2597 對(duì)輥式破碎機(jī)設(shè)計(jì)

2597 對(duì)輥式破碎機(jī)設(shè)計(jì),對(duì)于,破碎,設(shè)計(jì) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁 1 緒論1.1 破碎機(jī)概述對(duì)于破碎煤和巖石的破碎機(jī)型主要有顆式、旋回式、普通輥式、喂給式(單齒輥)和雙齒輥式。顆式破碎機(jī)系間斷破碎，國內(nèi)外產(chǎn)品均存在設(shè)備自重大、功耗高、生產(chǎn)能力小的缺點(diǎn)，滿足不了生產(chǎn)能力大的要求。旋回式破碎機(jī)是我國冶金礦山應(yīng)用廣泛的一種粗碎設(shè)備，具有連續(xù)破碎、生產(chǎn)效率高、能力大、破碎物料硬度高、使用可靠的特點(diǎn)，但設(shè)備重量大、高度高、要求基礎(chǔ)大、移動(dòng)相當(dāng)困難。喂給式破碎機(jī)是消化國外技術(shù)而開發(fā)的應(yīng)用較廣泛的一種破碎中硬以下物料的破碎機(jī)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、適于移動(dòng)式、半移動(dòng)式破碎站。但對(duì)中等以上硬度物料破碎適應(yīng)性差，破碎巖容易出現(xiàn)超限排料。普通齒輥式破碎機(jī)應(yīng)用較多，輥徑大破碎齒小，破碎片小，過負(fù)荷能力差，破碎能力小。不適用于破碎巖石和大塊物料。新型雙齒輥破碎機(jī)由于結(jié)構(gòu)緊湊，破碎物料機(jī)理合理，適應(yīng)性強(qiáng)等突出的優(yōu)點(diǎn)，在露天礦物料粗碎應(yīng)用中很有發(fā)展前途，是較為理想的露天礦巖石破碎機(jī)，其主要特點(diǎn)如下:1)采用長齒，小輥徑，螺旋布齒，多盤四齒結(jié)構(gòu)，通過剪切，彎曲，擠壓綜合作用破碎物料，比普通輥式破碎機(jī)破碎機(jī)理合理，破碎齒受力均勻，允許入料力度大，特別適于粗碎。2)設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊，布置靈活，所占空間尺寸小，尤其是破碎高度小，能夠有效地降低整體布置高度，大大降低破碎站的造價(jià)。4)破碎輥轉(zhuǎn)速低，磨損小，噪音低，灰塵小。5)破碎機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)簡單，由于采用整體式結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)減速器直接連接到破碎機(jī)框架上，使得傳到基礎(chǔ)上的力大大減小，設(shè)備振動(dòng)小，有利于設(shè)在移動(dòng)。6)采用特殊設(shè)計(jì)過載能力強(qiáng)的減速器，對(duì)物料的適應(yīng)性強(qiáng)，與普通輥式和喂給式破碎機(jī)相比，破碎物料的硬度大，同時(shí)由于長齒的交叉布置得到相互梳理作用，也可破碎粘性物料。MMD 公司新型雙齒輥破碎機(jī)已形成中心距 500, 625, 750, 1000, 1300mm 系列產(chǎn)品，可以滿足不同生產(chǎn)能力的需要，同時(shí)具有不同的齒型結(jié)構(gòu)，可以滿足不同物料的破碎。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁 1.2 選題的目的和意義中國是世界上少數(shù)幾個(gè)以煤炭為主要能源的國家之一，煤炭的生產(chǎn)量和消費(fèi)量占世界首位。煤炭作為中國的主要能源及鋼鐵、化工領(lǐng)域的原料在相當(dāng)長的時(shí)間內(nèi)不會(huì)有大的改變，因此煤炭在中國國民經(jīng)濟(jì)中的地位是舉足輕重的。然而，在中國的煤炭消耗中，煤炭的加工利用處于低水平階段，存在著高能耗、高污染、低效率的利用現(xiàn)狀，也產(chǎn)生一系列的環(huán)境污染問題，如:燃煤產(chǎn)生煙塵和 S02 排放量分別占 80%和 90%，中國的大氣污染屬典型的煤煙型大氣污染。全國己有 62.3%的城市 S02 年平均濃度超過國家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，日平均濃度超過國家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。S02 排放量的持續(xù)增加使中國酸雨覆蓋面積占國土面積的 40%，酸雨污染給森林和農(nóng)作物造成的損失每年達(dá)數(shù)百億元。大氣中的 S02 的主要來源于高硫煤的使用，而中國的高硫煤約占總產(chǎn)量的10%,按每年 10 億噸的產(chǎn)量算，每年約有 1 億噸的高硫煤，而去硫的最基礎(chǔ)設(shè)備就是將硫及其伴生物從煤中的解離— 也就是說要將煤充分破碎，破碎煤就需要破碎機(jī)，這是選擇本題的目的之一。其二如前所述，新的選煤技術(shù)和工藝需要新型的破碎機(jī)，否則影響新的選煤工藝和方法的技術(shù)水平。其三多年來，選煤廠廣泛采用的各式破碎機(jī)由于結(jié)構(gòu)與機(jī)理的原因，破碎后的產(chǎn)品或者過粉碎嚴(yán)重，排料粒度不能有效的控制，同時(shí)伴有大量粉塵或者破碎機(jī)的破碎強(qiáng)度低，不能適應(yīng)含煤巖石的煤炭破碎，且破碎后粒度不均勻，容易超粒，不但使得后續(xù)的洗選難度加大，分選效果變差，同時(shí)難以滿足目前市場的需要。由此造成的損失每年數(shù)億人民幣。為解決此問題，在國內(nèi)的破碎機(jī)技術(shù)尚未滿足國內(nèi)使用條件的技術(shù)下，目前大量從國外進(jìn)口破碎機(jī)，如山西的平塑、安家?guī)X煤礦、神華集團(tuán)的神木礦區(qū)、大柳塔選煤廠、貴州盤江集團(tuán)的老屋基選煤廠、永城煤電集團(tuán)、晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)等等 ，國外破碎機(jī)的價(jià)格是國內(nèi)同類價(jià)格的 6-8 倍，如果研制的破碎機(jī)能替代進(jìn)口產(chǎn)品，每年可為國家節(jié)約外匯至少 1 億美元。因此，無論從環(huán)保的角度、社會(huì)效益的角度、直接經(jīng)濟(jì)效益的角度，還是解決生產(chǎn)實(shí)際問題的角度，研究新型的齒輥式破碎機(jī)，具有較重大的現(xiàn)實(shí)意義。齒輥式破碎機(jī)可以說是一種古老的機(jī)械。由于具有構(gòu)造簡單、工作可靠、成果低廉等優(yōu)點(diǎn)，至今仍然被廣泛的應(yīng)用于大、中、小型廠礦，對(duì)脆性物料和韌性的中硬和軟礦石進(jìn)行細(xì)碎。如煤、焦炭、石灰石、泥頁巖、長石、泥灰土等。齒輥式破碎機(jī)按照輥?zhàn)拥臄?shù)目可分為:單齒輥破碎機(jī)、雙齒輥破碎機(jī)和多齒輥（三輥、四輥和六輥）破碎機(jī)。單齒輥破碎機(jī)采用較長的齒輥，主要用作粗碎，雙齒輥破碎機(jī)的齒輥一般較短，用于中碎，多齒輥破碎機(jī)主本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁 要用于細(xì)碎。 對(duì)于齒輥式破碎機(jī)，由于其上述的優(yōu)點(diǎn)，自 50 年代以來，各方面一直比較受關(guān)注，其主要代表成果是帶彈簧保險(xiǎn)裝置的單齒輥和雙齒輥破碎機(jī)，帶有彈簧保險(xiǎn)裝置的目的的是為了防止入料中的木、鐵、研石，巖石等硬物損壞破碎齒。