錘式破碎機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(共29頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目 錄摘要 I第1章 緒論 11.1 錘式破碎機(jī)和破碎機(jī)的分類1 1.1.1 錘式破碎機(jī)的分類1 1.1.2 破碎機(jī)的分類11.2 錘式破碎機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)1 1.2.1 錘式破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)1 1.2.1 錘式破碎機(jī)的缺點(diǎn) 11.3 錘式破碎機(jī)的規(guī)格和型號(hào) 2第2章 錘式破碎機(jī)的工作原理及破碎實(shí)質(zhì) 32.1 錘式破碎機(jī)的工作原理 32.2 錘式破碎機(jī)的破碎實(shí)質(zhì) 32.2.1 破碎的目的和意義 .32.2.2 礦石的力學(xué)性能與錘式破碎機(jī)的選擇 .32.2.3 破碎過程的實(shí)質(zhì) .4第3章 錘式破碎機(jī)的總體及主要參數(shù)設(shè)計(jì) 63.1 型號(hào)為錘式破碎機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) 63.2 該型號(hào)破

2、碎機(jī)的工作參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 .73.2.1 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的計(jì)算 73.2.2 生產(chǎn)率的計(jì)算 83.2.3 電機(jī)功率的計(jì)算 83.3 該種破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 8 3.3.1 轉(zhuǎn)子的直徑與長(zhǎng)度 8 3.3.2 給料口的寬度和長(zhǎng)度 8 3.3.3 排料口的尺寸 93.3.4 錘頭質(zhì)量的計(jì)算 9第4章 錘式破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 114.1 錘頭設(shè)計(jì)與計(jì)算 114.2 圓盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 114.3 主軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算 124.3.1 軸的材料的選擇 134.3.2 軸的最小直徑和長(zhǎng)度的估算 134.3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性檢驗(yàn) 13 4.3.4 軸的彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算 15 4.3.5 軸的疲勞強(qiáng)

3、度條件的校核計(jì)算 204.4 軸承的選擇 22 4.4.1 材料的選擇 22 4.4.2軸承類型的選擇 224.4.3 軸承的游動(dòng)和軸向位移 234.4.4 軸承的安裝和拆卸 234.5 傳動(dòng)方式的選擇與計(jì)算（V帶傳動(dòng)計(jì)算） 244.6 飛輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 264.7 棘輪的選擇 264.8 蓖條位置調(diào)整彈簧的選擇 274.9 箱體結(jié)構(gòu)以及其相關(guān)設(shè)計(jì) 284.9.1鑄造方法 284.9.2截面形狀的選擇 284.9.3 肋板的布置 29第5章 專題部分 305.1 錘頭結(jié)構(gòu)的改進(jìn)問題 315.1.1改進(jìn)的介紹 315.2 延長(zhǎng)錘頭使用壽命的研究 315.2.1 錘式破碎機(jī)中單顆粒物料的最大破碎力

4、研究 325.2.2錘頭合理調(diào)配的研究與應(yīng)用 345.2.3 錘頭材質(zhì)的選擇及改性 41結(jié)論 49摘要錘式破碎機(jī)大量應(yīng)用于水泥廠、電廠等各個(gè)部門，所以，它的設(shè)計(jì)有著廣泛的前景和豐富的可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。其設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)是，在完成總體的設(shè)計(jì)方案以后，就指各個(gè)主要零部件的設(shè)計(jì)、安裝、定位等問題，并對(duì)個(gè)別零件進(jìn)行強(qiáng)度校核和試驗(yàn)。并在相關(guān)專題中，對(duì)錘頭的壽命延長(zhǎng)進(jìn)行比較詳細(xì)的分析。在各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)中，要包括材料的選擇、尺寸的確定、加工的要求，結(jié)構(gòu)工藝性的滿足，以及與其他零件的配合的要求等。在強(qiáng)度的校核是，要運(yùn)用的相關(guān)公式，進(jìn)行危險(xiǎn)部位的分析、查表、作圖和計(jì)算等。并隨后對(duì)整體進(jìn)行安裝、工作過程以及工作后的各方面

5、的檢查，同時(shí)兼顧到維修、保險(xiǎn)裝置等方面的問題，最后對(duì)兩個(gè)主要工作零件的加工精度、公差選擇進(jìn)行分析，以保證破碎機(jī)最終設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。關(guān)鍵詞 錘式破碎機(jī) 錘頭 強(qiáng)度 公差 第1章 緒論1.1錘式破碎機(jī)和破碎機(jī)的分類：1.1.1錘式破碎機(jī)的分類：、按回轉(zhuǎn)軸數(shù)分為：?jiǎn)无D(zhuǎn)子和雙轉(zhuǎn)子。、按轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)方向分：不可逆式和可逆式。、按錘頭的排列方式分：?jiǎn)闻攀胶投嗯攀健?、按錘頭在轉(zhuǎn)子上的連接方式：固定錘式和活動(dòng)錘式。1.1.2破碎機(jī)的分類：、按破碎作業(yè)的粒度要求分為：粗碎破碎機(jī)、中碎破碎機(jī)、細(xì)碎破碎機(jī)。、按結(jié)構(gòu)和工作原理分為：顎式破碎機(jī)、旋回破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、錕式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)。1.2錘

