復(fù)擺顎式破碎機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

復(fù)擺顎式破碎機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)MECHANICAISTRUCTUREDESIGNOFCOMPOUNDPENDULUMJAWCRUSHER摘要破碎機(jī)隸屬于礦山機(jī)械，其作用為把各種開采出的礦物、工業(yè)生產(chǎn)過程物料，破碎成需要的大小，成為產(chǎn)品或者進(jìn)一步深加工的材料，在工業(yè)生產(chǎn)中有著重要的作用。近幾十年來，我國對破碎機(jī)械進(jìn)行了大量的研究，取得了顯著的成果，當(dāng)前國內(nèi)破碎機(jī)械已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。復(fù)擺顎式破碎機(jī)是當(dāng)前國內(nèi)破碎機(jī)械使用最為廣泛的，它可以破碎各種硬度的礦石，同時(shí)還具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格便宜、堅(jiān)固耐用、工作效率高等優(yōu)點(diǎn)，在大中型的礦山粗碎作業(yè)中應(yīng)用廣泛。本次所設(shè)計(jì)的復(fù)擺顎式破碎機(jī)為小型顎式破碎機(jī)。設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算了破碎機(jī)的各種工作參數(shù)，主要包括：動(dòng)顎齒板、皮帶輪、電動(dòng)機(jī)、軸承、機(jī)架、飛輪、偏心軸等的參數(shù)。同時(shí)還對破碎機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了平面圖的繪制和三維模型的創(chuàng)建。通過參考現(xiàn)有破碎機(jī)結(jié)構(gòu)、并查閱各種資料，避免了經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，也明白了在設(shè)計(jì)分析中要注意的問題。然后根據(jù)所學(xué)的知識，采用計(jì)算與類比的方法，熟悉并最終確定破碎機(jī)各機(jī)構(gòu)，優(yōu)化了參考樣機(jī)的不足之處，結(jié)合其優(yōu)點(diǎn)，做出了本次設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞破碎機(jī)設(shè)計(jì)；三維建模；優(yōu)化結(jié)構(gòu)

AbstractThecrusherbelongstominingmachinery,anditsroleistocrushvariousminedmineralsandindustrialproductionmaterialsintotherequiredsizeandbecomeproductsorfurtherprocessedmaterials.Itplaysanimportantroleinindustrialproduction.Inrecentdecades,Chinahasconductedalotofresearchoncrushingmachineryandachievedremarkableresults.Atpresent,domesticcrushingmachineryhasreachedtheinternationaladvancedlevel.Thecompoundpendulumjawcrusheriscurrentlythemostwidelyuseddomesticcrushingmachine.Itcancrushoresofvarioushardness.Italsohastheadvantagesofsimplestructure,cheapprice,ruggedness,highworkefficiency,etc.Itiswidelyused.Thecompoundpendulumjawcrusherdesignedthistimeisasmalljawcrusher.Duringthedesign,variousworkingparametersofthecrusherwerecalculated,including:theparametersofthemovablejawtoothplate,pulley,motor,bearing,frame,flywheelandsoon.Atthesametime,italsocarriesoutplandrawingand3Dmodelcreationofthecrushermechanicalstructure.Byqueryingvariousdata,empiricaldesignisavoided,andproblemstobenotedindesignanalysisarealsounderstood.Thenbasedontheknowledgelearned,usingcalculationandanalogymethods,familiarwithandfinallydeterminethecrushermechanism,optimizetheshortcomingsofthereferenceprototype,combinedwithitsadvantages,madethisdesign.Keywordscrusherdesignthree-dimensionalmodelingoptimizedstructure全套設(shè)計(jì)加QQ11970985或197216396目錄摘要 