雙軸錘片式粉碎機設(shè)計及其轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動態(tài)仿真

雙軸錘片式粉碎機設(shè)計及其轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動態(tài)仿真摘要錘片式粉碎機是飼料加工機械的四大主機之一,是飼料生產(chǎn)必要的設(shè)備之一,其性能對飼料廠的節(jié)能降耗意義重大。分析了錘片式粉碎機的結(jié)構(gòu)和工作原理,對處理谷物的錘片式粉碎機提出了優(yōu)化設(shè)計方案，以提高粉碎效率、降低能耗，獲得優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。根據(jù)已有的雙轉(zhuǎn)子粉碎機的結(jié)構(gòu)及工作原理，提出了自己的創(chuàng)新性設(shè)計方案。即：設(shè)計一種雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機，包括進料口，機座，機殼和轉(zhuǎn)子總成，驅(qū)動兩個轉(zhuǎn)子的中心軸旋轉(zhuǎn)的動力及傳動裝置，機殼位于機座上，進料口位于機殼上，在機殼內(nèi)設(shè)置有兩個相互平行的轉(zhuǎn)子總成；所述兩個轉(zhuǎn)子總成的錘片是軸向錯位設(shè)置的；并且軸向錯位設(shè)置的錘片的錘頭端有部分重疊，即兩個轉(zhuǎn)子總成的錘片的錘頭端面到軸心的距離之和大于兩軸的軸心之間的距離。轉(zhuǎn)子是錘片式粉碎機的主要工作部件，利用Pro/E對錘片式粉碎機轉(zhuǎn)子中的各零件進行三維建模、虛擬裝配、模型分析和動態(tài)仿真。設(shè)計者可以充分利用Pro/E單一數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)，通過改變尺寸參數(shù)來方便地修改和更新零件，還可以直觀地觀察和分析轉(zhuǎn)子的外形、零件間的相互位置關(guān)系和運動狀態(tài)。關(guān)鍵詞：雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機；Pro/E；三維建模；仿真；轉(zhuǎn)子；高效率；IAbstractHammers mill, which is one of the four main feed processing machineries and one of the necessary equipment of feed processing, has a great influence on economy energy sources in feed factory.After introduced their structure and operating principle,a project of optimized design of them was put forword.On purpose to improve crush-up efficiency and to reduce the expenditure of energy.According to the structure and working principle of the double-rotor mill ,we put forward our own innovative designs .We design a dual-rotor hammer mil which includes the inlet, base, casing and rotor assembly, to drive the two rotors of the central axis of rotation and power transmission equipment ,The casing is located on the base unit, inlet located on the casing ,while there are two rotor assembly that parallel to each other; the hammers of the two rotor assembly aforementioned are set by axial dislocation ,and the hammers hammer end exist some overlap .In another word, the sum of the distance between the hammers hammer end face of two rotor assembly to the axis is greater than the distance between the axes of the two-axis.Rotor is an important assembly of hammers mill. This research utilized Pro/E to carry out three-dimensional modeling of the parts of hammer mills rotor, virtual assemble, model analysis, and motion emulation. Designers can modify the parts easily by changing size parameters, and also can observe forming, position relation of parts and motion state of the rotor.Key words: double rotor hammer mill；Pro/E；3D modeling；Simulate；rotor；high-level effciencyII目 錄摘要IAbstractII目 錄III1 緒論11.1 課題背景11.2 課題研究的意義及主要內(nèi)容22 飼料粉碎機械概述及總體方案設(shè)計32.1 粉碎基本理論32.2 粉碎機械的分類32.3 國內(nèi)外粉碎機研究現(xiàn)狀簡述42.3.1 我國飼料粉碎機技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀42.3.2 國外粉碎機研究現(xiàn)狀綜述52.4 錘片式粉碎機72.4.1 錘片式粉碎機的構(gòu)造與工作過程72.4.2 錘片式粉碎機主要工作部件82.5 雙轉(zhuǎn)子粉碎機102.5.1 雙轉(zhuǎn)子粉碎機設(shè)計開發(fā)的意義102.5.2 雙轉(zhuǎn)子粉碎機的用途及特點102.5.3 雙轉(zhuǎn)子粉碎機工作過程與原理112.5.4 分析現(xiàn)有的兩種種雙轉(zhuǎn)子粉碎機112.6 雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機的總體方案設(shè)計143 雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機設(shè)計計算153.1 已知設(shè)計參數(shù)及設(shè)計要求153.2 