盤式秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)

1、盤式秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)摘要II關(guān)鍵字IIAbstractIII1緒論11.1研究目的及意義11.2國(guó)內(nèi)外研究概況31.3主要設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)路線41.3.1設(shè)計(jì)內(nèi)容41.3.2設(shè)計(jì)路線42總體方案設(shè)計(jì)52.1設(shè)計(jì)原則52.2工作原理52.3主要技術(shù)參數(shù)83切碎裝置設(shè)計(jì)93.1切碎方式選擇93.2切碎原理分析93.3割刀參數(shù)分析103.3.1直刃刀的參數(shù)分析103.3.2圓弧刃的參數(shù)分析123.4刀具及刀盤的設(shè)計(jì)123.4.1刀具設(shè)計(jì)123.4.2刀盤設(shè)計(jì)134壓輥式喂料裝置設(shè)計(jì)154.1結(jié)構(gòu)及工作原理設(shè)計(jì)154.2喂料裝置主要技術(shù)參數(shù)確定164.2.1切碎長(zhǎng)度164.2.2粉碎機(jī)生產(chǎn)率175輸送裝

2、置設(shè)計(jì)175.1結(jié)構(gòu)和工作原理設(shè)計(jì)175.2鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算186傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)196.1電機(jī)選擇206.2整體傳動(dòng)比的設(shè)計(jì)216.3 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)216.4齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)267機(jī)架設(shè)計(jì)298主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核309主軸軸承的選擇與校核329.1主軸軸承的選擇329.2軸承的校核3210刀盤固定鍵的選擇及校核33結(jié)論33參考文獻(xiàn)34致謝36盤式秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)摘要農(nóng)作物秸稈資源作為一種重要的可再生資源，在我國(guó)產(chǎn)量巨大，但至今卻一直沒有得到充分利用，因此設(shè)計(jì)出的一種對(duì)秸稈進(jìn)行切碎處理的機(jī)械可以很好地解決此問題。目前，農(nóng)作物秸稈的處理方法很多，可以作為畜牧飼料，還田堆肥，作工業(yè)原料和生物質(zhì)能源等，這

3、些都需要將秸稈進(jìn)行切碎處理。本文結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，說明了秸稈的利用價(jià)值，詳細(xì)介紹了盤式秸稈粉碎機(jī)的工作原理，根據(jù)生產(chǎn)能力要求，對(duì)粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。文中主要完成了盤式秸稈粉碎機(jī)的總體設(shè)計(jì)，包括切碎裝置、喂料裝置、輸送裝置、傳動(dòng)裝置和機(jī)架等。1） 設(shè)計(jì)選擇了圓弧刃飛刀切碎作為切碎方式；2） 將喂料裝置設(shè)計(jì)為機(jī)械浮動(dòng)式喂料，提高了自動(dòng)化程度；3） 輸送裝置設(shè)計(jì)為鏈板式送料，送料過程安全可靠，節(jié)省勞動(dòng)力；4） 出料方式設(shè)計(jì)為氣流式上出料，出料快捷方便，不堵料；5） 對(duì)傳動(dòng)裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，包括帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。關(guān)鍵字農(nóng)作物秸稈；切碎；盤式粉碎機(jī)；圓弧刃；壓輥The Design of the

4、 Disc Straw PulxerizerAbstract Crop straw resources as an important renewable resources, huge production in our country, but so far has not been fully used, so the design of a mechanical to chop the straw is a good way to solve this problem. At present, the processing method are many, crop straw can

5、 be used as livestock feed, returning compost, industrial materials and biomass energy, etc., all of these needs will be chopped straw processing. In this paper, combined with the actual situation of our country, illustrates the utilization value of straw, introduced the working principle of disc st

6、raw crusher, in accordance with the requirements of production capacity, design the structure of mill. This paper mainly completed the overall design of the disc straw crusher including chopped device, feeding device, transmission device, gear and rack, etc.1）Design a circular blade fly knife choppe

7、d as the chopped way;2）Will feed device is designed for mechanical floating feed, improve the degree of automation;3） Conveying equipment design for chain plate feeding, feeding process is safe and reliable, saving labor;4） Discharging mode design for pneumatic discharge, discharge fast and convenie

8、nt, no plugging material;5） The designing calculation of transmission device, including belt transmission and gear transmission.Key wordsCrop straw; Cut up; Disc straw pulxerizer; Arc blade; RollerIII1緒論1.1研究目的及意義隨著全球化石能源的消耗殆盡、環(huán)境問題的日益突出，能源問題越來越受到人們的關(guān)注。能源是人類賴以生存發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，與社會(huì)的發(fā)展有著密切的關(guān)系。我國(guó)作為生物質(zhì)產(chǎn)出大國(guó)，應(yīng)將對(duì)生物

9、質(zhì)的開發(fā)與利用放在重要的位置上。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，秸稈是糧食生產(chǎn)中的主要副產(chǎn)品之一，同時(shí)也是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要資源，是極為豐富并能直接利用的可再生資源。作為一種資源，作物秸稈可用作肥料、飼料、燃料及造紙、制炭、建材等的原料（祖宇等，2012）。目前，我國(guó)的秸稈開發(fā)利用主要從四個(gè)方面進(jìn)行：圖1.1中國(guó)農(nóng)作物秸稈的主要用途Figure 1.1 The main purpose of China Straw一是秸稈還田包，括整株還田和粉碎還田兩種，秸稈還田是目前秸稈利用的最主要方面，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2000年我國(guó)主要糧食作物秸稈粉碎還田的面積占其種植面積的58.6%(韓魯佳等，2002)。秸稈還田的方法分為整株

10、還田技術(shù)、粉碎還田技術(shù)、有根茬切碎還田技術(shù)和傳統(tǒng)漚肥還田技術(shù)。配套的秸稈還田設(shè)備有粉碎還田機(jī)、滅茬機(jī)、收獲還田機(jī)和水田埋草機(jī)等。目前，經(jīng)過對(duì)秸稈還田技術(shù)和配套操作規(guī)程等的研究，秸稈直接還田在我國(guó)已有了一定面積的推廣應(yīng)用。在“八五”期間，秸稈直接還田技術(shù)規(guī)程研究取得了重要突破，已經(jīng)制定出了包括華北、西南、長(zhǎng)江中游區(qū)、江蘇水早輪作區(qū)和浙江三熟制種植區(qū)的麥秸、玉米秸、稻草直接翻壓還田的技術(shù)規(guī)程，包括還田方式、秸稈數(shù)量、施氮量、土壤水分、粉碎程度、還田時(shí)間以及防治病蟲害、雜草等方面的技術(shù)要求，實(shí)踐證明適量的秸稈還田能有效增加土壤的有機(jī)質(zhì)含量，改良土壤，培肥地力（胡代澤，2000）。二是生物質(zhì)秸稈在沼氣

