827 青飼料切割機(jī),青飼料,切割機(jī)
湘潭大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目： 青飼料切割機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 2003070131 姓 名： 丁 敦 慶 指導(dǎo)教師： 楊 敦 國(guó) 完成日期： 2007 年 6月 5日 1目 錄摘要 .......................................................................................................................2ABSTRACT .........................................................................................................3第一章 緒論 .....................................................................................................1§ 1-1 農(nóng)業(yè)機(jī)械在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用 ............................................................................................1§ 1-2 市場(chǎng)前景分析 ............................................................................................................................1§ 1-2 QSJ-200 型青飼料切割機(jī)簡(jiǎn)介 .................................................................................................2第二章 總體設(shè)計(jì) .............................................................................................4§ 2-1 方案的篩選 ................................................................................................................................4§ 2-2 實(shí)現(xiàn)原理介紹 ............................................................................................................................6§ 2-3 整體傳動(dòng)比的分析計(jì)算 ............................................................................................................7第三章 傳動(dòng)設(shè)計(jì) ...........................................................................................10§ 3-1 電動(dòng)機(jī)的選型 ..........................................................................................................................10§ 3-2 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) ......................................................................................................................11§ 3-3 錐齒輪的設(shè)計(jì) ..........................................................................................................................15§ 3-4 圓柱齒輪的設(shè)計(jì) ..................................................................................................................19第四章 