立式攪拌機設計課程設計說明書

1、百度文庫好好學習,天天向上課程設計說明書.1課程名稱:機械設計課程設計題目名稱:立式攪拌機設計級:2008級專業(yè)名:號:指導教師:評定成績:教師評語:百度文庫-好好學習,天天向上第一章設計任務書3第二章原動裝置的設計3第三章肯定傳動裝置的總傳動比和分派傳比4第四章計算傳動裝置的運動和動力參數5第五章傳動零件的設計計算一一V帶設1+.7第六章齒輪設1+9第七章軸上的零件的設計15第八章軸的強度校17核第九章箱體結構的設潤滑及密封設第十二章謝辭23第十三章參考獻23-3百度文庫好好學習,天天向上第一章設計任務書1、設計題目混凝土立式攪拌機。2、攪拌機工作原理用v帶將電動機和減速器聯(lián)接，然后利用減速

2、器的低速軸通過聯(lián)軸器帶動攪拌軸轉動。3、已知條件：（1）利用期限8年,每一年按300天計算，天天工作10小時；（2）教荷變更中等；（3）單向傳動，轉速誤差不得超過±5%。4、設計數據攪拌轉速n=31r/min攪拌力矩T五、傳動方案二級圓柱齒輪減速器和一級帶傳動。六、設計任務（1）攪拌機總裝配圖一張（攪拌桶和攪拌葉可以不畫），減速器裝配圖一張（M1：）（2）零件工作圖三張（低速級大齒輪，低速軸，箱體）（3）設計計算說明書一份7、 設計計算內容1運動參數的計算，電動機的選擇；2聯(lián)軸器的選擇；3齒輪傳動的設計計算；4軸的設計與強度計算；5轉動軸承的選擇與強度計算；6鍵的選擇與強度計算；7V

3、帶傳動的設計計算。第二章原動裝置的設計1、選擇電動機按已知的工作要求和條件，選用Y160M28電動機。二、選擇電動機功率工作機所需的電動機輸出功率為Pd=Pw/nPw=FV/1000所以Pd=FV/1000n由電動機至工作機之間的總效率（包括工作機效率）為n=n1n2n3n4n5式中：n、n二、n3、n4別離為帶傳動、齒輪傳動的軸承、齒輪傳動、聯(lián)軸器。按照機械設計指導書P5表1-7得：各項所取值如下表：種類取值帶傳動V帶傳動0.92齒輪傳動的軸承深溝球軸承0.99齒輪傳動7級精度的一般齒輪傳動0.96聯(lián)軸器剛性聯(lián)軸器0.99n=0.92X0.993X0.962X0.99=所以Pw=Tnw/95

4、50=1115X31/9550kW=Pd=Pw/n=.5百度文庫好好學習,天天向上3、肯定電動機轉速攪拌軸的工作轉速nw=31r/min,按推薦的合理傳動比范圍，取V帶傳動的傳動比il'=24,單級齒輪傳動比i2f=2%,則合理總傳動比的范圍為i'=624,故電動機轉速可選范圍為nd'=i*nw=(624)X31r/minnd'=(186744)r/min綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量和帶傳動和減速器的傳動比，比較三個方案選定電動機型號為Y160M28,所選電動機的額定功率Ped=，滿載轉速nm=720r/min,總傳動比適中，傳動裝置結構緊湊。第三章肯定

5、傳動裝置的總傳動比和分派傳動比一、總傳動比因為77M=720r/nin所以：總傳動比，總攪拌軸720=23.225831二、分派傳動比按照均勻磨損要求，采用帶傳動與兩級減速器連接傳動機構，取帶傳動比為il=3,、A2.58則：“2%=3x3x2.58=23.226=x100%=0.024%<0.03%誤差分析23.2258符合設計要求。第四章計算傳動裝置的運動和動力參數1 .電動機軸：Po=Pd=no=nm=720r/minTo=9550x()=N-mno2 .高速軸：Pi=Por)i=kWni=240r/minioiPiTi=9550x(-)=N-mm3 .中間軸：P2=Pin2n3=

