毕业设计（论文）-小型农用饲料粉碎机设计

目录1 绪论31.1 课题的目的和意义3 1.2 国内外锤片式粉碎机发展概况41.2.1国外锤片式粉碎机发展概况41.2.2我国粉碎机械发展概况51.3、我国粉碎设备的发展趋势72粉碎机的设计82.1 粉碎机的主要结构82.2.电动机、传动方案选择确定及设计计算92.2.1转子直径D与粉碎室宽度B的确定92.2.2 配套功率N的确定102.2.3. 传动装置的总体设计112.2.4 V带及带轮的设计计算122.3 锤片的设计222.4锤片的排列方式233带式输送机的设计计算273.1 带宽和输送带的确定273.2 圆周驱动力283.2.1计算公式283.2.2 主要特种阻力计算313.2.3 附加特种阻力计算313.2.4 倾斜阻力计算333.3 电动机的功率计算334 零件强度校核354.1轴的强度校核354.2 轴承寿命校核354.2.1求比值354.2.2初步计算当量动载荷P364.2.3验算轴承寿命374.3键的选择及校核计算375S基于SolidWorks三维实体造型38参考文献39致 谢411 绪论1.1 课题的目的和意义全套图 纸加扣 3346389411或3012250582目前，国内外饲料厂的原料粉碎大都采用锤片式粉碎机，它利用高速旋转的锤片对物料产生强烈的冲击和搓擦，而达到物料破碎的目的。其主要特点是结构简单、适应性强(梁春鸿，2003：朱新华和郭文川，1999；庞声海和饶应昌，1989)。粉碎是工业生产环节不可缺失的工序之一。粉碎是指在外力的作用下，克服了固体物料分子间的内聚力，使固体物料外观尺寸由大变小，物料颗粒的比表面积(单位质量的表面积)由小变大的过程。粉碎后可以提高物理作用及化学反应的速度。在把固体物料变成最终成品的许多加工过程中，粉碎是一个非常重要的工艺过程，据不完全统计，人类生活和生产中每年约有数千亿吨固体物料需要经过各种程度的粉碎加工。由于人类生产的飞速发展和生活水平的迅速提高，人们对粉碎加工的产品需求增加。因而需经粉碎加工处理的固体物料也将增多。这就需要深入研究粉碎过程，对粉碎理论、方法、设备进行系统的探讨。为此在20世纪80年代初形成了一门独立的学科粉碎工程学，专门研究固体物料的粉碎行为及其属性的学科。粉碎机是粉碎加工的主要设备，在工农业生产、人类生活的许多领域被广泛应用。例如在制药业、化工业、食品业、饲料加工业，还有冶金矿山、涂料、建材、造纸等行业，甚至科研单位都需要粉碎机。由于粉碎机在许多行业得到普遍使用，目前粉碎机的市场还有很大潜力，因此国内外对粉碎机的研究与发展均很重视。但是各种物料在粉碎加工过程中产生发热、振动和磨擦等作用，使能源大量消耗，因此粉碎作业是消耗巨大能量的低效作业。多年来，技术人员一直在从理论研究、旧设备改造到创新设备，直至改变生产工艺流程等方面来研究如何达到高效节能地完成粉碎过程，达到降低其功耗高等缺点。但目前真正节能高效的粉碎机还没有开发出来。研制出更符合实际生产需要的高效率的粉碎机，还有待于广大科研人员和制造商们的发明创造。相关粉碎工程学科专家指出，今后若干年内粉碎工程学发展的中心议题仍然是降低能耗，提高经济效益。1.2 国内外锤片式粉碎机发展概况锤片式粉碎机因具有结构简单、通用性好、适应性强等优点，广泛地应用于各种物料的粉碎，被称为万能粉碎机。目前，在国内外饲料加工企业中锤片式粉碎机是最重要的生产设备之一，大约一半以上的物料要经过锤片式粉碎机加工。1.2.1国外锤片式粉碎机发展概况近年来，国外对超细粉碎及分级设备、工艺、微细颗粒粒度测定等方面的研究十分活跃，这是由于国外在复合材料、新型陶瓷、电子材料等许多尖端技术方面迅速发展而决定的。