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1、目录一、设计任务书1.设计目的2.设计内容二、传动装置的总体设计及初步计算1.球磨机的基本参数2.总体方案确定3.选择电动机4.确定传动装置总传动比，分配各级传动比5.传动装置的运动和动力参数三、传动件的设计计算及修改传动装置的运动和动力参数1.带传动的设计计算2.第一次修改各轴的运动和动力参数3.开式齿轮传动的设计计算4.验算工作转速5.第二次修订各轴的运动和动力参数四、球磨机罐体及轴系设计1.罐体结构设计2.小齿轮轴系的设计计算3.支撑辊及其轴系的设计计算五、设计联接螺栓六、设计开启门七、设计总结八、参考资料一、设计任务书1.设计目的1） 总结和综合运用已经学过的有关知识，分析和解决工程实
2、际问题。2） 学习机械设计的一般方法，了解和掌握常用机械零件、机械传动装置和简单机械的设计过程。3） 进行基本技能的训练，例如计算、绘制方案草图、运用设计资料、查阅机械设计手册、标准、规范以及运用经验数据进行经验估算等。2.设计内容1） 设计题目：设计供实验室使用的球磨机（如图1所示）。1.电机2.带传动3.齿轮传动4.滚轮5.球磨机筒体6.轴承电机、小带轮轴I轴：大带轮轴II轴：大齿轮、筒体轴心2） 使用要求：球磨机研磨物料80kg；每天工作8小时；要求工作平稳（允许有轻微冲击）。3） 已知条件：周边及粉碎效率90%；制造方式：单件生产。4） 应完成的设计工作：a. 球磨机总体方案设计b.
3、传动件的设计及计算c. 球磨罐体设计及轴系设计d. 设计联接螺栓。e. 计算机或手工绘制工作图：球磨机总体图小齿轮轴系部件草图f. 编写设计说明书二、传动方案的总体设计及初步计算1.球磨机的基本参数计算项目计算内容结果1.1研磨介质的合理载量G01.2计算罐体体积V1.3计算罐体内径D1.4计算电机有利工作转速nw式中：G1：研磨物料（kg），已知条件可知G1=80kg；G0：研磨介质（钢球）的合理装载量（kg）。式中：V：罐体容积（m3）：研磨介质（钢球）的比重，取4800kg/m3：研磨介质的填充系数，对于干式球磨机取0.3。式中：D：球磨机内径（m）；L：球磨罐长度，L取1.2D（m）。
4、2.总体方案确定从球磨机的基本参数计算可知，球磨机转速为42.95r/min,电动机的转速一般有1500r/min、1000r/min、750r/min三种，由此可算出本设计的传动比i=23.28,在15到30的范围之内，初步拟订以下四种方案进行选择（都是2级传动）：表1各种传动方案论证简图优、缺点简图优、缺点电动机通过蜗轮蜗杆传动带动开式齿轮。该传动方案结构紧凑，占地面积小，但传动效率低，价格昂贵。电动机通过V带传动装置带动一对开式齿轮。皮带具有减震、平稳、制造简单、价格便宜等优点，但缺点是带传动效率低，占地面积大。简图优、缺点简图优、缺点电动机通过圆柱减速器带动一对开式齿轮。优点是结构紧凑
5、、传动可靠，缺点是机械构造较复杂、制造费用高。电动机通过圆锥齿轮减速器带动一对开式齿轮。它和图c的情况相似。结论：根据球磨机的工作要求并考虑经济条件，选用方案b比较合适，既可以降低制造维修费用，又可以得到预期的效果。3.选择电动机计算项目计算内容结果3.1球磨机所需功率式中：V：球磨机的有效容积，V=0.397m3;D:球磨机的内径，D=0.75m；G：球磨机的装载量，G=G1+G0=571.43+80=651.43kg=0.651tK：电动机的储备系数，K取1.1；：粉碎效率，已知=90%。a=带齿轮轴承=0.950.960.99=0.90288（见手册P44） 由手册表8-5： 电动机选用
6、：Y132M2-6选取电动机：Y132M2-6表2主要性能型号电机功率(kw)同步(满载）转速(r/min)最大转矩（N?m）电机重量（kg）Y132M2-65.51000（960）107.9284表3外型尺寸（mm）中心高H外廓尺寸L(AC/2）AD安装尺寸AB轴伸尺寸CE平键尺寸FG132515(270/2)21021617889801033图2电动机外型尺寸4.确定总传动比，分配各级传动比计算项目计算内容计算结果4.1总传动比4.2分配传动比4.3传动装置的运动和动力参数的计算A. 各轴转速：I轴转速n1II轴转速n2B.各轴功率：I轴功率p1II轴功率p2C.各轴转矩：I轴转矩T1II
7、轴转矩T2采用b种传动方案，考虑到：（1）罐体尺寸较大，大齿轮需做成齿轮圈和罐体连接，为留出足够的装配、连接空间，可取大一些；（2）齿轮传动的传动比较带传动大，因此取，故：=22.34/5=4.4685.计算传动装置的运动和动力参数轴号传动比i效率?功率(kW)转速(r/min)扭矩T(N.m)电机4.4680.965.6596056.2I轴5.424214.8252.550.94II轴5.10142.961187.40.99表4各轴的动力参数三、传动装置的运动和动力参数及传动件的设计计算1.带传动设计计算计算项目计算内容计算结果（一）定V带型号和带轮直径1.工况系数2.计算功率3.带型4.小
