單筒冷卻機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì),冷卻,傳動(dòng),裝置,設(shè)計(jì) 南通職業(yè)大學(xué) 08 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 學(xué)生姓名 李玉強(qiáng) 所學(xué)專業(yè) 機(jī)電國(guó)貿(mào) 班 級(jí) 機(jī)外041 課題名稱 單筒冷卻機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 工作內(nèi)容 （應(yīng)完成的設(shè)計(jì)內(nèi)容、論文內(nèi)容） 1、傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)總圖---------------------1張 2、傳動(dòng)裝置零件圖-----------------------若干張 3、設(shè)計(jì)說明書-------------------------- 1份 4、翻譯一份本專業(yè)的外文資料； 5、盡量用AutoCAD等計(jì)算機(jī)繪圖軟件出圖。 工作要求 （設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的性能、指標(biāo)，論文質(zhì)量要求） 1、查閱、了解市場(chǎng)上單筒冷卻機(jī)的使用情況和工作原理。 2、設(shè)計(jì)的傳動(dòng)裝置應(yīng)滿足冷卻機(jī)的工作要求，結(jié)構(gòu)合理，性能可靠。 3、設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容完整、正確。 4、英文資料翻譯語句通順、用詞恰當(dāng)。 5、所有設(shè)計(jì)文件用電腦打印。 主要參考 資料 1、冷卻機(jī)相關(guān)資料 2、機(jī)械設(shè)計(jì)教材 3、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 4、機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè) 5、機(jī)械制圖教材 工作進(jìn)度 要求 12.11～12.15 了解、熟悉設(shè)計(jì)要求，查閱、調(diào)研設(shè)計(jì)相關(guān)資料； 12.16～1.13 選擇并確定設(shè)計(jì)方案，計(jì)算、設(shè)計(jì)、繪制底稿圖； 1.14～1.19 完成底稿圖、整理說明書等；1.20～1. 21 初步審稿； 2.25～4.30完善和頂崗實(shí)習(xí)；5.1-5.15 審稿，指導(dǎo)答辯。 課題組 其他成員 指導(dǎo)教師 （簽名） 鄒建榮 教研室主任 （簽名） 部門批準(zhǔn) （蓋章） 簽發(fā)日期 注：本任務(wù)書一式三份，由指導(dǎo)教師填寫，教研室主任審核，系部批準(zhǔn)后下發(fā)；學(xué)生、指導(dǎo)教師、系部各一份。 南通職業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 課題： 單筒冷卻機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 系 科： 機(jī)械工程系 專 業(yè)： 機(jī)電一體化/工業(yè)外貿(mào) 班 級(jí)： 機(jī) 外 041 姓 名： 李 玉 強(qiáng) 指導(dǎo)教師： 鄒 建 榮 完成日期： 2008.5.9 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 單筒冷卻機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 摘 要：冷卻機(jī)用于冷卻燒出的高溫熟料。通過將物料在筒體中回轉(zhuǎn)前進(jìn)與對(duì)流冷 風(fēng)產(chǎn)生熱交換，達(dá)到冷卻的目的。本課題研究的主要內(nèi)容包括主傳動(dòng)和輔助傳動(dòng)功 率的設(shè)計(jì)計(jì)算；大齒圈和小齒輪副設(shè)計(jì)；減速裝置的選擇設(shè)計(jì)；齒輪軸設(shè)計(jì)；齒輪 與軸的強(qiáng)度校核；相關(guān)傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在本課題中交流電動(dòng)機(jī)改為直流調(diào)速 電動(dòng)機(jī)，看火工可以根據(jù)窯況、料層的厚薄以及二次風(fēng)的溫度進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)單筒冷 卻機(jī)的轉(zhuǎn)速以求獲得合理的工況, 為看火操作創(chuàng)造了有利條件。加強(qiáng)大小齒輪罩殼 的密封，保持潤(rùn)滑油的清潔。在運(yùn)行到 800r/min 以上還沒有引發(fā)共振時(shí)快速提速 到 900r/min；檢查調(diào)整好小齒輪和齒圈的間隙,平時(shí)加強(qiáng)系統(tǒng)維護(hù),盡可能減少嚙合 沖擊力,檢查齒輪面并清洗換面。冷卻機(jī)中部直徑大,可大大增加冷卻容積;加以適 當(dāng)?shù)闹麟姍C(jī)使冷卻機(jī)體轉(zhuǎn)動(dòng)加快,使熟料與空氣得以充分熱傳遞。這個(gè)課題充分考 察了 4000t/d 冷卻機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)的可行性，是對(duì)大產(chǎn)量冷卻機(jī)傳動(dòng)的可靠性的設(shè) 計(jì)。 關(guān)鍵詞：冷卻機(jī)；傳動(dòng)；齒輪組；齒輪罩 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 Design of the Gearing of the Cooling Machine Abstract: Cooling machine is used for cooling the high temperature chamotte. Material in the cooling m阿chine exchanges heat with convective cold blast when it is advance reelingly. The research mainly consists of the design of the main device , accessory drive , big Gear and small gear, deceleration devices, gear shaft , gear shaft strength check-up and something else.In the topic,alternating current motor is instead of direct current speed regulating motor. Workers can adjust single-speed of cooling machine to a reasonable working under the conditions of the fire kiln, the thick layers and the secondary air temperature .It creates a favorable operating condition .To strengthen the size of the sealed gear and maintain the cleanliness of lubricants , is necessary. In operation to 800 r/min ,more resonance had not