畢業(yè)論文--小型枸杞廢枝粉碎機的設計

1、<p>　　編號（學號）：132545078</p><p>　　畢 業(yè) 論 文 </p><p>　?。?2013 屆本科）</p><p>　　題 目： 小型枸杞廢枝粉碎機的設計 </p><p>　　學 院： 科 學 技 術 學 院 </p><p>　　專

2、 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 </p><p>　　姓 名： 戴 治 剛 </p><p>　　指導教師： 王丹陽 講師 </p><p>　　完成日期： 2013年 06月 09 日</p><p><b>　　畢業(yè)設計任務書</b>

3、</p><p>　　說明：此任務由指導教師填寫一式兩份，一份發(fā)給學生，一份發(fā)給指導教師留存。</p><p>　　沈陽農業(yè)大學畢業(yè)設計選題審批表</p><p><b>　　畢業(yè)設計指導記錄</b></p><p>　　沈陽農業(yè)大學畢業(yè)設計考核表</p><p>　　設計題目：小型枸杞廢枝粉碎機

4、的設計</p><p>　　姓名：戴治剛 學號： 132545078 專業(yè)：機械設計制造及其自動化</p><p>　　注：答辯委員會意見除填寫簡要評語、給出成績外，還要提出是否授予學位的建議。 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要

5、1</b></p><p>　　ABSTRACT2</p><p><b>　　1緒論3</b></p><p>　　1.1 國內外農業(yè)粉碎機的發(fā)展現(xiàn)狀3</p><p>　　1.1.1錘片式粉碎機4</p><p>　　1.1.2 切碎機4</p><p

6、>　　1.1.3 揉搓滾壓5</p><p>　　1.2設計的目的和意義6</p><p>　　1.3提出背景及枸杞廢枝物理特點介紹7</p><p>　　1.4探究性設計存在的問題7</p><p>　　1.5設計的基本要求7</p><p>　　1.6設計的指導思想8</p><

7、;p>　　2粉碎機的結構形式及總體布置方案8</p><p>　　2.1結構形式和總體布置方案8</p><p>　　2.2工作原理及其特點9</p><p>　　2.2.1 工作原理9</p><p>　　2.2.2 特點9</p><p>　　3粉碎機的各部件設計9</p><

8、p>　　3.1 標準件的選擇9</p><p>　?。?） 軸承的選擇10</p><p>　?。?） 鍵的選擇10</p><p>　?。?） 螺栓的選擇10</p><p>　　（4） 螺母的選用10</p><p>　?。?） 墊圈的選擇10</p><p><b&

9、gt;　　3.2軸10</b></p><p>　　3.2.1 軸材料的選用10</p><p>　　3.2.2 軸的設計原則11</p><p>　　3.2.3軸的轉速11</p><p>　　3.2.4 軸的輸入功率11</p><p>　　3.2.5 軸轉矩的確定11</p>

10、<p>　　3.2.6 軸最小直徑的初步確定12</p><p>　　3.3傳動方式的確定12</p><p>　　3.3.1帶及帶輪的選用12</p><p>　　3.4電動機的選擇14</p><p>　　3.5支架的設計14</p><p>　　3.6上下薄套的設計15</p>

11、<p>　　3.7撥滾的設計16</p><p>　　3.8切滾的設計16</p><p>　　4軸的受力分析與強度校核17</p><p>　　4.1主軸強度的校核17</p><p>　　4.1.1主軸上的載荷17</p><p>　　4.1.2 按彎扭合成應力校核軸的強度18</p

12、><p>　　4.1.3 精確校核軸的疲勞強度18</p><p>　　4.2 滾動軸承的校核21</p><p>　　4.3 切刀的強度校核22</p><p>　　4.3.1 切刀單片的橫斷面抗拉強度22</p><p>　　4.3.2切刀抗剪切強度校核24</p><p><b

13、>　　5結 論26</b></p><p><b>　　參考文獻27</b></p><p><b>　　致 謝28</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　寧夏已有枸杞面積70萬畝，且以每年30%的速度增長，因此每

14、年人工修剪下來的嫩枝大都被聚集燒掉，由于它自身含有大量水分，燃燒時有大量濃煙產生，它燃燒的廢氣對當?shù)丨h(huán)境造成了很大污染。枸杞嫩枝大有用途，它富含多種有益元素對牲畜消化免疫系統(tǒng)大有益處。寧夏畜牧業(yè)發(fā)展的制約因素之一就是飼料短缺，而枸杞嫩枝在冬天如果可以粉碎成一定長度的短枝便可以作為寒冬動物優(yōu)質的青飼料（由于枸杞嫩枝纖維多，可作為反芻類動物飼料）。在寧夏鄉(xiāng)村，人們用于做飯取暖的燃料全是依靠煤，這不僅對煤浪費嚴重而且環(huán)境污染也很嚴重，近幾年，

15、國家大力投資農村沼氣池建設，確保一戶一池，意在解決燃料短缺，環(huán)境污染等現(xiàn)實問題，如果我們將枸杞嫩枝粉碎成一定長度的短枝便是很好的沼氣材料。</p><p>　　枸杞廢枝粉碎機探究性的研究設計，意在解決現(xiàn)實生活中的現(xiàn)實問題，本設計在沒有任何參考的情況下，運用CAD/SOLIDWORK等工程軟件進行各部件的虛擬設計，并最終虛擬裝配出整個枸杞廢枝粉碎機的虛擬圖，這不僅縮短了探究設計時間，還節(jié)省了經(jīng)濟開銷。</p&

16、gt;<p>　　目前國內外市場出現(xiàn)了多種原理的粉碎機，但是均不適宜枸杞粉碎，再參照其它粉碎機原理和結構特點，探究性設計出一種小型枸杞廢枝粉碎機。本次畢業(yè)設計所做主要工作和結論如下：</p><p>　　1、了解了與粉碎機相關的知識；熟悉了粉碎機粉碎原理與分類，調查了國內外應用性能現(xiàn)狀與市場前景。</p><p>　　2、通過查閱資料確定枸杞廢枝粉碎機相關的總體方案。<

