0430-YQP36预加水盘式成球机设计【全套13张CAD图+说明书】
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yqp36
加水
盘式成球机
设计
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cad
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YQP36预加水盘式成球机设计
摘 要：为了满足现代机立窑水泥生产过程中预加水成球的技术要求，发展第六代预加水盘式成球机，从而保证料球的粒径均匀性、高强度、高孔隙率和高产量，提高水泥的煅烧质量和产量，本课题设计了YQP36预加水盘式成球机。根据最新的技术要求对 YQP36预加水盘式成球机的结构、传动系统和刮刀系统进行了改进设计。本次设计采用理论设计和经验设计相结合的方法，在通过类比设计保证机架与支架的支承强度的基础上优化了传动系统和刮刀系统。参考实践生产中的一些改进经验，首先进行了总体方案的论证；然后根据分析的结果来计算各传动轴的轴向力、扭矩以及功率，并校核了轴和螺栓的强度，从而选择电机和减速机型号及设计其他相关零部件。根据已确定的部件参数分析拟定传动装置的运动简图，分配各级传动比，确定了传动零件的结构；接着对 YQP36预加水盘式成球机的润滑和密封方式加以确定；最后对预加水盘式成球机的维护修理加以说明，从而完成预加水盘式成球机的总体结构设计。此次设计本着高产量、高质量成球，稳定运转的原则，实现了现代预加水盘式成球的节能、经济、环保、可扩展的目的。
关键词: 成球；预加水；刮刀；料球
- 内容简介：
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开题论证报告 课题名称： 加水盘式成球机设计 一、 课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述 本课题来源于江苏海建集团 股份有限公司。 量为 25t/h 的预加水成球盘。 目前我国水泥企业，正向着大型化迅速发展，以海螺集团为首的一批年产 1000 万吨以上的大型水泥集团发展势头迅猛，海螺 在 2002 年形成年产 4000 万吨的生产能力，跻身于世界 10 强之列。基础条件较好的立窑水泥企业，通过推广应用 20 项适用技术，正在向现代立窑企业和经济规模化发展，以塔牌集团为首一 批年产 100 万吨以上大型立窑水泥企业，已加入发展经济规模新型干法之列。 我国水泥 2002 年 年产总量虽然已经达到 7 亿多吨，但立窑水泥 仍 占 70%， 在现阶段，现代立窑还是一种比较符合国情的适用技术。立窑生产工艺由于它的单机生产能力小，劳动生产率低和难以实现自动化生产等缺点，难以与大型新型干法企业竞争，逐步被新型干法或更新的技术所取代，是我国水泥工业发展的历史必然。 但 由于国民经济的持续高速发展的拉动，水泥的市场需求仍处在上升期，这就给立窑水泥的发展提供了空间，这也是为什么在新型干法快速发展和淘汰了近 1 亿吨立窑 生产能 力的情况下，立窑水泥的增量仍然大于旋窑水泥增量的原因所在 。可以预言，今后相当长的历史时期，我国水泥工业还少不了立窑水泥的支撑。因此有生存发展条件的立窑水泥企业，要不失时机的逐步与新型干法接轨和发展新型干法生产线，这是立窑水泥企业实现可持续发展的历史选择。 生料制备 、 水泥粉磨系统 等 与新型干法技术 的 接轨 ，为立窑水泥企业的产品质量提供了生料质量的保证，但窑的煅烧水平最终决定熟料质量的优劣。通过我国广大立窑水泥工作者长期不断地技术创新，在立窑煅烧技术上，取得了前所未有的技术进步和发展 。由于这些新技术的推广应用，使立 窑生产工艺，至今还能作为我国水泥生产工艺中的一种经济实用的技术方式，与新型干法生产技术共存。 当前立窑煅烧系统，应该进一步重点抓好两项技术的推广和粉尘治理。 其中 预加水小料球快速煅烧技术，小料球快速烧成技术是立窑煅烧的一项重要技术进步，目前应用十分成功的企业并不多，主要原因是前几年预加水成球系统的控制技术和设备还不太过关，小料球的操作控制要点还没完全掌握，目前预加水成球技术已经发展到第六代产品，设备及控制系统基本过关。小料球快速煅烧技术的核心是减小料球平均粒经和大小球的差异，也就是将成球的粒度由原来的 8 12低为 3 7于粒球平均直径大大减小，对加快煅烧速度、提高窑的产量和降低 量都产生了积极的影响，应用成功的企业都取得明显效果 。 1 二、本课题拟解决的问题 1盘底平面和侧平面有出现变形，增加主电机运转负荷，影响成球质量； 2支架刚度和强度不够，出现变形； 3采用行星减速机出现传动扭矩不足及漏油现象； 4采用圆柱齿轮减速机出现的漏油以至缺油、磨损现象； 5盘体转动扭矩大以至减速机输入轴端键和键槽的变形与孔轴的磨损现象； 6采用的伞齿轮副传动不稳定与断齿现象； 7固定式无 动力边刮刀磨损及所成球质量差和无法保证生产连续性的现象； 8动力轴承出现轴承烧坏、键槽损坏甚至电机烧坏和小立轴失效的现象； 9盘式 6 爪电动刮刀的动力消耗大，成球质量低，清盘阻力大、周期长，结构复杂、不易维修等问题； 10圆柱形刮刀杆的五爪无动力刮刀中，存在刀杆不易夹紧，彻底清盘一次的周期长，清料阻力大，成球盘动力消耗高等缺陷。 三、解决方案及预期效果 采用可调式盘体且在盘底焊接工字钢以增加盘底的刚度和强度，在盘边焊接圆钢以加强盘的径向刚度。采用无动力边刮刀和圆钢焊接成支架以减少刮刀支架所要承受的弯矩。合理布局刮刀的位置以实现成球高质量的目的 ，设计盘倾角在 48 52的范围内，盘高在 550600范围内。 在传动系统方面，将采用 电机 皮带 速机 直齿轮副 成球盘的传动结构。并且设计将高速轴端和低速轴端同布置在上侧，以减少轴对密封圈的磨损和解决漏油问题。同时采用圆柱齿轮连接也避免了因伞齿轮的刚性不足而断齿影响生产连续性。 平键双键联接，使孔轴过盈配合，保证扭矩的正常传递而不失效。大小齿轮设计防尘罩以减轻齿轮啮合的磨损。主轴采用角接触球轴承或圆锥滚子轴承以承受主轴轴向力。电机固定在固定底架的侧面，以实现安装方便的需要。证成球质量。 刮刀系统中，将采用无动力底刮刀结构，以起到节能、经济的需要。无动力底刮刀采用五边形刮刀盘，另外在刮刀杆上设计成方形刀杆和设计锁紧结构以解决其轴向的锁紧问题，也有设计成十爪方刀杆无动力刮刀以减少动力磨损。在刮刀盘连接的轴的上端安装一飞轮，以实现盘体转动的调速作用。设 计刀头距离盘底保持在 10 15距离范围，以减少刮刀运行中的阻力降低主机电流，保证产量要求；在刀头部焊接小型耐磨合金块来减少刀头磨损。将采用无动力固定式边刮刀，在形状和结构上做相对调整改进，如采用可换式刀头，以解决起刀杆变形而导致的清料质量差的问题。 为了保证成球盘在运转过程中 的 稳定性， 设计中 将大量采用刚度和强度好的型钢焊接 成底架，增加它的承压面。在调角器方面，采用蜗轮蜗杆传动和螺纹的轴向传动的原理制成，满足盘倾角的锁定要求，另外根据客户使用要求也可采用液压装置实现调 试 。 此次设计本着高产量、高质量成球 ，稳定运转的原则，实现预加水成球盘要求的节能性、经济性、环保性 、 可扩展性。 2 四、课题进度安排 3 月 6 日 3 月 17 日毕业实习阶段。 毕业实习，查阅资料，到多个公司实践，撰写实习报告。 3 月 18 日 3 月 31 日开题阶段。 提出总体设计方案及草图，填写开题报告。 4 月 1 日 5 月 10 日 设计初稿阶段。 