大红鹰,M40型杂粮磨粉机的设计(带CAD图）带机械图
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大红鹰,M40型杂粮磨粉机的设计(带CAD图）带机械图,大红,M40,杂粮,磨粉机,设计,CAD,机械
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分 类 号 密 级 宁宁波大红鹰学院毕业设计(论文)M40型杂粮磨粉机的设计所在学院机械与电气工程学院专 业机械设计制造及其自动化班 级xx机自x班姓 名学 号指导老师 2017 年 3 月 31 日诚 信 承 诺我谨在此承诺：本人所写的毕业设计（论文）M40型杂粮磨粉机的设计均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： (手签) (手签) 2017 年 3 月 31 日摘 要 M40型杂粮磨粉机，结构简单大方，噪音小，容易操作，粉碎细腻，无粉尘，适用于超市和商场专柜、加工店现场加工各种五谷杂粮，也可用于各种干性药材粉碎。磨粉机靠两块布满齿槽的磨片相对磨动、运转，从而将物料研磨成粉末。主要设计参数：加工能力40kg/h，成品细度100200目。物料经粉碎到所需粒度后，喂料流可直接进入粉碎区，并便于操作人员观察和调整喂料情况；粉碎后的物料对下磨门无喷粉情况，拆换磨辊方便。磨辊轴上的大皮带轮和同步带轮均采用张紧连接，装拆方便。喂料辊离合器采用了摩擦片离合器，喂料辊的动力来源于慢辊。本机的第一级传动电动机到快辊，采用V带传动，轧距调节机构采用单调首轮启动离合轧。关键词：M40型杂粮磨粉机；磨辊；喂料辊；轧距调节机构 AbstractM40 type grain mill, the structure is simple, low noise, easy operation, fine crushing, no dust, suitable for supermarkets and shopping malls counters, shop on-site processing of various cereals, also can be used for a variety of dry herbs. Mill on two pieces of full tooth grinding grinding and relative operation, thus grinding into powder. The main design parameters: processing capacity of 40kg/h, the finished product fineness 100200 mesh.The material is crushed to the desired size, feeding flow directly into the grinding zone, and be convenient for the operator to observe and adjust the feeding condition; the crushed materials for grinding the door without dusting, convenient replacement of grinding roller. The large belt pulley and the synchronous belt wheel on the grinding roller shaft are all connected by tension. Feeding roller clutch with friction clutch, roller feeding power source to slow roll. The first stage of the machine - the motor to the fast roller, the use of V belt transmission, rolling distance adjustment mechanism using the first round of the clutch