畢業(yè)設(shè)計(jì)粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)論文

目次TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"引言 1\o"CurrentDocument"粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì) 2\o"CurrentDocument"粉碎機(jī)的工作原理 2\o"CurrentDocument"齒爪式粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)組成 2\o"CurrentDocument"粉碎機(jī)主要工作部件的設(shè)計(jì) 2殼體 3\o"CurrentDocument"3.2定齒盤 3\o"CurrentDocument"3.3動(dòng)齒盤 3\o"CurrentDocument"部件轉(zhuǎn)配工藝分析 3\o"CurrentDocument"標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 4\o"CurrentDocument"電動(dòng)機(jī)的選擇 45.2軸承的選擇 5\o"CurrentDocument"5.3鍵的選擇 55.4螺栓的選擇 55.5螺母的選用 55.6墊圈的選擇 5\o"CurrentDocument"帶傳動(dòng)及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 5普通V帶傳動(dòng)的計(jì)算 66.1.1確定V帶型號(hào)和帶輪直徑 6計(jì)算帶長(zhǎng) 66.1.3求中心距a 6帶長(zhǎng)計(jì)算 6帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 6求帶輪包角 7求帶根數(shù)Z 7求軸上載荷 7帶輪結(jié)構(gòu) 7\o"CurrentDocument"軸的計(jì)算 8軸的轉(zhuǎn)速 86.2.2軸的輸入功率 8軸轉(zhuǎn)矩 86.2.4軸直徑的初步確定 8軸的設(shè)計(jì) 9\o"CurrentDocument"主要零件的校核 9主軸的強(qiáng)度校核 9作用在軸上的力的分析 9軸的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸及受力簡(jiǎn)圖 9轉(zhuǎn)筒的強(qiáng)度校核 137.2.1轉(zhuǎn)筒的受力分析 13轉(zhuǎn)筒螺孔處的抗剪切強(qiáng)度校核 13轉(zhuǎn)筒螺孔處的擠壓強(qiáng)度校核 147.2.4轉(zhuǎn)筒的強(qiáng)度校核 14轉(zhuǎn)筒受扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度和剛度校核 15動(dòng)齒盤的強(qiáng)度校核 167.3.1動(dòng)齒盤單片的橫斷面抗拉強(qiáng)度 16動(dòng)齒盤螺孔處抗剪切強(qiáng)度校核 16軸承壽命計(jì)算 177.4.1軸承的受力分析 177.4.2軸承壽命計(jì)算 17結(jié)論 19致謝 19參考文獻(xiàn) 20小型粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)摘要：粉碎機(jī)是將大尺寸的固定原料粉碎至要求尺寸的機(jī)械。齒爪式粉碎機(jī)適應(yīng)于家庭養(yǎng)殖、加工或較小工作量的單位使用。目前，國(guó)內(nèi)消費(fèi)市場(chǎng)中“小型粉碎機(jī)”頻頻上市，散發(fā)出誘人的魅力，展示著亮麗的市場(chǎng)前景，業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，“小型粉碎機(jī)”市場(chǎng)消費(fèi)面寬，功能新穎獨(dú)特，它將成為家庭生活的“好伴侶”。本文主要論述了“小型粉碎機(jī)”的機(jī)械結(jié)構(gòu)、外觀及其設(shè)計(jì)。在這次設(shè)計(jì)過程中，首先對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行了全面的調(diào)查，收集了大量的資料，然后對(duì)粉碎機(jī)的外觀特征進(jìn)行構(gòu)思，并首次采用了三維建模軟件Pro/E對(duì)所設(shè)計(jì)的零部件進(jìn)行了實(shí)體建模，突破了二維空間，使其更加直觀。在材料的選擇上，大量采用了PC及PVC復(fù)合材料，使粉碎機(jī)的強(qiáng)度更有所提高，并使其重量大大減輕。關(guān)鍵詞：齒爪式粉碎機(jī)動(dòng)齒盤網(wǎng)篩引言1．1小型粉碎機(jī)粉碎是應(yīng)用機(jī)械的方法克服固體物料內(nèi)聚力而使之破碎的一種操作。粉碎可增大飼料顆粒的表面積，使之與動(dòng)物腸胃消化液充分接觸而有利于吸收消化。因此，飼料原料的粉碎是飼料加工過程中最主要的工序之一。按粉碎機(jī)械的結(jié)構(gòu)特征可將飼料粉碎設(shè)備分為五類：錘片式粉碎機(jī)、爪式粉碎機(jī)、盤式粉碎機(jī)、輥式粉碎機(jī)和破碎機(jī)。根據(jù)粉碎物料的粒度可將飼料粉碎設(shè)備分為普通粉碎機(jī)、微粉碎機(jī)和超微粉碎機(jī)。其中錘片式粉碎機(jī)應(yīng)用最為廣泛，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，價(jià)格便宜，適應(yīng)性廣。在國(guó)內(nèi)外飼料廠得到了普遍的研究和應(yīng)用。齒爪式粉碎機(jī)又稱為自由式粉碎機(jī)。我國(guó)在引進(jìn)吸收日本自由式粉碎機(jī)之后，創(chuàng)新研發(fā)了9FZ系列齒爪式粉碎機(jī)，廣泛應(yīng)用于中小規(guī)模高細(xì)度粉碎，在水產(chǎn)飼料加工行業(yè)占有舉足輕重的地位。1．2粉碎機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景目前，隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的不斷提高，使得各項(xiàng)農(nóng)業(yè)活動(dòng)有了長(zhǎng)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(chǎn)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(nóng)業(yè)活動(dòng)的一大難題。傳統(tǒng)的農(nóng)家肥已經(jīng)不能吸納過多的作物秸稈，而現(xiàn)行的大田焚燒秸稈又會(huì)導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的破壞及增加火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，已經(jīng)被各級(jí)政府相關(guān)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(yīng)的問題和危害，例如，病蟲害的泛濫和對(duì)后期播種出苗率的影響。正是在這樣的時(shí)代背景下，青飼料、干飼料粉碎機(jī)行業(yè)迎來(lái)了發(fā)展的大好時(shí)機(jī)。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(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械的發(fā)展進(jìn)程和水平。粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)2．1粉碎機(jī)的工作原理在飼料加工過程中，常常使用擊碎、磨碎、壓碎與劈碎的方式將谷物、秸稈等原料進(jìn)行粉碎：①擊碎：物料在瞬間受到外來(lái)的沖擊而粉碎，該方法對(duì)于粉碎脆性物料最為有利，其適應(yīng)性廣、生產(chǎn)效率高、在飼料加工廠得到廣泛的應(yīng)用；②磨碎：物料與運(yùn)動(dòng)的表面之間經(jīng)受一定的壓力和切力的作用，當(dāng)切應(yīng)力達(dá)到物料的剪切強(qiáng)度時(shí)即被粉碎；③壓碎：物料置放在兩個(gè)粉碎面之間，施加壓力后物料因壓應(yīng)力達(dá)到其抗壓強(qiáng)度而破碎；④劈碎：用一個(gè)平面和一個(gè)帶尖模的工作表面擠壓物料時(shí)，物料沿壓力作用線的方向劈裂，當(dāng)劈裂平面上的拉應(yīng)力達(dá)到或超過物料拉伸強(qiáng)度極限時(shí)物料即被粉碎。在粉碎機(jī)械中，往往是同時(shí)具有兩種以上的粉碎方法作用于物料。目前，飼料工業(yè)用于谷物飼料的粉碎，以擊碎和磨碎應(yīng)用最廣。隨著近年來(lái)飼料工業(yè)的快速發(fā)展，為適應(yīng)養(yǎng)殖業(yè)對(duì)飼料的多種需求，飼料粉碎機(jī)在結(jié)構(gòu)、類型、生產(chǎn)能力、功能等方面有了很大的發(fā)展，粉碎機(jī)的類型呈現(xiàn)多樣化的發(fā)展趨勢(shì)。2．2粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)組成齒爪式粉碎機(jī)，原料從定齒盤中部的進(jìn)料管流入，由動(dòng)齒盤的兩個(gè)攪拌齒撥入粉碎區(qū)，在高速旋轉(zhuǎn)的動(dòng)齒盤與定齒盤的錘擊下粉碎。飼料在離心力與錘擊力的作用下，有的與篩片碰撞，彈回粉碎區(qū)再次遭受錘擊的作用；有的與定齒盤相撞進(jìn)入齒間一起被磨碎。轉(zhuǎn)子形成的風(fēng)壓使合格的成品穿過篩孔而被壓出粉碎室，較大的顆粒則繼續(xù)留在機(jī)內(nèi)進(jìn)行粉碎。這種粉碎機(jī)除具有粉碎作用外還兼有混合攪拌的作用，飼料在機(jī)內(nèi)從中間向四周擴(kuò)散，相當(dāng)于經(jīng)過多個(gè)粉碎室，因而可達(dá)到較為均勻的高細(xì)成品粒度。粉碎機(jī)主要工作部件的設(shè)計(jì)

