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1、辽宁工程技术大学课 程 设 计题 目：除铁器水平移动装置设计班级：机械09-4班姓名：肖飞龙指导教师：康文龙完成日期：2013年1月20日设计任务书一、设计内容除铁器水平移动装置设计二、上交材料(1) 设计图纸(2) 设计说明书(5000字左右，无图纸不少于8000字)三、进度安排(参考)(1) 熟悉设计任务，收集相关资料 (2) 拟定设计方案(3) 绘制图纸(4) 编写说明书(5) 整理及答辩四、指导教师评语成 绩： 指导教师日期摘要此次课程设计是学习完机械全部的专业课程后的一次世间法学习。所以，它突出的特点就是有很强的实践性。在设计过程中，主要完成了电动机的选型、减速器、链轮、链条、轴承的
2、设计。这次课程设计的主要意义有：一.进一步熟悉所学课程，并应用到实践，再从实践中反过来加强对所学知识的熟悉程度。二.增强知识的综合运用的能力。此次课程设计，不但涉及到机械制造工艺学、机械制造装备设计，也是对机械精度设计与检测、机械图学与机械设计等课程的一次全面复习，与综合运用能力的锻炼。三.增强自主解决问题的能力与设计能力。AbstractThe curriculum design is another learning after the learning of Manufacturing Technology course this time. Therefore, his most pr
3、ominent feature is the strong practicalism. We have completed the main parts of the process of a card and the process of a development of the card, becoming more familiar with the machinery of the entire process of production; At the same time for a specific folder we design processes and achieve hi
4、gh-volume production parts.The main significance of the curriculum design has the followings:First. To further familiarize themselves with the course, and applied to practice, from practice, in turn, enhance the knowledge of the degree of familiarity withSecond. The curriculum design is not only a t
5、otally review of the such courses as Machinery Manufacturing Technology、precision mechanical design and testing、mechanical Graphics and mechanical design，but also a exercise comprehensive use of ability.Third. Enhance our ability of independent problem-solving and design capability目 录1除铁器的工艺分析12电动机的
6、选型13传动比的分配24传动参数的计算25链传动的设计46轴类零件的设计56.1减速器低速轴的设计计算56.2移动装置主动轮的轴的设计计算87移动装置主动轮上的轴承的寿命计算118键连接的校核111除铁器的工艺分析（1）除铁器的用途除铁器，是一种能产生强大磁场吸引力的设备，它能够将混杂在物料中铁磁性杂质清除，以保证输送系统中的破碎机、研磨机等机械设备安全正常工作，同时可以有效地防止因大、长铁件划裂输送皮带的事故发生，亦可显著提高原料品位。（2）除铁器选型永磁除铁器里面安装的是磁块，利用磁铁的磁力吸引铁磁性物料。当永磁铁吸附铁磁物较多时，人工用非磁性刮板清除或戴手套摘除，适用于连续工作，含铁较少