11、工程和發(fā)電廠等的應(yīng)用，作為一種能源，生物質(zhì)秸稈是一種清潔的可再生能源，應(yīng)用前景大，意義重大。據(jù)全國(guó)農(nóng)村可再生資源統(tǒng)計(jì)資料顯示(2001)，“九五”期間，秸稈能源用量仍占農(nóng)村生活用能的30%-50%。傳統(tǒng)的秸稈利用方式是直接燃燒，因其密度小，灰分多，己不再適應(yīng)農(nóng)民生活水平的需要，國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的秸稈優(yōu)質(zhì)能源利用技術(shù)，除了本文所要研究的秸稈壓縮成型技術(shù)以外，還有秸稈氣化集中供氣技術(shù)、秸稈制取沼氣技術(shù)、秸稈燃料熱風(fēng)烘干技術(shù)等。秸稈熱解氣化技術(shù)把細(xì)軟、松散的低品位秸稈轉(zhuǎn)換成清潔的高品位氣體，熱效率可達(dá)40%。氣相燃料速度快，熱量輸出可以控制，在烘干木材、茶葉、飼料和代替燃油發(fā)電及農(nóng)村居民炊事等方面己有成功應(yīng)

12、用。部分氣化爐和配套裝置己經(jīng)批量生產(chǎn)，進(jìn)入實(shí)用推廣階段。目前全國(guó)己有350余處秸稈氣化集中供氣示范點(diǎn)，主要集中在山東、河南、江蘇、河北、山西、北京、陜西等。僅山東就有170余處(韓魯佳等，2002)。秸稈制取沼氣技術(shù)，近年來經(jīng)攻關(guān)研究在技術(shù)上有了較大突破，解決了秸稈易結(jié)殼、出料困難和發(fā)酵不充分的難題。干發(fā)酵工藝則有助于節(jié)約建池費(fèi)用，提高池容利用率，目前該技術(shù)在北方應(yīng)用較多。秸稈燃料熱風(fēng)烘干技術(shù)是將成捆或經(jīng)預(yù)處理的秸稈加入由兩段燃料室組成的高效燃料爐，燃燒產(chǎn)物經(jīng)過離心除塵可得到潔凈的熱煙道氣，產(chǎn)生的熱風(fēng)溫度可以調(diào)節(jié)(60-800)，含煙塵量小于20mg/m3，尤其適宜于高濕物料，如糧食、木材、飼

13、料、雞糞、酒糟等的烘干。三是作為家畜飼料，包括直接飼喂、粉碎飼喂及氨化、青貯、微貯等處理后飼喂秸稈用作飼料，在中國(guó)主要是以秸稈養(yǎng)畜、過腹還田的方式進(jìn)行的。未經(jīng)任何處理的秸稈，不僅消化率低，粗蛋白和礦物質(zhì)含量低，而且適口性差。為提高飼料的適口性和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，近年來普遍采用氨化、微生物發(fā)酵貯存、熱噴、揉搓等技術(shù)處理，目前全國(guó)的年加工處理量約1000萬t，已開發(fā)出的加工設(shè)備有氨化爐、調(diào)質(zhì)機(jī)、青貯收獲機(jī)、揉搓機(jī)、壓餅機(jī)、熱噴設(shè)備等。四是作為工相關(guān)工業(yè)原料利用，如用于造紙、制炭、編織等秸稈作為工業(yè)原料主要用于工業(yè)造紙，占秸稈總產(chǎn)出量的2.9%。其它目前正在興起的研究與應(yīng)用有:南京林業(yè)大學(xué)將秸稈壓縮成型制作

14、秸稈板材，建筑墻體材料，包裝材料等;西北農(nóng)大開展模壓制品的研究，如一次性快餐盒、托盤、家具構(gòu)件和建筑構(gòu)件等;遼寧省農(nóng)科院研制成功秸稈皮鑲分離及其綜合利用技術(shù);另外一些科研院所采取生物技術(shù)的手段發(fā)酵生產(chǎn)乙醇、糠醛、苯酚、單細(xì)胞蛋白、燃料油氣、工業(yè)酶制劑等。由于秸稈還田數(shù)量有限，作飼料其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值不高，因此要真正解決秸稈的合理利用問題，關(guān)鍵在于研究秸稈的能源化和工業(yè)化利用技術(shù)。這些領(lǐng)域都會(huì)涉及到秸稈的粉碎加工，因此，秸稈粉碎機(jī)有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用前景。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前秸稈年產(chǎn)量約為6.2億t，利用率僅為33%（黃忠乾，1999），約為2億t，大部分秸稈被棄置不用或直接焚燒，造成資源的浪費(fèi)，還污染了環(huán)境。因此

15、，秸稈粉碎機(jī)，對(duì)提高秸稈等燃燒農(nóng)作物處理效率、擴(kuò)大秸稈的用途、提高秸稈等農(nóng)作物廢料的利用率、節(jié)約資源、美化環(huán)境具有重要意義，對(duì)生物質(zhì)粉碎機(jī)的開發(fā)與研究也是必不可少的一部分，其中的盤式秸稈粉碎機(jī)十分具有代表性。對(duì)于中小型粉碎機(jī)而言，由于其削制的原料大多數(shù)是各種農(nóng)作物秸稈和枝椏等，材徑較小，采用平面盤式機(jī)削片時(shí)，削片長(zhǎng)度的均勻性較優(yōu)良，而其制造成本低廉，易于推廣。因此，中小型粉碎機(jī)采用平面刀盤結(jié)構(gòu)是一個(gè)發(fā)展方向。1.2國(guó)內(nèi)外研究概況粉碎機(jī)的研制在國(guó)內(nèi)己有幾十年的歷史，其主要集中在飼料粉碎和農(nóng)作物秸稈切碎等方面。目前, 國(guó)內(nèi)粉碎機(jī)具種類與粉碎方式也多種多樣，粉碎技術(shù)根據(jù)粉碎方式和粉碎手段的不同可分為

