机械设计课程设计
计算说明书
设计题目：加热炉装料机设计 院系： 设 计 者： 指导教师：
年 月日
北京航空航天大学
机械设计课程设计
设计任务书
1、设计题目：加热炉装料机 2、设计要求
（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10年，每年工作300天，大修期为三年，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
3、技术数据
推杆行程200mm,所需电机功率 2kw,推杆工作周期4.3s.
4、设计任务
（1）完成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）完成主要传动部分的结构设计。
（3）完成装配图一张（用A0或A1图纸），零件图两张。 （4）编写设计说明书1份。
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目录
一、总体方案设计 .......................................................................................................... 3 1、执行机构的选型与设计.......................................................................................... 3 2、传动装置方案确定 ................................................................................................. 4 二、传动零件的设计计算 ............................................................................................... 6 1、联轴器 ................................................................................................................... 6 2、齿轮设计................................................................................................................ 6 3、蜗轮蜗杆设计 ...................................................................................................... 12 三、轴系结构设计及计算 ............................................................................................. 16 1、轴的强度计算 ...................................................................................................... 16 2、轴承校核计算 ...................................................................................................... 24 3、键校核计算 .......................................................................................................... 29 四、箱体及附件设计..................................................................................................... 30 五、润滑与密封 ............................................................................................................ 30 1、齿轮、蜗杆及蜗轮的润滑 .................................................................................... 30 2、滚动轴承的润滑................................................................................................... 31 3、油标及排油装置................................................................................................... 31 4、密封形式的选择................................................................................................... 31 六、技术要求................................................................................................................ 31 七、总结与体会 ............................................................................................................ 32 参考文献 ....................................................................................................................... 32
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一、总体方案设计
1、执行机构的选型与设计
（1）机构分析
①执行机构由电动机驱动，电动机功率2kw，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。
②为合理匹配出力与速度的关系，电动机转速快扭矩小，因此应设置蜗杆减速器，减速增扭。 （2）机构选型
方案一：用摆动导杆机构实现运动形式的转换功能。
方案二：用偏置曲柄滑块机构实现运动形式的转换功能。
方案三：用曲柄摇杆机构和摇杆滑块机构串联组合，实现运动形式的转换功能。
方案一
方案二 方案三
（3）方案评价
方案一：结构简单，尺寸适中，最小传动角适中，传力性能良好，且慢速行程为工作行程，快速行程为返回行程，工作效率高。
方案二：结构简单，但是不够紧凑，且最小传动角偏小，传力性能差。
方案三：结构复杂，且滑块会有一段时间作近似停歇，工作效率低，不能满足工作周期4.3秒地要求。
综上所述，方案一作为装料机执行机构的实施方案较为合适。 （4）机构设计
急回系数k定为2，则??1=240°, ??2=120°, 得θ=60°。
简图如下：暂定机架长100mm，则由θ=60°可得曲柄长50mm，导杆长200mm。
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（5）性能评价
图示位置即为γ最小位置，经计算，??min=90°?23°=67°。性能良好。
2、传动装置方案确定
（1）传动方案设计
由于输入轴与输出轴有相交，因此传动机构应选择锥齿轮或蜗轮蜗杆机构。 方案一：二级圆锥——圆柱齿轮减速器。 方案二：齿轮——蜗杆减速器。 方案三：蜗杆——齿轮减速器。
方案一
方案二 方案三
（2）方案评价
由于工作周期为4.3秒，相当于14r/min, 而电动机同步转速为1000r/min或1500r/min,
故总传动比为i=71或107 , i较大，因此传动比较小的方案一不合适，应在方案二与
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