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目錄
一、設(shè)計(jì)任務(wù)書 1
1.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(dòng)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.選擇電動(dòng)機(jī)
4.確定傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比，分配各級傳動(dòng)比
5.傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
三、傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算及修改傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
1.帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
2.第一次修改各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
3.開式齒輪傳動(dòng)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(dòng)和動(dòng)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.支撐輥及其軸系（或改進(jìn)工作罐體軸系）的設(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
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(dòng)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（Autodesk Inventor）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7-1)
1.電機(jī) 2.帶傳動(dòng) 3.齒輪傳動(dòng) 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(shí)；
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(dòng)機(jī)；
確定各傳動(dòng)件的傳動(dòng)比；
傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算。
b. 傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)及計(jì)算：
帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
第一次修改各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
開式齒輪的傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算；
第二次修改各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)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
支撐輥及其軸系（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7－23）；
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3D、2D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(dòng)方案的總體設(shè)計(jì)及初步計(jì)算
球磨機(jī)的基本參數(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G0
式中：G1：研磨物料（kg），已知條件可知G1=20kg；
G0：研磨介質(zhì)（鋼球）的合理裝載量（kg）。
2）計(jì)算罐體體積V
式中：V：罐體容積（m3）
γ：研磨介質(zhì)（鋼球）的比重，γ取4800kg/m3
φ：研磨介質(zhì)的填充系數(shù)，對于干式球磨機(jī)φ取0.3。
3）計(jì)算罐體內(nèi)徑D
式中：D：球磨機(jī)內(nèi)徑（m）；
L：球磨罐長度，L取1.2D（m）。
4）計(jì)算電機(jī)有利工作轉(zhuǎn)速N2
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(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一般有1500r/min、1000r/min、750r/min三種，由此可算出本設(shè)計(jì)的傳動(dòng)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(dòng)）：
表1 各種傳動(dòng)方案論證
簡圖
優(yōu)、缺點(diǎn)
簡圖
優(yōu)、缺點(diǎn)
電動(dòng)機(jī)通過蝸輪蝸桿傳動(dòng)帶動(dòng)開式齒輪。該傳動(dòng)方案結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，但傳動(dòng)效率低，價(jià)格昂貴。
電動(dòng)機(jī)通過V帶傳動(dòng)裝置帶動(dòng)一對開式齒輪。皮帶具有減震、平穩(wěn)、制造簡單、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)是帶傳動(dòng)效率低，占地面積大。
簡圖
優(yōu)、缺點(diǎn)
簡圖
優(yōu)、缺點(diǎn)
電動(dòng)機(jī)通過圓柱減速器帶動(dòng)一對開式齒輪。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)可靠，缺點(diǎn)是機(jī)械構(gòu)造較復(fù)雜、制造費(fèi)用高。
電動(dòng)機(jī)通過圓錐齒輪減速器帶動(dòng)一對開式齒輪。它和圖c的情況相似。
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(dòng)機(jī)（參考《手冊》P5/P20, 參考教材PP427-428）
計(jì)算內(nèi)容
結(jié)果
球磨機(jī)所需功率：
式中：V：球磨機(jī)的有效容積，V=0.0992m3;
D:球磨機(jī)的內(nèi)徑，D=0.472m；
G：球磨機(jī)的裝載量，G=G1+G0=142.857+20=162.857kg=0.163t；
K：電動(dòng)機(jī)的儲(chǔ)備系數(shù)，K取1.1；
η：粉碎效率，已知η=90%。
η總=η帶×η齒輪×η軸承=0.95×0.96×0.99=0.90288（見《手冊》P44）
? 由《手冊》PP151-152：
? 電動(dòng)機(jī)選用：Y100L-6-B3
參考《手冊》P5、《教材》PP427-428，選擇電動(dòng)機(jī)
=0.222*0.0992*0.472*54.15*(0.163/0.0992)0.8*(1.1/0.9)