机械的毕业设计方案说明书模板

1、目录 摘要1 前言 3 1 设计要求和功能分析 3. 1.1 设计要求 3. 1.2 功能分析 3. 2 塑料瓶的性质及其粉碎机理的研究 4. 2.1 塑料瓶及其材料性质的研究 4. 2.2 冲击载荷下塑料断裂机理的实验研究 5. 2.2.1 冲击速度的影响 5. 2.2.2 尺寸效应 6. 2.2.3 颗粒的运动行程 6. 2.2.4 攻角7. 2.3 高速切割设备关键结构参数分析 7. 2.3.1剪切速率 7. 2.3.2 尺寸切割数 8. 2.3 参数及传动方案的设定 9. 3 零部件的设计和校核 9. 3.1 塑料破碎的力学计算及电动机的选择 9. 3.1.1 对 PET 小试样的冲击

2、力学计算与说明 9. 3.1.2 对 HDPE 大试样的剪切力学计算与说明 1. 0 3.1.3 静荷载下动力参数的确定 11 3.1.4 动荷载下动力参数的确定 11 3.2 刀具及其相关零部件的设计计算 11 3.2.1 刀具的设计 11 3.2.2 片刀动定刀片上螺栓的设计 1. 3 3.2.2.1 螺栓的受力分析 1.3 3.2.2.2 片刀动刀片上的螺栓设计 1. 3 3.2.2.3 片刀爪刀）定刀片上的螺栓设计 1. 3 3.3.1 粉碎仓传动轴的设计计算 1.4 3.3.2 粉碎仓轴承的设计 1.6 3.3.2 传动轴与刀架之间键的设计和校核 1. 6 3.3.3 传动轴与皮带轮

3、之间键的设计和校核 1. 6 3.4 带轮的设计计算 1.7 3.5 出料装置的设计计算 1.8 3.5.1 螺旋输送叶片的设计计算 1.9 3.5.2 螺旋输送器的轴承设计 1.9 4结束语 2.0. 参考文献 20 任务分工和附录 2.2. 塑料瓶破碎机的研制 钟云飞 摘要： 通过对机械设计制造及其自动化专业课程的学习，总结大学 四年所学的知识，对塑料瓶破碎机各部分机械结构和功能的论述和 分析，以及实际操作中的应用情况，设计了一种可以更换刀具和调 整破碎粒度的实用型塑料瓶破碎机。重点针对塑料瓶破碎机的刀 具、传动轴等各部分机械结构以及破碎仓进行了详细的设计。同时 对其传动系统和破碎机理进行

4、了理论分析和设计计算。基于对塑料 瓶破碎机加工要求的考虑，并通过对其零部件工艺过程和装配要求 的分析，设计了可以使用爪刀和片刀的塑料瓶破碎机。设计达到了 预期目标。 关键词： 塑料瓶破碎机；刀具；破碎粒度；传动系统；破碎机理 The development of plastic crusher ZHONG Yun-fei Abstract:Through the mechanical design ， manufacturing and automation specialized course of study,summarizes the university for four years

5、 of knowledge,all parts of plastic bottles crusher mechanical structure and function of the discussion and analysis,and the actual operation of the application,design a kind of can change cutters and adjust the practical plastic crushers crushing grain size.Focusing on the cutting tool,plastic crush

6、ers parts propshaft mechanical structure and broken a detailed design storehouse. Also its transmission system and to the crushing mechanism were analyzed in theory and design calculation. Based on the plastic crusher processing requirements for its consideration,and through parts of the process and

7、 assembly requirements analysis,design of can use claw blade knife plastic crushers peace. Design to anticipate goal. Keywords: plastic bottle crusher。 cutlery 。 crushing grain size。 Transmission shaft crushing warehouse 、尸、 亠 前言 在塑料消费量持续增长的情况下，塑料废弃物的科学合理处置对环境保护 及资源再生的作用和影响日趋突出，作为一个新兴产业，其行业规模正在不断 发展

8、壮大，前景十分看好。塑料与环境的关系及塑料再生利用已经成为全社会 关注的热点，在当今构建和谐社会、环保节约型社会、重视环境保护和资源再 生的政策环境下应引起高度重视，塑料再生利用对中国国民经济、社会持续健 康发展具有重要现实意义。 如今塑料瓶的瓶体材料几乎都是聚对苯二甲酸乙二酯（ PET ，这是因为 PET 具有阻隔性好、成本低、质量轻、强度高、耐酸碱等优点，适合于瓶装 水、碳酸饮料、果汁饮料、茶饮料等饮料的包装。而瓶盖材料大多为高密度聚 乙烯vHDPE，商标为双向拉伸聚丙烯BOPP薄膜，采用EVA型粘接剂粘附于 瓶。据不完全统计， 2018 年全世界约有 30-40 万 tPET 被用于塑料

