塊狀物質(zhì)滾筒回轉(zhuǎn)式粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【帶CAD圖紙】
塊狀物質(zhì)滾筒回轉(zhuǎn)式粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【帶CAD圖紙】,帶CAD圖紙,塊狀,物質(zhì),物資,滾筒,回轉(zhuǎn),粉碎機(jī),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),cad,圖紙
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）
題 目 塊狀物質(zhì)滾筒回轉(zhuǎn)式粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
系 部 機(jī)械工程學(xué)院
專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年級(jí)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)教師
塊狀物質(zhì)滾筒回轉(zhuǎn)式粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
專(zhuān)業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
【摘 要】：本產(chǎn)品主要針對(duì)非金屬礦物的粉碎而設(shè)計(jì)。根據(jù)產(chǎn)品的主要粉碎對(duì)象與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)命名為塊狀物質(zhì)立式攪拌棒粉碎機(jī)。文章首先介紹了非金屬礦物的現(xiàn)狀及一些相關(guān)內(nèi)容，然后說(shuō)明粉碎機(jī)的發(fā)展史以及目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀和未來(lái)的發(fā)展方向，并根據(jù)產(chǎn)品的性能等要求，說(shuō)明產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案由來(lái)。在粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)主要的部件進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)，并根據(jù)粉碎機(jī)的性能確定了V帶、齒輪、電機(jī)、軸的具體參數(shù)。再根據(jù)這些參數(shù)繪制出了粉碎機(jī)的裝配圖，同時(shí)論文對(duì)其他的部件也進(jìn)行了說(shuō)明，如：進(jìn)料口、攪拌棒等。此產(chǎn)品的主要優(yōu)點(diǎn)在于物料粉碎均勻，能耗低等。詳細(xì)信息請(qǐng)參考本文。
【關(guān)鍵詞】：塊狀物質(zhì) 粉碎機(jī) 攪拌棒 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
Rod mill structure design of clumps of vertical mixing
Major: Mechanical Engineering and automation
【Abstract】:This product is designed mainly for crushing of non-metallic minerals. According to the product main crushing object and its internal structure named clumps of vertical mixing rod mill. This article first introduces the status of non-metallic minerals and some related content, then explain the history of the development of mill and the present situation and the future development direction, and according to the product performance requirements, design scheme of product origin. In the design process of mill, has carried on the detailed design to the main component, and the specific parameters of V belt, gear, shaft, motor was determined according to the performance of crusher. According to these parameters to draw the assembly drawing mill, at the same time, the other parts are also described, such as: inlet, a stirring bar. The main advantage of this product is to crush materials uniform, low energy consumption. Detailed information please refer to this article.
【Key words】: bulk material mill stirring rod structure design
目 錄
1 前 言 1
1.1緒論 1
1.2 破碎機(jī)的分類(lèi)及工作原理詳解 1
2 粉碎機(jī)的工作原理和構(gòu)造 4
2.1概述 4
2.2破碎機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu) 4
2.3粉碎機(jī)的發(fā)展方向 5
2.4本次設(shè)計(jì)思路 6
3粉碎機(jī)的理論與要求 6
3.1非金屬性能 6
3.2粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7
3.3粉碎機(jī)的工作原理 8
4粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 9
4.1電動(dòng)機(jī)的選擇 9
4.2傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和傳動(dòng)比分配 9
4.3傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 10
5 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) 11
5.1圓錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 11
5.1.1按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 11
5.1.2 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 12
5.1.3幾何尺寸計(jì)算 13
5.2 圓柱斜齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 14
6 軸的計(jì)算 19
6.1減速器高速軸I的設(shè)計(jì) 19
6.2中速軸Ⅱ的設(shè)計(jì) 24
6.3低速軸Ⅲ的設(shè)計(jì) 26
6.4 軸承的選擇及壽命計(jì)算 28
7 鍵的校核 35
7.1根據(jù)軸的直徑選擇鍵 35
7.2校核鍵的承載能力 35
8 軸承的潤(rùn)滑及密封 37
9 粉碎機(jī)的主體設(shè)計(jì) 37
9.1中心軸及攪拌棒 37
9.2進(jìn)料口和出料口 38
9.3攪拌棒 39
9.4旋轉(zhuǎn)擋板 39
9.5機(jī)架裝置 39
總 結(jié) 40
參考文獻(xiàn) 41
致 謝 42
43
1 前 言
1.1緒論
