毕业设计（论文）-螺旋式洗米机结构设计（含全套CAD图纸）

毕业 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 （ 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 ）-螺旋式洗米机结构设计（含全套CAD图纸） 本科生毕业设计 部分原因，说明书已删除部分，完整版说明书，全套CAD图纸， 联系153893706 目 录 摘要 ................................................................................................................................................................. ? Abstract.......................................................................................................................................................... ? 第1章 绪论 ................................................................................................................................................ 1 1.1 洗米机设计的目的及意义 ............................................................................................................ 1 1.2 我国洗米行业发展概况 ................................................................................................................ 1 1.3 各类洗米机简介 .............................................................................................................................. 2 1.4 本章小结 ........................................................................................................................................... 2 第2章 总体结构 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 设计及运动和动力参数计算............................................................ 4 2.1 总体结构方案设计 ......................................................................................................................... 4 2.2 电机的选择 ....................................................................................................................................... 4 2.3 水平螺旋运动和动力参数计算................................................................................................... 4 2.3.1 计算总传动比及分配各轴传动比 ................................................................................... 5 2.3.1各轴参数计算 ........................................................................................................................ 6 2.4倾斜螺旋运动和动力参数计算 .................................................................................................... 6 2.4.1 计算总传动比及分配各轴传动比 ................................................................................... 6 2.4.2 各轴参数计算 ....................................................................................................................... 6 2.5本章小结............................................................................................................................................. 7 第3章 水平螺旋减速器设计 ........................................................................................................... 8 I 本科生毕业设计 3.1高速级齿轮传动设计 ...................................................................................................................... 