傳動裝置的總體設(shè)計153.2.1 轉(zhuǎn)子直徑D與粉碎室寬度B的確定153.2.2 擬定傳動方案163.3 帶傳動設(shè)計計算183.3.1 左側(cè)帶傳動183.3.2 右側(cè)帶傳動213.4 齒輪傳動設(shè)計計算243.5 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算293.5.1 軸3的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算293.5.2 軸1的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算313.6錘片結(jié)構(gòu)設(shè)計及其強度校核333.6.1 錘片的結(jié)構(gòu)設(shè)計333.6.2 錘片的布置343.6.3 錘片的強度校核343.7 軸的校核353.7.1軸3的結(jié)構(gòu)及其強度校核353.7.2軸1的結(jié)構(gòu)及其強度校核403.8 軸承壽命計算443.9 鍵的校核463.9.1 主軸3上鍵的校核463.9.2主軸1上鍵的校核473.10 雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機箱體設(shè)計474.基于PRO/E的雙轉(zhuǎn)子粉碎機轉(zhuǎn)子的三維模及虛擬裝配494.1 主軸494.2 錘片504.3 錘架板和定位套筒504.4 銷軸和錘片隔套504.5 零件的虛擬裝配514.6 動態(tài)仿真分析535 結(jié)論與討論54參考文獻55致謝57IV1 緒論1.1 課題背景粉碎是飼料生產(chǎn)中最重要的工序之一。粉碎工序直接影響到配合飼料的質(zhì)量、產(chǎn)量、電耗和成本，粉碎工段的動力配備約占飼料廠總動力配備的3040。我國每年有8000萬1億噸飼料糧和l2億噸農(nóng)作物秸稈等被粉碎加工成飼料。飼料粉碎機保有量為150萬臺以上，每年消耗動力為20-30億千瓦小時。本課題設(shè)計一種在耗電和產(chǎn)量上有所突破的粉碎機。目前錘片式粉碎機的型號很多，一般由錘片、轉(zhuǎn)子、篩片、機殼、電機等組成。工作過程是由電機提供動力，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，固定在轉(zhuǎn)子上的錘片打擊物料使之粉碎，合格的物料從篩片排出，完成整個粉碎過程?，F(xiàn)有普通錘片式粉碎機是飼料工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的。其粉碎原理是無支撐式的沖擊粉碎，在粉碎過程中，錘片與物料的碰撞絕大部分為偏心沖擊，使物料在粉碎室內(nèi)發(fā)生旋轉(zhuǎn)，會消耗一部分的能量，這也是錘片粉碎機耗能高的主要原因之一。同時，由于錘片粉碎機的粉碎室結(jié)構(gòu)和物料受高速錘片的沖擊作用，物料在離心力作用下會貼著篩面形成圓周運動，產(chǎn)生環(huán)流層，大顆粒的物料在外層，小顆粒的物料在內(nèi)層，粉碎達到粒度要求后小顆粒不能及時從篩孔正常排出，出現(xiàn)了物料與錘片的反復(fù)沖擊，形成物料的過度粉碎，粉碎電耗增加，粉料的溫度升高，使物料內(nèi)的水分形成水蒸汽，水蒸汽與細粉末會粘附于篩板，嚴重后會堵塞篩孔，粉碎效率下降，尤其是在物料細粉碎時，環(huán)流對粉碎效率的影響更加嚴重。要提高錘片粉碎機效率，就必須破換粉碎過程的環(huán)流產(chǎn)生。水滴型粉碎機是研究人員針對普通錘片粉碎機結(jié)構(gòu)特點，將粉碎室從圓形變?yōu)樗涡?，這樣既增大了粉碎室篩板的有效篩理面積，又能破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(nèi)可形成二次打擊。但是這種打擊的力度只限于錘片運動切線的速度。專利CN1830568A公開了一種粉碎機及其粉碎方法，其具有兩個進料口和兩個粉碎室，兩粉碎室內(nèi)各有帶錘片的轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)，并且在兩轉(zhuǎn)子間設(shè)置了對物料起導(dǎo)向和分流作用的導(dǎo)流裝置。當?shù)谝环鬯槭覂?nèi)經(jīng)粉碎未合格出篩的物料在導(dǎo)流裝置租用下進入第二粉碎室，被第二粉碎室內(nèi)的錘片撞擊而粉碎，同時第二粉碎室內(nèi)經(jīng)粉碎未合格出篩的物料在導(dǎo)流裝置作用下進入第一粉碎室，被第一粉碎室內(nèi)的錘片撞擊而粉碎。未合格出篩的物料循環(huán)粉碎知道合格后，再通過粉碎室底部設(shè)置的篩網(wǎng)出篩。該技術(shù)的兩個轉(zhuǎn)子同向運轉(zhuǎn)，那么兩轉(zhuǎn)子之間錘片切線的相對速度比單轉(zhuǎn)子提高了一倍，錘擊力度也就增加了一倍，效率較同功率的產(chǎn)品提高。同時也破壞了物料在粉碎室形成環(huán)流。大大提高了粉碎機的粉碎效率。市場現(xiàn)有的錘片式粉碎機，無論是國產(chǎn)的還是進口的多為單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。為了提高粉碎機的粉碎效率，通常是采用增大轉(zhuǎn)子半徑來提高錘片的線速度。目前單轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機，由于受到結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料強度的限制，其錘片的最高線速度目前達到了100米每秒，其材料的安全系數(shù)已經(jīng)很低，要想進一步提高錘片的線速度，已經(jīng)非常危險。因此，單轉(zhuǎn)子粉碎機的工作效率已沒有良好辦法進一步提高。粉碎作業(yè)能耗高，效率低生產(chǎn)能力與粉碎細度相互制約。而粉碎效率是衡量一個粉碎系統(tǒng)性能的關(guān)鍵指標對倒料加工的經(jīng)濟效益有著重要影響。提高粉碎效率，降低單位能耗一直是國內(nèi)外研究人員努力解決的首要問題。1.2 課題研究的意義及主要內(nèi)容本課題以SFSP 5640型雙軸錘片式粉碎機為研究參考對象，對其結(jié)構(gòu)及工作原理進行深入分析，針對錘片式粉碎機設(shè)計中存在的問題和實際生產(chǎn)制造需要，對錘片式粉碎機轉(zhuǎn)子部分進行結(jié)構(gòu)改善和動力學(xué)特性研究，提出自己的優(yōu)化可行性機構(gòu)設(shè)計方案從而為粉碎機優(yōu)化與故障診斷提供參考依據(jù)。設(shè)計的主要內(nèi)容有：1對雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機的機構(gòu)及工作原理進行分析。針對轉(zhuǎn)子的工作效率及動力學(xué)特性，改善轉(zhuǎn)子的機構(gòu)設(shè)計，錘片布置方式，以提高粉碎機的工作效率。從系統(tǒng)的角度分析雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機的整機性能，在設(shè)計階段對設(shè)備的運行狀況做出預(yù)測，以此提出改善建議。