鍘草機(jī)的設(shè)計(jì)

1、摘要 IHay Cutter Machine DesignII.1前言1.1.1農(nóng)業(yè)機(jī)械在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化中的作用 11.2鍘草機(jī)的應(yīng)用前景 11.3鍘草機(jī)研究目的及意義 12總體設(shè)計(jì)3.2.1方案的選擇32.2整體傳動(dòng)比的分析計(jì)算 42.3進(jìn)給機(jī)構(gòu)與機(jī)架的設(shè)計(jì) 62.3.1進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)62.3.2機(jī)架的設(shè)計(jì)63傳動(dòng)設(shè)計(jì)8.3.1電動(dòng)機(jī)的選型83.2 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)83.2.1 V帶輪的設(shè)計(jì)要求 83.2.2帶輪的材料 83.2.3 V帶輪的結(jié)構(gòu) 83.2.4相關(guān)計(jì)算93.2.5帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2.6 V帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)錯(cuò)誤！未定義書簽。3.3錐齒輪的設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.

2、3.1選擇齒輪材料 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.3.2選定齒輪精度等級(jí)錯(cuò)誤！未定義書簽。3.3.3按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)小齒輪分度直徑 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.3.4計(jì)算主要尺寸與參數(shù)錯(cuò)誤！未定義書簽。3.4圓柱齒輪的設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.4.1選定精度等級(jí)，材料及齒數(shù)錯(cuò)誤！未定義書簽。3.4.2幾何計(jì)算113.4.3 驗(yàn)算114軸及其校核.1.3.4.1軸的設(shè)計(jì)134.1.1主軸I的設(shè)計(jì)134.1.2傳動(dòng)軸H的設(shè)計(jì)144.1.3傳動(dòng)軸川、W的設(shè)計(jì) 144.2校核144.2.1主軸I的校核154.2.2調(diào)心球軸承的壽命計(jì)算 165破碎機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)185.1切刀的設(shè)計(jì)185.1.1切刀材料185.1.2

3、對(duì)切刀的要求 185.1.3選用或設(shè)計(jì)刀片時(shí)應(yīng)滿足的要求 185.1.4在本次設(shè)計(jì)中選用外曲線刃口刀進(jìn)行滑切 185.1.5刀的滑切與正切分析 185.1.6鉗住物料的條件分析 205.1.7刀的安裝215.2破碎輥筒的設(shè)計(jì)225.2.1刀的設(shè)計(jì)225.2.2刀在輥筒上布置的設(shè)計(jì) 225.2.3輥筒的設(shè)計(jì)22總結(jié)23.參考文獻(xiàn)23.致謝24.II鍘草機(jī)的設(shè)計(jì)摘要設(shè)計(jì)一種鍘草機(jī)，它由裝在同一傳動(dòng)軸上的破碎，切碎兩種功能的機(jī)構(gòu)構(gòu)成。破碎機(jī)構(gòu)主要由刀齒板、切刀、刮刀及輥筒構(gòu)成。加工塊莖類物料時(shí)，經(jīng)刀齒的劃割，切刀的切割，刮刀的進(jìn)一步破碎，完成加工過程；同時(shí)，可利用切碎機(jī)構(gòu)加工藤蔓、稈葉類；并采用輥壓

4、輪對(duì)藤蔓進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)給。拆下破碎部件，換上磨碎齒板，又可作為薯類淀粉初加工機(jī)具。因此，既能滿足加工要求，又能加工薯類淀粉，適應(yīng)農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)的需要。關(guān)鍵詞：破碎；切刀；輥筒IHay Cutter Machine DesignAbstractThis project is to desig n a hay cutter mach ine , in the same tran smissi on from the broke n, which is chopped two fun cti ons of in stituti on. Crush ing in stituti ons is mainly b

5、y the cutter tooth board, cutt ing knife, scraper and rollers material processing tubers. When the cutting knife, the knife blade, cutting the further broke n, it compelets mach ining process. At the same time, it uses chopped age ncies process ing vin es, stem leaf,a nd the roller on vines automati

6、c feedi ng. Removi ng broke n parts, grinding, and toothed as potato starch is quite mach in es. Therefore, it can satisfy the requireme nts of the process ing and process ing potato starch, adapt to the n eeds of rural breed ing.Keywords： Breakers; Cutter; Rolli ng wheel21前言1.1農(nóng)業(yè)機(jī)械在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化中的作用農(nóng)業(yè)機(jī)械化是建

