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雙齒輥破碎機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)-閱讀頁(yè)

2025-03-18 03:21本頁(yè)面
  

【正文】 t a n)t a n(t a n[21 2211 ????? ?? ???? tat zz 得重合度 ??? 重合 度系數(shù) ?Y =+?? =+故?? YYYmdb KT SaFanF 1111 11 2? = ??????? =< 500 2/mmN 由于 是同步齒輪故兩齒輪完全相同,則有 1F? < ][F? , 2F? < ][F? ,故齒根彎曲強(qiáng)度滿足。 毛坯制造完成后,由于毛坯形狀不是很復(fù)雜,所以毛坯兩端面不用加工即可,先用粗車車毛坯外圓和內(nèi)孔,再細(xì)車內(nèi)圓與軸接觸面,使其表面粗糙度為 ,再用銑床銑鍵槽,這樣齒輪的安裝孔就加工完成。 由于工作機(jī)需求,該齒輪為硬齒面齒 輪,加工齒面結(jié)束后再對(duì)齒輪進(jìn)行表面淬火工藝,使其齒面硬度達(dá)到要求。 齒輥軸的設(shè)計(jì) 破碎輥( 1)軸的設(shè)計(jì) (1)初步估算軸的直徑 由于該軸的跨距較大,且有工作載荷和較強(qiáng)的沖擊強(qiáng)度影響,在材料上根據(jù)手冊(cè) 選取 37SiMn2MoV 鋼作為軸的材料, 調(diào)質(zhì) 處理;由式 3 npAd? 式中 d —— 齒輥軸直徑, mm ; p —— 軸所傳遞的功率, kW ; n —— 軸的轉(zhuǎn)速, min/rad ; A —— 取決于軸材料的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ??r? 的系數(shù),其值可查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本第五卷 P520表 5119,取 A =100 計(jì)算軸的最小直徑并加大 7%以考慮雙鍵槽的影響, 將前面所求得的 數(shù)據(jù)代入式中,可得 3m in ??d mm (2)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (I)確定軸的結(jié)構(gòu)方案 軸的具體方案見(jiàn)圖 。齒環(huán) 從軸的 右 端裝入 安裝在【 5】段上 ,齒環(huán)左端面靠軸肩 【 4】 軸向定位,用 普通平 鍵進(jìn)行徑向定位,中間的齒環(huán)之間相互定位,右端齒環(huán)右面有 緊定圓 螺母定位, 【 6】段位置加工螺紋安裝緊定螺母。且軸承兩端均采用通 端蓋進(jìn)行定位和密封。 【 2】段 該段安裝軸承,且要為齒輪做軸肩,估選軸承為 21316CCK 型號(hào)調(diào)心滾子軸承,軸承內(nèi)徑為 160mm ,根據(jù)軸承的寬度,且在左端要留安裝密封透蓋得位 置 , 右 端 安 裝 密 封 緊 定 套 的 位 置 , 根 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 可 確 定 該 段 軸 徑1d =150mm 2d =160mm ,長(zhǎng)度。 【 4】段 該段為齒環(huán)做軸肩,軸徑為 4d =290mm ,長(zhǎng)度 4l =25mm 。 【 6】段 該段安裝緊定螺母,軸徑為 6d =200mm ,長(zhǎng)度 6l =135mm 。 【 8】段 該段安裝半齒式聯(lián)軸器,估算選取聯(lián)軸器為齒式聯(lián)軸器 GIICL14(摘自摘自 JB/T ),根據(jù)聯(lián)軸器的參數(shù)定軸徑為 8d =150mm ,長(zhǎng)度8l =200mm (3)繪制軸的彎矩圖和扭矩圖 (I)求軸承反力 由于軸 ⑦ 、 ⑧ 段的重量遠(yuǎn)小于所受的負(fù)載,則可以將此忽略可計(jì)算軸承反力如下 H水平面 1HR =502021N , 2HR =502021N V垂直面 1vR =65260N , 2HR =65260N 由于兩支撐受力基本相同,則可得 R =506000N (II)齒輥 最大 彎矩 計(jì)算得, 607000?M mN? 扭矩 13171?T mN? 