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1、摘要锤式破碎碎机大量量应用于于水泥厂厂、电厂厂等各个个部门，所所以，它它的设计计有着广广泛的前前景和丰丰富的可可借鉴的的经验。其其设计的的实质是是，在完完成总体体的设计计方案以以后，就就指各个个主要零零部件的的设计、安安装、定定位等问问题，并并对个别别零件进进行强度度校核和和试验。并并在相关关专题中中，对锤锤头的寿寿命延长长进行比比较详细细的分析析。在各各个零部部件的设设计中，要要包括材材料的选选择、尺尺寸的确确定、加加工的要要求，结结构工艺艺性的满满足，以以及与其其他零件件的配合合的要求求等。在在强度的的校核是是，要运运用的相相关公式式，进行行危险部部位的分分析、查查表、作作图和计计算等。并
2、并随后对对整体进进行安装装、工作作过程以以及工作作后的各各方面的的检查，同同时兼顾顾到维修修、保险险装置等等方面的的问题，最最后对两两个主要要工作零零件的加加工精度度、公差差选择进进行分析析，以保保证破碎碎机最终终设计的的经济性性和可靠靠性。关键词 锤锤式破碎碎机 锤头头 强度 公公差AbsttracctHammmer typpe bbreaakerrs aare appplieed tto ssuchh eaach depparttmennt aas tthe cemmentt pllantt , powwer plaant ,ettc. in a llargge aamouunt, soo
3、 itts ddesiign hass ann exxtennsivve pprosspecct aand expperiiencce tthatt caan bbe uusedd foor rrefeerennce. Itts ddesiign esssencce iis, forrmerrly aftter tottal conncepptuaal ddesiign, a dessignn whhichh poointts eeachh maain spaare parrt , quuesttionn off innstaalliing andd maakinng aa reeserrva
4、ttionn ettc., annd ccarrry oon tthe inttenssityy too chheckk annd ttestt too thhe sspeccifiic ppartt, aand in rellevaant theemattic parrts, annalyysiss off coompaarinng qquesstioon tthatt thhe llifee-sppan of verry bbegiinniing of thee haammeer llenggtheens in dettaill . In thee deesiggn oof eeachh
5、spparee paart , sshouuld inccludde tthe chooicee , surreneess , ddemaand proocesssedd , strructturee crraftt saatissficcatiion of thee siize of thee maaterriall , andd thhe ddemaand forr cooopeerattingg wiith othher parrts, ettc. Whhen thee inntennsitty iis cchecckedd , shoouldd usse rreleevannt ffo
6、rmmulaae , caarryy onn thhe aanallysiis oof tthe danngerrouss poosittionn, nneedd too chheckk foorm , mmapppingg , callcullatiion ,ettc. Thhen to to insstalll , woork couursee , worrk ssituuatiion aftter preedicct tthatt caarriies on morre ooverralll innspeectiion whoole, giive connsidderaatioon tto
