【文章內容簡介】 第 9 頁 據經驗公式決定的。它要保證機器有最大的生產率，功率消耗又要少，同時還要考慮滾圈的磨損不能太快。通常，被破碎物料的粒度越大，輥子轉速應越低；當破碎軟的或脆的物料時，轉速應高些。物理性質和給料粒度等 因素有關。一般當輥子的圓周速度較快時取v=－ ,圓周速度較慢時取 v=－ 。本設計中破碎的物料為煤，且含有一定量的煤矸石，屬于中等硬度，取輥子的轉速為 54r/min。 (4)生產能力 式中 D—— 輥子直徑， 450mm L—— 輥子長度， 500mm e—— 排料口寬度， 100mm n—— 輥子轉速， 54r/min ? —— 物料密度，煤取 。 ? —— 物料松散系數，對于干硬物料， ? =～ ，煤取 ? = 代入設計參數有 t/h (5)電動機功率計算及其選型 在選擇過程中要考慮的問題有： 1）根據機械的負載性質和生產工藝，要求電動機的起動、制動、在齒輥卡住的時候要求反轉。 2）根據使用場所的環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水、瓦斯 以及腐蝕和易燃易爆氣體等 考慮必要的保護方式，選擇電動機的結構形式。 3）根據負載轉矩、速度變化范圍和啟動頻繁程度等要求，考慮電動機的溫升限制、過載能力和起動轉矩，選擇電動機功率，并確定冷卻通風方式。所選電機應留有余量，負荷率一般取 ~ 。過大的備用功率會使電機效率降低，對于感應電動機，其功率因數將變壞，并使按電動機最大轉矩校驗強度的機械造價提高。 4）根據企業(yè)的電網電壓標準和對功率因數的要求，確定電動機的電壓等級和類型。 5）根據生產機械的最高轉速和對電力傳動調速系統的過渡過程性能要求 ，以及機械減速器機構的復雜程度，選擇電動機的額定轉速。 除此之外，選擇電機還必須負荷節(jié)能要求，考慮運行可靠性、設備的供貨情況、備品備件的通用性、安裝檢修的難易，以及產品的價格、建設費用、運行和維修費用和生產過程中前后期電動機功率的變化關系等各種因素。 對于齒輥破碎機破碎煤貨焦炭時電動機功率 P(kW)為： 式中 D—— 輥子直徑， 。 L—— 輥子長度， 。 n—— 輥子轉速， 54r/min K—— 系數，破碎煤時， K= 則可以得到電動機功率： KW， 由于電機的計 算功 率KW,所以選取 Y180L8 型電機，其轉速為 r/min，額定功率為 KW。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 10 頁 傳動和減速系統的確定 電機轉速 730r/min，初定破碎輥轉速為 54r/min。 減速系統通過兩級減速，第一級皮帶傳動，然后由大皮帶輪 將動力傳遞給一個單級齒輪減速箱，減速器的輸出軸將動力傳遞給破碎輥，實現破碎輥的破碎運動，此種方案用經濟實用的方式實現了減速目的。主要優(yōu)點有 : 第一，結構簡單， 故障點少； 第二，第一級皮帶傳動為柔性連接，大皮帶輪又具 有一定的儲能作用，對 破碎過程中的受力不均衡現象起到了很好的平衡作用； 第三，在大皮帶輪上設有安全可靠的過載保護裝置，使設備的自身化程度大為增加。詳細設計按機械設計手冊的有 關設計規(guī)范進行。 總傳動比及傳動比分配 (1) 總傳動比 已知電動機轉數 n及工作齒輥的轉速 n?,則總傳動比等于 (2) 傳動比分配 總傳動比等于各級傳動比的連乘積，傳動比的分配要合理，總體上說要使傳動系統結構緊湊，重量輕，成本低，潤滑條件也好。對本破碎機來說，總共有兩級傳動，包括一級帶傳動和單級圓柱齒輪傳動，其中帶傳動的傳動比 應控制在 2～ 5以內。從尺寸和機構上考慮，帶傳動的傳動比取 ，減速器的傳動比取 。 傳動裝置的運動參數的計算 設電動機軸為第Ⅰ軸，從減速器的高速軸Ⅱ軸， 低速軸為 Ⅲ軸， 主動齒輥軸為Ⅳ軸，從動齒輥軸為第Ⅴ軸。 （ 1） 各軸轉速計算 第Ⅱ軸轉速 r/min 第 Ⅲ 軸轉速 r/min 由于主動齒輥和從動齒輥通過一個專用的傳動比為 1的齒輪箱傳遞扭矩，故有第 Ⅳ 軸、第 Ⅴ 軸轉速 r/min （ 2）各軸功率計算 第 Ⅱ 軸功率 KW 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 11 頁 第 Ⅲ 軸功率 KW 第 Ⅳ 軸功率 KW 第 Ⅴ 軸功率 KW 式中， — 帶傳動的傳動效率 — 聯軸器的傳動效率 — 滾動軸承的傳動效率 — 圓柱齒輪傳動的效率 （ 3）各軸扭矩的計算 第 Ⅱ 軸扭矩 N m 第 Ⅲ 軸扭矩 N m 第 Ⅳ 軸扭矩 N m 第 Ⅴ 軸扭矩 N m 3 傳動系統設計計算 帶傳動設計計算 已知： 雙齒輥破碎機的 V 帶傳動裝置，原動機為 Y 型異步電動機 ,功率 P=11kW，轉速r/min,傳動比 ，工作中有強烈沖擊，預計壽命 5年。 1） 確定計算功率 根據工作情況，查工況系數 則有計算功率 KW 2）選擇 V帶帶型 由 及 查得選用 B型 V帶 3） 初選小帶輪基準直徑 并驗算帶速 v 由教材表格初選小帶輪基準直徑 mm 帶速 m/s 因為 m/s,故帶速合適。取小帶輪基準直徑 mm 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 12 頁 4）計算大帶輪的基準直徑 mm 查表圓整為 mm 5) 確定 V帶中心距 a 和基準長度 由 ，將數據代入有 ，取 mm 帶所需基準長度 ，將數據代入有 ，查表選帶的基準長度 mm 計算實際中心距 ，帶入數據有 mm 中心距變動范圍 ， 將數據代入有 mm， mm 故中心距變動范圍 6）驗算小帶輪上包角 ，將數據代入有 7）計算帶的根數 z 由 r/min,查得 KW 根據 r/min, ， B型帶，查得 KW 線性插值查表得 ,于是 ,帶入 數據有 kW V帶根數 ，取 5根 8）計算 V帶初拉力最小值 B型帶單位長度質量 kg/m,所以 ，帶入數據有 N 應使帶實際初拉力 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 13 頁 9）計算壓軸力 壓軸力最小值 ,帶入數據得 N 減速器設計 已知：原動機為電動機，高速齒輪傳遞功率 kW，小齒輪轉速 r/min,傳動比 ，工作時有較大沖擊，每天工作 8 小時，每年 300 天，預期壽命 5年。 齒輪傳動設計 大、小齒輪均選用 （滲碳后淬火），選用 8級精度，選取小齒輪齒 數 ，則大齒輪齒數 由設計計算公式進行試算，即 (1)確定公式內各計算數值 1）初選載荷系數 2）計算小齒輪傳遞的轉 矩 ，將數據代入有 N mm 3）選取齒寬系數 4）查得材料的彈性影響系數 5） 按齒面硬度查得大、小齒輪的接觸疲勞強度極限 MPa 6)計算應力循環(huán)次數 7）查圖取接觸疲勞壽命系數 8) 計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為 ，安全系數 ，有 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 14 頁 MPa MPa （ 2）計算 1）試算小齒輪分度圓直徑 ，代入 中較小值 帶入數據有 mm 2） 計算圓周速度 v 帶入數據有 m/s 3) 計算齒寬 b mm 4）計算齒寬和齒高之比 模數 齒高 則 5）計算載荷系數 根據 ,8 級精度，查圖得動載系數 ，直齒輪有 ；查得使用系數 用插值法查 8 級精度、小齒輪相對支撐對稱布置時 。