加熱爐推料機(jī)課程設(shè)計(jì)(為后來人造福).docx

機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)者： 班級： 學(xué)號： 指導(dǎo)老師：1總體設(shè)計(jì)1、 傳動方案的擬定（1） 原動機(jī)的選擇設(shè)計(jì)要求：動力源為三相交流電380/22ov，所以選擇電動機(jī)（2） 傳動裝置選擇A、 減速器電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)速比較高，而且輸出不穩(wěn)定，同時(shí)在運(yùn)轉(zhuǎn)故障或者嚴(yán)重過載時(shí)，可能燒壞電動機(jī)，所以一定要有過載保護(hù)裝置。 可選用：帶傳動、鏈傳動、齒輪傳動、蝸桿渦輪 鏈傳動與齒輪傳動雖然傳動效率高，但是會引起一定的震動，而且緩沖減震能力差，也沒有過載保護(hù)。 帶傳動平穩(wěn)性號，噪音小，有緩沖減震和過載保護(hù)能力，精度要求不高，制造、安裝、維護(hù)都比較方便，成本也較低，但是傳動效率較低，傳動比不恒定，壽命短。 蝸桿傳動雖然效率較低，沒有緩沖減震和過載保護(hù)能力，制造要求精度高，但是比較符合設(shè)計(jì)需要，而且現(xiàn)實(shí)中都是用渦輪，所以我也選用渦輪傳動。B、 傳動機(jī)構(gòu) 連桿機(jī)構(gòu)可以選擇有對心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、正切和多桿機(jī)構(gòu)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，工作機(jī)應(yīng)該帶動推料機(jī)，且結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡量簡單，所以選擇六桿機(jī)構(gòu)。如下圖滑塊運(yùn)動行程H(mm)250滑塊運(yùn)動頻率n(次/min)60滑塊工作行程最大壓力角30機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)K1.5構(gòu)件DC長度(mm)380構(gòu)件CE長度(mm)150滑塊工作行程所受阻力(含摩擦阻力)(N)3000滑塊空回行程所受阻力（含摩擦阻力）Fr1(N)9002、 六連桿的設(shè)計(jì)計(jì)算（上期是亂算的）（傳動方案）（a） 圖是機(jī)構(gòu)的運(yùn)動簡圖示意圖，現(xiàn)將其分解為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)（b）和滑塊機(jī)構(gòu)（c）來計(jì)算已知CD=380、CE=150、F左右移動距離為60，根據(jù)查資料假設(shè)AB=130、BC=220、AD=320、DE=530，現(xiàn)在求EF長度？對于（b）cosC2AD=AC2+AD-C22*AC2*AD=90+360-3202*90*360C2AD=57cosAC2D=AC2+C2D-AD2*AC2*AD=90+320-3602*220*140AC2D=107則ADC2=30cosADC1=C1D+AD-AC12*DC1*AD=320+360-3502*250*140ADC1=62則C2DC1=32對于（c）cosE2DH=DHE2DDH=cosE1DHE1D=510mmF1G1=GF2+E1G=100+(125-60)E2F2=120mm即EF為120mm六連桿機(jī)構(gòu)仿真圖2電機(jī)選擇1、 電機(jī)類型選擇：按工作要求和條件選取Y系列一般用途全封閉鼠籠型三相異步電動機(jī)即可2、 電機(jī)功率的選擇：1） 工作機(jī)所需的功率：Pw=FV1000=30000.560601000=1.5(kw)2） 電動機(jī)功率計(jì)算：傳動效率：一對軸承： 0=0.99齒式聯(lián)軸器 ： 1=0.99渦輪蝸桿： 2=0.84一對圓柱齒輪：8級精度 3=0.97滑輪摩擦： 4=0.90總效率：=031234=0.9940.9920.840.970.90=0.690所以總傳動功率為Pd=Pwa=1.50.690=2.17kw參照選取電動機(jī)額定功率為3kw3、電機(jī)轉(zhuǎn)速確定：根據(jù)已知條件計(jì)算出工作機(jī)滾筒的工作轉(zhuǎn)速為：n=60r/min根據(jù)電機(jī)功率3kw和同步轉(zhuǎn)速1500r/min確定用Y100L2-4型鼠籠式電動機(jī)，電機(jī)數(shù)據(jù)如下：4、分配減速器各級傳動比假設(shè)齒輪的傳動比i34=2，則蝸桿渦輪的傳動比為 i12=23.82=11.95、確定轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率1） 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速電機(jī)軸：nM=1430r/min軸：n1=nM=1430r/min軸：n2=n1i12=1430r/min11.9=120.17r/min軸：n3=n2=120.17r/min軸：n4=n3i34=120.172=60.08r/min2) 計(jì)算各軸輸入功率 電機(jī)軸：Pd=3kw 軸： P1=Pd*1*0=3kw0.990.99=2.94kw 軸： P2=P120=2.94kw0.840.99=2.44kw 軸： P3=P11=2.44kw0.99=2.41kw 軸： P4=P303=2.41kw0.990.97=2.31kw 推桿： P出=P34=2.31kw0.90=2.08kw 3)計(jì)算各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩：Td=9550PdnM=955031430=20.03N.m 