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，礦產(chǎn)資源的綜合利用技術(shù)與其產(chǎn)業(yè)迅猛前進(jìn)，到1999年我國(guó)已建成10 879座國(guó)有大中型礦山和227 854個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)集體企業(yè)，全國(guó)礦石采掘總量超過(guò)50億噸，礦業(yè)總產(chǎn)值為4 000億元。
物料的破碎是許多行業(yè)(如冶金、礦山、建材、化工、陶瓷筑路等)產(chǎn)品生產(chǎn)中不可缺少的工藝過(guò)程。由于物料的物理性質(zhì)和結(jié)構(gòu)差異很大,為適應(yīng)各種物料的要求,破碎機(jī)的品種也是五花八門(mén)的。就金屬礦選礦而言,破碎是選礦廠(chǎng)的首道工序,為了分離有用礦物,不但分為粗碎、中碎、細(xì)碎,而且還要磨礦。因?yàn)槠扑槭沁x礦廠(chǎng)的耗能大戶(hù)(約占全廠(chǎng)耗電的50%),為了節(jié)能和提高生產(chǎn)效率,所以提出了“多碎少磨”的技術(shù)原則。這使破碎機(jī)向細(xì)碎、粉碎和高效節(jié)能方向發(fā)展。
另外隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展,破碎機(jī)也向自動(dòng)化方向邁進(jìn)(如國(guó)外產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)機(jī)電液一體化、連續(xù)檢測(cè),并自動(dòng)調(diào)節(jié)給料速率、排礦口尺寸及破碎力等)。隨著開(kāi)采規(guī)模的擴(kuò)大,破碎機(jī)也在向大型化發(fā)展,如粗碎旋回破碎機(jī)的處理能力已達(dá)6000th。至于新原理和新方式的破碎(如電、熱破碎)尚在研究試驗(yàn)中,暫時(shí)還不能用于生產(chǎn)。對(duì)粗碎而言,目前還沒(méi)有研制出更新的設(shè)備以取代傳統(tǒng)的顎式破碎機(jī)和旋回式破碎機(jī),主要是利用現(xiàn)代技術(shù),予以改進(jìn)、完善和提高耐磨性,達(dá)到節(jié)能、高效、長(zhǎng)壽的目的。細(xì)碎方面新機(jī)型更多些?？偟膩?lái)看,值得提出的有:顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、沖擊式破碎機(jī)和輥壓機(jī)。而應(yīng)用最廣泛的就是鄂式破碎機(jī)。
1.2 破碎機(jī)的分類(lèi)及工作原理詳解
專(zhuān)業(yè)的礦山機(jī)械行業(yè)用的碎石機(jī)可分為：鄂式破碎機(jī)，錘式破碎機(jī)，復(fù)合式破碎機(jī)，輥式破碎機(jī)，沖擊式破碎機(jī)，石頭破碎機(jī)，反擊式破碎機(jī)等。
1、鄂式破碎機(jī)：顎式破碎機(jī)具有破碎比大、產(chǎn)品粒度均勻、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、維修簡(jiǎn)便、運(yùn)營(yíng)費(fèi)用經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。
2、錘式破碎機(jī)：（環(huán)錘式破碎機(jī)）簡(jiǎn)稱(chēng)：錘破，主要適用于破碎各種脆性材料的礦物。被破碎物料為煤、鹽、白亞、石膏、明礬、磚、瓦、石灰石等。
3、反擊式破碎機(jī)：簡(jiǎn)稱(chēng)反擊破，適用于破碎中硬物料，如水泥廠(chǎng)的石灰石破碎，具有生產(chǎn)能力大，出料粒度小的優(yōu)點(diǎn)。
4、復(fù)合式破碎機(jī)：簡(jiǎn)稱(chēng)（復(fù)合破）適用于建材、礦業(yè)、冶金、化工工業(yè)破碎石灰石、熟料、煤及其它礦石。特點(diǎn)：生產(chǎn)能力大；破碎比高，能耗低；密封性好，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；維護(hù)方便。
5、輥式破碎機(jī)：對(duì)輥破碎機(jī)（輥式破碎機(jī),對(duì)輥式破碎機(jī)）供選礦、化學(xué)、水泥、建筑材料等工業(yè)部門(mén)中碎和細(xì)碎各種中等硬度以下的礦石和巖石之用。
6、沖擊式破碎機(jī)：又稱(chēng)制砂機(jī)，廣泛適用于各種巖石、磨料、耐火材料、水泥熟料、石英石、鐵礦石、混凝土骨料等多種硬、脆物料的中碎、細(xì)碎（制砂粒）。HX系列沖擊式破碎機(jī)（制砂機(jī)）對(duì)建筑用砂、筑路用砂石優(yōu)為適宜。
7、破碎塊料所用的方法？
破碎塊料所用的方法（見(jiàn)圖）有：
①壓碎。將塊料置于兩個(gè)平面之間,施加壓力,塊料因應(yīng)力超過(guò)其抗壓強(qiáng)度而破碎。此法適用于破碎堅(jiān)硬的物料。
②劈裂。塊料受帶有尖棱的工作面的擠壓，因擠壓力作用面上的拉應(yīng)力超過(guò)大塊物料抗拉強(qiáng)度而被劈裂。脆性物料的抗拉強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度小得多，故宜采用劈裂。
③折斷。使塊料受到彎曲，因彎曲應(yīng)力超過(guò)物料的抗彎強(qiáng)度而破碎。在多數(shù)情況下，塊料的破碎是上述各種方法綜合作用的結(jié)果，僅有主次之分。在生產(chǎn)中可根據(jù)物料的性質(zhì)（主要是硬度及韌度）來(lái)選擇破碎的方法。
9、破碎過(guò)程的能耗分析
破碎過(guò)程消耗大量的機(jī)械能。
大部分能量消耗在物料的變形和裂縫的形成，僅一小部分用于形成固體自由表面。1867年，雷廷格爾 (P.R.vonRittinger)提出“面積說(shuō)”，認(rèn)為：“破碎過(guò)程的功耗與破碎過(guò)程中物料新生成的表面積成正比?！?874年基爾皮喬夫 (В.Л.кирпичёв)、1885年基克（F.Kick）提出“體積說(shuō)”，認(rèn)為“破碎時(shí)的功耗與被破碎物料的體積或重量成正比”,適用于粗碎作業(yè)。1950年邦德(F.C.Bond)和王仁東提出了“裂縫說(shuō)”,認(rèn)為：“破碎過(guò)程功耗與物料在破碎過(guò)程中所形成的裂縫長(zhǎng)度成正比”，成為現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的破碎“第三理論”，適用于中、細(xì)碎作業(yè)。
礦石和物料的破碎難易度,取決于其物理-機(jī)械性質(zhì)和本身的裂隙。通常以可碎性表示。方法有二：
① 可碎性系數(shù)法 同一破碎機(jī)在同樣條件下破碎不同礦石時(shí)處理能力之比?？伤樾韵禂?shù)為破碎機(jī)在同樣條件下破碎待定礦石的處理能力和破碎機(jī)破碎中硬礦石的處理能力的比值,通常以石灰石作為標(biāo)準(zhǔn)中硬礦石,其可碎性系數(shù)為1。
② 功指數(shù)法 用雙擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)測(cè)定礦石或物料的沖擊破碎功指數(shù)，并用功指數(shù)大小表示其可碎性。
破碎機(jī)的效率通常用比功耗表示，即破碎一噸礦石功耗的大小(kW·h)。把粒度上限為900～1200mm顆粒群破碎到粒度上限為25mm顆粒群的比功耗約為1.5～3kW·h。通常選礦廠(chǎng)破碎作業(yè) (包括篩分和運(yùn)輸)的能量消耗約占選礦廠(chǎng)總能量消耗的10％左右。
輸入破碎機(jī)的能量消耗于發(fā)生聲、熱、破碎機(jī)零件和部件的磨損、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的摩擦損失、電氣損失和使礦石產(chǎn)生微裂縫及形成新表面等方面。除最后兩項(xiàng)為有用功外，其他都屬于能量的無(wú)益損耗。60年代中期以來(lái)正研究新的破碎方法，如熱電、激光、高速氣流、減壓等。
2 粉碎機(jī)的工作原理和構(gòu)造
2.1概述