當(dāng)大塊硬物落到破碎腔不能被破碎時(shí)，破碎板或齒輥受力增大，從而壓縮彈簧增大破碎腔的間隙，以使排出硬物，然后借彈簧的恢復(fù)力使可動(dòng)破碎板或齒輥回到原來的位置，由此便不能嚴(yán)格控制碎后產(chǎn)品的粒度。1.3 對(duì)輥式破碎機(jī)概述1.3.1 對(duì)輥式破碎機(jī)的工作原理結(jié)構(gòu)對(duì)輥破碎機(jī)也叫雙輥破碎機(jī)或輥式破碎機(jī)，本機(jī)的工作原理是使落入齒輥之間的物料，在兩齒輥相對(duì)方向旋轉(zhuǎn)作用下，遭到機(jī)器獲得要求粒度的物料。1.3.2 對(duì)輥式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特征：規(guī)格齊全，結(jié)構(gòu)特征不一，根據(jù)不同型號(hào)，設(shè)計(jì)由帶傳動(dòng)裝置和齒輪傳動(dòng)裝置。齒輪傳動(dòng)裝置的主要結(jié)構(gòu)有固定齒輥、活動(dòng)齒輥、傳動(dòng)軸、機(jī)體、底架、罩殼、長齒輪罩殼等部分組成，機(jī)器動(dòng)力是由電動(dòng)機(jī)上的皮帶輪傳出，再通過一對(duì)中間減速齒輪，使固定軋輥旋轉(zhuǎn)，再借助固定軋輥另一端的一對(duì)長齒輪、驅(qū)動(dòng)活動(dòng)軋輥，兩軋輥成相對(duì)運(yùn)動(dòng)而擠壓物料。簡圖如下（圖 1-1）。1、固定軋輥和活動(dòng)軋輥：軋輥部分是破碎機(jī)的主要部分，由軸、輪殼、輥軋、齒輪、長齒輪、軸承端蓋、以及滾動(dòng)軸承等零件組成。固定軋輥和活動(dòng)軋輥軸上，都有鍵聯(lián)接著兩個(gè)輪殼，輪箍裝在輪殼上，軸的一端裝有長齒輪，在固定軋輥的另一端裝有一只圓柱齒輪，軋輥兩側(cè)有調(diào)心滾子軸承。輥軋是擔(dān)負(fù)破碎工作的主要零件，根據(jù)使用情況定，因軋輥直接與物料接觸是常更換的易損件，所以輪箍材料采用 ZG50Mn2 經(jīng)過調(diào)質(zhì)熱處理后，具有堅(jiān)固、耐用、拆卸方便等優(yōu)點(diǎn)。2、活動(dòng)裝置：活動(dòng)軸承旁裝有活動(dòng)裝置，當(dāng)機(jī)器在工作時(shí)如有不能破碎機(jī)的物體或者不慎把金屬掉入機(jī)器中，而且其尺寸大小不能在兩軋輥之間的縫隙中通過，為不致使機(jī)器受到損壞，因此裝有活動(dòng)裝置，其原理是活動(dòng)軸承往后移動(dòng)，讓不能破碎的物體或金屬通過，來適應(yīng)此種情況的發(fā)生。活動(dòng)裝置主要有螺母、螺栓、彈簧以及壓板等組成。將活動(dòng)軸承架放本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁 在底架上，活動(dòng)軸承可順底架前后滑動(dòng)，在活動(dòng)軸承架前端裝有彈簧，在裝配時(shí)要求彈簧作用力應(yīng)保護(hù)裝置，當(dāng)碰到不能破碎的物料，在通不過軋輥間隙時(shí)，軋輥所受的壓力增長，迫使彈簧壓縮，于是活動(dòng)軋棍就離開其原來的位置，使軋輥間隙擴(kuò)大，這樣不能破碎的物料就能通過。調(diào)整活動(dòng)裝置軸承架移動(dòng)行程時(shí)必須注意，扎輥間空隙增到最大限度，而一對(duì)長齒輪必須保證齒合，以防脫落。 圖 1-1 破碎機(jī)結(jié)構(gòu)圖3、傳動(dòng)軸：傳動(dòng)軸實(shí)際是一個(gè)齒輪軸，其上裝有大帶輪，齒輪兩側(cè)有兩只深溝球軸承。4、底架：底架由鋼板和槽鋼制成一個(gè)金屬結(jié)構(gòu)，上面有六個(gè)遞交螺釘孔可使底架固定在基礎(chǔ)上，傳動(dòng)軸上兩尺軸承座及固定扎輥上 2 只軸承體均用螺栓固定在底架上，活動(dòng)軋輥上兩尺軸承體放在底架上可前后活動(dòng)，不固定在底架上，以便調(diào)整。5、機(jī)體：機(jī)體由角鋼和鋼板制成，它固定在底架上，把兩扎輥的工作面圍成封閉狀，用于防止料塊不經(jīng)破碎，即從扎輥兩側(cè)掉出的現(xiàn)象發(fā)生，在進(jìn)行定期檢查和修理時(shí)，這個(gè)部分可拆下。6、長齒輪罩殼：長齒輪罩殼用鋼板與角鋼焊成，由螺栓固定在底架上。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁 2 對(duì)輥式破碎機(jī)基本參數(shù)的確定2.1 破碎機(jī)的破碎及排料機(jī)理分析雙齒輥破碎機(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：圖 2-1 破碎機(jī)理齒對(duì)物料的作用過程可分為 3 個(gè)階段。在第 1 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 階段破碎,否則輥齒沿物料表面強(qiáng)行滑過,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 中表現(xiàn)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,然后再增大。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出,個(gè)別粒度仍然偏大的物料被劈裂棒阻擋。當(dāng)齒運(yùn)動(dòng)到劈裂棒附近時(shí),與劈裂棒共同作用,將大塊物料劈碎并將其強(qiáng)行排出,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)。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁 2.2 對(duì)輥式破碎機(jī)功率的確定及電動(dòng)機(jī)的選型破碎機(jī)功率計(jì)算是破碎機(jī)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),它是選擇電動(dòng)機(jī)的理論依據(jù),電動(dòng)機(jī)選擇得適當(dāng)與否,直接關(guān)系到后續(xù)設(shè)計(jì)的成敗。在過去的破碎機(jī)設(shè)計(jì)中,一般采用兩種方法確定功率,即經(jīng)驗(yàn)公式法和理論計(jì)算法。由于雙齒輥破碎機(jī)是一種新型設(shè)備,無經(jīng)驗(yàn)可循,因此提出如下的理論計(jì)算方法。目前有 4 種不同的理論計(jì)算方法可以確定單位生產(chǎn)量的功耗,即 Rittinger法,Kick-Kirpichev 法,Bond 法和 Holmes 法,其中 Rittinger 法適用于細(xì)磨,Kick-Kirpichev 法適用于粗碎,Bond 法介于二者之間 ,Holmes 法是對(duì)上述 3 種方法的統(tǒng)一,其表達(dá)式為 ?????????jjAEmW11式中： W——單位生產(chǎn)量的功耗，kW·h/t ；M——Bond 功指數(shù)，煤的 Bond 功指數(shù)為 7.91kW·h/t；E——占排料粒度 80%以上的部分的粒度尺寸, ;m?A——占給料粒度 80%以上的部分的粒度尺寸, ;j——取值范圍 0.2～1.4,取 j=0.58。所以kW/t????169.0102091.711 58.358.3????????????????????jjEmW下述方法是基于電機(jī)的功率應(yīng)與單位時(shí)間的破碎物料的功耗相同的原則,即認(rèn)為電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)如下求得: ?/QWF?式中： Q——設(shè)計(jì)要求的生產(chǎn)能力，50t/h；F——電動(dòng)機(jī)的功率，kW;——破碎機(jī)的傳動(dòng)效率，0.85。?