蜂窩煤成型機(jī)設(shè)計(jì)【工業(yè)型煤成型機(jī)的設(shè)計(jì)】

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第70頁(yè) 緒論 1.型煤概況 隨著機(jī)械化采煤程度的提高，產(chǎn)生了大量的粉煤。粉煤的市場(chǎng)價(jià)值很低，造成大量的積壓。市場(chǎng)對(duì)型煤的需求量較大，型煤技術(shù)有很大的市場(chǎng)空間。同時(shí)生產(chǎn)型煤的原料煤的質(zhì)地不受限制。 2.成型設(shè)備概況 成型設(shè)備是型煤生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備,選擇成型設(shè)備應(yīng)以原煤的特性，型煤的用途及成時(shí)壓力等諸多因素為基礎(chǔ)。目前工業(yè)上應(yīng)用最廣的是對(duì)輥式成型機(jī)。另外,還有沖壓式成型機(jī),環(huán)式成型機(jī)和螺旋式成型機(jī)等 3.對(duì)輥成型機(jī)概況 對(duì)輥成型機(jī)可用于成型、壓塊和顆粒的高壓破碎，它的給料系統(tǒng)和輥面的設(shè)計(jì)要根據(jù)使用要求來設(shè)計(jì)。下面就對(duì)輥成型機(jī)在成型方面的應(yīng)用進(jìn)行描述。 對(duì)輥成型機(jī)主要包括以下幾個(gè)主要部件： 3.1同步齒輪傳動(dòng)系統(tǒng) 對(duì)輥成型機(jī)的同步齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)由包括兩個(gè)同步齒輪在內(nèi)的減速器，安全聯(lián)軸器等組成。安全聯(lián)軸器是一個(gè)能自動(dòng)復(fù)位的機(jī)構(gòu)，它可以在正常工作時(shí)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)距的1.7～1.9倍范圍內(nèi)調(diào)整。最主要的是，同步齒輪和齒輪聯(lián)軸器的連接保證了提供給型輥完全均勻的線速度。 3.2成型系統(tǒng) 對(duì)輥成型機(jī)的最主要部分是型輥。由于成型壓力大，直徑大，所以采用八塊型板拼裝的方式，輥芯由鑄鋼材料鑄造而成，型板由強(qiáng)度高的耐磨材料制造。 3.3液壓加載系統(tǒng) 液壓加載系統(tǒng)用于提供壓力迫使浮輥向被壓實(shí)的物料和固定輥靠近。為滿足特殊的工作需要，壓力的高低和大小可以自由調(diào)整。壓力的梯度隨間距的變化而升高，通過改變液壓儲(chǔ)能器中氮的分壓可以在很大范圍內(nèi)調(diào)整壓力的梯度。在其他尖硬物料被壓入壓輥的間隙時(shí)液壓系統(tǒng)也用作安全裝置。 1.電機(jī)選型及傳動(dòng)比計(jì)算 1.1選擇電動(dòng)機(jī) 1.1.1選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)形式 按工作條件和要求，選用一般用途的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，為臥式封閉結(jié)構(gòu)。 1.1.2選擇電動(dòng)機(jī)的容量 輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速：n=8~10r/min 輥?zhàn)訄A周速度：v=0.4~0.5m/s ω=nπ/30 v=ωr 初計(jì)算型輥半徑 = 型球體積 每塊型煤質(zhì)量 型輥周向上分布型窩個(gè)數(shù) （個(gè)） 型輥軸向上分布型窩數(shù) 取整 型輥長(zhǎng)度 取整 B=630 mm 輥上合力 KN 阻力矩 工作機(jī)所需的功率： P= 式中 =93000Nm n=10 r/min 代入上式得 P=KW 電動(dòng)機(jī)所需功率：P=P/η 從電動(dòng)機(jī)到輥輪主軸之間的傳動(dòng)裝置的總效率： η=ηηηη 式中 η=0.95 V帶傳動(dòng)效率 η=0.98 聯(lián)軸器效率 η=0.99 軸承效率 η=0.97 齒輪傳動(dòng)效率 代入上式得 η=0.95×0.98×0.99×0.97 =0.6777 =P/η =97.4/0.6777 =143.2 KW 選擇電動(dòng)機(jī)額定功率P≥P，根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)圖和推薦的傳動(dòng)比合理范圍V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比 2-4 ； 單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比 3-6 。 所以選擇Y315L1-4電動(dòng)機(jī)，額定功率160kw,滿載轉(zhuǎn)速1480 r/min 。 1.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比 1.2.1傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比 ===148 1.2.2分配各級(jí)傳動(dòng)比 該傳動(dòng)裝置中使用的是三級(jí)圓柱齒輪減速器，考慮到以下原則： 1）使各級(jí)傳動(dòng)的承載能力大致等（齒面接觸強(qiáng)度大致相等） 2）使減速器能獲得最小外形尺寸和重量 3）使各級(jí)傳動(dòng)中大齒輪的浸油深度大致相等，潤(rùn)滑最為簡(jiǎn)便 分配各級(jí)齒輪傳動(dòng)比為 =4。25 =4 =1.8 輥輪的直徑為956mm,兩輥輪這間的間隙取1mm,所以兩輥輪的中心距為957mm。由此調(diào)節(jié)可初定同步齒輪的傳動(dòng)比為2.4 。