礦用雙齒輥破碎機設計DESIGNOFDOUBLETOOTHROLLERCRUSHERFORMINEPAGEII摘要煤炭生產對于我國的國民經濟、人民生活有著非常重要的作用。煤礦的生產破碎領域，齒輥式破碎機扮演者至關重要的角色。齒輥式破碎機在齒的作用下破碎煤礦，破碎效率非常高，排出的礦料破碎粒度均勻，符合生產需要。當下，齒輥式破碎機以其合理的結構和便于維修眾多優勢，被我國的煤炭工業領域廣泛的應用。齒輥式破碎機的功能為破碎礦料，以及其他領域類似硬度的脆性物料。其采用剪切力與拉伸力相結合的破碎原理，安全性好，可靠度高。齒輥式破碎機的齒輥間距可以調節，并安裝有合理的止退裝置，工作時齒輥間距不發生變化，有著穩定的出料粒度。齒輥式破碎機具備模塊化生產的能力，齒輥具有互換性和通用性，備件安裝方便，維護成本低。齒板的制造工藝為堆焊和整體鑄造，功能穩定，質量優異。關鍵詞雙齒輥破碎機；破碎粒度；齒板

AbstractCoalproductionhasaveryimportantroleinourcountry'snationaleconomyandpeople'slife.Thefieldofcoalmineproductionandcrushing,theroleoftoothrollercrusher.Toothedrollcrusherintheroleoftheteethofbrokencoal,crushingefficiencyisveryhigh,dischargedorecrushingsizeuniform,inlinewiththeneedsofproduction.Atpresent,thetoothrollercrusherwithitsreasonablestructureandeasytorepairmanyadvantages,hasbeenwidelyusedinChina'scoalindustry.Thefunctionoftoothedrollercrusherforcrushingore,andotherareasofsimilarhardnessofbrittlematerials.Thecrushingprincipleofthecombinationofshearingforceandtensionforceisadopted,whichhashighsafetyandhighreliability.Thepitchofthetoothedrollercrushercanbeadjusted,andtheinstallationofareasonablecheckdevice,theworkingtimeoftherollerspacingdoesnotchange,thereisastableoutofthematerialsize.Toothedrollercrusherhastheabilityofmodularproduction,thegearrollerisinterchangeableanduniversal,convenientinstallationandlowmaintenancecost.Themanufacturetechnologyofthetoothplateissurfacingandthewholecasting,thefunctionisstable,andthequalityisexcellent.Keywordsdouble-rollcrushergranularitytoothplatePAGEII目錄摘要 IAbstract II目錄 I1緒論 11.1礦用破碎機概述 11.2破碎的目的 21.3齒輥礦用破碎機的特點和分類 21.4工作原理圖 31.5傳統雙齒輥礦用破碎機的機構 31.6齒輥礦用破碎機的組成部分 41.6.1齒輥 41.6.2傳動裝置 41.6.3保護裝置 51.7齒輥礦用破碎機的發展狀況 51.7.1九十年代以前的齒輥式礦用破碎機 51.7.2九十年代以后的齒輥式礦用破碎機 51.8設計的主要內容 62破碎機的設計方案 72.1常用的破碎機設計方案 72.2對于參數進行選擇 92.2.1參數的選用和計算 92.3選擇合理的電動機 103對于傳動系統的設計 123.1對于減速裝置的設計方案 123.1.1對于減速器對于傳動比的要求和分配 123.1.2計算減速裝置在高速運轉時的情況 143.1.3對于減速裝置中速度較低級的運算 203.1.4減速器各個軸的設計 273.2軸承的選擇與校核 353.3鍵的選擇與校核 364液力耦合器介紹和選擇 384.1液力耦合器 384.1.1液力耦合器傳動的優勢 384.1.2液力耦合器的工作原理 384.1.3液力耦合器的分類 394.2.1限距式液力耦合器 394.2.2液力耦合器選型 395聯軸器的選型 415.1聯軸器 415.2聯軸器的選型 416齒輥部件的設計 426.1齒輥軸的設計 426.2設計固定架 446.3對齒輪板進行的設計 466.4齒輪輥子的受力情況 467對于控制系統的設計 487.1雙齒輥式礦用破碎機的控制要求 487.2雙齒輥式礦用破碎機的控制過程 487.3雙齒輥式礦用破碎機的控制原理圖 48結論 52致謝 53參考文獻 541緒論1.1礦用破碎機概述中國地大物博，能源豐富，以煤炭能源為首，占據世界前列，而作為主要的能源形式，在各個領域中的涉獵也極其廣泛，因為在工業中作為原料的煤炭來說，它的使用也使得中國從此躍居為第一炭國，其實站在歷史的角度上，這種稱號其實并非不切實際。