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1、河南机电高等专科学校毕业设计说明书设计题目：基于SolidWorks的锤片式饲料粉碎机的设计系 部： 专 业： 班 级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2014年 3月15日 河南机电高等专科学校毕业设计 摘 要锤片式粉碎机作为中碎饲料粉碎设备的主要粉碎机械。具有通用性广、效率高、粉碎质量好、操作维修方便、动力消耗低等优点，得到广泛的应用和发展。此锤片式饲料粉碎机设计采用切向进料，自重落料，水滴形粉碎室，额定生产能力为，能耗比为5065公斤/度电，配置功率为3kw左右，符合环卫指标，以粉碎谷物为主，兼顾饼谷和秸秆，通用性强适合农户及小型养殖厂使用，具有低吨电耗、高筛分效率、结构简单、造价便
2、宜的特点。对锤片式粉碎机设计之后，进一步借重计算机辅助设计软件SolidWorks建模仿真，使设计更加直观科学。关键词：锤片式粉碎机 计算机辅助设计 SolidWorks建模与仿真ABSTRACTHammer mill as the main crushing machinery crushing grinding equipment. Has wide applicability, high efficiency, good grinding quality, convenient maintenance and repair, low power consumption, is widel
3、y used and developed. This feed hammer grinder design with tangential feeding, self-weight blanking, dripping pulverizing room, rated production capacity, energy consumption ratio is 50 - 65 kg / kWh, allocation of power is about 3KW, meet the sanitation index, to crush grain bread, both Valley and
4、straw, strong universality for farmers and small farms use, has the characteristics of low power consumption, tons of high screening efficiency, simple structure, cheap cost.After the hammer mill design, further use of computer aided design software PRO/E modeling and simulation, to make the design
5、more intuitive science.Key words: Hammer mill Computer aided design SolidWorks modeling and simulationI 河南机电高等专科学校毕业设计 目 录摘 要.I第1章 绪 论.11.1饲料粉碎的目的与要求.21.2粉碎粒度及其它指标.21.3粉碎方法和粉碎理论.31.4饲料粉碎设备.6第2章 锤片式粉碎机.82.1锤片式粉碎机的种类.82.2粉碎机的构造与粉碎机理.92.3主要工作部件.92.4影响锤片式粉碎机效率的因素.132.5锤片式粉碎机的使用.152.6锤片式粉碎机发展趋势.15第3章 总体方