軸與校核 ...........................................................................................25§ 4-1 軸的設(shè)計(jì) ..................................................................................................................................25§ 4-2 校核 ..........................................................................................................................................28第五章 刀的設(shè)計(jì) ...........................................................................................36§ 5-1 切割的基本概念 ......................................................................................................................36§ 5-2 切刀的設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................36§ 5-3 破碎輥筒的設(shè)計(jì) ......................................................................................................................42第六章 進(jìn)給機(jī)構(gòu)與機(jī)架的設(shè)計(jì) ...................................................................45§ 6-1 進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ......................................................................................................................45§ 6-2 機(jī)架的設(shè)計(jì) ..............................................................................................................................46設(shè)計(jì)心得與致謝 .................................................................................................47參考文獻(xiàn) .............................................................................................................48附錄Ⅰ 外文文獻(xiàn)翻譯 .......................................................................................50附錄Ⅱ 外文翻譯原文 .....................................................................................532青飼料切割機(jī)的設(shè)計(jì)摘要: 一種青飼料切割機(jī),由裝在同一傳動(dòng)軸上的破碎,切碎兩種功能的機(jī)構(gòu)構(gòu)成.破碎機(jī)構(gòu)主要由刀齒板、切刀、刮刀及輥筒構(gòu)成.加工塊莖類(lèi)物料時(shí),經(jīng)刀齒的劃割,切刀的切割,刮刀的進(jìn)一步破碎,完成加工過(guò)程;同時(shí),可利用切碎機(jī)構(gòu)加工藤蔓、桿葉類(lèi)青飼料; 并采用輥壓輪對(duì)藤蔓進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)給.拆下破碎部件,換上磨碎齒板,又可作為薯類(lèi)淀粉初加工機(jī)具.因此,既能滿足青飼料加工要求,又能加工薯類(lèi)淀粉,適應(yīng)農(nóng)村養(yǎng)殖業(yè)的需要.