【導讀】在物料破碎作業(yè)中運用最廣泛的還是復擺顎式破碎機。本畢業(yè)設計主要是為滿。動顎與偏心軸相連，當偏心軸旋轉時，動顎隨之上下往復運動。當動顎向上運動時，肘板與動顎夾角變大，肘板推使動顎向前運動而靠近定顎，致使物料被擠壓碾碎。隨著偏心軸不斷旋轉，動顎作往。復循環(huán)運動，物料不斷被破碎排卸，而達到連續(xù)生產目的。軸轉速、生產能力、破碎力、功率等）作了計算。此外也簡單介紹了破碎的意

　　

【正文】 機在工作時，所受載荷變化很大，有沖擊載荷和脈動循環(huán)；并且使其皮帶輪的飛輪的 震 動較大。兩傳動軸間距離要求甚遠。其工作環(huán)境惡劣。對傳動系數(shù)磨損較大，所以在本設計中選用帶傳動方式。其優(yōu)點是：傳動帶具有彈性，能對破碎機工作是產生的沖擊進行一定程度的吸收，使傳動平穩(wěn)，保護電機；皮帶可以在皮帶輪上打滑，具備一定的過載保護能力?？稍煊谥行木噍^大的傳動。結構簡單，造價低廉，更換方便，并且安裝精度要求不高，適合采礦作業(yè)。 根據(jù)計算功率 和電動機的小帶輪轉速 n1=825r/min 查表選取 B型 V帶 。 確定帶輪的基準直徑 初選小帶輪的基準直徑 dd1,為提高 V 帶的壽命，宜選取較大的直徑； dd1過大，會導致傳動尺寸增大。 由圖 811 推薦值為 125～140mm 及表 88(機械設計 P157) 初選 dd1=132mm 驗算帶 的 速度 v 根據(jù)式（ 813）來計算帶的速度，并應使 v≤ v帶 vmax=25～30m/s.如 v vmax.，則離心力過大，即應減小 dd1；如 v過小（例如 v5m/s） ,則表示所選 dd1過小，這將使所需的 有效拉力 Fe過大，即所需帶的根數(shù) z 過多，于是帶輪的寬度、軸徑及軸承的尺寸都要隨之增大，一般 v≈ 20m/s。 11 1 3 2 8 2 5 3 .1 4 5 .7 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0ddnV m s? ??? ? ??? 故所選皮帶的速度合適 計算從動輪的基準直徑 dd2 dd2=i dd1=3 132=396mm，根據(jù) V 帶的基準直徑系列表 88，正滿足圓整值。 河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 32 確定中心距 a和帶的基準長度 Ld ① 根 據(jù) 1 2 0 1 20 .7 ( + ) 2 ( + )d d d dd d a d d?? 得 ≤ a0≤ 1056 初選 a。 =800mm ② 計 算所需帶的基準長度 239。 220 1 2 0( )= 2 + ( + )+ = 2 4 5 124 ddd d d ddL a d d m ma? ③ 確定帶的基準長度 39。dL 根據(jù) 39。dL 由表 82中選取和 39。dL 相近的 V帶的基準長度 39。dL 。 39。 2500dL mm? ④ 確定實際中心距 a 由于 V帶傳動的中心距是可以調整的，可按下式做近似計算 0 39。2ddLLaa ??? 則 a= 考慮帶的安裝和張緊需要，計算中心距的調整范圍 m i n 8 2 4 .5 0 .0 1 5 2 5 0 0 7 8 7 m ma ? ? ? ?mmLaa d a x ?????? ⑤ 驗算小帶輪上的包角 1a 01201 ???? a dda dd = 00 )132396(180 ??? 90?? (符合包角要求 ) 河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 33 確定皮帶根數(shù) Z laArca KKPP PKPPZ )(000???? 式中 0P :單根 V 帶 的基本額定 額定功率 0P? :單根 V帶基本功率增量 Ka考慮包角不同時的影響系數(shù)，簡稱 包角系數(shù) lK 考慮帶的長度不同時的影響系數(shù)，簡稱 長度 系數(shù) 由 dd1=132mm 和 n1=825r/min， 查表 84a得 kwP ? (機械設計 ) 根據(jù) n1=825r/min ， I=3 和 B型帶，查表 84b得 kwp ?? (機械設計 ) 查表 85得 ?aK (機械設計 ) 查表 82得 ?LK (機械設計 ) laArca KKPP PKPPZ )(000???? ???? ）（ ? 則 Z=5 確定帶的預緊力 F0 20 2 .5 = 5 0 0 ( 1 )+cavaPF qvZK ???????? ????? ? 式中 q帶的線質量（查表 83 得 q=） 由于新帶容易松弛，所以對非自動張緊的帶傳動 ,安裝新帶時的預緊力應為上述預緊力的 倍。 