（1）明确进料器的技术要求：工艺目的，工作时的负载及其大小，运动形式，各个运动参数的大小及范围，工作环境要求，经济性要求等。

　　（3）对旋转叶轮进行运动分析，分析转轴所受的各种负载，并画出相应的受力图、弯矩图和扭矩图。

　　星形叶轮进料器由电机、传动装置、机壳、底盘和叶轮等组成。机壳上、下端的进、出料口分别与料仓、受料设备连接。电机通过传动装置带动叶轮旋转，物料从上部料仓通过进料口进入到叶轮槽内，叶轮绕水平轴线转动时物料落入叶轮的叶轮格室之间，并随着叶轮的转动而被送至卸料口排出。在整个工作过程中，能连续定量供料和卸料。在环保、治金、化工、粮食、食品等工业部门，形叶轮进料器均得到广泛应用。

　　本设计中，传动装置由摆线针轮减速传动和链传动构成。本设计在全面考虑多齿啮合、运转平稳、轮齿均载等运动学和动力学的要求，实现高承载能力、高传递效率、高可靠性和优良动力学性能等指标，而且要便于制造、装配和检修，设计了该具有合理结构的摆线针轮行星减速器。链传动是通过链条将具有特殊齿形的主动链轮的运动和动力传递到具有特殊齿形的从动链轮的一种传动方式。链传动有许多优点，与带传动相比，无弹性滑动和打滑现象，平均传动比准确，工作可靠；能在高温、潮湿、多尘、有污染等恶劣环境中工作。通过本次的合理设计，实现链传动的高承载能力和高可靠性能等指标，而且要便于制造、装配和检修。

　　利用SLDWORKS软件对星形叶轮进料器各零件建立几何三维模型、星形叶轮进料器虚拟装配及工程图生成。摆线针轮行星减速器作为重要的机械传动部件具有体积小、重量轻、传动效率高的特点。用本文的方法设计星形叶轮进料器，具有设计快捷、方便等特点。研究结果对提高设计的速度、质量具有重要意义。

　　任务书····································································································i

　　中文摘要·······························································································ii

　　ABSTRACT·························································································iii

　　1.1本课题提出的背景及意义·························································································11.2国内研究现状················································································································1

　　1.3本论文的主要内容·······································································································3

　　2.1工作要求及工作条件说明·························································································4

　　2.2进料的方案选择···········································································································4

　　2.3叶片数的确定················································································································5

　　2.4进料器进料能力的计算·····························································································5

　　2.5叶轮给料机的功率计算·····························································································6

　　3.1确定传动方案··············································································································10

　　3.2选择电动机···················································································································11

　　3.3分配传动比···················································································································11

　　3.4传动装置的运动和动力参数计算·········································································12

　　4.1摆线针轮减速器传动理论·······················································································14

　　4.2摆线轮、针齿、柱销的 结构参数设计······························································15

　　4.3输入轴结构参数设计································································································18

　　4.4输出轴结构参数设计································································································20

　　4.5针齿与摆线轮齿啮合时的作用力·········································································21

　　4.6输出机构的柱销（套）作用于摆线轮上的力·················································21

　　4.7转臂轴承的作用力·································································································22

　　4.8齿面接触强度计算·····································································································22

　　4.9针齿抗弯曲强度计算及刚度计算·········································································22

　　4.10输出机构柱销强度计算·························································································23

　　4.11转臂轴承寿命··········································································································24

　　4.12输入轴校核与轴承寿命计算················································································24

　　4.13输出轴校核与轴承寿命计算················································································26

　　4.14其它零件的设计·······································································································28

　　4.15润滑与密封················································································································28

　　5.1链传动结构参数设计································································································29

　　5.2链传动的校核··············································································································31

　　6.1受力分析·······················································································································33

　　6.2轴承寿命计算··············································································································33

　　6.3按弯扭合成强度校核································································································33

　　6.4精确校核轴的疲劳强度···························································································34

　　7.1零件的分析···················································································································36

　　7.2工艺规程的设计·········································································································36

　　7.3加工方法的选择········································································································37

　　7.4工序的安排···················································································································38

　　7.5工序划分的确定·········································································································39

　　7.6拟定加工工艺路线·····································································································39

　　7.7加工设备的选择·········································································································40

　　7.8刀具的选择···················································································································41

　　7.9加工余量，工序尺寸，及其公差的确定································································42

　　7.10确定切削用量及功率的校核················································································44