7、 tthe queestiion in succh rresppectts aas mmainntaiininng aand saffetyy ,eetc. att thhe ssamee tiime . FFinaallyy , chooosee too annalyyse in macchinningg acccurracyy , pubblicc errrannd tto ttwo groounddworrk ppartts, ecoonommy aand deppenddabiilitty tthatt thhe bbreaakerr sooed as to enssuree iss
8、deesiggnedd fiinallly.Key Worrds Hammmerrtyppe bbreaakerrshaammeerinntennsitty ttoleerannce第1章 绪论论1.1锤锤式破碎碎机和破破碎机的的分类：1.1.1锤式式破碎机机的分类类：、按回回转轴数数分为：单转子子和双转转子。、按转转子的回回转方向向分：不不可逆式式和可逆逆式。、按锤锤头的排排列方式式分：单单排式和和多排式式。、按锤锤头在转转子上的的连接方方式：固固定锤式式和活动动锤式。1.1.2破碎碎机的分分类：、按破破碎作业业的粒度度要求分分为：粗粗碎破碎碎机、中中碎破碎碎机、细细碎破碎碎机。、按结结构和
9、工工作原理理分为：颚式破破碎机、旋旋回破碎碎机、圆圆锥破碎碎机、锟锟式破碎碎机、锤锤式破碎碎机、反反击式破破碎机。1.2锤锤式破碎碎机的优优缺点1.2.1锤式式破碎机机的优点点：、构造造简单、尺尺寸紧凑凑、自重重较小，单单位产品品的功率率消耗小小。、生产产率高，破破碎比大大（单转转子式的的破碎比比可达ii=1015）,产品的的粒度小小而均匀匀，呈立立方体，过过度破碎碎现象少少。、工作作连续可可靠，维维护修理理方便。易易损零部部件容易易检修和和拆换。1.2.2锤式式破碎机机的缺点点：、主要要工作部部件，如如：锤头头、蓖条条、衬板板、转子子、圆盘盘等磨损损较快，尤尤其工作作对象十十分坚硬硬时，磨磨
10、损更快快。、破碎碎腔中落落入不易易破碎的的金属块块时，易易发生事事故。、含水水量12%的物料料，或较较多的粘粘土，出出料篦条条易堵塞塞使生产产率下降降，并增增大能量量损耗，以以至加快快了易损损零部件件的磨损损。1.3锤锤式破碎碎机的规规格和型型号锤式破碎碎机的规规格用转转子的直直径D和和长度LL来表示示，如10000mmm12000mmm的锤式式破碎机机，表示示转子的的直径DD=10000mmm，转转子的长长度L=12000mmm。常见见的型号号有：不可逆式式的：8000mm6000mm，1000mm800mm，1300mm1600mm，1600mm1600mm，2000mm1200mm。可逆
11、式的的：14330mmm10000mmm，10000mmm10000mmm。第2章 锤式破破碎机的的工作原原理及破破碎实质质2.1锤锤式破碎碎机的工工作原理理物料进进入破碎碎机中，立立即受到到高速回回转的锤锤头的冲冲击而粉粉碎。破破碎了的的物料，从从锤头处处获得动动能，以以高速向向机壳内内壁的衬衬板和篦篦条上冲冲击而第第二次破破碎。此此后，小小于篦条条缝隙的的物料，便便从缝隙隙中排出出，而粒粒度较大大的物料料，就弹弹回到衬衬板和篦篦条上的的粒状物物料，还还将受到到锤头的的附加冲冲击破碎碎，在物物料破碎碎的整个个过程中中，物料料之间也也相互冲冲击粉碎碎。2.2锤锤式破碎碎机的破破碎实质质2.2.
12、1破碎碎的目的的和意义义、目的的：在冶冶金、矿矿山、化化工、水水泥等工工业部门门，每年年都有大大量的原原料和再再利用的的废料都都需要用用破碎机机进行加加工处理理，如在在选矿厂厂，为使使矿石中中的有用用矿物达达到单体体分离，就就需要用用破碎机机将原矿矿破碎到到磨矿工工艺所要要求的粒粒度。磨磨机再将将破碎机机提供的的原料磨磨至有用用矿物单单体分离离的粒度度。再如如在水泥泥厂，须须将原料料破碎，以以便烧成成熟料，然然后在将将熟料用用磨机磨磨成水泥泥。另外外，在建建筑和筑筑路业，需需要用破破碎机械械将原料料破碎到到下一步步作业要要求的粒粒度。在在炼焦厂厂、烧结结厂、陶陶瓷厂、玻玻璃工业业、粉末末冶金等