IAbstract II1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11.1基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11.2工作原理 22技術(shù)參數(shù)的選擇計(jì)算 42.1已知參數(shù) 42.2部分參數(shù)的選擇計(jì)算 42.3主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 62.4電動(dòng)機(jī)的確定 62.5四連桿機(jī)構(gòu)的確定 72.6最大破壞力的計(jì)算 73傳動(dòng)裝置的確定 93.1帶輪的設(shè)計(jì) 93.2偏心軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 123.3飛輪的設(shè)計(jì) 153.4選擇與校核軸承 173.5軸承支撐點(diǎn)的設(shè)計(jì) 183.6配重的選擇 193.7外形尺寸的設(shè)計(jì) 194大型零部件的設(shè)計(jì) 214.1動(dòng)顎的形狀確定及制造方式 214.2齒板的形狀確定及制造方式 214.3推力板的設(shè)計(jì) 224.4調(diào)整裝置的設(shè)計(jì) 234.5破碎機(jī)型腔的設(shè)計(jì) 234.6機(jī)架的設(shè)計(jì)制造 245復(fù)擺顎式破碎機(jī)的三維立體視圖 255.1復(fù)擺顎式破碎機(jī)的整體三維視圖 255.2復(fù)擺顎式破碎機(jī)各零件三維視圖 26結(jié)論 32參考文獻(xiàn) 33致謝 351結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.1基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖1-1基本結(jié)構(gòu)本次設(shè)計(jì)的復(fù)擺顎式破碎機(jī)采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)三角帶從而帶動(dòng)偏心軸運(yùn)動(dòng)，偏心軸會(huì)使動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)，動(dòng)顎運(yùn)動(dòng)提供壓力破碎物料。機(jī)架：機(jī)架所受到的沖擊壓力比較大，所以設(shè)計(jì)的首要條件是要滿足強(qiáng)度和剛度。該設(shè)計(jì)中機(jī)架采用鑄鐵整體鑄造來制作。破碎部件：破碎部件包括動(dòng)顎和定額。破碎機(jī)工作時(shí)，需要足夠的破碎力，動(dòng)顎提供壓力，而直接承受破碎力的是定顎，同時(shí)，動(dòng)顎的質(zhì)量大小決定了動(dòng)顎往復(fù)擺動(dòng)時(shí)的慣性力，所以設(shè)計(jì)定顎和定顎時(shí)需要足夠的強(qiáng)度。所以本次設(shè)計(jì)選擇用優(yōu)質(zhì)的破碎剛鑄造。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是復(fù)擺顎式破碎機(jī)主軸，本次設(shè)計(jì)的主軸包括偏心軸、懸掛軸等。懸掛軸一般采用合金鋼或者優(yōu)質(zhì)碳素鋼制成。其中推力板由鑄鐵整體鑄成，工作過程中承受較大壓力。拉緊裝置：包括拉桿、彈簧和螺母等零件。需要使傳動(dòng)具有足夠的張緊力，動(dòng)顎的耳環(huán)連接著拉桿的一端，拉桿的另一端連接著彈簧和螺母并張緊穿過機(jī)架壁。調(diào)整裝置：主要作用是得到產(chǎn)品所需的顆粒大小。用推力板來調(diào)整大、中型破碎機(jī)的出料口尺寸，小型破碎機(jī)則用楔鐵來調(diào)整出料口尺寸。安全裝置：是保護(hù)機(jī)架、偏心軸、活動(dòng)顎板的結(jié)構(gòu)。例如：當(dāng)工作載荷過大時(shí)，推力板會(huì)因壓力過大發(fā)生斷裂，活動(dòng)顎板停止擺動(dòng)，工作停止。潤滑裝置：懸掛軸和推力板的支撐面由操作工使用油壺和油槍向潤滑點(diǎn)加油，加油量由工人的經(jīng)驗(yàn)及感覺來控制；偏心軸集中循環(huán)潤滑。1.2工作原理如圖1-2所示，顎式破碎機(jī)的機(jī)構(gòu)簡圖是一個(gè)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，即四連桿機(jī)構(gòu)圖1-2機(jī)構(gòu)簡圖圖中：AB-曲柄BD-連桿（動(dòng)顎）CD-搖桿ＥＦ－定顎復(fù)擺顎式破碎機(jī)的自由度； Ｆ＝3ｎ-（2ｐｌ+ｐｈ）＝3×3-（2×4+0）＝1 （1-1）工作原理：電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)三角皮帶傳遞扭矩給偏心軸，使偏心軸做周期性轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心軸帶動(dòng)圓柱轉(zhuǎn)子軸承從而使動(dòng)顎相對定顎做往復(fù)周期運(yùn)動(dòng)，動(dòng)顎向左擺動(dòng)，與定顎一起擠壓物料，型腔內(nèi)的物料破碎，當(dāng)動(dòng)顎向右擺動(dòng)時(shí)，受擠壓破碎成成品大小的物料，從出料口排出，進(jìn)行收集后進(jìn)行下一步加工。