　　第8章经济环保性分析························································································52

　　第9章结论··················································································································53

　　参考文献····························································································································54

　　致谢·······································································································································56

　　进料器：别名送料机，送料器，指用于输送材料的机器。常见于粒料、粉料、片状料、带状等物料的自动化、定量化、精确化的输送。无论是轻工行业还是重工业都不可缺少的传输设备。

　　传统观念，送料器是借助于机器运动的作用力加力于材料，对材料进行运动运输的机器。近代的送料机发生了一些变化，开始将高压空气、超声波等先进技术用于送料技术中，但人们仍然将这些设备归纳在送料料器类的设备中。

　　自动化程度高的送料设备有:由单片机控制的动头式送料器、激光送料料器、高压气压和电脑送料料器等。另外，国外的司生产一种投影送料机这种设备的送台上设有感应器及目察装置，用于对材料轮廓扫描，或在物料投影以引导送料。

　　本课题研究的主要对象是干燥系统的进料器，干燥机是一种利用热能降低物料水分的机械设备，用于对物体进行干燥操作。干燥机通过加热使物料中的湿分(一般指水分或其他可挥发性液体成分)汽化逸出，以获得规定湿含量的固体物料。干燥的目的是为了物料使用或进一步加工的需要。在干燥前，需要定时、定量、连续或间断地给干燥机输送物料，这就得依靠进料器来完成。

　　因此，研究进料器各个功能机械传动结构的优化，并进一步往智能化、绿色化、低能耗的进料器方向深入研究，在成本，质量、控制方面都有很重要的现实意义。

　　送料器是一种典型的机械产品，它借助于机器运动的作用力加力于材料，对材料进行运动运输的机器。近代的送料料机发生了一些变化，开始将高压空气、超声波等先进技术用于送料技术中，但人们仍然将这些设备归纳在送料料器类的设备中。

　　一般结构主要由输送带、滚筒、支承装置、驱动装置、张紧装置、卸料装置、清扫装置和机架等部件组成。带式送料器是一种生产技术成熟、使用极为广泛的输送设备，具有最典型的连续送料机的特点，近年来发展很快。其主要优点：（1）结构简单，自重轻，（2）输送路线布置灵活，适应性广，可输送多种物料；（3）输送速度快，输送距离长，输送能力大，能耗低；（4）可连续输送，工平稳，不损伤被输送物料；操作简单，安全可靠，保养检修容易，维修管理费用低。

　　埋刮板送料机由封闭的壳体、刮板链条、驱动装置及张紧装置等部件组成。埋刮板送料器的主要优点是：适用范围广，输送物料的品种多，其他连续送料器械难以输送的物料，许多都可以采用埋刮板送料器进行输送；密封性能好，物料在封闭的机槽内输送，不抛撒，不泄露，能防尘、防水、防毒、防爆，大大改善了劳动条件，防止环境污染；工艺布置十分灵活，可用于各不同方向的物料输送；容易实现多点加料或多点卸料；体积小，占地面积小，可在比较狭窄的工作场地使用；输送过程中物料与刮板链条之间基本上无相对运动，故对物料的损伤小；安装容易，操作、维修方便，运行安全可靠。

　　斗式送料器主要由牵引构件（橡胶带或链条）、承载构件（料斗）、头轮和底轮、驱动装置、张紧装置、机壳等组成。闭合的牵引构件环绕于头轮和底轮上，并被张紧装置张紧。在牵引构件的全长上，每个一定

　　距离安装一个料斗。为防止物料的抛撒和灰尘飞扬，这些运动的部件用机壳封闭。工作时，外部的驱动装置通过头轮带动牵引构件和料斗运行。物料从机座的进料口进入机座底部，被运动着的料斗挖起并向上提升。到达机头后，物料再重力和离心力的作用下脱离料斗，从卸料口排出。

　　螺旋送料器主要由料槽、螺旋叶片和转动轴组成的螺旋体、两端轴承、中间悬挂轴承及驱动装置所组成。当螺旋体转动时，进入机槽的物料受到旋转叶片的法向推力，该推力的径向分量和叶片对物料的摩擦力将使物料绕轴转动；而物料的重力和机槽对物料的摩擦力又阻止物料绕轴转动。当螺旋叶片对物料法向推力的轴向分量克服了机槽对物料的摩擦力及法向推力的径向分量，物料不和螺旋一起旋转，只沿料槽向前远移。

