破包機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文.doc

裝訂線破包機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄0. 引言40.1 課題內(nèi)容概述40.1.1 設(shè)計(jì)背景40.1.2 設(shè)計(jì)理念40.2設(shè)計(jì)前景分析50.3設(shè)計(jì)任務(wù)及工作安排51. 設(shè)計(jì)方案61.1 總體方案設(shè)計(jì)61.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)82. 破包機(jī)的設(shè)計(jì)92.1 選擇電動(dòng)機(jī)92.1.1 電動(dòng)機(jī)類型與適用的傳動(dòng)特性92.1.2 電動(dòng)機(jī)功率選擇92.2 減速機(jī)的選擇112.3 輥?zhàn)虞斔脱b置的設(shè)計(jì)112.3.1 輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)的特點(diǎn)112.3.2 輥?zhàn)酉嚓P(guān)尺寸信息最后選擇132.4 帶座軸承的選擇132.4.1 類型的選擇132.4.2 壽命校核162.5 帶輪的選擇與校核172.5.1 帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟172.5.2 帶傳動(dòng)的張緊裝置262.6 鏈輪的選擇272.6.1 鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟272.6.2 鏈輪的工作圖332.7 機(jī)架矩形鋼槽鋼的選擇和連接342.8 軸及設(shè)計(jì)校核352.8.1 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算校核352.8.2 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度382.9 潤(rùn)滑方式的選擇402.10 破碎機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)40設(shè)計(jì)小結(jié)43謝辭44參考文獻(xiàn)45破包機(jī)0引言0.1 課題內(nèi)容概述 0.1.1設(shè)計(jì)背景我國有著豐富的生物質(zhì)資源，僅農(nóng)作物秸稈每年產(chǎn)量達(dá)9億多噸，但這些資源不僅沒有得到有效利用，在有些地方甚至成為負(fù)擔(dān)： 其一、秸稈是農(nóng)村傳統(tǒng)的燃料，大多采取直接燃燒的方式，其轉(zhuǎn)換效率僅為10一20左右。 其二、隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)民收入的增加，商品能源(如煤、液化石油氣等)已經(jīng)進(jìn)入農(nóng)村家庭。失去燃燒功用的秸稈成為廢棄物，被隨處亂扔。有的農(nóng)民為了省事，直接在地頭燃燒秸稈，嚴(yán)重污染了環(huán)境。因此，加快秸稈的優(yōu)質(zhì)化轉(zhuǎn)換利用勢(shì)在必行。在今后，隨著秸稈塊煤、顆粒煤技術(shù)和設(shè)備的問世，讓秸稈等可燃生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化利用，有了最好的途徑，必將有著廣闊的市場(chǎng)前景。一、原料遍地都是：農(nóng)作物秸稈、樹葉、枯枝、鋸末、雜草等一切可燃的生物質(zhì)，都可做它的原料，遍地都是，生生不息，永不枯竭。二、成本價(jià)格低廉：原料成本幾乎為零；設(shè)備投資不大，操作簡(jiǎn)便，農(nóng)村閑散勞動(dòng)力經(jīng)簡(jiǎn)單培訓(xùn)可以上崗，人力成本非常低廉。三、應(yīng)用范圍廣大：秸稈塊煤、秸稈顆粒煤，使用方便，單位家庭都適用；燃燒效果好，做飯、取暖、洗浴都需要，尤其是生物質(zhì)發(fā)電廠的必須品。四、兼具環(huán)保效益：變廢為寶，既為農(nóng)民增加了收入，也保護(hù)了環(huán)境， 解決了各級(jí)政府秸稈處理的難題，國家政策大力支持。五、投資利潤(rùn)豐厚：在煤炭?jī)r(jià)格瘋漲的時(shí)候，投資辦廠生產(chǎn)秸稈塊煤、顆粒煤，無風(fēng)險(xiǎn)、利潤(rùn)大，必然獲得意想不到的豐厚回報(bào)！ 農(nóng)作物秸桿破碎機(jī)用途:各種農(nóng)作物秸桿 、樹枝、棉桿、玉米秸、麥秸、稻草、花生秧、地瓜秧等破碎。廣泛用于飼料加工戶、秸桿飼料廠、顆粒飼料加工戶、生物電廠、養(yǎng)牛、養(yǎng)羊飼養(yǎng)戶、秸桿碳廠、密度板、秸桿造門、秸桿炭、秸桿板材、飼料等多種領(lǐng)域。設(shè)計(jì)先進(jìn)，工藝合理，結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)行平穩(wěn)，安全可靠，維修方便的破包機(jī)迫在眉睫，對(duì)構(gòu)建農(nóng)作物秸稈“變廢為寶”有重要意義。 0.1.2 設(shè)計(jì)理念破包機(jī)是用于對(duì)小麥、水稻包進(jìn)行打碎的為下一步工序做準(zhǔn)備的重要機(jī)械，當(dāng)今世界能源危機(jī)是各國面臨的新課題，隨著綠色能源的倡導(dǎo)，用農(nóng)作物秸稈擠壓成型作燃料在我國廣大農(nóng)村將會(huì)有廣闊的應(yīng)用前景！秸稈生物飼料的技術(shù)措施我國秸稈資源十分豐富，據(jù)統(tǒng)計(jì)全國年產(chǎn)各類農(nóng)作物秸稈達(dá)5.7億噸，其數(shù)量相當(dāng)于北方草原打草量的50多倍，其中90%被焚燒。