【溫馨提示】 dwg后綴的文件為CAD圖，可編輯，無水印，高清圖，壓縮包內文檔可直接點開預覽，需要原稿請自助充值下載，請見壓縮包內的文件及預覽，所見才能所得，請細心查看有疑問可以咨詢QQ：414951605或1304139763
齒爪式粉碎機的設計,姓名：肖莉莉 班級： 機制1004班 學號： 20101174 指導老師：吳彥紅,工作原理,物料從定齒盤中部的進料管流入，由動齒盤最里層的兩個攪拌齒撥入粉碎區(qū)，在高速旋轉的動齒盤上圓齒和扁齒的打擊下，碎成小塊。物料在離心力和打擊力作用下，有的與篩片碰撞，彈回粉碎區(qū)再次受大打擊；有的與定齒相撞進入動、定齒間，或進入扁齒與篩片間，進一步被磨碎。動齒盤高速旋轉形成的風壓，是合格的成品穿過篩孔排出；較大的顆粒留在篩片內繼續(xù)受打擊、碰撞和摩擦，進一步粉碎后，通過篩孔排出。,電動機的選擇,實驗結果表明：線速度80-85米/秒時單位電耗最低，低于80米/秒或高于100米/秒時，單位電耗增大。當動齒盤直徑為310mm時，取主軸轉速為5000r/min 。而電動機的轉速沒有這么高的，則可以利用皮帶。則選轉速為3000r/min 的Y132S1-2電動機。,,,,,粉碎機的結構設計,帶輪 機體 側蓋 定齒盤 動齒盤,帶輪,由于電動機的轉速3000r/min，小帶輪選直徑100mm，經過計算，大帶輪的直徑為170mm,機體,由灰鑄鐵鑄成。機體為整體式結構，主軸呈懸臂狀，軸承座與機體鑄成一體，同心度較好。,側蓋,側蓋的內、外壁上分別安裝定齒盤與進料管。壓緊手輪將側蓋緊壓在機體上，構成封閉的粉碎室。,定齒盤,定齒盤外圈單9齒、內圈單5齒，粉碎物料的度電產量最高，物料能及時排出，溫升較小。粉碎粗物料時，度電產量變化不大。,動齒盤,材料為鋼，動齒在動齒盤上交錯排列成四圈，按其作用從外圈到里圈依次為粉碎齒（4個扁齒）、細碎齒（4個圓齒）、粗碎齒（4個圓齒）和攪拌齒（2個圓齒）。,設計好主要部件后，還有進料斗，進料管，出料斗。接下來就是軸的設計，軸設計好了之后，就是鍵的選擇，并計算好皮帶輪的中心距，計算機架的高度。,謝謝！, 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 摘要 齒爪式粉碎機是一種能將物料粉碎的機械設備。齒爪式粉碎機，在機座上 裝有主機，主機包括有機體以及和機體連接在一起的活門組成粉碎室，機體內 裝有軸承以及由軸承支承的主軸，主軸伸出機體外部的一端裝有皮帶輪，在粉 碎室內的一端裝有動齒盤，軸承兩端裝有內端蓋和外端蓋，動齒盤上緊固有數(shù) 圈鋼齒，與固定在活門里的齒盤交錯配置，活門上端有入料口，入料口上面裝 有盛料斗，活門下端有出料口。優(yōu)點是結構簡單、合理，可以用多種動力機械 驅動，可以篩不同粗細的物料。可以廣泛用于糧食、飼料、化工原料及中草藥 的粉碎。 目前，國內消費市場中“齒爪式粉碎機”頻頻上市，散發(fā)出誘人的魅力， 展示著亮麗的市場前景，業(yè)內人士認為， “齒爪式粉碎機”市場消費面寬，功能 新穎獨特，它將成為家庭生活的“好伴侶” 。本文主要論述了“齒爪式粉碎機” 的機械結構、外觀及其設計。 關鍵詞： 齒爪式粉碎機 ;動齒盤 ;網篩 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 Abstract Jaw crusher is a kind of material can be crushing machinery and equipment. Jaw crusher, a host machine installed on the base, including the organism and host body connection valve together. The crushing chamber, the body is provided with a bearing and spindle bearing, one end of the spindle extends out of the external is provided with a belt pulley. a driven gear disc is arranged at one end of the crushing chamber, two ends of the bearing is provided with an inner end cap and the outer end cover, the movable tooth disc is fastened with a few laps steel teeth, and is fixed in the valve in the valve gear stagge red configuration, a material inlet, inlet is provided with a hopper, a valve are arranged. Has the advantages of simple and reasonable structure, can be driven by a variety of power machinery, can screen of different thickness of the material. Can be widely used for grinding