7、的场合。电磁除铁器里面是线圈，通电后产生磁性，就可以把磁性物吸附出来。电磁除铁器具有透磁深度大、吸力强、防尘、防雨、耐腐蚀等特点，在极其恶劣的环境中仍能可靠运行。综合考虑，采用电磁除铁器。根据零件材料确定毛坯为铸件，毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。由参考文献知，用查表法确定各表面的总余量。此外，为消除残余应力，铸造后应安排人工时效。2电动机的选型（1）类型和结构形式的选择三相交流异步电动机的结构简单、价格低廉、维护方便，可直接接于三相交流电网中，在工业上应用最为广泛，优先选用。Y系列电动机是一般用途的全封闭自扇冷式三相异步电动机，有高效率、性能好、噪声低振动小等优点，适用于不易燃、不易爆和无特
8、殊要求的机械上。综合以上因素，在满足要求的前提下，选择Y系列电动机。（2）功率的确定1.工作机所需功率Pw（kW）Pw=FwVw/（1000w）由于Pw已指定为2 kW，Vw也已指定为0.01m/s，由于减速器后面采用链传动，由表3-1知w=0.96，故求的Fw=192000N。2.电动机至工作机的总效率串联，则=1234=0.96*0.99*0.99*0.99=0.931为链传动效率，23为两滚动轴承的传动效率，4联轴器的传动效率。3.所需电动机的动率Pd(kW)所需电动机的功率由工作机所需功率和传动装置的总效率按下式计算Pd= Pw/=2/0.93=2.15 kW4.电动机额定功率Pm 按
9、PmPd=2.15 kW来选取电动机型号。5.转速的确定同步转速低的电动机磁极多，外廓尺寸大、重量大，价格高，但可使传动系统的传动比和结构尺寸减小，从而降低了传动装置的制造成本。一般最常用、市场上供应最多的是同步转速为1500 r/min和1000 r/min的电动机，设计时优先选用。故由表17-7，选Y112M-6型电动机，同步转速1000 r/min，6极，额定功率为2.2 kW，满载转速940(r/min)，额定转矩2.0，质量45kg。3传动比的分配（1)电动机选定后，根据电动机的满载转速和工作机的转速，即可确定传动系统的总传动比，即 i=195 （2)分配到各级传动比分配链传动的传动
10、比 =6，则减速器的传动比为32.6，参考机械设计指导书图12分配齿轮传动比得高速级传动比5.8 ，低速级传动比5.6为 。4传动参数的计算（1）电动机轴（减速器的高速轴）：转速：n=940输入功率：P=P=2.2KW输出转矩：T=9.55=9.55=2.23N（2）减速器的中间轴转速：n=输入功率：P=P输入转矩：T=9.55（3）减速器的低速轴转速：n=输入功率：P=P输入转矩：T=9.55（4）移动装置主动轴（大链轮所在的轴）转速：n=输入功率：PP输入转矩：TN各轴运动和动力参数表4.1轴 号功率（KW）转矩（N）转速（r/min）电机轴2.2 940减速器中间轴2.17162减速器低
11、速轴2.128.8移动装置主动轴2.04.85链传动的设计(1)确定链传动比由传动比分配可知，链传动比为6(2)确定链轮齿数小链轮齿数对链传动的平稳性和使用寿命有较大的影响，链轮齿数不宜过多或过少。过少时将：1)增加传动的不均匀性和动载荷；2)增加链节间的相对转角，从而增大功率消耗；3)增加铰链承压面间的压强（因齿数少时，链轮直径小，链的工作拉力将增加），从而加速铰链磨损等；4)增加链传动的圆周力，从而加速了链条和链轮的损坏。假设链速为0.63，则齿数=8.(3)确定链节距链节距既表征着链条和链轮各部尺寸大小以及链条的拉拽能力，又对链传动的多边形效应有着直接的影响。链节距越大，链条承载能力也就
12、越大，但运动的不均匀性、冲击、振动就越严重，噪声也越大。所以，在满足传递功率的情况下，应尽量选择较小的节距；高速、大功率、大传动比时，可选用节距较小的多排链；低速、传动比大、中心距大时，宜选用节距较大的单排链。链号和节距，根据所传递的功率P及小链轮的转速n由图4-11选定。则： ，其中，=1.0，=1.5，=1.0，P=2.0kw，则3kw。由=28.8，查图4-11，可知链号为08A，节距为12.7.(4)确定链条节数和中心距中心距的大小，对链传动性能有重要的影响。中心距小，使链条与链轮的包角变小，承载轮齿数减小，轮齿受力增大。在相同的链速下，在相同的时间内，链条与链轮啮合次数增多，从而加剧
