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1、新乡职业技术学院毕业设计(论文 )第- 1 -页- 1 -目录1.绪论.1一 输送机的设计.21.引言.21.2 螺旋输送机的工作原理.21.3 主要参数设计. .31.3.1 输送量. .31.3.2 螺旋之境的确定.41.3.3 螺旋转速的确定51.3.4 螺旋轴轴径的确定.51.3.5 单片叶片下料实型确定.61.3.6 倾斜角度.71.3.7 消耗功率计算.71.4传动端轴的计算8二 攻进挖掘机的设计.92.1 攻进挖掘机的设计要求.92.2 攻进挖掘机的类型.92.3 攻进挖掘机的设计.92.3.1 结构设计.92.3.2 动力选择.92.3.3 螺旋叶片下料实型确定.112.3.4
2、 螺旋轴的确定.122.3.5 挖头的设计. .152.4 功率计算.16名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 20 页 - - - - - - - - - 新乡职业技术学院毕业设计(论文 )第- 1 -页- 1 -摘要此螺旋挖掘机的主要的设计主要用于窨井的挖掘和挖掘出土石的传送，根据给定的输送量以及物料特性分别进行叶片用料实形、螺旋直径、螺旋转速等主要参数的设计计算（不计算自走装置） 。传动部分由于工作方式的限制采用液压传动和液压变速。根据计算得出主要参数选择
3、合适的电动机。最后根据计算所获得结果整理出安装尺寸以及装配图的绘制。关键词 ：螺旋输送机挖坑机液压传动名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 20 页 - - - - - - - - - 新乡职业技术学院毕业设计(论文 )第- 1 -页- 1 -绪 论螺旋窨井挖掘机是用于窨井挖掘的设备，主要为提高窨井挖掘效率。传统的窨井需要两个以上的人合作挖掘一到两天，本设备可以一人操作一小时挖掘完成六米深窨井。窨井挖掘机的工作机构有两大部分构成。一部分是螺旋传送机，用于挖出土石
4、的传送， 另一部分是攻进挖掘部分。 用于土石挖掘，下面对这两部分做一简单的介绍。首先介绍螺旋传送机，螺旋传送机是生产和物流运输不可缺少的重要机械设备之一，在国民经济的各个部门中得到了相当广泛的应用，已经遍及冶金、采矿、动力、建材、轻工、码头等一些重工业及交通运输等部门。 本文主要为输送原料进行螺旋输送机的相关结构和参数设计第二部分公斤挖掘部分。它主要用于破开土石，挖成一个直径200毫米左右的洞适合后面的螺旋传送机向下行进。由于能力有限， 经验不足， 设计中还有许多不足之处， 希望各位老师加以指正。谢谢！名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - -
5、 - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 20 页 - - - - - - - - - 新乡职业技术学院毕业设计（论文）第 2 页-2-第 1 章 输送机的的设计1.1 引言螺旋输送机是一种常用的连续输送机械。它是利用工作构件即螺旋体的旋转运动使物料向需要的方向运送， 是现代化生产和物流运输不可缺少的重要机械设备之一，在国民经济的各个部门中得到了相当广泛的应用，已经遍及冶金、采矿、动力、建材、轻工、码头等一些重工业及交通运输等部门。主要是用来运送大宗散货物料，如煤、矿石、粮食、砂、化肥等。本文主要为输送原料进行螺旋输送机的相关结构和参数设计。1.2螺旋输送
6、机的工作原理产中的螺旋输送机主要用于原料的输送和混合，一般采用实片无吊挂轴承、 等螺距的单头普通螺旋输送机。其结构如图1 所示，它由一根装有螺旋叶片的转轴和料槽组成。 转轴通过轴承安装在料槽两端轴承座上，转轴一端的轴头与驱动装置相联。料槽顶面和槽底开有进、 出料口。其工作原理是： 物料从进料口加入，当转轴转动时， 物料受到螺旋叶片法向推力的作用，该推力的径向分力和叶片对物料的摩擦力， 有可能带着物料绕轴转动， 但由于物料本身的重力和料槽对物料的摩擦力的缘故， 才不与螺旋叶片一起旋转， 而在叶片法向推力的轴向分力作用下，沿着料槽轴向移动。 螺旋转输送机在输送物料过程中，物料的运动由于受旋转螺旋的