16、鍘切式、錘片式、揉切式和組合式粉碎技術(shù)，秸稈切碎機(jī)械的切碎器主要有輪刀式(盤刀式)和滾筒式兩種。然而，國(guó)內(nèi)秸稈粉碎機(jī)在產(chǎn)量、能耗以及機(jī)具的壽命和操作安全性等方面還有許多不完善的地方，不能很好地滿足各類生物質(zhì)粉碎作業(yè)的要求，仍然擺脫不了一些技術(shù)問題的困擾。其問題是機(jī)具性能較差、可靠性偏低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)偏貴，調(diào)整使用不便，生產(chǎn)率低，適應(yīng)性弱等。因此，國(guó)內(nèi)迫切需要進(jìn)一步提高和完善秸稈粉碎機(jī)的性能。本論文著重對(duì)盤式秸稈粉碎機(jī)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，希望在秸稈粉碎機(jī)領(lǐng)域研制出能耗低、生產(chǎn)效率高的機(jī)器，在秸稈粉碎機(jī)領(lǐng)域探索出一條道路。粉碎機(jī)具種類與粉碎方式也多種多樣，但是現(xiàn)有的粉碎設(shè)備在產(chǎn)量、能耗以及機(jī)具的壽

17、命和操作安全性等方面還有許多不完善的地方，不能很好地滿足各類生物質(zhì)粉碎作業(yè)的要求。為了解決提高生產(chǎn)率、降低能耗和對(duì)多種物料的適應(yīng)性等問題國(guó)外對(duì)秸稈切碎的研究集中于麥秸、稻秸等軟莖桿，主要分析切碎能耗、切碎度和切斷效率的各種影響因素，如oDogherty(1986)等人分析了切割速度、割刀參數(shù)、受切根數(shù)等因素對(duì)切割過程的影響，指出秸稈切割過程中有一臨界速度，在15-30m/s范圍內(nèi)，低于臨界速度，能耗和無效切割快速增加;大于臨界速度，能耗基本不變，實(shí)際切割長(zhǎng)度接近于理論長(zhǎng)度。美國(guó)、加拿大等國(guó)家的小麥、玉米秸稈大部分用于還田。國(guó)外的莖稈還田機(jī)具結(jié)構(gòu)大多為立式結(jié)構(gòu)，具有機(jī)具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，作業(yè)效率高等特點(diǎn)

18、。同時(shí)還有對(duì)秸稈根部進(jìn)行處理加工的整株秸稈粉碎還田機(jī)具。日本采用的是在半入式聯(lián)合收割機(jī)后面安裝切草裝置，一次能完成收獲和秸稈粉碎。在大功率、多功能為主的粗飼料粉碎機(jī)占優(yōu)勢(shì)的情況下，西歐國(guó)家還重視生產(chǎn)小型粗飼料粉碎機(jī)，其特點(diǎn)是體積小、重量輕、動(dòng)力消耗小。1.3主要設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)路線1.3.1設(shè)計(jì)內(nèi)容本文設(shè)計(jì)的盤式粉碎機(jī)，主要用于各種農(nóng)作物秸稈的粉碎，比如水稻秸稈、玉米秸稈、小麥秸稈和棉花秸稈等，要求切碎性能好，經(jīng)久耐用；切碎效率高，耗能較低；粉碎長(zhǎng)度可調(diào)，粉碎均勻性好；自動(dòng)進(jìn)料等。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：1）盤式秸稈粉碎機(jī)工作原理和工作方式的分析研究；2）總體方案的確定與總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括盤式切碎裝置

19、、可調(diào)的壓輥式喂料裝置、輸送裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)架和行走裝置等設(shè)計(jì)；3）主要工作部件和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、計(jì)算、校核；4）主要零件設(shè)計(jì)圖、部裝圖和總體裝配圖。1.3.2設(shè)計(jì)路線查閱資料外文翻譯、開題報(bào)告、文獻(xiàn)綜述設(shè)計(jì)方案，確定工作原理和大體框架繪制草圖總體設(shè)計(jì)各部分裝置的設(shè)計(jì)，繪制零件圖各部分校正、修改繪制總裝圖，撰寫論文2總體方案設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)原則整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之處就在于總體設(shè)計(jì)，其原則：（1）系統(tǒng)性，即所設(shè)計(jì)的是一個(gè)系統(tǒng)，應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的特性 ； （2）布局的合理性，其對(duì)后續(xù)設(shè)計(jì)存有重大的影響，應(yīng)要求達(dá)到便于充分發(fā)揮功能，整體結(jié)構(gòu)緊湊，層次分明。該機(jī)由切碎裝置、拋送裝置、壓輥式喂料裝置、輸送裝置、傳

20、動(dòng)裝置以及機(jī)架等主要部件組成，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料、自動(dòng)喂料，壓緊物料、切碎以及拋送等功能。整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸合理。喂料平穩(wěn)流暢，功耗小，切削片均勻，切碎效果理想。2.2工作原理本機(jī)通過帶輪傳動(dòng)將電機(jī)的動(dòng)力分別傳給切碎裝置、傳動(dòng)裝置、喂料裝置和輸送裝置。切碎裝置中，電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過帶輪的減速后傳給切碎裝置的主軸，帶動(dòng)主軸上的刀盤旋轉(zhuǎn)，刀盤軸向面積大，起到拋送物料的作用，刀盤上還固定著飛刀，這樣定刀和動(dòng)刀形成剪切作用，將物料切碎。傳動(dòng)裝置中，切碎裝置中的刀盤主軸的一端安裝了小齒輪，將動(dòng)力繼續(xù)輸出傳遞給傳動(dòng)裝置，該裝置中，動(dòng)力經(jīng)減速和傳動(dòng)變向，變成所需的動(dòng)力，輸出給喂料裝置。喂料裝置中，傳動(dòng)裝置中的動(dòng)力，

21、分別傳遞給了上下喂入輥，上下喂入輥反向旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)喂料功能，同時(shí)，下喂入輥的一端安裝了一個(gè)鏈輪，將動(dòng)力輸出給送料裝置。送料裝置中，下喂入輥的動(dòng)力傳遞給鏈輪，鏈輪帶動(dòng)整個(gè)鏈板運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)送料的功能。組成該機(jī)的幾個(gè)裝置，切碎裝置、傳動(dòng)裝置、喂入裝置、輸送裝置，每個(gè)裝置在完成自己的功能的同時(shí)，將動(dòng)力又傳遞給下一個(gè)裝置，這樣整機(jī)形成了一個(gè)系統(tǒng)，各部分相聯(lián)系配合，實(shí)現(xiàn)整機(jī)的送料、喂料、切碎、拋送的功能。 1.切碎裝置 2.喂料裝置 3.刀盤罩殼 4.機(jī)架 5.電動(dòng)機(jī) 6.排料口圖2.1盤式秸稈粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖（主視圖）Figure 2.1 Straw shredder disc structure diag

