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中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2007屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第95頁(yè)
1 概述
1.1型煤發(fā)展方向
1.1.1發(fā)展型煤產(chǎn)業(yè)的重要性
???? 我國(guó)的礦物能源資源中，以煤最為豐富，全國(guó)第二次煤田預(yù)測(cè)資料數(shù)據(jù)顯示，埋深在l000m以內(nèi)的煤炭總資源量為26000億t。中國(guó)是世界上少數(shù)幾個(gè)一次能源以煤為主的國(guó)家之一。我國(guó)每年僅以燃燒方式消耗的煤就達(dá)11億t,占煤炭年總產(chǎn)量的80％左右。在一次能源消費(fèi)構(gòu)成中，煤約占75％，而其中全國(guó)的工業(yè)鍋爐(約40萬(wàn)臺(tái))、工業(yè)窯爐(16萬(wàn)座)年耗煤量就達(dá)4億t，占直接燃燒方式耗煤量的1／3還多。以上數(shù)據(jù)表明，煤炭是中國(guó)一次能源的支柱。據(jù)有關(guān)資料介紹，我國(guó)一次能源的資源結(jié)構(gòu)中，煤炭與石油、天然氣、水電及核電等相比，在數(shù)量上占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)．將探明的一次能源保有儲(chǔ)量折算為標(biāo)煤計(jì)，煤炭占90％以上。據(jù)一雜志介紹，全球陸地能源中，目前探明的石油和天然氣儲(chǔ)量在2020年前將基本開(kāi)采殆盡，個(gè)別地區(qū)也至多延續(xù)到2060年，探明的鈾儲(chǔ)量也將在2030年前開(kāi)采完畢。所以很多專(zhuān)家認(rèn)為，在未來(lái)的相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)中國(guó)以煤為主的一次能源結(jié)構(gòu)不會(huì)有較大改變。
??? ?煤炭是我國(guó)一次能源的主要支柱，但煤炭資源又是有限的且不可再生的礦物資源，因此煤炭工業(yè)必須走可持續(xù)發(fā)展的道路。煤炭工業(yè)走可持續(xù)發(fā)展道路是指在確保為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)提供品質(zhì)潔凈、數(shù)量充足的煤炭、煤制品的同時(shí)，要提高煤炭資源的利用率，保護(hù)我們賴以生存的地球大氣環(huán)境免受污染。型煤技術(shù)在近期內(nèi)是煤炭工業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的重要組成部分。
1.1.2型煤產(chǎn)業(yè)及技術(shù)的現(xiàn)狀
???? 過(guò)去人們對(duì)型煤的認(rèn)識(shí)很浮淺，沒(méi)有從防治污染、發(fā)展工業(yè)、提高經(jīng)濟(jì)效益的高度上去認(rèn)識(shí)它的重要性。我國(guó)工業(yè)型煤的生產(chǎn)是從50年代開(kāi)始的，當(dāng)時(shí)只能生產(chǎn)粘土煤球、紙漿煤球。60年代后，由于化肥廠生產(chǎn)的需要，氣化型煤得到開(kāi)發(fā)，把無(wú)煙煤粉成型用于中、小化肥廠造氣，替代無(wú)煙塊煤?！鞍宋濉逼陂g，國(guó)家把型煤列為重點(diǎn)科研攻關(guān)項(xiàng)目，進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，型煤產(chǎn)業(yè)開(kāi)始發(fā)展起來(lái)。從這時(shí)起，山西才開(kāi)始起步研究，開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)型煤。近兩年內(nèi)，從省會(huì)太原市到各地區(qū)都紛紛行動(dòng)起來(lái)，研究型煤技術(shù)、設(shè)備、工藝、粘結(jié)劑等，并建了一些生產(chǎn)線。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全省有100余家型煤廠家，研制出的粘結(jié)劑也有150多種，型煤產(chǎn)品銷(xiāo)售到山西、山東、天津等地，用于化肥廠造氣和工業(yè)鍋爐、窯爐及民用燃燒。但由于粘結(jié)劑技術(shù)還不過(guò)關(guān)、機(jī)械設(shè)備還不配套、生產(chǎn)規(guī)模小等原因，致使型煤產(chǎn)業(yè)沒(méi)有大規(guī)模地發(fā)展起來(lái)。
??? ?我國(guó)型煤技術(shù)從民用型煤技術(shù)開(kāi)始逐步發(fā)展，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)商品化，技術(shù)達(dá)到國(guó)際水平，工業(yè)燃料型煤日臻完善，工業(yè)原料型煤(氣化型煤)已有很大進(jìn)展?！熬盼濉毙兔杭夹g(shù)攻關(guān)項(xiàng)目共12個(gè)子課題，從基礎(chǔ)理論、成型工藝參數(shù)、粘結(jié)劑和添加劑的優(yōu)化選擇、合理的工藝設(shè)計(jì)、成套設(shè)備的選型改進(jìn)與研制、計(jì)量定量的研制、型煤后處理以及型煤的質(zhì)量控制指標(biāo)和檢測(cè)方法研究等一系列成套型煤技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究。這一攻關(guān)項(xiàng)目完成后將會(huì)大大提高我國(guó)工業(yè)型煤技術(shù)水平，逐步實(shí)現(xiàn)工業(yè)型煤的產(chǎn)業(yè)化、商品化。
1.2國(guó)內(nèi)外型煤發(fā)展概況
能源與環(huán)境是當(dāng)今世界的熱門(mén)課題，它不僅影響本國(guó)人民的生存與發(fā)展，也將對(duì)人類(lèi)賴以生存和發(fā)展的地球產(chǎn)生影響。因此，中國(guó)在21世紀(jì)的能源發(fā)展既要保持需求、資源、財(cái)力等之間的平衡，也要保持能源生產(chǎn)、消費(fèi)和生態(tài)之間的平衡。
