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1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 題 目： 塑料粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 姓 名： 李家龍 班級學(xué)號： 0608014612 指導(dǎo)教師： 夏廣嵐 摘 要 廢舊塑料包裝物給人們的視覺帶來不良刺激，影響城市、風(fēng)景點(diǎn)的整體美感，破壞市容、景觀，由此造成”視覺污染“。另外廢舊塑料包裝物進(jìn)入環(huán)境后，由于其很難降解，造成長期的、深層次的生態(tài)環(huán)境問題，利用塑料粉碎機(jī)對廢舊塑料進(jìn)行粉碎處理是回收再利用塑料的重要環(huán)節(jié)。因此研究一種高性能低成本的塑料粉碎機(jī)對社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著及其重要的意義。 目前，廢舊塑料循環(huán)利用技術(shù)的發(fā)

2、展日新月異，全球環(huán)境保護(hù)的呼聲不斷高漲。各種新設(shè)備層出不窮， 德國Erema公司的雙盤切割系統(tǒng)突破了通常Erema使用單盤底部切割、搗碎裝置在進(jìn)入擠出設(shè)備前切割、混合和壓縮薄膜的技術(shù)限制。新型的雙盤系統(tǒng)中的一個(gè)盤安裝在另一個(gè)之上，第一個(gè)盤用于對不符合要求的原料進(jìn)行粗加工。雙盤系統(tǒng)可以接受未經(jīng)過精加工的原料，并且運(yùn)行得更加順暢。Erema公司說在處理PE薄膜時(shí)，可以提升15%的產(chǎn)量。舊設(shè)備可以通過升級成為新型的雙盤系統(tǒng)。 本次課題是針對制造農(nóng)用育苗杯而設(shè)計(jì)，通過參觀育苗杯生產(chǎn)流程，發(fā)現(xiàn)其塑料粉碎機(jī)在粉碎時(shí)存在噪聲大，負(fù)荷波動明顯等問題，因此重新設(shè)計(jì)一種塑料粉碎機(jī)，希望能在一些性能方面有所提高。

3、 關(guān)鍵詞：塑料粉碎機(jī)；雙盤系統(tǒng)；生產(chǎn)流程。 Abstract Combined machine tool is Discard the old plastics packing thing sense of vision for people brings the bad incitement, affecting the whole pleasant impression of the city, beauty spot, breaking the urban landscape, view, resulting in" sense

4、 of vision pollution" from here.Discard another old plastics packing thing after enter the environment because it can hardly decline the solution, result in long-term of, the ecosystem environment problem of the deep time, make use of the plastics to smash the machine to discard the old plastics t

5、o carry on smash processing is be recycled plastics of important link.Therefore study a kind of plastics with low cost high performance to smash the machine to have to the development of the society and economy and its important meaning. Currently, discard the old plastics to make use of the techni

6、cal development to change with each passing day circularly, the noise of shouting of the global environmental protection upsurges continuously.Various new equipments pile up one after another, a dish of the German company of Erema usually incised the system to break the Erema uses the single dish bo

7、ttom to incise, pound into pulp to equip before enter to extrude the equipments incise, admixture and compress the technique restrict of the thin film.A dish within a dishs system install at the another on, the first dish useds for processing towards notting agree with the raw material of match the

8、request to carry on thickly.A dish system can accept to have not yet the raw material that processes over the , and circulate more and smoothly.The company of Erema say while handle thin film of PE, can promote 15% yield.The old equipments can become a dish systems through an upgrade. This topic is

9、 to aim at to make the agriculture to use to teach to grow the cup but designs, teaching to grow the cup production process through a visit, discovering that its plastics smashes the machine while smash exist the voice of is big, burden the motion obvious etc. problem, so from design a kind of plast

10、ics to smash the machine lately, hope to have the exaltation in some functions. Keywords：The plastics smashes the machine; A dish system; Production process. 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 V 頁 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 前 言 近幾年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和機(jī)械領(lǐng)域的迅猛發(fā)展，各種機(jī)械設(shè)備的科技含量逐步加大，同時(shí)對機(jī)械設(shè)備各方面的使用要求也逐步提高，這給設(shè)計(jì)者提出了更高的要求。本次在塑料粉碎機(jī)設(shè)計(jì)過程中，盡量使

11、結(jié)構(gòu)更加合理，可靠性和操作更加簡便。因此大大提高了生產(chǎn)效率和加工成本，減少了工人的勞動強(qiáng)度。 文章工分為三章，第一章介紹了塑料粉碎機(jī)的整體結(jié)構(gòu)。第二章詳細(xì)地介紹了元件的選取及其計(jì)算過程。其中包括固定刀片所用螺栓組的計(jì)算和選取，軸的選取與計(jì)算，軸承的計(jì)算和帶傳動的設(shè)計(jì)等。第三章介紹了塑料粉碎機(jī)的使用說明及注意事項(xiàng)。 限于本人水平有限，文章中必定會有錯(cuò)誤和不足之處，敬煩不吝批評指正。 目 錄 摘 要 I Abstract II 前 言 1 目 錄 2 第1章 塑料粉碎機(jī)整體結(jié)構(gòu)介紹 1 1.1 機(jī)蓋部分 1 1.2 機(jī)體部分