故kW94.85.0/16.5/????通過以上分析，考慮到破碎機(jī)工作環(huán)境和過載系數(shù)的影響，選取YB180L-8 電動(dòng)機(jī)，如圖 2-2 所示：本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁 圖 2-2 電動(dòng)機(jī) YB180L-8技術(shù)特征：額定功率：11kW滿載時(shí)額定電流：25.1A滿載時(shí)額定轉(zhuǎn)速：730r/min滿載時(shí)效率：87.5%滿載時(shí)功率因數(shù)：0.77重量：215kg2.3 破碎機(jī)基本參數(shù)的估算齒輥破碎機(jī)的轉(zhuǎn)速有快速和慢速兩種，快速齒輥的圓周速度約為2.8~4.7m/s,慢速齒輥的圓周速度約為 1.2~1.9m/s。由于快速的齒輥生成煤粉較多，所以目前煤用齒輥破碎機(jī)均采用慢速。初步確定齒輥軸的轉(zhuǎn)速為r/min64?n初步確定破碎機(jī)輥齒的形狀及比例如圖 2-2 所示，經(jīng)有關(guān)資料結(jié)合設(shè)計(jì)要求，特制定以下估算方案：L——輥軸有效長度， 550mm； D——齒輥直徑，500mm； D1——輥齒大徑，528 mm；a——輥軸中心距，500mm；R——輥軸半徑，147mm； h——輥齒高度，118mm； 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁 a1——梯形上底，88mm； a2——梯形下底，78mm；h1——梯形高度，90mm；——物料密度，1.27t / m 3?S——梯形面積，mm 2；mm2????7409811 ???????ha——角速度 rad / s；?rad/s702.614.3260n? a=50 a2=781h90L50R147D28=18圖 2-3 齒輥截面圖3 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 確定傳動(dòng)類型總傳動(dòng)比 406.173?nim本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁 結(jié)合慢速雙齒輥破碎機(jī)的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，因此高速級(jí)采用帶傳動(dòng)，低速級(jí)采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。取帶傳動(dòng)比為 21?i所以齒輪傳動(dòng)比為 703.546.12i3.2 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表 3-1 機(jī)械傳動(dòng)和摩擦副的效率概略值種類 效率V 帶傳動(dòng) 1?0.968 級(jí)精度的一般圓柱齒輪傳動(dòng)(油潤滑） 2?0.97球軸承（稀油潤滑） 30.99滾子軸承（稀油潤滑） 40.98長齒齒輪傳動(dòng) 50.973.2.1 各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算Ⅰ軸（電機(jī)軸）r/min7301?mnⅡ軸r/min65212iⅢ軸（齒輥主軸）r/min64703.523?inⅣ軸r/min34n本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁 3.2.2 各軸的輸入功率Ⅰ軸kW1?PⅡ軸kW45.09.60312 ????PⅢ軸kW.8.745.23 ??Ⅳ軸kW45.9.09.4534 ????P3.2.3 各軸的轉(zhuǎn)矩Ⅰ軸Nm904.13795011 ???mnPTⅡ軸Nm418.2365.90522nⅢ軸Nm234.186.90533 ???nPTⅣNm17.4065.90544n3.3 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算參考教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》的第四章。已知輸入軸轉(zhuǎn)速 ＝730r/min,輸入功率 P=11kW1n本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁 (1) 確定 V 帶型號(hào)工作情況系數(shù) 查表 4.6AK＝1.3A計(jì)算功率 cPkW3.14.1???PcV 帶型號(hào)根據(jù) 和 值查圖 4.6，確定為 B 型c1n(2) 確定帶輪基準(zhǔn)直徑 21,D小帶輪直徑 查表 4.7mm80?大帶輪直徑 2mm36121?i按表 4.7 圓整取mm52?D(3) 驗(yàn)算帶速 vm/s8.60/731860/1 ??????n要求帶速在 5～25m/s 范圍，符合要求表 3-2 B 型 V 帶輪（基準(zhǔn)寬度制）輪緣尺寸項(xiàng)目 B 型槽尺寸基準(zhǔn)寬度 db14.0基準(zhǔn)線上槽深 minah3.5基準(zhǔn)線下槽深 if 10.8槽間距 e19槽邊距 minf 11.5最小輪緣厚 i?7.5帶輪寬 BfezB2)1(???外徑 adadah(4) 確定 V 帶長度 和中心距L初取中心距 mm，由式90?本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 ????021210' 42aDaL????初算帶的基準(zhǔn)長度 'mm????8.2694352892' ????按表 4.3 圓整mm0?dL由式 4～22mm56.9728.6492'0 ??????ad(5) 驗(yàn)算小帶輪包角 1??????? 1207.693.56.971803.57182 ???????aD?(6) 確定 V 帶根數(shù) z單根 V 帶試驗(yàn)條件下許用功率 查表 4.40PkW1.20傳遞功率增量 查表 4.5( )0P?97.18/35?ikW.?包角系數(shù) 查表 4.8?K9.0?長度系數(shù) 查表 4.3l 5.1?l所以 ????91.405.982.06340 ??????LcKPz?圓整取 5?z(7) 計(jì)算初拉力 0F21.qvKzvPc?????????每米帶質(zhì)量 查表 4.2q本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 kg/m17.0?q則N29.368.98.52.6531402????????????F(8) 計(jì)算壓軸力 QN48.3297.1sin2.3652sin10 ??z(9) 帶輪其它主要尺寸計(jì)算帶輪寬 Bmm95.129)5()1( ????????fez小帶輪外徑 aDmm87.38021ah大帶輪外徑mm625.2????a3.4 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算參考教材《機(jī)械設(shè)計(jì)》的第六章。已知輸入軸轉(zhuǎn)速 r/min，輸入功率 kW3652?n45.102?P(1)選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力由表 6.2 選 小齒輪 HBS調(diào) 質(zhì)r40C601HBS大齒輪 HBS正 火52?許用接觸應(yīng)力 ，由式][H?NHZSminl][?接觸疲勞極限 查圖得 ,limHN/mm270li1?N/mm25lim2H?