标准型圆锥破碎机的设计【13张CAD图纸+毕业论文+开题报告+任务书+文献综述】

标准型圆锥破碎机的设计【13张CAD图纸+毕业论文+开题报告+任务书+文献综述】24页 7100字数+论文说明书【详情如下】中期检查表.doc主轴.dwg任务书.doc传动轴.dwg传动轴套.dwg偏心轴套.dwg分料盘.dwg动锥.dwg压紧环.dwg大锥齿轮.dwg小锥齿轮.dwg底盖.dwg支承盘.dwg标准型圆锥破碎机的设计开题报告.doc标准型圆锥破碎机的设计文献综述.doc标准型圆锥破碎机的设计说明书.doc标准型圆锥破碎机装配图.dwg轴承端盖.dwg摘  要圆锥破碎机是一种对矿山原料进行破碎的设备，主要由进料口、分料盘、动锥、主轴、定锥、偏心轴套、传动轴、小锥齿轮、大锥齿轮、带轮、电动机等装置组成。本次毕业设计的内容有对圆锥破碎机的国内外现状进行简单的介绍；对圆锥破碎机的工作原理和主要结构进行说明；对圆锥破碎机与其他破碎装备相比较，突出其优点；对圆锥破碎机的某些结构进行优化设计，并对其进行计算和校核；对圆锥破碎机的总体装配图和主要零件图进行绘制，其中包括CAD软件的绘制与手工绘图。圆锥破碎机传动装置的结构还存在某些缺点，影响其工作效率。本次毕业设计主要是通过对圆锥破碎机传动装置的结构设计进行改进和优化、计算与校核，来达到提高圆锥破碎机的工作效率和生产量的目的。关键词: 圆锥破碎机；改进； 数据计算； 图纸 ABSTRACTCone crusher is a kind of mining materials crushing equipment, mainly consists of inlet, tray, moving cone, spindle, cone, eccentric shaft sleeve, a transmission axis, a small bevel gear, bevel gear, belt wheel, motor unit composition and so on. The content of this graduation design is for a simple introduction about the present situation of cone crusher at home and abroad. The working principle and main structure of the cone crusher is explained; To compare other crushing equipment cone crusher, highlight its advantages; Some structural optimization design of cone crusher, and carries on the calculation and checking; General assembly drawing and main parts of cone crusher for mapping, including CAD drawing and drawing by hand. Cone crusher shaft structure also has some disadvantages, affect their work efficiency. This graduation design is mainly through to the cone crusher shaft, improvement and optimization of structure design, calculation and checking, to improve the work efficiency of cone crusher and the purpose of production.Key words:Cone crusher; improve; Data calculation; drawings目  录                                1 绪论11.1 国内外发展现状11.2存在问题及发展方向11.3圆锥破碎机的优势12设计方案的确定22.1圆锥破碎机的基本参数22.2工作原理与基本结构23圆锥破碎机的主要结构33.1给矿口与排矿口宽度33.1.1给矿口宽度33.1.2排矿口宽度33.2啮角33.3破碎平行区34工作参数计算44.1工作参数44.2动锥的摆动次数44.3生产率54.4电动机功率55电动机的选择和传动装置的计算65.1电动机的选择65.2传动装置的参数计算65.2.1轴的计算65.2.2角接触球轴承的选择和寿命验算145.3传动零件的设计145.3.1齿轮的计算145.3.2齿轮的校核15结  论18参考文献19致  谢201 绪论1.1 国内外发展现状在日常的生活和生产中破碎设备具有非常广泛的应用，它是将直径比较大的物体破碎成直径较小的物体颗粒。圆锥破碎机由于结构简单，工作可靠和效率较高，成为矿山破碎行业的主要设备。19世纪90年代末世界上第一台圆锥破碎机问世，并在这时开始被美国应用于生产。我国最早的圆锥破碎机是仿照苏联而进行设计的，但是却存在诸多的缺陷，需要对其进行优化和改进。    现在的圆锥破碎机虽然在一步步进行改进，如结构的不断完善，但是其基本的结构却并没有发生太大的变化。所以对圆锥破碎机的水平进行提高，还是我们当前的主要任务。    从现在我国的破碎设备来看，最常用的中碎设备还是标准型圆锥破碎机，而细碎设备还是短头型圆锥破碎机占据主导地位。1.2存在问题及发展方向1)新型耐磨材料的应用比较少圆锥破碎机是一种对物料进行加工，使物料由大颗粒变成较小的颗粒的一种设备。所以对其耐磨性是一种很大的考验，如果耐磨材料应用较少会严重降低圆锥破碎机的使用寿命。反之，如果增加新型耐磨材料的使用，则会大大提高圆锥破碎机的使用寿命。现在在圆锥破碎机的生产中增加新型耐磨材料的使用，是当前发展的新趋势。2)生产制造工艺水平较差由于圆锥破碎机生产设备的落后，而导致圆锥破碎机的生产水平较低，加工精度不高。所以引进先进的加工设备和加工工艺成了当务之急。3）圆锥破碎机传动装置的结构存在某些缺点通过对传动装置的结构进行优化设计、计算和校核来解决传动装置存在的缺陷，以达到提高效率的目的。1.3圆锥破碎机的优势与其他破碎机相比较，圆锥破碎机的突出特点为：(1)圆锥破碎机工作连续、生产能力高、单位耗电低。(2)圆锥破碎机工作平稳、振动较轻、机器设备的基础质量轻。(3)圆锥破碎机的启动比其他破碎机容易。(4)圆锥破碎机生成的产品颗粒粒度均匀，且片状产品少。结  论本文首先是介绍了最常见的各种破碎机械的种类，以及它们的发展历史。机械设备的历史都是从不完善逐渐改进从而逐渐完善的，所以机械的每个改进都有着很重要的意义。相对而言，圆锥破碎机作为矿山和煤炭最常用的破碎机械，因为它的功率大、性价比大、生产效率高的特点，有着别的破碎机械无可替代的优势。了解这次设计的目标后，初步确定圆锥破碎机的基本参数，简单阐述圆锥破碎机的结构、功能和工作原理。接着根据以选定的生产参数，进行各个结构的参数选择，如给矿口的宽度，啮合角的大小，及其破碎机的摆动次数等。本文主要是对破碎机中的传动轴轴承，齿轮进行了详细的计算和校核，并使其达到了要求。传统的圆锥破碎机的动力部分是采用大功率、低转速、高扭矩的特种电机，成本比较高，而普通的Y系电动机也能达到额定的功率，扭矩也符合要求，但转速偏高。