12、 1 第 2 章 元件的選取及其計(jì)算過程 3 2.1 固定刀片所用螺栓組連接的計(jì)算和選取。 3 2.1.1 螺栓組連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 3 2.1.2 螺栓組連接結(jié)構(gòu)計(jì)算過程 4 2.2 軸的選取與計(jì)算 7 2.2.1 軸的設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)方法 7 2.2.2 軸的尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算過程 10 2.3 塑料粉碎機(jī)軸承的選擇 15 2.3.1 軸承選擇條件的分析 15 2.3.2 軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算過程 16 2.4 帶傳動的設(shè)計(jì) 19 2.4.1 帶傳動的設(shè)計(jì)分析 19 2.4.2 帶傳動的選擇與計(jì)算過程 20 第 3 章 塑料粉碎機(jī)使用說明及注意事項(xiàng) 24 3.1 塑料粉碎機(jī)

13、的使用方法 24 3.2 塑料粉碎機(jī)使用的注意事項(xiàng) 24 參考文獻(xiàn) 26 致 謝 27 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 1 頁 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 第1章 塑料粉碎機(jī)整體結(jié)構(gòu)介紹 1.1 機(jī)蓋部分 機(jī)蓋部分結(jié)構(gòu)比較簡單，在對機(jī)蓋的設(shè)計(jì)過程中，主要的思想就是在能夠滿足使用要求的前提下盡量使機(jī)蓋的結(jié)構(gòu)簡單，便于加工生產(chǎn)，從而降低其生產(chǎn)成本。此塑料粉碎機(jī)機(jī)蓋的主要部位就是送料口(它與機(jī)蓋是一體的)，它的作用是將塑料導(dǎo)入到粉碎機(jī)內(nèi)部。機(jī)蓋內(nèi)部有一個(gè)傾斜的擋板，它的作用是防止在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，粉碎的塑料從送料口被甩出來，在機(jī)蓋的底部，通過對加工是表面粗糙度

14、的要求，從而保證了機(jī)蓋和機(jī)體之間的嚴(yán)密性。其結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。 圖1-1 機(jī)蓋部分簡圖 1.2 機(jī)體部分 機(jī)體部分是整個(gè)塑料粉碎機(jī)的主要部分，它的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。從它的外部結(jié)構(gòu)來看，比較簡單，有四個(gè)支架，這四個(gè)支架在設(shè)計(jì)過程中考慮到整臺機(jī)器的穩(wěn)定性，即在機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過程中能夠保證機(jī)器不產(chǎn)生機(jī)體較大震動，每一個(gè)支架的結(jié)構(gòu)都采用了三角板式的結(jié)構(gòu)，從力學(xué)的角度進(jìn)行分析，這種結(jié)構(gòu)不僅能夠保證在性能上的要求，而且它的結(jié)構(gòu)也十分簡單，所以大大降低了生產(chǎn)的成本。 在機(jī)體的后側(cè)，安裝了電動機(jī)的懸掛底座，這種懸掛底座的設(shè)計(jì)是整臺塑料粉碎機(jī)設(shè)計(jì)過程中的巧妙設(shè)計(jì)之處，它所采用的結(jié)構(gòu)是折疊式的，就如同一扇門

15、似的，繞著聯(lián)接軸可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，這種旋轉(zhuǎn)能夠調(diào)節(jié)皮帶的松緊，這種簡單的調(diào)節(jié)方式，不論是在加工過程中，還是在使用過程中，都有著相當(dāng)大的優(yōu)點(diǎn)。 電動機(jī)通過懸掛底座上的四個(gè)通孔，利用螺母將其和懸掛底座連接起來，此時(shí)的電動機(jī)是傾斜放置的，當(dāng)需要調(diào)節(jié)皮帶的松緊時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)螺母而改變皮帶的張緊程度。 在機(jī)體的底部有一個(gè)傾斜的板子，它就是排料板，加工好的塑料可通過排料板排出，該排料板起到了導(dǎo)向的作用。 根據(jù)以上的敘述及要求，機(jī)體外型設(shè)計(jì)構(gòu)造如圖1-2所示。 圖1-2 機(jī)體部分簡圖 第 2 章 元件的選取及其計(jì)算過程 2.1 固定刀片所用螺栓組連接的計(jì)算和選取。 2.1.1

16、螺栓組連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 螺栓組連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要目的，在于合理地確定聯(lián)接接合面的幾何形狀和螺栓的布置形式，力求各螺栓和聯(lián)接接合面間受力均勻，便于加工和裝配。為此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮以下幾個(gè)方面的問題： 1、聯(lián)接接合面的幾何形狀通常都設(shè)計(jì)成軸對稱的簡單幾何形狀，如圓形、環(huán)形、矩形、框形、三角形等。這樣不但便于加工制造，而且便于對稱布置螺栓，是螺栓組的對稱中心和聯(lián)接接合面的形心重合，從而保證聯(lián)接接合面受力比較均勻。 2、螺栓的布置應(yīng)使個(gè)螺栓的受力合理。對于鉸制孔用螺栓聯(lián)接，不要在平行于工作載荷的方向上成排的地布置八個(gè)以上的螺栓，以免載荷分布過于不均。當(dāng)螺栓聯(lián)接承受彎矩或轉(zhuǎn)矩時(shí)，應(yīng)使螺栓的位置適