在先进的工业化国家，微米级超细粉碎设备已渡过了其发明时期，而进入成熟、配套、完善的阶段 ,设备研究朝着亚微米级超细粉碎和微米级精密分级的方向发展。粉碎技术的发展主要表现在产品微细化、微粉功能化、 设备自动化、节能新工艺和新设备及低污染高强度材料的应用等方面。1895年美国研制出人类历史上第一台锤片式粉碎机，之后锤片式粉碎机在国外饲料工业生产中便得到迅速发展。由于饲料所用原料上的差异，在欧洲的饲料加工多采用混合粉碎(先配料后粉碎)，且经常没有任何谷物原料；而美国的饲料配方是以50的玉米或小麦为基础的，很少使用难以粉碎的谷物，比如燕麦和大麦等，原料水分也略低于欧洲。从应用形式上锤片式粉碎机向两个方向发展：首先在于美国的产品追求筛片面积大，而欧洲的讲究冲击齿板面积大。例如，美国的Champion公司及Jacobson公司等标榜自己的产品为全周筛，而欧洲最为典型的是荷兰的Van Aarsen公司的2D系列锤片式粉碎机，其冲击齿板面积几乎达整个粉碎室周围面积的一半(占46)；其次在于筛片的安装。美国锤片式粉碎机在安装、更换筛片时必须停机并且打开机壳才能进行，而欧洲的许多锤片式粉碎机是从轴向插入式，不需停机和打开机壳即可抽出原有筛片，插入新换筛片；还有的机型可沿轴的一端插入从另一端抽出，还可实现自动遥控换筛， Van Aarsen公司的2D系列锤片式粉碎机两侧装有遥控电动换筛装置，在运行中就可以更换筛片。还有其它变型粉碎机，如涡轮粉碎机，其特点为在粉碎室筛片的末尾或在与进料口约成270。角处，使未过筛的粗粒物料沿垂直方向向上抛出粉碎室，然后靠重力作用返回粉碎区。该机型的优点是不需配备外设筛分设备，粗粒物料在机内自行循环；缺点是整机结构不对称，不能通过简单调换转子旋转方向来利用锤片的两侧。大部分锤片式粉碎机只有一个转速，MIAC公司在20世纪50年代研制出第一台双速驱动的H880型锤片式粉碎机，双转速可以增强打击作用，提高粉碎效率。在国外，近年来为适应饲料粉碎的特点及需求，还有采用变频装置控制锤片式粉碎机的转速来改善其粉碎性能。在结构上，近年来还出现了立式锤片粉碎机。1.2.2我国粉碎机械发展概况粉碎的目的与意义：固体物料经过粉碎，颗粒由大变小，物料单位质量的表面积增加，可以提高物理作用及化学反应的速度；在矿物加工过程中，矿石经过粉碎，可以实现不同矿物的彼此解离；几种固体物料的混合，也必须在细粉状态下，才能均匀混合。粉体材料最重要的质量指标之一是粒度和粒度分布，而粒度和粒度分布决定了粉体产品的技术性能和应用范围。例如，物料的比表面积、化学反应速率、吸附性、堆积性、补强性、在液相介质中的沉降速度、溶解性、光学性能、电性、磁性等，这些都与应用范围有直接关系。而产品的应用领域对物料的粒度及粒度分布均有严格的要求。粉碎是当代飞速发展的经济社会必不可少的一个工业环节。粉体技术被看作是高技术工业最重要的基础技术之一。我国农作物秸杆资源十分丰富，年产量高达517亿吨。秸秆中含有可消化干物质35%50%。粗蛋白3%8%，特别适合于喂饲牛、羊等反刍动物。改革开放以来，我国粮食总产量提高很快，但是我国人口多，人均耕地少，每年人均占有粮食一直低于400kg，不可能提供大量粮食用作饲料。因此，充分利用和开发农作物秸秆饲料，发展“节粮型畜牧业”，特别是对于发展农区秸秆养牛，具有十分重要的意义。80年代以来，我国对农作物秸秆处理进行了许多研究工作。应用最广泛的是粉碎和铡切机械加工，因为，无论是化学处理还是生物处理，其首先的工序需要将秸秆粉碎或铡切。下面对我国饲料粉碎机械和秸秆切碎机械的发展情况作一概述，并对存在的一些问题进行初步探讨。