煅烧炉粉体混合器—被动轴、齿轮及整体结构设计毕业设计.doc

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1、毕业设计GRADUATE DESIGN设计题目：煅烧炉粉体混合器被动轴、齿轮及整体结构设计学生姓名： 专业班级： 学 院： 指导教师： 2012年05月31日摘要纯碱产品生产的最后一道工序是煅烧。煅烧工艺，设备完善与否对产品质量、能源消耗和操作条件影响甚大。重碱的主要成分为NaHCO3, 其他还有Na2CO3、NH4CO3、NaCL、NH4CL、H2O 等，将含水量大于8%的重碱如直接进入煅烧炉进行煅烧，将造成煅烧炉粘炉，煅烧炉加热管形成严重的结疤，严重影响煅烧炉的正常生产。为改善煅烧工艺条件，这就需要使重碱与返碱进炉前得到充分混合降低水分。目前在世界制碱工业中，一些先进的工业国家均采用“重返

2、碱高效混合器”，则煅烧炉预混器应运而生。其特点是：重碱及返碱混合均匀；结构紧凑，适于大型化；消除了煅烧炉内结球。关于预混器的设计，其主要内容有筒体设计、齿轮和链轮设计、轴承选型、主动轴和从动轴的设计。关键词：重碱煅烧；返碱；煅烧炉预混器；预混器的设计；。AbstractThe last process of production of soda ash is calcined. Calcining process, well-equipped or not has a great impact to the quality of products, energy consumption and

3、 operating conditions., The main ingredients of Heavy alkali is NaHCO3, others is Na2CO3 ,NH4CO3 ,NaCL, NH4CL ,H2O. If we put the heavy alkali with more than 8% of water into the calcining furnace to calcined directly, that will cause calcinatory stick furnace, form a serious scarring in the calcine

4、rs heating pipe, and has a serious impact to the normal production of calciner. To improve the conditions of calcining process, it is necessary to make Heavy alkali and Fanjian fully mixed before they are put into the furnace to reduce the moisture. Currently, In the the worlds soda industry, some o

5、f the advanced industrial countries use a efficient mixer of alkali and Fanjian”, The Calciner premixed came into being. Its characteristic is that Heavy alkali and Fanjian is fully mixed; compact; suitable for large-scale; eliminate a calcination furnace cabbage. Premixeds design includes cylinder

6、design, gear and sprocket design, bearing selection, driving shaft and driven shaft design.Key words: Heavy alkali calcining ;FanJian; Burning premixed furnace ;the design of the products; 目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1预混器出现的背景11.2预混器的结构特点11.3预混器的特点及作用21.4预混器的保养41.5煅烧炉预混器存在的问题及改造5第2章 预混器的筒体设计7第3章 预混器的轴设

7、计93.1功率的确定93.1.1电动机确定93.2 主动轴设计113.2.1实心轴部分113.2.2空心轴部分153.2.3轴的校核183.3被动轴的设计223.3.1 实心轴部分223.3.2空心轴部分25第4章 预混器的传动设计324.1齿轮的设计324.1.1按齿面接触疲劳强度计324.1.2确定几何尺寸334.1.3校核齿根弯曲疲劳强度33第5章 预混器的附件设计355.1支座选型及校核35结论38参考文献39谢 辞41第1章 绪论1.1预混器出现的背景重碱煅烧是纯碱生产工艺中的最后工序，也是一个很重要的工序，这个工序的工艺、设备完善与否对产品质量、能源消耗和操作条件的关系很大。重碱的

8、主要成分是NaHCO3，其次还有Na2CO3、NH4HCO3、NaCl、NH4Cl、H2O等，其中水分在1719%（重量），由于过高水分和氯离子的存在，直接进入煅烧炉会在炉内壁形成结疤或出碱球，影响产品质量。实践证明，没有沾碱危险的重碱进入煅烧炉前必须加入反碱以使水分降低到8%以下。侯德榜说过：“煅烧炉操作的全部诀窍在于适量反碱”。【1】反碱是从煅烧炉内直接取出，再从产品中分离出来的部分。反碱加入量的多少与重碱投入量、重碱含水量有直接关系。在煅烧操作中重碱与返碱混合方式主要有以下三种【2】：(1)在煅烧炉前部进碱铰龙设有预混段。返碱和重碱分别通过返碱加料器和气封转动阀送到进料预混段混合再经进料

