加热炉装料机.

《机械设计》课程设计说明书1目录第一章设计任务...........................................31.1设计题目................................................31.2设计背景................................................31.3设计任务................................................31.4设计方案................................................3第二章机械装置的运动和动力参数计算......................52.1电动机的选择............................................52.2电动机的安装尺寸及外形..................................52.3传动比的确定............................................62.4运动和动力参数的确定....................................6第三章蜗杆和蜗轮的设计..................................83.1蜗杆蜗杆传动设计计算....................................83.2蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸..........................93.3校核齿根弯曲疲劳强度....................................9第四章轴的设计及校核...................................124.1蜗杆轴的设计...........................................124.2蜗轮轴的设计..........................................134.3轴的校核..............................................14第五章齿轮的计算.......................................19《机械设计》课程设计说明书2第六章箱体的设计.......................................23设计小结与心得体会......................................27参考文献................................................28《机械设计》课程设计说明书3第1章设计任务1.1设计题目加热炉装料机图1.1加热炉装料机1.2设计背景（1）题目简述该机器用于向加热炉内送料。装料机由电动机驱动，通过传动装置是装料机推杆做往复移动，将物料送入加热炉内。（2）使用状况室内工作，需要5台，动力源为三相交流电动机，电动机单向转动，载荷较平稳，转速误差4%；使用期限为10年，每年工作250天，每天工作16小时，大修期为3年。（3）生产状况中等规模机械厂，可加工7、8级精度的齿轮、蜗轮。1.3设计参数已知参数：推杆行程200mm。表1.1设计参数数据编号12345电动机所需功率/kW22.52.833.4推杆工作周期/s4.33.73.332.71.4、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。《机械设计》课程设计说明书44）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《机械设计》课程设计说明书5第二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mn/（r/min）电动机质量/kg最大转距堵转转距额定转距额定转距Y112M-62.2kw940中2.02.02.2、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ABCDEF112M61901407028+0.009-0.004608续表GHKABACADHDBBL2411212245230190265180400电动机的安装尺寸和外形尺寸的大体示意图如下图所示。《机械设计》课程设计说明书6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6714940wmnni总因运输带速度允许有误差4%则68.267i分配传动比10iii总估取：220i31i则6610iii总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：99.00联轴器:99.01蜗轮蜗杆：75.02齿轮：98.03运动和动力参数计算：0轴（电动机轴）：MNnpTrnnkwpm32.20940295509550min9402000001轴（蜗杆轴）：《机械设计》课程设计说明书7kwnpTkwnpTrnnkwppkwppccrrrcr91.19955012.209550min94096.199.098.198.199.02111111010111012轴（涡轮轴）：kwnpTkwnpTrinnkwppkwppccrrrccr38.326955062.3289550min72.4246.199.047.147.12212220120222123轴（齿轮轴）：kwnpTkwnpTrinnkwppkwppccrrrccr32.952955002.9599550min24.1442.199.043.143.198.046.1333333123023323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《机械设计》课程设计说明书8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，min/9401rn，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：322HPEZZKTa（1）由表3-1可知作用在蜗轮上的转矩MNr328T2（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45.1K；由主教材表11-5选取05.1AK；由于转速中等，冲击不大，可取动载荷系数15.1vK；则：21.105.145.115.1VAKKKK（3）确定弹性系数EZ因为选用的是铸造锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故：EZ=16021MPa。4）、确定接触系数Z先假设蜗杆的分度圆直径于传动比的比值35.01ad，从主教材图11-18中可查的Z=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MPaH180’应力循环次数:hnjLN60n=42.73；j=1；hLh400001625010所以810026.140000173.4260N；《机械设计》课程设计说明书9寿命系数：75.01087NKHN；MPaKHNHH4275.056'6）、计算中心距25.138)1809.2160(32862021.123a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mmd6313.2、蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸：1）蜗杆轴向齿距mmmPa78.17直径系数mmmdq101齿顶圆直径mmmhddaa6.753.612632*11齿根圆直径25.472**11）（mcmhddaf分度圆导程角0132.11;2.0102tanqz蜗杆轴向齿厚mmmSa89.922）蜗轮：齿数1032.0;4122xz变位系数：；蜗轮分度圆直径mmmzd3.25822蜗轮喉圆直径mmhddaa6.26965.523.2582222蜗轮齿顶高mmXhmhaa65.5)(2*2蜗轮齿根圆直径mmhfddf24.2412222蜗轮齿根高mmddcXhmhfaf53.8)(21)(222*2*蜗轮咽喉母半径2.256.269211602221agdar3.3、校核齿根弯曲疲劳强度][53.12122FFYYmddkTaF当量齿数48.43)32.11(cos41cos3322zZv根据132.0-X2，48.432vZ；从主教材图11-19中可查得齿形系数49.22aFY《机械设计》课程设计说明书10螺旋角系数9192.014032.111140-1rY许用弯曲应力FNFFk，][][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MPaF56'。寿命系数59.010026.110986FNKMPF04.3359.056][][58.139192.049.23.63.2586332862021.153.153.1212FFmddKT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：《机械设计》课程设计说明书111、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)tan(tan)96.095.0(v已知32.11，vvfarctan，有关与相对滑动速度svfv。smndvs16.332.11cos10006094063cos10006011从表11-18中用插值法查的'851;0338.0vvf；代入式中的81.0，大于估计值，因此不用重算。《机械设计》课程设计说明书12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：kWP98.11min9401rnkNT12.2012、求作用在齿轮上的力kNdTFFat64.06312.20221111kNaFFFtrr92.0tan221kNdTFFta54.23.25862.328222221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