某復(fù)擺顎式破碎機的結(jié)構(gòu)計算設(shè)計TOC\o"1-2"\h\u摘要 I1緒論 11.1選題的目的和意義 11.2顎式破碎機的研究現(xiàn)狀及趨勢 11.2.2顎式破碎機發(fā)展趨勢 22顎式破碎機簡介 32.1顎式破碎機的工作原理 32.1.1簡擺式顎式破碎機工作原理 32.1.2復(fù)擺式顎式破碎機工作原理 32.1.3兩種顎式破碎機優(yōu)缺點分析 42.2復(fù)擺式顎式破碎機的結(jié)構(gòu)和主要零部件 42.2.1偏心軸 52.2.2肘板與肘墊 62.2.3顎板 62.2.4機架 72.2.5齒板 92.2.6調(diào)整裝置 93復(fù)擺式顎式破碎機結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇與計算 113.1破碎比 113.2結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇與計算 113.2.1確定顎式破碎機的型號 123.2.2嚙角的計算 143.2.3兩顎板的排布方式 164顎式破碎機性能參數(shù)計算 224.1生產(chǎn)能力 224.2破碎力的計算 234.3電動機的選擇 245V帶、帶輪與飛輪設(shè)計 265.1已知條件 265.2V帶設(shè)計 265.2.1確定計算功率 265.2.2選擇V帶的帶型 265.2.3確定帶輪的基準直徑并驗算帶速 275.2.4確定中心距a 285.2.5實際中心長度 285.2.6驗證小帶輪上的包角 295.2.7確定帶的根數(shù)Z 295.2.8帶的初拉力 295.2.9壓軸力 305.3帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計 306.1軸最小直徑的確定 346.2偏心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 356.3偏心軸強度校核 366.4動顎的軸徑 396.5平鍵的選擇與校核 396.5.1主動軸平鍵 396.5.2偏心軸平鍵 417總結(jié)與展望 437.1總結(jié) 437.2展望 43參考文獻 44摘要顎式破碎機型號眾多，從最初的發(fā)明研制到現(xiàn)在，結(jié)構(gòu)不斷得到完善和優(yōu)化，如今，已經(jīng)實現(xiàn)了批量化的生產(chǎn)，在水利、礦山、建材等行業(yè)領(lǐng)域都扮演者至關(guān)重要的角色。其中，復(fù)擺式顎式破碎機具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量較輕、生產(chǎn)率較高的特點，成為目前使用最為普遍的一種破碎設(shè)備。復(fù)擺式顎式破碎機主要特點就是通過偏心軸轉(zhuǎn)動，進而帶動動顎向定顎板靠近，通過兩顎板的嚙合，實現(xiàn)物料的破碎。本設(shè)計對顎式破碎機的國內(nèi)國外研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、工作原理、優(yōu)缺點進行了介紹，通過建立顎式破碎機運動簡圖、進行受力分析，展示出了其結(jié)構(gòu)特點。在設(shè)計過程中，也考慮到顎式破碎機的生產(chǎn)實際情況，運用經(jīng)驗數(shù)據(jù)，并以機械設(shè)計作為理論指導(dǎo)，對設(shè)備進行了結(jié)構(gòu)參數(shù)、性能參數(shù)的設(shè)計，建立出該型號復(fù)擺式顎式破碎機的三維圖形。本文還主要研究了復(fù)擺顎式破碎機重要零部件的結(jié)構(gòu)、電動機型號的確定、偏心軸的長度的確定與強度校核、V帶的計算等。關(guān)鍵詞：顎式破碎機；動顎；偏心軸第1章緒論1.1選題的目的和意義顎式破碎機是一種穩(wěn)定性高、方便制造和維修、節(jié)能高效的破碎設(shè)備，因此，被廣泛的應(yīng)用于礦場、建材、煤炭、水利等領(lǐng)域。隨著我國工業(yè)化程度相繼得到大力發(fā)展，礦石、原材料等需要進行破碎處理，這使得破碎機的市場不斷擴大，這些因素都極大的推動了我國破碎機事業(yè)的發(fā)展。同時，市場對破碎物料的品質(zhì)提出了越來越高的要求，需要在以前破碎裝置的基礎(chǔ)上進行改進升級，制造出更加有優(yōu)勢、高效率的產(chǎn)品。本設(shè)計通過增加顎式破碎機的移動性，可以實習(xí)裝置的移動，使設(shè)備能夠更加深入的走進工作環(huán)境，大大減少運輸成本并提高工作效率，便于產(chǎn)品的推廣和適用。1.2顎式破碎機的研究現(xiàn)狀及趨勢1.2.1國內(nèi)外顎式破碎機的研究現(xiàn)狀目前，顎式破碎機的應(yīng)用越來越廣泛，一方面顎式破碎機具有其他粉碎裝置不能替代的良好工作性能，得到了很好的應(yīng)用，另一方面，人們在設(shè)計方法、設(shè)計資料上進行優(yōu)化，使得顎式破碎機的結(jié)構(gòu)參數(shù)更加趨于合理性、不斷去進行優(yōu)化。顎式破碎機剛引進國內(nèi)時，主要研究方向是大型化，破碎機的體積都比較大。