立式搅拌机设计课程设计说明书

1、百度文库好好学习,天天向上课程设计说明书.1课程名称:机械设计课程设计题目名称:立式搅拌机设计级:2008级专业名:号:指导教师:评定成绩:教师评语:百度文库-好好学习,天天向上第一章设计任务书3第二章原动装置的设计3第三章肯定传动装置的总传动比和分派传比4第四章计算传动装置的运动和动力参数5第五章传动零件的设计计算一一V带设1+.7第六章齿轮设1+9第七章轴上的零件的设计15第八章轴的强度校17核第九章箱体结构的设润滑及密封设第十二章谢辞23第十三章参考献23-3百度文库好好学习,天天向上第一章设计任务书1、设计题目混凝土立式搅拌机。2、搅拌机工作原理用v带将电动机和减速器联接，然后利用减速

2、器的低速轴通过联轴器带动搅拌轴转动。3、已知条件：（1）利用期限8年,每一年按300天计算，天天工作10小时；（2）教荷变更中等；（3）单向传动，转速误差不得超过±5%。4、设计数据搅拌转速n=31r/min搅拌力矩T五、传动方案二级圆柱齿轮减速器和一级带传动。六、设计任务（1）搅拌机总装配图一张（搅拌桶和搅拌叶可以不画），减速器装配图一张（M1：）（2）零件工作图三张（低速级大齿轮，低速轴，箱体）（3）设计计算说明书一份7、 设计计算内容1运动参数的计算，电动机的选择；2联轴器的选择；3齿轮传动的设计计算；4轴的设计与强度计算；5转动轴承的选择与强度计算；6键的选择与强度计算；7V

3、带传动的设计计算。第二章原动装置的设计1、选择电动机按已知的工作要求和条件，选用Y160M28电动机。二、选择电动机功率工作机所需的电动机输出功率为Pd=Pw/nPw=FV/1000所以Pd=FV/1000n由电动机至工作机之间的总效率（包括工作机效率）为n=n1n2n3n4n5式中：n、n二、n3、n4别离为带传动、齿轮传动的轴承、齿轮传动、联轴器。按照机械设计指导书P5表1-7得：各项所取值如下表：种类取值带传动V带传动0.92齿轮传动的轴承深沟球轴承0.99齿轮传动7级精度的一般齿轮传动0.96联轴器刚性联轴器0.99n=0.92X0.993X0.962X0.99=所以Pw=Tnw/95

4、50=1115X31/9550kW=Pd=Pw/n=.5百度文库好好学习,天天向上3、肯定电动机转速搅拌轴的工作转速nw=31r/min,按推荐的合理传动比范围，取V带传动的传动比il'=24,单级齿轮传动比i2f=2%,则合理总传动比的范围为i'=624,故电动机转速可选范围为nd'=i*nw=(624)X31r/minnd'=(186744)r/min综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和带传动和减速器的传动比，比较三个方案选定电动机型号为Y160M28,所选电动机的额定功率Ped=，满载转速nm=720r/min,总传动比适中，传动装置结构紧凑。第三章肯定

5、传动装置的总传动比和分派传动比一、总传动比因为77M=720r/nin所以：总传动比，总搅拌轴720=23.225831二、分派传动比按照均匀磨损要求，采用带传动与两级减速器连接传动机构，取带传动比为il=3,、A2.58则：“2%=3x3x2.58=23.226=x100%=0.024%<0.03%误差分析23.2258符合设计要求。第四章计算传动装置的运动和动力参数1 .电动机轴：Po=Pd=no=nm=720r/minTo=9550x()=N-mno2 .高速轴：Pi=Por)i=kWni=240r/minioiPiTi=9550x(-)=N-mm3 .中间轴：P2=Pin2n3=

