飼料粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)含6張CAD圖

飼料粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)含6張CAD圖,飼料,粉碎機(jī),設(shè)計(jì),cad 摘要：本論文本著節(jié)省材料、成本低廉、安全簡(jiǎn)易、效率高的原則，立足于飼料粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)與研制，完成的基本工作如下：通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外技術(shù)調(diào)查取樣分析,為裝置關(guān)鍵部件和試驗(yàn)研究等層面提供了性能依據(jù)，在經(jīng)過(guò)理論的指導(dǎo)合理的設(shè)計(jì)出機(jī)械裝置的結(jié)構(gòu)，在對(duì)飼料粉碎機(jī)設(shè)計(jì)與研制理論進(jìn)行歸納總結(jié)基礎(chǔ)上，把安全簡(jiǎn)易理論運(yùn)用到本課題的研究中,從而達(dá)到簡(jiǎn)單易行，安全可靠，制造方便，成本低的設(shè)計(jì)目的。這次設(shè)計(jì)的粉碎機(jī)在進(jìn)料斗與進(jìn)料斗座之間安裝了流量插板，可隨時(shí)快速地控制進(jìn)料速度，從而進(jìn)一步確保粉碎的效率和工作的安全性。 關(guān)鍵字：飼料 安全性 流量 I Abstract: Based on the principle of saving materials, low cost, safe and simple, and high efficiency, this paper is based on the design and development of feed mill. The basic work is as follows: through the sampling and analysis of domestic and foreign technical investigations, the key components of the device and The experimental research and other aspects provide the performance basis. After the theoretical guidance, the structure of the mechanical device is designed reasonably. Based on the summary of the design and development theory of the feed mill, the safety simple theory is applied to the research of this subject. Thus, it is simple, easy, safe, reliable, easy to manufacture, and low in cost. The pulverizer designed this time has a flow insert between the feed hopper and the feed bucket seat, which can quickly control the feed rate at any time, thus further ensuring the efficiency of smashing and the safety of work. Key words:Feed Safety Traffic II 1 緒論 1.1 研究飼料機(jī)的目的 飼料粉碎的質(zhì)量對(duì)畜牧業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展具有重要意義。目前，中國(guó)仍然是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，擁有許多農(nóng)作物秸稈。過(guò)去，人們對(duì)燃燒秸稈或放棄開(kāi)發(fā)沒(méi)有給予足夠的重視。這不僅污染我們的生活環(huán)境，而且造成能量損失。隨著現(xiàn)代水產(chǎn)養(yǎng)殖和畜牧業(yè)的迅速發(fā)展，飼料需求不斷增加，飼料質(zhì)量也在不斷提高。因此，使用農(nóng)作物秸稈作為動(dòng)物飼料也引起了極大的關(guān)注?？梢詾榉N雞節(jié)省一定的繁殖成本。使其化廢為寶！這樣，不僅可以保護(hù)環(huán)境，還可以重復(fù)利用能源。 