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中 國(guó) 礦 業(yè) 大 學(xué)
本科生畢業(yè)論文
姓 名：楊寶平 學(xué) 號(hào)： 14030381
學(xué) 院： 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院
專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化
論文題目： 工業(yè)對(duì)輥成型機(jī)設(shè)計(jì)
專(zhuān) 題：
指導(dǎo)教師： 王忠賓 職 稱(chēng)： 副教授
2007年 6 月 徐州
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文任務(wù)書(shū)
學(xué)院 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 專(zhuān)業(yè)年級(jí) 機(jī)自03-8 學(xué)生姓名 楊寶平
任務(wù)下達(dá)日期：2007年1月1日
畢業(yè)論文日期：2007 年3月25日至2007年6月20日
畢業(yè)論文題目：工業(yè)對(duì)輥成型機(jī)設(shè)計(jì)
畢業(yè)論文主要內(nèi)容和要求：
結(jié)合畢業(yè)實(shí)習(xí)，采用對(duì)輥成型原理，采用強(qiáng)迫加料方式，設(shè)計(jì)一臺(tái)工業(yè)型煤成型機(jī)。
輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速 8～10轉(zhuǎn)／分（輥?zhàn)訄A周速度０.4-0.6米／秒）
成型壓力：10～20ＫＮ／cm
小時(shí)產(chǎn)量：30～35噸
型煤尺寸：45×45×28mm采用液壓加載
螺桿固定框架結(jié)構(gòu)，同步齒輪傳動(dòng)箱
１． 明確該裝置的工作原理及相關(guān)受力分析，參考設(shè)計(jì)參數(shù)確定電動(dòng)機(jī)功率，完成該裝置的總體設(shè)計(jì)。
２． 完成同步齒輪傳動(dòng)箱裝配圖設(shè)計(jì)。
３． 齒輪傳動(dòng)箱組件，零件工作圖設(shè)計(jì)。
編寫(xiě)完成整機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。
院長(zhǎng)簽字： 指導(dǎo)教師簽字：
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū)
指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)（①基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；②獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力；③研究?jī)?nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；④取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑤工作態(tài)度及工作量；⑥總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑦存在問(wèn)題；⑧是否同意答辯等）：
成 績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字：
年 月 日 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū)
評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)（①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；④工作量的大小；⑤取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑥寫(xiě)作的規(guī)范程度；⑦總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑧存在問(wèn)題；⑨是否同意答辯等）：
成 績(jī)： 評(píng)閱教師簽字：
年 月 日
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū)
評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)（①選題的意義；②基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；③綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；④工作量的大??；⑤取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；⑥寫(xiě)作的規(guī)范程度；⑦總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；⑧存在問(wèn)題；⑨是否同意答辯等）：
成 績(jī)： 評(píng)閱教師簽字：
年 月 日
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)畢業(yè)論文答辯及綜合成績(jī)
答 辯 情 況
提 出 問(wèn) 題
回 答 問(wèn) 題
正 確
基本
正確
有一般性錯(cuò)誤
有原則性錯(cuò)誤
沒(méi)有
回答
答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)及建議成績(jī)：
答辯委員會(huì)主任簽字：
年 月 日
學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評(píng)定成績(jī)：
學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人：
年 月 日
摘 要
在我國(guó)，隨著機(jī)械化采煤程度的提高，粉煤在原煤中所占的比例越來(lái)越大。粉煤比例的增加不僅降低了散煤的燃燒效率,而且嚴(yán)重地污染了環(huán)境。發(fā)展型煤是提高粉煤利用率和減少環(huán)境污染的重要途徑。
對(duì)輥成型機(jī)是應(yīng)用最廣泛的型煤成型設(shè)備。針對(duì)現(xiàn)有對(duì)輥成型機(jī)的發(fā)展，目前我國(guó)現(xiàn)有的對(duì)輥式多為低壓成型設(shè)備。由于成型壓力低,生產(chǎn)型煤所需的粘結(jié)劑用量大,致使型煤生產(chǎn)成本較高,這種狀況也影響了我國(guó)型煤工業(yè)的發(fā)展。
本設(shè)計(jì)中的對(duì)輥成型機(jī)，采用螺旋強(qiáng)制加料，提高成球強(qiáng)度；采用液壓加載，平衡成型反作用力，并且當(dāng)有尖硬物料進(jìn)入型輥間隙時(shí)，自動(dòng)退讓?zhuān)鼙ＷC成型機(jī)安全運(yùn)行；采用安全聯(lián)軸器，提供平移退讓和過(guò)載保護(hù)，保證成型機(jī)安全運(yùn)行；在輥面設(shè)計(jì)中，采用八塊型板拼裝結(jié)構(gòu)，便于安裝和更換。
關(guān)鍵詞：對(duì)輥成型機(jī) ；同步齒輪傳動(dòng) ；強(qiáng)制加料 ；液壓加載
ABSTRACT
In China, with the mechanized mining in increasing coal in the coal share of the increase. Coal proportion of the increase not only reduced the casual coal combustion efficiency, but also seriously polluted the environment. Development of coal briquette is to improve utilization and reduce environmental pollution in important ways.
Right roll forming machine is the most widely used Briquette Production equipment. Roll against the existing molding machine development, China's existing right to roll over low pressure molding equipment. Due to the low pressure molding, briquette production of large amount of binder, resulting in higher coal production costs, This situation also affected the coal industry in China's development.
The design of the roll forming machine, used spiral compulsory feeding, raising the ball into strength; Used hydraulic loading, balancing forming reaction force, and when there are sharp or hard-roll materials into space, automatic concession, which would ensure the safe operation of forming machine; safe coupling, provide translation and Overload Protection concession to ensure the safe operation of forming machine; the roller surface design, using eight plate assembly structure, easy installation and replacement.