20世纪90年代以来，我国饲料机械行业中的企业江苏正昌集团和江苏牧羊集团，大胆引进国外先进技术和设备，根据当前国际上饲料粉碎机发展的潮流，先后开发生产160-200 kW的水滴型粉碎机、立轴式粉碎机。如其中的水滴型粉碎机采用了有利于提高效率的水滴型粉碎室，锤筛间隙可调，实现了粗细微粉碎，还可以实现自动负荷控制等特点。上海春谷实业有限公司最新研制开发的横宽形振动筛锤片式粉碎机，它是由电动机、多层筛体(筛体分内层筛和外层筛)、振动器、机体等组成。饲料的粗粉碎和超细粉碎两者可以通用，效率高，粉粒比较均匀，对水分较高的原料和含纤维的原料有较好的适应性，易损件筛片寿命长，锤片更换周期长等优点。经过50多年的研究、设计、生产和改进，国产锤片式粉碎机的技术水平和性能已接近或达到国际同类产品先进水平。我国饲料粉碎机生产企业的产品品种、规格齐全，能基本满足我国畜牧、水产养殖业发展的需要，但在目前社会整体能源短缺的背景下，锤片式粉碎机还是存在功耗高的缺点显得尤为突出。饲料粉碎机械是我国应用最为普遍的粉碎机械，也是最为典型的粉碎机械，其中粗饲料粉碎机械主要有通用饲料粉碎机械、草粉加工机械、秸秆揉搓机械和多功能组合机械等。通用饲料粉碎机按结构形式可分为锤片式、齿爪式、磨盘式和辊式等, 其中以锤片式应用最广泛。1.3、我国粉碎设备的发展趋势鉴于粉碎技术及设备的应用涉及化工、冶金、建材、电子、化工、医药、农业等许多领域的广泛性，以及被粉碎材料种类的多样性，尤其是当代高新技术发展对材料深加工制备提出越来越高的要求:粒度微细化、粒度分布均匀化或颗粒形状特定化、品质高纯化、表面处理功能化等等，必将促使粉碎技术与设备的不断发展。其发展和研究的主要方面应包括:1)开发粉碎与分级相结合的闭路工艺及设备，从而降低能耗，提高生产率；2)提高和改进现有粉碎设备的性能，降低生产成本，增加品种和机型；3)实现工艺研究和设备开发的一体化，针对具体物料特性，进行设备开发设计；4)重视粉碎基础理论的研究。2粉碎机的设计2.1 粉碎机的主要结构锤片式粉碎机主要由电动机，机架和机壳，转子，进、出料斗，输送装置等部分组成。简图如下所示：图2.1 锤片式粉碎机整体结构已知设计参数：该粉碎机为单轴锤片式谷物粉碎机，为了提高粉碎机的利用率，该粉碎机采用了不同转速用以粉碎不同的物料，所用转子速度为1000r/min、3229r/min、4299r/min，粉碎物料的线速度为20.9m/s、67.6m/s、90m/s。工作条件：根据设计要求，产量0.51吨每小时，每年工作300天，设计寿命5年，工作载荷较平稳。2.2.电动机、传动方案选择确定及设计计算2.2.1转子直径D与粉碎室宽度B的确定1）转子直径D的确定由得转子直径为： 2）粉碎室宽度B的确定粉碎机转子直径D与粉碎室宽度B之积可用以下经验公式求得: (21)式中：B粉碎室宽度，mm；k经验系数,一般取0.290.75； D转子直径，mm。DB确定之后, 为了降低噪音, 一般采用大转子低转速, 确定要根据粉碎物料的品种具体分析。如果以粉碎玉米等颗粒为主, 要采较小的B和较大的D；如果是以粉碎牧草为主，则要采用较大的B和较小的 D。将数据代入式(31)得：B=0.5400mm =200mm2.2.2 配套功率N的确定 电动机配套功率由下式确定： N=（6.4-10.5）Q (32)式中：N电动机功率，KW； Q生产率,t/h。得配套电动机的功率为： N=（6.410.5）0.6 KW =（3.846.3）KW根据JB/T52741991 所选电动机的型号为 Y132S4，其主要参数如下所示：额定功率：7.5 KW满载转速：1440r/min额定转矩：2.2Nm最大转矩：2.3Nm机座带底脚，端盖无凸缘（B3型）安装尺寸和外形尺寸见表31所示：表21电动机安装尺寸机座号DFGEKHABCABACADHDL132S38k51033801213221614089280275210315475详见图2-2：图2-2电动机外形2.2.3. 