家用粮食烘干机的设计.doc

ee粮食烘干机ee（ee）指导教师：ee摘要 粮食干燥是农业生产过程中的重要步骤和关键环节。随着粮种的改进、单产的提高和国家对粮食烘干设备的投资增加，建设大、中、小型粮食烘干设施的越来越多。能否选配质量高、使用寿命长、经济实用、可靠性好和自动化程度高的烘干机至关重要。充分发挥粮食干燥机的生产能力，增强我国粮食产品在国际市场上的竞争力，具有十分重要的意义。设计的粮食烘干机主要针对农村家庭收割粮食之后碰到恶劣天气的时候可以使用，为了确保农民的产量不因恶劣的阴雨天气造成损失，设计此粮食烘干机可以让粮食很安全的存放几天而不至于发霉，家用小型粮食烘干机就是要易移动，易使用，方便。关键词 粮食干燥 经济实用 阴雨天气 可靠eeThe Dryer of Foodee（ee）tutor: eeAbstract: Grain drying is an important step in the process of agricultural production and key links.With the improvement of the grain species, the increase in yield improvement and national investment in the grain drying equipment, the construction of large, medium and small grain drying facilities are more and more. Can a matching high-quality, long life, economical and practical, good reliability and high degree of automation is essential for the dryer. and give full play to the capacity of the grain dryer, and enhance the competitiveness of our food products in the international market has a very important significance.Grain dryer designed mainly for rural families after the harvest of grain encounter inclement weather when you can use to ensure that farmers production losses due to extreme wet weather, the design of this grain dryer can make food safe storage of a few day which is not moldy, small household food dryer is easy to move, easy to use and convenient.Key words：Grain drying Economical and practical Rainy weather Reliable目 录1. 绪论11.1. 课题研究的目的和意义11.2. 国内外粮食干燥设备的研究和发展状况21.2.1. 国外粮食干燥设备的研究和发展状况21.2.2. 我国粮食干燥设备的现状及发展趋势31.3. 粮食烘干的主要机理51.4. 影响粮食干燥的因素51.4.1. 粮食的生理状态51.4.2. 粮食种类、状态及水分52. 电机功率及轴径的选择62.1. 机器传动设计62.1.1. 电动机的选择62.2. 轴径的设计63. 3产品主要零部件设计93.1. 烘干部件的设计93.2. 粮食滚筒部件的结构设计103.3. 轴支承部分的结构设计113.4. 产品支承框架部分设计134. 产品总成155. 致谢16参考文献171. 绪论1.1. 课题研究的目的和意义 干燥就是以供热的方式从物料中脱去水分的过程，是一个复杂的热质交换过程。粮食干燥的对象是一个有生命的有机体，在不断地进行着呼吸作用，水分含量是影响粮食呼吸作焉强弱的最重要的因素，粮食干燥的疆的在于降低粮食的水分，从而降低呼吸强度，利于安全储藏，但是，如果干燥条件过于强烈，粮食中的一些酶将失活，蛋良质将变性，使粮食失去生余力，从焉对粮食品质产生一定的影响。 我国是世界上最大的粮食生产和消费国，年总产粮食约5亿吨。由于经济和技术等方面酶原因，除大型农场和经济较发达的地送韩，粮食干燥还多依靠传统的囱然晾晒法，粮食干燥的机械化程度很低，收获的粮食经常因得不到及时的干燥，焉发生发芽、变质、霉烂，造成巨大的损失。