17、/p><p>　　3、獨立完成零件設計、加工工藝設計、帶輪、動力部件設計。</p><p>　　4、完成了詳細的設計說明書及答辯材料。</p><p>　　5、此設計力求簡單便捷，繁瑣不宜。</p><p>　　關鍵詞：枸杞，粉碎機，廢枝粉碎，設計 </p><p><b>　　ABSTRACT</b>

18、;</p><p>　　Crushing machine is applied mechanical force to smash the operation of solid materials, making it a small, fine or powder machinery. The current mill in the production, scientific research, medica

19、l, and widely used. In addition to these trades, there are minerals, coatings, metallurgy and other industries, and even scientific research units have a great need for shredders. Therefore, how to design more in line wi

20、th the production needs of businesses, advanced mill mill production unit is imperat</p><p>　　At present , domestic and foreign market emerged mill various principle, but there are still defects for design o

21、f agricultural waste material crusher, crushing waste branches such as the Ningxia wolfberry. Ningxia wolfberry cultivation area is large, the annual waste a huge amount of fruit branch, and the traditional way of handli

22、ng may cause great pollution to the environment, but also waste energy. Therefore, this design will combine the principle and Chinese wolfberry has mill waste branch o</p><p>　　1. understand the machine rela

23、ted knowledge; familiar with the crushing principle and the classification, investigated the application situation and market prospect of performance at home and abroad.</p><p>　　2. through access to data to

24、 determine the overall scheme of Lycium barbarum waste related branch mill.</p><p>　　3. independent completion of part design, process design, pulley, power parts design.</p><p>　　4, completed t

25、he design specifications and the respondent materials in detail.</p><p>　　Keywords: Chinese wolfberry, crusher, crushing waste branch, design</p><p><b>　　1緒論</b></p><p>

26、　　1.1 國內外農業(yè)粉碎機的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　我國每年有數(shù)百億斤飼料糧食和數(shù)千億斤農作物秸稈被粉碎加工成飼料或者是其他再利用的輔助原料。粉碎加工的設備是粉碎機，常用粉碎機的類型主要有錘片式粉碎機、齒爪式粉碎機及勁錘式粉碎機，其中錘片式粉碎機是目前使用最多的機型。</p><p>　　國內外對粉碎機展開的研究，主要集中在粉碎理論、物料環(huán)流層、粉碎機設計理論和粉碎機性能影響因素幾

27、個方面：</p><p>　　1.在粉碎理論方面：傳統(tǒng)上學者一直認為物料進入粉碎室后受到錘片的正面沖擊，受沖擊的物料撞向齒板或篩片，然后反彈到錘片上，多次重復此過程。同時物料被旋轉的錘片和固定的篩片摩擦粉碎。</p><p>　　2. 物料環(huán)流層：為了破壞環(huán)流層，近年來出現(xiàn)了水滴形粉碎機。水滴型粉碎機是將普通錘片粉碎機的粉碎室從圓形變?yōu)榱怂涡?，這樣既增大了粉碎室篩板的有效篩理面積，又能破

28、壞物料在粉碎室形成環(huán)流，有利于粉碎后物料排出粉碎室，粉碎效率有所提高。另外水滴型粉碎機有主粉碎室和再粉碎室，物料在粉碎室內可形成二次打擊，同一臺粉碎機就能實現(xiàn)粗、細、微細3種粉碎形式。但這種粉碎機體積較大、制造復雜、成本較高，適合于綜合性飼料廠使用。</p><p>　　3.粉碎機設計理論：孫紅彬等研究了立式粉碎機的工作原理及結構，對立式粉碎機的結構設計做了闡述，包括喂料裝置、下料叉管等。張乾能、宗力利用UG N

29、X的三維建模功能，建立粉碎機的三維模型等。</p><p>　　4.粉碎機性能影響因素：天津理工學院的董堅挺等建立了錘片式粉碎機轉子組振動的力學模型及數(shù)學模型,分析了其固有頻率及在額定轉速下的振幅與其它參數(shù)的關系,為錘片式粉碎機在設計、制造、安裝3個環(huán)節(jié)減少設備振動提供理論依據(jù)。</p><p>　　因此，秸稈粉碎削片機，對提高秸稈等燃燒農作物處理效率、擴大秸稈的用途、提高秸稈等農作物廢料

30、的利用率、節(jié)約資源、美化環(huán)境具有重要意義。</p><p>　　當前，對物料進行粉碎主要有打擊、揉搓、和鋸切等方式，為此應針對不同的物料則采用不同的粉碎方式，以提高粉碎效率及質量。</p><p>　　1.1.1錘片式粉碎機</p><p>　　秸稈類粗纖維青飼料一般徑向尺寸比較大，在被粗切成小段后，如用錘片式</p><p>　　粉碎機進行

31、粉碎，由于尺寸較大，物料與錘片的接觸面積較大，同時錘片棱角與物料的接觸幾率小，加之現(xiàn)今的市場上的錘片式粉碎機多為有篩粉碎機，含有水分較多的青秸稈物料極易造成篩孔阻塞，導致粉碎效果很差，因此不宜采用錘片式粉碎機。</p><p>　　圖1 錘片式粉碎機</p><p><b>　　1.1.2 切碎機</b></p><p>　　切碎機的加工對象

32、為瓜果等含纖維質較少的物料，對瓜果粉碎能取得較好的效果，但是對秸稈類粗纖維物料</p><p>　　進行加工則粉碎效果很差，遠遠不能達到粉碎要求。加工過程中只是將粗纖維飼料進行一次性切碎，不能達到飼喂要求或者化學處理等后續(xù)加工的要求。粗纖維飼料粉碎機的研究還處于初級研究階段，雖然在美國曾研制出一款秸稈粉碎桶，但還不夠完善，只是對其進行了相關報道，技術資料也不可獲得，加工對象也是干物料。 &l