Keywords： roll forming machine; Synchronous Gear; Filling mandatory; Hydraulic Loading
中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2007屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 72 頁(yè)
緒論
1.型煤概況
煤炭在我國(guó)的能源中，占有十分重要的地位，而且在一定時(shí)期內(nèi)，這種狀況不會(huì)改變。此外，隨著采煤機(jī)械化程度的不斷的提高,粉煤在原煤中所占的比例也越來(lái)越大。粉煤比例的增加不僅降低了散煤的燃燒效率,而且嚴(yán)重地污染了環(huán)境。發(fā)展型煤是提高粉煤利用率和減少環(huán)境污染的重要途徑。
2.成型設(shè)備概況
成型設(shè)備是型煤生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備,選擇成型設(shè)備應(yīng)以原煤的特性，型煤的用途及成時(shí)壓力等諸多因素為基礎(chǔ)。目前工業(yè)上應(yīng)用最廣的是對(duì)輥式成型機(jī)。另外,還有沖壓式成型機(jī),環(huán)式成型機(jī)和螺旋式成型機(jī)等。
3.對(duì)輥成型機(jī)概況
對(duì)輥成型機(jī)可用于成型、壓塊和顆粒的高壓破碎，它的給料系統(tǒng)和輥面的設(shè)計(jì)要根據(jù)使用要求來(lái)設(shè)計(jì)。下面就對(duì)輥成型機(jī)在成型方面的應(yīng)用進(jìn)行描述。
對(duì)輥成型機(jī)主要包括以下幾個(gè)主要部件：
3.1同步齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)
對(duì)輥成型機(jī)的同步齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)由包括兩個(gè)同步齒輪在內(nèi)的減速器，安全聯(lián)軸器等組成。安全聯(lián)軸器是一個(gè)能自動(dòng)復(fù)位的機(jī)構(gòu)，它可以在正常工作時(shí)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)距的1.7～1.9倍范圍內(nèi)調(diào)整。最主要的是，同步齒輪和齒輪聯(lián)軸器的連接保證了提供給型輥完全均勻的線(xiàn)速度。
3.2成型系統(tǒng)
對(duì)輥成型機(jī)的最主要部分是型輥。由于成型壓力大，直徑大，所以采用八塊型板拼裝的方式，輥芯由鑄鋼材料鑄造而成，型板由強(qiáng)度高的耐磨材料制造。
3.3加料系統(tǒng)
加料系統(tǒng)除了用作加料外,還具有如下作用:(1)對(duì)物料預(yù)壓,將預(yù)壓力加于物料上;(2)利用預(yù)壓力使物料脫氣,從而增大物料的堆積密度;(3)可以使對(duì)輥型輪直徑及加載力減小,從而使成型機(jī)的尺寸及重量減少,成本降低。
3.4液壓加載系統(tǒng)
液壓加載系統(tǒng)用于提供壓力迫使浮輥向被壓實(shí)的物料和固定輥靠近。為滿(mǎn)足特殊的工作需要，壓力的高低和大小可以自由調(diào)整。壓力的梯度隨間距的變化而升高，通過(guò)改變液壓儲(chǔ)能器中氮的分壓可以在很大范圍內(nèi)調(diào)整壓力的梯度。在其他尖硬物料被壓入壓輥的間隙時(shí)液壓系統(tǒng)也用作安全裝置。
第一章 電機(jī)選型及傳動(dòng)比計(jì)算
1.1選擇電動(dòng)機(jī)
1.1.1選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式
按工作條件和要求，選用一般用途的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，為臥式封閉結(jié)構(gòu)。
1.1.2選擇電動(dòng)機(jī)的容量
輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速：n=8~10r/min
輥?zhàn)訄A周速度：v=0.4~0.6m/s
ω=nπ/30 v=ωr
r= ==573mm
輥輪周長(zhǎng)：L===3598.44mm
型煤比重：1.35g/cm
型煤體積：45×45×28=0.567 cm
單個(gè)煤球重：0.567×1.35=77g
輥?zhàn)愚D(zhuǎn)一周產(chǎn)量：=58333g
輥?zhàn)友刂芟虿寂徘蚋C數(shù)：=72
輥?zhàn)友貙挾确较蚩刹寂徘蚋C：=10.52 圓整取11排
輥?zhàn)訉挾龋?5×11+5×10+70=635mm
總成型壓力：T=20×63.5=1270KN
輥?zhàn)映惺艿暮狭兀?M=Te
=1270×45=57150Nm
工作機(jī)所需的功率：
P=
式中 T=57150Nm n=10 r/min 代入上式得
P=KW
電動(dòng)機(jī)所需功率：P=P/η
從電動(dòng)機(jī)到輥輪主軸之間的傳動(dòng)裝置的總效率：
式中 V帶傳動(dòng)效率
聯(lián)軸器效率
軸承效率
齒輪傳動(dòng)效率
代入上式得
η=0.95×0.99×0.98×0.97
=0.6667
=P/η
=59.843/0.6667
=89.760kw
選擇電動(dòng)機(jī)額定功率P≥P，根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)圖和推薦的傳動(dòng)比合理范圍，V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比2~4,單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比 3~6
所以選擇Y280M-4電動(dòng)機(jī)，額定功率90kw,滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速1480 r/min。
1.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比
1.2.1傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比
===148
1.2.2分配各級(jí)傳動(dòng)比
該傳動(dòng)裝置中使用的是三級(jí)圓柱齒輪減速器，考慮到以下原則：
1）使各級(jí)傳動(dòng)的承載能力大致等（齒面接觸強(qiáng)度大致相等）
2）使減速器能獲得最小外形尺寸和重量
3）使各級(jí)傳動(dòng)中大齒輪的浸油深度大致相等，潤(rùn)滑最為簡(jiǎn)便
選擇三級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比為50，并分配各級(jí)齒輪傳動(dòng)比為
=3.9 =3.5 =3.66
輥輪的直徑為1146mm,兩輥輪這間的間隙取1mm,所以?xún)奢佪喌闹行木酁?147mm。由此調(diào)節(jié)可初定同步齒輪的傳動(dòng)比為2.5 。則V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為1.184。
第二章 V帶設(shè)計(jì)計(jì)算
2.1確定計(jì)算功率
根據(jù)工作情況 查表12-12選擇工況系數(shù)
設(shè)計(jì)功率
2.2選擇帶型
根據(jù)和 選擇15N窄V帶(有效寬度制)
2.3確定帶輪基準(zhǔn)直徑
小帶輪的基準(zhǔn)直徑 參考表12-19和圖12-4取
傳動(dòng)比
取彈性滑動(dòng)系數(shù)
大帶輪基準(zhǔn)準(zhǔn)直徑
取標(biāo)準(zhǔn)值
實(shí)際轉(zhuǎn)速
實(shí)際傳動(dòng)比
2.4驗(yàn)算帶的速度
2.5初定中心距
取
2.6確定基準(zhǔn)長(zhǎng)度
由表12-10選取相應(yīng)基準(zhǔn)長(zhǎng)度
2.7確定實(shí)際軸間距
安裝時(shí)所需最小軸間距
張緊或補(bǔ)償伸長(zhǎng)所需最大軸間距
2.8驗(yàn)算小帶輪包角
2.9單根V帶的基本額定功率
根據(jù)和 由表12-17m查得15N型窄V帶
2.10考慮傳動(dòng)比的影響，額定功率的增量由表12-17m查得
2.11V帶的根數(shù)
查得 查得
根
取6根
2.12單根V帶的預(yù)緊力
查得m=0.37kg/m
2.13帶輪的結(jié)構(gòu)
小帶輪采用實(shí)心輪結(jié)構(gòu)，大帶輪采用孔板輪結(jié)構(gòu)。
由Y280M-4電動(dòng)機(jī)可知，其軸伸直徑，長(zhǎng)度，
小帶輪軸孔直徑應(yīng)取，轂長(zhǎng)應(yīng)小于.
