加热炉推料机的执行机构综合与传动装置设计毕业设计论文

1、课程设计题目：加热炉推料机的执行机构综合与传动装置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-j-一分组参数1滑块运动行程H(mm)220滑块运动频率n(次/min)20滑块工作行程最大压力角园、30机构行程速比系数K1.25构件DC长度5(mm)1150构件C

2、E长度他(mm)150滑块工作行程所受阻力(含摩擦阻力)(N)500滑块空回行程所受阻力(含摩擦阻力)Fr1(N)100三、(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。确定各构件的运动尺寸，绘制机构运动简图在工作行程中，滑块F所受的阻力为常数F，在空回行程中，滑块F所受r1的阻力为常F；不考虑各处摩擦、其他构件重力和惯性力的条件下，分析r2曲柄所需的驱动力矩；确定电动机的功率与转速；设计

3、减速传动系统中各零部件的结构尺寸；绘制减速传动系统的装配图和齿轮、轴的零件图；编写课程设计说明书四、进度安排熟悉设计任务，收集相关资料拟定设计方案绘制图纸编写说明书整理及答辩五、指导教师评语成绩：指导教师日期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

4、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AbstractThecurriculumismainlydesignedfurnacepusherdevicedecelerationsystemsanddeliverysystems.Pushermachineinsteadofartificialfeeding,thatissafeandconvenient,whichincludesrack,therackisinstal

5、ledonthemotor,themotordriveshaftisequippedwithcoupling,couplingwiththewormattachedtoturbinewormreducer,inthepushfeedasmallcarequippedwithaputter.ProEestablishedareducerwiththethree-dimensionalassembly.Calculatedthevariousparametersoftheworm,thesizeofgearreduceroutsidetheparametersandcarryoutchecking

6、.ExecutionSystem(6linkage)design,uponrequest,tocalculatethesizeoftheworkofeachrod.Throughthiscurriculum,themostimportantthingistopressIlearnanewapplicationsoftware,thefunctionofthepowerful,afterthenecessaryworkorstudy.Isalsoafeelofthedesigntaskoftheprocess,needtocarefullyandseriously,nomatterhowkind

7、ofdo,buttheprocessontheirownisveryimportant。Keywords：ReducergearCrankandconnectingrodstructureSliderPusher-typefurnace目录TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark8 电动机的选择计算1 HYPERLINK l bookmark10 电动机系列的选择1选择电动机功率1分配传动比1 HYPERLINK l bookmark12 传动装置的运动和动力参数计算1 HYPERLINK l bookmark14 减速器外齿轮的设计1选择齿轮材料、确定精度等级1校

8、核齿根弯曲疲劳强度12.1.3外齿轮的参数计算错误！未定义书签。涡轮蜗杆的计算22.2.1选择材料及确定许用应力3验算涡轮齿根弯曲疲劳强度4涡轮蜗杆主要几何尺寸4热平衡计算5蜗杆的结构设计5蜗杆轴的强度计算（按轴进行计算）6计算、校核蜗杆轴承8涡轮轴的计算与校核8 HYPERLINK l bookmark20 键的选择和参数113.1蜗杆与电机的键11 HYPERLINK l bookmark22 涡轮轴与齿轮的键11涡轮轴与涡轮的键12 HYPERLINK l bookmark24 六杆机构的设计（执行机构）12 HYPERLINK l bookmark26 参考文献15辽宁工程技术大学课程

9、设计 1电动机的选择计算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。选择电动机功率1.3分配传动比2传动装置的运动和动力参数计算2.1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

10、定齿轮的模数，考虑磨损因素，再将模数增大10%20%，而无需校核接触强度。软齿面，齿面硬度2MicrosciftW口rd.文档涡轮轴.dwgAutoCADE93KB说明书正文.docMicrosoftWord文档654KB揭杆轴.dwgAutoCADE97KB装配图.dwgAutoCADE223KB2.2.1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45-55HRC。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5=150MPa,许用弯曲应力为H15=40MPaF1选择蜗杆头数和涡轮齿数：i=25.5z=2z二i*z二2*25.5二51012

