渦輪式灰鈣粉碎機(jī)傳動系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)_畢業(yè)論文

1、( 此文檔為 word 格式，下載后您可任意編輯修改！)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)渦輪式灰鈣粉碎機(jī)傳動系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Design on Transmission System andStructural of Turbine Mill Ash Calcium題目 :渦輪式灰鈣粉碎機(jī)傳動系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)學(xué)院 ：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化G 機(jī)械 091級 ：學(xué)生姓學(xué)號：湯楊220911127名 ：指導(dǎo)教郭廷良 （教授）師 ：年月畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要渦輪式灰鈣粉碎機(jī)傳動系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘 要：在渦輪式灰鈣粉碎機(jī)傳動系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要研究其運(yùn)作原理和工作方式并通過設(shè)計(jì)使之成功實(shí)現(xiàn)其所需要完

2、成的生產(chǎn)任務(wù)。主要設(shè)計(jì)傳動系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。傳動系統(tǒng)是由電動機(jī)和帶傳動組成，工作方式為依靠帶輪連接粉碎機(jī)的工作軸使其進(jìn)行運(yùn)作。其設(shè)計(jì)時主要考慮工作機(jī)主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)的各種因素然后選擇合適的電動機(jī)和帶輪，并進(jìn)行帶傳動的設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)了粉碎機(jī)的工作主軸結(jié)構(gòu)、各個軸段的尺寸和軸上三個重要零件錘頭轉(zhuǎn)子、斜刀片、葉輪。對工作軸的強(qiáng)度和有關(guān)力學(xué)性能進(jìn)行了校核。完成渦輪式灰鈣粉碎機(jī)的總體機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括機(jī)架和殼體的設(shè)計(jì)和定位以及粉碎機(jī)的定位設(shè)計(jì)。最后進(jìn)行裝配圖和零件圖的繪制。關(guān)鍵詞： 渦輪； 粉碎機(jī)； 轉(zhuǎn)子；結(jié)構(gòu) ； 傳動系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文摘要Design on Transmission System

3、 and Structural of Turbine Mill AshCalciumAbstract: Design on transmission system and structural of turbine mill ash calcium of its functioning and methods of work and successthrough design to achieve the production tasks need to be accomplished. Design of main transmission system of design and stru

4、cture. Drive system is made up of electric motors and belt drives, rely on the grinder shaft pulley connection to make it operate. Design taken into account when the work spindle of a variety of factors and then choosing the right motor and pulley and belt drive design. Structural design of the main

5、 design of the mill structure, each axis of work spindle dimensions and axes of the three essential parts of aangle of the rotor blades, impeller. Axial strength and the related mechanical properties for the check. Complete Turbo calcium ash mill's overall design, including the design and positi

6、oning of the rack and shell as well as the positioning of the mill design. Final assembly drawings and parts of drawings.Keywords: turbo； mill ；rotor； structural ；transmission system目錄111.121.221.32232.132.242.35363.173.273.3103.4124134.1154.2165175.1175.2186196.1266.2266.3277282930 311 引言1.1課題研究背景，

7、目的及其意義此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的是渦輪式灰鈣粉碎機(jī)傳動系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在當(dāng)今中國經(jīng)濟(jì)高速且快速的發(fā)展的大背景之下，生活水平有了明顯的提高，同時在工業(yè)建筑方面的有關(guān)生產(chǎn)和其生產(chǎn)之后的成品的消費(fèi)都有了相應(yīng)的提高。中國也在這個快速發(fā)展的大背景之下越來越重視現(xiàn)代建筑材料并且投入大量資金和科研技術(shù)去發(fā)展，從而使其相關(guān)的粉碎產(chǎn)品和有關(guān)的粉碎產(chǎn)品加工機(jī)械的使用需求也越來越多，使用國家更加關(guān)注這方面的發(fā)展和規(guī)劃。最近幾年來，在國家的一系列大的精心調(diào)控下，我國粉碎機(jī)械工業(yè)正處在歷史上最好的發(fā)展時期，各種有關(guān)的產(chǎn)品層出不窮，且都有著相應(yīng)的高科技技術(shù)。同時，國家也根據(jù)相關(guān)的一些調(diào)查和結(jié)論，認(rèn)為機(jī)械粉碎機(jī)工業(yè)會有比較好的前