關(guān)鍵詞: 破碎、切碎、切刀、輥筒、輥壓輪3Green fodder cutting machine designAbstract：A green fodder cutting machine ,By the same equipment on the drive shaft broken, shredding function of the two bodies constituted 。Broken bodies is main made up of plate cutters, machetes, blade and roller. Tuber processing materials, with the cutter tooth is removed, the cutter cutting, scraping further broken completed processing . Meanwhile, it will use the sap processing shredding bodies, leveraged leaf green fodder,and using roller round to get the sap Automatic Feed . Broken parts removed and replaced teeth grinding plate, and could serve as the beginning of potato starch processing machines , Therefore, it can satisfy green fodder processing requirements, while potato starch processing, aquaculture industry suitable to rural needs .Keywords：Breakers、Shredding 、Cutter 、Roller 、Rolling wheel1第一章 緒論§ 1-1 農(nóng)業(yè)機(jī)械在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用農(nóng)業(yè)機(jī)械化是建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是先進(jìn)生產(chǎn)力的代表，是提高農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率的主要手段。農(nóng)業(yè)機(jī)械化是農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)推廣應(yīng)用的重要載體，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然過(guò)程，加快發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械化是推進(jìn)城鎮(zhèn)化建設(shè)，全面建設(shè)農(nóng)村小康社會(huì)的重要舉措，加快發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械化也是保護(hù)和提高糧食綜合生產(chǎn)能力，增加農(nóng)民收入的重要措施。一是通過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)械，可以代替人工，使大量農(nóng)村勞動(dòng)力從繁重的農(nóng)業(yè)勞動(dòng)中解脫出來(lái)，使其投入到產(chǎn)業(yè)中，增加農(nóng)民收入；二是通過(guò)實(shí)施精量播種、機(jī)械施肥、秸稈機(jī)械還田等機(jī)械化節(jié)本增效農(nóng)業(yè)技術(shù)，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本；三是通過(guò)拓寬農(nóng)機(jī)維修、銷(xiāo)售服務(wù)市場(chǎng)，吸納農(nóng)村剩余勞動(dòng)力。§ 1-2 市場(chǎng)前景分析經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)。很少有適合小型養(yǎng)殖場(chǎng)、專(zhuān)業(yè)戶和個(gè)體農(nóng)戶要求的小型青飼料切割機(jī)。并且這些青飲料切割機(jī)還具有以下缺點(diǎn)：1． 大多數(shù)青飼料切割機(jī)只能單獨(dú)切割塊狀飼料或莖桿類(lèi)物料。2． 切割刀刃為直刃、切割剛度低、對(duì)多纖維莖桿的切割性能差。3． 用手喂入莖桿婁物料安全性差。4． 塊料切碎時(shí)切碎均勻度差。故我們?cè)O(shè)計(jì)一種能滿足小型養(yǎng)殖場(chǎng)、專(zhuān)業(yè)戶和個(gè)體農(nóng)戶要求。切割性能好，操作安全的小型青飼料切割機(jī)。