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)統(tǒng)計(jì)資料表明，在美國約有73%的肉類由草轉(zhuǎn)化而來，澳大利亞為90%，而我國僅有6%-8%的肉食由草稈轉(zhuǎn)化而來。國家2010年遠(yuǎn)景規(guī)劃中提出：養(yǎng)殖業(yè)要主攻食草型和非糧耗型飼料。秸稈化糧過腹還田，利用比例將達(dá)40%。稻草破包機(jī)在我國生產(chǎn)使用尚未廣泛使用和推廣，將稻草包解開打碎的裝置，稱為破碎裝置。性能良好的破包機(jī)，應(yīng)該是堅(jiān)固耐用的、故障少、使用保養(yǎng)方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、節(jié)能環(huán)保。同時(shí)，還應(yīng)滿足以下的技術(shù)要求：針對(duì)于農(nóng)作物秸稈易燃的特點(diǎn)，在破碎過程中要注意防火降溫處理。破包機(jī)在一定程度上應(yīng)有一定的通用性，盡可能適用于破碎多種農(nóng)作物的秸稈，從而以提高機(jī)具的利用率。所設(shè)計(jì)的脫粒機(jī)應(yīng)有較高的生產(chǎn)率，功率消耗少，即其造價(jià)低。破包機(jī)是秸稈成型燃料制作的前期步驟，它對(duì)整個(gè)加工過程的效率提高，減輕人的勞動(dòng)強(qiáng)度都有重要意義。0.2設(shè)計(jì)前景分析 破包機(jī)的使用并沒有發(fā)展成熟，有很多廠家仍延襲十幾年以前傳統(tǒng)人力的生產(chǎn)方式進(jìn)行生產(chǎn)和管理，工廠管理水平相對(duì)落后，效率低下。原因就是多數(shù)廠家經(jīng)濟(jì)效益欠佳，拿不出更多的資金和技術(shù)力量用于科研和開發(fā)新產(chǎn)品；也有的是由于廠里領(lǐng)導(dǎo)急功近利，對(duì)開發(fā)新產(chǎn)品的重要性認(rèn)識(shí)不足。然而產(chǎn)品更新?lián)Q代的越慢，越難占領(lǐng)市場(chǎng)，工廠效益越差，從而使不少企業(yè)的生產(chǎn)陷入了惡性循壞。設(shè)計(jì)一套廉價(jià)、高效、節(jié)能的破包機(jī)有很大的必要，因此我們可以看出破包機(jī)目前仍有較大的存在空間，破包機(jī)的研制和使用將有很廣闊的應(yīng)用前景。本課題就對(duì)破包機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使其價(jià)格低廉、工作可靠、性能優(yōu)良、盡可能降低勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)又能節(jié)約成本。0.3設(shè)計(jì)任務(wù)及工作安排設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)和相關(guān)的任務(wù)要求如下：（1）完成相關(guān)外文文獻(xiàn)閱讀和翻譯工作。（2）對(duì)破包機(jī)的方案進(jìn)行討論、論證。（3）設(shè)計(jì)出破包機(jī)的整套機(jī)械圖紙。（4）對(duì)破包機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。（5）編制計(jì)算說明書。技術(shù)參數(shù)：稻草包尺寸：9001200801100100500。工作頻率為：40包/分鐘（可調(diào)）。破包機(jī)是一種對(duì)包狀的稻草進(jìn)行破碎的機(jī)械，主要用于農(nóng)業(yè)秸稈回收再利用，必須控制整個(gè)機(jī)械的成本，該機(jī)械主要有三大系統(tǒng)組合而成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠；機(jī)架結(jié)構(gòu)通過槽鋼和方鋼的搭建而成，它們由焊接和螺栓連接的方式構(gòu)建而成。破碎機(jī)構(gòu)要求具有可維護(hù)，破碎連續(xù)等條件；運(yùn)輸機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)采用常用的輥?zhàn)舆\(yùn)輸方式，這種方式可靠經(jīng)濟(jì)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我的主要任務(wù)是三大系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以及整機(jī)的設(shè)計(jì)。三大系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中查閱了大量的資料，整機(jī)的應(yīng)用由于沒有實(shí)際機(jī)械作參考，要通過假設(shè)、分析和推理定型三步，最終設(shè)計(jì)出破包機(jī)。具體工作如下：（1）查閱文獻(xiàn)，了解破碎機(jī)械國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀；收集和了解所要求稻草破碎裝置的工作原理、相關(guān)技術(shù)和資料，了解并選擇所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的組成形式。完成資料的翻譯。（2）收集和了解電動(dòng)機(jī)、輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)、帶座軸承和鏈傳動(dòng)的資料。（3）根據(jù)任務(wù)要求研究方案，提出可行性機(jī)構(gòu)并加以分析比較，在此基礎(chǔ)上通過優(yōu)化設(shè)計(jì)分析最終確定方案。（4）對(duì)破包機(jī)三大系統(tǒng)的各部分設(shè)計(jì)計(jì)算和校核，繪制圖紙，完成論文。（5） 整理畢業(yè)論文、圖紙及答辯資料。1. 