機電一體化畢業(yè)設(shè)計（論文）振動篩的減速器的設(shè)計

1、揚州市職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）設(shè)計（論文）題目設(shè)計（論文）題目：振動篩的減速器的設(shè)計系 別：汽車與電氣工程系 專 業(yè)：機 電 一 體 化班 級 05 機電（2）班 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)老師： 完成時間：08 年 4 月 目錄目錄目錄.2摘要摘要.5第一章第一章 篩機的用途、篩分方法及其特點篩機的用途、篩分方法及其特點 .61.11.1 篩機的用途及其任務(wù)篩機的用途及其任務(wù).61.21.2 篩機的種類篩機的種類.71.31.3 篩機在各工業(yè)部門中的應(yīng)用篩機在各工業(yè)部門中的應(yīng)用.8第二章第二章 直線振動篩直線振動篩激振器激振器.92.12.1 直線振動篩的類型及特點直線振動篩的類型及特點.92

2、.22.2 激振器的結(jié)構(gòu)、類型及其工作原理激振器的結(jié)構(gòu)、類型及其工作原理.102.32.3 箱式激振器的組成、特點及其工作原理箱式激振器的組成、特點及其工作原理.112.42.4 筒式激振器的組成、特點及其工作原理筒式激振器的組成、特點及其工作原理.142.52.5 其它種類激振器的簡述其它種類激振器的簡述.16第三章第三章 電動機的選型與設(shè)計電動機的選型與設(shè)計 .253.13.1 選擇電動機選擇電動機.253.1.13.1.1 傳動效率的設(shè)置：傳動效率的設(shè)置：.253.1.2 電動機所需功率：.253.1.3 選擇電動機的型號：.253.23.2 總傳動比及其分配總傳動比及其分配.253.2

3、.1 滾筒軸工作轉(zhuǎn)速：.253.2.2 總傳動比：.263.2.3 傳動比分配：.263.33.3 運動參數(shù)和動力參數(shù)的計算運動參數(shù)和動力參數(shù)的計算.263.3.1 各軸轉(zhuǎn)速：.263.3.2 各軸上的功率：.263.3.3 各軸上的扭矩：.26第四章第四章 總體的設(shè)計總體的設(shè)計.274.14.1 齒輪強度的設(shè)計齒輪強度的設(shè)計.274.1.1 選材.274.1.2 按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計.274.1.3 齒面接觸疲勞強度校核.294.1.4 齒根彎曲疲勞強度校核.304.1.5 齒輪結(jié)構(gòu)尺寸.314.24.2 軸的設(shè)計軸的設(shè)計.324.2.1 精確校核危險截面.324.2.2 計算危險截面應(yīng)力

4、.324.2.3 確定影響系數(shù).334.34.3 鍵強度校核鍵強度校核.344.3.1 齒輪與軸連接處.344.3.2 偏心塊軸連接處.344.44.4 地腳栓強度校核地腳栓強度校核.354.4.1 螺栓材料及性能系數(shù) m36.354.4.2 螺栓受力分析計算.354.54.5 螺栓疲勞強度校核螺栓疲勞強度校核.364.64.6 軸承壽命計算軸承壽命計算.364.6.1 計算軸承支反力.364.6.2 軸承所受的軸向載荷.374.6.2 軸承壽命.374.74.7 激振器潤滑與密封激振器潤滑與密封.38小結(jié)小結(jié).39參考文獻參考文獻.41 摘要機械設(shè)計主要是培養(yǎng)機械設(shè)計能力。本次設(shè)計主要是對振

5、動設(shè)計。在冶金工業(yè)部門，振動篩應(yīng)用于選礦廠中，對礦進行預(yù)先篩分、檢查篩分或預(yù)先檢查篩分；也用來對磨礦機的產(chǎn)品進行分級，它對提高精礦品位有重要意義。在燒結(jié)廠，振動篩用來對熱燒結(jié)礦和冷燒結(jié)礦進行篩分，前者稱為熱礦篩，而后者成為冷礦篩。此外，也用于焦碳的篩分。在煤炭工業(yè)部門，振動篩作為選煤廠的關(guān)鍵設(shè)備而獲得廣泛應(yīng)用，用來對煤炭進行分級，或?qū)杭澳┟哼M行脫水與脫介，有時也用于除泥等工作。在機械工業(yè)部門，振動篩用于鑄造工廠，對鑄造用砂進行篩分；在砂輪廠，篩機用于磨料的分級。在水利電力工業(yè)部門，振動篩用于火力發(fā)電廠中對煤炭進行預(yù)先篩分；在水電站的建設(shè)工作中，常用來對砂石進行分級。在輕工和化工部門，輕工和

6、化工原料及產(chǎn)品的篩分工作中，振動篩是一種不可缺少的設(shè)備。在其它工業(yè)部門，篩分機械也有廣泛的應(yīng)用。隨著四化建設(shè)的發(fā)展，對篩機的品種與質(zhì)量提出了很高的要求，目前它正處在迅速發(fā)展過程中。第一章第一章 篩機的用途、篩分方法及其特點篩機的用途、篩分方法及其特點1.11.1 篩機的用途及其任務(wù)篩機的用途及其任務(wù) 在工業(yè)部門中，篩機的種類很多。例如固定篩、滾軸篩、筒篩、搖動篩和振動篩等，其中以振動篩（包括普通振動篩、共振篩、概率篩和等厚篩）應(yīng)用最為普遍.振動篩是利用振動的多孔工作面將顆粒大小不同的混合物料按粒度進行分級的機械,這種分級作業(yè)叫做篩分.篩分工作一般適合用于尺寸為1300 毫米或更細(xì)物料（達(dá) 0.

