9R-28型揉碎机设计【锤片式】【农作物秸秆 粗饲料加工】
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9R-28型揉碎机设计
摘要
秸秆是一种潜在的粗饲料资源，我国每年有数千亿斤农作物秸秆被粉碎加工成饲料。饲料工业已经发展成为国民经济中不可缺少的重要基础产业。
9R-28型揉碎机主要用于粗饲料的加工,它集揉切碎和粉碎等机型的优点,可将农作物秸秆、牧草、藤蔓等作物茎杆揉碎成丝状段、既可直接饲喂牲畜,也可将其青贮、氨化、碱化或进行其它加工。
本文针对9R-28型揉碎机进行设计，本文首先分析了揉碎原理，拟定了9R-28型揉碎机的传动方案，采用V带进行增速传动。
然后，对V带传动进行传动设计计算，确定V带的形式及带轮的结构参数。
最后，对整个机器进行了结构设计，重点对机架及转子进行了设计。
本文所设计的揉碎机结构紧凑,性能优良,使用可靠,工作平稳,操作简便,适用范围广,可广泛地满足广大用户要求。
关键词：9R-28，揉碎机，V带传动，转子
ABSCTACT
Straw is a kind of potential forage resources, there are hundreds of billions of pounds of crop straw crushed processed into feed every year in our country. Feed industry has become an important basic industry indispensable to the national economy.
9R-28 rubbing machine is mainly used for processing of coarse fodder, it incorporates the merits of rubbing and crushing machine chopped, the crop straw, grass, crops such as rubber vine Stem Silk shaped section, which can be directly fed to livestock, and also can be processed for the silage, ammoniation, alkalization or.
In this paper, based on the type of 9R-28 rubbing machine design, this paper first analyzes the principle of the transmission scheme for rubber, 9R-28 rubber, using V belt transmission.
Then, the calculation of the transmission design of V belt drive, determination of V belt and pulley structure parameters.
Finally, the whole machine structure design, focuses on the design of the frame and the rotor.
Rubbing machine structure is designed in this paper has compact structure, excellent performance, reliable use, stable work, convenient operation, wide application range, can be used to meet the requirements of customers.
Keywords: 9R-28, rubbing machine, V tape drive, the rotor
目录
摘要 I
ABSCTACT II
目录 III
第一章 绪论 1