作為做早開發和最早利用，所以說開采量不斷攀升達到十幾億噸，作為發展中國家的炭業大國相較于其它大國來講都是領先的。而當今工業的水平仍然停滯于以炭業為基礎的發展形式，在沒有新型能源代替的前提下，可以說炭業的發展在中國是不可替代的，然而使用的廣泛，只能代表對于能源的取用，至于可用率才是衡量技術發展水平的重要指標。當今的社會發展日益迅速，人們開始對生活提出了更高的要求，對于周圍環境的選擇，對于空氣質量的挑剔，人們的眼光開始對品質提出質疑，也就是說中國炭業發展注重的因素就會增加，對于能源存在的像，使用率比較低，耗能大，存在污染的情況等等諸如此類的現象充分表明了中國在炭業領域仍然處于低水平的這樣一個狀態。全球溫度開始增高，其主要原因就是由于大氣的污染，二氧化碳的排放量，而空氣質量的指標在國內相關部門曾有明確出臺相關文件表示廢氣釋放量的標準。所有人都知道的是氣體的排放往往會對環境構成直接的影響，酸雨這個詞匯相信大家已經不在陌生，有研究數據表明陸地百分之四十都曾有酸雨洗禮，最直接影響到的就是，對河流土壤的直接破壞，就造成了森林，農作物的死亡，每年損失的金額達到幾百億元。其中二氧化硫為主要禍首，假如結合產量來講，存在的比例大約有總產量的10%。而當前，如何能夠將存在于煤中的硫等物質從煤炭中提取出來，就是此次選題的主要目的。也是對于礦用破碎機的更好利用有一個重新的認識，我相信礦用破碎機的發展水平的提高，煤炭的利用率就會提升。然而近年來隨著機械領域的發展，機械設備已經成為我們生活中的伴侶，對于多種礦用破碎機的選擇，根據不同的性能，結構，機理諸多因素。存在著多種爭論，也在為了適應整個市場需求的同時，不斷對自身的技術提出更高的要求。我們可以通過礦用破碎機工作可以的出這樣的結論，在進行礦用破碎機運作之后，我們的成品粒度達不到要求，因為顆粒的不均勻，導致后續的加工環節要進行很多的處理，拿國內一些礦用破碎機來講，技術上的短板造成直接的影響就是，我們需要購置外國的先進設備，此時先進設備的價格往往就會很高，如若國內的技術人員能夠制造好的設備替代進口的產品，那么相信外匯的比重就會大大降低，就目前的社會現狀來看，研究新型產品來補足產品生產存在的漏洞具有很重要的意義，也是此次設計的主要目的。1.2破碎的目的所有物體在存在自身重力的情況下，這個身的內部結構也存在力的作用，也就是俗稱的“內聚力”。所以必須使得顆粒狀物質從小到細微往往就是通過我們的礦用破碎機來實現的，就目前國內的要求來講有如下幾點：均勻化學原料的不同才是導致材質具有區分的主要原因，在這個就屬于固化材料在發生形變時，這個身就要克服自身內力的情況下，導致外部面積發生變化，從而形成良好均勻性。選擇雜質存在于礦料質中，與我們的材料有著密不可分關聯，所以在進行材料的選擇時，難度也大幅度的提高，在原料進行運用的同時，如何才能達到將我們的原料進行分解，得到純凈的材料。這就需要用到完全破碎的加工工藝。從而來達到要求。而隨著社會的不斷發展，工業水平的不斷提高。對我們的礦用破碎機械也提出了更為具象的要求，我們常說制定目標的目的就是為了達到目標，同理提出所謂的要求，最終的目的還是為了能夠達到要求。成分的分布狀況成分的分布情況也就是產品在加工中的粒度分布。我們進行破碎的同時將提取出微量元素，而單單對固化材料提出嚴格要求，粒度的指標必須嚴格的來達到所需要的要求。原料外表面輪廓增加外部輪廓發生變化就會導致表面積發生變化，粒度會變的越來越小，在化學反應過程中的表現就會越來越明顯。從而不僅僅是變化時間的縮短，也可以提高工作的效率，比如說我們都做過催化實驗，像一些材料與化學物質的接觸反應和固化材料的溶解等1.3齒輥礦用破碎機的特點和分類礦用破碎機的分類有很多，有常見的錐式，旋回式，沖擊式等等，而我們所介紹的就是一種傳統形式的齒輥礦用破碎機，它的工作模式主要是通過對于產品表面進行直接劈碎。有如下特點：（1）最主要的優勢就是所需要消耗的能量少，耗能低是所有產業都想要達到的目的。（2）產品最終的結構形式是以立方體存在的。相對于其它礦用破碎機而言，它的工作強度所達到的破碎程度低。（3）在機械領域中最終的理念應該是產品在達到最初要求時，能夠使得所用器械簡單化，而與此同時工作平穩可靠，易維護，費用低。因為我們齒輥礦用破碎機具有以上的優勢，所以說在機械領域中應用廣泛，也是我們炭業發展中得力的干將。它作為炭業發展中的重要設備，基于上述優點，能夠完成我們原料的最初加工。下面圖片給大家所展示的就是雙齒輥礦用破碎機，我們主要的就是介紹一下它的工作原理，運動形式是通過運轉齒輪的輪齒與槽，在進行破碎的同時將破碎的廢料從排料口移除。