完成总体设计图、部件图、零件图。 5 月 11 日 6 月 4 日 中期工作阶段。 完善设计图纸，编写毕业设计说明书，中期检查。 6月 5日 6 月 7 日毕业设计预答辩。 6 月 8 日 6 月 13 日毕业设计整改。 图纸修改、 设计说明书修改、定稿，材料复查。 6 月 14 日 6 月 16 日毕业答辩。 6 月 17 日 6 月 18 日材料整理装袋。 五、指导教师意见 年 月 日 六、专业系意见 年 月 日 七、学院意见 年 月 日 a D of O T F he to of an or a at an be on a a to of in of of in of on a of A of of it is to of n to to a of a is is at in to a is a to on of to to a is by to is to of of of of in of of In of a it is to a be he of is to of in of or of to a 5-7 is to in be to a an of a of be is to is in an of s in of by a of to of by a of in an to It is to on an in is an a to be of to lf to be to to a of of at is to a in by DP of be of is in of of to a on in of as of to by of be of to in be an in It be up t to of of is to is to of a of of is it is of of an of to on by or to to be on of or to it is up to in to it of he of to be A of is to by a by of by or of is to an of of is of in in of a to a be or is of is as in ). to in of In to is of in to on of in to of or be by of of by or in by as of be be be be by be to to he a is a of of of is on of of of of of of in of to be to be of of is to be of of in as an of to be in of A to be of of be of of in as in of of of in in to to be to of a in of of in of a on of in to in in to a as of on of of of to to of to of is a of of is an in of is be of in of in in of by of of of Wh/h is of an in of of to of is by as is of on of of by of a or 1 新型水泥生产工艺的可行性研究要求 英国 家 D 论大型水泥设备工程的理论 可行性 。 针对西班牙语和法语的版本请参考本杂志的后面特别翻译部分。 杨闻达译 引言 开始建造一套完整的新型水泥生产工艺设备或在已有的水泥生产设备上进行主要设备生产能力的扩充改造， 这些计划 都应该在详细的技术经济分析的基础上 实施 。这样的研究涉及到采用最好的技术方案、总的成本和总的运营支出这些方面，同时也涉及到生产、所需的劳动力及在一定时间段内投资回收的运营规模，它能体现出工程 较好的经济可行性。 一项典型的可行性研究主要需解决以下问题： 市场调查分析。 生料的供给。 厂址选定及设备的安装研究。 工程及工艺的概念设计。 互换性分析。 包括基础设施的支出预算。 工程时间表。 投资分析，风险评估，财务结构的发展。 项目费用。 财务状况的讨论。 所有的可行性研究报告必须包含技术方面的问题，它在解释市场研究与合理的资金规划之间的完整关系上是很重要的。 预先可行性研究 为了使所有的费用最低化，为了能很快地达到工程可行性的预定指标，预先可行性分析是必需的。 预先可行性研究是在以很低费用支出 的 条 件下完成的。当有充足的准备条件时它又能显示出完整可行性分析的公正性。预先可行性研究要调查市场、寻求原材料、筹集资 2 金和准备运营费用，从而拟订一份商业计划。这样就知道可能的投资回收、对风险的分析和所在的运营环境。 典型的预先可行性研究过程从开始将需 4 到 6 周才能完成，而研究中的大多数工作都是在办公桌上参照内部的数据库 来 完成的。现场考察过程是根据水泥生产、本地建筑、民事工程费用支出、土地费用、特殊地方的独特性以及在当地工厂运营所要求的费用支出确定合适的生料。办公桌上的研究工作注重于现在工厂、机械设备、财务、对市场的考察及主要设备安置和工艺路线的确定。 在预先可行性研究清楚地展现出这项工程是值得进行的后，完整的可行性研究才能开始。 完整可行性研究 市场调查 市场研究的主观目的是满足在一定区域背景和工厂计划的市场范围内对各种水泥的需要。市场研究寻求满足现在以及预计在以后长达 5 到 7 年这段时间内的水泥使用需求。这样的预测与市场的指导价结合，形成在计划操控下可能的收入趋向。 这方面的专家必须要有对全球水泥工业的相关认识，以及能对市场最新的状况和可能的发展趋势有所把握，这样才能进行可行性研究。各个公司和地区都是这样的，同时又体现 了各自独特的背景，这样的背景却是必须要充分把握的。通常 所 运用的方法是首先研究公司和分析它的优势和劣势，战略性方向和动向 。 在证实公司为实现其目标制订的成功性很大的近期规划中，这方法是不可或缺的。 所运用的方法的第二阶段是通过调查涉及工业大范围的公开数据，进行市场观察，现场研究，将原先的讨论实践到具体的背景下。 公开数据是研究者和专家对已知的客观趋向进行分析和对未知的新信息进行推敲和比较所得出的。单单依靠几个月前的旧信息，且忽视在水泥生产方面的国际性观点、趋势是不够的，这样所得到的水泥需求也总是失去指导性 的 。 收集那些公布的数据是一个持续的过程，但是 是在确定调查研究的基地后的工作 ，并 且 已收集的信息 应该 通过第一手获得的工业资料和观点尽 可能被证实。公司、政府组织和其他的工业协会总是希望提供他们自己的市场评估，并且需要注意不去妥协于任何被强加的观点，准备给出自己的见解。 这个阶段中，在已经把握好那些广泛收集的公开数据和工业主张后，专家的工作就 3 是正确地定义特定产品所针对的市场，另外还有市场中可能的变化。这些变化总要靠具有历史意义的关系来预料的。例如，这些关系包括国民生产总值和所有建设活动的关系，经济增长和房屋建造的关系， 或者是水泥消耗和人口数量的关系。图 1 说明了这一点。如不考虑那些客观意见和不认清水泥使用者对不同型号的水泥需求的变化，这样的预测是错误的。对这些方面的分析在一些非发达国家是尤其重要的。在这些非发达国家，不乐观的生长率在显著的短时间内 会 改变建设活动的平衡性。 另外可能会给市场带来负担的商业信息是收费表、进口关税和部分的津贴。即使是在自由经济时期，经济的很多方面都与战略的重要性，以及政府为维持国内汇率总会通过确定一定的价格表，或提高进口关税的措施有关。