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磨盘
设计
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磨盘式给料机设计,磨盘,设计
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摘 要磨盘给料机是连续进料的容量进料器。以电动机为动力，通过变速减速器的动力传递输出动力。链传动和蜗杆传动机构将动力传递给工作机构，进给磨盘，实现连续进给。砂轮给料机是实现冶炼烧结系统高效自动化的关键设备。它可以用来喂养各种冶炼原料，并实现连续的定量交货。根据设计要求，制定了设计方案，设计了磨盘进料机构的结构，并对板材的主要部件进行了设计，选型和计算。内容包括主电机功率，齿轮减速器，和联轴器的选择，蜗轮，轴承，链轮和蜗轮的设计，验证，润滑方法和润滑油的选择。这套盘式给料机结构合理，成本低廉，易于安装和维护。它可广泛应用于钢铁，冶金，建材，化工，能源等行业。关键词：磨盘给料机；减速器；联轴器The Design of Disc Feeder AbstractThe disc feeder is a continuously fed capacity feeder. Driven by an electric motor, power is transmitted through the power of a variable speed reducer. The chain drive and the worm drive mechanism transmit power to the working mechanism and feed the grinding disc to achieve continuous feed. Grinding wheel feeder is the key equipment to achieve high efficiency automation of smelting sintering system. It can be used to feed various smelting raw materials and achieve continuous quantitative delivery. According to the design requirements, the design plan was formulated, the structure of the grinding disc feeding mechanism was designed, and the main components of the plate were designed, selected and calculated. The content includes the choice of main motor power, gear reducer, and coupling options, worm gear, bearings, sprocket and worm gear design, verification, lubrication methods and lubricants. The disc feeder is reasonable in structure, low in cost, and easy to install and maintain. It can be widely used in steel, metallurgy, building materials, chemicals, energy and other industries.Key words: disc feeder; reducer; coupling目 录摘 要IAbstractII1 绪论11.1磨盘给料机概论11.2 磨盘给料机的应用21.3 给料机的分类21.3.1振动给料机21.3.2螺旋给料机31.4 磨盘给料机设计参数42 总体方案设计52.1 磨盘给料机工作原理52.2 磨盘给料机工作过程52.3 减速器结构63 磨盘给料机的设计73.1 电动机的选择73.1.1 计算电动机所需功率73.1.2 电动机的选择83.2 驱动装置设计93.2.1 分配传动比93.2.2 驱动装置的运动及动力参数计算93.2.3 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数113.2.4 按齿面接触疲劳强度设计123.2.5 按齿根弯曲强度设计153.2.6 斜齿轮传动几何尺寸的计算173.3 轴的设计计算183.4 键的选择和校核223.4.1 键的基本概况及键的选择223.4.2 选择键联接的类型和尺寸233.4.3 校核键联接的强度233.5 轴承的选择243.6 联轴器的选择243.6.1 联轴器概述243.6.2 弹性套柱销联轴器253.6.3 弹性套柱销联轴器的强度计算253.7 减速器箱体尺寸263.8 链传动的设计273.8.1 链轮的选择273.8.2 关于链传动的计算283.8.3 链轮的基本参数和主要尺寸293.9 蜗杆传动的设计303.9.1 蜗杆传动概述303.9.2 蜗杆传动设计304 测试阶段364.1开机要求364.2电动机测试要求375 设备维护、安装、润滑及密封375.1 设备维护375.2 机械设备的安装375.3 润滑38为了保证磨盘给料机的运行安全，除了采取各项维护保养措施以外，还必须保证整个圆盘给料机的摩擦部分有足够可靠的润滑。