7、影响， 其运动并非是单纯的沿轴线作直线运动，而是在一复合运动中沿螺旋轴作一个空间运动。 设螺旋输的螺旋为标准的等螺距等直径、螺旋面升角为 的单头螺旋。当螺旋面的升角 在展开的状态时，螺旋线用一条斜直线来表示。下面以距离螺旋轴线r 处的物料颗粒M 作为研究对象，进行运动分析( 图 2)。旋转螺旋面作用在物料颗粒M 上的力为P，由于物料与叶片的摩擦关名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 20 页 - - - - - - - - - 新乡职业技术学院毕业设计(论文 )
8、第- 3 -页- 3 -系，P 力的方向与螺旋面的法线方向偏离了 角。 角的大小由物料对螺旋面的摩擦角 及螺旋面的表面粗糙程度决定， 对于一般热压或用冷轧钢板拉制的螺旋面， 可忽略其表面粗糙程度对 角的影响，即认为=。P 力可分解为法向分力P1，和径向分力P2。物料颗粒M 在 P力的作用下，在料槽中进行着一个复合运动，既沿轴向移动，又沿径向旋转，既有轴向速度Vl，又有圆周速度 V2，其合速度为V。当螺旋体以角速度 绕轴回转时，距离螺旋叶片任一半径r 处的 O 点物料 运输工业中螺旋输送机主要用于原料的输送，一般采用实体螺旋叶片，（由于本设计运送的为土石所以也采用实体叶片。）中间吊挂轴承等螺距的
9、全叶式螺旋即 S制法螺旋输送机。其一般结构图如下图1所示它由一根装有螺旋叶片的转轴和料槽组成。转轴通过轴承安装在料槽两端轴承座上，转轴一端的轴头与驱动装置相联。料槽顶面和槽底开有进、出料口。其工作原理是：物料从进料口加入， 当转轴转动时，物料受到螺旋叶片法向推力的作用，该推力的径向分力和叶片对物料的摩擦力，有可能带着物料绕轴转动， 但由于物料本身的重力和料槽对物料的摩擦力的缘故，才不与螺旋叶片一起旋转， 而在叶片法向推力的轴向分力作用下，沿着料槽轴向移动。1.3 主要参数设计1.3.1输送量输送量是衡量螺旋输送机能力的一个重要指标，现传送物料选择为土石， 平均挖掘量为 10T/时，采用螺旋输送
10、机作水平输送，输送距离为0-6米。在输送物料时，螺旋轴径所占据的截面虽然对输送能力有一定的影响，但对于整机而言所 占 比 例 不 大 ， 因 此 ， 螺 旋 输 送 机 的 物 料 输 送 量 可 粗 略 按 下 式 计名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 20 页 - - - - - - - - - 新乡职业技术学院毕业设计(论文 )第- 4 -页- 4 -算： .36001fQ式中：Q=螺旋输送机输送量，t h。 F为料槽内物料层横截面积入为物料的单位容积质
11、量，t m，它同原料的种类、湿度、切料的长度以及净化方式、效果等多种因素有关，其值查阅相关的手册为倾斜输送系数在实际工作中，通常不考虑物料轴向阻滞的影响，因此物料在料槽内的轴向移动速度60/1ns所以.472nsDQ由式 (4)可以看出， 螺旋输送机的物料输送量与D 、S、n、，有关，当物料输送量 Q 确定后，可以调整螺旋外径D 、螺距S、螺旋转速 n和填充系数等四个参数来满足Q 的要求。1.3.2螺旋直径的确定螺旋叶片直径是螺旋输送机的重要参数，直接关系到输送机的生产量和结构尺寸。一般根据螺旋输送机生产能力、输送物料类型、结构和布置形式确定螺旋叶片直径。由经验公式5 .21/CGKD米此种螺
12、旋输送机以土石为输送原料，由已知条件知122.110G吨/ 时【1.2倍系考虑生产数倍量】=0.25 【查表得物料填充系数】=2.7 吨/3米【查表得物料堆积重度】1k=0.0565螺旋输送机的螺旋轴直径系列如下100，120,150,200,250,300,400,500,600，800，,1200因窨井直径要求取D=1200mm螺距不仅决定着螺旋的升角， 还决定着在一定填充系数 F物料运行的滑移面，所以螺距的大小直接影响着物料输送过程。 输送量Q 和直 D 一定时，螺距改变， 物料运动的滑移面随着改变，这将导致物料运动速度分布的变化对于标准的输送机，通常螺距为K=0810；当倾斜布置或输送
