本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）通過(guò)答辯齒輥破碎機(jī)設(shè)計(jì)第 1 頁(yè) 目錄1 概述 .11.1 破碎理論 .11.1.1 表面理論 .11.1.2 體積理論 .11.2 一般破碎機(jī)械 .21.3 新型的齒輥破碎機(jī) .62 齒輥破碎機(jī)詳細(xì)設(shè)計(jì) .82.1 產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù): 82.2 電機(jī)選型 .82.2.1 電機(jī)功率計(jì)算 .82.2.2 電機(jī)選擇 .82.3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及計(jì)算 .92.3.1 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .92.3.2 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 112.3.3 帶輪護(hù)罩及齒輪外殼設(shè)計(jì) 162.4 齒輥參數(shù)計(jì)算 162.4.1 傳統(tǒng)的顎式破碎機(jī)和輥式破碎機(jī) 162.4.2 輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 29第 2 頁(yè) 2.4.3 偏心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 352.4.4 小齒輥軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 402.4.5 新型齒輥破碎機(jī)的設(shè)計(jì) 442.5 鍵的選擇及其校核 452.5.1 電機(jī)軸上鍵的選擇及校核 452.5.2 輸入軸上鍵的選擇及校核 462.5.3 偏心軸鍵的選擇及校核 472.5.4 小齒輥軸鍵的選擇及校核 492.6 軸承校核 492.6.1 輸入軸軸承選用及校核 492.6.2 偏心軸軸承選用及校核 512.6.3 小齒輥軸軸承選用及校核 54參考文獻(xiàn)： 56第 3 頁(yè) 第 4 頁(yè) 1 概述1.1 破碎理論破碎是相當(dāng)復(fù)雜的，它與被破碎物本身的性質(zhì)(物料的均勻性、硬度、密度、鉆度、料塊的形狀和含水率)以及所選擇的機(jī)械裝備等有關(guān)。破碎物料時(shí)所加的外力除了使物料塊發(fā)生相對(duì)移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)外，還使物料破碎。確定破碎時(shí)所消耗的功與被破碎物料的破碎程度之間的關(guān)系是相當(dāng)重要的。破碎的現(xiàn)有理論中以表面理論和體積理論為最普遍，雖不能得到十分精確的結(jié)論，但可作為選型或設(shè)計(jì)時(shí)的參考。1.1.1 表面理論該理論認(rèn)為破碎時(shí)所消耗的功與被破碎物料新形成的表面積成正比。一般情況下，當(dāng)將邊長(zhǎng)為 lcm 的立方體分成邊長(zhǎng)為 1/ncm 的小立方體時(shí)，可得到 個(gè)小立方體，分割平面數(shù)為 3 (n-1)，所消耗的總功為 3P (n-1)。3n假設(shè)將上述立方體物料分割成邊長(zhǎng)分別為 1/ (cm)和 1/ (cm)的小1m2立方體，則其所消耗的功之比為Pm1 /Pm2=3P (m1-1) /3P (m2-1)= (m1-1)/(m2-1) ，當(dāng) m1 和 m2 相當(dāng)大時(shí)，可以寫成 Pm1 / Pm2=m1/m2。由此可見，破碎所消耗的功與物料的破碎度成比例。1.1.2 體積理論該理論是指破碎物料所消耗的功等于使物料變形直到在物料內(nèi)部產(chǎn)生極限應(yīng)力(抗壓極限強(qiáng)度)所消耗的功。根據(jù)虎克定律，壓縮時(shí)物料內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力與應(yīng)變成正比，即 σ=Eε式中 σ— 物料內(nèi)部應(yīng)力，N/ 2mε— 物料的應(yīng)變;E— 物料彈性模量，N/設(shè) N 為使物料變形的外力，A 為物料橫截面面積，ΔL 為物料的縮短變形量，L 為物料的原始長(zhǎng)度，那么 σ=N/A;ε= ΔL/L從而 N/A=EΔL/L 得出 ΔL = NL/ EA其中 L, E, A 為常量，則 ΔL 與 N 的關(guān)系為直線關(guān)系，則使物料變形ΔL 所消耗的功 W 就為 W=NΔL/2= L/2EA2物料內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力 σ= N/A 代人上式可得 W= AL/2E2?AL 即為物料的體積，所以 W= V/2 E?第 5 頁(yè) 當(dāng)要將物料破碎斷裂時(shí)，應(yīng)力 σ 達(dá)到了物料的抗壓強(qiáng)度極限應(yīng)力 ，b?從而可得到物料破碎時(shí)所消耗的功為 = V/2E破 碎W2b?由此可見，對(duì)每種物料而言， 和 E 均為定值，則功 與體積 V 成b 破 碎W正比。因?yàn)楫?dāng)應(yīng)力大于強(qiáng)度極限時(shí)物料方可破碎，而大多數(shù)巖石都不符合變形的虎克定律，實(shí)驗(yàn)表明，體積理論僅可用于粗略計(jì)算靠沖擊力或壓力進(jìn)行破碎的機(jī)械所消耗的功。1.2 一般破碎機(jī)械破碎機(jī)械是對(duì)固體物料施加機(jī)械力，克服物料的內(nèi)聚力，使之破裂成小塊物料的設(shè)備。破碎機(jī)械所施加的機(jī)械力，可以是擠壓力、辟裂力、彎曲力、剪切力、沖擊力等，在一般機(jī)械中大多是兩種或兩種以上機(jī)械力的混合。