如果取消进口关税或者价格只依据供求关系来变化，这在市场条件下将 是很重大的变化；譬如，国内公司会突然发现他们自己毫无竞争能力。随着进口商品的价格越来越低，水泥粉磨和熟料的需求平衡可能会有显著变化，这取决于政府所采纳的政策的变化，而专家的主要工作之一就是预计它们。 最后要强调的一点是竞争者的反应。它也许是在决定市场研究的各方面问题中的唯一并且 是 最重要的难题。要想得知其他的投资计划、政府许可、可能的竞争数据、在竞争者中主要的竞争者和合作伙伴，这样的过程是很困难也是很费时的，同时它也总是远远不够的。竞争者不单单是国内的或者是长期以来以同样的可预测的销售途径来销售他们的产品的， 现在越来越多的公司希望靠 纵向 的统一他们的运营来减少对供求方的依赖性。这将能帮助建造他们自己的工厂或发展他们自己的用于直接进口水泥的深水港。其他的公司也许会决定转变成卖方，例如，卖罐装混凝土。某些大客户也许会和这样的一个公司签订长期合作协约或寻求更大更广远的市场去买进水泥。研究的组合方式有很多，这取决于公司在昂贵的厂房和机械设备投资的金额。这样的研究是为了了解投资所要针对的顾客，也是为投资者们确定这样的投资确实拥有一个最广阔的市场的。 原材料的考证 对于生料矿藏的储量和质量，我们必须对它们有很准确的认知。对原 材料广范围的搜寻可以以研究台上的研究及借助国家地质勘探这本书的数据和使用的地质图谱为指导来开始。这样的搜寻将包括调查无线的照图记录和卫星图片，例如查看 星图片。 紧接着研究台上的 工作 是现场考察那些规划地点，这工作是由地质专家通过现场考察以往鉴定的地理水平线和岩石层，从而能深入地研究。第一步取样品工作 。 在可能有 4 很好迹象的岩石层、山中开辟的道路、现在已有的开采进行引导性挖掘，或者在计划开采的测试点进行引导性钻孔。矿区的样品测试需要提供储存的氧化钙、硅、铝和铁含量原始指标。这样的测试是简单的、快捷的、经济的。地质专家能调整矿区调查工作和最大化地收集发现的有用信息。 最有指望的样品收集工作是在测试实验室进行化学分析后，掌握了充足的化学质量的数据和已确定可能的数量时，决定开始完全开凿工作。 主要的生料成分或者石灰石是钻孔所要的核心。对地质进展需要进行详细记录，如把核心开采出来、记录，并把它们分类放 入核心箱内（图 2）；从钻核中获得个别的和混合性的样品，并送到习惯于对水泥生料进行测试的实验室。为了减少钻孔成本，对第一次钻的孔的原始结果进行快速分析并知道结果是必要的，同时也是为了更深远地确定随后钻孔的地点、角度和方向。 化学分析的数据和源于核心的地质记录，这些信息可以用于确定地质结构和储量。最佳的采石发展计划和 对 移动型设备的要求 才 可以有所发展。 次要的生料成分，如粘土或页岩，需要通过扩大型钻孔或用移动型液压开采机进行测试定点开采，也或者一定情况下实行人工开采 来 证实。这些原料需要进行类似于石 灰石的记录和化学分析。 通过 使用生料的化学分析结果，可以 进行设计 生料混合比了。所使用的室内程序有很多附加技术 要求 。第一，所有的标准方程必须要适合如石灰的湿度、含硅比例、含铝比例、液压部件的条件。这些方程需要编到程序中。第二，混合比设计必须通过调整混合物的成分和观察在标准比例范围下的反应结果来改进。最后，费用支出方面可以加到生料上以获得好生料混合物。这样可以减少生料的费用，同时也能满足以上标准。 过程工艺设计 对于特定的工厂，最佳的工艺路线是依靠包括生料矿藏的物理和化学性质的许多方面来设计的。 厂房和机械设备是基于以下几个方面来选择的： 生料矿藏的储备。 生料的湿度和其他的物理性质。 不希望存在的化学成分。 矿物学（特别是硅的成分和含量）。 生料的粗糙度、耐磨性和燃烧特性。 5 主要生料成分内所缺乏的附加特性要求。 燃料品种及相应的费用支出。 环境保护要求。 可用电力、高效要求和费用支出要求。 建造的地形和要求。 市场规定。 劳动力和保养规定。 受潮问题、冲击问题和自然储藏的生料成分的性质，这些决定 着如何地开采主要和次要的生料成分、如何地处理和改善运输条件。储藏的地质环境和生料成分的硬度也将决定怎样计划开采场和怎样决定开采的方法。 生料的湿度和伴随着湿度变化而导致其他性质的变化，两者对主要的破碎机和备料系统的选择有着重要的作用。当考虑到生料磨系统预热装置所排出废气的最佳温度时，湿度起到很大的作用。在回转窑系统装置、所用的旋风级别的数量和为了将生料烘干而采用的生料磨加热装置间，热量必须保持平衡。 在生料中不希望存在的化学元素的成分有钾、钠、氧化镁、氯和硫酸铜。在选择回转窑系统的类型时要仔 细考虑这些。不同的非纯生料会含有硫酸铜及窑内燃料中也存在硫酸铜。这将导致我们必须对分流系统的承受力和外形尺寸加以考虑。 在不同的国家，对生料的矿物研究也有很大的不同。在回转窑的煅烧工程中，生料成分开采的方法和化学成分对化合反应后生成的化合物的特性有着很明显的影响作用。明显地，矿物研究将使窑内燃料的损耗和回转窑的煅烧环境有很多变化，当为了获得较经济的水泥从而对一定比例的化学成分进行化合时，必须要预料生料将怎样的反应。这样的预计过程是基于实验室内以部分的可行性研究为指导的燃烧和粉磨测试。 从所有 潜在和能看到的水泥设备的控制器的工作记录上可看出，能量和燃料的使用是两个关键控制参数。水泥工业都意识到最大化利用热能的重要性。从窑内废气到生料或者是从热的废渣到燃烧气体中安装终端热交换器的方法已经很好 地 被采用 了 。 如今，越来越多的人们在不断地寻找高效利用能源方法和高燃烧率的燃料。一定范围采 用 节能的工艺和设备都作为考虑对象。以经济为标准，这方面也是很重要的，同时市场证实了在这方面有很大的支配能力和能相应的减少产品的成本。所以人们广泛地接受了这些。 6 在生料磨和水泥熟料磨中所采用的含有球磨机、高效 选粉机、低压旋风预热装置及垂直的高压辊式磨和最近介绍的水平辊式磨（因此称为 生料磨系统能使得能量的损耗有很大降低。对于好的生产工艺的选择必须确保它能使电力消耗得以降低。 采用拥有隔热壁的高效循环装置和增多预热器的数量以最大化利用回转窑内所排出的废气的热量，这将很大地减少燃料的消耗。设计采用辅助设备，例如回转窑的废气排放管道、回转窑的煅烧设备、流量控制阀和其他设备都会对燃料消耗有侧面的影响。 如今，另一个有所发展的是采用对从冷却机到生料磨中所有的热废气进行传递的装置，从而节省 热能来满足对生料的烘干要求。淘汰一些接收装置或其他带有辅助设备的冷却收尘系统，这样的准备工作在减少工厂运营资本上有着很大的优越性。 加水盘式成球机设计 摘 要： 为了满足 现代机立窑水泥生产过程中预加水成球的技术要求，发展第六代预加水盘式成球机，从而保证料球的 粒径均匀性、 高 强度、高孔隙率和 高产量，提高水泥的煅烧质量和产量 ， 本课题设计 了 加水盘式成球机 。根据 最新的技术要求对 加水盘式成球机的 结 构 、 传动 系统 和刮刀系统 进行了 改进 设计。本次设计采用理论设计和经验设计相结合的方法，在通过类比设计保证机架与支架的支承强度的基础上优化了传动系统和刮刀系统 。 参考实践生产中的一些改进经验， 首先 进行了总体 方案 的 论证 ； 然后根据分 析的结果 来 计算 各传动轴的 轴向力、扭矩以及功率 ，并 校核 了轴和螺栓的 强度 ， 从而选择 电机和减速机型号 及 设计 其他相关 零 部件。 根据已 确定 的部件参数分析拟定传动装置的运动简图，分配各级传动比， 确定了 传动零件的结构 ；接着 对 加水盘式成球机的润滑和密封方式加以 确定； 最后 对预加水盘式成球机的维护修理加以说明，从而完成 预加水盘式成球机 的 总体结构设计。