【正文】 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 目 錄 1 概述 .................................................... 3 破碎理論 ................................................... 3 表面理論 ............................................... 3 體積理論 ............................................... 4 裂縫理論 ............................................... 4 一般破碎機(jī)械 ............................................... 5 齒輥破碎機(jī)的發(fā)展 .......................................... 10 九十年代前的齒輥式破碎機(jī) .............................. 10 九十年代后的齒輥式破碎機(jī) .............................. 11 國(guó)外的齒輥式破碎機(jī) .................................... 13 2齒輪破碎機(jī)的詳細(xì)參數(shù) ....................................... 14 破碎機(jī)的技術(shù)參數(shù) ........................................... 14 總體結(jié)構(gòu)和布局設(shè)計(jì) ......................................... 14 工作參數(shù)的確定 ............................................. 15 輥?zhàn)又行木嗟拇_定 ....................................... 15 輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速的確定 ......................................... 16 輥?zhàn)娱L(zhǎng)度的計(jì)算 ......................................... 16 功率計(jì)算 ............................................... 17 ． 5 齒輥切向力的計(jì)算 ...................................... 17 電機(jī)的選擇 ................................................. 19 選擇電動(dòng)機(jī)的綜合問(wèn)題 ................................... 19 電機(jī)的選擇計(jì)算 ......................................... 20 同步齒輪的設(shè)計(jì) ............................................. 20 齒輥軸的設(shè)計(jì) ............................................... 25 破碎輥（ 1）軸的設(shè)計(jì) .................................... 25 ． 2 破碎輥（ 2）軸的設(shè)計(jì) ................................... 28 鍵的選擇與校核 ............................................. 31 齒環(huán)與軸的聯(lián)接鍵 ....................................... 31 同步齒輪與軸的聯(lián)接鍵 ................................... 31 2． 半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接鍵 ................................ 32 齒環(huán)和齒帽的設(shè)計(jì) ........................................... 33 齒帽的設(shè)計(jì) ............................................. 33 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 齒環(huán)的設(shè)計(jì) ............................................. 33 軸承的選擇 ................................................. 33 確定軸承型號(hào) ........................................... 33 軸承的校核 ............................................. 33 3減速器的設(shè)計(jì) ............................................ 35 減速器的設(shè)計(jì)要求 ......................................... 35 減速器的總體布局設(shè)計(jì) ..................................... 35 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ..................................... 