说明书正文加热炉推料机的执行机构综合与传动装置设计(课程设计)

课程设计加热炉推料机的执行机构综合与传动装置题目设计班级姓名指导教师完成日期辽宁工程技术大学课程设计一、设计题目及要求加热炉推料机的执行机构综合与传动装置设计图620为加热炉推料机结构总图与机构运动示意图。该机器用于向热处理加热炉内送料。推料机由电动机驱动，通过传动装置使推料机的执行构件（滑块）5做往复移动，将物料7送入加热炉内。设计该推料机的执行机构和传动装置。图620加热炉推料机结构总图与机构运动示意图二、设计参数与要求加热炉推料机设计参数如表68所示。该机器在室内工作，要求冲击振动小。原动机为三相交流电动机，电动机单向转动，载荷较平稳，转速误差4；使用期限为10年，每年工作300天，每天工作16小时。分组参数1滑块运动行程HMM220滑块运动频率N次/MIN20滑块工作行程最大压力角30机构行程速比系数K125构件DC长度MM1150构件CE长度MM150滑块工作行程所受阻力含摩擦阻力N500滑块空回行程所受阻力（含摩擦阻力）FR1N100三、设计任务1针对图620所示的加热炉推料机传动方案，依据设计要求和已知参数，辽宁工程技术大学课程设计I确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图2在工作行程中，滑块F所受的阻力为常数FR1，在空回行程中，滑块F所受的阻力为常FR2；不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下，分析曲柄所需的驱动力矩；（3）确定电动机的功率与转速；（4）设计减速传动系统中各零部件的结构尺寸；（5）绘制减速传动系统的装配图和齿轮、轴的零件图；（6）编写课程设计说明书四、进度安排1熟悉设计任务，收集相关资料2拟定设计方案3绘制图纸4编写说明书5整理及答辩五、指导教师评语成绩指导教师日期辽宁工程技术大学课程设计II摘要这次课程设计主要是设计了加热炉推料装置的减速系统和执行系统。推料机代替人工加料，即安全又方便，它包括机架，在机架上安装有电动机，在电动机的驱动轴上装有联轴器，联轴器与蜗杆相连，蜗杆涡轮减速器，在推料小车上装有推杆。用PROE建立了减速器的三维装配图。计算了蜗轮蜗杆的各种参数，减速器外大小齿轮的参数，并进行校核。执行系统（六连杆机构）的设计，根据要求，计算出了各杆的工作尺寸。通过这次课程设计，最重要的是催促我又学习了一个新的应用软件，其功能之强大，以后工作或学习必备之。也在一次体会到了设计任务的过程，需细心与较真，不管做的怎么样，但是过程对自己很重要。关键词减速器齿轮曲柄连杆结构滑块机构推料式加热炉辽宁工程技术大学课程设计IIIABSTRACTTHECURRICULUMISMAINLYDESIGNEDFURNACEPUSHERDEVICEDECELERATIONSYSTEMSANDDELIVERYSYSTEMSPUSHERMACHINEINSTEADOFARTIFICIALFEEDING,THATISSAFEANDCONVENIENT,WHICHINCLUDESRACK,THERACKISINSTALLEDONTHEMOTOR,THEMOTORDRIVESHAFTISEQUIPPEDWITHCOUPLING,COUPLINGWITHTHEWORMATTACHEDTOTURBINEWORMREDUCER,INTHEPUSHFEEDASMALLCAREQUIPPEDWITHAPUTTERPROEESTABLISHEDAREDUCERWITHTHETHREEDIMENSIONALASSEMBLYCALCULATEDTHEVARIOUSPARAMETERSOFTHEWORM,THESIZEOFGEARREDUCEROUTSIDETHEPARAMETERSANDCARRYOUTCHECKINGEXECUTIONSYSTEM6LINKAGEDESIGN,UPONREQUEST,TOCALCULATETHESIZEOFTHEWORKOFEACHRODTHROUGHTHISCURRICULUM,THEMOSTIMPORTANTTHINGISTOPRESSILEARNANEWAPPLICATIONSOFTWARE,THEFUNCTIONOFTHEPOWERFUL,AFTERTHENECESSARYWORKORSTUDYISALSOAFEELOFTHEDESIGNTASKOFTHEPROCESS,NEEDTOCAREFULLYANDSERIOUSLY,NOMATTERHOWKINDOFDO,BUTTHEPROCESSONTHEIROWNISVERYIMPORTANT。