同時(shí)當(dāng)動(dòng)顎向右擺動(dòng)時(shí)，物料從進(jìn)料口落入破碎腔內(nèi)，向左擺動(dòng)時(shí)，再次擠壓破碎，可以保證進(jìn)料、破碎、卸料在機(jī)器工作時(shí)自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行。在實(shí)際的生產(chǎn)中，由于有時(shí)不能一次性將物料破碎成所需產(chǎn)品，所以也有多次破碎的狀況，此時(shí)物料的擠壓會(huì)導(dǎo)致正在生產(chǎn)中的破碎機(jī)被頂死，為了避免這類情況的發(fā)生，選擇在偏心軸的兩端各安裝一個(gè)大帶輪和一個(gè)飛輪，通過慣性保持足夠的壓力。破碎機(jī)排料口的尺寸決定了排出的顆粒最大直徑，控制了產(chǎn)品顆粒大小，可以通過調(diào)整動(dòng)顎后的楔鐵改變。2技術(shù)參數(shù)的選擇計(jì)算2.1已知參數(shù)2.2部分參數(shù)的選擇計(jì)算主要參數(shù)確定需要保證破碎機(jī)的工作效率、破碎效果、破碎力等的合理布置匹配。本次設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是四連桿機(jī)構(gòu)的改進(jìn)，要使各桿件機(jī)構(gòu)能夠較為合理的匹配。排料口的最小寬度e：已知參數(shù)：進(jìn)料口尺寸250mm×400mm排料口最小尺寸計(jì)算公式：e=(1/7~1/10)×250=25~35mm（2）嚙角α嚙角是動(dòng)顎板與定顎板之間的夾角，它與破碎腔高度成反比，與生產(chǎn)率也成反比。經(jīng)過查閱資料發(fā)現(xiàn)，如果嚙角偏小，那么生產(chǎn)率會(huì)較高，與此同時(shí)破碎腔高度會(huì)偏大，設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮生產(chǎn)率，同時(shí)也要保證破碎腔高度不宜過高。所以需要通過計(jì)算選擇合適的嚙角：圖2-1嚙角示意圖和物料受力情況分析如圖2-1所示，顎板的破碎壓力p1和p2，其作用力方向都垂直于顎板表面，生產(chǎn)過程中，摩擦力fp1和fp2（f為摩擦系數(shù)），其作用方向平行于顎板表面。若把物料的重量忽略不計(jì)，并且把物料看作為分離體，則可得到物料不上滑的條件：（2-1）其中：p1、p2——表示顎板上的破碎力f——表示摩擦系數(shù)α1α2——表示顎板間的夾角解式（2-1），得： （2-2）將帶入式（2-2），化簡可得：（2-3）破碎機(jī)正常工作時(shí)，顎板與物料之間的摩擦系數(shù),此時(shí)摩擦角度，計(jì)算可得嚙角為。在實(shí)際生產(chǎn)過程中我們一般希望生產(chǎn)效率更高，所以實(shí)際嚙角。本次設(shè)計(jì)采用的是定顎垂直式的腔型，根據(jù)以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，選擇嚙角。（3）破碎腔高度H破碎機(jī)工作時(shí)，破碎時(shí)間越長，破碎效果越好，即破碎腔高度決定破碎效果，同時(shí)為了設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊和破碎效率，需要合理降低破碎腔高度?？梢杂?jì)算破碎腔高度：H=(2.25～2.5)B=(2.25～2.5)×250=562～625mm。本次設(shè)計(jì)取破碎腔高度為600mm，既保證了破碎效果又保證了破碎效率。（4）計(jì)算動(dòng)顎的擺動(dòng)行程（s）在復(fù)擺顎式破碎機(jī)工作時(shí)，動(dòng)顎的水平擺動(dòng)行程（Horizontalswingstrokeofmovablejaw）是影響破碎力和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵因素。當(dāng)排料口行程偏小時(shí)，會(huì)降低生產(chǎn)效率；水平行程偏大時(shí)，會(huì)急劇增加破碎力并且會(huì)產(chǎn)生壓實(shí)現(xiàn)象，導(dǎo)致機(jī)件因過載而損毀。動(dòng)顎的擺動(dòng)行程一般要求不能大于排料口尺寸。本次設(shè)計(jì)選用s=15mm。。（5）連桿長度和動(dòng)顎長度L急回運(yùn)動(dòng)是曲柄四連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)。機(jī)器工作時(shí)，曲柄做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，搖桿跟隨曲柄做往復(fù)運(yùn)動(dòng)擺動(dòng)方向和速率是不一樣的，連桿越短時(shí)，差距就越明顯。由于本次設(shè)計(jì)根據(jù)破碎腔中物料的下落時(shí)間來確定曲柄的轉(zhuǎn)數(shù)，連桿最短長度有要求，并不是越短越好，要同時(shí)保證機(jī)構(gòu)的整體協(xié)調(diào)性。