差動變速器的設(shè)計論文

優(yōu)秀通過答辯本科畢業(yè)設(shè)計（論文）優(yōu)秀通過答辯本科畢業(yè)設(shè)計（論文）緒論差動變速器是由基本型變速器對差動輪系進(jìn)行封閉而成的一種組合式變速傳動裝置.基本型變速器一般分為磨擦式、鏈?zhǔn)健胶兔}動式.通過選取裝置內(nèi)各不同傳動參數(shù),可實(shí)現(xiàn)精密調(diào)速并擴(kuò)大基本型變速器承載能力,或者擴(kuò)大基本型變速器的調(diào)速范圍,甚至實(shí)現(xiàn)過零調(diào)速.將基本型變速器和差動輪系組合,有利于提高變速器變速范圍,因此差動變速器具有很好的開發(fā)空間和市場前景。針對差動變速器的分析和設(shè)計較為復(fù)雜的問題,提出了一種對差動變速器進(jìn)行差動輪系的配齒計算方法,以及與變速器的組合裝配設(shè)計的方法,給出了差動變速器的詳細(xì)設(shè)計過程,并根據(jù)參數(shù)畫出其裝配圖,為同類型傳動設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)和方法。通過分析差動無級變速器中帶式無級變速工作原理，對差動無級變速器中的帶輪傳動和差動輪系及定軸齒輪副進(jìn)行計算設(shè)計，得到了帶輪急齒輪傳動的重要參數(shù)，最后對其組合裝配設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了提高無級變速器的變速范圍。1.1設(shè)計目的和意義差動變數(shù)器是行星齒輪的特殊情況。差動輪系還可以將一個原動構(gòu)件的轉(zhuǎn)動分解為另外兩個從動基本構(gòu)件的不同轉(zhuǎn)動。差動輪系可進(jìn)行運(yùn)動合成的這種特性被廣泛應(yīng)用于機(jī)床、計算機(jī)構(gòu)及補(bǔ)償調(diào)整裝置中。行星齒輪傳動的主要特點(diǎn)是體積小，承載能力大，工作平穩(wěn)。但大功率高速行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，要求制造精度高。行星齒輪傳動中有些類型效率高，但傳動比不大。另一些類型則傳動比可以很大，但效率較低。用它們作減速器時，其效率隨傳動比的增大而減小；作增速器時則有可能產(chǎn)生自鎖。輪系在各種機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用。1.2設(shè)計任務(wù)確定設(shè)計方案；喂料器技術(shù)參數(shù)的確定；電機(jī)參數(shù)的確定；調(diào)制器技術(shù)參數(shù)的確定；主傳動系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)的確定；主軸剛度的校核計算；環(huán)模和壓輥配合使用的技術(shù)參數(shù)的確定，壓輥得制作工藝過程；其他相關(guān)說明。完成整機(jī)的三維設(shè)計、主要部件的組裝圖、重要零件的工程圖、相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化。2總體方案設(shè)計2.1主要組成結(jié)構(gòu)圖2.1差動變速器結(jié)構(gòu)圖AHHC520型制粒機(jī)主要用于中大型配合飼料廠壓制顆粒飼料，也可用于機(jī)械化養(yǎng)養(yǎng)殖場。該產(chǎn)品可以根據(jù)用戶的需求，配備不同?？卓讖降膲耗?，生產(chǎn)各種規(guī)格的顆粒飼料，從而用于不同的養(yǎng)殖對象。該機(jī)喂料、調(diào)質(zhì)、制粒分別采用獨(dú)立傳動，工作可靠。該設(shè)備主要組成部分有：喂料系統(tǒng)，調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，制粒系統(tǒng)，主傳動系統(tǒng)，過載保護(hù)系統(tǒng)和潤滑系統(tǒng)等。2.2主要技術(shù)參數(shù)表2-1主要技術(shù)參數(shù)表項(xiàng)目參數(shù)生產(chǎn)率（t/h）4～20壓模內(nèi)徑（mm）520壓輥直徑（mm）240?？字睆剑╩m）8壓模轉(zhuǎn)速(r/min)382螺距（mm）300調(diào)質(zhì)器轉(zhuǎn)速（r/min）380槳葉直徑（mm）560螺距（mm）480偏心軸偏心距(mm)15配套動力主電機(jī)200KW調(diào)質(zhì)電機(jī)5.5KW喂料電機(jī)2.2KW2.3工作原理與工作過程概述2.3.1環(huán)模制粒機(jī)的工作原理粉狀飼料的制粒過程是一個連續(xù)壓制過程。它建立在粉狀顆粒間有空隙存在的基礎(chǔ)上。粉狀物料是一種由具有一定流動性的分散顆粒組成的不連續(xù)松散體，在擠壓力的作用下粉粒相互移近和重新排列，粉粒間所含氣體不斷逸出,從而使得粉粒間的間隙減小，聯(lián)接力增大，最后被壓制成具有一定密度、一定硬度的顆粒飼料。在壓粒過程中，飼料的蛋白質(zhì)和糖分受熱產(chǎn)生可塑性，淀粉部分糊化?！皦毫！?，簡單地說就是一個擠壓式的熱塑過程。