【導(dǎo)讀】在物料破碎作業(yè)中運(yùn)用最廣泛的還是復(fù)擺顎式破碎機(jī)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是為滿。動(dòng)顎與偏心軸相連，當(dāng)偏心軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)顎隨之上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)動(dòng)顎向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，肘板與動(dòng)顎夾角變大，肘板推使動(dòng)顎向前運(yùn)動(dòng)而靠近定顎，致使物料被擠壓碾碎。隨著偏心軸不斷旋轉(zhuǎn)，動(dòng)顎作往。復(fù)循環(huán)運(yùn)動(dòng)，物料不斷被破碎排卸，而達(dá)到連續(xù)生產(chǎn)目的。軸轉(zhuǎn)速、生產(chǎn)能力、破碎力、功率等）作了計(jì)算。此外也簡(jiǎn)單介紹了破碎的意

　　

【正文】 機(jī)在工作時(shí)，所受載荷變化很大，有沖擊載荷和脈動(dòng)循環(huán)；并且使其皮帶輪的飛輪的 震 動(dòng)較大。兩傳動(dòng)軸間距離要求甚遠(yuǎn)。其工作環(huán)境惡劣。對(duì)傳動(dòng)系數(shù)磨損較大，所以在本設(shè)計(jì)中選用帶傳動(dòng)方式。其優(yōu)點(diǎn)是：傳動(dòng)帶具有彈性，能對(duì)破碎機(jī)工作是產(chǎn)生的沖擊進(jìn)行一定程度的吸收，使傳動(dòng)平穩(wěn)，保護(hù)電機(jī)；皮帶可以在皮帶輪上打滑，具備一定的過載保護(hù)能力?？稍煊谥行木噍^大的傳動(dòng)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)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(jì)算功率 和電動(dòng)機(jī)的小帶輪轉(zhuǎn)速 n1=825r/min 查表選取 B型 V帶 。 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 dd1,為提高 V 帶的壽命，宜選取較大的直徑； dd1過大，會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)尺寸增大。 由圖 811 推薦值為 125～140mm 及表 88(機(jī)械設(shè)計(jì) P157) 初選 dd1=132mm 驗(yàn)算帶 的 速度 v 根據(jù)式（ 813）來計(jì)算帶的速度，并應(yīng)使 v≤ v帶 vmax=25～30m/s.如 v vmax.，則離心力過大，即應(yīng)減小 dd1；如 v過?。ɡ?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(jì)算從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑 dd2 dd2=i dd1=3 132=396mm，根據(jù) V 帶的基準(zhǔn)直徑系列表 88，正滿足圓整值。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 確定中心距 a和帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)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(jì) 算所需帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)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(zhǔn)長(zhǎng)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(zhǔn)長(zhǎng)度 39。dL 。 39。 2500dL mm? ④ 確定實(shí)際中心距 a 由于 V帶傳動(dòng)的中心距是可以調(diào)整的，可按下式做近似計(jì)算 0 39。2ddLLaa ??? 則 a= 考慮帶的安裝和張緊需要，計(jì)算中心距的調(diào)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(yàn)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(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(shí)的影響系數(shù)，簡(jiǎn)稱 包角系數(shù) lK 考慮帶的長(zhǎng)度不同時(shí)的影響系數(shù)，簡(jiǎn)稱 長(zhǎng)度 系數(shù) 由 dd1=132mm 和 n1=825r/min， 查表 84a得 kwP ? (機(jī)械設(shè)計(jì) ) 根據(jù) n1=825r/min ， I=3 和 B型帶，查表 84b得 kwp ?? (機(jī)械設(shè)計(jì) ) 查表 85得 ?aK (機(jī)械設(shè)計(jì) ) 查表 82得 ?LK (機(jī)械設(shè)計(jì) ) laArca KKPP PKPPZ )(000???? ???? ）（ ? 則 Z=5 確定帶的預(yù)緊力 F0 20 2 .5 = 5 0 0 ( 1 )+cavaPF qvZK ???????? ????? ? 式中 q帶的線質(zhì)量（查表 83 得 q=） 由于新帶容易松弛，所以對(duì)非自動(dòng)張緊的帶傳動(dòng) ,安裝新帶時(shí)的預(yù)緊力應(yīng)為上述預(yù)緊力的 倍。