start rolling.Keywords: M40 type grain mill; grinding roll; feeding roller; rolling distance regulating mechanism 目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 前言11.2 M40型杂粮磨粉机工作原理11.3 M40型杂粮磨粉机结构特征2第2章 M40型杂粮磨粉机工作原理与主要结构32.1 工作原理32.1.1 外形32.1.2 机架相关设计32.1.3 磨辊及其支承42.1.4 磨辊与轴系零件的连接52.1.5 结构特点52.1.6 喂料辊及其有关尺寸参数的确定62.1.7 光辊的表面参数62.2 传动系统72.2.1 快辊拖动72.2.2 辊间传动72.2.3 喂料辊传动8第3章 M40型杂粮磨粉机主要部分设计103.1 动力计算、选配电机103.2 V带传动设计103.3 双面圆弧齿同步带的设计113.4 喂料辊齿轮传动设计计算123.4.1 选用齿轮类型、精度等级、材料及齿数123.4.2 按齿根弯曲强度设计143.4.3 几何尺寸计算153.5 磨辊设计163.6 磨辊受力分析及校核163.7 磨辊轴承的选择与计算183.7.1 磨辊轴承的选择183.7.2 轴承校核设计183.8 磨辊轴与轴体过盈量和压入力的计算193.9 喂料辊动力消耗计算203.10 喂料辊同步带传动设计213.11 料门机构设计223.12 轧调机构设计22结论24参考文献25S致 谢27第2章 M40型杂粮磨粉机工作原理与主要结构第1章 绪论 1.1 前言粉机行业飞速猛进的发展，涌现出了一批又一批精英企业，从粉体生产、应用和设备制造的科研开发进展速度非常快，不断有新设备、新产品在市场上出现，显示出旺盛的生机和活力。随着中国经济突飞猛进的发展，M40型杂粮磨粉机设备在其工程项目领地必定会发挥其至关重要的作用。如今的矿山机械M40型杂粮磨粉机行业已经走过了依靠低廉劳动力优势和牺牲环境为代价的粗放式发展阶段，顺应国际低碳经济发展趋势，M40型杂粮磨粉机行业正在积极地向着探索节能环保的发展路径。这不仅是各级政府需要进一步转变观念的事情，也是广大M40型杂粮磨粉机生产制造企业需要进一步解放思想，开阔视野，更需要以国际化的战略眼光来对待产业的发展。发达国家对杂粮M40型杂粮磨粉机技术与装备的研究开发，起步早、投入大、发展快，早已实现了专用化、标准化和系列化。中国对杂粮M40型杂粮磨粉机机械化收获的研制虽较早，但发展十分缓慢，近年来，随着杂粮M40型杂粮磨粉机机械市场需求的不断趋旺，杂粮M40型杂粮磨粉机机械的研究开发进入了一个新的发展时期。1.2 M40型杂粮磨粉机工作原理M40型杂粮磨粉机由主机、分析机、鼓风机、成品旋风分离器、管道装置、电机等组成。其中主机由机架、进风蜗壳、铲刀、磨辊、磨环、罩壳及电机组成。辅助设备有颚式破碎机、畚斗提升机、电磁振动给料机、电控柜等，用户可以根据现场情况灵活选择。物料经粉碎到所需粒度后，由提升机将物料送至储料斗，再经振动给料机将料均匀连续的送入主机磨室内，由于旋转时离心力作用，磨辊向外摆动，紧压于磨环，铲刀铲起物料送到磨辊与磨环之间，因磨辊的滚动而达到粉碎目的。物料研磨后的细粉随鼓风机的循环风被带入分析机进行分选，细度过粗的物料落回重磨，合格细粉则随气流进入成品旋风集粉器，经出粉管排出，即为成品。在雷蒙磨磨室内因被磨物料中有一定的水分，研磨时生热，水气蒸发，以及整机各管道接口不严密，外界气体被吸入，使循环气压增高，保证磨机在负压状态下工作,所增加的气流量通过余风管排入除尘器，被净化后排入大气。1.3 M40型杂粮磨粉机结构特征1、立体结构，占地面积小，成套性强，从块料到成品粉子独立自成一个生产体系；2、成品粉子细度均匀，通筛率99%，这是其它磨粉设备难以具备的；3、机传动装置采用密闭齿轮箱和带轮，传动平稳，运行可靠；4、重要部件均采用优质钢材，耐磨件均采用高性能耐磨材料，整机耐磨性能高，运行可靠；5、电气系统采用集中控制，磨粉车间基本可实现无人作业，并且维修方便。高压悬辊M40型杂粮磨粉机适用范围：高压悬辊磨机用于粉碎重晶石、石灰石、陶瓷、矿渣等莫氏硬度不大于9.3级，湿度在6% 以下的非易燃易爆的矿山、冶金、化工、建材等行业280多种物料的高细制粉加工，成品粒度在 80-425目范围调节（最细1000 目）。