rain, feed, chemical raw materials and herbal medicine. At present, the domestic consumption market “ Jaw crusher“ frequently listed, send out an attractive charm, showing bright prospect of market, the personage inside course of study thinks, “ Jaw crusher“ market consumption wide, the function is novel and distinctive, and it will become family life of “good partner“. This paper mainly discusses the “ Jaw crusher“ mechanical structure, appearance and design. Keywords : jaw crusher ; move tooth disk ; mesh screening 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 目 錄 1 粉碎機的簡介 1 1.1 粉碎機的分類 .1 1.2 粉碎機的發(fā)展狀況及前景 .1 2 齒爪式粉碎機的結構設計 3 2.1 粉碎機的工作原理 .3 2.2 粉碎機的結構組成 .3 3 粉碎機主要工作部件 5 3.1 機體和側蓋 .5 3.2 進料斗 .5 3.3 定齒盤 .5 3.4 動齒盤 .6 3.5 篩片 .7 4 影響齒爪式粉碎機工作的主要因素 8 5 部件裝配工藝分析 9 6 電動機的選擇 .10 7 帶傳動的設計計算 .11 7.1 確定 V 帶型號和帶輪直徑 11 7.2 計算帶輪 11 7.3 求中心距 A 11 7.4 帶輪計算 12 7.5 帶基準長度 12 7.6 求帶輪包角 12 7.7 求帶根數(shù) 12 7.8 求軸上載荷 12 7.9 帶輪結構 13 8 軸的設計計算 .14 8.1 軸的轉速 14 8.2 軸的輸入功率 14 8.3 軸轉矩 14 8.4 軸直徑的初步確定 14 8.5 軸的設計 14 9 軸承的選擇 .16 10 鍵的選擇 17 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 11 主軸的強度校核 18 11.1 作用在軸上的力的分析 .18 11.2 軸的結構形狀、尺寸及受力簡圖 .18 12 動齒盤的強度校核 22 12.1 動齒盤的受力分析 .22 12.2 動齒盤扁齒的抗彎強度校核 .22 12.3 動齒盤圓齒的抗彎強度校核 .23 13 定齒的強度校核 25 14 軸承壽命的計算 27 14.1 軸承的受力分析 .27 14.2 軸承壽命的計算 .27 參 考 文 獻 29 附 錄 30 一、生產操作 30 二、設備維護 31 三、篩網的修理和更換 31 四、V 帶的張緊與維護 32 致 謝 33 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 1 1 粉碎機簡介 1．1 粉碎機的分類 粉碎實質上是通過輸入能量使得物料的比表面積增大的過程。在此過程中， 能量消耗在表面積增大、顆粒變形、摩擦、組織結構的變化等方面。對于不同 性質的原料，不同粉碎作用方式，不同的輸入能量，粉碎過程也不同。對于該 過程的了解有助于對粉碎機械的理解和生產實踐中分析及解決問題能力的提高。 按成品粒度分為普通粉碎機（成品粒度 目） 、微粉碎機（ 成品粒度80?%80 目）和超微粉碎機（成品平均粒度 目） 。80? 2? 按粉碎機械的結構特征可將飼料粉碎設備分為五類：錘片式粉碎機、齒爪 式粉碎機、盤式粉碎機、輥式粉碎機和破碎機。其中錘片式粉碎機應用最為廣 泛，其結構簡單，操作方便，價格便宜，適應性廣。 齒爪式粉碎機又稱為自由式粉碎機。齒爪式粉碎機的特點是結構簡單，粉 碎室比較窄，篩片包角為 360 度，生產效率比較高，但噪聲和粉塵比較大，國 產齒爪式粉碎機有 FFC 型系列產品。 1．2 粉碎機的發(fā)展現(xiàn)狀及前景 飼料行業(yè)屬于高耗能行業(yè)之一，選購設備應該考慮到長期的節(jié)能使用，使 用粉碎機也是如此，要優(yōu)選低耗能產品，兼顧粒度和產量。每種粉碎機都有其 最適合的工作場合，畜禽飼料粒度較粗，適合使用錘片式粉碎機，水產飼料要 求高粒度，適于使用齒爪式粉碎機。 齒爪式粉碎機在粉碎機粒度高、能耗低這兩點上具有綜合的優(yōu)勢，在水產 飼料行業(yè)有良好的聲譽，除蟹、鰻以及某些小型魚蝦類的餌料要求達到 95%過 80 甚至 100 目，需要配備超微粉碎機外，一般水產飼料只要在 0.5— 1.2mm? 篩孔范圍內更換篩片，齒爪式粉碎機的粉碎粒度完全可以滿足絕大部分水生動 物飼料的要求?？梢赃@么說：齒爪式粉碎機是水產飼料行業(yè)最實用的粉碎機型。 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 2 目前，隨著我國農業(yè)機械化水平的不斷提高，使得各項農業(yè)活動有了長足 的發(fā)展和提升，尤其是作物種植密度的增大和單位面積產出率的大幅增加，這 就使得收獲后的秸稈處理成為了影響農業(yè)活動的一大難題。