2§ 1-2 QSJ-200 型青飼料切割機(jī)簡(jiǎn)介該新型機(jī)屬于一種多功能的飼料加工機(jī)具，特別適于對(duì)塊莖，塊根類(lèi)物料的切碎和破碎加工，也可作為薯類(lèi)淀粉加工機(jī)具使用。目前的飼料加工機(jī)具，一般采用一片或多片刀片，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中將飼料切碎；對(duì)于塊莖類(lèi)飼料的加工，則用磨齒片將飼料磨碎。前者滿足了藤蔓，桿葉狀飼料的加工；后者可對(duì)塊莖塊根類(lèi)飼料的加工。作為一般青飼料的加工，已是可行的了，但加工后的物料中，漿狀體比較多，粒度細(xì)小，對(duì)塊莖類(lèi)物料的加工，這種情況尤為突出，不利現(xiàn)在推行的青儲(chǔ)飼料技術(shù)的應(yīng)用。青儲(chǔ)飼料工藝對(duì)原料的要求，往往要使切碎或破碎后的飼料保持較好的粒狀，特別對(duì)含淀粉高的薯類(lèi)青飼料，要求在加工中盡量減少漿狀體，更有利于發(fā)揮青儲(chǔ)飼料的效益。本實(shí)用于新型的目的是提供一種可將塊莖，塊根類(lèi)青飼料，一次加工成塊粒狀的青飼料切碎機(jī)；同時(shí)具有藤蔓，桿葉類(lèi)青飼料的切碎機(jī)構(gòu)；還可較方便地更換上磨碎齒板，作為薯類(lèi)淀粉加工的多功能機(jī)具。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是破碎輥筒上的齒、刀部件，配合作用，減少了對(duì)物料的擠壓、碰撞的機(jī)會(huì)，降低了塊莖類(lèi)飼料加工的漿狀體；同時(shí)在加工藤蔓、桿葉類(lèi)飼料時(shí)采用輥壓輪進(jìn)給，大大提高了送料時(shí)的人身安全；加之同破碎機(jī)構(gòu)安裝在同一傳動(dòng)軸上的切碎機(jī)構(gòu)。即可完成塊莖、塊根類(lèi)青飼料的加工，又可同時(shí)加工藤蔓、桿葉類(lèi)飼料。不但簡(jiǎn)化了設(shè)備，又避免了采用不同的傳動(dòng)軸，共用同一動(dòng)力，操作使用時(shí)的麻煩。破碎輥筒上的刀齒板、切刀、刮刀可拆下，換上磨碎齒板，又具有薯類(lèi)淀粉加工能力。因而它有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，能充分滿足農(nóng)村，特別是山區(qū)農(nóng)村推廣。效果圖如圖 1-1所示。3圖 1-1 QSJ-200青飼料切割機(jī)效果圖1．電動(dòng)機(jī) 2. 皮帶輪防護(hù)罩 3. 防護(hù)罩 4. 進(jìn)料斗 5.進(jìn)料槽 6.機(jī)架 7. 出料槽4第二章 總體設(shè)計(jì)§ 2-1 方案的篩選通過(guò)查閱資料，最后選定了四種參考方案，具體外形如圖 2-1、圖 2-2、圖 2-3、圖2-4 所示。圖 2-1 臥式切割機(jī) 圖 2-2 立式切割機(jī)5圖 2-3 臥式輥筒切碎機(jī) 圖 2-4 臥式多功能切割機(jī)方案一圖 2-1 所示方案一是最常見(jiàn)的臥室切割機(jī)，砍刀片裝在電動(dòng)機(jī)的主軸上，通過(guò)電動(dòng)機(jī)提供給刀片的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)切割青飼料，但是缺點(diǎn)是不能切割塊莖類(lèi)飼料，同時(shí)刀片為直刃砍刀，消耗功率大，振動(dòng)也大。方案二圖 2-2 所示方案二是立式切割機(jī)，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，缺點(diǎn)與方案一一樣，對(duì)能切割飼料的種類(lèi)有限。方案三圖 2-3 所示方案三是臥式輥筒破碎機(jī)，有點(diǎn)是能很好切割塊莖，輥筒上的刀片拆卸也很方便，缺點(diǎn)是不能切割藤蔓類(lèi)青飼料，所以他的使用也受到了很大的限制。方案四圖 2-4 所示方案四是臥式多功能切割機(jī)，優(yōu)點(diǎn)是即能切割藤蔓類(lèi)，又能切割塊莖類(lèi)，缺點(diǎn)是，該設(shè)計(jì)在為了完成切割塊莖的目的是，過(guò)多裝入轉(zhuǎn)動(dòng)刀片，在拆卸刀片時(shí)，非常不便，并且過(guò)多的刀片也增加產(chǎn)品的成本。通過(guò)分析以上四種方案，吸收各自優(yōu)點(diǎn)，得到一個(gè)即能切割藤蔓類(lèi)青飼料，又能切割塊莖類(lèi)青飼料的多功能青飼料切割機(jī)。并在設(shè)計(jì)中，增加了藤蔓類(lèi)物料的自動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)，以提高工作安全性。