该机可通过添加特殊装置，可生产出 30-80 目的粗粉。高压M40型杂粮磨粉机主机内，磨辊吊架上紧固有1000-1500公斤压力的高压弹簧。开始工作后，磨辊围绕主轴旋转，并在高压弹簧与离心力的双重作用下，紧贴磨环转动，其转动压力比同等动力条件下的雷蒙M40型杂粮磨粉机高1.2倍，故产量大为提高。 当被磨物料进入磨腔后，由铲刀铲起送入磨辊与磨环之间进行碾压，碾压后的粉子随鼓风机的循环风带入分析机，合格细粉随气流进入旋风集粉器收集即为成品，大颗粒物粒落回重磨。循环风返回鼓风机再重复以上过程，余风则进入袋式除尘器净化。当磨辊与磨环达到一定磨损后，调整高压弹簧长度，保持磨辊与磨环之间恒定碾压力。从而保证稳定的产量与细度。第2章 M40型杂粮磨粉机工作原理与主要结构2.1 工作原理 M40型杂粮磨粉机，结构简单大方，噪音小，容易操作，粉碎细腻，无粉尘，适用于超市和商场专柜、加工店现场加工各种五谷杂粮，也可用于各种干性药材粉碎。磨粉机靠两块布满齿槽的磨片相对磨动、运转，从而将物料研磨成粉末。此次设计的M40型杂粮磨粉机工作原理是利用一对平置等径不等速相向旋转的齿辊（或光辊），以剪切、挤压、研磨（或挤压和研磨）的方法将物料粉碎。主要设计参数：加工能力40kg/h，成品细度100200目。M40型杂粮磨粉机的第一级传动电机到大皮带轮，采用V带传动；两个喂料辊间采用齿轮传动，轧距调节机构采用单调手轮启动离合轧，而且保安装置就是利用本气缸。磨辊采用一台电动机独立驱动，电动机通过 V 带一级减速直接拖动快辊。快慢辊之间采用同步齿形带传动。双面齿形带传动比精确，结构也能自动适应离合轧和轧距调节所引起的快慢辊中心距变化；当磨辊磨损引起较大的中心距变化时，可通过调节张紧轮补偿。改变快慢辊带轮的齿数，可方便地提供多种传动比。2.1.1 外形目前， M40型杂粮磨粉机的外形有：敞开式，半封闭式,全封闭式三种。本机采用全封闭式外形，所谓全封闭是指整个M40型杂粮磨粉机除快辊皮带轮外，均布置在密封罩内，它的优越性在于避免敞开式和半封闭式的缺点， 使零、部件得到良好的保护，而且操作安全可靠，机器美观， 车间卫生清洁，改善了工人的工作环境。2.1.2 机架相关设计目前国内外M40型杂粮磨粉机的机架制造方式有三种：即整体铸造、墙板拼装和焊接墙板机架。整体铸造机架：其整体性和刚性好，节省切削加工工时，而且产品质量稳定，可以说百年不坏。但是，机架铸造困难，而且铸造技术要求高，成本高，不利于M40型杂粮磨粉机的系列化。墙板拼装式机架：铸件体积小，尺寸小，便于制造，成本低，便于安排其他零部件， 便于实现全封闭， 而且有利于M40型杂粮磨粉机的系列化。但是， 机架刚度差，容易变形， 切削加工的工作量大。焊接式机架：其生产周期短， 重量轻，成品率高。但是， 焊接技术要求高， 焊接后产生变形及应力及中， 必须进行热处理以消除应力及中。综合考虑以上各种机架的优缺点， 本机采用墙板拼装式机架。料筒：料筒采用有机玻璃，可以观察进料情况，而且质轻美观。上磨门：采用有机玻璃，这样可以观察到喂料辊转动及料流等情况。下磨门：采用A3钢板制造，下磨门和下撑挡用铰支轴连接，与上撑挡用磁铁吸住。此结构简单，实用性强，而且便于开启、关闭。罩壳：罩壳采用A3钢板冲压、焊接制成。侧面罩壳分为上、下、左、右四块，此结构简单，拆装方便。当仅需观察传动情况时，只要向上打开上罩壳即可，不必把它卸掉。2.1.3 磨辊及其支承磨辊：辊体是空心的，外层为冷硬铸铁，内层为普通灰口铸铁，采用离心两次浇筑成型。辊轴采用碳钢45钢。辊体和辊轴二者过盈配合，加工配合面后用压力机将辊轴压入辊体，然后再进行机加工。支承：传统M40型杂粮磨粉机中，磨辊的支承多采用滑动轴承。滑动轴承承受磨辊振动和冲击载荷的能力强，寿命长，滑动轴承的径向尺寸小，周向尺寸长，正适合在M40型杂粮磨粉机墙板上安排，滑动轴承对拆装磨辊方便，而且易于实现自位。但是滑动轴承也有它的不足之处，其摩擦严重，带来的后果是M40型杂粮磨粉机的消耗功率大，轴承发热严重，甚至发生烧坏轴承的事故，滑动轴承精度低， 难以保证辊间轧距的稳定性，因此后道M40型杂粮磨粉机上（轧距仅百分之几毫米）会产生空辊打击事故，轴瓦磨损后有径向间隙，更不利于定心，磨辊运转时产生径向跳动。