【文章內(nèi)容簡介】 想的情況。表41 計算彎矩的求法載荷F垂直面V支反力RR=1000N（總重量按200Kg）彎矩M總彎矩M扭矩TT=9550000=396325計算彎矩 綜上所述，按照彎扭合成強度條件進行軸的強度校核計算：進行具體的校核計算時，只需要校核軸上的承受的最大彎矩以及扭矩的剖面（即危險剖面）的強度。，對于的碳鋼，在承受對稱循環(huán)變應力時的許用應力。故安全。 軸的疲勞強度條件的校核計算：，不妨設外力為單向不穩(wěn)定變應力，則根據(jù)已經(jīng)知道的條件和公式：主軸的材料為45號鋼。經(jīng)過調(diào)質(zhì)后的性能為，= 5。現(xiàn)用此材料做試件，進行強度試驗，以對稱循環(huán)變應力作用次，作用次。根據(jù)這些條件，試計算該主軸在此條件下的計算安全系數(shù)。若以后再以的力，作用于主軸，還能循環(huán)多少次，可以保證主軸不出問題。其實，這也等于估算主軸的使用壽命。根據(jù)公式再根據(jù)教材書上的公式（），則該主軸的計算安全系數(shù)為：又根據(jù)式子（），有 由以上的計算，顯然可以得知，若要使主軸破壞，則由教材中式子（734），得=1所以，可求出，可以得出結論，該主軸在正常工作，同時考慮到不同工況，估計，在對稱循環(huán)變應力的作用下，尚可承受次的應力循環(huán)。當然，事實上，該主軸可以再工作的循環(huán)次數(shù)并不會準確的等于以上所求的數(shù)值。如果按的范圍計算，則所求的的值將分別等。：在零件的設計階段，除了采取提高其強度的一般措施之外，還可以通過以下一些設計措施來提高其疲勞強度：①盡可能的降低該主軸上的應力集中的影響。這是提高其疲勞強度的首要措施和主要的途徑。而主軸的結構形狀和尺寸的突變（比如軸肩）是應力集中的結構根源，因此，為了降低應力集中，應該盡量減小零件（即該主軸的）結構形狀和尺寸的突變使其變化盡可能的平滑和均勻。為此，要盡可能的增大過渡處的圓角半徑；同一段軸上相鄰截面處的剛性變化應盡可能的小等等。在不可避免的要產(chǎn)生較大的應力集中的結構處，可采用減荷槽來降低應力集中的影響。②選用疲勞強度高的材料和規(guī)定能夠提高材料疲勞強度的熱處理方法和強化工藝。③提高主軸的表面質(zhì)量。比如將處在應力較高區(qū)域的主軸表面加工得較為光潔。或者，如果，有的軸段，工作在腐蝕性介質(zhì)中，則要對該軸段規(guī)定適當?shù)谋砻姹Ｗo。④盡可能地減小或消除主軸表面可能發(fā)生的初始裂紋的尺寸，對于延長其疲勞壽命有著提高材料性能更為顯著的作用。因此，對于重要的軸段，在設計圖紙上應規(guī)定出嚴格的檢驗方法和要求。⑤降溫、減載荷，對于發(fā)熱摩擦副的軸頸采取降溫設計，也可顯著提高其疲勞壽命。因為主軸是一個轉動件，所以，在低應力下運轉一定周數(shù)后，再逐步提高到設計的應力水平。因為軸承，尤其是常用的一些軸承，主要是指一些滾動軸承，絕大數(shù)都已標準化，因而，我們需要進行一部分設計內(nèi)容，根據(jù)具體的工作條件，正確選擇軸承的類型和尺寸。另外是軸承組合的設計，它包括安裝、調(diào)整、潤滑、密封等一系列內(nèi)容的設計。軸承的內(nèi)圈、外圈、滾動體，一般是用軸承鉻鋼制造的，熱處理后，其硬度一般不低于HRC60。