9、瓶的生产， 饮料热灌装PET瓶超过110亿个，并且PET卑酒瓶也正在推出，PET的消费量 在今后还将有大幅度的增长。这些瓶在使用一次后就被废弃，这样便带来了大 量废塑料瓶的回收再利用问题，所以塑料瓶破碎机的研制工作受到了密切重 视。 目前国内外出现了各式各样的塑料瓶破碎机，这些分别用于对不同性质的 塑料瓶的破碎作业中。如爪刀式破碎机、片刀式破碎机和平刀式破碎机。但这 些塑料瓶破碎机因加工对象过于单一、刀具形式不可换，而大大增加了社会生 产成本。如何设计出可更换刀具和加工对象范围广的塑料瓶破碎机已经迫在眉 睫。 1 设计要求和功能分析 1.1 设计要求 该塑料瓶破碎机主要用于塑料瓶回收流程上对塑

10、料瓶的破碎。整个塑料瓶 破碎机一共有三种刀具，可以根据塑料瓶的力学性质来更换刀具。其主要加工 对象是瓶体半径 30-45mm，长度150-300mm的PET饮料瓶，包括碳酸饮料 瓶、矿泉水瓶、清凉饮料瓶。要求破碎形式是干切削，塑料瓶破碎后的粒度在 6-8mm,生产效率300kg/h，机器的使用寿命 5-10年，外观简约大方，机体便 于移动和安装。 1.2 功能分析 该设备的零部件主要分为破碎刀具及相关零部件、传动系零部件、机架总 成零部件以及其它零部件。具体有破碎刀具零部件 片刀动定刀，爪刀动定刀， 爪刀片刀刀架）；传动零部件 传动轴及其相关零部件、 V 带轮、电动机）；机 架总成零部件 机架

11、及其相关零部件、出料装置、粉碎仓、进料斗、箱体）；其 它零部件 隔音板、挡料胶条等）。 破碎刀具能够适应高速切削产生的局部应力，并能够承受干切削产生的磨 损。对尺寸较大的塑料瓶选用爪刀式的破碎方式，对尺寸适中的塑料瓶采用片 刀式的破碎方式。对爪刀和片刀通过调整动刀与定刀之间的间隙，可将破碎后 的粒度控制在6-8mm的范围内2。出仓口安装孔径为10mm的网筛，塑料瓶破 碎之后，粒度小于 10mm 的碎片通过筛孔进入储料斗，粒度大于 10mm 的碎片 通过刀具高速旋转产生的气流或刀具本身被带离网筛继续破碎直到满足粒度要 求为止。传动轴上安装的飞轮可以增强加工部件的转动惯量，便于机器运行的 平稳；隔

12、音板可以大大消减破碎过程中产生的噪音，减少对工作人员的伤害； 机架上的脚轮和把手便于设备的转移和工作地点的更换。 2塑料瓶的性质及其粉碎机理的研究 2.1塑料瓶及其材料性质的研究 本次设计所要加工的塑料瓶主要分为碳酸饮料瓶、矿泉水瓶和清凉饮料瓶 三类饮料瓶。如表1是各种塑料瓶的重要设计参数： 表2-1各种塑料瓶的相关尺寸 瓶种 总高度 /mm 瓶体半 径/mm 瓶体厚 度/mm 瓶底最大 厚度/mm 瓶颈厚 度/mm 瓶颈高 度/mm 瓶盖咼 度/mm 瓶盖厚度 /mm 可乐瓶 232.4 34.48 0.24 2.20 1.58 24.5 14.0 1.20 营养快线瓶 189.1 34.1

13、0 0.46 2.00 2.46 24.5 13.0 1.34 大矿泉水瓶 281.9 43.14 0.30 2.02 1.60 30.0 16.0 1.40 小矿泉水瓶 214.8 30.91 0.40 1.00 1.36 20.8 10.0 1.06 雪碧瓶 243.7 33.05 0.30 2.16 1.50 21.4 11.5 1.30 果汁瓶 197.4 32.55 0.70 1.40 2.10 27.2 14.5 1.32 神内瓶 196.8 34.78 0.40 2.68 2.44 21.5 11.5 1.68 绿茶瓶 204.9 34.37 0.72 2.40 2.10 28.

