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机械毕业设计全套
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NJ01-047@小型锤片粉碎机设计,机械毕业设计全套
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江西农业大学毕业设计 (论文 )任务书 设计（论文） 课题名称 小型锤片粉碎机设计 学生姓名 谢军 院（系） 工学院 专 业 农业机械化及其自动化 指导教师 饶洪辉 职 称 副教授 学 历 博士 毕业设计（论文）要求： 1、 设计要求独立完成，不得抄袭。 2、 设计符合生产需要，具有一定的实用性。 3、 查阅相关的文献、资料，能熟练掌握 AutoCAD 和 Pro/E 绘图，对机械原理、机械设计有较深入的理解和认识。 4、 设计说明书和图纸符合相关国标规定及工学院的毕业设计要求。 5、 完成一份 4000 字以上的设计说明书和共计 1.5 张以上的 A0 图纸。 毕业设计（论文）内容与技术参数： 设计内容：设计一种 小型锤片粉碎机 ，要求结构简单、操作方便，效率高，能基本满足需要。 技术参数： 所设计的机构规格为 ：长宽高 1030 750 905mm 结构尽量简单，操作方便，效率高。 毕业设计（论文）工作计划： 1.课题准备阶段，了解课题的内容，初步定出解决方案。 2.小型锤片粉碎机 机构总体设计。 3.小型锤片粉碎机 机构设计 。 4.编写设计说明书。 接受任务日期 2013 年 12月 10日 要求完成日期 2014年 5 月 10 日 学 生 签 名 谢 军 2014 年 5 月 10 日 指导教师签名 年 月 日 系（部）主任签名 年 月 日 nts 本 科 毕 业 设 计 题目 小型锤片粉碎机设计 学 院： 工学院 姓 名： 学 号： 专 业： 农业机械化及其自动化 年 级： 指导教师： 二 0 一四 年 五 月 nts 摘 要 本次毕业设计是完成 小型锤片粉碎机的 设计。采用落料 拉深、 胀形整形、 冲孔 挤边工艺。设计中分析了 粉碎机的构造及工作过程、粉碎机运动分析、粉碎机总体设计、传动系统设计，并绘制了 pro/e 零件图和装配图，同时绘制了 CAD 零件图和装配图。在粉碎机的设计中，本文对粉碎机的各个机构进行了运动学和动力学的详细计算，并对 V带进行了严格的校核计算，确定了电机、联轴器和皮带等的具体参数。 关键词： 小型； 锤片 ; 粉碎机； pro/e nts Abstract This graduation design is to complete small hammer crusher design.The blanking, deep drawing, bulging plastic, punching side process.Analysis in the design of the structure and working process of the mill, crusher, motion analysis, mill overall design, transmission system design, and draw the pro/e part drawing and assembly drawing, drawing the CAD detail drawing and assembly drawing at the same time.In the design of the mill, paper mill of various agencies has carried on the detailed calculation of the kinematics and dynamics, and the V belt was strict check calculation, determine the specific parameters of motor, coupling and belt and so on. Keywords: Small; hammer; grinder;Pro/e nts 目 录 摘要 Abstract . 