一般這些元件需要150度回火處理，所以其通常的工作溫度不高于120度，此時，硬度不會下降。軸承的類型有很多種，主要根據(jù)其承載情況和調(diào)心等要求，進行選擇。因為該型號的破碎機，其轉子的轉速在900到1100之間。所以主軸上軸承的轉速很高，負荷很大，且工作時間很長，最主要的是，經(jīng)過很長時間工作后，會因為錘頭的不均勻磨損而產(chǎn)生不平衡附加作用力（當錘頭的不均勻磨損嚴重時，此力就成為總負荷中的主要部分）。軸承間距大，軸會產(chǎn)生撓曲，此外，軸承的中心也難保證同心，因此選用調(diào)心滾子軸承。圖45 軸承的游動和軸向位移軸承在實際工作時，工作前后的溫差大，為了適應軸和外殼不同熱膨脹的影響，防止軸承卡死?？梢允挂欢说妮S承軸向固定（比如用圓螺母）另一端使之可以軸向位移。這樣，軸承在內(nèi)外圈的軸向相對位置有不大的變化時，仍然可以正常工作。也可以使外圓與座孔配合較松，以保證外圓相對于座孔能做軸向竄動。 軸承的安裝和拆卸為了便于軸承在主軸上的安裝和拆卸，必須考慮到軸承座有剖分面，這樣就不必考慮沿軸向安裝和拆卸軸承部件，優(yōu)先選用內(nèi)外圈可分離的軸承了。圖46 傳動方式的選擇與計算（V帶傳動計算）該部分的設計主要體現(xiàn)在V帶輪的設計上，帶輪的結構型式，主要由帶輪的基準直徑選擇。其基準直徑又與相連接的電動機的型號有關。根據(jù)前面對電動機功率的計算，以及轉速的要求，可以采用Y系列的三相異步電動機，其額定功率為45KW。型號是Y225M2。滿載轉速2970r/min，額定轉速3000r/min。因為要求的大帶輪的轉速在900 r/min到1100 r/min之間，所以，當小帶輪的直徑依據(jù)電動機選擇160mm時，這樣大帶輪的基準直徑依據(jù)傳動比，可以求出475左右，因為帶輪的基準直徑有標準系列，所以可取475mm。要求帶的根數(shù)，必須按以下的計算步驟：1．先確定出帶的型號。由表可查到，根據(jù)計算功率P和小帶輪的轉速進行選擇。經(jīng)過查表得， 式中 ── 名義傳動功率。── 工作情況系數(shù)。再查表可知，則可以計算出計算功率P為63KW。再由表，可查出帶的型號為A型。2．需要確定單根V帶的基本額定功率，（教材書下冊）可以知道，對A型帶，因為其小帶輪轉速接近2800 r/min，基準直徑為160mm的情況下，為基本額定功率， 。為長度系數(shù)， 。為包角系數(shù)， 。為單根V帶的基本額定功率的增量， 。其值由帶的型號、小帶輪轉速以及傳動比確定。則帶的根數(shù)就可以用下式求出：將上面的數(shù)據(jù)代入，就可以求出。這樣，整個帶輪的尺寸的具體的確定過程如下：根據(jù)其參數(shù)，仍然由教材書上的表可查到。 ── 靠近兩端的槽中心到帶輪端部的距離。 ── 相鄰槽間的距離。另外，根帶的型號和其基準直徑D，可以確定出輪槽角的大小和，。 ── 輪槽的根部到帶輪鍵槽的最小要求距離。 ── 相鄰帶輪在中心線上的距離。── 齒頂高的最小距離。── 齒根高的最小距離。其鍵槽可以由其寬度進行選擇標準的長度。這樣，其他的尺寸也可以確定了。飛輪的作用是，是轉子在運動中儲存一定的動能，避免破碎大塊或較影的物料時，速度損失不致過大和減小電機的尖峰負荷。