標準型圓錐破碎機的設計【13張CAD圖紙+畢業(yè)論文+開題報告+任務書+文獻綜述】

標準型圓錐破碎機的設計【13張CAD圖紙+畢業(yè)論文+開題報告+任務書+文獻綜述】

24頁 7100字數+論文說明書【詳情如下】

中期檢查表.doc

主軸.dwg

任務書.doc

傳動軸.dwg

傳動軸套.dwg

偏心軸套.dwg

分料盤.dwg

動錐.dwg

壓緊環(huán).dwg

大錐齒輪.dwg

小錐齒輪.dwg

底蓋.dwg

支承盤.dwg

標準型圓錐破碎機的設計開題報告.doc

標準型圓錐破碎機的設計文獻綜述.doc

標準型圓錐破碎機的設計說明書.doc

標準型圓錐破碎機裝配圖.dwg

軸承端蓋.dwg

摘  要

圓錐破碎機是一種對礦山原料進行破碎的設備，主要由進料口、分料盤、動錐、主軸、定錐、偏心軸套、傳動軸、小錐齒輪、大錐齒輪、帶輪、電動機等裝置組成。本次畢業(yè)設計的內容有對圓錐破碎機的國內外現狀進行簡單的介紹；對圓錐破碎機的工作原理和主要結構進行說明；對圓錐破碎機與其他破碎裝備相比較，突出其優(yōu)點；對圓錐破碎機的某些結構進行優(yōu)化設計，并對其進行計算和校核；對圓錐破碎機的總體裝配圖和主要零件圖進行繪制，其中包括CAD軟件的繪制與手工繪圖。

圓錐破碎機傳動裝置的結構還存在某些缺點，影響其工作效率。本次畢業(yè)設計主要是通過對圓錐破碎機傳動裝置的結構設計進行改進和優(yōu)化、計算與校核，來達到提高圓錐破碎機的工作效率和生產量的目的。

關鍵詞: 圓錐破碎機；改進； 數據計算； 圖紙 

ABSTRACT

Cone crusher is a kind of mining materials crushing equipment, mainly consists of inlet, tray, moving cone, spindle, cone, eccentric shaft sleeve, a transmission axis, a small bevel gear, bevel gear, belt wheel, motor unit composition and so on. The content of this graduation design is for a simple introduction about the present situation of cone crusher at home and abroad. The working principle and main structure of the cone crusher is explained; To compare other crushing equipment cone crusher, highlight its advantages; Some structural optimization design of cone crusher, and carries on the calculation and checking; General assembly drawing and main parts of cone crusher for mapping, including CAD drawing and drawing by hand. 

Cone crusher shaft structure also has some disadvantages, affect their work efficiency. This graduation design is mainly through to the cone crusher shaft, improvement and optimization of structure design, calculation and checking, to improve the work efficiency of cone crusher and the purpose of production.

Key words:Cone crusher; improve; Data calculation; drawings

目  錄                                

1 緒論 1

1.1 國內外發(fā)展現狀 1

1.2存在問題及發(fā)展方向 1

1.3圓錐破碎機的優(yōu)勢 1

2設計方案的確定 2

2.1圓錐破碎機的基本參數 2

2.2工作原理與基本結構 2

3圓錐破碎機的主要結構 3

3.1給礦口與排礦口寬度 3

3.1.1給礦口寬度 3

3.1.2排礦口寬度 3

3.2嚙角 3

3.3破碎平行區(qū) 3

4工作參數計算 4

4.1工作參數 4

4.2動錐的擺動次數 4

4.3生產率 5

4.4電動機功率 5

5電動機的選擇和傳動裝置的計算 6

5.1電動機的選擇 6

5.2傳動裝置的參數計算 6

5.2.1軸的計算 6

5.2.2角接觸球軸承的選擇和壽命驗算 14

5.3傳動零件的設計 14

5.3.1齒輪的計算 14

5.3.2齒輪的校核 15

結  論 18

參考文獻 19

致  謝 20

1 緒論

1.1 國內外發(fā)展現狀

在日常的生活和生產中破碎設備具有非常廣泛的應用，它是將直徑比較大的物體破碎成直徑較小的物體顆粒。圓錐破碎機由于結構簡單，工作可靠和效率較高，成為礦山破碎行業(yè)的主要設備。

19世紀90年代末世界上第一臺圓錐破碎機問世，并在這時開始被美國應用于生產。我國最早的圓錐破碎機是仿照蘇聯(lián)而進行設計的，但是卻存在諸多的缺陷，需要對其進行優(yōu)化和改進。