22、ram(front view)7.傳動(dòng)裝置 8.輸送裝置 9.主軸圖2.2盤式秸稈粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖（俯視圖）Figure 2.2 Schematicstraw grinderdisc(top view) 10.輸送裝置罩殼 圖2.3盤式秸稈粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖（左視圖） Figure 2.3 Schematicstraw grinderdisc(left view) 由盤式秸稈粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖2.1、2.2和2.3可以看出，該機(jī)由幾部分組成，分別是切碎裝置、喂料裝置、傳動(dòng)裝置、輸送裝置、機(jī)架和罩殼等。工作原理是：電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出，經(jīng)帶傳動(dòng)傳遞給主軸，主軸的動(dòng)力經(jīng)傳動(dòng)裝置傳遞給喂料裝置，喂料裝置的動(dòng)

23、力進(jìn)一步傳遞給輸送裝置；電動(dòng)機(jī)是動(dòng)力源，喂料裝置的功能是喂入和夾緊物料，傳動(dòng)裝置將動(dòng)力大小和方向改變至合理值，傳遞給喂料裝置和輸送裝置，輸送裝置將物料輸送至上下喂入輥的喂料口，切碎后的物料經(jīng)拋送葉片拋送，由出料口排出。2.3主要技術(shù)參數(shù) 據(jù)工作原理和實(shí)際需求，確定主要技術(shù)參數(shù)如下：刀盤半徑：500 mm刀盤轉(zhuǎn)速：800r/min最大切削直徑：60mm飛刀數(shù)：3飛刀長(zhǎng)度：400mm進(jìn)料方式：壓輥式喂料鏈板自動(dòng)水平進(jìn)料出料方式：氣流出料上出料粉碎機(jī)效率：1500kg/h喂入輥直徑：80mm 喂入輥有效長(zhǎng)度：300mm喂入輥張開間距最大值：100mm，張開間距自動(dòng)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)功率：5.5kw3切碎裝置

24、設(shè)計(jì)3.1切碎方式選擇秸稈切碎方式主要有盤刀式切碎、滾刀式(螺旋刀)切碎和錘片式切碎等。盤刀式切碎質(zhì)量好，刀片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要缺點(diǎn)是刀盤運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻。滾刀式切碎滑切作用強(qiáng)，切割阻力小，但切碎體不能自動(dòng)拋出，刀片剛度差，不適合硬莖稈切碎。錘片式切碎是利用高速旋轉(zhuǎn)的錘片來擊碎秸稈，刀片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性好，但能耗高。根據(jù)對(duì)盤刀式切碎、螺旋刀切碎和錘片切碎3種不同切碎方式的比較研究，如圖3.l所示，在相同轉(zhuǎn)速下，輪刀式切碎中的直刃刀切碎的單位質(zhì)量棉桿能耗最低。查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料（樸香蘭，1998），采用直刃刀切碎，細(xì)小顆粒產(chǎn)量較高，并且切削片的均勻性較好，在9001450r/min范圍內(nèi)，提高轉(zhuǎn)速對(duì)細(xì)小顆粒

25、產(chǎn)量增加不明顯。圖3.1 切碎機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速與能耗的關(guān)系Figure 3.1 shredder drive shaft speed and energy relations根據(jù)以上分析，我們選擇盤刀式切碎作為秸稈切碎的設(shè)計(jì)方案。盤刀式切碎的刀有直刃刀和圓弧刃之分，下面將討論對(duì)切削刀具的選擇。3.2切碎原理分析按刀片刃線運(yùn)動(dòng)方式，切割可分為砍切和滑切兩種?？城袝r(shí)刀片切割點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)方向垂直刃線，而滑切時(shí)刀片切割點(diǎn)M運(yùn)動(dòng)方向不垂直刃線。由于滑切使刀片斜置切入，實(shí)際刃角相應(yīng)變小，刃線變銳，切割阻力減少，因此滑切比砍切省力，且在一定滑切角范圍內(nèi)，滑切程度越大，切割越省力。當(dāng)?shù)镀a(chǎn)生滑切時(shí)，切割點(diǎn)M速度V分解

26、為2部分(圖3.2):滑切速度Vt，方向平行刃線;砍切速度Vn，方向垂直刃線。速度V和Vn夾角為滑切角，在一定滑切角范圍內(nèi)，滑切程度越大，切割越省力。圖3.2刀片的滑切Figure 3.2 slip cutting knife3.3割刀參數(shù)分析3.3.1直刃刀的參數(shù)分析1）滑切角，農(nóng)業(yè)機(jī)械工作部件的滑切角應(yīng)定義為：刃口曲線上任意一點(diǎn)的法線與該點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度方向之間的夾角。直線型刀片的滑切角在數(shù)值上等于刀片刃線AB與切割半徑r之夾角(圖3.3)。1.O-動(dòng)刀回轉(zhuǎn)中心2.AB-動(dòng)刀刃3.e-偏心距4.-滑切角5.r-切割半徑6. x-推擠角圖3.3切碎器的結(jié)構(gòu)圖Figure 3.3 Structure

27、 diagram chopper為了保證刀片有滑切，其刃線AB至回轉(zhuǎn)中心O應(yīng)具有偏心距e。由圖3.3可得: tg= (3.1)上式說明，直刃刀切割從切割開始到終了，隨著切割點(diǎn)外移，切割半徑r的增加，刀片的滑切角逐漸減小。因此，刀片切割阻力矩隨著切割半徑的增大，滑切角的減小，切割阻力的增大而增大。2.推擠角圖3.3中，動(dòng)刀刃線AB與定刀刃線CM間的夾角為推擠角x.切割時(shí)如果推擠角過大，秸稈受刀片作用，會(huì)先沿刃線一側(cè)滑移，逐漸集中在最后階段切割，結(jié)果造成刀片負(fù)荷不均，刃線末端磨損嚴(yán)重，碎段變長(zhǎng)，切碎質(zhì)量變壞。因此，為保證切割穩(wěn)定，不產(chǎn)生滑動(dòng)切割，滿足如下切割條件: x (3.2) 根據(jù)文獻(xiàn)資料，取

