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河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
題目名稱
雙齒輥破碎機(jī)
學(xué)生姓名
李振龍
專業(yè)班級(jí)
機(jī)制08-3班
學(xué)號(hào)
0828070102
1、 選題的目的和意義：
新型雙齒輥破碎機(jī)是國(guó)外近年出現(xiàn)的一種破碎設(shè)備，同其他類型的破碎機(jī)相比，具有重量輕、體積小、功耗低，生產(chǎn)率高，出粒粒度均勻等諸多優(yōu)點(diǎn)，特別適用用與露天礦的破碎站很公路建設(shè)碎石，目前國(guó)內(nèi)對(duì)該設(shè)備需求量很大，由于引進(jìn)價(jià)格昂貴，因?yàn)閷?duì)其進(jìn)行技術(shù)消化吸收便成為當(dāng)前的迫切責(zé)任。建設(shè)一批高產(chǎn)，高效的現(xiàn)代化礦區(qū)國(guó)產(chǎn)輥式破碎機(jī)在我國(guó)綜合機(jī)械化煤礦、冶金、水泥、玻璃，陶瓷等工業(yè)部門中起主導(dǎo)作用，對(duì)我國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，從而促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的穩(wěn)定。
2、 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)述：
輥式破碎機(jī)出現(xiàn)于1806年，它是一種較為古老的破碎設(shè)備。但是，由于它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊輕便、易于制造、工作可靠，特別是它的產(chǎn)品過粉碎少，因此，至今仍在選煤、冶金燒結(jié)、水泥、玻璃、陶瓷等工業(yè)部門，以及小型選礦廠中使用，而且有新的改進(jìn)與發(fā)展。輥式破碎機(jī)被廣泛用于破碎軟質(zhì)和中等硬度的物料，對(duì)破碎濕料和黏性物料和堅(jiān)硬物料，使用范圍受到了限制。
近年來(lái)，國(guó)外輥式破碎機(jī)發(fā)展的得很快，種類也很齊全。按輥?zhàn)拥臄?shù)目，輥式破碎幾可以分為單輥、雙輥、三輥、和四輥四種；按輥面形狀，可以分為光輥、齒輥、槽輥破碎機(jī)，輥式破碎機(jī)等等
就其結(jié)構(gòu)而言，大多采用自動(dòng)移動(dòng)輥機(jī)結(jié)構(gòu)，液壓調(diào)整，油—液控制系統(tǒng)等新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)。但各制造廠所采用的結(jié)構(gòu)形式和控制系統(tǒng)各有不同，獨(dú)具特色。如美國(guó)Pettibone公司生產(chǎn)的雙輥破碎機(jī)，應(yīng)用橡膠輪胎傳動(dòng)，液壓調(diào)整機(jī)構(gòu)，采用自動(dòng)定位滾子軸承，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，使用壽命較長(zhǎng)。還有美國(guó)Portec公司生產(chǎn)的三輥破碎機(jī)，由一個(gè)固定輥和兩個(gè)移動(dòng)輥組成。移動(dòng)輥由彈簧保持壓力及固定工作位置。固定輥由齒輪驅(qū)動(dòng)，移動(dòng)輥由橡膠輪胎傳動(dòng)，可進(jìn)行單向給料破碎和雙向給料破碎。三輥破碎機(jī)由單輥破碎機(jī)和雙輥破碎機(jī)組合而成。而四輥破碎機(jī)由兩個(gè)雙輥破碎機(jī)組合而成，這種破碎機(jī)能完成粗碎和終碎兩道工序，破碎效率很高。
3、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所采用的研究方法和手段：
對(duì)輥式破碎機(jī)進(jìn)行分析，探究雙齒輥破碎機(jī)設(shè)計(jì)的可行性。完成對(duì)輥式破碎機(jī)的分析并對(duì)雙齒輥破碎機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，零、部件的設(shè)計(jì)計(jì)算及其強(qiáng)度校核，并對(duì)破碎部分進(jìn)行優(yōu)化，主要是齒輥與破碎砧部分。
具體設(shè)計(jì)步驟如下：
1、 初步確定破碎機(jī)參數(shù)
2、 確定原動(dòng)機(jī)
3、 選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
4、 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)
5、 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)
6、 齒輪強(qiáng)度校核
7、 軸、軸承和鍵設(shè)計(jì)
8、 破碎機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
四、主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況：
《礦山機(jī)械制造工藝學(xué)》張永忠，蘇斯華主編.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2000；
《滾筒式采煤機(jī)理論設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》劉春生主編.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社.2003；
《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》成大先主編.北京化學(xué)工業(yè)出版社.2004；
《機(jī)械制造工程學(xué)》李文雙主編.黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社.2004；
《破碎粉磨機(jī)械設(shè)計(jì)》劉樹英主編.東北大學(xué)出版社，2001
五、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排（按周說明）：
第5周—第9周：畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)報(bào)告。
第10周：畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告。
第11周：英文翻譯。
第12周—第13周：完成設(shè)計(jì)計(jì)算。
第14周—第15周：根據(jù)情況修改，寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。
第16周：提交畢業(yè)設(shè)計(jì)，根據(jù)導(dǎo)師意見修改，進(jìn)行答辯準(zhǔn)備。
第17周：畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。
六、指導(dǎo)教師審批意見（對(duì)選題的可行性、研究方法、進(jìn)度安排作出評(píng)價(jià)，對(duì)是否開題作出決定）：
指導(dǎo)教師： （簽名）
年 月 日
摘 要
國(guó)內(nèi)目前原煤的破碎一般采用錘式破碎機(jī)或齒輥式破碎機(jī)。錘式破碎機(jī)是以高速運(yùn)動(dòng)的錘頭打擊物料，在破碎腔內(nèi)受到相互破碎沖擊和剪切。齒輥式破碎機(jī)是在齒的作用下對(duì)物料進(jìn)行劈碎，破碎后的物料直接排出，因此破碎粒度比較均勻。目前的雙齒輥破碎機(jī)由于整體結(jié)構(gòu)的不合理和破碎齒磨損快不能修復(fù)等原因，使用效果大大降低甚至很差。
我所設(shè)計(jì)的新型雙齒輥破碎機(jī)是在吸取國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上研制和設(shè)計(jì)出來(lái)的破碎機(jī)，很有發(fā)展前景和市場(chǎng)前景。通過資料收集、整理和設(shè)計(jì)，我設(shè)計(jì)的雙齒輥破碎機(jī)完成了。通過對(duì)資料的搜集、查找，我找到了很多對(duì)設(shè)計(jì)有用的參考資料，從而保證了設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行。這次設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次綜合檢驗(yàn)和全面總結(jié)。在這個(gè)過程中我學(xué)會(huì)了獨(dú)立思考、在實(shí)踐中找答案、在前人的基礎(chǔ)上求創(chuàng)新。
關(guān)鍵詞:雙齒輥破碎機(jī) 破碎 設(shè)計(jì) Abstract
Domestic current coal is broken generally using hammer breakers or toothed roll breakers. Hammer breakers is based on the high speed movement of the hammer and blow materials which is broken by impact and shear in crushing cavity.Toothed roll breakers chop materials by teeth action,then immediatly output.So its particle is well-distributed.Current toothed roll breakers is very bad in using effects because the whole structure is unreasonable and teeth is wearing out very fast.
New double toothed roll breakers which is designed by me absorb developed technology which is developed and designed as breakers.It has a bright vista in development and maket.Double toothed roll breaker which I designed is complete by collect and tidy data.I found many useful information through find and collect and guarantee the developing of design.This design is a composite test for my university knowledge.I learnt think by myself found answer in practice and created something new based on former.
