1868_DK600型圆盘给料机传动系统设计
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黄河科技学院毕业设计(论文)开题报告表课题名称 DK600 型圆盘给料机传动系统设计课题来源 教师拟订 课题类型 AX 指导教师 闫存富学生姓名 敖新亚 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 080105634一、调研资料的准备根据任务书的要求,在做本课题前,查阅了与课题相关的资料有:机械设计、机械制图、机械课程设计与毕业设计指导等以及与设计相关的机械手册。二、设计的目的与要求 毕业设计是大学教学中最后一个实践性教学环节,通过该设计过程,可以检验学生所学的知识,同时培养学生处理工程中实际问题的能力,因此意义特别重大。根据圆盘给料机的原理,确定设计方案进行相应的总体设计及其主要零部件设计,绘制圆盘给料机总装图及主要零部件图等图纸。三、设计的思路与预期成果 1、设计思路本设计需要了解给料机的圆盘原理,并通过论证、分析,选出合理且较实用的总体方案;根据所确定的设计流程以进行相应的方案的设计、对总体设计及其主要零部件的设计,绘制圆盘给料机总装配图及主要零件图。2、预期的成果(1)完成文献综述一篇,不少与 3000 字,与专业相关的英文翻译一篇,不少于 3000 字(2)完成内容与字数都不少于规定量的毕业设计说明书一份(3)绘制图纸量不少于 A1图纸 3 张。四、任务完成的阶段内容及时间安排1 周2 周 收集设计资料并完成开题报告3 周4 周 完成英文资料翻译并写出文献综述5 周6 周 进行总体设计和部分零部件的选择与设计7 周10 周 绘制装配图和部分零件图、编写毕业设计说明书11 周 修改整理,准备答辩五、完成设计(论文)所具备的条件因素 本人已修完机械设计、机械制图、液压与气压传动、机械原理、机械制造技术基础,机械课程设计指导与毕业设计指导等课程,借助图书馆的相关文献资料,以及相关的网络等资源。指导教师签名: 日期: 课题来源:(1)教师拟订;(2)学生建议;(3)企业和社会征集;(4)科研单位提供课题类型:(1)A工程设计(艺术设计) ;B技术开发;C软件工程;D理论研究;E调研报告(2)X真实课题;Y模拟课题;Z虚拟课题要求(1) 、 (2)均要填,如 AY、BX 等。黄河科技学院本 科 毕 业 设 计 (论文) 任 务 书工 学院 机械 系 机械设计制造及其自动化 专业 08 级 3 班学 号 080105634 学生 敖新亚 指 导 教 师 闫 存 富 毕业设计(论文)题目DK600 型圆盘给料机传动系统设计 毕业设计(论文)工作内容与基本要求(目标、任务、途径、方法,应掌握的原始资料(数据) 、参考资料(文献)以及设计技术要求、注意事项等) (纸张不够可加页)一、设计技术要求、原始资料(数据) 、参考资料(文献) 1、设计要求:主要是圆盘给料机整体的结构设计,以结构设计和关键零部件设计为主线,以理论计算及计算机辅助设计为辅的综合性题目。2、参考文献:机械设计,金属工艺学及热处理、机械设计手册、机械工程手册等资料。 二、设计目标与任务 1、查阅文献资料不少于 12 篇,其中外文资料不少于 2 篇;编写文献综述(不少于 3000 字) 。2、翻译外文科技资料,不少于 3000 字。3. 完成开题报告。4、完成圆盘给料机传动系统总体结构设计,绘制装配图、部件图和零件图,折合 A1 图纸 3 张以上。5、编写设计说明书,不少于 8000 汉字。 三、时间安排13 周 完成开题报告、文献翻译、文献综述等411 周 完成总体设计、撰写说明书等1213 周 修改论文、资格审查等14 周 毕业答辩毕业设计(论文)时间: 2011 年 2 月 13 日至 2012 年 5 月 15 日计 划 答 辩 时 间: 2012 年 5 月 19 日专业(教研室)审批意见:审批人签名:单位代码 0 2 学 号 080105634 分 类 号 TH6 密 级 毕 业 设 计 说 明 书DK600 型圆盘给料机传动系统设计院 ( 系 ) 名 称 工 学 院 机 械 系专 业 名 称 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化学 生 姓 名 敖 新 亚指 导 教 师 闫 存 富2012 年 5 月 15 日黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 I 页圆盘给料机传动系统设计摘要圆盘给料机的传动进给系统是圆盘给料机的重要组成部分,对圆盘给料机整体的功能有着决定性的作用,通过传动系统可以是无聊顺利的进入下一道程序。所以,设计圆盘给料机的传动系统是一个很重要的部分,有利于深入了解进给系统的原理和功能,进而探求可能的优化设计。设计了以二级减速器为核心基础,加上两个锥齿轮为基础的传动系统。通过此次的设计,首先进行了进给系统的总体方案设计,选择合适的传动比,并通过计算选择进给系统的其他相关零件;其次对传动系统的刚度、强度等进行了校核验算;然后进行最后的装配成一体的传动系统,从而达到我们所设计的目的。最后利用 Auto CAD 软件绘制了相关的零件图和装配图。经过圆盘给料机的设计我们更加准确的了解机械设计的知识。