385.3.1 润滑的方法385.3.2 润滑的作用385.3.3 润滑油的选择385.3.4 润滑脂的选择395.3.5 齿轮的润滑395.3.6 轴承的润滑395.4 密封39总结41致 谢42参 考 文 献431 绪论1.1磨盘给料机概论磨盘给料机（图1.1）是一种连续喂料的容积式给料设备，可广泛应用于钢铁、冶金、建材、化工、能源等行业，特别是在冶金行业烧结生产工艺流程中，它是提高和保证烧结矿的品位和质量，稳定产出的主要工艺设备，它的正常运行将直接影响到钢铁的产量和质量。它安装于料仓、筒仓及斗仓等储存装置的卸料口，依靠物料的重力作用和给料机工作机构的强制作用，将存在仓内的物料卸出并连续均匀地喂入下一装置中。当它停止工作时，还可以起到存仓闭锁作用。图1.1 圆盘给料机磨盘给料机是适用于20 mm以下粉矿的给料设备。 磨盘式给料机由驱动装置、给料机本体、计量用带式输送机和计量装置组成。给料机和带式输送机由一套驱动装置驱动，该驱动装置的电磁离合器具有实现给料机的开、停和兼有功能转换的作用。现有给料机按工作构件的运动方式，给料机可分为3种：直线式，如带式给料机、板式给料机、刮板给料机；回转式,如链式给料机、圆盘给料机、螺旋给料机和叶轮给料机；往复式，如振动给料机、往复给料机。1.2 磨盘给料机的应用随着自动化和生产的不断发展，钢铁公司对冶炼生产过程中的各种设备提出了更严格和更精确的要求。国内几家钢铁企业的炼铁厂也在寻求实现自动化和连续性的途径。烧结原料供应工艺是提高烧结生产效率的关键。原料需求通过进料器的均匀成分送到造粒机。光盘进纸器的稳定性和连续性非常重要。过去饲养设备运转不平稳，磨损严重。它需要经常关闭和检查，生产效率低。工厂的正常生产需求难以保证。这套光盘送纸器可以很好地解决这个问题。馈线由电动机驱动。减速机采用电磁离合器式，实现变速无载运行。链传动和蜗杆传动应用使操作更加稳定。可调整的筒仓设计允许可调整的剂量。这套设备已应用于主要烧结厂。通过现场反馈，对磨盘给料机进行了高度评价，大大缩短了维护时间，有效提高了生产效率。1.3 给料机的分类1.3.1振动给料机1.振动给料机的功能振动给料机（图1.2）也称为振动给料机。在振动给料机的生产过程中，可以将块状和颗粒状物料均匀，有规律地连续地从储料仓供应到接收装置。在碎石生产线上，破碎机械可连续均匀地进料。 ，以及粗料的筛分，广泛应用于冶金，煤矿，选矿，建材，化工，磨料等行业的破碎，筛分和联合设备。2.振动给料机如何工作振动给料机利用振动器中的偏心块的旋转产生离心力，使得屏幕，振动器等的运动部件被迫持续圆形或近似圆形运动。物料在筛网倾斜的表面连续抛出，物料连续均匀地输送到物料接收口。当物料的地板向前移动时，筒仓中的物料填满了物体的空间。当底板向后移动时，底板上的材料不能返回并阻塞排出。进料速率可以通过改变排料口的幅度，频率和高度来调节。进料量一般在40吨/小时以内。这种馈线适用于中小尺寸材料，主要是开槽和摆锤。槽式供料器的底板是平的并且在操作期间往复运动。摆动送料器的底板是弧形的，铰接在主体上，底板在操作过程中摆动。图1.2 振动给料机振动给料机结构简单，喂料均匀，连续性能好，激振力可调；随时改变和控制流量，操作方便；偏心块为激振源，噪音低，耗电少，调节性能好，无冲料现象；振动平稳、工作可靠、寿命长；运行可靠、调节安装方便、重量轻、体积小、维护保养方便，当采用封闭式结构机身时可防止粉尘污染，因此已得到广泛应用。1.3.2螺旋给料机1.螺旋给料机的功能螺旋送料器（图1.3）利用螺杆的旋转推动料槽中的物料并将其送入。大部分槽是管状的，有单管和双管。螺旋节距相等，节距不相等，直径相等，直径不等，单头双头等。改变螺杆转速可以调整进料量，提高进料量精度，实现密封进料。当用于气力输送装置时，可以从低压区输送到高压区。螺旋给料机外形尺寸小，但机械部件磨损较严重，易于粉碎物料。适用于粘性和磨损性小的粉状和颗粒状物料。2.螺旋进料器工作螺旋送料器通过称重桥测量通过材料的重量，以确定带上材料的重量。安装在尾部的数字式速度传感器不断测量送料器的运行速度。速度传感器的脉冲输出正比于馈线速度，速度信号和重量信号一起馈送到馈线控制器。控制器中的微处理器处理并生成并显示累计/瞬时流量。流量与设定流量进行比较。控制仪表的输出信号控制变频器改变给料机的驱动速度，使给料机上的物料流量发生变化，接近并保持给定的给料流量，从而达到定量给料的要求。图1.3 螺旋给料机1.4 磨盘给料机设计参数 给料大能力：15-60 吨/小时给料小能力： 5-15 吨/小时2 总体方案设计2.1 磨盘给料机工作原理圆盘给料机（图2.1）是物料搬运机械化和自动化系统中的辅助设备。料仓装置的组成部分，通常安装在料仓或卸料漏斗的下方，按生产流程的需要均匀定量地向输送机或其他装置给料，犹如调节流体流量的阀门。 圆盘给料机是由可回转的圆盘、导料套筒和刮板等部分组成。料仓内的物料通过导料套筒堆积在镶有耐磨衬板的圆盘上,圆盘转动,物料被刮板刮出给料。实现稳定均匀的给料。调节刮板位置或导料套筒的高低可改变给料量。 1-减速器;2-给料圆盘;3-电动机;4-称量皮带输送机;5-支架图2.1 圆盘给料机示意图2.2 磨盘给料机工作过程电机启动，电源输送到下一级可调减速器。 变速器后，输出两个功率。 其中一个用于驱动进给磨盘，另一个用于输出行星减速器，行星减速器输出动力。 是要带动皮带输送机。 可调减速机根据所需工作能力，由电磁离合器控制齿轮，设定输出转速，带动链轮转动，链轮通过链条传动将动力传给蜗杆传动磨盘，蜗杆带动转盘 以均匀的速度旋转。 物料通过磨盘上部的进料口进入磨盘，在挡板作用下通过进料口到达称重传送带，送到下级设备。 其中一套设备可以调整挡板以控制进料量。