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小型可移动式树枝粉碎机设计【含CAD图纸】doc

发布时间:2020-12-18 20:55

  16 届毕业设计 小型可移动式树枝粉碎机设计 学生姓名 陈 琴 学 号 8011212142 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 16-1 指导老师 张涵 塔里木大学机械电气化工程学院制 果园林的树枝修剪和废株对环境的有影响,。新疆南疆果园林每年都会修剪后的废弃树枝且树枝不易捆装,,残枝堆积既影响生活环境,又易果树病虫害等患。针对大量修剪后的树枝解决问题的有效措施是对修剪废弃的树枝及时进行现场粉碎处理。 因此,本课题设计了一款小型可移动式树枝粉碎机来粉碎新疆南疆的果园、园林的废弃树枝桠,粉碎长度小于30、粒度小于5的木屑。其工作方式是在单通道喂料辊喂料、转子总成、齿板以及筛网等的共同工作下完成的非重复式树枝粉碎。转子总成包括了锤片、定位套筒、扇叶、销轴等零件。本课题设计的小型移动式树枝粉碎机的动力来源于拖拉机。 关键词:小型;锤片;树枝;粉碎机 目 录 1 1 1.1选题的目的及意义 1 1.2选题的国内外研究现状 2 1.3 研究的内容 3 1.4 技术路线小型可移动式树枝粉碎机的总体设计 5 2.1 总体设计的目标原则 5 2.2粉碎机总体方案的确定 5 2.3 工作原理的确定 5 2.4 粉碎机构的确定 6 2.5 进、出料方式的确定 6 2.6 动力及传动方案的确定 7 2.7移动装置的选择 7 2.8 粉碎机总体方案如图所示 8 3关键零部件的设计 9 3.1 转子总成 9 3.2 喂料装置的设计 13 3.3 粉碎室的设计 14 3.4 机架和移动装置的选择 16 4传动装置的设计 17 4.1 带轮的设计 17 4.2 主轴的设计计算 18 总 结 21 致 谢 22 参考文献 23 工程概况 由于新疆南疆果园每年都会产生大量的废弃枝桠修剪树枝的和用,可粉碎后方便用,而果园的等了现有设备进。通过对现有树枝粉碎机进行分析和比较,确定了针对新疆南疆果园残枝树枝粉碎机的总体设计方案,设计了一种小型可移动式树枝粉碎机。总体方案为:树枝从喂料口进入经过喂料辊秩序的进入粉碎室经锤片锤碎,在粉碎室锤片和齿板相互摩擦再次达到粉碎的目的,使物料在粉碎室内在气流和扇叶的作用下被扇出送至接料斗。 对现有的树枝粉碎机进行分析,结合本课题研究的树枝粉碎机将树枝粉碎成长度为30mm,粒度达5mm以下的木屑,其用途也非常广泛。 结合总体方案的设计确定,对转子总成、喂料装置、粉碎装置、传动装置等关键零部件相关参数及尺寸的确定和计算,并进行了组装配合,完成了单通道厚锤片的非重复式粉碎机的设计方案。 用solidworks软件对粉碎机关键部件三维建模。 1绪论 1.1选题的目的及意义 1.1.1选题的目的 我国果树木每年都修剪枝条,部分果等,会多的残枝。随着社会经济发展,果园和园林的树枝修剪和废株不仅对环境的保护有重大影响,也是保质增产不可缺少的园艺工序。新疆南疆果林每年都产生大量的废弃树枝。在果园的树枝枝桠不易捆绑,运输较困难,大量残枝堆积既影响生活环境,易造成果树病虫害传播以及引发火灾等。 解决好果业发展中的残枝和资源化利用的问题,残枝处理方法是、既造成环境污染不能充分利用资源。现树枝处理方法是对修剪废弃树枝进行现场粉碎处理。切碎经发酵处理制成有机肥用农业。 1.1.2选题意义 装袋可以很方便用现有果园运输机运输解决了废弃树枝在果园大量堆积和搬运困难等问题,减人力,减少了果园产生严重病虫害的可能性。