該粉碎機(jī)主要工作部件包括：殼體、定齒盤、動(dòng)齒盤。3?1整體外殼整體外殼采用鑄造件，分體式結(jié)構(gòu)如圖（1）所示圖（1） 圖（2）圖圖（1） 圖（2）圖（3）機(jī)殼與固定端蓋通過銷軸鏈接，安全可靠，拆卸方便?；顒?dòng)端蓋與固定端蓋通過銷軸鏈接，兩者以銷軸為轉(zhuǎn)動(dòng)中心，旋轉(zhuǎn)可達(dá)1800,有利于粉碎室的清理和監(jiān)視拆裝。3?2定齒盤一對(duì)定齒盤分別安裝在固定端蓋和活動(dòng)端蓋個(gè)，其結(jié)構(gòu)如圖（2）所示，圓盤內(nèi)外圓均與轉(zhuǎn)子相配合，從而對(duì)物料進(jìn)行沖擊、磨碎。3?3動(dòng)齒盤動(dòng)齒盤機(jī)構(gòu)如圖（3）所示，在固定盤上銃去18mm厚度的矩形槽，使得動(dòng)錘嵌入其中，之后再加以螺栓擰緊，定位可靠，連接安全，可減輕部件振動(dòng)沖擊對(duì)動(dòng)錘、定齒盤以及連接螺栓的損害。部件裝配工藝分析該機(jī)殼體采用分體式結(jié)構(gòu)，加工制造方便，裝拆簡(jiǎn)單且殼體與端蓋、端蓋與定齒盤、轉(zhuǎn)子和動(dòng)齒盤之間均采用螺栓連接，工作部件破損后可及時(shí)拆換。動(dòng)錘有三個(gè)工作表面，其工作表面與定子相應(yīng)工作表面之間的間隙均為4mm，即可滿足對(duì)成品粒度的大小要求又至使得物料擁堵堆積，物料流動(dòng)暢通，工作效率高。轉(zhuǎn)子末端聯(lián)接部分嵌入定齒盤，加以螺栓固定，使得結(jié)構(gòu)對(duì)稱，有利于減輕振動(dòng)，而且定位方便，安裝效率高。另外，齒篩間隙對(duì)粉碎機(jī)的工作性能也有很大的影響，動(dòng)齒盤和篩面的搓擦作用可進(jìn)一步減小物料的粒徑，且合適的齒篩間隙可使動(dòng)齒盤高效地帶動(dòng)物料在粉碎室內(nèi)形成流動(dòng)層，以增大物料的過篩機(jī)會(huì)。標(biāo)準(zhǔn)件的選擇5．1電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)粉碎機(jī)的工作條件及生產(chǎn)要求，在電動(dòng)機(jī)能夠滿足使用要求的前提下，盡可能選用價(jià)格較低的電動(dòng)機(jī)，以降低制造成本。由于額定功率相同的電動(dòng)機(jī)，如果轉(zhuǎn)速越低，則尺寸越大，價(jià)格越貴。粉碎機(jī)所需要的功率為N二3.509kw，故選用Y系列（IP44）型三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)是按照國(guó)際電工委員會(huì)（IEO）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的，具有國(guó)際互換性的特點(diǎn)。其中Y系列（IP44）電動(dòng)機(jī)為全封閉的自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，具有防灰塵、鐵屑或其它雜務(wù)物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部之特點(diǎn)B級(jí)絕緣，工作環(huán)境不超過+40°C，相對(duì)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(wú)特殊要求的機(jī)械上，如農(nóng)業(yè)機(jī)械。Y系列三相籠型異步電動(dòng)具有效率高、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、且提高了防護(hù)等級(jí)為IP54、提高了絕緣等級(jí)、噪音低、結(jié)構(gòu)合理產(chǎn)品先進(jìn)、應(yīng)用很廣泛。其主要技術(shù)參數(shù)如下：型號(hào)：Y132M-4同步轉(zhuǎn)速：1500r/min額定功率：N二4kw滿載轉(zhuǎn)速：1440r/min堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩：2.2T/（N-m）n最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩：2.2T/（N-m）n質(zhì)量：4.3kg極數(shù)：4極機(jī)座中心高：112mm該電動(dòng)機(jī)采用立式安裝，機(jī)座不帶底腳，端蓋與凸緣，軸伸向下。5．2軸承的選擇根據(jù)對(duì)該粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)和對(duì)軸的受力分析可知，由于動(dòng)齒盤為對(duì)稱排列，在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中動(dòng)齒盤所產(chǎn)生的離心力相互抵消，軸承受到動(dòng)齒盤產(chǎn)生的徑向力為零，但是由于轉(zhuǎn)子自己會(huì)產(chǎn)生一定的離心力；同時(shí)由于轉(zhuǎn)子自身的重力，會(huì)使軸承受到軸向力。因此，在工作過程中軸承同時(shí)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31300,其錐度為：a二27。48'39"。5．3鍵的選擇轉(zhuǎn)子主軸上與帶輪的連接鍵，轉(zhuǎn)筒與主軸的連接鍵選用普通平鍵：選用GB1096——79。對(duì)于與帶輪輪轂連接的鍵，其尺寸為6X6X502pn兀102Tx103 2x^^xi03 7.5x103x3800x103x?！鯿r= = =??pKid Kid 15x3x47x20=2.1MPa《Q]=120MPap對(duì)于與動(dòng)齒盤相連接的鍵，其尺寸為6X6X522xPnKx103該鍵可用2Tx103 2x^^x103 7.5x103x3800x103x兀該鍵可用■cr= = =…pKid Kid 15x3x46x20=2MPa《[r]=120MPap5．4螺栓的選擇動(dòng)齒盤相連接的鍵用來(lái)連接支承電動(dòng)機(jī)鋼板與支架、支承粉碎機(jī)鋼板與支架用螺栓。由于是用于板間連接，螺栓主要是受到剪切作用，故采用受剪螺栓連接。連接轉(zhuǎn)子和動(dòng)齒盤用螺栓和連接齒板與機(jī)體用螺栓主要是受到拉伸應(yīng)力，采用受拉螺栓連接。選用GB5783——86。5．5螺母的選用主要根據(jù)所用螺栓規(guī)格進(jìn)行選擇：GB6170——86。5．6墊圈的選擇根據(jù)需要選用普通平墊圈：GB848——85。帶傳動(dòng)及軸的設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)設(shè)計(jì)方案及結(jié)構(gòu)，該機(jī)選用普通V帶傳動(dòng),它具有緩和載荷沖擊、運(yùn)行