2 采用三維機械CAD設(shè)計軟件 Pro/ENGINEER（以下簡稱Pro/E）完成雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機轉(zhuǎn)子的三維實體造型；3 采用Pro/E的集成運動模塊，Pro/MECHANICA MOTION對雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機轉(zhuǎn)子進行動態(tài)仿真。2第 頁 2 飼料粉碎機械概述及總體方案設(shè)計2.1 粉碎基本理論粉碎機械主要利用沖擊、擠壓、剪切、摩擦等綜合作用對物料進行粉碎。1沖擊利用物料與工件構(gòu)件的極高相對速度，使物料在瞬間收到很到的沖擊力而被粉碎。此方法適合于脆性物料的粉碎。2 擠壓利用工作構(gòu)件對物料的擠壓作用，產(chǎn)生很大的壓應(yīng)力，使其大于物料的抗壓強度極限，將物料粉碎。擠壓粉碎主要適合于脆性物料。3 剪切利用工作構(gòu)件對物料的作用，是剪切力大于物料的剪切強度極限，將物料粉碎。此方法主要適合于塑性材料。4 摩擦利用物料與工作構(gòu)件表面間相對運動的擠壓和摩擦，使物料產(chǎn)生壓應(yīng)力和剪應(yīng)力，將物料粉碎。粉碎室一個及其復(fù)雜的過程，絕大多數(shù)的粉碎機械同時具有兩種以上的粉碎方式。2.2 粉碎機械的分類根據(jù)原料粉碎后粒徑不同，可以分為普通粉碎機、微粉碎機和超微粉碎機。常用的普通粉碎機主要有錘片式和齒爪式兩種，它們都是采用機械方法對原料以沖擊方式進行粉碎。被粉碎的原料有谷粒類、果蔬類、莖稈類、餅粕類和礦物類等，其適用范圍廣泛，適用性強，而且構(gòu)造簡單，生產(chǎn)效率高。易于控制產(chǎn)品的粒度，適用維護安全、方便、可靠。普通粉碎機加工的產(chǎn)品粒度較大，一般能通過660目篩孔。微粉碎機所得產(chǎn)品的粒度比較細，一般通過80170目的篩孔。超微粉碎機粉碎后產(chǎn)品的粒度很細，通常通過200325目的篩孔，其粒度甚至可以達到101。迄今為止，對粒度范圍的劃分，并沒有嚴格的統(tǒng)一標準，不同行業(yè)的理解和劃分方法也不一樣。粒度測定方法主要有四種，視被粉碎的物料種類而定。1 量具測量法一般用于測量粒度較大的粉碎物和碎段；2 篩選法，它是采用標準篩來測定的，常用每英寸（1英寸=25.4mm）長度的篩孔數(shù)，及目數(shù)來表示。目數(shù)越大，篩孔尺寸越小。標準篩的篩孔尺寸和網(wǎng)絲直徑有統(tǒng)一標準。按照常用的泰勒篩的規(guī)定，6目的篩孔尺寸為3.36mm，60目為0.25mm，80目為0.177mm，150目為0.105mm，170目為0.105mm，200目為0.074mm，325目為0.044mm，標準篩的最小篩孔為0.037mm，即400目；3 顯微鏡測量法一般粒度小于0.074mm，即200目的粉碎物采用此法；4 粒度測定儀可以測定粒度為50.1的粉碎物，粒度測定儀的種類很對，如帶有數(shù)字處理系統(tǒng)的KF-16型顆粒分析儀、顆粒自動測定儀等。2.3 國內(nèi)外粉碎機研究現(xiàn)狀簡述2.3.1 我國飼料粉碎機技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀從1955年起，我國開始研制錘片式飼料粉碎機經(jīng)過50多年的發(fā)展，我國飼料粉碎機械不論是產(chǎn)品品種、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)還是在生產(chǎn)能力及綜合性能都有了長足的發(fā)展和進步。經(jīng)歷了引進、消化吸收、自主開發(fā)、合資合作生產(chǎn)等幾個階段，目前我國飼料粉碎機械工業(yè)已具備一定的規(guī)模和水平，生產(chǎn)的飼料粉碎機械設(shè)備主要技術(shù)指標與國際水平基本相當。但是從整體上看，我國飼料粉碎機械工業(yè)尚處于由傳統(tǒng)型向機械化、自動化和集約化過渡的起步階段仍然有許多問題需要努力解決，不斷改進提高。目前 ,我國飼料粉碎機的生產(chǎn)企業(yè)約有 300多家 ,生產(chǎn)的產(chǎn)品品種、規(guī)格齊全 ,能基本滿足我國畜牧、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展的需要 ,但還有一些有特殊要求的飼料粉碎機和特大功率的機型 ,仍然需要從國外進口。我國現(xiàn)在生產(chǎn)的許多規(guī)格的產(chǎn)品已經(jīng)能替代進口產(chǎn)品 ,在主要的技術(shù)指標已經(jīng)接近國際先進水平 ,而且在價格上有很大的優(yōu)勢。在我國生產(chǎn)的各種機型都有不同數(shù)量的出口 ,其中小型粉碎機的出口批量較大 ,主要銷往東南亞、非洲等第三世界國家?，F(xiàn)在國內(nèi)生產(chǎn)粉碎機企業(yè)的經(jīng)濟性質(zhì)主要有股份制、集體、三資、私營（ 即個體作坊式 ）的企業(yè)其中很大一部分是由那些成立于五六十年代的各地農(nóng)機修造企業(yè) ,通過轉(zhuǎn)制而成的股份制或私營企業(yè)。還有一部分是在近幾年里迅速崛起的私營企業(yè)。在粉碎機行業(yè)中絕大部分都是小型企業(yè)只有部分能根據(jù)市場需求來調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu) ,并具有自主開發(fā)能力 ,能下力氣進行技術(shù)改造的企業(yè) ,成為了行業(yè)中的龍頭企業(yè) ,如江蘇正昌集團、江蘇牧羊集團。其余大部份企業(yè) ,還只是在生產(chǎn)一些老型號的產(chǎn)品 ,有些是維持狀況 ,有些就走下坡路 ,難于維持生機。2.3.2 國外粉碎機研究現(xiàn)狀綜述目前在國外飼料工廠中，錘片式粉碎機是最常用的粉碎設(shè)備。如北美地區(qū)配備的錘片粉碎機，最大直徑可達I 9 m，篩片面積4.5，轉(zhuǎn)速3 600 rmin，錘片線速度107 m/s，功率447 kW，大多還配有供風(fēng)系統(tǒng)用于氣力輸送。但在近幾年中，輥式粉碎機由于其適于粗粉生產(chǎn)及低噪音、低能耗、粒度均勻這些優(yōu)點而越來越受歡迎”。下面介紹幾種國外比較典型的粉碎機械。美國Roskamp Champion(CPM)公司生產(chǎn)的HM系列水滴型臥式粉碎機采用全寬度頂部雙向進料方式，使篩片有效利用面積最大化，減少了換錘片次數(shù)，水滴型篩可以阻止物料環(huán)流層的形成，大大提高了粉碎效率。HM54系列粉碎機轉(zhuǎn)子直徑為1372 m錘片末端速度達1233 ms，配套動力為75447 kW，篩片面積15274583。Champion系列粉碎機采用交錯開孔排列布置的篩片，不同孔徑的篩片組合使用，效率提高1015，并在粉碎機轉(zhuǎn)子隔板上分布有2組銷軸孔來調(diào)節(jié)錘篩間隙，以此調(diào)節(jié)粉碎粒度”。意大利GBS公司(GOLFETIOBERGASANTATI)最新生產(chǎn)的MSVl2025型立式粉碎機，在增大錘片與物料撞擊區(qū)的同時，盡可能減少了粗粉與篩片的摩擦以降低溫升；其轉(zhuǎn)筒型篩片及大篩理面積結(jié)構(gòu)有助于出粉，無須再配傳統(tǒng)的吸風(fēng)裝置；機體內(nèi)部涂覆耐磨材料顯著降低了噪聲。