MV2??13920N?mm
3）总弯矩
M1?50435N?mm M2?49927N?mm
7.1.6 按弯扭合成应力校核轴的强度
取??0.6
M12???T1? （7-1） ?ca?W22??8.6MPa 50435??0.6?54000?6928.92由相关资料查得???1??60MPa [7]，因此?ca????1?，故安全。 7.2 轴2
条件：轴功率上的P2?5.4kW，转速n2?1000rmin，转矩T2?51.3N?m，齿轮2的分度圆直径d2?116mm，材料同轴1。
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ
图7-3 轴2的示意图
Ⅳ
Ⅴ
7.2.1 求作用在齿轮上的力
Ft2?Ft1?931N Fr2?Fa1?240N Fa2?Fr1?240N
7.2.2 轴的结构设计
由轴1，取dⅠ-Ⅱ
?40mm，这里取轴承到箱体内壁的距离为16mm，则LⅠ-Ⅱ
Ⅱ-Ⅲ
?82mm；同样选用圆锥滚子轴承30209，则d?dⅣ-Ⅴ
?45mm，LⅡ-Ⅲ?LⅤ-Ⅵ
Ⅲ-Ⅳ
?20.75mm；由相关资料查得轴承的定位尺寸为52mm，故取d?52mm。考
虑到箱体、密封装置以及滚筒尺寸取LⅢ-Ⅳ?532mm。
7.2.3 求轴上的载荷
图7-4 轴2的载荷分析图
1）支反力
FNH1?1062N FNH2?131N FNV1??586N FNV2?330N
2）弯矩
MH?70383.6N?mm
MV1?13920N?mm MV2??4224N?mm
3）总弯矩
M1?70510N?mm M2?71747N?mm
7.2.4 按弯扭合成应力校核轴的强度
取??0.6
22M12???T2??71747??0.6?51300??11MPa ?ca?6928.9W2由相关资料查得???1??60MPa [7]，因此?ca????1?，故安全。
第八章 翻转机构的设计
8.1 箱体受力分析
现将箱体翻转至竖直状态，在初始时，箱体、滚筒和石英砂三者的重力之和所产生的力矩最大为578N?m。因此须施加一个在数值上大于或等于578N?m的转矩，即T3?578N?m。 8.2 电动机的选择
条件：翻转转速n?2rmin，T3?578N?m。 8.2.1 选用电动机类型
选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。 8.2.2 选择电动机的容量
工作机所需工作功率，
PW?T3n578?2?kW?0.12kW 95509550电动机所需工作功率
Pd?PW?a
由电动机至滚筒总效率为
4?a??1??2??3??4
取?1?0.98，?2?0.98，?3?0.70，?4?0.97则，
?a?0.98?0.984?0.70?0.97?0.61
Pd?0.12?0.2kW 0.61选取电动机型号为Y90S-6[6]。 8.3 运动和动力参数
总传动比ia?i1?ia?45.5。 i2nm910??455，取齿轮传动比i2?10，则蜗轮蜗杆传动比n28.3.1 各轴转速
n1?nm?910rmin
n2?n1910??20rmin i145.58.3.2 各轴输入功率
PkW 1?Pd??1?0.2?0.98kW?0.196P2?PkW 1??2??3?0.196?0.98?0.70kW?0.13P3?P2??2??4?0.13?0.98?0.97kW?0.12kW
8.3.3 各轴输入转矩
P0.2Td?9550d?9550?N?m?2.1N?m
nm910T1?Td??1?2.1?0.98N?m?2.06N?m
T2?T1?i1??2??3?2.06?45.5?0.98?0.70N?m?64.3N?m T3?T2?i2??2??4?39.6?10?0.98?0.97N?m?611N?m
8.4 蜗轮蜗杆传动
条件：输入功率PkW，输入转矩T1?2.06N?m，蜗杆转速1?0.196n1?910rmin，齿数比i1?45.5，由电动机驱动，工作寿命15年（设每年工作300天）。
8.4.1 选择蜗杆传动类型
根据GB/T10085—1988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）。 8.4.2 选择材料
考虑到蜗杆传动功率不大，故蜗杆用45钢，螺旋齿面要求淬火，硬度为
45~55HRC。[7] 涡轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1金属模铸造。[7] 考虑到成本，仅
涡轮齿圈用青铜制造，轮芯用灰铸铁HT100制造。[7] 8.4.3 按齿面接触疲劳强度设计
传动中心距
2?ZEZ??a?3KT1??????? （8-1）
?H?（1）确定载荷系数K
由相关资料查得K??1，KA?1，KV?1.05[7] 则
K?K?KAKV （8-2）
?1?1?1.05?1.05
（2）确定弹性影响系数ZE。 由相关资料查得ZE?160MPa（3）确定接触系数Z?
先假设蜗杆分度圆直径d1和传动中心距a的比值
d1?0.35，由相关资料查得a12 [7]
。
Z??2.9[7]。
（4）确定许用接触应力??H?
根据涡轮材料和蜗杆螺旋齿面硬度，由相关资料查得涡轮的基本许用应力
??H?'?268MPa [7]。
应力循环次数
N?60n1jLh?60?910?300?8?15?4.3?107 45.5寿命系数
KHN则
710?3?0.8333 （8-3）
4.3?107??H??KHN???H?' （8-4）
?0.8333?268?223MPa
（5）计算中心距
a?31.05?2060?160?2.9?17mm 223取中心距a?40mm，因i1?45.5，由相关资料取模数m?1.25，蜗杆分度圆直径d1?20mm。这时以上计算结果可用。
8.4.4 蜗杆与涡轮的主要参数与尺寸
（1）蜗杆
轴向齿距Pa?4mm；直径系数q?16；齿顶圆直径da1?22.5mm；齿根圆直
d1''?0.5，由相关资料查得Z??2.6，因为Z??Z?，因此a