平穩(wěn)、無(wú)噪音、中心距變化范圍較大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、使用安全等優(yōu)點(diǎn)。6．1普通V帶傳動(dòng)的計(jì)算已知：電動(dòng)機(jī)功率p=4.0kw,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=1440r/min，粉碎機(jī)主軸轉(zhuǎn)速n=1275r/min。2確定V帶型號(hào)和帶輪直徑工作情況系數(shù)計(jì)算功率選帶型號(hào)K=1.2AP=K-P=1.2x4CAA工作情況系數(shù)計(jì)算功率選帶型號(hào)K=1.2AP=K-P=1.2x4CAA型P=4.8kwC小帶輪直徑大帶輪直徑取D=125mm1帶傳動(dòng)滑動(dòng)率￡一般為1%?2%取￡=1%取D=140mm2=(1-￡)DA=0.99x125x1440=139.88mmn211275大帶輪轉(zhuǎn)速取n=1272.86r/min26.1.2n=(1-￡)2Dn—1-1D10.99x晉計(jì)算帶長(zhǎng)=寧=132.5D=132.5mmm△二7.5mm6.1.3求中心距6.1.3求中心距a2(D+D)2(D+D)>a>0.55(D+D)+h1212取h二8mm2(140+125)>a>0.55(125+140)+8530mm>a>153.75mm根據(jù)實(shí)際確定：中心距a二470mm6.1.4帶長(zhǎng)計(jì)算6.1.4帶長(zhǎng)計(jì)算兀(D+D)D—D rL= + 2+r—a 1+2acos—222=兀D+2a+蘭=兀x132.5+940+型=1356.17mm

