【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 定位這種方式，因?yàn)椋菢泳蜁?huì)增大套筒質(zhì)量以及材料用量。另外，套筒與軸的配合比較松，如果軸的轉(zhuǎn)速較高，也不宜采用套筒定位。③．在該主軸的軸端，以及銷軸的軸端，都采用了圓螺母定位。這種定位可以承受大的軸向力，但是，軸上的螺紋處將會(huì)有較大的應(yīng)力集中，降低軸的疲勞強(qiáng)度，所以，一般用于固定軸端的零件。就如上面所述，若兩零件的間距太大，不宜用套筒定位這種方式的時(shí)候，就可以考慮采用圓螺母定位。④．在該主軸上，還采用了軸承端蓋通過(guò)螺釘與其他部分連接。而使?jié)L動(dòng)軸承的外圈得到軸向定位。有時(shí)，整個(gè)軸的軸向定位也可以靠軸承端蓋來(lái)實(shí)現(xiàn)。⑵再說(shuō)軸向零件一般也常用到周向定位。周向定位的目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在該主軸上，有三處都采用的是平鍵連接，其他的常用周向定位元件有，花鍵、銷、緊定螺釘和過(guò)盈配合等。圓盤、飛輪、帶輪都是用平鍵連接的。其他的，如齒輪、半聯(lián)軸器等與軸的周向定位也都采用這種連接方式。按其直徑，由手冊(cè)查地平鍵剖面bh，鍵槽用鍵槽銑刀加工的 。軸的草圖如圖42所示。 軸的彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算在初步完成軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后，對(duì)上面的草圖略加修改，即可進(jìn)行強(qiáng)度的校核計(jì)算了。前面提到過(guò)，多數(shù)情況下，軸的工作能力一般主要取決于軸的強(qiáng)度。此時(shí)只做強(qiáng)度計(jì)算，以防止或檢驗(yàn)斷裂和塑性變形。而對(duì)于剛度要求高的軸和受力大的細(xì)長(zhǎng)軸，還應(yīng)該進(jìn)行剛度計(jì)算，防止產(chǎn)生過(guò)大的線性變形。對(duì)于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸，還應(yīng)該進(jìn)行振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算。以防止產(chǎn)生共振破壞。在進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸的具體載荷和應(yīng)力情況，采用相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)?shù)倪x擇其許用應(yīng)力。根據(jù)計(jì)算原則，對(duì)于傳動(dòng)軸（僅僅或主要承受扭矩）按照扭矩強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于心軸（只承受彎矩）應(yīng)該按照彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于該主軸，既承受扭矩還承受彎矩，是一個(gè)轉(zhuǎn)軸，所以必須進(jìn)行彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算，需要時(shí)還應(yīng)該進(jìn)行疲勞強(qiáng)度的精確校核。先按照彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算：通過(guò)對(duì)該主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸，軸上的零件的位置以及外載荷和支反力的作用位置已經(jīng)確定。軸上的載荷可以求得，因此可以按彎扭合成強(qiáng)度條件對(duì)該主軸進(jìn)行強(qiáng)度的校核計(jì)算，其計(jì)算步驟如下：①做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（力學(xué)模型）軸上受的載荷是由軸上的零件傳來(lái)的，所以，計(jì)算時(shí)，可以將軸上的分布載荷情況簡(jiǎn)化為集中力。其作用點(diǎn)可以一律簡(jiǎn)化，取為分布載荷的中點(diǎn)，作用在軸上的扭矩，一般從傳動(dòng)件輪轂寬度的中點(diǎn)算起，通常把當(dāng)作置于鉸鏈支座上的梁，支反力的作用點(diǎn)與軸承的類型和布置方式有關(guān)。在做計(jì)算簡(jiǎn)圖時(shí)，應(yīng)該先求出軸上的受力零件的載荷（若為空間力系， 再分解為水平分力和垂直分力。然后求出各支承的水平反力和垂直反力），如圖44所示。②做彎矩圖： 根據(jù)前面的簡(jiǎn)圖，分別按水平面和垂直面計(jì)算各力產(chǎn)生的彎矩圖，并按計(jì)算結(jié)果分別作出水平面上的彎矩圖和垂直面上的彎矩圖上，然后按照后面的公式推導(dǎo)出總彎矩，并作出圖，如圖44所示。③作出扭矩圖，如圖43所示：④作出計(jì)算彎矩圖根據(jù)已經(jīng)作出的總彎矩圖和扭矩圖，求出計(jì)算彎矩，并做出圖。同時(shí)寫出其計(jì)算公式： =上式中， ── 考慮扭矩和彎矩的加載情況以及產(chǎn)生應(yīng)力的循環(huán)特性差異的系數(shù)。