該機配備了AB 60R型喂料機，可自動排出鐵質(zhì)雜物，能根據(jù)電機的功耗實現(xiàn)均勻進料。荷蘭HeemHo硌t公司生產(chǎn)的HEMILL和HEMOS系列粉碎機，采用n型半圓篩，雙側(cè)面大沖擊板，雙向雙速電動機。HEMOS系列配有電子控制的變速喂料機，可根據(jù)主電機負荷自動調(diào)整喂料量。與HEMOS系列相比，HEMILL系列采用雙倍轉(zhuǎn)子徑、低轉(zhuǎn)速設(shè)計(1 500 rmin)，兩者錘片端線速度相同均為100 ms。HEMILL篩片面積增大有助于粉體及時篩出，提高了產(chǎn)量適用于粗粉的制備。這種大轉(zhuǎn)子低轉(zhuǎn)速設(shè)計，還有助于減少振動和噪音。德國Heiliag EMl2系列粉碎機可選用雙速控制或無級調(diào)遣，全新的快速錘片更換結(jié)構(gòu)，篩片分6片安裝，可快速不停機換篩片，篩孔尺寸可調(diào)，篩面包角達324。 瑞士布勒(13uhler)公司生產(chǎn)的DNZF型錘片式微粉碎機，采用魚鱗形篩片，平均粉碎粒度能達到100500 gm。該公司的DFZH型立式粉碎機，有單軸式和雙軸式兩種機型。這類粉碎機主機為立式結(jié)構(gòu)，安裝圓篩框形篩片，頂部進料口配有可調(diào)流量式專用喂料器，自帶吸風(fēng)風(fēng)機，出口處設(shè)置傳感器，可實時監(jiān)測堵料情況，具有產(chǎn)量高，粒度規(guī)則，結(jié)構(gòu)簡單，操作維護方便等特點。日本細川密克朗(Hosokawa Micron)公司生產(chǎn)的ACM型立式無篩馓粉碎機，通過不同形式的轉(zhuǎn)子體與定子對套的優(yōu)化配置，可獲得最佳粉碎效果利用高教分級渦輪可及時排出細粉，避免過度粉碎，能耗較低，同時產(chǎn)品細度調(diào)節(jié)較為方便，平均細度(dS0)在101 000斗m范圍。由于大風(fēng)量輸送物料，散熱效果好可有效地降低物料溫升。Hosokawa Microll公司生產(chǎn)的臥式多級微粉碎機，將風(fēng)機和粉碎機同軸組合在一起采用兩級串聯(lián)粉碎和內(nèi)分級粉碎效率高能耗低，產(chǎn)品平均粒徑3100 gm，并內(nèi)設(shè)排渣裝置，提高了粉碎產(chǎn)品的質(zhì)量和純度。美國Jacobson公司生產(chǎn)的臥式單級微粉碎機錘片線速度為99061727 ms，高速運行時產(chǎn)品粒度可達5 。風(fēng)機單獨配置，以負壓方式運行因此避免了粉塵外泄。該機配有軸承自動循環(huán)滑油潤滑冷卻裝置，具有操作方便、粉碎效率高、適用范圍廣的特點。荷蘭VAN Aarsen公司生產(chǎn)的GDld00型錘片粉碎機，配套160400 kW功率變頻調(diào)速雙向電機，采用分體式結(jié)構(gòu)，不停機手動自動換篩，帶有防振動裝置，錘片用激光切割技術(shù)制造，可4個角掉換使用，一般產(chǎn)量為2060 th。在谷物磨粉機械方面，典型的設(shè)備有GBS公司的SYNTHESIS系列和布勒公司的Newtronie MDDM系列輥式磨粉機。SYNTHESIS系列又稱全能智能型八輥式磨粉機，主要特點有：喂料系統(tǒng)無級變速，采用紅外多點式料位傳感器判斷料位，從而自動調(diào)節(jié)喂料輥轉(zhuǎn)速，可有效利用工時和磨輥的長度，同時可防止磨輥空運轉(zhuǎn)；傳動改用一根多楔帶傳動可使機械傳動更平穩(wěn)更換磨輥更方便簡單，不僅僅降低噪音同時減少生產(chǎn)過程中的油污；磨輥軋距設(shè)定方法有兩種，一種是使用人工手動和汽缸快速離合；一種是使用無刷電動機執(zhí)行機構(gòu)及定位控制編碼器具有更加精確的軋距凋節(jié)效果；采用鑄鐵底座，與普通鋼板焊接底座相比重量增加了30之多，設(shè)備運行更加平穩(wěn)，同時減少整機生產(chǎn)過程中的機械應(yīng)力，設(shè)備使用壽命更長；外殼采用鋁合金擠壓型材，雙層中空材質(zhì)，具有隔音、散熱、防凝效果，而且外形美觀，呈流線型；喂料輥可以橫向?qū)С銮謇砦沽陷伿趾啽?，設(shè)備接觸物料部分全部采用不銹鋼材質(zhì)，完全符合國際HACCP食品衛(wèi)生安全控制標準。布勒公司Newtrozfic MDDM系列新型電控輥式磨粉機有四輥或八輥兩種形式，主要特點有：喂料機構(gòu)能保持恒定喂料，靠重力的傳感器自動控制喂料量；自承應(yīng)力磨輥組可通過配有刻度表的手輪或計算機自動控制精確調(diào)節(jié)軋距，離心鑄造磨輥大大增加了磨輥使用壽命；集中潤滑系統(tǒng)能為所有的滾動軸承進行潤滑加油，使維護最小化；獨立的現(xiàn)場控制系統(tǒng)。監(jiān)控所有的操作參數(shù)，最大程度地保證穩(wěn)定研磨；機體面板由聚氨脂(PUR)制成它的熱絕緣(保溫)值比原有的鋼板好500倍左右，為防止磨膛內(nèi)結(jié)露提供了保護條件，同時PUR也可大大降低設(shè)備噪音水平。2.4 錘片式粉碎機錘片式粉碎機按其進料方式有切向式、軸向式和徑向式三種，如圖2-1所示。切向式錘片式粉碎機，進料口和粉碎室比較寬，不但可以粉碎谷粒，而且可以加工莖稈類等物料，適應(yīng)性廣，操作方便可靠，工作時需配風(fēng)機和增速裝置，能耗較大。軸向式錘片粉碎機，像一個高速軸流風(fēng)扇，工作時，在進料口處形成負壓，而在粉碎室周邊形成正壓，因而可以自動吸料和輸送，適合于粉碎谷粒、莖稈、小塊豆餅料、貝殼等飼料原料。徑向式錘片粉碎機，物料從粉碎機頂部進入機內(nèi)，大、中型粉碎機多為這種結(jié)構(gòu)。下面以切向式錘片粉碎機為例介紹其工作原理。圖2-1 錘片粉碎機分類2.4.1 錘片式粉碎機的構(gòu)造與工作過程切向錘片式粉碎機油進料斗、粉碎部分和排粉輸送部分組成，如果2-2所示。粉碎部分由轉(zhuǎn)子、篩片、齒板、上機殼和下機殼等組成，也成為粉碎室。轉(zhuǎn)子主要有錘片、錘架板、銷軸、間隔套筒和軸等組成。轉(zhuǎn)子位于機殼的中間。排料輸送部分包括風(fēng)機、輸送管、集料筒、吸料管等。風(fēng)機與轉(zhuǎn)子同軸，景輸送彎管與篩片下部的機座口相連。圖2-2 切向錘片式粉碎機1喂料斗；2上機殼；3下機殼；4篩片；5齒板；6錘片；7轉(zhuǎn)子；8錘片架；9回料管；10輸料管；11風(fēng)機；12集料筒；13吸料管 錘片式粉碎機的工作過程是，飼料由進料口沿轉(zhuǎn)子的切向方向進入粉碎室，被高速回轉(zhuǎn)的錘片打擊而破碎并被甩向齒板，與齒板產(chǎn)生撞擊破碎后被彈回，再次受到錘片的打擊和齒板的撞擊。飼料顆粒經(jīng)反復(fù)打擊。撞擊作用之后，成為細小粉粒。比篩片的孔徑小的粉粒從篩孔漏出，較大的顆粒仍留在曬面，繼續(xù)受到上述作用知道從篩孔漏出。景篩孔漏下的飼料粉粒，在風(fēng)機的吸力作用下，景輸送管被輸送至集料筒。帶粉粒的氣流沿集料筒壁高速旋轉(zhuǎn)，氣流中飼料粉粒在離心力作用下與筒壁摩擦而降低速度，沉積到筒底，從排粉口排出。回料管的作用是避免粉料排到空中造成損失，同時也保護了環(huán)境。2.4.2 錘片式粉碎機主要工作部件1錘片 錘片式粉碎機用于擊碎飼料的主要零件，也是主要易損件。