ma 4706.1.5帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度取L6.1.5帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度取L=1400mmD=130.45N取F=130.45N0求帶輪包角小帶輪包角a1a1D—D=180?！? ix60。15a=180求帶輪包角小帶輪包角a1a1D—D=180?！? ix60。15a=180?！?x60。=178.1。416.92a二178.1。16.1.7求帶根數(shù)Z帶速V兀DnV= ^-1—=60x10003.14x125x144060000=9.4m/s傳動(dòng)比in1440i=1= =1.13n1272.862帶根數(shù)Z P=1.93kw0k=0.9956ak=0.93l△P=0.1104.8(1.93+0.11)x0.9956x0.93=2.546.1.8求軸上載荷單根V帶張緊力q=0.10kg/mP2.5—kF=500一(——a)+qV20VZka=500x4.89.4x32.5—0.9960.996)+0.10x9.42軸上載荷aF=2ZFsin_aF=2ZFsin_LQ 0 2FQ=782.56N=2x3FQ=782.56N26.1.9帶輪結(jié)構(gòu)帶速V<30m/s時(shí)的帶傳動(dòng)，其帶輪內(nèi)一般用HT200制造，高速時(shí)應(yīng)使用鋼制造，帶輪的速度可達(dá)到45m/s。由于該機(jī)帶速為V=9.4m/s，故帶輪材料選用HT200。在設(shè)計(jì)帶輪結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)使帶輪易于制造，能避免因制造而產(chǎn)生過大的內(nèi)應(yīng)力，重量要輕。根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，大帶輪選用輪輻式結(jié)構(gòu)，輪輻截面為橢圓形，其長(zhǎng)軸與回轉(zhuǎn)平面重合，輪輻數(shù)目Z可根據(jù)帶輪直徑選?。篋<500mm時(shí)a