環(huán)模和壓輥是制粒機(jī)的主要工作部件，配合飼料從供料機(jī)構(gòu)較均勻地供給調(diào)質(zhì)機(jī)構(gòu)，飼料在調(diào)質(zhì)機(jī)構(gòu)中與水(或其他添加物)混合后，投入制粒機(jī)構(gòu)中。飼料在環(huán)模與壓輥的擠壓下，從壓模的?？字袛D出來成為顆粒。從工作過程分析，環(huán)模是主動回轉(zhuǎn)零件，而壓輥是靠摩擦而轉(zhuǎn)動的。圖2.2壓制區(qū)內(nèi)分區(qū)圖在環(huán)模制粒過程中，粉料在壓制區(qū)內(nèi)所在的位置不同，其受壓輥的壓緊力亦是不同的。它可劃分為4個區(qū)，即供料區(qū)、壓緊區(qū)、擠壓區(qū)和成形區(qū)，見上圖。在供料區(qū)，物料基本不受機(jī)械外力，它處于自然松散狀態(tài)，但它受環(huán)模圈回轉(zhuǎn)而產(chǎn)生離心力影響，使粉料緊貼在環(huán)模內(nèi)圈上。隨著模輥的旋轉(zhuǎn)，物料進(jìn)入壓緊區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)，受模輥的擠壓作用，粉粒之間產(chǎn)生相對移動，孔隙逐漸減小。隨著物料向前移動速度的加快，擠壓力逐漸增加，孔隙更小，但粉?；旧线€未變形。在擠壓區(qū)內(nèi)，模輥間隙變小，擠壓力急劇增大，粉粒進(jìn)一步靠緊和鑲嵌，粉粒間的接觸面增大和聯(lián)結(jié)增強(qiáng)，粉粒產(chǎn)生變形，并產(chǎn)生了較好的聯(lián)結(jié)，同時將壓緊粉體向?？讛D去。經(jīng)過?？滓欢伍L度的飽壓形成顆粒飼料。這一區(qū)段物料將產(chǎn)生彈性、塑性組合變形。在壓?？變?nèi)已充滿了已被壓實(shí)成形的飼料柱體，在?？變?nèi)側(cè)又不斷接受新擠入的粉料，使飼料柱體向外側(cè)推移，排出?？住＿@時擠壓力必須克服?？變?nèi)料柱摩擦力的總和。物料在模輥轉(zhuǎn)動作用下壓制成顆粒有兩個條件：一是模輥要把物料攫入變形口，二是壓輥對物料擠壓力要大于?？變?nèi)料柱的摩擦阻力。2.3.2環(huán)模制粒機(jī)的主要工作過程當(dāng)水分含量為12％～14％的配合飼料進(jìn)入混合喂料器后，飼料經(jīng)加入一定量的水蒸汽后，被螺旋漿葉混合攪拌均勻后送進(jìn)調(diào)質(zhì)器內(nèi)，進(jìn)行糊化。如果需要，也可以將糖蜜、脂等液體均勻噴灑到物料中去，脂的添加量不得超過3％，以利于成形。調(diào)質(zhì)后的物料水分達(dá)到15％～17％，然后經(jīng)分配器分配到轉(zhuǎn)動的環(huán)式壓模和壓輥的工作面上。旋轉(zhuǎn)的壓輥通過與物料的磨擦帶動壓輥旋轉(zhuǎn)，物料在強(qiáng)烈的擠壓下，克服孔壁的阻力，并不斷從壓?？字谐蓷l的擠出。擠出時被裝置在壓模外的切刀切成長度適宜的顆粒。切刀的位置可以調(diào)節(jié)，以控制顆粒的長短。剛壓制出的顆粒溫度一般在75～90℃之間，水分在15％～16％左右，必須在經(jīng)過冷卻降溫，揮發(fā)水分使其溫度接近室溫，以便保管儲藏。3喂料機(jī)構(gòu)設(shè)計喂料機(jī)構(gòu)的作用是將待制粒倉中的粉狀物料均勻地輸送到調(diào)質(zhì)部分，其關(guān)鍵是保證輸送速度的穩(wěn)定。傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)通常是依靠螺旋輸送機(jī)來實(shí)現(xiàn)這種功能。螺旋輸送機(jī)又稱“絞龍”，是一種無撓性牽引構(gòu)件的連續(xù)輸送設(shè)備。其結(jié)構(gòu)主要包括料槽、螺旋葉片和轉(zhuǎn)動軸組成的螺旋體、兩端軸承和驅(qū)動裝置幾部分。工作時，物料由進(jìn)料口進(jìn)入料槽，并在螺旋葉片的推動下沿螺旋槽作軸向移動，直至卸料口被排出。螺旋輸送機(jī)的類型有水平、垂直和傾斜三種形式，本設(shè)計中選用水平螺旋輸送機(jī)。與其它輸送設(shè)備相比，螺旋輸送機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、橫截面積小、密封性好、操作維修安全、方便、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，這也正是它被廣泛應(yīng)用的原因之一。圖3.1喂料機(jī)構(gòu)簡圖3.1喂料輸送結(jié)構(gòu)設(shè)計該設(shè)備的螺旋輸送機(jī)葉片采用單頭滿面式螺旋葉片，螺旋葉片的一邊緊貼在軸上，形成完整的螺旋面。這種葉片構(gòu)造簡單，輸送能力強(qiáng)，便于均勻地輸送粉類物料。螺旋面采用右旋設(shè)計方案。由于輸送物料中含有一定水分，為了防止葉片生銹，影響物料輸送和產(chǎn)品質(zhì)量，選用不銹鋼作為葉片材料。同時，由于在工作過程中，葉片磨損比較嚴(yán)重，為了增加其耐磨性，要對葉片進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，以提高其表面硬度。螺旋葉片厚度為5mm，螺距為（0.8-1）D，D為螺旋直徑，由于本設(shè)計采用水平結(jié)構(gòu)設(shè)計，取S=D，機(jī)殼厚度為5mm。