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

1、 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文)渦輪式灰鈣粉碎機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Designon Transmission System and Structuralof TurbineMill Ash Calcium 題 目: 渦輪式灰鈣粉碎機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造與其自動(dòng)化 G機(jī)械091 學(xué)生：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中文摘要渦輪式灰鈣粉碎機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)摘 要：在渦輪式灰鈣粉碎機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)與結(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(guò)設(shè)計(jì)使之成功實(shí)現(xiàn)其所需要完成的生產(chǎn)任務(wù)。主要設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。傳動(dòng)系統(tǒng)是由電動(dòng)機(jī)和帶傳動(dòng)組成，工作方式

2、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(shí)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(dòng)機(jī)和帶輪，并進(jìn)行帶傳動(dòng)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(gè)軸段的尺寸和軸上三個(gè)重要零件錘頭轉(zhuǎn)子、斜刀片、葉輪。對(duì)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)和定位以與粉碎機(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(dòng)系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文摘要Designon Transmission System and Structuralof TurbineMill Ash Calcium Abs

3、tract:Design on transmission system and structuralof turbinemill ash calcium of its functioning and methods of work and success through design to achieve the production tasks need to be accomplished. Design of main transmission system of design and structure. Drive system is made up of electric moto

4、rs and belt drives, rely on the grinder shaft pulley connection to make it operate. Design taken into account when the work spindle high-speed operation of a variety of factors and then choosing the right motor and pulley and belt drive design. Structural design of the main design of the mill struct

5、ure, each axis of work spindle dimensions and axes of the three essential parts of a hammer, at an angle 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 positioning of th

6、e 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1引言11.1課題研究背景目的與其意義21.2粉碎機(jī)的分類特點(diǎn)與其應(yīng)用21.3粉碎機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)22總體設(shè)計(jì)方案 32.1粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)任務(wù)32.2渦輪式粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理42.3設(shè)計(jì)方案選擇與確定53傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)63.1電動(dòng)機(jī)的選擇73.2確定總傳動(dòng)比和分

7、配各級(jí)傳動(dòng)比73.3帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)103.4 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)124 粉碎機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)134.1錘頭與牙板設(shè)計(jì)154.2襯套與斜刀片設(shè)計(jì)165 進(jìn)料與出料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)175.1進(jìn)料口設(shè)計(jì)175.2 排料風(fēng)葉與出料口設(shè)計(jì)186主軸設(shè)計(jì)196.1 主軸結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度設(shè)計(jì)266.2 主軸附件設(shè)計(jì)與選擇266.3主軸潤(rùn)滑與密封277 機(jī)架與粉碎機(jī)安裝設(shè)計(jì)28結(jié)論 29致 30參考文獻(xiàn)311 引言1.1 課題研究背景，目的與其意義此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的是渦輪式灰鈣粉碎機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在當(dāng)今中國(guó)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(shí)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(guó)

8、也在這個(gè)快速發(fā)展的大背景之下越來(lái)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(lái)越多，使用國(guó)家更加關(guān)注這方面的發(fā)展和規(guī)劃。最近幾年來(lái)，在國(guó)家的一系列大的精心調(diào)控下，我國(guó)粉碎機(jī)械工業(yè)正處在歷史上最好的發(fā)展時(shí)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(shí)，國(guó)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(huì)有比較好的前途和應(yīng)用，所以加大了對(duì)這方面的補(bǔ)貼力度。從而提高有關(guān)生產(chǎn)單位對(duì)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，以與可持續(xù)發(fā)展性。渦輪式灰鈣粉碎機(jī)主要是用來(lái)加工灰鈣粉?；?/p>

9、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(guò)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(huì)根據(jù)各個(gè)行業(yè)的需求來(lái)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(dòng)機(jī)來(lái)帶動(dòng)的，有的設(shè)備更是需要更加強(qiáng)大的電