隨著時代不斷往前發(fā)展，能源問題成為各個國家關(guān)注的重點。顎式破碎機的研究方向也變?yōu)橥档湍芎姆较蚩繑n，使用計算機對顎式破碎機進行仿真模擬，對破碎機的結(jié)構(gòu)、性能等方面進行優(yōu)化。目前，我國能夠生產(chǎn)尖端、高效率的破碎機商家占比很小，高端用戶需要的產(chǎn)品和出口產(chǎn)品配套的零件主要是依靠進口。為了能夠縮小與國外同類產(chǎn)品的差距，打破技術(shù)封鎖，應(yīng)該大幅度地提高鄂式破碎機的科學(xué)研究和設(shè)計水平，完成技術(shù)攻堅。在國內(nèi)，顎式破碎機領(lǐng)域取得了顯著的成績。中國黎明重工科技股份有限公司研制出了新類型的顎式破碎：JC系列。該系類運用了先進的制造工藝、選取新型材料，對堅硬、耐磨的物料的破碎效果得到了極大的提高。其產(chǎn)品被廣泛的應(yīng)用在基建、建筑等多個領(lǐng)域。此外，我國的某些科研機構(gòu)和相關(guān)專業(yè)的工科大學(xué)在提升顎式破碎機運動性能、樣及動力學(xué)仿真及有限元分析等領(lǐng)域取得了很大的成就。他們專注于顎式破碎機的改革與新設(shè)備的研發(fā)在目前國外的發(fā)展中，新型的結(jié)構(gòu)方式被很多人認可。美國的Eagle企業(yè)對顎式破碎機進行了結(jié)構(gòu)山方法的改進，為降低物料對肘板的磨損，在設(shè)計上降低了整體機架的高度，制造出了低矮型顎式破碎機。此外，俄羅斯圣彼得堡工學(xué)院研發(fā)出了雙動顎型顎式破碎機，，可以進行粘性物料的破碎并能夠承受高破碎比，該設(shè)備采用的是最新研制的腔型。1.2.2顎式破碎機發(fā)展趨勢（1）改進破碎腔能夠有效提高顎式破碎機效率的方式是進行破碎腔形狀的改進，破碎腔的形狀可以改變物料所受破碎力的方向和大小，同時，也會影響破碎過程中能量的消耗。不局限于現(xiàn)有的直線型，敢于改進顎板的結(jié)構(gòu)，這樣可以使機器破碎物料的效果得到顯著的提高。通過改變顎板最需要施加外力處的形狀，讓顎板能夠更加高效地傳遞給待破碎的物料。在破碎過程中，動顎的水平行程越大，破碎效果越明顯，適當調(diào)懸掛的位置，可以改變動顎水平行程，達到優(yōu)化破碎的目的。（2）計算機輔助的應(yīng)用隨著科技的迅猛發(fā)展，推動著電子信息技術(shù)不斷向前，各種分析軟件應(yīng)運而生，這些計算機軟件將顎式破碎機的發(fā)展推到了一個新的高度。方便快捷的現(xiàn)代計算機的計算方法將逐漸取代一些傳統(tǒng)的計算方法。鄂式破碎機機構(gòu)進行優(yōu)化的關(guān)鍵是現(xiàn)代設(shè)計方法的運用，與軟件相結(jié)合，分析運動軌跡，改進破碎機的運動性能。其次，利用軟件對顎式破碎機進行仿真模擬，在盡可能還原邊界條件的情況下，分析破碎機的應(yīng)力應(yīng)變情況，以此來確定機器可能存在的應(yīng)力集中、零件變形等問題，解決實際生產(chǎn)過程中可能造成的巨大隱患，確保產(chǎn)品的安全穩(wěn)定性。（3）輕量化新型耐磨材料、軸承技術(shù)的快速發(fā)展，使得復(fù)擺式顎式破碎機在大型化的趨勢上有了新的進展，復(fù)擺式顎式破碎機在大型號機器上有取代簡擺式的趨勢。顎式破碎機將減輕機重、簡化裝備結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)的簡化不僅可以使破碎加工更加方便快捷，也方便機器的保養(yǎng)和維修。在顎式破碎機的生產(chǎn)設(shè)計中，合理的選擇和搭配材料，利用有限元法，在滿足剛度、強度的條件下，選用組合機架逐漸代替整個機架，焊接的機架代替鑄造的機架，這樣都可以有效的減少機器整體的重量。（4）智能化如今，高效、低碳環(huán)保的生活日益得到人們的認可和重視，科技的發(fā)展推動了機械領(lǐng)域多個專業(yè)技術(shù)的交匯，破碎機將進一步與傳感器技術(shù)、電工電子和微計算機等技術(shù)緊密地結(jié)合,從而完全實現(xiàn)了對破碎機的智能管理,促進了機電融合的智能化、信息化。對現(xiàn)有的顎式破碎機種類進行改進升級，減少破碎機的能耗，提高破碎效率，讓新設(shè)計出的設(shè)備符合綠色環(huán)保、節(jié)能減排的要求。

第2章顎式破碎機簡介2.1顎式破碎機的工作原理2.1.1簡擺式顎式破碎機工作原理圖2.1簡擺顎式破碎機機構(gòu)運動簡圖簡擺式顎式破碎機是一種以動顎做簡單擺動的曲柄雙搖桿裝置。當進行破碎物料時，電動機首先開始轉(zhuǎn)動，通過帶和帶輪驅(qū)動偏心軸，偏心軸進而帶動連桿做上下往復(fù)運動。之后，前肋板將動力傳遞到動顎，推動動顎上下運動。當連桿隨著偏心軸的轉(zhuǎn)動而位置上升時，前后肋板間的夾角會逐步增大，推動動顎向定顎接近，形成兩顎板的嚙合，達到物料破碎的目的。當連桿向下運動時，夾角逐漸減小，進而拉動動顎并使其遠離定顎。兩顎板之間的距離增大，破碎的物料便可以順利從排料口排出。動顎繞懸掛軸擺動的軌跡為圓弧。2.1.2復(fù)擺式顎式破碎機工作原理將簡擺式顎式破碎機的動顎懸掛軸去除后，再去除連桿和前肋板。