关键词:圆盘给料机,传动系统 ,减速器 ,传动比黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 II 页The transmission system Of Disc feederAuthor: Ao Xinya Tutor: Yan CunfuAbstractDisk drive into the feeder to the system is an important part of disc feeder to the overall function of the feeder disc has a decisive role, bored through the transmission system can smoothly enter the next program. Therefore, the design of disk drive system of the feeder is a very important part of help-depth understanding of the principle and function of the feed system, and then explore possible to optimize the design. Designed two reducer, coupled with two bevel gears based on the transmission system. Through the design, the first into the overall design to the system, select the appropriate transmission ratio, and by calculating the feed system related parts; followed by the transmission system of stiffness, strength checking; and then proceed to the final assembly into one of the transmission system, so as to achieve the purpose of our design. Finally, we use Auto CAD software to draw the parts and assembly drawings. After the disc feeder design more accurate understanding of the knowledge of mechanical design.Keywords: Disc feeder ,Transmission ,reduction gear ,ratio of transmission黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 III 页目录1 绪论 11.1 圆盘给料机的概念 .11.2 我国圆盘给料设备的发展与现状 .11.3 圆盘给料机的工作原理和分类 .31.4 课题的研究方法,论文构成及研究内容 .32 系统传动方案设计和运动学及动力学参数设计计算 42.1 系统传动方案设计 .42.2 系统运动学及动力学参数设计计算 .42.2.1 选择电动机 42.2.2 总传动比并分配传动 62.2.3 各轴功率、转速、转矩计算 63 传动件设计计算 83.1 高速级大、小齿轮的设计计算 .83.1.1 选择齿轮材料 83.1.2 选取设计参数 83.1.3 按齿面接触疲劳强度设计 83.1.4 齿轮的几何尺寸计算 83.1.5 校核弯曲疲劳强度 93.1.6 精度设计 93.1.7 结构设计 93.2 低速级大、小齿轮的设计计算 .103.2.1 选择齿轮材料 103.2.2 选取设计参数 103.2.3 按齿面接触疲劳强度设计 103.2.4 齿轮的几何尺寸计算 113.2.5 校核弯曲疲劳强度 113.2.6 精度设计 113.2.7 结构设计 123.2.8 润滑方式 124 轴系零件的校核计算 134.1轴的设计计算 .134.1.1 材料的选择及轴颈的确定 134.1.2 确定各轴段直径 134.1.3 各轴段的长度 14黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 IV 页4.1.4 轴的校核 154.1.5 轴承的校核 184.1.6 与联轴器的连接轴的键的设计与校核 194.2 轴的设计计算 .194.2.1 轴径的确定 194.2.2 各轴段直径的确定 204.2.3 各轴段长度的确定 204.2.4 轴的校核 214.2.5 轴承的校核 244.2.6 键的选择与校核 254.3 轴的设计 .264.3.1 轴径的确定 264.3.2 各轴段直径的确定 264.3.3 各轴段长度的确定 274.3.4 第三轴的校核 284.3.5 轴承的校核 314.3.6 键的选择与校核 324.4 联轴器的选择 .335 锥齿轮的设计 345.1 选精度等级、材料及齿数 .345.1.1 精度等级选 8 级精度 345.1.2 初选小齿轮齿数 345.2 按齿面接触强度设计 345.2.1 确定公式内的各计算数值 345.2.2 计算 365.2.3 按齿根弯曲强度设计 375.2.4 几何尺寸的计算 386 其他部件的设计 406.1 润滑设计 .406.2 密封设计 .406.3.