傳統(tǒng)的農家肥已經 不能吸納過多的作物秸稈，而現(xiàn)行的大田焚燒秸稈又會導致生態(tài)環(huán)境的破壞及 增加火災風險，已經被各級政府相關部門勒令明文禁止，此外，秸稈的粉碎還 田也出現(xiàn)了一系列相應的問題和危害，例如，病蟲害的泛濫和對后期播種出苗 率的影響。 正是在這樣的時代背景下，青飼料、干飼料粉碎機行業(yè)迎來了發(fā)展的大好 時機。將作物秸稈粉碎后用作牲畜家禽的供養(yǎng)飼料可謂是一舉多得，大大解放 了農業(yè)生產機械的發(fā)展進程和水平。 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 3 2 齒爪式粉碎機的結構設計 2．1 粉碎機的工作原理 在物料加工過程中，常常使用壓碎、劈碎、剪碎、擊碎和磨碎的方式將谷 物、秸稈等原料進行粉碎： (1)壓碎。物料在兩平面之間受到緩慢增長的壓力作用而被粉碎。對于大塊 物料，第一步采用此法處理。擠壓粉碎適用于脆性物料，食品加工中常用的是 對輥粉碎機，如對輥的線速度相等，則為純粹的擠壓過程。 (2)劈碎。物料受到楔狀刀具的作用而被分裂。多用于脆性，韌性物料的破 碎，能耗較低。 (3)剪碎。物料在兩個破碎工作面間，如同承受載荷的那個支點(或多支點) 梁，除了在外力作用點受劈外，還發(fā)生彎曲折斷。多用于較大塊的長或薄的硬 脆性物。 (4)擊碎。物料在瞬間受到外來的沖擊力而被破碎。沖擊的方法較多，如在 堅硬的表面上受到外來沖擊體的打擊，高速運動的機件沖擊物料，高速運動的 物料沖擊到固定堅硬物體上，物料塊之間的相互沖擊等。此種方法多用于脆性 物料的粉碎，粉碎范圍很大。 (5)磨碎。物料在兩工作面或各種形狀的研磨之間受到摩擦，剪切作用而被 磨削成為細粒。多用于小塊物料或韌性物料的粉碎。 在粉碎操作上，所使用的粉碎方法應根據(jù)物料的物理性質，塊粒大小以及 需要粉碎的程度而定，實際操作時常常采用兩種或兩種以上的方法組合進行。 目前，飼料工業(yè)用于谷物飼料的粉碎，以擊碎和磨碎應用最廣。隨著近年來飼 料工業(yè)的快速發(fā)展，為適應養(yǎng)殖業(yè)對飼料的多種需求，飼料粉碎機在結構、類 型、生產能力、功能等方面有了很大的發(fā)展，粉碎機的類型呈現(xiàn)多樣化的發(fā)展 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 4 趨勢。 2．2 粉碎機的結構組成 齒爪式粉碎機如裝配圖所示，由進料斗、機體、側蓋、動齒盤、定齒盤、 篩片、機架等主要零部件組成。 物料從定齒盤中部的進料管流入，由動齒盤最里層的兩個攪拌齒撥入粉碎 區(qū)，在高速旋轉的動齒盤上圓齒和扁齒的打擊下，碎成小塊。物料在離心力和 打擊力作用下，有的與篩片碰撞，彈回粉碎區(qū)再次受大打擊；有的與定齒相撞 進入動、定齒間，或進入扁齒與篩片間，進一步被磨碎。動齒盤高速旋轉形成 的風壓，是合格的成品穿過篩孔排出；較大的顆粒留在篩片內繼續(xù)受打擊、碰 撞和摩擦，進一步粉碎后，通過篩孔排出。 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 5 3 粉碎機主要工作部件 3.1 機體和側蓋 由灰鑄鐵鑄成。機體為整體式結構，主軸呈懸臂狀，軸承座與機體鑄成一 體，同心度較好。側蓋的內、外壁上分別安裝定齒盤與進料管。壓緊手輪將側 蓋緊壓在機體上，構成封閉的粉碎室。 3.2 進料斗 齒爪式粉碎機進料斗一般由薄鋼板制成。加工物料時，直接將物料加入進 料斗，用調節(jié)板控制流量。 3．3 定齒盤 用灰鑄鐵鑄成，分內外兩層，內層為粗碎齒，外層為細碎齒，均固定在側 蓋內壁上。270 型、310 型、330 型的內、外齒盤鑄成一體；370 型和 450 型則 分別鑄出。310 型定齒盤如圖所示。對 310 型定齒盤進行四種齒數(shù)試驗，即： （1）外圈 27 齒、內圈 9 齒；（2）外圈雙 9 齒、內圈 9 齒；（3）外圈單 9 齒、 內圈單 5 齒；（4）卸掉定齒盤。結果表明：外圈單 9 齒、內圈單 5 齒，如圖 3-1 所示，粉碎物料的度電產量最高，物料能及時排出，溫升較小。粉碎粗物 料時，度電產量變化不大。 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 6 圖 3-1 3．4 動齒盤 材料為 鋼，動齒在動齒盤上交錯排列成四圈，按其作用從外圈到里圈依3A 次為粉碎齒（4 個扁齒） 、細碎齒（4 個圓齒） 、粗碎齒（4 個圓齒）和攪拌齒 （2 個圓齒） 。 齒爪式粉碎機的扁齒原為“T”形，使用中發(fā)現(xiàn)，物料大部分是在動齒盤與 定齒盤之間被粉碎的，而扁齒與機體內側固定齒圈相對應的工作部分磨損較少， 粉碎作用不大。因此系列設計中將“T”形扁齒改為“L”形，取消機體內側固 定齒圈，使機體變窄，減輕了整機重量，節(jié)省了鋼材。實驗表明，改進后機器 的性能指標還稍有提高。此外，機體改窄后，篩片寬度減小，剛度相應增加， 延長了使用壽命，增強了粉碎室內的風壓，排料也比較通暢。 扁齒的基本尺寸和形狀如圖 3-2 所示，用沉頭螺釘固定在動齒盤上。材料 為 45 鋼，工作部分（A）熱處理后硬度為 HRC40-48，扁齒四個一組。 