說(shuō)明書正文加熱爐推料機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)綜合與傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、 課 程 設(shè) 計(jì)加熱爐推料機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)綜合與傳動(dòng)裝置題 目：設(shè)計(jì)班級(jí)：姓名：指導(dǎo)教師：完成日期：一、設(shè)計(jì)題目及要求一、設(shè)計(jì)題目及要求加熱爐推料機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)綜合與傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)加熱爐推料機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)綜合與傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)圖 620 為加熱爐推料機(jī)結(jié)構(gòu)總圖與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意圖。該機(jī)器用于向熱處理加熱爐內(nèi)送料。推料機(jī)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)傳動(dòng)裝置使推料機(jī)的執(zhí)行構(gòu)件（滑塊）5 做往復(fù)移動(dòng)，將物料 7 送入加熱爐內(nèi)。設(shè)計(jì)該推料機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)裝置。 圖 620 加熱爐推料機(jī)結(jié)構(gòu)總圖與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示意圖二、設(shè)計(jì)參數(shù)與要求二、設(shè)計(jì)參數(shù)與要求加熱爐推料機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)如表 68 所示。該機(jī)器在室內(nèi)工作，要求沖擊振動(dòng)小。原動(dòng)機(jī)為三相

2、交流電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)單向轉(zhuǎn)動(dòng)，載荷較平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速誤差4%；使用期限為 10 年，每年工作 300 天，每天工作 16 小時(shí)。 分組參數(shù)1滑塊運(yùn)動(dòng)行程h(mm)220滑塊運(yùn)動(dòng)頻率n(次/min)20滑塊工作行程最大壓力角30機(jī)構(gòu)行程速比系數(shù)k1.25構(gòu)件dc長(zhǎng)度(mm)1150構(gòu)件ce長(zhǎng)度(mm)150滑塊工作行程所受阻力(含摩擦阻力)(n)500滑塊空回行程所受阻力（含摩擦阻力）fr1(n)100三、設(shè)計(jì)任務(wù)三、設(shè)計(jì)任務(wù)(1) 針對(duì)圖 620 所示的加熱爐推料機(jī)傳動(dòng)方案，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和已知參數(shù)，確定各構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)尺寸，繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖(2) 在工作行程中，滑塊 f 所受的阻力為常數(shù) fr1，在空回行

3、程中，滑塊 f 所受的阻力為常 fr2；不考慮各處摩擦、其他構(gòu)件重力和慣性力的條件下，分析曲柄所需的驅(qū)動(dòng)力矩；（3） 確定電動(dòng)機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速；（4） 設(shè)計(jì)減速傳動(dòng)系統(tǒng)中各零部件的結(jié)構(gòu)尺寸；（5） 繪制減速傳動(dòng)系統(tǒng)的裝配圖和齒輪、軸的零件圖；（6） 編寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 四、進(jìn)度安排四、進(jìn)度安排(1) 熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)，收集相關(guān)資料 (2) 擬定設(shè)計(jì)方案(3) 繪制圖紙(4) 編寫說(shuō)明書(5) 整理及答辯五、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)五、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)成成 績(jī)：績(jī)： 指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師日日期期摘摘要要 這次課程設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)了加熱爐推料裝置的減速系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)。推料機(jī)代替人工加料，即安全又方便，它包括機(jī)架，在機(jī)架上安裝

4、有電動(dòng)機(jī)，在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸上裝有聯(lián)軸器，聯(lián)軸器與蝸桿 相連， 蝸桿渦輪減速器 ，在推料小車上裝有推桿 。用 proe 建立了減速器的三維裝配圖。計(jì)算了蝸輪蝸桿的各種參數(shù)，減速器外大小齒輪的參數(shù)，并進(jìn)行校核。執(zhí)行系統(tǒng)（六連桿機(jī)構(gòu)）的設(shè)計(jì)，根據(jù)要求，計(jì)算出了各桿的工作尺寸。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，最重要的是催促我又學(xué)習(xí)了一個(gè)新的應(yīng)用軟件，其功能之強(qiáng)大，以后工作或?qū)W習(xí)必備之。也在一次體會(huì)到了設(shè)計(jì)任務(wù)的過(guò)程，需細(xì)心與較真，不管做的怎么樣，但是過(guò)程對(duì)自己很重要。關(guān)鍵詞：減速器 齒輪 曲柄連桿結(jié)構(gòu) 滑塊機(jī)構(gòu) 推料式加熱爐abstractthe curriculum is mainly designed furn

