(完整版)机械设计说明书-加热炉装料机设计

机械设计课程设计计算说明书

设计题目：加热炉装料机设计

宇航学院111511班

设计者：

指导教师：

前言

本设计为机械设计基础课程设计的内容，是在画法几何、机械原理、机械设计、加工工艺学和工程材料等课程之的基础上学习的一门综合课程。设计课题是加热炉装料机设计，在题目所给的一系列要求和目标的前提下完成一系列的设计任务。

此设计课程要求对以前所学的一系列课程掌握较好，并能自主地应用到设计中，是对学生各方面能力的一种考察，对学生快速掌握知识很有帮助。

本说明书正文部分主要分为设计任务书、总体方案设计、电机的选择、涡轮蜗杆设计、齿轮设计、轴系的设计与校核、减速箱体各部分结构尺寸、润滑及密封形式选择和技术要求等内容组成。正文的最后是在计算过程中所调用的公式、参数的来源即参考文献。

目录

前言 (1)

第一章设计任务书 (3)

1.1 设计题目 (3)

1.2 设计要求 (3)

1.3 技术数据 (3)

1.4 设计任务 (4)

第二章总体方案设计 (4)

2.1 执行机构的选型与设计 (4)

2.2 传动装置方案确定 (5)

2.3电动机选择 (6)

2.4 分配传动比 (7)

2.5 运动和动力参数计算 (7)

第三章传动零件的设计计算 (8)

3.1 蜗轮蜗杆设计 (8)

3.2 齿轮设计 (12)

第四章轴系结构设计及计算 (17)

4.1 轴的强度计算 (17)

4.2 轴承的强度计算 (28)

4.3 键的设计与校核 (30)

第五章减速器箱体各部分结构尺寸设计 (31)

第六章润滑及密封形式选择 (32)

6.1 润滑 (32)

6.2 密封 (32)

6.3 油标及排油装置 (32)

第七章技术要求 (33)

参考文献 (33)

第一章设计任务书

1.1 设计题目

加热炉装料机设计

1.2 设计要求

（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。

（2）生产批量为5台。

（3）动力源为三相交流电380/220V，电机单向转动，载荷较平稳。

（4）使用期限为10年，每年工作300天，大修期为三年，双班制工作。

（5）生产厂具有加工7、8级精度齿轮、蜗轮的能力。

加热炉装料机设计参考图如图:

1.3 技术数据

推杆行程280mm,推杆所需推力6400N,推杆工作周期3.3s.

1.4 设计任务

（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）完成装配图一张（用A0或A1图纸），零件图两张。

（4）编写设计说明书1份。

第二章总体方案设计

2.1 执行机构的选型与设计

（1）机构分析

①执行机构由电动机驱动，原动件输出等速圆周运动。传动机构应有运动转换功能，将原动件的回转运动转变为推杆的直线往复运动，因此应有急回运动特性。同时要保证机构具有良好的传力特性，即压力角较小。

②设计任务要求推杆行程为280mm，推杆所需推力为6400N，推杆工作周期为3.3s。（2）机构选型

方案一：用偏置曲柄滑块机构实现运动形式的转换功能。

方案二：用摆动导杆机构实现运动形式的转换功能。

方案一方案二

（3）方案评价

方案一：结构简单，但是不够紧凑，且最小传动角偏小，传力性能差。

方案二：结构简单，尺寸适中，最小传动角适中，传力性能良好，且慢速行程为工作行程，

快速行程为返回行程，工作效率高。

综上所述，方案二作为装料机执行机构的实施方案较为合适。

（4）机构设计

得θ=36°。

取急回系数k=1.5，则由θ=180°+θ

180°−θ

简图如下：由推杆行程得导杆长280mm,暂定曲柄长80mm,连杆长200mm,则由θ=36°可得摇杆约为453mm。

（5）性能评价

图示位置即为γ最小位置，经计算，γmin=90°− 29°=61°。性能良好。

2.2 传动装置方案确定

（1）传动方案设计

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。

方案一：三级圆锥—圆柱齿轮减速器。

方案二：齿轮—蜗杆减速器。

方案三：蜗杆—齿轮减速器。

方案一方案二

方案三

（2）方案评价

由于工作周期为3.3秒，相当于18.2r/min, 而电动机同步转速为1500r/min,故总传动比为i=78,因此方案一级数较高，结构不太紧凑，齿轮相对轴承的位置不对称，轴应有较大的刚度，且更适于载荷平稳的场合，而此处载荷变化，所以不选用方案一，应在方案二用方案三中选择。由于齿轮—蜗杆减速器齿轮在高速级传动比不宜过大，大概在2~2.5之间,因此会使蜗杆涡轮的传动比过大；而方案三齿轮处于低速级，传动比可以取在4.2~4.9之间，这样蜗杆涡轮的传动比满足要求。综上所述，选择方案三。

2.3电动机选择

（所有公式来源为文献[1]第21~26页）

（1）选择电动机类型

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，电压380V。（2）计算传动效率

已知：圆柱齿轮η1=0.97，蜗杆传动η2=0.85，联轴器η3=0.99（1个），球轴承η4=0.99（7对），移动副η5=0.94（2个）。（查文献[1]表2-5得）

=η1η2η3η47η52=0.67

总效率为η

总

（3）选择电动机容量