6、kwn2=80r/miniiT2=9550x()=N-m7224 .低速轴：P3=p2n2n3=kwnzz.m=r/min12PmT3=9550x()=N-mH35 .输出轴:P4=p3n3n4=kwr/min113n4=ioT4 = 9550x( ) =n4N-m输出轴功率或输出轴转矩为各轴的输入功率或输入转矩乘以联轴器效率），即Pz=运动和动力参数计算结果整理后如下表所示:轴名功率P(kW)转矩T(Nm)转速n(r/mi传动比1效率n输入输出输入输出n)电动机轴72031轴24032轴803轴1输出轴第五章传动零件的设计计算V带设计一、肯定计算功率Pc由教材表8-7查得KA=得Pc=KAP

7、=11X=kW二、选取普通V带型号按照Pc=,n1=720r/min,由图8-10选用A型普通V带。3、肯定带轮基准直径dd1,dd2按照表8-6和表8-8选取ddl=140mm,且dd1=150mm>dmin=125mm大带轮直径为dd2=nlddl/n2=420mm按表8-8选取标准值dd2=400mm,则实际传动比i,从动轮的实际转速别离为i=dd2/dd1=400/140mm=n2=nl/i=720/r/min=252r/min百度文库好好学习,天天向上从动轮的转速误差率为(252240)/252X1OO%=%,在±5%之内为允许值。4、验算带速VV=nddlnl/60

8、X1000=s带速在525m/s范围内。五、肯定带的基准长度Ld和实际中心距a利用下式初步肯定中心距a0(ddi+dd2)WaOW2(d(n+dd2)即X(140+400)mm，oW2X(140+400)mm378mmWa()W1080mm取ao=594mmLo=2a()+11/2(ddi+dd2)+(ddi"dd2)74ao=2X594+n/2X(140+420)+(420-140)2/(4X594)ill表选取基准长度Ld=2000mm由式得实际中心距为aa()+(LdLo)/2=594+(2000-/2六、校验小带轮包角a1由式得ai=180°-(dd2ddl)X&#

9、176;/a=180°-(400-140)X°/=°>120°7、肯定V带根数由式得ZNPc/PO=Pc/(PO+APO)K«Kl按照dd1=140mm,n1=720r/min,查表8-4a按照内插法可得：P0=kw由式8-4b得功率增量APoPo=kw由表8-2查得带长度修正系数Kl=,由表8-5查得包角系数Ka二得Pr=（Po+APo）KlXKa=+XX=普通V带根数：z=Pc/Pi-圆整取z=5。八、求初拉力FO及带轮轴上的压力FQ山表查得B型普通V带的每米长质量q=m,按照式得单根V带的初拉力为:Fo=500Pc-Ka）/ZvKa

10、+qv2=山式可得作用在轴上的压力FQ为Fq=2ZF（）sinCti/2=九、设计结果选用5根A型V带,中心距a二,带轮直径ddi=140mm,dd2=400mm,轴上压力Fq=o第六章齿轮设计一、高速级齿轮传动的设计计算（利用寿命Lh=300X10X8=24000h）小齿轮：40Cr,调质，HB1=280HBS,大齿轮：45钢，调质，HB2=240HBS,齿数：取zl=24则z2=24义3=72取z2=72精度品级：初选7级（GB10095-88）二、按齿轮面接触强度设计（1）设计准则:先由齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。百度文库好好学习,天天向上（2）按齿面接触疲劳强度设计

11、，即4,>2.323（3）肯定公式内的各计算数值a.试选载荷系数K,=1.3。b.计算小齿轮传递的转矩4=9>5xM）a=i9L7579Mmnic.按软齿面齿轮非对称安装，由教材选取齿宽系数”=1。d.由教材表10-6查得材料的弹性影响系数Ze=189.8MP4/2e.由教材图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限=600M&；大齿轮的接触疲劳强度极限痴2=55°M&f.计算应力循环次数N、=60山=60x252x1x300x10x8=3.6288x108M=*=1.2096x1（）8Mg.由教材图10-19取接触疲劳寿命系数K%=0.92；K