13、等部门，须须用破碎碎机械将将原料破破碎到下下一步作作业要求求的粒度度。、意义义：在化化工、电电力部门门，破碎碎粉磨机机械将原原料破碎碎，粉磨磨，增加加了物料料的表面面积，为为缩短物物料的化化学反应应的时间间创造有有利条件件。随着着工业的的迅速发发展和资资源的迅迅速减小小，各部部门生产产中废料料的再利利用是很很重要的的，这些些废料的的再加工工处理需需用破碎碎机械进进行破碎碎。因此此，破碎碎机械在在许多部部门起着着重要作作用。2.2.2矿石石的力学学性能与与锤式破破碎机的的选择矿石都由由许多矿矿物组成成，各矿矿物的物物理机械械性能相相差很大大，故当当破碎机机的施力力方式与与矿石性性质相适适应时，才
14、才会有好好的破碎碎效果。对对硬矿石石，采用用折断配配合冲击击来破碎碎比较合合适，若若用研磨磨粉碎，机机件将遭遭受严重重磨损。对对于脆性性矿石，采采用劈裂裂和弯折折破碎较较有利，若若用研磨磨粉碎，则则产品中中细粉会会增多对对于韧性性及粘性性很大的的矿石。采采用磨碎碎较好。常见的软软矿石有有：煤、方方铅矿、无无烟煤等等，它的的抗压强强度是224MMpa,最大也也不超过过40MMpa。普普式硬度度系数一一般为224，再再如一些些中硬矿矿石：花花岗岩、纯纯褐铁矿矿、大理理石等，抗抗压强度度是12201150MMpa，普普式硬度度系数一一般为112115，还还有硬矿矿石、极极硬矿石石，普式式硬度系系数一
15、般般为155200。可根据矿矿物的物物理机械械性能、矿矿块的形形状和所所要求的的产品粒粒度来选选择破碎碎施力方方式，以以及与该该破碎施施力方式式相应的的破碎机机械。2.2.3破碎碎过程的的实质破碎过程程，必须须是外力力对被破破碎物料料做功，克克服它内内部质点点间的内内聚力，才才能发生生破碎。当当外力对对其做功功，使它它破碎时时，物料料的潜能能也因功功的转化化而增加加。因此此，功率率消耗理理论实质质上就是是阐明破破碎过程程的输入入功与破破碎前后后物料的的潜能变变化之间间的关系系。为了了寻找这这种能耗耗规律和和减小能能耗的途途径。许许多学者者从不同同的角度度提供了了若干个个不同形形式的破破碎功耗耗
16、学说。目目前公认认的有：面积学学说，体体积学说说，裂缝缝学说。我我们只做做简单的的介绍：1面积积学说：18677年，RRitttingger提提出的，破破碎消耗耗的有用用功与新新生成的的物料的的表面积积成正比比。2体积积学说：18744年，俄俄国基尔尔皮切夫夫与1888855年的基基克先后后独立提提出，外外力作用用于物体体发生变变形，外外力所做做的功储储存在物物体内，成成为物体体的变形形能。但但一些脆脆性物料料，在弹弹性范围围内，它它的应力力与应变变并不严严格遵从从虎克定定律。变变形能储储至极限限就会破破裂。可可以这样样叙述：几何形形状相似似的同种种物料，破破碎成同同样形状状的产物物，所需需的
17、功与与她们的的体积或或质量成成正比。3裂缝缝学说：19522年，BBondd和中国国留美学学者王仁仁东提出出的。外外力使矿矿块发生生变形，并并贮存了了部分变变形能，一一旦局部部变形超超过了临临界点，则则产生垂垂直与表表面的断断裂口。断断裂口形形成后贮贮存在料料块的内内部的变变形能就就释放，裂裂口扩展展成新的的表面。输输入功一一部分转转化为新新的生成成面的表表面能，另另一部分分因分子子摩擦转转化为热热能释放放。所以以，破碎碎功包括括变形能能和表面面能。变变形能和和体积成成正比，表表面能和和面积成成正比。三个学说说各有一一定的适适用范围围，Huukkii实验研研究表明明：粗碎碎时，体体积学说说比较
18、准准确，裂裂缝学说说与实际际相差很很大。细细碎时， 面积学学说比较较准确，裂裂缝学说说计算的的数据较较小。粗粗碎、细细碎之间间的较宽宽的范围围，裂缝缝学说较较符合实实际。只只要正确确的运用用它们，就就可以为为分析研研究破碎碎过程提提供理论论根据和和方法。第3章 锤式式破碎机机的总体体及主要要参数设设计3.1型型号为锤锤式破碎碎机的总总体方案案设计本次设计计的是单单转子、多多排锤、不不可逆式式锤式破破碎机，型型号为ppc-8800000。由由机壳、转转子、蓖蓖条、打打击板、锤锤头、支支架、衬衬板等组组成。1.机壳壳由上机机体、后后上盖、左左侧壁和和右侧壁壁组成，各各部分用用螺栓连连结成一一体，上