對(duì)于堅(jiān)硬的物料，適宜采用產(chǎn)生彎曲和辟裂作用的破碎機(jī)械；對(duì)于脆性和塑性的物料，適宜采用產(chǎn)生沖擊和辟裂作用的機(jī)械；對(duì)于粘性和韌性的物料適宜采用產(chǎn)生擠壓和碾磨作用的機(jī)械。在礦山工程和建設(shè)工程上，破碎機(jī)械多用來(lái)破碎爆破開采所得的天然石料，使之成為規(guī)定尺寸的礦石或碎石。在硅酸鹽工業(yè)中，固體原料、燃料和半成品需要經(jīng)過(guò)各種破碎加工，使其粒度達(dá)到各道工序所要求的尺寸，以便進(jìn)一步加工操作。通常的破碎過(guò)程，有粗碎、中碎、細(xì)碎三種，其入料粒度和出料粒度，如表 1-1 所示。所采用的破碎機(jī)械相應(yīng)地有粗碎機(jī)、中碎機(jī)和細(xì)碎機(jī)三種。表 1-1 物料粗碎、中碎、細(xì)碎的劃分（mm）類 別 入料粒度 出料粒度粗碎 300～900 100～350中碎 100～350 20～100細(xì)碎 50～100 5～15工業(yè)上常用物料破碎前的平均粒度 D 與破碎后的平均粒度 d 之比來(lái)衡量破碎過(guò)程中物料尺寸變化情況，比值 i 稱為破碎比（即平均破碎比）i = D/d為了簡(jiǎn)易地表示物料破碎程度和比較各種破碎機(jī)的主要性能，也可用破碎機(jī)的最大進(jìn)料口尺寸和最大出料口尺寸之比來(lái)作為破碎比，稱為標(biāo)稱破碎比。在實(shí)際破碎加工時(shí)，裝入破碎機(jī)的最大物料尺寸，一般總是小于容許第 6 頁(yè) 的最大進(jìn)料口尺寸，所以，平均破碎比只相當(dāng)于標(biāo)稱破碎比的 0.7——0.9。破碎機(jī)械常用的類型有：顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、旋回式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)和輥式破碎機(jī)等。顎式破碎機(jī)廣泛運(yùn)用于礦山、冶煉、建材、公路、鐵路、水利和化工等行業(yè)。根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同可分為復(fù)擺顎式破碎機(jī)（即單復(fù)擺顎式破碎機(jī)）和簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)。復(fù)擺顎式破碎機(jī)適用于粗，中碎抗壓強(qiáng)度 250mpa 以上的各種礦石巖石。簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)則可以破碎各種硬度的礦石和巖石，且特別適用于破碎各種硬度的磨蝕性強(qiáng)的石料。復(fù)擺顎式破碎機(jī)工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶輪帶動(dòng)偏心軸旋轉(zhuǎn)，使動(dòng)顎周期地靠近、離開定顎，從而對(duì)物料有擠壓、搓、碾等多重破碎，使物料由大變小，逐漸下落，直至從排料口排出。表 1-2 簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)的技術(shù)規(guī)格進(jìn)料口尺寸mm規(guī)格長(zhǎng) 寬最 大 進(jìn)料粒度 mm出 料 口調(diào)節(jié)范圍 mm生產(chǎn)率t/h電動(dòng)機(jī)功率 kw1200×900 井下1200 900 650 150～180140～200 110.01200×900 液壓1200 900 750 150～200140~200 95.01500×12001500 1200 850 130～180170 180.02100×15002100 1500 1250 250～300400~500 280.0第 7 頁(yè) 表 1-3 復(fù)擺顎式破碎機(jī)的技術(shù)規(guī)格進(jìn) 料 口 尺寸 mm電動(dòng)機(jī)規(guī)格長(zhǎng) 寬最大進(jìn)料粒度 mm出料口調(diào)節(jié)范圍 mm生 產(chǎn) 率t/h型 號(hào) 功率kw250×150250 150 125 10～401～4 Y1325-4 5.5350×200350 200 160 10～502～5 Y160M-6 7.5380×240380 240 17 21 Y160M-6 7.5400×250400 250 210 20～805～20 Y180L-6 15.0400×250 分段式400 250400×250 移動(dòng)式400 250 220 20～805～20 M200L2-6-050 22400×250 汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)400 250 220 20～8010～12M-050 汽油機(jī) 820（hp）400×250400 250 180 20～808～10 Y180M-4 17.0500×250500 250 220 20~80 5～40 Y200L2-6 22600×400600 400 350 40～16017～115Y250M-8 30.0750×50 750 500 450 50～170 70 YR280-8 55.0第 8 頁(yè) 0900×600900 600 480 75～20052～192YR315L-8 751200×9001200 900 750 100～200150～300YR315L-6 110.0輥式破碎機(jī)工作可靠、維修簡(jiǎn)單、運(yùn)行成本低廉，排料粒度大小可調(diào)。按照輥?zhàn)訑?shù)量可分為單輥破碎機(jī)、雙輥破碎機(jī)和多輥破碎機(jī)（一般是四輥）等，按照輥面特征，可分為光面輥和帶齒輥兩種。單輥破碎機(jī)，用于破碎石灰石、煤等物料，物料塊在輥?zhàn)优c帶齒板間被軋碎。