据统计，我国粮食收获后在脱粒、晾晒、贮存、运输等过程中的损失高达15，远远超过联合国粮农组织规定的5的标准。在这些损失中，每年因气候潮湿，湿粮来不及晒于或未达到安全水分造成霉变、发芽等损失的粮食高达5，若按年产5亿吨计算，每年将损失2500万吨粮食。另外，随着我国国民经济的发展和人民生活水平的不断提高，无论粮食焉于食用还是深加工，对粮食的品质要求都越来越高。特别是在我国加入WTO以后，国外高品质的粮食将会使国内粮食市场受到严重冲击，全球粮食市场也会提高对我国粮食干燥品质的要求。因此，在粮食干燥领域，要提高认识、更耨观念，从追求数量向提高质量转变，科学合理地发展粮食干燥设备及控制技术，以确保干燥后粮食的品质满足安全储存、合理流通和后续加工的要求。 目前，我国对粮食干燥机控制理论的研究与实践尚处于起步阶段，缺乏系统全面的研究，而在整个粮食干燥系统中自动控制是最薄弱的环节。在实际生产中，粮食于澡机的设计还依靠经验方法进行，基本上以手动搽作为主，自动化程度低，因此生产的干燥机往往能耗大、效率低、故障率高，操作非常不方便，稳定性较差。特别是干燥过程中粮食本分的测定是靠人工闽断墩样测定，然后再进行控制。由于测控过程仅靠人工控制，导致被干燥粮食的含水分波动范围大，失控机会多，直接影响了粮食产量和品质的稳定性。 随着现代干燥技术的发展，特别是随着大型粮食十燥机的不断外发和生产，大力研究与粮食于燥枫配套的自动控制系统，将计算机技术、智能诧技术应用于粮食干燥机的设计、分析和干燥过程的控制，可以大大提高粮食干燥机的自动化水平。这对减少粮食损失，提高我团的粮食干燥技术水平，充分发挥粮食干燥机的生产能力，增强我国粮食产晶在国际市场上的竞争力，具有十分重要的意义和广阔的发展前景。1.2. 国内外粮食干燥设备的研究和发展状况1.2.1. 国外粮食干燥设备的研究和发展状况 国外粮食干燥技术已有60多年的发展历史，大体经历了四个阶段强：20世纪50年代到60年代基本上实现了粮食干燥机械化；60年代至70年代粮食干燥实现了自动化；70年代到80年代粮食干燥向高效、优质、节能、降低成本和电脑控制方向发展；20世纪90年代开始的粮食干燥机的高度蠢动化和智能化阶段，主要继续提高粮食的干燥质量、自动化和信息化水平。近年来，在粮食干燥过程的计算机模拟方面取得了较大的进展，传统软件和专用软件的不断开发，对粮食干燥机械的设计和产品质量的改进起到了极其重要的作用。总结起来，主要表现在以下几个方面： 1)干燥机类型多，规格多样化。欧美国家，如美国、英国、丹麦、加拿大等国家的粮食于燥机生产率都比较高，如美豳的受克利公司，丹麦的西勃剩亚公司都是生产大型粮食干燥机的厂家，主要用于干燥玉米、小麦；只本虽然人多地少，但却有几家生产粮食干燥机的专业厂，如金子、静冈、山本、左竹等公司都是生产粮食干燥机的专监厂家，他们生产的比较典型的机型是循环干燥机系列，属于中小型的粮食干燥机。 2)自动化水平比较高。从20世纪60年代起，国外学者就开始研究粮食干燥过程自动控制问题，一些发达国家，如美国、日本产的粮食干燥机已经实现了干燥作业半自动化和干燥介质温度控制的自动化。到了20世纪70年代，随着电子技术的飞速发展，应用传统控制理论实现了粮食干燥过程的自动化。近年来，由予微型计算机的迅速普及，智能控制系统，如专家系统、模糊逻辑控制等汜经开始应用于粮食干燥过程控制。1997年，Taprantzis等人研究了流化床干燥器的模糊控制问题，并与PI控制的结果相比较，结果表明模糊控制比PI控制具有较好的动态特性。1999年，Siettos等人分别研究了流化床干燥器的模糊控制过程和PID控制过程，结果表明，模糊控制较PID控制具有较好的控制特性，控制器的设计也较传统的非线性控制器简单，且控制目标单一，仅限于粮食干燥后水分。密歇根州立大学的EWBakker和刘强在出席1999年的IFT年会时，提交的论文提出了一种新的干燥机含水率控制策略，它由模型预测控制算法和近年来迅速发展的分布参数过程模型组成，对于控制非线性和静态时域过程非常有效。以上这些控制方法的使用，大大提高了粮食干燥机的自动化水平。 3)机械化粮食干燥率高，干燥机使用普遍。美国粮食干燥已实现机械化；日本粮食干燥机的拥有量为150万台，谷物干燥机械化水平已达到90。 4)热源以天然气、汽油、丙烷为主，污染少，安装和维修比较方便，可靠性高，控制比较便利。 5)以粮食品质为中心设计和使用干燥机。为在干燥过程中保证粮食的品质，一是从工艺上着手，严格控制谷温和干燥速度，如日本的循环式干燥机，干燥水稻在10h以上，降水率保持在12h左右；二是以干燥均匀性为重点，采取措施改进烘后粮食品质，如改进排粮机构、喂入装置以改善粮食流动和干燥的均匀性。1.2.2. 我国粮食干燥设备的现状及发展趋势 我国粮食干燥机械的发展是从解放初期引进仿制日本、前苏联等国外的干燥机开始的。