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 7 圖 3-2 圓齒與動齒盤用螺紋連接，動齒盤如圖 3-3 所示。材料為 45 鋼，在 范2L 圍內熱處理，硬度為 HRC40-48。 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 8 圖 3-3 3.5 篩片 采用排粉性能良好、生產率較高的環(huán)形篩片。 先將篩片放在甲、乙兩篩圈 中間，用螺釘將篩片壓緊，如圖所示，然后整體放入機體內的篩托上。此種結 構裝卸比較方便，錘篩間隙均勻一致,篩片用普通碳素鋼冷軋鋼帶制成。 篩片的型號有很多種，應根據(jù)物料粒度的不同要求和種類不同，來選擇不 同規(guī)格的篩片。如粉碎玉米時，供仔豬、肥育豬、肉用仔雞前期及生長雞的配 合料，選用直徑 3 毫米篩孔就可以了。具體的選用由實際情況決定。 篩片與機體應有適當距離。距離過小時，粉塵不僅滯留在機體壁面上，也 容易堵塞篩孔，同時散熱差，料溫較高，當物料含水率高時，堵塞現(xiàn)象更為嚴 重。距離過大時，環(huán)帶內的氣流速度太低，不易將粉碎物帶走，也容易產生堵 塞。經多次試驗，此距離以 40 毫米為宜。 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 9 4 影響齒爪式粉碎機工作的主要因素 影響齒爪式粉碎機工作的主要因素與錘片式粉碎機基本相同。除物料的品 種、物料的濕度和篩孔的大小等因素外還有： 1.扁齒的線速度 它是影響齒爪式粉碎機工作性能的主要參數(shù)。動齒盤直 徑一定時，扁齒線速度隨轉速變化。線速度過高時，雖然打擊粉碎作用增強， 但動齒盤消耗的空載功率上升，單位電耗不一定最低，而機器制造誤差引起的 機器振動加劇，降低了軸承使用壽命。線速度過低時，物料不易被粉碎，生產 率也不高。實驗結果表明：線速度 80-85 米/秒時單位電耗最低，低于 80 米/秒 或高于 100 米/秒時，單位電耗增大。線速度高時粉碎物略細。據(jù)此，系列設計 的齒爪式粉碎機扁齒線速度取為 80-85 米/秒。 2.扁齒與篩片間隙 這是影響齒爪式粉碎機工作的又一重要參數(shù)。實驗結 果表明：粉碎物料時，齒篩間隙由 7.5 毫米增到 20 毫米，單位電耗逐漸降低， 粉碎物也較粗。間隙增到 23 毫米時，篩面上的物料不易排出進料口有反噴現(xiàn)象， 效率顯著降低。據(jù)此，系列設計的齒篩間隙取為 10-20 毫米。 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 10 5 部件裝配工藝分析 該機殼體采用分體式結構，加工制造方便，裝拆簡單且機體與端蓋、側蓋 與定齒盤、進料管和側蓋之間均采用螺釘連接，工作部件破損后可及時拆換。 方齒工作表面與定齒相應工作表面之間的間隙均為 3.5mm，即可滿足對成品粒 度的大小要求又至使得物料擁堵堆積，物料流動暢通，工作效率高。主軸末端 聯(lián)接部分嵌入動齒盤，加以螺母固定，使得結構對稱，有利于減輕振動，而且 定位方便，安裝效率高。另外，齒篩間隙對粉碎機的工作性能也有很大的影響， 動齒盤和篩面的搓擦作用可進一步減小物料的粒徑，且合適的齒篩間隙可使動 齒盤高效地帶動物料在粉碎室內形成流動層，以增大物料的過篩機會。 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 11 6 電動機的選擇 根據(jù)粉碎機的工作條件及生產要求，在電動機能夠滿足使用要求的前提下， 盡可能選用價格較低的電動機，以降低制造成本。由于額定功率相同的電動機， 如果轉速越低，則尺寸越大，價格越貴。粉碎機動齒所需要的線速度為 。查表得：當動齒盤直徑為 310mm 時，其主要技術參數(shù)為：sm/85~0 配套動力（千瓦）：4-5.5 轉速（轉/分）：4900-5100 扁齒線速度（米/秒）：79.5-83 取主軸轉速為 5000r/min，故選用 Y 系列（IP44）型三相籠型異步電動機。 Y 系列三相籠型異步電動機是按照國際電工委員會（IEO）標準設計的，具 有國際互換性的特點。其中 Y 系列（IP44）電動機為全封閉的自扇冷式籠型三 相異步電動機，具有防灰塵、鐵屑或其它雜務物侵入電動機內部之特點,B 級絕 緣,工作環(huán)境不超過 40℃,相對溫度不超過 95%,海拔高度不超過 1000m,額定電 壓為 380V,頻率 50HZ,適用于無特殊要求的機械上，如農業(yè)機械。 Y 系列三相籠型異步電動具有效率高、啟動轉矩大、噪音低、結構合理產 品先進、應用很廣泛。其主要技術參數(shù)如下： 型號： 213?S 同步轉速： min/0r 額定功率： kwN5.? 滿載轉速： i/29 堵轉轉矩/額定轉矩： )/(.NTn? 最大轉矩/額定轉矩： m 質量： kg64 機座中心高： 12 該電動機采用立式安裝，機座不帶底腳，端蓋與凸緣，軸伸向下。 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 12 7 帶傳動的設計計算 根據(jù)設計方案及結構，該機選用普通 V 帶傳動,它具有緩和載荷沖擊、運行 平穩(wěn)、無噪音、中心距變化范圍較大、結構簡單、制造成本低、使用安全等優(yōu) 點。 已知：電動機功率 ， 電動機轉速 ，粉碎機主kwp5.?min/290rn? 軸轉速 。