17、當(dāng)靠近聯(lián)接接合面的邊緣，以減小螺栓的受力。如果同時(shí)承受軸向載荷和較大的橫向載荷，應(yīng)采用銷、套筒、鍵等抗剪零件來承受橫向載荷，以減小螺栓的欲緊力及其結(jié)構(gòu)尺寸。 3、螺栓的排列應(yīng)有合理的間距、邊距。布置螺栓時(shí)，各螺栓軸線間以及螺栓軸線和機(jī)體壁間的最小距離，應(yīng)根據(jù)扳手所需活動空間的大小來決定。扳手空間的尺寸可查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。對于壓力容器等緊密性要求較高的重要聯(lián)接，螺栓的間距t。不得大于下表所推薦的數(shù)值。具體細(xì)節(jié)可見表2-1。 表2-1 螺栓工作面壓力表 工作壓力/MPa 1.6 >1.64 >410 >1016 >1620 >2030 t。/mm 7d 5.5d 4.5d

18、4d 3.5d 3d 注：表中d為螺紋公稱直徑。 4、分布在同一圓周上的螺栓數(shù)目，應(yīng)取成4、6、8等偶數(shù)，以便在圓周上鉆孔時(shí)的分度和畫線。同一螺栓組中螺栓的材料、直徑和長度均應(yīng)相同。 5、避免螺栓承受附加的彎曲載荷。除了要在結(jié)構(gòu)上設(shè)法保證載荷不偏心外，還應(yīng)在工藝上保證被聯(lián)接件、螺母和螺栓頭部的支撐面平整，并與螺栓軸線相垂直。在鑄、鍛件等的粗糙表面上安裝螺栓時(shí)，應(yīng)制成凸臺或沉頭座。當(dāng)支撐面為傾斜表面時(shí)，應(yīng)采用斜面墊圈等。 螺栓組的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除綜合考慮以上各點(diǎn)外，還包括根據(jù)聯(lián)接的工作條件合理地選擇螺栓組的放松裝置。 2.1.2 螺栓組連接結(jié)構(gòu)計(jì)算過程 已知當(dāng)?shù)镀谛D(zhuǎn)的過程

19、中其所受總載荷F5000N。其作用線與垂直線的夾角=45。底板長420mm。寬105，同時(shí)用6個(gè)螺栓緊固。其布置如圖2-1所示。 圖2-1 螺栓組連接示意圖 1、螺栓組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 采用如上圖所示的結(jié)構(gòu)。螺栓數(shù)Z=6。均勻布置。 2、螺栓受力分析F的作用下，螺栓組聯(lián)接承受以下各力作用： 1）軸向力（F的水平分力Fh，作用于螺栓中心，水平向上） Fh= Fsin=5000sin45=3536N （2-1） 橫向力（F的垂直分力Fv,作用于接合面，垂直向下） Fv= Fcos=5000Ncos=3536N

20、 （2-2） 傾覆力矩 M= Fh16+ Fv15=105107Ncm （2-3） 2）在軸向力Fh的作用下，各螺栓所受的工作拉力 （2-4） 3）在傾覆力矩M的作用下，所有螺栓都受到加載作用，所受的載荷按公式確定 （2-5） 故螺栓所受的軸向工作載荷為 （2-6） 4）在橫向壓力的作用下，底板聯(lián)接接合

21、面可能產(chǎn)生滑移，根據(jù)底板接合面不滑移的條件 （2-7） 查表得接合面的摩擦系數(shù)。并取 （2-8） 取防滑系數(shù)。則各螺栓所需預(yù)緊力為 （2-9） 5）上面每個(gè)螺栓所受的總拉力按公式求得： （2-10） 3、確定螺栓直徑 選擇螺栓材料Q235，性能等級為4，6的螺栓，由表得材料屈服極限 ，安全系數(shù)，故螺栓材料的許用應(yīng)力

22、 （2-11） 根據(jù)公式求得螺栓危險(xiǎn)面的直徑（螺栓小徑）為 （2-12） 按粗牙普通螺紋標(biāo)準(zhǔn)（GB196-81），選用螺紋公稱直徑（螺紋小徑） 4、校核螺栓組聯(lián)接接合面的工作能力。 1）聯(lián)接接合面下端的擠壓應(yīng)力不超過許用值 （2-13） （2-14） 故可以滿足要求。 2）聯(lián)接接合面上端應(yīng)保持一定的殘余預(yù)緊力，以防止在受力時(shí)接合面產(chǎn)生間隙，即。 （2-15） 故接合面上端受壓最小處不會產(chǎn)生間隙。 5 校核

23、螺栓所需的預(yù)緊力是否合適 已知 （2-16） 取預(yù)緊力下限即 要求的預(yù)緊力，小于上值，故滿足要求。 確定螺栓的公稱直徑后，螺栓的類型，長度，精度以及響應(yīng)螺母，墊圈等結(jié)構(gòu)尺寸，可根據(jù)底板厚度，螺栓的固定方法及放松裝置等全面考慮后定出。 2.2 軸的選取與計(jì)算 2.2.1 軸的設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)方法 軸的設(shè)計(jì)也和其它零件的設(shè)計(jì)相似，包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工作能力設(shè)計(jì)兩個(gè)方面的內(nèi)容。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是根據(jù)軸上零件的安裝、定位以及軸的制造工藝等方面的要求，合理地確定軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，會影響軸的工作能力和軸上零件的工作可靠性，還會

24、增加軸的制造成本和軸上零件裝配的困難等。因此，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是軸設(shè)計(jì)中重要的內(nèi)容。 軸的工作能力計(jì)算指的是軸的強(qiáng)度、剛度和振動穩(wěn)定性等方面的計(jì)算。多數(shù)情況下，軸的工作能力主要取決于軸的強(qiáng)度。這時(shí)只需對軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，以防止斷裂和塑性變形。而對剛度要求高的軸和受力大的軸，還應(yīng)進(jìn)行振動穩(wěn)定性計(jì)算，以防止發(fā)生共振而破壞。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。 軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸上安裝的零件的類型、尺寸、數(shù)量以及和軸連接的方法；載荷的性質(zhì)、大小、方向及分布情況； 軸的加工工藝等。由于影響軸的結(jié)構(gòu)的因素較多，且其結(jié)構(gòu)形式又要隨著具體情況的不同而異

