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目 錄
1.前言 1
1.1設(shè)計(jì)目的和意義 1
1.2國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.3主要研究?jī)?nèi)容 2
2.技術(shù)任務(wù)書（JR） 3
2.1設(shè)計(jì)的依據(jù) 3
2.2產(chǎn)品的用途和使用范圍 3
2.3主要的工作原理 3
2.4已經(jīng)考慮過的若干方案的比較 3
3.設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（SS） 4
3.1機(jī)構(gòu)方案分析 4
3.2總體設(shè)計(jì) 5
3.2.1結(jié)構(gòu)組成及工作原理 5
3.2.2主要技術(shù)參數(shù) 6
3.3螺旋擠壓裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 7
3.3.1生產(chǎn)能力的計(jì)算 7
3.3.2功率的計(jì)算 8
3.3.3螺旋軸的設(shè)計(jì) 8
3.3.4成型?？椎脑O(shè)計(jì) 9
3.4傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10
3.4.1電動(dòng)機(jī)選型 外形如圖3 10
3.4.2減速器的選型 11
3.4.3傳動(dòng)比的計(jì)算 11
3.4.4皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 11
3.5主軸強(qiáng)度的校核 15
3.6主要設(shè)計(jì)結(jié)果 19
4.使用說明書（GM） 19
4.1產(chǎn)品的用途及使用范圍 19
4.2操作及維護(hù) 19
4.3使用前的準(zhǔn)備工作 19
4.4使用方法 20
5.標(biāo)準(zhǔn)化審查報(bào)告 20
6.主要研究結(jié)論 21
6.1結(jié)論 21
6.2進(jìn)一步改進(jìn)意見 21
參考文獻(xiàn) 23
致謝 24
山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
OKL-150型螺旋式顆粒肥料成型機(jī)
1.前言
1.1設(shè)計(jì)目的和意義
根據(jù)作物營(yíng)養(yǎng)學(xué)說，植物吸收養(yǎng)分的主要途徑為擴(kuò)散、質(zhì)流和截獲。其中擴(kuò)散是植物吸收養(yǎng)分的最主要途徑。因此在作物根系附近創(chuàng)造一個(gè)高營(yíng)養(yǎng)環(huán)境特別重要。大顆粒肥料在土壤中可以形成一個(gè)大的養(yǎng)分含量較高的區(qū)域，不斷擴(kuò)散供作物吸收利用，而這個(gè)區(qū)域周圍的土壤，則不致因養(yǎng)分濃度過高而影響土壤微生物的活動(dòng)。其優(yōu)點(diǎn)如下：
（1）在土壤中養(yǎng)分分解和移動(dòng)較好地解決了作物生長(zhǎng)期長(zhǎng)，而氮肥肥效短的矛盾。普通碳銨習(xí)慣用撒施的方法，在旱地肥料散落在地表，幾吹日曬，很容易變成氨氣而揮發(fā)損失掉；在水田因易被氧化成硝態(tài)氮而隨水下滲，一部分淋失掉，另一部分發(fā)生脫氮損失。大顆粒肥料深施入地后，減少了淋失、氨揮發(fā)和反硝化損失，延長(zhǎng)了肥效期，提高了化肥利用率。
（2）具有抗破碎性和抗結(jié)塊性 大顆粒肥料堆貯一段時(shí)間后，由于顆粒內(nèi)部的重結(jié)晶作用，具有一定的硬度，比較堅(jiān)實(shí)，遠(yuǎn)距離運(yùn)輸沖撞也不易破碎。同時(shí)由于造粒后的重結(jié)晶作用，肥料中水分含量越來越少，而養(yǎng)分含量卻越來越高，且不會(huì)發(fā)生結(jié)塊現(xiàn)象，不僅便于人工施用，而且為機(jī)械化施肥創(chuàng)造了條件。
螺旋式顆粒肥料肥料成型機(jī)是把粉末狀的物料通過機(jī)器的加工成型成圓柱狀顆粒。成型的過程電機(jī)啟動(dòng)通過三角帶帶動(dòng)減速器轉(zhuǎn)動(dòng)減速器通過聯(lián)軸器帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng),物料由進(jìn)料斗喂入,在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下使得物料受到擠壓，擠壓的物料通過成型模的小孔成型,經(jīng)集料裝置接收擠出得顆粒肥料排出機(jī)外,物料在強(qiáng)大的擠壓作用下被擠出小孔。從而得到大顆粒肥料。來提高土壤的肥力問題。本科題就是為了生產(chǎn)大顆粒肥料而設(shè)計(jì)螺旋式顆粒肥料成型機(jī)。