传动装置的总体设计1）传动方案的确定 a、根据设计的已知条件可以用以下几种不同的方式来驱动粉碎机如电动机（可换挡电机）直接驱动、电机带动齿轮传动或者是电机通过皮带轮、链轮来驱动。考虑环保、结构的复杂性以及经济实用性本次设计选用第三种传动方式即V带传动。传动简图如2-3图所示：图2-3粉碎机传动图b、V带传动的优点该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜，标准化程度高，大幅降低了成本。带传动是一种挠性传动，不仅满足了工作机的性能要求，适应工作条件、工作可靠，而且结构简单、尺寸紧凑、成本低维护方便快捷且传动效率高。2.2.4 V带及带轮的设计计算1） 确定计算功率由计算功率由下式确定： = （23）查表8-7得工作情况系数=1.3，故=1.37.5 kW=9.75 kW由表8-7查的工作情况系数（增速情况下）=1.31.11由式（33）得此时的计算功率为：=1.31.117.5KW=10.8KW=1.111.37.5 KW=11.505KW2） 选择V带的带型根据、选用B型。3）确定带轮的基准直径并验算带速4）初选大带轮的基准直径。A由表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径 = 125mm ，大带轮直径=280mm、=355mm。B. 验算带速v由下式确定V带的速度： （24）得： 因为5 m/s30 m/s，故带速合适。5） 计算大（小）带轮的基准直径。根据式（2-5），计算小带轮的基准直径 (25)传动比分别为： 由式（25）得到：=180mm= = =118.9mm根据表88圆整到标准直径则：=180mm=125mm=125mm6）确定V带的中心距和基准长度a.初定中心距=700 mm。可按照式（36）计算带所需的基准长度 （26）由式（26）计算转速为1000r/min时带所需的基准长度： mm mm选带的基准长度为1800mm。将数据代入式（26）计算转速为3229r/min时带所需的基准长度： 2044mm由表82选带的基准长度为2000mm。由式（26）计算转速为4299r/min时带所需的基准长度： = 2172mm选带的基准长度为2240mm。 B. 可按式（27）计算实际中心距 （27）由式（27）得转速为1000r/min时实际中心距： mm =660mm由式（27）得转速为3229r/min时实际中心距： mm =678mm由式（27）得转速为4299r/min时实际中心距： mm=734mm7) 验算小(大)带轮上的包角 可由式（28）来计算小带轮的包角的大小 （28）将数据代入式（38）来计算转速为1000r/min的小带轮的包角大小为： 将数据代入式（28）来计算转速为3229r/min的小带轮的包角大小为： 将数据代入式（28）来计算转速为4299r/min的小带轮的包角大小为： 8) 计算带的根数ZA. 计算单根V带的额定功率由mm和r/min，查表8-4a得单根V带的基本额定功率为kW；根据r/min、和B型带，查表84b得单根V带额定功率的增量为P=0.34KW。用同样的方法可以得到直径为=280mm和=355mm的V带的基本额定功率为kW、kW,功率增量均为0.