2.3 减速器结构本套设备采用的是带有电磁离合器的可调速减速器（图2.2），可同时输出两个动力，并且是可调速的，更可以满足在不停车的情况下，停止给料的要求。图2.2 带电磁离合器的减速器本减速器采用三级传动，共有六个齿轮组成传动系统，通过电刷对三个电磁离合器的控制，实现多个速度的输出，并且可以输出两个动力，节省了资源，更能起到给料圆盘及称量皮带的动力同步。可变的速度能满足不同给料量的要求。设计合理，经济实用。3 磨盘给料机的设计3.1 电动机的选择选择电动机的容量是电力传动系统能否经济和可靠运行的重要问题。如果电动机容量太小，长期处于过载运行，造成电动机绝缘装置过早的损坏；如果容量过大，不仅造成设备上的浪费，而且运行效率又较低，对电能的利用也很不经济。所以，要综合各方面的因素，选择合适的电动机。电动机的选择范围应该包括：电动机的种类、型式、容量、额定电压、额定转速及其各项经济指标等，而且对这些参数还应该综合进行考虑。3.1.1 计算电动机所需功率已知能力 Q=60 t/h，即 1000 kg/min；设计给料圆盘的转速 nw=2.45 r/min；设计蜗杆传动比为 45；设计给料圆盘的摩擦系数 =0.5（根据工矿条件选定）；设计回转支撑半径 R1=435 mm；设计蜗轮蜗杆中心矩 R2=800 mm；设计给料圆盘重量约为 m2=6300 kg。计算m1=Qn=1000 kg/min2.45 r/min=408.16 kg/rF1=G=m1+m2g=408.16 kg+6300 kg9.8 Nkg65740NF1R1=F2R2F2=F1R1R2=0.5657400.4350.8=17873.06 NM=F20.8-0.135=17873.06 N0.665 m=11885.58 NmP=Mnw9550=11885.58 Nm2.45 rmin9550=3.05 kW查文献1,109，表4.2-9可知，各部分传动效率齿=0.97（齿轮精度为8级）；承=0.98；联=0.99；链=0.97；蜗=0.82。则=齿3承5联3链2蜗=0.9730.9850.9930.9720.82=0.62Pr=P=3.05 kW0.625 kW3.1.2 电动机的选择根据所需的电动机功率，查文献，可选 ZO2-81型电动机，额定功率 P0=13 kW，额定转速 n0=1000 rmin 。本系列电机是按国际电工委员会标准全国统一设计系列产品，适用于传动无特殊性能要求的各种机械设备。冷却方式为全封闭自扇冷式。3.2 驱动装置设计3.2.1 分配传动比传动装置的总传动比可根据电动机满载转速 n0和工作机轴的转速 nw ，由公式 i=n0nw 算出。然后将总传动比合理的分配给各级传动。i=n0nw=10002.45=408.16i=i1i2i链i蜗由已知可知，i蜗=45 ，设计链传动的传动比 i链=1.3，则i1i2=ii链i蜗=408.161.345=7设计 i1=1，所以i2=7 。3.2.2 驱动装置的运动及动力参数计算在选出电动机型号、分配传动比后，将驱动装置中的各轴的传递功率、转速、转矩计算出来。PP0P1=P001P2=P112 nn0n1=n0i01n2=n1i12 TT0=9.55P0n0T1=9.55P1n1=T0i0101T2=9.55P2n2=T1i1212因此0轴：电动机轴P0=Pr=5 kWn0=1000 rminT0=9.55P0n0=9.5551031000=47.75 Nm轴：减速器高速轴P1=P0联=50.99=4.95 kWn1=n0=1000 rminT1=9.55P1n1=9.554.951031000=47.27 Nm轴：减速器中间轴P2=P1齿承=4.950.970.98=4.71 kWn2=n1i1=10001=1000 rminT2=9.55P2n2=9.554.711031000=44.98 Nm轴：减速器低速轴P3=P2齿承=4.710.970.98=4.48 kWn3=n2i2=10007=142.9 rminT3=9.55P3n3=9.554.48103142.9=299.40 Nm轴：链轮轴P4=P3联承=4.480.990.98=4.35 kWn4=n3=142.9 rminT4=9.55P4n4=9.554.35103142.9=290.71 Nm轴：蜗杆轴P5=P4链承=4.350.970.98=4.14 kWn5=n4i链=142.91.3=109.9 rminT5=9.55P5n5=9.554.14103109.9=359.75 Nm轴：蜗轮轴P6=P5蜗承=4.140.820.98=3.33 kWn6=n5i蜗=109.945=2.45 rminT6=9.55P6n6=9.553.331032.45=12980.20 Nm表3.1各轴运动及动力参数轴序号功率P/kW转速 n/(r/min)转矩 T/Nm传动型式传动比效率054.954.714.484.354.143.33100010001000142.9142.9109.92.4547.7547.2744.98299.40290.7359.7512980.20联轴器齿轮传动齿轮传动联轴器链传动蜗杆传动1.01.07.01.01.3450.990.950.950.990.950.803.2.3 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1. 考虑到本套设备的传动方案以及其他因素，选用斜齿圆柱齿轮传动。2. 由于圆盘给料机工作速度不高，故选用8级精度（GB 1009588）。3材料选择。