8 3.2 低速级齿轮传动设计 ................................................................................................................... 10 3.3 各轴的结构设计与强度校核 ..................................................................................................... 13 3.3.1 输入轴的设计 ..................................................................................................................... 13 3.3.2 中间轴的设计 ..................................................................................................................... 15 3.3.3 输出轴的设计 ..................................................................................................................... 16 3.4 各轴轴承与键的设计 ................................................................................................................... 19 3.5 本章小结 ......................................................................................................................................... 21 第4章 水平螺旋减速器设计 ......................................................................................................... 22 4.1高速级齿轮传动设计 .................................................................................................................... 22 4.2 低速级齿轮传动设计 ................................................................................................................... 24 4.3 各轴的结构设计与强度校核 ..................................................................................................... 27 4.3.1 输入轴的设计 ..................................................................................................................... 27 4.3.2 中间轴的设计 ..................................................................................................................... 29 4.3.3 输出轴的设计 ..................................................................................................................... 30 4.4 各轴轴承与键的设计 ................................................................................................................... 33 4.5 本章小结 ......................................................................................................................................... 35 第5章 螺旋轴机架结构设计 ......................................................................................................... 36 5.1 水平及倾斜螺旋轴设计 .............................................................................................................. 36 5.1.1 水平螺旋轴的设计 ............................................................................................................ 36 5.1.2 倾斜螺旋轴的设计 ............................................................................................................ 38 5.2 机架结构的确定 ............................................................................................................................ 