此次设计本着高产量、高质量成球，稳定运转的原则，实现 了现代 预加水盘式成球的节能、经济、环保、可扩展 的目的。 关键词 : 成球 ； 预加水 ； 刮刀 ； 料球 In to of in of of is of of be to by on of of of of by on so be to of of is up of is on of is to be of of in is is in of of of In be of 预加水成球盘设计 综述 摘要： 综述 了 现在机立窑生产水泥过程中的预加水成球的技术要求，重点介绍了预加水成球盘在实际运用中为了实现高效、环保、 经济的目的所采取的对盘体、传动系统、刮刀系统的分析、调整和改进，展望了 关键词： 盘边 刮刀 支架 爆球率 料球 预加水小料球快速煅烧技术，小料球快速烧成技术是立窑煅烧的一项重要技术进步，目前应用十分成功的企 业并不多，主要原因是前几年预加水成球系统的控制技术和设备还不太过关，小料球的操作控制要点还没完全掌握，目前预加水成球技术已经发展到第六代产品 ，设备及控制系统基本过关。 这些都是能否取得高产量、高质量料球的保证，从而提高水泥的煅烧质量和产量。 1料球的技术要求及对成球盘的技术调整分析： 高质量的料球对成球盘的盘转速、盘倾角、盘边高等的选择和调整有直接的关系。转速高时，成球时间缩短 ， 孔隙率提高 ， 料球炸裂温度提高 ， 爆 球 率低；转速太高将很难成球。一般取 12 13r/当增大，可降低爆球率，一般取值在 45 55范围内。倾角的调整要与盘径、转速、边高综合考虑。一般盘边高 H=（ D。在不影响成球质量前提下，为降低爆球率，可 适当减少边高。 2盘体的技术分析与改进： 对于老式的盘边高偏高的盘边改进为盘边高为 400 500而提高了成球质量和煅烧质量。 成球盘使用 时间越长 ， 盘底平面和侧平面变形较大， 这 将增加成球机的工作负荷，极易烧坏电机、损坏减速机和传动齿轮。 为提高产量，可 对成球盘进行扩径改造，即对改造后成球盘的工艺布局，成球能力、相关参数的调整，以及对成球盘无动力刮刀的改进。成球盘扩径主要是提高成球盘的造球能力和料球质量。确定参数有 D=边高为 500 640速为 用效果理想。对于六边形的刮刀盘在各边上增加刮刀杆，从而增加了刮刀刮削盘面的机会，效果 会有 明显提高。 3传动机构的技术分析及改进： 传动装置一般为整个成球盘正常稳定运行的关键。 以往采用伞齿轮 副 传动， 传动方式路线为电机 皮带 速机 伞齿轮副 成球盘。 这种传动方式下的 球盘负荷较重 时会 导致的间隙配合的孔键相对运动产生黏附磨损和变形，甚至断齿。现在 更 多采用直齿轮副传动 ，也有通过行星减速机直接带动的 。 预加水成球盘技术的发展，出现了两种典型的结构型式： 皮带 行星齿轮减速机 直齿轮副成球盘； 液力耦合器 摆线针轮减速机 直齿轮副 成球盘。 常用的减速机有 三 种型式， 圆柱齿轮减速机、行星减速机和摆线针轮减速机。其中 采用圆柱齿轮减速机较合适，而采用行星减速机 和摆线针轮减速机 常会出现因球盘起动扭矩大，传动系统刚度不足，故障多，有漏油问题。相对而言圆柱齿轮减速机传动稳定，噪音小，齿面接触稳定，在润滑保养良好的条件下，运转稳定。对于 圆柱齿轮减速机，其高速轴伸出端在下侧，唇形橡胶密封圈极易磨损，润滑油大量外泄导致缺油、轴承寿命缩短的问题。改进 为 将高速轴伸出端与低速轴同在减速箱的上侧，原伸出孔由端盖静密封。 改进后密封圈略有磨损，不致大量漏油， 从而避免缺油事故。 另外，对成球盘减速机输入轴采用花键 联接的，因为这样的孔轴联接是 间隙配合 ，所以传动上 存在着诸多缺陷。采用平键双键联接避免了在与轴安装时的间隙配合，从而导致的在盘内物料无法卸空的环境下花键由于承受不了较大的惯性力而失效的问题 。 在强度达到要求的前提下 ，平键 采用过盈配合能保证扭矩的正常传递。 4刮刀系统的分析与改进： 固定形式底刮刀装置 常采用 角钢和耐磨钢板制成断面为三角的整体刮刀。其优点 为 结构简单，便于安装检修，无动力。缺点有成球盘旋转阻力大，振动大，刮刀易磨损。活动形式的底刮刀装置有以下几种 ： 1. 无动力点触式旋转刮刀装置，其结构简单，刮灰阻力小，成球质量相对 较 高，零电耗，但轴承磨损快， 会 频繁卡死；2. 电动往复式底刮刀装置，成球盘旋转阻力极小，但结构复杂，需经常维护； 3. 电机拖动摆线针轮减速机形式的底刮刀装置，它具有较好的“刮全性能”阻力小，成球质量高，节能效果显著，但结构复杂，故障率高； 4. 电机拖动蜗轮减速机形式的底刮刀装置，它可实现全盘清料，有利于料球的自然分级，刮刀阻力小，成球质量好，结构简单，运转稳定，故障率低，但传动效率偏低。 4 1 有动力 刮刀系统： 采用电动刮刀对于支架的刚度和强度有很高的要求， 可 采用两根 10#槽钢拼焊 成新刮刀支架 。两旋转刮 刀中心置于第一象限和第四象限之间，侧刮刀安装在第一象限的盘边中间。下料管定位于第二象限和第三象限之间 动系统采用速机并将三角带轮放在 减速机上端。 对有动力刮刀所出现的维护困难，诸如轴承烧坏、键槽损坏甚至电机烧坏和小立轴失效进行了观察分析，改进。改进有采用皮带传动防止电机过载烧坏，改立式摆线针轮减速机为 蜗轮减速机，改减速机与轴承座之间的弹性的改为刚性的柱销联轴器，换单列向心球轴 承为单列向心推理轴承，改固定刮刀杆的座体为结合面呈半圆形的压板式座体，焊接金属板条以刮除刮刀盘上粘结的潮湿物料，将刮刀与成球盘原有的相对旋转改为同向旋转。这样设备运转稳定，故障率可以大大减小，减轻了工人的劳动强度，节约了费用。 也有采用以下结构改进 后 的刮刀系统， 其 传动线路是电机通过联轴器传动蜗轮箱固定在蜗轮轴上的皮带轮，通过两根 动固定在正、反丝杆的 皮带轮，从而让固定在丝杆上的合金刀片往复运动一达到刮料的目的。此类改进能让刮刀运转平稳，噪音小，故障率低，减少停机时间，减轻工人的劳动强度， 增加了成球盘产质量。 4 2 无动力刮刀系统： 现在为了能向节能这要求上发展，更流行采用无动力式刮刀 ，其相对于有动力刮刀大大降低了电耗 。 实际上， 成球盘采用固定式边刮刀 也存在着 成球质量不高和易损坏的问题 ， 需要分析和改进。固定式边刮刀由于所刮的物料量不同使刀角磨损成弧形，最后造成盘角积料过多，加快了刀的磨损。改进方法主要就是采用活刮刀，在机械机构中实现边刮刀随滑柱沿盘边上下移动，当成球盘转动时，盘边即被刮净，从而保证了生产的连续性。 面对无动力刮刀在运转过程中 所出现的刮刀杆的刮底作用不均匀，刮刀损坏，成球质量差的问题，在刮刀盘的机架上安装一飞轮从而起到调节刮刀盘转速的作用，使其能稳定 运 转。这样 解决了 成球质量 差的问题 ，减低了电耗和制造使用成本。 4 3 刮刀盘、刮刀杆和刀头 刮刀盘 从形状上分为 五边形刮刀盘的和六边形刮刀盘。 采用圆柱形刮刀杆的五爪无动力刮刀 时，即采用五边形刮刀盘 ，存在刀杆不易夹紧，彻底清盘一次的周期长，清料阻力大，成球盘动力消耗高等缺陷。将其改进为方形刮刀杆和在刀头出焊接耐磨的硬质合金刀头。从而利于刮刀杆的夹紧，缩短了清盘周期， 也 有利于清除粘附在成球 盘面上的物料，减小了成球盘的运转阻力和提高了刮刀的使用寿命。另外采用十爪无动力刮刀 ，即在五边形刮刀盘各边中间多装配一根刮刀杆 ，其优越性更加突出。刮刀底焊 作为刀头。