畢業(yè)設(shè)計(jì)-樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì)與動(dòng)畫模擬.doc

華僑大學(xué)廈門工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目： 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì)與動(dòng)畫模擬姓 名： 學(xué) 號(hào)： 系 別： 機(jī) 械 工 程 系 專 業(yè)： 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 年 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 2013 年 5 月 31日獨(dú)創(chuàng)性聲明本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的。文中引用他人研究成果的部分已在標(biāo)注中說明；其他同志對(duì)本設(shè)計(jì)（論文）的啟發(fā)和貢獻(xiàn)均已在謝辭中體現(xiàn)；其它內(nèi)容及成果為本人獨(dú)立完成。特此聲明。論文作者簽名： 日期： 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解華僑大學(xué)廈門工學(xué)院有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)院有權(quán)保留送交論文的印刷本、復(fù)印件和電子版本，允許論文被查閱和借閱；學(xué)院可以公布論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其他復(fù)制手段保存論文。保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定。論文作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期：樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì)與動(dòng)畫模擬摘要綠化一直以來都是城市建設(shè)不可缺少的一部分，但是在綠化的過程中難免會(huì)產(chǎn)生浪費(fèi)。比如修剪下來的樹枝沒得到合理的利用，往往都是通過焚燒的方式處理。在這種情況下，樹枝粉碎機(jī)就隨之產(chǎn)生了。樹枝粉碎機(jī)的研制對(duì)廢棄樹枝的處理以及資源化利用提供了保障，同時(shí)也能促進(jìn)城市綠化工作的進(jìn)行。樹枝粉碎機(jī)是通過對(duì)樹枝進(jìn)行切片及粉碎處理，為之后的樹枝利用提供保障。本文根據(jù)現(xiàn)有樹枝粉碎機(jī)的工作原理，分析了關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)時(shí)考慮的力學(xué)因素，提出了若干設(shè)計(jì)要點(diǎn)，進(jìn)一步的改進(jìn)樹枝粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)方案。并運(yùn)用三維建模軟件Pro/Engineer對(duì)樹枝粉碎機(jī)進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，利用Pro/Engineer軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。關(guān)鍵詞：綠化，樹枝，樹枝粉碎機(jī)，切片粉碎，力學(xué)分析，Pro/EngineerThe design of the branch crusher and animated simulationAbstractGreening has always been an indispensable part of urban construction, but in the greening process will inevitably produce waste. Such as trim down the tree branches did not get reasonable use, often by incineration manner. In this case, the branch crusher was born. The development of the branch crusher was provide protection for the discard branches treatment and recycling used, at the same time also can promote the urban greening exercise.The branch crusher is via sliced and smash the branches, for subsequent the branches to use to provide protection. This article according to the existing branch crushers working principle, and analysis of the mechanical factors taken into account in the design of key components, made a number of design elements, further improvements the branch crusher design scheme. And use the three-dimensional modeling software Pro / Engineer to 3D design of the branch crusher, motion using Pro / Engineer software to animated simulation.Key Words: Greening , The Branches, The Branch Crusher, Sliced And Smash, Mechanical Analysis, Pro / Engineer.目 錄第1章 緒論11.1 研究的背景 .11.2 研究的目的 .11.3 研究的意義 .11.4 國(guó)內(nèi)外樹枝粉碎機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì) .11.5 本次設(shè)計(jì)的任務(wù) .2第2章 樹枝粉碎機(jī)的分類特點(diǎn)及其工作原理32.1 樹枝粉碎機(jī)的分類 .32.1.1 盤式削片機(jī) .32.1.2 鼓式粉碎機(jī) .42.1.3 兩種粉碎機(jī)的比較 .42.2 樹枝粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu).52.2.1 削片部分 .52.2.2 粉碎部分 .52.2.3 篩選部分 .5第3章 樹枝粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)方案63.1 選題的思想和設(shè)計(jì)方法 .63.2 樹枝粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)方案的確定 .63.3 樹枝削片是的切削力分析 .83.4 軸承的選擇 103.5 電動(dòng)機(jī)的選擇 103.6 