粉碎后的木屑可以根据情况使用,可以装袋后运输出来经过加工制成栽培基质作为食用菌的原材料,用培养食用菌。本课题主要尝试利用将粉碎后的木屑用作生物质颗粒燃料的原材料。开发适用于果园的树枝粉碎机是为了好促进新疆南疆果园产业化的发展,提高果园的机械化生产,降低生产成本。树枝粉碎机的研制,可减少人力劳动,提高劳动效率。 1.2选题的国内外研究现状 1.2.1我国树枝粉碎机的研究现状 ,国内对稻壳、、等农作物的粉碎进行深入研究,研制出粉碎设备。,针对林木业釆伐加工的剩余物,原木和林木生产过程中分叉产生的枝杈、腐或不能用的原木段木材,园林树木修剪粉碎还相 当前我国最常见和适用的牵引式树枝粉碎机,因为修剪作业工作地点分散,粉碎机和修剪一起作业,需要相关拖车设备牵引。粉碎机最大直径200mm以上的树枝,其动力功率一般在30kw以上。类型的树枝粉碎机可靠,粉碎直径,但机器噪音能耗较高 北京推广站研发的SFJ-8.0树枝粉碎时,直径20mm可经过刀盘切碎后进入粉碎室,,通过时抛出。直径20m毫米时,在入口处切成约50毫米,然后进入粉碎室粉碎。适用于中小枝条的粉碎,但效率不高,工序复杂,成本较高。 QS型系列粉碎机粉碎树枝直径在10-140之间。机切刀主轴上 唐硕了一种可,,时对地形平整度,不适果园林间,而且粉碎后木屑粒度在5以上。 付敏,谌春讳等研的是先切再粉碎,。粉碎后的粒度较小,可直接于生物质发电等。 赵俊等研的树枝粉碎机设备根据切碎滚筒的负荷大小,自动调整喂入量,树枝切碎直径可达。该设备包括设备系统,电控系统和液压系统,机型较大,需要专门牵引机械。 1.2.1.1 我国粉碎机相关机构的研究现状 1、喂入装置的研究现状 我国装置有:(1)朱思洪研究的“浮动式”,主要是辊组件,包括辊、轴承、液压马达,以适应喂入滚轮组件的上下浮动以适应不同直径的树枝的粉碎:(2)张汉月研究的液压驱动喂料机构,是由液压马达直接驱动拨料轮。(3)直接喂入方式,即喂料辊转动使树枝均匀喂入操作简单、安全,且进料速率快等。 2、粉碎装置的研究现状 盘式切碎加锤片碎和鼓式切碎加锤片碎,或直接由粉碎锤粉碎3种结构形式其中,盘式切碎加锤片碎应用较广。 1.2.2 国外树枝粉碎机的研究现状 KF-150A型粉碎机由日本公司生产,可以对修剪树枝进行粉碎再利用。采用二级处理方式利用气压的辊式喂料和滚筒切刀的高速破碎,可将树枝粉碎2毫米的木屑。粉碎后的木屑可田间植被覆盖物、生物质堆肥、制作食用菌培养基等日本研制的SR3000-1树枝切碎机采取切削刀片和破碎刀片组合,有效切削树枝直径可达170。 瑞典布鲁克斯公司推出的805CTECo型移动式树枝碎机功率可达331KW,同样使用鼓式切碎机构,可切碎木材直径为500。 ,而国外设备价格,系统复杂,引进使用成本较高,也存在一定的使用局限性。,设计一的可移动树枝粉碎机将拥有很大的社会需求。 1.3 研究内容 国内外各种树枝粉碎机的结构和原理,结合果园林地势空间狭小树枝粗细等特点,设计内容主要有: (1)根据果园树枝粉碎机的粉碎要求确定该粉碎机的设计参数研究确定整机设计方案 确定粉碎机的总体方案设计目标设计原则和相关工作过程据可粉碎最大直径为0mm且粉碎粒度5毫米的粉碎目标相关部件的设计思和方案的选择及相关部件的装配。 (2部件的 根据体方案,对各关键部件进行设计计算,如喂料装置转子总成以及粉碎室相关零部件具体设计和,并对关设计数据进行分析,进一步整机的设计。 (3)对关键粉碎部件进行三维建模 本课题主要结合国内外粉碎机的原理和特点,了一种锤片式小型树枝粉碎机,分析,喂料装置等关键部件。机时,物料经过锤片打击剪切后进入粉碎室经过锤片进一步粉碎,锤片末端与顶端间隙不超过5,了粉碎后的木屑粒径符合要求;经过一次打断一次粉碎后在流作用下通过筛经出料口排出 1.4 技术路线 本课题研究的技术路线- 技术路线小型可移动式树枝粉碎机的总体设计 2.1 总体设计的目标原则 本课题的树枝粉碎机主要用于果园林修剪树枝的粉碎。 