設(shè)計(jì)方案1.1總體方案設(shè)計(jì)經(jīng)過初步設(shè)計(jì)可以確定兩種總體方案：圖1.1 方案一簡(jiǎn)介：如圖1.1立式破碎裝置，即破碎裝置主軸垂直于運(yùn)輸機(jī)構(gòu)，該種方案簡(jiǎn)單快捷。水平方向的運(yùn)輸可以采用多種實(shí)現(xiàn)方式，可以選擇帶、鏈傳動(dòng)等。較為適合本機(jī)械的為鏈傳動(dòng)，我們可以設(shè)計(jì)一個(gè)輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)，將稻草包源源不斷的輸送到工位上等待破碎。破碎效果由于稻草包的自重和慣性，不會(huì)出現(xiàn)“卡殼”的現(xiàn)象。該方案具有：機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，稻草包的破碎范圍比較廣，對(duì)環(huán)境的危害較小等優(yōu)點(diǎn)。稻草包受力和牽引方圖1.2 立式破包示意由上圖可知，破碎可以順利實(shí)現(xiàn)。圖1.3 方案二簡(jiǎn)介：該種方案為水平式的破碎機(jī)構(gòu)，即破碎裝置和運(yùn)輸機(jī)構(gòu)平行。該種方案的優(yōu)點(diǎn)是破碎效果較好，但是消耗功率比較大，而且由于兩個(gè)破碎主軸增加了機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度。同時(shí)由于刀具在水平方向上旋轉(zhuǎn)，破碎的稻草可能會(huì)被“打”得很分散，對(duì)環(huán)境的要求比較高，操作起來危險(xiǎn)性增加。稻草包如果很大，扎得比較緊，水平方向很難破碎，會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)破碎刀破碎的稻草會(huì)互相干涉影響的不良后果。稻草破碎示意圖1.4 稻草破碎示意由上圖可知，破碎可以順利實(shí)現(xiàn)，但是消耗功率多，破碎后的稻草分散，且工況危險(xiǎn)性增加。綜合分析以后得出結(jié)論，采用方案一是行之有效且經(jīng)濟(jì)節(jié)約的方案。初步擬定設(shè)計(jì)過程，查閱相關(guān)資料進(jìn)行調(diào)查研究、進(jìn)行方案設(shè)計(jì)（是否合理）、進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)相關(guān)零件的設(shè)計(jì)、進(jìn)行并不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)、試制完成設(shè)計(jì)內(nèi)容。包括傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)，傳動(dòng)件與支撐零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。破碎機(jī)械有很多種，針對(duì)稻草破碎的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出適合農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的破碎機(jī)；破碎裝置采用高速回轉(zhuǎn)破碎刀將稻草包破碎的方式，這種方案簡(jiǎn)單有效，刀架和破碎刀之間用T型槽螺栓的配合連接，可以有效的克服較大的離心力，鑒于回轉(zhuǎn)裝置承受的軸向力不高，軸向定位采用緊定螺栓連接的方式；刀具的設(shè)計(jì)采用耐磨、減振材料。運(yùn)輸裝置的設(shè)計(jì)考慮到進(jìn)給速度的緩慢穩(wěn)定的要求，鑒于破碎現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，選擇鏈傳動(dòng)的方式，輸送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)，輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)標(biāo)準(zhǔn)漸已形成，輥?zhàn)涌梢栽谑袌?chǎng)上買得到，價(jià)格比較合理。本設(shè)計(jì)采用自己設(shè)計(jì)，市場(chǎng)定制的方式。整個(gè)機(jī)器的架構(gòu)要求是比較方便安裝，簡(jiǎn)單且穩(wěn)定，節(jié)約成本，本機(jī)械選用的機(jī)架式有型鋼構(gòu)架而成的，型鋼之間通過螺栓連接和焊接的方式搭建起來，在型鋼上可以打一些螺栓孔用于連接焊板，在焊板上固定電機(jī)和帶座軸承等機(jī)構(gòu)。1.2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定傳動(dòng)方案，選擇電動(dòng)機(jī)，計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)從而去確定總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比，計(jì)算各軸功率、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩。破包機(jī)是將成捆的稻草包破碎的一種農(nóng)用機(jī)械，該機(jī)是由運(yùn)輸機(jī)構(gòu)、破碎裝置和機(jī)架構(gòu)成。運(yùn)輸機(jī)構(gòu)維持恒定且緩慢的速度運(yùn)送稻草包，稻草包送入破碎裝置中，破碎刀具將稻草包打碎，并且利用破碎刀具的作用將松散的稻草甩到預(yù)定位置。進(jìn)給和破包的過程同時(shí)進(jìn)行。運(yùn)輸系統(tǒng)采用輥?zhàn)舆\(yùn)送的方式，這種方式方便、實(shí)用、可靠；破碎刀具利用回轉(zhuǎn)軸的高轉(zhuǎn)速和大慣性，將稻草包打碎。