錘式破碎機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

訂做機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)(含圖紙CAD和WORD論QQ 1003471643目 錄第1章 錘式破碎機(jī)的總體及主要參數(shù)設(shè)計(jì) 31.1 型號為錘式破碎機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) 31.2 該型號破碎機(jī)的工作參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 .41.2.1 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的計(jì)算 41.2.2 生產(chǎn)率的計(jì)算 51.2.3 電機(jī)功率的計(jì)算 51.3 該種破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 51.3.1 轉(zhuǎn)子的直徑與長度 51.3.2 給料口的寬度和長度 5 1.3.3 排料口的尺寸 51.3.4 錘頭質(zhì)量的計(jì)算 5第2章 錘式破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 62.1 錘頭設(shè)計(jì)與計(jì)算 62.2 圓盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 72.3 主軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算 72.3.1 軸的材料的選擇 82.3.2 軸的最小直徑和長度的估算 82.3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性檢驗(yàn) 9 2.3.4 軸的彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算 10 2.3.5 軸的疲勞強(qiáng)度條件的校核計(jì)算 112.4 軸承的選擇 12 2.4.1 材料的選擇 12 2.4.2軸承類型的選擇 122.4.3 軸承的游動和軸向位移 132.4.4 軸承的安裝和拆卸 132.5 傳動方式的選擇與計(jì)算（V帶傳動計(jì)算） 142.6 飛輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 142.7 棘輪的選擇 152.8 蓖條位置調(diào)整彈簧的選擇 162.9 箱體結(jié)構(gòu)以及其相關(guān)設(shè)計(jì) 172.9.1鑄造方法 172.9.2截面形狀的選擇 172.9.3 肋板的布置 17第3章 部分零部件上的公差和配合 18 3.1 配合的選擇 18 3.1.1 配合的類別的選擇 18 3.1.2配合的種類的選擇 183.2 一般公差的選取 183.3 形位公差 193.3.1形位公差項(xiàng)目的選擇 193.3.2公差原則的選擇 193.3.3形位公差值的選擇或確定 19結(jié)論 21第1章 錘式破碎機(jī)的總體及主要參數(shù)設(shè)計(jì)1.1型號為錘式破碎機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)的是單轉(zhuǎn)子、多排錘、不可逆式錘式破碎機(jī)，型號為pc-80000。由機(jī)殼、轉(zhuǎn)子、蓖條、打擊板、錘頭、支架、襯板等組成。1.機(jī)殼由上機(jī)體、后上蓋、左側(cè)壁和右側(cè)壁組成，各部分用螺栓連結(jié)成一體，上部開有進(jìn)料口,內(nèi)部鑲有高錳鋼襯板，磨損后可以更換，機(jī)殼和軸之間漏灰現(xiàn)象十分嚴(yán)重，為了防止漏灰，設(shè)有軸封。機(jī)殼下部直接安放在混凝土基礎(chǔ)上，并用地腳螺栓固定。為了便于檢修、調(diào)整和更換蓖條，下機(jī)體的前后兩面都開有一個(gè)檢修孔。為了便于檢修、更換錘頭方便，兩側(cè)壁也對稱的開有檢修孔。2.轉(zhuǎn)子由主軸、圓盤、銷軸等組成，圓盤上開有6個(gè)均勻分布的銷孔，通過銷軸將68個(gè)錘頭懸掛起來。為了防止圓盤和錘子的軸向竄動。銷軸兩端用鎖緊螺母固定。轉(zhuǎn)子支承在兩個(gè)滾動軸承上。此外，為了使轉(zhuǎn)子在運(yùn)動中儲存一定的動能，避免破碎大塊物料時(shí)，錘頭的速度損失不致過大和減小電動機(jī)的尖峰負(fù)荷，在主軸的一端還裝有一個(gè)飛輪。3.主軸是支承轉(zhuǎn)子的主要零件，沖擊力由它來承受。因此，要求其材質(zhì)具有較高的韌性和強(qiáng)度。通常斷面為圓形，且有平鍵和其他零件連接。4.打擊板有兩塊，折線型。一個(gè)可以調(diào)整，一個(gè)是固定的。調(diào)整的一個(gè)靠的是安裝在箱體上的螺桿裝置。5.錘頭是主要的工作部件。其質(zhì)量、形狀、和材質(zhì)對破碎機(jī)的生產(chǎn)能力有很大的影響。因此，根據(jù)不同的進(jìn)料尺寸來選擇適當(dāng)?shù)腻N頭質(zhì)量。要破碎中等硬度的物料，可以采用如圖3-1所示的形狀。錘頭用高碳鋼鑄造或鍛造，也可用高錳鋼鑄造。