10、能來(lái)作為其工作的動(dòng)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(guó)使用較多的粉碎設(shè)備，是滑石、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，以與化工原料、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(duì)渦輪式粉碎機(jī)的研發(fā)成本和節(jié)能的研究成為了時(shí)下最需要解決和克服的問(wèn)題。在中國(guó)以外的國(guó)家對(duì)于粉碎技術(shù)的開發(fā)起步較國(guó)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(guó)和歐洲等國(guó)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(jí)別的超細(xì)粉體。然而中國(guó)對(duì)超細(xì)粉碎

11、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(guó)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(guó)外先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)為主。現(xiàn)在我們國(guó)已經(jīng)基本可以滿足國(guó)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(zhǎng)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(lè)觀的。這主要會(huì)帶給國(guó)的機(jī)械建筑行業(yè)帶來(lái)更大的福利和給人類帶來(lái)更多的好處。渦輪式灰鈣粉碎機(jī)是國(guó)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(shì)的。但相比較于國(guó)外的那些先進(jìn)的技術(shù)，我們還有很長(zhǎng)的路要走。所以此次畢業(yè)論文渦輪式灰鈣粉碎機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)與結(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)

12、行業(yè)有一定的了解，為將來(lái)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)與其應(yīng)用渦輪式灰鈣粉碎機(jī)的工作特點(diǎn)是將比較大的顆粒或者是大粒度的原料通過(guò)粉碎機(jī)里的各種工作裝置來(lái)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，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(guò)程中主要是對(duì)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

13、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(shì)（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(gè)不同市場(chǎng)的不同需求，擴(kuò)大加工圍。（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)要求完成渦輪式灰鈣粉碎機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中包括：（1）動(dòng)力傳動(dòng)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：1026x582x698mm；（2）主軸速度：

14、3900轉(zhuǎn)/分；（3）粉碎所需功率：18千瓦；（4）產(chǎn)量：1000 (kg/D).；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(shí)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(wèn)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)力傳送裝置組裝而成，因?yàn)榇朔鬯闄C(jī)的工作的主軸轉(zhuǎn)速達(dá)到較高時(shí)就對(duì)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(dòng)排渣、重量比較輕、體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(dòng)軸承來(lái)支撐工作主軸，然后由安裝

15、好的電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng)來(lái)帶動(dòng)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(gè)粉碎過(guò)程中，錘頭轉(zhuǎn)子會(huì)吸進(jìn)來(lái)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(gè)粉碎過(guò)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(guò)進(jìn)料口進(jìn)入粉碎機(jī)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(shí)有助于

16、形成風(fēng)壓和氣流。同時(shí)由于離心力作用，物料會(huì)和壁反復(fù)碰撞形成更加細(xì)的顆粒，經(jīng)過(guò)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(guò)程與前面的大致一樣，物料產(chǎn)品細(xì)度可達(dá)數(shù)微米。最后經(jīng)過(guò)風(fēng)葉輪導(dǎo)入集粉器中，整個(gè)工作原理就結(jié)束了。圖2-1 渦輪式粉碎機(jī)部結(jié)構(gòu)2.3 設(shè)計(jì)方案選擇與確定此機(jī)包含傳動(dòng)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(wú)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)都大不一樣，具有很大的創(chuàng)新性。 如圖 2-2圖 2-2 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)布置電動(dòng)機(jī)主軸高速

17、（1000r/min以上）轉(zhuǎn)動(dòng)，由電機(jī)軸帶動(dòng)V帶輪，通過(guò)V帶的帶傳動(dòng)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(gè)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)。達(dá)到生產(chǎn)要求的物料通過(guò)粉碎機(jī)的風(fēng)葉輪導(dǎo)出出料口，不符合要求的通過(guò)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(guò)轉(zhuǎn)子和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化配置，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、工作平穩(wěn)的特點(diǎn)。 （2） 電動(dòng)機(jī)與主軸采用V帶連接，傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)單，降低成本。（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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