查表8-5得，表8-2得，用同样的方法得到、；、；可由式（29）来计算单根V带的额定功率： （29）将有关数据代入式（29）得到不同转速时单根V带的额定功率：转速为1000r/min的皮带轮所用单根V带的额定功率为： =KW =KW转速为3229r/min的皮带轮所用单根V带的额定功率为： =7.50.980.97KW =7.1KW转速为4299r/min的皮带轮所用单根V带的额定功率为： =8.130.95KW =7.7KWB. 计算V带的根数Z可由式（210）来计算： （210）将有关数据代入式（210）得到不同转速时所需皮带的根数为： 取=2 取=29) 计算单根V带的初拉力的最小值由表8-3的B型带的单位长度质量q=0.18 kg/m，可由式(211)来计算单根V带的最小初拉力 (211)将有关数据代入式(211)可得不同转速的皮带轮的最小初拉力：转速为1000r/min的皮带轮上最小初拉力为： =N =213.3N转速为3229r/min的皮带轮上最小初拉力为： =N =278.6N转速为4299r/min的皮带轮上最小初拉力为： =N =304.4N应使带的实际初拉力。10) 计算压轴力压轴力的最小值为： （212）将数据代入式（212）用于不同转速的皮带轮的最小压轴力：转速为1000r/min的皮带轮上最小压轴力为： 转速为3229r/min的皮带轮上最小压轴力为： =转速为4299r/min的皮带轮上最小压轴力为： 考虑到带轮的安装固定问题本次设计中将用于三个不同转速的皮带轮设计成一体的，具体布置方案详见（11. 带轮的机构设计）中带轮布置简图。11) 带轮的机构设计查机械设计表810得到采用B型V带时相应的皮带轮轮槽截面尺寸如图2-4所示：图2-4 V型带轮轮槽截面2.3 锤片的设计锤片是锤式粉碎机最主要的工作部件,也是易损件。我国每年锤片耗用钢材数万吨以上。提高锤片的使用寿命具有重要意义。锤片的形状、尺寸、排列方法、线速度对粉碎效率有很大的影响。目前世界上有多种形状的锤片。各种锤片的使用性能比较见表2-3。表23各种锤片使性能比较锤片类型使用性能矩形锤片通用性好,形状简单,易制造。焊耐磨合金延长使用寿命,制造成本较高。阶梯形锤片工作棱角多,粉碎效果好,但耐磨性差。尖角锤片适于粉碎纤维质物料,但耐磨性差。环形锤片只有一个销孔,工作中自动变换工作角因此磨损损均匀,使用寿命较长,但结构较复杂。由国家机械行业标准规定了锤片的型式，规格和设计要求。根据本此的设计要求选择I型锤片，其具体设计图形如图2-9所示：图2-9 锤 片本次设计中选用I型锤片，锤片的具体参数为：长度a:120mm宽度c：40mm厚度e：3mm孔到锤片一端的距离b：90mm由于锤片是粉碎机加工的核心部件，所以要求较高。本锤片选择的金属材料是65Mn钢，且经过热处理。热处理淬火区硬度为50-57HRC,非淬火区硬度不超过28HRC。其淬火区如图2-6所示：图2-6锤片淬火区分布图2.4锤片的排列方式锤片式粉碎机的转子不同于机械设备中常见的内部无活动部件的转子，其执行粉碎工作的主要部件锤片，是悬挂在均布于转子锤架板的销轴上的，其与销轴的联结方式属于铰接，各锤片可绕销轴自由转动。一般来说，不同用途、规格的锤片式粉碎机转子的销轴数（即圆周均布的锤片组数）有所不同，但为减少运转过程中的不平衡，一般均为偶数；另外，单根销轴上装配的锤片数量时常差别很大，但总的原则是，同一台粉碎机关于中心对称的两根销轴上装配的锤片数量相同。如图2-7所示为四销轴十六锤片对称排列转子结构。 图2-7锤片式粉碎机转子结构1、 销轴 2、隔套 3、园螺母4、止退垫圈 5、锤片6、主轴 7、锤架板主轴既起着安装、支撑锤架板及锤片组的作用，又担负着动力的输入；锤架板是将锤片组与主轴连接成一体的中介；销轴穿过两锤架板上对称均布的孔，并与锤片铰接；隔套的作用仅是将锤片间隔开来，根据需要形成各种排列方式。