6、kwn2=80r/miniiT2=9550x()=N-m7224 .低速軸：P3=p2n2n3=kwnzz.m=r/min12PmT3=9550x()=N-mH35 .輸出軸:P4=p3n3n4=kwr/min113n4=ioT4 = 9550x( ) =n4N-m輸出軸功率或輸出軸轉矩為各軸的輸入功率或輸入轉矩乘以聯(lián)軸器效率），即Pz=運動和動力參數計算結果整理后如下表所示:軸名功率P(kW)轉矩T(Nm)轉速n(r/mi傳動比1效率n輸入輸出輸入輸出n)電動機軸72031軸24032軸803軸1輸出軸第五章傳動零件的設計計算V帶設計一、肯定計算功率Pc由教材表8-7查得KA=得Pc=KAP

7、=11X=kW二、選取普通V帶型號按照Pc=,n1=720r/min,由圖8-10選用A型普通V帶。3、肯定帶輪基準直徑dd1,dd2按照表8-6和表8-8選取ddl=140mm,且dd1=150mm>dmin=125mm大帶輪直徑為dd2=nlddl/n2=420mm按表8-8選取標準值dd2=400mm,則實際傳動比i,從動輪的實際轉速別離為i=dd2/dd1=400/140mm=n2=nl/i=720/r/min=252r/min百度文庫好好學習,天天向上從動輪的轉速誤差率為(252240)/252X1OO%=%,在±5%之內為允許值。4、驗算帶速VV=nddlnl/60

8、X1000=s帶速在525m/s范圍內。五、肯定帶的基準長度Ld和實際中心距a利用下式初步肯定中心距a0(ddi+dd2)WaOW2(d(n+dd2)即X(140+400)mm，oW2X(140+400)mm378mmWa()W1080mm取ao=594mmLo=2a()+11/2(ddi+dd2)+(ddi"dd2)74ao=2X594+n/2X(140+420)+(420-140)2/(4X594)ill表選取基準長度Ld=2000mm由式得實際中心距為aa()+(LdLo)/2=594+(2000-/2六、校驗小帶輪包角a1由式得ai=180°-(dd2ddl)X&#

9、176;/a=180°-(400-140)X°/=°>120°7、肯定V帶根數由式得ZNPc/PO=Pc/(PO+APO)K«Kl按照dd1=140mm,n1=720r/min,查表8-4a按照內插法可得：P0=kw由式8-4b得功率增量APoPo=kw由表8-2查得帶長度修正系數Kl=,由表8-5查得包角系數Ka二得Pr=（Po+APo）KlXKa=+XX=普通V帶根數：z=Pc/Pi-圓整取z=5。八、求初拉力FO及帶輪軸上的壓力FQ山表查得B型普通V帶的每米長質量q=m,按照式得單根V帶的初拉力為:Fo=500Pc-Ka）/ZvKa

10、+qv2=山式可得作用在軸上的壓力FQ為Fq=2ZF（）sinCti/2=九、設計結果選用5根A型V帶,中心距a二,帶輪直徑ddi=140mm,dd2=400mm,軸上壓力Fq=o第六章齒輪設計一、高速級齒輪傳動的設計計算（利用壽命Lh=300X10X8=24000h）小齒輪：40Cr,調質，HB1=280HBS,大齒輪：45鋼，調質，HB2=240HBS,齒數：取zl=24則z2=24義3=72取z2=72精度品級：初選7級（GB10095-88）二、按齒輪面接觸強度設計（1）設計準則:先由齒面接觸疲勞強度計算，再按齒根彎曲疲勞強度校核。百度文庫好好學習,天天向上（2）按齒面接觸疲勞強度設計

11、，即4,>2.323（3）肯定公式內的各計算數值a.試選載荷系數K,=1.3。b.計算小齒輪傳遞的轉矩4=9>5xM）a=i9L7579Mmnic.按軟齒面齒輪非對稱安裝，由教材選取齒寬系數”=1。d.由教材表10-6查得材料的彈性影響系數Ze=189.8MP4/2e.由教材圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限=600M&；大齒輪的接觸疲勞強度極限癡2=55°M&f.計算應力循環(huán)次數N、=60山=60x252x1x300x10x8=3.6288x108M=*=1.2096x1（）8Mg.由教材圖10-19取接觸疲勞壽命系數K%=0.92；K

