北京科技大學(xué)球磨機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書

1、一、設(shè)計(jì)任務(wù)書1 .設(shè)計(jì)目的2 .設(shè)計(jì)內(nèi)容二、傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)及初步計(jì)算1 .球磨機(jī)的基本參數(shù)2 .總體方案確定3 .選擇電動(dòng)機(jī)4 .確定傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比，分配各級(jí)傳動(dòng)比5 .傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)三、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算及修改傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1 .帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算2 .第一次修改各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)3 .開式齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算4 .驗(yàn)算工作轉(zhuǎn)速5 .第二次修訂各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)四、球磨機(jī)罐體及軸系設(shè)計(jì)1 .罐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2 .小齒輪軸系的設(shè)計(jì)計(jì)算3 .支撐輾及其軸系的設(shè)計(jì)計(jì)算五、設(shè)計(jì)聯(lián)接螺栓六、設(shè)計(jì)開啟門 七、設(shè)計(jì)總結(jié)八、參考資料一、設(shè)計(jì)任務(wù)書1 .設(shè)計(jì)目的1）總結(jié)和綜合運(yùn)用已經(jīng)學(xué)過(guò)

2、的有關(guān)知識(shí)，分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題。2）學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，了解和掌握常用機(jī)械零件、機(jī)械傳動(dòng)裝置和簡(jiǎn) 單機(jī)械的設(shè)計(jì)過(guò)程。3）進(jìn)行基本技能的訓(xùn)練，例如計(jì)算、繪制方案草圖、運(yùn)用設(shè)計(jì)資料、查閱機(jī) 械設(shè)計(jì)手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范以及運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算等。2 .設(shè)計(jì)內(nèi)容1）設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)供實(shí)驗(yàn)室使用的球磨機(jī)（如圖 1所示）。1. 電機(jī)2.帶傳動(dòng)3.齒輪傳動(dòng)4.滾輪5.球磨機(jī)筒體6.軸承電機(jī)、小帶輪軸I軸：大帶輪軸II 軸：大齒輪、筒體軸心2）使用要求：球磨機(jī)研磨物料80kg;每天工作8小時(shí)；要求工作平穩(wěn)（允許有輕微沖擊）。3）已知條件：周邊及粉碎效率90%制造方式：?jiǎn)渭a(chǎn)。4）應(yīng)完成的設(shè)計(jì)工作：a.

3、球磨機(jī)總體方案設(shè)計(jì)b.傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)及計(jì)算c.球磨罐體設(shè)計(jì)及軸系設(shè)計(jì)d.設(shè)計(jì)聯(lián)接螺栓。e.計(jì)算機(jī)或手工繪制工作圖：球磨機(jī)總體圖 小齒輪軸系部件草圖f.編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書:、傳動(dòng)方案的總體設(shè)計(jì)及初步計(jì)算1 .球磨機(jī)的基本參數(shù)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容結(jié)果1.1研磨介質(zhì)的式中：G:研磨物料（kg）,已知條件可合理載里G知 G=80kg;1.2計(jì)算罐體體G:研磨介質(zhì)（鋼球）的合理裝載積V量（kg）。1.3計(jì)算罐體內(nèi)式中：V:罐體容積（肅）徑D丫 ：研磨介質(zhì)（鋼球）的比重，丫1.4計(jì)算電機(jī)有取 4800kg/m3利工作轉(zhuǎn)速nw?。貉心ソ橘|(zhì)的填充系數(shù)，對(duì)于干式球磨機(jī)小取0.3。式中：d：球磨機(jī)內(nèi)徑（m；L:球磨罐長(zhǎng)度，