隔套的长短很容易通过加工予以改变，其排列位置、顺序又可以方便地进行调整，这为锤片组多种排列形式的出现提供了条件。常见的方式有螺旋线排列、对称排列、交错排列、对称交错排列4种（庞声海和饶应昌，1989；杜小强，2003），如图2-8所示。(a) 螺旋线排列 (b) 对称排列 (c) 交错排列 (d) 对称交错排列 图2-8转子锤片组排列(a) 螺旋线排列：螺旋线排列方式分单、双螺旋两种，图a为单螺旋线排列。该排列是最简单的锤片排列方式，锤片轨迹均匀，不重复，但关于主轴中心对称的各对销轴上各自锤片组产生的离心力合力的作用线不在同一直线上，存在着不平衡力矩。(b) 对称排列：该排列方式中，关于主轴中心对称两销轴上的锤片安装对称，锤片运动轨迹重复。工作过程中，锤片磨损比较均匀。(c) 交错排列：该排列分单片和双片两种形式，图c为双片交错排列。工作中，锤片轨迹均匀，不重复，但工作时物料略有推移，销轴间隔套品种多。(d) 对称交错排列：该方式锤片左右排列对称，运动轨迹均匀，不重复，轨迹覆盖区域广。(a) 螺旋线排列：螺旋线排列方式分单、双螺旋两种，图a为单螺旋线排列。该排列是最简单的锤片排列方式，锤片轨迹均匀，不重复，但关于主轴中心对称的各对销轴上各自锤片组产生的离心力合力的作用线不在同一直线上，存在着不平衡力矩。(b) 对称排列：该排列方式中，关于主轴中心对称两销轴上的锤片安装对称，锤片运动轨迹重复。工作过程中，锤片磨损比较均匀。(c) 交错排列：该排列分单片和双片两种形式，图c为双片交错排列。工作中，锤片轨迹均匀，不重复，但工作时物料略有推移，销轴间隔套品种多。(d) 对称交错排列：该方式锤片左右排列对称，运动轨迹均匀，不重复，轨迹覆盖区域广。本次设计采用的是对称交错布置的锤片排列方式。 3带式输送机的设计计算3.1 带宽和输送带的确定输送带在带式输送机中既是承载构件又是牵引构件（钢丝绳牵引带式输送机除外），它不仅要有承载能力，还要有足够的抗拉强度。输送带有带芯（骨架）和覆盖层组成，其中覆盖层又分为上覆盖胶，边条胶，下覆盖胶。输送机的带芯主要是有各种织物（棉织物，各种化纤织物以及混纺织物等）或钢丝绳构成。它们是输送带的骨干层，几乎承载输送带工作时的全部负载。因此，带芯材料必须有一定的强度和刚度。覆盖胶用来保护中间带芯不受机械损伤以及周围有害介质的影响。上覆盖胶层一般较厚，这是输送带的承载面，直接与物料接触并承受物料的冲击和磨损。下覆胶层是输送带与支撑托辊接触的一面，主要承受压力，为了减少输送带沿托辊运行时的压陷阻力，下覆盖胶的厚度一般较薄。侧边覆盖胶的作用是当输送带发生跑偏使侧面与机架相碰时，保护带芯不受机械损伤。输送带的品种规格符合GB/T 44901994运输带尺寸、GB/T 79842001输送带 具有橡胶或塑料覆盖层的普通用途织物芯输送带和GB/T97702001 普通用途钢丝绳芯输送带的规定，如表3-1所示：表3-1种类抗拉体强度/（N/mm*层）输送带宽度/mm40050065080010001200140016001800帆布带CC-56尼龙带NN-100由于本设计只是小型输送机，初步选定为帆布带。由于带宽为800mm，层数选为4层，重量9.31kg/m。3.2 圆周驱动力3.2.1计算公式（1）所有长度（包括L80m）。 传动滚筒上所需圆周驱动力为输送机所有阻力之和，可用式（3-1）计算： （3-1）式中主要阻力，N；附加阻力，N；特种主要阻力，N；特种附加阻力，N；倾斜阻力，N。五种阻力中，、是所有输送机都有的，其他三类阻力，根据输送机侧型及附件装设情况定，由设计者选择。