9、送入煅烧炉。进碱铰龙既起到了输送的作用也起到了混合作用。这种方式由于返碱与重碱混合时间短促，不能完全混合，所以，即使是每吨纯碱加入了3吨返碱，仍难以避免结疤、结球，造成操作条件恶化，影响传热，增加热量消耗。(2).自身返碱混合式。这种混合方式是在炉体自身设有返碱管，煅烧后的纯碱经返碱管返回到炉头与重碱混合，降低水份，又分外自身返碱与内自身返碱。外自身返碱是指在炉体外设有返碱管，螺旋在炉体上。内自身返碱是在炉体内有一根返碱管。这种自身返碱混合方式操作难度较大，易造成返碱管堵。(3).外预混式。这种混合方式是在煅烧炉外有专门的预混装置预混器。重碱和返碱分别通过气封转动阀和返碱加料器运到预混器，达到

10、充分混合的目的。依据重碱水份和重碱投入量的多少，通过返碱加料器控制返碱量的多少。1.2预混器的结构特点预混器结构为在钢板外壳中装有两根平行轴，一根主动轴由电动机经减速机带动、另一根为从动轴，由主动轴经齿轮带动，两轴转动方向相反。两轴上均带有按一定距离、一定角度布置的桨叶。轴转动时带动桨叶做圆周运动，按一定配比进入器内的重碱与返碱在桨叶的搅动下进行混合【3】，借助于有一定角度的桨叶的作用，混合物料沿轴向向出料端移动，从而完成重碱与返碱的混合作用。预混器的关键部件是带桨叶的主动轴及从动轴，主动轴与从动轴带桨叶段由无缝钢管制成，其上布有扇形桨叶，桨叶面与轴线的交角成60。轴的桨叶面与轴线的交角刚好相

11、反。这样才能保证主动轴与从动轴运转时使物料向出料向推动，预混器的整体结构如图1.1所示：图1.1 预混器的整体结构图1.3预混器的特点及作用YHQ-4预混器与国内最早的单轴犁刀式预混器相比，具有以下优点：由于采用多组桨叶，混合效果好，混合后无大碱球。搅拌桨直径小，带起碱尘较少，搅拌功率亦较低，但为使预混器在正常停机后顺利启动，故电机配备功率有较大富裕。几年的生产实践证明设置预混器是煅烧技术的一个进步，它有以下作用【4】： （1）改善产品质量，提高产品堆积密度由于预混器中，重碱可以充分的与返碱相混合，形成倍半碳酸钠及一水碳酸钠，反应式为：Na2CO3+NaHCO3=Na2CO3NaHCO32H2

12、O+Q,Na2CO3+H2O=Na2CO3H2O+Q这个过程是化学过程，并不是以简单的返碱去平均重碱中的游离水。由于重碱和纯碱充分混合后，有倍半碳酸钠及一水碳酸钠生成，而一水碳酸钠经煅烧后即为重质纯碱，这正是生产重碱纯碱广泛采用的方法。所在预混器中返碱与重碱能混合充分的条件下，对产品有部分重化作用。（2）消除煅烧炉内结球重碱与返碱在预混中充分混合后，使重碱所带入的游离水变成了结晶水，杜绝了炉内结疤和碱球的生成，可以大大改善操作条件及工人的劳动强度，也为企业取得了效益。（3）减少炉气带碱量传统的工艺煅烧炉出气带有大量颗粒很细堆积密度很小的碱尘，进入旋风分离器予以分离，分离下来的碱尘，经进碱铰龙又

13、被送回煅烧炉，形成了煅烧炉与旋风分离器间的碱尘循环，增加了旋风分离器的负荷和碱损失，而设置预混器后，旋风分离器分离下来的碱尘进入预混器与重碱充分混合，形成一水碳酸钠及倍半碳酸钠，再进入煅烧炉可以防止碱尘循环，减轻旋风分离器的负荷和碱损失。（4）减少返碱量由于重碱和返碱在预混器中充分混合，在混合过程中产生倍半碳酸钠，而形成倍半碳酸钠需要的水量比一水碳酸钠的要大得多，这意味着需要返碱的量可以更少。显然，返碱量的减少，可以提高煅烧炉的生产能力和减少热量损失，降低蒸汽的消耗及返碱输送的电耗。（5）有助于煅烧炉密封，提高炉气浓度由于预混器是将重碱与返碱充分混合，形成一水碱及倍伴碳酸钠之后进入煅烧炉，这时