25、，所以軸沒有標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)形式。設(shè)計(jì)時(shí)，必須針對不同情況進(jìn)行具體的分析。但是，不論何種具體條件，軸的結(jié)構(gòu)都應(yīng)滿足：軸和裝在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上的零件應(yīng)便于拆裝和調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性等。 零件在軸上的定位和裝拆方案確定后，軸的形狀便大體確定。各軸段所需的直徑與軸上的載荷大小有關(guān)。初步確定軸的直徑時(shí)，通常不知道支反力的作用點(diǎn)，不能決定彎矩的大小與分布情況，因而還不能按軸所受的具體載荷及其引起的應(yīng)力來確定軸的直徑。但在進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)前，通常已能求得軸所受的扭矩。因此，可按軸所受的扭矩初步估算所需的直徑。將初步求出的直徑作為承受扭矩的軸段的最小直徑，然后再按軸上零件的裝配方案和

26、定位要求，從最小直徑處起逐一確定各段的直徑。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，軸的直徑可憑經(jīng)驗(yàn)取定，或參考同類機(jī)器同類比的方法確定。 設(shè)計(jì)中提高軸的強(qiáng)度的措施 軸和軸上的零件結(jié)構(gòu)、工藝以及軸上零件的安裝布置等對軸的強(qiáng)度有很大的影響，所以應(yīng)在這些方面進(jìn)行充分考慮，以利于提高軸的承載能力，減小軸的尺寸和機(jī)器的質(zhì)量，降低制造成本。 1合理布置軸上零件以減小軸的載荷。為了減小軸所承受的彎矩，傳動件應(yīng)盡量靠近軸承，并盡可能不采用懸臂的支撐形式，力求縮短支撐跨距及懸臂長度等。 2 改進(jìn)軸上零件的結(jié)構(gòu)以減小軸的載荷 3改進(jìn)軸的結(jié)構(gòu)以減小應(yīng)力集中的影響 軸通常是在變應(yīng)力條件下工作的，軸的截面尺寸發(fā)生突變處

27、要產(chǎn)生應(yīng)力集中，軸的疲勞破壞往往在此處發(fā)生。為了提高軸的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)盡量減小應(yīng)力集中源和降低應(yīng)力集中強(qiáng)度。為此，軸肩處應(yīng)采用較大的過渡原角半徑來降低應(yīng)力集中。但對定位軸肩，還必須保證零件得到可靠的定位。當(dāng)靠軸肩定位的零件的圓角半徑很小時(shí)，為了增大軸肩處的圓角半徑，可采用內(nèi)凹圓角或加裝隔離環(huán)。 當(dāng)軸與輪轂為過盈配合時(shí)，配合邊緣處會產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中。為了減小應(yīng)力集中，可在輪轂上或軸上開減載槽；或者加大配合部分的直徑。由于配合的過盈量愈大，引起的應(yīng)力集中也愈嚴(yán)重，因而在設(shè)計(jì)中應(yīng)合理選擇零件與軸的配合。 用盤銑刀加工的鍵槽比用鍵槽銑刀加工的鍵槽在過渡處對軸的截面削弱較為平緩，因而應(yīng)力集中較小軸的

28、表面及圓角處的加工粗糙度值。當(dāng)采用對應(yīng)力集中甚為敏感的高強(qiáng)度材料作軸時(shí)，表面質(zhì)量尤應(yīng)予以注意。 表面強(qiáng)化處理的方法有：表面高頻淬火等熱處理；表面滲碳、氰化、炭化等化學(xué)熱處理；碾壓、噴丸等強(qiáng)化處理。通過碾壓、噴丸進(jìn)行表面強(qiáng)化處理時(shí)，可使軸的表面產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，從而提高軸的抗疲勞強(qiáng)度。 軸的結(jié)構(gòu)工藝性 軸的結(jié)構(gòu)工藝性是指軸的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)便于加工和裝配軸上的零件，而且生產(chǎn)效率高，成本低。一般地說，軸的結(jié)構(gòu)越簡單越好。因此，在滿足使用要求的前提下，軸的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)盡量避免簡化。 為了便于裝配零件并去毛刺，軸端應(yīng)制出45的倒角；需要磨削加工的軸段，應(yīng)留有砂眼越程槽；需要切制螺紋的軸段，應(yīng)留有退刀槽。他

29、們的尺寸可參看標(biāo)準(zhǔn)或手冊。 為了減少裝夾工件的時(shí)間，同一軸上不同軸段的鍵槽應(yīng)布置在軸的同一母線上。為了減少加工刀具種類和提高勞動生產(chǎn)率，軸上直徑相近處的圓角、倒角、鍵槽寬度、砂輪越程槽寬度和退刀槽寬度等應(yīng)盡可能采用相同的尺寸。 軸的振動及振動穩(wěn)定性的分析 軸是一個(gè)彈性體，當(dāng)其旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于軸和軸上零件的材料組織不均勻，制造有誤差或?qū)χ胁涣嫉?，就要產(chǎn)生以離心力為表征的周期性的干擾力，從而引起軸的彎曲振動（或稱橫向振動）。如果這種強(qiáng)迫振動的頻率與軸的彎曲自振頻率相重合時(shí)，就出現(xiàn)了彎曲共振現(xiàn)象。當(dāng)軸由于傳遞的功率有周期性的變化而產(chǎn)生周期性的扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，就會引起扭轉(zhuǎn)振動。如其強(qiáng)迫振動頻率與軸的扭轉(zhuǎn)

