加熱爐推料機傳動裝置設(shè)計說明

計算說明書設(shè)計題目：三段式加熱爐推料機機構(gòu)設(shè)計班級：機械本一班學(xué)號：2014211106姓名：龔超指導(dǎo)老師：謝正春2016年7月目錄13243546520624緒論機械設(shè)計課程設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生擁有設(shè)計能力的技術(shù)基礎(chǔ)課。機械設(shè)計課程設(shè)計則是機械設(shè)計課程重要的實踐性授課環(huán)節(jié)。經(jīng)過課程設(shè)計實踐，可以成立正確的設(shè)計思想，增強創(chuàng)新意識，培養(yǎng)綜合運用機械設(shè)計課程和有其他先修課程的理論與生產(chǎn)實質(zhì)知識去解析及解決機械設(shè)問題的能力。此次我們的機械設(shè)計題目目的是為了提高加熱爐的加熱效率優(yōu)化機器的結(jié)構(gòu)組成。該機械結(jié)構(gòu)的要求為性能高效、工作可靠、經(jīng)濟合用。計看作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的依照，而計算數(shù)據(jù)必定以機械結(jié)構(gòu)為對象，如強度計算必定知道機械的有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸，運動學(xué)計算必定知道機械的機構(gòu)方案，計算結(jié)果對這些部分有重要的指導(dǎo)作用。因此，在機械設(shè)計中結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算常是互相交織、屢次進行的。本次機械設(shè)計課程設(shè)計本小組擬訂課題為<三段式加熱爐推料機結(jié)構(gòu)設(shè)計>,經(jīng)過查閱書籍以及上網(wǎng)搜尋資料對推料機的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。第1章緒論1.1設(shè)計的目的此次機械設(shè)計課程設(shè)計本小組擬訂課題為《三段式加熱爐推料機結(jié)構(gòu)設(shè)計》，此次我們的機械設(shè)計題目目的是為了提高加熱爐的加熱效率優(yōu)化機器的結(jié)構(gòu)組成。加熱爐推料機傳動簡圖原始數(shù)據(jù)：蝸桿的種類依照GB/T10085-1988的介紹，采用漸開線蝸桿。采用小齒輪的齒數(shù)為20，大齒輪則為1.8820=37.6，取大齒輪齒數(shù)為38.3)大齒輪傳達的功率:Pw=1.2kw大齒輪軸的轉(zhuǎn)速:=30r/min軸承：參照工作要求并依照=40mm，采用0基本游隙組、標準精度級的圓錐滾子軸承。其尺寸為d×D×T=40mm×80mm×19.75mm。選定電動機型號為Y100L1-4型號的電動機設(shè)計的要求此次機械結(jié)構(gòu)的要求為性能高效、工作可靠、經(jīng)濟合用。計看作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的依照，而計算數(shù)據(jù)必定以機械結(jié)構(gòu)為對象，如強度計算必定知道機械的有關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸，運動學(xué)計算必定知道機械的機構(gòu)方案，計算結(jié)果對這些部分有重要的指導(dǎo)作用。因此，在機械設(shè)計中結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算常是互相交織、屢次進行的。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Z1=2，估值效率為20.8，則T29.55106P2228131Nmmn2載荷系數(shù):K=KKAKV=1.3×1.15×1.05=1.57彈性影響系數(shù)ZE和Z:ZE160MPa；Z=2.9。:由表11-7'許用接觸應(yīng)力[]查得蝸輪的基本許用應(yīng)力H。應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N60171.5(108300)1.03108壽命系數(shù)KHN1070.747，81.03108則H=KHNH=0.747268=200MPa2.2計算中心距ZEZ1602.92)2=31.752.283105mm124.38mma3KT2(]H200[取中心距a=125mm，由于，蝸桿分度圓直徑d1=50mm，這i1=20，采用模數(shù)m=5mm時d1/a=0.4，與假設(shè)周邊，從表11-18中可查得Z,=2.75<Z，因此計算結(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；分度圓導(dǎo)程角:直徑系數(shù)q=10.00；=arctanz1=arctan2=11.31°；齒頂圓直徑da1=60mm；q10齒根圓直徑df1=38mm；蝸桿軸向齒厚sa=7.85mm，分度圓直徑d1=50mm；蝸桿法向齒厚sn7.7mm。蝸輪:蝸輪齒數(shù)：z2=41；變位系數(shù)x2=-0.500驗算傳動比：i1=z2=20.5，這時傳動誤差為20.5-20100%2.5%是贊同的z120蝸輪分度圓直徑：d2mz2541205mm蝸輪喉圓直徑：da2=d2+2ha2=205+22.5=210mm蝸輪齒根圓直徑：df2=d2+2hf2=205-27=188mm蝸輪咽喉母圓半徑：rg21da2=125-1210=20mm=a-22第3章齒輪傳動的設(shè)計計算3.1按齒面接觸強度設(shè)計由公式進行計算，即d1t2.323KT1?u1?(ZE)2duH3.2確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值試選載荷系數(shù)Kt=1.3，計算小齒輪傳達的轉(zhuǎn)矩T19.55106P29.551061.7082.28105Nmm，由表10-7采用齒寬系數(shù)n271.51d=1，由表10-6查得資料的彈性影響系數(shù)ZE189.8MPa2，由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲倦強度極限Hlim1=600MPa，大齒輪的接觸疲倦強度極限Hlim2=550MPa；由式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。小齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為：N1=60n1jLh6071.51（810300）1.03108，大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為：N60n2jLh60301(810300)4.321072=由圖10-19取接觸疲倦壽命系數(shù)kHN=0.90,kHN=1.0；計算接觸疲倦許用應(yīng)力，取12無效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式（10-12）得[KHN1Hlim10.9600H]1S1540MPa[KHN2Hlim21.0550H]2S1550MPa3.3計算（1）試算小齒輪分度圓直徑d1，代入[H]中較小值tdltKtT2u1ZE22.3231.322.8104(21)(189.82mm88.2mm2.323（[]H）12)du540（2）計算圓周速度ν，vd1tn13.140.330ms60100060000（3）計算齒寬b，bdd1t188.288.2mm（4）計算齒寬與齒高之比b/h，d1t88.24.41齒高25mt=2.254.41=9.9mm，模數(shù)mt20z1b/h=88.2/9.9=8.90（5）計算載荷系數(shù)，依照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，KHKF1；由表10-2查得使用系數(shù)KA1.25；由表10-4用插值法查得7級精度、小齒輪相對支承非對稱部署時，KH1.427。由b/h==8.89，KH1.207，查圖10-13得KF1.35，故載荷系數(shù)為KKAKVKHKH1.251.131;（6）按實質(zhì)的載荷系數(shù)校正所的分度圓直徑，由式10-10a得d1d1t3K88.232.016102.1mmKt1.3（7）計算模數(shù)m:m=d1102.15.10z1203.4確定齒根波折強度的各計算數(shù)值（1）由圖10-20c查得小齒輪的波折疲倦強度極限MPa,大齒輪的波折強FE1500度極限FE2MPa；380（2）取波折疲倦壽命系數(shù)KFN10.91,KFN20.953）計算波折疲倦許用應(yīng)力:取波折疲倦系數(shù)S=1.4，得[KFN1FE1F]1S[KFN1FE1F]2S