查文献2，10-191表10-1选择齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS。4. 选齿轮齿数 z1=87，则z2=871=87。5. 初选螺旋角 =12。3.2.4 按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式,查文献2,10-218式1021进行试算，即dt32KTdu1uZHZEH21. 确定公式内的各计算数值(1) 试选载荷系数 Kt=1.6。(2) 计算齿轮传递的转矩。已知电机功率 P=13 kw，选取减速器的传动效率=0.86。(3) 查文献2,10205表107选取齿宽系数d=1(4) 查文献2,10201表106查得材料的弹性影响系数ZE=189.8MPa12 (5) 查文献2,10217图1030按法向压力角查得齿轮的区域系数ZH=2.433(6) 查文献2,10209图1021d按齿面硬度查得齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1=600 MPaHlim2=570 MPa(6) 查文献2,10215图1026查得标准圆柱齿轮传动的端面重合度1=0.92 2=0.92则=1+2=1.84(7) 查文献2,10206式1013计算应力循环次数。圆盘给料机工作制度为：24小时工作量，年工作360天，使用年限10年。则N=60njLh=60100013601024=5.184109(8) 查文献2,10207图1019取接触疲劳寿命系数KHN1=0.96，KHN2=1.01。(9) 计算接触疲劳许用应力。取失效概率为 1%，安全系数 S=1,由文献2,10205式1012得H1=KHN1Hlim1S=0.966001=576 MPaH2=KHN2Hlim2S=1.015701=575.7 MPa则H=H1+H22=576+575.72=575.85 MPa2计算(1) 试算高速轴齿轮分度圆直径 d1t。dt32KTdu1uZHZEH2=321.64727011.841+112.433189.8575.852 mm=200.70 mm(2) 计算圆周速度 v。v=dtn601000=200.701000601000 ms=10.503 ms(3) 计算齿宽 b 及模数 mnt。b=ddt=1200.70=200.70 mmmnt=dtcosz1=200.70cos1287=2.25(4) 计算齿宽与齿高之比 bh。h=2.25mnt=2.252.25 mm=5.06 mmbh=200.705.06=39.66(5) 计算纵向重合度 。=0.318dz1tan=0.318187tan14=5.881(6) 计算载荷系数 K。根据 v=10.503ms，8级精度，由文献2,10194图108查得动载系数 KV=1.18;斜齿轮,KH=KF=1.2;由文献2,10193表102查得使用系数 KA=1；由文献2,10196表104用插值法查得7级精度、齿轮悬臂布置时,KH=1.346。由bh=39.66，KH=1.346，查文献2,10198图1013得故载荷系数K=KAKVKHKH=11.181.21.346=1.906(7) 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由文献2,10204式1010a得d1=dt3KKt=200.7031.9061.6=212.76 mm (8) 计算模数m 。m=d1cosz1=212.76cos1287=2.39 mm3.2.5 按齿根弯曲强度设计由文献2,10216式1017得弯曲强度的设计公式为m32KT1Ycos2dz12YFaYSaF1. 确定公式内计算参数(1) 计算载荷系数。K=KAKVKFKF=11.181.21.35=1.912(2) 根据纵向重合度 =5.881，由文献2,10217图1028得螺旋角影响系数Y=0.75(3) 计算当量齿数。zv1=z1cos3=87cos312=92.96zv2=zv1=92.96(4) 查取齿形系数。由文献2,10200表105查得YFa1=2.19 YFa2=2.19(5) 查取应力校正系数。由文献2,10200表105查得YSa1=1.78 YSa2=1.78(6) 计算弯曲疲劳许用应力。由文献2,10208图1020c查得齿轮的弯曲疲劳强度极限FE1=FE2=500 MPa由文献2,10206图1018取弯曲疲劳寿命系数KFN1=KFN2=0.85取弯曲疲劳安全系数 S=1.4，由文献2,10205式1012得F1=F2=KFN1FE1S MPa=303.57 MPa(7) 计算齿轮的 YFaYSaF。YFa1YSa1F1=YFa2YSa2F2=2.191.78303.57=0.01284两个齿轮一样大。2. 设计计算m32KT1Ycos2dz12YFaYSaF=321.912472700.75(cos12)218725.8810.01284 mm=2.13 mm对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 mn，大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数，取 mn =2.25 mm，以满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得分度圆直径 d1=212.76 mm 来计算应有的齿数。于是有z1=d1cosmn=212.76cos122.25=92.49取 z1=z2=92。3. 几何尺寸计算(1) 计算中心距。