7、05 毫米,甚至更?。┑姆旨?當(dāng)用于分級時,一層篩面可獲得兩種產(chǎn)品;用 n 層篩面分級,可得到 n+1 種產(chǎn)品。振動篩除了用于分級之外,還常用于物料的脫水,即除去物料中的水分;脫介,即在篩機中用水清洗并回收重介質(zhì)微粒(在重介質(zhì)選煤工作中,選別后的精煤和矸石常常粘附著重介質(zhì),通常用水清洗并回收);振動篩也常用于清洗物料表面的污泥.根據(jù)篩分任務(wù)的不同,篩分作業(yè)可分為以下幾種:1) 獨立篩分. 篩分后的產(chǎn)品成為成品的篩分稱為獨立篩分.例如在選煤廠中,將原煤分成幾種不同粒度級別的產(chǎn)品而直接供消費者使用,就是采用獨立篩分的方法來完成的.2) 預(yù)備篩分.為下一步加工而進行的篩分作業(yè)稱為預(yù)備篩分.在選礦石有

8、一定的粒度范圍,因而,在選別之前,須將礦石分成若干級別,以利選別作業(yè)有交地進行.3) 輔助篩分.這種篩分作業(yè)是和破碎作業(yè)聯(lián)合在一起的.其目的是當(dāng)?shù)V石進入破碎機之前,將已符合要求的而不需要破碎的合格產(chǎn)品篩出;或是對經(jīng)破碎機破碎后的產(chǎn)品進行檢查,篩出過大的不合格產(chǎn)品送回破碎機中繼續(xù)進行破碎.前者稱為預(yù)先篩分,而后者稱為檢查篩分.如果一臺篩機同時執(zhí)行預(yù)先篩分和檢查篩分的任務(wù),則稱為預(yù)先檢查篩分.這三種篩分方式的示意圖如圖 1 所示。4) 其它篩分.例如脫水、脫介和脫泥等。圖一1.21.2 篩機的種類篩機的種類篩機的種類很多，按篩分方法可分為普通振動篩與共振篩、薄料層振動篩、概率篩、自然分層等厚篩和概

9、率等厚篩等。篩機按其結(jié)構(gòu)特點可分為以下幾種：1、慣性振動篩。利用慣性激振器激振，這種篩機通常在遠(yuǎn)超共振狀態(tài)下工作，分單軸圓運動振動篩和雙軸直線振動篩兩種。2、慣性式共振篩。通常由單軸慣性激振器驅(qū)動，機器在近共振狀態(tài)下工作。根據(jù)彈性元件的形式分為線性和非線性兩種共振篩。3、彈性連桿式共振篩。4、電磁振動篩。通常由電磁激振器激振，機器在近共振情況下工作。這類篩機分篩體振動式和篩網(wǎng)振動式兩種。1.31.3 篩機在各工業(yè)部門中的應(yīng)用篩機在各工業(yè)部門中的應(yīng)用在冶金工業(yè)部門，振動篩應(yīng)用于選礦廠中，對礦石進行預(yù)先篩分、檢查篩分或預(yù)先檢查篩分；也用來對磨礦機的產(chǎn)品進行分級，它對提高精礦品位有重要意義。在燒結(jié)廠

10、，振動篩用來對熱燒結(jié)礦和冷燒結(jié)礦進行篩分，前者稱為熱礦篩，而后者稱為冷礦篩。此外，也用于焦炭的篩分。在煤炭工業(yè)部門，振動篩作為選煤廠的關(guān)鍵設(shè)備而獲得廣泛應(yīng)用，用來對煤炭進行分級，或?qū)杭澳┟哼M行脫水與脫介，有時也用于除泥等工作。在機械工業(yè)部門，振動篩用于鑄造工廠，對鑄造用砂進行篩分；在砂輪廠，篩機用于磨料的分級。在水利電力工業(yè)部門，振動篩用于火力發(fā)電廠中對煤炭進行預(yù)先篩分；在水電站的建設(shè)工作中，常用來對砂石進行分級。在其它工業(yè)部門，篩分機械也有廣泛的應(yīng)用。隨著四化建設(shè)的發(fā)展，對篩機的品種與質(zhì)量提出了很高的要求，目前它正處迅速發(fā)展過程中。第二章 直線振動篩激振器2.12.1 直線振動篩的類型及

11、特點直線振動篩的類型及特點直線振動篩是靠兩根帶偏心塊的主軸作同步反向旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生振動的篩機，其運動軌跡為直線，故稱之為直線振動篩，又因其篩面呈水平或微傾斜安裝，故又稱之為水平振動篩。 直線振動篩屬雙軸振動篩，是利用同步異向旋轉(zhuǎn)的雙不平衡重激振器使篩箱振動的篩子。其篩面水平或緩傾斜安裝，篩面運動軌跡為直線。直線振動篩適合煤炭脫水、脫泥和脫介，也適合中、細(xì)粒級物料分級，是選煤廠廣泛使用的一種設(shè)備。 直線振動篩具有以下的優(yōu)點：1）該種振動篩的運動軌跡為直線，物料在篩面上的運動情況較為良好，因而有較高的篩分效率；2）篩面可以水平安裝，因而降低了篩機的高度；3）由于篩箱有較大的振動加速，且常安裝成水平，所

12、以特別適合于煤炭的脫水，脫泥與脫介，也可用于物料的分級。國外的不平振動篩絕大部分都作直線運動，如西德的 usl 型，美國的ss 型、sg 型和 low-head 型，法國皮克雙偏心軸型，波蘭 wp 型等。但是，也有個別水平振動篩作橢圓運動，如日本古河 e 型振動篩。自同步式直線振動篩前述的采用齒輪傳動的強迫聯(lián)系的激振器，雖然其結(jié)構(gòu)很緊湊，成本也較大，所以齒輪的線速度大，齒輪需要比較好材質(zhì)，較高的制造精度。因為要采用稀油潤滑，回轉(zhuǎn)軸的密封裝置結(jié)構(gòu)要求也比較高，著就給生產(chǎn)和維修帶來不少麻煩。此外，由于偏心軸的動力作用，齒輪在運轉(zhuǎn)中要產(chǎn)生強烈噪聲。為了克服這些缺點，近十多年來，國外已出現(xiàn)了雙電動機驅(qū)