本文采用了带轮式的传动方式，将原先的高转速经过带轮传递变成较低的转速，从而符合破碎机的使用要求。采用Y系列电动机，将大大的降低破碎机的生产成本，同时也有利于后期的维修。本文主要设计了一款中小功率的中型破碎机，对破碎机的传动部分进行了选择和设计并进行计算，使其达到了理论可行的要求。参考文献1  郎宝贤，郎世平.破碎机J.北京:冶金工业出版社, 2008: 66-195.2  赵昱东. 圆锥破碎机的新发展J. 中国钨业，2004(2): 42-45. 3  袁祖强. 机械设计基础课程设计指导书M. 北京:北京航空航天大学出版社,2013：63-243. 4  付求涯，邱小童. 互换性与技术测量M. 北京：北京航空航天大学出版社,2011:14-228. 5  郭克希,王建国. 机械制图第2版M.北京：机械工业出版社,2009:2-311. 6  刘鸿文. 材料力学M. 北京: 高等教育出版社, 71-158. 7  陈国定,吴立言,濮良贵. 机械设计第九版M. 北京: 高等教育出版社,2013.62-407. 8  王三民.机械设计计算手册第二版M.北京: 化工工业出版社, 2012: 381-432.9  孙恒,陈作模,葛文杰. 机械原理第七版M. 北京: 高等教育出版社, 2012: 174-207. 10  郎宝贤, 郎世平. 国内外破碎机的差距与发展趋势J. 矿械, 2004: 71-73. 11  邓文英,宋立宏. 金属工艺学M. 北京：高等教育出版社, 2008: 20-54. 致  谢通过本次的毕业设计，有效的巩固了我大学四年来所学的知识，也提高了自己的相关能力，对自己存在的缺陷也更加的清楚。四年的学习生涯，在同学和老师的共同陪伴下，使我收获颇多。在毕业论文即将提交的这刻，我感谢所有在毕业设计中帮助我的良师益友，特别是我的导师，是她的耐心指导，无私的关爱和严谨的治学态度，激励我不断的进取，完善自己的设计。其次，还要感谢在这四年的学习中教过我的所有老师们，谢谢他们传授给了我知识。在他们的关注和帮助下我才能完成这篇毕业设计，在这里请接受我诚挚谢意。  长城学院本科毕业设计（论文）中期检查表 系：工程技术系 专业： 机械设计制造及其自动化 检查日期： 学生姓名 张宏宝 论文题目 圆锥破碎机设计 任务书 已完成（ ），进行中（ ） 参考文献 11 篇：其中外文文献 0 篇 外文翻译 已完成（ ），进行中（ ）；完成字数约： 3000 字（翻译成的汉字字数） 开题报告 已完成（ ），进行中（ ）；完成字数约： 3000 字 正文 已完成（ ），进行中（ ）；完成比比例： 60 % 已完成的 任务 目前完成了开题报告、任务书、外文翻译、文献综述，以及部分设计说明书的撰写。 待完成的 任务 完成对剩余部分设计说明书的撰写，并在老师指导下进行修改完成初稿，完成设计图纸的绘制。 存在的 问题 设计过程中某些结构的设计不够完善，某些计算过程不够详细。 采取的 办法 通过查阅相关的资料，询问指导老师以及与同学相互交流，来解决设计过程中存在的问题。 指导教师 意见 指导教师签名： 注：按表中的要求填写，选项打钩（ ）； 业论文（设计）教师指导记录表 毕业论文（设计）题目 圆锥破碎机设计 学生姓名 系 （部） 学生学号 专业班级 指导教师姓名 职称 主要指导内容：确定毕业设计题目，布置任务，指导完成开题报告的准备工作 。 指导时间： 主要指导内容：查阅资料，完成开题报告，并开始准备毕业设计的相关工作。 指导时间： 主要指导内容：通过交流，确定毕业设计的总体方向，并指出一些错误，帮助解决某些问题 。 指导时间： 主要指导内容：帮助完善一些设计过程中结构上的缺陷 和计算过程中的不足 。 指导时间： 注：此表由指导教师按毕业论文（设计）的主要工作阶段填写主要指导内容。 系主任签字（盖章）： com 1 毕业 设计 （ 论文 ）任务书 学生姓名 学号 班 级 指导教师 职称 讲师 单 位 毕业 设计 （ 论文 ） 题目 圆锥 破碎机设计 毕业 设计 （ 论文 ） 主要内容和要求： 该毕业设计主要是要完成圆锥 破碎机的 传动 结构设计 ，实现更高的效率 。设计工作包括：传动系统设计 、各部分的结构设计、标准设备的选择等。通过对圆锥破碎机结构的设计，能够将所学专业知识综合运用到圆锥破碎机设计中，并熟练掌握实际工作中机械设计的过程、步骤和方法。通过毕业实习、调研和查阅资料，获得圆锥破碎机的相关资料。经方案设计、比较，提出其设计方 案，并进行相应的技术设计与结构设计，撰写设计说明书。 设计具体要求如下： 1、通过查阅文献了解目前国内外圆锥破碎机的发展概况。 2、完成圆锥破碎机传动装置的方案设计，并作方案比较和技术经济分析。 3、完成圆锥破碎机传动装置的结构设计，绘制结构草图。 4、对运动机构进行校核计算、分析，写入设计说明书。 5、 利用 图软件和手工制图 绘制圆锥破碎机的装配图，要求设计合理并符合国家有关标准。 6、完成轴类、盘类或箱体类等零件的零件图设计， 手工 绘制零件图。 7、设计总图量折合 纸至少 3 张。 8、 按毕 业设计指导书要求完成毕业设计说明书的撰写。 毕业 设计（论文） 主要参考资料： 1 郎宝贤，郎世平 J冶金工业出版社 , 2008: 662 赵昱东 . 圆锥破碎机的新发展 J. 中国钨业， 2004(2): 42 3 袁祖强 . 机械设计基础课程设计指导书 M. 北京 :北京航空航天大学出版社 ,2013 4 付求涯，邱小童 . 互换性与技术测量 M. 北京：北京航空航天大学出版社 ,2011:14 5 郭克希 ,王建国 . 机械制图第 2 版 M械工业出版社 ,2009:2 6 刘鸿文 . 材料力学 M. 北京 : 高等教育出版社 , 71 7 陈国定 ,吴立言 ,濮良贵 . 机械设计第九版 M. 北京 : 高等教育出版社 , 8 王三民 M 化工工业出版社 , 2012: 3819 孙恒 ,陈作模 ,葛文杰 . 机械原理第七版 M. 北京 : 高等教育出版社 , 2012: 174 10 郎宝贤 , 郎世平 . 国内外破碎机的差距与发展趋势 J. 矿械 , 2004: 71 11 邓文英 ,宋立宏 . 金属工艺学 M. 北京：高等教育出版社 , 2008: 20 2 毕业设计（论文）应完成的主要工作： 1、 完成圆锥破碎机资料的查找与整理。 2、 完成对圆锥破碎机的 传动 结构设计，并确定设计方案。 3、 完成对圆锥破碎机传动 部分的结构设计、计算和分析，并绘制结构草图。 4、 完成 此次毕业设计的外文翻译和文献综述。 5、 按学校要求完成毕业设计说明书的撰写。 6、 利用 图软件和手工绘图完成 对圆锥破碎机的总装配图、各个部分的零件图的绘制，折合 纸至少 3 张。 毕业 设计（论文） 进度安排： 序号 毕业 设计（论文） 各阶段内容 时间安排 备注 1 查阅、收集相关资料准备开题报告 12 月 8 日 1 月 4 日 2 确定设计 的总体 方案 ，并确定设计各个部分的所有数据 1 月 5 日 1 月 15 日 3 通过对设计各个部分的分析和计算，按学校要求撰写设计说明书 1 月 16 日 3 月 25 日 4 通过 手工绘图完成设计的总装配图和各个零件的图纸 3 月 26 日 4 月 20 日 5 完成毕业设计的终稿 5 月 5 日 5 月 15 日 6 准备答辩 5 月 16 日 5 月 20 日 3 课题信息： 课题性质： 设计 论文 课题来源： 教学 科研 生产 其它 发出任务书日期： 指导教师签名： 年 月 日 教研室意见： 教研室主任签名： 年 月 日 1 学院 毕业 设计 （ 论文 ） 开题报告 学生 姓名 学号 专业 班级 指导教师 职称 讲师 单 位 课题性质 设计 论文 课题来源 科研 教学 生产 其它 毕业 设计 （ 论文 ） 题目 圆锥 破碎机设计 一、 课 题的目的及 意义： 课 题的目的： 圆锥破碎机 适用于冶金、建筑、筑路、化学及硅酸盐行业中原料的破碎，根据破碎原理的不同和海量产品颗粒大小不同，又分为很多型号。