14、0 15.0 1.18 这些饮料瓶都是由瓶体 PET）、瓶盖vHDPE）、商标vBOPP）三部分组 成。构成这三部分的材料是三种不同的塑料。这三种塑料的性质分别如下： PET（聚对苯二甲酸乙醇酯 ，中文俗称赛白钢。PET作为工程塑料使用具 有坚硬、刚度好、强度高、有韧性、摩擦系数小、尺寸稳定性高等特性。 HDPE 高密度聚乙烯）是热塑性工程塑料。它综合了大部分塑料的优越性 能，耐冲击性、耐低温性、耐磨损性、耐化学腐蚀性、自身润滑性、吸收冲击 能性这六个特性是目前塑料中所具有的最高数值。 BOPPv聚丙烯）具有高刚度，高硬度和高强度，但缺口抗冲击韧一般，韧 性一般，耐磨强度一般，低温时易脆化。

15、考虑到塑料瓶各部分的物理特性，对于剪切式破碎机如爪刀式和片刀式一 般不能加工商标，而对于冲击式破碎机如平刀式可以。但由于商标的分离比较 容易，人工分离即可完成，另外如果一起破碎之后再进行密度分离，反而会更 麻烦。综合经济和效率的考虑，商标不属于设计加工的范围之内，即本破碎机 只加工PET瓶体）和HDPE瓶盖）两种塑料。 结合表1中的数据可以得出，所要加工的对象可以分为 PET材料，厚度在 0.24mm-2.68mm 之间，高度在 189.1mm-281.9mm 之间，半 径在 30.91mm- 43.14mm之间；HDPE材料，厚度在 1.06mm-1.68mm之间，高度在 10.0mm- 1

16、6.0mm之间。由于塑料瓶的瓶盖和瓶颈没有分离，所以加工的厚度可能应该包 括瓶颈和瓶盖的厚度之和的情况。但是由于瓶盖和瓶颈的材料力学性质不同， 最薄的加工部位 瓶体）的材料是 PET，最厚的加工部位 瓶颈和瓶盖）的材料 包括PET和HDPE两种材料，所以具体力学参数将在后面讨论并确定。从加工 难度的角度来看可以建立两个加工对象模型，分别为最大最厚加工对象模型和 最小最薄加工对象模型。两种模型的具体尺寸如下表2 表2-2两种加工对象模型的参数 瓶种 总高度 /mm 瓶体半 径/mm 瓶体厚 度/mm 瓶底最 大厚度 /mm 瓶颈厚 度/mm 瓶颈高 度/mm 瓶盖咼 度/mm 瓶盖厚 度/mm

17、最大最厚力口 工对象模型 281.9 40.14 0.72 2.68 2.46 30.0 16.0 1.68 最小最薄加 工对象模型 189.1 30.91 0.24 1.00 1.36 20.8 10.0 1.06 Green等人已证实：PET颗粒需要多次冲击发生塑性断裂。冲击式破碎机 由于它施力迅速，塑料变形小且具有较高的应力集中，即高速冲击产生较高的 应力和较小的变形，可以破碎塑料等软质物料。Lowrison认为：抗拉强度是颗 粒断裂的决定性因素。Prasher则表明：冲击和压缩实际上是相同的施力模式， 只是施力速度不同。因此，如果采用动定刀结合的加工方式，在冲击式破碎中 必有压缩或剪切

18、的施力模式。 由于刀具间隙一般都在 0.3-0.6mm的范围内，考虑到安装的难度刀具间隙 应该尽量取用该范围内的值。由于加工对象的最薄尺寸小于0.3m m，所以本破 碎机既是剪切式破碎机，又是冲击式破碎机。对于厚于刀具间隙的塑料用剪切 的方式破碎，对于薄于刀具间隙的塑料用冲击的方式破碎。由于破碎机的工作 过程是一个塑料破碎的概率过程，并考虑到实际加工过程中会出现的各种工作 状态，如瓶与瓶之间的重叠会增加加工对象的厚度，还有刀具正好同时加工多 个瓶盖和瓶颈这类较难加工的对象等，所以本次设计的参数确定方式采用工作 状态理想化和加工对象临界化的方式，对此将在后面进行讨论。 2.2冲击载荷下塑料断裂机

