《机械设计制图》球磨机设计

课程设计——球磨机设计引导说明万静北京科技大学机械工程学院(010)623323571球磨机

球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备。球磨机是工业生产中广泛使用的高细磨机械之一。球磨机广泛应用于水泥，硅酸盐制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。球磨机适用于粉磨各种矿石及其它物料，被广泛用于选矿，建材及化工等行业。2实际生产中使用的球磨机3实验室使用的球磨机4应用场合5球磨机工作基本原理

当球磨机回转时，研磨介质由于惯性离心力的作用贴附在磨机筒内壁的衬板面上，与筒体一起回转，并被带到一定的高度。在这样的高度在重力的作用下，以一定的速度，像抛射体一样落下，将筒体内的物料击碎。另外，在球磨机回转过程中，研磨介质还产生滑动和滚动，因而研磨介质、衬板与物料之间发生研磨作用使物料磨细。6课程设计日程安排（时间很紧、体力很累）(8月13日开始）1-2天：设计计算（事先准备好计算器、手册，教材等技术资料）；3.5天：绘制总装配图A1(1:3)；0.5天：绘制小齿轮轴系部件装配图草图，受力、弯矩、扭矩图等装订在说明书中；7要求：1、草图与弯矩扭矩图务必对应，画在一张纸上（粘贴加长纸）。2、各段轴的直径、长度表述，参见书中例题格式。8课程设计日程安排（时间很紧、体力很累）0.5天：绘制小齿轮轴的零件图A3(1:1)；1.5天：写设计说明书；1天：改错；（8月21-22日）1天：答辩.9一、设计任务书1.

设计目的（《教材下》P332）2.设计内容（包括：设计题目、简图、使用要求、已知条件、设计任务（《教材下》P344-345）周边及粉碎效率90%；制造方式为单件生产；球磨机研磨物料20kg；每天工作8小时；要求工作平稳（允许有轻微冲击）。使用折旧期5年10二、球磨机的总体设计1.球磨机的基本参数（见《教材下》P345-346）1）研磨介质的合理载量G0式中：G1：研磨物料（kg），已知条件可知G1=20kg；G0：研磨介质（钢球）的合理装载量（kg）。

112）计算罐体体积V式中：V：罐体容积（m3）γ：研磨介质（钢球）的比重，γ取4800kg/m3φ：研磨介质的填充系数，对于干式球磨机φ取0.3。123）计算罐体内径D式中：D：球磨机内径（m）；L：球磨罐长度，L取1.2D（m）134）计算球磨机有利工作转速n214球磨机转速对粉磨工作的影响

当筒体转速过低时（图a），筒体不能将研磨体带到一定的高度，冲击物料的作用很小。反之，若筒体的转速过大（图c），研磨体在其惯性离心力的作用下贴附在筒体上，与筒体一起作圆周运动，也根本起不到对物料的冲击作用。只要当筒体的转速适宜时，研磨体抛出后，才能获得最大的降落高度，对物料产生较大的冲击效果，如图b所示。152.方案比较（见《教材下册》P302，改为列表方式）从球磨机的基本参数计算可知，球磨机转速为…,电动机的转速一般有3000rpm、1500rpm、1000rpm、750rpm几种，从结构尺寸、价格等考虑选1000rpm,16传动比与传动级数单级（i：1－8；直齿轮：1－5）三级或多级或周转轮系（i↑）蜗轮蜗杆减速器（i：10－80）双级（i：8－30）在多级传动（如：带传动、链传动、圆柱齿轮传动、圆锥齿轮传动、蜗轮蜗杆传动等）中，总传动比为各级传动比的乘积：17总传动比i=可采用2级传动。所以初步拟定四种传动方案见《教材下册》P30218四种传动方案（参见《教材下册》P302，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）19确定一种方案（b）203.选择电动机（见《实用手册》P286-287，《教材下册》P301、335-336）考虑到工作载荷、工作特性、环境条件和成本等方面的原因，选用Y系列电动机转速为1000rpm。球磨机所需功率：式中：V：球磨机的有效容积，V=D:球磨机的内径，D=G：球磨机的装载量，G=G1+G0=K：电动机的储备系数，K取1.1；η：粉碎效率，已知η=90%。213.选择电动机电动机实际功率：Pd=Pw/ηa；ηa=η带×η齿轮×η轴承=0.96×0.95×0.99=0.90288