KEYWORDSREDUCERGEARCRANKANDCONNECTINGRODSTRUCTURESLIDERPUSHERTYPEFURNACE目录1电动机的选择计算111电动机系列的选择112选择电动机功率113分配传动比22传动装置的运动和动力参数计算221减速器外齿轮的设计3211选择齿轮材料、确定精度等级3212校核齿根弯曲疲劳强度4213外齿轮的参数计算422涡轮蜗杆的计算5221选择材料及确定许用应力5222验算涡轮齿根弯曲疲劳强度6223涡轮蜗杆主要几何尺寸6224热平衡计算7225蜗杆的结构设计7226蜗杆轴的强度计算（按轴进行计算）8227计算、校核蜗杆轴承10228涡轮轴的计算与校核113键的选择和参数1331蜗杆与电机的键1332涡轮轴与齿轮的键1433涡轮轴与涡轮的键144六杆机构的设计（执行机构）145参考文献17辽宁工程技术大学课程设计11电动机的选择计算11电动机系列的选择按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，电压380V，Y系列。12选择电动机功率13分配传动比2传动装置的运动和动力参数计算21减速器外齿轮的设计对于开式齿轮传动，磨损是其主要的失效形式，因磨损后轮齿变薄易发生折断，故按齿根弯曲疲劳强度计算，通过降低许用应力的方法来考虑磨损的影响。开式齿轮的主要失效形式是齿面磨损和轮齿折断，不会发生点蚀。由于当前尚无较成熟的磨损计算方法，因此只进行齿根弯曲疲劳强度计算，把求得的模数增大1020，以考虑轮齿磨薄的影响。用于低速传动对于开式齿轮传动中的齿轮，齿面磨损为其主要失效形式，故通常按照齿根弯曲疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的模数，考虑磨损因素，再将模数增大1020，而无需校核接触强度。软齿面，齿面硬度350HBS，常用中碳钢和中碳合金钢，如45钢40CR，35SIMN等材料，进行调质或正火处理。这种齿轮适用于强度。精度要求不高的场合，轮坯经过热处理后进行插齿或滚齿加工，生产便利、成本较低。在确定大，小齿轮硬度时应注意使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30一50HBS，这是因为小齿轮受载荷次敷比大齿轮多，且小齿轮齿根较薄为使两齿轮的轮齿接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些。211选择齿轮材料、确定精度等级212校核齿根弯曲疲劳强度强辽宁工程技术大学课程设计222涡轮蜗杆的计算辽宁工程技术大学课程设计3221选择材料及确定许用应力蜗杆用45钢，蜗杆螺旋部分采用淬火，齿面硬度4555HRC。涡轮齿圈用铸锡青铜，沙漠铸造，轮芯用HT150查手册涡轮的许用接触应力为,许用弯曲应力为MPA。MPAF401选择蜗杆头数和涡轮齿数520I21Z512102ZI按涡轮齿面接触疲劳强度设计如下蜗杆转矩MNT3701涡轮转矩169402载荷较平稳，取AKV01K则载荷系数KV应力循环次数为721025639452160HLJNNMPAH71025871F9761青铜与钢配对，材料的弹性系数PAZE160从手册查得公式3222121575946649MZKTDMHE由手册取M4401D蜗杆导程角3蜗杆分度圆直径M1涡轮分度圆直径ZD204512涡轮变位系数7X辽宁工程技术大学课程设计4涡轮圆周速度SMNDV/56060942136022传动中心距MXMA12547521222验算涡轮齿根弯曲疲劳强度按查手册的涡轮齿形系数2102ZI2AFY查手册得式合格851COS53221FFMPYMDKTA合格46947812HH223涡轮蜗杆主要几何尺寸蜗杆直径系数MQ0涡轮蜗杆的齿顶高XHA7142涡轮蜗杆的齿根高F82涡轮蜗杆齿顶圆直径MXZDQA214221涡轮蜗杆节圆直径MX0462,1涡轮蜗杆齿根园直径XZDQF4203221蜗杆轴向齿距PX56蜗杆沿分度圆柱上的轴向齿厚MS861蜗杆沿分度圆柱上的法向齿厚N15CO1涡轮轮缘宽度MDBA34701涡轮齿顶圆弧半径RF620512涡轮齿根圆弧半径AF8412辽宁工程技术大学课程设计5蜗杆螺旋部分长度MZL10530122224热平衡计算SMNDV/82610631滑动速度VS/CO1根据滑动速度查手册得当量摩擦角为41V传动效率850TAN950V取油的允许温度为，环境空气温度为，按自然通风CCT20条件散热系数为CMWKD2/16散热面积2017MTPAD225蜗杆的结构设计蜗杆轴的刚度计算将蜗杆螺旋部分看做是以齿根圆直径为直径的轴来校核蜗杆轴的弯曲刚度，具有最大弯曲挠度可近似按下式计算48211YLEIFYRT蜗杆两支撑间的距离MD6183204902蜗杆危险截面的惯性矩459261IF蜗杆所受的圆周力NDTFT138407211蜗杆所受的径向力R45602TAN69TAN2145钢取E201辽宁工程技术大学课程设计6MY01618305419282063MD所以安全Y226蜗杆轴的强度计算（按轴进行计算）蜗杆用45钢，蜗杆螺旋部分采用淬火，齿面硬度4555HRC。