13、物料流动性较差时K08；当水平布置时， K1=0 810。因选用全叶式螺旋，由于土石的难流动与竖直传送其螺距和螺旋直径的关系为S=0.3D=360mm取整值400.名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 20 页 - - - - - - - - - 新乡职业技术学院毕业设计(论文 )第- 5 -页- 5 -1.3.3 螺旋转速的确定螺旋轴的转速对输送量有较大的影响。一般说来，螺旋轴转速加快， 输送机的生产能力提高， 转速过小则输送机的输送量下降但转速也不宜过高，因
14、为当转速超过一定的极限值时，会使攻进装置过载，以致无法工作。所以还需要对转速n进行一定的限定， 不能超过某一极限值。为了保证物料能比较平稳地输送，不至被挖掘中断，根据实验螺旋的极限转速为Dkn/2。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。1式中D 为螺旋直径，2k为物料特性系数查表可得土石的物料特性系数为0.043。由以上计算可得 D=1.2m代入1式求的螺旋转速N=110 转/ 分按螺旋输送机转速系列 20,30,35,45,60,75,90,120,150,190因此圆整取标准系列值N= 转/ 分在此校核填充系数SCnDG247/=24.01
15、8.01.01.1120)1 .0(47/2 .12在推荐范围了填充系数满足要求1.3.4螺旋轴轴径的确定螺旋轴径的大小与螺距有关， 因为两者共同决定了螺旋叶片的升角，也就决定了物料的滑移方向及速度分布， 所以应从考虑螺旋面与物料的摩擦关系以及速度各分量的适当分布来确定最合理的轴径与螺距之间的关系。根据物料的运动分析,名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 20 页 - - - - - - - - - 新乡职业技术学院毕业设计(论文 )第- 6 -页- 6 -可知
16、要保证物料在料槽中的轴向移动，螺旋轴径处的轴向速度1v要大于0，即螺旋内升角2/2a，又因为tanp=f， tan=Sd所以螺距与轴径之间的关系必须满足的条件之一是：d/fs实践证明， 对大多数螺旋输送机来说， 一般其螺旋体的结构均能满足第一个条件的要求，但对螺旋体直径较小(例如D=100mm) 的螺旋输送机来说，其2不一定能满足第一个条件的要求， 因而在确定较小直径螺旋体的S和d时，必须进行这项验算工作。 轴径与螺距的关系还应满足的第二个条件是：螺旋轴径处的轴向速度1v要大于圆周速度2v，即21vv。由此计算得出的轴径相当大，这势必降低有效输送截面。 为了保证足够的有效输送截面，从而保证输送
17、能力，就得加大结构，使得输送机结构粗大笨重，成本增加。所以，螺旋轴径与螺距的关系应是输送功能与结构的综合，在能够满足输送要求的前提下，直尽可能使结构紧凑由于螺旋输送机的填充系数较低，只要保证靠近叶片外侧的物料具有较大的轴向速度，且轴向速度大于圆周速度即可。一般轴径计算公式为d=【00.500.2】D在此 取d=0.125D即 d=0.1100=100mm1.3.5单片叶片下料实型确定全叶式螺旋结构简单， 输送效率亦高，适于输送松散的物料。而叶片是极易磨损的原件，需要经常的制备和更换。 叶片通常先煨制成长度为一个螺距的单节叶片，再在转轴上焊接成为连续的螺旋。单节螺旋叶片的计算方法如上图所示，根据
18、已知的 C,D,S,d 值 ，计算aR 的值。计算公式如下r=11/LLcL.1R=rc.2rL01745.0/36010.3式中222SCL.42221SdL.5由上面计算可知螺旋轴直径d=100mm螺旋直径 D=1200mmC=35mm =Mr=0.4mR=0.385M名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 20 页 - - - - - - - - - 新乡职业技术学院毕业设计(论文 )第- 7 -页- 7 -a=0201.3.6倾斜角度螺旋输送机的倾斜角度对
19、于螺旋输送机输送过程的生产率和功率消耗都有影响，一般它是以一个影响系数的形式来体现的，螺旋输送机输送能力将随着倾斜角度的增加而迅速降低， 同时，螺旋输送机布置时倾斜角度也将影响物料的输送效果，而且本款竖直传送要考虑土石受重力的问题。另外倾斜角度的大小还会影响填充系数，倾斜角度对填充系数的影响如表1。倾斜角度越大，允许的填充系数越小，螺旋输送机的输送能力越低。因此，在满足使用条件的前提下，在此选用水平布置，提高输送效率，即倾斜角度为零。1.3.7螺旋传送机消耗功率的计算螺旋输送机的功率， 用以克服以下阻力。 1)使被运物料提升高度 H(水平或倾斜)所需的能量 (2) 被运物料对料槽壁和螺旋面的摩