1.2 國(guó)內(nèi)外飼料粉碎機(jī)發(fā)展情況 錘片式粉碎機(jī)在國(guó)外飼料工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用最為廣泛。由于在飼料所用原料上的差異，在歐洲的飼料多采用混合粉碎（先配料后粉碎），且經(jīng)常沒(méi)有任何谷物原料；而美國(guó)的飼料配方是以50%的玉米或小麥為基礎(chǔ)的，很少使用難以粉碎的比如燕麥、大麥之類的谷物等，原料水分也略低于歐洲。這樣也就使得錘片式粉碎機(jī)向兩個(gè)方向發(fā)展；首先在于美國(guó)的產(chǎn)品追求篩板面積大，而歐洲的講究沖擊齒板面積大。例如美國(guó)的Champion公司及Jacobson公司等標(biāo)榜自己的產(chǎn)品為全周篩，而歐洲最為典型的是荷蘭的Van Aarsen公司的2D系列錘片式粉碎機(jī)，其沖擊齒板面積幾乎達(dá)整個(gè)粉碎機(jī)室外周?chē)娣e的一半，占46%；其次在于篩板的安裝。美國(guó)錘片式粉碎機(jī)在安裝、更換篩板時(shí)必須停機(jī)并且打開(kāi)機(jī)殼才能進(jìn)行，而歐洲的許多錘片式粉碎機(jī)是從軸間插入式，不需停機(jī)和打開(kāi)機(jī)殼可抽出原有篩板；還有的機(jī)型可沿軸的一端插入從另一端抽出，還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)遙控?fù)Q篩，如Van Aarsen公司的2D系列錘片式粉碎機(jī)兩側(cè)裝有遙控電動(dòng)換篩裝置，在運(yùn)行中就可以更換篩片。 20世紀(jì)90年代以來(lái),我國(guó)飼料機(jī)械行業(yè)中以江蘇溧陽(yáng)糧機(jī)廠、江蘇揚(yáng)州糧機(jī)廠為代表的企業(yè)適應(yīng)改革潮流,先后組建了江蘇正昌集團(tuán)和江蘇牧羊集團(tuán)。這些企業(yè)大膽引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備,根據(jù)當(dāng)前國(guó)際上飼料粉碎機(jī)發(fā)展的潮流，先后開(kāi)發(fā)生產(chǎn)160～200kW的水滴型粉碎機(jī)、立軸式粉碎機(jī),冠以水滴王、冠軍、優(yōu)勝等名稱。如其中的水滴型粉碎機(jī)采用了有利于提高效率的水滴型粉碎室，錘篩間隙可調(diào),實(shí)現(xiàn)了粗細(xì)微粉碎，還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)負(fù)荷控制等特點(diǎn)。我國(guó)企業(yè)最新研制開(kāi)發(fā)的橫寬形振動(dòng)篩錘片式粉碎機(jī),它是由電動(dòng)機(jī)、多層篩體、振動(dòng)器、機(jī)體等組成。具有飼料的粗粉碎和超細(xì)粉碎兩者可以通用;效率高;粉粒比較均勻;對(duì)水分較高的原料和含纖維的原料有較好的適應(yīng)性;易損件篩片壽命長(zhǎng);錘片更換周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。 1.3發(fā)展前景 飼料行業(yè)是最耗能的行業(yè)之一。購(gòu)買(mǎi)設(shè)備時(shí)，必須考慮長(zhǎng)期節(jié)能使用和破碎機(jī)的使用。您需要選擇一種能耗更低的產(chǎn)品，并考慮到顆粒大小和產(chǎn)量。畜禽飼料的粒度相對(duì)較粗，因此適合與錘式粉碎機(jī)一起使用。水產(chǎn)飼料需??要高粒徑，以適合使用碎牙機(jī)。 喂料機(jī)在破碎機(jī)的高粒度和低能耗方面具有綜合優(yōu)勢(shì)。它在水產(chǎn)飼料行業(yè)中享有很高的聲譽(yù)。螃蟹，鰻魚(yú)，一些小魚(yú)和蝦的飼料需求應(yīng)達(dá)到95％或80。盡管必須裝備微型破碎機(jī)的外部，但是水生飼料通常只能在0.5-1.2mm的篩子范圍內(nèi)更換篩子。飼料機(jī)械是水產(chǎn)飼料行業(yè)中最實(shí)用的破碎機(jī)。 1.4 研究方法 通過(guò)查找文獻(xiàn)和其他參考資料，研究方法主要以借助互聯(lián)網(wǎng)和其他媒介為主，通過(guò)搜集方法為主要手段，著眼于解決飼料粉碎機(jī)的研究方法為主要目標(biāo)，主要方法主要分為以下幾個(gè)方面： (1) 文獻(xiàn)研究法：根據(jù)研究主題，通過(guò)搜索文檔獲取技術(shù)數(shù)據(jù)]，通過(guò)以往的研究成果分析出最佳技術(shù)方案。 (2) 定量分析法：根據(jù)調(diào)查結(jié)果制定出技術(shù)攻關(guān)，依據(jù)工作原理制定出力學(xué)或者材料學(xué)分析論證。 (3) 模擬法：通過(guò)使用3D建模平臺(tái)組裝零件，創(chuàng)建類似的模型，然后用于研究機(jī)械模型的一些基本特征。 (4) 定性分析法:就是對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行“質(zhì)”的方面的分析。具體地說(shuō)是運(yùn)用歸納和演繹、分析與綜合以及抽象與概括等方法，對(duì)獲得的各種材料進(jìn)行思維加工，從而能去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里，達(dá)到認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)、揭示內(nèi)在規(guī)律。  2總體方案的確定 2.1基本內(nèi)容 1.根據(jù)粉碎原料的材料及尺寸要求，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 2.喂料斗、定齒盤(pán)、動(dòng)齒盤(pán)、齒爪、篩片的設(shè)計(jì)及各零部件和粉碎機(jī)整體的校核。 3.扁齒、圓齒、篩片磨損的分析、生產(chǎn)能力、功率的計(jì)算。 4.總裝備圖中各零部件的安裝，及零件的定位和配合公差等問(wèn)題。 2.2 飼料機(jī)的基本構(gòu)成部件 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，本粉碎機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單、機(jī)體小、重量輕、粉碎效率高，耗能較低等特點(diǎn)，但是齒爪和篩網(wǎng)易損壞和磨損，工作可靠性較差，通用性差，噪音較大，常用于飼料粉碎等操作。 粉碎室由篩網(wǎng)組合，動(dòng)定齒盤(pán)組成，粉碎齒用螺栓固定在齒盤(pán)四周。更換篩網(wǎng)或齒爪時(shí)可開(kāi)啟操作門(mén)，篩網(wǎng)靠操作門(mén)自壓緊，成獨(dú)立的壓緊機(jī)構(gòu)。粉碎機(jī)工作時(shí)操作門(mén)被鎖緊，保證機(jī)器在工作時(shí)操作門(mén)不能開(kāi)啟，以防事故的發(fā)生。動(dòng)齒盤(pán)一個(gè)傳動(dòng)軸上，軸由軸承支撐，軸承兩端用端蓋密封，密閉空間內(nèi)，加適量的潤(rùn)滑油。軸依靠皮帶輪帶動(dòng)。如圖2.1所示。 飼料機(jī)由機(jī)體、進(jìn)料斗、動(dòng)齒盤(pán)轉(zhuǎn)子、定齒盤(pán)、包角為360°的環(huán)形篩網(wǎng)及出粉管等組成。定齒盤(pán)上有三圈定齒，齒的斷面呈扁矩形；動(dòng)齒盤(pán)上有四圈齒，其橫截面是圓形或扁矩形。 機(jī)體：機(jī)體由圓柱筒形外壁和支架部分組成，根據(jù)零件選材的一般原則，選用Q235為圓柱形筒的材料，Q235屬于低碳鋼，塑性、韌性優(yōu)良，且經(jīng)濟(jì)性較好，可進(jìn)行焊接；機(jī)殼與固定端蓋采用4個(gè)均布聯(lián)接安全可靠，便于拆裝。 活動(dòng)端蓋與固定端蓋通過(guò)銷軸聯(lián)接，二者以銷軸為轉(zhuǎn)動(dòng)中心，旋轉(zhuǎn)角度達(dá)180o，有利于粉碎機(jī)清理和機(jī)器檢視拆裝。鋼材焊接性能的優(yōu)劣決定于鋼中的含碳量，一般是含碳量低的鋼，其焊接性能優(yōu)于含碳量高的鋼。因?yàn)闄C(jī)架的粗糙度要求不高，支架比較 牢固程度上，所以支架一般都是用焊接的方法進(jìn)行加工的。支架選用30號(hào)鋼，因其硬度、強(qiáng)度較高，且兼有較好的塑性和韌性，綜合性能優(yōu)良，能滿足其工作要求，采用電動(dòng)機(jī)安裝在支架橫拉桿上，支架焊接制造，為四角支撐。 圖2.1實(shí)物圖 圖2.2拆機(jī)示意圖 齒爪與轉(zhuǎn)子間的間隙：不適當(dāng)?shù)凝X爪與轉(zhuǎn)子間的間隙會(huì)顯著地降低生產(chǎn)效率和增加齒爪與轉(zhuǎn)子的磨損，間隙過(guò)大，粉碎時(shí)間增加，不一定滿足粒度要求，降低了生產(chǎn)率，但間隙太小，粉碎室容納的物料少，增加功耗。 2.3 飼料機(jī)的工作原理 工作時(shí)，動(dòng)齒盤(pán)上的齒在定齒盤(pán)齒的圓形軌跡線間運(yùn)動(dòng)。當(dāng)物料沿喂料斗軸向喂入時(shí)，受到動(dòng)、定齒和篩片的沖擊、碰撞、摩擦及擠壓作用而被粉碎，同時(shí)受到動(dòng)齒盤(pán)高速旋轉(zhuǎn)形成的風(fēng)壓及扁齒與篩網(wǎng)的擠壓作用，使符合成品粒度的粉粒體通過(guò)篩網(wǎng)排出機(jī)外，較粗物料則繼續(xù)受到撞擊和摩擦，直到通過(guò)篩孔為止。 2.4 主要工作部件 2.4.1 動(dòng)齒盤(pán) 動(dòng)齒盤(pán)是齒爪式粉碎機(jī)的主要工作部件，安裝在主軸的左端，呈懸臂支撐。