本機(jī)械采用兩個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)，即主軸系統(tǒng)和進(jìn)給系統(tǒng)。進(jìn)給電機(jī)的轉(zhuǎn)速選擇較低轉(zhuǎn)速，經(jīng)過擺線針輪減速器得到很大的降速比，帶動(dòng)鏈輪進(jìn)而驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)?。主軸采用帶傳動(dòng)的方式，帶傳動(dòng)應(yīng)用比較廣泛、可靠，且皮帶具有自保護(hù)作用。機(jī)構(gòu)的通用簡(jiǎn)單也增加了機(jī)器的可維護(hù)性，破包機(jī)的成本不高，在農(nóng)村市場(chǎng)可以很好的推廣。2. 破包機(jī)的設(shè)計(jì)2.1 選擇電動(dòng)機(jī)2.1.1 電動(dòng)機(jī)類型與適用的傳動(dòng)特性表2-0 電動(dòng)機(jī)類型電動(dòng)機(jī)類型適用的傳動(dòng)特性傳動(dòng)機(jī)械舉例籠型異步電動(dòng)機(jī)普通型1. 不需要調(diào)速2. 采用變頻、調(diào)壓、加轉(zhuǎn)差離合器等調(diào)速方式，可獲得較好的調(diào)速性能和節(jié)能效果泵、風(fēng)機(jī)、閥門、普通機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)、起重機(jī)器等深槽型雙鼠籠型啟動(dòng)時(shí)凈負(fù)載轉(zhuǎn)矩或飛輪轉(zhuǎn)矩大，要求有較高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩壓縮機(jī)、粉碎機(jī)、球磨機(jī)高轉(zhuǎn)差型周期性波動(dòng)負(fù)載長(zhǎng)期工作，要利用飛輪儲(chǔ)能作用錘擊機(jī)、剪斷機(jī)、沖壓機(jī)、軋機(jī)、活塞壓縮機(jī)、絞車等電動(dòng)機(jī)類型的選擇：按已知的工作條件和要求，初步選定籠型異步電動(dòng)機(jī)。2.1.2電動(dòng)機(jī)功率選擇（1）傳動(dòng)裝置的總效率表2-1 機(jī)械傳動(dòng)效率概略值類型傳動(dòng)型式 效率圓柱齒輪傳動(dòng)很好跑合的6級(jí)精度和7級(jí)精度齒輪（油潤(rùn)滑）09809958級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng)（油潤(rùn)滑）0979級(jí)精度的齒輪傳動(dòng)（油潤(rùn)滑）096加工齒的開式齒輪傳動(dòng)（脂潤(rùn)滑）094096圓錐齒輪傳動(dòng)很好跑合的6級(jí)精度和7級(jí)精度齒輪（油潤(rùn)滑）0970998級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng)（油潤(rùn)滑）094097加工齒的開式齒輪傳動(dòng)（脂潤(rùn)滑）092095蝸桿傳動(dòng)自鎖蝸桿040045單頭蝸桿070075雙頭蝸桿075082三頭和四頭蝸桿082092帶傳動(dòng)平型帶無壓緊輪的開式傳動(dòng)098平型帶有壓緊輪的開式傳動(dòng)097平型帶交叉?zhèn)鲃?dòng)090三角帶傳動(dòng)095鏈傳動(dòng)套筒滾子鏈096無聲鏈098滑動(dòng)軸承潤(rùn)滑不良094潤(rùn)滑正常097液體摩擦099滾動(dòng)軸承球軸承（油潤(rùn)滑）099滾子軸承（油潤(rùn)滑） 098聯(lián)軸器 浮動(dòng)聯(lián)軸器097099齒輪聯(lián)軸器099彈性聯(lián)軸器0990995萬向聯(lián)軸器（3）097098萬向聯(lián)軸器（3）095097卷筒096總=帶2軸承鏈輪聯(lián)軸器滾筒=0.960.9820.970.990.96=0.85（2）電機(jī)所需的工作功率：1）主電機(jī)功率破碎裝置需要的功率約為2）進(jìn)料裝置功率據(jù)實(shí)際情況要求稻草包運(yùn)送阻力約為6430N 又由進(jìn)料速度約為1.4m/min0.15主電機(jī)功率P0=11KW進(jìn)料裝置功率=0.18KW（3）確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速： 1）主電機(jī)轉(zhuǎn)速=970r/min 2）進(jìn)料電機(jī)轉(zhuǎn)速=645r/min根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由有關(guān)手冊(cè)查出有三種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)：因此有三種傳動(dòng)比方案：綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，選用深槽型雙鼠籠型為主電機(jī)，選用普通型籠型異步電動(dòng)機(jī)為進(jìn)料裝置電機(jī)。2.1.3 確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)根據(jù)以上選用的電動(dòng)機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)如表2-2表2-2 電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)型號(hào)額定功率（KW）滿載轉(zhuǎn)速（r/min）額定轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩質(zhì)量(kg)效率MDXRA160-3311970108.30227.38500.883MDXRA080-140.186452.494.78.90.6主電機(jī)選擇MDXRA 160-33進(jìn)料裝置電機(jī)選擇MDXRA 080-142.2 減速機(jī)的選擇采用直聯(lián)型減速器，減速比i=110.5 選擇減速器，根據(jù)降速過程中已經(jīng)有一些滑差，結(jié)合實(shí)際的需求，選擇合適的減速器。