毕业设计（论文）-矿用双齿辊破碎机设计

矿用双齿辊破碎机设计DESIGNOFDOUBLETOOTHROLLERCRUSHERFORMINEPAGEII摘要煤炭生产对于我国的国民经济、人民生活有着非常重要的作用。煤矿的生产破碎领域，齿辊式破碎机扮演者至关重要的角色。齿辊式破碎机在齿的作用下破碎煤矿，破碎效率非常高，排出的矿料破碎粒度均匀，符合生产需要。当下，齿辊式破碎机以其合理的结构和便于维修众多优势，被我国的煤炭工业领域广泛的应用。齿辊式破碎机的功能为破碎矿料，以及其他领域类似硬度的脆性物料。其采用剪切力与拉伸力相结合的破碎原理，安全性好，可靠度高。齿辊式破碎机的齿辊间距可以调节，并安装有合理的止退装置，工作时齿辊间距不发生变化，有着稳定的出料粒度。齿辊式破碎机具备模块化生产的能力，齿辊具有互换性和通用性，备件安装方便，维护成本低。齿板的制造工艺为堆焊和整体铸造，功能稳定，质量优异。关键词双齿辊破碎机；破碎粒度；齿板

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目录摘要 IAbstract II目录 I1绪论 11.1矿用破碎机概述 11.2破碎的目的 21.3齿辊矿用破碎机的特点和分类 21.4工作原理图 31.5传统双齿辊矿用破碎机的机构 31.6齿辊矿用破碎机的组成部分 41.6.1齿辊 41.6.2传动装置 41.6.3保护装置 51.7齿辊矿用破碎机的发展状况 51.7.1九十年代以前的齿辊式矿用破碎机 51.7.2九十年代以后的齿辊式矿用破碎机 51.8设计的主要内容 62破碎机的设计方案 72.1常用的破碎机设计方案 72.2对于参数进行选择 92.2.1参数的选用和计算 92.3选择合理的电动机 103对于传动系统的设计 123.1对于减速装置的设计方案 123.1.1对于减速器对于传动比的要求和分配 123.1.2计算减速装置在高速运转时的情况 143.1.3对于减速装置中速度较低级的运算 203.1.4减速器各个轴的设计 273.2轴承的选择与校核 353.3键的选择与校核 364液力耦合器介绍和选择 384.1液力耦合器 384.1.1液力耦合器传动的优势 384.1.2液力耦合器的工作原理 384.1.3液力耦合器的分类 394.2.1限距式液力耦合器 394.2.2液力耦合器选型 395联轴器的选型 415.1联轴器 415.2联轴器的选型 416齿辊部件的设计 426.1齿辊轴的设计 426.2设计固定架 446.3对齿轮板进行的设计 466.4齿轮辊子的受力情况 467对于控制系统的设计 487.1双齿辊式矿用破碎机的控制要求 487.2双齿辊式矿用破碎机的控制过程 487.3双齿辊式矿用破碎机的控制原理图 48结论 52致谢 53参考文献 541绪论1.1矿用破碎机概述中国地大物博，能源丰富，以煤炭能源为首，占据世界前列，而作为主要的能源形式，在各个领域中的涉猎也极其广泛，因为在工业中作为原料的煤炭来说，它的使用也使得中国从此跃居为第一炭国，其实站在历史的角度上，这种称号其实并非不切实际。作为做早开发和最早利用，所以说开采量不断攀升达到十几亿吨，作为发展中国家的炭业大国相较于其它大国来讲都是领先的。而当今工业的水平仍然停滞于以炭业为基础的发展形式，在没有新型能源代替的前提下，可以说炭业的发展在中国是不可替代的，然而使用的广泛，只能代表对于能源的取用，至于可用率才是衡量技术发展水平的重要指标。当今的社会发展日益迅速，人们开始对生活提出了更高的要求，对于周围环境的选择，对于空气质量的挑剔，人们的眼光开始对品质提出质疑，也就是说中国炭业发展注重的因素就会增加，对于能源存在的像，使用率比较低，耗能大，存在污染的情况等等诸如此类的现象充分表明了中国在炭业领域仍然处于低水平的这样一个状态。全球温度开始增高，其主要原因就是由于大气的污染，二氧化碳的排放量，而空气质量的指标在国内相关部门曾有明确出台相关文件表示废气释放量的标准。所有人都知道的是气体的排放往往会对环境构成直接的影响，酸雨这个词汇相信大家已经不在陌生，有研究数据表明陆地百分之四十都曾有酸雨洗礼，最直接影响到的就是，对河流土壤的直接破坏，就造成了森林，农作物的死亡，每年损失的金额达到几百亿元。其中二氧化硫为主要祸首，假如结合产量来讲，存在的比例大约有总产量的10%。而当前，如何能够将存在于煤中的硫等物质从煤炭中提取出来，就是此次选题的主要目的。也是对于矿用破碎机的更好利用有一个重新的认识，我相信矿用破碎机的发展水平的提高，煤炭的利用率就会提升。然而近年来随着机械领域的发展，机械设备已经成为我们生活中的伴侣，对于多种矿用破碎机的选择，根据不同的性能，结构，机理诸多因素。