been triggered when accelerating to 900 r/min rapidly. Examining and adjusting small gear and big gear is in an effort to strengthen the system in peacetime maintenance .To minimize the impact of meshing and gear check for surface and surface cleaning .The created Cooler Central diameter , can be greatly increased cooling capacity. It will be appropriate to turn the main motor rotation speed up at the cooling body so that clinker and the air is full of heat transfer. This issue fully investigated the feasibility of 4000 t / d cooling Drive, is the design of the large cooling machine’s transmission reliability . Key word: Cooling machine; Drive; Gear; Gear enclosures. 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 目 錄 1 前 言 .................................................................1 2 冷卻機(jī)傳動(dòng)設(shè)計(jì) .......................................................2 2.1 單筒冷卻機(jī)的發(fā)展概況及現(xiàn)狀 ..........................................2 2.2 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) ......................................................2 2.2.1 傳動(dòng)方式 ..........................................................2 2.2.2 傳動(dòng)特點(diǎn) ..........................................................3 3 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) .....................................................3 3.1 傳動(dòng)功率計(jì)算 ........................................................4 3.1.1 主傳動(dòng)電機(jī)功率 ....................................................4 3.1.2 輔助傳動(dòng)電機(jī)功率 ..................................................8 3.2 大齒圈與小齒輪設(shè)計(jì) ..................................................9 3.2.1 速比分配 ..........................................................9 3.2.2 齒輪材料 .........................................................10 3.2.3 齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù) .....................................................10 3.3 齒輪強(qiáng)度校核 ......................................................10 3.3.1 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) ..........................................10 3.3.2 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 ............................................13 3.4 減速器的選型 .......................................................13 3.4.1 聯(lián)軸器的選擇 .....................................................13 4 其他零件 的設(shè)計(jì) ......................................................13 4.1 齒輪軸的設(shè)計(jì) ......................................................14 4.1.1 軸的材料及熱處理 ................................................14 4.1.2 軸尺寸設(shè)計(jì) ......................................................14 4.1.3 軸上零件的周向固定 ..............................................19 4.1.4 軸上倒角及圓角 ...................................................19 4.2 小齒輪傳動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 ...............................................19 4.2.1 潤(rùn)滑的作用，大致可歸納如下幾點(diǎn)： ................................19 4.2.2 軸承的潤(rùn)滑方式 ...................................................19 4.2.3 大小齒輪的潤(rùn)滑 ...................................................20 4.2.4 其他方面 .........................................................20 5 結(jié) 論 ...............................................................20 參考文獻(xiàn) ..............................................................21 致 謝 .................................................................22 附 錄 .................................................................23 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 1 前 言 本課題是 4000t/d 冷卻機(jī)的設(shè)計(jì)，課題來源：江蘇鵬飛集團(tuán)；本課題由 3 人進(jìn) 行，本人負(fù)責(zé)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)。