畢業(yè)設(shè)計(jì)論文JZ型混凝土攪拌機(jī)總體及傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-jz型混凝土攪拌機(jī)總體及傳動(dòng)部分設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 jz型混凝土攪拌機(jī)總體及傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)the design of the total and spread to move of the jz concrete mixer學(xué)生姓名學(xué)院名稱機(jī)電工程學(xué)院專業(yè)名稱機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化指導(dǎo)教師摘要為了適應(yīng)不同的攪拌要求攪拌機(jī)發(fā)展了許多機(jī)型本設(shè)計(jì)中首先對混凝土攪拌機(jī)進(jìn)行選型通過對比最后確定選用自落式錐形反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)選型后對攪拌機(jī)的傳動(dòng)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算首先通過對攪拌筒的設(shè)計(jì)計(jì)算確定攪拌功率選擇電機(jī)后對減速器的設(shè)計(jì)這是本設(shè)計(jì)中的重要部分在對減速器的設(shè)計(jì)中參考資料按照攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)步驟計(jì)算

2、設(shè)計(jì)減速器各組成部件完成減速器的設(shè)計(jì)后對攪拌筒外的開式大齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算這是本設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)因?yàn)檫@個(gè)齒輪傳動(dòng)比較大需要很好地解決這個(gè)問題才能最終完成攪拌機(jī)的傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)然后選用適合的聯(lián)軸器對傳動(dòng)部分的各個(gè)裝置進(jìn)行聯(lián)接完成傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)后對上料部分進(jìn)行簡單的設(shè)計(jì)最后合成出混凝土攪拌機(jī)的總體部分關(guān)鍵詞 錐形反轉(zhuǎn)攪拌筒減速器聯(lián)軸器abstractin order to meet the needs of different mixing many models of the mixer have been developed in this design choose the type of the

3、 concrete mixer at first through comparing the taper mixer which produces the material reversely is chosen for use after the selecting the type the transmission of the mixer is designed through calculating the tube of the mixer the power of mixing can be confirmed at first after choosing the electri

4、cal machinery the reduction gear can be designed this is an important part in this design in the design of the reduction gear reference information and then calculate and design each part of the reduction gear according to the design step of the mixer after finishing the design of the reduction gear

5、 the opening gear wheel outside the mixing tube can be calculated and designed this is a difficult point in this design because that the transmission of this gear wheel is big this problem is needed to well solve and then the transmission of the mixer can be finished finally then the suitable shaft

6、coupling can be chosen to link each part of the transmission well after finishing the design of the transmission the part of taking material is designed simply the overall part of the concrete mixer is compounded out finallykey words taper reverse mix tube reduction gear shaft coupling目 錄1 緒論111 混凝土

7、攪拌機(jī)械112 混凝土攪拌機(jī)的周期作業(yè)22傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)321攪拌筒設(shè)計(jì)322減速器的設(shè)計(jì)5com的選擇6com的分配9com動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)9com齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)11com齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)16com核20com擇23com選擇因素24com26com器的潤滑和密封27com齒輪的設(shè)計(jì)293料斗的設(shè)計(jì)3331鋼絲繩的選擇3332卷筒的設(shè)計(jì)計(jì)算3433滑輪組的設(shè)計(jì)計(jì)算3834離合器的設(shè)計(jì)計(jì)算3935制動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算404攪拌機(jī)的使用與維護(hù)4241攪拌機(jī)使用的注意事項(xiàng)4242攪拌機(jī)的日常保養(yǎng)42結(jié)論44致謝45參考文獻(xiàn)46附錄471 緒論11 混凝土攪拌機(jī)械混凝土施工機(jī)械的發(fā)展?fàn)顩r是影響建筑工程

8、施工機(jī)械化程度的重要因素之一因?yàn)榻ㄖ夹g(shù)與建筑工程的現(xiàn)代化已經(jīng)使建筑物的基礎(chǔ)梁柱板等主要構(gòu)件幾乎都是混凝土澆筑而成的如果工程中所用的大量混凝土其生產(chǎn)過程中的各道工序 即貯料裝料配料攪拌運(yùn)輸澆筑和振搗 都采用人工操作則不僅需要大量的勞動(dòng)力而且勞動(dòng)強(qiáng)度高效率低混凝土的質(zhì)量差為此必須十分重視混凝土施工機(jī)械的發(fā)展和應(yīng)用并作為提高建筑施工機(jī)械化程度的主要技術(shù)措施之一當(dāng)前我國建筑工程中混凝土的加工雖已基本機(jī)械化但分散件很強(qiáng)尚不能走向較高程度的工業(yè)化商品混凝土應(yīng)用的程度還很小今后一段時(shí)間內(nèi)要把注意力放在混凝土施工地機(jī)械化體系的配套上使之更加完善混凝土攪拌機(jī)是將一定配合比的水泥 膠結(jié)材料 砂石 骨料 和水 有