圆锥破碎机 由于结构简单、 工作可靠、制造容易、维修方便、价格低廉、 适用性强、 破碎比大、效率高、能耗低 等优点，在工业上得到广泛的应用，并且多用于各种矿石、岩石的中碎和细碎。 课 题的意义： 圆锥破碎机还存在非连续性破碎、 给矿不均匀引起粉料盘磨损不均匀。偏心轴锥形套总是松动，导致端盖、锥形套及大皮带轮磨损等缺点。 国产圆锥破碎机 与世界先进国家同类破碎机比较，在质量和性能上还有差距。 所以要对它进行设计和结构的优化来弥补它的缺点，更好地服务生产。 改善国内 圆锥 破碎机落后的状况，全面提高 圆锥 破碎机技术水平，赶上世界先进水平，创造世界品牌的 圆锥 破碎机是当务之急。 二、 研究现状 世界上第一台圆锥 破碎机专利公布于 1878 年，到 1898 年才制成产品。美国在 19 世纪末开始应用了圆锥破碎机。 弹簧式圆锥破碎机是最早的一种圆锥破碎机，它是由美国密尔沃基西蒙斯兄弟二人设计的，故得名西蒙斯圆锥破碎机。该机至今约有百年的历史，虽然逐渐改进，结构日益完善，但基本结构没有重大变化。 现在 随着 矿山 技术的不断发展，圆锥破碎机 的种类也逐渐增多 ， 主要分为 弹簧圆锥破碎机、轧臼式圆锥破、液压圆锥破碎机以及复合圆锥破 碎机四大类。 按照型号分为普通的 锥破碎机、西蒙斯圆锥破碎机、复合圆锥破碎机、标准液压圆锥破碎机、单缸液压圆锥破碎机以及多缸液压圆锥破碎机等诸多型号。 国内综述： 我国在 1954 年仿原苏联 2100 和 1650 弹簧式圆锥破碎机基础上，自行设计生产 了 1200弹簧式圆锥破碎机。 1958 年又设计制造了大型 2200 弹簧式圆锥破碎机。 上世纪 70 年代又研发了 底部单缸与多缸液压圆锥破碎机，也曾经研制过中心液压缸圆锥破碎机。 后经多年反复研究与实践，相继克服了旧系列弹簧压力不足，零件强度低以及结构上某些缺点，现已 批量生产的弹簧式圆锥破碎机有 直径 600、 900、 1200、 1750、 2200个规格 ， 14 种腔型；底部单缸液压圆锥破碎机有直径 900、 1200、 1650、 2200个规格， 12 种腔型； 多缸液压圆锥破碎机有直径 1200、 2200个规格， 4 种腔型。当时国产圆锥破碎机已经达到了系列化、规格化和标准化的程度，可以说产品齐全，使用可靠，受到国内外 的认可。 2 但 国产弹簧式圆锥破碎机与世界先进国家同类破碎机比较，在质量和性能上还有差距，为赶上世界先进水平，沈阳重型机器厂引进美国诺得贝格公司西蒙斯与旋盘式圆锥破碎 机技术，并合作制造该系列圆锥破碎机。 鞍山钢铁集团调军台选矿厂于 1997 年引进美国诺得贝格公司生产的 缸液压圆锥破碎机， 2 台中碎， 4 台细碎； 武钢程潮铁矿于 2002 年初用 3 台 缸液压圆锥破碎机代替 3 台直径 2100簧式圆锥破碎机；包头钢铁公司选厂也采用了 缸液压圆锥破碎机。其他如马钢选厂、武钢大冶铁矿选厂，以及众多的地方中小型选厂、有色金属矿选厂都采用了 列破碎机 ，使用效果都比较满意，基本上能够满足“多碎少磨”的工艺要求。 在砂石行业也引进了 列圆锥破碎机，如三峡工程中 古树岭石料厂采用 2 台 台 锥破碎机；三峡下岸溪石料厂采用 4 台 锥破碎机；香港奥石矿厂采用 1 台 2 台 锥破碎机；香港新机场 工程 采用 6 台 列和 2台 锥破碎机；广州黄陂石矿厂采用 3 台 锥破碎机。此外，马钢孤 山铁矿、北京三联砂石场和张家口采石厂等也采用了诺得贝格公司生产的 G 型单缸液压圆锥破碎机。 2000 年前后，瑞典 团首先将 列单缸液压圆锥破碎机推向市场，继而又将山特维克公司 列单缸液压圆锥破碎机投向中国市场，一时又掀起了单缸液压圆锥破碎机 的热潮。鞍钢集团弓长岭、大孤山、胡家庙、齐大山等铁矿，以及太钢尖山铁矿选矿厂，先后引进约几十台 缸液压圆锥破碎机；江西铜业德兴铜矿也先后引进了数台 新推出的 单缸液压圆锥破碎机于2006 年首次在洛鉬集团选厂使用后，先后也有几十台在多家 大型矿业公司，如重钢太和铁矿、安徽开发矿业、唐钢司家营铁矿和广西华银铝业等获得成功应用。本钢南芬选厂也采用了 缸液压圆锥破碎机。在水电 工程方面，福建棉花滩水电站大坝工程人工制砂系统第二段和第三段破碎分别采用瑞典 团生产的 色水电站人工砂石系统也采用了 锥破碎机；向家坝水电站人工砂石系统采用 2 台 中碎；二滩水电站砂石系统、万家寨人工砂石系统均采用了全套的山特维克生产的破碎设备。 惯性圆锥破碎机是前苏联产品，其专利已转让给日本、美国、西欧等国。国内北京矿冶研究总院与圣彼 得堡工程科学院合作成立中外合资北京凯特破碎机有限公司，生产世界一流的惯性圆锥破碎机。惯性圆锥破碎机原理独树一帜，仍处于应用、改进和发展中。美国 司推出的 液压圆锥破碎机，采用全滚动轴承结构；浙江湖州的湖州新开元碎石有限公司和哈尔滨某金矿都引进了全滚动轴承圆锥破碎机 。综上所述，凡是国外先进的圆锥破碎机国内都有引进，但对广大的中低端用户来说，弹簧式圆锥破碎机仍是产销的主力军。 国产圆锥破碎机工作性能改善已经成为我国矿山机械加工行业新的目标。国内外专家对圆锥破碎机的一些基础研究成果，研究 人员将从破碎机工作机理和工作性能的不同角度展开，分别在物料的层压破碎理论、圆锥破碎机生产能力的计算方式、层压腔型模型、腔型设计规划、破碎产品粒度分布情况和腔型多目标优化设计等方面做细致研究： 1、研究人员分析了国内外圆锥破碎机腔型研究发展的现状，并深入了解到圆锥破碎机腔型结构优化设计与改善圆锥破碎机工作性能的重要性和迫切性。 2、对破碎物料在圆锥破碎机破碎腔内的运动特性进行了深入研究，并且探讨了三种不同形式的粒子流动状态，它们分别是滑动、自由落体、滑动与自由落体共存状态。分析了破碎腔内散体物料运动状态对破碎 机工作性能的影响作用，模拟分析了了圆锥破碎机破碎腔内散体物料运动轨迹，得知圆锥破碎机分层破碎特性，为破碎腔进行分层研究和设计积累理论基础。 3、通过分析破碎机腔型对岩石产品粒度分布情况的影响，建立基于总体平衡模型的破碎产品粒度分布的计算方式，推理出圆锥破碎机生产能力新的计算方法。 3 4、致力于开发高效层压圆锥破碎机，在圆锥破碎机工作机理和工作性能的研究基础上，建立了圆锥破碎机生产能力、破碎产品粒度和腔型结构的多目标优化的设计方案。结合弹簧圆锥破碎机腔型结构的多目标优化问题，对破碎机腔型多誉目标优化模型的求解方 法进行了深入研究。 三、 研究内容 研究目标：完成圆锥破碎机及传动设计。 研究内容：要求完成对圆锥破碎机的结构和运动设计。设计包括：方案论证选择、传动系统设计、总体布局设计、各部分的结构设计、标准设备的选择等。圆锥破碎机主要是挤压完成破碎大块物料的工作，通过对圆锥破碎机的设计训练，能够将所学专业知识综合运用到机电工程设计中，熟悉并掌握机电系统设计的过程、步骤和方法。认真完成查找圆锥破碎机设计相关数据的任务 ,经方案设计、比较与技术、经济分析，提出其设计方案，并进行相应的技术设计与结构设计。 主要技术参数有 ： 主 轴 的中心 线 与机器的中心 线之间 成 1 3 夹 角 ,当 主 轴 旋 转时 ，其中心 线做锥 面 运动 ， 锥 角成 2 6, 每小时破碎 80 120吨，额定功率不小于 280 四、 研究方案 第一 阶 段：准 备阶 段：了解 圆锥 破碎机的 现状和发 展，查 阅课题 相 关的国内 外文 献，拟订设计 思路。 