20世纪70年代后期，有关科研单位丌始研制开发适合于我国国情的粮食干燥机，它们大多适用于农场生产连队和农村生产队使用。80年代后，我国农村经济体制开始进行改革，研制的干燥机械大多向多用化、小型化方向发展。90年代以来，随着农村改革的深入发展，农村经济和农业生产力水平有了较快的提高，专业化、集约化的规模经营也有了新的发展，特别是大型粮库、国有农垦系统的种子和粮食生产基地，逐步装备起成套的粮食干燥设备，并与仓储、加工等设施配套成龙，成为我国粮食烘干机械的主要应用代表。同时，也出现了四川省三台烘干机械厂、辽宁省铁岭精工机械厂、黑龙江红兴隆机械厂等干燥设备的专业化生产厂家，以及中国农业工程研究设计院、四川省农机研究院、黑龙江省农机研究院等干燥机的研究部门。 在粮食干燥过程的自动控制研究方面，同国外相比，我国虽然起步较晚，但经过一些大专院校及有关科研单位的不断努力获得了较大的发展。1993年到1997年，中国农业大曹崇文教授先后发表数篇论文，详细介绍了其关于粮食干燥过程模糊数学方法和模糊神经网络控制方法的研究成果，包括粮食干燥机的模糊控制和模糊优化、干燥品质的模糊预测和基于神经网络的逆流式谷物干燥机模型辨识等问题。1996年，吉林大学李俊明、殷永光等以干燥塔热风温度为依据，根据操作者的经验制定了模糊控制规则，利用模糊控制实现了排粮电机的转速调节，并针对干燥过程的大滞后问题，设计了自组织模糊控制器，开发了模糊控制系统。2002年，李长友教授试验研究了稻谷干燥过程模糊控制问题，开发了稻谷循环干燥机自动控制专家系统。 近年来，我国还在粮食干燥领域开展了一系列的国际合作。与美国、英国、日本、加拿大、法国等国家的科研机构、学校和干燥机生产厂家就有关粮食干燥技术和设备进行了广泛的技术交流。部分院校、科研院所和生产厂家与国外建立了合作关系。国外干燥机也通过合资、合作的方式在国内生产制造，如铁岭的帅英干燥机、江苏的三九干燥机、上海的金子干燥机等。 虽然我国的粮食干燥机械经过了近50年的不断探索与发展，已经拥有50多家生产企业。但还存在数量少、技术含量低、成熟机型不多、产品种类少、耗能高、自动化水平低等问题。我国现有粮食干燥机械2万多台，每年机械干燥的粮食仅占全国总产量的1左右，而世界发达国家机械烘干的粮食占总产量的95左右。而且，我国的粮食干燥机械基本上采用手动控制，自动化程度不高，能耗大，经常造成堵粮、过火及干燥不均匀，严重影响我国粮食的品质，也给粮食储藏带来了困难。可见，我国粮食干燥机械的发展还远远不能适应于粮食生产发展需要。 我国粮食干燥设备的发展趋势主要有以下几个方面： 1)自动控制及微机应用将有较大发展。近十年年，我国对粮食干燥机的结构进行了大量的理论与实践的研究，在干燥工艺上基本达到了国际水平。但我国在自动控制、微机应用等方面与国外的差距还较大，按照国家有关大型粮食干燥机项目的招标文件要求，粮食干燥机必须配备粮食水分的在线检测系统。随着该系统的普遍应用，整个干燥工艺的自动控制也就很容易实现，同时也必将使电器自动保护、自动超温报警、故障报警及记忆、热风风量的自动调节、粮食入机出机流量的自动控制等方面都会有进一步的完善、提高和发展，从而实现自动控制。 2)废气余热利用将有较大发展。在利用废气余热方面，国外进行了很多探讨，取得了一些效果，我国今后也会在这方面继续深入进行研究，以利于节能和提高粮食的干燥品质。 3)干燥机的适应性将得到重视。粮食干燥机的多适应性将进一步得到重视，主要是适应多种粮食作物干燥的需要，即适应降水幅度的需要。比如，在黑龙江省的机型要做到既能干燥高水分玉米，又能干燥水稻及其它作物。 4)干燥机的制造质量将会提高。随着计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)的广泛应用，加之与模具化生产技术的结合，必定会推动粮食予燥机的制造质量迅速提高。 5)干燥机操作与维修更加方便。随着效能设计的广泛应用和为用户服务意识的大幅度提高，今后的粮食干燥机必然在操作上更容易，在维修上更方便。1.3. 粮食烘干的主要机理 粮食干燥是一个复杂的热质交换过程，它不仅受物料特性和介质参数的影响，而且还与气候条件和干燥工艺有重要关系。它不仅是一个物理过程，还是一个化学和生物过程。对干燥的要求不仅是除去水分，而且要求保留粮食的营养成分，有时还要保留它的色香味。所以，粮食干燥涉及生物，化学，热力学，机械学和流体力学等多种学科，是一门多学科交叉的加工技术。 粮食的干燥过程，是干燥介质把热量传递给粮食，同时带走粮食水分的过程，伴随着水分和能量的交换和转移，高温干燥介质与粮食接触，进行热质交换，将热量传给粮食，使粮食中的水分蒸发，达到干燥的目的。1.4. 影响粮食干燥的因素1.4.1. 粮食的生理状态 刚收获的粮食含水率较高，大部分尚处于后熟阶段，其新陈代谢活动还比较旺盛。