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球磨机的设计【6张CAD图纸和毕业论文】【答辩优秀】

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摘要：球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备。它广泛应用于水泥，硅酸盐制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑色与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。本次设计就是围绕其基本结构及加工原理进行选择和设计的。

Picked to : ball mill is used to be broken after another smash key equipment. It is widely used in cement, silicate products, new building materials, fire-proof material, fertilizer, black pottery, glass and metal processing and production industry, of ores and other materials may be difficult for dry - or wet sexual Fenmo. The current design is centered on the basic structure and principles for the selection and design process.

关键词：筒体，轴承，轴承座，球磨机变频改造，传动装置和粉磨装置

Keyword : receiver, bearings, bearings Block, ball mill frequency conversion transformation, transmission device and fenmo devices。

第一章球磨机简介

1.1球磨机的现状

在硅酸盐工业中，数量很大的固体原料，燃料和半成品等需要经过各种不同程度的粉碎，使其块度达到各种工序所要求的大小，以便操作加工。因处理物料尺寸大小的不同，可将粉碎分为破碎和粉磨两个过程。将大块物料碎裂成小块的过程称为破碎，将小块物料碎裂成粉末的过程称为细磨。而在粉碎的过程中，以挤压方式粉碎颗粒的又以球磨机为主。随着硅酸盐工业的快速发展，大型的粉磨机器设备发挥起了越来越重要的作用，为了满足硅酸盐市场的各种需求，各种型号的球磨机也都逐渐的占据了时常极其重要的地位。虽然结构比其他机械设备有些简单，但由于工作的环境不同，每个公司所要加工的对象以及所采用的介质不同，所以对球磨机的要求就愈来愈高。

1.2. 球磨机的工作原理及类型

球磨机的主要工作部件就是筒体，内装有各种粉磨介质。依靠体回转时介质的冲击和磨削等作用使物料粉碎，在球磨机粉磨配合料时，还兼起混合作用。机身（筒体）为一个水平放置的回转筒体，筒体两端靠两个端盖封闭和固定，两个端盖分别靠两个固定在水泥浇注的支座上的轴承所夹紧。依靠一个固定在筒体上的齿轮在电动机的带动下做慢速的旋转运动。

1.2.1其加工原理是，在电动机的带动下，筒体开始转动，由于筒壁的摩擦力的作用下，筒里的介质随着筒体一起做回转运动，当达到一定高度时，由于介质本身自重，介质开始自由泻落或抛落冲击筒底的物料，同时在筒体回转时，介质还有自己的滚动和滑动，使物料在介质中受到了冲压和磨削作用，从而达到将物料磨削成小颗粒的目的。由于进料口不断的加料，进料端和出料端之间存在料位差，并且介质下落时，冲击物料所造成的轴向压力，因此，磨料机的机身虽然是水平放置，但物料却由进料端缓慢流向出料端，完成粉磨作业。