取4,D二500-1600mm時(shí)取6,D二160卜3000mm取8。由于該帶輪直徑為D二140mm，取Z=4。a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(jī)小帶輪制造為腹板式。帶截面尺寸和帶輪輪緣尺寸：V帶型號(hào)：A型V帶輪基本參數(shù)：頂部寬b:13mm節(jié)寬b:11.0mm 高度h:8mmp基準(zhǔn)寬度b二11.0mm, 基準(zhǔn)線上槽深h 二2.75, 基準(zhǔn)線下槽h 二8.7,d槽間距e=15土0.3,amin fmin槽邊距f=9, 最小輪緣厚5 =6,min min帶輪寬度B=(Z-1)e+2f(Z—輪槽數(shù))，外徑d二d+2had a6．2軸的計(jì)算軸的轉(zhuǎn)速已知：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n二1440r/min，粉碎機(jī)主軸轉(zhuǎn)速n二1275r/min，傳動(dòng)比2i=1.13軸的輸入功率電動(dòng)機(jī)粉碎機(jī)主軸P=4kw1P=P?耳=4x0.94=3.76kw2101耳 電動(dòng)機(jī)與主軸的傳遞效率，帶傳動(dòng)耳-0.9401016.2.3軸轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩Td：PdTd=9550一N-mn1 49550x1!)3x =26527.8N-mm1440粉碎機(jī)主軸T:22rAT=9550x. =28210.5N-m2 12756.2.4軸直徑的初步確定選材：45鋼，調(diào)質(zhì)處理，b=650Mpa,c=360MpaBs結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式11.2確定軸的最小直徑：d>9.55xd>9.55x106p0.2[t]tnt其中：許用切應(yīng)力，由表其中：許用切應(yīng)力，由表16.2L]=35Mpat軸傳遞功率，P=3.76kw主軸轉(zhuǎn)速，n主軸轉(zhuǎn)速，n=1275r/min2C——由表16.2,C二112由上式可得：d>16.1mm，故取d二40mm。6.2.5軸的設(shè)計(jì)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般原則：軸上零件的布置應(yīng)使軸受力合理；軸上零件定位可靠，拆裝方便；軸應(yīng)采用各種應(yīng)力集中和提高軸疲勞強(qiáng)度繁的結(jié)構(gòu)措施；應(yīng)具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，便于加工制造和保證精度；對(duì)于要求剛性大的軸，還應(yīng)從結(jié)構(gòu)上考慮減小軸的變形。根據(jù)以上原則，確定出軸的結(jié)構(gòu)尺寸。在該設(shè)計(jì)中，軸的軸向固定采用軸肩——軸端擋圈的固定方法：軸肩結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(qiáng)度，軸肩處采用過渡圓角，且圓角不應(yīng)太小。主要零部件的校核7．1主軸的強(qiáng)度校核該機(jī)主軸與電動(dòng)機(jī)軸聯(lián)接是通過帶傳動(dòng)進(jìn)行連接，傳遞轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)筒固定在軸上，因此可以認(rèn)為轉(zhuǎn)筒對(duì)軸的作用力為均布載荷均勻作用在軸上，轉(zhuǎn)筒分別通過鍵與軸兩端聯(lián)接。由于轉(zhuǎn)筒上動(dòng)齒盤的排列呈對(duì)稱排列形式，在同一個(gè)平面上每個(gè)動(dòng)齒盤所產(chǎn)生的力相等，相互抵消。所以動(dòng)齒盤產(chǎn)生的離心力對(duì)軸的變形無(wú)影響，只受到轉(zhuǎn)筒的作用力，使其產(chǎn)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(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度校核。作用在軸上的力的分析由于動(dòng)齒盤在轉(zhuǎn)筒上采用對(duì)稱排列方式，其產(chǎn)生的離心力相互抵消，合理為零。計(jì)算轉(zhuǎn)筒的作用力：根據(jù)鋼板重量的計(jì)算公式，不同厚度的鋼板每平方米的理論重量，由G=Sxp可以計(jì)算其中： G——給定厚度的鋼板每平方米的理論重量kg/m2S——鋼板厚度mmS=4mmp 鋼板密度，p=7.85g/mm3由于轉(zhuǎn)筒面積為S1=nx0.42x0.43=0.5671m2所以轉(zhuǎn)筒總重量：M=GxS1=SxpxS1=4x7.85x0.5671=17.81kg轉(zhuǎn)筒重量：Mg=17.81x9.8=174.54N轉(zhuǎn)筒作用在軸上的分布載荷q=55.57一430=0.406N/mm帶輪的作用力由前面計(jì)算得：Fq=782.56N軸的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸及受力簡(jiǎn)圖軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸見圖7.1(a)圖7.1(a)軸的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸圖軸的受力圖rrlnnrriitq=0.406N/mmmill Iffii'r"?'!rrlnnrriitq=0.406N/mmmill Iffii'r"?'!圖7.1(b)軸的受力圖計(jì)算支承反力水平面(xy平面)受力圖水平面(xy面)受力圖圖7.1(c)軸水平面受力圖水平面支承反力：f fF+F-F=0R1 QfR22MF=0R1即：Fx(638.5+82.5)-Fx638.5=0R2F=101.14NR1F=883.7NR2(d)垂直面(XZ平面)受力圖?z垂直面(XZ面)受力圖?z垂直面(XZ面)受力圖tHHHHHtTi 卄卄iiiWii計(jì)卄川卄川川tetEH川q=0.406N/mm —XFre=108s2N圖7.1(d)軸垂直面受力圖垂直面支承反力的計(jì)算工MF=0即：-qx530x(530+56)+Fx638.5=0TOC\o"1-5"\h\z2 R2貝V： F=0.406x530 =108.2NR2 638.5又由F+F-qx530=0得至【」：R1 R2F二106.98NR1在BC段上，有一個(gè)最大彎矩：設(shè)在X處，彎矩最大則M(X)=則M(X)=FR1-qx(X-56)22要使M(X)最大，dM^X)=0X二319.5mm處，M(X)最大，且M(X)=20085.1N-mm畫彎矩圖：(e)水平面彎矩圖:水平彎矩圖 64557.89N*水平彎矩圖 64557.89N*mm圖7.1(e)水平面彎矩圖(f)垂直面彎矩圖:畫合成彎矩圖： M=:M2+M2xy xz在I截面處，M=8244.4N-mmI在II截面處，M=38051.9N-mmn在III截面處，M皿=595396N-mm在W截面處，MR=64577.9N-mm=62608N.mm

