塊狀物質(zhì)滾筒回轉(zhuǎn)式粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD】
塊狀物質(zhì)滾筒回轉(zhuǎn)式粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【說(shuō)明書(shū)+CAD】,說(shuō)明書(shū)+CAD,塊狀,物質(zhì),物資,滾筒,回轉(zhuǎn),粉碎機(jī),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),說(shuō)明書(shū),仿單,cad
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】：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 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)的工作原理 7
4粉碎機(jī)動(dòng)力機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 9
4.1動(dòng)力系統(tǒng)選擇依據(jù) 9
4.2動(dòng)力選型 10
第5章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11
5.1常見(jiàn)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用 11
5.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定 13
5.3帶傳動(dòng)計(jì)算 13
5.3.1計(jì)算設(shè)計(jì)功率Pd 13
5.3.2選擇帶型 13
5.3.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速 14
5.3.4確定中心距離、帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度并驗(yàn)算小輪包角 15
5.3.5確定帶的根數(shù)z 16
5.3.6確定帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 16
5.3.7確定帶的張緊裝置 16
5.3.8計(jì)算壓軸力 16
6 離合器的選擇設(shè)計(jì) 18
6.1恒定距離合器設(shè)計(jì)計(jì)算 18
6.1.1選型 18
4.1.2恒定距電磁離合器的動(dòng)作特性 18
6.1.3離合器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 18
6.1.4離合器的外徑 18
6.1.5離合器的壓緊力 19
6.1.6線(xiàn)圈槽高度 19
6.1.7磁軛底部厚度 19
6.1.8銜鐵厚度 19
7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 20
8 鍵的校核 24
8.1根據(jù)軸的直徑選擇鍵 24
8.2校核鍵的承載能力 24
9 軸承的潤(rùn)滑及密封 25
10 粉碎機(jī)的主體設(shè)計(jì) 25
10.1中心軸及攪拌棒 26
10.2進(jìn)料口和出料口 26
10.3攪拌棒 27
10.4旋轉(zhuǎn)擋板 27
10.5機(jī)架裝置 28
總 結(jié) 29
參考文獻(xiàn) 30
致 謝 31
31
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。可以說(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)動(dòng)力機(jī)構(gòu)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。
1、設(shè)計(jì)參數(shù)要求：1）物料粉碎前為直徑大小約為10-20cm左右,粉碎后物質(zhì)粒度平均直徑大小為1mm（含粉末）。
2）每次的粉碎量大約為20公斤，V=0.1m3。
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20kg，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。考慮到成本的預(yù)算，粉碎機(jī)筒體采用的無(wú)縫鋼管426*9，故r=213mm。
4.1動(dòng)力系統(tǒng)選擇依據(jù)
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有液壓驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)等形式。