箱体的设计 .416.3.1 箱盖顶部外表面轮廓的确定 .416.3.2 齿轮 1 处的箱盖顶部外表面轮廓的确定 .416.3.3 底座凸缘厚度 .416.3.4 箱体结构尺寸 .42黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 V 页6.3.5 减速器附件的设计 .457 总 结 46致 谢 47参考文献 48黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 IV 页黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 1 页1 绪 论1.1 圆盘给料机的概念圆盘给料机是输送过程一个辅助设备,它可以改变输送方向从而让下一道工序正常运转节省劳动力而且保护了设备的性能,延长整个生产线设备的使用寿命。圆盘给料机,是选矿设备不可或缺的配套产品。圆盘式给料机是适用于 20mm 以下粉矿的给料设备。 圆盘式给料机由驱动装置、给料机本体、计量用带式输送机和计量装置组成。给料机和带式输送机由一套驱动装置驱动,该驱动装置的电磁离合器具有实现给料机的开、停和兼有功能转换的作用。计量带式输送机的带速小于1m/s,为了测定带速设有速度检测装置,为了防止称量辊偏斜设有检测杆进行调整。圆盘给料机分为:立式圆盘给料机、吊式盘给料机、封闭式圆盘给料机、敞开式圆盘给料机。1.2 我国圆盘给料设备的发展与现状20 世纪 50 年代初,矿井用给料设备主要依赖机械式往复给料机。该机型结构简单,动力消耗较大,设备笨重。其原理是, 由连杆及偏心轴传动,往复作业,处理量小且成间接成堆式不均匀给料。但该机型维修量小、耐用,布置所需高度低,且对物料的粒度组成、外在水分等物理性质要求不严,已广泛用在各矿井生产中。特别是煤矿井下,直到目前,对其在恶劣条件下的适用性仍给予好评。随着矿井机械化程度的提高,对 K 型往复式给料机已作了大量改进,由单屈臂改为双屈臂,给料量已增加到 1000-2000t/h。60 年代,随着生产技术的发展,相继出现了电磁振动给料机,并迅速得到广泛应用。原机械工业部相继在东北的辽阳、河南鹤壁和江苏海安设立定点 3 家生产厂。该机型属于双质体共振钢型弹力振动,相对于 K 型往复给料机,其适应性更加广泛。由于结构紧凑、质量轻、可无级调速以及适用 220380V 不同等级电压与电耗少等特点,在国内得到推广。然而, 由于该机型存在电磁铁振动时噪声大、振频高、振幅小和调整运量的振幅大小取决于 E 型电磁铁静块与动块间隙、板弹簧片数以及黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 2 页联接杆螺母紧程度等原因,如果调节不当,间隙太大则电流增大(长时间线圈铁芯会发热损坏),间隙过小造成振幅减少,致使用户深感生产管理不便。特别是在增加调速时,因噪声过大影响职工身心健康。由鞍钢生产的 DK,DB 系列吊式圆盘给料机均采用敞开式给料方式,但给料套筒却有敞开和封闭两种。PDX 型新型圆盘给料机采用立式减速机传动,可独立使用,为国家“八五” 重点攻关项目,“国家火炬计划项目”和“江苏省高新技术产品 ”,该产品是在消化,吸收国外实际开发设计的一种高可靠性,高效率,节能型新型圆盘给料机,其结构比国外圆盘给料机更先进,合理,并拥有多项专利。目前,已在国内重大项目工程中广泛采用,德兴铜矿、安庆铜矿、招远金矿、上海宝钢、三峡工程、神华大柳塔洗煤厂、榆家梁、孙家沟、兖州济宁三号井以及各大矿务局等。它采用吊挂、座式等配置,便于工艺布置及空间利用。在十多年的推广应用中,得到广大用户的一致好评,正在日益发挥作用。被公认为是目前最先进的产品之一。1996 年以前的圆盘给料机:物料仓和传动机构无密封罩,多数采用伞齿轮传动,物料的轴向重力载荷由推力轴承承担。1996 年以后改型的圆盘给料机:物料仓有密封罩,改为大齿圈和小齿轮内啮合传动,由以回转支承代替推力轴承承担物料的轴向重力载荷。改进型的圆盘给料机取得了较好的使用效果,但存在一些缺陷的弊端:物料仓内套筒结构中采用了耐磨衬板,但其使用寿命较短,增加了制造和运行成本.转动圆盘衬板与套筒接触部位磨损快,导致衬板使用寿命低,家大了运行成本;而且耐磨衬板制造.维修成本高,更换不方便。内套筒底部与转动圆盘间间隙大,出料量不准确。从以上各类给料机的发展历程可以看出,我国圆盘给料机顺应国外给料机发展模式:圆盘给料机可靠耐用,维护量少,生产效率高,便于自动化管理;大型化可提高处理能力,适应高产高效集约化生产需要,实现微机自动化控制、动态分析与监控技术相结合;拓展各机型的适用范围,以满足不同物料运输的需要,降低动力消耗和噪声,更加环保和人性化设计。黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 3 页1.3 圆盘给料机的工作原理和分类圆盘式给料机由驱动装置、给料机本体、计量用带式输送机和计量装置组成。给料机和带式输送机由一套驱动装置驱动,该驱动装置的电磁离合器具有实现给料机的开、停和兼有功能转换的作用。计量带式输送机的带速小于 1m/s,为了测定带速设有速度检测装置,为了防止称量辊偏斜设有检测杆进行调整。圆盘给料机的工作原理就是利用料仓中的物料在重力作用下落到圆盘的盘面上,盘面回转在刮板作用下将物料均匀连续的输出到称量装置上,套筒与盘面一般间隙在25-30mm 之间。1.4 课题的研究方法,论文构成及研究内容本次研究方法是通过了解圆盘给料机的传动系统的理论原理,然后决定选择的零部件及装配方法。论文的构成有设计部分、装配部分、书写说明书和绘制零件图及装配图等。研究的目的是培养综合运用基础知识和专业知识,提高综合素质和创新能力,受到本专业工程技术和科学研究工作的基本训练,使绘图运用的更加熟练、数据处理、使用手册等基本技能得到提高,培养正确的设计理念、严肃认真的科学态度,加强团队合作精神,为我们顺利的走上工作岗位作下铺垫。黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 4 页2 系统传动方案设计和运动学及动力学参数设计计算2.1 系统传动方案设计组成:传动装置由电机、减速器、锥齿轮及圆盘工作机。特点:齿轮相对于轴承不对称分布,故沿轴向载荷分布不均匀,要求轴有较大的刚度。确定传动方案:考虑到电机转速高,传动功率大,故采用刚性联轴器联结电机与减速器。 其传动方案如图 2.1:1-电机 2-联轴器 3-减速器 4-联轴器 5-锥齿轮 6-圆盘图 2.1 圆盘给料机机总体方案布局图2.2 系统运动学及动力学参数设计计算2.2.1 选择电动机电动机类型的选择: Y 系列三相异步电动机电动机功率选择, 机械设计手册表 1-7:传动装置的总效率:黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 5 页=1224324=0.9920.9940.9620.960.83其中: 1联轴器的传动效率:0.992每对轴承的传动效率:0.993圆柱直齿轮的传动效率:0.964锥齿轮传动效率:0.96电机所需的工作功率:= =4.9KW10vF电P83.0714.2确定电动机转速:计算锥齿轮工作转速:N 锥齿轮 = = =129.94r/minDv1062504.37.1查机械设计手册得二级圆柱齿轮减速器传动比 i=860,故电动机转速的可选范围是:n 电 =n 锥齿轮 i=(860)129.94r/min=1039.527796.4 r/min根据容量和转速,由有关手册查出有三种适用的电动机型号,因此有 2 种选择电动机方案如表 2.1:表 2.1 电机型号方案 电动机型号 额定功率 KW 额定转速 r/min 重 量Kg 总传动比1 Y132S1-2 5.5 2900 67 22.312 Y132S-4 5.5 1440 68 11.08黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 6 页电动机安装及外形如图 2.2,电动机外形尺寸如表 2.2:图 2.2 电机安装及外形尺寸表 2.2 电机外形尺寸型号 A B C D E F G H K AB AC AD HD BB LY132M-4 216 140 89 38 80 10 33 132 12 280 275 210 315 200 475综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速器的传动比,可见第二方案比较适合。因此选定电动机型号为 Y132S-4。2.2.2 总传动比并分配传动总传动比 ,故4.52610ni圆 盘总总取锥齿轮的传动比为 ,其他的传动比分配如下:i锥分配传动比:取 i1=4, i2=2.77I1 为高速级传动比,i 2 为低速级传动比。2.2.3 各轴功率、转速、转矩计算将传动装置各轴由高速到低速依次定为 1 轴、2 轴、3 轴、4 轴;01, 12, 23, 34 依次为电机与轴 1,轴 1 与轴 2,轴 2 与轴 3,轴 3 与轴 4 之间的传动效率。各轴转速: min/140r i/3612in黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 7 页min/1307.263rini/34各轴输入功率:P 1=P 电 01= 4.90.994.85KW 01 1 P2=P112= 4.850.990.964.61KW 12 23 P3=P223= 4.610.990.964.38KW 23 23 P4=P334= 4.380.990.994.29KW 34 12 各轴输入转矩: mNnTd 50.32149.509电电T1=Td0132.500.99 32.18NmT2=T1i11232.17540.990.96122.32 NmT3=T2i223122.322.770.990.96322.02 NmT4=T334322.020.990.99 315.61Nm1-3 轴的输出功率、输出转矩分别为各轴的输入功率、输入转矩乘以 1 对轴承的传动效率 0.99。运动和动力参数结果如表 2.3:表 2.3 运动和动力参数 功率 P/(KW) 转钜 T/(Nm)名 称输入 输出 输入 输出 转速(rmin-1)电机轴 4.9 32.50 14401 轴 4.85 4.80 32.18 31.86 14402 轴 4.61 4.56 122.32 121.10 3603 轴 4.38 4.34 322.02 318.80 130锥齿轮轴 4.29 4.25 315.61 312.45 130黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 8 页3 传动件设计计算3.1 高速级大、小齿轮的设计计算3.1.1 选择齿轮材料载荷中等、速度不高且传动尺寸无特殊要求,所以大小齿轮都选软齿面齿轮,小齿轮调质处理,硬度 230HBS,大齿轮正火处理,硬度 190HBS。根据两齿面的硬度,由机械设计基础的算式得出两齿轮的接触疲劳强度和弯曲疲劳强度的许用应力:=380+0.7HBS=541MPa =380+0.7HBS=513MPa1H2H=140+0.2HBS=186MPa =140+0.2HBS=178MPaF F3.1.2 选取设计参数小齿轮齿数 z1=25,则 z2=264=100;取齿宽系数 =1.0d3.1.3 按齿面接触疲劳强度设计小齿轮的转矩 T1=32.18 Nm 载荷系数查机械设计基础表 6-9 取 K=1.2d1 766 = 766 = 42.0 mm32Hd1)(iK32541)(8.齿轮的模数为 m = =1.62。查机械设计基础取标准第一系列模数1z60.m=2。