果园修剪树枝通过针对直径最大为的树枝实现只有单通道进料只进行一次粉碎的粉碎目标,生产率,能耗的目的。具体设计目标原则如下: (1)可粉碎最大直径为的树枝 (2)粉碎粒度可达5mm以下 本课题的粉碎后用于成型燃料、生物质碳化沼气发酵等,,将粉碎木屑粒径大小定在5以下,长度30毫米即可满足要求。 粉碎机 (4)适用于大型果林、园林 (5)操作简单,安全可靠 (6)生产效率高,使用成本低。 2.2粉碎机总体方案的确定 为了解决新疆南疆在果园对修剪的残枝树枝粉碎的问题,在查阅大量文献和相关设计经验的基础上,针对以上问题设计了一个在果园和园林使用的小型可移动式粉碎机,粉碎机的来源于小型拖拉机,查阅资料采用输出轴转速为540r/min的拖拉机,为设计参考和依据。 2.2.1 主要参数的选择 生产率要求和原料的情。参考现有粉碎机的粉碎转速大都在1400-2000r/min左右,选取粉碎机主轴转速为1600r/min,生产能力可达到700kg/h。 2.3 工作原理的确定 盘式切碎加锤片碎和鼓式切碎加锤片碎,或直接由粉碎锤粉碎3种结构形式。本课题研究的树枝粉碎机由传动系统、进料装置、粉碎装置、出料装置以及带行走轮的机架等零部件组成,其工作原理是拖拉机作为动力,输出轴用万向联轴器连接,变速箱的另一端输出轴转子一端轴通过带轮连接,转子另一端轴与喂料辊也用带轮相连。树枝从喂料口进入经过喂料辊秩序的进入粉碎室经锤片锤碎,在粉碎室锤片和齿板相互摩擦再次达到粉碎的目的,使物料在粉碎室内在气流和扇叶的作用下被扇出送至接料斗。 2.4 粉碎机构的确定 树枝粉碎设备的粉碎机构主要包括锤片式粉碎机中的锤片、破碎衬板,筛网以及辊式粉碎机的压辊等。这些部件对物料直接作用,当对物料施加大于其内部凝聚力时,可使物料内部结构破坏从而粉碎。粉碎部件施加作用力粉碎方式主要压碎、磨碎、锯切碎和击碎等。 压碎 这种粉碎方式即为压碎。不能对物料进行充分粉碎。 磨碎 使用两个盘式带有齿槽部件通过相对移动对物料产生切削和摩擦力的作用使其被破坏的粉碎方式称为磨碎。这种方法多含水率较低的非油性材料,可具体视现实需要来加工成粒度不同的产品,多用于制粉。 锯切碎 。对于谷物饲料的粉碎该方式使用较多。 击碎 。工作部件速度快,带来一定振动和噪音。 本课题粉碎机的目标原则,本粉碎机不宜釆用过大机型设计且粉碎后粒度要求适中综合考虑锤片式粉碎方式可以很好的到达设计目标标准,而且锤片式粉碎机具有简单、、生产效率高控制粒度、空转等特点。 本课题设计的粉碎机的工作是粉碎部件对树枝进行粉碎,需粉碎部,而锤片工作原理具剪切和粉碎的。,经过多方考虑选择并确定锤片式粉碎结构作为本课题粉碎机粉碎构件的设计方案。 2.5 进、出料方式的确定 2.5.1 进料方式的确定 。本课题切向进料的方式。 粉碎机粉碎对象树枝,,为了小机型体积,简化结构,节能,本粉碎机不传统的切盘将枝成喂方式,。,本选择的进料方式为进料斗喂料辊喂料的方式,,且进料速快。 2.5.2 出料方式的确定 粉碎出料有三种主要方式自重出料气力输送出料及机械输送出料 气力输送方式因其气流的特点可对粉碎设备进行冷却气流的作用还能筛网的出料能力,生产率的提高。但成本较高能耗较大。 。但除尘、输送不便、消风等。 机械输送方式采用螺旋输送机配合加负压吸风和料斗出料装置。其机型过大,价格昂贵,功耗较高,大型多功能粉碎中。 ,本粉碎机小型,且粉碎后的木屑粒度不是太大,设计釆用非重复一次粉碎的粉碎方式。,本粉碎机的出料方式釆用的是转子总成上的扇叶扇料的方式粉碎后的木屑在粉碎室的气流作用下,出料。 