????我國(guó)一次能源以煤為主的格局在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)難以改變，未來(lái)能源環(huán)境問(wèn)題突出。展望能源科技和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展可能達(dá)到的水平，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)新能源和再生能源、水電和核電的發(fā)展與推廣尚不足以影響煤炭的主導(dǎo)地位。這種以煤為主的一次能源結(jié)構(gòu)的主要制約因素是大氣污染物排放量超過(guò)可接受的水平。出路在于發(fā)展以煤炭高效、潔凈利用為宗旨的潔凈煤技術(shù)。型煤是以煤炭高效潔凈利用為宗旨的潔凈煤技術(shù)之一。國(guó)內(nèi)外在型煤技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)及應(yīng)用方面取得了一定的進(jìn)展。
1.2.1國(guó)外型煤概況
????許多國(guó)家如德、日、前蘇聯(lián)、美、英、法、韓國(guó)等，都設(shè)有型煤研究機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)廠。在褐煤成型、型焦生產(chǎn)、鍋爐和機(jī)車(chē)型煤應(yīng)用等方面，取得了許多成果。
????早在1877年，德國(guó)就在萊葸礦區(qū)建成第一個(gè)褐煤磚廠。1979年?yáng)|德生產(chǎn)褐煤磚4880萬(wàn)t，西德617萬(wàn)t，在黑水泵褐煤基地建立了l100萬(wàn)t／年的型煤廠。德國(guó)除褐煤無(wú)粘結(jié)劑高壓成型外，還采用三種熱壓成型工藝生產(chǎn)型焦，建有年產(chǎn)150萬(wàn)t以上的熱壓型焦廠?？甓鞴?KOPPERN)制造的對(duì)輥成型機(jī)，其生產(chǎn)能力達(dá)150t／h，是世界上單機(jī)生產(chǎn)能力最高的。
????日本30年代從德國(guó)引進(jìn)型煤技術(shù)，建成年產(chǎn)31．5萬(wàn)t的型煤廠，供鐵路機(jī)車(chē)使用。1971年機(jī)車(chē)型煤用量占用煤總量的79％，型煤廠有36座。1975年鐵路實(shí)現(xiàn)電氣化后，型煤技術(shù)轉(zhuǎn)向冶金、化工和民用等方面，成立了型煤研究室，保留21個(gè)型煤廠，總能力為140萬(wàn)t／年。日本研制成功的點(diǎn)火蜂窩煤和煤球，只要一根火柴就能點(diǎn)燃，使用十分方便。日本開(kāi)發(fā)的輥壓造粒機(jī)，成型壓力可達(dá)2t／cm4～4t／cm2，生產(chǎn)的無(wú)煙燃料生物質(zhì)型煤，含水量低，省去了干燥工序。
????英國(guó)自“倫敦?zé)熿F事件”后，研究開(kāi)發(fā)了多種型煤工藝，制取無(wú)煙燃料供家庭炊事或取暖，成功地解決了煤煙污染。英國(guó)還有型焦生產(chǎn)廠，年產(chǎn)能力達(dá)100萬(wàn)t，采用3種熱壓成型工藝生產(chǎn)型焦。
美國(guó)采用FMC型焦工藝，用非煉焦煤制取冶金用焦，在懷俄明州建有研究基地和生產(chǎn)廠，研究了世界150個(gè)煤種，其中50個(gè)煤種已在中試廠生產(chǎn)出型煤產(chǎn)品。美國(guó)還生產(chǎn)燒烤型煤，以木炭和煤為主要原料壓制成型，供旅游野炊用。美國(guó)的燒烤用型煤每年銷(xiāo)量為74萬(wàn)～80萬(wàn)t，少量從澳大利亞進(jìn)口。
????法國(guó)1861年就建有型煤廠，1976年生產(chǎn)能力達(dá)400萬(wàn)t。目前有6個(gè)型煤廠，粘結(jié)劑采用煙煤瀝青或石油瀝青，型煤經(jīng)熱處理后成為無(wú)煙燃料。
????韓國(guó)擁有240家蜂窩煤廠，日產(chǎn)量達(dá)5萬(wàn)余t，供取暖和炊事，1985年銷(xiāo)售量為2300萬(wàn)t，預(yù)測(cè)到2000年將發(fā)展到3300萬(wàn)t，而市場(chǎng)需求量約4400萬(wàn)t，仍有缺口。
????國(guó)外型煤早已有成熟的技術(shù)，聯(lián)合國(guó)能源組織把型煤視為節(jié)能減污的有效途徑予以推廣。70年代石油危機(jī)后，型煤科研工作進(jìn)一步得到重視，1969～1980年型煤發(fā)明專(zhuān)利每年為13項(xiàng)，1980～1983年增加到每年70多項(xiàng)。1989年亞太經(jīng)互會(huì)在菲律賓召開(kāi)了主題為“型煤開(kāi)發(fā)與環(huán)境效益”的煤炭利用專(zhuān)家會(huì)議。1992年聯(lián)合國(guó)召開(kāi)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)提出，在以煤炭為主要能源的國(guó)家，發(fā)展型煤是減少大氣污染、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要途徑。
????1963年世界型煤產(chǎn)量達(dá)到頂峰。隨著石油、天然氣、核電、水電、新能源及再生能源的產(chǎn)量不斷增加，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家減少了煤炭能源的用量，只占全部能源的20％～25％，重點(diǎn)轉(zhuǎn)向粉煤流化床鍋爐的研究，減少了型煤的用量。
1.2.2 國(guó)內(nèi)型煤概況
???? 國(guó)外的型煤生產(chǎn)多采用無(wú)粘結(jié)劑高壓成型工藝或熱壓成型工藝，原因是所用原料多為變質(zhì)程度較輕的褐煤。我國(guó)的煤炭變質(zhì)程度較深．宜采用粘結(jié)劑低壓成型，既可簡(jiǎn)化成型工藝，也可降低生產(chǎn)成本。
??? ?60年代，為解決小化肥焦炭和無(wú)煙塊煤供應(yīng)不足的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)了多種型煤工藝，生產(chǎn)的型煤提供了全國(guó)化工業(yè)60％的原料。目前，廣泛采用石灰碳化煤球造氣的化肥廠，全國(guó)約建有800套粉煤成型裝置。?紙漿廢液粘土煤球和棒狀型煤，已在氮肥廠及其他行業(yè)的煤氣發(fā)生爐、工業(yè)窯爐推廣應(yīng)用。
???? 70年代北京煤化所開(kāi)發(fā)的腐植酸煤球已用于10余家小化肥廠；研究開(kāi)發(fā)的優(yōu)質(zhì)化肥造氣用型煤，在韶山氨肥廠進(jìn)行了造氣工業(yè)性試驗(yàn)，所用粘結(jié)劑來(lái)源廣、價(jià)廉、對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng)，且基本不增加灰分，型煤質(zhì)量好。該種型煤用于生產(chǎn)燃?xì)獾幕旌厦簹獍l(fā)生爐也很理想，湖南漣邵和寧夏大武口正籌建年產(chǎn)5萬(wàn)t的生產(chǎn)線。北京煤化所研制鈣系復(fù)合粘結(jié)劑煤泥防水煤球，已成功地用于水煤氣兩段爐氣化，為我國(guó)每年生產(chǎn)的幾千萬(wàn)噸煤泥的有效利用開(kāi)辟了新的途徑。