4、L取1.2D （m）。2 .總體方案確定從球磨機(jī)的基本參數(shù)計(jì)算可知，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為 42.95r/min,電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一般有1500r/min、1000r/min、750r/min 三種，由此可算出本設(shè)計(jì)的傳動(dòng)比i=23.28,在15到30的范圍之內(nèi)，初步擬訂以下四種方案進(jìn)行選擇（都是2級(jí)傳動(dòng)）：表1各種傳動(dòng)方案論證簡(jiǎn)圖優(yōu)、缺點(diǎn)簡(jiǎn)圖優(yōu)、缺點(diǎn)電動(dòng)機(jī)通過(guò)蝸輪蝸桿傳動(dòng)帶動(dòng)開式 齒輪。該傳動(dòng)方案結(jié)構(gòu)緊湊，占地面 積小，但傳動(dòng)效率低，價(jià)格昂貴。電動(dòng)機(jī)通過(guò)V帶傳動(dòng)裝置帶動(dòng)一對(duì) 開式齒輪。皮帶具有減震、平穩(wěn)、制 造簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是 帶傳動(dòng)效率低，占地面積大。簡(jiǎn)圖優(yōu)、缺點(diǎn)簡(jiǎn)圖優(yōu)、缺點(diǎn)電動(dòng)機(jī)通過(guò)圓柱

5、減速命中動(dòng)對(duì)開式齒輪。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)可靠，缺點(diǎn)是機(jī)械構(gòu)造較復(fù)雜、制造費(fèi)用局。電動(dòng)機(jī)通過(guò)圓錐齒輪減速器帶動(dòng)對(duì)開式齒輪。它和圖c的情況相似。結(jié)論：根據(jù)球磨機(jī)的工作要求并考慮經(jīng)濟(jì)條件，選用方案b比較合適，既可以降低制造維修費(fèi)用，又可以得到預(yù)期的效果。3 .選擇電動(dòng)機(jī)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容結(jié)果3.1球磨機(jī)所需式中：V:球磨機(jī)的有效容積，V=0.397m3;選取電動(dòng)機(jī):功率pwD:球磨機(jī)的內(nèi)徑，D=0.75m；Y132M2-6G :球磨機(jī)的裝載量，G=G+G=571.43+80=651.43kg=0.651tK:電動(dòng)機(jī)的儲(chǔ)備系數(shù)，K取1.1 ;“：粉碎效率，已知 刀=90%Y a= Y帶X”齒輪X”軸承

6、=0.95 X0.96 X 0.99=0.90288 （見手冊(cè)P44）?由手冊(cè)表8-5 : ? 電動(dòng)機(jī)選用：Y132M2-6表2 主要性能型號(hào)電機(jī)功率同步(滿載)最大轉(zhuǎn)矩電機(jī)重量(kw) 轉(zhuǎn)速(r/min) (N?m(kg)Y132M2-65.51000 (960)107.9284表3外型尺寸(mm中心高外廓尺寸安裝尺寸軸伸尺寸 平鍵尺寸H L X (AC/2 ) X ADAX BCX EFX G132515X(270/2) X210216X 17889X 8010X 33圖2電動(dòng)機(jī)外型尺寸4.確定總傳動(dòng)比，分配各級(jí)傳動(dòng)比計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果4.1 總傳動(dòng)比4.2 分配傳動(dòng)比4.3 傳動(dòng)裝

7、置的運(yùn) 動(dòng)和動(dòng)力分?jǐn)?shù)的計(jì)算米用b種傳動(dòng)力杲，考慮到：(1) 罐體尺寸較大，大齒輪需做成齒 輪圈和罐體連接，為留出足夠的 裝配、連接空間，i齒輪可取大一些；(2)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比較帶傳動(dòng)A.各軸轉(zhuǎn)速：I軸轉(zhuǎn)速niII軸轉(zhuǎn)速件B.各軸功率：I軸功率piII 軸功率P2C.各軸轉(zhuǎn)矩：I軸轉(zhuǎn)矩TiII 軸轉(zhuǎn)矩T2大，因此取i齒輪5,故：i 帶 i/i齒輪=22.34/5=4.4685.計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表4各軸的動(dòng)力參數(shù)軸 號(hào)傳動(dòng)比i效率？功率(kW)轉(zhuǎn)速(r/min)扭矩T(N.m)電 機(jī)4.4680.965.6596056.2I軸50.945.424214.8252.5II軸0.995.

