粉碎机毕业设计方案.doc

第1章 前言
1.1 设计目和意义
随着国内经济持续迅速发展，人民生活质量明显提高,畜产品生产和消费量也相应增长；同步，国家也愈来愈注重当代农业建设并加大投入力度，使得畜牧机械，秸杆运用设备和其她农产品加工机械需求量也随之增长。近年来，在国家一系列惠农政策驱动下，当前国内农业机械工业正处在历史上最佳发展时期，总体形式看好，已经持续五年保持高速增长，浮现产销两旺喜人态势。同步，在，国家将继续加大对购买农机产品补贴力度，并且随着国家及地方政府对农业各项优惠政策贯彻,农民收入将有所增长,承担减轻,支出减少。这些因素将使畜牧机械、秸杆运用设备和其她农产品加工机械需求量有较大幅度增长。
国内是一种以农业著称国家，农业工程发展是当前国内经济社会发展和解决 “三农”问题需要，是实现农业当代化重要构成某些。要加快农业工程发展，就要加强农业产业构造调节，使农业朝着机械化方向发展，以提高劳动生产率，减少生产成本，减轻农民劳动强度,提高资源运用率。同步,畜牧业是农业重要构成某些，如何推广畜牧业发展是当代农业一种重要问题。与发达国家相比，国内畜牧业生产水平还比较落后，但是近年来，各地牧业经济也得到迅速发展，畜牧业成为农民增收致富重要途径。要使畜牧业发展，饲料是物质基本，而饲料来源和加工设备是畜牧业生产中核心问题。由于国内人均粮食占有量少，不也许用大量粮食作为饲料用粮，因而，必要寻找此外饲料来源。但在某些地方所面临现状有所不同：一方面是由于生产迅速发展带来饲料供应紧张，饲料资源缺少；另一方面是缺少有效开发运用，导致大量饲料资源挥霍，制约了畜牧业发展。
牧草等农作物秸杆是农作物生产副产品，占光合伙用地上某些一半，具有各种维生素，蛋白质及微量元素，是一项巨大饲料资源。对其进行开发运用，是实现农牧结合和充分运用资源有效途径，是发展节粮型畜牧业一项重要办法。国内各类农作物秸杆资源巨大，但是运用率不到百分之十，导致了秸杆资源严重挥霍，科学地开发农作物秸杆资源，发展畜牧业，已经成为提高生活水平和经济效益核心。开发农作物秸杆资源发展畜牧业，不但可以使农作物秸杆变废为宝，特别是封山育林，草原禁牧工程实行，促使牛羊养殖方式变革，秸杆养畜将成为一种时期发展方向，并且对增进饲养业牛羊发展，安顿农村剩余劳动力、丰富市场肉品供应、增长农民收入、减轻草地压力、增进农业生态环境良性循环、增长资金积累、增进经济发展都具备现实意义。因而，开发研制出经济且实用秸杆加工机械，具备较大社会效益和经济效益。
1.2 提出背景及其存在问题
1.2.1 提出背景
国内畜牧业生产具备悠久历史，但长期以来，饲养方式和技术装备十分落后，畜牧业生产水平低下。至今，畜牧业仍是国内生产中薄弱环节，对牧草等农作物秸杆加工机械还处在空白阶段，当前大多数是使用老式粉碎机对其进行加工；而国外对秸杆加工机械也只是处在初级阶段。虽然，当前市场上已经生产出几种立式和卧式无筛粉碎机，其中立式无筛粉碎机有：AMC型无筛粉碎机、ZPS型微粉碎机和国产立式粉碎机；而卧式无筛粉碎机有：日本生产卧式多级微粉碎机、美国生产卧式单级微粉碎机和卧式无筛双转子锤片粉碎机。这些粉碎机虽有生产率高、能耗低、调节操作以便等长处，但由于各类型粉碎机构造较为复杂，且采用多级电动机带动工作，使得成本较高且为微粉碎，不适合于秸杆饲料加工。