1.1课题的背景及意义 1
1.2 揉碎机国内外现状与发展趋势 2
1.2.1 国内揉碎机研究及产品现状 2
1.2.2 国外揉碎机现状 5
第二章 传动方案拟定 7
2.1 揉碎机设计任务要求 7
2.2 方案拟定 8
2.2.1 传动原理方案一 8
2.2.1 传动原理方案二 9
2.3流场作用与物料推移 9
第三章 传动设计及计算 11
3.1 电动机的选择 11
3.1.1 电动机选择的方法 11
3.1.2揉碎机功率消耗 13
3.1.3 电动机选择 13
3.2 传动比的分配 14
3.3 V带传动设计计算 15
第四章 结构设计 17
4.1 机架设计 17
4.2 带轮结构设计 18
4.3 转子结构设计 22
4.4 轴承的选择与校核 24
第五章 结论 26
参考文献 27
致谢 29
29
第一章 绪论
1.1课题的背景及意义
我国畜牧业发展迅猛，但是饲草料不足则成为制约畜牧业进一步发展的突出问。为保证畜牧业的持续发展，有必要扩大饲草源、增加饲草料的供应。
一方面，我国人口众多，人均耕地面积有限，人均年占有粮食仅为375kg。且人口数量逐年递增而耕地面积却持续减少。因此，在相当长的时期内我国的粮食供应总量不会有过多的富余，依靠不断增加饲料用粮来发展我国畜牧业是不现实的。
另一方面，我国作为农业大国秸秆资源十分丰富。根据资料统计，我国农作物秸秆总产量达7亿t。但利用率偏低，据统计2005年我国各类秸秆的综合利用率仅为22．6％池m3。因此，积极发展秸秆养畜、过腹还田，实行农牧业结合，形成节粮型的畜牧业结构显得尤为必要。
我国每年有数千亿斤农作物秸秆被粉碎加工成饲料。饲料工业已经发展成为国民经济中不可缺少的重要基础产业。
秸秆是一种潜在的粗饲料资源，其干物质组成中高达80％为多聚糖。据测定，秸秆饲料的总能接近17MJ／kg，与单位质量谷物的总能基本相同甚至更高(大米的总能为14M3／kg、小米为MJ／kg)，只是能量贮存的形式有所不同。谷物以淀粉为主要成分，而秸秆以纤维素、半纤维素、木质素为主要成分。对反刍动物来说，其肠道内的微生物能够利用酶将纤维素、半纤维素分解为乙酸、丙酸、丁酸等挥发性脂肪酸，为其提供60％~70％的能量及体内合成蛋白质。由此可见，秸秆类粗饲料在反刍家畜的饲料中占有相当重要的地位。
然而，秸秆类粗饲料质地粗硬、咀嚼费力、适口性差、粗蛋白含量少。直接饲喂牲畜，其采食浪费量大、消化利用率低。因此，应对其进行合理加工处理，以提高其利用价值。在秸秆开发利用方面，有很多种方法，如化学、生物、物理和复合处理等。其中应用最多的是物理处理方法，并以机械加工为主。秸秆经切断、粉碎、丝化后，加大了反刍动物瘤胃内微生物与草的接触面积，有利于降解发酵，从而提高秸秆消化利用率。与此同时，将秸秆物料铡碎并揉搓成丝状，提高了饲料的适口性和采食利用率，减少采食能耗和采食的浪费，有利于牲畜吸收。
目前，用于秸秆加工的机具和设备，主要有铡草机、粉碎机、揉碎机等。其中揉碎机对于改善秸秆加工质量、提高喂饲效果及秸秆利用率具有明显作用，是近些年来使用较多的秸秆加工机具之一，也是目前大力推广秸秆养畜的优良设备。揉碎机可以把秸秆等长纤维物料加工成具有一定长度的丝状段，这样既可直接喂饲牲畜，又可为后续处理(如压饼、压块等)创造条件。此外，其生物处理效果也明显优于切碎后的效果
因此，揉碎机的使用和推广提高了秸秆的利用率，扩大了饲草资源，能够为畜牧业发展解决一些实际问题。同时又充分利用了农区现有的秸秆资源，把秸秆资源转化为商品为农区带来了一定的经济效益。内蒙古农业大学研制的9R-28型揉碎机是一款具有独立知识产权的产品，在内蒙古自治区及周边地区得到一定量的推广使用，并受到了用户的普遍好评。此外，该机型得到自治区成果鉴定，确定为定型产品。
9R-28型揉碎机主要用于粗饲料的加工,它集揉切碎和粉碎等机型的优点,可将农作物秸秆(如玉米、高粱、小麦等茎杆)、牧草、藤蔓等作物茎杆揉碎成丝状段、既可直接饲喂牲畜,也可将其青贮、氨化、碱化或进行其它加工(压块、压饼、压捆).该机结构紧凑,性能优良,使用可靠,工作平稳,操作简便,适用范围广,可广泛地满足广大用户要求.
