毕业论文-Ф1.8×14型转筒干燥机传动系统与支撑装置设计.doc
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1、 毕业设计(论文)题目1.814型转筒干燥机传动系统与支撑装置设计 系 别 航空与机械工程系专业名称 机械设计制造及其自动化班级学号 学生姓名 指导教师 二O一四 年 五 月 1.814型转筒干燥机的传动系统与支撑装置的设计摘要:本课题的目的就是设计一转筒干燥机的传动系统与支撑装置。转筒干燥器主要有以下主要部分组成。筒体是一主要部分其外廓尺寸决定于反应或操作所需要的空间。筒上装有滚圈,筒体及筒中所装物料的重量,通过滚圈而传给支座的托轮,支座装有防止筒体作轴向窜动的装置。靠近托轮一挡轮座的筒体上,装有齿圈,以带动筒体回转。装在减速箱轴上的齿轮与此齿圈相连,减速器和电动机构成一传动装置。在转筒的物
2、料端,装有一个小室,为卸出物料及传入或引入引出气体而用。筒的出料端用密封装置(迷宫或端面式的密封)加以密封。在筒的一端设有卸料装置,用以加卸出被处理的固体物料。被处理的物料与气流在转筒内即可以并流,也可以逆流。通过任务书中的条件参数,确定传动系统方案与支撑装置方案。画出系统传动简图;确定电动机型号及齿轮配置;传动功率的设计,传动参数与减速器的选择,传动件设计;熟练应用CAD绘制传动装置减速器的三维装配图。画出托轮简图;支撑装置受力的分析;研究设计轴承与托轮;设计挡轮与轴承。阅读文献,编写技术文件,编写设计说明书关键词:转筒干燥机 传动装置 减速器 支撑装置 1.8 14 type rotary
3、 drum dryer and the support device is designed to driveAbstract:The purpose of this subject is to design the transmission system of a rotary dryer and the support device. Rotary drum dryer mainly has the following main parts. The barrel body is needed in the reaction or operating space determines a
4、major part of the contour size. Cylinder is provided with rolling ring, material barrel body and barrel weight, through the roller to roller bearings, bearings arranged for preventing cylinder device for axial movement. Near the wheel cylinder wheel gear seat, a gear ring, to drive the rotating cyli
5、nder. Installed in the gearbox shaft gear and the gear ring is connected with the motor, reducer and a transmission device. In the end of rotary drum materials, provided with a chamber, used for discharging materials and incoming or introduce derivative gas. Barrel end sealing device (labyrinth seal
6、 or face type) to be sealed. A discharging device at one end of the barrel, to add a solid material is processed. The material and the air is processed in the drum can flow, can also be counter current.Through the task book condition parameters, determining the transmission system and the supporting
7、 device scheme. Draw the system transmission diagram; determine the type of motor and gear configuration; design of transmission power, transmission parameter selection and reducer, transmission parts design; 3D assembly drawing skilled application of CAD drawing gear reducer. Draw roller diagram an
