1015噸H強迫給料工業(yè)對輥成型機畢業(yè)論文

1、 . 中國礦業(yè)大學本科生畢業(yè)論文學 院： 中國礦業(yè)大學 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造與其自動化 論文題目： 10-15噸/H強迫給料工業(yè)對輥成型機 專 題： 成型工作原理 摘 要工業(yè)型煤的發(fā)展對于提高煤炭利用率、節(jié)約能源以與減少環(huán)境的污染等方面有著重要意義。而工業(yè)對輥成型機是整個生產(chǎn)工業(yè)型煤設(shè)備中必不可少的機械設(shè)備。對輥成型機與其他同類產(chǎn)品相比較，具有成球率高、消耗功率小，結(jié)構(gòu)緊湊便于檢修調(diào)試等鮮明的技術(shù)優(yōu)勢。本文主要描述了對輥成型機的整體設(shè)計要求與相關(guān)部位的計算。工業(yè)對輥成型機主要由電動機、帶輪、減速機、給料系統(tǒng)、軸承、壓輥、承壓系統(tǒng)以與潤滑系統(tǒng)等機構(gòu)組成的。本次設(shè)計為使兩對輥之間保持良好的對中性

2、，從而保證型煤的質(zhì)量，在對輥的輥輪與輥軸之間采用脹套無鍵連接技術(shù)，以便根據(jù)需要對輥輪進行相應(yīng)的調(diào)整。本次設(shè)計采用同步式齒輪傳動箱傳動，給料方式是自重給料。采用液壓平衡成型力，優(yōu)點是生產(chǎn)機動靈活，可以調(diào)整壓力，保護壓輥不受損。另外本次設(shè)計采用螺桿固定式框架結(jié)構(gòu)，以滿足結(jié)構(gòu)簡單、承載能力強、裝拆方便的需要。關(guān)鍵詞：工業(yè)型煤；對輥成型機；自重給料；液壓平衡成型力；螺桿固定式框架結(jié)構(gòu)ABSTRACTThe development ofindustrial briquettecoal can improve the utilization of coal, save energy and reduce

3、environmental pollutionand other aspectsof great significance.Theindustryon the rollforming machineis theproduction of industrialbriquette equipmentessentialmachinery and equipment.On the rollforming machineandother similar products, compared with the ball high, power consumption is small,compact an

4、deasy maintenanceand debuggingdistincttechnical advantages.This paperdescribes theoverall design ofrollforming machinerequirements and therelevant partsof thecalculation.Industry on theroll formingmachine mainlyconsists of motor,pulley, gear, feeding systems, bearings, roller,pressuresystems, andoth

5、erinstitutions of thelubrication system. The designof the twopair of rollsisgoodbetweenthe neutral, so as to ensurethe quality ofcoal, thepair of rollersbetween therollersof the rollsleevekeylessconnectionusingexpansiontechniques tobebased onthe need forrollersadjusted accordingly.Thedesignuses asyn

6、chronousgearbox drive, feeding methodisweightfeed.Hydraulicbalancingforming force, the advantage of producingflexible,you can adjust thepressureto protect thepressureroller is notdamaged. Other the design uses ascrewfixedframestructure to meet thesimple structure,strong bearing capacity, easy assemb

7、ly and disassemblyneeds.Keywords:industrial coal; on the roll forming machine;weight feeding; hydraulically balanced shaping force;screw fixed frame structure.目 錄1 緒 論11.1型煤機械在工業(yè)型煤技術(shù)的重要地位11.2工業(yè)型煤的發(fā)展歷史11.3國工業(yè)型煤的發(fā)展狀況11.4國外工業(yè)型煤的發(fā)展狀況21.5工業(yè)型煤成型機工作機理31.6影響型煤的成型因素51.6.1型煤對輥成型機的成型壓力51.6.2煤料粒度、給配對煤料成型帶來的影響51

8、.6.3物料的水分在成型過程中的影響61.6.5物料的成型特性在成型過程中的影響72 型輥的計算72.1確定傳動方案72.2對輥成型機的主要參數(shù)與設(shè)計要求72.3輥子的寬度計算82.4型球的分布82.5輥子的長度計算82.6對輥成型機電動機的選擇92.7傳動比的分配與計算92.8各級軸的參數(shù)計算103 V帶的計算123.1 確定V帶型號123.2 確定帶輪基準直徑、123.3 驗算V帶速度123.4 確定V帶長度L與中心距a123.5 驗算小帶輪包角133.7計算單根V帶的拉力133.8軸上的力的計算144 減速器齒輪的設(shè)計計算144.1第一對嚙合齒輪的計算144.1.1選擇齒輪材料144.1

9、.3齒根彎曲疲勞強度的計算與校核174.1.4齒輪主要尺寸的設(shè)計計算184.2第二對嚙合齒輪的計算194.2.1選擇齒輪材料194.2.2齒面接觸疲勞強度的計算194.2.3齒根彎曲疲勞強度的計算與校核224.2.4齒輪主要尺寸的設(shè)計計算244.3第三對嚙合齒輪的計算254.3.1選擇齒輪材料254.3.2齒面接觸疲勞強度的計算254.3.3齒根彎曲疲勞強度的計算與校核284.3.4齒輪主要尺寸的設(shè)計計算294.4第四對嚙合齒輪的計算304.4.1選擇齒輪材料304.4.2齒面接觸疲勞強度的計算304.4.3齒根彎曲疲勞強度的計算與校核334.4.4齒輪主要尺寸的設(shè)計計算345 減速器軸的設(shè)計

10、計算355.1 I號軸的計算355.1.1 初步估算I號軸的最小直徑355.1.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計365.1.3軸的強度校核375.2 II號軸的計算395.2.1 初步估算II號軸的最小直徑395.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計395.2.3 軸的強度校核405.3 III號軸的計算425.3.1 初步估算III號軸的最小直徑425.3.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計435.3.3 軸的強度校核445.4 IV號軸的計算455.4.1 初步估算IV號軸的最小直徑455.4.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計465.4.3 軸的強度校核475.5 V號軸的計算495.5.1 初步估算V號軸的最小直徑495.5.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計495.5.

