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1、機電工程學院機電工程學院畢畢 業(yè)業(yè) 設設 計計題目 秸稈粉碎機的設計 系別 農(nóng)機系 專業(yè)農(nóng)業(yè)機械化及其自動化 班級 13 農(nóng)機 姓名 黃龍 學號 2013092013 指導教師 黃曉鵬 日期 2011 年 5 月 I設計任務書設計題目設計題目秸稈粉碎機的設計設計要求設計要求1.在設計前，應熟悉其他磨床的結(jié)構(gòu)和工作原理，便于破碎機的設計。2、在設計中對磨床的預期效果、粉碎范圍及粉碎后的顆粒作出明確規(guī)定，便于設計有明確的方向。3、應集中精力設計，出現(xiàn)問題時，應咨詢指導老師。4、畢業(yè)設計要勤于思考，勤問，勤做，勤總結(jié)，不斷積累經(jīng)驗，技能，提高設計能力。 II摘摘 要要目前，麻與高能耗，銑床的草皮和其

2、他材料的原因、無損壞、無安打的是生產(chǎn)工程機械改變市，等到草、草米機設備的必然。是的，本文討論的處理、計算、統(tǒng)計、計算、麻的性、主參數(shù)及事理。蓋的鑄造殼，減重，帶傳動軸軸的開始，以薄荷有兩個圓錐滾子軸承和軸連接的方法，接觸的巖石加固和蓋，螺絲。關鍵詞:粉碎機，刀具，粗纖維,莖稈英文摘要英文摘要AtAt present,present, ordinaryordinary grindergrinder withwith grindinggrinding ofof cropcrop strawstraw andand crudecrude fiberfiber materialsmaterials s

3、uchsuch asas lowlow efficiency,efficiency, highhigh energyenergy consumption,consumption, cancan notnot reachreach thethe crushingcrushing requirements,requirements, soso asas thethe objectiveobjective necessitynecessity ofof strawstraw andand forageforage processingprocessing machinerymachinery and

4、and materialsmaterials development.development. Therefore,.Therefore,.FrameFrame castingscastings cover,cover, thethe spindlespindle toto reducereduce thethe load;load; twotwo taperedtapered rollerroller bearingsbearings andand thethe frameframe areare connectedconnected throughthrough thethe connec

5、tionconnection betweenbetween thethe tooltool andand thethe flatflat key;key; spindle;spindle; fixedfixed blockblock andand bolt.bolt.III目 錄設計任務書 I摘要 II目 錄 III1 緒論 11.1 課題研究背景目的及其意義 11.2 粉碎機的分類特點及其工作原理 21.3 選題的設計思想設計方法及改進 41.4 預期結(jié)果 42 秸稈粉碎機的總體設計 62.1 粉碎機設計任務 62.2 普通粉碎機的結(jié)構(gòu) 62.3 粉碎機的削片原理 73 主要技術參數(shù)的確定和

6、計算 103.1 生產(chǎn)能力的確定 103.2 飛刀數(shù)量的確定 103.3 切削力的計算 113.3.1 主切削力的理論分析與計算 113.3.2 主切削力的經(jīng)驗公式 133.4 切削功率的計算 183.4.1 切削功率的計算 183.4.2 空載功率的計算 193.5 飛刀伸出量的確定 194 主要部件的設計計算 20IV4.1 刀盤結(jié)構(gòu)設計及尺寸的確定 204.2 主軸的結(jié)構(gòu)設計 214.2.1 軸的最小直徑計算 214.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設計 224.3 滾動軸承的選擇 234.4 帶傳動的計算 234.5 鍵連接的設計 264.5.1 帶輪與輸入軸間鍵的選擇及校核 264.5.2 輸出軸與

7、齒輪間鍵的選擇及校核 264.6 進料槽的設計 274.7 飛刀的設計 275 主要部件的校核和驗算 285.1 主軸強度的校核 285.1.1 求軸上的載荷 285.1.2 按彎扭合成應力校核軸的強度 295.1.3 精確校核軸的疲勞強度 295.2 滾動軸承的校核 31結(jié)論 32參考文獻 331 1 1 緒論緒論1.11.1 課題研究背景，目的及其意義課題研究背景，目的及其意義中國有數(shù)百億公斤的飼料，每年農(nóng)作物秸稈和糧食數(shù)百億斤。它被碾碎并加工成飼料。飼料工業(yè)已成為國民經(jīng)濟中不可缺少的基礎產(chǎn)業(yè)。飼料加工是飼料粉碎機的核心設備，粉碎機主要類型有錘式粉碎機、顎式破碎機和錘片式粉碎機，錘片式粉碎