????吉林梅河口玻璃廠用褐煤煤球造氣，氣化指標(biāo)優(yōu)于褐煤塊煤。合肥煤氣公司用工業(yè)廢液加改性粘土做粘結(jié)劑，研制了氣化型煤，在阜新3．3m兩段爐上，進(jìn)行了低負(fù)荷試驗(yàn)，其質(zhì)量有待進(jìn)一步改進(jìn)。鞍山熱能研究院曾對(duì)冷壓成型熱氧處理工藝進(jìn)行研究，以焦油或焦油渣作粘結(jié)劑，在熱氧化處理溫度為160度～350度條件下生產(chǎn)氣化型煤。
????工業(yè)型煤的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用遠(yuǎn)不及民用型煤。目前，工業(yè)型煤的應(yīng)用僅限于小氮肥廠的碳化煤球和小高爐型焦，生產(chǎn)規(guī)模亦不大；工業(yè)鍋爐、機(jī)車(chē)、窯爐用型煤在示范或商業(yè)性示范階段，雖然在礦區(qū)和城市建了許多型煤廠，但生產(chǎn)成本高，難以維持正常生產(chǎn)。工業(yè)型煤年產(chǎn)量約2200萬(wàn)t，其技術(shù)還有一些不足，特別是粘結(jié)劑的開(kāi)發(fā)還很薄弱。
1.3對(duì)輥成型機(jī)的發(fā)展概況
1.3.1對(duì)輥成型機(jī)的發(fā)展展?fàn)顩r
對(duì)輥式輥壓成型機(jī)于19世紀(jì)下半葉在歐洲誕生。第一臺(tái)能夠成功運(yùn)轉(zhuǎn)的輥壓成型機(jī)在1870年末期由比利時(shí)的Loiseau制造并被安裝在美國(guó)的里奇蒙得港的一家成型廠。然而，大多數(shù)早期的其他開(kāi)發(fā)工作已在歐洲展開(kāi)，并且在19世紀(jì)末在比利時(shí)、法國(guó)和德國(guó)巳達(dá)到非常高的應(yīng)用水平。表1表明了在德國(guó)產(chǎn)煤區(qū)硬煤成型的發(fā)展情況，從1900年一1910年的10年間其輥壓成型機(jī)數(shù)量成倍增長(zhǎng)，到1910年達(dá)到243臺(tái)，年產(chǎn)型煤400萬(wàn)t。
???? 德國(guó)哈汀根／魯爾的KOPPERN公司是從1898年開(kāi)始制造輥壓成型機(jī)并至今仍在從事這項(xiàng)業(yè)務(wù)的為數(shù)不多的公司之一，該公司1901年制造出了它的第一臺(tái)用于硬煤成型的輥壓成型機(jī)。該機(jī)有一套旋轉(zhuǎn)布料裝置以穩(wěn)定兩個(gè)成型輥的人料，兩個(gè)成型輥由安裝在軸中心的寬大而堅(jiān)固的正齒輪維持同步，兩個(gè)分離的壓輥具有相同的尺寸(直徑650mm，寬度280mm)。這樣一臺(tái)機(jī)器其壓輥轉(zhuǎn)速為6．5rpm，每h可生產(chǎn)6t相對(duì)小一些的(15～50)g用于家庭取暖的硬煤型煤。
在20世紀(jì)20年代早期，德國(guó)硬煤成型開(kāi)始滑坡，二戰(zhàn)結(jié)束后煤炭成型又產(chǎn)生短期的復(fù)蘇，大型的成型機(jī)被投入使用。例如，在1956年，l／3的成型機(jī)的產(chǎn)量是]910年的成型機(jī)產(chǎn)量的2倍以上。此后不久，石油和天然氣在許多加熱用途方面顯然取代了煤炭，尤其是家庭取暖，因而在生產(chǎn)的煤炭成型廠的數(shù)量急劇萎縮。今天，在工業(yè)化國(guó)家里，大多數(shù)常規(guī)的煤炭成型廠業(yè)已停業(yè)并被拆除，其結(jié)果是，許多提供煤炭輥壓成型機(jī)的公司破產(chǎn)或開(kāi)始生產(chǎn)其他用途的成型設(shè)備，但是，KOPPERN公司作為一個(gè)杰出的供應(yīng)商，至今仍在積極從事設(shè)計(jì)和制造輥壓成型機(jī)以及型煤設(shè)備。
1.3.2對(duì)輥成型機(jī)的成型機(jī)理
???? 煤炭的常規(guī)成型使用熱塑性粘結(jié)劑和塑性相當(dāng)好的人料，在物料進(jìn)入輥壓成型機(jī)的給料器之前，由混合物料散出的揮發(fā)物排放到臥式螺旋運(yùn)輸中。適度溫?zé)?、可塑的煤和粘結(jié)劑的混合物的成型，更確切地講是使其具有一定的外形而僅僅是使其致密，因此，所需的單位壓力相對(duì)較低。例如所用的壓力除以輥寬被描述為kN／cm，因此使用較小的軸承和使用較寬壓輥的成型機(jī)也有很大的生產(chǎn)能力。由于成型和型煤質(zhì)量隨壓輥的直徑增加而改善，機(jī)器的輥徑一般大于750mm，通常為l000mm或1400mm。決定型煤形狀的球窩是用電化學(xué)研磨法(ECM)加工的。這種加工技術(shù)可以任意選擇壓模的形狀和大小。
粉煤成型,將6mm以下煤粉在機(jī)械外加粘結(jié)劑或快速加熱到膠質(zhì)狀態(tài)下加壓成具有一定形狀、盡寸、特定物理化學(xué)性能和不同用途產(chǎn)品的工藝過(guò)程。粉煤成型的產(chǎn)品稱(chēng)型煤。傳統(tǒng)的粉煤成型是將粉煤加工成幾何形狀、尺寸和機(jī)械強(qiáng)度相近、貯存后質(zhì)量保持穩(wěn)定和型煤。現(xiàn)代粉煤成型主要是“改變”粉煤的物理化學(xué)性質(zhì)，使之成為優(yōu)質(zhì)的工業(yè)原料和潔凈的能源。現(xiàn)代粉煤成型以煤化學(xué)和煤的機(jī)械加工工藝學(xué)為基礎(chǔ)，以燃燒理論、煤的技術(shù)、傳熱學(xué)原理和環(huán)保工程等為指導(dǎo)，以工業(yè)鍋爐和窯爐等相關(guān)行業(yè)的設(shè)備特性和工藝原理為依據(jù)。
???? 成型機(jī)理：煤炭成型時(shí)，粘結(jié)劑與煤粒之間的作用是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過(guò)程。不僅與粘結(jié)劑和煤炭本息的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)有關(guān)，而且和成型條件密切相關(guān)。由于煤具有以非極性表面為主，煤表面有一定粗糙度和孔隙、潤(rùn)濕性差且疏水性強(qiáng)、成型時(shí)可利用煤本身的粘結(jié)性或外粘結(jié)劑，采用適宜的成型粒度、水分在一定的壓力作用下，克服煤的彈性，使煤粒之間互相靠近，產(chǎn)生塑性變形，并被此粘結(jié)成型。
??? ?成型工藝:成型原料性質(zhì)有同，成型時(shí)需要采用不同的成型工藝。煤炭成型按成型的工藝條件分為冷壓成型、熱壓成型和球團(tuán)成型。