液壓驅(qū)動(dòng)具有體積小、出力大、控制性能好、動(dòng)作平穩(wěn)等特點(diǎn)，它利用油缸、馬達(dá)加上齒輪、齒條實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；利用擺動(dòng)油缸、馬達(dá)與減速器、油缸與齒條、齒輪或鏈條、鏈輪等實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。液壓驅(qū)動(dòng)具有潤(rùn)滑性能好、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)緊湊，剛性好。定位精度高，克實(shí)現(xiàn)任意位置開(kāi)停。有很多專(zhuān)業(yè)機(jī)械手能直接利用主機(jī)的液壓系統(tǒng)。但缺點(diǎn)是需要配備壓力源，系統(tǒng)復(fù)雜成本較高。
氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉。氣源方便，所需的壓縮氣源一般工廠(chǎng)都有，并且無(wú)污染，一般采用的壓力0.4-0.6MPa,最高可達(dá)1MPa。缺點(diǎn)是出力小，體積大。由于空氣的可壓縮性大，很難實(shí)現(xiàn)中間位置的停止，只能用于點(diǎn)位控制，而且潤(rùn)滑性較差，氣壓系統(tǒng)容易生銹。
機(jī)械式用于簡(jiǎn)單的場(chǎng)合。
電動(dòng)由于減速和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)適用于無(wú)污染，有電就可以工作，操作簡(jiǎn)單方便，在工作場(chǎng)合只需要接通電源即可工作，而工作場(chǎng)合在各個(gè)大樓區(qū)域，很容易找到電源。
綜合以上敘述，將選用最后一種電動(dòng)機(jī)作為本課題的動(dòng)力來(lái)源。
4.2動(dòng)力選型
20kg的物料看做是均勻分布在粉碎同中的，則其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
J=1/2mr2=1/2*20*0.3=3kg.m2
達(dá)到正常工作的轉(zhuǎn)速10r/s,物料所具有的能量為
E=1/2*J*ω=5916J ，t=2，則平均功率P=1183.2w，
由于傳動(dòng)總效率為η=0.9，故電機(jī)所需功率為
P=1314w
所以，選取電機(jī)功率為1.5 kW
由上面計(jì)算結(jié)果知道需要輸出轉(zhuǎn)速很低，根據(jù)機(jī)構(gòu)需要選擇擺線(xiàn)針輪減速器，其主要特點(diǎn)是傳動(dòng)比大，一級(jí)轉(zhuǎn)速時(shí)傳動(dòng)比在11-87，兩極轉(zhuǎn)速時(shí)傳動(dòng)比范圍在20128。由于在傳動(dòng)過(guò)程中為多齒齒合，所以對(duì)過(guò)載和沖擊有較強(qiáng)的承受能力，傳動(dòng)平穩(wěn)，可靠；由于采用了行星擺線(xiàn)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，所以其結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，在功率相同條件下，其質(zhì)量是其它減速器的一半，由于擺線(xiàn)齒輪、針齒銷(xiāo)、軸銷(xiāo)和軸套都是由軸承鋼制造，工作中又的有滾動(dòng)摩擦，因此大大加強(qiáng)了個(gè)零件的機(jī)械性能并保證使用壽命，提高了傳動(dòng)效率。
由于轉(zhuǎn)速需30r/min ，表15-2-119選擇二級(jí)直連型XWED8175B型，傳動(dòng)比50，輸入轉(zhuǎn)速1500r/min,輸出轉(zhuǎn)速30r/min，額定轉(zhuǎn)矩2750N.M,額定功率為1.5KW(考慮超載及摩擦等其他不可意料的因素，這個(gè)值盡量取大一些).其機(jī)構(gòu)尺寸如圖（JB/T298-1994）
圖2-1 二級(jí)直連型XWED8175B型電動(dòng)機(jī)（帶減速器的）
第5章 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
5.1常見(jiàn)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用
類(lèi)型
特點(diǎn)
應(yīng)用
連桿機(jī)構(gòu)
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，工作可靠，傳動(dòng)距離較遠(yuǎn)，傳遞載荷較大，可實(shí)現(xiàn)急回運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但不易獲得勻速運(yùn)動(dòng)或其他任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律，傳動(dòng)不平穩(wěn)，沖擊與振動(dòng)較大
用于從動(dòng)件行程較大或承受重載的工作場(chǎng)合，可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)、擺動(dòng)等復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)律或運(yùn)動(dòng)軌跡。