則可繪制出彎矩圖和扭矩圖如圖 中的 (a)和 (b): 27 圖 (4)按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度 計(jì)算 當(dāng)量彎矩 有公式 221 )( TMM ca ??? 取折合系數(shù) ?? ,則齒輥軸上中點(diǎn)處當(dāng)量彎矩 22 )1 3 1 7 (6 0 7 0 0 0 ???caM =607051mm 當(dāng)量彎矩圖見(jiàn)圖 中的( d) 軸的材料為 37SiMn2MoV 合金 鋼, 調(diào)質(zhì) 處理。 左軸承 和軸承定位緊定套 從軸的左端裝入 安在【 2】段上 ,靠軸肩 【 3】 定位 ;再裝通蓋加密封圈,最后在【 1】段上安裝傳動(dòng)齒輪。 再在右端 【 7】段 裝入右端套筒密封檔環(huán)和右軸承,靠軸肩 【 6】 定位 。 (II)確定各軸段直徑和長(zhǎng)度 29 由于根據(jù)整機(jī)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)加工的需求各段軸徑可根據(jù)破碎輥( 1)進(jìn)行確定: 【 1】段 該段為同步齒輪安裝段,傳遞轉(zhuǎn)矩到破碎輥( 2),根據(jù)結(jié)構(gòu)方案以及加工需要可確定軸徑 1d =150mm ,長(zhǎng)度為同步齒輪的寬度 1l =140mm 。 【 3】段 該段安裝緊定螺母,軸徑為 3d =200mm ,長(zhǎng)度 3l =135mm 【 4】段該段安裝齒環(huán),軸徑為 4d =210mm ,長(zhǎng)度 4l =1800mm 。 【 6】段該段為軸肩,根據(jù)整機(jī)裝配空間確定軸徑 6d =210mm ,長(zhǎng)度為 6l =35mm 。 (3)繪制軸的彎矩圖和扭矩圖 (I)求軸承反力 由于軸的重量遠(yuǎn)小于所受的負(fù)載,則可以將此忽略可計(jì)算軸承反力如下 H水平面 1HR =502021N , 2HR =502021N V垂直面 1VR =65260N 2VR =65260N 由于兩支撐受力基本相同,則可得 R =506000N (II)齒輥 最大 彎矩 計(jì)算得 M =607000 mN? , 扭矩 T =13171 mN? 則可繪制出彎矩圖和扭矩圖如圖 中的 (b)和 (c): 30 M 圖 (4)按彎扭合成強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度 計(jì)算 當(dāng)量彎矩 有公式 221 )( TMM ca ??? 取折合系數(shù) ?? ,則齒輥軸上中點(diǎn)處當(dāng)量彎矩 : mmNTM ca ????? 6 0 7 0 5 1)1 3 1 7 (6 0 7 0 0 0 22 當(dāng)量彎矩圖見(jiàn)圖 中的( d) 軸的材料為 37SiMn2MoV 合金 鋼, 調(diào)質(zhì) 處理。 根據(jù)鍵的材料(用合金鋼 40Cr)及工作方式查表選擇鍵聯(lián)接的許用擠壓應(yīng)力? ?p? 和許用剪應(yīng)力 ??p? , 此鍵的值查得 ? ?p? =100 2/mmN , ??p? =90 2/mmN 鍵聯(lián)接的擠壓應(yīng)力驗(yàn)算公式如下 ?p? ?dlkT2 ? ?p? 鍵所傳遞的轉(zhuǎn)矩 ?T 31833000 mmN? k 為鍵與輪轂的接觸高度, mmk ? 可將數(shù)據(jù)代入公式得 ?p? 3183 30002 ???? 2/mmN 鍵聯(lián)接的剪應(yīng)力驗(yàn)算公式為: ??dblTp 2? ??p? 將數(shù)據(jù)代入計(jì)算可得 ?p? 2/ 318330002 mmN???? 由于 ?p? ? ?p? , ?p? ??p? 故該鍵強(qiáng)度符合要求 同步齒輪與軸的聯(lián)接鍵 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)安裝齒輪處軸徑為 d =150mm ,則根據(jù)這些條件查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本第四篇可選擇普通平鍵 40 22? (按 GB/T10962021),長(zhǎng)度取齒輪的寬度l =140mm 。 花鍵的擠壓強(qiáng)度公式如下: ?p? ?mzhlDT?2 ? ?p? 