d1= mz1 = 262 = 52 mm3.1.4 齿轮的几何尺寸计算d1= mz1 = 226 = 52 mm黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 9 页d2= mz2 = 2104 = 208 mmda1= mz1+2ha*m = 52 +4 = 56 mmda2= mz2+2ha*m = 208 +4 = 212 mmdf1= mz12(h a*+ c*)m = 525 = 47 mmdf2= mz22(h a*+ c*)m = 2085 = 203 mma =(d 1+d2)/ 2 = (52+208 )/ 2 = 130 mmb =dd1=1.050 = 52 mm ,取 b2=52,b 1=52+4 = 56 mm3.1.5 校核弯曲疲劳强度由齿数查机械设计表 10-5 得两齿轮的复合齿形系数为:Y FS1= 4.24,Y FS2= 3.96。F1 = =FS1120mbdKT24.5218.30= 60.55 Mpa = 186MPa1合格。F2 = =FS210YmbdKT96.32518.0= 56.55 Mpa = 178MPa2合格3.1.6 精度设计查机械设计基础表 6-8 取 8 级精度3.1.7 结构设计主要为大齿轮的结构设计,中间轴孔的厚度:见参考文献机械设计基础图 6-56。大齿轮 D0=da2-(1014)m n=212-(1014)2=(184192)mm,取 D0=180 mm。黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 10 页D4 为轴径,D 4=33mm,D 3=1.6D4=1.633=57.63mm,取 D3=60,l=b=齿宽,D2=(0.250.35)( D 0- D3)= (0.250.35)(180-33)= (36.7551.45) ,取D2=45mm. r=1mm。腹板孔厚度:C=(0.20.3) b8mm,选 C=10mm。润滑方式:= =3.92m/s d2 选用代号为 6008 轴承轴承内径 d=40 (mm)轴承外径 D=68 (mm)轴承宽度 B=15 (mm)404考虑轴承定位d4da 465d考虑到齿轮分度圆与轴径相差不大(d ad1 ,h=1.52mm ,取 2mm 333d轴肩段 h =(0.070.1)d,取 h=3mm 394d4d 2 335dd7d 1(同一对轴承) 304.2.3 各轴段长度的确定1 轴段的长度 l1:l 1=B+2+3+2=19+10+5+2=36mm,轴承的型号为 6306,轴承宽度 B=19mm,2 为齿轮断面与箱体内壁的距离, 3 为轴承内端面与箱体内壁之间的距离2 轴段的长度:l 2=B2-2=82-2=80mm, 齿轮宽 B2=82mm3 轴段的长度:两齿轮间距 l3=14mm4 轴段的长度:l 2=B1-2=52-2=50mm, 齿轮宽 B1=52mm黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 21 页5 轴段的长度:l 5:l 5=B+2+3+2=19+10+5+4=38mm,轴承宽度 B=19mm,2 为齿轮断面与箱体内壁的距离, 3 为轴承内端面与箱体内壁之间的距离4.2.3 轴的校核轴的的受力图如图 4.4:abA DFr3t BRHA RHDMHACRVA RVDFr2tcabct3 t2Ft3 Ft2BCBHA HDMHBCabcFr3 Fr2BCVA VDMVMVBRVA RVDVAB MVBCVACBBHABHACHA HHBCBHABCRA RD图 4.4 轴的强度计算a= l4/2+2+3+2+B/2=26+10+5+2+9.5=52.5mm黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 22 页b= l2/2+l3+l4/2=41+14+26=81mm,c= B/2+3+2+l2/2=9.5+5+10+41=65.5mma+b+c=49.5+81+62.5=199mm1、计算圆周力和径向力,弯矩图参见图 4.4。(1-1)计算齿轮 2 的圆周力 NdTFt 17620832(1-2)计算齿轮 3 的圆周力 dt 3167832(1-3)计算齿轮 2 的径向力 NFntr 4280taa2(1-4)计算齿轮 3 的径向力 ntr 1t31632、求水平平面内的支反力:, )()(32cbFcbaRttHA NRHA 269195.435.7, attD D163、计算水平平面的弯矩对于 B 点: mNcbRMHD 236745.16)(aA029对于 C 点: NcRHD1584.61mbaMA39629)(4、求垂直平面的支反力黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 23 页,)()(32cbFcbaRrrVA NFrr 69195.428.6)(3 , abcbarrVD32)(RrrV 14195.48.5)(23 5、计算垂直平面的弯矩对于 B 点: mNcbRMVD2051.461)(aA3979对于 C 点: NcRVD15.64mbaMAV936)(6、该轴的转矩 T1207、合成弯矩并绘制弯矩图对于 B 点: mNMVAHA 14620397145022DD 5362对于 C 点: NVAHA 7693135222 mMDD 0580848、确定危险截面,校核该轴强度。结合图 4.4 可看出。安装齿轮 2 处为危险截面,根据公式,选择最大弯矩进行计算。黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 24 页mNMA376查参考文献机械设计基础第 220 页表 12-5,得 ,W 为抗弯截面系6.0数, ,d 为齿轮 2 处轴的直径,d=33mm , 键槽尺寸 b=10mm, tbdW2)(3, 。mht42mNT10查参考文献机械设计基础第 211 页表 12-2,得 Nm701mNmNdtbTMWp 7049.65 32)4(3.6.2)(3)(1 222222该轴的结构满足强度要求。4.2.5 轴承的校核由公式 (4.2))(601hPfCnLdth其中:f t 为温度系数:查参考文献机械设计基础第 246 页表 14-3,得 ft=1,fd 为载荷系数:查参考文献机械设计基础第 246 页表 14-4,得 fd=1.2,C 为基本额定动载荷:轴承选择深沟球轴承 6306,查参考文献机械设计课程设计指导书第 95 页附录一,得 C=27KNn 为轴承工作转速:n=360r/min,为寿命指数:对于球轴承 =3,见参考文献机械设计基础第 245 页。P 为当量动载荷:P=XFr+YFa,对于此设计中的深沟球轴承,没有轴向载荷,Fa=0,取 X=1,见参考文献机械设计基础第 247 页。所以,P= XFr=Fr。 NRVAHrA 27856922 DrD 141黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 25 页选择两者中的大的: NFPrA2785 hhfCnLdth 208126413).10(360)(6013 所以该轴承符合强度要求。4.2.6 键的选择与校核一般 8 级以上精度的齿轮有定心精度要求,应选用平键连接。选用圆头(A 型)普通平键。1、大齿轮段 l4=50mm.d4=33mm=d.由参考文献机械设计手册第 121 页,查得键的截面尺寸:bh=108根据 轮毂段取键长:L=l4-10=50-10=40mm,属于标准尺寸系列。(1-1)键的校核查参考文献机械设计基础第 204 页表 11-13,得 MPp)120-(键的工作长度为:l=L-b=40-10=30mm,键的挤压应力为: ,所以该键符合强度pp MPadhlT8.6130241要求。选用键 108, GB/T1095-1979.键槽深:查机械设计手册第 121 页 得 t=h/2=4mm。2、小齿轮段 l2=80mm.d2=33mm。由参考文献机械设计手册第 121 页,查得键的截面尺寸:bh=108根据 轮毂段取键长:L=l2-10=80-10=88mm,属于标准尺寸系列。(2-1)键的校核查参考文献机械设计基础第 204 页表 11-13,得 MPp)120(键的工作长度为:l=L-b=80-10=70mm。键的挤压应力为: ,所以该键符合强pp MPadhlT5.26708314度要求。黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 26 页选用键 108, GB/T1095-1979。键槽深:查机械设计手册第 121 页得 。mht424.3 轴的设计轴各轴径如图 4.5:图 4.5 轴示意图1)确定最小直径:选择轴的材料为 45 钢,调质处理,查机械设计手册(成大先主编,化学工业出版社)表 6-1-1 得b=650 Mpa, s=360 Mpa, -1=270 Mpa,-1=155 Mpa, E=2.15105 Mpa, =60 MPa1根据机械设计第 370 页公式 15-2 初步计算轴径,由于材料为 45 钢,由机械设计第 370 页表 15-3 选取 A=120 则得dA =120 =38.76mm,因为考虑到装联轴器加键,有一个键槽,3nP396.1284d38.76(1+5 )=40.70mm4.3.2 各轴段直径的确定轴各轴段直径如表 4.3:黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 说 明 书 第 27 页表 4.3 轴段直径名称 依据 确定结果(mm)1d大于轴的最小直径 40.70,考虑与联轴器内孔标准直径配合,联轴器选择 GY6 型,取d1=42mm422联轴器定位 d2= d1+2(0.070.1)d1=42+(5.888.4)=47.8850.4 483d考虑轴承 d3 d2 选用代号为 6010 轴承轴承内径 d=50 (mm)轴承外径 D=80 (mm)轴承宽度 B=16 (mm)504考虑轴承定位d4da 565dh(0.070.1)d 4(4.626.6),取h=6,d 456+26 686考虑到齿轮的轴向定位采用套筒,取 d6=52 527dd7d 3(同一对轴承) 504.3.3 黄河科技学院毕业设计(论文)开题报告表课题名称 DK600 型圆盘给料机传动系统设计课题来源 教师拟订 课题类型 AX 指导教师 闫存富学生姓名 敖新亚 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 080105634一、调研资料的准备根据任务书的要求,在做本课题前,查阅了与课题相关的资料有:机械设计、机械制图、机械课程设计与毕业设计指导等以及与设计相关的机械手册。二、设计的目的与要求 毕业设计是大学教学中最后一个实践性教学环节,通过该设计过程,可以检验学生所学的知识,同时培养学生处理工程中实际问题的能力,因此意义特别重大。根据圆盘给料机的原理,确定设计方案进行相应的总体设计及其主要零部件设计,绘制圆盘给料机总装图及主要零部件图等图纸。