8、10142.961187.4三、傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)及傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算1.帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果（一i）定V帶型號(hào)和由教材P262-表11-3由教材P73-圖11-7選取帶輪直徑由圖11-7及表11-10 ,選取d1 = 140mm1.工況系數(shù)故 i 帶實(shí)d2/d1630/140 4.52.計(jì)算功率由式0.7（ d1 d2）a0 2（ d1 d2）可得中心距3.帶型既：即 539a00.95 0.99=1175.9N m=56.2 X4.5 0.96=242.8N mT2=1175.9N m修改各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表5修改各軸的參數(shù)軸 號(hào)傳動(dòng)比 i效率？功率(kW)轉(zhuǎn) 速(

9、r/min).扭矩T(N.m )電 機(jī)5.150.965.65 1 96056.2I5.52213.3242.8軸4.50.94II5.1041.21175.9軸0.99四、球磨機(jī)罐體及軸系設(shè)計(jì)1.罐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果1.1罐體內(nèi)徑DD=750mmD=750mm1.2箍厚=20mm=20mm1.3罐體壁厚=10mm=10mm1.4箍寬bb=20mmb=20mm1.5罐體外徑D2D2=D+2 8=770mmD2=770mm1.6箍外徑D3D3=D+2( 6+ 6)D3=810mm1.7罐體總長(zhǎng)l 2=810mmL=900mmL=900mm2.支撐輯的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)

10、果2.1 豎直方向2.2 摩擦力矩其中：F 為支撐總重量：F G0 G1 Gg Gch Gk其中:f摩擦系數(shù)，f=0.15;G:研磨介質(zhì)重量；G:研磨物料重量；Gg: 罐體重量；Gd:齒圈重量；G: 箍重量。T2: 旋轉(zhuǎn)罐體的扭矩。G0=571.43 X9.8 =5626.2N G=80 X9.8 =784N查表手冊(cè)8-1有 7.8g/cm3取罐體壁厚 10mm有：罐體外徑D外 750 2 10 770mm貝上則3.支撐輻軸的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果3.1 固定心軸的選取3.2 軸承的強(qiáng)度校核（按一天工作8小時(shí)，一年工作250天）輻輪軸為固定心軸，垂直平面內(nèi)受力平衡：軸徑設(shè)“為長(zhǎng)60m

11、m材料為45號(hào)鋼，調(diào)制處理查表得： b 600MPad 4I M3I172.6 6。.1偉 0 0.1 200 106 0.0154m 15.4mm由教材P226表16-6有靜循環(huán)軸的許用彎曲應(yīng)力：1b 200MPa考慮到安裝結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，取d 30mm查手冊(cè)12-4 ,選用6306型號(hào)，材料Cr,雙選6306型軸承支點(diǎn)單向固定，C=27kN3小齒輪軸系的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果小齒輪軸受力分析軸上作用力轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩齒輪切向力齒輪徑向力帶輪徑向力最小軸徑軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)A.軸承的型號(hào)選B.具體參數(shù)C.軸徑的確定D.軸段長(zhǎng)度的確定E.計(jì)輿支反力F.軸的強(qiáng)度校核見上圖選45號(hào)鋼，調(diào)制處理，強(qiáng)度極限

12、b 600MPa由表 16-5 有 A=135120,最小軸徑段后彎矩和扭矩的作用，取較大值既120.考慮到鍵的削弱，軸徑增大5%.d0 35.24 (1 0.05) 36.99 37選6308 (教材上冊(cè)表2-22 )d=40mmD=90mmB=23mm對(duì)A點(diǎn)取矩后Z M=0有 Fbz 2373.9N由力平衡有：危險(xiǎn)截面驗(yàn)算，由剪力彎矩選 6308d=40mmD=90mmB=23mm安全選平鍵b=12mm h=8mm L=56mm選平鍵：b=12mmh=8mmL=180mm滿足強(qiáng)度要求4 .軸的壽命計(jì)算5 .選擇鍵并驗(yàn)算鍵的強(qiáng)度：A.選擇鍵B.鍵的校核圖（A3復(fù)印圖紙上）可以看 出，危險(xiǎn)截面