33、t;/p><p>　　圖2 農業(yè)切碎機</p><p>　　1.1.3 揉搓滾壓</p><p>　　揉搓滾壓方式多用于顆粒物料及干粗纖維物料的加工。根據(jù)秸稈類物料的尺寸特點及現(xiàn)代粉碎理論，確定本機械主體為臥式結構，整體由進料口、切割器、粉碎室、排料口、機身及動力傳動部分等機構組成。</p><p>　　盤式結構簡圖如下圖：</p>

34、;<p>　　1.軸承座 2.主軸 3.刀盤 4.壓刀塊 5.飛刀 6.側刀 7.底刀</p><p>　　圖3 盤式粉碎機結構簡圖</p><p>　　要把秸稈等廢料加工成碎片, 首先需要人工將廢料放進料斗, 廢料在人力或進料機構的壓力作用下進入削片機, 當農作廢料的端面碰到飛刀刀盤端面時, 進給停止, 飛刀轉到切削位置開始切削, 由于飛刀有一定角度, 當切入廢料一定

35、深度時, 廢料受到飛刀切削面的分力、刀盤和料斗( 或底刀)的阻礙作用, 局部沿木材纖維方向崩裂成碎片, 從前刀面飛出。切削過程中, 廢料在壓力和飛刀切削分力的作用下，向刀盤方向進給, 使切削加工得以連續(xù)進行, 完成整根廢料的切碎。</p><p>　　盤式粉碎機由于飛刀運動時的切削平面固定不變，飛刀和底刀可以很好的形成剪切作用，適宜加工原木、劈木、木芯、較厚的板皮和成捆的枝椏材，因其進料槽為方形或圓形，可充分發(fā)揮

36、其生產能力，主要用于生產規(guī)模較大的人造板企業(yè)和造紙企業(yè)。盤式粉碎機大多數(shù)采用自由進料，水平進料的適宜加工較長的原料，而加工較短的原料通常采用傾斜進料?？傊鬯闄C的結構形式主要取決于原料的特征和對削片質量及生產率的要求。</p><p>　　對于中小型粉碎機而言，由于其削制的原料大多數(shù)是枝椏、板皮，秸稈等剩余物，材徑較小，采用平面盤式機削片時，對平面盤式的削片長度的均勻性影響不大，而其制造成本低廉，易于推廣。因此

37、，中小型粉碎機采用平面刀盤結構是一個發(fā)展方向。</p><p>　　水平進料可防止原料撞擊刀盤軸，操作方便，安全可靠；而傾斜進料便于投料，可保證合理的切削參數(shù)。</p><p>　　通過比較以上各種粉碎機的結構原理，優(yōu)缺點等，再結合本論文的要求，初步計劃設計一個枸杞廢枝粉碎機。這樣既滿足了粉碎的要求，而且還能使農業(yè)廢物再利用，避免燃燒對生態(tài)環(huán)境的污染。</p><p&g

38、t;　　1.2設計的目的和意義</p><p>　　我國是一個以農業(yè)著稱的國家，農業(yè)工程的發(fā)展是當前我國經(jīng)濟社會發(fā)展和解決 “三農”問題的需要，是實現(xiàn)農業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分。要加快農業(yè)工程的發(fā)展，就要加強農業(yè)的產業(yè)結構調整，使農業(yè)朝著機械化方向發(fā)展，以提高勞動生產率，降低生產成本，減輕農民的勞動強度,提高資源利用率。在2007年，國家將繼續(xù)加大對購買農機產品的補貼力度，而且隨著國家及地方政府對農業(yè)各項優(yōu)惠政策的

39、落實,農民收入將有所增加,負擔減輕,支出減少。這些因素將使畜牧機械、秸桿利用設備和其他農產品加工機械的需求量有較大幅度的增長。</p><p>　　枸杞是歷史悠久、藥食同源、馳名中外的名貴中藥材,早在《神農本草經(jīng)》中就被列為上品,稱之為“久服,輕身不老,耐寒暑”;《本草綱目》中介紹枸杞治病強身的方子達30多條;《本經(jīng)匯言》指出:“枸杞能使氣可充,血可補,陽可生,陰可長,火可降,風濕可去,有十全之妙用?！敝嗅t(yī)學認為

40、,枸杞性平、味甘、微苦、無毒,具有滋補肝肺、益精明目、強健筋骨的功效。作為被國家第一批列為既是食品又是藥品的枸杞,早已成為享譽海內外的滋補食療珍品。枸杞的果、葉、苗、根都可入藥,皆有滋補作用,果實(枸杞子)滋補肝腎,葉以止渴、消煩、解毒見長,根(地骨皮)有清熱、涼血、降壓的功效。</p><p>　　人工修剪下來的枸杞嫩枝全都被聚集燒掉，由于它自身含有大量水分，燃燒時有大量濃煙產生，對環(huán)境污染相當大，寧夏已有枸杞

41、面積70萬畝，且以每年30%的速度增長，枸杞廢枝的產生量可想而知有多少，它燃燒的廢氣對當?shù)丨h(huán)境造成了很大污染。</p><p>　　燃燒枸杞廢枝時不僅污染環(huán)境而且會造成大面積火災，查看文獻資料后我發(fā)現(xiàn)枸杞嫩枝大有用途：</p><p>　　（1）它富含多種有益元素對牲畜消化免疫系統(tǒng)大有益處。</p><p>　　（2）寧夏畜牧業(yè)發(fā)展的制約因素之一就是飼料短缺，而枸杞

42、嫩枝在冬天如果可以粉碎成一定長度的短枝便可以作為寒冬動物優(yōu)質的青飼料（由于枸杞嫩枝纖維多，可作為反芻類動物飼料）。</p><p>　?。?）在寧夏鄉(xiāng)村，人們用于做飯取暖的燃料全是依靠煤，這不僅對煤浪費嚴重而且環(huán)境污染也很嚴重，近幾年，國家大力投資農村沼氣池建設，確保一戶一池，意在解決燃料短缺，環(huán)境污染等現(xiàn)實問題，如果我們將枸杞嫩枝粉碎成一定長度的短枝便是很好的沼氣材料。</p><p>