秸杆运用是一种近年研究话题，自上个世纪以来，国家投入了大量资金，对秸杆运用进行研究，但真正做到可持续发展并不多，其因素是在秸杆粉碎机上遇到了一定技术障碍，既有通用型粉碎机用来粉碎秸杆，普遍达不到粉碎秸杆技术规定，此类粉碎机虽可以对秸杆进行粉碎，但必要对秸杆进行粉碎前加工，如压、铡加工，并且粉碎起来存在许多缺陷：① 动力挥霍大，度电产量不高 ② 粉碎粒度不均匀 ③ 机器部件磨损快，工作稳定性差 ④ 生产率低 ⑤ 由于使用筛片磨损快，生产成本增长。
本课题设计立式无筛粉碎机是专门把牧草等农作物秸杆粉碎加工机械，该设计在设计思想、机体构造和详细零件等方面都进行了创新。当前，国内无详细样机，是一种较新颖产品。它在构造设计方面进行创新，适合于畜牧业发展，开发研制出该产品，对解决饲料问题，开发饲料资源，提高经济和社会效益具备重要意义。因而应大力开发使其朝着高效低能耗方向发展，以适合国内畜牧业发展需要。
1.2.2 存在问题
①制造力量薄弱：国内畜牧机械行业在1988年有定点厂仅20各种，职工人数，固定资产，加工设备仅占农业机械行业1%，虽然当前有所发展，但是其力量较其她国家等还是有较大差距。
②研究力度不够：国内畜牧机械专业研究人员数量少，测试设备数量少，水平低，不能有效揭示整机或重要部件重要参数对工作过程影响，致使产品设计工作长期停留在老式“类比法”基本上。
1.3 设计基本规定
该粉碎机重要是用于对饲草料加工，对其具备如下规定:
① 对加工饲料适应性广，能加工各种类型饲料，对含水量较大、纤维较长粗饲料也应具备较好适应性。
② 粉碎限度应可以依照规定进行调节，以满足不同畜禽，粉碎粒度应尽量均匀，以提高其适口性。
③ 配套动力合理、度电产量高、提高生产率、减少能耗。
④ 构造简朴、操作以便、不需要较大技术规定。
⑤ 工作部件耐磨性好，减少更换次数，以减少生产成本，提高经济效益。
⑥ 噪音低、粉尘少、以减少环境污染。
⑦ 机型构造简朴、尺寸紧凑、体积小、占地少、成本低、以适合广大农户生产。
1.4 设计指引思想
① 依照牧草等农作物秸杆重要是粗纤维质物料物理特性，采用凿片和齿板共同作用，依托她们之间搓擦和剪切作用将物料粉碎。
② 机器粉碎能力应达到一定规定，但不应太大，应适合于广大农村个体农户生产需要，从而符合设计目和规定。
③ 在进料口处安装切割器，以把纤维质物料粉碎为20～25mm碎段，以便粉碎机能更好作进一步加工，出口处安装一粒度调节板以控制物料粉碎粒度。
④ 大力提高设计水平，进行创新设计，且要以提高经济效益为中心，提高其市场竞争力。