因?yàn)橥ǔＳ蓮澗禺a(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是對(duì)稱循環(huán)的變應(yīng)力，故在求計(jì)算彎矩時(shí)，必須計(jì)算這種循環(huán)特性差異的影響。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)，取 ；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)， ；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，取。⑤校核軸的強(qiáng)度已知軸的計(jì)算彎矩后，即可針對(duì)某些危險(xiǎn)截面（即計(jì)算彎矩大而軸的直徑可能不足的截面）作強(qiáng)度校核計(jì)算。按第三強(qiáng)度理論，計(jì)算彎曲應(yīng)力上式中， ── 軸的抗彎截面系數(shù)（）。 ── 軸的許用彎曲應(yīng)力（）。由表可查 為60 Mpa的計(jì)算公式，根據(jù)截面的不同而不同。對(duì)該主軸來(lái)說(shuō)，其需要計(jì)算的截面，都帶有鍵槽，而且是單鍵槽。所以，其計(jì)算公式為： =主軸的載荷分析圖如下圖44所示：⑥求軸上的支反力及彎矩根據(jù)以上確定的結(jié)構(gòu)圖可以確定出簡(jiǎn)支梁的支承距離。據(jù)此可以求出下列各值，并列表如下，主要包括，載荷、支反力、彎矩、總彎矩、扭矩、計(jì)算彎矩等，相關(guān)的計(jì)算也往往是考慮最不理想的情況。 表41 計(jì)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(jì)算彎矩 綜上所述，按照彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算：進(jìn)行具體的校核計(jì)算時(shí)，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(xiǎn)剖面）的強(qiáng)度。，對(duì)于的碳鋼，在承受對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力。故安全。 軸的疲勞強(qiáng)度條件的校核計(jì)算：，不妨設(shè)外力為單向不穩(wěn)定變應(yīng)力，則根據(jù)已經(jīng)知道的條件和公式：主軸的材料為45號(hào)鋼。經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)后的性能為，= 5。現(xiàn)用此材料做試件，進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，以對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力作用次，作用次。根據(jù)這些條件，試計(jì)算該主軸在此條件下的計(jì)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(wèn)題。其實(shí)，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(jì)算安全系數(shù)為：又根據(jù)式子（），有 由以上的計(jì)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(jié)論，該主軸在正常工作，同時(shí)考慮到不同工況，估計(jì)，在對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力的作用下，尚可承受次的應(yīng)力循環(huán)。當(dāng)然，事實(shí)上，該主軸可以再工作的循環(huán)次數(shù)并不會(huì)準(zhǔn)確的等于以上所求的數(shù)值。如果按的范圍計(jì)算，則所求的的值將分別等。因?yàn)檩S承，尤其是常用的一些軸承，主要是指一些滾動(dòng)軸承，絕大數(shù)都已標(biāo)準(zhǔn)化，因而，我們需要進(jìn)行一部分設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)，它包括安裝、調(diào)整、潤(rùn)滑、密封等一系列內(nèi)容的設(shè)計(jì)。軸承的內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)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(shí)，硬度不會(huì)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(jìn)行選擇。因?yàn)樵撔吞?hào)的破碎機(jī)，其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在900到1100之間。所以主軸上軸承的轉(zhuǎn)速很高，負(fù)荷很大，且工作時(shí)間很長(zhǎng)，最主要的是，經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)時(shí)間工作后，會(huì)因?yàn)殄N頭的不均勻磨損而產(chǎn)生不平衡附加作用力（當(dāng)錘頭的不均勻磨損嚴(yán)重時(shí)，此力就成為總負(fù)荷中的主要部分）。