6、式破碎機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)1.2.1錘式破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：、構(gòu)造簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、自重較小，單位產(chǎn)品的功率消耗小。、生產(chǎn)率高，破碎比大（單轉(zhuǎn)子式的破碎比可達(dá)i=1015）,產(chǎn)品的粒度小而均勻，呈立方體，過度破碎現(xiàn)象少。、工作連續(xù)可靠，維護(hù)修理方便。易損零部件容易檢修和拆換。1.2.2錘式破碎機(jī)的缺點(diǎn)：、主要工作部件，如：錘頭、蓖條、襯板、轉(zhuǎn)子、圓盤等磨損較快，尤其工作對(duì)象十分堅(jiān)硬時(shí)，磨損更快。、破碎腔中落入不易破碎的金屬塊時(shí)，易發(fā)生事故。、含水量12%的物料，或較多的粘土，出料篦條易堵塞使生產(chǎn)率下降，并增大能量損耗，以至加快了易損零部件的磨損。第2章 錘式破碎機(jī)的工作原理及破碎實(shí)質(zhì)2.1錘式破碎機(jī)的工作原理

7、物料進(jìn)入破碎機(jī)中，立即受到高速回轉(zhuǎn)的錘頭的沖擊而粉碎。破碎了的物料，從錘頭處獲得動(dòng)能，以高速向機(jī)殼內(nèi)壁的襯板和篦條上沖擊而第二次破碎。此后，小于篦條縫隙的物料，便從縫隙中排出，而粒度較大的物料，就彈回到襯板和篦條上的粒狀物料，還將受到錘頭的附加沖擊破碎，在物料 破碎的整個(gè)過程中，物料之間也相互沖擊粉碎。第3章 錘式破碎機(jī)的總體及主要參數(shù)設(shè)計(jì)3.1型號(hào)為錘式破碎機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的是單轉(zhuǎn)子、多排錘、不可逆式錘式破碎機(jī)，型號(hào)為pc-80000。由機(jī)殼、轉(zhuǎn)子、蓖條、打擊板、錘頭、支架、襯板等組成。1.機(jī)殼由上機(jī)體、后上蓋、左側(cè)壁和右側(cè)壁組成，各部分用螺栓連結(jié)成一體，上部開有進(jìn)料口,內(nèi)部鑲有高錳

8、鋼襯板，磨損后可以更換，機(jī)殼和軸之間漏灰現(xiàn)象十分嚴(yán)重，為了防止漏灰，設(shè)有軸封。機(jī)殼下部直接安放在混凝土基礎(chǔ)上，并用地腳螺栓固定。為了便于檢修、調(diào)整和更換蓖條，下機(jī)體的前后兩面都開有一個(gè)檢修孔。為了便于檢修、更換錘頭方便，兩側(cè)壁也對(duì)稱的開有檢修孔。2.轉(zhuǎn)子由主軸、圓盤、銷軸等組成，圓盤上開有6個(gè)均勻分布的銷孔，通過銷軸將68個(gè)錘頭懸掛起來。為了防止圓盤和錘子的軸向竄動(dòng)。銷軸兩端用鎖緊螺母固定。轉(zhuǎn)子支承在兩個(gè)滾動(dòng)軸承上。此外，為了使轉(zhuǎn)子在運(yùn)動(dòng)中儲(chǔ)存一定的動(dòng)能，避免破碎大塊物料時(shí)，錘頭的速度損失不致過大和減小電動(dòng)機(jī)的尖峰負(fù)荷，在主軸的一端還裝有一個(gè)飛輪。3.主軸是支承轉(zhuǎn)子的主要零件，沖擊力由它來承受

9、。因此，要求其材質(zhì)具有較高的韌性和強(qiáng)度。通常斷面為圓形，且有平鍵和其他零件連接。4.打擊板有兩塊，折線型。一個(gè)可以調(diào)整，一個(gè)是固定的。調(diào)整的一個(gè)靠的是安裝在箱體上的螺桿裝置。5.錘頭是主要的工作部件。其質(zhì)量、形狀、和材質(zhì)對(duì)破碎機(jī)的生產(chǎn)能力有很大的影響。因此，根據(jù)不同的進(jìn)料尺寸來選擇適當(dāng)?shù)腻N頭質(zhì)量。要破碎中等硬度的物料，可以采用如圖3-1所示的形狀。錘頭用高碳鋼鑄造或鍛造，也可用高錳鋼鑄造。為了提高耐磨性，有的錘頭表面涂上一層硬質(zhì)合金，有的采用高鉻鑄鐵。6.蓖條的排列形式是與錘頭的運(yùn)動(dòng)方向垂直的。與轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)半徑有一定的間隙的圓弧狀，合格的產(chǎn)品通過蓖縫排出。其斷面形狀為梯形，常用錳鋼鑄成。蓖條多

10、為一組尺寸相等的鋼條。安裝時(shí)，插入蓖條架上的凹槽，兩蓖條之間用墊片隔開。截面形狀用梯形。7.蓖條和錘頭間隙用凸輪裝置調(diào)整（通過棘輪帶動(dòng)凸輪）。8.給定的原始數(shù)據(jù)是：（1） 破碎能力為20到30噸。（2） 破碎機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在900和1100 之間（3） 破碎機(jī)的最大物料給料粒度為：小于150（4） 破碎機(jī)的最大排料粒度不能超過：10（5） 破碎機(jī)的物料容許濕度小于9%。（6） 破碎機(jī)的破碎程度為：中、細(xì)。（7） 破碎機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)所是：水泥廠、選煤廠、火力電廠等。（8） 破碎機(jī)的破碎對(duì)象是：石灰石、煤塊、焦碳、石膏等軟物料3.2 該型號(hào)破碎機(jī)的工作參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的計(jì)算錘式破碎機(jī)的轉(zhuǎn)