8、機是目前應用最廣泛的機型。國內(nèi)外對磨煤機發(fā)展的研究主要集中在粉磨理論、物料循環(huán)層、破碎機設計理論和破碎機性能影響因素等方面。1.在粉碎理論方面：傳統(tǒng)上，學者們總是認為材料進入破碎室后對錘頭產(chǎn)生積極的影響，將材料撞擊到齒板或篩網(wǎng)上，然后再向錘頭反彈，反復反復的過程。同時用旋轉(zhuǎn)錘片和固定篩片粉碎粉碎物料。前西德教授弗里德里希用高速攝影來證明材料在進入粉碎室后會受到偏心沖擊，而不是傳統(tǒng)地認為是正面沖擊。在中國農(nóng)業(yè)機械研究所通過實驗獲得了磨煤機比功率與粉碎物料幾何平均值的關系。此外，磨機產(chǎn)量和篩孔直徑的程度之間的關系也得到了孔2. 物料環(huán)流層：為了破壞循環(huán)層，近年來出現(xiàn)了一臺水下破碎機。跌落式破碎機錘

9、式粉碎機粉碎室常見的輪下降，從而增加粉碎室篩板的有效面積，并可在粉碎室內(nèi)的物料循環(huán)損傷，粉碎后的物料排出粉碎室，粉碎效率提高。此外，水滴破碎機有主破碎室和再粉碎室，物料在破碎室內(nèi)可形成兩次打擊，同一破碎機可實現(xiàn)粗、細、精 3 種破碎形式。但破碎機體積大，制造復雜，成本高。適用于米爾斯綜合飼料。3.粉碎機設計理論孫紅彬和其他人已經(jīng)研究了立式破碎機的工作原理和結(jié)構(gòu)，并闡述了立式破碎機的結(jié)構(gòu)設計，包括加料裝置、料叉管等。張倩能和宗利用 UG NX 的三維建模功能建立磨煤機的三維模型。同時，UG 模型分析和運動仿真模塊進行破碎2機，從而提高了設計的可靠性。采用有限元方法對錘片進行了分析，找出了錘片的危

10、險截面。黃石市食品公司徐新武設計和研究飼料粉碎機吸風系統(tǒng)，經(jīng)生產(chǎn)實踐證明，產(chǎn)量比原來提高 73%，磨，無粉塵溢出現(xiàn)象，口吸罩機在正常工作時，溫度低，小電機負載。4.粉碎機性能影響因素天津理工學院東建亭建立力學模型和錘片式粉碎機轉(zhuǎn)子振動的數(shù)學模型，分析了固有頻率和振幅之間的關系在額定速度等參數(shù)，在設計 3 個方面提供了用于減少錘式破碎機設備的振動理論基礎，制造和安裝。因此，秸稈破碎機具有十分重要的意義，提高秸稈焚燒農(nóng)作物秸稈的利用效率，擴大，提高秸稈等農(nóng)作物廢棄物的利用率，節(jié)約資源、美化環(huán)境。1.2 粉碎機的分類特點及其工作原理當前，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

11、物料則采用不同的粉碎方式，以提高粉碎效率及質(zhì)量。3. 揉搓滾壓捏合法和滾壓法主要用于顆粒狀物料和干粗纖維材料的加工。由于粗纖維含量比一般干物質(zhì)（水分含量小于或等于 20%）要高得多，許多微量元素溶解在水中，通過搓滾加工會失去大量的水，大量的微量元素會丟失，容易加工成3泥，不能滿足喂養(yǎng)要求。為了實現(xiàn)粗纖維飼料的粉碎而不丟失飼料的營養(yǎng)，多次鋸切是一種較好的加工方法，既能滿足粉碎粒度的要求，又能大大減少營養(yǎng)物質(zhì)的損失。根據(jù)秸稈物料粉碎的大小和特點現(xiàn)代理論，確定機械主體是一個水平結(jié)構(gòu)，整個進料口、切割器、破碎室、卸料口、機構(gòu)和動力傳動部分等機構(gòu)組成盤式結(jié)構(gòu)簡圖如下圖：1.軸承座 2.主軸 3.刀盤 4