13、链条的磨损和疲劳破坏；中心距过大，链条松边下垂量大，使之上下颤动。一般初选中心距=（30-50）p，故取=120.(5)链轮零件图的绘制（见零件图）6轴类零件的设计6.1减速器低速轴的设计计算1.求轴上的功率，转速和转矩 由前面算得P2=2.1KW，n2=28.8r/min，T3=6.9N2.求作用在齿轮上的力 已知低速级大齿轮的分度圆直径为 d=352mm而 F=10081NFr=Ft*tan100813669N3.初步确定轴的最小直径3.现初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理据2表15-3，取A =110，于是得： d=Amm同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩T=K查2表
14、14-1取K=1.3.则：T 按计算转矩应小于联轴器的公称转矩的条件查5P 表8-7可选用LX4型弹性柱销联轴器。其公称转矩为2500000N 。半联轴器孔径d=63mm，故取d =63mm半联轴器长度L=142mm，半联轴器与轴配合的毂孔长度l =132mm。轴的结构设计（1）拟定轴上零件的装配方案通过分析比较，装配示意图7-5 图7-5（2）据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。1）为满足半联轴器的轴向定位，I-II右端需制出一轴肩故II-III段的直径d =65mm；左端用轴端挡圈定位取轴端挡圈直径D=65mm。半联轴器与轴配合的毂孔长为132mm，为保证轴端挡圈只压在联轴器上而不压在
15、轴上，故I-II段长度应比L 略短一些，现取l =132mm. 2）II-III段是固定轴承的轴承端盖e=12mm。据d =65mm和方便拆装可取l=95mm。 3）初选轴承，因为有轴向力故选用深沟球轴承，参照工作要求d=70mm，由轴承目录里初选6214号其尺寸为d=70mm125mm24mm，l=24mm由于右边是轴肩定位，d=82mm，l=98mm，d=88mmmm，l=12mm。 4）取安装齿轮段轴径为d=80mm，已知齿轮宽为108mm取l=104mm。齿轮右边-段为轴套定位，轴肩高h=6mm则此处d=70mm。取l=48mm5.求轴上的载荷 先作出轴上的受力图以及轴的弯矩图和扭矩图
16、如图7-6。 现将计算出各个截面处的M，M和M的值如下： F=12049N F=2465N F=3309N F=6772N M=-211990N M=582384N M=620000N T=1.76N 图7-6 6.按抗弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核危险截面的强度，从轴的结构图以及弯矩图和扭矩图中可以看出截面A是轴的危险截面，则根据2式15-5及上面的数据，取=0.6，轴的计算应力 =24.0MP 前面选用轴的材料为45钢，调制处理，由2表15-1 查得=60Mp，故安全。6.2移动装置主动轮的轴的设计计算1.求轴上的功率，转速和转矩 由前面算得P3=2.0KW，n3=4.8
17、r/min，T 3=3.9N2.求作用在齿轮上的力 已知高速级小齿轮的分度圆直径为d=70mm 而 F=3625N F=F3625=1319N 压轴力F=1696N3.初步确定轴的最小直径 现初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理据2表15-3，取A=110，于是得： d=A26mm因为轴上应开2个键槽，所以轴径应增大5%-7%故d=20.33mm，又此段轴与大带轮装配，综合考虑两者要求取d=32mm，查4P表14-16知带轮宽B=78mm故此段轴长取76mm。4. 轴的结构设计（1）拟定轴上零件的装配方案 通过分析比较，装配示意图7-1 图7-1 （2）据轴向定位的要求确定轴的
18、各段直径和长度 1）I-II段是与带轮连接的其d=32mm，l=76mm。 2）II-III段用于安装轴承端盖，轴承端盖的e=9.6mm（由减速器及轴的结构设计而定）。根据轴承端盖的拆卸及便于对轴承添加润滑油的要求，取端盖与I-II段右端的距离为38mm。故取l=58mm，因其右端面需制出一轴肩故取d=35mm。 3）初选轴承，因为有轴向力故选用深沟球轴承，参照工作要求并据d=35mm，由轴承目录里初选6208号其尺寸为d=40mm80mm18mm故d=40mm。又右边采用轴肩定位取=52mm所以l=139mm，=58mm，=12mm 4）取安装齿轮段轴径为d=46mm，齿轮左端与左轴承之间用