由V帶的實(shí)際傳動(dòng)比，對(duì)減速器的傳動(dòng)比進(jìn)行重新分配。
傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比
V帶傳動(dòng)傳動(dòng)比
同步齒輪的傳動(dòng)比
則三級(jí)減速器的傳動(dòng)比為
，，以達(dá)到傳動(dòng)比的調(diào)節(jié)。則
第三章 基本參數(shù)計(jì)算
3.1各軸的轉(zhuǎn)速
Ⅰ軸
Ⅱ軸
Ⅲ軸
Ⅳ軸
Ⅴ軸
3.2各軸功率
Ⅰ軸 = =
Ⅱ軸
Ⅲ軸
Ⅳ軸
Ⅴ軸
VI軸
3.3各軸轉(zhuǎn)矩
Ⅰ軸
Ⅱ軸
Ⅲ軸
Ⅳ軸
Ⅴ軸
VI軸
第四章 同步齒輪減速箱齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1I軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1.1選擇齒輪材料
小齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62
大齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62
齒輪的疲勞極限應(yīng)力按中等質(zhì)量（MQ）要求查得
參考我國(guó)試驗(yàn)數(shù)據(jù)后，將適當(dāng)降低：
4.1.2初定齒輪主要參數(shù)
按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度估算齒輪尺寸，計(jì)算模數(shù)
按表14-34，并考慮傳動(dòng)比，選用小齒輪齒數(shù)=28，
大齒輪齒數(shù) 取110
選齒寬系數(shù)
查得大小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)（時(shí)）
由于輪齒單向受力，齒輪的許用彎曲應(yīng)力
由于，故按小齒輪的抗彎強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)
采用斜齒輪，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。
初取β=13°，則齒輪中心距
由于單件生產(chǎn)，不必取標(biāo)準(zhǔn)中心距，取。
準(zhǔn)確的螺旋角
齒輪分度圓直徑
工作齒寬
為了保證，取。
齒輪圓周速度
按此速度查，齒輪精度選用8級(jí)即可，齒輪精度8-7-7（GB10095-1988）
校核重合度
縱向重合度
端面重合度
總重合度
4.1.3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度
分度圓上的切向力
使用系數(shù)
動(dòng)載荷系數(shù)
式中
齒數(shù)比
將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算式
齒向載荷分布系數(shù)
齒向載荷分配系數(shù)，根據(jù)
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，按和
材料彈性系數(shù)
重合度系數(shù)
螺旋角系數(shù)
由于可取
計(jì)算接觸強(qiáng)度強(qiáng)度安全系數(shù)
式中各系數(shù)的確定
計(jì)算齒面應(yīng)力循環(huán)數(shù)
按齒面不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕，壽命系數(shù)
潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)
齒面工作硬化系數(shù)
尺寸系數(shù) 按， 得
將以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算式
按一般可靠度要求，選用最小安全系數(shù)。
和均大于，故安全。
4.2Ⅱ軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算
4.2.1選擇齒輪材料
小齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62
大齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62
齒輪的疲勞極限應(yīng)力按中等質(zhì)量（MQ）要求從圖14-32和圖14-24中
得
參考我國(guó)試驗(yàn)數(shù)據(jù)（表14-45）后，將適當(dāng)降低：
4.2.2初定齒輪主要參數(shù)
按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度估算齒輪尺寸，計(jì)算模數(shù)
并考慮傳動(dòng)比，選用小齒輪齒數(shù)=28，
大齒輪齒數(shù) 選95
選齒寬系數(shù)
大小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)（時(shí)）
由于輪齒單向受力，齒輪的許用彎曲應(yīng)力
由于，故按小齒輪的抗彎強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)
采用斜齒輪，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。
初取β=13°，則齒輪中心距
由于單件生產(chǎn)，不必取標(biāo)準(zhǔn)中心距，取。
準(zhǔn)確的螺旋角
齒輪分度圓直徑
工作齒寬
為了保證，取。
齒輪圓周速度
按此速度查得，齒輪精度選用8級(jí)即可，齒輪精度8-7-7（GB10095-1988）
校核重合度
縱向重合度
端面重合度
總重合度
4.2.3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度
分度圓上的切向力
使用系數(shù)
動(dòng)載荷系數(shù)
式中
齒數(shù)比
將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算式
齒向載荷分布系數(shù)
齒向載荷分配系數(shù)，根據(jù)
得
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，按和得
材料彈性系數(shù)
重合度系數(shù)
螺旋角系數(shù)
由于可取
計(jì)算接觸強(qiáng)度強(qiáng)度安全系數(shù)
式中各系數(shù)的確定
計(jì)算齒面應(yīng)力循環(huán)數(shù)
按齒面不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕，得壽命系數(shù)
潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)
齒面工作硬化系數(shù)
尺寸系數(shù) 按，
將以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算式
按一般可靠度要求，選用最小安全系數(shù)。
和均大于，故安全。
