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1、1P13v课程设计课程设计目的目的v课程设计的方式课程设计的方式v机械设计机械设计的一般过程的一般过程v设计应注意的设计应注意的问题问题 自学手册P117球磨机设计球磨机设计 12 课程设计日程安排课程设计日程安排v6月27日（周一）：上午9点讲设计计算及总装配图画法。v7月28日9月30日：完成设计计算；画总装配图，A1，1:3v1日（周五）：上午9点讲罐体装配图，画罐体装配图A2，1:3 检查设计计算及总装配图v2 3日：休息v4日（周一）：上午9点讲齿轮轴系装配图；A3,1:1v5日：画轴零件图；A3,1:1v6 7日：写设计说明书；图纸装入档案袋v8日（周五）：检查说明书及图纸2 A1
2、 总装配图+开启门创新；（30分）A2 罐体部件图；（10分）A3 齿轮轴系部件图；（10分）A3 轴零件图；（10分）说明书（20分）答辩（20分）图号 QMJ-00 QMJ-02 QMJ-03 QMJ-03-063 球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的设备，是广泛使用的高细磨机械，广泛用于选矿，建材及化工等行业。4生产线上的球磨机生产线上的球磨机5北科大实验室用球磨机北科大实验室用球磨机6应用场合应用场合7球磨机工作原理球磨机工作原理 当球磨机回转时，研磨介质研磨介质（钢球）（钢球）由于离心力的作用贴附在磨机筒内壁上，与筒体一起回转，并被带到一定的高度，在在重力的作用下，以一定的速度，像抛
3、射体一样落下，将筒体内的物料物料击碎。在球磨机回转过程中，研磨介质还产生滑动和滚动，因而研磨研磨介质介质、衬板与物料物料之间发生研磨作用使物料磨细。8一、设计任务书一、设计任务书 已已知知条条件件、使使用用要要求求、设设计计内内容容手册手册P18-23 周边及粉碎效率周边及粉碎效率90%90%；制造方式为单件生产；制造方式为单件生产；球磨机研磨物料球磨机研磨物料20kg20kg；每天工作每天工作8 8小时；小时；要求工作平稳，要求工作平稳，（允许有轻微冲击）。（允许有轻微冲击）。带带传传动动交流电机交流电机齿齿轮轮传传动动91011二、传动装置的总体设计及计算二、传动装置的总体设计及计算1.1
4、.球磨机的基本参数球磨机的基本参数 手册P191 1）研磨介质的合理载量）研磨介质的合理载量G G0 0 G G1 1=0.14G=0.14G0 0式中：式中：G G1 1：研磨物料（：研磨物料（kgkg），已知条件可知），已知条件可知G G1 1=20kg=20kg；G G0 0：研磨介质（钢球）的合理装载量（：研磨介质（钢球）的合理装载量（kgkg）。）。122 2）计算罐体体积）计算罐体体积 V V G G0 0=V V式中：式中：V V：罐体容积：罐体容积 ：研磨介质（钢球）的比重，：研磨介质（钢球）的比重，取取4800kg/4800kg/：研磨介质的填充系数，对于干式球磨机：研磨介质
5、的填充系数，对于干式球磨机取取0.30.3。3 3）计算罐体内径）计算罐体内径D D式中：式中：D D：球磨机内径（：球磨机内径（m m）；）；L L：球磨罐长度，：球磨罐长度，L L取取1.2D1.2D（m m）。得到得到134 4）计算球磨机有利工作转速）计算球磨机有利工作转速n n2 2 当当筒筒体体的的转转速速适适宜宜时时，研研磨磨体体抛抛出出后后，才才能能获获得得最最大大的的降降落落高高度度，对对物物料料产产生较大的生较大的冲击效果冲击效果 筒筒体体转转速速过过低低时时，筒筒体体不不能能将将研研磨磨体体带带到到一一定定的的高高度度，冲冲击击物物料的作用很小。料的作用很小。筒筒体体的的