通過軸承可以將偏心軸與動顎進行連接，這樣就構(gòu)成了復(fù)擺式顎式破碎機。該設(shè)備中的機構(gòu)也變成了曲柄搖桿機構(gòu)。在電動機的作用下，偏心軸轉(zhuǎn)動，促使動顎上下運動。當動顎向上運動時，肋板、動顎兩者之間的夾角逐漸變大，通過兩顎板的擠壓，完成物料的破碎工作。當動顎向下運動時，肋板和動顎之間的夾角逐漸變小，在拉桿彈簧的牽引作用下，動顎離開定顎，此時，經(jīng)過破碎的物料，體積已經(jīng)變的較小，在動顎的推動下，順利從排料口排出，完成整個破碎流程。顎式破碎機在電動機的帶動下，不斷完成物料的破碎和排出運動，完成機械化的批量生產(chǎn)。圖2.2復(fù)擺式顎式破碎機結(jié)構(gòu)運動簡圖2.1.3兩種顎式破碎機優(yōu)缺點分析簡擺式顎式破碎機與復(fù)擺式顎式破碎機相比，簡擺式顎式破碎機增加了前后肋板、連桿和心軸，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜且體積大。但是，動顎垂直行程比較小，齒板的磨損程度低。通過對比可以發(fā)現(xiàn)，復(fù)擺式顎式破碎機在工作時具有較好的穩(wěn)定性、構(gòu)件數(shù)量較少、重量較輕的特點,進入破碎腔的物料能夠得到充分的破碎，在相同的時間內(nèi)，復(fù)擺式顎式破碎機可以多破碎25％的物料。但是，復(fù)擺式顎式破碎機在正常工作時，其動顎部件會在一定程度上做復(fù)雜的平面移動，顎板的垂直行程大，造成物料與顎板之間的摩擦力增大，會消耗很多能量。不過，隨著新材料、新技術(shù)的應(yīng)用，如采用耐磨材料或者提高滾動軸承質(zhì)量等方法，就可以在一定程度上降低顎板的磨損。磨損問題得到了很大程度的改善，復(fù)擺式顎式破碎機逐漸在市場上占據(jù)主導(dǎo)地位。根據(jù)復(fù)擺式顎式破碎機的優(yōu)點，在本次設(shè)計中，將顎式破碎機設(shè)計類型定為復(fù)擺式。2.2顎式破碎機的結(jié)構(gòu)組成復(fù)擺式顎式破碎機是由機架、飛輪、顎板、肘板、小皮帶輪、偏心軸、調(diào)節(jié)裝置、保險裝置等組成。當復(fù)擺式顎式破碎機開始工作時，電機首先開始轉(zhuǎn)動，通過帶將動力傳遞到偏心軸上。偏心軸通過軸承將動顎和機架固定在一起，偏心軸的轉(zhuǎn)動會帶動動顎，使得動顎做周期性運動，最終完成顎式破碎機的生產(chǎn)過程。動顎下端通過肋板和調(diào)節(jié)裝置相連接，調(diào)整調(diào)節(jié)裝置可以控制排料口的大小，實現(xiàn)對機器破碎機的調(diào)節(jié)。在動顎的下方設(shè)置有拉桿彈簧裝置，這樣可以保證動顎和肋板的緊密接觸，平衡慣性力，實現(xiàn)破碎后物料的排出，同時，這兩個部件也起到了減震緩沖的作用。圖2.3復(fù)擺式顎式破碎機第3章結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇與計算3.1結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇與計算3.1.1確定顎式破碎機的型號已知加工原料中最大顆粒的尺寸，即原料中的最大給料粒度：；為了確保待破碎物料的最大粒度能夠順利完成破碎，則給料口寬度B尺寸為：（3.1）代入數(shù)據(jù)可得：在本設(shè)計中選擇；圖3.1顎式破碎機動顎示意圖給料口寬度B與給料口長度L滿足以下關(guān)系：市面上生產(chǎn)的各種顎式破碎機，給料口長度L一般都為給料口寬度B的1.25~1.6倍。不同的型號對應(yīng)不同的關(guān)系，大型顎式破碎機給料口的寬度應(yīng)是給料口長度的1.25~1.5倍；中小型破碎機給料口寬度應(yīng)是料口長度的1.5~1.6倍。在本設(shè)計中選擇L=600mm。排料口的最小寬度e：（3.2）式中：破碎產(chǎn)品的最大粒度（mm）；動顎在排料口處的水平擺動行程（mm）。代入數(shù)據(jù)得：在本設(shè)計中選擇。顎式破碎機型號的大小可以通過給料口的寬度和長度進行確定。根據(jù)本節(jié)的計算，可以確定本文設(shè)計的型號為PE400x600。表3.1復(fù)擺式顎式破碎機技術(shù)參數(shù)參數(shù)型號進料最大粒度/mm排料口尺寸/mm處理能力/t·電動機功率/KW質(zhì)量/t外形尺寸（長x寬x高）/mmPE250x60021020～606～25152.51616x1033x1140PE400x60035040～10022～75305.51630x1600x1580PE500x75042550～10043～100559.21616x1033x1140PE600x90050065～16067～16875141840x2360x2240PE750x106063080～140110～20011027.52470x2450x2840PE1200300432～864200823340x4320x3750當前，顎式破碎機的型號尺寸已經(jīng)標準化、系列化，這樣方便了顎式破碎機的大批量生產(chǎn)和安裝，同時，為機器后期的維修和更換提供了便利。