30、自振頻率重合時(shí)，也要產(chǎn)生對軸有破壞作用的扭轉(zhuǎn)共振。若軸受有周期性的軸向干擾力時(shí)，自然也會產(chǎn)生縱向振動及在相應(yīng)條件下的縱向共振。不過，在一般通用機(jī)械中，涉及到共振的問題不多，而且軸的彎曲振動現(xiàn)象較扭轉(zhuǎn)振動更為見，縱向振動則由于軸的縱向自振頻率很高，而常予忽略，所以在設(shè)計(jì)過程中只對軸的彎曲振動問題加以考慮。 2.2.2 軸的尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算過程 以上設(shè)計(jì)軸的過程中所考慮的問題，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖2-2所示。下面對此塑料粉碎機(jī)中所用到的軸設(shè)計(jì)計(jì)算和分析，起設(shè)計(jì)過程如下： 圖2-2 軸的設(shè)計(jì)簡圖 設(shè)軸上的傳動效率，則 軸上的功率 （2-

31、17） 轉(zhuǎn)矩 （2-18） 電動機(jī)轉(zhuǎn)速 初步確定軸的最小直徑 初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調(diào)制處理。取A。=112，于是得 （2-19） （2-20） 求軸上載荷 在確定軸承支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊中查取a值。從軸的結(jié)構(gòu)以及彎矩和扭矩可以得出危險(xiǎn)截面，現(xiàn)將計(jì)算出的危險(xiǎn)截面處的MH、MV及M的值列于表2-2。 表2-2 危險(xiǎn)截面處的MH、MV及M的值 載荷 水平面H 垂直面V 支反力F

32、 彎矩M 總彎矩 扭矩T 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，只校核軸上承受最大彎矩的截面的強(qiáng)度， 有上步數(shù)值，并取，軸的計(jì)算應(yīng)力 （2-21） 前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，查表15-1得。因此，故安全。 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 危險(xiǎn)面左側(cè) 抗彎截面系數(shù) （2-22） 抗扭截面系數(shù) 危險(xiǎn)截面左側(cè)的彎矩M為 （2-23） 危險(xiǎn)截面上扭矩T3為 截面上的彎曲應(yīng)力

33、 （2-24） 截面上的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 （2-25） 軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表得。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) 及按附表3-2查取。因，經(jīng)插值后可查得 軸材料的敏性系數(shù)為 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 （2-26） （2-27） 特性系數(shù) 計(jì)算安全系數(shù)Sca值

34、 （2-28） 故知其安全。 危險(xiǎn)截面的右側(cè) 抗彎截面系數(shù) （2-29） 抗扭截面系數(shù)WT為 （2-30） 彎矩M及彎曲應(yīng)力為 （2-31） 扭矩T3及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 （2-32） 過盈配合處的值，用插入法求出，并取，于是得

35、 （2-33） 軸按磨削加工得表面質(zhì)量系數(shù)為 故得綜合系數(shù)為 所以軸在危險(xiǎn)截面右側(cè)的安全系數(shù)為 （2-34） 故該軸在危險(xiǎn)截面右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的，由于軸的兩端是對稱的，其結(jié)構(gòu)完全相同。即軸的設(shè)計(jì)計(jì)算到此結(jié)束。 2.3 塑料粉碎機(jī)軸承的選擇 2.3.1 軸承選擇條件的分析 塑料粉碎機(jī)中所用軸承的選擇需要考慮以下幾個(gè)方面的因素： 1 軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)，是選擇軸承類型的主要依據(jù)。 根據(jù)載荷的大小選擇軸承類型時(shí)，由于滾子軸承中主要元件是線接觸，易用于承受較大的載荷，承載后的變形

36、也小。而球軸承中則主要為點(diǎn)接觸，宜用于承受較輕的或中等的載荷，故在載荷較小時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用球軸承。 根據(jù)載荷的方向選擇軸承類型時(shí)，對于純軸向載荷，一般選用推力軸承。較小的純軸向載荷可選用推力球軸承；較大的純軸向載荷可選用推力滾子軸承。對于純徑向載荷，一般選用深溝球軸承、圓柱滾子軸承或滾針軸承。當(dāng)軸承在承受徑向載荷Fr的同時(shí)，還有不大的軸向載荷Fa時(shí)，可選深溝球軸承或接觸角不大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承；當(dāng)軸向載荷較大時(shí)，可選用接觸角較大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，或者選用向心軸承和推力軸承組合在一起的結(jié)構(gòu)，分別承擔(dān)徑向載荷和軸向載荷。 2 在一般轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)速的高低對類型的選擇不發(fā)生什么影