傳動(dòng)方案的確定 123.6.1 帶傳動(dòng)的特點(diǎn) .123.6.2 鏈傳動(dòng)的特點(diǎn) .123.6.3 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn) .133.6.4 蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn) .133.6.5 機(jī)械傳動(dòng)方案的選擇 .13第4章 樹枝粉碎機(jī)的三維設(shè)計(jì).144.1 運(yùn)用Pro/Engineer對(duì)樹枝粉碎機(jī)進(jìn)行三維設(shè)計(jì).144.2 樹枝粉碎機(jī)零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 144.2.1 進(jìn)料口的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .144.2.2 刀盤與飛刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .154.2.3 扇葉片與錘片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .164.2.4 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .174.2.5 軸承座與軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .184.2.6 篩網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .194.2.7 外殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .194.3 樹枝粉碎機(jī)的三維裝配 20第5章 樹枝粉碎機(jī)操作事項(xiàng).245.1 樹枝粉碎機(jī)的安裝 245.2 技術(shù)參數(shù)分析 245.3 樹枝粉碎機(jī)的檢修的三大點(diǎn) 245.4 樹枝粉碎機(jī)的安全操作規(guī)程 25結(jié)論 .26參考文獻(xiàn) .27謝辭 .28III樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì)與動(dòng)畫模擬第1章 緒論1.1 研究背景隨著人們環(huán)境意識(shí)的日益增強(qiáng)，對(duì)環(huán)境的要求越來越高，城市廢棄樹枝的隨意堆放及焚燒被逐漸禁止，廢棄樹枝的處理及綜合利用成了城市園林及環(huán)衛(wèi)部門亟待解決的問題1。目前采用的主要技術(shù)方案是將樹枝粉碎后堆肥，用作城市植被、盆栽花卉及樹苗移栽的底肥1。國(guó)內(nèi)有些廠家及科研機(jī)構(gòu)對(duì)樹枝粉碎設(shè)備進(jìn)行了研究和開射1。1.2 研究目的城市在綠化過程中，每次都要修剪大量的樹枝以及樹木移栽之后殘留下的樹根等。修剪下的樹枝還有樹根形狀各異、大小不等、粗細(xì)也一樣，收集整理起來十分不方便。因?yàn)闃渲ε钏桑\(yùn)輸不方便，所以效率低、費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，而且這樣運(yùn)輸起來安全性也比較差。而且運(yùn)出的樹枝、樹根，有一部分會(huì)被送到垃圾場(chǎng)，還有一些是被燒掉。這樣做樹枝處理了，但污染卻了環(huán)境，也浪費(fèi)了人力物力。因此樹枝處理不但是令相關(guān)部門頭疼的問題，也是工廠、學(xué)校、小區(qū)、果園等每年都要面臨的問題。將樹枝就地削片粉碎，不但可以節(jié)省運(yùn)輸?shù)某杀尽p少樹枝堆積的用地、凈化環(huán)境，削片粉碎后的枝葉碎渣也可以用于生產(chǎn)有機(jī)堆肥，改良土壤，進(jìn)行循環(huán)利用；或者加工成紙漿造紙和生產(chǎn)人造板所需要的工藝木板；或著進(jìn)行粉碎后利用，制作成壓縮燃料或作為裸露地覆蓋物，這樣就能夠變廢為寶。近年來，樹枝削片粉碎處理已經(jīng)悄然興起，這不僅大大地改變了以前靠人力處理枯枝殘根的模式，加快樹枝樹根處理的速度，并且節(jié)省了費(fèi)用，還減輕了人員的勞動(dòng)量，成了樹枝處理必然的發(fā)展趨勢(shì)。1.3 研究意義研制樹枝粉碎機(jī)，對(duì)提高樹枝處理的效率、擴(kuò)大樹枝的用途、提高樹枝的利用率、節(jié)約資源、美化環(huán)境具有重要意義。1.4 國(guó)內(nèi)外樹枝粉碎機(jī)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)對(duì)樹枝粉碎機(jī)的研制工作由20世紀(jì)60年代開始，70年代中期開始研究伐區(qū)木片生產(chǎn)工藝設(shè)備，80年代國(guó)家設(shè)立“伐區(qū)樹枝木片生產(chǎn)設(shè)備及工藝的研究”攻關(guān)課題，進(jìn)行了系統(tǒng)研究，取得了一定成果。進(jìn)入90年代，木片生產(chǎn)得到了快速發(fā)展，木材削片機(jī)制造業(yè)也隨之進(jìn)一步發(fā)展。目前已至少有30多家生產(chǎn)削片機(jī)的廠家，生產(chǎn)20多種型號(hào)的木材削片機(jī)。我國(guó)目前所用的削片機(jī)主要有以下幾種型號(hào)：（1）BX117C盤式削片機(jī)；(2)BX1107/4盤式削片機(jī)；(3)BX116盤式削片機(jī)；(4)BX1108/3盤式削片機(jī)；此外，還有極少量的BX1710B盤式削片機(jī)和BX1112盤式削片機(jī)等。至于樹枝粉碎機(jī)，我國(guó)常州市林機(jī)廠及其它生產(chǎn)企業(yè)在90年代就曾研制過多種機(jī)型，功率一般為3-5kW，但都未推廣，主要原因都是功率太小，只能削小樹枝，徑級(jí)到3040mm就削不動(dòng)，無法滿足使用要求。在其他國(guó)家大規(guī)模的木片生產(chǎn)是從60年代開始，近些年來發(fā)展非常地快，不僅是產(chǎn)量上迅速地增加，而且在一些國(guó)家，比如日本、前蘇聯(lián)、美國(guó)等國(guó)已經(jīng)發(fā)展成為了木材工業(yè)部門中的一個(gè)獨(dú)立的體系。而在瑞典、芬蘭等國(guó)卻已經(jīng)發(fā)展成為了木材加工企業(yè)中不可或缺的重要組成部分。而且國(guó)外樹枝削片機(jī)的性能也比國(guó)內(nèi)要好一些，這主要表現(xiàn)在其產(chǎn)品型號(hào)齊全，功率強(qiáng)勁，外形美觀，操作方便，噪聲低，人性化設(shè)計(jì)等。如美國(guó)的百萊瑪設(shè)備公司的產(chǎn)品威猛系列切枝機(jī)。其中威猛BC600XL型就是一款高產(chǎn)量、大功率的切枝機(jī)，它具有獨(dú)創(chuàng)的外觀設(shè)計(jì)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，具有同類產(chǎn)品中最大的進(jìn)料口。從細(xì)小的樹枝到直徑150mm的樹干，BC600XL型切枝機(jī)都能從容應(yīng)付。其較大的動(dòng)力和寬闊的進(jìn)料口使其功效超卓，并可省去大量的對(duì)樹枝的預(yù)先修理時(shí)間。