第2章 粉碎机构造形式设计
由于牧草等农作物秸杆类物料是一种粗纤维物质，具有丰富纤维素、半纤维素、木质素等物质，具备韧性大特点，其粉碎重要是在搓擦力和剪切力共同作用下进行，故在本设计中采用凿片和齿板共同作用，对秸杆进行搓擦使其细碎。且在加工先后秸杆尺寸差别大，因此在进料口处安装一定刀，使其和机体内滚刀式切碎器共同作用，把秸杆切割为一定长度碎段（约20～25mm），完毕秸杆粗粉碎，为进一步粉碎作好准备。该粉碎机采用无筛形式和自重排料，可提高生产率，减少生产成本。
依照秸杆类物料韧性大特性、当前国内外既有技术资料、粉碎机理和粉碎理论，拟定该粉碎机为圆筒形立式无筛秸杆粉碎机。
2.1 构造方案拟定
该机涉及进料某些、切碎某些、粉碎某些、排料某些、传动某些和机体六某些。该机结合既有生产设备，国内外先进技术，依照设计指引思想，拟定本机构造采用无筛形式，其构造和工作原理较其她通用型粉碎机都大不相似，具备很大创新性。
其详细构造布置如图2.1：

图2.1 粉碎机总体构造布置图
1—带轮 2—下机壳 3—主轴 4—进料口 5—轴承 6—切割器 7—刀片
8—凿片 9—齿板 10—转筒 11—电动机 12—带轮 13—机架
2.2 工作原理
当秸杆类纤维质物料从侧部进料口进入机体后，被滚刀式切碎器切割为20～25mm碎段，碎段随着转子高速旋转从而产生离心力，在离心力作用下均匀进入圆筒型粉碎室四周。通过凿片作用，将物料压向齿板，齿板产生冲击力使物料与凿片棱角工作处及齿板发生激烈搓擦、剪切而逐渐细碎，直至达到所需要加工规定。粉碎粒度大小可以依照下料处粒度调节板进行调节。由于凿片排列方式采用是对称排列，在粉碎过程中，转子运转平衡，物料无侧移现象，凿片磨损比较均匀，不需要另加任何平衡装置。
2.3 特点
依照所设计详细构造和工作原理，该粉碎机具备如下特点：
① 通过转子和传动构造优化配备，它具备构造紧凑、体积小、工作平稳特点。
② 采用无筛形式，进排料以便，提高了生产率，减少筛片使用，减少成本 。
③ 构造简朴，操作维护以便，适合有于广大农村使用。
④ 产品粒度调节以便，可通过对粒度调节板调节来实现，且能适合各种物料加工，具备广泛适应性。
⑤ 电机与主轴采用带连接，传动装置简朴，减少了成本。

第3章 详细构造设计
3.1 进料某些
针对物料粉碎先后长度比大特性和对既有资料进行分析，粉碎机进料口设计应具备防止秸杆等喂不进粉碎室和物料向喂入口飞溅等功能。在老式设计中，喂料口倾角为90º时，物料无反料和架空现象，但是该设计仅仅适合颗粒料加工；喂料口倾角为65º～75º时，物料不反料，但是喂茎杆饲料时有一定限度架空现象；喂料口倾角为30º时，物料无架空现象，粉碎茎杆饲料时其度电产量还略有提高，但是反料相称严重；依照实际既有资料和实际需要，设计进料斗与垂直线为15º角，选用厚为3mmA3钢板制造，进料口采用敞开口，斜面下滑形式，采用螺钉与机体连接。在进料口一侧装有定刀，与切碎器配合工作。
3.2 排料某些
排料装置采用自重排料，出料口安装在机体下侧。截面形状为矩形，采用螺钉与机体连接，出料斗选用厚为3mmA3钢板制造。在出料斗处装有一粒度调节板，可依照需要调节粉碎粒度大小。
3.3 切碎某些
切碎某些重要是切碎器。良好切碎器应当是切割质量高，即成品切割面光滑整洁，耗用动力小，构造紧凑，工作平稳，安全可靠，便于磨刃，刀片拆卸、安装、使用和维修以便，保证定刀与动刀有足够小间隙，以提高切碎质量，在切割草料时应尽量省力，负荷均匀，自动化限度高。该设计采用滚刀式切碎器，该类型切碎器具备构造紧凑、切割质量好、负载比较均匀长处。在工作时与安装在机体上定刀共同作用。
切碎器重要作用是把秸杆等物料切割为一定长度碎段以满足进一步粉碎加工规定，但切碎长度并不是完全由理论计算可以得到，它还和刀片间隙，刀片锐利限度，饲草种类和喂入时状态关于，普通取20㎜～25㎜。
该切碎器由厚为4mmA3钢板焊接为圆筒型，高度为100mm，其构造形式如图3.1所示：

图3.1 切碎器构造图
切碎器重要由定刀和动刀构成，动刀和定刀构造拟定如下：
3.3.1 动刀安装
动刀运动轨迹为圆柱形，但是为了避免从喂入口送来茎杆端部和刀片背部发生激烈摩擦，减少功耗。应使刀片与垂直线成β角安装，β普通取3º～5º。β角由下式拟定：

式中： ——刀片数目
——切割碎段长度（普通为20～25mm）
——回转中心到喂料口最小距离，即动刀到回转中心距离。

因此 ，取。
3.3.2 动刀构造形状
依照粉碎物料特性，选用动刀片为折刃口刀片，刀片折角约为10º，其特点是构造简朴，容易制造和磨锐，较直刃口刀片，在切割过程中，自喂入口内侧开始切割时钳住角不会过大，切割终了时滑切角不致过小，即切割阻力和阻力矩变化不太大，广泛应用于粗茎杆切碎。在滚筒上安装刀片处有一突起某些，刀片用螺钉与其连接。
由于在设计和选用刀片时应满足下面三个规定：
⑴ 钳住物料，保证切割：在切割时，刀片钳住角必要不大于才干钳住物料，保证切割平稳，即。
——定刀对物料摩擦角，由实验求
——动刀对物料摩擦角，由实验求