0.91500325MPa1.40.95380257.86MPa1.4（4）計算載荷系數(shù)KK=kAkVKFKF=1.35=1.91（5）查取齒形系數(shù)由表10-5查得Y2.8,Y2.4Fa1Fa2（6）查取應(yīng)力校正系數(shù)由表10-5查得YSa11.55，YSa21.67（7）計算大、小齒輪的YFaYSa并加以比較[F]YFa1YSa1YFa2YSa22.41.670[F]13250.01335F]20.01554[257.86依照數(shù)值得出大齒輪的數(shù)值大。齒根波折強度的計算m2KT2(YFaYSa)321.912.2831053比較計算結(jié)果，由齒面接觸疲倦強度計算的模數(shù)m大于由齒根波折疲倦強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于波折強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲倦強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取波折疲倦強度算得的模數(shù)5.10，并就近圓整為標準值m=5mm，按接觸疲倦強度算得的分度圓直徑d1102.1mm，算出小齒輪的齒數(shù)z1d120，大齒輪的齒數(shù)mz2i2z1202.38547.7，取z2=48。3.5幾何尺寸計算（1）計算分度圓直徑小齒輪的分度圓直徑：d1z1m205100mm大齒輪的分度圓直徑：d2z2m485240mm（2）計算中心距大齒輪的分度圓直徑ad1d2100240170mm22(3)計算齒輪寬度bd1100100，dmm1取B2100，B1105.第4章軸的設(shè)計4.1蝸桿軸機構(gòu)設(shè)計參數(shù)求蝸桿軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由上文可知p12.178kw，n11430，T11.455104Nmm。求作用在蝸輪上的力因已知蝸桿的分度圓直徑為50mm，則切向力Ft12T121455104584Nd150軸向力Fa1Ft22T222.28105d22052224.40N徑向力Fr1Fr2Ft2tan809.6N初步確定軸的最小直徑先初步校核估計軸的最小直徑，取A。=112dminA3P111232.17812.86mmn11430該軸是用聯(lián)軸器與電動機相連的，因此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)，故需同時采用聯(lián)軸器型號。聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩Tca

KA

T1，查表

14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取

KA=1.3，則：Tca

KA

T1

4

1.8915

104Nmm依照計算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查手冊，采用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)軸器與軸配合的轂孔長度L1=82。4.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計軸上零件的周向定位為了保證優(yōu)異的對中性，與軸承內(nèi)圈配合軸勁采用k6，聯(lián)軸器與軸采用A型一般平鍵聯(lián)接，鍵的型號為10*8GB1096-2003。求軸上的載荷在確定軸承支點地址時，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，計算得出軸的彎矩和扭矩分別以下：載荷水平面H垂直面V支反力FNV1=697.465NFNV2=115.695NFt=292FFNH1=FNH2=2彎矩MMH=28032NmmMV1=66956.64NmmMV2=11106.64Nmm總彎矩M1=72587.77NmmM2=30152.12Nmm扭矩T3=14550Nmm按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度，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，軸的計算應(yīng)力為M12(T3)2=72587.772(0.6435000)2ca=W2(0.1503)2=21.67MPa由表15-1查得[1]=60MPa，因此，[ca]＜[1]，因此安全。4．3裝蝸輪的軸（第二根）的設(shè)計4．4求作用在蝸輪和齒輪上的力已知蝸輪的分度圓直徑為d2=mtz2=5×41=205mm，因此得Ft2=2T2=22.281052234.15N，F(xiàn)a2Ft1584N，d2205Fr2Fr1809.6N;Ft,4490.2N,Fr,1634.3N。4.5初步確定軸的最小直徑取A。=112，于是得'P21.708dminA112mm。n271.54.6軸上零件的周向定位為了保證優(yōu)異的對中性，渦輪，齒輪與軸采用A型一般平鍵聯(lián)接，鍵的型號分別為16*10,12*8GB1096-1979,鍵槽用鍵槽銑刀加工，長分別為56mm和90mm。同時為了保證蝸輪與軸配合有優(yōu)異的對中性，因此選擇蝸輪與輪轂的配合為H7；r6H7齒輪與軸的配合精度為。與軸承內(nèi)圈配合軸勁采用k6。4.7齒根波折疲倦強度校核1.53KT2YFa2Y[]FFd1d2mcos當(dāng)量齒數(shù)zva=z24143.483(cos11.31)3cos依照x2=-0.5，zva=43.48，從圖11-19中可查得齒形系數(shù)YFa22.87螺旋系數(shù)Y=111.310.91921140140許用波折應(yīng)力[]F=F/KFN從表11-8中查得蝸輪的基本許用波折應(yīng)力F/=56MPa壽命系數(shù)KFN910691060.5975N1.03108[]F=/KFN=560.5975=33.46MPaF因此F=1.53KT2YFa2Y=228300d1d2mn502055F<[]F,波折強度校核滿足要求。第5章其他機構(gòu)設(shè)計參數(shù)由課程設(shè)計表17-5選定電動機型號為Y100L1-4型號的電動機；主要性能以下：額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速起動轉(zhuǎn)矩/額最大轉(zhuǎn)矩/額電動機型號/(r/min)定轉(zhuǎn)矩定轉(zhuǎn)矩Y100L1-42.214302.22.35.1電動機到工作機輸送帶間的總效率為設(shè)η1、η2、η3、η4分別為聯(lián)軸器、蝸桿蝸輪、軸承、齒輪的傳動效率。查表得η1=0.99，η2=0.8，η3=0.98，η4=0.98。η3得η=0.99×0.8×0.983由=ηηηη4×0.98=0.731∑123∑5.2Pw1.21.642kw電動機所需工作功率為：Pd0.731電動機輸出轉(zhuǎn)矩為：Td9.556pd9.5562.24Nmm101014301.4710nmⅠ軸：T1Td11.455104NmmⅡ軸：T29.55106P29.551061.70822.8104Nmmn271.5Ⅲ軸：T39.55106P39.551061.6452.2104Nmmn3305.3計算各軸的轉(zhuǎn)速：Ⅰ軸：Ⅲ軸：

n1nm1430rminn11430Ⅱ軸：n271.5rmini120n3n30rmin5.4計算各軸的輸入功率第6章設(shè)計總結(jié)經(jīng)過近兩個星期的努力，此次課程設(shè)計終于完成了，經(jīng)過此次課程設(shè)計學(xué)到了好多東西，牢固和復(fù)習(xí)了前面所學(xué)的知識，對機械設(shè)計這個專業(yè)有了更深的認識