粉碎機(jī)是一種較古老的粉碎機(jī)械。破碎機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)體緊湊輕便，價(jià)格低廉，工作可靠，調(diào)整破碎比較方便，破碎時(shí)過(guò)粉碎現(xiàn)象少，能粉碎粘濕物料。正由于輥式破碎機(jī)具有上述優(yōu)點(diǎn)，目前仍有一些工業(yè)部門(mén)使用，且有新的改進(jìn)和發(fā)展。輥式破碎機(jī)的缺點(diǎn)是：生產(chǎn)能力低，要求將物料均勻連續(xù)地喂到輥?zhàn)尤L(zhǎng)上，否則輥?zhàn)幽p不均，且所得產(chǎn)品粒度也不易均勻，需要經(jīng)常修理。對(duì)于光面輥式破碎機(jī)，喂入料塊的尺寸要比輥?zhàn)拥闹睆叫〉枚?，故不能破碎大塊物料，也不宜破碎堅(jiān)硬物料，通常作中硬或松軟物料的中、細(xì)碎。齒面輥式破碎機(jī)雖然可以鉗進(jìn)較大的料塊，但也限于中碎時(shí)使用，而且料塊的抗壓強(qiáng)度不能超過(guò)60.8MPa，否則齒棱很易折斷。
按輥?zhàn)拥臄?shù)目，輥式破碎機(jī)可以分為單輥、雙輥、三輥和四輥四種型式；按輥面形狀，可以分為光面、槽面和齒面輥式破碎機(jī)等三種。輥式破碎機(jī)的規(guī)格用輥?zhàn)拥闹睆? 輥?zhàn)娱L(zhǎng)度L來(lái)表示)。
2.2破碎機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu)
粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖。破碎機(jī)構(gòu)是由一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)輥?zhàn)雍鸵粔K顎板組成。帶齒的襯套! 用螺栓安裝在輥芯上，齒尖向前伸出如鷹嘴狀，襯套磨損后可以拆換，輥?zhàn)用鎸?duì)著顎板，顎板掛在心軸上，顎板上面鑲有耐磨的襯板。顎板通過(guò)兩根拉桿( 借助于頂在機(jī)架上的彈簧) 的壓力拉向輥?zhàn)?，使顎板與輥?zhàn)颖３忠欢ň嚯x。輥?zhàn)虞S支承在裝于機(jī)架兩側(cè)壁的軸承上，工作時(shí)只有輥?zhàn)有D(zhuǎn)，料塊從加料斗喂入，在顎板與輥?zhàn)又g受擠壓作用，并受到齒尖的沖擊和劈裂作用而粉碎。如遇有難碎物掉入，所產(chǎn)生的作用力就會(huì)使彈簧壓縮，顎板離開(kāi)輥?zhàn)佣龃蟪隽峡?，使難碎物排出而避免機(jī)件的損壞。輥?zhàn)虞S上裝有飛輪，以平衡破碎機(jī)的動(dòng)能。
破碎時(shí)，料塊受到輥?zhàn)由系凝X棱撥動(dòng)而卸出機(jī)外，因此是強(qiáng)制卸料，粉碎粘濕的物料也不致發(fā)生堵塞。單輥破碎機(jī)宜用于粉碎中硬或松軟的物料，如石灰石、硬質(zhì)粘土及煤塊等。當(dāng)物料比較粘濕（如含土石灰石等）時(shí)，它的粉碎效果比使用顎式破碎機(jī)和圓錐破碎機(jī)都好，特別是對(duì)于破碎片狀粘土物料，與顎式或圓錐破碎機(jī)相比，在性能與機(jī)體緊湊方面均有優(yōu)越之處。單輥破碎機(jī)的規(guī)格是用輥?zhàn)又睆胶烷L(zhǎng)度來(lái)表示。
2.3粉碎機(jī)的發(fā)展方向
未來(lái)非金屬礦物原料或材料總的發(fā)展趨勢(shì)是高純、超細(xì)和功能化。以高純超細(xì)非金屬礦物深加工原料為龍頭，綜合開(kāi)發(fā)利用各種非金屬礦產(chǎn)。雖然可以通過(guò)化學(xué)合成法制備高純超細(xì)粉體，但萬(wàn)惡過(guò)高，至今未能用于工業(yè)化生產(chǎn)。獲得超細(xì)粉體的主要手段仍然是機(jī)械粉碎方式，用機(jī)械方式制取超細(xì)粉體所依賴(lài)的超細(xì)粉碎與分級(jí)技術(shù)的難度不斷增大，其研究深度永無(wú)止境。超細(xì)粉碎技術(shù)是多方面技術(shù)的綜合，其發(fā)展也有賴(lài)于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，如高硬高韌耐磨構(gòu)件的加工、高速軸承、亞微米級(jí)顆粒粒度分布測(cè)定等。因此，超細(xì)粉碎技術(shù)的發(fā)展應(yīng)集中在以下幾個(gè)方面：
（1） 開(kāi)發(fā)與超細(xì)粉碎設(shè)備相配套的精細(xì)分級(jí)設(shè)備及其它配備設(shè)備。超細(xì)粉碎與分級(jí)設(shè)備相結(jié)合的閉路工藝，可以提高生產(chǎn)效率，降低能耗，保證合格產(chǎn)品粒度?？梢哉f(shuō)，大處理量、高精度分級(jí)設(shè)備是超細(xì)粉碎技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。要更多地從整個(gè)工藝系統(tǒng)的角度來(lái)進(jìn)行研究與開(kāi)發(fā)，在現(xiàn)有粉碎設(shè)備的基礎(chǔ)上改進(jìn)、配套和完善分級(jí)設(shè)備、產(chǎn)品輸送設(shè)備等其它輔助工藝設(shè)備。
（2） 提高效率，降低能耗，不斷提高和改進(jìn)超細(xì)粉碎設(shè)備。超細(xì)粉碎技術(shù)的關(guān)鍵是設(shè)備，因此，首先要開(kāi)發(fā)新型超細(xì)粉碎設(shè)備及其相應(yīng)的分級(jí)設(shè)備，后者似乎更為迫切。助磨劑和表面活性分散劑將應(yīng)用于超細(xì)粉碎工藝中。
（3） 設(shè)備與工藝研究開(kāi)發(fā)一體化。超細(xì)粉碎與分級(jí)設(shè)備必須適應(yīng)具體物料特性和產(chǎn)品指標(biāo)，規(guī)格型號(hào)多樣化，而不存在對(duì)任何物料都是高義萬(wàn)能的超細(xì)粉碎與分級(jí)設(shè)備。
（4） 開(kāi)發(fā)多功能超細(xì)粉碎和表面改性設(shè)備。如將超細(xì)粉碎和干燥等工序結(jié)合、超細(xì)粉碎與表面改性相結(jié)合、機(jī)械力化學(xué)原理與超細(xì)粉碎技術(shù)相結(jié)合，可以擴(kuò)大超細(xì)粉碎技術(shù)的應(yīng)用范圍。借助于表面包覆、固態(tài)互溶現(xiàn)象，可制備一些具有獨(dú)特性能的新材料。
（5） 開(kāi)發(fā)研究與超細(xì)粉碎技術(shù)相關(guān)粒度檢測(cè)和控制技術(shù)。超細(xì)粉碎的粒度檢測(cè)和控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)超細(xì)粉體工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)的重要條件之一。粒度測(cè)試儀器和測(cè)定的控制技術(shù)，是與超細(xì)粉碎技術(shù)密切相關(guān)的，必須與這些領(lǐng)域的專(zhuān)家聯(lián)合攻關(guān)。
現(xiàn)代工程技術(shù)將需要越來(lái)越多的高純超細(xì)粉體,超細(xì)粉碎技術(shù)在高新技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中將起著越來(lái)越重要的作用。
在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)仍將以機(jī)械粉碎方式為主，多種粉碎設(shè)備和粉碎工藝同時(shí)發(fā)展，太和和產(chǎn)品品種多這一特點(diǎn)決定了非金屬礦物粉碎加工技術(shù)和設(shè)備的多樣性發(fā)展。
2.4本次設(shè)計(jì)思路
由于超細(xì)粉碎技術(shù)及其設(shè)備的應(yīng)用廣泛，所涉及的領(lǐng)域有化工、建材、電子、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、造紙等，被粉碎的物料也是多種多樣，再加上現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展對(duì)材料的深加工提出的要求越來(lái)越高，如粒度為均勻化、品質(zhì)高純度、粉體形狀的特護(hù)要求等等，這些因素都促使超細(xì)粉碎技術(shù)及其設(shè)備向跟高更遠(yuǎn)的方向發(fā)展。雖然各個(gè)領(lǐng)域的超細(xì)粉碎設(shè)備個(gè)不一樣，但其設(shè)計(jì)思路主要圍繞以下幾點(diǎn)：