　　振动送料器主要由输送槽、激振器、主振弹簧、导向杆、隔振弹簧、平衡底架、进料装置和卸料装置组成。振动送料器是利用某一形式的激振器使槽体沿某一倾斜方向产生振动，从而将物料由某一位置运送至另外一个位置。

　　目前，自动化程度高的送料设备有:由电脑控制的动头式送料器、激光送料料器、高压气压和电脑送料料器等。另外，国外的司生产一种投影送料机这种设备的送台上设有感应器及目察装置，用于对材料轮廓扫描，或在材料行投影以引导送料安排。由此可见发展趋势，送料器将来必定进一步往智能化、绿色化、低能耗的进料器方向发展。

　　（1）明确进料器的技术要求：工艺目的，工作时的负载及其大小，运动形式，各个运动参数的大小及范围，工作环境要求，经济性要求等。

　　（3）对旋转叶轮进行运动分析，分析转轴所受的各种负载，并画出相应的受力图、弯矩图和扭矩图。

　　在本次设计中，具体以SZSD-1000D型离心喷雾干燥器进料系统设计为例，该型号干燥器适用于食品工业制药工业等热敏性物料的喷雾。查文献[1]，可得该设备的主要技术参数如表2-1：

　　假设干燥系统所干燥的物料初始含水量为5%，密度为0.4t/。该型号干燥系统每小时产量为15-20t，按照按物料初始含水量为5%估计，料系统每小时进料量约为15-21t。要求物料均匀供应并且叶轮不会被物料卡住，载荷平稳，常温下连续运转，工作环境多尘，电源为三相交流，电压380V，工作年限10年，两班工作制，每年工作时间约300天，小批量生产。

　　轮绕水平轴线转动时物料落入叶轮的叶轮格室之间，并随图2-1星形进料器结构示意图

　　着叶轮的转动而被送至卸料口排出，在整个工作过程中，能连续定量供料和卸料。

　　刚性叶轮给料器的主要特点是：=1\*GB3①能达到连续地供料或排料；=2\*GB3②体积小，其结构简单，性能稳定，操作维修方便；=3\*GB3③基本上能定量供料；=4\*GB3④供料量的改变可调节叶轮的转速来实现，在一定转速范围内，供料量与转速成正比；=5\*GB3⑤具有一定程度的气密性，适用于两处有压差的设备供料；=6\*GB3⑥粒状物料不易破碎；=7\*GB3⑦适用于高温物料的供排料。

　　刚性叶轮给料器多用于与大气间有压差的设备中将粉状物料连续排出，同时达到锁气的作用。在喷雾干燥系统中，常用于锥形塔底成品物料的排料、旋风除尘器出口的排料、风送系统的供料，以及贮料仓、集料桶的排料等。

　　叶轮的叶片数量太少当然不足以防漏作用，但是叶片数太多，叶片之间的夹角变小，使叶片形成的格室变窄，因而可能使物料难以从叶轮中降落下来，而且会妨碍较大块物料的进入和排出。对于流动性较好的粉粒状物料且要密封要求较高时，可采用较多的叶片数，但最多不宜超过10片。一般，六个叶片的叶轮在运转过程，能保证在进料口和排料口之间的每侧至少有一个叶片能起到迷宫式密封作用，因此，在本次设计中，叶轮结构采用六片式。

　　=5\*GB3⑤叶轮转速，进料器的供料量，一般在低转速时与转速大致成正比。但超过某一转速时，供料量反而下降，并出现不稳定现象。这是由于当叶片的圆周速度过高时，叶片将物料飞溅开，使物料不能充分落入叶片之间，而已经在叶片之间的物料也未等在出口下落，以被叶片甩上的缘故。设计时，一般叶轮的转速不大于30r/min。在这里，选取叶轮转速＝30r/min。

　　如图2-2、2-3所示，取给料机底盘半径处面积为凼的微弧段上的物料为研究对象。

　　(2-8)式即为给料机功耗的理论计算式。利用功耗计算式即可计算叶轮给料机的功率。GF一9叶轮给料机的技术参数如下：R=0．193m、r=0．02m、G=9t/h、n=50r/min，代入(3)式，并取=1，则该给料机功耗=0．03kW；功率为：