傳動(dòng)裝置是冷卻機(jī)的重要組成部分之一。在傳動(dòng)設(shè) 計(jì)中,必須對(duì)防雨,防塵,隔熱和散熱,以及潤(rùn)滑等方面采取可能完善的措施,為連續(xù) 安全運(yùn)轉(zhuǎn)創(chuàng)造有利條件。主電機(jī)應(yīng)配有測(cè)速發(fā)電機(jī),經(jīng)常監(jiān)測(cè)和顯示窯速,保證精度。 冷卻機(jī)筒體進(jìn)出口都有高溫氣體和熾熱的物料通過,這決定了只能采用周邊傳動(dòng)的 方式。傳動(dòng)裝置一般安裝在接近筒體中部的托輪基礎(chǔ)上,以減少末端輪帶和托輪中 心之間考慮膨脹的偏離量,并減輕筒體所受扭矩,這些設(shè)計(jì)原則對(duì)長(zhǎng)冷卻機(jī)尤為重要。 為避開溫度高的燒成帶,傳動(dòng)裝置通常安裝在窯尾第一檔基礎(chǔ)上。為了保證冷卻機(jī) 的長(zhǎng)期安全運(yùn)轉(zhuǎn)，除了要求筒體直而圓和支承裝置可靠外，傳動(dòng)平穩(wěn)可靠也很重要。 如果傳動(dòng)不穩(wěn)，使筒體產(chǎn)生振動(dòng)，易使耐火磚脫落，直接影響筒體的直和圓和支承 裝置的堅(jiān)固性。在安裝傳動(dòng)裝置是要考慮以下幾點(diǎn)因素:主減速機(jī)與小齒輪的同軸 度；大齒圈與小齒輪的齒側(cè)間隙與齒頂間隙；大齒圈與小齒輪的接觸點(diǎn) [6]。 本課題擬解決的問題：原單筒冷卻機(jī)的傳動(dòng)裝置采用交流電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速不可調(diào)， 始終以全速運(yùn)轉(zhuǎn)。在產(chǎn)量低時(shí)，冷卻機(jī)內(nèi)料層薄，不利于二次風(fēng)溫的提取，給窯頭 操作造成了困難。單筒冷卻機(jī)工作環(huán)境較差，粉塵濃度一般都很高，如果大小齒輪 罩殼密封不良，就會(huì)滲入大量粉塵，使?jié)櫥筒荒鼙３謶?yīng)有的清潔，勢(shì)必加劇大小 齒輪的磨損，使其壽命大大縮短。主電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)到 800—900r/min 之間的某段轉(zhuǎn)速時(shí),冷 卻機(jī)出現(xiàn)強(qiáng)烈振動(dòng),但主電機(jī)繼續(xù)提速到 900r/min 以上時(shí),機(jī)組又趨于平衡。4000 噸熟料冷卻需要筒體直徑大,筒體長(zhǎng)會(huì)影響單筒冷卻的冷卻效率。 解決方案及預(yù)期效果：將交流電動(dòng)機(jī)改為直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)，看火工可以根據(jù)窯 況、料層的厚薄以及二次風(fēng)的溫度進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)單筒冷卻機(jī)的轉(zhuǎn)速以求獲得合理的 工況, 為看火操作創(chuàng)造了有利條件。加強(qiáng)大小齒輪罩殼的密封，保持潤(rùn)滑油的清潔。 在運(yùn)行到 800r/min 以上還沒有引發(fā)共振時(shí)快速提速到 900r/min；檢查調(diào)整好小齒 輪和齒圈的間隙,平時(shí)加強(qiáng)系統(tǒng)維護(hù),盡可能減少嚙合沖擊力,檢查齒輪面并清洗換面。 冷卻機(jī)中部直徑大,可大大增加冷卻容積;加以適當(dāng)?shù)闹麟姍C(jī)使冷卻機(jī)體轉(zhuǎn)動(dòng)加快,使 熟料與空氣得以充分熱傳遞。這樣做可以提高冷卻機(jī)效率，并保持冷卻機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。 單筒冷卻機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 2 2 冷卻機(jī)傳動(dòng)設(shè)計(jì) 2.1.單筒冷卻機(jī)的發(fā)展概況及現(xiàn)狀 單筒冷卻機(jī)在水泥工業(yè)中應(yīng)用歷史最為悠久。過去都應(yīng)用在濕法、半干法、干 法長(zhǎng)窯和中小型預(yù)熱器窯上。 單筒冷卻機(jī)具有設(shè)備簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)率高、動(dòng)力消耗高、適用范圍廣、工藝布置靈 活、操作容易、維護(hù)方便、沒有廢氣排放（不需設(shè)收塵器） 、投資省的優(yōu)點(diǎn)。理應(yīng) 得到大力推廣使用，尤其是中小型回轉(zhuǎn)窯的新建或改造它應(yīng)是設(shè)備的最佳選擇。但 是國(guó)內(nèi)老式單筒冷卻機(jī)存在揚(yáng)料板壽命短，筒體散熱損失大，出料溫度高，熱效率 低等問題。因此，當(dāng)前新建廠尤其是大中型新型干法廠很少采用。通過分析國(guó)外單 筒冷卻機(jī)主要參數(shù)和筒內(nèi)冷卻裝置后 ，發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)單筒冷卻機(jī)存在很多不合理的地 方，如筒體長(zhǎng)徑比偏小、容積負(fù)荷偏大、冷卻裝置結(jié)構(gòu)不合理等。 在國(guó)內(nèi)，單筒冷卻機(jī)較多地用于日產(chǎn) 1000t 以下的水泥熟料生產(chǎn)線，但在設(shè)備 大型化過程中因受到熱交換速率低等問題的制約，如熟料得不到應(yīng)有的冷卻，出機(jī) 熟料溫度高，入窯二次風(fēng)溫度偏低，筒體直徑超過窯直徑等，未能得到發(fā)展，而這 些問題在設(shè)備規(guī)格較小時(shí)，由于筒體散熱較大則可得到某種程度的緩解。在國(guó)外， 單筒冷卻機(jī)雖有用于日產(chǎn) 4000t 水泥熟料大型預(yù)分解窯生產(chǎn)線上的，但同樣受到以 上問題的困擾，所占冷卻機(jī)市場(chǎng)份額僅為 5%左右，而且 90 年代以來新型蓖式冷卻 機(jī)幾乎完全取代了其它形式的冷卻機(jī)。隨著近年來單筒冷卻機(jī)內(nèi)部新型高效揚(yáng)料裝 置的開發(fā)成功和內(nèi)部耐火隔熱材料的不斷改善，單筒冷卻機(jī)的熱交換效率得到很大 提高；增強(qiáng)了單筒冷卻機(jī)對(duì)蓖式冷卻機(jī)的競(jìng)爭(zhēng)能力。國(guó)外已經(jīng)出現(xiàn)了與 2000～3700t/d 配套的大型單筒冷卻機(jī)，甚至出現(xiàn)了規(guī)格為 φ6.0/6.5×52m 單筒冷卻 機(jī)，其產(chǎn)量為 4500t/d。 本課題研究的主要內(nèi)容包括主傳動(dòng)和輔助傳動(dòng)功率的設(shè)計(jì)計(jì)算；大齒圈和小齒 輪副設(shè)計(jì)；減速裝置的選擇設(shè)計(jì)；相關(guān)傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 2.2 傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) 2.2.1 傳動(dòng)方式 單筒冷卻機(jī)傳動(dòng)，主要分為兩大類：機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)。機(jī)械傳動(dòng)又可分為 單傳動(dòng)和雙傳動(dòng)。目前絕大多數(shù)為機(jī)械傳動(dòng)。因?yàn)橐簤簜鲃?dòng)裝置的零部件制造加工 復(fù)雜，配合精度要求高，使用材料及油液價(jià)格較貴，容易產(chǎn)生漏油；維修技術(shù)水平 要求較高，維修工作量較大；如維修或配件供應(yīng)不及時(shí)，會(huì)使工作效率下降，影響 筒體轉(zhuǎn)速。 