文档包括:
说明书一份,30页,10000字左右.
英文翻译一份.
任务书一份.
实习报告一份.
开题报告一份.

图纸共11张:
A0-总装图.dwg
A1-减速器外壳.dwg
A3-Ⅰ轴.dwg
A3-Ⅰ轴轴承盖.dwg
A3-Ⅱ轴.dwg
A3-Ⅱ轴轴承盖.dwg
A3-Ⅲ轴.dwg
A3-Ⅲ轴上的齿轮1.dwg
A3-大锥齿轮.dwg
A3-下端盖.dwg
A3-轴轴承盖.dwg

目录
1 前言 1
2 总体方案论证 2
3 传动方案的论证 3
3.1 方案一、带传动 3
3.1.1 带传动的主要优点 3
3.1.2 带传动的缺点 3
3.2 方案二、齿轮传动 4
3.2.1 齿轮传动的主要优点 4
3.2.2 齿轮传动的主要缺点 4
3.3 方案三、蜗杆传动 4
3.3.1 蜗杆传动的主要优点 4
3.3.2 蜗杆传动主要缺点 4
4 选用电动机 6
5 机械传动装置的总体设计 7
5.1 传动装置的运动简图 7
5.2 传动装置总传动比 7
5.3 分配各级传动比 7
5.4 计算传动装置的运动参数和动力参数 8
5.4.1 各轴转数 8
5.4.2 各轴功率 8
5.4.3 各轴转矩 8
5.5 将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表 9
6 机械传动件的设计 10
6.1 锥齿轮设计及计算项目 10
6.1.1 按接触疲劳强度设计计算 10
6.1.2 有关参数修正 11
6.1.3 弯曲疲劳强度校核计算 11
6.2 高速级直齿圆柱齿轮的设计 15
6.2.1 选择齿轮材料 15
6.2.2 按齿面接触疲劳强度计算 15
6.2.3 校核齿根弯曲疲劳强度 16
6.3 低速级斜齿圆柱齿轮的设计 18
6.3.1 齿轮材料的选择 18
6.3.2 确定公式中个参数值 18
6.3.3 设计计算 19
6.3.4 校核齿面接触疲劳强度 19
6.3.5 校核计算 20
6.3.6 计算齿轮传动几何尺寸 20
6.3.7 齿轮结构设计及绘制齿轮零件图 21
7 轴的设计 23
8 主要规格及技术参数 24
9主要结构及工作原理 25
9.1 机体 25
9.1.1 机盘 25
9.1.2 出砂门 25
9.2 传动机构 25
9.2.1 电动机 25
9.2.2 减速器 25
9.3 辗轮机构 25
9.3.1 混辗机构 25
9.3.2 辗轮 25
9.3.3 刮砂板 26
10 操作与使用 27
11 结论 28
参考资料 29
致谢 30

S114型碾轮式混砂机的设计(总装及传动机构设计)
摘要：课题来源于大丰市春城铸造机械厂。设计主要包括混砂机的传动部分，齿轮传动的设计，轴的设计与校核，混砂机总体结构的设计分析与计算。其中S114型碾轮式混砂机减速机采用圆锥+二级渐开线圆柱齿轮软齿面减速方式，不仅满足了混砂机传动装置传动比大和承载能力高的要求，而且使减速机具有结构简单，成本低，易于制造，安装、调整要求低，运行维护方便，可靠性更强等特点。在混砂机设计中，还采取了以下措施，以保证其技术先进性和经济合理性:（1）采用矮刮板，加强对型砂的混合搅拌作用，并降低其功率消耗；（2）加大卸砂门面积，缩短卸砂时间；（3）采用辉绿岩铸石做底盘护板，增加其使用寿命，减少刮板磨损,改堆焊WC（碳化钨）为直接焊接硬质合金刀片,针对强度不足,在刮板反面焊上加强筋以增加其强度,经改进后,一副刮板可正常使用1年左右,刮砂干净,结砂很少,负荷波动小。因此,设计具有较好的应用前景和实用价值。

关键词：辗轮式混砂机；传动装置；密封；润滑；减速机

The Design of the S114 Roller Sand Mixer (the Design of the General Fitting and the Drive Gear)
Abstract: The subject stems from the machine-casting factory of Chuncheng of Dafeng City. The design mainly includes the drive system of the sand mixer, the gear, the design and check of the axle, the analyzing and calculation of the general fitting. The S114 type sand-mixture machine uses a 2-stage spiral gear box which not only satisfies to machine transmission and the requirement of bearing capacity, but also makes deceleration facility simple, economical, contributes to manufacture, makes requirement of installation and adjustment low, and makes reliability strong. In the machine design, the following measures have been adopted in order to guarantee technology advancement and economy reliability. Welded WC (tungsten carbide) is adopted instead of direct welding blade of hard alloy According to strength. The scraper reverse sides of welds are enforced in order to increase its strength. After improvement, a pair of scraper may be used for one year in common. It is clean to scrape sand, with few knot sand and little load fluctuation. So, the design will have better prospect of application and practical value.