5、ace pusher device deceleration systems and delivery systems. pusher machine instead of artificial feeding, that is safe and convenient, which includes rack, the rack is installed on the motor, the motor drive shaft is equipped with coupling, coupling with the worm attached to turbine worm reducer, i

6、n the push feed a small car equipped with a putter. proe established a reducer with the three-dimensional assembly. calculated the various parameters of the worm, the size of gear reducer outside the parameters and carry out checking. execution system (6 linkage) design, upon request, to calculate t

7、he size of the work of each rod. through this curriculum, the most important thing is to press i learn a new application software, the function of the powerful, after the necessary work or study. is also a feel of the design task of the process, need to carefully and seriously, no matter how kind of

8、 do, but the process on their own is very important。key words：reducer gear crank and connecting rod structure slider pusher-type furnace目錄目錄1 1 電電動(dòng)動(dòng)機(jī)機(jī)的的選選擇擇計(jì)計(jì)算算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 11.1 電動(dòng)機(jī)系列的選擇 .11.2 選擇電動(dòng)機(jī)功率 .11.3 分配傳動(dòng)比 .22 2 傳傳動(dòng)動(dòng)裝裝置置的的運(yùn)

9、運(yùn)動(dòng)動(dòng)和和動(dòng)動(dòng)力力參參數(shù)數(shù)計(jì)計(jì)算算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2 22.1 減速器外齒輪的設(shè)計(jì).32.1.1 選擇齒輪材料、確定精度等級(jí).32.1.2 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度.42.1.3 外齒輪的參數(shù)計(jì)算.42.2 渦輪蝸桿的計(jì)算 .52.2.1 選擇材料及確定許用應(yīng)力.52.2.2 驗(yàn)算渦輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度.62.2.3 渦輪蝸桿主要幾何尺寸.62.2.4 熱平衡計(jì)算 .72.2.5 蝸桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).72.2.6 蝸桿軸的強(qiáng)度計(jì)算 （按軸進(jìn)行計(jì)算）.82.2.7 計(jì)算、校核蝸桿軸承.102.2.8 渦輪

10、軸的計(jì)算與校核.113 3 鍵鍵的的選選擇擇和和參參數(shù)數(shù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 13 33.1 蝸桿與電機(jī)的鍵 .133.2 渦輪軸與齒輪的鍵 .143.3 渦輪軸與渦輪的鍵 .144 4 六六桿桿機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)（執(zhí)執(zhí)行行機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)）. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 14 45 5 參參考考文文獻(xiàn)獻(xiàn) . . . . . . . . . . . . .

11、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 17 71 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算 1.11.1 電動(dòng)機(jī)系列的選擇電動(dòng)機(jī)系列的選擇按工作要求及工作條件選用三相異步電動(dòng)機(jī)，電壓380v，y 系列。1.21.2 選擇電動(dòng)機(jī)功率選擇電動(dòng)機(jī)功率1.3分配傳動(dòng)比分配傳動(dòng)比2 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算2.12.1 減速器外齒輪的設(shè)計(jì)減速器外齒輪的設(shè)計(jì)對(duì)于開式齒輪傳動(dòng)，磨損是其主要的失效形式，因磨損后輪齒變薄易發(fā)生折斷，故按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，通過(guò)降低許用應(yīng)力的方法來(lái)

12、考慮磨損的影響。開式齒輪的主要失效形式是齒面磨損和輪齒折斷，不會(huì)發(fā)生點(diǎn)蝕。由于當(dāng)前尚無(wú)較成熟的磨損計(jì)算方法，因此只進(jìn)行齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，把求得的模數(shù)增大1020，以考慮輪齒磨薄的影響。用于低速傳動(dòng)對(duì)于開式齒輪傳動(dòng)中的齒輪，齒面磨損為其主要失效形式，故通常按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定齒輪的模數(shù)，考慮磨損因素，再將模數(shù)增大10%20%，而無(wú)需校核接觸強(qiáng)度。軟齒面，齒面硬度 350hbs，常用中碳鋼和中碳合金鋼，如45鋼 40cr，35simn 等材料，進(jìn)行調(diào)質(zhì)或正火處理。這種齒輪適用于強(qiáng)度。精度要求不高的場(chǎng)合，輪坯經(jīng)過(guò)熱處理后進(jìn)行插齒或滾齒加工，生產(chǎn)便利、成本較低。在確定大，小齒輪硬