中小型破碎機(jī)的連桿長度計(jì)算公式：（2-4）本次設(shè)計(jì)取l=600mm動(dòng)顎計(jì)算：本次設(shè)計(jì)取L=1800mm（6）推力板長度k推力板長度的計(jì)算公式為：本次設(shè)計(jì)取k=260mm2.3主軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速的快慢決定了破碎機(jī)能否達(dá)到較大的生產(chǎn)能力，主軸旋轉(zhuǎn)一周，動(dòng)顎就會(huì)按照規(guī)定路線擺動(dòng)一個(gè)流程。破碎機(jī)生產(chǎn)速度最高時(shí)主軸轉(zhuǎn)速n的計(jì)算：（2-5）式中——主軸轉(zhuǎn)速——嚙角——?jiǎng)宇€擺動(dòng)水平距離但是在實(shí)際的生產(chǎn)中，因?yàn)閯?dòng)顎在行程初期具有彈性形變，所以不能立即下落，因此偏心軸的轉(zhuǎn)速要比計(jì)算所得結(jié)果值降低20％到40％，已知參數(shù)中n=250，較（2-5）中計(jì)算結(jié)果n=327.57降低24%，計(jì)算結(jié)果合理。2.4電動(dòng)機(jī)的確定選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)應(yīng)考慮到電動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境；灰塵多、砂石多、潮濕、溫度高。查閱《機(jī)械手冊》，結(jié)合電動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境（灰塵多、潮濕、砂石多），本次設(shè)計(jì)選擇封閉式電動(dòng)機(jī)，結(jié)合額定功率和主軸尺寸，最后確定為Y系列（IP44）。電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算時(shí)可以根據(jù)破碎力大致得到。本次設(shè)計(jì)所選擇的電動(dòng)機(jī)功率為15kw，結(jié)合功率查詢《機(jī)械手冊》，選用Y190L-6型電動(dòng)機(jī)，該型號的出廠標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)為：2.5四連桿機(jī)構(gòu)的確定已知參數(shù)：主軸偏心距：連桿：動(dòng)顎行程計(jì)算可得：圖2-2四連桿機(jī)構(gòu)簡圖經(jīng)過驗(yàn)算，上述四連桿機(jī)構(gòu)各桿件長度符合使用需求。2.6最大破壞力的計(jì)算機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和各零部件的強(qiáng)度均與破碎力相關(guān)。在實(shí)際生產(chǎn)中，破碎力不均勻分布在各個(gè)零部件上，故不能使用公式計(jì)算得出，需要通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來進(jìn)行合理推導(dǎo)，得出破碎力變化的準(zhǔn)確規(guī)律。查閱資料可知，動(dòng)顎承受粉碎力最大，其計(jì)算過程：（2-6）式中：——襯板的壓強(qiáng)，一般取L——型腔的長度H——型腔的高度經(jīng)查閱最大破碎力作用于破碎腔0.35-0.65高度處，并垂直于動(dòng)顎。此時(shí)Pmax＝270Ｎ/ｃｍ3×90ｃｍ×65ｃｍ＝1579.5ｋＮ機(jī)器工作時(shí)也會(huì)受到?jīng)_擊載荷的擠壓，因此，計(jì)算強(qiáng)度時(shí)也要考慮到，將計(jì)算得到的Pmax增大1.5倍可得到?jīng)_擊載荷：Ｐｊs＝1.5Ｐmax＝2369kN3傳動(dòng)裝置的確定3.1帶輪的設(shè)計(jì)破碎機(jī)的實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境是非常惡劣的礦山工地，多灰塵，多石沙，潮濕，兩傳動(dòng)軸之間相互間隔很大，傳動(dòng)系數(shù)的消耗較大，同時(shí)破碎過程中受到的載荷較大，載荷的變化也很明顯，所以本次設(shè)計(jì)選擇帶傳動(dòng)。帶傳動(dòng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單易制造、安裝精度較低、傳動(dòng)平穩(wěn)、能夠吸收一部分沖擊，當(dāng)負(fù)載過大時(shí)，傳送帶會(huì)發(fā)生打滑，停止工作，保護(hù)機(jī)器的大部件。已知破碎機(jī)主軸轉(zhuǎn)速為=300r/min，Y190L-6電動(dòng)機(jī)的正常工作時(shí)的效率p和電動(dòng)機(jī)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度。（1）計(jì)算工作效率工作效率由電動(dòng)機(jī)功率和傳動(dòng)效率決定，的過程為：（3-1）式中：——為確保使用安全需要把理論值乘的一個(gè)固定系數(shù)，查手冊確定工作情況系數(shù)為，詳見表8-7《機(jī)械設(shè)計(jì)》；——傳遞的額定功率。將數(shù)據(jù)帶入公式（3-1）計(jì)算得：（2）傳動(dòng)比的設(shè)計(jì)傳動(dòng)比（機(jī)構(gòu)中兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件角速度的比值）計(jì)算公式為：（3-2）式中：n1——小帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度n1=970；n2——大帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度n2=300。帶入得：