6、转转速速超超过过“临临界界转转速速”时时，研研磨磨体体在在离离心心力力的的作作用用下下贴贴附附在在筒筒体体上上，与与筒筒体体一一起起作作圆圆周周运运动动，起起不不到到对对物物料的冲击作用。料的冲击作用。1415拟定几种方案，经比较确定最佳方案。方案评估内容:a.传动方式的工作条件，特性。b.考虑传动效率、传动比、尺寸、成本、制造简单可靠、安全等问题.v合理的传动比：一级：i5；二级：i120120）计算带的根数计算带的根数 z=Pc/(P z=Pc/(P1 1+P+P1 1)K)KK KL L)=)=？-0.015Ld-0.015Ld 带的根数带的根数带的根数带的根数?35计算作用在轴上的力计
7、算作用在轴上的力 F FQ Q=2F=2F0 0Zsin(Zsin(1 1/2/2)F FQ Q的求解很关键，为轴系的受力分析作准备。的求解很关键，为轴系的受力分析作准备。确确定定带带轮轮结结构构尺尺寸寸（见见手手册册P9-P9-图图2-12-1）教教材材P271P271）张紧装置张紧装置3637张紧装置（见手册张紧装置（见手册-图图7-25：滑块张紧装置易于拆卸）：滑块张紧装置易于拆卸）382.开式齿轮传动开式齿轮传动 开式齿轮传动设计准则：开式齿轮传动设计准则：按按弯弯曲曲疲疲劳劳强强度度进进行行设设计计，再再将将计计算算确确定定的的模模数数增增大大的办法，来考虑磨损对轮齿强度削弱的影响。
8、的办法，来考虑磨损对轮齿强度削弱的影响。1 1、选材料、选材料 开式齿轮传动，要求齿面有较高的耐磨性，由表开式齿轮传动，要求齿面有较高的耐磨性，由表12-1112-11选择齿轮材料如下（选择齿轮材料如下（小齿轮材料要优于大齿轮小齿轮材料要优于大齿轮）：）：小齿轮：小齿轮：4545 调质调质 HB217 HB217286 HBS=250286 HBS=250 大齿轮：铸铁大齿轮：铸铁310310-570570 正火正火 HB163-207 HBS=185 HB163-207 HBS=185 39按表按表按表按表12-1212-1212-1212-12查取最小安全系数：查取最小安全系数：查取最小安
9、全系数：查取最小安全系数：代入数值：代入数值：代入数值：代入数值：许用弯曲应力：许用弯曲应力：许用弯曲应力：许用弯曲应力：2 2、确定许用应力、确定许用应力403 3、确定齿数、确定齿数 取小齿轮的齿数为取小齿轮的齿数为z z z z1 1 1 1=20=20（对于开式齿轮传动，由于（对于开式齿轮传动，由于轮齿主要为磨损失效，为使轮齿不致过小，故小齿轮不宜轮齿主要为磨损失效，为使轮齿不致过小，故小齿轮不宜选用过多的齿数，一般可取选用过多的齿数，一般可取z z z z1 1 1 1=17=172020），则大齿轮的齿数），则大齿轮的齿数为：为：取整取整 z z z z2 2 2 2=127=12
10、7（相互啮合齿轮对磨损均匀，传动平稳，（相互啮合齿轮对磨损均匀，传动平稳，一般一般z z z z1 1 1 1和和z z z z2 2 2 2互为质数）互为质数）则开式齿轮的实际传动比为：则开式齿轮的实际传动比为：414 4、按轮齿弯曲强度设计模数、按轮齿弯曲强度设计模数式中：载荷系数式中：载荷系数取：取：取：取：K K K KA A A A=（表（表（表（表12-812-812-812-8）K K K KV V V V=K K K K =（图（图（图（图12-2612-2612-2612-26）42应力影响系数应力影响系数应力影响系数应力影响系数 由表由表由表由表12-1012-1012-1