1.2國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
（1）國(guó)外技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀 早在20世紀(jì)30年代，美國(guó)就開始研究螺旋式顆粒成型技術(shù)并研制了螺旋式成型機(jī)。在1976年，開發(fā)出了螺旋式顆粒肥料成型設(shè)備。日本于20世紀(jì)50年代引進(jìn)固化成型技術(shù)后進(jìn)行了改進(jìn)，發(fā)展成了日本固化成型顆粒肥料的工業(yè)體系，研制出了圓柱狀成型機(jī)及相關(guān)設(shè)備。20世紀(jì)70年代后期，歐洲許多國(guó)家如芬蘭、比利時(shí)、法國(guó)、德國(guó)、意大利等也開始研究大顆粒肥料技術(shù)的研究。當(dāng)前，日本、美國(guó)及歐洲一些國(guó)家螺旋式顆粒肥料成型設(shè)備已經(jīng)定型并形成了產(chǎn)業(yè)，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域普遍推廣應(yīng)用。在亞洲，泰國(guó)、印度、菲律賓等國(guó)家從20世紀(jì)80年代開始先后研制成螺旋式顆粒肥料成型機(jī)。目前，國(guó)外生產(chǎn)大顆粒肥料技術(shù)的成型設(shè)備主要有四種，即環(huán)模顆粒成型機(jī)、螺桿擠壓成型機(jī)、機(jī)械驅(qū)動(dòng)沖壓成型機(jī)和液壓驅(qū)動(dòng)沖壓成型機(jī)。
國(guó)外大顆粒肥料的發(fā)展大體分為三個(gè)階段。20世紀(jì)30年代至50年代為研究、示范、交叉引進(jìn)階段，研究的著眼點(diǎn)以大顆粒肥料代替原始的小顆粒肥料。20世紀(jì)70年代至90年代為第二階段，各國(guó)普遍對(duì)大顆粒肥料的認(rèn)識(shí)。對(duì)大顆粒肥料產(chǎn)生了興趣，開展大顆粒肥料研究，到90年代，歐洲、美洲和亞洲的一些國(guó)家在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域大量地應(yīng)用大顆粒肥料。20世紀(jì)90年代后期至今為第三階段，大顆粒肥料的肥效讓各國(guó)認(rèn)同，都研究和使用螺旋式顆粒肥料成型機(jī)制造大顆粒肥料并使用大顆粒肥料。
總之，國(guó)外螺旋式顆粒肥料的技術(shù)發(fā)展有如下特點(diǎn)：生產(chǎn)技術(shù)大部分已經(jīng)成熟，并達(dá)到規(guī)?；蜕唐坊?；設(shè)備制造比較規(guī)范，但能耗高，價(jià)格高。
（2）國(guó)內(nèi)研發(fā)現(xiàn)狀。我國(guó)從20世紀(jì)80年代起開始致力于螺旋式顆粒肥料技術(shù)的研究，主要引進(jìn)韓國(guó)、日本、中國(guó)臺(tái)灣等成套設(shè)備。隨后，荷蘭、比利時(shí)等國(guó)家的技術(shù)和設(shè)備也相繼引入我國(guó)。我國(guó)也在研究大顆粒肥料的技術(shù)，也設(shè)計(jì)出了螺旋式顆粒肥料成型機(jī)。標(biāo)志著我國(guó)的螺旋式顆粒肥料生產(chǎn)設(shè)備達(dá)到國(guó)際水平。在全國(guó)范圍內(nèi)，還處于研究示范試點(diǎn)階段，設(shè)備的技術(shù)原理比較先進(jìn)，成本低廉，適合我國(guó)國(guó)情；規(guī)?；褪袌?chǎng)化較差；管理不規(guī)范，支持政策缺乏，推廣速度緩慢。
1.3主要研究?jī)?nèi)容
本課題的主要研究?jī)?nèi)容有：
(1)螺旋式顆粒肥料成型機(jī)的成型原理。
(2)螺旋式顆粒肥料成型機(jī)的組成機(jī)構(gòu)。
(3)螺旋式顆粒肥料成型機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)。
(4)螺旋式顆粒肥料成型機(jī)的工作效率。
2.技術(shù)任務(wù)書（JR）
2.1設(shè)計(jì)的依據(jù)