8、途和應(yīng)用，所以加大了對這方面的補(bǔ)貼力度。從而提高有關(guān)生產(chǎn)單位對其的相關(guān)開發(fā)和研究。所以從這些方面我們可以看出機(jī)械粉碎設(shè)備在機(jī)械工業(yè)行業(yè)方面的重要性，以及可持續(xù)發(fā)展性。渦輪式灰鈣粉碎機(jī)主要是用來加工灰鈣粉。 灰鈣粉大體主要是由 Ca(OH)2 、 CaO 和少量 CaCO3 的混合物組成的， 是以石灰為主要成分的優(yōu)質(zhì)石灰石。 其原料為生石灰然后再通過渦輪式灰鈣粉碎機(jī)粉碎而成的，其表觀潔白細(xì)膩?？梢赃_(dá)到很細(xì)的程度。也會根據(jù)各個行業(yè)的需求來確定其的粉碎細(xì)度。渦輪式灰鈣粉碎機(jī)屬于超細(xì)風(fēng)選粉碎機(jī)，也可以成為渦輪式粉碎機(jī)。其主要是由錘式粉碎機(jī)和渦輪式粉碎機(jī)組合而成的。加工粉碎是日常生活中必不可缺少的工作方

9、式是人類日常生活當(dāng)中不可缺少的獲得有相應(yīng)有用的材料和各種礦物原料的重要方法之一。當(dāng)然用于粉碎而所要的設(shè)備和生產(chǎn)費(fèi)用都相當(dāng)?shù)拇蟆Ｊ桩?dāng)其沖的就是電費(fèi)了，因?yàn)榇蟛糠址鬯闄C(jī)設(shè)備都是需要依靠電動機(jī)來帶動的，有的設(shè)備更是需要更加強(qiáng)大的電能來作為其工作的動力，所以節(jié)能環(huán)保和減少粉碎設(shè)備零件和部件的磨損是廣大行業(yè)的精英們共同需要去破解的難題。沖擊式超細(xì)粉碎機(jī)是國內(nèi)使用較多的粉碎設(shè)備，是滑石、大理石等中等硬度以下非金屬礦的粉碎加工必不可少的重要設(shè)備，以及化工原料、制藥等的超細(xì)粉碎加工。需要以節(jié)能為大背景的今天，對渦輪式粉碎機(jī)的研發(fā)成本和節(jié)能的研究成為了時下最需要解決和克服的問題。在中國以外的國家對于粉碎技術(shù)的開

10、發(fā)起步較國內(nèi)的早，從 50 年代就開始以超細(xì)粉碎基礎(chǔ)上加以改善更加成熟的技術(shù)，到 70 年代左右該技術(shù)取得了快速發(fā)展。美國和歐洲等國已經(jīng)擁有了比較高的超細(xì)粉碎技術(shù)和設(shè)備，可以加工細(xì)度為 50 到 1000 目的任何級別的超細(xì)粉體。然而中國對超細(xì)粉碎技術(shù)的開發(fā)起步較晚，于八九十年代初才開始。主要是引進(jìn)國外的高科技設(shè)備和專門的技術(shù)為主體主要靠引進(jìn)國外先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)為主?，F(xiàn)在我們國內(nèi)已經(jīng)基本可以滿足國內(nèi)的加工粉碎需求。到現(xiàn)在，全球的粉碎機(jī)需求比以往更多，速度增長的也更加快，所以機(jī)械加工行業(yè)認(rèn)為其的發(fā)展和應(yīng)用前景還是很樂觀的。這主要會帶給國內(nèi)的機(jī)械建筑行業(yè)帶來更大的福利和給人類帶來更多的好處。渦輪式灰