第二 阶 段： 设计阶 段：确定 总 体 设计 方案，根 据课题给 定的工 况条 件和基本要 求进 行设计计 算，确定主要 参数 ， 对 所 得资 料 结 果 进 行分析、 处 理， 对 破碎机的 传动 、 驱动 等主要部件 进 行 选 型和校核。 第三 阶 段：制 图阶 段：整理各 类数 据和 数 据，利用制 图 ，分 别 做出系 统 的 总装图 及各部件的 装配图 和 零件图 。 第四 阶 段： 总结阶 段：撰 写设计说 明 书 ， 检 查 图纸 ，准 备 答 辩 。 五、 整个设计具体时间安排 12月 8日 1月 6日 查阅、收集相关资料准备开题报告 1月 8日 1月 20日 确定设计方案根据原始数据完成各部件的尺寸计算 1月 21日 3月 26日 撰写设计说明书和绘制图纸 3月 27日 4月 20日 完成毕业设计初稿 5 月 4 日 5 月 15 日 修改毕业设计初稿，由指导教师评阅后定稿 5 月 16 日 5 月 20 日 准备答辩 六、 预期结果 通过 对圆锥破碎机的了解和资料查找，完成对圆锥破碎机总体方案的确定和某些结构的分析计算。利用 图软件和手工制图完成圆锥破碎机的总体装配图和各部分的零件图的绘制。 七、 参考文献 1 郎宝贤，郎世平 J冶金工业出版社 , 2008: 662 赵昱东 . 圆锥破碎机的新发展 J. 中国钨业， 2004(2): 42 3 袁祖强 . 机械设计基础课程设计指导书 M. 北京 :北京航空航天大学出版社 ,2013 4 4 付求涯，邱小童 . 互换性与技术测量 M. 北京：北京航空航天大学出版社 ,2011:14 5 郭克希 ,王建国 . 机械制图第 2 版 M械工业出版社 ,2009:2 6 刘鸿文 . 材料力学 M. 北京 : 高等教育出版社 , 71 7 陈国定 , 吴 立 言 , 濮良贵 . 机 械 设 计 第 九 版 M. 北京 : 高 等 教 育 出 版社 , 8 王三民 M 化工工业出版社 , 2012: 3819 孙恒 ,陈作模 ,葛文杰 . 机械原理第七版 M. 北京 : 高等教育出版社 , 2012: 174 10 郎宝贤 , 郎世平 . 国内外破碎机的差距与发展趋势 J. 矿械 , 2004: 71 11 邓文英 ,宋立宏 . 金属工艺学 M. 北京：高等教育出版社 , 2008: 20 指导教师意见： 指导教师签名 ： 年 月 日 教研室意见： 审查结 果： 同 意 不 同 意 教研室主任签名： 年 月 日 中国地质大学长城学院 本科 毕业 设计 （ 论文 ） 文献综述 系 别 ： 工程技术系 专 业： 机械设计制造及其自动 化 姓 名： 张宏宝 学 号： 05211513 2015 年 3 月 29 日 2 摘要 ： 圆锥破碎机 适用于冶金、建筑、筑路、化学及硅酸盐行业中原料的破碎，根据破碎原理的不同和海量产品颗粒大小不同，又分为很多型号。圆锥破碎机 由于结构简单、 工作可靠 、制造容易、维修方便、价格低廉、适用性强、 破碎比大、效率高、能耗低 等优点，在工业上得到广泛的应用，并且多用于各种矿石、岩石的中碎和细碎。 关键词 ： 圆锥 破碎 机 ；应用现状；发展趋势 1. 导言 破碎设备的作用就是将较大颗粒的物体碾压或撞击使其破碎成为小颗粒的物体，破碎设备的应用非常的广泛，包括冶金、矿山、煤炭、建筑、环保等行业中。 相比于其他破碎设备，圆锥破碎机具有生产效率很高，同时破碎后的颗粒小而均匀的特点，可以满足大多数的煤矿的基本生产需求，所以圆锥破碎机成为了矿山选矿及煤炭磨粒的主要破碎设备。 中国最早的圆锥破碎 设备是在前苏联的圆锥破碎机为基础，制造研发而成的，但最早的圆锥破碎机存在着很多的问题。在科研人员的在不停的改进下，现阶段我国的圆锥破碎设备破碎的物料范围在不断的扩大，同时也在不停的朝着可靠、高效、低耗、节能、自动化等方向发展。 2. 发展历史 及国内现状 世界上第一台圆锥破碎机专利公布于 1878 年，到 1898 年才制成产品。美国在 19 世纪末开始应用了圆锥破碎机。弹簧式圆锥破碎机是最早的一种圆锥破碎机，它是由美国密尔沃基西蒙斯兄弟二人设计的，故得名西蒙斯圆锥破碎机。该机至今约有百年的历史，虽然逐渐改进，结构日益完善，但 基本结构没有重大变化。现在 随着 矿山 技术的不断发展，圆锥破碎机 的种类也逐渐增多 ， 主要分为 弹簧圆锥破碎机、轧臼式圆锥破、液压圆锥破碎机以及复合圆锥破 碎机四大类。 按照型号分为普通的 锥破碎机、西蒙斯圆锥破碎机、复合圆锥破碎机、标准液压圆锥破碎机、单缸液压圆锥破碎机以及多缸液压圆锥破碎机等诸多型号。 我国在 1954 年仿原苏联 2100 和 1650 弹簧式圆锥破碎机基础上，自行设计生产了 1200弹簧式圆锥破碎机。 1958 年又设计制造了大型 2200 弹簧式圆锥破碎机。上世纪 70 年代又研发了底部单缸与多缸液压圆锥破碎机，也曾经研制过中心液压缸圆锥破碎机。后经多年反复研究与实践，相继克服了旧系列弹簧压力不足，零件强度低以及结构上某些缺点，现已批量生产的弹簧式圆锥破碎机有直径 600、 900、 1200、 1750、 2200个规格， 14 种腔型；底部单缸液压圆锥破碎机有直径 900、 1200、 1650、 2200个规格， 12 种腔型；多缸液压圆锥破碎机有直径 1200、 2200个规格， 4 种腔型。当 时国产圆锥破碎机已经达到了系列化、规格化和标准化的程度，可以说产品齐全，使用可靠，受到国内外 的认可。 但国产弹簧式圆锥破碎机与世界先进国家同类破碎机比较，在质量和性能上还有差距，为赶上世界先进水平，沈阳重型机器厂引进美国诺得贝格公司西蒙斯与旋盘式圆锥破碎机技术，并合作制造该系列圆锥破碎机。鞍山钢铁集团调军台选矿厂于 1997 年引进美国诺得贝格公司生产的 缸液压圆锥破碎机， 2 台中碎， 4 台细碎；武钢程潮铁矿于 2002 年初用 3 台 台直径 2100簧式圆锥破碎机；包头钢铁公 司选厂也采用了缸液压圆锥破碎机。其他如马钢选厂、武钢大冶铁矿选厂，以及众多的地方中小型选厂、有色金属矿选厂都采用了 列破碎机，使用效果都比较满意，基本上能够满足“多碎少磨”的工艺要求。 在砂石行业也引进了 列圆锥破碎机，如三峡工程中古树岭石料厂采用 2 台 和 2 台 锥破碎机；三峡下岸溪石料厂采用 4 台 锥破碎机；香港奥石矿厂采用 1 台 2 台 锥破碎机；香港新机场工程采用 6 台 列和 2 台锥破碎机；广州黄陂石矿厂采 用 3 台 锥破碎机。此外，马钢孤山铁矿、北京三联砂石场和张家口采石厂等也采用了诺得贝格公司生产的 G 型单缸液压圆锥破碎机。 2000 年前后，瑞典 团首先将 列单缸液压圆锥破碎机推向市场，继而又将山特维克公司 列单缸液压圆锥破碎机投向中国市场，一时又掀起了单缸液压圆锥破碎机的热潮。鞍钢集团弓长岭、大孤山、胡家庙、齐大山等铁矿，以及太钢尖山铁矿选矿厂，先后引进约几十台 缸液压圆锥破碎机；江西铜业德兴铜矿也先后引进了数台 新推出的 单缸液压圆锥破碎机于 2006 年首次在洛鉬集团选厂使用后，先后也有几十台在多家大型矿业公司，如重钢太和铁矿、安徽开发矿业、唐钢司家营铁矿和广西华银铝业等获得成功应用。本钢南芬选厂也采用了 7800单缸液压圆锥破碎机。在水电工程方面，福建棉花滩水电站大坝工程人工制砂系统第二段和第三段破碎分别采用瑞典 团生产的 单缸液压圆锥破碎机；百色水电站人工砂石系统也采用了 锥破碎机；向家坝水电站人工砂石系统采用 2 台 中碎；二滩水电站砂石系统、万家寨人工砂石系统均采用了全套的山特维克生产的破碎设备。