刮刀与盘边盘底距离保持 3 8计一五等分支架，可用角钢（ 5#和 6#）焊接，然后焊卡板把条刮固定在支架上。 使用盘式六爪电动刮刀常常存在动力消耗大，成球质量低，清盘阻力大、周期长，结构复杂、不易维修等问题。可以改进为六边形 12爪无动力刮刀，并调整盘转速为避开刀头距离盘底保持在 10 15减少刮 刀运行中的阻力降低主机电流，保证产量要求；在刀头部焊接小型耐磨合金块来减少刀头磨损；采用犁铧式固定边刮刀减少边刮刀阻力，保证成球质量。调整盘转速到 倾角在 48 52的范围内，盘高在 550600 也有成球盘采用的曲柄滑块式刮刀装置，此 刮刀结构紧凑，最大特点是走动块一定小距离，刮刀就可刮到整个盘面。其变形小，阻力磨损小 ， 提高了料球的产量和质量 ， 减轻了工人劳动强度 ， 有很大的适应性。 结束语： 本文所述的设备 分析、调整和 改进 是通过相关的技术报告和实际 使用中的 取得的 。除 了 在实现成球盘机构的工作稳定性外，在节能、环保和经济性上也做了相关改进。因此这些技术突破与装备改进能对 成球盘的 设计、制造和改进起到很好的指导 作用 ，有利于预加水成球技术的进一步发展 ，更有利于机立窑 水泥生产 的可持续发展 。 参考文献： 1 彭常皓 J2 34. 2 马正先 降低爆球率 J0 51,32. 3 王振宇 ,孟德忠 J9. 4 李国权 J3. 5 徐双龙 J32. 6 黄胜 J9. 7 侯义杰 J7. 8 孙德隆 ,姜勇 J325. 9 梁东武 J3. 10 郝志东 J9 50. 11 李银锋 J2 34. 12 黄金平 加水成球盘成球刮刀机的改进 J6 17. 13 张贵春 球盘曲柄滑块式刮刀装置 J9. 14 李升朝 J1. 15 赵文涛 J8. 16 杨军 J5. 17 郭红军 J2 43. 18 邓清华 J1 32. 19 王树华 J1,25. 20 郝志东 J9 30. 21 阉瑞敏，常敏 M1990（ 10） . 22 黄有丰 M中国建筑工业出版社， 1991（ 9） 目 录 1 前 言 1 2 总体方案论证 2 球的技术要求及对成球盘的技术调 整分析 2 体的技术分析论证 2 动机构的技术分析论证 2 刀系统的分析论证 2 刀盘 、刮刀杆和刀头分析论 3 3 盘式预加水成球机综合参数计算 4 产能力计算 4 率计算 4 球机盘高计算 4 球机转速 计算 5 盘倾角计算 5 球运动基本方程 5 4 机械传动装置的总体设计 8 择电机 8 择减速机 8 算传动装置的各参数 9 5 机械传动件设计 11 带传动设计 11 轮传动设计 13 轴设计及校核 16 承校核 20 键（轴）设计校核（普通平键） 21 体固定螺栓校核 21 6 传 动机构的密封润滑 23 封 23 滑 23 7 预加水盘式成球机的总体设计 24 8 预加水盘式成球机使用维护和修理 25 加水盘式成球机的使用维护 25 加水盘式成球机的修理与修理周期 25 9 结 论 27 参考文献 28 致 谢 29 附 录 30 任务书 课题 ： 加水盘式成球机设计 1 一、设计内容 结合生产实际，完成预加水盘式成球机的设计。 二、设计依据 生产能力 Q=25t/h。 三、技术要求 所有结构及其零部件设计后考虑技术性、加工工艺性、经济性，并保证安 装、 使 用、经济方便。要保证预加水成球盘的运转平稳，节能高产。 2 四、毕业设计物化成果的具体内容及要求 1、设计说明书 1份，达 1万字以上，且要符合规范要求。 2、 中文摘 要不少于 400 字。并有对应英文摘要（电子文档）。 3、 设计图样总的绘图量折合 平方米（ 具体设计的图样有： （ 1）预加水盘式成球机总装图一张； （ 2）机架部件图一张； （ 3）传动部件图一张； （ 4）机架及传动部件相关零部件图若干张。 4、翻译 3000以上汉字的课题相关外文资料。 5、实习小结（电子文档）。 3 五、毕业设计进度计划 起讫日期 工作内容 备 注 置任 务 下达任务书 查研究，收集资料，熟悉课题 ,毕业实习 体设计，方案论证 件、零件设计阶段 写说明书 业设计预答辩 改整理毕业设计材料 料评阅 业答辩 料整理装袋 4 六、主要参考文献： 1、 许林发 ） M汉工业大学出版社， 2、 褚瑞卿 M汉理工大学出版社， 3、 朱昆泉，许林发 M汉工业大学出版社， 4、 徐灏 M械工业出版社， 5、 胡家秀 零件设计实用手册 械工业出版社， 6、 赵忠 M械工业出版社， 7、 甘永立 M海科学技术出版社， 8、 钱志锋，刘苏 M学出版社， 9、 阎 瑞敏，常敏 M10、 黄有丰 M国建筑工业出版社， 11、 彭常皓 成球盘的改造 J2 34. 12、 马正先 降低爆球率 J0 51,32. 13、 王振宇 ,孟德忠 J9. 14、 李国权 J3. 15、徐双龙 J32. 16、黄胜 J9. 17、侯义 杰 J7. 18、孙德隆 ,姜勇 J3 25. 19、梁东武 J3. 20、郝志东 J9 50. 21、李银锋 J2 34. 5 22、黄金平 加水成球盘成球刮刀机 的改进 J6 17. 23、张贵春 球盘曲柄滑块式刮刀装置 J9. 24、李升朝 J1. 25、赵文涛 J8. 26、杨军 J5. 27、郭红军 J2 43. 28、邓清华 改进 J1 32. 29、王树华 J1,25. 30、郝志东 J9 30. 七、其他 1 1 前言 预加水小料球快速煅烧技术，小料球快速烧成技术是立窑煅烧的一项重要技术进步，目前应用十分成功的企业并不多，主要原因是前几年预加水成球系统的控制技术和设备还不太过关，小料球的操作控制要点还没完全掌握，目前预加水成球技术已经发展到第六代产品，设备及控制系统基本过关。 这些都是能否取得高产量、高质量料球的保证，从而提高水泥的煅烧质量和产量。 本课题来源于江苏海建集团 ，该公司为了适应 现代 立窑水泥生产的需要， 设计产量为 25t/式 成球机。他们提出了以下几个 技术要求 ： a 产量为 25t/h； b 盘体 工 作面 直径为 c. 结构紧凑，工作连续稳定； d. 节能、高效、环保。 在杨晓红老师的指导下，首先进行方案论证。 通过讨论研究，最终确定采用可调盘高 式 盘体、无动力刮刀系统、电机 皮带 直齿轮副 成球盘的传动方式。然后根据分析的结果，开始计算轴向力、扭矩以及功率。分析拟定传动装置的运动简图，分配各级传动比，进而进行传动零件的结构进行设计和强度校核。然后对盘式预加水成球机进行总体结构设计。 式 成球机改变了以往所成料球粒径大，料球耐压强度和孔隙率质量低 的缺陷。并且采用无动力刮刀系统，大大地节省了电耗和维护费用。 本课题新颖实用，在技术上有较大改进，具有较强的竞争力。该预加水 盘式 成球机将具有很大的市场前景。 2 2 总体方案论证 球的技术要求及对成球盘的技术调整分析 高质量的料球 与 成球 机 的盘转速、盘倾角、盘边高等的选择和调整有直接的关系。转速高时，成球时间缩短，孔隙率提高，料球炸裂温度提高，爆球率低；转速太高将很难成球。一般取 12 13r/当增大，可降低爆球率，一般取值在45 55 范围内。倾角的调整要与盘径、 转速、边高综合考虑。一般盘边高 H=（ D。在不影响成球质量前提下，为降低爆球率，可适当减少边高。 体的技术分析论证 对于老式的盘边高偏高的盘边改进为盘边高为 400 500而提高了成球质量和煅烧质量。成球盘使用时间越长，盘底平面和侧平面变形较大，这将增加成球机的工作负荷，极易烧坏电机、损坏减速机和传动齿轮。采用型钢可以提高盘体强度，解决此 类 问题。成球盘扩径主要是提高成球盘的造球能力和料球质量。 