(g)(g)合成彎矩圖:畫轉(zhuǎn)矩圖： 3.76T=9550x^—=28210.5N-m

2 1275(h)轉(zhuǎn)矩圖：轉(zhuǎn)矩圖TT=28210.5NmmiA轉(zhuǎn)矩圖TT=28210.5NmmiAT=16644.2N?mm許用應(yīng)力應(yīng)力校正系數(shù)畫當(dāng)量彎矩圖G]60應(yīng)力校正系數(shù)畫當(dāng)量彎矩圖G]60a= -1b= =0.59丘]102.50b許用應(yīng)力值，用插入法由表查得：LL102.5Mpa,LL60Mpa0b -1b當(dāng)量彎矩：aT二0.59x28210.5二16644.2N-mm, r在I截面處，M=18574.2N-mmI,在II截面處，M^=41532.8N-mm在III截面處，Mm=618223"-mm在IV截面處，Mr=66688.3N-mm(i)當(dāng)量彎矩圖圖7.1（k）當(dāng)量彎矩圖校核軸徑：在II截面處，d命-3M 二19.1mm?40mm?gibj

在in截面處， d令-21.7酬加?35mm在IV截面處， d命-22.3mm?30mm所以軸的強(qiáng)度滿足要求。7．2轉(zhuǎn)筒的強(qiáng)度校核轉(zhuǎn)筒的受力分析由于動(dòng)齒盤在轉(zhuǎn)筒上的排列及其固定方式對(duì)轉(zhuǎn)筒的受離情況有較大的影響，從而影響轉(zhuǎn)筒的強(qiáng)度，在對(duì)轉(zhuǎn)筒進(jìn)行校核時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行受力分析。轉(zhuǎn)筒采用厚度為4血的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼A3鋼板制造的，動(dòng)齒盤用M10的螺栓緊固在轉(zhuǎn)筒壁上。動(dòng)齒盤共有6片，分四列沿軸向按對(duì)稱排列在圓筒上，排列方式是動(dòng)齒盤沿軸從上至下距離逐漸減小，且由于轉(zhuǎn)筒在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)筒所受到得作用力非常復(fù)雜，除動(dòng)齒盤和本身所產(chǎn)生得離心力共同作用外，還受到轉(zhuǎn)矩。螺孔處還可能發(fā)生擠壓。所以應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)筒進(jìn)行強(qiáng)度和剛度等方面得校核。轉(zhuǎn)筒受到動(dòng)齒盤隨轉(zhuǎn)筒高速旋轉(zhuǎn)的離心力，由于轉(zhuǎn)筒形狀為圓柱形，在它上面各處直徑相同，則各動(dòng)齒盤對(duì)其產(chǎn)生的離心力相等。轉(zhuǎn)筒所受到的離心力為F1:F1-mxRxw2式中：m 動(dòng)齒盤和聯(lián)接螺栓總質(zhì)量，m-pvG 動(dòng)齒盤和聯(lián)接螺栓總重量，G-mgg——重力加速度，g-9.8m/s2n——轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速，n-1275r/minR――動(dòng)齒盤重心相對(duì)于主軸軸心底回轉(zhuǎn)半徑，各動(dòng)齒的R相等，R-230mm。w――轉(zhuǎn)筒的角速度，w-孚n-12磐60 30p――動(dòng)齒盤的密度G-7.85x0.1695-0.133NGF1-——x0.23xw-55.6N所以， 9.8由于各動(dòng)齒對(duì)圓筒產(chǎn)生的離心力相等，在轉(zhuǎn)子進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，轉(zhuǎn)子運(yùn)行較為平穩(wěn)，振動(dòng)小，噪音小。轉(zhuǎn)筒螺孔處的抗剪切強(qiáng)度校核S1