惯性圆锥破碎机是前苏联产品，其专利已转让给日本、美国、西欧等国。国内北京矿冶研究总院与圣彼得堡工程科学院合作成立中外合资北京凯特破碎机有限公司，生产世界一流的惯性圆锥破碎机。惯性圆锥破碎机原理独树一帜，仍处于应用、改进和发展中。美国 司推出的 液压圆锥破碎机，采用全滚动轴承结构；浙江湖州的湖州新开元碎石有限公司和哈尔滨某金矿都引进了全滚动轴承圆锥破碎机。综上所述，凡是国外先进的圆锥破碎机国内都 有引进，但对广大的中低端用户来说，弹簧式圆锥破碎机仍是产销的主力军。 3. 国内研究方向 圆锥破碎机还存在非连续性破碎、 给矿不均匀引起粉料盘磨损不均匀。偏心轴锥形套总是松动，导致端盖、锥形套及大皮带轮磨损等缺点。国产圆锥破碎机与世界先进国家同类破碎机比较，在质量和性能上还有差距。 所以要对它进行设计和结构的优化来弥补它的缺点，更好地服务生产。 改善国内 圆锥 破碎机落后的状况，全面提高 圆锥 破碎机技术水平，赶上世界先进水平，创造世界品牌的 圆锥 破碎机是当务之急。 国内外专家对圆锥破碎 机的一些基础研究成果，研究人员将从破碎机工作机理和工作性能的不同角度展开，分别在物料的层压破碎理论、圆锥破碎机生产能力的计算方式、层压腔型模型、腔型设计规划、破碎产品粒度分布情况和腔型多目标优化设计等方面做细致研究： 1、研究人员分析了国内外圆锥破碎机腔型研究发展的现状，并深入了解到圆锥破碎机腔型结构优化设计与改善圆锥破碎机工作性能的重要性和迫切性。 2、对破碎物料在圆锥破碎机破碎腔内的运动特性进行了深入研究，并且探讨了三种不同形式的粒子流动状态，它们分别是滑动、自由落体、滑动与自由落体共存状态。分析了破碎 腔内散体物料运动状态对破碎机工作性能的影响作用，模拟分析了了圆锥破碎机破碎腔内散体物料运动轨迹，得知圆锥破碎机分层破碎特性，为破碎腔进行分层研究和设计积累理论基础。 3、通过分析破碎机腔型对岩石产品粒度分布情况的影响，建立基于总体平衡模型的破碎产品粒度分布的计算方式，推理出圆锥破碎机生产能力新的计算方法。 4、致力于开发高效层压圆锥破碎机，在圆锥破碎机工作机理和工作性能的研究基础上，建立了圆锥破碎机生产能力、破碎产品粒度和腔型结构的多目标优化的设计方案。结合弹簧圆锥破碎机腔型结构的多目标优化问题，对破碎机腔 型多誉目标优化模型的求解方法进行了深入研究。 4 4. 圆锥 破碎机的工作原理和各部分结构 如图所示，由电动机 1 带动带轮 2 运动，从而使传动轴 3 转动，固定在传动轴 3 上的小锥齿轮带动 6 偏心轴套上的大椎齿轮 5 运动，使偏心轴套绕中心线做圆周运动，主轴 7 插在偏心轴套的锥形孔中，动锥 8 固定在主轴上，偏心轴套在主轴运动时也一同运动，主轴的中心线绕轴套的中心线做锥面运动。当运动至图示位置时动锥 8 靠近 9 定锥，同时碾压之间的物料，使之破碎。而另一边已经破碎的物料由于自身的重力影响从出料口出去，就这样不断的循环，从而进行破碎。由于圆锥破碎机 的动锥是转动的，所以可以对矿石进行连续的破碎，因此生产效率较高。 1 电动机 2 带轮 3 传动轴 4 小锥齿轮 5 大锥齿轮 6 偏心轴套 7 主轴 8 动锥 9 定锥 10 分料盘 11 进料口 5 1 机架下盖； 2 止推盘了； 3 偏心轴套； 4 直衬套； 5 机架中心套筒； 6 大伞齿轮； 7 平衡重； 8 方销； 9 进水管口； 10 机架； 11 球面轴承座； 12 球面轴承； 13 挡油环 14 衬板； 15 弹簧； 16 毛毡密封； 17 固定环（支承环）； 18 弧形齿板； 19 锁紧螺帽； 20 制动齿板； 21 分矿盘； 22 漏斗； 23 支承罩； 24 “ U” 型螺栓； 25 定锥衬板； 26 耳环； 27 注黄油孔； 28 调整环； 29 螺栓 ； 30 动锥； 31 缘； 32 环形油槽； 33 排水管口； 34 传动轴套筒； 35 小伞齿轮； 36 排油口； 37 锥衬套； 38 主轴； 39 进油口 它是由机架、传动部分、偏心轴套部分、动锥部分、定锥部分、调整部分、保险部分、防尘装置和润滑系统组成。 机架是整个破碎机主体，所有部件都装在机架上，它被四个地脚螺栓固定在基础上。 6 5. 设计总结 经过两个多月的学习研究， 我 通过 对圆锥破碎机资料、文献的查找，完成了这次设计的开题报告、任务书、外文翻译、文献综述和一部分的毕业设计说明书。通过这次设计中对圆锥破碎机的总体 方案确定和各部分结构的计算、分析与设计使我对自己这四年所学的专业知识有了更加深刻的认识。同时 这两个多月的设计， 使 我深深领悟到了知识的重要性。 此次毕业设计是我从学校走向 工作岗位 的重要一步。从最初的选题，开题到计算、绘图 和设计说明书的撰写 ， 这其中 每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。 通过这次 毕业设计 ，我深入地了解了 圆锥破碎机 的用途及工作原理，熟悉了 圆锥破碎机 的设计步骤，锻炼了工程设计实践能力，培养了自己独立设计的能力。此次毕业设计是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固，同时也是进入 自己工作岗 位 前的一次热身学习。 在 这次 毕业设计中，我收获了很多，比如学会了怎样查找相关资料、相关标准，怎样分析数据，同时提高了自己的绘图能力，并且懂得了许多经验公式和重要东西。更重要的是，它让我看到了自己的诸多不足，让我感觉到了知识的缺乏，让我更加坚定了学习的信心。 参考文献 1 郎宝贤，郎世平 J冶金工业出版社 , 2008: 662 赵昱东 . 圆锥破碎机的新发展 J. 中国钨业， 2004(2): 42 3 袁祖强 . 机械设计基础课程设计指导 书 M. 北京 :北京航空航天大学出版社 ,2013 4 付求涯，邱小童 . 互换性与技术测量 M. 北京：北京航空航天大学出版社 ,2011:14 5 郭克希 ,王建国 . 机械制图第 2 版 M械工业出版社 ,2009:2 6 刘鸿文 . 材料力学 M. 北京 : 高等教育出版社 , 71 7 陈国定 ,吴立言 ,濮良贵 . 机械设计第九版 M. 北京 : 高等教育出版社 , 8 王三民 M 化 工工业出版社 , 2012: 3819 孙恒 ,陈作模 ,葛文杰 . 机械原理第七版 M. 北京 : 高等教育出版社 , 2012: 174 10 郎宝贤 , 郎世平 . 国内外破碎机的差距与发展趋势 J. 矿械 , 2004: 71 11 邓文英 ,宋立宏 . 金属工艺学 M. 北京：高等教育出版社 , 2008: 20 本 科 毕 业 设 计 题目 圆锥破碎机设计 系 别 工程技术系 学生姓名 专 业 机械设计制造及其自动化 学 号 指导教师 职 称 讲师 要 圆锥破碎机是一种对矿山原料进行破碎的设备，主要由进料口、分料盘、动锥、主轴、定锥、偏心轴套、传动轴、小锥齿轮、大锥齿轮、带轮、电动 机等装置组成。本次毕业设计的内容有对圆锥破碎机的国内外现状进行简单的介绍；对圆锥破碎机的工作原理和主要结构进行说明；对圆锥破碎机与其他破碎装备相比较，突出其优点；对圆锥破碎机的某些结构进行优化设计，并对其进行计算和校核；对圆锥破碎机的总体装配图和主要零件图进行绘制，其中包括 圆锥破碎机传动装置 的结构还存在某些缺点，影响其工作效率。本次毕业设计主要是通过对圆锥破碎机传动 装置 的结构设计进行改进和优化、计算与校核，来达到提高圆锥破碎机的工作效率和生产量的目的。 