Key words:double toothed breaker crush design
II
目 錄
摘要…………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract……………………………………………………………………………Ⅱ
前言 …………………………………………………………………………………1
1、總體設(shè)計(jì)方案……………………………………………………………………6
1.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)……………………………………………………………………6
1.2 設(shè)計(jì)產(chǎn)品的用途和應(yīng)用領(lǐng)域………………………………………………6
1.3 設(shè)計(jì)目標(biāo)……………………………………………………………………6
1.4 研究?jī)?nèi)容……………………………………………………………………7
1.5 設(shè)計(jì)方案……………………………………………………………………7
1.6 題目的可行性………………………………………………………………9
1.7 傳統(tǒng)破碎機(jī)的改進(jìn)…………………………………………………………10
2、破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………12
2.1 結(jié)構(gòu)的選擇與比較…………………………………………………………12
2.2 破碎機(jī)參數(shù)的初步確定……………………………………………………14
2.2.1 性能………………………………………………………………………14
2.2.2 計(jì)算參數(shù)…………………………………………………………………14
2.3 原動(dòng)機(jī)的確定………………………………………………………………18
2.4 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇與比較……………………………………………………19
2.4.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的重要性………………………………………………………19
2.4.2 傳動(dòng)類型選擇……………………………………………………………19
3、破碎機(jī)的總體設(shè)計(jì)………………………………………………………………23
3.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)…………………………………………………………………23
3.2 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)………………………………………………………………27
3.2.1選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù) ………………………………27
3.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)……………………………………………………28
3.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)……………………………………………………31
3.2.4 幾何尺寸計(jì)算……………………………………………………………33
3.3 齒輪強(qiáng)度校核………………………………………………………………34
3.3.1 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核…………………………………………………34
3.3.2 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核…………………………………………………40
3.3.3 齒輪靜強(qiáng)度校核計(jì)算……………………………………………………43
3.4 軸、軸承及鍵的設(shè)計(jì)………………………………………………………44
3.4.1 估算軸徑…………………………………………………………………45
3.4.2 齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………45
3.4.3 軸上受力分析如下面彎矩轉(zhuǎn)矩圖………………………………………48
3.4.4 求支反力…………………………………………………………………49
3.4.5 作彎矩和轉(zhuǎn)矩圖…………………………………………………………50
3.4.6 軸的強(qiáng)度校核……………………………………………………………52
3.5 破碎機(jī)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………54
4、綠色設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………57
4.1 綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)生的背景………………………………………………………57
4.2綠色產(chǎn)品的定義和特點(diǎn)……………………………………………………57
4.2.1綠色產(chǎn)品的定義…………………………………………………………58
4.2.2綠色產(chǎn)品的特點(diǎn)…………………………………………………………58
4.3綠色設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和設(shè)計(jì)原則…………………………………………59
4.3.1設(shè)計(jì)內(nèi)容…………………………………………………………………59
4.3.2設(shè)計(jì)原則…………………………………………………………………59
結(jié)論 …………………………………………………………………………………60
致謝 …………………………………………………………………………………61
參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………62
外文資料與中文翻譯 ………………………………………………………………63
河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
指導(dǎo)教師： 張昌娟 職稱： 講師
所在院（系）：機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院 教研室（研究室）： 機(jī)械制造系
題 目
雙齒輥破碎機(jī)設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
李振龍
專業(yè)班級(jí)
08機(jī)制3班
學(xué)號(hào)
0828070102
一、選題質(zhì)量：輥式破碎機(jī)適用于在水泥，化工，電力，冶金，建材，耐火材料等工業(yè)部門破碎中等硬度的物料，如石灰石，爐渣 ，焦炭，煤等物料的中碎，細(xì)碎作業(yè)。 該系列對(duì)輥式破碎機(jī)主要由輥輪組成、輥輪支撐軸承、壓緊和調(diào)節(jié)裝置以及驅(qū)動(dòng)裝置等部分組成。
雙齒輥式破碎機(jī)的設(shè)計(jì)涉及到選擇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、帶傳動(dòng)及齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)、軸、軸承和
鍵的設(shè)計(jì)等。符合本科階段培養(yǎng)專業(yè)設(shè)計(jì)的能力，能夠很好的訓(xùn)練學(xué)生的機(jī)械綜合
能力，達(dá)到理論與實(shí)踐的結(jié)合，開拓視野，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新的意識(shí)。
本課題設(shè)計(jì)難度中等，符合本科階段要求，工作量大，需要同學(xué)認(rèn)真查閱資料，扎
實(shí)學(xué)好專業(yè)知識(shí)，與任課老師，相關(guān)的技術(shù)人員溝通，認(rèn)真完成畢業(yè)論文。我要在
接下來(lái)的設(shè)計(jì)中認(rèn)真查閱相關(guān)資料，本著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)態(tài)度把接下來(lái)的設(shè)計(jì)搞好。從
而為自己以后在工作中積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
2、 開題報(bào)告完成情況：開題報(bào)告已完成。確定了明確的課題設(shè)計(jì)方向；并對(duì)破碎
機(jī)設(shè)計(jì)在使用中經(jīng)常出現(xiàn)的問題有一定的研究，且應(yīng)用在設(shè)計(jì)計(jì)算中；同時(shí)，已完
成了對(duì)相關(guān)資料的查閱，對(duì)課題有了總體的分析。開題報(bào)告順利完成。
3、 階段性成果：查閱資料已基本完成，國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展現(xiàn)狀分析已完成。大致方
案和主要零件參數(shù)已確定，已經(jīng)開始對(duì)課題進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并有了關(guān)鍵性的進(jìn)展，
設(shè)計(jì)過程已經(jīng)快速地展開，確定了工作的內(nèi)容和方法；破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)正在進(jìn)行
中，部分零件圖的繪制已經(jīng)完成，已開始制作設(shè)計(jì)說明書。英文翻譯進(jìn)入校核階段。
4、 存在主要問題：
1. 在破碎機(jī)設(shè)計(jì)上，專業(yè)性比較強(qiáng)的時(shí)候遇到了一定的阻力。
2. 由于破碎機(jī)使用較多，在整體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮控制成本，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要綜合多方
面的考慮。
3. 局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思路不清晰；設(shè)計(jì)內(nèi)容不夠連貫，系統(tǒng)性不強(qiáng)；在整體結(jié)構(gòu)及零部
件結(jié)構(gòu)上存在一定問題；
4. 獲得資料不夠充分，需要根據(jù)實(shí)際的設(shè)計(jì)情況取得參考資料。
5.在選用零件和確定結(jié)構(gòu)工藝參數(shù)時(shí)缺少經(jīng)驗(yàn)和參考。