11、3 軸的強度校核506 軸承的校核526.1 I號軸上的軸承校核526.1.1軸承合成支反力的計算526.1.2軸承的派生軸向力計算526.1.3軸承的軸向載荷的計算526.1.4軸承的當量動載荷的計算526.1.5軸承壽命的計算536.2II號軸上的軸承校核536.2.1軸承合成支反力的計算536.2.2軸承的派生軸向力計算536.2.3軸承的軸向載荷的計算546.2.4軸承的當量動載荷的計算546.2.5軸承壽命的計算546.3III號軸上的軸承校核556.3.1軸承合成支反力的計算556.3.2軸承的派生軸向力計算556.3.3軸承的軸向載荷的計算556.3.4軸承的當量動載荷的計算55

12、6.3.5軸承壽命的計算566.4 IV號軸上的軸承校核566.4.1軸承合成支反力的計算566.4.2軸承的派生軸向力計算566.4.3軸承的軸向載荷的計算566.4.4軸承的當量動載荷的計算576.4.5軸承壽命的計算576.5 V號軸上的軸承校核576.5.1軸承合成支反力的計算586.5.2軸承的派生軸向力計算586.5.3軸承的軸向載荷的計算586.5.4軸承的當量動載荷的計算586.5.5軸承壽命的計算587 減速器軸鍵的校核597.1 I號軸鍵的校核597.2 II號軸鍵的校核597.3 III號軸鍵的校核597.4 IV號軸鍵的校核607.5V號軸鍵的校核608減速器箱體的設(shè)計

13、609同步齒輪的計算619.1選擇齒輪材料619.2齒面接觸疲勞強度的計算619.3齒根彎曲疲勞強度的計算與校核639.4齒輪主要尺寸的設(shè)計計算6410 型輥機構(gòu)的計算6510.1輥軸的計算6510.1.1初步估算I號軸的最小直徑6510.1.2輥軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計6610.1.3輥軸的校核6610.2軸承的校核6810.2.1軸承合成支反力的計算6810.2.2軸承的派生軸向力計算6910.2.3軸承的軸向載荷的計算6910.2.4軸承的當量動載荷的計算6910.2.5軸承壽命的計算6910.3鍵的校核7011對輥成型機其他關(guān)鍵部位的設(shè)計7011.1型板材料的選擇7011.2液力加載系統(tǒng)7111.

14、3安全聯(lián)軸器的選擇7111.4機架的設(shè)計7111.5壓輥的設(shè)計7112設(shè)計總結(jié)72參考文獻73翻譯部分73英文原文73中文翻譯：79致 8586 / 941 緒 論我國的主要能源是煤炭。煤炭利用率的提高對于整個國民經(jīng)濟的發(fā)展有著重大意義。然而，原煤不經(jīng)過加工而直接用于燃燒，不僅利用率低，浪費能源，而且產(chǎn)生大量的煤煙以與溫室氣體的排放發(fā)，嚴重污染環(huán)境。隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展以與能源的日益短缺，人們迫切需要一種有效的節(jié)能方法。而采用清潔煤技術(shù)，正是提高煤炭利用效率以與減少環(huán)境污染的重要途徑之一。工業(yè)型煤成套技術(shù)就是其中一種比較成熟的方法,通過添加助劑對粉煤進行混捏成型,用作工業(yè)鍋爐和窯爐的燃料,與

15、直接燃燒散煤相比,煙塵排放量可減少60%,SO排放量可減少50%，而且建廠投資少、周期短、易于推廣等等。1.1型煤機械在工業(yè)型煤技術(shù)的重要地位由于過去我國對工業(yè)型煤機械不夠重視，在其方面的研究很少，所以到如今，我國生產(chǎn)工業(yè)型煤的主要方式是采用粉煤添加粘結(jié)劑來低壓成型工業(yè)型煤。實際上,恰恰成型機械是型煤生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備,這致使我國的工業(yè)型煤技術(shù)落后于國外。不過，近年來，隨著我國科學技術(shù)的發(fā)展，在這方面正不斷地縮小與發(fā)達國家之間的差距。而用的有粘結(jié)劑的低壓成型工藝存在著諸如其過程十分耗時繁瑣、能源消耗大、相關(guān)的機械設(shè)備舊、添加劑昂貴等等不利因素,致使型煤的生產(chǎn)成本偏高,生產(chǎn)廠家獲得的利潤很低，不利于

16、向廣大市場推廣。本論文設(shè)計的是工業(yè)對輥成型機械，采用壓輥擠壓成型工業(yè)型煤，這樣可以不用粘結(jié)劑，以減少成本。1.2工業(yè)型煤的發(fā)展歷史過去，我國生產(chǎn)工業(yè)型煤所使用的型煤機械設(shè)備大多是仿國外制造的，由于生產(chǎn)力水平不高，存在著諸如型煤設(shè)備配置不合理、電機選型不匹配等等問題，結(jié)果導(dǎo)致型煤成型工藝水平落后于國外幾十年的巨大差距。當時所使用的型煤機械設(shè)備存在著許多的問題，例如：機械性能差、耗電量大、經(jīng)常折斷軸、成型率低、型煤質(zhì)量差等等。為了解決這些問題，工程師們不辭勞苦地努力奮斗，后來經(jīng)過不斷地研制和改造，終于使型煤設(shè)備的各方面的性能都得到很大程度上的提高。1.3國工業(yè)型煤的發(fā)展狀況我國型煤技術(shù)的發(fā)展狀況可

