【導(dǎo)讀】破碎是一種使大塊物料變成小塊物料的過程。上，克服物料分子間的內(nèi)聚力，使大塊物料分裂成若干小塊。材料，它在很小的變形下就發(fā)生毀壞。出，因此破碎粒度比較均勻。本文主要是對單齒輥式破碎機(jī)進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)

　　

【正文】 P?5t?50000N?5?104N M?PDsin100?5?104????103N 2 此外還有輥子受到摩擦所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，但輥子為空心的，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩比較小，把求得的轉(zhuǎn)矩乘以一系數(shù) K=。 M?KM???103??103 軸的設(shè)計 根據(jù)前面的計算可知，主動軸（如圖 7軸）其電動機(jī)功率P=22kW，轉(zhuǎn)速 n=75r/min， 軸的一端裝有皮帶輪，另一端有齒輪。 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩： T1??106P （ ） n 式中： P為電機(jī)功率，帶動下輥的電機(jī)功率為 75kW，帶動上輥的電機(jī)功率為 55kW； n為轉(zhuǎn)速，下輥的轉(zhuǎn)速為 160 r/min，上輥的轉(zhuǎn)速為 80 r/min。 T1??106P22??106???=? n75 T?T1???12?3 （ ） 23 單齒輥式破碎機(jī) 式中： ?1 、 ? ?3分別為皮帶輪、齒輪、軸承的傳動效率。 取 ?1= 、 ?2=、 ?3= 由 [9]P14 選取齒輪 .軸承率分別為 由 [4]表 8 取帶傳動效率為 92% T??106?????=? ． 1軸的材料和熱處理方式的分析 選擇軸的理由 選擇軸的材料為 45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理， 其機(jī)械性能由 [3]表 151查得： 抗拉強(qiáng)度極限 剪切疲勞極限＝ 650MPa；屈服強(qiáng)度極限 =360MPa；彎曲疲勞極限＝60MPa。 =300MPa；＝ 155MPa；許用彎曲應(yīng)力 按式 。 dmin?A（ ） 由 [3]表 15，選 A0=120。 P1?P???12?3?22???? kW 則軸的最小直徑為： dmin?A?120? 軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑，需開鍵槽，故將最小軸徑增 5%。 變?yōu)?，查 [2]表 4，取標(biāo)準(zhǔn)直徑 110mm。 4初選軸承 ○ 因軸承主要受有徑向力的作用，以及機(jī)械振動可能產(chǎn)生少量軸向力。故選用圓柱滾子軸承。 根據(jù)工作要求及輸入端的直徑 (為 115mm)，由查軸承選用 [2]表 及表 選取型號為 NNJ3323的滾動軸承，其尺寸（內(nèi)徑外徑寬度）為 d D b=115 200 40。 支承下軸的軸承： 根據(jù)工作要求及輸入端的直徑 (為 130mm)，由軸承產(chǎn)品目錄中選取型號為 6226的滾 動軸承，其尺寸（內(nèi)徑外徑寬度）為 d D b=115 200 40。 1 擬定軸上零件的裝配方案 ○ 24 單齒輥式 破碎機(jī) 軸上零件定位、加工要求以及不同的零件裝配方案，參考軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求。 圖 13 軸的擬定草圖 圖 13中，從輸入端裝入，輥子、套筒、左端軸承、齒輪，然后從右端裝入右端軸承，齒輪。其中兩個齒輪的軸向定位是由箱體上的軸承座來完成的。 2確定軸的各段直徑 ○ 由于軸最小直徑為 110mm，左端用軸承加套筒定位，右端用軸肩定位。故軸段 1的直徑即為 110mm。 軸段 2的用來安裝軸承，為了保證定位可靠，只要比軸段 1增大 5～10mm就可以，因此取軸段 2為 115mm。 同樣，軸段 6也是用來安裝軸承的，此處直徑也取 115mm。 為了拆裝和制造方便，軸段 3選擇為 118mm。 軸段 4是軸肩，參照 [2]P1073及同類軸設(shè)計取為 140mm。 為了定位的可靠，軸段 7要比軸段 6小，因此也取最小直徑為 110mm。 3確定軸的各段長度 ○ 考慮到軸 1的長度還要加上箱體的厚度，而且還比齒輪厚度要長，故該段軸長取為 140mm。 軸段 2和軸段 6的長度要比軸承短 1～ 5mm。且軸承寬為 38mm，則這兩段取 35mm長。 軸段 3的長度即為輥子 的長度加套筒長，輥子長為400mm，選擇套筒長為 90mm，則軸段 3的長度為 490mm。 25 單齒輥式破碎機(jī) 圖 14 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖 依照 [2]P1075 有軸肩的寬度設(shè)計為 22mm。即軸段 4長度為 22mm。 根據(jù)長齒齒輪的厚度以及其他軸的類比，可以得出軸段 7長度取 100比較合適。 