滑动轴承需要稀油润滑，容易污染面粉，不符合卫生要求， 而且要用宝贵的有色金属。现代M40型杂粮磨粉机几乎全部采用滚动轴承， 其摩擦损失小，发热小，对减少M40型杂粮磨粉机的功率消耗有很大的作用。滚动轴承的回转精度高， 可保持快、慢辊间有稳定的轧距。滚动轴承供应充足，可节约稀有金属。滚动轴承采用黄油脂润滑， 基本上不存在污染问题。但是滚动轴承也有缺点，其承受磨辊振动和冲击载荷的能力较差，寿命短。滚动轴承的径向尺寸大，在M40型杂粮磨粉机上安排较困难，而且对拆装磨辊较为困难。综合考虑上述两种轴承，本机选用双列向心球面滚子轴承。此轴承有自位性能，而且承受载荷较大。为了便于装拆磨辊， 在轴承内圈和磨辊之间加了紧钉锥套。轴承座为整体式，慢辊轴承座固定在牛腿上， 快辊轴承座固定在墙板上。2.1.4 磨辊与轴系零件的连接绝大多数M40型杂粮磨粉机上，磨辊与轴系零件大带轮及同步轮的连接采用键。虽然键连接具有简单、紧凑、可靠、成本低的优点。但是，键槽减少了被连件的承载面积，特别是会引起高度的应力集中，被连件也难以获得精确的定心， 而且装拆也不方便。本机采用弹性环连接。弹性环连接的定心性好，轮毂可以相对于轴紧固在任意轴向位置上， 装拆方便， 只要把紧固螺钉松开，弹性环连接避免轴因键槽等原因而削弱， 承载能力高，可获得紧密的连接，而且有安全保护作用。只要过载，内、外环就会打滑，形成相对转动，避免零件损怀。磨轴与轴承通过紧定套连接，这样有利于装拆轴承。慢辊与喂料辊三角带轮的连接用螺钉，也便于装拆。2.1.5 结构特点本机的设计综合了国内外先进M40型杂粮磨粉机的优点，并对某些结构进行了改进，使其更加完善，可以说使一台先进的M40型杂粮磨粉机。本机的结构简单、紧凑，实用性强，装、拆、检修方便，而且各个结构的尺寸都比较小。本机磨辊内平置，其喂料性能好；喂料流可直接进入粉碎区， 并便于操作人员观察和调整喂料情况；粉碎后的物料对下磨门无喷粉情况，拆换磨辊方便。磨辊轴上的大皮带轮和同步带轮均采用弹性换联结，装拆方便。磨辊传动采用源弧形双面同步齿形带，而且把改向轮和张紧轮合为一个改向张紧轮，其结构简单、紧凑，赶得上国际先进水平。喂料辊离合器采用了摩擦片离合器（气动离合），喂料辊的动力来源于慢辊，这些都达到了国际先进水平。本机的第一级传动电机到大皮带轮，采用V带传动，；两个喂料辊间采用齿轮传动，轧距调节机构采用单调手轮启动离合轧，而且保安装置就是利用本气缸。综上所述，本机具有以下特征：1.磨辊水平排列便于物料进入磨辊缝隙；2.磨膛吸风可提高光棍的转速，从而提高产量；3.磨辊传动采用V带；4.采用可调的、标准的自动调心滚子轴承，以保证精确的同心回转；5.采用玻璃钢整体外壳结构，密闭性好，噪音小。2.1.6 喂料辊及其有关尺寸参数的确定辊体材料及其制造方法：喂料辊采用20号无缝钢管制成。辊径的确定：根据经验数据，分流辊直径为7090mm，初定一辊径，再通过理论计算，得出亮辊径都为75mm。齿形的确定：齿形根据不同工艺要求，具体确定不同的皮磨机心磨的齿形。如果物料的散落性不好，应将上辊（定量辊）改为铰龙。2.1.7 光辊的表面参数光辊主要用于磨制高等级面粉时的心磨系统。光辊对物料的挤压力，剪切力小，因此容易将胚乳研磨成细粉，并保持麸片的完整。光辊的表面参数主要有粗糙度、硬度中凸度或锥度等。磨辊辊面磨光后的粗糙粗为0.08um,光辊辊面的磨光后要进行喷砂处理，以消除辊面光泽，并形成新的辊面粗糙度，借以提高辊面与物料的摩擦力，提高研磨效果。光辊的硬度应低于齿辊，以易于喷砂处理，并使磨辊的磨损以微粒脱落的形式进行，保证辊面能形成研磨粗糙度，一般为1.5-2.5um.如果辊面硬度太高，会使喷砂困难，且磨辊磨损过程中易形成镜面光。光辊工作室的轧距较小（0.07-0.5mm）,但辊间压力较大，磨辊会产生一定的弯曲变形，这样轧距就会出现中间大两端小的现象，造成粉碎效果的不均与和下降，甚至导致M40型杂粮磨粉机不能正常工作。为了补偿磨辊的弯曲变形，目前最常用的方法就是将辊面加工成中凸或两端带锥度的形状，如图 1 所示。 图1 光辊的中凸度和锥度 Figure 1 Roll for the crown and taper 左图：中凸度 右图：锥度 Figure left: Convex degrees Figure right: Taper2.2 传动系统2.2.1 快辊拖动快辊是由电机通过带传动的，主要设计参数：加工能力40kg/h，成品细度100200目。