19、上部开有有进料口口,内部部镶有高高锰钢衬衬板，磨磨损后可可以更换换，机壳壳和轴之之间漏灰灰现象十十分严重重，为了了防止漏漏灰，设设有轴封封。机壳壳下部直直接安放放在混凝凝土基础础上，并并用地脚脚螺栓固固定。为为了便于于检修、调调整和更更换蓖条条，下机机体的前前后两面面都开有有一个检检修孔。为为了便于于检修、更更换锤头头方便，两两侧壁也也对称的的开有检检修孔。2.转子子由主轴轴、圆盘盘、销轴轴等组成成，圆盘盘上开有有6个均均匀分布布的销孔孔，通过过销轴将将68个个锤头悬悬挂起来来。为了了防止圆圆盘和锤锤子的轴轴向窜动动。销轴轴两端用用锁紧螺螺母固定定。转子子支承在在两个滚滚动轴承承上。此此外，为
20、为了使转转子在运运动中储储存一定定的动能能，避免免破碎大大块物料料时，锤锤头的速速度损失失不致过过大和减减小电动动机的尖尖峰负荷荷，在主主轴的一一端还装装有一个个飞轮。3.主轴轴是支承承转子的的主要零零件，冲冲击力由由它来承承受。因因此，要要求其材材质具有有较高的的韧性和和强度。通通常断面面为圆形形，且有有平键和和其他零零件连接接。4.打击击板有两两块，折折线型。一一个可以以调整，一一个是固固定的。调调整的一一个靠的的是安装装在箱体体上的螺螺杆装置置。5.锤头头是主要要的工作作部件。其其质量、形形状、和和材质对对破碎机机的生产产能力有有很大的的影响。因因此，根根据不同同的进料料尺寸来来选择适适
21、当的锤锤头质量量。要破破碎中等等硬度的的物料，可可以采用用如图33-1所所示的形形状。锤头用高高碳钢铸铸造或锻锻造，也也可用高高锰钢铸铸造。为为了提高高耐磨性性，有的的锤头表表面涂上上一层硬硬质合金金，有的的采用高高铬铸铁铁。6.蓖条条的排列列形式是是与锤头头的运动动方向垂垂直的。与与转子的的回转半半径有一一定的间间隙的圆圆弧状，合合格的产产品通过过蓖缝排排出。其其断面形形状为梯梯形，常常用锰钢钢铸成。蓖蓖条多为为一组尺尺寸相等等的钢条条。安装装时，插插入蓖条条架上的的凹槽，两两蓖条之之间用垫垫片隔开开。截面面形状用用梯形。7.蓖条条和锤头头间隙用用凸轮装装置调整整（通过过棘轮带带动凸轮轮）。
22、8.给定定的原始始数据是是：（1） 破碎能力力为200到300吨。（2） 破碎机转转子的转转速在9900和和11000 之间间（3） 破碎机的的最大物物料给料料粒度为为：小于于1500（4） 破碎机的的最大排排料粒度度不能超超过：110（5） 破碎机的的物料容容许湿度度小于99%。（6） 破碎机的的破碎程程度为：中、细细。（7） 破碎机的的应用场场所是：水泥厂厂、选煤煤厂、火火力电厂厂等。（8） 破碎机的的破碎对对象是：石灰石石、煤块块、焦碳碳、石膏膏等软物物料3.2 该型号号破碎机机的工作作参数设设计计算算3.2.1 转转子转速速的计算算粒度、锤锤头的磨磨损等因因素来确确定。按公式 来计算。
23、锤式破碎机的转子转速按所需的圆周速度计算，锤头的圆周速度根据被破碎物料的性质、破碎产品的式中 锤头的的圆周速速度（mm/s） 转子的的直径（mm）一般中小小型破碎碎机转速速为7550到115000，圆周周速度为为25到到70，速速度越高高，产品品的粒度度越小。锤锤头及衬衬板、蓖蓖条的磨磨损越大大。功耗耗增加。对对机器零零部件的的加工、安安装精度度要求随随之提高高。在满满足其粒粒度要求求的情况况下，圆圆周速度度应偏低低选取。3.2.2 生生产率的的计算生产率与与锤式破破碎机的的规格、转转速、排排料蓖条条间隙的的宽度、给给料粒度度、给料料状况以以及物料料性质等等因素有有关。一一般采用用经验公公式：