7、設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是先進(jìn)生產(chǎn)力的代表，是提高農(nóng)業(yè)勞動(dòng) 生產(chǎn)率的主要手段。農(nóng)業(yè)機(jī)械化是農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)推廣應(yīng)用的重要載體，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必 然過程，加快發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械化是推進(jìn)城鎮(zhèn)化建設(shè)，全面建設(shè)農(nóng)村小康社會(huì)的重要舉措，加 快發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械化也是保護(hù)和提高糧食綜合生產(chǎn)能力，增加農(nóng)民收入的重要措施。一是通過農(nóng)業(yè)機(jī)械，可以代替人工，使大量農(nóng)村勞動(dòng)力從繁重的農(nóng)業(yè)勞動(dòng)中解脫出來，使其投入 到產(chǎn)業(yè)中，增加農(nóng)民收入；二是通過實(shí)施精量播種、機(jī)械施肥、秸稈機(jī)械還田等機(jī)械化節(jié) 本增效農(nóng)業(yè)技術(shù)，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本；三是通過拓寬農(nóng)機(jī)維修、銷售服務(wù)市場(chǎng)，吸納農(nóng)村 剩余勞動(dòng)力。1.2鍘草機(jī)的應(yīng)用前景經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)。很少有適

8、合小型養(yǎng)殖場(chǎng)、專業(yè)戶和個(gè)體農(nóng)戶要求的小型鍘草機(jī)。 并且這些青飼料鍘草機(jī)還具有以下缺點(diǎn)：1. 大多數(shù)鍘草機(jī)只能單獨(dú)切割塊狀薯類或莖稈類物料。2. 切割刀刃為直刃、切割剛度低、對(duì)多纖維莖稈的切割性能差。3. 用手喂入莖稈類物料安全性差。4. 塊料切碎時(shí)切碎均勻度差。故我們?cè)O(shè)計(jì)一種能滿足小型養(yǎng)殖場(chǎng)、專業(yè)戶和個(gè)體農(nóng)戶要求。切割性能好，操作安全 的小型鍘草機(jī)。1.3鍘草機(jī)研究目的及意義該新型機(jī)屬于一種多功能的草加工機(jī)具，特別適于對(duì)塊莖，塊根類物料的切碎和破碎 加工，也可作為薯類淀粉加工機(jī)具使用。目前的草加工機(jī)具，一般采用一片或多片刀片，在旋轉(zhuǎn)過程中將草切碎；對(duì)于塊莖類 草的加工，則用磨齒片將草磨碎。前者

9、滿足了藤蔓，稈葉狀草的加工；后者可對(duì)塊莖塊根 類草的加工。作為一般的加工，已是可行的了，但加工后的物料中，漿狀體比較多，粒度 細(xì)小，對(duì)塊莖類物料的加工，這種情況尤為突出，不利現(xiàn)在推行的青儲(chǔ)草技術(shù)的應(yīng)用。青 儲(chǔ)草工藝對(duì)原料的要求，往往要使切碎或破碎后的草保持較好的粒狀，特別對(duì)含淀粉高的 薯類，要求在加工中盡量減少漿狀體，更有利于發(fā)揮青儲(chǔ)草的效益。本實(shí)用于新型的目的是提供一種可將塊莖，塊根類，一次加工成塊粒狀的切碎機(jī)；同 時(shí)具有藤蔓，稈葉類的切碎機(jī)構(gòu)；還可較方便地更換上磨碎齒板，作為薯類淀粉加工的多 功能機(jī)具。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是破碎輥筒上的齒、刀部件，配合作用，減少了對(duì)物料的擠壓、碰 撞的機(jī)會(huì)，降

10、低了塊莖類草加工的漿狀體；同時(shí)在加工藤蔓、稈葉類草時(shí)采用輥壓輪進(jìn)給, 大大提高了送料時(shí)的人身安全；加之同破碎機(jī)構(gòu)安裝在同一傳動(dòng)軸上的切碎機(jī)構(gòu)。即可完 成塊莖、塊根類的加工，又可同時(shí)加工藤蔓、稈葉類草。不但簡(jiǎn)化了設(shè)備，又避免了采用 不同的傳動(dòng)軸，共用同一動(dòng)力，操作使用時(shí)的麻煩。破碎輥筒上的刀齒板、切刀、刮刀可 拆下，換上磨碎齒板，又具有薯類淀粉加工能力。因而它有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)， 能充分滿足農(nóng)村，特別是山區(qū)農(nóng)村推廣。22總體設(shè)計(jì)2.1方案的選擇通過比較研究，選定了四種參考方案。方案一：方案一是一種最常見的臥式鍘草機(jī)，切刀片裝在電動(dòng)機(jī)的主軸上，通過電動(dòng) 機(jī)提供給刀片的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來切割，但是缺