近年來，國(guó)外的樹枝粉碎機(jī)研制有了進(jìn)一步發(fā)展，主要是增加輔助進(jìn)料口、增加進(jìn)料口的截面積、鉸接式安裝進(jìn)料口、側(cè)面出料（木片）、減少飛刀尺寸和角度，并且裝刀多刀化、飛刀夾裝在刀盤上，并呈螺旋線安裝、刀盤懸臂式裝配；降低削片機(jī)噪聲、增設(shè)第二底刀以及使其多刃化、可調(diào)節(jié)生產(chǎn)率的削片機(jī)、改進(jìn)切削機(jī)構(gòu)和進(jìn)給方式以及適應(yīng)不同原料的削片的專用、通用、以及削片機(jī)組和削片生產(chǎn)線。1.5 本次設(shè)計(jì)的任務(wù)本次設(shè)計(jì)主要是根據(jù)現(xiàn)有樹枝粉碎機(jī)的工作原理，分析樹枝粉碎機(jī)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)時(shí)考慮的力學(xué)因素，提出了設(shè)計(jì)要點(diǎn)，為進(jìn)一步改進(jìn)樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì)方案提供基礎(chǔ)。并運(yùn)用三維建模軟件Pro/Engineer對(duì)樹枝粉碎機(jī)進(jìn)行三維設(shè)計(jì)，利用Pro/Engineer軟件進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。第2章 樹枝粉碎機(jī)的分類特點(diǎn)及其工作原理2.1 樹枝粉碎機(jī)的分類隨著人造木板工業(yè)的發(fā)展和原生木財(cái)資源的日益匱乏，利用各種剩余木材制品制做工藝木片作為充分利用木材資源、提高木材的綜合利用率的主要手段的觀點(diǎn)，已經(jīng)獲得了人們的普遍贊同，粉碎機(jī)的種類也隨之而日益增多。樹枝粉碎機(jī)按切削機(jī)構(gòu)的形狀主要可分為鼓式和盤式兩種。2.1.1 盤式削片機(jī)盤式削片機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖2-1 所示：1.軸承座 2.主軸 3.刀盤 4.壓刀塊 5.飛刀 6.側(cè)刀 7.底刀圖 2-1 盤式樹枝粉碎機(jī)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖要把樹枝加工成碎片，首先需要人工將樹枝材放入進(jìn)料口，木材在人力或進(jìn)料機(jī)構(gòu)的壓力作用下進(jìn)入了削片機(jī)，當(dāng)木材的端面碰到飛刀刀盤端面時(shí)，進(jìn)給就停止了，當(dāng)飛刀的刀刃與樹枝接觸時(shí)，切削開始，因?yàn)轱w刀具有一定的角度，當(dāng)切入樹枝一定深度的時(shí)時(shí)候，樹枝受到飛刀切削面的分力、刀盤和進(jìn)料口(或底刀)的阻礙作用，一部分沿著木材纖維的方向崩裂成木片，從前刀面飛出。在切削的過程中，樹枝在壓力和飛刀切削分力的共同作用下，向刀盤方向進(jìn)給，使切削加工得以連續(xù)進(jìn)行，完成整根木材的切削粉碎的加工。2.1.2 鼓式粉碎機(jī)鼓式粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下圖2-2 所示。1.主軸 2.鎖緊裝置 3.飛刀 4.飛刀螺栓 5.壓刀塊6.飛刀座 7.刀輥 8.上喂料輥 9.下喂料輥 10.底刀圖 2-2鼓式樹枝粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖鼓式樹枝粉碎機(jī)機(jī)機(jī)座采用高腔度鋼板焊接而成，這是整臺(tái)機(jī)器的支承基礎(chǔ)；刀輥上安裝兩把飛刀，然后用專門制造的飛刀螺栓，通過壓力塊，把飛刀固定在刀輥上；根據(jù)被切削原料的不同厚度，上喂料輥可以借助液壓系統(tǒng)在一定范圍內(nèi)上下浮動(dòng)；切削下來的合格木片通過網(wǎng)篩孔落下，有底部排處，大的片料將在機(jī)內(nèi)再進(jìn)行切削粉碎。2.1.3 兩種粉碎機(jī)的比較一般而言，盤式樹枝粉碎機(jī)因?yàn)榈侗P上的飛刀運(yùn)動(dòng)時(shí)的切削平面固定不變，飛刀和底刀可以形成很好的剪切作用，因此盤式枝樹枝碎機(jī)的木片比鼓式枝樹枝碎機(jī)的木片質(zhì)量好，而且生產(chǎn)率也高；適宜加工原木、劈木、木芯、較厚的板皮和成捆的樹枝材，因其進(jìn)料槽為方形或圓形，可充分發(fā)揮其生產(chǎn)能力，主要用于生產(chǎn)規(guī)模較大的人造板企業(yè)和造紙企業(yè)。鼓式樹枝粉碎機(jī)由于飛刀的切削平面會(huì)隨飛刀位置的變化而發(fā)生變化，削片過程中不能形成有利的剪切作用，其進(jìn)料槽沿刀鼓方向?yàn)殚L(zhǎng)方形，適用于加工板皮、板條、碎單板、小徑木、樹枝材等厚度較小、徑級(jí)不大的木料和竹材，這種削片機(jī)主要用于中小型人造板企業(yè)；現(xiàn)在經(jīng)改進(jìn)的鼓式削片機(jī)的削片質(zhì)量完全能夠滿足人造板生產(chǎn)的工藝要求。盤式樹枝粉碎機(jī)大多數(shù)采用自由進(jìn)料，而鼓式樹枝粉碎機(jī)大多數(shù)采用強(qiáng)制進(jìn)料，水平進(jìn)料的適宜加工較長(zhǎng)的原料，而加工較短的原料通常采用傾斜進(jìn)料?？傊瑯渲Ψ鬯闄C(jī)的結(jié)構(gòu)形式主要取決于原料的特征和對(duì)削片質(zhì)量及生產(chǎn)率的要求。對(duì)于中小型樹枝粉碎機(jī)而言，因?yàn)槠湎髦频脑洗蠖鄶?shù)是樹枝、樹根等剩余物，材徑較小，采用平面盤式機(jī)削片時(shí)，對(duì)平面盤式的削片長(zhǎng)度的均勻性影響不大，而且制造成本比較低廉，方便推廣。所以，中小型樹枝粉碎機(jī)采用平面刀盤結(jié)構(gòu)作為發(fā)展方向。2.2 樹枝粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)樹枝粉碎機(jī)主要由切削部分、粉碎部分和篩選部分三部分組成。2.2.1 削片部分樹枝由進(jìn)料口投入，之后接觸到旋轉(zhuǎn)刀盤上的飛刀，飛刀將木材切削成一定規(guī)格木片，刀盤上的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，葉片直接推動(dòng)木片，使木片作圓周運(yùn)動(dòng)形成了氣流，木片就會(huì)沿著機(jī)殼切線方向，被送到下一工序進(jìn)行粉碎1。刀盤的作用除不斷切削木材外，還起到飛輪的儲(chǔ)能作用，故要求刀盤有一定的重量1。2.2.2 粉碎部分粉碎室內(nèi)裝有扇葉片，它與轉(zhuǎn)動(dòng)的錘片配合工作1。木片與來自削片室的氣流混合在一起，經(jīng)過扇葉片區(qū)時(shí)，受到高速旋轉(zhuǎn)錘片的錘擊，以及錘片與扇葉片之間對(duì)物料的撞擊、剪切搓擦的作用，木片反復(fù)的進(jìn)行粉碎，粉碎后木片顆粒由篩孔排出1。2.2.3 篩選部分篩選板裝在粉碎室，作用是篩選經(jīng)過粉碎后的碎木片1。篩選板由鋼板加工而成，板面均勻分布有一定直徑的圓孔，阻攔大塊木片從篩板通過，而留在室內(nèi)繼續(xù)粉碎。有部分小塊木片無規(guī)則的貼伏在篩孔上，影響篩選效果1。經(jīng)錘片一端將這部分木片刮到扇葉片區(qū)進(jìn)行粉碎，加強(qiáng)了篩孔的暢通1。第3章 樹枝粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)方案3.1 設(shè)計(jì)思想及設(shè)計(jì)方法本次設(shè)計(jì)主要是針對(duì)樹枝、樹根、小直徑木料等木材進(jìn)行切片、粉碎加工,粉碎出的木屑也是用于制造肥料等,對(duì)削片質(zhì)量要求不高。