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机械设计课程设计机械设计课程设计计算说明书设计题目：加热炉装料机设计宇航学院111511班设计者：指导教师：机械设计课程设计1前言本设计为机械设计基础课程设计的内容，是在画法几何、机械原理、机械设计、加工工艺学和工程材料等课程之的基础上学习的一门综合课程。设计课题是加热炉装料机设计，在题目所给的一系列要求和目标的前提下完成一系列的设计任务。此设计课程要求对以前所学的一系列课程掌握较好，并能自主地应用到设计中，是对学生各方面能力的一种考察，对学生快速掌握知识很有帮助。本说明书正文部分主要分为设计任务书、总体方案设计、电机的选择、涡轮蜗杆设计、齿轮设计、轴系的设计与校核、减速箱体各部分结构尺寸、润滑及密封形式选择和技术要求等内容组成。正文的最后是在计算过程中所调用的公式、参数的来源即参考文献。机械设计课程设计2目录前言..................................................................................................................................................1第一章设计任务书.........................................................................................................................31.1设计题目............................................................................................................................31.2设计要求............................................................................................................................31.3技术数据............................................................................................................................31.4设计任务............................................................................................................................4第二章总体方案设计.....................................................................................................................42.1执行机构的选型与设计....................................................................................................42.2传动装置方案确定............................................................................................................52.3电动机选择.........................................................................................................................62.4分配传动比........................................................................................................................72.5运动和动力参数计算........................................................................................................7第三章传动零件的设计计算.........................................................................................................83.1蜗轮蜗杆设计....................................................................................................................83.2齿轮设计..........................................................................................................................12第四章轴系结构设计及计算.......................................................................................................174.1轴的强度计算..................................................................................................................174.2轴承的强度计算..............................................................................................................284.3键的设计与校核..............................................................................................................30第五章减速器箱体各部分结构尺寸设计...................................................................................31第六章润滑及密封形式选择.......................................................................................................326.1润滑.................................................................................................................................326.2密封.................................................................................................................................326.3油标及排油装置..............................................................................................................32第七章技术要求...........................................................................................................................33参考文献.........................................................................................................................................33机械设计课程设计3第一章设计任务书1.1设计题目加热炉装料机设计1.2设计要求（1）装料机用于向加热炉内送料，由电动机驱动，室内工作，通过传动装置使装料机推杆作往复移动，将物料送入加热炉内。（2）生产批量为5台。（3）动力源为三相交流电380/220V，电机单向转动，载荷较平稳。（4）使用期限为10年，每年工作300天，大修期为三年，双班制工作。（5）生产厂具有加工7、8级精度齿轮、蜗轮的能力。加热炉装料机设计参考图如图:1.3技术数据推杆行程280mm,推杆所需推力6400N,推杆工作周期3.3s.机械设计课程设计41.4设计任务（1）完成加热炉装料机总体方案设计和论证，绘制总体原理方案图。（2）完成主要传动部分的结构设计。（3）完成装配图一张（用A0或A1图纸），零件图两张。（4）编写设计说明书1份。第二章总体方案设计2.1执行机构的选型与设计（1）机构分析①执行机构由电动机驱动，原动件输出等速圆周运动。传动机构应有运动转换功能，将原动件的回转运动转变为推杆的直线往复运动，因此应有急回运动特性。同时要保证机构具有良好的传力特性，即压力角较小。②设计任务要求推杆行程为280mm，推杆所需推力为6400N，推杆工作周期为3.3s。（2）机构选型方案一：用偏置曲柄滑块机构实现运动形式的转换功能。方案二：用摆动导杆机构实现运动形式的转换功能。方案一方案二（3）方案评价方案一：结构简单，但是不够紧凑，且最小传动角偏小，传力性能差。方案二：结构简单，尺寸适中，最小传动角适中，传力性能良好，且慢速行程为工作行程，机械设计课程设计5快速行程为返回行程，工作效率高。综上所述，方案二作为装料机执行机构的实施方案较为合适。（4）机构设计取急回系数k=1.5，则由θ=180°+𝜃180°−𝜃得θ=36°。简图如下：由推杆行程得导杆长280mm,暂定曲柄长80mm,连杆长200mm,则由θ=36°可得摇杆约为453mm。（5）性能评价图示位置即为γ最小位置，经计算，𝛾min=90°−29°=61°。性能良好。2.2传动装置方案确定（1）传动方案设计由于输入轴与输出轴有相交，因此传动机构应选择锥齿轮或蜗轮蜗杆机构。方案一：三级圆锥—圆柱齿轮减速器。方案二：齿轮—蜗杆减速器。方案三：蜗杆—齿轮减速器。机械设计课程设计6方案一方案二方案三（2）方案评价由于工作周期为3.3秒，相当于18.2r/min,而电动机同步转速为1500r/min,故总传动比为=78,因此方案一级数较高，结构不太紧凑，齿轮相对轴承的位置不对称，轴应有较大的刚度，且更适于载荷平稳的场合，而此处载荷变化，所以不选用方案一，应在方案二用方案三中选择。由于齿轮—蜗杆减速器齿轮在高速级传动比不宜过大，大概在2~2.5之间,因此会使蜗杆涡轮的传动比过大；而方案三齿轮处于低速级，传动比可以取在4.2~4.9之间，这样蜗杆涡轮的传动比满足要求。综上所述，选择方案三。2.3电动机选择（所有公式来源为文献[1]第21~26页）（1）选择电动机类型按工作条件和要求，选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步卧式电动机，电压380V。（2）计算传动效率已知：圆柱齿轮𝜂1=0.97，蜗杆传动𝜂2=0.85，联轴器𝜂3=0