43、　?。?）由于枸杞嫩枝富含多種有益元素，將它粉碎后可作為綠色肥料返田。</p><p><b>　　背景及其存在問題</b></p><p>　　1.3提出背景及枸杞廢枝物理特點介紹</p><p>　　枸杞是寧夏五寶之一，被認為其果、葉、根全身都是寶。枸杞種植、加工和利用是寧夏回族自治區(qū)多年來重點支持的一項重要的支柱產業(yè)，“十一五”期間，寧夏

44、枸杞種植面積年均以30%以上的速度遞增，占全國的30%以上，干果年產量達4 000萬千克約占全國總量的50%左右。目前，全區(qū)枸杞種植面積已超過70萬畝，總產量突破17.5萬噸。全區(qū)年加工枸杞能力在2 000噸以上的企業(yè)達50多家，年加工枸杞能力在10萬噸以上。枸杞生產和加工過程中產生大量的枝葉渣等副產品，迄今未得到科學合理的應用而多遭廢棄，造成資源的浪費和環(huán)境的污染。</p><p>　　枸杞樹一般高1m～1.7

45、m，樹冠直徑均在1m～2m，每年春天大概在三月份，人工修剪樹枝，將上年所生長的嫩枝剪掉，保留原先的老枝，嫩枝直徑一般在0.001m～0.005m，枸杞樹在冬天嫩枝也不干枯，它自身特點是在嫩枝上長有長約0.005m～0.015m的小刺，小刺直徑約0.001m，而且在嫩枝上生長密度很大，小刺有毒，被它劃傷后傷口會紅腫且略有瘙癢的感覺，枸杞廢枝數(shù)量大、長有小刺、廢枝堆積蓬松。廢紙本身嫩、脆很容易折斷。</p><p>

46、　　1.4探究性設計存在的問題</p><p>　　（1）沒有現(xiàn)成的枸杞廢枝粉碎機模板：枸杞深加工主要集中在食品、藥用方面，在枸杞采摘（寧夏科技院曾在09年設計出一款采摘機械但并不適用）和枸杞廢物利用方面是一片空白。沒有實物可供參考。</p><p>　?。?）枸杞獨特的物理特點：枸杞廢枝數(shù)量大、長有小刺、廢枝堆積蓬松。這是設計粉碎機時所要考慮的重點。 </p><p&

47、gt;　　1.5設計的基本要求 </p><p>　　該粉碎機主要是用于對枸杞廢枝的粉碎，對其具有以下要求:</p><p>　　對加工飼料的適應性廣，能加工各種類型的飼料，對含水量較大、纖維較長的粗飼料也應具有較好的適應性。 </p><p>　　滿足畜禽飼料的要求，粉碎粒度應盡量均勻，以提高其適口性。</p><p>　　配套動力合

48、理、度電產量高、提高生產率、降低能耗。</p><p>　　結構簡單、操作方便、不需要較大的技術要求。</p><p>　　工作部件耐磨性好，減少更換次數(shù)，以降低生產成本，提高經(jīng)濟效益。</p><p>　　噪音低、粉塵少、以減少環(huán)境污染。</p><p>　　7) 機型結構簡單、尺寸緊湊、體積小、占地少、成本低、以適合廣大農戶生產。<

49、;/p><p>　　1.6設計的指導思想</p><p>　　該粉碎機械主要以結構簡單為主，結構復雜反而達不到效果，這主要局限于枸杞廢枝的自身特點（多刺、數(shù)量大、蓬松、粘結）</p><p>　　2) 機器的粉碎能力應達到一定的要求，但不應太大，應適合于廣大農村個體農戶生產需要，從而符合設計的目的和要求。</p><p>　　2粉碎機的結構形式

50、及總體布置方案</p><p>　　2.1結構形式和總體布置方案</p><p>　　此次探究性設計主要以簡潔為主，該粉碎機除了對枸杞廢枝粉碎外，應該可以對如玉米秸稈、高粱秸稈等較長農業(yè)副產品進行粉碎。其組成部分如下所示：</p><p>　　支架：起到支撐和安裝其他部件的載體作用。</p><p>　　滾動軸承：固定、潤滑作用。</p

51、><p>　　上、下薄套：有導流、出料、進料、擠壓和安全防范作用。</p><p>　　撥滾：確保連續(xù)不斷的進料、同時起到擠壓作用。</p><p>　　傳動裝置：皮帶輪、皮帶傳動動力。 </p><p>　　切滾：對廢枝起到切、沖擊粉碎。 </p><p>　　電動機：提供動力。

52、 </p><p>　　圖4 粉碎機裝配圖</p><p>　　2.2工作原理及其特點

53、

54、 </p><p>　　2.2.1 工作原理</p><p>　　工作時,枸杞廢枝由人工利用工具少量挑送至入料口，廢枝經(jīng)過撥

55、滾被擠壓且源源不斷的被送往切滾，在送往過程中上下薄套也起到擠壓作用，高速旋轉的切滾保證送來的廢枝及時切碎、擊碎并排出，此過程必須保證剛開始進料要少、不能太厚。在后續(xù)自動進料（一個是靠撥滾，一個靠枸杞自身的黏連作用）時，確保廢枝來源少而不斷，多而不積。廢枝經(jīng)粉碎后直接排地，人工收集。</p><p><b>　　2.2.2 特點</b></p><p>　　該機型具有以

56、下主要特點：</p><p>　　1. 采用立式，既方便操作，也利于廢枝分離。</p><p>　　2. 高轉速，靠高轉速使切滾切割、擊碎效果更好。</p><p>　　3. 支撐架比其他粉碎機支架高，利于廢枝分離和人工操作。</p><p>　　4．電機與主軸采用三角皮帶傳動，傳動裝置簡單，安全可靠。機體高度尺寸小，進料方便。</p&

57、gt;<p>　　5．本機結構緊湊、體積小、占地面積少、適應性好、成本低。</p><p>　　3粉碎機的各部件設計</p><p>　　3.1 標準件的選擇</p><p>　　根據(jù)粉碎機的工作條件及生產要求，在電動機能夠滿足使用要求的前提下，盡可能選用價格較低的電動機，以降低制造成本。由于額定功率相同的電動機，如果轉速越低，則尺寸越大，價格越貴。粉