（见《实用手册》P136）所以,Pd=Pw/ηa=选电机参见《实用手册》P286-288：电动机选用：Y100L-6223.选择电动机由《实用手册》P286-288：电动机选用：Y100L-6电动机的外形尺寸：图《教材下》P33623中心高H外廓尺寸安装尺寸轴伸尺寸平键尺寸100380x（105+180）x245160x14028x608x243.选择电动机（见《实用手册》P286-288）型号功率同步（满载）转速最大转矩电机重量Y100L-6-B31.51000（940）2.033表1-1电动机主要性能

表1-2电动机外形尺寸(mm)

244.针对确定的传动方案，求总传动比，分配各级传动比

（见《教材下》P336-337）由所选电动机的转速和工作机转速，可得总传动比：（1-2）式中nm：电动机的满载转速，r/min：nw：工作机的转速(即图中II轴nII=），r/min。多级传动中，总传动比为各级传动比的乘积：式中i1、i2、i3、……in。为各级传动机构传动比,选i齿=6。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《教材下》P303-304。25三、传动件设计设计计算传动件时，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、转矩推算到各轴上。如果一传动装置从电动机到工作机有三根轴，依次为电机轴、I、II轴，则：261．计算各轴转速、转矩、功率（见《教材下》P337-338）（1-4）

（1-5）（1-6）式中nm：电动机的满载转速，r/minn电机轴、nI、nII分别为电机轴、I、II轴的转速r/min；电机轴为高速轴、II轴为低速轴i01、i12、i2依次为电动机与I轴，I与II轴，II与III轴间的传动比。271）各轴转速：n电=，nⅠ=，nⅡ=；2）各轴功率：PⅠ=P实×η带=，PⅡ=PⅠ×ηⅠ·Ⅱ=；3）电动机输出扭矩：T电机轴=9550P实/n电机轴=；4）各轴转距：TⅠ=T电机轴×i带×η带=，TⅡ=TI×i齿轮×ηⅠ·Ⅱ=；各轴的动力参数:轴号传动比i效率η功率（kw）转速（r/min）扭矩Ｔ（N•m）电机I轴II轴282.带传动设计（《教材下》P339）

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。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。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直径决定，《教材下》第11章。29带传动设计时所需确定的内容主要为（通常选用V带传动）：确定计算功率Pc；选择V带型号；选取大带轮和小带轮的基准直径d1和d2；验算带速v；确定中心距a和带长Ld；验算包角α1；计算带的根数z；计算在轴上的作用力FQ。（后面设计计算需用FQ）30①计算功率Pc=KA·P（注：P取计算所得）由已知条件和使用要求，载荷平稳、一班制：《教材下》P67-表11-3，KA=1.1则Pc=KA·P=②确定V带型号（根据Pc、n1由《教材下》P73图11-7选取，注意：选Z会出问题：根数太多，在Z、A共同区域,可选A型）③确定带轮直径（注意按标准系列推荐使用范围选取）由图11-7及表11-10，取d1=112，则d2=i带·d1=？,取d2=315；i带实=315/112=2.81④验算带速（5～25m/s）

31根据小带轮的转速n1和计算功率PC来确定V带的型号。图中还给出了小带轮的基准直径d1的推荐使用范围。

小带轮转速n1(r/min)

计算功率Pc(kW)