11、點(diǎn)是不能切割塊莖類草，同時(shí)刀片為直刃砍刀， 消耗功率大，振動(dòng)也大。方案二：方案二是立式鍘草機(jī)，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，缺點(diǎn)與方案樣，對(duì)能切割草的種類有限。方案三：方案三是臥式輥筒破碎機(jī)，有點(diǎn)是能很好切割塊莖，輥筒上的刀片拆卸也很 方便，缺點(diǎn)是不能切割藤蔓類，所以他的使用也受到了很大的限制。方案四：方案四是臥式多功能鍘草機(jī)，優(yōu)點(diǎn)是即能切割藤蔓類，又能切割塊莖類，缺 點(diǎn)是，該設(shè)計(jì)在為了完成切割塊莖的目的是，過多裝入轉(zhuǎn)動(dòng)刀片，在拆卸刀片時(shí)，非常不 便，并且過多的刀片也增加產(chǎn)品的成本。通過分析以上四種方案，吸收各自優(yōu)點(diǎn)，得到一個(gè)即能切割藤蔓類，又能切割塊莖類 的多功能鍘草機(jī)。并在設(shè)計(jì)中，增加了藤蔓

12、類物料的自動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)，以提高工作安全性。該機(jī)主要由傳動(dòng)軸I和裝在其一端的 V帶輪，裝在其中部的破碎輥筒和切碎刀盤，裝 在其一端的變速錐齒輪和傳動(dòng)軸U上的變速錐齒輪和直齒輪及進(jìn)給軸，裝在支撐固 定它們的機(jī)架下部的電動(dòng)機(jī)，主動(dòng)輪及傳動(dòng)皮帶，加之安裝在機(jī)架上的喂料臺(tái)，進(jìn)料斗， 機(jī)殼等構(gòu)成，要點(diǎn)是破碎輥筒的滾動(dòng)面上安裝了由刀齒板，切刀，刮刀組成的共同完成對(duì) 塊莖塊根類破碎的破碎機(jī)構(gòu)，切碎機(jī)構(gòu)由安裝在傳動(dòng)軸一端的切碎刀盤及其上的動(dòng)刀片， 加之固定在機(jī)架相應(yīng)位置上，能在刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，與動(dòng)片構(gòu)成剪切動(dòng)作的定刀片構(gòu)成。 為使破碎和切碎能同時(shí)進(jìn)行，把破碎輥筒，切碎刀盤裝在同一傳動(dòng)軸上。傳動(dòng)軸安裝在機(jī) 架上，動(dòng)

13、力由機(jī)架下部的電動(dòng)機(jī)及其主動(dòng)輪，通過皮帶傳給安裝在傳動(dòng)軸一端的從動(dòng)輪， 驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸運(yùn)轉(zhuǎn)使安裝在中部的破碎輥筒及其切刀盤工作。機(jī)架上靠切碎刀盤一側(cè)，制作 了切碎機(jī)構(gòu)喂料臺(tái)、自動(dòng)進(jìn)給輥壓輪及刀盤罩；位于傳動(dòng)軸中部的破碎輥筒上，裝有機(jī)殼 和進(jìn)料斗，二者用小螺稈連為一體；主動(dòng)輪與從動(dòng)輪間套有皮帶防護(hù)罩；機(jī)架下部制作了 切碎，破碎物料的出料斗。其中，喂料臺(tái)，刀盤罩、機(jī)殼、進(jìn)料斗、皮帶防護(hù)罩，出料斗 均連接固定在機(jī)架上。破碎輥筒上的刀齒板、切刀、刮刀等用螺釘固定在滾筒的滾動(dòng)面上, 且使刀齒板和切刀有5-10度的螺旋角。這樣，就夠成一個(gè)切碎機(jī)。若要作為暑類淀粉加 工設(shè)備，則可將磨碎齒板替換下破碎輥筒上的刀齒