11、子轉(zhuǎn)速按所需的圓周速度計(jì)算，錘頭的圓周速度根據(jù)被破碎物料的性質(zhì)、破碎產(chǎn)品的粒度、錘頭的磨損等因素來確定。按公式 來計(jì)算。式中 錘頭的圓周速度（m/s） 轉(zhuǎn)子的直徑（m）一般中小型破碎機(jī)轉(zhuǎn)速為750到1500，圓周速度為25到70，速度越高，產(chǎn)品的粒度越小。錘頭及襯板、蓖條的磨損越大。功耗增加。對(duì)機(jī)器零部件的加工、安裝精度要求隨之提高。在滿足其粒度要求的情況下，圓周速度應(yīng)偏低選取。3.2.2 生產(chǎn)率的計(jì)算生產(chǎn)率與錘式破碎機(jī)的規(guī)格、轉(zhuǎn)速、排料蓖條間隙的寬度、給料粒度、給料狀況以及物料性質(zhì)等因素有關(guān)。一般采用經(jīng)驗(yàn)公式：式中 Q 生產(chǎn)率() 物料的密度() 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)因?yàn)樵撔吞?hào)的破碎機(jī)破碎的是中、硬物料

12、。取值在30到45之間。3.2.3 電機(jī)功率的計(jì)算電機(jī)功率的消耗取決于物料的性質(zhì)、給料的圓周速度。破碎比和生產(chǎn)率。目前，尚無一個(gè)完整的計(jì)算公式，一般根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算： 系數(shù)取值在0.1到0.15之間。3.3 該種破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 3.3.1轉(zhuǎn)子的直徑與長(zhǎng)度：錘式破碎機(jī)的規(guī)格用轉(zhuǎn)子的直徑D和長(zhǎng)度L來表示，所以轉(zhuǎn)子的直徑D=800mm，轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度L=800mm 。3.3.2給料口的寬度和長(zhǎng)度：錘式破碎機(jī)的給料口的長(zhǎng)度與轉(zhuǎn)子的相同。其寬度B2。3.3.3排料口的尺寸 該尺寸由蓖條間隙來控制，而蓖條間隙由產(chǎn)品的粒度的大小來決定。對(duì)該破碎機(jī)來說，產(chǎn)品的平均粒度為間

13、隙的1/5到1/3。3.3.4錘頭質(zhì)量的計(jì)算：因?yàn)殂q接在轉(zhuǎn)子上，所以正確選擇錘頭質(zhì)量對(duì)破碎效率和能耗都有很大影響，如果錘頭質(zhì)量選得過小，則可能滿足不了錘擊一次就將物料破碎的要求。若選得過大，無用功耗過大，離心力也大，對(duì)其他零件會(huì)有影響并易損壞。根據(jù)動(dòng)量定理計(jì)算錘頭質(zhì)量時(shí)，考慮到錘頭打擊物料后，必然會(huì)產(chǎn)生速度損失，若損失過大，就會(huì)使錘頭繞本身的懸掛軸向后偏倒。降低生產(chǎn)率和增加無用功的消耗。為了使錘頭打擊物料后出現(xiàn)偏倒，能夠通過離心力作用而在下一次破碎時(shí)物料很快恢復(fù)到正確工作位置。所以，要求錘頭打擊物料后的速度損失不宜過大。一般允許速度損失40%到60%（根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)）即：式中 錘頭打擊物料后的圓

14、周線速度(m/s) 錘頭打擊物料前的圓周線速度(m/s)若錘頭與物料為了彈性碰撞。且設(shè)物料碰撞之前的運(yùn)動(dòng)速度為0，根據(jù)動(dòng)量定理，可得： (3-1)由上式可知， 式中 錘頭折算到打擊中心處的質(zhì)量(kg) 最大物料塊的質(zhì)量(kg)綜上所述， 但是，只是錘頭的打擊質(zhì)量。實(shí)際質(zhì)量應(yīng)根據(jù)打擊質(zhì)量的轉(zhuǎn)動(dòng)順序和錘頭的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量求得，式中 錘頭打擊中心到懸掛點(diǎn)的距離(m) 錘頭質(zhì)心到懸掛點(diǎn)的距離 (m)第4章 錘式破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1錘頭設(shè)計(jì)與計(jì)算錘頭是主要工作零件，其設(shè)計(jì)主要是指結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。因?yàn)殄N頭的形狀、質(zhì)量、材質(zhì)與破碎機(jī)的生產(chǎn)能力有很大影響。尤其形狀對(duì)質(zhì)量的分布、材料的充分利用有很大的影響。關(guān)于錘頭

15、 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)改進(jìn)在專題中有較詳細(xì)的論述?？傊湫螤?、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，對(duì)于其工作能力，對(duì)整個(gè)機(jī)器的生產(chǎn)能力。以及經(jīng)濟(jì)性等各方面有深遠(yuǎn)的影響。錘頭形狀大體分輕型、中型、重型。本型號(hào)的錘式破碎機(jī)主要是設(shè)計(jì)中型的 錘頭。其形狀如前面的圖3-1所示。并有相關(guān)的計(jì)算。錘頭材料的選擇問題是很關(guān)鍵的問題。材料的選擇取決于工作零件的工作狀況和要求。因?yàn)槠扑闄C(jī)要破碎的是石灰石等中等硬度的物料。一般用高碳鋼鍛造或鑄造，也可用高錳鋼鑄造。為了提高其耐磨性，采用高錳低合金鋼，有的在工作表面涂上一層硬質(zhì)合金。有的采用高鉻鑄鐵，其耐磨性比高錳鋼錘頭提高數(shù)倍。關(guān)于材料的選擇問題，在專題部分：提高錘頭的耐磨性研究中，有專門