18、生產(chǎn)率，降低成本 。3 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇3.11 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)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(dòng)機(jī)時(shí)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(dòng)機(jī)型號(hào)。此粉碎機(jī)采用V帶傳動(dòng)作為動(dòng)力部分，工作軸上的大帶輪與電動(dòng)機(jī)的連接軸連接在一起。此連接方式比較簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊且安全可靠。所以電動(dòng)機(jī)選用：Y系列立式電動(dòng)機(jī)。3.12 選擇電動(dòng)機(jī)的容量電動(dòng)機(jī)的容量取決于電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱條件來(lái)決定。對(duì)于載荷較穩(wěn)定的，長(zhǎng)時(shí)間不停地運(yùn)行的設(shè)備，要求所選電動(dòng)機(jī)的額定功率Pm等于或稍大于所需的電動(dòng)機(jī)工作功率Po即可，才能使電動(dòng)機(jī)正常工作，

19、不會(huì)因?yàn)檫^(guò)熱而產(chǎn)生安全問(wèn)題。所以一般不需要校核電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為：Po=PW/（KW） （3-1）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(dòng)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(dòng)效率×滾動(dòng)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(dòng)軸承的效率為0.99得=0.96×0.99²=0.941Po=18/0.941=19.12KW綜上所述，電動(dòng)機(jī)額定功率電動(dòng)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(dòng)機(jī)。3.13 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速三相異步電動(dòng)機(jī)在容量一樣的情況下，一般

20、有3000r/m、1500 r/m、1000 r/m、與750 r/m四種同步轉(zhuǎn)速。其同步轉(zhuǎn)速越高，磁極對(duì)數(shù)就越少，因此其外形尺寸也越小，所以價(jià)格就比較低。如果電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速過(guò)高，那么傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比就會(huì)越大，導(dǎo)致傳動(dòng)裝置外形尺寸變大，從而提高了制造成本。而電動(dòng)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(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)該綜合考慮再做比較分析。所以經(jīng)過(guò)比較選同步轉(zhuǎn)速為1500 r/m的Y180L-4電動(dòng)機(jī)。Y180L-4：功率 22KW滿載轉(zhuǎn)速 1470 r/m滿載電流 42.5A滿載效率 91.5%功率因數(shù) 0.86圖 3-1 電動(dòng)機(jī)尺寸3.2 確定總傳動(dòng)比V帶傳動(dòng)的總傳動(dòng)比由選定的電動(dòng)機(jī)滿載

21、轉(zhuǎn)速nm和工作機(jī)主軸轉(zhuǎn)速nw確定，既i=nm/nw（3-2）又因nm=1470 r/mnw=3900 r/m得i=1470/3900=0.383.3 帶傳動(dòng)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； KA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KA=1.5得Pca=KA P=1.5×22=33KW3.32 選擇V帶的帶型根據(jù)計(jì)算功率Pca和主動(dòng)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

22、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VV1=dd1 n1/60×1000=3.14×560×1470/60×1000=43m/s因?yàn)榇藥鲃?dòng)為增速傳動(dòng)所以V1帶速符合要求。計(jì)算從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑由dd2=i dd1計(jì)算并加以圓整。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(zhǎng)度Ld根據(jù)帶傳動(dòng)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）a

23、02（dd1+ dd2）0.7（560+212）a02（560+212）540.4a01544初步選擇中心距為a0=1000mm計(jì)算相應(yīng)的帶長(zhǎng)Ld0。Ld02 a0+（dd1+ dd2）+（dd2 -dd1）²/4 a0（3-4）得Ld02×1000+3.14 (560+212)+(212-560)²/4×10003242.31mm帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld由機(jī)械設(shè)計(jì)查表，下圖表 3-1表 3-1 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld得Ld=3550mm傳動(dòng)的實(shí)際中心距近似為a = a0+(Ld-Ld0)/2=1000+（3550-3242.31）/2=1154mm3.35 驗(yàn)算主動(dòng)

24、輪上的包角2主動(dòng)輪上的包角1大于從動(dòng)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(dòng)輪上，為了提高帶傳動(dòng)的工作能力，應(yīng)使2180º-（dd1 dd2）57.3º/a （3-5）得 2180º-（560 212）57.3º/ 1154=162.7º90º所以合格。3.36 確定帶的根數(shù)ZZ= Pca/P = KA P/(P0+P0)KaKL （3-6）為了使各根V帶受力均勻，帶的根數(shù)不宜過(guò)多，一般應(yīng)該少于十根。查機(jī)械設(shè)計(jì)得KA =1.5P=22P0=16.47P0=0Ka=0.96KL=0.99得Z=3根3.37 確定帶的初拉力（F0