五、指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生在畢業(yè)實(shí)習(xí)中，勞動(dòng)、學(xué)習(xí)紀(jì)律及畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展等方面的評(píng)語(yǔ)
指導(dǎo)教師： （簽名）
年 月 日
2
前 言
隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展,將對(duì)礦藏資源需求量更高、更好，國(guó)家有限的資源量將無(wú)法滿足更多的需求，雙齒輥式破碎機(jī)不僅要具有高效性、環(huán)保性，更要具有復(fù)合性。通常使用的破碎機(jī)在工作時(shí)只能粗略的對(duì)礦石進(jìn)行破碎，很多還需要二次破碎，仍無(wú)法滿足生產(chǎn)生活需要，為此就不得不改變物料的破碎方式，物料的破碎效率，物料破碎的安全性環(huán)保性等多方面問題，為解決此問題設(shè)計(jì)這臺(tái)雙齒輥式破碎機(jī)，它可以有效的解決上述問題。我相信這臺(tái)破碎機(jī)能有效的節(jié)省和利用資源，對(duì)于提高生產(chǎn)、率環(huán)境保護(hù)和降低成本將會(huì)起到?jīng)Q定性作用，它一定會(huì)有很廣闊的市場(chǎng)前景!
輥式破碎機(jī)出現(xiàn)于1806年，它是一種較為古老的破碎設(shè)備。但是，由于它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊輕便、易于制造、工作可靠，特別是它的產(chǎn)品過粉碎少，因此，至今仍在選煤、冶金燒結(jié)、水泥、玻璃、陶瓷等工業(yè)部門，以及小型選礦廠中使用，而且有新的改進(jìn)與發(fā)展。輥式破碎機(jī)被廣泛用于破碎軟質(zhì)和中等硬度的物料，對(duì)破碎濕料和黏性物料和堅(jiān)硬物料，使用范圍受到了限制。
近年來(lái)，國(guó)外輥式破碎機(jī)發(fā)展的得很快，種類也很齊全。按輥?zhàn)拥臄?shù)目，輥式破碎幾可以分為單輥、雙輥、三輥、和四輥四種；按輥面形狀，可以分為光輥、齒輥、槽輥破碎機(jī)，輥式破碎機(jī)等等。
隨著國(guó)內(nèi)基本建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，我國(guó)的建設(shè)機(jī)械市場(chǎng)已經(jīng)成為國(guó)際設(shè)備制造商關(guān)注的焦點(diǎn)，破碎機(jī)械行業(yè)也不例外，外資的進(jìn)入，進(jìn)一步加劇了市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)程度，國(guó)內(nèi)破碎機(jī)械企業(yè)要想在競(jìng)爭(zhēng)的大潮中取得先機(jī)，其首要問題就是要提高現(xiàn)有破碎設(shè)備的質(zhì)量和技術(shù)含量，盡快縮小與國(guó)外先進(jìn)水平的差距，創(chuàng)造自己的品牌，爭(zhēng)取市場(chǎng)主動(dòng)，本文通過比較國(guó)內(nèi)外破碎機(jī)械的差距來(lái)說明國(guó)內(nèi)外破碎的機(jī)械現(xiàn)狀。
國(guó)內(nèi)外破碎機(jī)械存在差距的原因很多，其中市場(chǎng)需求不同是造成差距的客觀原因，由于國(guó)際市場(chǎng)上優(yōu)秀的破碎設(shè)備制造商集中在歐美地區(qū)，那里大規(guī)模的基本建設(shè)階段已過去，市場(chǎng)對(duì)砂石料的需求不多，且環(huán)保要求又高，勢(shì)必形成砂石場(chǎng)高度集中以大規(guī)模生產(chǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)，幫所需破碎設(shè)備規(guī)格大、自動(dòng)化程試想高、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)。滿足這樣的市場(chǎng)需求發(fā)展的破碎設(shè)備與國(guó)內(nèi)產(chǎn)品不大一樣，而我們正處于大規(guī)模的基本建設(shè)時(shí)期，各地對(duì)砂石料的需求劇增，引起投資砂石場(chǎng)熱，遍地開花的砂石場(chǎng)往往規(guī)模小，只求上馬快、投資少，供不應(yīng)求的市場(chǎng)使粗制濫造、技術(shù)水平低下、耗能高、污染環(huán)境嚴(yán)重的產(chǎn)品紛紛進(jìn)入，而這些設(shè)備往往只能以低價(jià)來(lái)占領(lǐng)市場(chǎng)，因此與國(guó)際上先進(jìn)水平差距明顯。國(guó)際上專業(yè)的立軸沖擊式破碎機(jī)制造商已普遍采用陶瓷制作耐磨零件，而不僅僅是硬質(zhì)合金（碳化鎢）和高鉻鑄鐵。陶瓷材料不但可耐較高的溫度，而且有特別好的抗腐蝕性，因而在帶有相當(dāng)溫度的物料高速?zèng)_擊時(shí)耐磨性能良好。國(guó)內(nèi)的立軸立軸沖擊式破碎機(jī)目前采用硬質(zhì)合金和高鉻鑄鐵材料，質(zhì)量不穩(wěn)定，易腐蝕和磨損，且易被金屬件擊碎，由于砂石場(chǎng)使用的破碎設(shè)備國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品差距明顯，故國(guó)內(nèi)高端市場(chǎng)，如規(guī)模較大的砂石場(chǎng)仍是進(jìn)口的設(shè)備占多數(shù)。
目前國(guó)內(nèi)的破碎機(jī)械制造商無(wú)論國(guó)有企業(yè)還是民營(yíng)企業(yè)，在科技開發(fā)上的投入不足是產(chǎn)品差距的主觀原因，既缺乏科研手段（例如幾乎沒有一家制造商具備巖石實(shí)險(xiǎn)室），又缺少先進(jìn)技術(shù)支撐，自主產(chǎn)權(quán)的開發(fā)力量十分薄弱。盡管國(guó)內(nèi)外破碎設(shè)備差距很大，但縱觀國(guó)外的破碎設(shè)備制造商由于本土市場(chǎng)日漸縮小，生產(chǎn)成本高，紛紛開拓本國(guó)以外的市場(chǎng)，而且作為傳統(tǒng)工業(yè)在資金、人才等方面獲得新的投入甚少，因此，近來(lái)年兼并重組頻繁，這種局面給國(guó)內(nèi)破碎機(jī)械制造商以很大的發(fā)展機(jī)遇，畢竟我國(guó)的制造成本較低，又有較好的重工業(yè)基礎(chǔ)，通過引進(jìn)國(guó)際上先進(jìn)技術(shù)，產(chǎn)學(xué)科研投入，一定能克服技術(shù)上的差距，使我國(guó)的破碎設(shè)備產(chǎn)品更好的進(jìn)入國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。
礦業(yè)破碎機(jī)是指排料中粒度大于三毫米的含量占總排料量50%以上的粉碎機(jī)械。由英國(guó)人恒安發(fā)明。破碎作業(yè)常按給料和排料粒度的大小分為粗碎、中碎和細(xì)碎。常用的砂石設(shè)備有顎式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)，沖擊式破碎機(jī)，復(fù)合式破碎機(jī)，單段錘式破碎機(jī)，立式破碎機(jī)，旋回破碎機(jī)、圓錐式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、雙輥式破碎機(jī)、二合一破碎機(jī)、一次成型破碎機(jī)等幾種。
顎式破碎機(jī)是利用兩顎板對(duì)物料的擠壓和彎曲作用，粗碎或中碎各種硬度物料的破碎機(jī)械。其破碎機(jī)構(gòu)由固定顎板和可動(dòng)顎板組成，當(dāng)兩顎板靠近時(shí)物料即被破碎，當(dāng)兩顎板離開時(shí)小于排料口的料塊由底部排出。它的破碎動(dòng)作是間歇進(jìn)行的。這種破碎機(jī)因有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠和能破碎堅(jiān)硬物料等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于選礦、建筑材料、硅酸鹽和陶瓷等工業(yè)部門，和圓錐破碎機(jī)相比，顎式破碎機(jī)投資少，成品片石少，生產(chǎn)成本低。與錘式破碎機(jī)相比，耐磨件使用時(shí)間長(zhǎng)，生產(chǎn)效率高，后期投資小。
旋回式破碎機(jī)是利用破碎錐在殼體內(nèi)錐腔中的旋回運(yùn)動(dòng)，對(duì)物料產(chǎn)生擠壓、劈裂和彎曲作用，粗碎各種硬度的礦石或巖石的大型破碎機(jī)械。裝有破碎錐的主軸的上端支承在橫梁中部的襯套內(nèi)，其下端則置于軸套的偏心孔中。軸套轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，破碎錐繞機(jī)器中心線作偏心旋回運(yùn)動(dòng)它的破碎動(dòng)作是連續(xù)進(jìn)行的，故工作效率高于顎式破碎機(jī)。到70年代初期，大型旋回破碎機(jī)每小時(shí)已能處理物料5000噸，最大給料直徑可達(dá)2000毫米。
圓錐式破碎機(jī)的工作原理與旋回破碎機(jī)相同，但僅適用于中碎或細(xì)碎作業(yè)的破碎機(jī)械。中、細(xì)碎作業(yè)的排料粒度的均勻性一般比粗碎作業(yè)要求的高，因此，在破碎腔的下部須設(shè)置一段平行區(qū)，同時(shí)，還須加快破碎錐的旋回速度，以便物料在平行區(qū)內(nèi)受到一次以上的擠壓。
輥式破碎機(jī)是利用輥面的摩擦力將物料咬入破碎區(qū)，使之承受擠壓或劈裂而破碎的機(jī)械。當(dāng)用于粗碎或需要增大破碎比時(shí)，常在輥面上做出牙齒或溝槽以增大劈裂作用。輥式破碎機(jī)通常按輥?zhàn)拥臄?shù)量分為單輥、雙輥和多輥破碎機(jī)，適于粗碎、中碎或細(xì)碎煤炭、石灰石、水泥熟料和長(zhǎng)石等中硬以下的物料。
錘式破碎機(jī)是利用錘頭的高速?zèng)_擊作用 ，對(duì)物料進(jìn)行中碎和細(xì)碎作業(yè)的破碎機(jī)械。錘頭鉸接于高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上，機(jī)體下部設(shè)有篦條以控制排料粒度。送入破碎機(jī)的物料首先受到高速運(yùn)動(dòng)的錘頭的沖擊而初次破碎，并同時(shí)獲得動(dòng)能，高速飛向機(jī)殼內(nèi)壁上的破碎板而再次受到破碎。小于篦條縫隙的物料被排出機(jī)外，大于篦條縫隙的料塊在篦條上再次受到錘頭的沖擊和研磨，直至小于篦條縫隙后被排出。
反擊式破碎機(jī)是利用板錘的高速?zèng)_擊和反擊板的回彈作用，使物料受到反復(fù)沖擊而破碎的機(jī)械。板錘固裝在高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上，并沿著破碎腔按不同角度布置若干塊反擊板。
環(huán)錘破碎機(jī)主要用途：該系列環(huán)錘破碎機(jī)適用于破碎各種脆性物料，如煤、煤千石、焦碳、爐渣、頁(yè)巖，疏松石灰石等。物料的抗壓強(qiáng)度不超過10MPa，其表面水分不大于8%。