1.2.2球磨机的类型有很多种，在这里大体说一下按筒体类型分为短磨机，中长磨机和长磨机，按筒内按仓室数目可以分为但仓室和多仓室，按筒体形状可以分为圆筒型球磨机和圆锥型球磨机，按筒体数目可以分为单筒球磨机和多筒球磨机两种。按卸料方式来看可以分为尾卸式球磨机和中卸式球磨机，按筒体支撑方式可以分为中空轴支撑式磨机和托轮式磨机，按传动方式可以分为中心传动式球磨机，边缘式传动磨机，行星式磨机和无齿轮传动式磨机。按操作方式来分可以分为间隙式操作和连续式操作磨机。按生产方式可以分为干式磨机和湿式磨机。球磨机不仅在硅酸盐工业中大量应用，而器在冶金，选矿，电力，化工，煤炭等工业总也普遍应用。

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内容简介：: 1 摘要：球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备。它广泛应用于水泥，硅酸盐制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑色与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。本次设计就是围绕其基本结构及加工原理进行选择和设计的。 Picked to : ball mill is used to be broken after another smash key equipment. It is widely used in cement, silicate products, new building materials, fire-proof material, fertilizer, black pottery, glass and metal processing and production industry, of ores and other materials may be difficult for dry - or wet sexual Fenmo. The current design is centered on the basic structure and principles for the selection and design process. 关键词：筒体，轴承，轴承座，球磨机变频改造，传动装置和粉磨装置 Keyword : receiver, bearings, bearings Block, ball mill frequency conversion transformation, transmission device and fenmo devices。第一章球磨机简介 1. 1 球磨机的现状在硅酸盐工业中，数量很大的固体原料，燃料和半成品等需要经过各种不同程度的粉碎，使其块度达到各种工序所要求的大小，以便操作加工。因处理物料尺寸大小的不同，可将粉碎分为破碎和粉磨两个过程。将大块物料碎裂成小块的过程称为破碎，将小块物料碎裂成粉末的过程称为细磨。而在粉碎的过程中，以挤压方式粉碎颗粒的又以球磨机为主。随着硅酸盐工业的快速发展，大型的粉磨机器设备发挥起了越来越重要的作用，为了满足硅酸盐市场的各种需求，各种型号的球磨机也都逐渐的占据了时常极其重要的地位。虽然结构比其他机械设备有些简单，但由于工作的环境不同，每个公司所要加工的对象以及所采用的介质不同，所以对球磨机的要求就愈来愈高。 nts 2 1.2. 球磨机的工作原理及类型球磨机的主要工作部件就是筒体，内装有各种粉磨介质。依靠体回转时介质的冲击和磨削等作用使物料粉碎，在球磨机粉磨配合料时，还兼起混合作用。