28、=， ，則x。圖3.4中，由三角形OGH和HCD相似關(guān)系可知，推擠角x在數(shù)值上等于回轉(zhuǎn)角，在切割過程中逐漸減小。故刀片推擠角隨著切割點(diǎn)外移、回轉(zhuǎn)角的減小而減小。從以上分析可以得出，直刃刀刀片的推擠角變化比較合理，隨著切割過程的進(jìn)行，切割點(diǎn)的外移，逐漸減小，鉗住物料的能力越來越強(qiáng)，而滑切角和阻力矩變化不夠理想，滑切角逐漸減小，阻力矩逐漸增大。3.3.2圓弧刃的參數(shù)分析 圓弧刃的參數(shù)分析過程與直刃刀的一致，可以用微分的思想，將圓弧刃看做多段短小直線刃，其分析過程和切割原理與直線刃相同，將刃線換成一段半徑合理的圓弧即可 。 可以得出結(jié)論，圓弧刃的滑切角在切割過程中逐漸增大，滑切程度越來越大，切割越來

29、越省力，阻力矩逐漸減小，對(duì)切割過程很有利。但是推擠角同樣也越來越大，不利于物料的鉗住。3.4刀具及刀盤的設(shè)計(jì)良好的切刀（或稱切碎器）應(yīng)滿足下列要求：切割質(zhì)量高，耗用動(dòng)力小，結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)，安全可靠，便于刃磨，使用維修方便。刀片在設(shè)計(jì)和選用時(shí)應(yīng)滿足下列三個(gè)方面的要求，即 鉗住物料，保證切割； 切割功率要?。?切割阻力矩均勻。3.4.1刀具設(shè)計(jì)切碎器是秸稈切碎機(jī)重要工作部件。它的參數(shù)設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)破碎質(zhì)量，功率消耗，以及機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)均勻程度有直接影響。破碎性能好的切碎器，應(yīng)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，刀片制造、安裝、刃磨方便、切割省力，負(fù)荷均勻，切割質(zhì)量好，秸稈相對(duì)動(dòng)定刀片不產(chǎn)生滑移。綜合評(píng)判，切割過程中，滑切

30、角相對(duì)于推擠角，對(duì)切割過程的影響更大，滑切角越大，切割過程越省力，越流暢；對(duì)刀具的沖擊損傷越小，刀具壽命更長(zhǎng)久；整個(gè)機(jī)器的穩(wěn)定性也更好，震動(dòng)更小，噪音越??；切割時(shí)，也相對(duì)更節(jié)約能源。推擠角而言，只要保證推擠角合理，物料不被推擠產(chǎn)生滑移即可，圓弧刃的半徑選擇合理完全可以避免物料產(chǎn)生滑移。相對(duì)比而言，圓弧刃口動(dòng)刀片在綜合性能上較直刃刀動(dòng)刀片優(yōu)越，因此本文設(shè)計(jì)中選擇圓弧刃動(dòng)刀。同時(shí)，為了改善其切碎性能，本設(shè)計(jì)采用提高切碎器轉(zhuǎn)速和增大其本身轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(即刀架質(zhì)量)的方法，來補(bǔ)償由于阻力矩變化所引起的運(yùn)轉(zhuǎn)不均的缺點(diǎn)。通過將動(dòng)刀架與甩拋輪葉片設(shè)計(jì)為一體，既可增加刀架的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，又可改善切碎物料的甩拋性能。查

31、閱相關(guān)文獻(xiàn)（尤嘉陵，1983），對(duì)盤式削片機(jī)而言，切割時(shí)，滑切角是影響耗能的主要因素，當(dāng)滑切角在35°45°時(shí)，切割的平均扭矩較低，切割能耗較小。本文設(shè)計(jì)的動(dòng)刀片如圖3.4 1.固定用沉頭孔 2.刀身 3.圓弧刃 圖3.4動(dòng)刀片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 Figure 3.4 Moving blade structure diagramin 圓弧刃的刃線為半徑900mm的圓弧，圓弧刃弦長(zhǎng)為400mm，刀身上有三個(gè)沉頭孔，用來將刀和刀盤固定。飛刀在切割過程中，會(huì)受到一定的沖擊，并且主軸轉(zhuǎn)速較高，飛刀使用頻率較高，加之刀具需經(jīng)久耐用，耐磨等，綜合考慮各因素，飛刀的材料選擇碳素工具鋼中的T9號(hào)鋼，

32、熱處理后刃口部分的硬度為5256HRC，其韌性和耐沖擊性都較好。查閱相關(guān)文獻(xiàn)得知，盤式粉碎機(jī)的飛刀的楔角取30°45°（俞嘉芝等，2006）時(shí)，對(duì)切割過程最為有利，既保證了切割過程的流暢，又保證了刀具刃口的強(qiáng)度和耐用性。本文取38°的飛刀楔角。查閱相關(guān)文獻(xiàn)得知，底刀的刃磨角一般取85°90°，本文取85°。底刀材料采用碳素工具鋼中的T5號(hào)鋼采用方形刃口的定刀，其能耗小，使用時(shí)不易磨損，在該區(qū)域刃部淬火硬度為4756HRC，而非淬火區(qū)為28HRC（鄧春巖等，2011）。動(dòng)、定刀片刃口的間隙為0.51.0mm。若磨損到一定厚度時(shí)，必須磨刀

33、，使之變薄，構(gòu)成銳利刃口。3.4.2刀盤設(shè)計(jì)刀盤的作用有三個(gè)，一是固定飛刀，使飛刀隨主軸旋轉(zhuǎn)，與定刀形成剪切作用；二是起飛輪作用，使飛刀在間斷切削過程中，速度波動(dòng)不大，并且儲(chǔ)存能量；三是起旋轉(zhuǎn)葉片作用，拋送切碎后的秸稈碎片。刀盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3.5 刀盤結(jié)構(gòu)示意圖（主視圖）刀盤結(jié)構(gòu)示意圖（俯視圖） 1.飛刀 2.鍵槽 3.主軸孔 4.飛刀配合面 5.光孔 6.刀盤架 7.拋送葉片 圖3.4刀盤結(jié)構(gòu)示意圖 Figure 3.4 Schematic cutter飛刀與刀盤通過刀盤配合面面接觸定位，通過三個(gè)沉頭螺釘固定在刀盤上；三個(gè)支架上均有拋送葉片，高速旋轉(zhuǎn)下，將秸稈碎屑拋送出；刀盤通過標(biāo)準(zhǔn)平鍵與