（3）驗(yàn)算帶輪的直徑1）主動(dòng)輪的直徑當(dāng)功率一定時(shí)，隨著帶輪直徑減小，帶傳動(dòng)的有效拉力會(huì)增大，同時(shí)帶的根數(shù)也就應(yīng)該增多，V帶之間的直接受到的壓力會(huì)不均勻。因此，太小的帶輪的直徑就不符合設(shè)計(jì)要求。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》手冊，表8-6和表8-8可以初步確定主動(dòng)輪的直徑。主動(dòng)輪直徑過大時(shí)不能進(jìn)行有效減速，不符合設(shè)計(jì)要求。2）驗(yàn)算主動(dòng)輪帶速大于2m/s，小于25m/s故主動(dòng)輪帶速合適。3）從動(dòng)輪直徑=i=3×500mm=1500mm（4）計(jì)算V帶的中心距和帶長度1）計(jì)算中心距當(dāng)帶傳動(dòng)的中心距過小時(shí)，帶的張緊力就不夠，易發(fā)生打滑現(xiàn)象，中心距過大時(shí)，，皮帶容易疲勞，設(shè)一個(gè)合適的中心距非常關(guān)鍵。計(jì)算：可以得到。2）計(jì)算帶長度（3-3）查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得到：3）機(jī)器安裝時(shí)中心距（3-4）機(jī)器工作時(shí)中心距變化范圍：（6）小帶輪包角限制了小帶輪的最小直徑，V帶的過度變形就得到了控制，也就控制了輪槽角度的過小問題，就保證了帶和帶輪之間具有足夠的摩擦力，就不會(huì)發(fā)生打滑。即只需計(jì)算小帶輪包角。(3-5)滿足上述條件，小帶輪包角的選擇合理。（7）選擇傳動(dòng)帶型號和工作時(shí)需要使用的帶的根數(shù)z1）一根V帶工作時(shí)工作效率已知主動(dòng)輪直徑和轉(zhuǎn)動(dòng)速度，查表可得：使用D型傳動(dòng)帶（頂端寬度21.5mm，厚度為19mm）且工作效率。由于傳動(dòng)比的影響，再不發(fā)生打滑的條件下，查表可以得到帶傳動(dòng)時(shí)工作效率的增加量為：2）確定工作時(shí)需要使用的V帶的根數(shù)（3-6）其中、，通過查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》可以得到：帶入公式（3-6）得：為了傳動(dòng)更加穩(wěn)定可以得到Z=5根。（8）單根V帶預(yù)緊力的計(jì)算和確定查表可以得到（9）計(jì)算和確定壓軸力（10）帶輪結(jié)構(gòu)的確定帶輪寬的計(jì)算和確定:根據(jù)輪輻結(jié)構(gòu)把帶輪分為三類：實(shí)心式帶輪、輻板式帶輪和輪輻式帶輪。由于主動(dòng)輪和從動(dòng)輪直徑都比300mm大，故兩者都適合采用輪輻式結(jié)構(gòu)。主動(dòng)輪的孔徑與選擇的電動(dòng)機(jī)軸的直徑是相同的，故其值為80mm，從動(dòng)輪孔徑取值為90mm。下圖為從動(dòng)輪示意圖:圖3-1從動(dòng)輪結(jié)構(gòu)示意圖3.2偏心軸的設(shè)計(jì)計(jì)算偏心軸是外圓與內(nèi)圓軸線平行但是不重合的軸體，工作時(shí)做凸輪運(yùn)動(dòng)，傳遞動(dòng)顎擺動(dòng)所需要的扭矩。所以設(shè)計(jì)時(shí)需要保證足夠的強(qiáng)度和剛度，還要綜合考慮經(jīng)濟(jì)因素、技術(shù)因素，要保證實(shí)用性等。（1）偏心軸的材料由于工作時(shí)要傳遞較大的載荷，選用45號調(diào)質(zhì)鋼。（2）軸傳遞的功率V帶是帶傳動(dòng)中使用最廣，傳動(dòng)效果最好的傳動(dòng)方式，摩擦力較大，可以傳遞較大的功率，一般為0.95。計(jì)算軸需要傳遞的功率：P=ηPca=0.95×22.5=21.4kW（3）從動(dòng)輪帶動(dòng)偏心軸1:1轉(zhuǎn)動(dòng)，所以偏心軸的轉(zhuǎn)速為300r/min（4）計(jì)算偏心軸的最小直徑（3-7）式中A0——取A0=112P——被偏心軸傳遞的工作效率N——從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速計(jì)算公式（3-7）得：本次設(shè)計(jì)采用單鍵槽的配合方式，，所以要將擴(kuò)大6%保證偏心軸的強(qiáng)度。即：偏心軸上直徑最小處要與從動(dòng)輪相配合，從動(dòng)輪的內(nèi)徑為90mm>49.2mm，故軸直徑符合。（5）確定偏心軸的各段尺寸圖3-2軸的結(jié)構(gòu)圖由上圖可知軸承安裝在L4,L6上，根據(jù)軸承與軸直接配合可以得到L4段和L6段的尺寸。