17、以概括為起步晚，發(fā)展慢。實際上，為了減少能源的浪費以與減小對于環(huán)境的破壞污染，我國是從20世紀50年代起才開始研究民用型煤。60年代到70年代，國開展了大規(guī)模的民用型煤研究，并且隨后研制出了以無煙煤為原料的上點火蜂窩煤。1980年后開始研究與開發(fā)工業(yè)型煤技術(shù)，并且取得了明顯的成就。但總體上與發(fā)達國家比較，還存在著不小的差距，特別是在型煤專用設(shè)備的開發(fā)研究方面，差距依然十分巨大。綜上所述，我國在型煤機械設(shè)備上的研制和開發(fā)對于解決能源資源日益短缺，環(huán)境污染問題等等，有著重大作用，是一件利國利民的好事。工業(yè)上我國目前普遍采用機制冷壓一次成型來生產(chǎn)工業(yè)型煤。主要的成型設(shè)備有對輥成型機和擠出機等等。工業(yè)

18、對輥成型壓力相對較低,一般在25 MPa左右。型煤的形狀有圓形、方形、枕形、棒形等等。國用于生產(chǎn)工業(yè)型煤的粘結(jié)劑可分為無機質(zhì)、有機質(zhì)以與兩者結(jié)合起來的復(fù)合粘結(jié)劑。目前國注重于開發(fā)具有良好冷態(tài)強度和防水性能的免烘干粘結(jié)劑，以此來大規(guī)模生產(chǎn)工業(yè)型煤，減少成本。目前國生產(chǎn)型煤的設(shè)備主要有兩種發(fā)展趨勢：其一，由國外引進高壓成型設(shè)備；其二，大力推廣國研制的低壓爐成型設(shè)備。兩種發(fā)展趨勢可以有效地降低生產(chǎn)成本,提高型煤的成型質(zhì)量,加快我國工業(yè)型煤規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化進程。另外，由于型煤的生產(chǎn)成本高于原煤,并且型煤的生產(chǎn)要消耗能源電能,而生產(chǎn)廠家的目的是追求一定的經(jīng)濟利潤,導(dǎo)致型煤的價格一般比原煤高出幾十塊錢。型煤

19、所帶來的經(jīng)濟利潤十分的少,于是在市場經(jīng)濟調(diào)節(jié)下,難以擁有市場。這是中國工業(yè)型煤很難在市場普遍推廣的根本原因。工業(yè)型煤爐前成型技術(shù)是節(jié)能技術(shù)改造重要的一部分，但其不能很好地減少環(huán)境污染。1.4國外工業(yè)型煤的發(fā)展狀況國外型煤發(fā)展已有半個多世紀的歷史。生產(chǎn)量較大，技術(shù)較成熟的國家有英國、法國、德國、日本等。國外壁爐用型煤較多，生產(chǎn)能力最大能達到50萬t/年。國外型煤生產(chǎn)工藝、粘結(jié)劑配方、型煤機械設(shè)備都較先進，技術(shù)成熟，能夠形成生產(chǎn)規(guī)模。國外整套型煤設(shè)備中壓球機發(fā)展的主要趨勢是為了提高型煤產(chǎn)品質(zhì)量，加大成型壓力。型煤設(shè)備中壓球機的研發(fā)方法主要有兩種，一種是加大成型壓輥直徑，另一種是加上預(yù)壓機構(gòu)和必要的

20、控制系統(tǒng)兩級成型。為了解決壓球機沿輥寬壓力不均的問題，可以在壓球機上增加復(fù)雜的分行調(diào)壓機構(gòu)，但這大增加了壓球機的加工成本。由于國外發(fā)達國家正在尋找研究新的能源，研究其它潔凈燃料和技術(shù)，國外型煤業(yè)日趨萎縮。目前，成型用立式調(diào)和機正向中心供熱、高速混合、自動定量出料方向發(fā)展。1.5工業(yè)型煤成型機工作機理成型機是工業(yè)型煤成型過程中關(guān)鍵的機械設(shè)備，其性能將直接影響型煤生產(chǎn)線上生產(chǎn)型煤的質(zhì)量。工業(yè)對輥成型機是成型機的主要機型之一，它有一對直徑一樣、水平方向上相互平行并且彼此間存在著一定間隙的圓柱形壓輥，壓輥上分布著許多形狀和大小一樣并且交錯排列的成型槽，壓輥是對輥成型機的關(guān)鍵部件，如圖1-1所示。

21、60;圖1-1對輥成型機工作示意圖-型煤設(shè)備配置與選型工業(yè)對輥成型機在電動機的驅(qū)動下，帶動兩個壓輥以一樣速度、相反方向轉(zhuǎn)動，當原煤落入兩壓輥之間并且在A處開始受壓時，煤料在相應(yīng)兩成型槽之間受擠壓致使其體積被壓縮；隨著壓輥連續(xù)轉(zhuǎn)動，成型槽逐漸閉合，并且成型壓力逐步增大，當壓輥轉(zhuǎn)動到兩個成型槽距離最小時成型壓力達到最大值，型煤固定成型。然后壓輥繼續(xù)轉(zhuǎn)動使成型槽逐漸分離，成型壓力也隨之逐漸減小。在成型壓力減至零之前，擠壓成型的型煤就開始自動脫落。由工業(yè)型煤機械設(shè)備的配置與選型研究可知，按圖2來分析成型槽對原煤的成型作用力原理。為簡明論述，我們把成型槽中點看做成型槽對原煤的受力作用點，在A、B兩點同時

22、作用一對壓力。為方便計算，我們設(shè)壓輥的A 點為研究對象，在A點壓輥對煤料產(chǎn)生一個壓力J)。該作用力可分解為兩個力，垂直力Pslna 對煤料起著支撐的作用，使煤料脫離壓輥；而水平力Pcosa 對原煤料產(chǎn)生擠壓作用。并且同時，壓輥對煤料產(chǎn)生一個摩擦力F。此摩擦力也可以分解為兩個作用力，垂直分力Fcosa使煤料被擠壓到兩壓輥之間，而水平分力Fslna則克服煤料的阻力，從而讓煤料被壓縮成型。 圖1-2型煤成型時的受力分析要使壓輥能咬入煤料并且正常工作，必須滿足以下條件：  圖1-2型煤成型時的受力分析公式圖上述式中P為煤料與壓輥之間的摩擦角。由此可以得出結(jié)論：工業(yè)對輥成型