本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁 接觸強(qiáng)度壽命系數(shù) ，應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N 由式NZ78212 8h 102.973.5/0./ 103.5)(6j60????iLn（查圖 6-5 得 .1NZ052?接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù) 1minHS則 N/mm270/.0][1???N/mm2552H故N/mm2][許用彎曲應(yīng)力 ,由式][FXNFYSminl??彎曲疲勞極限 ，查圖 6-7（雙向傳動(dòng)乘 0.7）知limF?N/mm23781liN/mm2942?彎曲強(qiáng)度壽命系數(shù) ,查圖 6-8 知 NY21N彎曲強(qiáng)度尺寸系數(shù) ,查圖 6-9（設(shè)模數(shù) m 小于 5）知 X?XY彎曲強(qiáng)度最小安全系數(shù) ，取3~4.1minFSi則 N/mm2704.1/381??F?N/mm229(2)齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁 確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)，按 3221 /)0.~.(nPv?估取圓周速度m/s43.~7.165/4.365)02..( ??tv查表 6.7，表 6.8 ， 選?、蚬罱M 8 級(jí)小輪分度圓直徑 ，由下式得1d3d2u)1()][(?????KTZHE齒寬系數(shù) ，查表 6.9，按齒輪相對(duì)于軸承為對(duì)稱布置，取d?1d?小輪齒數(shù) ，在推薦值 選1z40~21z大輪齒數(shù) 2 7.92703.5i12???z圓整取 2z齒數(shù)比 u 67.51/9/12??傳動(dòng)比誤差 0.2.03./)67.503.(/ ???小輪轉(zhuǎn)矩Nmm218?T載荷系數(shù) K??KVA使用系數(shù) ，查表 6.3，選?A 75.1?A本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 16 頁 動(dòng)載系數(shù)，由推薦值 選?VK4.1~05.2?VK齒間載荷分配系數(shù)，由推薦值 選? .1.?齒向載荷分配系數(shù)，由推薦值 選??K2.~.??K所以 54.21.275.1?材料彈性系數(shù) ,查表 6.4 知 EZ2m/8.9N?節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) ,查圖 6-3（ ） H0x,01??，?5.HZ重合度系數(shù) 由推薦值 選?Z92~87.0??故 mm28.9367.5)1(12354.)578.02.19(d32 ??????齒輪模數(shù) mmm./8.9/d1??z取標(biāo)準(zhǔn)m=5mm標(biāo)準(zhǔn)中心距 amm3502/)19(52/)(1 ??????z小輪分度圓直徑 d1圓周速度 v本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁 m/s08.26/35106/ndv21 ??????與估取近似齒寬 b m105db1?圓整取b=105mm大輪齒寬 1052?小輪齒寬 2m)~(b21?(3)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算由式 ][bdsa12FFFYKT?????齒形系數(shù) ，查表 6.5 小輪aFY76.1aF大輪 5.2a?FY應(yīng)力修正系數(shù) ，查表 6.5 小輪aS 6.1aS大輪 8.2a?SY重合度 ?? )]tant()tnt([2121a ???????zz代入數(shù)據(jù)得 76.???重合度系數(shù)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁 68.07.1/52.0/75.2.0????????Y故N/mm23..6510234.1 ??F?N/mm26.1098.27.2 ??F齒根彎曲強(qiáng)度滿足(4)齒輪及其他主要尺寸計(jì)算大輪分度圓直徑mm5912???mzd根圓直徑 mm.2.01?ffhmm581592ffd頂圓直徑mm201????aahmm605592d3.5 長齒齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算由于齒輥工作時(shí)，可動(dòng)齒輥可能往復(fù)地移動(dòng)，所以，兩齒輥間的傳動(dòng)齒輪需要采用特制的長齒齒輪，使齒輥往復(fù)移動(dòng)不致妨礙其嚙合。長齒齒輪的基圓直徑根據(jù)齒輥的直徑和兩齒之間的間隙（及破碎產(chǎn)物的粒度）而定，齒輪的齒高和齒形一般根據(jù)齒輥相對(duì)移動(dòng) 時(shí)，齒輪m10?件還能進(jìn)行正常嚙合這個(gè)條件設(shè)計(jì)，并保證齒根有足夠的強(qiáng)度。這種特殊的齒輪往往是鑄造后經(jīng)過修整而制成的。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁 圖 3-1 長齒齒輪圖工作齒輥的直徑d=450mm兩齒間的平均間隙b=50mm因此長齒齒輪的分度圓直徑d=500mm要保證齒輥相對(duì)移動(dòng) 時(shí)仍能良好的嚙合，故長齒齒輪的齒頂圓m10?直徑設(shè)計(jì)為mm549?a齒根圓直徑設(shè)計(jì)為mm37fd其它主要尺寸如上圖 3-1 所示。4 傳動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核軸是機(jī)器中的重要零件，各種作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件都必須安裝在軸上，才能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。因此軸的功能是支承旋轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。軸的材料種類很多，要根據(jù)強(qiáng)度、剛度和耐磨性等要求，選擇材料種類本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁 和熱處理方式。軸的常用材料是碳素鋼和合金鋼。碳素鋼價(jià)格較低，對(duì)應(yīng)力集中敏感性小，通常使用碳素鋼，最常用的是 45 號(hào)鋼，不太重要或受力較小的軸可以使用 Q235 等鋼材。合金鋼畢碳素鋼具有更高的機(jī)械強(qiáng)度和優(yōu)良的熱處理性能，但對(duì)應(yīng)力集中較為敏感，對(duì)于受力較大又要減小軸的尺寸和重量，或者需要提高軸頸的耐磨性，或者在高溫、腐蝕等條件下工作的軸，可以采用合金鋼。在低于 200℃的工作溫度下，合金鋼和碳素鋼的彈性模量相差不大，因此，使用合金鋼代替碳素鋼并不能提高軸的剛度。熱處理可以明顯提高軸的強(qiáng)度（特別是疲勞強(qiáng)度）和耐磨性，因此要根據(jù)工作條件選用合適的熱處理方式。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)軸上零件的安裝、定位及制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。工作能力計(jì)算是通過強(qiáng)度、剛度和振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算，保證軸具有足夠的工作能力和可靠性。