58、碎機所需要的功率為，故選用Y系列（IP44）型三相籠型異步電動機。</p><p>　　Y系列三相籠型異步電動機是按照國際電工委員會（IEO）標準設計的，具有國際互換性的特點。其中Y系列（IP44）電動機為全封閉的自扇冷式籠型三相異步電動機，具有防灰塵、鐵屑或其它雜務物侵入電動機內部之特點,B級絕緣,工作環(huán)境不超過＋40℃,相對溫度不超過95%,海拔高度不超過1000m,額定電壓為380V,頻率50HZ,適用于無

59、特殊要求的機械上，如農業(yè)機械。</p><p>　　Y系列三相籠型異步電動具有效率高、耗電少、性能好、噪聲低、振動小、體積小、運行可靠、維修方便等優(yōu)點。且提高了防護等級和絕緣等級、結構合理、產品先進、應用很廣泛。其主要技術參數(shù)如下：</p><p><b>　　型號： </b></p><p><b>　　同步轉速： </

60、b></p><p><b>　　額定功率：</b></p><p><b>　　滿載轉速：</b></p><p>　　堵轉轉矩/額定轉矩： </p><p>　　最大轉矩/額定轉矩：</p><p><b>　　極數(shù)：4極</b></

61、p><p><b>　　機座中心高：</b></p><p><b>　?。?） 軸承的選擇</b></p><p>　　根據(jù)對該粉碎機的結構和對軸的受力分析可知，由于切滾切片為對稱排列，在轉子的轉動過程中切片所產生的離心力相互抵消，軸承受到切片產生的徑向力為零，但是由于轉子自己會產生一定的離心力；同時由于轉子自身的重力，會使

62、軸承受到軸向力。因此，在工作過程中軸承同時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31310，其錐度為：α= 。</p><p><b>　?。?）鍵的選擇</b></p><p>　　轉子主軸上與帶輪的連接鍵，轉筒與主軸的連接鍵選用普通平鍵：</p><p>　　選用GB1096-79。</p&

63、gt;<p><b>　?。?）螺栓的選擇</b></p><p>　　用來連接支承電動機鋼板與支架、支承粉碎機鋼板與支架用螺栓：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。連接轉子和鑿片用螺栓和連接齒板與機體用螺栓主要是受到拉伸應力，采用受拉螺栓連接。選用GB5783-86。</p><p>　?。?）螺母的選用 </

64、p><p>　　主要根據(jù)所用螺栓規(guī)格進行選擇： GB6170-86。</p><p><b>　?。?）墊圈的選擇</b></p><p>　　根據(jù)需要選用普通平墊圈：GB848-85。</p><p><b>　　3.2軸</b></p><p>　　3.2.1 軸材料的選用&

65、lt;/p><p>　　軸的材料主要采用碳素鋼和合金鋼，碳素鋼比合金鋼價廉，對應力集中的敏感性較小，所以應用較為廣泛。</p><p>　　常用的碳素鋼有30—50鋼，這里選用45鋼，并進行熱處理和表面強化處理，可以提高軸的疲勞強度和耐磨性，如有必要還可進行滲碳，以提高軸的耐蝕性。</p><p>　　3.2.2 軸的設計原則</p><p>　

66、　根據(jù)《機械設計》，軸的設計應滿足下列幾方面的要求：</p><p>　　合理的結構、足夠的強度、必要的剛度和振動的穩(wěn)定及良好的工藝性等。在設計軸時，除按工作能力準則進行設計計算外，在結構設計上還需滿足下列要求：多數(shù)軸上零件不允許在軸上作軸向移動，需要用軸向固定的方法使它們在軸上有確定的位置;為傳遞轉矩，軸上零件還應作周向固定；軸的加工、熱處理、裝配、</p><p>　　檢驗、維修等都有

67、良好的工藝性。</p><p>　　軸結構設計的一般原則：軸上零件的布置應使軸受力合理；軸上零件的位可靠，拆裝方便；軸應采用各種應力集中和提高軸疲勞強度的結構措施；應具有良好的結構工藝性，便于加工制造和保證精度；對于要求剛性大的軸，還應從結構上考慮減小軸的變形。確定各軸較長度時應盡可能結構緊湊，同時還應保證零件所需的滑動距離，裝拆或調整所需空間，并注意轉動零件不得與其他的零件相碰。軸上所有零件都應無過盈（即不太緊

68、）地到達配合部位。為了減少加工工具的種類和提高勞動生產率，軸上的倒角、圓角、鍵槽等應盡可能取相同的尺寸。根據(jù)以上原則來確定軸的尺寸。</p><p>　　在該設計中，銷軸的軸向固定采用軸肩——圓螺母的固定方法：用螺母固定軸端簡單方便，可承受軸向力。主軸的軸向固定采用軸肩——擋圈固定，軸肩結構簡單，可以承受較大的軸向力，軸端擋圈常用于軸端零件的固定。</p><p>　　為了保證軸的疲勞強度

69、，軸肩處采用過渡圓角，且圓角不應太小。</p><p>　　根據(jù)機械轉動方案的整體布局，根據(jù)受載情況，主要承受扭矩，只承受較小的彎矩，定為轉軸，通過皮帶傳動，即為實心轉動軸。</p><p><b>　　3.2.3軸的轉速</b></p><p>　　在第三章中已確定電動機轉速=1440r/min,切碎機主軸轉速=1275r/min。</

70、p><p>　　3.2.4 軸的輸入功率</p><p>　　電動機 </p><p>　　切碎機主軸 =4×0.95=3.8kw （3-1）</p><p>　　-電動機與主軸的傳遞效率，帶傳動=0.95</p><p>　　3.2.5 軸轉矩的確定</p>

71、<p>　　電動機轉矩： </p><p>　　=9550×10×4/1440=26527.8</p><p>　　切碎機主軸： </p><p>　　3.2.6 軸最小直徑的初步確定</p><p>　　選材：45鋼，調質處理，