???? 冷壓成型是在型煤配合料溫度低于100℃的條件下成型的工藝，包括無(wú)粘結(jié)劑成型和粘結(jié)劑成型兩種工藝。是粉煤成型 的主要方法。型煤配合料是由粉煤、粘結(jié)劑和添加劑按比例配合成性能符合成型要求的物料。
??? ?無(wú)粘結(jié)劑成是不用粘結(jié)劑的成型工藝，按成型壓力大小可分為低壓成型、中壓成型和高壓成型。成型壓力小于50MPa的成型叫低壓成型，主要用于生產(chǎn)無(wú)煙煤濕棒作合成氨原料，也用于含泥頁(yè)巖的煤成型，這種成型方法未獲廣泛應(yīng)用；成型壓力為50~100MPa的成型叫中壓成型，主要供無(wú)煙煤和泥炭配型叫高壓成型，主要用于年輕褐煤或中年褐煤的成型，是成熟的成型方法。粘結(jié)劑成型是在成型過(guò)程中外加粘結(jié)劑等添加劑的成型工藝。所使用的粘結(jié)劑包括有機(jī)物粘結(jié)劑、無(wú)機(jī)物粘劑和復(fù)合物粘結(jié)劑。包括物理成型和化學(xué)成型兩種。物理成型是粘結(jié)劑在成型過(guò)程中只起粘結(jié)作用?；瘜W(xué)成型是粘結(jié)劑在成型和型煤固結(jié)過(guò)程中發(fā)生化學(xué)變化而起粘結(jié)作用，為石灰碳酸化型煤的成型方法。
???? 熱壓成型是利用型煤配合料在高速加熱到大量形成膠質(zhì)體的溫度，膠質(zhì)體作粘結(jié)劑，在出現(xiàn)塑性變形進(jìn)以膠質(zhì)體作粘結(jié)劑加壓成型的工藝。這種成型方法多用來(lái)生產(chǎn)型焦。
??? ?球團(tuán)法成型是在粘結(jié)劑和水的作用下，型煤配合料無(wú)需加壓力，在圓盤(pán)式或滾筒式球團(tuán)成型機(jī)中滾動(dòng)成型。成型產(chǎn)品是球團(tuán)。
2.基本參數(shù)的確定
2.1選擇電動(dòng)機(jī)
2.1.1選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)形式
按工作條件和要求，選用一般用途的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)，為臥式封閉結(jié)構(gòu)。
2.1.2選擇電動(dòng)機(jī)的容量
輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速：n=8~10r/min
輥?zhàn)訄A周速度：v=0.4~0.5m/s
ω=nπ/30 v=ωr
r= ==478mm
輥輪周長(zhǎng)：L===3001.84mm
型煤比重：1.35g/cm
型球體積：50×50×32=80000 mm
單個(gè)煤球重量為：G==0.108kg
型球分布個(gè)數(shù)N：N==540 個(gè)
規(guī)定每個(gè)型球間隔為: 5.5mm
輥?zhàn)訉挾龋?0×10+505×11+2×50=649.5mm
總成型壓力：F=30×64.95=1948.5KN
輥?zhàn)映惺艿暮狭兀篗=Fe
=1948.5×50=97425Nm
工作機(jī)所需的功率：
P=
式中 T=97425Nm n=10 r/min 代入上式得
P=KW
電動(dòng)機(jī)所需功率：P=P/η
從電動(dòng)機(jī)到輥輪主軸之間的傳動(dòng)裝置的總效率：
η=ηηηη
式中 η=0.95 V帶傳動(dòng)效率
η=0.99 聯(lián)軸器效率
η=0.98 軸承效率
η=0.97 齒輪傳動(dòng)效率
代入上式得
η=0.95×0.99×0.98×0.97
=0.73
=P/η
=102.0157/0.73
=139.75kw
選擇電動(dòng)機(jī)額定功率P≥P，根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)圖和推薦的傳動(dòng)比合理范圍，V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比2~4
單級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比 3~6
所以選擇Y315M2-4電動(dòng)機(jī)，額定功率160kw,滿載轉(zhuǎn)速1490 r/min。
2.2計(jì)算傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比并分配各級(jí)傳動(dòng)比
2.2.1傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比
===149
2.2.2分配各級(jí)傳動(dòng)比
該傳動(dòng)裝置中使用的是三級(jí)圓柱齒輪減速器，考慮到以下原則：
1）使各級(jí)傳動(dòng)的承載能力大致等（齒面接觸強(qiáng)度大致相等）
2）使減速器能獲得最小外形尺寸和重量
3）使各級(jí)傳動(dòng)中大齒輪的浸油深度大致相等，潤(rùn)滑最為簡(jiǎn)便
選擇三級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比為49.6，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)高速級(jí)傳動(dòng)比為低速級(jí)傳動(dòng)比的1.3~1.4倍,因此粗略分配各級(jí)齒輪傳動(dòng)比如下:
=4.78 =3.67 =2.83
輥輪的直徑為956mm,兩輥輪這間的間隙取1mm,所以兩輥輪的中心距為957mm 。則V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為3。
3.V帶設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1確定計(jì)算功率
根據(jù)工作情況 查表12-12選擇工況系數(shù)
設(shè)計(jì)功率
3.2選擇帶型
根據(jù)和 選擇開(kāi)口傳動(dòng)15N窄V帶(有效寬度制)
3.3確定帶輪基準(zhǔn)直徑
小帶輪的基準(zhǔn)直徑 參考表12-19和圖12-4取
傳動(dòng)比 =3
取彈性滑動(dòng)系數(shù)
大帶輪基準(zhǔn)準(zhǔn)直徑
取標(biāo)準(zhǔn)值
實(shí)際轉(zhuǎn)速
實(shí)際傳動(dòng)比
3.4驗(yàn)算帶的速度
3.5初定中心距
取
3.6確定基準(zhǔn)長(zhǎng)度
由表12-10選取相應(yīng)基準(zhǔn)長(zhǎng)度
3.7確定實(shí)際軸間距
安裝時(shí)所需最小軸間距
張緊或補(bǔ)償伸長(zhǎng)所需最大軸間距