13、在c點(diǎn)（合成 彎矩最大），D點(diǎn)（軸徑最 ?。?。對(duì)C點(diǎn)：Mc 244.9 103d 3: 3 0.1化0.1 5535.45mm 安全對(duì)D點(diǎn)：, Md 3 188.1 103；0.11b0.1 5532.46mm 安全查表16-6有： Hb ,1考慮到鍵槽，加大5%仍足 夠安全因選擇6308號(hào)軸承，故C=29.5kN安裝帶輪處：選平鍵，其尺寸參數(shù)為b=12mm h=8mm L=56mm安裝齒輪處：選平鍵，其尺寸參數(shù)為 b=12mm h=8mm L=180mm 帶輪鍵：其中k h 4mm2齒輪鍵：滿足強(qiáng)度要求五、聯(lián)接螺栓的校核計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果1.設(shè)計(jì)螺栓(1)滾輪支架上：(2)滾椅上的螺

14、栓因機(jī)器有較重的罐體做旋轉(zhuǎn)動(dòng)功，所以用較 制孔螺栓連接，一共 6個(gè)，3對(duì)，M8分布十 do=8500mm勺圓周上F=Gtan0/ (4X4) = (2X242.8X1000 ) /16 =906.3N查表可知(rs=185235Mpa(T b=370500MPa查表 9-6 得 =(rs/Ss=80MPa(tp=(rs/Sp=320MPads*/ o- p =0.57 mm (取 6 =5mm考慮到一上最小直徑選用螺栓 M880(桌子厚度取50mm)F=2T2/d=2868.1N采用較制孔ds*/ (tp S =0.89mm (取 6 =10mm考慮到以上最小直徑，選用螺栓M1M00(板厚為

15、15mm , 10mm )6個(gè)M8較制孔螺栓 分布于d0=8500mm勺 圓周上F=906.3N選用螺栓M8x80 F=2868.1N六、設(shè)計(jì)開啟門該開啟門在表面焊接一塊長(zhǎng)條形鋼板，右端由螺栓固定在罐體上，可旋轉(zhuǎn)控制門的開閉。左端為一個(gè)小的條狀鋼塊，可繞固定螺栓通過(guò)旋轉(zhuǎn)使開啟門緊閉。該門設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，開啟方便，實(shí)用性強(qiáng)七、設(shè)計(jì)總結(jié)及體會(huì)小學(xué)期的機(jī)械設(shè)計(jì)制圖，短短不到十天，但我卻收獲頗豐。設(shè)計(jì)，畫圖以及 說(shuō)明書，幾乎涵蓋了我大二一學(xué)年里學(xué)過(guò)的機(jī)械制圖知識(shí)：比如螺栓的選擇校 核，軸及軸承的配合，各種尺寸粗糙度的標(biāo)注。將一些零散、理論的東西與實(shí) 際所結(jié)合。讓我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制圖有了更深刻的理解，知道了圖紙?jiān)趯?shí)際之中的 作用。而且，我還學(xué)會(huì)了如何用 word來(lái)寫公式及處理說(shuō)明書，雖然手寫很方便， 但我不想以如此簡(jiǎn)單的方式，來(lái)結(jié)束這門課。也許是大學(xué)最后一幅圖吧。制圖 雖然累，但是當(dāng)一幅圖從自己筆下慢慢浮現(xiàn)時(shí)的成就感與喜悅感難以言表，制 圖還能極大的鍛煉我的耐心和毅力。 第一次畫A1的圖，教室很熱，真的很辛苦, 但是正是有苦才有樂(lè)，大家聚在一起討論，畫圖，雖然大汗淋漓，但干勁十足， 大家的關(guān)系也更進(jìn)一步。以前自己是個(gè)馬虎大意的人，在制圖學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)真正要畫好一幅圖，必須 得踏踏實(shí)實(shí)，一步一步走，畫細(xì)線，加粗，都是需要耐心和細(xì)心的。最最重要 的是各種國(guó)標(biāo)，規(guī)則。所以在制