　　以上计算可知，该进料器轴的功率为0.044，而实际运转中的电机功率为2．2，远远高于实际功耗，造成电机功率因数偏低，从而无功损耗增加，造成电能浪费。分析得出的叶轮进料器功耗计算式，只能为该类给料机设计中功率的选择提供理论依据。而在实际生产中，只能通过生产试验，来获得所需功率等相关数据，从而为电机的选型提供依据。由于条件限制，无法进行生产试验，在这里，我将采用类比法，参考国内同类型产品的相关参数，用以确定电机功率。

　　以泊头金诚信环保有限公司生产的星型卸料器YJD－HX－30型为例，其外观如图2-4所示，表2-2为其相关技术参数：

　　合理的传动方案，应能满足工作机的性能要求、工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、加工方便、成本低廉、效率高和使用方便等。要同进满足这些要求，常常是困难的。因此，应统筹兼顾，保证重点要求。当采用多级传动时，应合理地选择传动零件和它们之间的传动次序，扬长避短，力求方案合理。常见传动形式如下：

　　带传动为摩擦传动，传动平稳，能缓冲吸振，噪音小，但传动比不准确，传递相同功率时，结构尺寸较其他传动形式大。因此应布置在高速级。因为传递相同功率，转速愈高，转矩愈小，可使带传动结构紧凑。

　　链传动靠链轮齿啮合工作。与带传动相比，链传动没有弹性滑动和打滑，能保持准确的平均传动比；需要的张紧力小，作用于轴的压力也小，可减少轴承的摩擦损失；结构紧凑；能在温度较高、有油污等恶劣环境条件下工作，但运动不均匀，工作中有一定的冲击和噪声，不适合于高速运动，帮应布置在多级传动的低速级。

　　齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。按齿轮轴线的相对位置分平行轴圆柱齿轮传动、相交轴圆锥齿轮传动和交错轴螺旋齿轮传动。具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。齿轮传动平稳，传动比精确，工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大。但是制造齿轮需要有专门的设备，啮合传动会产生噪声。

　　摆线针轮行星传动采用摆线针齿啮合、行星式传动原理，该传动由于具有减速比大、体积小、重量轻、效率高、运转平稳、噪声低、工作可靠寿命长等优点，在许多情况下可代替二级、三级的普通齿轮减速器和涡轮减速器。

　　根据工作条件并考虑到系统的空间布置合理、结构紧凑等要求，本次设计中，将采用单级摆线针轮行星传动和链传动串联的多级传动方式。传动原理如图3-1所示。

　　按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭式结构，安装方式为B35，电压为380V，Y系列。

　　查文献[8]，Y系列三相异步电动机中，功率符合要求的有Y90L－2、Y100L1－4、Y112M－6、Y132S－8,它们的额定功率均为2.2kW。

　　叶轮转速n为30，现以上述四种电动机进行比较，由表查得它们相关数据，计算总传动比列于表3-1

　　由文献[5]可知，摆线针轮行星传动多用于高速级传动，常用在转速范围为1500－1800的场合。为使传动装置结构紧凑，总传动比的大小要适当。因此选择方案2。电动机型号为Y100L1－4，额定功率2.2kW，同步转速为1500，满载转速为1420。查文献[8]得电动机中心高H＝100mm，外伸轴段D×E＝28mm×60mm。

　　根据总传动比（＝47.33）大小，查文献[5]表17.3－17摆线，则链传动比。

　　以上传动比的分配只是初步的，传动装置实际的传动比的准确数值必须在各传动零件的参数（如链轮齿数等）确定后才能算出来，故实际传动比应在各传动零件的参数确定后进行核算，允许总传动比的实际值与设计任务书的要求有±（3～5）%的误差。

　　图4－1所示为摆线针轮行星传动示意图。其中为针轮，为摆线行星轮，H为系杆，V为输出轴。运动由系杆H输入，通过W机构由V轴输出。同渐开线一齿差行星传动一样，摆线针轮传动也是一种K－H－V型一齿差行星传动。两者的区别在于：摆线针轮传动中，行星轮的齿廓曲线不是渐开线，而是变态摆线，中心内齿采用了针齿，以称针轮，摆线针轮传动因此而得名。

　　由于＝1，故＝－，“－”表示输出与输入转向相反，即利用摆线针轮行星传动可获得大传动比。

　　=1\*GB3①行星架H，又称转臂，由输入轴10和偏心轮9组成，偏心轮在两个偏心方向互成。

　　=2\*GB3②行星轮C，即摆线，其齿廓通常为短幅外摆线的内侧等距曲线.为使输入轴达到静平衡和提高承载能力,通采用两个相同的奇数齿摆线轮,装在双偏心套上,两位置错开,摆线轮和偏心套之间装有滚动轴承,称为转臂轴承,通常采用无外座圈的滚子轴承,而以摆线轮的内表面直接作为滚道。近几年来,优化设计的结构常将偏心套与轴承做成一个整体,称为整体式双偏心轴承。