min/502rn? 7.1 確定 V帶型號和帶輪直徑 工作情況系數(shù) 2.1?AK 計算功率 5.??PC kwPC6.? 選帶型號 A 型 小帶輪直徑 取 mD10? 大帶輪直徑 帶傳動滑動率 ε 一般為 1%～2% 取 ε=1% mn69.170295.)(212 ???? 取 mD1702? 大帶輪轉速 in/76.29170519.)(212 rDn????? 7.2 計算帶長 求 mD135212???m mD135? 求 △ mD0712?△ △ 7.3 求中心距 a 取h???）（ 21215.0)( h8? )107(.)7(a 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 13 ma5.16540? 根據(jù)實際確定：中心距 ? 7.4 帶長計算 2cos22)(11 raDrL????? = maDm 35.146503????? 7.5 帶基準長度 取 mLD14 7.6 求帶輪包角 小輪包角： ????? 6.1705780618012 ???????a? 7.7 求帶根數(shù) smnDV/.65601??? 傳動比 8.0291?i 帶根數(shù) ZkwP5.0 98?? 6.lk 470P△ 58.296.0).25()(0 ????????lckpZ? 取 3 7.8 求軸上載荷 單根 V 帶張緊力 mkgq/10.? 20)5.2(qVVZPFc??? = 217.60.98.017.6?? 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 14 取 N07.264?NF7.260? 軸上載荷： .17sin.3sin10 ????ZFQ 取 N158? 7.9 帶輪結構 帶速 時的帶傳動，其帶輪內一般用 HT200 制造，高速時應使用smV/30? 鋼制造，帶輪的速度可達到 。由于該機帶速為 ，故帶輪材s/45smV/17.26? 料選用 HT200。在設計帶輪結構時，應使帶輪易于制造，能避免因制造而產生 過大的內應力，重量要輕。查表得，孔徑 ，帶輪直徑db~0 時，可采用輪輻式和腹板式兩種，當考慮到易于制造時，應采用腹md170? 板式。中小直徑的帶輪可以采用腹板式，更小的帶輪可以制造為圓柱形。故該 機小帶輪制造為腹板式。 帶截面尺寸和帶輪輪緣尺寸： 帶型號：A 型 頂部寬 ：13㎜ 節(jié)寬 ：11.0㎜ 高度 ： Vbpbhm8 帶輪基本參數(shù)： 基準線上槽深 ，取 ； mha75.2in?ha3? 基準線下槽 ，取 ；f8i f9 槽間距 ， 槽邊距 ； e15 最小輪緣厚 ，取 ；m6in??10?? 帶輪寬度 （ —輪槽數(shù)） ， 外徑feZB2)(??ZahD20?? 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 15 8 軸的設計計算 8.1 軸的轉速 已知：電動機轉速 ,粉碎機主軸轉速 ，傳動min/290rn? min/502rn? 比 58.0?i 8.2 軸的輸入功率 電動機 kwP5.1? 粉碎機主軸 kw17.594.0012???? ——電動機與主軸的傳遞效率，帶傳動01 94.01?? 8.3 軸轉矩 電動機轉矩 ： dT mNnPdd ????50.1.9502 粉碎機主軸 ： 2 ?2.7.12 8.4 軸直徑的初步確定 選材：45 鋼，調質處理， ,MpaB650??pas360?? 結構設計：由《機械設計》確定軸的最小直徑： ?? 6339.102tdCn???? 其中： ——許用切應力， 由表 16.2 t? ??Mpat5?? ——軸傳遞功率 ，PkwP17.5? ——主軸轉速，nmin/02rn ——系數(shù) ，C 由上式可得： 。md3.1? 8.5 軸的設計 軸結構設計的一般原則：軸上零件的布置應使軸受力合理；軸上零件定位 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 16 可靠，拆裝方便；軸應采用各種應力集中和提高軸疲勞強度繁的結構措施；應 具有良好的結構工藝性，便于加工制造和保證精度；對于要求剛性大的軸，還 應從結構上考慮減小軸的變形。根據(jù)以上原則，確定出軸的結構尺寸。 在該設計中，軸的軸向固定采用軸肩——軸端擋圈的固定方法：軸肩結構 簡單，可以承受較大的軸向力，軸端擋圈常用于軸端零件的固定， 。為了保證軸 的疲勞強度，軸肩處采用過渡圓角，且圓角不應太小。 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 17 9 軸承的選擇 根據(jù)對該粉碎機的結構和對軸的受力分析可知，由于動齒盤為對稱排列， 在轉子的轉動過程中動齒盤所產生的離心力相互抵消，軸承受到動齒盤產生的 徑向力為零，但是由于轉子自己會產生一定的離心力；同時由于轉子自身的重 力，會使軸承受到軸向力。因此，在工作過程中軸承同時受到軸向和徑向載荷 的作用，且軸承受到的軸向載荷較大，故選擇圓錐滾子軸承中大錐度軸承 33205。其主要參數(shù)為：軸承內徑 d=25mm、軸承外徑 D=52mm 。 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 18 10 鍵的選擇 鍵、軸的材料都是鋼，鍵采用靜聯(lián)接，沖擊輕微。