凸輪機(jī)構(gòu)
結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，調(diào)整方便，可獲得任意運(yùn)動(dòng)規(guī)律，但動(dòng)載荷較大，傳動(dòng)效率較低
用于從動(dòng)件行程較小和載荷不大以及要求特定運(yùn)動(dòng)規(guī)律的場(chǎng)合。
非圓齒輪機(jī)構(gòu)
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，從動(dòng)件可實(shí)現(xiàn)任意轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律，但齒輪制造較困難
用于從動(dòng)件作連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)和要求有特殊運(yùn)動(dòng)規(guī)律的場(chǎng)合。
槽輪間歇機(jī)構(gòu)
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，從動(dòng)件轉(zhuǎn)位較平穩(wěn)，而且可實(shí)現(xiàn)任意等時(shí)的單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，但當(dāng)撥盤(pán)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，動(dòng)載荷較大
常用作自動(dòng)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)，特別適用于轉(zhuǎn)位角度在45°以上的低速傳動(dòng)。
凸輪式間歇機(jī)構(gòu)
結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，動(dòng)載荷較小，從動(dòng)件可實(shí)現(xiàn)任何預(yù)期的單向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，但凸輪制造困難
用作高速分度機(jī)構(gòu)或自動(dòng)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)。
不完全齒輪機(jī)構(gòu)
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，從動(dòng)件可實(shí)現(xiàn)較大范圍的單向間歇傳動(dòng)，但嚙合開(kāi)始和終止時(shí)有沖擊，傳動(dòng)不平穩(wěn)
多用作輕工機(jī)械的間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
螺旋機(jī)構(gòu)
傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)噪聲，減速比大；可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)與直線(xiàn)移動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)噪聲，互換；滑動(dòng)螺旋可做成自鎖螺旋機(jī)構(gòu)；工作速度一般很低，只適用于小功率傳動(dòng)
多用于要求微動(dòng)或增力的場(chǎng)合，如機(jī)床夾具以及儀器、儀表，還用于將螺母的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槁輻U的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的裝置。
摩擦輪機(jī)構(gòu)
有過(guò)載保護(hù)作用；軸和軸承受力較大，工作表面有滑動(dòng)，而且磨損較快；高速傳動(dòng)時(shí)壽命較低
用于儀器及手動(dòng)裝置以傳遞回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
圓柱齒輪機(jī)構(gòu)
載荷和速度的許用范圍大，傳動(dòng)比恒定，外廓尺寸小，工作可靠，效率高；制造和安裝精度要求較高，精度低時(shí)傳動(dòng)噪聲較大，無(wú)過(guò)載保護(hù)作用；斜齒圓柱齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，承載能力強(qiáng)，但在傳動(dòng)中會(huì)產(chǎn)生軸向力，在使用時(shí)必須安裝推力軸承或角接觸軸承
廣泛應(yīng)用于各種傳動(dòng)系統(tǒng)，傳遞回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)減速或增速、變速以及換向等。
齒輪齒條機(jī)構(gòu)