（2）引入系数C作简化计算，则公式变为下面的形式： （2-3）式中与输送机长度有关的系数，在机长小于80m时，可按式（2-4）计算，或从表查取。 （2-4）式中附加长度，一般在0到80之间；系数，不小于1.02。查DT（A）型带式输送机设计手册表3-5 即本说明书，如表2-2所示：表3-2系数CL80100150200300400500600C1.921.781.581.451.311.251.201.17L70080090010001500200025005000C1.141.121.101.091.061.051.041.03输送机的主要阻力是物料及输送带移动和承载分支及回程分支托辊旋转所产生阻力的总和。可用式（3-2）计算： （3-2）模拟摩擦系数，根据工作条件及制造安装水平决定，一般可按表查取；输送机长度（头尾滚筒中心距），m；重力加速度；初步选定平行托辊为DT03C2112。上托辊间距1.1m，下托辊间距 2m。承载分支托辊组每米长度旋转部分重量，kg/m，用式（3-3）计算： （3-3） 其中承载分支每组托辊旋转部分重量，kg；承载分支托辊间距，m；托辊已经选好，知 。计算：=22.09 kg/m每米输送物料质量；回程分支托辊组每米长度旋转部分质量，kg/m； 其中回程分支每组托辊旋转部分质量；回程分支托辊间距，m。每米长度输送带质量，kg/m，=9.31kg/m。=0.030109.822.09+6.45+（29.31+50）cos0=288.565N 运行阻力系数f值应根据表2-3选取，取=0.030。表3-3阻力系数f输送机工况工作条件和设备质量良好，带速低，物料内摩擦较小0.020.023工作条件和设备质量一般，带速较高，物料内摩擦较大0.0250.030工作条件恶劣、多尘低温、湿度大，设备质量较差，托辊成槽角大于350.0350.0453.2.2 主要特种阻力计算主要特种阻力包括托辊前倾的摩擦阻力和被输送物料与导料槽拦板间的摩擦阻力两部分，按式（3-4）计算： （3-4）三个等长辊子的前倾上托辊时： （3-5）二辊式前倾下托辊时： （3-6）本输送机没有主要特种阻力，即=0。3.2.3 附加特种阻力计算附加特种阻力包括输送带清扫器摩擦阻力和卸料器摩擦阻力等部分，按下式计算： （3-7） （3-8） （3-9）式中清扫器个数，包括头部清扫器和空段清扫器；A一个清扫器和输送带接触面积，见表清扫器和输送带间的压力，N/，一般取为3 N/；清扫器和输送带间的摩擦系数，一般取为0.50.7；刮板系数，一般取为1500 N/m。导料槽栏板内宽、刮板与输送带接触面积。查表2-4得A=0.008m，取=10N/m，取=0.6，将数据带入式（3-10）：则=0.008100.6=480 N。表3-4带宽B/mm导料栏板内宽/m刮板与输送带接触面积A/m头部清扫器空段清扫器5000.3150.0050.0086500.4000.0070.018000.4950.0080.01210000.6100.010.01512000.7300.0120.01814000.8500.0140.021拟设计的总图中有两个清扫器，=2。则=2480=960N。3.2.4 倾斜阻力计算倾斜阻力按下式计算： （2-13）式中：因为是本输送机水平运输，所有H=0=0由式（2-13）=1.12228.562+0+0+960=1283.193N3.3 电动机的功率计算电动机功率的选择传动滚筒轴功率（）按式（3-11）计算： （3-11）-传动滚筒功率。F运输带拉力。v带速。电动机功率，按式（2-15）计算： （3-12）为了计算电动机所需的功率，首先要确定从电动机到工作机之间的总效率。