表 1-4 單輥破碎機(jī)的技術(shù)規(guī)格規(guī)格 mm輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速r/min進(jìn)料粒度mm卸料粒度mm電動(dòng)機(jī)功率kw生產(chǎn)率 t/h外形尺寸mm長(zhǎng)×寬×高整機(jī)質(zhì)量t915×1830 56 700 0～225 350 850 5660×4330×3370801500×28006 300×1000×2500200 55 400 7267×3250×173532.81500×21405.2 - - 40 250～300 7136×2600×181027.131000×1300- 1200×750×300100～30013 60 4700×2250×11168.1雙齒輥破碎機(jī)主要適用于礦山，冶金、化工、煤礦等行業(yè)脆性塊狀物料的粗，中級(jí)破碎，其入料粒度大，出料粒度可調(diào)，可對(duì)抗壓強(qiáng)度≤160MPa 的物料進(jìn)行破碎。其結(jié)構(gòu)緊湊，且破碎力由內(nèi)部機(jī)構(gòu)承受，基礎(chǔ)不受力，特別適用于移動(dòng)式設(shè)備，也廣泛適用于各種場(chǎng)合的物料破碎。 破碎機(jī)充分利用脆性材料的抗彎、抗剪強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度低的特點(diǎn)，采用交叉布齒，使破碎齒受力均勻，降低能耗； 采用大齒、小輥、螺旋布齒，多破碎盤的結(jié)構(gòu)，有更強(qiáng)的挾制大塊能力，重復(fù)破碎少，生產(chǎn)能力強(qiáng)； 在兩個(gè)破碎輥下設(shè)有破碎棒，形成破碎齒和破碎棒三級(jí)破碎過(guò)程且可調(diào)整出料粒第 9 頁(yè) 度，使碎后粒度均勻； 齒輥轉(zhuǎn)速低、磨損小、燥音低、粉塵小。被破碎物料經(jīng)給料口落入兩輥?zhàn)又g，進(jìn)行擠壓破碎，成品物料自然落下。遇有過(guò)硬或不可破碎物時(shí)，輥?zhàn)涌蓱{液壓缸或彈簧的作用自動(dòng)退讓，使輥?zhàn)娱g隙增大，過(guò)硬或不可破碎物落下，從而保護(hù)機(jī)器不受損壞。相向轉(zhuǎn)動(dòng)的兩輥?zhàn)佑幸欢ǖ拈g隙，改變間隙，即可控制產(chǎn)品最大排料粒度。雙輥破碎機(jī)是利用一對(duì)相向轉(zhuǎn)動(dòng)的圓輥，四輥破碎機(jī)則是利用兩對(duì)相向轉(zhuǎn)動(dòng)的圓輥進(jìn)行破碎作業(yè)。表 1-5 雙輥破碎機(jī)的技術(shù)規(guī)格規(guī)格 mm輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速r/min進(jìn)料粒度 mm卸料粒度mm電動(dòng)機(jī)功率kw生產(chǎn)率t/h外形尺寸mm長(zhǎng)×寬×高整機(jī)質(zhì)量 t1200×1000122.2 40 2~12 40 15~90 7470×4780×201845.318750×70050 40 2~10 28 3.4~17 3889×2865×201812.252610×40075 85 0~30 30 12.8~40 2235×1722×8103.297600×400120 36 2~9 20 4~15 2615×1760×19372.55雙光面輥400×250200 32 2~8 10 5~10 1295×940×8201.30~100 1250~125 150900×900 37.5 8000~150281803217×1694×4198 13.270~100 550~75 450~50 35雙齒面輥450×450 64100~2000~258202260×2206×7663.765四輥破碎機(jī)是一種冶金礦山設(shè)備配套中、細(xì)碎產(chǎn)品，也可通過(guò)調(diào)整上、下輥的間隙，破碎所需粒度的物料。表 1-6 四輥破碎機(jī)的技術(shù)規(guī)格規(guī)格 輥?zhàn)愚D(zhuǎn) 進(jìn)料 卸料 電動(dòng) 生產(chǎn) 外形尺寸 mm 整機(jī)第 10 頁(yè) mm 速r/min粒度mm粒度mm機(jī)功率 kw率 t/h 長(zhǎng)×寬×高 質(zhì)量 t83.381 30 3~8 55 35~401200×1000153.166 20 4~10 75 50~60 9610×5660×432567108 100 28 189000×700 189 402~1020 164175×3150×314727.641.3 新型的齒輥破碎機(jī)本設(shè)計(jì)所涉及的新型的輥顎破碎機(jī)結(jié)合了顎式破碎機(jī)和齒輥破碎機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，使生產(chǎn)能力得到了很大的提高，出料粒度的均一性得到了很好的保證，使物料得到了有效的破碎，這是有生產(chǎn)的實(shí)踐為證的。因該種機(jī)械的新的一面，所以尚未有成熟的計(jì)算方法對(duì)其進(jìn)行精確的計(jì)算，只能在傳統(tǒng)破碎機(jī)械計(jì)算的基礎(chǔ)上，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，對(duì)其進(jìn)行粗略的估算。其結(jié)構(gòu)圖大致如下所示： 1 帶式輸送機(jī) 2 小齒輥 3 大齒輥 4 顎板 5 電機(jī) 6 電機(jī)調(diào)整部件 7 箱體 8 箱體底座 9 料度調(diào)整系統(tǒng)10 拉桿部件圖 1-1第 11 頁(yè) 2 齒輥破碎機(jī)詳細(xì)設(shè)計(jì)2.1 產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù):破碎物料抗壓強(qiáng)度：≤160MPa入料粒度：≤800mm出料粒度：≤80mm處理量：2000t/h 左右大齒輥轉(zhuǎn)速：120r/min 左右，大齒輥轉(zhuǎn)速：160r/min 左右2.2 電機(jī)選型2.2.1 電機(jī)功率計(jì)算對(duì)于功率的計(jì)算采用如下的近似理論計(jì)算方法。