11、鈣粉碎機(jī)是國內(nèi)超細(xì)粉碎機(jī)里比較有前景的粉碎設(shè)備之一。它所采用的技術(shù)也是在這行業(yè)里比較有優(yōu)勢的。但相比較于國外的那些先進(jìn)的技術(shù)，我們還有很長的路要走。所以此次畢業(yè)論文渦輪式灰鈣粉碎機(jī)傳動系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就是為了能夠更加深入的了解粉碎機(jī)的原理與構(gòu)造，希望為粉碎機(jī)行業(yè)有一定的了解，為將來的機(jī)械工作進(jìn)行一些必要的鋪墊。1.2粉碎機(jī)的分類特點(diǎn)及其應(yīng)用渦輪式灰鈣粉碎機(jī)的工作特點(diǎn)是將比較大的顆?；蛘呤谴罅６鹊脑贤ㄟ^粉碎機(jī)里的各種工作裝置來達(dá)到生產(chǎn)要求的細(xì)度的機(jī)械加工設(shè)備。渦輪式灰鈣粉碎機(jī)由粗碎、細(xì)碎，風(fēng)力輸送等裝置組成，用粉碎機(jī)工作軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)的方式達(dá)到粉碎所需要的粒度的要求。再使用風(fēng)能使其成為所需要的粉末，

12、這樣就取代了以前的傳統(tǒng)式粉碎的方式。這種設(shè)備主要用于機(jī)械加工和建筑行業(yè)。渦輪式粉碎機(jī)在粉碎過程中主要是對于原料的外力有旋轉(zhuǎn)力、渦流力、沖擊力、研磨四種。都是用在粗、中碎，適用于硬質(zhì)料和大塊料的粉碎；沖擊主要用在粉碎，比較適宜原料比較脆的粉碎；研磨一般應(yīng)用于在超細(xì)粉碎，可以在中細(xì)度粉碎后再接著用于超微粉碎，使其達(dá)到更加細(xì)化的要求和需求。1.3粉碎機(jī)的發(fā)展趨勢（1）更加進(jìn)一步改善工作部件，提高機(jī)械產(chǎn)品的整體工作的性能。（2）推出新設(shè)計(jì)新的結(jié)構(gòu)、新模塊滿足各個不同市場的不同需求，擴(kuò)大加工范圍。（3）加強(qiáng)理論建設(shè)，建立完善的研究體系，制定精湛的粉碎機(jī)制造工藝。2 總體設(shè)計(jì)方案2.1粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)任務(wù)要求

13、完成渦輪式灰鈣粉碎機(jī)傳動系統(tǒng)及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中包括：（1）動力傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；（ 2）粉碎機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；（ 3）各部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；（ 4）各零部件的選擇與設(shè)計(jì)； （ 5）完成設(shè)計(jì)圖樣的繪制。主要性能參數(shù)：（1）外形尺寸： 1026 582 698mm；（2）主軸速度： 3900 轉(zhuǎn)分；（3）粉碎所需功率： 18 千瓦；（4）產(chǎn)量： 1000 (kgD).；2.2渦輪式粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理渦輪式灰鈣粉碎機(jī)適用于碳酸鈣、硫酸鋇、珍珠粉、氧化鈣、灰鈣粉的粉碎，也同時可以用于中藥的加工粉碎，其大多應(yīng)用于化工、石灰、灰鈣粉、制藥，是一種剛問世不久的多用途粉碎機(jī)產(chǎn)品，此粉碎機(jī)有粗碎、細(xì)碎和風(fēng)力傳送裝置組裝而

14、成，因?yàn)榇朔鬯闄C(jī)的工作的主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到較高時就對各種原料的粉碎效果達(dá)到了比較理想的超細(xì)效果，然后生產(chǎn)的產(chǎn)量也相應(yīng)的有所提高，此粉碎機(jī)具有自動排渣、重量比較輕、體積小、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便等特點(diǎn)。渦輪式灰鈣粉碎機(jī)工作的結(jié)構(gòu)是機(jī)體兩端都安裝有滾動軸承來支撐工作主軸，然后由安裝好的電動機(jī)通過帶傳動來帶動工作主軸和安裝在主軸上的轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)。從而使進(jìn)入粉碎機(jī)的物料在旋轉(zhuǎn)氣流中緊密的摩擦和強(qiáng)烈的互相碰撞中，進(jìn)行第二次粉碎。整個粉碎過程中，錘頭轉(zhuǎn)子會吸進(jìn)來大量的機(jī)體外的空氣，從而起到冷卻機(jī)器和傳送粉碎之后的物料的目的。粉碎機(jī)的整個粉碎過程為人工控制。渦輪式灰鈣粉碎機(jī)的主要運(yùn)作原理是按工作主軸的布置方式可分為立