6、案选择与设计.173.1总体方案.173.2粉碎室参数确定.183.3主要性能指标计算.193.4配套功率和电机的选择.20第4章 轴和轴承的相关设计.254.1轴的结构设计.214.2主轴的校核.224.3滚动轴承寿命计算.274.4滚动轴承润滑方式的选择.284.5连接键的选择和计算.28第5章 转子的设计计算.305.1锤片的设计.305.2锤片架的设计.32第6章 组合筛的设计.366.1组合筛的结构和原理分析.366.2筛片的设计与选择.38第7章 零件的装配.407.1SolidWorks软件简介.407.2主要零件的建模.407.3零件的装配.41总结.43致谢.45参考文献.4
7、6 河南机电高等专科学校毕业设计 绪 论粉碎是用机械的方法克服固体物料的内聚力，从而使之破碎的一种操作方法。饲料原料的粉碎是饲料加工过程中的最主要的工序之一。它是影响饲料质量、产量、电耗和加工成本的重要因素。因此，合理选用先进的粉碎设备、设计最佳的工艺路线、正确使用粉碎设备，对于饲料生产企业至关重要。第一章1.1饲料粉碎的目的与要求1.1.1粉碎目的饲料粉碎能增加饲料的表面积，有利于动物的消化和吸收；减小了颗粒尺寸，能有效改善干物质、蛋白质和能量的消化和吸收，降低料肉比。改善和提高物料的加工性能。通过粉碎可使物料的粒度基本一致，减少混合均匀后的物料分级。添加剂及其载体，只有粉碎到一定的程度，保
8、证其有足够的粒子数，才能满足混合均匀度要求；对于制粒加工工艺，粉碎物料的粒度必须考虑粉碎粒度与颗粒饲料的相互作用，粉碎的粒度会影响颗粒的耐久性和水产饲料在水中的稳定性。1.1.2粉碎粒度要求对于不同的饲养对象、不同的饲养阶段，饲料需求差异较大。在饲料加工过程中，首先要满足动物对粒度的基本要求，再考虑其它指标。1.2粉碎粒度及其它指标1.2.1粒度物料颗粒的大小称之粒度，它是粉碎程度的代表性尺寸。对于球形颗粒来说，其粒度即为直径。对于非球形颗粒，则有的以面积、体积或质量为基准的各种名义粒度表示法。在饲料行业一般采用粒度来表示物料的粒径。1.2.2粉碎粒度的测定确定散粒体的组成，有平面筛筛分法、显
9、微镜法和沉降法等多种方法。在饲料行业，除对个别微小的组分因粒度极微，采用显微镜法外，通常采用筛分法。1.2.3粉碎比物料粉碎前后的粒度比称为粉碎比或粉碎度。它主要是指粉碎前后的粒度变化，同时近似反映出粉碎设备的作业情况。一般粉碎设备的粉碎比为330，但微粉碎和超微粉碎远远超过这个范围，达到3001000以上。对于一定性质的物料来说，粉碎比是确定粉碎作业程度、选择设备类型和尺寸的主要根据之一。对于大颗粒物料粉碎成细粉的粉碎操作，如要通过一次粉碎完成则粉碎比太大，设备的利用率低，故通常分成若干级，每级完成一定的粉碎比。这时可用总粉碎比来表示，它是物料经几道粉碎后各道粉碎比的总和。1.2.4目数目是
10、指每平方英寸筛网上的空眼数目，50目就是指每平方英寸上的孔眼是50个，500目就是500个，目数越高，孔眼越多。除了表示筛网的孔眼外，它同时用于表示能够通过筛网的粒子的粒径，目数越高，粒径越小。粉体颗粒大小称颗粒粒度。由于颗粒形状很复杂，通常有筛分粒度、沉降粒度、等效体积粒度、等效表面积粒度等几种表示方法。筛分粒度就是颗粒可以通过筛网的筛孔尺寸，以1英寸（25.4mm）宽度的筛网内的筛孔数表示，因而称之为“目数”。目前在国内外尚未有统一的粉体粒度技术标准，各个企业都有自己的粒度指标定义和表示方法。在不同国家、不同行业的筛网规格有不同的标准，因此“目”的含义也难以统一。图1-1 粉碎方法a1.3
11、粉碎方法和粉碎理论1.3.1粉碎方法在饲料加工过程中，对于谷物和饼粕等饲料，常用击碎、磨碎、压碎与锯切碎的方式将其粉碎。a.击碎利用安装在粉碎室内的许多高速回转锤片对饲料进行撞击而破碎。如锤式粉碎机和爪式粉碎机，应用最广。b.磨碎利用两个表面光滑的压锟以相同的速度相对转动（V1=V2），依靠两压辊对物料颗粒的正压力和摩擦力而进行挤压破碎，它不能充分粉碎物料，在配合饲料加工中应用较少，主要用于饲料的压片，如压扁燕麦作马的饲料。c.压碎利用两个磨盘上带齿槽的坚硬表面，对饲料进行切削和摩擦而破裂饲料。该法仅用于加工干燥而不含油的饲料。可以磨成各种粒度的成品，但粉末多，饲料温度高。图1-2 粉碎方法图