存在着多种争论，也在为了适应整个市场需求的同时，不断对自身的技术提出更高的要求。我们可以通过矿用破碎机工作可以的出这样的结论，在进行矿用破碎机运作之后，我们的成品粒度达不到要求，因为颗粒的不均匀，导致后续的加工环节要进行很多的处理，拿国内一些矿用破碎机来讲，技术上的短板造成直接的影响就是，我们需要购置外国的先进设备，此时先进设备的价格往往就会很高，如若国内的技术人员能够制造好的设备替代进口的产品，那么相信外汇的比重就会大大降低，就目前的社会现状来看，研究新型产品来补足产品生产存在的漏洞具有很重要的意义，也是此次设计的主要目的。1.2破碎的目的所有物体在存在自身重力的情况下，这个身的内部结构也存在力的作用，也就是俗称的“内聚力”。所以必须使得颗粒状物质从小到细微往往就是通过我们的矿用破碎机来实现的，就目前国内的要求来讲有如下几点：均匀化学原料的不同才是导致材质具有区分的主要原因，在这个就属于固化材料在发生形变时，这个身就要克服自身内力的情况下，导致外部面积发生变化，从而形成良好均匀性。选择杂质存在于矿料质中，与我们的材料有着密不可分关联，所以在进行材料的选择时，难度也大幅度的提高，在原料进行运用的同时，如何才能达到将我们的原料进行分解，得到纯净的材料。这就需要用到完全破碎的加工工艺。从而来达到要求。而随着社会的不断发展，工业水平的不断提高。对我们的矿用破碎机械也提出了更为具象的要求，我们常说制定目标的目的就是为了达到目标，同理提出所谓的要求，最终的目的还是为了能够达到要求。成分的分布状况成分的分布情况也就是产品在加工中的粒度分布。我们进行破碎的同时将提取出微量元素，而单单对固化材料提出严格要求，粒度的指标必须严格的来达到所需要的要求。原料外表面轮廓增加外部轮廓发生变化就会导致表面积发生变化，粒度会变的越来越小，在化学反应过程中的表现就会越来越明显。从而不仅仅是变化时间的缩短，也可以提高工作的效率，比如说我们都做过催化实验，像一些材料与化学物质的接触反应和固化材料的溶解等1.3齿辊矿用破碎机的特点和分类矿用破碎机的分类有很多，有常见的锥式，旋回式，冲击式等等，而我们所介绍的就是一种传统形式的齿辊矿用破碎机，它的工作模式主要是通过对于产品表面进行直接劈碎。有如下特点：（1）最主要的优势就是所需要消耗的能量少，耗能低是所有产业都想要达到的目的。（2）产品最终的结构形式是以立方体存在的。相对于其它矿用破碎机而言，它的工作强度所达到的破碎程度低。（3）在机械领域中最终的理念应该是产品在达到最初要求时，能够使得所用器械简单化，而与此同时工作平稳可靠，易维护，费用低。因为我们齿辊矿用破碎机具有以上的优势，所以说在机械领域中应用广泛，也是我们炭业发展中得力的干将。它作为炭业发展中的重要设备，基于上述优点，能够完成我们原料的最初加工。下面图片给大家所展示的就是双齿辊矿用破碎机，我们主要的就是介绍一下它的工作原理，运动形式是通过运转齿轮的轮齿与槽，在进行破碎的同时将破碎的废料从排料口移除。就目前来讲对于齿数的要求很高并且以齿数的多少进行分类，有双齿和多齿之分，在炭业发展过程中，一般选取轮齿较长的。轮齿较长的适用于单齿辊矿用破碎机，进行粗加工。而双齿或者多齿能达到更高的要求。1.4工作原理图图1-1齿辊矿用破碎机工作原理示意图1.5传统双齿辊矿用破碎机的机构下图为双齿棍矿用破碎机的结构，它的组成部件分为机架等所组成，图示通过辊子之间的相互运动，长齿轮的带轮与固定的齿辊来相对转动，而矿料从上方导入，而作为焊接形式机架来说，齿辊需要安装在轴承3上，轴承5上需要用到齿辊4，而动轴承可以在轴承6上运动。1.6齿辊矿用破碎机的组成部分1.6.1齿辊齿辊主要分为两种，一种是通过在铸件芯上用到的刚铸件铁圈，而且通过两边螺栓进行紧固，另一种是为方便维修，增加结构稳定性，采用凸型齿板且材料的选用主要是高锰钢，可以便捷地将支离齿圈。轮齿的分类种类繁多，轮齿的高度一般在七十到一百一十毫米之间。1.6.2传动装置多数滑动轴承，运转过程速度比较慢，低速的装置结构复杂，多数使用齿带轮减速系统等。矿用破碎机的回转运动理应同时进行，主要是为了能够更好的减少破坏，咬合的运动主要确定到正负取值为10毫米才能平稳进行，现在一些双齿轮矿用破碎机大多采用到小齿轮的传动，这个就要确定到在一定的位移之间才能正常咬合。1.6.3保护装置保护装置在机构中有很多必要性，因为蛋簧是在机械装置中运用极为广泛的一种，由于V比较大的物件不能破碎，因而齿辊当受到载荷变大时，齿辊能够从内到外进行移动，靠弹簧恢复能力强这个身的优势，才能起到保护的作用。1.7齿辊矿用破碎机的发展状况矿料破碎对于工业矿料加工行业至关重要，在矿山机械中应用地非常广泛。从经济上出发，矿料破碎磨碎费用占选矿总体费用的百分之四十以上，超过半数的生产成本花费在设备的采购和研发上。