关键词 : 圆锥破碎机；改 进； 数据计算； 图纸 is a of of a a so of is a of at of is To of on of AD by is to of to of of 录 1 绪论 . 1 内外发展现状 . 1 . 1 . 1 2 设计方案的确定 . 2 . 2 . 2 3 圆锥破碎机的主要结构 . 3 . 3 . 3 . 3 . 3 . 3 4 工作参数计算 . 4 . 4 . 4 . 5 . 5 5 电动机的选择和传动装置的计算 . 6 . 6 . 6 . 6 承的选择和寿命验算 . 14 . 14 . 14 . 15 结 论 . 18 参考文献 . 19 致 谢 . 20 1 1 绪论 内外发展现状 在日常的生活和生产中破碎设备具有非常广泛的应用，它是将直径比较大的物体破碎成直径较小的物体颗粒。圆锥破碎机由于结构简单，工作可靠和效率较高，成为矿山破碎行业的主要设备。 19世纪 90年代末世界上第一台圆锥破碎机问世，并在这时开始被美国应用于生产。我国最早的圆锥破碎机是仿照苏联而进行设计的，但是却存在诸多的缺陷，需要对其进行优化和改进。 现在的圆锥 破碎机虽然在一步步进行改进，如结构的不断完善，但是其基本的结构却并没有发生太大的变化。所以对圆锥破碎机的水平进行提高，还是我们当前的主要任务。 从现在我国的破碎设备来看，最常用的中碎设备还是标准型圆锥破碎机，而细碎设备还是短头型圆锥破碎机占据主导地位。 在问题及发展方向 1)新型耐磨材料的应用比较少 圆锥破碎机是一种对物料进行加工，使物料由大颗粒变成较小的颗粒的一种设备。所以对其耐磨性是一种很大的考验，如果耐磨材料应用较少会严重降低圆锥破碎机的使用寿命。反之，如果增加新型耐磨材料的使用，则会 大大提高圆锥破碎机的使用寿命。现在在圆锥破碎机的生产中增加新型耐磨材料的使用，是当前发展的新趋势。 2)生产制造工艺水平较差 由于圆锥破碎机生产设备的落后，而导致圆锥破碎机的生产水平较低，加工精度不高。所以引进先进的加工设备和加工工艺成了当务之急。 3）圆锥破碎机传动装置 的结构存在某些缺点 通过对传动装置的结构进行优化设计、计算和校核来解决传动装置 存在的缺陷，以达到提高效率的目的。 锥破碎机的优势 与其他破碎机相比较，圆锥破碎机的突出 特点为： (1) 圆锥破碎机工作连续 、 生产能力高 、 单位耗电低。 (2) 圆锥破碎机 工作平稳、振动较轻、机器设备的基础质量轻。 (3) 圆锥破碎机的启动比其他破碎机容易。 (4) 圆锥破碎机生成的产品颗粒粒度均匀，且片状产品少。 2 2 设计方案的确定 锥破碎机的基本参数 圆锥破碎机过载时的保险分为弹簧式和液压式两种。本次毕业设计的是弹簧式保险的标准型圆锥破碎机。 圆锥破碎机的参数为：动锥大端直径为 2200料口宽度为 370大给矿粒度310矿口调整范围 32电动机功率 375 作原理与基本结构 圆锥破碎机工作原理：电动机通过传动轴而带动偏心轴套做旋转运动 ，偏心轴套的运动迫使动锥不仅完成自身的旋转运动，而且还要完成摆动。当动锥与静锥靠近时，会对物料进行多次的挤压和碰撞，使物料由大颗粒变成小颗粒。当动锥与静锥分开时，达到破碎要求的物料就会在自身重力的作用下由锥底排出。破碎过程中由于动锥的转动，可以对物料进行连续的破碎，而使圆锥破碎机的生产效率提高。 图 1锥破碎机基本结构 1电动机 2带轮 3传动轴 4小锥齿轮 5大锥齿轮 6偏心轴套 7主轴 8动锥 9定锥 10 分料盘 11进料口 3 3 圆锥破碎机的主要结构 矿口与排矿口宽度 矿口宽度 给矿口宽度的表示符号为 B，大小可以由经验公式 B=(中 矿口宽度 排矿口宽度的表示符号为 b，它的大小与产品粒度和矿石硬度有关， 对于不同硬度的矿石，它排矿的过大颗粒系数 K=b（ 一样。对于中碎机，硬矿石 K=硬矿石 K=2矿石 K=要考虑产品的粒度与矿石的硬度来确定排矿口宽度。 角 啮角用符号来表示，它 可以保证动锥衬板与静锥衬板有效的夹住物料，使物料不能够向上滑动。由文献 1可知，圆锥破碎机的啮角应该满足以下条件： = 2-（ 1 2 （ 公式 3 式中 1 、 2 固定锥与破碎锥 锥面 间 倾斜角 ； 机器中轴线与破碎锥轴线 夹角， 常取 ； 衬板与矿石 之间的摩擦角。 一般情况下， 取 321 = 。中碎取 540 1 = ； 当结构尺寸增加时 ， 可通过 增大 1 ， 来 提高生产率。 此 设计中 取 : ， ， 22o 。 碎平行区 破碎平行区又叫平行带，中细碎机都有一段平行带，来保证产品的细度和均匀度。平行带过长，容易使破碎机堵塞，处理能力降低，平行带过短虽然可以改善主轴受力情 况，但会导致产品中合格品减少。 平行带的长度 L，需要根据动锥的摆动次数和底锥角及摆动行程来计算。对于中碎机保证物料在平行带里被压碎 1细碎达到 2 平行带的长度 式如下： L=D （ 公式 3 式中 位 L=2200=176（ 所以平行带 76 4 4 工作参数计算 作参数 料的初选粒度为 300料 最大的颗粒粒度为 310后将物料破碎为 32间不同粒度的产品。 锥的摆动次数 图 4料在动锥上的受力分析 从 图 可以得到，物料在进入破碎区域是产生的加速度为 ： 11 G c o （ 公式 4 )11 （ 公式 4 式中 ： f 物料 与破碎锥表面的摩擦系数， 通常 0 0 f ； g 重力加速度， 。 假 设 料的加速度保持不变来通过平行碎矿区的长度为 1厘米 ， 则 2112 )60)(c o s （ 公式 4 1 co 3 0 次 /分 （ 公式 4 公式（ 4适用于 标准型 的 圆锥破碎机。上 面的 理论计算公式 的 前提为矿石是自由下滑，实际上也有一些矿石不是自有下滑而是跳跃式的下落，可能没有在平行破碎腔内被破碎 ， 所以使得破碎后的物料粒度变大。因此 ， 5 碎物料的质量。其原理就是将物料在并行破碎腔内的冲击次数提高，从而提高圆锥破碎机的效率 ， 与此 同时， 还可以有效地减少磨损， 有利于提高磨碎设备的产量。 但考虑到转速太大会增加机架的负荷，所以应该将圆锥破碎的的转速控制在一定的范围内。 通过查资料可得，计算实际转速时可以通过以下公式 ： （ 公式 4 式中 D 动 锥 的 底部直径 ，单位： m 。 n=220次 /分 产率 该破碎机的产量受到很多因素的影响。中间包括物料品质因数，同时还有破碎机的性能因子。不过，现在还没有可以将上述因素都包含在内的理论计算公式，大部分采用的是通过经验公式的大概计算，然后再按照现实的情况进行调校 。 根据资料得，在一般情 况下进行破碎时 ， 效率计算公式如下 ： 61（ 公式 4 其中 1K 物料破碎系数 ，表得1 ； 2K 破碎比系数，查表 得 3； 出口生产率 ，查表得 6； b 出料口宽度 ， b=64； 矿石的松散比重，取 = Q /Q /根据资料得， 在闭路破碎时 。 破碎机的 产量 按闭路 的生产量得出 ： 吨 /小时 （ 公式 4 其中： Q 开路 情况下的产量 ， / K 闭路 情况下物料 粒度变细的 因数 ， 一般 取 。 =Q / 破碎机的 产量 为 80h。 动机功率 根据资料得， 圆锥破碎机 所使用的电机功率一般根据经验公式得出 ： 6 P=50 （ 公式 4 其中 D 表示动锥下底面直径 ， m ； 表示修正系数， D=1650D=1650 2100 之间时， ； 100时， 。 P=50 机械设计手册 可 得实际选用的电动机功率为 315 5 电动机的选择和传动装置的计算 动机的选择 由于 工作 的需求、 工作 环境、节约等方面的因素 ， 选用最常见的 择定功率 为 15步转速 480r/ 由于本设计中设定的转速为 300转，故在传动中增加了带传动装置。 