40 5.3 料斗及出料口设计 ....................................................................................................................... 41 5.4 润滑方案 ......................................................................................................................................... 41 5.5 密封方案 ......................................................................................................................................... 41 5.2 本章小结 ......................................................................................................................................... 41 结论 ................................................................................................................................................................. 42 参考文献 ...................................................................................................................................................... 43 致谢 ................................................................................................................................................................. 44 II 本科学生毕业设计 螺旋式洗米机结构设计 院系名称: 机电工程学院 专业班级:机械设计制造及其自动化08-4班 学生姓名: 指导教师: 职 称: 教 授 黑 龙 江 工 程 学 院 二?一二年六月 The Graduation Design for Bachelor's Degree Design of Screw Washing Machine Candidate:Zhu Liang Specialty:Mechanical design and automation Class:08-4 Supervisor:Prof. Miao Shujie Heilongjiang Institute of Technology 2012-06?Harbin 黑龙江工程学院本科生毕业设计 摘 要 洗米机是一种粮食加工机械，用于洗米的装置。本设计的螺旋洗米机由电动机、水平螺旋轴、倾斜螺旋轴及与其相对应的减速器、机架等结构组成。米由进料口进入洗米机，经过螺旋轴的输送进行揉搓洗涤，水流与米流逆流流动，米中的漂浮杂质在此过程中漂浮，与洗涤的浊水一起从溢流口排出，达到洗米的目的。其结构简单，占地面积小，集搓米、洗米、除去漂浮杂质、砂石等为一体，用水量少洗涤效果好，是一种高效的连续洗米机，是食堂、大型饭店、快餐中心等较为理想的粮食洗涤机械。 本设计拟订了洗米机的总体结构方案，进行了运动和动力参数的计算;完成了水平螺旋轴、倾斜螺旋轴及与其相对应的减速器传动、机架等结构设计。 关键词:螺旋洗米机;减速器;水平螺旋轴;倾斜螺旋轴;机架 I 黑龙江工程学院本科生毕业设计 ABSTRACT Rice washing machine is a kind of food processing machinery, for the rice washing device. The design of the spiral rice washing machine is composed of motor, horizontal spiral shaft, inclined screw shaft and corresponding reducer, a frame structure. Metres from the inlet into the washing machine, the spiral shaft carried by the conveyor to rubbing washing, water flow and countercurrent flow meters flow, Minaka floating impurities in the process of floating, and washing muddy water from overflow outlet, reach the rice washing purpose. It has the advantages of simple structure, small occupation area, rice, rice washing, rubbing the set of removing floating impurities, such as gravel as one with less water, good washing effect, is a kind of high efficient continuous washing rice machine, is the cafeteria, hotel, large fast food centers relatively ideal grain lavation machinery. The design of formulation of the rice washing machine the overall structure scheme, the movement and power parameters; completed the horizontal spiral shaft, inclined screw shaft and corresponding reducer, rack structure design Key words:Spiral rice washing machine;Retarder;Horizontal spiral shaft;Tilting screw shaft;Rack II 黑龙江工程学院本科生毕业设计 第1章 绪论 1.1洗米机设计目的及意义 洗米机是一种粮食加工机械，用于洗米的装置。