Z区

A区Z与A相邻区32⑤确定带轮中心距a和带长Ld（初取a0=？：0.7（d1+d2）≤a0≤2（d1+d2）及场地条件→计算Ld0=2a0+3.14×（d1+d2）/2+（d2-d1）2/（4a0）

查出Ld=？算出a＝a0+(Ld-L0)/2=？450左右？带的调整范围：由a+0.030Ld⑥验算包角α1（α1>120º）⑦计算带的根数z=Pc/((P1+ΔP1)KαKL)=？-0.015Ld33⑧计算作用在轴上的力FQ=2F0Zsin(α1/2)

FQ的求解很关键，为轴系的受力分析作准备。⑨确定带轮结构尺寸（见《教材下》P339图25-5、P76-78）⑩张紧装置（见《习题》P100）3435张紧装置（见《习题》P102：滑块张紧装置易于拆卸）36调整中心距37调整中心距383、开式齿轮传动的设计计算

开式齿轮传动设计准则：按弯曲疲劳强度进行设计，再将计算确定的模数增大10%-15%的办法，来考虑磨损对轮齿强度削弱的影响。

1)选材料开式齿轮传动，要求齿面有较高的耐磨性，由《教材下》表12-11选择齿轮材料如下（小齿轮材料要优于大齿轮）：小齿轮：45调质HB217~286HBS=250大齿轮：ZG310-570正火HB163-207HBS=185

39按《教材下》表12-12查取最小安全系数：代入数值：许用弯曲应力：2)确定许用应力403)确定齿数

取小齿轮的齿数为z1=20（对于开式齿轮传动，由于轮齿主要为磨损失效，为使轮齿不致过小，故小齿轮不宜选用过多的齿数，一般可取z1=17~20），则大齿轮的齿数为：取整z2=127（相互啮合齿轮对磨损均匀，传动平稳，一般z1和z2互为质数）则开式齿轮的实际传动比为：考虑转速误差分析414）按轮齿弯曲强度设计模数式中：载荷系数取：KA=（表12-8）KV=

K=（图12-26）代入数值：

K=42应力影响系数

由于两个齿轮的齿数和材料不同，为使两齿轮的弯曲强度都能满足，需将YFS1/[F1]和YFS2/[F2]中的较大值代入式中。由表12-10，z1=20,YFS1=4.36

z2=127,YFS2=3.98

计算小齿轮的转矩T1传递的功率P=？kW小齿轮的转速n1=？rpm43

确定齿宽系数由表12-9：取d=？44计算模数

考虑磨损对轮齿强度削弱的影响，模数增大10%~15%，则：

m=1.7(1+15%)=1.955（mm）取标准模数：m=2.0mm

？（表12-1）

考虑到齿轮的结构和安装方便，大齿轮的分度圆直径需取至610~650mm。建议取标准模数：m=5mm45四、轴系设计

46（一）支撑辊轴系1）罐体的结构设计铸造：罐体尺寸较大，一般可用ZG35铸造；焊接：钢板卷曲后焊接。罐体壁厚10~15mm，两端焊接。（单件生产）？加大47罐体结构设计48罐体结构设计49罐体部件图502）支撑辊支撑的重量F为支撑总重量；F=G0+G1+Gg+Gch+Gk注意：Gg=壁厚+两端板G0：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。重量计算时应画出相关的有尺寸的简化示意图！51TII：旋转罐体的转矩。(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：3）求θ、N524)辊轮轴的受力分析、弯矩图53固定心轴计算强度→设计轴径→选择轴承（计算时可大致估计定出支撑点的距离