本方法是基于電機(jī)的功率應(yīng)該與單位時(shí)間的破碎物料的功耗相同的原則，即認(rèn)為電機(jī)的功率應(yīng)如下求得：F=QW/η其中 Q:破碎機(jī)的生產(chǎn)能力 t/hW:單位生產(chǎn)量的功耗 kWh/tη：破碎機(jī)的傳動(dòng)效率采用 Rittinger 法確定單位生產(chǎn)量的功耗：即： )1(iiAEmW??m:Bond 功指數(shù)，煤的 Bond 功指數(shù)為 7.91KW.h/tE:占排料粒度 80％以上的組成部分的粒度尺寸（um）A:占給料粒度 80％以上的組成部分的粒度尺寸(um)i:常指數(shù)，取 0.45-0.5。2.2.2 電機(jī)選擇由于是所設(shè)計(jì)的破碎機(jī)的新穎性，暫時(shí)還沒(méi)有成熟的功率計(jì)算方法，故參考上述傳統(tǒng)破碎機(jī)械電機(jī)功率的計(jì)算方法，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)，估取電機(jī)功率為 160Kw, 選擇佳木斯電機(jī)股份有限公司的 YB355S-6 的電機(jī)。其主要參數(shù)如下：額定功率：160KW 轉(zhuǎn)速：980r/min效率：0.94 功率因數(shù)：0.87輸出軸徑：90mm第 12 頁(yè) 2.3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及計(jì)算根據(jù)上述所得的電機(jī)及齒輥轉(zhuǎn)速，初步確定電機(jī)至大齒輥間的減速比為i=980/120=8.17電機(jī)至小齒輥間的減速比為：I=980/160=6.13根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選定電機(jī)至大齒輥間的減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為一對(duì)帶輪和一對(duì)齒輪。結(jié)合帶輪和齒輪的傳動(dòng)特點(diǎn)，取帶輪間的減速比為 1.6，齒輪間的減速比為 5.2；電機(jī)至小齒輥間的減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)則在電機(jī)至大齒輥間減速傳動(dòng)的基礎(chǔ)上再加上兩個(gè)介輪和一個(gè)齒輪，它們的具體設(shè)計(jì)如下述所示。2.3.1 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算參考機(jī)械工業(yè)出版社出版的《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第二版的第四卷。已知輸入軸轉(zhuǎn)速 ＝980r/min,輸入功率 P=160kw1n1）設(shè)計(jì)功率 由表 33.1-2 查得共況系數(shù) ＝1.6，dPAK＝ P＝1.6×160=256kwAK2）選定帶型 根據(jù) =256kw 和 =980r/min，由圖 33.1-2 確定為 E 型1n帶。3）小帶輪基準(zhǔn)直徑 及大帶輪基準(zhǔn)直徑 參考表 33.1-18 和圖1d 2d33.1-2，取 ＝560mm，取傳動(dòng)比 i=1.6,彈性滑動(dòng)系數(shù) ＝0.02。則大帶1d ?輪基準(zhǔn)直徑＝i (1- )=1.6×560×0.98=878.1mm21d?由表 33.1-18 取 =900mm。4）大帶輪軸實(shí)際轉(zhuǎn)速 2n＝ (1- ) / =560×0.98×980/900=597.58r/min2n1d12d5)帶速 vv= /(60×1000)= ×560×980/(60×1000)=28.72m/s?1 ?不超過(guò) 30m/s，符合要求。5)初定軸間距 按要求取 =0.7( + )=0.7×(560+900)=1022mm0a1d26)所需基準(zhǔn)長(zhǎng)度 0L第 13 頁(yè) ＝2 + ( + )/2+ =4364.5mm 0dLa?1d2 )4/((0212ad?由表 33.1-7 選取基準(zhǔn)長(zhǎng)度 ＝4660mm。7）實(shí)際軸間距 aa= +（ - ）/2＝1170mm0d0L安裝時(shí)所需最小軸間距 min＝a-0.0015 =1101.1mmi d張緊或補(bǔ)償伸長(zhǎng)所需最大軸間距 ax＝a+0.02 =1263mmaxL9）小帶輪包角 ?＝ － ＝01803.57/)(12??d1610）單根 V 帶的基本額定功率根據(jù) ＝560mm 和 ＝980r/min 由表 33.1-17 g 查得 E 型帶1d1n＝31.35kw。1P11）考慮傳動(dòng)比影響，額定功率的增量△ 由表 33.1-17g 查得△1P＝6.06kw。12）V 帶根數(shù) zz= /[( +△ ) ]dP1LK?由表 33.1-13 查得 =0.96,由表 33.1-15 查得 =0.9,則?KZ=256/[(31.35+6.06) ×0.96×0.9]=7.92取 z＝8 根。13）單根 V 帶預(yù)緊力 0F=500(2.5/ -1) /(zv)+m0?dP2v由表 33.1-14 查得 m＝0.17kg/m,則=500×(2.5/0.96-1) ×256 /(8×28.72)0F+0.17× ＝1635.52N。27.814）壓軸力 r＝25880.88N。)2/sin(0?zF?15）帶輪結(jié)構(gòu)和尺寸由 YB355S-6 電動(dòng)機(jī)可知，其軸伸直徑 ＝90mm ,長(zhǎng)度 L=170mm, 故0d小帶輪軸孔直徑應(yīng)取 ＝90mm,轂長(zhǎng) L=170mm 。0d由表 33.1-22 查得，大帶輪和小帶輪結(jié)構(gòu)都為六橢圓輻輪。輪槽尺寸及輪寬按表 33.1-20 計(jì)算，參考圖 33.1-5 典型結(jié)構(gòu)，畫出小帶輪工作圖（見圖） 。