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，傳動(dòng)效率高，易于實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)行程；當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度較高或?yàn)樘岣哌\(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性時(shí)，可采用斜齒或人字齒條機(jī)構(gòu)
廣泛應(yīng)用于各種機(jī)器的傳動(dòng)系統(tǒng)，變速操縱裝置，自動(dòng)機(jī)的輸送、轉(zhuǎn)向、進(jìn)給機(jī)構(gòu)以及直動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置
圓錐齒輪機(jī)構(gòu)
用來(lái)傳遞兩相交軸的運(yùn)動(dòng)；直齒圓錐齒輪傳遞的圓周速度較低，曲齒用于圓周速度較高的場(chǎng)合
用于減速、轉(zhuǎn)換軸線(xiàn)方向以及反向的場(chǎng)合，如汽車(chē)、拖拉機(jī)、機(jī)床等。
螺旋齒輪機(jī)構(gòu)
常用于傳遞既不平行又不相交的兩軸之間的運(yùn)動(dòng)，但其齒面間為點(diǎn)嚙合，且沿齒高和齒長(zhǎng)方向均有滑動(dòng)，容易磨損，因此只宜用于輕載傳動(dòng)
用于傳遞空間交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)。
蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)
傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)噪聲，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)比大，可做成自鎖蝸桿；自鎖蝸桿傳動(dòng)的效率很低，低速傳動(dòng)時(shí)磨損嚴(yán)重，中高速傳動(dòng)的蝸輪齒圈需貴重的減摩材料(如青銅)，制造精度要求較高，刀具費(fèi)用昂貴
用于大傳動(dòng)比減速裝置(但功率不宜過(guò)大)、增速裝置、分度機(jī)構(gòu)、起重裝置、微調(diào)進(jìn)給裝置、省力的傳動(dòng)裝置
行星齒輪機(jī)構(gòu)
傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，制造和安裝精度要求高，其他特點(diǎn)同普通齒輪傳動(dòng)；主要有漸開(kāi)線(xiàn)齒輪、擺線(xiàn)針輪、諧波齒輪3種齒形的行星傳動(dòng)
常作為大速比的減速裝置、增速裝置、變速裝置，還可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合成與分解。
帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
軸間距離較大，工作平穩(wěn)無(wú)噪聲，能緩沖吸振，摩擦式帶傳動(dòng)有過(guò)載保護(hù)作用；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝要求不高，外廓尺寸較大；摩擦式帶傳動(dòng)有彈性滑動(dòng)，不能用于分度系統(tǒng)；摩擦易起電，不宜用于易燃易爆的場(chǎng)合；軸和軸承受力較大，傳動(dòng)帶壽命較短
用于傳遞較遠(yuǎn)距離的兩軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。
鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
軸向距離較大，平均傳動(dòng)比為常數(shù)，鏈條元件間形成的油膜有吸振能力，對(duì)惡劣環(huán)境有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，工作可靠，軸上載荷較??；瞬時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)速度不均勻，高速時(shí)不如帶傳動(dòng)平穩(wěn)；鏈條工作時(shí)因磨損伸長(zhǎng)后容易引起共振，一般需增設(shè)張緊和減振裝置
用于傳遞較遠(yuǎn)距離的兩軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力。
5.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的確定
根據(jù)上述表格和件，距離較遠(yuǎn)，屬于長(zhǎng)距離輸送。初步選擇帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和鏈條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)，安裝要求不高。最終確定帶傳動(dòng)作為本的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
5.3帶傳動(dòng)計(jì)算
輸出功率P=1.5kW,轉(zhuǎn)速n1=1440r/min,n2=450r/min
5.3.1計(jì)算設(shè)計(jì)功率Pd