動(dòng)齒盤(pán)由轉(zhuǎn)盤(pán)、圓齒、扁齒組成如圖2.3所示。齒爪在動(dòng)齒盤(pán)上交錯(cuò)排列，最里面的圓齒（4個(gè)）成為攪拌齒，第二層圓齒（4個(gè)）稱為粗碎齒，第三圈圓齒（4個(gè)）稱為細(xì)碎齒，最外層扁齒（4個(gè)）稱為粉碎齒。在攪拌齒附近有兩個(gè)用于拆卸的螺孔，便于用撥盤(pán)器拆卸動(dòng)齒盤(pán),圓齒是飼料機(jī)進(jìn)行粉碎的主要工作部件之一，工作部分經(jīng)熱處理，以提高硬度，增加使用壽命。扁齒4個(gè)一組，動(dòng)齒盤(pán)安裝后應(yīng)進(jìn)行動(dòng)，靜平衡實(shí)驗(yàn),其不平衡度在動(dòng)齒盤(pán)上的最大直徑上不應(yīng)超過(guò)規(guī)定。扁齒和圓齒易磨損，應(yīng)及時(shí)檢查和更換，以保持粉碎機(jī)的工作性能和防止機(jī)器發(fā)生故障，引起事故。 圖2.3動(dòng)齒盤(pán) 2.4.2 定齒盤(pán) 定齒盤(pán)除了起到輔助粉碎的作用外，還可以減輕篩片負(fù)荷，避免飼料對(duì)篩片的直接撞擊。根據(jù)資料，定齒盤(pán)對(duì)粉碎機(jī)的生產(chǎn)率影響不大，因此在粉碎大塊飼料或定齒盤(pán)的齒爪被金屬、石塊損壞后，可以拆換定齒盤(pán)，定齒盤(pán)采用灰鑄鐵鑄造而成，固定在側(cè)蓋內(nèi)壁上，分內(nèi)中外三層，內(nèi)層和中層為粗碎層，外層為細(xì)碎層。粉碎機(jī)內(nèi)，外齒盤(pán)與左端盤(pán)鑄造成一體。如圖2.4所示。 圖2.4定齒盤(pán) 3主要部件的選型和設(shè)計(jì) 3.1 動(dòng)、定齒盤(pán)直徑和粉碎室寬度的確定 根據(jù)《機(jī)械工程手冊(cè)》可知在已知配套功率的情況下，動(dòng)齒盤(pán)的最大直徑D和粉碎室寬度B(即動(dòng)、定齒盤(pán)面間的軸向間距)的乘積可由經(jīng)驗(yàn)公式確定： 式中：—經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；常用=0.2～0.4，取=0.4 N—配套電機(jī)功率（kw） u —?jiǎng)育X盤(pán)最大直徑處的線速度（m/s），常用D=250～500mm；B=45～80mm。 根據(jù)設(shè)計(jì)書(shū)的要求查表可知，動(dòng)齒盤(pán)的外徑D=250mm。設(shè)計(jì)要求的配套動(dòng)力為N=4.0kw，主軸轉(zhuǎn)速n=5800 r/min.由公式可推算出B=66mm。 3.1.1 動(dòng)齒盤(pán)的齒數(shù)和齒的尺寸 該爪式粉碎機(jī)主要用于粉碎飼料以及化工原料，根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)可得粉碎該級(jí)硬度的物料需要?jiǎng)育X爪動(dòng)能E=6.6J，可脾性系數(shù)=0.5，當(dāng)物料沿喂料斗軸向喂入時(shí)，受到動(dòng)、定齒和篩片的沖擊、摩擦及擠壓作用而被粉碎，同時(shí)受到動(dòng)齒盤(pán)高速旋轉(zhuǎn)形成的風(fēng)壓及扁齒與篩網(wǎng)的擠壓作用，粉碎能力主要與動(dòng)齒爪的動(dòng)能、物料的性質(zhì)、含水率及喂料的均勻程度等因素有關(guān)。 粉碎機(jī)生產(chǎn)能力公式： 式中 Q 轉(zhuǎn)子的粉碎能力，t/h； 動(dòng)齒爪數(shù)量系數(shù)； 可脾性系數(shù) 表3.1齒爪數(shù)量與可脾性系數(shù) 動(dòng)齒爪數(shù)量/個(gè) 8~12 0.02 12~16 0.022 16~20 0.024 20~24 0.026 由上式帶入數(shù)據(jù)其中E=6.6J =0.5 Q=0.3t/h 0.3= 得 0.0227 根據(jù)表3-1，動(dòng)齒爪的數(shù)量應(yīng)在12-16之間，考慮到回轉(zhuǎn)平衡的需求取動(dòng)齒爪個(gè)數(shù)K=16，動(dòng)齒盤(pán)的盤(pán)面裝有若干動(dòng)齒。一般動(dòng)齒爪長(zhǎng)度為粉碎室寬度的65%—75%，該機(jī)取動(dòng)齒爪的長(zhǎng)度為44mm。如圖3.1，3.2所示。 圖3.1 圓齒 圖3.2 扁齒 3.1.2定齒盤(pán)的齒數(shù)和齒的尺寸 定齒盤(pán)為固定在粉碎機(jī)的喂料口一側(cè)，可隨喂料活門(mén)一起打開(kāi)，便于清理粉碎室。定齒盤(pán)用HT200鑄鐵制造，其盤(pán)面上有24個(gè)定齒，與盤(pán)體鑄成一體，為便于鑄造，在使用三圈定齒，其固定齒盤(pán)交替排布為內(nèi)中外三圈，每圈4個(gè)定齒。