25、）min=500×（2.5- Ka）Pca/ KaZV+qV² （3-7）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=2ZF0sin(1/2)=2×3×555.11×sin(162.7/2)=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=560mm dd2=212mm   根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)查得，主動(dòng)輪選擇腹板式，從動(dòng)輪選擇橢圓輪輻式。

26、材料為HT200。3.42 V帶的截型V帶輪截型為C型 查機(jī)械設(shè)計(jì)bp=19mmb=22mmh=14mmA=237mm²=40º圖 3-3 V帶的截型3.43 帶輪輪緣尺寸bd=19mmhamin=5mmhfmin=16mme=26mmfmin=20mm=38ºB=(Z-1)e+2f=92mm圖 3-4 帶輪輪緣尺寸3.44 主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的結(jié)構(gòu)尺寸主動(dòng)輪dd1=560mm 查表得電動(dòng)機(jī)的主軸直徑為48mmd1=(1.82)d=2×48=96mmh1=46.4mmh2=0.8h1=37.12mmb1=0.4h1=18.56mmb2=0.8b1=

27、14.84mmL=(1.52)d=1.5×48=72mmf1=0.2h1=9.28mmf2=0.2h2=7.4mm圖 3-5 主動(dòng)輪從動(dòng)輪dd2=212mm 粉碎機(jī)主軸最小直徑為40mmd1=(1.82)d=2×40=80mmC=0.25×B=10mmL=(1.52)d=2×40=80mmB=92mm圖3-6 從動(dòng)輪4 粉碎機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1 錘頭與牙板設(shè)計(jì)4.11 錘頭的設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)依靠帶傳動(dòng)帶動(dòng)主軸，然后工作主軸帶動(dòng)錘架轉(zhuǎn)動(dòng)，錘架與錘頭采用螺栓連接。物料從進(jìn)料口進(jìn)入粉碎機(jī)中，馬上受到高速旋轉(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，再高速向機(jī)殼壁

28、和壁的牙板上進(jìn)行二次沖擊而破碎。在粉碎的整個(gè)過(guò)程中，物料之間也相互沖擊粉碎。圖4-1 錘頭設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖錘頭是渦輪式灰鈣粉碎機(jī)的主要工作部件。其質(zhì)量、形狀、和材質(zhì)對(duì)粉碎機(jī)的生產(chǎn)能力有很大的影響。所以，應(yīng)依據(jù)不同的進(jìn)料細(xì)度來(lái)選取合適的錘頭質(zhì)量。錘頭是容易磨損的部件，所以需要經(jīng)常更換。錘頭的材料采用高碳鋼鑄造或鍛造，也可用高錳鋼鑄造。通過(guò)對(duì)高鉻鑄鐵多次的性能試驗(yàn)，選擇高鉻鑄鐵非常合適。高鉻鑄鐵Crl5M02Cu抗磨損能力強(qiáng)，而且鑄造性能好，在渦輪式灰鈣粉碎機(jī)中使用，與合金工具鋼比較，耐磨性提高約8倍左右。經(jīng)過(guò)研究為了滿足各種力學(xué)性能設(shè)計(jì)錘頭轉(zhuǎn)子直徑300mm，中間直徑為60mm,整體寬度為130mm，