6§ 2-2 實(shí)現(xiàn)原理介紹該機(jī)主要由傳動(dòng)軸Ⅰ和裝在其一端的 V 帶輪，裝在其中部的破碎輥筒和切碎刀盤(pán)，裝在其一端的變速錐齒輪和傳動(dòng)軸Ⅱ上的變速錐齒輪和直齒輪及進(jìn)給軸Ⅲ、Ⅳ，裝在支撐固定它們的機(jī)架下部的電動(dòng)機(jī)，主動(dòng)輪及傳動(dòng)皮帶，加之安裝在機(jī)架上的喂料臺(tái)，進(jìn)料斗，機(jī)殼等構(gòu)成，要點(diǎn)是破碎輥筒的滾動(dòng)面上安裝了由刀齒板，切刀，刮刀組成的共同完成對(duì)塊莖塊根類(lèi)青飼料破碎的破碎機(jī)構(gòu)，切碎機(jī)構(gòu)由安裝在傳動(dòng)軸一端的切碎刀盤(pán)及其上的動(dòng)刀片，加之固定在機(jī)架相應(yīng)位置上，能在刀盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，與動(dòng)片構(gòu)成剪切動(dòng)作的定刀片構(gòu)成。為使破碎和切碎能同時(shí)進(jìn)行，把破碎輥筒，切碎刀盤(pán)裝在同一傳動(dòng)軸上。傳動(dòng)軸安裝在機(jī)架上，動(dòng)力由機(jī)架下部的電動(dòng)機(jī)及其主動(dòng)輪，通過(guò)皮帶傳給安裝在傳動(dòng)軸一端的從動(dòng)輪，驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸運(yùn)轉(zhuǎn)使安裝在中部的破碎輥筒及其切刀盤(pán)工作。機(jī)架上靠切碎刀盤(pán)一側(cè)，制作了切碎機(jī)構(gòu)喂料臺(tái)、自動(dòng)進(jìn)給輥壓輪及刀盤(pán)罩；位于傳動(dòng)軸中部的破碎輥筒上，裝有機(jī)殼和進(jìn)料斗，二者用小螺桿連為一體；主動(dòng)輪與從動(dòng)輪間套有皮帶防護(hù)罩；機(jī)架下部制作了切碎，破碎物料的出料斗。其中，喂料臺(tái)，刀盤(pán)罩、機(jī)殼、進(jìn)料斗、皮帶防護(hù)罩，出料斗均連接固定在機(jī)架上。破碎輥筒上的刀齒板、切刀、刮刀等用螺釘固定在滾筒的滾動(dòng)面上，且使刀齒板和切刀有 5-10 度的螺旋角。這樣，就夠成一個(gè)青飼料切碎機(jī)。若要作為暑類(lèi)淀粉加工設(shè)備，則可將磨碎齒板替換下破碎輥筒上的刀齒板，切刀和刮刀。磨碎齒板能在輥筒的旋轉(zhuǎn)力帶動(dòng)下，將薯類(lèi)打磨成漿體，達(dá)到加工淀粉的目的。使用時(shí)，將藤蔓、桿葉類(lèi)青飼料放在喂料臺(tái)上，由輥壓輪自動(dòng)將料送入刀盤(pán)罩內(nèi)，動(dòng)刀片隨刀盤(pán)的旋轉(zhuǎn)和固定在機(jī)架上的定刀片配合，將物料切碎。塊莖、塊根類(lèi)青飼料則叢破碎輥筒機(jī)殼頂部的進(jìn)料斗送入；在輥筒的旋轉(zhuǎn)力作用下，物料先被刀齒板上的刀齒劃割成條，隨即由切刀切削下來(lái)，再經(jīng)刮刀進(jìn)一步破碎，切碎或破碎后的物料從出料斗送出。即可滿足青飼料加工要求。傳動(dòng)原理如圖 2-5 所示。7圖 2-5 傳動(dòng)原理簡(jiǎn)圖1.電動(dòng)機(jī) 2.小 v 帶輪 3.v 帶 4.大 v 帶輪 5.軸承座 6.破碎輥筒 7.主軸Ⅰ 8.切碎刀盤(pán) 9.動(dòng)刀片 10.小錐齒輪 11.大錐齒輪 12.小圓柱齒輪 13.大圓柱齒輪 14.換向圓柱齒輪Ⅰ 15.換向圓柱齒輪Ⅱ 16.傳動(dòng)軸Ⅱ 17.傳動(dòng)軸Ⅳ 18.傳動(dòng)軸Ⅲ 注：圖中箭頭表示各軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向§ 2-3 整體傳動(dòng)比的分析計(jì)算在本設(shè)計(jì)中，考慮到實(shí)際情況，主軸轉(zhuǎn)速在 400r/min 為宜。以下為具體計(jì)算分析過(guò)程。因?yàn)樵O(shè)計(jì)任務(wù)提供的電動(dòng)機(jī)是 1500r/min、功率是 0.55kw。根據(jù)帶輪傳動(dòng)比的要求（一般傳動(dòng)比在 2～4 為宜）現(xiàn)選傳動(dòng)比為 3.9。則主軸轉(zhuǎn)速為=1500r/min/3.9=384.6r/minn?現(xiàn)初步選擇輥壓輪的直徑為 40mm，對(duì)切削的物料長(zhǎng)度定為 10mm?，F(xiàn)在來(lái)分析主軸Ⅰ到傳動(dòng)軸Ⅲ、Ⅳ之間的傳動(dòng)比。因?yàn)檩亯狠喌霓D(zhuǎn)動(dòng)是由軸Ⅲ、Ⅳ提供的，所以軸Ⅲ、Ⅳ的轉(zhuǎn)速相等，轉(zhuǎn)向相反。8圖 2-6 物料進(jìn)給示意圖參考圖 2-6 現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)速設(shè)為 r/s,由于刀盤(pán)上是對(duì)稱(chēng)安裝的 2 把動(dòng)刀片，所以切n2割次數(shù)為 2 次/s。n進(jìn)給輥壓輪設(shè)為 轉(zhuǎn)/s。 