沖擊式破碎機(jī)適用于軟或中硬和極硬物料的破碎、整形，廣泛應(yīng)用于各種礦石、水泥、耐火材料、鋁凡土熟料、金剛砂、玻璃原料、機(jī)制建筑砂、石料以及各種冶金礦渣，特別對(duì)碳化硅、金剛砂、燒結(jié)鋁礬土、美砂等高硬、特硬及耐磨蝕性物料比其它類型的破碎機(jī)產(chǎn)量功效更高。 1、總體設(shè)計(jì)方案
1.1 設(shè)計(jì)特點(diǎn)
雙齒輥破碎機(jī)機(jī)的主要性能特點(diǎn)是：
1. 本機(jī)具有體積小、重量輕、噪聲低、安裝檢修都十分方便等特點(diǎn)；
2. 齒輥的結(jié)構(gòu)尺寸都是根據(jù)產(chǎn)品粒度要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，破碎齒磨損后現(xiàn)場(chǎng)可直接更換破碎牙齒，大大降低了使用成本；
3. 過粉碎極低。采用剪切原理，小于要求粒度的物料直接通過，對(duì)于大于粒度要求的物料進(jìn)行破碎，避免了進(jìn)入破碎機(jī)的物料攙雜破碎的缺陷。對(duì)于煤炭、焦碳等中等硬度物料，過粉碎率一般在5%以下。
2PGC—450×500新型雙齒輥破碎機(jī)是利用新型的齒形對(duì)物料進(jìn)行剪切、拉伸、彎曲、刺破、折斷等作用實(shí)現(xiàn)破碎，特別適合用于原煤的粗碎和中碎，可簡(jiǎn)化原煤的準(zhǔn)備作業(yè)，是理想的煤炭破碎設(shè)備。
1.2 設(shè)計(jì)產(chǎn)品的用途和應(yīng)用領(lǐng)域
破碎機(jī)是冶金、礦山、礦山、電力、化工、建筑、陶瓷、水泥和筑路等工業(yè)部門廣泛應(yīng)用的設(shè)備，每年有大量原料和再利用的廢料都需要用破碎機(jī)進(jìn)行加工處理，以達(dá)到下一級(jí)機(jī)械加工設(shè)備所要求的粒度，所以破碎機(jī)主要應(yīng)用于礦區(qū)。
1.3 設(shè)計(jì)目標(biāo)
提高雙輥齒破碎機(jī)齒輥耐磨性和整體強(qiáng)度，使得齒輥在整個(gè)破碎工作過程中，不會(huì)因雙齒輥破碎機(jī)輥齒的長(zhǎng)時(shí)間工作和物料粒度過大而發(fā)生變形，降低事故率，提高破碎效率，保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
1.4 研究?jī)?nèi)容
（1）結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)；
（2）分析雙齒輥破碎機(jī)齒輥工作面耐磨性及其整體強(qiáng)度；
（3）整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
解決的關(guān)鍵問題：輥齒齒面嚴(yán)重磨損； 輥齒軸變形。
1.5 設(shè)計(jì)方案
破碎機(jī)理：雙齒輥破碎機(jī)的主要工作部件為兩個(gè)平行安裝的齒輥，每個(gè)齒輥沿軸向布置一定數(shù)量的齒環(huán)，通過齒輥的對(duì)轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的破碎。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。
齒對(duì)物料的作用過程可分為3個(gè)階段。在第1個(gè)階段，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中的輥齒遇到大塊物料，首先對(duì)它進(jìn)行沖擊剪切作用，接著對(duì)它進(jìn)行撕拉作用。如果碎塊能被輥齒咬入則進(jìn)入第2階段，否則輥齒沿物料表面強(qiáng)行猾過，靠輥齒的螺旋布置迫使物料翻轉(zhuǎn)，等待下一對(duì)齒的繼續(xù)作用。在圖1中，這一階段為齒從1-1位置到2-2位置。第2階段從物料被咬入開始，到前一對(duì)齒脫離咬合終止。在圖1中表示為齒從2-2位置運(yùn)動(dòng)到3-3位置的過程。這一階段兩齒包容的截面由大逐漸變到最小，然后在增大，粒度大的物料由于包容體積逐漸變小而被強(qiáng)行擠壓剪碎，破碎后的物料被擠出，從齒側(cè)間隙漏下。
前一對(duì)齒開始脫離嚙合時(shí)，破碎的物料大量下漏排除，個(gè)別粒度仍然偏大的物料被兩齒輥下面的破碎砧阻擋，使其進(jìn)行二次破碎。當(dāng)齒運(yùn)動(dòng)到破碎砧附近時(shí)，與破碎砧共同作用，將大塊物料劈碎并將其強(qiáng)行排除，這就是第3階段破碎。
至此，一對(duì)齒的破碎過程結(jié)束。每對(duì)齒環(huán)上有多少齒，齒輥運(yùn)行一周時(shí)同樣的過程就進(jìn)行多少次，循環(huán)往復(fù)。
破碎機(jī)設(shè)計(jì)方案：由三向異步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)皮帶論轉(zhuǎn)動(dòng)，小皮帶輪向大皮帶輪完成第一級(jí)降速，大皮帶輪上小齒輪軸向第一齒輥軸完成第二級(jí)降速，第一皮帶輪帶動(dòng)第二皮帶輪，同速傳動(dòng)，兩齒輥相向轉(zhuǎn)動(dòng)，由齒輥上破碎齒輪完成破碎工作，并且在兩齒輥中間下方破碎物料排出最密集的地方安放破碎砧，使物料進(jìn)行二次破碎，達(dá)到更好的破碎效果，提高破碎生成率和降低生產(chǎn)成本和工作工序，已經(jīng)破碎的物料由下面排料口直接排出。
1.6 題目的可行性
輥式破碎機(jī)尤其適用于破碎黏性物料。它具有處理細(xì)料的優(yōu)點(diǎn)，尤其是用于洗選之前的選煤過程。其處理能力較大，可達(dá)幾千噸/時(shí)。當(dāng)采用槽型和齒型齒板時(shí)，最好處理軟質(zhì)材料和抗壓強(qiáng)度低于800-1000kg/cm2的中硬物料，如：黏土，石膏，煤炭，焦碳，尾礦，鋁土礦，滑石等。目前隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展和煤炭破碎加工技術(shù)的進(jìn)步，特別是新的新型破碎方法的出現(xiàn)，煤礦石對(duì)破碎機(jī)齒輥工作表面的性能、破碎后物料粒度和使用可靠性的要求也越來(lái)越高，齒輥?zhàn)鳛槠扑楣ぷ髅嬷泄r最惡劣、負(fù)載情況最復(fù)雜的關(guān)鍵設(shè)備，它的性能、壽命和可靠性制約了其它設(shè)備能力的正常發(fā)揮，決定了高產(chǎn)高效輥式破碎機(jī)的可行性和經(jīng)濟(jì)效益。改造方案的實(shí)施，必將為企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
1.7 傳統(tǒng)破碎機(jī)的改進(jìn)
傳統(tǒng)的破碎機(jī)大都是利用一對(duì)或幾對(duì)輥齒對(duì)塊狀物料進(jìn)行擠壓破碎。且這些輥輪在軸上的安裝大都是并齊地排列在軸上，也就是它們的安裝鍵都在同一個(gè)空間角度上。這種傳統(tǒng)的破碎機(jī)它的破碎效果不太理想。
在設(shè)計(jì)過程中，我對(duì)傳統(tǒng)的破碎機(jī)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先，對(duì)輥齒的空間安裝位置進(jìn)行改進(jìn)，把輥齒在軸上成螺旋式安裝布置，也就是連接鍵成角度布置其值為：第一個(gè)鍵槽角度為00其它的依次為150 、300 、450、600、750。這樣設(shè)計(jì)能對(duì)塊狀物料進(jìn)行階段性破碎。也就是能對(duì)塊狀物料進(jìn)行多次破碎。它能很好地提高破碎效率。
同時(shí)為了更好地，進(jìn)一步地提高破碎效率。在每?jī)蓚€(gè)嚙合輥齒嚙合處的正下方加上一個(gè)破碎砧。破碎砧利用它的兩個(gè)側(cè)面與嚙合輥齒下方的齒面再次地對(duì)物料進(jìn)行進(jìn)一步破碎具體工作原理如下：
圖3 破碎砧的工作原理圖 2、破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.1 結(jié)構(gòu)的選擇與比較
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方式很多，好的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不僅可以大大提高破碎的效率，而且可以節(jié)省功耗。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為齒輪機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是從齒輥?zhàn)鳚L動(dòng)的一對(duì)齒輥機(jī)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)上述功能的機(jī)構(gòu)有很多下圖所示的幾種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)如圖的右側(cè)所示
方案一：
這種結(jié)構(gòu)使用的是一臺(tái)三向異步電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小齒輪，小齒輪帶動(dòng)一級(jí)輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)，在一級(jí)輥?zhàn)拥牧硪欢搜b有和二級(jí)輥?zhàn)油耆嗤凝X輪只起到傳動(dòng)的作用，兩輥?zhàn)油傧嘞蜣D(zhuǎn)動(dòng)完成破碎任務(wù)，這種方案可以完成破碎，且具有噪聲小，平穩(wěn)性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，高效率等多方面優(yōu)點(diǎn)，但一級(jí)輥?zhàn)由系牡诙积X輪多余，造成浪費(fèi)。
方案二：
如圖所示的結(jié)構(gòu)，其布局基本與方案一相同，不同的是采用兩個(gè)同型號(hào)的三向異步電機(jī)分別帶動(dòng)兩個(gè)輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)，這種設(shè)計(jì)方案破碎效果很好，但造價(jià)相當(dāng)昂貴，且在不需要調(diào)動(dòng)破碎粒度的時(shí)候不需要采用兩個(gè)動(dòng)力源，故舍棄。
方案三：
這種結(jié)構(gòu)不但具有方案一的所有優(yōu)點(diǎn)，而且克服了方案一多余齒輪造成浪費(fèi)的缺點(diǎn)，還在齒輥下方加入破碎砧，進(jìn)行二次破碎，進(jìn)一步提高破碎效率，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布局合理，故選用此設(shè)計(jì)方案。
2.2 破碎機(jī)參數(shù)的初步確定
2.2.1 性能
輥?zhàn)右?guī)格 450×500 D×L/mm
給料粒度 200 /mm
排料粒度 0～25；0～50；0～75；0～100 mm
生產(chǎn)率 20； 35； 45； 55 t/h
輥?zhàn)愚D(zhuǎn)數(shù) 64 r/min
機(jī)器質(zhì)量 3.765 m/ t
2.2.2 計(jì)算參數(shù)
2.2.2.1 輥?zhàn)又睆?