9、時(shí)還加入一些混合材料 拌和成勻質(zhì)混凝土的機(jī)械同人工拌和混凝土相比混凝土攪拌機(jī)具有生產(chǎn)率高拌和質(zhì)量好減輕工人勞功強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)如今它是建筑施工現(xiàn)場混凝土構(gòu)件廠及商品混凝土供應(yīng)站生產(chǎn)混凝土的重要機(jī)械設(shè)備之一混凝土攪拌機(jī)按攪拌混凝土的原理來分有自落式和強(qiáng)制式兩種自落式混凝土攪拌機(jī)工作機(jī)構(gòu)是筒體沿筒內(nèi)壁圓周安裝若干攪拌葉片工作時(shí)將物料投入攪拌筒內(nèi)筒體繞其自身軸旋轉(zhuǎn)靠攪拌筒的旋轉(zhuǎn)由筒內(nèi)的攪拌葉片將物料推到一定的高度后物料靠自重墜落下來反復(fù)對物料進(jìn)行攪拌而加工成勻質(zhì)混凝土這種攪拌機(jī)特點(diǎn)是攪拌強(qiáng)度不大效率低只適合加工普通塑性混凝土對骨料的粒徑要求不嚴(yán)格廣泛地應(yīng)用于各種中小型建筑工地是現(xiàn)在建筑行業(yè)中應(yīng)用較為廣泛的

10、一種混凝土攪拌機(jī)強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)的攪拌機(jī)構(gòu)是水平式設(shè)置在筒內(nèi)的攪拌軸軸上安裝攪拌葉片工作時(shí)強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)的攪拌筒固定不動(dòng)是由筒內(nèi)轉(zhuǎn)軸的帶動(dòng)葉片旋轉(zhuǎn)來對物料進(jìn)行強(qiáng)制式的剪切擠壓翻轉(zhuǎn)的強(qiáng)制攪拌作用使拌合料在劇烈的相對運(yùn)動(dòng)中達(dá)到均勻拌和這種攪拌機(jī)攪拌質(zhì)量好效率高適合加工普通塑性和半硬性的混凝土由于受構(gòu)造上的限制對粗骨料粒徑的要求較為嚴(yán)格施工現(xiàn)場的混凝土攪拌站和混凝土預(yù)拌工廠的攪拌樓中使用的攪拌機(jī)均系此種類型混凝土攪拌機(jī)按其外形又可分為鼓形錐形和盤形二種按所用動(dòng)力裝置不同又分為電動(dòng)式和內(nèi)燃式兩種由攪拌量的不同又將攪拌機(jī)分成多種容量型號(hào)目前世界上的混凝上攪拌機(jī)已有200種以上我國混凝土攪拌機(jī)的容量

11、規(guī)格的發(fā)展也很迅速容量僅在3000l以下的就合11種之多它們是5010015020025035050075010001500和3000l這些攪拌機(jī)都同屬周期作業(yè)式隨著混凝土施工工藝的發(fā)展和對攪拌機(jī)要求的提高必將很快推出各種新型的混凝土攪拌機(jī)械根據(jù)攪拌機(jī)攪拌筒容量參數(shù)的小同又常把混凝土攪拌機(jī)劃分為大型 出科容量為13 中型 出料容量為035075 和小型 出料com 三種我國混凝土攪拌機(jī)的生產(chǎn)業(yè)已定型并自成系列其代號(hào)和主要技術(shù)參數(shù)的意義 j攪拌機(jī) g鼓形自治式混凝土攪拌機(jī) z錐形反轉(zhuǎn)出料式混凝土攪拌機(jī) f錐形頓翻出料式混凝1攪拌機(jī) d單臥軸強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)jg250型混凝土攪拌機(jī)表示鼓形自落式

12、混凝土攪拌機(jī)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)出料容量并經(jīng)搗實(shí)后的混凝土體積為250l混凝土攪拌機(jī)其主要組成部分有攪拌機(jī)構(gòu)它是混凝土攪拌機(jī)的主要工作機(jī)構(gòu)由攪拌筒攪拌葉片等組成傳動(dòng)裝置它是向攪拌機(jī)各工作機(jī)構(gòu)傳遞力和速度的系統(tǒng)般有由帶條摩擦輪齒輪鏈輪和軸等傳動(dòng)元件組成的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和由液壓元件組成的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)兩大類上料機(jī)構(gòu)它是向攪拌筒內(nèi)裝人混凝土物料的設(shè)施一般有卷揚(yáng)提升式料斗固定式料斗和翻轉(zhuǎn)式料斗三種形式c配水系統(tǒng)它的作用是按照混凝土的配合比要求定量供給攪拌用水?dāng)嚢铏C(jī)配水系統(tǒng)的型式主要有水泵配水箱系統(tǒng)水泵水表系統(tǒng)和水泵時(shí)間繼電器系統(tǒng)三種卸料機(jī)構(gòu)它是將攪拌好的勻質(zhì)熟料混凝土從攪拌筒中卸出的裝置主要有溜槽式螺旋葉片式和傾翻

13、式三種型式我選用的是jz型混凝土攪拌機(jī)即自落式錐型反轉(zhuǎn)混凝土攪拌機(jī)它主要由攪拌機(jī)構(gòu)由攪拌筒攪拌葉片等組成傳動(dòng)裝置由減速器開式大齒輪等組成上料機(jī)構(gòu)由提升式料斗卷揚(yáng)機(jī)等組成配水系統(tǒng)由水泵配水箱系統(tǒng)卸料機(jī)構(gòu)由攪拌筒組成在此附上自落式錐型反轉(zhuǎn)混凝土攪拌機(jī)簡意示圖見圖1-1圖1-1jz350錐型反轉(zhuǎn)出料comcom12 混凝土攪拌機(jī)的周期作業(yè)攪拌筒的基本形狀即有鼓形雙錐形盤形和圓槽形等其中鼓形雙錐形攪拌機(jī)工作原理為自落式即作業(yè)時(shí)攪拌筒旋轉(zhuǎn)物料靠自重墜落達(dá)到攪拌要求盤形相圓槽形攪拌機(jī)為強(qiáng)制式作業(yè)時(shí)攪拌筒固定不動(dòng)靠轉(zhuǎn)軸帶功筒內(nèi)的攪拌葉片對混凝土物料進(jìn)行強(qiáng)制擠壓翻轉(zhuǎn)和拋擲而達(dá)到拌合均勻的目的從攪拌原理上看錐形