其結構采用腹板式。 圖47其具體的尺寸可以采用常見的類型。只要較好的實現(xiàn)其功能即可。如圖48。蓖條與錘頭端部的間隙由兩個裝置來實現(xiàn)：凸輪和彈簧，凸輪是用來增加這兩者的間隙的。操作是靠手柄來實現(xiàn)的。而彈簧用來進行“微調(diào)”，當手柄操作不能達到滿意的位置時，需要用彈簧進行再調(diào)整。凸輪的運動是由棘輪來實現(xiàn)的, 棘輪也因為已經(jīng)基本標準化，所以，只需要根據(jù)具體的條件和要求，進行選擇。因為其尺寸的確定是比較自由的，所以，棘輪只需要根據(jù)凸輪的工作狀況，實現(xiàn)其驅動功能即可。另外，考慮經(jīng)濟性和可能性，穩(wěn)定性，做合理的選擇。棘輪機構的結構簡單，制造方便，運動可靠。而且，棘輪軸每次轉動角度的大小可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。這些都是它的優(yōu)點。其缺點是工作時有較大圖48的沖擊和噪聲，而且運動精度較低。其典型的結構形式是由搖桿、棘爪、棘輪和止動爪等組成:彈簧用來使止動爪和棘輪保持接觸。同樣，可在搖桿和棘爪之間設置彈簧，以維持棘爪與棘輪的接觸。棘輪固定在機構的傳動軸上，而搖桿則是空套在傳動軸上。當搖桿逆時針擺動時，棘爪便插入到棘輪的齒間，推動棘輪轉過一個角度。當搖桿順時針轉動時，止動爪阻止棘輪順時針運動，同時，棘爪從棘輪的齒背上滑過，所以此時，棘輪靜止不動。這樣，當搖桿連續(xù)往復運動時，棘輪便得到了單向的間歇運動。前面提到了，彈簧所能起到的作用是調(diào)整蓖條與錘頭間隙的作用。彈簧一般所起到的作用是：。在這里，它實現(xiàn)的是第一個功能。根據(jù)受載荷的情況的不同，彈簧可分為拉伸、壓縮、扭轉和彎曲彈簧。根據(jù)所要求的工作狀況。只需要承受拉伸。所以，應該選擇拉伸彈簧。在常用的彈簧當中，根據(jù)其應用特點和范圍，我們可以選用普通的圓柱螺旋彈簧。這種彈簧的特性線呈直線，剛度穩(wěn)定，承受壓力，結構簡單，制造方便，應用最廣泛。無特殊要求時，可以選右旋。彈簧的選擇的一個關鍵是，對彈簧的特性線和剛度的分析。表示彈簧載荷與變形之間關系的曲線成為彈簧的特性線。使彈簧產(chǎn)生單位變形所需要的載荷成為彈簧的剛度。用表示。一臺機器的總重量當中，機座和箱體等零部件的重量占很大的比例。同時在很大程度上影響著機器的工作精度以及抗振性能。所以，正確合理的選擇機座和箱體的材料，并且正確合理的選擇其結構形式和尺寸，是減小機器質(zhì)量、節(jié)約金屬材料。提高工作精度等重要途徑。根據(jù)有關資料，機座（機架和基板等）和箱體（包括機殼等）的形式很多。按構造形式可以分為機座類、機架類等。本次設計到的錘式破碎機，是固定式重型機器。而且，機座和箱體的結構復雜，剛度要求也較高，因此，通常都是鑄造。鑄造材料常用便于施工而又便宜的鑄鐵。（包括普通灰鑄鐵、球墨鑄鐵等）。而且該破碎機的機座，屬于大型機座的制造，所以，常采用分零鑄造，然后焊成一體的辦法。因為絕大數(shù)的機座和箱體受力情況較為復雜，因此要產(chǎn)生振動，彎曲等變形。所以，當受到彎曲或扭轉時，截面形狀對其剛度和強度的影響很大。