軸段 5的尺寸變動空間比較大，主要考慮與箱體的設(shè)計相配合，取為 43mm。 輥子、齒輪、平帶輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。對于輥子， 2個半輪轂分 別用鍵定位。由手冊查得平鍵的截面尺寸寬高 =3220(GB109579)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，查 [2]取長為 160mm(標(biāo)準(zhǔn)鍵長見 GB109679)。對于齒輪，軸徑為 110，查 [2]表 高 =2816，并取長度為 80mm，同時也保證齒輪輪轂與軸的配合為 H7/n6； 確定軸上圓角和倒角尺寸：取軸端倒角為 2 45176。 軸的校核 1畫受力簡圖 ○ 畫軸空間受力簡圖 15，將軸上作用力分解為水平受力圖 b和垂直面受力圖 c。分別求出垂直面上的支反力和水平面上支 反力。對于零件作用于軸上的分布載荷或轉(zhuǎn)矩 (因軸上零件如齒輪、聯(lián)軸器等均有寬度 )可當(dāng)作集中力作用于軸上零件的寬度中點。對于支反力的位置，隨軸承類型和布置方式不同而異，一般可按圖 15取定，其中 A值參見滾動軸承樣本，跨距較大時可近似認(rèn)為支反力位于軸承寬度的中點。 2計算作用于軸上的支反力 ○ 水平面內(nèi)支反力為 26 單齒輥式破碎機(jī) FHC??105?????103N 22 FHA?FHB??103N 垂直面 內(nèi)支反力 破碎輥外形尺寸為 610mm 400mm，單輥重約 1200kg。 ??105?????103N FVC?FVD??2222 齒輪受到的力，其大小為 Fr?Fttan??10648?tan20o? FHE??103。 ?F?0 FVA?FVB?FVC?FVD?FVE （ ） ?MA?0 lABFVB?lACFVC?lADFVD?lAEFVE （ ） 綜合式上式可算出 FVA??103N FVB??103N 3計算軸的剪力、彎矩，并畫剪力、彎矩、轉(zhuǎn)矩圖 ○ 分別作出水平面上和垂直面上的剪力圖 d、 e；分別作出垂直面和水平面上的彎矩圖 f、 g，并按計算合成彎矩，畫轉(zhuǎn)矩圖 h。 4計算并畫當(dāng)量彎矩圖 ○ 轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)變化計算， 取，可算出 ?T： TAC???103??103 TCD???103??103 TDB???103??103 aM?ca按照畫出當(dāng)量彎矩圖 i。 cc截面處彎矩最大， 屬于危險截面 27 單齒輥式破碎機(jī) 圖 15 軸的受力結(jié)構(gòu)簡圖 校核軸的強(qiáng)度 一般而言，軸的強(qiáng)度是否滿足要求只需對危險截面進(jìn)行校核即可，而軸的危險截面多發(fā)生在當(dāng)量彎矩最大或當(dāng)量彎矩較大且軸的直徑較小處。根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸和當(dāng)量彎矩圖可知， cc截面處彎矩最大， 屬于危險截面； dd截面處當(dāng)量彎矩不大，軸徑大，不屬于危險截面。而對于 bb，當(dāng)量彎矩小于 aa截面，軸徑一樣大，不屬于危險截面；截面，僅受純轉(zhuǎn)矩作用，雖 aa、 ee截面尺寸小，但由于軸最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕地確定的，故強(qiáng)度肯定滿足，無需校核彎扭合成強(qiáng)度。 cc 截面處當(dāng)量彎矩為 cMca??103?? 28 單齒輥式破碎機(jī) 強(qiáng)度校核：考慮到鍵槽的影響，查 [3]表 15 WC??106mm3 ???C?? ?10mmc ca c而 ???1?b＝ 60MPa，顯然 ?ca＜ ???1?b，故安全。 圖 16 軸的結(jié)構(gòu)圖 29 結(jié)束語 本次設(shè)計主要學(xué)習(xí)了破碎機(jī)設(shè)計過程中的設(shè)計方法、流程及關(guān)鍵技術(shù)，對夾具設(shè)計有了一定的接觸與認(rèn)識，也了解到了生產(chǎn)的工藝過程，設(shè)計的準(zhǔn)則和夾具的柔性化的綜合運用，受益匪淺。 通過本次設(shè)計，使自己對學(xué)習(xí)的各門課程有了進(jìn)一步的理解，知識得到了系統(tǒng)化，同時自己在這次課程設(shè)計中，學(xué)習(xí)到了破碎機(jī)的設(shè)計知識，但在基礎(chǔ)環(huán)節(jié)上存在許多不足之處，還需要不斷學(xué)習(xí)和完善，以適應(yīng)學(xué)習(xí)和應(yīng)用的緊密結(jié)合。特別是，在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計上應(yīng)使零部件相對于整體結(jié)構(gòu)更趨于優(yōu)化和實用。 