錘片一般鉸接在轉(zhuǎn)子上，以便磨損后更換。錘片有多種結(jié)構(gòu)，如圖2-3，其中以長方形錘片應(yīng)用較廣，它機構(gòu)簡單，制造容易，通用性強，錘片經(jīng)長期工作后將產(chǎn)生磨損弱錘片頂端旋轉(zhuǎn)方向一角的臺階磨突后，應(yīng)調(diào)面使用。一端的兩面都磨損后可調(diào)頭使用，四角都磨禿后更換新品。每次調(diào)換或更換錘片時，應(yīng)整副同時調(diào)換或更換，不能只調(diào)換或更換幾片，以免轉(zhuǎn)子失去平衡引起震動。當更換錘片時要分組測量錘片的重量，在對稱布置上的兩組錘片質(zhì)量差應(yīng)小于5g。每次拆裝錘片所拔出的開口銷不能再用，必須使用新開口銷，以免脫落發(fā)生撞擊事故。（a）長方形 （b）階梯形 （c）尖角形 （d）加重形圖2-3 錘片的結(jié)構(gòu)錘片數(shù)量的多少直接影響粉碎機的生產(chǎn)率和功率消耗。錘片過多，工作時產(chǎn)生的環(huán)形氣流大，使飼料大部分集中于環(huán)流上，不僅減少了打擊機會，而且空載功率增加，導(dǎo)致粉碎能力下降，生產(chǎn)率也相應(yīng)減小。國產(chǎn)系列錘片粉碎機采用1216塊錘片。錘片一般分四組對稱地套裝在圓盤的銷軸上，其配置方法應(yīng)能保證錘片均勻地打擊飼料，又能保持轉(zhuǎn)子的靜平衡。常見的排列方式有：螺旋線排列、對稱排列和交錯排列（如圖2-4所示）。國產(chǎn)系列粉碎機多采用交錯排列。這種排列的特點是錘片的合理作用在同一平面內(nèi)，因而平衡性能好，機器工作時振動小。為了保持錘片在每排上的位置不變，在錘片旁裝有套在銷軸上的間管，在安裝時應(yīng)按規(guī)定進行，不能隨意亂裝。（a）螺旋線排列 （b）對稱排列 （c）交錯排列圖2-4 錘片式粉碎機錘片的排列方式2齒板 齒板用于增強粉碎能力。齒板是一白面有許多凸起齒的弧形板，嵌在上機體內(nèi)壁上。齒的工作面（迎著轉(zhuǎn)子回轉(zhuǎn)方向的齒面）應(yīng)與錘片旋轉(zhuǎn)的切向方向垂直，從而增強粉碎效果。齒板用白口鑄鐵制成，要求齒面平直光滑，沒有翹曲變形和裂紋。如果齒形磨損到高度小于3 mm或發(fā)現(xiàn)裂紋時，要及時更換。3篩片 篩片的功用是控制飼料的粗細程度，以及與錘片配合粉碎飼料。常用的篩片有圓孔篩、圓錐孔篩和魚鱗篩等幾種類型。圓孔篩結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，故應(yīng)用較廣。部頒標準篩是圓孔篩，篩孔的大小，可根據(jù)需要更換不同的篩片。篩片經(jīng)長期使用有嚴重磨損或出現(xiàn)大洞、斷裂時，應(yīng)更換新篩片。一般撞破或小洞口，可以鉚接或焊補繼續(xù)使用。2.5 雙轉(zhuǎn)子粉碎機2.5.1 雙轉(zhuǎn)子粉碎機設(shè)計開發(fā)的意義飼料原料的粉碎是飼料加工中非常重要的環(huán)節(jié)，在生產(chǎn)粉狀配合飼料時，粉碎工段動力消耗占整個生產(chǎn)線的60%以上。隨著飼料業(yè)的發(fā)展研究，飼料越來粉碎的越細。但是粉碎的越細耗電越大產(chǎn)量越低。開發(fā)一種在耗電和產(chǎn)量上有所突破的粉碎機就成為了我們研究的重要課題。2.5.2 雙轉(zhuǎn)子粉碎機的用途及特點SFSP系列粉碎機可粉碎各種顆粒狀的有機飼料原料，如玉米、高梁、麥類及粉碎后的餅類；食品中辣椒的粉碎；化工行業(yè)中木粉的粉碎及要求粉碎粒度較小的非油脂物料。本系列粉碎機在繼承傳統(tǒng)粉碎機優(yōu)點（鋼板焊接結(jié)構(gòu)、電機與粉碎機轉(zhuǎn)子安裝在同一個底座上，用彈性柱銷聯(lián)軸器直聯(lián)傳動和頂部進料）運用現(xiàn)代最新粉碎理論設(shè)計制成，雙轉(zhuǎn)子、雙倍切線速度撞擊，瞬間粉碎物料避免了單轉(zhuǎn)子粉碎機在微粉碎時產(chǎn)生環(huán)流、堵塞篩孔的問題比單轉(zhuǎn)子粉碎機同功率產(chǎn)品產(chǎn)量提高30%以上具有傳統(tǒng)粉碎機不可比擬的優(yōu)點。2.5.3 雙轉(zhuǎn)子粉碎機工作過程與原理需粉碎的物料通過進料口，經(jīng)進料導(dǎo)向板從左或右邊進入粉碎室，兩粉碎室內(nèi)各有帶錘片的轉(zhuǎn)子在同向高速旋轉(zhuǎn)，并且在兩轉(zhuǎn)子間上下位置設(shè)置了對物料起導(dǎo)向作用的導(dǎo)流裝置。當?shù)谝环鬯槭覂?nèi)經(jīng)粉碎未合格出篩的物料在導(dǎo)流裝置作用下進入第二粉碎室，被第二粉碎室內(nèi)的錘片撞擊而粉碎，同時第二粉碎室內(nèi)經(jīng)粉碎未合格出篩的物料在導(dǎo)流裝置作用下進入第一粉碎室，被第一粉碎室內(nèi)的錘片撞擊而粉碎。未合格出篩的物料循環(huán)粉碎直到合格后，再通過粉碎室底部設(shè)置的篩網(wǎng)出篩。該設(shè)備的兩個轉(zhuǎn)子同向運轉(zhuǎn)，那么兩轉(zhuǎn)子之間錘片切線的相對速度比單轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子提高了一倍，錘擊力度也就增加了一倍，并且兩轉(zhuǎn)子相互都有破壞環(huán)流的作用。2.5.4 分析現(xiàn)有的兩種種雙轉(zhuǎn)子粉碎機1 如圖2-5所示的雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機由帶有錘片的兩個轉(zhuǎn)子7、9，篩片6和機殼所構(gòu)成的粉碎室，有進料斗1、插門2和連動式喂料撥輪3等所構(gòu)成的喂料機構(gòu)，清理室（有磁性除鐵裝置5、進風(fēng)口11、風(fēng)門12和雜物斗10等構(gòu)成）以及傳動機構(gòu)等部分構(gòu)成。所說的轉(zhuǎn)子7和9是并排地布置在蝸形篩片6所構(gòu)成“”型粉碎室，該轉(zhuǎn)子（7、9）的中心軸相互平行， 圖2-5 第一種雙轉(zhuǎn)子粉碎機結(jié)構(gòu)兩轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相同（如圖中箭頭所示），二者不發(fā)生機械干涉；所述的篩片6的錘篩間隙沿所述的轉(zhuǎn)子（7、9）的旋轉(zhuǎn)方向由大變小，并且兩篩片以首尾相連形成剖面形狀為“”型的粉碎室。 工作時，由喂料機構(gòu)送來的物料進入轉(zhuǎn)子7的上部，經(jīng)轉(zhuǎn)子7的錘片打擊，得以加速，并以高速正對轉(zhuǎn)子9的錘片碰撞，而隨轉(zhuǎn)子9旋轉(zhuǎn)的物料也正對轉(zhuǎn)子7的錘片碰撞，兩個轉(zhuǎn)子起到互為強制喂料的作用。錘片同物料的正對碰撞以及物料間的正對碰撞，從而達到粉碎目的，正是由于這種強制喂料作用和物料相互碰撞作用，大大提高了正面打擊的概率，從而克服偏心沖擊的缺點。粉碎后的物料分別隨轉(zhuǎn)子7、9運動到各自篩片進行篩分。由于由蝸形雙篩片構(gòu)成的“”型粉碎室結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)以及較低物料的運動速度，保證了篩分容易，從而提高了生產(chǎn)率，降低單位產(chǎn)品的電耗。