毕业设计论文--立式搅拌机设计课程设计说明书

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毕 业 设 计 论 文

课程设计说明书

课程名称： 机械设计课程设计

题目名称： 立式搅拌机设计

班 级：2008级 专业

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学 号：

指导教师：

评定成绩：

教师评语：

2 目 录

第一章 设计任务书…………………………………………………………………………3

第二章 原动装置的设计 …………………………………………………………………………3

第三章 确定传动装置的总传动比和分配传比……………………………………………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——V带设计………………………………………………7

第六章 齿轮设计……………………………………………………………………………9

第七章 轴上的零件的设计………………………………………………………………15

第八章 轴的强度校核……………………………………………………………………17

第九章 箱体结构的设计…………………………………………………………………20

第十章 润滑及密封设计……………………………………………………………………22

第十一章 小结……………………………………………………………………………23

第十二章 谢辞……………………………………………………………………………23

第十三章 参考文献………………………………………………………………………23

3 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，然后利用减速器的低速轴通过联轴器带动搅拌轴转动。

3、已知条件：

（1） 使用期限8年，每年按300天计算，每天工作10小时；

（2） 载荷变动中等；

（3） 单向传动，转速误差不得超过±5%。

4、设计数据

搅拌转速n =31 r/min 搅拌力矩 T =1115Nm。

5、传动方案

二级圆柱齿轮减速器和一级带传动。

6、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 滚动轴承的选择与强度计算；6 键的选择与强度计算；7 V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Y160M2—8电动机。

2、选择电动机功率

工作机所需的电动机输出功率为

4 Pd=Pw/η

Pw=FV/1000

所以 Pd=FV/1000η

由电动机至工作机之间的总效率（包括工作机效率）为

η=η1·η2·η3·η4·η5·

式中：η1、η2、η3、η4分别为带传动、齿轮传动的轴承、齿轮传动、联轴器。根据《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 0．99

η=0．92×0．993×0．962×0．99＝

所以 Pw=Tnw/9550 =1115×31／9550kW=kW

Pd=Pw/η=145=

3、确定电动机转速

搅拌轴的工作转速nw=31 r/min，按推荐的合理传动比范围，取V带传动的传动比i1’=2~4,单级齿轮传动比i2’=2~6,则合理总传动比的范围为i’=6～24，故电动机转速可选范围为

nd’=i’·nw=(6~24)×31 r/min

nd’=（186～744）r/min

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及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Y160M2—8，所选电动机的额定功率Ped=5.5kW，满载转速nm=720

r/min，总传动比适中，传动装置结构紧凑。

第三章 确定传动装置的总传动比和分配传动比

5 1、总传动比

因为 r/min720电

所以：总传动比 2258.2331720搅拌轴电总nni

2、分配传动比

根据均匀磨损要求，采用带传动与两级减速器连接传动机构，取带传动比为i1=3，58.2332ii、则：22.2358.233321iii

误差分析%.%.%δ03002401002258.2322.232258.23 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：

P0 = Pd =kW

n0 = nm =720 r/min

T0 = 9550×(00Pn)= N·m

2.高速轴：

P1 = P0η1 = kW

n1 = 001ni = 240 r/min

T1 = 9550×(11Pn)= N·m

3.中间轴：

P2 = P1η2η3 = kW

n2 = 01ni = 80 r/min

6 T2 = 9550×(22Pn)=574.0663 N·m

4.低速轴：

P3 = P2η2η3 = 4.571 kW

n3 = 22ni =0775 r/min

T3 = 9550×(33Pn)= N·m

5.输出轴：

P4 = P3η3η4 = kW

n4 = 30ni = 31.00775 r/min

T4 = 9550×(44Pn)= N·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99P

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(N·m) 转速

n(r/min) 传动比

i 效率

η 输入 输出 输入 输出

电动机轴 720

3 2

1轴 240

3 9

2轴 80

6

3轴 3 31.008

1 9

输出轴 8

7 第五章 传动零件的设计计算——V带设计

1、确定计算功率Pc

由教材表8-7查得KA=1.1 得

Pc=KA·P=11×5.5＝ kW

2、选取普通V带型号

根据Pc=kW，n1=720 r/min,由图8-10选用A型普通V带。

3、确定带轮基准直径dd1，dd2

根据表8-6和表8-8选取dd1=140mm,且 dd1=150mm>dmin=125mm

大带轮直径为

dd2= n1·dd1/n2=420mm

按表8-8选取标准值dd2=400mm,则实际传动比i，从动轮的实际转速分别为

i= dd2/ dd1=400/140mm=

n2= n1/i=720/2.857 r/min=252 r/min

从动轮的转速误差率为（252－240）/252×100%=4.76%，在±5%以内为允许值。

4、验算带速V

V=πdd1 n1／60×1000＝m/s

带速在5～25 m/s范围内。

5、确定带的基准长度Ld和实际中心距a

利用下式初步确定中心距a0

0.7(dd1+ dd2)≤a0≤2(dd1+ dd2)

×（140+400)mm≤a0≤2×（140+400)mm

378 mm≤a0≤1080mm

取a0=594mm

L0=2 a0+π/2(dd1+ dd2)+（dd1- dd2）2/ 4a0

=2×594＋π/2×（140+420)＋（420-140）2／(4×594)

=mm

8 d=2000mm

a≈a0+（Ld－L0）/2

=594+(2000－)/2

=mm

6、校验小带轮包角α1

α1=180°－（dd2－dd1）×°/a

=180°－（400－140) ×°／

=°＞120°

7、确定V带根数

Z≥Pc/［P0］= Pc/(P0+△P0)KαKL

根据dd1=140mm，n1=720r/min，查表8-4a根据内插法可得：

P0= kw

由式8-4b得功率增量△P0

△P0= 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Kα2得

Pr=(Po+△P0) KL×Kα=(1.) ××kw=kw

普通V带根数：

z= Pc / Pr=

圆整取z=5。

8、求初拉力F0及带轮轴上的压力FQ

由表8.6查得B型普通V带的每米长质量q=0.1kg/m，根据式8.19得单根V带的初拉力为：

F0－Kα)/Zv Kα+qv2=N

9

FQ=2Z F0sinα1/2=N

9、设计结果

选用5根A型V带，中心距a=mm，带轮直径dd1=140mm，dd2=400mm，轴上压力FQ=N。

第六章 齿轮设计

1、高速级齿轮传动的设计计算（使用寿命Lh=300X10X8=24000h）

小齿轮：40Cr，调质，HB1=280HBS，大齿轮：45钢，调质，HB2=240HBS，齿数：取z1=24则

z2=24×3=72取z2=72

精度等级：初选7级（GB10095-88）

2、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。

（2）按齿面接触疲劳强度设计，即

2311)][(132.2HEdtZuuKTd

（3）确定公式内的各计算数值

3.1tK。

mNnPT7579.191105596.1

c.按软齿面齿轮非对称安装，由教材选取齿宽系数1d。

2/18.189MPaZE。

MPaH6001lim；大齿轮的接触疲劳强度极限MPaH5502lim。

81106288.3810300125260601hjLnN

812102096.1iNN