14、板，切刀和刮刀。磨碎齒板能在輥筒的 旋轉(zhuǎn)力帶動(dòng)下，將薯類打磨成漿體，達(dá)到加工淀粉的目的。使用時(shí)，將藤蔓、稈葉類放在喂料臺(tái)上，由輥壓輪自動(dòng)將料送入刀盤罩內(nèi)，動(dòng)刀片 隨刀盤的旋轉(zhuǎn)和固定在機(jī)架上的定刀片配合，將物料切碎。塊莖、塊根類則叢破碎輥筒機(jī) 殼頂部的進(jìn)料斗送入；在輥筒的旋轉(zhuǎn)力作用下，物料先被刀齒板上的刀齒劃割成條，隨即 由切刀切削下來，再經(jīng)刮刀進(jìn)一步破碎，切碎或破碎后的物料從出料斗送出。即可滿足加 工要求。傳動(dòng)原理如圖2-1所示。圖2-1傳動(dòng)原理簡(jiǎn)圖1.電動(dòng)機(jī)2.小v帶輪3.V 帶4.大v帶輪5.軸承座6.破碎輥筒 7.主軸I 8.切碎刀 盤9.動(dòng)刀片10.小錐齒輪11.大錐齒輪12.小圓柱齒

15、輪 13.大圓柱齒輪 14.換向圓柱齒輪I 15.換向圓柱齒輪n16.傳動(dòng)軸n 17.傳動(dòng)軸w 18.傳動(dòng)軸川注：圖中箭頭表示各軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向2.2整體傳動(dòng)比的分析計(jì)算在本設(shè)計(jì)中，考慮到實(shí)際情況，主軸轉(zhuǎn)速在400r/mi n為宜。以下為具體計(jì)算分析過程。因?yàn)樵O(shè)計(jì)任務(wù)提供的電動(dòng)機(jī)是1500r/min、功率是0.55kw。根據(jù)帶輪傳動(dòng)比的要求(一 般傳動(dòng)比在24為宜)現(xiàn)選傳動(dòng)比為3.9。則主軸轉(zhuǎn)速為n =1500r/mi n/3.9=384.6r/mi n(2-1)現(xiàn)初步選擇輥壓輪的直徑為40mm對(duì)切削的物料長(zhǎng)度定為10mm現(xiàn)在來分析主軸I到傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng)比。因?yàn)檩亯狠喌霓D(zhuǎn)動(dòng)是由軸提供的，所以軸的

16、轉(zhuǎn)速相等，轉(zhuǎn)向相反rig圖2-2物料進(jìn)給示意圖參考圖2-2現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速設(shè)為n2r/s,由于刀盤上是對(duì)稱安裝的2把動(dòng)刀片，所以切割次 數(shù)為2 n2次/s。進(jìn)給輥壓輪設(shè)為n3轉(zhuǎn)/SoV=2 二 n3R= 2二門3 20= 125.6n3mm/s(2-2)V為料的理論進(jìn)給速度。則每次刀的切割長(zhǎng)度是125.6 n3 L=62.8邙/ n2(2-3)2m由設(shè)計(jì)要求知切割長(zhǎng)度以10mm為宜，則62.8 門3/門2 = 10mm即n3/n 2=10/62.8n 2/n3=6.28主軸I與軸的傳動(dòng)比為 6.28現(xiàn)已知n2 = 384.6r/min貝 Un3=61.24r/mi n則理論上每秒進(jìn)料為V = 128

17、.2mm/s考慮到在實(shí)際中料在傳送過成中的打滑，所以上述進(jìn)料速度在現(xiàn)實(shí)中是可以做到在主軸I與軸之間有一對(duì)錐齒輪的減速和一對(duì)直齒輪的減速，考慮到各對(duì)齒輪傳動(dòng)比的適宜范圍，現(xiàn)取錐齒輪的傳動(dòng)比i=2,圓柱齒輪的傳動(dòng)比i=3（考慮到計(jì)算和設(shè)計(jì)時(shí)的方便）。2.3進(jìn)給機(jī)構(gòu)與機(jī)架的設(shè)計(jì)2.3.1進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中采用輥壓輪對(duì)藤蔓類物料進(jìn)行進(jìn)給，輥壓輪的外緣直徑為40，轉(zhuǎn)速由前面的總體設(shè)計(jì)計(jì)算可知= 61.24r/minV = 128.2mm/s6在本設(shè)計(jì)中，采用雙槽重疊設(shè)計(jì)，外面鋼槽由3mm厚的鋼板焊成，在槽的兩側(cè)用厚鋼板加厚，然后鏜孔，軸穿過孔而被支撐，軸與輥壓輪用平鍵連接。在鋼槽 內(nèi)再插一個(gè)薄壁進(jìn)料