從左到右依次把偏心軸分成七段：表3-1偏心軸各段尺寸D190mmL1278mmD2100mmL255mmD395mmL32mmD4110mmL475mmD5120mmL560mmD6130mmL680mmD7150mmL7240mm由圖（3-2）可知，偏心軸為對稱結(jié)構(gòu)，L1-6左右各一個(gè)，L7在中間只需計(jì)算一次?？傞L度L計(jì)算：L=1340mm（6）偏心軸的強(qiáng)度校核在破碎機(jī)工作的過程中，破碎力施加在偏心軸上的作用很大，因此要對偏心軸的彎曲強(qiáng)度和扭曲強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)，偏心軸的各段受力情況如圖4-3，軸所受到的彎矩圖和扭矩圖如圖4-4。圖3-3軸受力示意圖圖3-4軸的彎矩圖和扭矩圖從圖（4-3）和圖(4-4)中可以看出，承受載荷最大的截面是動(dòng)顎軸承中心所在的截面，計(jì)算出此截面處的彎矩M和扭矩T。總彎矩M=44323440N﹒mm扭矩T=4355963N﹒mm軸應(yīng)力計(jì)算：（3-8）查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》，取=0.6，可以得知，代入數(shù)據(jù)得：經(jīng)過調(diào)制處理的45號鋼，查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)》表得。<[σ-1]，故安全。3.3飛輪的設(shè)計(jì)顎式破碎機(jī)是間歇性工作的，動(dòng)顎在做復(fù)擺運(yùn)動(dòng)的過程中會(huì)使電動(dòng)機(jī)的負(fù)載不均勻，使機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)的速度發(fā)生波動(dòng)。這些在生產(chǎn)過程中是需要避免的。偏心軸的兩端裝上了飛輪（旋轉(zhuǎn)過程中用于儲(chǔ)存旋轉(zhuǎn)動(dòng)能的機(jī)械裝置），可以抵消負(fù)載不均勻帶來的轉(zhuǎn)速改變。從動(dòng)輪實(shí)際已經(jīng)可以作為飛輪，故只需設(shè)計(jì)從動(dòng)輪對稱面的飛輪。假定破碎機(jī)在低負(fù)荷（不做破碎運(yùn)動(dòng)）期間內(nèi)需要使用的功率為，在高負(fù)荷（物料破碎）期間內(nèi)需要使用的功率為。電動(dòng)機(jī)額定功率為，要滿足。在低負(fù)荷期間，多余的功率會(huì)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，使飛輪和從動(dòng)輪的角速度從增加到；在高負(fù)荷期間，飛輪和從動(dòng)輪的機(jī)械能又會(huì)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，維持一定的轉(zhuǎn)速，保證了破碎工作的順利進(jìn)行。因此可得：或（3-9）式中：——飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（）；—— ；——。飛輪和從動(dòng)輪轉(zhuǎn)化的機(jī)械能為：因?yàn)槟Σ翙C(jī)械能損失為：代入得到飛輪和從動(dòng)輪需要轉(zhuǎn)化的機(jī)械能為：查《機(jī)械手冊》可知機(jī)械效率，由于復(fù)擺式破碎機(jī)的效率較高，取機(jī)械效率值為0.85。。取速度不均勻系數(shù)為0.02?？梢愿鶕?jù)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速n求得，。已知?？梢郧蟮茫猴w輪與從動(dòng)輪的直徑相同，故飛輪的直徑D=1500mm，飛輪的孔徑d=140mm，可得飛輪的質(zhì)量m為：飛輪寬度為：飛輪采用碳纖維材料制成，安裝時(shí)采用磁性軸承，并且需要調(diào)節(jié)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)，無需更換，可以通過加配重的方式來完成。3.4選擇與校核軸承（1）軸承的選擇根據(jù)破碎機(jī)的工作情況和工作環(huán)境可以得知，軸承要在工作條件比較惡劣的情況下工作,同時(shí)還需要承受較的載荷較大。由上文知偏心軸L4處為傾斜面，確定選用調(diào)心滾子軸承。通過查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》初步選定內(nèi)裝軸承的型號為：24126CC/W33。表3-224126CC/W33軸承參數(shù)外徑D=210mm寬度B=80mm內(nèi)徑d=130mm額定載荷1850KN最高轉(zhuǎn)速700r/min對于外裝軸承（outboardbearing）而言，靠近從動(dòng)輪的一側(cè)要承受傳送帶工作時(shí)施加的徑向力，選擇型號為23122CC/W33的軸承。表3-323122CC/W33軸承參數(shù)內(nèi)徑d=110mm寬度B=56mm外徑D=180mm額定載荷1210KN極限轉(zhuǎn)速900r/min（2）計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算：（3-10）式中：—查表得=2.0；—軸承承受的垂直于軸承中心線的載荷：；—在本設(shè)計(jì)中，軸承軸向力很小可以忽略；—用于修正軸承承受的垂直于軸承中心線的載荷的系數(shù)，查表得=1；—用于軸承的軸線方向載荷的修正系數(shù)，查表得Y=0.3。