13、動的雙軸直線振動篩。 雙電動機驅(qū)動的雙軸直線振動篩，其激振器的雙軸分別由兩臺異步電動機驅(qū)動，其間并無強迫聯(lián)系。兩軸的同步運轉(zhuǎn)完全依靠動力學(xué)的關(guān)系來保證。雙電動機驅(qū)動的直線振動篩具有以下一些優(yōu)點：1）利用振動同步原理（或稱自同步原理）代替了強制同步直線振動篩中的齒輪傳動，簡化了傳動部的結(jié)構(gòu)；2）由于取消了齒輪傳動，而使機器的潤滑、維護和檢修等經(jīng)常性工作大為簡化；3）可以減小啟動停車通過共振區(qū)時垂直方向與水平方向的共振振幅，但在一些自同步直線振動篩中，通過共振區(qū)時的搖擺振動的振幅有時會顯著增大；4）雙機驅(qū)動自同步振動機雖然增加了一個電動機，但目前工業(yè)中應(yīng)用的自同步直線振動篩，不少是采用激振電機直接

14、驅(qū)動，使它的結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡單；5）自同步直線振動篩的兩根主軸，可以在較大距離的條件下安裝；該種直線震動篩便于實現(xiàn)三化（標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化） 。6） 雙電動機驅(qū)動的直線振動篩的缺點是耗電量較大，同時篩機占地面積也較大（除激振電動機驅(qū)動的直線振動篩外） 。2.22.2 激振器的結(jié)構(gòu)、類型及其工作原理激振器的結(jié)構(gòu)、類型及其工作原理直線振動篩的激振器也分為箱式和筒式兩種。這兩種激振器的主要區(qū)別是軸的長短和偏心塊的型式。箱式激振器采用帶偏心塊的短軸；筒式激振器則采用長偏心軸。箱式激振器的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)緊湊，所占空間??；可將兩個激振器并聯(lián)安裝。缺點是：安裝在大斷面的橫梁上，重量大；高度大；激振力集中在一個位

15、置，而且其安裝精度不容易保證，安裝誤差會直接影響篩箱上各點的振幅。筒式激振器的優(yōu)點是：高度小，不必另設(shè)橫梁，故篩箱重量輕；激振力相當(dāng)于沿整個篩寬均勻分布的載荷，安裝精度容易保證。缺點是：偏心軸的制造比偏心塊困難；皮帶輪與齒輪在篩箱外，所占面積和空間較大。國外的直線振動篩采用箱式激振器的較多。目前，國內(nèi)外直線振動篩的發(fā)展趨勢是采用雙電機驅(qū)動的自同步式激振器，其優(yōu)點是取消了齒輪同步器及其潤滑裝置，簡化了結(jié)構(gòu)與維修工作，并且便于實現(xiàn)三化（標(biāo)準(zhǔn)化，通用化，系列化） 。圖 2 直線振動篩激振器的工作原理圖直線振動篩激振器的工作原理如圖 2 所示，兩偏心塊質(zhì)量 m1=m2，離心力 f1=f2=f，偏心塊作

16、同步反向回轉(zhuǎn)，在各瞬時們置中，離心力沿 k 向（即振動方向）的分力總是相互疊加，而與 k 向相垂直的方向，離心力的分力總是互相抵消，因此，形成了單一的沿 k 向的激振力，驅(qū)動篩機作直線振動。 在圖 2 中，1，3 位置離心力疊加，激振力最大（2f） ，2，4 位置離心力完全抵消，激振力為零。下面介紹箱式激振器直線振動篩,筒式激振器直線振動篩和自同步式直線振動篩的構(gòu)造。2.32.3 箱式激振器的組成、特點及其工作原理箱式激振器的組成、特點及其工作原理圖 3 為 2ds1256 型雙軸直線振動篩的構(gòu)造.篩機由雙層篩面的篩箱 1、激振器 2 和吊掛裝置組成.吊掛裝置包括鋼絲繩 3、隔振彈簧 4 和防

17、擺配重 5.傾斜裝設(shè)的激振器由電動機 6 帶動,產(chǎn)生與篩面呈角的激振力.篩45箱在激振力的作用下,作振動角為的往復(fù)運動.被篩物料從左邊加入,45在篩面上跳躍前進，篩下產(chǎn)品從下部排出，收集在篩下漏斗中，而篩上產(chǎn)品從右側(cè)排出。圖 3 2ds 1256 型雙軸直線振動篩 1-篩箱 2-激振器 3-鋼絲繩 4-隔振彈簧 5-防擺配重 6-電動機 圖 4 箱式激 1-主動軸 2-從動軸 3-偏心塊 4-皮帶輪 5-齒輪圖 4 表示了箱式激振器的構(gòu)造。激振器的箱體由 zg35 鑄鋼制成，箱體內(nèi)裝有主動軸 1 和從動軸 2，軸上各有一對重量相同的偏心塊 3，皮帶輪4 帶動主動軸回轉(zhuǎn)，通過齒輪 5 使從動軸作

18、方向相反速度相等的同步旋轉(zhuǎn)，利用偏心塊回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使激振器產(chǎn)生定向的激振力。ds 型直線振動篩的箱式激振器具有以下特點：1）偏心塊成對布置在激振器箱體外，這樣的的布置，使箱內(nèi)結(jié)構(gòu)緊湊，便于調(diào)整偏心塊上面的調(diào)整柱塞，以改變篩箱的工作振幅，同時也可避免偏心塊回轉(zhuǎn)時碰擊箱體內(nèi)的潤滑，從而引起箱體發(fā)熱。齒輪對安裝在箱體內(nèi)，使其潤滑可靠，傳動平穩(wěn)。2）箱體做成整體式，沒有剖分面，在承受激振力上比較合理，制造也簡單，但拆裝上比較困難。激振器采用人字齒輪傳動，齒輪和傳動軸的材料均用鋼，并經(jīng)調(diào)cr40質(zhì)處理。由于激振器所產(chǎn)生的激振力很大，因此必須把它牢固地用雙頭螺栓固定在篩箱的主橫梁上，為了避免激振器偏置