12、.壓刀塊 5.飛刀 6.側(cè)刀 7.底刀圖 1.1 盤式粉碎機結(jié)構(gòu)簡圖 對于中小型軋機，因為大多數(shù)的切割系統(tǒng)是樹枝，原料皮、秸稈、材料尺寸，采用平面盤式削片機不影響對盤片的平面切割長度的均勻性，其制造成本低，易于推廣。因此，采用平刀頭結(jié)構(gòu)是中小型破碎機的發(fā)展方向。水平進給可防止原料撞擊刀軸，操作方便安全，傾斜進給方便進給，保證合理的切削參數(shù)。4正常的秸稈粉碎機噪聲高達 110db.die 降低噪音，減少噪音，使用厚度設計厚度：罩體，提高了保溫效果，減少之間的距離兩個軸承，提高主軸的剛度，減少振動。1.41.4 預期結(jié)果預期結(jié)果秸稈機，結(jié)構(gòu)緊湊合理，操作簡單，加工、生產(chǎn)能力、高素質(zhì)的質(zhì)量碎片，垃圾

13、可以包括一個調(diào)整單位的廢物生產(chǎn)，能耗低，機車，可以在一般的農(nóng)業(yè)廢物和運輸，國內(nèi)有機肥，蔬菜廢物，造紙原料的處理小型枝椏材的理想設備52 秸稈粉碎機的總體設計2.12.1 秸稈粉碎機設計任務秸稈粉碎機設計任務根據(jù)秸稈粉碎機的要求，設計本機設計任務如下： 2.22.2 普通盤式秸稈粉碎機的結(jié)構(gòu)普通盤式秸稈粉碎機的結(jié)構(gòu)由參考文獻可知，從傳統(tǒng)的來看，它包括刀盤、磨、進給齒輪和殼體。大多數(shù)類型的秸稈飼料沒有約束力的機制，只有在溝槽（也稱為筒倉筒倉安裝角度） 。在料片長度如圖 2.1 所示刀具自由的相對水平， “B C D“BD”為中心線進料槽的平面，CD 平行于刀軸，其值等于刀具懸伸量如圖 2.1 所示

14、，ABCD為平盤平面，BD為進料槽的中心線，CD平行于刀盤軸線，其值等于刀盤伸出量，則木片的長度 l 為：6秸稈粉碎機的卸料盤分為上下兩種形式。在刀頭外緣設有 68 個刀片，當?shù)遁嗈D(zhuǎn)動時產(chǎn)生氣流，切刀沿刀盤的切口方向從上料口排出。當葉片速度是 27 米/秒至 28 米/秒，木片投擲高度可以達到 4 米到 5 米的時候，刀頭轉(zhuǎn)速較高或較大直徑和刀具線速度高，為了防止過多的碎木，降低功耗，在刀盤上的刀片沒有安裝，切出木套管下口直接到輸出的帶式輸送機，這是所謂的低排放。圖 2.1 木片長度與進料槽安裝角的關系2.32.3 盤式秸稈粉碎機的削片原理盤式秸稈粉碎機的削片原理通過觀察和研究表明，秸稈是在后

15、面的表面和后面飛飛沿刀頭表面滑動。如果秸稈的頂面與刀片接觸，斜面的平行面在刀頭的切削表面，最終形成一個恥辱，使原材料與刀頭平面平切平行。在秸稈切割中，施加力（牽引力）沿移動進給，主要是由于秸稈飼料的飛行方向。從理論上講，在傾斜的重力飼料，秸稈下降，沒有足夠的位移的秸稈7粉碎機。大多數(shù)非強制進給機構(gòu)適用于加工大直徑木材。如圖 2.2 所示，木料被飛刀牽引向前進給的速度 u 為：圖 2.2 盤式削片機的運動分析 83 主要技術參數(shù)的確定和計算3.13.1 生產(chǎn)能力的確定生產(chǎn)能力的確定 3.3.2 2 飛刀數(shù)量的確定飛刀數(shù)量的確定 93.33.3 切削力的計算切削力的計算3.3.1 主切削力的理論分