18、槽，槽的底面與水平面成10°傾斜。便于送料。詳細(xì)見圖2-3圖2-3進(jìn)料槽及其進(jìn)給輥壓輪1.外鋼槽2.輥壓輪3.薄壁插槽4.定刀片2.3.2機(jī)架的設(shè)計(jì)在機(jī)架設(shè)計(jì)中，主體采用40X 40X 3的等邊對(duì)角鋼，均通過用手工電弧焊將其連接。在 機(jī)架上表面放置一塊10mm厚的鐵板以便固定各零件，在機(jī)架的 4個(gè)角上各加焊一塊40X40X10的厚鐵板，以便獲得足夠的強(qiáng)度來安裝運(yùn)動(dòng)輪。根據(jù)各零件的設(shè)計(jì)尺寸，總觀全局 對(duì)機(jī)架進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后機(jī)架整體尺寸為 628 X 540X 437。73傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.1電動(dòng)機(jī)的選型設(shè)計(jì)的鍘草機(jī)適用對(duì)象為小型養(yǎng)殖場(chǎng)、 專業(yè)戶和個(gè)體農(nóng)戶，故電動(dòng)機(jī)電壓應(yīng)選用220V. 再考慮到

19、所受的載荷不大，所需動(dòng)力不是很大，選用小功率的電動(dòng)機(jī)。綜合各方面因素，選 用YL系列電動(dòng)機(jī)。YL系列電動(dòng)機(jī)是新型高效節(jié)能產(chǎn)品，具有體積小、容量大,起動(dòng)及運(yùn)轉(zhuǎn)性能優(yōu)越等特點(diǎn) 符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC的有關(guān)規(guī)定，并實(shí)現(xiàn)同一機(jī)座號(hào)單、三相異步電動(dòng)機(jī)等級(jí)相同，提高了單、 三相電動(dòng)機(jī)的互換性和通用性，被廣泛應(yīng)用于冷凍機(jī)、泵、風(fēng)機(jī)、，小型機(jī)床以及農(nóng)副業(yè)和 家用電器等方面電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)：型號(hào):YL801-4 ;電壓:220V;功率:0.55KW;同步轉(zhuǎn)速：1500r/min ; 頻率:50HZ;效率:68%;功率因數(shù):0.92外形尺寸:295165 200電動(dòng)機(jī)的安裝方式：選擇IBM3型3.2 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)電

20、動(dòng)機(jī)V帶輪的設(shè)計(jì)主軸V帶輪的設(shè)計(jì)3.2.1 V帶輪的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)V帶輪時(shí)應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量?。唤Y(jié)構(gòu)工藝性好，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力，質(zhì)量分 布均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過動(dòng)平衡，輪槽工作面要經(jīng)過精細(xì)加工（表面粗糙度一般應(yīng)為3.2）以減帶的磨損，各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。3.2.2帶輪的材料此處帶輪的材料，采用鑄鐵，材料牌號(hào)為HT200。3.2.3 V帶輪的結(jié)構(gòu)鑄鐵制V帶輪的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：實(shí)心式腹板式孔板式橢圓輪輻式。當(dāng)帶輪的基準(zhǔn)直徑dd乞2.5d(d為軸的直徑，單位為mm時(shí)，可采用實(shí)心式；dd乞300mm 時(shí)，可采用腹板式(當(dāng)Di -d2 _100mm寸，可采用

21、孔板式);dd .300mm寸，可采用輪輻式。3.2.4相關(guān)計(jì)算已知電動(dòng)機(jī)的額定功率為 0.55KW,轉(zhuǎn)速n仁1500r/min,選取傳動(dòng)比為i=3.9,采用普通V帶 傳動(dòng)。1. 確定計(jì)算功率PeaPea=KA1 P=1.1 0.55=0.605KW(3-1)此畢業(yè)設(shè)計(jì)已通過答辯，詳細(xì)計(jì)詡,完整說明書和全套設(shè)計(jì)囤紙I 請(qǐng)聯(lián)系扣扣：®®®®曙辭筒說陰書註彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為J2KT1 YFaYsa 認(rèn)dZ12 竹(3-26)（1）確定公式內(nèi)的各種計(jì)算數(shù)值1）查的小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限CFE550MPa大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限CFE2 =520MPa）查得

22、彎曲疲勞壽命系數(shù)，Kfn2= 0.98 111#）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.46】1KFN1；- FE1竺竺=373.2MPd11.4(3-27):-F 25+20.98 520=364MPa1.4#）計(jì)算載荷系數(shù)K(3-28)K -KAKvKf.K-1 1.08 1.2 1.22=1.58112）查取齒形系數(shù)查得 YFa1 =2.65 1，YFa2 =2.236 16）查取應(yīng)力校正系數(shù)查得 Ysa1 =1.58 1,YFa2 = 1.754 17）計(jì)算大、小齒輪的晉并加以比較YFa1YSa12.6LJ = 0.011229373.2YFa 2Ysa2aw2 236 匯 1

