【文章內(nèi)容簡介】 “皮帶 — 行星式齒輪”傳動機構(gòu)，主要是因為該傳動機構(gòu)具有傳動效率高 、加工成本低的優(yōu)點。故本次設(shè)計也采用“皮帶 — 行星式齒輪”傳動機構(gòu)，其傳動原理如圖 所示： 圖 小型球磨機行星式傳動機構(gòu)示意圖 本實用新型臥式運動行星球磨機涉及的是一種適用于同時 球磨多種磨料的臥式行星球磨機。動力傳輸機構(gòu)由電動機 小帶輪 傳動皮帶 2和大帶輪 10組成。行星旋轉(zhuǎn)機構(gòu)由太陽輪 托盤 行星輪 球磨罐 5 組成，其中球磨罐 5和托盤 8之間由深溝球軸承連接組成旋轉(zhuǎn)副。托盤 太陽輪 9和大帶輪 10通過鍵連接的方式固連。小帶輪 3 和電動機 1通過鍵連接的方式固連。其工作過程為：由電動機 1 帶動小帶輪 3 按規(guī)定速度運動，再經(jīng)皮帶 2本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 7 頁 將動力傳遞到大帶輪 10，大帶輪 10 與太陽輪 9 和托盤 7 通過鍵連接固連，從而使太陽輪 9旋轉(zhuǎn)，又由于行星外齒圈 4固定在機體上，行星輪 8只能繞太陽輪 9 進行公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)運動 。從而使固連在行星輪 8 上的球磨罐 5 繞太陽輪旋轉(zhuǎn)中心進行公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)運動。由于公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn)的疊加使球磨罐旋轉(zhuǎn)，球磨罐內(nèi)的磨球在離心力及重力的作用下與磨料相互碰撞把磨料粉碎和磨細。 2． 4 小型球磨機的主要技術(shù)參數(shù) 本次設(shè)計內(nèi)容的主要技術(shù)參數(shù)請參照表 ： 轉(zhuǎn)速（自轉(zhuǎn)） 轉(zhuǎn)速比（公轉(zhuǎn)：自轉(zhuǎn)） 最大連續(xù)工作時間 轉(zhuǎn)速允許誤差 0580r/min 1:2 48h 177。 5% 球磨罐個數(shù) 容量 /罐 4 2L 表 小型球磨機行星式球磨機主要技術(shù)參數(shù) 2． 5 本章小結(jié) 本章主要介 紹了小型行星式球磨機的工作原理以及小型行星式球磨機的用途和分類。根據(jù)目前市場上的小型球磨機的結(jié)構(gòu)，提出了小型球磨機的整體設(shè)計方案，并根據(jù)要求確定了小型球磨機的主要技術(shù)參數(shù)。為后面的具體設(shè)計內(nèi)容提供依據(jù)。 第 8 頁 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第三章 小型球磨機主要部件設(shè)計和校核計算 3． 1 球磨罐的確定 球磨罐材質(zhì)的選擇 常見的球磨罐材質(zhì)主要有尼龍、聚氨酯、剛玉、不銹鋼、陶瓷等。其中不銹鋼材質(zhì)的球磨罐不耐磨，會帶入雜質(zhì)，不過耐腐蝕性強。聚氨酯耐磨性好，而且也具有很好的耐腐蝕性，同時不會帶入無機物雜質(zhì)。陶瓷罐 無論在耐腐蝕性和耐磨性上都是最好的，但很難做成大尺寸的罐體。由于該設(shè)計的球磨機主要用于陶瓷粉末的研磨，又考慮到陶瓷具有很強的硬度，故選擇陶瓷做為球磨罐的材質(zhì)。同樣，磨球的材質(zhì)也是陶瓷材料。 球磨罐尺寸的確定 球磨罐均采用圓柱空心結(jié)構(gòu)，故球磨罐的容積為： hdV ??? 221? 式中， d代表 球磨罐內(nèi)孔直徑， h表示球磨罐內(nèi)孔深度。 根據(jù)設(shè)計要求，球磨罐容積為 2L，由實際要求，定球磨罐內(nèi)孔深度 h為 100mm。 將 mmV 6102?? 和 mmh 150? 代入（ 1）式得 mmmmhVd 10222 6 ??????? ?? 初步確定球磨罐壁厚 t=10mm 每罐內(nèi)陶瓷磨料按 100g 計算，另外球磨罐端蓋壓頭質(zhì)量為 500g，研磨球質(zhì)量為 700g 當球磨罐空載時，球磨罐質(zhì)量為 ghtdVM m a n 232 ???????? ??????????? ??? ????