鍵聯(lián)接的許用擠壓應力 ， ，取 。取轉軸主軸上與帶輪的連接鍵，動??MPap150~2????Pap135?? 齒盤與主軸的連接鍵選用普通平鍵：選用 GB1096——79（A 型） 。對于與帶輪輪 轂連接的鍵，其尺寸為 6×6×30. mbLl24630??? mhK365.0.??? ∴ ??pp MaKld pnldT ???? ????? .243015.112 63 該鍵可用 對于與動齒盤相連接的鍵，其尺寸為 8×7×18. mbLl108??? mhK5.37.05.?? ∴ ??pp MaKld pnldT ???? ????? 8.621.3023233 該鍵可用 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 19 11 主軸的強度校核 該機主軸與電動機軸聯(lián)接是通過帶傳動進行連接，傳遞轉矩，動齒盤固定 在軸上，因此可以認為動齒盤對軸的作用力為均布載荷均勻作用在軸上，動齒 盤通過鍵與軸聯(lián)接。由于動齒盤的排列呈對稱排列形式，在同一個平面上每個 動齒盤所產生的力相等，相互抵消。所以動齒盤產生的離心力對軸的變形無影 響，只受到動齒盤的作用力，使其產生彎曲變形，軸除受彎矩外，還受扭曲變 形。所以用彎扭組合變形對軸進行強度校核。 11.1 作用在軸上的力的分析 由于動齒盤上采用對稱排列方式，其產生的離心力相互抵消，合理為零。 計算動齒盤的作用力：根據(jù)鋼板重量的計算公式，不同厚度的鋼板每平方米的 理論重量，由 可以計算???SG 其中： ——給定厚度的鋼板每平方米的理論重量 2/mkg ——鋼板厚度 mS16? ——鋼板密度， ?3/85.7cg? 由于動齒盤面積為 26075.m???? 所以動齒盤總重量： kgSGM4.9.18.016133?????? 動齒盤重量： Ng92.4? 帶輪的作用力由前面計算得： FQ5 11.2 軸的結構形狀、尺寸及受力簡圖 （a）軸的結構形狀和尺寸如圖 11-1 所示 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 20 圖 11-1 由于電動機的安裝位子處于轉動軸的正下方，所以主軸的受力只要計算一 個方向的力既可以了，即垂直面的方向。 （d）垂直面(xz 平面)受力如圖 11-2 所示 圖 11-2 垂直面支承反力的計算 01??MFz 即 ： 29742????Qg 則： NF71415802 ?? 又由 得到：01?QFM 9 畫剪力圖（如圖 11-3 所示）： 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 21 圖 11-3 （f）垂直面彎矩圖（如圖 11-4 所示）： 圖 11-4 畫扭矩圖（如圖 11-5 所示）： 圖 11-5 該軸受彎矩和扭矩的作用，屬于彎矩和扭矩的組合變形 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 22 若按第三強度理論計算，則強度條件應為： ?????21TMW 又因為退刀鑿的存在，軸的最小直徑為 18mm。 即： ??spa????????17502.75.981032 所以軸的強度滿足要求。 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 23 12 動齒盤的強度校核 12.1 動齒盤的受力分析 由于動齒在動齒盤上的排列及其固定方式對動齒盤的受力情況有較大的影 響，從而影響動齒盤的強度，在對動齒盤進行校核時，應對其進行受力分析。 動齒盤采用厚度為 16㎜的優(yōu)質碳素結構鋼 A3 鋼板制造的。動齒在動齒盤上交 錯排列成四圈，按其作用從外圈到里圈依次為粉碎齒（4 個扁齒） 、細碎齒（4 個圓齒） 、粗碎齒（4 個圓齒）和攪拌齒（2 個圓齒） 。所以應對動齒盤進行強度 和剛度等方面得校核。 動齒盤高速旋轉的離心力和顆粒的碰撞力，由于動齒盤形狀為圓柱形，在它 上面各處直徑相同，則動齒盤各方向產生的離心力相等。 由于動齒盤各方向產生的離心力相等，在轉子進行轉動的過程中，轉子運行 較為平穩(wěn)，振動小，噪音小。 設粉碎齒受到的的碰撞力為 ,細碎齒受到的的碰撞力為 ,粗碎齒受到的的1F2F 碰撞力為 ，攪拌齒受到的的碰撞力為 。且它們到中心軸中心的距離分別為3F4 、 、 、 。md15?d12?md73?d35 另有： 4321 mNTdFF????025.17244321 得： NF8.5?2.1N3.7?7.4 12.2 動齒盤扁齒的抗彎強度校核 由于扁齒在工作時受到的碰撞力，且受力均勻，則可認為扁齒受到均布 載荷的作用， ，mLq??5.3840.11 均布載荷（如圖 12-1 所示）： 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 24 圖 12-1 剪力圖（如圖 12-2 所示）： 圖 12-2 彎矩圖（如圖 12-3 所示）： 圖 12-3 ???? ??????MpabhqlWM31.)08(1245.321 12.3 動齒盤圓齒的擠彎強度校核 由于圓齒在工作時受到的碰撞力，且受力均勻，則可認為圓齒受到均布 載荷的作用，只要算受力最大的圓齒，如果它滿足抗彎強度要求，則其他的圓 齒都滿足， mNLFq??2504.12 均布載荷（如圖 12-4 所示）： 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 25 圖 12-4 剪力圖（如圖 12-5 所示）： 圖 12-5 彎矩圖（如圖 12-6 所示）： 圖 12-6 ????? ??????MpadqlWM61.0164.3)(25163222 ）（ 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 26 13 定齒的強度校核 由于定齒的強度計算即是方齒的強度計算，且外圈單 9 齒、內圈單 5 齒， 設外圈齒受力為 ，內圈齒受力為 。