另外，环境的治理和保护越来越被公众和企业所重视，矿石的破碎属于高耗能工作，破碎过程中产生的发声、振动等情况，浪费了很多能源，污染了环境。所以常年来本领域从业人员一直致力于节能、高效地破碎矿料，在设备研发、产品工艺等多方面努力，力求节约资金、减少能耗、控制污染、提高效能、减少过破碎量、使得矿料粒度均匀等。煤矿的生产离不开矿用破碎机的使用，在破碎原煤和预处理矿石原料的过程中，矿用破碎机不可或缺。因为矿料硬度高，比较脆，随着破碎技术发展，近年来，矿料的破碎方法日益升级，通过对矿料破碎过程的了解，煤矿产业开发出很多的破碎方法和破碎设备，矿用破碎机不断升级演变，在效率和寿命方面都有所提高。齿辊式矿用破碎机制造成本低、使用能耗少、维修过程方便、破碎效率高，从各方面来看都是煤用矿用破碎机的最佳选择1.7.1九十年代以前的齿辊式矿用破碎机9O年代前，齿辊式矿用破碎机无法很好地控制碎后产品粒度、冲击载荷大、机构寿命短、噪声污染大、不易维修。1.7.2九十年代以后的齿辊式矿用破碎机改革开放之后，随着我国经济的发展，市场对煤的要求也越来越高。在各个方面矿用破碎机技术因此获得了长足的改善。图1-3矿用破碎机工作站1.8设计的主要内容设计的主要内容为新型双齿辊矿用破碎机，包括：(1)根据要求确定设计目标的技术参数，根据参数确定总体方案；(2)对传动传动系统进行设计和计算，如电动机、减速器、液力耦合器、联轴器等多个方面；(3)设计、计算结构件，如齿轮箱箱体，破碎齿辊，减速器等多个部件。(4)齿辊矿用破碎机较为传统，技术成熟，不过还是有一些不尽如人意的地方：减速器箱结构不够紧凑。本设计努力使得整体结构更为紧凑。同时磨损严重，使用寿命短也困扰着使用者。本设计优化齿板设计，材料上选择高锰钢，和耐磨焊条，使得寿命进一步延长。装备有限矩型液力耦合器、接近开关等，避免过载现象的发生。可以通过调节两齿辊间的形式调节出料粒度，配合退让装置，使其获得稳定可靠又可控的出料粒度。

2破碎机的设计方案2.1常用的破碎机设计方案根据传动方式的不同，我们可以把常用的双齿辊形式分为以下三种类型：（1）通过选择带传动来实现加工的工艺路线这种传动路线中，首先由我们的电动机输出功率，在带轮运转下，但是必须透过减速装置进行调速，从而经过主动齿辊子，通过附带轮齿传递动力进行，最后将动力传送到从动齿辊。如图所示我们为了传动平稳性要求，同时还要考虑到在带传动进行传动的过程中所能够承受力的范围，故而需要采用到弹簧来确保所出成品能够达到使用的要求。图2-1所示为V带形式的齿辊破碎机（2）通过选用电机的数量以及驱动模式来完成传动所要达到的要求在运用到单个电动机时，往往是由电动机输出功率，在之前的减速装置前面需要安装耦合装置，同时联轴器的作用下，完成后续的工作要求。如下图所示：此装置由于自重较大，所要实现同步运动的要求较高，我们都知道一般大型器械在启动时都需要用到较大的电流，所以就其本身而言所要承受的启动力也是非常之高的。由此可知，在选用到电机时需要采用大功率，同时对于轴的选用也需要格外注意。图2-2单个电动机所用到得直接驱动（3）运动到两个电动机，其传动的方式如下：因为用到两个电动机所以说它们的传动路线较为简单在各个电动机输出率时候通过耦合器械，变速装置，在到联轴器上，最后通过齿轮辊子。图2-3两个电动机的传动通过以上不同的形式的传动方式我们可以确立方案，就目前工业现代化产业模式下，所采用的破碎机器械性能越发优良，但是由于在生产过程中，因为工作环境会对我们的器械装置有一定的影响，所以在考虑到它所工作的环境时，维护和保养工作极其的重要。所以说在对破碎机进行设计过程中，在满足到使用要求的前提下，一定要做到的就是保证其质量的同时，要注重对于使用寿命的提高。现在工业中理想化的概念就是结构简单但能够保证工作要求。通过上述所设立的三种不同形式的传动路线，在方案（1）中因为自身存在的较为严重的短板那就是成品不能够满足使用要求，在生产是一般不采用，对于方案（2）因为电动机所要采用的功率较大来实现传动部分较大的转矩，所以在，选择方面也很少使用。此时对于方案（3）而言具有良好的优势那就是工作期间两个电动机交替进行工作，互换的工作模式，能够满足工作生产时提出的要求。2.2对于参数进行选择在本次设计中，为了满足破碎机工作要求，考虑到煤，岩石的使用，搜集到如下参数根据装置所能够达到的成品破碎程度，在对于齿轮辊子设计中两个辊子的转向需不一致，向内相对运转。2.2.1参数的选用和计算2.2.1.1辊的直径出于对成品的优良性考虑，再选用直径的过程中，所采用到的辊子直径一般与原料的初始粒度直径有直接关联。我们在设计过程中采用的颗粒范围在0.4—0.6mm之间，所以对于直径的取值方面，需用300mm的直径，而对于系数的选用一般采用0.6.