16、析與計算該盤式削片機是切割刀，是由一個徑向安裝在刀頭和底刀安裝在住房機制。為了簡化這個問題，切削刃是直的，切割速度垂直于葉片的方向，并且秸稈纖維的方向與葉片方向垂直。飛刀前刀面對秸稈的作用力合力為 Fr，飛刀后刀面對秸稈的作用力由正壓力和摩擦阻力兩個力合成;此外還有底刀對秸FNFfF稈的作用力,秸稈受力見下圖 3.1:xPyP圖 3.1 木材所受刀片作用力10 將各已知參數(shù)以及不同徑級秸稈代入公式,其中飛刀伸出量 h=10mm,切削秸稈長度 l=10mm,飛刀楔角=30 度,水平進料時 =90 度, =5 度, =75N/cm2, 111單位切削力 P 可以作為一個系數(shù)來反映切削力和切削厚度之

17、間的關系。如果由變分法表示的曲線是坐標原點的對角線，則單位切削力是斜線的斜率。事實上，從實驗結(jié)果可以看出，線的變化和 A 的有一個縱向截距，并且在不同的切削厚度范圍內(nèi)的直線的斜率是不同的，即，單位切削力是不同的。因此，有必要根據(jù)不同的切削厚度范圍建立不同的切削力公式。在切屑厚度時，mma1 . 0單位切削寬度上作用的切削力與切屑厚度之間的關系可用 AB 直線表示，如F下圖9。12圖 3.2 單位切削寬度上作用的切削力與切屑厚度之間的關系曲線F 切削力計算公式：13 143.確定切削角，切削速度，切削方向相對于纖維方向和材種等因素與單位切削力的關系 15 4.最后確定上述所有因素與單位切削力的關

18、系 3.43.4 切削功率的計算切削功率的計算3.4.1 切削功率的計算由文獻8可知計算公式16 kW （3.19sin6000ZnAFPcxc）如圖 3.1 所示：圖中表示削片時飛刀對木材的總切削力。刀盤對木材的支承力降低了后刀面對木材的支承力，互相影響，所以也包括在總作用力中。總作用力分解為切向分力及法向分力。在切削過程中，隨木片的變化FxFyFxF而變化， 17 3.53.5 飛刀伸出量的確定飛刀伸出量的確定由 2.2 盤式秸稈粉碎機的結(jié)構(gòu)分析知18 (3.29)21coscoshl 設切削秸稈長度mm ，水平進料方式時，則飛刀10l010020伸出量mm10h194 主要部件的設計計算

19、4.14.1 刀盤結(jié)構(gòu)設計及尺寸的確定刀盤結(jié)構(gòu)設計及尺寸的確定圖 4.1 刀盤的結(jié)構(gòu)設計 20 4.24.2 主軸的結(jié)構(gòu)設計主軸的結(jié)構(gòu)設計 對于受彎矩較大的軸宜取較小的值。當軸上有鍵槽時，應適當增大軸 T21徑：單鍵增大，雙鍵增大。%3%64.2.2 軸的結(jié)構(gòu)設計22取，已初步確定了軸的各段直徑和長度。mmlVIIVI25(2).軸上零件的周向定位 帶輪與軸的周向定位均采用平鍵連接。按由機械設計表 6-1 查得 d平鍵截面，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為。軸承與軸mmmmhb812mm70的周向定位是由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為。6k(3).確定軸上圓角和倒角尺寸參考文獻13表 15

20、-2，取軸端圓角。4524.34.3 滾動軸承的選擇滾動軸承的選擇兩支承刀具重量軸承應能承受單向徑向力較大，同時由于鍘草機具有影響切削力和軸向力，由刀頭，考慮軸要求準確的軸向位置，以保證在最后一刀飛的間隙，一對圓錐滾子軸承的選擇，軸承型號 33010，mm，mm，50d80D寬度mm，其徑向承載能力大，滿足設計要求。24a4.44.4 帶傳動的計算帶傳動的計算 (3).確定帶輪的基準直徑并驗算帶速1dd1).初選小帶輪基準直徑1dd由文獻12可知，選取小帶輪基準直徑，而mmdd140123(6).計算帶的根數(shù)z24 鑄造大、小帶輪的結(jié)構(gòu)如圖所式：25圖 4.3 大、小帶輪結(jié)構(gòu) y4.54.5