4.3Ⅲ軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算
4.3.1選擇齒輪材料
小齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62
大齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62
齒輪的疲勞極限應(yīng)力按中等質(zhì)量（MQ）要求得
參考我國(guó)試驗(yàn)數(shù)據(jù)（表14-45）后，將適當(dāng)降低：
4.3.2初定齒輪主要參數(shù)
按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度估算齒輪尺寸，計(jì)算模數(shù)
并考慮傳動(dòng)比，選用小齒輪齒數(shù)=26，
大齒輪齒數(shù) 取95
選齒寬系數(shù)
大小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)（時(shí)）
由于輪齒單向受力，齒輪的許用彎曲應(yīng)力
由于，故按小齒輪的抗彎強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)
采用斜齒輪，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。
初取β=13°,則齒輪中心距
由于單件生產(chǎn)，不必取標(biāo)準(zhǔn)中心距，取。
準(zhǔn)確的螺旋角
齒輪分度圓直徑
工作齒寬
為了保證，取。
齒輪圓周速度
按此速度,齒輪精度選用8級(jí)即可，齒輪精度8-7-7（GB10095-1988）
校核重合度
縱向重合度
端面重合度
總重合度
4.3.3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度
分度圓上的切向力
使用系數(shù)
動(dòng)載荷系數(shù)
式中
齒數(shù)比
將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算式
齒向載荷分布系數(shù)
齒向載荷分配系數(shù)，根據(jù)
,
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，按和,
材料彈性系數(shù)
重合度系數(shù)
螺旋角系數(shù)
由于可取
計(jì)算接觸強(qiáng)度強(qiáng)度安全系數(shù)
式中各系數(shù)的確定
計(jì)算齒面應(yīng)力循環(huán)數(shù)
按齒面不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕，壽命系數(shù)
潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)
齒面工作硬化系數(shù)
尺寸系數(shù) 按，
將以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算式
按一般可靠度要求，選用最小安全系數(shù)。
和均大于，故安全。
4.4Ⅳ軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算
4.4.1選擇齒輪材料
小齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62
大齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62
齒輪的疲勞極限應(yīng)力按中等質(zhì)量（MQ）要求得
參考我國(guó)試驗(yàn)數(shù)據(jù)后，將適當(dāng)降低：
4.4.2初定齒輪主要參數(shù)
按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度估算齒輪尺寸，計(jì)算模數(shù)
并考慮傳動(dòng)比，選用小齒輪齒數(shù)=28，
大齒輪齒數(shù) 取70
選齒寬系數(shù)
大小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)（時(shí)）
由于輪齒單向受力，齒輪的許用彎曲應(yīng)力
由于，故按小齒輪的抗彎強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)
采用斜齒輪，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。
初取β=12°，則齒輪中心距
由于單件生產(chǎn)，不必取標(biāo)準(zhǔn)中心距，取。
準(zhǔn)確的螺旋角
齒輪分度圓直徑
工作齒寬
為了保證，取。
齒輪圓周速度
按此速度,齒輪精度選用8級(jí)即可，齒輪精度8-7-7（GB10095-1988）
校核重合度
縱向重合度
端面重合度
總重合度
4.4.3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度
分度圓上的切向力
使用系數(shù)
動(dòng)載荷系數(shù)
式中
齒數(shù)比
將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算式
齒向載荷分布系數(shù)
齒向載荷分配系數(shù)，根據(jù)
,
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，按和,
材料彈性系數(shù)
重合度系數(shù)
螺旋角系數(shù)
由于可取
計(jì)算接觸強(qiáng)度強(qiáng)度安全系數(shù)
式中各系數(shù)的確定
計(jì)算齒面應(yīng)力循環(huán)數(shù)
按齒面不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕，壽命系數(shù)
潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)
齒面工作硬化系數(shù)
尺寸系數(shù) 按，
將以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算式
按一般可靠度要求，選用最小安全系數(shù)。
和均大于，故安全。
第五章 同步齒輪減速箱軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.1Ⅰ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.1.1選擇軸的材料
該軸上的齒輪的分度圓直徑和軸徑相差不大，故做成齒輪軸，選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，其力學(xué)性能
5.1.2初步估算軸的的直徑
取軸徑為60mm
5.1.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1.3.1初步選擇滾動(dòng)軸承
根據(jù)軸的受力，選取30000型圓錐滾子軸承，為了便于軸承的裝配，取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為30315型，其尺寸為，定位軸肩高度
5.1.3.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