13、度時(shí)應(yīng)注意使小齒輪的齒面硬度比大齒輪的齒面硬度高30 一 50hbs，這是因?yàn)樾↓X輪受載荷次敷比大齒輪多，且小齒輪齒根較薄為使兩齒輪的輪齒接近等強(qiáng)度，小齒輪的齒面要比大齒輪的齒面硬一些。2.1.1 選擇齒輪材料、確定精度等級(jí)選擇齒輪材料、確定精度等級(jí)2.1.2 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度強(qiáng)2.22.2 渦輪蝸桿的計(jì)算渦輪蝸桿的計(jì)算2.2.1 選擇材料及確定許用應(yīng)力選擇材料及確定許用應(yīng)力 蝸桿用 45 鋼，蝸桿螺旋部分采用淬火，齒面硬度45-55hrc。渦輪齒圈用鑄錫青銅，沙漠鑄造，輪芯用ht150.查手冊(cè)渦輪的許用接觸應(yīng)力為,許用彎曲應(yīng)力為mpah1501。mpaf401選擇蝸桿

14、頭數(shù)和渦輪齒數(shù)： 5 .250i21z515 .25*2*102ziz按渦輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)如下：蝸桿轉(zhuǎn)矩 ：mmnmnt3 .770771. 01渦輪轉(zhuǎn)矩 ：mmnmnt1694094.162載荷較平穩(wěn)， 取 0 . 1ak1 . 1vk0 . 1k則載荷系數(shù)k=1 . 1*kkkva應(yīng)力循環(huán)次數(shù)為 7210*2 .1516*300*10*94.52*1*6060hljnnmpahh75.10610*2 .15108771mpaff5 . 710*2 .15109761青銅與鋼配對(duì)，材料的彈性系數(shù)mpaze160從手冊(cè)查得公式322221215.155)51*75.106160(*169

15、40*1 . 1*64. 9)(64. 9mmzzktdmhe由手冊(cè)取 m=4 401d蝸桿導(dǎo)程角 31.11蝸桿分度圓直徑 mmd401渦輪分度圓直徑 mmmzd20451*422渦輪變位系數(shù) 75.0 x渦輪圓周速度 smndv/56. 06000094.52*204*14. 310*603222傳動(dòng)中心距 mmxmdda125)4*75. 0*220440(*5 . 0)2(*5 . 0212.2.2 驗(yàn)算渦輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算渦輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度按 查手冊(cè)的渦輪齒形系數(shù)515 .25*2*102ziz15. 22afy查手冊(cè)得式 合格85. 1cos53. 12212fffmpaym

16、ddkta 合格46.4914783122hhmpadktd2.2.3 渦輪蝸桿主要幾何尺寸渦輪蝸桿主要幾何尺寸蝸桿直徑系數(shù) mmq10渦輪蝸桿的齒頂高 mmmxhmmmhaa7)1 (421渦輪蝸桿的齒根高 mmmxhmmmhff8 . 1)2 . 1 (8 . 42 . 121渦輪蝸桿齒頂圓直徑 mmmxzdmmmqdaa218)22(48)2(221渦輪蝸桿節(jié)圓直徑 mmddmmmxqd20446)2(2,2,1渦輪蝸桿齒根園直徑 mmmxzdmmmqdff4 .200)4 . 22(4 .30)4 . 2(221蝸桿軸向齒距 mmmpx56.12蝸桿沿分度圓柱上的軸向齒厚 mmms28

17、. 65 . 01蝸桿沿分度圓柱上的法向齒厚 mmssn15. 6cos11渦輪輪緣寬度 mmdba347 . 01渦輪齒頂圓弧半徑 mmmdrfa162 . 05 . 012渦輪齒根圓弧半徑 mmmdraf8 .242 . 05 . 012蝸桿螺旋部分長(zhǎng)度 mmmzl10535)1 . 012(22.2.4 熱平衡計(jì)算熱平衡計(jì)算smndv/826. 210*603111滑動(dòng)速度 smvvs/88. 2cos1根據(jù)滑動(dòng)速度查手冊(cè)得當(dāng)量摩擦角為 4 . 1v傳動(dòng)效率 85. 0)tan(tan955. 0v 取油的允許溫度為，環(huán)境空氣溫度為，按自然通風(fēng)ct80ct20條件散熱系數(shù)為ccmwkd2