當(dāng)軸承只受軸承承受的垂直于軸承中心線的載荷時(shí)的當(dāng)量動(dòng)載荷：（3）軸承壽命計(jì)算軸承設(shè)計(jì)最重要的指標(biāo)就是使用壽命，要保證在壽命期間不出現(xiàn)止動(dòng)失效和精度喪失現(xiàn)象，所以需要滿足使用時(shí)間，避免因?yàn)檩S承出現(xiàn)使用問題影響機(jī)器工作。計(jì)算公式為：（3-11）查表得；滾子軸承中，則：，在不發(fā)生過載使用時(shí)，設(shè)計(jì)軸承滿足需求使用壽命。3.5軸承支撐點(diǎn)的設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)中，軸承支撐點(diǎn)（軸承座）采用了整體設(shè)計(jì)。軸承支撐點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為空心階梯軸型，在其內(nèi)可以安裝軸承，用端蓋來定位和約束軸承，因?yàn)樾枰蔚氖且粚Φ恼{(diào)心滾子軸承，故對支撐點(diǎn)煩人同心度要求較高。軸承支撐的結(jié)構(gòu)圖：圖3-5軸承支撐結(jié)構(gòu)3.6配重的選擇飛輪是一個(gè)用來儲(chǔ)存機(jī)械能的裝置，由于設(shè)計(jì)中飛輪和從動(dòng)輪是一個(gè)對稱結(jié)構(gòu)，需要使飛輪和從動(dòng)輪質(zhì)量相等、大小相同。前文提到飛輪直徑和從動(dòng)輪相等，只需調(diào)節(jié)重量，由于制造材料不同，質(zhì)量上肯定存在差異，所以在飛輪上添加配重物來實(shí)現(xiàn)重量的平衡。飛輪上添加的配重大小及位置，通過查閱《機(jī)械原理》動(dòng)平衡部分來確定。飛輪上的配重調(diào)整計(jì)算：（3-12）由（3-12）可知，配重并不是隨便添加使得質(zhì)量相等，還要考慮到回轉(zhuǎn)半徑等因素。式中：——飛輪和從動(dòng)輪上加的配重；——飛輪和從動(dòng)輪質(zhì)心的回轉(zhuǎn)半徑；——飛輪和從動(dòng)輪回轉(zhuǎn)面內(nèi)相差的重量；r、r——飛輪和從動(dòng)輪的回轉(zhuǎn)半徑。由上式就可以確定所加配重的質(zhì)量。從動(dòng)輪和飛輪是輪輻式結(jié)構(gòu)，輪緣的側(cè)面就是加配重的位置。3.7外形尺寸的設(shè)計(jì)上文中的設(shè)計(jì)計(jì)算基本確定了破碎機(jī)整體的形狀和尺寸：圖3-6外形形狀尺寸其中：A-機(jī)架的前后長度2540mmB-整機(jī)高度2250mmC-機(jī)架厚度350mmD-機(jī)架寬度1490mm4大型零部件的設(shè)計(jì)4.1動(dòng)顎的形狀確定及制造方式動(dòng)顎不單單起到支承動(dòng)顎齒板的作用，還是主要的破碎部件，動(dòng)顎擺動(dòng)通過與定顎的摩擦、擠壓、剪切破碎原料，所以承受了較大的力。制造時(shí)，由于動(dòng)顎結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，采用焊接制造對工藝要求過高，目前國內(nèi)一般采用鑄造來制造動(dòng)顎。動(dòng)顎按結(jié)構(gòu)可以分成箱型和非箱型兩種。按橫截面的形狀來劃分，又可以分為“E”形與反“E”形。動(dòng)顎的設(shè)計(jì)在本設(shè)計(jì)過程中是至關(guān)重要的，根據(jù)上文計(jì)算數(shù)據(jù)，同時(shí)為了減輕動(dòng)顎的質(zhì)量，本設(shè)計(jì)選擇截面為“E”形的非箱型加筋結(jié)構(gòu)，這樣既可以減輕重量，又可以保證一定的零件強(qiáng)度。4.2齒板的形狀確定及制造方式齒板（即襯板）是直接參與物料破碎的主要零件，通過上下齒板間的擠壓、摩擦、剪切等作用力將原料破碎成成品。工作過程中齒板需要提供足夠的擠壓力，所以磨損也非常厲害。選擇高錳鋼、超高錳鋼、超強(qiáng)高錳鋼等作為為齒板材料，這些材料具有設(shè)計(jì)需求的硬度和韌性。齒形設(shè)計(jì)：顎式破碎機(jī)設(shè)計(jì)齒板形狀分為三角形和梯形，安裝時(shí)使動(dòng)顎齒板和定顎齒板的波峰對應(yīng)波谷，可以使破碎效率最大化。圖4-1齒形本次設(shè)計(jì)采用梯形襯板。設(shè)計(jì)出齒板的結(jié)構(gòu)如圖4-2，圖4-3所示：圖4-2動(dòng)顎齒板圖4-3定顎齒板設(shè)計(jì)時(shí)，還要考慮到安裝時(shí)動(dòng)顎齒板的齒谷要對應(yīng)定額齒板的齒峰，這樣可以破碎物料時(shí)增加一個(gè)彎曲作用力，提高物料的破碎效率。4.3推力板的設(shè)計(jì)推力板又稱肘板，其結(jié)構(gòu)雖然簡單，但在破碎機(jī)中有非常重要的作用。主要用來傳遞動(dòng)力，還可以起到保險(xiǎn)以及調(diào)整排料口大小的作用。破碎機(jī)工作時(shí)處于灰塵多、砂石多、潮濕、溫度高的環(huán)境中，，會(huì)使得肘板與襯板之間存在粉塵，實(shí)際上兩者工作中是處在幾乎無潤滑劑的摩擦狀態(tài)。軸板一般用灰口鑄鐵來制作，肘墊的磨損較大，采用45鋼制作。