故對(duì)機(jī)器的主要要求是體積小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,移動(dòng)方便和便于操作.針對(duì)這些要求,設(shè)計(jì)飛刀為對(duì)稱分布的長(zhǎng)刀,以滿足最大切削直徑和力矩平衡的要求。假設(shè)樹枝粉碎機(jī)切削出的木片長(zhǎng)度為8mm，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，進(jìn)料口和出料口有了改進(jìn)，刀盤保持一定的厚度加大其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，以防止切削過程中刀盤轉(zhuǎn)速波動(dòng)太大。扇葉片上安裝了三片風(fēng)葉，扇葉片轉(zhuǎn)動(dòng)過程中產(chǎn)生風(fēng)力將粉碎的木屑吹出。由發(fā)動(dòng)機(jī)的功率要求確定樹枝粉碎機(jī)的生產(chǎn)能力，確定合適的飛刀數(shù)量和切削功率以及切削力。飛刀的伸出量能夠調(diào)整，保證切削質(zhì)量。選用圓錐滾子軸承和主軸配合，利用皮帶傳動(dòng)進(jìn)行動(dòng)力傳遞。故而本次設(shè)計(jì)采用盤式削片粉碎機(jī)作為設(shè)計(jì)方向，并且要求本樹枝粉碎機(jī)方便移動(dòng)，可以隨著修剪的移動(dòng)而移動(dòng)粉碎地點(diǎn)。由于進(jìn)料方式為水平進(jìn)料，故設(shè)計(jì)進(jìn)料口為方形進(jìn)料口，長(zhǎng)度適中，保證樹枝能夠順利進(jìn)料。進(jìn)料口的結(jié)構(gòu)型式也比較簡(jiǎn)單，以使其安裝方便，并便于加工。3.2 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì)方案的確定樹枝粉碎必須先將枝條削片切斷，然后進(jìn)行粉碎篩選達(dá)到規(guī)定的顆粒要求。根據(jù)木材削片機(jī)的原理，削片切斷采用盤式削片的結(jié)構(gòu)形式2（如圖3-1所示）： 圖3-1 盤式削片形式盤式削片機(jī)的飛刀刀刃作平面運(yùn)動(dòng)，切削力的方向基本保持不變，因此在削片過程中能很好的形成剪切作用，切削功率相對(duì)較小，不易產(chǎn)生碎料，生產(chǎn)出來的木片規(guī)格相對(duì)整齊。在木材削片機(jī)和現(xiàn)有的樹枝粉碎機(jī)中，采用的進(jìn)料方式有兩種：強(qiáng)制性進(jìn)料和非強(qiáng)制性進(jìn)料。進(jìn)料通道的布置形式有水平進(jìn)料和傾斜進(jìn)料。綠化修剪下來的樹枝直徑較小，且樹枝上還存在一些細(xì)小的分枝，粉碎加工時(shí)，為了保證生產(chǎn)率要求，喂料時(shí)可以多根一起進(jìn)料。因?yàn)槊扛鶚渲Φ拇旨?xì)都不一樣，喂料時(shí)多根一起進(jìn)入，如果采用水平強(qiáng)制性進(jìn)料方式就很難保證多根樹枝一起同步進(jìn)入削片，所以在進(jìn)料方式上選擇非強(qiáng)制性傾斜進(jìn)料方式比較合適。這樣不但可以使機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且還可減少動(dòng)力消耗2。粉碎方法機(jī)械式粉碎機(jī)的粉碎方法主要有以下幾種形式：錘片式、爪式還有對(duì)輥式等2?？紤]到樹枝的皮韌性很強(qiáng)，當(dāng)削片飛刀不鋒利，飛刀與底刀的間隙過大時(shí)樹枝皮很難切斷，其中一部分會(huì)纏繞在主軸上，而另一部分會(huì)進(jìn)入粉碎室2。另外樹枝條分枝梗頂部直徑很小，削片時(shí)經(jīng)常將樹枝尖部的一段直接帶入到粉碎室，粉碎部分不僅要將削斷的木片錘擊，而且還需將未被切斷的樹皮及細(xì)小分枝粉碎，所以最合適的是采用錘片式粉碎的結(jié)構(gòu)，這樣不僅可使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且還有好的粉碎效果2。因此樹枝枝粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)形式是盤式削片非強(qiáng)制性傾斜進(jìn)料，粉碎部分采用錘片式結(jié)構(gòu)2。 假設(shè)綠化修剪是的樹枝粉碎生產(chǎn)率為600kg/h，折合成木屑實(shí)積約為 1.7m/h，參照削片機(jī)的生產(chǎn)效率計(jì)算公式，結(jié)合樹枝粉碎多根進(jìn)料的特點(diǎn)，擬定生產(chǎn)率計(jì)算公式： （3-1）得 （3-2）在上面的式子中：n刀盤每分鐘轉(zhuǎn)速(r/min)；Z1 平均每次樹枝進(jìn)料根數(shù)(根)；Z2 飛刀的數(shù)量(把)；l 木片平均直徑(mm)；f 被削片樹枝平均斷面積(cm);K1 機(jī)器利用系數(shù)，取0.3-0.5；K2 工作時(shí)間利用系數(shù)，取0.7-0.8；考慮生產(chǎn)效率及圓盤的動(dòng)平衡取飛刀數(shù)Z2=4把，平均一次進(jìn)料樹枝Z1=1根，l=60mm，f=1.0，Q=1.7，取K1=0.4，K2=0.8，計(jì)算得 n=3279r/min，取n=3200r/min。根據(jù)以上擬定的方案設(shè)計(jì)出來的傳動(dòng)系統(tǒng)與結(jié)構(gòu)示意圖（如圖3-2 所示）：圖3-2 樹枝削片粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖工作原理：刀盤與扇葉片以及扇葉上的錘刀采用同軸連接的方式，由電動(dòng)機(jī)通過V帶驅(qū)動(dòng)，飛刀隨著刀盤作平面運(yùn)動(dòng)2。當(dāng)樹枝放入進(jìn)料口后，刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)使飛刀與底刀形成剪切，將樹枝削成片狀，由刀盤頂部的傾斜刮板將木片帶入粉碎室錘擊2。粉碎之后木屑通過篩網(wǎng)清選，過篩的木屑在扇葉片產(chǎn)生的風(fēng)力作用下飛出出料口2。而那些未被篩選的粗屑則留在粉碎室繼續(xù)粉碎，直到小于篩網(wǎng)孔被篩出為止2。3.3 樹枝削片時(shí)的切削力分析樹枝切削的過程，實(shí)質(zhì)上就是使被切下的木材層在刀具的作用下，發(fā)生剪切、擠壓彎折等變形過程。根據(jù)刀刃相對(duì)木材纖維方向的不同，以及刀刃運(yùn)動(dòng)方向相對(duì)纖維方向的變化，木材直角自由切削可以分為縱向、橫向和端向切削。在切削過程中，切削的變形受到樹枝本身性質(zhì)(樹枝纖維、年輪方向、早晚材、含水率、度等)、刀具特性(角度、鋒利程度等)、切削用量(切削厚度、寬度、切削速度等)等因素的影響。樹枝切削時(shí)的受力情況如圖 3-3所示：圖 3-3 樹枝被切削時(shí)收到的作用力根據(jù)牛頓第三根據(jù)牛頓第三定律與力的平衡條件，就可以得到進(jìn)料口底部對(duì)樹枝的作用力等于樹枝對(duì)飛刀的作用力，也就是飛刀在切削時(shí)所受到的切削阻力，根據(jù)如下的計(jì)算公式：（3-3）在式子中：飛刀安裝后角；飛刀楔角；進(jìn)料口斜角；前刀面法向與纖維方向夾角； Fr與切削速度方向夾角；l 樹枝木片纖維長(zhǎng)度(mm)；b 切削寬度(mm)； 樹枝順纖維剪切強(qiáng)度(Pa)； 附加阻力系數(shù)后刀面與樹枝的摩擦角； 前刀面與樹枝的摩擦角。