所以说齿轮辊子的取值经过计算可得约为500mm。2.2.1.2对于齿轮辊子其自身的转速考虑需要用到不同的齿轮辊子的情况是建立在对于矿料的选用以及粒度方面。所以一般分为两种情况，其中当齿轮辊子在高速运转的过程中，速度一般取值范围为每秒3.5m，而当齿轮滚在在慢速运转的过程中，速度一般取值每秒1.6m。齿轮辊子的转动速度取决于我们矿料的材质，比如说本身的硬度和外部的一些尺寸。如下面关系所述，破碎机的圆周速度v和齿轮辊子的转动速度。=此次设计过程中我们所采用得原料时煤，所以在对齿轮辊子的慢速转动过程中齿轮辊子的齿数一般选用较大数值。所以,,所以2.2.1.3对于齿轮辊子在工作过程中长度的要求以及计算由于齿轮辊子工作过程中所需要的长度跟最后的产能效果有直接的联系，所以说在进行选用时需要格外注意，因为设计所能够达到的要求比较高，所以在对于长度的选择方面一般采用的长度较大，其次设计中所采用的长度为。2.2.1.4处于产能的角度考虑因为最终我们的齿轮辊子形式的破碎机生产时所要达到的要求：辊子本身的直径和工作长度以及自身的转速之间存在正比例关系，而且与材料本身的软硬，产品中所含的水分子，粒度存在关联，再考虑选用时对于生产效率的影响，故可以对其进行计算如下：ρ—破碎矿料的密度，㎏/m3；选取ρ=2.1×103㎏/m3故得这个设计中要求，所以满足生产要求。2.2.1.5计算功率需求根据在破碎机的相关文献和技术要求，在对于煤进行粉碎的过程中，消耗动力一般为，所以功率需求一般取值为，所以在此我们通过实践基本可以确定动力消耗取值为h.所以2.3选择合理的电动机至于该如何选用正确的机型最主要还是要取决于对于功率值的计算，与此同时还需要考虑的就是常见问题像环境所带来的影响。进行煤炭工作者这个行业中很多人都知道存在很多不确定的因素，我们此次设计不考虑其它的因素，根据上面所计算出来的功率，从而对我们两个电机进行选择的功率，选用到的就是35KW，选用的这个数字存在一定的上下浮动空间，出于对不同工作环境以及诸多因素所构成的影响，选用的机型为Y250M—6。此型号的破碎机的主要参数如下

3对于传动系统的设计3.1对于减速装置的设计方案此前我们讨论了关于齿轮滚子转动速度，设计过程中也采用到了减速装置，我们此次设计中所采用的减速器时圆柱形式的，在装配要求方面，需要对称安装，但是对于设计方案而言只需要一种就可以满足使用的要求。3.1.1对于减速器对于传动比的要求和分配其实在以上的传动形式上，通过用到耦合装置，进而再对我们的减速装置进行减速，所以在谈到耦合装置对减速器的影响方面，效率要达到0.035.如下为总体的传动比传动比例是否合理是足够保证最后的传动平稳性要求，根据设计规范通常采用到二级圆柱齿轮形式的减速装置才能够保证最后的传动所需要的要求=(1.3-1.4)式中：——根据以上要求初定传动比==则/满足浸油要求（1）速速速（2）Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴齿辊轴（3）各轴转矩的计算Ⅰ轴Ⅱ轴Ⅲ轴齿辊轴3.1.2减速装置高速运转时的计算我们通过在制定用户手册时，根据上面的使用规范，考虑到我们破碎机的使用情况，一般在工作中会承受较大的冲击载荷，而且起转向一般为固定的单向旋转，每天运作时间，每年工作总时常也跨度较广，所以在维修方面，采用到保证寿命可以达到7年左右1)选择齿轮材料，计算疲劳极限应力根据表决定材料：小齿轮渗碳淬火大齿轮渗碳淬火由图16.2–17及图16.2–26查得弯曲强度基这个值2)按接触强度初定中心距，并处选主要参数式中：——矩，—，取—，取值按表=180.02圆整取a=180mm按经验公式初取,则圆整取=22=22×4.3=94.5圆整取=95精求螺旋角所以=12.83°3)校核齿面接触疲劳强度按式16.2–34可得式中：分度圆上的圆周力使用系数；查表16.2-36，=1.5动载系数；按式16.2–12根据齿轮圆周速度，参考16.2–73；选择齿轮精度等级8–7–7GB10095–1998查表16.2–39=34.8=0.0087齿向载荷分布系数，按表16.3–40齿向载荷分布系数，按查表16.2–42得，查图16.2–15得弹性模量，查表16.2–43，得=189.8接触强度计算的重合度及螺旋角系数首先计算当量齿数：求当量齿轮的端面重合度，，按，，，从图16.2-10可分别查的，按,查图16.2–11，纵向重合度系数按，，查图16.2-16可得将以上数据代入齿面接触应力计算公式得计算安全系数：按式16.2–34式中寿命系数，先按式16.2–10计算应力循环次数从图16.2–18，按润滑油膜影响系数；按照，查图16.2–19得齿面工作硬化系数，因小齿轮作齿面硬化处理，故取接触强度