為了提高耐磨性，有的錘頭表面涂上一層硬質(zhì)合金，有的采用高鉻鑄鐵。6.蓖條的排列形式是與錘頭的運(yùn)動方向垂直的。與轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)半徑有一定的間隙的圓弧狀，合格的產(chǎn)品通過蓖縫排出。其斷面形狀為梯形，常用錳鋼鑄成。蓖條多為一組尺寸相等的鋼條。安裝時(shí)，插入蓖條架上的凹槽，兩蓖條之間用墊片隔開。截面形狀用梯形。7.蓖條和錘頭間隙用凸輪裝置調(diào)整（通過棘輪帶動凸輪）。8.給定的原始數(shù)據(jù)是：（1） 破碎能力為20到30噸。（2） 破碎機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在900和1100 之間（3） 破碎機(jī)的最大物料給料粒度為：小于150（4） 破碎機(jī)的最大排料粒度不能超過：10（5） 破碎機(jī)的物料容許濕度小于9%。（6） 破碎機(jī)的破碎程度為：中、細(xì)。（7） 破碎機(jī)的應(yīng)用場所是：水泥廠、選煤廠、火力電廠等。（8） 破碎機(jī)的破碎對象是：石灰石、煤塊、焦碳、石膏等軟物料1.2 該型號破碎機(jī)的工作參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算1.2.1 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的計(jì)算錘式破碎機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速按所需的圓周速度計(jì)算，錘頭的圓周速度根據(jù)被破碎物料的性質(zhì)、破碎產(chǎn)品的粒度、錘頭的磨損等因素來確定。按公式 來計(jì)算。式中 錘頭的圓周速度（m/s） 轉(zhuǎn)子的直徑（m）一般中小型破碎機(jī)轉(zhuǎn)速為750到1500，圓周速度為25到70，速度越高，產(chǎn)品的粒度越小。錘頭及襯板、蓖條的磨損越大。功耗增加。對機(jī)器零部件的加工、安裝精度要求隨之提高。在滿足其粒度要求的情況下，圓周速度應(yīng)偏低選取。1.2.2 生產(chǎn)率的計(jì)算生產(chǎn)率與錘式破碎機(jī)的規(guī)格、轉(zhuǎn)速、排料蓖條間隙的寬度、給料粒度、給料狀況以及物料性質(zhì)等因素有關(guān)。一般采用經(jīng)驗(yàn)公式：式中 Q 生產(chǎn)率() 物料的密度() 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)因?yàn)樵撔吞柕钠扑闄C(jī)破碎的是中、硬物料。取值在30到45之間。1.2.3 電機(jī)功率的計(jì)算電機(jī)功率的消耗取決于物料的性質(zhì)、給料的圓周速度。破碎比和生產(chǎn)率。目前，尚無一個(gè)完整的計(jì)算公式，一般根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算： 系數(shù)取值在0.1到0.15之間。1.3 該種破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 1.3.1轉(zhuǎn)子的直徑與長度：錘式破碎機(jī)的規(guī)格用轉(zhuǎn)子的直徑D和長度L來表示，所以轉(zhuǎn)子的直徑D=800mm，轉(zhuǎn)子的長度L=800mm 。1.3.2給料口的寬度和長度：錘式破碎機(jī)的給料口的長度與轉(zhuǎn)子的相同。其寬度B2。1.3.3排料口的尺寸 該尺寸由蓖條間隙來控制，而蓖條間隙由產(chǎn)品的粒度的大小來決定。對該破碎機(jī)來說，產(chǎn)品的平均粒度為間隙的1/5到1/3。1.3.4錘頭質(zhì)量的計(jì)算：因?yàn)殂q接在轉(zhuǎn)子上，所以正確選擇錘頭質(zhì)量對破碎效率和能耗都有很大影響，如果錘頭質(zhì)量選得過小，則可能滿足不了錘擊一次就將物料破碎的要求。若選得過大，無用功耗過大，離心力也大，對其他零件會有影響并易損壞。根據(jù)動量定理計(jì)算錘頭質(zhì)量時(shí)，考慮到錘頭打擊物料后，必然會產(chǎn)生速度損失，若損失過大，就會使錘頭繞本身的懸掛軸向后偏倒。降低生產(chǎn)率和增加無用功的消耗。為了使錘頭打擊物料后出現(xiàn)偏倒，能夠通過離心力作用而在下一次破碎時(shí)物料很快恢復(fù)到正確工作位置。所以，要求錘頭打擊物料后的速度損失不宜過大。一般允許速度損失40%到60%（根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)）即：式中 錘頭打擊物料后的圓周線速度(m/s) 錘頭打擊物料前的圓周線速度(m/s)若錘頭與物料為了彈性碰撞。且設(shè)物料碰撞之前的運(yùn)動速度為0，根據(jù)動量定理，可得： (3-1)由上式可知， 式中 錘頭折算到打擊中心處的質(zhì)量(kg) 最大物料塊的質(zhì)量(kg)綜上所述， 但是，只是錘頭的打擊質(zhì)量。