8、带轮直径5.大带轮直径(二)验算带速(三)确定中心距和带长1.初定中心距和带长2.带的基准长度3.包角3.1确定中心距3.2小带轮包角(四) V带根数1基本额定功率2功率增量3包角系数4带修正系数5V带根数(五)轴上载荷1带速2V带单位长度质量3初拉力4作用在轴上的力（六）带轮结构设计1.小带轮结构及其尺寸2.大带轮结构及其尺寸(七）张紧装置由教材P262-表11-3由教材P73-图11-7选取由图11-7及表11-10，选取d1=140mm故由式可得中心距a0：即539a01540初取a0=540mm表11-4表11-5表11-2表11-7表11-1根据P78表11-8，表11-9确定带轮型
9、号为A型B=(z-1)e+2f=63mme=150.3f=9=38bp=11.0mmhamin=2.75mmhfmin=8.7mmmin=6mmda1=d1+2ha=145.5mmda2=d2+2ha=635.5mm重力张紧Ka=1.1Pc=6.215kwA型取d1=140mm取d2=630mm选Ld=2500mma=590mmP1=1.65kwP1=0.12kwK=0.86KL=1.09取z=4根m=0.10kg/mF0=215.5NFQ=1574.95NA型da1=145.5mmda2=635.5mm3.开式齿轮的设计计算计算项目计算内容主要结果3.1选择齿轮材料3.2确定许用应力3.3确
10、定齿数3.4强度计算确定模数m3.5小齿轮转矩3.6计算齿轮模数3.7确定齿轮的主要参数及几何尺寸由表12-11选择齿轮材料如下：小齿轮：45，调质HB217286,HBS=250大齿轮：铸铁，ZG310570正火，HB163207HBS=185Flim1=0.7HBS+2750.7x250+275=450Flim2=0.6HBS+220=0.6x185+220=331由（表12-11），安全系数取SF=1.5所以，F1=450/1.5=300MPa,F2=331/1.5=220.67MPa取小齿轮齿数Z1=20则大齿轮齿数Z2=Z1i齿=205=100考虑到螺栓扳手空间及互质，取Z2=103
11、所以，i齿实=Z2/Z1=5.15小齿轮式中：K=KAKVK由表12-8所以K=1.51由12-10：Z1=20Z2=103T1=9550P1/n1=95505.424/214.8考虑到磨损，将模数增大10%15%，则m=2.98（1+0.15）=3.43mm由表12-1，取m=4考虑到齿轮的结构和安装方便，大齿轮分度圆直径取至900mm取d2=900mm，m=d2/d1=8.74取标准模数m=10mm小齿轮分度圆直径d1=mZ1=200大齿轮分度圆直径d2=mZ2=1030大齿轮齿宽b2=dd1=200小齿轮齿宽b1=b2+5=205两齿轮的中心距a=（d1+d2）/2=615传动比发生改变
12、i=3%，合理小齿轮：45，调质HB217286,HBS=250大齿轮：铸铁ZG310570，正火HB163207HBS=185SFlim=1.5F1=300MPa,F2=220.67MPaZ1=20Z2=103i齿实=5.15KA=1KV=1.2K1.05YFS1=4.36YFS2=3.98取m=4取标准模数m=10mmd1=200d2=1030b2=200b1=205a=6154. 验算传动装置和动力参数计算项目计算内容计算结果4.1各轴转速4.2各轴功率4.3各轴转矩n1=nd/i带=960/4.5=213.3n2=n1/i齿=213.3/5.15=41.42P1=Pd带=5.424kw
13、P2=P1带轴承=5.10kwT1=Tdi带带=56.24.50.96=242.8NmT2=T1i齿齿轮轴=242.85.150.950.99=1175.9Nmn1=nd/i带=213.3n2=n1/i齿=41.42P1=5.424kwP2=5.10kwT1=242.8NmT2=1175.9Nm修改各轴的运动和动力参数表5修改各轴的参数轴号传动比i效率?功率(kW)转速(r/min)扭矩T(N.m)电机5.150.965.6596056.2I轴5.52213.3242.84.50.94II轴5.1041.21175.90.99四、球磨机罐体及轴系设计1.罐体结构设计计算项目计算内容计算结果1.1罐体内径D1.2箍厚1.3罐体壁厚1.4箍宽b1.5罐体外径D21.6箍外径D31.7罐体总长l2D=750mm=20mm=10mmb=20mmD2=D+2=770mmD3=D+2（+）=810mmL=900mmD=750mm=20mm=10mmb=20mmD2=770mmD3=810mmL=900mm2. 支撑辊的设计计算计算项目计算内容计算结果2.1竖直方向2.2摩擦力矩其中：F为支撑总重量：其中：f摩擦系数，f=0.15;G0：研磨介质