23、機要想正常工作必須使壓輥上的咬入角于或者等于煤料與壓輥間的摩擦角 。綜上所述可以得出，煤料的壓制主要是在咬合區(qū)進行的，在進入咬合區(qū)前煤料只起搖實密度的作用。成型機一個很重要的參數(shù)便是咬合角，在一樣壓輥直徑的條件下，咬合角越大，則咬合區(qū)H越大，被咬入煤料的體積就越大，壓縮率和成型壓力也就隨之而增大。咬合角的大小與煤料的特性有關(guān)。一般大約在左右。一般在咬合角一樣的條件下，增大壓輥直徑就增大咬合區(qū)的寬度，進而可以增大型煤的壓縮率和成型強度，這也是現(xiàn)在國外工業(yè)型煤成型機壓輥向大直徑方向發(fā)展的主要原因。然而，增大壓輥直徑的同時，也應(yīng)該考慮到負面影響。1.6影響型煤的成型因素煤料的成型除了與壓輥的直徑和寬

24、度以與輥子的轉(zhuǎn)速、兩對輥之間的中心距相關(guān)外還與對輥成型機的成型壓力、煤料的粒度、物料的水分、粘結(jié)劑與煤料的配比、煤料的成型特性等因素息息相關(guān)，因此在設(shè)計過程中需要將這些因素也考慮到其中。1.6.1型煤對輥成型機的成型壓力煤炭原料在壓輥上成型槽的填滿程度在一定程度上決定著對輥成型機成型壓力的大小，而成型壓力的大小對于型煤的成型質(zhì)量又起著至關(guān)重要的作用。當成型壓力小于壓潰力時，型煤的機械強度隨成型壓力的增大而提高。煤種不同，其壓潰力也有所差別。一般，型煤的成型壓力有一個最佳值，其主要與成型物料的種類、成型物料的水分、成型物料的粒度組成以與成型所用的粘結(jié)劑種類和用量等因素有密切的關(guān)系。所以說，為了能

25、使對輥成型機產(chǎn)生足夠大的壓力來壓實成型槽里面的煤球，需要將成型槽里面的煤料填充滿。因為煤料填充得越多，則在兩對輥成型時對煤料擠壓產(chǎn)生的反作用力就越大，從而使煤料越容易成型。1.6.2煤料粒度、給配對煤料成型帶來的影響煤料粒度的大小與料度級配分布也是影響型煤的成型強度與成型率的重要因素之一。在成型過程中，煤料過粗過細不僅會消耗電動機的動力，浪費能源，而且還會增加粘結(jié)劑的用量，使其灰分增大固定碳含量低，最終影響型煤的成型質(zhì)量。所以，通過對成型強度與成型率良好的情況下，最佳煤料粒度與料度級配跟蹤測試結(jié)果對比，存在著一個較好的粒度圍。實踐證明，較小的物料粒度有利于粒子的緊密排列，型煤壓球機采用粘合劑成

26、型工藝時，最佳粒度組成應(yīng)使物料的總比表面最小的粒子間的總空隙也最小，以減少粘合劑用量，從而降低型煤的生產(chǎn)成本。確定物料粒度與粒度組成時，應(yīng)該遵循以下兩個原則：（1）確保煤料顆粒在型塊的以最為緊密的方式排列，以提高型煤的成型質(zhì)量。實踐證明，較小的物料粒度有利于粒子的緊密排列；（2）若采用粘結(jié)劑生產(chǎn)工業(yè)型煤工藝時，最佳粒度組成應(yīng)該使煤料的總表面達到最小值、煤料顆粒間的總空隙也達到最小值，這樣可以減少粘結(jié)劑的用量，從而降低型煤的生產(chǎn)成本。1.6.3物料的水分在成型過程中的影響型煤成型水分的大小直接關(guān)系到型煤的成型率、固化時間、初期強度、后期強度等等。型煤生產(chǎn)線要求被壓制物料含水量不的超過最佳含水量圍

27、，當然具體物料壓制時含水量要求也不同。物料中的水分在成型過程中的作用主要有： （1）適量的水分可以在成型過程中起潤滑劑的作用，也可以降低成型系統(tǒng)的摩擦力，提高型煤的成型質(zhì)量。若是物料的水分過多，顆粒表面的水層變厚，就會影響顆粒之間的充分密集，并且降低型煤的成型質(zhì)量。而且，物料水分過多則在型煤干燥時易產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致型煤發(fā)生碎裂現(xiàn)象； （2）如果在工業(yè)型煤成型過程中采用親水性粘結(jié)劑，適量的水分會起著預(yù)先潤濕物料粒子表面的作用，從而時物料的粒子更容易相互粘結(jié)。但是如果水分過多的話，反而會使粘結(jié)劑失效。根據(jù)研究得出比較適宜的成型水分圍一般在10%15%之間； （3）如果工業(yè)型煤成型過程中采用疏水性粘結(jié)

28、劑成型，則物料的水分會減弱粘結(jié)劑對型煤成型的效果，所以在成型時一般控制物料的水分在4%以下。1.6.4粘結(jié)劑與物料的配比對煤料成型的影響由于大部分煤種的成型性能較差，因而采用粘結(jié)劑的成型工藝應(yīng)用較為普遍。此時，粘結(jié)劑的用量不但是型煤強度的關(guān)鍵影響因素，而且對型煤生產(chǎn)成本有非常重要的影響。從粘結(jié)劑在成型過程中固結(jié)后的方面來說，增大粘結(jié)劑的用量有利于提高型煤的成型質(zhì)量；但從型煤的成型過程來說，增大粘結(jié)劑的用量將減小成型壓力并且降低型煤的質(zhì)量；再從型煤脫模的穩(wěn)定性這方面來說，增大粘結(jié)劑的用量也不利于提高型煤的質(zhì)量。所以，一般需要反復(fù)試驗來確定一個最佳的粘結(jié)劑用量。1.6.5物料的成型特性在成型過程中