12、d.e.锯切碎利用两个表面有齿而转速不同（V11000r/min粉碎机通常为高速粉碎机。按粉碎机械的结构特征，可将粉碎设备分为五类：图1-3 卧式锤片式粉碎机锤片式粉碎机：该机利用高速、旋转的锤片撞击作用使物料破碎。其结构简单、操作方便、价格便宜、适应性广，除水分较高饲料外，几乎可粉碎所有饲料。如淀粉含量较高的谷物，含油较高的饼粕，含纤维较高的果壳、秸秆等。目前国内外饲料厂普遍采用该种机型。爪式粉碎机：主要利用撞击和剪切作用，撞击部件与设备固定，撞击作用强烈，适合粉碎脆性硬质物料。盘式粉碎机（盘磨）：利用磨擦与切削作用粉碎饲料。盘式粉碎机的工作面有圆盘形式或圆锥形，可以一盘固定、一盘转动，或以
13、两盘相向转动。该机适用于粉碎干燥而不含油的饲料，可得较细的成品。辊式粉碎机：常用两个表面带有横向斜齿的同径磨辊，因相向或不同速转动而产生的剪切、挤压作用将物料粉碎，适合粉碎谷物饲料，不适于粉碎含油或含水分大于18%的物料。破饼机：将大块油饼破碎成小块，以后经粉碎机细碎。破饼机有锤片式及对辊式两种。锤片式机械结构简单，但噪声大，辊式的机械结构复杂。 图1-4 爪式粉碎机 图1-5 带辊式喂料器 1.料斗 2.动齿盘 3.皮带轮 4.主轴 5.出料口 6.筛片 7.定齿盘 8.入料口 9.插板 图1-6 几种粉碎机 1.喂入板 2.轧碎辊 3.轧碎室 4.齿板 5.击碎辊 6.击碎室 7.圆孔筛片
14、 8.饼块第2章 锤片式粉碎机2.1锤片式粉碎机的种类按粉碎机的进料方向，锤片式粉碎机有三种方式: 切向进料式、轴向进料式、径向进料式。切向进料式：它由切线方向喂入饲料，上机体上安有齿板，所以筛片包角较小，一般为180。它是一种通用型粉碎机，可以粉碎各种不同的饲料，广泛用于农村及小型加工企业中。轴向进料式：常为自吸喂入式。特点是整个机体左右对称、物料沿粉碎室径向从顶部进入粉碎室。转子可正反转工作，这样，当锤片的一侧磨损后，可以通过改变位于粉碎室正上方导料机构的方向以改变物料进入粉碎室的方向。径向进料式：喂入的原料垂直下落，经导向机构落入粉碎室中粉碎，被粉碎的饲料通过筛孔由下方带吸风的螺旋输送器
15、排出。只能用于粒状饲料的粉碎，配合饲料工厂的大中型粉碎机常用此种型式。 图2-1 锤片式粉碎机的类型 1.进料口 2.转子 3.锤片 4.筛片 5.进料口 按筛板的形式分类有：有筛式、无筛式。按粉碎室的形状分类有：环形粉碎室和水滴形粉碎室粉碎机。在饲料厂中应用最为广泛的是顶部进料的锤片式粉碎机。2.2粉碎机的构造与粉碎机理锤片式粉碎机一般由供料装置、机体、转子、齿板、筛片（板）、排料装置以及控制系统等部分组成。图2-2 锤片式粉碎机的粉碎室示意图工作时，饲料从喂料斗进入粉碎室，首先受到高速旋转的锤片打击而飞向齿板，然后与齿板撞击而被弹回，再次受到锤片的打击和齿板的撞击，如此不断反复，使饲料被碎
16、成小碎粒，由筛孔漏出，留在筛面上的较大颗粒，再次受到锤片打击和在锤片与筛片之间受摩擦，直至从筛孔中漏出。随后，颗粒物料流被锤片加速形成沿着筛片内表面运动的环流层，环流层的速度略低于锤片末端的速度。贴近筛面的粉碎物料受到筛面的磨擦作用而降低其环流速度，并受到与筛面垂直的离心力、压力和气流作用，使其能排出筛外。但从根本上说，环流层沿筛面的运动速度很高，使受离心力作用影响大的大颗粒贴近筛面，而细颗粒不能及时排出，造成锤片的磨损、料温升高以及过度粉碎。2.3主要工作部件2.3.1供料装置有螺旋给料器，电磁振动给料器，负压进料三种。图2-3 螺旋给料器1. 进料口 2.变形管 3.减压板 4.机壳 5.