大多數(shù)的軸只需進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，防止斷裂和塑性變形；對(duì)于剛度要求較高的軸（如機(jī)床主軸）才進(jìn)行剛度計(jì)算，避免發(fā)生過大的變形；對(duì)于高速轉(zhuǎn)動(dòng)的軸還要進(jìn)行振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算，避免發(fā)生共振。軸的設(shè)計(jì)步驟通常是先擬定軸上零件裝配方案，然后裝配和制造要求，確定軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸，最后進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核，必要時(shí)進(jìn)行剛度計(jì)算或振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算。提高軸的強(qiáng)度措施：(1) 改善軸的受力狀況軸上零件的安裝位置、軸的結(jié)構(gòu)對(duì)軸的受力影響很大，設(shè)計(jì)軸時(shí)應(yīng)該充分加以考慮。當(dāng)軸上有兩個(gè)以上的零件輸出扭矩，應(yīng)該將輸入扭矩的零件盡量布置在軸的中間，而不是布置在軸的一端，這樣可以顯著降低軸上的最大轉(zhuǎn)矩。(2) 減小應(yīng)力集中大多數(shù)軸是在變應(yīng)力條件下工作的，主要失效形式為疲勞破壞。軸的截面變化處（如軸肩、鍵槽等）及過盈配合產(chǎn)生的應(yīng)力集中是引起疲勞破壞的主要因素，因此設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)盡量減少應(yīng)力集中源和降低應(yīng)力集中程度。合金鋼對(duì)應(yīng)力集中較為敏感，設(shè)計(jì)時(shí)更應(yīng)加以注意。為減少應(yīng)力集中，應(yīng)盡量避免在軸上特別是應(yīng)力較大不為處鉆孔、開槽或加工螺紋。軸肩處應(yīng)采用圓角過渡，并且圓角不宜過小。當(dāng)依靠軸肩定位的零件圓角半徑很小時(shí)，為增大軸肩的圓角半徑，可采用內(nèi)凹圓角或隔離環(huán)過渡。軸的表面質(zhì)量對(duì)疲勞強(qiáng)度也有顯著影響，因?yàn)檩S表面的加工刀痕也是應(yīng)力集中源，疲勞裂紋常發(fā)生在表面粗糙的部位，所以必須合理確定表面粗本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁 糙度。此外，對(duì)軸進(jìn)行表面熱處理（滲碳淬火、高頻淬火等）和表面強(qiáng)化處理（碾壓、噴丸等） ，也可以提高軸的疲勞強(qiáng)度。(3) 軸的結(jié)構(gòu)工藝性軸的基本形狀確定后，需要根據(jù)裝配和制造工藝要求，對(duì)軸的細(xì)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。例如，為了減少裝夾工件的時(shí)間，同一軸上的鍵槽應(yīng)布置在同一母線上；為了減少道具種類，軸的鍵槽寬度、圓度、退到草和砂輪槽等應(yīng)盡量采用相同的尺寸，并符合有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)；為了去掉毛刺和便于裝配零件，軸段端部應(yīng)該倒角；過盈配合零件裝入端通常要加工出導(dǎo)向錐面；磨削處應(yīng)有砂輪越程槽，車削螺紋處應(yīng)有退刀槽。4.1Ⅰ軸（高速軸）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)高速軸為電機(jī)軸，其上裝小帶輪，其軸頸為d=48mm總長l=110mm圖 4-1 電機(jī)軸(1) 計(jì)算作用在帶輪上的力：轉(zhuǎn)矩：Nmm14390?T小帶輪直徑：mm81D初拉力：本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁 N29.360?F壓軸力：N48.Q(2) 繪制軸的彎矩圖和扭矩圖：求彎矩：Nmm.1976?M扭矩：Nmm4301T(3) 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度：當(dāng)量彎矩： 22)(Tca???取折合系數(shù) a=0.6，則齒寬中點(diǎn)處當(dāng)量彎矩：Nmm857143906.(8.1972??caM軸的材料為 40Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表查得：N/mm25?b?材料許用應(yīng)力：N/mm2??701?軸的計(jì)算應(yīng)力為：N/mm2????841./85.// 331????dMWcacac? ??b1???以下為軸的受力分析圖： 彎 矩 圖扭 矩 圖當(dāng) 量 彎矩 圖圖 4-2 電機(jī)軸的計(jì)算簡圖本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 23 頁 4.2Ⅱ軸設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 計(jì)算作用在帶輪及齒輪上的力：轉(zhuǎn)矩：N·mm273418?T帶輪直徑：mm52D壓軸力：N48.39?Q齒輪分度圓直徑：mm105d圓周力：N96.207/27348/211 ???TFt徑向力：N54.1tan96.50an??tr(2) 初步估算軸的直徑：因?yàn)?II 軸是齒輪軸，應(yīng)與齒輪 1 的材料一致，故其材料選取 40Cr 調(diào)質(zhì)鋼作為軸的材料。由式： 322nPAd?計(jì)算軸的最小直徑，并加大 1.03 以考慮鍵槽的影響。查表，取105?則：mm9.364.3.132??d(3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：1) 確定軸的結(jié)構(gòu)方案（如圖所示）本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 24 頁 圖 4-3 Ⅱ軸結(jié)構(gòu)圖右軸承從軸的右端裝入，右軸承左側(cè)端面靠軸肩定位。左軸承從軸的左端裝入，靠軸肩定位。左右軸承均為深溝球軸承，采用軸承端蓋。大帶輪從軸的左端裝入，右端面靠軸肩定位，采用普通平鍵得到周向固定。2) 確定各軸段直徑和長度：①段：裝帶輪，根據(jù) 圓整取min2dmm51?長度比帶輪寬短 )4~(mm07l②段：為使帶輪定位，軸肩高度：mm)63(?h則：mm510212?d取端蓋寬度 10mm，端蓋外端面與帶輪 14mm，則mm42?l③段：為便于裝拆軸承內(nèi)圈， 且符合標(biāo)準(zhǔn)軸承內(nèi)徑。查23d?GB/T276--94，暫選深溝球軸承型號(hào)為：6014，則：mm703?d其寬度：mm2B軸承潤滑方式選擇：mm·r/min mm·r/min50367023??nd 180?故選擇脂潤滑。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 25 頁 齒輪與箱體內(nèi)壁間隙取 17mm,則mm3712073???Bl④段：為軸齒輪，所以其分度圓直徑：mm54d取其長度等于齒輪寬 ，即：1bmm2?l⑤段：裝左軸承mm7035dmml3) 確定軸承及齒輪作用力位置：根據(jù)下面軸的受力簡圖，先確定各段長度：mm941?Lmm8324) 繪制軸的彎矩圖和扭矩圖：求軸承反力 H 水平面：N541?HRN762V 垂直面：N981V求彎矩 H 水平面：Nmm302?HMNmm647V 垂直面：Nmm8V合成彎矩：Nmm319065?MNmm482扭矩：Nmm7312?T5) 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度：當(dāng)量彎矩：本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26 頁 22)(TMca???