螺旋式顆粒肥料成型機(jī)的設(shè)計(jì)依據(jù)是：植物吸收養(yǎng)分的主要途徑為擴(kuò)散、質(zhì)流和截獲。其中擴(kuò)散是植物吸收養(yǎng)分的最主要途徑。因此在作物根系附近創(chuàng)造一個(gè)高營(yíng)養(yǎng)環(huán)境特別重要。大顆粒肥料在土壤中可以形成一個(gè)大的養(yǎng)分含量較高的區(qū)域，不斷擴(kuò)散供作物吸收利用，而這個(gè)區(qū)域周圍的土壤，則不致因養(yǎng)分濃度過高而影響土壤微生物的活動(dòng)。螺旋式顆粒肥料肥料成型機(jī)是把粉末狀的物料通過機(jī)器的加工成型成圓柱狀顆粒。成型的過程電機(jī)啟動(dòng)通過三角帶帶動(dòng)減速器轉(zhuǎn)動(dòng)減速器通過聯(lián)軸器帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng),物料由進(jìn)料斗喂入,在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下使得物料受到擠壓，擠壓的物料通過成型模的小孔成型,經(jīng)集料裝置接收擠出得顆粒肥料排出機(jī)外,物料在強(qiáng)大的擠壓作用下被擠出小孔。從而得到大顆粒肥料。來提高土壤的肥力問題。本科題就是為了生產(chǎn)大顆粒肥料而設(shè)計(jì)螺旋式顆粒肥料成型機(jī)。
2.2產(chǎn)品的用途和使用范圍
本次設(shè)計(jì)的螺旋式顆粒肥料成型機(jī)是用于中小型企業(yè)的生產(chǎn)，生產(chǎn)顆粒肥料的直徑10mm。生產(chǎn)的顆?？杀４嬉部芍苯邮┤朕r(nóng)田，所以植物都可以使用。是未來肥料的首選。
2.3主要的工作原理
電機(jī)啟動(dòng)通過三角帶帶動(dòng)減速器轉(zhuǎn)動(dòng)減速器通過聯(lián)軸器帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，物料由進(jìn)料斗喂入，在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下使得物料受到擠壓，擠壓的物料通過成型模的小孔成型，經(jīng)集料裝置接收擠出得顆粒肥料排出機(jī)外，物料在強(qiáng)大的擠壓作用下被擠出小孔。
2.4已經(jīng)考慮過的若干方案的比較
考慮過的設(shè)計(jì)方案有平模成型、環(huán)模成型、活塞沖壓式成型機(jī)、壓輥式顆粒成型機(jī)、環(huán)模擠壓成型、平模擠壓成型等成型機(jī)。下面將對(duì)比分析。
（1）活塞沖壓式成型機(jī)。該機(jī)由河南農(nóng)業(yè)大學(xué)和中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院研制。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)率先對(duì)沖壓式生物質(zhì)固化成型設(shè)備進(jìn)行了應(yīng)用研究，所設(shè)計(jì)的往復(fù)式活塞雙向擠壓成型機(jī)具有創(chuàng)新性。生產(chǎn)試驗(yàn)和分析結(jié)果表明：該成型機(jī)可顯著提高易損件的使用壽命，降低單位產(chǎn)品能耗，工作平穩(wěn)，成型可靠，成本低，投入回收期短，，推廣前景廣闊。但該類型設(shè)備所生產(chǎn)的顆粒肥料密度比較小。
（2）螺旋擠壓式成型機(jī)。中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所率先開始研制螺旋擠壓式成型機(jī)，主要由加熱裝置、螺旋擠壓裝置和控制裝置組成。但這些設(shè)備存在著一些諸如成型筒及螺旋軸磨損嚴(yán)重、壽命較短、電耗大等缺點(diǎn)。2005年又研制開發(fā)的螺旋式顆粒肥料成型機(jī)，該機(jī)產(chǎn)量可達(dá)到500千克／時(shí)，是目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)量最大的顆粒肥料成型設(shè)備。使用該設(shè)備可以大大減少人工成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
（3）壓輥式顆粒成型機(jī)。顆粒成型技術(shù)主要從瑞典引進(jìn)。但是在顆粒成型加工過程中能量消耗較大。
（4）環(huán)模擠壓成型。主要有兩種，一種采用內(nèi)環(huán)模壓輥擠壓成型，一種采用雙環(huán)模對(duì)輥擠壓成型，這兩種都是由飼料成型設(shè)備改進(jìn)而來。前者以北京盛昌綠能科技有限公司改進(jìn)美國(guó)技術(shù)為代表，是目前歐美國(guó)家的主流技術(shù)，設(shè)備采用常溫成型，產(chǎn)品為顆粒狀及方塊狀，設(shè)備生產(chǎn)能力1～4噸，環(huán)模工作壽命約600小時(shí)，根據(jù)配置其售價(jià)30萬～60萬元／套。在北京市大興區(qū)禮賢鎮(zhèn)建有年產(chǎn)2萬噸的示范工廠。
（5）平模擠壓成型。由飼料成型設(shè)備改進(jìn)而成，以吉林華光研究所為代表。設(shè)備采用常溫成型，產(chǎn)品顆粒狀，設(shè)備生產(chǎn)能力50～300千克／時(shí)，平模工作壽命約400小時(shí)，售價(jià)5萬～15萬元／套。在國(guó)內(nèi)有少量應(yīng)用。