3.8驗(yàn)算小帶輪包角
3.9單根V帶的基本額定功率
根據(jù)和 由表12-17m查得15N型窄V帶。考慮傳動(dòng)比的影響，額定功率的增量由表12-17m查得
3.10V帶的根數(shù)
由表12-13查得
由表12-16查得
根
取9根
3.11單根V帶的預(yù)緊力
由表12-14查得m=0.2kg/m
=655.3 N
3.12帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸
小帶輪的結(jié)構(gòu)和尺寸
由Y315M-2-4電動(dòng)機(jī)可知，其軸伸直徑，長(zhǎng)度，故帶輪軸孔直徑應(yīng)取，轂長(zhǎng)應(yīng)小于.
由表12-22查得，小帶輪結(jié)構(gòu)為實(shí)心輪
由V帶的實(shí)際傳動(dòng)比，對(duì)減速器的傳動(dòng)比進(jìn)行重新分配。
傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比
V帶傳動(dòng)傳動(dòng)比
則三級(jí)減速器的傳動(dòng)比為
根據(jù)計(jì)算可知三級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比為47.6，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)高速級(jí)傳動(dòng)比為低速級(jí)傳動(dòng)比的1.3~1.4倍,因此粗略分配各級(jí)齒輪傳動(dòng)比如下:
=3.95 =3.674 =3.28
4.基本參數(shù)計(jì)算
4.1各軸的轉(zhuǎn)速
Ⅰ軸
Ⅱ軸
Ⅲ軸
Ⅳ軸
4.2各軸功率
Ⅰ軸 = =
Ⅱ軸
Ⅲ軸
Ⅳ軸
4.3各軸轉(zhuǎn)矩
Ⅰ軸
Ⅱ軸
Ⅲ軸
Ⅳ軸
5.減速器設(shè)計(jì)計(jì)算
5.1 I軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算
5.1.1選擇齒輪材料
小齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62
大齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62
齒輪的疲勞極限應(yīng)力按中等質(zhì)量（MQ）要求從圖14-32和圖14-24中查得
參考我國(guó)試驗(yàn)數(shù)據(jù)（表14-45）后，將適當(dāng)降低：
5.1.2初定齒輪主要參數(shù)
按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度估算齒輪尺寸，計(jì)算模數(shù)
按表14-34，并考慮傳動(dòng)比，選用小齒輪齒數(shù)=20，
大齒輪齒數(shù)
圓整取 =79
按表14-33，選齒寬系數(shù)
由圖14-14查得大小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)（時(shí)）
由于輪齒單向受力，齒輪的許用彎曲應(yīng)力
由于，故按小齒輪的抗彎強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)
取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。
則齒輪中心距
由于單件生產(chǎn)，不必取標(biāo)準(zhǔn)中心距，取。
準(zhǔn)確的螺旋角
工作齒寬
為了保證，取。
齒輪圓周速度
按此速度查表14-78，齒輪精度選用8級(jí)即可，但為了提高傳動(dòng)質(zhì)量,降低噪聲.采用滲碳淬火后磨齒工藝,取齒輪精度8-7-7（GB10095-1988）
校核重合度
縱向重合度 （圖14-8）
端面重合度 （圖14-3）
總重合度
5.1.3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度
分度圓上的切向力
由表14-39查得使用系數(shù)
動(dòng)載荷系數(shù)
式中 （表14-40）
齒數(shù)比
將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算式
齒向載荷分布系數(shù)
齒間載荷分配系數(shù)，根據(jù)
查表14-43 得
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，按和
查圖14-11 得
材料彈性系數(shù)
查表14-44 得
重合度系數(shù) 查圖14-12 得
螺旋角系數(shù) 查圖14-13 得
由于可取
計(jì)算接觸強(qiáng)度強(qiáng)度安全系數(shù)
式中各系數(shù)的確定
計(jì)算齒面應(yīng)力循環(huán)數(shù)
按齒面不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕，查圖14-37 得壽命系數(shù)
潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) 查表14-47 得
齒面工作硬化系數(shù) 按圖14-39 查得
尺寸系數(shù) 按，查圖14-40 得
將以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算式
由表14-49，按一般可靠度要求，選用最小安全系數(shù)。
和均大于，故安全。
表 1 Ⅰ軸齒輪基本參數(shù)
幾何尺寸
分度圓直徑
d
d=mZ
160
632
齒頂高
ha
ha=ha*m
8
8
齒根高
hf
hf=(ha*+c*)m
10
10
齒全高
h
hf=(2ha*+c*)m
18
18
齒頂圓直徑
da
da=(2ha*+Z)m
176
176
齒根圓直徑
df
da=(z-2ha*-2c*)m
140
612
基圓直徑
db
db=dcosa=mzcosa
150.4
593.9
齒距
p
p=3.14m
25.12
25.12
齒厚
s
s=3.14m/2
12.56
12.56
齒槽寬
e
s=3.14m/2
12.56
12.56
基圓齒距
pb
pb=pcosa
23.6
23.6
法向齒距
pn
pn=pb=cosa
23.6
23.6
頂隙
c
c=c*m
2
2
嚙合
計(jì)算
中心距
a
a=(d2+d1)
396
396
傳動(dòng)比
i12
i12=Z2/Z1
3.95
3.95
5.2Ⅱ軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算
5.2.1選擇齒輪材料
小齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62
大齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62
齒輪的疲勞極限應(yīng)力按中等質(zhì)量（MQ）要求從圖14-32和圖14-24中查得
參考我國(guó)試驗(yàn)數(shù)據(jù)（表14-45）后，將適當(dāng)降低：
5.2.2 初定齒輪主要參數(shù)
按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度估算齒輪尺寸，計(jì)算模數(shù)
按表14-34，并考慮傳動(dòng)比，選用小齒輪齒數(shù)=21，
大齒輪齒數(shù) 選77
按表14-33，選齒寬系數(shù)
由圖14-14查得大小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)（時(shí)）
由于輪齒單向受力，齒輪的許用彎曲應(yīng)力
由于，故按小齒輪的抗彎強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)
取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。
則齒輪中心距
由于單件生產(chǎn)，不必取標(biāo)準(zhǔn)中心距，取。
齒輪分度圓直徑
工作齒寬
為了保證，取。
齒輪圓周速度
按此速度查表14-78，齒輪精度選用8級(jí)即可，齒輪精度8-7-7（GB10095-1988）
校核重合度
縱向重合度 （圖14-8）
端面重合度 （圖14-3）
總重合度
5.2.3校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度
分度圓上的切向力
由表14-39查得使用系數(shù)
動(dòng)載荷系數(shù)
式中 （表14-40）
齒數(shù)比
將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算式
齒向載荷分布系數(shù)
齒向載荷分配系數(shù)，根據(jù)
查表14-43 得
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，按和
查圖14-11 得
材料彈性系數(shù)
查表14-44 得
重合度系數(shù) 查圖14-12 得
螺旋角系數(shù) 查圖14-13 得
由于可取
計(jì)算接觸強(qiáng)度強(qiáng)度安全系數(shù)
式中各系數(shù)的確定
計(jì)算齒面應(yīng)力循環(huán)數(shù)
按齒面不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕，查圖14-37 得壽命系數(shù)
潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) 查表14-47 得
齒面工作硬化系數(shù) 按圖14-39 查得
尺寸系數(shù) 按，查圖14-40 得
將以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算式
由表14-49，按一般可靠度要求，選用最小安全系數(shù)。
和均大于，故安全。
表 2 Ⅱ軸齒輪基本參數(shù)
幾何尺寸
分度圓直徑
d
d=mZ
210
770
齒頂高
ha
ha=ha*m
10
10
齒根高
hf
hf=(ha*+c*)m
12.5
12.5
齒全高
h
hf=(2ha*+c*)m
22.5
22.5
齒頂圓直徑
da
da=(2ha*+Z)m
230
790
齒根圓直徑
df
da=(z-2ha*-2c*)m
185
745
基圓直徑
db
db=dcosa=mzcosa
197.3
723.6
齒距
p
p=3.14m
31.4
31.4
齒厚
s
s=3.14m/2
15.7
15.7
齒槽寬
e
s=3.14m/2
15.7
15.7
基圓齒距
pb
pb=pcosa
29.5
29.5
法向齒距
pn
pn=pb=cosa
29.5
29.5
頂隙
c
c=c*m
2.5
2.5
嚙合
計(jì)算
中心距
a
a=(d2+d1)
490
490
傳動(dòng)比
i12
i12=Z2/Z1
3.67
3.67
5.3Ⅲ軸齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算
5.3.1選擇齒輪材料
小齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62
大齒輪 20CrMnTi 滲碳淬火 HRC 56~62
齒輪的疲勞極限應(yīng)力按中等質(zhì)量（MQ）要求從圖14-32和圖14-24中查得
參考我國(guó)試驗(yàn)數(shù)據(jù)（表14-45）后，將適當(dāng)降低：
5.3.2 初定齒輪主要參數(shù)
按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度估算齒輪尺寸，計(jì)算模數(shù)
按表14-34，并考慮傳動(dòng)比，選用小齒輪齒數(shù)=21，
大齒輪齒數(shù) 取56
按表14-33，選齒寬系數(shù)
由圖14-14查得大小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)（時(shí)）
由于輪齒單向受力，齒輪的許用彎曲應(yīng)力
由于，故按小齒輪的抗彎強(qiáng)度計(jì)算模數(shù)
按表14-2，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。
則齒輪中心距
由于單件生產(chǎn)，不必取標(biāo)準(zhǔn)中心距，取。
準(zhǔn)確的螺旋角
工作齒寬
為了保證，取。
齒輪圓周速度
按此速度查表14-78，齒輪精度選用8級(jí)即可，齒輪精度8-7-7（GB10095-1988）
校核重合度
縱向重合度 （圖14-8）
端面重合度 （圖14-3）
總重合度
5.3.3 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度
分度圓上的切向力
由表14-39查得使用系數(shù)
動(dòng)載荷系數(shù)
式中 （表14-40）
齒數(shù)比
將有關(guān)數(shù)據(jù)代入計(jì)算式
齒向載荷分布系數(shù)
齒向載荷分配系數(shù)，根據(jù)
查表14-43 得
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，按和
查圖14-11 得
材料彈性系數(shù)
查表14-44 得
重合度系數(shù) 查圖14-12 得
螺旋角系數(shù) 查圖14-13 得
由于可取