利用這個(gè)公式，就可以對(duì)主切削力進(jìn)行理論上的計(jì)算，把已知的參數(shù)以及不同直徑樹枝帶入到公式當(dāng)中，其中刀伸出量h=10mm，切削木片長(zhǎng)度l=8mm，飛刀楔角=30，進(jìn)料口斜角=45，=5，1=75N/cm，c=0.6, = arctan0.6=31,最后得出Px =3273N,由切削最大直徑150mm,Fx=pA=pab ,取切削寬度 b=100mm，a=1mm,得出理論的單位切削阻力Fx=32.73N/mm。3.4 軸承的選擇本次課程設(shè)計(jì)選用的是33010型的圓錐滾子軸承。軸承的預(yù)計(jì)壽命LH=50000h，查文獻(xiàn)6知33010型圓錐滾子軸承e=0.32，Y=1.9，Y0=1，Cr=76.8kN，Cor=110kN。(1)由n=1800r/min，兩軸承的徑向反力，F(xiàn)R1=3124.6N,FR2=3161.6N,由選定的圓錐滾子軸承33010，軸承內(nèi)部的軸向力（3-4）（3-5）(2)因?yàn)椋?，故?3) ，查文獻(xiàn)可得， 由于 ，故 ,故 (4).計(jì)算當(dāng)量載荷、 由文獻(xiàn)取，則（3-6）（3-7）(5).軸承壽命計(jì)算 由于，取，圓錐滾子軸承，取 ， 查文獻(xiàn)得33010型圓錐滾子軸承的Cr=76.8kN，則（3-8）故滿足預(yù)期壽命。3.5 電動(dòng)機(jī)的確定機(jī)器動(dòng)力來源一般有：電動(dòng)機(jī)、電池、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)等。本著經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、方便原則兼顧安全性能，根據(jù)多功能粉碎機(jī)使用用戶經(jīng)濟(jì)承受能力，可選用電動(dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)?？紤]到粉碎機(jī)變速大，要求結(jié)構(gòu)緊湊，所以使用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力來源。粉碎機(jī)設(shè)計(jì)沒有現(xiàn)成的公式，根據(jù)粉碎耗能的假說理論確定功率需要一系列的參數(shù)，這些參數(shù)有與粉碎的物料有關(guān)，所以需實(shí)踐實(shí)驗(yàn)得到，一般設(shè)計(jì)不需要這么麻煩。有下經(jīng)驗(yàn)公式可以以少許參數(shù)確定功率：Q=(3045)dl （3-9）P=kndl （3-10）其中：Q 粉碎機(jī)緣計(jì)算的轉(zhuǎn)子的生產(chǎn)能（kg/h）； d按錘片外的直徑m,；l轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度（m）； 物料粉碎前的密度；P粉碎機(jī)消耗功率, P=0.717086881.07563032； n轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速, n=3200n/min ；k系數(shù) ：大型機(jī)k=0.15，中型機(jī)k=0.15，小型機(jī)k=0.1；得： （3-11）選k=0.15 (選功率系數(shù)盡可能選大一點(diǎn))這樣只需一個(gè)系數(shù)d,d一般在0.30.65之間 選d=0.4m=1.19kg/cm n初選3200r/min根據(jù)式： （3-12）得: P=1.075630252-0.717086kw初選P=1kwP=P/i1i2i3i4i5 式中：P電機(jī)功率P粉碎機(jī)計(jì)算功率i1帶傳動(dòng)傳動(dòng)功率效率i2齒輪的傳動(dòng)功率效率i3I軸上軸承傳動(dòng)功率效率i4II軸上軸承傳動(dòng)功率效率i5粉碎機(jī)主軸聯(lián)軸器傳動(dòng)功率效率所以P=1/(0.950.990.960.980.98)=1.15314kw取P=3kw因此根據(jù)選擇電動(dòng)機(jī)基本數(shù)據(jù)如下：電機(jī)型號(hào)：Y132S-6額定功率kw：3kw滿載轉(zhuǎn)速r/min：960r/min堵矩Nmm：2.0Nmm最大轉(zhuǎn)矩Nmm：2.0Nmm重量kg：63kg3.6 傳動(dòng)方案的確定3.6.1 帶傳動(dòng)的特點(diǎn)帶傳動(dòng)的特點(diǎn)：帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，造價(jià)低廉，緩沖吸振的特點(diǎn)，在機(jī)械中被廣泛應(yīng)用3。帶傳動(dòng)又分為多種類型，每一種類型又有著各自的特點(diǎn)3。(1)平帶傳動(dòng)，它的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高，帶輪也容易制造，在傳動(dòng)中心距較大的應(yīng)用下較多。常用的平帶有帆布芯平帶、編織平帶、錦綸片復(fù)合平帶等數(shù)種，其中以帆布芯平帶應(yīng)用最廣3。(2)V帶傳動(dòng)，它的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也做出相應(yīng)的輪槽。傳動(dòng)時(shí)，V帶的兩個(gè)側(cè)面和輪槽接觸。槽面摩擦可以提供更大的摩擦力3。V帶傳動(dòng)允許的傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，大多數(shù)V帶已標(biāo)準(zhǔn)化，V帶傳動(dòng)的上述特點(diǎn)使它獲得廣泛的應(yīng)用3。(3)多楔帶傳動(dòng)，兼有平帶柔性好又有V代摩檫力大，傳動(dòng)的功率大，結(jié)構(gòu)緊湊的優(yōu)點(diǎn)，并解決了多根V帶長(zhǎng)短不一而使各帶受力不均勻的問題，多楔帶主要用于傳遞功率較大同時(shí)要求結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合3。(4)嚙合型帶傳動(dòng)，一般也稱為同步帶傳動(dòng)。它通過傳動(dòng)帶內(nèi)表面上等距分布的橫向齒和帶輪上的相應(yīng)齒槽的嚙合來傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)3。與摩擦型帶傳動(dòng)比較，同步帶傳動(dòng)的帶輪和傳動(dòng)帶之間沒有相對(duì)滑動(dòng)，能夠保證嚴(yán)格傳動(dòng)比，但同步帶傳動(dòng)對(duì)中心距及其尺寸穩(wěn)定性的要求較高3。3.6.2 鏈傳動(dòng)的特點(diǎn)鏈傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)，它由鏈條和鏈輪組成。通過鏈輪輪齒與鏈條鏈節(jié)的嚙合來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力3。鏈傳動(dòng)在機(jī)械制造中運(yùn)用廣泛3。與摩擦型的帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)無彈性滑動(dòng)和整體打滑的現(xiàn)象，因而能保持準(zhǔn)確的平絕傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率高；又因鏈條不需要像帶那樣張得很緊，所以作用于軸上的徑向壓力較?。