第 1 章 前言 1.1 引 言 1.2 设计 背景 1.3 设计 要求 1.4 设计 指导思想 第 2 章 总体方案与动力设计 2.1 粉碎方案设计 2.2 动力设计与参数确定 第 3 章 粉碎机各零件设计 3.1 带轮 方案设计 3.2 轴设计 3.3 锤片设计 3.4 箱体等结构 的 设计 第 4 章 零件加工工艺设计与 整机装配与使用要点 4.1 大轴的加工工艺设计 4.2 整机安装与使用要点 参考文献 . . 致谢 nts 第一章 前言 1.1 引言 随着我国经济的持 续快速发展，人民生活质量的显著提高 ,畜产品生产和消费量也相应的增加；同时，国家也愈来愈重视现代农业建设并加大投入力度，使得粉碎饲料和其他的农产品加工机械的需求量也随之增长。近年来，在国家一系列发展的驱动下，当前我国的粉碎机械工业正处在历史上最好的发展时期，总体形式看好，已经连续五年保持高速增长，出现产销两旺的喜人态势。同时，在 2007 年，国家将继续加大对购买农机产品的补贴力度，而且随着国家及地方政府对粉碎机科技的研究 ,各企业收入将有所增加 ,负担减轻 ,支出减少。这些因素将使粉碎塑和其他农产品加工机械的需求量有 较大幅度的增长。 1.2 背景 当前大多数是使用传统的粉碎机对其进行加工；而国外的加工机械也只是处于初级阶段。虽然，目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：日本生产的卧式多级微粉碎机、美国生产的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、调节操作方便等优点，但由于各类型的粉碎机结构较为复杂，且采用多级电动机带动工作，使得成本较高且为微粉碎。 自上个世纪以来，国家投入了大量资 金，但真正做到可持续发展的并不多 ， 并且粉碎起来 存在许多缺点： 动力浪费大，度电产量不高 粉碎粒度不均匀 机器部件磨损快，工作稳定性差 生产率低 由于使用筛片磨损快，生产成本增加。 1.3 要求 该粉碎机主要是用于对饲料的粉碎加工，对其具有以下要求 : 对加工饲料的适应性广，能加工各种类型的饲料。 粉碎程度应能够根据要求进行调整，粉碎粒度应尽量均匀。 配套动力合理、度电产量高、提高生产率、降低能耗。 结构简单、操作方便、不需要较大的技 术要求。 工作部件耐磨性好，减少更换次数，以降低生产成本，提高经济效益。 噪音低、粉尘少、以减少环境污染。 机型结构简单、尺寸紧凑、体积小、占地少、成本低、以适合广大工业的生产。 1.4 指导思想 由于超细粉碎技术及其设备的应用广泛，所涉及的领域有化工、建材、电子、医药、农业、造纸等，被粉碎的物料也是多种多样，再加上现代高新技术的发展对材料的深加工提出的要求越来越高，如粒度为均匀化、品质高纯度、粉体形状的特护要求等等，这些因素都促使超细粉碎技术及其设备向跟高更远的方向发展。虽然各个领域的 超细粉碎设备个不一样，但其设计思路主要围绕以下几点： 普通粉碎机存在的主要问题 ： 由于速度差，在锤片与筛板之间，普通 粉碎机容易形成环流层 ,堵塞筛板，降低效率，即“破环问题”；此外， 而 现有粉碎机不能同时兼顾锤片高速度和筛表面物料低速度的问题，即“双速问题”。 所以： nts 1)原理上考虑提高有效粉碎能，大多采用冲击、剪切、摩擦等力的综合作用进行超细粉碎 ; 2)结构采用超细粉碎一分级一体型式，利用高效气流分级装置不仅可以提高其微细化粒度，而且可以实现粒度分布均匀化或特定化 ; 3)粉碎产品流动性好、纯度高 nts 第 二章 粉碎机的总体方案与动力设计 2.1 总体方案确定 此外参考 9FQ50-40机型 : 确定数据如下： 主机外形尺寸（ mm)： 1030 750 905 整机重量 : 300kg 转子直径（ mm): 500 配套功率（ 380V） (kw):18.5-22kw 的电机 主轴转速（转 /分）： 3400 锤片末端线速度（米 /秒）： 90 粉碎室宽度（ mm): 400 锤片末端与筛面间隙（ mm): 6-15 锤片数量： 24 锤片排列方式 : 交错平衡排列 筛片宽度 (mm): 396 筛片包角： 180 筛孔规格（ mm):1.2-3 风机时轮直 （ mm): 360 nts 适用： 用筛孔直径 2 毫米的筛片粉碎玉米，玉米秆，花生壳，豆秸等含水率小于 14%的物料时，其产量是（千克） :玉米 :1700-2100kg 玉米杆： 370-440kg 花生壳：900-1100kg 豆秸 : 460-550kg 2.1.1 粉碎室粉碎方案选择 (压碎 、劈碎 、冲击破碎、磨碎等 ) 原理 ： 其结构由喂入机构、粉碎室（转子、锤 片、筛片）、排料部分（风机、集料筒、集尘布袋）三部分组成。 工作时 ，饲料从喂入机构进入粉碎室，在高速回转的锤片的打击下飞向齿板，与齿板碰撞弹回后再次受到锤片的打击，同时在筛面与锤片间，饲料又受到强烈的磨擦，在反复的打击碰撞和磨擦作用下，饲料逐渐被粉碎 。不带风机的粉碎机，由粉碎室内的气流使粉碎物通过筛孔排出； 带风机的粉碎机，将粉碎物从筛孔抽出后，尚需通过集粉装置（如集料筒、集尘布袋等）将混合气流中的空气与粉碎分离 。 切向 饲料从粉碎室切向方向喂入，其通用性较好，既粉碎谷物，也粉碎小块豆饼和切碎后的茎杆及牧草。 为增加机座重量， 提高粉碎机运行中的稳定性，减少噪音， 节约成本， 减少因配重 而消耗的材料， 将动力机配置在机座上 。因此本设计的传动简图如下图。 nts 2.1.1 动力 选择 机器动力来源一般有： 电动 机、电池、柴油发动机、汽油发动机等。本着经济、环保、方便原则兼顾安全性能，根据小型粉碎机使用用户经济承受能力，可选用 电动机或发动机 。考虑到粉碎机变速大， 要求结构紧凑，所以使用 电动机作 为动力来源。 2.2 动力设计与参数确定 粉碎机设计没有现成的公式，根据粉碎耗能的假说 理论 确定功率需要一系列的参数，这些参数有与粉碎的物料有关，所以需实践实验得到。有下经验公式可以以少许参数确定功率 ： 其中，取 Q=2100kg/h 系数取 10 得： P=10 2100=21000w n初选 主轴转速（转 /分）： =3400r/min (粉碎机 一般 n在 3000 转以上 ) 初选 P=22kw，查机械手册综合考虑： 选择电动机基本数据如下表： 电动机基本参数 电机型号 额定功率 /kw 满载转速minr 堵矩N.mm 最大转矩N.mm 重量 kg Y180M-2 22 2940 2.0 2.2 173 nts 第三章 粉碎机各零件设计 3.1 带轮方案设计 3.1.1 确定 Pc 查资料得工作情况系数 （工况） 2.1Ak。 此外增速场合，由 i=3400/2940=1.156 计算带轮传动功率时 Pc是根据传递的功率 P，并考虑到载荷性质和每天工作时间等因素的影响而确定的。即 Pc=P.KA=1.2 22=26.4kw 3.1.2 选择 V 带型号 根据 Pc=26.4kw,n1=2940r/min，可选取 普通型 A带 3.1.3 带轮基准直径与带速验算 由 机械设计手册 知 ,小带轮基准直径推荐为 112180mm， 由表 11-8则取 小带轮 mmdd 1251 ,且由 =i = , 故 大带轮 150mm 由带速 r= =22.24m/s,V值在 sm255 范围内 ,带轮合格 . 3.1.4 确定带长 dl 和中心矩 a 由 公式 得 : 得： 初取 500mm 故所需基准长度： =2 =1431.89mm 取 nts 实际中心距： = =484mm 验算 小带轮包角 =177 (符合小带轮包角 的要求 )。 