sj10025挤出机低速轴齿轮设计.doc
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1、摘要 挤出机,主机是挤塑机,它由挤压系统、传动系统和加热冷却系统组成。挤出机是一种常见的塑料机械设备,近年来,中国常规挤出机及生产线,以优异的性价比逐渐走俏国际巿场。同时,中国在先进挤出技术领域不断创新,开拓出了多种新型挤出产品。精密挤出技术适应高精加工需要 精密挤出成型可以免去后续加工手段,更好地满足制品应用的需求,同时达到降低材料成本、提高制品质量的目的。如今,满足塑料制品精密直接挤出的需要,多种成熟的技术已经推向巿场,聚合物熔体齿轮泵就是其中一种重要手段。这一技术已经广泛应用于化纤、薄膜、型材、管材、板材、线缆、复合挤出、造粒等生产线。单螺杆塑料挤出机采用单个减速机、单个螺筒、螺杆采用正
2、规型材、优质碳素钢。 特殊要求采用高强度耐腐蚀的合金钢经多级热处理和精加工而成,脱水排气,可配导热油节能装置,能耗比低。此次设计说明书根据具体参数的计算和工况的分析,从而制定了总体的控制方案。经过各种方案对比后,设计出挤出机低速轴齿轮的设计。关键词: 挤出机; 低速轴齿轮;机筒;机头Abstract Extruder, the host is crowded molding machine, it is composed of extrusion system, transmission system and heating cooling system. Extruder is a kind
3、 of common plastic machinery and equipment, in recent years, Chinas conventional extrusion machine and production line, with excellent cost-effective popular international market gradually. At the same time, China in the field of advanced extrusion technology innovation, develop a variety of new pro
4、ducts come out. Extrusion technology to meet the need of high precision processingPrecision extrusion can be removed from the follow-up processing method, better meet the needs of product application, at the same time to reduce the cost of materials, the purpose of improving the quality of the produ
5、cts. Today, meet the needs of plastic precision direct extrusion, a variety of mature technology has been to the market, the polymer melt gear pump is one of the important means. This technology has been widely used in chemical fiber, film, profile, pipes, plates, wire, composite extrusion, such as
6、granulation production lines. Single screw plastic extruder using a single reducer, normal profile is used for a single screw barrel, screw, high quality carbon steel. Special request is made of high strength and corrosion resistance of alloy steel after multi-stage heat treatment and finish machini
7、ng, dehydration and exhaust, can match heat conduction oil energy saving device, low energy consumption ratio. The design specification according to the calculation of specific parameters and condition analysis, thus made the overall control scheme. Through comparing various schemes, designed extrud
8、er low speed shaft gear design.Key words: Extruder;Low Speed Shaft Gear;Barrel;Head 目 录 引言 1 一设计初步方案 1 二本次设计的挤出机设计布置 1 第一章 挤出机的主要性能参数 2 1.1螺杆转速 2 1.2挤出机功率 2 1.3 轴向力P 3 1.4 生产能力 Q 3 第二章 电机的选择 4 第三章 减速器设计计算 5 3.1 传动部分设计计算 5 3.1.1 传动比计算及分配 5 3.1.2 各轴转速 5 3.1.3 各轴功率 6 3.1.4 各轴转矩 6 3.2 齿轮设计 6 3.2.1 高速级齿轮
9、传动 6 3.2.2 低速级齿轮传动 11 3.3 速比齿轮轴及其上轴承的设计、选择和校核 15 3.3.1 基本轴径的设计 15 3.3.2 轴的校核、选取轴承及所选轴承的校核 17 3.4 各轴上联接齿轮的键的选取与校核 30 3.4.1 低速级齿轮的健及其校核 30 3.4 各轴上联接齿轮的键的选取与校核 31 第四章 螺杆的设计与校核 32 4.1 螺杆材料 32 4.2 螺杆形式 32 4.3 螺杆参数 32 4.4 螺杆结构 32 4.5 螺纹的断面形状 33 4.6 校核 34 第五章 机筒的设计及强度校核 35 5.1 机筒结构设计及材料选择 35 5.2 机筒参数 36 5.