實(shí)際質(zhì)量應(yīng)根據(jù)打擊質(zhì)量的轉(zhuǎn)動順序和錘頭的轉(zhuǎn)動慣量求得，式中 錘頭打擊中心到懸掛點(diǎn)的距離(m) 錘頭質(zhì)心到懸掛點(diǎn)的距離 (m)第2章 錘式破碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1錘頭設(shè)計(jì)與計(jì)算錘頭是主要工作零件，其設(shè)計(jì)主要是指結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。因?yàn)殄N頭的形狀、質(zhì)量、材質(zhì)與破碎機(jī)的生產(chǎn)能力有很大影響。尤其形狀對質(zhì)量的分布、材料的充分利用有很大的影響。關(guān)于錘頭 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)改進(jìn)在專題中有較詳細(xì)的論述?？傊?，其形狀、結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，對于其工作能力，對整個(gè)機(jī)器的生產(chǎn)能力。以及經(jīng)濟(jì)性等各方面有深遠(yuǎn)的影響。錘頭形狀大體分輕型、中型、重型。本型號的錘式破碎機(jī)主要是設(shè)計(jì)中型的 錘頭。其形狀如前面的圖3-1所示。并有相關(guān)的計(jì)算。錘頭材料的選擇問題是很關(guān)鍵的問題。材料的選擇取決于工作零件的工作狀況和要求。因?yàn)槠扑闄C(jī)要破碎的是石灰石等中等硬度的物料。一般用高碳鋼鍛造或鑄造，也可用高錳鋼鑄造。為了提高其耐磨性，采用高錳低合金鋼，有的在工作表面涂上一層硬質(zhì)合金。有的采用高鉻鑄鐵，其耐磨性比高錳鋼錘頭提高數(shù)倍。關(guān)于材料的選擇問題，在專題部分：提高錘頭的耐磨性研究中，有專門的論述。就不詳細(xì)介紹了?？傊?，錘頭材料的選擇，不僅關(guān)系到錘頭的工作壽命，機(jī)器的生產(chǎn)能力、生產(chǎn)效率，還關(guān)系到各方面的經(jīng)濟(jì)性。 2.2圓盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，每根銷軸上需要有8個(gè)錘子。圓盤是用來懸掛錘頭的，一共需有9個(gè)圓盤，最兩側(cè)的兩個(gè)，共有的特點(diǎn)是，一側(cè)設(shè)置了鎖緊螺母，另一端用軸肩定位。所用的螺母為GB-812-85，這樣每個(gè)圓盤均勻分布6個(gè)圓孔，即可以通過六根銷軸，用來懸掛錘頭，錘頭和院盤之間的間隙除了通過削軸連接，還有隔套隔開，為了保護(hù)圓盤的側(cè)面，減少或盡量避免其側(cè)面的磨損。圓盤的大小取決于轉(zhuǎn)子的直徑，轉(zhuǎn)子的直徑的大小是圓盤的設(shè)計(jì)大小的依據(jù)。因?yàn)?，該型號的破碎機(jī)，光憑其型號就可以知道，轉(zhuǎn)子的直徑為800mm，所以，圓盤的大小的取值就有了一定的范圍。不妨取做560 mm，圓孔沿徑向的距離也是依據(jù)起承受載荷的能力和強(qiáng)度，盡可能取整數(shù)；圓孔的大小和錘頭的圓孔的大小近似相等即可。圓盤是通過鍵與主軸相連接的，而隨主軸高速回轉(zhuǎn)的。所以結(jié)構(gòu)中一定有鍵槽，其厚度也是滿足強(qiáng)度要求、工作狀況的。不宜過大。圓盤之間也是通過主軸的軸套隔開（其作用是，在高速回轉(zhuǎn)時(shí)，保證圓盤的運(yùn)動平穩(wěn)，并使其軸向定位）。圓盤的結(jié)構(gòu)，如圖4-1所示。2.3主軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算通常軸的設(shè)計(jì)包括兩個(gè)部分，一個(gè)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一個(gè)是工作能力計(jì)算。后者主要是指強(qiáng)度計(jì)算。主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造、工藝等方面的要求，合理確定出其結(jié)構(gòu)和尺寸，軸的工作能力的計(jì)算不僅指軸的強(qiáng)度計(jì)算，還有剛度、穩(wěn)定性等方面的計(jì)算，當(dāng)然大多數(shù)情況下，只需要對軸的強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算即可。因?yàn)槠涔ぷ髂芰σ话阒饕Q于軸的強(qiáng)度。此時(shí)只做強(qiáng)度計(jì)算，以防止或檢驗(yàn)斷裂和塑性變形。而對于剛度要求高的軸和受力大的細(xì)長軸，還應(yīng)該進(jìn)行剛度計(jì)算，防止產(chǎn)生過大的線性變形。對于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸，還應(yīng)該進(jìn)行振動穩(wěn)定性計(jì)算。以防止產(chǎn)生共振破壞。因此，對該破碎機(jī)的主軸來說，只需進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。2.3.1 軸的材料的選擇軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件。有的則直接用圓鋼。碳素鋼比合金鋼低廉，對應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的方法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度的。