我國(guó)一些科研單位針對(duì)成型設(shè)備存在的各種問題做了大量研究試驗(yàn)，對(duì)設(shè)備的關(guān)鍵部件進(jìn)行了改進(jìn)，還對(duì)各類成型機(jī)進(jìn)行比較分析，綜合其優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了設(shè)備改造。但生產(chǎn)率低的問題需進(jìn)一步研究解決，并加快了顆粒肥料的研發(fā)步伐，總結(jié)出了螺旋式顆粒肥料成型機(jī)對(duì)顆粒成型的產(chǎn)量大，運(yùn)行平穩(wěn)。所以本課題設(shè)計(jì)螺旋式顆粒肥料成型機(jī)。
3.設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（SS）
3.1機(jī)構(gòu)方案分析
本設(shè)計(jì)在布局上采用折疊式，即螺桿、減速器在一個(gè)水平面上,將電機(jī)置于另一個(gè)水平面上這樣布置,一是較大幅度減少了整機(jī)長(zhǎng)度,提高了設(shè)備剛度,節(jié)省了原材料,降低了成本；二是電機(jī)與減速器之間采用三角帶傳動(dòng),起到了緩沖作用,可避免因原料帶入異物造成螺桿堵轉(zhuǎn)、引起瞬間負(fù)荷過大時(shí),燒壞電機(jī)或損壞減速器等故障的發(fā)生；三是由于電機(jī)位置較低、極大地降低了機(jī)械振動(dòng)與噪聲。
3.2總體設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)在布局上采用折疊式,即螺桿、減速器在一個(gè)水平面上,將電機(jī)置于另一個(gè)水平面上這樣布置,一是較大幅度減少了整機(jī)長(zhǎng)度,提高了設(shè)備剛度,節(jié)省了原材料,降低了成本；二是電機(jī)與減速器之間采用三角帶傳動(dòng),起到了緩沖作用, 可避免因原料帶入異物造成螺桿堵轉(zhuǎn)、引起瞬間負(fù)荷過大時(shí), 燒壞電機(jī)或損壞減速器等故障的發(fā)生；三是由于電機(jī)位置較低極大地降低了機(jī)械振動(dòng)與噪聲如圖1
1電動(dòng)機(jī) 2皮帶 3機(jī)架 4減速器 5連軸器
6螺旋軸 7入料口 8成型模 9收集裝置
圖1 總體設(shè)計(jì)圖
3.2.1結(jié)構(gòu)組成及工作原理
螺旋式顆粒顆粒肥料成型機(jī)由機(jī)架、螺桿、成型模、減速器、電機(jī)等組成。電機(jī)啟動(dòng)通過三角帶帶動(dòng)減速器轉(zhuǎn)動(dòng)減速器通過聯(lián)軸器帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng),物料由進(jìn)料斗喂入,在螺桿的旋轉(zhuǎn)作用下使得物料受到擠壓，擠壓的物料通過成型模的小孔成型,經(jīng)集料裝置接收擠出得顆粒肥料排出機(jī)外,物料在強(qiáng)大的擠壓作用下被擠出小孔。組成結(jié)構(gòu)如圖2
1電動(dòng)機(jī) 2皮帶 3機(jī)架 4減速器 5連軸器
6螺旋軸 7入料口 8成型模 9收集裝置
圖2 組成結(jié)構(gòu)及工作原理圖
3.2.2主要技術(shù)參數(shù)
序號(hào)
項(xiàng)目
單位
參數(shù)
1
外形尺寸：長(zhǎng)寬高
11155021302
2
重量
結(jié)構(gòu)重量
200
使用重量
240
3
生產(chǎn)率
1
4
配套動(dòng)力
5.5
5
螺旋軸轉(zhuǎn)速
60
6
傳動(dòng)比
20
7
螺旋輸送量
t/h
2.4
8
螺旋輸送機(jī)螺旋直徑
mm
150
9
螺旋軸轉(zhuǎn)速
r/min
60
10
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速
r/min
740
3.3螺旋擠壓裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.3.1生產(chǎn)能力的計(jì)算
實(shí)體葉片式螺旋機(jī)的輸送量由下式計(jì)算：
=2.4（）
式中：Q——螺旋外徑（m）；
t——螺距（m）；
n——螺旋轉(zhuǎn)速；
——傾斜輸送系數(shù)；
——輸送物料的單位容積質(zhì)量；
——充滿系數(shù)。
帶式葉片輸送機(jī)的輸送量與帶寬有關(guān)；漿式葉片輸送器的輸送量與葉片的數(shù)量、尺寸、形狀、位置和轉(zhuǎn)角等有關(guān)；本設(shè)計(jì)的螺旋葉片式實(shí)體葉片，然后由實(shí)際驗(yàn)證試驗(yàn)校正確定。
主要參數(shù)的計(jì)算
實(shí)體葉片螺旋的直徑D，由下式計(jì)算：
=150mm
式中——物料綜合特性系數(shù)；
按上式計(jì)算的D值應(yīng)按資料圓整為標(biāo)準(zhǔn)螺旋直徑。按上式可以得出螺旋的直徑D=160mm.