14、反轉(zhuǎn)出料式混凝土攪拌機(jī)是一種自落式混凝土攪拌機(jī)攪拌筒正向回轉(zhuǎn)進(jìn)行攪拌反向回轉(zhuǎn)進(jìn)行出料它是作為取代鼓形自落式混凝土攪拌機(jī)的一種機(jī)型可以用來拌合普通塑性和低流動(dòng)性的混凝土攪拌時(shí)雙錐形攪拌筒旋轉(zhuǎn)葉片使物料作提升下落運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還強(qiáng)迫物料作軸向竄動(dòng)所以此種攪拌機(jī)同鼓形自落式攪拌機(jī)相比其攪拌運(yùn)動(dòng)比較強(qiáng)烈生產(chǎn)率高拌和出來的混凝土質(zhì)量好機(jī)械構(gòu)造也比較簡單操作方便因而得到了廣泛應(yīng)用錐形反轉(zhuǎn)出料式混凝土攪拌機(jī)主要有以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的jz系列型號(hào)和jzy系列型號(hào)jzy型除進(jìn)料機(jī)構(gòu)采用液壓傳動(dòng)外其余構(gòu)造及技術(shù)性能均與jz型相同目前該系列產(chǎn)品的出料容量有150l200l350l500l和750l等所示為jz350型混凝土

15、攪拌機(jī)的外形其出料混凝土體積為350l它主要由動(dòng)力裝置傳動(dòng)裝置進(jìn)料系統(tǒng)攪拌系統(tǒng)供水系統(tǒng)底盤和電氣系統(tǒng)等組成在攪拌筒的進(jìn)料口一端焊有兩塊擋料葉片可防止攪拌時(shí)進(jìn)料口處漏漿攪拌筒的出料口一端焊接著一對出料葉片出料葉片分成兩段以螺釘固定攪拌過程中如遇突然停電或發(fā)生故障時(shí)可以卸下靠外邊的一段葉片把筒內(nèi)的物料扒出來當(dāng)混合料拌和好混凝土后可通過傳動(dòng)系統(tǒng)改變攪拌筒的旋轉(zhuǎn)方向筒內(nèi)的混凝土使可經(jīng)出料葉片迅速卸出筒外托輪是支承攪拌筒并拖帶攪拌筒進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)攪拌筒放在四個(gè)橡膠托輪上電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力經(jīng)齒輪減速箱傳給托輪主軸利用軸上的一對橡膠托輪與攪拌筒滾道之間的摩擦力帶動(dòng)攪拌筒旋轉(zhuǎn)上料機(jī)構(gòu)jz350型混凝土攪拌機(jī)的上料機(jī)

16、構(gòu)由上料架中間料斗上料斗和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成上料時(shí)料斗由鋼絲繩牽引沿料架的軌道向上爬行當(dāng)行至一定的高度后其長軸滾輪進(jìn)入料架岔道料斗隨之傾倒斗門面動(dòng)開啟斗內(nèi)物料經(jīng)中間料斗卸入攪拌筒內(nèi)2傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)傳動(dòng)部分是攪拌機(jī)的重要組成部分通常由滾筒減速器電動(dòng)機(jī)以及聯(lián)接件組成在本設(shè)計(jì)中采用電動(dòng)機(jī)通過聯(lián)軸器聯(lián)接減速器再通過另一聯(lián)軸器聯(lián)接攪拌筒上的開式齒輪從而達(dá)到傳遞動(dòng)力的作用如圖圖2-1攪拌機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)1攪拌筒2聯(lián)軸器3減速器4電動(dòng)機(jī)21攪拌筒設(shè)計(jì)錐形反轉(zhuǎn)出料攪拌機(jī)的攪拌筒呈雙錐形筒內(nèi)中部焊有分別與拌筒軸線成一定夾角交叉布置的高葉片和低葉片各一對由于高低葉片與拌筒軸線按一定的角度交叉布置所以當(dāng)拌和料由進(jìn)料錐端進(jìn)入拌

17、筒正轉(zhuǎn)攪拌時(shí)葉片不僅使拌和料作提升下落的運(yùn)動(dòng)還能強(qiáng)迫物料作軸向竄動(dòng)故能強(qiáng)化攪拌作用當(dāng)攪拌筒反向旋轉(zhuǎn)時(shí)葉片將拌和料推向出料錐端由兩條空間交叉成的螺旋形出料葉片將拌和料卸出筒外雙錐反轉(zhuǎn)出料混凝土攪拌機(jī)在工作時(shí)器攪拌功率主要用于克服混凝土物料在拌合時(shí)所產(chǎn)生的偏心距及托輪滾動(dòng)的摩擦阻力距攪拌時(shí)大部分物料傾向攪拌筒一側(cè)呈斜面但有少部分物料由于拌筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性作用而處于自由落體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為討論方便現(xiàn)假定最惡劣的工作狀況即全部物料傾向拌筒的一側(cè)呈斜面球此種情況下的攪拌功率先有設(shè)計(jì)要求計(jì)算出攪拌筒的幾何尺寸攪拌筒外形如圖所示圖2-2攪拌筒的幾何外形由混凝土機(jī)械查攪拌幾何容積和出料容量v1 式21出料容積v2