29、中間寬度為70mm，葉片寬15mm,如下圖 4-2圖4-2 錘頭轉(zhuǎn)子錘頭采用高鉻鑄鐵Crl5M02Cu制造，共五片方刀片。每塊方刀片長(zhǎng)160mm,寬90mm，厚度為15mm。方刀片與轉(zhuǎn)子裝配如下圖 4-3圖 4-3 錘頭結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子采用平鍵與工作主軸相連接的，隨工作主軸高速回轉(zhuǎn)。所以其結(jié)構(gòu)需要開有鍵槽，厚度也不宜過(guò)大?？紤]到渦輪式灰鈣粉碎機(jī)錘頭與物體發(fā)生沖擊，力的大小時(shí)刻變化，選取平鍵的接觸面積要大一點(diǎn)，才能減小應(yīng)力。一般按正常選取的平鍵基本符合此粉碎機(jī)的正常的運(yùn)轉(zhuǎn)要求。4.12 牙板的設(shè)計(jì)牙板的作用是使物料在第一次與錘頭撞擊后進(jìn)行第二次撞擊，然后再使物料再一次撞擊錘頭進(jìn)一步粉碎。因此牙板的形狀粉

30、碎影響很大。為了達(dá)到排料面積大、成品率高、低能耗，將牙板設(shè)計(jì)成長(zhǎng)方體式。大尺度的物料在錘頭的作用下被拋射到牙板上撞擊后粉碎，提高了成品率，還減少其在機(jī)器中停留的時(shí)間，減少了機(jī)器的運(yùn)行負(fù)荷，降低能耗。牙板材料為高鉻鑄鐵Crl5M02Cu，焊接在殼的壁上。四塊牙板分別相隔90º安裝在圓周壁上，長(zhǎng)120mm，寬30mm，高20mm。邊牙板材料為高鉻鑄鐵Crl5M02Cu，四塊邊牙板分別相隔90º安裝在左側(cè)壁上，長(zhǎng)60mm，寬30mm，高20mm。4.2 斜襯套與斜刀片設(shè)計(jì)粉碎機(jī)主軸的斜刀片和粉碎機(jī)機(jī)殼的斜襯套的間隙能夠控制粉碎物料所需要的細(xì)度。斜襯套基本用錳鋼鑄成，斜襯套厚10m

31、m按設(shè)計(jì)要求安裝在粉碎機(jī)機(jī)殼的壁上。圖 4-4 斜襯套斜刀片與轉(zhuǎn)子采用高鉻鑄鐵Crl5M02Cu，斜刀片則由六片分別組裝在轉(zhuǎn)子上，斜刀片長(zhǎng)120mm，寬50mm，厚15mm,刀尖角度為60º。與轉(zhuǎn)子采用螺栓連接。斜刀片轉(zhuǎn)子直徑為200mm，徑為70mm，寬80mm，與軸采用鍵連接。圖 4-5 斜刀片5 進(jìn)料與出料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1 進(jìn)料口設(shè)計(jì)進(jìn)料口是成一個(gè)方形的一個(gè)漏斗形的形式來(lái)進(jìn)料的，進(jìn)料口嵌入式的固定在筒體蓋板上同時(shí)用螺栓連接進(jìn)行固定，以方便給漏斗裝料和進(jìn)料，另外壁厚加厚能夠增強(qiáng)進(jìn)料口的強(qiáng)度，防止在裝料過(guò)程中使料斗產(chǎn)生變形。進(jìn)料口的方形尺寸為190mm×170mm，壁厚為1

32、6mm。圖 5-1 進(jìn)料口5.2 排料風(fēng)葉與出料口的設(shè)計(jì)5.21 排料風(fēng)葉的設(shè)計(jì)排料風(fēng)葉采用高鉻鑄鐵Crl5M02Cu制造，轉(zhuǎn)子和葉片采用一體化設(shè)計(jì)，排料風(fēng)葉共有6片風(fēng)葉每片風(fēng)葉寬100mm，長(zhǎng)180mm，厚15mm，轉(zhuǎn)子徑為60mm。圖5-2 風(fēng)葉輪5.22 出料口的設(shè)出料口的結(jié)構(gòu)如下圖所示，為圓形。出料口與粉碎機(jī)機(jī)殼互為一體，徑為150mm，壁厚為10mm。6 主軸設(shè)計(jì)6.1 主軸結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度設(shè)計(jì)6.11 初步確定軸的最小直徑工作軸的材料主要采用合金鋼或者是碳素鋼，軸的毛坯大多數(shù)采用軋制圓鋼或者是鍛件。有的則直接采用圓鋼，碳素鋼比合金鋼價(jià)格低，同時(shí)也對(duì)應(yīng)力集中的敏感性偏低?？梢圆捎脽崽幚砘蛘?/p>