螺旋的轉(zhuǎn)速n不應(yīng)超過極限轉(zhuǎn)速
=64.85()
式中：——物料特性系數(shù)
t——螺距（m）；
按上式得出螺旋的轉(zhuǎn)速為n=60（）
圓整后的D、n值和相應(yīng)的t值，還必須按下式進(jìn)行充滿系數(shù)的驗(yàn)算：
求出的值若大于所推薦值的上限，則應(yīng)加大D值；如小于推薦的下限，則應(yīng)降低n值。
3.3.2功率的計(jì)算
螺旋輸送機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的額定功率：
=5.5（kw）
式中：——螺旋輸送機(jī)軸功率（kw）；
——功率儲(chǔ)備系數(shù)，在1.2-1.4間選用；
——驅(qū)動(dòng)裝置總功率，；
L——物料水平輸送距離（m）；
H——物料提升高度（m）；
——物料的運(yùn)動(dòng)阻力系數(shù)；
Q——輸送量
3.3.3螺旋軸的設(shè)計(jì)
螺旋式顆粒肥料成型機(jī)的螺桿按不同的分類方法有多種型式。如按螺桿螺紋直徑分類有等徑與變徑之分; 按螺桿螺距分類有等距與變距之分; 按螺桿螺紋型式分有連續(xù)與斷續(xù)之分等。各種類型螺桿的優(yōu)缺點(diǎn)比較從略。針對(duì)本設(shè)計(jì)加工對(duì)象綜合考慮, 確定采用等徑、斷續(xù)、變螺距螺桿。螺桿上的螺旋共分四段，第一段為喂料螺旋, 主要作用是輸送物料; 第二段是預(yù)壓螺旋主要作用是對(duì)物料進(jìn)行初步擠壓；初步使物料壓緊，并有物料擠出，第三段、第四段， 是壓力增加螺旋, 主要作用是不斷增加對(duì)物料的進(jìn)一步擠壓, 使物料被強(qiáng)制擠出。特別是第四段具有恒壓作用,使得物料的均勻擠出，基本均勻一致, 以利于加工的穩(wěn)定性。
3.3.4成型?？椎脑O(shè)計(jì)
成型模上有許多模孔, 物料就是在這被擠出的。模孔的設(shè)計(jì)十分重要, 它的主要參數(shù)包括: ?？状笮『头植济芏?。為了確保被擠出的物料能夠及時(shí)擠出, 成型孔的孔隙率越大越好。又由于成型筒要求承受螺旋擠壓產(chǎn)生的強(qiáng)大壓力,所以孔隙率也不能太大。通?？紫堵蔬x擇原則有：成型筒的剛度好時(shí)。 選大些；成型筒剛度差時(shí)，選小些。成型孔大時(shí)，孔隙率取較大值；成型孔小時(shí)，孔隙率取較小值。對(duì)于孔隙率的選擇目前還沒有統(tǒng)—的標(biāo)準(zhǔn), 多數(shù)采用試驗(yàn)法確定。
孔直徑的選擇：一般來講, 成型孔直徑越大, 越有利于物料的擠出，相反, 成型孔直徑越小, 越不利于物料的擠出， 過小時(shí)，就不能保證物料的擠出。選擇成型孔時(shí),首先要考慮所加工物料的粒徑大小, 加工物料的單個(gè)粒徑大時(shí), 成型孔直徑選擇也要相應(yīng)大些, 以利于物料的的擠出。但也不能過大, 否則, 可能會(huì)造成較大的料損; 加工物料的粒徑小時(shí), 孔直徑選擇也要相應(yīng)小些, 但也不能太小, 因?yàn)槌尚涂滋r(shí), 容易造成堵塞, 不能保證物料的順利擠出。目前, 成型孔直徑的選擇方法主要有定性選擇法和經(jīng)驗(yàn)選擇法, —般要經(jīng)過兩到三次試驗(yàn)確定。本設(shè)計(jì)主要加工農(nóng)業(yè)肥料。初取成型孔10mm最佳。
3.4傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.4.1電動(dòng)機(jī)選型 外形如圖3
圖3 電動(dòng)機(jī)
由于運(yùn)輸機(jī)的主要阻力是運(yùn)輸貨物和機(jī)械自身的重力,也知道運(yùn)輸機(jī)與地面的角度,故可以估計(jì)運(yùn)動(dòng)阻力最大約為9000N.