因此，秸秆揉碎机，对提高秸秆等农作物处理效率、扩大秸秆的用途、提高秸秆等农作物废料的利用率、节约资源、美化环境具有重要意义。
1.2 揉碎机国内外现状与发展趋势
1.2.1 国内揉碎机研究及产品现状
揉碎机是一种新型粗饲料加工机械，在我国出现的时间较晚，与其相关研究比较少，主要有：中国农业大学的李媛根据力学原理对9LRZ一80型揉切机工作时秸秆物料的受力情况进行分析，并对整机结构和工作过程开展了理论分析。这为揉碎机的改进设计提供了一定的参考依据。
中国农业大学的于海燕对9RZ—60型秸秆揉切机工作室进行改进设计，并总结了该机型的主要技术特征。此外，还分析了动刀安装中挡块相对动刀的安装尺寸对动刀应力分布的影响口们。为进一步改进揉切机的结构设计提供了理论基础和开拓了设计思路。
涂建平采用力学数学的方法对揉碎机动刀片的受力和在刀轴上的排列方式进行了理论分析和总结。并在“均力免震假设"的基础上，推导出常用刀片类型的结构参数优化方程；利用计算机高级语言程序对优化方程求解，得出了相应的刀片优化排列方式n酊，为秸秆加工机械的设计提供了相关的理论依据。
排列方式n酊，为秸秆加工机械的设计提供了相关的理论依据。
新疆农业大学的吕小荣利用三维建模及仿真软件UG对9LRZ—80型秸秆揉切机约二百个零、部件建立了三维实体模型，并将各零件虚拟装配，对关键部件切碎器进行动态仿真、动态分析，同时进行间隙检查。
在我国黑龙江、吉林：辽宁、山东、新疆、内蒙古等省、市、自治区的相关单位相继开发和引进揉碎机并推广使用。其代表机型如下：
9R-40型揉碎机由内蒙古农业大学研制该机可将玉米秸秆、豆秸、牧草等粗饲料揉碎成丝状，直接饲喂牛、羊等反刍牲畜。其转子转速2700r／min，转子直径400ram，锤片末端线速度55m／s，度电产量100—1lOkg／kW·h(玉米秸秆)。
9RS-700型茎秆揉碎机由黑龙江省八五二农场研制。该机是一种粗饲料加工机械，它能把粗饲料(玉米秸、豆秸、牧草等)加工成柔软丝状，直接喂饲牛、羊等家畜，从而提高粗饲料的适口性和消化率。其转子转速2350r／min，转子直径420mm，锤片末端线速度为52m／s，度电产量为80kg／kW·h(玉米秸秆)¨引。
9RFQ-34型揉丝粉碎机由辽宁省农业机械化研究所开发。其转子转速2698r／min，转子直径340ram，锤片末端线速度66m／s，度电产量115kg／kW·h(玉米秸秆)。
9RSZ-540型秸秆揉碎机由新疆农科院农机化研究所和新疆农业大学联合研制。该机型属于粗孔径破碎型揉碎机的一种，将铡草、揉草加工方式溶为一体，充分利用秸秆的生物力学特性，先铡切再揉碎，既提高了生产效率，又使加工后的饲草适口性、采食率有所提高。其转子转速2500r／min，转子直径540mm，锤片末端线速度69m／s，度电产量136kg／kW·h(玉米秸秆)。
93RJ—40型揉搓机由黑龙江八一农垦大学研制。其转子转速2800r／min，转子直径400mm，锤片末端线速度为59m／s，度电产量为130kg／kW·h(玉米秸秆)拉¨。9RC-400型饲草揉搓机由山西省长治市农机研究所开发。其转子转速1900r／min，转子直径400mm，锤片末端线速度40m／s，度电产量1lOkg／kW·h(玉米秸秆)。
9RS-6型秸秆揉丝机由黑龙江畜牧机械化研究所开发，在揉丝前采用锯齿形喂入辊先破节，锤片式击搓秆与斜形齿板配合揉搓；利用锤片形双刃甩刀与U形定刀配合切搓，保证揉碎后的物料长度，从而为揉搓工序降低了功耗，实现了切断揉搓双重功能。其转子转速2980r／min，转子直径600mm，锤片末端线速度78m／s，度电产量120kg／kW·h(玉米秸秆)。
9RC-430型揉碎机由辽宁省鞍山市农机技术推广中心研发，一改传统横切作物秸秆的加工方法，变为纵向拉切、梳理、揉搓软化秸秆，使之成为柔软丝状物。
其转子转速2760r／min，转子直径430mm，锤片末端线速度62m／s，度电产量54kg／kW．h(玉米秸秆)。