計(jì)算接觸強(qiáng)度強(qiáng)度安全系數(shù)
式中各系數(shù)的確定
計(jì)算齒面應(yīng)力循環(huán)數(shù)
按齒面不允許出現(xiàn)點(diǎn)蝕，查圖14-37 得壽命系數(shù)
潤(rùn)滑油膜影響系數(shù) 查表14-47 得
齒面工作硬化系數(shù) 按圖14-39 查得
尺寸系數(shù) 按，查圖14-40 得
將以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算式
由表14-49，按一般可靠度要求，選用最小安全系數(shù)。
和均大于，故安全。
表3 Ⅲ軸齒輪基本參數(shù)
幾何尺寸
分度圓直徑
d
d=mZ
272
896
齒頂高
ha
ha=ha*m
16
16
齒根高
hf
hf=(ha*+c*)m
20
20
齒全高
h
hf=(2ha*+c*)m
36
36
齒頂圓直徑
da
da=(2ha*+Z)m
304
928
齒根圓直徑
df
da=(z-2ha*-2c*)m
224
848
基圓直徑
db
db=dcosa=mzcosa
252.5
842
齒距
p
p=3.14m
50.24
50.24
齒厚
s
s=3.14m/2
25.12
25.12
齒槽寬
e
s=3.14m/2
25.12
25.12
基圓齒距
pb
pb=pcosa
47.21
47.21
法向齒距
pn
pn=pb=cosa
47.21
47.21
頂隙
c
c=c*m
4
4
嚙合
計(jì)算
中心距
a
a=(d2+d1)
584
584
傳動(dòng)比
i12
i12=Z2/Z1
3.28
3.28
6 減速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)方案的整體布局，擬定軸上零件的布局和裝配方案，如圖示
6.1Ⅰ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
6.1.1選擇軸的材料
該軸選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，其力學(xué)性能由表21-1查得
由表21-23查得
6.1.2初步估算軸的的直徑
取最小軸徑為79mm
6.1.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
圖 1
①初步選擇滾動(dòng)軸承
根據(jù)軸的受力，選取30000型圓錐滾子軸承，為了便于軸承的裝配，取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為22217型，其尺寸為，定位軸肩高度
②根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
Ⅰ軸段為d=79mm圓柱形軸伸，查表21-9，d=79mm的軸伸長(zhǎng)。Ⅱ軸段直徑為，根據(jù)減速器與軸承端蓋的結(jié)構(gòu)，確定端蓋總寬度為，。Ⅲ軸段安裝軸承，由于圓柱形軸伸的原因，采用雙列軸承，取，。Ⅳ軸段長(zhǎng)度，。Ⅴ軸段軸肩長(zhǎng)度，按齒輪距箱體內(nèi)壁這距離取，考慮到箱體的鑄造誤差，滾動(dòng)軸承應(yīng)距箱體內(nèi)壁，取，，。Ⅵ軸安裝軸承，，
6.1.4軸的受力分析
①作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖
②軸受外力的計(jì)算
軸傳遞的轉(zhuǎn)矩
齒輪的圓周力
齒輪的徑向力
③求支反力
在水平面內(nèi)的支反力
由得
在垂直面內(nèi)的支反力
由得
彎矩和
合成彎矩M =1885473Nmm
=505357Nmm
扭矩T T=304958Nmm
④軸的強(qiáng)度計(jì)算
ⅰ按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算
當(dāng)量彎矩
安全
圖 2
6.1.5軸的強(qiáng)度計(jì)算
ⅰ按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算
當(dāng)量彎矩
安全
ⅱ按安全系數(shù)校核計(jì)算
截面D為危險(xiǎn)截面，其應(yīng)力幅為
式中 W為抗彎截面系數(shù)
考慮彎矩作用時(shí)的疲勞強(qiáng)度
6.2Ⅱ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)方案的整體布局，擬定軸上零件的布局和裝配方案，如圖示
6.2.1選擇軸的材料
選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，其力學(xué)性能由表21-1查得
由表21-23查得
6.2.2初步估算軸的的直徑
取軸徑為130mm
6.2.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
①初步選擇滾動(dòng)軸承
根據(jù)軸的受力，選取30000型圓錐滾子軸承，為了便于軸承的裝配，取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為30226型，其尺寸為。
②根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
Ⅰ軸段安裝軸承，取，。Ⅱ軸段安裝齒輪，齒輪左端采用套筒定位，右端使用軸肩定位。取軸段直徑，齒輪寬度為112mm,為了全套筒端面可靠地壓緊齒輪，軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度取。Ⅲ軸段軸環(huán)，。Ⅳ軸段為齒輪軸寬度取,。Ⅴ軸段安裝軸承，，
圖 3
6.2.4軸的受力分析
軸受外力的計(jì)算
軸傳遞的轉(zhuǎn)矩
齒輪的圓周力
齒輪的徑向力
③求支反力
在水平面內(nèi)的支反力
由得
在垂直面內(nèi)的支反力
由得
彎矩和
合成彎矩M =1927566Nmm
=2196153Nmm
扭矩T T=1145207Nmm
6.2.5軸的強(qiáng)度計(jì)算
ⅰ按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算
當(dāng)量彎矩
安全
ⅱ按安全系數(shù)校核計(jì)算
截面D為危險(xiǎn)截面，其應(yīng)力幅為
圖 4
式中 W為抗彎截面系數(shù)
考慮彎矩作用時(shí)的疲勞強(qiáng)度
6.3 Ш軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)方案的整體布局，擬定軸上零件的布局和裝配方案，如圖示
6.3.1選擇軸的材料
選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，其力學(xué)性能由表21-1查得
