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本科畢業(yè)設計
題 目: SJ60/25擠出機設計
專 業(yè)：機械設計制造及其自動化
班 級：
學生姓名：
指導教師：
畢業(yè)設計提交日期:
畢業(yè)設計答辯日期
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 致謝
畢業(yè)設計（論文）任務書
機械設計制造及其自動化專業(yè) 學生:
畢業(yè)設計（論文）題目：SJ60/25擠出機設計
畢業(yè)設計（論文）內容：相關文獻檢索
計算說明書一份
1張0#裝配圖，2張零件圖
畢業(yè)設計（論文）專題部分：擠出機加料段機筒
起止時間：2016.03-2016.06
指導教師： 簽字 年 月 日
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 致謝
摘要
塑料擠出機機筒，它是塑料加工過程中的主要設備之一。一般擠出機由五大部分組成：擠出部分、傳動部分、機頭加熱冷卻系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)塑料是一種高分子合成材料，是當今社會發(fā)展的基礎材料之一，它廣泛應用于各種領域。
擠出部分是擠出機的主體部分，主要作用是：剪切、塑化、捏煉塑料，以一定的壓力，均勻連續(xù)的向機頭輸送塑料。由加料裝置、螺桿、機筒、襯套等組成。其中螺桿分為單頭螺桿、雙頭螺桿和多頭螺桿。襯套材料一般為38。
傳動系統(tǒng)的作用是驅動螺桿旋轉和根據工藝要求調節(jié)螺桿的轉速，傳動系統(tǒng)由電動機和減速器組成。
機頭是擠出機的成形部分，它的作用是使塑料由螺旋運動變?yōu)橹本€運動；在一定的壓力下，將塑料擠壓成各種所需形狀的半成品。加熱冷卻系統(tǒng)是為了使塑料很好的擠出，適時控制溫度，以防止塑料溫度過低或焦灼。
電氣控制系統(tǒng)的作用是滿足擠出工藝條件的需要，實現(xiàn)對基礎機機筒割斷溫度、機體溫度、螺桿轉速、驅動扭矩或功率、軸向力等的控制和調節(jié)。由溫控、調速和檢測裝置組成。
擠出機的傳動技術有齒輪變速、直流電機和其他方式等若干種。國內外常用的是由電機通過減速裝置帶動螺桿進行無級調速傳動，國外多用直流電機變速傳動，而國內則多用整流子電機變速傳動。
擠出機的基本工作過程：帶狀塑料加入加料口后，在旋轉螺桿的作用下塑料被搓成團狀沿螺桿槽滾動前進，因螺桿的剪切、壓縮和攪拌作用塑料受到進一步塑化，溫度和壓力逐步提高，呈現(xiàn)出粘流狀態(tài)，以一定的壓力和溫度通過機頭，最后得到所需的一定形狀的半成品。
關鍵詞: 塑料擠出機; 螺桿; 機筒; 機頭
Abstract
The plastic rod extruding machine abbreviation extrude (also name extruding press), it is an important implement of the plastic reclaiming process.
The extrude is made of five parts：the part of extruding;the part of passing;the head;the system of heading and cooling;the electrical control system.The major part of the extrude is the part extruding,it is the most use of shear ,rend and pinch the plastic,under fastness pressure,continuous send plastic to the head ,it made up of fill device ,screw ,barrel ,liner and so on,And the screw is disport of single screw ;double screw ;and component screw.The material of liner is 38CrMoAlA.
The part of passing is driving the screw rotation and basic the need of the art factitious process to adjustment the screw royal .The part of passing is made of electrical engineering and reducer.
The head is the extruding machine formed part .Its function is :Causes the sizing material to become the translation by the helical motion ;under the certain pressure ,extrudes the sizing materials which need the shape the half-finished product.
The system of heating and cooling is for the plastic well extrusion ,we control the temperate to prevent the temperate too low or born.
The electrical control system is for the need of press,control the
temperate of the barrel and the head ,the royal of the screw ,drive the torsion or power ,and adjustment the head ,the royal of the screw ,driver the torsion or power ,and adjustment the force of the axial ,is made of the temperate controller ,the speed adjustment system,and the device of test.