24、式中 Q 生生产率() 物料的的密度() 经验系系数因为该型型号的破破碎机破破碎的是是中、硬硬物料。取值在30到45之间。3.2.3 电电机功率率的计算算电机功率率的消耗耗取决于于物料的的性质、给给料的圆圆周速度度。破碎碎比和生生产率。目目前，尚尚无一个个完整的的计算公公式，一一般根据据实践经经验和实实验数据据，根据据经验公公式进行行计算：系数取值值在0.1到00.155之间。3.3 该种破破碎机的的主要结结构参数数设计计计算3.3.1转子子的直径径与长度度：锤式破碎碎机的规规格用转转子的直直径D和和长度LL来表示示，所以以转子的的直径DD=8000mmm，转子子的长度度L=8800mmm 。
25、3.3.2给料料口的宽宽度和长长度：锤式破碎碎机的给给料口的的长度与与转子的的相同。其其宽度BB2。3.3.3排料料口的尺尺寸该尺寸由由蓖条间间隙来控控制，而而蓖条间间隙由产产品的粒粒度的大大小来决决定。对对该破碎碎机来说说，产品品的平均均粒度为为间隙的的1/55到1/3。3.3.4锤头头质量的的计算：因为铰接接在转子子上，所所以正确确选择锤锤头质量量对破碎碎效率和和能耗都都有很大大影响，如如果锤头头质量选选得过小小，则可可能满足足不了锤锤击一次次就将物物料破碎碎的要求求。若选选得过大大，无用用功耗过过大，离离心力也也大，对对其他零零件会有有影响并并易损坏坏。根据动量量定理计计算锤头头质量时时
26、，考虑虑到锤头头打击物物料后，必必然会产产生速度度损失，若若损失过过大，就就会使锤锤头绕本本身的悬悬挂轴向向后偏倒倒。降低低生产率率和增加加无用功功的消耗耗。为了了使锤头头打击物物料后出出现偏倒倒，能够够通过离离心力作作用而在在下一次次破碎时时物料很很快恢复复到正确确工作位位置。所所以，要要求锤头头打击物物料后的的速度损损失不宜宜过大。一一般允许许速度损损失400%到660%（根根据实践践经验）即即：式中 锤锤头打击击物料后后的圆周周线速度度(m/s) 锤头打打击物料料前的圆圆周线速速度(mm/s)若锤头与与物料为为了弹性性碰撞。且且设物料料碰撞之之前的运运动速度度为0，根根据动量量定理，可可
27、得： (3-1)由上式可可知， 式中 锤头折折算到打打击中心心处的质质量(kkg) 最大物物料块的的质量(kg)综上所述述， 但是，只只是锤头头的打击击质量。实实际质量量应根据据打击质质量的转转动顺序序和锤头头的转动动惯量求求得，式中 锤头打打击中心心到悬挂挂点的距距离(mm) 锤头质质心到悬悬挂点的的距离 (m)第4章 锤式式破碎机机的主要要结构设设计4.1锤锤头设计计与计算算锤头是主主要工作作零件，其其设计主主要是指指结构的的设计。因因为锤头头的形状状、质量量、材质质与破碎碎机的生生产能力力有很大大影响。尤尤其形状状对质量量的分布布、材料料的充分分利用有有很大的的影响。关关于锤头头 的结结
28、构设计计及相关关改进在在专题中中有较详详细的论论述。总总之，其其形状、结结构的设设计，对对于其工工作能力力，对整整个机器器的生产产能力。以以及经济济性等各各方面有有深远的的影响。锤锤头形状状大体分分轻型、中中型、重重型。本本型号的的锤式破破碎机主主要是设设计中型型的 锤锤头。其其形状如如前面的的图3-1所示示。并有有相关的的计算。锤头材料料的选择择问题是是很关键键的问题题。材料料的选择择取决于于工作零零件的工工作状况况和要求求。因为为破碎机机要破碎碎的是石石灰石等等中等硬硬度的物物料。一一般用高高碳钢锻锻造或铸铸造，也也可用高高锰钢铸铸造。为为了提高高其耐磨磨性，采采用高锰锰低合金金钢，有有的
29、在工工作表面面涂上一一层硬质质合金。有有的采用用高铬铸铸铁，其其耐磨性性比高锰锰钢锤头头提高数数倍。关关于材料料的选择择问题，在在专题部部分：提提高锤头头的耐磨磨性研究究中，有有专门的的论述。就就不详细细介绍了了。总之之，锤头头材料的的选择，不不仅关系系到锤头头的工作作寿命，机机器的生生产能力力、生产产效率，还还关系到到各方面面的经济济性。4.2圆圆盘的结结构设计计与计算算根据设计计的要求求，每根根销轴上上需要有有8个锤锤子。圆圆盘是用用来悬挂挂锤头的的，一共共需有99个圆盘盘，最两两侧的两两个，共共有的特特点是，一一侧设置置了锁紧紧螺母，另另一端用用轴肩定定位。所所用的螺螺母为GGB-881