29、的影響物料的成型特性是在型煤成型過程影響煤料成型的關(guān)鍵的在因素，其中以物料的彈性與塑性的影響最為突出。原煤的塑性越高，其煤料的成型特性就會越好。泥炭、褐煤等煤種均富含塑性高的瀝青質(zhì)和腐植酸物質(zhì)，所以它們的成型特性好，成型質(zhì)量高，甚至可以不使用粘結(jié)劑來成型工業(yè)型煤。隨著煤化度的提高，煤的塑性逐漸下降，其成型特性也逐漸變差。對煤化度較高的煤，一般需添加粘結(jié)劑以增加煤料的塑性方可成型。2 型輥的計算2.1確定傳動方案本次設(shè)計的對輥成型機是由電動機通過帶傳動帶動一個同步減速器，再通過可調(diào)節(jié)聯(lián)軸器帶動兩個輥子同步相向轉(zhuǎn)動，傳動方案如下圖2-12.2對輥成型機的主要參數(shù)與設(shè)計要求輥子轉(zhuǎn)速：10-12轉(zhuǎn)/分

30、（即輥子圓周速度為）;成型壓力：；小時產(chǎn)量10-15噸；給料方式：自重給料；型球尺寸：；枕形結(jié)構(gòu)采用液壓平衡成型力；螺桿固定式框架結(jié)構(gòu)；同步式齒輪傳動箱。2.3輥子的寬度計算因為設(shè)計給出的工況為，即 可得輥子半徑 2.4型球的分布棍子的周長周向單列最多可為 個由于各成型槽之間存在間距，將暫定周向單列成型槽數(shù) ，間距定為6 mm單個型煤的質(zhì)量 是煤的密度，通常取所以其質(zhì)量由于要符合每小時產(chǎn)量 的要求，需要產(chǎn)出的型煤的數(shù)量為所以成型輥上的成型槽列數(shù)取成型輥上的成型槽列數(shù)2.5輥子的長度計算因此輥子的實際寬度輥子的直徑D=2 r = 800 mm，寬度為341mm2.6對輥成型機電動機的選擇已知成型

31、時成型壓力，輥寬工作阻力阻力轉(zhuǎn)矩T=工作功率P=傳動裝置的總效率 查機械手冊可得 可求得總效率則可求得電機功率經(jīng)研究決定采用同步轉(zhuǎn)速的Y系列電動機。所選用的電動機為，6極電機，額定轉(zhuǎn)速，額定功率為。2.7傳動比的分配與計算此傳動裝置采用圓柱直齒輪減速器，分配傳動比要考慮一下原則：1）各級齒輪傳動的承載能力大致一樣。2）各級傳動中的大齒輪浸油深度大致一樣。由于所選電機額定轉(zhuǎn)速，工作時電機轉(zhuǎn)速，因此其總傳動比經(jīng)查機械手冊可知普通V帶傳動比，通常取2-4，因為V帶傳動比不宜過大，所以一般應(yīng)使。這樣可使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，因而取。所以減速器的傳動比分配各級傳動比校核傳動比，該傳動比在合理圍。2.8各級軸

32、的參數(shù)計算將傳動裝置中的各軸從高速級到低速級排列依次為I號軸、II號軸，III號軸，相鄰兩軸之間的傳動比為、，各軸的輸入功率為、，各軸的轉(zhuǎn)速為、，各軸的輸入轉(zhuǎn)矩為、，另外0軸即為電動機軸，因而各軸的功率、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩的計算如下：0軸：I軸：II軸：III軸：IV軸：V軸：3 V帶的計算3.1 確定V帶型號工作情況系數(shù) 查機械手冊表4.6得計算功率V帶型號根據(jù)和值查機械手冊圖4.6得選用C型V帶3.2 確定帶輪基準直徑、小帶輪直徑查機械手冊表4.7得=200-355 mm，取已知，取彈性滑動系數(shù) 大帶輪直徑，取3.3 驗算V帶速度由于要求帶速在5m-25m之間，所以帶速符合要求。3.4 確定V帶長

33、度L與中心距a初定中心距初算V帶基準長度查機械設(shè)計手冊可圓整得實際中心距a的計算3.5 驗算小帶輪包角3.6 V帶根數(shù)z的確定單根V帶試驗條件下許用功率查機械設(shè)計手冊得傳遞功率增量查機械手冊表4.5可得包角系數(shù)查機械手冊表4.8可得長度系數(shù)查機械手冊表4.3可得V帶根數(shù)z經(jīng)圓整可得z=5 根3.7計算單根V帶的拉力V帶單位長度的質(zhì)量m查相關(guān)資料得m=0.3kg/m =578.94N3.8軸上的力的計算4 減速器齒輪的設(shè)計計算4.1第一對嚙合齒輪的計算4.1.1選擇齒輪材料小齒輪：40Cr，調(diào)質(zhì)，大齒輪：45，正火，4.1.2齒面接觸疲勞強度的計算確定齒輪傳動精度等級，由于，估取圓周速度，查機械

34、設(shè)計手冊可得其精度等級為II公差組8級。求小齒輪分度圓直徑齒寬系數(shù)查機械手冊可按齒輪相對軸承為非對稱布置小齒輪齒數(shù)推薦值圍為20-40，取大齒輪齒數(shù)，圓整取齒數(shù)比u傳動比誤差由于誤差在圍，所以所選齒輪齒數(shù)合適。小齒輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù)K使用系數(shù)查機械手冊得動載荷系數(shù)推薦值圍為1.05-1.4，選取齒向載荷分配系數(shù)推薦值圍為1.0-1.2，選取齒間載荷分配系數(shù)推薦值圍為1.0-1.2，選取載荷系數(shù)K許用接觸應(yīng)力查機械手冊可得接觸疲勞極限求應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N可得 查機械手冊可得接觸強度的壽命系數(shù)、查機械設(shè)計手冊可得接觸強度最小安全系數(shù)則材料彈性系數(shù)查機械設(shè)計手冊可得節(jié)點區(qū)域系數(shù)查機械設(shè)計手冊,由可得重合度系