本課題使用機(jī)械傳動(dòng)，如 2-1 圖所示，由電機(jī) 1 通過減速機(jī) 2 帶動(dòng)小齒輪 3 傳 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 動(dòng)。 圖 2-1 單筒冷卻機(jī)傳動(dòng)裝置 2.2.2 傳動(dòng)特點(diǎn) 根據(jù)筒體運(yùn)轉(zhuǎn)特點(diǎn)，傳動(dòng)裝置的電機(jī)應(yīng)滿足下述要求： a.傳動(dòng)比大； b.要求平滑無級(jí)調(diào)速，且調(diào)速范圍為 1:3～1:4； c.起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大； d.設(shè)有輔助傳動(dòng)裝置。 我們采用直流電動(dòng)機(jī)，它的調(diào)速范圍廣，可實(shí)現(xiàn)平滑無級(jí)調(diào)速，起動(dòng)平穩(wěn)，起 動(dòng)性能好，有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。當(dāng)采用可控硅整流、直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)時(shí)，其 調(diào)速范圍可達(dá) 1：10 以上，且起動(dòng)快，維修量小。 單筒冷卻機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 4 3.傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 3.1 傳動(dòng)功率計(jì)算 3.1.1 主傳動(dòng)電機(jī)功率 正常運(yùn)轉(zhuǎn)的單筒冷卻機(jī)，其功率包括提升物料到規(guī)定高度的負(fù)荷率和克服支承 裝置、密封裝置、傳動(dòng)裝置摩擦的功率。 筒體運(yùn)轉(zhuǎn)所必需的功率 [9]為： N = （3-1）eη 21? 式中：N ——負(fù)荷功率；1 N ——克服支承裝置等摩擦的功率；2 η——總傳動(dòng)效率，考慮各級(jí)傳動(dòng)裝置中摩擦所消耗的功率。 A.負(fù)荷功率 N 計(jì)算1 當(dāng)筒體運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，物料在摩擦力作用下，與筒壁一起慢慢升起。當(dāng)轉(zhuǎn)到料層表面 與水平夾角等于或略大于物料休止角 θ 時(shí)，則物料顆粒沿其料層表面滑落下來； 又因筒體是傾斜布置的，故物料在筒中，還沿軸向翻滾前進(jìn)。 如圖 3-1 所示，物料處于筒體中心垂線的一側(cè)，G 為物料重量，作用在弓形m 面積的重心 a 上，因此物料產(chǎn)生與筒體回轉(zhuǎn)方向相反的力矩。要將物料提升到一定 高度，達(dá)到沿周向翻滾和沿軸向輸送物料的目的，就必須克服由物料重量 G 引起m 的反轉(zhuǎn)力矩，這就是冷卻機(jī)消耗的有效功率。 提升物料的有效功率為： N = G v (3-2)1m0 筒內(nèi)物料總重量 G 為： G = F L r (3-3) n1i??i 式中：F ——筒體各段物料所占弓形面積，m ；i 2 L ——筒體各段與 F 相應(yīng)的有效長(zhǎng)度，m；i i ——物料容量，KN/m 。mr3 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 ωθθθ α 圖 3-1 有效功率分析 物料弓形斷面重心 a 點(diǎn)出線速度 v （m/s）的垂直分量為：a v = v sinθ=R ωsinθ00 = R sinθ (3-4)3nπ 式中：n——筒體轉(zhuǎn)速，r/min； θ——物料休止角，度； R ——弓形截面重心到筒體中心的距離，m 。0 根據(jù)幾何知識(shí)可知： R = (3-5)032Fα 3sin 式中：R——筒體凈空半徑，m。 α——弓形的弦所對(duì)應(yīng)中心角的一半，度； F——物料所占的弓形面積，m 。2 α 角可由下式求出： F= （ -sin2α） (3-6)п2180π α 又 F= ЛR (3-7)? 則 = （ -sin2α） (3-8)Л 1π α 為了計(jì)算方便，可以從文獻(xiàn) [7]表 3-1 查得 α 值。 單筒冷卻機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 6 表 3-1 斜度、填充率和 α 角的關(guān)系 筒體斜度 3.0% 3.5% 4.0% 4.5% 填充率 0.12 0.11 0.10 0.09 α 角 50° 48° 46° 44° 注：α 角為筒內(nèi)物料弓形端面積所對(duì)中心角的一半。 得 α=46° 把式（3-3） 、 （3-4） 、 （3-5）代入式（3-2） ，得： N =0.00873n D l sinθsin α （3-9）1 ni1??3i3 當(dāng)筒體凈空直徑相同時(shí) N =0.00873nD L r sinθsin α （3-10）13m3 式中：L——筒體總有效長(zhǎng)度，m； r ——物料的容重； 對(duì)水泥干生料 r =12kN/m ；水泥生料漿 r =16Kn/m ；水泥熟料m3m3 r =14.5kN/m ；m3 θ——物料的自然休止角； 水泥熟料 θ=35°。 得： N = 0.00873nD L r sinθsin α13m3 =0.00873×3×5.6 ×70×14.5×sin35°×sin46° =343.95（KW） B.摩擦功率 N 計(jì)算2 摩擦功率主要消耗在以下三個(gè)方面： a.支承裝置的摩擦消耗：主要包括托輪軸與軸承之間的滑動(dòng)摩擦及輪 帶與托帶間的滾動(dòng)摩擦； b.傳動(dòng)裝置的摩擦消耗； c.密封裝置中密封件之間的摩擦消耗。 但其中最主要的是托輪軸與軸承之間的滑動(dòng)摩擦消耗，而輪帶與托輪的摩擦消 耗以及密封件之間的摩擦消耗與前者比較是很小的，可忽略不計(jì)。傳動(dòng)裝置的摩擦 消耗可用傳動(dòng)效率來表達(dá)。現(xiàn)在只考慮第一項(xiàng)消耗的前提下，來推導(dǎo)摩擦功率消耗 的公式。 由輪帶的摩擦可知，摩擦功率為： N =2 S fv （3-11）2 ni1??i 式中： S ——作用在某擋輪上的壓力，KN；i v ——某擋輪軸頸的軸圓周線速度，m/s； f——托輪軸與軸承的摩擦系數(shù)； 一般?。合?rùn)滑油 f=0.018，干潤(rùn)滑油 f=0.06，滾動(dòng)軸承 f=0.005～0.01。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 根據(jù)式 S= = k 可知：αcos2Q3 S = = （3-12）i?0sIiQ 某擋輪軸頸的圓周速度（m/s）為： v = × = （n ）i602inπ eid2π Dtir2eid = （3-13）π tier 式中：Q ——某托輪支點(diǎn)反力和輪帶自重，KN；i D ——某擋輪帶的外直徑，m；r D ——某擋托輪直徑，m；ti d ——某擋托輪軸頸直徑，m。e 將式（3-12） 、 （3-13）代人式（3-11） ，得： N =0.0605nf （3-14）2 ni1??tierDdQ 當(dāng)各檔 D /D 相同時(shí)，則：rit N =0.0605nfQ d （3-15）2tre 式中：Q——筒體回轉(zhuǎn)部分總重，kN。 將式（3-10） 、 （3-15）代人式（3-11） ，得： N = （3-16）eη 1 ???????dD 065.sin0873. etr3fQLrnDmαθ 式（3-16）中，由于 θ、α 及 f 所取數(shù)值與實(shí)際情況的出入，如物料休止角 θ，在筒中各帶中是不同的。