加熱爐推料機(jī)傳動裝置設(shè)計(jì)說明

1、涯州落院CHUZHOU UNIVERSITY班 級:學(xué) 號:姓 名:指導(dǎo)老帥:計(jì)算說明書設(shè)計(jì)題目：二段式力熱爐推料機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械本一班2021211106龔超謝正春2021年7月第1章緒論 3第2章蝸輪蝸桿的主要參數(shù) 4第3章齒輪傳動的設(shè)計(jì)與計(jì)算 5第4章蝸桿軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 6第5章其他機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù) 20第6章設(shè)計(jì)總結(jié) 24機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生具有設(shè)計(jì)水平的技術(shù)根底課.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)那么 是機(jī)械設(shè)計(jì)課程重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié). 通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐,可以樹立正確的設(shè)計(jì)思 想,增強(qiáng)創(chuàng)新意識,培養(yǎng)綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程和有其他先修課程的理論與生產(chǎn)實(shí)際 知識去分析及解決機(jī)械設(shè)問題的水平.此次我們的機(jī)

2、械設(shè)計(jì)題目目的是為了提升加熱爐的加熱效率優(yōu)化機(jī)器的結(jié)構(gòu)組成.該機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求為性能高效、工作可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用.計(jì)算做為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù),而計(jì)算數(shù)據(jù)必須以機(jī)械結(jié)構(gòu)為對象,如強(qiáng)度計(jì)算必須知道機(jī)械的有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸, 運(yùn)動 學(xué)計(jì)算必須知道機(jī)械的機(jī)構(gòu)方案,計(jì)算結(jié)果對這些局部有重要的指導(dǎo)作用. 因此,在 機(jī)械設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算常是互相交義、反復(fù)進(jìn)行的.本次機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)本小組擬定課題為 <三段式加熱爐推料機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) >,通過 查閱書籍以及上網(wǎng)尋找資料對推料機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì).第1章緒論1.1設(shè)計(jì)的目的這次機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)本小組擬定課題為?三段式加熱爐推料機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?,此次我們的機(jī)械設(shè)計(jì)題目目的是為

3、了提升加熱爐的加熱效率優(yōu)化機(jī)器的結(jié)構(gòu)組成.加熱爐推料機(jī)傳動簡圖原始數(shù)據(jù)：1蝸桿的類型根據(jù)GB/T10085-1988的推薦,采用漸開線蝸桿.2選取小齒輪的齒數(shù)為20,大齒輪那么為1.88 20=37.6,取大齒輪齒數(shù)為38.3大齒輪傳遞的功率：Pw=1.2kw大齒輪軸的轉(zhuǎn)速:=30r/min4軸承：參照工作要求并根據(jù)=40mm選取0根本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的圓錐滾子軸承.其尺寸為 dx DX T=40mm： 80m林 19.75mm5選定電動機(jī)型號為Y100L1-4型號的電動機(jī)設(shè)計(jì)的要求此次機(jī)械結(jié)構(gòu)的要求為性能高效、工作可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用.計(jì)算做為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依 據(jù),而計(jì)算數(shù)據(jù)必須以機(jī)械結(jié)構(gòu)為對象,如

4、強(qiáng)度計(jì)算必須知道機(jī)械的有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸, 運(yùn)動學(xué)計(jì)算必須知道機(jī)械的機(jī)構(gòu)方案,計(jì)算結(jié)果對這些局部有重要的指導(dǎo)作用.因此, 在機(jī)械設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算常是互相交義、反復(fù)進(jìn)行的.第2章蝸輪蝸桿的主要參數(shù)2.1渦輪的主要參數(shù)：轉(zhuǎn)矩：按乙=2,估值效率為2 0.8,那么T2 9.55 106旦 228131N mmn2載荷系數(shù)：K=K KaKv=1.3 x 1.15 x 1.05=1.57彈性影響系數(shù)Ze 和 Z :Ze 160-MPa ; Z =2.9.許用接觸應(yīng)力H :由表11-7查得蝸輪的根本許用應(yīng)力h =268MPa應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N 60 1 71.5 (10 8 300) 1.03 108壽命系數(shù)k

5、hn100.747,81.03 108貝 UH =KHNh =0.747 268=200MPa2.2計(jì)算中央距225160 2.9KT2()2 =3 1.75 2.283 105h200ZeZmm 124.38mm取中央距a=125mm由于i1 =20,選取模數(shù) m=5mm蝸桿分度圓直徑d1=50mm這時(shí)d1/a=0.4,與假設(shè)相近,從表11-18中可查得Z ,=2.75<Z ,因此計(jì)算結(jié)果可用.2.3蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)及幾何尺寸蝸桿：軸向齒距Pa=15.7;直徑系數(shù)q=10.00;齒頂圓直徑分度圓導(dǎo)程角:齒根圓直徑分度圓直徑da1 =60mmdf 1=38mmd1 =50mm=arc