33、是化學(xué)熱處理來(lái)提高碳素鋼的耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度。所以綜上所述，選用45號(hào)鋼調(diào)制處理。查機(jī)械設(shè)計(jì)，取A=112 （6-1） 因P=18KW n=3900r/m所以得得dmin19.97mm，故取dmin= dI-II=40mm。又因?yàn)閺膭?dòng)輪B=92mm，所以取L1=72mm。6.12 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(zhǎng)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L2=30mm。III-IV軸段需要設(shè)置止動(dòng)墊圈，且有兩個(gè)。所以dIII-V=dXI-XII=48mm，L3=20mm

34、。L10=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=46mm，L4=L10=4.5mm。V-VI軸段上需要裝配滾動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承采用角接觸球軸承，選用型號(hào)為7310C型軸承。又查機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐與創(chuàng)新得滾動(dòng)軸承B=27mm且有兩只組成一對(duì)，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)錘頭架的徑估算dVI-VII=60mm，L6=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)子徑為70mm，所以估算dVII-VIII=70mm

35、，L7=260mm。VII-IX軸段上安裝有風(fēng)葉，風(fēng)葉徑為60mm，所以dVII-IX=60mm，L8=160mm。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。6.13 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×h=12mm8mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為36mm，同時(shí)為了保證小帶輪與軸的配合有良好的對(duì)中性，故選擇帶輪與軸的配合為H7/r6；同樣錘頭架與軸連接選用平鍵為18mm×11mm×110mm，與軸的配合為H7/r6；斜刀片轉(zhuǎn)子與軸連接選用平鍵為20mm×12mm×60mm，與軸配合

36、為H7/r6；風(fēng)葉轉(zhuǎn)子與軸連接選用平鍵為18mm×11mm×80mm，與軸配合為H7/r6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過(guò)渡配合來(lái)保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。6.14 求軸上的載荷渦輪式灰鈣粉碎機(jī)主軸上有滾動(dòng)軸承、錘頭轉(zhuǎn)子、斜刀片轉(zhuǎn)子、風(fēng)葉輪所以可知實(shí)際物料的沖擊粉碎是很復(fù)雜的，所以采用功率分配的方法來(lái)進(jìn)行受力分析。將錘頭轉(zhuǎn)子稱為組件1，斜刀片轉(zhuǎn)子為組件2，風(fēng)葉為組件3。另外在功率分配時(shí)不考慮阻尼和系統(tǒng)摩擦等因素還有質(zhì)量因素。根據(jù)粉碎機(jī)的工作功率為18KW，工作主軸上有三個(gè)轉(zhuǎn)子在運(yùn)轉(zhuǎn)為主要零部件，也就是主要的受力件。所以如果不計(jì)轉(zhuǎn)子的質(zhì)量進(jìn)行分配按三個(gè)轉(zhuǎn)子的外徑大小

37、和主要功用進(jìn)行綜合分配。三個(gè)轉(zhuǎn)子中組件1外徑比較大且是在粉碎機(jī)運(yùn)作的過(guò)程中需要進(jìn)行大量受力的運(yùn)動(dòng)所以其功率分配為最大，組件2是三個(gè)轉(zhuǎn)子中最小的所以其分配到的功率為最小，組件3的分配功率要比組件1小卻比組件2大。所以經(jīng)過(guò)綜合考量得組件1的工作功率為7KW，組件2的工作功率為5KW，組件3的工作功率為6KW。主軸的輸入轉(zhuǎn)矩為T=9550000×P/n （6-2）式中T-轉(zhuǎn)矩，Nmm； 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 r/min得轉(zhuǎn)矩T=9550000×P/n=44077 Nmm。按工作功率分配錘頭為7KW，斜刀片

38、為5KW，風(fēng)葉為6KW。得 T1=9550000×7/3900=17141 Nmm T2=9550000×5/3900=12244 NmmT3=9550000×6/3900=14692 Nmm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=2T/d （6-3）Fa=Ft×tan（6-4）Fr=Ft/cos（6-5）所以得 Ft1=2T1/d1=2×17141/400=86NFa1=Ft1×tan=86tan30º=50NFr1= Ft1/cos=86