故采用碳鋼制造軸尤為廣泛。最常用的是45號鋼。2.3.2 軸的最小直徑和長度的估算零件在軸上的安裝和拆卸方案確定了之后，軸的形狀便大體確定了，因?yàn)閷υ撝鬏S來說，其安裝順序?yàn)椋合劝惭b中間的轉(zhuǎn)子部分，然后放置在箱體上，再安裝軸承端蓋，接著是軸承、外軸承座。最后兩端分別是帶輪和飛輪。各軸段的直徑所需要的軸徑與軸上的載荷的大小有關(guān)。在初步確定其直徑的同時(shí)，還通常不知道支反力的作用點(diǎn)，不能確定其彎矩的大小及分布情況。因此還不能按軸上的所受的具體載荷及其引起的應(yīng)力來確定主軸的直徑。但是，在對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，通常能求出主軸的扭矩。所以，先按軸的扭矩初步估計(jì)所要的軸的直徑。并記此時(shí)所求出的最小直徑為。然后再按照主軸的裝配方案和定位要求，從處逐一確定各軸段的直徑的大小。另外 ，有配合要求的軸段，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)直徑，比如安裝軸承的軸段，安裝標(biāo)準(zhǔn)件的部位的軸段，都應(yīng)取為相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)直徑及所選的配合的公差。確定主軸的各段的長度，盡可能使其結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)還要保證，轉(zhuǎn)子以及帶輪、飛輪、軸承所需要的裝配和調(diào)整的空間，也就是說，所確定的軸的各段長度，必須考慮到各零件與主軸配合部分的軸向尺寸和相鄰零件間必要的間隙。前面已經(jīng)通過設(shè)計(jì)計(jì)算，得到轉(zhuǎn)子、飛輪、帶輪的大體尺寸，所以軸的長度也可大致確定了。其草圖如下：2.3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性檢驗(yàn) 對于軸的結(jié)構(gòu)必須滿足：. 主軸和安裝在主軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件便于安裝和拆卸、調(diào)整。軸應(yīng)有良好的制造工藝性。1.軸上零件的安放順序如下：飛輪、軸承、圓盤、軸套、軸承、帶輪因?yàn)橹鬏S是階梯軸，根據(jù)階梯軸的特點(diǎn)，并且軸上零件的安裝要求也不高，所以上面提到的第二條容易滿足。至于第三條：軸的制造工藝性，主要是指便于加工和裝配軸上的零件。并且生產(chǎn)率高、成本低。一般來說，結(jié)構(gòu)越簡單，工藝性越好。所以應(yīng)該盡量簡化軸的結(jié)構(gòu)。為了便于裝配零件并去掉毛刺，軸端應(yīng)制出45度倒角。在需要切制螺紋的軸段，應(yīng)留有退刀槽。起尺寸都可查有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和手冊。若需要磨削加工的軸段，應(yīng)留有砂輪和越程槽。具體分析如下：該主軸有3個(gè)軸段有鍵槽，為了減少裝夾工件所需的時(shí)間，應(yīng)在這些不同的軸段上開的鍵槽在軸的同一條母線上。另外，還為了減少加工刀具的種類和提高勞動生產(chǎn)率，軸上直徑近似的地方，圓角、倒角、鍵槽寬度、砂輪越程槽寬度，退刀槽寬度等盡可能采用相同的尺寸。2.下面仍就軸上零件的定位問題，詳細(xì)地闡述一下，一些軸向和周向定位零件的使用及特點(diǎn)。先說軸上零件的軸向定位，就以此主軸為例，主要有軸肩、套筒、圓螺母、軸端擋圈、軸承端蓋等，靠這些定位元件來保證的。軸肩主要分為兩大類，定位軸肩和非定位軸肩。在該主軸上，軸肩很多，這兩大類都包括。雖然利用軸肩定位是最方便可靠的方法，但是采用軸肩就必然導(dǎo)致一個(gè)問題，那就是不可避免的使軸徑加大，而且軸肩處將因?yàn)榻孛嫱蛔兌饝?yīng)力集中。另外，軸肩也不利于加工。所以，在考慮軸的設(shè)計(jì)時(shí)，盡量避免過多的軸肩定位。而且，還有一點(diǎn)需要說明，軸肩多用于軸向力比較大的場合。值得注意的是，定位每一個(gè)滾動軸承的軸肩，都有兩處，且都是定位軸肩。對這種定位軸肩來說，有一個(gè)要求：軸肩的高度必須低于軸承內(nèi)圈端面的高度，以便拆卸軸承。軸肩的高度可查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中的軸承安裝尺寸。還有，為了使零件能緊靠軸肩而得到準(zhǔn)確可靠的定位，軸肩處的過渡圓角半徑必須小于與之相配的零件轂孔的端部的圓角半徑或倒角尺寸。軸和零件上的倒角和圓角尺寸的常用規(guī)范可以查教材下冊中的第651頁的表。非定位軸肩是為了加工和裝配方便而設(shè)置的。高度沒有嚴(yán)格的規(guī)定，一般可取為1到2毫米。在該主軸上，還采用了套筒定位，這種定位方式的特點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡單，定位可靠，軸上不需要開槽、鉆孔和切制螺紋，不會影響到軸的疲勞強(qiáng)度。所以，在兩個(gè)零件之間，且間距不大時(shí)，可以采用這種定位。同時(shí)，套筒定位還保證了兩個(gè)圓盤，或者，圓盤和錘頭（銷軸套筒）之間的軸向定位。