表4 工作情況系數(shù)
工作機(jī)
原動(dòng)機(jī)
ⅰ類(lèi)
ⅱ類(lèi)
一天工作時(shí)間/h
10~16
10~16
載荷
平穩(wěn)
液體攪拌機(jī)；離心式水泵；通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)（）；離心式壓縮機(jī)；輕型運(yùn)輸機(jī)
1.0
1.1
1.2
1.1
1.2
1.3
載荷
變動(dòng)小
帶式運(yùn)輸機(jī)（運(yùn)送砂石、谷物），通風(fēng)機(jī)（）；發(fā)電機(jī)；旋轉(zhuǎn)式水泵；金屬切削機(jī)床；剪床；壓力機(jī)；印刷機(jī)；振動(dòng)篩
1.1
1.2
1.3
1.2
1.3
1.4
載荷
變動(dòng)較大
螺旋式運(yùn)輸機(jī)；斗式上料機(jī)；往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)；鍛錘；磨粉機(jī)；鋸木機(jī)和木工機(jī)械；紡織機(jī)械
1.2
1.3
1.4
1.4
1.5
1.6
載荷
變動(dòng)很大
破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）；球磨機(jī)；棒磨機(jī)；起重機(jī)；挖掘機(jī)；橡膠輥壓機(jī)
1.3
1.4
1.5
1.5
1.6
1.8
根據(jù)V帶的載荷平穩(wěn)，兩班工作制（16小時(shí)），查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P296表4，
取KA＝1.1。即
5.3.2選擇帶型
普通V帶的帶型根據(jù)傳動(dòng)的設(shè)計(jì)功率Pd和小帶輪的轉(zhuǎn)速n1按《機(jī)械設(shè)計(jì)》P297圖13－11選取。
根據(jù)算出的Pd＝1.65kW及小帶輪轉(zhuǎn)速n1＝1440r/min ，查圖得：dd=80～100可知應(yīng)選取A型V帶。
5.3.3確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)證帶速
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P298表13－7查得，小帶輪基準(zhǔn)直徑為80～100mm
則取dd1=100mm> ddmin.=75 mm（dd1根據(jù)P295表13-4查得）
表3 V帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑
槽型
Y
Z
A
B
C
D
E
20
50
75
125
200
355
500
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P295表13-4查“V帶輪的基準(zhǔn)直徑”，得=315mm
① 誤差驗(yàn)算傳動(dòng)比： （為彈性滑動(dòng)率）
誤差 符合要求
② 帶速
滿(mǎn)足5m/s300mm，所以宜選用E型輪輻式帶輪。
總之，小帶輪選H型孔板式結(jié)構(gòu)，大帶輪選擇E型輪輻式結(jié)構(gòu)。
帶輪的材料：選用灰鑄鐵，HT200。
5.3.7確定帶的張緊裝置
選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便的定期調(diào)整中心距的張緊裝置。
5.3.8計(jì)算壓軸力
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P303表13－12查得，A型帶的初拉力F0＝130.31N，上面已得到=153.36o，z=3，則
對(duì)帶輪的主要要求是質(zhì)量小且分布均勻、工藝性好、與帶接觸的工作表面加工精度要高，以減少帶的磨損。轉(zhuǎn)速高時(shí)要進(jìn)行動(dòng)平衡，對(duì)于鑄造和焊接帶輪的內(nèi)應(yīng)力要小, 帶輪由輪緣、腹板（輪輻）和輪轂三部分組成。帶輪的外圈環(huán)形部分稱(chēng)為輪緣，輪緣是帶輪的工作部分，用以安裝傳動(dòng)帶，制有梯形輪槽。由于普通V帶兩側(cè)面間的夾角是40°，為了適應(yīng)V帶在帶輪上彎曲時(shí)截面變形而使楔角減小，故規(guī)定普通V帶輪槽角 為32°、34°、36°、38°（按帶的型號(hào)及帶輪直徑確定），輪槽尺寸見(jiàn)表7-3。裝在軸上的筒形部分稱(chēng)為輪轂，是帶輪與軸的聯(lián)接部分。中間部分稱(chēng)為輪幅（腹板），用來(lái)聯(lián)接輪緣與輪轂成一整體。
表 普通V帶輪的輪槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92）
項(xiàng)目
?
符號(hào)
槽型
Y
Z
A
B
C
D
E
基準(zhǔn)寬度
b p
5.3
8.5
11.0
14.0
19.0
27.0
32.0
基準(zhǔn)線(xiàn)上槽深
h amin
1.6
2.0
2.75
3.5
4.8
8.1
9.6
基準(zhǔn)線(xiàn)下槽深
h fmin
4.7