18、/16散熱面積 2010172. 0)()1 (1000mttkpad2.2.5 蝸桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)蝸桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)蝸桿軸的剛度計(jì)算 將蝸桿螺旋部分看做是以齒根圓直徑為直徑的軸來(lái)校核蝸桿軸的彎曲剛度，具有最大彎曲撓度可近似按下式計(jì)算 482211yleiffyrt蝸桿兩支撐間的距離mmdl6 .183204*9 . 09 . 02蝸桿危險(xiǎn)截面的慣性矩 44415.41924644 .30*641mmdif蝸桿所受的圓周力 ndtft515.38403 .770*22111蝸桿所受的徑向力 ndtfr45.6020tan20416940*220tan*222145 鋼 取 e=201 mmy0011.

19、 06 .183*10*15.41924*48*20145.60515.383322 mmdy04. 010004010001 所以安全yy 2.2.6 蝸桿軸的強(qiáng)度計(jì)算蝸桿軸的強(qiáng)度計(jì)算 （按軸進(jìn)行計(jì)算）（按軸進(jìn)行計(jì)算） 蝸桿用 45 鋼，蝸桿螺旋部分采用淬火，齒面硬度45-55hrc。按扭轉(zhuǎn)硬度初步計(jì)算軸徑 查表取30npad 1100a取軸端最小直徑為 30mm。 mmnpad739. 41350108. 0*110330 在軸的輸入端安裝聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的尺寸可以從手冊(cè)中查得，采用聯(lián)軸器。38*2242*19113cjcjtl =770n mmmnnpt771. 0135077. 0*95

20、50*9550111 ndtft515.38403 .770*22111 ndtfr45.6020tan20416940*220tan*2221 ndtffta08.16620416940*222221計(jì)算支撐反力如下 ： 水平面支撐反力 nfrnfrtbtahh41. 0186*9341. 0186515.38*93186*9311 垂直面支撐反力 ndffrndffrarbaravv37.1218620*08.16645.60*931862*9308.4818620*08.16645.60*931862*93111111水平彎矩圖 mmnrmhah13.3841. 0*9393垂直彎矩圖m

21、mnrmmmnrmvvbvav41.115037.12*939344.447108.48*939321合成彎矩圖 mmnmmmmmnmmmvhvh05.115141.115013.3861.447144.447113.382222222221211轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化處理 即6 . 0 mmntmmmmntmmcaca38.1239)770*6 . 0(05.1151)(41.4495)770*6 . 0(61.4471)(22222221121mmnfmmmnfmbhvcahhc74.769214669.52146112816005. 7160mmnmmmmmnmmmhcvcchcvcc01.

22、5020882.49628222 2 前已計(jì)算mmnt22.259971mpatmmbbbe600/)(012查表得58. 095/55,95,5501則mpampabb危險(xiǎn)截面 c 處當(dāng)量彎矩：mmntmmcec61.52536)(22mpadmwmcbbeeb03. 1801 . 061.525361 . 03132.2.7 計(jì)算、校核蝸桿軸承計(jì)算、校核蝸桿軸承 選用圓錐滾子軸承 32006查手冊(cè)得 mmd3023200rc26. 0e3 . 2yyrs2nrrrnrrravahbvbh081.4808.4841. 0371.1237.1241. 02222222221nyrsnyrs45

23、.103 . 2*2081.48269. 23 . 2*2371.1222211 1 緊 2 松1253.17645.1008.166snsfa nana45.1053.17621eraera22. 008.4845.1027.1437.1253.1762211按軸承 1 校核 查表得 4 . 0 x6 . 1y1df5 . 1mf1tf則10.431)53.176*6 . 1371.12*4 . 0(*5 . 1*1)(11yaxrffpmdhpcfnlrth7264643)1 .43123200*1(1350*6010)(60103106310610 安全hhll101048000016*

24、10*3002.2.8 渦輪軸的計(jì)算與校核渦輪軸的計(jì)算與校核 該軸傳動(dòng)中小功率，無(wú)特殊要求，選用 45 優(yōu)質(zhì)碳素鋼調(diào)質(zhì)處理，其機(jī)械性能查表得 mpab637mpas353mpa3531 mpa15512 . 0 1 . 0mpab601初按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步計(jì)算軸徑 取mmnpad32.1394.520939. 0*110330mmd30minndtft08.16620416940*22222ndtfr45.6020tan20416940*220tan*2222ndtfa515.38403 .770*2211 ntfq33.28212016940*212022計(jì)算支撐反力如下：水平面支撐反力 nfr

