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黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 26 頁(yè)
1緒論
1.1課題的背景及研究目的
溢流型球磨機(jī)廣泛應(yīng)用于水泥，硅酸鹽制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑色與有色金屬選礦以及玻璃陶瓷等生產(chǎn)行業(yè)，特別是在選礦行業(yè)中應(yīng)用最為普遍的粉磨機(jī)械。
溢流型球磨機(jī)由給料部、出料部、回轉(zhuǎn)部、傳動(dòng)部（減速機(jī)，小傳動(dòng)齒輪，電機(jī)，電控）等主要部分組成。中空軸采用鑄鋼件，內(nèi)襯可拆換，回轉(zhuǎn)大齒輪采用鑄件滾齒加工，筒體內(nèi)鑲有耐磨襯板，具有良好的耐磨性。本機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠。
溢流型球磨機(jī)為臥式筒形旋轉(zhuǎn)裝置，外沿齒輪傳動(dòng)。物料由進(jìn)料裝置經(jīng)入料中空軸螺旋均勻地進(jìn)入磨機(jī)第一倉(cāng)，該倉(cāng)內(nèi)有階梯襯板或波紋襯板，內(nèi)裝不同規(guī)格鋼球，筒體轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生離心力將鋼球帶到一定高度后落下，對(duì)物料產(chǎn)生重?fù)艉脱心プ饔?。物料在第一倉(cāng)達(dá)到粗磨后，經(jīng)單層隔倉(cāng)板進(jìn)入第二倉(cāng)，該倉(cāng)內(nèi)鑲有平襯板，內(nèi)有鋼球，將物料進(jìn)一步研磨。粉狀物通過(guò)卸料箅板排出，完成粉磨作業(yè)。
溢流型球磨機(jī)是在物料濕水狀態(tài)下工作的磨機(jī)，與干式球磨機(jī)最大區(qū)別在于端蓋為錐形，端蓋上只有一個(gè)波峰襯板，采用優(yōu)質(zhì)的高錳鋼作襯板，耐磨，噪音小，工作效率高。最大優(yōu)點(diǎn)是可以高精度選取低品位磁性鐵礦石，可以選取任一粒度，隨時(shí)可以丟棄粗粒尾礦。該設(shè)備投資低，見(jiàn)效快。
國(guó)外生產(chǎn)的球磨機(jī)傳動(dòng)方式有下述三種（1）電動(dòng)機(jī)通過(guò)小齒輪和大齒圈傳動(dòng)（2）中心傳動(dòng)，即電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器帶動(dòng)中空軸頸的延長(zhǎng)部分（3）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子直接裝在筒體或中空軸頸的延長(zhǎng)部分上，定子固定于地基上，構(gòu)成所謂“無(wú)齒輪傳動(dòng)”。此時(shí)，采用超低速同步電動(dòng)機(jī)，其轉(zhuǎn)速等于球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速，適用于傳動(dòng)功率7500kw以上。球磨機(jī)的給料是由給礦器完成的。給礦器固定于球磨機(jī)的中空軸頸上并隨中空軸頸一起傳動(dòng)。常用的給礦器有鼓形、蝸形和聯(lián)合給礦器三種。球磨機(jī)的筒體、端蓋、中空軸頸等處都敷有襯板。筒體襯板除保護(hù)筒體外，還對(duì)磨礦介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和磨礦效率有影響，當(dāng)襯板較平滑時(shí)，對(duì)磨礦介質(zhì)的提升作用較弱，沖擊作用較小，而研磨作用較強(qiáng)。襯板還要求耐磨損。由于介質(zhì)和礦漿的沖擊、研磨和沖刷腐蝕造成了襯板的磨損，除了襯板的材質(zhì)和形狀外，磨損還與給礦粒度、礦石可磨性、鋼球大小、筒體直徑、球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速以及礦漿的腐蝕性等因素有關(guān)。襯板的材質(zhì)有高錳鋼、高鉻（白口）鑄鐵、橡膠等。中錳球墨鑄鐵（含Mn7%-9%,Si3.4%-4%,C3.2%-3.6%）的壽命不低于高錳鋼，但成本低得多。
1.2國(guó)內(nèi)外球磨機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r
近20多年來(lái)發(fā)展最快的碎磨工藝是半自磨—球磨工藝，目前，有很多大中型選礦廠采用此種碎磨工藝 (粗碎除外)。球磨機(jī)是利用鋼球作為磨礦介質(zhì)進(jìn)行磨礦的設(shè)備，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、破碎比大(3～100)，既可濕磨又可干磨，可用于處理各種礦物原料，適應(yīng)性強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。所以，在選礦、建材、化工、冶金及材料等工業(yè)部門中，球磨機(jī)都是最普遍、最通用的粉磨設(shè)備，在礦物粉碎和超細(xì)粉碎加工中占有重要地位，倍受人們青睞。因?yàn)榍蚰C(jī)處理能力和產(chǎn)物粒度對(duì)后續(xù)作業(yè)的效率和整體生產(chǎn)流程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)影響顯著，所以，有關(guān)球磨機(jī)的研究在國(guó)內(nèi)外一直受到廣泛關(guān)注和高度重視。近年來(lái)，隨著礦山規(guī)模的擴(kuò)大，在開(kāi)采大規(guī)模、低品位礦床時(shí)短工廠流程配置、提高處理能力以減少基本投資和生產(chǎn)成本，一直是眾多礦廠追求的目標(biāo)。
