球磨机传动装置设计

1、会计学1球磨机传动装置设计球磨机传动装置设计2v 1-21-2天天：设计计算（事先准备好计算器、手册，教材等技：设计计算（事先准备好计算器、手册，教材等技术资料）；术资料）；v 3-53-5天天：绘制：绘制总装配图总装配图A1(1:3)A1(1:3)；v 6 6天：天：绘制绘制小齿轮轴系部件小齿轮轴系部件草图（受力分析）草图（受力分析）A3(1:2)A3(1:2)；v 7 7天天：绘制：绘制小齿轮轴零件图小齿轮轴零件图A3(1:1) A3(1:1) ；v 8 8天天：写写设计说明书；设计说明书；v 9-109-10天天：答辩：答辩. .34北科大实验室使用的球磨机北科大实验室使用的球磨机567

2、8v 已知条件、使用要求、设计内容已知条件、使用要求、设计内容（包括：设计题目、简图、设计任（包括：设计题目、简图、设计任务（见课本目录务（见课本目录 ）（）（机械设计机械设计制图制图下册下册 P344-345） 周边及粉碎效率周边及粉碎效率90%90%； 制造方式为单件生产；制造方式为单件生产； 球磨机研磨物料球磨机研磨物料20kg20kg； 每天工作每天工作8 8小时；小时； 要求工作平稳，要求工作平稳， （允许有轻微冲击）。（允许有轻微冲击）。91011带带传传动动交流电机交流电机齿齿轮轮传传动动121.1.球磨机的基本参数球磨机的基本参数（见课本P345）1 1）研磨介质的合理载量）研

3、磨介质的合理载量G0G0 G1=0.14G0G1=0.14G0式中：式中： G1G1：研磨物料（：研磨物料（kgkg），已知条件可知），已知条件可知G1=20kgG1=20kg； G0G0：研磨介质（钢球）的合理装载量（：研磨介质（钢球）的合理装载量（kgkg）。）。 得到得到 G0=G1/0.14=G0=G1/0.14=1314LDV243214.VD15Dnw/2 .3716(a)(b)(c)172.2.总体方案确定（见总体方案确定（见手册手册P19P19）v 从球磨机的基本参数计算可知，从球磨机的基本参数计算可知，n nw w= = ？rpm,rpm,v 电动机的电动机的同步转速同步转速

4、一般有一般有30003000rpmrpm、1500rpm1500rpm、1000rpm1000rpm、750rpm750rpm几种，从结构尺寸、价格等考虑选几种，从结构尺寸、价格等考虑选n nd d=1000rpm,=1000rpm,v 则总传动比则总传动比i i=n=nd d/n/nw w，可采用可采用2 2级传动。级传动。v 所以初步拟定四种传动方案所以初步拟定四种传动方案见见手册手册P20P20（参见教材（参见教材P346P346，从工作条件、传动性能、传动比、空间结构尺寸从工作条件、传动性能、传动比、空间结构尺寸、重量、效率、功率及成本等方面讨论，确定一种最佳方案重量、效率、功率及成本

5、等方面讨论，确定一种最佳方案）18193.3.选择电动机（见选择电动机（见手册手册P5P5、教材教材P346P346）v 球磨机所需功率：球磨机所需功率：式中：式中： V V：球磨机的有效容积，：球磨机的有效容积，V=V= D: D:球磨机的内径，球磨机的内径，D=D= G G：球磨机的装载量，：球磨机的装载量，G=G1+G0=G=G1+G0= K K：电动机的储备系数，：电动机的储备系数，K K取取1.11.1； ：粉碎效率，已知：粉碎效率，已知=90%=90%。 (kW) )(22208 . 0KVGnDV.Pww202122表表1 1 电动机主要性能电动机主要性能 表表2 2 电动机外形

6、尺寸电动机外形尺寸(mm)(mm) 电动机的外形尺寸：手册P152型号型号功率功率/kw同步（满载）转速同步（满载）转速/r/min最大转矩最大转矩/Nm电机重量电机重量/kg1000（ ）中心高中心高（H）外外 廓廓 尺尺 寸寸 （L(AC/2）AD）安装尺寸安装尺寸 （AB）轴伸尺寸轴伸尺寸 （CE）平键尺寸平键尺寸 （FG）23v 由所选电动机的转速和工作机转速，可得总传动比：由所选电动机的转速和工作机转速，可得总传动比： i= nd/nw v 式中式中 n nd d：电动机的满载转速，：电动机的满载转速，r/minr/min； n nw w：工作机的转速（：工作机的转速（n nw w