輥?zhàn)又睆紻與給料粒度d有關(guān)，它們之間的關(guān)系決定于輥皮與被破碎物料間的摩擦系數(shù)的大小。
對(duì)于光輥： D20d
輥皮表面帶有溝槽： D=（10～12）d
輥皮表面鑲齒： D=（2～6）d
對(duì)于我所設(shè)計(jì)的雙齒輥破碎機(jī)，所破碎的物料粒度在100～200mm范圍內(nèi)。
D=（2～6）×（100～200）=（200～1200）mm 取D=450mm
由于450×500型雙齒輥破碎機(jī)較接近設(shè)計(jì)要求，故選用。
2.2.2.2 輥?zhàn)庸ぷ鬓D(zhuǎn)速
輥?zhàn)幼詈线m的轉(zhuǎn)速與輥皮表面特征，被破碎物料的硬度和尺寸大小有關(guān)，一般都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)決定的。它要保證機(jī)器有最大的生產(chǎn)率，功率消耗又要少，同時(shí)還要考慮輥皮的磨損不能太快。通常破碎無(wú)聊的粒度越大，輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速越低，輥皮表面有溝槽或鑲齒的輥?zhàn)樱霓D(zhuǎn)速應(yīng)比光輥的低；當(dāng)破碎軟的或脆的物料時(shí)，轉(zhuǎn)速應(yīng)高些，而破碎硬物料時(shí)應(yīng)低些。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)：
n=（120～420）
式中： n——輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速 （r/min）；
——被破碎物料與輥皮之間的摩擦系數(shù)；
——被破碎物料的容積重 （Kg/）；
D——輥?zhàn)又睆?（cm）；
d——給料粒度 （cm）。
按照設(shè)計(jì)要求可知，d=10～20cm，一般摩擦系數(shù)取=0.30～0.35，（或摩擦角=1645’～1918’），取=0.325，=arctan0.325=18，D=450mm，r=1.3～1.45Kg/，取r=1.35×10Kg/。
n=（120～420）=（120～420）=62.06～217.22（r/min）
光輥破碎機(jī)每分鐘工作轉(zhuǎn)數(shù)取上式的上限，帶溝槽的輥?zhàn)尤≈械葦?shù)值，而帶牙齒的輥?zhàn)觿t應(yīng)取其下限，故取 n=64r/min。
2.2.2.3 生產(chǎn)率
雙輥式破碎機(jī)的理論生產(chǎn)率與工作時(shí)兩輥?zhàn)拥拈g距e，輥?zhàn)訄A周速度v以及輥?zhàn)右?guī)格等因素有關(guān)。假設(shè)在輥?zhàn)尤L(zhǎng)上均勻地填滿物料，而且破碎機(jī)的給料和排料都是連續(xù)的，料帶的寬度等于輥?zhàn)娱L(zhǎng)度L，厚度等于輥?zhàn)拥拈g距e，卸出速度等于輥?zhàn)訄A周速度v，因此破碎機(jī)的體積生產(chǎn)能力為
m/h
實(shí)際上，喂入物料并布滿整個(gè)長(zhǎng)度，同時(shí)卸出物料是松散的，故必須乘上系數(shù)加以修正，而物料落下的速度與輥?zhàn)訄A周速度的關(guān)系為V=，則：
Q=188
式中 Q——生產(chǎn)率 （t/h）；
n——輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速 （r/min）；
——破碎產(chǎn)品的松散容重，接近1 （t/m）；
L——輥?zhàn)娱L(zhǎng)度 （m）；
D——輥?zhàn)又睆?（m）；
——輥?zhàn)娱L(zhǎng)度利用系數(shù)和排料松散度系數(shù)，對(duì)于中硬度物料，=0.2～0.3；對(duì)于粘性和潮濕物料，如煤，焦碳等，=0.4～0.6；
e——排料口寬度 （m）。
當(dāng)破碎硬質(zhì)物料時(shí)，在破碎力的作用下，后輥彈簧受壓縮，使轉(zhuǎn)輥之間距增大，通常間距約為增大1/4，故
Q=235 t/h
Q=235
=235（ 0.4～0.6）0.510.450.02564
=33.84～50.76（t/h）
2.2.2.4 輥?zhàn)庸β实挠?jì)算
輥式破碎機(jī)功率，一般采用經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)估算。破碎中硬物料時(shí)，破碎機(jī)所需功率為
N=0.794KLV
式中 V——輥?zhàn)訄A周速度 m/s；
L——輥?zhàn)娱L(zhǎng)度 m；
K——系數(shù)，K=+0.15，和d分別是給料與排料粒度；
對(duì)于破碎煤或焦碳用的齒輥破碎機(jī)，則輥?zhàn)庸β蕿?
N=KLDn kw
式中 D——輥?zhàn)又睆?m；
L——輥?zhàn)娱L(zhǎng)度 m；
n——輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速 r/min；
K——系數(shù)，破碎煤時(shí)，K=0.85。
N= KLDn=0.85×0.5×0.45×64=12.24 kw
2.3 原動(dòng)機(jī)的確定
為了能對(duì)整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)提供穩(wěn)定有力原動(dòng)力的裝置，只有合適的選擇原動(dòng)機(jī)的類型才能有效的使系統(tǒng)發(fā)揮其作用，電動(dòng)機(jī)的選用，主要從選用的電動(dòng)機(jī)的功率、工作電壓、種類、型式及破碎機(jī)結(jié)構(gòu)考慮，粗算破碎機(jī)傳動(dòng)效率：
*η1η2η3η4η5η6/=N
式中 ——電機(jī)額定功率 kw
——工況系數(shù)，破碎機(jī)屬于的載荷很大的工作機(jī)器，按每天工作10～16小時(shí)計(jì)算，取=1.4；
——帶傳動(dòng)效率，0.95；
——滾動(dòng)軸承效率，0.98；
——8級(jí)精度圓柱齒輪傳動(dòng)效率，0.97。
則 =N*KA/(η1η2η3η4η5η6)=20.37 kw
雙齒輥破碎機(jī)的電動(dòng)機(jī)需要起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、噪聲低、振動(dòng)小、可靠性高、功率等級(jí)高，能承受經(jīng)常的機(jī)械沖擊及振動(dòng)的類型。綜合上述因素可以做出選擇Y225M-8型。
2.4 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇與比較
2.4.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的重要性
在原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間必須加入傳動(dòng)裝置，通過它來(lái)傳遞動(dòng)力或改變運(yùn)動(dòng)形式、參數(shù)，這是因?yàn)椋?
1)工作機(jī)所要求的速度通常和原動(dòng)機(jī)的額定速度不一致，需要減速或增速(大多數(shù)情況下要求減速)。
2)工作機(jī)要根據(jù)生產(chǎn)要求進(jìn)行速度調(diào)節(jié)，而原動(dòng)機(jī)通常只以一種恒定的額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，如果通過改變?cè)瓌?dòng)機(jī)的速度來(lái)滿足工作機(jī)的變速要求，往往經(jīng)濟(jì)成本較高。對(duì)于某些類型的原動(dòng)機(jī)無(wú)法通過其本身變速來(lái)滿足工作機(jī)的生產(chǎn)工藝要求。
3)原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式比較單一，比如通常只能作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，而工作機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式由生產(chǎn)的工藝要求而定，它們是多種多樣的，如直線運(yùn)動(dòng)、往復(fù)擺動(dòng)、螺旋運(yùn)動(dòng)等等。
4)在單機(jī)集中驅(qū)動(dòng)時(shí)，需要一臺(tái)原動(dòng)機(jī)來(lái)帶動(dòng)若干組不同速度大小，不同運(yùn)動(dòng)形式的工作機(jī)(或執(zhí)行機(jī)構(gòu))。
5)為了工作安全及維修方便，或因機(jī)器的外廓尺寸受到安裝空間、運(yùn)輸條件的限制等其它原因必須把原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)分成兩個(gè)部件，而它們中間則出傳動(dòng)裝置來(lái)連接。
2.4.2 傳動(dòng)類型選擇
2.4.2.1傳動(dòng)類型選擇時(shí)應(yīng)考慮的因素
選擇傳動(dòng)類型時(shí)所依據(jù)的主要指標(biāo)應(yīng)是：效率高、經(jīng)濟(jì)成本低、外廓尺寸小、重量輕、運(yùn)動(dòng)性能良好及便于加工制造和維修，既能滿足生產(chǎn)條件又安全可靠。具體地說選擇傳動(dòng)類型時(shí)應(yīng)考慮到：
1）原動(dòng)機(jī)的工況應(yīng)與工作機(jī)工況相匹配，即它們的工作點(diǎn)接近各自的最佳工況，而且工作點(diǎn)盡可能穩(wěn)定。原動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置在起動(dòng)、制動(dòng)、調(diào)速性能、機(jī)械特性、反向和空載等方面能符合工作機(jī)的要求。
2)對(duì)傳動(dòng)的尺寸、重量和布置方面應(yīng)做到緊湊、輕巧、合理，同時(shí)又要便于安裝和維修。
3)能適應(yīng)工作環(huán)境條件，加多塵、高溫、低溫、潮濕、腐蝕、易燃、易爆等惡劣環(huán)境、噪聲的限度等。
4)經(jīng)濟(jì)成本低，即工作壽命長(zhǎng)、傳動(dòng)效率高、初始費(fèi)用、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用和維修費(fèi)用低。
5)操作和控制方式簡(jiǎn)便。
6)必須符合國(guó)家的技術(shù)政策，現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)條件和環(huán)境保護(hù)等其它要。
2.4.2.2 傳動(dòng)類型選擇的原則
1)對(duì)于大功率傳動(dòng)，應(yīng)優(yōu)先選用高效率的傳動(dòng)，以節(jié)約能源。
2)當(dāng)工作機(jī)要求與原動(dòng)機(jī)同步時(shí)，不宜采用摩擦傳動(dòng)，而應(yīng)采用無(wú)滑動(dòng)的傳動(dòng)裝置(如嚙合傳動(dòng))。
3)傳動(dòng)裝置應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化產(chǎn)品，便于互換從而降低初始和維修費(fèi)用。
4)當(dāng)載荷變化頻繁，而且可能出現(xiàn)過載時(shí)，不宜采用嚙合傳動(dòng)而可采用摩擦傳動(dòng)、流體傳動(dòng)，或在傳動(dòng)裝置中配備過載保護(hù)設(shè)施。
5)為了降低初始費(fèi)用，在滿足使用要求前提下，盡可能選擇結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的傳動(dòng)裝置，即簡(jiǎn)化和縮短傳動(dòng)鏈。