30、2-85，这这样每个个圆盘均均匀分布布6个圆圆孔，即即可以通通过六根根销轴，用用来悬挂挂锤头，锤锤头和院院盘之间间的间隙隙除了通通过削轴轴连接，还还有隔套套隔开，为为了保护护圆盘的的侧面，减减少或尽尽量避免免其侧面面的磨损损。圆盘盘的大小小取决于于转子的的直径，转转子的直直径的大大小是圆圆盘的设设计大小小的依据据。因为为，该型型号的破破碎机，光光凭其型型号就可可以知道道，转子子的直径径为8000mmm，所以以，圆盘盘的大小小的取值值就有了了一定的的范围。不不妨取做做5600 mmm，圆孔孔沿径向向的距离离也是依依据起承承受载荷荷的能力力和强度度，尽可可能取整整数；圆圆孔的大大小和锤锤头的圆圆孔
31、的大大小近似似相等即即可。圆盘是通通过键与与主轴相相连接的的，而随随主轴高高速回转转的。所所以结构构中一定定有键槽槽，其厚厚度也是是满足强强度要求求、工作作状况的的。不宜宜过大。圆圆盘之间间也是通通过主轴轴的轴套套隔开（其其作用是是，在高高速回转转时，保保证圆盘盘的运动动平稳，并并使其轴轴向定位位）。圆盘的结结构，如如图4-1所示示。4.3主主轴的设设计及强强度计算算通常轴的的设计包包括两个个部分，一一个是结结构设计计，一个个是工作作能力计计算。后后者主要要是指强强度计算算。主轴的结结构设计计根据轴轴上零件件的安装装、定位位以及轴轴的制造造、工艺艺等方面面的要求求，合理理确定出出其结构构和尺寸
32、寸，轴的的工作能能力的计计算不仅仅指轴的的强度计计算，还还有刚度度、稳定定性等方方面的计计算，当当然大多多数情况况下，只只需要对对轴的强强度进行行计算即即可。因因为其工工作能力力一般主主要取决决于轴的的强度。此此时只做做强度计算，以以防止或或检验断断裂和塑塑性变形形。而对对于刚度度要求高高的轴和和受力大大的细长长轴，还还应该进进行刚度度计算，防防止产生生过大的的线性变变形。对对于高速速运转的的轴，还还应该进进行振动动稳定性性计算。以以防止产产生共振振破坏。因因此，对对该破碎碎机的主主轴来说说，只需需进行强强度计算算。4.3.1 轴轴的材料料的选择择轴的材料料主要是是碳素钢钢和合金金钢。钢钢轴的
33、毛毛坯多数数用轧制制圆钢和和锻件。有有的则直直接用圆圆钢。碳碳素钢比比合金钢钢低廉，对对应力集集中的敏敏感性较较低，同同时也可可以用热热处理或或化学热热处理的的方法提提高其耐耐磨性和和抗疲劳劳强度的的。故采采用碳钢钢制造轴轴尤为广广泛。最最常用的的是455号钢。4.3.2 轴轴的最小小直径和和长度的的估算零件在轴轴上的安安装和拆拆卸方案案确定了了之后，轴轴的形状状便大体体确定了了，因为为对该主主轴来说说，其安安装顺序序为：先先安装中中间的转转子部分分，然后后放置在在箱体上上，再安安装轴承承端盖，接接着是轴轴承、外外轴承座座。最后后两端分分别是带带轮和飞飞轮。各轴段的的直径所所需要的的轴径与与轴
34、上的的载荷的的大小有有关。在在初步确确定其直直径的同同时，还还通常不不知道支支反力的的作用点点，不能能确定其其弯矩的的大小及及分布情情况。因因此还不不能按轴轴上的所所受的具具体载荷荷及其引引起的应应力来确确定主轴轴的直径径。但是是，在对对其进行行结构设设计之前前，通常常能求出出主轴的的扭矩。所所以，先先按轴的的扭矩初初步估计计所要的的轴的直直径。并并记此时时所求出出的最小小直径为为。然后后再按照照主轴的的装配方方案和定定位要求求，从处处逐一确确定各轴轴段的直直径的大大小。另另外 ，有有配合要要求的轴轴段，应应尽量采采用标准准直径，比比如安装装轴承的的轴段，安安装标准准件的部部位的轴轴段，都都应
35、取为为相应的的标准直直径及所所选的配配合的公公差。确定主轴轴的各段段的长度度，尽可可能使其其结构紧紧凑，同同时还要要保证，转转子以及及带轮、飞飞轮、轴轴承所需需要的装装配和调调整的空空间，也也就是说说，所确确定的轴轴的各段段长度，必必须考虑虑到各零零件与主主轴配合合部分的的轴向尺尺寸和相相邻零件件间必要要的间隙隙。前面面已经通通过设计计计算，得得到转子子、飞轮轮、带轮轮的大体体尺寸，所所以轴的的长度也也可大致致确定了了。其草草图如下下：4.3.3 结结构设计计的合理理性检验验对于轴的的结构必必须满足足：. 主主轴和安安装在主主轴上的的零件要要有准确确的工作作位置；轴上上的零件件便于安安装和拆拆