2.2.2 辊间传动功能要求：M40型杂粮磨粉机快、慢辊间传动装置必须保证快、慢辊有较为准确的传动比，能适应磨辊辊径的变化及轧距调节所引起的快、慢辊中心的变化，有一定的使用寿命，而且噪音要小，传动件在磨辊轴上应便于安装拆卸，为了适应研磨不同的物料，快慢辊间应有不同的速比。M40型杂粮磨粉机的辊间传动机构在空载时起传动作用；在负载时， 由于封闭功率的存在，其定速作用。负载时， 存在封闭功率，使辊间传动带（或链）的松紧边对调转化，带轮齿的非啮合面磨损，M40型杂粮磨粉机传动件的寿命降低，所以封闭循环功率是传动零件的设计依据。传动方式的比较确定：目前，国内外M40型杂粮磨粉机辊间传动方式有：皮带传动，齿轮传动及双面同步齿形带传动。 皮带传动：皮带传动的动力大，M40型杂粮磨粉机的粉碎能力大，产量大， 不需要润滑，减小了污染性，对主、从动轮中心距变化的适应能力强，松和闸对皮带的传动性能影响较小，工作中的噪音小。但是，皮带传动的速比不准确，传动效率低， 而且结构齿寸大，还不安全。所以使得它在M40型杂粮磨粉机上的使用越来越少，已逐渐被淘汰。齿轮传动：齿轮传动的功率大， 传动比准确， 结构简单紧凑， 便于密封，操作安全。 但是， 齿轮传动对中心距的要求严格，因此松合闸对传动性能的影响较大，噪音大， 寿命低，需要系由润滑， 而且因为有齿轮箱密封， 所以显得笨重。对于一台M40型杂粮磨粉机， 要适应不同的辊径， 必须要有几套齿轮备用。 对于M40型杂粮磨粉机传动的齿轮还有特殊的要求：合闸时， 齿轮处于是最佳工作状态的中心距工作， 为了减小松合闸时齿轮因中心距偏大所产生的噪音， 必须用加长齿齿轮。双面同步齿形带传动：双面同步齿形带传动集齿轮传动合带传动的优点于一身。其传动效率高，节能效果高， 经济效益好，带与齿形轮之间往返间隙小，严格同步，不打滑，传动比准确，角速度恒定，不需润滑油， 既节省油又不会产生污染，使用寿命长而且不需维修保养， 使用速度范围大，因其轻而离心力小，所以可高速传动，也可低速高扭矩传动。 带的使用伸长非常小， 初张力也很小，带的运转生热小，还可以延长电机和轴承的使用寿命，由于是圆弧齿， 所以啮合圆滑， 传动平稳， 有一定的吸振作用，噪音小。 负载容量范围大， 整体结构简单，尺寸也较小。 由于目前皆采用四个轮子传动，所以结构尺寸相对而言较大， 而改成三个轮子（把改向轮和张紧轮合为一个轮子改向张紧轮），结构尺寸更小，更为紧凑，在整机上更便于安排。综上所述， 本机辊间传动采用双面同步齿形带传动。2.2.3 喂料辊传动动力来源：传统的M40型杂粮磨粉机的动力来源都从快辊传递，由于快辊转速较高， 而分流辊的转速较低，所以必须配置减速箱，它不仅结构复杂， 而且安装也复杂，增加了成本。本机的动力来源于慢辊， 由于慢辊由磨辊传动机构减速了一级， 传到分流辊再减速一级， 就不用减速箱了， 所以其结构简单、紧凑。张紧问题：目前， 国内外的M40型杂粮磨粉机喂料辊传动皆有张紧轮张紧， 而本机利用巧妙的结构安排解决了张紧问题， 并不需要用专门的张紧装置， 所以结构得到了简化。离合器：M40型杂粮磨粉机多采用牙嵌式离合器， 它靠一套杠杆进行工作， 其灵敏度存在一些问题， 而且结构较复杂。本机采用摩擦片气动离合器， 由膜片气缸控制， 本机本来就是气压M40型杂粮磨粉机，所以气源充足， 而且其灵敏度高，结构简单、紧凑。 前后辊传动方式：本机喂料辊前后辊传动采用单面同步齿形带传动.传动示意图：27第3章 M40型杂粮磨粉机主要部件设计 第3章 M40型杂粮磨粉机主要部分设计3.1 动力计算、选配电机由带传动比为：24，为了防止打滑，增大带轮包角，传动比尽量取小。电动机转速：n= (24) 750=15003000r/m符合这一范围的同步速度为：1500r/m，按照所需的额定功率及同步转速的要求选定电动机的型号为:Y123S4。其主要参数：3.2 V带传动设计（1）选择V带的带型：根据文献1表8-7查的工作情况系数，计算功率：根据、n由文献2图8-11选带型号：选A型带（2）确定带轮的基准直径。由文献2表8-6和表8-8，取小带轮的基准直径。验算带速v。