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 計(jì)算 V 帶 作用在 軸 上 的力 （簡(jiǎn)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1) V 帶輪設(shè)計(jì)的要求 設(shè)計(jì) V 帶輪時(shí)應(yīng)滿足的要求：結(jié)構(gòu)工藝性好；無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過動(dòng)平衡；輪槽工作面要精細(xì)加工，以減少帶的磨損；各槽的尺寸和角度應(yīng)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(hào) HT150 或 HT200；轉(zhuǎn)速較高時(shí)宜采用鑄鋼（或用鋼板沖壓后焊接而成）；小功率時(shí)可用鑄鋁或鑄塑。 3）結(jié)構(gòu)尺寸 鑄鐵制 V帶輪的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：（ 1）實(shí)心式；（ 2）腹板式；（ 3）孔板式；（ 4）橢圓輪輻式。 帶輪基準(zhǔn)直徑 dd≤ （ d為軸的直徑）時(shí)，可采用實(shí)心式； dd≤ 300mm 時(shí)，可采用腹板式； dd≥ 300mm 時(shí)，可采用輪輻式。根據(jù)表 輪采用實(shí)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(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 基準(zhǔn)寬度（ bd） 基準(zhǔn)線上槽深（ hamin） 基準(zhǔn)下下槽深（ hfmin） 槽間距（ e） 19? 對(duì)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(jié)構(gòu)圖（如 圖紙） 大帶輪結(jié)構(gòu)圖（如圖紙） 偏心軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 顎式破碎機(jī)的偏心軸是一個(gè)傳遞扭矩，且兩軸承支承間為偏心結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸。對(duì)于它的可靠性設(shè)計(jì) ， 實(shí)際上就是根據(jù)預(yù)先擬定的結(jié)構(gòu)方案，確定一組直徑，使之既能滿足強(qiáng)度，剛度要求，又能滿足可靠性要求，而且重量輕和經(jīng)濟(jì)效益最好 。 軸的功用 、 分類和材料 做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件都要裝在軸上來實(shí)現(xiàn)其回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，大多數(shù)軸還起著傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。軸要用滑動(dòng)軸承或滾動(dòng)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(zhuǎn)軸 心軸和傳動(dòng)軸三類。 （ 1）轉(zhuǎn)軸。 工作時(shí)既承受彎曲 載荷又傳遞轉(zhuǎn)矩的軸稱為轉(zhuǎn)軸。 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 （ 2）心軸。 工作時(shí)只承受彎曲載荷而不傳遞轉(zhuǎn)矩的軸稱為心軸。 （ 3）傳動(dòng)軸。 工作時(shí)只傳遞轉(zhuǎn)矩而不承受彎曲載荷的軸稱為傳動(dòng)軸。 軸的材料主要采用碳素鋼和合金鋼。碳素鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較小。所以應(yīng)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(xué)性能，應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。不重要的或受力較小的軸以及一般傳動(dòng)軸可以使用 Q235～ Q275鋼。 合金鋼具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，可淬性也好，可以在傳遞大功率并要求降低質(zhì)量和提高軸徑耐磨性時(shí)采用。 軸設(shè)計(jì)的 基本要求 在一般情況下，軸的工作能力決定于它的強(qiáng)度和剛度，對(duì)于 機(jī)床主軸，后者尤其重要，高速轉(zhuǎn)軸還決定于它的振動(dòng)穩(wěn)定 性 。在設(shè)計(jì)軸時(shí)，除應(yīng)按工作能力準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算或校核計(jì)算外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(dòng)，需要用軸向固定的方法使他們?cè)谳S上有確定的位置。 2 為傳遞轉(zhuǎn)矩，軸上零件還應(yīng)做周向固定。 3 對(duì)軸與其他的零件間有相對(duì)滑動(dòng)的表面應(yīng)有耐磨性的要求 4 軸的加工，熱處理，裝配，檢驗(yàn)，等都應(yīng)有良好的工藝性。 偏心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的計(jì)算通常是在初步完 成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后進(jìn)行校核計(jì)算，計(jì)算準(zhǔn)則是滿足軸的強(qiáng)度或剛度要求，必要時(shí)還應(yīng)校核軸的振動(dòng)穩(wěn)定性。 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算 進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力。