11、01按涡轮齿面接触疲劳强度设计如下：蜗杆转矩：T=0.771N-m=770.3N-mm1涡轮转矩：T=16.94N-m=16940N-mm2载荷较平稳，取K=1.0K=1.1K=1.0AVB则载荷系数K=K*K*K=1.1AV卩应力循环次数为N=60jnL=60*1*52.94*10*300*16=15.2*1072h1075H=H15.2*1071=106.75MPa=7.5MPa青铜与钢配对，材料的弹性系数z=160MPaE从手册查得公式m2d9.64kT(Ze)2=9.64*1.1*16940*(160)2=155.15mm3125Z106.75*51H2由手册取m=4d=401蜗杆导程

12、角y=11.31蜗杆分度圆直径d1=40mm涡轮分度圆直径涡轮变位系数d=mz=4*51=204mm22x=+0.75涡轮圆周速度v=n峡=3.14*204*52.94=0.56m/s260*10360000传动中心距a=0.5*(d+d+2xm)=0.5*(40+204+2*0.75*4)12125mm2.2.2验算涡轮齿根弯曲疲劳强度按z=i*z=2*25.5=51查手册的涡轮齿形系数匸=2.15201Fa2查手册得式6=1.53KT2COSYY=1.85MPa6FddmFa2F122合格父14783KT“必”“父.6=2=49.46MPa1000P1(1T)K(t-10)2.2.5蜗杆的

13、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48EI蜗杆两支撑间的距离L=0.9d=0.9*204=183.6mm2兀d4冗*3044蜗杆危险截面的惯性矩I=兀41924.15mm46464蜗杆所受的圆周力2T2*770.3F一1一一38.515Nt1d401蜗杆所受的径向力2*T2*16940FTtan20。tan20。60.45N1d204245钢取E=20138.5152+60.452201*48*41924.15*103*183.63=0.0011mm4010001000=0.04mmyy所以安全2.2.6蜗

14、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45-55HRC、CP按扭转硬度初步计算轴径d=A3查表取An=1100|n0d=A芥-=110*,0竺=4.739mm取轴端最小直径为30mm。0勺n1350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Jc19*42用TLJ1C1942联轴器。3Jc22*381T=9550*p=9550*0=0.771N-m=770Nmm1n135012T1d12*770.3=38.515N402*T2*16940F=2tan20。：tan20。60.45Nr1d22042T2*16940F=F=216608Na1t2d2

15、204计算支撑反力如下：93*F93*38.515RJ0.41N水平面支撑反力aH18618693*FRt0.41NbH186垂直面支撑反力93F+Friai93*60.45+166.08*2018618693F-Friai18693*60.45-166.08*2018648.08N12.37N水平弯矩图M二93R二93*0.41二38.13N-mmHaH垂直弯矩图M=93R=93*48.08二4471.44N-mmva1vM=93R二93*12.37二1150.41N-mmTOC o 1-5 h zv2bv合成弯矩图M=；M2+M238.132+4471.442=4471.61N-mmHM=

16、:M2+M2=J38.132+1150.412=1151.05N-mmH”21转矩按脉动循环变化处理即二0.6M=：M+(aT)2=4471.612+(0.6*770)2二4495.41N-mmca】、1M=M+(aT)2=v1151.052+(0.6*770)2=1239.38N-mmCa212M=Fx160=7.05x160HCAH=1128N-mmM=Fx146=52.69x146VCBH=7692.74N-mmM=：M2+M2=49628.82N-mmCVCHCM=,M2+M2=50208.01N-mmCVCHC前已计算-=25997.22N-mmM=M+(aT)2ea=Q/q-1b0

17、b查表得q=600MPabq=55MPa,q=95MPa,-1b0b则a=55/95=0.58危险截面C处当量弯矩:Mec=2+(aT)2=52536.61N-mmocbM&W52536.61=1.03MPa0.1x803丄S211紧2松A二176.53N1A二10.45N2A176.53=14.27eR12.371A10.45=0.22eR48.082按轴承1校核查表得x=0.4Y=1.6f二1.5f二1mt则P=ff(xR+YA)=1*1.5*(0.4*12.371+1.6*176.53)=431.10L=竺(乞斗10h60nP=7264643h60*1350431.1安全L-=300*1