7、= =？），），r/minr/min。 （见手册P6-7）24v 多级传动中，总传动比为各级传动比的乘积：多级传动中，总传动比为各级传动比的乘积：v 式中：式中： i1、i2、i3、in为各级传动机构传动比。为各级传动机构传动比。 考虑到安装和罐体的尺寸，大齿轮需做成齿圈和罐体相连，因此考虑到安装和罐体的尺寸，大齿轮需做成齿圈和罐体相连，因此i齿齿可取大一些，可取大一些，i齿齿=5 开式圆柱齿轮传动比推荐范围为开式圆柱齿轮传动比推荐范围为8（见（见手册手册P44）。对于一般齿轮传动）。对于一般齿轮传动, 当传当传动比动比i8可采用单级传动；可采用单级传动； 当当i8时时, 宜采用多级传动宜采用

8、多级传动, 以免传动装置的外廓尺寸过大以免传动装置的外廓尺寸过大。 直齿圆柱齿轮的传动比一般取直齿圆柱齿轮的传动比一般取i3, 最大可达最大可达5； 斜齿圆柱齿轮的传动比可大些斜齿圆柱齿轮的传动比可大些, 取取i5, 最大可达最大可达8。 在已知总传动比要求时，如何合理选择和分配各级传动比，见教材第二十一章简在已知总传动比要求时，如何合理选择和分配各级传动比，见教材第二十一章简易机械设计易机械设计P429-431。齿带iiii iin.2125v设计计算传动件时，需要知道各轴的功率、转设计计算传动件时，需要知道各轴的功率、转速、转矩，因此应将工作机上的功率、转速、速、转矩，因此应将工作机上的功

9、率、转速、转矩推算到各轴上。转矩推算到各轴上。v如果一传动装置从电动机到工作机有两根轴，如果一传动装置从电动机到工作机有两根轴，依次为依次为 I I、IIII轴，则：轴，则：26v 1 1）各轴转速）各轴转速 式中式中 n nd d：电动机的满载转速，：电动机的满载转速，r/minr/min；n nI I、n nIIII分别为分别为 I I、IIII轴的转速，轴的转速，r/minr/min；I I 轴为高速轴、轴为高速轴、IIII轴为低速轴为低速轴。轴。带innd齿轮inn/27v 2 2）各轴功率）各轴功率 式中式中: P: Pd d电动机的输出功率，电动机的输出功率，kWkW；P PI I

10、、P PIIII 依次依次I I、IIII、轴输入功率，轴输入功率，kWkW。 带dPP轴承齿轮PP（效率：见手册P44）283 3） 各轴转矩各轴转矩 式中式中:T:Td d 电动机的输出转矩，电动机的输出转矩，N Nm m； dddnPT9550带带iTTd轴承齿轮齿轮iTT29轴号轴号传动比传动比i效率效率 功率功率(kW)转速转速(r/min)扭矩扭矩T(N.m)电机I轴II轴各轴的动力参数各轴的动力参数301. 带传动设计要点带传动设计要点 设计带传动时应注意检查带轮尺寸与传动装置外廓尺寸设计带传动时应注意检查带轮尺寸与传动装置外廓尺寸的相互关系，例如小带轮外圆半径是否大于电动机的中

11、心高的相互关系，例如小带轮外圆半径是否大于电动机的中心高，大带轮外圆半径是否过大造成带轮与机器底座相干涉等。，大带轮外圆半径是否过大造成带轮与机器底座相干涉等。要注意带轮孔径尺寸与电动机轴或减速输入器轴尺寸是否相要注意带轮孔径尺寸与电动机轴或减速输入器轴尺寸是否相适应。适应。 带轮直径确定后，应验算带传动的实际传动比，并以此带轮直径确定后，应验算带传动的实际传动比，并以此修正各轴的运动、动力参数。带轮的结构形式主要由带轮的修正各轴的运动、动力参数。带轮的结构形式主要由带轮的直径决定，见直径决定，见手册手册P8-9P8-9，教材第，教材第1111章。章。31v带传动设计时所需确定的内容主要为（通

12、常带传动设计时所需确定的内容主要为（通常选用选用V V带传动）：带传动）： 确定计算功率确定计算功率PcPc； 选择选择V V带型号；带型号； 选取大带轮和小带轮的基准直径选取大带轮和小带轮的基准直径d d1 1和和d d2 2； 验算带速验算带速v v； 确定中心距确定中心距a a和带长和带长L Ld d； 验算包角验算包角1 1； 计算带的根数计算带的根数z z； 计算在轴上的作用力计算在轴上的作用力F FQ Q。（本次设计不需计算。（本次设计不需计算F FQ Q ） 32v 计算功率计算功率Pc=KPc=KA AP P（注：（注：P P取计算所得）取计算所得） 由已知条件和使用要求，载荷

13、平稳、一班制：教材由已知条件和使用要求，载荷平稳、一班制：教材P262-P262-表表11-311-3，K KA A =1.1 =1.1 则则 PcPc=K=KA AP=P=v 确定确定V V带型号（根据带型号（根据PcPc、n n1 1由教材由教材P267-P267-图图11-511-5选取，注意：选选取，注意：选Z Z会出问题：根数太多，会出问题：根数太多，在在Z Z、A A共同区域共同区域, ,可选可选A A型型）v 确定带轮直径（注意按标准系列确定带轮直径（注意按标准系列推荐使用范围推荐使用范围选取）选取） 由图由图11-511-5及表及表11-1011-10，取，取d d1 1=11