机身（筒体）为一个水平放置的回转筒体，筒体两端靠两个端盖封闭和固定，两个端盖分别靠两个固定在水泥浇注的支座上的轴承所夹紧。依靠一个固定在筒体上的齿轮在电动机的带动下做慢速的旋转运动。 1.2.1 其加工原理是，在电动机的带动下，筒体开始转动，由于筒壁的摩擦力的作用下，筒里的介质随着筒体一起做回转运动，当达到一定高度时，由于介质本身自重，介质开始自由泻落或抛落冲击筒底的物料，同时在筒体回转时，介质还有自己的滚动和滑动，使物料在介质中受到了冲压和磨削作用，从而达到将物料磨削成小颗粒的目的。由于进料口不断的加料，进料端和出料端之间存在料位差，并且介质下落时，冲击物料所造成的轴向压力，因此，磨料机的机身虽然是水平放置，但物料却由进料端缓慢流向出料端，完成粉磨作业。 1.2.2 球磨机的类型有很多种，在这里大体说一下按筒体类型分为短磨机，中长磨机和长磨机，按筒内按仓室数目可以分为但仓室和多仓室，按筒体形状可以分为圆筒型球磨机和圆锥型球磨机，按筒体数目可以分为单筒球磨机和多筒球磨机两种。按卸料方式来看可以分为尾卸式球磨机和中卸式球磨机，按筒体支撑方式可以分为中空轴支撑式磨机和托轮式磨机，按传动方式可以分为中心传动式球磨机，边缘式传动磨机，行星式磨机和无齿轮传动式磨机。按操作方式来分可以分为间隙式操作和连续式操作磨机。按生产方式可以分为干式磨机和湿式磨机。球磨机不仅在硅酸盐工业中大量应用，而器在冶金，选矿，电力，化工，煤炭等工业总也普遍应用。 1. 3 球磨机发展趋势之变频改造长期以来，墙、地、砖、及化工工厂普遍采用球磨机研磨陶瓷原料，它一般采用简单的工频控制，易造成物料的过度研磨，所需研磨周期较长，研磨效率较低，单位产品功耗较大，启动电流大，对设备和电网的冲击很大，机械设备的生产维护量也大，而且电的损耗量相当惊人，这必然会给生产厂家带来很多不必要的麻烦和严重的资源浪费，所以随着社会经济的发展及企业生产规模的扩大，直接工控球磨机的弊病已暴露无遗，并严重地阻碍了各工业企业快速发展。这就促使人们去研制启动平滑、研磨效率较高、产量大、能耗低的球磨机变频控制球磨机。 2.主要构造陶瓷工业球磨机主要由传动装置、筒体装置、加料装置、卸料装置及电气控制装nts 3 置等组成。 3、传动装置陶瓷工业球磨机装载量大，所需动力消耗也很大，因此陶瓷工业球磨机通常采用1 至 2 台几百千瓦的大功率电动机通过液力偶合器共同驱动硬齿面圆柱齿轮减速机，再经一对齿轮传动或皮带轮等驱动筒体旋转，从而达到研磨物料的作用。3 工作原理：球磨机由给料部、出料部、回转部、传动部（减速机、小传动齿轮、电机、电控）等主要部分组成。陶瓷工业具有一个水平放置的筒体，筒体被隔板 (钻有许多小圆孔的圆板筛板 )分成 3 4 个研磨腔，每个研磨腔内装有一定形状尺寸的研磨体，筒体旋转时，物料和研磨体等在摩擦力和离心力的作用下被筒体提升到一定高度，然后在重力的作用下沿近似抛物线轨迹落下来冲击和研磨筒体底部的另一部分物料，并产生一定的轴向运动促使物料研磨和混合均匀。 4、电气基本控制装置陶瓷工业球磨机属于低速重载设备，装载量大，起动力矩也很大，因此陶瓷工业球磨机通常采用附加启动电机冲击启动或软启动装置来启动，对电网冲击大，而且启动完成后运转时所需的转距减小，所以在节约能源方面有很大的空间。 5、改造方案：根据原工况存在的问题并结合生产工艺要求，改造后的球磨机系统应满足以下要求。（ 1）造后的设备要有足够的起动转距，满足还球磨机装载量大的要求，并且保证设备在变频运行状态下使电机平稳运行，保障电动机具有恒功率特性。（ 2）利用变频调速控制系统改造原有球磨机拖动系统，满足球磨机低速时的正常运行，确保正常的工艺控制技量，使球磨机及电动机的使用寿命延长，减少维护。