在干燥帶、分解帶、 ，由于從物料中析出水蒸氣幾二 氧化碳?xì)怏w，使物料呈流態(tài)化，此時(shí) θ 值較燒成帶 θ 值小的多。故式（3-16）計(jì) 算結(jié)果，誤差較大。 為了應(yīng)用式（3-16）時(shí)有所比較，先推薦“水泥工業(yè)設(shè)計(jì)院”建立在統(tǒng)計(jì)分析 基礎(chǔ)上的經(jīng)驗(yàn)公式如下，以供參考。 單筒冷卻機(jī)所需要的功率（kW）為： N =K （D-2 ） Ln （3-17）ec?5.2 式中：D——筒體直徑，m； ——鋼板平均厚度，m；? 單筒冷卻機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 8 L——筒長(zhǎng)，m； n——筒體最高轉(zhuǎn)速，r/min； K ——系數(shù)，干法或濕法窯取 K =0.048～0.056；立波爾窯或懸浮預(yù)熱窯c c 取 K =0.045～0.048。 得： N =K （D-2 ） Ln （3-18）ec?5.2 =（0.048～0.056）×（5.6-2×0.18） ×70×35.2 =（633.6～739.1）(kW) C.電機(jī)功率 N（KW） 式（3-16） 、 （3-17）兩式為單筒冷卻機(jī)所需的功率，而實(shí)際選用的電機(jī)功率為： N =KN （3-19）me 式中：K——儲(chǔ)備系數(shù)，可取 K=1.15～1.35。 N =1.2×739.1m = 886.98(KW) 考慮筒體內(nèi)異常情況及筒體中心線彎曲及托輪調(diào)整不當(dāng)?shù)仁构β试黾拥囊蛩兀?選取主電機(jī)額定功率要留有較大余地。所以取電機(jī)功率 N =900kW。m 由 SIMENS 電動(dòng)異步電機(jī)查得電動(dòng)機(jī)各技術(shù)參數(shù)，選取 1LA4500-8 型號(hào)電動(dòng)機(jī)， 電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)見表 3-2。 表 3-2 ZSN4-315-12 電機(jī)的技術(shù)參數(shù) 型 號(hào) 1LA4500-8 額 定 功 率 900 額 定 轉(zhuǎn) 速 750r/min 額 定 電 壓 690 額 定 電 流 970A 調(diào) 速 范 圍 750r/min 3.1.2 輔助傳動(dòng)電機(jī)功率 從（3-16）和（3-17）兩式中可知：?jiǎn)瓮怖鋮s機(jī)所需的功率與其轉(zhuǎn)速 n 成正比。 按理輔助傳動(dòng)電機(jī)功率也可以分別用上面兩式計(jì)算，但實(shí)際上是不適宜的。首先， 因?yàn)檩o助傳動(dòng)時(shí)，筒體轉(zhuǎn)速極慢，每小時(shí)僅幾轉(zhuǎn)。在這樣極低速度運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，托輪軸 承內(nèi)不能形成潤(rùn)滑油膜，所以使摩擦系數(shù)增大，摩擦消耗功率增大；其次，物料在 窯內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況也有變化，使輔助傳動(dòng)功率增大；再者，一般輔助電機(jī)采用起動(dòng)轉(zhuǎn) 矩較小的鼠籠型電機(jī)，也需要增大電機(jī)的容量。因此，輔助傳動(dòng)電機(jī)功率 N （kW）可按下式計(jì)算：f 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 N =K N [6] （3-ffenf 20） 式中：N ——主電機(jī)功率，kW；e n ——輔助電機(jī)傳動(dòng)時(shí)，筒窯體的轉(zhuǎn)速，r/min；f n ——主電機(jī)傳動(dòng)時(shí)，筒體的轉(zhuǎn)速，r/min； K ——系數(shù)，按統(tǒng)計(jì)一般取 1.6～2。 f N =（1.6～2）×（633～739）*0.15/3 f =（50.64～73.9）(kW) 根據(jù)計(jì)算結(jié)果，選擇 N =90KW，由[3]第五卷 P22-38 表 22-1-15 查得電動(dòng)機(jī)各f 技術(shù)參數(shù)，選取 Y315L-8 型號(hào)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)見表 3-3。 表 3-3 輔助電動(dòng)機(jī)型號(hào)及技術(shù)參數(shù) 型 號(hào) Y315L-8 額 定 功 率 90KW 額 定 轉(zhuǎn) 速 750r/min 額 定 電 壓 380V 通過對(duì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的電機(jī)進(jìn)行實(shí)測(cè)，得知：?jiǎn)瓮怖鋮s機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的實(shí)際功率消耗僅 為電機(jī)銘牌功率的 1/2～1/3 左右。但是冷卻機(jī)在起動(dòng)時(shí)，卻需要很大的功率，因 為起動(dòng)時(shí)要克服筒體回轉(zhuǎn)部分的慣性力、托輪軸頸與軸瓦間的摩擦力矩（此時(shí)，托 輪軸頸與軸瓦之間沒有潤(rùn)滑油，所以摩擦系數(shù)很大） ，有時(shí)起動(dòng)前筒內(nèi)已經(jīng)存有物 料，故單筒冷卻機(jī)是一種要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大的設(shè)備。目前，有些廠采用滾動(dòng)軸承來代 替滑動(dòng)軸承，對(duì)降低起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，無疑是合理的。同時(shí)，在選擇電機(jī)容量時(shí)，也要考 慮到電機(jī)的起動(dòng)特性。在此，再次指出式（3-16） 、 （3-17）是僅供選擇電動(dòng)機(jī)容量 之用，并不表示筒體實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)功率消耗。 實(shí)際生產(chǎn)中，影響筒體功率消耗的因素是很多的，除與筒體內(nèi)物料運(yùn)動(dòng)情況有 關(guān)外，還與安裝、調(diào)整、傳動(dòng)效率有關(guān)。如果筒體物料冷卻量穩(wěn)定不變而功率仍有 所增加，其主要原因可能有以下幾點(diǎn)： a.由于托輪安裝的高度誤差和水平誤差，造成各支點(diǎn)受力分布不均勻，致使筒 體徑向變形增大。同時(shí)使托輪軸承磨損不均，這不僅要增加功率消耗，而且影響運(yùn) 轉(zhuǎn)率。 b.由于筒體段節(jié)接口不規(guī)則，筒體因受熱不均勻而產(chǎn)生的熱變形以及基礎(chǔ)下沉 不均等原因，造成筒體彎曲，從而產(chǎn)生了附加力矩，促使功率消耗增大。 c.托輪軸中心線對(duì)筒體體軸線嚴(yán)重歪斜，引起輪帶與托輪表面滑動(dòng)，使軸向推 力增加，造成托輪上止推環(huán)與止推軸瓦間的摩擦力矩增大。 d.由于運(yùn)轉(zhuǎn)中托輪調(diào)整不當(dāng)，使筒體體壓在擋輪上的推力過大，導(dǎo)致?lián)踺喼械?摩擦力矩增大。 單筒冷卻機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 10 3.2 大齒圈與小齒輪設(shè)計(jì) 3.2.1 速比分配 由電機(jī)轉(zhuǎn)速和筒體的工作轉(zhuǎn)速可確定總速比 i=250。當(dāng)傳動(dòng)方案確定后，應(yīng)對(duì) 各級(jí)速比的分配進(jìn)行比較，然后選定最佳方案。