12、HNi=0.93。h.計算接觸疲勞許用應力取安全系數S=1bL=嚴3=0.92x600MR/=552MPab卜=o.93x55OM尸a=51L5MPa（4）設計計算a.試算小齒輪分度圓直徑4，代入2】中較小的值。=82.9853，b.計算圓周速度u。.13就聲I60x1000=1.09496/77/5C.計算齒寬bb=0dXdn=d.計算齒寬與齒高之比b/hmm=1.884"模數'd21齒高h=b/h=(5)計算載荷系數K查表10-2得利用系數Kl;按照u=1.09496m/s、由圖10-8得動載系數Kv=1.05直齒輪KHa=Kra=l；查表10-4用插值法得7級精度查機械

13、設計，小齒輪相對支承非對稱布置Kho二illb/h=,Khb=由圖10-13得1印=故載荷系數K=KaKvKh«Khp=。(6)校正分度圓直徑4由教材&=4,k/K,=87.0077(7)計算模數網=4/z=87.0077/24=3.625mm3、按齒根彎曲強度設計，公式為(1) .肯定公式內的各參數值1 .由教材圖10-20C查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限叫加=500”&；大齒輪的彎曲強度極限分癡2=380加網；2 .由教材圖10-18取彎曲疲勞壽命系數K/m=0.9,K小2=1。3 .計算彎曲疲勞許用應力:取彎曲疲勞安全系數S=，得aF=KFN；FE=32L4286

14、MP。aF2=Ky叵=274.1429M44、計算載荷系數KK=KaKvKfcxKf產五、查取齒形系數匕R、和應力修正系數Ysal由教材表查得心=1.逸逋2236；%n=L58；%2=L7546、計算大、小齒輪的并加以比較；>"加=0.013026分，:0.014306。12大齒輪大7.設計計算m-（鬻）=23987對比計算結果，由齒輪面接觸疲勞強度計算的模數m大于山齒根彎曲疲勞強度計算的模數，由于齒輪模數m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數與齒數的乘積）有關，可取由彎曲強度算得的模數并就進圓整為標準值m二接觸強度

15、算得的分度圓直徑4二，算出小齒輪齒數Zi=di/m=取Zi=35大齒輪z2="Z=35x3=105這樣設計出的齒輪傳動，即知足了齒面接觸疲勞強度，乂知足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結構緊湊，避免浪費。（2） .集合尺寸設計1 .計算分圓周直徑4、刈百度文庫好好學習,天天向上4=zm=2.5x35=87.5mmd2=z2m=72.5x105=262.5mm2 .計算中心距a="a=(87.5+262.5)/2=175mm3 .計算齒輪寬度b=/=87.5mm取用=87.5mm,B2=90mm0(3).齒輪的結構設計低速級齒輪的大體參數與高速級的齒輪要相同，只是在取材料上有所不同

16、,以此來知足傳動的強度要求，用機械設計手冊軟件版進行輔助設計取得設計數據，整理如下表：高速級低速級小齒輪大齒輪小齒輪大齒輪傳遞功率P/Kw傳遞扭矩T/N*m轉速/r/min2408080齒面嚙合類型硬齒面硬齒面材料及熱處理45表面淬火45調質45調質45調質模數/mm3齒數Z3510538103齒寬系數中心距a/mm175齒數比U3重合度?分度圓直徑d/mm114309齒根圓直徑df/mm齒頂圓直徑da/mm120315齒頂高ha!mm33齒根高hf/mm齒頂高系數h：1頂隙系數C壓力角20齒距累計公差尸。齒圈徑向跳動公差5齒距極限偏差人（土）齒向公差心中心距極限偏差力（土）接觸強度極限應力%

17、11m/Mpa600550600550彎曲疲勞強度極限應力（rFE/Mpa500380500380載荷類型靜載荷使用系數K0齒向載荷分布系數K即11應力校正系數動載荷系數齒間教荷分布系數Ka11第七章軸上的零件的設計一、肯定軸的最小直徑按教材15-3初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為40Cr,調質處置。為了加工方便和保證鍵的強度，大齒輪用平鍵聯(lián)接，所以軸徑在計算時應在原來的數值上增大5%7%,則軸的最小直徑.17百度文庫-好好學習,天天向上/小=C。下上,一軸和齒輪做齒輪軸不考慮鍵槽對軸的影響4mm=105x100x3506=28.5386，m，nV252.0126I4809八皿=1.05x