72、,</p><p>　　結構設計： 由《機械設計》表15-2確定軸的最小直徑</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　其中： -許用切應力 由表15.3 =25Mpa</p><p>　　P-軸傳遞功率 P=3.8kw</p><p>　　n-主軸轉速

73、 n=1275 r/min</p><p>　　C-由表15.3 C=120</p><p>　　由上式可得： d≥17.27㎜ </p><p>　　當軸上有鍵槽時，應適當增大軸徑，單鍵增大5%-7%，雙鍵增大10%-15%，取。</p><p>　　3.3傳動方式的確定</p><p>　　本機采

74、用帶傳動方式。</p><p>　　3.3.1帶及帶輪的選用</p><p>　　本機選用V帶，V帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也做出相應的輪槽。傳動時，V帶的兩個側面與輪槽接觸。槽面摩擦可以提供更大的摩擦力。另外，V帶傳動允許的傳動比大，結構緊湊，大多數(shù)V帶已標準化。</p><p><b>　　1.確定計算功率</b></p>

75、<p>　　由《機械設計》表8-7查得工作情況系數(shù),故</p><p>　　=Ka×P=1.04×2=2KW</p><p><b>　　2.選擇V帶的帶型</b></p><p><b>　　根據(jù)、選用A型。</b></p><p>　　3.確定帶輪的基準直徑并驗算帶

76、速</p><p>　　1）初選小帶輪的基準直徑。由《機械設計》表8—6和表8—8，取小帶輪的基準直徑。</p><p>　　2)驗算帶速V。按《機械設計》式（8-13）驗算帶的速度</p><p>　　m/s=6.78m/s</p><p>　　因為5m/s<<30m/s,故帶速合適。</p><p>　

77、　3）計算大帶輪的基準直徑。根據(jù)《機械設計》式（8-15a），計算大帶輪的基準直徑 </p><p>　　根據(jù)《機械設計》表8-8，圓整為。</p><p>　　4.確定V帶的中心距a和基準長度</p><p>　　1）根據(jù)《機械設計》式（8-20），初定中心距。</p><p>　　2）由《機械設計》式（8-22）計算帶所需

78、的基準長度</p><p><b>　　（3-3）</b></p><p>　　由《機械設計》表8-2選帶的基準長度。</p><p>　　3）按《機械設計》式（8-23）計算實際中心距a。</p><p>　　5.驗算小帶輪上的包角</p><p><b>　　6.計算帶的根數(shù)<

79、/b></p><p>　　1）計算單根V帶的額定功率。</p><p>　　由和r/min,查《機械設計》表6-8c得Po=2.02KW</p><p>　　根據(jù)r/min，i=1.03和A型帶，查《機械設計》表6-8b得△P=0.02KW</p><p>　　查《機械設計》表6-5得,表8-2得K1=0.95,于是</p>

80、;<p>　　Pr=(Po+△Po)·Kα·Kl=1.930kw</p><p><b>　　2)計算V帶的根數(shù)</b></p><p>　　Z=Pca/Pr=1.03 （3-4）</p><p><b>　　取1根。</b></p>

81、<p>　　在設計圖紙中，左右各兩臺電動機，他們分別對應左右的撥滾和切滾。</p><p><b>　　3.4電動機的選擇</b></p><p>　　根據(jù)粉碎機的工作條件及生產要求，在電動機能夠滿足使用要求的前提下，盡可能選用價格較低的電動機，以降低制造成本。由于額定功率相同的電動機，如果轉速越低，則尺寸越大，價格越貴。粉碎機所需要的功率為，故選用Y系列（

82、IP44）型三相籠型異步電動機。</p><p>　　Y系列三相籠型異步電動機是按照國際電工委員會（IEO）標準設計的，具有國際互換性的特點。其中Y系列（IP44）電動機為全封閉的自扇冷式籠型三相異步電動機，具有防灰塵、鐵屑或其它雜務物侵入電動機內部之特點,B級絕緣,工作環(huán)境不超過＋40℃,相對溫度不超過95%,海拔高度不超過1000m,額定電壓為380V,頻率50HZ,適用于無特殊要求的機械上，如農業(yè)機械。&l

83、t;/p><p>　　Y系列三相籠型異步電動具有效率高、耗電少、性能好、噪聲低、振動小、體積小、運行可靠、維修方便等優(yōu)點。且提高了防護等級和絕緣等級、結構合理、產品先進、應用很廣泛。其主要技術參數(shù)如下：</p><p><b>　　型號： </b></p><p><b>　　同步轉速： </b></p>

84、<p><b>　　額定功率：</b></p><p><b>　　滿載轉速：</b></p><p>　　堵轉轉矩/額定轉矩： </p><p>　　最大轉矩/額定轉矩：</p><p><b>　　極數(shù)：4極</b></p><p>&

85、lt;b>　　機座中心高：</b></p><p><b>　　3.5支架的設計</b></p><p>　　支架采用厚度h=5mm，寬度k=50mm的鋼板焊接而成，支架整體高l=950mm，寬度d=505mm.支架成四只腳，它可有效避免兩臺電動機由于一起工作而產生的顫動，穩(wěn)定性較好。它起到穩(wěn)定和安裝其他部件的作用。由于考慮到枸杞廢枝的黏連性很強，在

86、粉碎過程中需要人工在旁輔助操作，因此此高度利于人工操作，也利于廢枝分離：</p><p><b>　　圖5：粉碎機支架</b></p><p>　　3.6上下薄套的設計</p><p>　　上下薄采用厚度h=5mm的鋼板經(jīng)過焊接彎折而成。前后兩邊距l(xiāng)=580mm,此短距離利于撥滾和切滾的連續(xù)、不堵塞工作。它的作用是：安全防護、進料時人工操作時輔