18、和進(jìn)料容積v1有為出料系數(shù)對混凝土一般取0607 式22 式23出料 式24 所以 式25暫選 式26 式27 式28 暫選1500l 式29 式210 式211由混凝土機(jī)械查得進(jìn)料錐角出料錐角所以選擇又有 式212 式213 式214 式215另參考設(shè)其中為拌合料容重 式216為攪拌時(shí)拌合料的自然坡度 式217綜上可得可整合為22減速器的設(shè)計(jì)減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)蝸輪傳動(dòng)或齒輪蝸輪傳動(dòng)所組合的獨(dú)立部件常在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間為減速的傳動(dòng)裝置在少數(shù)情況下也用作增速的傳動(dòng)裝置減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊效率較高傳遞運(yùn)動(dòng)正確可靠使用維修簡單并可成批生產(chǎn)故在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣減速器類型很多有圓

19、柱齒輪減速器圓錐齒輪減速器蝸桿減速器等由于考慮到所傳遞的功率和傳動(dòng)比在本攪拌機(jī)設(shè)計(jì)課題中采用的是二級(jí)圓柱齒輪減速器減速器的機(jī)體是用于支持和固定軸系的零件是保證傳動(dòng)零件的嚙合精度良好的潤滑和密封的重要零件其重量約占減速器總重量的50因此機(jī)體結(jié)構(gòu)對減速器的工作性能加工工藝材料消耗重量及成本等有很大的影響機(jī)體材料采用灰鐵ht150或ht200制造傳動(dòng)裝置包括各種類型的零件其中決定其工作性能結(jié)構(gòu)簡單和尺寸大小的主要是傳動(dòng)零件支撐零件和聯(lián)接零件都是要根據(jù)零件的要求來設(shè)計(jì)因此一般應(yīng)先設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)零件確定其尺寸參數(shù)材料和結(jié)構(gòu)為了使設(shè)計(jì)減速器時(shí)的原始條件比較準(zhǔn)確應(yīng)該先設(shè)計(jì)減速器外的傳動(dòng)零件如聯(lián)軸器等com的選

20、擇電動(dòng)機(jī)是常用的原動(dòng)機(jī)并且是系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品機(jī)械設(shè)計(jì)中需要根據(jù)工作機(jī)的工作情況和運(yùn)動(dòng)動(dòng)力參數(shù)合理選擇電動(dòng)機(jī)類型結(jié)構(gòu)形式傳遞的功率和轉(zhuǎn)速確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)電動(dòng)機(jī)有交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)之分工業(yè)上采用交流電動(dòng)機(jī)交流電動(dòng)機(jī)有異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩類異步電動(dòng)機(jī)又分籠型和繞線型兩種其中以普通籠型異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最廣泛如無特殊需要一般憂先選用型籠型三相異步電動(dòng)機(jī)因其具有高效節(jié)能噪音小振動(dòng)小安全可靠的特點(diǎn)且安裝尺寸和功率等級(jí)符合國際標(biāo)準(zhǔn)適用于無特殊要求的各種機(jī)械設(shè)備電動(dòng)機(jī)的功率選擇是否合適將直間影響到電動(dòng)機(jī)的工作性能和經(jīng)濟(jì)性能如果選用額定功率小于工作機(jī)所需要的功率就不能保證工作機(jī)正常工作甚至使電動(dòng)機(jī)長期過

21、載過早損害如果選用額定功率大于工作機(jī)所需要的功率則電動(dòng)機(jī)的價(jià)格高功率未得到充分的利用從而增加電能的消耗造成浪費(fèi)攪拌機(jī)電動(dòng)機(jī)的功率按所需的單位kw計(jì)算公式為 式218式中 工作機(jī)所需工作效率由電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)的總效率工作機(jī)所需工作效率應(yīng)由工作阻力和運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算求得 式219式中 拌筒攪拌時(shí)所需的外力矩nm 拌筒轉(zhuǎn)rmin 式220其中雙錐反轉(zhuǎn)出料混凝土攪拌機(jī)在工作時(shí)其攪拌功率主要用于克服混凝土物料在攪拌時(shí)產(chǎn)生的偏心阻力矩及托輪滾動(dòng)磨檫阻力矩為討論方便現(xiàn)假定最惡劣的工作狀況即全部物料傾向拌筒的一側(cè)呈斜面球此種情況下的攪拌功率外力矩m的計(jì)算 式221式中 攪拌時(shí)拌合料所產(chǎn)生的偏心阻力矩?cái)嚢钑r(shí)托輪所產(chǎn)生

22、的滾動(dòng)摩擦阻力矩 式222式中 拌合物料發(fā)質(zhì)量 式223v攪拌筒容積拌合料容重 式224h拌合料重心至拌筒中心的距離mm 式225因?yàn)榛旌狭显诎柰矁?nèi)為一水面且以攪拌時(shí)進(jìn)出料口均不得有溢出為原則故討論時(shí)進(jìn)出料口相等均為h進(jìn)料錐內(nèi)拌合物所產(chǎn)生的偏心阻力矩給x以微小增量則在x x及平面之間的有效容積微元體對x軸的微元阻力矩 式226積分可得進(jìn)料錐內(nèi)混合料所產(chǎn)生的偏心阻力矩 式227出料錐內(nèi)拌合物所產(chǎn)生的偏心阻力矩由進(jìn)料錐公式可直接得出柱體內(nèi)地混合料所產(chǎn)生的偏心阻力矩為 式228綜上攪拌時(shí)混合料所產(chǎn)生的總偏心力矩 式229 式230 式231 式232攪拌時(shí)托輪所產(chǎn)生的慣性摩擦阻力矩 式233式中一個(gè)