14、游离水变成结晶，不会再形成结疤，这一点在水合法制重灰得到证实，所以在混合碱出预混器进入进碱铰龙之间，可以设卸料装置进行密封，这样远比重碱返碱只经进碱铰龙直接进炉的密封要好得多。通过以上分析可以看出，设置预混器对煅烧炉的操作，对系统能量消耗及降低职工劳动强度等方面都起到了重要作用确实是煅烧技术的一个进步。1.4预混器的保养煅烧工序是纯碱生产的主要生产工序之一，它的主要任务是对重碱（NaHCO3）进行加热分解，制成Na2CO3。本工序特点是不仅运转设备多，而且大型化，又没有备机【5】，这样，如何对本工序设备进行维护、保养、使设备处于完好状态，保证生产稳定进行，是设备管理人员日常工作的重点，结合本工

15、序生产的特点，以及从事本工序设备管理工作的经验、教训和体会，对本工序设备的维护保养谈几点看法。首先，夯实基础管理：将设备分类建档，制定管理卡片。煅烧工序设备种类多，既有专用设备轻重灰煅烧炉、凉碱炉、又有通用设备泵、风机，还有运输设备皮带机、刮板机、斗提机及螺旋输送机，还包括特殊设备塔、换热器、罐及压力容器、管道。针对这些情况，将设备分类建档，并制定管理卡片，使管理人员能系统了解设备的基本情况，为设备在运行过程中的维护、保养、检修提供技术上的保障。加强培训，精心操作。化工设备的运转具有连续性，而设备的日常维护保养主要靠设备的操作者来完成。因而，就必须对操作工加强培训和教育。在上岗之前对操作工进行

16、技术培训，除了解操作知识和掌握操作技能外，特别强调对设备性能的了解，只有掌握设备的技术特性、使用方法及维护保养知识，才能保证上岗。在日常工作中，成立由主任、技术员组成的培训小组，并设兼教育员，负责培训工作，经常对岗位人员进行叫徐，利用副班组织学习，提高工人的操作水平和对设备维护保养重要性的认识。抓好润滑管理。针对工序运转设备的结构状况及大型运转设备对润滑的特殊要求，编制出本工序润滑管理手册，对每一台设备每一个润滑点进行统计、归纳，根据具体情况选用不同型号的润滑油，制定换油周期，同时成立加油班组，并由专职技术员负责润滑工作。对润滑工作由管理人员、操作工、加油工、检修工四位一体进行管理，互相监督检

17、查，确保设备润滑良好。加强保养，使设备处在一个好的工作环境下运行。由于煅烧工序发热设备多，都装置在厂房内，造成现场高温，环境恶劣。这样，设备的保养就必须加强，在保证各发热设备、管道保温、环境恶劣。这样，设备的保养就必须加强，在保证各发热设备，管道保温、环境通风良好的同时，要求操作人员必须爱护设备，经常对设备进行清理、擦洗，尤其是电机、减速机等关键部位，必须见本色。管理人员对设备卫生建立考核制度。加强检修计划，定期检查，见缝插针，消除隐患。煅烧工序运站设备较多，而且设有备机，设备的检修检查工作就尤为重要。必须合理安排检修，使之服务于生产，与生产不发生矛盾。要求设备管理人员要经常深入现场熟悉了解设

18、备的性能及使用状况，对设备运行情况跟踪记录，分类编制设备运行状况统计表，分析确定设备的检修计划，编制设备检修周期表，安排好设备的检修。加强巡回检查。对设备运行中出现的事故隐患，彻底检查，使设备事故处理在萌芽状态，减少事故停车次数及时间，使设备运行平稳，这一点是设备管理的关键。根据化工的特性，制定出化工操作人员、维修人员、技术人员三位一体的巡回检查制度。此外，应指出预混器使用时的注意事项：热的返碱与冷的湿碱混合过程中会产生较大量的水蒸汽，同时有部分NH3,也随同气体逸出，因此预混器的排气管一定要引到炉气冷凝系统中去，以便回收NH3。为了保持炉气浓度不被冲淡，预混器与外界相通的管口一定要密封，以提

