基于SolidWorks的錘片式飼料粉碎機(jī)的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計說明書

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1、河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計計說說明明書書設(shè)計題目：設(shè)計題目：基于 SolidWorks 的錘片式飼料粉碎機(jī)的設(shè)計系 部： 專 業(yè)： 班 級： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2014 年 3 月 15 日摘 要錘片式粉碎機(jī)作為中碎飼料粉碎設(shè)備的主要粉碎機(jī)械。具有通用性廣、效率高、粉碎質(zhì)量好、操作維修方便、動力消耗低等優(yōu)點，得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。此錘片式飼料粉碎機(jī)設(shè)計采用切向進(jìn)料，自重落料，水滴形粉碎室，額定生產(chǎn)能力為，能耗比為 5065 公斤/度電，配置功率為 3kw 左右，符合環(huán)衛(wèi)指hkg /344標(biāo)，以粉碎谷物為主，兼顧餅谷和秸稈，通用性強適合農(nóng)戶及小型養(yǎng)殖廠使用，具有低噸電耗、

2、高篩分效率、結(jié)構(gòu)簡單、造價便宜的特點。對錘片式粉碎機(jī)設(shè)計之后，進(jìn)一步借重計算機(jī)輔助設(shè)計軟件 SolidWorks 建模仿真，使設(shè)計更加直觀科學(xué)。關(guān)鍵詞：錘片式粉碎機(jī) 計算機(jī)輔助設(shè)計 SolidWorks 建模與仿真ABSTRACTHammer mill as the main crushing machinery crushing grinding equipment. Has wide applicability, high efficiency, good grinding quality, convenient maintenance and repair, low power cons

3、umption, is widely used and developed. This feed hammer grinder design with tangential feeding, self-weight blanking, dripping pulverizing room, rated production capacity, energy consumption ratio is 50 - 65 kg / kWh, allocation of power is about 3KW, meet the sanitation index, to crush grain bread,

4、 both Valley and straw, strong universality for farmers and small farms use, has the characteristics of low power consumption, tons of high screening efficiency, simple structure, cheap cost.After the hammer mill design, further use of computer aided design software PRO/E modeling and simulation, to

5、 make the design more intuitive science.Key words: Hammer mill Computer aided design SolidWorks modeling and 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 IIsimulation目 錄摘 要.I第 1 章 緒 論.11.1 飼料粉碎的目的與要求.21.2 粉碎粒度及其它指標(biāo).21.3 粉碎方法和粉碎理論.31.4 飼料粉碎設(shè)備.6第 2 章 錘片式粉碎機(jī).82.1 錘片式粉碎機(jī)的種類.82.2 粉碎機(jī)的構(gòu)造與粉碎機(jī)理.92.3 主要工作部件.92.4 影響錘片式粉碎機(jī)效率的因素.132.5 錘片式粉碎

6、機(jī)的使用.152.6 錘片式粉碎機(jī)發(fā)展趨勢.15第 3 章 總體方案選擇與設(shè)計.173.1 總體方案.173.2 粉碎室參數(shù)確定.183.3 主要性能指標(biāo)計算.193.4 配套功率和電機(jī)的選擇.20第 4 章 軸和軸承的相關(guān)設(shè) 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計 計.254.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計.214.2 主軸的校核.224.3 滾動軸承壽命計算.274.4 滾動軸承潤滑方式的選擇.284.5 連接鍵的選擇和計算.28第 5 章 轉(zhuǎn)子的設(shè)計計算.305.1 錘片的設(shè)計.305.2 錘片架的設(shè)計.32第 6 章 組合篩的設(shè)計.366.1 組合篩的結(jié)構(gòu)和原理分析.366.2 篩片的設(shè)計與選擇.38第 7

7、章 零件的裝配.407.1SolidWorks軟件簡介.407.2 主要零件的建模.407.3 零件的裝配.41總結(jié).43致謝.45參考文獻(xiàn).46 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 1緒 論粉碎是用機(jī)械的方法克服固體物料的內(nèi)聚力，從而使之破碎的一種操作方法。飼料原料的粉碎是飼料加工過程中的最主要的工序之一。它是影響飼料質(zhì)量、產(chǎn)量、電耗和加工成本的重要因素。因此，合理選用先進(jìn)的粉碎設(shè)備、設(shè)計最佳的工藝路線、正確使用粉碎設(shè)備，對于飼料生產(chǎn)企業(yè)至關(guān)重要。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計 2第一章1.1 飼料粉碎的目的與要求1.1.1 粉碎目的飼料粉碎能增加飼料的表面積，有利于動物的消化和吸收；減小了顆粒尺

8、寸，能有效改善干物質(zhì)、蛋白質(zhì)和能量的消化和吸收，降低料肉比。改善和提高物料的加工性能。通過粉碎可使物料的粒度基本一致，減少混合均勻后的物料分級。添加劑及其載體，只有粉碎到一定的程度，保證其有足夠的粒子數(shù)，才能滿足混合均勻度要求；對于制粒加工工藝，粉碎物料的粒度必須考慮粉碎粒度與顆粒飼料的相互作用，粉碎的粒度會影響顆粒的耐久性和水產(chǎn)飼料在水中的穩(wěn)定性。1.1.2 粉碎粒度要求對于不同的飼養(yǎng)對象、不同的飼養(yǎng)階段，飼料需求差異較大。在飼料加工過程中，首先要滿足動物對粒度的基本要求，再考慮其它指標(biāo)。1.2 粉碎粒度及其它指標(biāo)1.2.1 粒度物料顆粒的大小稱之粒度，它是粉碎程度的代表性尺寸。對于球形顆粒

9、來說，其粒度即為直徑。對于非球形顆粒，則有的以面積、體積或質(zhì)量為基準(zhǔn)的各種名義粒度表示法。在飼料行業(yè)一般采用粒度來表示物料的粒徑。1.2.2 粉碎粒度的測定確定散粒體的組成，有平面篩篩分法、顯微鏡法和沉降法等多種方法。在飼料行業(yè)，除對個別微小的組分因粒度極微，采用顯微鏡法外，通常采用篩分法。1.2.3 粉碎比物料粉碎前后的粒度比稱為粉碎比或粉碎度。它主要是指粉碎前后的粒度變 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 3化，同時近似反映出粉碎設(shè)備的作業(yè)情況。一般粉碎設(shè)備的粉碎比為 330，但微粉碎和超微粉碎遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過這個范圍，達(dá)到 3001000 以上。對于一定性質(zhì)的物料來說，粉碎比是確定粉碎作業(yè)程度、選擇設(shè)

10、備類型和尺寸的主要根據(jù)之一。對于大顆粒物料粉碎成細(xì)粉的粉碎操作，如要通過一次粉碎完成則粉碎比太大，設(shè)備的利用率低，故通常分成若干級，每級完成一定的粉碎比。這時可用總粉碎比來表示，它是物料經(jīng)幾道粉碎后各道粉碎比的總和。1.2.4 目數(shù)目是指每平方英寸篩網(wǎng)上的空眼數(shù)目，50 目就是指每平方英寸上的孔眼是50 個，500 目就是 500 個，目數(shù)越高，孔眼越多。除了表示篩網(wǎng)的孔眼外，它同時用于表示能夠通過篩網(wǎng)的粒子的粒徑，目數(shù)越高，粒徑越小。粉體顆粒大小稱顆粒粒度。由于顆粒形狀很復(fù)雜，通常有篩分粒度、沉降粒度、等效體積粒度、等效表面積粒度等幾種表示方法。篩分粒度就是顆粒可以通過篩網(wǎng)的篩孔尺寸，以 1