19、套筒定位，已知齿轮宽度为75mm为是套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于齿轮宽度故取l=71mm。齿轮右边-段为轴套定位，且继续选用6208轴承，则此处d=40mm。取l=46mm（3）轴上零件的周向定位 齿轮，带轮与轴之间的定位均采用平键连接。按d由5P表4-1查得平键截面b,键槽用键槽铣刀加工长为70mm。同时为了保证带轮与轴之间配合有良好的对中性，故选择带轮与轴之间的配合为，同样齿轮与轴的连接用平键14，齿轮与轴之间的配合为轴承与轴之间的周向定位是用过渡配合实现的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。（4）确定轴上圆角和倒角尺寸 参考2表15-2取轴端倒角为2.其他轴肩处圆觉角见图。 5.求
20、轴上的载荷 先作出轴上的受力图以及轴的弯矩图和扭矩图7-2 图7-2 现将计算出的各个截面的M，M 和M的值如下： F=1402N F=1613N F=2761N F=864N M=86924N M=103457 M=171182N M=N M=M=103457N T=1.3N 6.按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核危险截面的强度，从轴的结构图以及弯矩图和扭矩图中可以看出截面A是轴的危险截面。则根据2式15-5及上面的数据，取=0.6轴的计算应力: =23.7MP 前面选用轴的材料为45钢，调制处理，由2表15-1 查得=60Mp，故安全。7移动装置主动轮上的轴承的寿命计算（1
21、）轴承6208寿命计算预期寿命：已知N，47000h44800h故轴承6208在有效期限内安全。（2）轴承6214的寿命计算 预期寿命：已知426472h44800h 故轴承6214满足要求。8键连接的校核（1）减速器中间轴上键的校核查表4-5-72得许用挤压应力为II-III段键与键槽接触疲劳强度故此键能安全工作。 IV-V段与键槽接触疲劳强度 故此键能安全工作。（2）减速器低速轴上键的校核 查表4-5-72得许用挤压应力为 I-II段键与键槽接触疲劳强度 故此键能安全工作。 -段与键槽接触疲劳强度 故此键能安全工作。（3）移动装置主动轮的轴上键的强度校核查表4-5-72得许用挤压应力为-段
22、键与键槽接触疲劳强度 故此键能安全工作。-段与键槽接触疲劳强度故此键能安全工作。参考文献:1宋宝玉，王连明主编，机械设计课程设计，第3版。哈尔滨：哈滨工业大学出版社，2008年1月。2 吴宗泽，罗圣国主编，机械课程设计手册，第3版，北京：高等教育出版社。3 吴宗泽主编，机械零件设计手册，第10版，北京：机械工业出版社，2003年11月。4李俞锡主编，机械设计课程设计，高等教育出版社，2008年6月。5濮良贵，纪明刚主编，机械设计，第8版。北京：高等教育出版社，2006年5月。6 蔡春源主编，机械设计手册齿轮传动，第4版，北京：机械工业出版社，2007年3月。7骆素君，朱诗顺主编. 机械设计课程
23、设计简明手册，化学工业出版社，2000年8月.8孙志礼 冷兴聚 魏延刚 曾海泉主编，机械设计，东北大学出版社，2000年3月设计心得：机械设计课程设计是机械课程中一个重要的环节通过了几个周的课程设计使我从各个方面都受到了机械设计的训练，对机械的有关各个零部件有机的结合在一起得到了深刻的认识。由于理论知识学的始终由不牢固的地方，在设计中难免会出现问题，如：在选择计算标准间是可能会出现误差，如果是联系紧密或者循序渐进的计算误差会更大，在查表和计算上精度不够准确。课程设计运用到了很多知识，例如将理论力学，材料力学，机械设计，机械原理，互换性与测量技术等，是我对以前学习的知识有了更深刻的体会。通过可程设计，基本掌握了运用绘图软件制图的方法与思路，对计算机绘图方法有了进一步的加深，基本能绘制一些工程上的图。在设计的过程中，培养了我综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力，在设计的过程中海培养出了我们的团队精神，大家共同解决了许多个人无法解决的问题，在这些过程中我们深刻地认识到了自己在知识的理解和接受应用方面的不足，在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。