进行干燥时要缓慢些(或先低温，后高温两次干燥)。若干燥初期温度过高，就会损坏粮食内部的毛细管和胚部，从而引起内部水分难以向外转移，并降低种子的生活力。1.4.2. 粮食种类、状态及水分 粮食种类不同，其化学成分和结构也不同。一般是含淀粉成分多、含脂肪成分少、籽粒尺寸小、结构较松弛、含水率较大的粮食则内部扩散速度较大，干燥速度快。小麦、玉米等作物一次降水幅度较大，可达56，而大豆、稻谷等一次降水幅度较少，般为1-一3。第 35 页 共 17页2.电机选择2.1电动机选择（倒数第三页里有东东）2.1.1选择电动机类型2.1.2选择电动机容量电动机所需工作功率为：；工作机所需功率为：；传动装置的总效率为：；传动滚筒 滚动轴承效率 闭式齿轮传动效率 联轴器效率 代入数值得：所需电动机功率为：略大于 即可。选用同步转速1460r/min ；4级 ；型号 Y160M-4.功率为11kW2.1.3确定电动机转速取滚筒直径1.分配传动比（1）总传动比(2)分配动装置各级传动比取两级圆柱齿轮减速器高速级传动比则低速级的传动比2.1.4 电机端盖组装CAD截图 图2.1.4电机端盖2.2 运动和动力参数计算2.2.1电动机轴 2.2.2高速轴2.2.3中间轴2.2.4低速轴2.2.5滚筒轴3.齿轮计算3.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1按传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。2绞车为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB 10095-88）。3材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280 HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240 HBS，二者材料硬度差为40 HBS。4选小齿轮齿数，大齿轮齿数。取5初选螺旋角。初选螺旋角3.2按齿面接触强度设计由机械设计设计计算公式（10-21）进行试算，即3.2.1确定公式内的各计算数值（1）试选载荷系数1。（2）由机械设计第八版图10-30选取区域系数。（3）由机械设计第八版图10-26查得，则。（4）计算小齿轮传递的转矩。（5）由机械设计第八版表10-7 选取齿宽系数（6）由机械设计第八版表10-6查得材料的弹性影响系数（7）由机械设计第八版图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ；大齿轮的接触疲劳强度极限 。13计算应力循环次数。（9）由机械设计第八版图（10-19）取接触疲劳寿命系数; 。（10）计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，由机械设计第八版式（10-12）得（11）许用接触应力3.2.2计算（1）试算小齿轮分度圆直径=49.56mm（2）计算圆周速度（3）计算齿宽及模数 =2mmh=2.252.252=4.5mm49.56/4.5=11.01（4）计算纵向重合度0.318124tan=20.73（5）计算载荷系数K。已知使用系数根据v= 7.6 m/s,7级精度，由机械设计第八版图10-8查得动载系数由机械设计第八版表10-4查得的值与齿轮的相同，故由机械设计第八版图 10-13查得由机械设计第八版表10-3查得.故载荷系数11.111.41.42=2.2（6）按实际的载荷系数校正所算得分度圆直径，由式（10-10a）得（7）计算模数 3.3按齿根弯曲强度设计由式（10-17）3.3.1确定计算参数（1）计算载荷系数。 =2.09（2）根据纵向重合度 ，从机械设计第八版图10-28查得螺旋角影响系数（3）计算当量齿数。（4）查齿形系数。由表10-5查得（5）查取应力校正系数。由机械设计第八版表10-5查得（6）由机械设计第八版图10-24c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ；大齿轮的弯曲强度极限 ；（7）由机械设计第八版图10-18取弯曲疲劳寿命系数 ，；（8）计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数S1.4,由机械设计第八版式（10-12）得（9）计算大、小齿轮的 并加以比较。=由此可知大齿轮的数值大。3.3.2设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 大于由齿面齿根弯曲疲劳强度计算 的法面模数，取2，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度得的分度圆直径100.677mm 来计算应有的齿数。