11、 英寸（25.4mm）寬度的篩網(wǎng)內(nèi)的篩孔數(shù)表示，因而稱之為“目數(shù)”。目前在國內(nèi)外尚未有統(tǒng)一的粉體粒度技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，各個企業(yè)都有自己的粒度指標(biāo)定義和表示方法。在不同國家、不同行業(yè)的篩網(wǎng)規(guī)格有不同的標(biāo)準(zhǔn)，因此“目”的含義也難以統(tǒng)一。1.3 粉碎方法和粉碎理論1.3.1 粉碎方法在飼料加工過程中，對于谷物和餅粕等飼料，常用擊碎、磨碎、壓碎與鋸切碎的方式將其粉碎。a.擊碎利用安裝在粉碎室內(nèi)的許多高速回轉(zhuǎn)錘片對飼料進(jìn)行撞擊而破碎。如錘式粉碎機(jī)和爪式粉碎機(jī)，應(yīng)用最廣。b.磨碎利用兩個表面光滑的壓錕以相同的速度相對轉(zhuǎn)動（V1=V2），依靠兩壓輥對物料顆粒的正壓力和摩擦力而進(jìn)行擠壓破碎，它不能充分粉碎物料，在配合

12、飼料加工中應(yīng)用較少，主要用于飼料的壓片，如壓扁燕麥作馬的飼料。c.壓碎利用兩個磨盤上帶齒槽的堅硬表面，對飼料進(jìn)行切削和摩擦而破圖 1-1 粉碎方法 a 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 4裂飼料。該法僅用于加工干燥而不含油的飼料。可以磨成各種粒度的成品，但粉末多，飼料溫度高。d.e.鋸切碎利用兩個表面有齒而轉(zhuǎn)速不同（V11000r/min粉碎機(jī)通常為高速粉碎機(jī)。按粉碎機(jī)械的結(jié)構(gòu)特征，可將粉碎設(shè)備分為五類：錘片式粉碎機(jī)：該機(jī)利用高速、旋轉(zhuǎn)的錘片撞擊作用使物料破碎。其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、價格便宜、適應(yīng)性廣，除水分較高飼料外，幾乎可粉碎所有飼料。如淀粉含量較高的谷物，含油較高的餅粕，含纖維較高的果殼、秸

13、稈等。目前國內(nèi)外飼料廠普遍采用該種機(jī)型。爪式粉碎機(jī)：主要利用撞擊和剪切作用，撞擊部件與設(shè)備固定，撞擊作用強烈，適合粉碎脆性硬質(zhì)物料。盤式粉碎機(jī)（盤磨）：利用磨擦與切削作用粉碎飼料。盤式粉碎機(jī)的工作面有圓盤形式或圓錐形，可以一盤固定、一盤轉(zhuǎn)動，或以兩盤相向轉(zhuǎn)動。該機(jī)適用于粉碎干燥而不含油的飼料，可得較細(xì)的成品。輥式粉碎機(jī)：常用兩個表面帶有橫向斜齒的同徑磨輥，因相向或不同速轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的剪切、擠壓作用將物料粉碎，適合粉碎谷物飼料，不適于粉碎含油或含圖 1-3 臥式錘片式粉碎機(jī) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 7水分大于 18%的物料。破餅機(jī)：將大塊油餅破碎成小塊，以后經(jīng)粉碎機(jī)細(xì)碎。破餅機(jī)有錘片式及對輥

14、式兩種。錘片式機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，但噪聲大，輥式的機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 圖 1-4 爪式粉碎機(jī) 圖 1-5 帶輥式喂料器 1.料斗 2.動齒盤 3.皮帶輪 4.主軸 5.出料口 6.篩片 7.定齒盤 8.入料口 9.插板 圖 1-6 幾種粉碎機(jī) 1.喂入板 2.軋碎輥 3.軋碎室 4.齒板 5.擊碎輥 6.擊碎室 7.圓孔篩片 8.餅塊 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計 8第 2 章 錘片式粉碎機(jī)2.1 錘片式粉碎機(jī)的種類按粉碎機(jī)的進(jìn)料方向，錘片式粉碎機(jī)有三種方式: 切向進(jìn)料式、軸向進(jìn)料式、徑向進(jìn)料式。切向進(jìn)料式：它由切線方向喂入飼料，上機(jī)體上安有齒板，所以篩片包角較小，一般為 180。它是一種通用型粉碎機(jī)，

15、可以粉碎各種不同的飼料，廣泛用于農(nóng)村及小型加工企業(yè)中。軸向進(jìn)料式：常為自吸喂入式。特點是整個機(jī)體左右對稱、物料沿粉碎室徑向從頂部進(jìn)入粉碎室。轉(zhuǎn)子可正反轉(zhuǎn)工作，這樣，當(dāng)錘片的一側(cè)磨損后，可以通過改變位于粉碎室正上方導(dǎo)料機(jī)構(gòu)的方向以改變物料進(jìn)入粉碎室的方向。徑向進(jìn)料式：喂入的原料垂直下落，經(jīng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)落入粉碎室中粉碎，被粉碎的飼料通過篩孔由下方帶吸風(fēng)的螺旋輸送器排出。只能用于粒狀飼料的粉碎，配合飼料工廠的大中型粉碎機(jī)常用此種型式。 圖 2-1 錘片式粉碎機(jī)的類型 1.進(jìn)料口 2.轉(zhuǎn)子 3.錘片 4.篩片 5.進(jìn)料口 按篩板的形式分類有：有篩式、無篩式。按粉碎室的形狀分類有：環(huán)形粉碎室和水滴形粉碎室粉

16、碎機(jī)。在飼料廠中應(yīng)用最為廣泛的是頂部進(jìn)料的錘片式粉碎機(jī)。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 92.2 粉碎機(jī)的構(gòu)造與粉碎機(jī)理錘片式粉碎機(jī)一般由供料裝置、機(jī)體、轉(zhuǎn)子、齒板、篩片（板）、排料裝置以及控制系統(tǒng)等部分組成。工作時，飼料從喂料斗進(jìn)入粉碎室，首先受到高速旋轉(zhuǎn)的錘片打擊而飛向齒板，然后與齒板撞擊而被彈回，再次受到錘片的打擊和齒板的撞擊，如此不斷反復(fù)，使飼料被碎成小碎粒，由篩孔漏出，留在篩面上的較大顆粒，再次受到錘片打擊和在錘片與篩片之間受摩擦，直至從篩孔中漏出。隨后，顆粒物料流被錘片加速形成沿著篩片內(nèi)表面運動的環(huán)流層，環(huán)流層的速度略低于錘片末端的速度。貼近篩面的粉碎物料受到篩面的磨擦作用而降低其

17、環(huán)流速度，并受到與篩面垂直的離心力、壓力和氣流作用，使其能排出篩外。但從根本上說，環(huán)流層沿篩面的運動速度很高，使受離心力作用影響大的大顆粒貼近篩面，而細(xì)顆粒不能及時排出，造成錘片的磨損、料溫升高以及過度粉碎。2.3 主要工作部件2.3.1 供料裝置有螺旋給料器，電磁振動給料器，負(fù)壓進(jìn)料三種。圖 2-2 錘片式粉碎機(jī)的粉碎室示意圖 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 10圖 2-3 螺旋給料器1.進(jìn)料口 2.變形管 3.減壓板 4.機(jī)殼 5.出料口 6.螺旋體 7.檢查口 8.襯板 9.電機(jī)機(jī)座 10.皮帶輪2.3.2 錘片錘片是錘片式粉碎機(jī)最主要的，也是最易損耗的工作部件，錘片借助銷軸連結(jié)在錘架板上