軸承間距大，軸會(huì)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。查表選出軸承位22315C GB/T281—94 d=75 圖45 軸承的游動(dòng)和軸向位移軸承在實(shí)際工作時(shí)，工作前后的溫差大，為了適應(yīng)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(duì)位置有不大的變化時(shí)，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(duì)于座孔能做軸向竄動(dòng)。 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(dòng)方式的選擇與計(jì)算（V帶傳動(dòng)計(jì)算）該部分的設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在V帶輪的設(shè)計(jì)上，帶輪的結(jié)構(gòu)型式，主要由帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇。其基準(zhǔn)直徑又與相連接的電動(dòng)機(jī)的型號(hào)有關(guān)。根據(jù)前面對(duì)電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算，以及轉(zhuǎn)速的要求，可以采用Y系列的三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定功率為45KW。型號(hào)是Y225M2。滿載轉(zhuǎn)速2970r/min，額定轉(zhuǎn)速3000r/min。因?yàn)橐蟮拇髱л喌霓D(zhuǎn)速在900 r/min到1100 r/min之間，所以，當(dāng)小帶輪的直徑依據(jù)電動(dòng)機(jī)選擇160mm時(shí)，這樣大帶輪的基準(zhǔn)直徑依據(jù)傳動(dòng)比，可以求出475左右，因?yàn)閹л喌幕鶞?zhǔn)直徑有標(biāo)準(zhǔn)系列，所以可取475mm。要求帶的根數(shù)，必須按以下的計(jì)算步驟：1．先確定出帶的型號(hào)。由表可查到，根據(jù)計(jì)算功率P和小帶輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)行選擇。經(jīng)過(guò)查表得， 式中 ── 名義傳動(dòng)功率。── 工作情況系數(shù)。再查表可知，則可以計(jì)算出計(jì)算功率P為62KW。再由表，可查出帶的型號(hào)為A型。2．需要確定單根V帶的基本額定功率，（教材書下冊(cè)）可以知道，對(duì)A型帶，因?yàn)槠湫л嗈D(zhuǎn)速接近2800 r/min，基準(zhǔn)直徑為160mm的情況下，為基本額定功率， 。為長(zhǎng)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(hào)、小帶輪轉(zhuǎn)速以及傳動(dòng)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(gè)帶輪的尺寸的具體的確定過(guò)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(hào)和其基準(zhǔn)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(jìn)行選擇標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)度。這樣，其他的尺寸也可以確定了。飛輪的作用是，是轉(zhuǎn)子在運(yùn)動(dòng)中儲(chǔ)存一定的動(dòng)能，避免破碎大塊或較影的物料時(shí)，速度損失不致過(guò)大和減小電機(jī)的尖峰負(fù)荷。其結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)其功能即可。如圖48。 蓖條與錘頭端部的間隙由兩個(gè)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)：凸輪和彈簧，凸輪是用來(lái)增加這兩者的間隙的。操作是靠手柄來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而彈簧用來(lái)進(jìn)行“微調(diào)”，當(dāng)手柄操作不能達(dá)到滿意的位置時(shí)，需要用彈簧進(jìn)行再調(diào)整。凸輪的運(yùn)動(dòng)是由棘輪來(lái)實(shí)現(xiàn)的, 棘輪也因?yàn)橐呀?jīng)基本標(biāo)準(zhǔn)化，所以，只需要根據(jù)具體的條件和要求，進(jìn)行選擇。因?yàn)槠涑叽绲拇_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(shí)現(xiàn)其驅(qū)動(dòng)功能即可。另外，考慮經(jīng)濟(jì)性和可能性，穩(wěn)定性，做合理的選擇。棘輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，運(yùn)動(dòng)可靠。