1、球磨機(jī)設(shè)計(jì)說明書參考版（其數(shù)據(jù)僅供參考）目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)書11 .設(shè)計(jì)目的2 .設(shè)計(jì)內(nèi)容（包括：題目、簡圖、使用要求、已知條件、設(shè)計(jì)任務(wù)）二、傳動裝置的總體設(shè)計(jì)及初步計(jì)算1 .球磨機(jī)的基本參數(shù)2 .總體方案確定3 .詵擇申動機(jī)4 .確定傳動裝置總傳動比，分配各級傳動比5 .傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)三、傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算及修改傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)1 .帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算2 .第一次修改各軸的運(yùn)動和動力參數(shù)3 .開式齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算4 .驗(yàn)算工作轉(zhuǎn)速5 .第二次修訂各軸的運(yùn)動和動力參數(shù)四、球磨機(jī)罐體及軸系設(shè)計(jì)1 .罐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2 .小齒輪軸系的設(shè)計(jì)計(jì)算3 .支撐相及其軸系（或改進(jìn)工作罐體軸系）的

2、設(shè)計(jì)計(jì)算五、設(shè)計(jì)聯(lián)接螺栓六、設(shè)計(jì)開啟門七、設(shè)計(jì)總結(jié)八、參考資料1一、設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)目的（參考手冊P1）1）總結(jié)和綜合運(yùn)用已經(jīng)學(xué)過的有關(guān)知識，分析和解決工程實(shí)際問題。2）學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，了解和掌握常用機(jī)械零件、機(jī)械傳動裝置和簡單機(jī)械的設(shè)計(jì)過程。3）進(jìn)行基本技能的訓(xùn)練，例如計(jì)算、繪制方案草圖、運(yùn)用設(shè)計(jì)資料、查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范以及運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算等。4）運(yùn)用繪圖軟件（AutodeskInventor）進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)繪圖。設(shè)計(jì)內(nèi)容（參考手冊PP18-19）1）設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)供實(shí)驗(yàn)室使用的球磨機(jī)（如圖1所示）。（參考手冊P18-圖7-1KI瑜圖11IBIMIUIrihait

3、lllIIMIIMlIIMtlUMI!IMIIIIIBMItlU11IMirMI1. 電機(jī)2.帶傳動3.齒輪傳動4.滾輪5.球磨機(jī)筒體6.軸承a.電機(jī)、小帶輪軸b.大帶輪軸c.大齒輪、筒體軸心2）使用要求：球磨機(jī)研磨物料20kg;每天工作8小時；要求工作平穩(wěn)（允許有輕微沖擊)。3) 已知條件：周邊及粉碎效率90%；制造方式：單件生產(chǎn)。4) 應(yīng)完成的設(shè)計(jì)工作：a. 球磨機(jī)總體方案設(shè)計(jì)：方案比較并確定最佳方案；球磨機(jī)基本參數(shù)的計(jì)算；選擇電動機(jī)；確定各傳動件的傳動比；傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)計(jì)算。b. 傳動件的設(shè)計(jì)及計(jì)算：帶傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算第一次修改各軸的運(yùn)動和動力參數(shù)開式齒輪的傳動設(shè)計(jì)計(jì)算；第二次修

4、改各軸的運(yùn)動和動力參數(shù)c. 球磨罐體設(shè)計(jì)及軸系設(shè)計(jì)：罐體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)小齒輪軸系的設(shè)計(jì)計(jì)算支撐輻及其軸系（或改進(jìn)工作罐體軸系）的設(shè)計(jì)計(jì)算。d.設(shè)計(jì)聯(lián)接螺栓。e.計(jì)算機(jī)或手工繪制工作圖：球磨機(jī)總體圖（附手冊P39-圖723）:罐體部件圖（A2,表達(dá)出：罐體結(jié)構(gòu)；大齒圈連接結(jié)構(gòu)；開啟門結(jié)構(gòu)）.：小齒輪軸系部件草圖（3#復(fù)印紙.還包括軸系3D2D受力圖：彎矩圖：扭矩圖）主要零件的零件工作圖（A3小帶輪；A3小齒輪；A4/A3小齒輪軸）。f.編寫設(shè)計(jì)說明書（按目錄要求內(nèi)容：大小標(biāo)題、內(nèi)容過程及出處、結(jié)論、討論；一定有輔助說明圖；表格。注意，公式、圖、表排好順序）。二、傳動方案的總體設(shè)計(jì)及初步計(jì)算球磨機(jī)的基本