15、式和臥式兩大類。臥式粉碎機(jī)工作軸水平放置，轉(zhuǎn)子圍繞工作主軸高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)物料的粉碎。結(jié)構(gòu)如下圖 2- 1 所示。原料經(jīng)給料機(jī)通過進(jìn)料口進(jìn)入粉碎機(jī)內(nèi)腔，首先被導(dǎo)入第一粉碎腔，由錘頭轉(zhuǎn)子組成的腔體，由五片方刀片連接在轉(zhuǎn)子上，轉(zhuǎn)子與其方刀片有 30°左右的扭轉(zhuǎn)角，旋轉(zhuǎn)時有助于形成風(fēng)壓和氣流。同時由于離心力作用，物料會和內(nèi)壁反復(fù)碰撞形成更加細(xì)的顆粒，經(jīng)過第一粉碎腔中的錘頭葉輪后，粗碎后的細(xì)顆粒隨著氣流進(jìn)入右邊的第二粉碎腔。斜刀片轉(zhuǎn)子的組成的腔體其粉碎過程與前面的大致相同，物料產(chǎn)品細(xì)度可達(dá)數(shù)微米。最后經(jīng)過風(fēng)葉輪導(dǎo)入集粉器中，整個工作原理就結(jié)束了。圖 2- 1渦輪式粉碎機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.3設(shè)計(jì)方案選擇

16、與確定此機(jī)包含傳動部分、進(jìn)料部分、粉碎部分、排料部分、和機(jī)體五部分。該機(jī)結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備，根據(jù)設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想，確定此粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)使用無篩的結(jié)構(gòu)形式，其結(jié)構(gòu)和工作原理較其它通用型粉碎機(jī)都大不相同，具有很大的創(chuàng)新性。如圖 2-2圖 2- 2傳動結(jié)構(gòu)布置電動機(jī)主軸高速（ 1000rmin 以上）轉(zhuǎn)動，由電機(jī)軸帶動V 帶輪，通過 V 帶的帶傳動使粉碎機(jī)的工作主軸高速的旋轉(zhuǎn)，從而使連接在主軸上的各個轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)。達(dá)到生產(chǎn)要求的物料通過粉碎機(jī)的風(fēng)葉輪導(dǎo)出出料口，不符合要求的通過再次的撞擊從而實(shí)現(xiàn)了粉碎的目的。依據(jù)設(shè)計(jì)的粉碎機(jī)具體結(jié)構(gòu)和工作原理，該粉碎機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1） 通過轉(zhuǎn)子和傳動結(jié)構(gòu)的優(yōu)化配置，它具

17、有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、工作平穩(wěn)的特點(diǎn)。（2） 電動機(jī)與主軸采用V 帶連接，傳動裝置簡單，降低成本。（3） 結(jié)構(gòu)簡單，操作維護(hù)方便，適合有于廣大生產(chǎn)單位使用。（4） 進(jìn)排料方便，提高了生產(chǎn)率，降低成本。3 傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1電動機(jī)的選擇3.11電動機(jī)的選擇電動機(jī)有專門的生產(chǎn)單位成批量生產(chǎn)的已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)械設(shè)備，選擇電動機(jī)時要根據(jù)粉碎機(jī)的工作特性，工作載荷和環(huán)境，然后再根據(jù)已知的條件選擇相適應(yīng)的電動機(jī)型號。此粉碎機(jī)采用 V 帶傳動作為動力部分，工作軸上的大帶輪與電動機(jī)的連接軸連接在一起。此連接方式比較簡單，結(jié)構(gòu)緊湊且安全可靠。所以電動機(jī)選用：Y 系列立式電動機(jī)。3.12選擇電動機(jī)的容量電動機(jī)的容量取

18、決于電動機(jī)運(yùn)行時的發(fā)熱條件來決定。對于載荷較穩(wěn)定的，長時間不停地運(yùn)行的設(shè)備，要求所選電動機(jī)的額定功率 Pm 等于或稍大于所需的電動機(jī)工作功率 Po 即可，才能使電動機(jī)正常工作，不會因?yàn)檫^熱而產(chǎn)生安全問題。所以一般不需要校核電動機(jī)的發(fā)熱和啟動轉(zhuǎn)矩。電動機(jī)所需的工作功率為：P =P （KW ）（3- 1）oW式中PW 工作機(jī)的有效功率，既工作機(jī)的輸出功率。 從電動機(jī) 到工作機(jī)輸送帶間的總效率。根據(jù)題意得粉碎機(jī)的有效功率為18KW=V 帶傳動效率×滾動軸承的效率查機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐與創(chuàng)新得V 帶的效率為 0.96，滾動軸承的效率為0.99得 =0.96×0.992=0.941Po=18