11、012-10 由于两个齿轮的齿数和材料不同，为使两齿轮的弯曲由于两个齿轮的齿数和材料不同，为使两齿轮的弯曲由于两个齿轮的齿数和材料不同，为使两齿轮的弯曲由于两个齿轮的齿数和材料不同，为使两齿轮的弯曲强度都能满足，需将强度都能满足，需将强度都能满足，需将强度都能满足，需将Y Y Y YFS1FS1FS1FS1/F1F1F1F1 和和和和Y Y Y YFS2FS2FS2FS2/F2F2F2F2 中的中的中的中的较大较大较大较大值代入值代入值代入值代入式中。式中。式中。式中。计算小齿轮的转矩计算小齿轮的转矩计算小齿轮的转矩计算小齿轮的转矩T T1 1确定齿宽系数确定齿宽系数确定齿宽系数确定齿宽系数
12、由表由表由表由表12-912-943计算模数计算模数计算模数计算模数 考虑磨损对轮齿强度削弱的影响，模数增大考虑磨损对轮齿强度削弱的影响，模数增大考虑磨损对轮齿强度削弱的影响，模数增大考虑磨损对轮齿强度削弱的影响，模数增大10%10%10%10%15%15%15%15%，则：，则：，则：，则：m m m m=1.7=1.7=1.7=1.7 (1+15%)=1.955(1+15%)=1.955(1+15%)=1.955(1+15%)=1.955（mmmmmmmm）取标准模数：取标准模数：取标准模数：取标准模数：m m m m=2.0mm=2.0mm=2.0mm=2.0mm （表（表（表（表12-
13、112-112-112-1）考虑到齿轮的结构和安装方便，大齿轮的分度圆直径需取考虑到齿轮的结构和安装方便，大齿轮的分度圆直径需取考虑到齿轮的结构和安装方便，大齿轮的分度圆直径需取考虑到齿轮的结构和安装方便，大齿轮的分度圆直径需取至至至至630630630630 650mm650mm650mm650mm。取取取取d2=d2=d2=d2=630mm m=d2/z2=630/127=4.96630mm m=d2/z2=630/127=4.96630mm m=d2/z2=630/127=4.96630mm m=d2/z2=630/127=4.96 取标准模数：取标准模数：取标准模数：取标准模数：m m
14、 m m=5.0mm=5.0mm=5.0mm=5.0mm445 5、确定齿轮的主要参数及几何尺寸、确定齿轮的主要参数及几何尺寸小齿轮的分度圆直径小齿轮的分度圆直径小齿轮的分度圆直径小齿轮的分度圆直径大齿轮的分度圆直径大齿轮的分度圆直径大齿轮的分度圆直径大齿轮的分度圆直径大齿轮齿宽大齿轮齿宽大齿轮齿宽大齿轮齿宽小齿轮齿宽小齿轮齿宽小齿轮齿宽小齿轮齿宽两齿轮中心距两齿轮中心距两齿轮中心距两齿轮中心距453.3.齿轮轴的设计计算和轴承、键的校核齿轮轴的设计计算和轴承、键的校核4647484.4.普通连接螺栓的校核普通连接螺栓的校核491.1.罐体的结构设计罐体的结构设计 铸造：罐体尺寸较大，一般可用
15、ZG35铸造；焊接：钢板卷曲后焊接。罐体壁厚1015mm，两端焊接。（单件生产）四、罐体设计四、罐体设计 50512.2.支撑辊支撑辊52混凝土搅拌机混凝土搅拌机53G0：研磨介质重量 N；f=0.15G1：研磨物料重量 N;R1箍半径mmGg：罐体重量N;Gch：齿圈重量N；Gk：箍重量N。TII：旋转罐体的扭矩N.mm。1）支撑辊的支撑角度直接影响到力矩平衡，在竖直方向：2）摩擦力矩由公式1）、2）得到：其中：F为支撑总重量；F=G0+G1+Gg+Gch+Gk；II钢体积质量手册钢体积质量手册P4254 轴固定在滚轮支架上，如图结构是在轴上开槽，插入一固定板，固定板用螺钉固定在支架上。3.滚轮轴及轴承滚轮轴及轴承5560301）固定心轴 计算轴径选择轴承（计算时可大致估计定出支撑点的距离）80N562）轴承的强度校核（寿命计算）（可按一天工作8小时，一年按250计算）轴承的转速应为滚轮轴的转速ng：II574 4设计开启门设计开启门 开启门可设计成各种结构形式，设计应考虑装料、取料开启门可设计成各种结构形式，设计应考虑装料、取料方便，开启灵活可靠。方便，开启灵活可靠。思路思路1 1：思路思路2 2：58思路思路3 3：五、参考资料五、参考资料六、设计总结六、设计总结59