5、參數(shù)（參考手冊P19）計(jì)算內(nèi)容結(jié)果1）研磨介質(zhì)的合理載量G0Gi0.14G0式中：G:研磨物料（kg）,已知條件可知G=20kg;G:研磨介質(zhì)（鋼球）的合理裝載量（kg）。GoG0.1420/0.14142.857kg012）計(jì)算罐體體積VGV式中：V:罐體容積（m3）Y:研磨介質(zhì)（鋼球）的比重，丫取4800kg/m34:研磨介質(zhì)的填充系數(shù)，對于干式球磨機(jī)。取0.3。V G0/（）142.857/（0.34800）0.0992m33）計(jì)算罐體內(nèi)徑D_2V 一DL4G0142.857kg_3V0.0992m式中：D:球磨機(jī)內(nèi)徑（m）;D 0.472mL:球磨罐長度，L取1.2D（m）D34V12

6、0.472m4）計(jì)算電機(jī)有利工作轉(zhuǎn)速N2n237.2/、D（r/min）n237.2/.0.4754.15r/minn254.15r/min總體方案確定（參考手冊PP19-20,參考教材PP425-426/PP428-431）從球磨機(jī)的基本參數(shù)計(jì)算可知，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為54.15r/min,電動機(jī)的轉(zhuǎn)速般有1500r/min、1000r/min、750r/min三種）由此可算出本設(shè)計(jì)的傳動比i=18.098,在15到30的范圍之內(nèi)，初步擬訂以下四種方案進(jìn)行選擇（都是2級傳動）表1各種傳動方案論證簡圖優(yōu)、缺點(diǎn)簡圖優(yōu)、缺點(diǎn)電動機(jī)通過蝸輪蝸桿傳 動帶動開式齒輪。該傳 動方案結(jié)構(gòu)緊湊，占地 面積小，但傳動

7、效率低, 價格昂貴。電動機(jī)通過V帶傳動裝 置帶動一對開式齒輪。 皮帶具有減震、平穩(wěn)、 制造簡單、價格便宜等 優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是帶傳動 效率低）占地面積大。簡圖 優(yōu)、缺點(diǎn)電動機(jī)通過圓錐齒輪減 速器帶動一對開式齒簡圖 優(yōu)、缺點(diǎn)電動機(jī)通過圓柱減速器帶動一對開式齒輪。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、傳動可輪。它和圖c的情況相靠，缺點(diǎn)是機(jī)械構(gòu)造較復(fù)雜、制造費(fèi)用高。結(jié)論：根據(jù)球磨機(jī)的工作要求并考慮經(jīng)濟(jì)條件，選用方案b比較合適，既可以降低制造維修費(fèi)用，又可以得到預(yù)期的效果。選擇電動機(jī)（參考手冊P5/P20,參考教材PP427教28）90.8P 0.222V D n2(G)K(kw)V計(jì)算內(nèi)容球磨機(jī)所需功率:式中：V:球磨機(jī)的有

8、效容積，V=0.0992m3;D:球磨機(jī)的內(nèi)徑，D=0.472miG:球磨機(jī)的裝載量G=G+G=142.857+20=162.857kg=0.163t;K:電動機(jī)的儲備系數(shù)，K取1.1;刀：粉碎效率，已知T=90%0.8P1.023kwP0.2220.09920.47254.15(0.1629/0.0992)(1.1/0.9)1.023kw刀總二刀帶X刀齒輪X刀軸承P 實(shí) 1.133kw=0.95X0.96X0.99=0.90288（見手冊P44）限P/總1.133kw?由手冊PP151-152:?電動機(jī)選用：Y100L-6-B3參考手冊P5、教材PP427-428.選擇電動機(jī)表2主要性能型號

9、電機(jī)功率同步轉(zhuǎn)速最大轉(zhuǎn)矩(kw)(r/min)（N?m）90L1.133100011.04中心距H900-0.5表3外型尺寸(mm外廓尺寸安裝尺軸伸尺平鍵LX(AC/2+AD)X寸寸尺寸HDAXBDXEFXG335X(175/2+15140X1224j6X58X2圖2電動機(jī)外型尺寸確定總傳動比，分配各級傳動比（參考教材 PP428-431 ）5)X1905003大齒圈與罐體連接結(jié)構(gòu)i總n電/n2980/54.1518.098又有i總i帶i齒輪采用第二種傳動方案，即帶傳動和一對開式齒輪傳動?？紤]到：罐體尺寸較大，大齒輪須做成齒圈和罐體連接，為留出足夠的裝配、連接空間，i齒輪可取大一些；齒輪傳動的

10、傳動比較帶傳動大，則取i齒輪=6那么就有：i帶i總/i齒輪18.098/63.016計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)?(1)各軸轉(zhuǎn)速(2)各軸功率(3)各軸轉(zhuǎn)矩表4各軸的動力參數(shù)軸號傳動比i效率功率(kW)轉(zhuǎn)速(r/min)扭矩T(N.m)電機(jī)2.890.961.1194011.28I軸1.07350.2531.360.97II軸1.0354.15180.3410.99三、傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)及傳動件的設(shè)計(jì)計(jì)算帶傳動設(shè)計(jì)計(jì)算（參見手冊 PP8-9）、參考教材第11章）19計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算與根據(jù)計(jì)算結(jié)果（一）定V帶型號和帶輪直徑1 .工況系數(shù)2 .計(jì)算功率3 .帶型4 .小帶輪直徑由教材P262表1