19、理的实验研究 冲击载荷下高聚物材料的断裂机理是复杂的。冲击强度是评价材料抵抗冲 击的能力，或判断材料脆性或韧性的程度。抗冲击性能是难以准确表征的力学 参量之一。影响冲击性能的因素很多很复杂。塑料冲击实验的结果表明，影响 塑料冲击性能的主要因素有材料本身的特性和破碎条件；材料缺陷和应力集中 因子；温度；冲击速度等。 2.2.1冲击速度的影响 当材料应力达到其临界应力时，材料才开始破坏。碰撞后物料中的应力分 布与冲击速度有关。1959年Rumpf应用赫兹理论给出了相互碰撞球体接触点的 最大正应力： 式中？ mi、m2两碰撞物的质量 Ei、E2、E、口 一两碰撞物的弹性模量和泊松比 V相对运动速度

20、1、2碰撞部位的曲率半径 在材料常数一定时，最大正应力正比于冲击速度的2/5次方。较高的冲击 速度决定了颗粒很大的冲击动能，在冲击过程中，这一能量转变为颗粒破裂的 拉伸应力和压应力。 从能耗的角度来看，并不是冲击速度越大越好，实验表明不同物料以及不同 粒度的同一物料都有一个最佳的冲击速度，在该速度下，能量的利用率最高。 当速度大于该值时，可以得到更细微的产品，但能量的利用率降低。Rumpf对 玻璃球和石灰岩进行高速冲击粉碎实验所得结果证实了该结论。 两物体发生弹性碰撞时的能量近似地由下式分配： (2 由上式可知，碰撞后弹性变形能的分配受泊松比的影响较小，主要考虑弹 性模量E的影响，E大的物体，

21、硬度也较大。因而，打击部件和壁板一般采用 E较大的硬质合金制造，这样可以使物料分到较多的能量。以上分析对对心碰 撞是准确的，也可以适用于偏心不太大的碰撞。 Pla niol(1962曾证明较高的冲击 颗粒冲击粉碎的能耗随冲击速度的增加而增加，但是颗粒粉碎所吸收的能 量不仅取决于冲击速度，还与冲击频率有关 频率可以弥补低的颗粒冲击速度。 150m/s。 40-120m/s的范围内，普通钢的 提高冲击机速度有两种方式：一是 机械冲击式粉碎机上的周边线速度一般在 强度限制了其周边线速度不能超过 从材料入手，采用低密度、高强度的新材料制造粉碎机的冲击元件；另一种方 式是从粉碎机结构上入手，如采用双转子

22、结构，两个转子运动方向相反，从而 提高对物料冲击的相对运动速度。 2.2.2尺寸效应 一般而言，随着颗粒粒径的减小，颗粒的强度增大，颗粒内所含有的晶格 缺陷和裂隙也逐渐减少，颗粒的抗破坏能力也不断提高，颗粒的破坏由脆性破 坏为主转为塑性破坏为主。因而颗粒越小，冲击粉碎所需的临界速度就越大。 Kan da等根据赫兹理论推出了弹性碰撞时将一定尺寸的颗粒破裂所需的冲击速 度为： (3 式中So单位体积的试样强度 Vo试样体积 X球形颗粒的直径 mWeibull均匀系数 颗粒密度 2.2.3颗粒的运动行程 我们把颗粒被转子冲击后再打击到定子这一路径的长度称为颗粒的运动行 程。将颗粒在与其他颗粒或冲击元

23、件冲击前所经过的路程称为平均自由行程 ( ;将具有某一初速度的颗粒在一静态流中飞行到它停止时所经过的路程称 为抛落行程(h。颗粒要想获得冲击，其抛落行程应该比平均自由行程大得多。 任意部件间的平均自由行程依赖于冲击断面、体积浓度和速度分布。假设颗粒 速度分布为波尔兹曼-麦科斯韦分布，且颗粒为等尺寸的球形颗粒，则平均自由 行程为： 4 式中一空隙率 Cv体积浓度 X颗粒粒径 假定固体的体积浓度为0.01-0.001，则10 m颗粒的平均自由行程为1.0- 0.5mm。假设具有一定初速度的颗粒在空气中的流动符合Stokes阻力定律，则 h可由下式计算： 5 颗粒密度 -流体粘度 颗粒冲击后获得的初