式中 傳遞的轉(zhuǎn)矩 T =31833000 mN? 分度圓直徑 d =144mm 花鍵軸大徑直徑 mD =150mm 鍵齒工作高度 h =6mm 鍵的長(zhǎng)度 l =200mm 不均勻系數(shù) ? = 根據(jù)使用和制造情況中等,齒面熱處理等因素選擇 許用擠壓應(yīng)力范圍 app Mp30~20?? 許用應(yīng)力 ? ?p? =25 ap 將上述參數(shù)代入公式可得 計(jì)算應(yīng)力 ?p? aMP 校核計(jì)算結(jié)果: ?p? ? ?p? 滿足 33 齒環(huán)和齒帽的設(shè)計(jì) 齒輥破碎機(jī)的質(zhì)量就體現(xiàn)在齒形的設(shè)計(jì)上,一個(gè)好的破碎機(jī)就是因?yàn)橛袀€(gè)好的齒形,不產(chǎn)生過(guò)粉碎,不出現(xiàn)斷齒 等情況,且齒尖的磨損也較慢。由齒環(huán)和齒帽組成,齒環(huán)裝配在齒輥軸上,再將齒帽套在齒環(huán)的齒上,且每個(gè)齒帽的首尾正好相連,采用螺栓連接將整個(gè)五齒帽連環(huán)套在齒環(huán)上,這樣當(dāng)在生產(chǎn)中由于卡死導(dǎo)致齒的破壞磨損就可以很方便的單個(gè)拆卸更換了。 在齒形的設(shè)計(jì)上,為了裝卸 方便,采用首尾相連的環(huán)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu),通過(guò)螺栓連接起來(lái),在中間任意一個(gè)齒受損都可以很輕松的拆卸。 齒環(huán)的設(shè)計(jì) 齒環(huán)是用來(lái)固定齒的, 并且傳遞作用力。 在裝配方面, 將齒帽套在齒環(huán)上然后將齒帽間用螺栓連接起來(lái)就固定住齒帽了,通過(guò) 普通平鍵 連接,將齒環(huán)固定在齒輥軸上。 軸承的選擇 確定軸承型號(hào) 齒輥軸兩端支撐采用滾動(dòng)軸承支撐,根據(jù)工況,每天工作 8 小時(shí),左單向轉(zhuǎn)動(dòng),只有在被卡住的時(shí)候才需要反轉(zhuǎn)回出物料故考慮不計(jì)。 在根據(jù)安裝軸承段軸的直徑,以及軸的轉(zhuǎn)速和要求的傳遞的轉(zhuǎn)矩查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 6277 可初步選用 23136CCK 型號(hào)的調(diào)心滾子軸承。 (2)計(jì)算軸承派生軸向力 查機(jī)械設(shè)計(jì)表 ,可得公式 )2/( yRS? 將 ?y , NRR 50600021 ?? 代入公式,可得: NS 1100001 ? NS 1100002 ? 由于軸承本身沒(méi)有軸向力的作用,則可得 NSA 11000011 ?? NSA 11000022 ?? (3)計(jì)算軸承所受當(dāng)量當(dāng)量動(dòng)載荷 軸承工作時(shí)有中等沖擊,由表 可查載荷系數(shù) ?nf 因 eRA ?? 5 0 6 0 0 0/1 1 0 0 0 0/ 11 查表得 ,1 11 ?? yx 根據(jù)公式 )( 22 YAXRfp p ?? ,將數(shù)據(jù) kNp 8521 ? kWP 250,3/10 ??? 代入可得 kNp 8521 ? 同理可得, kNp 8522 ? (4)計(jì)算軸承壽命 由于 ?1p 2p ,故任取一軸承計(jì)算,由表 取溫度系數(shù) tf =1 有軸承壽命計(jì)算公式 )(6010 6 PCfnL rtk ? 由于是滾子軸承取 3/10?? ,將數(shù)據(jù)代入公式可得 hLk 17047? 則符合破碎機(jī)的使用要求,則可確定使用 23136CCK型號(hào)軸承。 電機(jī)功率 kWP 250? ,轉(zhuǎn)速為 min/r1500?電n ;轉(zhuǎn)速為 min/r750 ?n 。 