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一、设计任务概述
1、设计题目：加热炉装料机设计
2、设计规定
（1）装料机用于向加热炉内送料，由电动机驱动，室内工作，通过传动装置使装料机推杆作往复移动，将物料送入加热炉内。
（2）生产批量为5台。
（3）动力源为三相交流电380/220V，电机单向转动，载荷较平稳。
（4）使用期限为2023，大修期为3年，双班制工作。
（5）生产厂具有加工7、8级精度齿轮、蜗轮的能力。
加热炉装料机设计参考图如图
1加热炉装料机设计参考图
1—电动机 2—联轴器 3—蜗杆副 4—齿轮
5—连杆 6—装料推板
3、原始技术数据
推杆行程200mm,所需电机功率 ,。
4、设计任务
（1）完毕加热炉装料机总体方案设计和论证，绘制总体原理方案图。
（2）完毕重要传动部分的结构设计。
（3）完毕装配图一张（用A0或A1图纸），零件图2张。
（4）编写设计说明书1份。
二、加热炉装料机总体方案设计
1、传动方案的拟定
根据设计任务书，该传动方案的设计提成减速器和工作机两部分：
（1）、工作机的机构设计
工作机由电动机驱动，，原动件输出等速圆周运动。传动机构应有运动转换功能，将原动件的回转运动转变为推杆的直线往复运动，因此应有急回运动特性。同时要保证机构具有良好的传力特性，即压力角较小。为合理匹配出力与速度的关系，电动机转速快扭矩小，因此应设立蜗杆减速器，减速增扭。
（2）、减速器设计
为合理匹配出力与速度的关系，电动机转速快扭矩小，因此应设立蜗杆减速器，减速增扭。
图为高速级输入，低俗级输出，二级齿轮—蜗杆减速器示意图
电动机选择
选择电动机类型：
按工作条件和规定，选用Y系列全封闭自扇冷式笼型三相异步卧式电动机，电压380v。
选择电动机容量：
由设计规定得电动机所需功率。因载荷平稳，电动机额定功率略大于即可，因此选定电动机额定功率Ped为3kw。
拟定电动机转速：
曲柄工作转速nw= ，减速器传动比为60～90，故电动机转速可选范围为
。符合这一范围的同步转速有1500r/min, 故选定电动机转速为1500r/min。进而拟定电动机型号为Y100L2-4，满载转速1420r/min。
分派传动比
计算总传动比：
分派减速器的各级传动比：
取第一级齿轮传动比i1=3，则第二级蜗杆传动比为i2=iai1=
运动和动力参数计算
滚动轴承效率：η 1=
闭式齿轮传动效率：η 2=
蜗杆传动效率：η 3=
联轴器效率：η 4=
传动装置的总效率为：
η=η13×η2×η3×η4=
0轴（电机轴）：
P0=Pd=
n0=nm=1420r/min
T0=9550P0n0=9550×∙m=∙m
1轴（高速轴）：
P1=P0η01=P0η1=×=
n1=n0=1420r/min
T1=9550P1n1=∙m
2轴（蜗杆轴）：
P2=P1×η1×η2=××=
n2=n1/i1=
T2=9550P2n2=∙m
3轴（蜗轮轴）：
P3=P2×η3×η1=××=
n3=n2i2=n2/=
T3=9550P3n3=∙m
运动参数和动力参数的计算结果列表如下：
轴名
功率P / kW
转矩T /N·m
转速
N（r/min）
传动比i
效率
η
输入
输出
输入
输出
电机轴
1420
1
高速轴
1420
1
蜗杆轴
3
蜗轮轴
二、传动零件的设计计算
1、联轴器
根据公式：
式中：K为载荷系数；T为联轴器传递的工作扭矩（即轴的扭矩）。由于载荷较平稳，查表得，T=∙m，故Tc=∙m。
由于n1=n0= 1420r/min，所以选弹性联轴器。
匹配：电动机Y100L2-4轴径D=28mm。
综上，查表选择弹性套柱销联轴器，型号LT4，齿轮轴轴径为25mm。
2、齿轮设计
计算项目
计算内容
计算结果
1、选材、精度
考虑积极轮转速n1=1420r/min，批量较小，大齿轮用45号钢，调质解决，硬度HB=217～255，平均取230HB，小齿轮用40Cr，硬度HB=229～286，平均取260HB，精度等级选8级精度。
2、初步计算小齿轮直径
由于采用闭式软齿面传动,按齿面接触强度初步估算小齿轮分度圆直径,由附录B表由表A1取，动载荷系数，初取转矩T1=∙m
由表查取
接触疲劳极限
，
T1=∙m
取
3、拟定基本参数
圆周速度
取，
拟定模数
拟定模数m=d1z1=40mm31=，查表取
拟定齿数z1=d1m==32，z1取为32
则，z1与z2互质取97
校核传动比误差为：∆=-33=
精度等级取8级精度合理
取
传动比误差满足规定
4、校齿核面接触疲劳强度
计算齿面接触应力σH
查图得非变位斜齿轮
查表得弹性系数
重合度系数Zε为
端面重合度
重合度系数Zε为
Zε=4-εα3=4-=
纵向重合度
螺旋角系数