16、的論述。就不詳細(xì)介紹了?？傊?，錘頭材料的選擇，不僅關(guān)系到錘頭的工作壽命，機(jī)器的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)效率，還關(guān)系到各方面的經(jīng)濟(jì)性。 4.2圓盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，每根銷軸上需要有8個(gè)錘子。圓盤是用來懸掛錘頭的，一共需有9個(gè)圓盤，最兩側(cè)的兩個(gè)，共有的特點(diǎn)是，一側(cè)設(shè)置了鎖緊螺母，另一端用軸肩定位。所用的螺母為GB-812-85，這樣每個(gè)圓盤均勻分布6個(gè)圓孔，即可以通過六根銷軸，用來懸掛錘頭，錘頭和院盤之間的間隙除了通過削軸連接，還有隔套隔開，為了保護(hù)圓盤的側(cè)面，減少或盡量避免其側(cè)面的磨損。圓盤的大小取決于轉(zhuǎn)子的直徑，轉(zhuǎn)子的直徑的大小是圓盤的設(shè)計(jì)大小的依據(jù)。因?yàn)?，該型?hào)的破碎機(jī)，光憑其型號(hào)就可以

17、知道，轉(zhuǎn)子的直徑為800mm，所以，圓盤的大小的取值就有了一定的范圍。不妨取做560 mm，圓孔沿徑向的距離也是依據(jù)起承受載荷的能力和強(qiáng)度，盡可能取整數(shù)；圓孔的大小和錘頭的圓孔的大小近似相等即可。圓盤是通過鍵與主軸相連接的，而隨主軸高速回轉(zhuǎn)的。所以結(jié)構(gòu)中一定有鍵槽，其厚度也是滿足強(qiáng)度要求、工作狀況的。不宜過大。圓盤之間也是通過主軸的軸套隔開（其作用是，在高速回轉(zhuǎn)時(shí)，保證圓盤的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，并使其軸向定位）。圓盤的結(jié)構(gòu)，如圖4-1所示。4.3主軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算通常軸的設(shè)計(jì)包括兩個(gè)部分，一個(gè)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一個(gè)是工作能力計(jì)算。后者主要是指強(qiáng)度計(jì)算。主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造、工藝

18、等方面的要求，合理確定出其結(jié)構(gòu)和尺寸，軸的工作能力的計(jì)算不僅指軸的強(qiáng)度計(jì)算，還有剛度、穩(wěn)定性等方面的計(jì)算，當(dāng)然大多數(shù)情況下，只需要對(duì)軸的強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算即可。因?yàn)槠涔ぷ髂芰σ话阒饕Q于軸的強(qiáng)度。此時(shí)只做強(qiáng)度計(jì)算，以防止或檢驗(yàn)斷裂和塑性變形。而對(duì)于剛度要求高的軸和受力大的細(xì)長(zhǎng)軸，還應(yīng)該進(jìn)行剛度計(jì)算，防止產(chǎn)生過大的線性變形。對(duì)于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸，還應(yīng)該進(jìn)行振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算。以防止產(chǎn)生共振破壞。因此，對(duì)該破碎機(jī)的主軸來說，只需進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。4.3.1 軸的材料的選擇軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件。有的則直接用圓鋼。碳素鋼比合金鋼低廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或

19、化學(xué)熱處理的方法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度的。故采用碳鋼制造軸尤為廣泛。最常用的是45號(hào)鋼。4.3.2 軸的最小直徑和長(zhǎng)度的估算零件在軸上的安裝和拆卸方案確定了之后，軸的形狀便大體確定了，因?yàn)閷?duì)該主軸來說，其安裝順序?yàn)椋合劝惭b中間的轉(zhuǎn)子部分，然后放置在箱體上，再安裝軸承端蓋，接著是軸承、外軸承座。最后兩端分別是帶輪和飛輪。各軸段的直徑所需要的軸徑與軸上的載荷的大小有關(guān)。在初步確定其直徑的同時(shí)，還通常不知道支反力的作用點(diǎn)，不能確定其彎矩的大小及分布情況。因此還不能按軸上的所受的具體載荷及其引起的應(yīng)力來確定主軸的直徑。但是，在對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，通常能求出主軸的扭矩。所以，先按軸的扭矩初步估計(jì)所要

20、的軸的直徑。并記此時(shí)所求出的最小直徑為。然后再按照主軸的裝配方案和定位要求，從處逐一確定各軸段的直徑的大小。另外 ，有配合要求的軸段，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)直徑，比如安裝軸承的軸段，安裝標(biāo)準(zhǔn)件的部位的軸段，都應(yīng)取為相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)直徑及所選的配合的公差。確定主軸的各段的長(zhǎng)度，盡可能使其結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)還要保證，轉(zhuǎn)子以及帶輪、飛輪、軸承所需要的裝配和調(diào)整的空間，也就是說，所確定的軸的各段長(zhǎng)度，必須考慮到各零件與主軸配合部分的軸向尺寸和相鄰零件間必要的間隙。前面已經(jīng)通過設(shè)計(jì)計(jì)算，得到轉(zhuǎn)子、飛輪、帶輪的大體尺寸，所以軸的長(zhǎng)度也可大致確定了。其草圖如下：4.3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性檢驗(yàn) 對(duì)于軸的結(jié)構(gòu)必須滿足：. 主軸