同時，轉(zhuǎn)速低也就相應(yīng)降低了噪音，篩分后的未被排出的顆粒，隨著轉(zhuǎn)子運動，錘篩間隙逐漸變小，使得顆粒逐漸加速，再次運動到兩個轉(zhuǎn)子的接合部位進行粉碎，這樣循環(huán)往復(fù)直到粉碎成效顆粒排出篩外為止。所述的轉(zhuǎn)子7、9可以用一臺電機驅(qū)動，也可以分別用兩臺電機驅(qū)動。2 如圖2-6所示一種雙轉(zhuǎn)子粉碎機，包括進料口1、導(dǎo)料導(dǎo)向裝置2、機座8、機殼7和轉(zhuǎn)子總成3、4，機殼7位于機座8上，進料口1位于機殼7上，在機殼7內(nèi)設(shè)置有兩個水平互相平行的轉(zhuǎn)子總成3、4；所述兩個轉(zhuǎn)子總成3、4的錘片6、9分別位于錘片支架61、91上，錘片6、9是軸向錯位設(shè)置的；設(shè)置擋面31的主要作用是為了破壞粉碎室內(nèi)壁物料在轉(zhuǎn)子作用下所形成的料環(huán)，防止物料與錘片6、9產(chǎn)生相向運動，提高打擊效果。圖中導(dǎo)料導(dǎo)向裝置2的虛線部分為導(dǎo)料導(dǎo)向裝置2轉(zhuǎn)向另外一個方向的示意。如此設(shè)計的雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機，其具有兩個高效粉碎區(qū)A、B，和一個超高效粉碎區(qū)C，在A、B兩個區(qū)間，物料與錘片的相對速度就是粉碎機的設(shè)計錘片速度；在C區(qū)當雙轉(zhuǎn)子總成3、4的軸向錯位設(shè)置的錘片6、9的錘頭端有部分重疊時，其物料與錘片6、9的相對線速度最高可以達到粉碎機的設(shè)計錘片速度的2倍，故其可以極大地提高粉碎效率（見圖2-8）。圖2-7為圖2-6雙轉(zhuǎn)子總成的錘片相互錯位部分重疊的結(jié)構(gòu)示意圖；所述雙轉(zhuǎn)子總成3、4的軸向錯位設(shè)置的錘片6、9的錘頭端面到軸心的距離之和大于兩軸5、10的軸心之間的距離。圖2-8為圖2-6雙轉(zhuǎn)子總成的錘片相互對位有間隙的結(jié)構(gòu)示意圖；所述雙轉(zhuǎn)子總成3、4的軸向錯位設(shè)置的錘片6、9的錘頭端面到軸心的距離之和小于兩軸5、10的軸心之間的距離。圖2-6 第二種雙轉(zhuǎn)子粉碎機結(jié)構(gòu)1原料進口；2導(dǎo)料導(dǎo)向裝置；3右轉(zhuǎn)子總成；4左轉(zhuǎn)子總成；5左主軸；6左錘片；61左錘片支架；7機殼；8機座；9右錘片；91右錘片支架；10右主軸；31擋料面；32導(dǎo)料面；33轉(zhuǎn)軸。 圖2-7 無重疊部分的錘片布置 圖2-8 有重疊部分的錘片布置2.6 雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機的總體方案設(shè)計本設(shè)計采用一個電動機驅(qū)動，根據(jù)以上分析的兩種雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機的工作原理接設(shè)計結(jié)構(gòu)，采用以上分析的雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機的優(yōu)點。1 采用第一種雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機的“”型粉碎室結(jié)構(gòu)，優(yōu)點有保證了篩分容易，從而提高了生產(chǎn)率，降低單位產(chǎn)品的電耗，同時，轉(zhuǎn)速低較低相應(yīng)降低了噪音，篩分后的未被排出的顆粒，隨著轉(zhuǎn)子運動，錘篩間隙逐漸變小，使得顆粒逐漸加速，再次運動到兩個轉(zhuǎn)子的接合部位進行粉碎，這樣循環(huán)往復(fù)直到粉碎成效顆粒排出篩外為止；2 采用第二種雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機的雙轉(zhuǎn)子總成的錘片相互錯位部分重疊的設(shè)計結(jié)構(gòu)，優(yōu)點是提高粉碎機的粉碎效率，同時兩個轉(zhuǎn)子總成的重疊部分能夠減小物料粉碎后的粒度，在某種程度上也可以提高物料粉碎后的篩分效率。3 采用兩個轉(zhuǎn)子總成相對反向旋轉(zhuǎn)，相當于兩個單獨的單轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機，從而提高粉碎效率。4為了減小錘片式粉碎機工作時產(chǎn)生的振動，對銷軸上錘片的布置進行研究分析，最后采用交錯對稱布置排列的方法。5 繼承傳統(tǒng)粉碎機的優(yōu)點：鋼板焊接結(jié)構(gòu)、電機與粉碎機轉(zhuǎn)子安裝在同一個底座上和頂部進料。14第 頁3 雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機設(shè)計計算3.1 已知設(shè)計參數(shù)及設(shè)計要求該粉碎機為雙轉(zhuǎn)子錘片式谷物粉碎機，粉碎物料的錘片末端線速度為75 m/s。設(shè)計要求有：1 粉碎能力為 0.7 t/h2 粉碎機允許的最大物料給料粒度為：120 mm3 粉碎機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為25003000 r/min4 粉碎機的最大排料粒度為：3 mm5 粉碎機的物料容許濕度：9%工作條件：連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微震動，使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，每天工作8小時，其生產(chǎn)率為0.7/h。3.2 傳動裝置的總體設(shè)計3.2.1 轉(zhuǎn)子直徑D與粉碎室寬度B的確定1 轉(zhuǎn)子直徑D的確定由得轉(zhuǎn)子直徑為： 初選轉(zhuǎn)子直徑為480 mm2 確定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速 3 粉碎室寬度B的確定粉碎機轉(zhuǎn)子直徑D與粉碎室寬度B之積可用以下經(jīng)驗公式求得: (31)式中：B粉碎室寬度，mm；k經(jīng)驗系數(shù),一般取0.290.75； D轉(zhuǎn)子直徑，mm。D、B確定之后, 為了降低噪音, 一般采用大轉(zhuǎn)子低轉(zhuǎn)速, 確定要根據(jù)粉碎物料的品種具體分析。如果以粉碎玉米等顆粒為主, 要采較小的B和較大的D；如果是以粉碎牧草為主，則要采用較大的B和較小的 D。將數(shù)據(jù)代入式(31)得：B=0.5480mm =240mm4 配套電動機功率N的確定由 N=（6.4-10.5）Q (32)式中：N電動機功率，KW； Q生產(chǎn)率,t/h。得配套電動機的功率為： N=（6.410.5）0.7 KW =（4.487.35）KW根據(jù)JB/T52741991 所選電動機的型號為 Y132S4，其主要參數(shù)如下所示：額定功率：7.5 Kw滿載轉(zhuǎn)速：1440 r/min同步轉(zhuǎn)速：1500 r/min額定轉(zhuǎn)矩：2.2 Nm最大轉(zhuǎn)矩：2.3 Nm3.2.2 擬定傳動方案擬定傳動方案即是合理選擇機械傳動裝置的餓傳動機構(gòu)，并用機構(gòu)運動簡圖表示，反映出運動和動力傳遞路線和各部件的組成和聯(lián)接關(guān)系。