19、而引起篩箱幅不穩(wěn)定，激振器需要正確地安裝在橫梁上，位置調(diào)整好后，用兩個定位銷將位置固定。ds 型直線振動篩是用鋼絲繩和隔振彈簧組成的吊掛裝置懸掛起來的。通過鋼絲繩和彈簧隔振后，篩機傳到機架上的動負(fù)荷很小。隔振用的金屬螺旋彈簧是用抗沖擊強度較好的彈簧的技術(shù)性能應(yīng)當(dāng)相同。在吊掛鋼絲繩上裝有防擺配重（圖 3） ，它的作用是防止鋼絲繩出現(xiàn)橫向振動，而懸吊鋼絲繩也有固有頻率，當(dāng)篩機的工作頻率等于鋼絲繩的固有頻率時，就要發(fā)生共振，鋼絲繩產(chǎn)生強烈的偏擺，篩箱振動就會不穩(wěn)定。為了避免這種情況，可以變化防擺重在繩上的高度，這樣就能改變鋼絲繩的國有頻率，消除共振現(xiàn)象，并達(dá)到防擺的目的。防擺配重的位置，一般偏于鋼絲

20、繩的上方，其高度視實際情況而定。如果鋼絲繩很短，也可以不用防擺配重。zk 型直線振動篩由篩箱、支承裝置、激振器、聯(lián)軸器、電動機和電動機架組成。 圖 5激振器（圖 所示）采用外置式塊偏心結(jié)構(gòu)，加微調(diào)配重板，振幅可在一定范圍內(nèi)調(diào)整。激振器對稱于篩側(cè)布置，并固定在側(cè)壁上。其優(yōu)點是激振力直接作用在側(cè)壁上，與箱式振動器相比，無須大型橫梁作為支承并傳遞激振力。篩子采用雙電機，自同步，兩組激振器分別由電動機通過撓性聯(lián)軸器直接傳動形成振源，避免了三角帶傳動時因張緊程度不同、激振器轉(zhuǎn)動件間傳動阻尼的差異而對自同穩(wěn)定性造成影響。這種傳動形式的缺點是工作頻率受電動機轉(zhuǎn)速制約，不能調(diào)整，另外軸承只能用干油潤滑。 2.

21、42.4 筒式激振器的組成、特點及其工作原理筒式激振器的組成、特點及其工作原理圖 6 為 zs 型筒式激振器直線振動篩，它分單層雙層兩種。篩箱支持在支承裝置上，支承裝置共四組，包壓板、座耳、彈簧和彈簧座。座耳為鉸鏈?zhǔn)?，便于調(diào)整篩的角度。更換彈簧座可以把篩箱傾角調(diào)整成0、2.5 和 5 位置。 圖 6 zs 型座式筒式激振器直線振動篩 1-隔振彈簧；2-皮帶輪；3-筒式激振器；4-篩箱；5-三角皮帶；6-電動機 該種振動篩的筒式激振器的構(gòu)造如圖 7 所示。在帶三角型側(cè)板的扁圓筒形外殼 1 上裝有軸承座 2，兩根偏心軸 3 和 4 通過一對列向心球面滾柱軸承 5 固定在軸承座上，皮帶輪 8 帶動偏

22、心軸 3 回轉(zhuǎn)，通過齒輪 6 帶動從動偏心軸 4 反向而同步回轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生定向的激振力，激振力直接作用在篩機的側(cè)板上。 圖 7 筒式激振器1-外殼； 2-軸承座； 3-主動偏心軸； 4-從動偏心軸； 5-滾柱軸承； 6-齒輪； 7-金屬罩； 8-皮帶輪板上。 在齒輪 6,側(cè)有金屬罩 7 內(nèi)充潤滑油，同時潤滑齒輪與同側(cè)的滾動軸承，皮帶輪側(cè)的軸承各成封閉油腔，用潤滑脂潤滑。齒輪側(cè)滾動軸承和皮帶側(cè)滾動軸承都用迷宮式密封。激振器通過三角形側(cè)板上的螺栓固定在篩箱上，并用較孔螺栓定位。筒式激振器采用直齒齒輪，材料為鋼，經(jīng)滲碳淬火熱處理；偏心cr20軸用號優(yōu)質(zhì)鋼制成，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。45與箱式激振器比較，筒式

23、激振器具有以下特點：1）高度小，重量輕。由于筒式激振器直接安裝在篩箱上，不必采用結(jié)構(gòu)笨重的共字橫梁，所以整個篩箱的高度較小，重心降低，重量減輕，增加了座式篩機工作的穩(wěn)定性。2）激振力相當(dāng)于沿整個篩寬的均布載荷，安裝精度較易保證，其誤差對于篩箱各點振幅影響較小。3） 皮帶輪在圓筒側(cè)壁之外，便于布置傳動的電動機。筒式激振器的缺點：是由于皮帶與齒輪放在圓筒側(cè)壁之外，篩機寬度尺寸增大；在兩側(cè)均需要留有一定檢修操作位置。2.52.5 其它種類激振器的簡述其它種類激振器的簡述一、齒輪傳動激振器sg 型振動篩使用的齒輪傳動激振器如圖 所示 。它與同步激振器一樣，也是由兩根偏心軸組成，所不同的是只用一臺電動機

24、，兩根偏心軸靠一對斜齒輪作異向旋轉(zhuǎn)，從而使篩子作直線運動。該激振器用雙列球面滾柱軸承支撐兩根偏心軸。用合金鋼制成的斜齒輪是用螺栓安裝在錐形軸上的，所以它容易拆卸。齒輪的下部浸在潤滑油內(nèi)，旋轉(zhuǎn)時可將油帶到齒輪上部。軸承裝在外殼內(nèi)，用油脂潤滑。二、同步激振器 ss 型振動篩使用林克-貝爾特公司創(chuàng)制的同步激振器。該激振器由兩根同步旋轉(zhuǎn)的偏心軸組成，利用增減偏心軸上鋼板的數(shù)量調(diào)整激振強度。該激振器為雙電動機傳動。電動機采用較短的三角皮帶傳動，以減少皮帶的振動、跑偏、磨損和起動力矩，并能充分利用電動機的功率。激振器采用雙列球面滾柱軸承，能承受偏心軸造成的強大離心力。采用迷宮密封有利于保持油脂的潤滑性能，