The extrude fundamental process is this:get the plastic to the filler,under the shear of the screw ,the plastic was made small ball,because of the screw’s shear pressure and stirring ,the plastic was farther rend and plastic ,the temperate and the pressure get higher ,and the plastic get plastic flow,under fastness pressure though the head ,the last get the production you need.
Key words: Plastic extrude ; Screw ; Barrel ; Head
目 錄
第一章擠出機的主要性能參數 4
1.1 螺桿區(qū)域劃分及材料 4
1.1.1 螺桿直徑 4
1.1.2 螺桿長徑比 4
1.1.3 轉速與喂料方式的關系 4
1.2 擠出機功率 5
1.4 生產能力Q 6
第二章電機的選擇 7
第三章減速器設計計算 7
3.1 傳動部分設計計算 8
3.1.1 傳動比計算及分配 8
3.1.2 各軸轉速 8
3.1.3 各軸功率 9
3.1.4 各軸轉矩 9
3.2 齒輪設計 10
3.2.1 高速級齒輪傳動 10
3.2.2 低速級齒輪傳動 15
3.3 速比齒輪軸及其上軸承的設計、選擇和校核 20
3.3.1 基本軸徑的設計 20
3.4 各軸上聯(lián)接齒輪的鍵的選取及校核 35
3.4.1低速級齒輪的鍵及其校核 36
3.4.2中間級齒輪的鍵及其校核 37
第四章螺桿的設計與校核 38
4.1 螺桿材料 38
4.2 螺桿形式 38
4.3 螺桿參數 38
4.4 螺桿結構 39
4.5 螺紋的斷面形狀 39
4.6 校核 39
第五章機筒的設計及強度校核 40
5.1 機筒結構設計及材料選擇 40
5.2 機筒參數 40
5.3 校核 40
第六章其他零部件的設計與校核 42
6.1 螺桿與軸聯(lián)接處的花鍵的選擇與校核 42
6.1.1 花鍵擠壓強度校核 42
6.2 推力軸承的選擇與校核 42
6.2.1 校核 43
6.2.2 壽命計算 43
6.3 聯(lián)軸器的選擇與校核 43
6.4 螺桿與機筒的組合設計 44
6.5 機頭的設計 44
6.6 溫度控制 44
結語 45
參考文獻 46
致謝 47
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 引言
引言
1.1 論文的研究背景及意義
塑料是一種高分子合成材料，是當今社會發(fā)展的基礎材料之一，它廣泛應用于各種領域。
1.2 國內外發(fā)展現(xiàn)狀與研究水平
1.2.1 塑料擠出技術與擠出機的發(fā)展
塑料工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑料制品應用范圍的日益擴大，促使塑料擠出成型技術不斷改善和創(chuàng)新。目前塑料擠出技術的發(fā)展情況主要可以概括為以下幾個方
（1）成型工藝理論的發(fā)展
塑料成型工藝理論涉及到塑料本身的物理化學性質、力學性能以及加工過程中表現(xiàn)出來的流變特性等相關知識。對于這些工藝的研究由過去單純依靠人們的經驗積累已轉化為進行專業(yè)的理論和實驗的研究。例如，到目前為止，擠出成型相關的流動理論和數學模型已經基本建立，而且在實際生產中已經有所應用。
（2）成型方法和成型物料的改善
對于擠出成型來說，根據生產制品不同有不同成型方法。成型物料由過去單一的粒狀、粉狀形態(tài)物料均可加工。
（3）成型的精密、微型化和超大型化
