加热炉装料机设计机械设计说明书

机械设计课程设计院系：指导教师：（1）装料机用于向加热炉内送料，由电动机驱动，室内工作，通过传动装置使装料机推杆作往复移动，将物料送入加热炉内。（1）完成加热炉装料机总体方案设计和论证，绘制总体原理方案图。（2）完成主要传动部分的结构设计。 3 3 4 6 6 6 12 16 16 24 29 30 30 30 31 31 31 31 32 32性。同时要保证机构具有良好的传力特性，即压力角较小。□为合理匹配出力与速度的关系，电动机转速快扭矩小，因此应设置蜗杆减速器，减速增扭。方案二：用偏置曲柄滑块机构实现运动形式的转换功能。方案三：用曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构串联组合，实现运动形式的转换功能。（3）方案评价程，快速行程为返回行程，工作效率高。方案二：结构简单，但是不够紧凑，且最小传动角偏小，传力性能差。4.3秒地要求。综上所述，方案一作为装料机执行机构的实施方案较为合适。（5）性能评价图示位置即为γ最小位置，经计算，γmin=90°−23°=由于输入轴与输出轴有相交，因此传动机构应选择锥齿轮或蜗轮蜗杆机构。方案二：齿轮——蜗杆减速器。方案三：蜗杆——齿轮减速器。（2）方案评价总传动比为i=71或107,i较大，因此传动比较小的方案一不合适，应在方案二与方合适。按工作条件和要求，选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步卧式电动机，电曲柄工作转速nw=13.95r/min，方案二中减速可选范围为nd=ianW=840-1260r/min。符合这一范围的同步转速有1000r/min,故选定电动机转速为1000r/min。进而确定电动机型号为<2>分配减速器的各级传动比：取第一级齿轮传动比i1=3，故第二级蜗杆传动比i2=ia/i1=22.46。（5）运动和动力参数计算故η=η□η2□η3□η4=0.68电机轴：Nm=940r/min,Pd=2kw,对于□轴（小齿轮轴）:N1=940r/min对于□轴（蜗杆轴）：N2=N10/3=313.3r/min对于□轴（蜗轮轴）：N3=N2/22.46=13.95r/min传动比i效率η21小齿轮轴13总体设计方案简图如下：（1）TC=KAT式中：K为载荷系（3）匹配：电动机Y112M-6轴径d1因为采用闭式软齿面传动,按齿面接触强度初步估算小齿T轮分度圆直径,由附录A表d1≥AdKT33dHPΨσdHP由转矩T KTu+1KTu+1σHlim1σHllim2σHP!=549MPa取d1=40mm数mβ:1取m22d1校核传动比误差：校核传动比误差：度节点区域系数:查图27-16非变位斜齿轮ZH=2.43 重合度系数Zε:t=αt:εα=3.10=3.02Iεβ>1:=0.57ZH=2.43 ZEZα=0.57 螺旋角系数 KHα:19N/mcosβb=cosβcosαn/cosαt=0.973KHα=εα/cos2βb=32+C.10-3.b=495N/mm22>计算许用接触应力σHP9NL2=NL1/i=1.35×109接触寿命系数ZNT由图27-23查出Zβ=0.98KA=1KVZNT2=0.9接触强度尺寸系数ZX由表27.15按调质钢查2由表27.14取最小安全系数SHlimσHP1σH=495N/mm2<min{σHP1,σHP2}=W2ZX1X222σHP1=σHP2=接触疲劳强度较为须调整寸mncosβ/2d1d2ZV1)d1d2=119.674mmb2ZV2=Z2/cos3β=103.57度验算73.0MPaKKVYξ=0.25+0.75Yβ=0.93b/h=48/(2.25×2.5)=8.53σF1=KAKVKFβKFαYFa1YSa1YεYβσF2=σF1×YFa2σFlim1=230MPa，σFlim2=200MPa73.73.0MPa69MPa=330MPa=320MPaKKV6Yε=0.655Yβ=0.9355σF1=σF2=σσFlim1σFlim20,Y由表27.14查最小安全系数SFmin=1.25σF1=73.0MPa<σFP1σF2=69MPa<σFP2SFmin=1.25σ=324MPaMPa计算项目动精度等考虑传动功率不大，转速也不高，选用ZA型蜗杆传动，杆，涡轮齿数i12=22.46,取z1=2,z2=iz1=22.46×2=44.923.