6、tan Z =arctan 2 =11.31 0 ;蝸桿軸向齒厚sa=7.85mm蝸桿法向齒厚Sn 7.7mm.蝸輪:蝸輪齒數(shù):z2 =41;變位系數(shù) x2 =-0.50020.5-20 100% 2.5% 是允許的20驗(yàn)算傳動比：i1=全=20.5,這時(shí)傳動誤差為Z1蝸輪分度圓直徑：d2 mz2 5 41 205mm蝸輪喉圓直徑：da2 =d2+2ha2 =205+2 2.5=210mm蝸輪齒根圓直徑：d f 2 =d2 +2hf 2 =205-27=188mm蝸輪咽喉母圓半徑：- =a- - da =125- 210=20mm 9 22 22第3章齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)

7、由公式進(jìn)行計(jì)算,即dit 2.323 KT1?U 1?(ZE)2d uH3.2確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值試選載荷系數(shù)Kt =1.3,計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1 9.55 106也 9.55 106 1 2.28 105N mm ,由表 10-7 選取齒寬系數(shù) n271.51d=1,由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)Ze 189.8MPa ",由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim 1 =600 MPa,大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限h lim 2 =550 MPa；由式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù).小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為：N = 60n1jLh 60 71.5 1 (8 1

8、 0 300) 1.03 1 08 ,大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為：N2=60n2jLh 60 30 1 (8 10 300) 4.32 107由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)kHN1 =0.90, kHN2=1.0;計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力,取失效概率為1%平安系數(shù)S=1,由式(10-12)得3.3KHN 1 Hlim1 h1S一KHN2 H lim 2h2S一計(jì)算0.9 60011.0 550540MPa550MPa(1)試算小齒輪分度圓直徑dt ,代入h中較小值d lt2.323KL u 1I du土2.1.3 22.8 104 (2 1) 189.8 22.323 ()2mm 88.2mm125

9、40(2) 計(jì)算圓周速度,v3.14 88.2 71.5 0.33.職60 100060000(3) 計(jì)算齒寬 b,bdd1t 1 88.2 88.2mm(4) 計(jì)算齒寬與齒高之比b/h ,模數(shù) mtd 竺2 4.41 齒高 25 mt =2.25 4.41 =9.9mmz120b/h=88.2/9.9=8.90(5)計(jì)算載荷系數(shù),根據(jù)v=0.330m/s , 7級精度,由圖10-8查得動載荷系數(shù)KV =1.13 ;直齒輪,Kh Kf 1；由表10-2查得使用系數(shù)Ka 1.25；由表10-4用插值法查得7級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時(shí),Kh 1.427.由b/h=8.89 , Kh 1.2

10、07 ,查圖10-13得Kf 1.35,故載荷系數(shù)為K Ka Kv Kh Kh1.25 1.13 1 1.427 2.016;(6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所的分度圓直徑,由式2 01688.2 3, 1.310-10a 得102.1mm(3)計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力:取彎曲疲勞系數(shù)S=1.4,得d(7)計(jì)算模數(shù)m: m=至1021 5.10 z1203.4確定齒根彎曲強(qiáng)度的各計(jì)算數(shù)值(1)由圖10-20C查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限fe1 500MPa,大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 FE2 380MPa；fiKfN1 FE1S0.91 5001.4325MPaK FN 1 FE10.95 3801.4257

11、.86MPa(2)取彎曲疲勞壽命系數(shù)Kfn1 0.91, KfN2 0.95(4) 計(jì)算載荷系數(shù)KK=kA kV Kf Kf =1.25 1.13 1 1.35=1.91(5) 查取齒形系數(shù)由表10-5查得Y 2.8, Yf 2.4Fa1F a2(6) 查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得YSa1 1.55, YSa2 1.67(7) 計(jì)算大、小齒輪的¥匹并加以比擬fYFaiYsai281 55Y2Ys241 670Fa1 Sa1竺出0.0133522*°0.01554f1325 f2257.86根據(jù)數(shù)值得出大齒輪的數(shù)值大. 齒根彎曲強(qiáng)度的計(jì)算2KT2 YFaYsa、3 Z2(

12、 F】)J2 1.91 2.283 1051 2020.01554 =3.244.1蝸桿軸機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)比照計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m大丁由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 的模數(shù),由丁齒輪模數(shù)m的大小主要取決丁彎曲強(qiáng)度所決定的承載水平,而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載水平,僅與齒輪直徑(即模數(shù)與齒數(shù)的乘積)有關(guān),可取彎曲 疲勞強(qiáng)度算得的模數(shù)5.10,并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=5mm按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1 102.1mm,算出小齒輪的齒數(shù)z120 ,大齒輪的齒數(shù)mz2 i2z120 2.38547.7,取 z2=48.3.5幾何尺寸計(jì)算(1) 計(jì)算分度圓直徑小齒輪的分度圓直徑： d1