3.2喂料器參數(shù)計算3.2.1螺旋直徑D與螺旋軸轉(zhuǎn)速n的計算根據(jù)?運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計選用手冊?的公式15-1：（3.1）其中，Q:輸送能力，按設(shè)計要求，取20t/h；K：物料特性系數(shù)，常用物料的k值見?運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計選用手冊?表15-1，這里取0.0415；Ψ:填充系數(shù)，見?運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計選用手冊?表15-1，這里取0.35；C：傾角系數(shù)，見?運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計選用手冊?表15-1，這里取1；ρ:物料松散密度，見?運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計選用手冊?表15-6，這里取0.52t/m3，將數(shù)據(jù)帶入上式，可得圓整后，取D=0.3m。根據(jù)?運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計選用手冊?的公式15-2：（3.2）其中，A：物料綜合系數(shù)，見?運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計選用手冊?表15-6，這里取75，代入上式，得又由公式?運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計選用手冊?的公式15-3（3.3）計算得圓整后，取n=90r/min。對D和n圓整后，應(yīng)該對填充系數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算：（3.4）未超過上限，故圓整后的D和n值適合。3.2.2物料軸向推進(jìn)速度計算根據(jù)公式：（3.5）式中，V：物料的軸向推進(jìn)速度（m/s）；S：螺旋葉片的螺距（m）；n：螺旋軸轉(zhuǎn)速（r/min）;則物料沿軸向推進(jìn)速度。3.2.3電機(jī)的選擇由于N=1.33kw,所以驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動的電機(jī)選用YTC型電磁調(diào)速異步電動機(jī)，該電機(jī)有三相異步交流電機(jī)、渦流離合器與測速發(fā)電機(jī)組成，并與控制器配合使用，工作時，此電機(jī)能根據(jù)軸上承受載荷的不同自動地、無級地調(diào)整其輸出轉(zhuǎn)速，達(dá)到無級變速喂料，控制不同喂料量的目的。3.3機(jī)槽的設(shè)計本設(shè)計中的機(jī)槽采用法蘭和截面為U字型的鋼制機(jī)槽。U型機(jī)槽的厚度為5mm薄鋼板，其兩側(cè)臂垂直，底部成半圓形，在U型機(jī)槽的端面焊接有法蘭，用以固定蓋板和端蓋。機(jī)槽半圓的內(nèi)徑大于螺旋葉片半徑，允許少量的物料滯留于槽底，以防葉片與槽底摩擦。為了對機(jī)槽進(jìn)行密封，機(jī)槽上部裝有用薄鋼板制成的蓋板，蓋板用螺栓固定在槽體上端的鋼制法蘭上。蓋板可以開啟，以便對槽體進(jìn)行必要的檢查。蓋板上開有進(jìn)料口，機(jī)槽底部開有卸料口，均做成方形，以便安裝料管。4調(diào)制器結(jié)構(gòu)設(shè)計調(diào)質(zhì)就是使粉料在高溫、高壓下通入過熱蒸汽,使其熟化的過程。它是顆粒飼料生產(chǎn)中的必然環(huán)節(jié),在這一過程中可使飼料中很多成分發(fā)生變化,其中有些是人們所需要的,而有些則是人們所不希望的。4.1調(diào)質(zhì)的作用在調(diào)質(zhì)過程中最主要的變化就是使飼料中含量較高的淀粉部分發(fā)生糊化,而使淀粉更易被動物所消化吸收。這可明顯地提高飼料的利用率;同時產(chǎn)生的糊精具有較好的適口性,可大大提高飼料的適口性;另外,糊化淀粉可使飼料的黏稠性提高,可起到黏結(jié)劑的作用,這也是在制粒過程中必須進(jìn)行調(diào)質(zhì)的一個主要原因。調(diào)質(zhì)中的高溫、高壓可使飼料中大量病原微生物滅活,如常見的沙門氏桿菌及大腸桿菌等。特別是最近一些飼料廠為了生產(chǎn)出高衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、無病原菌尤其是無沙門氏菌的產(chǎn)品,在飼料生產(chǎn)時,出現(xiàn)了提高制粒溫度的發(fā)展趨勢。這些飼料廠家規(guī)定制粒溫度在85℃以上,它是有效地殺死沙門氏菌的示值溫度。在國外更是如此,早在20世紀(jì)80年代末西歐在打“沙門氏菌恐慌”戰(zhàn)時,在調(diào)質(zhì)中首要考慮的就是殺菌的問題,目前西歐已開始采用的擠壓調(diào)質(zhì)二次制粒工藝通常達(dá)到的制粒溫度為90℃。4.2調(diào)質(zhì)過程的控制為減少營養(yǎng)成分的損失,在制粒過程中要根據(jù)不同的原料組分、含水量及對產(chǎn)品熟化程度的不同要求來調(diào)整調(diào)質(zhì)時間。