定齒齒長(zhǎng)為20mm。 3.2 篩網(wǎng) 篩網(wǎng)做成圓筒狀，其兩側(cè)插裝在篩圈的環(huán)形槽內(nèi)。并用螺釘將篩片壓緊，再裝入機(jī)體內(nèi)的篩托上。篩片已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，動(dòng)齒盤(pán)扁齒外緣與篩片間的間隙為8~20mm,過(guò)大則產(chǎn)生反料和篩孔堵塞現(xiàn)象，粉碎效率大大下降。齒爪式粉碎機(jī)上常用圓孔篩片。由出料粒度大小，篩孔直徑定為10mm。篩網(wǎng)直徑為250mm. 3.3 進(jìn)料斗 進(jìn)料斗設(shè)置在機(jī)體上方，采用切向進(jìn)料方式。固定在進(jìn)料斗座上方。由流量插板控制進(jìn)料速度，這既保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，如圖3.3，排料口設(shè)置在篩網(wǎng)下端，用螺栓固定在機(jī)體上，采用傾斜切向排料。排料口采用厚度為2mm的HT200鑄鐵制造。出料斗截面形狀采用矩形。 圖3.3 進(jìn)料斗 3.4 動(dòng)力裝置和傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù)設(shè)計(jì)的粉碎機(jī)轉(zhuǎn)速較高，功率相對(duì)較大的特點(diǎn)，選擇所具有的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，造價(jià)低廉和緩沖吸振的皮帶傳動(dòng)。而在同等張緊力作用下，V帶傳動(dòng)允許較大的傳動(dòng)比，而且滿足結(jié)構(gòu)緊湊的要求，帶輪機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算如下： 已知參數(shù)：額定功率 P=4.0kw, 選用電機(jī)型號(hào)為Y112M-2，轉(zhuǎn)速=2890r/min 粉碎機(jī)主軸=5800r/min， 傳動(dòng)比i=0.498，日工作時(shí)間小于10h。 確定計(jì)算功率 計(jì)算功率是根據(jù)傳遞的功率P和帶的工作條件確定的 式中 ——計(jì)算功率，KW； ——工作情況系數(shù)，查表可知=1.2 P ——所需傳遞的額定功率 計(jì)算可得 =1.2X4=4.8kw 選取帶型 由上可知，根據(jù)計(jì)算功率和小帶輪轉(zhuǎn)速 可選用普通V帶 A型。 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算帶速v 初選帶輪的基準(zhǔn)直徑：根據(jù)V帶帶型，確定小帶輪的直徑=75mm。 驗(yàn)算帶速v： 符合要求，帶速合適。 計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑 = =0.49875=152mm 根據(jù)資料圓整為=160mm 確定v帶的中心距a和基準(zhǔn)長(zhǎng)度 根據(jù)式 0.7（+）≤≤2（+） 初定中心距為 =400mm 計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 =2x400+(75+160)+ =1173 選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度1250mm，帶長(zhǎng)修正系數(shù)=0.93 計(jì)算實(shí)際中心距a。 驗(yàn)算小帶輪包角 計(jì)算帶的根數(shù)z 計(jì)算單根V帶的額定功率。 由=75mm， =160mm和=2880r/min，得=1.00kw 知0.34， =0.98， =0.93。 于是 1.22kw 計(jì)算V帶根數(shù)z。 取4根 計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值 已知V帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.1kg/m，所以 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力。 計(jì)算壓軸力 壓軸力的最小值為 帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 帶輪采用鑄鐵，牌號(hào)為HT200 結(jié)構(gòu)可采用腹板式，大帶輪直徑=160mm，小帶輪=75mm V帶輪的結(jié)構(gòu)形式與基準(zhǔn)直徑有關(guān)。