三、设计的思路与预期成果 1、设计思路本设计需要了解给料机的圆盘原理,并通过论证、分析,选出合理且较实用的总体方案;根据所确定的设计流程以进行相应的方案的设计、对总体设计及其主要零部件的设计,绘制圆盘给料机总装配图及主要零件图。2、预期的成果(1)完成文献综述一篇,不少与 3000 字,与专业相关的英文翻译一篇,不少于 3000 字(2)完成内容与字数都不少于规定量的毕业设计说明书一份(3)绘制图纸量不少于 A1图纸 3 张。四、任务完成的阶段内容及时间安排1 周2 周 收集设计资料并完成开题报告3 周4 周 完成英文资料翻译并写出文献综述5 周6 周 进行总体设计和部分零部件的选择与设计7 周10 周 绘制装配图和部分零件图、编写毕业设计说明书11 周 修改整理,准备答辩五、完成设计(论文)所具备的条件因素本人已修完机械设计、机械制图、液压与气压传动、机械原理、机械制造技术基础,机械课程设计指导与毕业设计指导等课程,借助图书馆的相关文献资料,以及相关的网络等资源。指导教师签名: 日期: 课题来源:(1)教师拟订;(2)学生建议;(3)企业和社会征集;(4)科研单位提供课题类型:(1)A工程设计(艺术设计) ;B技术开发;C软件工程;D理论研究;E调研报告(2)X真实课题;Y模拟课题;Z虚拟课题要求(1) 、 (2)均要填,如 AY、BX 等。黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 1 页圆盘给料机现状与发展摘要:介绍了圆盘给料机的发展和在检修过程中,发现设备在运转过程中出现的问题,从而进行了设备的改造;以及设备损坏后进行维修加工所采取的方案,减少故障从而保障设备的正常运行,为生产提供服务。关键词:给料机,给料系统,传动系统前言圆盘给料机是输送过程一个辅助设备,它可以改变输送方向从而让下一道工序正常运转节省劳动力而且保护了设备的性能,延长整个生产线设备的使用寿命。圆盘给料机,是选矿设备不可或缺的配套产品。圆盘式给料机是适用于20mm 以下粉矿的给料设备。 圆盘式给料机由驱动装置、给料机本体、计量用带式输送机和计量装置组成。给料机和带式输送机由一套驱动装置驱动,该驱动装置的电磁离合器具有实现给料机的开、停和兼有功能转换的作用。计量带式输送机的带速小于1m/s,为了测定带速设有速度检测装置,为了防止称量辊偏斜设有检测杆进行调整。圆盘给料机分为:立式圆盘给料机、吊式盘给料机、封闭式圆盘给料机、敞开式圆盘给料机。1.我国圆盘给料设备的发展与现状20 世纪 50 年代初,矿井用给料设备主要依赖机械式往复给料机。该机型结构简单,动力消耗较大,设备笨重。其原理是, 由连杆及偏心轴传动,往复作业,处理量小且成间接成堆式不均匀给料。但该机型维修量小、耐用,布置所需高度低,且对物料的粒度组成、外在水分等物理性质要求不严,已广泛用在各矿井生产中。特别是煤矿井下,直到目前,对其在恶劣条件下的适用性仍给予好评。随着矿井机械化程度的提高,对 K 型往复式给料机已作了大量改进,由单屈臂改为双屈臂,给料量已增加到 1000-2000th。6O 年代,随着生产技术的发展,相继出现了电磁振动给料机,并迅速得到广泛应用。原机械工业部相继在东北的辽阳、河南鹤壁和江苏海安设立定点 3家生产厂。该机型属于双质体共振钢型弹力振动,相对于 K 型往复给料机,其适应性更加广泛。由于结构紧凑、质量轻、可无级调速以及适用 220380V 不黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 2 页同等级电压与电耗少等特点,在国内得到推广。然而, 由于该机型存在电磁铁振动时噪声大、振频高(3 000 次min)、振幅小(115 mm)和调整运量的振幅大小取决于 E 型电磁铁静块与动块间隙、板弹簧片数以及联接杆螺母紧程度等原因,如果调节不当,间隙太大则电流增大(长时间线圈铁芯会发热损坏),间隙过小造成振幅减少,致使用户深感生产管理不便。特别是在增加调速时,因噪声过大影响职工身心健康。为减少料仓直接作用在给料机上物料的垂直压力,配置料斗及导料仓时要有一定的角度和高度;对水分大、沾结湿滞性物料,因其频率高、振幅小出现板结和不下料现象,使其局限于非防爆场合使用;因电磁铁怕水、怕潮、振动时会产生火花而导致瓦斯爆炸,对密度较大矿石的给料也不太适合;因振幅小对物料抛浮力小,其给料量也受到限制。由鞍钢生产的 DK,DB 系列吊式圆盘给料机均采用敞开式给料方式,但给料套筒却有敞开和封闭两种。PDX 型新型圆盘给料机采用立式减速机传动,可独立使用,为国家“八五”重点攻关项目,“国家火炬计划项目”和“江苏省高新技术产品”,该产品是在消化,吸收国外实际开发设计的一种高可靠性,高效率,节能型新型圆盘给料机,其结构比国外圆盘给料机更先进,合理,并拥有多项专利。目前,已在国内重大项目工程中广泛采用,德兴铜矿、安庆铜矿、招远金矿、上海宝钢、三峡工程、神华大柳塔洗煤厂、榆家梁、孙家沟、兖州济宁三号井以及各大矿务局等。它采用吊挂、座式等配置,便于工艺布置及空间利用。在十多年的推广应用中,得到广大用户的一致好评,正在日益发挥作用。被公认为是目前最先进的产品之一。2.国产圆盘给料机的发展趋势1996 年以前的圆盘给料机:物料仓和传动机构无密封罩,多数采用伞齿轮传动,物料的轴向重力载荷由推力轴承承担。1996 年以后改型的圆盘给料机:物料仓有密封罩,改为大齿圈和小齿轮内啮合传动,由以回转支承代替推力轴承承担物料的轴向重力载荷。改进型的圆盘给料机取得了较好的使用效果,但存在一些缺陷的弊端:内啮合形式导致小齿轮承受圆周力相当大,因为要求匹配大尺回转支撑,增加制造成本;而且要求与回转支撑连接的各部件提高精度、密封性;小齿轮出故障,不便维修;一旦出现故障,势必影响整条生产线的连续运行。黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 3 页物料仓内套筒结构中采用了耐磨衬板,但其使用寿命较短,增加了制造和运行成本.转动圆盘衬板与套筒接触部位磨损快,导致衬板使用寿命低,家大了运行成本;而且耐磨衬板制造.维修成本高,更换不方便。内套筒底部与转动圆盘间间隙大(30100mm),出料量不准确。从以上各类给料机的发展历程可以看出,我国圆盘给料机顺应国外给料机发展模式:圆盘给料机可靠耐用,维护量少,生产效率高,便于自动化管理;大型化可提高处理能力,适应高产高效集约化生产需要,实现微机自动化控制、动态分析与监控技术相结合;拓展各机型的适用范围,以满足不同物料运输的需要,降低动力消耗和噪声,更加环保和人性化设计。3. 圆盘给料机的工作原理和分类圆盘式给料机由驱动装置、给料机本体、计量用带式输送机和计量装置组成。给料机和带式输送机由一套驱动装置驱动,该驱动装置的电磁离合器具有实现给料机的开、停和兼有功能转换的作用。计量带式输送机的带速小于 1m/s,为了测定带速设有速度检测装置,为了防止称量辊偏斜设有检测杆进行调整。圆盘给料机的工作原理就是利用料仓中的物料在重力作用下落到圆盘的盘面上,盘面回转在刮板作用下将物料均匀连续的输出到称量装置上,套筒与盘面一般间隙在 25-30mm 之间。圆盘给料机分座式和吊式两种安装方式;根据物料的粒度来定有好几中型号:PDX、PRZ、PZ 等等。1) DK 型为吊开式,DB 型为吊闭式。型型圆盘给料机能均匀,连续地将粉状,颗粒状或小块状的物料喂送到下一道设备中给料能力可通过改变下料套筒的高度和卸料刮板的位置来调整当采用调速电动机或直流电动机时,还可通过改变电动机的转速来调整给料量。2)PDX 型新型圆盘给料机采用立式减速机传动,可独立使用,为国家“八五”重点攻关项目, “国家火炬计划项目”和“江苏省高新技术产品” ,该产品是在消化,吸收国外实际开发设计的一种高可靠性,高效率,节能型新型圆盘给料机,其结构比国外圆盘给料机更先进,合理,并拥有多项专利。3)PZ 系列圆盘给料机皆为座式,有重型、轻型、热料型三种十五个规格,适用于中、细粒物料的给料,广泛应用在矿山、冶金、煤炭、建材、化工、电黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 4 页力等部门的生产中。该系列圆盘给料机是在认真总结国内外圆盘给料机技术水平基础上,采用了 0渐开线包络蜗杆蜗轮副传动新技术设计而成的 0渐开线包络蜗杆蜗轮副传动,通过一次包络获得了二次包络的效果,使给料机具有承载能力大、运行平稳、工作可靠、给料均匀、结构简单紧凑、维护方便、使用寿命长等特点,因为给料精度高,所以适合自动计量和自动给料。4)ZMBR、 MBR 重型圆盘给料机是一种容积计量的给料( 配料)设备,广泛应用于冶金、化工、煤炭、建材及电力等工业部门,它的优点是结构简单,给料均匀、准确,运行平稳可靠,承载量大,调节方便,调节范围较宽,维护管理筒便,与料仓连接的出料口尺寸较大,便于安装和物料的排料。ZMBR、MBR 重型圆盘给料机系座式安装,传动结构封闭,能在料尘较多的工作环境下工作,具承载力大、检修周期长的优点。由于能承受较大的料柱压力,故通常将其直接安装在料仓下部,向其他设备给料。4. 圆盘给料机在生产中常出现的问题(1)圆盘给料机联轴器是棒销连接,但棒销孔是两边不通式,棒销更换时,电机不容易对中心,棒销更换时间长,存在生产隐患。(2)物料水分大,料仓壁光洁度小,物料易粘接在料仓壁。(3)小锥齿的键条受重力易磨损抽出。(4)圆盘盘面磨损快。(5)扇形齿圆盘的锥孔易磨损,圆盘摆动,需要更换,浪费扇形齿圆盘。圆盘给料机经常出现这些设备故障,维修需要一定的时间。这就会严重影响生产,影响产品的产量和质量,要确保圆盘给料机的设备正常,保证生产的顺利进行,对设备的故障分析和改造是很有必要的。5问题分析和实施(1)圆盘给料机更换棒销不容易,电机不容易对中心,检修浪费时间。分析:联轴器棒销在更换时,必须拆除电机更换,而且不容易对中心。解决方法:将联轴器的两端棒销孔钻通,棒销孔间再制作出4个螺栓孔,联轴器通孔一边加一个当棒销的挡环,更换棒销时,可直接不拆电机,只拆卸棒销环,就可以更换棒销了,减少维修时间,效果好。(2)物料水分大,料仓壁易粘结。黄 河 科 技 学 院 毕 业 设 计 (文 献 综 述 ) 第 5 页分析:料仓的表面不够光滑,料仓表面钢板腐蚀增加物料的粘结。解决方法:在料仓的内壁上采用PVC耐磨板,将料仓内壁衬好,并用嵌入式螺钉紧固,表面粘结量就会少,使用效果好。(3)键条受力大,键条易磨损跑出。分析:圆盘的物料很重,都是小锥齿受力大,底角螺栓在钢板基础上,受应力影响摇摆,键条受磨,键条易滑出。解决方法:将键条中部钻两螺栓锥孔,相配在轴上,也配钻攻丝,用埋头螺栓镶进固定键条,解决键条易出的故障。(4)圆盘盘面磨损快。解决方法:用加厚钢板附在原圆盘上,磨损圆盘后,直接更换圆盘加厚钢板。参考文献1 侯力.机电一体化设计M.北京:高等教育出版社,2003.2 张世昌.机械制造技术基础M.北京:高等教育出版社,2002.3邱宣怀. 机械设计(第四版)M. 北京:高等教育出版社,2007(2008重印).4 李铁东,姜卫东.西沟矿下运带式输送机系统的设计及应用J.煤矿机械,2004(9):8-9.5 刘训涛,毛君.带式输送机断带抓捕器研究J.矿山机械,2005(2):41-42.6毛君,刘训涛.带式输送机断带保护系统的研究J.煤矿机械,2004,(11):99-100.7 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