Ⅰ軸段為圓柱形軸伸，查表21-9，的軸伸長(zhǎng)
。Ⅱ軸段直徑為，根據(jù)減速器與軸承端蓋的結(jié)構(gòu)，確定端蓋總寬度為，考慮端蓋與帶輪間隙，。Ⅲ軸段安裝軸承，由于圓柱形軸伸的原因，采用雙列軸承，取，。Ⅳ軸段軸肩長(zhǎng)度，按齒輪距箱體內(nèi)壁這距離取，考慮到箱體的鑄造誤差，滾動(dòng)軸承應(yīng)距箱體內(nèi)壁，取，從各軸的結(jié)構(gòu)選，。Ⅴ軸安裝軸承，，
5.1.4軸的受力分析
5.1.4.1作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖
5.1.4.2軸受外力的計(jì)算
軸傳遞的轉(zhuǎn)矩
齒輪的圓周力
齒輪的徑向力
齒輪的軸向力
5.1.4.3求支反力
在水平面內(nèi)的支反力
由得
由得
彎矩圖
在垂直面內(nèi)的支反力
由得
由得
彎矩圖
扭矩圖
5.1.5軸的強(qiáng)度計(jì)算
按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算
由于齒輪作用力在D截面的最大合成彎矩
D截面的當(dāng)量彎矩
安全
5.2Ⅱ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.2.1選擇軸的材料
選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。
5.2.2初步估算軸的的直徑
取軸徑為85mm
5.2.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.2.3.1初步選擇滾動(dòng)軸承
根據(jù)軸的受力，選取30000型圓錐滾子軸承，為了便于軸承的裝配，取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為30317型，其尺寸為。
5.2.3.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
Ⅰ軸段安裝軸承，取，。Ⅱ軸段安裝齒輪，齒輪左端采用套筒定位，右端使用軸肩定位。取軸段直徑，齒輪寬度為85mm,為了全套筒端面可靠地壓緊齒輪，軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度取。Ⅲ軸段軸環(huán)，。Ⅳ軸段為齒輪軸寬度取。Ⅴ軸段安裝軸承，，
5.2.4軸的受力分析
5.2.4.1作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖
5.2.4.2軸受外力的計(jì)算
軸傳遞的轉(zhuǎn)矩
大齒輪的圓周力
大齒輪的徑向力
大齒輪的軸向力
小齒輪的圓周力
齒輪的徑向力
齒輪的軸向力
5.2.4.3求支反力
在水平面內(nèi)的支反力
由得
由得
彎矩圖
在垂直面內(nèi)的支反力
由得
由得
彎矩圖
扭矩圖
5.2.5軸的強(qiáng)度計(jì)算
由于齒輪作用力在D截面的最大合成彎矩
D截面的當(dāng)量彎矩
由于齒輪作用力在E截面的最大合成彎矩
E截面的當(dāng)量彎矩
安全
5.3Ⅲ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.3.1選擇軸的材料
選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，
5.3.2初步估算軸的的直徑
取軸徑為110mm
5.3.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.3.3.1初步選擇滾動(dòng)軸承
根據(jù)軸的受力，選取30000型圓錐滾子軸承，為了便于軸承的裝配，取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為30322型，其尺寸為。
5.3.3.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
Ⅰ軸段安裝軸承，取，。Ⅱ軸段安裝齒輪，齒輪左端采用套筒定位，右端使用軸肩定位。取軸段直徑，齒輪寬度為130mm,為了全套筒端面可靠地壓緊齒輪，軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度取。Ⅲ軸段軸肩高度，取，。軸環(huán)寬度。Ⅳ軸段為齒輪軸寬度取。Ｖ軸段軸肩高度取，，軸環(huán)寬度。ⅤＩ軸段安裝軸承，，。
5.3.4軸的受力分析
5.3.4.1作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖
5.3.4.2軸受外力的計(jì)算
軸傳遞的轉(zhuǎn)矩
大齒輪的圓周力
大齒輪的徑向力
大齒輪的軸向力
小齒輪的圓周力
小齒輪的徑向力
小齒輪的軸向力
5.3.4.3求支反力
在水平面內(nèi)的支反力
由得
得
彎矩圖
在垂直面內(nèi)的支反力
由得
由得
彎矩圖
扭矩圖
5.3.5軸的強(qiáng)度計(jì)算
按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算
由于齒輪作用力在D截面的最大合成彎矩
D截面的當(dāng)量彎矩
5.4Ⅳ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.4.1選擇軸的材料
選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，
5.4.2初步估算軸的的直徑
取軸徑為170mm
5.4.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.4.3.1初步選擇滾動(dòng)軸承
根據(jù)軸的受力，選取30000型圓錐滾子軸承，為了便于軸承的裝配，取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為30234型，其尺寸為。
5.4.3.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
Ⅰ軸段安裝軸承，取，。Ⅱ軸段安裝齒輪，齒輪左端采用套筒定位，右端使用軸肩定位。取軸段直徑，齒輪寬度為130mm,為了全套筒端面可靠地壓緊齒輪，軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度取。Ⅲ軸段軸肩高度，取，。軸環(huán)寬度，取，則。Ⅳ軸段為中間段, ,。Ⅴ軸段為軸肩，，。VI軸段安裝齒輪，齒輪右端采用套筒定位，左端使用軸肩定位。取軸段直徑，。ⅤII軸段安裝軸承，，。
5.4.4軸的受力分析
5.4.4.1作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖
5.4.4.2軸受外力的計(jì)算
軸傳遞的轉(zhuǎn)矩
大齒輪的圓周力
大齒輪的徑向力
大齒輪的軸向力
小齒輪的圓周力
齒輪的徑向力
齒輪的軸向力
5.4.4.3求支反力
在水平面內(nèi)的支反力
由得
由得
彎矩圖
在垂直面內(nèi)的支反力
由得
由得
彎矩圖
扭矩圖
5.4.5軸的強(qiáng)度計(jì)算
按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算
由于齒輪作用力在D截面的最大合成彎矩