动机构的技术分析论证 传动装置一般为整个成球 机 正常稳定运行的 关键。以往采用伞齿轮副传动，传动方式路线为电机 皮带 速机 伞齿轮副 成球盘。这种传动方式下的球盘负荷较重时会导致的间隙配合的孔键相对运动产生黏附磨损和变形，甚至断齿。现在更多采用直齿轮副传动，也有通过行星减速机直接带动的。 常用的减速机有三种型式，圆柱齿轮减速机、行星减速机和摆线针轮减速机。其中采用圆柱齿轮减速机较合适，而采用行星减速机和摆线针轮减速机常会出现因球盘起动扭矩大，传动系统刚度不足，故障多，有漏油问题。相对而言圆柱齿轮减速机传动稳定，噪音小，齿面接触稳定，在润滑保养良好的条件下，运转稳定 。对于圆柱齿轮减速机，其高速轴伸出端在下侧，唇形橡胶密封圈极易磨损，润滑油大量外泄导致缺油、轴承寿命缩短的问题。改进为将高速轴伸出端与低速轴同在减速箱的上侧，原伸出孔由端盖静密封。改进后密封圈略有磨损，不致大量漏油，从而避免缺油事故。 另外，对成球盘减速机输入轴采用花键联接的，因为这样的孔轴联接是间隙配合，所以传动上存在着诸多缺陷。采用平键双键联接避免了在与轴安装时的间隙配合，从而导致的在盘内物料无法卸空的环境下花键由于承受不了较大的惯性力而失效的问题。在强度达到要求的前提下，平键采用过盈配合能保证扭矩的正 常传递。 刀系统的分析论证 固定形式底刮刀装置常采用角钢和耐磨钢板制成断面为三角的整体刮刀。其优点为结构简单，便于安装检修，无动力。缺点有成球盘旋转阻力大，振动大，刮刀易磨损。活动形式的底刮刀装置有以下几种： 3 a. 无动力点触式旋转刮刀装置，其结构简单，刮灰阻力小，成球质量相对较高，零电耗； b. 电动往复式底刮刀装置，成球盘旋转阻力极小，但结构复杂，需经常维护； c. 电机拖动摆线针轮减速机形式的底刮刀装置，它具有较好的“刮全性能”阻力小，成球质量高，节能效果显著，但结构复杂，故障率高。 现在为 了能向节能这要求上发展，更流行采用无动力式刮刀，其相对于有动力刮刀大大降低了电耗。 固定式边刮刀由于所刮的物料量不同使刀角磨损成弧形，最后造成盘角积料过多，加快了刀的磨损。这里采用活刮刀，在机械机构中实现边刮刀随滑柱沿盘边上下移动，当成球盘转动时，盘边即被刮净，从而保证了生产的连续性。 面对无动力刮刀在运转过程中所出现的刮刀杆的刮底作用不均匀，刮刀损坏，成球质量差的问题，在刮刀盘的机架上安装一飞轮从而起到调节刮刀盘转速的作用，使其能稳定运转。这样解决了成球质量差的问题，减低了电耗和制造使用成本。 刀 盘、刮刀杆和刀头分析论证 刮刀盘从形状上分为五边形刮刀盘和六边形刮刀盘。 采用圆柱形刮刀杆的五爪无动力刮刀时，即采用五边形刮刀盘，存在刀杆不易夹紧，彻底清盘一次的周期长，清料阻力大，成球盘动力消耗高等缺陷。将其改进为方形刮刀杆和在刀头焊接耐磨的硬质合金刀头。从而利于刮刀杆的夹紧，缩短了清盘周期，也有利于清除粘附在成球盘面上的物料，减小了成球盘的运转阻力和提高了刮刀的使用寿命。另外采用十爪无动力刮刀，即在五边形刮刀盘各边中间多装配一根刮刀杆，其优越性更加突出。刮刀底焊 为刀头。刮刀 与盘边盘底距离保持 3 8计一五等分支架，可用角钢（ 5#和 6#）焊接，然后焊卡板把刮 条 固定在支架上。 4 3 盘式 预加水 成球机综合参数计算 产能力计算 根据参考文献 21， 可知 预加水 盘式 成球法的生产 经验公式 如下： G=（ （ 3 D 成球盘直径， m； G 生产能力， 已知 G= Q= 25t/h, 求得 D 率计算 根据参考文献 21，可知预加水 盘式 成球所需功率相对滴水成球的小，其经验公式如下： N=（ （ 3 D 成球盘直径， m； N 成球盘所需功率， 由 D=N=（ 据参考文献 25，可知预加水 盘式 成球 功率计算公式： （ 3 成球盘传动所需功率， K 刮刀阻力系数，当采用固定刮刀时， K= 料球体积密度； 机械传动效率， = 取 H=R=n=12r/ = 12 1 机功率： N=o （ 3 备用系数，一般 之取高值。取 N=机功率取 N=球机盘高计算 根据参考文献 25，可知预加水 盘式 成球机盘高计算公式： H=（ D （ 3 H 盘边高， m； D 盘直径， m。 由 D=5 H=（ m 球机转速 计算 根据参考文献 25，可知预加水 盘式 成球机盘体 临界转速 计算公式： s in c o （ 3 D 圆盘直径， m; 圆盘 临界转速， r/ 取 =49o、 f=o=0.7 4 2 . 4 s i n 4 9 0 . 7 c o s 4 93 . 6 r/知预加水 盘式 成球盘为全盘成球，圆盘工作转速计算公式如下： 23D（ 3 工作转速， r/ 盘倾角计算 根据参考文献 25，取预加水 盘式 成球机盘体倾角为 45o 55o。 球运动基本方程 查 根据参考文献 25，可知预加水 盘式 成球机料球运动基本方程： 图 3球受力图 2 19 0 0 ( s i n c o s ) （ 3 6 R 圆盘半径， m； n 圆盘转速， r/ 圆盘与水平面的倾角，度； f 料球与盘面的摩擦系数； 料球脱离角，度。 21 . 8 1 2 19 0 0 ( s i n 4 9 0 . 7 c o s 4 9 ) = 得 =据参考文献 22，根据预加水 盘式 成球机是全盘成球，在计算存料体积上有公式（ 5 V= 22 R= （ 3 H 盘边高， m; V 盘内存料量的体积， 取 H=料量 公式： q= （ 3 盘内物料的密度，水泥生料 =m3 q=内物料中心坐 标计算： 根据参考文献 22，坐标公式： 图 3体重心坐标图 = 4282V （ 3 = 2482V（ 3 由 23 V= （ 3 X= = 3 . 63 . 1 4 2 0 . 4 2 41 6 0 . 8 3 3 1 6 0 . 8 3 3R 7 Y= = 3 . 1 4 0 . 6 0 . 0 3 56 4 0 . 8 3 3 6 4 0 . 8 3 3H 盘式预加水成球机提升功率 ： 圆柱齿轮传动减速机有 。 查 参考文献 34得 中心距： a=650、 50、 00；中心高： 最大外形尺寸： L=1278、B=470、 H=700；高速轴： 30；低速轴： 30、 42、 30、 83、 95；主动轴： 0、 10、 90、 108、 8、 20；被动轴： 10、25、 65、 65、 27、 6、 52。 算传动装置的各参数 9 算传动装置的总传动比并分配各级传动比 动装置的总传动比为 i=配各级传动比 i 带 =3、 i 减速机 =20、 i 齿轮 = 计算传动装置的运动参数和动力参数 轴转速 轴 ： n =4 = 1440 / m i n 4 8 0 / m i n3 轴 ： n =（ 4 480 / m i n 2 4 / m i 轴 ： n =（ 4 24 / m i n 1 1 . 7 / m i 0 6 r r n 轴功率 轴 ： P = = （ 4 = 轴 ： P =P =P 轴承 1 齿轮 轴承 2 齿轮 （ 4 = 轴 ： P =P =P 轴承 3 齿轮 =P 盘 （ 4 =轴转矩 轴 ： T =9550（ 4 1 7 . 5 89 5 5 0 3 4 9 . 7 7480 N m N m 轴 ： T =9550（ 4 1 6 . 5 49 5 5 0 6 5 8 1 . 5 424 N m N m 轴 ： T =9550（ 4 10 1 6 . 0 59 5 5 0 1 3 1 0 0 . 6 41 1 . 