18、。其形狀尺寸、工作密度與排列方式、材料材質(zhì)與制造工藝等，對粉碎效率和工作質(zhì)量均有較大的影響。錘片的形狀很多，如圖所示。其中矩形錘片因其通用性好、形狀簡單、易制造和節(jié)約原料而應(yīng)用最廣。它有兩個銷孔，其中一銷孔連在銷軸上，可輪換使用四個角來工作。在角邊堆焊碳化鎢或特殊的耐磨合金，可以延長使用壽命 23 倍，但制造成本較高。階梯形錘片耐磨性能差，多角形錘片與尖角形錘片相似，它們具有粉碎效果好、使用壽命長的優(yōu)點，但制造復(fù)雜、生產(chǎn)成本高。我國的錘片式粉碎機(jī)的錘片已標(biāo)準(zhǔn)化，1986 年由中國農(nóng)機(jī)院擬定的機(jī)械工業(yè)部部標(biāo)三種規(guī)格，都是矩形雙孔錘片。錘片安裝在轉(zhuǎn)子銷軸上的位置，稱做排列方式。它關(guān)系到轉(zhuǎn)子平衡、物

19、料在圖 2-4 錘片的種類a-矩形 b、c、d-堆焊錘片 e-階梯形 f-多角形 g-尖角行 h-環(huán)形 i-復(fù)合鋼矩形 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 11粉碎室內(nèi)的分布、錘片磨損的均勻程度。對錘片排列的要求：錘片的運動軌跡不重復(fù)、沿粉碎室寬度錘片運動均勻、物料不被推向一側(cè)、有利于轉(zhuǎn)子的平衡。2.3.3 篩片有圓柱形孔篩、圓錐孔篩和魚鱗篩等。由于圓柱形沖孔篩結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，因而應(yīng)用最廣。2.3.4 齒板齒板的作用是加強對物料的碰撞、搓擦作用，同時可以阻滯粉碎室內(nèi)物料環(huán)流層的運動并降低其速度。對于纖維多、韌性大、水分高的物料作用較明顯。齒板由鑄鐵制造，表面激冷成白口，增強耐磨性能。齒板通常安裝

20、在進(jìn)料口的兩側(cè)，形式有三種形式。齒形有人字形、直齒形和高齒槽形等。2.3.5 篩片1、分類圖 2-5 齒形種類a-人字形 b-直齒形 c-高齒槽形圖 2-6 齒板安裝位置a-徑向安裝 b-切向安裝 c-交叉安裝 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 12環(huán)篩：篩片包角 =360（軸向進(jìn)料）水滴形篩：=360（頂部側(cè)向進(jìn)料）底篩：180(切向進(jìn)料）側(cè)篩及無篩2、篩孔直徑:與生產(chǎn)能力呈線性關(guān)系；在滿足粒度要求的前提下盡量采用較大直徑篩孔的篩片。篩孔直徑一般分為四個等級：小孔 12mm，中孔34mm，粗孔 56mm，大孔 8mm。3、篩片的包角：篩片包角，篩理面積，粉碎效率。4.開孔率：即篩片上篩孔總面積占

21、整個篩面有效篩粒面積的百分率。開孔率，粉碎效率。5、篩片的厚度：愈厚越不易通過，粉碎室內(nèi)物料環(huán)流層厚度，粉碎效率，粉碎質(zhì)量惡化。6、錘篩間隙：錘片末端與篩片之間的最小距離為錘篩間隙，決定了粉碎室內(nèi)物料層的厚度。我國的粉碎機(jī)一般設(shè)計為 1216mm。圖 2-7 部標(biāo)篩片形式a-展開圖 b-篩孔排列 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 132.4 影響錘片式粉碎機(jī)效率的因素2.4.1 粉碎機(jī)工作效果的指標(biāo)成品粒度、電耗、產(chǎn)量2.4.2 影響因素（1）原料性質(zhì)：與物料的強度、含水量、含油量有關(guān)。（2）錘片末端線速：產(chǎn)量、粉碎細(xì)度相同時，脆性物料要求的錘片線速度較韌性物料低。篩孔 2.5mm，最佳線速：玉米

22、52m/s 大麥88m/s 麩皮、米糠110m/s國產(chǎn)80-90m/s 國外60-128m/s（3）錘片厚度錘片過厚，與物料的撞擊接觸面大，不利于粉碎，同時錘片運動所消耗的能量大。錘片薄，粉碎效率高，以 2mm 厚的錘片效率最高，但薄錘片易于磨損，大型粉碎機(jī)一般采用厚度 5-8mm 的錘片。（4）錘片密度 錘片密度系數(shù)=BD/Z B粉碎室寬度（m） D轉(zhuǎn)子直徑（m） Z錘片數(shù)（5）錘片排列影響轉(zhuǎn)子的平衡和物料在粉碎室的分布。圖 2-8 錘片的排列方式（a）螺旋線排列 （b）對稱排列 （c）交錯排列 （d）對稱交錯排列 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計 14（6）錘篩間隙轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時錘片末端與篩片之間

23、的距離為錘篩間隙，它決定了粉碎室內(nèi)物料層的厚度。物料層太厚，粉粒可能將篩孔堵塞，不易穿過篩孔。物料層太薄，研磨粉碎作用減弱，篩片和錘片易于磨損。間隙最佳值：國產(chǎn) 10-12mm（7）篩片的影響篩孔直徑與生產(chǎn)率呈直線關(guān)系篩片厚度愈厚物料愈不易通過。篩板的彎曲形態(tài)決定粉碎室的形狀。圓形粉碎室物料易跟錘片作圓周運動，降低物料與錘片的相對速度，削弱錘片的撞擊力。并且由于離心力的作用，小顆粒處于物料層內(nèi)側(cè)而不能及時排出，導(dǎo)致過度粉碎。水滴形粉碎室物料到達(dá)粉碎室上部時，不受向心力的作用而沿切線方向飛出，撞擊到對面的篩板后落下，在下落過程中，自動分級被打擾，使大顆粒及時被撞擊，并用利小顆粒及時排出。（8）吸

24、風(fēng)的影響吸風(fēng)可及時將粉碎時由于物料中的水分蒸發(fā)而形成的濕熱空氣排出，保持篩孔暢通。圖 2-9 幾種環(huán)篩形式a-正圓形 b-全篩水滴形 c-偏心圓形 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 152.5 錘片式粉碎機(jī)的使用2.5.1 安裝粉碎機(jī)應(yīng)安在水泥基座上。大中型粉碎機(jī)應(yīng)安減振器。安裝時應(yīng)作水平檢查。各管道及彎頭應(yīng)密封。2.5.2 操作開機(jī)前應(yīng)認(rèn)真檢查各部分螺栓和皮帶張緊度，關(guān)閉喂入斗插丁然后進(jìn)行起動。起動后先空轉(zhuǎn) 23min，轉(zhuǎn)速正常且無異常時即打開喂入斗插門。并調(diào)節(jié)開度使粉碎機(jī)在正常負(fù)荷下工作。工作結(jié)束后停止喂料，再使機(jī)器空轉(zhuǎn) 23min，使機(jī)內(nèi)飼料大部排出后再關(guān)閉電動機(jī)。2.5.3 調(diào)整和保養(yǎng)飼料

25、的粉碎度可靠更換不同孔徑的篩片來調(diào)整，在滿足飼養(yǎng)要求的前提下，應(yīng)盡量選用較大的孔徑。錘片尖角磨損到錘片寬度的 1/2 時，應(yīng)調(diào)換另一角或另一端使用，四角磨損后應(yīng)更換新錘片，換裝時不應(yīng)改變原來的排列，且每組錘片的重量差不得大于 5g。2.6 錘片式粉碎機(jī)發(fā)展趨勢近年來，我國養(yǎng)殖規(guī)模、養(yǎng)殖品種的多元化發(fā)展，對飼料粉碎機(jī)提出了新的要求，今后幾年的粉碎機(jī)技術(shù)研究應(yīng)主要集中在以下幾個方面：（1）粉碎機(jī)應(yīng)主要從最佳粉碎粒度和粉碎成本的經(jīng)濟(jì)合理方面考慮，研究粉碎機(jī)與畜禽魚飼料的最佳粉碎粒度的關(guān)系，促進(jìn)粉碎機(jī)向?qū)I(yè)化、系列化方向發(fā)展，同時開發(fā)一些專用粉碎機(jī)。（2）新型錘片式粉碎機(jī)開發(fā)研究，對錘片式粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)