則V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為2。 2.V帶設(shè)計(jì)計(jì)算 2．1確定計(jì)算功率 根據(jù)工作情況 查表12-12選擇工況系數(shù) 設(shè)計(jì)功率 2．2選擇帶型 根據(jù)和 選擇25N窄V帶(有效寬度制) 2．3確定帶輪基準(zhǔn)直徑 小帶輪的基準(zhǔn)直徑 參考表12-19和圖12-4取 傳動(dòng)比 取彈性滑動(dòng)系數(shù) 大帶輪基準(zhǔn)準(zhǔn)直徑 取標(biāo)準(zhǔn)值 實(shí)際轉(zhuǎn)速 實(shí)際傳動(dòng)比 2．4驗(yàn)算帶的速度 2．5初定中心距 取 2．6確定基準(zhǔn)長(zhǎng)度 由表12-10選取相應(yīng)基準(zhǔn)長(zhǎng)度 2．7確定實(shí)際軸間距 安裝時(shí)所需最小軸間距 張緊或補(bǔ)償伸長(zhǎng)所需最大軸間距 2．8驗(yàn)算小帶輪包角 2．9單根V帶的基本額定功率 根據(jù)和 由表12-17n查得25N型窄V帶 2．10單根V帶的功率增量 考慮傳動(dòng)比的影響，額定功率的增量由表12-17n查得 2．11V帶的根數(shù) 由表12-13查得 由表12-16查得 根 取7根 2．12單根V帶的預(yù)緊力 由表12-14 2.13帶輪的結(jié)構(gòu) 2.13.1小帶輪的結(jié)構(gòu) 小帶輪采用實(shí)心輪結(jié)構(gòu)。 由Y280M-4電動(dòng)機(jī)可知，其軸伸直徑，長(zhǎng)度， 小帶輪軸孔直徑應(yīng)取，轂長(zhǎng)應(yīng)小于. 由表12-22查得，小帶輪結(jié)構(gòu)為實(shí)心輪 由V帶的實(shí)際傳動(dòng)比，對(duì)減速器的傳動(dòng)比進(jìn)行重新分配。 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 V帶傳動(dòng)傳動(dòng)比 同步齒輪的傳動(dòng)比 則三級(jí)減速器的傳動(dòng)比為 ，，以達(dá)到傳動(dòng)比的調(diào)節(jié)。則 3．基本參數(shù)計(jì)算 各軸的轉(zhuǎn)速、傳遞功率、轉(zhuǎn)矩 Ⅰ軸 = = Ⅱ軸 Ⅲ軸 Ⅳ軸 Ⅴ軸 4．同步齒輪減速箱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1I軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1.1選擇齒輪材料 小齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62 大齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62 齒輪的疲勞極限應(yīng)力按中等質(zhì)量（MQ）要求從圖14-32和圖14-24中查得 參考我國(guó)試驗(yàn)數(shù)據(jù)（表14-45）后，將適當(dāng)降低： 4.1.2初定齒輪主要參數(shù) 初定齒輪主要參數(shù) 考慮載荷有輕微沖擊、非對(duì)稱軸承布置，取載荷系數(shù)K=2 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度估算齒輪尺寸，計(jì)算模數(shù): 按表14-34，并考慮傳動(dòng)比，選用小齒輪齒數(shù)=24， 大齒輪齒數(shù) 取 = 102 按表14-33，選齒寬系數(shù) 由圖14-14查得大小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)（時(shí)） 由于輪齒單向受力，齒輪的許用彎曲應(yīng)力 由于，故按小齒輪的抗彎強(qiáng)度計(jì)算模數(shù) 采用斜齒輪，按表14-2，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。 初取β=13°（表14-33），則齒輪中心距 由于單件生產(chǎn)，不必取標(biāo)準(zhǔn)中心距，取。 準(zhǔn)確的螺旋角 齒輪分度圓直徑 工作齒寬 為了保證，取。 齒輪圓周速度 按此速度查表14-78，齒輪精度選用8級(jí)即可，齒輪精度8-7-7（GB10095-1988） 校核重合度 縱向重合度 （圖14-8） 端面重合度 （圖14-3） 總重合度 4.1.3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 分度圓上的切向力 由表14-39查得使用系數(shù) 動(dòng)載荷系數(shù) 式中 （表14-40） 齒數(shù)比 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算式 齒向載荷分布系數(shù) 齒向載荷分配系數(shù)，根據(jù) 查表14-43 得 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，按和 查圖14-11 得 材料彈性系數(shù) 查表14-44 得 重合度系數(shù) 查圖14-12 得 螺旋角系數(shù) 查圖14-13 得 由于可取 計(jì)算接觸強(qiáng)度強(qiáng)度安全系數(shù) 式中各系數(shù)的確定 計(jì)算齒面應(yīng)力循環(huán)數(shù) 按齒面不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕，查圖14-37 得壽命系數(shù) 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) 查表14-47 得 齒面工作硬化系數(shù) 按圖14-39 查得 尺寸系數(shù) 按，查圖14-40 得 將以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算式 由表14-49，按一般可靠度要求，選用最小安全系數(shù)。 