就目前來講對于齒數的要求很高并且以齒數的多少進行分類，有雙齒和多齒之分，在炭業發展過程中，一般選取輪齒較長的。輪齒較長的適用于單齒輥礦用破碎機，進行粗加工。而雙齒或者多齒能達到更高的要求。1.4工作原理圖圖1-1齒輥礦用破碎機工作原理示意圖1.5傳統雙齒輥礦用破碎機的機構下圖為雙齒棍礦用破碎機的結構，它的組成部件分為機架等所組成，圖示通過輥子之間的相互運動，長齒輪的帶輪與固定的齒輥來相對轉動，而礦料從上方導入，而作為焊接形式機架來說，齒輥需要安裝在軸承3上，軸承5上需要用到齒輥4，而動軸承可以在軸承6上運動。1.6齒輥礦用破碎機的組成部分1.6.1齒輥齒輥主要分為兩種，一種是通過在鑄件芯上用到的剛鑄件鐵圈，而且通過兩邊螺栓進行緊固，另一種是為方便維修，增加結構穩定性，采用凸型齒板且材料的選用主要是高錳鋼，可以便捷地將支離齒圈。輪齒的分類種類繁多，輪齒的高度一般在七十到一百一十毫米之間。1.6.2傳動裝置多數滑動軸承，運轉過程速度比較慢，低速的裝置結構復雜，多數使用齒帶輪減速系統等。礦用破碎機的回轉運動理應同時進行，主要是為了能夠更好的減少破壞，咬合的運動主要確定到正負取值為10毫米才能平穩進行，現在一些雙齒輪礦用破碎機大多采用到小齒輪的傳動，這個就要確定到在一定的位移之間才能正常咬合。1.6.3保護裝置保護裝置在機構中有很多必要性，因為蛋簧是在機械裝置中運用極為廣泛的一種，由于V比較大的物件不能破碎，因而齒輥當受到載荷變大時，齒輥能夠從內到外進行移動，靠彈簧恢復能力強這個身的優勢，才能起到保護的作用。1.7齒輥礦用破碎機的發展狀況礦料破碎對于工業礦料加工行業至關重要，在礦山機械中應用地非常廣泛。從經濟上出發，礦料破碎磨碎費用占選礦總體費用的百分之四十以上，超過半數的生產成本花費在設備的采購和研發上。另外，環境的治理和保護越來越被公眾和企業所重視，礦石的破碎屬于高耗能工作，破碎過程中產生的發聲、振動等情況，浪費了很多能源，污染了環境。所以常年來本領域從業人員一直致力于節能、高效地破碎礦料，在設備研發、產品工藝等多方面努力，力求節約資金、減少能耗、控制污染、提高效能、減少過破碎量、使得礦料粒度均勻等。煤礦的生產離不開礦用破碎機的使用，在破碎原煤和預處理礦石原料的過程中，礦用破碎機不可或缺。因為礦料硬度高，比較脆，隨著破碎技術發展，近年來，礦料的破碎方法日益升級，通過對礦料破碎過程的了解，煤礦產業開發出很多的破碎方法和破碎設備，礦用破碎機不斷升級演變，在效率和壽命方面都有所提高。齒輥式礦用破碎機制造成本低、使用能耗少、維修過程方便、破碎效率高，從各方面來看都是煤用礦用破碎機的最佳選擇1.7.1九十年代以前的齒輥式礦用破碎機9O年代前，齒輥式礦用破碎機無法很好地控制碎后產品粒度、沖擊載荷大、機構壽命短、噪聲污染大、不易維修。1.7.2九十年代以后的齒輥式礦用破碎機改革開放之后，隨著我國經濟的發展，市場對煤的要求也越來越高。在各個方面礦用破碎機技術因此獲得了長足的改善。圖1-3礦用破碎機工作站1.8設計的主要內容設計的主要內容為新型雙齒輥礦用破碎機，包括：(1)根據要求確定設計目標的技術參數，根據參數確定總體方案；(2)對傳動傳動系統進行設計和計算，如電動機、減速器、液力耦合器、聯軸器等多個方面；(3)設計、計算結構件，如齒輪箱箱體，破碎齒輥，減速器等多個部件。(4)齒輥礦用破碎機較為傳統，技術成熟，不過還是有一些不盡如人意的地方：減速器箱結構不夠緊湊。本設計努力使得整體結構更為緊湊。同時磨損嚴重，使用壽命短也困擾著使用者。本設計優化齒板設計，材料上選擇高錳鋼，和耐磨焊條，使得壽命進一步延長。裝備有限矩型液力耦合器、接近開關等，避免過載現象的發生。可以通過調節兩齒輥間的形式調節出料粒度，配合退讓裝置，使其獲得穩定可靠又可控的出料粒度。

2破碎機的設計方案2.1常用的破碎機設計方案根據傳動方式的不同，我們可以把常用的雙齒輥形式分為以下三種類型：（1）通過選擇帶傳動來實現加工的工藝路線這種傳動路線中，首先由我們的電動機輸出功率，在帶輪運轉下，但是必須透過減速裝置進行調速，從而經過主動齒輥子，通過附帶輪齒傳遞動力進行，最后將動力傳送到從動齒輥。如圖所示我們為了傳動平穩性要求，同時還要考慮到在帶傳動進行傳動的過程中所能夠承受力的范圍，故而需要采用到彈簧來確保所出成品能夠達到使用的要求。圖2-1所示為V帶形式的齒輥破碎機（2）通過選用電機的數量以及驅動模式來完成傳動所要達到的要求在運用到單個電動機時，往往是由電動機輸出功率，在之前的減速裝置前面需要安裝耦合裝置，同時聯軸器的作用下，完成后續的工作要求。如下圖所示：此裝置由于自重較大，所要實現同步運動的要求較高，我們都知道一般大型器械在啟動時都需要用到較大的電流，所以就其本身而言所要承受的啟動力也是非常之高的。由此可知，在選用到電機時需要采用大功率，同時對于軸的選用也需要格外注意。圖2-2單個電動機所用到得直接驅動（3）運動到兩個電動機，其傳動的方式如下：因為用到兩個電動機所以說它們的傳動路線較為簡單在各個電動機輸出率時候通過耦合器械，變速裝置，在到聯軸器上，最后通過齒輪輥子。