26、進(jìn)行優(yōu)化，開發(fā)錘篩間隙可在線調(diào)整錘片粉碎機(jī)。（3）粉碎機(jī)與吸風(fēng)系統(tǒng)的配套研究。通過對粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)、粉碎機(jī)吸風(fēng)系統(tǒng)的合理配置，以獲得最佳經(jīng)濟(jì)性能和粉碎效果。（4）錘片式粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)速從單速驅(qū)動發(fā)展為雙速驅(qū)動，目前正向變速驅(qū)動發(fā)展；由原來的既粉碎又控制物料的最大粒度向只負(fù)責(zé)粉碎而配置相應(yīng)的篩分設(shè) 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計 16備的方向發(fā)展；粉碎室內(nèi)的粉碎區(qū)即有效粉碎點的數(shù)量由一個發(fā)展為多個；歐美各國因為物料原料的特點曾使錘片粉碎機(jī)向兩個方向發(fā)展：美國式追求篩板面積大，而歐洲式講究沖擊齒板面積大。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 17第 3 章 總體方案選擇與設(shè)計3.1 總體方案小型粉碎機(jī)的優(yōu)點

27、是結(jié)構(gòu)簡單，體小靈活，造價低，采用單相電機(jī)驅(qū)動。從而可以根據(jù)自養(yǎng)禽畜及飼料資源情況，進(jìn)行自行飼料加工，無疑有利于農(nóng)村開發(fā)和利用飼料資源，發(fā)展畜牧業(yè)生產(chǎn)，活躍商品經(jīng)濟(jì)?？傮w方案設(shè)計的核心主要是粉碎室、轉(zhuǎn)子及主要性能參數(shù)的設(shè)計與計算。粉碎機(jī)粉碎室的結(jié)構(gòu)形式對粉碎性能有重要影響。目前粉碎室的型式主要有圓型、橢圓型、水滴型等。圓型模式相對來說制造方便，但物料在喂料口沿切向進(jìn)入粉碎機(jī)時，可能會彈出，存在一定損耗。而橢圓型的型式，按照現(xiàn)有的設(shè)計理論和方法還不能僅經(jīng)過計算就能獲得這些主要參數(shù)的最佳值。因此，由粉碎理論綜合考慮，破壞物料在粉碎室內(nèi)所形成的環(huán)流，是提高粉碎效率、降低能耗的關(guān)鍵。為此，設(shè)計了水滴型

28、粉碎室。使物料環(huán)流在篩片與轉(zhuǎn)子組成的水滴型粉碎室內(nèi)，由于錘篩間隙不等受到破壞，同時增加了錘片對物料的打擊次數(shù)，使已經(jīng)粉碎好的物料能及時通過篩孔排出。達(dá)到了提高粉碎能力，排粉效率和降低能耗的目的。如圖 3-1 所示：圖 3-1 粉碎室及轉(zhuǎn)子的配置 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 183.2 粉碎室參數(shù)確定粉碎機(jī)采用雙圓盤轉(zhuǎn)子，中間設(shè)計架板，既做轉(zhuǎn)子骨架支撐兩片圓盤，又起到風(fēng)機(jī)葉片的作用，在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時造成負(fù)壓，實現(xiàn)了軸向高負(fù)壓進(jìn)料和高壓差排料的理想設(shè)計。轉(zhuǎn)子直徑 D 和粉碎寬度 B 是粉碎機(jī)的主要參數(shù)之一。兩者之積可以用一下經(jīng)驗公式取得： （3-1）N/VKDB0式中：V錘片末端線速度 K0經(jīng)驗

29、系數(shù)，一般取 0.550.75 N配套動力同時，兩者應(yīng)有一定的比例關(guān)系，通常. D 和 B 確定之后，/1.1-3.5D B 為了降低噪音，一般采用大轉(zhuǎn)子低轉(zhuǎn)速，確定要根據(jù)粉碎物料的品種具體分析。如果以粉碎玉米顆粒為主，要采用較小的 B 和較大的 D；如果是以粉碎牧草為主，則要采用較大的 B 和較小的 D。為了增大飼料喂入口的尺寸，必須增加粉碎室的寬度。若過寬必然導(dǎo)致轉(zhuǎn)子懸臂過長受力不良，因此，本機(jī)轉(zhuǎn)子直徑依據(jù)我國機(jī)系列型譜設(shè)計要求和以往經(jīng)驗設(shè)計為 D=300mm，粉碎室寬度 B=150mm，其比值,符合設(shè)計要求。轉(zhuǎn)子在粉碎室內(nèi)為偏心配置，偏心距 C=5mm。由于飼料D/B2喂入口占據(jù)一部分位

30、置，取篩片有效包角為 3000。錘篩間隙是影響粉碎機(jī)的重要性能參數(shù)之一。粉碎機(jī)在工作時，粉碎室R內(nèi)錘片末端和篩片之間有一層隨錘片旋轉(zhuǎn)著的物料環(huán)流氣流層，其平均速度約為錘片速度的一半，這將降低打擊作用，增加摩擦功耗。由于離心力的作用，粗顆粒處在環(huán)流層外層（靠近篩面），得不到很好的粉碎，而細(xì)粒處在環(huán)流層的內(nèi)層，難以從篩孔及時排出，這就不能保證粗粒的粉碎效果，同時又使細(xì)粒產(chǎn)生過分粉碎現(xiàn)象。在齒板區(qū)，由于細(xì)粒不能及時排出，被錘片反彈出的細(xì)粒到不了齒板的作用面而沉入被粉碎的物料層中，要粉碎物料層中的粗粒就需要更多的能量，環(huán)流層中細(xì)粒和粗粒的數(shù)量隨喂入量的增加而增加，結(jié)果惡化了物料加工量，降低了產(chǎn)品的均勻

31、度。過大時，這種情況更加嚴(yán)重。相反，如果過小，環(huán)流物RR料層的速度就大，致使粉碎后的物料不易通過篩孔，使產(chǎn)品粒度偏細(xì)，從而增加能量消耗，一般取=12mm；粉碎谷物時=8mm，粉碎莖蔓類時RR=14mm。R為使本機(jī)能夠粉碎精、粗飼料，喂入口設(shè)計為切向式配置，物料喂入口方向 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計 19與錘片圓周軌跡相交，相交值 S=30mm 左右，喂入口下邊緣和轉(zhuǎn)子中心線與轉(zhuǎn)子水平線夾角670 左右，可保證喂入料不架空，不反料，并能增強錘片打擊性能。排料采用自重落料形式。3.3 主要性能指標(biāo)計算3.3.1 錘片速度及轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速錘片末端線速度對粉碎機(jī)的生產(chǎn)率和功耗有很大的影響。錘片末端線速度增

32、大時，錘片對物料的打擊、搓擦和磨碎作用增強，能增加粉碎能力和產(chǎn)品細(xì)v度，但 過大則機(jī)器的空載功率增加，同時因轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的噪音和振動也隨v之增加，粉碎能力反而下降。因此合適的 值對提高粉碎機(jī)性能至關(guān)重要。v錘片撞擊力的強弱與其工作速度大小有關(guān)，但考慮到粉碎時可能是幾種物料的混合，同時本機(jī)是小型粉碎機(jī)，以粉碎精料為主，故錘片速度選為 50m/s。由此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為： (3-2)6060 503503.183.14 0.3vnrpmD 取 n=3600rpm式中：D轉(zhuǎn)子直徑，D=0.3m3.3.2 額定生產(chǎn)能力粉碎機(jī)的額定生產(chǎn)能力是指在粉碎機(jī)生產(chǎn)實踐的時候，該機(jī)性能良好，使用中沒有發(fā)現(xiàn)任何問題時工

