1. 7 磨机大小齿轮的计算
当大小齿轮的速比确定下来之后，即可进行大小齿轮的各项计算。
1、大齿圈直径的确定
以前曾有人为了使磨机运转平稳，将大齿圈设计得特别大，甚至达到磨机规格直径的2倍，其目的就是使大齿圈兼起飞轮的作用。这样一来，大齿圈的重量特别大，无疑会使其造价显著增加。多年实践证明，这是不必要的。所以，近来有像越来越小的方向发展。
现推荐大齿圈直径按下式确定：
d = (1.15~1.6)D
式中 d——大齿圈的分度圆直径，mm；
D——磨机筒体的规格直径，mm。
如果结构和其他条件允许，应尽可能取小值，特别对大型磨机，不宜取得过大。
大齿圈直径确定之后，承载能力就与小齿轮的直径有关，小齿轮直径越大，既速比越小，所能传递的动力就越高,如下图所示：
2 齿形的确定
当前应用在边缘传动磨机上大小齿轮的齿形主要是渐开线齿形。不论装在什么工厂的磨机，其工作环境都是恶劣的，灰尘很大。虽然磨机的大小齿轮都有罩子，但密闭不良。再加上润滑条件的限制，很难保证润滑良好。因而，踏基本上属于开式传动。这就决定了磨机大小齿轮的破坏和失效的主要原因是磨损和胶合。据调查，许多磨机上的大小齿轮都是因为轮齿磨薄无法再用而报废。即使在此时，也很少有断面现象发生，当然也有极少数磨机的大小齿轮发生过点蚀，断面和齿面剥落的失效，但这都是由于极特殊原因造成的。因此，现在绝大多数的磨机都采用大变位齿形设计，取得了良好的成果，使齿轮的寿命提高了3~5倍。其优点是承载能力高，运转平稳，噪音小，寿命长。所以，在我国当前的情况下，对磨机上所用的大小齿轮一般都采用大变位齿形。
3 模数的确定
模数对齿轮的加工，运转，使用寿命，金属消耗和成本都有影响。
小模数齿轮比大模数齿轮用的好，使用寿命长。这恰好与人们的直观感觉相反，因为在满足强度要求的前提下，采用较小模数的齿轮具有以下优点：
1）当齿轮直径相近时，模数越小，大小齿轮的齿数和就越大，则磨损越小，胶合的危险性就越小。
2）模数小，噪音小，振动小，动载荷也小；
3）模数越小加工精度越易于保证，摩擦损失也越小，则传动效率越高；
4）加工容易，成本降低。
据调查，在一般的机械制造厂中，模数大于25mm的滚刀很少，可是小于25mm的滚刀一般都有，而且在市场可以买到。另外，在齿顶圆一定的情况下，模数越大则切削量就越大，加工费用就会随之增大。
5）减轻重量，节省金属
大齿圈的重量主要集中在轮缘上，约占60~70%。但轮缘的厚度与模数有关，即模数小齿轮薄，于是大齿圈的重量也就减轻了，可以节省金属。
由上述可见，采用小模数是合理的。
所谓采用小模数并不是可以任意的小，而是在保证强度的条件下，尽量采用较小的模数。现在设计磨机的大小齿轮时用下面的简化公式来计算模数是足够的。
m=
mm
式中 N——磨机的实需功率，kw；
K——偏载系数或载荷集中系数，由下表查得；
i ——大小齿轮的速比；
Ψ——齿宽系数，其Ψ=B2/d1=0.5~0.85；
B2——大齿圈的齿宽，也就是小齿轮的有效齿宽。在磨机上的小齿轮齿宽B1一般应比大齿圈齿宽B2大5~10mm；
d1——小齿轮的分度圆直径，mm；在初算中可用小齿轮的分度圆直径来计算齿宽系数，因为采用大变位齿轮后，节圆直径与分度圆直径是不同的，这样计算既简单，误差也不大。
Z1——小齿轮模数
nm——磨机的工作转速，也就是大齿圈的转速，r/min；
[Ck]——当量接触许用应力，根据经验，对钢制齿轮取[Ck]=88N/cm；对铸铁齿轮，取[Ck]=64N/cm.