37、響，只有在轉(zhuǎn)速較高時(shí)，才會有比較顯著的影響。軸承樣本中列入了各種類型、各種尺寸軸承的極限轉(zhuǎn)速值。這個(gè)轉(zhuǎn)速是指載荷不太大，冷卻條件正常，且為0級公差軸承時(shí)的最大允許轉(zhuǎn)速。但是，由于極限轉(zhuǎn)速主要是受工作時(shí)溫升的限制，因此，不能認(rèn)為樣本中的極限轉(zhuǎn)速是一個(gè)絕對不可超越的界限。從工作轉(zhuǎn)速對軸承的要求來看，可以確定以下幾點(diǎn)： 1）球軸承與滾子軸承相比較，有較高的極限轉(zhuǎn)速，故在高速時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用球軸承。 2）在內(nèi)徑相同的條件下，外徑越小，則滾動體就越小，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)滾動體加在外圈滾道上的離心慣性力也越小，因而也就更適于在更高的轉(zhuǎn)速下工作。故在高速時(shí)，宜選用同一直徑系列中外徑較小的軸承。外徑較大的軸承，宜用于

38、低速重載的場合。若用一個(gè)外徑較小的軸承而承載能力達(dá)不到要求時(shí)，可再并裝一個(gè)相同的軸承，或者考慮采用寬系列軸承。 3）保持架的材料與結(jié)構(gòu)對軸承轉(zhuǎn)速影響極大。實(shí)體保持架比沖壓保持架允許更高一些的轉(zhuǎn)速，青銅實(shí)體保持架允許更高的轉(zhuǎn)速。 4）推力軸承的極限轉(zhuǎn)速均很低。當(dāng)工作轉(zhuǎn)速高時(shí)，若軸向載荷不十分大，可以采用角接觸球軸承承受純軸向力。 5）若工作轉(zhuǎn)速略超過樣本中規(guī)定的極限轉(zhuǎn)速，可以用提高軸承的公差等級，或者適當(dāng)?shù)丶哟筝S承的徑向間隙，選用循環(huán)潤滑或油霧潤滑，加強(qiáng)對循環(huán)油的冷卻等措施來改善軸承的高速性能。 3軸承的調(diào)心性能 當(dāng)軸的中心線與軸承座中心線不重合而有角度誤差時(shí)，或因軸受力而彎曲或

39、傾斜時(shí)，會造成軸承的內(nèi)外圈軸線發(fā)生偏斜。這是，應(yīng)采用有一定調(diào)心性能的調(diào)心軸承或帶座外球面軸承。這類軸承在軸與軸承座孔的軸線有不大的相對偏斜時(shí)仍能正常工作。 圓柱滾子軸承和滾針軸承對軸承的偏斜最為敏感，這類軸承在偏斜狀態(tài)下的承載能力可能低于球軸承。因此在軸的剛度和軸承座孔的支承剛度較低時(shí)，應(yīng)盡量避免使用這類軸承。 2.3.2 軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算過程 在此塑料粉碎機(jī)中所用的軸承，應(yīng)該綜合考慮以上個(gè)因素和自身的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)通過具體的計(jì)算來選擇一個(gè)最佳的軸承，其具體計(jì)算過程如下： 在塑料粉碎機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中采用兩對向心球軸承，軸徑直徑d=70mm。轉(zhuǎn)速n=2900r/min。徑向載荷Fr=1

40、800N,軸向載荷Fa=70N,要求壽命。工作溫度t<100℃ 1 由所需條件試選307型軸承，查《簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》表15-18 2 按額定動載荷計(jì)算 （2-35） 對球軸承 （2-36） 由 e=0.24 Y=1.8 （2-37） 由 X=0.56

41、 （2-38） 代入得 故307型軸承滿足。 3 按額定靜載荷校核 由式 （2-39） 選取 （2-40） 由 時(shí)， 得 代入上式， 4 極限轉(zhuǎn)速校核 （2-4

42、1） 由 代入 所以滿足要求。 。 圖2-3 載荷系數(shù) 1.圓柱滾子軸承 2.球面滾子軸承 3.球面球軸承 4.圓錐滾子軸承 5.單列向心球軸承 6.向心推力球軸承 圖2-4 載荷分布系數(shù) 2.4 帶傳動的設(shè)計(jì) 2.4.1 帶傳動的設(shè)計(jì)分析 對于塑料粉碎機(jī)中所選用的是V帶傳動。在一般機(jī)械傳動中，應(yīng)用最廣的是V帶傳動。V帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也做出相應(yīng)的輪槽。傳動時(shí)，V帶只和輪槽的兩個(gè)側(cè)面接觸，即以兩側(cè)面為工作面。根據(jù)槽面摩擦的原理，在同樣的張緊力下，V帶

43、傳動較平帶傳動能產(chǎn)生更大的摩擦力。這是V帶傳動性能上的最主要優(yōu)點(diǎn)。再加上V帶傳動允許的傳動比較大，結(jié)構(gòu)緊湊，以及V帶多已標(biāo)準(zhǔn)化并大量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)閂帶傳動的應(yīng)用比平帶傳動廣泛的多，帶傳動靠摩擦力工作。當(dāng)傳遞的圓周阻力超過帶和帶輪接觸面上所能產(chǎn)生的最大摩擦力時(shí)，傳動帶將在帶輪上產(chǎn)生打滑而使傳動失效。另外，傳動帶在運(yùn)行過程中由于受循環(huán)變應(yīng)力的作用會產(chǎn)生疲勞破壞。因此，帶傳動的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：既要在工作中充分發(fā)揮其工作能力而又不打滑，同時(shí)還要求傳動帶有足夠的疲勞強(qiáng)度，以保證一定的使用壽命 2.4.2 帶傳動的選擇與計(jì)算過程 1．確定計(jì)算功率Pc 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表7–7查得工況系數(shù)KA=1.2，