    現在的圓錐破碎機雖然在一步步進行改進，如結構的不斷完善，但是其基本的結構卻并沒有發(fā)生太大的變化。所以對圓錐破碎機的水平進行提高，還是我們當前的主要任務。

    從現在我國的破碎設備來看，最常用的中碎設備還是標準型圓錐破碎機，而細碎設備還是短頭型圓錐破碎機占據主導地位。

1.2存在問題及發(fā)展方向

1)新型耐磨材料的應用比較少

圓錐破碎機是一種對物料進行加工，使物料由大顆粒變成較小的顆粒的一種設備。所以對其耐磨性是一種很大的考驗，如果耐磨材料應用較少會嚴重降低圓錐破碎機的使用壽命。反之，如果增加新型耐磨材料的使用，則會大大提高圓錐破碎機的使用壽命?，F在在圓錐破碎機的生產中增加新型耐磨材料的使用，是當前發(fā)展的新趨勢。

2)生產制造工藝水平較差

由于圓錐破碎機生產設備的落后，而導致圓錐破碎機的生產水平較低，加工精度不高。所以引進先進的加工設備和加工工藝成了當務之急。

3）圓錐破碎機傳動裝置的結構存在某些缺點

通過對傳動裝置的結構進行優(yōu)化設計、計算和校核來解決傳動裝置存在的缺陷，以達到提高效率的目的。

1.3圓錐破碎機的優(yōu)勢

與其他破碎機相比較，圓錐破碎機的突出特點為：

(1) 圓錐破碎機工作連續(xù)、生產能力高、單位耗電低。

(2) 圓錐破碎機工作平穩(wěn)、振動較輕、機器設備的基礎質量輕。

(3) 圓錐破碎機的啟動比其他破碎機容易。

(4) 圓錐破碎機生成的產品顆粒粒度均勻，且片狀產品少。

結  論

本文首先是介紹了最常見的各種破碎機械的種類，以及它們的發(fā)展歷史。機械設備的歷史都是從不完善逐漸改進從而逐漸完善的，所以機械的每個改進都有著很重要的意義。相對而言，圓錐破碎機作為礦山和煤炭最常用的破碎機械，因為它的功率大、性價比大、生產效率高的特點，有著別的破碎機械無可替代的優(yōu)勢。

了解這次設計的目標后，初步確定圓錐破碎機的基本參數，簡單闡述圓錐破碎機的結構、功能和工作原理。

接著根據以選定的生產參數，進行各個結構的參數選擇，如給礦口的寬度，嚙合角的大小，及其破碎機的擺動次數等。

本文主要是對破碎機中的傳動軸軸承，齒輪進行了詳細的計算和校核，并使其達到了要求。

傳統(tǒng)的圓錐破碎機的動力部分是采用大功率、低轉速、高扭矩的特種電機，成本比較高，而普通的Y系電動機也能達到額定的功率，扭矩也符合要求，但轉速偏高。本文采用了帶輪式的傳動方式，將原先的高轉速經過帶輪傳遞變成較低的轉速，從而符合破碎機的使用要求。采用Y系列電動機，將大大的降低破碎機的生產成本，同時也有利于后期的維修。

本文主要設計了一款中小功率的中型破碎機，對破碎機的傳動部分進行了選擇和設計并進行計算，使其達到了理論可行的要求。

參考文獻

[1]  郎寶賢，郎世平.破碎機[J].北京:冶金工業(yè)出版社, 2008: 66-195.

[2]  趙昱東. 圓錐破碎機的新發(fā)展[J]. 中國鎢業(yè)，2004(2): 42-45. 

[3]  袁祖強. 機械設計基礎課程設計指導書[M]. 北京:北京航空航天大學出版社,2013：63-243. 

[4]  付求涯，邱小童. 互換性與技術測量[M]. 北京：北京航空航天大學出版社,2011:14-228. 

[5]  郭克希,王建國. 機械制圖第2版[M].北京：機械工業(yè)出版社,2009:2-311. 

[6]  劉鴻文. 材料力學[M]. 北京: 高等教育出版社, 71-158. 

[7]  陳國定,吳立言,濮良貴. 機械設計第九版[M]. 北京: 高等教育出版社,2013.62-407. 

[8]  王三民.機械設計計算手冊第二版[M].北京: 化工工業(yè)出版社, 2012: 381-432.

[9]  孫恒,陳作模,葛文杰. 機械原理第七版[M]. 北京: 高等教育出版社, 2012: 174-207. 

[10]  郎寶賢, 郎世平. 國內外破碎機的差距與發(fā)展趨勢[J]. 礦械, 2004: 71-73. 

[11]  鄧文英,宋立宏. 金屬工藝學[M]. 北京：高等教育出版社, 2008: 20-54. 