D截面的當(dāng)量彎矩
5.5Ⅴ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
5.5.1選擇軸的材料
選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。
5.5.2初步估算軸的的直徑
取軸徑為220mm
5.5.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.5.3.1初步選擇滾動(dòng)軸承
根據(jù)軸的受力，選取20000型調(diào)心滾子軸承，為了便于軸承的裝配，取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為23044型，其尺寸為。
5.5.3.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
Ⅰ軸段安裝軸承，取，。Ⅱ軸段安裝齒輪，齒輪左端采用套筒定位，右端使用軸肩定位。取軸段直徑，齒輪寬度為260mm,取。Ⅲ軸段軸肩高度，取，。軸環(huán)寬度，取，則。IⅤ軸段安裝軸承，，。V軸段伸出軸,聯(lián)接聯(lián)軸器,取，。
5.5.4軸的受力分析
5.5.4.1作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖
5.5.4.2軸受外力的計(jì)算
軸傳遞的轉(zhuǎn)矩
齒輪的圓周力
齒輪的徑向力
齒輪的軸向力
5.5.4.3求支反力
在水平面內(nèi)的支反力
由得
得
彎矩圖
在垂直面內(nèi)的支反力
由得
得
彎矩圖
扭矩圖
5.5.5軸的強(qiáng)度計(jì)算
按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算
由于齒輪作用力在D截面的最大合成彎矩
D截面的當(dāng)量彎矩
第六章 同步齒輪減速箱軸承的校核
6.1I軸軸承的校核
初選滾動(dòng)軸承為30315型，其尺寸為
基本額定載荷Cr: 252kN
e=0.35 Y=1.7
6.1.1計(jì)算軸承支反力
合成支反力
6.1.2軸承的派生軸向力
6.1.3軸承所受的軸向載荷
因
6.1.4軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷
，
，
6.1.5軸承壽命
因，故按計(jì)算 查得，
6.2II軸軸承的校核
初選滾動(dòng)軸承為30317型，其尺寸為。
基本額定載荷Cr: 305kN
e=0.35 Y=1.7
6.2.1計(jì)算軸承支反力
合成支反力
6.2.2軸承的派生軸向力
6.2.3軸承所受的軸向載荷
因
6.2.4軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷
，
，
6.2.5軸承壽命
因，故按計(jì)算查得，
6.3III軸軸承的校核
初選滾動(dòng)軸承為30322型，其尺寸為。
e=0.35 Y=1.7
基本額定載荷Cr: 472kN
6.3.1計(jì)算軸承支反力
合成支反力
6.3.2軸承的派生軸向力
6.3.3軸承所受的軸向載荷
因
6.3.4軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷
，
，
6.3.5軸承壽命
因，故按計(jì)算 查得，
6.4IV軸軸承的校核
初選滾動(dòng)軸承為30234型，其尺寸為。
e=0.44 Y=1.4
基本額定載荷Cr: 590kN
6.4.1計(jì)算軸承支反力
合成支反力
6.4.2軸承的派生軸向力
6.4.3軸承所受的軸向載荷
因
6.4.4軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷
，
，
6.4.5軸承壽命
因，故按計(jì)算 查得，
6.5V軸軸承的校核
初選滾動(dòng)軸承為23044型，其尺寸為。
基本額定載荷Cr: 760kN
6.5.1計(jì)算軸承支反力
合成支反力
6.5.2軸承的派生軸向力
6.5.3軸承所受的軸向載荷
因
6.5.4軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷
，
，
6.5.5軸承壽命
因，故按計(jì)算 查得，
第七章 同步齒輪減速箱鍵的校核
7.1I軸鍵的校核
I軸的伸出軸,選用圓頭普通平鍵（C型），b=18mm,h=11mm,L=125mm,I軸傳遞的扭矩T=676940Nmm.當(dāng)鍵用45鋼制造時(shí),主要失效形式為壓潰,通常只進(jìn)行擠壓強(qiáng)度計(jì)算.
, 合格
7.2II軸健的校核
II軸的鍵用于齒輪和軸的聯(lián)接，軸徑為，選用選用圓頭普通平鍵（C型），b=25mm,h=14mm,L=90mm,II軸傳遞的扭矩T=2509780Nmm.
7.3III軸健的校核
III軸的鍵用于齒輪和軸的聯(lián)接，軸徑為，選用選用圓頭普通平鍵（C型），b=32mm,h=18mm,L=125mm,II軸傳遞的扭矩T=8072570Nmm.
采用雙鍵聯(lián)接。成對(duì)稱(chēng)布置，考慮到制造誤差使鍵上載荷分布不均，按1.5個(gè)鍵計(jì)算。
合格
7.4IV軸健的校核
IV軸的鍵用于齒輪和軸的聯(lián)接，鍵1軸徑為，選用普通平鍵（B型），b=45mm,h=25mm,L=160mm,II軸傳遞的扭矩T=28054080Nmm.
采用雙鍵聯(lián)接。成對(duì)稱(chēng)布置，考慮到制造誤差使鍵上載荷分布不均，按1.5個(gè)鍵計(jì)算。
合格
鍵2軸徑為，選用選用圓頭普通平鍵（C型），b=45mm,h=25mm,L=250mm,II軸傳遞的扭矩T=28054080Nmm.
采用雙鍵聯(lián)接。成對(duì)稱(chēng)布置，考慮到制造誤差使鍵上載荷分布不均，按1.5個(gè)鍵計(jì)算。
合格
7.5V軸鍵的校核
V軸的鍵用于齒輪和軸的聯(lián)接，軸徑為，選用選用普通平鍵（B型），b=50mm,h=28mm,L=250mm,II軸傳遞的扭矩T=66668550Nmm.
采用雙鍵聯(lián)接。成對(duì)稱(chēng)布置，考慮到制造誤差使鍵上載荷分布不均，按1.5個(gè)鍵計(jì)算。
合格
第八章 同步齒輪減速箱箱體及附件設(shè)計(jì)計(jì)算
8.1箱體設(shè)計(jì)
8.1.1箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
箱體是減速器的重要組成部件。它是傳動(dòng)零件的基座，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。由于本設(shè)計(jì)中沖擊載荷不大，箱體采用灰鑄鐵鑄造箱體。為了便于軸系零件的安裝和拆卸，箱體制成沿軸心線(xiàn)水平剖分式。上箱蓋和下箱座用普通螺栓聯(lián)接成一整體。軸承座的聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近軸承座孔，座旁的凸臺(tái)應(yīng)有足夠的承托面，并保證旋緊螺栓時(shí)需要的扳手空間。為了保證箱體有足夠的剛度，在軸承座附近加支承肋。為了保證減速器安置在基座的穩(wěn)定性，并盡可能減少箱體底座平面的機(jī)械加工面積。
8.1.2鑄造箱體的尺寸
下箱蓋壁厚 20mm
上箱蓋壁厚 18mm
