加熱爐裝料機(jī)設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)院系：指導(dǎo)教師：（1）裝料機(jī)用于向加熱爐內(nèi)送料，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，室內(nèi)工作，通過(guò)傳動(dòng)裝置使裝料機(jī)推桿作往復(fù)移動(dòng)，將物料送入加熱爐內(nèi)。（1）完成加熱爐裝料機(jī)總體方案設(shè)計(jì)和論證，繪制總體原理方案圖。（2）完成主要傳動(dòng)部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 3 3 4 6 6 6 12 16 16 24 29 30 30 30 31 31 31 31 32 32性。同時(shí)要保證機(jī)構(gòu)具有良好的傳力特性，即壓力角較小。□為合理匹配出力與速度的關(guān)系，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速快扭矩小，因此應(yīng)設(shè)置蝸桿減速器，減速增扭。方案二：用偏置曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換功能。方案三：用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和搖桿滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)組合，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)形式的轉(zhuǎn)換功能。（3）方案評(píng)價(jià)程，快速行程為返回行程，工作效率高。方案二：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是不夠緊湊，且最小傳動(dòng)角偏小，傳力性能差。4.3秒地要求。綜上所述，方案一作為裝料機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)施方案較為合適。（5）性能評(píng)價(jià)圖示位置即為γ最小位置，經(jīng)計(jì)算，γmin=90°?23°=由于輸入軸與輸出軸有相交，因此傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)選擇錐齒輪或蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)。方案二：齒輪——蝸桿減速器。方案三：蝸桿——齒輪減速器。（2）方案評(píng)價(jià)總傳動(dòng)比為i=71或107,i較大，因此傳動(dòng)比較小的方案一不合適，應(yīng)在方案二與方合適。按工作條件和要求，選用Y系列全封閉自扇冷式籠型三相異步臥式電動(dòng)機(jī)，電曲柄工作轉(zhuǎn)速nw=13.95r/min，方案二中減速可選范圍為nd=ianW=840-1260r/min。符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1000r/min,故選定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1000r/min。進(jìn)而確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)為<2>分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比：取第一級(jí)齒輪傳動(dòng)比i1=3，故第二級(jí)蝸桿傳動(dòng)比i2=ia/i1=22.46。（5）運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算故η=η□η2□η3□η4=0.68電機(jī)軸：Nm=940r/min,Pd=2kw,對(duì)于□軸（小齒輪軸）:N1=940r/min對(duì)于□軸（蝸桿軸）：N2=N10/3=313.3r/min對(duì)于□軸（蝸輪軸）：N3=N2/22.46=13.95r/min傳動(dòng)比i效率η21小齒輪軸13總體設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)圖如下：（1）TC=KAT式中：K為載荷系（3）匹配：電動(dòng)機(jī)Y112M-6軸徑d1因?yàn)椴捎瞄]式軟齒面?zhèn)鲃?dòng),按齒面接觸強(qiáng)度初步估算小齒T輪分度圓直徑,由附錄A表d1≥AdKT33dHPΨσdHP由轉(zhuǎn)矩T KTu+1KTu+1σHlim1σHllim2σHP!=549MPa取d1=40mm數(shù)mβ:1取m22d1校核傳動(dòng)比誤差：校核傳動(dòng)比誤差：度節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù):查圖27-16非變位斜齒輪ZH=2.43 重合度系數(shù)Zε:t=αt:εα=3.10=3.02Iεβ>1:=0.57ZH=2.43 ZEZα=0.57 螺旋角系數(shù) KHα:19N/mcosβb=cosβcosαn/cosαt=0.973KHα=εα/cos2βb=32+C.10-3.b=495N/mm22>計(jì)算許用接觸應(yīng)力σHP9NL2=NL1/i=1.35×109接觸壽命系數(shù)ZNT由圖27-23查出Zβ=0.98KA=1KVZNT2=0.9接觸強(qiáng)度尺寸系數(shù)ZX由表27.15按調(diào)質(zhì)鋼查2由表27.14取最小安全系數(shù)SHlimσHP1σH=495N/mm2<min{σHP1,σHP2}=W2ZX1X222σHP1=σHP2=接觸疲勞強(qiáng)度較為須調(diào)整寸mncosβ/2d1d2ZV1)d1d2=119.674mmb2ZV2=Z2/cos3β=103.57度驗(yàn)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查最小安全系數(shù)SFmin=1.25σF1=73.0MPa<σFP1σF2=69MPa<σFP2SFmin=1.25σ=324MPaMPa計(jì)算項(xiàng)目動(dòng)精度等考慮傳動(dòng)功率不大，轉(zhuǎn)速也不高，選用ZA型蝸桿傳動(dòng)，桿，渦輪齒數(shù)i12=22.46,取z1=2,z2=iz1=22.46×2=44.923.