20、擦所引起的能量消耗(3) 物料内部颗粒间的相互摩擦引起的能量消耗；(4) 中间轴与基座处的摩擦引起的能量消耗。克服以上阻力所需轴功率0N0N=)(367HLGk千瓦所需电动机功率电N=)(367HLGk千瓦其中为物料阻力系数L为输送机水平投影长度H为垂直投影高度总传动效率（采用液压传动）一般取=0.94k为功率备用系数k=1。2 -1.40N为轴功率电N为电动机功率由上式代入数值计算得：0N=)(367HLGk=)55 .1(367122.1=17.5千瓦电N=)(367HLGk=17.8千瓦名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - -
21、- - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 20 页 - - - - - - - - - 新乡职业技术学院毕业设计(论文 )第- 8 -页- 8 -1.4 传动端轴的计算螺旋输送机的传动采用液压传动只校核传入端轴直径d， 直径d是由螺旋直径D 的系列所确定。 但端轴传递的功率则随螺旋输送机的水平投影长度L和垂直投影高度H 值的增加而增大。为了保证端轴能可靠的传递功率，确定功率后，对端轴进行强度验算。一定系列螺旋输送机的端轴所能承受的扭矩M 和悬臂力 P是固定的。端轴的需用扭矩通常以许用千瓦转速比【nN】表示。现拟采用联轴节和减速器作为传动装置。端轴受扭矩作用进行千瓦转
22、速验算05.060/3 .00nNK千瓦/ 转/ 分查表得D=100 毫米时0nNnN所以端轴强度满足强度要求第 2 章 攻进挖坑机的设计2.1 攻进挖坑机的设计要求1) 挖坑机所挖出的坑径应该方便螺旋输送机下行的要求。2) 挖出的坑径要有较好的垂直度，坑壁应整齐。3)要求出土率在 90% 以上，以便在螺旋输送机的工进，挖坑时，抛出土应在坑的周围，抛土半径不应太大，以便处理。2.2 攻进挖坑机的类型挖坑机的种类很多。 如果按与配套动力的挂接方式对其进行分类，可分为悬挂式挖坑机； 手提式挖坑机、 牵引式挖坑机和自走式挖坑机本次挖坑机主要起到名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - -
23、 - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 20 页 - - - - - - - - - 新乡职业技术学院毕业设计(论文 )第- 9 -页- 9 -工进作用。按挖坑机上配置的钻头数量可分为单钻头、双钻头和多钻头掘坑机。挖坑机的钻头根据形状可分为螺旋式钻头螺旋带型钻头、叶片型钻头和螺旋齿式钻头等（本设计综合考虑采用双钻头）。对于悬挂式挖坑机，机器悬挂在拖拉机上主要用于地形平缓或拖拉机可以通行的地方，钻头的升降由拖拉机手通过拖拉机液压系统操纵， 挖坑直径和深度都比较大，也可以多钻头同时作业。自走式挖坑机设计成整体自走式， 挖
24、坑机本身自带动力，通过性较好，技术含量和自动化程度较高，价格昂贵。后两种挖坑机由于局限性较大，在我国应用较少。单钻头挖坑机在我国应用比较普遍， 多钻头挖坑机则比较少见。 挖坑机的钻头形状多为螺旋式或螺旋带型。2.3 攻进挖掘机的设计2.3.1 结构设计挖坑机是由拖拉机或电动机输出动力(带动液压泵），带动本设计所采用的液压泵。同时在液压提升机构控制下上下运动，以此实现挖头切土和抛土，从而形成土坑。据资料显示，挖坑机基本情况如下：配套动力2240kW ，坑径3001000mm ，坑深300mm ，挖头结构为螺旋叶片式，有单头或多头之分，导程也各不相同，也有变导程的。其结构和工作原理基本相同。2.3
25、.2动力选择原始数据：1)深度（mm ）:5002)钻头长度 :3603)钻头转数（ r/min ）: 随钻深变速4)运输间隙（ mm):4505)钻头直径（ mm ）:300挖坑的动力消耗与坑径、坑深、土壤硬度和下降速度有关。通过试验，坑径D 600mm ，坑深H 800mm ，配套动力应在 20kW 以下。动力大则效率大对机械本身强度要求高但传动采用液压转动所以穿动动力不会打机械本身。已知数据1)输送高度 H=0m ；2)土壤松散密度 r=2.7t/m3（所查土壤的实体密度实=2.62.8t/m3）3)转速n0=300r/m( 此是所要求的钻头转速)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载