2.6 动力及传动方案的确定 多用于果园林间的的粉碎,为能够在本粉碎机的动力采用拖拉机。粉碎机主轴所需转速在1400r/min到2000r/min之间的转速较为常见,所以采用变速箱和拖拉机相连接,改变输出转速,达到所需粉碎的转速。考虑到V带传动传动平稳、结构紧凑、缓冲吸振、价格低廉等特点,采用V带轮 2.7移动装置的选择 本课题研究的粉碎机的移动装置是通过小型带后板的拖拉机来拖动的,不需要进行太复杂的移动装置,只需在机架上安装移动行走轮和连接拖拉机牵引装置即可。机架上安装了可折叠式的支撑架,当需要卸载机械时可把支撑架放下支撑机架,防止机械到处移动 2.8 粉碎机总体方案如图所示 (b) 1.进料口 2. 喂料辊 3. 上箱体 4.锤片 5.扇叶 6. 锤架板7.筛网 8.出料口 9.接料斗 10. 行走轮 11. 12.下箱体 图 2-1 粉碎机总体结构图 3关键零部件的设计 3.1 转子总 转子是粉碎机直接了粉碎机的能。机时,高速旋转对粉碎,关零部件设计的优,定了碎的质量,振动噪音,的和生产率等。如图3-1所示为树枝粉碎机转子总成的总体设计图。 图 3-1 转子总成 转子包括锤片、主轴、销轴、扇叶、锤架板、套筒、等,其结构示意图如图3-1所示。架板结构采用的是支撑板销孔的设计,主轴用轴套套入与架板与之间紧固连接;锤片与间隔套筒分别在4根销轴上间隔排列,套筒与销轴采用径向通孔螺栓紧固连接。每根销轴上布置3块锤片,共12块。主轴轴套上带有扇叶,可在转子运转时及时把物料输送出去。 3.1.1 锤片的设计 粉碎机用来的零件,也是主要易损件。锤片的形状、尺寸、数目和排列方法对粉碎机的度电产量,成品粗细度均有一定的影响。 1)锤片的形状、材料、尺寸和数目 (a)普通矩形锤片 (b)(c)(d)工作棱角堆焊耐磨合金材料矩形锤片 (e)(f)(g)端口形状特殊设计矩形锤片 (h)锯齿圆形锤片 (i)(j)组合锤片 (k)锤头刀具 (l)双棱形锤片 图 3-2 不同锤片形状 粉碎过程主要锤片的击打和冲撞作用,的目的。因此选择锤片时考虑不同形状锤片的优缺点,考虑到粉碎效果要求,锤片使用寿命设计成本等问题,本课题将选用普通矩形锤片如图3-2所示。其形状简单、性好以及节约材料,通过换销孔换边装配,可轮换使用四个角来工作。 本课题结合现有锤片厚度的优缺点树枝粉碎机要求粉碎后的木屑粒度不小,设计思路为非重复一次粉碎的方式,主要锤片打粉碎的具体情况延长锤片使用寿命的转子列要求,从的方向进行锤片设计。本课题粉碎机粉碎室相关尺寸,为实现树枝有效剪切粉碎达到所需的粒度,锤片末端到齿板距离为5。本课题设计的锤片长度为160毫米,厚度设计为12,宽度为50mm的锤片。 (a) (b) 图 3-3 锤片 粉碎机的生产和锤片的数影响。锤片多,工作时产生的环形气流大,使粉碎物料大部分集中环流上,这不仅减少打击机会,空载功率增大,导致粉碎能力下降,生产率降低。国产系列粉碎机选用的锤片数目为片。根据试验,片生产率高,钢材消耗不多,而且锤片磨损后易于平衡。 锤片数目,式中:为锤片厚度,为锤片配制系数,,想得到较大粒度需取小值。 最后结果圆整Z=12,锤片所采用材料为Mn钢,两头采用热处理,硬度为 2) 锤片的排列 锤片的,锤片的排列应满足以下要求: (1)锤片应沿整个工作宽度均匀排列; (2)锤片在工作中不应该将饲料推向粉碎室的一端或中间; (3)锤片的排列不应破坏转子的平衡。 锤片的基本排列方式有对称排列、螺旋线排列、交错排列三种。 对称排列形式:这种排列方式平衡性能好,饲料在粉碎室内分布较均匀。缺点是两个锤片走在一条直线,重复打击次数增多。机器效,就锤片数,易损件数耗。