34、主軸配合，傳遞扭矩，配合面均有粗糙度要求。由于少刀盤式秸稈粉碎機(jī)工作時(shí)屬于間歇運(yùn)動(dòng)，故實(shí)際消耗功率是變化的，因此，將刀盤看作飛輪設(shè)計(jì)，以便在驅(qū)動(dòng)力的功超過切削阻力的功時(shí)，將多余的能量貯藏起來，使動(dòng)能增大時(shí)，速率增加不太大；反之，當(dāng)切削阻力的功超過驅(qū)動(dòng)力的功時(shí)，把多余的能量釋放出來，使動(dòng)能減少時(shí)，速率降低不至于太大。刀盤的作用就是使刀盤的速率波動(dòng)不至于太大。刀盤的材料一般采用30，35，45號(hào)鑄鋼，本文采用45號(hào)鑄鋼，鑄鋼件必須退火處理，鍛鋼件須正火處理；粗加工后進(jìn)行探傷檢查，在開口處不允許有降低使用性能的缺陷。主軸的毛坯應(yīng)為鍛件，不應(yīng)有降低使用性能的缺陷。4壓輥式喂料裝置設(shè)計(jì)4.1結(jié)構(gòu)及工作原

35、理設(shè)計(jì)壓輥式喂料裝置由浮動(dòng)的上喂入輥，固定的下喂入輥和壓緊裝置組成，上下喂入輥的直徑相等，并且以相同的角速度反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，作用是將物料以一定的速度喂入切碎器，并在喂入的同時(shí)，將其夾住、壓緊、無滑動(dòng)，以保證切碎質(zhì)量，即切碎顆粒長(zhǎng)度均勻，切口平整。上喂入輥動(dòng)力由一對(duì)萬向節(jié)傳入，下喂入輥由一對(duì)圓柱齒輪傳遞動(dòng)力并改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向，從而獲得上下喂入輥轉(zhuǎn)速一致，但方向不同的運(yùn)動(dòng)。喂入裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4.1下拉橫架2和浮動(dòng)罩殼11焊縫連接，浮動(dòng)罩殼11和浮動(dòng)軸承座5用螺栓固定在浮動(dòng)軸承座固定板6上，這部分整體可以上下浮動(dòng)。上拉橫梁3和下軸承座7用螺栓固定在總固定板8上，總固定板8用螺栓固定在機(jī)架上，這部分為固定

36、，不可以浮動(dòng) 1.拉伸壓緊彈簧 2下拉橫架 3.上拉橫梁 4.浮動(dòng)槽 5.浮動(dòng)軸承座 6.浮動(dòng)軸承座固定板 7.下軸承座 8.總固定板 9.下喂入輥 10上喂入輥 11浮動(dòng)罩殼.圖4.1喂入輥總結(jié)構(gòu)圖Figure 4.1 summarizes the composition of the feed roller上下喂入輥同時(shí)反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，攫取物料，下喂入輥固定，上喂入輥可浮動(dòng)，物料被喂入切碎器的同時(shí)，被上下喂入輥夾住壓緊，以便飛刀和定刀切割物料，有利于提高切碎效率，切割過程流暢，保證了切割的均勻性。為了使得喂入秸稈過多時(shí)在喂入輥處不產(chǎn)生不堵塞，過少時(shí)不產(chǎn)生碎段過長(zhǎng) ， 上喂入輥設(shè)計(jì)成能浮動(dòng)的，

37、并設(shè)有壓緊機(jī)構(gòu)以保持上喂入輥對(duì)秸稈始終有一定的壓力。對(duì)壓緊機(jī)構(gòu)采用單彈簧中置式，上喂入輥兩側(cè)軸承座可以在垂直的滑道內(nèi)移動(dòng)，彈簧的一端與上浮動(dòng)裝置中的下拉橫架2連接，一端與總固定板上8上的上拉橫梁3連接，彈簧給整個(gè)浮動(dòng)裝置一個(gè)初始的下拉力。當(dāng)秸稈層變厚時(shí)上喂入輥10克服彈簧的拉力力向上浮動(dòng)，最大浮動(dòng)量為60mm，與浮動(dòng)槽4的尺寸60mm一致 。 4.2喂料裝置主要技術(shù)參數(shù)確定4.2.1切碎長(zhǎng)度切碎長(zhǎng)度是切碎機(jī)主要性能指標(biāo)之一，機(jī)器工作時(shí)，秸稈被喂入輥卷入切碎機(jī)構(gòu)的速度v(m/s)，切砰器每秒鐘切碎次數(shù)為，則理論切碎長(zhǎng)度為:L= (4.1)考慮到喂入輥的打滑因素，實(shí)際切碎長(zhǎng)度為: L= (4.2)

38、 式中：k動(dòng)刀片數(shù)i切碎器主軸n與喂入輥轉(zhuǎn)速n傳動(dòng)比D喂入輥直徑打滑系數(shù)，一般取0.040.07切碎器主軸與喂入輥之傳動(dòng)比i=6.47（詳見6傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)），喂入輥直徑D=80mm，動(dòng)刀片數(shù)k為3，打滑系數(shù)取0.045，則理論切碎長(zhǎng)度L=12mm。4.2.2粉碎機(jī)生產(chǎn)率切碎機(jī)生產(chǎn)率的大小取決于喂入口面積，切碎器刀片數(shù)和轉(zhuǎn)速，莖稈種類和切碎長(zhǎng)度等，理論生產(chǎn)率可由下式計(jì)算: Q=60·k·a·b·L·n· （4.3） 式中: k動(dòng)刀片數(shù);a、b為喂入口高度和寬度，m;L理論切碎長(zhǎng)度，m;n喂入輥轉(zhuǎn)速，r/min;喂入輥壓縮后的莖稈容重，k

39、g/m。切碎器的動(dòng)刀片數(shù)k為3，喂入輥轉(zhuǎn)速n為120r/min，喂入口寬度a取0.3m，高度b取0.04m，秸稈壓縮后容重約為120150kg/m，若取130kg/ m。切碎長(zhǎng)度為0.012m，理論生產(chǎn)率約為Q=1500kg/h，與要求設(shè)計(jì)的生產(chǎn)率相符合。5輸送裝置設(shè)計(jì)5.1結(jié)構(gòu)和工作原理設(shè)計(jì)輸送裝置采用鏈輪鏈板式輸送方式，由鏈輪和鏈板組成，它的作用是將秸稈物料均勻的送至喂入輥的喂入口處。操作工人只需把秸稈平放在鏈板上后，秸稈隨鏈板前進(jìn)，送至喂入輥，然后被切碎。這樣能保證秸稈切割連續(xù)，均勻，切割質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高，且自動(dòng)化程度明顯提高。其結(jié)構(gòu)如圖5.1 1.動(dòng)力輸入鏈輪 2.主動(dòng)軸 3.鏈板