25、rnffrtahbqtahh63.872151488106.536134)67*281(*672垂直面支撐反力 ndffrndffrarbaravv00. 1134102*515.3845.60*671342*9354.5913426722211水平彎矩圖 mmnfmmmnfqmqhh84.4178433.282*14814873.2286833.282*818121垂直彎矩圖mmnrmmmnrmvvbvav671*676718.398954.59*676721合成彎矩圖 mmnmmmmnmmmmmnmmmhvhvh73.2286889.417486784.4174883.4197418.39

26、8984.4178413222222222221211轉(zhuǎn)矩按脈動(dòng)循環(huán)變化處理 即6 . 0 mmntmmmmntmmmmntmmcacaca7 .25025)16940*6 . 0(73.22868)(32.42968)16940*6 . 0(85.41748)(64.43161)16940*6 . 0(83.41947)(22223322222221121mpatmmbbbe600,/)(012查表得58. 095/55,95,5501則mpampabb危險(xiǎn)截面 c 處當(dāng)量彎矩：mmntmmcec56.443999)(22危險(xiǎn)截面 d 處當(dāng)量彎矩：mmntmmded06.712323)(22

27、mpadmwmcbbeeb15.40481 . 056.4439991 . 0313mpadb16. 5325.1111 . 006.7123233mpab551查得許用應(yīng)力計(jì)算、校核蝸輪軸承 選用圓錐滾子軸承 32006查手冊(cè)得 mmd3023200rc26. 0e3 . 2yyrs2nrrrnrrrbvbhavah64.87163.8736.53954.5906.5362222222221nyrsnyrs05.193 . 2*264.87225.1173 . 2*236.53922211 1 松 2 緊12565.5705.19515.38snsfa nana565.5725.11721e

28、raera656.064.87565.57217. 036.53925.1172211按軸承 2 校核 查表得 4 . 0 x6 . 1y1df5 . 1mf1tf則74.190)565.57*6 . 164.87*4 . 0(*5 . 1*1)(22yaxrffpmdhpcfnlrth7664643)74.19023200*1(1350*6010)(60103106310610 安全hhll101048000016*10*3003 3 鍵的選擇和參數(shù)鍵的選擇和參數(shù)3.13.1 蝸桿與電機(jī)的鍵蝸桿與電機(jī)的鍵為靜聯(lián)接, 選用普通平鍵，圓頭.由手冊(cè)查得 d=22 時(shí), 應(yīng)選用鍵 gb1096.30

29、11a許用擠壓應(yīng)力校 核, 鋼的許用擠壓應(yīng)力為=120mpa p pmpadhltp19. 32230822.199744 故滿足要求.mpap19. 3 p3.23.2 渦輪軸與齒輪的鍵渦輪軸與齒輪的鍵 為靜聯(lián)接, 選用普通平鍵，圓頭.由表 6-57 查得 d=25mm 時(shí), 應(yīng)選用鍵 gb1096.2514a許用擠壓應(yīng)力校 核, 鋼的許用擠壓應(yīng)力為=120mpa p pmpadhltp9 .122302571694044 故滿足要求mpap9 .12 p3.33.3 渦輪軸與渦輪的鍵渦輪軸與渦輪的鍵 為靜聯(lián)接, 選用普通平鍵，圓頭.查手冊(cè)得 d=32mm 時(shí), 應(yīng)選用鍵 gb1096.50

30、15a許用擠壓應(yīng)力校 核, 鋼的許用擠壓應(yīng)力為=120mpa p pmpadhltp6503281694044 故滿足要求mpap29. 5 p4 六桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）六桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）執(zhí)行機(jī)構(gòu)為平面六桿機(jī)構(gòu)，由曲柄搖桿機(jī)構(gòu)和滑塊機(jī)構(gòu)串聯(lián)而成?；瑝K的行程 h 主要與曲柄長(zhǎng)度o1a 及比值o2c/o2b有關(guān)，而其行程速度變化系數(shù)k 則取決于曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。對(duì)于有急回運(yùn)動(dòng)要求的機(jī)械，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)先確定行程速度變化系數(shù) k，求出極位夾角后，在設(shè)計(jì)各桿的尺寸。2025. 225. 0*1801) 1(180kk在三角形中，設(shè) 12bboababaoaa222 mmbbccbbcobobb62.194bb2201300