）Nl5）轴承的强度校核（寿命计算）（可按一天工作8小时，一年按250计算）轴承的转速应为辊轮轴的转速：54（二）大带轮轴系

轴上安装齿轮和带轮。由分析可知，该轴是转轴，既受弯矩又受扭矩。在设计该轴时，可在绘制草图的同时进行计算。轴系设计应考虑轴上的零件安装和固定，可参考教材中的有关章节；轴承座的结构要考虑拆装方便。551）初估轴径2）结构设计（考虑轴承的组合设计，画草图）3）强度校核(参见《教材下》P231-234及作业练习）d：轴的估算直径，即轴上最细处的直径mm56要求必须画在一张A3纸上（九个图）加一个当量弯矩图！57要求：1、草图与弯矩扭矩图务必对应，画在一张纸上（粘贴加长纸）。2、各段轴的直径、长度表述，参见书中例题格式。584）键强度校核(《教材下》P26-28/P45)有两处有键(装齿轮、带轮处）5）滚动轴承的校核五、螺栓强度计算（开式齿轮与滚筒之间联接）圆周上均匀分布8个螺栓，取M10方式：1）普通螺栓联接2）铰制孔螺栓联接（首选,如两块板厚不一样，要考虑螺栓安装的方向,使最小接触长度d取两者中大的，参见(《教材下》

P45)l-键的有效工作长度,A型l=L-b59六、开启门的创新设计(选做《教材下》P350-352）

开启门可设计成各种结构形式，设计应考虑装料、取料方便，开启灵活可靠。思路1：60思路2：61七、参考资料八、设计感言（展示真实情感、文采，老师一定拜读，限800字以内）62总体方案配置图

《教材下》P352,注意：支撑辊半径千万别错！63习题P10064要求提交的作业（装订好说明书+草稿、叠好图纸、装袋）：1、A1总装配图1张；（40分）2、A3零件图(小齿轮轴）1张；（15分）3、说明书1份+草稿。（25分）

答辩（带教材、手册，20分）创新（开启门，5分）共两张图65

愿大家在辛苦中寻找快乐和成功！66谢谢观看/欢迎下载BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH一本万利工程1、背景驱动2、盈利策略3、选菜试菜4、价值创造5、完美呈现6、成功面试7、持续改造（一）、一本万利工程的背景驱动

1、什么是一本万利

2、餐饮时代的变迁菜单经验的指导方针运营市场定位的体现经营水平的体现体现餐厅的特色与水准沟通的工具餐厅对顾客的承诺菜单承诺的六大表现1、名字的承诺2、质量的承诺3、价格的承诺4、规格标准的承诺5、外文翻译的准确6、保证供应的承诺

1、顾客满意度餐厅价值、价格、合理感、愉快感、安心感、美味感、便利感、满足感、有价值感、喜悦感、特别感2-2、初期投资餐厅面积、保证金、设备投资、店铺装潢、器具用品投资、制服选定、菜单制作2-1、开业准备厨具、供应商选定、设计、用品选定、餐厅配置、员工训练、餐厅气氛、促销方式3、经营数据营业额、客流量、成本率、人均消费、顾客回头率、出品速度、人事费用菜单内容决定决定相关相关决定决定决定决定以菜单为导向的硬件投资

1、餐厅的装修风格2、硬件设施服务操作3、餐厅动线4、餐具与家俬5、厨房布局6、厨房设备菜单设计正果1、能诱导顾客购买你想让他买的餐点2、能迅速传达餐厅要表达的东西3、双赢：顾客喜欢、餐厅好卖餐厅时代的变迁食物时代硬体时代软体时代心体时代食物食品饥食饱食品质挑食品味品食品德惧食体验人们正在追寻更多的感受，更多的意义更多的体验，更多的幸福（二）盈利策略1、组建工程团队2、确定核心价值3、确定盈利目标4、确定客单价5、设计盈利策略6、确定核心产品谁来设计菜单？产品=做得出来的物品商品=卖得出去的物品商家=产品具备商品附加值物（什么产品）+事（满足顾客何种需求）从物到事从食物到餐饮从吃什么到为什么吃产品本身决定一本，产品附加值决定万利从生理到心理从物质到精神从概念到五觉体验创造产品的五觉附加值体验何来