11、1-3PcKaP1.11.133由Pc、m由教材P267圖11-5選取由圖11-5及表11-10,選Ka=1.1Pc=1.246kw5.大帶輪直徑（二）計(jì)算帶長1初定帶長2帶的基準(zhǔn)長度（三）中心距和包角1中心距2小帶輪包角取d1d2i帶d13.016100301.6mm故i帶d2/d1315/1003.15根據(jù)教材P26賦11-16及場地條件，初定a0=600mmLd02a0/2(d1d2)(d2-d1)2/4a02600/2(100315)(315-100)2/46001871.14mmaa0(Ld-Ld0)/2(式11-17)600(1800-1871.4)/2a調(diào)節(jié)564.43+54-2

12、71180-(d2-d1)/a57.3180(-315-100)/564.4357.3表11-4表11-5表11-2表11-7zPc/(P1P1)KKL1.133/(0.970.11)0.94461.011.21d1=100mm取d2=315mm選Ld=1800mma=564.43mm（四）V帶根數(shù)1基本額定功率v(d1n1)/(601000)(100980)/(601000)2功率增量3包角系數(shù)4帶修正系數(shù)5 V 帶根數(shù)（五）軸上載荷1 帶速收 1=158.2 120P1=0.97kwAP1=0.11kwKa =0.9446KL=1.012 V 帶單位長度質(zhì)量3初拉力4 作用在軸上的 力表1

13、1-12F0500Pc/(vz)(2.5-K)/Kmv25001.133/(5.132)(2.5-0.94)/0.9420.105.132FQ2zF0sin(1/2)(式11-6)22103.22sin(158.2/2)根據(jù)P271表11-9,手冊P9-圖2-1根據(jù)P271表11-9,手冊P9-圖2-1B=(z-1)Xe+2Xf=(2-1)X15+2X10=35mme=150.3f=10+2-1()1=34()2=38bp=11.0mm取z=2根hamin=2.75mmhfmin=8.7mm8min=6mmV=5.13da1=d1+2ha=105.5mmm/sda2=d2+2ha=320.5m

14、m5m/sm=0.10kg/m（六）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.小帶輪結(jié)構(gòu)及其尺寸Fo=103.22NFq=405.82N及其尺寸（注意，大、小帶輪輪轂結(jié)構(gòu)尺附L帶輪轂的小圖）第一次修改各軸的運(yùn)動和動力參數(shù)表5第一次修改各軸的參數(shù)軸號傳動比i效率功率（kW）轉(zhuǎn)速(r/min)扭矩T(N.m)電機(jī)2.84(2.81)0.961.1194011.28I軸1.07330.99(334.52)30.75(30.43)6.11(6.18)0.97II軸1.0354.15180.43(180.59)0.99開式齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算（參見手冊PP9-10,參考教材第12章）計(jì)算與說明（1）選擇齒輪材料（機(jī)械設(shè)計(jì)制圖（第三版）

15、PP304-305）?小齒輪：建議選45#調(diào)質(zhì)HB21入286,取齒面平均硬度250,應(yīng)比大齒輪高?大齒輪：做成一個齒圈（見手冊P21-圖），直徑不能太小，建議選鑄鋼ZG31卜570,取齒面平均硬度HB185?（選45#,正火HB162217，取齒面平均硬度20190)2)確定許用應(yīng)力(機(jī)械設(shè)計(jì)制圖(第三版)PP304-305)極限應(yīng)力(表12-11)：=0.7HBS+275=0.7x250+275=450afi=3=0.6HBS+220=0.6x185+220=331aF2=2(=0.7HBS+275=0.7x190+275=408)由(表12-11)，安全系數(shù)取SF=1.5(rF1=450

16、/1.5=300(MPa),aF2=331/1.5=220.67(MPa)=408/1.5=272(MPa)3)確定齒數(shù)?罐體內(nèi)徑：D=472mm;?罐壁厚度：8=10mm;?夕卜徑D2=D+28=492;?連接螺栓：M10?d2:估計(jì)630mm(見下圖及書圖1253、手冊參考圖)39a孤放大LiX_nXiTlm=1.65?由手冊圖：d2=600650如取630mm?i齒=i總/i帶=17.359/2.84（2.81）=6.11（6.18）?對于開式齒輪：Z1=1720,若取Z1=23?貝UZ2=Z1i齒=23X6.11=143（考慮到兩齒數(shù)互為質(zhì)數(shù)）?m=630/143=4.4,取m=5?所