按文献2式8-13验算带的速度：v=在525m/s的范围内。（3）计算大带轮的基准直径。根据文献2式8-15a，计算大带轮的基准直径：根据文献2表8-8，圆整为。（4）确定V带的中心距a和基准长度根据文献2式8-20，初定中心距 400mm。由文献2式8-22计算带所需的基准长度由文献2表8-2选带的基准长度按文献2式8-23计算实际中心距。中心距的变化范围为393450mm。（5）验算小带轮上的包角。（6）计算带的根数 z计算单根带的额定功率。由和，查文献2表8-4a得。根据，和 型带，查文献2表8-4b得查文献2表8-5得，查文献1表8-2得，于是计算带的根数。取根。（7）计算单根带的初拉力的最小值由文献2表得型带的单位长度质量所以（8）带轮结构的设计带轮的材料选用。根据轴径的大小，选择带轮孔径，大带轮孔径，小带轮孔径。3.3 双面圆弧齿同步带的设计(1) 确定设计功率 取，计算得。（2）选择带型按，根据图，选型。（3）确定带轮直径确定带轮齿数：小带轮齿数按原则确定，根据表 选。大带轮直径。带轮节圆直径、和带轮外径、由中表查得。，。 （4）确定带的基本额定功率根据中表，查得（5）确定带的额定功率带的额定功率按中式计算：查，,。（6）确定带和带轮的宽度按的原则选择带轮的宽度，则：式中见表中选择标准，计算得。按计算结果从表中选择标准，并从表中确定带轮宽度，。3.4 喂料辊齿轮传动设计计算3.4.1 选用齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）M40型杂粮磨粉机为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）。（2）材料选择。由文献2表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬 为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS。（3）选小齿轮齿数Z1=20，大齿轮齿Z2=iZ1=45。按齿面接触强度设计按文献2式（10-9a）进行试算，即（1）确定公式内的各计算数值1）试选载荷系数Kt=1.1。2）计算小齿轮传递的转矩。3）由文献2表10-7选取齿宽系数d=0.6。4）由文献2查得材料的弹性影响系数ZE=189.8Mpa1/2。5) 由文献2图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限aH1iml=600Mpa；大齿轮的接触疲劳强度极限aH1iml=550Mpa。6）由文献2式10-13计算应力循环次数。N1=60n1jLh=60801（300815）=1.728108（次）N2=1.728108/2.25=7.68107（次）7)由文献2图10-19取接触疲劳寿命系数KHN1=1.15，KHN2=1.17。8）计算接触疲劳许用应力取失效率为1%，安全系数S=1，由文献式（10-12）得：H1=KHN11im1/S=1.15600=690MpaH2=KHN21im2/S=1.17550=643.5Mpa（2）计算1）计算小齿轮分度圆的直径d1t，代入H中较小的值。2）计算圆周速度。3）计算齿宽b及模数mnt。齿宽b=dd1t=0.665.396mm=39.24mm模数mnt=d1t/z1=2.779mm齿高h=2.25mnt=2.252.779/6.25=6.28齿宽与齿高之比b/h=39.24/6.25=6.284）计算载荷系数K。根据V=0.23m/s，7级精度，由文献2图10-8查得动载系数Kv=1.05；直齿轮，Kha= Kha=1；由文献2表10-2查的使用系数KA=1；由文献2表10-4用插值法查的7级精度、小齿轮悬臂布置时，KH=1.35。由b/h=6.28，KH=1.35查文献图10-13得KH=1.28；故载荷系数K=KAKVKHa KH=11.05 KH=1.351 KH=1.351.35=1.4186）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由文献2得7）计算模数mn。