⑵ 在切碎时规定产生滑切以减少功耗，而产生滑切角不不大于摩擦角，即，普通动刀与物料摩擦角，在切割过程中，不同物料在刀刃参数和切割范畴一定条件下，在一定范畴内增大滑切角可减少功耗。在切割粗茎杆物料时，为使其功耗最小，最佳滑切角。
⑶ 切割阻力矩要均匀：随着刀片切割进程增长，切割阻力逐渐减小。
依照以上分析可知：对切割草料，刃口锐角普通取，，在刃口处留有宽度为为刃磨区，，因此取。动刀厚度为，取为，定刀厚度为，取为，动定刀间隙，取。
磨刃角对刀片使用寿命和功率消耗有很大影响，随着角增大，切割所需要功耗增长，若大与30º时更为明显，但太小使得刀片耐磨性减少，故惯用角为15º～30º，由于切割茎杆强度大，则小些，但是为了延长刀片使用寿命，可以取大些，因此取。则切割角。
动刀刀片形状尺寸及安装如图3.2：
3.3.3 动刀材料及数量
动刀采用高强度，耐磨损65Mn钢制成。由于在下料速度和转子转速达到
图3.2动刀刀片形状尺寸及安装图
一定规定期，物料依然可以被切割为一定限度碎段，不必用太多刀片。本设计转子转速较高，故动刀数量拟定为2把，定刀数量为2把。
滚筒上每把刀片包围滚筒弧长：

式中： ——滚筒半径（m）
——滚筒上刀片数量，普通为2～4把
——滑切角，它等于钳住角，为定值
——喂料口宽度（m）

∴ 由于考虑到其构造特性，取。
3.3.4 定刀配备及安装
在滚筒切碎机中，切碎器配备好坏对能否顺利地将秸杆喂入和切碎有很大关系，定刀配备在机体上恰当位置h，若圆周速度大，则h小些，若a值小些，则h小些。
3.3.5 定刀形状及材料
定刀形状与其功耗有很大关系，锐利刀片切割功耗小，但是刀片容易磨损，对饲料通用性也有一定影响，当前大多数都才用方形或顶面下稍有倾斜定刀。依照粉碎规定和切割功耗，同步考虑到刀片耐磨性，选用方形刀片。其材料用优质碳素构造钢65Mn，通过淬火解决，刀片可工作宽度对滚筒式切刀为30㎜。
3.4 粉碎某些
粉碎某些是由凿片、轴和圆筒构成，凿片用螺栓与圆筒连接，圆筒用键与轴连接。
3.4.1 凿片
① 凿片形状及尺寸
依照粉碎秸杆为粗纤维物质特性，凿片采用阶梯形，粉碎效果好，但耐磨性差。为加强粉碎效果，凿片为U型，使得凿片片数增长，并利于固定在圆筒上。
依照既有资料，综合考虑到粉碎秸杆时凿片耐磨性及其加工工艺性，凿片厚度普通为5～8㎜，故取凿片厚δ=6㎜。
凿片形状及参数如图3.3：
图3.3 凿片构造尺寸图
② 凿片数目拟定
凿片工作密度不易太高，恰当减少凿片数目，不但能提高度电产量，还可节约材料，减少成本。但饲料粗细粒度较大，凿片磨损加快。既有资料表白，较适当工作密度：切向粉碎机为0.27～0.36 ，轴向粉碎机为0.43～0.47。因此取凿片工作密度为0.43，由下式可拟定凿片数量：