所以，正確設計出合理的機座和箱體的截面形狀，可以起到既不增大截面面積，又不增大（或者減?。┝慵|(zhì)量（材料消耗量）的效果。而且增大了截面系數(shù)以及截面慣性矩，就能提高其強度和剛度。在使用中，絕大數(shù)的機座和箱體都采用這種截面形狀，就是這個緣故。雖然矩形截面的彎曲強度不及工字型截面，扭轉強度不及圓形截面的，但是它的扭轉剛度卻大得。而且采用矩形截面的機座和箱體的內(nèi)外壁比較容易裝設其他的機件。所以，對機座和箱體來說，它是結構性能較好的截面形狀。 肋板的布置一般地說，增加壁厚固然可以增大機座和箱體的強度和剛度，但不如加設肋板來得有利。因為加設肋板時，增大強度和剛度，又可以增大壁厚的同時減小質(zhì)量；因為該破碎機的機殼是鑄件，所以，對于鑄件，由于不需要增加壁厚，就可以減少鑄造的缺陷；對于有些焊接的部位，壁薄時更容易保證焊接的品質(zhì)。在考慮到鑄造、焊接工藝時以及結構要求時的限制時，例如為了便于砂型的安裝和清除，以及需要在機座內(nèi)部安裝其他的機件等，往往需要把機座設計成兩面敞開的，或者至少在某些部位開出比較大的孔洞（就是該機器中的檢修孔）。由于這樣做，必然大大削弱了機座的剛度，所以，加設肋板是必需的。其結構形狀必須考慮到各種重要因素，主要有工藝、成本、重量等。同時還要隨具體的應用場合以及不同的工藝要求（如鑄造、焊接等）而設計成不同的結構形狀。第5章 專題部分錘頭結構改造及耐磨性研究摘要本文從理論上對錘頭結構的改進進行了分析，并指出了其應用中體現(xiàn)的改進的效果?？紤]分析并總結了錘頭壽命的各種因素，并著重從理論到應用分析了錘頭材料的改進、研制，提高耐磨性，同時從理論上、應用上對最大破碎力、錘頭的合理調(diào)配進行了具體的研究。通過對這幾種因素的較詳細的分析，體現(xiàn)了延長錘頭使用壽命的可行性和方法方式的多樣性。關鍵詞：改性高錳鋼 中碳多元合金鋼破碎機中錘頭（板錘）是最易磨損的零件，由于錘頭是靠高速回轉時產(chǎn)生的沖擊能來擊碎物料的，因而，錘頭自身也受到物料的撞擊和研磨作用而磨損。錘頭（板錘）的磨損與錘頭本身的材料、錘頭制造質(zhì)量、所破碎物料的特性、給料粒度的大小及水分、轉子的圓周速度和處理量等因素有關。為充分利用錘頭的材質(zhì)。提高錘頭的使用壽命，板錘可設計成對稱形式。 改進的介紹在厚度上增加了15mm，其端部寬度增加了20mm，懸掛孔到端部的長度增加了10mm,懸掛處外圓的半徑由90mm變?yōu)?5mm. 改進的效果1．對物料的沖擊力增加了。因為錘頭的重心在回轉半徑徑向上外移，錘頭在運轉中線速度加大。錘頭對物料的沖擊功增加了，從而改善了破碎效果。2．錘頭的有效磨損量增加了。錘頭單重一般按27千克算，有效磨損量占三分之一，即9千克。改進后的結構總重量變化小，有效磨損量達16千克。改進后一套的錘頭相當于改進前的兩套，降低了使用成本。3．降低了出料粒度，提高了臺時產(chǎn)量。改進后，懸掛孔到錘頭端部長度由350毫米到360毫米，回轉直徑大約1250到1270毫米，錘頭到殼板間隙由25毫米減小到15毫米。故可使出料粒度，由原來的20毫米以下，25%的粉狀物，變?yōu)?—10毫米，60%的粉狀物，大大改進了破碎機的破碎效果，從而提高了臺時產(chǎn)量。4．改善了粉磨效果。石灰石等物料經(jīng)