为了适应食堂、大型饭店、快餐中心等的需要，因此设计了一种螺旋输送式连续洗米机，该机包括电动机、齿轮减速传动、机壳、进料口、出料口、螺旋推进器等结构。通过水的冲刷及沙石自身沉降达到清洗大米的目的。 在米深度加工中，洗米是第一道工序。在传统的加工中，洗米是手工劳动，不仅劳动强度大，而且效果差。螺旋式洗米机结构简单、占地面积小，集搓米、洗米、除去漂浮杂质、沙石等于一体，用水量少、洗涤效果好，大大降低了劳动强度。还具有水力输送作用，可以将洗净的米输送到设计位置，是一种高效的连续式洗米机械。适合于大米、玉米、小麦、豆类等颗粒粮食的洗涤及输送，还适用于米制品厂、豆类制品厂等的原料洗涤，也是食堂、大型饭店、快餐中心及酿造、豆类加工作业中较为理想的粮食洗涤机械。 1.2我国洗米行业发展概况 随着我国经济的迅速发展，国民生活水平的不断提高，在工业、农业及第三产业的发展中其机械化水平得到空前的提高。在传统的服务业——餐营业中其机械作业也日趋普遍化,从而大大的降低了劳动者的劳动强度，也降低了劳资成本。 目前，在欧美发达国家洗米机的应用以达到相当大的普及，由于其人口密度不大，因此中小型洗米机的需求量比较大。从在洗米机的构造来看，国外的洗米机趋于小型化，高效率，结构简单等特点。由于在国内人口众多，不管是学校、餐饮和工厂都存在大量学生、顾客和工人。因此，国内的食品机械工厂在洗米机的生产上是以大中型洗米机为主。在洗米机的结构上，欧美及日本等发达国家以从过去的一次性洗涤发展到现在的连续式洗涤方式，并且工作机构也以从过去的搅拌型发展到现在的电磁振动和螺旋输送揉搓等方式。国内在这一领域也逐步发展，现在市场中也出现了螺旋输送揉搓洗涤的新型洗涤方式。洗米机的研究在于提高对大米的洗涤效率，减少对水源的浪费，并可大大的降低食品加工人员的工作量，以实现优质高效的洗涤效果。由于我国人口众多特别是在学校、工厂及餐饮行业都需解决对大量米的洗涤工作，通过对国内相关食品机械的调查可看出，目前对洗米机的需求量呈增长趋势。所以说开发洗米 1 黑龙江工程学院本科生毕业设计 机有着重要的实际意义。 本次洗米机的设计可实现操作安全方便以及制造成本低等优点。通过对1000kg米洗涤的理论 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 来看所需时长为2小时，用水量在6500L左右，且只需1-2名操作工人。从这一洗涤过程来看与人工洗涤相比可大量节省洗涤成本，且大大的提高了其洗涤效率。 1.3各类洗米机简介 (1) 水压式洗米机 如图1.1所示，此类洗米机采用自来水为动力，自来水通过本产品的主体水阀进行加压，将一束急流的水从小口径孔射出，从而具有足够的能量把漏斗中流下的大米进行输送和清洗，对大米的表面进行摩擦和冲击，使表面和背沟的糠皮得到彻底清涮，对其他颗粒物也能起到清洗和运输的目的。在洗米的过程中，能将大米的上浮物质通过洗米机溢水面进行排放，进行过清洗的大米能保证干净卫生。 特点:提高洗米质量，减少浪费，节省能源，适用于大米、黄豆、小麦、玉米、豆类等的淘洗。 图1.1水压式洗米机 (2)循环式洗米机 如图1.2所示，由分离器和供水桶构成一体，在分离器的内腔按纵向依次设置有落米室、米砂分离室、存米室及漂浮物排出室，水泵和落米室及供水桶相接，米泵分别通过输米管和送米管与存米室及米水分离器相接，它是利用各种物质不同比重，将砂石、米虫、糠皮、尘埃等杂物清除掉。使用时把大米投入不锈钢料斗中，洗米机通过高水压从料斗底部将大米吸走流入下一个不锈钢容器中，然后从这个容器底部吸走，再从顶端流入。洗米机这个动作循环一个周期，使大米得到了充分的清洗和浸洗，最 2 黑龙江工程学院本科生毕业设计 后通过自动程式控制吸入另一个米水分离装置将水分滤去。 特点:清除效果好，其用水可反复使用，节约用水，体积小，重量轻，操作方便，淘米量大，可广泛用于家庭、集体食堂和宾馆等单位。 图1.2循环式洗米机 1.4本章小结 本章分析了洗米机设计的目的及意义，介绍了我国洗米机行业的发展概况，列举了几类洗米机的特点和工作原理 3 黑龙江工程学院本科生毕业设计 第2章 总体结构方案设计及运动和动力参数计算 2.1 总体结构方案设计 螺旋式洗米机结构简图如图2.1所示。大米至料斗1加入，在水平螺旋2的输送过程中进行揉搓洗涤，大米中的漂浮杂质在此过程中漂浮，与洗涤的浊水一起从溢流口12排出。而大米则被水平螺旋推进器从进料口运输到倾斜螺旋9的入口处。在此处，米开始随倾斜螺旋向上运输，由于水的冲刷浸泡，沉降速度较快的沙石则被沉降在沙石沉积槽8内(小槽下有螺孔，可定时拆下进行清洗)，米最后经过喷水装置以上的沥干段后从排料口10排出，完成洗米操作。而洗涤水在洗米过程中从喷水装置11喷入，沿倾斜螺旋往下流动，经水平螺旋，最后从溢流口流出。机组在整个洗米过程中水流与米成逆流流动，在倾斜输送螺旋上钻有小孔，并使倾斜螺旋的上盖与螺旋留有一定间隙。水平螺旋则采用敞盖，也便于漂浮杂质浮出。 图 2.1 洗米机结构简图 2.2电机的选择 N1利用阻力系数法计算所需电机功率，水平螺旋电机所需额定功率和倾斜螺旋电 4 黑龙江工程学院本科生毕业设计 N2机 NKGLW0电10 (2-1) N,K,,(KW)1电,,367 NKGL(WSin)0电20，, (2-2) NK(KW)2电,,,367,, KK电电式中:——功率备用系数，取=1; ,, ——传动效率，取=0.90; L——螺旋长度，水平螺旋长度L1=0.6m ，倾斜螺旋长度L2=0.8m; ,,——倾斜螺旋的倾角=30度; WW00——阻力系数，此取=4.0; G——螺旋输送机生产能力(T/h)。 