冷卻機(jī)的大小齒輪速比 i=5～8，甚 至可達(dá) 9～11?？紤]到小齒輪齒數(shù)奇數(shù)，大齒圈的齒數(shù) Z 為四的倍數(shù)，Z =i×Z221 本設(shè)計(jì)冷卻機(jī)的大小齒輪速比為： i=8 3.2.2 齒輪材料 大齒圈轉(zhuǎn)速 3 轉(zhuǎn)/分，小齒輪轉(zhuǎn)速 24 轉(zhuǎn)/分；功率為 900 千瓦。大齒圈材料為 ZG310-570，正火，HB=163～187。小齒輪為 55 號(hào)鍛鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度不低 201 HB。為使一對(duì)齒輪更好地跑合，并保證兩者的磨損程度相近，應(yīng)使小齒輪面高于大 齒圈的齒面硬度 40～70HB。 3.2.3 齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù) A．大齒圈分度圓直徑 [6]d f d =（1.6～1.8）Df 式中： D——筒體直徑。 d =（1.6～1.8）×5.6f =（8.96～10.08）(m) 考慮以下因素： a．齒圈與筒體間留有足夠空間，以便彈簧板的安裝； b．便于起吊減速機(jī)上蓋； c．適當(dāng)加大其分度圓直徑可減小大齒圈的圓周力。 所以取： d ＝9200 (mm)f B．齒數(shù) 小齒輪的齒數(shù) Z =17～23，優(yōu)先采用奇數(shù)。為了便于安裝和運(yùn)輸，大齒輪分為1 兩半，用螺栓連接，則大齒圈的齒數(shù) Z 為四的倍數(shù)。2 小齒輪的齒數(shù) Z =23，大齒輪的齒數(shù) Z =i×Z ＝8×23＝1841 1 C．模數(shù) m 初定 d 后，選取模數(shù)趨向于“小模數(shù)、多齒數(shù)”的設(shè)計(jì)觀點(diǎn)。因?yàn)槟?shù)小，f 可使大齒圈的質(zhì)量??；齒數(shù)多，可使重疊系數(shù)大，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。此外，大小齒輪的速 比大，利于減速機(jī)選型。通常取 m=20～50，m =65ax 所以取 m= d / Z =9200/184= 50f2 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 D.齒形 采用壓力角為 20°的標(biāo)準(zhǔn)或修正漸開線直齒輪 3.3 齒輪強(qiáng)度校核 3.3.1 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) [16] (3-21)uKTZddHEt 12)(1 ????? 式中 —小齒輪分度圓直徑，mm；td1 —節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)；HZ —材料系數(shù)，單位為 ；EMPa —重合度系數(shù)，一般可取 =0.85～0.92；? ?Z —許用接觸疲勞應(yīng)力，單位為 Mpa；H? —齒寬系數(shù)，其 = =0.5～0.85；取 0.8d?d?12/B K—載荷系數(shù)； —小齒輪的轉(zhuǎn)矩；1T u—齒數(shù)比。 小齒輪轉(zhuǎn)矩： =9.55× （3-1T60nP 22） =9.55× ×900/246 =9.55× ×37.510 =3.58× (N·mm)8 安全系數(shù)由[16]表 9.15 查得 1.25（按 1％失效概率考慮） 。?FS 應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： （3-atnN160 23） =60×24×（1×300×24） =1.04× 7 式中 —齒輪轉(zhuǎn)速，單位為 r/min；1n 單筒冷卻機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 12 a—齒輪每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)輪齒同側(cè)齒面嚙合次數(shù)； t—齒輪傳動(dòng)的總工作時(shí)間，單位為 h，以每年 300 天 24 小時(shí)工作計(jì)算。 查[16]選取材料接觸疲勞極限應(yīng)力為 ，480lim1?H?410lim2?H 選取材料彎曲疲勞極限應(yīng)力為 ，2liFli2F （3-24）6712 3././ ???uN 由[16]圖 9.59 查得壽命系數(shù) 01,952?NY 接觸疲勞壽命系數(shù)為 ，8.1NZ. 接觸疲勞安全系數(shù)為 minHS 彎曲疲勞安全系數(shù)為 4.i?F 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)為 =2.0STY 試取 8.1?tK 許用接觸應(yīng)力和許用彎曲應(yīng)力： （3-)(4.5618.40][1minl1 MPaZSNH???? 25） （3-)(2.9.1][2minl2NH 26） （3-)(3805.4.80][1minl21 MPaYSNF???? 27） （3-)(425.91..12][2minl2NF 28） ：得代 入 )213(? )(9.10488.03512)4590.128(31 mdt ?????? 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 (m/s) （3-307.1609421.30611 ????ndVt? 29） /100=0.30(m/s) （3-1ZV 30） 選取 ， ， ，1.?VK75.A02.??K1? （3-VA 31） 得： (mm) (3-32)3.10735.81231??tt dd (3-33))(8.462/./ mZm50經(jīng) 圓 整 取 3.3.2 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 外齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)為 ;8.31?FSY95.2FS 重合度系數(shù) =0.7?Y (3-34)7.083528.0121311 ?????mZKTFSdF )(4][06.71MPaPa???? (3-35)][8.7.39.2212 FFSFY??? 故滿足要求。 3.4 減速器的選型 高速軸許用功率： P=900 0.95=855kw? 參照文獻(xiàn)[3]主減速器型號(hào)：ZSY500-31.5，輸入轉(zhuǎn)速 750r/min, 速比 31.5。 高速軸為雙軸伸，與低速軸同一側(cè)軸伸 260mm。 參照文獻(xiàn)[3]選輔助減速器型號(hào)：ZLY224-18 輸入轉(zhuǎn)速 750r/min,速比 18。 3.4.1 聯(lián)軸器的選擇 由傳遞力矩： 單筒冷卻機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 14 T=9.55× ×p/n=9.55× ×900/750=1.146× (N·mm) (3-36)610610710 根據(jù)電動(dòng)機(jī)軸大小和傳遞力矩得： a.電動(dòng)機(jī)與減速器之間的聯(lián)軸器：TL10 彈性聯(lián)軸器 工作條件：多塵，振動(dòng)不大，低速軸傳動(dòng)參考實(shí)際廠家的經(jīng)驗(yàn)。故采用膠塊聯(lián) 軸器。 b.減速器與小齒輪之間的聯(lián)軸器：膜片聯(lián)軸器 c.輔助電動(dòng)機(jī)與減速器之間的聯(lián)軸器：斜齒聯(lián)軸器 ZLL2 工作條件：載荷大，沖擊，需正反轉(zhuǎn)，電機(jī)與減速器之間轉(zhuǎn)速效率高。故選用 彈性柱銷聯(lián)軸器。因?yàn)樗鼜椥院?，能緩和一部分沖擊，補(bǔ)償少量徑向偏差。 