6)若原動(dòng)機(jī)的調(diào)速速比能與工作機(jī)的變速要求相適應(yīng)時(shí)，可直接聯(lián)接或采用定傳動(dòng)比的傳動(dòng)裝置；當(dāng)工作機(jī)要求的變速范圍大，原動(dòng)機(jī)的調(diào)速措施不能滿足其機(jī)械特性和經(jīng)濟(jì)要求時(shí)，應(yīng)采用變傳動(dòng)比的傳動(dòng)。通常從降低成本角度出發(fā)盡量采用有級(jí)變速，只有工作機(jī)生產(chǎn)工藝需要連續(xù)變速時(shí)，才選用無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。此外，在傳動(dòng)裝置中傳動(dòng)比的分配應(yīng)合理。
如下圖所示傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，選擇了帶式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。因?yàn)殡p齒輥破碎機(jī)所需要的傳動(dòng)精度不需要太高，而且功率消耗很大需要安全保障，使用帶式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)很安全。因?yàn)殡p齒輥破碎機(jī)的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速是730r/min，而輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)速需要64 r/min，要求傳動(dòng)比為11.4127。11.4127=4.12*2.77*1，因?yàn)閹絺鲃?dòng)機(jī)構(gòu)所需要的傳動(dòng)精度不需要太高，故帶式部分的傳動(dòng)比為4.12第一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比為2.77第二對(duì)齒輪的傳動(dòng)比為1。即I帶=4.12，i12=2.77,i23=1
3、破碎機(jī)的總體設(shè)計(jì)
3.1 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)
1. 設(shè)計(jì)功率
Pd=PKA
式中 P——工作機(jī)功率 kw
=1.4×14.55=20.37 kw
2. 帶型
根據(jù)和選取有效寬度制V帶，選取15N/15J型有效寬度制V帶。
式中 ——小帶輪轉(zhuǎn)速 r/min。
3. 傳動(dòng)比i
i= (=0.01～0.02)
式中 ——大帶輪轉(zhuǎn)速 r/mim；
——小帶輪節(jié)圓直徑，可視為基準(zhǔn)直徑；
——大帶輪節(jié)圓直徑，可視為基準(zhǔn)直徑；
——彈性滑動(dòng)系數(shù)；
有效寬度制窄V帶： =-2△e
取=197.4mm，=797.4mm，則
==4.12，
==177 r/min
4. 小帶輪有效直徑及大帶輪有效直徑
為提高V帶壽命，在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下，值較大選取。
=200mm，=800mm
5. 帶速V
V===7.55 m/s
窄V帶 =35m/s，V20m/s時(shí)，可以充分發(fā)揮帶的傳動(dòng)能力，一般V不低于5m/s，滿足要求，7.5m/s>5m/s。
6．初定中心距離
則
700<<2000，取=1500mm
7．有效長(zhǎng)度
=2++=4630.8 mm
圓整近似選取=4570 mm
8．實(shí)定中心距 a mm
a+=1469.6 mm
取a=1470 mm
9．小帶輪包角
=180-×57.3=156.6
10．根V帶額定功率 kw
根據(jù)帶型，及選取 =7.62 kw
11．i1時(shí)的單根V帶額定功率增量 kw
根據(jù)帶型，及選取 =0.69 kw
12．V帶根數(shù)
=
式中 ——包角修正系數(shù)，取=0.93；
——帶長(zhǎng)修正系數(shù)，取=1.06。
==2.49
取=3
13．帶輪寬度 D=2e+2f=350.25+26=610.5 mm
14．單根V帶初張緊力 N
=0.9[500（-1）+mV]
式中 m——V帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量 Kg/m，取m=0.20 Kg/m。
=0.9[500（-1）+0.20×7.55]=693.5 N
15．作用在軸上的力 N
=2sin=2×693.5×sin=1358.2 N
=1.5=2037.3 N（新帶的初張緊力為正常張緊力的1.5倍。）
16．切邊長(zhǎng)t mm
t=
=
=1439.1 mm
17．撓度 mm
==23.0 mm
18．載荷 Wd N
新安裝的帶 Wd=
式中 ——初張緊力的增量，取=40N。
Wd==65.8 N；
運(yùn)轉(zhuǎn)后的帶 Wd==57.1 N；
最小極限值 Wd=44.1 N。
3.2 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)
3.2.1 選定齒輪類型，精度等級(jí)，材料及齒數(shù)
1) 按1.5所示的傳動(dòng)方案，選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。
2) 雙齒輥破碎機(jī)為一般重載工作機(jī)器，速度不高，故選用8級(jí)精度。
3) 材料選擇。選擇小齒輪材料為40Cr（熱處理，調(diào)質(zhì),表面氮化，深度為0.2～0.3mm），硬度為HB260～290，齒輪硬度Hv550；大齒輪材料為40Cr（熱處理，調(diào)質(zhì)），硬度為HB260～290。
4) 選小齒輪齒數(shù) =19，已知大齒輪轉(zhuǎn)速為 64r/min，小齒輪轉(zhuǎn)速為 177r/min。
5) 傳動(dòng)比 i=u===2.77，故=u×=19×2.77=52.63，取=53。
3.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)
3.2.2.1 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
（1）試載荷系數(shù) =1.3
（2）計(jì)算小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩
=95.5×10/
=95.5×10×/
=95.5×10
=789359 N
（3）取齒寬系數(shù) =1
（4）查得材料的彈性影響系數(shù) =189.8 MPa
（5）按齒面硬度查得大小齒輪的接觸疲勞極限為
=600 MPa, =600 MPa
（6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
=60j
式中 j——齒輪每轉(zhuǎn)一周時(shí)，同一齒面嚙合的次數(shù)；
——齒輪的工作壽命 h；
假設(shè)破碎機(jī)壽命為10年（一年工作300天，每天工作10小時(shí)）
=60×1×177×（15×300×10）=4.779×10
=/u=1.725×10
（7）查得接觸疲勞壽命系數(shù)
=0.95； =0.98
（8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力
=
式中 S——安全系數(shù) S=1，取失效概率為1%
=0.95×600 MPa=570 MPa
=0.98×600 MPa=588 MPa
3.2.2.2 計(jì)算
（1）試算小齒輪分度圓直徑，帶入中較小的值
2.32=124.584 mm
（2）計(jì)算圓周速度
===1.15 m/s
（3）計(jì)算齒寬 b
b==1×124.584 mm=124.584 mm
（4）計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h
模數(shù) =/=124.584/19=6.557 mm
齒高 h=2.25=2.25×6.557=14.75 mm
b/h=124.584/14.7=8.45
（5）計(jì)算載荷系數(shù)
根據(jù)=1.15 m/s，八級(jí)精度，查得動(dòng)載荷系數(shù) =1.1；
直齒輪，假設(shè)<100 N/mm，查得=1.2；查得使用系數(shù)=1；
查得8級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí)
=1.15+0.18（1+0.6）+0.31×10b
=1.15+0.18(1+0.6×1)×1+0.31×10×124.584
=1.477
由 b/h=8.45，=1.477查得 =1.38，故載荷系數(shù)
K==1×1.1×1.2×1.477=1.95
（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑得
==124.584=142.60 mm
（7）計(jì)算模數(shù) m==7.51 mm
3.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)
彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為
m
3.2.3.1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
（1）查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 =500 MPa，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 =500 MPa。
（2）查得彎曲疲勞壽命系數(shù) =0.85，=0.87。
（3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，得
== MPa=303.57 MPa
== MPa=310.71 MPa
（4）計(jì)算載荷系數(shù) K
K==1×1.1×1.2×1.38=1.822
（5）查取齒型系數(shù)得
=2.85， =2.31
（6）查取應(yīng)力校正系數(shù)
=1.54， =1.71
（7）計(jì)算大小齒輪的 ，并加以比較
==0.01446
==0.01271
小齒輪的數(shù)值大
3.2.3.2 設(shè)計(jì)計(jì)算
=4.87 mm
對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的載荷能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取彎曲強(qiáng)度計(jì)算得的模數(shù) 4.87，并就近完整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=5 mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑=142.6mm，則
=/m=142.6/5=28.52， 取=29
=u=2.77×29=80.33， 取 =80
這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并作到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。
3.2.4 幾何尺寸計(jì)算
1）計(jì)算分度圓直徑
=m=29×5=145 mm
=m=80×5=400 mm
2）計(jì)算中心距
=（+）/2 =（145+400）/2=272.5 mm
3）計(jì)算齒輪寬度 b==145
取 =145 mm， =150 mm
4）齒數(shù)比 u===2.77
5）齒頂高 ==m=5 mm
6）齒根高 ==（+）m=6.25 mm
7）全齒高 ==（2+）m=11.25 mm
8）齒頂圓直徑 =（+2）m=155 mm
=（+2）m=410 mm
9）齒根圓直徑 =（-2-2）m=132.5 mm
=（-2-2）m=377.5 mm
10）基圓直徑 =cos=138.3 mm
=cos=375.9 mm
11）齒距 p=m=15.7 mm
12）齒厚(s)=齒槽寬(e) s=e=m/2=7.9 mm