23、托輪所受到滾動(dòng)正壓力k滾動(dòng)摩擦力臂r滾筒半徑mr托輪半徑m 式234 式235式中 f混凝土與鋼葉片的磨檫系數(shù)f 062傳動(dòng)效率 式236式中 聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率取齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)效率軸承的傳動(dòng)效率確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速經(jīng)查表一級(jí)開式齒輪的傳動(dòng)比二級(jí)圓拄齒輪減速器的傳動(dòng)比總的傳動(dòng)比合理范圍為故電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速的可選范圍為 式237根據(jù)工況和計(jì)算所選電動(dòng)機(jī)為表2-1 電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)型號(hào)額定功率 kw 轉(zhuǎn)速rmin軸徑mmy132s-455144038圖2-3電動(dòng)機(jī)簡圖電動(dòng)機(jī)尺寸如表表2-1 電動(dòng)機(jī)的主要外形參數(shù)中心高h(yuǎn)外形尺寸l安裝腳b軸伸尺#215;80com的分配由電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速

24、和工作機(jī)的主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速可得到傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比為 式238式中電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 拌筒的轉(zhuǎn)速 式239總傳動(dòng)比為各級(jí)傳動(dòng)比的乘積既 式240使減速器裝置不至于過大初步取則 式241按展開式布置考慮潤滑條件為使兩級(jí)大齒輪相近查得則 式242com動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)為進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算要推算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩或功率如將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低速依次定為軸滾筒 相鄰兩軸間傳動(dòng)比 相鄰兩軸間傳動(dòng)效率 軸的輸入功率 各軸之間的輸入轉(zhuǎn)矩 各軸的轉(zhuǎn)速rmin則可按電動(dòng)機(jī)軸至工作機(jī)運(yùn)動(dòng)傳遞路線推算得到各軸的運(yùn)動(dòng)和參數(shù)各軸的輸入功率軸軸的輸入功率軸 式243軸 式244軸 式245軸 式246滾筒 式247式中電

25、動(dòng)機(jī)的出功率kw 聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率 軸承的傳動(dòng)效率齒輪的傳動(dòng)效率同一根軸的輸出功率與輸入功率的數(shù)值不同需要精確計(jì)算時(shí)取不同的數(shù)值各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 式248軸軸的輸入轉(zhuǎn)矩 式249 式250 式251 式252 式253運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表表2-2各軸計(jì)算結(jié)果軸名效率pkw轉(zhuǎn)矩tnm輸入輸出輸入輸出電動(dòng)機(jī)軸55364714401097軸5445533635743502144038095軸5175507212910126513789309093軸4924724375583644112261095軸4676449135653464712267093滾筒44424229175

26、com齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 材料的選擇應(yīng)傳動(dòng)尺寸和批量較小小齒輪設(shè)計(jì)成齒輪軸選擇40cr調(diào)質(zhì)處理硬度為 241hb-286hb大齒為45鋼調(diào)質(zhì)處理硬度240hb暫取傳動(dòng)比初步計(jì)算小齒輪的分度圓直徑 式254齒寬系數(shù)由機(jī)械手冊查表得取 式255接觸疲勞極限由機(jī)械手冊查表得 式256 式257初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力 式258 式259的值由機(jī)械手冊查表得初步計(jì)算小齒輪分度圓直徑式260 取 初步取齒寬b 式261 校核計(jì)算圓 周速度 式262精度等級(jí) 選8級(jí)計(jì)算齒數(shù)和模數(shù)初選則 式263模數(shù)m 式264 則由機(jī)械手冊查表得為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m使用系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表129動(dòng)載系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表129齒間載荷分

27、配系數(shù) 齒向載荷分配系數(shù) 載荷系數(shù)k 式265彈性系數(shù) 式266節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 式267接觸最小安全系數(shù) 式268總工作時(shí)間 式269應(yīng)力循環(huán)系數(shù) 式270 式271接觸壽命系數(shù) 查表 式272許用接觸應(yīng)力 式273 式274驗(yàn)算 式275計(jì)算結(jié)果表明接觸疲勞強(qiáng)度較為合適齒輪尺寸無需調(diào)整否則尺寸調(diào)整后還需再進(jìn)行驗(yàn)算確定齒輪主要尺寸由于采用正常標(biāo)準(zhǔn)齒輪所以齒頂高系數(shù)取為1頂隙系數(shù)取為025 分度圓壓力角度數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值 20°小齒輪的參數(shù)如下分度圓直徑 式276 式277中心距 式278齒頂高 式279齒根高 式280齒全高 式281齒頂圓直徑 式282 式283齒根圓直徑 式284 式28

28、5基圓直徑 式286 式287齒寬 式288 式289齒距 式290齒厚 式291齒槽寬 式292基圓齒距 式293法向齒距 式294頂隙 式295齒根接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算重合度系數(shù) 式296齒間載荷分布系數(shù) 式297齒向載荷分布系數(shù) 式298由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊圖1214載荷系數(shù)k 式299齒形系數(shù) 應(yīng)力修正系數(shù) 彎曲疲勞極限 彎曲最小安全系數(shù)彎曲系數(shù)壽命 尺寸系數(shù) 許用彎曲應(yīng)力 式2100 式2101驗(yàn)算 式2102 式2103根據(jù)以上分析傳動(dòng)在允許的時(shí)間之內(nèi)有效沒發(fā)生過載故所選齒輪滿足要求com齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)材料的選擇應(yīng)傳動(dòng)尺寸和批量較小小齒輪設(shè)計(jì)成齒輪軸選擇40cr調(diào)質(zhì)處理硬度為 280hb 大