工作機(jī)所需要的電動(dòng)機(jī)輸出功率為
=
工作機(jī)所需要功率為
===5.2KW
為工作機(jī)的效率
設(shè)分別為彈性連軸器,齒式聯(lián)軸器,滾動(dòng)軸承,閉式齒輪傳動(dòng)的效率,查可得=0.99 =0.99 =0.99 =0.97則傳動(dòng)裝置的總效率為
=0.85
故電動(dòng)機(jī)所需的功率
==5.5KW
根據(jù)已知條件可得工作機(jī)滾筒轉(zhuǎn)速
=60r/min
3.4.2減速器的選型
根據(jù)工作要求，為了使尺寸和重量減小選擇二級(jí)減速器。確定傳動(dòng)件的布置形式螺旋式顆粒肥料成型機(jī)的運(yùn)動(dòng)只是轉(zhuǎn)子的回轉(zhuǎn)，無特殊要求，故減速機(jī)軸線采用水平布置確定減速機(jī)體的結(jié)構(gòu)在沒有特殊要求時(shí)，齒輪減速器機(jī)體采用沿齒輪軸線水平部分的結(jié)構(gòu)，以便于裝配基于以上要求選擇展開式圓柱齒輪減速器。螺旋式顆粒肥料成型機(jī)的載荷較大，要求驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能提供很大動(dòng)力，減速機(jī)內(nèi)各部分所受沖擊也很大，尤其是對(duì)齒輪的要求，一定要有足夠的剛度和硬度，故此選用硬齒面齒輪。
型號(hào)：ZLY
規(guī)格：112
額定轉(zhuǎn):740r/min
傳動(dòng)比：20
額定功率：7KW
3.4.3傳動(dòng)比的計(jì)算
=(1.3-1.5)
取=1.4
=3 則=4.2
=740
所以選取YCT200-4A轉(zhuǎn)速740的電動(dòng)機(jī)
傳動(dòng)比i==20
3.4.4皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)
(1)皮帶輪的設(shè)計(jì)。
電機(jī)轉(zhuǎn)軸直徑38mm 減速器低速軸直徑22mm
軸徑D=38
基準(zhǔn)寬度 =14mm 基準(zhǔn)線上槽深 =3.5mm
基準(zhǔn)線下槽深 =10.8mm 槽間距 e=19.00.4mm
第一槽對(duì)稱面至端面的距離 f=mm 最小輪緣厚度 =7.5mm
帶輪寬度 B=(z-1)e+2f=44mm
帶輪基準(zhǔn)直徑 2.5d=95mm
外徑 =+2=102mm
帶輪設(shè)計(jì)如圖4
圖4 軸徑D=38皮帶輪
軸徑22mm
基準(zhǔn)寬度 =14mm 基準(zhǔn)線上槽深 =6mm
基準(zhǔn)線下槽深 =10.8mm 槽間距 e=19.00.4mm
第一槽對(duì)稱面至端面的距離 f=mm 最小輪緣厚度 =7.5mm
帶輪寬度 B=(z-1)e+2f=44mm
帶輪基準(zhǔn)直徑 2.5d=55
外徑 =+2=75mm
帶輪設(shè)計(jì)如圖5
圖5 軸徑22mm皮帶輪
(2)皮帶的設(shè)計(jì)
選擇V帶型號(hào)
由表6—9查的工作情況系數(shù)=1.2，所以計(jì)算功率：
=1.2=1.25.5=6.6KW
確定帶輪的基準(zhǔn)直徑
由表6—7和表6—10，取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑=95mm。
驗(yàn)算帶的速度
V==3.67<25m/
帶速合適。
確定v帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)的中心距確定中心距a，并選擇V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L
初定中心距a＝500mm
計(jì)算所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度
L＝2a+（d+ d）+ ＝1596mm
由表8－2選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度L＝1600mm
按式子（8－23）計(jì)算實(shí)際中心距 a
a≈a+=500+=252mm
中心距的變化范圍為207mm～297mm。
1驗(yàn)算小帶輪上的包角α
α≈180-（d－d）?＝180－125×
＝151.35>90
計(jì)算帶的根數(shù)z
計(jì)算單根V帶的額定功率P由d＝95mm和n＝740r/min，
查表8－4a得P＝1.39KW
根據(jù)n＝740r/min。i＝2和B型帶，
查表8－4b得⊿P＝0.11KW
查表8－5得K=0.925,表8－2得K=0.99，于是
P=（P+⊿P）?K?K
=(1.139+0.11)×0.925×0.99=2.86KW
計(jì)算V帶的根數(shù)z
Z＝＝＝1.92
取2根.