33、作一小時所能粉碎的飼料重量。可按下述經(jīng)驗公式計算： (3-3)0.344t/h 60350015. 00.30.23.6 60B3.6KDQ22n式中，D、B轉(zhuǎn)子直徑及轉(zhuǎn)子長度 m； 物料容量，玉米；3.7t/m0 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，n=3500rpm；n K粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)系數(shù)（與其結(jié)構(gòu)型式、篩片結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)），一般K=0.160.42 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 203.4 配套功率和電機(jī)的選擇3.4.1 配套功率粉碎機(jī)配套主要決定其生產(chǎn)能力的大小，依照下式計算： (3-4)2.4(KW)0.3440.7QKN/ 式中，Q粉碎機(jī)理論生產(chǎn)率 t/h； K/配套動力系數(shù)，K/=0.61.0，一般粗粉碎取小

34、值，細(xì)粉碎取大值。3.4.2 選擇電動機(jī)電動機(jī)選擇包括選擇類型，結(jié)構(gòu)型式，容量（功率）和轉(zhuǎn)速，并確定型號。工業(yè)上一般用三相交流電源，無特殊要求一般應(yīng)選三相交流異步電動機(jī)。最常用的電動機(jī)是 Y 系列籠型三相異步交流電動機(jī)。其效率高、工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、價格低、適用于不易燃、不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的場合。因此按工作要求和工作條件，選用一般用途的 Y（IP44）系列三相異步電動機(jī)。卷軸筒的輸出功率前面已經(jīng)算得為 2.4KW,因WP此電動機(jī)輸出功率可以為：dP (3-5)WdPP式中，傳動裝置的總效率，其中，分別為 V 帶傳動效率，321滾動軸承效率，圓柱齒輪傳動效率。通過查取機(jī)械

35、設(shè)計手冊，取，則通過計算96. 0193. 027.903取 86. 07.903.906.90代入原來式子，故： (3-6)KWPWd79. 286. 04 . 2P因此選取電動機(jī)額定功率。KW3edP為了選擇電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，可推算出電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍。由機(jī)械設(shè)計手冊查得 V 帶傳動常用范圍比范圍 i1=2-4,單級圓柱齒輪傳動比范圍 i2=3-6，則電動機(jī)轉(zhuǎn)速可選范圍為。min/211252821riinnwd可見同步轉(zhuǎn)速為 750r/min、1000r/min 和 1500r/min 的電動機(jī)均符合。選定電動機(jī)的型號為 Y132S-6.由相關(guān)表查出該電動機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)和外形、安裝尺寸，

36、并列表記錄備用。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計 21第 4 章 軸和軸承的相關(guān)設(shè)計4.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計主要考慮以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸上安裝的零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸連接的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況；軸的加工工藝等。設(shè)計時，必須針對不同情況進(jìn)行具體分析。但必須滿足：軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。軸的校核計算應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計算方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力。主軸上安裝有轉(zhuǎn)子和小帶輪，通過滾動軸承和支座連接在一起。軸與轉(zhuǎn)子以及小帶輪的連接為鍵連接，與支座的連接為軸承連接，且小帶

37、輪和軸承都需要在軸向設(shè)置定位軸肩，小帶輪外端采用螺母定位限制其軸向移動。轉(zhuǎn)子長度為120mm，粉碎有效寬度為 150mm，小帶輪與軸配合處的輪轂寬度為 53mm?？紤]到以上因素，設(shè)計主動輪軸結(jié)構(gòu)如圖所示。圖 4-1 主軸結(jié)構(gòu)簡圖主軸上段為螺紋段，用于裝螺母和墊片以固定帶輪的軸向移動，考慮到AB小帶輪的孔徑為，選用的螺母進(jìn)行軸端固定，所以在此段加工mm2620M的螺紋，長度為；段安裝小帶輪，由于小帶輪孔徑為，220Mmm30BCmm26故此段軸徑為，長度為，同時考慮到帶輪右端的軸向定位，在此段mm26mm53C 處設(shè)計高度為的軸肩；CD 段安裝滾動軸承與箱體相連接，此段直徑為mm2，選用型號為

38、6006 的深溝球軸承，由于用的軸承的寬度為，內(nèi)徑為mm30mm13 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 22，設(shè)計長度為的外圈擋片來定位軸承外圈，同時要考慮端蓋的結(jié)構(gòu)，mm30mm10故此段長度為，軸與滾動軸承配合為過渡配合，此處選軸的直徑尺寸公差mm42為；DE 段和 FG 段安裝轉(zhuǎn)子，由前章設(shè)計的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)可知這兩段的直徑應(yīng)為6m，又考慮到轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和粉碎室的整體尺寸，設(shè)計這兩段的長度為；mm40mm25EF 段用于轉(zhuǎn)盤的軸向固定，在此處設(shè)計高度為的軸肩，由轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可知mm5此段長度為；GH 段同樣安裝與 CD 段相同的滾動軸承，故此段直徑為mm120，長度為，軸與滾動軸承配合為過渡配合，此處選

39、軸的直徑尺寸公差mm30mm13為。6m軸上零件的軸向定位，采用鍵連接，實現(xiàn)軸上零件的周向定位和運動及動力的傳遞。BC 段小帶輪和主軸通過圓頭平鍵連接傳遞運動和轉(zhuǎn)矩，根據(jù)該段直徑值參考設(shè)計手冊2，得出該處平鍵公稱尺寸為，鍵槽用銑削刀mmmmhb78加工，長度為，由于小帶輪和軸的配合為間隙很小的配合，故采用mm45配合。轉(zhuǎn)子的周向定位和動力傳遞也是通過平鍵實現(xiàn)的，此處采用平頭鍵6/7 kH連接，同樣根據(jù)此段軸徑由設(shè)計手冊查得平鍵截面，鍵長為mmmmhb812，由于轉(zhuǎn)盤和軸的配合為間隙很小的配合，故采用配合。軸上倒角mm126/7 kH均為，以便于安裝軸上零件。04514.2 主軸的校核1.初步校

40、核軸的最小直徑，估算最小直徑。選取軸的材料為 45 剛，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計手冊2，取，于是得0112A （5-1）33min0311210.643500PdAmmn式中 p 和 n 分別為軸的功率和轉(zhuǎn)速。2由設(shè)計的軸的結(jié)構(gòu)可知軸的最小直徑滿足要求，現(xiàn)在對軸進(jìn)行精確校核。軸的計算簡圖，如圖 5-2 所示：TFNNTF1NH1NH2圖 4-2 軸的計算簡圖 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 231）計算圖中各力帶輪的壓軸力，由前面帶傳動的計算中得=520N；FFT專遞的轉(zhuǎn)矩，由前面的計算得 T=8186Nmm轉(zhuǎn)子對軸的壓力，估計轉(zhuǎn)子重量為 30kg；則1F =3010=300N；1FN軸承對軸的支

41、撐力為 F1 的一半，即 N=150NNH1=52063/183=179N，NH2=520179= 341 N做出各平面受力分析圖、彎矩圖和扭矩圖，如圖 5-3 所示：F=520NNH1=179NNH2=341NMH=32760Nmm F1=300NN=150NN=150NMV=13725Nmmb 垂直面受力分析及彎矩圖a 水平面受力分析及彎矩圖T=8186Nmm 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計 24c 扭矩圖圖 4-3 各平面受力分析圖、彎矩圖和扭矩圖由圖 5-2 和圖 5-3 可知，d 截面為危險截面，算出 d 截面的總彎矩和扭矩： MH=32760Nmm T=8186Nmm2）按彎扭組合成