13）驗(yàn)算
===10887.7 N
= N/mm=75.09 N/m<100 N/mm，滿足要求，可以使用。
第二根輥轉(zhuǎn)速與第一根輥轉(zhuǎn)速一致，因此選用與第一根齒輪相同齒輪，只起傳動(dòng)作用。
3.3 齒輪強(qiáng)度校核
3.3.1 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核
齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件
式中 ——計(jì)算接觸應(yīng)力 N/mm；
——許用接觸應(yīng)力 N/mm。
3.3.1.1 計(jì)算應(yīng)力
式中 ——節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)；
——材料彈性系數(shù) ；
——接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度與螺旋角系數(shù)；
——分度圓上的圓周力 N；
b——齒寬 mm；
——小齒輪分度圓直徑 mm；
u——齒數(shù)比；
——使用系數(shù)；
——?jiǎng)虞d系數(shù)；
、——齒向載荷分布系數(shù)；
、——齒間載荷分布系數(shù)。
1）的確定
變位系數(shù)的選擇
按=+=29+80=109，選擇=1.6，查得=0.146，所以y=-=1.6-0.146=1.454，a=（+y）m=（109/2+1.454）×5=279.77 mm，
取a=280 mm，y=1.5,求出=0.14，=y+=1.5+0.14=1.64，選出
=0.745， =0.921
==0.0153，分度圓螺旋角=0，查得=2.26
2）彈性系數(shù)的確定
取=189.8
3）接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度與螺旋角系數(shù)的確定
=，為接觸強(qiáng)度計(jì)算的重合度系數(shù)，它是考慮端面重合度、縱向重合度對(duì)齒面接觸應(yīng)力影響的系數(shù)；為接觸強(qiáng)度計(jì)算的螺旋角系數(shù)，它考慮螺旋角對(duì)齒面接觸應(yīng)力影響的系數(shù)
=；
=；
==0
式中 、分別為大小齒輪的部分重合度，查得=0.83，=0.92，則
==1.75；
==0.866；
==1；
==0.866
4）分度圓上的圓周力的確定
=
轉(zhuǎn)矩T====789.28 Nm
===10523.73 N
5）使用系數(shù)的確定
取=1.25
6）動(dòng)載系數(shù)的確定
=1+[+]
式中 、——系數(shù)，查得=39.1，=0.0193
=1+[+0.0193]=1.15
7）齒向載荷分布系數(shù)的確定
=1.15+0.18[1+0.6（）]（）+0.31×10b
=1.15+0.18[1+0.6（）]（）+0.31×10×150
=1.484
8）齒間載荷分配系數(shù)的確定
取=1.2
9）計(jì)算
=474.20 N/mm
3.3.1.2 許用應(yīng)力
=
式中 ——試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限應(yīng)力 N/mm；
——接觸強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)；
——潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)；
——工作硬化系數(shù)；
——接觸強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)；
——接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)。
1）的確定
由大小齒輪材料為40Cr查得==600 N/mm
2) 的確定
N=60j
=60×1×177×（15×300×10）=4.779×10
=/u=1.725×10
查得 =0.95， =0.98
取較小的 =0.95
3）的確定
查得 =1
4）的確定
=1.2-=1.2-=1.11
5）的確定
查得 =1
6）的確定
選取 =1.25 （較高可靠度）
7）計(jì)算
===506.11 N/mm
=474.2 N/mm<
3.3.2 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核
齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件
3.3.2.1 計(jì)算應(yīng)力
=
式中 ——法向模數(shù)；
——復(fù)合齒型系數(shù)；
——抗彎強(qiáng)度計(jì)算的重合度與螺旋角系數(shù)。
1）的確定
==1.48
2）的確定
==1.2
3）的確定
查得 =4.39， =3.95，取較大值 =4.39
4）的確定
=×
=（0.25+）×（1-）
=（0.25+）×（1-）
=0.6786
5）計(jì)算
=
=
=107.01
3.3.2.2 許用彎曲應(yīng)力
=
式中 ——齒輪材料的彎曲疲勞強(qiáng)度基本值 N/mm；
——抗彎曲強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)；
——相對(duì)齒根圓角敏感性系數(shù)；
——相對(duì)表面狀況系數(shù)；
——抗彎曲強(qiáng)度計(jì)算的尺寸系數(shù)；
——彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)。
1）的確定
查得 ==500 N/mm
2）的確定
查得 =0.95， =0.98，取較小值 =0.95
3）的確定
查得 =1
4）的確定
查得 =1
5）的確定
查得 =1
6）的確定
選取 =1.25（較高可靠度）
7）計(jì)算
===380 N/mm
=107.01 N/mm<， 滿足要求。
3.3.3 齒輪靜強(qiáng)度校核計(jì)算
3.3.3.1 齒面靜強(qiáng)度校核
齒面靜強(qiáng)度條件
1）靜強(qiáng)度最大齒面應(yīng)力
=
2）計(jì)算切向力
=
=
=10523.73 N/mm
=
=424.13 N/mm
3）靜強(qiáng)度許用齒面接觸應(yīng)力
=
=
=506.16 N/mm
=424.13 N/mm<， 滿足要求
3.3.3.2 彎曲靜強(qiáng)度校核
彎曲強(qiáng)度條件
1）靜強(qiáng)度最大的齒根彎曲應(yīng)力
=
=1.15×1.484×1.2××4.39×0.6786
=85.61 N/mm
2）靜強(qiáng)度許用齒根彎曲應(yīng)力
=
=
=380 N/mm
=85.61 N/mm<， 滿足要求
3.4 軸、軸承及鍵的設(shè)計(jì)
3.4.1 估算軸徑
選擇軸的材料為40Cr，竟調(diào)質(zhì)處理，查得材料力學(xué)性能數(shù)據(jù)為：
=750 MPa；
=550 MPa；
=350 MPa；
=200 MPa;
E=2.06×10 MPa
初步估算軸徑，由材料為40Cr，選取 A=99，則
=43.12 mm
考慮到大帶輪端加鍵，故取d=100 mm
3.4.2 齒輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.4.2.1 軸承的選擇
根據(jù)破碎機(jī)的工作條件和該軸受力情況選用單列圓錐輥?zhàn)虞S承，該軸承的技術(shù)特點(diǎn)為：
1）額定動(dòng)載荷比為1.5～2.5；
2）能承受單向軸向載荷，在徑向載荷作用下，會(huì)產(chǎn)生附加軸向力，一般成對(duì)使用；
3）能夠限制軸承和外殼在一個(gè)方向上的軸向位移；
4）極限轉(zhuǎn)速低；
5）313系列具有較大的接觸角，可以承受更大的軸向載荷，其他系列的接觸角在10～18之間。
故我選用 31322 型號(hào)單列圓錐滾子軸承
3.4.2.2 鍵的選擇
根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇普通平鍵（C型）聯(lián)接，它具有靠側(cè)面?zhèn)鬟f轉(zhuǎn)矩，對(duì)中好，易拆裝。無(wú)軸向固定作用。精度較高，用于高速軸或較大沖擊、正反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合。薄型平鍵運(yùn)用于薄壁結(jié)構(gòu)和傳力矩較小的傳動(dòng)。C型用于軸端。
根據(jù)齒輪軸徑d=110 mm，選用C28×61（GB/T1096-2003）
3.4.2.3 鍵的強(qiáng)度校核
鍵的強(qiáng)度要求
和
式中 T——傳遞的轉(zhuǎn)矩；
d——軸的直徑；
l——鍵的工作長(zhǎng)度，l=L-b/2；
k——鍵與輪轂的接觸高度，k=0.4h；
——鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓力，查得=100～120 MPa；
——鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用壓強(qiáng)，查得=40 MPa；
=35.46 MPa
，滿足要求，可以使用；
=35.46 MPa
，滿足要求，可以使用。
3.4.3 軸上受力分析如下面彎矩轉(zhuǎn)矩圖
（1）軸上傳遞的轉(zhuǎn)矩
==789359 Nmm =789.359 Nm
（2）齒輪的圓周力
=10887.7 N
（3）齒輪的徑向力
=10887.7×0.364=3962.8 N
（4）軸承的軸向力
=
=
=5271.4 N
（5）由大帶輪制造和安裝所附加的圓周力
=2cos(90-)
=2×693.5×
=1358.2 N
3.4.4 求支反力
（1）在水平面內(nèi)的支反力，由=0 得
（a+b）-b=0
==1844.8 N
由=0得
=-=3962.8-1844.8=2118 N
（2）在垂直平面內(nèi)的支反力
===5443.85 N
（3）由于的作用，在支點(diǎn)A、B處的支反力，=0，得
（a+b）-c=0
==386.38 N
=+=1358.2+386.38=1744.58 N
3.4.5 作彎矩和轉(zhuǎn)矩圖
3.4.5.1 齒輪的作用力在水平平面的彎矩圖
=×b=2118×0.135=285.93 Nm
=-F×==285.93-5271.4×=-96.25 Nm
齒輪的作用力在垂直平面的彎矩圖
==5743.85×0.135=734.92 Nm
由于齒輪作用力在D截面作出的最大合成彎矩
==790 Nm
由于作用而作出的彎矩圖
=×C=1358.2 N×0.0825 m=112.05 Nm
該彎矩圖的作用平面不定，但當(dāng)其與上述合成彎矩圖共面時(shí)是最危險(xiǎn)的情況。這時(shí)其彎矩為二者之和，則截面D的最大合成彎矩為
=+=790+112.05=902.05 Nm
3.4.5.2 作轉(zhuǎn)矩圖
3.4.6 軸的強(qiáng)度校核
3.4.6.1 確定危險(xiǎn)截面
根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸及彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖、截面B處彎矩較大，且有軸承配合引起的應(yīng)力集中，截面D處彎矩最大，且有齒輪配合引起的應(yīng)力集中，故屬于危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)對(duì)D截面進(jìn)行強(qiáng)度校核。
3.4.6.2 安全系數(shù)校核計(jì)算
由于該破碎機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，彎矩引起對(duì)稱循環(huán)的彎應(yīng)力，轉(zhuǎn)矩引起的脈動(dòng)循環(huán)的切應(yīng)力。
彎曲應(yīng)力幅為：
==47.04 MPa