8、alysis supporting device; stress; research and design of bearing and roller; design of gear wheel and bearing. Reading literature, write technical document, prepared by the design specification.Keywords: Tumble dryer 、Gearing、Reducer 、Supporting device 目 录1 绪论12 传动装置的设计32.1原始数据32.2 传动功率的确定32.3 传动装置总
9、传动比及其分配42.4 计算传动装置的动力和动力参数42.5 V带的设计计算53 开齿齿轮传动设计73.1齿轮配置简介73.2 齿轮的设计计算73.2.1齿轮计算73.2.2 齿圈的结构设计83.2.3 小齿轮宽度93.2.4 小齿轮传动轴与轴承93.2.5 联轴器94 减速器的设计114.1减速器的主要型式及其特性114.2减速器结构124.3减速器润滑14I4.4减速器圆柱齿轮传动的设计154.4.1齿轮传动特点与分类154.4.2齿轮传动的主要参数与基本要求154.4.3按软齿面闭式斜齿设计174.5轴的设计计算与校核254.5.1 减速器输入轴的结构设计264.5.2 减速器中间轴的结
10、构设计274.5.3 减速器输出轴的结构设计及其强度校核284.6轴承的选择与计算314.6.1轴承型号的选择314.6.2计算低速轴承324.7箱体的计算335 支撑装置的设计335.1 托轮345.2托轮及轴承计算345.3挡轮365.4挡轮及轴的设计36参考文献39致 谢401南昌航空大学科技学院2014届学士学位论文1.814型转筒干燥机传动系统与支撑装置设计1 绪论转筒干燥机广泛应用于食品、饲料、化工、医药、矿山、制肥等行业。根据烘干产品的要求,可采用不同的热源。如:直热式热风炉、间接式热风炉、导热油、电加热、蒸气等。该机适用于含水小于85%的各类糟渣物料的干燥,如啤酒糟、酒精糟、果
11、渣、药渣、酱糟、糖渣、淀粉渣、禽畜粪便、屠宰下脚料等,对于开辟饲料资源,降低饲养成本,减少环境污染具有良好效果。长期以来,对转筒干燥器的研究仅限于对干燥过程的试验研究和提出数学模型,这些研究并不能完全揭示转筒干燥器内部物料的运动轨迹和热力学参数的分布信息,常规的测试手段又很难测得,因而,对这种干燥器的运用和发展受到了一定的限制。在很长的时期内,转筒干燥器已经没有真正意义上的技术创新。在1996年,日本东京的Yamato Sankyo制造公司申请了一个新型转筒干燥器的专利,其新颖之处在于干燥空气从中心管穿过多条分支管而喷射到旋转的筒壁上,它不仅热质传递速率几乎是原来的两倍,而且,具有尺寸小、结构
12、简单、成本低等优点,这是这些年来,在转筒干燥器领域的主要创新。其特点:1、 转筒干燥器机械化程度高,生产能力较大,可连续运转 2、 流体通过筒体阻力小,功能消耗低 3、 对物料特性的适应性比较强 4、 操作稳定上,操作费用较低,产品干燥的均匀性好 5、结构优良简单物料通过筒体阻力运行平稳操作方便。 回转圆筒设备的转速都比较慢,一般在26r/min,因而在电动机将转矩传给转筒时就必须进行减速。减速的速比较大,通常是电动机通过减速机输出轴上的小齿轮经过一级开式齿轮传动之后,再传给装在筒体上的大齿轮而使筒体转动。随着筒体的加速大,传动功率亦越来越大。由于大功率、大速比减速器的设计制造困难很多,因此较
13、大的筒体又能采用双传动的。当用直流电动机驱动时,双传动两侧电动机的同步是完全可以实现的。确定单传动还是双传动的主要依据为电动机的功率的大小。目前电动机功率150kW以下的,均为单传动,250kW以上的一般为双传动,而150250kW则视具体条件而定。回转圆筒是用于固体颗粒物料的干燥或冷却的设备,操作时周围环境温度较高,灰尘较大,在逸出气体中往往含有腐蚀气体。选用电动机时应防尘、防腐、防爆,还应具有通风冷却装置,以适应高温辐射的需要。另外为实现加料和筒体转速同步,有用回转筒主电动机带动发电机供给加料的驱动电动机。回转干燥器由于被干燥材料的物性不稳定和重量的变动,有时需对筒体进行调速。常用的调速方