3V=2 R＝2 20＝125.6 mm/s ?3n3?3V 為料的理論進(jìn)給速度。則每次刀的切割長(zhǎng)度是 L= =62.8 /n236.1532由設(shè)計(jì)要求知切割長(zhǎng)度以 10mm 為宜，則62.8 / ＝10mm32即 / =10/62.8n32/ =6.28239主軸Ⅰ與軸Ⅲ、Ⅳ的傳動(dòng)比為 6.28現(xiàn)已知 ＝384.6r/minn2則 =61.24r/min3則理論上每秒進(jìn)料為 V＝128.2mm/s考慮到在實(shí)際中料在傳送過(guò)成中的打滑，所以上述進(jìn)料速度在現(xiàn)實(shí)中是可以做到的。在主軸Ⅰ與軸Ⅲ、Ⅳ之間有一對(duì)錐齒輪的減速和一對(duì)直齒輪的減速，考慮到各對(duì)齒輪傳動(dòng)比的適宜范圍，現(xiàn)取錐齒輪的傳動(dòng)比 i=2,圓柱齒輪的傳動(dòng)比 i=3(考慮到計(jì)算和設(shè)計(jì)時(shí)的方便)10第三章 傳動(dòng)設(shè)計(jì)§ 3-1 電動(dòng)機(jī)的選型考慮到設(shè)計(jì)的青飼料切割機(jī)適用對(duì)象為小型養(yǎng)殖場(chǎng)、專(zhuān)業(yè)戶和個(gè)體農(nóng)戶,故電動(dòng)機(jī)電壓應(yīng)選用 220V.再考慮到所受的載荷不大,所需動(dòng)力不是很大 ,選用小功率的電動(dòng)機(jī).綜合各方面因素,選用 YL 系列電動(dòng)機(jī).YL 系列電動(dòng)機(jī)是新型高效節(jié)能產(chǎn)品,具有體積小、容量大,起動(dòng)及運(yùn)轉(zhuǎn)性能優(yōu)越等特點(diǎn),符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) IEC 的有關(guān)規(guī)定,并實(shí)現(xiàn)同一機(jī)座號(hào)單、三相異步電動(dòng)機(jī)等級(jí)相同 ,提高了單、三相電動(dòng)機(jī)的互換性和通用性,被廣泛應(yīng)用于冷凍機(jī)、泵、風(fēng)機(jī)、,小型機(jī)床以及農(nóng)副業(yè)和家用電器等方面.電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)：型號(hào):YL801-4電壓:220V功率:0.55KW同步轉(zhuǎn)速:1500r/min頻率:50HZ效率:68%功率因數(shù):0.92 外形尺寸:295 165 200?電動(dòng)機(jī)的安裝方式：選擇 IBM3 型11§ 3-2 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)① 電動(dòng)機(jī) V 帶輪的設(shè)計(jì) ② 主軸 V 帶輪的設(shè)計(jì)一 、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??；結(jié)構(gòu)工藝性好，無(wú)過(guò)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(guò)動(dòng)平衡，輪槽工作面要經(jīng)過(guò)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。二 、帶輪的材料 此處帶輪的材料，采用鑄鐵，材料牌號(hào)為 HT200。三 、 V 帶輪的結(jié)構(gòu)鑄鐵制 V 帶輪的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：①實(shí)心式 ②腹板式③孔板式④橢圓輪輻式.當(dāng)帶輪的基準(zhǔn)直徑 2.5d(d 為軸的直徑，單位為 mm)時(shí)，可采用實(shí)心式； d? d?300mm 時(shí)，可采用腹板式（當(dāng) 100mm 時(shí)，可采用孔板式） ； 300mm 時(shí)，21dD??d?可采用輪輻式。四 、 相關(guān)計(jì)算已知電動(dòng)機(jī)的額定功率為 0.55KW,轉(zhuǎn)速 n1=1500r/min,選取傳動(dòng)比為 i=3.9,采用普通 V 帶傳動(dòng).1.確定計(jì)算功率 P ca由參考資料[1]表 8-6 查得工作情況系數(shù) KA=1.1,故P =KA P=1.1 0.55=0.605KWca?2.選取帶型根據(jù) P ，n 由參考資料 [1]圖 8-9 確定選用 Z 型ca3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑由[1]表 8-3 和表 8-7 取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 d =71mm1則從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 d =i d =3.9 71=276.9mm2?1根據(jù)參考資料[1]表 8-7 取 d =280mm212按參考資料[1]式(8-13) 驗(yàn)算帶的速度V= = m/s=5.57120°主輪上的包角合適6.