河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 34 計算 V 帶 作用在 軸 上 的力 （簡稱軸壓力） Fp 100= 2 Z F co s = 2 Z F s in22pF ?? 解得 FP=2 5 176。 =3076N 帶輪的結構設計 1) V 帶輪設計的要求 設計 V 帶輪時應滿足的要求：結構工藝性好；無過大的鑄造內應力；質量分布均勻，轉速高時要經(jīng)過動平衡；輪槽工作面要精細加工，以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻。 2）帶輪的材料 帶輪的材料組要采用鑄鐵，常用材料的牌號 HT150 或 HT200；轉速較高時宜采用鑄鋼（或用鋼板沖壓后焊接而成）；小功率時可用鑄鋁或鑄塑。 3）結構尺寸 鑄鐵制 V帶輪的典型結構有以下幾種形式：（ 1）實心式；（ 2）腹板式；（ 3）孔板式；（ 4）橢圓輪輻式。 帶輪基準直徑 dd≤ （ d為軸的直徑）時，可采用實心式； dd≤ 300mm 時，可采用腹板式； dd≥ 300mm 時，可采用輪輻式。根據(jù)表 輪采用實心式，大帶輪采用四輪輻式。 圖 34 小帶輪 查表 32（ V帶輪的輪槽尺寸），其尺寸如下 表 32 V 帶輪的輪槽尺寸 河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 35 基準寬度（ bd） 基準線上槽深（ hamin） 基準下下槽深（ hfmin） 槽間距（ e） 19? 對稱面至斷面距離（ f） 最小輪緣厚（ ） 帶輪寬（ B） 外徑（ da） 11? 1 6 B=(z1)e+2f da=dd+2ha 則 帶輪寬 ? ?B z 1 e 2f 5 1 15 2 11 82 m m? ? ? ? ? ? ? ? ?（ ） 外徑 a 1 d1 ad d 2h 132 2 3 .5 139 m m? ? ? ? ? ? a 2 d2 ad d 2h 396 2 3 .5 4 03m m? ? ? ? ? ? 小帶輪結構圖（如 圖紙） 大帶輪結構圖（如圖紙） 偏心軸的設計計算 顎式破碎機的偏心軸是一個傳遞扭矩，且兩軸承支承間為偏心結構的轉軸。對于它的可靠性設計 ， 實際上就是根據(jù)預先擬定的結構方案，確定一組直徑，使之既能滿足強度，剛度要求，又能滿足可靠性要求，而且重量輕和經(jīng)濟效益最好 。 軸的功用 、 分類和材料 做回轉運動的零件都要裝在軸上來實現(xiàn)其回轉運動，大多數(shù)軸還起著傳遞轉矩的作用。軸要用滑動軸承或滾動軸承來支撐。常見的軸有直軸和曲軸。 根據(jù)軸的承載情況可分為轉軸 心軸和傳動軸三類。 （ 1）轉軸。 工作時既承受彎曲 載荷又傳遞轉矩的軸稱為轉軸。 河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 36 （ 2）心軸。 工作時只承受彎曲載荷而不傳遞轉矩的軸稱為心軸。 （ 3）傳動軸。 工作時只傳遞轉矩而不承受彎曲載荷的軸稱為傳動軸。 軸的材料主要采用碳素鋼和合金鋼。碳素鋼比合金鋼價廉，對應力集中的敏感性較小。所以應用廣泛。 常用的碳素鋼有 30～ 50 鋼。最常用的是 45鋼，為保證其力學性能，應進行調質處理。不重要的或受力較小的軸以及一般傳動軸可以使用 Q235～ Q275鋼。 合金鋼具有較高的機械強度，可淬性也好，可以在傳遞大功率并要求降低質量和提高軸徑耐磨性時采用。 軸設計的 基本要求 在一般情況下，軸的工作能力決定于它的強度和剛度，對于 機床主軸，后者尤其重要，高速轉軸還決定于它的振動穩(wěn)定 性 。在設計軸時，除應按工作能力準則進行設計計算或校核計算外，在結構設計上還必須滿足其他的一系列要求，例如： 1 多數(shù)軸上零件不允許在軸上做軸向移動，需要用軸向固定的方法使他們在軸上有確定的位置。 2 為傳遞轉矩，軸上零件還應做周向固定。 3 對軸與其他的零件間有相對滑動的表面應有耐磨性的要求 4 軸的加工，熱處理，裝配，檢驗，等都應有良好的工藝性。 偏心軸的結構設計 軸的計算通常是在初步完 成結構設計后進行校核計算，計算準則是滿足軸的強度或剛度要求，必要時還應校核軸的振動穩(wěn)定性。 軸的強度校核計算 進行軸的強度校核計算時，應根據(jù)軸的具體受載及應力情況，采取相應的計算方法，并恰當?shù)剡x取其許用應力。對于僅僅（或主要）承受扭矩的軸（傳動軸），應按扭轉強度計算；對于只承受彎矩的軸（心軸），應按彎曲強度條件河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 37 計算；對于既承受彎矩又承受扭矩的軸（轉軸），應按彎扭合成強度條件進行計算，需要時還應按疲勞強度條件進行精確校核。