14、2=112，则则d d2 2= = i i带带d d1 1= =？ , ,取取d d2 2=315=315； i i带带实实= =315/112=2.81315/112=2.81v 验算带速验算带速)m/s(?1000601dndv（525m/s） 33 Pc() 34v 确定带轮中心距确定带轮中心距a a和带长和带长L Ld d（初取（初取a a0 0=500=500：0.70.7（d d1 1+d+d2 2）a a0 022（d d1 1+d+d2 2）及场地条件）及场地条件v 计算计算L Ld0d0=2a=2a0 0+ +3.143.14（d d1 1+d+d2 2）/2+/2+（d d

15、2 2- -d d1 1）2 2/ /（4 4a a0 0） v 查出查出L Ld d= =？v 算出算出a aa a0 0+(L+(Ld d-L-L0 0)/2)/2= =？v 带的调整范围：由带的调整范围：由a a+0.030Ld+0.030Ldv 验算包角验算包角1 1（1 1120120）v 计算带的根数计算带的根数v z=Pc/(Pz=Pc/(P1 1+P+P1 1)K)KK KL L)=)=？-0.015Ld-0.015Ld35v计算作用在轴上的力计算作用在轴上的力 F FQ Q=2F=2F0 0Zsin(Zsin(1 1/2/2) ) F FQ Q的求解很关键，为轴系的受力分析作

16、准备。的求解很关键，为轴系的受力分析作准备。v确定带轮结构尺寸（见确定带轮结构尺寸（见手册手册P9-P9-图图2-12-1）教材）教材P271P271）v张紧装置（见张紧装置（见手册手册- -图图7-257-25：滑块张紧装置：滑块张紧装置易于拆卸）易于拆卸） 20)5 . 2(500mvKKvZPFc363738张紧装置（见张紧装置（见手册手册-图图7-25：滑块张紧装置易于拆卸）：滑块张紧装置易于拆卸） 3940 开式齿轮传动设计准则：开式齿轮传动设计准则： 按按弯曲疲劳强度弯曲疲劳强度进行设计，再将计算确定的进行设计，再将计算确定的模数增大模数增大的办法，来考虑磨损对轮齿强度削弱的影响。

17、的办法，来考虑磨损对轮齿强度削弱的影响。 1 1、选材料、选材料 开式齿轮传动，要求齿面有较高的耐磨性，由表开式齿轮传动，要求齿面有较高的耐磨性，由表12-1112-11选择齿轮材料如下（选择齿轮材料如下（小齿轮材料要优于大齿轮小齿轮材料要优于大齿轮）：）： 小齿轮：小齿轮：4545 调质调质 HB217HB217286 HBS=250286 HBS=250 大齿轮：铸铁大齿轮：铸铁310310-570570 正火正火 HB163-207 HBS=185HB163-207 HBS=185 4138087. 01limHBSF32075. 02limHBSF5 . 1limFSlimlimFFF

18、S1lim1lim1FFFS2lim2lim2FFFS2 2、确定许用应力确定许用应力428 .12529. 62012izz35. 62012712zzi齿轮实43(mm)23211FFSdYzKTmKKKKVA44m)(N9550111nPT4546(mm)23211FFSdYzKTm4711mzd 22mzd 12dbd51bb221dda48v 1 1）各轴转速）各轴转速 式中式中 n nd d：电动机的满载转速，：电动机的满载转速，r/minr/min；n nI I、n nIIII分别为分别为 I I、IIII轴的转速，轴的转速，r/minr/min；I I 轴为高速轴、轴为高速轴、

19、IIII轴为低速轴。轴为低速轴。带innd齿轮inn/49v 2 2）各轴功率）各轴功率 式中式中: P: Pd d电动机的输出功率，电动机的输出功率，kWkW；P PI I、P PIIII 依次依次I I、IIII、轴输入功率，轴输入功率，kWkW。 带dPP轴承齿轮PP（效率：见手册P44）503 3） 各轴转矩各轴转矩 式中式中:T:Td d 电动机的输出转矩，电动机的输出转矩，N Nm m； dddnPT9550带带iTTd轴承齿轮齿轮iTT51 第 三 讲525354罐体结构设计55罐体结构设计56罐体结构设计57罐罐体体部部件件图图585960616263644NFcoscos4FN TNfR14TFfR1cosG0： 研磨介质重量；G1： 研磨物料重量; Gg： 罐体重量;Gch：齿圈重量；Gk： 箍重量。TII： 旋转罐体的扭矩。1）支撑辊的支撑角度直接影响到力矩平衡，在竖直方向：2）摩擦力矩由公式1）、2）得到：其中：F为支撑总重量