加热炉装料机资料Word格式文档下载.docx

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3.3

2.7

1.4、设计任务

1）设计总体传动方案，画总体机构简图，完成总体方案论证。

2）设计主要传动装置，完成主要传动装置的装配图。

3）设计主要零件，完成两张零件工作图。

4）编写设计说明书。

方案如下：

1——电动机

2——联轴器

3——蜗杆减速器

4——箱体

5——齿轮减速器

6——摆杆

电动机所需功率:

p=2kw

图1.1设计方案

第2章机械装置的运动和动力参数计算

2.1、电动机的选择

1.）电动机的类型

按工作要求选用Y系列全封闭自扇冷鼠笼式三相异步电动机，电压380V。

2.）选择电动机的容量

因为电动机所需功率已给出既p=2kw

所以查《机械设计综合课程设计》表6-164可选用Y112M-6

表2-1电动机参数表

电动机型号

额定功率

/kw

同步转速/满载转速

/（r/min）

电动机质量/kg

最大转距

堵转转距

额定转距

Y112M-6

2.2kw

940

中

2.0

2.2、电动机的安装尺寸及外形尺寸

根据题目的实际情况，可采用机座带座脚，端盖无凸缘Y系列电动机，该电动机的安装尺寸及外形尺寸查《机械设计综合课程设计》表6-166可列出下表。

表2-2电动机的安装尺寸及外行尺寸（mm）

机座号

级数

A

B

C

D

E

F

112M

6

190

140

70

28

+0.009

-0.004

60

8

续表

G

H

K

AB

AC

AD

HD

BB

L

24

112

12

245

230

265

180

400

电动机的安装尺寸和外形尺寸的大体示意图如下图所示。

图2-1电动机的安装尺寸和外形尺寸的大体示意图

2.3、传动比的确定

总传动比

因运输带速度允许有误差

则

分配传动比

估取：

2.4、运动和动力参数计算

按《机械设计综合课程设计》表2-5确定各部分的效率：

滚动轴承：

联轴器:

蜗轮蜗杆：

齿轮：

运动和动力参数计算：

0轴（电动机轴）：

1轴（蜗杆轴）：

2轴（涡轮轴）：

3轴（齿轮轴）：

各轴的输出功率或输出转矩分别为各轴的输入功率或输入转矩乘轴承效率0.99。

运动和动力参数的计算结果汇总如下：

表2-3运动和动力参数汇总

第三章蜗杆和蜗轮的设计

3.1、蜗杆蜗杆传动设计计算

1）、选择蜗杆传动类型：

由以上分析可知：

输入功率P=2kw，

，i=22。

根据GB/T10085-1988的推荐，采用渐开线涡轮蜗杆（ZI）。

2）、选择材料

考虑到蜗杆传动的功率不大，速度是中等，故蜗杆用45钢，因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45~55HRC。

蜗轮用铸造锡磷青铜ZCuSn10P1，砂模铸造。

为了节约贵重的有色金属，仅齿面用青铜制造，而轮芯用铸铁HT100铸造。

3）、按齿面接触疲劳强度进行设计

根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度，传动中心距：

（1）由表3-1可知作用在蜗轮上的转矩

（2）确定载荷系数K

因工作中有轻微的振动，故取载荷分布不均系数

；

由主教材表11-5选取

由于转速中等，冲击不大，可取动载荷系数

则：

（3）确定弹性系数

因为选用的是铸造锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故：

=160

。

4）、确定接触系数

先假设蜗杆的分度圆直径于传动比的比值

，从主教材图11-18中可查的

=2.9。

5）、确定许用接触应力

根据蜗轮的材料为铸造锡磷青铜ZCuSn10P1，砂模铸造，查表11-7中查的涡轮的基本许用压力

应力循环次数:

n=42.73；

j=1；

所以

寿命系数：

6）、计算中心距

取中心距a=160mm，因i=22，故从主教材表11-2取模数m=6.3，蜗杆的分度圆直

3.2、蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸：

1）蜗杆轴向齿距

直径系数

齿顶圆直径

齿根圆直径

分度圆导程角

蜗杆轴向齿厚

2）蜗轮：

齿数

蜗轮分度圆直径

蜗轮喉圆直径

蜗轮齿顶高

蜗轮齿根圆直径

蜗轮齿根高

蜗轮咽喉母半径

3.3、校核齿根弯曲疲劳强度

当量齿数

根据

，

从主教材图11-19中可查得齿形系数

螺旋角系数

许用弯曲应力

从主教材表11-8中查得由铸造锡磷青铜ZCuSn10P1基本许用弯曲应力

寿命系数

所以强度是满足的。

图3.1蜗杆外形图

图3.2蜗轮图

3.4、热平衡校核

蜗杆传动由于效率低，所以工作是发热量大，在闭式传动中，如果产生的热量不能及时散掉，将因油温不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦损失，甚至胶合。