，取为32片，由于每一块凿片有两片，故凿片数目为四组对称排列，共16块。
③ 凿片材料
由于凿片是易损件，为提高使用寿命，选用优质钢（65Mn钢），进行热解决，淬火深度为0.8～1.2㎜，淬火后工作侧面硬度HRC50～70 ，距螺孔4㎜ 范畴内硬度不超过HRC28。
④ 凿片排列
凿片排列规定：凿片沿粉碎室宽度运动轨迹分布均匀，物料不推过一侧，有助于转子动静平衡。故凿片采用对称排列，按互差90度排列为四列，用螺钉紧固在圆筒上，该排列方式简朴，工作时转子运营平稳，物料无侧移现象，凿片磨损比较均匀，在使用中最为广泛。
37
125
113
95
102
85
60
118
105
20
430
1318.8
凿片排列布置如图3.4：
图3.4 凿片排列布置
在粉碎机工作过程中，由于凿片为对称排列，机器运营平稳，不需要此外加平衡装置。凿片运动轨迹重复，但通过度析研究，凿片数目为32片，在转子速度一定状况下，可以达到粉碎规定。又由于物料在粉碎室上部停留时间少，多集中在下部粉碎，故凿片排列从上到下由稀到密，以增强粉碎效果。
3.4.2 圆筒
圆筒采用厚为4㎜优质碳素构造钢A3钢板制成，为空心圆柱体，在圆筒内有加强肋板支撑，以保证其强度和刚度。加强肋板布置应力求使圆筒在转动时所产生离心力平衡。圆筒上下某些均用材料相似钢板制造，用螺栓将这两某些连接在起来，其上端与切割器焊接在一起。
3.5 传动某些
该机采用带传动，通过转子主轴上带轮与电动机连接在一起，该连接方式简朴，操作以便，构造紧凑，传动可靠。电动机选用Y系列立式电动机，固定在机架上。
3.6 机体某些
机体涉及外壁和机架两某些：
3.6.1 圆筒外壁
外壁采用4㎜厚普通热轧钢板Q235卷压焊接而成圆筒形。外壁有加强肋板支撑，肋板上开有螺栓孔用以固定内壁齿板，在粉碎筒体外侧有一合页式门，内附一齿板，以便清理和维护，延长机械使用寿命，维修使用以便。
3.6.2 机架
机架选用型号为3.6热轧等边角钢（GB9787—1988）其表达为└40×40×5，通过焊接而成，在机架一端上有一块钢板，用螺钉将其与角钢连接，用于支撑电动机。
3.7 齿板
齿板选用耐磨性好灰铸铁HT200制造。表面激冷成白口，以增强耐磨性。齿板采用直齿形。在该机构造设计上，齿板分为六块对称地安装在机壁上，齿板安装方式普通依照轴向、径向和切向进料方式配备。该机采用螺栓将其上下端固定，力求安装使用以便。
齿板作用重要是阻碍物料在凿片与转子高速回转下所产生环流层，加强对物料碰撞，搓擦和剪切作用，对纤维多、韧性大、水分高秸杆类物料，粉碎作用比较明显。
依照既有资料，齿板基本尺寸为：
齿板厚度：12㎜
齿距：12.5㎜
齿形：直齿形

第4章 重要技术参数拟定
粉碎机参数选取是很重要，影响粉碎机性能因素诸多，这些因素之间关系也较复杂，完全靠计算拟定尚有困难。而所设计粉碎机类型在国内尚无资料可查，其重要构造参数是通过对该机和通用型粉碎机性能进行比较，并依照秸杆等粗纤维质物料加工工艺性和国内外资料来合理拟定。
4.1 凿片末端线速度
当前，国内粉碎秸杆线速度普通为，苏联H.E推荐最佳线速度范畴是，但是惯用是。凿片线速度高，冲击粉碎能力强，但噪音大，粉碎机振动加剧且空转转速增长，特别是加工茎杆物料时，冲击负荷大，功率消耗大，使得生产率减少。由于粉碎秸杆等纤维质物料，它粉碎重要是靠搓擦、剪切作用进行粉碎，其线速度可取较小值且考虑到轴承寿命、零件强度、转子动平衡问题，故取。
4.2 转子工作直径和粉碎室宽度
转子工作直径和粉碎室宽度与配套动力有一定关系：

其中： ——系数 普通K=9～23之间较为适当
——配套动力（千瓦）
——转子工作直径（㎜）
——粉碎室宽度（㎜）
4.2.1 转子工作直径
当配套动力一定期，转子直径过大则机器庞大，材料消耗多，成本增长，若转子直径过小，当线速度一定期，则会导致主轴转速过高，工作平稳性差，不利于粉碎，促使生产率减少。依照实际生产需要、转子速度和凿片线速度，拟定转子直径为。

