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1、机械设计课程设计目录一设计任务书.（1）二前言.（2）三电机的选择.（5）四传动零件的设计计算.（6）五轴的设计计算及校核.（10）六螺杆和套筒的设计计算.（20）七轴承的选择和计算（25）八键、销连接的选择和校核（28）九箱体的设计.（30）十润滑和密封的选择（32）十一传动装置的附件及说明（32）十二.设计小结（33）十三.参考文献（34） 一设计任务书设计题目：螺旋挤棒机传动系统设计工作简图：12346 51料斗 螺旋轴 传动系统联轴器 榫联轴器统联轴器 5电动机 6出棒口图1-1 工作简图技术要求：螺杆将松木等木屑挤压成圆木棒，挤棒长度L=500mm时，停止两秒，由切刀将木棒切断，传送
2、带将木棒运走。主要参数：出棒口直径D：45mm挤棒长度L：500mm生产率：125根/h电机功率P：15kw设计要求：1) 拟定机构系统总体运动方案,画出系统运动方案简图，完成论证报告。2) 完成传动系统或执行系统的结构设计，画出传动系统或执行系统的装配图。3) 设计主要构件和零件，完成1张装配图和3张零件工作图。4) 编写设计说明书。二前言 植物细胞中除含有纤维素、半纤维素还含有木质素（木素），木素是具有芳香族特性的结构单体，为丙烷型的立体结构高分子化合物。在阔叶木、针叶木中木素含量为27%32%（干基），禾草类木素含量为14%25%。虽然在各种植物中都含有木素，但它们的组成、结构并不完全一
3、样。木素属非晶体，没有熔点但有软化点，当温度为70110时粘合力开始增加，木素在适当温度下（200300）会软化、液化，此时加以一定的压力使其与纤维素紧密粘接并与相邻颗粒互相胶接，冷却后即可固化成型，因此采用热压法成型秸秆（或木屑）燃料可不用任何添加剂、粘接剂，大大降低了加工成本，而且利用木素软化、液化的特点，适当提高热压成型时的温度有利于减小挤压动力。生物质成型燃料就是利用这一原理以生物质固化成型机经热挤压制得的。螺旋制棒机的工作原理就是利用电机的带动螺杆快速旋转，用自身的螺旋将木屑挤入套筒，木屑在套筒内受到高温，其中的木质素成分软化，黏合能力增强，加之螺杆螺旋的高强度挤压，最终得到得到高密
4、度高硬度的成型棒。图2-1 工作原理螺旋制棒机制棒机的电机的输出轴与传动皮带的一端相连接，传动皮带的另一端与主轴的一端相连接，主轴与螺旋形的推进器以榫接相连，进料斗固定在料斗座的上部并与料斗座座体内沿主轴轴向设置的轴向通孔相连通，在料斗座的轴向通孔孔端座壁处沿主轴轴向连接固定有设置内孔的成型套筒，推进器设置在料斗座座体内的轴向通孔和成型套筒内孔中，主轴和推进器的两旋转轴心线与料斗座座体内轴向通孔和成型套筒的内孔的两孔轴心线设置在同一轴心连线上。图2-2 总体结构方案当电机电源接通后，电机转动，经传动皮带传动而带动主轴旋转，主轴带动推进器旋转，推进器的螺旋形结构旋转挤压由进料斗进入料斗座的轴向通
5、孔腔内的木渣,，而连续不断地挤压制作出一根根紧实合格的半成品碳棒，半成品碳棒从成型套筒内孔挤出。温控 颗粒原料 加热 软化 高压成型 薪棒 由于成型螺杆的工作环境极端恶劣，使得螺杆使用寿命很短。物料的压缩是螺杆和出料筒配合完成的，即螺杆的几何尺寸和出料筒几何尺寸必须在一定的范围内才能在较快的挤出速度下获得较大密度的成型燃料。螺杆是在较高温度和压力下工作的，螺杆与物料始终处于干磨擦状态，导致螺杆的磨损非常快。当螺杆磨损到一定程度时，螺杆与出料筒失去尺寸配合，成型就无法进行。因此，压缩区螺纹的磨损决定了螺杆的使用寿命，螺杆的使用寿命成为生物质固化成型设备和技术实用价值的决定性因素。所以我们采用以下