1)原理上考慮提高有效粉碎能，大多采用沖擊、剪切、摩擦等力的綜合作用進(jìn)行超細(xì)粉碎；
2)結(jié)構(gòu)采用超細(xì)粉碎一分級(jí)一體型式，利用高效氣流分級(jí)裝置不僅可以提高其微細(xì)化粒度，而且可以實(shí)現(xiàn)粒度分布均勻化或特定化；
3)粉碎產(chǎn)品流動(dòng)性好、純度高。
3粉碎機(jī)的理論與要求
3.1非金屬性能
非金屬材料的密度較鋼、鐵、銅、鉛等金屬材料小得多，有些比鋁、鎂、鈦等還輕。按比強(qiáng)度(強(qiáng)度/比非金屬材料重)計(jì)算，有的纖維樹(shù)脂復(fù)合材料的常溫比強(qiáng)度超過(guò)高強(qiáng)度鋼和高強(qiáng)度鋁。這些材料被用來(lái)制造手輪、手柄、支架、罩殼、儀表板等一般輕質(zhì)結(jié)構(gòu)件，也可用來(lái)制造飛機(jī)機(jī)翼和葉片、整體船艇、汽車(chē)車(chē)身和傳動(dòng)軸、高速紡織綜框、高壓容器等高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件，這樣可以減輕自重、增加運(yùn)載能力或提高運(yùn)行速度、節(jié)約能源。
某些無(wú)機(jī)非金屬材料因硬度高而耐磨，如用金剛石、 碳化硅、 剛玉等制作的砂輪、砂布(紙)、油石、研磨劑和刀具，可供磨削和切削之用;有些材料因有高彈性而耐磨，如橡膠輪胎和運(yùn)輸皮帶能抵抗泥沙、礦石、煤炭等顆粒的磨損;有些材料借其自身固有的潤(rùn)滑性能和低摩擦系數(shù)而能減少摩擦和磨損，如塑料、石墨、氮化硅等制成的軸承、導(dǎo)軌、活塞環(huán)、密封圈等機(jī)械零件，能在無(wú)油干摩擦或少油潤(rùn)滑條件下安全運(yùn)行，這對(duì)忌油脂或不便供給油潤(rùn)滑的場(chǎng)合特別有利。
耐腐蝕材料,如陶瓷、搪瓷、石墨、鑄石、塑料等的大多數(shù)品種，都能耐酸、堿、鹽、有機(jī)溶劑和很多其他化學(xué)藥品。非金屬材料實(shí)驗(yàn)機(jī)如不透性石墨能抵抗?jié)馑岷蜐鈮A，聚四氟乙烯塑料則幾乎能耐所有化學(xué)藥品，甚至在氧化性最強(qiáng)的沸騰王水中也不受侵蝕。這些材料適于制造化工用的容器、塔器、鼓風(fēng)機(jī)、泵、管、閥等機(jī)械設(shè)備和零部件。
密封材料,如橡膠、塑料、石棉和柔性石墨等因有良好的柔性和彈性而適于制造動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的密封零件，如壓縮機(jī)的活塞環(huán)、密封填料、O型和V型密封圈等。20世紀(jì)60年代以來(lái)，還出現(xiàn)了一種以樹(shù)脂或橡膠為基體、稱(chēng)為液體密封膠的密封材料，適用于各種靜態(tài)密封，使用方便。
電絕緣材料,如橡膠、塑料、陶瓷、石棉、云母、玻璃布層壓板(屬?gòu)?fù)合材料)都是應(yīng)用廣泛的。
3.2粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
本次設(shè)計(jì)的是立式攪拌棒粉碎機(jī)。立式機(jī)械沖擊粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)軸豎直設(shè)置，在驅(qū)動(dòng)軸上有不同梯度的攪拌棒回轉(zhuǎn)進(jìn)行物料的粉碎。
機(jī)械沖擊粉碎機(jī)有立式和臥式之分，結(jié)構(gòu)分別如圖2—1（a）、（b）所示
（a）臥式粉碎機(jī) （b）立式粉碎機(jī)
圖2—4 粉碎機(jī)示意圖
從圖中可以看出，立式結(jié)構(gòu)在空間利用率、粉碎機(jī)的安裝穩(wěn)定性等方面都具有明顯的優(yōu)勢(shì)。另外，從實(shí)踐中可知，立式結(jié)構(gòu)的粉碎機(jī)，物料從進(jìn)料口進(jìn)入粉碎室進(jìn)行粉碎再?gòu)某隽峡诔鑫锪?，這一過(guò)程中物料受重力的作用，可以更方便的粉碎和排出物料，因而粉碎充分且效率高，粒度要求容易滿(mǎn)足；還由于其軸是豎直安裝，因而其軸承及其它密封裝置所受的縱向力要小，使用壽命要長(zhǎng)。
3.3粉碎機(jī)的工作原理
破碎理論是解決物料粉碎與能量消耗關(guān)系的理論基礎(chǔ)，探索物料粉碎狀態(tài)與能量消耗之間的內(nèi)在聯(lián)系，對(duì)指導(dǎo)制造更有利于粉碎、更節(jié)能的粉碎設(shè)備，對(duì)降低能耗、節(jié)約能源有重要的理論研究?jī)r(jià)值和重大的現(xiàn)實(shí)意義。自19世紀(jì)，提出了破碎理論的新概念以來(lái)，到上個(gè)世紀(jì)80年代加巴洛夫從結(jié)構(gòu)化學(xué)的角度研究了粉碎能耗問(wèn)題。破碎理論經(jīng)過(guò)100多年的發(fā)展與完善，在粉碎領(lǐng)域起著重要的指導(dǎo)作用。但這些理論都在一定程度上存在不足及其局限性，從實(shí)際使用出發(fā)，三大粉碎理論都有各自的適用范圍，具有一定的片面性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)有的理論落后于實(shí)踐，傳統(tǒng)破碎理論的缺陷與不足日顯突出，在許多領(lǐng)域已不能起到指導(dǎo)作用。為此，尋求更合理、更準(zhǔn)確、更能反映實(shí)際粉碎狀態(tài)的破碎理論已迫在眉睫。物料變形、破碎過(guò)程十分復(fù)雜、它不是一個(gè)孤立系統(tǒng)，而是一個(gè)與外界有物質(zhì)和能量交換的開(kāi)放系統(tǒng)，也是一個(gè)由穩(wěn)態(tài)一漸變一突變的螺旋式演變過(guò)程，同時(shí)伴隨聲、熱等能量的耗散。要完整建立系統(tǒng)，建立物料粉碎功耗方程，需要多學(xué)科的理論做基礎(chǔ)，在多學(xué)科交叉融合的前提下，來(lái)建立功耗方程才可能更完善和全面，才能揭示物料粉碎這一復(fù)雜系統(tǒng)的內(nèi)在演變機(jī)理。
立式粉碎機(jī)采用多口進(jìn)料，增大了物料進(jìn)入粉碎室的第一次打擊面，喂料輪將物料均勻分散地送至粉碎室進(jìn)料口，從而使粉碎過(guò)程均勻自如。轉(zhuǎn)子為水平狀態(tài)下旋轉(zhuǎn)工作，轉(zhuǎn)子財(cái)團(tuán)360度范圍及下方均為篩板，因而篩理面積大。進(jìn)料裝置無(wú)需配備吸風(fēng)系統(tǒng)，這樣即節(jié)省了這部份電耗，又解決了由于吸風(fēng)系統(tǒng)故障而產(chǎn)生的粉碎效率低下的問(wèn)題。但當(dāng)篩網(wǎng)孔小于4mm時(shí)應(yīng)考慮采用吸風(fēng)裝置。因?yàn)闇囟容^低時(shí)容易產(chǎn)生粉塵，出料口采用吸風(fēng)裝置，粉碎效率會(huì)有所提高。立式粉碎機(jī)可配變頻器以實(shí)現(xiàn)喂料量的自動(dòng)調(diào)控，使主電機(jī)始終保持在額定負(fù)荷狀態(tài)下工作，以獲得最經(jīng)濟(jì)加工手段。與臥式粉碎機(jī)相比，立式粉碎機(jī)的重要重力作用比較明顯，物料從粉碎室頂部進(jìn)料口萍時(shí)，其運(yùn)動(dòng)軌跡正好與旋轉(zhuǎn)的攪拌棒的運(yùn)動(dòng)軌跡垂直相交，加上有多個(gè)進(jìn)料口同時(shí)進(jìn)料，因而物料擊中率較高。由于轉(zhuǎn)子上下層存在長(zhǎng)短差異，在上層由較短的攪拌棒末端和篩網(wǎng)之間形成的預(yù)粉碎區(qū)內(nèi)，大部分物料就得到了粉碎或半粉碎，粉碎合格的物料迅速通過(guò)周?chē)?60范圍的篩孔排出粉碎室。半粉碎或未粉碎的物料繼續(xù)下落，落入轉(zhuǎn)子下層的主粉碎區(qū)，于下層攪拌棒對(duì)物料繼續(xù)施加沖擊力外，還入得研磨力等聯(lián)合作用，以使物料得到進(jìn)一步的粉碎。
4粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)