合理的傳動方案首先要滿足機器的功能要求，例如傳遞功率的大小，轉(zhuǎn)速和運動形式。此外還要適應(yīng)工作條件（工作環(huán)境、場地、工作年限等），滿足工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、傳動效率高、使用維護便利、工藝性和經(jīng)濟性合理等要求。要同時滿足這些條件是比較困難的，因此要通過分析比較多種比較方案，選擇能保證重點要求的較好的傳動方案。本設(shè)計為雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機設(shè)計，方案采用兩個轉(zhuǎn)子反向旋轉(zhuǎn)，并且轉(zhuǎn)速一致。如圖3-1所示為可以采用的五種傳動方案：（a）方案結(jié)構(gòu)不緊湊；（b）方案由于兩軸中心距比較大所以中間一對齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計也會比較大，增加制造及材料成本，不采用；（c）方案交叉帶傳動，磨損太大，不采用；（d）方案一個電機驅(qū)動，采用帶傳動和齒輪傳動，中間的帶傳動實現(xiàn)了兩個主軸直接按較大傳動距離，是齒輪的結(jié)構(gòu)比較小，并且也滿足了本科階段設(shè)計要求；（e）方案兩個電機直接驅(qū)動，節(jié)省了制造成本，傳動結(jié)構(gòu)簡單，能夠很容易實現(xiàn)兩根主軸的轉(zhuǎn)速相同正反轉(zhuǎn)，保證兩根主軸的轉(zhuǎn)速相同，大多數(shù)廠家生產(chǎn)的雙轉(zhuǎn)子粉碎機均采用了這種傳動方案。綜合考慮以上五種方案，本設(shè)計選擇（d）傳動方案。（a） （b） （c） （d） （e）圖3-1 雙轉(zhuǎn)子錘片式粉碎機傳動方案簡圖3.3 帶傳動設(shè)計計算3.3.1 左側(cè)帶傳動1 確定計算功率由表8-7查的工作情況系數(shù)=1.31.11，故=1.31.117.5 kW=10.8 kW2 選擇V帶的帶型根據(jù)、由圖8-11選用B型。3 確定帶輪的基準直徑并驗算帶速1）初選大帶輪的基準直徑。由表8-6和表8-8，取大帶輪的基準直徑= 280 mm2）驗算帶速。按式（8-13），驗算帶的速度因為5 m/s30 m/s，故帶速合適。3）計算小帶輪的基準直徑。根據(jù)式（8-15a），計算小帶輪的基準直徑根據(jù)表8-8，圓整為= 140 mm。4 確定V帶的中心距和基準長度1）根據(jù)式（8-20），初定中心距=600 mm。2）由式（8-22）計算帶所需的基準長度 mm mm由表8-2選帶的基準長度=1800 mm。3）按式（8-23）計算實際中心距。mmmm5 驗算小帶輪上的包角6 計算帶的根數(shù)z1）計算單根V帶的額定功率。由mm和r/min，查表8-4a得kW查表8-5得，表8-2得，于是 kW kW2）計算V帶的根數(shù)z。取2根。7 計算單根V帶的初拉力的最小值由表8-3的B型帶的單位長度質(zhì)量q=0.18 kg/m，所以 N N應(yīng)使帶的實際初拉力。8 計算壓軸力壓軸力的最小值為 N 9 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計，查機械零件設(shè)計手冊。查機械設(shè)計表810得到采用B型V帶時相應(yīng)的皮帶輪輪槽截面尺寸如圖3-2所示，帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖3-4所示： 圖3-2 V型帶輪截面 圖3-4 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖圖3-3 V型帶輪截面參數(shù)3.3.2 右側(cè)帶傳動1 確定計算功率由表8-7查的工作情況系數(shù)=1.3，故=1.310.8kW=14.04 kW2 選擇V帶的帶型根據(jù)、由圖8-11選用B型。3 確定帶輪的基準直徑并驗算帶速1）初選大帶輪的基準直徑。由表8-6和表8-8，取大帶輪的基準直徑= 140mm2）驗算帶速。按式（8-13），驗算帶的速度因為5 m/s30 m/s，故帶速合適。3）計算小帶輪的基準直徑。根據(jù)式（8-15a），計算小帶輪的基準直徑4 確定V帶的中心距和基準長度1）根據(jù)式（8-20），初定中心距=350 mm。2）由式（8-22）計算帶所需的基準長度 mm mm由表8-2選帶的基準長度=1120 mm。3）按式（8-23）計算實際中心距。 5 驗算小帶輪上的包角 6 計算帶的根數(shù)z1）計算單根V帶的額定功率。由mm和r/min，查表8-4a得kW查表8-5得，表8-2得，于是 2）計算V帶的根數(shù)z。取4根。7 計算單根V帶的初拉力的最小值由表8-3的B型帶的單位長度質(zhì)量q=0.18 kg/m，所以 N應(yīng)使帶的實際初拉力。8 計算壓軸力壓軸力的最小值為 N9 帶輪的機構(gòu)設(shè)計，帶槽的結(jié)構(gòu)和第一個帶傳動相同，如圖3-5所示：圖3-5 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3.4 齒輪傳動設(shè)計計算1 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)。（1）根據(jù)所用傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動。（2）工作機為農(nóng)業(yè)機械，速度較高，故選用8級精度（GB 10095-88）（3）材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40（調(diào)質(zhì)），硬度為280 HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240 HBS，二者材料硬度差為40 HBS。（4）選小齒輪齒數(shù)=24，大齒輪齒數(shù)。2 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計由設(shè)計計算公式（10-9a）進行試算，即（1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值1）試選載荷系數(shù)。2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 3）由表10-7選取齒寬系數(shù)=1。4）由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)5）由圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限，大齒輪的接觸疲勞強度極限。6）由式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。7）由圖10-19取接觸疲勞壽命系數(shù)；。