圖2.2-1 BW、BWD（一機(jī)部標(biāo)準(zhǔn)）行星擺線針輪減速機(jī)實(shí)體模型據(jù)表26.4-11參4根據(jù)傳動(dòng)比=121的要求以及功率的限制，選擇ZBWED擺線針輪直聯(lián)型二級(jí)減速器機(jī)型號(hào)20根據(jù)基本要求我們選擇我們從市場(chǎng)上訂購代號(hào)：R47R37DR63M4NA4.4M1的減速機(jī)以滿足動(dòng)力和速度的要求。2.3 輥?zhàn)虞斔脱b置的設(shè)計(jì)2.3.1 輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)的特點(diǎn)進(jìn)料系統(tǒng)的傳動(dòng)方案采用鏈傳動(dòng)，輥?zhàn)虞斔偷姆绞?，進(jìn)料速度約為=1.4m/min（26r/min）由 2nD/2= 得101mm 根據(jù)輥?zhàn)拥倪x擇標(biāo)準(zhǔn)取D=108mm算出=1.49m/min，由于存在打滑，速度損失率為6%基本能夠符合現(xiàn)實(shí)狀況。所以輥?zhàn)又睆竭x用合理。輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、可輸送高溫物品、節(jié)能等特點(diǎn)，適合于運(yùn)送成件物品。輥?zhàn)虞斔蜋C(jī)分動(dòng)力型和無動(dòng)力型，可以實(shí)現(xiàn)直線、曲線、水平、傾斜運(yùn)行，并能完成分流、合流等要求，實(shí)現(xiàn)物品在機(jī)上加工、裝配、試驗(yàn)、包裝、挑選等工藝。由于鏈傳動(dòng)可獲得準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比；與帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)預(yù)緊力小，所以鏈傳動(dòng)軸壓力小，而傳遞的功率較大，效率較高，鏈傳動(dòng)還可以在高溫、低速、油污等情況下工作；與齒輪傳動(dòng)相比，兩軸中心距較大，制造與安裝精度要求較低，成本低廉。鏈傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)是：只能實(shí)現(xiàn)平行軸間鏈輪的同向傳動(dòng)；運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比，磨損后易發(fā)生跳齒；工作時(shí)有噪聲；不宜用在載荷變化很大、高速和急速反向的傳動(dòng)中。鏈傳動(dòng)主要應(yīng)用在要求工作可靠，兩軸相距較遠(yuǎn)，低速重載，工作環(huán)境惡劣，以及其他不宜采用齒輪傳動(dòng)的場(chǎng)合。 故依照設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求采用鏈傳動(dòng)作為破包機(jī)傳動(dòng)方式。進(jìn)料電機(jī)輸出由直聯(lián)電機(jī)減速，再經(jīng)過鏈輪的減速傳動(dòng)比i=146.6 減速器減速比=121 鏈輪減速比=1.33速度損失率9%鏈輪的選擇：據(jù)表8-32參1及表17-2參3由于鏈輪的轉(zhuǎn)速=1.35，很小選擇小鏈輪齒數(shù)25m/.s；D、E型v30m/s）時(shí)，應(yīng)重選較小的帶輪基準(zhǔn)直徑。V帶傳動(dòng)帶速為：帶速適宜當(dāng)從動(dòng)帶輪按標(biāo)準(zhǔn)系列直徑取值后帶來的轉(zhuǎn)速誤差可驗(yàn)算如下，在計(jì)入滑動(dòng)率（）影響條件下減速器的減速比=121，經(jīng)降速后破碎機(jī)構(gòu)主軸轉(zhuǎn)速由于四把刀連續(xù)作業(yè)，相當(dāng)于再以四倍于的轉(zhuǎn)速破碎稻草包，符合工況需求。（5）確定中心距a和V帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度根據(jù)結(jié)構(gòu)要求初定中心距。中心距小則結(jié)構(gòu)緊湊，但使小帶輪上包角減小，降低帶傳動(dòng)的工作能力，同時(shí)由于中心距小，V帶的長(zhǎng)度短，在一定速度下，單位時(shí)間內(nèi)的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)增多而導(dǎo)致使用壽命的降低，所以中心距不宜取得太小。但也不宜太大，太大除有相反的利弊外，速度較高時(shí)還易引起帶的顫動(dòng)。按經(jīng)驗(yàn)公式初定中心距 得到 初選=850mmV帶初算的基準(zhǔn)長(zhǎng)度可根據(jù)幾何關(guān)系由下式計(jì)算： 根據(jù)上式算得的值。表2.5-4普通V帶長(zhǎng)度修正系數(shù)（摘自GB13575.192）應(yīng)由表2.5-4選定相近的基準(zhǔn)長(zhǎng)度，然后再確定實(shí)際中心距a。由于V帶傳動(dòng)的中心距一般是可以調(diào)整的，所以可用下式近似計(jì)算a值 （式2.5-2）考慮到為安裝V帶而必須的調(diào)整余量，因此，最小中心距為如V帶的初拉力靠加大中心距獲得，則實(shí)際中心距應(yīng)能調(diào)大。又考慮到使用中的多次調(diào)整，最大中心距應(yīng)為（6）驗(yàn)算小帶輪上的包角小帶輪上的包角可按下式計(jì)算為使帶傳動(dòng)有一定的工作能力，一般要求120（特殊情況允許=90）。如小于此值，可適當(dāng)加大中心距；若中心距不可調(diào)時(shí)，可加張緊輪。