87、助部件、對枸杞廢枝起到擠壓作用、粉碎過程起到導流作用。由于枸杞廢枝的物理特點進料口設計為一定張角，這有利于人工進料時把挑送工具上的廢枝滑落。上下薄套開口角度在40～65度之間：</p><p><b>　　圖6：上下薄套</b></p><p><b>　　3.7撥滾的設計</b></p><p>　　撥滾長l=550mm

88、,r=35mm。撥齒垂直高度h=30mm，r=5mm。主要結構是撥齒設計，四行成對稱圓周排布，相鄰間距d=100mm，每行四個。少數(shù)量的短齒起到擠壓、連續(xù)進料作用（撥滾順時針旋轉，這樣最大程度的減少廢枝纏繞，主要起播送、連續(xù)進料、擠壓作用），為保證不堵塞進料粒度一般為100～200mm：</p><p><b>　　圖7：撥滾</b></p><p><b>

89、;　　3.8切滾的設計 </b></p><p>　　切滾長l=550mm,r=35mm。切滾寬d=12mm,高h=30mm。切齒為條狀，也成四行圓周對稱排布，這樣利于受力及整體穩(wěn)定性。切滾利用高速旋轉將由撥滾壓實后的廢枝折斷、擊碎。廢枝嫩且脆，因此切滾可以實現(xiàn)折斷及粉碎效果。切齒長度為L=300mm，三角端利于連續(xù)粉碎、擠壓。</p><p><b>　　圖8：切滾

90、</b></p><p>　　4軸的受力分析與強度校核</p><p>　　4.1主軸強度的校核</p><p>　　4.1.1主軸上的載荷</p><p>　　首先根據(jù)軸的結構圖做出軸的計算簡圖。在確定軸承的支點位置時，應從手冊中查取值。對于31310型圓錐滾子軸承，由文獻中查得。根據(jù)軸的計算簡圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖。<

91、/p><p>　　從軸的結構圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面C是軸的危險截面。現(xiàn)將計算處的截面C處的、及的值列于下表【19】。</p><p>　　表5.1 主軸受力情況</p><p>　　圖9 主軸受力情況圖</p><p>　　4.1.2 按彎扭合成應力校核軸的強度</p><p>　　進行校核時，通常只校核軸上承

92、受最大彎矩和扭矩的截面的強度【20】。根據(jù)表數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力，取，軸的計算應力：</p><p><b>　　（4-1）</b></p><p>　　前已選定軸的材料45鋼，正火處理，由文獻[13]表15-1查得。因此，故安全。</p><p>　　4.1.3 精確校核軸的疲勞強度</p><

93、p>　　(1).判斷危險截面</p><p>　　根據(jù)圖9，由彎矩和扭矩圖可知B截面所受彎矩和扭矩的最大，因此只需校核截面III即可。</p><p>　　(2).截面III左側</p><p>　　抗彎截面系數(shù)： </p><p>　　抗扭截面系數(shù)： </p><p>

94、　　截面III左側的彎矩M為： </p><p>　　截面III的扭矩為： </p><p>　　截面上的彎曲應力： </p><p>　　截面上的扭轉切應力： </p><p>　　軸的材料為45鋼，調質處理，由文獻得，，。</p><p&

95、gt;　　截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù)及按文獻[13]附表3-2查取。因，，經(jīng)插值后可查得：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　又由文獻可得軸的材料的敏性系數(shù)為：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　故有效應力集中系數(shù)為：</p>

96、;<p><b>　?。?-2）</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　由文獻的尺寸系數(shù)；扭轉尺寸系數(shù)</p><p>　　軸按磨削加工，得表面質量系數(shù)為：</p><p>　　軸未經(jīng)表面強化處理，即，則綜合系數(shù)為：</p><

97、p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　查手冊得碳鋼的特性系數(shù)：</p><p><b>　　，取</b></p><p><b>　　，取</b></p><p&g

98、t;　　于是，計算安全系數(shù)值，則</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　?。?-7）</b></p><p><b>　?。?-8）</b></p><p><b>　　故可知其安全。</b></p>&l

99、t;p>　　(3).截面III右側</p><p>　　抗彎截面系數(shù)： </p><p>　　抗扭截面系數(shù)： </p><p>　　截面III的彎矩為：</p><p>　　截面III 上的扭矩為：</p><p><b>　　截面上的彎曲應力：</b>

100、</p><p>　　截面上的扭轉切應力：</p><p>　　過盈配合處的，用插值法求出，并取，于是得</p><p><b>　　，</b></p><p>　　軸按磨削加工，得表面質量系數(shù)為：</p><p><b>　　故得綜合系數(shù)為：</b></p>

101、<p>　　所以軸在截面III右側的安全系數(shù)為：</p><p>　　故該軸在截面III右側的強度也是足夠的。</p><p>　　4.2 滾動軸承的校核</p><p>　　軸承的預計壽命，查文獻知31310型圓錐滾子軸承e=0.32，Y=1.9，</p><p>　　(1).由，兩軸承的徑向反力，由選定的圓錐滾子軸承31310，

102、軸承內部的軸向力</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　　（4-10）</b></p><p>　　(2).因為，所以，</p><p><b>　　故，</b></p><p>　　(3).，，查文獻可得，</

103、p><p>　　由于 ，故</p><p><b>　　,故 </b></p><p>　　(4).計算當量載荷、</p><p><b>　　由文獻取，則</b></p><p><b>　　（4-11）</b></

104、p><p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　(5).軸承壽命計算</p><p>　　由于，取，圓錐滾子軸承，取，</p><p>　　查文獻得31310型圓錐滾子軸承的，則</p><p>　　（4-13） </p><

105、;p><b>　　故滿足預期壽命。</b></p><p>　　4.3 切刀的強度校核</p><p>　　切刀是粉碎機的主要工作零件，對于強度和硬度都有較高的要求。當轉子高速旋轉時，切刀就受到離心力、物料對切刀的反力等作用，因此對切刀的強度校核只考慮其主要受力，即離心力對切刀的拉伸應力的影響，故對切刀單片橫斷面和切刀打孔處進行抗拉和抗剪的強度校核</p&