19、0.941=19.12KW綜上所述，電動機(jī)額定功率電動機(jī)工作功率，查機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐與創(chuàng)新選擇功率為 22KW 的電動機(jī)。3.13確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速三相異步電動機(jī)在容量相同的情況下，一般有3000rm、 1500 rm、1000 rm、及 750 rm四種同步轉(zhuǎn)速。其同步轉(zhuǎn)速越高，磁極對數(shù)就越少，因此其外形尺寸也越小，所以價格就比較低。如果電動機(jī)轉(zhuǎn)速過高，那么傳動裝置總傳動比就會越大，導(dǎo)致傳動裝置外形尺寸變大，從而提高了制造成本。而電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速越低，其優(yōu)缺點(diǎn)剛好相反。所以，在確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速時，應(yīng)該綜合考慮再做比較分析。所以經(jīng)過比較選同步轉(zhuǎn)速為1500 rm的 Y180L-4 電動機(jī)。Y180L-4

20、 ：功率 22KW滿載轉(zhuǎn)速1470 rm滿載電流42.5A滿載效率91.5%功率因數(shù)0.86圖 3-1電動機(jī)尺寸3.2確定總傳動比V 帶傳動的總傳動比由選定的電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速nm 和工作機(jī)主軸轉(zhuǎn)速nw 確定，既i=nmnw（3-2）又因 nm=1470 rmnw =3900 rm得 i=14703900=0.383.3帶傳動設(shè)計(jì)3.31確定計(jì)算功率計(jì)算功率 Pca 是根據(jù)傳遞的功率P 和帶的工作條件而確定的Pca=KA P（3-3）式中： Pca計(jì)算功率， KW ；K A工作情況系數(shù)；P所需傳遞的額定功率，KW ；查機(jī)械設(shè)計(jì)表得K A=1.5得 Pca=KA P=1.5× 22=33K

21、W 3.32 選擇 V 帶的帶型根據(jù)計(jì)算功率 Pca 和主動輪轉(zhuǎn)速 n1，從機(jī)械設(shè)計(jì) 查下圖 3-2 選取普通 V帶的帶型。圖 3-2 V 帶帶型圖所以選 C 帶型3.33確定帶輪的基準(zhǔn)直徑dd 并驗(yàn)算帶速 V初步選取小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1根據(jù) V 帶的帶型，參考機(jī)械設(shè)計(jì)確定小帶輪的基準(zhǔn)直徑dd1，應(yīng)使dd1（ dd） min.。確定dd1 =560mm驗(yàn)算帶速VV 1=dd1 n160×1000=3.14×560×147060× 1000=43ms因?yàn)榇藥鲃訛樵鏊賯鲃铀訴 1 帶速符合要求。計(jì)算從動輪的基準(zhǔn)直徑由 dd2=i dd1 計(jì)算并加以圓整

22、。得 dd2=212.8mm，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)查表圓整為 dd2=212mm。3.34確定中心距 a, 并選擇 V 帶的基準(zhǔn)長度L d根據(jù)帶傳動整體尺寸的限制條件或要求的中心距，結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)公式，初定中心距 a0。0.7（dd1+ dd2） a0 2（ dd1+ dd2）0.7（ 560+212） a0 2（ 560+212）540.4a01544初步選擇中心距為a0 =1000mm計(jì)算相應(yīng)的帶長 L d0。L d0 2 a0 +（ dd1+ dd2）+（dd2 - dd1）24 a0（3-4）得 L d0 2× 1000+3.14 ( 560+212) +( 212-560) 24&#