电动机至工作的传动总效率：。由机械设计设计手册查表可知：式中弹性联轴器效率；=0.99；闭式齿轮传动（设齿轮精度为8级）效率；=0.97；滚动轴承效率；=0.99；开式滚子链传动效率；=0.92；滚筒的效率；=0.96；所以传动总效率为。由式（2-15）可知，电动机所需功率为。查机械零件设计手册可知，选取电动机的额定功率为1.1kW 4 零件强度校核4.1轴的强度校核由于影响主轴强度的因素较多，这里不作全面分析，只能做一个初步的估算。轴上受力分析：1）轴上主要承受以下几种力：a.皮带轮的径向力；b.转子旋转时，由于不平衡引起的离心力；c.轴承支反力。2)求各力的大小a.皮带轮的压轴力由于该粉碎机用于粉碎不同的三种物料，其粉碎速度不同，用的V带根数也不同，因此皮带轮上压轴力也不同，由前面得到三种不同情况下的压轴力为： =b.离心力公式为：式中：质量，为重力，为重力加速度，m/s；质点距轴心的距离，m；角速度，rad/s。锤片组允许质量差5克引起的离心力： 转子允许中心偏移量引起的离心力：已知转子重20kg，转子中心线允许偏移量为0.01 mm； 两项合计： =202.5N+50.6N =253.1N转子重力和离心力，都是由两个转盘传到主轴上的，离心力方向随主轴旋转而变化。根据分析，当离心力方向均为铅垂方向时，对主轴受力最不利，所以现在按铅垂方向计算。 c.在轴承作出的轴承支反力。c.1按弯扭合成强度条件校核求轴上的功率：转速为1000r/min时轴上弯矩T为： 当转速为3229r/min时，轴上转矩为： 按最大压轴力和最大弯矩来计算轴的强度，如此时满足强度要求，另外离两种情况也肯定满足，。c.2轴承支反力做出轴的计算简图如图3-1所示：图4-1 轴所受载荷分析图求竖直面内支反力，作竖直面内弯矩图，竖直面内受力情况如图。竖直面内A，B的支反力：对A点取矩的方向与原来假设方向相同。 c.4求竖直面内弯矩A点弯矩B点弯矩 C点弯矩c.5求当量弯矩根据轴的工作情况可知，扭转切应力为脉动循环变应力，取。 c.6按弯扭合成应力校核轴的强度。校核A截面 校核B截面校核C截面 轴选用的材料为45钢，调质处理，查表15-1得，故该轴是安全的，满足要求。轴的载荷分析图、弯矩扭矩图：图4-24.2 轴承寿命校核选用60000型深沟球轴承，轴承代号为6308。轴承反装轴向载荷,预期寿命。轴承径向载荷，。轴承转速为1000r/min、3229r/min、4299r/min，在这里只需验算最小转速时轴承的寿命是否满足要求。轴承所受载荷如图3-3所示：图4 -3轴承受力图4.2.1求比值 根据机械设计表135，深沟球轴承最大e值为0.44，故此时 4.2.2初步计算当量动载荷P 根据式来计算轴承的当量动载荷。根据机械设计课本表136取=1.2.根据机械设计课本表136取X=0.56,轴承基本额定动载荷为，Y值需在已知轴承型号和基本额定定载荷之后才能求出。相对轴向载荷，在表135中介于0.0250.07之间，对应的e值0.180.27，Y值为2.11.6，用线性插值法求Y值。则有：当量动载荷为： 4.2.3验算轴承寿命由式来计算轴承的实际寿命则有： 由以上验算可知所选轴承满足寿命要求。4.3键的选择及校核计算a、轴上与皮带轮相联处键的校核键C128 单键键连接的组成零件均为钢，=125满足设计要求。b 、与轴上锤架盘相联的键的校核键A1610 单键键连接的组成零件均为钢，=125满足设计要求。5S基于SolidWorks三维实体造型就SolidWorks软件而言，其在Windows系统的基础上，开辟了三维CAD系统的先河，该技术符合了CAD技术的基本要求，就 SolidWorks