塑料制品的廣泛應用也為塑料加工生產提出了更高的要求，目前塑料制品正朝著微型化和大型化兩個方向發(fā)展，因此基礎成型技術也出現(xiàn)微型化與大型化的特點。微型方面，現(xiàn)有的精密擠出能將制品尺寸公差保持在0.01mm-0.001mm之間；大型方面，大型、超大型的擠出機都已出現(xiàn)并在生產中使用。
（4）成型模具的優(yōu)化
由于具新材料的使用和模具加工技術的革新，是模具的加工成本降低、加工精度提高、使用壽命增長，并且使制品的表觀質量得到提升。此外，模具零部件的標準化程度越來越高，在國外一些發(fā)達的工業(yè)化國家，模具的標準化、專業(yè)化生產程度已達到70%以上，在我國尚有待發(fā)展。
（5）成型生產的自動化
隨著計算機技術、通信技術和自動化技術的發(fā)展，塑料擠出生產的自動化逐漸成為發(fā)展趨勢。生產自動化離不開各種數字化控制的成型設備和先進的自動控制技術。成型生產實現(xiàn)自動化后，對成型設備可以進行遠距離監(jiān)控和無人化操作。成型設備可以根據系統(tǒng)發(fā)出的生產檢測信號，對工藝條件進行實時的調整，從而保證生產的順利進行。實現(xiàn)自動化生產對降低工人勞動強度、改善生產環(huán)境、提高生產率、降低企業(yè)生產成本起到良好的效果。
塑料擠出技術和擠出機的發(fā)展情況對擠出機溫度控制的研究具有指向作用。從以上論述中可以看出，塑料擠出生產正向網絡化、智能化、集中控制的方向發(fā)展，這與工業(yè)自動化的發(fā)展方向一致，也為擠出機溫度控制新方法的實現(xiàn)奠定了擠出。
為了保證擠出成型過程的順利進行，一班的擠出生產線都要由主機和輔機兩部分組成。主機部分，主要指塑料擠出機，包括傳動系統(tǒng)、擠壓系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)；輔機部分包括冷卻及定型裝置、牽引裝置、料斗加料裝置、切割裝置、收放線裝置等。下面以線纜外護套塑料擠出機生產線為例，介紹其主要組成部分的結構及功能。線纜外護套塑料擠出生產線的結構示意圖如圖所示。
圖1.1 線纜外護套塑料擠出生產線結構示意圖
1
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 設計初步方案
1.3 設計初步方案
本設計為SJ-60/25擠出機，制品可以為成品及半成品，選取的加工物料為“低密度聚乙烯”。該擠出機適用于冷喂料的擠出，故相比之下塑料粘流態(tài)停留時間長，同時強烈的剪切產生的大量的熱需要良好的冷卻裝置。由于螺桿有較大的長頸比，同時承受剪切力和軸向力，本身還接受物料傳來的熱量，故螺桿材料應具有足夠的強度和抗摩能力，較好的耐化學腐蝕性能，良好的機械加工和熱處理及高溫下不變形的性能，所以螺桿材料優(yōu)先選取38。螺桿要輸送物料，所以螺桿的結構至關重要，根據有關知識及資料確定螺桿為單螺旋等距突變螺桿。利用電機+減速機構+螺桿，使螺桿獲得一定的轉速和扭矩。螺桿所承受的軸向力由螺桿與機筒間的軸向推力軸承傳遞，擠出機根據產品結構自行安裝。
1.4 本次設計的擠出機設計布置
圖1.2 電動機-減速機構-螺桿設計裝置
3
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第一章 擠出機的主要性能參數
第一章 擠出機的主要性能參數
本設計為SJ-60/25擠出機，選取的加工物料是“低密度聚乙烯”。根據<<機械原理>>[2]可知本機設計的主要參數：
螺桿直徑： D=60mm
螺桿長徑比：
螺桿最高轉速：
最高產量：
螺桿的幾何壓縮比：i=3
1.1 螺桿區(qū)域劃分及材料
螺桿分為三部分:加料段、塑化段和擠出段。機器的生產能力很大程度上取決于加料段的進料能力和擠出段的基礎能力，膠料的混煉，塑煉質量則直接與塑化段的塑化能力有關。選用38CrMoAlA。
1.1.1 螺桿直徑
本設計螺桿直徑D=60mm
1.1.2 螺桿長徑比
經分析，可知長徑比
1.1.3轉速與喂料方式的關系
在無喂料輥自由喂料的情況下，過高的轉速會使進料困難，或根本不能進料，螺桿不能進料的臨界轉速， 可按膠料被螺桿帶動旋轉的離心力與其重力相等的條件來確定。
3