4 其他零件的設(shè)計(jì) 4.1 齒輪軸的設(shè)計(jì) 4.1.1 軸的材料及熱處理 由于設(shè)計(jì)是傳遞的功率不是太大，對(duì)其重量和尺寸無特殊要求，故選擇常用材 料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 4.1.2 軸尺寸設(shè)計(jì) A.初估軸徑 按扭矩初估軸的直徑，查表 10-2，得 C=106-107，考慮倒安裝皮帶輪僅受扭矩 作用，取 C=107，則 (4-1)3minPCd? 式中：C——由軸承的材料和承載情況所確定的常數(shù)； P——軸的輸出功率，KW； n——軸的轉(zhuǎn)速，r/min. 各參數(shù)值為 C=107、P=900KW、n=24r/min，則 =358.14(mm)3minPCd? B.各段直徑的確定 如圖 4-1，從左向右 6 段。軸段①的直徑就是 d ,考慮到軸段①上安裝聯(lián)軸器,因min 此,軸段①的直徑的確定應(yīng)與聯(lián)軸器型號(hào)的確定同時(shí)進(jìn)行。這次設(shè)計(jì)選用的是 ZL20 型聯(lián)軸器。故取軸段 1 的直徑 d1＝420mm。軸段上安裝軸承，其直徑應(yīng)既便于軸承 安裝，又應(yīng)符合軸承內(nèi)徑系列，即軸段 2 的直徑應(yīng)與軸承的選擇同時(shí)進(jìn)行，取 d2＝440mm。通常同一根軸上的兩個(gè)軸承取相同型號(hào)，故軸段 6 的直徑 d6＝440mm。 軸段④上安裝齒輪，為了便于安裝，d 應(yīng)略大于 d ，取43 d4＝480mm。d ＝d3＝460mm。5 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 C.各軸段長(zhǎng)度的確定 各軸段①的長(zhǎng)度根據(jù)聯(lián)軸器深度，查表得 l ＝540mm。該齒輪用膨脹螺栓固定，1 所以無鍵槽，根據(jù)小齒輪齒寬 920mm，故取 l ＝950mm.L2 和 L6 根據(jù)軸承大小，確4 定長(zhǎng)度 260mm。L3,L5 段取 300mm。 以上各軸段的長(zhǎng)度主要根據(jù)軸上零件的轂長(zhǎng)或軸上的零件配合部分的長(zhǎng)度確定。 另外，也要根據(jù)機(jī)體及軸承蓋等零件有關(guān)。本設(shè)計(jì)中，綜合考慮機(jī)體、轉(zhuǎn)子、襯板、 軸承座等因素的影響后，軸的具體設(shè)計(jì)尺寸如圖 4-1 所示： 圖 4-1 軸的結(jié)構(gòu)尺寸 D、軸的強(qiáng)度計(jì)算 ??2 1）. 軸的受力分析 a. 畫軸的受力簡(jiǎn)圖 單筒冷卻機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 16 圖 4-2 小齒輪軸所受載荷示意圖以及它分析示意圖 a.軸上的反力和彎矩 由所確定的軸的結(jié)構(gòu)圖確定出支梁的支撐距離 [ [ [ mL40]1?mL75]2?mL75]3? 小齒輪受力分解為圓周力 Ft，徑向力 Fr，軸向力 Fa。然后全部轉(zhuǎn)動(dòng)軸上, 將其分解為水平力和垂直力。 齒輪上的圓周力(圖 4-2d) (4-2))(102.6150.835.0/ 5NNdTFt ????? 徑向力(圖 4-2 d ) (4-3))(.25tgr?? 軸向力 (4-4)oFta??? 因?yàn)橹饼X圓柱齒輪 =0 ?F 軸上的負(fù)荷(圖 4-2) (4-5))(10.32/51 NFRtH?? 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 (4-6))(1035.27102.621 85 mNLFMtH ?????? (4-7)6.521RrV (4-8))(.83. 75? ： 總 彎 矩 (4-9)m）NMVH ????????? (104.)103.8()1074.( 82722 ： 扭 矩 5mNT? ： 計(jì) 算 扭 矩 (4-10)22)9.0(TMca?? 288)105.314. ?? 562)(mN? 2）. 的 強(qiáng) 度按 彎 扭 合 成 應(yīng) 力 校 核 軸 強(qiáng) 度即 危 險(xiǎn) 剖 面剖 面大 承 受 最 大 計(jì) 量 彎 矩 的通 常 只 校 核 軸 上 承 受 最進(jìn) 行 校 核 時(shí) )(, (4-11))(68.150.21.033MPadMwcacac ????)(6][abca?? 故 安全校 核 精確 軸的疲勞強(qiáng)度校 核 (4-12)maKS????????1 (4-13)mak????1 單筒冷卻機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 18 (4-14)2??SSca?? 式中 —計(jì)算安全系數(shù)；caS —只考慮彎矩時(shí)的安全系數(shù)；? —只考慮彎矩時(shí)的安全系數(shù)；? 、 —對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力時(shí)試件材料的彎曲、扭剪疲勞極限；1? 、 —彎曲、扭剪時(shí)的有效應(yīng)力集中系數(shù)；?K 、 —彎曲、扭剪時(shí)的絕對(duì)尺寸系數(shù)；?? 、 —彎曲、扭剪時(shí)的平均應(yīng)力折算為應(yīng)力幅的等效系數(shù)；??? 、 —彎曲、扭剪的應(yīng)力幅；a 、 —彎曲、扭剪的平均應(yīng)力；m —表面質(zhì)量系數(shù)；? 許用疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)。][S 抗彎剖面模量： (4-15)31.0dw? =1.52 （mm ）8?3 抗扭剖面模量： (4-16)32.T （mm ）8104.?3 作用于剖面Ⅵ右側(cè)的彎矩 ：M (4-17)75)(???Tca m) (N104.375 40)18.36.258???? 作用于剖面 6 右側(cè)的扭矩 T N mm8.? 剖面上的彎曲應(yīng)力： (4-)(2105.438aMPW??? 15) 剖面上的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力： 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 (4-16))(17.04.3/158.8aT MPW???? 剖面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力為集中系數(shù) 及T?? ；70.1??K.? 絕對(duì)尺寸系數(shù) ；60.??.??? 軸是車削加工,表面質(zhì)量系數(shù) 95? 代入式(4-12)得 (4-18)2.06.0713???S 代入式(4-13)得 (4-19)4..95??? 代入式(4-14)得 (4-20)26.34.2.02???????S 顯然 ，故 b—b 截面右側(cè)安全??S? 4.1.3 軸上零件的周向固定 為保證良好對(duì)中性,帶輪與軸選用 H7/n6,聯(lián)軸器與軸選用 H7/k6,與軸承內(nèi)圈配 合的軸頸選用 h7。帶輪及聯(lián)軸器均采用 A 型普通平鍵聯(lián)接，分別為鍵 56×32 GB1095—79 及鍵 63×32 GB1096-79。 4.1.4 軸上倒角及圓角 為保證軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面,根據(jù)軸承手冊(cè)推薦,取軸肩圓角半徑 為 5mm。為方便加工，其他軸肩圓角半徑均取為 5mm。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) GB6403.4-1986,軸 的左右倒角均為 5×45°。 