于是由取 ，则 取 3.4几何尺寸计算3.4.1计算中心距a=将中以距圆整为141mm.3.4.2按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，故参数、等不必修正。3.4.3计算大、小齿轮的分度圆直径3.4.4计算齿轮宽度圆整后取.低速级取m=3;由 取圆整后取表 1高速级齿轮：名称代号计 算 公 式 小齿轮大齿轮模数m22压力角2020分度圆直径d=227=54=2109=218齿顶高齿根高齿全高h齿顶圆直径表 2低速级齿轮：名称代号计 算 公 式 小齿轮大齿轮模数m33压力角2020分度圆直径d=327=54=2109=218齿顶高齿根高齿全高h齿顶圆直径4.轴的设计4.1低速轴4.1.1求输出轴上的功率转速和转矩 若取每级齿轮的传动的效率,则4.1.2求作用在齿轮上的力因已知低速级大齿轮的分度圆直径为圆周力 ,径向力 及轴向力 的4.1.3初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径.选取轴的材料为45钢,调质处理.根据机械设计第八版表15-3,取 ,于是得输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径.为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号.联轴器的计算转矩, 查表考虑到转矩变化很小,故取 ,则:按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件,查标准GB/T 5014-2003或手册,选用LX4型弹性柱销联轴器,其公称转矩为2500000 .半联轴器的孔径 ,故取 ,半联轴器长度 L=112mm ,半联轴器与轴配合的毂孔长度.4.1.4轴的结构设计（1）拟定轴上零件的装配方案 图4-1（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1)根据联轴器为了满足半联轴器的轴向定位要示求,1-2轴段右端需制出一轴肩,故取2-3段的直径 ;左端用轴端挡圈,按轴端直径取挡圈直径D=65mm.半联轴器与轴配合的毂孔长度,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,故1-2 段的长度应比 略短一些,现取.2)初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列圆锥滚子轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取 0 基本游子隙组 、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30313。其尺寸为dDT=65mm140mm36mm，故 ；而。3）取安装齿轮处的轴段4-5段的直径 ；齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为90mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取 。齿轮的左端采用轴肩定位，轴肩高度 ，故取h=6mm ，则轴环处的直径 。轴环宽度 ，取。4）轴承端盖的总宽度为20mm（由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离l=30mm，故取 低速轴的相关参数：表4-1功率转速转矩1-2段轴长84mm1-2段直径50mm2-3段轴长40.57mm2-3段直径62mm3-4段轴长49.5mm3-4段直径65mm4-5段轴长85mm4-5段直径70mm5-6段轴长60.5mm5-6段直径82mm6-7段轴长54.5mm6-7段直径65mm（3）轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按查表查得平键截面b*h=20mm12mm，键槽用键槽铣刀加工，长为L=63mm,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为 ；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为14mm9mm70mm，半联轴器与轴的配合为。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径公差为m6。