37 4 減速器的結(jié)構(gòu)和附件設(shè)計(jì) ...................................... 47 5 對(duì)附件設(shè)計(jì) .................................................. 48 結(jié)論 ....................................................... 50 參考文獻(xiàn) ................................................... 50 致 謝 ..................................................... 51 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 概述 專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 建國(guó)初期，我國(guó)依前蘇聯(lián)模式發(fā)展工業(yè)， 旋回破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)和顎式破碎機(jī)應(yīng)用較為普遍，在高等院校的教材中也主要講述上述破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)，有關(guān)雙齒輥破碎機(jī)的內(nèi)容十分簡(jiǎn)單，且結(jié)論是“不能破巖石，沒(méi)有發(fā)展前途”，所以建國(guó)后 30 多年并沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用。改革開(kāi)放以后，我們了解到雙齒輥破碎機(jī)在發(fā)達(dá)的西方國(guó)家應(yīng)用已非常普遍后才開(kāi)始進(jìn)行設(shè)備和技術(shù)引進(jìn)。經(jīng)過(guò)國(guó)內(nèi)外雙齒輥破碎機(jī)的運(yùn)行實(shí)踐并對(duì)比分析，與旋回破碎機(jī)、顎式破碎機(jī)等國(guó)內(nèi)使用的傳統(tǒng)破碎機(jī)比較，雙齒輥破碎機(jī)有下列優(yōu)點(diǎn)： (1) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便； (2) 外形尺寸小，重量輕； (3) 生產(chǎn)能力大，能耗低； (4) 工作受力均為內(nèi)力，為 簡(jiǎn)化基礎(chǔ)設(shè)計(jì)創(chuàng)造了條件，更適合移動(dòng)破碎站選用； (5) 產(chǎn)品粒度均勻； (6) 安全保護(hù)可靠； (7) 特殊情況下可直接起動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)沖擊很小。 針對(duì)以上優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)在選煤廠(chǎng)的生產(chǎn)方案以及現(xiàn)有的齒輥破碎機(jī)的產(chǎn)品展開(kāi)研究。結(jié)合破碎理論根據(jù)生產(chǎn)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。 破碎理論 破碎是相當(dāng)復(fù)雜的，它與被破碎物本身的性質(zhì) (物料的均勻性、硬度、密度、鉆度、料塊的形狀和含水率 )以及所選擇的機(jī)械裝備等有關(guān)。破碎物料時(shí)所加的外力除了使物料塊發(fā)生相對(duì)移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)外，還使物料破碎。確定破碎時(shí)所消耗的功與被破碎物料的破碎程度之間的關(guān)系是相當(dāng)重要的。 破碎的現(xiàn)有理 論中以表面理論和體積理論為最普遍，雖不能得到十分精確的結(jié)論，但可作為選型或設(shè)計(jì)時(shí)的參考。 表面理論 該理論認(rèn)為破碎時(shí)所消耗的功與被破碎物料新形成的表面積成正比。 一般情況下，當(dāng)將邊長(zhǎng)為 1 cm 的立方體分成邊長(zhǎng)為 cmn1 的小立方體時(shí)，可得到 3n 個(gè)小立方體，分割平面數(shù)為 )1(3 ?n ，所消耗的總功為 )1(3 ?np 。 假設(shè)將上述立方體物料分割成邊長(zhǎng)分別為 cmm11和 cmm21的小立方體，則其所消耗的功之比 如下式： 21mmpp = 11)1(3 )1(32121 ????? mmmp mp 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 當(dāng) 1m 和 2m 相當(dāng)大時(shí)，可以寫(xiě)成21mmpp =21mm 。由此可 見(jiàn)，破碎所消耗的功與物料的破碎度成比例。 體積理論 該理論是指破碎物料所消耗的功等于使物料變形直到在物料內(nèi)部產(chǎn)生極限應(yīng)力 (抗壓極限強(qiáng)度 )所消耗的功。 根據(jù)虎克定律，壓縮時(shí)物料內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力與應(yīng)變成正比，即 ?? E? 式中 ? — 物料內(nèi)部應(yīng)力， 2/mmN ? — 物料的應(yīng)變 。 E — 物料彈性模量， 2/mmN 設(shè) N 為使物料變形的外力， A 為物料橫截面面積， L? 為物料的縮短變形量， L 為物料的原始長(zhǎng)度， 那么 AN/?? ； LL/??? 。 從而 EAN ?/ LL/? 得出 EANLL /?? 其中 L , E , A 為常量，則 L? 與 N 的關(guān)系為直線(xiàn)關(guān)系，則使物料變形 L? 