19、高预混器的操作水平。经过多年的生产实践，【6】发现预混器具有如下优点：重碱及返碱结合均匀；结构紧凑，适于大型化；消除了煅烧炉内结球。1.5煅烧炉预混器存在的问题及改造煅烧炉预混器虽然具有上述优点，但在早期的实际使用过程中还是暴露出了一些问题【7】，主要问题如下：a、预混器轴端；b、搅拌翅片掉；c、预混器轴封漏碱。针对上述问题，煅烧车间会同有关部门进行了认真的研究与探讨，针对不同问题制定了不同的解决方案。第一，以前煅烧炉预混器轴在使用到一年左右的时间，就存在断轴的可能，经与生产厂家对断轴进行研究后发现，损坏的预混器轴管壁较薄，且腐蚀严重，并且未进行热处理，韧性较差，这样在不断的扭力作用下，很容易

20、就能达到预混器轴的扭曲极限，而使轴扭断。【8】找出原因后，对管壁进行加厚由原来壁厚12mm加大到16mm，提高它的抗扭强度，并且对轴经行热处理，以提高它的韧性，经上述改进后，预混器轴使用时间由原来的一年左右提高到现在的两年多，不但提高了设备的维修周期，而且降低了维修费用，同时稳定了生产，增加了产量；第二，在煅烧炉的生产过程中经常发生出碱星型卡停现象，经检查发现是掉落的预混器搅拌翅片卡停出碱星型，对预混器轴检查发现预混器轴腐蚀较为严重，搅拌翅片与预混器轴连接处焊缝均不同程度出现裂缝，在搅拌过程中因搅拌的作用力较大，很容易使焊缝处出现裂纹的搅拌翅片从预混器轴上掉落，从而造成出碱星型卡停。为防止再次

21、出现类似情况，对图纸进行修改，以前搅拌翅片直接焊接在预混器轴上，没有进行加固，承受力较小，改造后在预混器轴上安装搅拌翅片的地方钻上孔，然后再进行焊接，焊接完以后再在搅拌翅片四周焊上四个加强筋，这样不但提高了搅拌翅片的耐用性，而且不容易从预混器轴上脱落；第三，预混器在使用的过程发现，预混器头部轴封处漏碱严重，经常造成预混器轴封串碱，轴承损坏，酿成设备事故，后来经过仔细的研究发现，预混器头部轴封处填料函太短，且为干密封，起不到应有的密封作用，然后对填料函进行了改造，加长填料函且中间加工一油杯，用润滑脂泵对其进行定期加油，使其始终处在一种油封状态，经改造后，从其使用效果来看，漏碱情况大为改观，且轴封

22、为油润滑状态，也减少了此处预混器轴的磨损，造成轴承损坏的事故也大大的降低了。改造后的填料函如图1.2。图1.2 改造后的填料函第2章 预混器的筒体设计筒体及封头型式：选择两个相割圆柱形筒体，平板型封头确定筒体：根据工艺要求，装料系数，罐体全容积，罐体公称容积（操作时盛装物料的容积）。 已知筒体宽度B=1650mm 筒体高度 H=1275mm由此可知筒体的半径R=475mm选择材料，确定设计压力按照钢制压力容器（）规定，决定选用钢板，该板材在下的许用应力由过程设备设计附表查取，常温屈服极限。计算内压：介质密度静压力 H为填料高度 所以静压力 设计压力为常压 计算压力 =0.102745MPa筒体