计算的尺寸系数，查图16.2–22，将以上数据代入计算公式得由表16.2–46选择因为故强度足够4）校核齿根弯曲疲劳强度由式式中：弯曲强度计算的载荷分布系数弯曲强度计算的载荷分配系数复合齿形系数，按查图16.2–23得弯曲强度计算的重合度与螺旋角系数：查图表16.2–25，将以上数据代入齿根弯曲应力计算公式得=321.23MPa计算安全系数：按式16.2–34式中寿命系数，查图16.2–27相对齿根圆角敏感系数由图16.2–23和表16.2–48得,相对齿根表面状况系数，查表16.2–23，按式16.2–21尺寸系数，查图16.2–28将以上数据代入安全系数的计算公式得由表16.2–46取因为和均大于，故安全可靠5）主要几何尺寸=34.8=0.0087满足安全要求满足强度要求3.1.3对于减速装置中速度较低级的运算计算项目及说明结果1)接触疲劳极限弯曲疲劳极限弯曲强度基这个值2)按表16.2–33式中：—齿轮副配对系数，取476—小齿轮传递的转矩，=1444.25—载荷系数，冲击较大，取=2.2—齿宽系数，直齿轮取=0.8按表16.2–23取安全系数许用接触应力=1450/1.3=1115.38将以上数据代入中心距公式得=231.53圆整取按经验公式=（0.007~0.02）×230=1.61~4.6取标准模数=齿轮为直齿，，圆整取圆整取3)齿面接触疲劳强度按式16.2–34可得式中：分度圆上的圆周力使用系数；查表16.2–36，动载系数；按式16.2–12根据齿轮圆周速度，参考16.2–73；选择齿轮精度等级8–8–8GB10095–1998查表16.2–39=52.8=0.0193=1+(2.1678×0.2728×0.9553)=1.55齿向载荷分布系数，按表16.3–40=1.12+0.18×(86.4/108)2+0.2484=1.4856齿向载荷分布系数，按查表16.2–42得节点区域系数；按，χ=0，查图16.2–15得弹性模量，查表16.2–43，得接触强度计算的重合度及螺旋角系数首先计算当量齿数：27/cos0°=2788/cos0°=88求当量齿轮的端面重合度，，按，，，从图16.2-10可分别查的，按，查图16.2-16可得将以上数据代入齿面接触应力计算公式得计算安全系数：按式16.2–34式中寿命系数，先按式16.2–10计算应力循环次数从图16.2–18，按润滑油膜影响系数；按照，查图16.2–19得齿面工作硬化系数，因小齿轮作齿面硬化处理，故取接触强度计算的尺寸系数，查图16.2–22，将以上数据代入计算公式得由表16.2–46选择，因为故强度足够4）校核齿根弯曲疲劳强度由式式中：弯曲强度计算的载荷分布系数==1.34弯曲强度计算的载荷分配系数==1.2复合齿形系数，按查图16.2–23得弯曲强度计算的重合度与螺旋角系数：查图表16.2–25，将以上数据代入齿根弯曲应力计算公式得计算安全系数：按式16.2–34式中寿命系数，查图16.2–27相对齿根圆角敏感系数由图16.2–23和表16.2–48得,相对齿根表面状况系数，查表16.2–23，按式16.2–21尺寸系数，查图16.2–28,将以上数据代入安全系数的计算公式得由表16.2–46取因为和均大于可靠5)主要几何尺寸m=4mmHBC=58-62HBC=58-62=476=1444.25=2.2=0.8=8–8–8=52.8=0.0193满足安全要求=1.34=1.2满足强度要求3.1.4减速器各个轴的设计3.1.4.1高速轴的设计（Ⅰ轴）已知条件：高速轴T=34.99kw,n=945.7r/min,齿轮宽度B=72mm,齿数z=22,模数，螺旋角β=12.83°解：根据资料转矩圆周力径向力轴向力简单计算轴的直径计算轴的最小直径并加大3﹪以考虑键槽的影响。考虑到该轴与液力耦合器连接，由液力耦合器输出孔的直径决定轴的尺寸，所以该轴最小直径。右轴承从右边装入，靠轴肩定位；齿轮与轴做成一体，左轴承从左边装入，也靠轴肩定位。左右轴承均采用轴承端盖。采用单列圆锥滚子轴承。如图3-1。①段根据圆整，查液力耦合器YOX360型参数，输出口直径为50mm,长度为L=115mm。故得，。②段装轴承和端盖，圆锥滚子轴承型号为32211型，轴的尺寸选为，③段为轴肩为轴承定位，尺寸为，④段为斜齿轮，分度圆直径，齿轮宽度B=80mm。⑤段为轴肩为轴承定位，尺寸为，。⑥段装右轴承，尺寸为，。图3-1高速轴结构示意图因为该轴为减速器输入轴，承受的转矩最小，其连接液力耦合器，增加了轴径，不需校核。3.1.4.2减速器中间轴设计(Ⅱ轴)已知条件：,，大齿轮，，；小齿轮，，,。解：大齿轮：圆周力径向力轴向力小齿轮：圆周力径向力轴向力各力的方向如图3-3所示初步估算轴的直径 由式8.2。