21、和安裝在主軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件便于安裝和拆卸、調(diào)整。軸應(yīng)有良好的制造工藝性。1.軸上零件的安放順序如下：飛輪、軸承、圓盤、軸套、軸承、帶輪因?yàn)橹鬏S是階梯軸，根據(jù)階梯軸的特點(diǎn)，并且軸上零件的安裝要求也不高，所以上面提到的第二條容易滿足。至于第三條：軸的制造工藝性，主要是指便于加工和裝配軸上的零件。并且生產(chǎn)率高、成本低。一般來說，結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，工藝性越好。所以應(yīng)該盡量簡(jiǎn)化軸的結(jié)構(gòu)。為了便于裝配零件并去掉毛刺，軸端應(yīng)制出45度倒角。在需要切制螺紋的軸段，應(yīng)留有退刀槽。起尺寸都可查有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和手冊(cè)。若需要磨削加工的軸段，應(yīng)留有砂輪和越程槽。具體分析如下：該主軸有3個(gè)軸段有鍵槽，為了減

22、少裝夾工件所需的時(shí)間，應(yīng)在這些不同的軸段上開的鍵槽在軸的同一條母線上。另外，還為了減少加工刀具的種類和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，軸上直徑近似的地方，圓角、倒角、鍵槽寬度、砂輪越程槽寬度，退刀槽寬度等盡可能采用相同的尺寸。2.下面仍就軸上零件的定位問題，詳細(xì)地闡述一下，一些軸向和周向定位零件的使用及特點(diǎn)。先說軸上零件的軸向定位，就以此主軸為例，主要有軸肩、套筒、圓螺母、軸端擋圈、軸承端蓋等，靠這些定位元件來保證的。軸肩主要分為兩大類，定位軸肩和非定位軸肩。在該主軸上，軸肩很多，這兩大類都包括。雖然利用軸肩定位是最方便可靠的方法，但是采用軸肩就必然導(dǎo)致一個(gè)問題，那就是不可避免的使軸徑加大，而且軸肩處將因?yàn)榻?/p>

23、面突變而引起應(yīng)力集中。另外，軸肩也不利于加工。所以，在考慮軸的設(shè)計(jì)時(shí)，盡量避免過多的軸肩定位。而且，還有一點(diǎn)需要說明，軸肩多用于軸向力比較大的場(chǎng)合。值得注意的是，定位每一個(gè)滾動(dòng)軸承的軸肩，都有兩處，且都是定位軸肩。對(duì)這種定位軸肩來說，有一個(gè)要求：軸肩的高度必須低于軸承內(nèi)圈端面的高度，以便拆卸軸承。軸肩的高度可查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中的軸承安裝尺寸。還有，為了使零件能緊靠軸肩而得到準(zhǔn)確可靠的定位，軸肩處的過渡圓角半徑必須小于與之相配的零件轂孔的端部的圓角半徑或倒角尺寸。軸和零件上的倒角和圓角尺寸的常用規(guī)范可以查教材下冊(cè)中的第651頁的表。非定位軸肩是為了加工和裝配方便而設(shè)置的。高度沒有嚴(yán)格的規(guī)定，一般可

24、取為1到2毫米。在該主軸上，還采用了套筒定位，這種定位方式的特點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位可靠，軸上不需要開槽、鉆孔和切制螺紋，不會(huì)影響到軸的疲勞強(qiáng)度。所以，在兩個(gè)零件之間，且間距不大時(shí)，可以采用這種定位。同時(shí)，套筒定位還保證了兩個(gè)圓盤，或者，圓盤和錘頭（銷軸套筒）之間的軸向定位。當(dāng)然，若兩零件的間距太大，則不宜用套筒定位這種方式，因?yàn)椋菢泳蜁?huì)增大套筒質(zhì)量以及材料用量。另外，套筒與軸的配合比較松，如果軸的轉(zhuǎn)速較高，也不宜采用套筒定位。在該主軸的軸端，以及銷軸的軸端，都采用了圓螺母定位。這種定位可以承受大的軸向力，但是，軸上的螺紋處將會(huì)有較大的應(yīng)力集中，降低軸的疲勞強(qiáng)度，所以，一般用于固定軸端的零件。

25、就如上面所述，若兩零件的間距太大，不宜用套筒定位這種方式的時(shí)候，就可以考慮采用圓螺母定位。在該主軸上，還采用了軸承端蓋通過螺釘與其他部分連接。而使?jié)L動(dòng)軸承的外圈得到軸向定位。有時(shí)，整個(gè)軸的軸向定位也可以靠軸承端蓋來實(shí)現(xiàn)。再說軸向零件一般也常用到周向定位。周向定位的目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在該主軸上，有三處都采用的是平鍵連接，其他的常用周向定位元件有，花鍵、銷、緊定螺釘和過盈配合等。圓盤、飛輪、帶輪都是用平鍵連接的。其他的，如齒輪、半聯(lián)軸器等與軸的周向定位也都采用這種連接方式。按其直徑，由手冊(cè)查地平鍵剖面b×h，鍵槽用鍵槽銑刀加工的 。軸的草圖如圖4-2所示。4.3.4 軸