3.1.5 确定 V 带根数 Z 查 表 33.1-17i,由线性插值法可得 ： （特定条件时单根 普通型 A 带 基本额定功率） 查表 33.1-17i, 由线性插值法可得 （单根 普通型 A带 的基本额定功率增量） 查表 33.1-13,由线 性插值法可得 1ak（包角系数） 查表 33.1-16,由线性插值法可得 , （单根 普通型 A 带的基准长度系列和带长修正系数） Z= 4.6 取整数 Z=5根 3.1.6 确定单根 V 带预紧力 0F 查表 33.1-14 得 q=0.12kg/m,由式 (11-20)得单根 V 带轮的预紧力 0F 为 ： 0F =500(2.5/1-1) 281.9N 3.1.7 确定计算 V 带对轴的压力 Q 0F 由 5P204 式 (11-21)得 : =2Z 2 3.1.8 V 带轮的结构设计 nts 带轮结构 : 125mm, =50mm 3.2 轴设计 3.2.1 轴材料选择与热处理 轴的材料和热处理方法的选取，并确定轴的材料的许用应力 。 因为作 高速，较大 功率，可选用 45 钢，用 调质 处理 。 查表 38.1-1 得 ： b650MPa 查表得 ： =360MPa =270MPa =155MPa 3.2.2 估计轴的最小直径 由 表 38.3-2 查取 A=115， 根据公式 38.3-1 得 ： 3 nPAd =115 =32.5mm 考虑到键槽 .螺纹孔以及协调性，取 d=40mm 联轴器 电动机的输出端与变速器的输入端之间 : K=1.5, 考虑轴 径 d=40mm， 采用弹性柱销联轴器联接，其型号 HL2 主要参数 15尺寸如下： nts 公称扭矩： 许用转速： =5600r/min 轴孔直径： 2035mm 符合 轴承选择： 初选择深沟球球 轴承 型号为 6008 3.2.3 轴的结构设计及其按许用弯曲应力计算 分度圆半径 r=40mm，较小，故将其与轴作为一起。 轴的结构设计及其按许用弯曲应力计算 作出主轴的结构设计如图 3 1 图 3 1 主 轴结构图 轴受 力如图 3 2： 图 3 2 主 轴的受力示意图 （四）计算弯矩、绘制轴弯矩图 水平面受力如图 3 3： 图 3 3 主 轴的水平受力图 主 轴 水平面得受力弯矩图 nts 垂直面受力如图 3 4： 图 3 4 主 轴的垂 直受力图 合成弯矩如图：合成弯矩 22 yx MMM mmNM 2.10188 nts 主 轴的合成弯矩图 （六）画轴转矩图如图 主 轴的转矩图 （七）许用应力 用插入法由表 16.3 查得： MPab 5.1020 MPab 601 应力校正系数 1060102.5bb59.0（八）画当量弯矩图 当量转矩 T=0.59*9987.2 =5892.5N.mm T=5892.5N.mm 当量弯矩 在小齿轮中间截面处 (3-39) nts 22 )( TMM (3- 40) M=11769.5N.mm 图 3 9 主 轴的当量弯矩图 （九）校核轴径 直径 d1=d1-2（ ha+C） *m =60-2*（ 1+0.25） *m =52.5mm d= = =12.52mm50mm (3-41) 符合 nts 3.3 锤片设计 3.3.1 锤片的设计思想 普通锤片式具有良好的通用性，可以粉碎谷物籽粒、果蔬、茎杆、饼糟和矿物质。通常由锤片、环形筛、调节旋钮、料斗组成。为提高粉碎效率，实行一机多用，多功能粉碎机保留了磨片式粉碎机的初磨盘部分。其工作原理图如图 5-2所示。 锤片在安装时，采用交错平衡布置，以实现粉碎轨迹不重合，粉碎均匀性增强作用。锤片上设置销轴孔，通过销轴安装在轴套上，在高速旋转时，使得物料更容易被撞击粉碎。选择矩形锤片，使得结构简单，制造容易，通用性好。 nts 3.3.2 锤片选材与加工 由于锤片是高速冲击与磨损严重元件， 国内生产的锤片大多为中碳钢或中碳合金钢整体淬火和低碳钢渗碳淬火。锤片为 45 钢，盐炉淬火，锤片头部有 4mm 的硬化区，5458HRC。 为了提高锤片的耐磨性， 多功能粉碎机锤片采用 20 钢渗碳淬火，渗碳层深 0.8一 1.2mm，渗碳层硬度 5862HRC， 这样 锤片能保证足够的韧性和整体强度 。 锤片部件图如下图所示。 3.4 其他装置 3.4.1 箱 体 3.4.2 进料口、衬板、支撑架 进料口的结构如下图所示： nts 图进料口结构图 进料口 是由铁皮和肋板焊接成方形的一个漏斗形的进料口，进料口倾斜的焊接在筒体盖板上，以方便给漏斗装料和进料，另外肋板能够增强进料口的强度，防止在装料过程中使料斗产生变形。 