圖2-3兩個電動機的傳動通過以上不同的形式的傳動方式我們可以確立方案，就目前工業現代化產業模式下，所采用的破碎機器械性能越發優良，但是由于在生產過程中，因為工作環境會對我們的器械裝置有一定的影響，所以在考慮到它所工作的環境時，維護和保養工作極其的重要。所以說在對破碎機進行設計過程中，在滿足到使用要求的前提下，一定要做到的就是保證其質量的同時，要注重對于使用壽命的提高?，F在工業中理想化的概念就是結構簡單但能夠保證工作要求。通過上述所設立的三種不同形式的傳動路線，在方案（1）中因為自身存在的較為嚴重的短板那就是成品不能夠滿足使用要求，在生產是一般不采用，對于方案（2）因為電動機所要采用的功率較大來實現傳動部分較大的轉矩，所以在，選擇方面也很少使用。此時對于方案（3）而言具有良好的優勢那就是工作期間兩個電動機交替進行工作，互換的工作模式，能夠滿足工作生產時提出的要求。2.2對于參數進行選擇在本次設計中，為了滿足破碎機工作要求，考慮到煤，巖石的使用，搜集到如下參數根據裝置所能夠達到的成品破碎程度，在對于齒輪輥子設計中兩個輥子的轉向需不一致，向內相對運轉。2.2.1參數的選用和計算2.2.1.1輥的直徑出于對成品的優良性考慮，再選用直徑的過程中，所采用到的輥子直徑一般與原料的初始粒度直徑有直接關聯。我們在設計過程中采用的顆粒范圍在0.4—0.6mm之間，所以對于直徑的取值方面，需用300mm的直徑，而對于系數的選用一般采用0.6.所以說齒輪輥子的取值經過計算可得約為500mm。2.2.1.2對于齒輪輥子其自身的轉速考慮需要用到不同的齒輪輥子的情況是建立在對于礦料的選用以及粒度方面。所以一般分為兩種情況，其中當齒輪輥子在高速運轉的過程中，速度一般取值范圍為每秒3.5m，而當齒輪滾在在慢速運轉的過程中，速度一般取值每秒1.6m。齒輪輥子的轉動速度取決于我們礦料的材質，比如說本身的硬度和外部的一些尺寸。如下面關系所述，破碎機的圓周速度v和齒輪輥子的轉動速度。=此次設計過程中我們所采用得原料時煤，所以在對齒輪輥子的慢速轉動過程中齒輪輥子的齒數一般選用較大數值。所以,,所以2.2.1.3對于齒輪輥子在工作過程中長度的要求以及計算由于齒輪輥子工作過程中所需要的長度跟最后的產能效果有直接的聯系，所以說在進行選用時需要格外注意，因為設計所能夠達到的要求比較高，所以在對于長度的選擇方面一般采用的長度較大，其次設計中所采用的長度為。2.2.1.4處于產能的角度考慮因為最終我們的齒輪輥子形式的破碎機生產時所要達到的要求：輥子本身的直徑和工作長度以及自身的轉速之間存在正比例關系，而且與材料本身的軟硬，產品中所含的水分子，粒度存在關聯，再考慮選用時對于生產效率的影響，故可以對其進行計算如下：ρ—破碎礦料的密度，㎏/m3；選取ρ=2.1×103㎏/m3故得這個設計中要求，所以滿足生產要求。2.2.1.5計算功率需求根據在破碎機的相關文獻和技術要求，在對于煤進行粉碎的過程中，消耗動力一般為，所以功率需求一般取值為，所以在此我們通過實踐基本可以確定動力消耗取值為h.所以2.3選擇合理的電動機至于該如何選用正確的機型最主要還是要取決于對于功率值的計算，與此同時還需要考慮的就是常見問題像環境所帶來的影響。進行煤炭工作者這個行業中很多人都知道存在很多不確定的因素，我們此次設計不考慮其它的因素，根據上面所計算出來的功率，從而對我們兩個電機進行選擇的功率，選用到的就是35KW，選用的這個數字存在一定的上下浮動空間，出于對不同工作環境以及諸多因素所構成的影響，選用的機型為Y250M—6。此型號的破碎機的主要參數如下

3對于傳動系統的設計3.1對于減速裝置的設計方案此前我們討論了關于齒輪滾子轉動速度，設計過程中也采用到了減速裝置，我們此次設計中所采用的減速器時圓柱形式的，在裝配要求方面，需要對稱安裝，但是對于設計方案而言只需要一種就可以滿足使用的要求。3.1.1對于減速器對于傳動比的要求和分配其實在以上的傳動形式上，通過用到耦合裝置，進而再對我們的減速裝置進行減速，所以在談到耦合裝置對減速器的影響方面，效率要達到0.035.如下為總體的傳動比傳動比例是否合理是足夠保證最后的傳動平穩性要求，根據設計規范通常采用到二級圓柱齒輪形式的減速裝置才能夠保證最后的傳動所需要的要求=(1.3-1.4)式中：——根據以上要求初定傳動比==則/滿足浸油要求（1）速速速（2）Ⅰ軸Ⅱ軸Ⅲ軸齒輥軸（3）各軸轉矩的計算Ⅰ軸Ⅱ軸Ⅲ軸齒輥軸3.1.2減速裝置高速運轉時的計算我們通過在制定用戶手冊時，根據上面的使用規范，考慮到我們破碎機的使用情況，一般在工作中會承受較大的沖擊載荷，而且起轉向一般為固定的單向旋轉，每天運作時間，每年工作總時常也跨度較廣，所以在維修方面，采用到保證壽命可以達到7年左右1)選擇齒輪材料，計算疲勞極限應力根據表決定材料：小齒輪滲碳淬火大齒輪滲碳淬火由圖16.2–17及圖16.2–26查得彎曲強度基這個值2)按接觸強度初定中心距，并處選主要