其中： ——凿片线速度（m/s）
——转子转速 由背面计算得

取。
4.2.2 粉碎室宽度
粉碎室宽度太大，物料分布不均匀，当凿片数量一定期，搓擦次数少，粉碎能力低；粉碎室宽度太小，物料不能得到较好粉碎，粉碎能力减少，生产率也减少。依照既有资料和转子直径，考虑到粉碎物料为秸杆等粗纤维物质，可取大些，故拟定粉碎室宽度。
由式可得：，满足规定。
4.3 转子转速拟定
依照粉碎机转子直径，线速度和现实加工规定，转子转速由下式可得：

4.4 凿片和齿板间隙
不恰当凿片和齿板间隙很也许会明显地减少生产率和增长凿片与齿板磨损，间隙过大，粉碎时间增长，不一定满足粒度规定，减少了生产率，但间隙太小，粉碎室容纳物料少，增长功耗。依照国内设计粉碎机系列正交实验成果，推荐谷物类，秸杆类，普通型。
故取。
4.5 粉碎机生产率拟定
由于粉碎机功率都是生产出机器之后才可以实际测量，现只有依照经验公式进行初步计算，由公式：

其中： ——物料容重 秸杆容重
——转子转速
——物料形成环流成时影响系数 取
——进料不均匀影响系数 取
——下料口对排料所产生影响系数 取
——转子直径
——粉碎室高度

=0.3509 (T/h)
4.6 配套功率
粉碎机粉碎功率可以有经验公式求得：

其中： ——系数 ，，取
——生产率，

因此配套功率

第5章 原则件选取
5.1 电动机选取
依照粉碎机工作条件及生产规定，在电动机可以满足使用规定前提下，尽量选用价格较低电动机，以减少制导致本。由于额定功率相似电动机，如果转速越低，则尺寸越大，价格越贵。粉碎机所需要功率为，故选用Y系列（IP44）型三相笼型异步电动机。
Y系列三相笼型异步电动机是按照国际电工委员会（IEO）原则设计，具备国际互换性特点。其中Y系列（IP44）电动机为全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，具备防灰尘、铁屑或其他杂务物侵入电动机内部之特点,B级绝缘,工作环境不超过＋40℃,相对温度不超过95%,海拔高度不超过1000m,额定电压为380V,频率50HZ,合用于无特殊规定机械上，如农业机械。
Y系列三相笼型异步电动具备效率高、启动转矩大、且提高了防护级别为IP54、提高了绝缘级别、噪音低、构造合理产品先进、应用很广泛。其重要技术参数如下：
型号：
同步转速：
额定功率：
满载转速：
堵转转矩/额定转矩：
最大转矩/额定转矩：
质量：
极数：4极
机座中心高：
该电动机采用立式安装，机座不带底脚，端盖与凸缘，轴伸向下。
5.2 轴承选取
依照对该粉碎机构造和对轴受力分析可知，由于凿片为对称排列，在转子转动过程中凿片所产生离心力互相抵消，轴承受到凿片产生径向力为零，但是由于转子自己会产生一定离心力；同步由于转子自身重力，会使轴承受到轴向力。因而，在工作过程中轴承同步受到轴向和径向载荷作用，且轴承受到轴向载荷较大，故选取圆锥滚子轴承中大锥度轴承31300，其锥度为：α= 。
5.3 键选取
转子主轴上与带轮连接键，转筒与主轴连接键选用普通平键：
选用GB1096——79。
5.4 螺栓选取
用来连接支承电动机钢板与支架、支承粉碎机钢板与支架用螺栓：由于是用于板间连接，螺栓重要是受到剪切作用，故采用受剪螺栓连接。连接转子和凿片用螺栓和连接齿板与机体用螺栓重要是受到拉伸应力，采用受拉螺栓连接。选用GB5783——86。
5.5 螺母选用
重要依照所用螺栓规格进行选取： GB6170——86。
5.6 垫圈选取
依照需要选用普通平垫圈：GB848——85。

第6章 带传动及轴设计计算
依照设计方案及构造，该机选用普通V带传动。它具备缓和载荷冲击、运营平稳、无噪音、中心距变化范畴较大、构造简朴、制导致本低、使用安全等长处。
6.1 普通V带传动计算
已知：电动机功率 ， 电动机转速 ，粉碎机主轴转速。
6.1.1 拟定V带型号和带轮直径
工作状况系数 由表11.5
计算功率
选带型号 由图11.15 A型
小带轮直径 由表11.6 取
大带轮直径 由式11.15
带传动滑动率ε普通为1%～2% 取ε=1%