从上面的强度公式中不难看出，模数m与小齿轮齿数z1成反比例。在保证齿轮直径不变的情况下，用增加小齿轮齿数减少其模数，同样能满足强度要求。
4 齿数的确定
前面已经述及，大齿圈直径已定，模数也确定下来，这样就可以按下式确定大齿圈的齿数：
z2=d2/m
计算出来的大齿圈齿数有可能是奇数这时需要根据实际情况上下调整， 将大齿圈的齿数半取为偶数。因为大齿圈由于安装，制造，运输和维修等需要必须至少制成两半，齿数制成偶数时即可对开，使加工容易，精度提高。对整体大齿圈则关系不大。
大齿圈的齿数确定以后，速比也是已知的，故可按下式求出小齿轮的齿数：
z1=z2/iz
5 大变位系数的选定
变位齿轮的性能，与其变位系数的选择正确与否有着极为密切的关系。
根据磨机上大小齿轮破坏和失效的主要原因是磨损胶合这一特点，除选择大变位啮合外，还提出下列选择和确定变位系数的原则：
1）保证大小齿轮齿根的滑动系数相等或相近，且使其绝对值较小，即 η1≈η2≤｜-0.5｜
2）保证重合系数 ε≈1.2
3）保证齿顶厚度 Sa≥0.5mm。对于因磨损而失效的齿轮，保证一定的齿顶厚，防止磨尖是非常必要的。对磨机上的大小齿轮来说，齿顶厚Sa应保证大于0.5这个模数m。
6 大齿圈主要部位几何尺寸的计算
大齿圈主要部位的几何尺寸，推荐按以下关系选取。
1）齿圈的轮缘厚度按下式确定：
=（2~2.5）m
mm
2）齿圈的幅板厚度按下式确定：
mm
对于双幅板来说，其幅板厚度可以适当减薄一些，可按单幅板厚度的79~90%选取。
3）板厚度按下式确定：
mm
4）板突出高度按下式计算：
mm
5）兰凸台高度按下式计算：
mm
6）兰宽度按下式计算：
mm
上面几式中 
——齿轮的法向模数， mm
d ——法兰联结螺栓的直径, mm
磨机辅助传动装置
1 辅助传动的作用
（1），使磨体能准确的停靠在所要求的任何位置上，磨机在停转之时或在检修当中，常常要求磨体的某一处停在一定的方位上，以便工艺人员定期的从磨门进入磨机，检测研磨体的级配是否合理，料面高度的变化规律是否恰当，温度是否适宜等。
（2），在装设衬板时，使磨机缓慢的转动。既便于操作，又能提高工作效率，能减轻主传动起动时的载荷，保护轴承。为了保护传动齿轮，在开启主传动前也应开启辅助传动，使所有啮合齿面紧密啮合，因而在启动时可以减免造成的较大冲击，减少打齿事故。
（3），保护磨体减小停磨后的变形和作为预启动之用
2 辅助传动装置的构造
由于主传动系统的不同，辅助传动系统也就各种各样。但不管怎样千差万别，比较理想的辅助传动系统都应包括以下几个环节：1，辅助传动电动机；2，辅助传动减速器；3，辅助传动电动机与辅助传动减速器相连的联轴节；在这个联轴节上或其附近设置有制动器。可以防止磨机反转；还可以保证磨机在任何位置上停住。4，辅助传动减速器与主减速器相连一般多采用爪式离合器或者其他种离合器，其目的就是保证开主传动时能把辅助传动系统自动的脱开。
3 辅助传动装置功率的计算
用辅助传动装置转动磨及时，其转速比用主传动装置转动时缓慢得多，一般为磨机工作转速的1/50~1/140。此时研磨体没有抛落运动状态，而完全处在滑落状态，与开主传动时有完全不同的运动规律。
辅助传动功率包括两部分：提升研磨体和物料所需的功率N1和克服轴颈间摩擦力所需的功率N2。因此，辅助传动功率NF为：
kW
kW
kW
式中 G——包括物料在内的研磨体重量
——研磨体的重量
——研磨体部分重量
——研磨体和物料堆积截面重心S至筒体沿铅垂中心线的距离
1.9 联轴节和离合器的选择
球磨机传动装置中所用的联轴节或离合器主要是联接两段同心同转向包括磨机中空轴在内的轴，借以传递转矩。除此之外，在传递转矩的过程中，
有的联轴节或离合器还兼有控制等一些其它作用。
有不少磨机常常因为联轴节或离合器发生故障而不得不频繁停磨，好多机件的使用寿命也随之降低，诸如减速器、小齿轮及传动轴承等。所以在磨机的传动装置中，正确选用联轴节或离合器是相当重要的，不容忽视。