39、/cos30º=100N求作用在斜刀片上的力d2=320mm，斜刀片上沒(méi)有Fa力。Ft2=2T2/d2=2×12244/320=76.5NFr2= Ft2/cos=76.5/cos30º=76.5N求作用在風(fēng)葉上的力d3=420mm，風(fēng)葉輪上也沒(méi)有Fa力。Ft3=2T3/d3=2×14692/420=70NFr3= Ft3/cos=70/cos30º=70N作出主軸的受力簡(jiǎn)圖如圖所示圖 6-2 軸受力簡(jiǎn)圖根據(jù)主軸尺寸和帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)結(jié)果，帶對(duì)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

40、)+Ft3(295+298+132)-F×115/860=-295NFR左=Ft1(298+132+135)+Ft2(132+135)+Ft3135+F(115+860)/860=3789N圖 6-3 軸承受力圖M1=FRA295=1117755 NmmM2=FRB593=174935 NmmM3=FRB135=-39825 Nmm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6.15 校核軸的強(qiáng)度已知軸的彎矩和扭矩后，應(yīng)該對(duì)彎矩受力比較大和扭矩受力也同時(shí)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(duì)其進(jìn)行彎扭合成應(yīng)力的校核。ca=32.588Mp

41、a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，所以是安全的。6.16 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度經(jīng)過(guò)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(xiǎn)截面。截面VII左側(cè)抗彎截面系數(shù) W=0.1d³ （6-6） W=0.1×60³mm³=21600 mm³抗扭截面系數(shù) WT=0.2d³ （6-7） WT=0.2×60³mm³=43200 mm³截面VII左側(cè)的彎矩M為M=1117755 Nmm截面VII左側(cè)的扭矩T為T=17141 Nmm

42、截面上的彎曲應(yīng)力為b=M/W=1117755/21600=51.94Mpa截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力T=T/WT=17141/43200=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=640Mpa，-1=275Mpa，-1=155Mpa。因r/d=2.0/60=0.033，D/d=70/60=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= 0.85 k=1+ q(-1) （6-8）得 k=1+0.82×（2.0-1）=1.82 k=1+ q(-1) （6-9）得 k=1+0.85×（1.31-1）=1.26查機(jī)械設(shè)計(jì)得=0.6

43、7，=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=1.82/0.67+1/0.92-1=2.80K= k /+1/-1=1.26/0.82+1/0.92-1=1.62碳鋼的特性系數(shù)=0.1=0.05于是計(jì)算安全系數(shù)S=-1/（Ka+m） （6-10）得S=275/(2.80×51.74+0)=1.89S=-1/( Ka+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)

44、抗彎截面系數(shù) W=0.1d³W=0.1×70³mm³=34300 mm³抗扭截面系數(shù) WT=0.2d³WT=0.2×70³mm³=68600mm³截面VII右側(cè)的彎矩M為M=174935Nmm截面VII右側(cè)的扭矩T為T=12244 Nmm截面上的彎曲應(yīng)力為b=M/W=174935/34300=5.1Mpa截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力T=T/WT=12244/68600=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+1/0.92-1=

45、3.25K= k /+1/-1=2.53+1/0.92-1=2.62所以軸在右側(cè)的安全系數(shù)可得為S=-1/（Ka+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)度合格。6.2 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(dòng)軸承來(lái)使其順利工作，因?yàn)檩S的工作為高速轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到了3900r/min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(hào)選

46、擇為7310C的徑為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(duì)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(C/P)/60n （6-12）公式中C為角接觸球軸承的額定動(dòng)載荷53.5KN，n為軸承轉(zhuǎn)速為3900r/m?？傻么溯S承的基本額定靜載荷C0=47.2KN，當(dāng)量動(dòng)載荷P=8870.28N。根據(jù)公式得Lh=1000000(C/P)/60n=1000000（47200/8870.28）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