罐 當球磨罐滿載時，球磨罐的總質(zhì)量為 1 2 3 384 0 100 500 700 514 0gM M M M M? ? ? ? ? ? ? ? ? 3． 2 行星齒輪的設(shè)計 和校核 機構(gòu)簡圖的確定 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 9 頁 由上述原理圖得知，該行星式齒輪傳動機構(gòu)簡圖如圖 ，齒輪 a 為太陽輪，齒輪c為行星輪，齒輪 b固定。齒輪 c繞行星架 X旋轉(zhuǎn)。當主動齒輪 a按一 定速度旋轉(zhuǎn)時，行星齒輪 c按一定的減速比既繞齒輪 a的中心軸做公轉(zhuǎn)運動又繞自身中心軸線做自轉(zhuǎn)運動。 圖 行星齒輪傳動機構(gòu)簡圖 齒形與精度 常見的齒輪傳動主要有直齒齒輪傳動和斜齒輪齒 輪傳動。與直齒輪相比，斜齒輪具有以下優(yōu)點： （ 1） 齒廓接觸線是斜線，一對齒是逐漸進入嚙合和逐漸脫離嚙合的，故運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小。 （ 2） 重合度大，并隨齒寬和螺旋角的增大而增大，故承載能力高，適于高速傳動。 （ 3） 斜齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)小于直齒輪。 由于該行星齒輪傳動屬于低速傳動，為了方便加工和裝配，故齒輪齒形角確定為標準齒形角 20176。，齒輪齒形采用直齒齒形。 齒形材料及性能 太陽輪和行星輪均采用硬齒面，內(nèi)齒輪采用軟齒面，以提高承載能力，減小尺寸。齒輪材料及其性能參照下表。 表 1 齒輪材料及其性能 齒輪 材料 熱處理 limH? (N/mm178。) limF? (N/mm178。) 加工精度 太陽輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC5862 1400 350 6級 行星輪 245 第 10 頁 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 內(nèi)齒輪 40Cr 調(diào)質(zhì) HB252286 650 220 7級 齒輪設(shè)計計算 由于公轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速與自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的速度比為 1:2，故 2?xtZZ 式中， tZ 是指太陽輪的齒數(shù)； xZ 是指行星輪的齒數(shù)； 查《機械設(shè)計手冊》圖 37a 的 17min ?xZ ，取 17?xZ 。 傳動扭矩 331 4 4 5 1 4 0 1 0 9 .8 1 2 0 1 0 1 8T M g L N m??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 式中 L 為行星輪中心距太陽輪中心的中心距離，初步確定為 120mm。 （ 1） 按齒面接觸強度計算太陽輪分度圓直徑 用式 ? ?3 211 ????????????HEdZuuKTd ?? 進行計算，式中系數(shù)如下： 2?? xtZZu ,K=， ?d? ， ?EZ ,? ? 650?H? 則太陽輪分度圓直徑為： ? ? 3233211 ?????????????????????????HEdZuuKTd ?? 現(xiàn)定太陽輪齒數(shù) 40?tZ ，模數(shù) m=3。 同樣地，行星輪齒數(shù) 20?xZ ，模數(shù) m=3。 經(jīng)查《機械設(shè)計手冊》圖 1820得知，節(jié)點區(qū)域系數(shù) ? 端面重合度 121 1 1 11 . 8 8 3 . 2 c o s 1 . 8 8 3 . 2 c o s 9 0 1 . 6 44 0 2 0ZZ??? ??? ?? ?? ??? ? ? ? ? ? ? ??? ?? ???? ???????? 