而且，棘輪軸每次轉(zhuǎn)動(dòng)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(diǎn)。其缺點(diǎn)是工作時(shí)有較大圖48的沖擊和噪聲，而且運(yùn)動(dòng)精度較低。其典型的結(jié)構(gòu)形式是由搖桿、棘爪、棘輪和止動(dòng)爪等組成:彈簧用來(lái)使止動(dòng)爪和棘輪保持接觸。同樣，可在搖桿和棘爪之間設(shè)置彈簧，以維持棘爪與棘輪的接觸。棘輪固定在機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸上，而搖桿則是空套在傳動(dòng)軸上。當(dāng)搖桿逆時(shí)針擺動(dòng)時(shí)，棘爪便插入到棘輪的齒間，推動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度。當(dāng)搖桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，止動(dòng)爪阻止棘輪順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，棘爪從棘輪的齒背上滑過(guò)，所以此時(shí)，棘輪靜止不動(dòng)。這樣，當(dāng)搖桿連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，棘輪便得到了單向的間歇運(yùn)動(dòng)。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(shí)現(xiàn)的是第一個(gè)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(zhuǎn)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(yīng)該選擇拉伸彈簧。在常用的彈簧當(dāng)中，根據(jù)其應(yīng)用特點(diǎn)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，應(yīng)用最廣泛。無(wú)特殊要求時(shí)，可以選右旋。彈簧的選擇的一個(gè)關(guān)鍵是，對(duì)彈簧的特性線和剛度的分析。表示彈簧載荷與變形之間關(guān)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(tái)機(jī)器的總重量當(dāng)中，機(jī)座和箱體等零部件的重量占很大的比例。同時(shí)在很大程度上影響著機(jī)器的工作精度以及抗振性能。所以，正確合理的選擇機(jī)座和箱體的材料，并且正確合理的選擇其結(jié)構(gòu)形式和尺寸，是減小機(jī)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(guān)資料，機(jī)座（機(jī)架和基板等）和箱體（包括機(jī)殼等）的形式很多。按構(gòu)造形式可以分為機(jī)座類、機(jī)架類等。本次設(shè)計(jì)到的錘式破碎機(jī)，是固定式重型機(jī)器。而且，機(jī)座和箱體的結(jié)構(gòu)復(fù)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(jī)的機(jī)座，屬于大型機(jī)座的制造，所以，常采用分零鑄造，然后焊成一體的辦法。因?yàn)榻^大數(shù)的機(jī)座和箱體受力情況較為復(fù)雜，因此要產(chǎn)生振動(dòng)，彎曲等變形。所以，當(dāng)受到彎曲或扭轉(zhuǎn)時(shí)，截面形狀對(duì)其剛度和強(qiáng)度的影響很大。所以，正確設(shè)計(jì)出合理的機(jī)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(qiáng)度和剛度。在使用中，絕大數(shù)的機(jī)座和箱體都采用這種截面形狀，就是這個(gè)緣故。雖然矩形截面的彎曲強(qiáng)度不及工字型截面，扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度不及圓形截面的，但是它的扭轉(zhuǎn)剛度卻大得。而且采用矩形截面的機(jī)座和箱體的內(nèi)外壁比較容易裝設(shè)其他的機(jī)件。所以，對(duì)機(jī)座和箱體來(lái)說(shuō)，它是結(jié)構(gòu)性能較好的截面形狀。 肋板的布置一般地說(shuō)，增加壁厚固然可以增大機(jī)座和箱體的強(qiáng)度和剛度，但不如加設(shè)肋板來(lái)得有利。因?yàn)榧釉O(shè)肋板時(shí)，增大強(qiáng)度和剛度，又可以增大壁厚的同時(shí)減小質(zhì)量；因?yàn)樵撈扑闄C(jī)的機(jī)殼是鑄件，所以，對(duì)于鑄件，由于不需要增加壁厚，就可以減少鑄造的缺陷；對(duì)于有些焊接的部位，壁薄時(shí)更容易保證焊接的品質(zhì)。在考慮到鑄造、焊接工藝時(shí)以及結(jié)構(gòu)要求時(shí)的限制時(shí)，例如為了便于砂型的安裝和清除，以及需要在機(jī)座內(nèi)部安裝其他的機(jī)件等，往往需要把機(jī)座設(shè)計(jì)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(jī)器中的檢修孔）。由于這樣做，必然大大削弱了機(jī)座的剛度，所以，加設(shè)肋板是必需的。其結(jié)