料為45鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，硬度。5.1.2：初步估算軸的直徑：根據(jù)選用材料為45鋼，的范圍為，選取值為120，高速軸功率，代入數(shù)據(jù)：考慮到軸的外伸端上開有鍵槽，將計算軸頸增大3%7%后，取標(biāo)準(zhǔn)直徑為30mm。5.1.3:輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計：輸入軸系的主要零部件包括一對深溝球軸承，考慮到軸的最小直徑為30mm，而差速器的輸入齒輪分度圓為70mm，設(shè)計輸入軸為齒輪軸，且外為了便于軸上零件的裝卸，采用階梯軸結(jié)構(gòu)。（1

30、） 外伸段：輸入軸的外伸段與帶輪的從動齒輪鍵連接，開有鍵槽，選取直徑為，長為。（2） 密封段：密封段與油封氈圈50配合，選取密封段長度為，直徑為。（3） 齒輪段：此段加工出軸上齒輪，根據(jù)主動輪，選取此段的長度為，齒輪兩端的軸頸為，軸頸直徑為。（4） 左右兩端軸頸段：左右兩端軸頸跟深溝球軸承6309配合，采用過度配合k6，實現(xiàn)徑向定位，根據(jù)軸承B=25mm端軸頸直徑為，長度左端為30mm和右端為28mm。（5）退刀槽：為保證加工到位，和保證裝配時相鄰零件的端面靠緊，在齒輪段兩端軸頸處加工退刀槽，選取槽寬為5mm，槽深為2mm。（7） 倒角：根據(jù)推介值（mm）：，C取1.5或1.6。 ，C取2。輸

31、入軸的基本尺寸如下圖：圖5.1名稱左端軸頸退刀槽齒輪段退刀槽右端軸頸密封段外伸段長度（mm）直徑（mm）5.2：滾刀滾刀軸的結(jié)構(gòu)圖：圖5.25.2.1：畫出受力簡圖：圖5.35.2.2：計算支座反力：（1）作用于齒輪上的圓周力：（2）作用于齒輪上的徑向力：（3）計算在水平面上的反力：（4）計算在垂直面上的反力：5.2.3：計算彎矩：（1）計算水平面上的彎矩：（2）計算垂直面上的彎矩：（3）計算合成彎矩： （4）計算轉(zhuǎn)矩： （5） 計算截面當(dāng)量彎矩： 取應(yīng)力校正系數(shù)。滾刀軸的載荷圖：圖5.45.3：判斷危險截面和校核：5.3.1：判斷危險截面：如上計算所得：危險截面位于安裝齒輪的位置。5.3.2

32、按彎扭合成強(qiáng)度校核：根據(jù)軸是單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計算應(yīng)力為： 式中 ：軸所受的彎矩，； 軸所受的扭矩，； 抗彎截面系數(shù)，根據(jù)截面形狀，??； 對稱循環(huán)變應(yīng)力時軸的許用彎曲應(yīng)力，MPa。前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得。因此，故安全。5.4：輥筒軸的設(shè)計：5.4.1：選取軸的材料和熱處理方法：選取軸的材料為45鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，硬度HB=240。5.4.2：計初步估算軸的直徑：根據(jù)選用材料為30鋼，的范圍為126130，選取值為110，低速軸功率，。代入數(shù)據(jù)：考慮到軸的外伸端上開有鍵槽，將計算軸頸加大3%7%后，取標(biāo)準(zhǔn)直徑為50mm。5.4.3:輥筒軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計

33、：輸出軸系的主要零部件包括一對深溝球軸承，直齒圓柱齒輪和聯(lián)軸器等，為了便于軸上零件的裝卸，采用階梯軸結(jié)構(gòu)。（1） 外伸段：設(shè)計外伸段與LT9型彈性柱銷連軸器配合，以過盈配合作徑向定位，且外聯(lián)軸器的一側(cè)采用軸肩作軸向定位，選取外伸段長為，直徑為。（2） 密封段：設(shè)計密封段與油封氈圈55配合，選取密封段直徑長度為，直徑為。（3） 軸肩段：軸肩與軸承和從動齒輪作軸向定位，選取軸肩段長為，直徑為。（4） 左右兩端軸頸段：左右兩端軸頸與6412深溝球軸承配合，軸承內(nèi)圈與軸承采用過度配合k6，實現(xiàn)徑向定位，根據(jù)軸承端軸頸直徑為，長度左端為和右段為。（5） 齒輪配合段：此段開有鍵槽，采用圓頭普通平鍵與減速器