24、速度 -可以由下式得出: 6 式中 k滚动或滑动摩擦系数 颗粒旋转半径 耳一颗粒旋转角速度 2.2.4攻角 -30 用冲击式粉碎机进行超细粉碎时，颗粒的破坏不仅和冲击速度有关，还和 攻角有关。攻角是指入射物料运动轨迹的切线方向和冲击部件表面切线方向的 夹角。当攻角为90时，对脆性物料冲击破坏程度最大，当攻角为20 时，塑性材料的破坏程度最大。同时，冲击转子打击物的形状和大小、物料的 填充率等对粉碎效果也有影响。 2.3高速切割设备关键结构参数分析5 国内对高速切割粉碎设备还没有较系统的研究，以下内容从几个方面来探 讨高速切割粉碎设备粉碎室内的关键结构参数，以及其对粉碎效果的影响。 2.3.1剪

25、切速率 从上面的分析可得出，塑料在粉碎过程中主要受剪切作用，可参照剪切式 均质机的机理及NavierStokes方程，推导出其剪切速率v，其径向剪切速率均值 可根据下式计算： 7 式中 为径向平均剪切速率，s-1;为叶轮角速度，r/s；, L为刀片 间隙，m。 由于受控切割超细粉碎过程中物料是一次性通过粉碎方式，没有产生循 环，所以轴向平均剪切速率为零。不管流动方向如何，总的平均剪切速率v 都等于轴向平均剪切速率和径向平均速率之和，即 对于材料的剪切，总是希望剪切速率以大为好，这可以大大提高粉碎效 果。从上面可以推出，要提高剪切速率，可以提高叶轮角速度和减小刀片间 隙，而提高粉碎效果。 232

26、尺寸切割数 要获得合适的剪切作用，寸切割数应尽可能高。根据动定刀分别安装在两 个旋转圆盘上的情况，寸切割数 E以表示为： (11 为d。则相邻两刀片的夹角i可表示为： 将式（10代入（11，di又可表示为: 刀片间隙d2可表示为: (13 将式（10代入（13，d2又可表示为: (14 从式（8、（10可以看出，切割深度与刀片排列半径、刀片个数、刀片的偏 转角度有关，开口间隙和刀片的厚度有关。在刀片排列半径一定的情况下，切 割深度和刀片间隙与刀片个数成反比，与刀片偏转角度成正比，刀片间隙随着 刀片厚度的增加而减小。切割深度近似反映了物料被切割粉碎后的粒径大小， 并和粉碎后产品的粒度有直接关系。

27、刀片间隙决定了物料被粉碎后的排料情 况，间隙过大会导致没有被粉碎的物料直接从刀片间隙排出，过小则会造成排 料不畅，发生堵塞。为了达到最好的粉碎效果，应根据进料粒度、塑料性质及 成品粒度来确定切割深度和刀片间隙。通常情况下，刀片的厚度应该按可靠性 确定。因此，切割深度和刀片间隙主要受刀片个数和刀片的偏转角度影响。 2.3参数及传动方案的设定 将工作状态理想化和加工对象临界化需要结合表1和表2以及两种材料的 性质，于是可以得出大小两个理论试样的参数，以便于今后的力学计算。 HDPE是热塑性塑料适合用剪切式破碎方式，PET是热固性塑料适合用冲击式 破碎。对于剪切式破碎方式来说试样越厚越难破碎，对于冲

28、击式破碎方式来说 试样越小越难破碎。结合以上数据设置最难加工对象， 大试样的长度为 20mm,厚度和宽度根据经验分别取 6mm和5mm,材料为HDPE;小试样的长 度4mm,厚度和宽度根据经验分别取 0.24mm和5mm,材料为PET。大试样采 用剪切式破碎进行计算，小试样采用冲击式破碎进行计算，具体的力学计算将 会在后面章节进行讨论。 该破碎机的处理能力暂时设定为 300kg/h，具体大小要经过实际工作的检验 调整并最终确定。出料装置的设计要考虑到破碎机的处理能力，理论上要求与 处理能力一致，但在实际工作中应该略有增加，可以暂时定为500kg/h。刀片数 n设定为3个，刀片间隙在0.3-0.