一般來說,調(diào)質(zhì)時間越長,原料的熟化度越好。淀粉糊化度越高,黏性越好,生產(chǎn)出的顆粒料物理性能就越好,但同時營養(yǎng)物質(zhì)損失也較多。一般飼料原料的調(diào)質(zhì)時間為10～30s為宜。但對各種飼料都合適的一個調(diào)質(zhì)時間是不存在的。因此,最重要的創(chuàng)新應(yīng)該是把飼料原料在調(diào)質(zhì)器中滯留時間設(shè)為一個可變參數(shù)。4.3調(diào)制器總體方案設(shè)計及計算本設(shè)計方案采用單級槳葉式調(diào)質(zhì)器，該型調(diào)制器通過改變槳葉的傾斜角度來控制物料的推進(jìn)速度，針對不同的物料，分別設(shè)定調(diào)質(zhì)器槳葉的傾斜角度，控制物料的調(diào)質(zhì)時間，實(shí)現(xiàn)調(diào)質(zhì)器的最優(yōu)功能。調(diào)質(zhì)時間：（4.1）式中，V：調(diào)質(zhì)筒體積（）；D：調(diào)質(zhì)筒直徑（m）；：調(diào)質(zhì)筒長度，取=7D；：飼料容重(),取v=0.5；；飼料充滿系數(shù)，取k=0.3。圖4.1調(diào)制器軸圖4.1調(diào)制器軸調(diào)質(zhì)軸輸送量Q1，取壓粒設(shè)計產(chǎn)量Q的1.5~2.0倍，可初定Q1=1.8Q。將上述有關(guān)參數(shù)代入調(diào)質(zhì)時間t計算式：（4.2）（4.3）對于一臺選定產(chǎn)量Q的制粒機(jī)來說，調(diào)質(zhì)時間t對D影響很大，為了便于設(shè)計，一般取t=15秒。代入上式，計算得D=0.5592m。參照市場上同類產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)，取調(diào)質(zhì)桶直徑為560mm，長度3200mm。調(diào)質(zhì)電機(jī)選用Y100L，功率2.2kW，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。5主傳動系統(tǒng)的設(shè)計5.1主電機(jī)的選擇根據(jù)吳克疇教授摘譯的《混合飼料生產(chǎn)工藝》一書介紹，一臺飼料壓粒機(jī)的生產(chǎn)率Q可以近似的由下式來計算：（5.1）式中，N：壓粒電動機(jī)的驅(qū)動功率（KW）；：要壓粒的散料密度（t/）；：壓粒電動機(jī)的效率取0.8——0.9；p：需要壓粒壓力（MPa）；：決定于壓縮率K（未壓粒的散裝物和壓粒后的顆粒密度的比率）；K：壓縮率，可取0.5——0.7；公式換算得到驅(qū)動功率的算法：（5.2）已知：Q=10,=0.9，查表得到P=56；=0.5；γ=0.5；帶入計算得到N=166.2kW，經(jīng)查表，選取主電機(jī)型號為Y280L-2，額定功率為200KW，同步轉(zhuǎn)速1500r/min。5.2主傳動計算該設(shè)計方案主傳動系統(tǒng)采用直齒齒輪傳動，主要優(yōu)點(diǎn)是工作可靠，使用壽命長，傳動較平穩(wěn)，傳遞功率高，結(jié)構(gòu)緊湊，功率和速度適用范圍很廣等。工作時,由電動機(jī)帶動小、大齒輪，并經(jīng)傳動空軸帶動環(huán)模轉(zhuǎn)動，環(huán)模與壓輥擠壓物料成形。5.2.1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)選定齒形為直齒圓柱齒輪傳動。作為機(jī)床主軸傳動，選用7級精度（GB10095-88）材料選擇。由《機(jī)械設(shè)計》表10-1選擇小齒輪材料為們40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者硬度差為40HBS。選小齒輪齒數(shù)為z1=24，大齒輪齒數(shù)為z2=3.74×24=92.976，取z2=93。5.2.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計由《機(jī)械設(shè)計》公式10-9a進(jìn)行試算，即（5.3）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值試選載荷系數(shù)Kt=1.3.計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。（5.4）由《機(jī)械設(shè)計》表10-7選取齒寬系數(shù)?d=1.由《機(jī)械設(shè)計》表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa1/2.由《機(jī)械設(shè)計》圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim1=600MPa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim2=550MPa。由《機(jī)械設(shè)計》式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。（5.5）由《機(jī)械設(shè)計》圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.95，KHN2=0.98.