參數式中：——矩，—，取—，取值按表=180.02圓整取a=180mm按經驗公式初取,則圓整取=22=22×4.3=94.5圓整取=95精求螺旋角所以=12.83°3)校核齒面接觸疲勞強度按式16.2–34可得式中：分度圓上的圓周力使用系數；查表16.2-36，=1.5動載系數；按式16.2–12根據齒輪圓周速度，參考16.2–73；選擇齒輪精度等級8–7–7GB10095–1998查表16.2–39=34.8=0.0087齒向載荷分布系數，按表16.3–40齒向載荷分布系數，按查表16.2–42得，查圖16.2–15得彈性模量，查表16.2–43，得=189.8接觸強度計算的重合度及螺旋角系數首先計算當量齒數：求當量齒輪的端面重合度，，按，，，從圖16.2-10可分別查的，按,查圖16.2–11，縱向重合度系數按，，查圖16.2-16可得將以上數據代入齒面接觸應力計算公式得計算安全系數：按式16.2–34式中壽命系數，先按式16.2–10計算應力循環次數從圖16.2–18，按潤滑油膜影響系數；按照，查圖16.2–19得齒面工作硬化系數，因小齒輪作齒面硬化處理，故取接觸強度計算的尺寸系數，查圖16.2–22，將以上數據代入計算公式得由表16.2–46選擇因為故強度足夠4）校核齒根彎曲疲勞強度由式式中：彎曲強度計算的載荷分布系數彎曲強度計算的載荷分配系數復合齒形系數，按查圖16.2–23得彎曲強度計算的重合度與螺旋角系數：查圖表16.2–25，將以上數據代入齒根彎曲應力計算公式得=321.23MPa計算安全系數：按式16.2–34式中壽命系數，查圖16.2–27相對齒根圓角敏感系數由圖16.2–23和表16.2–48得,相對齒根表面狀況系數，查表16.2–23，按式16.2–21尺寸系數，查圖16.2–28將以上數據代入安全系數的計算公式得由表16.2–46取因為和均大于，故安全可靠5）主要幾何尺寸=34.8=0.0087滿足安全要求滿足強度要求3.1.3對于減速裝置中速度較低級的運算計算項目及說明結果1)接觸疲勞極限彎曲疲勞極限彎曲強度基這個值2)按表16.2–33式中：—齒輪副配對系數，取476—小齒輪傳遞的轉矩，=1444.25—載荷系數，沖擊較大，取=2.2—齒寬系數，直齒輪取=0.8按表16.2–23取安全系數許用接觸應力=1450/1.3=1115.38將以上數據代入中心距公式得=231.53圓整取按經驗公式=（0.007~0.02）×230=1.61~4.6取標準模數=齒輪為直齒，，圓整取圓整取3)齒面接觸疲勞強度按式16.2–34可得式中：分度圓上的圓周力使用系數；查表16.2–36，動載系數；按式16.2–12根據齒輪圓周速度，參考16.2–73；選擇齒輪精度等級8–8–8GB10095–1998查表16.2–39=52.8=0.0193=1+(2.1678×0.2728×0.9553)=1.55齒向載荷分布系數，按表16.3–40=1.12+0.18×(86.4/108)2+0.2484=1.4856齒向載荷分布系數，按查表16.2–42得節點區域系數；按，χ=0，查圖16.2–15得彈性模量，查表16.2–43，得接觸強度計算的重合度及螺旋角系數首先計算當量齒數：27/cos0°=2788/cos0°=88求當量齒輪的端面重合度，，按，，，從圖16.2-10可分別查的，按，查圖16.2-16可得將以上數據代入齒面接觸應力計算公式得計算安全系數：按式16.2–34式中壽命系數，先按式16.2–10計算應力循環次數從圖16.2–18，按潤滑油膜影響系數；按照，查圖16.2–19得齒面工作硬化系數，因小齒輪作齒面硬化處理，故取接觸強度計算的尺寸系數，查圖16.2–22，將以上數據代入計算公式得由表16.2–46選擇，因為故強度足夠4）校核齒根彎曲疲勞強度由式式中：彎曲強度計算的載荷分布系數==1.34彎曲強度計算的載荷分配系數==1.2復合齒形系數，按查圖16.2–23得彎曲強度計算的重合度與螺旋角系數：查圖表16.2–25，將以上數據代入齒根彎曲應力計算公式得計算安全系數：按式16.2–34式中壽命系數，查圖16.2–27相對齒根圓角敏感系數由圖16.2–23和表16.2–48得,相對齒根表面狀況系數，查表16.2–23，按式16.2–21尺寸系數，查圖16.2–28,將以上數據代入安全系數的計算公式得由表16.2–46取因為和均大于可靠5)主要幾何尺寸m=4mmHBC=58-62HBC=58-62=476=1444.25=2.2=0.8=8–8–8=52.8=0.0193滿足安全要求=1.34=1.2滿足強度要求3.1.4減速器各個軸的設計3.1.4.1高速軸的設計（Ⅰ軸）已知條件：高速軸T=34.99kw,n=945.7r/min,齒輪寬度B=72mm,齒數z=22,模數，螺旋角β=12.83°解：根據資料轉矩圓周力徑向力軸向力簡單計算軸的直徑計算軸的最小直徑并加大3﹪以考慮鍵槽的影響?？紤]到該軸與液力耦合器連接，由液力耦合器輸出孔的直徑決定軸的尺寸，所以該軸最小直徑。