根据实际情况，圆整取轴的结构设计确定轴的结构方案右轴承从右端装入，用轴肩定位，小齿轮和轴做成一体。大齿轮和左轴承从左端装入，分别靠轴肩定位。左右轴承均采用轴承端盖。确定各轴段的直径和长度①段安装左轴承，圆锥滚子轴承轴其型号为32214，尺寸定位，。②段，。③段该段为轴肩，尺寸为，。④段小齿轮段与轴一体，尺寸为，。⑤段同第三段为轴肩，尺寸为，。⑥段安装右轴承，尺寸为，。轴结构设计如图3-2所示图3-2中间轴结构设计轴的强度校核左轴承到大轮距离为123.5mm，两齿轮间距为96mm，右轴承到小轮80mm。求轴承反力H水平面:V垂直面：求齿宽中点处弯矩：由图可知小齿轮处当量弯矩最大有危险截面。该轴所受弯矩、扭矩如图3-3所示图3-3齿轮受力图、弯矩和扭矩图H水平面：V垂直面:合成弯矩:扭矩:当量弯矩,取折合系数，则齿宽中点处当量弯矩由式8—4得轴的计算应力为轴的材料为20CrMnTi,渗碳调质处理。由表8.2查得，并由表8.7查得材料许用应力比较两数值，许用应力大于计算的应力，所以轴满足强度要求。3.1.4.3减速器低速轴设计（Ⅲ轴）已知条件：传递功率,转矩，齿轮齿宽，分度圆直径；转速。解：计算作用在齿轮上的力圆周力径向力轴向力各力的方向如图3-4所示初步估算轴的直径 选取40Cr作为轴的材料，调质处理，选取A=115由式8.2计算轴的最小直径并加大3﹪以考虑键槽的影响。根据实际情况，圆整取轴的结构设计确定轴的结构方案图3-5低速级轴结构示意图右轴承从右端装入，靠左端轴肩定位。左轴承和齿轮自左端装入，齿轮靠轴肩定位，轴承用套筒定位，两端均采用轴承端盖。确定各轴段的直径和长度①段该段装联轴器，其尺寸为，。②段该段安装轴承，圆锥滚子轴承型号为32222型，故该轴段的尺寸设计为，。该段为轴肩为齿轮和右轴承定位，尺寸为，。该段安装齿轮，其尺寸为，。该段安装轴承，其尺寸为，。轴的强度校核左轴承到齿轮的距离为170mm，齿轮距离右轴承为85mm。求轴承反力H水平面:V垂直面：求齿宽中点处弯矩：由图可知小齿轮处当量弯矩最大有危险截面。H水平面：V垂直面:合成弯矩:扭矩:当量弯矩,取折合系数，则齿宽中点处当量弯矩可得轴的计算应力为轴的材料40Cr，对轴进行调质处理。由表8.2查得，并由表8.7查得材料许用应力经比较，许用应力大于计算的应力，估要求。3.2轴承的选择与校核C=380000N,，e=0.42,y=1.4求轴承反力H水平面:V垂直面：合成支反力：计算轴承派生轴向力,。计算轴承的当量动载荷因为轴承工作时有较大冲击，，因为,查表x=1,y=0,故得因为，查表x=1,y=0,故得计算轴承寿命因为，故应按计算，查表取温度系数故这个设计中轴承使用寿命为6×280×16=26880h，因为故轴承的强度足够，满足寿命要求。3.3键的选择与校核高速轴（Ⅰ轴）键的选择与校核高速轴与液力耦合器连接需有键连接，该处轴径为55mm，轴长120mm,选择C型普通平键（GB/T1096—2003），其尺寸为b×h×L=16×10×120(毫米)。设计中键的工作方式为静连接，较软零件材料为钢，工作有较大冲击，查手册知其需用挤压应力为。工作时应力，满足要求。所以该键的强度足够。中间轴（Ⅱ轴）键的选择与校核中间轴大齿轮处需要用键连接，该处轴径为80mm，轴长72mm,选择A型普通平键。设计中键的工作方式为静连接，较软零件材料为钢，工作有较大冲击，查手册知其需用挤压应力为。工作时应力，满足要求。故该键的强度足够。低速轴（Ⅲ轴）键的选择与校核该轴有两处许用键连接，一处低速级大齿轮，另一处为减速器输出端与联轴器相连处。齿轮连接处轴径为115mm，轴长86.4mm。选择A型普通平键，其尺寸为b×h×L=32×18×90(毫米)。设计中键的工作方式为静连接，较软零件材料为钢，工作有较大冲击，查手册知其需用挤压应力为。工作时应力，不满足要求。所以该键的强度不够，采用双键，校核时按1.5个键算。工作时应力满足要求。所以采用双键的强度足够。输出端轴径为100mm，轴167mm。选择花键，其模数为3mm,齿数为32，齿面经过热处理。设计中花键的工作方式为静连接，较软零件材料为钢，工作有较大冲击，查手册知其需用挤压应力为。工作时应力，式中—齿间载荷分配不均系数，取0.8。N—花键的齿数h—花键齿侧面工作高度，渐开线花键h=m—齿的工作长度—花键的平均直径，渐开线花键等于分度圆直径，满足要求。