計算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1%，安全系數(shù)為S=1，由《機(jī)械設(shè)計》得計算1）試算小齒輪分度圓直徑d1t，代入[σH]中較小的值。（5.6）計算圓周速度v。（5.7）計算齒寬。（5.8）計算齒寬與齒高之比。模數(shù)（5.9）齒高（5.10）計算載荷系數(shù)。根據(jù)v=11.50m/s，7級精度，由《機(jī)械設(shè)計》圖10-8查得動載荷系數(shù)Kv=1.18,；直齒輪，；由《機(jī)械設(shè)計》表10-2查得使用系數(shù)KA=1.25；由《機(jī)械設(shè)計》表10-4用插值法查得7級精度、小齒輪相對支撐非對稱布置時，。由，查圖10-13得；故載荷系數(shù)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由《機(jī)械設(shè)計》得（5.11）計算模數(shù)。（5.12）5.2.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計由《機(jī)械設(shè)計》公式10-5得彎曲強(qiáng)度計算公式為(5.13)確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值。由《機(jī)械設(shè)計》圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限；由圖10-18取得彎曲疲勞壽命系數(shù)；；計算彎曲疲勞需用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)為S=1.4，由《機(jī)械設(shè)計》式10-12得計算載荷系數(shù)K。查取齒形系數(shù)。由《機(jī)械設(shè)計》表10-5查得，；。查取應(yīng)力校正系數(shù)。由《機(jī)械設(shè)計》表10-5查得，；。計算大、小齒輪的并加以比較。大齒輪的數(shù)值大。設(shè)計計算對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算得模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算得模數(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，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅于齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)5.0954mm，就近圓整到標(biāo)準(zhǔn)值m=6mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑d1=174.887，算出小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)，取。這樣設(shè)計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。5.2.4幾何尺寸計算計算分度圓直徑（2）計算中心距（3）計算齒輪寬度取B2=180mm，B1=190mm。5.2.5結(jié)構(gòu)設(shè)計及繪制齒輪零件圖見零件圖AHHC520-ZL-01和AHHC520-ZL-02。5.3空心軸的有限元分析電機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過一對齒輪傳動傳遞給空心軸，空心軸帶動固定其上的環(huán)模一起旋轉(zhuǎn)。因此，空心軸是主要的傳動和連接部件?？招妮S的主要制造工藝和計算如下：空心軸材料為45鋼；該軸采用鍛造方式加工，然后再進(jìn)行車削和銑削加工；空心軸內(nèi)壁設(shè)有軸承支座，為了將環(huán)模和主軸定位，保證兩零件的同軸度，環(huán)模和空心軸用鍵連接，即傳動鍵，并用螺栓定位?？招闹鬏S結(jié)構(gòu)請參見制粒部分部裝圖AHHC520-ZL-00。(1)進(jìn)入UGNX6.0的高級仿真模塊，并新建FEM和仿真。新建解算方案Solution1。對模型施加載荷和約束。指派模型材料。對模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。用10mm的CTETRA（4）單元。定義了相關(guān)參數(shù)后，即可開始解算。解算完成后，查看節(jié)點(diǎn)位移和應(yīng)力云圖，如下：通過有限元分析，我們可以從云圖上看到，空心軸上變形最大處的位移量在0.0028mm左右，而最大應(yīng)力為4.388MPa，均滿足要求。6制粒系統(tǒng)的設(shè)計與計算6.1環(huán)模的加工工藝綜述及結(jié)構(gòu)設(shè)計圖6.1環(huán)模環(huán)模是顆粒飼料壓制機(jī)的關(guān)鍵零件之一；又是易損件；價格不菲；其質(zhì)量的好壞和質(zhì)量是否穩(wěn)定,直接影響環(huán)模的使用壽命和顆粒飼料壓制機(jī)的產(chǎn)量、飼料的質(zhì)量，從而影響飼料加工的生產(chǎn)成本。