40、4.鏈條 5.輸送鏈輪 6.從動(dòng)軸 圖5.1輸送裝置簡(jiǎn)圖 Figure 5.1 Delivery device structure diagram 輸送裝置的動(dòng)力由下喂入輥一端的鏈輪傳遞，動(dòng)力通過鏈條傳遞至動(dòng)力輸入鏈輪1，主動(dòng)軸2上還固定著兩個(gè)鏈輪，如同從動(dòng)軸6上的鏈輪5，鏈板3通過螺釘固定在鏈條4上。主動(dòng)軸2運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)軸上的鏈輪運(yùn)動(dòng)，鏈輪通過鏈條4將動(dòng)力傳遞至從動(dòng)軸6，兩軸同時(shí)運(yùn)動(dòng)，固定在鏈條上的鏈板也隨之運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)送料功能。鏈板的輸送速度與喂入輥的喂入速度必須一致，才能保證切碎過程順利完成，避免卡機(jī)、纏繞和浪費(fèi)能量。5.2鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算鏈傳動(dòng)是屬于帶有中間撓性的嚙合傳動(dòng)，與摩擦傳動(dòng)的帶傳

41、動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)無彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，因而能保持準(zhǔn)確的平均傳動(dòng)比，傳動(dòng)效率較高；張緊時(shí)作用于軸上的徑向壓力較小，結(jié)構(gòu)較緊湊；能在高溫及速度較低的情況下工作；鏈傳動(dòng)安裝制造精度要求低，成本低廉。主要用于要求工作可靠，且兩軸相距較遠(yuǎn)，以及其他不宜用齒輪傳動(dòng)的地方。本處設(shè)計(jì)選擇鏈輪，是由于鏈輪傳遞可靠，且可以在惡劣環(huán)境下正常工作，成本低。選擇鏈齒輪齒數(shù)：取小鏈輪齒數(shù)z1=20，大連輪的齒數(shù)z2=i×z1=20。確定計(jì)算功率，由表查得，由圖查得，單排鏈（王昆等，2005），則計(jì)算功率為 kW選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距，根據(jù)kW及，查圖可選08A。查表得節(jié)距為P=12.7mm。計(jì)算鏈速v，確定潤(rùn)滑方式，

42、 m/s 由v=0.508m/s和鏈號(hào)08A,查圖可知應(yīng)采用滴油潤(rùn)滑。計(jì)算壓軸力，有效圓周力為：N 鏈輪水平布置時(shí)的壓軸力系數(shù)，則壓軸力為N6傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)目的主要有兩個(gè)：1）將電機(jī)的動(dòng)力傳遞給切碎裝置、喂入裝置和輸送裝置；2）按切碎秸稈的長(zhǎng)度要求達(dá)到速度匹配。傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)如圖6.11.電動(dòng)機(jī) 2.小帶輪 3.皮帶傳動(dòng) 4.大帶輪 5.主刀盤 6.下喂入輥 7.鏈輪 8.錐齒輪傳動(dòng) 9.直齒輪傳動(dòng)B 10.送料鏈板 11.直齒輪傳動(dòng)A 12.直齒輪傳動(dòng)C圖6.1傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 簡(jiǎn) 圖Figure 6.1 Transmission system simplified diagr電動(dòng)機(jī)

43、1動(dòng)力出來，接帶傳動(dòng)3，主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，動(dòng)力由另一端輸出，經(jīng)11直齒輪傳動(dòng)A減速，錐齒輪傳動(dòng)8改變動(dòng)力方向，再經(jīng)9直齒輪傳動(dòng)B減速，將動(dòng)力傳遞至下喂入輥軸，再經(jīng)12直齒輪傳動(dòng)C，將動(dòng)力傳給上喂入輥。下喂入輥的另一端固定著鏈輪，將動(dòng)力進(jìn)一步傳遞給輸送鏈板，整個(gè)動(dòng)力傳遞過程就完成了。圖6.1中，箭頭方向表示傳動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)方向，傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)要使切碎裝置、喂料裝置和輸送裝置的運(yùn)動(dòng)相匹配，由圖分析得出，在喂入輥側(cè)，刀盤向下運(yùn)動(dòng)，切割秸稈，運(yùn)動(dòng)方向正確，下喂入輥的運(yùn)動(dòng)方向指向刀盤，向飛刀喂入物料，運(yùn)動(dòng)方向合理，鏈板的運(yùn)動(dòng)方向也是指向飛刀盤，向刀盤輸送物料，運(yùn)動(dòng)方向正確合理，三個(gè)裝置的運(yùn)動(dòng)相互配合，完成

44、整個(gè)秸稈切削過程。6.1電機(jī)選擇根據(jù)該粉碎機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速為800r/min，電機(jī)功率為5.5kW，綜合考慮，選擇Y系列三相異步電機(jī)，選擇Y型電機(jī)中的Y132S4型電動(dòng)機(jī)：電壓220V，額定功率5.5kW，額定轉(zhuǎn)速1440。6.2整體傳動(dòng)比的設(shè)計(jì)所選電機(jī)1的額定轉(zhuǎn)速為：1440r/min切割裝置5的主軸轉(zhuǎn)速為：800r/min所以帶傳動(dòng)3的傳動(dòng)比為：i=1.8主刀盤轉(zhuǎn)速為：800r/min喂入輥的轉(zhuǎn)速為：120r/min因此中間的齒輪傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比為i=6.67直齒輪傳動(dòng)A的傳動(dòng)比i1=3.8，起減速增扭作用；錐齒輪傳動(dòng)比i2=1，僅改變動(dòng)力傳遞方向；直齒輪傳動(dòng)B傳動(dòng)比為i3=1.74，將動(dòng)力傳

45、遞給為喂入輥；直齒輪傳動(dòng)C的傳動(dòng)比為i4=1，上下喂入輥速度相同，方向相反。 i=i1×i2×i3=3.8×1×1.74=6.61鏈板和喂入輥的速度一致，因此鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)比i5=1。6.3 V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)切碎機(jī)轉(zhuǎn)速n=800r/min，所選電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為1440r/min，因此切碎機(jī)的總傳動(dòng)比為i=1440/800=1.8，可以有三種方案可以選擇：方案一：電動(dòng)機(jī)三角皮帶輪刀盤。方案二：電動(dòng)機(jī)鏈傳動(dòng)刀盤。方案三：電動(dòng)機(jī)齒輪傳動(dòng)刀盤。一方案采用的是帶傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)減速的目的，帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比i5，帶傳動(dòng)便于將電動(dòng)機(jī)和轉(zhuǎn)盤的基礎(chǔ)分離，減輕振動(dòng)的干擾，傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，