致  謝

通過本次的畢業(yè)設計，有效的鞏固了我大學四年來所學的知識，也提高了自己的相關能力，對自己存在的缺陷也更加的清楚。四年的學習生涯，在同學和老師的共同陪伴下，使我收獲頗多。在畢業(yè)論文即將提交的這刻，我感謝所有在畢業(yè)設計中幫助我的良師益友，特別是我的導師，是她的耐心指導，無私的關愛和嚴謹的治學態(tài)度，激勵我不斷的進取，完善自己的設計。其次，還要感謝在這四年的學習中教過我的所有老師們，謝謝他們傳授給了我知識。在他們的關注和幫助下我才能完成這篇畢業(yè)設計，在這里請接受我誠摯謝意。 

本 科 畢 業(yè) 設 計 題目 圓錐破碎機設計 系 別 工程技術系 學生姓名 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學 號 指導教師 職 稱 講師 要 圓錐破碎機是一種對礦山原料進行破碎的設備，主要由進料口、分料盤、動錐、主軸、定錐、偏心軸套、傳動軸、小錐齒輪、大錐齒輪、帶輪、電動 機等裝置組成。本次畢業(yè)設計的內容有對圓錐破碎機的國內外現狀進行簡單的介紹；對圓錐破碎機的工作原理和主要結構進行說明；對圓錐破碎機與其他破碎裝備相比較，突出其優(yōu)點；對圓錐破碎機的某些結構進行優(yōu)化設計，并對其進行計算和校核；對圓錐破碎機的總體裝配圖和主要零件圖進行繪制，其中包括 圓錐破碎機傳動裝置 的結構還存在某些缺點，影響其工作效率。本次畢業(yè)設計主要是通過對圓錐破碎機傳動 裝置 的結構設計進行改進和優(yōu)化、計算與校核，來達到提高圓錐破碎機的工作效率和生產量的目的。 關鍵詞 : 圓錐破碎機；改 進； 數據計算； 圖紙 is a of of a a so of is a of at of is To of on of AD by is to of to of of 錄 1 緒論 ................................................................................ 1 內外發(fā)展現狀 ................................................................ 1 ............................................................. 1 ............................................................... 1 2 設計方案的確定 ....................................................................... 2 ........................................................... 2 ............................................................. 2 3 圓錐破碎機的主要結構 ................................................................. 3 ............................................................. 3 ............................................................... 3 ............................................................... 3 ........................................................................... 3 ..................................................................... 3 4 工作參數計算 ......................................................................... 4 ....................................................................... 4 ................................................................. 4 ......................................................................... 5 ..................................................................... 5 5 電動機的選擇和傳動裝置的計算 ......................................................... 