計(jì)算 V 帶的根數(shù) Z由參考資料[1]式(8-22) 知 ldcaKPz)(0???由 n1=1500r/min, dd1=71mm, i=3.9 查由參考文獻(xiàn)[1]表 8-5a 和參考文獻(xiàn)[1] 表 8-5b,得P =0.31kw, △P =0.03kw00查參考資料[1]表 8-8,得 K =0.92?查參考資料[1]表 8-2,得 K =1.14l13則 =1.69714.920)3.10(65???z取 z=2式(8-22)中 K —————包角系數(shù)?K ——————長(zhǎng)度系數(shù)lP ——————單根 V帶的基本額定功率0△P —————計(jì)入傳動(dòng)比的影響時(shí),單根 V帶額定功率的增量7.計(jì)算預(yù)緊力 F 0由參考資料[1]式(8-23) 知F =0 2)15.(qvKzvPca???查參考資料[1]表 8-4, 得 q=0.06kg/m,故F = =49.687584N0 2573.06)92.(573.26??8.計(jì)算作用在軸上的壓軸力 F p由參考資料[1]式(8-24), 得F = = =192.3Np2sin 10dz 274.15sin49.6??五 、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，參考文獻(xiàn)[1] 表（8-10） ，帶輪的其它結(jié)構(gòu)尺寸可參照參考文獻(xiàn)[1]圖（8-12）所列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，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 帶輪選腹板式。六 、V 帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)14圖 3-1 V 帶輪的輪槽尺寸V 帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)如表 3-1 表 3-115注：電動(dòng)機(jī) V 帶輪L=(1.5~2)d, Be48.73651?raF所以 =750.86N342.1659.48.765.001????arYF因?yàn)?=e3.4.682ra所以 N9384.16.29.1022 ??aP因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有輕度沖擊載荷,按文獻(xiàn)[1]表 13-6查得 ,取2.1~0?pf1.2pf則 N032.91.867501??PN.4..24. 驗(yàn)算軸承壽因?yàn)?,所以按軸承 2所愛(ài)力大小進(jìn)行驗(yàn)算 21P?由參考文獻(xiàn)[1]式（13-5）有hCnLh 10536326 428.)9.10(.840)( ????36顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于切割機(jī)的使用壽命 ,所以選用的軸承是合理安全的。第五章 刀的設(shè)計(jì)§ 5-1 切割的基本概念切割與粉碎所謂切割，是指通過(guò)機(jī)械的方法克服物料內(nèi)部的凝聚力，并將其分裂成規(guī)格劃一的塊、片、絲、粒及醬狀產(chǎn)品的操作過(guò)程。滿足切割運(yùn)動(dòng)的機(jī)器必須具備兩個(gè)關(guān)鍵條件，一是切割刀具，另一個(gè)是物料的“進(jìn)給”運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系指物料與刀具的相對(duì)接觸運(yùn)動(dòng)。所謂粉碎，是指用機(jī)械的方法克服固體物料內(nèi)部的凝聚力并將其分裂的過(guò)程。根據(jù)所處理物料的尺寸大小的不同，將大塊物料分裂成小塊者稱(chēng)為破碎，而將小塊物料變成細(xì)粉者稱(chēng)為粉磨，破碎與粉磨又統(tǒng)稱(chēng)為粉碎?！?5-2 切刀的設(shè)計(jì)一、切刀材料一般采用經(jīng)過(guò)熱處理的 T9 碳素工具鋼或錳鋼。在此選 T9 工具鋼二、對(duì)切刀的要求良好的切刀（或稱(chēng)切碎器）應(yīng)滿足下列要求：37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。三、選用或設(shè)計(jì)刀片時(shí)應(yīng)滿足的要求刀片在設(shè)計(jì)和選用時(shí)應(yīng)滿足下列三個(gè)方面的要求，即① 鉗住物料，保證切割；② 切割功率要小；③ 切割阻力矩均勻。