23、 754=0.01077364#小齒輪的數(shù)值大，用小齒輪的數(shù)值(2)設(shè)計(jì)計(jì)算2 1.58112 2.465 1040.5 242匯 0.0 1 1 2 1=9.448mm#對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的,而齒面接觸疲勞強(qiáng)度模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力#所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)1.448并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值1.5,按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 54.83mm算出小齒輪齒數(shù)取乙=36大齒輪齒數(shù)這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi).3.4.2幾何計(jì)算1 計(jì)算分度圓直徑2 計(jì)算中心距3 計(jì)算齒輪寬

24、度考慮到實(shí)際需要，取3.4.3驗(yàn)算Ka b合適.Zi = di / m =54.83/1.5=36.5z2 = uz<| = 3 36 = 1 0 8,既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度d z1 = 36 1.5 = 54mmd2 =z2m=108 1.5 = 162 mman© d2)/2 =(54 162)/2b = dd 0.5 54 二 27mmB2 =15mm, B1 二 20mm2T = 2 2.465 104d1 一 541 913=9 1= 33.8N /mm : 100N(3-29)又滿足了齒根疲勞強(qiáng)度，并做108mm( 3-30)/mm圓柱齒輪傳動(dòng)參數(shù)見表3-3271

25、3表3-3圓柱齒輪傳動(dòng)參數(shù)參數(shù)代號(hào)參數(shù)值小齒輪大齒輪模數(shù)m1.51.5壓力角a20°20°傳動(dòng)比i33齒數(shù)z36108分度圓直徑d54162齒頂咼ha1.51.5齒根高h(yuǎn)f1.8751.875齒頂圓直徑da57165齒根圓直徑df50.25158.25齒距p4.714.71齒厚s2.3552.355齒槽寬e2.3552.355頂隙c0.3750.375標(biāo)準(zhǔn)中心距a108144軸及其校核4.1軸的設(shè)計(jì)4.1.1主軸I的設(shè)計(jì)1.求主軸I上的功率P2 ,轉(zhuǎn)速吐和轉(zhuǎn)矩T2取皮帶輪傳動(dòng)的效率n =0.95 則P2 =P1n =0.550.95 =0.5225kW(4-1 )1 1n

26、= m1500384.6 r/mini3.9(4-2)p0 5225于是 T2 二 9550000 丄=955000012794.19 N mm(4-3)n2384.62. 初步確定軸的最小直徑初步估算軸的最小直徑2.選取軸的材料為 45鋼,調(diào)質(zhì)處理.,取民=112 1,于是得dmin =民3 亞=112 漢:f0|6=12.4mm( 4-4)n2384.6主軸的最小直徑顯然在軸的兩端.3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1)根據(jù)最小直徑dmin，考慮到軸的剛度和震動(dòng)，現(xiàn)取d I=30mm為了滿足皮帶輪上的軸向定位要求，1-11軸段右端需制一軸肩,故取II-III段直徑為dm = 35mm由于皮帶輪的尺寸L=

27、28,現(xiàn)取 LI 4I =27 mm (2)初步選取軸承座型號(hào)為 SN5084(摘自GB/T7813-1998)其主要參數(shù)如表4-1表4-1d1dDagA3540803368由于 A=68，現(xiàn)取Ln 4II =80 mm LVI 韌二 80mm因?yàn)?dvi v =d| =35mm取由于摩碎輥筒的寬度為140m,現(xiàn)取摩碎輥筒采用軸肩定位,取考慮到安裝防護(hù)罩，取考慮到刀盤座的寬度，現(xiàn)取因?yàn)殄F齒輪的齒寬B=20mm現(xiàn)初步取考慮到安裝和基本尺寸，取d vi _vii - d iiii - 35 mmd 川v = dv _vi - 60 mmLi”v =160 mmd|V * =46 mmLiv =30

28、 mmLv y = 60 mmLviii _jx - 37 mmLvii yii =60.5 mm4.1.2傳動(dòng)軸U的設(shè)計(jì) 1.計(jì)算功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩(4-5)1500n =3.94 2-190 r/min由（4-3）得,2.確定最小直徑T 二 9550000P = 95500000677 = 34028N mmn190選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，取A0=1121，由（4-4 ）于是得dminf礙F訶詈"伽p = P電 1 2 二 0.75 0.95 0.95 二 0.677 kW現(xiàn)取最小直徑為20mm4.1.3傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)由于進(jìn)給軸的轉(zhuǎn)速與負(fù)載都比較小，所以不做具體計(jì)算，由整體設(shè)