球磨機(jī)一般都有襯板，厚度一般為50-130mm,與筒殼之間有10-14mm的間隙，用膠合板、石棉墊、塑料板或橡膠鋪在其中，用來(lái)緩沖鋼球?qū)ν搀w的沖擊。襯板用螺栓固定在筒體上，螺帽下面有橡膠環(huán)和金屬墊圈，以防止礦漿漏出。襯板的形狀多種多樣。按其表面形狀可分為平滑和不平滑兩類。不平滑襯板可使磨礦介質(zhì)提升到較高的高度再落下，并且對(duì)鋼球和礦石較強(qiáng)的攪動(dòng)，因而適用于粗磨。平滑襯板由于鋼球與襯板之間的相對(duì)滑動(dòng)較大，因而產(chǎn)生較多的研磨作用而適用于細(xì)磨。當(dāng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)小齒輪和大齒輪將筒體帶動(dòng)時(shí)，物料經(jīng)給料器通過(guò)中空軸頸從左端給入筒體。筒體內(nèi)裝有一定質(zhì)量的鋼球作為磨礦介質(zhì)。物料受到鋼球的作用而磨碎，然后經(jīng)排礦端的中空軸頸排出機(jī)外。由于磨碎產(chǎn)品經(jīng)中空軸頸溢流排出，故這種球磨機(jī)稱為溢流型球磨機(jī)，是一種廣泛應(yīng)用的球磨機(jī)。
2傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)
2.1確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及分配級(jí)傳動(dòng)比
由已知電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y225S-8型，經(jīng)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表12-1可知該電動(dòng)機(jī)的額定功率為P=18.5kw，滿載轉(zhuǎn)速為n1=730r/min，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為n2=39.2r/min。
可算得i總=730/39.2=18.6
在多級(jí)傳動(dòng)中，總傳動(dòng)比為：
因此，暫定i1=4，i2=4.65
2.2傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)
經(jīng)計(jì)算可知，總傳動(dòng)比為18.6不是太大，考慮到齒輪傳動(dòng)效率比較高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)比穩(wěn)定，所以采用圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)減速器，然后再用一個(gè)單齒輪與球磨機(jī)邊緣的齒輪嚙合以完成傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。其傳動(dòng)方案如圖2.1
1-電動(dòng)機(jī) 2-聯(lián)軸器 3-減速器 4-聯(lián)軸器 5-球磨機(jī)大齒圈 6-單齒輪
圖2.1 Φ900×900溢流型球磨機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖
3減速器的設(shè)計(jì)
由于傳動(dòng)速度不高，故選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》10-1選擇小齒輪材料為40cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。
3.1齒輪齒數(shù)的確定
根據(jù)所學(xué)的機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)可知，取小齒輪的齒數(shù)為z1=24，則大齒輪的齒數(shù)為z2=i×z1=4×24=96
3.2確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
1、試選載荷系數(shù)Kt=1.3
2、計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
T1=95.5×105p1/n1=95.5×105×18.5/730Nmm=2.42×105Nmm
3、由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7選取齒寬系數(shù)φd=1
4、由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6查得材料的單性影響系數(shù)ZE=189.8MPa1/2
5、由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限δHlim1=600Mpa大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限δHlim2=550Mpa
6、由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù)
N1=60n1jlh=60×730×(1×2×8×300×15)=3.1536×109
N2=3.1536×109/4=7.884×108
7、由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-19取接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)KHN1=0.90；KHN2=0.95
8、計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力
取失效概率為1％，安全系數(shù)S=1，由式10-12得：
[δH]1=KHN1δlim1/S=0.9×600Mpa=540Mpa