Keywords： wheel rolling type sand mixer；transmission；sealing device；lubrication；Gearbox

任务书

一、设计内容
课题来源于大丰市春城铸造机械厂。为保证铸造车间混制型砂及型砂、化工、轻
工、建筑材料等行业中混制粉粒状物料的要求，设计混砂机的传动部分，要求达到如
下目的：（1）综合运用机械和电器知识；（2）齿轮传动的设计；（3）轴的设计与校核
（4）混砂机总体结构的设计分析与计算；

二、设计依据
（1）混砂机的加料量：≤500kg(0.4m3)/次；（2）混合时间：3-7min；（3）生产率：
10000-13000kg/h；（4）盘径：φ1830mm；（5）碾轮（直径×宽）：720×240mm；
（6）总传动比i：56.46；（7）一个碾轮的压力：0-3000N；（8）配套功率：15kw；
（9）主轴转速：25r/min；（10）外形尺寸：2082×1882×1775mm；
（11）理论总重：3500kg

三、技术要求
1、混砂机应能满足加工要求，保证加工精度；
2、混砂机应运转平稳，工作可靠，结构简单；
3、装卸方便，便于维修、调整；
4、尽量使用通用件，以便降低制造成本；
5、动力部分由电机拖动。

四、毕业设计物化成果的具体内容及要求
1、设计说明书1份，达1万字以上，且要符合规范要求；
2、设计图样全部用AutoCAD绘制，总的绘图量达3张A0以上；
3、具体设计的图样有：
（1）混砂机装配图一张；
（2）传动系统部装图一张；
（3）传动系统全部零件图。可附其他实物及实验要求