36、卸、调调整。轴应应有良好好的制造造工艺性性。1.轴上上零件的的安放顺顺序如下下：飞轮、轴轴承、圆圆盘、轴轴套、轴轴承、带带轮因为主轴轴是阶梯梯轴，根根据阶梯梯轴的特特点，并并且轴上上零件的的安装要要求也不不高，所所以上面面提到的的第二条条容易满满足。至于第三三条：轴轴的制造造工艺性性，主要要是指便便于加工工和装配配轴上的的零件。并并且生产产率高、成成本低。一一般来说说，结构构越简单单，工艺艺性越好好。所以以应该尽尽量简化化轴的结结构。为为了便于于装配零零件并去去掉毛刺刺，轴端端应制出出45度度倒角。在在需要切切制螺纹纹的轴段段，应留留有退刀刀槽。起起尺寸都都可查有有关的标标准和手手册。若若需要
37、磨磨削加工工的轴段段，应留留有砂轮轮和越程程槽。具体分析析如下：该主轴轴有3个个轴段有有键槽，为为了减少少装夹工工件所需需的时间间，应在在这些不不同的轴轴段上开开的键槽槽在轴的的同一条条母线上上。另外外，还为为了减少少加工刀刀具的种种类和提提高劳动动生产率率，轴上上直径近近似的地地方，圆圆角、倒倒角、键键槽宽度度、砂轮轮越程槽槽宽度，退退刀槽宽宽度等尽尽可能采采用相同同的尺寸寸。2.下面面仍就轴轴上零件件的定位位问题，详详细地阐阐述一下下，一些些轴向和和周向定定位零件件的使用用及特点点。先说轴轴上零件件的轴向向定位，就就以此主主轴为例例，主要要有轴肩肩、套筒筒、圆螺螺母、轴轴端挡圈圈、轴承承端
38、盖等等，靠这这些定位位元件来来保证的的。轴肩肩主要分分为两大大类，定定位轴肩肩和非定定位轴肩肩。在该该主轴上上，轴肩肩很多，这这两大类类都包括括。虽然然利用轴轴肩定位位是最方方便可靠靠的方法法，但是是采用轴轴肩就必必然导致致一个问问题，那那就是不不可避免免的使轴轴径加大大，而且且轴肩处处将因为为截面突突变而引引起应力力集中。另另外，轴轴肩也不不利于加加工。所所以，在在考虑轴轴的设计计时，尽尽量避免免过多的的轴肩定定位。而而且，还还有一点点需要说说明，轴轴肩多用用于轴向向力比较较大的场场合。值得注意意的是，定定位每一一个滚动动轴承的的轴肩，都都有两处处，且都都是定位位轴肩。对对这种定定位轴肩肩来
39、说，有有一个要要求：轴轴肩的高高度必须须低于轴轴承内圈圈端面的的高度，以以便拆卸卸轴承。轴轴肩的高高度可查查机械设设计手册册中的轴轴承安装装尺寸。还还有，为为了使零零件能紧紧靠轴肩肩而得到到准确可可靠的定定位，轴轴肩处的的过渡圆圆角半径径必须小小于与之之相配的的零件毂毂孔的端端部的圆圆角半径径或倒角角尺寸。轴轴和零件件上的倒倒角和圆圆角尺寸寸的常用用规范可可以查教教材下册册中的第第6511页的表表。非定定位轴肩肩是为了了加工和和装配方方便而设设置的。高高度没有有严格的的规定，一一般可取取为1到到2毫米米。在该该主轴上上，还采采用了套套筒定位位，这种种定位方方式的特特点是，结结构简单单，定位位可
40、靠，轴轴上不需需要开槽槽、钻孔孔和切制制螺纹，不不会影响响到轴的的疲劳强强度。所所以，在在两个零零件之间间，且间间距不大大时，可可以采用用这种定定位。同同时，套套筒定位位还保证证了两个个圆盘，或或者，圆圆盘和锤锤头（销销轴套筒筒）之间间的轴向向定位。当当然，若若两零件件的间距距太大，则则不宜用用套筒定定位这种种方式，因因为，那那样就会会增大套套筒质量量以及材材料用量量。另外外，套筒筒与轴的的配合比比较松，如如果轴的的转速较较高，也也不宜采采用套筒筒定位。在该该主轴的的轴端，以以及销轴轴的轴端端，都采采用了圆圆螺母定定位。这这种定位位可以承承受大的的轴向力力，但是是，轴上上的螺纹纹处将会会有较大
41、大的应力力集中，降降低轴的的疲劳强强度，所所以，一一般用于于固定轴轴端的零零件。就就如上面面所述，若若两零件件的间距距太大，不不宜用套套筒定位位这种方方式的时时候，就就可以考考虑采用用圆螺母母定位。在该该主轴上上，还采采用了轴轴承端盖盖通过螺螺钉与其其他部分分连接。而而使滚动动轴承的的外圈得得到轴向向定位。有有时，整整个轴的的轴向定定位也可可以靠轴轴承端盖盖来实现现。再说轴轴向零件件一般也也常用到到周向定定位。周周向定位位的目的的是限制制轴上零零件与轴轴发生相相对运动动。在该主轴轴上，有有三处都都采用的的是平键键连接，其其他的常常用周向向定位元元件有，花花键、销销、紧定定螺钉和和过盈配配合等。