44、則 Pc=KAP=1.211=13.2kW （2-42） 式中 P–––傳遞的額定功率（kW）； KA–––工況系數(shù) 2．選擇V帶型號 根據(jù)Pc＝13.2kW，n1=1460r/min，根據(jù)普通V帶選型圖選取B型。 注：Y型主要傳遞運(yùn)動，故未列入圖內(nèi) 圖2-5 普通V帶選型圖 3．確定帶輪基準(zhǔn)直徑d1、d2 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表7–3，B型V帶帶輪最小直徑dmin=125mm，又根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊圖7–14中B型帶推薦的d1的范圍及普通V帶帶輪基準(zhǔn)直徑系列表取d1=132mm，從動

45、輪基準(zhǔn)直徑d2=id1=2.1132＝277.2mm，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中表7–8基準(zhǔn)直徑系列取d2=280mm。傳動比 ，傳動比誤差為 ，允許。 表2-3 普通V帶帶輪基準(zhǔn)直徑系列（摘自GB13575.1—92） 4．驗(yàn)算帶的速度 由 可知，當(dāng)傳遞的功率一定時(shí)，帶速愈高，則所需有效圓周力F愈小，因而V帶的根數(shù)可減少。但帶速過高，帶的離心力顯著增大，減小了帶與帶輪間的接觸壓力，從而降低了傳動的工作能力。同時(shí)，帶速過高，使帶在單位時(shí)間內(nèi)繞過帶輪的次數(shù)增加，應(yīng)力變化頻繁，從而降低了帶的疲勞壽命。當(dāng)帶速達(dá)到某值后，不利因素將使基本額定功率降低。所以帶速一般在v=5~25m/s內(nèi)為宜，在v=20

46、~25m/s范圍內(nèi)最有利。如帶速過高（Y、Z、A、B、C型v>25m/.s；D、E型v>30m/s）時(shí)，應(yīng)重選較小的帶輪基準(zhǔn)直徑。 m/s m/s （2-43） 5．確定中心距a和V帶基準(zhǔn)長度Ld 由 0.7(d1+d2)≤a0≤2(d1+d2) 即 288.4=0.7(132+280)≤a0≤2(132+280)=824 則初取中心距a0=560mm 初算V帶的基準(zhǔn)長度Ld0 由表7–2選取標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)長度Ld=1800mm 實(shí)際中心距 （ 取a=5

47、72mm 6．驗(yàn)算小帶輪上包角a1 合適 （2-44） 7．確定V帶根數(shù) 由d1=132mm，n1=1460r/min，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表7–4，B型單根V帶所能傳遞的基本額定功率P1=2.48kW，功率增量DP1=0.46kW，由表包角修正系數(shù)Ka，查得包角系數(shù)Ka=0.96，由表2-4查得長度修正系數(shù)KL=0.95；所需帶的根數(shù) ≥ 取z＝5根 表2-4 包角修正系數(shù)Ka(摘自GB13575.1－92) 8．確定初拉力F0 適當(dāng)?shù)某趵κ潜ＷC帶傳動正常工作的重要因素之一。初拉力小，則摩擦力小，易出現(xiàn)打滑。反之，初拉力過大，會使V帶的拉應(yīng)

48、力增加而降低壽命，并使軸和軸承的壓力增大。對于非自動張緊的帶傳動，由于帶的松馳作用，過高的初拉力也不易保持。為了保證所需的傳遞功率，又不出現(xiàn)打滑，并考慮離心力的不利影響時(shí)，單根V帶適當(dāng)?shù)某趵? (N) （2-45） 由于新帶容易松馳，所以對非自動張緊的帶傳動，安裝新帶時(shí)的初拉力應(yīng)為上述初拉力計(jì)算值的1.5倍。 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊中表7–3，B型帶q=0.17kg/m 9．確定作用在軸上的壓軸力FQ 軸的選擇與計(jì)算過程結(jié)束。 第 3 章 塑料粉碎機(jī)使用說明及注意事項(xiàng) 3.1 塑料粉碎機(jī)的使用方法 此塑料粉碎機(jī)的使用方法極為簡單。在讓塑料粉碎機(jī)工作之前，

49、先要調(diào)整好皮帶的張緊。即通過旋轉(zhuǎn)塑料粉碎機(jī)后面的電動機(jī)板的角度來改變皮帶的張緊程度。然后接通電源（380V交流電源）。當(dāng)電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常時(shí)，塑料粉碎機(jī)的旋轉(zhuǎn)刀片開始旋轉(zhuǎn)，這是就可以正常的工作了。把塑料通過機(jī)蓋上面的送料口送如塑料粉碎機(jī)機(jī)體，過一段時(shí)間，粉碎合格的塑料碎片就會通過機(jī)體下面的排料口排出了。由于此塑料粉碎機(jī)的機(jī)體內(nèi)部相對教大，所以在填料時(shí)可以盡量多加一些料，這樣可以提高生產(chǎn)效率。當(dāng)粉碎完塑料后，關(guān)掉電源，打開機(jī)蓋，對機(jī)體內(nèi)部殘余的塑料進(jìn)行清理即可。 3.2 塑料粉碎機(jī)使用的注意事項(xiàng) 1．原料進(jìn)行粉碎之前，必須進(jìn)行清理。通常原料中的紙、繩以及塊狀原料等雜質(zhì)，對于粉碎工序的連續(xù)性