7 N m N m =T 盘 将运 动和动力参数计算结果进行整理并列于下表 （ 4: 表 4轴参数表 参 数 轴 名 电动机轴 轴 轴 轴 转速 n/r 440 480 24 率 P/矩 T/N m 动比 i 3 20 率 机械传动件设计 （以下所有公式来自于 参考文献 31） 11 带传动设计 设计一 V 带传动。已知该传动为带 式传动系统中的高速级传动 ,所需传动功率P=由 Y 系列三相异步电动机驱动 , 转速 440r/从动轮转速80r/ 择 查 表 A=式（ （ 5 = 440r/型 定带轮直径 取小带轮直径 考图 取小带轮直径 24算带速 由式（ V= 11 / 6 0 1 0 0 0（ 5 2 2 4 1 4 4 0 / 6 0 1 0 0 0 / 在 5 25m/适。 定从动带轮直径 i （ 5 =3 22472表 70算实际传动比 i i =21 （ 5 670 算从动轮实际转速 21/n n i（ 5 1 4 4 0 / 2 . 9 9 / m i n 4 8 1 . 6 / m i （ 100%=5% 允许。 定中心矩 a 和带长 选中心矩 式（ 1 2 0 1 d d d dd d a d d （ 5 224+670） 2（ 224+670） 1788 取 100带的计算基准长度 12 由式（ 2 21212024a （ 5 22 1 1 0 0 2 2 4 6 7 0 / 2 ( 6 7 0 2 2 4 ) / 4 1 1 0 0 3 2 8 8 . 2m m m m 查表 3150a 由式（ 00 2（ 5 3 1 5 0 3 2 8 8 . 21 1 0 0 1 0 3 0 . 92 m m m m 定中心矩调整范围 由式（ m a x 0 da a L（ 5 1 0 3 0 . 9 0 . 0 3 3 1 5 0 1 1 2 5 . 4m m m m m i n 0 . 0 1 5 da a L（ 5 1 0 3 0 . 9 0 . 0 1 5 3 1 5 0 9 3 6 . 4m m m m 算小带轮包角1由式（ 121 1 8 0 6 0 （ 5 6 7 0 2 2 41 8 0 6 0 1 5 4 1 2 01 0 3 0 . 9o o o o 合适。 定 z 定额定功率 1 224dd 1 1 2 0 0 / m 1 1 4 6 0 / m 表 型 线性插值法求 440r/0 值： 07 . 4 7 6 . 7 16 . 7 1 1 4 0 0 1 2 0 0 7 . 4 11 4 6 0 1 2 0 0p K W K W 带根数 z 由 式（ 00 P K K （ 5 确定 0P：查表 0 1 P 定包角系数 K：查表 K=定长度系数表 13 计算 z： 3 . 3 47 . 4 1 1 . 2 7 0 . 9 2 0 . 9 7z 根取 z=4 根合适 算单根 V 带初拉力0 q=m 由式（ 20 2 . 55 0 0 1q vv e K （ 5 22 5 . 9 2 . 55 0 0 1 0 . 3 1 6 . 9 4 1 51 6 . 9 4 0 . 9 2 算对轴的压力 102 s QF （ 5 1482 4 4 1 5 s i n 3 1 9 12o 定带轮的结构尺寸，绘制带轮 工作 图 、 1 224dd 采用 辐 板式，工作图见 附 录 8。 2 670dd 采用辐条式（ 6），工作图见 附 录 7。 轮传动设计 设计一对直齿圆柱齿轮传动。已知输入功率 P=齿轮转速1 2 4 / m 齿数比 =动机驱动，工作寿命 10年，每年工作 300天，三班制，工作轻微冲击，齿轮转向不变。 择齿轮材料热处理方法、精度等级，齿数1z、2虑到该功率较 大，故大、小齿轮都选用 40面硬度分别为 25080硬齿面半开式传动，载荷轻微冲击，齿轮速度不高，初选 7 级精度，小齿轮齿数1 30,z 大齿轮齿数21 2 . 0 6 3 0 6 1 . 8 ，取2 65z ，按硬齿面齿轮悬臂布置安装查表 齿宽系数 。 齿面接触疲劳强度设计 由式（ 213112 . 3 2 （ 5 14 定公式中参数 a. 载荷系数 试选.5 b. 小齿轮传递的转矩1T： 1T=10 N c. 材料系数 查表 d. 大、小齿轮的接触疲劳强度极限齿面硬度查图 l i m 1 l i m 28 5 0 7 8 0 a M P a、e. 应力循环系数 21/（ 5 871 . 0 4 1 0 / 2 . 0 6 5 . 0 3 1 0 1160 hN n 5 86 0 2 4 1 1 0 3 0 0 2 4 1 . 0 4 1 0 f. 接触疲劳寿命系数12图 120 . 9 8 1 . 2 2H N H 、g. 确定许用接触应力12 、 取安全系数 111 l i m 1 /H H N H （ 5 0 . 9 8 8 5 0 8 3 3M P a M P a 22 l i m 2 /H H N H （ 5 1 . 0 2 7 8 0 7 9 5 . 6M P a M P a 计计算 a. 试算小齿轮分度圆直径1 22631 1 . 5 6 . 5 8 1 0 2 . 0 6 1 1 8 9 . 82 . 3 2 2 7 5 . 1 80 . 5 2 . 0 6 7 9 5 . 6td m m m m b. 计算圆周速度 v 1160 1000 （ 5 2 7 5 . 1 8 2 4 / 0 . 3 5 /6 0 1 0 0 0 m s m s c. 计算载荷系数 K 查表 ； 根据 v=s， 7级精度查图 ； 查图 则 K= K（ 5 1 . 2 5 1 . 1 1 . 2 4 1 . 7 0 5 15 d. 校正分度圆直径1 311 /d K K（ 5 32 7 5 . 1 8 1 . 7 0 5 / 1 . 5 2 8 7 . 1 8m m m m 算齿轮传动的几何尺寸 a. 计算模数 m 11/m d z（ 5 2 8 7 . 1 8 / 3 0 9 . 5 7 按标准取模数 m=16 b. 两轮分度圆直径121d 5 1 6 3 0 4 8 0m m m m 22d 5 1 6 6 5 1 0 4 0m m m m c. 中心矩 a 12/2a m z z（ 5 1 6 3 0 6 5 / 2 7 6 0m m m m d. 齿宽 21（ 5 0 . 3 5 4 8 0 1 6 8m m m m 取2 170b 公式：125（ 10） （ 5 取1 175b mme. 齿高 h （ 5 2 . 2 5 1 6 3 6m m m m 核齿根弯曲疲劳强度 由式（ 12312F F S （ 5 定公式中各参数值 a. 大、小齿轮的弯曲疲劳强度极限 、查图 li m 1 370F M P a 、li m 2 350F M P a b. 弯曲疲劳寿命系数12图 120 . 9 1 0 . 9 5F N F 、c. 许用弯曲应力 12、取定弯曲疲劳安全系数 ，应力修正系数 得 1 1 l i m 1 /F F N S T F S（ 5 0 . 9 1 2 3 7 0 / 1 . 4 4 8 1M P a M P a 16 2 2 l i m 2 /F F N S T F S（ 5 0 . 9 5 2 3 5 0 / 1 . 4 4 7 5M P a M P a d. 齿形系数12应力修正系数12表 12 . 5 5 2 . 2 8 1 . 6 1 1 . 7 3F a S a F a 2 S a 2、 Y 、 、 计算大小齿轮的 111 222并加以比较取其中大值代入公式计算 111 2 . 