按扭转硬度初步计算轴径查表取30NPAD10取轴端最小直径为30MM。MNPAD7941350830在轴的输入端安装联轴器，联轴器的尺寸可以从手册中查得，采用联轴器。3824193CJTL770NMMMNNP7103595011DTFT847211NR45602TAN0169TAN21DTFTA84221计算支撑反力如下水平面支撑反力NFRTBTAH4108693410511辽宁工程技术大学课程设计7垂直面支撑反力NDFRARBARAVV37121860450931862938416111水平弯矩图MNMHA34093垂直弯矩图RVBVA4150371293821合成弯矩图MNMVH051450138672222211转矩按脉动循环变化处理即6TCA3812970051447222112MNFMBHVCA74692146952168“MNHCVC015282“2“前已计算T5971MPABE60/12查表得589/,1则B危险截面C处当量弯矩辽宁工程技术大学课程设计8MNTMCEC615232“PADWCBBE031806523227计算、校核蜗杆轴承选用圆锥滚子轴承32006查手册得MD30230RC26E3YYRS2NRAVHB081441722221NYS4510328697211紧2松23766SFANA451072ER20843621按轴承1校核查表得40X61YDF51MFTF则043732511YAXFPMDHCNLRTH614306600301安全HHL181228涡轮轴的计算与校核该轴传动中小功率，无特殊要求，选用45优质碳素钢调质处理，其机械性能查表得MPAB637MPAS35MPA351辽宁工程技术大学课程设计9MPA1520PAB61初按扭转强度初步计算轴径取MNPAD3219450330MD30INNTFT86212DR45602TAN049TAN22NTFA513871Q206942计算支撑反力如下水平面支撑反力NFRTAHBQTAH6387215480572垂直面支撑反力NDFRARBARAVV0113425860713429967水平弯矩图MNFMQH87281482垂直弯矩图RVBVA6761395421合成弯矩图辽宁工程技术大学课程设计10MNMMNHV73286894176841339132222121转矩按脉动循环变化处理即0MNTCACA725016940732863854164192233222112MPAMBBE,/01查表得589/,则PAB危险截面C处当量弯矩MNTMEC5643922“危险截面D处当量弯矩E07122“MPADWCBBE154081064393DB273PAB51查得许用应力计算、校核蜗轮轴承选用圆锥滚子轴承32006查手册得MD30230RC26E3YYRS2NRBVHA48716875952221辽宁工程技术大学课程设计11NYRS05193264875211松2紧267SFANA56712ER65048723921按轴承2校核查表得40X61YDF51MFTF则74906587512YAXFPMDHCNLRTH43902366011310安全HHL11483键的选择和参数31蜗杆与电机的键为静联接,选用普通平键，圆头由手册查得D22时,应选用键GB1096301A许用挤压应力校核,钢的许用挤压应力为120MPAPPMADHLTP193230874故满足要求PP32涡轮轴与齿轮的键为静联接,选用普通平键，圆头由表657查得D25MM时,应选用键GB10962514A许用挤压应力校核,钢的许用挤压应力为120MPAPP辽宁工程技术大学课程设计12MPADHLT9122305716944故满足要求PP33涡轮轴与涡轮的键为静联接,选用普通平键，圆头查手册得D32MM时,应选用键GB1096501A许用挤压应力校核,钢的许用挤压应力为120MPAPPMADHLTP65032816944故满足要求P295P4六杆机构的设计（执行机构）执行机构为平面六杆机构，由曲柄摇杆机构和滑块机构串联而成。滑块的行程H主要与曲柄长度O1A及比值O2C/O2B有关，而其行程速度变化系数K则取决于曲柄摇杆机构。对于有急回运动要求的机械，在设计时，应先确定行程速度变化系数K，求出极位夹角后，在设计各杆的尺寸。20518180在三角形中，设12BOABAA2MCB62194B03521212得即（一）0COS21ABBABA对于曲柄摇杆机构，最大压力角出现在主动曲柄与机架共线的两位置之一处。这时有（二）12221COSBBODA或1222B辽宁工程技术大学课