a=(z1+z2)mn2cos=(92+92)2.252cos12 mm=211.62 mm将中心距圆整为 212 mm。(2) 按圆整后的中心距修正螺旋角。=arccos(z1+z2)mn2a=arccos(92+92)2.252212=122442因值改变不多，故、K、ZH等不必修正。(3) 计算齿轮的分度圆直径。d1=d2=z1mncos=922.25cos122442=212 mm(4) 计算齿轮宽度。b=dd1=1212=212 mm因此 B2=215 mm；B1=220 mm。3.2.6 斜齿轮传动几何尺寸的计算表3.2 斜齿轮的几何尺寸名称符号计算公式数值螺旋角法面模数压力角法面齿顶高系数法面顶隙系数分度圆直径基圆直径齿顶高齿根高齿顶圆直径齿根圆直径当量齿数mnnhan*cn*ddbhahfdadfzvd=zmncosdb=dcostha=mn(han*+xn)hf=mnhan*+cn*-xnda=d+2hadf=d-2hfzv=zcos31224422.2520han*=1cn*=0.25d=212d=198.65ha=2.25hf=2.81da=216.5df=206.4zv=92.963.3 轴的设计计算已知轴的功率 P1=4.48 kW，转速 n1=142.9 rmin，转矩 T1=299.40 Nm。1 求作用在齿轮上的力已知齿轮的分度圆直径 d1=468 mm，模数 mt=2.25，齿数 z1=203Ft=2T1d1=2299400468=1280 N而Fr=Fttanncos=1280tan20cos122442=477 NFa=Fttan=1280tan122442=288 N2 初步确定轴的最小直径选取材料为45刚，调质处理，查文献2,15-370表15-3，得 A0=112。dmin=A03P1n1=11234.48142.9=35.3 mm根据设计方案取 d=75 mm。3 轴的结构设计根据选定的轴承,联轴器以及设计的齿轮的规格，设计轴的结构如图3.1：图3.1 轴的机构4 求轴上的载荷：首先根据轴的结构图做出轴的计算简图（图3.2），查文献11,4-146表4.6-3，得a=35.1 mm。图3.2 轴的载荷分布图由此可知截面C 是危险截面。由图计算出截面C 处的 MH，MV及M 的值。L2=216 mm，L3=176 mmL=L2+L3=216+176=392 mmFtL2-FHN2L=01280216-FHN2392=0FHN2=705 N，FHN1=1280-705=575 NMH=FNH1L2=575216=124200 NmmFrL2-FNV2L=0477216-FNV2392=0FNV2=-263N，FNV1=477-263=740 NMNV1=740216=159840 NmmMNV2=-263176=-46288 NmmM1=1242002+1598402=202422 NmmM2=1242002+462882=132545 Nmm5 按弯扭合成应力校核轴的强度扭转切应力为，脉动循环变应力，取 =0.6，查文献2,15-373式15-5，ca=M2+T12Wca=2024222+0.629940020.1903ca=3.71 MPa根据选定轴的材料，调质处理。查文献2,15-362表15-1，查得 -1=60 MPa。因此 ca-1，故安全。3.4 键的选择和校核3.4.1 键的基本概况及键的选择 键是一种标准零件，通常用来实现轴与轮毂之间的轴向固定以传递转矩，有的还能实现轴上零件的轴向固定或轴向滑动的导向。键的选择包括类型选择和尺寸选择两个方面。键的类型应根据键联接的结构特点、使用要求和工作条件来选择；键的尺寸则按符合标准规格和强度要求来取定。所以，键的选择很重要。重要的键联接在选出键的类型和尺寸后，还应进行强度校核计算。 键联接的类型主要有：平键联接、半圆键联接、楔键联接和切向键联接。各种键联接类型的特点如下：1. 平键可分为普通平键、导向平键和滑键三种普通平键联接的特点：靠侧面传递转矩。对中良好，结构简单，拆装方便；但不能实现轴上零件的轴向固定。普通平键分为A型、B型和C型。A型用于端铣刀加工的轴槽，键在槽中固定良好，但轴上槽引起的应力集中较大；B型用于盘铣刀加工的轴槽，轴的应力集中较小；C型用于轴端。普通平键应用最广，也适用于高精度、高速或承受变载、冲击的场合。2. 半圆键联接的特点：靠侧面传递转矩。键在轴槽中能绕槽底圆弧曲率中心摆动，装配方便。键槽较深，对轴的削弱较大。一般可用于轻载。3. 楔键联接的特点：键的上下两面是工作面。键的上表面和毂槽的底面各有1/100的斜度，装配时需打入，靠楔紧作用传递转矩，可轴向固定零件和传递单方向的轴向力，但使轴上零件与轴的配合产生偏心与偏斜。用于精度要求不高、转速较低时传递较大的、双向的或有振动的转矩。4. 切向键联接的特点：由两个斜度为1/100的楔键组成。其上下两面（窄面）为工作面，其中一面在通过轴心线的平面内。工作面上的压力沿轴的切线方向作用，能传递很大的转矩。一个切向键只能传递一个方向的转矩，传递双向转矩时，须用互成角的两个键，用于载荷很大，对中要求不严的场合。由于键槽对轴削弱较大，所以常用于直径大于100 mm的轴上, 如大型带轮及飞轮，矿用大型绞车及齿轮等与轴的联接。经过综合考虑轴的结构，键的使用要求、工作条件和经济性等因素，选择普通平键联接。3.4.2 选择键联接的类型和尺寸已知齿轮的精度为8级。一般8级以上精度的齿轮有定心精度要求，所以应选用平键联接。这里选用圆头普通平键（A型）。根据 d=60 mm 从文献2,6-106表6-1查得键的截面尺寸 bh=18 mm11 mm 。有轮毂宽度并参考文献2,6-106表6-1键的长度系列，取键长 L=40 mm （比轮毂宽度小些）。