26、的彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算在初步完成軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后，對(duì)上面的草圖略加修改，即可進(jìn)行強(qiáng)度的校核計(jì)算了。前面提到過，多數(shù)情況下，軸的工作能力一般主要取決于軸的強(qiáng)度。此時(shí)只做強(qiáng)度計(jì)算，以防止或檢驗(yàn)斷裂和塑性變形。而對(duì)于剛度要求高的軸和受力大的細(xì)長(zhǎng)軸，還應(yīng)該進(jìn)行剛度計(jì)算，防止產(chǎn)生過大的線性變形。對(duì)于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸，還應(yīng)該進(jìn)行振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算。以防止產(chǎn)生共振破壞。在進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸的具體載荷和應(yīng)力情況，采用相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)?shù)倪x擇其許用應(yīng)力。根據(jù)計(jì)算原則，對(duì)于傳動(dòng)軸（僅僅或主要承受扭矩）按照扭矩強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于心軸（只承受彎矩）應(yīng)該按照彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于該主軸，既承受扭矩還承受彎

27、矩，是一個(gè)轉(zhuǎn)軸，所以必須進(jìn)行彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算，需要時(shí)還應(yīng)該進(jìn)行疲勞強(qiáng)度的精確校核。先按照彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算：通過對(duì)該主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸，軸上的零件的位置以及外載荷和支反力的作用位置已經(jīng)確定。軸上的載荷可以求得，因此可以按彎扭合成強(qiáng)度條件對(duì)該主軸進(jìn)行強(qiáng)度的校核計(jì)算，其計(jì)算步驟如下：做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（力學(xué)模型）軸上受的載荷是由軸上的零件傳來的，所以，計(jì)算時(shí)，可以將軸上的分布載荷情況簡(jiǎn)化為集中力。其作用點(diǎn)可以一律簡(jiǎn)化，取為分布載荷的中點(diǎn)，作用在軸上的扭矩，一般從傳動(dòng)件輪轂寬度的中點(diǎn)算起，通常把當(dāng)作置于鉸鏈支座上的梁，支反力的作用點(diǎn)與軸承的類型和布置方式有關(guān)。在做計(jì)算簡(jiǎn)圖時(shí)

28、，應(yīng)該先求出軸上的受力零件的載荷（若為空間力系， 再分解為水平分力和垂直分力。然后求出各支承的水平反力和垂直反力），如圖4-4所示。做彎矩圖： 根據(jù)前面的簡(jiǎn)圖，分別按水平面和垂直面計(jì)算各力產(chǎn)生的彎矩圖，并按計(jì)算結(jié)果分別作出水平面上的彎矩圖和垂直面上的彎矩圖上，然后按照后面的公式推導(dǎo)出總彎矩，并作出圖，如圖4-4所示。作出扭矩圖，如圖4-3所示：作出計(jì)算彎矩圖根據(jù)已經(jīng)作出的總彎矩圖和扭矩圖，求出計(jì)算彎矩，并做出圖。同時(shí)寫出其計(jì)算公式： =上式中， 考慮扭矩和彎矩的加載情況以及產(chǎn)生應(yīng)力的循環(huán)特性差異的系數(shù)。因?yàn)橥ǔＳ蓮澗禺a(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是對(duì)稱循環(huán)的變應(yīng)力，故在求計(jì)算彎矩 時(shí)，必須計(jì)算這種循環(huán)特性差異

29、的影響。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)，取 ；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力時(shí)， ；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)，取。校核軸的強(qiáng)度已知軸的計(jì)算彎矩后，即可針對(duì)某些危險(xiǎn)截面（即計(jì)算彎矩大而軸的直徑可能不足的截面）作強(qiáng)度校核計(jì)算。按第三強(qiáng)度理論，計(jì)算彎曲應(yīng)力上式中， 軸的抗彎截面系數(shù)（）。 軸的許用彎曲應(yīng)力（）。由表可查 為60 Mpa的計(jì)算公式，根據(jù)截面的不同而不同。對(duì)該主軸來說，其需要計(jì)算的截面，都帶有鍵槽，而且是單鍵槽。所以，其計(jì)算公式為：=主軸的載荷分析圖如下圖4-4所示：求軸上的支反力及彎矩根據(jù)以上確定的結(jié)構(gòu)圖可以確定出簡(jiǎn)支梁的支承距離。據(jù)此可以求出下列各值，并列表如下，主要包括，載荷

30、、支反力、彎矩、總彎矩、扭矩、計(jì)算彎矩等，相關(guān)的計(jì)算也往往是考慮最不理想的情況。 表4-1 計(jì)算彎矩的求法載荷F垂直面V支反力RR=1000N（總重量按200Kg） 彎矩M 總彎矩M 扭矩TT=×=計(jì)算彎矩 綜上所述，按照彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算：進(jìn)行具體的校核計(jì)算時(shí)，只需要校核軸上的承受的最大彎矩以及扭矩的剖面（即危險(xiǎn)剖面）的強(qiáng)度。按教材中表10.1，對(duì)于的碳鋼，在承受對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的許用應(yīng)力。故安全。4.3.5 軸的疲勞強(qiáng)度條件的校核計(jì)算：1.對(duì)主軸進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算，不妨設(shè)外力為單向不穩(wěn)定變應(yīng)力，則根據(jù)已經(jīng)知道的條件和公式：主軸的材料為45號(hào)鋼。經(jīng)過調(diào)質(zhì)后的性能為，