和均大于，故安全。 4.2Ⅱ軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 4.2.1選擇齒輪材料 小齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62 大齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62 齒輪的疲勞極限應(yīng)力按中等質(zhì)量（MQ）要求從圖14-32和圖14-24中 得 參考我國(guó)試驗(yàn)數(shù)據(jù)（表14-45）后，將適當(dāng)降低： 4.2.2初定齒輪主要參數(shù) 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度估算齒輪尺寸，計(jì)算模數(shù) 按表14-34，并考慮傳動(dòng)比，選用小齒輪齒數(shù)=26， 大齒輪齒數(shù) 取整 =102 按表14-33，選齒寬系數(shù) 由圖14-14查得大小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)（時(shí)） 由于輪齒單向受力，齒輪的許用彎曲應(yīng)力 由于，故按小齒輪的抗彎強(qiáng)度計(jì)算模數(shù) 采用斜齒輪，按表14-2，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。 初取β=13°（表14-33），則齒輪中心距 由于單件生產(chǎn)，不必取標(biāo)準(zhǔn)中心距，取。 準(zhǔn)確的螺旋角 齒輪分度圓直徑 工作齒寬 為了保證，取。 齒輪圓周速度 按此速度查表14-78，齒輪精度選用8級(jí)即可，齒輪精度8-7-7（GB10095-1988） 校核重合度 縱向重合度 （圖14-8） 端面重合度 （圖14-3） 總重合度 4.2.3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 分度圓上的切向力 由表14-39查得使用系數(shù) 動(dòng)載荷系數(shù) 式中 （表14-40） 齒數(shù)比 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算式 齒向載荷分布系數(shù) 齒向載荷分配系數(shù)，根據(jù) 查表14-43 得 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，按和 查圖14-11 得 材料彈性系數(shù) 查表14-44 得 重合度系數(shù) 查圖14-12 得 螺旋角系數(shù) 查圖14-13 得 由于可取 計(jì)算接觸強(qiáng)度強(qiáng)度安全系數(shù) 式中各系數(shù)的確定 計(jì)算齒面應(yīng)力循環(huán)數(shù) 按齒面不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕，查圖14-37 得壽命系數(shù) 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) 查表14-47 得 齒面工作硬化系數(shù) 按圖14-39 查得 尺寸系數(shù) 按，查圖14-40 得 將以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算式 由表14-49，按一般可靠度要求，選用最小安全系數(shù)。 和均大于，故安全。 4.3Ⅲ軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 4.3.1選擇齒輪材料 小齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62 大齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62 齒輪的疲勞極限應(yīng)力按中等質(zhì)量（MQ）要求得 參考我國(guó)試驗(yàn)數(shù)據(jù)（表14-45）后，將適當(dāng)降低： 4.3.2初定齒輪主要參數(shù) 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度估算齒輪尺寸，計(jì)算模數(shù) 按表14-34，并考慮傳動(dòng)比，選用小齒輪齒數(shù)=40， 大齒輪齒數(shù) 取72 按表14-33，選齒寬系數(shù) 由圖14-14查得大小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)（時(shí)） 由于輪齒單向受力，齒輪的許用彎曲應(yīng)力 由于，故按小齒輪的抗彎強(qiáng)度計(jì)算模數(shù) 采用斜齒輪，按表14-2，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。 初取β=13°（表14-33），則齒輪中心距 由于單件生產(chǎn)，不必取標(biāo)準(zhǔn)中心距，取。 準(zhǔn)確的螺旋角 齒輪分度圓直徑 工作齒寬 為了保證，取。 