绘湕l采用金屬材料制造，在同樣的使用條件下，鏈傳動(dòng)的整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)較為緊湊；同時(shí)，鏈傳動(dòng)能在高溫和潮濕的環(huán)境中工作3。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)有噪音；不宜用在載荷變化很大、高速和急速反向的傳動(dòng)中3。3.6.3 齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中的最重要的傳動(dòng)之一，形式很多，應(yīng)用廣泛，傳遞的功率可達(dá)數(shù)十萬千瓦，圓周速度可達(dá)200m/s3。齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)有：(1)效率高：在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)的效率為最高；(2)結(jié)構(gòu)緊湊：在同樣的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般較?。?3).工作可靠、壽命長(zhǎng)：設(shè)計(jì)制造正確合理、使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，工作十分可靠，壽命可達(dá)一二十年，這也是其他機(jī)械傳動(dòng)所不能比擬的；(4)傳動(dòng)比穩(wěn)定：傳動(dòng)比穩(wěn)定往往是對(duì)傳動(dòng)性能的基本要求。齒輪傳動(dòng)獲得廣泛應(yīng)用，也就是憂郁具有這一特點(diǎn)3。但是齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格比較昂貴，且不宜用于傳動(dòng)距離過大的場(chǎng)合3。3.6.4 蝸桿傳動(dòng)的特點(diǎn)蝸桿傳動(dòng)是在空間交錯(cuò)的兩軸間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。這種傳動(dòng)由于有以下特點(diǎn)，所以應(yīng)用頗為廣泛3。(1)當(dāng)使用單頭蝸桿時(shí)，蝸桿每旋轉(zhuǎn)一周，蝸輪只轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距，因而能實(shí)現(xiàn)大的傳動(dòng)比。由于傳動(dòng)比大，零件數(shù)目又少，因而結(jié)構(gòu)很緊湊3。(2)在蝸桿傳動(dòng)中，由于蝸桿齒是連續(xù)不斷的螺旋齒，它和蝸桿齒是逐漸進(jìn)入嚙合及逐漸退出嚙合的，同時(shí)嚙合的齒對(duì)又較多，故沖擊載荷小，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低3。(3)當(dāng)蝸桿的螺旋線升角小于嚙合面的當(dāng)量摩擦角時(shí)，蝸桿傳動(dòng)具有自鎖性3。(4)蝸桿傳動(dòng)與螺旋齒輪傳動(dòng)相識(shí)，在嚙合出相對(duì)滑動(dòng)3。但是蝸桿對(duì)金屬材料及造價(jià)的要求高3。3.6.5 機(jī)械傳動(dòng)方案的選擇V帶在同樣的張緊力下，比平帶傳動(dòng)能產(chǎn)生更大的摩檫力，V帶傳動(dòng)允許的傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，V帶多已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化并能大量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，所以本次設(shè)計(jì)的機(jī)械傳動(dòng)方案選V帶傳動(dòng)。第4章 樹枝粉碎機(jī)的三維設(shè)計(jì)4.1 運(yùn)用Pro/Engineer對(duì)樹枝粉碎機(jī)進(jìn)行三維設(shè)計(jì)樹枝粉碎機(jī)的粉碎過程主要可以分為兩個(gè)部分：一個(gè)是削片部分，一個(gè)是粉碎部分。削片部分主要功能：把樹枝切削成片狀，為粉碎做好準(zhǔn)備。粉碎部分的主要功能:把片狀的木片進(jìn)行粉碎，通過篩網(wǎng)篩選出一定規(guī)格大小的木屑，然后將木屑收集起來，為后續(xù)的利用做準(zhǔn)備。樹枝粉碎機(jī)具體由機(jī)架、進(jìn)料口、上殼體、下殼體（與出料口連接）、篩網(wǎng)、削片部分、粉碎部分組成。4.2 樹枝粉碎機(jī)零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.2.1 進(jìn)料口的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮到綠化修剪下來的樹枝基本是小直徑枝條，選用傾斜料槽可以使樹枝在切削時(shí)可以沿著進(jìn)料口底部滑向刀盤，這樣既可以減小切削阻力矩，又可以減少能耗，同時(shí)還可以利用切削力產(chǎn)生的軸向分力，將樹枝自動(dòng)帶進(jìn)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)切削。傾斜料槽的傾角(進(jìn)料口的中心線與水平面水平線的夾角)45?？紤]到木屑規(guī)格相對(duì)較小的原因，偏角(進(jìn)料口的中心線在水平面上的投影與刀盤中心軸線的夾角)取0，考慮到修剪下來的樹枝會(huì)有分枝，而且是要多根進(jìn)料，進(jìn)料口設(shè)計(jì)得相對(duì)較大，取140mm140mm。根據(jù)以上這些主要參數(shù)運(yùn)用Pro/Engineer設(shè)計(jì)進(jìn)料口如圖4-1所示。圖 4-1 進(jìn)料口4.2.2 刀盤與飛刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 刀盤是樹枝粉碎機(jī)的主要工作部件之一，其主要功能是安裝飛刀和儲(chǔ)存能量，在切削樹枝的時(shí)候可以釋放動(dòng)能，在不切削的時(shí)候可以儲(chǔ)存能量，保證樹枝粉碎機(jī)的連續(xù)工作。根據(jù)T=Fr，其中T是切削時(shí)的扭矩，F(xiàn)是切削力，r是飛刀到中心軸線的距離?？梢钥闯鲲w刀離主軸心越近，切削時(shí)的扭矩就越小，刀盤的外徑尺寸就可以設(shè)計(jì)的越小，粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)就越緊湊。但收到主軸和軸承座以及進(jìn)料口的影響，并留有適當(dāng)?shù)挠嗔?，同時(shí)考慮飛刀通過進(jìn)料口的組合長(zhǎng)度應(yīng)大于進(jìn)料口的寬度，即根據(jù)飛刀的尺寸設(shè)計(jì)安裝孔的位置，飛刀的安裝槽到主軸中心線的距離為75cm，根據(jù)國(guó)家推薦的刀盤直徑選取范圍，取刀盤的直徑為560mm，考慮刀盤本身的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和安裝飛刀等因素，取刀盤的厚度為500mm。刀盤的材料選用45鋼，刀盤結(jié)構(gòu)各部位是根據(jù)力的要求和安裝飛刀而設(shè)計(jì)的，飛刀通過夾緊機(jī)構(gòu)固定在刀盤上。