17、出料口 6.螺旋体 7.检查口 8.衬板 9.电机机座 10.皮带轮2.3.2锤片锤片是锤片式粉碎机最主要的，也是最易损耗的工作部件，锤片借助销轴连结在锤架板上。其形状尺寸、工作密度与排列方式、材料材质与制造工艺等，对粉碎效率和工作质量均有较大的影响。锤片的形状很多，如图所示。其中矩形锤片因其通用性好、形状简单、易制造和节约原料而应用最广。它有两个销孔，其中一销孔连在销轴上，可轮换使用四个角来工作。在角边堆焊碳化钨或特殊的耐磨合金，可以延长使用寿命23倍，但制造成本较高。阶梯形锤片耐磨性能差，多角形锤片与尖角形锤片相似，它们具有粉碎效果好、使用寿命长的优点，但制造复杂、生产成本高。图2-4 锤
18、片的种类a-矩形 b、c、d-堆焊锤片 e-阶梯形 f-多角形 g-尖角行 h-环形 i-复合钢矩形我国的锤片式粉碎机的锤片已标准化，1986年由中国农机院拟定的机械工业部部标三种规格，都是矩形双孔锤片。锤片安装在转子销轴上的位置，称做排列方式。它关系到转子平衡、物料在粉碎室内的分布、锤片磨损的均匀程度。对锤片排列的要求：锤片的运动轨迹不重复、沿粉碎室宽度锤片运动均匀、物料不被推向一侧、有利于转子的平衡。2.3.3筛片有圆柱形孔筛、圆锥孔筛和鱼鳞筛等。由于圆柱形冲孔筛结构简单、制造方便，因而应用最广。2.3.4齿板图2-5 齿形种类a-人字形 b-直齿形 c-高齿槽形齿板的作用是加强对物料的碰
19、撞、搓擦作用，同时可以阻滞粉碎室内物料环流层的运动并降低其速度。对于纤维多、韧性大、水分高的物料作用较明显。齿板由铸铁制造，表面激冷成白口，增强耐磨性能。齿板通常安装在进料口的两侧，形式有三种形式。齿形有人字形、直齿形和高齿槽形等。图2-6 齿板安装位置a-径向安装 b-切向安装 c-交叉安装2.3.5筛片1、分类环筛：筛片包角=360（轴向进料）水滴形筛：=360（顶部侧向进料）底筛：180(切向进料）侧筛及无筛2、筛孔直径:与生产能力呈线性关系；在满足粒度要求的前提下尽量采用较大直径筛孔的筛片。筛孔直径一般分为四个等级：小孔12mm，中孔34mm，粗孔56mm，大孔8mm。3、筛片的包角：
20、筛片包角，筛理面积，粉碎效率。4.开孔率：即筛片上筛孔总面积占整个筛面有效筛粒面积的百分率。开孔率，粉碎效率。5、筛片的厚度：愈厚越不易通过，粉碎室内物料环流层厚度，粉碎效率，粉碎质量恶化。6、锤筛间隙：锤片末端与筛片之间的最小距离为锤筛间隙，决定了粉碎室内物料层的厚度。我国的粉碎机一般设计为1216mm。图2-7 部标筛片形式a-展开图 b-筛孔排列2.4影响锤片式粉碎机效率的因素2.4.1粉碎机工作效果的指标成品粒度、电耗、产量2.4.2影响因素（1）原料性质：与物料的强度、含水量、含油量有关。（2）锤片末端线速：产量、粉碎细度相同时，脆性物料要求的锤片线速度较韧性物料低。筛孔2.5mm，
21、最佳线速：玉米52m/s 大麦88m/s 麸皮、米糠110m/s国产80-90m/s 国外60-128m/s（3）锤片厚度锤片过厚，与物料的撞击接触面大，不利于粉碎，同时锤片运动所消耗的能量大。锤片薄，粉碎效率高，以2mm厚的锤片效率最高，但薄锤片易于磨损，大型粉碎机一般采用厚度5-8mm的锤片。（4）锤片密度 锤片密度系数e=BD/Zd B粉碎室宽度（m） D转子直径（m） Z锤片数（5）锤片排列图2-8 锤片的排列方式（a）螺旋线排列 （b）对称排列 （c）交错排列 （d）对称交错排列影响转子的平衡和物料在粉碎室的分布。（6）锤筛间隙转子旋转时锤片末端与筛片之间的距离为锤筛间隙，它决定了粉