6 ................................................................... 6 ............................................................. 6 ................................................................. 6 承的選擇和壽命驗算 ............................................ 14 ................................................................ 14 .............................................................. 14 .............................................................. 15 結 論 ............................................................................... 18 參考文獻 ............................................................................. 19 致 謝 ............................................................................... 20 1 1 緒論 內外發(fā)展現狀 在日常的生活和生產中破碎設備具有非常廣泛的應用，它是將直徑比較大的物體破碎成直徑較小的物體顆粒。圓錐破碎機由于結構簡單，工作可靠和效率較高，成為礦山破碎行業(yè)的主要設備。 19世紀 90年代末世界上第一臺圓錐破碎機問世，并在這時開始被美國應用于生產。我國最早的圓錐破碎機是仿照蘇聯(lián)而進行設計的，但是卻存在諸多的缺陷，需要對其進行優(yōu)化和改進。 現在的圓錐 破碎機雖然在一步步進行改進，如結構的不斷完善，但是其基本的結構卻并沒有發(fā)生太大的變化。所以對圓錐破碎機的水平進行提高，還是我們當前的主要任務。 從現在我國的破碎設備來看，最常用的中碎設備還是標準型圓錐破碎機，而細碎設備還是短頭型圓錐破碎機占據主導地位。 在問題及發(fā)展方向 1)新型耐磨材料的應用比較少 圓錐破碎機是一種對物料進行加工，使物料由大顆粒變成較小的顆粒的一種設備。所以對其耐磨性是一種很大的考驗，如果耐磨材料應用較少會嚴重降低圓錐破碎機的使用壽命。反之，如果增加新型耐磨材料的使用，則會 大大提高圓錐破碎機的使用壽命?，F在在圓錐破碎機的生產中增加新型耐磨材料的使用，是當前發(fā)展的新趨勢。 2)生產制造工藝水平較差 由于圓錐破碎機生產設備的落后，而導致圓錐破碎機的生產水平較低，加工精度不高。所以引進先進的加工設備和加工工藝成了當務之急。 3）圓錐破碎機傳動裝置 的結構存在某些缺點 通過對傳動裝置的結構進行優(yōu)化設計、計算和校核來解決傳動裝置 存在的缺陷，以達到提高效率的目的。 錐破碎機的優(yōu)勢 與其他破碎機相比較，圓錐破碎機的突出 特點為： (1) 圓錐破碎機工作連續(xù) 、 生產能力高 、 單位耗電低。 (2) 圓錐破碎機 工作平穩(wěn)、振動較輕、機器設備的基礎質量輕。 (3) 圓錐破碎機的啟動比其他破碎機容易。 (4) 圓錐破碎機生成的產品顆粒粒度均勻，且片狀產品少。 2 2 設計方案的確定 錐破碎機的基本參數 圓錐破碎機過載時的保險分為彈簧式和液壓式兩種。本次畢業(yè)設計的是彈簧式保險的標準型圓錐破碎機。 圓錐破碎機的參數為：動錐大端直徑為 2200料口寬度為 370大給礦粒度310礦口調整范圍 32電動機功率≤ 375 作原理與基本結構 圓錐破碎機工作原理：電動機通過傳動軸而帶動偏心軸套做旋轉運動 ，偏心軸套的運動迫使動錐不僅完成自身的旋轉運動，而且還要完成擺動。當動錐與靜錐靠近時，會對物料進行多次的擠壓和碰撞，使物料由大顆粒變成小顆粒。當動錐與靜錐分開時，達到破碎要求的物料就會在自身重力的作用下由錐底排出。破碎過程中由于動錐的轉動，可以對物料進行連續(xù)的破碎，而使圓錐破碎機的生產效率提高。 圖 1錐破碎機基本結構 1電動機 2帶輪 3傳動軸 4小錐齒輪 5大錐齒輪 6偏心軸套 7主軸 8動錐 9定錐 10 分料盤 11進料口 3 3 圓錐破碎機的主要結構 礦口與排礦口寬度 礦口寬度 給礦口寬度的表示符號為 B，大小可以由經驗公式 B=(中 礦口寬度 排礦口寬度的表示符號為 b，它的大小與產品粒度和礦石硬度有關， 對于不同硬度的礦石，它排礦的過大顆粒系數 K=b（ 一樣。對于中碎機，硬礦石 K=硬礦石 K=2~礦石 K=要考慮產品的粒度與礦石的硬度來確定排礦口寬度。 角 嚙角用符號α來表示，它 可以保證動錐襯板與靜錐襯板有效的夾住物料，使物料不能夠向上滑動。由文獻﹝ 1﹞可知，圓錐破碎機的嚙角應該滿足以下條件： α =α 2-（α 1 2Φ （ 公式 3 式中 1α 、 2α —— 固定錐與破碎錐 錐面 間 傾斜角 ； β —— 機器中軸線與破碎錐軸線 夾角， 常取 ? ； Φ —— 襯板與礦石 之間的摩擦角。 