S114型碾轮式混砂机的设计-总装图

S114型碾轮式混砂机的设计-减速器外壳

S114型碾轮式混砂机的设计-Ⅰ轴

S114型碾轮式混砂机的设计-Ⅰ轴轴承盖

S114型碾轮式混砂机的设计-Ⅱ轴

S114型碾轮式混砂机的设计-Ⅱ轴轴承盖

S114型碾轮式混砂机的设计-Ⅲ轴

S114型碾轮式混砂机的设计-Ⅲ轴上的齿轮1

S114型碾轮式混砂机的设计-大锥齿轮

S114型碾轮式混砂机的设计-下端盖

S114型碾轮式混砂机的设计-轴轴承盖

内容简介：: 盐城工学院毕业设计说明书 2006 碾轮式混砂机的设计 (总装及传动机构设计 ) 摘要：课题来源于大丰市春城铸造机械厂。设计主要包括混砂机的传动部分，齿轮传动的设计，轴的设计与校核，混砂机总体结构的设计分析与计算。其中碾轮式混砂机减速机采用圆锥 +二级渐开线圆柱齿轮软齿面减速方式，不仅满足了混砂机传动装置传动比大和承载能力高的要求，而且使减速机具有结构简单，成本低，易于制造，安装、调整要求低，运行维护方便，可靠性更强等特点。在混砂机设计中，还采取了以下措施，以保证其技术先进性和经济合理性 :（ 1）采用矮刮板，加强对型砂的混合搅拌作用，并降低其功率消耗；（ 2）加大卸砂门面积，缩短卸砂时间；（ 3）采用辉绿岩铸石做底盘护板，增加其使用寿命，减少刮板磨损 ,改堆焊化钨）为直接焊接硬质合金刀片 ,针对强度不足 ,在刮板反面焊上加强筋以增加其强度 ,经改进后 ,一副刮板可正常使用 1 年左右 ,刮砂干净 ,结砂很少 ,负荷波动小。因此 ,设计具有较好的应用前景和实用价值。关键词：辗轮式混砂机；传动装置；密封；润滑；减速机 2006 of 114 of of of of 114 a 2to of to of In in to C (is of of to of in to a of be in It is to of com 毕业实习报告专业机械设计制造及其自动化学生姓名蒋小勇班级 B 机制 021 学号 0210110130 指导教师熊新日期 1 实习报告一、概述毕业设计是教学过程中的一个重要环节，是学生走向工作岗位的桥梁，而毕业实习是学生进行毕业设计的一个重要步骤，是根据教学计划的安排和具体课题的内容，性质和要求来实施的。通过毕业实习，特别是参观有关对口工厂企业，使同学们深入到生产第一线，进一步了解现代工业生产的全过程，了解新技术，新设备的应用，开阔眼界。同时。了解专业化生产的先进技术和管理，让同学围绕毕业设计课题进一步了解相关的知识和进行资料的收集，在调查研究的基础上进行毕业设计，克服了闭门造车，为完成课题任务提供必要的条件。二、实习过程为期两周的生产实习，我们先后去了盐城市丰特铸造机械有限公司、盐城大丰市春城铸造机械厂等。了解这些工厂的生产情况，与本专业有关的各种知识，各厂工人的工作情况等等。再次亲身感受了所学知识与实际的应用：电子技术在机械制造工业的应用了，精密机械制造在机器制造的应用了等等理论与实际的相结合，让我们大开眼界 ,也是对以前所学知识的一个初审。通过这次生产实习，进一步巩固和深化所学的理论知识，弥补以前单一理论教学的不足 ,为后续的毕业设计打好基础 . 三、实习内容辗轮式混砂机的设计（总装及传动设计）。为保证铸造车间混制型砂及型砂、化工、轻工、建筑材料等行业中混制粉粒状物料的要求，设计混砂机的传动部分，要求达到如下目的：（ 1）综合运用机械和电器知识；（ 2）齿轮传动的设计；（ 3）轴的设计与校核 ;（ 4）混砂机总体结构的设计分析与计算。四、辗轮式混砂机的分析列混砂机主要适用于铸造车间型砂、芯砂的混制，提高铸件表面内在质量及成品率，亦适用于耐火材料、化工陶瓷等行业中对粉状物料的混合加工。混砂机是铸造车间手工或机械化造型线各类型 (芯 )砂混制的专用设备。亦可用于耐火材料、化工、玻璃、陶瓷等行业混合粉粒状物料。目前世界上各国都致力研究和生产各种类型的高效率混砂机。即满足以下三方面的要求： (1)在混砂机盘径一定时，能增加每次加料量。 (2)在保证型砂质量的前提下，能缩短混砂周期，提高混砂机的生产率。 (3)每次加料量和生产率提高后，功率消耗应适当。就目前各国混砂机的发展情况，可以大体上将混砂机分为两种基本机型和两类工作性质。两种基本机型就是滚筒式和辗盘式；两种工作性质就是连续工作和间歇工作。滚筒式混砂机多数是连续工作的，而辗盘式混砂机则多数是间歇工作的。连续工作的混砂机，不断地加砂、混砂和卸砂，没有间歇工作混砂机那样在加砂和卸砂时，混砂作用差的问题，因此生产效率高。这种混砂机占地面积小，占用厂房空 2 间少，定量装置简单，可以节约厂房和设备投资。但是，连续工作的混砂机，要求旧砂、新砂和粘土等原材料质量稳定，定量准确；对型砂水分的检测和控制要更精确；要能根据生产情况自动调节卸砂量。因此这种连续工作的混砂机适用于生产量很大，而又只使用单一型砂的造型自动线或铸工车间。于我国铸造生产专业化程度目前还不太高，所以尚很少设计和使用连续工作的混砂机。在国外，目前使用较多的是美国产的双辗盘连续工作辗轮式混砂机。间歇工作的混砂机，由于有加料和卸料时间，生产效率不如连续工作的混砂机高。但是这种混砂机适应性强，所以无论在国内外使用仍很广泛。辗盘式间歇工作混砂机基本上可以分为四种类型，即辗轮式混砂机、摆轮式混砂机、转子式混砂机和辗轮转子式混砂机，其传动装置相同。其中以辗轮式混砂机发展历史最久，混砂质量好，适应性最强，因此使用也极为普遍。本设计即为辗轮式混砂机。辗轮式混砂机主要由辗压机构、刮板、传动装置、辅助装置等组成，其中传动装置是混砂机的心脏，是其重要部份之一。传动装置由电机、联轴器和减速机组成，电机一般采用 Y 系列四级电机。