21、鍵連接的設計鍵連接的設計4.64.6 進料槽的設計進料槽的設計26進給槽的尺寸是根據(jù)刀頭的直徑來確定的，方料槽的寬度通常是刀頭直徑的兩倍，進給槽的長度由原料的長度決定。為削片機的設計主要是為了減少秸稈包，最大切削直徑為 150mm，因此飼料槽的尺寸為 170mm 190mm 380mm，進料槽的長度較長，便于自由覓食。只要將捆綁的材料投入進料罐，就可以實現(xiàn)自由進料。4.74.7 飛刀的設計飛刀的設計根據(jù)飛刀的工作要求和底刀、合金工具鋼 4CrW2Si 作為材料，和飛刀楔角為 42 度，和后角為 7 度。飛刀后部設有均勻分布的調(diào)整齒，與調(diào)整塊上的調(diào)整齒配合，可用于調(diào)節(jié)飛刀的伸出量。飛刀是用螺栓固

22、定在刀頭，和一個磨板安裝槽是在前面和裝配耐磨板用耐磨材料制成的飛刀刀頭左后部，以防止刀頭表面磨損時，砍木材。圖 4.4 飛刀結(jié)構(gòu)圖275 主要部件的核算和驗算5.15.1 主軸強固的校核主軸強固的校核5.1.1 求主軸上的載荷首先，根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)計算軸的簡圖。在確定軸承的支點位置時，請檢查手冊中的數(shù)值。對于 32010 型圓錐滾子軸承，他們發(fā)現(xiàn)在文獻中。根據(jù)軸的計算簡圖計算了軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖和彎矩和扭矩圖可以看出，C 節(jié)是軸的危險截面?，F(xiàn)將計算處的截面 C 處的、及的值列于下表【19】。HMVMM 28圖 5.1 主軸受力情況圖5.1.2 按彎扭合成應力校核軸的強度進行校核時，通

23、常只校核軸上承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(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應力為脈動循環(huán)變應力，取，軸的6 . 0計算應力： MPaWTMca7 .22)(221（5.1）前已選定軸的材料為 45 鋼，正火處理，由文獻13表 15-1 查得。MPa601因此，故安全。1ca5.1.3 精確校核軸的疲勞強度(1).判斷危險截面29根據(jù)圖 5.1，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。 30 31 32 33 3435結(jié) 論我設計參考了美國百萊瑪設備生產(chǎn)公司的維梅爾 bc600 xl 型分切機，本機采用水平進料，進料口的高度，從地面 0.8m

24、 左右，確保飼料的優(yōu)點是操作方便，小刀采用的形式（2） 。采用皮帶傳動，減輕負載沖擊，減少噪音，防止零件因過載而損壞，但壽命較短，滑動過載，降低效率，無法保持準確傳動比。另外，采用最簡單的定位塊定位和螺栓夾緊，在飛刀上設置調(diào)節(jié)齒，使飛刀的數(shù)量可以根據(jù)情況進行調(diào)整，從而保證木片的質(zhì)量達到要求。刀頭的安裝采用鍵連接，主軸安裝有完全對稱的圓錐滾子軸承，以防止主軸產(chǎn)生較大的軸向跳動。易于制造，易于安裝。潤滑脂，并配有擋油圈，防止飛粉入軸承粉，并分離油和雜物。機體固定在車架上，并設有牽引桿和車輪，機車可由機車牽引驅(qū)動，便于運輸。本設計還存在許多不完善之處，如機身笨重，精度不高，生產(chǎn)線不緊。分公司破碎機設

25、計改進：減輕重量，提高設計精度，秸稈粉碎機更簡單實用，節(jié)能并直接 用于生產(chǎn)線。 36參考文獻1 陳福元.粉碎機輔助吸風系統(tǒng)的合理配置.廣東農(nóng)機.20002 張光和，羅中.JSQ-50 型立式秸稈飼草切揉機的設計.湖南農(nóng)機.20073 張春輝，于敬濤.論偏心圓弧刃圓盤式切碎機的設計.吉林農(nóng)業(yè)大學學報.19874 張熙文.飼草切碎機喂入機構(gòu)的設計.萊陽農(nóng)學院報社.19885 張憲宏.9PF-40 型揉搓粉碎機結(jié)構(gòu)的參數(shù)選擇.農(nóng)機與食品機械.19966 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.內(nèi)蒙古農(nóng)牧學院學報.19977 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(nóng)機.20038 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(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新.20099 孫恒，陳作模.機械原理.高等教育出版社.200710 濮良貴.機械設計.高等教育出版社.2007 2