本設計按扭轉強度計算，并選取軸的材料為 45 號鋼。 V 帶的傳動效率為 ～ 現(xiàn)取 η=0 .95 軸的輸入功率為： 5 1 9 .97 5k wcapp?? ? ? ? 軸的輸入轉矩為： 69 . 5 5 1 0 3 5 0 . 2PT N mn? ? ? ? 初步確定軸的最小直徑 33m i n 0 9 .9 7 51 1 0 3 6 .5 4 6275Pd A m mn? ? ? ? 式中： A：與軸材料有關的系數(shù)其值可查表 153 取 A=110 P：傳遞的功率 （ kW） n：軸的轉速 （ r/min） 考慮到軸上鍵槽會消弱軸的強度，若為單鍵，則應將上述計算值 mind 增大5%左右；若為雙鍵，應將上述計算值 mind 增大 10%左右。該設計軸為單鍵所以將上述計算的 mind 增大 5%， 則 mind =，在本設計中 d=40mm。 偏心軸 的結構尺寸見圖紙。 偏心軸的強度計算 通常只校核偏心軸上承受最大計算彎矩的截面的強度， 其 危險截面為動顎軸承處。按第三強度理論，計算彎曲應力。 P k w?? ? ? ? ? 轉距 河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 38 6619 . 9 7 59 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 3 4 6 4 0 5 ( )275PTNn? ? ? ? ? ? 當量轉矩 0 .6 3 4 6 4 0 5 2 0 7 8 4 3 ( )eM a T N mm? ? ? ? ? 31][ ?? ?eMd 3 55? ? mmmm 40)( ?? 故動顎軸承得截面安全 式中 ab MP55][ 1 ??? 《機械課程設計簡明手冊》 顎式破碎機腔型設計 破碎機的破碎腔是由動、定顎齒板及機架側壁組成的空間。其腔型是由給、排料口尺寸（已標準化），破碎腔嚙角，動、定顎齒板布置方式，襯板縱向剖面形狀及齒板的齒形等確定的。破碎腔的腔型直接影響破碎機主要 經(jīng)濟技術指標，如生產率、比能耗、產品粒度組成、粒形和襯板使用壽命等。 隨著破碎機不斷的發(fā)展，特別是近年來提出“多碎少磨”增大破碎機破碎比和提高產品質量的情況下，不論是設計新型破碎機，還是對現(xiàn)有老破碎機挖潛、改造、設計最佳破碎腔都是很有意義的工作。 現(xiàn)有破碎機的排料口處生產率普遍偏小，為了改善這種情況，提高破碎機的生產率，所以采用曲線型破碎腔。采用曲線型破碎腔時，生產率沿破碎腔高度變化曲線。因此，可采用變嚙角設計破碎腔，且嚙角值從排料口到給料口時逐漸加大的，但必須保證給料口嚙角值小于極限嚙角值。 在特別情況下 ，由于顎式破碎機動顎中下部有一處動顎運動特征的行程比最大，以及物料里含中等塊度比較多，故動顎中部磨損很厲害。針對這種情況，河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 39 有的破碎機將動顎襯板制成圓弧曲線。總之，設計破碎腔時，要力求滿足。增加產量、針對襯板磨損規(guī)律，盡量延長襯板使用壽命、合理確定破碎腔高度，減輕重量。 分層破碎假說 如圖 34所示，動顎齒面板虛線表示閉邊位置，實線表示開邊位置。圖中各水平線表示根據(jù)破碎腔型及軌跡性能值所決定的各層高度，把腔型分成各個破碎層。當動顎由閉邊運動到開邊位置時，由于第 j層的閉邊層頂寬等于第 j1層開邊的層 頂寬，所以第 j 層的物料落入第 j1層。因此，當排料層（圖中 0層）從排料口排出后，各層物料依次落入下層，使得整個破碎腔內的物料向下移動后，等待下一次破碎。由此可見，破碎機的破碎工作，是根據(jù)腔型和動顎齒面軌跡性能值所決定的排料層高度，把各層物料逐次往下傳遞后進行分層破碎的。如果上層物料少于下層物料時，將出現(xiàn)待料現(xiàn)象；當上層物料多于下層物料時，將出現(xiàn)堵料現(xiàn)象。保持各層物料通暢往下傳遞，既不出現(xiàn)待料也不出現(xiàn)堵料的條件時各層當量物料質量（即開邊各層梯形面積）相等。 圖 35 分層破碎示意圖 39。 = = ( j = 1 2 )j j jm A L m?? 常 數(shù) ， ， … ， 河南理工大學本科畢業(yè)設計（論文） 40 式中 L – 進料口長度 μ j 第 j 層的物料填充度 ρ 物料密度 A – 第 j 層的梯形面積 m – 破碎腔內物料總層數(shù) 直線腔形的分析 按定顎板 動顎板的形狀，可以把現(xiàn)有腔型歸納為如下幾種型式：