而设计减速机时，必须充分考虑混砂机的工作条件，如砂处理工部灰尘多，减速机一般安装在混砂机底盘下面，安装位置小，维修困难大等。减速机设计是否合理，制造和安装是否达到技术要求，对混砂机的使用效果关系极大。因此在设计时，除了满足传动比及承载能力等要求外，要全面地考虑制造、安装、使用和维修问题，力求做到技术上先进，经济上合理。目前，德国、美国、瑞士、日本等国家从 1130型混砂机减速机均采用圆锥 +二级渐开线圆柱齿轮硬齿面减速机。这种减速机体积小，寿命长，可满足混砂机传动装置的要求，但存在以下问题： (1)结构复杂。 (2)造价高。 (3)难于制造，安装、调试要求高。 (4)由于减速机为立式，圆柱齿轮为水平放置，难于润滑，必须配备润滑系统，因此，运行维护不便。 (5)减速机输入输出轴漏油是机械行业老大难问题，针对混砂机减速机设计采取相应措施已经取得了良好效果。影响输入输出轴渗漏的主要因素有：设计密封结构不合理；密封部位轴的制造质量差；密封件的质量差，选型不合理；使用维护不当等。采取措施有：采取合理的密封结构，高速轴采用双刃口压力型双排骨架式旋转轴油封，低速轴采用单刃口普通型单排骨架式旋围轴油封；选用优质密封件及油封轴套，密封件的寿命长且防渗漏效果好，配以美国油封轴套，克服了轴的表面加工质量低的缺点，既保护了轴表面不磨损，又可防渗漏；增加了润滑油回油槽，避免造成密封部位形成憋压而渗漏；对密封部位零件、标准件表面进行强化处理，降低磨擦系数，减少磨损；对零件密封部件的机加工质量提出较高要求；经用户生产使用密封效果十分可靠。 3 国内一些研究机构和混砂机专业生产厂家，根据国内制造水平，混砂机减速机多采用圆锥 +二级渐开线圆柱齿轮软齿面减速机，也有采用行星和摆线针轮行星减速机。除存在上述问题外，第一级圆锥为螺旋锥齿轮，由于需专用设备制造，安装、调整要求很高，易损坏，寿命短，整个减速机外廓尺寸和重量都比较大，减速机故障率高，影响生产。行星传动由于结构更复杂，制造更难，对材料、加工、热处理和安装的要求更高，散热条件差，用于混砂机减速机时，第一级还要加上一对圆锥齿轮，使减速机高度增加，也没推广起来。混砂机电机输出轴与减速机连接一般采用弹性联轴器，由于混砂机的辗轮很大，因此转动惯量大，电机启动电流大，易过载。为此也有混砂机电机输出轴与减速机连接采用限矩式液力偶合器，实现电机的软启动和过载保护，但其体积大，成本高，维护不便。针对混砂机传动装置现有技术的不足，现在有人提出了一种新的设计方案，采用平面二次包络环面蜗杆减速机和张力柔性联轴器，不仅满足混砂机传动装置传动比和承载能力要求，而且减速机具有结构简单，成本低，易于制造，安装、调整要求低，运行维护方便，可靠性更强，并且实现了电机的软启动和过载保护，成功应用于生产，开创了混砂机设计的新途径。在目前混砂机设计中，已经有人采取了以下措施，以保证其技术先进性和经济合理性。 1)采用辗轮弹簧加压装置，减轻辗轮自重，从而减少其离心惯性力；增加辗轮宽度。这样既保证了辗轮的辗压和搓研作用，又可以增加主轴转速，提高混砂机的生产率。 2)采用压力喷雾加水装置，缩短加水时间，并形成水雾，避免由水滴形成大的粘土团，从而减少混砂时间。 3)采用矮刮板，加强对型砂的混合搅拌作用，并降低其功率消耗。 4)加大卸砂门面积，缩短卸砂时间。 5)采用辉绿岩铸石做底盘护板，增加其使用寿命，减少刮板磨损。五、实习感想历时两周的实习结束 ,在这次实习中 ,感触最深的是了解了数控机床在机械制造业中的重要性 ,它是电子信息技术和传统机械加工技术结合的产物，它集现代精密机械、计算机、通信、液压气动、光电等多学科技术为一体，具有高效率、高精度、高自动化和高柔性等特点，是尖端工业所不可缺少的生产设备无论在数量上 ,精度 ,性能指标上 ,中国制造业都远远落后于发达国家 ,需要我们奋起直追 . ,真正到达机械制造业的第一前线 ,了解了我国目前制造业的发展状况也粗步了解了机械制造也的发展趋势科学技术必将以更快的速度发展，更快更紧密得融合到各个领域中 ,而这一切都将大大拓宽机械制造业的发展方向 . 它的发展趋势可以归结为 “四个化 ”：柔性化、灵捷化、智能化、信息化艺装备与工艺路线能适用于生产各种产品的需要，能适用于迅速更换工艺、更换产品的需要 ,使其与环境协调的柔性 ,使生产推向市场的时间最短且使得企业生产制造灵活多变的灵捷化 ,还有使制造过程物耗 ,人耗大大降低 ,高自动化生产 ,追求人的智能于机器只能高度结合的智能化以及主要使信息借助于物质和能量的力量生产出价值的信息化 . 当然机械制造业的四个发展趋势不是单独的，它们是有机的结合在一起的，是相互依赖，相互促进的。同时由于科学技术的不断进步，也将会使它出现新的发展方向。前面我们看到的是机械制造行业其自身线上的发展。然而，作为社会发展的一个部分，它也将和其它的行业更广泛的结合。 2世纪机械制造业的重要性表现在它的全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造等。它将使人类不仅要摆脱繁重的体力劳动，而且要从繁琐的计算、分析等脑力劳动中解放出来，以便有更多的精力从事高层次的创造性劳动，智能化促进柔性化，它使生产系统具有更完善的判断与适应能力。当然这一切还需要我们大家进一步的努力。文献资料专业机械设计制造及其自动化学生姓名蒋小勇班级 B 机制 021 学号 0210110130 指导教师熊新 . 1 文献资料 1 张国玲 J， 4422 刘天平，王爱丽 114系列混砂机的体会 J 铸造工程 (造型材料 ), 2005， 101(2): 383 宋伟，盛坚混砂机主轴结构的改进 J一重科技， 2005， 104（ 2） : 34 周松流，熊晗，陈红兵 J内燃机配件，2001(5):65 颉建新 1120辗轮式混砂机 J. 