值得一提的是河南农业大学研制的RC-11型高效秸秆揉搓机，该机项目属于国家863计划项目(2001AA514010)。其主要设计指标如下：生产率为3000kg／d/时，转子转速1777r／min，转子直径430mm，锤片末端线速度40m／s，1度电产量为270kg／kW·h(秸秆)。该机的度电产量高出其他同类机型一倍左右。
从结构上看，当前国内揉碎机大致可分为三种形式：
第一种形式是在锤片式粉碎机的基础上加大筛孔而形成，属于粗孔径破碎型揉碎机，其代表机型为新疆农科院农机化研究所和新疆农业大学联合研制的9RSZ-540型秸秆揉碎机。第二种形式是以锤片和齿板为主要工作部件所组成，属于冲击破碎型揉碎机，代表机型为黑龙江畜牧机械化研究所开发的9RS—60型秸秆揉丝机。将第二种形式的齿板更换为具有一定倾斜角度的齿条便构成了第三种形式，该机型属于揉搓型揉碎机，代表机型为内蒙古农业大学的9R—40型揉碎机。揉碎机对物料的加工作用主要有冲击和揉搓两种效果。以上三种形式揉碎机的工作过程均包含冲击和揉搓两种作用，但两种作用所占的比重有所不同。
从性能参数上看，目前国内揉碎机的锤片末端线速度大体为40～60m／s，度电产量为80--136kg／kW·h(玉米秸杆)，转子直径为340--600mm，转子转速为1800--2960r／min。
1.2.2 国外揉碎机现状
德国学者0．Dogheyrt等对小麦秸秆的力学特性进行了试验研究。通过一系列试验研究得出：麦秸的拉伸强度为21～31．2Mpa，剪切强度为4．9l～7．26MPa，杨氏模量为4．76～6．58GPa，刚性模量为267～547Mpa。并指出小麦秸秆的成熟度、含水率、温度等都对这些基本参数都有不同程度的影响晗。把小麦秸秆的径向压缩力、轴向压缩力和剪切力与变形、含水率、面积、外径的关系用线性回归模型式表示出来，并指出这些关系式反映出茎秆在弹性范围内的力学特性。另外，试验中对影响秸秆力学特性的主要因素如生长位置、成熟度、存放条件、有无茎节等进行了定量的分析，为收获机械_加工机械的设计提供了一定的理论依据。
M．T和M．FFinner开发了饲草切割试验装置，测定不同切割速度切割含水率不同的首稽草时，刀片对切割力的响应，建立了刀片在旋转运动情况下对切割力响应的数学模型，这个模型是一个二阶微分方程2‘1。Akritidis试制了玉米秸秆切碎试验台，进行玉米秸秆的切割试验，考察在线性切割条件下刀片切割玉米秸秆时刀片对切割力的响应，得到了一个类似的二阶微分方程。
M．TgIe和M．FFImIe对于在不同速度下、不同含水率的紫花首蓓的切割力进行了试验研究，发现在切割速度较低时，茎秆会沿着切刀刃线方向滑动，而在高速时这种滑动则可以省略。
Renzki把切割饲料层的过程分为两个阶段，压缩阶段和剪切阶段。试验表明，切割前物料被压缩的深度与切割物料层的厚度成正比，因此切割所需要的总力随物料层厚度的增加而增大。切割速度较低时，压缩阶段以及切割阻力随速度增加略呈线性增加，当切割速度大于lOm／s时物料的压缩程度大大小于低速下的状况，从而导致切割需要的力和能量减小。M．Tlge和M．F．Fnnier试验研究发现，相同条件下，较高的速度(11．2m／s)条件下切割相对于低速的情况，由于压缩产生的切割阻力可以忽略。
国外对饲草加工机械的发展方向主要集中在自动化程度高、可靠性强、操作简便、系列化、模块化设计的大型加工机具。
以法国库恩(KUHN)公司生产的Euromix系列饲草揉碎机为例，该系列机型共有4大类、19种型号的产品。产品有立式、卧式，及牵引式、自行式等类型，能够满足多种不同的工作环境。该机配有一个大型料仓，工作时将整捆的牧草及营养添加剂投入仓内，在料仓中完成揉搓、搅拌、切割等加工最终成为可直接用于饲喂的配合饲料。此外，由于配有自取料切割头、进料传送带、卸料传送带、可编程控制的电子称重装置、大屏幕液晶显示器及观察口等设备，该机可实现金自动化的快速取料、卸料：能够根据不同种类的牲畜设定相应的饲料配方，输入饲喂的牲畜数量能自动计算并显示所需添加的饲料量，方便而精准的控制饲料投放量：便于观察料仓中物料加工情况，并具备工作异常的自诊断功能。该系列机型的生产加工能力强大。其最大料仓容积可达27酽，配套动力为125hp，一次装料最多可满足215头奶牛的饲喂量。
