机械设计课程设计(立式搅拌机)
- 格式：doc
- 大小：640.50 KB
- 文档页数：23
1 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
姓 名：
学 号：
指导教师：
评定成绩：
教师评语：
目 录
2 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
第一章 设计任务书
3 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
Pd=Pw/η
4 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=η1²η2²η3²η4²η5²
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=0．92³0．993³0．962³0．99＝0.8145
所以 Pw=Tnw/9550 =1115³31／9550kW=3.619kW
Pd=Pw/η=3.619/0.8145=4.4432kW
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’²nw=(6~24)³31 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
1、总传动比
5 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=3，58.2332ii、则：22.2358.233321iii
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 =5.5kW
n0 = nm =720 r/min
T0 = 9550×(00Pn)=72.95 N·m
2.高速轴：
P1 = P0η1 = 5.06 kW
n1 = 001ni = 240 r/min
T1 = 9550×(11Pn)=201.342 N·m
3.中间轴：
P2 = P1η2η3 =4.809 kW
n2 = 01ni = 80 r/min
T2 = 9550×(22Pn)=574.0663 N·m
6 4.低速轴：
P3 = P2η2η3 = 4.571 kW
n3 = 22ni =31.00775 r/min
T3 = 9550×(33Pn)=1407.629 N·m
5.输出轴：
P4 = P3η3η4 = 4.5248 kW
n4 = 30ni = 31.00775 r/min
T4 = 9550×(44Pn)= 1393.5527 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效率(0.99），即P’=
0.99P
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 5.5 72.95 720
3 0.92
1轴 5.06 5.009 201.342 72.2205 240
3 0.99
2轴 4.809 4.761 574.0663 568.3256 80
2.58 0.96
3轴 4.571 4.525 1407.629 1393.553 31.008
1 0.99
输出轴 4.525 1379.617 31.008
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=KA²P=11³5.5＝6.05 kW
2、选取普通V带型号
根据Pc=6.05kW，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= n1²dd1/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=2.857
n2= n1/i=720/2.857 r/min=252 r/min
从动轮的转速误差率为（252－240）/252³100%=4.76%，在±5%以内为允许值。
4、验算带速V
V=πdd1 n1／60³1000＝5.2752m/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)
即 0.7³（140+400)mm≤a0≤2³（140+400)mm
378 mm≤a0≤1080mm
取a0=594mm
L0=2 a0+π/2(dd1+ dd2)+（dd1- dd2）2/ 4a0
=2³594＋π/2³（140+420)＋（420-140）2／(4³594)
=2100.6426mm
8 由表8.4选取基准长度Ld=2000mm
由式8.16得实际中心距为
a≈a0+（Ld－L0）/2
=594+(2000－2100.6426)/2
=543.6787mm
6、校验小带轮包角α1
由式8.17得
α1=180°－（dd2－dd1）³57.3°/a
=180°－（400－140) ³57.3°／543.6787
=150.49°＞120°
7、确定V带根数
由式8.18得
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=1.29 kw
由式8-4b得功率增量△P0
△P0=0.092 kw
由表8-2查得带长度修正系数KL=1.03,由表8-5查得包角系数Kα=0.92得
Pr=(Po+△P0) KL³Kα=(1.29+0.092) ³0.92³1.03kw=1.3096kw
普通V带根数：
z= Pc / Pr=4.6198
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=500 Pc(2.5－Kα)/Zv Kα+qv2=199.746N