26、 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 20 页 - - - - - - - - - 新乡职业技术学院毕业设计(论文 )第- 10 -页- 10 -4)物料填充系数 =0.6 （经验数据垂直螺旋挖掘铲的填充系数0.5， 由2中知港口使用的垂直螺旋卸船机=0.70.8 ，故估算 =0.6）垂直螺旋挖掘铲的轴功率计算公式yQHP3470其中，)sin()sin()cos(sin000rrtgrQ螺旋能力Q=542.6t/h螺旋挖掘效率0r绝对速度与水平线间夹角螺旋叶片螺旋角，推荐015土壤与螺旋表面之间的
27、摩擦角（0）则 可相 应 地 土 壤 与外 壳间 摩 擦 系数35.01f，由 3 中1ftg， 知摩 擦 角03.1935.0arctg，由此查中表15-24。可得17.0，0021r由3式，kwkw96.617.03678.06 .5420选择的动力是电动机，kwP75.21%18%4096.6210柴油机的效率是%401，传动过程中的效率%802。2.3.3螺旋叶片类型及尺寸确定螺旋挖掘铲的叶片有实体型、带式、叶片型及齿形四种。 据实际情况宜采用带氏螺旋， 这也是常用的形式。按设计的直径、螺旋和厚度通过带钢材连续冷轧而制成整体螺旋叶片，安装在给定尺寸管轴上组成螺旋体；（2）分段式螺旋叶片
28、是将叶片制成等螺距的单片，然后将每个单片彼此对焊在一起构成螺旋体。制成的螺旋体在转动过程中应具有一定的刚度，与机壳保持一定的间距。 由于分段式螺旋叶片不需要大型专用设备，可以按需要制成需要制成异形的、大直径的、加厚的、要求淬火的及特殊材质的叶片。分段式实体型螺旋叶片通常是将薄钢板名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 20 页 - - - - - - - - - 新乡职业技术学院毕业设计(论文 )第- 11 -页- 11-经下料后用模具冷压或热压制成。所以本次设
29、计中采用分段式螺旋叶片。其下料尺寸如下图 12所示：图13、螺旋挖掘铲则L=22)(SD=22620)62014.3(=2043 mmL1=22)(Sd=22620)16014.3(=798 mmd螺旋轴直径（由后面计算得为160mm ）D 螺旋叶片直径 (取620mm)S螺距(取620mm)L螺旋叶片料坯外孔弧长度L1螺旋叶片料坯内孔弧长度R/r=L/L1即r=L/L1.Rb=R-r R=r+b 则 r=L1+b/L-1所需螺旋个数X=L /S=6200/620=10( 这里的L是根据滚筒的长度来算的)根据具体设计用 3.5mm 钢板来切割出圆环。可根据公式求出圆心角a，a=(2R-L)/2
30、 Rx360 =5.82.3.4螺旋轴的确定1）选材及热处理一般情况下选 45 号钢，调质或正火；也可用35、40、50号钢，不重要或受力较小的轴可选用 Q235 、Q275 。高速重载下，可选合金钢，可对轴颈表面淬火。（低碳钢的可渗碳 -淬火）但对应力集中敏感，应在结构设计中充分注意。球墨铸铁吸振性好，对应力集中不敏感、耐磨。具体材料与机构性能详见表7，选择 45名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 20 页 - - - - - - - - - 新乡职业技术
31、学院毕业设计(论文 )第- 12 -页- 12 -号钢11，调质处理，该轴硬度为170HB-217HB ，弯曲应力b=590Map，s=295Map ，1=255 Map，1=140 MPa， 1=55 MPa轴的结构设计由于本螺旋挖掘铲的挖坑深度是500mm ，了提高轴的刚度和抗弯强度，因此根据轴的实际生产经验，查表初步选择35 的钢管，即直径为35 毫米。2）轴的校核虽然土壤在轴四周被均匀输送，螺旋轴在旋转时， 由于自身的重力和焊在其上面的螺旋叶片的重力， 此轴不仅受扭矩还受弯矩， 所以在此需要校核其扭矩及弯矩的强度和刚度。由于所选的螺旋叶片螺距S=400，挖掘深度为300m ，该螺旋叶片