由 ，查圖得 故載荷系數 6) 按實際的載荷系數校正所算得的分度圓直徑 mm 7）計算模數 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 15 頁 彎曲強度設計公式為 （ 1）確定公式內各計算數值 1) 查得大、小齒輪彎曲疲勞強度極限 MPa 2）查圖取彎曲疲勞系數 3) 計算彎曲疲勞許用應力 取彎曲疲勞安全系數 MPa MPa 4) 計算載荷系數 5) 查取齒形系數 6) 查取應力校正系數 7）計算大、小齒輪的 并比較 小齒輪數值大 （ 2）設計計算 因為破碎機兩齒輥中心距為 580mm，取 4. 幾何尺寸計算 （ 1）計算分度圓直徑 mm mm （ 2）計算中心距 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 16 頁 mm （ 3）計算齒輪寬度 mm 取 mm 軸結構設計 1）計算作用在齒輪上的力 轉矩 ,輸入軸上齒輪分度圓直徑 mm 圓周力 N 徑向力 N 軸向力 2）初步估計軸徑 軸的材料選用 45鋼，熱處理為調質回火，取 計算軸的最小直徑 mm 3） 確定各軸段長度 圖 減速器輸入軸簡圖 左起為第一段 ① 第一段 與大帶輪通過鍵連接，取 mm， mm ② 第二段定位帶輪，取 mm，因為帶輪無法裝在底架上，而減速器都是裝在底架上的，故將 減速器輸入軸加長，使其伸出底架能夠與大帶輪連接，取 mm ③ 第三段為與軸承相配合的軸段，取 mm，初選圓錐滾子軸承 30219，其 寬度 mm，齒輪與箱體內壁間隙取 mm，油潤滑 mm，有 mm ④ 第四 段是與齒輪相配合的軸段，取 mm， 小齒輪寬度 mm，則 mm 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 17 頁 ⑤ 第五 段 齒輪定位，取 mm， mm ⑥ 第六段與軸承配合， mm， mm 4）輸入軸校核 ① 兩軸承支點距離 mm ② 大帶輪對稱線到離其最近的軸承支點 距離 mm ③ 齒輪到第六段所在軸承支點距離 mm ④ 計算支反力 水平面 H: N N 垂直面 V: N N ⑤ 計算彎矩 水平面 H,齒寬中心處： N mm 垂直面 V,軸承處： N mm 齒寬中心處： N mm 最大彎矩在軸承 1處， 當量彎矩 N mm,其中 MPa MPa，故合格。 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 18 頁 圖 1)計算作用在齒輪上的力 轉矩 N m,輸入軸上齒輪分度圓直徑 mm，由牛頓第三定律有 圓周力 N 徑向力 N 軸向力 2） 初步估計軸徑 軸的材料選用 45鋼，熱處理為調質回火，取 計算軸的最小直徑 mm 3）確定各軸段長度 中國礦業(yè)大學 2021 屆本科生畢業(yè)設計 第 19 頁 圖 左起為第一段 ① 第一段通過聯軸器與齒輥軸相連，即第一段與半聯軸器連接。聯軸器計算轉矩N m，查手冊選取 HL6 型彈性柱銷聯軸器，其許用轉矩為3120N m，孔徑 70mm，長度 142mm，轂孔長度 107mm。 取 mm，軸段長度應比轂孔長度小 1～ 4mm，取 mm。 ② 第二段裝端蓋，取 mm， mm。 ③ 第三段與軸承相配合，取 mm，初選圓錐滾子軸承 30217，軸承寬度 B=29mm，則 mm。 ④ 第四段與大齒輪配合， mm， mm。 ⑤ 第五段定位大齒輪，取 mm， mm。 ⑥ 第六段與軸承配合，取 mm， mm。 4）輸出軸校核 ① 齒寬中心點到離聯軸器較近的軸承支點距離 mm ② 齒寬中心到離聯軸器較遠的軸承支點距離 mm ③ 計算支反力 水平面 H: N N 垂直面 V: N N ④ 計算彎矩 齒寬中心處： 水平面 H： N mm 垂直面 V: N mm 合成彎