右軸承從右邊裝入，靠軸肩定位；齒輪與軸做成一體，左軸承從左邊裝入，也靠軸肩定位。左右軸承均采用軸承端蓋。采用單列圓錐滾子軸承。如圖3-1。①段根據圓整，查液力耦合器YOX360型參數，輸出口直徑為50mm,長度為L=115mm。故得，。②段裝軸承和端蓋，圓錐滾子軸承型號為32211型，軸的尺寸選為，③段為軸肩為軸承定位，尺寸為，④段為斜齒輪，分度圓直徑，齒輪寬度B=80mm。⑤段為軸肩為軸承定位，尺寸為，。⑥段裝右軸承，尺寸為，。圖3-1高速軸結構示意圖因為該軸為減速器輸入軸，承受的轉矩最小，其連接液力耦合器，增加了軸徑，不需校核。3.1.4.2減速器中間軸設計(Ⅱ軸)已知條件：,，大齒輪，，；小齒輪，，,。解：大齒輪：圓周力徑向力軸向力小齒輪：圓周力徑向力軸向力各力的方向如圖3-3所示初步估算軸的直徑 由式8.2。根據實際情況，圓整取軸的結構設計確定軸的結構方案右軸承從右端裝入，用軸肩定位，小齒輪和軸做成一體。大齒輪和左軸承從左端裝入，分別靠軸肩定位。左右軸承均采用軸承端蓋。確定各軸段的直徑和長度①段安裝左軸承，圓錐滾子軸承軸其型號為32214，尺寸定位，。②段，。③段該段為軸肩，尺寸為，。④段小齒輪段與軸一體，尺寸為，。⑤段同第三段為軸肩，尺寸為，。⑥段安裝右軸承，尺寸為，。軸結構設計如圖3-2所示圖3-2中間軸結構設計軸的強度校核左軸承到大輪距離為123.5mm，兩齒輪間距為96mm，右軸承到小輪80mm。求軸承反力H水平面:V垂直面：求齒寬中點處彎矩：由圖可知小齒輪處當量彎矩最大有危險截面。該軸所受彎矩、扭矩如圖3-3所示圖3-3齒輪受力圖、彎矩和扭矩圖H水平面：V垂直面:合成彎矩:扭矩:當量彎矩,取折合系數，則齒寬中點處當量彎矩由式8—4得軸的計算應力為軸的材料為20CrMnTi,滲碳調質處理。由表8.2查得，并由表8.7查得材料許用應力比較兩數值，許用應力大于計算的應力，所以軸滿足強度要求。3.1.4.3減速器低速軸設計（Ⅲ軸）已知條件：傳遞功率,轉矩，齒輪齒寬，分度圓直徑；轉速。解：計算作用在齒輪上的力圓周力徑向力軸向力各力的方向如圖3-4所示初步估算軸的直徑 選取40Cr作為軸的材料，調質處理，選取A=115由式8.2計算軸的最小直徑并加大3﹪以考慮鍵槽的影響。根據實際情況，圓整取軸的結構設計確定軸的結構方案圖3-5低速級軸結構示意圖右軸承從右端裝入，靠左端軸肩定位。左軸承和齒輪自左端裝入，齒輪靠軸肩定位，軸承用套筒定位，兩端均采用軸承端蓋。確定各軸段的直徑和長度①段該段裝聯軸器，其尺寸為，。②段該段安裝軸承，圓錐滾子軸承型號為32222型，故該軸段的尺寸設計為，。該段為軸肩為齒輪和右軸承定位，尺寸為，。該段安裝齒輪，其尺寸為，。該段安裝軸承，其尺寸為，。軸的強度校核左軸承到齒輪的距離為170mm，齒輪距離右軸承為85mm。求軸承反力H水平面:V垂直面：求齒寬中點處彎矩：由圖可知小齒輪處當量彎矩最大有危險截面。H水平面：V垂直面:合成彎矩:扭矩:當量彎矩,取折合系數，則齒寬中點處當量彎矩可得軸的計算應力為軸的材料40Cr，對軸進行調質處理。由表8.2查得，并由表8.7查得材料許用應力經比較，許用應力大于計算的應力，估要求。3.2軸承的選擇與校核C=380000N,，e=0.42,y=1.4求軸承反力H水平面:V垂直面：合成支反力：計算軸承派生軸向力,。計算軸承的當量動載荷因為軸承工作時有較大沖擊，，因為,查表x=1,y=0,故得因為，查表x=1,y=0,故得計算軸承壽命因為，故應按計算，查表取溫度系數故這個設計中軸承使用壽命為6×280×16=26880h，因為故軸承的強度足夠，滿足壽命要求。3.3鍵的選擇與校核高速軸（Ⅰ軸）鍵的選擇與校核高速軸與液力耦合器連接需有鍵連接，該處軸徑為55mm，軸長120mm,選擇C型普通平鍵（GB/T1096—2003），其尺寸為b×h×L=16×10×120(毫米)。設計中鍵的工作方式為靜連接，較軟零件材料為鋼，工作有較大沖擊，查手冊知其需用擠壓應力為。工作時應力，滿足要求。所以該鍵的強度足夠。中間軸（Ⅱ軸）鍵的選擇與校核中間軸大齒輪處需要用鍵連接，該處軸徑為80mm，軸長72mm,選擇A型普通平鍵。設計中鍵的工作方式為靜連接，較軟零件材料為鋼，工作有較大沖擊，查手冊知其需用擠壓應力為。工作時應力，滿足要求。故該鍵的強度足夠。低速軸（Ⅲ軸）鍵的選擇與校核該軸有兩處許用鍵連接，一處低速級大齒輪，另一處為減速器輸出端與聯軸器相連處。齒輪連接處軸徑為115mm，軸長86.4mm。選擇A型普通平鍵，其尺寸為b×h×L=32×18×90(毫米)。設計中鍵的工作方式為靜連接，較軟零件材料為鋼，工作有較大沖擊，查手冊知其需用擠壓應力為。工作時應力，不滿足要求。所以該鍵的強度不夠，采用雙鍵，校核時按1.5個鍵算。工作時應力滿足要求。所以采用雙鍵的強度足夠。輸出端軸徑為100mm，軸167mm。選擇花鍵，其模數為3mm,齒數為32，齒面經過熱處理。設計中花鍵的工作方式為靜連接，較軟零件材料為鋼，工作有較大沖擊，查手冊知其需用擠壓應力為。工作時應力，式中—齒間載荷分配不均系數，取0.8。N—花鍵的齒數h—花鍵齒側面工作高度，漸開線花鍵h=m—齒的工作長度—花鍵的平均直徑，漸開線花鍵等于分度圓直徑，滿足要求。