32、的导程P=620mm，据 L=nS可知有 1 个螺距。3）估算轴的直径轴的直径计算式19：轴d)1 (430nPA=435.0130096.6126=90.5300mm式中:d 轴的直径；P 轴传递的额定功率 (Kw)；n 轴的转速 (r/min)；0A 按 而定的系数 126103，见机械设计手册； 空心轴的内径与外径之比，取=0.5 ；根据轴的扭转强度条件公式32 .09550000dnPWTT式中:- 扭转切应力，单位为（MPa ）；T- 轴所受的扭矩，单位为（ N.m ） ；TW- 轴的抗扭截面系数（3mm） ；-轴的许用转应力2545(aMP)见机械设计手册；名师资料总结 - - -
33、精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 20 页 - - - - - - - - - 新乡职业技术学院毕业设计(论文 )第- 13 -页- 13 -21602. 030096. 69550000TWT=43。27MPa 所以轴径 36mm 符合设计需要。表 4轴的材料参数表轴的材料Q235-A20Q275 354540Cr 等高强度钢2mmN15-2520-3525-4535-55A149-126135-112126-103112-97注：表中所给出的 值是考虑了弯曲影响而降低了的许用
34、扭转剪应力。在下列情况下 取较大值，A取较小值；弯矩较小或只受扭矩作用，载荷较平稳，无轴向载荷或只有较小的轴向载荷，减速器的低速轴，轴单向旋转。反之， 取较小值，A取较大值。在计算减速器中间轴的危险截面处（安装小齿轮处）的直径时， 若轴的材料为 45 号钢，可取 A=130-165。螺旋轴直径为36 。轴的疲劳强度校核由扭矩 T形成的扭转剪应力为 =T/WTWT抗扭截面系数 (WT=3D(1-4)/16) ， =d/D根据已知 P、n可得出： M=9549nP95499023.0=24.403 N.m对于直径为 d 的圆轴弯曲应力为 =M/W ， 扭转切应力 =T/WT=T/2W 将和代入式【
35、 3】中 则 轴 的 弯 扭 强 度 条 件 为 ：e=W122)( TM1（18）其中 T=np9550通常由弯矩所产生的弯曲应力是对称循环变应力， 而由扭矩所产生的扭转切应力则不是对称循环变应力。为了考虑两者循环特性不同的影响，引入折合系数，则计算应力为22)(aMca式中的弯曲应力为对称循环变应力，当为静应力时取3.0，当为脉动循环变应力时6.0，若为对称循环变应力时取1；在本文中，取=0.3；根据设计计算的需要求出已知量，方便后序计算：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -
36、- 第 15 页，共 20 页 - - - - - - - - - 新乡职业技术学院毕业设计(论文 )第- 14 -页- 14 -：抗弯截面系数34348000)1(1.0mmdW抗扭截面系数34396000)1(2.0mmdWT极惯性系数47441003.6)1(32mmDIP式中：TW- 抗扭截面系数；W- 抗弯截面系数；PI- 轴截面的极惯性矩；- 轴内径与外径之比；根据上面公式求得： T= 221.56N.mW=480003所以e=W122)( TM=MPa48.156.2213.0403.2448000122）（1（19）由于螺旋轴叶片均匀分布在螺旋轴上，因此它们的自重为均布载荷，
37、螺旋轴可简化为均布载荷作用下的简支梁，如图11 所示图 11 螺旋轴的受力分布图则螺旋轴的弯矩【6】为maxM=82ql（20）将已知数值代入（ 19）式得出e= 50MPa查表【3】可知轴材料为 45 钢的b=590 MPa 的1=55 MPa名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 16 页，共 20 页 - - - - - - - - - 新乡职业技术学院毕业设计(论文 )第- 15 -页- 15 -由于 5055即e1满足弯曲扭转强度要求。2.3.5挖头的设计挖头挖坑时