四、 刀片刃口幾何形狀及常用刀片形狀切刀的刀刃有直線型與曲線型幾何形狀，如圖 5-1 所示。圖 5-1 各幾何形狀刀刃在本次設(shè)計(jì)中選用（c ）外曲線刃口刀 進(jìn)行滑切。五、刀的滑切與正切分析切割機(jī)械工作時(shí)，功耗的大小與切刀的工作方式以及刀片的特性參數(shù)有關(guān)，切刀的工作方式有滑切與正切之分。當(dāng)按滑切工作時(shí)，切割阻力小，容易切割，切割時(shí)省力，功率消耗也小。當(dāng)切刀按正切方式工作時(shí)，切割阻力大，切割困難，功率消耗也大。下面僅討論本刀具用到的滑切原理。圖 5-2 為切刀滑切示意圖。38圖 5-2 切刀滑切示意圖圖中 BC 為回轉(zhuǎn)曲線刃口刀的刀刃，O 為刃口曲線的圓心，A 點(diǎn)為切割工作點(diǎn)，切刀的回轉(zhuǎn)半徑為 r。當(dāng)切刀在傳動(dòng)系統(tǒng)作用下繞刀軸中心 P 以一定角速度做定軸回轉(zhuǎn)切割運(yùn)動(dòng)時(shí)，刀刃上工作點(diǎn) A 的切割速度為 V，顯然，V OA，將 V 分解為過(guò)點(diǎn) A 切?線和法線方向的兩個(gè)分速度 ，則 稱(chēng)為滑切速度， 稱(chēng)為正切（砍切）速度。zHz與 V 之間的夾角 及為滑切角。當(dāng)滑切速度不為零時(shí)的切割及稱(chēng)為有滑切的切z ?割，簡(jiǎn)稱(chēng)滑切；當(dāng)滑切速度為零的切割稱(chēng)為正切或砍切。 和 和 的關(guān)系為 Hz?/ =tanHz由圖 5-2 分析可知，滑切角顯然不為零，最大為 ，能實(shí)現(xiàn)滑切。60下面用一直刃切刀來(lái)進(jìn)一步闡述滑切省力原理，如圖 5-3 所示。39圖 5-3 滑切省力原理圖若切刀的楔角為 ，則正切時(shí)，切割速度 V 就在 A 點(diǎn)的法線方向，即 V 垂直于刀?刃，切刀正好是以 角的楔子楔入物料?；袝r(shí)，因切割速度 V 偏離了刀刃的法線方向，與法線方向產(chǎn)生了一個(gè)滑切角 ，這時(shí)切刀的楔入角度由 減小到 。從上圖的???幾何關(guān)系可知tan =BC/AB?tan = tan cos??即滑切角 越大時(shí)，刀刃切入物料的實(shí)際楔入角 就越?。磳?shí)際切割時(shí)只是刀???刃口在切割） ，這是 大 小，切刀受到的法向阻力越小，易于切入，切割省力。因HVz此，要使切割省力，除保證刃口鋒利以降低刃口比壓（比壓為刃口單位面積的壓力，與刀刃鋒利程度有關(guān)）外，還須使切割為滑切，這正是利用了滑切省力的原理。此外，刀刃口的表面即使看起來(lái)光滑，但由于刀片在加工時(shí)的精度問(wèn)題，在顯微鏡下觀察，刃口也呈現(xiàn)鋸齒狀的“微觀齒” 。滑切時(shí)，這些尖銳的“微觀齒”就像鋸子一樣將物料纖維切斷，這是滑切較正切省力的另一原因。六、鉗住物料的條件分析滑切也可以分為有滑移的滑切和無(wú)滑移的滑切兩種。切割時(shí)當(dāng)動(dòng)刀片與靜刀片之間的夾角達(dá)一定值時(shí)，物料就會(huì)產(chǎn)生沿刃口向外推移的現(xiàn)象，這叫有滑移的滑切。出現(xiàn)這種情況對(duì)穩(wěn)定切割是不利的，所以應(yīng)當(dāng)盡可能的避免此種情況的出現(xiàn)。40下面以兩種不同鉗住角 切割物料的受力情況來(lái)分析鉗住物料，保證穩(wěn)定的切?割條件。下圖 5-4 表示了不同鉗住角 切割物料時(shí)物料的受力情況。圖 5-4 不同鉗住角 的物料受力分析圖?圖 5-4 中 AB 為動(dòng)刀片刃口，CD 為定刀片刃口，夾角 為動(dòng)、定刀片對(duì)物料的鉗?住角，也稱(chēng)推擠角。假定以兩種鉗住角 切割時(shí)的摩擦角均為 。21?和AB 為動(dòng)刀片刃口；CD 為定刀片刃口； 為動(dòng)、定刀片對(duì)物料的鉗住角，又稱(chēng)推?擠角； 為動(dòng)刀片對(duì)物料產(chǎn)生的正壓力； 為定刀片（或支撐面）對(duì)物料產(chǎn)生的正壓1N2N力； 、 為動(dòng)、靜刀片與物料在切割點(diǎn)處的摩擦力； 為兩種鉗住角 切割時(shí)T2 21和 ?物料與動(dòng)、靜刀片間的摩擦角。由圖 5-4(a)知，由于此時(shí) > ,兩個(gè)支撐反力的合力 的合力 F 將把被?21??21與切物料沿刃口向外推出，即在切割時(shí)產(chǎn)生滑移，不能保證穩(wěn)定切割。由圖 5-4(b)知，由于此時(shí) < 。 的合力 F 指向刃口里面，即切割時(shí)合2121與力 F 將把被切物料沿刃口向里面推，切割時(shí)不會(huì)產(chǎn)生滑移，能保證穩(wěn)定切割，提高效率。由此可知，保證鉗住物料穩(wěn)定切割的條件是：鉗住角須小于物料與定刀片之間摩擦角之和，
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