第 14 頁(yè) 圖 2-1 小帶輪大帶輪的示意圖如圖所示：圖 2-2 大帶輪2.3.2 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算參考中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社出版的《機(jī)械設(shè)計(jì)工程學(xué)》Ⅰ。傳遞功率 P=152kw，主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速 ＝597.58r/min。1n1）選擇齒輪材料查表 8-17，小齒輪選用 20CrMnTi,調(diào)質(zhì)滲碳淬火，回火,硬度56～62HRC；大齒輪選用 20CrMnTi,調(diào)質(zhì)滲碳淬火，回火，硬度56～62HRC。2）按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算公式 齒輪模數(shù) m≥ mm321]/[)/(FSadYZKT??第 15 頁(yè) 確定齒輪傳動(dòng)精度等級(jí) 按 ＝（0.013～0.022） ,估算圓周tv31/nP速度 ＝5.3m/s，參考表 8-14 和表 8-15，選?、蚬罱M 8 級(jí)。tv齒寬系數(shù) 查表 8-23，按齒輪相對(duì)軸承為懸臂布置，取 ＝0.5。d?d?小輪齒數(shù) ，在推薦值 20～40 中取 ＝24。1Z1Z取傳動(dòng)比 i＝5.2，則 =125。齒數(shù)比 u＝5.2082傳動(dòng)比誤差△u/u △ u/u=(5.208-5.2)/5.2=0.0015在±5％范圍內(nèi)。小輪轉(zhuǎn)矩 由式（8-53）得1T＝9.55× P/ =2.34× N·mm6101n60載荷系數(shù) K 由式（8-54）得 K= AK?v?使用系數(shù) 查表 8-20 得 =1.75 A動(dòng)載荷系數(shù) 查圖 8-57 得初值 =1.21v vt齒向載荷分布系數(shù) 查圖 8-60 得 =1.27??齒間載荷分配系數(shù) 由式（8-55）及 得?0?[1.88-3.2( )]cos =1.721???21/Z??查表 8-21 并插值得 =1.242,則載荷系數(shù) K 的初值 =3.34。Kt齒形系數(shù) 查圖 8-67 小輪 ＝2.08FaYFaY大輪 ＝2.162應(yīng)力修正系數(shù) 查圖 8-68 小輪 ＝1.58S1S大輪 ＝1.83a重合度系數(shù) 由式（8-67）得?Y＝0.25+0.75/ =0.686??許用彎曲應(yīng)力[ ] 由式（8-71）有F?[ ]＝ FxNSY/lim彎曲疲勞極限 查圖 8-72 得 ＝850N/li 1lim?2=740 N/2彎曲壽命系數(shù) 查圖 8-73 得 ＝ ＝1NYN尺寸系數(shù) 查圖 8-74 得 ＝1xx安全系數(shù) 查表 8-27 得 ＝1.6，則FSFS[ ]＝531 N/ ，[ ]＝463 N/1?22F?2故齒輪模數(shù) m 的設(shè)計(jì)初值 t≥ =6.91mmt31/)/(SadYZKT?取 =7mm。t第 16 頁(yè) 小輪分度圓直徑參數(shù)圓整值 '1td＝ ＝168mm'1tdZm圓周速度 v V= /60000=5.2539m/s'nt?與估取 =5.2 很相近，對(duì) 取值影響不大，不必修正 。t vKvK= =1.21,K= =3.34vt t齒輪模數(shù) m= =7mm。t小輪分度圓直徑 1d＝ ＝168mm't大輪分度圓直徑 2＝m =875mmZ中心距 aa=m( )/2=521.5mm21?齒寬 bb= =83mmmintd?大輪齒寬 2＝b=83mm小輪齒寬 1b＝ +（5～10）＝88mm23）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算由式（8-63）知??HHEbudiKTZ??? ???)/(211彈性系數(shù) 查表 8-22，得 ＝189.8 。EZmN節(jié)點(diǎn)影響系數(shù) 查圖 8-64（ ， ＝0）得 ＝2.5。??2xZ重合度系數(shù) 查圖 8-65（ ＝0）得 ＝0.88。? ?許用接觸應(yīng)力 由式（8-69）得??H＝?HWNSZH/lim接觸疲勞極限應(yīng)力 、 查圖 8-69 得12li＝1650MPa, =1620MPali 2lim?接觸強(qiáng)度壽命系數(shù) 查圖 8-70 得 ＝ ＝1。N1N硬化系數(shù) 查圖 8-71 及說(shuō)明得 ＝1。WZWZ接觸強(qiáng)度安全系數(shù) 查表 8-27，按一般可靠度取 =1.1。則HSHS=1500 MPa??1?=1473 MPa2第 17 頁(yè) 又=988 MPa1200mm 時(shí)n = (160～42)B r/min式中，B 的單位是 m.3 動(dòng)顎行程 破碎機(jī)的行程是指動(dòng)顎下端的擺幅，它與偏心軸偏心距、顎板斜角等有關(guān)，一般是s = 2.2e式中 s 為動(dòng)顎行程，e 為偏心距。行程與最小出料口尺寸必須保持一定關(guān)系，通常最小出料口尺寸 是mindmin(2.5~30)ds?而進(jìn)料口寬度 a 與 之間的關(guān)系是a=（9～10） mind4 生產(chǎn)能力 顎式破碎機(jī)生產(chǎn)能力就是指在一定給料和排料粒度條件下單位時(shí)間內(nèi)所能處理的物料量。它與許多因素有關(guān)，例如，待破物料性質(zhì)，破碎機(jī)型式和規(guī)格，動(dòng)顎懸掛高度和運(yùn)動(dòng)特性，破碎機(jī)結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)，破碎機(jī)制造質(zhì)量和操作條件、管理水平等等。關(guān)于顎式破碎機(jī)生產(chǎn)能力的第 22 頁(yè) 計(jì)算，大體上可以分為兩類，即理論計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)計(jì)算。