[δH]2=KHN2δlim2/S=0.95×550Mpa=522.5Mpa
3.3計(jì)算
1、試算小齒輪的分度圓直徑
2、計(jì)算圓周速度V
V=πd1 tn1/60×100=π×86.53×730/60×1000=3.31m/s
3、計(jì)算齒寬b
b=Φd×d1t=1×86.53=86.53mm
4、計(jì)算齒寬與齒高之比b/h
模數(shù)mt=d1t/z1=86.53/24mm=3.605mm
齒高h(yuǎn)=2.25mt=2.25×3.605mm=8.11mm
b/h=86.53/8.11=10.67
5、計(jì)算載荷系數(shù)
根據(jù)V=3.31m/s，7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-8查得動(dòng)載荷系數(shù)Kv=1.08，直齒輪，KHα=KFα=1
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-2查得使用系數(shù)KA=1.50
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4用插值法查得7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)，KHβ=1.417
由b/h=10.67，KHβ=1.417查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-13得KFβ=1.35，故載荷系數(shù) K=KAKVKHαKHβ=1×1.08×1×1.417=1.53
6、按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑
(3.2)
7、計(jì)算模數(shù)m
m=d1/z1=76.7/24mm=3.2mm
8、按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)
由式10-5得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為：
（3.3）
9、確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限，大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限。
由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=0.85，KFN2=0.88
10、計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)S=1.4，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-12得
（3.4）
（3.5）
11、計(jì)算載荷系數(shù)K
（3.6）
12、查取齒形系數(shù)
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5查得YFa1=2.65；YFa2=2.18
13、查取應(yīng)力校正系數(shù)
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5查得Ysa1=1.58；Ysa2=1.79
14、計(jì)算大小齒輪的并加以比較
（3.7）
（3.8）
通過(guò)計(jì)算可知，大齒輪的數(shù)值大。
15、設(shè)計(jì)計(jì)算
（3.9）
對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由吃面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)m小于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所 決定的承載能力僅與齒輪的直徑有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)2.72并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=2.75mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=76.7mm，算出小齒輪的齒數(shù)z1=d1/m=76.7/2.75≈28
大齒輪的齒數(shù)z2=4×28=112
這樣設(shè)計(jì)出齒輪傳動(dòng)既滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免了浪費(fèi)。
3.4幾何尺寸計(jì)算
1、計(jì)算分度圓直徑
=28×2.75=77mm
=112×2.75=308mm
2、計(jì)算中心距
3、計(jì)算齒輪寬度
取B2=77mm，B1=82mm
4軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1基本參數(shù)計(jì)算
1、各軸的轉(zhuǎn)速與功率
在此次設(shè)計(jì)中，只需計(jì)算減速器的輸入軸和輸出軸，設(shè)輸入軸是高速軸，輸出軸是低速軸，根據(jù)已知條件可知：高速軸n1=730r/min，n2=182.5r/min。
高速軸的功率p1=p0×η聯(lián)軸器×η電=18.5×0.96×0.97=17.2kw
低速軸的功率p2=p1×η齒×η軸承2=17.2×0.97×0.962=15.4kw
2、各軸的轉(zhuǎn)矩
高速軸T1=9550× （4.1）
T1=9550×=225
低速軸T2=9550× （4.2）
T2=9550×=805.8
4.2軸的材料選擇及最小直徑估算
根據(jù)工作條件，小齒輪的直徑較?。╠1=77mm），采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，選用45鋼，正火，硬度HB=170~220。