35、數(shù)推薦值圍為0.85-0.92，選取經(jīng)計算可得齒輪模數(shù)m，圓整取m =5小齒輪分度圓直徑圓周速度v與估計值相近，故滿足設(shè)計要求。故小齒輪分度圓直徑=135mm大齒輪分度圓直徑標準中心距a =255mm齒寬b圓整取b=113 mm大齒輪齒寬小齒輪齒寬=120 mm4.1.3齒根彎曲疲勞強度的計算與校核許用彎曲應(yīng)力彎曲疲勞極限機械設(shè)計手冊，雙向傳動乘0.7彎曲強度壽命系數(shù)查機械設(shè)計手冊可得彎曲強度尺寸系數(shù)查機械設(shè)計手冊可得彎曲強度最小安全系數(shù)查機械設(shè)計手冊可得則由=1.72重合度系數(shù) =0.68由式6-10齒形系數(shù)應(yīng)力修正系數(shù)由此可得由于，故齒根彎曲強度滿足設(shè)計要求。4.1.4齒輪主要尺寸的設(shè)計計

36、算分度圓直徑d齒頂高齒根高 =6.25 mm齒全高h齒頂圓直徑齒根圓直徑基圓直徑齒距p齒厚s齒槽寬e頂隙c中心距a傳動比4.2第二對嚙合齒輪的計算4.2.1選擇齒輪材料小齒輪：40Cr，調(diào)質(zhì)，大齒輪：45，正火，4.2.2齒面接觸疲勞強度的計算確定齒輪傳動精度等級，由于，估取圓周速度，查機械設(shè)計手冊可得其精度等級為II公差組8級。求小齒輪分度圓直徑齒寬系數(shù)查機械設(shè)計手冊可按齒輪相對軸承為非對稱布置小齒輪齒數(shù)推薦值圍為20-40，取大齒輪齒數(shù)，圓整取齒數(shù)比u傳動比誤差由于誤差在圍，所以所選齒輪齒數(shù)合適。小齒輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù)K使用系數(shù)查機械設(shè)計手冊得動載荷系數(shù)推薦值圍為1.05-1.4，選取齒向載荷

37、分配系數(shù)推薦值圍為1.0-1.2，選取齒間載荷分配系數(shù)推薦值圍為1.0-1.2，選取載荷系數(shù)K許用接觸應(yīng)力查機械手冊可得接觸疲勞極限求應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N可得 查機械設(shè)計手冊可得接觸強度的壽命系數(shù)、查機械設(shè)計手冊可得接觸強度最小安全系數(shù)則材料彈性系數(shù)查機械設(shè)計手冊可得節(jié)點區(qū)域系數(shù)查機械設(shè)計手冊,由可得重合度系數(shù)推薦值圍為0.85-0.92，選取經(jīng)計算可得齒輪模數(shù)m，圓整取m =6小齒輪分度圓直徑圓周速度v與估計值相近，故滿足設(shè)計要求。故小齒輪分度圓直徑=180mm大齒輪分度圓直徑標準中心距a=327mm齒寬b圓整取b=150 mm大齒輪齒寬小齒輪齒寬 =156mm4.2.3齒根彎曲疲勞強度的計算與校

38、核許用彎曲應(yīng)力彎曲疲勞極限查機械設(shè)計手冊，雙向傳動乘0.7彎曲強度壽命系數(shù)查機械設(shè)計手冊可得彎曲強度尺寸系數(shù)查機械設(shè)計手冊可得彎曲強度最小安全系數(shù)查機械設(shè)計手冊可得則由=1.73重合度系數(shù) =0.68由式6-10齒形系數(shù)應(yīng)力修正系數(shù)由此可得由于，故齒根彎曲強度滿足設(shè)計要求。4.2.4齒輪主要尺寸的設(shè)計計算分度圓直徑d齒頂高齒根高 =7.5 mm齒全高h齒頂圓直徑齒根圓直徑基圓直徑齒距p齒厚s齒槽寬e頂隙c中心距a傳動比4.3第三對嚙合齒輪的計算4.3.1選擇齒輪材料小齒輪：40Cr，調(diào)質(zhì)，大齒輪：45，正火，4.3.2齒面接觸疲勞強度的計算確定齒輪傳動精度等級，由于，估取圓周速度，查機械設(shè)計手

39、冊可得其精度等級為II公差組8級。求小齒輪分度圓直徑齒寬系數(shù)查機械設(shè)計手冊可按齒輪相對軸承為非對稱布置小齒輪齒數(shù)推薦值圍為20-40，取大齒輪齒數(shù)，圓整取齒數(shù)比u傳動比誤差由于誤差在圍，所以所選齒輪齒數(shù)合適。小齒輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù)K使用系數(shù)查機械設(shè)計手冊得動載荷系數(shù)推薦值圍為1.05-1.4，選取齒向載荷分配系數(shù)推薦值圍為1.0-1.2，選取齒間載荷分配系數(shù)推薦值圍為1.0-1.2，選取載荷系數(shù)K許用接觸應(yīng)力查機械手冊可得接觸疲勞極限求應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N可得 查機械設(shè)計手冊可得接觸強度的壽命系數(shù)、查機械設(shè)計手冊可得接觸強度最小安全系數(shù)則材料彈性系數(shù)查機械設(shè)計手冊可得節(jié)點區(qū)域系數(shù)查機械設(shè)計手冊,由可得重