計(jì)算單根V帶的初拉力的最小值（F）
由表8－3得A型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量q＝0.1kg/m
（F）＝500+qv
＝500×+0.1×6.28＝180.2N
應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力F>（F）。
計(jì)算壓軸力F
壓軸力的最小值為
（F）＝2z（F）sin＝2×5×180.2×sinN
＝1746N
取兩根v帶合適，并符合設(shè)計(jì)要求。
B型V帶的截面尺寸。
頂寬b=17.0mm 節(jié)寬=14.0mm 高度h=10.5mm
截面積s=138.0mm 偰角=40
3.5主軸強(qiáng)度的校核
按《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》軸的設(shè)計(jì)公式有
式中P--軸的傳遞功率
N--軸的轉(zhuǎn)速
C--與軸的材料有關(guān)的系數(shù)
經(jīng)計(jì)算
（本軸選用45號(hào)鋼C=80）
同步軸的受力主要是徑向的，主要是軸承座對(duì)其的支持力，另外還有驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)給它的扭轉(zhuǎn)力。
力的分析與計(jì)算
軸所受的紐矩
理論值：Mn=9549P/n=19350N.m
實(shí)際值：Mn=T.d/2=13070.4N.M
在XOY平面內(nèi)
由上圖可得方程
解得 SAx=1242N
SBx=4366N
在YOZ平面內(nèi)
由上圖可得方程
解得 SAz=1809N
SBz=795.3N
同步軸的彎矩扭矩計(jì)算
如圖所示在XY平面內(nèi)
根據(jù)受力可以畫出彎矩圖
YZ平面受力圖
根據(jù)上圖可畫出YZ平面彎矩圖
合成彎矩圖
扭矩圖
軸的疲勞強(qiáng)度是軸的結(jié)構(gòu)和尺寸確定之后進(jìn)行的，目的是檢驗(yàn)軸對(duì)疲勞強(qiáng)度破壞的能力，方法是校核危險(xiǎn)截面的安全系數(shù)，其計(jì)算公式是
式中б-1--材料的彎曲疲勞極限
M、T--軸在危險(xiǎn)截面上所受的彎矩和扭矩
Z、ZP--軸在截面上的抗彎截面模量
[S]--疲勞強(qiáng)度的許用安全系數(shù)
Ψб、Ψτ--彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)平均應(yīng)力所折合為應(yīng)力幅的等效系數(shù)
λб、λτ--從標(biāo)準(zhǔn)零件的疲勞極限到零件的疲勞的換算系數(shù)
上式中--有效應(yīng)力集中系數(shù)
--絕對(duì)尺寸影響系數(shù)
KR--表面光潔度系數(shù)
β--表面狀態(tài)系數(shù)
查表得：
бb=70 б-1=35
Ψτ=0.15 Ψб=0.25
Kб=1.89 Kτ=1.71
Kб=1.1 β=0.5
[S]=1.8
Z=10-3×3.14×1403/32=269
Zp=103×3.14×1403/16=538
由此可知軸的疲勞強(qiáng)度符合要求。
3.6主要設(shè)計(jì)結(jié)果
（1）OKL-150型螺旋式顆粒肥料成型機(jī)實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求。
（2）結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單化使得整機(jī)重量的減輕。
（3）傳動(dòng)系統(tǒng)使用皮帶傳動(dòng)使得傳動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，
（4）成型機(jī)構(gòu)能形成柱狀顆粒實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的可靠性，
（5）整機(jī)結(jié)構(gòu)安全實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的安全性，
4.使用說明書（GM）
4.1產(chǎn)品的用途及使用范圍
本次設(shè)計(jì)的螺旋式顆粒肥料成型機(jī)是用于中小型企業(yè)的生產(chǎn)，生產(chǎn)顆粒肥料的直徑10mm。生產(chǎn)的顆?？杀４嬉部芍苯邮┤朕r(nóng)田，所以植物都可以使用。是未來肥料的首選。
4.2操作及維護(hù)
（1）每次起動(dòng)后，應(yīng)先空載運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間，待設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常后方可加料，應(yīng)保持加料均勻，不得大量突增或過載運(yùn)行。
（2）如無特殊情況，不得負(fù)載停機(jī)。一般應(yīng)在停止加料后，待機(jī)糟內(nèi)物料基本卸空時(shí)再停機(jī)。如滿載運(yùn)輸時(shí)發(fā)生緊急停機(jī)后的起動(dòng)，必須先適量排除顆粒成型機(jī)入料口內(nèi)的物料，在啟動(dòng)機(jī)器。
（3）操作人員應(yīng)經(jīng)常檢查機(jī)器各部，特別是螺旋軸和機(jī)器孔模應(yīng)保持完好無損狀態(tài)。還有就是機(jī)器的皮帶的完好無損，一旦發(fā)現(xiàn)有殘缺損傷的機(jī)件應(yīng)及時(shí)修復(fù)或更換。
4.3使用前的準(zhǔn)備工作
（1）檢查所有零件是否完整齊備。
（2）檢查各緊固件是否有松動(dòng)現(xiàn)象。
（3）檢查帶輪是否適度，各傳動(dòng)部件是否靈活。
（4）將單組擦洗干凈，以保證產(chǎn)品的清潔衛(wèi)生。
（5）將所有潤(rùn)滑點(diǎn)都注滿潤(rùn)滑油。
4.4使用方法
空載開啟機(jī)器等待機(jī)器旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定后把物料倒入入料口中，形成顆粒后接收顆粒。將要停止加工時(shí)應(yīng)在停止加料后，待模具中的物料基本被擠出后在停機(jī)，以免下次加工啟動(dòng)時(shí)負(fù)載太大損毀機(jī)器。
5.標(biāo)準(zhǔn)化審查報(bào)告
OKL-150型螺旋式顆粒肥料成型機(jī)的設(shè)計(jì)已基本完成，現(xiàn)具備全套圖紙和一些基本數(shù)據(jù)，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化審查，結(jié)果如下：
（1）設(shè)計(jì)圖紙和文件