按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度法進(jìn)行最小直徑估算，即 初算軸徑，若最小直徑軸段開(kāi)有鍵槽，還要考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度影響。
值由表26-3確定：=112
4.2.1高速軸最小直徑的確定
由 ，因高速軸最小直徑處安裝聯(lián)軸器，設(shè)有一個(gè)鍵槽。則d1min=d1min（1+7％）=33×（1+7％）=35.2mm，由于減速器輸入軸通過(guò)聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)軸相聯(lián)結(jié)，則外伸段軸徑與電動(dòng)機(jī)軸徑不得相差太大，否則難以選擇合適的聯(lián)軸器，取 ，為電動(dòng)機(jī)軸直徑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選電動(dòng)機(jī)查表6-16：，，綜合考慮各因素，取d1min=36mm。
4.2.2低速軸最小直徑的確定
，因低速軸最小直徑處安裝聯(lián)軸器，設(shè)有一鍵槽，則d2min=d2min（1+7％）=51×（1+7％）=55mm，參見(jiàn)聯(lián)軸器的選擇，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6-96，就近取聯(lián)軸器孔徑的標(biāo)準(zhǔn)值 d2min=55mm。
4.3高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
圖4.1 高速軸的結(jié)構(gòu)圖
4.3.1各軸段的直徑的確定
：最小直徑，安裝聯(lián)軸器
：密封處軸段，根據(jù)聯(lián)軸器軸向定位要求，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6-85（采用氈圈密封），
：滾動(dòng)軸承處軸段，，滾動(dòng)軸承選取30208
：過(guò)渡軸段，取
：滾動(dòng)軸承處軸段
4.3.2各軸段長(zhǎng)度的確定
：由聯(lián)軸器長(zhǎng)度查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6-96得，，取
：由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系確定
：由滾動(dòng)軸承確定
：由裝配關(guān)系及箱體結(jié)構(gòu)等確定
：由滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系確定
：由小齒輪寬度確定 ，取
4.3.3高速軸的校核
1、軸上力的作用點(diǎn)位置和支點(diǎn)跨距的確定
齒輪對(duì)軸的力作用點(diǎn)按簡(jiǎn)化原則應(yīng)在齒輪寬度的中點(diǎn)，軸上安裝的30208軸承，從《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-67可知它的負(fù)荷作用中心到軸承外端面的距離為，支點(diǎn)跨距，高速級(jí)小齒輪作用點(diǎn)到右支點(diǎn)B的距離為，距A為
圖4.2 軸上力的作用點(diǎn)位置和支點(diǎn)跨距
2、計(jì)算軸上的作用力
如圖2，求：
3、計(jì)算支反力并繪制轉(zhuǎn)矩、彎矩圖
垂直面
圖4.3 轉(zhuǎn)矩圖
圖4.4 彎矩圖
水平面
圖4.5 轉(zhuǎn)矩圖
圖4.6 彎矩圖
4、求支反力，作軸的合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖
（4.3）
（4.4）
（4.5）
圖4.7 高速軸的彎矩圖
圖4.8 高速軸的轉(zhuǎn)矩圖
5、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度，因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)軸，所以扭轉(zhuǎn)應(yīng)力視為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，折算系數(shù)。
（4.6）
已選定軸的材料為45鋼正火處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表26-4查得，因此，滿足要求。
4.3.4軸承的校核
由公式
其中：ft為溫度系數(shù)：查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］第246頁(yè)表14-3，得ft=1
fd 為載荷系數(shù)：查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］第246頁(yè)表14-4，得fd=1.2
C為基本額定動(dòng)載荷：軸承選擇為深溝球軸承6008，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 （GB/T276-94），得C=17.0KN
n為軸承工作轉(zhuǎn)速：n =730r/min,
ε為壽命指數(shù)：對(duì)于球軸承ε=3，見(jiàn)參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］第245頁(yè)。
P為當(dāng)量動(dòng)載荷：P=XFr+YFa,對(duì)于此設(shè)計(jì)中的深溝球軸承，沒(méi)有軸向載荷，F(xiàn)a=0取X=1,見(jiàn)參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］第247頁(yè)。