本文第二章已經(jīng)為粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了初步的設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在我們將對(duì)粉碎機(jī)的各組成零部件進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)，其中包括電機(jī)的選擇，傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)及粉碎執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算。
本次設(shè)計(jì)主要是粉碎和篩選非金屬礦物，達(dá)到所需的粒度要求來(lái)進(jìn)行更好的利用。本文以硬質(zhì)pvc為例，進(jìn)行設(shè)計(jì)介紹。
硬PVC比重：1.38克/立方厘米，成型收縮率：0.6-1.5%，成型溫度：160-190℃。軟化溫度為80℃。
一次進(jìn)料10kg，其體積為V=7246.35cm3，硬PVC材料被粉碎后的體積為實(shí)料的2倍，V1=14492.7 cm3。粉碎機(jī)中物料占粉碎同的2/3，故V筒=21739 cm3。V筒=πr2h?？紤]到成本的預(yù)算，粉碎機(jī)筒體采用的無(wú)縫鋼管426*9，故r=213mm。
4.1電動(dòng)機(jī)的選擇
初步確定傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案如上圖所示。
選擇圓錐圓柱斜齒輪減速器。傳動(dòng)裝置的總效率ηa
ηa＝η1η2η3η4η5η6η72＝0.99×0.98×0.98×0.98×0.98×0.92×0.96＝0.75；
η1為聯(lián)軸器的效率，η2為第一對(duì)軸承的效率，η3第二對(duì)軸承的效率，η4為第三對(duì)軸的效率，η5為第三對(duì)軸的效率，η6為鏈傳動(dòng)的效率，η7為每對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)的效率。
輸送功率Pw=F×v=8KN×0.37m/s=2.96KW
電動(dòng)機(jī)所需工作功率為： P＝Pw/ηa＝2.96/0.75＝3.95 kW
輸送機(jī)鏈輪轉(zhuǎn)速n＝v×60/（D）=0.37×60/（3.14×0.351）=20 r/min，
經(jīng)查表按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，圓錐圓柱斜齒輪減速器傳動(dòng)比i1＝10～25，鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比i2=2～6則總傳動(dòng)比合理范圍為ia＝20～150，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為na＝ia×n＝（20～150）×20＝400～3000r/min。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選定型號(hào)為YB2M1—6的三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為4kW，額定電流8.2A，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速nm＝960 r/min，同步轉(zhuǎn)速n=1000r/min。
4.2傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和傳動(dòng)比分配
1.總傳動(dòng)比
ia＝nm/n＝960/20＝48
2.傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比分配
ia＝i1×i2式中i1，i2分別為減速器的傳動(dòng)比和帶傳動(dòng)比。
初步取i2＝4，則減速器傳動(dòng)比為i1＝ia/ i1＝48/4＝12。選取圓錐齒輪傳動(dòng)比i11＝3，圓柱齒輪傳動(dòng)比i2=12/3=4
4.3傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算
1.各軸轉(zhuǎn)速
?? nⅠ＝nm
?? nⅡ＝nⅠ/ i11＝960/3＝320r/min
?? nⅢ＝nⅡ/ i12＝320/4＝80 r/min
nⅣ=nⅢ/ i2＝80/4=20 r/min
2.各軸輸入功率
PⅠ＝Pd×η＝4×0.99＝3.96kW
PⅡ＝PⅠ×η6＝3.96×0.96×0.98＝3.7 kW
PⅢ＝PⅡ×η6×η2＝3.7×0.96×0..98＝3.5 kW
PⅣ=PⅢ×η5×η3=3.5×0.92×0.98=3.2 kW
3.各軸輸入轉(zhuǎn)矩
Ⅰ軸? TⅠ＝9550 PⅠ/ nⅠ=9550×3.96/960=39.4 kN·m
Ⅱ軸 ?TⅡ＝9550 PⅡ/ nⅡ=9550×3.7/320=106.24 kN·m
Ⅲ軸? TⅢ＝9550 PⅢ/ nⅢ=9550×3.5/80=400 kN·m
Ⅳ軸 TⅣ=9550 PⅣ/nⅣ=9550×3.2/20=1442.1 kN·m
5 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)
5.1圓錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算
傳動(dòng)比i=3，小錐齒輪選用40Cr（調(diào)質(zhì)），大錐齒輪選用45鋼，精度選擇7級(jí)
5.1.1按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)公式：
≥
（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算值
1）由表10-6查得材料彈性影響系數(shù)。
2）按齒面的硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞極限。
3）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
小齒輪：
大齒輪：
4）由圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù)，
5）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力
6）查圖10-8得=1.09，由表10-2得=1，==1.5=1.875，（由表10-9查得為1.25），==1
所以，
7）
8）
（2）、計(jì)算
1）試算小齒輪的分度圓直徑，帶入中的較小值得
≥
2）大齒輪齒數(shù)，其中C=14，d2=id1=376.2=228.6mm
所以=64.4，取=66，則=66/3=22
3）模數(shù)
5.1.2 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
公式： m≥
（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算值
1）由圖10-20查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度。
2）由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數(shù)
3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.2，則，
4）載荷系數(shù)
5）節(jié)圓錐角
6）當(dāng)量齒數(shù)
7）由表10-5查取齒形系數(shù)
8）由表10-5查取應(yīng)力校正系數(shù)
9）計(jì)算大小齒輪的 ,并加以比較。
大齒輪的數(shù)值大。
（2）設(shè)計(jì)計(jì)算
m≥
對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取m=3.0mm，已滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿(mǎn)足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算的的分度圓直徑d1=77.5mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。
，取=26，則
5.1.3幾何尺寸計(jì)算
（1）計(jì)算大端分度圓直徑