29、齒為45鋼調(diào)質(zhì)處理硬度240hb傳動(dòng)比暫取齒輪傳動(dòng)的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 式2104齒寬系數(shù)由機(jī)械手冊查表得取接觸疲勞極限由機(jī)械手冊查表得初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力 式2105 式2106的值由機(jī)械手冊查表得初步計(jì)算小齒輪分度圓直徑 式2107 取 初步取齒寬 式2108 校核計(jì)算圓周速度 式2109精度等級(jí) 選8級(jí)計(jì)算齒數(shù)和模數(shù)初選 則 式2110整合為93模數(shù) 式2111則由機(jī)械手冊查表得為標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)使用系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表129動(dòng)載系數(shù)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表129齒間載荷分配系數(shù) 齒向載荷分配系數(shù) 載荷系數(shù)k 式2106彈性系數(shù) 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)接觸最小安全系數(shù)總工作時(shí)間 式2107應(yīng)力循環(huán)系數(shù) 式2108 式21

30、09接觸壽命系數(shù) 查表許用接觸應(yīng)力 式2110 式2111驗(yàn)算 式2112 計(jì)算結(jié)果表明接觸疲勞強(qiáng)度較為合適齒輪尺寸無需調(diào)整否則尺寸調(diào)整后還需再進(jìn)行驗(yàn)算確定齒輪主要尺寸由于采用正常標(biāo)準(zhǔn)齒輪所以齒頂高系數(shù)取為1頂隙系數(shù)取為025 分度圓壓力角度數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值 20°小齒輪的參數(shù)如下分度圓直徑 式2113 式2114中心距 式2115齒頂高 式2116齒根高 式2117齒全高 式2118齒頂圓直徑 式2119 式2120齒根圓直徑 式2121 式2122基圓直徑 式2123 式2124齒寬齒距 式2125齒厚齒槽寬基圓齒距 式2126法向齒距頂隙 式2127齒根接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算重合度系數(shù) 式

31、2128 齒間載荷分布系數(shù) 式2129齒向載荷分布系數(shù) 式2130由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊圖1214載荷系數(shù)k 式2131齒形系數(shù) 應(yīng)力修正系數(shù) 彎曲疲勞極限 彎曲最小安全系數(shù)彎曲系數(shù)壽命 尺寸系數(shù) 許用彎曲應(yīng)力 式2132 式2133驗(yàn)算 式2134 式2135根據(jù)以上分析傳動(dòng)在允許的時(shí)間之內(nèi)有效沒發(fā)生過載故所選齒輪滿足要求com核軸的最小直徑按公式可確定各軸的基本尺寸可確定低速級(jí)和中間軸為齒輪軸最小軸徑分別為高速軸最小軸徑在此對中間齒輪軸進(jìn)行校核齒輪軸材料選擇在二級(jí)齒輪減速器傳動(dòng)中減速器的軸采用45鋼調(diào)質(zhì)處理由機(jī)械手冊查表得已知中間軸的 輸出功率為5072kw轉(zhuǎn)速為3789 rmin齒輪軸受力計(jì)算分

32、析圖2-4間齒輪軸的力轉(zhuǎn)矩圖作用力的計(jì)算 式2136齒輪的圓周力 式2137齒輪的徑向力 式2138齒輪的圓周力 式2139齒輪的徑向力 式2140水平面支承反力及彎矩見圖 式2141 式2142彎矩見圖 式2143 式2144 式2145 式2146垂直面支承反力及彎矩見圖支反力見圖 式2147 式2148 彎矩計(jì)算見圖 式2149 式2150合成彎矩見圖 式2151 式2152 式2153 式2154應(yīng)力校核系數(shù) 式2155當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 式2156當(dāng)量彎矩在大齒輪軸勁中間截面處 式2157 在右軸勁中間截面處 式2158校核軸頸 式2159 式2160經(jīng)校核較合適無需調(diào)整其他軸按同樣方法校核c

33、om擇鍵的類型及尺寸齒輪傳動(dòng)要求齒輪與軸的對中性好故在此我選用a型平鍵根據(jù)軸徑由表查得可選用鍵高因輪轂長度為故取標(biāo)準(zhǔn)長度為擠壓強(qiáng)度由靜連接的擠壓強(qiáng)度條件為 式2161其中 式2162 式2163 式2164由表查得輕微沖擊載荷的許用應(yīng)力所以擠壓強(qiáng)調(diào)足夠確定鍵槽尺寸由普通平鍵標(biāo)準(zhǔn)查得軸槽深轂槽深其余各鍵按同樣方法校核選擇com選擇因素在許多場合軸承的內(nèi)孔尺寸已經(jīng)由機(jī)器或裝置的結(jié)構(gòu)具體所限定不論工作壽命靜負(fù)荷安全系數(shù)和經(jīng)濟(jì)性是否都達(dá)到要求在最終選定軸承其余尺寸和結(jié)構(gòu)形式之前都必須經(jīng)過尺寸演算該演算包括將軸承實(shí)際載荷跟其載荷能力進(jìn)行比較滾動(dòng)軸承的靜負(fù)荷是指軸承加載后是靜止的或旋轉(zhuǎn)速度非常低在這種情況