42、應(yīng)力校核軸的強度進(jìn)行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度。根據(jù)計算公式及上面所算的截面的彎矩和扭矩，以及軸運動時需正反轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為d對稱循環(huán)變應(yīng)力，取=1，軸的計算應(yīng)力： （5-2）22223()32760(1 8186)10.40.1 40caMTMPaMPaW前已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由設(shè)計手冊查得。因此160aMP，故安全。ca13）精確校核軸的疲勞強度（1）判斷危險截面根據(jù)前面的分析計算，截面雖然直徑較小，且開有鍵槽、軸肩及過hgcb,渡配合所引起的應(yīng)力集中均將消弱軸的疲勞度，但由于只受到扭矩和較小的彎矩作用，所以這些截面都不需校核。從應(yīng)力集中和受載的

43、情況來看，截面 和 d 上的應(yīng)力最大。由于截 c 右側(cè)和c截面 d 左側(cè)直徑相等，截面 c 左側(cè)直徑比截面 d 右側(cè)小，而載荷 d 截面稍大一點，故只需校核截面 c 左側(cè)和截面 d 左側(cè)即可。（2）截面 c 左側(cè)抗彎截面系數(shù) （5-3）33330.10.1 261757.6Wdmmmm抗扭截面系數(shù) （5-4）3330.222 1757.63515.2TWdWmmmm截面 左側(cè)的彎矩為：cM （5-5）427327602730042MN mmN mm截面 上的扭矩為：cT 8186TN mm截面上的彎曲應(yīng)力： 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 25 （5-6）273007.763515.2baaMM

44、PMPW截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： 81862.333512.2TaaTTMPMPW （5-7）軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。查得=640，baMP1275aMP。1155aMP截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及在設(shè)計手冊中查取。因，,經(jīng)插值后可查得：10.03826rd301.1526Dd =2.25 =1.82查得軸的材料的敏性系數(shù)為： 0.82q0.85q故有效應(yīng)力集中系數(shù)為： （5-8）1(1)1 0.82 (2.25 1)2.025kq （5-9）111 0.851.82 11.697kq 查得尺寸系數(shù)；扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)。0.580.76軸按磨削加工，查得表面質(zhì)量系數(shù)為0.92軸未經(jīng)表

45、面強化處理，即，得綜合系數(shù)為：1q （5-10）12.0251113.5780.580.92kK (5-11)11.6971112.320.760.92kK 又由設(shè)計手冊得碳鋼的特性系數(shù)： 0.10.2，取0.1 0.050.1，取0.05于是，計算安全系數(shù)值，按設(shè)計公式得：caS (5-12)115565.22.332.332.320.0522amSK (5-13)12759.93.578 7.760.1 0bmSK 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 26 (5-14)22229.9 65.29.799.965.2caS SSSS=2，故安全故可知其安全。caSS（3）截面 d 左側(cè)抗彎截面系數(shù)

46、 33330.10.1 302700Wdmmmm （5-15）抗扭截面系數(shù) 3322 27005400TWWmmmm （5-16）彎矩 M 及彎曲應(yīng)力為： 18373276031507183MN mN m （5-17） （5-18）3150711.662700bMW扭矩 T 及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為: 8186TN m (5-19)81861.515400TaaTTMPMPW過盈配合處的，查機(jī)械設(shè)計手冊2用插值法求出，并取=0.8，于是kkk得： =3.16 =0.83.16=2.53kk軸按磨削加工，查得表面質(zhì)量系數(shù)為，故得綜合截面系數(shù)為：0.92 (5-20)1113.1613.250.92kK (

47、5-21)1112.5312.620.92kK 所以軸在截面 d 左側(cè)的安全系數(shù)為： (5-22)115577.51.511.512.620.0522amSK (5-23)12757.253.25 11.660.1 0bmSK (5-24)22227.25 77.57.227.2577.5caS SSSS 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 27=2，故安全。主軸無大的瞬時過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱性，故可caSS略去靜強度校核。至此，主軸的的設(shè)計計算結(jié)束。4.3 滾動軸承壽命計算查滾動軸承樣本可知 6006 號深溝球軸承的基本額定動載荷，基10200orCN本額定靜載荷。6880oCN求兩軸承受到

48、的徑向載荷和1rF2rF將軸系部件受到的空間力系分解為水平面和鉛垂面兩個平面力系，分別如圖5-4a 和圖 5-4b 所示：F=520NNH1=179NNH2=341N（a） 水平面受力分析圖 F1=300NNV1=150NNV2=150N（b） 垂直面受力分析圖圖 4-4 軸承受力分析圖由上圖的受力分析可知：NH1=341NNH2=139NNV1=NV2=150N （5-25）2222111139150482rHVFNNN （5-26）2222222341150204rHVFNNN 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 281. 求軸承當(dāng)量動載荷和1P2P=1P1rF482N=2P2rF204N2.

49、計算軸承壽命因為，所以按左邊軸承的受力大小計算2P1P （5-27）36611010102002707409603500482orhCLhnP4.4 滾動軸承潤滑方式的選擇由于主軸上滾動軸承安裝在軸支座中，考慮到脂潤滑形成的潤滑膜強度高，能承受較大載荷，不易流失，容易密封，一次加脂可以維持相當(dāng)長的一段時間，所以選用脂潤滑。4.5 連接鍵的選擇和計算鍵的選擇包括類型選擇和尺寸選擇兩個方面。鍵的類型應(yīng)根據(jù)鍵連接的結(jié)構(gòu)特點、使用要求和工作條件來選擇；鍵的尺寸則按符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強度要求來決定。4.5.1 小輪與主軸的鍵連接小帶輪與主軸之間的鍵連接，主要是傳遞運動和轉(zhuǎn)矩，故采用普通平鍵連接，由小帶輪孔徑

50、為 26mm，查機(jī)械設(shè)計手冊得鍵的截面尺寸為鍵寬 b鍵高h(yuǎn)=8mm7mm，又考慮到帶輪寬度為 56mm，故選用鍵長 L=45mm?，F(xiàn)在對鍵進(jìn)行校核。假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵的強度條件為： 3210ppTkld （5-28）式中，傳遞的轉(zhuǎn)矩，由前面的計算可知 T=8.186Nm；T 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k =0.5h=0.57mm=3.5mm；k 鍵的工作長度，圓頭平鍵 l=Lb=458=37mm;l 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 29 軸的直徑，d =26mm；d 鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，查得p=110。paMP計算p （5-29）332102 8.186

51、 104.861103.5 37 26papTMPMPkld故鍵的強度滿足設(shè)計要求。4.5.2 轉(zhuǎn)子與主軸的鍵連接轉(zhuǎn)子與主輪的連接由于結(jié)構(gòu)和載荷要求，采用普通平鍵連接，根據(jù)連接處軸徑的大小參照鍵的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，選用平鍵的截面尺寸為鍵寬 b鍵高h(yuǎn)=12mm8mm，又考慮到轉(zhuǎn)盤的厚度為 6mm，故選用鍵長 L=6mm?，F(xiàn)在對鍵進(jìn)行校核。假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵的強度條件為： 3210ppTkld （5-30）式中，傳遞的轉(zhuǎn)矩，由前面的計算可知T=8.186 Nm，每個鍵只承擔(dān)一半及計算T時T=4.093 Nm； 鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，k=0.5h=0.58mm=4mm；k 鍵的工作長