25、并能保護軸承不受灰塵及臟物的污染。這種同步振動器沒有齒輪傳動，故只有軸承需要潤滑。三、國外采用激振器的結(jié)構(gòu)特點及工作原理1、美國 low-head 水平振動篩的激振器美國阿利斯-恰爾默斯公司的 low-head 水平振動篩是五十年代初問世的，現(xiàn)在仍然廣泛應(yīng)用。法國、日本、波蘭和蘇聯(lián)等國的箱式激振器直線振動篩大多屬于此種基型。它所用的激振器的軸和偏心塊如圖 所示。這種激振器的結(jié)構(gòu)特點如圖 8 所示。圖 8在圖 中，各數(shù)所表明的特點如下：1 采用短軸承；2 采用大直徑軸；3 同一激振器可用于不同規(guī)格的篩子，因為改變偏心塊大小即可調(diào)整振幅和頻率；4 球面滾柱軸承安放在軸承盒內(nèi)，允許軸在發(fā)熱時沿軸向有

26、一定量的膨脹；5 采用硬質(zhì)鋼齒輪；6 采用迷宮密封方式可防塵防水；7 采用深槽皮帶輪防止皮帶脫落；8 篩箱兩側(cè)均可安裝激振器外殼分為兩部分，用螺釘組裝；同時用八個螺釘將激振器安裝在篩箱橫梁中部，其下部凸起的部分與橫梁上的槽相配合（見 9 圖 ） 。圖 9為了防止篩子在通過共振區(qū)時振幅急劇增大，篩子附設(shè)一套電動機反接制動控制裝置。當(dāng)激振器逐漸減小至工作轉(zhuǎn)速的 1/3 以后，電動機反接，使傳動裝置產(chǎn)生一個反力矩，強制篩子迅速通過共振區(qū)，從而縮短了共振跳動。篩子停下后電動機自動切斷電源。2、日本古河橢圓振蕩篩的激振器日本古河礦業(yè)株式會社制造的 e 型振動篩子可用于中小粒級煤的干式或濕式篩分以及脫水，

27、脫泥，脫介。古河 e 型振動篩是一種橢圓運動振動篩。一般用于分級時水平安裝，脫水時篩面傾角為 0，處理大塊煤時篩面傾角則為 。658圖 10圖 10 所示是 e 型單層振動篩的激振器。該激振器主要由兩根偏心軸、四個滾柱軸承、一對斜齒輪組成。三角皮帶輪帶動主動偏心軸旋轉(zhuǎn)，并通過齒輪帶動從動偏心軸與其異向同步旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生定向的激振力。由于兩根軸的偏心質(zhì)量不相等，故激振器帶動篩箱作橢圓運動。圖 11 激振器的工作原理圖激振器的工作原理如圖 11 所示。在圖中，兩根軸的偏心質(zhì)量不相等（） ，故離心力。在 1、3 位置，離心力抵消一部分，作用在篩21mm 21ff 箱上的力為，在橢圓上為短軸；在 2、

28、4 位置，離心力迭加，作21ff b用在篩箱上的力為，在橢圓上為長軸，相當(dāng)于篩子的雙振幅。e21ff a型振動篩的橢圓長短軸之比為 1/6。3、日本橫山橢圓振蕩篩的激振器日本橫山株式會社制造的橢圓振蕩篩可作為煤炭、礦石、化學(xué)制品等物料的干式或濕式篩分。這種篩子是為解決細(xì)粒物料粘結(jié)堵塞篩網(wǎng)而設(shè)計的，具有較大的振動強度（雙振幅 11 毫米，頻率 1100 次/分） 。激振器的結(jié)構(gòu)如圖 所示。它主要由兩根回轉(zhuǎn)軸組成，每根軸上安裝有四個不平衡重塊，并分別裝在篩箱側(cè)板的兩邊。這樣設(shè)計的目的，是使不平衡重塊對篩箱側(cè)板（即滾柱軸承處）產(chǎn)生相等的彎矩，這對篩箱受力時有利的。兩主軸之間采用鏈輪傳動，為保證兩主軸

29、反向回轉(zhuǎn)和鏈條正常工作，增設(shè)兩個張緊鏈輪，因此結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，不如齒輪傳動簡單可靠。為了獲得橢圓振動，激振器兩根主軸上的不平衡重塊重量不等，即m1m2。橢圓振動篩的橢圓長短軸之比選擇在 1/51/6 之間。這樣可使振動篩在正向回轉(zhuǎn)或反向回轉(zhuǎn)時橢圓振動的形狀相同。橢圓振動篩可以做正向或反向回轉(zhuǎn)。正向回轉(zhuǎn)時處理量大，反向回轉(zhuǎn)時篩分效率高。電動機安裝在特制的電動機座上，如圖 所示。它可使三角皮帶自動保持合適的張緊程度。日本橫山工業(yè)株式會社還生產(chǎn)另一種橢圓振動篩，與前一種比較，僅激振器結(jié)構(gòu)不同，采用偏心長軸式，兩偏心軸之間用齒輪傳動，結(jié)構(gòu)較為簡單。4、蘇聯(lián) cji 型振動篩的激振器蘇聯(lián)巴爾霍敏科煤礦機械廠

30、制造的 cji 型振動篩是一種直線振動篩，主要用于煤的脫水、脫泥、脫介和濕式篩分。該系列有 cji-42 型、cji-62 型和 cji-72 型三種型號。這三種的型號結(jié)構(gòu)相同，僅篩面尺寸不同。目前，cji 型振動篩已在蘇聯(lián)選煤廠廣泛應(yīng)用。cji 型振動篩的結(jié)構(gòu)與法國皮克公司制造的四偏心軸式振動篩相似，它也是雙激振器并聯(lián)使用，但支承方式是座式的。圖 12 是 cji 型振動篩，它主要由篩箱 1、振器 2、緩沖彈簧支座 3 和傳動裝置 4 組成。圖 12在圖中，兩激振器并聯(lián)安裝在篩箱橫梁上（與篩面夾角為 50） ，由電0動機通過三角皮帶傳動。兩激振器之間用套筒滑銷離合器連接。每個激振器有一封閉的