　　=3\*GB3③中心轮b,又称针轮,由针齿壳3上沿针齿中心圆圆周上均布一组针齿销5(通常针齿销上还装有针套7)组成。

　　=4\*GB3④输出机构W，与渐开线少齿差行星齿轮传动一样,通常采用销轴式输出机构。

　　摆线，线轮齿廓和销轴孔能正好重叠加工,以提高生产率和精度,齿数尽可能取奇数,即也应尽可能取奇数,在平稳载荷下选材料为GCr15,硬度为60HRC以上

　　，为了保证设备安全可靠，取值应该大一些，这里取，材料为轴承钢5862HRC,Pa

　　由文献[5]表17.3-24,650，一般采用无外圈轴承，此时该款轴承外径为81.5，则摆线

　　考虑到针齿销跨距为38mm，本次设计中取＝14，平均分为两个环，每个环宽度均为7。

　　由文献[5]表17.3－9取＝14，为W输出机构柱销的数目，由文献[5]表17.3－8可取值为8，＝/2＝63，为柱销材料的许用应力，当材料为轴承钢时为150－200MPa，本次计算取值为160MPa。

　　由文献[1]表17.3－24，为使柱销孔与柱销套之间有适当间隙，值应增加值：＝0.15。

　　——针齿中心圆半径,——针齿套外圆半径,——转臂相对某一中心矢径的转角，即啮合相位角（）——针齿数目。实际齿廓根据摆线轮参数方程，用C语言编制一个生成摆线轮齿廓曲线的程序，将其保存为扩展名为．txt文件。用描点法得到摆线上一系列坐标点。

　　通过原点并与摆线轮齿槽对称轴重合的轴线作为轴，见图，针齿中心圆半径为，针齿套外圆半径为。

　　输出轴最小直径显然是安装轴承的部分，为了使所选直径与轴承孔径相适应，须选取轴承，由文献[10]表4.6-4，选取圆柱滚子轴承NU205E，d=25,D=52,B=15,=27.5kN。所以，＝20,＝17。装配结构图如图4-1。轴段2－3与偏心套配合，按照图纸结构，直径＝30，轴长＝66。轴段3－4上选用深沟球轴承6408，由文献[10]4.6-1查得，其d=40,D=80,B=18，则可知=40，＝17。轴肩直径取＝60，长度取＝10。

　　输出轴最小直径显然安装小链轮与其配合的部分，取标准直径为35。其装配结构图如图4-1，＝112。上选用滚子轴承NU210E由文献[10]表4.6-1查得，d=50,D=90,B=20,=57

　　设输出轴上输出的转矩为T，分配给每个摆线轮的转矩为，若为逆时针方向，则在作用下，中心线左侧的针齿有（）个皆受力。由于啮合齿的弹性变形不同每个轮齿所受法向压力的大小也不相同。最大载荷在最大力臂（）的针齿处，其值为：

　　由于制造误差和结构原因，传递给两个摆线轮的转矩是不相等的，即其中之一的值略超过0.5T,计算时建议取0.55T，上式变为

　　当输出轴逆时针方向作用于摆线轮上转矩时，处于中心线左半部的柱销与销孔接触而受力。同理，销轴受最大载荷为

　　摆线针轮行星传动中，各主要零件的失效形式有：摆线轮齿与针齿表面的疲劳点蚀和胶合；输出机构柱销的弯曲折断；转臂轴承的疲劳点蚀等。

　　为防止点蚀和减少产生胶合的可能性，应进行摆线轮齿与针齿间的接触强度计算。

　　式中――许用接触应力，用GCr15或GCr15SiMn制成的针齿销、针齿套和摆线HRC时，对于单级减速器：Pa；

　　――接触系数，由文献[9]查表7-11；－－摆线针齿抗弯曲强度计算及刚度计算

　　针齿销承受摆线轮齿的压力后，产生弯曲变形，弯曲变形过大，易引起针齿销与针齿套接触不好，转动不灵活，易引起针齿销与针齿套接触面发生胶合，并导致摆线轮与针齿胶合。因此，要进行针齿销的强度计算，即校核其转角值。另外，还必须满足强度的要求。