18、l00xM-40.4676帆?"V84.00423 min=1.05x100xJ",。、55.4698?一V31式中：C。為軸強度計算系數,40Cr鋼所對應的系數別離為100?？紤]到實際情況,可將這三軸的最小軸徑定為40mm,50mm和60mmo二、聯(lián)軸器的選擇聯(lián)軸器除聯(lián)接兩軸并傳遞轉矩外，有些還具有補償兩軸因制造和安裝誤差而造成的軸線偏移的功能,和具有緩沖、吸振、安全保護等功能。減速器低速軸與工作機聯(lián)接用的聯(lián)軸器，由于軸的轉速較低，沒必要要求具有較小的轉動慣量,但傳遞轉矩較大，乂因減速器與工作機不在同一底座上,要求具有較大的軸線偏移補償，因此選用凸緣聯(lián)軸器。按照上述分析并

19、考慮到實際情況,聯(lián)軸器選擇如Y60X107下：減速器低速軸與工作機聯(lián)接用的聯(lián)軸器選用GY8聯(lián)軸器;GBITJ160X10758432003o3、鍵的選擇和計算（1）低速軸聯(lián)軸器上鍵的選擇和計算據裝聯(lián)軸器處d=60mm,可取鍵寬b=18,鍵高h=11o取L=90mm查手冊得，選用A型圓頭平鍵,得鍵的工作長l=Li-b=90-18=72mm接觸高度k=得op=2TX1000/dkl=2XX1000/72XX60=>op（llOMpa）強度不夠，采用雙鍵，l=x72=108mm故選擇GB/T1096鍵18X11X90（2）低速軸齒輪上鍵的選擇和計算軸徑d=74mm高h=12取L=80。鍵的工作

20、長度1二L-b=60接觸高度k=6校核其強度0p=2TX1000/kdl=2XX1000/6X60X74=<op(120Mpa)故選擇GB/T1096鍵20X12X604、轉動軸承的選擇及校核軸承壽命軸承為深溝球軸承轉動軸承6213GB/T297-1994(1)設計參數：徑向力Fr=(N),軸頸直徑dl=65(mm),轉速n=(r/min),要求壽命Lh'=24000(h),溫度系數ft=l,潤滑方式GreaseJ而潤滑。(2)被選軸承信息：軸承類型BType=深溝球軸承，軸承型號BCode=6213,軸承內徑d=65(mm),軸承外徑D=120(mm),軸承寬度B=23(mm)

21、,大體額定動載荷C=572OO(N),大體額定靜載荷Co=40000(N),極限轉速(油)nlimy=63OO(r/min)(2)當量動教荷：接觸角a=0(度)，負荷系數fp=,判斷系數e=,徑向載荷系數X=l,軸向教荷系數丫=0,當量動載荷P=(N),軸承所需大體額定動我荷C'=(N)o(3)校核軸承壽命：軸承壽命Lh=1595125(h)。驗算結果Test二合格5、按照軸向定位的要求肯定低速軸的各段直徑和長度這里咱們只校核低速級軸。由上知di?=60mm為了知足聯(lián)軸器的要求的軸向定位要求，軸1-2段右端需要制出一軸肩，故取直徑d2-3=65mm半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L=107m

22、m,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長度應比L1略短一些，現取Li=90mm0因軸只受到徑向力和圓周力的作用，故選用深溝球軸承。參照工作要求并按照d=65mm，在機械設計手冊中初步選取6213型軸承。(1)由半聯(lián)軸器取L=107mm。(2)按照箱體和端蓋因為L要擅長故端蓋面，L”取78mm。(3)取L3T=113mm,U*12mm。(4)為了使齒輪靠得住的壓緊蓋面與套筒故L6-7取113。(5) Ls-9=26mm。(6)按照箱體取Lio-ii為23mm。(7)倒角取1mm。第八章軸的強度校核低速軸水平面的受力圖及彎矩圖如下：輸出軸的受力分析Ft旦dFr=Ftx

23、tana由于減速器是立式的，而且齒輪傳動為直齒圓柱齒輪，所以Fa=O。畫出軸的受力簡圖Fr作出軸的載荷分析圖-21百度文庫好好學習.天天向上.23因為選擇45鋼，所以匕=2545M0，rri=D<D2TT2-TT百度文庫好好學習.天天向上扭矩強度符合要求，計算出軸的彎矩和扭矩值,T=M=JmU+Mh2=1293.4M因為扭轉應力為靜應力曲3b(dT)查表得W=322d,Wl=,<T(77I=11.56MP由參考文獻1P192頁表和P201頁表得，45號鋼調質處置,由參考文獻口表查得材料的等效系數%=0.2,外=0.2鍵槽引發(fā)的應力集中系數，由附表查得K。=1.825,£=