50、、粉碎機(jī)性能的高效發(fā)揮影響很大。原料中的鐵磁性雜質(zhì)的存在，對粉碎機(jī)的破壞性很大，不僅威脅到粉碎機(jī)的安全及使用壽命，而且對接下來的育種杯等的生產(chǎn)也回代來影響，回增加廢品率。 2.主軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)適當(dāng)調(diào)整。如轉(zhuǎn)速太慢打擊效果不好，使生產(chǎn)能力下降。但主軸轉(zhuǎn)速也不是越高越好，太高了機(jī)器強(qiáng)烈振動，噪聲增大，機(jī)件容易損壞，甚至?xí)l(fā)生事故。為達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速，主要靠調(diào)換電動機(jī)和調(diào)整轉(zhuǎn)動裝置。 3. 粉碎機(jī)要安裝在穩(wěn)固的混凝土基礎(chǔ)上，或鋼制的機(jī)座上，以防其運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈振動，損壞機(jī)件，甚至發(fā)生事故。安裝皮帶傳動裝置時(shí)電動機(jī)的皮帶輪和粉碎機(jī)的皮帶輪的中心線要對齊，要在一個(gè)垂直平面內(nèi)，并且兩根主軸要平行，以防脫帶，

51、影響正常傳動。 4.篩孔直徑。在能滿足加工需要和標(biāo)準(zhǔn)要求的情況下，選用篩片的篩孔直徑越大越好?？墒股a(chǎn)能力提高，成品顆粒均勻、細(xì)粉少。 5. 刀片的磨損情況。當(dāng)?shù)镀募饨悄p超過其寬度的1/2時(shí)，應(yīng)更換新的。換裝刀片時(shí)不應(yīng)隨意改變原來的排列形式，也不應(yīng)該只換裝一部分，使各組間錘片的質(zhì)量差過大，相對的兩組錘片的質(zhì)量差不得大于5克，以免引起機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不平衡，強(qiáng)烈振動。 6. 傳動皮帶在安裝時(shí)或工作一段時(shí)間后要檢查調(diào)整其松緊度。松緊度以用手用力按壓傳動皮帶中部，形成的弧高為18--25毫米為宜。傳動皮帶的松緊度調(diào)整可通過改變電動機(jī)安裝板的轉(zhuǎn)角來實(shí)現(xiàn)。 7. 開機(jī)前要認(rèn)真檢查。特別是要檢查錘片

52、等高速運(yùn)動零件安裝得是否牢固可靠。檢查主軸承內(nèi)潤滑油是否充足，定期潤滑，以保證主軸承潤滑可靠。檢查粉碎室內(nèi)有無其他異物。用手轉(zhuǎn)動皮帶輪，檢查轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動是否靈活，應(yīng)無卡碰和摩擦聲等異常情況。檢查篩片安裝是否牢固，漏不漏。檢查電動機(jī)接線是否正確、牢固。 8. 在以上各項(xiàng)檢查都良好的情況下再合閘接通電源，先看電動機(jī)轉(zhuǎn)動是否正常，再看粉碎機(jī)的轉(zhuǎn)向是否和說明書中一致，否則應(yīng)對調(diào)通入電動機(jī)的任意兩根電源線予以糾正。開機(jī)后空轉(zhuǎn)1--2分鐘，確定無異?，F(xiàn)象時(shí)再進(jìn)行送料。送料時(shí)一定要均勻，不可過多或過少，如送料過多，不僅粉碎效果不好，阻礙了轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，而且增大了電動機(jī)的負(fù)荷，使軸承和電動機(jī)過熱，甚至被燒壞。工作中

53、如發(fā)現(xiàn)異常響聲、異常氣味，出料堵塞、軸承和電動機(jī)過熱等現(xiàn)象，應(yīng)停止喂料，斷電檢查，排除故障后再使用。 9.工作結(jié)束后應(yīng)讓機(jī)器空轉(zhuǎn)2--3分鐘，使機(jī)內(nèi)塑料全部排出后方可停機(jī)。應(yīng)將機(jī)器內(nèi)外部清理干凈，特別是電動機(jī)外殼上的灰塵應(yīng)及時(shí)清除以免影響其散熱。粉碎機(jī)每工作200小時(shí)后應(yīng)將主軸承拆下清洗一次，再加注潤滑油。如停機(jī)時(shí)間較長，應(yīng)將傳動皮帶卸下，以防把皮帶拉長。 參考文獻(xiàn) [1]戴曙. 金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社， 2001. [2]大連組合機(jī)床研究所.組合機(jī)床設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社,1975 [3]唐金松.簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊. 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1994 [4

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56、on Press,1971 [19]Ball and Roller Screws.Engineering Material and Design.19(12),1975 致 謝 本論文的選題、研究內(nèi)容、研究方法及論文的形成是在指導(dǎo)老師支持、鼓勵(lì)和悉心指導(dǎo)下完成的。在論文完成的過程中傾注了老師大量的心血，在論文完成之際，特向我尊敬指導(dǎo)老師表示衷心的感謝。 老師高尚的品格、淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、勤懇的敬業(yè)精神以及非凡的領(lǐng)導(dǎo)才能、魄力，都令我十分欽佩，老師的為人處事，讓我深深的領(lǐng)悟到“將者，智、信、仁、勇、嚴(yán)也”,所有的這一切將時(shí)刻激勵(lì)和教育著我，使我受益終生。 在我論文完成過程中，老師在百忙之中抽出時(shí)間給予了我很多指導(dǎo)和幫助，在此我特向老師表示衷心的感謝。此外，我還得到了機(jī)械制造教研室其它老師的指導(dǎo)，也非常的感謝他們。 李家龍 2010.6 于佳木斯 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 第 30 頁