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第一章 擠出機的主要性能參數
螺桿轉速是螺桿擠出機的重要參數，它影響擠出機的產量、功率消 耗、擠出質量等方面。
因為螺桿不能進料的臨界轉速為
螺桿的工作轉速
所以取
1.2擠出機功率
擠出機功率的大小主要取決于螺桿的幾何尺寸與結構、螺桿轉速、擠出壓力、膠料粘機筒與螺桿的間隙以及擠出產量等。
擠出機的功率主要消耗在以下三個方面：
（1）使膠料克服機頭阻力；
（2）螺桿對膠料剪切摩擦作用使部分功率轉化為熱能，通常，大部分熱能通過冷卻水和機身周圍空氣帶走，少量熱能加熱膠料使膠料溫度升高。
（3）傳動系統(tǒng)的機械摩擦及效率消耗。
粘度、生產能力以及機筒內壁與螺桿螺棱頂部的間隙。擠出機的功率消耗主要還是取決于螺桿的幾何尺寸和結構形式、機頭阻力、轉速、膠料。
擠出機的設備功率可按以下經驗公式計算。
（1-1）
式中N---功率，kw；
k---計算系數，5.52~6.73；
D---螺桿直徑，cm；
L---螺桿工作部分長度，cm；
n---螺桿轉速，r/min；
所以N=（5.52~6.73）×63×25×75×10-5 =22.36-27.26
本機器傳動裝置即減速器設計為二級斜齒圓柱齒輪減速器，各連接處傳動的機
5
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章 電機的選擇
械效率如下
（1-2）
（1-3）
根據上述計算并與國內外同類機臺的功率類確定本設計的擠出機的驅動功率為25KW。
1.3 軸向力
因為
（1-4）
1.4 生產能力Q
（1-5）
β→計算系數 β取0.003-0.007
n→轉速
7
第二章 電機的選擇
(1) 交流熱流子電動機無級調速
熱流子電動機的運轉穩(wěn)定，調速比較準確，轉速固定后負載變化影響小，但不論在結構上或在制造工藝上卻較為復雜，且需要經常維修，電機運轉時噪音大。
（2） 齒輪箱有級調速。
（3） 直流電動機無級調速：調速范圍約為1:8-1:16，啟動平穩(wěn)，結構緊湊，實現(xiàn)自動化控制較容易，噪音低，目前已被較多采用。
查<<機械設計手冊>>根據功率及轉速等因素選擇電動機。
所選電機參數如下：
電機型號：Y160L-4
額定功率：15kw
額定轉速：1500r/min
電動機中心高：160mm
電機軸徑：42mm
電機外伸軸長：110mm
（根據<<機械零件手冊>>[5])
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 減速器設計計算
第三章 減速器設計計算
3.1 傳動部分設計計算
3.1.1 傳動比計算及分配
由所設計原始尺寸可得：
減速器總傳動比
（3-1）
查<<機械設計課程設計手冊>>第二版得：
則
所以
3.1.2 各軸轉速
設傳動裝置從電機到工作機有三個軸，依次為I,II,III軸。
； （3-2）
;
；
；
n0 電動機滿載轉速
（3-3）
分別為I,II,III軸的轉速（單位r/min）
分別為電動機至高速軸；I至II軸；II至III軸間的傳動比
（3-4）
3.1.3 各軸功率
（3-5）
Pd→電動機輸出功率
（3-6)
各軸輸入功率
3.1.4 各軸轉矩
(3-7)
表1.2 傳動部分參數表
軸號
功率
轉速
轉矩
傳動公式
傳動比
I
14.7
1500
93.59
聯(lián)軸器軸承
5.6
II
14.1
268
502.44
齒輪軸承
5.6
III
13.5
72
1791.75
齒輪軸承
3.7
3.2 齒輪設計
3.2.1 高速級齒輪傳動
，，，工作壽命15年，300天工作日，兩班制，帶式輸送機，平穩(wěn)，轉向不變。
(1)選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數
① 查<<機械設計>>表10-1選得大小齒輪的材料均為40Cr,并經調制及表面淬火處，齒面硬度為48-55HRC。
② 精度等級選取為7級
③ 選小齒輪齒數為 則
④ 初選螺旋角
(2) 按齒面接觸強度設計