Mn=d1/z1=3.02mm3.4.2 按齿根弯曲强度设计由文献2式（10-5）得弯曲强度的设计公式为（1）确定公式内的各计算数值1）由文献210-20c查的小齿轮的弯曲疲劳强度极限FE1=500Mpa；大齿轮的弯曲强度极限FE1=380Mpa；2）由文献2图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN1=0.85，KFN2=0.88；3）计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数S=1.3，由文献图式（10-12）得4）计算载荷系数K。K=KAKVKFaKF=11.0511.28=1.3445）查取齿形系数。由文献2表10-5查得YFa1=2.80；YFa2=2.356）查取应力校正系数。由文献2表10-5查得YSa1=1.55；YSa2=1.68.7)计算大、小齿轮的YFaYFsa/F并加以比较。大齿轮的数值大。（2）设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取弯曲强度算得的模数1.83并就近圆整为标准值m=2mm，按接触强度算得的分度圆直径d1=60.489mm，算出小齿轮齿数Z1=d1/m=60.489/230Z2=2.2530=67.5，取Z2=68。3.4.3 几何尺寸计算（1）计算分度圆直径d1=Z1m=302mm=60mmd2=Z2m=682mm=136mm（2）计算中心距a=（d1+d2）/2=98mm（3）计算齿轮宽度取B2=40mm，B1=45mm。3.5 磨辊设计初步计算磨辊轴的结构尺寸：根据文献1式（15-2），磨辊轴为实心轴，按扭转强度： A=103126， 取A=110；P=5.23kw n=750rpm计算得：d=21.02mm；按扭转刚度： 取B=109， 得：d=31.49mm， 取整d=32mm。同样的方法，对另一轴可得：d=41.45mm。故取：d=42mm。3.6 磨辊受力分析及校核初步计算磨辊轴的结构尺寸：根据查文献1式（15-2），磨辊轴为实心轴，按扭转强度： 取A=110；P=5.23kw n=750rpm计算得：d=21.02mm按扭转刚度： 取B=109，得：d=31.49mm,取整d=32mm.同样的方法，对另一轴可得： d=42mm磨辊受力分析时，略去磨辊齿形及斜度的影响；略去磨辊支承处的摩擦阻力；略去三角带传动的损失；略去喂料传动中三角带轮的作用力。以快辊受力分析为例：（1）辊压力：P=qL=121030.35=4200N；（2）同步齿形带张力产生的力矩：（3）通过物料对快辊的摩擦力（均布辊长上）：FK=Pk=42000.43=1806N；（4）慢辊齿形带对快辊齿形带的拉力（张紧力）：T0=1000P/t/vkgf=357.29kgf；（5）张紧力产生的扭矩（6）电机输入扭矩（7）三角带轮作用在辊轴上的力Q=1553N；（8）磨辊重量G=990.5N；（9）快辊齿形带轮的重量G1=106.5N；（10）快辊三角带轮上的扭矩 M1=36.68Nm。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图中可以看出截面C是轴的危险截面。现计算出截图图 3 快辊轴的载荷分析图Figure 3 Fast roller load analysis diagram3.7 磨辊轴承的选择与计算3.7.1 磨辊轴承的选择根据分析，采用双列向心球面圆柱滚子轴承，因为M40型杂粮磨粉机冲击载荷很小，又考虑到间小轴承座的直径，所以采用轻宽系列的轴承。由于采用了紧定锥套，所以轴承内径，查机械设计手册，外径，轴承型号为（22209C/W33）的双列向心球面圆柱滚子轴承。3.7.2 轴承校核设计快慢辊共有四个轴承，只要校核受力最大的一个就可以了，现对慢辊A端的轴承进行校核。（1）计算动载荷C： （对于向心圆柱滚子轴承） 因无冲击，查文献4中表6-4，取1.2，e=0.27 双列向心球面圆柱滚子轴承 因连续工作，故取最大值。 故所选用的四个轴承都合格。 2）寿命校核. ，由查文献4，查p=8580(N) 一年按300天工作，一天工作10小时.（年）所以四个轴承全用113518型，非常合理。