北航机械课程设计报告.docx

机械设计课程设计
计算说明书
设计题目:加热炉装料机
院系:宇航学院 111513班
设计者:石庆利(11151069)
指导老师:李继婷
2014年6月5日
北京航空航天大学
目录
一、设计任务书: 1
1. 设计题目: 1
2. 设计背景: 1
3. 设计参数: 1
4. 设计任务: 1
二、机械装置整体方案设计: 1
1. 执行机构设计: 1
2. 电动机选择 2
3. 分配传动比 2
4. 运动和动力参数计算 3
三、主要零部件的设计计算 4
1. 传动零件的设计及校核 4
高速级蜗杆-蜗轮传动设计 4
低速级齿轮传动设计 6
2. 轴的设计与校核 12
蜗杆轴(高速轴)设计与校核 12
小齿轮轴(中间轴)设计与校核 14
大齿轮轴(低速轴)设计与校核 18
3. 轴承的寿命校核 20
蜗杆轴轴承寿命校核 20
蜗轮-小齿轮轴轴承寿命校核 21
大齿轮轴轴承寿命校核 23
4. 键的选取及校核 24
高速轴联轴器键 24
中间轴蜗轮键 24
低速轴大齿轮键 25
低速轴外伸键 25
四、减速器箱体及附件设计 26
1. 减速器箱体设计计算: 26
2. 附件的设计 26
通气器的设计 26
外六角螺塞设计 27
杆式游标设计 27
启盖螺钉设计 27
轴承端盖设计 28
3. 密封装置及润滑剂选择 28
密封装置 28
润滑剂和润滑脂的选择 29
4. 技术要求 29
设计计算依据和过程
计算结果
一、设计任务书:
设计题目:加热炉装料机
设计背景:
题目简述: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。
使用状况:生产批量为5台;动力源为三相交流电380/220V,电机单向转动,载荷较平稳;使用期限为10年,每年工作300天,每天工作16小时;检修期为三年大修。
生产状况:生产厂具有加工7、8级精度齿轮、蜗轮的能力。
设计参数:
推杆行程290mm,推杆所需推力6200N,。
设计任务:
(1)设计总体传动方案,画出总体机构简图,完成总体方案论证报告。
(2)设计主要传动装置,完成主要传动装置的装配图(A0)。
(3)设计主要零件,完成两张零件工作图(A3)。
(4)编写设计说明书。
二、机械装置整体方案设计:
机械装置通常由原动件、传动部分和执行机构组成。机械装置总体设计任务是你定执行机构和传动方案,选定原动机的类型和具体型号,确定传动部分的总传动比,合理分配各级传动比,计算传动机构和执行机构的运动及动力参数,为传动机构和执行机构的设计提供依据。
执行机构设计:
本设计要使从动件最终执行直线的往复移动,需要最终实现由原动件输出的旋转运动转换为往复运动,且无须考虑是否等速,是否有急回特性,因此为了完成此任务选择最为简单的连杆机构即可。本设计采用一个六杆机构作为执行机构。设计过程示意图如下(已保留作图痕迹):
图 1 执行机构设计图
电动机选择
推杆行程S=300mm,已知极位夹角θ=120°,则推杆工作时间t=×180°+10°360°=
由推程可得推杆工作速度:
v=st===,取vmax=
推杆工作功率 Pw=Fw×vmax=6000×=1560 W=
现在计算工作效率:
从原动件到滑块共经过有联轴器(两个)、球轴承(三对)、蜗杆蜗轮传动、齿轮传动以及一系列转动副和滑动副。
传动总效率η=η12η23η3η4η55η6=×××××=
所需电机功率 Pd=PWη≈ W
电动机额定功率Ped≥Pd,选电动机的额定功率为Ped=3 kW
选取Y112M-6型电动机
Ped=3 kW,nd=1000 r/min, nm=960 r/min
工作机主轴转速nw= r/min= ,传动比i=nmnw==,蜗杆齿轮减速器传动比范围60~90,综合考虑满足要求,所以选择同步转速为1000 r/min的Y112M-6三相异步电动机。
分配传动比
η=
i=
总传动比(减速器传动比) i=
各级传动比减速器高速级蜗杆-涡轮传动比为:
i12=23,i23=