29、6mm之间，刀具旋转半径 R为220mm,工作 状态是常温状态，切削方式是干切削方式，传动方式选择V带传动。查文献 续表14.11-3可知HDPE和PET的力学参数如下表 3 表2-3 HDPE和PET的力学参数 材料 密度/gcm-3 抗拉强度/MPa 抗压强度/MPa 冲击强度/J/m HDPE 0.941-0.965 21-38 18.6-24.5 80-1067 PET 1.37-1.38 57 0.4 由于条件不允许，冲击式破碎机理无法用实验进行研究，所以本次设计可 以参照现有的理论研究成果进行近似的计算。如刀具周边线速度要求在40- 120m/s之间，可取周边线速度为50m/s,在

30、这种状态下对于如小试样尺寸的塑 料可以用冲击的方式来破碎。 综上所述，计算参数如下表4 表2-4设计计算参数 刀具旋转 半径R/m 刀具周边出料装置刀片间隙定刀数m/动刀数n2/大试样尺小试样尺 线速度处理能力dJmm个个寸寸 v/m/s/kg/hA*B*C/mm a*b*c/mm 0.22 50400-5000.3-0.62 20*6*54*0.24*5 3零部件的设计和校核 3.1塑料破碎的力学计算及电动机的选择 3.1.1对PET小试样的冲击力学计算与说明 由表3得PET的密度 I 小试样的质量 小试样的最小动能 塑性材料的冲击能大于其冲击后的动能， 则 1 小试样被破碎的的能量 则一:

31、即在v速度下小试样能够被破碎，满足要求。此时刀具的最小转 3.1.2对HDPE大试样的剪切力学计算与说明 塑料的抗剪切强度往往小于其抗拉强度和抗压强 度，则大试样的抗剪切强度 可以取其抗拉强度或抗压强度，查文献 表3得二 大试样的剪切面积 则纯剪切力； 在纯剪切时塑料破碎时所需要的工作功率为 考虑到刀具对塑料的冲击力 切割力），每个周期冲击次数 整合数据得到实际工作功率应大于-“ f| 查文献中表12-8得 带传动效率二I 滚动轴承传动效率三 则电动机的最小功率 查文献中表16-1-51可以初步选择电动机型号为 YEJ180M-2 电动机的额定功率二J 电动机的额定转速； 电动机的额定转矩丨

32、满载效率丄厂 3.1.3静荷载下动力参数的确定 粉碎仓V带的传动比定为I ; 刀具的额定功率 刀具的额定转速 刀具的额定转矩 有一:;u ; u则电动机启动之后才能进行破碎加工。 3.1.4动荷载下动力参数的确定 在工作状态下，刀具对塑料具有一定的冲击力，冲击力的大小无法确定， 只能近似地计算。刀具旋转百个周期的行程国；刀具的剪切行程 !；能量转换系数.三！；则冲击载荷下的冲击转 则电动机动荷载下能够满足要求。 刀具的工作功率 刀具的工作转矩 刀具的工作转速 I ； 实际状态有待验证理论上取中 间值） 出料装置的实际最小转速 3.2刀具及其相关零部件的设计计算 321刀具的设计 图3-2爪刀动

33、刀 图3-3定刀 9 片刀刀具参照G1012M1型塑料粉碎机的刀具材料、结构以及热处理方式 即刀具材料为Cr12MoV钢； 片刀动刀厚度_ 片刀动刀长度n 片刀动刀宽度 亠 片刀定刀厚度 I 片刀定刀长度 片刀定刀宽度_ 满足工作的强度要求。 322片刀动定刀片上螺栓的设计 322.1螺栓的受力分析 根据螺栓的定位情况可知，螺栓的轴向拉力的大小与动刀宽度口和螺栓的 定位尺寸有关，转换比例为 x |； 7 刀具的偏转角为 螺栓受轴向拉力 螺栓受径向剪力 3.2.2.2片刀动刀片上的螺栓设计 按文献选择动刀片上螺栓材料为 Q235、性能等级为4.6的螺栓，由表5-8 查得 ），由文献表5-10查得

34、安全系数 ，则螺栓材 料的许用切应力和许用挤压应力为 根据式5-35和5-36）得螺栓危险截面直径为 结合实际工作状态，查文献 表14-3选用螺纹公称直径 322.3片刀爪刀）定刀片上的螺栓设计 螺栓受轴向拉力 ,; 螺栓受径向剪力 | 根据式5-35和5-36）得螺栓危险截面直径为 结合实际工作状态，查文献 表14-3选用螺纹公称直径 3.3粉碎仓传动轴及相关零部件的设计计算 3.3.1粉碎仓传动轴的设计计算 图3-4粉碎仓传动轴 轴的结构及轴上零件位置如图5 图3-5轴的结构 轴的弯矩和转矩如图6只考虑面U到面V的弯矩情况） 图3-6弯矩和转矩图 轴U面的弯矩 轴V面的弯矩 轴的转矩 轴的