一般情況下， 取 3~21α = 。中碎取 5~40α 1 = ； 當結構尺寸增加時 ， 可通過 增大 1α ， 來 提高生產率。 此 設計中 取 : ， ， α 22o? 。 碎平行區(qū) 破碎平行區(qū)又叫平行帶，中細碎機都有一段平行帶，來保證產品的細度和均勻度。平行帶過長，容易使破碎機堵塞，處理能力降低，平行帶過短雖然可以改善主軸受力情 況，但會導致產品中合格品減少。 平行帶的長度 L，需要根據動錐的擺動次數和底錐角及擺動行程來計算。對于中碎機保證物料在平行帶里被壓碎 1細碎達到 2 平行帶的長度 式如下： L=D （ 公式 3 式中 位 L=2200=176（ 所以平行帶 76 4 4 工作參數計算 作參數 料的初選粒度為 300料 最大的顆粒粒度為 310后將物料破碎為 32間不同粒度的產品。 錐的擺動次數 圖 4料在動錐上的受力分析 從 圖 可以得到，物料在進入破碎區(qū)域是產生的加速度為 ： 11 G c o （ 公式 4 )11 α （ 公式 4 式中 ： f —— 物料 與破碎錐表面的摩擦系數， 通常 0 ~ 0 f ? ； g —— 重力加速度， 。 假 設 料的加速度保持不變來通過平行碎礦區(qū)的長度為 1厘米 ， 則 2112 )60)(c o s ? （ 公式 4 1 αco 3 0? 次 /分 （ 公式 4 公式（ 4適用于 標準型 的 圓錐破碎機。上 面的 理論計算公式 的 前提為礦石是自由下滑，實際上也有一些礦石不是自有下滑而是跳躍式的下落，可能沒有在平行破碎腔內被破碎 ， 所以使得破碎后的物料粒度變大。因此 ， 5 碎物料的質量。其原理就是將物料在并行破碎腔內的沖擊次數提高，從而提高圓錐破碎機的效率 ， 與此 同時， 還可以有效地減少磨損， 有利于提高磨碎設備的產量。 但考慮到轉速太大會增加機架的負荷，所以應該將圓錐破碎的的轉速控制在一定的范圍內。 通過查資料可得，計算實際轉速時可以通過以下公式 ： （ 公式 4 式中 D —— 動 錐 的 底部直徑 ，單位： m 。 n=220次 /分 產率 該破碎機的產量受到很多因素的影響。中間包括物料品質因數，同時還有破碎機的性能因子。不過，現在還沒有可以將上述因素都包含在內的理論計算公式，大部分采用的是通過經驗公式的大概計算，然后再按照現實的情況進行調校 。 根據資料得，在一般情 況下進行破碎時 ， 效率計算公式如下 ： 61δ（ 公式 4 其中 1K—— 物料破碎系數 ，表得1 ； 2K—— 破碎比系數，查表 得 3； 出口生產率 ，查表得 6； b —— 出料口寬度 ， b=64； δ —— 礦石的松散比重，取 δ = ?????Q /?????Q /根據資料得， 在閉路破碎時 。 破碎機的 產量 按閉路 的生產量得出 ： ' 噸 /小時 （ 公式 4 其中： Q —— 開路 情況下的產量 ， / K —— 閉路 情況下物料 粒度變細的 因數 ， 一般 取 。 =×=Q / 破碎機的 產量 為 80h。 動機功率 根據資料得， 圓錐破碎機 所使用的電機功率一般根據經驗公式得出 ： 6 P=50 （ 公式 4 其中 D—— 表示動錐下底面直徑 ， m ； 表示修正系數， D=1650D=1650～ 2100 之間時， ； 100時， 。 P=50× 《機械設計手冊》 可 得實際選用的電動機功率為 315 5 電動機的選擇和傳動裝置的計算 動機的選擇 由于 工作 的需求、 工作 環(huán)境、節(jié)約等方面的因素 ， 選用最常見的 擇定功率 為 15步轉速 480r/ 由于本設計中設定的轉速為 300轉，故在傳動中增加了帶傳動裝置。 動裝置的參數計算 0P=315n=1480r/0=106×00480315=106 N· （公式 5 1軸 501 ????? 帶?W （公式 5 740/n 101 ?? in r/ （公式 5 ??????? 7 4 0 1161 106 N· （公式 5 2軸 ?????? 齒承 ??W r/ ? ??????? 300 2262 106 N· 軸的計算 1） 確定傳動軸的直徑 7 0 33 2 1 1 4 m ? ? ?（公式 5 根據資料查得 03~126，這里取 12. 根據工作條件， 初 取 118 。 2） 傳動軸受力分析 根據軸承的選擇和計算，確定傳動軸的各段直徑和長度數據如下圖所 示： 12 118 ?? =7150N （公式 5 r t 1α c o s 7 1 5 0 2 0 c o s 1 1 3 3 ' 5 " 2 5 4 9 . 8 3 t g δ ? ? ? ?N （公式 5 a t 1α s i n 7 1 5 0 2 0 s i n 1 1 3 2 ' 5 " 5 2 0 . 3 8 t g δ ? ? ? ?N （公式 5 3） 受力分析 圖 5動軸受力分析 支反力： 因為 ∑ 0C =M，得 到 ： 2118?（公式 5 8 3 2118 =662 ?? = （公式 5 由 ∑ 0=Y ，得： C Y r B Y 2 5 4 9 . 8 3 1 1 0 2 . 7 3 3 8 8 . 