52、度，平頭鍵l=6mm;l 軸的直徑，d =40mm；d 鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力，查得=110。ppaMP計算p (5-31)332102 4.093 108.51104 6 40papTMPMPkld 故鍵的強度滿足設(shè)計要求。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 30第 5 章 轉(zhuǎn)子的設(shè)計計算轉(zhuǎn)子作為整個設(shè)計的核心，主要包括錘片、錘片架及轉(zhuǎn)軸三大部分。三大部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計，主要依據(jù)的因素有轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子的直徑，電機(jī)功率，傳動機(jī)構(gòu)以及結(jié)的合理性，在本設(shè)計的總體方案設(shè)計中，經(jīng)過設(shè)計計算，已得知轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為 3500r/min,轉(zhuǎn)子直徑 D=150mm，電機(jī)功率為 3kw，又考慮的軸的設(shè)計

53、需根據(jù)帶傳動、軸承及箱體結(jié)構(gòu)來設(shè)計計算，并需要強度校核，故本節(jié)主要設(shè)計內(nèi)容為錘片以及錘片架的設(shè)計計算，軸的設(shè)計計算見第 7 章。5.1 錘片的設(shè)計根據(jù) JB/T 9822.2-2008，綜合此設(shè)計要求，選擇錘片形狀為矩形，然后進(jìn)行錘片尺寸、錘片數(shù)量及錘片排列方式的設(shè)計。錘片作為加工的核心零件，要求比較高，根據(jù) JB/T 9822.2-2008，本錘片選擇 65Mn 鋼作為金屬制造材料，要求熱處理并淬火，保證淬火區(qū)硬度為50HRC57HRC,滲碳區(qū)硬度不超過 28HRC。5.1.1 錘片尺寸因選用矩形錘片，其結(jié)構(gòu)及相關(guān)尺寸設(shè)計如圖 5-2 所示。根據(jù)經(jīng)驗公式確定各具體參數(shù)，分別如下： （6-1）

54、mmDa8430028. 0式中：錘片長度系數(shù)，=0.230.36，本設(shè)計取 =0.28； D轉(zhuǎn)子直徑，D=84mm。 b=0.1 D=0.1 300=30 mm, (6-2) c=60mm,c 為錘片銷孔至頂端距離，為了避免工作的沖擊力引起機(jī)器強烈震動，其值應(yīng)該根據(jù)打擊中心理論進(jìn)行設(shè)計計算，再考慮轉(zhuǎn)子直徑大小，為了不導(dǎo)致轉(zhuǎn)子內(nèi)錘片不引起干涉，經(jīng)過綜合計算考慮，取其值為 c=60 mm。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 31d=8mm，e=3mm，d 為銷孔直徑，e 為錘片厚度 ， 的取值范圍為 210mm,在保證使用壽命情況下，薄錘片有利于提高粉碎機(jī)的度電產(chǎn)量，故取 =3mm，銷孔選擇系列設(shè)計

55、值，取 d=8 mm。5.1.2 錘片數(shù)量錘片的數(shù)量主要依據(jù)錘片工作的密度、粉碎室有效寬度以及錘片厚度來確定，其計算如下：，取, (6-3)14312035. 011BKz14z式中：錘片工作密度系數(shù)，=0.270.47，此設(shè)計取=0.35；1K1K1K 粉碎室有效寬度，因 B 值為 150mm，故取=120mm。1B1B5.1.3 錘片排列方式錘片排列方式有四種：螺旋排列、對稱排列、交錯排列、混合排列?；旌鲜脚帕锌墒瑰N片軌跡不重復(fù)，打擊面廣，物料在粉碎室內(nèi)分布均勻等有點，比起均圖 5-1 錘片結(jié)構(gòu)圖 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 32布式的平衡性好，混合法更符合設(shè)計的要求，效率更高，故在本設(shè)

56、計中，14 塊錘片，采用四組混合排列，按 4-3-4-3 布置，其具體分布圖，如圖 6-3 所示：圖 5-2 錘片混合式排列5.2 錘片架的設(shè)計錘片架即為安裝錘片并與轉(zhuǎn)軸固定的機(jī)構(gòu)，錘片架的設(shè)計要實現(xiàn)如下幾個功能：1.錘片安裝不能固定，能旋轉(zhuǎn)并不能與內(nèi)部機(jī)構(gòu)互相干涉；o3602.與轉(zhuǎn)軸一起高速徑向運動，不能軸向移動；3.使錘片的有效打擊范圍達(dá)到粉碎室內(nèi)最大。另外，在錘片架設(shè)計中，參考以下數(shù)據(jù)：轉(zhuǎn)子直徑 D，錘片尺寸規(guī)格，粉碎室有效寬度，轉(zhuǎn)軸直徑 d，錘片數(shù)目以及排列方式。1B綜上考慮，錘片架設(shè)計包括以下幾個零件：2 個轉(zhuǎn)盤，4 套長螺栓，19 個不同規(guī)格的套筒。因考慮到內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特殊性，螺栓未

57、能采用國家標(biāo)準(zhǔn)。這個錘片架結(jié)構(gòu)的設(shè)計原理是：14 個錘片分布在四個長螺栓上，每個錘片之間通過不同套筒進(jìn)行軸向定位，徑向無需定位，然后四個螺栓連接兩個轉(zhuǎn)盤，這個就構(gòu)成了整個錘片架，其錘片架通過鍵與轉(zhuǎn)軸連接一起運動。其效果圖如圖 6-4 所示： 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 33圖 5-3 錘片架結(jié)構(gòu)設(shè)計5.2.1 轉(zhuǎn)盤設(shè)計如圖 5-5 所示，轉(zhuǎn)子直徑 D=300mm，錘片總長 84mm，其銷孔至錘片頂端距離長 60mm，所以,D1=300-2*60=180 mm考慮轉(zhuǎn)盤不宜過大，故取 D2=220mm。d=40mm，轉(zhuǎn)盤與轉(zhuǎn)軸通過鍵連接，故 d 與轉(zhuǎn)軸直徑相等，取 d=40mm。其鍵槽尺寸根據(jù)機(jī)

58、械設(shè)計手冊查得為 12x8mm。d1 為螺釘孔，而螺釘大小有錘片銷孔決定，故螺釘尺寸為 M8，螺孔應(yīng)取比螺釘稍大一點，所以，取 d1=9mm。另外，考慮到粉碎室內(nèi)有效寬度，取轉(zhuǎn)盤厚度 =6mm。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 34圖 5-4 轉(zhuǎn)盤尺寸結(jié)構(gòu)5.2.2 螺栓設(shè)計本錘片架上螺栓主要作用有：1.連接兩轉(zhuǎn)盤，并固定整個結(jié)構(gòu)；2. 14 個錘片分別安裝于四個螺栓上面，由套筒進(jìn)行定位。所以，螺栓各尺寸需按照結(jié)構(gòu)需要而定，因粉碎室寬有效粉碎寬度B1=120mm，又因為轉(zhuǎn)盤厚度 =6mm，加上螺母長度 6mm,并留有 4mm 的余量，22 設(shè)計圖如下圖 6-6 所示，尺寸結(jié)構(gòu)計算如下：L=B1+

59、2+6+6+4+2+2=152mm；l=6+6+4=16mm； (6-4)d1=8mm；d2=16mm。圖 5-5 螺釘尺寸結(jié)構(gòu) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 355.2.3 套筒設(shè)計本錘片架的套筒作用就是用來給錘片定位，又因為錘片的排列方式為混合法排列，故存在不同長度的套筒 14 個，經(jīng)過計算，套筒長度有三種，30mm，9mm，25.5mm。30mm 套筒為錘片之間的套筒，共 10 個，9mm，25.5mm 為兩段固定的套筒，各 2 個。套筒主要固定在螺栓上，故其內(nèi)徑d1=8mm，外徑 d4=12mm，具體設(shè)計及結(jié)構(gòu)如圖 5-7，圖 6-8 所示：圖 5-6 套筒尺寸圖 河南機(jī)電高等專科學(xué)校