4.2 小齒輪傳動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 冷卻機(jī)傳動(dòng)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)的好壞不僅與結(jié)構(gòu)、加工制造的質(zhì)量和安裝的水平有關(guān)， 而且與潤(rùn)滑和維護(hù)也有十分重要的關(guān)系。為了減少摩擦、降低磨損速度和提高傳動(dòng) 效率，必須保證傳動(dòng)軸承有良好的潤(rùn)滑，以使提高回轉(zhuǎn)窯的工作效率和使用壽命。 4.2.1 潤(rùn)滑的作用，大致可歸納如下幾點(diǎn)： a.減小摩擦系數(shù) 在兩摩擦幅之間加入潤(rùn)滑劑，使之盡可能形成液體摩擦（采用動(dòng)靜壓軸承或在 單筒冷卻機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 20 潤(rùn)滑油中加入添加劑） ，以降低摩擦系數(shù)，減少摩擦阻力，進(jìn)而節(jié)省功耗。 b.減小磨損 當(dāng)兩摩擦面完全被一層潤(rùn)滑油墨隔開時(shí)，即可避免兩摩擦面互相擦傷、研 磨磨損和膠合。另外對(duì)于小于油膜厚度的粉塵進(jìn)到軸承中，也不會(huì)擦傷摩擦表面。 同時(shí)由于潤(rùn)滑油的保護(hù)作用，還可減輕摩擦表面的銹蝕。 c.降低溫度 良好的潤(rùn)滑能有效地降低兩相互摩擦件之間的摩擦系數(shù)，減少了摩擦功耗，因 而也就減少了發(fā)熱。另一方面當(dāng)潤(rùn)滑油流過摩擦面時(shí)，帶走了一部分熱量。因此當(dāng) 需要散熱時(shí)，可以通過供給大量的潤(rùn)滑油的方法，帶走了一部分摩擦產(chǎn)生的熱量或 由其他熱源傳導(dǎo)的熱量。 d.緩和沖擊減輕振動(dòng) 通過潤(rùn)滑油的阻尼作用，可將機(jī)械振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)橛鸵褐械哪Σ翢岫⑹У簟?e.清洗摩擦面 當(dāng)潤(rùn)滑油流過摩擦表面時(shí)，將表面上的雜質(zhì)帶走，起到了清洗表面的作用。通 過以上的分析，潤(rùn)滑是十分重要的。有很多水泥長(zhǎng)的回轉(zhuǎn)窯主軸承，因落入雜質(zhì)或 因潤(rùn)滑不良而磨損。主軸承一旦發(fā)生損壞，短則要用十幾個(gè)小時(shí)，長(zhǎng)則幾天或十幾 天的時(shí)間才能修復(fù)，影響了生產(chǎn)。在水泥場(chǎng)中，主軸承燒壞是屬于重大設(shè)備事故。 為了解決主軸承潤(rùn)滑問題，人們一直在尋找一種既簡(jiǎn)單又能保證良好潤(rùn)滑的潤(rùn)滑方 式和潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)。 4.2.2 軸承的潤(rùn)滑劑及選擇 小齒輪傳動(dòng)軸承的潤(rùn)滑方式很多，從便于維護(hù)和保養(yǎng)和簡(jiǎn)化密封出發(fā)，絕大多 數(shù)都采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑本設(shè)計(jì)所采用的潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑。 潤(rùn)滑脂的裝入量應(yīng)適中，不宜過多或太少。過多容易引起軸承發(fā)熱，太少使?jié)?滑效果惡化，軸承容易過早磨損失效。一般情況下，潤(rùn)滑脂的添加量應(yīng)保持在軸承 空隙的 1/3～1/2 為一宜。 軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)，是選擇滾動(dòng)軸承的主要依據(jù)。本設(shè)計(jì)中。 軸承主要承受徑向力及轉(zhuǎn)矩，不承受軸向力，且承受較大的載荷和沖擊，因此選用 調(diào)心滾子軸承。 4.2.3 大小齒輪的潤(rùn)滑 大小齒輪的潤(rùn)滑采用了最普遍的大齒圈帶油潤(rùn)滑。就是將大齒圈的輪齒浸入到 油池中一定深度，通過大齒圈的轉(zhuǎn)動(dòng)把潤(rùn)滑油帶到齒輪的嚙合處，達(dá)到潤(rùn)滑目的。 為了減少油的攪動(dòng)和能量損失，輪齒浸入油中的深度不宜過大，一般等于一個(gè)齒高 或半個(gè)齒高。 4.2.4 其他方面 a．小齒輪應(yīng)較大齒圈寬，其寬度差應(yīng)大于筒體的竄動(dòng)量。本設(shè)計(jì)大齒輪寬度 為 900mm，小齒輪寬度為 920mm。 b.安裝時(shí)，齒頂隙應(yīng)在 0.25m+（2～3）mm 的范圍內(nèi)（m 為齒輪模數(shù)） ，以適應(yīng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 齒圈徑向跳動(dòng)和熱膨脹的需要。本設(shè)計(jì)齒頂隙為 15mm。 5 結(jié) 論 冷卻機(jī)是熟料冷卻的重要裝置，本課題是對(duì)冷卻機(jī)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，由于冷卻 機(jī)筒體過熱，轉(zhuǎn)速較慢，提出機(jī)械邊緣傳動(dòng)方案。本課題的設(shè)計(jì)先機(jī)確定冷卻機(jī)的 傳動(dòng)方案，包括傳動(dòng)方式的確定；其次是傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)，包括傳動(dòng)形式的確定， 電動(dòng)機(jī)，減速器的選型，大小齒輪齒數(shù)的計(jì)算、齒形的設(shè)計(jì)，模數(shù)的計(jì)算，小齒輪 軸的設(shè)計(jì)，聯(lián)軸器的選擇等；然后就是對(duì)齒面強(qiáng)度和軸強(qiáng)度校核，大小齒輪、軸、 減速機(jī)的潤(rùn)滑。 設(shè)計(jì)過程如下：首先確定出主電動(dòng)機(jī)的功率，為主電機(jī)選型；根據(jù)主電機(jī)確定 輔電機(jī)。再確定總傳動(dòng)比，設(shè)計(jì)大小齒輪，確定大小齒輪傳動(dòng)比、齒數(shù)、模數(shù)、校 核。接著根據(jù)傳動(dòng)比先確定主減速機(jī)的傳動(dòng)比，確定主減速機(jī)；根據(jù)主減速機(jī)確定 輔助減速機(jī)；根據(jù)功率和軸伸尺寸確定聯(lián)軸器。下面設(shè)計(jì)齒輪軸，確定其結(jié)構(gòu)、尺 寸，再對(duì)軸強(qiáng)度進(jìn)行校核。最后是對(duì)大小齒輪、軸等的保養(yǎng)，如何潤(rùn)滑。 由軸與齒輪的強(qiáng)度校核得出軸和齒輪安全，電動(dòng)機(jī)能適應(yīng)突發(fā)功率升高，齒輪 設(shè)計(jì)完全遵照要求，聯(lián)軸器，減速機(jī)等按要求選型。此設(shè)計(jì)可以滿足 4000t/d 冷卻 單筒冷卻機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 22 機(jī)傳動(dòng)要求。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我將理論與實(shí)踐更加融會(huì)貫通，加深了我對(duì)理論知識(shí)的理解。 設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤請(qǐng)老師批評(píng)指點(diǎn)。 參考文獻(xiàn) [1] 葉偉昌.機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)( 上冊(cè))[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001. 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