齒輪圓周速度 按此速度查表14-78，齒輪精度選用8級(jí)即可，齒輪精度8-7-7（GB10095-1988） 校核重合度 縱向重合度 （圖14-8） 端面重合度 （圖14-3） 總重合度 4.3.3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 分度圓上的切向力 由表14-39查得使用系數(shù) 動(dòng)載荷系數(shù) 式中 （表14-40） 齒數(shù)比 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算式 齒向載荷分布系數(shù) 齒向載荷分配系數(shù)，根據(jù) 查表14-43 得 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，按和 查圖14-11 得 材料彈性系數(shù) 查表14-44 得 重合度系數(shù) 查圖14-12 得 螺旋角系數(shù) 查圖14-13 得 由于可取 計(jì)算接觸強(qiáng)度強(qiáng)度安全系數(shù) 式中各系數(shù)的確定 計(jì)算齒面應(yīng)力循環(huán)數(shù) 按齒面不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕，查圖14-37 得壽命系數(shù) 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) 查表14-47 得 齒面工作硬化系數(shù) 按圖14-39 查得 尺寸系數(shù) 按，查圖14-40 得 將以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算式 由表14-49，按一般可靠度要求，選用最小安全系數(shù)。 和均大于，故安全。 4.4Ⅳ軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 4.4.1選擇齒輪材料 小齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62 大齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62 齒輪的疲勞極限應(yīng)力按中等質(zhì)量（MQ）要求得 參考我國(guó)試驗(yàn)數(shù)據(jù)后，將適當(dāng)降低： 4.4.2初定齒輪主要參數(shù) 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度估算齒輪尺寸，計(jì)算模數(shù) 按表14-34，并考慮傳動(dòng)比，選用小齒輪齒數(shù)=24， 大齒輪齒數(shù) 取58 按表14-33，選齒寬系數(shù) 由圖14-14查得大小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)（時(shí)） 由于輪齒單向受力，齒輪的許用彎曲應(yīng)力 由于，故按小齒輪的抗彎強(qiáng)度計(jì)算模數(shù) 采用斜齒輪，按表14-2，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。 初取β=13°（表14-33），則齒輪中心距 由于單件生產(chǎn)，不必取標(biāo)準(zhǔn)中心距，取。 準(zhǔn)確的螺旋角 齒輪分度圓直徑 工作齒寬 為了保證，取。 齒輪圓周速度 按此速度查表14-78，齒輪精度選用8級(jí)即可，齒輪精度8-7-7（GB10095-1988） 校核重合度 縱向重合度 （圖14-8） 端面重合度 （圖14-3） 總重合度 4.4.3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 分度圓上的切向力 由表14-39查得使用系數(shù) 動(dòng)載荷系數(shù) 式中 （表14-40） 齒數(shù)比 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算式 齒向載荷分布系數(shù) 齒向載荷分配系數(shù)，根據(jù) 查表14-43 得 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，按和 查圖14-11 得 材料彈性系數(shù) 查表14-44 得 重合度系數(shù) 查圖14-12 得 螺旋角系數(shù) 查圖14-13 得 由于可取 計(jì)算接觸強(qiáng)度強(qiáng)度安全系數(shù) 式中各系數(shù)的確定 計(jì)算齒面應(yīng)力循環(huán)數(shù) 按齒面不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕，查圖14-37 得壽命系數(shù) 潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) 查表14-47 得 齒面工作硬化系數(shù) 按圖14-39 查得 尺寸系數(shù) 按，查圖14-40 得 將以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算式 由表14-49，按一般可靠度要求，選用最小安全系數(shù)。 和均大于，故安全。 5．同步齒輪減速箱軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1Ⅰ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.1.1選擇軸的材料 該軸上的齒輪的分度圓直徑和軸徑相差不大，故做成齒輪軸，選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，其力學(xué)性能 5.1.2初步估算軸的的直徑 取軸徑為70mm 5.1.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.1.3.1初步選擇滾動(dòng)軸承 根據(jù)軸的受力，選取30000型圓錐滾子軸承，為了便于軸承的裝配，取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為33015型，其尺寸為，定位軸肩高度 5.1.3.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 Ⅰ軸段為圓柱形軸伸，查表21-9，的軸伸長(zhǎng) 。