從上式可以看出，也與傳動(dòng)比i有關(guān)，與相差越大，即i越大，則越小。通常為了在中心距不過大的條件下保證包角不致過小，所用傳動(dòng)比不宜過大。普通V帶傳動(dòng)一般推薦i7，必要時(shí)可到10。（7）確定V帶根數(shù)z根據(jù)計(jì)算功率按C型V帶由下式確定 （式2.5-3）按C型V帶，插入法查表7-6參5得其基本功率由表2.5-5查得為0.92，由2.5-4查得為1.07查表7-7參5得，查表7-8參5由式2.5-3得因此單根帶傳遞的額定功率為于是 （式2.5-4）表2.5-5包角修正系數(shù)(摘自GB13575.192)小輪包角10.990.980.960.950.930.920.910.890.880.860.840.820.780.740.69為使每根V帶受力比較均勻，所以根數(shù)不宜太多，通常應(yīng)小于10根，否則應(yīng)改選V帶型號(hào)，重新設(shè)計(jì)。取Z=4根（8）確定初拉力適當(dāng)?shù)某趵κ潜ＷC帶傳動(dòng)正常工作的重要因素之一。初拉力小，則摩擦力小，易出現(xiàn)打滑。反之，初拉力過大，會(huì)使V帶的拉應(yīng)力增加而降低壽命，并使軸和軸承的壓力增大。對(duì)于非自動(dòng)張緊的帶傳動(dòng)，由于帶的松馳作用，過高的初拉力也不易保持。為了保證所需的傳遞功率，又不出現(xiàn)打滑，并考慮離心力的不利影響時(shí)，單根V帶適當(dāng)?shù)某趵閼?yīng)使帶的實(shí)際初拉力。（9）計(jì)算壓軸力傳動(dòng)帶的緊邊拉力和松邊拉力對(duì)軸產(chǎn)生壓力，它等于緊邊和松邊拉力的向量和。但一般多用初拉力近似地用下式求得 （式2.5-5）（10）帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定帶輪的結(jié)構(gòu)尺寸，繪制帶輪零件圖，小帶輪基準(zhǔn)直徑采用實(shí)心式結(jié)構(gòu)。大帶輪基準(zhǔn)直徑，采用孔板式結(jié)構(gòu)，基準(zhǔn)圖見零件圖。圖2.5-2小帶輪零件示意圖圖2.5-3大帶輪零件示意圖表2.5-6 普通V帶輪的輪槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92）項(xiàng)目符號(hào)槽型YZABCDE基準(zhǔn)寬度bp5.38.511.014.019.027.032.0基準(zhǔn)線上槽深hamin1.62.02.753.54.88.19.6基準(zhǔn)線下槽深hfmin4.77.08.710.814.319.923.4槽間距e80.3120.3150.3190.425.50.5370.644.50.7第一槽對(duì)稱面至端面的距離f7181最小輪緣厚dmin55.567.5101215帶輪寬BB=(z-1)e+2f z輪槽數(shù)外徑da輪槽角f32相應(yīng)的基準(zhǔn)直徑d60-34-80118190315-36-47560038-80118190315475600極限偏差30帶輪的常用材料是鑄鐵，如HT150、HT200。轉(zhuǎn)速較高時(shí)，可用鑄鋼或鋼板焊接；小功率時(shí)可用鑄造鋁合金或工程塑料。本機(jī)械的帶輪選擇HT150。帶輪的其它結(jié)構(gòu)尺寸可參考有關(guān)資料。2.5.2帶傳動(dòng)的張緊裝置由于傳動(dòng)帶不是完全的彈性體，帶工作一段時(shí)間后，會(huì)因伸長(zhǎng)變形而產(chǎn)生松馳現(xiàn)象，使初拉力降低，帶的工作能力也隨之下降。因此，為保證必需的初拉力，應(yīng)經(jīng)常檢查并及時(shí)重新張緊。常用的張緊方法是改變帶傳動(dòng)的中心距，如把裝有帶輪的電動(dòng)機(jī)安裝在滑道上并用螺釘2調(diào)整（見圖2.5-4）圖2.5-4帶輪定期張緊裝置2.6 鏈輪的選擇2.6.1 鏈輪的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟鏈輪的設(shè)計(jì)：（1）選擇鏈輪齒數(shù)首先應(yīng)合理選擇小鏈輪齒數(shù)。小鏈輪齒數(shù)不宜過少，過少時(shí)，傳動(dòng)不平穩(wěn)、動(dòng)載荷及鏈條磨損加劇，摩擦消耗功率增大，鉸鏈的比壓加大及鏈的工作拉力增大。但是不能太大，因?yàn)榇螅?，不僅增大傳動(dòng)尺寸，而且鉸鏈磨損后容易引起脫鏈，將縮短鏈的使用壽命。因?yàn)槿翩湕l的鉸鏈發(fā)生磨損，將使鏈條節(jié)距變長(zhǎng)、鏈輪節(jié)圓向齒頂移動(dòng)（圖2.6-1）。節(jié)距增長(zhǎng)量p與節(jié)圓外移量的關(guān)系，可由下式導(dǎo)出：圖2.6-1鏈條磨損 （式2.6-1）由此可知p一定時(shí)，齒數(shù)越多節(jié)圓外移量就越大，也越容易發(fā)生跳齒和脫鏈現(xiàn)象。滾子鏈的小鏈輪齒數(shù)按表2.6-1推薦范圍選擇。表2.6-1小齒輪齒數(shù)傳動(dòng)比123456631272523211717由于進(jìn)給系統(tǒng)轉(zhuǎn)速很低實(shí)現(xiàn)均勻緩慢進(jìn)給，這就給進(jìn)料電機(jī)輸出軸鏈輪提出特殊要求可以?。?12；滾筒以及調(diào)整鏈輪=16。鏈輪需要有預(yù)緊裝置以使鏈輪始終保持張緊，預(yù)緊鏈輪選擇9齒（2）確定計(jì)算功率表2.6-2工況系數(shù) 從機(jī)械特性主要機(jī)械特性平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)輕微沖擊中等沖擊電動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)、帶有液力耦合器的內(nèi)燃機(jī)6 缸或 6 缸以上帶機(jī)械式聯(lián)軸器的內(nèi)燃機(jī)、經(jīng)常啟動(dòng)的電機(jī)動(dòng)（一日兩次以上）少于 6 缸帶機(jī)械式聯(lián)軸器的內(nèi)燃機(jī)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)液體攪拌機(jī)，中小型離心式鼓風(fēng)機(jī)，發(fā)電機(jī)離心式壓縮機(jī)，谷物機(jī)械，均勻載荷輸送機(jī)，均勻載荷不反轉(zhuǎn)一般機(jī)械。