圖紙和文件所用的編號(hào)原則符合以下標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)定：
GB/T17710—1999 數(shù)據(jù)處理校驗(yàn)系統(tǒng)；
JB/T 5054.8—1991 產(chǎn)品圖樣既涉及文件通用和借用件管理辦法；
JB/T 5054.4—2000 產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)文件編號(hào)原則；
JB/T 8823—1998 機(jī)械工業(yè)企業(yè)計(jì)算機(jī)輔助管理信息分類編碼導(dǎo)則。
（2）產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)文件符合以下標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)定：
GB/T 10609.1—1989 技術(shù)制圖 標(biāo)題欄；
GB/T 10609.2—1989 技術(shù)制圖 明細(xì)欄；
GB/T 14689—1993 技術(shù)制圖 圖紙幅面和格式；
GB/T 17825.2—1999 技術(shù)制圖 比例；
GBN/T 17825.10—1999 CAD文件管理 基本格式；
JB/T 5054.6—2000 產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)文件 更改辦法。
（3）螺紋加工應(yīng)符合GB/T15054.1—81（普通螺紋基本牙距）、GB1505402—94（普通螺紋直徑與螺距原則）。內(nèi)、外螺紋公差應(yīng)分別符合GB197—81(普通螺紋公差與配合)中7H、6H規(guī)定的公差值。
（4）對(duì)焊接件焊接前對(duì)焊接應(yīng)先清除其表面污物，焊縫均應(yīng)平整。
（5）密封墊圈應(yīng)齊全完好，結(jié)合嚴(yán)緊，不漏油。
（6）各機(jī)件上的緊固件均需緊固、不許有松動(dòng)、不得有誤裝漏裝現(xiàn)象。
6.主要研究結(jié)論
6.1結(jié)論
本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)了螺旋式顆粒成型裝置的各個(gè)零部件，并結(jié)合導(dǎo)師提供的很多建設(shè)性指導(dǎo)，對(duì)螺旋式顆粒肥料成型機(jī)的傳動(dòng)裝置和顆粒成型裝置的各部件進(jìn)行了總體的布局安排。主要結(jié)論有：
（1）傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要有螺旋軸的傳動(dòng)，皮帶輪的傳動(dòng)。
（2）傳動(dòng)軸，螺旋軸的強(qiáng)度達(dá)到了實(shí)際應(yīng)用的強(qiáng)度，皮帶的傳動(dòng)效率和強(qiáng)度強(qiáng)度也達(dá)到了傳動(dòng)需要的強(qiáng)度。
（3）完成了螺旋式顆粒成型機(jī)的設(shè)計(jì)，我設(shè)計(jì)的螺旋式顆粒肥料成型機(jī)的型號(hào)是OKL-150型，其輸送量為2.4t/h，螺旋公稱直徑150mm，滾動(dòng)軸承直徑50mm，螺旋軸直徑50mm，螺旋軸的轉(zhuǎn)速60r/min。
（4）在帶的傳動(dòng)中需要兩條皮帶的傳動(dòng)在本設(shè)計(jì)中，皮帶的傳動(dòng)起到了緩沖作用, 可避免因原料帶入異物造成螺桿堵轉(zhuǎn)、引起瞬間負(fù)荷過大時(shí), 燒壞電機(jī)或損壞減速器等故障的發(fā)生
6.2進(jìn)一步改進(jìn)意見
（1）設(shè)計(jì)結(jié)果有待生產(chǎn)樣機(jī)后，進(jìn)行實(shí)際考核和驗(yàn)證。
（2）整機(jī)結(jié)構(gòu)需利用計(jì)算機(jī)輔助工程軟件，進(jìn)行有限元分析，以優(yōu)化設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)。
（3）主要工作部件和結(jié)構(gòu)，有待于通過計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和研究，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性。
（4）進(jìn)一步的設(shè)計(jì)計(jì)算使總機(jī)的質(zhì)量減輕。
（5）應(yīng)當(dāng)盡快完善圖紙，進(jìn)行樣機(jī)試制。
（6）計(jì)算和改進(jìn)總計(jì)的大小進(jìn)一步的提高生產(chǎn)率。
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[19] 東南大學(xué) 戴枝榮主編.工程材料及機(jī)械制造基礎(chǔ)(Ⅰ)-工程材料 高等教育出版社
致謝
在為期兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我們通過了了解國(guó)內(nèi)外的同類產(chǎn)品，查閱了很多資料，設(shè)計(jì)了輸送裝置性能指標(biāo)試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)，年所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，將理論聯(lián)系實(shí)際，既鍛煉了我的自我設(shè)計(jì)能力和別人合作的能力，又鞏固了大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)，為畢業(yè)后去工廠打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
通過這次設(shè)計(jì)，我了解了設(shè)計(jì)的過程和一些原則，本文是在鄭德聰教授的精心指導(dǎo)和親切關(guān)懷下完成的。在整個(gè)論文的寫作過程中，包括選題、開題、研究、撰寫、修改和最終定稿的每一個(gè)環(huán)節(jié)都傾注著鄭老師的心血。他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，淵博的學(xué)識(shí)和孜孜不倦的敬業(yè)精神感染著我，激勵(lì)著我，并將使我受益一生。值此論文完成之際，謹(jǐn)向我的導(dǎo)師精心培養(yǎng)和教育表達(dá)我最誠(chéng)摯的敬意！
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