（ 3）改造后的设备能够实现自动控制，及手动 /工频和故障自切换等功能，并能克服球磨机大惯性引起回升电压，有效地保证设备的正常运行。 6、变频器选型根据上述原则，选择赛普公司的 SAP500G 系列变频器，使系统能够满足上述工况要求。（ 1） SAP500G 变频器采用磁通矢量 PWM 控制技术使用权低速负载能力可 =达到200%的额定转距输出。内置 PLC 程序控制功能，多种控制，操作方式，齐全的保护功能。（ 2） SAP500G 变频器的频率精度高，数字设定为 +0.01%,模拟设定为 +0.2%可使运转平稳满足设计要求。（ 3） SAP500G 系列变频器的过电压，过电流失速成禁止功能，可使用权变频器在加、减速过程中发生过电压或过电流时的频率维技，至解除过压，过流时自动再进行加、减速。载波频率自动调调特性。 7、设备改造后的优越性（ 1）利用变频调速技术改造了球磨机的拖动系统，满足了球磨机低速运行、大起动转距的特点，实现了球磨机的运行速度连续可调。电机起动时无冲击电流，起动力距足够，保护功能完善。保证了工艺控制质量、节约了维护成本。（ 2）根据工状需要，将传动比改为 A 后正常运行时变频器运行给定频率设定为 B（低于 50HZ）运行电压为 C（ 380V）运行电流为 D（小于 180A）改造后的系统平均每年耗电 E度（ C*D*每天工作时间 *365）。系统改造前为工频 50HZ，运行nts 4 电流为 180A 运行电压为 380V ，平均每年耗电 F（ 90*每天工作时间 *365）度。节电率为（ 1-E/F） % 第二章球磨机设计过程 2. 1 球磨机设计前的分析球磨机是一个外观庞大的设备，种类非常繁多，规格多样。在不同的工艺流程中，对球磨机的要求又各不相同。虽然它的内部结构非常的简单，但是对我们这些从来没独自进行设计过的大四学生来说有一定的难度，由于我们以前进行的参观实习也好，还是学习末的课程设计也好，一般都是由于我们几个同学一块讨论，然后进行设计的，但此次设计一般是每人一个题目，这对我们来说就感到了陌生。这对我们来说既是一个挑战，同时又给我们带来了很大的压力，由于没有经验，我们进展的速度比较缓慢，学校规定的时间对我们来说有一点紧迫，所以在挑战带来的喜悦中，又有一定的担忧。刚开始确定了设计题目后，在一段时间内我们都有一些茫然和不知所措，都不知道从何地方下手，最初我们只是在网上或者到图书馆进行查询，但得到实用的东西是少之又少，后来在指导老师的指导下，我们对各自的设计题目有了初步的了解，便开始着手于设计中。球磨机在实际生产应用中十分广泛，在很多行业中比如硅酸盐，水泥和陶瓷工艺中，粉碎物料都要用到球磨机，球磨机的设备整体虽然十分的旁大，但是它的结构非常的简单，其主要结构就是一个筒体，两个端盖和两个轴承以及轴承座，外加水泥支柱和一套传动在装置和减速装置组成，可以说是结构简单，但是我们在设计过程中需要考虑很多问题，比如说筒体要承受很大的压力和冲击力，我们就需要考虑筒体的承受载荷的能力和抗冲击的能力，我们还要考虑轴承的选择和定位的问题。以及该如何选择和选择什么样的电动机和减速装置才能满足球磨机的运转要求等，这都是我们在设计中需要考虑到的问题。而球磨机的具体加工原理和类型，在以前的章节中，我都已经提到了，在这里就不细说了，经过一段时间的摸索，我对球磨机的各个部件都有了更深一步的了解，在指导老师的带领和指导下，通过长期的努力对本次球磨机的设计虽然不能说达到了很高的深度，设计的非常全面，但我相信我的设计在国内已经达到了一定的水平。 2.2 筒体的选择筒体是球磨机设备的重要组成部分，不仅因为它的体积大，而且整个加工过程都实在其中进行的。筒内的介质和物料在筒内进行碰撞和磨削，以达到粉碎的目的。由于介质和磨料都具有一定的质量和硬度，而且筒体是一个长 2100mm，宽 900mm的圆柱形物体，这就要求我们对筒体材料的选择必须达到一定的要求，所选的材料必须具有很高的硬度，高耐磨性，和优良的抗冲击性能。