1.01.11.3中等沖擊半液體攪拌機(jī)，三缸以上往復(fù)壓縮機(jī)，大型或不均勻載荷輸送機(jī)，中型起重機(jī)和升降機(jī)，重載天軸傳動(dòng)，金屬切削機(jī)床，食品機(jī)械，木工機(jī)械，印染紡織機(jī)械，大型大型風(fēng)機(jī)，中等載荷不反轉(zhuǎn)一般機(jī)械。1.41.51.7嚴(yán)重沖擊船用螺旋槳，單、雙缸往復(fù)壓縮機(jī)，挖掘機(jī)，振動(dòng)式輸送機(jī)，破碎機(jī)，重型起重機(jī)，石油鉆井機(jī)械，鍛壓機(jī)械，線材拉拔機(jī)械，沖床，嚴(yán)重沖擊、有反轉(zhuǎn)的機(jī)械。1.81.92.1取=1.0圖2.6-2小鏈輪齒數(shù)系數(shù)由圖2-2查得.6 表2.6-3多排鏈系數(shù)排數(shù) 1 2 3 4 5 6 1 1.75 2.5 3.3 4 4.6 查表得由于電機(jī)經(jīng)過擺線針輪減速器有功率損耗，所以 （式2.6-2）（3）選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距圖2.6-3 A系列單排滾子鏈的額定功率曲線根據(jù)及主動(dòng)連轉(zhuǎn)速由圖2.6-3 A，選擇傳動(dòng)用短節(jié)距精密套筒輥?zhàn)渔溳?，鏈?hào)：16A（GB/T1243）單排極限載荷為55600N。查表得節(jié)距P=25.4h=24.14=7.94小鏈輪的尺寸參數(shù):分度圓直徑d=pK=25.43.86398.2（mm）齒頂圓直徑=d+1.25p-=98.2+1.2525.4-15.88=114.07(mm)=d+(1-1.6/z)p-=104.4(mm)最終取=109mm齒根圓直徑=d-=98.2-15.88=82.32（mm）取=82mm分度圓弦齒高=（0.625+0.8/z）p-0.5d=9.62mm=0.5(p-)=4.76mm大鏈輪的尺寸參數(shù)分度圓直徑d=pK=25.45.125130.2（mm）齒頂圓直徑=d+1.25p-=144.7(mm)=d+(1-1.6/z)p-=139.2(mm)最終取=141mm齒根圓直徑=d-=130.2-15.88=114.32（mm）取=114mm鏈輪由查表得取預(yù)緊鏈輪選擇9齒，分度圓直徑d=pK=25.42.9238=74.3（mm）（3） 計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距中心距 a 和鏈節(jié)數(shù)。中心距的大小對(duì)鏈傳動(dòng)的工作性能也有較大的影響。中心距過小，鏈在小鏈輪上的包角減小， 且鏈的循環(huán)頻率增加而影響傳動(dòng)壽命；中心距過大，傳動(dòng)外廓尺寸加大，且易因鏈條松邊垂度太大而產(chǎn)生抖動(dòng)。一般初選中心距，最大可為 ，得，得出由于實(shí)際的大于這個(gè)數(shù)字，所以要安裝張緊裝置，如裝配圖。按下式計(jì)算鏈節(jié)數(shù)可以算出等效中心距 （式2.6-2）為過渡鏈節(jié)，應(yīng)將計(jì)算出的鏈節(jié)數(shù)圓整為偶數(shù)=196節(jié)。鏈傳動(dòng)的最大中心距為： （式2.6-3）中心距計(jì)算系數(shù) ，見表2.6-4表2.6-4中心距計(jì)算系數(shù)（5） 計(jì)算鏈速，確定潤(rùn)滑方式由鏈號(hào)16A根據(jù)圖2.6-2選擇合適的潤(rùn)滑方式為：I用油刷或油壺人工定期潤(rùn)滑。圖2.6-2推薦的潤(rùn)滑方式 （6） 計(jì)算壓軸力鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)相似，在安裝時(shí)鏈條也有一定的張緊力，其目的是使鏈條工作時(shí)松邊不致過松，防止跳齒和脫鏈現(xiàn)象。由于張緊力的存在，所以鏈條對(duì)軸也存在作用力，一般取 （式2.6-4） 有效圓周力， N- 壓軸力系數(shù) 對(duì)于水平傳動(dòng)， =1.15 ，對(duì)于垂直傳動(dòng) =1.052.6.2 鏈輪的工作圖圖2.6-3大鏈輪的工作圖鏈輪的型號(hào)16A和軸的周向固定采用Z2脹緊套5080。2.7 機(jī)架矩形鋼槽鋼的選擇和連接方形鋼和槽鋼之間的連接用螺釘連接，其方法是在矩形鋼焊接一塊補(bǔ)板再打螺紋孔，槽鋼用螺釘連接在方鋼上，詳見裝配圖。表2.7-1熱軋槽鋼（GB707-88）型號(hào)尺寸（mm）理論重量高度h腿寬b腰厚d10100485.310.010矩形鋼管理論重量計(jì)算方法：（邊長(zhǎng)+邊長(zhǎng)）2壁厚0.00785長(zhǎng)度矩形鋼管規(guī)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB/T3094-2000（國際） 冷壓異型鋼管產(chǎn)品材質(zhì)：Q235、Q345（16Mn）、合金鋼、不銹鋼圖2.7-1 方鋼、槽鋼槽鋼選用熱軋普通槽鋼10048型號(hào)（參見GB707-65）方鋼選用鋼管8080型號(hào)（參見GB3094-82）槽鋼選擇：H=100mm =5.3mm =8.5mm方鋼選擇壁厚為5的鋼管。