表3.2部分型號顎式破碎機基本參數(shù)參數(shù)單位型號PE400x600PE500x750PE600x900PE750x1060給料口尺寸寬度公稱尺寸mm400500600750極限偏差±20±25±30±35長度公稱尺寸6007509001060極限偏差±30±35±45±55最大給料尺寸340425500630開邊排料口寬度b公稱尺寸6075100110調(diào)整范圍≥±25≥±25≥±25≥±30生產(chǎn)率m3/h≥15.0≥40.0≥60.0≥110.0電動機功率KW≤45.0≤75.0≤90.0≤110.03.1.2嚙角的計算（一）物料的受力分析顎式破碎機在破碎物料時，動顎和定顎之間所形成的夾角。在顎式破碎機工作中，以物料中心為參考點，建立如圖3.2所示坐標系，對物料進行受力分析。圖3.2受力分析在物料相對于顎板靜止的臨界狀態(tài)時，有可得化簡得得出令為摩擦角，則所以由上式可知，為了是顎式破碎機保持正常的工作，嚙角應(yīng)選擇嚙角與破碎腔高度的關(guān)系（3.3）式中：；；通過上述公式，可以發(fā)現(xiàn)：嚙角越大，破碎腔高度越低，破碎機的體積和質(zhì)量就越小，這樣會降低生產(chǎn)成本。所以，在滿足參數(shù)要求的條件下，破碎腔的高度應(yīng)優(yōu)先選擇較低的。當嚙角一定時，破碎比的大小決定了破碎腔的高度。由下式計算：（3.4）代入數(shù)據(jù)可得：為保證較高的生產(chǎn)率，取H=1000mm。3.1.3兩顎板的排布方式如圖3.3所示，復(fù)擺式顎式破碎機兩顎板的排布方式可以分為三種：定顎板保持垂直不動，動顎板相對于豎直方向傾斜了一個α角；動顎板和定顎板兩者分別傾斜α和β；動顎板保持垂直狀態(tài)，定顎板發(fā)生傾斜。ABC圖3.3定顎板、動顎板排布方式第一種排布方式是最為普遍的，第二、三種也有自己的優(yōu)勢。其中，第三種方式，可以使襯板對動顎板產(chǎn)生垂直的推力，也可以產(chǎn)生較小的分力作用在支撐系統(tǒng)上，這樣能夠減少顎板豎直方向的行程，方便破碎后的物料排出，動顎的特性得到改善。3.1.4動顎行程對于復(fù)擺顎式破碎機，排料口的大小直接影響著動顎的擺動行程。若動顎下端的行程大于排礦口最小寬度的0.3~0.4倍，就會造成物料在破碎腔下部的堆積。所以，在設(shè)計過程中，排料口寬度應(yīng)該取小于這個范圍的數(shù)值。動顎板在排料口處的水平行程的范圍為：（3.5）式中：最小排料口尺寸（mm）所以，動顎齒板水平行程的范圍是在實際生產(chǎn)過程中，可以根據(jù)生產(chǎn)加工的經(jīng)驗來確定動顎板的位移長度。通常對于大型顎式破碎機S=25~45mm；中小型顎式破碎機S=12~20故取動顎下端點水平行程下端點許用水平行程：（3.6）代入數(shù)據(jù)可得：因<,所以符合要求。3.1.5偏心距顎式破碎機的偏心距會直接影響偏心軸的轉(zhuǎn)速、肋板長度、電動機型號等多個參數(shù)。當保證其他參變量不變時，偏心距越大動顎的水平位移就會相應(yīng)增大，雖然這樣會提高破碎機的生產(chǎn)率，但會使功率的損耗變大。因此，在保證生產(chǎn)需求的條件下，應(yīng)該盡可能減少偏心距。對于復(fù)擺式顎式破碎機，（3.7）代入數(shù)據(jù)得：3.1.6偏心軸的轉(zhuǎn)速偏心軸的轉(zhuǎn)速直接影響動顎的擺動次數(shù)，在一定程度內(nèi)，提高顎式破碎機偏心軸的轉(zhuǎn)速，設(shè)備的生產(chǎn)能力就會增加。若偏心軸的轉(zhuǎn)速過大，就可能導(dǎo)致超過軸承的承受能力或造成軸上的扭矩過大。為了避免破碎的物料不能及時排除，在破碎腔內(nèi)產(chǎn)生堆積，應(yīng)滿動顎板單行程移動時間t內(nèi)，破碎后的物料下降高度h；動顎板擺動一次，偏心軸轉(zhuǎn)動半圈。動顎單向擺動一次的時間為：式中：動顎每分鐘擺動的次數(shù)（r/min）;排料層完全排出下落的高度h為：式中：動顎下端的行程（m）；物料在其自重的作用下通過排礦口的時間：，則；；令，則理論上生產(chǎn)能力最高的動顎擺動次數(shù)為；由以上式子聯(lián)立簡化可得：；實際上，在動顎空轉(zhuǎn)行程的初期，物料由于彈性變形任處在壓緊狀態(tài)，不能立即下落。所以，偏心軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)比上式計算值低于20~30左右。通過生產(chǎn)實踐中的經(jīng)驗公式對偏心軸的轉(zhuǎn)速進行計算：對于進料口寬度；（3.8）代入數(shù)據(jù)可得：所以，最終確定。3.1.7連桿的長度連桿長度是從位于動顎肋板與肋墊的接觸點到連接動顎和心軸的軸承中心點的這一段距離。復(fù)擺式顎式破碎機相當于一個曲柄遙桿機構(gòu)，當偏心軸等速轉(zhuǎn)動時，肋板來回擺動的速度不同，便存在急回特性。若連桿的長度越短，偏心軸與連桿的長度的比值就越大。對于中、小型鄂式破碎機：（3.9）代入數(shù)據(jù)可得：在本設(shè)計中，選取。（3.10）式中：動顎長度（mm）；連桿長度（mm）；帶入數(shù)據(jù)可得：在本設(shè)計中，選取。