7.0
8.7
10.8
14.3
19.9
23.4
槽間距
e
8 ± 0.3
12 ± 0.3
15 ± 0.3
19 ± 0.4
25.5 ± 0.5
37 ± 0.6
44.5 ± 0.7
第一槽對(duì)稱(chēng)面至端面的距離
f min
6
7
9
11.5
16
23
28
最小輪緣厚
5
5.5
6
7.5
10
12
15
帶輪寬
B
B =( z -1) e + 2 f ? z —輪槽數(shù)
外徑
d a
輪 槽 角
32°
對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)直徑 d d
≤ 60
-
-
-
-
-
-
34°
-
≤ 80
≤ 118
≤ 190
≤ 315
-
-
36°
60
-
-
-
-
≤ 475
≤ 600
38°
-
＞ 80
＞ 118
＞ 190
＞ 315
＞ 475
＞ 600
極限偏差
± 1
± 0.5
V帶輪按腹板（輪輻）結(jié)構(gòu)的不同分為以下幾種型式：
（1） 實(shí)心帶輪：用于尺寸較小的帶輪(dd≤(2.5～3)d時(shí))，如圖7 -6a。
（2） 腹板帶輪：用于中小尺寸的帶輪(dd≤ 300mm 時(shí))，如圖7-6b。
（3） 孔板帶輪：用于尺寸較大的帶輪((dd－d)＞ 100 mm 時(shí))，如圖7 -6c 。
（4） 橢圓輪輻帶輪：用于尺寸大的帶輪(dd＞ 500mm 時(shí))，如圖7-6d。
（a） （b） （c） （d）
圖7-6 帶輪結(jié)構(gòu)類(lèi)型
根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果，可以得出結(jié)論：小帶輪選擇實(shí)心帶輪，如圖（a）,大帶輪選擇腹板帶輪如圖（b）
6 離合器的選擇設(shè)計(jì)
6.1恒定距離合器設(shè)計(jì)計(jì)算
6.1.1選型
為滿(mǎn)足工作環(huán)境的需要，在系統(tǒng)中我選擇恒定距離合器，因?yàn)楹愣ň嚯x合器有外形尺寸小，傳遞轉(zhuǎn)矩大，無(wú)空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，無(wú)摩擦發(fā)熱，無(wú)磨損，不需調(diào)節(jié)，傳動(dòng)比恒定無(wú)滑差，使用壽命長(zhǎng)，脫開(kāi)快，干、濕兩用的特點(diǎn)。（電源為12v直流電）
4.1.2恒定距電磁離合器的動(dòng)作特性
通電后，當(dāng)激磁電流按指數(shù)曲線(xiàn)上升時(shí)，由于銜鐵被吸引，線(xiàn)圈中電感增大，引起電流第一次短時(shí)間下降，以后還會(huì)由于銜鐵吸引后尚不能起動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩，出現(xiàn)牙間嵌合、脫開(kāi)和再嵌合的滑跳現(xiàn)象，致使電流發(fā)生多次跳動(dòng)，直到能帶動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)才趨向穩(wěn)定。對(duì)于靜態(tài)接合，起動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短主要與銜鐵吸引時(shí)間有關(guān)，而對(duì)動(dòng)態(tài)起動(dòng)，則與相對(duì)轉(zhuǎn)速、負(fù)載特性、負(fù)載的增加情況以及牙的相對(duì)位置等因素有關(guān)。離合器的脫開(kāi)時(shí)間就是從切斷激磁電流開(kāi)始到牙完全脫開(kāi)嵌合，傳遞力矩消失所經(jīng)歷的時(shí)間，此時(shí)電流也按指數(shù)曲線(xiàn)衰減。
6.1.3離合器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩
式中 T-離合器傳遞的理論轉(zhuǎn)矩，它包括工作轉(zhuǎn)矩和起動(dòng)的慣性轉(zhuǎn)矩 T=2168（Nm）；
K-工作情況系數(shù) K=1.5
所以 1.5 2168=3252（Nm）
6.1.4離合器的外徑
=133
6.1.5離合器的壓緊力
Q
式中 -牙形角， =
-摩擦角， =
-牙的平均直徑
-銜鐵摩擦面的摩擦系數(shù)
-銜鐵導(dǎo)向孔直徑
-彈簧推力，=40
6.1.6線(xiàn)圈槽高度
=20mm
式中 -線(xiàn)圈槽高度比， =5
-傳熱系數(shù)，=11
-填充系數(shù)， =0.6
-電阻系數(shù)，=0.017
6.1.7磁軛底部厚度
==4mm
6.1.8銜鐵厚度
=8mm
一般取余量 =4
7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
7.1 軸的設(shè)計(jì)
7．1.1 最小直徑 D ≥A0= 105 =34.8mm (4-1-1)
A0的值取自《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15－3，因?yàn)檩S上有兩個(gè)鍵槽，故將軸的最小直徑提高至原來(lái)的1.0倍。圓整后 dmin =38mm.