所以，P=XFr=Fr。
（4.7）
（4.8）
選擇兩者中的大的：
所以該軸承符合強(qiáng)度要求。
4.3.5 鍵的設(shè)計(jì)與校核
一般8級(jí)以上精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪在兩支撐點(diǎn)中間，故選用圓頭（A型）普通平鍵。
1、選擇聯(lián)軸器LT7型：dz=40mm,d2=42mm，L=112mm. L1=84mm
由參考文獻(xiàn)［機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)］第581頁(yè)，查得鍵的截面尺寸：b×h=8×7
根據(jù)連接段取鍵長(zhǎng)：L=L1-10=80-10=70mm,屬于標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列。
2、鍵的校核
查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第227頁(yè)表5-3-17，得
鍵的工作長(zhǎng)度為：l=L-b=70-8=62mm
鍵的擠壓應(yīng)力為： ，所以該鍵符合強(qiáng)度要求。
選用鍵8×7，GB1906-2003。
查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第228頁(yè)表5-3-18鍵槽深：。
4.4低速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
圖4.9 低速軸的結(jié)構(gòu)圖
4.4.1各軸段的直徑的確定
：滾動(dòng)軸承處軸段 ，滾動(dòng)軸承選取30210
：低速級(jí)大齒輪軸段
：軸環(huán)，根據(jù)齒輪的軸向定位要求
：過(guò)渡軸段，考慮擋油盤的軸向定位
：滾動(dòng)軸承處軸段
：密封處軸段，根據(jù)聯(lián)軸器的軸向定位要求，以及密封圈的標(biāo)準(zhǔn)（采用氈圈密封）
：最小直徑，安裝聯(lián)軸器的外伸軸段
4.4.2各軸段長(zhǎng)度的確定
：由滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系確定
：由低速級(jí)大齒輪的轂孔寬確定
：軸環(huán)寬度
：由裝配關(guān)系、箱體結(jié)構(gòu)確定
：由滾動(dòng)軸承、擋油盤及裝配關(guān)系確定
：由箱體結(jié)構(gòu)、軸承端蓋、裝配關(guān)系確定
：由聯(lián)軸器的轂孔寬確定
4.4.3校核低速軸
1、軸上力的作用點(diǎn)位置和支點(diǎn)跨距的確定
齒輪對(duì)軸的力作用點(diǎn)按簡(jiǎn)化原則應(yīng)在齒輪寬度的中點(diǎn)，軸上安裝的30210軸承，支點(diǎn)跨距，低速級(jí)大齒輪作用點(diǎn)到右支點(diǎn)B的距離為，距A為
圖4.10 軸上力的作用點(diǎn)位置和支點(diǎn)跨距
2、計(jì)算軸上的作用力
如圖10，求：
；
3、計(jì)算支反力并繪制轉(zhuǎn)矩、彎矩圖
垂直面
圖4.11 轉(zhuǎn)矩圖
圖4.12 彎矩圖
水平面
圖4.13 轉(zhuǎn)矩圖
圖4.14 彎矩圖
4、求支反力，作軸的合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖
圖4.15 低速軸的彎矩圖
圖4.16 低速軸的轉(zhuǎn)矩圖
5、按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
校核危險(xiǎn)截面C的強(qiáng)度，因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)軸，所以扭轉(zhuǎn)應(yīng)力視為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力，折算系數(shù)。
（4.9）
已選定軸的材料為45鋼正火處理，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表26-4查得，因此，強(qiáng)度足夠。
4.4.4 軸承的校核
由公式
其中：ft為溫度系數(shù)：查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］第246頁(yè)表14-3，得ft=1,
fd 為載荷系數(shù)：查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］第246頁(yè)表14-4，得fd=1.2
C為基本額定動(dòng)載荷：軸承選擇為深溝球軸承6010，查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)］第95頁(yè)附錄一，得C=22KN
n為軸承工作轉(zhuǎn)速：n=129.96r/min
ε為壽命指數(shù)：對(duì)于球軸承ε=3，見(jiàn)參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］第245頁(yè).
P為當(dāng)量動(dòng)載荷：P=XFr+YFa,對(duì)于此設(shè)計(jì)中的深溝球軸承，沒(méi)有軸向載荷，F(xiàn)a=0，取X=1,見(jiàn)參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］第247頁(yè)，所以，P=XFr=Fr。
選擇兩者中的大的：
所以該軸承符合強(qiáng)度要求。
4.4.5鍵的選擇與校核
1、齒輪安裝段的鍵的選擇：
L6=76mm.d6=52mm=d.