3.4.3 校核键联接的强度键、轴和轮毂的材料都是钢，由文献2,6-106中表6-2查得许用挤压应力p=100 MPa120 MPa，取其平均值得 p=110 MPa。键的工作长度l=L-b=40 mm-18 mm=22 mm键与轮毂键槽的接触高度k=0.5h=0.511 mm=5.5 mm齿轮传递的转矩T=T=44.98 Nm0.95=42.731 Nm根据文献2,6-106中式6-1，把l=22 mm，k=5.5 mm，d=60 mm，T=42.731 Nm 代入可得p=2T103kld=242.7311035.52260=11.772 MPap=110 MPa可知所选键合适。3.5 轴承的选择滚动轴承是现代机械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承转动零件的。滚动轴承绝大多数已经标准化，并由专业工厂大量制造及供应各种常用规格的轴承。滚动轴承具有摩擦阻力小，功率消耗少，起动容易等优点。滚动轴承如果仅按轴承用于承受的外载荷不同来分类时，滚动轴承可以概括的分为向心轴承、推力轴承和向心推力轴承。根据设计方案，选择圆锥滚子轴承。由于设计的轴径为 d=100 mm，查文献11,146表4.6-3可知，选择型号为30220的圆锥滚子轴承。3.6 联轴器的选择3.6.1 联轴器概述联轴器是联接两轴或轴与回转件，在传递运动和动力过程中一同回转而不脱开的一种装置。此外，联轴器还可以具有补偿两轴相对位移、缓冲和减振以及安全防护等功能。根据工作特性，联轴器可以分为以下几类：1. 联轴器用来把两轴连接在一起，机器运转时两轴不能分离；只有在机器停车并将连接拆开后，两轴才能分离。2. 安全联轴器在机器工作时，如果转矩超过规定值，这种联轴器即可自行断开或打滑， 保证机器中的主要部件不致因过载而损坏。3. 特殊功用的联轴器用于某些有特殊要求处，例如在一定的回转方向或达到一定转速时，联轴器即可自行接合或分开等。根据联轴器对各种相对位移有无补偿能力（即能否在发生相对位移条件下保持连接的能力），联轴器可分为刚性联轴器（无补偿能力）和挠性联轴器（有补偿能力）两大类。挠性联轴器又可按是否具有弹性元件分为无弹性元件的挠性联轴器和有弹性元件的挠性联轴器两个类别。3.6.2 弹性套柱销联轴器弹性套柱销联轴器利用套有弹性套的柱销代替连接螺栓，以实现两半联轴器的联接。因为通过蛹状的弹性套传递转矩，故可缓冲减振。弹性套的材料常用耐油橡胶，并做成螺纹型结构，以提高其弹性。板联轴器的材料常用HT200，有时也采用35钢或ZG270-500；柱销材料多用35钢。弹性套柱销联轴器的结构简单，制造容易，装拆更换方便，不需润滑，并有较好的耐磨性。但弹性套易磨损，寿命较短。它适用于连接载荷平稳、需要正反转或启动频繁的传递中小转矩的轴。3.6.3 弹性套柱销联轴器的强度计算考虑到电动机与减速器连接处的轴径为32 mm ,所以选择TL6型弹性套柱销联轴器。已知电机额定功率 P=13 kW,额定转数 r=1000 r/min 。则电动机的输出转矩T=9550Pn=955013kW1000 rmin=124.15 Nm查文献2,14-351表14-1可知工作情况系数KA=1.3Tca=KAT=1.3124.15 Nm=161.395 Nm根据文献4,29-161中表29.5-40可知，TL6型弹性套柱销联轴器的D=160 mm，d=32 mm，L=82 mm。查文献4,29-160弹性柱销联轴器的主要尺寸关系，可知联轴器的外径因此D1=D1.21.4=D1.3=1601.3=123.08 mm3.7 减速器箱体尺寸表3.3减速器的箱体尺寸名 称符 号尺 寸 数 据（mm）下箱座壁厚上 箱 座 壁 厚下箱座剖分面处凸缘厚度上箱座剖分面处凸缘厚度地脚螺栓底脚厚度箱座上的肋厚箱盖上的肋厚轴承旁联接螺栓直径轴承旁联接螺栓通孔直径轴承旁联接螺栓沉头座直径轴承旁凸台的凸缘尺寸(扳手空间)上下箱体联接螺栓直径上下箱体联接螺栓通孔直径上下箱体联接螺栓沉头座直径箱缘尺寸(扳手空间)地脚螺栓直径地脚螺栓孔直径地脚螺栓沉头座直径底脚凸缘尺寸(扳手空间)地脚螺栓数目轴承盖螺钉直径减速器中心高检查孔盖联接螺钉直径轴承旁凸台半径轴承旁凸台高度轴承端盖外径轴承旁联接螺栓距离箱体外壁至轴承座断面的距离大齿轮顶圆与箱体内壁间的距离齿轮端面与箱体内壁间的距离1bb1pmm1d1d1D0c1c2d2d2D3c1c2ddDL1L2nd3Hd4RhD2SK1288121216810M2022402824M1213.5262016M24266038358M10743M102425150207402483.8 链传动的设计3.8.1 链轮的选择链轮的轮齿要具有足够的耐磨性和强度。由于小链轮轮齿的啮合次数比大链轮多，所受的冲击也较大，故小链轮应采用较好的材料制造。根据本设计方案，小链轮的速度中等，传递功率中等，因此材料选择40Cr；大链轮的传动平稳，无明显振动，因此材料也选择40Cr。3.8.2 关于链传动的计算已知电动机额定功率 P=13 kW，主动链轮转速 n1=142.9 rmin，传动比 i链=1.31 选择链轮齿数取小链轮齿数 z1=26，则大链轮的齿数 z2=i链z1=1.326=352 确定计算功率由文献2,9-178表9-6，得工况系数KA=1.0由文献2,9-179图9-13，得主动链轮齿数系数KZ=0.96单排链，即KP=1则计算功率由文献2,14-178式9-15，Pca=KAKZKPP=1.00.9613 kW=12.48 kW3选择链条型号和节距由文献2,9-176图9-11，根据主动轮转速，计算功率，选择20A-1。