3.1.8動顎懸掛高度h在破碎腔的上方，動顎應(yīng)具有一定的擺動行程，這樣能夠確保產(chǎn)生足夠的破碎力來破碎不同尺寸的物料。動顎的懸掛高度為與動顎相連的調(diào)心滾子軸承寬度的中心線到送料口的距離。為了保證在破碎腔上部產(chǎn)生足夠的破碎力來破碎大的物料，所以在送料口處動顎必須有一定的擺動行程，為此動顎的軸承中心與給料口平面應(yīng)該有一定的距離，即動顎的懸掛高度。顎式破碎機懸掛高度的大小對于動顎板上的端點在連桿上的相對位置起到?jīng)Q定性的作用，懸掛高度越小，特性值越小，相應(yīng)的水平行程增加。按照結(jié)構(gòu)特點，懸掛的方式可以分為零懸掛、正懸掛、負懸掛。動顎懸掛中心正好位于送料口平面上為零懸掛；在送料口上面為正懸掛；在送料口屏幕以下為負懸掛。根據(jù)實驗，復(fù)擺式顎式破碎機動顎懸掛高度，可按下式計算：h≤0.1L3.1.9肋板（推力板）長度當動顎的擺動行程和偏心距r確定后，在選取肋板長度時，肋板長度和偏心距的關(guān)系為：（3.11）（3.12）式中：偏心距（mm）；為肋板長度的最小值、最大值（mm）。代入數(shù)據(jù)可得：3.1.10傳動角β傳動角是連桿與推力板之間的夾角。傳動角不但可以影響傳動效率、零件之間的受力，而且可以改變動顎的運動軌跡。當保證偏心距恒定時，傳動角越大，動顎行程比越大，這樣會縮短齒板的使用壽命，加速其磨損。在一定程度上，增大傳動角，可以在避免功耗的基礎(chǔ)上，提高破碎機的傳動效率。若傳動角過小，這樣會明顯降低顎式破碎機的傳動效率，并導(dǎo)致導(dǎo)軌上所受分力增加，加速導(dǎo)軌的更換。因此，傳動角的范圍一般選擇：3.2生產(chǎn)能力生產(chǎn)能力是指在單位時間內(nèi)，顎式破碎機所能破碎物料的量。它可以直觀的反映出破碎機性能的好壞，是重要參數(shù)之一。在工業(yè)生產(chǎn)中，一般采用經(jīng)驗公式對顎式破碎機的處理能力進行計算。顎式破碎機生產(chǎn)能力計算公式為：（3.13）式中：物料可碎性系數(shù)，查表3.3；物料密度修正系數(shù)，，ρ為物料的堆密度（）；粒度修正系數(shù)，查表3.4；單位排口料寬度的生產(chǎn)能力，t/(mmh)，查表3.5；破碎機排料口寬度（mm）。表3.3物料可碎性系數(shù)物料的普氏硬度系數(shù)f物料的普氏硬度系數(shù)f表3.4粒度修正系數(shù)給料最大粒度與給料口寬度B之比0.850.60.4粒度修正系數(shù)1.01.11.2表3.5顎式破碎機的破碎機規(guī)格（BxL）/mm查表可得:代入數(shù)據(jù)可得：3.3破碎力的計算顎式破碎機對物料進行破碎，主要是依靠破碎力。破碎力過小時，會導(dǎo)致不足以破開物料，造成機器不能正常工作，破碎力過大時，會造成能量的浪費和產(chǎn)生不必要的有害粉塵。破碎力是重要的設(shè)計參數(shù)，破碎力大小的精確度與整個設(shè)備的硬度和強度有關(guān)，而且決定著破碎機工作的可靠度和使用壽命。計算最大破碎力有兩種方法：一、根據(jù)做實驗所側(cè)出的實驗數(shù)據(jù)，經(jīng)過計算處理，推出破碎力的計算公式。二、根據(jù)顎式破碎機自身的功率、整體機構(gòu)的特點進行分析，推導(dǎo)出破碎力的理論計算公式；若采用第一種計算方法，計算出的破碎機與實際值存在很大的偏差，一般常用第二種分析法進行計算。對于復(fù)擺式顎式破碎機而言，最大破碎力的計算公式如下:（3.14）式中:破碎腔有效高度（mm）；破碎腔有效長度（mm）；物料填充系數(shù)，。取，，；代入數(shù)據(jù)可得：顎式破碎機的最大破碎力作用點近似位于固定顎板的豎直平面的中線上。若進行零件的強度校核時，考慮到破碎機受到?jīng)_擊載荷的影響，應(yīng)將破碎力增大一半后，在進行計算。顎式破碎機的計算破碎力為：3.4電動機的選擇在本次顎式破碎機的設(shè)計中，對于電動機功率的確定，選用巴烏曼公式。（3.15）式中:給料口長度（m）；固定顎板高度（m）；偏心軸的偏心距（m）；主軸轉(zhuǎn)速（r/min）。代入數(shù)據(jù)可得：根據(jù)上述電動機計算功率，為了保證安全，將電動機功率提高倍，。在本設(shè)計中選取，可以滿足計算要求。通常，帶傳動比。則電動機的轉(zhuǎn)速為：根據(jù)《機械設(shè)計手冊》可得，電動機的主要參數(shù)如表3.4，選擇Y2系列（IP54）三相異步電動機，電動機具體型號為：Y2-250M-8。表3.4電動機的主要參數(shù)功率轉(zhuǎn)速效率電動機伸出軸直徑（D）電動機伸出軸長度（L）轉(zhuǎn)動慣量（J）30KW730r/min91%65mm140mm圖3.4電動機3.5本章小結(jié)本章對復(fù)擺式顎式破碎機的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工作參數(shù)進行了設(shè)計并分析。在結(jié)構(gòu)參數(shù)中，主要對PE400x600破碎機的結(jié)構(gòu)尺寸、偏心距、動顎行程等進行了介紹，并結(jié)構(gòu)結(jié)論分析和實際工作經(jīng)驗，分析計算了這些參數(shù)的取值范圍。在工作參數(shù)中，研究了破碎機的生產(chǎn)能力和電動機型號的參數(shù)。