12、HNi=0.93。h.计算接触疲劳许用应力取安全系数S=1bL=严3=0.92x600MR/=552MPab卜=o.93x55OM尸a=51L5MPa（4）设计计算a.试算小齿轮分度圆直径4，代入2】中较小的值。=82.9853，b.计算圆周速度u。.13就声I60x1000=1.09496/77/5C.计算齿宽bb=0dXdn=d.计算齿宽与齿高之比b/hmm=1.884"模数'd21齿高h=b/h=(5)计算载荷系数K查表10-2得利用系数Kl;按照u=1.09496m/s、由图10-8得动载系数Kv=1.05直齿轮KHa=Kra=l；查表10-4用插值法得7级精度查机械

13、设计，小齿轮相对支承非对称布置Kho二illb/h=,Khb=由图10-13得1印=故载荷系数K=KaKvKh«Khp=。(6)校正分度圆直径4由教材&=4,k/K,=87.0077(7)计算模数网=4/z=87.0077/24=3.625mm3、按齿根弯曲强度设计，公式为(1) .肯定公式内的各参数值1 .由教材图10-20C查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限叫加=500”&；大齿轮的弯曲强度极限分痴2=380加网；2 .由教材图10-18取弯曲疲劳寿命系数K/m=0.9,K小2=1。3 .计算弯曲疲劳许用应力:取弯曲疲劳安全系数S=，得aF=KFN；FE=32L4286

14、MP。aF2=Ky叵=274.1429M44、计算载荷系数KK=KaKvKfcxKf产五、查取齿形系数匕R、和应力修正系数Ysal由教材表查得心=1.逸逋2236；%n=L58；%2=L7546、计算大、小齿轮的并加以比较；>"加=0.013026分，:0.014306。12大齿轮大7.设计计算m-（鬻）=23987对比计算结果，由齿轮面接触疲劳强度计算的模数m大于山齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算得的模数并就进圆整为标准值m二接触强度

15、算得的分度圆直径4二，算出小齿轮齿数Zi=di/m=取Zi=35大齿轮z2="Z=35x3=105这样设计出的齿轮传动，即知足了齿面接触疲劳强度，乂知足了齿根弯曲疲劳强度，并做到结构紧凑，避免浪费。（2） .集合尺寸设计1 .计算分圆周直径4、刈百度文库好好学习,天天向上4=zm=2.5x35=87.5mmd2=z2m=72.5x105=262.5mm2 .计算中心距a="a=(87.5+262.5)/2=175mm3 .计算齿轮宽度b=/=87.5mm取用=87.5mm,B2=90mm0(3).齿轮的结构设计低速级齿轮的大体参数与高速级的齿轮要相同，只是在取材料上有所不同

16、,以此来知足传动的强度要求，用机械设计手册软件版进行辅助设计取得设计数据，整理如下表：高速级低速级小齿轮大齿轮小齿轮大齿轮传递功率P/Kw传递扭矩T/N*m转速/r/min2408080齿面啮合类型硬齿面硬齿面材料及热处理45表面淬火45调质45调质45调质模数/mm3齿数Z3510538103齿宽系数中心距a/mm175齿数比U3重合度?分度圆直径d/mm114309齿根圆直径df/mm齿顶圆直径da/mm120315齿顶高ha!mm33齿根高hf/mm齿顶高系数h：1顶隙系数C压力角20齿距累计公差尸。齿圈径向跳动公差5齿距极限偏差人（土）齿向公差心中心距极限偏差力（土）接触强度极限应力%

17、11m/Mpa600550600550弯曲疲劳强度极限应力（rFE/Mpa500380500380载荷类型静载荷使用系数K0齿向载荷分布系数K即11应力校正系数动载荷系数齿间教荷分布系数Ka11第七章轴上的零件的设计一、肯定轴的最小直径按教材15-3初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为40Cr,调质处置。为了加工方便和保证键的强度，大齿轮用平键联接，所以轴径在计算时应在原来的数值上增大5%7%,则轴的最小直径.17百度文库-好好学习,天天向上/小=C。下上,一轴和齿轮做齿轮轴不考虑键槽对轴的影响4mm=105x100x3506=28.5386，m，nV252.0126I4809八皿=1.05x