34、下演算滾道和滾動(dòng)體過量塑性變形的安全系數(shù)大部分軸承受動(dòng)負(fù)荷內(nèi)外圈做相對運(yùn)動(dòng)尺寸演算校核滾道和滾動(dòng)體早期疲勞損壞安全系數(shù)只有在特殊情況時(shí)才根據(jù)din iso 281對實(shí)際可達(dá)到的工作壽命做名義壽命演算對注重經(jīng)濟(jì)性能的設(shè)計(jì)來說要盡可能充分的利用軸承的承載能力要想越充分的利用軸承那么對軸承尺寸選用的演算精確性就越重要靜負(fù)荷軸承 計(jì)算靜負(fù)荷安全系數(shù)fs有助于確定所選軸承是否具有足夠的額定靜負(fù)荷 fs copo 其中fs靜負(fù)荷安全系數(shù)co額定靜負(fù)荷knpo當(dāng)量靜負(fù)荷kn 靜負(fù)荷安全系數(shù)fs是防止?jié)L動(dòng)零件接觸區(qū)出現(xiàn)永久性變形的安全系數(shù)對于必須平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)噪音特低的軸承就要求fs的數(shù)值高只要求中等運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲的場合

35、可選用小一些的fs一般推薦采用下列數(shù)值 fs 1525適用于低噪音等級(jí) fs 1015適用于常規(guī)噪音等級(jí) fs 0710適用于中等噪音等級(jí)額定靜負(fù)荷在滾動(dòng)體和滾道接觸區(qū)域的中心產(chǎn)生的理論壓強(qiáng)為 4600 nmm2 自調(diào)心球軸承 4200 nmm2 其它類型球軸承 4000 nmm2 所有滾子軸承在額定靜負(fù)荷co的作用下在滾動(dòng)體和滾道接觸區(qū)的最大承載部位所產(chǎn)生的總塑性變形量約為滾動(dòng)體直徑的萬分之一當(dāng)量靜負(fù)荷pokn是一個(gè)理論值對向心軸承而言是徑向力對推力軸承來講是軸向和向心力po在滾動(dòng)體和滾道的最大承載接觸區(qū)域中心所產(chǎn)生的應(yīng)力與實(shí)際負(fù)荷組合所產(chǎn)生得應(yīng)力相同po xof r ys fakn 其中p

36、o 當(dāng)量靜負(fù)荷fr徑向負(fù)荷fa軸向負(fù)荷單位都是千牛頓xo徑向系數(shù)yo軸向系數(shù)動(dòng)負(fù)荷軸承 din iso 281所規(guī)定的動(dòng)負(fù)荷軸承計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)方法的基礎(chǔ)是材料疲勞失效壽命計(jì)算公式為 l10 l cp p 其中l(wèi)10 l 名義額定壽命c(diǎn) 額定動(dòng)負(fù)荷 kn p 當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷 kn p 壽命指數(shù) l10是以100萬轉(zhuǎn)為單位的名義額定壽命c(diǎn) 額定動(dòng)負(fù)荷 kn p 壽命指數(shù) l10是以100萬轉(zhuǎn)為單位的名義額定壽命對于一大組相同型號(hào)的軸承來說其中90應(yīng)該達(dá)到或者超過該值額定動(dòng)負(fù)荷c kn在每一類軸承的參數(shù)表中都可以找到 p xfryfa 其中p當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷fr徑向負(fù)荷fa軸向負(fù)荷單位都是千牛頓x徑向系數(shù)y軸向系數(shù)

37、不同類型軸承的xy值及當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷計(jì)算依據(jù)可在各類軸承的表格和前言中找到球軸承和滾子軸承的壽命指數(shù)p有所不同對球軸承p 3 對滾子軸承p 103如果軸承動(dòng)負(fù)荷的值及速度隨時(shí)間而變化那么在計(jì)算當(dāng)量負(fù)荷時(shí)就得有相應(yīng)的考慮連續(xù)的負(fù)荷及速度曲線就要用分段近似值來替代滾動(dòng)軸承的最小負(fù)荷過小的負(fù)荷加上潤滑不足會(huì)造成滾動(dòng)體打滑導(dǎo)致軸承損壞在本設(shè)計(jì)中我都選用深溝球滾子軸承就足以滿足要求軸承的型號(hào)確定結(jié)合軸的受力特點(diǎn)與箱體運(yùn)動(dòng)的關(guān)系此處選用深溝球滾子軸承分析傳動(dòng)示意圖不難發(fā)現(xiàn)本系統(tǒng)中軸的軸承承受徑向載荷而且承受的載荷都較小查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊可知深溝球滾子軸承能同時(shí)承受徑向載荷可以成對使用滿足條件通過前面對軸受力分析我

38、選用一對深溝球滾子軸承6209型如下圖所示圖2-4深溝球滾子軸承其中d 45mmd 85mmb 19mm計(jì)算深溝球滾子軸承壽命表2-3軸承選擇方案方案軸承型號(hào)crncorndmmbmmno rmin 1620931500205008519350026210350002320090203000計(jì)算步驟與結(jié)果列于下表在前面已計(jì)算過工作時(shí)間可估計(jì)混凝土攪拌機(jī)工作十年一年工作八小時(shí)工作日中工作時(shí)間占40則軸承的使用壽命 式2164表2 -4計(jì)算列表計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果6209軸承6210軸承e查表0260236x查表x 056x 056沖擊載荷系數(shù)fd查表1212當(dāng)量動(dòng)載荷pp fdfr 12&#