22、碎室内物料层的厚度。物料层太厚，粉粒可能将筛孔堵塞，不易穿过筛孔。物料层太薄，研磨粉碎作用减弱，筛片和锤片易于磨损。间隙最佳值：国产10-12mm（7）筛片的影响筛孔直径与生产率呈直线关系筛片厚度愈厚物料愈不易通过。筛板的弯曲形态决定粉碎室的形状。图2-9 几种环筛形式a-正圆形 b-全筛水滴形 c-偏心圆形圆形粉碎室物料易跟锤片作圆周运动，降低物料与锤片的相对速度，削弱锤片的撞击力。并且由于离心力的作用，小颗粒处于物料层内侧而不能及时排出，导致过度粉碎。水滴形粉碎室物料到达粉碎室上部时，不受向心力的作用而沿切线方向飞出，撞击到对面的筛板后落下，在下落过程中，自动分级被打扰，使大颗粒及时被撞击
23、，并用利小颗粒及时排出。（8）吸风的影响吸风可及时将粉碎时由于物料中的水分蒸发而形成的湿热空气排出，保持筛孔畅通。2.5锤片式粉碎机的使用2.5.1安装粉碎机应安在水泥基座上。大中型粉碎机应安减振器。安装时应作水平检查。各管道及弯头应密封。2.5.2操作开机前应认真检查各部分螺栓和皮带张紧度，关闭喂入斗插丁然后进行起动。起动后先空转23min，转速正常且无异常时即打开喂入斗插门。并调节开度使粉碎机在正常负荷下工作。工作结束后停止喂料，再使机器空转23min，使机内饲料大部排出后再关闭电动机。2.5.3调整和保养饲料的粉碎度可靠更换不同孔径的筛片来调整，在满足饲养要求的前提下，应尽量选用较大的孔
24、径。锤片尖角磨损到锤片宽度的1/2时，应调换另一角或另一端使用，四角磨损后应更换新锤片，换装时不应改变原来的排列，且每组锤片的重量差不得大于5g。2.6锤片式粉碎机发展趋势近年来，我国养殖规模、养殖品种的多元化发展，对饲料粉碎机提出了新的要求，今后几年的粉碎机技术研究应主要集中在以下几个方面：（1）粉碎机应主要从最佳粉碎粒度和粉碎成本的经济合理方面考虑，研究粉碎机与畜禽鱼饲料的最佳粉碎粒度的关系，促进粉碎机向专业化、系列化方向发展，同时开发一些专用粉碎机。（2）新型锤片式粉碎机开发研究，对锤片式粉碎机的结构进行优化，开发锤筛间隙可在线调整锤片粉碎机。（3）粉碎机与吸风系统的配套研究。通过对粉碎
25、机结构的改进、粉碎机吸风系统的合理配置，以获得最佳经济性能和粉碎效果。（4）锤片式粉碎机的转速从单速驱动发展为双速驱动，目前正向变速驱动发展；由原来的既粉碎又控制物料的最大粒度向只负责粉碎而配置相应的筛分设备的方向发展；粉碎室内的粉碎区即有效粉碎点的数量由一个发展为多个；欧美各国因为物料原料的特点曾使锤片粉碎机向两个方向发展：美国式追求筛板面积大，而欧洲式讲究冲击齿板面积大。第3章 总体方案选择与设计3.1总体方案小型粉碎机的优点是结构简单，体小灵活，造价低，采用单相电机驱动。从而可以根据自养禽畜及饲料资源情况，进行自行饲料加工，无疑有利于农村开发和利用饲料资源，发展畜牧业生产，活跃商品经济。
26、总体方案设计的核心主要是粉碎室、转子及主要性能参数的设计与计算。粉碎机粉碎室的结构形式对粉碎性能有重要影响。目前粉碎室的型式主要有圆型、椭圆型、水滴型等。圆型模式相对来说制造方便，但物料在喂料口沿切向进入粉碎机时，可能会弹出，存在一定损耗。而椭圆型的型式，按照现有的设计理论和方法还不能仅经过计算就能获得这些主要参数的最佳值。因此，由粉碎理论综合考虑，破坏物料在粉碎室内所形成的环流，是提高粉碎效率、降低能耗的关键。为此，设计了水滴型粉碎室。使物料环流在筛片与转子组成的水滴型粉碎室内，由于锤筛间隙不等受到破坏，同时增加了锤片对物料的打击次数，使已经粉碎好的物料能及时通过筛孔排出。达到了提高粉碎能力