9F-60型及浙农-400型粉碎机即采用这种排列形式 (二)螺旋排列形式:它分为单螺旋和双螺旋排列,,从而引起转子沿轴向荷不均匀的问题。主轴高速旋转时易设备振动从而损坏设备,这种排列方式较少。 交错排列:机器工作时振动小。缺点是物料存在一定侧向推移,两侧锤片磨损较快。但由于优点显著,应用比较广泛,国产系列粉碎机的大多数机型、广西系列粉碎机、秦岭系列粉碎机等均采用这种排列方式。 本课题的粉碎机转子四销轴,的列,粉碎机锤片排列结合以上各种排列形式的优缺点和粉碎机现实工作需,采用的排列方式如图3-4所示的交错排列形式。 3.1.2 主轴的设计 在机械传动中,轴起重要作用,设计时需采用恰当的结构使得其具有一定的强度和稳定性,此外还应满足结构工艺性等。 一般制作轴的材料主要是碳钢和合金钢,在市面上合金钢比之余碳钢贵,应力集中较敏感,实际应用也相对较少,查《机械设计》第九版358页表15-1轴材料和热处理方法的选,并确定轴材料的许用应力。没有特殊要求,用作高速,较大功率,可选用45钢,用调质处理,使得具备良好的机械性能和力学性能。调质处理217255Mpa,,,,许用弯曲应力,剪切疲劳强度。 3.1.3 锤架板的设计 本粉碎机转子的架板是由块支撑板和一套筒焊接组合的整体。采用四支撑板结构更好销轴的使用寿命,防止中间受力过大而弯曲使销轴受力均匀。具体结构如图3-所示: (a) (b) 图 3- 锤架板 3.1.4 套筒和销轴的设计 。锤片绕销轴旋转,套筒则决定了锤片在销轴上的位置。 如图3-所示,销轴长度设定为240mm,直径为20mm,相应套筒内径为20mm,外径为24mm,结合锤片排列安装的间距要求,长度设计为20mm和35mm两组。如图3-,(a)为长套筒,(b)为短套筒。之间也采用固定,保证定位的准确性。 图 3- 销 长套筒 短套筒 图3- 套筒 3.2 喂料装置的设计 料装置主要包括进料、进料口挡板、喂料辊,如图3-所示。,根据树枝分叉情况直径大小经过进料斗喂入树枝,树枝在喇叭形的进料斗收缩作用下集中到喂料辊的下方,然后在喂料辊排齿咬合的作用下进入粉碎室,待粉碎的树枝被输送到粉碎室进行粉碎。 图 3- 喂料装置 3.2.1 喂料斗的设计 料斗是钢板加工成,从开口到入口的截面面积是逐变小采用喇叭形设计。设计是进料时分叉的进入进料口过程中有一个收缩作用。到进料斗的尺寸为处为600mm的正方形,深800mm,相对于水平面向上倾斜角度为30°。 3.2.2 喂料辊的设计 喂料辊采用的是在轴上8块排齿板的结构设计,齿板间的夹角为45°。每块齿板由厚5mm钢板加工而来,高度为20mm,排齿的齿高5mm,长度为260mm,齿距10mm,喂料棍齿顶圆直径为80mm。 图 3- 喂料辊 3.3 粉碎室的设计 粉碎室主要由筛网等封围而成。。 3.3.1 粉碎室的形状 为了粉碎室内的环流层破坏,提高粉碎效率,国内外的许多研人员致力于改进粉碎室结构的研究。常见的粉碎室形状设计如图3-所示。 (a)环形偏心状;(b)圆形径向进料;(c)圆形切向进料;(d)全水滴状;(e)3/4水滴状;(f)全筛桃形 图 3- 常见粉碎室的形状 本的树枝粉碎机可以借鉴传统饲料粉碎机粉碎室的设计。粉碎机的粉碎室采用与齿板组合的,如图3-所示。本的粉碎机设计思路为采用非重复一次粉碎的粉碎方式,即经过剪切,只进行一次粉碎便从出料口出料,因此粉碎室粉碎过程只在进料口与出料口的这段圆弧上进行。为了防止物料随转子运转形成环流导致物料不能有效粉碎和排出,粉碎室采用偏心设计 3.3.2 破碎衬板 破碎衬板的功用是增强粉碎能力,尤其是对于湿度高、韧性大、纤维质多的树枝,功用较为明显。破碎衬板是一表面由许多凸起齿的弧形板,齿的工作面最好与锤片旋转的切线方向垂直,以便物料垂直的与破碎衬板工作面相碰撞,从而增强粉碎的效果。