31、鑄造外殼和兩根軸，兩軸上成對的固定四個不平衡重塊。主動軸的一端皮帶輪，主動軸通過齒輪使從動軸旋轉(zhuǎn)。激振器不平衡重塊旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生慣性力，從而使篩箱振動.5、法國皮克雙偏心軸式振動篩的激振器法國皮克公司制造的雙偏心軸式振動篩是屬于 low-head 基型的直線振動篩，篩面傾角為 0，物料拋射角為，雙振幅約為 815204550毫米，頻率平均約為 800 次/分，它適合于 0100 毫米物料的分級、脫介、脫泥和脫水。這種振動篩已廣泛用于法國選煤廠。激振器的結(jié)構(gòu)如圖 13 所示。在兩根平行軸上各有兩個偏心塊。兩根軸各裝一個齒輪，并相互嚙合。電動機帶動皮帶輪旋轉(zhuǎn)，從而使兩對偏心塊作異向回轉(zhuǎn)，篩箱產(chǎn)生直線振動

32、。改變可調(diào)偏心塊內(nèi)的鉛或鋼塊數(shù)量即可改變激振器的靜力矩。齒輪采用飛濺潤滑。為防止內(nèi)部壓力引起漏油，箱體裝有通氣管。圖 13 激振器的結(jié)構(gòu)和特點皮克雙偏心軸式振動篩的工作原理如圖 14 所示圖 14 雙偏心軸式振動篩工作原理圖在圖中，兩根振動軸和互相平行，以相同的速度作反向旋轉(zhuǎn)。每1o2o根振動軸上的兩個偏心塊產(chǎn)生的離心力為和。離心力沿篩子縱向截1r2r面方向的分力和方向相反，互相抵消；與篩子縱向截面1t2t021tt相垂直的分力和方向相同，互相迭加，從而使篩箱直線1n2n21nn 振動。直線振動的方向垂直于兩根振動軸構(gòu)成的平面，改變激振器與篩面的夾角能改變篩箱振動方向。6、西德 usk 型振動

33、篩的激振器國外圓運動振動篩一般都采用筒式（長軸）激振器，只有西德近期設(shè)計的 usk 型振動篩采用箱式（短軸）激振器。就工作原理而言，usk 型振動篩屬于簡單慣性振動篩，但它不用皮帶輪傳動，而用電動機通過萬向聯(lián)軸節(jié)帶動激振器，這樣就克服了皮帶壽命不長的缺點。usk 型振動篩的激振器由一根支承在兩個滾柱軸承上的短軸組成。短軸和軸承安裝在高強度軸承座內(nèi)。軸承座采用雙迷宮密封方式。在軸的兩端固定著不平衡重塊（如圖 15 所示） 。圖 15軸端不平衡重塊由兩部分組成：主要不平衡重塊固定在軸上；可調(diào)不平衡重塊用螺栓固定在主要不平衡重塊上（如圖 16 所示） 。改變可調(diào)不平衡重塊的位置，可使慣性力的調(diào)整范圍

34、為最大慣性力的 15。這100就可根據(jù)實際生產(chǎn)需要，把篩子調(diào)整到適當(dāng)?shù)墓ぷ鳁l件，而不必改變篩子的轉(zhuǎn)數(shù)。圖 16usk 型振動篩激振器的結(jié)構(gòu)特點是：1、產(chǎn)生慣性力的不平衡重塊裝在一個剛性極大的短軸上，因此可采用承載能力極大的滾柱軸承。2、采用滾柱軸承可簡化潤滑系統(tǒng)，因為其它軸承需要用昂貴的循環(huán)油潤滑，而滾柱軸承只需通過潤滑孔或集中注油器加油，或是用油脂潤滑，簡單而便宜。在一般工作環(huán)境中，軸承的迷宮密封方式是安全可靠的；在含塵量大時，還需附加密封，對迷宮也要采用自動注油。3、激振器直接裝在篩箱兩側(cè)，可簡化篩箱結(jié)構(gòu)，而且使其受力狀況良好。4、激振器是可拆卸的。當(dāng)軸承損壞時，可拆下整個激振器更換。第三

35、章第三章 電動機的選型與設(shè)計電動機的選型與設(shè)計3.13.1 選擇電動機選擇電動機3.1.13.1.1 傳動效率的設(shè)置：傳動效率的設(shè)置：543221式中：為三角帶的傳動效率，取=0.96；為兩隊滾動軸承的效率，取1122=0.99；為一對圓柱齒輪的效率，取= =0.98；為彈性柱銷連軸器的2334效率，取= =0.99；為運輸滾筒的效率，取= =0.96。455所以，=299. 096. 096. 099. 098. 088. 03.1.23.1.2 電動機所需功率：電動機所需功率：p=p= = =（kw）1000f88. 010008 . 145002 . 93.1.33.1.3 選擇電動機的

36、型號：選擇電動機的型號：根據(jù)工作條件，選擇一般用途的 y 系列三相異步電動機，根據(jù)電動機所需功率，并考慮到電動機轉(zhuǎn)速越高，減速器的尺寸也相應(yīng)增大，所以選用 y-160l-6 型電動機。其額定功率為 9.2kw 滿載轉(zhuǎn)速 n=970r/min。3.23.2 總傳動比及其分配總傳動比及其分配3.2.13.2.1 滾筒軸工作轉(zhuǎn)速：滾筒軸工作轉(zhuǎn)速： n n = =()=(r/min)4106d4106)400(8 . 1863.2.23.2.2 總傳動比：總傳動比： = = =nn28.11869703.2.33.2.3 傳動比分配：傳動比分配： gb為使三角帶傳動的外廓尺寸不致過大，取帶傳動比=3，

