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江西农业大学毕业设计江西农业大学毕业设计( (论文论文) )任务书任务书设计（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 1030750905mm 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。2.2.小型锤片粉碎机机构总体设计。3.3.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JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY本本 科科 毕毕 业业 设设 计计题目 小型锤片粉碎机设计小型锤片粉碎机设计 学学 院：院： 工学院工学院 姓姓 名：名： 谢谢 军军 学学 号：号： 2010098420100984 专专 业：业： 农业机械化及其自动化农业机械化及其自动化 年年 级：级： 20102010 级级 指导教师：指导教师： 饶洪辉饶洪辉 职职 称：称：副教授副教授 二二 0 0 一四一四 年年 五五 月月摘摘 要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 AbstractAbstractThis 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:Keywords: Small;Small; hammer;hammer; grinder;Pro/egrinder;Pro/e 目目 录录摘要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.致谢第一章第一章 前言前言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：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、纯度高第二章第二章 粉碎机的总体方案与动力设计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此外参考 9FQ50-409FQ50-40 机型机型: 确定数据如下：确定数据如下：主机外形尺寸（mm)：1030750905 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 适用：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）:玉米玉米:1700-2100kg:1700-2100kg 玉米杆：玉米杆：370-440kg370-440kg 花生壳：花生壳：900-1100kg900-1100kg 豆秸豆秸: : 460-550kg460-550kg2.1.12.1.1 粉碎室粉碎方案选择 (压碎压碎 、劈碎、劈碎 、冲击破碎、磨碎等、冲击破碎、磨碎等)原理原理：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将动力机配置在机座上。因此本设计的传动简图如下图。2.1.12.1.1 动力选择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，取其中，取 Q=2100kg/hQ=2100kg/h 系数取系数取 1010 得：得：P=10P=102100=21000w2100=21000wn 初选主轴转速（转/分）：=3400r/min (粉碎机一般 n 在 3000 转以上)2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 kgY180M-22229402.02.2173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）。此外增速场合，由2 . 1Aki=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 P Pc=P.KA=1.2 22=26.4kw3.1.2 选择 V 带型号根据 Pc=26.4kw,n1=2940r/min，可选取普通型 A 带3.1.33.1.3 带轮基准直径与带速验算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,且由=i=,mmdd12512 134002940 125 = 144.557故大带轮150mm2=由带速 r=22.24m/s,V 值在范围内,带轮合格.3.14 125 260 1000sm2553.1.43.1.4 确定带长确定带长和中心矩和中心矩 a adl由公式得:0.7(1+ 2) 0 2(1+ 2)得：初取500mm192.5 0 550 0=故所需基准长度：0= 20+2(1+ 2)+(1+ 2)40 =2=1431.89mm 500 +3.14(125 + 150)2+ (125 + 150)/(4 500)取= 1400实际中心距： =484mm0 + 02验算小带轮包角=177 (符合小带轮1= 180 （150 125） 57.3484 90包角的要求)。13.1.53.1.5 确定确定 V V 带根数带根数 Z Z查表 33.1-17i,由线性插值法可得：（特0= 6.76 +7.03 6.763600 3200 200 = 6.895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0= 0.56增量）查表 33.1-13,由线性插值法可得（包角系数）1ak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= 0.98修正系数）Z=4.0=(0+ 0) =26.4（6.895 + 0.56) 0.98 1=6取整数 Z=5 根3.1.63.1.6 确定单根确定单根 V V 带预紧力带预紧力0F查表 33.1-14 得 q=0.12kg/m,由式(11-20)得单根 V 带轮的预紧力为：0F=500(2.5/1-1)281.9N0F26.44 22.24+ 0.12 22.242=3.1.73.1.7 确定计算确定计算 V V 带对轴的压力带对轴的压力 Q Q 0F由5P204 式(11-21)得:=2Z20sin12= 4 281.9 1 = 2255.43.1.83.1.8 V V 带轮的结构设计带轮的结构设计带轮结构: 125mm,=50mm 1=3.23.2 轴设计轴设计3.2.13.2.1 轴材料选择与热处理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：650MPab查表得： =360MPa =270MPa =155MPa 1 1 3.2.23.2.2 估计轴的最小直径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：=115=32.5mm3nPAd 3222940考虑到键槽.螺纹孔以及协调性，取d=40mm联轴器联轴器电动机的输出端与变速器的输入端之间:K=1.5,= . = 1.5 22 9550000 2940 = 107.2.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：公称扭矩： 许用转速： =5600r/min 轴孔直径：2035mm 符合= 315.轴承选择：初选择深沟球球轴承 型号为 60083.2.33.2.3 轴的结构设计及其按许用弯曲应力计算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 31图 31 主轴结构图轴受力如图 32：图 32 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 33：图 33 主轴的水平受力图 主轴水平面得受力弯矩图垂直面受力如图 34： 图 34 主轴的垂直受力图合成弯矩如图：合成弯矩22yxMMM mmNM2 .10188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： MPab5 .1020 MPab601 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) (3-40)22)( TMM M=11769.5N.mm 图 39 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=30.1 1=311769.50.1 60=12.52mm50mm (3-41) 符合3.33.3 锤片设计锤片设计 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。3.3.2 锤片选材与加工锤片选材与加工 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。3.43.4 其他装置其他装置3.4.1 箱体箱体3.4.2 进料口、衬板、支撑架进料口、衬板、支撑架进料口的结构如下图所示：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 衬板衬板3.4.4 支撑架支撑架第四章第四章 典型零件加工工艺设计与整机安装使用要点典型零件加工工艺设计与整机安装使用要点4.14.1 大轴的加工工艺设计大轴的加工工艺设计 4.1.14.1.1 轴类零件的功用与结构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。4.1.24.1.2 轴类零件的技术要求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。4.1.34.1.3 轴类零件的材料和毛坯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。4.24.2 整机安装与使用要点整机安装与使用要点 4.2.14.2.1 碎粉机工艺要求碎粉机工艺要求 （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。（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。 4.2.24.2.2 粉碎机安装的注意事项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。参考文献参考文献: :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，19993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）18-234盖国胜