46、成本低，安裝維護(hù)方便，帶損壞后容易更換。過載時(shí)，帶在帶輪上打滑，可防止其他零件的損壞，起到安全保護(hù)的作用。帶傳動(dòng)對(duì)環(huán)境的要求比較低。一般情況下，在帶傳動(dòng)中只要不接觸潤(rùn)滑油，都不會(huì)影響到其壽命。二方案采用的是鏈傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)減速的目的，與帶傳動(dòng)相比無彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，傳動(dòng)效率高，整體尺寸小，磨損后易發(fā)生跳齒，工作時(shí)有噪聲，不宜用于載荷變化很大，高速和急速反向的場(chǎng)合。三方案采用的是齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)減速的目的，它的效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命強(qiáng)，傳動(dòng)比穩(wěn)定。齒輪減速傳動(dòng)器能夠?qū)崿F(xiàn)單位時(shí)間內(nèi)的精確的傳動(dòng)比，作為獨(dú)立的傳動(dòng)裝置，能達(dá)到3000kW。但它的安裝精度高，結(jié)構(gòu)緊湊，制造成本大。齒輪傳動(dòng)對(duì)環(huán)境的要求

47、比較高，當(dāng)嚙合齒輪在嚙合的過程中，有粒狀物夾雜其中，會(huì)加快齒輪的磨損，進(jìn)而導(dǎo)致齒輪壽命的減短。以上這三種傳動(dòng)方案都能滿足盤刀切碎機(jī)的功能要求，但結(jié)構(gòu)、性能、經(jīng)濟(jì)性和工作環(huán)境不同。根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，該粉碎機(jī)機(jī)的處理能力1.5t/h,且要求連續(xù)處理，綜合考慮選擇方案一較合適。（1）V帶輪的設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)V帶輪時(shí)應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量?。唤Y(jié)構(gòu)工藝性好，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力，質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過動(dòng)平衡，輪槽工作面要經(jīng)過精細(xì)加工（表面粗糙度一般應(yīng)為3.2）以減帶的磨損，各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。（2）材料 此處帶輪的材料，采用鑄鐵，材料牌號(hào)為HT200。（3）V帶輪的結(jié)構(gòu)

48、鑄鐵制V帶輪的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：實(shí)心式腹板式孔板式橢圓輪輻式. 大帶輪直徑較大，在保證強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，適合采用腹板式，可節(jié)約材料；小帶輪直徑較小，為保證強(qiáng)度，采用實(shí)心式為宜。（4）相關(guān)計(jì)算已知電動(dòng)機(jī)的額定功率為5.5kW,轉(zhuǎn)速n=1440r/min,主軸轉(zhuǎn)速n=800r/min，選取傳動(dòng)比為i=1.8,采用普通V帶傳動(dòng)。1）確定計(jì)算功率P由參考資料，查得工作情況系數(shù) K=1.2，故P= KP=1.25.5=6.6kW2）選取帶型 根據(jù)P和n ，由參考資料，確定選用B型3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑 查相關(guān)資料，取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 d=140mm則從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 d=i d=1.8140=252mm根據(jù)

49、參考資料， 取d=250mm按參考資料根據(jù)如下公式，驗(yàn)算帶的速度V=3.141401440/60000=10.5m/s符合帶速范圍525m/s 所以： 帶的速度合適。4）確定V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距 根據(jù)參考資料0.7(d+ d)<a<2(d+ d) （6.1） 即273< a<780 初步確定中心距a=750mm 根據(jù)參考資料，計(jì)算所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度。=2 a+(d+ d)+ (d- d) ²/4 a （6.2）1500+612.3+4.0=2116.3mm根據(jù)參考資料，選取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度=2240mm由參考資料，計(jì)算實(shí)際中心距 a= a+(-。)/2=750+

50、(2240-2116.3)/2=811.85mm5）驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角a由參考資料,得a=180°- （6.3）=180°-(250-140)57.5°/811.85=172.2°>120°所以：主動(dòng)輪上的包角合適6）計(jì)算V帶的根數(shù)Z 由參考資料，知 K （6.4）式中 K包角系數(shù)K長(zhǎng)度系數(shù)P單根V帶的基本額定功率P計(jì)入傳動(dòng)比的影響時(shí),單根V帶額定功率的增量由n1=1440r/min, d=140mm, i=1.8查由參考文獻(xiàn)，得P=2.83kw，P=0.36kw查參考資料，得K=0.98查參考資料，得K=0.98 則Z=6.6/（2.8

51、3+0.36）0.980.98=2.15 取Z=37)計(jì)算預(yù)緊力F 由參考資料得， F= （6.5） 查參考資料, 得q=0.18kg/m,故 F=5006.6(2.5/0.98-1)/(310.5)+0.1810.5²=182.3N8)計(jì)算作用在軸上的壓軸力Fp由參考資料,得 Fp=2ZFsin a/2=23182.3sin172.2/2=1091.3N(5)帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)帶的截型確定輪槽尺寸，確定了帶輪的各部分尺寸后，即可繪制出零件圖，并按工藝要求注出相應(yīng)的技術(shù)條件等。由以上的計(jì)算可知：電動(dòng)機(jī)的V帶輪選實(shí)心式；主軸V帶輪選

52、腹板式。鑄造大帶輪的結(jié)構(gòu)如圖所式： 圖6.2大帶輪結(jié)構(gòu)示意圖 Figure 6.2 Schematic large pulley(6) V帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù) V帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)如圖6.3，圖 6.3 V帶輪的輪槽尺寸 Figure 6.3 V groove pulley wheel sizeV帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)如表6.1 。 表6.1 V帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)項(xiàng)目符號(hào)參數(shù)值（mm）基準(zhǔn)寬度bd14基準(zhǔn)線上槽深Ha3.5基準(zhǔn)線下槽深Hf10.8槽間距E19第一槽對(duì)稱面至端面距離F11.5最小輪緣厚5.5帶輪寬B28外徑DaDa1=147Da2=257輪槽角41.5°6.4齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)該粉碎機(jī)中，總共有四對(duì)傳動(dòng)齒輪，三對(duì)直齒輪，一對(duì)錐齒輪。所有齒輪的設(shè)計(jì)過程相同，本文選一對(duì)齒輪作為代表