且它們到中心軸中心的距離分別為1F2F 、 。md13?d92? 另有： 21 mNTd???025.17521 得： NF9.?7. 由于方齒在工作時受到的碰撞力，且受力均勻，則可認為方齒受到均布載荷 的作用，只要算受力最大的方齒，如果它滿足抗彎強度要求，則其他的方齒都 滿足， mLq???59.2604.11 均布載荷（如圖 13-1 所示）： 圖 13-1 剪力圖（如圖 13-2 所示）： 圖 13-2 彎矩圖（如圖 13-3 所示）： 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 27 圖 13-3 ???? ???????MpabhqlWM18.032106)4(59.321）（ 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 28 14 軸承壽命計算 初步設計該軸承的壽命為 ，根據(jù)該機的工作情況，軸承壽命按照h150 額定動載荷的方法計算較為合理：查手冊 33205 軸承主要性能參數(shù)如下： ， ， ， , ,NCor580?min/7r?脂 r/in9?油N29.0?e1.Y , 1.0Y 14.1 軸承的受力分析 圖 14-1 軸承所受徑向力為 ，NF109?271? 14.2 軸承壽命計算 附加軸向力 YS 6.1.21?? NFS7.59.2? 軸承軸向力 由于 軸承 2 被壓緊，故1S? a6.1 NFS7592? X、Y 值 ，查表得 ，ea??4.01. 1?X01? ，查表得 ，eFa???24.0716.592 12? 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 29 02?Y 沖擊載荷系數(shù) 考慮中等沖擊，查表得： df =1.5df 當量動載荷 NFYXfPad 5.1648)091(5.)(111 ?????? fd .27.222 軸承壽命 因為 ＞ ，只計算軸承 2 的壽命1 hPCnLrh 150864)5.410(96)(67032 ?????? 式中： ——以小時計算的軸承額定壽命，各種軸承的使用壽命有h 推薦值； ——轉子轉速（轉/分） ；n ——軸承壽命指數(shù)，對于滾子軸承， 。? 3/10?? 所以，軸承壽命滿足要求。 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 30 參 考 文 獻 [1] 邱宣懷主編.機械設計.高等教育出版社.第 4 版.1997 [2] 成大先主編.機械設計手冊（軸承）.化工工業(yè)出版社.2004 [3] 成大先主編.機械設計手冊（軸及其聯(lián)接）.化工工業(yè)出版社.2004 [4] 成大先主編.機械設計手冊（機架設計）.化工工業(yè)出版社.2004 [5] 成大先主編.機械設計手冊（潤滑與密封）.化工工業(yè)出版社.2004 [6] 趙衛(wèi)軍主編.機械設計基礎課程設計.科學出版社.2010 [7] 楊恩霞 劉賀平主編.機械設計課程設計.哈爾濱工程大學出版社.2009 [8] 劉鴻文主編.材料力學.高等教育出版社.第 5 版.2011 [9] 何銘新 錢可強主編.機械制圖.高等教育出版社.第 5 版.2004 [10] 蔣曉主編.AutoCAD 2008 中文版機械設計標準實例教程.清華大學出版社.2008 [11] 中國農業(yè)機械化科學研究所編.實用機械設計手冊（上）.中國農業(yè)機械出版社.1985 [12] 李烈柳主編.畜牧飼養(yǎng)機械使用與維修.金盾出版社.2009 [13] 崔建云主編.食品加工機械與設備.中國輕工業(yè)出版社.2004 [14] 張展主編.機械設計通用手冊.中國勞動出版社.1994 [15] 卜炎主編.機械傳動裝置設計手冊（上冊）.機械工業(yè)出版社.1999 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 31 附 錄 一、生產操作 齒爪式粉碎機的正確操作是連續(xù)正常生產的保證。操作不正確或疏忽大意，是造成事 故的主要原因。正確的操作和使用，也有利于提高生產能力。正確操作，就是嚴格按照設 備的操作規(guī)程開啟設備和停止運轉。操作規(guī)程是生產經驗的總結，并隨著設備的不斷改進 和提高，將逐步完善。 (1) 開車前準備工作 a 認真檢查粉碎機的主要零件，如定齒、動齒、篩片、軸承、V 帶輪及 V 帶是否完好、檢 查門和密封墊是否裝好，緊固螺栓等聯(lián)接件是否擰緊。主軸轉動是否靈活（應無卡阻碰撞 和其他障礙物） 。 b 檢查機殼內有無物料，若物料多，必須清理后方能開車。 