23、215; 1000 3242.31mm帶的基準(zhǔn)長度 L d 由機(jī)械設(shè)計(jì)查表，下圖表3-1表 3-1帶的基準(zhǔn)長度Ld得 Ld =3550mm傳動的實(shí)際中心距近似為a = a0+(L d- L d0)2 =1000+（3550- 3242.31）2=1154mm 3.35 驗(yàn)算主動輪上的包角 2主動輪上的包角1 大于從動輪上的包角 2。所以，如果發(fā)生打滑就只可能發(fā)生在從動輪上，為了提高帶傳動的工作能力，應(yīng)使2180o- （dd1 dd2） 57.3oa（ 3-5）得 2180o- （ 560 212） 57.3o 1154=162.7o 90o所以合格。3.36 確定帶的根數(shù) ZZ= PcaP =

24、 K P( P0+P0) KaKL（3-6）A為了使各根 V 帶受力均勻，帶的根數(shù)不宜過多，一般應(yīng)該少于十根。查機(jī)械設(shè)計(jì)得K A =1.5P=22P0=16.47P0=0Ka=0.96K L =0.99得Z=3根3.37確定帶的初拉力（ F）=500×（ 2.5- Ka）Pca KaZV+ qV 2（3-7）0min得（ F0） min=500× （ 2.5- 0.96）33( 0.96× 3× 43)+0.3×432=555.11N3.38計(jì)算帶的壓軸力Fp=2ZF 0sin( 12)= 2× 3× 555.11×

25、; sin( 162.72)= 3262N3.4帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.41帶輪的結(jié)構(gòu)選擇根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)查得，dd1=560mmdd2=212mm根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)查得，主動輪選擇腹板式，從動輪選擇橢圓輪輻式。材料為 HT200 。3.42V 帶的截型V 帶輪截型為 C 型查機(jī)械設(shè)計(jì)bp=19mmb=22mm=5mm=16mme=26mmfmin=20mm=38 oB=( Z - 1) e+2f=92mm圖 3-4帶輪輪緣尺寸3.43主動輪和從動輪的結(jié)構(gòu)尺寸主動輪 dd1=560mm 查表得電動機(jī)的主軸直徑為48mmd1=( 1.82) d=2×48=96mm=3900rm所以得得 dmin 19

26、.97mm，故取 dmin= dI-II =40mm。又因?yàn)閺膭虞?B=92mm，所以取 L 1=72mm。6.11主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸的軸向定位的所需要求確定軸的各段直徑和長度尺寸要求。為了滿足小帶輪的軸向定位要求，所以I-II 軸段的右端需要制出一軸肩，因?yàn)橐b配有軸承端蓋，所以取dII-III =45mm，估算 L 2 =30mm。III - IV 軸段需要設(shè)置止動墊圈，且有兩個。所以dIII-V =dXI-XII =48mm，L 3=20mm。L 10=20mm。因?yàn)槭锹菁y軸段所以需要在右面設(shè)置退刀槽，查機(jī)械設(shè)計(jì)得退刀槽直徑46mm，槽寬為 4.5mm。所以 dIV - V=dX-XI

27、 =46mm，L 4=L 10=4.5mm。V - VI 軸段上需要裝配滾動軸承，滾動軸承采用角接觸球軸承，選用型號為7310C 型軸承。又查機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐與創(chuàng)新得滾動軸承B=27mm且有兩只組成一對，中間還加有牛油杯，所以估算dV-VI=dIX-X =50mm， L5=L9=50mm。VI - VII軸段上裝配錘頭架，根據(jù)錘頭架的內(nèi)徑估算dVI-VII=60mm，L 6=390mm。又因?yàn)橐谟疫呥M(jìn)行軸向定位所以要制一軸肩且斜刀片轉(zhuǎn)子內(nèi)徑為70mm，所以估算 dVII-VIII =70mm， L7=260mm。VII - IX 軸段上安裝有風(fēng)葉， 風(fēng)葉內(nèi)徑為 60mm，所以 dVII - IX

28、=60mm，L =1608mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。6.12 軸上零件的周向定位小帶輪和轉(zhuǎn)子與軸的定位均采用平鍵連接。按dI-II 由 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 實(shí) 踐 與 創(chuàng) 新 查 得 平 鍵 截 面 b × （ 6-2）式中 T- 轉(zhuǎn)矩， N?mm；P- 電機(jī)功率， KW ；n- 粉碎機(jī)工作轉(zhuǎn)速， r min。根據(jù)題意可得P 輸 =18KWn 輸 =3900 rmin得轉(zhuǎn)矩 T=9550000× Pn=44077 N?mm。按工作功率分配錘頭為7KW ，斜刀片為 5KW ，風(fēng)葉為 6KW 。得 T 1=9550000× 73900=17141 N?m