7.1.2 軸上各零件的布置方案：
主動(dòng)輪軸上安裝著主動(dòng)輪，以及一對(duì)深溝球軸承6220。根據(jù)后面的應(yīng)力計(jì)算分析可知軸的材料選為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)最小軸徑，以及軸承的內(nèi)徑、主動(dòng)輪輪軸的內(nèi)徑確定軸上各段的徑向尺寸，根據(jù)軸承座長(zhǎng)度度及軸承寬度確定軸的總長(zhǎng)度。各段長(zhǎng)度由安裝在軸上的零件尺寸確定。
軸上的零件要有兩個(gè)方向的定位，一個(gè)是軸向定位，一個(gè)是周向定位。主動(dòng)輪的周向定位采用鍵聯(lián)結(jié)，軸向定位由軸承端蓋和緊釘螺釘完成。
軸通常是在變應(yīng)力條件下工作的，軸的截面尺寸發(fā)生突變處要產(chǎn)生應(yīng)力集中，軸的疲勞破壞往往在此處發(fā)生。為了提高軸的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)盡量減少應(yīng)力集中源和降低應(yīng)力集中的程度。為此，軸肩處應(yīng)采用較大的過(guò)渡圓角半徑來(lái)降低應(yīng)力集中。但對(duì)定位軸肩，還必須保證零件得到可靠的定位。
圖5-1 軸上零件定位圖
根據(jù)定位圖可以得到軸的零件圖如下（圖5-2）
圖5-2 軸的零件圖
7.2 軸的強(qiáng)度校核：
圖 5.2 軸受力簡(jiǎn)圖
根據(jù)力平衡條件列平衡方程
630+F2=F1， (4-2-1)
F2×150＝630×49 （4-2-2）
由上述方程組得 F1=924N ,F2=294N
由上述值可畫(huà)出剪力圖，如下圖：
圖5.3 剪力圖
由上圖得AB段彎矩為 Mab=294×105=30870N.mm=30.87N.m （4-2-3）
BC段彎矩為 Mbc=630×49=30870N.mm=30.87N.m （4-2-4）
因?yàn)?0.87-30.87=0N.m
所以可得彎矩圖B點(diǎn)為值為30.87N.m
彎矩圖如下：
圖5.4 彎矩圖
扭矩為 T=We=9549×P/n=9549×0.1364 =324.6N.m （4-2-5）
扭矩圖為
圖5.5 彎矩圖
由此可見(jiàn)軸的危險(xiǎn)截面在B點(diǎn)
MB = 30.87N.m TB = 324.6N.m
δB = （4-2-6）
=
＝
＝26.54Mpa
45號(hào)鋼的抗拉強(qiáng)度極限為：600Mpa ；屈服極限：355Mpa（見(jiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2－7）
δB＜[δs] （4-2-7）
故軸的尺寸結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。
7.3軸承的使用壽命校核
7.3.1 軸軸承的壽命校核
主動(dòng)輪軸軸承中徑向力最大為0.977KN。
P = fp Fr =1.2×0.977KN =1.17KN （4-3-1）
fp的取值見(jiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13－6
6210滾動(dòng)軸承的基本額定動(dòng)載荷C=35KN
C的取值見(jiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6－1。
Lh = (4-3-2）
=
=1.11×108h
7.3.2 軸承的壽命校核
P = fp Fr =1.2×0.924KN = 1.1KN (4-3-3)
Lh = （4-3-4）
=
= 1.34×108h
移苗機(jī)每天工作10小時(shí)，每年工作600小時(shí)，設(shè)計(jì)軸承使用壽命為6年。
Lh’ = 600×6 ＝3.6×103 h （4-3-5）
Lh > Lh’ ，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。
8 鍵的校核
8.1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
8.2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：<[]
從校核結(jié)果看出鍵1、鍵2、鍵3、都符合要求
9 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。
10 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。
10.1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?；旧鲜遣捎面I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
10.2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
10.3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：
10.4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:
10.5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)。
參考文獻(xiàn)
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