c 檢查輸送管路（尤其是彎管和水平關，有力堵塞、漏氣和蜜蜂不嚴等問題。 d 軸承內是否有足夠的潤滑油脂。 e 檢查輔助設備如進料斗、出料斗插板導向條、流量插板等設備是否完好。 f 檢查完上述工作并把發(fā)現(xiàn)的問題及時處理以后，方可開車。 (2) 啟動、運轉中注意事項 a 準備工作完成后、即可啟動電機。電機啟動后應注意電機的啟動電流、啟動時間及空 載電流是否符合電機特性表。 b 設備正常運轉后，才能開動喂料設備向粉碎機內加料。喂料且可根據(jù)物料的粒度和含 水量，予以增減。增減量可根據(jù)電機的電流來控制。 c 操作時必須做到均勻、連續(xù)喂料，這樣可以提高產量。 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 32 d 嚴防金屬物及不宜粉碎物進入粉碎機內。 e 當電動機自動停車時，需查明原因，嚴禁強行啟動。 f 當發(fā)生以下情況時必須立即停止喂料，關閉電動機。并進行檢查和排除故障。 滾動軸承溫度超過 70 度； 發(fā)現(xiàn)有不正常的聲音（如金屬的擦碰聲）和大量粉塵外漏； 設備在運轉中發(fā)現(xiàn)有強烈震動時應立即停車； (3) 停車 a 先停喂料機，待粉碎機內物料全部被粉碎并送出粉碎機，方可停機。 b 停機后，打開檢查門，檢查動齒、定齒、篩片等易損件的磨損情況，為下次開車做好 準備工作。 二、設備維護 爪式粉碎機在生產運動中，受到物料和高速氣流的沖擊、摩擦、碰撞和機器本身產生 的震動，使軸承、主軸、齒爪、等等部件磨損、變形、損壞以致失去正常的工作能力。因 此應對設備進行日常維護。以便預防設備過于地磨損和損壞，提高設備的完好率和延長使 用期；減少設備事故，提高設備的利用率；及時排除各種可能發(fā)生的事故，確保設備的安 全運行。 設備的定期檢修 定期檢修是根據(jù)設備零部件的磨損情況確定的，因此應根據(jù)生產時部件的磨損更換周 期而建立小、中、大各種檢修制度。 (1) 小修時需修理檢查的項目（日常維護） a 檢查時擰緊已松動的聯(lián)接螺栓。 b 對磨損的齒爪進行更換。更換齒爪時應做到圓周方向一起進行更換，以防失去平衡， 在運動時產生振動。 c 檢查并加足軸承座內潤滑油脂，隨時注意軸承溫度。 (2) 中修時需修理檢查的項目 a 更換磨損的篩片。 b 更換銷軸和銷軸上的螺母。 c 檢查軸承座內的潤滑油是否變質，如變質應立即清洗軸承并重新加足油脂。 (3) 大修時需修理檢查的項目 a 更換軸承。 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 33 b 檢查主軸無彎曲、裂痕和其他缺陷，進行修復或更換。 c 修整機殼。 d 檢查修理電動機。 e 對大修后的爪式粉碎機的運轉進行調試。 三、篩網的修理和更換 篩網是由薄板鋼或鐵皮沖孔制成。當篩網出現(xiàn)磨損或被異物擊穿時，若損壞面積不大， 可用鉚補或錫焊的方法修復；若大面積損壞，應更換新篩。安裝篩網時，應使篩孔帶毛刺 的一面朝里，光面朝外，篩片和篩圈要貼合嚴密。環(huán)篩篩片在安裝時其搭接里層茬口應順 著旋轉方向以防物料在搭接處卡住。 四、V 帶的張緊與維護 V 帶工作一段時間后，會因塑性變形而松弛，使初拉力 F0 降低，影響帶的正常工作傳 動；為此必須重新張緊。常見的張緊裝置有三種； a 定期張緊裝置：用定期調節(jié)中心距的方法，常見的有滑道式和擺架式兩種，通過調節(jié) 螺釘來調整。 b 自動張緊裝置：利用電機自重，使帶始終在一定的張緊力下工作。 c 張緊輪張緊裝置：當中心距不可調節(jié)時，為使 V 帶只受單向彎曲，可采用張緊輪裝置， 張緊一般在松邊內側，并盡量靠近大帶輪，以免小輪包角減少太多，且應使其直徑小于帶 輪直徑。 d 帶傳動安裝時，兩帶輪軸應互相平行，各帶輪相對應的 V 型槽對稱平面應重合，其誤 差不得超過 20，以防帶側面加劇磨損。 e 定期檢查 V 帶：如發(fā)現(xiàn)有的帶松弛或損壞，并影響運動或動力傳動，應全部更換新帶。 新舊帶不能同時使用。 f 帶避免與酸，堿，油污等接觸，工作溫度不超過 60 度。 齒爪式粉碎機設計說明書 機 制 1004 肖 莉 莉 34 致 謝 這次齒爪式粉碎機的設計是我真正理論聯(lián)系實際、深入了解設計概念和設 計過程的實踐考驗。通過這次的設計，我對食品機械的概念又有了進一步的了 解。在這次的畢業(yè)設計查閱資料這一環(huán)節(jié)中，我深刻地認識到了作為設計人員 應肩擔的責任。本次設計的齒爪式飼料粉碎機結構簡單，工作部件包括殼體、 定齒盤、動齒盤和篩網等。采用分體式結構，便于加工制造和安裝。齒爪式粉 碎采用以擊碎為主，磨碎為輔的粉碎原理，可加工高細粒固態(tài)飼料成品，廣泛 應用于牲畜家禽，水產養(yǎng)殖及醫(yī)藥加工等行業(yè)。 在這里首先要感謝我的老師吳彥紅，在我做畢業(yè)設計的每個階段，從如何 寫說明書初稿，到零件圖的繪制注意事項，到裝配草圖等整個過程中都給予了 我悉心的指導。吳老師耐心、認真、嚴謹細致對我的畢業(yè)設計起到很重要的作 用。 還要感謝大學四年來所有的老師，為我們打下機械專業(yè)知識的基礎；為我 今后的工作起到了不可替代的作用。同時還要感謝所有的同學們，正是因為有 了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設計才會順利完成。