在一般的工厂中，处于经济和各个方面的考虑，作为一般的箱体和壳体，我们一般选择铸铁作为首选材料，因为铸铁相比较而言，价格比较便宜，而且性能优良，能满足高载荷的要求，比如，灰铸铁 HT300 具有良好的力学性能和化学性能，它一般用于凸轮，齿轮，车床卡盘，连轴器，筒体，剪床，压力机的外壳，导板，转塔自动车床及其他重负荷机床铸有导轨的床身，高压油缸，液压泵和滑阀的壳体等。 nts 5 而跟铸铁相比较而言，钢在各种性能上又比铸铁提高了一定的程度，特别是经过淬火和退火后的钢，其性能得到了进一步的加强。钢的表面淬火有些零件在工件时在受扭转和弯曲等交变负荷、冲击负荷的作用下，它的表面层承受着比心部更高的应力。在受摩擦的场合，表面层还不断地被磨损，因此对一些零件表面层提出高强度、高硬度、高耐磨性和高疲劳极限等要求，只有表面强化才能满足上述要求。由于表面淬火具有变形小、生产率高等优点，因此在生产中应用极为广泛。根据供热方式不同，表面淬火主要有感应加热表面淬火、火焰加热表面淬火、电接触加热表面淬火等。感应表面淬火后的性能 1.表面硬度：经高、中频感应加热表面淬火的工件，其表面硬度往往比普通淬火高 2 3 个单位（ HRC）。 2.耐磨性：高频淬火后的工件耐磨性比普通淬火要高。这主要是由于淬硬层马氏体晶粒细小，碳化物弥散度高，以及硬度比较高，表面的高的压应力等综合的结果。 3.疲劳强度：高、中频表面淬火使疲劳强度大为提高，缺口敏感性下降。对同样材料的工件，硬化层深度在一定范围内，随硬化层深度增加而疲劳强度增加，但硬化层深度过深时表层是压应力，因而硬化层深度增打疲劳强度反而下降，并使工件脆性增加。一般硬化层深（ 10 20） D。较为合适，其中 D。为工件的有效直径。退火工艺退火是将金属和合金加热到适当温度，保持一定时间，然后缓慢冷却的热处理工艺。退火后组织亚共析钢是铁素体加片状珠光体；共析钢或过共析钢则是粒状珠光体。总之退火组织是接近平衡状态的组织。退火的目的降低钢的硬度，提高塑性，以利于切削加工及冷变形加工。细化晶粒，消除因铸、锻、焊引起的组织缺陷，均匀钢的组织和成分，改善钢的性能或为以后的热处理作组织准备。消除钢中的内应力，以防止变形和开裂综上资料所显示，为了满足在加工过程中筒体所承受的高载荷，高冲击力和强韧性，我选择 45 钢作为筒体的主要材料。 2.3 端盖的端设计和选择设计完筒体，我们就不得不设计与筒体紧密相连的两侧的端盖，跟筒体相比较，端盖就比较容易设计了，为了方便设计和装配我们将筒体直接用螺栓固定在端盖的四周上，所以端盖的半径就可以直接设计为筒体的半径。由于球磨机对传动方式的要求不高，所以我们将轴直接与端盖连在一起，这样既方便了定位又方便于生产和组装。考虑到在工作时，物料和介质混合在一起具有很大的质量和冲nts 6 击力，轴要承受很大经向力，所以轴的直径不宜过长，经过计算和设计，取定轴的半径为 120mm 轴的长度为 130mm。由于端盖比较薄而且是一个圆形的零件，而且又四个加强筋连接，所以它所需要承受的经向载荷就比较小，对材料的要求就不是很高，综合经济和各个方面的考虑，选择铸铁作为材料，就能够满足其性能要求。 2.4 轴承的选择根据轴承中摩擦性质的不同，可把轴承分为滑动轴承（简称滑动轴承）和滚动轴承（简称滚动轴承）两大类。由于滚动轴承的摩擦系数低，起动阻力小，而且它已标准化，对设计、使用、润滑、维护都很方便，因此在一般机器中应用较广。但由于滑动轴承本身具有一些独特的优点，使得它在某些场合仍占有重要地位。目前滑动轴承主要应用于以下几种情况：工作转速特高的轴承。要求对轴的支承位置特别精确的轴承。特重型的轴承。承受巨大的冲击和振动载荷的轴承根据装配要求必须做成剖分式的轴承（如曲轴的轴承）。在特殊的工作条件下（如在水中或腐蚀性的介质中）工作的轴承。