8）計算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式（10-12）得（2）計算1）試算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。 2）計算圓周速度。 3）計算齒寬。4）計算齒寬與齒高之比。模數(shù) 齒高 5）計算載荷系數(shù)根據(jù)，8級精度，由圖10-8查得動載系數(shù)直齒輪，；由表10-2查得使用系數(shù)；由表10-4用插值法查得8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)6）按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由式（10-10a）得7）計算模數(shù)。3.按齒根彎曲強度設(shè)計由式（10-5）得彎曲強度的設(shè)計公式為（1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值1）由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限；大齒輪的彎曲強度極限；2）由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù),；3）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，由式（10-12）得4）計算載荷系數(shù)。5）查取齒形系數(shù)。由表10-5查得 6）查取應(yīng)力校正系數(shù)。由表10-5查得 7）計算大、小齒輪的并加以比較。大齒輪的數(shù)值大。（2）設(shè)計計算對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強度算得的模數(shù)1.73并就近圓整為標準值，按接觸強度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)這樣設(shè)計出的齒輪傳動，既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。4.幾何尺寸計算圖3-6 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計圖（1）計算分度圓直徑（2）計算中心距（3）計算齒輪寬度取，5 結(jié)構(gòu)設(shè)計及繪制齒輪零件圖因齒頂圓直徑小于160 mm,故以選用實心結(jié)構(gòu)為宜，如圖3-6所示。3.5 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算3.5.1 軸3的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算1 求軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩取齒輪傳動的效率（包括軸承效率在內(nèi)），則又 2 求作用在齒輪上的力因已知小齒輪的分度圓直徑為而 圓周力，徑向力及軸向力的方向如圖所示。3 初步確定軸的最小直徑先按式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取，于是得取軸的最小直徑即安裝齒輪處軸的直徑為4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）擬定軸上零件的裝配方案現(xiàn)選用，如圖3-7所示的裝配方案。圖3-7 軸3的結(jié)構(gòu)與裝配（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度1）初步選擇軸承。因軸承只需要承受徑向力而承受軸向力很小，故選用深溝球軸承。參照工作要求并根據(jù)=45 mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標準精度的深溝球軸承6209，其尺寸為，而取。2）左端用圓螺母和圓螺母用止動墊圈來固定錘架板，=30 mm3）取安裝錘片處的軸段的直徑為，錘片是裝在靠錘架板支撐的銷軸上的。已知粉碎室的寬度為240mm，因此軸段，為了軸向固定錘架板軸段制出一軸間，。4）制出一軸間，軸向固定軸承，取。5）安裝軸承，取6）安裝軸承端蓋，取5）安裝齒輪，右端用軸用彈性擋圈軸向固定齒輪。所以，6）至此，已初步確定了軸的直徑和長度，總長度（3）軸上零件的周向定位齒輪與軸的周向定位均采用平鍵連接，按，由機械設(shè)計手冊查得平鍵截面，A型鍵，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為38 mm，錘架板與軸連接選用A型平鍵，尺寸為。軸承與軸的周向定位是由過度配合來保證的。（4）取軸端倒角為，各軸肩處圓角半徑如設(shè)計圖紙所示。3.5.2 軸1的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算1 求軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩取齒輪傳動的效率（包括軸承效率在內(nèi)），則又2 初步確定軸的最小直徑先按式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3，取，于是得取軸的最小直徑即安裝齒輪處軸的直徑為3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計（軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖3-8所示）圖3-8 主軸1結(jié)構(gòu)設(shè)計圖3.6錘片結(jié)構(gòu)設(shè)計及其強度校核3.6.1 錘片的結(jié)構(gòu)設(shè)計由國家機械行業(yè)標準規(guī)定了錘片的型式，規(guī)格和設(shè)計要求。根據(jù)本此的設(shè)計要求選擇I型錘片，其具體設(shè)計圖形如圖3-9所示： 圖3-9 I型錘片結(jié)構(gòu) 圖3-10 錘片的淬火區(qū)圖3-11 錘片的布置展開圖 圖3-12 錘片的重疊部分本次設(shè)計中選用I型錘片，錘片的具體參數(shù)參見圖3-13為：圖3-13 錘片規(guī)格參數(shù)長度a: 120 mm寬度c：40 mm厚度e：4 mm孔中心到錘片一端的距離b：90mm由于錘片是粉碎機加工的核心部件，所以要求較高。本錘片選擇的金屬材料是10號鋼，且經(jīng)過熱處理。熱處理淬火區(qū)硬度為56-62 HRC,非淬火區(qū)硬度不超過28HRC。其淬火區(qū)如圖3-10所示。3.6.2 錘片的布置本設(shè)計中錘片的布置方式采用對稱排列方式布置（如圖3-11），并且雙轉(zhuǎn)子總成的錘片相互錯位部分由重疊（如圖3-12）3.6.3 錘片的強度校核為了進行強度校核，首先要計算其離心力。錘片旋轉(zhuǎn)時的離心力P：（公斤）式中：m錘片質(zhì)量，m=0.18/9.8，其中0.18為錘片重量（公斤），9.8為重力加速度（米/秒）；r錘片中心處的旋轉(zhuǎn)半徑，r=0.18（米）；錘片旋轉(zhuǎn)角速度， （秒）；因此，錘片離心力P為： （公斤）