34、的從動配合，根據(jù)設(shè)計的直齒齒輪的齒寬為，為使裝配緊實，設(shè)計配合段長度為，直徑為。（6）退刀槽：為保證加工到位，和保證裝配時相鄰零件的端面靠緊，在軸肩和右端軸頸處加工退刀槽，選取槽寬為，槽深為。（8） 倒角：根據(jù)推介值（mm）：，。 ，。輥筒軸的基本尺寸如下表：圖5.5名稱左端軸頸齒輪配合段退刀槽右端軸頸密封段外伸段長度（mm）直徑（mm）輥筒軸的結(jié)構(gòu)圖：圖5.65.5：輸出軸的受力分析：5.5.1：畫出受力簡圖： 圖5.75.5.2：計算支座反力：（1）作用于齒輪上的圓周力：（2）作用于齒輪上的徑向力：（3）計算在水平面上的反力：（4）計算在垂直面上的反力：5.5.3：計算彎矩：（1）計算水平

35、面上的彎矩：（2）計算垂直面上的彎矩：（3）計算合成彎矩：（4）計算轉(zhuǎn)矩：（6） 計算截面當(dāng)量彎矩：取應(yīng)力校正系數(shù)。（6） 繪制輸出軸的載荷分析圖：圖5.85.6：判斷危險截面和校核：5.6.1：判斷危險截面：如上計算所得：危險截面位于安裝齒輪的位置。5.6.2：按彎扭合成強(qiáng)度校核：根據(jù)軸是單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，軸的計算應(yīng)力為： 式中 ：軸所受的彎矩，； 軸所受的扭矩，； 抗彎截面系數(shù)，根據(jù)截面形狀，近似計算可忽略鍵槽，??； 對稱循環(huán)變應(yīng)力時軸的許用彎曲應(yīng)力，。前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得。因此，故安全。5.7 軸的設(shè)計軸為攪料軸，其上部安裝有一個攪料輪，下部

36、為帶輪4。如下圖： 圖5.9（1） 各軸段直徑的確定 d31：帶輪4處的安裝直徑，d31=30mm。 d32: 滾動軸承處的直徑，初選滾動軸承30207，查 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊表13-1得滾動軸承尺寸為：，所以d32=35mm。 d33：過度軸段的直徑：d33=40mm。 d34：滾動軸承處的直徑，初選滾動軸承30207，查 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊表13-1得滾動軸承尺寸為：，所以d34=d32=35mm。 d35：攪料輪的安裝直徑，d35=30mm。（2） 各軸段長度的確定 l31：由帶輪4的轂孔寬，l31=18mm。 l32：由滾動軸承的裝配要求：l32=30mm。 l33：過度軸段的長度

37、：l33=40mm。 l34：滾動軸承的裝配長度，l34=l32=30mm。 l35：攪料輪處軸的長度：l35=40mm。5.8 軸的校核 5.8.1 軸的校核1 軸的力學(xué)模型的建立（1） 力的作用點和支承點位置的確定 軸上只安裝有兩個帶輪，帶輪2到帶輪3的距離為，帶輪3到軸的支承點的距離為。（2） 作軸的受力簡圖軸的受力簡圖見圖5.52 帶輪對軸的作用力帶輪2： 帶輪3： 3 計算軸承對軸的支反力（1） 垂直面內(nèi)的支反力，參看圖5.5在垂直平面內(nèi)，由繞支點B的力矩平衡，得方向向下（2） 在水平面內(nèi)的支反力參看圖5.5（3） 計算支承點的總反力A點的總支反力為4 繪制軸的彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖（1）

38、垂直面內(nèi)的彎矩圖，參看圖5.5在垂直面內(nèi)，軸在C點截面處的彎矩為：軸在B點截面處的彎矩為：（2） 在水平面內(nèi)的彎矩圖，參看圖5.5在水平面內(nèi)，軸在C點截面處彎矩為：在B截面處的彎矩為：（3） 合成彎矩圖參看圖5.5軸在C截面處的合成彎矩為：軸在B截面處的合成彎矩為：（4） 軸的轉(zhuǎn)矩圖參看圖5.5（5） 軸的當(dāng)量彎矩圖：參看圖5.5軸在C截面處的當(dāng)量彎矩為： 為折算系數(shù)，取軸在B截面處的當(dāng)量彎矩為：5 按照彎扭合成強(qiáng)度校核 通過上述分析，可知軸承受的最大當(dāng)量彎矩在截面B處，所以只校核截面B處的強(qiáng)度。根據(jù)軸的材料為30鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計教材中表15-1可查出：，因為，所以軸的強(qiáng)度是足夠的。