轉(zhuǎn)筒螺孔處的抗剪強(qiáng)度校核，由公式：式中： Fl--動(dòng)齒盤離心力，F(xiàn)1=55.6NS1——剪切面積，連接處有墊片，其剪切面為墊片外徑計(jì)算Sl=ndt=3.14x20x4=251.2mm2d 墊片外徑，d=20mm轉(zhuǎn)筒厚度，t=4mmF155.6轉(zhuǎn)筒厚度，t=4mmF155.6S1251.2=0.2213N/mm2轉(zhuǎn)筒采用A3鋼板，查手冊(cè)得A3鋼的抗拉許用應(yīng)力[§]=420Mpab=280MpaIt]=0.6[8]=168[§]=420Mpab=280Mpa所以轉(zhuǎn)筒螺孔處的抗剪切強(qiáng)度滿足要求。轉(zhuǎn)筒螺孔處的擠壓強(qiáng)度校核動(dòng)齒盤受力復(fù)雜，物料對(duì)動(dòng)齒的作用力因物料的種類不同和機(jī)器的工作狀態(tài)不同而有所差異，在此只考慮3倍于動(dòng)齒重量的作用下螺栓對(duì)螺孔的擠壓應(yīng)力概算，進(jìn)行參數(shù)校核，任選一螺孔進(jìn)行計(jì)算。 F25 = bsS2式中： F2——擠壓面上的作用力，F(xiàn)2=3G=3x0.133=0.399NS2——擠壓面面積，S2=dt=0.010x0.004=0.00004m2F2=0.399~S2=F2=0.399~S2=0.00004=0.009975Mpa?0.01Mpa由于[5]=1.7[5]=476Mpabs5<[5 ]bs bs5bs所以，轉(zhuǎn)筒螺孔處的擠壓強(qiáng)度滿足要求。轉(zhuǎn)筒的強(qiáng)度校核轉(zhuǎn)筒由于離心力的作用，有向外擴(kuò)張的趨勢(shì)，而無(wú)其它主要變形，在轉(zhuǎn)筒壁壁筒上的周向應(yīng)力：上都有正應(yīng)力。根據(jù)研究得知，當(dāng)轉(zhuǎn)筒壁厚t遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于轉(zhuǎn)筒直徑時(shí)(tv0.05D),可以認(rèn)為壁內(nèi)應(yīng)力沿壁面均勻分布。壁筒上的周向應(yīng)力：F F3xD5=N=A2tF3=式中： F3――單位壁筒上的拉力， —AF——16片動(dòng)齒盤作用在轉(zhuǎn)筒上的總拉力N

16F1=16x55.6=889.6NA——圓筒表面積A=0.42x0.43=0.1806m2D 圓筒的直徑，D=420mmt——錐筒厚度，t=4mm則：。F3?D889.6x則：。F3?D889.6x0.42 —5= = =0.047Mpa2t2x0.004轉(zhuǎn)筒的許用應(yīng)力[5」 [5」=%n

s屈服強(qiáng)度，A3鋼板，壁厚為4mm,查表得:5=235Mpa5s

nss<b]安全系數(shù)，對(duì)A3鋼板可視為塑性材料，nsb」=冬=117.5Mpa 'ns7.2.5轉(zhuǎn)筒滿足強(qiáng)度要求。轉(zhuǎn)筒受扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度和剛度校核扭轉(zhuǎn)的強(qiáng)度校核，根據(jù)材料力學(xué)有：TT= —maxWTP4T=9550x103—=9550x103x =26527.8N?mmn 1440I 兀 兀D3WT=卞=16D(D2-d2)=苛(i4)式中：T——電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩式中：D——轉(zhuǎn)筒直徑，D=420mmt——轉(zhuǎn)筒壁厚，t=4mm41—a4=1—( )4a1420T 26527.8x16t= = =0.14MpamaxW 3.14TIt」=0.55[5」=0.55X117.5=64.6Mpa?：滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度要求。②扭轉(zhuǎn)的剛度校核，根據(jù)材料力學(xué)有可知，要滿足剛度要求，則,，T 180°v.f]l? =―maxX W他」/mmax Gl 兀—

其中：t 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，t =26527.8N-mmmax maxG——材料的抗剪彈性模量，A3鋼G=80GpaIP橫截面對(duì)圓心的極慣性矩兀IP橫截面對(duì)圓心的極慣性矩兀D4~32(l—a4)由于1—a4a1I二0.01731P=0.0011。/m=0.0011。/mmaxx x—max0.01731 80x109 3.14一般機(jī)械中p=(0.51.0)。/mpmax_max_ rpmaxmax扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度滿足要求。7．3動(dòng)齒盤的強(qiáng)度校核動(dòng)齒盤是該粉碎機(jī)的主要工作部件之一，對(duì)于強(qiáng)度和硬度都有較高的要求。動(dòng)齒盤在工作中的損壞主要有兩個(gè)方面：一是搓擦物料時(shí)引起的磨損，二是當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)齒盤所產(chǎn)生的離心力可能引起的破壞，即拉斷或剪斷。由于物料在粉碎室中的運(yùn)動(dòng)是相當(dāng)復(fù)雜的，則其離心力作用又遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它對(duì)動(dòng)齒盤的作用力。動(dòng)齒盤的危險(xiǎn)斷面在螺孔處，因此對(duì)動(dòng)齒盤的強(qiáng)度校核只考慮主要作用，故對(duì)動(dòng)齒盤單片橫斷面和動(dòng)齒盤螺孔處進(jìn)行抗拉和抗剪的強(qiáng)度校核。動(dòng)齒盤單片的橫斷面抗拉強(qiáng)度P15=S2式中： F1——?jiǎng)育X盤離心力，由前面計(jì)算得到：F1=55.6NS2――動(dòng)齒盤單片根部橫斷面的受拉面積5=F1=55.6=185333.3N/m2a0.19MpaS2 0.0003S2=2x0.025x0.006=0.0003m2動(dòng)齒盤采用65Mn鋼，查手冊(cè)得抗拉許用應(yīng)力k]=392.5Mpas[5]= =196.25Mpa2 滿足動(dòng)齒盤抗拉強(qiáng)度要求。動(dòng)齒盤螺孔處抗剪切強(qiáng)度校核=F1式T=S3中：F1――動(dòng)齒盤離心力，由前面計(jì)算得到：F1=55.6NS3 剪切面積，聯(lián)接處有墊片，其剪切面為墊片外徑計(jì)算S3=兀-d-1