31、= 5×?，F(xiàn)用此材料做試件，進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，以對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力作用次，作用次。根據(jù)這些條件，試計(jì)算該主軸在此條件下的計(jì)算安全系數(shù)。若以后再以的力，作用于主軸，還能循環(huán)多少次，可以保證主軸不出問題。其實(shí)，這也等于估算主軸的使用壽命。根據(jù)公式 再根據(jù)教材書上的公式（7-3.9），則該主軸的計(jì)算安全系數(shù)為：又根據(jù)式子（7-9.a），有 由以上的計(jì)算，顯然可以得知，若要使主軸破壞，則由教材中式子（7-34），得=1所以，可求出，可以得出結(jié)論，該主軸在正常工作，同時(shí)考慮到不同工況，估計(jì)，在對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力的作用下，尚可承受次的應(yīng)力循環(huán)。當(dāng)然，事實(shí)上，該主軸可以再工作的循環(huán)次數(shù)并不會(huì)準(zhǔn)確的等于以上所求

32、的數(shù)值。如果按的范圍計(jì)算，則所求的的值將分別等于0.50710和2.832。4.4軸承的選擇因?yàn)檩S承，尤其是常用的一些軸承，主要是指一些滾動(dòng)軸承，絕大數(shù)都已標(biāo)準(zhǔn)化，因而，我們需要進(jìn)行一部分設(shè)計(jì)內(nèi)容，根據(jù)具體的工作條件，正確選擇軸承的類型和尺寸。另外是軸承組合的設(shè)計(jì)，它包括安裝、調(diào)整、潤(rùn)滑、密封等一系列內(nèi)容的設(shè)計(jì)。4.4.1材料的選擇軸承的內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體，一般是用軸承鉻鋼制造的，熱處理后，其硬度一般不低于HRC60。一般這些元件需要150度回火處理，所以其通常的工作溫度不高于120度，此時(shí)，硬度不會(huì)下降。 4.4.2軸承類型的選擇軸承的類型有很多種，主要根據(jù)其承載情況和調(diào)心等要求，進(jìn)行選擇。

33、因?yàn)樵撔吞?hào)的破碎機(jī)，其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在900到1100之間。所以主軸上軸承的轉(zhuǎn)速很高，負(fù)荷很大，且工作時(shí)間很長(zhǎng)，最主要的是，經(jīng)過很長(zhǎng)時(shí)間工作后，會(huì)因?yàn)殄N頭的不均勻磨損而產(chǎn)生不平衡附加作用力（當(dāng)錘頭的不均勻磨損嚴(yán)重時(shí)，此力就成為總負(fù)荷中的主要部分）。軸承間距大，軸會(huì)產(chǎn)生撓曲，此外，軸承的中心也難保證同心，因此選用調(diào)心滾子軸承。 圖4-54.4.3 軸承的游動(dòng)和軸向位移軸承在實(shí)際工作時(shí)，工作前后的溫差大，為了適應(yīng)軸和外殼不同熱膨脹的影響，防止軸承卡死?？梢允挂欢说妮S承軸向固定（比如用圓螺母）另一端使之可以軸向位移。這樣，軸承在內(nèi)外圈的軸向相對(duì)位置有不大的變化時(shí)，仍然可以正常工作。也可以使外圓與座孔配合

34、較松，以保證外圓相對(duì)于座孔能做軸向竄動(dòng)。4.4.4 軸承的安裝和拆卸為了便于軸承在主軸上的安裝和拆卸，必須考慮到軸承座有剖分面，這樣就不必考慮沿軸向安裝和拆卸軸承部件，優(yōu)先選用內(nèi)外圈可分離的軸承了。 圖4-64.5 傳動(dòng)方式的選擇與計(jì)算（V帶傳動(dòng)計(jì)算）該部分的設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在V帶輪的設(shè)計(jì)上，帶輪的結(jié)構(gòu)型式，主要由帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇。其基準(zhǔn)直徑又與相連接的電動(dòng)機(jī)的型號(hào)有關(guān)。根據(jù)前面對(duì)電動(dòng)機(jī)功率的計(jì)算，以及轉(zhuǎn)速的要求，可以采用Y系列的三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定功率為45KW。型號(hào)是Y225M-2。滿載轉(zhuǎn)速2970r/min，額定轉(zhuǎn)速3000r/min。因?yàn)橐蟮拇髱л喌霓D(zhuǎn)速在900 r/min到1100

35、 r/min之間，所以，當(dāng)小帶輪的直徑依據(jù)電動(dòng)機(jī)選擇160mm時(shí)，這樣大帶輪的基準(zhǔn)直徑依據(jù)傳動(dòng)比，可以求出475左右，因?yàn)閹л喌幕鶞?zhǔn)直徑有標(biāo)準(zhǔn)系列，所以可取475mm。要求帶的根數(shù)，必須按以下的計(jì)算步驟：1先確定出帶的型號(hào)。由表可查到，根據(jù)計(jì)算功率P和小帶輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)行選擇。經(jīng)過查表得， 式中 名義傳動(dòng)功率。 工作情況系數(shù)。再查表可知，取1.4，則可以計(jì)算出計(jì)算功率P為63KW。再由表，可查出帶的型號(hào)為A型。2需要確定單根V帶的基本額定功率查表13.4，（教材書下冊(cè)）可以知道，對(duì)A型帶，因?yàn)槠湫л嗈D(zhuǎn)速接近2800 r/min，基準(zhǔn)直徑為160mm的情況下，為基本額定功率， 取4.06KW。為長(zhǎng)