肘板和肘墊之間的連接形式分為滾動(dòng)型（肘板與肘墊不完全接觸、多點(diǎn)支撐）和滑動(dòng)型（完全接觸球面支撐）兩種：圖4-4肘板與肘墊的連接形式上圖中a)為滾動(dòng)型連接形式；b)為滑動(dòng)型連接形式本次設(shè)計(jì)推力板與肘墊選用滾動(dòng)型的連接方式，該連接方式傳動(dòng)損耗較小，摩擦損耗也相對較小，推力板使用的壽命較長。4.4調(diào)整裝置的設(shè)計(jì)襯板會(huì)隨著破碎機(jī)的長時(shí)間工作逐漸磨損，排料口的尺寸會(huì)隨著磨損變大，生產(chǎn)出的產(chǎn)品粒度也會(huì)變大，這種情況就需要調(diào)整裝置來調(diào)節(jié)。此外，破碎機(jī)使用廠家不同，破碎物料的要求也不同，破碎機(jī)就要能夠生產(chǎn)出大小不同的產(chǎn)品，此時(shí)可以調(diào)整排料口尺寸來滿足。目前國內(nèi)復(fù)擺顎式破碎機(jī)發(fā)展很快，衍生出的調(diào)整裝置有很多，本次設(shè)計(jì)選擇楔鐵型調(diào)整裝置。4.5破碎機(jī)型腔的設(shè)計(jì)物料從進(jìn)料口進(jìn)入破碎機(jī)型腔，被動(dòng)顎和定顎擠壓然后破碎，最后通過出料口排出。所以進(jìn)料口尺寸、排料口的尺寸、動(dòng)顎板大小形狀、定顎板的大小形狀都是影響破碎機(jī)型腔的因素，設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮。破碎機(jī)型腔的形狀類型分為有直線型和曲線型。物料在破碎機(jī)型腔內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)如圖4-5所示。(a）(b）圖4-5型腔的形狀上圖中(a）直線形型腔（b）曲線形型腔本次設(shè)計(jì)采用曲線型破碎機(jī)型腔。在一定的工作效率下，曲線型破碎機(jī)型腔有著很大的優(yōu)勢：破碎比較完全，產(chǎn)品大小均勻，破碎力大。此外，曲線型破碎機(jī)型腔的動(dòng)顎板與定顎板之間的夾角逐漸減小，因此破碎機(jī)型腔寬度是逐漸增加的，因而產(chǎn)品更容易被排出，且不易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。4.6機(jī)架的設(shè)計(jì)制造破碎機(jī)四周剛性框架（機(jī)架）將破碎機(jī)連接成一個(gè)封閉的整體，所以工作時(shí)也會(huì)受到由零部件傳遞來的反作用力，設(shè)計(jì)需要滿足：能夠承受較大壓力、結(jié)構(gòu)簡單便于安裝、易于制造、質(zhì)量輕便。破碎機(jī)四周剛性框架按照結(jié)構(gòu)的形式來劃分，可分為整體框架（剛性好、但制造工藝復(fù)雜）和組合框架（加工和拆卸方便）兩種；本次設(shè)計(jì)是小型復(fù)擺顎式破碎機(jī)，故選擇整體框架。機(jī)架的材料為ZG270-500，比起其他材料，整體鑄造成后可以減輕破碎機(jī)四周剛性框架重量。破碎機(jī)四周剛性框架基本結(jié)構(gòu)如圖5-6所示：圖4-6破碎機(jī)四周剛性框架基本結(jié)構(gòu)5復(fù)擺顎式破碎機(jī)的三維立體視圖5.1復(fù)擺顎式破碎機(jī)的整體三維視圖主視圖：圖5-1復(fù)擺顎式破碎機(jī)前視三維視圖俯視圖：圖5-2復(fù)擺顎式破碎機(jī)俯視三維視圖圖5-3復(fù)擺顎式破碎機(jī)去殼三維視圖5.2復(fù)擺顎式破碎機(jī)各零件三維視圖圖5-4大帶輪圖5-5小帶輪圖5-6偏心軸、圖5-7定顎齒板圖5-8定顎齒板圖5-9定顎圖5-10定顎圖5-11電動(dòng)機(jī)圖5-12機(jī)殼圖5-13螺栓圖5-14軸承座結(jié)論這次設(shè)計(jì)通過指導(dǎo)老師細(xì)心地關(guān)懷和指導(dǎo)，同學(xué)們無私地幫助，以及各種文獻(xiàn)的查閱和整理，歷時(shí)三個(gè)多月，一百個(gè)日夜在畫圖和寫論文中度過，終于到了完成的這一刻，感覺收獲頗多。這次設(shè)計(jì)讓我系統(tǒng)的了解到了國家當(dāng)前顎式破碎機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，并且通過查閱資料成功設(shè)計(jì)出一臺復(fù)擺顎式破碎機(jī)，運(yùn)用到了大學(xué)中學(xué)習(xí)到的各種知識，是對大學(xué)知識學(xué)習(xí)的一種升華。設(shè)計(jì)過程中，我也深刻認(rèn)識到了自己的不足，基礎(chǔ)知識不牢固，畫圖水平也有待提高，但經(jīng)過這幾個(gè)月的設(shè)計(jì)和學(xué)習(xí)，明顯的感覺到自己有了很大的提高。這些都要感謝楊麗娟導(dǎo)師的敦促和教導(dǎo)，班級同學(xué)們無私地幫助和指點(diǎn)。設(shè)計(jì)過程中，通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)我國破碎機(jī)制造設(shè)計(jì)水平和發(fā)達(dá)國家還存在很大的差距，我也確信，只要我們這一代人繼續(xù)努力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識，提高創(chuàng)新能力，我們與發(fā)達(dá)國家差距會(huì)越來越小，總有一天可以將其超過。