Ⅱ軸段直徑為，根據(jù)減速器與軸承端蓋的結(jié)構(gòu)，確定端蓋總寬度為，考慮端蓋與帶輪間隙，。Ⅲ軸段安裝軸承，由于圓柱形軸伸的原因，采用雙列軸承，取，。Ⅳ軸段軸肩長(zhǎng)度，按齒輪距箱體內(nèi)壁這距離取，考慮到箱體的鑄造誤差，滾動(dòng)軸承應(yīng)距箱體內(nèi)壁，取，從各軸的結(jié)構(gòu)選，。Ⅴ軸安裝軸承，， 5.1.4軸的受力分析 5.1.4.1作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 5.1.4.2軸受外力的計(jì)算 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 齒輪的圓周力 齒輪的徑向力 齒輪的軸向力 5.1.4.3求支反力 在水平面內(nèi)的支反力 由得 由得 彎矩圖 在垂直面內(nèi)的支反力 由得 由得 彎矩圖 扭矩圖 5.1.5軸的強(qiáng)度計(jì)算 按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算 由于齒輪作用力在D截面的最大合成彎矩 D截面的當(dāng)量彎矩 安全 5.2Ⅱ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.2.1選擇軸的材料 選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。 5.2.2初步估算軸的的直徑 取軸徑為110mm 5.2.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.2.3.1初步選擇滾動(dòng)軸承 根據(jù)軸的受力，選取30000型圓錐滾子軸承，為了便于軸承的裝配，取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為30222型，其尺寸為。 5.2.3.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 Ⅰ軸段安裝軸承，取，。Ⅱ軸段安裝齒輪，齒輪左端采用套筒定位，右端使用軸肩定位。取軸段直徑，齒輪寬度為110mm,為了全套筒端面可靠地壓緊齒輪，軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度取。Ⅲ軸段軸環(huán)，。Ⅳ軸段為齒輪軸寬度取。Ⅴ軸段安裝軸承，， 5.2.4軸的受力分析 5.2.4.1作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 5.2.4.2軸受外力的計(jì)算 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 大齒輪的圓周力 大齒輪的徑向力 大齒輪的軸向力 小齒輪的圓周力 齒輪的徑向力 齒輪的軸向力 5.2.4.3求支反力 在水平面內(nèi)的支反力 由得 由得 彎矩圖 在垂直面內(nèi)的支反力 由得 由得 彎矩圖 扭矩圖 5.2.5軸的強(qiáng)度計(jì)算 由于齒輪作用力在D截面的最大合成彎矩 D截面的當(dāng)量彎矩 由于齒輪作用力在E截面的最大合成彎矩 E截面的當(dāng)量彎矩 安全 5.3Ⅲ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.3.1選擇軸的材料 選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，其力學(xué)性能 5.3.2初步估算軸的的直徑 取軸徑為170mm 5.3.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.3.3.1初步選擇滾動(dòng)軸承 根據(jù)軸的受力，選取30000型圓錐滾子軸承，取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為32034型，其尺寸為。 5.3.3.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 Ⅰ軸段安裝軸承，取，。Ⅱ軸段安裝齒輪，，，齒輪左端采用套筒定位，右端使用軸肩定位。取軸段直徑，齒輪寬度為230mm,為了套筒端面可靠地壓緊齒輪，軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度取。Ⅲ軸段軸肩高度，取，，為。 5.3.4軸的受力分析 5.3.4.1作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 5.3.4.2軸受外力的計(jì)算 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 大齒輪的圓周力 大齒輪的徑向力 大齒輪的軸向力 小齒輪的圓周力 小齒輪的徑向力 小齒輪的軸向力 5.3.4.3求支反力 在水平面內(nèi)的支反力 由得 得 彎矩圖 在垂直面內(nèi)的支反力 由得 由得 彎矩圖 扭矩圖 5.3.5軸的強(qiáng)度計(jì)算 按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算 由于齒輪作用力在D截面的最大合成彎矩 D截面的當(dāng)量彎矩 5.4Ⅳ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.4.1選擇軸的材料 選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，其力學(xué)性能由表21-1查得 5.4.2初步估算軸的的直徑 取軸徑為170mm 5.4.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.4.3.1初步選擇滾動(dòng)軸承 根據(jù)軸的受力，選取30000型圓錐滾子軸承，為了便于軸承的裝配，取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為32034型，其尺寸為。 