下箱座剖分面凸緣厚度 30mm
上箱座剖分面凸緣厚度 30mm
地腳螺栓底腳厚度 45mm
箱座上的肋厚 28mm
箱蓋上肋厚 20mm
地腳螺栓 M42
軸承旁聯(lián)接螺栓 M30
上下箱聯(lián)接螺栓 M24
圓錐定位銷(xiāo) Φ20
減速器中心高 704mm
8.2減速器附件
為了保證減速器的正常工作，除了對(duì)齒輪、軸、軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)予足夠的重視外，還應(yīng)考慮到為減速器潤(rùn)滑油池油池注油、排油、檢查油面高度、檢修折裝時(shí)的上下箱的精確定位、吊運(yùn)等輔助零部件的合理選擇和設(shè)計(jì)。
8.2.1檢查孔及其蓋板
為了檢查傳動(dòng)零件的嚙合情況、接觸斑點(diǎn)、側(cè)隙，并向箱體內(nèi)注入潤(rùn)滑油，應(yīng)在箱體的適當(dāng)位置設(shè)置檢查孔。其大小應(yīng)允許將手伸入箱內(nèi)，以便檢查齒輪嚙合情況。
8.2.2通氣器
減速器工作時(shí)，箱體內(nèi)溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，為使箱內(nèi)受熱膨脹的空氣自由排出，以保證箱體內(nèi)外壓力平衡，通常在箱體頂部裝設(shè)通氣器。設(shè)計(jì)中采用的通氣器結(jié)構(gòu)有濾網(wǎng)，用于工作環(huán)境多塵的場(chǎng)合，防塵效果較好。
8.2.3軸承蓋和密封裝置
為了固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷，軸承座孔兩端軸承蓋封閉。軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種。設(shè)計(jì)中采用凸緣式軸承蓋，優(yōu)點(diǎn)是拆裝、調(diào)整軸承比較方便。在軸伸處的軸承蓋是透蓋，透蓋中裝有密封裝置。
8.2.4定位銷(xiāo)
為了精確地加工軸承座孔，并保證每次拆裝后軸承座的上下半孔始終保持加工時(shí)的位置精度，應(yīng)在精加工軸承座孔前，在上箱蓋和下箱座的聯(lián)接凸緣上配裝定位銷(xiāo)，并呈對(duì)稱(chēng)布置以加強(qiáng)定位效果。
8.2.5油面指示器
為了檢查減速器內(nèi)油池油面的高度，以便經(jīng)常保證油池內(nèi)有適當(dāng)?shù)挠土恳话阍谙潴w便于觀(guān)察、油面較穩(wěn)定的部位，裝設(shè)油面指示器。設(shè)計(jì)中采用油標(biāo)尺。
8.2.6放油螺塞
換油時(shí)，為了排出污油和清洗劑，應(yīng)在箱體底部、油池的最低位置處開(kāi)設(shè)放油孔，平時(shí)放油孔有帶有細(xì)牙螺紋的螺塞堵住。放油螺塞和箱體接合面間應(yīng)加防漏用的墊圈。
8.2.7起吊裝置
當(dāng)減速器的質(zhì)量超過(guò)25KG時(shí)，為了便于搬運(yùn)，常需在箱體上設(shè)置起吊裝置。設(shè)計(jì)中上箱蓋設(shè)有兩個(gè)吊耳，下箱座鑄出四個(gè)吊鉤。
第九章 機(jī)架及成型裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算
9.1型輥軸的設(shè)計(jì)
9.1.1選擇軸的材料
選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。
9.1.2初步估算軸的的直徑
取軸徑為220mm
9.1.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
9.1.3.1初步選擇滾動(dòng)軸承
根據(jù)軸的受力，選取20000型調(diào)心滾子軸承，為了便于軸承的裝配，取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為23044型，其尺寸為。
9.1.3.2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
Ⅰ軸段安裝聯(lián)軸器，取，。Ⅱ軸段安裝軸承蓋。取軸段直徑， 。Ⅲ軸段加工螺紋M210，長(zhǎng)度23mm.IV軸段安裝軸承，取軸段直徑，，V段安裝軸承內(nèi)端蓋，取軸段直徑，。VI，VII段安裝輥心，便于結(jié)構(gòu)考慮，VI段軸徑略大于VII段，取軸段直徑， ， ， 。VIII段安裝軸承內(nèi)端蓋，取軸段直徑，。IX軸段安裝軸承，取軸段直徑，。
9.1.4軸的受力分析
9.1.4.1作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖
9.1.4.2軸受外力的計(jì)算
軸傳遞的轉(zhuǎn)矩
輥輪的圓周力
輥輪的徑向力
9.1.4.3求支反力
在水平面內(nèi)的支反力
由得
得
彎矩圖
在垂直面內(nèi)的支反力
由得
得
彎矩圖
扭矩圖
9.1.5軸的強(qiáng)度計(jì)算
按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算
由于齒輪作用力在D截面的最大合成彎矩
D截面的當(dāng)量彎矩
9.2輥心的設(shè)計(jì)
9.2.1選擇輥心的材料
選用碳素鑄鋼材料，強(qiáng)度和加工性良好。
9.2.2輥心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
輥心鑄成八邊形結(jié)構(gòu)，便于型板的安裝和更換。
9.3型板的設(shè)計(jì)
9.3.1型板材料的選擇
由于成型壓力大，球窩的接觸線(xiàn)磨損大，選用15Cr3Mo材料。持久強(qiáng)度較高。
9.3.2型板結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
輥輪的輥面分成八塊型板，每一塊用螺釘固定在輥心上，由于球窩的接觸線(xiàn)磨損較大，所以球窩交錯(cuò)排列。這樣有利于提高輥面的利用率，并且可以減少物料在輥面上非工作“突臺(tái)區(qū)”產(chǎn)生的峰壓。由前計(jì)算可得：
輥?zhàn)友刂芟虿寂徘蚋C數(shù)：=72
輥?zhàn)友貙挾确较蚩刹寂徘蚋C：=10.52 圓整取11排
輥?zhàn)訉挾龋?5×11+5×10+70=635mm
單塊型板的球窩布排沿周向是9個(gè)，布11排。
9.4機(jī)架的設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)中對(duì)輥成型機(jī)的機(jī)架采用螺桿固定式框架結(jié)構(gòu)。
結(jié)構(gòu)型式: 板焊結(jié)構(gòu)
特點(diǎn): 機(jī)架主要由鋼板拼焊而成，再以螺桿固定增加機(jī)架的強(qiáng)度。機(jī)架鋼板材料選擇具有良好可焊性的鋼板，選擇Q235-A。
第十章 強(qiáng)制加料裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算
10.1強(qiáng)制加料裝置的構(gòu)成