（2）計(jì)算節(jié)錐頂距
（3）節(jié)圓錐角
（4）齒頂圓直徑
（5）齒寬
5.2 圓柱斜齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
1.材料選擇
小齒輪材料和大齒輪材料都為40Cr（調(diào)質(zhì)及表面淬火）選用7級(jí)精度。
2.選小齒輪齒數(shù)
? 初定螺旋角 ＝15
3.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
公式： ≥
（1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算值
1）初選載荷系數(shù)
由圖10-30選區(qū)域系數(shù)ZH=2.433
端面重合度
2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
3）由表10-7選取齒寬系數(shù)
4）由表10-6查得材料彈性影響系數(shù)。
5）按齒面的硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的接觸疲勞極限。
6）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
小齒輪：
大齒輪：
7）由圖10-19查得接觸批量壽命系數(shù)
8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力
取安全系數(shù)S=1.5
（2）計(jì)算
1）小齒輪的分度圓直徑
≥
=58.6mm
2）計(jì)算圓周速度v
3）計(jì)算齒寬b，齒高比 ，齒高h(yuǎn),模數(shù)
齒寬:
模數(shù)：
齒高：
縱向重合度
4）計(jì)算載荷系數(shù)
根據(jù)，7級(jí)精度，可由圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù) ，
由表10-3查得
由表10-2查得使用系數(shù)
由圖10-13查得
由表10-4查得
所以。
5）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑：
6）計(jì)算模數(shù)
4.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)公式： mn≥
（1）、確定公式內(nèi)的各計(jì)算參數(shù)
1）查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度。
2）查得彎曲疲勞壽命系數(shù)
3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，則，
4）計(jì)算載荷系數(shù) K
根據(jù)縱向重合度=09，從圖10-28查得螺旋角影響系數(shù)=0.89
當(dāng)量齒數(shù)
5）由表10-5查取齒形系數(shù)
6）由表10-5查取應(yīng)力校正系數(shù)
7）計(jì)算大、小齒輪的,并加以比較。
，
小齒輪的數(shù)值大。
（2）設(shè)計(jì)計(jì)算
mn≥
對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)mn大于由彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取mn=3.0mm，已滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿(mǎn)足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度算的的分度圓直徑d1=62.27mm來(lái)計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。
取=21，則=214=84
5.幾何尺寸計(jì)算
（1）中心距
將中心距圓整為162mm
（2）修正螺旋角
（3）分度圓直徑
（4）齒寬
，取，
6 軸的計(jì)算
6.1減速器高速軸I的設(shè)計(jì)
1.求輸出軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩
由前面的計(jì)算可得
2.求作用在齒輪上的力
圓錐小齒輪
3.初步確定軸的最小直徑
選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取,于是得
同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩：
，則，
結(jié)合電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，選用凸緣聯(lián)軸器，型號(hào)GY2,GYS2,GYH5聯(lián)軸器，該端選用的半聯(lián)軸器的孔徑，故取軸徑，半聯(lián)軸器轂孔的長(zhǎng)度L=52mm。
4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）擬定軸上零件的裝配方案
下圖為Ⅰ軸上的裝配方案
（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度，如下圖：
1）由聯(lián)軸器尺寸確定
由聯(lián)軸器的轂孔長(zhǎng)度L 和直徑d及相關(guān)要求，可確定
2）初步選擇滾動(dòng)軸承。
軸承同時(shí)承載徑向力和軸向力，選用單列圓錐滾子軸承。型號(hào)為30206，其尺寸為。
為了利于固定，一般取比b小1mm，故可確定。
3）由經(jīng)驗(yàn)公式算軸肩高度：
取軸肩高為4mm ，確定。
由《課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》P47圖46的要求可得，
，取。
4）根據(jù)圓錐齒輪孔的軸徑和長(zhǎng)度，確定。
5）根據(jù)軸承安裝方便的要求，取，得
根據(jù)安裝軸承旁螺栓的要求，取 。
由《課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》P47圖46的要求可得， 。
至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。
（3）軸上的零件的周向定位
齒輪、聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按手冊(cè)查得，半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接處的平鍵截面。圓錐齒輪與軸的聯(lián)接處的平鍵截面 。
（4）確定軸上圓角和倒角尺寸
取軸端倒角為，除下圖標(biāo)注外，各軸肩處的圓角半徑，均為R1，如圖：
5求軸上的載荷
根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖畫(huà)出軸的彎矩圖和扭矩圖。
從軸的彎矩和扭矩圖中可以看出截面D是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算出的截面D處的MHMV，及M的值列于下表。
載荷
水平面H
垂直面V
支反力
FNH1=1194.03N, FNH2=5.53N
FNV1=517.1N ,FNV2=112.2N
彎矩M
MH=39400N.mm
MV=5924.8N.mm
總彎矩
M=
扭矩T
T=39400N.mm
6.按彎扭合應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)，以及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取α=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力
前面已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1查得。因此<，故安全
7.精確校核軸的疲勞強(qiáng)度
（1）判斷危險(xiǎn)截面
D面的受載最大，應(yīng)力最大，且軸徑較小，所以需要校核，而D面處于軸的右端，所以只需校核D面的左側(cè)
（2）截面D的左側(cè)
抗彎截面系數(shù)
抗扭截面系數(shù)
截面左側(cè)的彎矩M為
.mm
截面上的扭矩T為 T=39400N.mm