對(duì)于僅僅（或主要）承受扭矩的軸（傳動(dòng)軸），應(yīng)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算；對(duì)于只承受彎矩的軸（心軸），應(yīng)按彎曲強(qiáng)度條件河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 計(jì)算；對(duì)于既承受彎矩又承受扭矩的軸（轉(zhuǎn)軸），應(yīng)按彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算，需要時(shí)還應(yīng)按疲勞強(qiáng)度條件進(jìn)行精確校核。本設(shè)計(jì)按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，并選取軸的材料為 45 號(hào)鋼。 V 帶的傳動(dòng)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(zhuǎn)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(guān)的系數(shù)其值可查表 153 取 A=110 P：傳遞的功率 （ kW） n：軸的轉(zhuǎn)速 （ r/min） 考慮到軸上鍵槽會(huì)消弱軸的強(qiáng)度，若為單鍵，則應(yīng)將上述計(jì)算值 mind 增大5%左右；若為雙鍵，應(yīng)將上述計(jì)算值 mind 增大 10%左右。該設(shè)計(jì)軸為單鍵所以將上述計(jì)算的 mind 增大 5%， 則 mind =，在本設(shè)計(jì)中 d=40mm。 偏心軸 的結(jié)構(gòu)尺寸見圖紙。 偏心軸的強(qiáng)度計(jì)算 通常只校核偏心軸上承受最大計(jì)算彎矩的截面的強(qiáng)度， 其 危險(xiǎn)截面為動(dòng)顎軸承處。按第三強(qiáng)度理論，計(jì)算彎曲應(yīng)力。 P k w?? ? ? ? ? 轉(zhuǎn)距 河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 6619 . 9 7 59 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 3 4 6 4 0 5 ( )275PTNn? ? ? ? ? ? 當(dāng)量轉(zhuǎn)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(dòng)顎軸承得截面安全 式中 ab MP55][ 1 ??? 《機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)》 顎式破碎機(jī)腔型設(shè)計(jì) 破碎機(jī)的破碎腔是由動(dòng)、定顎齒板及機(jī)架側(cè)壁組成的空間。其腔型是由給、排料口尺寸（已標(biāo)準(zhǔn)化），破碎腔嚙角，動(dòng)、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(jī)主要 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，如生產(chǎn)率、比能耗、產(chǎn)品粒度組成、粒形和襯板使用壽命等。 隨著破碎機(jī)不斷的發(fā)展，特別是近年來提出“多碎少磨”增大破碎機(jī)破碎比和提高產(chǎn)品質(zhì)量的情況下，不論是設(shè)計(jì)新型破碎機(jī)，還是對(duì)現(xiàn)有老破碎機(jī)挖潛、改造、設(shè)計(jì)最佳破碎腔都是很有意義的工作。 現(xiàn)有破碎機(jī)的排料口處生產(chǎn)率普遍偏小，為了改善這種情況，提高破碎機(jī)的生產(chǎn)率，所以采用曲線型破碎腔。采用曲線型破碎腔時(shí)，生產(chǎn)率沿破碎腔高度變化曲線。因此，可采用變嚙角設(shè)計(jì)破碎腔，且嚙角值從排料口到給料口時(shí)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(jī)動(dòng)顎中下部有一處動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)特征的行程比最大，以及物料里含中等塊度比較多，故動(dòng)顎中部磨損很厲害。針對(duì)這種情況，河南理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 39 有的破碎機(jī)將動(dòng)顎襯板制成圓弧曲線?？傊?，設(shè)計(jì)破碎腔時(shí)，要力求滿足。增加產(chǎn)量、針對(duì)襯板磨損規(guī)律，盡量延長(zhǎng)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(dòng)顎齒面板虛線表示閉邊位置，實(shí)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(gè)破碎層。當(dāng)動(dòng)顎由閉邊運(yùn)動(dòng)到開邊位置時(shí)，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(dāng)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(gè)破碎腔內(nèi)的物料向下移動(dòng)后，等待下一次破碎。由此可見，破碎機(jī)的破碎工作，是根據(jù)腔型和動(dòng)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(jìn)行分層破碎的。如果上層物料少于下層物料時(shí)，將出現(xiàn)待料現(xiàn)象；當(dāng)上層物料多于下層物料時(shí)，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(shí)各層當(dāng)量物料質(zhì)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(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 40 式中 L – 進(jìn)料口長(zhǎng)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(nèi)物料總層數(shù) 直線腔形的分析 按定顎板 動(dòng)顎板的形狀，可以把現(xiàn)有腔型歸納為如下幾種型式：