37、減速器傳動比b76. 3328.11bg3.33.3 運動參數(shù)和動力參數(shù)的計算運動參數(shù)和動力參數(shù)的計算3.3.13.3.1 各軸轉(zhuǎn)速：各軸轉(zhuǎn)速： i i 軸：軸： (r/min)n32339701bn 軸：軸：(r/min)8676. 332312gnn 滾筒軸：滾筒軸： (r/min)862 nn3.3.23.3.2 各軸上的功率：各軸上的功率： i i 軸：軸：(kw)61. 396. 076. 311pp 軸：軸：(kw)5 . 398. 099. 061. 33212pp 滾筒軸：滾筒軸：(kw)43. 399. 099. 05 . 3422pp3.3.33.3.3 各軸上的扭矩：各軸

38、上的扭矩： 電動軸：電動軸：(n)58.909702 . 9955095500nptm i i 軸：軸：)(74.10632361. 395509550111mnnpt 軸：軸：)(66.388865 . 395509550222mnnpt 滾筒軸：滾筒軸：)(89.3808643. 395509550mnnpt第四章 總體的設(shè)計4.14.1 齒輪強度的設(shè)計齒輪強度的設(shè)計按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計4.1.14.1.1 選材選材 選用 40cr 調(diào)質(zhì)后表面淬火4.1.24.1.2 按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計按齒根彎曲疲勞強度設(shè)計 確定齒輪傳動精度等級 7，估取=18m/stv參考表 8-14、 表 8-

39、15 選取齒輪法向模數(shù) mn 由式（8-79）得m32122fsafadzcos齒寬系數(shù) 查表 10-7=0.3 按齒輪相對軸承為對稱布置，取齒dd數(shù)為 60。z載荷系數(shù)=kakkvkak使用系數(shù)查表 10-2 嚴(yán)重沖擊akak75. 1動載系數(shù)查圖 10-8 得=1.24vkvk齒向載荷分布系數(shù) k從表 10-4 中的調(diào)質(zhì)齒輪欄查得小齒輪相對支承對稱布置，7 級精度. =1.12+0.8k67. 11441023. 08 . 012. 11023. 03333bd齒間載荷分布系數(shù)由式 8-55 及 =10ak = +ra=1.75a106016012 . 388. 1cos=1.0110ta

40、n3 . 0601=1.75+1.01=2.76r查表 10-3 得=1.1ak載荷系數(shù)=1.6當(dāng)量齒數(shù) =/ =60/=62.4v3cos3cos齒形系數(shù)查表 10-5 得 =2.28fafa應(yīng)力修正系數(shù)查表 10-5 得 =1.73sasa重合度系數(shù)=0.25+0.75/1.75=0.68螺旋角系數(shù)=1-=1-1=0.9212012010許用彎曲應(yīng)力= fxnffslim齒輪彎曲疲勞根限應(yīng)力查圖 6-15 =800n/mmlimflimf工作應(yīng)力循環(huán)次數(shù) n=60nj=60n1（105240）hl=60960120800=910198. 1齒輪的工作壽命面的嚙合次數(shù)齒輪每轉(zhuǎn)一圈時同一齒齒輪

41、的轉(zhuǎn)速hljn彎曲疲勞強度的壽命系數(shù)查圖 6-17 得 =1nn彎曲疲勞強度的尺寸系數(shù)查圖 6-25 得 =1xx彎曲疲勞強度的安全系數(shù)查表 6-5 得 =1.6fsfs=500n/mm f116 . 1800nm32250092. 068. 073. 128. 2603 . 010cos5 .29843767. 221.92mm 取=2mmnmnm中心距 a=181.8mmcoszzmn22110260602cos將中心距圓整為 182由于軸承外徑 d=300mm 中心距 a 太小不符合要求所以取中心距實際值 a=360mm =6mm z=60nm齒輪中心距實際值 a=360mmcosmn2

42、21cos21206分度圓的螺旋角 =amn2arccos210分度圓直徑 d= =360cosmn0606cos4.1.34.1.3 齒面接觸疲勞強度校核齒面接觸疲勞強度校核uubdtheh12211齒數(shù)比 u=1齒輪轉(zhuǎn)矩 t1=298437.5nmm齒寬 b=d=0.8360=288mmd小齒直徑1806031zmdn載荷系數(shù)=2.67彈性系數(shù)查表 10-6 =189.8ee21mpa節(jié)點影響系數(shù)查圖 10-30 =2.47hh重合度系數(shù) 可取=0.750.88,齒數(shù)多時,取小值,反之,取大值. =60,=0.8螺旋角系數(shù) =99. 010 cos=189.82.470.680.99h21

43、802885 .29843767. 222= 184.5n/mm許用接觸應(yīng)力= hhnwhslim齒輪接觸疲勞極限應(yīng)力查圖 6-14 =800 limhlimh2/mmn安全系數(shù)查表 6-5 =1.0hshs壽命系數(shù)查圖 6-16 =1nn齒面工作硬化系數(shù)=1w=n/mm f8000 . 111800h f4.1.44.1.4 齒根彎曲疲勞強度校核齒根彎曲疲勞強度校核許用彎曲應(yīng)力 = fxnffslim齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力查圖 6-15 =800limflimf2/mmn壽命系數(shù)查圖 6-17 =1nn尺寸系數(shù)查圖 6-25 =1xx安全系數(shù)查表 6-5 =1.6fsfs=500n/mm f彎

44、曲應(yīng)力=fnsafambdt12根據(jù)當(dāng)量齒數(shù) 4 .62106033coscosv齒形系數(shù)查表 10-5 得 =2.28fafa應(yīng)力修正系數(shù)查表 10-5 得 =1.73sasa螺旋角系數(shù) =1-=1-1=0.9212012010重合度系數(shù)=0.68= =25.2 n/mmf318028892. 068. 073. 128. 25 .29843767. 22f f4.1.54.1.5 齒輪結(jié)構(gòu)尺寸齒輪結(jié)構(gòu)尺寸法向模數(shù)=6mmnm齒數(shù)=60 法向壓力角=20n齒頂高系數(shù) 正常齒 =1nah頂隙系數(shù) 正常齒 =0.25nc螺旋角=10 分度圓直徑 =cosnmd5 .36410cos360齒頂高