14、法有以下几种:(1) 直流电动机可控硅调速;(2) 绕线形转子异步电动机,电阻调速及可控硅串激调速;(3) 电磁调速异步电动机(又称滑差电动机);(4) 整流子变速异步电动机;(5) 鼠笼型多速异步电动机;(6) 用更换皮带轮方法进行调速。托轮装置承受整个回转部分的重量,因此是在重负荷下工作的部件,并且要使筒体滚圈能在托轮上平稳转动。托轮装置按所用轴承可分为滑动轴承托轮组和滚动轴承托轮组。滚动轴承托轮组又可分为转轴式和心轴式。还有滑动滚动轴承托轮组(径向滑动轴承,轴向滚动轴承)。滚动轴承托轮组具有结构简单,维修方便,摩擦阻力小,减少电耗及制造简单等优点。托轮挡轮标准中每组托轮承载不超过100t
15、时都用滚动轴承。由于干燥器是倾斜安装的,由自重及摩擦产生轴向力,又因滚圈和托轮轴线不平行而产生附加轴向力。形大体重的筒体的轴向位置难于固定,应允许沿轴向往复串动。为使宽度不等的托轮和滚圈的工作表面磨损均匀,也要求筒体能轴向串动。挡轮则起限制筒体的轴向窜动(普通挡轮)或控制轴向窜动(液压挡轮)的作用。为了使筒体有自由伸长的可能,故每个筒体只应用一对挡轮夹在滚圈的两边。挡轮和滚圈侧面的距离,决定于筒体的容许轴向移动距离,这样可以保证滚圈与托轮的接触,而且大、小齿轮不致超过要求的啮合范围,还可保证筒体两端的密封装置不致失去作用。2 传动装置的设计2.1原始数据 1转筒干总体尺寸:1.8(m)14(m
16、),筒体厚度:16mm;2. 支撑方式:两点支撑;3. 减速机功率:18.5kW;4. 转筒转速:5r/min;5. 物料填充率:15%。2.2 传动功率的确定采用杜马公式计算 (2-1)式中 则 其中:N为回转圆筒所需的功率;ND为电动机工作时的功率。选用电动机功率为18.5kW。异步电动机旋转磁场的转速(同步转速)有3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min等。异步电动机的转速一般要低2%5%,在功率相同的情况下,电动机转速越低体积越大,价格也越高,而且功率因数与效率较低;高转速电动机也有它的缺点,它的启动转矩较小而启动电流大,拖动低转速的农业机械时传动不
17、方便,同时转速高的电动机轴承容易磨损。结论:选用Y200L1-6异步电动机,额定功率为18.5 kW,同步转速为1000 r/min,满转时转速n0为970 r/min。2.3 传动装置总传动比及其分配由于总传动比,而开齿齿轮的传动比iG我定为5.48,为了使减速器设计为两级减速器,因此,我在电动机和减速器之间用V带传动。分配各级传动比:取V带传动比开齿齿轮传动比则减速器高速级传动比低速级传动比2.4 计算传动装置的动力和动力参数查阅资料可得:选取 电动机轴为0轴,减速器高速轴为轴,中间轴为轴,低速轴为轴,小齿轮传动轴为轴。0轴: 轴: 轴: 轴: 轴: 2.5 V带的设计计算为安全起见,带传
18、应置于铁丝网或保护罩之内,使之不能外露。已知电动机功率P=18.5KW,转速n0=970r/min, 传动比,设为2班工作制,所以每天工作时间为16小时。(1)确定计算功率:由表8-7查得=1.2, 所以。选择V带的带型:根据、由图8-11选用C型。确定带轮的基准直径并验算带速v。(2)初选小带轮的基准直径.由表8-6和表8-8,取小带轮的基准直径=200mm。(3)验算带速v,按式验算带的速度 (2-2) 因为5m/sv.(9)计算压轴力的最小值为 (2-8)3 开齿齿轮传动设计3.1齿轮配置简介1.齿轮配置中心角 单传动时,中心角一般为2050。中心角的大小影响传动装置的横向尺寸及减速器与
19、筒体的距离,当减速器与齿轮间有半开式齿轮时,中心角应略大,以保证检修减速器时,能吊起减速器箱盖等部件。双传动时,中心角内包含齿圈齿数的尾数应为0.5,使两侧齿轮的啮合过程相差半个周期。一侧在齿顶啮合,一侧在齿根啮合,使各瞬时的同时啮合齿数的差别减到最少,以提高啮合重叠系数,有利于提高传动的平稳性。2.齿轮罩齿轮罩的结构有全封闭和半封闭两种。确定齿轮罩的宽度,必须考虑筒体的轴向串动量。齿轮罩结构应注意防止漏油。在侧壁和周壁上适当部位开观察孔,以便检查和测量齿的啮合情况。3.齿轮中心距的加大冷态安装时,齿轮、齿圈的安装中心距应比理论中心距加大些,以适应齿圈径向跳动和受热膨胀,使运动中能保持齿轮啮合
20、正常的侧隙和顶隙在一定范围。加大的距离,一般为(0.001-0.002)D(D为筒体内径)。当齿圈温度较高及模数较大时,取偏大值。 齿轮的润滑一般为油池润滑,齿轮可直接浸入油池内。也可用定期涂刷油脂的办法进行润滑。3.2 齿轮的设计计算3.2.1齿轮计算根据干燥设备表8-29和8-30确定。则取则取小齿轮齿数取 按接触强度计算齿圈宽度 按式 (3-1)式中 。当齿轮圆周速度低时(一般小于1m/s)可取,转速度高时,所以取。 ,齿轮材料ZG正火 取。3.2.2 齿圈的结构设计根据干燥设备中图8-52齿圈剖面尺寸(m为模数):轮缘厚度轮毂厚度筋厚度轮辐宽度轮毂宽度设计大齿圈的正火处理HB163-1
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