當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑為2.5d(d為安裝帶輪的軸的直徑，mm)時(shí)，可采用實(shí)心式；當(dāng)mm時(shí)，可采用腹板式；當(dāng)mm，同時(shí)時(shí)，可采用孔板式；當(dāng)>300mm時(shí)，可采用輪輻式。所以本次采用腹板式，如圖3.4所示。 圖3.4 皮帶輪 3.5 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 3.5.1軸的設(shè)計(jì)原則 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》，軸的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足下列幾方面的要求： 合理的結(jié)構(gòu)、足夠的強(qiáng)度、必要的剛度和振動(dòng)及良好的工藝性等。在設(shè)計(jì)軸時(shí)，除按工作能力準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(dòng)，需要用軸向固定的方法使它們?cè)谳S上有確定的位置；為傳遞轉(zhuǎn)矩，軸上零件還應(yīng)作周向固定；軸的加工、熱處理、裝配、檢驗(yàn)、維修等都有良好的工藝性。 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；軸上零件的定位可靠，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)于需求剛性大的軸，還應(yīng)從結(jié)構(gòu)上考慮減小軸的變形。確定各軸長(zhǎng)度時(shí)應(yīng)盡可能結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)還應(yīng)保證零件所需的滑動(dòng)距離，拆裝或調(diào)整所需空間，并注意轉(zhuǎn)動(dòng)零件不得與其他零件相碰。軸上所有零件都應(yīng)無(wú)過(guò)盈（即不太緊）地到達(dá)配合部位。為了減少加工工具的種類和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，軸上的倒角、圓角、鍵槽等應(yīng)盡可能取相同的尺寸。根據(jù)以上原則來(lái)確定軸的尺寸。 3.5.2 求粉碎機(jī)上軸的功率和轉(zhuǎn)矩 取V帶傳動(dòng)的效率為=0.95，一對(duì)滾動(dòng)軸承的效率為=0.99， =P=40.950.99kw=3.76kw, =5800 r/min， 于是， 3.5.3 初步確定軸的最小直徑 所選軸的材料為45鋼，并采用淬火和回火處理。以A12為例，該軸的最小直徑顯然是將活動(dòng)齒盤(pán)連接到軸的螺母的直徑。為了使選定的軸直徑與可動(dòng)齒盤(pán)的直徑相適應(yīng)，軸的每個(gè)部分的直徑和長(zhǎng)度根據(jù)軸向定位要求確定。軸的材料為45鋼，經(jīng)回火處理。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)在軸的橫截面中形成鍵槽時(shí)，應(yīng)增加軸直徑以考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度的減弱。對(duì)于直徑d> 100 mm的軸，如果有鍵槽，則軸直徑會(huì)增加3％。當(dāng)有兩個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)增加7％。對(duì)于直徑100mm的軸，當(dāng)有鍵槽時(shí)，軸直徑增加5％?7％；當(dāng)有兩個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)增加10％?15％。然后將軸的直徑四舍五入到標(biāo)準(zhǔn)直徑。這樣獲得的直徑只能用作承受扭矩的軸段的最小直徑。 3.5.4 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)前面計(jì)算的軸的最小直徑d=10mm,再根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》，可選定螺母的大小及型號(hào)為M10的六角螺母（GB6170-68）。為了滿足動(dòng)齒盤(pán)的軸向定位要求軸段右端制出一軸肩，并留螺紋退刀槽。 由上可確定=22mm，為滿足動(dòng)齒盤(pán)的定位要求，右側(cè)有一軸肩，初步選擇滾動(dòng)軸承，因?yàn)檩S承可只考慮徑向受力，故選用深溝球軸承，并由軸承產(chǎn)品目錄總初步選擇滾動(dòng)軸承為中窄6305（GB276-89），因此取=25mm。