4.2中间轴4.2.1求输出轴上的功率转速和转矩4.2.2求作用在齿轮上的力（1）因已知低速级小齿轮的分度圆直径为：（2）因已知高速级大齿轮的分度圆直径为：4.2.3初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径.选取轴的材料为45钢,调质处理.根据表15-3,取 ,于是得：轴的最小直径显然是安装轴承处轴的直径。图 4-24.2.4初步选择滚动轴承.（1）因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取 0 基本游子隙组 、标准精度级的单列圆锥滚子轴承。其尺寸为dD*T=35mm72mm18.25mm，故，；（2）取安装低速级小齿轮处的轴段2-3段的直径 ；齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为95mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取 。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度，故取h=6mm，则轴环处的直径。轴环宽度，取。（3）取安装高速级大齿轮的轴段4-5段的直径齿轮的右端与右端轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为56mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取。 4.2.5轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按查表查得平键截面b*h=22mm14mm。键槽用键槽铣刀加工，长为63mm,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为 ；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为14mm9mm70mm，半联轴器与轴的配合为 。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径公差为m6。中间轴的参数：表4-2功率10.10kw转速362.2r/min转矩263.61-2段轴长29.3mm1-2段直径25mm2-3段轴长90mm2-3段直径45mm3-4段轴长12mm3-4段直径57mm4-5段轴长51mm4-5段直径45mm4.3高速轴4.3.1求输出轴上的功率转速和转矩若取每级齿轮的传动的效率,则4.3.2求作用在齿轮上的力因已知低速级大齿轮的分度圆直径为4.3.3初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径.选取轴的材料为45钢,调质处理.根据表15-3,取 ,于是得：输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径.为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号.联轴器的计算转矩 , 查表 ,考虑到转矩变化很小,故取 ,则:按照计算转矩 应小于联轴器公称转矩的条件,查标准GB/T 5014-2003 或手册,选用LX2型弹性柱销联轴器,其公称转矩为560000 .半联轴器的孔径 ,故取 ,半联轴器长度 L=82mm ,半联轴器与轴配合的毂孔长度.4.4轴的结构设计4.4.1拟定轴上零件的装配方案图4-34.4.2根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1)为了满足半联 轴器的轴向定位要示求,1-2轴段右端需制出一轴肩,故取2-3 段的直径 ;左端用轴端挡圈,按轴端直径取挡圈直径D=45mm .半联轴器与轴配合的毂孔长度 ,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上 而不压在轴的端面上,故 段的长度应比 略短一些,现取.2)初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列圆锥滚子轴承.参照工作要求并根据 ,由轴承产品目录中初步选取 0 基本游子隙组 、标准精度级的单列圆锥滚子轴承。其尺寸为d*D*T=45mm*85mm*20.75mm，故 ；而 ，mm。3）取安装齿轮处的轴段4-5段,做成齿轮轴；已知齿轮轴轮毂的宽度为61mm，齿轮轴的直径为62.29mm。4）轴承端盖的总宽度为20mm（由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离l=30mm，故取。 