取
大带轮转速
6.1.2 计算带长
求
求
6.1.3 求中心距 由式11.20

由表11.4

依照实际拟定：中心距
6.1.4 带长计算 由式11.2

=
6.1.5 带基准长度 由图11.4
6.1.6 求带轮包角
小带轮包角 由式11.4

6.1.7 求带根数Z
带速
传动比
带根数 由表11.8
由表11.7
由表11.12
由表11.10
由式11.22
= 取
6.1.8 求轴上载荷
单根V带张紧力 由式11.21，由表11.4

=
=
轴上载荷 由式11.23

6.1.9 带轮构造
带速时带传动，其带轮内普通用HT200制造，高速时应使用钢制造，带轮速度可达到。由于该机带速为，故带轮材料选用HT200。在设计带轮构造时，应使带轮易于制造，能避免因制造而产生过大内应力，重量要轻。依照构造设计，大带轮选用轮辐式构造，轮辐截面为椭圆形，其长轴与回转平面重叠，轮辐数目可依照带轮直径选用：时取4，时取6，取8。
由于该带轮直径为，取。
中小直径带轮可以采用腹板式，更小带轮可以制造为圆柱形。故该机小带轮制造为腹板式。
带截面尺寸和带轮轮缘尺寸：
带型号：A型 顶部宽：13㎜ 节宽：11.0㎜ 高度：
带轮基本参数：
基准宽度， 基准线上槽深， 基准线下槽，
槽间距， 槽边距， 最小轮缘厚，
带轮宽度（—轮槽数）， 外径
6.2 轴计算
6.2.1 轴转速
已知：电动机转速,粉碎机主轴转速，传动比
6.2.2 轴输入功率
电动机
粉碎机主轴
——电动机与主轴传递效率，带传动
6.2.3 轴转矩
电动机转矩：
=
粉碎机主轴：
6.2.4 轴直径初步拟定
选材：45钢，调质解决，,
构造设计：由《机械设计》式11.2拟定轴最小直径：

其中： ——许用切应力， 由表16.2
——轴传递功率 ，
——主轴转速，
——由表16.2 ，
由上式可得： ，故取。
6.2.5 轴设计
轴构造设计普通原则：轴上零件布置应使轴受力合理；轴上零件定位可靠，拆装以便；轴应采用各种应力集中和提高轴疲劳强度繁构造办法；应具备良好构造工艺性，便于加工制造和保证精度；对于规定刚性大轴，还应从构造上考虑减小轴变形。依照以上原则，拟定出轴构造尺寸。
在该设计中，轴轴向固定采用轴肩——轴端挡圈固定办法：轴肩构造简朴，可以承受较大轴向力，轴端挡圈惯用于轴端零件固定，。为了保证轴疲劳强度，轴肩处采用过渡圆角，且圆角不应太小。

第7章 重要零件校核
7.1 主轴强度校核
该机主轴与电动机轴联接是通过带传动进行连接，传递转矩，转筒固定在轴上，因而可以以为转筒对轴作用力为均布载荷均匀作用在轴上，转筒分别通过键与轴两端联接。由于转筒上凿片排列呈对称排列形式，在同一种平面上每个凿片所产生力相等，互相抵消。因此凿片产生离心力对轴变形无影响，只受到转筒作用力，使其产生弯曲变形，轴除受弯矩外，还受扭曲变形。因此用弯扭组合变形对轴进行强度校核。
7.1.1 作用在轴上力分析
由于凿片在转筒上采用对称排列方式，其产生离心力互相抵消，合理为零。
计算转筒作用力：依照钢板重量计算公式，不同厚度钢板每平方米理论重量，由可以计算
其中： ——给定厚度钢板每平方米理论重量
——钢板厚度
——钢板密度，
由于转筒面积为
因此转筒总重量：

转筒重量：
转筒作用在轴上分布载荷
带轮作用力由前面计算得：
7.1.2 轴构造形状、尺寸及受力简图
（a）轴构造形状和尺寸见图7.1（a）

轴构造图
图7.1（a） 轴构造形状和尺寸图
q=0.406N/mm
（b）轴受力图
图7.1（b） 轴受力图
计算支承反力
（c）水平面(xy平面)受力图
水平面（xy面）受力图
图7.1（c） 轴水平面受力图
水平面支承反力：