，由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知，軸右側(cè)也有一定位軸肩，以定位軸承，取=30mm。 圖3.5軸的結(jié)構(gòu) 確定軸上的圓角和倒角尺寸，取軸端倒角為2X45°，各軸肩處的圓角半徑為L(zhǎng)XL-16 如圖3.5所示。 3.5.5 求軸上的載荷 圖3.6軸的載荷分析 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)，作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，對(duì)于6305（GB276-89）軸承，a=17mm。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距為L(zhǎng)=82mm+17mm=99mm。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，做出軸的彎矩圖和扭矩圖。如圖3.6。 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出中間截面為危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算的危險(xiǎn)截面處的M、MH、MV。 表3.2軸上的載荷 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F 761N N 彎矩M MH=34245N/mm m m 總彎矩 扭矩T T2=131759.8N.mm 3.5.6 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。根據(jù)上表的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力 前面已經(jīng)選定軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)資料查得，故安全。 3.5.7 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 1．危險(xiǎn)截面的判斷 截面A、Ⅱ、B只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過(guò)渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面A、Ⅱ、B均無(wú)需校核。 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面Ⅲ和Ⅳ處的配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來(lái)看，截面D上的應(yīng)力最大。截面Ⅲ上的應(yīng)力集中的影響和截面Ⅳ的相似，都不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度校核。截面D上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過(guò)盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），故此截面也不需要校核。截面Ⅰ和Ⅵ顯然更不需要校核。且鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過(guò)盈配合的小，因此該州只需校核截面Ⅴ左右兩邊即可。 截面Ⅴ左側(cè)的 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 彎矩M為 截面上的彎曲應(yīng)力 截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 軸的材料為45號(hào)鋼,調(diào)質(zhì)處理 截面上由于軸肩形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及，按附表3-2查取 因，經(jīng)插值后可查得： 又由附圖3-2可得軸的材料敏性系數(shù)為 ，， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按附表3-2為: 尺寸系數(shù)為 ， 扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)為 ， 軸采用磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為 ， 軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即，得綜合系數(shù)值為 碳鋼系數(shù)的確定 碳鋼的特性系數(shù)取為， 計(jì)算軸的疲勞安全系數(shù)為 截面右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 抗扭截面系數(shù) 彎矩M及彎曲應(yīng)力為 扭矩T及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 取過(guò)盈處的 插值法查得 軸按磨削加工，表面質(zhì)量系數(shù)為 故的綜合系數(shù)為 所以軸在截面Ⅳ右側(cè)的安全系數(shù)為 故該軸在此截面的右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。