为了破碎衬板耐磨,其加工的材料一般采用铸铁,表面激冷成白口。要求齿面平直光滑,不得有翘曲变形和裂纹。破碎衬板的厚度为5mm,结构如图3-1所示: 图 3-1 破碎衬板 3.3.3 筛网 筛板一般由钢板冲孔而成,通常釆用圆孔,大部分呈三角排列。筛片一般用20号或B3钢板冲压而成,并经热处理,表面应平整、光滑,不允许有裂纹、剥层、毛刺和斑疤,筛孔分布均匀,不得有连冲、漏冲或冲不透等缺陷。筛也是主要工作部件和易损件,设计对的粉碎和粉碎质量影响较大。 有圆锥形圆柱形和鱼鳞等,。传统的锤片粉碎机中,安装在粉碎室周围整个圆周。的主要是控制物料粉碎粒度,同时在粉碎对物料剪切、摩擦、撞击等作用。 本设计的树枝粉碎机与传统不同,该粉碎机在粉碎室出口处安装有一块筛。该的筛孔椭圆形,短径为20,长径为30。筛板厚5mm,宽280毫米,长径530毫米,如图3-11所示。该筛板的作用是对物料减速,防止其高速飞出不便收集以及对操作人员造成伤害该阻止较长较大的物料由于各种原因粉碎不完全而直接高速飞出。 图 3-11 筛网 3.4 机架和移动装置的选择 本课题研究的粉碎机的移动是通过小型带后板的拖拉机来拖动的,不需要进行太复杂的移动装置,只需在机架上安装移动行走轮和连接拖拉机牵引装置即可。机架上安装了可折叠式的支撑架,当需要卸载机械时可把支撑架放下支撑机架,防止机械到处移动。 机架机的底,变速箱、接料斗和粉碎机主体固定安装在上,在满足设计要求,的应尽可能简单轻,减少机身的,因此选择用角钢焊接制成,通过螺栓连接固定机体和变速箱等相关零部件。如图3-12所示为机架和下箱体的组合。 图 3-12 机架和移动装置及下箱体 这种可移动式树枝粉碎机由牵引臂、变速箱、传动装置、喂料装置、粉碎机架和行走轮等组成,粉碎室箱体内由、齿板、筛网、转子总成、等相关结构组成。喂料装置主要由、挡板和喂料辊等组成。牵引臂、变速箱、粉碎室箱体等固定安装在机架上 4传动装置的设计 多用于果园林间的的粉碎,为能够在本粉碎机的动力采用拖拉机输出转速为540r/min。粉碎机主轴所需转速在1400r/min到2000r/min之间的转速较为常见,查《机械设计手册》第二版37-165,采用第一派生型P0型变速箱和拖拉机相连接,改变输出转速,达到所需粉碎的转速。考虑到V带传动传动平稳、缓冲吸振、结构紧凑、价格低廉等特点,传动系统均采用V带轮来传动。 4.1 带轮的设计 1)确定计算功率 查《机械设计》第九版第156页表8-8得工况。由i=2000/1400=1.43。 计算功率。 2)选择V带型号 根据n=2000r/min,查《机械设计》第九版第157页图8-11可选取普通型A带 3)带轮的基准直径dd与带速验算 由《机械设计》第九版第157页图8-11知,小带轮基准直径推荐为112~140mm, 由表8-7和8-9,取小带轮,且由, 根据表8-9,取大带轮标准直径mm,带速m/s,值在范围内,带轮合格。 4) 确定V带的中心距a和基准长度 一般初选带传动的中心距为: 得: 初取mm, 由式 得=1480.36mm。 《机械设计》第九版第145页表8-2选带的基准长度mm, 按式 计算实际中心距,即mm, 按式和得中心距的变化范围为mm。 5) 验算小带轮上的包角α1 得=173°120° 适合。 6)确定带的根数 (1)计算单根V带的额定功率 由和,查《机械设计》第九版第151页表8-4得P0=2.44KW, n=2000r/min,A式皮带,查《机械设计》第页表8-5得ΔP0=0.19KW, 查表8-6得,表8-2得0.98 得KW。 (2)计算V带的根数z 取4根。 7) 计算单根V带的初拉力F0 149页表8-3A型带的单位长度质量q=0.105kg/m, (4-6) =382.93N。 