4液力耦合器介紹和選擇4.1液力耦合器4.1.1液力耦合器傳動的優勢（1）對于液力耦合器來講，它所要面對的工作負載是我們的工作機，我們之前也有講到因為電動機本身而言，它的啟動力矩不高，所以說在產生運動過程中慣性較大，所產生的轉動慣量小，所以說我們的電動機本身來講，大多屬于空載情況，此時的啟動所需要的時間比較短。（2）所以基于上述理論，需要用到降低啟動電流的方式進行啟動，所以需要安裝耦合器，在此過程中需要分為兩個部分。主要形式就是通過裝有耦合器泵體進行啟動，此時啟動時產生的轉矩就會降低，而且所需要用到的時間也會縮短。（3）對于電網來說因為啟動力矩變小，過程所需要的時間也減少了，所以對于電網沖擊力也變小了（4）最根本也是最重要的就是，與其通過耦合器來降低啟動力矩，不如現將我們電動機本身的性能予以調整。（5）對于平穩性的要求方面由于我們的液力耦合器采用的方式屬于柔性，所以在傳動是能夠保證平穩性的要求。（6）安全性要求的指數不高，我們上述講到了提高電動機的啟動時間，啟動電流也就是解決了部分的啟動問題的同時，需要注意的就是需要按照1.1倍工作機功率來進行選用。最主要的就是因為時間短能夠節約成本（7）考慮到損壞情況的發生因為在使用過程中難免會出現頻繁啟動的情況，所以大多需要用到緩沖的裝置，來保證電動機在換向過程中不致因為頻繁換向而遭到破損4.1.2液力耦合器的工作原理如圖所示，為液力耦合器中動力部分，因為受到離心力和工作葉片的作用，所以動力在進行輸出的時候往往會從液壓泵的入口處到出頭處這段距離要實現速度的變換過程，而其組成的主要部件有輸入的軸，泵體，殼體，型腔等等，通過油液來進行傳遞動力的時候，通過泵體之間相向液流，將液壓中的動能量轉換為機械形式的能量，通過驅動的方式來實現工作要求，在此期間，所要達到的循環要求是在實現液體流動的同時，液體再次通過泵口，而后周而復始，才會使得液體在工作環節中不停的流動，出于對工作要求的滿足需要將輸入軸和輸出軸在不受到機械部件連接時能夠很好的銜接在一起，當然了在這個環節中需要用到最基礎的保護裝置。4.1.3液力耦合器的分類分為：普通型液力耦合器、限矩型液力耦合器和調速型液力耦合器。4.2選擇液力耦合器4.2.1限距式液力耦合器此耦合器在使用過程中很少出現過載的狀況，其最主要的原因就是輸出力矩，也就是說電動機的最大力矩較高，一般在輸出時不會超出，像在傳動過程中如果出現不穩定的沖擊載荷情況，如果傳動部件出現卡死現象，此時需要用到保護裝置，往往是通過對于構造本身采用到調整速度時的最大力矩，并予以限制，像上述所講的情況一般較為常見，其他的保護裝置一般有輔助腔，三角形形式的工作腔，外加一些擋板。此種限制最大力矩的耦合裝置，我們一般稱其為安全型聯軸器，因為其用途較為廣泛，在煤炭行業運用廣泛，其常見的構造如下方圖片所示4.2.2液力耦合器選型本設計中采用YOX360型，限距式液力耦合器，參數如下：圖4-2

5聯軸器的選型5.1聯軸器聯軸器的公用就是為了連接各回轉零件之間，因為需要同步進行傳動所以說，它們之間有著密不可分的關聯，與此同時需要記住的是為了補充緩沖所產生的負面影響，故要進行保護工作因為其型號具有很多的類型所以對其有兩種不同的分類：其中第一種采用到將傳動系統中所有的聯軸器都進行固定連接，使其相互之間不可產生相對位移，而另一種就是不含有離合器的存在，現如今國內的發展趨勢就是將現有的所有產品以多種形式并趨，共同發展，也就是現在統稱的機械式離合器?，F在我們一般把離合器分為剛性聯軸器、撓性聯軸器和安全聯軸器三種。第一種它的傳動構件的材質都是剛性原件，由于是剛性部件所以相互之間不能進行運動，所以在位移方面有缺陷。第二種相較于前一種來說具有良好的相對移動所以在位移方面能夠進行良好的補償能力。第三種應用較為廣泛，從名字上也可以看出具有良好的保護性，在傳遞動力時由于轉矩較小，往往能夠保證重要部件不會遭到破壞。5.2聯軸器的選型考慮到對聯軸器選用方面，能夠產生相對的位移，對于精度，保養，可靠性等方面均提出要求在整個設計過程中根據傳動時候的速度，傳動所要達到的要求，重力分布等情況，考慮工作的特性。在對聯軸器進行選用的過程種通常它的構造是由內齒圈和帶外齒的凸緣半聯軸器等零件組成。透過已知條件相關參數，功率的大小32.48KW，轉矩4230.28N.m.且自身直徑為100mm，查閱相關文獻可以知道，所采用的為CL6型齒式聯軸器JB/ZQ—1986