西方国家用于加工揉碎秸秆类物料的揉碎机机型较少是由于国内外的国情差异所造成的，国外牧草种植产业发达，牧草产量高、草畜平衡，对于秸秆养畜没有迫切需求；此外，国外重视保护性耕作，将秸秆直接还田，因此可用于养畜的秸秆资源不多，这也是国外同类机型较少的原因之一。
第二章 传动方案拟定
2.1 揉碎机设计任务要求
草料、秸秆类物料经揉碎机加工后成为半粗饲料，转子直径为280mm，转子转速要求为2600r/min.分析现有破碎机械，设计揉碎机。
所设计的揉碎机机应满足以下几个方面产品要求：
1、具有预定功能的要求 所设计制造的揉碎机必须实现预定的解决生产问题的功能，这是机器设计的最基本出发点。为使所设计的机器具有预定功能，合理选择机器的工作原理是最重要的。显然，预定实现的功能不同，设计的要求也不同。
2、经济性要求，机器的经济性是一个综合指标，在切片机的设计、制造、使用、销售、维修、管理等各个环节均有所体现。总之，经济性要求就是在满足功能要求的前提下使解救人质机的总费用最低。
3、安全性要求，在揉碎机的设计阶段就必须对机器的使用安全予以足够的重视。特别是生产使用者的安全。因此，要采用各种各样的防护措施，使运行时刀具不会与人体直接接触
4、可靠性要求，可靠性就是揉碎机在使用中性能的稳定性，它是揉碎机的一个重要质量指标。可靠性水平越高，说明机器在使用过程中发生故障的概率越小，能正常工作的时间就越长。
5、操作使用方便的要求，在设计揉碎机时必须注意操作时要轻便省力；操作机构要适应人的生理条件；切片机的噪声要小；防止污染等，提高机器的使用性能和保证机器的工作质量。
2.2 方案拟定
2.2.1 传动原理方案一
图2-1 传动方案一
该方案通过齿轮及V带传动减速，带动转子转动。
在功能上看成三个区，即喂入段、揉碎段、排出段。秸秆进入喂入口后，受到喂入口处锤片打击，秸秆被打断或打折。被打断打折的秸秆受到气流和锤片抓取的双重作用，被带入揉碎室。进入揉碎室的物料被加工成丝状，并被推送到抛料口处，最终被抛出机体。
2.2.1 传动原理方案二
图2-1 传动方案二
该方案通过V带传动增速速，带动转子转动。
在功能上看成三个区，即喂入段、揉碎段、排出段。秸秆进入喂入口后，受到喂入口处锤片打击，秸秆被打断或打折。被打断打折的秸秆受到气流和锤片抓取的双重作用，被带入揉碎室。进入揉碎室的物料被加工成丝状，并被推送到抛料口处，最终被抛出机体。
综上两种方案，方案一由V带传动及齿轮传动减速带动转子转动，方案二由V带传动增速带动转子转动，由于转子转速要求是2600/min，如果采用方案一等减速机构，则所选电机转速为3000转以上，这样，可选电机品类少，所以采用带传动增速更合理，要求电机处带轮大，转子处带轮小。
而且采用方案二，结构更紧凑简单，生产成本低，使用维修方便，因此，选择方案二作为本次揉碎机的传动方案。
2.3流场作用与物料推移
揉碎机工作时，转子带动锤片高速旋转，旋转中的锤片搅动揉碎室内的空气产生流场。锤片对空气的搅动作用类似与轴流风机。根据风机原理和锤片式粉碎机的研究结论，该流场应该是旋转式的，方向与主轴转动方向一致。同时，通过现场实验观察，流场中存在着沿主轴自喂入口至抛送口方向的分量。
因此，揉碎室内的旋转式流场有带动物料作环流运动的效果(与粉碎机的物料环流层类似)。另外，流场存在着沿主轴方向上的分量，其方向是自喂入口至抛送口。
该方向与物料在揉碎室内的移动方向一致，所以流场对物料的轴向推移有帮助作用，能够加强物料的轴向推移能力。
另外，锤片设计成契形，锤片高速旋转，契形锤片会对物料产生一个轴向的分力，从页推动物料向抛料口移动。