29、mT2=9550000× 53900=12244 N?mmT3=9550000× 63900=14692 N?mm得扭矩圖如圖所示圖 6-1扭矩圖求作用在錘頭上的力錘頭轉(zhuǎn)子直徑為 d1=400mm，葉片與轉(zhuǎn)子的中心線成30度角度安放。Ft=2Td（6-3）Fa=Ft× tan（6-4）Fr=Ftcos（6-5）所以得 Ft =2T1d =2× 17141400=86N11Fa1=Ft1× tan =86tan30o=50NFr1= Ft1cos =86cos30o=100N求作用在斜刀片上的力d2=320mm，斜刀片上沒有Fa 力。Ft2=2T

30、2d2=2× 12244320=76.5NFr 2= Ft2cos =76.5cos30o=76.5N求作用在風(fēng)葉上的力d3=420mm，風(fēng)葉輪上也沒有Fa 力。Ft3=2T3d3=2×14692420=70NFr 3= Ft3cos =70cos30o=70N作出主軸的受力簡圖如圖所示圖 6-2軸受力簡圖根據(jù)主軸尺寸和帶傳動的設(shè)計(jì)結(jié)果，帶對主軸的壓力F=3262N，計(jì)算軸承所受的支反力。FR 右 = Ft1× 295+Ft2(295+298)+Ft 3(295+298+132)- F×115 860=- 295NFR 左= Ft 1(298+132+1

31、35)+Ft2(132+135)+Ft 3135+F(115+860)860=3789N圖 6-3軸承受力圖M1=FRA295=1117755 N ?mmM2=FRB593=174935 N ?mmM3=FRB135= - 39825 N?mm得彎矩圖如圖圖 6-4彎矩圖總受力圖如下圖圖 6-5受力總圖6.13校核軸的強(qiáng)度已知軸的彎矩和扭矩后，應(yīng)該對彎矩受力比較大和扭矩受力也同時比較大的軸段，可能因?yàn)樵撦S的軸段的軸徑不夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)理想的程度而對其進(jìn)行彎扭合成應(yīng)力的校核。ca =32.588Mpa前面已經(jīng)選好了軸的材料為45 鋼且調(diào)質(zhì)處理， 查得 -1=60Mpa 。因此可以得出結(jié)論ca -1，所

32、以是安全的。6.14精確校核軸的疲勞強(qiáng)度經(jīng)過論證發(fā)現(xiàn)工作軸上只要校核截面VII左右兩側(cè)就可以判斷此截面是不是危險截面。截面 VII 左側(cè)抗彎截面系數(shù)W=0.1d 3（ 6-6）W=0.1 ×603mm3=21600 mm3抗扭截面系數(shù)W T =0.2d3（6-7）W T =0.2× 603mm3=43200 mm3截面 VII 左側(cè)的彎矩 M 為M=1117755 N?mm截面 VII 左側(cè)的扭矩 T 為T=17141 N ?mm截面上的彎曲應(yīng)力為b截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力T=TW T =1714143200=0.396Mpa查機(jī)械設(shè)計(jì)書，因軸為 45 鋼材料且為調(diào)質(zhì)處理，得 B

33、=640Mpa， -1 =275Mpa，-1=155Mpa。因 rd=2.060=0.033， Dd=7060=1.166，查表得=2.0， =1.31又得軸的材料的敏性系數(shù)為q=0.82， q= 0.85k=1+q(- 1)（6-8）得 k=1+0.82×（ 2.0- 1）=1.82k=1+q(- 1)（6-9）得 k=1+0.85×（ 1.31- 1）=1.26查機(jī)械設(shè)計(jì)得=0.67， =0.82。軸是按照要求為磨削加工完成，因此可以得出軸的表面質(zhì)量系數(shù)=0.92綜合系數(shù)為K= k+1- 1=2.80K = k+1- 1=1.62碳鋼的特性系數(shù) =0.1=0.05于是計(jì)