6齒輥部件的設計齒輪輥子在破碎機中的應用至關重要，是屬于非常重要的部分，也是我們采取破碎的主要手段，它的組成部分主要是通過各個零件之間像齒輪輥子，板架，等組成分別固定在我們的板架上。6.1齒輥軸的設計根據已知條件，在選取轉速時候應該取值，所能夠傳遞的功率大小為,轉矩的大小為在對于軸的直徑選用的方面通常所采用的鋼的材料進行需要進行調制的處理軸徑大小對鍵槽會產生影響，易知，故聯軸器參數，直徑選用方面取值。對軸進行構造，確定總體的框架從圖中可以清楚的看出在軸的兩端分別嵌入固定件Ⅰ，Ⅱ。與此同時需要用到的就是鍵定位的方式左端聯接聯軸器，右邊采用軸承端蓋。下圖片為齒輪輥子的基本結構圖。對軸的直徑以及長度的計算以轂長度作為標準，需要我們的軸的長度大于轂2mm左右。運用到密封裝置，但是對于其選擇做出要求，。因為需要用到定位，并且用到常見的雙鍵聯接，所以一般對于固定的支架上的尺寸是固定存在的，尺寸一般為，。在第四段部分我們用到常見的軸向定位的方法，對于尺寸要求方面，。整體軸身是成階梯形式存在，尺寸為，。因為此段明顯的是屬于自由端部通過固定架進行定位，此時我們對于尺寸的要求方面，。該段直徑為，。此處在出于對選用型號方面的考慮尺寸的要求為，。軸承的檢驗相反里的計算水平方向的計算:豎直方向的計算：總合軸向力的計算,。軸承沖擊載荷的計算考慮到工作過程中存在沖擊載荷的現象，。查表，，，對于材料的使用壽命此軸承強度滿足使用的要求。對鍵進行校核計算我們所采用的連接形式一般為靜連接，而材料本身屬于剛性材料，剛性材料在工作過程中存在較大的沖擊載荷，所以對其擠壓應力也有要求，能夠滿足設計時所提出的要求。在固定的支架Ⅱ處，需要進行校驗。所以對于參數的計算方面通過上述計算在強度方面能夠達到強度的要求。6.2設計固定架在這個部分所采用道德就是剛性材料，用到六邊形，對于輥子的直徑要求為500mm，而在支架方面采用到圓形，d=500mm，且在上面必須開設有溝槽。與此同時需要在螺栓上面安裝有固定的齒板，其厚度需要根據實際的需要進行調整。在固定架的部分主要是為了形成良好的固定作用，往往運用相同結構的選用，我們稱為固定架Ⅰ和Ⅱ。我們在對其進行處理的過程中需要進行調質處理。主要結構圖片如下所示：6.3對齒輪板進行的設計常見到的齒板形式如下：第一種它的頂部比較窄，成刀刃形狀所以在進行加工過程中，應力比較集中，工作效果明顯，所以說這一個設計方案，往往會使頂部遭受破壞，對于生產要求而言，難以滿足使用的要求，像拿最后一種來說，因為呈現四邊形所以在加工過程中我們的產品在受到力的作用下，受力較為均勻。而且不易遭到破壞。在整體的設計中，我們為了延長齒板的使用壽面，出于對花費代價的考慮，也為了給生產提供便利，如圖：6.4齒輪輥子的受力情況如圖所示，透過圖片我們可以清楚的看到其中作用里的分布情況在輥子計算過程中需要滿足強度要求。7對于控制系統的設計7.1雙齒輥式礦用破碎機的控制要求在使用到雙齒輪輥子破碎機時，也就是在加工過程中要注重的就是對于齒輪輥子中間的潤滑部分要定期上潤滑油液，此外控制系統中需要用到PLC來進行控制完成破碎機的使用要求.7.2雙齒輥式礦用破碎機的控制過程 我們在采用控制方式時候主要采用到的就是通過遠程來進行操控進行手動操作的過程中，就是要通過我們通過關閉主電機的運作來實現。使其擁有獨立的供油系統。通過運用到PLC，因為我們知道PLC一般是運用遠程來進行控制的，且在接口處要保證端口能實現閉合。所以在這種模式下不允許出現斷電情況的發生。所以實現PLC電路的一般步驟有：1在按下紅色按鈕時，我們的機器停止運轉，也就是在此情況下我們的機器不會被啟動。2主電機是通過其停止按鈕來停止其運轉3油泵上的停止按鈕可以阻斷電動機的運動。4在進行人工操作的時候為了確保電動機可以正常的運轉，需要按下主電機的按鈕，在PLC中，通過PLC來發出信號，在主電機工作時，我們的指示燈會亮。5而我們的電動機在反轉的過程中指示燈也會發亮。6在油泵運轉過程中，指示燈也會亮。7還有就是如果在機器在發生事故時會發出警告，還有就是電源的指示燈，可以用來提醒電源是否接通。8就地和遠程的互相切換。7.3雙齒輥式礦用破碎機的控制原理圖如下面圖片所顯示的就是我們常用到的破碎機的運行圖，我們所采用的就是三相的交流電源，在對于電動機的選用方面，電動機M1，M2.的轉速可以通過變頻來進行控制，而在其工作過程中，也要對部件進行潤滑。在工作過程中難免會出現過熱的現象，采用到對于熱繼電器的選擇，從圖中我們也可以清楚的看到，而其在電路中的主要作用就是起到過載保護，主要是為了防止溫度過高給整個工作過程帶來的影響，通過電動機輸出動力，透過繼電器來進行保護，而在日常生活中我們往往聽到變壓器，而在破碎機領域中還有一種就是，電流的變送器，最終實現對于PLC電路的控制。下面的圖片是電動機的工作原理圖，起主要的工作原理是：在工作時通過閉合開關，,使得整個電路的電，此時我們的電源指示燈會亮，表示此電路正常工作，在對于1，2兩個端口進行連接，也就是我們通常所說的運用PLC進行控制，此時需要按下，來確保我們的中間繼電器正常的工作，此時主要的目的就是為了電動機能夠正向轉動。與此同時，不亮，進而實現我們的電動機反轉得電發亮。也就是說在按下能夠同時得電。如圖片7—2所示，其最主要的方式還是通過，中間繼電器，其中為我們的主要控制環節，可以實現電動機的正反轉。為控制正反轉的按鈕，圖中所標的是熱繼電器，保證電路的可靠運行。為控制電源同時實現正反轉，為提示燈。油泵的控制原理圖：