5.4.3.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 Ⅰ軸段安裝軸承，取，。Ⅱ軸段安裝齒輪，齒輪左端采用套筒定位，右端使用軸肩定位。取軸段直徑，齒輪寬度為130mm,為了全套筒端面可靠地壓緊齒輪，軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度取。Ⅲ軸段軸肩高度，取，。軸環(huán)寬度，取，則。Ⅳ軸段為中間段, ,。Ⅴ軸段為軸肩，，。VI軸段安裝齒輪，齒輪右端采用套筒定位，左端使用軸肩定位。取軸段直徑，。ⅤII軸段安裝軸承，，。 5.4.4軸的受力分析 5.4.4.1作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 5.4.4.2軸受外力的計(jì)算 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 大齒輪的圓周力 大齒輪的徑向力 大齒輪的軸向力 小齒輪的圓周力 齒輪的徑向力 齒輪的軸向力 5.4.4.3求支反力 在水平面內(nèi)的支反力 由得 由得 彎矩圖 在垂直面內(nèi)的支反力 由得 由得 彎矩圖 扭矩圖 5.4.5軸的強(qiáng)度計(jì)算 按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算 由于齒輪作用力在D截面的最大合成彎矩 D截面的當(dāng)量彎矩 5.5Ⅴ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5.5.1選擇軸的材料 選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。 5.5.2初步估算軸的的直徑 取軸徑為220mm 5.5.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.5.3.1初步選擇滾動(dòng)軸承 根據(jù)軸的受力，選取20000型調(diào)心滾子軸承，為了便于軸承的裝配，取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為23072型，其尺寸為。 5.5.3.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 Ⅰ軸段安裝軸承，取，。Ⅱ軸段安裝齒輪，齒輪左端采用套筒定位，右端使用軸肩定位。取軸段直徑，齒輪寬度為300mm,取。Ⅲ軸段軸肩高度，取，。軸環(huán)寬度，取，則。IⅤ軸段安裝軸承，，。V軸段伸出軸,聯(lián)接聯(lián)軸器,取，。 5.5.4軸的受力分析 5.5.4.1作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖 5.5.4.2軸受外力的計(jì)算 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 齒輪的圓周力 齒輪的徑向力 齒輪的軸向力 5.5.4.3求支反力 在水平面內(nèi)的支反力 由得 得 彎矩圖 在垂直面內(nèi)的支反力 由得 得 彎矩圖 扭矩圖 5.5.5軸的強(qiáng)度計(jì)算 按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算 由于齒輪作用力在D截面的最大合成彎矩 D截面的當(dāng)量彎矩 6.同步齒輪減速箱軸承的校核 6.1I軸軸承的校核 初選滾動(dòng)軸承為32215型，其尺寸為 基本額定載荷Cr: 170kN 6.1.1計(jì)算軸承支反力 合成支反力 6.1.2軸承的派生軸向力 6.1.3軸承所受的軸向載荷 因 6.1.4軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 ， ， 6.1.5軸承壽命 因，故按計(jì)算 查得， 6.2II軸軸承的校核 初選滾動(dòng)軸承為32317型，尺寸為。 基本額定載荷Cr: 180kN e=0.29 Y=2.1 6.2.1計(jì)算軸承支反力 合成支反力 6.2.2軸承的派生軸向力 6.2.3軸承所受的軸向載荷 因 6.2.4軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 ， ， 6.2.5軸承壽命 因，故按計(jì)算查得， 6.3III軸軸承的校核 初選滾動(dòng)軸承為32022型，其尺寸 為。 e=0.43 Y=1.4 基本額定載荷Cr: 245kN 6.3.1計(jì)算軸承支反力 合成支反力 6.3.2軸承的派生軸向力 6.3.3軸承所受的軸向載荷 因 6.3.4軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 ， ， 6.3.5軸承壽命 因，故按計(jì)算 查得， 6.4IV軸軸承的校核 初選滾動(dòng)軸承為32034型，其尺寸為 。 e=0.44 Y=1.4 基本額定載荷Cr: 520kN 6.4.1計(jì)算軸承支反力 合成支反力 6.4.2軸承的派生軸向力 6.4.3軸承所受的軸向載荷 因 6.4.4軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 ， ， 6.4.5軸承壽命 因，故按計(jì)算 查得， 6.5V軸軸承的校核 初選滾動(dòng)軸承為23044型，其尺寸為。 基本額定載荷Cr: 760kN 6.5.1計(jì)算軸承支反力 合成支反力 6.5.2軸承的派生軸向力 6.5.3軸承所受的軸向載荷 因 6.5.4軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷 ， ， 6.5.5軸承壽命 因，故按計(jì)算 查得， 7.同步齒輪減速箱鍵的校核 7.1I軸鍵的校核 I軸的伸出軸,選用圓頭普通平鍵（C型），b=18mm,h=11mm,L=125mm,I軸傳遞的扭矩T=676940Nmm.