3.4.3 衬板 nts 3.4.4 支撑架 第 四 章 典型零件加工工艺设计与整机安装使用要点 4.1 大轴的加工工艺设计 4.1.1 轴类零件的功用与结构 轴是组成机械的重要零件， 采用调制处理， 也是机械加工中常见的典型零件之一。它支撑着其它转动件回转并传递扭矩，同时又通过轴承与机器的机架连接。 轴类零件是旋转零件，其 长度大于直径，由外圆柱面、圆锥面、内孔、螺纹及相应端面所组成。加工表面通常除了内外圆表面、圆锥面、螺纹、端面外，还有花键、键槽、横向孔、沟槽等。 4.1.2 轴类零件的技术要求 尺寸精度 轴类零件的尺寸精度主要指轴的直径尺寸精度和轴长尺寸精度。按使用要求，主要轴颈直径尺寸精度通常为 IT6-IT9 级，精密的轴颈也可达 IT5 级。轴长尺寸通常规定为公称尺寸，对于阶梯轴的各台阶长度按使用要求可相应给定公差。 几何精度 轴类零件一般是用两个轴颈支撑在轴承上，这两个轴颈称为支撑轴颈，也是轴的装配基准。 除了尺寸精度外，一般还对支撑轴颈的几何精度（圆度、圆柱度）提出要求。此外，相互位置精度还有内外圆柱面的同轴度，轴向定位端面与轴心线的垂直度要求等。 4.1.3 轴类零件的材料和毛坯 常用的轴类零件材料有 35、 45、 50 优质碳素钢，以 45 钢应用最为广泛。对于受载荷较小或不太重要的轴也可用 Q235、 Q255 等普通碳素钢。对于受力较大，轴向尺寸、重量受限制或者某些有特殊要求的可采用合金钢。 型材毛坯分热轧或冷拉棒料，均适合于光滑轴或直径相差不大的阶梯轴。 锻件毛坯经加热锻打后，金属内部 纤维组织沿表面分布，因而有较高的抗拉、抗弯及抗扭转强度，一般用于重要的轴。 4.2 整机安装与使用要点 4.2.1 碎粉机工艺要求 （ 1）原料进行粉碎之前，必须进行清理。如原料中的纸、绳以及块状原料等杂质。 （ 2）原料进行粉碎之前，必须进行除铁。防止威胁到粉碎机的安全及使用寿命，而且有时会造成粉尘爆炸，影响饲料厂的人身安全。 nts （ 3）由于粉碎机的噪音较大，粉碎房应要设置通风口。 （ 4）配备合适的粉碎出料方式。如辅助吸风相组合布袋或直接气力输送卸料。 4.2.2 粉碎机安装的注意事项 （ 1）设备 安装前应仔细阅读设备说明书，做到对设备的构造、外形尺寸及吊装着力点的位置。 （ 2）设备在吊装、搬运时要采取正确的方法，以免损坏设备。 （ 3）安装粉碎机的地面或支架必须水平牢固，能承受机器满负荷工作条件，否则会影响粉碎机的使用性能。 nts 参考文献 : 1郑水林 ， 超细粉碎 M.北京：中国建材工业出版社， 1999. 2吴一善 .粉碎学概论 M.武汉：武汉工业大学出版社， 1999 3龚俊，李传民，侯运丰 .常温下热塑性塑料的湍流超细粉碎研究 J 中国粉体技术 2004，（ 5） 18-23 4盖国胜 ,马正先 .超细粉碎分级技术 M.北京：中国轻工业出版社， 2000 5张克惠 .塑料材料学 M.西安：西北工业大学出版社， 2000 6孙成林 .冲击式粉碎机的设计与使用 J.北京：化工矿物和加工， 2003，（ 7）： 5-9 7夏永祥 .塑料常温粉碎及磨盘剪切式粉碎机 J.化工装备技术 1996，（ 4）：15-19 8邓本诚，李俊山 .橡胶塑料共混改性 M.北京： 中国石化出版社， 1996 9孙成林，郭惠兰 .中国超细粉碎设备现状及其问题 J.金属矿山， 2000，（ 4）： 44-50 10杨国全 ， 井云英 ， 张恒全 .粉状物料振动筛选机 J.哈尔滨： 林业机械与木工设备 ， 2005，（ 8）： 33-36 11张金海 .筛选机的设计 J.湖北 ：湖北工学院学报， 2003，（ 2）： 89-90 12邱宣怀 .机械设计 M.北京 :高等教育出版社， 1997 13廖念钊等 .互换性与技术测量 M.北 京 :中国计量出版社， 2000 14方昆凡 .公差与配合使用手册 M.北京：机械工业出版社， 2006 15成大先 .机械设计手册 M.北京：化学工业出版社， 2004 16冯冠大 .典型零件机械加工工艺 M.北京：机械工业出版社， 1985 17熊文修 .机械零件 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