所消耗的功 W 就為 W = EALNLN 2/2/ 2?? 物料內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力 AN/?? 代人上式可得 W = EAL 2/2? AL 即為物料的體積，所以 W = EV 2/2? 當(dāng)要將物料破碎斷裂時(shí)，應(yīng)力 ? 達(dá)到了物料的抗壓強(qiáng)度極限應(yīng)力 b? ，從而 可得到物料破碎時(shí)所消耗的功為 破碎W = EV 2/2? 由此可見(jiàn)，對(duì)每種物料而言， b? 和 E 均為定值，則功 破碎W 與體積 V 成正比。 因?yàn)楫?dāng)應(yīng)力大于強(qiáng)度極限時(shí)物料方可破碎，而大多數(shù)巖石都不符合變形的虎克定律，實(shí)驗(yàn)表明，體積理論僅可用于粗略計(jì)算靠沖擊力或壓力進(jìn)行破碎的機(jī)械所消耗的功。 裂縫理論 破碎物料時(shí)，外力所做的功先是使物體變形，當(dāng)變形超過(guò)限度后即生成裂縫，裂縫形成以后，存儲(chǔ)在物體內(nèi)的變形能促使裂縫擴(kuò)展并生成斷面。輸入功的有用部分轉(zhuǎn)化為新生表面的表面能，其它部分成為熱損失。因此，破碎所需要的功，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 應(yīng)考慮變形能和表面能兩項(xiàng)，變形能和體積成正比，表面能和表面積成正比。假定 等 量考 慮 這兩 項(xiàng)， 所需 的 功應(yīng) 當(dāng)同 它 們的 幾何 平 均值 成正 比， 及)( 2523 DDDSV ???? 成比例。等于單位體積的物體，就是與 25D 3/D = 21/1D成正比。 據(jù)上，可將重量為 Q 的礦物從 D 破碎到 d 所需的功耗 p 為 p =11 iW K Q ( Dd /1? )p iW 為功指數(shù)， htkW /? K 為修正系數(shù)，煤取 ～ 1 Q 為產(chǎn)量， ht/ d 為排料粒度 D 為如料力度 以上三種理論，以裂縫理論有較大的應(yīng) 用價(jià)值。在應(yīng)用關(guān)鍵是測(cè)定宮指數(shù) iW ，其值可通過(guò)測(cè)定礦石的可碎性來(lái)計(jì)算： 由測(cè)定礦石的沖擊破碎強(qiáng)度 C ，在測(cè)知礦石的真密度 ? ，礦石的破碎功指數(shù)由下式計(jì)算： iW = ?/C 一般破碎機(jī)械 破碎機(jī)械是對(duì)固體物料施加機(jī)械力，克服物料的內(nèi)聚力，使之破裂成小塊物料的設(shè)備。 破碎機(jī)械所 施加的機(jī)械力，可以是擠壓力、辟裂力、彎曲力、剪切力、沖擊力等，在一般機(jī)械中大多是兩種或兩種以上機(jī)械力的混合。對(duì)于堅(jiān)硬的物料，適宜采用產(chǎn)生彎曲和辟裂作用的破碎機(jī)械；對(duì)于脆性和塑性的物料，適宜采用產(chǎn)生沖擊和辟裂作用的機(jī)械；對(duì)于粘性和韌性的物料適宜采用產(chǎn)生擠壓和碾磨作用的機(jī)械。 在礦山工程和建設(shè)工程上，破碎機(jī)械多用來(lái)破碎爆破開(kāi)采所得的天然石料，使之成為規(guī)定尺寸的礦石或碎石。在硅酸鹽工業(yè)中，固體原料、燃料和半成品需要經(jīng)過(guò)各種破碎加工，使其粒度達(dá)到各道工序所要求的尺寸，以便進(jìn)一步加工操作。 通常的破碎過(guò)程，有粗碎、中 碎、細(xì)碎三種，其入料粒度和出料粒度，如表。所采用的破碎機(jī)械相應(yīng)地有粗碎機(jī)、中碎機(jī)和細(xì)碎機(jī)三種 。 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)成人教育學(xué)院 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 表 物料粗碎、中碎、細(xì)碎的劃分（ mm） 類(lèi) 別 入料粒度 出料粒度 粗碎 300～ 900 100～ 350 中碎 100～ 350 20～ 100 細(xì)碎 50～ 100 5～ 15 工業(yè)上常用物料破碎前的平均粒度 D 與破碎后的平均粒度 d 之比來(lái)衡量破碎過(guò)程中物料尺寸變化情況，比值 i 稱(chēng)為破碎比（即平均破碎比） i =D /d 為了簡(jiǎn)易地表示物料破碎程度和比較各種破碎機(jī)的主要性能，也可用破碎機(jī)的最大進(jìn)料口尺寸和最大出料口尺寸之比來(lái)作為破碎比，稱(chēng)為標(biāo)稱(chēng)破碎比。 在實(shí)際破碎加工時(shí)，裝入破碎機(jī)的最大物料尺寸，一般總是小于容許的最大進(jìn)料口尺寸，所以，平均破碎比只相當(dāng)于標(biāo)稱(chēng)破碎比的 ～ 。 破碎機(jī)械常用的類(lèi)型有：顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、旋回式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)和輥式破碎機(jī)等。 顎式破碎機(jī)廣泛運(yùn)用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利和化工等行業(yè)。根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同可分為復(fù)擺顎式破碎機(jī)（即單復(fù)擺顎式破碎機(jī)）和簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)。復(fù)擺顎式破碎機(jī)適用于粗，中碎抗壓強(qiáng)度 250mpa 以上的各種礦石巖石。簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)