式中 W——抗彎斷面系數(shù)
由于是對(duì)稱循環(huán)彎曲應(yīng)力，故平均應(yīng)力 =0
式中 ——40Cr的彎曲對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力時(shí)的疲勞極限，查得=350 MPa；
——正應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)，查得=2.38；
——表面質(zhì)量系數(shù)，軸徑車削加工，查得 =0.90；
——尺寸系數(shù)，查得 =0.6
=
=1.69
切應(yīng)幅為
==1.03×10 Pa
式中 ——抗扭斷面系數(shù)
根據(jù)式
式中 ——40Cr扭轉(zhuǎn)疲勞極限，查得 =200 MPa；
——切應(yīng)力有效應(yīng)力集中系數(shù)，查得 =2.22；
——平均應(yīng)力折算系數(shù)，查得 =0.21；
——尺寸系數(shù)，查得 =0368；
=
=50.6
軸D截面的安全系數(shù)為
S===1.69
查得 [S]=1.3～2.5
故S>[S]，可知該截面是安全地，可以使用。
3.5 破碎機(jī)的總體設(shè)計(jì)
根據(jù)破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、帶傳動(dòng)、齒輪及軸的設(shè)計(jì)，綜合進(jìn)行破碎機(jī)的總體設(shè)計(jì)，破碎機(jī)的總體結(jié)構(gòu)如下圖。
破碎箱采用鋼板組裝方式，底座采用180型槽鋼，破碎箱與底座采用螺緊后焊接，而電動(dòng)機(jī)直接用螺栓擰在底座上。
我對(duì)破碎機(jī)的總體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。其減速箱與破碎箱做成一體形式，既可以節(jié)省空間和制造成本又可以更好的密封和傳動(dòng)；對(duì)齒輪軸部分我采用齒輪軸半露，上蓋與半露部分很好的密封。具體形式如下圖表示。
4、綠色設(shè)計(jì)
4.1 綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)生的背景
自20世紀(jì)70年代以來(lái)，工業(yè)污染所導(dǎo)致的全球性環(huán)境惡化達(dá)到了前所未有的程度，迫使人們不得不重視環(huán)境污染的現(xiàn)實(shí)。日益嚴(yán)重的生態(tài)危機(jī)，要求全世界工商企業(yè)采取共同行動(dòng)來(lái)加入環(huán)境保護(hù)，以拯救人類生存的地球，確保人類的生活質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康的發(fā)展。
進(jìn)入20世紀(jì)90年代，各國(guó)的環(huán)保戰(zhàn)略開始經(jīng)歷一場(chǎng)新的轉(zhuǎn)折，全球性的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整呈現(xiàn)出新的綠色戰(zhàn)略趨勢(shì)，這就是向資源利用合理化、廢棄物產(chǎn)生少量化、對(duì)環(huán)境無(wú)污染或少污染的方向發(fā)展。在這種“綠色浪潮”的沖擊下，綠色產(chǎn)品逐漸興起，相應(yīng)的綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法就成為目前的研究熱點(diǎn)。
在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，產(chǎn)品的綠色標(biāo)志制度相繼建立，凡標(biāo)有“綠色標(biāo)志”圖案的產(chǎn)品，表明該產(chǎn)品從生產(chǎn)到使用回收的整個(gè)過程符合環(huán)境保護(hù)要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，可以實(shí)現(xiàn)資源的再生和回收，這種產(chǎn)品大大地提高了在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。例如：德國(guó)的水溶油漆被授予綠色標(biāo)志后，銷售額提高了20%。
與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)工業(yè)的技術(shù)水平還有較大差距，工業(yè)產(chǎn)品還存在著資源和原材料消耗大、環(huán)境污染嚴(yán)重、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力相對(duì)較弱等問題。在加入WTO之后，產(chǎn)品出口所面臨“綠色壁壘”十分突出。為解決上述問題的可行途徑，就是通過綠色設(shè)計(jì)與綠色制造技術(shù)，大力開發(fā)綠色產(chǎn)品，盡可能減少對(duì)環(huán)境的污染和資源浪費(fèi)，全面提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。
4.2 綠色產(chǎn)品的定義和特點(diǎn)
綠色設(shè)計(jì)是由綠色產(chǎn)品的誕生所引申的一種設(shè)計(jì)技術(shù)。因而，要進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)，首先有必要弄清什么樣產(chǎn)品是綠色產(chǎn)品，綠色產(chǎn)品有何特點(diǎn)，以便于采取一定的方法和手段去設(shè)計(jì)綠色產(chǎn)品。
4.2.1綠色產(chǎn)品的定義
綠色產(chǎn)品是相對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品而言的，至今還沒有權(quán)威的定義，為了便于對(duì)綠色產(chǎn)品的認(rèn)識(shí)，給出如下一些定義：
（1）綠色產(chǎn)品是指以環(huán)境和環(huán)境資源保護(hù)為核心概念而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的、可拆卸和分解的產(chǎn)品，其零部件經(jīng)過翻新處理后可以重新利用。
（2）綠色產(chǎn)品是將重點(diǎn)放在減少部件，使原材料使用合理化并能進(jìn)行回收處理的產(chǎn)品。
（3）綠色產(chǎn)品是指從生產(chǎn)到使用乃至回收的整個(gè)過程都符合特定的環(huán)境保護(hù)要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害小，以及可以再生或回收、循環(huán)、再利用的產(chǎn)品。
（4）綠色產(chǎn)品是指其使用壽命完結(jié)時(shí)，部件可以翻新和重新利用的產(chǎn)品。
以上定義可以看出，綠色產(chǎn)品是指在產(chǎn)品全生命周期內(nèi)，包括原材料制備、設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用、回收、再用或再生過程，能節(jié)約資源和能源，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)危害或少危害，且對(duì)生產(chǎn)者及使用者具有良好保護(hù)性的產(chǎn)品。
4.2.2綠色產(chǎn)品的特點(diǎn)
（1）優(yōu)良的環(huán)境友好性；（2）最大限度地利用材料資源；（3）最大限度地節(jié)約能源。
4.3 綠色設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和設(shè)計(jì)原則
4.3.1設(shè)計(jì)內(nèi)容
1）綠色產(chǎn)品的描述和建模；2）綠色設(shè)計(jì)的材料選擇；3）面向拆卸性設(shè)計(jì)；4）產(chǎn)品的可回收性設(shè)計(jì)；5）綠色產(chǎn)品的成本分析；6） 綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)。
4.3.2設(shè)計(jì)原則
1）資源最佳利用原則；2） 能量消耗最少原則；3）“零污染”原則；4）“零損害”原則；5）技術(shù)先進(jìn)原則；6）生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益最佳原則
我設(shè)計(jì)的雙齒輥破碎機(jī)具有可拆卸性，并且破碎過程中較原始輥式破碎機(jī)添加破碎砧，這樣設(shè)計(jì)可以提高生產(chǎn)率，節(jié)省原材料，降低生產(chǎn)成本，為企業(yè)帶來(lái)可觀的效益。但是也存在著一些不足，就目前的科技還無(wú)法徹底解決此問題，希望日后在這方面有所突破。
結(jié) 論
在當(dāng)今的社會(huì)發(fā)展中，工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)自動(dòng)化程度越來(lái)越高，制造業(yè)飛速發(fā)展。特別是發(fā)達(dá)國(guó)家在這方面有為明顯，我國(guó)雖然和他們比有一定的差距，但最近幾年通過引進(jìn)外資和繼續(xù)加大科研投入力度。因此，也取得了較大的發(fā)展，這種差距也在慢慢地減小。我設(shè)計(jì)的雙齒輥破碎機(jī)在一定程度上促進(jìn)了自動(dòng)化生產(chǎn)，降低了工人的勞動(dòng)力度，提高了生產(chǎn)效率，可以說具有十分重要的意義。
通過資料收集、整理和設(shè)計(jì)，我設(shè)計(jì)的雙齒輥破碎機(jī)終于完成了。在我所設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，我通過對(duì)資料的搜集、查找，找到了很多對(duì)設(shè)計(jì)有用的參考資料，從而保證了設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行。可以說這次設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次綜合檢驗(yàn)和全面總結(jié)，在這個(gè)過程中我學(xué)會(huì)了獨(dú)立思考、在實(shí)踐中找答案、在前人的基礎(chǔ)上求創(chuàng)新。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我的綜合能力大大的提高，為將來(lái)參加工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
致 謝
近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的日子里，我完成了雙齒輥破碎機(jī)的設(shè)計(jì)。我在華盛銘實(shí)習(xí)的日子里，得到了各方工友老師等多位領(lǐng)導(dǎo)的熱情接待與大力支持，在次表示深深的感謝。我還要感謝機(jī)制教研室的張昌娟老師，若沒有她的指導(dǎo)幫助和支持我的畢業(yè)設(shè)計(jì)不能完成的如此順利。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中我在老師的指導(dǎo)下學(xué)到了很多專業(yè)知識(shí)，在一些探索性問題上得到了深層次的理解，更在老師的身上學(xué)到了許多為人處事的道理，我想這些都是我人生中的寶貴財(cái)富，在我今后的工作生涯中定會(huì)受益匪淺。在此我要對(duì)指導(dǎo)老師說一聲：“老師，您辛苦了！”
由于本人所掌握的知識(shí)技能水平有限，在設(shè)計(jì)中難免存在一些問題，在此懇請(qǐng)各位老師和同學(xué)們給予批評(píng)與指正，以便我在今后的工作和學(xué)習(xí)中有更大的提高。
參考文獻(xiàn)
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