在安装轴承的径向空间尺寸受到限制时，也常采用滑动轴承。因此 ,滑动轴承在航空发动机附件、仪表、金属切削机床、内燃机、铁路机车及车辆、轧钢机、雷达、卫星通信地面站及天文望远镜等方面应用仍很广泛。滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一，它是依靠主要元件间的滚动接触来支撑转动的零件的。与滑动轴承比，滚动轴承具有摩擦阻力小，功率消耗少，启动容易等优点。常用的滚动轴承绝大多数已标准化，并由于专业工厂大量制造及供应各种常用规格的轴承。滚动轴承的基本结构比较简单，它由内圈，外圈，滚动体和保持架等四部分组成。内圈用来和轴经装配，外圈用来和轴承座张陪。通常是内圈随轴转动，外圈固定，但也可用于外圈回转不动，或是内，外圈同是回转的场合。当内，外圈相对转动时，滚动体既在内，外圈的滚道尖滚动。长用的滚动体有，球，圆柱滚子，滚针，圆锥滚子和球面滚子等。轴承内，外圈上的滚道必须有限制滚动体侧向位移的作用。保持架的主要作用是均匀地各开滚动体。如果没有保持架，则相邻滚动体转动时将接触处产生很大的相对滑动速度而引起磨损。保持架有冲压的和实体的两种。轴承的内外圈一般是用钢做成的，热处理后硬度不低于 60HRC，由于一般轴承的这些元件都经过回火处理，所以通常工做温度不高于 120 度时，元件就不会受到磨损。与滑动轴承相比，滚动轴承的优点 1、一般条件下，滚动轴承的效率和液体动力润滑轴承相当，但较混合润滑轴承要高一些； nts 7 2、径向游隙比较小，向心角接触轴承可用预紧可用预紧力消除游隙，运转精度高； 3、对于同尺寸的轴径，滚动轴承的宽度比滑动轴承小，可使机器的轴向结构紧凑； 4、大多数滚动轴承能同时受径向和轴向载荷，故轴承组合结构简单； 5、消耗润滑剂少，便于密封，易于维护； 6、不需要有用有色金属； 7、标准化程度高，成批生产，成本低；由于球磨机在工作时轴承要承受很大经向力，而滚子轴承受力面积大，承受的载荷也就比滑动轴承高，所以我们选择滚子轴承作为球磨机的部件。 2.5 轴承座和水泥支架的选择作为轴承的支撑装置，轴承座要承受与轴承相应的经向载荷，其要求不高，所以我们选择铸铁作为轴承座的材料就可以满足要求，其具体尺寸在图里都有说明在这就不做详细介绍了作为与轴承座相连接的水泥支柱在设计上就更为简单了，我们只需在球磨机安装的地方，用水泥浇注一个梯形体的水泥块，攻上螺纹，然后将轴承座用螺栓固定在上面即可。在浇注水泥支柱时，需要考虑水泥的高度与筒体的高度差，以及筒体与减速器和电动机的组合等。 2.6 尺寸链的选择在电动机与球磨机的传动方式中，我们选择齿轮传动方式，这就要求我们对齿轮的安装方式进行设计，由于端盖与筒体直接相连，而球磨机的工作方式就是筒体的转动来带动介质和物料的碰撞和磨削作用。因此我们可以用一齿轮链直接用螺栓固定在端盖上，这样，通过电动机带动尺寸链，而尺寸链，端盖和筒体又是通过螺栓连接在一起的，这样就电动机就间接的带动筒体进行转动，达到球磨机工作的要求。在考虑到了安装的空间问题，我们取尺寸链厚为 60mm，直径与端盖与筒体一样。这样由计算的分度圆直径 d 1820mm，摸数 m 12。由公式 d m z得：齿数 z： z 1820 12 152（个） 2.7 电动机的选择由于规格要求，电工机的额定功率为 10kw。经过查表和手册我们选择的电动机为： Y160M-4 全封闭的百扇冷式笼式三相异步电动机。额定功率： N 11kw 满载转速： n 1460rpm 所以总的传动比为： i 1460/23 63.47 nts 8 2.8 减速器的选择说到减速器我们也许都不陌生，下面我就简单介绍一下国内外的现状： 1.国外减速器现状 ?齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着，是一种不可缺少的机械传动装置。