當(dāng)然，若兩零件的間距太大，則不宜用套筒定位這種方式，因?yàn)?，那樣就會增大套筒質(zhì)量以及材料用量。另外，套筒與軸的配合比較松，如果軸的轉(zhuǎn)速較高，也不宜采用套筒定位。在該主軸的軸端，以及銷軸的軸端，都采用了圓螺母定位。這種定位可以承受大的軸向力，但是，軸上的螺紋處將會有較大的應(yīng)力集中，降低軸的疲勞強(qiáng)度，所以，一般用于固定軸端的零件。就如上面所述，若兩零件的間距太大，不宜用套筒定位這種方式的時(shí)候，就可以考慮采用圓螺母定位。在該主軸上，還采用了軸承端蓋通過螺釘與其他部分連接。而使?jié)L動軸承的外圈得到軸向定位。有時(shí)，整個(gè)軸的軸向定位也可以靠軸承端蓋來實(shí)現(xiàn)。再說軸向零件一般也常用到周向定位。周向定位的目的是限制軸上零件與軸發(fā)生相對運(yùn)動。在該主軸上，有三處都采用的是平鍵連接，其他的常用周向定位元件有，花鍵、銷、緊定螺釘和過盈配合等。圓盤、飛輪、帶輪都是用平鍵連接的。其他的，如齒輪、半聯(lián)軸器等與軸的周向定位也都采用這種連接方式。按其直徑，由手冊查地平鍵剖面bh，鍵槽用鍵槽銑刀加工的 。軸的草圖如圖4-2所示。2.3.4 軸的彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算在初步完成軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后，對上面的草圖略加修改，即可進(jìn)行強(qiáng)度的校核計(jì)算了。前面提到過，多數(shù)情況下，軸的工作能力一般主要取決于軸的強(qiáng)度。此時(shí)只做強(qiáng)度計(jì)算，以防止或檢驗(yàn)斷裂和塑性變形。而對于剛度要求高的軸和受力大的細(xì)長軸，還應(yīng)該進(jìn)行剛度計(jì)算，防止產(chǎn)生過大的線性變形。對于高速運(yùn)轉(zhuǎn)的軸，還應(yīng)該進(jìn)行振動穩(wěn)定性計(jì)算。以防止產(chǎn)生共振破壞。在進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核計(jì)算時(shí)，應(yīng)根據(jù)軸的具體載荷和應(yīng)力情況，采用相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)?shù)倪x擇其許用應(yīng)力。根據(jù)計(jì)算原則，對于傳動軸（僅僅或主要承受扭矩）按照扭矩強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算，對于心軸（只承受彎矩）應(yīng)該按照彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，對于該主軸，既承受扭矩還承受彎矩，是一個(gè)轉(zhuǎn)軸，所以必須進(jìn)行彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算，需要時(shí)還應(yīng)該進(jìn)行疲勞強(qiáng)度的精確校核。先按照彎扭合成強(qiáng)度條件進(jìn)行計(jì)算：通過對該主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸，軸上的零件的位置以及外載荷和支反力的作用位置已經(jīng)確定。軸上的載荷可以求得，因此可以按彎扭合成強(qiáng)度條件對該主軸進(jìn)行強(qiáng)度的校核計(jì)算。2.3.5 軸的疲勞強(qiáng)度條件的校核計(jì)算：1.對主軸進(jìn)行疲勞強(qiáng)度計(jì)算，不妨設(shè)外力為單向不穩(wěn)定變應(yīng)力，則根據(jù)已經(jīng)知道的條件和公式：主軸的材料為45號鋼。經(jīng)過調(diào)質(zhì)后的性能為，= 5?，F(xiàn)用此材料做試件，進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，以對稱循環(huán)變應(yīng)力作用次，作用次。根據(jù)這些條件，試計(jì)算該主軸在此條件下的計(jì)算安全系數(shù)。若以后再以的力，作用于主軸，還能循環(huán)多少次，可以保證主軸不出問題。其實(shí)，這也等于估算主軸的使用壽命。2.再介紹一下提高主軸的疲勞強(qiáng)度的途徑：在零件的設(shè)計(jì)階段，除了采取提高其強(qiáng)度的一般措施之外，還可以通過以下一些設(shè)計(jì)措施來提高其疲勞強(qiáng)度：盡可能的降低該主軸上的應(yīng)力集中的影響。這是提高其疲勞強(qiáng)度的首要措施和主要的途徑。而主軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的突變（比如軸肩）是應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)根源，因此，為了降低應(yīng)力集中，應(yīng)該盡量減小零件（即該主軸的）結(jié)構(gòu)形狀和尺寸的突變使其變化盡可能的平滑和均勻。為此，要盡可能的增大過渡處的圓角半徑；同一段軸上相鄰截面處的剛性變化應(yīng)盡可能的小等等。