39、 圖5.10（a)受力圖；（b）垂直面內(nèi)的受力圖；（c）水平面內(nèi)的受力圖；（d）垂直面內(nèi)的彎矩圖；（e）水平面內(nèi)的彎矩圖；（f）合成彎矩圖；（h）轉(zhuǎn)矩圖；（g）當(dāng)量彎矩圖 上部螺旋處軸的校核，由于螺旋為向上作用的力，因此，螺旋對軸有一個向下的軸向力，由第三章 螺旋提升機(jī)的設(shè)計與計算 可知：F=0.22KN=220N，故可以通過校核滾動軸承來對螺旋軸進(jìn)行校核。5.8.2軸的校核1 軸的力學(xué)模型的建立（1） 力的作用點和支承點位置的確定 軸上安裝的是30207軸承，從機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊表13-1查得：載荷作用中心到軸承外端面的距離，故可計算處支承點位置和軸上各力作用點位置。兩個支承點之間的跨距，

40、帶輪4到左支點B的距離，攪料輪到右支點B的距離，總跨距。（2） 作軸的受力簡圖（參看圖5.6）2 計算帶路和攪料輪對軸的作用力帶輪4： 攪料輪5：3 計算軸承對軸的支反力（1） 垂直面內(nèi)的支反力 （參看圖5.6）在垂直面內(nèi)，由繞支點C的力矩平衡，得：方向向下由y軸方向的合力，可以求出。方向向上（2） 水平面內(nèi)的支反力 （參看圖5.6）在水平面內(nèi)，由繞支點C的力矩和，得：方向向下在z軸方向上的合力，可以求出。方向向上（3） 計算支承點的總支反力B點的總支反力為：C點的總支反力：4 繪制軸的彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖（1） 垂直面內(nèi)的彎矩圖 （參看圖5.6）在垂直面內(nèi)，軸在A點截面處的彎矩為：軸在D截面處的彎

41、矩為：（2） 在水平面內(nèi)的彎矩圖 （參看圖5.6）在水平面內(nèi)，軸在A截面處的彎矩為：在D截面處的彎矩為：（3） 合成彎矩圖 （參看圖5.6）軸在A截面處的合成彎矩為：在D截面處的合成彎矩為：（4） 軸的轉(zhuǎn)矩圖 （參看圖5.6）（5） 軸的當(dāng)量彎矩圖 （參看圖5.6）軸在A截面處的當(dāng)量彎矩為：軸在D截面處的當(dāng)量彎矩為：5 按照彎扭合成強(qiáng)度校核 通過上述分析，可知軸承受的最大當(dāng)量彎矩在截面D處，所以只校核截面D處的強(qiáng)度。根據(jù)軸的材料為30鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計教材中表15-1可查出：，因為，所以軸的強(qiáng)度是足夠的。圖5.11a)受力圖；（b）垂直面內(nèi)的受力圖；（c）水平面內(nèi)的受力圖；（d）垂直面

42、內(nèi)的彎矩圖；（e）水平面內(nèi)的彎矩圖；（f）合成彎矩圖；（h）轉(zhuǎn)矩圖；（g）當(dāng)量彎矩圖第六章 鍵的選擇與強(qiáng)度校核6.1軸上鍵的選擇及校核 因為軸上有兩個帶輪，故需要兩個鍵。根據(jù)軸與兩個帶輪安裝處的直徑是，由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊表11-26選擇軸上安裝帶輪3處的鍵的結(jié)構(gòu)尺寸為：安裝帶輪2處鍵的結(jié)構(gòu)尺寸為： 標(biāo)記為：鍵 由于同一根軸上傳遞的扭矩相同，所以只需要校核最小的鍵即可，而軸上的鍵大小規(guī)格相同，故可以取任一鍵進(jìn)行校核。鍵的工作長度：；鍵的接觸高度：；鍵傳遞的扭矩：； 因為鍵、帶輪、軸的材料均為30鋼，故按機(jī)械設(shè)計表7.1查出鍵靜連接時的許用擠壓應(yīng)力。 所以軸上的鍵強(qiáng)度是合適的。6.2軸上鍵的選

43、擇及校核軸兩端分別安裝有帶輪4和攪料輪，故需要兩個鍵。根據(jù)軸上安裝帶輪4處的直徑，故，帶輪4處的鍵的結(jié)構(gòu)尺寸為：標(biāo)記為：鍵 攪料輪處的鍵的結(jié)構(gòu)尺寸為：標(biāo)記為：鍵 由于同一根軸上傳遞的扭矩相同，所以只需要校核最小的鍵即可。鍵的工作長度：；鍵的接觸高度：；鍵傳遞的扭矩：；因為鍵、帶輪、軸的材料均為30鋼，故按機(jī)械設(shè)計表7.1查出鍵靜連接時的許用擠壓應(yīng)力。所以軸上的鍵強(qiáng)度是合適的。第七章 滾動軸承的選擇與校核7.1軸上的滾動軸承1滾動軸承的選擇根據(jù)軸承受載荷及速度情況，擬定選用圓錐滾子軸承。由軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，得出圓錐滾子軸承的內(nèi)孔，初步?jīng)Q定圓錐滾子軸承的代號為30207。其參數(shù)可在機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊

44、中查表13-1查得：，。2滾動軸承的校核由于軸為垂直布置，受重力原因，下端軸承被壓緊，上端軸承被放松，因此，只需對下端軸承進(jìn)行校核。軸的受力分析圖：如下圖圖7.1（1）徑向載荷Fr 根據(jù)對軸的分析可知：軸因為為垂直安裝，下端軸承受到壓緊，因此，下端軸承的總支反力。（2） 軸向載荷Fa由第三章 螺旋提升機(jī)的設(shè)計與計算 可知，軸上螺旋對軸產(chǎn)生的軸向力，下端軸承被壓緊，上端軸承被放松。（3） 當(dāng)量動載荷P 對于下端軸承，因為： 由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊查表13-1可知：（4） 驗算軸承壽命因為下端軸承被壓緊，故只需對下端軸承進(jìn)行驗算：設(shè)軸承的預(yù)期使用壽命為10年，軸承預(yù)期壽命為。軸承的壽命計算公式為：

45、 （式7.1）其中，溫度系數(shù)（軸承工作溫度小于）。根據(jù)工況（無沖擊或輕微沖擊，由機(jī)械設(shè)計教材中的表18.8查出載荷系數(shù)，為壽命系數(shù)，滾子軸承，所以由式8.1得：故軸上的軸承具有足夠的壽命。7.2軸上的滾動軸承1 滾動軸承的選擇 根據(jù)軸承受載荷及速度情況，擬定選用圓錐滾子軸承。由軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，得出圓錐滾子軸承的內(nèi)孔，初步?jīng)Q定圓錐滾子軸承的代號為30207。其參數(shù)可在機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊中查表13-1查得：，。2 滾動軸承的校核（1） 徑向載荷Fr根據(jù)對軸承的分析可知：C點的總支反力，B點的總支反力（2） 軸向載荷Fa 由于軸上只安裝有帶輪和攪料輪，因此，軸上不作用有軸向力，F(xiàn)a=0N 軸承派生軸

46、向力Fs，由圓錐滾子軸承的計算公式可求出：（方向向下）；(方向向上）。因為所以C處的軸承被壓緊，B處的軸承被放松。（3） 當(dāng)量動載荷 對于軸承1：因為由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊查表13-1可知：對于軸承2：因為由機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊查表13-1可知： 圖7.2（4） 驗算軸承壽命因為，故只需驗算軸承1. 設(shè)軸承的預(yù)期使用壽命為10年，軸承預(yù)期壽命為。軸承的壽命計算公式為： 其中，溫度系數(shù)（軸承工作溫度小于）。根據(jù)工況（無沖擊或輕微沖擊，由機(jī)械設(shè)計教材中的表18.8查出載荷系數(shù)，為壽命系數(shù)，滾子軸承，所以由式7.1得：故軸上的軸承具有足夠的壽命?？偨Y(jié)塑料切粒機(jī)功能為將塑料拉條進(jìn)行切割。它的動力源為調(diào)

47、速電機(jī)，傳動方式主要有帶輪傳動和齒輪傳動，執(zhí)行構(gòu)件為滾刀。其總體運(yùn)作方案為塑料條經(jīng)過塑料輥筒的牽引被輸送到滾刀，然后進(jìn)行切割。軸的設(shè)計計算，經(jīng)過理論的校核，滿足強(qiáng)度和剛度要求。軸承的選擇符合壽命要求。V帶輪的選擇，符合轉(zhuǎn)速和功率的要求。鍵的選用符合要求。此機(jī)型可以實現(xiàn)對葵花脫粒的要求。畢業(yè)設(shè)計是高等學(xué)校本科教學(xué)計劃中非常重要的組成部分，是對學(xué)生在大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識、研究能力、自學(xué)能力、創(chuàng)新能力及其他綜合能力的檢驗，是教學(xué)計劃中最后一個綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，也是高校開展綜合素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要途徑。鞏固和加強(qiáng)學(xué)生對多元學(xué)科理論、基礎(chǔ)知識與技能的綜合應(yīng)用能力的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力和科學(xué)研究能力，培養(yǎng)其嚴(yán)謹(jǐn)、求實的治學(xué)態(tài)度和刻苦鉆研、勇于探索的精神。參考文獻(xiàn) 邱宣懷主編 . 機(jī)械設(shè)計 第四版 高等教育出版社 1997 周海主編 . 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 西安電子科技大學(xué)出版社 2011.8 于惠力主編 . 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 第二版 科學(xué)出版社 2013.4 劉鴻文主編 . 材料力學(xué) 第五版 高等教育出版社 2010.6 王鷹主編 . 工程制圖 第二版 高等教育出版社 2001.1