根據機械設計公式10-21試算:
（3-8）
① 確定公式內的各計算數值
a.初選
b.由圖10-30選取區(qū)域系數
c.由圖10-26差得 （3-9）
d.小齒輪傳遞的轉矩：
e.查表10-7選取齒寬系數
f.由表10-6查得材料的彈性影響系數：
g.由圖10-21e查得齒輪的接觸疲勞強度極限：
h. 由式10-13計算應力循環(huán)大?。? （3-10）
i.由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數：
（3-11）
j.計算接觸疲勞許用力：（取失效概率為10%，安全系數S=1）
由圖10-21得：
（3-12）
② 計算：
a.試算小齒輪分度圓直徑
（3-13）
b.計算圓周速度
c.計算齒寬b及模數
（3-14）
（3-15）
d.計算縱向重合度
(3-16)
e.計算載荷系數K
由表10-2查得使用系數
根據V=2.62，7級精度，由圖10-8查得動載系數
由表10-3查得
由表10-4用插值法查得7級精度小齒輪相對支撐點非對稱布置時
故載荷系數
(3-17)
另由圖10-13
f.按實際的載荷系數校正所算的分度圓的直徑，由式10-10a得：
(3-18)
g.計算模數
(3-19）
（3）按齒根彎曲疲勞強度設計
由式10-17得：
(3-20)
① 確定計算參數
a.計算載荷系數
(3-21)
b.由圖10-20d查得齒輪的彎曲疲勞強度極限：
c.由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數
d.計算彎曲疲勞許用應力
取彎曲疲勞安全系數S=1.4 由式10-12得；
(3-22)
e.根據縱向重合度由圖10-28查得螺旋角影響系數
f.計算當量齒數
(3-23)
g.查取齒形系數
由表10-5查得
h. 查取應力校正系數
由表10-5查得
i.計算大小齒輪的 (3-24)
并加以比較
則小齒輪的數值大
② 設計計算
取
取
（4) 幾何尺寸計算
①計算中心距
(3-25)
將中心距調整為168mm
②按圓整后的中心距修正螺旋角
(3-26)
因值改變不多，故參數等不必修改。
③計算大、小齒輪的分度圓直徑
(3-27)
④計算齒輪寬度
圓整后取
3.2.2 低速級齒輪傳動
工作壽命15年，300天工作日，兩班制，帶式輸送機，平穩(wěn)，轉向不變。
（1） 選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數
① 查<<機械設計>>表10-1選得大小齒輪的材料均為40Cr，并經調質及表面淬火處理，齒面硬度為48-55HRC。
② 精度等級選取為7級
③ 選小齒輪齒數為
④ 初選螺旋角
（2） 按齒面接觸強度設計
根據<<機械設計公式>>10-21試算：
(3-28)
① 確定公式內的各計算數值：
a.初選
b.由圖10-30選取區(qū)域系數
c.由圖10-26差得
d.小齒輪傳遞的轉矩：
e.查表10-7選取齒寬系數
f.由表10-6查得材料的彈性影響系數：
g.由圖10-21e查得齒輪的接觸疲勞強度極限：
h.由式10-13計算應力循環(huán)次數：
i.由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數：
j.計算接觸疲勞許用力：（取失效概率為10%，安全系數S=1）
由式10-21得：
② 計算：
a.試算小齒輪分度圓直徑
(3-29)
b.計算圓周速度
(3-30)
c.計算齒寬b及模數
d.計算縱向重合度
e.計算載荷系數K
由表10-2查得使用系數
根據V=1.02，7級精度，由圖10-8查得動載系數
由表10-3查
由表10-4用插值法查得7級精度小齒輪相對支撐點非對稱布置時
故載荷系數
(3-31)
另由圖10-13查得
f.實際的載荷系數校正所算的分度圓的直徑，由式10-10a得：
(3-32)
g.計算模數
（3）按齒根彎曲疲勞強度設計
由式10-17得：
(3-33)
① 確定計算參數
a.計算載荷系數
(3-34)
b.由圖10-20d查得齒輪的彎曲疲勞強度極限:
c.由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數
d.計算彎曲疲勞許用應力
取彎曲疲勞安全系數S=1.4 由式10-12得；
e.根據縱向重合度由圖10-28查得螺旋角影響系數
f.計算當量齒數
(3-35)
g.查取齒形系數
由表10-5查得
h.查取應力校正系數
由表10-5查得
i.計算大小齒輪的并加以比較
(3-36)
則小齒輪的數值大
② 設計計算
(3-37)
取
取
(4)幾何尺寸計算
① 計算中心距
(3-38)
將中心距圓整為142mm
② 按圓整后的中心距修正螺旋角
(3-39)
因值改變不多，故參數，等不必修改。
③ 計算大、小齒輪的分度圓直徑
(3-40)
④ 計算齒輪寬度
(3-41)
圓整后取
3.3 速比齒輪軸及其上軸承的設計、選擇和校核
3.3.1 基本軸徑的設計
按扭轉強度來估計軸的直徑
(3-42)
對于實心軸
對于空心軸,通常取=0.5-0.6
(1) 高速軸（I)軸的軸徑設計
a.材料選擇為40Cr
b.查<<機械設計手冊>>第三版，第二卷，第六篇6-1-2選取A0=110
(3-43)
由于連接聯(lián)軸器的軸段上有一個鍵槽，軸徑應增大
取d1=30mm
（2) 中間軸（II軸)的軸徑設計
a.材料選擇為40Cr
b.查機械設計手冊第三版，第二卷，第六篇6-1-2選取A0=99,則
由于連接聯(lián)軸器的軸段上有一個雙鍵槽，軸徑應增大7%
(3) 中間軸（III軸)的軸徑設計
a.材料選擇為40Cr
b.查機械設計手冊第三版，第二卷，第六篇6-1-2選取A0=115,則
(3-44)
由于連接聯(lián)軸器的軸段上有一個雙鍵槽，軸徑應增
取d3=80mm
3.3.2軸的校核、選取軸承及所選軸承的校核
（1）高速軸的校核及所選軸承的校核
① 第I軸的轉矩為：
齒輪I的圓周力：
徑向力：
(3-45)
軸向力矩：
（3-46）
計算支撐反力
圖3.1 支撐反力水平受力圖
Rav
圖3.2 支撐反力垂直受力圖
圖3.3 彎矩分析圖
水平彎矩：
(3-47)
垂直彎矩：
(3-48)
合成彎矩：
(3-49)
按脈動循環(huán)處理，取α=0.6
按彎扭合成應力校核軸的強度由于I截面是軸上承受最大計算彎矩的截面，II截面承受的計算彎矩不是最大，但是其軸徑最小，故需要校核I、II截面的強度，I截面的計算應力為
(3-50)
因齒輪軸的材料為40Cr鋼，調質處理，又機械設計基礎表17-2，查得許用彎曲應力
所以安全。
b.校核：
圖3.4 軸承徑向支反力
(3-51)
合成支反力
所產生的派生軸向力由<<機械設計基礎>>表16-12得
由<<機械設計基礎>>查得
(3-52)
,所以左緊右松
計算當量動載荷P:
，故取X1=0.1，Y1=0 (3-53)
故取X2=0.3，Y2=0.7
由<<機械設計基礎>>式16-5，得
計算軸承壽命，選取與其軸承壽命為,因為P1
>表17-2，查得
，故安全。
②a.中間軸承的選擇：，
b.校核：
計算軸承徑向支反力
圖3.7 軸承徑向支反力
由上可知：
(3-57)
合成支反力：
所產生的派生軸向力由<<機械設計基礎>>表16-12，得
由<<機械設計手冊>>查得
(3-58)
求軸承的軸向載荷A：
所以右緊左松。
故取
計算當量動載荷P：
,故取
,故取
由<<機械設計基礎>>式16-5，得
計算軸承壽命
選取預期軸承壽命
因為,所以按計算，由<<機械設計基礎>>式16-3，查表16-8和表16-9，
得，有
（3）低速軸的校核及所選軸承的校核
①第三軸的轉矩為： (3-59)
低速軸大齒輪：
圓周力：
軸向力：
徑向力：
軸向力矩：
（1） 計算支撐反力
圖3.8 支撐反力水平力分析
由水平受力圖（III），得
(3-60)
圖3.9 支撐反力垂直受力分析
（2） 畫彎矩圖，扭矩圖，計算彎矩:
圖3.10 軸III水平彎矩圖
水平彎矩:
垂直彎矩:
圖3.11 軸III合成彎矩圖
合成彎矩：
(3-61)
按脈動循環(huán)處理，取α=0.6
（3）按彎扭合成應力校核軸的強度