在刀盤上，刀盤的內(nèi)孔為圓孔，上挖鍵槽，從而打到刀盤與主軸的同軸度和固定。由于少刀（4把刀）盤式樹枝粉碎機(jī)工作時(shí)屬于間歇運(yùn)動(dòng)，故實(shí)際消耗功率是變化的，因此，將刀盤看作飛輪設(shè)計(jì)，以便在驅(qū)動(dòng)力的功超過切削阻力的功時(shí)，將多余的能量貯藏起來，使動(dòng)能增大時(shí)，速率增加不太大；反之，當(dāng)切削阻力的功超過驅(qū)動(dòng)力的功時(shí)，把多余的能量釋放出來，使動(dòng)能減少時(shí)，速率降低不至于太大。刀盤的作用就是使刀盤的速率波動(dòng)不至于太大。根據(jù)以上這些主要參數(shù)運(yùn)用Pro/Engineer設(shè)計(jì)刀盤如圖4-2所示。圖 4-2 刀盤飛刀是切削樹枝的主要部件，通過夾緊機(jī)構(gòu)固定在刀盤上，隨著刀盤的旋轉(zhuǎn)以及樹枝的進(jìn)給切削樹枝，將樹枝切成片狀之后送入粉碎室進(jìn)行粉碎。本次設(shè)計(jì)采用4把飛刀對(duì)稱裝夾在刀盤的安裝槽上。為了節(jié)省制造成本，飛刀設(shè)計(jì)成兩邊開刃的形式，刀片一邊磨損嚴(yán)重的時(shí)候，可以跟換另一邊繼續(xù)工作。根據(jù)工作要求，飛刀選用合金工具鋼作為材料，飛刀的楔角取45，后角取5，飛刀用螺栓固定在刀盤上。根據(jù)以上這些主要參數(shù)運(yùn)用Pro/Engineer設(shè)計(jì)飛刀如圖4-3所示。圖 4-3 飛刀4.2.3 扇葉片與錘片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)扇葉片主要為樹枝粉碎機(jī)提供風(fēng)力并對(duì)削片以后的樹枝片進(jìn)行撞擊來起到一定的粉碎作用?？紤]到徑向型葉片磨損和積垢較小，加工方便等優(yōu)點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)采用徑向型葉片。從動(dòng)平衡的因素和制造周期考慮，三片扇葉片及錘片安裝支架采用兩兩夾角為120焊接而成。錘片數(shù)量與厚度對(duì)樹枝粉碎顆粒的大小和均勻程度有一定影響，錘片的結(jié)構(gòu)對(duì)粉碎機(jī)內(nèi)部的長(zhǎng)纖維團(tuán)狀物堵塞有較大的影響。由于后續(xù)木屑的用途還不清楚，所以設(shè)計(jì)采用通用的錘片，錘片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成矩形，并在錘片參與粉碎的面設(shè)計(jì)出三角形的棱角，棱角更有利于切割粉碎樹枝片，并對(duì)錘片進(jìn)行淬火處理增加錘片的硬度。在扇葉片的軸套上設(shè)計(jì)出錘片槽，便于裝夾錘片。錘片裝入槽內(nèi)并通過螺栓將其與安裝支架連接。這樣有了槽與支架的固定，錘片的安裝就更加牢固。根據(jù)以上的設(shè)計(jì)原則和主要參數(shù)運(yùn)用Pro/Engineer設(shè)計(jì)扇葉片與錘片如圖4-4、4-5所示：圖 4-4 扇葉片圖 4-5 錘片4.2.4 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主軸是樹枝粉碎機(jī)的關(guān)鍵零件，它是帶動(dòng)刀盤和扇葉片工作的核心，所以主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理，旋轉(zhuǎn)精度的高低都會(huì)直接影響粉碎機(jī)的工作性能。為了增加主軸的剛度盡量減少兩支點(diǎn)的距離，同時(shí)考慮到粉碎機(jī)工作時(shí)溫度變化不大，所以采用較為簡(jiǎn)單的雙支點(diǎn)單向固定支承結(jié)構(gòu)。因?yàn)橹鬏S要帶動(dòng)刀盤和扇葉片等工作，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候還要在軸上設(shè)計(jì)出鍵槽。在根據(jù)刀盤、扇葉片、帶輪等安裝固定要求，運(yùn)用以上部件的參數(shù)尺寸運(yùn)用Pro/Engineer設(shè)計(jì)出如圖4-6所示：圖 4-6 主軸4.2.5 軸承座與軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮到主軸承受徑向載荷比軸向載荷大得多，主軸的轉(zhuǎn)速較高，兩個(gè)軸承支撐著刀盤的重量，軸承應(yīng)能承受較大的單向徑向力，同時(shí)由于樹枝對(duì)刀盤有一定的沖擊作用，以及切削分力，都使得刀盤受到一個(gè)軸向力，同時(shí)考慮到軸的軸向位置要求準(zhǔn)確，所以選用兩個(gè)相同的圓錐滾子軸承，其徑向承載能力大，滿足設(shè)計(jì)要求。密封裝置采用毛氈式。為了保證精度，把下軸承座與底架焊接在一起，與上軸承座配作以后，在鍵床上將孔一次銼出，來保證了兩支點(diǎn)的同軸度。根據(jù)以上的參數(shù)選擇，運(yùn)用Pro/Engineer設(shè)計(jì)出軸承座與選用的軸承如圖4-7所示：圖 4-7 軸承座與軸承的組合4.2.6 篩網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)篩網(wǎng)的主要功能是使那些還被被完全粉碎的細(xì)小樹枝或者大顆粒的木屑繼續(xù)停留在粉碎室進(jìn)行粉碎，把滿足要求的木屑在扇葉片產(chǎn)生的風(fēng)力的作用下，通過篩孔篩選出去。為了保證使?jié)M足要求的木屑能夠盡快從篩網(wǎng)飛出，在設(shè)計(jì)時(shí)盡量把篩孔設(shè)計(jì)得密些，使木屑篩選得快些，這樣可以避免過度粉碎，浪費(fèi)粉碎時(shí)間。根據(jù)普通木屑大小的要求，設(shè)計(jì)出孔徑為10mm的篩網(wǎng)來適應(yīng)粉碎及篩選要求。根據(jù)參數(shù)要求，運(yùn)用Pro/Engineer設(shè)計(jì)篩網(wǎng)如圖4-8所示：圖 4-8 篩網(wǎng)4.2.7 外殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)樹枝粉碎的外殼主要分為兩部分：上殼體和下殼體。外殼是樹枝粉碎機(jī)的安裝和固定裝置和進(jìn)料口的重要部位。主軸通過軸承及軸承座固定在外殼上，刀盤和粉碎裝置通過鍵裝配在主軸上，所以外殼的設(shè)計(jì)尤為重要。在外殼的設(shè)計(jì)過程中，為了減少粉碎過程中扇葉片產(chǎn)生的風(fēng)力損失，把上殼體設(shè)計(jì)成半圓形的結(jié)構(gòu)，圓形的半徑不能太大，設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)與刀盤的直徑相結(jié)合。把下殼體在出料口的位置設(shè)計(jì)成過度圓弧，另外一頭與外殼的圓弧相切。同時(shí)還要考慮到刀盤、主軸以及進(jìn)料口等尺寸對(duì)外殼的尺寸產(chǎn)生的影響。外殼壁厚規(guī)定為10mm。根據(jù)以上要求，運(yùn)用Pro/Engineer設(shè)計(jì)篩網(wǎng)如圖4-9、圖4-10所示：圖4-9 上殼體圖4-10 下殼體4.3 樹枝粉碎機(jī)的三維裝配一臺(tái)機(jī)器往往都需要很多的零件來裝配而成，裝配就是把已經(jīng)加工好了的零件按照一定的順序和技術(shù)通過各種配合組裝到一起，最后拼裝出一臺(tái)完整的機(jī)器，并且能夠通過這樣的裝配形象的表現(xiàn)出該機(jī)器的功能4。