由參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第121頁(yè)，查得鍵的截面尺寸：b×h=16×10
根據(jù)輪轂段取鍵長(zhǎng)：L=l6-6=76-6=70mm,屬于標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列。
2、鍵的校核
查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］第204頁(yè)表11-13，得
鍵的工作長(zhǎng)度為：l=L-b=70-16=54mm
鍵的擠壓應(yīng)力為： ，所以該鍵符合強(qiáng)度要求。
選用鍵16×10，GB/T1095-1979。
鍵槽深：。
3、與大齒輪連接的聯(lián)軸器的軸的鍵的設(shè)計(jì)與校核：
一般8級(jí)以上精度的齒輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于齒輪在兩支撐點(diǎn)中間，故選用圓頭（A型）普通平鍵。
d6=42mm, 查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)］
4、選擇聯(lián)軸器LT7型：d1=42mm，L=112mm，L1=84mm
由參考文獻(xiàn)［機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)］，查得鍵的截面尺寸：b×h=12×8
根據(jù)連接段取鍵長(zhǎng)：L=L1-10=110-10=100mm,屬于標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列。
5、鍵的校核
查參考文獻(xiàn)［機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)］第204頁(yè)表11-13，得
鍵的工作長(zhǎng)度為：l=L-b=100-12=88mm
5 聯(lián)軸器的選擇
5.1聯(lián)軸器的功用
聯(lián)軸器是將兩軸軸向聯(lián)接起來(lái)并傳遞扭矩及運(yùn)動(dòng)的部件并具有一定的補(bǔ)償兩軸偏移的能力，為了減少機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)、降低沖擊尖峰載荷，聯(lián)軸器還應(yīng)具有一定的緩沖減震性能。聯(lián)軸器有時(shí)也兼有過(guò)載安全保護(hù)作用。
5.2聯(lián)軸器的類型特點(diǎn)
剛性聯(lián)軸器：剛性聯(lián)軸器不具有補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移的能力，也不具有緩沖減震性能；但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜。只有在載荷平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，能保證被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移極小的情況下，才可選用剛性聯(lián)軸器。
撓性聯(lián)軸器：具有一定的補(bǔ)償被聯(lián)兩軸軸線相對(duì)偏移的能力，最大量隨型號(hào)不同而異。
無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器：承載能力大，但也不具有緩沖減震性能，在高速或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定或經(jīng)常正、反轉(zhuǎn)時(shí)，有沖擊噪聲。適用于低速、重載、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)的場(chǎng)合。
非金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器：在轉(zhuǎn)速不平穩(wěn)時(shí)有很好的緩沖減震性能；但由于非金屬（橡膠、尼龍等）彈性元件強(qiáng)度低、壽命短、承載能力小、不耐高溫和低溫，故適用于高速、輕載和常溫的場(chǎng)合。
金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器： 除了具有較好的緩沖減震性能外，承載能力較大，適用于速度和載荷變化較大及高溫或低溫場(chǎng)合。
安全聯(lián)軸器：在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是，存在一個(gè)保險(xiǎn)環(huán)節(jié)（如銷釘可動(dòng)聯(lián)接等），其只能承受限定載荷。當(dāng)實(shí)際載荷超過(guò)事前限定的載荷時(shí)，保險(xiǎn)環(huán)節(jié)就發(fā)生變化，截?cái)噙\(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞，從而保護(hù)機(jī)器的其余部分不致?lián)p壞，即起安全保護(hù)作用。
起動(dòng)安全聯(lián)軸器：除了具有過(guò)載保護(hù)作用外，還有將機(jī)器電動(dòng)機(jī)的帶載起動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榻瓶蛰d起動(dòng)的作用。
5.3 聯(lián)軸器的選用
聯(lián)軸器選擇原則：
轉(zhuǎn)矩T： T↑，選剛性聯(lián)軸器、無(wú)彈性元件或有金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器； T有沖擊振動(dòng)，選有彈性元件的撓性聯(lián)軸器。
轉(zhuǎn)速n：n↑，非金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器。
對(duì)中性：對(duì)中性好選剛性聯(lián)軸器，需補(bǔ)償時(shí)選撓性聯(lián)軸器。
裝拆：考慮裝拆方便，選可直接徑向移動(dòng)的聯(lián)軸器。
環(huán)境：若在高溫下工作，不可選有非金屬元件的聯(lián)軸器。
成本：同等條件下，盡量選擇價(jià)格低，維護(hù)簡(jiǎn)單的聯(lián)軸器。