8) 计算轴力 =1685N 9) 带轮结构设计 V带轮的结构形式根据轮辐结构的不同可分为实心式、腹板式、孔板式、椭圆轮辐式。V带轮的结构形式与基准直径有关,本课题所选用的是实心式。查《机械设计》表8-11得A槽型,如图4-1: (a)小带轮 (b) 大带轮 图 4-1 带轮结设计 4.2 主轴的设计计算 4.2.1计算主轴上的功率P1、转速n1、转矩T1 ,, 这里的为传动效率 电动机主轴: 粉碎机主轴: 4.2.2 初步确定轴的最小直径 查表15-3得取115 由式 (4-11) d=19mm考虑到轴上有两个键槽,故dmin=d(1+13%)=22mm 取dmin=30mm 4.2.轴的校核 查《机械设计》第九版页表15-1轴材料和热处理方法的选,并确定轴材料的许用应力。没有特殊要求,用作高速,较大功率,可选用45钢,用调质处理,使得具备良好的机械性能和力学性能。调质处理HBS=217-255MPa。,,弯曲疲劳强度,许用弯曲应力,剪切疲劳强度。 1)轴的强度校核 在对轴的强度进行校核时,应该按轴的实际工作情况,选取适当的校核公式(如下)来校核,假如轴同时还承受不大的弯矩,用降低的手段来分析。 (4-12) 代入前面计算的数据,计算得,故满足强度条件。 2) 轴的刚度校核 在粉碎机主轴所受载荷作用下,主轴将或多或少发生变形。因此,如果有刚度要求的话,需进行刚度。 对于阶梯轴, () 对于一般传动轴,可取;对于传动轴,可取(°)/m,要求不高的轴,可大于1(°)/m。 经计算,,故满足刚度条件。 4.2. 键的选择与校核 第一处即安装小带轮的地方的轴径为:d=30mm,查《机械设计》第九版106页表6-1(GB/1096-2003)键的截面尺寸为:,由轮毂宽度并参考键的长度系列,取键长L=63mm(轮毂宽度)。轴为45号钢,且属静连接,查《机械设计》表6-2可得:,取平均值,键的工作长度为,。查《机械设计》106页得 (4-14) 经计算,该处键满足要求,可安全工作。 总 结 本设计主要做了以下工作: 由于新疆南疆果园每年都会产生大量的废弃枝桠修剪树枝的和用,可粉碎后方便用,而果园的等了现有设备进。通过对现有树枝粉碎机进行分析和比较,确定了针对新疆南疆果园残枝树枝粉碎机的总体设计方案,设计了一种小型可移动式树枝粉碎机。总体方案为:树枝从喂料口进入经过喂料辊秩序的进入粉碎室经锤片锤碎,在粉碎室锤片和齿板相互摩擦再次达到粉碎的目的,使物料在粉碎室内在气流和扇叶的作用下被扇出送至接料斗。 对现有的树枝粉碎机进行分析,结合本课题研究的树枝粉碎机将树枝粉碎成长度为30mm,粒度达5mm以下的木屑,其用途也非常广泛。 结合总体方案的设计确定,对转子总成、喂料装置、粉碎装置、传动装置等关键零部件相关参数及尺寸的确定和计算,并进行了组装配合,完成了单通道厚锤片的非重复式粉碎机的设计方案。 用solidworks软件对粉碎机关键部件三维建模和虚拟。 致 谢 首先要感谢的是我的指导老师张涵老师,没有她的及时督促和悉心指导,设计不可能顺利完成。我与她交流设计中遇到的问题,得到她的言传身教,受益颇多。老师宽厚待人的品格严谨求实的治学态度让我学到如何。 另外,也要感谢我的舍友和其他同学,他们在寻找资料,解答疑惑等方面,都给了我很大的帮助和借鉴。 最后,谢谢老师和同学使我能如期完成这次毕业设计并祝各位老师和同学身体健康,工作学习! 参考文献 [1]牛晓华, [2]姜雪松,张红丽. 树枝枝丫粉碎机的研制[J]. 东北林业大学学报,2012,v.4007:154-157. 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