当前减速器普遍存在着体积大、重量大，或者传动比大而机械效率过低的问题。国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。最近报导，日本住友重工研制的 FA 型高精度减速器，美国 Alan-Newton 公司研制的 X-Y式减速器，在传动原理和结构上与本项目类似或相近，都为目前先进的齿轮减速器。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，平动齿轮传动原理的出现就是一例。减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。目前，超小型的减速器的研究成果尚不明显。在医疗、生物工程、机器人等领域中，微型发动机已基本研制成功，美国和荷兰近期研制的分子发动机的尺寸在纳米级范围，如能辅以纳米级的减速器，则应用前景远大。 2.国内减速器现状 ?国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。国内使用的大型减速器（ 500kw 以上），多从国外（如丹麦、德国等）进口，花去不少的外汇。 60 年代开始生产的少齿差传动、摆线针轮传动、谐波传动等减速器具有传动比大，体积小、机械效率高等优点 ?。但受其传动的理论的限制，不能传递过大的功率，功率一般都要小于 40kw。由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求。 90 年代初期，国内出现的三环（齿轮）减速器，是一种外平动齿轮传动的减速器，它可实现较大的传动比，传递载荷的能力也大。它的体积和重量都比定轴齿轮减速器轻，结构简单，效率亦高。由于该减速器的三轴平行结构，故使功率 /体积（或重量）比值仍小。且其输入轴与输出轴不在同一轴线上，这在使用上有许多不便。北京理工大学研制成功的内平动齿轮减速器不仅具有三环减速器的优点外，还有着大的功率 /重量（或体积）比值，以及输入轴和输出轴在同一轴线上的优点，处于国内领先地位。国内有少数高等学校和厂矿企业对平动齿轮传动中的某些原理做些研究工作，发表过一些研究论文，在利用摆线齿轮作平动减速器开展了一些工作。二、平动齿轮减速器工作原理简介 ,平动齿轮减速器是指一对齿轮传动中，一个齿轮在平动发生器的驱动下作平面平行运动，通过齿廓间的啮合，驱动另一个齿轮作定轴减速转动，实现减速传动的作用。平动发生器可采用平行四边形机构，或正弦机构或十字滑块机构。本成果采用平行四边形机构作为平动发生器。平动发生器可以是虚拟的采用平行四边形机构，也可以是实体的采用平行四边形机构。有实用价值的平动齿轮机构为内啮合齿轮机构，因此又可以分为内齿轮作平动运动和外齿轮作平动运动两种情况。外平动齿轮减速机构，其内齿轮作平动运动，驱动外齿轮并作减nts 9 速转动输出。该机构亦称三环（齿轮）减速器。由于内齿轮作平动，两曲柄中心设置在内齿轮的齿圈外部，故其尺寸不紧凑，不能解决体积较大的问题。 ?内平动齿轮减速，其外齿轮作平动运动，驱动内齿轮作减速转动输出。由于外齿轮作平动，两曲柄中心能设置在外齿轮的齿圈内部，大大减少了机构整体尺寸。由于内平动齿轮机构传动效率高、体积小、输入输出同轴线，故由广泛的应用前景。 ? 三、本项目的技术特点与关键技术 ? 1.本项目的技术特点 ,本新型的内平动齿轮减速器与国内外已有的齿轮减速器相比较，有如下特点：（ 1）传动比范围大，自 I=10 起，最大可达几千。若制作成大传动比的减速器，则更显示出本减速器的优点。（ 2）传递功率范围大：并可与电动机联成一体制造。（ 3）结构简单、体积小、重量轻。比现有的齿轮减速器减少 1/3 左右。（ 4）机械效率高。