8F F F? ? ? ? ?N （公式 5 由 ∑ 0C =M，得： 0- 3 （公式 5 4 9 . 8 3 1 7 7 6 8 1 . 7 5662 ?? ? ?N （公式 5 由 ∑ 0=Z ，得： C Z r B Z 2 5 4 9 . 8 3 6 8 1 . 7 5 2 6 1 8 . 5 8F F F? ? ? ? ?N （公式 5 ① 矩圖 C Y B Y 2 8 3 8 . 9 7 6 6 2 5 5 5 3 9 8 . 1 4 N m L? ? ? ? ?（公式 5 ② 彎矩圖 C Z B Z 2 6 8 1 . 7 5 6 6 2 4 5 1 3 1 8 . 5 N m L? ? ? ? ?（公式 5 ③ 合成彎矩 M 圖： 2 2 2 2C Y C Z 5 5 5 3 9 8 . 1 4 4 5 1 3 1 8 . 5 7 1 5 6 5 0 . 3 9 N m M? ? ? ? ? ? （公式 5 1) 作轉矩圖 T： 63 . 2 1 0 N m ? ? 2) 傳動軸 的強度校核： 參照 彎扭合成應力 圖對 傳動 軸的強度 進行校核： 對傳動 軸 能 承受最大彎矩 和 扭矩的截面的強度 進行校核 。 查參考資料 [7]可知 ，，計算軸的應力 22 2 6 23c α 3( α ) 8 3 4 1 2 0 . 9 7 ( 0 . 6 3 . 2 1 0 ) 1 2 . 1 1 M p 1 1 2 0? ? ?? ? ??（公式 5 3) 傳動 軸的疲勞強度 的 校核 : A. 判定那個截面為應力集中截面 9 疲勞強度的影響在應力集中方面。 截面 4 和 5 能造成較為嚴重的應 力集中，可是 5受的彎矩較大 。根據承受負載 的情況， 橫截面 3承受最大的應力。 但 由于 應力集中不大， 所以 3面不用校核。只需校核截面 5。 B. 橫 截面 5的左邊 43 ??? （公式 5 3 3 4T 0 . 2 0 . 2 1 4 0 5 4 8 8 0 0 m ? ? ? （公式 5 橫 截面 5左 邊 的彎矩 M 為 ： 5208 3 4 1 2 0 . 9 7 7 4 7 8 3 2 . 5 9 N m ? ? ? （公式 5 橫 截面 5的扭矩 T 為 ： ? 32000001 （公式 5 橫 截面上的彎曲應力 為： b 8 3 4 1 2 0 . 9 7σ 3 . 0 4 M p ? ?（公式 5 截面上的 剪 切力 為： 1 . 8 3 M p ? ? （公式 5 傳動 軸的材料為 45 鋼，調質處理。 通過參考資料 [7] 可知，B 6 4 0 M p ，? ， ? 。 參考 [7] ，通過計算可得： εk， ??εk。 傳動 軸加工， 參考 [7] 的，它的 系數為 ： ? ββ 。 傳動 軸 沒有 表面強化 工藝 ， 1q ?β。 所以得出 得 總 系數為 ： ???? βε式 5 ???? βε式 5 由 文獻 [7]可知， 碳鋼的特性系數 ： 取 取 。 10 故傳動 軸 的 截面 5左 邊 的系數 ： 75σσ σσ1σ ??????? （公式 5 1σ ττ 55 3 1 . 9 73 . 9 1 3 . 9 1τ τ 2 . 4 3 0 . 0 522S K???? ? ?? ? ? ?（公式 5 σ τ 2 2σ τ1 7 . 7 2 3 1 . 9 7 1 5 . 5 1 . 51 7 . 7 2 3 1 . 9 7 ? ? ? ???（公式 5 因此 該 傳動 軸在截面 5左 邊滿足強度要求 。 C. 截面 5右 邊 抗彎系數 為： 3 3 40 . 1 0 . 1 1 5 8 3 9 4 4 3 1 . 2 m ? ? ? （公式 5 抗扭系數 為： 3 3 4T 0 . 2 0 . 2 1 5 8 7 8 8 8 6 2 . 4 m ? ? ? （公式 5 截面 5左 邊 M 為 ： M= （公式 5 截面 5上 T 為 ： T=3200000N· 面上的 b 2125997. 29σ 5 . 3 9 M p 4 4 3 1 . 2? ?（公 式 5 截面上的 1 . 0 6 M p 8 8 6 2 . 4? ? （公式 5 截面上 有 理論應力 ，是因為有軸肩的存在而產生的。它的 集中系數σα及τα參考 [7] 查取。因 3 0 140?， 158 1 140?。 ， 。 參考 [7] 可 以得到傳動 軸材料的σ q ， q 。 所以 有效應力集中系數 按照資料 [7] 可得 : σσσ ?????? 式 5 11 τττ ?????? （公式 5 查資料 [7] 可 以 得 出 軸的 ε通過文獻 [7] 可 知 軸的材料的敏感扭轉剪切尺寸系數 是 ε總系數 為 ： ???? βε式 5 ???? βε式 5 因而傳動 軸在截面 5左 邊 的安全系數 是 : 7 5σσ σ?????? ?式 5 ?????? ?式 5 22τ2στσ>=+×=+= （公式 5 4) 所以 在截面 5左 邊 的強度 ，傳動 軸是 符合要求的 。精確校核軸的疲勞強度 ： A. 