动装置的参数计算 0P=315n=1480r/0=10600480315=106 N （公式 5 1轴 501 带W （公式 5 740/n 101 in r/ （公式 5 7 4 0 1161 106 N （公式 5 2轴 齿承 W r/ 300 2262 106 N 轴的计算 1） 确定传动轴的直径 7 0 33 2 1 1 4 m （公式 5 根据资料查得 03126，这里取 12. 根据工作条件， 初 取 118 。 2） 传动轴受力分析 根据轴承的选择和计算，确定传动轴的各段直径和长度数据如下图所 示： 12 118 =7150N （公式 5 r t 1 c o s 7 1 5 0 2 0 c o s 1 1 3 3 5 2 5 4 9 . 8 3 t g N （公式 5 a t 1 s i n 7 1 5 0 2 0 s i n 1 1 3 2 5 5 2 0 . 3 8 t g N （公式 5 3） 受力分析 图 5动轴受力分析 支反力： 因为 0C =M，得 到 ： 2118（公式 5 8 3 2118 =662 = （公式 5 由 0=Y ，得： C Y r B Y 2 5 4 9 . 8 3 1 1 0 2 . 7 3 3 8 8 . 8F F F N （公式 5 由 0C =M，得： 0- 3 （公式 5 4 9 . 8 3 1 7 7 6 8 1 . 7 5662 N （公式 5 由 0=Z ，得： C Z r B Z 2 5 4 9 . 8 3 6 8 1 . 7 5 2 6 1 8 . 5 8F F F N （公式 5 矩图 C Y B Y 2 8 3 8 . 9 7 6 6 2 5 5 5 3 9 8 . 1 4 N m L （公式 5 弯矩图 C Z B Z 2 6 8 1 . 7 5 6 6 2 4 5 1 3 1 8 . 5 N m L （公式 5 合成弯矩 M 图： 2 2 2 2C Y C Z 5 5 5 3 9 8 . 1 4 4 5 1 3 1 8 . 5 7 1 5 6 5 0 . 3 9 N m M （公式 5 1) 作转矩图 T： 63 . 2 1 0 N m 2) 传动轴 的强度校核： 参照 弯扭合成应力 图对 传动 轴的强度 进行校核： 对传动 轴 能 承受最大弯矩 和 扭矩的截面的强度 进行校核 。 查参考资料 7可知 ，计算轴的应力 22 2 6 23c 3( ) 8 3 4 1 2 0 . 9 7 ( 0 . 6 3 . 2 1 0 ) 1 2 . 1 1 M p 1 1 2 0 （公式 5 3) 传动 轴的疲劳强度 的 校核 : A. 判定那个截面为应力集中截面 9 疲劳强度的影响在应力集中方面。 截面 4 和 5 能造成较为严重的应 力集中，可是 5受的弯矩较大 。根据承受负载 的情况， 横截面 3承受最大的应力。 但 由于 应力集中不大， 所以 3面不用校核。只需校核截面 5。 B. 横 截面 5的左边 43 （公式 5 3 3 4T 0 . 2 0 . 2 1 4 0 5 4 8 8 0 0 m （公式 5 横 截面 5左 边 的弯矩 M 为 ： 5208 3 4 1 2 0 . 9 7 7 4 7 8 3 2 . 5 9 N m （公式 5 横 截面 5的扭矩 T 为 ： 32000001 （公式 5 横 截面上的弯曲应力 为： b 8 3 4 1 2 0 . 9 7 3 . 0 4 M p （公式 5 截面上的 剪 切力 为： 1 . 8 3 M p （公式 5 传动 轴的材料为 45 钢，调质处理。 通过参考资料 7 可知，B 6 4 0 M p ， ， 。 参考 7 ，通过计算可得： k， k。 传动 轴加工， 参考 7 的，它的 系数为 ： 。 传动 轴 没有 表面强化 工艺 ， 1q 。 所以得出 得 总 系数为 ： 式 5 式 5 由 文献 7可知， 碳钢的特性系数 ： 取 取 。 10 故传动 轴 的 截面 5左 边 的系数 ： 75 1 （公式 5 1 55 3 1 . 9 73 . 9 1 3 . 9 1 2 . 4 3 0 . 0 522S K （公式 5 2 2 1 7 . 7 2 3 1 . 9 7 1 5 . 5 1 . 51 7 . 7 2 3 1 . 9 7 （公式 5 因此 该 传动 轴在截面 5左 边满足强度要求 。 C. 截面 5右 边 抗弯系数 为： 3 3 40 . 1 0 . 1 1 5 8 3 9 4 4 3 1 . 2 m （公式 5 抗扭系数 为： 3 3 4T 0 . 2 0 . 2 1 5 8 7 8 8 8 6 2 . 4 m （公式 5 截面 5左 边 M 为 ： M= （公式 5 截面 5上 T 为 ： T=3200000N 面上的 b 2125997. 29 5 . 3 9 M p 4 4 3 1 . 2 （公 式 5 截面上的 1 . 0 6 M p 8 8 6 2 . 4 （公式 5 截面上 有 理论应力 ，是因为有轴肩的存在而产生的。它的 集中系数及参考 7 查取。因 3 0 140， 158 1 140。 ， 。 参考 7 可 以得到传动 轴材料的 q ， q 。 所以 有效应力集中系数 按照资料 7 可得 : 式 5 11 （公式 5 查资料 7 可 以 得 出 轴的 通过文献 7 可 知 轴的材料的敏感扭转剪切尺寸系数 是 总系数 为 ： 式 5 式 5 因而传动 轴在截面 5左 边 的安全系数 是 : 7 5 式 5 式 5 222=+=+= （公式 5 4) 所以 在截面 5左 边 的强度 ，传动 轴是 符合要求的 。精确校核轴的疲劳强度 ： A. 危险截面 的 判断 从 应 力 集 中 方 面 对 轴 的 疲 劳 强 度 的 影 响 ， 截 面 4 和 5 引 起 的 应 力 集 中 较 严 重 ， 但 5 受 的 弯 矩 较 大 ； 依 照 受 载的 情 况 ， 截 面 3 所 承 受 的 应 力 是 最 大 的 ， 但 由 于 应 力 集 中 不 大 ， 所 以 3面 不 用 校 核 。 只 需 校 核 截 面 5 。 B. 截面 5左侧 43 （公式 5 3 3 4T 0 . 2 0 . 2 1 4 0 5 4 8 8 0 0 m （公式 5 截面 5左侧的弯矩 5208 3 4 1 2 0 . 9 7 7 4 7 8 3 2 . 5 9 N m （公式 5 截面 5上的扭矩 1 3 2 0 0 0 0 0 N m 截面上的弯曲应力 为： b 8 3 4 1 2 0 . 9 7 3 . 0 4 M p （公式 5 截面上的扭转切应力 为： 12 1 . 8 3 M p （公式 5 轴的材料为 45 钢，调质处理。由 文献 7可知，B 6 4 0 M p ，1 2 7 5 M p ，1 1 5 5 M p 。 由 文献 7可知， 用插入法求出 ： k， 文献 7可知，表面 质量系数为 ： 轴未经表面强化处理， 1q 。 固得综合系数为 ： 式 5 式 5 由 文献 7可知， 碳钢的特性系数 ： 取 取 所以轴 的 截面 75 1 （公式 5 1 55 3 1 . 9 73 . 9 1 3 . 9 1 2 . 4 3 0 . 0 522S K （公式 5 2 2 1 7 . 7 2 3 1 . 9 7 1 5 . 5 1 . 51 7 . 7 2 3 1 . 9 7 （公式 5 所以 该轴在截面 5左侧的强度是 符合 的。 C. 