顎式破碎機(jī)生產(chǎn)能力通常以動(dòng)顎往復(fù)擺動(dòng)一次，從破碎腔中排出一個(gè)松散棱柱體積的物料作為其計(jì)算依據(jù)。一方面，因?yàn)轭€式破碎機(jī)的機(jī)構(gòu)是采用一種由典型的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)派生而來(lái)的偏心機(jī)構(gòu)，其肘板具有急回運(yùn)動(dòng)的特性。從這一特性出發(fā)，并考慮到物料從破碎腔中落下最大可能的高度一由設(shè)備的幾何學(xué)條件確定的高度，由圖 2-8 可知，顎式破碎機(jī)動(dòng)顎往復(fù)擺動(dòng)一次，從破碎腔中排出的質(zhì)量生產(chǎn)能力為：Q=(120~150) t/h (1))/(]9.10)[( 0/0 nbBLsdnBsp ??????式中 B,L——給料口的寬度和長(zhǎng)度，m；b——排料口寬度，m;s——?jiǎng)宇€下端點(diǎn)水平擺動(dòng)行程，m； ——排出產(chǎn)物的平均粒度，m，其值為：p2sd?圖 2-8 破碎腔幾何尺寸——被破碎物料的固體密度，t/m ； ——考慮被碎碎物料表面摩擦特? 3?性的系數(shù)，其值與物料類別有關(guān)，花崗巖、石英巖等的 =1.0，煤和焦炭?等的 =0. 5； ——與給入破碎機(jī)的物料粒度分布參數(shù) 有關(guān)的函數(shù)，?)(???與 的關(guān)系曲線如圖 2-9 所示，參數(shù) 按如下定義給出：)(???第 23 頁(yè) 圖 2-9 與 的關(guān)系曲線)(??=( - )/?maxDinp在此 ——給入物料中的最大粒度，m； ——給入物料中的最小ax minD粒度，m； ——給入物料的平均粒度，m； ——與通過(guò)破碎腔的物p )(??料流有關(guān)的參數(shù) 有關(guān)的函數(shù)，參數(shù) 是破碎機(jī)排料口寬度 b 與給入物料的?平均粒度 之比值，即＝b/ p通常破碎機(jī)排料口寬度 b 總是小于給入物料平均粒度 的 1/2，故 可p)(??選取為 1； ——考慮顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)具有急回運(yùn)動(dòng)特征，且能獲得最大生0n產(chǎn)能力時(shí)動(dòng)顎的擺動(dòng)次數(shù)，其值可由下式得出：r/min (2)2/12/10 )()3~27( gBbSK???式中 K——顎式破碎機(jī)機(jī)構(gòu)的行程速比系數(shù)，通常 K=1. 15~1.25； g——重力加速度， ；n——顎式破碎機(jī)動(dòng)顎的實(shí)際擺動(dòng)次數(shù)，r/min；2/sm——與顎式破碎機(jī)動(dòng)顎擺動(dòng)次數(shù)有關(guān)的函數(shù)，其值由下面的關(guān)系給)/(0n?出：對(duì)于 n ， ＝ /n。/另一方面，假定動(dòng)顎作平移運(yùn)動(dòng)，忽略動(dòng)顎在擺動(dòng)過(guò)程中嚙角變化的影響，那么動(dòng)顎往復(fù)擺動(dòng)一次，從破碎腔中排出的質(zhì)量生產(chǎn)能力(圖 2-10)可按考下式予以計(jì)算：圖 2-10 顎式破碎機(jī)生產(chǎn)能力計(jì)算(3)2160???tgnLSdQp??第 24 頁(yè) 式中 ， ——定顎破碎板和動(dòng)顎破碎板傾斜安裝的角度， + ＝ 稱1?2 1?2為顎式破碎機(jī)的嚙角； ——被破碎物料的松散系數(shù)，一般情況下，取?＝0. 3～0. 7，破碎堅(jiān)硬物料時(shí)取小值，破碎不太硬的物料時(shí)可取大值；?其它符號(hào)的意義和單位同前。若 ＝ ＝ /2，則有12t/h (4))2/(30???tgnLSdQp?若 ＝0， ＝ ，則1?2t/h (5)?tgnSdp60以上從不同的角度出發(fā)，給出了顎式破碎機(jī)生產(chǎn)能力的理論計(jì)算公式(1), (3), (4),(5)等，但它們都各自有其局限性，只可作為定性計(jì)算時(shí)使用。為了獲得一種較為滿意的顎式破碎機(jī)生產(chǎn)能力，還必須根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際予以校正。故下面再推薦幾個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式供選用。Taggart A F 公式Q=0.093L t/h （6)或Q=0. 084 A/i t/h (6a)式中 L., b——破碎機(jī)排料口長(zhǎng)度和寬度，cm；A——給料口面積， , 2cmA＝LB；B——給料口寬度，cm；i——破碎比，i=D/b；D——給料粒度，cm。OnerBckm B 公式?Q= b t/h (7)1K230q式中 ——給料特性(或破碎難易程度)系數(shù)，詳見表 2-1； ——物料密1 2K度校正系數(shù)， = /1. 6； ——破碎物料的松散密度，t/ ； ——物2? 3m料粒度校正系數(shù)，見表 2-2； ——排料口單位寬度的生產(chǎn)能力，0t/h·mm，見表 2-3； b——排料口寬度，mm。表 2-1 給料特性系數(shù) 1K第 25 頁(yè) 表 2-2 物料粒度校正系數(shù) 3K表 2-3 排料口單位寬度的生產(chǎn)能力 0q利溫生公式Q=150nLS t/h (8)pd?式中各長(zhǎng)度單位以“m”計(jì)入，其余各符號(hào)的意義及單位同前。上述計(jì)算公式原則上只適用于簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)，即它們沒(méi)有能夠反映出不同型式的顎式破碎機(jī)與生產(chǎn)能力之間的關(guān)系。