确定涡轮许用接蜗杆材料为锡青铜，则σHP=σP=200N/mm2,VS2th7N2N/mm2b1b1iη1则m2d1233=d1何尺寸计算I)d2Yd2YaI轮的圆周速度和传v2η1 σH=ZE·iKAKvKβ≤σHPiη1v2载荷分布系数Kβ=1σHN/mm2σH≤σHP合格曲强度校核确定许用弯曲应力σF=σ'FPYN查出σ'FP=51N/mm2Y确定涡轮的复合齿形系数FSFaN/mm2YY-Y/120I=1-=0.906σF=σF==10.62N/mm2FFσσN/σH<σFP=42μm<yp合格yp=80μmy1<yp传动热平)<=42.68IC（1）小齿轮轴（结构简图、受力图、弯矩、扭矩图附表后）料选径初选中系列深沟球轴承6006，轴承尺寸外径D=55mm，宽度构该轴所受的外载荷为转矩和大齿轮上的作用力。力=20116N.mm图FFr1=Fttgαn/cosβ=381NFAV=FBV=503NM=260N弯矩，图 =21729N.mmT=20116N.mmMα=[σ-1b/σ0b],b=600MPaσ-1b=55MPa,σ0b=95MPa,=26489.mm-1b]=55MPaσbc<[σ-1b]绘当弯图制量矩（2）蜗轮轴（结构简图、受力图、弯矩、扭矩图附表后）初估轴径初步结构图见下构该轴所受的外载荷为转矩和蜗轮上的作用力。=1027900N.mm圆周力Ft2=2T2/d2=5710N；点的支反力绘出水平面和垂=2885NFAV=FBV=2885NM=346200N.mm=47NM=FM=F弯矩，绘制合Me,绘制当应力校核轴的=34624=42997前已计算T2=1027900N.mmα=[σ-1b/σ0b],b=600MPaσ-1b=55MPa,σ0b=95MPa,-1b]=55MPaσcb<[σ-1b]（3）蜗杆轴（结构简图、受力图、弯矩、扭矩图附表后）初估轴径初步结构图见下左端选深沟球轴承6009，其尺寸：D=75mm,d=45mm,构该轴所受的外载荷为转矩、蜗杆和大齿轮上的作用力。圆周力Ft3=1006N；径向力αn=381N轴向力Fa3=Ft3tanβ=290N2T轴向力=5710N径向力Fr1=Ft2tanαx=2078N点的支反力绘出水平面和垂弯矩，绘制合=-492NM=174658N.mmM=69414N.mmF=2078×205+5710×40-381×69-290×60F=2078×187-5710×40+381×461+290×60=901×205-381×274-290×60=62911N.mm=43689N.mm=291346N.mm"=339688N."=339688N.mm\VCHCT=57934N.mmMe,绘制当应力校核轴的α=[σ-1b/σ0b],b=600MPaσ-1b=55MPa,σ0b=95MPa,-1b]=55MPaσbc<[σ-1b]查手册6006轴承主要性能参数如下：Cr=14200N；C0r=8300N；N0=10000r/minCr=14200C0r=8300N0=10000NNr/min况Fr1=566N；Fa1=290N,Fa2=0N；Fr2=517NF/C0r=290/8300=0.FX=1数fd=1.1P=fd(XFr+YFa)P=691NL10h=球轴承ε=3）L10h=57202h数f1=1数f2=0.98N=f1f2N0N=9800r/min结论：所选轴承能满足寿命、静载荷与许用转速的要求。该轴采用两端单向固定的方式，所受轴向力比较小，选用一对圆锥滚子轴承，按轴径初选查手册30215轴承主要性能参数如下：Cr=1138000N；C0r=185000N；N0=2800r/min接触角α=16.35°e=1.5tCr=113800C0r=18500N0=2800rNN/min况F2885Nr/Y,Y=1.4FFX1数PP=5393NL7h数f1=1数f2=0.92N=f1f2N0结论：所选轴承能满足寿命、静载荷与许用转速的要求。蜗杆轴采用一端固定一端游动的支撑方案，固定端采用两个圆锥滚子轴承，以承受蜗杆查手册6009轴承主要性能参数如下：Cr=21000N；C0r=14800N；N0=8000r/minCr=21000C0r=14800N0=8000NNr/min况Fa1=0N；FX=1数fd=1.1P=fd(XFr+YFa)P=1129NL10h=球轴承ε=3）L10h=342345h数f1=1数f2=1N=f1f2N0N=8000r/min结论：所选轴承能满足寿命、静载荷与许用转速的要求。查手册32309轴承主要性能参数如下：Cr=145000N；C0r=188000N；N0=4000r/minCr=145000NC0r=188000NN0=4000r/min况FFr2=908N；F=908N=F/Y,Y=1.5FF/Fr=5420/908=5.97>e数fd=1.1P=fd(XFr+YFa)PP=17363Nε=10/3）L10h=62858h数f1=0.94数f2=1N=f1f2N0N=3760r/min结论：所选轴承能满足寿命、静载荷与许用转速的要求。键的选择主要考虑所传递的扭矩的大小，轴上零件是否需要沿轴向移动，零件的对中要键的选择和参数T=20.116N.mL=57mml'=