第4章V帶、帶輪與飛輪設(shè)計4.1已知條件電動機功率為P=30KW,電動機轉(zhuǎn)速n1=730r/min，偏心軸（從動軸）轉(zhuǎn)速n2=252r/min；每天工作10~16h。4.2V帶設(shè)計4.2.1確定計算功率（4.1）式中：計算功率（KW）；工作情況系數(shù)；所需傳遞的額定功率（KW）。查表4.1可得，。表4.1工作情況系數(shù)工況空、輕載啟動重載啟動每天工作小時數(shù)/h載荷變化較大顎式破碎機、磨碎機1.31.41.51.51.61.8代入數(shù)據(jù)可得：4.2.2選擇V帶的帶型圖4.1普通V帶選型圖根據(jù)圖4.1，確定選擇帶型為D型。4.2.3選定帶輪的基準直徑、驗算帶速（1）選擇小帶輪的基準直徑表4.2V帶輪的最小基準直徑槽型YZABCDE（）min/mm205075125200355500查表4.2可得，（）min=355mm。表4.3普通V帶輪的基準直徑系列帶型基準直徑/mmD355，375，400，425,450，500在滿足的條件下，查表4.3，選擇基準直徑。(2)驗算帶速：（4.2）在的范圍內(nèi)，滿足要求。（3）計算大帶輪的基準直徑（4.3）將進行圓整，則。4.2.4確定中心距a(4.4)選擇。查表4.4，選擇帶的基準長度。表4.4普通V帶的基準長度及帶長修正系數(shù)D462054006100684076200.940.970.991.021.054.2.5實際中心長度(4.5)4.2.6驗證小帶輪上的包角4.2.7確定帶的根數(shù)Z(4.6)式中：帶長修正系數(shù)，查表5.4；單根V帶的基本額定功率；單根V帶額定功率增量；包角修正系數(shù)，查表5.5。表4.5包角修正系數(shù)小帶輪包角1801701601501401.000.980.950.920.89；；；；代入數(shù)據(jù)計算可得：所以，取。4.2.8帶的初拉力查表4.6可得，q=0.63kg/m。表4.6V帶單位長度的質(zhì)量帶型YZABCDEq/(kg/m)0.0230.0600.1050.1700.3000.6300.9704.2.9壓軸力(4.8)4.3帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計常用的帶輪材料為HT150或HT200。最小邊緣厚根據(jù)公式得：4.3.1大帶輪的尺寸，可采用輪輻式；大帶輪的孔徑為:d=130mm。,取；(4.9)式中：傳遞的功率（KW)；帶輪的轉(zhuǎn)速（r/min）；輪輻數(shù)。代入數(shù)據(jù)可得：，4.3.2小帶輪的尺寸，可采用輪輻式；小帶輪的孔徑為：d=65mm；,??；式中：傳遞的功率（KW)；帶輪的轉(zhuǎn)速（r/min）；輪輻數(shù)。代入數(shù)據(jù)可得：；；；，取L=130mm。4.4飛輪的設(shè)計復(fù)擺式顎式破碎機是非連續(xù)性工作的設(shè)備，使得阻力不是定值，發(fā)生周期性變化。在工作行程階段，完成破碎物料；在空回行程階段，可以克服機構(gòu)的有害阻力，兩個階段的循環(huán)往復(fù)，會導(dǎo)致機器轉(zhuǎn)動速度發(fā)生波動和電動機載荷變的不均勻。為了讓復(fù)擺式顎式破碎機工作穩(wěn)定可靠，應(yīng)該盡可能的降低機器的轉(zhuǎn)速波動，因此，要在偏心軸的兩側(cè)安裝飛輪，飛輪可以進行速度波動的調(diào)節(jié)，在空回行程時，飛輪能減少載荷，速度有增大的趨勢，進行能量的儲存。在處于工作行程的時候，載荷變大，速度有減小的趨勢，這時，飛輪將之前儲存的能量釋放出來，以此來減小速度波動。飛輪通常采用鑄造工藝進行制造，小型號的顎式破碎機會采用整體式，一般材料選用鑄鐵或鑄鋼。在制造和安裝飛輪的時候，應(yīng)該注意靜平衡。飛輪質(zhì)量計算：（4.10）式中：；代入數(shù)據(jù)可得:對于飛輪的厚度，采用經(jīng)驗公式：（4.11）式中：；所以，。圖4.1飛輪三維圖

第5章偏心軸和平鍵的計算5.1軸最小直徑的確定根據(jù)本設(shè)計中表3.4可知，電動機構(gòu)的傳動效率為；v帶傳動效率為；軸的功率根據(jù)《機械設(shè)計》一書，查表15-3可得，；選取;（5.1）考慮到偏心軸上存在兩個鍵槽，會對軸的強度進行減弱，故將擴大，則顎式破碎機工作時沖擊載荷較大，同時，會產(chǎn)生強烈的振動，故取直徑。5.2偏心軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計5.2.1各軸段直徑的確定最小直徑，安裝大帶輪的外伸軸段，。：帶輪另一側(cè)采用套筒進行軸向定位，套筒另一側(cè)采用軸肩定位，并且此軸段設(shè)計成帶有螺紋的，可以安裝圓螺母對錐形套進行可靠定位，。：將本錐套處軸段設(shè)計為圓錐形。因考慮到錐套、軸承的定位要求，故將此處軸段的錐度選為1:12。