受最大計算彎矩的截面，II截面承受的計算彎矩不是最大，但是其軸徑較小，故需要校核I、II截面的強度
I截面的計算應力為
(3-62)
II截面的計算應力為
因此輪軸的材料為40鋼，調質處理，由<<機械設計基礎>>表17-2，查得
，故安全。
a.低速軸承的選擇
b.校核
（1）計算支撐反力
圖3.12 軸III軸承受力圖
(3-63）
合成支反力：
所產生的派生軸向力由<<機械設計基礎>>表16-12，得
由<<機械設計手冊>>查得
所一右緊左松
取
(2）計算當量動載荷
P:,故取
,故取
由<<機械設計基礎>>式16-5，得
(3）計算軸承壽命
選取預期軸承壽命為 （3-64）
因為,所以按計算，由機械設計基礎式16-3，查表16-8和16-9，得
，有
（3-65)
故合格。
3.4 各軸上聯(lián)接齒輪的鍵的選取及校核
3.4.1低速級齒輪的鍵及其校核
（1）選用普通平鍵A型
其中:L=56mm,b=28mm,h=16mm,t=10,
（2）校核
對于平鍵通常只按工作面上的擠壓應力進行條件性強度校核，通過條件為按壓力強度校核： (3-66)
T→轉矩
D→軸的直徑D=110mm
h→鍵高h=16mm
l→鍵的工作長度，本設計采用雙鍵聯(lián)接，相隔180°布置，l=125mm，所以
3.4.2中間級齒輪的鍵及其校核
（1）選用普通平鍵A型
其中
（2)校核：
對于平鍵通常只按工作面上的擠壓應力進行條件性強度校核，通過條件為
按壓力強度校核：
T→轉矩
D→軸的直徑 D=60mm
h→鍵高h=12mm
l→鍵的工作長度，本設計采用雙鍵連接，相隔180°布置，l=56mm
所以 (3-67)
所以平鍵合格。
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沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 螺桿的設計與校核
第四章 螺桿的設計與校核
4.1 螺桿材料
螺桿材料應具有足夠的強度和抗磨能力，較好的耐化學腐蝕性能，良好的機械加工和熱處理以及在高溫下不變形的性能。螺桿材料優(yōu)先選用38制造的螺桿，其氮化深度一般為0.3-0.6，硬度可達740HV。當它經滲氮處理后會在螺桿表面形成，壓應力，故疲勞極限能提高25%-35%，耐腐蝕性也有顯著提高。
4.2 螺桿形式
本設計為擠出機，加工物料為低密度聚乙烯。查取有關資料確定螺桿形式為：等距突變（3-5D）型單螺桿。
4.3 螺桿參數
a、 螺桿直徑D=60mm
b、 螺桿長徑比L/D=25螺桿長L=1750mm
c、 螺桿的螺紋開程I=70mm
d、 螺桿的螺紋升角θ取18°
e、 螺棱寬度e=（0.08-0.12D）取e=5mm
4.4 螺桿結構
螺桿工作部分大體分為加料段、熔融段、均化段。
(1) 加料段
此段的作用是咬入和往前輸送物料。從加料口供入的物料，由于旋轉螺桿的作用，物料被咬入螺槽內，并形成一定大小的塑團，這些塑團邊轉動邊前進。
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 螺桿的設計和校核
，本設計電機最大功率
機械傳動效率（y取0.7-0.9），取y=0.8所以
(4-3)
最大剪應力:加料段初始位置最容易扭斷，則抗扭截面模量近似為：
（4-4）
（2）壓應力計算
(4-5)
實際上螺桿自重引起的彎曲應力比剪切應力和壓應力小得多，故可忽略不計，這樣按第三強度理論公式計算：
(4-6)
查得
因此螺桿強度合格。
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沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章 機筒的設計及強度校核
第五章 機筒的設計及強度校核
5.1 機筒結構設計及材料選擇
機筒一般由襯套和機身組成。襯套在此結構中，為了減小塑料與機筒的摩擦，并隔離冷卻水與塑料，在機筒與螺桿間嵌入了一個襯套，用制成，具有較好的耐磨和耐腐蝕性。但現(xiàn)在的冷卻技