2)減速器的工作參數(shù) 1》計(jì)算傳動(dòng)比 根據(jù)破碎機(jī)主軸轉(zhuǎn)速和電機(jī)的轉(zhuǎn)速確定減速器的傳動(dòng) 比 2075/1500 ??i 查手冊(cè)減速器的傳動(dòng)比分配,可選用二級(jí)減速 2 級(jí)減速范圍 為 60~8?i ,再根據(jù)公稱傳動(dòng)比可將每級(jí)的傳動(dòng)比分配如下 : 減速器高速級(jí)傳動(dòng)比: ?i , 減速器低速級(jí)傳動(dòng)比: ?i 3)各軸的功率、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩計(jì)算 1》 電機(jī)主軸 電機(jī)主軸的功率為額定功率, 0P =250kW , 電機(jī)的轉(zhuǎn)速不變 min/r1500?電n 轉(zhuǎn)矩則根據(jù)公式: nPT 9550? 可得 36 15002509550??T= mN? 2》 減速器輸入軸 減速器輸入軸的功率由電機(jī)經(jīng)液力聯(lián)軸器傳遞過(guò)來(lái),受 耦合 器和軸承的傳動(dòng)效率影響, 可以查得液力偶合器的效率 聯(lián)? =,球軸承的傳動(dòng)效率 聯(lián)? = 則可以得出該軸的功率為 2101 ??pp ? =250 =240kW 由于電機(jī)到該軸直接用液力偶合器傳遞過(guò)來(lái),轉(zhuǎn)速不發(fā)生改變,故該軸的轉(zhuǎn)速為: min/15001 rn ? 與電機(jī)主軸轉(zhuǎn)矩同理可得該軸的轉(zhuǎn)矩為 mNT ???? 1528150024095500 3》 減速器中間軸 減速器中間軸的功率由輸入軸經(jīng)齒輪傳遞過(guò)來(lái),受齒輪和軸承的傳動(dòng)效率影響, 圓柱齒輪的傳動(dòng)效率 ? ?齒 則可以得出該軸的功率 3212 ??pp ? =240 =231kW 由于輸入軸到該軸經(jīng)過(guò)齒輪減速傳遞過(guò)來(lái),該級(jí)的傳動(dòng)比為 ?i ,故該軸的轉(zhuǎn)速為: m in/ rn ?? 與電機(jī)主軸轉(zhuǎn)矩同理可得該軸的轉(zhuǎn)矩為 mNT ???? 823 1268231955 00 4》 減速器輸出軸 減速器輸出軸的功率由中間軸經(jīng)齒輪傳遞過(guò)來(lái),受齒輪和軸承的傳動(dòng)效率影響,則可以得出該軸的功率 3223 ??pp ? =231 =222kW 由于輸入軸到該軸經(jīng)過(guò)齒輪減速傳遞過(guò)來(lái),該級(jí)的傳動(dòng)比為 ?i ,故該軸的轉(zhuǎn)速為: 37 m in/ rn ?? 與電機(jī)主軸轉(zhuǎn)矩同理可得該軸的轉(zhuǎn)矩為 mNT ???? 282687522295500 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 1)高速級(jí)齒輪 1》 選擇齒輪的材料,確定許用應(yīng)力 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,用于減速器的齒輪可以采用碳鋼經(jīng)正火或調(diào)質(zhì)處理后切齒,這樣的齒輪制造簡(jiǎn)單、較經(jīng)濟(jì)。 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)可以按公式: ?N 60n j kL 式中 n 為齒輪的轉(zhuǎn)速, min/r ; j 為齒輪每轉(zhuǎn)一圈時(shí)同一齒面的嚙合次數(shù); kL 為齒輪的工作壽命, h ; 代入數(shù)據(jù)計(jì)算可得兩齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)如下: ?1N 60n j kL =60 1500 1 24000= ? 38 iNN /12 ? 可推得 82 ??N 查圖 65得 1NZ 、 2NZ 1NZ =1 2NZ = limHS 為接觸強(qiáng)度計(jì)算的最小安全系數(shù),通常 limHS =1~ ,這里取 limHS =1 則將上述所 得的數(shù)據(jù)代入公式可得 mmNH /1 2 0 01/11 2 0 0][ 1 ???? mmNH /1 2 9 61/ 2 0 0][ 2 ???? 許用彎曲應(yīng)力 ][F? 與齒輪材料、熱處理方法、齒面硬度、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的因
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