42、圆圆盘、飞飞轮、带带轮都是是用平键键连接的的。其他他的，如如齿轮、半半联轴器器等与轴轴的周向向定位也也都采用用这种连连接方式式。按其其直径，由由手册查查地平键键剖面bbh，键键槽用键键槽铣刀刀加工的的 。轴的草图图如图44-2所所示。4.3.4 轴轴的弯扭扭合成强强度计算算在初步完完成轴的的结构设设计之后后，对上上面的草草图略加加修改，即即可进行行强度的的校核计计算了。前前面提到到过，多多数情况况下，轴轴的工作作能力一一般主要要取决于于轴的强强度。此此时只做做强度计计算，以以防止或或检验断断裂和塑塑性变形形。而对对于刚度度要求高高的轴和和受力大大的细长长轴，还还应该进进行刚度度计算，防防止产生
43、生过大的的线性变变形。对对于高速速运转的的轴，还还应该进进行振动动稳定性性计算。以以防止产产生共振振破坏。在进行轴轴的强度度校核计计算时，应应根据轴轴的具体体载荷和和应力情情况，采采用相应应的计算算方法，并并恰当的的选择其其许用应应力。根根据计算算原则，对对于传动动轴（仅仅仅或主主要承受受扭矩）按按照扭矩矩强度条条件进行行计算，对对于心轴轴（只承承受弯矩矩）应该该按照弯弯曲疲劳劳强度进进行计算算，对于于该主轴轴，既承承受扭矩矩还承受受弯矩，是是一个转转轴，所所以必须须进行弯弯扭合成成强度条条件进行行计算，需需要时还还应该进进行疲劳劳强度的的精确校校核。先按照弯弯扭合成成强度条条件进行行计算：通
44、过对该该主轴的的结构设设计，轴轴的主要要结构尺尺寸，轴轴上的零零件的位位置以及及外载荷荷和支反反力的作作用位置置已经确确定。轴轴上的载载荷可以以求得，因因此可以以按弯扭扭合成强强度条件件对该主主轴进行行强度的的校核计计算，其其计算步步骤如下下：做出轴轴的计算算简图（力力学模型型）轴上受的的载荷是是由轴上上的零件件传来的的，所以以，计算算时，可可以将轴轴上的分分布载荷荷情况简简化为集集中力。其其作用点点可以一一律简化化，取为为分布载载荷的中中点，作作用在轴轴上的扭扭矩，一一般从传传动件轮轮毂宽度度的中点点算起，通通常把当当作置于于铰链支支座上的的梁，支支反力的的作用点点与轴承承的类型型和布置置方
45、式有有关。在做计算算简图时时，应该该先求出出轴上的的受力零零件的载载荷（若若为空间间力系，再分解为为水平分分力和垂垂直分力力。然后后求出各各支承的的水平反反力和垂垂直反力力），如如图4-4所示示。做弯矩矩图：根据前面面的简图图，分别别按水平平面和垂垂直面计计算各力力产生的的弯矩图图，并按按计算结结果分别别作出水水平面上上的弯矩矩图和垂垂直面上上的弯矩矩图上，然然后按照照后面的的公式推推导出总总弯矩，并并作出图图，如图图4-44所示。作出扭扭矩图，如如图4-3所示示：作出计计算弯矩矩图根据已经经作出的的总弯矩矩图和扭扭矩图，求求出计算算弯矩，并并做出图图。同时时写出其其计算公公式：=上式中， 考
46、虑扭扭矩和弯弯矩的加加载情况况以及产产生应力力的循环环特性差差异的系系数。因为通常常由弯矩矩产生的的弯曲应应力是对对称循环环的变应应力，故故在求计计算弯矩矩时，必须须计算这这种循环环特性差差异的影影响。根根据经验验，当扭转切切应力为为静应力力时，取取 ；当扭转切切应力为为脉动循循环变应应力时， ；当扭转切切应力为为对称循循环变应应力时，取取。校核轴轴的强度度已知轴的的计算弯弯矩后，即即可针对对某些危危险截面面（即计计算弯矩矩大而轴轴的直径径可能不不足的截截面）作作强度校校核计算算。按第第三强度度理论，计计算弯曲曲应力上式中， 轴轴的抗弯弯截面系系数（）。 轴轴的许用用弯曲应应力（）。由表可查查 为为60 Mpaa的计算公公式，根根据截面面的不同同而不同同。对该该主轴来来说，其其需要计计算的截截面，都都带有键键槽，而而且是单单键槽。所所以，其其计算公公式为：=主轴的载载荷分析析图如下下图4-4所示示：求轴上上的支反反力及弯弯矩根据以上上确定的的结构图图可以确确定出简简支梁的的支承距距离。据据此可以以求出下下列各值值，并列列表如下下，主要要包括，载载荷、支支反力、弯弯矩、总总弯矩、扭扭矩、计计算弯矩矩等，相相关的计计算也往往往是考考虑最不不理想的的情况。表4-11 计算算弯矩的的求法载荷F垂直面VV支反力RRR=10000NN（总重重量按2200KKg）弯矩M总弯矩