29、計(jì)決定其尺寸4.2校核4.2.1 主軸I的校核1.扭矩的計(jì)算設(shè)皮帶輪傳遞的功率為0.55kW,輥筒子刀傳遞的功率為總功率的一112半,即0.55 - = 0.275 kW切刀傳遞的功率為0.55 - - = 0.183kW錐齒輪22 3傳遞的功率是0.092kW.P0 55有mA =9550955013.657N- m(4-6)2.彎矩的計(jì)算受力分析如圖4-1、圖4-2所示圖4-1 H平面受力圖圖 4-2 V平面受力圖n384.6P0.275 小 ccmB =9550 -95506.83N - mn384.6P0.183mC = 9550-= 95504.55N mn384.6P0.092mD

30、 = 9550 =95502.284N mn384.617#Fr1 =190 NFr2 =500NFr3 = 300N片=30NFt2 =500NFt3 二 300 NFt42T4 2 2284 =1O9.4Ndm4 41.75Fr4 = Ft4 tan ： cos r = 109.4 tan 26.565 cos26.565 = 48 N(4-7)Fae =Ft4tan： sin =109.4 tan 26.565 sin 26.565 =23.4列方程求解：Ft! Ft2 Ft3 Ft4 二 Fh! - Fh2(4-8 )Ft1 53 _ Ft2 120_Ft3 260 Fh2 330 _

31、 Ft4 448 = 0(4-9)由(4-7) (4-8)解得FH1 =377.4NFH2 = 562N同理列方程FNV1 Fr1 * Fr2 * Fr3 - Fr4 = 0Fr2 120 Fh 53 Fr3 260 FNV2 330 - Fr4 448 =0解得Fnv1 178.5NFnv2 =-383.5N3.校核軸的強(qiáng)度在輥筒處的彎扭強(qiáng)度最大M=67492.6N mm T=13657N mm按第三強(qiáng)度理論，計(jì)算應(yīng)力GCa = '戸 4 2(4-10)為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù)，則計(jì)算應(yīng)力為Ca =2 4( :1(4-11 )式中的彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力。當(dāng)扭轉(zhuǎn)應(yīng)

32、力為靜應(yīng)力時(shí)，取:0.3 ;當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力時(shí)，取:0.6 ;此處取:0.6，由(4-11)得。caoT()+4() =10.62MPa W 2W創(chuàng)由以上計(jì)算可知軸的設(shè)計(jì)是安全的4.2.2調(diào)心球軸承的壽命計(jì)算1.由軸的校核已計(jì)算出兩軸承在水平面與垂直面上的兩個(gè)力軸承徑向力FnF： FN/1 二 377.42 178.52 = 417.48N(4-12)Fr2 = ： Fh2 fNV2 二 5622 383.52 =680.4N192.求兩軸承上的計(jì)算軸向力Fa1和Fa2Fd1 =eFr1 =0.34 417.48 = 141.9432 N(4-13)3.4.因?yàn)镕d2 二 0.34

33、680.4 二 231.336 NFd1 Fae "41.9432 23.4 = 165.3432 N< Fd所以軸承1被壓緊，軸承2被放松F a1 = F d1求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷R和F2因?yàn)樗杂桑?-14）所以+ Fae = 141.9432 + 23.4 = 165.3432NFa2 = Fd2 = 231.336NFa1165.3432=0.396 > eFr1417.480.65Fr1 Y Fa1 二=750.86NF2231.336=0.34 = eF,680.4P2 二 Fr2 YFa2 = 1119 .9384 N因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有輕度沖擊載荷,fp =1.01

34、.21,取fp =1.2Pl 二 750 .861.2 二 901驗(yàn)算軸承壽命因?yàn)镻i： P2,所以按軸承Lh = ()360n P2(4-15)(4-14).032 nP2 二 1119 .93841.2 二 1343 .9 N2所愛力大小進(jìn)行驗(yàn)算20 X1060 X384.6 ( 1 3 491063扌二1.42(4-16)顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鍘草機(jī)的使用壽命，所以選用的軸承是合理安全的。205破碎機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.1切刀的設(shè)計(jì)5.1.1 切刀材料一般采用經(jīng)過熱處理的T9碳素工具鋼或錳鋼。在此選 T9工具鋼5.1.2 對(duì)切刀的要求良好的切刀（或稱切碎器）應(yīng)滿足要求：切割質(zhì)量高，耗用動(dòng)力小，結(jié)構(gòu)緊湊，工