但實(shí)踐證明，由于破碎機(jī)動(dòng)顎擺動(dòng)行程 S 的大小和方向，以及運(yùn)動(dòng)軌跡的差別，各種型式的顎式破碎機(jī)的生產(chǎn)能力是不同的。據(jù)國(guó)外對(duì)相同規(guī)格的三種不同型式的顎式破碎機(jī)在排料口寬度 b、動(dòng)顎擺動(dòng)次數(shù) n 和嚙角 等相同條件下的試驗(yàn)證實(shí)，?復(fù)擺顎式破碎機(jī)較簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)提高生產(chǎn)能力 20％～30%，綜合擺動(dòng)顎式破碎機(jī)較簡(jiǎn)擺提高 90％～95%。因此，在計(jì)算簡(jiǎn)擺以外的顎式破碎機(jī)生產(chǎn)能力時(shí)，必須乘以一個(gè)大于 1 的型式修正系數(shù) 。0K5 生產(chǎn)能力的影響因素分析以上介紹的幾個(gè)顎式破碎機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算公式揭示了顎式破碎機(jī)生產(chǎn)能力與其結(jié)構(gòu)參數(shù)(動(dòng)顎下端點(diǎn)的水平擺動(dòng)行程 S、給料口尺寸 B×L、排料口寬度 b)、工藝參數(shù)(動(dòng)顎擺動(dòng)次數(shù) n、嚙角 )和物料性質(zhì)(密度 、松??散系數(shù) )等之間的函數(shù)關(guān)系，為提高顎式破碎機(jī)生產(chǎn)能力提供了科學(xué)依據(jù)。?第 26 頁(yè) 1) 適當(dāng)提高顎式破碎機(jī)動(dòng)顎擺動(dòng)次數(shù)是提高其生產(chǎn)能力的重要途徑之一從公式(1), (3), (4), (5)可以明顯看出，顎式破碎機(jī)理論生產(chǎn)能力是隨著動(dòng)顎擺動(dòng)次數(shù) n 的增高而增大的;從公式(1)還可看出，當(dāng)動(dòng)顎擺動(dòng)次數(shù) n 增高至某一最佳數(shù)值 n。時(shí)，破碎機(jī)能夠獲得最大的生產(chǎn)能力;當(dāng)動(dòng)顎在超最佳擺動(dòng)次數(shù)下擺動(dòng)時(shí)，其生產(chǎn)能力將隨著動(dòng)顎擺動(dòng)次數(shù)的增高而降低。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果也證明了這一規(guī)律。然而，現(xiàn)有顎式破碎機(jī)動(dòng)顎的擺動(dòng)次數(shù)都選擇得比較低，特別是大型簡(jiǎn)擺顎式破碎機(jī)和小型復(fù)擺顎式破碎機(jī)。但因顎式破碎機(jī)具有較大的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，如果動(dòng)愕的擺動(dòng)速度過(guò)快，所產(chǎn)生的慣性力就會(huì)比較大，這又將使機(jī)器及其基礎(chǔ)發(fā)生振動(dòng)，使偏心軸回轉(zhuǎn)不均勻，同時(shí)所消耗的功率也較大，并可能引起軸承發(fā)熱，故其速度也不能過(guò)高。因此在破碎機(jī)其它有關(guān)參數(shù)不變化的情況下，適當(dāng)增高現(xiàn)有顎式破碎機(jī)動(dòng)顎擺動(dòng)次數(shù) n 以提高其生產(chǎn)能力是可能的。其增高幅度建議在原有破碎機(jī)擺動(dòng)次數(shù)的基礎(chǔ)上增高 10％ ~15%，大型破碎機(jī)取小值，中小型取大值。2) 適當(dāng)減小顎式破碎機(jī)嚙角 是提高其生產(chǎn)能力的又一重要途徑?由公式(3), (4), (5)可知，顎式破碎機(jī)生產(chǎn)能力在一定條件下與嚙角的正切成反比。同時(shí)，從 Bond F C 理論知，顎式破碎機(jī)生產(chǎn)能力與其嚙?角 成直線關(guān)系，即破碎機(jī)的相對(duì)生產(chǎn)能力隨修正系數(shù) 成正比例變化:?K=1+1. 432 7(0. 384- ) ?K(9)式中 為顎式破碎機(jī)的嚙角，rad將顎式破碎機(jī)的定顎破碎板和動(dòng)顎破碎板都傾斜安裝，并盡量使二者傾斜安裝的角度 和 接近相等，可使其生產(chǎn)能力的相對(duì)值提高 4%左右。12由國(guó)內(nèi)外有關(guān)實(shí)驗(yàn)證明，適當(dāng)減小嚙角 亦可提高顎式破碎機(jī)生產(chǎn)能?力。因?yàn)閲Ы?減小，物料在破碎腔中完全被破碎所需要的動(dòng)顎擠壓次數(shù)?減少了，并使得破碎腔上部區(qū)域的處理能力比從排料口排出的能力增大，這樣破碎腔中總備有需要排出的產(chǎn)品，而不致因破碎不及時(shí)而影響排料。例如，原蘇聯(lián)學(xué)者巴烏曼 BA 用 400 X 600 顎式破碎機(jī)破碎抗壓強(qiáng)度為 300 MPa 的花崗巖時(shí)，將嚙角 由 改為 后，生產(chǎn)能力提高了'4021'37020％～40％;吉斯淦和高登等都分別進(jìn)行了減小嚙角的試驗(yàn)，認(rèn)為嚙角 的?大小對(duì)破碎機(jī)的生產(chǎn)能力有很大的影響，具體結(jié)果見表 2-4。表 2-4 嚙角對(duì)生產(chǎn)能力影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果第 27 頁(yè) 國(guó)內(nèi)某石礦將 PEF - 400 X 600 顎式破碎機(jī)的嚙角在原設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上減小 '，其生產(chǎn)能力亦提高了 20%。230由上述分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，適當(dāng)減小嚙角 是提高顎式破碎機(jī)?生產(chǎn)能力的又一重要途徑。但是，必須注意:嚙角 的減小會(huì)導(dǎo)致破碎比減小，使破碎產(chǎn)品粒度相應(yīng)增大，因此，減小嚙角 還必須認(rèn)真考慮破碎工段對(duì)物料粒度的要求。