39、215;6867x46144614計(jì)算額定動(dòng)載荷37777n37777n基本額定動(dòng)載荷cr查手冊31500377773500037777故我選用6209深溝球滾子軸承可滿足壽命要求其他處軸承壽命計(jì)算如上com聯(lián)軸器是聯(lián)接兩軸使之一同回轉(zhuǎn)并傳遞轉(zhuǎn)矩的一種聯(lián)軸器可分為剛性和撓性剛性聯(lián)軸器適用于兩軸能嚴(yán)格對中并在工作中不發(fā)生相對位移的地方撓性聯(lián)軸器適用于兩軸有偏移的地方剛性聯(lián)軸器中又可分為凸緣聯(lián)軸器套筒聯(lián)軸器和夾殼聯(lián)軸器其中凸緣聯(lián)軸器是應(yīng)用最廣的一種這種聯(lián)軸器主要由兩個(gè)分裝在軸端的半聯(lián)軸器和聯(lián)接它們的螺栓組成凸緣聯(lián)軸器對中精度可靠傳遞轉(zhuǎn)矩較大但要求兩軸通軸度較好主要用于載荷平穩(wěn)的聯(lián)接中故在此我選用此

40、種聯(lián)軸器在高速級(jí)因電動(dòng)機(jī)y132s1-2的軸徑為38mm故選用標(biāo)準(zhǔn)凸緣聯(lián)軸器yl9軸孔38mm軸孔長82mm在低速級(jí)可選用標(biāo)準(zhǔn)凸緣聯(lián)軸器yl10軸孔45mm軸孔長112mm部件聯(lián)軸器可以在機(jī)器停車后用拆卸的方法才能把兩軸分離圖2-5 聯(lián)軸器com器的潤滑和密封傳動(dòng)的潤滑圓周速度的齒輪減速器廣泛采用油脂潤滑自然冷卻為了減少齒輪運(yùn)動(dòng)的阻力和油的溫升浸入油中的深度以12個(gè)齒高為宜速度高的還應(yīng)該淺些建議07倍左右但至少10cm速度較低的也允許浸入深些可達(dá)到16的齒輪半徑更低速時(shí)可到13的齒輪半徑潤滑圓錐齒輪傳動(dòng)時(shí)齒輪浸入油中的深度應(yīng)達(dá)到齒輪的半個(gè)齒寬對于油面有波動(dòng)的減速器浸入深些在多級(jí)減速器中應(yīng)盡量使

41、各級(jí)傳動(dòng)浸入油中深度近于相對如果發(fā)生低速級(jí)齒輪浸入減速器箱蓋和箱座的剖面做成傾斜的從而使高速級(jí)和低速級(jí)傳動(dòng)的浸油深度大致相等減速器油池的容積平均可按每1kw約需035l07l潤滑油計(jì)算同時(shí)應(yīng)保持齒頂圓距離箱底部低于30mm50mm左右以免太淺時(shí)激起沉降在箱底的油泥在此處因?yàn)楦咚偌?jí)與低速級(jí)大齒輪分度圓直徑相差不大所有可以直接使低速級(jí)大齒輪中深度浸油軸承潤滑滾動(dòng)軸承的潤滑主要是為了降低摩擦阻力和減輕磨損也可以吸振冷卻防銹和密封等作用合理的潤滑對提高軸承性能延長軸承壽命都有重要意義滾動(dòng)軸承高速時(shí)一般采用油潤滑低速時(shí)采用脂潤滑某些特殊環(huán)境如高溫和真空條件下采用固體潤滑本減速器使用的是深溝球滾子軸承軸承

42、的潤滑方法可以根據(jù)齒輪的圓周速度來選擇圓周速度在2ms3ms以上時(shí)可以采用飛濺潤滑把飛濺到箱蓋上的油在本設(shè)計(jì)中我選用飛濺潤滑油量足以滿足軸承的需要所有最后采用刮油潤滑或根據(jù)軸承傳動(dòng)座圈十大大小選用由脂潤滑或滴油潤滑本設(shè)計(jì)為選用飛濺潤滑故在設(shè)計(jì)減速器時(shí)在箱體壁上設(shè)計(jì)出油溝可使飛濺的油通過油夠流向軸承供軸承使用密封裝置密封式為了阻止?jié)櫥瑒妮S承中流失也為了防止外界灰塵水分等侵入軸承沒有合理的密封將大大影響軸承的使用壽命密封按照其原理不同可分為接觸式和非接觸式密封兩大類非接觸式密封不受速度的限制接觸式密封只能用在線速度較低的場合為保證密封壽命及減少軸的磨損軸接觸部分的硬度應(yīng)在40hrc以上在低壓油潤

43、滑系統(tǒng)中油封被廣泛地用作轉(zhuǎn)軸密封件和往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封件油封通常由剛性骨架和有柔性唇的橡膠密封圈組成氈封主要用于環(huán)境比較干燥以脂類潤滑的軸承或柱塞部位壓力低于01mpa速度45ms故本設(shè)計(jì)中選用氈封來滿足軸承的密封到此減速器設(shè)計(jì)完成在減速器中選用了大量標(biāo)準(zhǔn)件特列表如下表2-5減速器用標(biāo)準(zhǔn)件名稱代號(hào)尺寸數(shù)量螺栓gb5782-86m16×1008墊圈gb971-2000與m16配套使用8螺母gb6170m168螺栓gb5782-86m12×222墊圈gb971-2000與m12配套使用2螺母gb6170m122螺栓gb5782-86m12×3036氈圈jbzq4606-1986內(nèi)徑451氈圈jbzq4606-1986內(nèi)徑401鍵gbt1095-199016×561鍵gbt1095-199016×1001鍵gbt1095-199010×561銷gbt117a8×122軸承g(shù)bt