106、gt;<p>　　4.3.1 切刀單片的橫斷面抗拉強度</p><p>　　切刀旋轉時的離心力：</p><p><b>　?。?-14）</b></p><p>　　式中：為切刀的重量，kg； (4-15)</p><p><b>　　為切

107、刀的體積，；</b></p><p>　　切刀整體的體積—2螺釘孔的體積 （4-16） </p><p>　　為剛才的密度，；65Mn鋼</p><p>　　所以，將V、的值代入公式（4-15），</p><p><b>　　—重力加速度，；</b></p

108、><p><b>　　—主軸轉速， ；</b></p><p>　　R—切刀重心相對于主軸軸心的回轉半徑，m；</p><p>　　所以，將、g 、n 、R的值代入公式（4-14）,得</p><p>　　為切刀單片根部橫斷面的受拉面積。</p><p><b>　　(4-17)</b

109、></p><p>　　式中：D為螺孔直徑；</p><p><b>　　為切刀厚度；</b></p><p>　　所以，將、的值代入公式（4-17），</p><p><b>　　因為</b></p><p>　　切刀采用65Mn鋼，查《機械設計手冊》得65Mn鋼的抗

110、拉許用應力，</p><p>　　所以，切刀滿足抗拉強度要求。</p><p>　　4.3.2切刀抗剪切強度校核</p><p><b>　?。?-18）</b></p><p>　　式中：為切刀離心力；</p><p><b>　　為剪切面積。</b></p>

111、<p><b>　　剪切面積：</b></p><p><b>　?。?-19）</b></p><p>　　式中：為切刀螺孔的直徑；</p><p>　　為切刀的厚度。 </p><p>　　將、的值代入公式（4-19）中，得</p><p>　　將、的值

112、代入公式（4-20）中，得</p><p>　　剪切許用應力與拉伸許用應力有如下關系：</p><p><b>　?。?-20）</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　由得</b></p><p>　　所以，切刀的抗

113、剪切強度滿足要求。</p><p><b>　　5結 論</b></p><p>　　為期一學期的畢業(yè)設計即將結束，也就意味著我們的大學生活將要落幕。在這一個學期的時間里我學到了許多的專業(yè)知識，同時體會到了作為一名設計者，設計的過程是異常十分艱難的，在此階段要接受實踐的考驗，要對基礎知識有充分的掌握。在設計的這段時間里，通過老師的耐心指導，自己不斷的查找翻閱資料加上

114、同學的幫助，我在規(guī)定時間里努力地完成了設計任務；在此同時我各方面的能力得到了一定的提升。</p><p>　　這次畢業(yè)設計使我明白了原來自己知識比較欠缺，基礎知識不扎實，自己要學的知識還很多。以前沒有認真學習，現(xiàn)在要用起來發(fā)現(xiàn)很多地方都不怎么清楚。后悔沒好好學習。這次設計，我明白了學習是個長期積累得過程，在以后的工作、生活中應該不斷的學習，努力提高知識面及綜合素質。</p><p>　　本

115、次設計的課題是一種小型枸杞廢枝粉碎機，在國內沒有任何現(xiàn)成同類機械進行參考，此次探究性設計是基于自己對問題的理解和想法，將想法轉換為實物，由于植物自身特點此次探究性設計力求簡單。在繪圖及相關問題上得到了老師極力幫助。</p><p>　　在以后的設計中，從實際出發(fā)，多查閱資料，首先要掌握其工作原理，然后選用傳動系統(tǒng)，確定最優(yōu)方案，畫出大致總裝配圖，再逐一對零部件進行設計及校核，最后整理出完整設計說明書。枸杞廢枝粉碎

116、機探究性的研究設計，意在解決現(xiàn)實生活中的現(xiàn)實問題，本設計在沒有任何參考的情況下，運用CAD/SOLIDWORK等工程軟件進行各部件的虛擬設計，并最終虛擬裝配出整個枸杞廢枝粉碎機的虛擬圖，這不僅縮短了探究設計時間，還節(jié)省了經(jīng)濟開銷。</p><p>　　目前國內外市場出現(xiàn)了多種原理的粉碎機，但是均不適宜枸杞粉碎，再參照其它粉碎機原理和結構特點，探究性設計出一種小型枸杞廢枝粉碎機。本次畢業(yè)設計所做主要工作和結論如下：

117、</p><p>　　1、了解了與粉碎機相關的知識；熟悉了粉碎機粉碎原理與分類，調查了國內外應用性能現(xiàn)狀與市場前景。</p><p>　　2、通過查閱資料確定枸杞廢枝粉碎機相關的總體方案。</p><p>　　3、獨立完成零件設計、加工工藝設計、帶輪、動力部件設計。</p><p>　　4、完成了詳細的設計說明書及答辯材料。</p>

118、;<p>　　5、此設計力求簡單便捷，繁瑣不宜。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 陳福元.粉碎機輔助吸風系統(tǒng)的合理配置.廣東農機.2000</p><p>　　[2] 張光和，羅中.JSQ-50型立式秸稈飼草切揉機的設計.湖南農機.2007</p><p>　　[3

119、] 張春輝，于敬濤.論偏心圓弧刃圓盤式切碎機的設計.吉林農業(yè)大學學報.1987</p><p>　　[4] 張熙文.飼草切碎機喂入機構的設計.萊陽農學院報社.1988</p><p>　　[5] 張憲宏.9PF-40型揉搓粉碎機結構的參數(shù)選擇.農機與食品機械.1996</p><p>　　[6] 李林，楊明韶，王春光，劉偉峰，趙秋榮.9R-40型揉碎機的研制與試驗.

120、內蒙古農牧學 院學報.1997</p><p>　　[7] 張立志，劉軍，孫眾沛.一種新型高效青貯飼料加工機械——9ZPR圓盤式搓揉機研發(fā)成功.山東農機.2003</p><p>　　[8] 汪莉萍，王述洋，景果仙，李燕東，李政.9FR-66型秸稈粉碎機設計.機電產品開發(fā)與創(chuàng)新.2009</p><p>　　[9] 孫恒，陳作模.機械原理.高等教育出