3.8 磨辊轴与轴体过盈量和压入力的计算1）由公式确定配合所需压力强度 P: -最大扭矩 磨辊传递的最大扭矩为，为安全起见，取安全系数为2，f取0.08 : 磨辊体与轴的配合长度（m）； : 轴的配合段直径（cm）； : 装配系数，用压入法时，取0.08；2）由文献4中公式确定最小计算过盈（有效过盈） ：由于辊体与轴的材料不同，所以 由文献4表1-8查得：由用插入法得：3）由公式确定最小配合过盈 ，并根据选配合： 转查 由公差配合表取优选配合 最大过盈，最小过盈4）由公式计算最大计算过盈：5）由公式计算最大过盈时的强度： 6）由公式验算配合件的强度 被包容件： 包容件： 所以当时包容件产生塑性变形，而实际上得到最小或最大过盈的机会是很少的。因此，按计算零件强度时，若产生不大的塑性变形是允许的。7）计算不发生塑性变形时的表面极限压力强度 被包容件： 8）计算压入力 ： 因为 ，采用压入法时， 所以用43.8吨的压力可将轴压入。3.9 喂料辊动力消耗计算 根据其结构，其输出功率的计算公式，为： 式中：-消耗于喂料系统喂料运动的功率. -传动副的总机械效率. 可取： -系统消耗于空转的率. 对于双辊喂料，一般可取2W/cm辊长，则 式中：泵壳内各轴的平均直径，取30cm. 壳内所有各轴的.转速之和. 系数，根据结构差异一般可取3-5. 系数,根据辊长及轴承结构不同，一般可取8-10. 润滑油粘度影响系数，取为1. 前后喂料辊的平均直径. 分流辊转速. 定量辊转速. 3.10 喂料辊同步带传动设计 选择带轮和带长，确定中心距： 根据其传递功率，选5M圆弧形齿同步带，已知传动比为3 选择小带轮齿数 ，则 大带轮齿数 大带轮节圆直径 小带轮节圆直径 根据已知的传动条件，选择中心距 计算小带轮包角 带长 该长度在400450之间，选取430mm 中心距： 计算带宽： 根据小带轮齿数和转速，从表27中查出基准功率传动容量 啮合齿数： ， 查表得 啮合系数 带宽系数： 根据带宽系数 值，查表，得带宽为20mm3.11 料门机构设计 料门的开启采用自动开启式，就是喂料辊转动处于喂料状态时，料门自动开启，而当喂料辊停转处于断料状态时，料门自动关闭。主要优点是：当喂料机构停止喂料时，能有效地防止物料颗粒在外界因素的干扰下，自流落入粉碎区。本机料门由拉伸弹簧控制，其工作原理：当物料达到一定的重量时，弹簧被拉伸，料门开启，当物料重量增大时，料门开启程度增大，反之，料门关闭。此料门机构结构简单，设计成本低廉，普遍使用与各种小型M40型杂粮磨粉机。3.12 轧调机构设计本机构为平面四杆机构，属于双摇杆机构，单调摇臂为主动摇杆，慢辊摇臂为从动摇杆根据慢辊尺寸及箱体内的空间位置，初选慢辊摇臂有效长度为，主动摇杆部分，气缸增力部分，连杆。两固定铰链长度验算压力角此机构是否具有良好的传力性能，可以用压力角的大小来衡量。在机构中，压力角随着机构的位置的改变而变化。压力角越小，机构的传力性能就越好。气缸有效行程主动摇杆的行程角度气缸增力比作机构简图可知，在松闸状态时，压力角，当闸紧时，压力角作机构简图可知，在松闸状态时，压力角此杆长设计符合要求。结论本课题结合目前国小型家用多功能M40型杂粮磨粉机的研究现状和发展方向，具体阐述了一种小型家用多功能M40型杂粮磨粉机开发过程。本文主要完成的工作如下：1、小型家用多功能M40型杂粮磨粉机结构方案的确定。分析了小型家用多功能M40型杂粮磨粉机的特点，确定了小型家用多功能M40型杂粮磨粉机基本结构，并确定其基本尺寸。2、确定了小型家用多功能M40型杂粮磨粉机技术指标及参数。对该小型家用多功能M40型杂粮磨粉机进行了计算。3、零件的刚度和寿命计算与校核。对各个已设计零件进行刚度和寿命计算，确保满足使用要求，使该小型家用多功能M40型杂粮磨粉机有足够的可靠性。通过本次毕业设计，不仅把大学所学到的理论知识很好的运用到毕业设计中，而且培养了自己认真思考的能力，在处理问题时有了新的认识和方法，并加强了和同学之间进行探讨和解决问题的能力。展望:希望能将这套设计应用到具体实践当中,通过实践来验证理论的正确性。通过理论知识与具体实践结合起来，才能真正把一门知识应用起来。参考文献1 张建民.机电一体化系统设计M.高等教育出版社，2001（2）：4549.2 冯开平，左宗义.画法几何与机械制图M.华南理工大学出版社，2005（3）：5160.3 顾崇衔.机械制造工艺
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