24、1.6251(插值法)絕對尺寸系數，由參考文獻附圖查得£=08&=0.76軸磨削加工時的表面質量系數，由參考文獻1附圖查得R.=0.832/7=0.92安全系數S°=下=昔冬+送小心J5.1. ,0'=6.54>S二所以a-a剖面是安全的，強度知足要求。S+s；第九章箱體結構的設計一、箱體設計減速器的箱體采用鑄造（HT150）制成。減速器機體結構尺寸參數如下表：名稱符號參數設計原則箱體壁厚815+3>8箱蓋壁厚8115+3>8凸緣厚度箱座b328箱蓋bl2061地腳螺釘型號dfM8+12數目n4箱座、箱蓋聯(lián)接螺栓直徑尺寸d2MIO()df軸

25、承蓋螺釘直徑d35()df觀察孔蓋螺釘d45()df定位銷直徑d10Od2df至外箱壁距離C355軸承端蓋外徑D2160170注釋：a取低速級中心距，a=2、附件設計為了保證減速器的正常工作，除對齒輪、軸、軸承組合和箱體的結構設計給予足夠的重視外，還應考慮到為減速器潤滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時箱蓋與箱座的精準定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設計。名稱規(guī)格或作用-25百度文庫-好好學習,天天向上參數窺視孔視孔蓋70X70為檢查傳動零件的嚙合情況，并向箱內注入潤滑油，應在箱體的適當位置設置檢查孔。圖中檢查孔設在上箱蓋頂部能直接觀察到齒輪嚙合部位處。平時，檢查孔的蓋板用螺

26、釘固定在箱蓋上。材料為Q235通氣器通氣螺塞M12X1減速器工作時.，箱體內溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，為使箱內熱脹空氣能自由排出，以保持箱內外壓力平衡，不致使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S伸密封件等其他縫隙滲漏，通常在箱體頂部裝設通氣器。材料為Q235軸承蓋凸緣式軸承蓋六角螺栓(M5)固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷，軸承座孔兩端用軸承蓋封閉。軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種。圖中采用的是凸緣式軸承蓋，利用六角螺栓固定在箱體上，外伸軸處的軸承蓋是通孔，其中裝有密封裝置。材料為HT200定位銷MIOX50為保證每次拆裝箱蓋時，仍保持軸承座孔制造加工時的精度，應在精加工軸承孔前，在箱蓋與箱座的聯(lián)接凸緣上配裝

27、定位銷。中采用的兩個定位圓錐箱，安置在箱體縱向兩側聯(lián)接凸緣上，對稱箱體應呈對稱布置，以免錯裝。材料為45號鋼油面指示器長型油標檢查減速器內油池油面的高度，經常保持油池內有適量的油，一般在箱體便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位，裝設油面指示器，采用2型油塞M5X1換油時;排放污油和清洗劑，應在箱座底部，油池的最低位置處開設放油孔，平時用螺塞將放油孔堵住，油塞和箱體接合面間應加防漏用的墊圈(耐油橡膠)。材料為Q235起蓋螺釘M5X21為加強密封效果，通常在裝配時于箱體剖分面上涂以水玻璃或密封膠，因而在拆卸時往往因膠結緊密難于開蓋。為此常在箱蓋聯(lián)接凸緣的適當位置，加工出1個螺孔，旋入啟箱用的圓柱端或平端的啟箱螺釘。旋動啟箱螺釘使可將上箱蓋頂起。3、機體內零件的潤滑、密封、散熱因其傳動件速度小于12m/s,故采用浸油潤油。為保證機蓋與機座連接處密封，聯(lián)接凸緣應有足夠的寬度，聯(lián)接表面應精創(chuàng)，其表面粗糙度為要高。4、機體結構及工藝性鑄件壁厚為15mm,圓角半徑為R=5mm。機體外型美觀，結構簡單，加工方便，具有良好的加工工藝性。第十章潤滑及密封設計因為此二級圓柱齒輪減速器是閉式，轉速較低的減速器(v<12m/s),所以采用浸油潤滑