查文献2,9-167表9-1，链条节距 p=31.75 mm。4计算链节数和中心距初选中心距 a0=3050p=305031.75 mm=952.51587 mm。取 a0=1300 mm。相应的链长节数为Lp0=2a0p+z1+z22+z2-z122pa0=2130031.75+26+352+35-262231.751300112.44取链长节数为 Lp=112 节。查文献2,9-180表9-7，中心矩计算系数f1=0.24991则链传动的最大中心距a=f1p2Lp-z1+z2=0.2499131.752112-26+35 mm1293 mm5计算链速v，确定润滑方式v=n1z1p601000=142.92631.75601000=1.97 ms由v=1.97 ms和链号20A-1，查文献2,9-181图9-14，应采用油池润滑或油盘飞溅润滑。6计算压轴力 Fp有效圆周力为Fe=1000Pv=1000131.96842 N链轮水平布置时的压轴力系数 KFp=1.15，则压轴力为FpKFpFe=1.156842=7868 N3.8.3 链轮的基本参数和主要尺寸表3.4链轮的基本参数和尺寸名 称符 号数 值（mm）分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿高齿宽齿侧倒角齿侧半径齿全宽ddadfhabf1barxbfn263.41/354.20274.16/365.45244.36/335.156.3517.964.1331.7517.963.9 蜗杆传动的设计3.9.1 蜗杆传动概述根据蜗杆形状的不同,蜗杆传动可以分为圆柱蜗杆传动，环面蜗杆传动和锥面蜗杆传动。环面蜗杆传动的特征是，蜗杆体的轴向的外形是以凹圆弧为母线所形成的旋转曲面，所以把这种蜗杆传动称为环面蜗杆传动。在这种传动的啮合带内，蜗轮的节圆位于蜗杆的节弧上，亦即蜗杆的节弧沿蜗轮的节圆包着蜗轮。在中间平面内，蜗杆和蜗轮都是直线齿廓。由于同时相啮合的齿对多，而且轮齿的接触线与蜗杆齿运动的方向近似于垂直，这就大大改善了轮齿受力情况和润滑油膜形成的条件，因而承载能力约为阿基米德蜗杆传动的24倍，效率一般高达0.850.9；但需要较高的制造和安装精度。根据设计需要，本方案采用二次包络环面蜗杆传动。其承载能力和效率有明显提高。3.9.2 蜗杆传动设计已知，蜗杆输入功率 P=4.14 kW，中心距 a=800 mm，传动比 i=45，蜗杆转速 n1=109.9 rmin，短时间高峰载荷 T2=12980.2 Nm。1 根据设计方案，选择材料及精度：蜗杆：40Cr，调质 240280HB，齿面淬火 HRC5055。蜗轮：ZCuAl9Fe3。加工精度：7级，齿面粗糙度 1.6 m。2 校核承载能力：蜗杆传递的功率P1=T2n19550i=12980.2109.99550450.8=4.15 kW蜗杆轴的计算功率，查文献6,5-1174表21-43， K1=1.0 K2=1.0 K3=1.0 K4=0.8，Pc=P1K1K2K3K4=4.151110.8=5.19 kW由 a=800 mm，i=45，n1=109.9 rmin 查文献18,5-1172图21-20得P1=18 kW，故通过校核。3 基本参数的选择：蜗杆头数选择 z1=2；蜗轮齿数 z2=z1i=245=90。蜗杆分度圆直径 d1:查文献6,5-1162表21-35，d1=0.330.3a=0.33800=264 mm4 几何尺寸计算：d2=2a-d1=2800-264=1336 mmmt=d2z2=133690=14.8444 mmc=0.2mt=0.214.8444=2.97 mmha=0.7mt=0.714.8444=10.39 mmhf=ha+c=10.39+2.97=13.36 mmdf1=d1-2hf=264-213.36=237.28 mm校验：df10.5a0.875=0.58000.875=173.45 mm结论：df1=237.28 mm 可用。da1=d1+2ha=264+210.39=284.78 mmra1=a-0.5da1=800-0.5284.78=657.61 mmrf1=a-0.5df1=800-0.5237.28=681.36 mmda2=d2+2ha=1336+210.39=1356.78 mmdf2=d2-2hf=1336-213.36=1309.28 mm=arctand2d1i=arctan133626445=62457=360z2=36090=4db=sin2225d2=sin221336=500.474 mm查文献6,5-1162表21-36，标准系列值 db=560 mm。=arcsindbd2=arcsin5601336=244655查文献6,5-1161表21-33，得蜗杆包围蜗轮齿数 Z=8=0.5Z-0.45=0.548-0.45=1560=-=244655-156=94055b=0.81df1=0.9237.28=213.552 mm取 b=214 mmL=d2sin=1336sin156=384.03 mmmt=14.8444 mm，取 =14.2 mm。