環(huán)模失效的主要形式是?？准碍h(huán)模內(nèi)環(huán)表已磨損報廢，也有少量環(huán)模開裂和?？锥氯磯翰怀隽希┑那闆r。環(huán)模的使用壽命主要與環(huán)模材料、環(huán)模的加工工藝有關(guān)，對同一環(huán)模材料和同一加工工藝，環(huán)模的使用壽命還與飼料配方、飼料生產(chǎn)工藝參數(shù)、工藝操作等有關(guān)。環(huán)模初試壓是否順利出料主要與環(huán)模?？妆砻婀鉂嵍扔嘘P(guān)。目前，國產(chǎn)顆粒飼料壓制機(jī)的環(huán)模材料常見的有20號鋼、35號鋼、45號鋼、20Cr、40Cr、20CrMnTi、40CrMnMo等中、低碳優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)和合金結(jié)構(gòu)鋼，也有少量采用不銹鋼制造。6.1.1環(huán)模的熱處理工藝在常用環(huán)模材料加工工藝中,常見的熱處理方法有正火、調(diào)質(zhì)、淬火、滲碳、滲氮。要針對不同的環(huán)模材料,綜合考慮這些熱處理方法的特點(diǎn),而安排于機(jī)加工工序之間。正火處理消除內(nèi)應(yīng)力,為下一道工序作準(zhǔn)備。在環(huán)模加工工藝中,正火處理一般安排在鍛造之后或粗加工之前,也有安排在精車之前。經(jīng)正火處理后的環(huán)模,切削性能有所改善,并能適當(dāng)?shù)馗纳萍庸ず蟊砻婀鉂嵍?。環(huán)模調(diào)質(zhì)的目的能獲得較高的強(qiáng)度和韌性性能,特別是保持環(huán)模心部的綜合機(jī)械性能。在環(huán)模加工工藝中,一般安排在精車,擴(kuò)孔之前或粗加工之后;也可以安排在滲氮之前。對于中碳優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼,要注意淬火與高溫回火的時間間隔不宜過長,否則,因環(huán)模的復(fù)雜結(jié)構(gòu)而可能造成環(huán)模的熱處理裂紋。環(huán)模的淬火處理常用的冷卻介質(zhì)為水和油。在水中的冷卻速度比在油中快些。如在水中加入0.15%～0.30%的聚乙烯醇,其冷卻介于水和油之間,可得到較好的熱處理組織。淬火一般安排在擴(kuò)孔后或磨削加工之前,可作最終熱處理工藝。滲碳處理能提高模孔和內(nèi)環(huán)表面的硬度,提高其耐磨性,從而提高環(huán)模的使用壽命。滲碳主要針對含碳量0.15%～0.25%的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼如20號鋼、20Cr、20CrMnTi等。6.1.2環(huán)模模孔的加工工藝環(huán)模?？妆砻婀鉂嵍戎苯佑绊懎h(huán)模生產(chǎn)飼料時是否順利出料的關(guān)鍵。一般用人工進(jìn)給的鉆孔工藝很難達(dá)到其要求的光潔度。而進(jìn)口的多工位鉆孔專用機(jī)床由于設(shè)備價格昂貴和其鉆頭依賴進(jìn)口,導(dǎo)致環(huán)模制造成本增加。有的廠家采用專用機(jī)床,雖然能達(dá)到光潔度要求,但生產(chǎn)成本也比較高。利用普通鉆床經(jīng)過改進(jìn)并輔以必要的工裝,能夠?qū)崿F(xiàn)鉆（擴(kuò)）孔半自動化,取得令人滿意的環(huán)模?？妆砻婀鉂嵍群洼^高的生產(chǎn)效率,降低制造成本;其方法是利用單片機(jī)控制兩個步進(jìn)電機(jī),其中一個步進(jìn)電機(jī)控制鉆（擴(kuò)）孔進(jìn)給方式,另一個步進(jìn)電機(jī)控制環(huán)模的轉(zhuǎn)角,達(dá)到自動轉(zhuǎn)動;經(jīng)加工后?？妆砻婀鉂嵍瓤蛇_(dá)0.8,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)成本降低,自動化程度大為提高。通過不同的編程,可改變鉆（擴(kuò)）孔的鉆頭或（銑刀）的進(jìn)給運(yùn)動,可分一步或多次對同一孔進(jìn)行加工;更換不同直徑的鉆頭（或銑刀）,可加工不同直徑?？椎沫h(huán)模。6.1.3環(huán)模的結(jié)構(gòu)環(huán)?？椎男螤钆c尺寸也對產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率大小有很大影響。一般?？椎慕孛娉蕡A形，有四種：直形孔、階梯孔、外錐孔和內(nèi)錐孔。按孔徑大小可以分為兩種：內(nèi)小外大、內(nèi)大外小，前者用于?？讖叫∮?0mm，后者用于?？諒酱笥?0mm，其所以有此差別是有利于成形。直孔和階梯孔適于配合飼料的制粒，但是，階梯孔不常用，外錐孔適于脫脂糖等高纖維飼料，內(nèi)錐孔使于草粉類體積大的飼料，由于直形孔加工簡單，用得最為廣泛。進(jìn)料口有三種形式：直孔、錐孔和曲線孔。采用曲線孔效果好，但加工困難。因此，常采用直形孔口。錐孔角度一般為60～120度。環(huán)模工作面的開孔率對生產(chǎn)率有很大影響。在考慮環(huán)模有足夠強(qiáng)度的條件下盡可能提高開孔率，?？滓话阋哉切闻帕校组g距為3～5mm。