中国铸造装备与技术 ,2001,(1):446 郑明忠，姜树斌进口混砂机用单螺杆偏心螺旋转子泵 J中国铸造装备与技术， 2000， 3： 40 2 3 4 5 6 7 8 9 毕业设计任务书课题：碾轮式混砂机的设计 (总装及传动机构设计 ) 专业机械设计制造及其自动化学生姓名蒋小勇班级 B 机制 021 学号 0210110130 指导教师熊新专业系主任发放日期 2006 年 3 月 6 日 1 一、设计内容课题来源于大丰市春城铸造机械厂。为保证铸造车间混制型砂及型砂、化工、轻工、建筑材料等行业中混制粉粒状物料的要求，设计混砂机的传动部分，要求达到如下目的：（ 1）综合运用机械和电器知识；（ 2）齿轮传动的设计；（ 3）轴的设计与校核（ 4）混砂机总体结构的设计分析与计算；二、设计依据（ 1）混砂机的加料量： 500次；（ 2）混合时间： 3 3）生产率： 10000h；（ 4）盘径： 1830 5）碾轮（直径宽）： 720 240 （ 6）总传动比 i： 7）一个碾轮的压力： 0 8）配套功率： 15 （ 9）主轴转速： 25r/ 10）外形尺寸： 2082 1882 1775 （ 11）理论总重： 3500、技术要求 1、混砂机应能满足加工要求，保证加工精度； 2、混砂机应运转平稳，工作可靠，结构简单； 3、装卸方便，便于维修、调整； 4、尽量使用通用件，以便降低制造成本； 5、动力部分由电机拖动。 2 四、毕业设计物化成果的具体内容及要求 1、设计说明书 1 份，达 1 万字以上，且要符合规范要求； 2、设计图样全部用制，总的绘图量达 3 张上； 3、具体设计的图样有：（ 1）混砂机装配图一张；（ 2）传动系统部装图一张；（ 3）传动系统全部零件图。可附其他实物及实验要求 3 五、毕业设计进度计划起讫日期工作内容备注置任务下达任务书查研究，收集资料，熟悉课题 ,毕业实习体设计，方案论证件、零件设计阶段写说明书业设计预答辩改整理查材料评阅业答辩料整理装袋 4 六、主要参考文献： 1、叶伟昌主编上册 )械工业出版社， 2001 2、叶伟昌主编下册 )械工业出版社， 2001 3、胡家秀主编北京：机械工业出版社， 1999 10 4、李益民主编北京：机械工业出版社， 1995 10 5、艾兴等主编北京：机械工业出版社， 1996、 10 6、范云涨等主编北京：机械工业出版社， 1993 8 7、韩敬礼等主编北京：机械工业出版社， 1994 5 8、谢家瀛主编北京：机械工业出版社， 1999 10 9、杨培元等主编北京：机械工业出版社， 1995 10 10、大连组合机床研究所编北京：机械工业出版社， 1986 11、大连组合机床研究所编北京：机械工业出版社， 1986 12、李云北京 1996 13、李益民北京 1993 七、其他毕业设计开题论证报告专业机械设计制造及其自动化学生姓名蒋小勇班级 B 机制 021 班学号 0210110130 指导教师熊新完成日期 1 课题名称：碾轮式混砂机的设计 (总装及传动机构设计 ) 一、课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述我的课题来源于大丰市春城铸造机械厂。为保证铸造车间混制型砂及型砂、化工、轻工、建筑材料等行业中混制粉粒状物料的要求，设计混砂机的传动部分，要求达到如下目的：（ 1）综合运用机械和电器知识；（ 2）齿轮传动的设计；（ 3）轴的设计与校核；（ 4）混砂机总体结构的设计分析与计算。根据国内制造水平，混砂机减速机多采用圆锥 +二级渐开线圆柱齿轮软齿面减速机，也有采用行星和摆线针轮行星减速机。目前，德国、美国、瑞士、日本等国家从混砂机减速机均采用圆锥 +二级渐开线圆柱齿轮硬齿面减速机。这种减速机体积小，寿命长，可满足混砂机传动装置的要求，但存在以下问题： (1)结构复杂； (2)造价高； (3)难于制造，安装、调试要求高； (4)由于减速机为立式，圆柱齿轮为水平放置，难于润滑，必须配备润滑系统，因此，运行维护不便。辗轮式混砂机主要由辗压机构、刮板、传动装置、辅助装置等组成，其中传动装置是混砂机的心脏，是其重要部份之一。传动装置由电机、联轴器和减速机组成，电机一般采用 Y 系列四级电机。而设计减速机时，必须充分考虑混砂机的工作条件，如砂处理工部灰尘多，减速机一般安装在混砂机底盘下面，安装位置小，维修困难大等。减速机设计是否合理，制造和安装是否达到技术要求，对混砂机的使用效果关系极大。因此在设计时，除了满足传动比及承载能力等要求外，要全面地考虑制造、安装、使用和维修问题，力求做到技术上先进，经济上合理。二、本课题拟解决的问题不仅要满足混砂机传动装置传动比和承载能力要求，而且要使减速机具有结构简单，成本低，易于制造，安装、调整要求低，运行维护方便，可靠性更强的特点。三、解决方案及预期效果本课题需达到以下效果：圆锥 +二级渐开线圆柱齿轮的多级齿轮减速机；减速机可油池润滑，立轴及其它转动件可脂润滑，无需专用的润滑系统；具有承载能力大，效率高等突出优点；混砂机重量、外形尺寸减小，整机性能提高。混砂机减速机无漏油现象。 2 四、课题进度安排 3 月 6 日 3 月 17 日毕业实习阶段。毕业实习，查阅资料，到多个公司实践，撰写实习报告。 3 月 18 日 3 月 30 日论文开题阶段。提出总体设计方案及草图，填写开题报告。 4 月 1 日 5 月 10 日设计 (论文 )初稿阶段。完成总体设计图、部件图、零件图。 5 月 11 日 5 月 25 日中期检查阶段中期检查，编写毕业设计说明书。 5月 26日 5 月 28 日毕业设计预答辩 5 月 29 日 6 月 2 日毕业设计图纸修改、设计说明书修改、定稿，材料复查。论文修改、定稿，材料复查。 