23、和封头厚度夹套材料选择热轧钢板，其筒体计算壁厚 （2-1）查过程设备设计表4-3得则查过程设备设计表4-2取钢板厚度负偏差，当介质有腐蚀性，对于碳钢取腐蚀裕量，故筒体厚度附加量， 再由第一次厚度元整值。 根据钢板规格，取夹套筒体名义厚度 设内筒体名义厚度，则有效厚度为 筒体长度则 ，由过程设备设计图4-6查得，图4-9查得，此时许用内压为：满足强度要求筒体的厚度 第3章 预混器的轴设计3.1功率的确定3.1.1电动机确定由马青山关于卧式双轴搅拌的研究粉粒体搅拌的叶片式搅拌叶轮功率数学表达式： （3-1） 粉体力学性质：压实系数： 尺寸特征：装料高度 H=475mm 叶片个数= 35叶片宽度 w

24、=187mm 叶轮转速 N=0.644rad/s 加料系数： （3-2）式中， -加料体积 -搅拌釜的体积由混合设备设计【9】表4-10 瞬间失重粒子混合机主要参数加料系数 该系数反映了搅拌釜利用率。自空间的大小对粉体的流态化程度有较大影响。 速度数 （3-3） 该数是将搅拌速度化作量纲为一的结果，对叶片式，对螺带式。加料数 （3-4）式中 -物体高度； -叶轮端部距釜壁距离该数表示桨被埋在物料中的相对深度，对叶轮受力有较大影响。由以上讨论可知，功率数是物料物性、搅拌叶轮运动速度和叶片被埋深度等的函数，即 （3-5） 将上式化作量纲为一得 （3-6）应用以上推导结果对卧式单轴搅拌釜中搅拌功率进

25、行处理，得功率数关联式为 （3-7） 所设计搅器为双轴搅拌器所以 =36.645由机械设计课程设计【10】表19-1选择电动机 55KW 985rpm。 由电动机的转速和搅拌轴的转速可知减速机的减速比为，电动机功率55kW参照给定的选型，根据搅拌与混合设备设计选用手册【11】表9-28选择XL-11减速机。根据机械设计课程设计表19-3 Y系列电动机的安装及外形尺寸确定电动机的安装方式。3.2 主动轴设计3.2.1实心轴部分3.2.1.1直径的确定按扭矩计算轴的强度（轴的强度计算) （3-8）式中 ， 截面最大剪应力MPa 轴的传递的扭矩N.mm 抗扭截面系数 降低后的扭转许用剪应力35钢取其

26、中P 搅拌的功率，kwn 搅拌轴转数,r/mind 转轴的直径因为 为防止轴产生过大得扭转变形搅拌轴需进行刚度计算，工程上以单位长度的扭转角不得超过许用扭转角作为扭转的刚度条件 （3-9）式中， 轴的扭转变形的扭转角，/mG 剪切弹性模量，对于碳钢及合金钢I 轴截面的极惯性矩， 在精密稳定的传动中， 可取1/4 1/2/m,一般传动和扭转的计算可达1/2 1/m。满足刚度要求所需的最小搅拌轴直径为圆整取d=150mm，轴承选用32900 型圆锥滚子轴承校核轴的强度认为桨叶的受力为其型心，桨叶形状如图3.1所示，图3.1 预混器桨叶形状则，易得y=0。 根据工程流体力学【12】 （3-10）则3

27、.2.1.2长度的确定由于叶片加工上空心轴的尺寸必须小于筒体的内径，且叶片的外缘必须与筒体有一定的间隙叶片尺寸为 d=273mm 可求得空心轴外径叶片与筒体空隙与工作条件有一定的关系可取 实心轴部分轴头 有机械设计基础 7-2表轴上零件固定方法如图3.2所示。图3.2 主动轴一端轴头轴肩关系 （3-11）其中， （3-12）与之间为非定位轴肩 （3-13）其中，为轴肩由轴承的选型mm与之间空位轴肩 （3-14）以及公式3-5，得 同理，主动轴另一端 如图3.3图3.3 主动轴的另一端轴头主要尺寸： 主动轴的主要长度尺寸： 3.2.2空心轴部分3.2.2.1轴的强度计算 （3-15）式中， 截面