啮合效率大于 95%，整机效率在 85%以上，且减速器的效率将不随传动比的增大而降低，这是别的许多减速器所不及的。（ 5）本减速器的输入轴和输出轴是在同一轴线上。本减速器与其它减速器的性能比较见表 1。因缺少数据，表中所列的各减速器的功率 /重量比是最优越的。 ?表 1?各类减速器比较型号功率（ kw）减速比质量（ kg） QI-450? 93 31.5 1820 ZSY-250? 95 31.5 540 NGW-92 88.1 31.5 577 SEW(德国 )? 90 28.61 1300 NP-100? 100 30 400 注： NP-100 为内平动齿轮减速器， SEW 减速器的质量含电机。 2.本项目的关键技术 ?由图 2可知，内平动齿轮减速器是由内齿轮 Z2、外齿轮 Z1 和平行四边形机构组合而成的。它的传动原理是：电机输入旋转运动，外齿轮作平行移动，其圆心的运动轨迹是一个圆，与之啮合的内齿轮则作定轴转动。因为外齿轮作平行移动，所以称谓平动齿轮机构。齿轮的平行移动需要有辅助机构帮助实现的，可采用（ 612 副）销轴、滚子作为虚拟辅助平动机构，也可以采用偏心轴作为实体辅助平动机构。内平动齿轮减速器的关键技术和关键工艺是组成平行四边形构件的尺寸计算及其要求的加工精度、轮齿主要参数的选择。这些因数都将影响传动的能力和传动的质量。总的说，组成本减速器的各零部件都要求有较高的精度，它们将决定着减速器的整体传动质量。 3.本项目的概况本项目已获得中国实用新型专利，专利号：ZL95227767.0?。 ?本项目自 1995 年试制出第一台样机（功率 2.5kW，传动比 I=32）后，陆续与一些厂矿合作，设计了下面几种不同功率、不同传动比的减速器。（ 1）电动推拉门用减速器，功率 550W，传动比 I=26，与电机连成一体。（ 2）搅拌机用减速器，功率 370W，传动比 I=17。（ 3）某军品用的两种减速器，一种功率 370W，传动比 I=23.5；另一种功率 370W，传动比 I=103 的二级传动减速器。（ 4）钢厂大包回转台减速器，功率 7.5kw，传动比 I=64。（ 5）钢厂辊道减速器，功率 7.5kw，传动 I=11。在本专利的基础上，已研制出一种新型超大型减速器，功率可达1000kw，目前正在研制超小型（外型尺寸为毫米级）的微型减速器。我们选择与齿轮啮合的主动轮的直径为 120mm 由公式 d m z得：齿数 z： z 120 12 10（个）所以齿轮的减速比为： i 152 10 15.2 而总的传动比已定： i总 i皮带 i齿轮 i减速器由于， i 总 i 齿轮 63.47 15.2 4.2 比较小，所以为了方便起见，我们可以去减速器的减速比为 4.2，而取皮带的减速比为 1，这样我们就可以由电动机到球磨机的减速传动了！经查表我们可选：单级圆柱齿轮减速器，其传动比为nts 10 4.2。 2.9 进料口和出料口的选择由于要给筒体加料，所以我们需要在筒体的上面留一进料口。因为每一个工厂在购买了球磨机以后，为了保护球磨机筒体在工作时不受到介质和物料的冲击碰撞，以造成磨损，都要根据公司不同的加工条件和物料的不同对筒体进行一定的改造，而基本常用的方法就是在筒体内部夹注一曾保护膜，称之为衬板，所以我们在设计进料口时，不仅要考虑物料的进入，而且我们还得考虑到技术人员到筒体内部进行安装衬板，所以进料口的直径最小也得让一人通过。我们可以取其直径为 60cm。相反对于出料口，由于物料在筒内都已经被粉碎或磨碎，到出料口时，基本就成为粉末了，所以出料口就相对窄一些，通常我们取出料口直径为100mm 。 2.10 对于电动机，球磨机和减速器的安装问题由于尺寸链安装在端盖上，所以在安装减速器与尺寸链啮合

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