18、0*16=480000L10h10h2.2.8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5=63M7Pa5=353MPa5=353MPaBs-1t=155MPa屮二0.2-15屮二0.15=60MPatb-1初按扭转强度初步计算轴径取d=30mmmind=A3；匕=110*/0.0939=13.32mm03n352.94r22Td22*16940204=166.08N2*T2tan20。=d2Z*1694%?。=60.45N2042T1=2*770.3=38.515Nd402T1202*16940120=282.33N计算支撑反力如下：水平面支

19、撑反力RaH67*F+F(81+2*67)t2q=536.06N13481R-148F=aHt=87.63N215垂直面支撑反力水平弯矩图d67F+F2r2a2134=59.54Nd93F-F*-2ra2=13467*60.45-38.515*10211.00NM=67Rav=67RbvM=81Fq=81*282.33=22868.73N-mmH1M=148F=148*282.33=41784.84N-mmH2q垂直弯矩图=67*59.54=3989.18N-mm=67*1=67N-mm合成弯矩图M=.-M2+M2=,41784.842+3989.182=41974.83N-mmTOC o 1

20、-5 h zH2VM=-M2+M2=41748.842+672=41748.89N-mmH2v21M=M=22868.73N-mmH1转矩按脉动循环变化处理即=0.6M=.M+(aT)2=*41947.832+(0.6*16940)2=43161.64N-mmCQ11M=；M+(aT)2=*41748.852+(0.6*16940)2=42968.32N-mmCa21丄M=JM2+(aT)2.22868.732+(0.6*16940)2=25025.7N-mmca3V3M=;M+(aT)2ea=Q/o,查表得o=600MPa-1b0bbo=55MPa,o=95MPa,-1b0b则a=55/95

21、=0.58危险截面C处当量弯矩：M=JM2+(aT)2=443999.56N-mmecC危险截面D处当量弯矩：M=/M2+(aT)2=712323.06N-mmeDDMMo=e=eIoIbW0.1d3-1bocb443999.560.1x483=40.15MPaoDb=5.16MPa712323.060.1x111.3253查得许用应力oI=55MPa-1b计算、校核蜗轮轴承选用圆锥滚子轴承32006R查手册得d=30mmc=23200e=0.26Y=2.3s=TOC o 1-5 h zr2YR=*R2+R2=；536.062+59.542=539.36NaHaVR=:R2+R2=.87.63

22、2+12=87.64NbHbV辽宁工程技术大学课程设计 辽宁工程技术大学课程设计 i1539.362Y2*2.3二117.25N87.642Y2*2.3二19.05NF+S二38.515+19.05二57.565NSa211松2紧A=117.25N1A二57.565N2A_117.25R_539.361A57.5652R87.6420.217e按轴承2校核查表得x0.4Y1.6f1f1.5f1dmt则Pff(xR+YA)1*1.5*(0.4*87.64+1.6*57.565)190.74dm22L-竺(乞)13010h60nP10660*13501*2320010()3190.74766464

23、3hL-300*10*16480000L安全10h10h3键的选择和参数3.1蜗杆与电机的键为静联接，选用普通平键，圆头由手册查得d=22时，应选用键A11x30GB1096.许用挤压应力b校核，钢的许用挤压应力为b=120MPaPP4T4x1997.22bPhld8x30 x223.19MPab3.19MPaL故满足要求.PP3.2涡轮轴与齿轮的键为静联接，选用普通平键，圆头.由表6-57查得d=25mm时，应选用键A14x25GB1096.许用挤压应力a校核，钢的许用挤压应力为a=120MPaPP4T4x16940c=Phld7x25x230=12.9MPac=12.9MPab故满足要求P

24、P涡轮轴与涡轮的键为静联接,选用普通平键，圆头.查手册得d=32mm时,应选用键A15x50GB1096.许用挤压应力c校核，钢的许用挤压应力为c=120MPaPP4T4x16940c=Phld8x32x50=6MPac=5.29MPac故满足要求PP4六杆机构的设计(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9后，在设计各杆的尺寸。c180(K-1)180*0.25“9=20K+12.25AO=a在二角形OBB中，设2aA21BA=b22OBBB1150BBb厶=1彗艮卩=2得BB=194.62mmTOC o 1-5 h zOCCC130022012B212(a+b)2+(ba)2BB2=2(a+b)(ba)cos20()12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)b2+OB2(a+d)2cos=B112bOBB1cos2b2