5 5 1 . 6 1 0 . 0 0 8 5481F a S 222 2 . 2 8 1 . 7 2 0 . 0 0 8 3475F a S 小齿轮的数值大，应按小齿轮校核齿根弯曲疲劳强度 核计算 6232 1 . 7 0 5 6 . 5 8 1 0 2 . 5 5 1 . 6 1 9 7 . 6 40 . 5 3 0 1 6 P a 弯曲疲劳强 度 够。 轮结构设计及绘制齿轮零件图见 附 录 5与附录 6 轴设计及校核 轴设计 已 知 输 入 大 齿 轮 旋 转 方 向 从 左 向 右 看 为 顺 时 针 ， 单 向 旋 转 。1 1 . 7 / m i n 1 6 . 0 5 1 3 1 0 0 . 6 4n r P K W T N m 、 、。 图 5轴结构图 段轴身的长度45 67为使密封盖与轴身 有良好的 密封效果，减小摩擦，取4 5 6 7 100L L m m。 定轴上零件的装配方案 为方便表示，记轴的左端面为，并从左向右每个截面变化处依次标记为、 ，对应每轴段的直径和长度则分别记为1 2 2 3、 、和1 2 2 3、 、定轴的最小直径 轴段主要受转矩作用，直径最小。 a. 估算轴的最小直径表 值 取 C=112 30 m d C P n （ 5 31 1 2 1 6 . 0 5 0 . 9 9 / 1 1 . 7 1 2 4m m m m 17 双键槽轴径应增大 10% 14%，即增大至 38mm b. 确定轴的最小直径i n 1 2 2 0 m i nd d d d ，取12 138d 定各轴段的尺寸 段轴头的长度12L：为了保证大齿轮的轴向定位的可靠性，12 轮 ，取 12 200L 段轴身的直径23d：处轴肩高 h=(0.1)d=(14)因轴肩有承受轴向力，故取 h=112 3 1 2 2d d h。 （ 5 ( 1 3 8 2 1 1 ) 1 6 0m m m m 段轴身的长度23L：取23 130L 段23 78选择轴承型号：取3 4 7 8 2 3160d d m m d ，查 参考文献 35，选用型号为角接触球轴承 7232内径 d=160径 D=290度 B=48定载荷 6298 段轴身的直径45 67为方便安装及减小摩擦应略大于34d，取4 5 6 7 170d d m m。 段轴身的直径56d：为减小加工 时车削的背吃刀 量，5656d=175 段轴身的长度56L：取56L=1179 上零件的周向固定 齿轮与轴的周向固定 ： 采用双键连接，轴承与轴的周向固定采用过渡配合。 齿轮处的双键选择：查 参考文献 32普通平键（ 1096 1979），选型为 6 20 160，即键 36 160 1096 0979。 齿轮轮毂与轴的配合 ： 为了保证对中良好，采用较紧的过渡配合 ，配合为 H7/ 滚动轴承与轴的配合：采用较紧的过盈配合，轴径尺寸公差为 定倒角和圆角的尺寸 轴两端的倒角：根据轴径查手册，去倒角为 2 45o。 各 轴肩出圆角半径：考虑应力集中的影响，由轴段直径查手册，取装配圆角 他圆角 制轴的结构装配图：见 附录 4。 轴强度校核 估算盘体与存料共重 38 轴上载荷 18 齿轮的分度圆直径：22 1 6 6 5 1 0 4 0d m z m m m m 圆周力 ：1 2 2 22/ T d（ 5 342 1 3 1 0 0 . 6 4 1 0 / 1 0 4 0 2 . 5 2 1 0 径向力：12/ （ 5 442 . 5 2 1 0 / 2 0 6 . 9 1 0ot g N N 合力 ：2 / c o （ 5 2 . 5 2 1 0 / c o s 2 0 2 . 6 8 1 0o 22 2 c o r N G F G （ 5 222 6 . 8 3 1 . 1 2 2 6 . 8 3 1 . 3 c o s 2 0 o =b. 求支反力 轴 承 支 点位置： 齿宽中心距左支点距离： 1 2 2 5 / 2 1 3 0 4 8 / 2 2 6 6 . 5L m m m m 齿宽中心距右支点距离： 2 2 2 5 / 2 1 3 0 4 8 1 3 7 9 4 8 / 2 1 6 9 3 . 5L m m m m 图 5向受力图 图 5截面受力图 左支点的支反力： 0 0 2 2 1/ L L L （ 5 1 0 . 9 1 6 9 3 . 5 / 1 6 9 3 2 6 6 . 5 =支点的支反力： 2 1 . 8 K N B R Y（ 5 19 ( 1 0 . 9 1 2 . 9 ) 2K N K N 1 L1 0 . 9 2 6 6 . 5 2 9 0 4 . 8 5N m N m 制轴力图和弯矩图 图 5力图和弯矩图 通常只校核轴上最大弯矩截面的强度：危险截面为 A 截面 2 9 0 4 . 8 5c a N M 截面 （ 5 322 9 0 4 . 8 5 1 0 / 0 . 1 1 6 0 M P a 强度校核： 45号锻钢调质处理，由表 得 1 60M 1弯矩强度满足要求。 向压应力强度校核 通常只校核轴上受压应力轴径最小的截面强度，取 段任一截面 截面处压力： 2 1 P a截面处计算应力： S （ 5 322 1 . 8 1 0 1 . 11584M P a M P a 强度校核： 45号锻钢调质处理，由表 得 640B M 抗压强度满足。 承校核 现选一对角接触球轴承 7232转速 n=向力 N，径向负荷分别为1 1 2 . 2 2 . 1 N K NF。工作时有中等冲击，脂润滑，正常工作 20 温度，预期寿命 100000h。 定 7232承的主要性能参数 查 参看文献 35得 2 5 2 6 2 2 9 8 0 . 6 8 0 . 8 7o C r K N C o r K N e Y 、 、 、 、 算派生 轴向力121 5 0 . 6 8 1 2 2 0 0 8 2 9 6 22 5 0 . 6 8 2 1 0 0 1 4 2 8 算轴向负荷12 5承支承图 12( 8 2 9 6 2 1 8 0 0 ) 3 0 0 9 6S a e N N F 故轴承被压紧，轴承被放松，得： 21a S F（ 5 ( 8 2 9 6 2 1 8 0 0 ) 3 0 0 9 6 118296 N定系数1 2 2X X 、 Y 、118296 0 . 6 812200 2230096 1 4 . 32100 查表 1122100 . 4 1 0 . 8 7、算当量动负荷12 1 1 1 1 F Y F（ 5 21 1 1 2 2 0 0 1 2 2 0 0 2 2 2 2 2 F Y F( 0 . 4 1 2 1 0 0 0 . 8 7 3 0 0 9 6 ) 3 0 9 5 7 . 9 算轴承寿命 已知 =3，查表 1 、16667 f p （ 5 31 6 6 6 7 2 6 2 0 0 0 2035091 2 . 1 2 1 . 6 3 0 9 5 7 . 9 算轴承是否合适 2 0 3 5 0 9 1 0 0 0 0 0nL h h该轴承合格。 键（轴）设计校核（普通平键） 已知 T=m、 d=138k=h/2、 l=160 由公式（ 2（ 5 查表 连接钢质轮 毂冲击状态下 ( 6 0 9 0 )P M P a 查参考文献 32表 选用 36 20 的键 即 h=20k=h/2=20/20 32 1 3 1
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