5）轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按 查表查得平键截面b*h=14mm*9mm ，键槽用键槽铣刀加工，长为L=45mm,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为 ；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为14mm9mm70mm，半联轴器与轴的配合为 。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径公差为m6。高速轴的参数：表4-3功率10.41kw转速1460r/min转矩1-2段轴长80mm1-2段直径30mm2-3段轴长45.81mm2-3段直径42mm3-4段轴长45mm3-4段直径31.75mm4-5段轴长99.5mm4-5段直径48.86mm5-6段轴长61mm5-6段直径62.29mm6-7段轴长26.75mm6-7段直径45mm5.齿轮的参数化建模5.1齿轮的建模（1）在上工具箱中单击按钮，打开“新建”对话框，在“类型”列表框中选择“零件”选项，在“子类型”列表框中选择“实体”选项，在“名称”文本框中输入“dachilun_gear”，如图5-1所示。图5-1“新建”对话框2取消选中“使用默认模板”复选项。单击“确定”按钮，打开“新文件选项”对话框，选中其中“mmns_part_solid”选项，如图5-2所示，最后单击”确定“按钮，进入三维实体建模环境。图5-2“新文件选项”对话框（2）设置齿轮参数1在主菜单中依次选择“工具”“关系”选项，系统将自动弹出“关系”对话框。2在对话框中单击按钮，然后将齿轮的各参数依次添加到参数列表框中，具体内容如图5-4所示，完成齿轮参数添加后，单击“确定”按钮，关闭对话框。图5-3输入齿轮参数（3）绘制齿轮基本圆在右工具箱单击，弹出“草绘”对话框。选择FRONT 基准平面作为草绘平面，绘制如图5-4所示的任意尺寸的四个圆。（4）设置齿轮关系式，确定其尺寸参数1按照如图5-5所示，在“关系”对话框中分别添加确定齿轮的分度圆直径、基圆直径、齿根圆直径、齿顶圆直径的关系式。2双击草绘基本圆的直径尺寸，将它的尺寸分别修改为、修改的结果如图5-6所示。 图5-4草绘同心圆 图5-5“关系”对话框 图5-6修改同心圆尺寸 图5-7“曲线：从方程”对话框（5）创建齿轮齿廓线1在右工具箱中单击按钮打开“菜单管理器”菜单，在该菜单中依次选择“曲线选项” “从方程” “完成”选项，打开“曲线：从方程”对话框，如图5-7所示。2在模型树窗口中选择坐标系，然后再从“设置坐标类型”菜单中选择“笛卡尔”选项，如图5-8所示，打开记事本窗口。3在记事本文件中添加渐开线方程式，如图5-9所示。然后在记事本窗中选取“文件” “保存”选项保存设置。图5-8“菜单管理器”对话框 图5-9添加渐开线方程4选择图5-11中的曲线1、曲线2作为放置参照，创建过两曲线交点的基准点PNTO。参照设置如图5-10所示。曲 线1曲 线 2图5-11基准点参照曲线的选择 图5-10“基准点”对话框5如图5-12所示，单击“确定”按钮，选取基准平面TOP和RIGHT作为放置参照，创建过两平面交线的基准轴A_1，如图6-13所示。图5-12“基准轴”对话框 图5-13基准轴A_16如图5-13所示，单击“确定”按钮，创建经过基准点PNTO和基准轴A_1的基准平面DTM1,如图5-14所示。5 5-15基准平面对话框 5-15基准平面DTM17如图5-16所示，单击“确定”按钮，创建经过基准轴A_1，并由基准平面DTM1转过“-90/z”的基准平面DTM2，如图5-17所示。图5-16“基准平面”对话框 图5-17基准平面DTM28镜像渐开线。使用基准平面DTM2作为镜像平面基准曲线，结果如图5-18所示。图5-18镜像齿廓曲线（6）创建齿根圆实体特征1在右工具箱中单击按钮打开设计图标版。选择基准平面FRONT作为草绘平面，接收系统默认选项放置草绘平面。2在右工具箱中单击按钮打开“类型”对话框，选择其中的“环”单选按钮，然后在工作区中选择图5-19中的曲线1作为草绘剖面。再图标中输入拉伸深度为“b”，完成齿根圆实体的创建，创建后的结果如图5-20所示。图5-19草绘的图形 5-20拉伸的结果（7）创建一条齿廓曲线1在右工具箱中单击按钮，系统弹出“草绘”对话框，选取基准平面FRONT作为草绘平面后进入二维草绘平面。2在右工具箱单击按钮打开“类型”对话框，选择“单个”单选按钮，使用和并结合绘图工具绘制如图5-21所示的二维图形。图 5-21 草绘曲线图 5-22显示倒角半径3打开“关系”对话框，如图5-22所示，圆角半径尺寸显示为“sd0”，在对话框中输入如图5-23所示的关系式。