：此處軸段與錐形軸配合，用來安裝套筒的，可以通過錐形軸得出本軸段的直徑尺寸為；考慮到顎式破碎機的載荷情況，故選擇調(diào)心滾子軸承。具體參數(shù)見表5.1。：此處為與動顎相連接的滾動軸承處軸段，通過滾動軸承的型號尺寸可以確定軸的直徑為。該軸段選用調(diào)心滾子軸承，具體參數(shù)見表5.1。：安裝動顎板處的軸段，選擇設(shè)計直徑。表5.1調(diào)心滾子軸承參數(shù)表型號內(nèi)徑d/mm外徑D/mm厚度/mm22234CK/W331703108622238CK/W3319034092圖5.1偏心軸5.2.2確定各段軸的長度：通過大帶輪和套筒的寬度，選擇該軸段長度為。：此處為軸鍵，起到定位作用，選擇，退刀槽的長度。：該段為錐形軸伸，選擇長度為。：此處套筒選擇長度為。此段總長為。L6：本處中軸段的長度根據(jù)動顎的寬度而確定。5.3偏心軸強度校核在顎式破碎機工作時，動顎上的軸承會將破碎力傳遞到偏心軸上，該破碎力數(shù)值很大，軸上受到的其他力與其相比，可以忽略不計，所以在計算時只考慮破碎力的作用，假設(shè)該力均勻的分布在動顎的兩個軸承上。（1）力的作用點和間距的確定軸承對于軸的作用點可以將軸承寬度的中心點作為軸的作用點。因此，通過計算可以得到:動顎上兩軸承的距離為L=422mm；偏心軸一側(cè)的機架軸承與動顎軸承的距離為L=137mm。（2）計算軸上的作用力破碎力平均分布在兩個動顎軸承上，分別用、來表示；機架軸承要當于兩個支座，對偏心軸起到支撐的作用，分別用，來表示。圖5.2受力簡圖軸傳遞的扭矩：圖5.3扭矩圖（3）繪制轉(zhuǎn)矩、彎矩圖經(jīng)過分析可知，偏心軸只在豎直方向上有力，水平方向不產(chǎn)彎矩，所以偏心軸只產(chǎn)生垂直面上的彎矩,動顎上兩軸承的彎矩相等，即圖5.4彎矩圖（4）當量彎矩圖因為是單向回轉(zhuǎn)圖，所以扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力視為脈動循環(huán)變應(yīng)力，折合系數(shù)α=0.6；當量彎矩：圖5.5當量彎矩圖（5）校核軸的強度在進行軸的強度，只需考慮軸上承受最大彎矩處。只要該截面的強度符合要求，則可以保證其他截面處均符合要求。根據(jù)選定的軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表查得表5.2軸的主要力學(xué)性能材料熱處理方式毛坯直徑/mm硬度/HBS許用彎曲應(yīng)力45正火回火 ≤100170～21755＞100～300162～21755調(diào)質(zhì)≤200217～25560所以，軸的強度滿足要求。5.4動顎的軸徑（5.2）式中：破碎機電動機功率（KW）；偏心軸每分鐘轉(zhuǎn)速（r/min）；則5.5平鍵的選擇與校核5.5.1主動軸平鍵（1）主動軸平鍵的選擇根據(jù)電動機伸出軸徑為，選用普通C型平鍵（5.1）式中：輪轂的長度（mm）；軸的軸徑（mm）。代入數(shù)據(jù)可得：根據(jù)《機械設(shè)計》一書，查表6-1，選定；（2）主動軸平鍵的校核軸傳遞的扭矩：（5.2）代入數(shù)據(jù)可得：假設(shè)平鍵工作面上的負載均勻分布，則平鍵連接的強度為:（5.3）式中：傳遞的扭矩（N·m）；鍵的工作長度（mm）；鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，，此處h為鍵的高度（mm）；鍵、輪轂、軸三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力（MPa）；代入數(shù)據(jù)可得:查表5.2可得；則，經(jīng)過校核鍵的強度滿足要求。表5.2鍵連接的許用應(yīng)力、許用壓力許用擠壓應(yīng)力、許用應(yīng)力連接方式鍵的材料靜載荷輕微沖擊沖擊靜連接鋼120~150100~12060~90鑄鐵70~8050~6030~45動連接鋼5040305.5.2偏心軸平鍵（1）偏心軸平鍵的選擇式中：輪轂的長度（mm）；軸的軸徑（mm）。代入數(shù)據(jù)可得：根據(jù)《機械設(shè)計》一書，查表6-1，選定L=180mm，bxh=28x16。（2）偏心軸平鍵的校核軸傳遞的扭矩：代入數(shù)據(jù)可得：假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵連接的強度條件為：式中：傳遞的扭矩（N·m）；鍵的工作長度（mm）；鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，，此處h為鍵的高度（mm）；鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力（MPa）；代入數(shù)據(jù)可得：已知許用擠壓應(yīng)力；則，經(jīng)過校核鍵的強度滿足要求。第6章主要零部件6.1偏心軸偏心軸是顎式破碎機的主軸，它是將動力傳遞給和其相連的傳動件，帶動運行機構(gòu)開始工作，實現(xiàn)物料的破碎。偏心軸橫跨整個機架，偏心軸的偏心運動由固定在軸兩端的分輪所產(chǎn)生的。偏心軸在工作時，會受到較大的扭矩和彎曲力。因此，偏心軸的材料要具有很高的剛度和強度。