考虑到水(介质)充满螺旋，计算阻力时除输送阻力外，还应有介质阻力较难计算，此外可假设输送充填系数为1的水来作为其生产能力，以次来近似计算总阻力，由此可按公式: 2G,14D,s,n,(T/h),, 得: G=8.1(T/h) , G =10.2(T/h) 12 以上各数值代入式(2-1)、式(2-2)，可得: N =0.058kw，N=0.111kw 12 上述计算是稳定运转功率，由于计算值可看出，所需功率较小，考虑到运转中冲击等突发载荷，参考有关其它机械的经验及有关试验和电机效率，最终选取水平螺旋电机功率位120W，电机用型号为YU7114(转速为1400r/min,效率为50%)倾斜螺旋电机功率为250W，型号为YU8014(转速为1400r/min效率为58%)。 2.3水平螺旋运动和动力参数计算 2.3.1计算总传动比及分配各轴传动比 因为水平减速器电机功率为120W，N1=1400r/min，i=N1/n=1400/80=17.5 对展开式二级减速器，可取 ,, 12i，，1.3~1.4i,i(1.3~1.4)i2, 5 黑龙江工程学院本科生毕业设计 式中，—高速级传动比，—低速级传动比; i1i2 i2i,i,12为总传动比，要使均在推荐的数值范围内。 i=N/n=1400/80=17.5 1 i=4.9，i=3.5(取i=1.4) 12 2.3.2各轴的功率转速扭钜的计算 Td,9550，0.12/1400,0.82N,m,P,0.12kw,n,1400r/min ; T1,Tdi,0,,01,0.82，1，0.992,0.81N,m,P,0.12，0.992,0.119kw; T?,T1,i1,,12,T1,i1,0.985,3.92 N,m,P,0.119，0.985,0.117kw; T?,T?,i2,,23,T?,i2,0.985,13.7 N,m,P,0.117，0.985,0.115kw 表2.1水平螺旋减速器参数 电机轴 ?轴 ?轴 ?轴 转速n(r/min) 1400 1400 285 80 功率p(kw) 0.12 0.119 0.117 0.115 扭矩T(N?m) 0.82 0.81 3.92 13.7 传动比i 1 4.9 3.5 效率η 0.992 0.985 0,985 2.4倾斜螺旋运动和动力参数计算 2.4.1计算总传动比及分配各轴传动比 倾斜减速器功率为250kw，i=N/n=1400/100=14;i=4.42，i=3.15(取i=1.4) 1122.4.2各轴的功率转速扭钜的计算 Td,9550，0.25/1400,1.7N,m,P,0.25kw; T1,Td,i0,,01,1.7，1，0.992,1.64N,m,P,0.25，0.992,0.248; T?,T1,i1,,12,T1,i1,0.985,7.38 N,m，P,0.248，0.985,0.2443; T?,T1,i1,,12,T1,i1,0.985,7.38 N,m,P,0.248，0.985,0.2443 6 黑龙江工程学院本科生毕业设计 表2-2倾斜螺旋减速器参数 电机轴 ?轴 ?轴 ?轴 转速n(r/min) 1400 1400 316 100 功率p(kw) 0.25 0.248 0.2443 0.244062 扭矩T(N?m) 1.7 1.64 7.38 22.97 传动比i 1 4.24. 3.15 效率η 0.992 0.985 0,985 2.5本章小结 7 黑龙江工程学院本科生毕业设计 p6T,9.55，10 n 0.24436,9.55，10,7383N,mm 316 2.求作用在齿轮上的力 2，7383T 2F,,,476.32N td1 1 35, F,F,tg,,476.32，tg20,170.09Nr1t1476.32 F,F/cos,,,502.49Nn1t1,2，3921T 2cos20 F,,,107.78Ntd2 2 ,137 F,F,tg,,107.78，tg20,39.12Nr2t2107.78 F,F/cos,,,115.89Nn2t2, 3.估算轴的最小直径 cos20p0.2443 33，，d,A,103~126,9.37~11.466mm , n316 4.轴的结构设计 (1)拟定轴上的零件装配方案，轴上的大部分零件包括齿轮，套筒，左端轴 承和轴承端盖依次由左端装配，仅右端轴承和轴承端盖由右端装配。 (2)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。 (3)装左端轴承段A:d=17mm，由上面所求第二段轴的直径d=20mm.， ,,,直径应小于dd，取d=17mm，。 l1,9mm,,,, (4)轴肩段B: d2,20mm,l2,28mm (5)装齿轮段C: 。 段应小于齿轮的宽度，为保证d3,25mm,l3,23mml3套筒紧靠齿轮左端面使齿轮轴向固定。 (6)轴环段D: d4,40mm,l4,6mm (7)装右端齿轮段E:，经计算圆柱齿轮齿根圆到键槽d5,38mm,l5,40mm, 8 黑龙江工程学院本科生毕业设计 底部尺寸x,应做成齿轮轴。 ,2.5m 8)轴肩段F: (d6,20mm,l6,18mm (9)装右端轴承段G:=17mm，. d7l7,10mm (10)轴上零件的周向固定，采用平键联接，同时为了保证齿轮与轴的配合有 良好对中性，采用H7/k6，滚动轴承与轴采用H7/k6。 ,(11)定出轴肩处的圆角半径R=1，轴端倒角取1。 ，455. 选择轴的材料为45钢，调质处理 22-1查得轴的主要力学性能， 由设计书表15,,640N/mm,,,355N/mmbs 222，。 ,,275N/mm,,,155N/mm,,,,,,98N/mm,,,60N/mm,,,, 114.3.3输出轴的设计 1p1(求轴传递扭矩 6T,9.55，10 n 0.240626,9.55，10,22979N,mm 100 2(求作用在齿轮上的力 2，22979T 2 F,,,335.45Ntd ,137 F,F,tg,,335.45，tg20,122Nrt335.45 F,F/cos,,,356.86Nnt, 3(初步估算轴的最小直径，选取联轴器 cos20安装联轴器处轴的直径d为轴的最小直径。根据表，A=103~126 , p0.24062 33，，d,A,103~126,13.8~16.88mm取d=18mm. ,, n100选取联轴器:按扭矩T=22979N查手册，选用LT1型弹性柱销联轴器其半联,mm d轴器的孔径=18mm, 半联轴器长L ,32mm2 4(轴的结构设计 (1)拟定轴上的零件装配方案，轴上的零件包括左端轴承和轴承端盖及联轴器依 次由左端装配，齿轮、右端轴承和轴承端盖由右端装配。 