取折合系數(shù) a=0.6，則齒寬中點(diǎn)處當(dāng)量彎矩：Nmm6895)73416.0(64853222 ??caMNmm719??軸的材料為 40Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表查得：N/mm2735?b?材料許用應(yīng)力：N/mm2??01?軸的計(jì)算應(yīng)力為：N/mm2????78.51./6895.0// 33422 ????dMWcacac? ??b1???以下為軸的受力分析圖 RH2VFr1tRHV1Q水 平 面V垂 直 面合 成 彎 矩扭 矩當(dāng) 量 彎 矩 2Ft1RV2RV1r1圖 4-4 Ⅲ軸計(jì)算簡圖本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 27 頁 4.3Ⅲ軸（即齒輥主軸）設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 計(jì)算作用在齒輪及齒輥上的力：轉(zhuǎn)矩：Nmm14832?T直齒圓柱齒輪分度圓直徑：mm592d圓周力：N6.0712?ttF徑向力：N54.1892tan9.5tan2????rF齒輥直徑：mm40?d圓周力：N659/1832/23??TFt徑向力：N40tan659tan???r長齒齒輪直徑：mm0長d圓周力：N593/14832/23 ???長長 TFt徑向力：N160tan59tan??長長r(2) 初步估算軸的直徑：選取 45 號(hào)鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理。由式： 3nPAd?本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 28 頁 計(jì)算軸的最小直徑，并加大 1.03 以考慮鍵槽的影響。查表，取15?A則：mm67.349.03.3??d(3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：1) 確定軸的結(jié)構(gòu)方案（如圖 4-5 所示）圖 4-5 Ⅲ軸結(jié)構(gòu)圖齒輥，右軸承，直齒圓柱齒輪依次從軸的右端裝入，齒輥及齒輪左側(cè)端面靠軸肩定位。左軸承，長齒齒輪依次從軸的左端裝入，長齒齒輪靠軸肩定位。采用調(diào)心滾子軸承。齒輥，直齒圓柱齒輪及長齒齒輪均采用普通平鍵得到周向固定。2) 確定各軸段直徑和長度：①段：裝直齒圓柱齒輪，根據(jù) 圓整取min2dmm10?長度比齒輪寬度短(1~4)mmmm1l②段：為使齒輪定位，且便于拆裝軸承內(nèi)圈，軸肩高度：mm)6~3(?h查設(shè)計(jì)手冊(cè)，暫選調(diào)心滾子軸承型號(hào)為：22326C，則mm102dmm64?B長度為軸承寬度，兩個(gè)軸承端蓋的寬度，齒輪壁的寬度，齒輥箱壁的寬度以及套筒長度的總合，初步定為mm25l③段：為便于裝拆齒輥及齒輥箱壁定位，取軸肩高度本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 29 頁 mm)6~3(?h則：mm14223?d其長度比齒輥長度短(1~4)mm ：mm56?l④段：裝齒輥箱壁mm14d取其長度：mm52?l⑤段：裝軸承端蓋mm145dmm39l⑥段：裝左軸承mm1026?dmm43l⑦段：裝長齒齒輪mm7mm105?l3) 確定軸承及齒輪作用力位置：根據(jù)下面軸的受力簡圖，先確定各段長度：mm21Lmm43?mm04) 繪制軸的彎矩圖和扭矩圖：求軸承反力 H 水平面：N57281?HRN6V 垂直面：N1VN42?求彎矩 H 水平面：Nmm67031HMNmm82本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 30 頁 V 垂直面：Nmm834?VM合成彎矩：Nmm621Nmm7扭矩：Nmm483?T5) 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度：當(dāng)量彎矩： 22)(TMca??取折合系數(shù) a=0.6，則齒寬中點(diǎn)處當(dāng)量彎矩：Nmm6985)14836.0(68221 ???caMNmm7437432?軸的材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表查得：N/mm2640?b?材料許用應(yīng)力：N/mm2??1?b軸的計(jì)算應(yīng)力為：N/mm2????3.614.0/75346.0// 3322 ????dMWcacac???b1??以下為軸的受力分析圖本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 31 頁 RH2V Fr2tRH1VH水 平 面V垂 直 面合 成 彎 矩扭 矩當(dāng) 量 彎 矩 H2 1Ft長 r長 Frt t2t長 FtFr長 RV2r Fr2RV1圖 4-6 Ⅲ軸計(jì)算簡圖4.4Ⅳ軸設(shè)計(jì)計(jì)算(1) 計(jì)算作用在齒輪及齒輥上的力：轉(zhuǎn)矩：Nmm1407?T齒輥直徑：mm5d圓周力：N65940/1832/23??Ft徑向力：Ntan659tan???r本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 32 頁 長齒齒輪直徑：mm50?長d圓周力：N593/14832/23 ??長長 TFt徑向力：N160tan59tan???長長r(2) 初步估算軸的直徑：選取 45 號(hào)鋼作為軸的材料，調(diào)質(zhì)處理。由式： 344nPAd?計(jì)算軸的最小直徑，并加大 1.03 以考慮鍵槽的影響。查表，取15?則：mm6.24.903.34??d(3) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：1) 確定軸的結(jié)構(gòu)方案（如圖 4-7 所示）圖 4-7 Ⅳ軸結(jié)構(gòu)圖齒輥，右軸承依次從軸的右端裝入，齒輥?zhàn)髠?cè)端面靠軸肩定位。左軸承，長齒齒輪依次從軸的左端裝入，長齒齒輪靠軸肩定位。采用調(diào)心滾子軸承。齒輥及長齒齒輪均采用普通平鍵得到周向固定。2) 確定各軸段直徑和長度：①段：裝軸承?？紤]該軸的承載，差設(shè)計(jì)手冊(cè)，暫選調(diào)心滾子軸承型號(hào)為：22326C，則mm130?d本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 33 頁 mm64?B長度為軸承寬度，一個(gè)軸承端蓋的寬度，齒輥箱壁的寬度以及套筒長度的總合，初步定為mm13l②段：為便于裝拆齒輥及齒輥箱壁定位，取軸肩高度mm)6~(?h則：mm14212?d其長度比齒輥長度短(1~4)mm ：mm56?l③段：裝齒輥箱壁mm13d取其長度：mm52?l④段：裝軸承端蓋mm14dmm39l⑤段：裝左軸承mm105?dmm43l⑥段：裝長齒齒輪mm26mm105?l3) 確定軸承及齒輪作用力位置：根據(jù)下面軸的受力簡圖，先確定各段長度：mm21Lmm43?4) 繪制軸的彎矩圖和扭矩圖：求軸承反力 H 水平面：N57281HRN6?V 垂直面：N1V本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 34 頁 N142?VR求彎矩 H 水平面：N·mm67031HMN·mm82V 垂直面：N·mm4?V合成彎矩：N·mm6821N·mm73M扭矩：N·mm43?T5) 按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度：當(dāng)量彎矩： 22)(Tca??