40、合度系數(shù)推薦值圍為0.85-0.92，選取經(jīng)計算可得齒輪模數(shù)m，圓整取m=8小齒輪分度圓直徑圓周速度v與估計值相近，故滿足設(shè)計要求。故小齒輪分度圓直徑=248mm大齒輪分度圓直徑標準中心距a =432mm齒寬b圓整取b=201mm大齒輪齒寬小齒輪齒寬=207mm4.3.3齒根彎曲疲勞強度的計算與校核許用彎曲應(yīng)力彎曲疲勞極限查機械設(shè)計手冊，雙向傳動乘0.7彎曲強度壽命系數(shù)查機械設(shè)計手冊可得彎曲強度尺寸系數(shù)查機械設(shè)計手冊可得彎曲強度最小安全系數(shù)查機械設(shè)計手冊可得則由=1.72重合度系數(shù) =0.69由式6-10齒形系數(shù)應(yīng)力修正系數(shù)由此可得由于，故齒根彎曲強度滿足設(shè)計要求。4.3.4齒輪主要尺寸的設(shè)計

41、計算分度圓直徑d齒頂高齒根高 =10 mm齒全高h齒頂圓直徑齒根圓直徑基圓直徑齒距p齒厚s齒槽寬e頂隙c中心距a傳動比4.4第四對嚙合齒輪的計算4.4.1選擇齒輪材料小齒輪：40Cr，調(diào)質(zhì)，大齒輪：45，正貨，4.4.2齒面接觸疲勞強度的計算確定齒輪傳動精度等級，由于，估取圓周速度，查機械設(shè)計手冊可得其精度等級為II公差組8級。求小齒輪分度圓直徑齒寬系數(shù)查機械設(shè)計手冊可按齒輪相對軸承為非對稱布置小齒輪齒數(shù)推薦值圍為20-40，取大齒輪齒數(shù)，圓整取齒數(shù)比u傳動比誤差由于誤差在，所以所選齒輪齒數(shù)合適。小齒輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù)K使用系數(shù)查機械設(shè)計手冊得動載荷系數(shù)推薦值圍為1.05-1.4，選取齒向載荷分配

42、系數(shù)推薦值圍為1.0-1.2，選取齒間載荷分配系數(shù)推薦值圍為1.0-1.2，選取載荷系數(shù)K許用接觸應(yīng)力查機械設(shè)計手冊可得接觸疲勞極限求應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N可得 查機械設(shè)計手冊可得接觸強度的壽命系數(shù)、查機械設(shè)計手冊可得接觸強度最小安全系數(shù)則材料彈性系數(shù)查機械設(shè)計手冊可得節(jié)點區(qū)域系數(shù)查機械設(shè)計手冊,由可得重合度系數(shù)推薦值圍為0.85-0.92，選取經(jīng)計算可得齒輪模數(shù)m，圓整取m =12小齒輪分度圓直徑圓周速度v與估計值相近，故滿足設(shè)計要求。故小齒輪分度圓直徑=360mm大齒輪分度圓直徑標準中心距a =600mm齒寬b圓整取b=296mm大齒輪齒寬小齒輪齒寬 =302mm4.4.3齒根彎曲疲勞強度的計算與

43、校核許用彎曲應(yīng)力彎曲疲勞極限查機械設(shè)計手冊，雙向傳動乘0.7彎曲強度壽命系數(shù)查機械設(shè)計手冊可得彎曲強度尺寸系數(shù)查機械設(shè)計手冊可得彎曲強度最小安全系數(shù)查機械設(shè)計手冊可得則由=1.73重合度系數(shù) =0.68由式6-10齒形系數(shù)應(yīng)力修正系數(shù)由此可得由于，故齒根彎曲強度滿足設(shè)計要求。4.4.4齒輪主要尺寸的設(shè)計計算分度圓直徑d齒頂高齒根高 =15 mm齒全高h齒頂圓直徑齒根圓直徑基圓直徑齒距p齒厚s齒槽寬e頂隙c中心距a傳動比5 減速器軸的設(shè)計計算5.1 I號軸的計算5.1.1初步估算I號軸的最小直徑由于此軸上的分度圓直徑和軸徑相似，所以把該軸加工成齒輪軸。可選取45號鋼作為軸的材料并對其進行調(diào)質(zhì)處理

44、。查機械設(shè)計手冊可得A=113，則=50.12 mm1 2 345 67圖5-1-1為了留有加工余量以與加工的方便，可將最小直徑取值稍微大一些。由于大帶輪是裝在該軸的最小直徑上，可根據(jù)大帶輪輪轂取值最小直徑為70mm。5.1.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1)軸段1上安裝大帶輪，其定位是靠軸端擋板與軸肩定位的。由帶輪計算可得其長度，直徑2)軸段2由于要對大帶輪軸向定位，暫定軸肩h=5mm，考慮到箱體的部拆裝空間與透蓋的安裝，所以其長度，直徑3)軸段3上安裝軸承，為便于安裝軸承圈，并且要符合標準軸承徑。查機械設(shè)計手冊暫選圓錐滾子軸承，型號為32318，其基本尺寸為mm。所以該軸段長度，直徑4)軸段4由于要考慮到

45、對軸承的定位以與對箱體部空間的安排，其長度，直徑5)軸段5為軸齒輪段，根據(jù)第一對嚙合齒輪中的小齒輪寬度與齒根圓直徑可得其長度，直徑6)軸段6由于要考慮到對箱體部空間的安排，其長度，直徑7)軸段7上安裝軸承，考慮到軸段3也選用32318圓錐滾子軸承，這樣可以將產(chǎn)生的軸向力相互抵消掉。因此其長度，直徑另外軸段1上要有健，選用C型普通圓頭平健。5.1.3軸的強度校核軸的計算簡圖圖5-1-2轉(zhuǎn)矩大帶輪直徑徑向力圓周力和軸向力均為0齒輪的直徑圓周力徑向力軸向力由和求得求得圓錐滾子軸承產(chǎn)生的軸向力截面處彎矩合成由于，可見截面處彎矩更大，是軸的危險截面。截面處的當量彎矩軸的選材為45號鋼，并經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，查