截面上的彎曲應(yīng)力
截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力
軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得
。
截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表3-2查取。因，
，經(jīng)插值后查得
又由附圖3-1可得軸的材料的敏感系數(shù)為
故有效應(yīng)力集中系數(shù)為
有附圖3-2的尺寸系數(shù)；由附圖3-3的扭轉(zhuǎn)系數(shù)
軸按磨削加工，由附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為
軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即，則綜合系數(shù)為
又碳鋼的特性系數(shù)
于是，計(jì)算安全系數(shù)Sca值得
故可知其安全。
6.2中速軸Ⅱ的設(shè)計(jì)
1.求輸出軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩
由前面的計(jì)算可得
2.初步確定軸的最小直徑
選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取,于是得
3.擬定軸上零件的裝配方案
下圖為Ⅱ軸上的裝配方案
4.確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度，如下圖
（1） 初步選擇滾動(dòng)軸承。
軸承同時(shí)承載徑向力和軸向力，選用單列圓錐滾子軸承。參考，選取型號(hào)為30305的軸承，其尺寸為。
所以確定
（2） 根據(jù)圓柱斜齒輪孔的軸徑和長(zhǎng)度確定，
（3） 根據(jù)圓錐齒輪孔的軸徑和長(zhǎng)度確定，
（4） 軸肩高度，故取，所以可以確定，
軸肩寬度所以取
至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。
5. 軸上零件的周向定位
圓柱斜齒輪、圓錐齒輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按手冊(cè)查得，圓柱斜齒輪與軸的聯(lián)接處的平鍵截面，同時(shí)為了保證齒輪與軸具有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6。圓錐齒輪與軸的聯(lián)接處的平鍵截面 ，同時(shí)為了保證齒輪與軸具有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為H7/n6。
6.確定軸上圓角和倒角尺寸
取軸端倒角為，其余的倒角為R1。
6.3低速軸Ⅲ的設(shè)計(jì)
1.求輸出軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩
由前面的計(jì)算可得
2.初步確定軸的最小直徑
選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。取,于是得
3.擬定軸上零件的裝配方案
下圖為Ⅲ軸上的裝配方案
4.確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度，如下圖
（1）初步選用滾子軸承
選用單列圓錐滾子軸承。參考，選取型號(hào)為30208的軸承，其尺寸為。確定。
（2）根據(jù)圓柱斜齒輪孔的軸徑和長(zhǎng)度確定，
（3）軸肩高度，故選取，則
軸肩寬度，選取
（4）選取，根據(jù)裝配位置關(guān)系得，軸Ⅱ軸承間距離和軸Ⅲ的軸承間距離相等，所以 ，確定出
（5）為了便于軸承的拆裝，取
（6）軸的右端連接著鏈輪，取
?5.軸上零件的周向定位
圓柱斜齒輪、鏈輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得，圓柱斜齒輪與軸的聯(lián)接處的平鍵截面。鏈輪與軸的聯(lián) 接處的平鍵截面 。
6.確定軸上圓角和倒角尺寸
取軸端倒角為，其余的倒角為R1。
6.4 軸承的選擇及壽命計(jì)算
（一）第一對(duì)軸承
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得，初選圓錐滾子軸承30206基本額定動(dòng)載荷C=50.5KN，?計(jì)算系數(shù)e: 0.37，Y: 1.6，Y0: 0.9
1.受力分析：
圓錐小齒輪
2.軸承受力圖：
V面受力圖
H面受力圖
3. 兩軸承受到的徑向載荷Fr1和Fr2
由力分析可知：
4. 軸承的計(jì)算軸向力Fa1，F(xiàn)a2
對(duì)于30000型軸承，按表13-7查得，軸承派生軸向力
因?yàn)?
所以
5 .軸承當(dāng)量動(dòng)載荷P1和P2
由表10-5查得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為
對(duì)軸承1 X1=1，Y1=0
對(duì)軸承2 X2=0.40，Y2=0.9
6. 軸承壽命
用軸承1來(lái)計(jì)算
所以軸承符合要求
第二對(duì)軸承
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得，初選圓錐滾子軸承30305基本額定動(dòng)載荷C=48KN，?計(jì)算系數(shù)e: 0.30，Y: 2，Y0: 1.1
1.受力分析：
圓錐大齒輪
， ， （其中，為圓錐小齒輪上的力）
圓柱小齒輪
2.軸的受力圖：
V面受力圖
H面受力圖
3.兩軸承受到的徑向載荷Fr1和Fr2
由力分析可知：
力的方向與圖相反
4.軸承的計(jì)算軸向力Fa1，F(xiàn)a2
對(duì)于30000型軸承，按表13-7查得，軸承派生軸向力
因?yàn)?
所以
5.軸承當(dāng)量動(dòng)載荷P1和P2才
由表10-5查得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為
對(duì)軸承1 X1=1，Y1=0
對(duì)軸承2 X2=0.40，Y2=1.1
6.軸承壽命
用軸承1來(lái)計(jì)算
所以軸承符合要求
?
第三對(duì)軸承
查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得，初選圓錐滾子軸承30208基本額定動(dòng)載荷C=74KN，?計(jì)算系數(shù)e: 0.37，Y: 1.6，Y0: 0.9
1.受力分析
圓柱大齒輪
2.受力圖：
V面受力圖
H面受力圖
3.兩軸承受到的徑向載荷Fr1和Fr2
由力分析可知：
4.軸承的計(jì)算軸向力Fa1，F(xiàn)a2
對(duì)于30000型軸承，按表13-7查得，軸承派生軸向力
因?yàn)?
所以
5.軸承當(dāng)量動(dòng)載荷P1和P2
由表10-5查得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為
對(duì)軸承1 X1=0.40，Y1=0.9
對(duì)軸承2 X2=1，Y2=0
6.軸承壽命
用軸承2來(lái)計(jì)算
所以軸承符合要求
7 鍵的校核
設(shè)定輸入軸與聯(lián)軸器之間的鍵為1 ，小錐齒輪與軸Ⅰ之間的鍵為鍵2，大錐齒輪與軸Ⅱ之間的鍵為鍵3，小圓柱斜齒輪與軸Ⅱ之間的鍵為鍵4，大圓錐齒輪與軸Ⅲ之間的鍵為鍵5，小鏈輪與軸Ⅲ之間的鍵為鍵6。
7.1根據(jù)軸的直徑選擇鍵
根據(jù)條件選取的鍵型號(hào)規(guī)格如下
鍵1：圓頭普通平鍵（A型） b=6mm ，h=6mm，L=40mm
鍵2：圓頭普通平鍵（A型） b=8mm ，h=7mm ，L=22mm
鍵3：圓頭普通平鍵（A型） b=10mm ，h=8mm ，L=30mm
鍵4：圓頭普通平鍵（A型） b=10mm ，h=8mm ，L=35mm
鍵5：圓頭普通平鍵（A型） b=10mm ，h=8mm ，L=35mm
鍵6：圓頭普通平鍵（A型） b=10mm ，h=8mm ，L=40mm
7.2校核鍵的承載能力
鍵1受到的轉(zhuǎn)距T1=39.4N·m
鍵2受到的轉(zhuǎn)距T2=38.6N·m
鍵3受到的轉(zhuǎn)距T3=106.24N·m
鍵4受到的轉(zhuǎn)距T4=104.1N·m
鍵5受到的轉(zhuǎn)距T5=400N·m
鍵6受到的轉(zhuǎn)矩T6=392N·m