45、=6mmahnahnm齒根高 (+)=1.256=7.5mmfhnahncnm齒全高 h=+=13.5mmahfh 齒頂圓直徑 =+2=376.5mmaddah齒根圓直徑 =-2349.5mmfddfh端面壓力角 0.329tcostantannt=18.2t基圓直徑 346.3mmtbddcos基圓柱螺旋角 0.1760.95=0.17btbcostantan=9.6b中心距 9 .36510cos21206cos22121121zzmdda4.24.2 軸的設(shè)計軸的設(shè)計校核軸的強度軸的材料為 20cr2ni4a 調(diào)質(zhì)處理1250n/mm 則=(0.090.1) 取=118.75n/mm軸的

46、計算應(yīng)力為n/mmwmcaca4 .852744003 .23453460=118.75n/mm根據(jù)計算結(jié)果可知，該軸滿足強度要求.ca4.2.14.2.1 精確校核危險截面精確校核危險截面危險截面應(yīng)該是應(yīng)力較大，同時應(yīng)力集中較嚴(yán)重的截面，從受載情況觀察，截面 d 上最大，但應(yīng)力集中不大。從應(yīng)力系中對軸的疲勞強度nm削弱程度觀察，截面和處過盈配合引起的應(yīng)呼集中最嚴(yán)。分析可知為危險截面。4.2.24.2.2 計算危險截面應(yīng)力計算危險截面應(yīng)力截面左側(cè)彎為=23452330.37+21(23400122.75-23452330.37)/126=23443629.1 mn/mm截面上的扭矩 =2984

47、37.5 n/mmtt抗彎截面系數(shù)=0.1d=0.1140=274400mmw抗扭截面系數(shù)=552662.037 mmtw截面上的彎曲應(yīng)力=23443629.1/274400=85.4 n/mmwmb截面上的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力298437.5/552662.037=0.54 n/mmtwt彎曲應(yīng)力幅a=b=85.4 n/mm彎曲平均應(yīng)力=0m扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力的應(yīng)力幅與平均應(yīng)力相等即0.27 n/mm2ma4.2.34.2.3 確定影響系數(shù)確定影響系數(shù)軸的材料為 20cr2ni4a 調(diào)質(zhì)處理. =120 n/mmb=630 n/mm =320 n/mm11軸角圓角處的有效應(yīng)力集中系數(shù) ，根據(jù) /d=2/140

48、=0.0143rd/d=150/140=1.07 由表 4-5 插值后可得=2.50 =1.59尺寸系數(shù) 根據(jù)軸表面為圓截面查圖 4-18 得=0.6 =0.16表面質(zhì)量系數(shù) 根據(jù)=1250 n/mm和表面加工為磨削查圖 4-19b得=0.85材料彎曲,扭轉(zhuǎn)的特性系數(shù) ,取=0.6 =0.1 由上面結(jié)果可得95. 202 . 04 .855 . 26301mas3 .70127. 01 . 027. 059. 13201maiks95. 23 .70195. 23 .70195. 22222sssssa查表 4-19 中的許用安全系數(shù)值 可知該軸安全s 4.34.3 鍵強度校核鍵強度校核4.3

49、.14.3.1 齒輪與軸連接處齒輪與軸連接處根據(jù)軸徑=148mm 從表 6-1 中查得鍵的截面尺寸為:寬度=32,高度bb=18h鍵與輪轂鍵槽的接觸高度=0.5=8mmkh鍵材料 45#鋼 許用擠壓應(yīng)力=6090 n/mmp鍵的工作長度 =-/2=105-18=87mmllb=298437.5nt=n/mmpdrlt28 . 58781485 .2984372式中-傳遞的轉(zhuǎn)矩t -鍵的寬度b -鍵的工作長度l 強度合格pp4.3.24.3.2 偏心塊軸連接處偏心塊軸連接處鍵與輪轂槽的接觸高度0.5=7 mmkh鍵的工作長度 =-/2=81-16=65 mmllb鍵材料選 45#鋼 許用擠壓應(yīng)力

50、=6090 n /mmp298437.5 nmmt軸徑=130mmd= n /mmpdrlt21 .106571305 .2984372強度滿足要求pp所以兩鍵強度均足夠4.44.4 地腳栓強度校核地腳栓強度校核4.4.14.4.1 螺栓材料及性能系數(shù)螺栓材料及性能系數(shù) m36m36 材料 45#鋼性能等級 6.8 級=600 n/mm =480 n/mms4.4.24.4.2 螺栓受力分析計算螺栓受力分析計算螺栓工作拉力 =37500nf殘余預(yù)緊力=1.6=1.637500=60000n0ff總工作拉力= +=37500+60000n=97500 nf0ff相對剛度系數(shù) cm/cm+cn =

51、0.3螺栓所需預(yù)緊力=-(cm/cm+cn)=97500-375000.3=86250n0fff當(dāng)量應(yīng)力=124.6 n/mm213 . 14dfe拉應(yīng)力=(237500)/(3.1436)0.3=5.53 n/mmanmmcccdf212安全系數(shù)取 2s=/=240 n/mmss滿足要求a4.54.5 螺栓疲勞強度校核螺栓疲勞強度校核螺栓尺寸系數(shù)取=0.651a螺栓材料的應(yīng)力疲勞極限根據(jù)表 5-4 得 =300 n/mm11應(yīng)力幅安全系數(shù)=3as應(yīng)力集中系數(shù)=3.9 k螺栓許用應(yīng)力幅=16.7 n/mmaaask1=5.53 n/mmaa地腳螺栓疲勞強度滿足要求4.64.6 軸承壽命計算軸承壽命計算4.6.14.6.1 計算軸承支反力計算軸承支反力1）水平支反力=816.4 nhr1hr22)垂直支反力=75301.73 nvr1vr23)合成支反力= 1r22212173.753014 .816vhrr=75306.15 n1r222222273.753014 .816vhrrrr2=75306.15 n4.6.24.6.2 軸承所受的軸向載荷軸承所受的軸向載荷 =289.91/75306.15=0.003811ra根據(jù)表 13-5,深溝球軸承的最小 e 值為 0.19,故