本設(shè)計(jì)采用寶塔式螺旋加料裝置,其結(jié)構(gòu)主要由立式加料電機(jī)、擺線(xiàn)針輪減速機(jī)、寶塔式加料螺旋、料斗等組成。本裝置除了用作加料外,還具有如下作用:(1)對(duì)物料預(yù)壓,將預(yù)壓力加于物料上;(2)利用預(yù)壓力使物料脫氣,從而增大物料的堆積密度;(3)可以使對(duì)輥型輪直徑及加載力減小,從而使成型機(jī)的尺寸及重量減少,成本降低。
10.2強(qiáng)制加料裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)
輸送物料名稱(chēng)為煤粉。具體參數(shù)如下：
物料容重γ／t·m ：1.0；
物料溫度／℃ ：<100；
輸送量Q／t·h～：35；
進(jìn)出料口：采用方形的，和機(jī)架采用螺栓固定。
螺旋輸送垂直放置。
10.3 具體設(shè)計(jì)與計(jì)算
10.3.1 螺旋直徑的設(shè)計(jì)
螺旋直徑設(shè)計(jì)的計(jì)算公式為
（1）
式中 D一螺旋直徑(m)；
K一物料綜合系數(shù)； ．
Q一輸送能力(t／h)；
C一傾角系數(shù)；
一物料容重(t／m。)；
一填充系數(shù)。
按式(1)計(jì)算得出的D值應(yīng)圓整為下列標(biāo)準(zhǔn)螺旋直徑：150mm，200mm，250mm，300mm，400mm，500mm，600mm。由參考文獻(xiàn)1可查得=O．35，K=O．0415。
螺旋輸送機(jī)垂直放置，查得C =1．0。按參考文獻(xiàn)9推薦采用實(shí)體螺旋面，螺旋節(jié)距t=O．8 D 。
故螺旋直徑D計(jì)算為
=0.26
圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，取D=0．3m。由于采用立式寶塔結(jié)構(gòu)，為了減少驅(qū)動(dòng)裝置的數(shù)目，采用單螺桿覆蓋整個(gè)型輥的方式，加大螺旋直徑，取D=0.6m。
10.3.2 螺旋軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算
螺旋軸轉(zhuǎn)速在滿(mǎn)足輸送能力的條件下不宜過(guò)高， 以免物料受到過(guò)大的切向力而被拋起，以致無(wú)法輸送。因此，螺旋軸轉(zhuǎn)速
式中 n一螺旋軸轉(zhuǎn)速(r／min)；
A一物料的綜合特性系數(shù)。A值與K值相應(yīng)，計(jì)算時(shí)應(yīng)成組選用。
按上式計(jì)算得出的轉(zhuǎn)速一值應(yīng)圓整為下列轉(zhuǎn)速：20r／min。30r／min，35r／min，45 r／min，60r／min，75r／min，90r／min，l20r／min，l50r／min，l90r／min。由參考文獻(xiàn)9查得 A=75，故螺旋軸轉(zhuǎn)速
=137r／min
圓整為標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速，取n=120r／min。
由于在輸送量Q=35t/h時(shí)，螺旋直徑D=300mm時(shí)的轉(zhuǎn)速n=120r/min.
當(dāng)螺旋旋直徑D=600時(shí)，n=120r/min時(shí)，輸送量Q大約是4倍，所以此時(shí)轉(zhuǎn)速n=30r/min,即可滿(mǎn)足要求。
10.3.3功率的計(jì)算 ．
10.3.3.1 螺旋加料所需功率
螺旋加料所需軸功率的確定為
=Q( ω·L±H)／367
式中一螺旋軸上所需的功率(kW)；
H一螺旋輸送機(jī)傾斜布置時(shí)在垂直平面上的投影高度(m)；
L一螺旋輸送機(jī)水平投影長(zhǎng)度(m)；
ω一物料的阻力系數(shù)。
由參考文獻(xiàn)11查得ω=2．5，故螺旋輸送機(jī)所需軸功率N計(jì)算為
=Q(ω·L±H)／367=0.15KW
電動(dòng)機(jī)功率的確定為
式中一電動(dòng)機(jī)功率；
K一功率備用系數(shù)，電動(dòng)機(jī)K=1．4；
一驅(qū)動(dòng)裝置總效率，一般取0．9—0．94。
故驅(qū)動(dòng)裝置電動(dòng)機(jī)功率N為
N =K／=0.23kW
考慮到其他很多因素,電機(jī)功率選擇4.5KW.型號(hào)YD132S-4/2，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。減速比50，選擇擺線(xiàn)針輪減速器ZLD
第十一章 液壓加載裝置的選型
選用UZ系列微型液壓泵站，油箱容積20L，最大壓力20MPa。
結(jié)論
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)近三個(gè)多月的時(shí)間，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是工業(yè)對(duì)輥成型機(jī)的整機(jī)設(shè)計(jì)。GD1146/90型對(duì)輥成型機(jī)，基本上可以滿(mǎn)足年產(chǎn)10萬(wàn)噸的要求。該機(jī)型具有剛性好、效率高、操作靈活等特點(diǎn)。
此次設(shè)計(jì)對(duì)輥成型機(jī)，主要有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：
1．由于采用了安全聯(lián)軸器，可以避免成型機(jī)在工作時(shí)由于物料(粉煤)帶有的小件鐵器等堅(jiān)硬物進(jìn)入輥輪嚙合區(qū)而阻止輥輪的轉(zhuǎn)動(dòng)。所以設(shè)計(jì)的聯(lián)軸器具有退讓和安全保護(hù)的功能。
2．采用方形軸承座。對(duì)于固定對(duì)輥組件,其軸承座由定位平衡固定在機(jī)架的上、下端架之間;對(duì)于活動(dòng)對(duì)輥組件,其軸承座可以沿上、下端架上的導(dǎo)向平鍵平移。在活動(dòng)對(duì)輥組件有液壓加載裝置，可以提高成型力，并且在有較硬的鐵器物質(zhì)或其他物質(zhì)進(jìn)入輥輪間時(shí)可以避讓?zhuān)悦鈸p壞對(duì)輥組件。
3．聯(lián)軸器與對(duì)輥軸之間采用脹套聯(lián)接技術(shù)。二對(duì)輥輥輪球窩間必須有極好的對(duì)中性,否則會(huì)嚴(yán)重影響成型質(zhì)量。采用脹套聯(lián)接,可以方便地松開(kāi)脹套對(duì)輥輪進(jìn)行調(diào)整,保證了型煤的成球率。
4．本成型機(jī)采用強(qiáng)制加料裝置，可以對(duì)煤進(jìn)行預(yù)壓，增加煤的堆積密度。提高煤的成球強(qiáng)度。
在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下，我不僅完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，對(duì)成型機(jī)的成型原理有了更深的了解，而且還學(xué)到了很多書(shū)本上沒(méi)有的知識(shí)，拓寬了自己的知識(shí)面。另外還提高了綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，為將來(lái)工作打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。