當(dāng)鍵用45鋼制造時(shí),主要失效形式為壓潰,通常只進(jìn)行擠壓強(qiáng)度計(jì)算. , 合格 7.2II軸健的校核 II軸的鍵用于齒輪和軸的聯(lián)接，軸徑為，選用選用圓頭普通平鍵（C型），b=25mm,h=14mm,L=90mm,II軸傳遞的扭矩T=2509780Nmm. 7.3III軸健的校核 III軸的鍵用于齒輪和軸的聯(lián)接，軸徑為，選用選用圓頭普通平鍵（C型），b=32mm,h=18mm,L=125mm,II軸傳遞的扭矩T=8072570Nmm. 采用雙鍵聯(lián)接。成對(duì)稱布置，考慮到制造誤差使鍵上載荷分布不均，按1.5個(gè)鍵計(jì)算。 合格 7.4IV軸健的校核 IV軸的鍵用于齒輪和軸的聯(lián)接，鍵1軸徑為，選用普通平鍵（B型），b=45mm,h=25mm,L=160mm,II軸傳遞的扭矩T=28054080Nmm. 采用雙鍵聯(lián)接。成對(duì)稱布置，考慮到制造誤差使鍵上載荷分布不均，按1.5個(gè)鍵計(jì)算。 合格 鍵2軸徑為，選用選用圓頭普通平鍵（C型），b=45mm,h=25mm,L=250mm,II軸傳遞的扭矩T=28054080Nmm. 采用雙鍵聯(lián)接。成對(duì)稱布置，考慮到制造誤差使鍵上載荷分布不均，按1.5個(gè)鍵計(jì)算。 合格 7.5V軸鍵的校核 V軸的鍵用于齒輪和軸的聯(lián)接，軸徑為，選用選用普通平鍵（B型），b=50mm,h=28mm,L=250mm,II軸傳遞的扭矩T=66668550Nmm. 采用雙鍵聯(lián)接。成對(duì)稱布置，考慮到制造誤差使鍵上載荷分布不均，按1.5個(gè)鍵計(jì)算。 合格 8.同步齒輪減速箱箱體及附件設(shè)計(jì)計(jì)算 8.1箱體設(shè)計(jì) 8.1.1箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 箱體是減速器的重要組成部件。它是傳動(dòng)零件的基座，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。由于本設(shè)計(jì)中沖擊載荷不大，箱體采用灰鑄鐵鑄造箱體。為了便于軸系零件的安裝和拆卸，箱體制成沿軸心線水平剖分式。上箱蓋和下箱座用普通螺栓聯(lián)接成一整體。軸承座的聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近軸承座孔，座旁的凸臺(tái)應(yīng)有足夠的承托面，并保證旋緊螺栓時(shí)需要的扳手空間。為了保證箱體有足夠的剛度，在軸承座附近加支承肋。為了保證減速器安置在基座的穩(wěn)定性，并盡可能減少箱體底座平面的機(jī)械加工面積。 8.2減速器附件 為了保證減速器的正常工作，除了對(duì)齒輪、軸、軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)予足夠的重視外，還應(yīng)考慮到為減速器潤(rùn)滑油池油池注油、排油、檢查油面高度、檢修折裝時(shí)的上下箱的精確定位、吊運(yùn)等輔助零部件的合理選擇和設(shè)計(jì)。 8.2.1檢查孔及其蓋板 為了檢查傳動(dòng)零件的嚙合情況、接觸斑點(diǎn)、側(cè)隙，并向箱體內(nèi)注入潤(rùn)滑油，應(yīng)在箱體的適當(dāng)位置設(shè)置檢查孔。其大小應(yīng)允許將手伸入箱內(nèi)，以便檢查齒輪嚙合情況。 8.2.2通氣器 減速器工作時(shí)，箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，為使箱內(nèi)受熱膨脹的空氣自由排出，以保證箱體內(nèi)外壓力平衡，通常在箱體頂部裝設(shè)通氣器。設(shè)計(jì)中采用的通氣器結(jié)構(gòu)有濾網(wǎng)，用于工作環(huán)境多塵的場(chǎng)合，防塵效果較好。 8.2.3軸承蓋和密封裝置 為了固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷，軸承座孔兩端軸承蓋封閉。軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種。設(shè)計(jì)中采用凸緣式軸承蓋，優(yōu)點(diǎn)是拆裝、調(diào)整軸承比較方便。在軸伸處的軸承蓋是透蓋，透蓋中裝有密封裝置。 8.2.4定位銷 為了精確地加工軸承座孔，并保證每次拆裝后軸承座的上下半孔始終保持加工時(shí)的位置精度，應(yīng)在精加工軸承座孔前，在上箱蓋和下箱座的聯(lián)接凸緣上配裝定位銷，并呈對(duì)稱布置以加強(qiáng)定位效果。 8.2.5油面指示器 為了檢查減速器內(nèi)油池油面的高度，以便經(jīng)常保證油池內(nèi)有適當(dāng)?shù)挠土恳话阍谙潴w便于觀察、油面較穩(wěn)定的部位，裝設(shè)油面指示器。設(shè)計(jì)中采用油標(biāo)尺。 8.2.6放油開關(guān) 換油時(shí)，為了排出污油和清洗劑，應(yīng)在箱體底部、油池的最低位置處開設(shè)放油孔，平時(shí)放油孔有帶有管螺紋的龍頭堵住。 8.2.7起吊裝置 當(dāng)減速器的質(zhì)量超過25KG時(shí)，為了便于搬運(yùn)，常需在箱體上設(shè)置起吊裝置。設(shè)計(jì)中上箱蓋設(shè)有兩個(gè)吊耳，下箱座焊接有六個(gè)吊鉤。 9機(jī)架及成型裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 9.1型輥軸的設(shè)計(jì) 9.1.1選擇軸的材料 選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。 9.1.2初步估算軸的的直徑 取軸徑為280mm 9.1.