所以，必须采取冷却措施。

常采用的冷却措施有：

1、加散热片以增大散热面积。

2、在蜗杆轴端加装风扇以加速空气的流通。

3、在传动箱内装循环冷却管路。

3.5、效率的校核

已知

从表11-18中用插值法查的

代入式中的

，大于估计值，因此不用重算。

第四章轴的设计及校核

4.1、蜗杆轴的设计

1、求输出轴上的功率、转速和转矩

由表3-1可知：

2、求作用在齿轮上的力

3、初步确定轴的最小直径

先按主教材式（15-2）初步估算轴的最小直径。

选取轴的材料为45钢，调质处理。

根据主教材表15-3，取

于是得：

输出轴的最小直径显然是安装联轴器处，轴的直径

，为了使所选的轴直径

与联轴器的孔径相适应，故需要同时选取联轴器型号。

联轴器的计算转矩

，查主教材表14-1考虑转矩变化很小故取

按照计算转矩

应该小于联轴器公称转矩的条件，查《机械设计综合课程设计》表6-100选用弹性柱销联轴器：

LT4联轴器=

联轴器的公称转矩为63N.M.孔径

，故取

联轴器的长度为62mm，联轴器与轴配合的毂孔长度为40mm。

4、轴的结构设计

（1）、为了满足联轴器的轴向定位，左端需制出一轴间故

，为了保证轴端挡圈只压在联轴器上而不压在轴上故

（2）、初步选择滚动轴承因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥滚子轴承。

参照

由《机械设计综合教程设计》选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥滚子轴承32208，起尺寸由手册上查得32208型轴承的定位轴间高度好为7mm，因此

（3）考虑到轴承端盖的宽度取

（4）轴上零件的周向定位，采用平键连接，查主教材表6-1选用平键为bxh=6x6,长度为40mm。

（5）确定轴上的圆角和倒角尺寸

参考主教材表15-2，取轴端倒角为45度,各轴间处的圆角半径如图

图4.1蜗杆轴

4.2、蜗轮轴的设计

4、轴的设计尺寸如图：

图4.2蜗轮轴

5、轴承的类型的选择：

初步选择滚动轴承，由《机械设计综合教程设计》选取0基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承参照工作要求，取单列圆锥滚子轴承型号为：

32208.

5、轴上零件的周向定位，采用平键连接，查主教材表6-1选用平键为bxh=6x6,长度为40mm。

6、确定轴上圆角和倒角尺寸

参考主教材表15-2，取轴端倒角为45度,各轴间处的圆角半径如图。

4.3、轴的校核

1、做出轴的计算简图如下：

根据前面的分析，我们可以分析出：

2、做出弯矩图、扭矩图如下：

图4.3弯矩扭矩图

3、校核轴的强度：

水平面力和力矩：

竖直平面内的力和力矩

总弯矩

按弯扭合成应力校核轴的强度

进行校核时，通常只校核轴上承受的最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面

）的强度。

根据式（15-5）及上表中的数值，并取

前面已选定轴的材料为45钢，调质处理，由表15-1查的

因此，

4、按疲劳强度条件进行精确校核

这种校荷计算的实质在于确定变应力情况下轴的安全程度。

在已知轴的外形、尺寸及载荷的基础上，即可通过分析确定出一个或几个危险截面，按主教材式（3-35）求出计算安全系数

并应使其稍微大于或至少等于设计安全系数S，即：

轴的材料为45钢，调质处理，由表15-1查得

截面上由于轴肩而形成的理论应力集中系数

及

按附表3-2查得

又由附图3-1可得轴的材料的敏性系数为

故有效应力集中系数按（附3-4）为：

由附图3-2知尺寸系数

，由附图3-3得扭转尺寸系数

轴按磨削加工，由附图3-4得表面质量系数为:

轴按磨削加工，由附图3-4得表面质量系数为

，轴未经表面强化处理即

，按式3-12及3-12a得综合系数为

故的综合系数为:

又由3-1及3-2得碳钢的特性系数：

于是计算安全系数

值，按式15-7及15-8则得

故可知其安全。

5、键的校荷

1）蜗轮轴上的校核

平键截面

键的工作长度

，键轴和轮毂的材料都是钢。

由表6-2查得许用挤压应力

，取其平均值

键与轮毂键槽的接触高度

由式6-1可得：

可见联接的挤压强度合适

6、滚动轴承的确定与校核

工作期限为十年，每年工作250天；

大修期为三年，轴承的寿命：

轴承上所承受的径向力

轴向力

轴承的工作转速为

，轴的直径为40ｍｍ，初选圆锥滚子轴承32208，由《机械设计综合课程设计》表６－67知基本额定动载荷

基本额定静载荷

根据主教材表13-7知，派生的轴向力的计算公式：

又　　

查主教材表13-5知Y=1.4，X=0.4

径向当量载荷计算公式

由主教材表13-6知载荷系数

，取

，由主教材表13-4知温度系数

，（轴承工作温度

）；

对于滚子轴承

所以轴承的基本额定动载荷为：

32208型轴承能满足工作要求。

验算该轴承寿命，根据式

高于预期寿命，即满足设计要求。

第五章齿轮的计算

1、选定