1.10 磨机传动装置的润滑
对边缘传动的磨机来说，主要的润滑部位是大小齿轮，其次是小齿轮的传动轴承。对采用减速器的的边缘传动装置来说，还有减速器的润滑也是相当重要的。
（一）边缘传动大小齿轮的润滑
边缘传动磨机的大小齿轮两个轮齿相应啮合面的接触时间特别短促，啮合时的运动状态也比较复杂，既有滑动也有滚动，自动形成液体膜的作用十分微小，这对大小齿轮的润滑提出了很高的要求。有不少水泥厂磨机的大小齿轮，均因为润滑不善或润滑剂选择不当而过早的失效。边缘传动大小齿轮的润滑方式基本有以下五种：大齿轮带油润滑、油轮带油润滑、稀油集中润滑、沥青喷涂润滑、干油喷雾润滑。
（二）边缘传动磨机小齿轮传动轴承的润滑
小齿轮的传动轴承有两种：滑动轴承和滚动轴承。由于后者优于前者，所以新设计的磨机都采用后者。由于滚动轴承的传动效率高、体积小、重量轻、不需要额外的冷却、不容易漏油、不需要刮瓦和便于检修和维护等优点，从润滑效果考虑，滚动轴承的润滑仍采用润滑油，即稀油润滑较好，但从便于维护保养和简化密封出发，绝大多数都采用润滑脂。
（三）小齿轮传动轴承润滑剂的选择
小齿轮传动轴承，如果采用滑动轴承，必须使用润滑油；如果采用滚动轴承，则应使用润滑脂。合理选用润滑剂，对保证良好的润滑具有重要的作用。
2 Φ3×11m磨机的总体设计
该磨机由下列几部分组成：
（1）进料装置
进料装置由下料斗、衬板和支架组成，均由钢板和型钢组成。下料斗的后壁为垂直型，以熟料堆积作为料衬。进料装置通过支架固定在基础上。料斗设有检查门和测试管，以备停磨后加强磨内通风和测量负压之用。
（2）主轴承
两端的两个主轴承形式大体相同，但进料端主轴承底座与底板之间设有辊子、以便在磨体伸缩时辊子滚动，使主轴承随之移动。采用120°球形瓦，球形瓦体中铸有串水冷却水腔。球形瓦与轴承座的接触面系数球面，以便自行调位。
主轴承采用油泵循环润滑，并设有高压起动装置或高压浮升装置。
（3）回转部分
回转部分的筒体由钢板卷制焊接而成，采用焊接平端盖结构，端盖用厚钢板加工而成。两端的中空轴以其法兰与端盖用螺栓联接。进料端中空轴外接喂料葫芦，将进料装置来的物料靠其内部的弧形叶片提升后靠背锥面流入中空轴内的锥套中，进而喂入磨内。由于加设了喂料葫芦，使进料装置下料通畅，不易漏料，密封易于处理。出料端中空轴内装有螺旋筒，外接传动接管。从出料篦板中提起的物料流入螺旋筒后很快被输送到出料装置中。
磨机筒体由双层和双层隔仓装置分隔成三个仓，一二仓均装阶梯衬板，以螺栓固定。三仓内铺砌镶砌衬板。一二之间安装双层隔仓装置，靠进料侧装蓖板，靠出料侧装盲板，两层之间装多个扬料板。已在一仓粉磨的物料，通过蓖板孔进入双层隔仓装置中，由扬料板提起送入第二仓。在第二仓中粉磨后的物料，通过二三仓之间的双层隔仓装置中的蓖孔进入第三仓。各仓都设有一个人孔，呈交差对称布置。
（4）出料装置
出料装置的结构与φ2.4×13m棒球磨机基本相同，只有两点稍有差异。一是出料罩上部带有排风管，二是出料筛上带有四个振打板，以提高筛分效果。
（5）传动装置
传动装置由对称式、1250KW、速比是40.884的减速器、转速为740r/min的电动机、齿爪联轴节和出轴膜片联轴节以及辅助传动装置等组成。辅助传动减速器、爪式离合器、30KW、1000r/min的辅助传动电动机和联轴节组成。开主传动时，磨机筒体以18.10r/min的转速转动，开辅助传动装置时，磨机以0.1375r/min的转速慢慢转动。
（6）喷水装置
为了降低出磨水泥温度，改善水泥质量和保护设备，该磨机采用磨内喷水装置。喷水方式为磨头、磨尾两头喷入，采用机械雾化方式。
（7）研磨体
全磨装载的研磨体全是钢球，其规格及级配见表5。
这与开流粉磨是不同的。对于开流磨，为了保证成品细度，尾仓的研磨能力必须加强，所以都装钢段。对于圈流磨，出磨物料不是成品，除了加强研磨之外，还需要有一定的冲击，所以，现在都装较小的钢球。