6、措施来解决螺杆的磨损：1. 螺杆前端磨损后可修复使用，损坏后可更换。 1-螺杆 2-销 3-螺杆前端图2-3 可更换的螺旋头2提高螺杆前端的耐磨性能。同时，根据文献8生物质固化成型的最佳条件为物料含水率为6%-10%，成型温度为240-260，螺杆与套筒间隙为5-6mm，根据条件我们进行了设计。三电机的选择设计内容计算及说明结 果三相异步电动机的选择给定电机功率P：15kw查文献1表9.1-4 常用电动机的特点及用途选择Y系列（IP44）封闭式三相异步电动机性能：效率高，耗电少，噪声低，振动小，体积小，重量轻，运行可靠，维修方便。为B级绝缘。结构为全封闭、自扇冷式，能防止灰尘、铁屑、杂物侵入电
7、机内部。冷却方式为IC0141。多用于灰尘多、土扬水溅的场合。工作条件：额定电压为380V，额定频率为50Hz环境温度不超过40海拔不超过1000m联结工作方式为连续使用（SI）查文献1表9.1-5Y系列（IP44）三相异步电动机技术数据电机型号 Y160L-4额定功率15kw转速 1460r/min电流 30.3 A效率 88.5%功率因数 0.85额定转矩2.3Nm四传动零件的设计计算设计内容计算及说明结 果带传动的设计计算1. 确定设计功率2. 选定带型3. 粗略计算传动比4. 确定小带轮的基准直径5. 确定大带轮 了 直径6. 实际传动比7. 确定皮带轮带速8. 定轴间距和带的基准长度
8、9. 计算实际轴间距10. 计算轴间距的变动范围11. 计算小带轮的包角12. 确定V带的根数13. 单根V带的预紧力和轴压力参考文献4表33.1-1传动带的类型、特点和应用 选择普通V带，应用于转速V，P轴间距小的传动查文献1表2.1-22 机械传动效率的概略数值=0.95查文献1 表9.1-5Y系列（IP44）三相异步电机技术数据=88.5=0.841=150.841=12.62查文献4表33.1-12 =1.2=1.212.62=15.14小带轮转速=1460r/min，根据和查文献4图33.1-2选择带型为B型=160200mm-大带轮转速-小带轮转速-小带轮的节圆直径-大带轮的节圆直
9、径-弹性滑动率。通常=0.010.02 取=0.01=3.88查文献2 表33.1-8 V带的基准直径系列选定=200mm，=（1-）=3.88200（1-0.01）=768.24mm查文献2表33.1-18 得=800mm=4=15.28m/s0.7（+）2(+)0.7(200+800) 2(200+800)7002000取=900mm=2+（+）+=2900+（200+800）+=3470mm查文献2 表33.1-7普通V带的基准长度系列（摘自GB/T11544-1997），选=3550+=900+=940mm=940-0.0153550=886.75mm=940+0.033550=104
10、6.5mm=143.43一般小轮的包角不应小于120所以满足要求查文献2 表33.1-17 单根V带传递的额定功率传动比的额定功率增量根据带型，和，查表33.1-17B型 =1460，=4得出=0.46查文献2 表33.1-13，得（小带轮包角修正系数）=0.91查文献2 表33.1-15，得（带长修正系数）=1.10V带的根数 =2.77为整数取=3根V带每米长的质量，查文献2 表33.1-14，得=0.17Kg/m=328.23=1869.94 =12.62=15.14=3.88=200mm=800mm=4=15.28m/s7002000=900mm=3470mm=3550mm965mm=897.5mm=1100mm=143.37满要求Z=3图4-1 大带轮五轴的设计计算及校核轴的结构示意图：图5-1 轴图5-2 轴的受力分析设计内容计算及说明结果1选择轴的材料、热处理方式，确定许用应力2初步计算轴径3计算4计算5计算6计算7计算8计算9计算10计算11.计算1计算2计算3计算4计算5计算6计算7