即：

q=0.406N/mm
垂直面（xz面）受力图
（d）垂直面(xz平面)受力图
图7.1（d） 轴垂直面受力图
垂直面支承反力计算

即 ：
则：
又由 得到：

在BC段上，有一种最大弯矩：设在X处，弯矩最大
则
要使最大，
处，最大，且
画弯矩图：
（e）水平面弯矩图：
水平弯矩图
64557.89N·mm
M
xy
/N·mm
图7.1（e） 水平面弯矩图
（f）垂直面弯矩图：
图7.1（f） 垂直面弯矩图5990.9N·mm
5.1N/mm
5680.5N·mm
垂直弯矩图
M
/N·mm

画合成弯矩图：
在Ⅰ截面处，
在Ⅱ截面处，
在Ⅲ截面处，
在Ⅳ截面处， =62608N.㎜
（g）合成弯矩图：
图7.1（g） 合成弯矩图8244.4N·mm
38051.9N·mm
59539.6N·mm
64577.9N·mm
合成弯矩图M

画转矩图： T=
（h）转矩图：
图7.1（h） 转矩图转矩图T
T=28210.5N·mm
¦Α
T=16644.2N·mm

许用应力
许用应力值，用插入法由表查得：，
应力校正系数
画当量弯矩图
当量弯矩：
在截面处，
在截面处，
在截面处，
在截面处，
（i）当量弯矩图 ：
图7.1（h） 当量弯矩图当量弯矩图M
'
10574.2N·mm
41532.8N·mm
61822.3N·mm
66688.3N·mm

校核轴径：
在截面处，
在截面处，
在截面处，
因此轴强度满足规定。
7.2 转筒强度校核
7.2.1 转筒受力分析
由于凿片在转筒上排列及其固定方式对转筒受离状况有较大影响，从而影响转筒强度，在对转筒进行校核时，应对其进行受力分析。转筒采用厚度为4㎜优质碳素构造钢A3钢板制造，凿片用M10螺栓紧固在转筒壁上。凿片共有16组(32)片，分四列沿轴向按对称排列在圆筒上，排列方式是凿片沿轴从上至下距离逐渐减小，且由于转筒在高速旋转时，转筒所受到得作用力非常复杂，除凿片和自身所产生得离心力共同作用外，还受到转矩。螺孔处还也许发生挤压。因此应对转筒进行强度和刚度等方面得校核。
转筒受到凿片随转筒高速旋转离心力，由于转筒形状为圆柱形，在它上面各处直径相似，则各凿片对其产生离心力相等。
转筒所受到离心力为：

式中： ——凿片和联接螺栓总质量 ，
——凿片和联接螺栓总重量，
——重力加速度，
——转筒转速，
——凿片重心相对于主轴轴心底回转半径，各凿片相等，。
——转筒角速度 ，
——凿片密度

因此，
由于各凿片对圆筒产生离心力相等，在转子进行转动过程中，转子运营较为平稳，振动小，噪音小。
7.2.2 转筒螺孔处抗剪切强度校核
转筒螺孔处抗剪强度校核，由公式：

式中： ——凿片离心力，F1=55.6N
——剪切面积，连接处有垫片，其剪切面为垫片外径计算：

——垫片外径，
——转筒厚度，

转筒采用A3钢板，查手册得A3钢抗拉许用应力

因此，转筒螺孔处抗剪切强度满足规定。
7.2.3 转筒螺孔处挤压强度校核
凿片受力复杂，物料对凿片作用力因物料种类不同和机器工作状态不同而有所差别，在此只考虑3倍于凿片重量作用下螺栓对螺孔挤压应力概算，进行参数校核，任选一螺孔进行计算。

式中： ——挤压面上作用力，
——挤压面面积，
由于

因此，转筒螺孔处挤压强度满足规定。
7.2.4 转筒强度校核
转筒由于离心力作用，有向外扩张趋势，而无其他重要变形，在转筒壁上均有正应力。依照研究得知，当转筒壁厚t远远不大于转筒直径时(t＜0.05D)，可以以为壁内应力沿壁面均匀分布。
壁筒上周向应力：

式中： ——单位壁筒上拉力，
——16片凿片作用在转筒上总拉力

——圆筒表面积