由于已經(jīng)保證了安裝條件，同心條件，具體計算如下表： 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 11 頁 表 2 行星傳動齒輪計算結(jié)果 齒輪校核 經(jīng)《機械設(shè)計手冊》式 1827計算，螺旋角系數(shù) cos 1Z? ??? 經(jīng)《機械設(shè)計手冊》式 1827計算，重合度系數(shù) 11 0 .7 81 .6 4Z ???? ? ? 校核齒面接觸疲勞強度 由《機械設(shè)計手冊》式 1826計算，齒面接觸應(yīng)力 312212 1 2 2 . 1 8 1 8 1 0 2 11 9 0 2 . 4 3 0 . 7 8 1 3 7 6 6 5 03 0 6 0 2HH E H KT uZ Z Z Z M P a M P ab d u??? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? 齒面接觸疲勞強度足夠。 序號 名稱 代號 計算公式 計算結(jié)果 1 模數(shù) m 取標準值 3mm 2 分度圓壓力角 ? 取標準值 ??20? 3 齒頂高系數(shù) *ah 取標準值 1*?ah 4 徑向間隙系數(shù) *c 取標準值 *?c 5 分度圓柱螺旋角 ? 0?? 0?? 6 分度圓直徑 d tt mZd? xx mZd ? mmdt 120403 ???mmd x 60203 ??? 7 未變位中心距 a ? ?xt dda ?? 21 mma 90? 8 實際中心距 a? 采用標準齒輪 mma 90?? 第 12 頁 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 3． 3 電動機的選擇 3． 電動機的功率計算 初步設(shè)定帶傳動比為 1:2。由以上計算得知，大帶輪的轉(zhuǎn)矩為 mNT ??18 ，大帶輪的轉(zhuǎn)速為 m in/2905802121 rnn z ????， 則大帶輪的傳動功率為 kwnTP 9550195501 ?????? 則電動機的傳動功率為 ????? PKP A電 即電機功率選定為 。 基于本次設(shè)計要求，選定臺灣榮立創(chuàng)公司生產(chǎn)的單相交流電動機，該電動機主要技術(shù)參數(shù)見下表： 型號 額定功率 額定電壓 轉(zhuǎn)速可調(diào) 配減速器 TCH287504060C 750W 220V 01400r/min 1: 3． 4 帶傳動設(shè)計 3． 帶型選擇 根據(jù)傳動帶的截面形狀，摩擦型帶傳動可分為平帶傳動、 V 帶傳動和圓帶傳動。 V帶傳動又可分為普通 V帶傳動、窄 V帶傳動、聯(lián)動 V帶傳動等。 V 帶的橫截面為等腰梯形，工作時其兩側(cè)面與輪槽的側(cè)面相接觸，而 V 帶與輪槽槽底并不接觸。由于輪槽的楔形效應(yīng)，楔形槽可以增大法向壓力，在初拉力相同的條件下時， V 帶傳動較平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力，故可傳遞更大的載荷，具有較大的牽引能力。因此，在本次設(shè)計中，采用 V帶傳動方式。 3． 帶傳動設(shè)計 由以上計算可知，小帶輪轉(zhuǎn)速 min/5801 rn ? ，大帶輪轉(zhuǎn)速 min/2902 rn ? 普通 V 帶型號，查《機械原理與機械設(shè)計》中表 174，得 ?AK kwkwPKP Ac ???? 根據(jù) cP 和 1n ，選取 Z 型 V帶 查《機械原理與機械設(shè)計》中圖 1711 并參照表 175，選取 本科畢業(yè)設(shè)計說明書 第 13 頁 mmdd 501 ? ， mmnndd dd 1002502112 ????? 帶速 smsmndvd /?? ?????? ?? 中心距、帶長及包角 根據(jù)式 ? ? ? ?21021 dddd ddadd ???? ， ? ? ? ?1 0 05021 0 0 ?????? a 即 300105 0 ??a ，初步確定中心距 mma 2020 ? 帶的基準長度 ? ? ? ? ? ? ? ? mmmma ddddaL ddddd 501001005022020422 20212210 ??????? ? ???????????? ?? 由表 179，選帶的基準長度 mmLd 7