一家企业以服务为舞台以商品为道具，让消费者完全投入的时候，体验就出现了PART01物=你的企业卖什么产品+事=能满足顾客何种需求？确定核心价值理念核心价值理念1、卖什么样的菜2、卖什么样的氛围？3、如何接待顾客？卖给谁？卖什么事？卖什么价？企业目标的设定1、理论导向的目标设定2、预算3、制定利润目标费用营业额亏损区利润区临界点变动费用总费用营业额曲线费用线X型损益图利润导向的目标设定确定目标设定营业收入=固定成本+目标利润1-变动成本率-营业税率例：A餐厅每月固定成本40万，变动成本50%，营业税率5.5%，目标利率每月8万，问A餐厅的月营业收入：月营收入=（40+8）÷（1-50%-5.5%）=48÷0.445=108万测算损益平衡点保本线=固定成本1-变动成本率-营业税率例：A餐厅保本线=40÷（1-50%-5.5%）

=40÷0.445

=90万定价的三重意义2、向竞争对手发出的信息和信号1、是利润最大化和最重要的决定因素3、价格本事是价值的体现定价由此开始1、评估产品、服务的质量2、寻求顾客价值与平衡点3、以价值定义市场确定客单价盈利占比策略

占比策略内部策略销售占比占比策略内部策略10%40%10%20%20%（三）、选菜试菜1、ABC产品分析2、产品的确定（食材、口味、烹调、餐饮）3、成本的确定ABC分析策略毛利率营业额CBACABBACCCAA营业额C毛利A优化、提升增加销售双A双赢ABC顾客商品涨价保留亏本商品删营业额A毛利C顾客超额、成本过高有意义的保留无意义的删除双C双输菜单内容选择的标准因素成本设备厨师技术操作空间菜系风格吻合度品质可控度原料供应顾客喜好菜单协议度（销售目标、颜色、口味、造型、营养等）产品类别确定的四个方面1、按食材确定比例2、按口味确定比例3、按烹饪确定比例4、按餐饮确定比例

（无酒精饮品、含酒精饮品比例）框架依据操作依据目标依据成本依据试口味成本操作第一次试菜的内容精确的成本核算—五个关键词1、净料率（一料一控、一料多档）2、调味料成本（单件产品、批量产品）3、燃料成本4、统一计量单位5、标准食谱成本卡试口味餐具造型色彩第二次试菜的内容四料构成表1、符合思想审定2、符合目标审定3、符合定位审定4、符合框架审定四平构成表(四)、创造价值1、定价策略的确定2、提升双A核心产品的附加值3、增加更多的顾客选择性顾客会记住的价格最低价人均消费热门畅销品商品较多的价格带最高价产品价格和观念价值永远是不一样的，体验经济时代出售的不是产品价格，而是观念定价与确定价格的区别确定价格产品、服务主导思路确定一个易于销售的价格由企业根据成本以及和其他企业的比较确定定价基于顾客的价值私立评估价值、确定等级在顾客和企业的来往过程中确定企业定价三大策略1、薄利多销策略2、相对稳定价格策略3、高价位价格策略提升产品附加值的“十大绝招”三好七增名字好卖相故事服务选择文案时间体验健康推广感觉“附加值”提升产品附加值的“两大前提”一好味道二品质确定好卖相美色器形设摄状增健康少油汤汁盐多有机养生品种增时间原材料生长原材料获得制作耗时美味时间要求增文案—文字叙述九问1、餐点是什么？2、如何烹调制作？3、如何呈现？4、有何故事？5、有否独特的口味？6、有否体现品质等级？7、食材的来源？8、有何独特的体验？9、对人有何好处？一料多烹多吃多味增选择增推广易拉宝台卡小画册传媒宣传销售人员介绍POP（五）、完美呈现1、专业团队的选择与合作2核心价值的呈现平面制片摄影助理摄影师食品造型翻译修图师文案设计师跟印