13、z1m 20 5 100mm大齒輪的分度圓直徑： d2 z2 m 48 5 240mm(2) 計(jì)算中央距 大齒輪的分度圓直徑a 土旦 100 240 170mm22 計(jì)算齒輪寬度b d d 1 100 100 mm取 B2 100, B1 105.第4章軸的設(shè)計(jì)yo5C13 U7U求蝸桿軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由上文可知 Pi 2.178kw, m 1430, Ti 1.455 104N mm.求作用在蝸輪上的力因蝸桿的分度圓直徑為50mm貝U切向力%2T1 d12 1 45550E 584N軸向力Fa1Ft22T22 2.28 105K12224.40N d2205徑向力%Ft2 tan809

14、.6N初步確定軸的最小直徑先初步校核估算軸的最小直徑,取 A.=112dmin2.178112 3 12.86mm.1430該軸是用聯(lián)軸器與電動機(jī)相連的, 所以軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器, 為了使 所選的軸直徑d與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號.聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩TcaKa T1,查表14-1,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取 Ka=1.3,貝U:Tea Ka T1 1.3 1.455 104 1.8915 104N mm根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小丁聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查手冊,選用 LX2 J1型彈性柱銷聯(lián) 軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為560Nmm半聯(lián)軸器的孔徑d=32,孔長度L=60mm半聯(lián)軸器與軸 配合

15、的轂孔長度L1=82.4.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸上零件的周向定位為了保證良好的對中性,與軸承內(nèi)圈配合軸勁選用k6,聯(lián)軸器與軸采用A型普通平鍵聯(lián)接,鍵的型號為10*8 GB1096-2003.求軸上的載荷在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí),查得 30208圓錐滾子軸承的a=16.9mm因此,做出簡 支梁的軸的跨距為192mm計(jì)算得出軸的彎矩和扭矩分別如下：載荷水平向H垂直面V支反力FFnv=697.465N Fnv2=115.695NFnhi=Fnh2=y =292彎矩MM H =28032NmmM V1 =66956.64NmrM V2=11106.64Nmm總彎矩M1=72587.77NmmM2=30152.1

16、2Nmm扭矩T3=14550Nmm按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度,由于軸單向轉(zhuǎn)動,扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈沖循環(huán)變應(yīng)力, 取=0.6,軸的計(jì)算應(yīng)力為2=21.67MPaMi2 ( T3)2 _ .72587.772 (0.6 435000)(0.1 503)2W2由表15-1查得i=60MPa因此,ca < 1,所以平安651oGieee囹620.'j204. 4求作用在蝸輪和齒輪上的力蝸輪的分度圓直徑為 d2=mt Z2=5X 41=205mm5所以得 Ft2 = 2T2 = 2 2.28 102234.15N , Fa2 Ft1 584N ,d2205Fr2Fr1 809.6N ; F；

17、4490.2N , Fr1634.3N.4.5初步確定軸的最小直徑取 A.=112, 丁是得 d min A - 112 3 32.264mm.m71.54.6軸上零件的周向定位為了保證良好的對中性,渦輪,齒輪與軸選用A型普通平鍵聯(lián)接,鍵的型號分別為16*10,12*8 GB1096-1979,鍵槽用鍵槽銖刀加工,長分別為56mnft 90mm 同時(shí)為了保證蝸輪與軸配合有良好的對中性,所以選擇蝸輪與輪轂的配合為 也；r6k6齒輪與軸的配合精度為 生.與軸承內(nèi)圈配合軸勁選用k6.4.7齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核rnrrT1-53KT2 YFa2Y FFd1d2mcos業(yè)且止來/rZ241吉里因敬 zv

18、a =3 343.48va cos3(cos11.31 )3根據(jù)X2=-0.5 , Zva =43.48,從圖11-19中可查得齒形系數(shù)Ya2 2.87螺旋系數(shù)Y =1 1 WUL 0.9192 140140許用彎曲應(yīng)力f= F Kfn從表11-8中查得蝸輪的根本許用彎曲應(yīng)力F =56MPa壽命系數(shù) Kfn早10-寸10 8 0.5975N . 1.03 10f= F Kfn =56 0.5975=33.46MPad1d2mn所以 f =1.53KT2 匕 丫 =1.53 1.57 228300 2.87 0.9192 27.34MPa50 205 5F< f ,彎曲強(qiáng)度校核滿足要求第5

19、章 其他機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)由課程設(shè)計(jì)表17-5選定電動機(jī)型號為 Y100L1-4型號的電動機(jī)；主要性能如下:電動機(jī)型號額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)起動轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩Y100L1-42.214302.22.35.1電動機(jī)到工作機(jī)輸送帶問的總效率為設(shè)門1、T 2、門3、門4分別為聯(lián)軸器、蝸桿蝸輪、軸承、齒輪的傳動效率.查表得 T 1=0.99 , T 2=0.8 f 3=0.98 , T 4=0.98.由門己=T 1門 2門 33! 4 得 T E=0.99 X 0.8 X 0.98 3x 0.98=0.7315.2電動機(jī)所需工作功率為：Pd 旦 U 1.642kw9.556 2.24.10 1.47 10 N mm14300.731電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩為：Td 9.5