6.1.4方案設(shè)計本設(shè)計方案主要參數(shù)如下：環(huán)模材料為20CrB，滲氮處理。環(huán)模內(nèi)徑為250mm；孔徑取8mm；?？咨疃?0mm；環(huán)模有效工作寬度185mm；模孔采用直型孔設(shè)計，錐孔角60度，孔在環(huán)模外表面呈正三角形排列。6.2環(huán)模的參數(shù)計算6.2.1環(huán)模厚度計算環(huán)模的厚度根據(jù)物料特性和模孔孔徑計算，壓制不同的飼料，需要采用相應(yīng)的最佳長徑比，以獲得高質(zhì)量的顆粒。?？字睆饺?mm，同時取?？咨疃葹?0mm，則徑深比為故環(huán)模內(nèi)徑為520mm，外徑為680mm。6.2.2環(huán)模單位功率面積單位功率面積是指壓粒主電機(jī)每千瓦所對應(yīng)的環(huán)模有效壓帶面積，是衡量制粒機(jī)性能的重要參數(shù)，也是設(shè)計制粒機(jī)的主要依據(jù)。單位面積功率的計算公式如下：(6.1)其中，S：環(huán)模亞帶有效面積；D：環(huán)模內(nèi)徑；b:環(huán)模壓帶寬A0=(3.14×520×185)/200=1510.34(mm2/kW)基本符合正常的取值。6.3壓輥的設(shè)計計算壓輥是制粒機(jī)的主要部件之一，它與環(huán)模配套使用，二者對粉狀飼料進(jìn)行積壓，使其成形。本設(shè)計方案在制粒室中采用兩個壓輥。壓輥是用來向壓模擠壓物料的，為防止打滑和增加攫取力，壓輥表面采取增加摩擦力和耐磨措施：在壓輥上按壓輥軸向拉絲。本設(shè)計方案壓輥采用40Cr,調(diào)質(zhì)處理后硬度為：HRC49。壓輥直徑的大小直接影響壓粒時物料攝入角，故在盡可能的條件下，應(yīng)采用大直徑的輥，兩壓輥得環(huán)模制粒機(jī)，壓輥直徑d與環(huán)模內(nèi)徑D的關(guān)系為：2d<D,考慮兩壓輥之間還有調(diào)整間隙，一般取d與D的關(guān)系為：d=(0.4～0.485)D圖6.2模輥工作示意圖1、壓輥2、物料層3、已成型顆粒4、模輥間隙5、粘附層6、壓膜結(jié)合設(shè)備實(shí)際情況，d=520×(0.4～0.485)，所以取:d=240mm圖6.2模輥工作示意圖1、壓輥2、物料層3、已成型顆粒4、模輥間隙5、粘附層6、壓膜6.4環(huán)模和壓輥工作間隙的調(diào)整壓輥與環(huán)模的間隙是制粒機(jī)操作時調(diào)整的重要參數(shù)之一，其調(diào)整過程也是制粒機(jī)操作前的最重要的調(diào)整步驟之一，間隙調(diào)整的合理性直接影響著制粒機(jī)的使用性能。正確的調(diào)整會使制粒機(jī)獲得最大的生產(chǎn)能力，延長壓輥和環(huán)模的使用壽命，從而降低生產(chǎn)制造費(fèi)用，節(jié)約產(chǎn)品成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。一般情況下，環(huán)模的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r針方向，如配有兩只壓輥的制粒機(jī)，開始安裝壓輥時應(yīng)將左側(cè)壓輥的最大偏心凸邊安裝在環(huán)模內(nèi)左上半?yún)^(qū)，右側(cè)壓輥的最大偏心凸邊安裝在環(huán)模內(nèi)右下半?yún)^(qū)內(nèi)；如配有多只壓輥制粒機(jī)，也應(yīng)保證當(dāng)偏心調(diào)節(jié)塊沿環(huán)模旋轉(zhuǎn)的相反方向轉(zhuǎn)動時，壓輥應(yīng)向與環(huán)模相接觸的方向移動，否則說明壓輥安裝不正確，應(yīng)按上述要求重新安裝。壓輥與環(huán)模的間隙一般為0.13mm～0.5mm，調(diào)節(jié)時通常使壓輥的外表面與旋轉(zhuǎn)環(huán)模的內(nèi)表面輕微接觸，并在環(huán)模帶動下達(dá)到似轉(zhuǎn)非轉(zhuǎn)。正常情況下，模孔小的兩者間隙小些，模孔大的兩者大些；新壓模間隙小些，舊壓模間隙大些。如果壓輥與環(huán)模間隙太小,壓輥與環(huán)模容易磨損，而且噪聲較大；反之，間隙太大會造成出料困難。

7設(shè)備拆裝及維護(hù)7.1制粒機(jī)的使用和維護(hù)（1）使用新制粒機(jī)或新?lián)Q的壓模圈應(yīng)先加工一部分含油脂量較高的飼料，如亞麻籽及餅粕等粉料，使壓?？椎玫揭欢櫥?，然后再加工一般飼料。這樣可提高產(chǎn)量，延長壓模圈的使用壽命。（2）壓粒前在粉料中可滴加4％左右的水或蒸汽，有時也可加不超過3％的油脂和不超過10％的糖蜜。（3）如壓粒機(jī)需較長時間的停歇，則應(yīng)在工作快要結(jié)束時，加入油質(zhì)粉料或經(jīng)油浸的鋸木屑來充填?？?，以防生銹。7.2制粒機(jī)的檢修制粒機(jī)檢修的內(nèi)容主要包括制粒機(jī)的拆裝和易損件的更換修復(fù)方法。制粒機(jī)的拆裝內(nèi)容包括喂料系統(tǒng)拆裝、攪拌系統(tǒng)拆裝、制粒機(jī)主傳動系統(tǒng)拆裝、易損件的拆裝4部分。7.2.1喂料系統(tǒng)拆裝圖7.1喂料系統(tǒng)拆裝圖7.2.1.1喂料系統(tǒng)傳動部分拆裝圖7.1喂料系統(tǒng)拆裝圖1、松開防護(hù)罩上的緊固螺栓，即可拆裝防護(hù)罩9。