取折合系數(shù) a=0.6，則齒寬中點(diǎn)處當(dāng)量彎矩：N·mm698514836.0(6821 ???caMN·mm743)74322軸的材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表查得：N/mm2b?材料許用應(yīng)力：N/mm2??601??軸的計(jì)算應(yīng)力為：N/mm2????3.614./753.//22 ???dMWcacac???b1??以下為軸的受力分析圖本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 35 頁 RH2VRH1V水 平 面V垂 直 面合 成 彎 矩扭 矩當(dāng) 量 彎 矩 2 1Ft長r長 Frtt長 tFr長 RV2FrRV1圖 4-8 Ⅳ軸計(jì)算簡圖5 軸承的壽命驗(yàn)算5.1 深溝球軸承 6014查設(shè)計(jì)手冊(cè)，6014 的主要性能參數(shù)（GB/T276-1995 ）為：額定動(dòng)載荷：C=38500N額定靜載荷： =30500N06.0?x5y本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 36 頁 (1) 合成支反力：N27194825R121 ????VHN7622(2) 當(dāng)量動(dòng)載荷：取載荷系數(shù)=1.8pf故N2936716.08101 ???RxfPpN8422(3) 計(jì)算軸承壽命：因 ，按 計(jì)算21P?2查表，取溫度系數(shù)=1tf32601???????PCnLth將以上數(shù)據(jù)帶入得h358h軸承的額定壽命，小修一年，350 天/年，每天 8 小時(shí)工作。=1×350×8=2800h][hL故軸承壽命滿足要求5.2 齒輥主軸上調(diào)心滾子軸承 22326C查設(shè)計(jì)手冊(cè)，22326C 的主要性能參數(shù)（GB/T297-94 ）為：C=82800N=108000N0=0.42e本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 37 頁 =1.y(1) 合成支反力：N584265728R211 ????VHN179222?(2) 軸承派生軸向力：N)4./(58)/(S1???yN921722R(3) 軸向載荷因N 05353014F2a3 ??????S1S?故N91AN22S(4) 當(dāng)量動(dòng)載荷：取載荷系數(shù)=1.2pf因 eR???3.624/059/A1查表 .1yx故N37601)2594.6.0(2)(P111 ???????AyRxfp因 e??37./9/2查表本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 38 頁 012?yx故N32)7(.)(P222 ?????ARxfp(5) 計(jì)算軸承壽命：因 ，按 計(jì)算21?1查表，取溫度系數(shù)=1tf)3/10(36PCnLth?將以上數(shù)據(jù)帶入得h89h軸承的額定壽命，小修一年，350 天/年，每天 8 小時(shí)工作。=1×350×8=2800h][hL故軸承壽命滿足要求5.3Ⅳ軸上調(diào)心滾子軸承 22326C查設(shè)計(jì)手冊(cè)，22326C 的主要性能參數(shù)（GB/T297-94 ）為：C=82800N=108000N0C=0.42e=1.y(1) 合成支反力：N857314207R2211 ????VHN22(2) 軸承派生軸向力：本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 39 頁 N2516)7./(853)2/(S1 ???yRN412(3) 軸向載荷因 124 8725306SSFa ????故N4141??aAN5262S(4) 當(dāng)量動(dòng)載荷：取載荷系數(shù) =1.5pf因 eR???26.08573/214/A1查表 1yx故N12860)86735(.)(111 ??????ARxfPp因 e?4.0/25/2查表 .12?yx故N85012)264.53.0()(222 ??????AyRxfPp(5) 計(jì)算軸承壽命：因 ，按 計(jì)算21?1查表，取溫度系數(shù)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 40 頁 =1tf)3/10(46PCnLth?將以上數(shù)據(jù)帶入得h29h軸承的額定壽命，小修一年，350 天/年，每天 8 小時(shí)工作。=1×350×8=2800h][hL故軸承壽命滿足要求6 鍵的選擇與強(qiáng)度校核本設(shè)計(jì)均采用應(yīng)用最為廣泛的普通平鍵查表知，鍵聯(lián)接的許用壓應(yīng)力為N/mm210][?P?強(qiáng)度計(jì)算式為 dhlTP4][(1) 電機(jī)軸 鍵 B14×66 GB/T1096-2003Ⅰ軸N·mm14390?TN/mm2 8.)6(48??P?][P??(2) 大帶輪 鍵 16×86 GB/T1096-2003Ⅱ軸N·mm273418?TN/mm2 .)6(05??P?][P??本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 41 頁 (3) 大齒輪 鍵 32×89 GB/T1096-2003Ⅱ軸N·mm273418?TN/mm2 .5)9(10??P?][P??(4) 齒輥 鍵 36×400 GB/T1096-2003Ⅲ軸N·mm4832?TⅣN·mm1074N/mm2 95.3)6(28????ⅢP? ][P??N/mm2 .8)40(117ⅣP ][P(5) 長齒齒輪 鍵 32×93 GB/T1096-2003Ⅲ軸N·mm14832?TⅣN·mm074N/mm2 1.)329(182????ⅢP?][P??N/mm2 .6)(047ⅣP ][P所有鍵均滿足強(qiáng)度條件本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 42 頁 7 彈簧的設(shè)計(jì)與校核彈簧是一種常用的彈性元件，在工作時(shí)產(chǎn)生較大的彈性變形。彈簧的主要功用有：(1) 控制運(yùn)動(dòng)，如氣門、離合器、制動(dòng)器和各種調(diào)節(jié)器上的控制彈簧；(2) 緩沖或減振，如車輛的懸架彈簧和破碎機(jī)的支撐彈簧等；(3) 儲(chǔ)能及輸出能量，如鐘表、儀器和自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)上的發(fā)條和槍閂彈簧；(4) 測力，如彈簧秤和動(dòng)力計(jì)中的測力彈簧本設(shè)計(jì)采用應(yīng)用最廣的圓截面材料壓縮彈簧，其特性線呈線性，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。彈簧的作用：自動(dòng)調(diào)節(jié)齒輥間距，以破碎粒度不同的煤塊。以下為彈簧拉力計(jì)算式F 為拉桿彈簧的拉力， F 按下式計(jì)算：（7-1）)(0ic???式中 c——彈簧的剛性系數(shù)；——彈簧的預(yù)壓變形；0?——彈簧的工作變形。