28、最大剪应力，Mpa轴所传递的扭矩，Nmm抗扭截面系数，降低后的扭转许用剪应力其中 啮合力 由式 （3-16）式中， 搅拌传递功率，KW搅拌轴转数，空心轴内径，mm空心轴外径，mm空心轴内径与外径的比值3.2.2.2轴的刚度计算为防止轴产生过大的扭矩变形，搅拌轴需进行刚度计算。工程上以单位长度的扭转角不得超过许用扭转角作为扭转的刚度条件。 （3-17）式中， 轴扭转变形的扭转角，；切变模量，对于碳钢及合金钢G=7.94104MPa；截面的极惯性矩在精密稳定的传动中，可取至；一般传动和搅拌的计算，可选至1；对精度要求低的传动可取1。空心轴由下式， （3-18） = = =101mm由于叶片加上空心

29、轴的尺寸必须小于筒体的内径，且叶片的外缘必须与筒体有一定的间隙叶片尺寸为 可求得空心轴外径叶片与筒体空隙与工作条件有一定关系 可取 由内外径之比可求得轴承的支座反力由空心轴的结构尺寸特征以及空心轴的材料密度竖直方向受力分析如图3.4所示，图3.4 竖直方向受力分析齿轮啮合力 由力与力矩方程 得水平方向受力分析如图3.5所示，图3.5 水平方向受力分析由力和力矩平衡由 得由此可选轴承 32900型圆锥滚子轴承（GB/T 297 1944）【18】3.2.3轴的校核根据对轴承的校核求出了以下物理量由齿轮的受力分析可得由链条对链轮的载荷分析可得 则主动轴总受力分析如图3.6所示，图3.6 主动轴总受

30、力分析水平面内弯矩 = = =图3.7 水平面内弯矩竖直面内弯矩 =-80507 Nm =-144764 Nm =1312242 Nm图3.8 竖直面内弯矩 根据合成弯矩 B截面弯矩 = C截面合成弯矩 E截面的合成弯矩 D截面的合成弯矩 图3.9 合成弯矩求解危险截面处轴的计算直径 许用应力 空心轴的材料选用20钢 许用应力 实心轴的材料选用35钢 许用应力B截面的计算直径 C截面的计算直径 D截面的计算直径 E截面的计算直径 检查轴强度经与结构设计的直径比较，B,C,D,E各危险截面的截面直径分别小于其结构设计确定的直径，故轴的强度足够。3.3被动轴的设计3.3.1 实心轴部分3.3.1.

31、1直径的确定按扭矩计算轴的强度（轴的强度计算) （3-19）式中， 截面最大剪应力MPa 轴的传递的扭矩N.mm 抗扭截面系数 降低后的扭转许用剪应力35钢取=2030MPa其中 P 搅拌的功率，kwn 搅拌轴转数,r/mind 转轴的直径因为 为防止轴产生过大得扭转变形搅拌轴需进行刚度计算，工程上以单位长度的扭转角不得超过许用扭转角作为扭转的刚度条件 （4-20）式中， 轴的扭转变形的扭转角，/mG 剪切弹性模量，对于碳钢及合金钢G=I 轴截面的极惯性矩， 在精密稳定的传动中， 可取1/4 1/2/m,一般传动和扭转的计算可达1/2 1/m满足刚度要求所需的最小搅拌轴直径为圆整取d=150m

32、m，轴承选用32900 型圆锥滚子轴承3.3.1.2 长度的确定由于叶片加工上空心轴的尺寸必须小于筒体的内径，且叶片的外缘必须与筒体有一定的间隙叶片尺寸为 d=273 可求得空心轴外径叶片与筒体空隙与工作条件有一定的关系可取 实心轴部分轴头 有机械设计基础 7-2表轴上零件固定方法图3.10 被动轴一端轴头轴肩关系由于与之间为定位轴肩 （3-21）其中 （3-22） 与为非定位轴肩， 这部分装有与主动轴相同的齿轮，与齿轮轮毂内径相同 与之间为定位轴肩 以及轴的结构，可以确定图3.11 被动轴另一端轴头被动轴的另一端采用了与主动轴直径小的一端采用了相同的轴承 与为定位轴肩 根据轮毂厚度以及轴承宽