6 月 3 日 6 月 5 日毕业答辩 6 月 6 日 6 月 8 日材料整理装袋。五、指导教师意见年月日六、专业系意见年月日七、学院意见年月日毕业设计说明书 1 目录 1 前言 1 2 总体方案论证 2 3 传动方案的论证 3 案一、带传动 3 传动的主要优点 3 传动的缺点 3 案二、齿轮传动 4 轮传动的主要优点 4 轮传动的主要缺点 4 案三、蜗杆传动 4 杆传动的主要优点 4 杆传动主要缺点 4 4 选用电动机 6 5 机械传动装置的总体设计 7 动装置的运动简图 7 动装置总传动比 7 配各级传动比 7 算传动装置的运动参数和动力参数 8 轴转数 8 轴功率 8 轴转矩 8 运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表 9 6 机械传动件的设计 10 齿轮设计及计算项目 10 接触疲劳强度设计计算 10 关参数修正 11 曲疲劳强度校核计算 11 速级直齿圆柱齿轮的设计 15 择齿轮材料 15 齿面接触疲劳强度计算 15 碾轮式混砂机的设计（总装及传动机构设计） 2 核齿根弯曲疲劳强度 16 速级斜齿圆柱齿轮的设计 18 轮材料的选择 18 定公式中个参数值 18 计计算 19 核齿面接触疲劳强度 19 核计算 20 算齿轮传动几何尺寸 20 轮结构设计及绘制齿轮零件图 21 7 轴的设计 23 8 主要规格及技术参数 24 9主要结构及工作原理 25 体 25 盘 25 砂门 25 动机构 25 动机 25 速器 25 轮机构 25 辗机构 25 轮 25 砂板 26 10 操作与使用 27 11 结论 28 参考资料 29 致谢 30 毕业设计说明书 1 1 前言混砂机是铸造车间手工或机械化造型线各类型 (芯 )砂混制的专用设备。亦可用于耐火材料、化工、玻璃、陶瓷等行业混合粉粒状物料。目前世界上各国都致力研究和生产各种类型的高效率混砂机。即满足以下三方面的要求： a. 在混砂机盘径一定时，能增加每次加料量。 b. 在保证型砂质量的前提下，能缩短混砂周期，提高混砂机的生产率。 c. 每次加料量和生产率提高后，功率消耗应适当 1。我的课题来源于大丰市春城铸造机械厂。为保证铸造车间混制型砂及型砂、化工、轻工、建筑材料等行业中混制粉粒状物料的要求，设计混砂机的传动部分，要求达到如下目的：（ 1）综合运用机械和电器知识；（ 2）齿轮传动的设计；（ 3）轴的设计与校核；（ 4）混砂机总体结构的设计分析与计算。根据国内制造水平，混砂机减速机多采用圆锥 +二级渐开线圆柱齿轮软齿面减速机，也有采用行星和摆线针轮行星减速机。目前，德国、美国、瑞士、日本等国家从混砂机减速机均采用圆锥 +二级渐开线圆柱齿轮硬齿面减速机。这种减速机体积小，寿命长，可满足混砂机传动装置的要求，但存在以下问题： (1)结构复杂； (2)造价高； (3)难于制造，安装、调试要求高； (4)由于减速机为立式，圆柱齿轮为水平放置，难于润滑，必须配备润滑系统，因此，运行维护不便。辗轮式混砂机主要由辗压机构、刮板、传动装置、辅助装置等组成，其中传动装置是混砂机的心脏，是其重要部份之一。传动装置由电机、联轴器和减速机组成，电机一般采用 Y 系列四级电机。而设计减速机时，必须充分考虑混砂机的工作条件，如砂处理工部灰尘多，减速机一般安装在混砂机底盘下面，安装位置小，维修困难大等。减速机设计是否合理，制造和安装是否达到技术要求，对混砂机的使用效果关系极大。因此在设计时，除了满足传动比及承载能力等要求外，要全面地考虑制造、安装、使用和维修问题，力求做到技术上先进，经济上合理。碾轮式混砂机的设计（总装及传动机构设计） 2 2 总体方案论证减速机作为混砂机的主要传动机构，其性能的好坏直接影响混砂机的效率、混砂质量及混砂机各项技术性能的发挥。设计的参考方案有： A混砂机采用双辗轮。双碾轮混砂机具有辗压、搓擦和搅拌作用，型砂质量好；具有中等碾压力、中等圆周线速度；每只碾轮的重量是一次加料量的碾轮，增加了单位时间辗压和搓擦的面积 (单位宽度面积上碾压力也进一步降低）；出砂门尺寸加大，快速卸砂；一般采用回转雾化喷水装置、弹簧加减压机构。减少了设备体积，提高了生产效率，具有噪声低使用寿命长安装简便维修方便等优点 2。 B采用辗轮 +中等速度的转子。在辗轮混砂机的基础上将其中的一个辗轮改为转子，同时利用刮板和辗轮、刮板和高速旋转的固定转子的双重作用，对物料进行混合、剪切和搓擦作用，使型砂质量进一步提高，同时也有松散作用。但这种混砂机结构较复杂，制造、维护都不如辗轮混砂机简单 2。 C采用转子混砂机。无辗轮，完全利用高速转子强化撮擦，有松砂功能，高速、高效、高性能，以适应各种高压高速造行线的生产。转子混砂机是依靠高速旋转的转子及低速刮板的共同作用，将粘土高速剪切、撮擦并均匀涂覆在粒砂表面，其成膜速度比辗轮混砂机快 1 倍以上。适用于粘土砂的混制，尤其适用于潮模单一砂，也可用于普通水玻璃背砂的混制。但因其造价高，应用受到一定的限制。经过和同学们的研讨和老师的指导，再依据经济实用的原则和适用的场合综合考虑，决定采取第一种设计方案，即采用双辗轮混砂机构，设计立式减速机构。毕业设计说明书 3 3 传动方案的论证案一、带传动传动的主要优点 2 a. 缓冲和吸振，传动平稳、噪声小； b. 带传动靠摩擦力传动，过载时带与带轮接触面间发生打滑，可防止损坏其他零件； c. 适用于两轴中心矩较大的场合； d. 结构简单，制造、安装和维护等均较为方便，成本低廉。传动的缺点 2 a. 不能保证准确的传动比； b. 需要较大的张紧力，增大了轴和轴承的受力； c. 整个传动装置的外廓尺寸较大，不够紧凑； d. 带的寿命较短，传动效率较低。鉴于上述特点，带传动主要适用于： a. 