裝配是機(jī)器制造的最后一個(gè)階段，產(chǎn)品的質(zhì)量（產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、零件的制造到產(chǎn)品的裝配）的保證和檢驗(yàn)都是由裝配來實(shí)現(xiàn)的，所以，決定該產(chǎn)品的質(zhì)量如何，就要從裝配這個(gè)環(huán)節(jié)開始4。裝配工藝是否合理，裝配精度與裝配方法如何確定，是研究如何提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素4。在機(jī)器零件裝配的過程中，必須把機(jī)器分為多個(gè)零件組進(jìn)行裝配，最后再統(tǒng)一裝配到一起4。在樹枝粉碎機(jī)的裝配過程中，并不是一個(gè)一個(gè)零件裝配上去的，而是要先把相關(guān)聯(lián)的零件按照要求匹配在一起，然后在把這些按照要求裝配完成的零件組裝配到一起，這要就能省下很多不必要的步驟。以下介紹的的是樹枝粉碎機(jī)的主要裝配部分：削片粉碎部分的裝配。首先，要做的是把刀盤個(gè)飛刀裝配在一起。刀盤上設(shè)有刀槽，以為飛刀裝在刀盤上是以螺栓固定的，所以刀槽上設(shè)有螺孔。在裝配的時(shí)候，主要還是通過飛刀上的螺孔與刀盤上螺孔的對(duì)齊，以及飛刀面與刀槽面對(duì)齊的方式進(jìn)行配合的。飛刀在與刀盤配合之后還需要裝配上螺栓固定，在裝完其中一個(gè)飛刀以及相應(yīng)的螺栓，采用以軸對(duì)稱陣列的方式裝配其他三個(gè)飛刀，這樣樹枝粉碎機(jī)的削片的部分就算裝配完成了。接著，是對(duì)樹枝粉碎機(jī)的粉碎部分進(jìn)行裝配。前文提到，扇葉片在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要其套筒上開設(shè)錘片槽，這樣方便錘片與扇葉片的裝配是的配合。在相鄰兩個(gè)扇葉片之間設(shè)置三個(gè)錘片槽，共計(jì)九個(gè)錘片槽，相應(yīng)的也需要九個(gè)錘片。在裝配的開始，需要先完成一組錘片的安裝。首先錘片裝配到錘片槽的底部，并于槽壁想對(duì)齊，之后在陣列出改組的其它兩個(gè)錘片。接著就是通過螺栓與螺母的配合將這組錘片固定在扇葉片上。最后還是運(yùn)用陣列的形式完成其它兩組錘片的裝配。這樣樹枝粉碎機(jī)的粉碎部分也算裝配完成了。最后，就是將以上完成的削片部分和粉碎部分裝配到主軸上。主軸要帶動(dòng)刀盤跟扇葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，以此主軸帶動(dòng)兩部分的轉(zhuǎn)動(dòng)需要涉及到鍵的運(yùn)用。在裝配開始的時(shí)候，應(yīng)該先把兩個(gè)鍵裝配到主軸上，然后再把刀盤跟扇葉片通過軸對(duì)齊以及跟鍵配合對(duì)齊的方式裝配好。這樣樹枝粉碎機(jī)的削片粉碎部分就算完成了。因?yàn)橹鬏S是一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的零件，所以在裝配到主體上的時(shí)候必須采用銷釘連接的方式，并設(shè)置一個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)對(duì)主軸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，這樣就能完成使主軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來，從而完成樹枝粉碎機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)畫模擬。運(yùn)用Pro/Engineer對(duì)削片粉碎部分進(jìn)行三維裝配如圖4-11所示：圖 4-11 削片粉碎部分根據(jù)Pro/Engineer中元件裝配的操作步驟與方法，對(duì)樹枝粉碎機(jī)的個(gè)個(gè)零部件進(jìn)行裝配，因?yàn)槌酥鬏S旋轉(zhuǎn)這一機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)需要采用銷釘連接，其它的零部件都是靜止不動(dòng)的零件，所以裝配操作相對(duì)簡(jiǎn)單。靜止不動(dòng)的零件可以采用此功能進(jìn)行裝配，比如機(jī)架與軸承座，兩個(gè)篩網(wǎng)之間裝配，上下外殼的配對(duì)，以及進(jìn)料口與外殼和底架之間的裝配；對(duì)兩端軸承內(nèi)圈與主軸部分采用機(jī)構(gòu)連接進(jìn)行裝配。運(yùn)用Pro/Engineer進(jìn)行三維裝配樹枝粉碎機(jī)的裝配體三維裝配如圖4-12、圖4-13所示：圖4-12裝配圖圖4-13裝配圖第5章樹枝粉碎機(jī)操作事項(xiàng)5.1 樹枝粉碎機(jī)的安裝第一，樹枝粉碎機(jī)長(zhǎng)期使用時(shí)，應(yīng)將粉碎機(jī)輪子固定使用，防止粉碎機(jī)在工作室漂移，也可將粉碎機(jī)車輪卸下并把機(jī)架固定使用。第二，連接樹枝粉碎機(jī)的所有電器設(shè)備及線路必須安裝正確可靠，確保操作者的人身安全。第三，樹枝粉碎機(jī)在安裝后各轉(zhuǎn)動(dòng)部件要運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，進(jìn)行空運(yùn)轉(zhuǎn)半小時(shí)，檢查有無卡碰及不正常響聲，連接是否牢靠。第四。樹枝粉碎機(jī)的傳動(dòng)帶轉(zhuǎn)動(dòng)部分必須安裝防護(hù)罩。安裝固定點(diǎn)為機(jī)器軸承座固定螺栓和電機(jī)座固定螺栓。5.2 技術(shù)參數(shù)分析樹枝粉碎機(jī)是主要耗能設(shè)備，它的性能好壞直接影響生產(chǎn)率和單位能耗。影響粉碎機(jī)工作性能的因素很多， 其中最主要是粉碎機(jī)本身的結(jié)構(gòu)參數(shù)。因此, 研究和合理選擇樹枝削片粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)提高性能指標(biāo)和降低成本具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。影響樹枝粉碎機(jī)機(jī)性能的技術(shù)參數(shù)較多。其中錘片末端線速度是影響粉碎機(jī)工作性能的重要因素。樹枝削片粉碎機(jī)的工作原理為靠高速旋轉(zhuǎn)的錘片對(duì)物料打擊、剪切和挫擦等綜合作用, 把錘片的功能變?yōu)槲锪系姆鬯槟?。錘片的功能與線速度平方成正比，大量試驗(yàn)證明， 在一定范圍內(nèi)提高線速度可以提高生產(chǎn)率和度電產(chǎn)量，并減少木屑的粗細(xì)度。5.3 樹枝粉碎機(jī)的檢修的三大點(diǎn)第一：篩網(wǎng)的修理以及更換。篩網(wǎng)是由薄鋼板或者是鐵皮沖孔而制成的。當(dāng)篩網(wǎng)篩孔在加工過程中出現(xiàn)磨損或者被異物擊穿的時(shí)候，如果損壞的面積不大，可以用鉚補(bǔ)或者錫焊的方法進(jìn)行修復(fù)；但如果是大面積的損壞，應(yīng)立即更換新的篩網(wǎng)。在安裝篩網(wǎng)的時(shí)候，應(yīng)使篩孔帶毛刺的面朝里面，光滑的面朝外，這樣篩網(wǎng)才能與殼體緊密的結(jié)合在一起。 第二：軸承的更換和潤(rùn)滑。樹枝粉碎機(jī)在每工作300小時(shí)之后，應(yīng)對(duì)軸承進(jìn)行清理。如果軸承是用機(jī)油進(jìn)行潤(rùn)滑的，那么在加入新機(jī)油的