图5-23“关系“对话框（8）复制齿廓曲线1在主菜单中依次选择“编辑” “特征操作”选项，打开“菜单管理器”菜单，选择其中的“复制”选项，选取“移动”复制方法，选取上一步刚创建的齿廓曲线作为复制对象。图5-24依次选取的 菜单2选取“平移”方式，并选取基准平面FRONT作为平移参照，设置平移距离为“B”，将曲线平移到齿坯的另一侧。图5-25输入旋转角度3继续在“移动特征”菜单中选取“旋转”方式，并选取轴A_1作为旋转复制参照，设置旋转角度为“asin(2*b*tan(beta/d)”，再将前一步平移复制的齿廓曲线旋转相应角度。最后生成如图5-26所示的另一端齿廓曲线。图5-26创建另一端齿廓曲线（9）创建投影曲线1在工具栏内单击按钮，系统弹出“草绘”对话框。选取“RIGUT”面作为草绘平面，选取“TOP”面作为参照平面，参照方向为“右”，单击“草绘”按钮进入草绘环境。2绘制如图5-27所示的二维草图，在工具栏内单击按钮完成草绘的绘制。图5-27绘制二维草图3主菜单中依次选择“编辑” “投影”选项，选取拉伸的齿根圆曲面为投影表面，投影结果如下图5-28所示。图5-28投影结果（10）创建第一个轮齿特征1在主菜单上依次单击“插入” “扫描混合”命令，系统弹出“扫描混合”操控面板，如图5-29所示。2在“扫描混合”操控面板内单击“参照”按钮，系统弹出“参照”上滑面板，如图6-30所示。图5-29 “扫描混合”操作面板 图5-30“参照”上滑面板3在“参照”上滑面板的“剖面控制”下拉列表框内选择“垂直于轨迹”选项，在“水平/垂直控制”下拉列表框内选择“垂直于曲面”选项，如图5-30示。4在绘图区单击选取分度圆上的投影线作为扫描混合的扫引线，如图5-31示。扫描引线图5-31选取扫描引线5在“扫描混合”操作面板中单击“剖面”按钮，系统弹出“剖面”上滑面板，在上方下拉列表框中选择“所选截面”选项，如图5-32所示。图5-32“剖面”上滑面板 图5-33 选取截面6在绘图区单击选取“扫描混合”截面，如图5-33所示。7在“扫描混合”操控面板内单击按钮完成第一个齿的创建，完成后的特征如图5-34所示。图5-34完成后的轮齿特征 图5-35“选择性粘贴“对话框(11)阵列轮齿1单击上一步创建的轮齿特征，在主工具栏中单击按钮，然后单击按钮，随即弹出“选择性粘贴”对话框，如图5-35所示。在该对话框中勾选“对副本应用移动/旋转变换”，然后单击“确定”按钮。图5-36 旋转角度设置 图5-37复制生成的第二个轮齿2单击复制特征工具栏中的“变换”，在“设置”下拉菜单中选取“旋转”选项，“方向参照”选取轴A_1，可在模型数中选取，也可以直接单击选择。输入旋转角度“360/z”,如图6-36所示。最后单击按钮，完成轮齿的复制，生成如图6-37所示的第2个轮齿。3在模型树中单击刚刚创建的第二个轮齿特征，在工具栏内单击按钮，或者依次在主菜单中单击“编辑” “阵列”命令，系统弹出“阵列”操控面板，如图6-38所示。图5-38 “阵列”操控面板图5-39 完成后的轮齿 图5-40齿轮的最终结构4在“阵列”操控面板内选择“轴”阵列，在绘图区单击选取齿根园的中心轴作为阵列参照，输入阵列数为“88”偏移角度为“360/z”。在“阵列”操控面板内单击按钮，完成阵列特征的创建，如图5-39所示。5最后“拉伸”、“阵列”轮齿的结构，如图5-40所示致谢本论文是在ee老师的悉心指导下完成的。e老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。本论文从选题到完成，每一步都是在导师的指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在此，谨向e老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！ 本论文的顺利完成，离不开各位老师、同学和朋友的关心和帮助。感谢CAD培训中心老师的指导和帮助。后文是被我人为屏蔽掉了，想要原版吗？小伙伴，在第2章电机选择中CAD图里找我联系方式吧参考文献1王定.矿用小绞车M.北京:煤炭工业出版社,1981.2程居山.矿山机械M.徐州:中国矿业大学出版社,2005.8.3王洪欣,李木,刘秉忠.机械设计工程学M.徐州;中国矿业大学出版社,2001.4唐大放,冯晓宁,杨现卿. 机械设计工程学M.徐州;中国矿业大学出版社,2001.5成大先.机械设计手则M.北京;化学工业出版社,2002.6寿楠椿,弹性薄板夸曲M.北京;高等出版社.1987.7刘鸿文.材料力学M. 北京;高等出版社.2004.8夏荣海,赫玉深.矿井提升设备M. 徐州:中国矿业大学出版社,1987.9国家发展和改革委员会.调度绞车M.北京：机械工业出版社 ，2007. 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