確定渦輪許用接蝸桿材料為錫青銅，則σHP=σP=200N/mm2,VS2th7N2N/mm2b1b1iη1則m2d1233=d1何尺寸計(jì)算I)d2Yd2YaI輪的圓周速度和傳v2η1 σH=ZE·iKAKvKβ≤σHPiη1v2載荷分布系數(shù)Kβ=1σHN/mm2σH≤σHP合格曲強(qiáng)度校核確定許用彎曲應(yīng)力σF=σ'FPYN查出σ'FP=51N/mm2Y確定渦輪的復(fù)合齒形系數(shù)FSFaN/mm2YY-Y/120I=1-=0.906σF=σF==10.62N/mm2FFσσN/σH<σFP=42μm<yp合格yp=80μmy1<yp傳動(dòng)熱平)<=42.68IC（1）小齒輪軸（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖、受力圖、彎矩、扭矩圖附表后）料選徑初選中系列深溝球軸承6006，軸承尺寸外徑D=55mm，寬度構(gòu)該軸所受的外載荷為轉(zhuǎn)矩和大齒輪上的作用力。力=20116N.mm圖FFr1=Fttgαn/cosβ=381NFAV=FBV=503NM=260N彎矩，圖 =21729N.mmT=20116N.mmMα=[σ-1b/σ0b],b=600MPaσ-1b=55MPa,σ0b=95MPa,=26489.mm-1b]=55MPaσbc<[σ-1b]繪當(dāng)彎圖制量矩（2）蝸輪軸（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖、受力圖、彎矩、扭矩圖附表后）初估軸徑初步結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)下構(gòu)該軸所受的外載荷為轉(zhuǎn)矩和蝸輪上的作用力。=1027900N.mm圓周力Ft2=2T2/d2=5710N；點(diǎn)的支反力繪出水平面和垂=2885NFAV=FBV=2885NM=346200N.mm=47NM=FM=F彎矩，繪制合Me,繪制當(dāng)應(yīng)力校核軸的=34624=42997前已計(jì)算T2=1027900N.mmα=[σ-1b/σ0b],b=600MPaσ-1b=55MPa,σ0b=95MPa,-1b]=55MPaσcb<[σ-1b]（3）蝸桿軸（結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖、受力圖、彎矩、扭矩圖附表后）初估軸徑初步結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)下左端選深溝球軸承6009，其尺寸：D=75mm,d=45mm,構(gòu)該軸所受的外載荷為轉(zhuǎn)矩、蝸桿和大齒輪上的作用力。圓周力Ft3=1006N；徑向力αn=381N軸向力Fa3=Ft3tanβ=290N2T軸向力=5710N徑向力Fr1=Ft2tanαx=2078N點(diǎn)的支反力繪出水平面和垂彎矩，繪制合=-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,繪制當(dāng)應(yīng)力校核軸的α=[σ-1b/σ0b],b=600MPaσ-1b=55MPa,σ0b=95MPa,-1b]=55MPaσbc<[σ-1b]查手冊(cè)6006軸承主要性能參數(shù)如下：Cr=14200N；C0r=8300N；N0=10000r/minCr=14200C0r=8300N0=10000NNr/min況Fr1=566N；Fa1=290N,Fa2=0N；Fr2=517NF/C0r=290/8300=0.FX=1數(shù)fd=1.1P=fd(XFr+YFa)P=691NL10h=球軸承ε=3）L10h=57202h數(shù)f1=1數(shù)f2=0.98N=f1f2N0N=9800r/min結(jié)論：所選軸承能滿足壽命、靜載荷與許用轉(zhuǎn)速的要求。該軸采用兩端單向固定的方式，所受軸向力比較小，選用一對(duì)圓錐滾子軸承，按軸徑初選查手冊(cè)30215軸承主要性能參數(shù)如下：Cr=1138000N；C0r=185000N；N0=2800r/min接觸角α=16.35°e=1.5tCr=113800C0r=18500N0=2800rNN/min況F2885Nr/Y,Y=1.4FFX1數(shù)PP=5393NL7h數(shù)f1=1數(shù)f2=0.92N=f1f2N0結(jié)論：所選軸承能滿足壽命、靜載荷與許用轉(zhuǎn)速的要求。蝸桿軸采用一端固定一端游動(dòng)的支撐方案，固定端采用兩個(gè)圓錐滾子軸承，以承受蝸桿查手冊(cè)6009軸承主要性能參數(shù)如下：Cr=21000N；C0r=14800N；N0=8000r/minCr=21000C0r=14800N0=8000NNr/min況Fa1=0N；FX=1數(shù)fd=1.1P=fd(XFr+YFa)P=1129NL10h=球軸承ε=3）L10h=342345h數(shù)f1=1數(shù)f2=1N=f1f2N0N=8000r/min結(jié)論：所選軸承能滿足壽命、靜載荷與許用轉(zhuǎn)速的要求。查手冊(cè)32309軸承主要性能參數(shù)如下：Cr=145000N；C0r=188000N；N0=4000r/minCr=145000NC0r=188000NN0=4000r/min況FFr2=908N；F=908N=F/Y,Y=1.5FF/Fr=5420/908=5.97>e數(shù)fd=1.1P=fd(XFr+YFa)PP=17363Nε=10/3）L10h=62858h數(shù)f1=0.94數(shù)f2=1N=f1f2N0N=3760r/min結(jié)論：所選軸承能滿足壽命、靜載荷與許用轉(zhuǎn)速的要求。鍵的選擇主要考慮所傳遞的扭矩的大小，軸上零件是否需要沿軸向移動(dòng)，零件的對(duì)中要鍵的選擇和參數(shù)T=20.116N.mL=57mml'=