通常情況下，對于大型顎式破碎機的偏心軸應(yīng)該選用優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)，經(jīng)過鋼鍛造加工形成，如鉻鉬合金、錳鉬合金等。中小型顎式破碎機的偏心軸一般選擇45號鋼，同時，進行熱處理或者調(diào)質(zhì)。圖6.1偏心軸6.2肘板與肘墊肘板也被成為推力板，顎式破碎機的肘板結(jié)構(gòu)簡單，但肘板具有很大的作用，一方面它可以傳遞動力，另一方面它可以當做保險件，當腔體內(nèi)落入硬度特別大、或破碎不了的物體時，肘板會優(yōu)先斷裂，這樣就可以保護其他零件不被破壞，其次，它可以調(diào)整排料口的大小。在加工物料的過程中，肘板與肘墊直接存在著很大的擠壓力、沖擊載荷，容易受到強烈磨損，因此，肘板是一種易損件。按照肘板和肘墊的結(jié)構(gòu)形式可以分為滾動型和滑動型。圖6.2肋頭與肋墊形式滾動型；b-滑動型1-肋墊；2-肋頭圖6.3肋頭與肋墊三維圖6.3顎板顎式破碎機的動顎、定顎是由顎板和顎床組成的。通過螺栓連接將顎板固定在顎床上，動顎板、定顎板分別固定在動顎和機架上。在破碎物料時，動顎要承受較大的破碎反力，應(yīng)具備良好的力學(xué)性能，保證其結(jié)構(gòu)堅固可靠。動顎通過普遍采用鑄造的方式，或通過焊接結(jié)構(gòu)，可以達到減輕顎板重量的目的。因為其本身結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，所以采用焊接結(jié)構(gòu)的話，對工人焊接技術(shù)要求極高。材料通常使用鑄鋼或者鑄鐵。圖6.4定顎板按照結(jié)構(gòu)的不同，可以將動顎分成兩種：（1）箱型結(jié)構(gòu)動顎可以通過在箱體梁壁和加筋隔板上開孔的方式，減輕動顎重量及滿足鑄造工藝的要求。下部的齒板極易磨損，因此，將齒板設(shè)計成分段式，這樣形成了上下對稱的結(jié)構(gòu)，兩塊齒板可以用互換的方式，延遲使用時間。安裝齒板的動顎前部是一種平板結(jié)構(gòu)，后部有若干條加筋板，以此方法來提高動顎的強度。它的痕跡面積形狀像一個字母E，所以被稱作E型結(jié)構(gòu)。（2）非箱型加筋結(jié)構(gòu)非箱型加筋結(jié)構(gòu)可以大幅度減少動顎的重量，該結(jié)構(gòu)常用于小型復(fù)擺式顎式破碎機。非箱型加筋結(jié)構(gòu)分為E型和反E型，其不同之處在于截面形狀的區(qū)別。在反E型中，動顎前部分是加筋板，后部分是平板。動顎的中心會偏向后部的平板，如果動顎發(fā)生彎曲，平板的拉應(yīng)力會大幅度降低。圖6.5動顎三維圖6.4機架機架主要是由前、后、側(cè)壁和軸承座四部分組成，在裝配時，機架是整個顎式破碎機的基石，各零部件的裝配受機架的約束。機架在工作中既起到支撐偏心軸和軸上零件的作用，又要承受進行物料破碎時所產(chǎn)生的周期性反作用力，機架會受到很大的震動和沖擊力，因此，這就要求機架的強度和剛度一定滿足設(shè)計要求。這樣也可以改善顎式破碎機的工作性能，延遲機器的使用壽命。從結(jié)構(gòu)形態(tài)上可以將機架劃分為整體型、組合型兩種。整體機架因為有一定的體積，會占據(jù)較大的空間，在加工運輸上會造成困難。因此，除了大型號顎式破碎機外，其他型號的顎式破碎機主要選用組合型，這樣能夠有效的降低運輸成本。按照組合形式,可以劃分為兩種連接方式:即焊接和螺栓連接。焊接連接要好于螺栓連接，并且焊接連接方便,加工、裝配和修理。從焊接機架的制造技術(shù)方面來劃分出一個整體的機架,即焊接型機架和半自動化的鑄造型機架。采用焊接機架是今后行業(yè)發(fā)展的方向，鑄造機架的加工工藝相對來說難度較大，一般只用于單件小批量生產(chǎn)。圖6.6機架6.5齒板齒板，又被稱為襯板。在顎式破碎機工作時，直接參與物料的破碎，因而齒板會受到較大的沖擊載荷，造成齒板磨損嚴重。目前，延遲齒板的使用壽命可以通過兩種方式。一種是在材料上進行考慮，通過更換材料或選擇新型高耐磨材料；另一種是改進齒板的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸大小。齒板材料一般選用ZGMn13，該材料在受到較大的載荷時，會在零件表面產(chǎn)生硬化，具有較高的強度和耐磨性能，并且還具有金屬原來的韌性。按照齒板橫截面積形狀的不同可以分為平滑、齒形兩種表面。齒形表面又可以細分為如圖2.9和圖2.10兩種表面。圖6.7梯形襯板圖6.8三角形襯板6.6調(diào)整裝置在破碎物料的過程中，肘板會逐漸的磨損，當磨損達到一定程度時，就會對動顎造成影響，使其運動軌跡逐漸偏離原位置，這樣會導(dǎo)致破碎出的物料質(zhì)量下降。為了保證產(chǎn)品粒度的要求，可以通過調(diào)整螺釘改變肘板的位置，來保證破碎質(zhì)量。墊片調(diào)整裝置可以分為兩種。第一種是螺栓頂推調(diào)整裝置，是利用螺栓頂推肘板座，取出墊片時，排料口寬度增大；塞入墊片時，排料口寬度減小。第二種是采用液壓缸頂推調(diào)整裝置，主要借助液壓缸柱塞的推力，來推動后肘板。通過增減墊片的數(shù)量，來控制排料口的大小