加熱爐裝料機設計 機械設計說明書

2022-05-19 10:05:33 字數 2139 閱讀 3522

設計題目:加熱爐裝料機設計

院系:設計者:

指導教師:

年月日北京航空航天大學

(1)機構分析

執行機構由電動機驅動,電動機功率2kw,原動件輸出等速圓周運動。傳動機構應有運動轉換功能,將原動件的迴轉運動轉變為推桿的直線往復運動,因此應有急回運動特性。同時要保證機構具有良好的傳力特性,即壓力角較小。

為合理匹配出力與速度的關係,電動機轉速快扭矩小,因此應設定蝸桿減速器,減速增扭。

(2)機構選型

方案一:用擺動導桿機構實現運動形式的轉換功能。

方案二:用偏置曲柄滑塊機構實現運動形式的轉換功能。

方案三:用曲柄搖桿機構和搖桿滑塊機構串聯組合,實現運動形式的轉換功能。

(3)方案評價

方案一:結構簡單,尺寸適中,最小傳動角適中,傳力效能良好,且慢速行程為工作行程,快速行程為返回行程,工作效率高。

方案二:結構簡單,但是不夠緊湊,且最小傳動角偏小,傳力效能差。

方案三:結構複雜,且滑塊會有一段時間作近似停歇,工作效率低,不能滿足工作週期4.3秒地要求。

綜上所述,方案一作為裝料機執行機構的實施方案較為合適。

(4)機構設計

急回係數k定為2,則, , 得。

簡圖如下:暫定機架長100mm,則由可得曲柄長50mm,導桿長200mm。

(5)效能評價

圖示位置即為最小位置,經計算,。效能良好。

(1)傳動方案設計

由於輸入軸與輸出軸有相交,因此傳動機構應選擇錐齒輪或蝸輪蝸桿機構。

方案一:二級圓錐——圓柱齒輪減速器。

方案二:齒輪——蝸桿減速器。

方案三:蝸桿——齒輪減速器。

(2)方案評價

由於工作週期為4.3秒,相當於14r/min, 而電動機同步轉速為1000r/min或1500r/min,故總傳動比為71或107 , 較大,因此傳動比較小的方案一不合適,應在方案二與方案三中選。而方案二與方案三相比,結構較緊湊,且蝸桿在低速級,因此方案二較為合適。

(3)電動機選擇

<1>選擇電動機型別

按工作條件和要求,選用y系列全封閉自扇冷式籠型三相非同步臥式電動機,電壓380v。

<2>選擇電動機容量

由設計要求得電動機所需功率。因載荷平穩,電動機額定功率略大於即可,因此選定電動機額定功率為2.2kw。

<3>確定電動機轉速

曲柄工作轉速13.95r/min,方案二中減速器傳動比為60~90,故電動機轉速可選範圍為。符合這一範圍的同步轉速有1000r/min, 故選定電動機轉速為1000r/min。

進而確定電動機型號為y112m-6。

(4)分配傳動比

<1>計算總傳動比:

<2>分配減速器的各級傳動比:

取第一級齒輪傳動比,故第二級蝸桿傳動比。

(5)運動和動力引數計算

滾動軸承效率:η1=0.99

閉式齒輪傳動效率:η2=0.97

蝸桿傳動效率:η3=0.80

聯軸器效率:η4=0.99

故η=電機軸:nm=940r/min,pd=2kw, t0=9550*p0/nm=20.319n*m

對於ⅰ軸(小齒輪軸):

p1=2.0*η4=1.98kw

n1=940r/min

t1=9550* p0/ nm=20.116n*m

對於ⅱ軸(蝸桿軸):

p2=p1*η1*η2=1.98*0.99*0.97=1.90kw

n2=n10/3=313.3r/min

t2=9550* p2/ n2=57.934n*m

對於ⅲ軸(蝸輪軸):

p3=p2*η3*η1=1.90*0.8*0.99=1.5kw

n3=n2/22.46=13.95r/min

t3=9550* p3/ n3=1026.882 n*m

運動引數核動力引數的結果加以彙總,列出參數列如下:

總體設計方案簡圖如下:

(1)式中:k為載荷係數;t為聯軸器傳遞的工作扭矩(即軸的扭矩)。因為載荷較平穩,查表得1,t=20.32n*m,故= 20.32n*m。

(2)由於1000r/min,所以選彈性聯軸器。

(3)匹配:電動機y112m-6軸徑d=28mm。

綜上,查表選擇彈性套柱銷聯軸器,型號lt4,齒輪軸軸徑為25mm。

(1)小齒輪軸(結構簡圖、受力圖、彎矩、扭矩圖附表後)

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