　　针齿中心圆直径390mm时，通常采用二支点的针齿。假定在针齿销跨距的一半受均布载荷，则针齿销的弯曲强应力（Mpa）和转角（rad）为

　　——针齿销许用弯曲应力，针齿销材料为GCr15时，＝150～200MPa；

　　式中——制造和安装误差对柱销载荷影响系数，一般情况下取＝1.35～1.5；

　　[]――许用弯曲应力，当柱销材料GCr15时，＝150～200MPa。则

　　如图4-5所示，由图纸结构设计可知，作用点到、作用点的距离相等，都为45mm。

　　=1\*GB3①圆柱滚子轴承NU205E，基本额定载荷为=27.5kN，所受力大小为，因圆柱滚子轴承只承受径向力,当量载荷

　　=2\*GB3②深沟球轴承6408,基本额定载荷为=22.8kN，所受力大小为，因深沟球轴承只承受径向力，则当量载荷

　　进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面2）的强度。根据下式及上表中的数值，转矩按脉动变化处理，由文献[9]可查得应力校正系数=0.6，轴的计算应力：

　　已选定轴的材料为45钢，调质处理，由文献[9]表8－1查得=55MPa，因此〈，故安全。

　　截面4、5只受扭矩作用，虽然键槽、轴肩及过渡配合所引起的应力集中均将削弱轴的疲劳强度，但由于轴的最小直径是按扭转强度较为宽裕地确定的，所以截面4、5均无需校核；从应力集中对轴的疲劳强度的影响来看，截面2、3、4处过渡配合引起的应力集中较为严重；从受载的情况来看，截面2、3上的应力最大。所以只需校核2截面，显然截面2处比截面3处直径小，因而该轴只需校核截面2左侧即可。在截面2左侧：

　　轴的材料为45钢，调质处理，由文献[9]表8-1，得，＝268MPa，＝155MPa。截面上由于轴肩而形成的有效应力集中系数、，由文献[9]附表1-3查取，因，经插值后可查得，由表附表1-4，绝对尺寸影响系数=0.91、=0.89。由附表1-5，经插值后可得表面质量系数为＝0.9125则疲劳强度综合影响系数值为：

　　轴的材质均匀，但计算精确度较低时，取[S]＝1.51.8，因〉[S]，故可知轴安全。

　　如图4-6所示，为链传动所引起的压轴力，为输入轴滚子轴承的压力（由受力平衡原理，可知＝1622(N)）由图纸结构设计可知，＝90mm，＝60mm，＝50.5mm。

　　输出轴轴承组是一对相同的滚子轴承NU210E,基本额定载荷为=60.8kN，

　　按弯扭合成应力校核进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面4）的强度。根据以下公式，转矩按脉动变化处理，由文献[9]表8-3可查得应力校正系数=0.6，轴的计算应力

　　已选定轴的材料为45钢，调质处理，由文献[9]表8－1查得=55MPa，因此〈，故安全。

　　在截面3、4、5、6中，轴所受的扭矩大小是一样的，但在截面4处，轴所受的弯矩大，最有可能发生疲劳折断，因此需要精确校核该截面的疲劳强度。在截面4左侧:

　　轴的材料为45钢，调质处理，由文献[9]表8-1，得＝637MPa，＝268MPa，＝155MPa。截面上由于轴肩而形成的有效应力集中系数、，按文献[9]附表1-3查取，因5，经插值后可查得，由附表1-4，绝对尺寸影响系数=0.88、=0.81。由附表1-5，经插值后可得表面质量系数为＝0.9125则疲劳强度综合影响系数值为：

　　轴的材质均匀，但计算精确度较低时，取[S]＝1.51.8，因〉[S]故可知轴安全。

　　摆线针轮减速机采用油浴润滑，润滑油选择中等负荷齿轮油，油浸深度为20～40mm。

　　选取小链轮齿数＝19，传动比为2.058，＝2.058×19=39.10，为了使链传动磨损均匀性好，取=39。

　　为工况系数，见文献[5]4-6，取＝1.2；为小链轮齿数系数，见[5]图4－13，取＝0.98。

　　根据链号12A和链条速度＝0.37m/s。由机械设计表4－8采用人工定期润滑方式。

　　根据设计计算结果，采用双排12A滚子链，节距为19.05mm，节数为90节，其标记为：12A－2×90GB/T1243-2006

　　在低速重载链传动中，链条的静强度占有主要地位。通常0.6m/s视为低速传动。如果低速链也按疲劳考虑，用额定功率曲线选择和计算，结果会非常不经济。因为额定功率曲线上各点相应的条件性安全系数S大于8－20，比静强度安全系数大。链条的静强度计算公式为：