35、作平穩(wěn)，安全可靠，便于刃磨，使用維修方便。5.1.3選用或設(shè)計(jì)刀片時(shí)應(yīng)滿足的要求刀片在設(shè)計(jì)和選用時(shí)應(yīng)滿足下列三個(gè)方面的要求，即鉗住物料，保證切割； 切割功率要?。?切割阻力矩均勻。5.1.4在本次設(shè)計(jì)中選用外曲線刃口刀進(jìn)行滑切5.1.5刀的滑切與正切分析鍘草機(jī)械工作時(shí)，功耗的大小與切刀的工作方式以及刀片的特性參數(shù)有關(guān)，切刀的工 作方式有滑切與正切之分。當(dāng)按滑切工作時(shí)，切割阻力小，容易切割，切割時(shí)省力，功率 消耗也小。當(dāng)切刀按正切方式工作時(shí)，切割阻力大，切割困難，功率消耗也大。下面僅討 論本刀具用到的滑切原理。2122Vh< rp 0 本.4-b圖5-1切刀滑切示意圖圖中BC為回轉(zhuǎn)曲線刃口

36、刀的刀刃，0為刃口曲線的圓心，A點(diǎn)為切割工作點(diǎn)，切刀的 回轉(zhuǎn)半徑為r。當(dāng)切刀在傳動(dòng)系統(tǒng)作用下繞刀軸中心 P以一定角速度做定軸回轉(zhuǎn)切割運(yùn)動(dòng) 時(shí)，刀刃上工作點(diǎn)A的切割速度為V,顯然，V丄0A將V分解為過點(diǎn)A切線和法線方向的 兩個(gè)分速度V，即滑切速度Vh，正切（砍切）速度 V。Vz與V之間的夾角及為滑切角。當(dāng)滑切速度不為零時(shí)的切割及稱為有滑切的切割，簡(jiǎn)稱滑切；當(dāng)滑切速度為零的切割稱為正切或砍切。VH和Vz和的關(guān)系為VH / V =ta n ：（ 5-1）由圖5-1分析可知，滑切角顯然不為零，最大為 660，能實(shí)現(xiàn)滑切。若切刀的楔角為，則正切時(shí)，切割速度 V就在A點(diǎn)的法線方向，即V垂直于刀刃， 切刀正

37、好是以 角的楔子楔入物料?；袝r(shí)，因切割速度 V偏離了刀刃的法線方向，與法 線方向產(chǎn)生了一個(gè)滑切角，這時(shí)切刀的楔入角度由 減小到 。從上圖的幾何關(guān)系可知tan =BC/AB(5-2)tan = tan cos：即滑切角越大時(shí)，刀刃切入物料的實(shí)際楔入角就越?。磳?shí)際切割時(shí)只是刀刃口在切割），這是VH大Vz小,切刀受到的法向阻力越小，易于切入，切割省力。因此，要使 切割省力，除保證刃口鋒利以降低刃口比壓（比壓為刃口單位面積的壓力，與刀刃鋒利程 度有關(guān)）外，還須使切割為滑切，這正是利用了滑切省力的原理。此外，刀刃口的表面即使看起來光滑，但由于刀片在加工時(shí)的精度問題，在顯微鏡下 觀察，刃口也呈現(xiàn)鋸齒狀

38、的“微觀齒”?；袝r(shí)，這些尖銳的“微觀齒”就像鋸子一樣將 物料纖維切斷，這是滑切較正切省力的另一原因。5.1.6鉗住物料的條件分析滑切也可以分為有滑移的滑切和無滑移的滑切兩種。切割時(shí)當(dāng)動(dòng)刀片與靜刀片之間的 夾角達(dá)一定值時(shí)，物料就會(huì)產(chǎn)生沿刃口向外推移的現(xiàn)象，這叫有滑移的滑切。出現(xiàn)這種情 況對(duì)穩(wěn)定切割是不利的，所以應(yīng)當(dāng)盡可能的避免此種情況的出現(xiàn)。下面以兩種不同鉗住角切割物料的受力情況來分析鉗住物料，保證穩(wěn)定的切割條件 下圖5-2表示了不同鉗住角切割物料時(shí)物料的受力情況。d+職 TiT,圖5-2不同鉗住角的物料受力分析圖圖5-2中AB為動(dòng)刀片刃口，CD為定刀片刃口，夾角為動(dòng)、定刀片對(duì)物料的鉗住角,也稱推擠角。假定以兩種鉗住角切割時(shí)的摩擦角均為門,和門2。A