2、松開螺栓12，調(diào)松調(diào)速電機(jī)3和減速器2，可取下鏈條8。3、用合適的“拉馬”可取下大鏈輪5，小鏈輪7，鍵6。4、去掉螺栓10，可取下支承板4。5、去掉螺栓12，可取下調(diào)速電機(jī)3，減速器2。6、去掉螺栓11，取下調(diào)速電機(jī)支承座1。傳動部分裝配時，按上述相反順序進(jìn)行。當(dāng)傳動部分的某一處出現(xiàn)故障或松弛時，即可按上述裝拆步驟予以裝拆、檢修和調(diào)整。圖7.2圖7.2傳動部分7.2.1.2喂料系統(tǒng)輸送部分拆裝1、松開蓋板與筒體之間的緊固螺栓2A，即可拆下蓋板2。2、拆掉傳動部分以后，松開兩端軸承螺釘6A，即可取下兩端軸承座6。3、拆下兩端蓋板與筒體上的螺釘4A、8A，即可取下前后端蓋4、8，以及端蓋上的密封擋圈5和絞龍軸3。喂料部分裝配時，按上述相反步驟進(jìn)行。7.2.2主傳動系統(tǒng)拆裝7.2.2.1主傳動系統(tǒng)拆裝1、去掉防護(hù)套螺栓，取下半防護(hù)套Ⅰ4，半防護(hù)套Ⅱ5。2、去掉固定套螺栓，取下固定套8。3、去掉聯(lián)軸器3中的抱箍及彈簧。4、去掉螺栓1A，取下電機(jī)1。5、用合適的“拉馬”取下電機(jī)上聯(lián)軸器3中聯(lián)軸套。6、用合適的“拉馬”取下主傳動箱中齒軸上聯(lián)軸器3中聯(lián)軸套。圖7.3主傳動部分7.2.2.2齒軸的拆裝圖7.4齒軸圖7.4齒軸1、松開球閥21，放掉箱體中的潤滑油，取下鍵9。2、去掉螺栓7，取下后端蓋6及油封8、紙墊5。從齒輪箱前去掉端蓋。3、以適當(dāng)?shù)牧凝X輪箱前敲擊齒軸2，使其與軸承3分開。4、用力將齒軸從后面取出齒輪箱。齒軸的裝配按上述相反順序進(jìn)行。7.2.3易損件的拆裝7.2.3.1壓輥的拆裝壓輥的拆裝包括壓輥總成的重新裝配及壓輥總成拆裝。（1）壓輥的拆裝圖7.5壓輥的拆裝圖圖7.5壓輥的拆裝圖拆除舊壓輥：1）、松開螺母4，拆下墊圈5。2）、拆下?lián)跞?2。3）、在壓輥6右端支撐壓輥軸7，從上往下壓出壓輥軸。4）、取出兩只軸承10內(nèi)圈，及密封擋圈8，活塞環(huán)9。5）、用合適的“拉馬”拉出兩只軸承10外圈。6）、取出壓輥擋圈11。裝配壓輥：步驟A：1、更換已損壞零件，并將所需裝配零件清洗干凈。2、在壓輥內(nèi)裝上擋圈11。3、用適當(dāng)工具裝上兩只軸承外圈（圓錐面大端朝外）。步驟B：1、在壓輥軸上裝上擋圈12。2、在壓輥軸上裝上密封擋圈8，活塞環(huán)9，及一個軸承內(nèi)圈。步驟C：1、把步驟A所裝之壓輥裝到壓輥軸上。2、在壓輥軸上裝入另一只軸承內(nèi)圈。3、依次裝上密封擋圈8，活塞環(huán)9，墊圈5，螺母4。4、確保調(diào)節(jié)軸承間隙后，再裝上墊圈5，并擰緊螺母4，扳起止動耳嵌入螺母槽內(nèi)。5、檢查壓輥能否靈活旋轉(zhuǎn)，必要時需重新調(diào)整軸承間隙。壓輥總成拆裝：1、將切刀退出，打開門蓋。2、拆除壓模罩螺栓，取下壓模罩。3、松開螺栓17，取下喂料刮板9。4、調(diào)節(jié)止退螺母4、7、10、12，松開調(diào)節(jié)螺釘5、8、11、13，取下調(diào)節(jié)齒輪6、14。5、松開螺釘2、16，取下壓板18。6、用力向外拉壓輥總成即可卸下壓輥總成。7.2.3.2安全銷拆裝安全銷拆卸（1）關(guān)閉制粒機(jī)主電機(jī)。（2）松開擋圈17。圖7.6壓輥（3）輕敲安全銷16，并取出。安全銷裝配（1）將備用安全銷輕敲入襯套內(nèi)。（2）確信銷套15未移位，且與外殼聯(lián)接緊固，將擋圈17裝入安全銷上。7.2.3.3傳動鍵拆裝圖7.7傳動鍵拆裝舊的和損壞的鍵必須換掉。利用鍵拉出器將舊的鍵取下，再裝配一個新的鍵。如上圖所示。利用下列步驟取下環(huán)模傳動鍵：（1）按上述環(huán)模拆裝步驟取下環(huán)模。（2）去掉環(huán)模傳動鍵定位螺釘3，嵌入拆卸螺釘4。（3）如上圖所示放置拉出器并擰動兩個拆裝螺釘4，拉出環(huán)模傳動鍵。如果當(dāng)拆裝螺釘?shù)穆菁y擰至鍵拉出器的底部，鍵還出不來，即就退出拆裝螺釘，在鍵拉出器和套筒法蘭面之間安裝隔板。重新擰動兩個拆裝螺釘，使傳動鍵拉出。（4）檢查傳動輪1法蘭上的孔（鍵就是從傳動輪法蘭上拉出來的）。內(nèi)孔中應(yīng)沒有任何傷痕，并用砂紙和溶劑將腐蝕物清除掉。（5）將定位螺釘轉(zhuǎn)到環(huán)模傳動鍵里去，其作用是使螺紋免受腐蝕。裝配傳動鍵，按上述相反順序進(jìn)行。

8結(jié)論與展望8.1結(jié)論通過以上的設(shè)計，我更加堅(jiān)信了我夢想成為一名機(jī)械工程師的信念。這次設(shè)計，讓我學(xué)習(xí)到了做一樣機(jī)械產(chǎn)品所需要的一般步驟，首先要收集資料，自己要有一定的想法，大膽的查實(shí)各種想法，通過不斷的嘗試去找出一中最合適，最理想的設(shè)計方案。一旦設(shè)計方案敲定，就要認(rèn)真談事的去鉆研，查閱相關(guān)資料，從零件毛坯開始做起，一步一個腳印，最終完成設(shè)計產(chǎn)品。搞研發(fā)設(shè)計一般是一個團(tuán)隊(duì)合作，這時就需要大家共同齊心協(xié)力。在