d——墊片外徑，d=20mmt——?jiǎng)育X盤厚度，t=6mmS3=ndt=20x6兀=376.8mm2t= =556 =147558.39N/m2沁0.15MpaS3 0.003768剪切許用應(yīng)力L]和拉伸許用應(yīng)力Is]有如下近似關(guān)系：TL0.6?0.8R]取T]=0.7b]=0.7X196.25=137.38Mpat<T]滿足動(dòng)齒盤抗剪強(qiáng)度。7．4軸承壽命計(jì)算根據(jù)該機(jī)的工作情況，軸承壽命按照額定動(dòng)載荷的方法計(jì)算較為合理：查or手冊(cè)30207軸承主要性能參數(shù)如下：C=54200N，C=63500N，rorN=5000r/min，e=0.37,Y=1.6Y=1.6,Y=0.9,007.4.1軸承的受力分析R2軸承所受徑向力為F二101.14N,F 二883.7N軸向載荷為F=108.2NR2R1 R2F=106.98N,F二782.56N。R1 Q軸承壽命計(jì)算附加軸向力FS2=J=竺7=31.6N

2Y 2附加軸向力FS2軸承軸向力X、Y值沖擊載荷系數(shù)f當(dāng)量動(dòng)載荷由于軸下端軸承被壓，F(xiàn)軸承軸向力X、Y值沖擊載荷系數(shù)f當(dāng)量動(dòng)載荷由于軸下端軸承被壓，F(xiàn)=F=31.6Na1 s1F=F+F=31.6+782.56=814.16Na2 s1Q:=皂乞=0.3<e，查表得F 101.14R1負(fù)=814.16=0.92>e，查表得F883.7R2考慮中等沖擊，查表得：P=f(XF'+YF)=1.5x(1x101.14+0)=151.71N1d1R1 1a1P=f(XF+YF)=1.5X(0.4X883.7+1.6x814.16)=2484.2N2X=1,Y=011=0.4,Y=1.62fd=1.5軸承壽命式中：d2R2 2a2因?yàn)镻>P，只計(jì)算軸承2的壽命21r 16670ZC 16670 6350010L= (—)￡= X( )3=636342h>105hhnP 1275 2484.22——以小時(shí)計(jì)算的軸承額定壽命，各種軸承的使用壽命有推薦值；n——轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）；￡――軸承壽命指數(shù)，對(duì)于滾子軸承，￡=10/3。根據(jù)以上計(jì)算，軸承壽命滿足要求。結(jié)論通過這次粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)，我對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的概念又有了進(jìn)一步的了解。在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)查閱資料這一環(huán)節(jié)中，我深刻地認(rèn)識(shí)到了作為設(shè)計(jì)人員應(yīng)肩擔(dān)的責(zé)任本次設(shè)計(jì)的齒爪式飼料粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作部件包括殼體、定齒盤、動(dòng)齒盤和篩網(wǎng)。采用分體式結(jié)構(gòu)，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(xì)粒固態(tài)飼料成品，廣泛應(yīng)用于牲畜家禽，水產(chǎn)養(yǎng)殖及醫(yī)藥加工等行業(yè)。致謝在這里首先要感謝我的老師陳迎春，在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。方老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣，他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪。其次要感謝和我一起作畢業(yè)設(shè)計(jì)的同組同學(xué)，他們?cè)诒敬卧O(shè)計(jì)中勤奮工作，克服了許多困難來(lái)完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，如果沒有她們的努力工作，此次設(shè)計(jì)的完成將變得非常困難。然后還要感謝大學(xué)四年來(lái)所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。參考文獻(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué).日本農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會(huì).農(nóng)業(yè)機(jī)械手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.1991.9.雷天覺，吳宗澤，等?機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M].化學(xué)工業(yè)出版社.2003.10.當(dāng)代農(nóng)業(yè)實(shí)用新技術(shù)農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)等刊物機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2001哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué).高等教育