10、3 校核 36 第六章 .其他零部件的设计与校核 37 6.1 螺杆与轴联接处的花键的选择与校核 37 6.1.1 花键挤压强度校核 37 6.2 推力轴承的选择与校核 38 6.2.1 校验 39 6.2.2 寿命计算 40 6.3 联轴器的选择与校核 40 6.4 螺杆与机筒的组合设计 40 6.5机头的设计 40 6.6 温度控制 40 总结 41 参考文献 42 致谢43 前 言一、 初步设计方案 本设计为SJ100/25挤出机,制品可以为成品及半成品,应用的材料为低密度聚乙烯。喂养料的基础被次挤出机应用。塑料粘流态与其相比停留的时间较长。而且强烈的剪切会导致大量的热生成,故此需要良好
11、的冷却装置。螺杆有较大的直径比。并都承受剪切力和轴向力。物料传出的热量也由其接收。所以有较大的强度和抗磨损能力为所选螺杆的主要条件,还需要要比较好的化学腐蚀性能,较好的机械加工和在高温下不损坏的能力。所以要首先选取38/CrMoALA.因为螺杆运输材料,因此其结构特别关键。根据所查文献和相关知识确定螺杆为单螺旋等距突变螺杆,采用电机+减速机构+螺杆,让螺杆具有转速和扭矩。螺杆与机筒间的轴向推力轴承传递为螺杆所承受的轴向力。挤出机采用产品机构自己安装。二. 本次设计的挤出机设计布置 电动机减速机构螺杆图一 装配图46沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章.挤出机的主要性能参数 第一章 挤出机的
12、主要性能参数 此设计为SJ-100/25挤出机,采用的加工材料为“低密度聚乙烯”。根据相关文献可知本次设计的主要参数为螺杆直径 D=100mm 长径比 L/D=25螺杆转速 N=55r/min主电机型号 直流z4-250-21电机转速(同步) 1500r/min电机额定电压 440V 50HZ电机额定功率 N=110kw生产能力 Q=0.65=0.0651.1 螺杆转速 因为螺杆不能进料的临界转速为=55r/min 螺杆的工作转速 n=(0.2-0.7) 所以取 n=22.5r/min1.2 挤出机功率 公式: N=KLDn/1000 K计算系数 D螺杆直径 D=100mm=10cm N螺杆转
13、速 n=22.5 所以 N=56.52kw减速器设计为二级斜齿减速器取 =0.99 =0.99 =0.97 = =0.904 N=55.52/0.90461.416kw1.3 轴向力P因为 P=200F F=所以P=200D/4=2003.14100/4=15700kg1.4 生产能力 Q (1-4) 计算系数 取0.0030.007 n转速 n=22.5 Q=0.0051022.5=112.5沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 电机的选择第二章 电机的选择 根据机械设计手册23篇表23-33.依据功率,转速等因素确定电机: 选取:封闭式三相异步电动机 Y4 额定功率:45kw 转速:1
14、480 电流: 84.2A 效率:92.3% 同时查表23125得: 此电动机轴直径 D=60mm 外伸E=140mm 中心距H=225mm沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 减速器设计计算第三章 减速器设计计算3.1 传动部分设计计算3.1.1 传动比计算及分配由所设计原始尺寸可得:减速器总传动比 I=1480/22.5=65.78根据机械设计课程设计手册第二版得:I=(1.31.5)I 取I=1.4I 则 I=II=1.4I所以 I=7.2 I=5.143.1.2 各轴转速 设传动装置从电机到工作机有三个轴,依次为: ,轴。n=; n=; n=n电动机满载转速 n= 1470n,n,
15、n分别为 ,轴的转速 (单位)I,I,I分别为电动机至高速轴;至轴;至轴间的传动比 n=1480 n=206 n=403.1.3 各轴功率 P=P =450.990.99=44.1kw P=P =44.10.990.97=42.35kw P=P =42.350.990.97=40.67kw P电动机输出功率 P=N=45kw P,P,P个轴输入功率3.1.4 各轴转矩 T=9550=9550=290.37Nm T=9550=9550=284.56Nm T=9550=9550=1963.31Nm T=9550=9550=9709.96Nm表3-1 传动参数表轴号功率转速转矩传动形式传动比44.1
16、1480284.56联轴器轴承7.242.352061963.31齿轮轴承5.1440.67409709.96齿轮轴承3.2 齿轮设计3.2.1 高速级齿轮传动N=45kw,n=1480,I=7.2。,维持工作15年,总共300天需要工作,两班制,输送机采用带式,稳定,转向保持一致。(1) 确定齿轮类型,精度等级,材料和齿数 查机械设计表10-1 确定大、小齿轮的材料都为40Cr,调质和表面淬火处理之后,齿面硬度等于4855HRC.精度等级确定等于7级确定小齿轮齿数Z=24 则Z=I24=173暂时确定螺旋角=14(2) 按齿面接触强度设计依据机械设计公式10-21: (3-1) 选取公式内计
17、算数值 a、初步确定K=1.6 b、根据10-30确定区域系数 Z=2.433 c、根据图10-26 可知=0.78,=0.9,=+=1.68 d、小齿轮传递的转矩:T=2.910Nmm e、根据10-7采用齿宽系数=0.8 f、根据10-6 可知材料的弹性影响系数:Z=189.8MPa g、根据10-21e 可知齿轮的接触疲劳强度极限:=1100.MPa h、根据10-13 计算应力循环次数: N=60n=6014801(2830015)=6.3910 N=8.8810 i、由图10-19 确定接触疲劳寿命系数: K=0.9, K=1.02 j、求接触疲劳许用力:(取失效概率为10%,安全系
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