在不可避免的要產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中的結(jié)構(gòu)處，可采用減荷槽來降低應(yīng)力集中的影響。選用疲勞強(qiáng)度高的材料和規(guī)定能夠提高材料疲勞強(qiáng)度的熱處理方法和強(qiáng)化工藝。提高主軸的表面質(zhì)量。比如將處在應(yīng)力較高區(qū)域的主軸表面加工得較為光潔?；蛘?，如果，有的軸段，工作在腐蝕性介質(zhì)中，則要對該軸段規(guī)定適當(dāng)?shù)谋砻姹Ｗo(hù)。盡可能地減小或消除主軸表面可能發(fā)生的初始裂紋的尺寸，對于延長其疲勞壽命有著提高材料性能更為顯著的作用。因此，對于重要的軸段，在設(shè)計(jì)圖紙上應(yīng)規(guī)定出嚴(yán)格的檢驗(yàn)方法和要求。降溫、減載荷，對于發(fā)熱摩擦副的軸頸采取降溫設(shè)計(jì)，也可顯著提高其疲勞壽命。因?yàn)橹鬏S是一個(gè)轉(zhuǎn)動件，所以，在低應(yīng)力下運(yùn)轉(zhuǎn)一定周數(shù)后，再逐步提高到設(shè)計(jì)的應(yīng)力水平。2.4軸承的選擇因?yàn)檩S承，尤其是常用的一些軸承，主要是指一些滾動軸承，絕大數(shù)都已標(biāo)準(zhǔn)化，因而，我們需要進(jìn)行一部分設(shè)計(jì)內(nèi)容，根據(jù)具體的工作條件，正確選擇軸承的類型和尺寸。另外是軸承組合的設(shè)計(jì)，它包括安裝、調(diào)整、潤滑、密封等一系列內(nèi)容的設(shè)計(jì)。2.4.1材料的選擇軸承的內(nèi)圈、外圈、滾動體，一般是用軸承鉻鋼制造的，熱處理后，其硬度一般不低于HRC60。一般這些元件需要150度回火處理，所以其通常的工作溫度不高于120度，此時(shí)，硬度不會下降。 2.4.2軸承類型的選擇軸承的類型有很多種，主要根據(jù)其承載情況和調(diào)心等要求，進(jìn)行選擇。因?yàn)樵撔吞柕钠扑闄C(jī)，其轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速在900到1100之間。所以主軸上軸承的轉(zhuǎn)速很高，負(fù)荷很大，且工作時(shí)間很長，最主要的是，經(jīng)過很長時(shí)間工作后，會因?yàn)殄N頭的不均勻磨損而產(chǎn)生不平衡附加作用力（當(dāng)錘頭的不均勻磨損嚴(yán)重時(shí)，此力就成為總負(fù)荷中的主要部分）。軸承間距大，軸會產(chǎn)生撓曲，此外，軸承的中心也難保證同心，因此選用調(diào)心滾子軸承。 圖4-52.4.3 軸承的游動和軸向位移軸承在實(shí)際工作時(shí)，工作前后的溫差大，為了適應(yīng)軸和外殼不同熱膨脹的影響，防止軸承卡死?？梢允挂欢说妮S承軸向固定（比如用圓螺母）另一端使之可以軸向位移。這樣，軸承在內(nèi)外圈的軸向相對位置有不大的變化時(shí)，仍然可以正常工作。也可以使外圓與座孔配合較松，以保證外圓相對于座孔能做軸向竄動。2.4.4 軸承的安裝和拆卸為了便于軸承在主軸上的安裝和拆卸，必須考慮到軸承座有剖分面，這樣就不必考慮沿軸向安裝和拆卸軸承部件，優(yōu)先選用內(nèi)外圈可分離的軸承了。 圖4-62.5 傳動方式的選擇與計(jì)算（V帶傳動計(jì)算）該部分的設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在V帶輪的設(shè)計(jì)上，帶輪的結(jié)構(gòu)型式，主要由帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇。其基準(zhǔn)直徑又與相連接的電動機(jī)的型號有關(guān)。根據(jù)前面對電動機(jī)功率的計(jì)算，以及轉(zhuǎn)速的要求，可以采用Y系列的三相異步電動機(jī)，其額定功率為45KW。型號是Y225M-2。滿載轉(zhuǎn)速2970r/min，額定轉(zhuǎn)速3000r/min。因?yàn)橐蟮拇髱л喌霓D(zhuǎn)速在900 r/min到1100 r/min之間，所以，當(dāng)小帶輪的直徑依據(jù)電動機(jī)選擇160mm時(shí)，這樣大帶輪的基準(zhǔn)直徑依據(jù)傳動比，可以求出475左右，因?yàn)閹л喌幕鶞?zhǔn)直徑有標(biāo)準(zhǔn)系列，所以可取475mm。2.6飛輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算飛輪的作用是，是轉(zhuǎn)子在運(yùn)動中儲存一定的動能，避免破碎大塊或較影的物料時(shí)，速度損失不致過大和減小電機(jī)的尖峰負(fù)荷。其結(jié)構(gòu)采用腹板式。 圖4-7其具體的尺寸可以采用常見的類型。只要較好的實(shí)現(xiàn)其功能即可。如圖4-8。 2.7棘輪的選擇蓖條與錘頭端部的間隙由兩個(gè)裝置來實(shí)現(xiàn)：凸輪和彈簧，凸輪是用來增加這兩者的間隙的。操作是靠手柄來實(shí)現(xiàn)的。而彈簧用來進(jìn)行“微調(diào)”，當(dāng)手柄操作不能達(dá)到滿意的位置時(shí)，需要用彈簧進(jìn)行再調(diào)整。凸輪的運(yùn)動是由棘輪來實(shí)現(xiàn)的, 棘輪也因?yàn)橐呀?jīng)基本標(biāo)準(zhǔn)化，所以，只需要根據(jù)具體的條件和要求，進(jìn)行選擇。