　　：离心力引起的拉力，其计算式为＝，为链条每米重量（kg/m），见表6.2

　　可为3－6；对于速度较低、从动系统惯性较小、不太重要的传动或作用力的确定

　　由于无法精确计算叶轮所受的物料阻力和摩擦力矩，本次校核中仅考虑链传动所引入的压轴力和链传动所能输入的转矩，如图所示，链传动所引入的压轴力，、分别为轴承所受的作用力，由图纸结构设计可知，，，

　　采用深沟球轴承6208，基本额定载荷为=22.8kN，因B处轴承受力较大，计算时校核该处轴承即可，受力大小为，因深沟球轴承只承受径向力,当量载荷

　　进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。根据下式，转矩按脉动变化处理，按文献[9]可查得应力校正系数，轴的计算应力

　　已选定轴的材料为45钢，调质处理，由文献[9]表8－1查得，=55MPa，因此〈，故安全。

　　轴的材料为45钢，调质处理，由文献[5]表8-1，得＝637MPa，＝268MPa，＝155MPa。截面上由于轴肩而形成的有效应力集中系数、，表附表1-3查取，因5，经插值后可查得，又由附表1-4，绝对尺寸影响系数=0.88、=0.81。由文献文献附表1-5，经插值后可得表面质量系数为＝0.9125则疲劳强度综合影响系数值为

　　又由文献［9］表1-5得碳钢的特性系数＝0.34，＝0.21，转矩按脉动变化处理

　　轴的材质均匀，但计算精确度较低时，取[S]＝1.51.8，因〉[S]故可知轴安全。

　　本次零件的工艺分析主要以摆线针轮行星减速器的输出轴为对象。它的主要作用，一是传递转矩，使链条获得旋转的动力；二是工作过程中经常承受载荷；三是支撑传动零部件。

　　从零件图7-1上看，该零件是典型的零件，结构比较简单，其主要加工的面有Φ35、Φ40、Φ50、Φ154的外圆柱面，Φ48、Φ52、Φ82的内圆柱表面，8个Φ14的通孔，图中所给的尺寸精度高，大部分是IT6级。粗糙度方面表现在键槽两侧面、Φ35外圆柱面、Φ40外圆柱面、大端端面表面、轴承配合端面粗糙度为Ra3.2，Φ50外圆柱面、Φ52内圆柱面、8个Φ14通孔的内圆柱面表面粗糙度为Ra1.6,其余为Ra12.5，要求不高，位置要求较严格。表现在Φ35的外圆柱面、Φ52内圆柱面对Φ50外圆轴线外圆柱面对自身轴线mm,轴承配合端面对Φ50外圆轴线通孔的轴线外圆轴线外圆轴线mm；热处理方面需要调质处理，到187229HBS，保持均匀。通过分析该零件，其布局合理，方便加工，我们通过径向夹紧可保证其加工要求，整个图面清晰，尺寸完整合理，能够完整表达物体的形状和大小，符合要求。

　　毛坯的选择和拟定毛坯图是制定工艺规程的最初阶段工作之一，也是一个比较重要的阶段，毛坯的形状和特征（硬度，精度，金相组织等）对机械加工的难易，工序数量的多少有直接影响，因此，合理选择毛坯在生产占相当重要的位置，同样毛坯的加工余量的确定也是一个非常重要的问题。

　　毛坯种类的选择决定与零件的实际作用，材料、形状、生产性质以及在生产中获得可能性，毛坯的制造方法主要有以下几种：1、型材2、锻造3、铸造4、焊接5、其他毛坯。根据零件的材料，推荐用型材或锻件，但从经济方面着想，如用型材中的棒料，加工余量太大，这样不仅浪费材料，而且还增加机床，刀具及能源等消耗，而锻件具有较高的抗拉抗弯和抗扭强度，冲击韧性常用于大载荷或冲击载荷下的工作零件。[13]