本機(jī)無(wú)大的瞬時(shí)過(guò)載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性，故可略去靜強(qiáng)度校核。至此,軸的校驗(yàn)結(jié)束,軸的校驗(yàn)合格。 3.6 鍵的選擇和校核 3.6.1 鍵的選擇 均為一般聯(lián)接，可選用普通平鍵，安裝動(dòng)齒盤(pán)處鍵的選擇：此處軸的直徑=22mm，鍵的截面尺寸為：寬度b=6mm,高度h=6mm,取鍵長(zhǎng)L=12mm，與皮帶輪聯(lián)接的鍵的選擇：此處軸徑為=22mm，同理選用鍵的寬度b=6mm,高度h=6mm,取鍵長(zhǎng)L=25mm. 3.6.2 鍵的校核 鍵、軸的材料都是鋼，鍵采用靜聯(lián)接，沖擊輕微。許用擠壓應(yīng)力=120～150Mpa,取=135Mpa。鍵1的工作長(zhǎng)度l=L-b=12mm-8mm=4mm，鍵與齒盤(pán)的接觸高度k=0.5h=3mm < 強(qiáng)度合適 鍵2的工作長(zhǎng)度l=L-b=25mm-6mm=19mm 鍵與皮帶輪的接觸高度k=0.5h=3mm T——傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩，N·m k——鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 l——鍵的工作長(zhǎng)度，mm d——軸的直徑  結(jié)論 這次設(shè)計(jì)的爪式粉碎機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速達(dá)5800r/min，所以也可稱為高速粉碎機(jī)。 選擇粉碎方法的重要依據(jù)是被粉碎物料的物理性質(zhì)。被粉碎物料的硬度和脆性是考慮的重點(diǎn)。對(duì)于硬而脆的物料采用撞擊和擠壓較為有效，對(duì)于韌性物料，采用剪切和摩擦則更為有效,飼料原料中，纖維含量較多的殼、皮及糠麩餅粕，選用以剪切、摩擦粉碎作用為主的飼料機(jī)較好。而脆硬的谷物原料采用偏心撞擊粉碎為主的錘片粉碎機(jī)就能滿足。一種通過(guò)擠壓和剪切作用為主的有支撐對(duì)輥式粉碎機(jī)，可以使谷物粉碎達(dá)到很高的效率。次設(shè)計(jì)的爪式粉碎機(jī)在進(jìn)料斗與進(jìn)料斗座之間安裝了流量插板，可隨時(shí)快速地控制進(jìn)料速度，從而進(jìn)一步確保粉碎的效率和工作的安全性。 不足之處是，由于動(dòng)齒盤(pán)的高速旋轉(zhuǎn)和動(dòng)齒與物料之間撞擊，還是無(wú)法避免飼料機(jī)的高噪音這項(xiàng)缺點(diǎn)。  參考文獻(xiàn) [1]王與、王順喜. 飼料粉碎機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀分析[J].糧食與飼料工業(yè)2007，10 [2]王衛(wèi)國(guó). 飼料粉碎粒度最新研究進(jìn)展[J]. 糧食與飼料工業(yè)2009，11 [3]潘樹(shù)良．小型爪式粉碎機(jī)常見(jiàn)故障[J]．農(nóng)機(jī)具之友，2007，（03） [4]段長(zhǎng)勇等.發(fā)展飼料玉米優(yōu)化農(nóng)牧業(yè)結(jié)構(gòu).[J]．飼料與畜牧．2010，（1）：28~29． [5]王三民．機(jī)械原理與設(shè)計(jì)[M]．北京．機(jī)械工業(yè)出版社．2001． [6]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]．北京．機(jī)械工業(yè)出版社．2004． [7]食品工業(yè)與設(shè)備[M]．中國(guó)輕工業(yè)出版社，2000． [8]王三民主編．機(jī)械原理與課程設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004． 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