i彈簧工作變形 是懸掛點(diǎn)與彈簧支承點(diǎn)間的長度與其最小值間的差值。i（7-2）min)(lii???預(yù)變形量 按下式計(jì)算；0?（7-3）????????minmax008.llkazzx式中 ——彈簧的最大工作變形；max?——彈簧預(yù)壓緊時(shí)的起始變形系數(shù)，一般取0k本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 43 頁 。5.0~20?k只要選定彈簧的剛性系數(shù) c 和起始變形系數(shù) ，并通過位置分析，求0k出彈簧拉桿在動(dòng)腭上的懸掛點(diǎn)的坐標(biāo)值，即可由式（7-1）～（7-3）計(jì)算出彈簧的拉力 F。8 箱體及附件的設(shè)計(jì)8.1 箱體設(shè)計(jì)破碎機(jī)箱體是整個(gè)破碎機(jī)零部件的安裝基礎(chǔ)。它在工作中承受很大的沖擊載荷，其重量占整機(jī)重量很大比例（對(duì)鑄造機(jī)架為 50％左右，對(duì)焊接機(jī)架為 30％左右） ，而且加工制造的工作量也較大。機(jī)架的剛度和強(qiáng)度，對(duì)整機(jī)性能和主要零部件壽命均有很大的影響，因此，對(duì)破碎機(jī)箱體的要求是:結(jié)構(gòu)簡單制造，重量輕，且要求有足夠的強(qiáng)度和剛度。破碎機(jī)架按機(jī)構(gòu)分，有整體機(jī)架和組合機(jī)架：按制造工藝分，有鑄造機(jī)架和焊接機(jī)架。箱體起著支持和固定軸組件，保證軸組件運(yùn)轉(zhuǎn)精度、良好潤滑及可靠密封等重要作用。選用灰鑄鐵制造，灰鑄鐵具有良好的鑄造性能和減振性能，易獲得美觀外形。減速齒輪箱體壁厚mm10?b齒輥箱壁厚mm2長齒齒輪箱體壁厚mm103?b總體底座厚度mm94傳動(dòng)齒輪箱體底座厚度mm65?b地腳螺釘直徑mm30fd地腳螺釘數(shù)目 12?n本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 44 頁 8.2 附件設(shè)計(jì)減速齒輪箱體及傳動(dòng)齒輪箱體上設(shè)置有窺視孔、窺視孔蓋，通氣器等附件。窺視孔用于檢查傳動(dòng)件的嚙合情況、潤滑狀態(tài)、接觸斑點(diǎn)及齒側(cè)間隙等，還可用于加入潤滑油。機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，箱體內(nèi)溫度升高、氣壓增大，對(duì)箱體的密封極為不利。因此在箱蓋頂部或窺視孔蓋上安裝通氣器，使箱體內(nèi)的熱脹氣體自由逸出，以保證箱體內(nèi)外壓力均衡，提高箱體有縫隙處的密封性能。軸承蓋是用來封閉減速器箱體上的軸承座孔，以及固定軸組件的軸向位置并承受軸向力。8.3 其它技術(shù)說明1）減速器的潤滑良好的潤滑可降低傳動(dòng)件和軸承的摩擦損耗，減少磨損，保護(hù)其不受銹蝕，提高其使用壽命和機(jī)械效率，還可起到散熱，減振，降噪音等作用。2) 齒輪的潤滑齒輪潤滑采用油池浸浴潤滑，利用浸在油池中的轉(zhuǎn)動(dòng)件齒輪將潤滑油帶到嚙合表面，甩到箱壁上，為了避免攪油損耗過大，又要使齒輪嚙合處充分潤滑，傳動(dòng)件浸入油中的深度不宜太甚或太淺。3）軸承潤滑選擇軸承潤滑時(shí)，根據(jù)軸承內(nèi)徑和轉(zhuǎn)速確定區(qū)間查出潤滑油黏度，經(jīng)查表，潤滑油粘度選在 60~150 間，確定潤滑油牌號(hào)：選用工業(yè)齒輪油4）破碎機(jī)械的密封形式破碎機(jī)的密封包括箱體，軸承等處的密封，密封的作用是防止灰塵，水分，酸氣和其他雜物進(jìn)入軸承和箱體內(nèi)，并阻止?jié)櫥瑒┑男孤丁１究粕厴I(yè)設(shè)計(jì) 第 45 頁 9 對(duì)輥式破碎機(jī)生產(chǎn)能力計(jì)算方法的推導(dǎo)根據(jù)以上分析可知,物料是被齒強(qiáng)行掃出破碎腔的，所以破碎機(jī)的生產(chǎn)能力等于將輥齒看作是物料單位時(shí)間內(nèi)通過兩齒輥之間的物料的總體積減去所有的輥齒在其中所占的體積，即：( 9-1 )??21VKQ???式中 Q——破碎機(jī)的生產(chǎn)能力，t/h；K——物料的填充系數(shù)；V1——將輥齒看作物料單位時(shí)間內(nèi)通過兩輥之間的物料的總體積，m3/h；——物料粒度，t / m3； V2——單位時(shí)間內(nèi)通過兩輥之間的所有?輥齒的體積，m 3/h。9.1 推導(dǎo)過程1）求 1V由于物料是被輥齒強(qiáng)行掃出的，所以與輥齒接觸的物料以輥齒接觸點(diǎn)處的線速度運(yùn)動(dòng)。如圖 2 所示,兩輥之間的間隙為 AD 段。AC 表示左輥上的齒高，BD 表示右輥上的齒高。從圖中可以看到，兩輥上的輥齒從軸向看有重疊部分，即 BC 段。物料通過 BC 段某一點(diǎn)的速度應(yīng)該取兩輥齒在該點(diǎn)的線速度的平均值。物料通過 AB 段和 CD 段某一點(diǎn)的速度則簡單地分別由左右輥齒在該點(diǎn)的線速度決定。考慮到通過 AD 段的物料關(guān)于 的垂直等分線具有21O對(duì)稱性，則有：( 9-2 )??4312V??式中 ——單位時(shí)間內(nèi)通過 AB 段的物料(包括輥齒)的體積； —4V—單位時(shí)間內(nèi)通過 BO 段的物料(包括輥齒)的體積。( 9-3 )????? ???????????????hRa RDaLdx2132?其中 ——角速度 rad/s；?60/n?L——輥軸有效長度，m；——輥齒中心距，m；aD1——輥齒大徑， ，m；)(21hRD??本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 46 頁 R——輥軸半徑，m； h——輥齒高度，m。設(shè) BC 段上一點(diǎn)坐標(biāo)值為 ，則兩輥上的輥齒在該點(diǎn)的線速度分別為x)(),)(,)(2121 avxvx???和那么物料通過 點(diǎn)的平均速度為：?????axx2121 ??可見物料通過 BC 段的速度恒等于 O 點(diǎn)的線速度。則( 9-4 )????aDLdxaVhR??????12/44?將式子( 3 ) 和 ( 4 )代入式子 ( 2 )可得：( 9-5 )1211 RL?將 ????hradnsradn/20/30/????代入上式得：( 9-6 )?21211 430RDaLV??2）求 2單位時(shí)間內(nèi)通過兩輥之間的所有輥齒的體積 ??hmnV/6032?式中 m——兩個(gè)齒輥上安裝的總齒數(shù)；n——齒輥轉(zhuǎn)速，r/min；——單個(gè)齒的體積，m 3。2V3）求 Q將式( 6 )和( 7 )代入式( 1 )就得到生產(chǎn)能力 Q 的計(jì)算公式：????02121430mVRaDLKn??????K 值選取將是本公式運(yùn)用的關(guān)鍵。因?yàn)?K 值與物料性質(zhì)、物料松散系數(shù)以及進(jìn)料飽和度等因素有關(guān)，要靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得到，經(jīng)試驗(yàn)測定。6.0?本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 47 頁 9.2 對(duì)輥式破碎機(jī) 2PGC-T0405DE 的生產(chǎn)能力校核型號(hào)說明2PG——對(duì)輥式破碎機(jī)C——齒輥T——彈簧調(diào)節(jié)04——齒輥直徑05——齒輥長度單個(gè)齒的體積m33210 105.74.019.085.9??????lkV齒總數(shù) （3 環(huán) 4 齒雙輥+輔助輥齒）26