因?yàn)槠涑叽绲拇_定是比較自由的，所以，棘輪只需要根據(jù)凸輪的工作狀況，實(shí)現(xiàn)其驅(qū)動功能即可。另外，考慮經(jīng)濟(jì)性和可能性，穩(wěn)定性，做合理的選擇。棘輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，運(yùn)動可靠。而且，棘輪軸每次轉(zhuǎn)動角度的大小可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。這些都是它的優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是工作時(shí)有較大 圖4-8的沖擊和噪聲，而且運(yùn)動精度較低。其典型的結(jié)構(gòu)形式是由搖桿、棘爪、棘輪和止動爪等組成:彈簧用來使止動爪和棘輪保持接觸。同樣，可在搖桿和棘爪之間設(shè)置彈簧，以維持棘爪與棘輪的接觸。棘輪固定在機(jī)構(gòu)的傳動軸上，而搖桿則是空套在傳動軸上。當(dāng)搖桿逆時(shí)針擺動時(shí)，棘爪便插入到棘輪的齒間，推動棘輪轉(zhuǎn)過一個(gè)角度。當(dāng)搖桿順時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí)，止動爪阻止棘輪順時(shí)針運(yùn)動，同時(shí)，棘爪從棘輪的齒背上滑過，所以此時(shí)，棘輪靜止不動。這樣，當(dāng)搖桿連續(xù)往復(fù)運(yùn)動時(shí)，棘輪便得到了單向的間歇運(yùn)動。2.8蓖條位置調(diào)整彈簧的選擇前面提到了，彈簧所能起到的作用是調(diào)整蓖條與錘頭間隙的作用。彈簧一般所起到的作用是：1.控制運(yùn)動方向。2.緩沖和吸振3.儲存能4.測力的大小。在這里，它實(shí)現(xiàn)的是第一個(gè)功能。根據(jù)受載荷的情況的不同，彈簧可分為拉伸、壓縮、扭轉(zhuǎn)和彎曲彈簧。根據(jù)所要求的工作狀況。只需要承受拉伸。所以，應(yīng)該選擇拉伸彈簧。在常用的彈簧當(dāng)中，根據(jù)其應(yīng)用特點(diǎn)和范圍，我們可以選用普通的圓柱螺旋彈簧。這種彈簧的特性線呈直線，剛度穩(wěn)定，承受壓力，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，應(yīng)用最廣泛。無特殊要求時(shí)，可以選右旋。彈簧的選擇的一個(gè)關(guān)鍵是，對彈簧的特性線和剛度的分析。表示彈簧載荷與變形之間關(guān)系的曲線成為彈簧的特性線。使彈簧產(chǎn)生單位變形所需要的載荷成為彈簧的剛度。用表示。2.9箱體結(jié)構(gòu)以及其相關(guān)設(shè)計(jì)一臺機(jī)器的總重量當(dāng)中，機(jī)座和箱體等零部件的重量占很大的比例。同時(shí)在很大程度上影響著機(jī)器的工作精度以及抗振性能。所以，正確合理的選擇機(jī)座和箱體的材料，并且正確合理的選擇其結(jié)構(gòu)形式和尺寸，是減小機(jī)器質(zhì)量、節(jié)約金屬材料。提高工作精度等重要途徑。2.9.1鑄造方法根據(jù)有關(guān)資料，機(jī)座（機(jī)架和基板等）和箱體（包括機(jī)殼等）的形式很多。按構(gòu)造形式可以分為機(jī)座類、機(jī)架類等。本次設(shè)計(jì)到的錘式破碎機(jī)，是固定式重型機(jī)器。而且，機(jī)座和箱體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，剛度要求也較高，因此，通常都是鑄造。鑄造材料常用便于施工而又便宜的鑄鐵。（包括普通灰鑄鐵、球墨鑄鐵等）。而且該破碎機(jī)的機(jī)座，屬于大型機(jī)座的制造，所以，常采用分零鑄造，然后焊成一體的辦法。2.9.2截面形狀的選擇因?yàn)榻^大數(shù)的機(jī)座和箱體受力情況較為復(fù)雜，因此要產(chǎn)生振動，彎曲等變形。所以，當(dāng)受到彎曲或扭轉(zhuǎn)時(shí)，截面形狀對其剛度和強(qiáng)度的影響很大。所以，正確設(shè)計(jì)出合理的機(jī)座和箱體的截面形狀，可以起到既不增大截面面積，又不增大（或者減?。┝慵|(zhì)量（材料消耗量）的效果。而且增大了截面系數(shù)以及截面慣性矩，就能提高其強(qiáng)度和剛度。在使用中，絕大數(shù)的機(jī)座和箱體都采用這種截面形狀，就是這個(gè)緣故。雖然矩形截面的彎曲強(qiáng)度不及工字型截面，扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度不及圓形截面的，但是它的扭轉(zhuǎn)剛度卻大得。而且采用矩形截面的機(jī)座和箱體的內(nèi)外壁比較容易裝設(shè)其他的機(jī)件。所以，對機(jī)座和箱體來說，它是結(jié)構(gòu)性能較好的截面形狀。2.9.3 肋板的布置一般地說，增加壁厚固然可以增大機(jī)座和箱體的強(qiáng)度和剛度，但不如加設(shè)肋板來得有利。因?yàn)榧釉O(shè)肋板時(shí)，增大強(qiáng)度和剛度，又可以增大壁厚的同時(shí)減小質(zhì)量；因?yàn)樵撈扑闄C(jī)的機(jī)殼是鑄件，所以，對于鑄件，由于不需要增加壁厚，就可以減少鑄造的缺陷；對于有些焊接的部位，壁薄時(shí)更容易保證焊接的品質(zhì)。