17、以i齒=143/23=6.217（4）強(qiáng)度計(jì)算確定模數(shù)m（開式齒輪應(yīng)計(jì)算模數(shù)3再增大m以考慮磨損的影響）?KA=1（表128）、KV=1.2、jd=0.8（表129）,KB=1.03（圖1226）,YFS1=4.3&YFS2=3.98（表1210;手冊P364）,3004.360.243 Ysa2YFa2F23 3.96:220.670.26取m=5m32立尸2321.236307503.961.62,dZ1F2-0.820220.67?m=1.621.62x0.1=1.8，?mW5（工程中m不能太小，給加工制造帶來不便且開式也應(yīng)取大些,也可類比參考圖5）確定幾何尺寸?d1=5x23=115,

18、d2=5x143=715,?da1=,da2=?df1=,df2=（此為關(guān)心所在）?為了解決在安裝時的誤差：?b1=b2+（510）=90,?b2=d1-（J）d=100X0.8=80?罐體長L=1.2D=570mm第二次修改各軸的運(yùn)動和動力參數(shù)表6第二次修改各軸的參數(shù)軸號傳動比i效率功率(kW)轉(zhuǎn)速(r/min)扭矩T(N.m)電機(jī)2.840.961.1194011.28I軸1.07330.9930.756.150.97II軸1.0353.82181.600.99核算實(shí)際轉(zhuǎn)速與傳動比i帶=315/100=3.15;i齒輪=240/41=5.85;i總=i帶*齒輪18.44.Ai=(i總-i總

19、)/i總=1.88%5%n2實(shí)二門電/i總=980/18.44=53.145r/min=An2=|n2實(shí)-n2|/n2=|53.145-53.15|/53.15=0.0094%10320.33=16.53mm,0.445軸承壽命：n輻=nnXR/R2=53.18266=282.92r/50min軸承選用C=10.8kN,P=fpXC=1.2X1169.59=1394NL=10610.8n60282.921.3943=27394.8h=13.7年或球磨機(jī)罐體軸系改進(jìn)設(shè)計(jì):小齒輪軸系的設(shè)計(jì)計(jì)算/1.軸受力分析如上圖2.確定軸上作用力轉(zhuǎn)速ni=311.11r/min;功率Pi=1.075kw;轉(zhuǎn)距：

20、Ti=33.01N?m;3齒輪圓周力Fta2330110644.1Nd1102.5齒輪徑向力Fr=FtXtann=644Xtan20=234.4N帶輪徑向力Fq=405.82N3 .估算最小軸徑選45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，ab=600MPad1A3P11731.07517.69mmn1311.11因有鍵槽,增大4%d1=1.04X17.69=18.4mm4 .軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸承類型選擇：6207深溝球軸承，軸徑的確定：d=35mm,d2=42mm,d3=60mm,d4=42mm,d5=35mm,d6=25mm,確定軸承型號：d=35mm,D=72mm,B=17mm,rsmin=1.1min,damin

21、=42mm,Dmax=65mm,C=19.8kN,C=13.5kN軸段長度的確定：L1=17mm;L=13mm;L=5mm;L=85mm;L=66.5mm;L6=38mm計(jì)算支反力：XA=XB=Ft/2=322.05N-FrX70+YBX140-FqX200=0,/.Yb=696.9NYA=Fr+FbYB=-56.68N軸的強(qiáng)度校核：危險截面在B處，Md=103329=16.85mm,考慮鍵槽,0.155dmin=1.04X16.85=17.52mm,可知此軸安全5 .選擇軸承計(jì)算壽命選6205,查表：C=10800N、fp=1.2、P=fpRB=(919.2)算壽命：Lh=85142小時=4

22、3年6 .選擇鍵并驗(yàn)算鍵的強(qiáng)度?只算帶輪處的鍵強(qiáng)度(最細(xì))鍵的確定安裝帶輪處，由L=40mm,L=38mm,d=25mm選平鍵。B=8mm,h=7mm,L=30mm,t麗0.2,t1=3,3002安裝齒輪處，由d4=42mm,L=85mm選平鍵。B=12mm,h=8mm,L=7,t=Q00.2,t1=3.3002鍵的校核3齒輪鍵：p=建=233.0110=8.58MPapdkl454.538=50MPa=125MPa帶輪鍵:=50MPa2Medbl32 33.01 1045 14 38=2.76MPa32Me = 2 33.01 10dkl 25 3.5 30=25.15MPatp=2.76MPat3_2Me_233.0110=dbl25830=125MPa五、聯(lián)接螺栓的校核用普通螺栓，一共6個，3對，M10分布于d=550mm勺圓周上FX550X10-3=T1.=F33.012320N2655010Fq產(chǎn)=10=173.33fm0.151=U,Ss=5,45號鋼的S=360MPaSS