總之，通過這次課程設(shè)計到現(xiàn)場調(diào)察研究，收集資料，閱讀文獻(xiàn)，設(shè)計方案，分析比較，在綜合能力上得到了訓(xùn)練，我覺得是對個人綜合能力的培養(yǎng)，這對今后的工作和學(xué)習(xí)積累了寶貴的經(jīng)驗。 附 錄 參考文獻(xiàn) [1] 蔡春源主 編《新編機(jī)械設(shè)計手冊》 .遼寧：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1993. [2] 現(xiàn)代綜合機(jī)械設(shè)計手冊編委會主編《現(xiàn)代綜合機(jī)械設(shè)計手冊》中 .北京：北京出版社， 1991. [3] 濮良貴，紀(jì)名剛主編《機(jī)械設(shè)計》第七版 .北京：高等教育出版社，2020. [4] 卜炎主編《機(jī)械傳動裝置設(shè)計手冊》上冊 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998. [5] 卜炎主編《機(jī)械傳動裝置設(shè)計手冊》下冊 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998. [6] 李啟衡主編《碎礦與磨礦》 .北京：冶金工業(yè)出版社， 1980. [7] 李彩英《非變位非標(biāo)準(zhǔn)長齒的研究》中國知網(wǎng) [8] 中國水泥技術(shù)網(wǎng) [9] 龔桂義主編《械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書（第二版） 北京：高等教育出版社， 1990 [10] 《礦物顆粒高壓破碎的基本規(guī)律》中國知網(wǎng)， 2020 [11] 《輥式破碎機(jī)的結(jié)構(gòu)特點》中國知網(wǎng)， 2020 [12] 《一種經(jīng)濟(jì)耐磨的輥圈》 中國知網(wǎng)， 1980 31 單齒輥式破碎機(jī) 致謝 課程設(shè)計是將大學(xué)所學(xué)的知 識融合在一起，綜合運用所有的相關(guān)專業(yè)知識，是課本知識在實際中的應(yīng)用。通過這次課程設(shè)計，使我的專業(yè)知識在原有的基礎(chǔ)上得到更加的鞏固和提高，這離不開老師和同學(xué)們的幫助。本設(shè)計分析是在老師和同學(xué)的幫助下完成的，在分析的過程中，老師給了我很大的鼓勵，在設(shè)計分析中引導(dǎo)我去思考了更多的設(shè)計思路，增強(qiáng)了我的學(xué)習(xí)能力，與我們一起討論問題，使我對分析有了更清晰明確的認(rèn)識，使我受益非淺。 課程設(shè)計是我們專業(yè)知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會、從事職業(yè)工作前一個必不可少的過程?！扒Ю镏惺加谧阆隆保ㄟ^這次課程設(shè)計 ，我深深體會到這句千古言的真正含義。我今天認(rèn)真地進(jìn)行課程設(shè)計，學(xué)會腳踏實地地邁開這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)。 說實話，課程設(shè)計真是有點累。然而一著手清理自己的設(shè)計結(jié)果，仔細(xì)回味課程設(shè)計的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使我倦意頓消。雖然這是我剛學(xué)會走完的第一部，是我人生中的一點小小的勝利，然而它令我感到自己成熟了許多。 通過課程設(shè)計，使我深深體會到，干任何事都必須耐心、細(xì)致。課程設(shè)計過程中，許多計算有時不免令我感到有些心煩意亂；有時應(yīng)為不小心計算出錯，只能毫不留 情地重做。但一想起老師平時多耐心的教導(dǎo)，想到今后自己應(yīng)當(dāng)承擔(dān)的社會責(zé)任，想到世界上因為某些細(xì)小失誤而出現(xiàn)的令世人無比震驚的事故，我不禁時刻提醒自己，一定要養(yǎng)成一種高度負(fù)責(zé)、一絲不茍的良好習(xí)慣。 經(jīng)歷了課程設(shè)計，使我我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識是真正的貧乏，自己綜合運用所學(xué)專業(yè)知識的能力是如此的不足，幾年來學(xué)習(xí)了那么多的課程，今天才知道自己并不會用。想到這里，我真的有點心急了。 由于時間的倉促，很多本來應(yīng)該弄懂弄透的地方都沒有時間去細(xì)細(xì)追究來源，比如網(wǎng)格劃分的控制、坐標(biāo)系的理解、求解器的選擇等，這使我明白了大學(xué)里學(xué)的只是一個大體上的方向，離實際應(yīng)用還有太遠(yuǎn)的距離。但我相信方向才是最重要的，因為方向確定了，就會用最少的精力做好事情，這對于我以后的工作至關(guān)重要。因為在實際生產(chǎn)生活中，要從事的工種是千差萬別的，只有從中找到自己最拿手，最有發(fā)展前途的崗位，個人才有更多的熱情，也最可能在自己的崗位做出一些貢獻(xiàn)。 32