其具體實(shí)施方法，應(yīng)視具體情況而定。如對(duì)新設(shè)計(jì)的顎式破碎機(jī)可廣泛參考國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在保證滿足破碎粒度要求的前提下，盡量將嚙角 選擇得小一點(diǎn)，國(guó)外就曾經(jīng)選取到 = 左右。如對(duì)現(xiàn)有顎式破碎機(jī)??015進(jìn)行改造，可采用普通碳素鋼鍛制成數(shù)條斜鐵(其條數(shù)視破碎機(jī)規(guī)格大小而定)，將其按定顎板縱向筋布置，用焊接方法固定于機(jī)架前壁的內(nèi)側(cè)，于是顎式破碎機(jī)的嚙角將從 減小至 (圖 2-11)。?0(a)-定顎破碎板垂直安裝 (b)-兩破碎板傾斜安裝圖 2-11 嚙角對(duì)生產(chǎn)能力之影響當(dāng)定顎破碎板垂直安裝時(shí)，改造后的相對(duì)生產(chǎn)能力 可按下式確定?K(10)HbtgK/)1(0????第 28 頁(yè) 如果顎式破碎機(jī)的兩破碎板都傾斜安裝，嚙角 ＝ + ，那么其相?12對(duì)生產(chǎn)能力 則為: ?'K（11）201/' ?tgHbtg????式中 當(dāng)斜鐵大頭的尺寸 b。小于 Htg 時(shí)，分母中 tg 取“+” ，bo/H 取11?“一”;反之，b。大于 Htg 時(shí)，分母中 tg 取“一” ，bo/H 則取“+” 。13) 適當(dāng)增大破碎機(jī)排料口寬度 b 和動(dòng)顎下端點(diǎn)水平擺動(dòng)行程 S 是提高其生產(chǎn)能力的重要途徑之三從破碎機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算公式亦可明顯看出，生產(chǎn)能力與排料口寬度b 和動(dòng)胯下端點(diǎn)水平擺動(dòng)行程 S 有著極為密切的關(guān)系，即隨著 b 和 S 的增大，生產(chǎn)能力也是明顯提高的，而且已為實(shí)踐所證實(shí)。因此，在設(shè)計(jì)、選擇和改造顎式破碎機(jī)時(shí)，可以通過(guò)合理確定排料口寬度 b 和擺動(dòng)行程 S 以提高顎式破碎機(jī)生產(chǎn)能力，特別是用于二次破碎的顎式破碎機(jī)更應(yīng)該在這方面下功夫來(lái)提高其生產(chǎn)能力。但是，這與傳統(tǒng)的“排料口尺寸一般與破碎產(chǎn)品的尺寸大體相同或小一些”的觀念是相對(duì)立的，因此，具體實(shí)施時(shí)，必須完全滿足下述條件:(1) 適當(dāng)增大排料口寬度 b，其增大范圍可定為破碎機(jī)破碎腔長(zhǎng)度 L的 0. 025～0. 05 倍;(2) 適當(dāng)增大動(dòng)顎的下端點(diǎn)水平擺動(dòng)行程 S，其增大量可控制在 0. 05～0. 10L.范圍內(nèi);(3) 在同時(shí)滿足上述兩條件的基礎(chǔ)上，必須使給入破碎機(jī)的物料量大致等于破碎機(jī)的通過(guò)量，以保證破碎機(jī)破碎腔中的物料形成層狀密實(shí)充填的流動(dòng)狀態(tài)，一邊連續(xù)不斷地給入被破碎物料，一邊利用動(dòng)顎的擺動(dòng)所產(chǎn)生的壓縮作用給予破碎腔中的物料以充分的壓實(shí)度和高壓縮比使之破碎。這種方法的破碎機(jī)理是以料層壓縮現(xiàn)象為基礎(chǔ)的，采用后不僅可以獲得小粒度，接近方狀的破碎產(chǎn)品，而且能使破碎成品數(shù)量成倍地增加。不過(guò)，在應(yīng)用這種方法時(shí)還必須注意:其一，物料的松散密度與其真實(shí)密度之比值不能超過(guò).80％，否則就不能被壓縮，破碎機(jī)也就不能運(yùn)轉(zhuǎn);其二，通過(guò)破碎機(jī)的物料要經(jīng)過(guò)適當(dāng)篩分，使大于所需尺寸的物料再返回破碎機(jī)進(jìn)行破碎，直至破碎成所需要的產(chǎn)品。4) 將破碎腔形狀改造為曲線型破碎腔是提高其生產(chǎn)能力的重要途徑顎式破碎機(jī)的破碎腔形狀是決定其生產(chǎn)能力的重要因素之一。破碎腔的形狀有直線型和曲線型。直線型破碎腔是指定、動(dòng)胯上敷設(shè)的破碎板縱第 29 頁(yè) 斷面都為直線，其嚙角為恒定;曲線型破碎腔則是將定、動(dòng)顎破碎板或者其中之一的縱斷面設(shè)計(jì)為曲線，且曲線從上往下按嚙角逐漸減小的原則設(shè)計(jì)，即稱為變嚙角破碎腔。在變嚙角的曲線型破碎腔中，各連續(xù)水平面間形成的梯形斷面的體積，從破碎腔中部往下是逐漸增加的，因而物料間的空隙也增大，這樣有利于物料的排出。同時(shí)，由于曲線型破碎腔的排料口附近有一段接近于平行的區(qū)間，因而破碎機(jī)的堵塞點(diǎn)也會(huì)由排料口往上移動(dòng)一段平行區(qū)間的長(zhǎng)度，這不僅保證了在排料口附近不易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，加快已破碎物料的流通，而且破碎板的使用壽命也將延長(zhǎng)。因此，采用曲線型破碎腔可顯著地提高其生產(chǎn)能力。這也已為國(guó)內(nèi)外大量的實(shí)踐所證實(shí)。曲線形狀有多種多樣，實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果表明，在嚙角許可范圍內(nèi)，將定、動(dòng)破碎板之一的上、下部設(shè)計(jì)成對(duì)稱的 Gauss 曲線，其中部采用直線，另一破碎板則設(shè)計(jì)成直線(圖 2-12)}這被認(rèn)為是破碎物料的理想條件。其曲線方程式為:（12）)5.0exp(2kCy??（13）21lnmsbBs?（14）)(l221Hk??（15）/h（16）?1式中 H——破碎腔高度，mm；h——?jiǎng)宇€懸掛點(diǎn)至給料口水平的高度，mm；其它符號(hào)的意義同前，單位為 mm 。