9 黑龙江工程学院本科生毕业设计 (2)根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。 =18mm，=30mm，因半联轴器与轴配合各部分长(3)装联轴器段A:ld1, ,32mmL，为保证轴挡圈压紧联轴器。小于32，可取=30mm。 ll,, d2,d7,20mm(4)装轴承段B:，这段(两)轴径由滚动轴承的内圈孔径决定。 选用深沟球轴承6004。l2,58mm。 (5)轴肩段C: 。 d,23mm,l,20mm33 (6)装齿轮段D:。 d,31mm,l,25mm55 4(7)轴环段E:。 d,40mm,l,7mm4 6(8)轴肩段F:。 d,23mm,l,63mm6 (9)装轴承段G:。 d7,20mm,l7,12mm (10)轴上零件的周向固定，半联轴器与轴的周向固定均采用平键联接，同时为了 保证半联轴器与轴的配合有良好对中性，采用H7/k6，滚动轴承与轴采用H7/k6。 ,(11)定出轴肩处的圆角半径R=1，轴端倒角取1。 ，45 5. 选择轴的材料为45钢，调质处理 22由设计书表15-1查得轴的主要力学性能， ,,640N/mm,,,355N/mmbs 222，。 ,,275N/mm,,,155N/mm,,,,,,98N/mm,,,60N/mm,,,,116(画轴的结构简图 1 L1,67mmL2,38.5mm,L3,88.5mm如图(3.2a)所示，确定出轴承的支点跨距悬臂由此可画出轴的水平面的支反力: 2LRBH,Ft,RDH,233.75N ; RDH,Ft,101.7N23L，L 垂直面支反力 2LRBV,Fr,RDV,85.1N，。 RDV,Fr,36.9N23L，L 7(画弯矩图，转矩图 MMCH,RBH,L2,233.75，38.5,8999N,mm(1)水平弯矩图如图(3.1d), (在H C截面处)。 10 黑龙江工程学院本科生毕业设计 (2)垂直面弯矩图如图(3.2f)， (在CMCV,RBV,L2,81.5，38.5,3276N,mm 截面处)。 22(3)合成弯矩图如图(3.2g)，在C截面处，Mc,，,9576N,mm CHCVMM(4)转矩图如图(3.2h)，T=22979N ,mm 8(按弯矩合成应力校核轴的强度 由弯矩图知C处的弯矩最大，校核该截面强度。截面C处的当量弯矩， 22Mc,，,9576N,mm CHCVMM, 59,,,,1b可得 ,,,0.6,,,MM98 ,b22EE校核结果， ,,,,,,275N,mm,,,,10.97N,mme, e31W0.1,dC截面强度足够。 9(按疲劳强度精度校核轴的安全系数 根据轴的结构和弯矩图及转矩图可见，C——C截面为危险截面，故校核此截面， 查表，。按渐开线花键查得。 K,1.59,K,1.47,, 查表得尺寸系数， ,,0.85,,,0.79,, 查表得表面质量系数=0.93， , 查表得钢的， ,,0.1,,,0.05,, 查表许用安全系数， ,,s,1.3~1.5 Me9576，322弯曲应力幅,， e,,,6.64N/mm3,W，26T22979，16,a2扭转应力幅:， ,,,3.74N/mm,TC,32W2，，26 只考虑弯矩作用时的安全系数 ,275S,1,,,21.82K,,,,,1.5，6.64 t,,，0，,,只考虑转矩作用时的安全系数 m0.93，0.85 11 , 黑龙江工程学院本科生毕业设计 ,155S ,1 ， ,,,20.68K,,,,,1.47，3.17 t,,S,S，0.05，0.2,，,,,S,安全系数:= ，满足强度要求 15.01,,,S,1.3~1.5m22S，S0.93，0.79,, 图4-1 倾斜螺旋减速器输出轴弯矩、扭矩图 4.4各轴轴承与键的设计 12 黑龙江工程学院本科生毕业设计 (1)各轴轴承选用如表4.1 表4.1 各轴轴承型号及尺寸 输入轴 中间轴 输出轴 型号 6002 6003 6004 尺寸(d×D×B) 15×35×10 17×35×10 20×42×12 (2)输出轴轴承的校核 因输出轴选用深沟球轴承6003，轴上所承受的最大径向力的轴承是靠近齿轮端的其F为: r 2222RBH，RBV,233.7，81.5,247F=N r 计算轴承寿命 36,,10C,,由式L=计算 h,,60nfPP,, 其中:由表查得f=1.0,1.2 取f=1.1; pp 由表查得基本额定载荷Cr=5580N;轴转速n=100r/min;深沟球轴承ε=3; 3366,,10C105580,,,,,,,1921588hL= ,,h,,P60nfP60，100247，1.1,,,, 按每年300日工作日，每天8小时可知轴承使用年限为 1921588Lh L=>设计年限10年 n,,800300，8300，8 所以轴承满足使用要求。 (1)各轴键的选用 各轴上的键皆选用A型平键，其尺寸如表3.2 表3.2 各轴键的选用 输入轴 中间轴 输出轴 联轴器键(b×h×L) 3×3×18 — 5×5×25 齿轮键(b×h×L) — 8×7×18 8×7×20 (5)输出轴联轴器键b=5mm,h=5mm,L=25mm 校核挤压强度: T2h,,，K=2.5mm, 25-5=20mm,T=22979 ,,,,,l,N,mpp2dKl 13 黑龙江工程学院本科生毕业设计 2，2297922 设计书表6-2 ,,,,,,,p,,39.96N/mm,,120~150N/mmpp20，2.5，20挤压强度满足要求。 齿轮键b=8mm,h=7mm,L=20mm T2h 校核挤压强度:，K=3.5mm , 20-8=12mm ,T=22979 ,,,,,,,l,N,mpp2dKl 2，2297922 设计书表6-2 ， ,,,p,,35.29N/mm,,120~150N/mmp31，3.5，12,,,, ，挤压强度满足要求。 p 4.5本章小结 水平螺旋减速器采用二级直齿圆柱齿轮减速器，完成了减速器中齿轮、轴、轴承、 键等零件的设计与校核。 