46、機械設(shè)計手冊可得抗拉強度極限。因為，即為，取。軸的應(yīng)力5.2 II號軸的計算5.2.1 初步估算II號軸的最小直徑由于此軸上的分度圓直徑和軸徑相似，所以把該軸加工成齒輪軸?？蛇x取45號鋼作為軸的材料并對其進行調(diào)質(zhì)處理。查機械設(shè)計手冊可得A=113，則=70.2 mm123 4 5 67圖5-2-1為了留有加工余量以與加工的方便，可將最小直徑取值稍微大一些。由于軸承是裝在該軸的最小直徑上，可根據(jù)軸承的相關(guān)參數(shù)取值最小直徑為.5.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1)軸段1上安裝軸承，為便于安裝軸承圈，并且要符合標準軸承徑。查機械設(shè)計手冊暫選圓錐滾子軸承，型號為32318，其基本尺寸為mm。所以該軸段長度，直徑

47、2)軸段2由于要考慮到對軸承的定位以與對箱體部空間的安排，其長度，直徑3)軸段3為軸齒輪段，根據(jù)第一對嚙合齒輪中的小齒輪寬度與齒根圓直徑可得其長度，直徑4)軸段4由于要考慮到對箱體部空間的安排，其長度，直徑5)軸段5為軸齒輪段，根據(jù)第一對嚙合齒輪中的小齒輪寬度與齒根圓直徑可得其長度，直徑6)軸段6由于要考慮到對箱體部空間的安排，其長度，直徑7)軸段7上安裝軸承，考慮到軸段1也選用32318圓錐滾子軸承，這樣可以將產(chǎn)生的軸向力相互抵消掉。因此其長度，直徑。另外軸段5上要有健，選用A型普通圓頭平健。5.2.3軸的強度校核軸的計算簡圖圖5-2-2轉(zhuǎn)矩齒輪的直徑圓周力徑向力軸向力由和求得和求得圓錐滾子

48、軸承產(chǎn)生的軸向力截面處彎矩合成軸的選材為45號鋼，并經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，查機械設(shè)計手冊可得抗拉強度極限。因為，即為，取。軸的應(yīng)力5.3 III號軸的計算5.3.1 初步估算III號軸的最小直徑由于此軸上的分度圓直徑和軸徑相似，所以把該軸加工成齒輪軸?？蛇x取45號鋼作為軸的材料并對其進行調(diào)質(zhì)處理。查機械設(shè)計手冊可得A=113，則=96.45mm1 2 345 6 7 8圖5-3-1為了留有加工余量以與加工的方便，可將最小直徑取值稍微大一些。由于軸承是裝在該軸的最小直徑上，可根據(jù)軸承的相關(guān)參數(shù)取值最小直徑為120 mm。5.3.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1)軸段1上安裝軸承，為便于安裝軸承圈，并且要符合標準軸承徑

49、。查機械設(shè)計手冊暫選圓錐滾子軸承，型號為30324，其基本尺寸為mm。所以該軸段長度，直徑2)軸段2由于要考慮到對軸承的定位以與對箱體部空間的安排，其長度，直徑3)軸段3為軸齒輪段，根據(jù)第一對嚙合齒輪中的小齒輪寬度與齒根圓直徑可得其長度，直徑4)軸段4由于要考慮到對箱體部空間的安排，其長度，直徑5)軸段5為軸齒輪段，根據(jù)第一對嚙合齒輪中的小齒輪寬度與齒根圓直徑可得其長度，直徑6)軸段6由于要考慮到對箱體部空間的安排，其長度，直徑7)軸段7上安裝擋油環(huán)，其長度，直徑8)軸段8上安裝軸承，考慮到軸段1也選用30324圓錐滾子軸承，這樣可以將產(chǎn)生的軸向力相互抵消掉。因此其長度，直徑另外軸段3上要有健

50、，選用A型普通圓頭平健。5.3.3軸的強度校核軸的計算簡圖圖5-3-2轉(zhuǎn)矩齒輪的直徑圓周力徑向力軸向力由和求得和求得圓錐滾子軸承產(chǎn)生的軸向力截面處彎矩合成軸的選材為45號鋼，并經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，查機械設(shè)計手冊可得抗拉強度極限。因為，即為，取。軸的應(yīng)力5.4 IV號軸的計算5.4.1 初步估算IV號軸的最小直徑由于此軸上的分度圓直徑和軸徑相似，所以把該軸加工成齒輪軸?？蛇x取45號鋼作為軸的材料并對其進行調(diào)質(zhì)處理。查機械設(shè)計手冊可得A=113，則=130.02 mm 1 2 3 4 5 6圖5-4-1為了留有加工余量以與加工的方便，可將最小直徑取值稍微大一些。由于軸承是裝在該軸的最小直徑上，可根據(jù)軸承

51、的相關(guān)參數(shù)取值最小直徑為160 mm。5.4.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計1)軸段1上安裝軸承，為便于安裝軸承圈，并且要符合標準軸承徑。查機械設(shè)計手冊暫選圓錐滾子軸承，型號為30232，其基本尺寸為mm。所以該軸段長度，直徑2)軸段2由于要考慮到對軸承的定位以與對箱體部空間的安排，其長度，直徑3)軸段3為軸齒輪段，根據(jù)第一對嚙合齒輪中的小齒輪寬度與齒根圓直徑可得其長度，直徑4)軸段4由于要考慮到對箱體部空間的安排，其長度，直徑5)軸段5為軸齒輪段，根據(jù)第一對嚙合齒輪中的小齒輪寬度與齒根圓直徑可得其長度，直徑6)軸段6上安裝軸承，考慮到軸段1也選用30232圓錐滾子軸承，這樣可以將產(chǎn)生的軸向力相互抵消掉。因此其長度，直徑另外軸段5上要有健，選用A型普通圓頭平健。5.4.3 軸的強度校核軸的計算簡圖圖5-4-2轉(zhuǎn)矩齒輪的直徑圓周力徑向力軸向力由和求得和求得圓錐滾子軸承產(chǎn)生的軸向力截面處彎矩合成軸的選材為45號鋼，并經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，查機械設(shè)計手冊可得抗拉強度極限。因為，即為，取。軸的應(yīng)力5.5 V號軸的計