由表21-23查得
6.3.2初步估算軸的的直徑
取軸徑為200mm
6.3.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
①初步選擇滾動(dòng)軸承
根據(jù)軸的受力，選取30000型圓錐滾子軸承，為了便于軸承的裝配，取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為30240型，其尺寸為。
②根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
Ⅰ軸段安裝軸承，取，。Ⅱ軸段安裝齒輪，齒輪左端采用套筒定位，右端使用軸肩定位。取軸段直徑，齒輪寬度為200mm,為了全套筒端面可靠地壓緊齒輪，軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度取。Ⅲ軸段軸環(huán)，。Ⅳ軸段為齒輪軸寬度取,。Ⅴ軸段安裝軸承，，
圖 5
6.3.4軸的受力分析
軸受外力的計(jì)算
軸傳遞的轉(zhuǎn)矩
齒輪的圓周力
齒輪的徑向力
③求支反力
在水平面內(nèi)的支反力
由得
在垂直面內(nèi)的支反力
由得
彎矩和
合成彎矩M =6320768Nmm
=5937115Nmm
扭矩T T=6761183Nmm
6.3.5軸的強(qiáng)度計(jì)算
按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算
當(dāng)量彎矩
安全
ⅱ按安全系數(shù)校核計(jì)算
截面D為危險(xiǎn)截面，其應(yīng)力幅為
式中 W為抗彎截面系數(shù)
圖 6
考慮彎矩作用時(shí)的疲勞強(qiáng)度
6.4Ⅳ軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)方案的整體布局，擬定軸上零件的布局和裝配方案，如圖示
6.4.1 選擇軸的材料
選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，其力學(xué)性能由表21-1查得
由表21-23查得
6.4.2初步估算軸的的直徑
取軸徑為280mm
6.4.3軸上零部件的選擇和軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
①初步選擇滾動(dòng)軸承
根據(jù)軸的受力，選取30000型圓錐滾子軸承，為了便于軸承的裝配，取裝軸承處的直徑。初選滾動(dòng)軸承為32956型，其尺寸為。
②根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度
Ⅰ軸段安裝軸承，取，。Ⅱ軸段安裝齒輪，齒輪左端采用套筒定位，右端使用軸肩定位。取軸段直徑，齒輪寬度為192mm,為了全套筒端面可靠地壓緊齒輪，軸段長(zhǎng)度應(yīng)略短于齒輪輪轂寬度取。Ⅲ軸段軸環(huán)，。Ⅳ軸段不作安裝，僅為結(jié)構(gòu)需要。，。Ⅴ軸段為安裝軸承及齒輪，，。
圖 7
6.4.4軸的受力分析
軸受外力的計(jì)算
軸傳遞的轉(zhuǎn)矩
齒輪的圓周力
齒輪的徑向力
③求支反力
在水平面內(nèi)的支反力
由得
在垂直面內(nèi)的支反力
由得
彎矩和
合成彎矩M =10130482Nmm
扭矩T T=12472300Nmm
6.4.5軸的強(qiáng)度計(jì)算
ⅰ按彎扭合成強(qiáng)度條件計(jì)算
當(dāng)量彎矩
安全
圖 8
ⅱ按安全系數(shù)校核計(jì)算
截面D為危險(xiǎn)截面，其應(yīng)力幅為
式中 W為抗彎截面系數(shù)
考慮彎矩作用時(shí)的疲勞強(qiáng)度
7 減速器鍵的校核
7.1 I軸鍵的校核
I軸的伸出軸d=79mm,選用圓頭普通平鍵（C型），b=25mm,h=14mm,L=160mm,I軸傳遞的扭矩T=304958Nmm.當(dāng)鍵用45鋼制造時(shí),主要失效形式為壓潰,通常只進(jìn)行擠壓強(qiáng)度計(jì)算.
=
合格
7.2Ⅱ軸鍵的校核
II軸的鍵用于齒輪和軸的聯(lián)接，軸徑為d=136mm，選用選用圓頭普通平鍵（C型），b=40mm,h=22mm,L=100mm,II軸傳遞的扭矩T=1145207Nmm.
=
合格
7.3Ⅲ軸鍵的校核
Ⅲ軸的鍵用于齒輪和軸的聯(lián)接，軸徑為d=206mm，選用選用圓頭普通平鍵（C型），b=50mm,h=28mm,L=185mm,II軸傳遞的扭矩T=4000518Nmm.
=
合格
7.4Ⅳ軸鍵的校核
Ⅴ軸的鍵用于齒輪和軸的聯(lián)接，軸徑為d=286mm，選用選用圓頭普通平鍵（A型），b=63mm,h=32mm,L=180mm,Ⅴ軸傳遞的扭矩T=12472300Nmm.
=
合格
8 減速器軸承的校核
8.1驗(yàn)算Ⅰ軸承壽命
①計(jì)算軸承支反力
合成支反力
②軸承的派生軸向力
③軸承所受的軸向載荷
④軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷
，
，
⑤軸承壽命
因，故按計(jì)算 查得，
8.2驗(yàn)算Ⅱ軸承壽命
①計(jì)算軸承支反力
合成支反力
②軸承的派生軸向力
③軸承所受的軸向載荷
④軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷
，
⑤軸承壽命
因，故按計(jì)算 查得，
8.3驗(yàn)算Ⅲ軸承壽命
①計(jì)算軸承支反力
合成支反力
②軸承的派生軸向力
③軸承所受的軸向載荷
④軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷
，
⑤軸承壽命
因，故按計(jì)算 查得，
8.4驗(yàn)算Ⅳ軸承壽命
①計(jì)算軸承支反力
合成支反力
②軸承的派生軸向力
③軸承所受的軸向載荷
④軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷
，
⑤軸承壽命
因，故按計(jì)算 查得，
9.減速器箱體設(shè)計(jì)計(jì)算
9.1 箱體設(shè)計(jì)
箱體是減速器的重要組成部件。它是傳動(dòng)零件的基座，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。由于本設(shè)計(jì)中沖擊載荷不大，箱體采用灰鑄鐵鑄造箱體。為了便于軸系零件的安裝和拆卸，箱體制成沿軸心線水平剖分式。上箱蓋和下箱座用普通螺栓聯(lián)接成一整體。軸承座的聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近軸承座孔，座旁的凸臺(tái)應(yīng)有足夠的承托面，并保證旋緊螺栓時(shí)需要的扳手空間。為了保證箱體有足夠的剛度，在軸承座附近加支承肋。為了保證