速度较高的场合，多用于原动机输出的第一级传动。 b. 中小功率传动，通常不超过 50 c. 传动比一般不超过 7，最大用到 10。 d. 传动比不要求十分准确。图 3 带传动方案碾轮式混砂机的设计（总装及传动机构设计） 4 案二、齿轮传动轮传动的主要优点 2 a. 瞬时传动比恒定，工作平稳，传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力； b. 适用于功率和速度范围广，功率从接近于零的微小值到数万千瓦，圆周速度从很低到 300 m/s； c. 传动效率高， =常用的机械传动中，齿轮的传动效率较高； d. 工作可靠，使用寿命长；外廓尺寸小，结构紧凑。轮传动的主要缺点 2 a. 制造和安装精度要求较高，需专门设备制造，成本较高； b. 不宜用于较远距离两轴之间的传动。案三、蜗杆传动杆传动的主要优点 2 a. 传动比大，结构紧凑。传递动力时，一般 i=8 100； b. 蜗杆传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳、振动小、噪声低； c. 当蜗杆的导程角小于当量摩擦角时，可实现反向自锁，即具有自锁性。杆传动主要缺点 2 a. 因传动时啮合齿面间相对滑动速度大，故摩擦损失大，效率低。一般效率为 =有自锁性时以不宜用于大功率传动； b. 为减轻齿面的磨损及防止胶合，蜗杆一般使用贵重的减摩材料制造，故成本高； c. 对制造和安装误差很敏感，安装时对中心矩的尺寸精度要求很高。毕业设计说明书 5 图 3 蜗杆传动方案综合分析上述三种方案，从传动效率、传动比范围、传动速度、制造成本和安装精度、传动装置外廓尺寸等方面综合考虑，本设计课题的传动方案采用方案 2，即采用齿轮传动。碾轮式混砂机的设计（总装及传动机构设计） 6 4 选用电动机选择电动机类型和结构形式。按工作条件和要求，选用一般用途的 Y 系列三相异步电动机，为卧式封闭结构。电动机的容量（功率）选得是否合适，对电动机的工作和经济性都有影响。当容量小于工作要求时，电动机不能保证工作装置的正常工作，或电动机因长期过载而过早损坏；容量过大则电动机的价格高，能量不能充分利用，且因经常不在满载下运动，其效率和功率因数都较低，造成浪费 4。目前混砂机功率的确定多采用类比法，根据现有混砂机的统计数据，对于辗轮式混砂机每一千克加料量需要的安装功率为轮式混砂机的加砂量为 500 ，则需电动机功率为 500(0 15 因此选择电动机的型号 4，额定功率 15满载转速 1460 r ，同步转速 1500 r ，可满足混砂机需要 1。毕业设计说明书 7 5 机械传动装置的总体设计动装置的运动简图图 5 1 齿轮传动运动简图动装置总传动比电动机选定后，根据电动机的满载转速 n n 可确定传动装置的总传动比wm 。具体分配传动比时，应注意以下几点： a. 各级传动的传动比最好在推荐范围内选取，对减速传动尽可能不超过其允许的最大值。 b. 应注意使传动级数少传动机构数少传动系统简单，以提高和减少精度的降低。 c. 应使各级传动的结构尺寸协调匀称利于安装，绝不能造成互相干涉。 d. 应使传动装置的外轮廓尺寸尽可能紧凑。配各级传动比 3 根据机械设计手册初取， i =i =114 型碾轮式混砂机的设计（总装及传动机构设计） 8 则算传动装置的运动参数和动力参数 4 轴转数轴 m m 轴 m 轴主轴轴功率轴 8 3 k 齿轴承联轴器轴齿轴承轴齿轴承主轴轴承轴转矩轴轴轴毕业设计说明书 9 主轴运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表表（ 5 1）运动和动力参数参数轴名电动机轴轴轴轴主轴转速 1 1460 442 82 25 25 功率 15 矩 775 动比 i 效率 114 型碾轮式混砂机的设计（总装及传动机构设计） 10 6 机械传动件的设计齿轮设计及计算项目 3 说明 : 取 8 级精度软齿面标准传动 ,小齿轮 45 钢 ,锻件 ,调质 70齿轮45 钢 ,锻件 ,正火 20接触强度设计计算 ,工作载荷基本平稳 ,单向传动，小齿轮悬臂布置 ,使用寿命 10 年 ,两班制 ,每年工作 300 天 . 齿面粗糙度接触疲劳强度设计计算（ 6 1） A. 齿数比 u=i=. 尺宽系数 R=C. 小齿轮转矩 =104 D. 载荷系数 K K=a. 工况系数 b. 动载荷系数初估 =5 8 c. 齿向载荷分布系数滚子轴承）于是得： K=. 材料弹性系数 F. 节点区域系数 G. 许用接触疲劳应力 Z （ 6 2） a. 小齿轮和大齿轮的接触疲劳极限应力分别为： 05 2 60 2b. 小齿轮和大齿轮的最小许用接触疲劳安全系数 SHSH c. 接触寿命系数小、大齿轮每转一周同一侧齿面的啮合次数 1= 2=1 小、大齿轮的转速毕业设计说明书 11 460 r/42 r/ 应力循环次数 00 1460 1 10 300 16=109 N1/u=109/109 于是得：，将上列诸值代入（ 6，得： H1=605 2 H2=560 2取 H=560 2按式（ 6算，得小齿轮大端分度圆直径取 8 模数 m=4 小齿轮齿数 2，大齿轮齿数 3，大齿轮大端分度圆直径 92 查公式 R 锥距 : 4 9 m 22221 齿宽 :b= =关参数修正小齿轮圆周速度 11 与初估值 =5-8 符，持 K= 弯曲疲劳强度校核计算 F （ 6 A. 齿形系数齿轮的分锥角 1、 2 9 5 6 t t gc o s 221211 1+ 2=90 o 1 1 6 6 . 7 80 . 