18、l00xM-40.4676帆?"V84.00423 min=1.05x100xJ",。、55.4698?一V31式中：C。为轴强度计算系数,40Cr钢所对应的系数别离为100。考虑到实际情况,可将这三轴的最小轴径定为40mm,50mm和60mmo二、联轴器的选择联轴器除联接两轴并传递转矩外，有些还具有补偿两轴因制造和安装误差而造成的轴线偏移的功能,和具有缓冲、吸振、安全保护等功能。减速器低速轴与工作机联接用的联轴器，由于轴的转速较低，没必要要求具有较小的转动惯量,但传递转矩较大，乂因减速器与工作机不在同一底座上,要求具有较大的轴线偏移补偿，因此选用凸缘联轴器。按照上述分析并

19、考虑到实际情况,联轴器选择如Y60X107下：减速器低速轴与工作机联接用的联轴器选用GY8联轴器;GBITJ160X10758432003o3、键的选择和计算（1）低速轴联轴器上键的选择和计算据装联轴器处d=60mm,可取键宽b=18,键高h=11o取L=90mm查手册得，选用A型圆头平键,得键的工作长l=Li-b=90-18=72mm接触高度k=得op=2TX1000/dkl=2XX1000/72XX60=>op（llOMpa）强度不够，采用双键，l=x72=108mm故选择GB/T1096键18X11X90（2）低速轴齿轮上键的选择和计算轴径d=74mm高h=12取L=80。键的工作

20、长度1二L-b=60接触高度k=6校核其强度0p=2TX1000/kdl=2XX1000/6X60X74=<op(120Mpa)故选择GB/T1096键20X12X604、转动轴承的选择及校核轴承寿命轴承为深沟球轴承转动轴承6213GB/T297-1994(1)设计参数：径向力Fr=(N),轴颈直径dl=65(mm),转速n=(r/min),要求寿命Lh'=24000(h),温度系数ft=l,润滑方式GreaseJ而润滑。(2)被选轴承信息：轴承类型BType=深沟球轴承，轴承型号BCode=6213,轴承内径d=65(mm),轴承外径D=120(mm),轴承宽度B=23(mm)

21、,大体额定动载荷C=572OO(N),大体额定静载荷Co=40000(N),极限转速(油)nlimy=63OO(r/min)(2)当量动教荷：接触角a=0(度)，负荷系数fp=,判断系数e=,径向载荷系数X=l,轴向教荷系数丫=0,当量动载荷P=(N),轴承所需大体额定动我荷C'=(N)o(3)校核轴承寿命：轴承寿命Lh=1595125(h)。验算结果Test二合格5、按照轴向定位的要求肯定低速轴的各段直径和长度这里咱们只校核低速级轴。由上知di?=60mm为了知足联轴器的要求的轴向定位要求，轴1-2段右端需要制出一轴肩，故取直径d2-3=65mm半联轴器与轴配合的毂孔长度L=107m

22、m,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故1-2段的长度应比L1略短一些，现取Li=90mm0因轴只受到径向力和圆周力的作用，故选用深沟球轴承。参照工作要求并按照d=65mm，在机械设计手册中初步选取6213型轴承。(1)由半联轴器取L=107mm。(2)按照箱体和端盖因为L要擅长故端盖面，L”取78mm。(3)取L3T=113mm,U*12mm。(4)为了使齿轮靠得住的压紧盖面与套筒故L6-7取113。(5) Ls-9=26mm。(6)按照箱体取Lio-ii为23mm。(7)倒角取1mm。第八章轴的强度校核低速轴水平面的受力图及弯矩图如下：输出轴的受力分析Ft旦dFr=Ftx