27、，排粉效率和降低能耗的目的。如图3-1所示：图3-1 粉碎室及转子的配置3.2粉碎室参数确定粉碎机采用双圆盘转子，中间设计架板，既做转子骨架支撑两片圆盘，又起到风机叶片的作用，在转子高速旋转时造成负压，实现了轴向高负压进料和高压差排料的理想设计。转子直径D和粉碎宽度B是粉碎机的主要参数之一。两者之积可以用一下经验公式取得： （3-1）式中：V锤片末端线速度 K0经验系数，一般取0.550.75 N配套动力同时，两者应有一定的比例关系，通常. D和B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。如果以粉碎玉米颗粒为主，要采用较小的B和较大的D；如果是以粉碎牧草为
28、主，则要采用较大的B和较小的D。为了增大饲料喂入口的尺寸，必须增加粉碎室的宽度。若过宽必然导致转子悬臂过长受力不良，因此，本机转子直径依据我国机系列型谱设计要求和以往经验设计为D=300mm，粉碎室宽度B=150mm，其比值,符合设计要求。转子在粉碎室内为偏心配置，偏心距C=5mm。由于饲料喂入口占据一部分位置，取筛片有效包角为3000。锤筛间隙是影响粉碎机的重要性能参数之一。粉碎机在工作时，粉碎室内锤片末端和筛片之间有一层随锤片旋转着的物料环流气流层，其平均速度约为锤片速度的一半，这将降低打击作用，增加摩擦功耗。由于离心力的作用，粗颗粒处在环流层外层（靠近筛面），得不到很好的粉碎，而细粒处在
29、环流层的内层，难以从筛孔及时排出，这就不能保证粗粒的粉碎效果，同时又使细粒产生过分粉碎现象。在齿板区，由于细粒不能及时排出，被锤片反弹出的细粒到不了齿板的作用面而沉入被粉碎的物料层中，要粉碎物料层中的粗粒就需要更多的能量，环流层中细粒和粗粒的数量随喂入量的增加而增加，结果恶化了物料加工量，降低了产品的均匀度。过大时，这种情况更加严重。相反，如果过小，环流物料层的速度就大，致使粉碎后的物料不易通过筛孔，使产品粒度偏细，从而增加能量消耗，一般取=12mm；粉碎谷物时=8mm，粉碎茎蔓类时=14mm。为使本机能够粉碎精、粗饲料，喂入口设计为切向式配置，物料喂入口方向与锤片圆周轨迹相交，相交值S=30
30、mm左右，喂入口下边缘和转子中心线与转子水平线夹角670左右，可保证喂入料不架空，不反料，并能增强锤片打击性能。排料采用自重落料形式。3.3主要性能指标计算3.3.1锤片速度及转子转速锤片末端线速度对粉碎机的生产率和功耗有很大的影响。锤片末端线速度增大时，锤片对物料的打击、搓擦和磨碎作用增强，能增加粉碎能力和产品细度，但过大则机器的空载功率增加，同时因转子不平衡产生的噪音和振动也随之增加，粉碎能力反而下降。因此合适的值对提高粉碎机性能至关重要。锤片撞击力的强弱与其工作速度大小有关，但考虑到粉碎时可能是几种物料的混合，同时本机是小型粉碎机，以粉碎精料为主，故锤片速度选为50m/s。由此，转子转速
31、为： (3-2) 取n=3600rpm式中：D转子直径，D=0.3m3.3.2额定生产能力粉碎机的额定生产能力是指在粉碎机生产实践的时候，该机性能良好，使用中没有发现任何问题时工作一小时所能粉碎的饲料重量。可按下述经验公式计算： (3-3)式中，D、B转子直径及转子长度m； 物料容量，玉米； 转子转速，n=3500rpm； K粉碎机结构系数（与其结构型式、筛片结构参数有关），一般K=0.160.423.4配套功率和电机的选择3.4.1配套功率粉碎机配套主要决定其生产能力的大小，依照下式计算： (3-4) 式中，Q粉碎机理论生产率t/h； K/配套动力系数，K/=0.61.0，一般粗粉碎取小值，
32、细粉碎取大值。3.4.2选择电动机电动机选择包括选择类型，结构型式，容量（功率）和转速，并确定型号。工业上一般用三相交流电源，无特殊要求一般应选三相交流异步电动机。最常用的电动机是Y系列笼型三相异步交流电动机。其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低、适用于不易燃、不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的场合。因此按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。卷轴筒的输出功率前面已经算得为2.4KW,因此电动机输出功率可以为： (3-5)式中，传动装置的总效率，其中，分别为V带传动效率，滚动轴承效率，圆柱齿轮传动效率。通过查取机械设计手册，取，则通过计算取 代入原来式子