4 3 7 773c o 2 于是得小、大齿轮的齿形系数碾轮式混砂机的设计（总装及传动机构设计） 12 、大齿轮应力修正系数（ 6 齿轮的弯曲疲劳极限应 20 2 95 2齿轮的尺寸系数，齿轮的最小许用弯曲安全系数 SF SF 齿轮的弯曲应力循环次数（与接触应力循环次数相同） 109 109 齿轮的弯曲寿命系数于是小大齿轮的许用弯曲疲劳应力 F1=220 2 F2=195 2 R、 m 和 u 值均同接触强度计算中的所用值将上列参数值代入式（ 6，得： F1=220 2 F2=195 2小、大齿轮均满足弯曲疲劳强度要求。锥齿轮的尺寸计算模数 4m 锥距齿顶高* 毕业设计说明书 13 齿根高 1* 齿顶圆直径 o 11 12734c o 22 齿根圆直径 *11 *22 全齿高 h 齿根角f 顶角a 分度圆锥角 211Z 2 顶锥角a 根锥角f 分度圆齿厚 S 齿宽 b 碾轮式混砂机的设计（总装及传动机构设计） 14 b 取 0 F. 小、大齿轮的结构设计及绘制齿轮零件图 4， 5 图 6 大锥齿轮图 6小锥齿轮毕业设计说明书 15 速级直齿圆柱齿轮的设计 2 择齿轮材料考虑到该减速器功率不大，故大小齿轮都选用 45钢，调质处理，齿面硬度分别为 220260软齿面闭式传动，载荷平稳，齿轮速度不高，初选 7级精度，小齿轮齿数 231 z ，大齿轮齿数，取 1242 z 。按软齿面非对称安置查表齿宽系数 0.1d齿面接触疲劳强度计算（ 6 A. 确定公式中各参数 a. 载荷系数初选 .5 b. 小循环传递转矩 103 c. 材料系数 M p 9Z E d. 小、大齿轮的接触疲劳强度极限齿面硬度，查得： 600 ， 560 e. 应力循环次数 9 8912 f. 按接触疲劳寿命系数得： g. 确定许用接触应力取安全系数 6 0 0 M p H l i n 1 5 6 0 M p Hl i m 2 B. 设计计算 a. 试计算小齿轮分度圆直径 2 m 02 9 8 . 8 21 d 3231t b. 计算圆周速度 v 19 m 1t 碾轮式混砂机的设计（总装及传动机构设计） 16 c. 计算载荷系数 K 查得：使用系数，根据 v=m/s,7 级精度查得：动载荷系数图得： 2 0 d. 校正分度圆直径 4 m 2 0 3 C. 计算齿轮传动的几何尺寸 a. 计算模数 1 按标准取模数 m=4 b. 两分度圆直径 d2 223411 96124422 c. 中心距 a 94221 d. 齿宽 b d 0521 e. 齿高 h 核齿根弯曲疲劳强度 321 12 （ 6 A. 确定公式中各参数值 a. 小、大齿轮的弯曲疲劳强度极限取 40 20 b. 弯曲疲劳寿命系数 c. 许用弯曲应力取弯曲疲劳安全系数力修正系数 M p i M p i 毕业设计说明书 17 d. 齿形系数得： f. 计算小、大齿轮的 Y 与 221 Y ，并加以比较，取其中大值代入公式计算： 014 1 F Y 01 39 1 F Y 小齿轮的数值大，应按照大齿轮校核齿根弯曲疲劳强度。 B. 校核计算 13231 F M P a 弯曲疲劳强度足够。 C小、大齿轮的结构设计及绘制齿轮零件图 6， 7， 8， 9 大齿轮：齿顶圆直径大于 500 ，故选用轮辐式结构，结构尺寸按推荐公式计算，大齿轮零件工作图见图 6 图 6大齿轮碾轮式混砂机的设计（总装及传动机构设计） 18 速级斜齿圆柱齿轮的设计 2 轮材料的选择考虑此减速器要求结构紧凑，故小、大齿轮均用 40质处理后表面淬火。因载荷平稳、齿轮速度不高，故初选 7 级精度，闭式硬齿面齿轮传动，考虑传动平稳，齿数宜取多些，选 5,1=25=82。按硬齿面齿轮，非对称安装，选齿宽系数 d=选螺旋角 13 ，按齿根弯曲疲劳强度设计。定公式中个参数值 3 121 c （ 6 A. 载荷系数初选 . 小齿轮传递的转距 103 C. 小、大齿轮的弯曲疲劳强度极限图： 80 D. 应力循环次数 81 hn j 782 N E. 弯曲疲劳寿命系数查得： . 计算许用弯曲应力取弯曲疲劳安全系数力修正系数，则 M P i M P i G. 查取齿形系数和应力校核系数根据当量齿数 o o s 03311 o o s 03322 由表查取齿形系数和应力校正系数业设计说明书 19 H. 计算小、大齿轮的 F Y ，并加以比较 1 F Y 2 F Y 1 11 F Y 2 22 F Y 故按小齿轮进行齿根弯曲疲劳强度设计 I. 重合度系数螺旋角系数取设计计算 a. 试计算齿轮模数 o 3 023 3 9 o 0 060 o 0 060 011 b. 计算载荷系数查得，根据 V=m/s,7 级精度，查得：齿轮传动取得载荷系数 A 3 核齿面接触疲劳强度确定公式中个参数 12211 （ 6 a. 小、大齿轮的接触疲劳强度极限齿轮的接触疲劳强度极限碾轮式混砂机的设计（总装及传动机构设计） 20 170 b. 接触疲劳寿命系数 c. 计算许用接触应力取安全系数，则 M P 1 111 1 7 i M P 5 811 1 7 i M P d. 节点区域系数查得节点区域系数 e. 重合度系数重合度系数 0.8 f. 螺旋角系数螺旋角系数 o sc o s g. 材料系数表查得材料系数核计算 M P P a 接触疲劳强度满足要求。算齿轮传动几何尺寸 a. 中心距 a n o c o 21 圆整为 a=330 mm b. 螺旋角毕业设计说明书 21 = 3302 822562a r c c 1 a 两分度圆直径 d2 n o s 256c o s 11 n o s 826c o s 22 d. 齿宽 b2 d 051 取 252 301 轮结构设计及

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