4液力耦合器介绍和选择4.1液力耦合器4.1.1液力耦合器传动的优势（1）对于液力耦合器来讲，它所要面对的工作负载是我们的工作机，我们之前也有讲到因为电动机本身而言，它的启动力矩不高，所以说在产生运动过程中惯性较大，所产生的转动惯量小，所以说我们的电动机本身来讲，大多属于空载情况，此时的启动所需要的时间比较短。（2）所以基于上述理论，需要用到降低启动电流的方式进行启动，所以需要安装耦合器，在此过程中需要分为两个部分。主要形式就是通过装有耦合器泵体进行启动，此时启动时产生的转矩就会降低，而且所需要用到的时间也会缩短。（3）对于电网来说因为启动力矩变小，过程所需要的时间也减少了，所以对于电网冲击力也变小了（4）最根本也是最重要的就是，与其通过耦合器来降低启动力矩，不如现将我们电动机本身的性能予以调整。（5）对于平稳性的要求方面由于我们的液力耦合器采用的方式属于柔性，所以在传动是能够保证平稳性的要求。（6）安全性要求的指数不高，我们上述讲到了提高电动机的启动时间，启动电流也就是解决了部分的启动问题的同时，需要注意的就是需要按照1.1倍工作机功率来进行选用。最主要的就是因为时间短能够节约成本（7）考虑到损坏情况的发生因为在使用过程中难免会出现频繁启动的情况，所以大多需要用到缓冲的装置，来保证电动机在换向过程中不致因为频繁换向而遭到破损4.1.2液力耦合器的工作原理如图所示，为液力耦合器中动力部分，因为受到离心力和工作叶片的作用，所以动力在进行输出的时候往往会从液压泵的入口处到出头处这段距离要实现速度的变换过程，而其组成的主要部件有输入的轴，泵体，壳体，型腔等等，通过油液来进行传递动力的时候，通过泵体之间相向液流，将液压中的动能量转换为机械形式的能量，通过驱动的方式来实现工作要求，在此期间，所要达到的循环要求是在实现液体流动的同时，液体再次通过泵口，而后周而复始，才会使得液体在工作环节中不停的流动，出于对工作要求的满足需要将输入轴和输出轴在不受到机械部件连接时能够很好的衔接在一起，当然了在这个环节中需要用到最基础的保护装置。4.1.3液力耦合器的分类分为：普通型液力耦合器、限矩型液力耦合器和调速型液力耦合器。4.2选择液力耦合器4.2.1限距式液力耦合器此耦合器在使用过程中很少出现过载的状况，其最主要的原因就是输出力矩，也就是说电动机的最大力矩较高，一般在输出时不会超出，像在传动过程中如果出现不稳定的冲击载荷情况，如果传动部件出现卡死现象，此时需要用到保护装置，往往是通过对于构造本身采用到调整速度时的最大力矩，并予以限制，像上述所讲的情况一般较为常见，其他的保护装置一般有辅助腔，三角形形式的工作腔，外加一些挡板。此种限制最大力矩的耦合装置，我们一般称其为安全型联轴器，因为其用途较为广泛，在煤炭行业运用广泛，其常见的构造如下方图片所示4.2.2液力耦合器选型本设计中采用YOX360型，限距式液力耦合器，参数如下：图4-2

5联轴器的选型5.1联轴器联轴器的公用就是为了连接各回转零件之间，因为需要同步进行传动所以说，它们之间有着密不可分的关联，与此同时需要记住的是为了补充缓冲所产生的负面影响，故要进行保护工作因为其型号具有很多的类型所以对其有两种不同的分类：其中第一种采用到将传动系统中所有的联轴器都进行固定连接，使其相互之间不可产生相对位移，而另一种就是不含有离合器的存在，现如今国内的发展趋势就是将现有的所有产品以多种形式并趋，共同发展，也就是现在统称的机械式离合器。现在我们一般把离合器分为刚性联轴器、挠性联轴器和安全联轴器三种。第一种它的传动构件的材质都是刚性原件，由于是刚性部件所以相互之间不能进行运动，所以在位移方面有缺陷。第二种相较于前一种来说具有良好的相对移动所以在位移方面能够进行良好的补偿能力。第三种应用较为广泛，从名字上也可以看出具有良好的保护性，在传递动力时由于转矩较小，往往能够保证重要部件不会遭到破坏。5.2联轴器的选型考虑到对联轴器选用方面，能够产生相对的位移，对于精度，保养，可靠性等方面均提出要求在整个设计过程中根据传动时候的速度，传动所要达到的要求，重力分布等情况，考虑工作的特性。在对联轴器进行选用的过程种通常它的构造是由内齿圈和带外齿的凸缘半联轴器等零件组成。透过已知条件相关参数，功率的大小32.48KW，转矩4230.28N.m.且自身直径为100mm，查阅相关文献可以知道，所采用的为CL6型齿式联轴器JB/ZQ—1986

6齿辊部件的设计齿轮辊子在破碎机中的应用至关重要，是属于非常重要的部分，也是我们采取破碎的主要手段，它的组成部分主要是通过各个零件之间像齿轮辊子，板架，等组成分别固定在我们的板架上。6.1齿辊轴的设计根据已知条件，在选取转速时候应该取值，所能够传递的功率大小为,转矩的大小为在对于轴的直径选用的方面通常所采用的钢的材料进行需要进行调制的处理轴径大小对键槽会产生影响，易知，故联轴器参数，直径选用方面取值。对轴进行构造，确定总体的框架从图中可以清楚的看出在轴的两端分别嵌入固定件Ⅰ，Ⅱ。与此同时需要用到的就是键定位的方式左端联接联轴器，右边采用轴承端盖。下图片为齿轮辊子的基本结构图。