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9．1．3．1初步選擇滾動(dòng)軸承 根據(jù)軸的受力，選取20000型調(diào)心滾子軸承，為了便于軸承的裝配，取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為23072型，其尺寸為。 9．1．3．2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 Ⅰ軸段安裝聯(lián)軸器，取，。Ⅱ軸段安裝軸承蓋。取軸段直徑， 。Ⅲ軸段加工螺紋M340，長(zhǎng)度23mm.IV軸段安裝軸承，取軸段直徑，，V段安裝軸承內(nèi)端蓋，取軸段直徑，。VI，VII段安裝輥心，便于結(jié)構(gòu)考慮，VI段軸徑略大于VII段，取軸段直徑， ， ， 。VIII段安裝軸承內(nèi)端蓋，取軸段直徑，。IX軸段安裝軸承，取軸段直徑，。 9.2輥心的設(shè)計(jì) 9.2.1選擇輥心的材料 選用碳素鑄鋼材料，強(qiáng)度和加工性良好。 9.2.2輥心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 輥心鑄成六邊形結(jié)構(gòu)，便于型板的安裝和更換。 9.3型板的設(shè)計(jì) 9.3.1型板材料的選擇 由于成型壓力大，球窩的接觸線磨損大，選用15Cr3Mo材料。持久強(qiáng)度較高。 9.3.2型板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 輥輪的輥面分成六塊型板，每一塊用螺釘固定在輥心上，由于球窩的接觸線磨損較大，所以球窩交錯(cuò)排列。這樣有利于提高輥面的利用率，并且可以減少物料在輥面上非工作“突臺(tái)區(qū)”產(chǎn)生的峰壓。由前計(jì)算可得： 輥?zhàn)友刂芟虿寂徘蚋C數(shù)：=54 輥?zhàn)友貙挾确较蚩刹寂徘蚋C：=10.01 圓整取10排 輥?zhàn)訉挾龋?5.5×9+50+70+10=630mm 單塊型板的球窩布排沿周向是9個(gè)，布10排。 10 液壓加載裝置的選型 選用UZ系列微型液壓泵站，油箱容積20L，最大壓力200MPa。 結(jié)論 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)近三個(gè)多月的時(shí)間，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是工業(yè)對(duì)輥成型機(jī)的整機(jī)設(shè)計(jì)。GD1146/90型對(duì)輥成型機(jī)，基本上可以滿足年產(chǎn)10萬(wàn)噸的要求。該機(jī)型具有剛性好、效率高、操作靈活等特點(diǎn)。 此次設(shè)計(jì)對(duì)輥成型機(jī)，主要有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)： 1．由于采用了安全聯(lián)軸器，可以避免成型機(jī)在工作時(shí)由于物料(粉煤)帶有的小件鐵器等堅(jiān)硬物進(jìn)入輥輪嚙合區(qū)而阻止輥輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。所以設(shè)計(jì)的聯(lián)軸器具有退讓和安全保護(hù)的功能。 2．采用方形軸承座。對(duì)于固定對(duì)輥組件,其軸承座由定位平衡固定在機(jī)架的上、下端架之間;對(duì)于活動(dòng)對(duì)輥組件,其軸承座可以沿上、下端架上的導(dǎo)向平鍵平移。在活動(dòng)對(duì)輥組件有液壓加載裝置，可以提高成型力，并且在有較硬的鐵器物質(zhì)或其他物質(zhì)進(jìn)入輥輪間時(shí)可以避讓，以免損壞對(duì)輥組件。 3．本成型機(jī)采用自重加料裝置。 在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下，我不僅完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，對(duì)成型機(jī)的成型原理有了更深的了解，而且還學(xué)到了很多書本上沒有的知識(shí)，拓寬了自己的知識(shí)面。另外還提高了綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，為將來工作打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) 1.吳宗澤 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上冊(cè)》 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2002.1 2.吳宗澤 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Workshop Proceedings. Cuatemala City.OK1.1989 致謝 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)忙碌了三個(gè)多月的時(shí)間。在此期間，指導(dǎo)老師不辭辛勞為 我們悉心指導(dǎo)，使我學(xué)到了很多知識(shí)。在此，我非常感謝指導(dǎo)老師。 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，既鍛煉了我綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)的能力，也讓我學(xué)到了很多書本上學(xué)不到的知識(shí)。此外，我也十分感謝中國(guó)礦業(yè)大學(xué)以及各位老師四年對(duì)我的悉心栽培。使我在畢業(yè)后走向社會(huì)能成為一名真正對(duì)社會(huì)有 用之人。