槽鋼之間間距20mm這樣便于更換調(diào)整維修傳動(dòng)鏈圖2.7-2 槽鋼安裝間隙2.8 軸及設(shè)計(jì)校核 2.8.1 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算校核(1)求輸出軸上的功率轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 （式2.8-1）(2)初步確定軸的最小直徑先按式（15-2）參6初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3參6，選取，于是有，基于破碎刀的沖擊為對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力，先對(duì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)模?2.5）倍放大得到最終確定為（3）彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度每個(gè)破碎裝置的質(zhì)量經(jīng)過Solidworks計(jì)算，如圖2.8-1得到m=19.1kg?？梢愿鶕?jù)受力狀況以及平衡原理估算，每一個(gè)裝置破碎稻草的阻力約為即F=1064N。圖2.8-1 刀架水平彎矩圖垂直彎矩圖：總彎矩圖：扭矩圖：圖2.8-2 彎扭矩圖求軸上的載荷表2.8-3載荷計(jì)算結(jié)果載荷水平面H垂直面V支反力F彎矩M總彎矩扭矩2.8.2 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度1） 判別危險(xiǎn)截面，左數(shù)第二把破碎裝置的截面應(yīng)力最大，合成彎矩最大、扭矩為T，該截面左右兩側(cè)可能是危險(xiǎn)截面，又由于鍵槽的應(yīng)力集中效應(yīng)，所以該截面處為最危險(xiǎn)截面?？箯澖孛嫦禂?shù)：抗扭截面系數(shù)：截面處合成彎矩，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 （式2.8-2）選擇材料由于破碎機(jī)構(gòu)傳遞的功率不大，對(duì)其重量和尺寸也無特殊要求故選擇常用材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理。，故安全。軸的安全系數(shù)校核:由表15-1參6查得在截面左右側(cè)由附表3-4參6查得，由附圖3-2查得絕對(duì)尺寸系數(shù)；軸經(jīng)磨削加工, 由附圖3-4查得質(zhì)量系數(shù).則彎曲應(yīng)力 應(yīng)力幅 平均應(yīng)力 切應(yīng)力 2）安全系數(shù) （式2.8-3） （式2.8-4）根據(jù)式2.8-3和式2.8-3得出許用安全系數(shù),顯然,故剖面安全。（4） 繪制軸的工作圖，見零件圖。截圖如下，由于破碎裝置的安裝，使得鍵槽開的是在圓周方向360均勻布置，雖然強(qiáng)度的削弱較大，但是經(jīng)過以上的校核基本符合要求。如下圖2.8-3。軸上零件的切向定位用鍵槽配合定位，軸向定位采用軸肩及軸套的方式定位，具體可以參照裝配圖。圖2.8-3軸的零件圖2.9 潤(rùn)滑方式的選擇帶座軸承的潤(rùn)滑，鏈輪的潤(rùn)滑根據(jù)潤(rùn)滑對(duì)于滾動(dòng)軸承具有重要意義，軸承中的潤(rùn)滑劑不僅可以降低摩擦阻力，還可以起著散熱、減小接觸力、吸收震動(dòng)、防止銹蝕等作用。軸承常用的潤(rùn)滑方式有油潤(rùn)滑及脂潤(rùn)滑兩類。此外，也有使用固體潤(rùn)滑劑的。選用哪一類潤(rùn)滑方式，這與軸承的速度有關(guān)，一般用滾動(dòng)軸承的dn值表示軸承的速度大小，并作為選擇潤(rùn)滑方式的參考。軸承傳動(dòng) 表2.9-1用于脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑的dn值界限（表值）軸承類型脂潤(rùn)滑油潤(rùn)滑油浴滴油循環(huán)油（噴油）油霧深溝球軸承1625406060調(diào)心球軸承16254050角接觸球軸承1625406060圓柱滾子軸承1225406060圓錐滾子軸承10162330調(diào)心滾子軸承8122025推力球軸承461215最終選用脂潤(rùn)滑作為帶座軸承的潤(rùn)滑方式，鏈輪鏈條和輥?zhàn)拥臐?rùn)滑在前面的設(shè)計(jì)中選擇人工定期脂潤(rùn)滑的方式。2.10 破碎機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)破碎機(jī)構(gòu)由破碎刀架和破碎刀具以及驅(qū)動(dòng)裝置組成,驅(qū)動(dòng)裝置前面已有介紹這里不再贅述，主要對(duì)破碎刀具的設(shè)計(jì)以及刀架的制造進(jìn)行校核計(jì)算。破碎刀具的要求：1） 具有耐沖擊性；2）具有可更換維護(hù)性；3）抗彎曲應(yīng)力4)良好的韌性和剛度。選擇材料的過程中參照以上四點(diǎn)需求，選取ZG200-400H，形狀如下圖：圖2.10-1破碎刀具2）具體尺寸參照零件圖。由于回轉(zhuǎn)刀具具有很大的離心力，因此必須設(shè)計(jì)一種特殊結(jié)構(gòu)的刀具，使其能夠承受回轉(zhuǎn)離心力的作用，這里設(shè)計(jì)一個(gè)特殊的卡勾，能夠卡在回轉(zhuǎn)刀架的T型槽中，然后再用螺栓進(jìn)行軸向固定，刀架的切割部分設(shè)計(jì)一種橢圓狀，這樣在長(zhǎng)徑方向上的抗彎曲能力更強(qiáng)，能夠充分發(fā)揮材料的作用，橢圓結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中也較小，可以延長(zhǎng)使用壽命。對(duì)回轉(zhuǎn)刀架進(jìn)行校核圖2.10-2破碎刀架離心力的計(jì)算：剪切應(yīng)力的危險(xiǎn)面應(yīng)該在2030面上。剪切力主要是離心力產(chǎn)生的，刀具的自重可以忽略不計(jì)。該剪切面最危險(xiǎn)，故對(duì)之進(jìn)行剪切應(yīng)力校核。如果該面能夠符合要求，則其他面啊就不用再校核。,故符合要求。刀架和破碎刀具用螺釘連接起來，這樣便于更換和維護(hù)刀具。螺釘選用M8x40內(nèi)六角圓柱頭螺