在考慮到鑄造、焊接工藝時(shí)以及結(jié)構(gòu)要求時(shí)的限制時(shí)，例如為了便于砂型的安裝和清除，以及需要在機(jī)座內(nèi)部安裝其他的機(jī)件等，往往需要把機(jī)座設(shè)計(jì)成兩面敞開的，或者至少在某些部位開出比較大的孔洞（就是該機(jī)器中的檢修孔）。由于這樣做，必然大大削弱了機(jī)座的剛度，所以，加設(shè)肋板是必需的。其結(jié)構(gòu)形狀必須考慮到各種重要因素，主要有工藝、成本、重量等。同時(shí)還要隨具體的應(yīng)用場合以及不同的工藝要求（如鑄造、焊接等）而設(shè)計(jì)成不同的結(jié)構(gòu)形狀。第3章 部分零部件上的公差和配合3.1配合的選擇 3.1.1 配合的類別的選擇 在該機(jī)器中，有幾處配合需要進(jìn)行選擇，根據(jù)選擇的原則，工作時(shí)，零件之間有相對運(yùn)動，必須用間隙配合。如滾動軸承的外圈與軸承座的配合就是有相對運(yùn)動，屬于間隙配合。如果零件之間無相對運(yùn)動，用過盈或者過渡配合，在內(nèi)圈與主軸的配合中，就屬于這種情況，所以，該處選擇過渡配合。還有一種情況，若零件之間無相對運(yùn)動，但有鍵等緊固件連接時(shí)，采用間隙配合，這樣的情況，在該機(jī)器中就比較多了。 3.1.2配合的種類的選擇在確定了配合的類別之后，就需要進(jìn)一步的確定這類配合中采用哪一種具體的配合，這往往是比較困難的事情。為此，需要了解到各種配合的特點(diǎn)，并對零件的功能要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作條件等各個(gè)方面進(jìn)行全方位的分析。我們可以選用標(biāo)準(zhǔn)手冊中的一些優(yōu)先配合。而且手冊中對選用也有了比較具體的說明。3.2一般公差的選取線性尺寸的一般公差是指在車間普通工藝條件下，機(jī)床設(shè)備一般加工能力可以保證的公差。在正常維護(hù)和操作情況下，它代表經(jīng)濟(jì)加工精度，所以一般可以不檢驗(yàn)。它主要應(yīng)用于精度比較低的非配合尺寸和功能上允許或大于一般公差的尺寸。國標(biāo)中有規(guī)定，采用一般公差的線性尺寸不單獨(dú)注出極限偏差，而在圖樣上、技術(shù)文件上做總的說明。在我的兩張零件圖上，帶輪和主軸的零件圖。根據(jù)國標(biāo)中規(guī)定的四個(gè)公差等級，選用中等級，這個(gè)公差等級相當(dāng)于IT14。所以精度并不是很高，這種尺寸的極限偏差可以從表中查取，主要是根據(jù)尺寸分段，另外，倒角和圓角的半徑、高度的大小都可以從表中查取。3.3形位公差3.3.1形位公差項(xiàng)目的選擇選擇形位公差項(xiàng)目要根據(jù)要素的幾何特征，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及零件的功能，并要盡量考慮檢測方便和經(jīng)濟(jì)效益。在形位公差的眾多項(xiàng)目中，有單項(xiàng)控制的，有綜合控制的。這也很好理解，前者有圓度、平面度、直線度等。后者有圓柱度等，標(biāo)注形位公差有一個(gè)原則，就是：應(yīng)該充分發(fā)揮綜合控制的公差項(xiàng)目的職能，原因很明顯，一是減少圖樣上的形位公差項(xiàng)目，二是相應(yīng)的減小形位誤差的檢測工作。就拿該主軸零件圖為例，對于與滾動軸承內(nèi)徑配合的軸頸，為了保證滾動軸承的裝配精度和旋轉(zhuǎn)精度，應(yīng)規(guī)定軸頸的圓柱度公差和軸肩的端面跳動公差。對于軸類零件來說，規(guī)定其徑向圓跳動或全跳動公差，這樣，既能控制零件的圓度或圓柱度誤差，又能控制同軸度誤差，這是為了檢測方便。同理，端面對軸線的垂直度公差可以用端面全跳動公差代替，端面圓跳動在忽略平面度誤差時(shí)，也可代替端面對軸線的垂直度要求。3.3.2公差原則的選擇在選擇公差原則時(shí)，應(yīng)該根據(jù)被測要素的功能要求，充分發(fā)揮給出公差的職能和采用這種原則的可行性和經(jīng)濟(jì)性。比如獨(dú)立原則，盡管它是處理尺寸公差和形狀位置公差最基本的公差原則，應(yīng)用也最廣泛。但這有一個(gè)前提，就是對零件有特殊功能要求時(shí)才可采用。但實(shí)際設(shè)計(jì)中，為了保證零件的配合性質(zhì)，即保證配合的極限間隙和極限過盈，滿足設(shè)計(jì)要求，對重要的配合通常要采用包容要求。例如軸承內(nèi)孔與軸的配合等，都是為了保證最小的間隙。對于僅僅需要保證零件的可裝配性，而為了便于零件的加工制造時(shí)，可以采用最大實(shí)體要求。通常用于間隙配合，適用的要素僅僅限于軸線或中心平面。例如軸承端蓋上孔的位置度公差。3.3.3形位公差值的選擇或確定在對形位公差值進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)考慮的幾個(gè)問題和原則：形狀公差、位置公差、尺寸公差的關(guān)系確定形位公差值時(shí)，應(yīng)考慮它們與尺寸公差的協(xié)調(diào)，其一般原則是：形狀公差值大于位置公差值，而位置公差值大于尺寸公差值。對于有配合要求的形位公差與尺寸公差的關(guān)系有配合要求并要嚴(yán)格保證其配合性質(zhì)的要素，應(yīng)該