38、， 切土、螺旋提升和抛土过程虽然简单，但其力学摸型及计算十分复杂，而且结果定量的指导性很差。当挖头为螺旋式、叶片内径(即中心管)D=80ram、 叶片外径 800mm 、 坑深1000mm 时， 宜采用单头式，左旋， 导程为600lnm，外径切土入土角 d外=12.5，内径切土入土角 d内=64，平均入土角 d均=38.25，抛土半径12001500mm ，此时十分有利于原土回填。试验表明，能够完全满足工作要求。试验也证明采用单头比双头易于入土，尤其在坚硬土壤情况下更能显出其优越性，本次挖头设计如下所示：图12 挖头设计简图2.4功率的计算攻进挖掘机机的功率，用以克服以下阻力。1)使被土石提升
39、高度 H(水平或倾斜)所需的能量 (2) 被抛起土石槽壁和螺旋面的摩擦所引起的能量消耗(3) 土石内部颗粒间的相互摩擦引起的能量消耗；(4) 中间轴与基座处的摩擦引起的能量消耗； （5）攻进土石消耗的功率。克服以上阻力所需轴功率0N0N=)(367HLGk千瓦所需电动机功率电N=)(367HLGk千瓦其中为物料阻力系数L为输送机水平投影长度H为垂直投影高度总传动效率（由螺旋输送机带动）直接取=1名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 20 页 - - - - -
40、 - - - - 新乡职业技术学院毕业设计(论文 )第- 16 -页- 16 -k为功率备用系数k=1。2 -1.40N为轴功率电N为消耗的电动机功率由上式代入数值计算得：0N=)(367HLGk=)55 .1(367122.1=7.5 千瓦电N=)(367HLGk=7.5千瓦致谢感谢我的指导老师冯跃霞老师， 冯老师在本次设计中给予了我相当多的指导，从课题的选定，资料的收集，课题的具体设计到论文的审定改进；每次遇到问题，冯老师都会及时认真的给予指导，使我少走了很多弯路。不仅使我在专业能力上有了很大提高，更使我在做人做事方面有了积极地认识。由于本次毕业设计， 我设计的是螺旋挖掘机， 工件结构比较
41、复杂，而我考虑问题时时常顾此失彼， 对问题的理解不够深入， 设计中会出现很多工艺问题；每次找冯老师时， 冯老师都是非常耐心的帮我找到问题的根源，促使我找到解决问题的方法。 此外，冯司老师还不断地鼓励我，使我有足够的自信心把本次设计做好。我自己做事有心浮气躁的毛病，在设计中总是急于求成，造成设计过程中漏洞颇多，而冯老师每次都能指出问题，让我把问题解决，错误改正，知道问题出现在哪儿。如果没有冯老师的指导和帮助，我根本不能顺利完成这次设计，感谢冯老师给予我的宝贵建议并培养我解决问题的能力。在冯老师的指导下， 我不仅开拓了思路、扩大了视野、丰富了知识面， 还初步掌握了分析和处理具体实践问题的科名师资料
42、总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 20 页 - - - - - - - - - 新乡职业技术学院毕业设计(论文 )第- 17 -页- 17 -学方法，为今后工作发展打下了坚实的基础。在此谨向冯跃霞老师致以衷心的感谢和真诚的敬意。感谢和我一起做课题的同学， 由于工作的紧迫， 我没有足够的时间和精力投入到课题的设计； 幸得他们的鼓励和协助， 使我能够参与本次设计， 并安心工作。感谢母校新乡职业技术学院为我提供舒适全面的学习环境。感谢三年来各位老师同学的关心和帮助。此外
43、，还要感谢我的父母，感谢他们多年来的养育之恩，使我安心顺利的完成学业。参考文献刘力： 机械制图，高等教育出版社2004年版 。周彩荣：互换性与测量技术，机械工业出版社2011年版。朱艳芳：机械设计基础，吉林大学出版社2010年版。司乃骏：机械制造工艺，高等教育出版社2008年版。夏晓峰：现代制造技术，高等教育出版社2008年版。韩洪涛机械加工设备与公装 ，高等教育出版社2009年版。陈丹： 工程力学，中国劳动社会保障出版社2005年版。闻邦椿：机械设计手册，机械工业出版社2010年版。许德珠：机械工程材料，高等教育出版社2008年版。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19 页，共 20 页 - - - - - - - - - 新乡职业技术学院毕业设计(论文 )第- 18 -页- 18 -孙幸瑛：机械制图天津科学技术出版社2011年版。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 20 页，共 20 页 - - - - - - - - -