截面 5右侧 抗弯截面系数 为： 3 3 40 . 1 0 . 1 1 5 8 3 9 4 4 3 1 . 2 m （公式 5 抗扭截面系数 为： 3 3 4T 0 . 2 0 . 2 1 5 8 7 8 8 8 6 2 . 4 m （公式 5 13 截面 5左侧的弯矩 7052296378. 63 2125997. 29 N m 1 . 5M （公式 5 截面 5上的扭矩 3 2 0 0 0 0 0 N m 截面上的弯曲应力 为： b 2125997. 29 5 . 3 9 M p 4 4 3 1 . 2 （公式 5 截面上的扭转切应力 为： 1 . 0 6 M p 8 8 6 2 . 4 （公式 5 截面上 因为有 轴肩 从 而 产生 理论应力 ，它的 集中系数及由文献 7查取。因3 0 140， 158 1 140， ， 通过文献 7可 以得到 轴的材料的敏感系数 ： q ， q 故有效应力集中系数按 文献 7为 : 式 5 （公式 5 由 文献 7可得轴的截面形状系数为 通过文献 7可 知 轴的材料的敏感扭转剪切尺寸系数 是 综合系数为 ： 式 5 式 5 因而 轴在截面 5左 边 的安全系数 是 : 7 5 式 5 式 5 14 222=+=+= （公式 5 接触球 轴承的选择和寿命验算 1) 选 取 轴承 选择 角接触球 轴承 ，型号 7220C， 据文献 8知r 560K ， 1 1 0 K ， ，1 2Y。 2) 验算 轴承的 寿命 轴承所 承 受 的 支反力合力 为： 2 2 2 2B B Y B Z 1 1 0 2 . 7 9 2 3 . 2 1 4 3 8 . 1 R （公式 5 相较 双列圆锥滚 子轴承， 它的 派生轴向力 可 互相抵消。 0 ， C a a 5 2 0 N 据文献 8知： 公式 5 B r B 1 B a 1 4 3 8 . 1 0 . 8 0 1 4 3 8 . 1P R Y F N 按 照 轴承 验算 ： 106 6 33 9 1 0 5 6 0 1 0 7 . 3 3 1 06 0 6 0 9 8 0 1 4 3 8 . 1 h （公式 5 9h 7 1 0L h= 0 年 经校核后，此轴承 合格。 动零件的设计 轮的计算 1） 齿轮类型、材料、精度等级及齿数的选择 根据传动方案和其他因素选择的齿轮为直齿圆锥 齿轮。由于要满足强度等要求，要对齿轮表面要调质处理，所以要选择精度等级为 7级， 小齿轮就选择 45钢 (调质 )作为材料 ,选取的小齿轮硬度是 280齿轮选用 45钢 (调质 )，查资料取 大齿轮硬度 240者材料硬度差为 40 2） 分度圆锥角的计算 15 1i 2 r c t a na r c t a n i 1 5321127167190 即可得 o i n 12c o ss i 212 *m i n （公式 5 式中， *1* 01 z 21 2 . 4 5 2 0 4 9z 即大齿轮的齿数为 492 z 1) 根据工作条件要求，大端模数为 20m 2) 齿轮分度圆直径 4 0 0202011 2 2 0 4 9 9 8 0d m z ) 锥距 221 （公式 5 4) 齿轮齿顶、齿根圆直径 可得 齿顶高 20201* aa （公式 5 齿顶圆直径 0c o 11 aa （公式 5 2 2 22 c o s 9 8 0 8 9 8 8d h （公式 5 5) 齿宽 73/ 23/ RB （公式 5 6) 节圆周速度 0 060 4 9 04 0 0 060 11 m/s （公式 5 轮的校核 1) 齿面接触 的 疲劳强度 计算 由标准圆锥 齿轮的设计计算公式进行计算，即 2131 12 . 3 2 ( ) u （公式 5 16 确定 上述 公式 中 的 所需变量的计算数值： 。 5 11 19 5 0 PT n （公式 5 已知1 ，1 300r/， 51 2 . 0 3 6 1 0 N m 。 械设计第九版选取齿宽系数 1d。 械设计第九版得材料的弹性影响系数 121 8 9 P 。 械设计第九版 选择 大齿轮的接触疲劳强度极限为 5 5 0 M P ， 小齿轮的接触疲劳强度极限为 6 0 0 M P 。 1 1 n 公式 5 91 6 0 5 9 0 1 5 3 6 5 2 4 1 . 5 5 1 1 0N （公式 5 9 921 . 5 5 1 1 0 3 . 1 0 2 1 012N （公式 5 械设计 第九版 选得1 ，2 。 要求失效的概率为 1%，按可靠度要求，取安全系数 1S ， H S （公式 5 l i m 1 H N 11 5 5 0 1 . 0 9 5 9 9 . 5 M （公式 5 l i m 2 H N 22 6 0 0 1 . 0 5 6 3 0 M （公式 5 2) 按齿根弯曲强度设计 齿根弯曲强度设计公式： 13 212 ()F a S （公式 5 确定公式内的计算参数。 械设计第九版 能够 查到大齿轮和小齿轮的弯曲疲劳强度极限分别为1 380 M P 和2 500 M P 。 机械设计第九版 查得1 ，2 。 取安全系数 ， 计算公式如下： 17 S （公式 5 把1 380 M P ，2 500 M P ，1 ，2 代入 公式 ，得 222 0 . 9 5 0 0 M P a 3 2 1 . 4 3 M P 4F N F S （公式 5 。 把 ， ， 1， 代入可以得到 1 . 5 1 . 2 3 1 1 . 5 1 1 . 6 5A V F K K K （公式 5 根据机械设计第九版 查得齿形系数1 ；2 。 根据机械设计第九版 查得校正1 ；2 。 1112 . 2 1 8 1 . 7 7 1 0 . 0 1 5 7 3 2 4 9 . 7 1F a S （公式 5 2222 . 4 0 1 . 6 7 0 . 0 1 2 4 7 3 2 1 . 4 3F a S （公式 5 大齿轮的数值大。 3） 计算 根据 1d， ， 61 2 . 0 8 1 9 1 0 N m 和1110 5 7 3F a 可算出齿轮的模数。 6133 2212 2 2 . 0 3 4 2 . 0 8 1 9 1 0( ( ) 0 . 0 1 6 0 7 m m 1 9 . 4 1 5 9F a S （公式 5 根据计算所得的模数 近似圆整值 20，由此可以算出大齿轮齿数。 Z2=0980=49 （公式 5 则可算出小齿轮的齿数 49=20。 这样设计的齿轮满足强度要求和结构紧凑的要求，使用寿命也较长。 18 结 论 本文首先是介绍了最常见的各种破碎机械的种类，以及它们的发展历史。机械设备的历史都是从不完善逐渐改进从而逐渐完善的，所 以机械的每个改进都有着很 重要的意义。相对而言， 圆锥破碎机作为矿山和煤炭最常用的破碎机械，因为它的 功率大、 性价比大 、生产 效 率 高的特点，有着别的破碎机械无可替代的优势。 了解这次设计的目标后，初步确定圆锥破碎机的 基本参数，简单阐述圆锥破碎机的结构、功能和工作原理。 接着根据以选定的生产参数 ，进行各个结 构的参数选择，如给矿口的宽度，啮合角的大小，及其破碎机的摆动次数 等。 本文主要是对破碎机中的传动轴 轴承，齿轮进行了详细的计算和校核，并使其达到了要求。 传统的圆锥破碎机的动力部分是采用大功率、低转速、高扭矩的特种电 机，成本比较高，而普通的 矩也符合要求，但转速偏高。本文采用了带轮式的传动方式，将原先的高转速经过带轮传递变成较低的转速，从而符合破碎机的使用要求。采用 Y 系列电动机，将大大的降低破碎机的生产成本，同时也有利于后期的维修。 本文 主要