60、畢業(yè)設(shè)計 36第 6 章 組合篩的設(shè)計篩片作為控制粉碎粒度的重要工作部件，其面積、篩孔形狀、孔徑、開孔率對粉碎機(jī)度電產(chǎn)量均有重要影響。目前粉碎機(jī)的篩片是具有一定開孔率和一定開孔形狀的薄鋼片，一般是圓形沖孔篩，并有一套不同孔徑的篩片用以調(diào)節(jié)粉碎飼料粒度大小，滿足不同的要求，其布置形式是成一定形狀包裹轉(zhuǎn)子。6.1 組合篩的結(jié)構(gòu)和原理分析6.1.1 組合篩的結(jié)構(gòu)針對第一節(jié)中所分析的情況，本設(shè)計采用組合篩片的方式來提高物料的粉碎效率。其結(jié)構(gòu)由齒條板、篩片、湍流板等組合而成，其結(jié)構(gòu)如圖 7-1 所示：6.1.2 組合篩工作原理物料在粉碎腔內(nèi)不同位置所處的狀態(tài)是不同的。物料處于粉碎機(jī)上部時，只受錘片的打擊

61、，幾乎沒有過濾狀態(tài)；物料處于轉(zhuǎn)子下半圓時才有很大的過濾機(jī)會。因此，完全可針對物料所處的狀態(tài)將篩片分為幾個部分，在篩子上部可采用撞擊板代替篩片（目前這種替代已用于粉碎機(jī)中，本文只是從篩片設(shè)置完整性的角度作進(jìn)一步配合運用），其覆蓋弧度1/4。撞擊板為齒條型等。這樣物料在受到錘片打擊后以一定的動能撞擊到撞擊板上進(jìn)行第二次破碎，然后反彈向錘片進(jìn)行多次粉碎，撞擊板的刃片會對物料產(chǎn)生較強的破碎力，使物料易于粉碎。物料和錘片存在著同速運動，對粉碎不利，只有加大兩者間的速度差才能提高粉碎效率。 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 371、錘片 2、齒形條 3、湍流板 4、篩片圖 6-1 組合篩結(jié)構(gòu)圖本設(shè)計將從增加物

62、料和錘片的速度差入手，并引入流層換位的概念，以提高粉碎效率。將 3/4 以下的篩片分為 2 片，中間增設(shè)湍流板。為橢圓形的面，橢圓面用不銹鋼或其它耐磨材料制作。湍流板設(shè)置軸向可調(diào)，以適應(yīng)不同物料及其過篩要求。湍流板的作用是使物料環(huán)在篩面上高速移動時突遇外力作用而出現(xiàn)短暫的停頓，這一停頓將減少物料對篩片的摩擦，同時慣性的作用使物料之間產(chǎn)生剪切力，使物料破碎，慣性又增加物料間的碰撞，物料因撞擊而破碎。環(huán)流層繼續(xù)沿橢圓面向下移動，處于內(nèi)側(cè)的細(xì)料粒層將因為慣性先向前移動而轉(zhuǎn)至外側(cè)，和篩片接觸，繞開粗料粒層的阻礙而通過篩片。由于在橢圓面頂處與錘片間隙減小，流速加快，物料重新獲得高動能向下移動，同時橢圓面

63、對物料粒的漫反射作用使物料又進(jìn)入粉碎區(qū)，錘片獲得捕捉物料的機(jī)會進(jìn)行打擊粉碎。見圖 7-2 所示：圖 6-2 湍流板的工作原理 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 38設(shè)計于篩片底部的湍流板除了以上作用外，還可以消除篩片底部的潤滑層（相對禁止層）。截面變化使氣流加速，氣流的高速流動會存在引射作用，這種引射會使物料進(jìn)入錘片捕獲區(qū)被再次粉碎，并重新獲得動能向前移動，既提高篩片的利用率，又提高粉碎效率。關(guān)于這點即使振動篩片也無法解決，因為此處的振動趨于水平，物料左右移動而無法拋開。本設(shè)計中的湍流板可設(shè)計成篩片并將其彎成有一定弧度的面來替代，可用凸起的物塊設(shè)置在篩片上，和湍流板一樣可調(diào)。6.1.3 組合篩的效

64、果通過粉碎機(jī)對物料粉碎過程和篩片的作用分析，改變現(xiàn)有的篩片結(jié)構(gòu)，提高錘片對物料的有效捕捉，突破現(xiàn)有的錘篩間隙理論，從篩體的功能出發(fā)將篩體由篩片、湍流板組合成多個弧面，對物料進(jìn)行減速，加強破碎；對于高水分、油性、吸附力強的超細(xì)粉碎，其作用將會更加明顯。6.2 篩片的設(shè)計與選擇錘片式粉碎機(jī)上所用篩片多為圓孔篩，篩孔大小分 4 個等級，細(xì)孔直徑 1-2mm；中孔直徑 3-4mm；粗孔直徑 5-6 mm；大孔直徑 8 mm 以上。合理選取篩片面積是提高粉碎機(jī)度電產(chǎn)量的又一重要措施，一般來說，S 較大粉碎后的物料能盡快排出篩外，而使度電產(chǎn)量較高。篩片的通過性能受有效篩理面積的百分比 K影響極大，K 為篩

65、片上篩孔總面積占整個篩面面積百分比，按下式計算： (7-1)22dK90.7t式中：d 為篩孔直徑（mm）T 為篩孔孔距（mm） 。K 值隨篩孔直徑的增大而增大，隨篩孔孔距的增加而減少。另外，如配以適當(dāng)面積和形狀的齒板，雖然 S 小了，但由于齒板的存在改變了環(huán)流層的運動狀態(tài)會增加粉碎效果，度電產(chǎn)量反而提高。根據(jù)以上設(shè)計公式，以及本畢業(yè)設(shè)計課題的要求，因其為小功率粉碎機(jī)，設(shè)計兩種的篩片，篩孔分別為設(shè)為 1mm 和4mm?？刹榈乃鶎?yīng)的 t 值為 2mm、5.5mm。分別取厚度 為 1mm、1.5mm，則 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計 39其有效百分?jǐn)?shù) K 分別為 22.7 和 48.2。又根據(jù)總

66、體設(shè)計中，知道粉碎室總體寬度為 150mm，轉(zhuǎn)子直徑 D 為300mm。有經(jīng)驗數(shù)據(jù)可知，篩錘之間的距離可取 6、12、20mm 三個等級，經(jīng)過驗算，本設(shè)計取篩錘間距離 為 12mm，而在章第二節(jié)中，設(shè)計篩片為 2 塊，所以每塊篩片的寬度為 150mm，其長度可通過公式： (7-2)1(2 )35DllL式中：D 為轉(zhuǎn)子直徑 ，D=300mm； l 為篩錘間距離，l=12mm； l1為湍流板的長度，取 l1=30mm。代入各數(shù)據(jù)求得，L=185mm；同時，也可得知，齒形條長度為 185mm。其具體的篩孔布置及篩板的基本尺寸如圖 7-3 所示：圖 6-3 篩孔布置及篩片基本外形尺寸 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計 40第 7 章 零件的裝配7.1 solidworks 軟件簡介SolidWorks 公司成立于 1993 年，由 PTC 公司的技術(shù)副總裁與 CV 公司的副總裁發(fā)起，總部位于馬薩諸塞州的康克爾郡（Concord,Massachusetts）內(nèi)，當(dāng)初所賦予的任務(wù)是希望在每一個工程師的桌面上提供一套具有生產(chǎn)力的實體模型設(shè)計系統(tǒng)，SolidWorks 軟件是世界上第一個基于 Windo