33、，故： (3-6)因此选取电动机额定功率。为了选择电动机的转速，可推算出电动机转速的可选范围。由机械设计手册查得V带传动常用范围比范围i1=2-4,单级圆柱齿轮传动比范围i2=3-6，则电动机转速可选范围为。可见同步转速为750r/min、1000r/min和1500r/min的电动机均符合。选定电动机的型号为Y132S-6.由相关表查出该电动机的主要技术数据和外形、安装尺寸，并列表记录备用。第4章 轴和轴承的相关设计4.1轴的结构设计主要考虑以下因素：轴在机器中的安装位置及形式；轴上安装的零件的类型、尺寸、数量以及和轴连接的方法；载荷的性质、大小、方向及分布情况；轴的加工工艺等。设计时，必须
34、针对不同情况进行具体分析。但必须满足：轴和装在轴上的零件要有准确的工作位置；轴上的零件应便于装拆和调整；轴应具有良好的制造工艺性等。轴的校核计算应根据轴的具体受载及应力情况，采取相应的计算方法，并恰当地选取其许用应力。主轴上安装有转子和小带轮，通过滚动轴承和支座连接在一起。轴与转子以及小带轮的连接为键连接，与支座的连接为轴承连接，且小带轮和轴承都需要在轴向设置定位轴肩，小带轮外端采用螺母定位限制其轴向移动。转子长度为120mm，粉碎有效宽度为150mm，小带轮与轴配合处的轮毂宽度为53mm。考虑到以上因素，设计主动轮轴结构如图所示。图4-1 主轴结构简图主轴上段为螺纹段，用于装螺母和垫片以固定
35、带轮的轴向移动，考虑到小带轮的孔径为，选用的螺母进行轴端固定，所以在此段加工的螺纹，长度为；段安装小带轮，由于小带轮孔径为，故此段轴径为，长度为，同时考虑到带轮右端的轴向定位，在此段C处设计高度为的轴肩；CD段安装滚动轴承与箱体相连接，此段直径为，选用型号为6006的深沟球轴承，由于用的轴承的宽度为，内径为，设计长度为的外圈挡片来定位轴承外圈，同时要考虑端盖的结构，故此段长度为，轴与滚动轴承配合为过渡配合，此处选轴的直径尺寸公差为；DE段和FG段安装转子，由前章设计的转子结构可知这两段的直径应为，又考虑到转子结构和粉碎室的整体尺寸，设计这两段的长度为；EF段用于转盘的轴向固定，在此处设计高度为
36、的轴肩，由转子的结构可知此段长度为；GH段同样安装与CD段相同的滚动轴承，故此段直径为，长度为，轴与滚动轴承配合为过渡配合，此处选轴的直径尺寸公差为。轴上零件的轴向定位，采用键连接，实现轴上零件的周向定位和运动及动力的传递。BC段小带轮和主轴通过圆头平键连接传递运动和转矩，根据该段直径值参考设计手册2，得出该处平键公称尺寸为，键槽用铣削刀加工，长度为，由于小带轮和轴的配合为间隙很小的配合，故采用配合。转子的周向定位和动力传递也是通过平键实现的，此处采用平头键连接，同样根据此段轴径由设计手册查得平键截面，键长为，由于转盘和轴的配合为间隙很小的配合，故采用配合。轴上倒角均为，以便于安装轴上零件。4.2主轴的校核1.初步校核轴的最小直径，估算最小直径。选取轴的材料为45刚，调质处理。根据机械设计手册2，取，于是得 （5-1）式中p和n分别为轴的功率和转速。2由设计的轴的结构可知轴的最小直径满足要求，现在对轴进行精确校核。轴的计算简图，如图5-2所示：TFNNTF1NH1NH2图4-2 轴的计算简图1）计算图中各力带轮的压轴力，由前面带传动的计算中得=520N；T专递的转矩，由前面的计算得T=818