广东工业大学成型设备课程设计（说明书）单螺杆挤出机传动系统设计年级: 2011级材加2班学号: **********________ **: *** ________ 专业: 材料成型与控制工程****: *** __二零一四年六月院系材料与能源学院专业材料成型与控制工程年级 2011级材加2班姓名黄海峰题目单螺杆挤出机传动系统设计指导教师评语指导教师 (签章)评阅人评语评阅人 (签章)成绩答辩委员会主任 (签章)年月日课程设计任务书班级材加2班学生姓名黄海峰学号 3111006711 专业材料加工发题日期：2014 年 6月日完成日期：2014 年 6 月日题目挤出机传动系统设计题目类型：工程设计设备研发一、设计任务及要求（1）要求对挤出机传动系统进行整体方案设计。

（2）绘制挤出机传动系统的结构原理图。

该原理图应清楚且准确地表示各零件的尺寸、各零件之间的装配关系。

（3）绘制螺杆的零件图，该零件图应严格安装国家制图标准制图，应标注所有的尺寸、公差、粗糙度及形位公差。

（4）撰写设计说明书，要求对电机进行选型，设计齿轮减速箱，关键零件进行强度校核，说明书应文字表达清楚，句子流畅，书写工整，插图清晰整齐。

按学校毕业设计说明书规定格式编写并装订成册（A4纸约20页）。

表3 挤出机参数表二、应完成的硬件或软件实验1.完成原理图的绘制。

2.完成螺杆零件图的绘制3.编写任务书三、应交出的设计文件及实物（包括设计论文、程序清单或磁盘、实验装置或产品等）1：设计说明书一份2：原理图纸一张3：螺杆零件图纸一张四、指导教师提供的设计资料1：机械设计手册2:液压设计手册五、要求学生搜集的技术资料（指出搜集资料的技术领域）[1]成大先主编.机械设计手册. [M].北京:化学工业出版社,2008.04[2]吴宗泽主编.机械零件设计手册.[M].北京:机械工业出版社,2004.455-488,818-869[3] 王三民编著.机械设计计算手册.[M].北京:化学工业出版社,2012.07[4] 成大先主编.机械设计手册液压传动单行本.[M].北京:化学工业出版社,2010.1[5] 李绍炎主编.自动机与自动线.[M].北京:清华大学出版社,2010.2[6] 北京化工学院、华南理工学院合编.塑料机械设计.[M].北京:轻工业出版社,1990.发出任务书日期：2014年 6月14日指导教师签名：张婧婧计划完成日期：2014年 6 月27日基层教学单位责任人签章：陈绮丽主管院长签章：肖小亭六、设计进度安排第一部分准备设计资料：6.16-6.17第二部分总体方案设计：6.18-6.19第三部分机械设计、原理图、零件图绘制 6.20-6.23第四部分说明书编写 6.24-6.25评阅及答辩 6.26指导教师：年月日系主任审查意见：审批人：年月日注：设计任务书审查合格后，发到学生手上。

广东工业大学材料与能源学院 2014年制方案的确定：根据任务书的要求，螺杆要能实现调速，故选用交流异步电动机变频调速的方案，而根据螺杆的最高转速等参数，选用一级带传动，一级齿轮传动的减速装置。

一：电机的选取挤出机驱动功率的确定由国家塑料行业部门针对国内塑料行业挤出机的驱动功率统计得出公式：N=K·2D·ns式中 N—挤出机的驱动功率（KW）D—螺杆直径（CM）sn-螺杆转速（r/min）K—系数（当Ｄ〈９０mm时，k＝０.００３５４;当Ｄ≥９０mm时，k＝０.００8）螺杆转速：100r/min,D=50mm,长径比：28所以根据上面的公式我们可以计算出挤出机的驱动功率。

即： N=K·2D·n＝0.00354*5*5*100=8.85 kws根据实际情况和电机的制造标准，选择11kw的电机。

（２）按照实际情况查表选择Y160-M型电动机，其额定功率为11kw，满载转速为1440r/min，最大转矩为2.2（３）采用各种电机调速的比较速一、用三相异步整流子电机实现无极调[]11采用这种电动机，其工作特征曲线与挤出机的工作特征曲线很相似。

因此，采用它来作原动机时，能保证有较高的功率因素与效率。

而且这种电动机启动性能好，故电动机可以得到较合理的使用。

此外，它运转性能稳定，当转速固定后受负载的变化的影响较小。

这种电动机与直流电动机比较有低成本，占地面积小等优点。

二、用直流电动机实现无级调速直流电动机的变速范围广，启动也比较平稳。

这种电动机的调速方法可以通过改变电枢电压和激磁电压实现。

使用直流电动机常需配备成套的直流供电装置，因而使它的使用受到限制。

直流电动机在速度底于100～200转/分时有工作不稳定和在低速时电机风扇冷却性能下降的缺点。

三、采用机械无极变速器与异步电动机配用进行无极调速由于电机的变速范围不能达到设计要求，所以我们采用了的三中方法来实现调速。

在设计中，我们采用了Y系列三相异步电动机（ZBK22007-88）。

Y(IP44)系列是供一般用途的全封闭自扇冷式鼠笼形三相异步电动机，具有防尘或其它杂物侵入之特点，它是我国最新设计的统一系列。

Y系列电动机具有高效、节能、性能好、噪音低、振动小、可靠性高等特点，安装尺寸符合通用标准，使用维护方便。

主要技术参数电源：380伏绝缘等级：B频率：50赫兹接法：P〉3KW，采用三角形接法工作方式：连续（S1）综合比较结果，根据国家行业标准，选用Y160-M电动机2.3系统传动方案（1）.传动比的分配由于电机的转速为1440转/分,螺杆的转速为100转/分所以：整个系统的降速比是i= nm /nw=1440/100=14.4。