本機(jī)構(gòu)查GB/T4323-2002，都選用LT7型彈性套柱銷聯(lián)軸器。
5.4聯(lián)軸器材料
半聯(lián)軸器的材料常用45、20Cr鋼，也可用ZG270—500鑄鋼。鏈齒硬度最好為40HRC一45HRC。聯(lián)軸器應(yīng)有罩殼，用鋁合金鑄成。
6邊緣傳動(dòng)的設(shè)計(jì)
6.1球磨機(jī)邊緣齒數(shù)的確定
已知球磨機(jī)的分度圓直徑為900mm，經(jīng)初步估算選取模數(shù)為m=8，所以球磨機(jī)邊緣的齒數(shù)為Z4=112。
6.2輪齒數(shù)的確定
由i2=4.65可知，Z3=Z4/i2=112/4.65=24
6.3尺寸的計(jì)算
6.3.1分度圓直徑
d3=z3m=24×8=192mm
d4=z4m=112×8=896mm
6.3.2計(jì)算中心距
6.3.3計(jì)算齒輪寬度
取
結(jié) 論
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)師我人生中的重要一步，也是最關(guān)鍵的一步。我選完課題后開(kāi)始去圖書(shū)館查資料，借閱圖書(shū)，然后我開(kāi)始思考怎樣去做好畢業(yè)設(shè)計(jì)，為了做好這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)我是煞費(fèi)苦心，通過(guò)老師的指導(dǎo)，同學(xué)們的幫助，最后修改圖紙，終于做好了這份屬于自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)，通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)我也發(fā)現(xiàn)了自己的很多問(wèn)題，平時(shí)學(xué)的知識(shí)不牢固，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)后我真的學(xué)到了很多知識(shí)，同時(shí)也完善了自己的課題。
當(dāng)然，我通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也明白了球磨機(jī)的原理，如果以后往球磨機(jī)方向發(fā)展的話，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)會(huì)給我很大的幫助。我也學(xué)會(huì)了怎樣去分析數(shù)據(jù)，怎樣去細(xì)心的琢磨每一個(gè)細(xì)節(jié)，也讓我懂得了許多公式的應(yīng)用，為以后打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)也讓我感覺(jué)到還有很多不完美的地方，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)四年的檢驗(yàn)，也是對(duì)即將走向社會(huì)工作的考驗(yàn)，我深知雖然就要畢業(yè)了，心里難免沉重了一些，但是我通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)以后的工作充滿了信心，畢竟自己的求知路還很長(zhǎng)，我相信我能為祖國(guó)貢獻(xiàn)自己的一份力量，路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。
致 謝
經(jīng)過(guò)半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。在這里首先要感謝我的導(dǎo)師閆存富老師。在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料到設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是閆老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了敬佩閆老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，開(kāi)拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心都將使學(xué)生受益終生并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。在閆老師的指導(dǎo)下，我在各方面都有所提高，老師以嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)，一絲不茍的治學(xué)態(tài)度和勤勉的工作態(tài)度深深感染了我，給我巨大的啟迪，鼓舞和鞭策，并成為我人生路上值得學(xué)習(xí)的榜樣。使我的知識(shí)層次又有所提高。其次要感謝我的同學(xué)對(duì)我無(wú)私的幫助，特別是在軟件的使用方面，正因?yàn)槿绱宋也拍茼樌耐瓿稍O(shè)計(jì)，我要感謝我的母?！S河科技學(xué)院，是母校給我們提供了優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境。另外，我還要感謝那些曾給我授過(guò)課的每一位老師，是你們教會(huì)我專業(yè)知識(shí)。
再次，我也感謝我同一組的組員和班里的同學(xué)是你們?cè)谖矣龅诫y題是幫我找到大量資料，解決難題。真誠(chéng)地感謝所有幫助過(guò)我的老師同學(xué)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅提高了我獨(dú)立思考問(wèn)題解決問(wèn)題的能力而且培養(yǎng)了認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，一絲不茍的學(xué)習(xí)態(tài)度更培養(yǎng)了我的獨(dú)立思考的能力。由于經(jīng)驗(yàn)匱乏，能力有限，設(shè)計(jì)中難免有許多考慮不周全的地方，希望各位老師多加指教。
最后，我要向百忙之中抽時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱，評(píng)議和參與本人論文答辯的各位老師表示感謝。謝謝你們，真心的祝你們?cè)诮窈蟮纳钪懈弦粚訕牵?
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