14 黑龙江工程学院本科生毕业设计 第5章 螺旋轴及机架结构设计 5.1 水平及倾斜螺旋轴设计 5.1.1 水平螺旋轴的设计 求水平螺旋直径为D1，转速为N1及长度L1 螺旋直径和转速计算公式如下: G0.5 2.5D,K,0.049,0.071m 2.5,,1 (5.1) A50c0.25，0.8，1.01N,,,129r/min 1 (5.2) D0.15 式中，D1——水平螺旋直径，m; G——生产能力，0.5T/h; K—物料综合特性系数，此处选K=0.049物料填充系数，由于螺旋具有输送和揉 ,1搓作用，故应适当取小值，可选=0.25见表5-1; 3,,0.8T/m;P——物料的堆积密度，此处 C——与输送倾角有关的系数，水平输送C=1; N1——水平螺旋转速(rpm); A——物料综合特性系数，此处A=50见表5-1 表5.1 常用物料的填充、特性、综合系数 物料的磨琢物料的典型推荐的填充推荐的螺旋面 特性系数 综合系数 性 例子 系数ψ 型式 K A 无磨琢性半面粉、石墨、 粉状 0.35,0.40 实体螺旋面 0.0415 75 磨琢性 石灰、 水泥、石膏 粉状 磨琢性 0.25,0.30 实体螺旋面 0.0565 35 粉、白粉 无磨琢性半谷物、锯木 粒状 0.25,0.30 实体螺旋面 0.0490 50 磨琢性 屑 15 黑龙江工程学院本科生毕业设计 造型土、型 粒状 磨琢性 0.25,0.30 实体螺旋面 0.0600 30 砂 小块 无磨琢性半 煤、石灰石 0.25,0.30 实体螺旋面 0.0537 40 a,60mm 磨琢性 小块 实体螺旋面或 磨琢性 卵石、砂岩 0.25,0.30 0.0645 25 a,60mm 带式螺旋面 中等及大块 无磨琢性半块煤、块状实体螺旋面或 0.25,0.30 0.0600 30 a,60mm 磨琢性 石灰 带式螺旋面 中等及大块 干粘土、硫实体螺旋面或 磨琢性 0.25,0.30 0.0795 15 a,60mm 矿石 带式螺旋面 粘性、易结含水糖、淀 固状 0.25,0.30 带式螺旋面 0.0710 20 块 粉质的团 代入式(5.12)可求出D1，N1。圆整为 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 系列D1=150mm。N1=120rpm。 G1.6螺旋填充系数的校核公式为: , ,,,0.0422, (5.3) 式中S——螺距( m)，此处S=0.8D=0.12，其他符号意义同前。 47Dncs47，0.15，0.8，120，1.0，0.12 ,,从上所得=0.04小于前面的初选=0.25，为此可以考虑降低转速以减少摩擦。 ,，取N1=80rpm，则可得=0.060.2，为此，最终取定水平螺旋的直径和转速为: D1=150mm; N1=80rpm; 另由有关试验及经验，兼顾机体尺寸，取水平螺旋长为L1=0.6m. ,s水平螺旋轴选用碳素钢，其屈服点=235Mpa. 在一般机械设计中塑性材料Ns=1.2~2.5 (安全系数)许用应力 : 235MP ,sa ,,,,,124MP , n1.9 s对塑性材料的许用剪应力 ,,(0.6~0.8),,0.6，124,74.2MP,,,, 为了保证受扭拒作用的圆轴正常工作，圆轴中的最大工作剪应力应小于材料的许 16 黑龙江工程学院本科生毕业设计 ,,,TT用剪应力。 MAXMAX,,,,,,,,即:,,3WdMAX, t 得: 16T16，13.716MAX3 d,,,9.4mm3,,,,6 3.14，74.2，10 为了减少螺旋旋转过程中振动，提高叶片的强度由经验公式取d=40mm。 校核轴的强度:当米完全充满水平螺旋时，米的体积约为: ,,2222，，，，V,D,d,L,150,40，600 m,v,,44质量为，则 ,223 G,v,,g,，，150,40600，0.8T/m，10,78.75N若米的全部重力完全作用于水平螺旋轴的尾部，则弯矩, 4 M,G,L,78.75N,0.6m,47.25N,m 按弯扭合成强度校核计算: 2222M,，t47.25，0.6，0.82当量应力 ，，，，2,,,,,,7.3,,,55N/mme,b, 1,,,,1333b 为轴的许用弯曲应力，可知强度足够。 0.1d0.1，40，10 5.1.2 倾斜螺旋轴的设计 倾斜螺旋设计计算 求倾斜螺旋直径为D2，转速为N2及长度L2 螺旋直径和转速计算公式如下: G0.5 2.5 D,K,0.049,0.083m2.52,, (5.4) A50c0.25，0.8，0.652 N,,,129r/min 2 (5.5)D0.15 式中:D2——倾斜螺旋直径，m; G——生产能力，0.5T/h; 17 黑龙江工程学院本科生毕业设计 K—物料综合特性系数，此处选K=0.049物料填充系数，由于螺旋具有输送和揉 ,1搓作用，故应适当取小值，可选=0.25; 3,,0.8T/m;P——物料的堆积密度，此处 C——与输送倾角有关的系数，C=0.65见表5-2; N2——水平螺旋转速(rpm); A——物料综合特性系数，此处A=50 表5-2 倾角系数表 0º ?5º ?10º ?15º ?30º 倾斜角ß 螺旋输送器倾斜布置 1.0 0.9 0.8 0.7 0.65 时的输送校正系数C 代入式(5.4)可求出D2，N2。圆整为标准系列D2=150mm。N2=120rpm。 G0.5螺旋填充系数的校核公式为: , ,,,0.063 22, 式中S——螺距( m)，此处S=0.8D，其他符号意义同前。 47Dncs47，0.15，0.8，120，1.0，0.12，0.65 ,,从上所得=0.063小于前面的初选=0.25，为此可以考虑降低转速以减少摩擦。 ,，取N2=100rpm ，则可得=0.0.0750.2，为此，最终取定水平螺旋的直径和转速为 D2=150mm; N2=100rpm; 另由有关试验及经验，兼顾机体尺寸，取水平螺旋长为L2=0.8m. ,s倾斜螺旋轴选用碳素钢，其屈服点=235Mpa. s235MP,,,,,,124MP,s在一般机械设计中塑性材料Ns=1.2~2.5 (安全系数)许用应 n1.9对塑性材料的许用剪应力: ,,,,,,(0.6~0.8),,0.6，124,74.2MP为了保证受扭拒作用的圆轴正常工作，圆轴中的最大工作剪应力应小于材料的许 ,,,用剪应力。 18 黑龙江工程学院本科生毕业设计 T16TMAXMAX,,,,,,即,,,,3 max ,得: 16T16，22.97WdtMAX3d,,,11.6mm3,,,,6 3.14，74.2，10为了把水平螺旋输送来的米很好的送到出料口，由经验公式取d=35mm。 