带传动的传动比取 i1= 3.4。

故减速器的降速比是i2= 14.4/3.4 = 4.24（2）减速器基本说明查表可得单级圆柱齿轮的减速比为3-6，故减速器的降速比为4.24在此范围内，可以使用单级降速即可达到目标。

即i2=4.24·各轴转速如下：电动机轴为0轴，减速器高速轴为1轴，低速轴为2轴，则：n 0=nm=1440r/minn 1=n/i1=1440/3.4=424r/minn 2=n1/i2=424/4.24=100r/min·各轴输入功率按电机额定功率Ped计算各轴的输入功率，即：P 0=Ped=11kwP 1=Pη1=11*0.96=10.56kwP 2=P1η2η3=10.56*0.99*0.97=8.85kw·各轴转矩T 0 = 9550*P0 /n=9550*11/1440 = 72.95 N·mT 1 = 9550*P1 /n1=9550*10.56/424 = 237.85 N·mT 2 = 9550*P2 /n2=9550*10.14/100 = 968.37 N·m中心高H 外形尺寸L×(AC/2+AD)×HD 底角安装尺寸 A×B地脚螺栓孔直径 K轴伸尺寸D×E装键部位尺寸 F×GD160 612×347×385254×210 15 42×110 12×8二：V 带设计和校核1.确定计算功率p k p A d =A K —工作情况系数，查表4.3得k A =1.2； p —电机的功率，kW表：工况系数计算得：p k p A d ==1.2 X 11 = 13.2KW2. 选择V 带带型根据V 带计算功率Pd 和电机转速n 0 查看机械设计图8-11得选用A 型V 带3. 确定带轮的基准直径dd 并验算带速V1）初选小带轮的基准直径dd1 。

由表8-6和表8-8,取小带轮的基准直径mm d 90d 1=2)验算带速V 根据（8-13)计算如下 V = sm s mn d v d 78.610006014409010006011=⨯⨯⨯=⨯=ππ因为s m V s m 305 ，故带速合适。

3）计算大带轮的基带直径。

根据公式（8-15a),计算大带轮的基准直径2d dmm mm id d d 306904.3d 12=⨯==根据表8-8，圆整为2d d =315mm. 4. 确定V 带的中心距a 和基准长度d L 1）根据式（8-20），初定中心距0a =500mm. 2）由式（8-22）计算带所需的基准长度]mmmm a d d d d a d d d d 16615004)90315()31590(250024)()(2L 22122100d ≈⨯-++⨯⎢⎣⎡+⨯=-+++≈π由表8-2选带的基准长度mm 1600L d =。

3） 按式（8-23）计算实际中心距amm mm L d 470)216611600500(2L -a a 0d 0≈-+=+≈ 中心距变换范围为443 ~515mm. 5. 验算小带轮上的包角1αοοοοοα901524703.57)90315(1803.57)d -180121≥≈--=-≈a d d d （6. 计算带的根数z1) 计算单根V 带的额定功率r P 。

由mm d 90d 1=和min1440n 1r =，查表8-4a 得kw 064.1P 0=。

根据min1440n 1r=，i=3.4和A 型带，查表8-4b 得w k 17.0P 0=∆。

查表8-5得925.0K =α，表8-2得99.0K L =，故w 13.1)(P 00r k K K P P L =••∆+=α2）计算V 带的根数z89.313.14.4P Z ca ===r P 取4根7.计算单根V 带初拉力的最小值m in 0F ）（N qv zvK 143P K -5.2500F 2camin0=+⨯=αα）（）（ 应使得min 00)(F F > 8.计算轴压力N F z 11102sin)(2)F 1min 0min p ==α（9.带轮设计V 带轮时应该满足：质量小，结构工艺性好，没有过大的铸造内应力。

质量分布均匀，转速高时要经过动平衡实验，轮槽工作面精细加工（表面粗糙度一般为3.2），以减小带的磨损，各槽的尺寸和角度应该保持一定的精度，以使载荷分布较为均匀等。

在这个设计中由于皮带轮的直径比较大，所以采用轮辐式结构。

皮带轮的材料带轮的材料主要采用铸铁，常用材料为200HT 。

结构尺寸1.小带轮直径a d a h d d 21+= 查表4.10知，ha=4.8mm ，由V 带的设计计算中知道d d1=90mm所以 d a1=4.8x2+90=99.6mm 表4.10：轮槽截面尺寸2. 大带轮的直径6.3158.423062d 22=⨯+=+=a d a h d3. 轮缘宽度110162)5.05.25)(14(2)1(=⨯+±-=+-=f e z B mm4. nAp h 2901=A 为轮辐数，P 为传递功率，n 为带轮转速。