对轴的直径以及长度的计算以毂长度作为标准，需要我们的轴的长度大于毂2mm左右。运用到密封装置，但是对于其选择做出要求，。因为需要用到定位，并且用到常见的双键联接，所以一般对于固定的支架上的尺寸是固定存在的，尺寸一般为，。在第四段部分我们用到常见的轴向定位的方法，对于尺寸要求方面，。整体轴身是成阶梯形式存在，尺寸为，。因为此段明显的是属于自由端部通过固定架进行定位，此时我们对于尺寸的要求方面，。该段直径为，。此处在出于对选用型号方面的考虑尺寸的要求为，。轴承的检验相反里的计算水平方向的计算:竖直方向的计算：总合轴向力的计算,。轴承冲击载荷的计算考虑到工作过程中存在冲击载荷的现象，。查表，，，对于材料的使用寿命此轴承强度满足使用的要求。对键进行校核计算我们所采用的连接形式一般为静连接，而材料本身属于刚性材料，刚性材料在工作过程中存在较大的冲击载荷，所以对其挤压应力也有要求，能够满足设计时所提出的要求。在固定的支架Ⅱ处，需要进行校验。所以对于参数的计算方面通过上述计算在强度方面能够达到强度的要求。6.2设计固定架在这个部分所采用道德就是刚性材料，用到六边形，对于辊子的直径要求为500mm，而在支架方面采用到圆形，d=500mm，且在上面必须开设有沟槽。与此同时需要在螺栓上面安装有固定的齿板，其厚度需要根据实际的需要进行调整。在固定架的部分主要是为了形成良好的固定作用，往往运用相同结构的选用，我们称为固定架Ⅰ和Ⅱ。我们在对其进行处理的过程中需要进行调质处理。主要结构图片如下所示：6.3对齿轮板进行的设计常见到的齿板形式如下：第一种它的顶部比较窄，成刀刃形状所以在进行加工过程中，应力比较集中，工作效果明显，所以说这一个设计方案，往往会使顶部遭受破坏，对于生产要求而言，难以满足使用的要求，像拿最后一种来说，因为呈现四边形所以在加工过程中我们的产品在受到力的作用下，受力较为均匀。而且不易遭到破坏。在整体的设计中，我们为了延长齿板的使用寿面，出于对花费代价的考虑，也为了给生产提供便利，如图：6.4齿轮辊子的受力情况如图所示，透过图片我们可以清楚的看到其中作用里的分布情况在辊子计算过程中需要满足强度要求。7对于控制系统的设计7.1双齿辊式矿用破碎机的控制要求在使用到双齿轮辊子破碎机时，也就是在加工过程中要注重的就是对于齿轮辊子中间的润滑部分要定期上润滑油液，此外控制系统中需要用到PLC来进行控制完成破碎机的使用要求.7.2双齿辊式矿用破碎机的控制过程 我们在采用控制方式时候主要采用到的就是通过远程来进行操控进行手动操作的过程中，就是要通过我们通过关闭主电机的运作来实现。使其拥有独立的供油系统。通过运用到PLC，因为我们知道PLC一般是运用远程来进行控制的，且在接口处要保证端口能实现闭合。所以在这种模式下不允许出现断电情况的发生。所以实现PLC电路的一般步骤有：1在按下红色按钮时，我们的机器停止运转，也就是在此情况下我们的机器不会被启动。2主电机是通过其停止按钮来停止其运转3油泵上的停止按钮可以阻断电动机的运动。4在进行人工操作的时候为了确保电动机可以正常的运转，需要按下主电机的按钮，在PLC中，通过PLC来发出信号，在主电机工作时，我们的指示灯会亮。5而我们的电动机在反转的过程中指示灯也会发亮。6在油泵运转过程中，指示灯也会亮。7还有就是如果在机器在发生事故时会发出警告，还有就是电源的指示灯，可以用来提醒电源是否接通。8就地和远程的互相切换。7.3双齿辊式矿用破碎机的控制原理图如下面图片所显示的就是我们常用到的破碎机的运行图，我们所采用的就是三相的交流电源，在对于电动机的选用方面，电动机M1，M2.的转速可以通过变频来进行控制，而在其工作过程中，也要对部件进行润滑。在工作过程中难免会出现过热的现象，采用到对于热继电器的选择，从图中我们也可以清楚的看到，而其在电路中的主要作用就是起到过载保护，主要是为了防止温度过高给整个工作过程带来的影响，通过电动机输出动力，透过继电器来进行保护，而在日常生活中我们往往听到变压器，而在破碎机领域中还有一种就是，电流的变送器，最终实现对于PLC电路的控制。下面的图片是电动机的工作原理图，起主要的工作原理是：在工作时通过闭合开关，,使得整个电路的电，此时我们的电源指示灯会亮，表示此电路正常工作，在对于1，2两个端口进行连接，也就是我们通常所说的运用PLC进行控制，此时需要按下，来确保我们的中间继电器正常的工作，此时主要的目的就是为了电动机能够正向转动。与此同时，不亮，进而实现我们的电动机反转得电发亮。也就是说在按下能够同时得电。如图片7—2所示，其最主要的方式还是通过，中间继电器，其中为我们的主要控制环节，可以实现电动机的正反转。为控制正反转的按钮，图中所标的是热继电器，保证电路的可靠运行。为控制电源同时实现正反转，为提示灯。油泵的控制原理图：