軸： T1=Td.1=20.03N.m0.99=19.83N.m 軸： T2=T1.0.2.i12=19.83N.m0.840.9911.9=196.24N.m 軸： T3=T2.1=196.24N.m0.99=194.28N.m 軸： T4=T3.0.3.i34=194.08N.m0.990.972=373.13N.m將上述計(jì)算結(jié)果列表，如下軸名功率P/KW轉(zhuǎn)矩T/N.m轉(zhuǎn)速nr/min傳動比i輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸320.0314301軸2.9419.83143011.9軸2.44196.24120.171軸2.41194.28120.172軸2.31373.1360.083 蝸桿渦輪減速器的設(shè)計(jì)3.1 蝸桿傳動設(shè)計(jì) 1.選擇渦輪蝸桿的傳遞類型 根據(jù)GB/T10085-1988的推薦，采用漸開線蝸桿ZI。 2.選擇材料 考慮到蝸桿的傳動功率不大，速度也只是中等，故選擇45 鋼。 3.按齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 根據(jù)閉式蝸桿蝸輪傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。由傳動中心距公式a3KT(ZZH)1) 確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 T2=196.242) 確定載荷系數(shù)K因工作載荷穩(wěn)定，故取載荷分布系數(shù)K=1，KA=1.11，由于轉(zhuǎn)速不高、沖擊不太大，可選取動載荷系數(shù)Kv=1.05，則KKAKKv3) 確定彈性影響系數(shù)查表知道1601/24) 確定接觸面系數(shù)Z先假設(shè)蝸桿分度圓d1和傳動中心距a的比值d1a=0.3，查的Z=3.15) 確定需用接觸應(yīng)力H根據(jù)蝸輪材料可查到H=268Mpa 6）計(jì)算中心距 a3KT(ZZH)=31.17196.241000（1603.1179.29）=120.65取中心距a=180mm,因?yàn)閕=11.9取m=6.3mm 蝸桿分度圓直徑d1=63mm這時(shí)d1a=63180=0.35,則Z=2.93.1=Z 因此以上計(jì)算結(jié)果可用4、蝸輪與蝸桿的主要參數(shù)和幾何尺寸1） 蝸桿：分度圓直徑d1=63mm模數(shù)m=6.3直徑系數(shù)q=10齒頂圓da1=m(q+2)=6.3(10+2)=75.6mm齒根圓df1=m(q-2.4)= 6.3(10-2.4)47.88mm分度圓導(dǎo)程角=214805蝸桿軸向齒厚Sa=1/2m=9.92mm2） 蝸輪：蝸輪齒數(shù)Z2=48變位系數(shù)X2=-0.4286驗(yàn)算傳動比i=Z2Z1=484=12傳動比誤差12-11.911.9=0.8%，是允許的分度圓直徑d2=mZ2=6.348=302.4mm喉圓直徑da2=d2+2ha=302.4+7.2=309.6齒根直徑df2=d2-2hf2=304.2-2*10.26=281.9咽喉母圓直徑rg2=a-1/2d2=180-1/2*302.4=28.85、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 F=1.53KT2d1d2mYFY F當(dāng)量齒數(shù)Zv2=Z2cosrcosr=47cos214805cos214805=58.75根據(jù)x2=-0.4286 Zv2=58.75查表可得齒形系數(shù)YFa2=2.56 螺旋角系數(shù)Y=1-21.8140=0.8443需用彎曲應(yīng)力 F= FKFN 查表知 F=56Mpa KFN=0.541 F=560.541=30.32Mpa F=1.53KT2d1d2mYFY=1.531.17196.24100063302.46.32.560.8443 =6.5MPaP2，所以按軸承的手里大小計(jì)算：=2015959h48000h 所以軸承滿足壽命要求。4.3.2大齒輪軸承的校核 校核7310C 查表GB/T297-1994額定載荷，基本靜載荷1） 求兩軸承受到的徑向載荷Fr1和Fr2由前面設(shè)計(jì)蝸輪時(shí)求的：Fr1v=FNV1=1184.9NFr2v=FNV2=582.9NFr1H=FH1=2350.35NFr2H=FH2=2350.35NFr1=Fr2=2） 求兩軸承計(jì)算軸向力Fa1和Fa2查表GB/T297-84可知道e=0.35Fd1=Fr10.35=26320.35=921NFd2=Fr20.35=24220.35=848N軸向力Fae=1223.6N因?yàn)镕ae+Fd2=1223.6+848=2071.6N=Fa1Fa2=Fd2=848N3） 求當(dāng)量動載荷P1和P2由表13-5分別計(jì)算P1和P2，取fp=1.5,則P1=fp(X1Fr1+Y1Fa1) =1.5(0.42632+1.72071.6) =6861.7NP2=fp(X2Fr2+Y2Fa2) =1.52422 =3633N4） 驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)镻1P2，所以按軸承的手里大小計(jì)算：=2220373h48000h 所以軸承滿足壽命要求。4.4鍵的校核4.4.1與聯(lián)軸器相配合的鍵 鍵選擇的是：根據(jù)軸的直徑d=42mm。查9表6-1 L=L-b=70-12=58mm k=0.5h=0.5*8=4mm p=p=110MPa 故合格。4.4.2與小齒輪相配合的鍵 鍵選擇的是：根據(jù)軸的直徑d=55mm。查9表6-1 L=L-b=70-16=54mm k=0.