校核轴的强度:当米完全充满倾斜螺旋时，米的重力约 ,,2222，，，，G,V,,g,D,dL,,g,150,35800，0.8，10,106.9N 3若米的所有重量都作用于出口处则按弯扭合成强度校核计算: ,, 44oM,G,L,cos30,106.9，0.8，,74.1N,m 2222M,，t74.1，0.6，3.8当量应力 2 ，，，，2,,,,,,17.3,,,55N/mme,b, 1,,,,1b333 为轴的许用弯曲应力，可知强度足够。 0.1d0.1，35，10 5.2机架结构的确定 由装配图可知，机架主要承受其上的重力，所以只校核机架的弯矩即可，当总载荷P作用在跨距中点时，对机架上的角钢产生的弯矩最大，P由两个减速器的及水完全充满两槽时和其它质量产生。P约为24950N，最大弯矩M=PL/4=0.25x245950=6084Nm., 6,,,,160，10从角钢表查得W=3870立方毫米，已知角钢的弯曲许用正应力由正应力强 3,96W,,,,,38.7，10，10，160，106192N,m,,W,ZZ度条件:。最大弯矩M 小于 总上弯矩强度足够。 5.3 料斗及出料口设计 为了方便将米进入工作舱内且减少米的浪费，料斗采用上粗下细的造型，上端直径260mm，下端直径120mm。 出料口放置在倾斜螺旋的上端，保证水流有足够的空间与米形成逆流运动，使米中的砂石能够被充分冲刷干净。出料口直径设为83mm。 5.4润滑方案 19 黑龙江工程学院本科生毕业设计 减速器齿轮采用油润滑，润滑油高度能够达到大齿轮轮齿即可，大齿轮上的残留润滑油即可对小齿轮进行润滑。 轴承采用脂润滑，润滑脂选用钙基润滑脂。钙基润滑脂有一定的耐水性能，工作温度在55摄氏度以下，适合本设计使用。 5.5密封方案 两螺旋槽端面出采用皮碗密封。其余密封处采用密封毛毡密封。 5.6本章小结 本章完成了两个螺旋轴的设计。设计中螺旋的直径要保证有足够的空间使米进行流动，螺旋的长度使米中的杂质可以充分的被去除。也对机架、润滑、密封等方面进行了分析与设计。 20 黑龙江工程学院本科生毕业设计 结 论 在这次毕业设计中，我的课题是螺旋式洗米机的结构设计。在做这个设计中我收获不少，更是我高兴的是我又一次系统的总结大学期间所学的专业知识，学到了如何去解决问题，与困难做斗争其乐无穷。 我所设计是一种能除去谷壳等漂浮杂质及沙石的新型螺旋式洗米机。适用于学校食堂，大型饭店等部门，有用水量少、操作安全方便以及制造成本低等优点。在设计中我得到了许多经验与结论。首先，我了解国内外洗米机的发展状况，确定了我设计的目的及意义。第二，我完成了洗米机中电机的选用，计算了所需的传动比和各轴的参数。第三，我设计计算了两个减速器，减速器皆采用二级直齿减速器，其中轴承选用了深沟球轴承，减速器与螺旋连接采用了联轴器连接。最后设计了螺旋轴与机架的结构，螺旋轴设计中充分考虑洗米机的工作能力选定螺旋轴的直径。机架结构的设计上则考虑了各部件的尺寸与装配问题。然后确定了洗米机中各个部分所需的密封于润滑结构。 21 黑龙江工程学院本科生毕业设计 参考文献 [1] 吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册,S,.北京:高等教育出版社，2008. [2] 杨可桢.机械设计基础(第五版)[M].北京:高等教育出版社，2006. [3] 孔庆华，刘传绍.极限配合与测量技术基础[M].上海:同济大学出版社，2008. [4] 濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京:高等教育出版社，2008. [5] 袁纽等.运输机械设计手册[S].北京:化学工学出版社，2005. [6] 朱永义.国外免淘米生产装置发展动态[J].粮食与饲料工业，2006，6. [7] 包清彬.新型连续型洗米机[J].包装与食品机械, 2007. [8] 赵敏.粉状物料螺旋输送机结构的改进[J].矿冶，2007. [9] 徐成章.螺旋输送机的技改[J].磷肥与复肥，2008. [10] 昆山好烤克食品机械有限公司.螺旋式食品输送机的旋转式水平流、垂直流转换 装置.中国，CN101033914[P]. 2007-09-12. [11] 贺新彬.水射流洗米机的开发和研制[J].粮油加工与食品机械，2006,7. [12] 王联奎，侯建华.螺旋输送机传动装置设计[J].现代制造技术与装备，2007. [13] 张晖，陈慧.不淘洗米及其生产工艺研究[J].粮食与油脂，2011，06. [14] 孟文俊，王晓竑.垂直螺旋输送机内物料的运动密度研究[J].硫磷设计与粉体工 程， 2009，03. [15] 吴淑芳.有效延长螺旋输送机使用寿命的设计[J].机械工程师，2009，04. [16] A. A. Nesterovich and N. I. Gel'perin，Effect of screw converor and relative rotating speed of conveyor on sedimentation process in continuous helical-conveyor sedimentation centrifuges[J]. Chemical and Petroleum Engineering, 1965, Volume 1, Number 11, Pages 844-847. [17] S. N. Mikhailov, K. D. Vachagin, P. A. Preobrazhenskii, M. V. Mikhailova and M. L. Fridman , Determination of the effective viscosity of a bulk material in a flexible screw converor[J]. Chemical and Petroleum Engineering, 1976, Volume 12, Number 6, Pages 521-5. 22 黑龙江工程学院本科生毕业设计 致 谢 经过三个多月的时间终于将设计完成了，在设计的过程中我遇到了无数的困难和障碍，都在同学和老师的帮助下度过了。尤其要感谢我的指导老师——苗淑杰老师，她对我进行了无私的指导和帮助，不厌其烦的帮助我进行的修改和改进。另外，在开题、中期和终期答辩时，各位答辩老师也给我提出了很多建议。在此向帮助和指导过我的各位老师表示最衷心的感谢～ 同时，也感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多素材，还在论文的撰写和排版过程中提供了热情的帮助。 由于我的学术水平有限，所做的设计难免有不足之处，恳请各位老师批评和指正～ 23