36、度系數(shù)， 取0.99。為包角系數(shù)， 取0.935。為單根V帶的基本額定功率的增量， 取0.34KW。其值由帶的型號(hào)、小帶輪轉(zhuǎn)速以及傳動(dòng)比確定。則帶的根數(shù)就可以用下式求出：將上面的數(shù)據(jù)代入，就可以求出，。這樣，整個(gè)帶輪的尺寸的具體的確定過程如下：根據(jù)其參數(shù)，仍然由教材書上的表可查到。 靠近兩端的槽中心到帶輪端部的距離。 相鄰槽間的距離。另外，根帶的型號(hào)和其基準(zhǔn)直徑D，可以確定出輪槽角的大小和，。 輪槽的根部到帶輪鍵槽的最小要求距離。 相鄰帶輪在中心線上的距離。 齒頂高的最小距離。 齒根高的最小距離。其鍵槽可以由其寬度進(jìn)行選擇標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)度。這樣，其他的尺寸也可以確定了。4.6飛輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算飛輪的作

37、用是，是轉(zhuǎn)子在運(yùn)動(dòng)中儲(chǔ)存一定的動(dòng)能，避免破碎大塊或較影的物料時(shí)，速度損失不致過大和減小電機(jī)的尖峰負(fù)荷。其結(jié)構(gòu)采用腹板式。 圖4-7其具體的尺寸可以采用常見的類型。只要較好的實(shí)現(xiàn)其功能即可。如圖4-8。 4.7棘輪的選擇蓖條與錘頭端部的間隙由兩個(gè)裝置來實(shí)現(xiàn)：凸輪和彈簧，凸輪是用來增加這兩者的間隙的。操作是靠手柄來實(shí)現(xiàn)的。而彈簧用來進(jìn)行“微調(diào)”，當(dāng)手柄操作不能達(dá)到滿意的位置時(shí)，需要用彈簧進(jìn)行再調(diào)整。凸輪的運(yùn)動(dòng)是由棘輪來實(shí)現(xiàn)的, 棘輪也因?yàn)橐呀?jīng)基本標(biāo)準(zhǔn)化，所以，只需要根據(jù)具體的條件和要求，進(jìn)行選擇。因?yàn)槠涑叽绲拇_定是比較自由的，所以，棘輪只需要根據(jù)凸輪的工作狀況，實(shí)現(xiàn)其驅(qū)動(dòng)功能即可。另外，考慮經(jīng)濟(jì)性

38、和可能性，穩(wěn)定性，做合理的選擇。棘輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，運(yùn)動(dòng)可靠。而且，棘輪軸每次轉(zhuǎn)動(dòng)角度的大小可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。這些都是它的優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是工作時(shí)有較大 圖4-8的沖擊和噪聲，而且運(yùn)動(dòng)精度較低。其典型的結(jié)構(gòu)形式是由搖桿、棘爪、棘輪和止動(dòng)爪等組成:彈簧用來使止動(dòng)爪和棘輪保持接觸。同樣，可在搖桿和棘爪之間設(shè)置彈簧，以維持棘爪與棘輪的接觸。棘輪固定在機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸上，而搖桿則是空套在傳動(dòng)軸上。當(dāng)搖桿逆時(shí)針擺動(dòng)時(shí)，棘爪便插入到棘輪的齒間，推動(dòng)棘輪轉(zhuǎn)過一個(gè)角度。當(dāng)搖桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，止動(dòng)爪阻止棘輪順時(shí)針運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，棘爪從棘輪的齒背上滑過，所以此時(shí)，棘輪靜止不動(dòng)。這樣，當(dāng)搖桿連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，棘輪便得

39、到了單向的間歇運(yùn)動(dòng)。4.8蓖條位置調(diào)整彈簧的選擇前面提到了，彈簧所能起到的作用是調(diào)整蓖條與錘頭間隙的作用。彈簧一般所起到的作用是：1.控制運(yùn)動(dòng)方向。2.緩沖和吸振3.儲(chǔ)存能4.測(cè)力的大小。在這里，它實(shí)現(xiàn)的是第一個(gè)功能。根據(jù)受載荷的情況的不同，彈簧可分為拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)和彎曲彈簧。根據(jù)所要求的工作狀況。只需要承受拉伸。所以，應(yīng)該選擇拉伸彈簧。在常用的彈簧當(dāng)中，根據(jù)其應(yīng)用特點(diǎn)和范圍，我們可以選用普通的圓柱螺旋彈簧。這種彈簧的特性線呈直線，剛度穩(wěn)定，承受壓力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，應(yīng)用最廣泛。無特殊要求時(shí)，可以選右旋。彈簧的選擇的一個(gè)關(guān)鍵是，對(duì)彈簧的特性線和剛度的分析。表示彈簧載荷與變形之間關(guān)系的曲線成為彈簧的特性線。使彈簧產(chǎn)生單位變形所需要的載荷成為彈簧的剛度。用表示。第5章 專題部分 錘頭結(jié)構(gòu)改造及耐磨性研究摘要本文從理論上對(duì)錘頭結(jié)構(gòu)的改進(jìn)進(jìn)行了分析，并指出了其應(yīng)用中體現(xiàn)的改進(jìn)的效果?？紤]分析并總結(jié)了錘頭壽命的各種因素，并著重從理論到應(yīng)用分析了錘頭材料的改進(jìn)、研制，提高耐磨性，同時(shí)從理論上、應(yīng)用