34、算安全系數(shù)S=-1 （K a+m）（6-10）得 S=275( 2.80× 51.74+0) =1.89S=-1( K a+m)（ 6-11）得 S=155( 1.62× 0.198+0.05×0.198)=468.75綜上所得 Sca= 1.89S=1.5所以此軸的截面 VII 左側(cè)是安全可靠的。截面 VII 右側(cè)抗彎截面系數(shù)W=0.1d3W=0.1× 703mm3=34300 mm3抗扭截面系數(shù)W T =0.2d3W T =0.2×703mm3=68600mm3截面 VII 右側(cè)的彎矩 M 為M=174935N ?mm截面 VII 右側(cè)的扭

35、矩 T 為T=12244 N? mm截面上的彎曲應(yīng)力為b截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力T=TW T =1224468600=0.178 Mpak =3.16，k=2.53表面質(zhì)量系數(shù)為=0.92綜合系數(shù)為K = k+1- 1=3.16+10.92- 1=3.25K = k+1-1=2.53+10.92- 1=2.62所以軸在右側(cè)的安全系數(shù)可得為S=-1（ K a+m）得 S=275( 3.25×5.1+0) =16.59S=-1( Ka+m)得 S=155( 2.62× 0.089 +0.05×0.089)=652 綜上所得 Sca=16.58S=1.5所以得軸的右側(cè)的疲勞強(qiáng)

36、度合格。5.1主軸附件設(shè)計(jì)與選擇6.21軸承的選擇與壽命計(jì)算渦輪式灰鈣粉碎機(jī)的工作主軸需要靠設(shè)置滾動軸承來使其順利工作，因?yàn)檩S的工作為高速轉(zhuǎn)動，達(dá)到了3900rmin 所以查機(jī)械設(shè)計(jì)軸承的選擇，選擇角接觸球軸承作為粉碎機(jī)工作軸的工作軸承，型號選擇為 7310C的內(nèi)徑為 50MM的角接觸球軸承。因?yàn)榇溯S承按工作經(jīng)驗(yàn)預(yù)估其可以正常在渦輪式粉碎機(jī)的工作主軸上進(jìn)行工作，所以就不需要再對其進(jìn)行強(qiáng)度校核，只進(jìn)行軸承的壽命計(jì)算。驗(yàn)算7310C 軸承的壽命Lh=1000000( CP) 60n公式中 C 為角接觸球軸承的額定動載荷53.5KN，n 為軸承轉(zhuǎn)速為（ 6-12）3900rm?？傻么溯S承的基本額定靜

37、載荷C0=47.2KN，當(dāng)量動載荷 P=8870.28N。根據(jù)公式得 L h=1000000( CP) 60n=1000000（472008870.28）3（ 60×3900）=6438.5h。6.22鍵的選擇根據(jù)軸的工作情況選擇平鍵作為軸與轉(zhuǎn)子之間的連接，I - II 軸段需要與帶輪連接，軸的大徑為 40mm，所以選擇平鍵為 12× 8× 36；VI - VII 軸段直徑為 60mm，所以選擇平鍵為18×11×110；VII - VII 軸段直徑為 70mm，選擇平鍵為 20×12× 80，VIII - IX 軸段直徑為

38、60mm,選擇平鍵為 18×11× 56。平鍵的安置方向應(yīng)為一致。6.23軸上軸端擋圈的選擇主軸上有三個不同的轉(zhuǎn)子，錘頭架由軸肩和緊定螺釘和平鍵進(jìn)行軸向固定和周向固定。風(fēng)葉也是由軸肩和緊定螺釘和平鍵進(jìn)行軸向固定和周向固定。只有中間的斜刀片轉(zhuǎn)子只有平鍵進(jìn)行周向固定，所以需要選擇擋圈對其進(jìn)行軸向固定，只有這樣才會正常運(yùn)轉(zhuǎn)。選擇兩段軸端擋圈在錘頭轉(zhuǎn)子與風(fēng)葉輪轉(zhuǎn)子和斜刀片轉(zhuǎn)子分別放置一段擋圈，使其進(jìn)行軸向固定。5.2主軸潤滑及密封6.31主軸的潤滑主軸潤滑主要是對軸的兩邊的角接觸球軸承進(jìn)行潤滑使其能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所以在軸承座上設(shè)置一個潤滑裝置。選擇牛油杯裝置對滾動軸承進(jìn)行潤滑，采用油潤滑，主要是因?yàn)楣ぷ鬏S的轉(zhuǎn)速過高且會產(chǎn)生高