35、材料为45钢，调质，查文献 表15-1得 II或V面: 应力幅 由于轴受循环应力，所以平均应力 26.5; ;所以截面U和V均安全。 332粉碎仓轴承的设计 根据亠|查文献表1-1选用轴承GB279-88 180206。 3.3.2传动轴与刀架之间键的设计和校核 图3-7片刀工作部件 片刀的刀架与键的接触面积较小，则键的设计根据片刀的刀架进行计算, 采用双键连接。 查文献表6-1得键二 GB/T 1096-2003 由文献表6-2得.r 键的工作长度 键和刀架轮毂键槽的接触高度 由式6-1）可得 ； 合适） 3.3.3传动轴与皮带轮之间键的设计和校核 查文献表6-1得键 E GB/T 1096

36、-2003 键的工作长度L 一 ； 键和飞轮毂键槽的接触高度 由式6-1）可得 ; 合适） 3.4带轮的设计计算 图3-8粉碎仓带轮 图3-9出料装置带轮 查文献表8-7得工作系数 设计计算功率一 !； 查文献表8-8得小带轮的基准直径 大带轮的基准直径 查文献表8-8取 带速为 中心距 ; 合格） 带所需基准长 选带的基准长度 实际中心距 验算小带轮包角 查文献表8-4a、8-4b得 f ； 查文献表8-5、8-2得_:; W | ;用4根。 3.5出料装置的设计计算 图3-10出料装置 3.5.1螺旋输送叶片的设计计算 由前面可知出料装置1h的理论处理一=一| 所加工塑料瓶的平均密度取 则

37、出料装置1h的理论处理体积；K为塑料粉碎后的膨 胀系数） 螺旋输送叶片的螺距 螺旋输送叶片的总长度 螺旋输送叶片的外径 螺旋输送叶片的内径; 则总圈数.II 螺旋输送叶片的空隙总体积 每旋转一周所排出的加工之后的塑料体积为 处理完1h所加工后的塑料需要的总圈数 ；满足要求 则出料装置的理论转速 3.5.2螺旋输送器的轴承设计 由一1 查文献11表 1-1 选用 GB276-89 1000805 . 4结束语 经过两个月地努力，本次塑料瓶破碎机的设计工作已基本完成。回想大学 四年的学习生活，心中不免多了一份感慨。从这次毕业设计中我深深地体会 到，大学里所学的课程，尤其是专业课程是多么重要。对于机

38、械类专业的学生 而言，毕业设计就是一次将个人过去所学的知识尽可能地应用于实践的锻炼机 会。这不仅是一次应用知识的实践，更是一次非常宝贵的学习机会。 塑料瓶破碎机的设计核心就在刀具和粉碎仓的设计上，这也是本次设计的 难点。由于塑料瓶破碎的工作状态很复杂，无法进行定性和定量地分析，这必 然导致设计的难度大大增加。为了解决这个问题，我们使用了实际状态理想化 和设计参数临界化两种设计参数理想化的理念，并结合个人生活经验和现有的 实验结果进行初步分析和精确计算，最终攻克了这一难关。设计参数理想化需 要进行大量的实践、分析和研究，其重心在于对加工对象的研究和分析。就本 人而言，为获得加工对象的一些重要的参

39、数，还亲自进行了塑料瓶尺寸的测量 工作。尽管测量值未必十分精确，但是对于本次设计中的计算工作却足够有 用。至于制图，的确是一个非常重要的环节，我们之前学习过的 solid works 实 体建模软件和 auto CAD 二维制图软件派上了大用场，为设计节省了不少时间。 材料力学、机械原理、机械设计、大学物理和公差配合 等课程在本次设计的计算和指导方面都起到了至关重要的作用，真正做到了学 以致用！ 当然，在这次设计中我们也走了不少弯路，原因是设计的思路不够清晰， 不知道先做哪些工作后做哪些工作，导致一段时间进入了混乱的局面，耽误了 不少时间。从这次设计中我明白了一个道理。那就是，做任何一个机械的设 计，首先要对加工对象的各方面性质进行有针对性和有价值性地分析，