危險截面 的 判斷 從 應 力 集 中 方 面 對 軸 的 疲 勞 強 度 的 影 響 ， 截 面 4 和 5 引 起 的 應 力 集 中 較 嚴 重 ， 但 5 受 的 彎 矩 較 大 ； 依 照 受 載的 情 況 ， 截 面 3 所 承 受 的 應 力 是 最 大 的 ， 但 由 于 應 力 集 中 不 大 ， 所 以 3面 不 用 校 核 。 只 需 校 核 截 面 5 。 B. 截面 5左側 43 ??? （公式 5 3 3 4T 0 . 2 0 . 2 1 4 0 5 4 8 8 0 0 m ? ? ? （公式 5 截面 5左側的彎矩 5208 3 4 1 2 0 . 9 7 7 4 7 8 3 2 . 5 9 N m ? ? ? （公式 5 截面 5上的扭矩 1 3 2 0 0 0 0 0 N m ?截面上的彎曲應力 為： b 8 3 4 1 2 0 . 9 7σ 3 . 0 4 M p ? ?（公式 5 截面上的扭轉切應力 為： 12 1 . 8 3 M p ? ? （公式 5 軸的材料為 45 鋼，調質處理。由 文獻 [7]可知，B 6 4 0 M p ，1 2 7 5 M p ，1 1 5 5 M p 。 由 文獻 [7]可知， 用插入法求出 ： εk， ??ε 文獻 [7]可知，表面 質量系數為 ： ? ββ 軸未經表面強化處理， 1q ?β。 固得綜合系數為 ： ???? βε式 5 ???? βε式 5 由 文獻 [7]可知， 碳鋼的特性系數 ： 取 取 所以軸 的 截面 75σσ σσ1σ ??????? （公式 5 1σ ττ 55 3 1 . 9 73 . 9 1 3 . 9 1τ τ 2 . 4 3 0 . 0 522S K???? ? ?? ? ? ?（公式 5 σ τ 2 2σ τ1 7 . 7 2 3 1 . 9 7 1 5 . 5 1 . 51 7 . 7 2 3 1 . 9 7 ? ? ? ???（公式 5 所以 該軸在截面 5左側的強度是 符合 的。 C. 截面 5右側 抗彎截面系數 為： 3 3 40 . 1 0 . 1 1 5 8 3 9 4 4 3 1 . 2 m ? ? ? （公式 5 抗扭截面系數 為： 3 3 4T 0 . 2 0 . 2 1 5 8 7 8 8 8 6 2 . 4 m ? ? ? （公式 5 13 截面 5左側的彎矩 7052296378. 63 2125997. 29 N m 1 . 5M ? ? ? ? （公式 5 截面 5上的扭矩 3 2 0 0 0 0 0 N m ? 截面上的彎曲應力 為： b 2125997. 29σ 5 . 3 9 M p 4 4 3 1 . 2? ?（公式 5 截面上的扭轉切應力 為： 1 . 0 6 M p 8 8 6 2 . 4? ? （公式 5 截面上 因為有 軸肩 從 而 產生 理論應力 ，它的 集中系數σα及τα由文獻 [7]查取。因3 0 140?， 158 1 140?， ， 通過文獻 [7]可 以得到 軸的材料的敏感系數 ： q ， q 故有效應力集中系數按 文獻 [7]為 : σσσ ?????? 式 5 τττ ?????? （公式 5 由 文獻 [7]可得軸的截面形狀系數為 ε通過文獻 [7]可 知 軸的材料的敏感扭轉剪切尺寸系數 是 ε綜合系數為 ： ???? βε式 5 ???? βε式 5 因而 軸在截面 5左 邊 的安全系數 是 : 7 5σσ σ?????? ?式 5 ?????? ?式 5 14 22τ2στσ>=+×=+= （公式 5 接觸球 軸承的選擇和壽命驗算 1) 選 取 軸承 選擇 角接觸球 軸承 ，型號 7220C， 據文獻 [8]知r 560K ， 1 1 0 K ， ，1 2Y?。 2) 驗算 軸承的 壽命 軸承所 承 受 的 支反力合力 為： 2 2 2 2B B Y B Z 1 1 0 2 . 7 9 2 3 . 2 1 4 3 8 . 1 R? ? ? ? ? （公式 5 相較 雙列圓錐滾 子軸承， 它的 派生軸向力 可 互相抵消。 0 ， C a a 5 2 0 N 據文獻 [8]知： 公式 5 B r B 1 B a 1 4 3 8 . 1 0 . 8 0 1 4 3 8 . 1P R Y F? ? ? ? ? ?N 按 照 軸承 驗算 ： 10ε6 6 33 9 1 0 5 6 0 1 0 7 . 3 3 1 06 0 6 0 9 8 0 1 4 3 8 . 1 ???? ? ? ??? ??? ????h （公式 5 9h 7 1 0L ??h= 0? 年 經校核后，此軸承 合格。 動零件的設計 輪的計算 1） 齒輪類型、材料、精度等級及齒數的選擇 根據傳動方案和其他因素選擇的齒輪為直齒圓錐 齒輪。由于要滿足強度等要求，要對齒輪表面要調質處理，所以要選擇精度等級為 7級， 小齒輪就選擇 45鋼 (調質 )作為材料 ,選取的小齒輪硬度是 280齒輪選用 45鋼 (調質 )，查資料取 大齒輪硬度 240者材料硬度差為 40 2） 分度圓錐角的計算 15 1?i '''2 r c t a na r c t a n ???? i? ''''''1 5321127167190 ??? ???? 即可得 o i n 12c o ss i ''212 *m i n ???? ??? （公式 5 式中， *1* ?01 ?z 21 2 . 