33、度可确定被动轴的主要长度尺寸： 3.3.2空心轴部分3.3.2.1轴的强度计算 （3-23）式中， 截面最大剪应力，Mpa轴所传递的扭矩，Nmm抗扭截面系数，降低后的扭转许用剪应力其中 啮合力 由式 （3-24）得式中， 搅拌传递功率，KW搅拌轴转数，空心轴内径，mm空心轴外径，mm空心轴内径与外径的比值3.3.2.2轴的刚度计算为防止轴产生过大的扭矩变形，搅拌轴需进行刚度计算。工程上以单位长度的扭转角不得超过许用扭转角作为扭转的刚度条件。 （3-25）式中， 轴扭转变形的扭转角，；切变模量，对于碳钢及合金钢G=7.94104MPa；截面的极惯性矩在精密稳定的传动中，可取至；一般传动和搅拌的计

34、算，可选至1；对精度要求低的传动可取1。空心轴由式 （3-26）得 = = 由于叶片加上空心轴的尺寸必须小于筒体的内径，且叶片的外缘必须与筒体有一定的间隙叶片尺寸为 可求得空心轴外径叶片与筒体空隙与工作条件有一定关系 可取 由内外径之比可求得轴承的支座反力由空心轴的结构尺寸特征以及空心轴的材料密度空心轴质量竖直方向图3.12 被动轴竖直方向受力分析由式 （3-27）与 （3-28）其中得 水平方向所以 3.3.2.2轴的校核根据轴承支座反力可知图3.13 被动轴总受力分析水平内弯矩各点弯矩均为0竖直面内弯矩根据合成弯矩 （3-29）可得b截面的合成弯矩c截面的合成弯矩d截面的合成弯矩求解危险截

35、面处轴的计算直径许用应力 空心轴的材料选用20钢 许用应力实心轴的材料选用35钢 许用应力b截面的计算直径c截面的计算直径d截面的计算直径图3.14 被动轴各点许用应力检查轴强度经与结构设计的直径比较，B,C,D,E各危险截面的截面直径分别小于其结构设计确定的直径，故轴的强度足够。第4章 预混器的传动设计本链轮设计适用于功率100kw以下，链速在15m/s以下4.1齿轮的设计传递功率P=27.5KW n=38.66r/min一般齿轮传动对传动尺寸无特殊限制，可采用软齿面传动。齿轮选用45钢正火，齿面平均硬度200HBS。这是闭式软齿面齿轮传动，故先按接触疲劳强度设计，再校核其弯曲疲劳强度。设计

36、步骤如下：4.1.1按齿面接触疲劳强度计传递功率 转速 传动比；一般齿轮传动对传动尺寸特殊限制，可采用软齿面传动。齿轮选用45钢正火，齿面平均硬度200HBS。这是闭式软齿面齿轮传动，故先按接触疲劳强度设计，再校核其弯曲疲劳强度。设计步骤如下:（1）许用接触应力极限应力 =554MPa安全系数 取SH=1许用接触应力 （2）计算齿轮分度圆直径齿轮转矩 齿宽系数 单级齿轮传动中齿轮相对轴承非对称布置，则取 载荷系数 工作平稳，软齿面齿轮，取K=1.4节点区域系数 标准直齿圆柱齿轮传动 弹性系数 齿轮计算直径 4.1.2确定几何尺寸齿数 取Z=35模数 ，取标准模数m=2mm分度圆直径 中心距 齿

37、宽 4.1.3校核齿根弯曲疲劳强度许用齿根应力极限应力 =415MPa安全系数 取=1.4许用齿根应力 =296MPa验算齿根应力复合齿形系数 =4.06齿根应力 =55.2MPa 由于 故弯曲疲劳强度足够第5章 预混器的附件设计5.1支座选型及校核该搅拌设备为中小型卧式设备，选择B型耳式支座，对于这一级混合器配置4个耳式支座。查JB/T4712.3-2007选择耳式支座B5-1，耳式支座实际承受载荷计算 （5-1）式中：支座实际承受的载荷，；支座安装尺寸，； g重力加速度，取；偏心载荷，；水平力作用点至地板高度 不均匀系数，安装3个以上支座时，取；设备总质量（包括壳体及附件，内部介质及保温层质量），； 筒体质量 封头质量 轴质量= 搅拌桨质量 夹套质量 人孔质量 减速机质量 水压试验时充水质质量 其他附件如挡板、联轴器及接管等，估算这些附件的质量为，则设备总质量为=；支座数量，；偏心距，；地震影响系数，地震设防烈度为8度，取；