da1max=2a-ra12-0.5L2=2800-657.612-0.5384.032=342 mmdf1max=2a-rf12-0.5L2=2800-681.362-0.5384.032=293 mmra2=0.55df1max=0.55293=161.15 mm=arctancos+d22acoscos+-d22acos1i=arctancos244655+813362800cos244655cos244655+8-13362800145=2288式中 =8，取=230p2=mt=14.8444=46.61 mms2=0.55p2=0.5546.61=25.63 mm查文献6,5-1151表21-26得，传动的法向侧隙jn=0.5 mms1=p2-s2-jn=46.61-25.63-0.5=20.48 mmsn1=s1cos=20.48cos62457=20.35 mmsn2=s2cos=25.63cos62457=25.47 mmha1=ha-0.5d21-cosarcsins1d2=10.39-0.513361-cosarcsin20.481336=10.31 mmha2=ha+0.5d21-cosarcsins2d2=10.39+0.513361-cosarcsin25.631336=10.51 mm查文献6，5-1171表21-41，得蜗杆啮入口修缘值 fr=0.85fc=23fr=230.85=0.57 mm查文献6，5-1171表21-42，得平面包络环面蜗杆的修缘长度r=p=46.61 mmc=p=46.61 mm5 按一般型传动加工表3.5蜗杆传动的基本参数及尺寸项 目代 号数 值中心距传动比蜗杆头数蜗轮齿数蜗杆分度圆直径蜗轮分度圆直径蜗杆包围蜗轮齿数径向间隙蜗轮端面模数齿顶高齿根高蜗杆喉部根圆直径蜗杆喉部螺旋升角蜗杆齿顶圆直径蜗轮齿顶圆直径蜗轮齿根圆直径蜗杆齿根圆弧半径齿距角主基圆直径分度圆齿形角蜗杆工作半角母平面倾斜角蜗轮齿宽蜗杆工作部分长度蜗杆最大齿顶圆直径蜗杆最大齿根圆直径蜗轮齿顶圆弧半径蜗轮齿距蜗轮节圆齿厚齿侧隙蜗杆节圆齿厚蜗杆分度圆法向齿厚蜗轮分度圆法向齿厚蜗杆弦齿高蜗轮弦齿高蜗杆啮入口修缘值蜗杆啮出口修缘值蜗杆啮出口修缘长度aiz1z2d1d2zcmthahfdf1da1da2df2rf1dbbLda1maxdf1maxra2p2s2jns1sn1sn2ha1ha2frfcc80045290264133682.9714.844410.3913.36237.2862457”284.781356.781309.28681.364560244655”1562288”213.552384.03342293161.1546.6125.630.520.4820.3525.4710.3110.510.850.5746.614 测试阶段4.1开机要求1首先应确定安装尺寸符合设计要求，空间位置合适，各联结件联结可靠，确定无误后方可试运行。2其次空载试运行至少需要两个小时。3在试运行前必须保证以下各项要求全都满足：(1) 润滑系统各处工作正常；(2) 用手转动各转动部件，无卡死现象；(3) 传动平稳，且无周期性噪音；(4) 各紧固零件联结可靠。4.2电动机测试要求试运行前要对电动机测试，使其空载运行至少2小时，确定其载荷能力。在选择电动机时，除了满足技术要求外，还应满足以下几点要求：1. 维护维修。2. 成本费用。3. 冷却方式。4. 电机功率，转速及齿轮速比的选择。5 设备维护、安装、润滑及密封5.1 设备维护设备维护可分为日常维修和定期维修，工作现场应准备好足够的备件，备品，随时用于设备的维修与零部件的更换。5.2 机械设备的安装安装即按照一定的技术条件将机械设备或单独部件正确地安放或牢固地固定在设计位置上，保证其能正常安全的工作。它关系到能否正常投产和投产后能否迅速达到产量要求，关系到基建工期和成本，还影响机器设备的使用年限和大修周期。因此，做好机器设备的安装对工厂具有非常重要的意义。5.3 润滑为了保证磨盘给料机的运行安全，除了采取各项维护保养措施以外，还必须保证整个圆盘给料机的摩擦部分有足够可靠的润滑。润滑是指在机件作相对运动的接触表面之间加入润滑介质，使其形成一层润滑膜，从而把直接接触的零部件的摩擦表面分隔开来，以减少摩擦和零部件磨损，达到延长机械设备的使用寿命及提高机械工作效率的目的。5.3.1 润滑的方法常用的润滑方法有：手工加脂润滑、集中压力供脂润滑、手工加油润滑、滴油润滑、油杯油盘润滑、油绳油垫润滑、油浴飞溅润滑、油雾润滑、循环润滑等。5.3.2 润滑的作用润滑方式分为油润滑和脂润滑两种。合理的润滑可以降低接触面之间的摩擦阻力、减轻磨损、提高机械的效率并延长机械的寿命。此外，润滑还能起到冲洗杂质、降低工作温度、防止锈蚀、减振、缓冲和密封等作用。因此，在机器的设计和使用中，润滑是一个很重要的问题。5.3.3 润滑油的选择在选择润滑油时应该主要考虑它的粘度，但是，由于工作零件的工作情况差别很大，有时对润滑油某些特性有特殊要求。例如，要求高的油性、抗磨极压性、降凝性以及抗氧防腐性等。单位面积或单位长度上承受的压力较大，应选用粘度大的润滑油，特别是低速时，不仅粘工要大，而且油性和仍压性也要好。这样，油与金属表面的吸附力强，不易将油从摩擦面间挤跑而变成摩擦。对于受压力特别大的摩擦面。如丝杠，应选用添另剂的润滑油或合成的特制润滑油。凡配合间隙大或表面较粗糙的摩擦应当用粘度较大的油才能获得可靠的油膜，并提高运转精度；而配合面精度高，间隙小，表面光洁度高的摩擦面间，用低粘度油才能顺利渗入摩擦面。5.3.4 润滑脂的选择使用润滑脂，密封简单，不必经常加换润滑脂，这对高速电机，自动装置和不易加油的润滑有重大的实际意义，润滑脂受温度的影响不大，对载荷性质、运动速度的变化等有较大的适应范围，在垂直面上也不易流失。5.3.5 齿轮的润滑齿轮在传动中，相啮合的齿面有相对滑动，因此就要发生摩擦和磨损，增加动力消耗，降低传动效率，为保证主传动减速器中齿轮间有相对可靠的润滑，所以应采用循环润滑。齿轮啮合处润滑是从齿轮对入口处方向向齿
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