4 5 2 0 4 9z ? ? ?即大齒輪的齒數為 492 ?z 1) 根據工作條件要求，大端模數為 20?m 2) 齒輪分度圓直徑 4 0 0202011 ???? 2 2 0 4 9 9 8 0d m z? ? ? ?) 錐距 221 ??? （公式 5 4) 齒輪齒頂、齒根圓直徑 可得 齒頂高 20201* ???? aa （公式 5 齒頂圓直徑 0c o 11 ????? ?aa （公式 5 2 2 22 c o s 9 8 0 8 9 8 8d h ?? ? ? ? ? （公式 5 5) 齒寬 73/ 23/ ??? RB （公式 5 6) 節(jié)圓周速度 0 060 4 9 04 0 0 060 11 ?? ????? m/s （公式 5 輪的校核 1) 齒面接觸 的 疲勞強度 計算 由標準圓錐 齒輪的設計計算公式進行計算，即 2131 12 . 3 2 ( )[] u????? （公式 5 16 確定 上述 公式 中 的 所需變量的計算數值： 。 5 11 19 5 0 PT n?? （公式 5 已知1 ，1 300r/， 51 2 . 0 3 6 1 0 N m ? ?。 械設計》第九版選取齒寬系數 1d??。 械設計》第九版得材料的彈性影響系數 121 8 9 P 。 械設計》第九版 選擇 大齒輪的接觸疲勞強度極限為 5 5 0 M P ?， 小齒輪的接觸疲勞強度極限為 6 0 0 M P ?。 1 1 n 公式 5 ? ? 91 6 0 5 9 0 1 5 3 6 5 2 4 1 . 5 5 1 1 0N ? ? ? ? ? ? ? ? （公式 5 9 921 . 5 5 1 1 0 3 . 1 0 2 1 012N ?? ? ?（公式 5 械設計》 第九版 選得1 ，2 。 要求失效的概率為 1%，按可靠度要求，取安全系數 1S? ， H S?? ?（公式 5 l i m 1 H N 11] 5 5 0 1 . 0 9 5 9 9 . 5 M ?? ? ? ? ? （公式 5 l i m 2 H N 22] 6 0 0 1 . 0 5 6 3 0 M ?? ? ? ? ? （公式 5 2) 按齒根彎曲強度設計 齒根彎曲強度設計公式： 13 212 ()[]F a S ?（公式 5 確定公式內的計算參數。 械設計》第九版 能夠 查到大齒輪和小齒輪的彎曲疲勞強度極限分別為1 380 M P ?和2 500 M P ?。 機械設計》第九版 查得1 ，2 。 取安全系數 ， 計算公式如下： 17 [] S?? ? （公式 5 把1 380 M P ?，2 500 M P ?，1 ，2 代入 公式 ，得 222 0 . 9 5 0 0[ ] M P a 3 2 1 . 4 3 M P 4F N F S?? ?? ? ? （公式 5 。 把 ， ， 1?， ?代入可以得到 1 . 5 1 . 2 3 1 1 . 5 1 1 . 6 5A V F K K K??? ? ? ? ? ? （公式 5 根據《機械設計》第九版 查得齒形系數1 ；2 。 根據《機械設計》第九版 查得校正1 ；2 。 1112 . 2 1 8 1 . 7 7 1 0 . 0 1 5 7 3[ ] 2 4 9 . 7 1F a S ??? （公式 5 2222 . 4 0 1 . 6 7 0 . 0 1 2 4 7[ ] 3 2 1 . 4 3F a S ??? （公式 5 大齒輪的數值大。 3） 計算 根據 1d??， ， 61 2 . 0 8 1 9 1 0 N m ? ?和1110 5 7 3[]F a ? 可算出齒輪的模數。 6133 2212 2 2 . 0 3 4 2 . 0 8 1 9 1 0( ( ) 0 . 0 1 6 0 7 m m 1 9 . 4[ ] 1 5 9F a S ? ? ?? ? ? ?? （公式 5 根據計算所得的模數 近似圓整值 20，由此可以算出大齒輪齒數。 Z2=0980=49 （公式 5 則可算出小齒輪的齒數 49=20。 這樣設計的齒輪滿足強度要求和結構緊湊的要求，使用壽命也較長。 18 結 論 本文首先是介紹了最常見的各種破碎機械的種類，以及它們的發(fā)展歷史。機械設備的歷史都是從不完善逐漸改進從而逐漸完善的，所 以機械的每個改進都有著很 重要的意義。相對而言， 圓錐破碎機作為礦山和煤炭最常用的破碎機械，因為它的 功率大、 性價比大 、生產 效 率 高的特點，有著別的破碎機械無可替代的優(yōu)勢。 了解這次設計的目標后，初步確定圓錐破碎機的 基本參數，簡單闡述圓錐破碎機的結構、功能和工作原理。 接著根據以選定的生產參數 ，進行各個結 構的參數選擇，如給礦口的寬度，嚙合角的大小，及其破碎機的擺動次數 等。 本文主要是對破碎機中的傳動軸 軸承，齒輪進行了詳細的計算和校核，并使其達到了要求。 傳統(tǒng)的圓錐破碎機的動力部分是采用大功率、低轉速、高扭矩的特種電 機，成本比較高，而普通的 矩也符合要求，但轉速偏高。本文采用了帶輪式的傳動方式，將原先的高轉速經過帶輪傳遞變成較低的轉速，從而符合破碎機的使用要求。采用 Y 系列電動機，將大大的降低破碎機的生產成本，同時也有利于后期的維修。 本文 主要