23、tana由于减速器是立式的，而且齿轮传动为直齿圆柱齿轮，所以Fa=O。画出轴的受力简图Fr作出轴的载荷分析图-21百度文库好好学习.天天向上.23因为选择45钢，所以匕=2545M0，rri=D<D2TT2-TT百度文库好好学习.天天向上扭矩强度符合要求，计算出轴的弯矩和扭矩值,T=M=JmU+Mh2=1293.4M因为扭转应力为静应力曲3b(dT)查表得W=322d,Wl=,<T(77I=11.56MP由参考文献1P192页表和P201页表得，45号钢调质处置,由参考文献口表查得材料的等效系数%=0.2,外=0.2键槽引发的应力集中系数，由附表查得K。=1.825,£=

24、1.6251(插值法)绝对尺寸系数，由参考文献附图查得£=08&=0.76轴磨削加工时的表面质量系数，由参考文献1附图查得R.=0.832/7=0.92安全系数S°=下=昔冬+送小心J5.1. ,0'=6.54>S二所以a-a剖面是安全的，强度知足要求。S+s；第九章箱体结构的设计一、箱体设计减速器的箱体采用铸造（HT150）制成。减速器机体结构尺寸参数如下表：名称符号参数设计原则箱体壁厚815+3>8箱盖壁厚8115+3>8凸缘厚度箱座b328箱盖bl2061地脚螺钉型号dfM8+12数目n4箱座、箱盖联接螺栓直径尺寸d2MIO()df轴

25、承盖螺钉直径d35()df观察孔盖螺钉d45()df定位销直径d10Od2df至外箱壁距离C355轴承端盖外径D2160170注释：a取低速级中心距，a=2、附件设计为了保证减速器的正常工作，除对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计给予足够的重视外，还应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、检查油面高度、加工及拆装检修时箱盖与箱座的精准定位、吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计。名称规格或作用-25百度文库-好好学习,天天向上参数窥视孔视孔盖70X70为检查传动零件的啮合情况，并向箱内注入润滑油，应在箱体的适当位置设置检查孔。图中检查孔设在上箱盖顶部能直接观察到齿轮啮合部位处。平时，检查孔的盖板用螺

26、钉固定在箱盖上。材料为Q235通气器通气螺塞M12X1减速器工作时.，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大，为使箱内热胀空气能自由排出，以保持箱内外压力平衡，不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件等其他缝隙渗漏，通常在箱体顶部装设通气器。材料为Q235轴承盖凸缘式轴承盖六角螺栓(M5)固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷，轴承座孔两端用轴承盖封闭。轴承盖有凸缘式和嵌入式两种。图中采用的是凸缘式轴承盖，利用六角螺栓固定在箱体上，外伸轴处的轴承盖是通孔，其中装有密封装置。材料为HT200定位销MIOX50为保证每次拆装箱盖时，仍保持轴承座孔制造加工时的精度，应在精加工轴承孔前，在箱盖与箱座的联接凸缘上配装

27、定位销。中采用的两个定位圆锥箱，安置在箱体纵向两侧联接凸缘上，对称箱体应呈对称布置，以免错装。材料为45号钢油面指示器长型油标检查减速器内油池油面的高度，经常保持油池内有适量的油，一般在箱体便于观察、油面较稳定的部位，装设油面指示器，采用2型油塞M5X1换油时;排放污油和清洗剂，应在箱座底部，油池的最低位置处开设放油孔，平时用螺塞将放油孔堵住，油塞和箱体接合面间应加防漏用的垫圈(耐油橡胶)。材料为Q235起盖螺钉M5X21为加强密封效果，通常在装配时于箱体剖分面上涂以水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖。为此常在箱盖联接凸缘的适当位置，加工出1个螺孔，旋入启箱用的圆柱端或平端的启箱螺钉。旋动启箱螺钉使可将上箱盖顶起。3、机体内零件的润滑、密封、散热因其传动件速度小于12m/s,故采用浸油润油。为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为要高。4、机体结构及工艺性铸件壁厚为15mm,圆角半径为R=5mm。机体外型美观，结构简单，加工方便，具有良好的加工工艺性。第十章润滑及密封设计因为此二级圆柱齿轮减速器是闭式，转速较低的减速器(v<12m/s),所以采用浸油润滑