鍵的材料為鋼，輕微沖擊，[]為100~120Mp,取[]=110 Mp
鍵的校核公式：（k=0.5h ,l=L-b ,d為軸的直徑）
校核鍵1：<[]
校核鍵2：<[]
校核鍵3：<[]
校核鍵4：<[]
校核鍵5：>[]
校核鍵6：＞[]
從校核結(jié)果看出鍵1、鍵2、鍵3、鍵4都符合要求，鍵5和鍵6不符合，所以鍵5和鍵6采用雙鍵成周向180°連接。
采用雙鍵后校核公式為
對(duì)鍵5，鍵6再次校核
校核鍵5：
校核鍵6：
采用雙鍵后符合要求
8 軸承的潤(rùn)滑及密封
根據(jù)軸頸的圓周速度,軸承可以用潤(rùn)滑脂和潤(rùn)滑油潤(rùn)滑,由于齒輪的轉(zhuǎn)速大于2m/s,所以潤(rùn)滑可以靠機(jī)體的飛濺直接潤(rùn)滑軸承?；蛞龑?dǎo)飛濺在機(jī)體內(nèi)壁上的油經(jīng)機(jī)體泊分面上的油狗流到軸承進(jìn)行潤(rùn)滑，這時(shí)必須在端蓋上開(kāi)槽。如果用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑軸承時(shí)，應(yīng)在軸承旁加擋油板以防止?jié)櫥魇?。并且在輸入軸和輸出軸的外伸處，都必須密封。以防止?jié)櫥屯饴┮约盎覊m水汽及其它雜質(zhì)進(jìn)入機(jī)體內(nèi)。密封形式很多，密封效果和密封形式有關(guān)，通常用橡膠密封效果較好，一般圓周速度在5m/s以下選用半粗羊毛氈封油圈。
9 粉碎機(jī)的主體設(shè)計(jì)
此粉碎機(jī)的工作部分主要集中在機(jī)體部分，機(jī)體外觀(guān)是一個(gè)圓形筒，其中包括中心軸、五根攪拌棒、旋轉(zhuǎn)擋板、鐵網(wǎng)籠、篩網(wǎng)、進(jìn)料口、出料口等，除此之外是支撐部分等等。
9.1中心軸及攪拌棒
如圖所示：
粉碎機(jī)筒體
中心軸是一個(gè)階梯形的，連接在其上的依次有帶輪、上軸承、攪拌棒和下軸承。基本上是采用鍵連接的方式，其中攪拌棒是通過(guò)焊接的方式進(jìn)行固定。攪拌棒的主要作用是對(duì)較粗的原料進(jìn)行粉碎，而達(dá)到一定要求的顆粒則通過(guò)旁邊的篩網(wǎng)進(jìn)行過(guò)濾，較粗的顆粒掉在旋轉(zhuǎn)擋板上，旋轉(zhuǎn)擋板的作用使其向上流動(dòng)，最終被攪拌棒進(jìn)行再次絞碎，直至達(dá)到要求的顆粒大小。 （旋轉(zhuǎn)擋板上也有過(guò)濾孔，使掉下的原料不至于堆積在最底層造成對(duì)擋板的損壞）
筒體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
9.2進(jìn)料口和出料口
1.進(jìn)料口
進(jìn)料口的結(jié)構(gòu)如下圖所示：
進(jìn)料口結(jié)構(gòu)示意圖
進(jìn)料口是由鐵皮和肋板焊接成方形的一個(gè)漏斗形的進(jìn)料口，進(jìn)料口傾斜的焊接在筒體蓋板上，以方便裝料和進(jìn)料。其中肋板能夠增強(qiáng)進(jìn)料口的強(qiáng)度，防止在裝料過(guò)程中由于原料重量過(guò)大使料斗產(chǎn)生變形。
2．出料口
（1）上下蓋板主要用于固定粉碎機(jī)的中心軸，由滾動(dòng)軸承和端蓋組成，其結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)附圖。
（2）支撐及出料口（如下圖）。主要由鋼條和鐵皮制成，其中支撐的重要部件是四個(gè)支撐腳，采用鋼條焊接在底蓋上，它是承受粉碎機(jī)的全部重量。在支撐腳的內(nèi)圈則是由鋼和鐵皮制成的出料口，是焊接在支撐腳和底蓋上的。
圖3—14 支撐及出料裝置結(jié)構(gòu)示意圖
9.3攪拌棒
攪拌棒通過(guò)焊接方式與中心軸相連接，同時(shí)在攪拌棒的表面還焊有類(lèi)似小釘形狀的鐵塊，使物料更輕松的攪拌粉碎，從而達(dá)到細(xì)化的目的。如圖所示：
9.4旋轉(zhuǎn)擋板
圖中旋轉(zhuǎn)擋板是專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要部件。它不僅相當(dāng)于一個(gè)篩網(wǎng)，使達(dá)到要求的物料掉出，還使其他的大顆物料通過(guò)有傾角的葉片旋轉(zhuǎn)到上面的攪拌棒進(jìn)行進(jìn)一步的絞碎，直到達(dá)到要求的細(xì)度。如圖所示:
9.5機(jī)架裝置
由于整個(gè)粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)較大，因此，將機(jī)體設(shè)為四角支撐，采用鋼條和鐵塊制成，有利于粉碎機(jī)的支撐固定，并且將出料斗設(shè)計(jì)在下面，如圖3.12所示：
總 結(jié)
粉碎機(jī)作為一種常用的機(jī)械設(shè)備，雖然研發(fā)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)成熟的地步，但是，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷的進(jìn)步，也更加迫切的需要更多用途,高性能的粉碎機(jī)。
為了適應(yīng)當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展要求和趨勢(shì)，低成本、高效率以及自動(dòng)智能化是當(dāng)今工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。對(duì)于粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)該在自身現(xiàn)有的技術(shù)上，不斷學(xué)習(xí)外國(guó)先進(jìn)技術(shù)，提高我國(guó)粉碎機(jī)的研發(fā)水平。
本次設(shè)計(jì)是在粉碎機(jī)知識(shí)學(xué)習(xí)上的一次設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用了各科知識(shí)，是一次對(duì)自身所學(xué)知識(shí)的檢驗(yàn)，同時(shí)也是一次學(xué)習(xí)的好機(jī)會(huì)，應(yīng)該好好的總結(jié)此次設(shè)計(jì)中的不足，提升自己的學(xué)習(xí)能力，對(duì)未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作起到促進(jìn)的作用！該粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)到此就算告一段落，由于本人知識(shí)有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免存在錯(cuò)誤和妥協(xié)之處，希望老師們提出寶貴意見(jiàn)。
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致 謝
本文是在導(dǎo)師XX教教授的悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和一絲不茍的科研作風(fēng)給本人留下了深刻的印象，使本人受益匪淺，在此謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡闹轮x.
感謝在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)期間和我密切合作的同學(xué)，和曾經(jīng)在各個(gè)方面給予過(guò)我?guī)椭幕锇閭?，在大學(xué)生活即將結(jié)束的最后的日子里，我們?cè)僖淮窝堇[了團(tuán)結(jié)合作的童話(huà)，把一個(gè)龐大的，從來(lái)沒(méi)有上手的課題，圓滿(mǎn)地完成了。正是因?yàn)橛辛四銈兊膸椭?，才讓我不僅學(xué)到了本次課題所涉及的新知識(shí)，更讓我感覺(jué)到了知識(shí)以外的東西，那就是團(tuán)結(jié)的力量。
最后，感謝所有在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予過(guò)我?guī)椭娜恕?
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