　　工件在加工第一道或最初几道工序时，一般选毛坯上未加工的表面作为定位基准，这个是粗基准，该零件选用Φ35外圆柱面作为粗基准来加工Φ154外圆柱面和右端面。以上选择符合粗基准的选择原则中的余量最小原则、便于装夹原则，在以后的工序中，则使用经过加工的表面作为定位基准，Φ154的外圆柱面和右端面作为定位基准，这个基准就是精基准。在选精基准时采用有基准重合，基准统一。这样定位比较简单可靠，为以后加工重要表面做好准备。

　　加工方法的选择一般考虑的是在保证工件加工要求的前提下，提高工件的加工效率，而在具体的选择上，一般根据机械加工资料和工人的经验来确定。由于方法的多种多样，工人在选择时一般结合具体的工件和现场的加工条件来确定最佳的加工方案。同样在该零件的加工方法的选择中，考虑了工件的具体情况，一般按加工顺序来阐述加工方案：

　　当零件的加工质量要求较高时,往往不可能用一道工序来满足要求,而要用几道工序逐步达到所要求的加工质量和合理地使用设备、人力,零件的加工过程通常按工序性质不同,可以分为粗加工,半精加工,精加工三个阶段。

　　①粗加工阶段：其任务是切除毛坯上大部分余量，使毛坯在形状和尺寸上接近零件成品，因此，主要目标是提高生产率，去除内孔，端面以及外圆表面的大部分余量，并为后续工序提供精基准，如加工Φ35、Φ40、Φ50、Φ154外圆柱表面。

　　②半精加工阶段：其任务是使主要表面达到一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，如Φ35、Φ40、Φ50外圆柱面，Φ52、Φ14孔等。

　　③精加工阶段：其任务就是保证各主要表面达到规定的尺寸精度，留一定的精加工余量，为主要表面的精加工做好准备，并可完成一些次要表面的加工。如精度和表面粗糙度要求，主要目标是全面保证加工质量。

　　该零件进行加工时，要将端面先加工，再以左端面、外圆柱面为基准来加工，因为左端面和Φ35外圆柱面为后续精基准表面加工而设定的，才能使定位基准更准确，从而保证各位置精度的要求，然后再把其余部分加工出来。

　　即要先安排粗加工工序，再安排精加工工序，粗车将在较短时间内将工件表面上的大部分余量切掉，一方面提高金属切削效率，另一方面满足精车的余量均匀性要求，若粗车后留余量的均匀性满足不了精加工的要求时，则要安排半精车，以此为精车做准备。

　　对该零件应该先加工平面，后加工孔，这样安排加工顺序，一方面是利用加工过的平面定位，稳定可靠，另一方面是在加工过的平面上加工孔，比较容易，并能提高孔的加工精度，所以对于摆线针轮行星减速器的输出轴来讲先加工Φ50外圆柱面，做为定位基准再来加工其余各孔。

　　热处理的目的是提高材料力学性能，消除残余应力和改善金属的加工性能，热处理主要分预备热处理，最终热处理和内应力处理等，本零件材料为45钢，在加工过程中预备热是消除零件的内应力，在毛坯锻造之后。最终热处理在半精车之后精车之前，按规范在840℃温度中保持30分钟释放应力。

　　工序集中与工序分散：工序集中是指将工件的加工集中在少数几道工序内完成每道工序加工内容较多，工序集中使总工序数减少，这样就减少了安装次数，可以使装夹时间减少，减少夹具数目，并且利用采用高生产率的机床。工序分散是将工件的加工分散在较多的工序中进行，每道工序的内容很少，最少时每道工序只包括一简单工步，工序分散可使每个工序使用的设备，刀具等比较简单，机床调整工作简化，对操作工人的技术水平也要求低些。

　　辅助工序的安排：辅助工序一般包括去毛刺，倒棱角，清洗，除锈，退磁，检验等。

　　根据以上各个零部件的分析以及加工工艺确定的基本原则，可以初步确定加工工艺路线加工方案

　　型号CA6140；加工最大直径：400mm（在床身上）、210mm（在刀架上）、48mm（棒料）；加工最大长度650mm；中心距750mm、1000mm、1500mm；公制螺纹螺距范围/种数：1－192mm；英制螺纹螺距范围/种数：24－2in；模数螺纹螺距范围/种数:0.5-48mm，径节螺纹螺距范围/种数:96-1[径节]；主轴转速级数正转24级、反转24级；主轴速度范围正转10-1400rpm、反转14-1560rpm；主电机功率7.5KW，外形尺寸2418mm×1000mm×1190mm。

　　（2）工序8、9、10、11、12采用数控车床CK6150A，车床参数如下：

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