最后，被破碎的物料在流场和契形锤片产生的分力的共同作用下，将物料推移动抛送口，最后被抛送出。
第三章 传动设计及计算
3.1 电动机的选择
3.1.1 电动机选择的方法
选择电动机时，除了正确的选择功率外，还要根据生产机械的要求及工作环境等，正确的选择电动机的种类、型式、电压和转速。
A 电动机种类的选择：
电动机的种类分为直流和交流电动机两大类。直流电动机又分为他励、并励串励电动机等。交流电动机又分为笼型、绕线转子异步电动机及同步电动机等。电动机种类的选择主要是从生产机械对调性能的要求来考虑，例如，对于调速范围、调速精度、调速平滑性、低速运转状态等性能来考虑。
凡是不需要调速的拖动系统，总是考虑采用交流拖动，特别是采用笼型异步电动机。长期工作、不需要调速、且容量相当大的生产机械，如空气压缩机、球磨机等，往往采用同步电动机拖动，因为它能改善电网的功率因数。
如果拖动系统的调速范围不广，调速级数少，且不需要在低速下长期工作，可以考虑采用交流绕线转子异步电动机或变级调速电动机。因为目前应用的交流调速范围拖动，大部分由于低速运行时能量损耗大，鼓一般均不宜在低速下长期运行。
对于调速范围宽、调速平滑性要求较高的场合，通常采用支流电动机拖动，或者采用近年来发展起来的交流变频调速电动机拖动。
B电动机型式的选择：
各种生产机械的工作环境差异很大，电动机与工作机械也有各种不同的连接方式，所以应当根据具体的生产机械类型、工作环境等特点，来确定电动机的结构型式，如直立式、卧式、开启式、封闭式、防滴式、防暴式等各种型式。
C 电动机容量的选择：
（1）等效电流法
等效电流法的基本的基本思想是用一个不变的电流Icq来等效实际上变化的负载带暖流，要求在同一个周期内，等效电流Icq与实际变化的负载电流所产生的损耗等。假定电动机的铁损耗与绕组电阻不变，损耗只与电流的平方成正比，由此可得等效电流为
Icq = I12t1+I22t2+…+In2tn
t1+t2+…+tn
式中，tn为对应负载电流In时的工作时间。求出Icq后，则选用电动机的额定电流In应大雨或等于Icq。采用等效电流法时，必须先求出用电流表示的负载图。
（2） 等效转矩法
如果电动机在运行时，其转矩与电流成正比（如他励直流电动机的励磁保持不变，异步电动机的功率因数和气隙磁通保持不变时），则式（9.3.1）可以改写成等效转矩公式。
Teq= T12t1+T22t2+…+Tn2tn
t1+t2+…+tn
此时，选用电动机的额定转矩T应大于或等于T，当然，这时应先求出用转矩表示的负载。
（3）等效功率法
如果电动机运行时，其转速保持不变，则功率与转局成正比，于是由式可得等效功率为
Peq= P12t1+P22t2+…+Pn2tn
t1+t2+…+tn
此时，选用电动机的功率P大于或等于P即可。
必须注意的是用等效法选择电动机容量时，要根据最大负载来校验电动机的过载能力是否要求，如果过载能力不能满足，应当按过载能力来选择较大容量的电动机。
电动机的选择要根据动力源和工作条件，首先要满足的就是所需功率要求。根据设计目的，本电机主要是带动曲柄转动，实现摇杆张合，需要克服弹簧力。
3.1.2揉碎机功率消耗
1功率消耗的构成
首先揉碎机揉碎室部分的功率消耗N可分为两部分，一部分是空转时的功率消耗N1，另一部分是由于揉碎过程做功消耗的功率N2。表达式如下：
N=N1+N2
式中：N——揉碎室总的功率消耗(kW)
N1——空转时的功率消耗(kW)
N2——揉碎过程做功消耗的功率(kW)
其中空转时的功率消耗Nf包括转子的轴承摩擦和锤片搅动空气产生流场所消耗的功率。由于轴承摩擦力矩与转速成正比，而搅动空气产生流场的力矩与转速的三次方成正比。所以空转时的功率消耗可以用以下等式表达：
N1=A+B
式中：A、B——系数
——主轴转速(r／min)
揉碎过程做功消耗的功率包括两个部分，分别对应着揉碎过程的冲击、揉搓两
种作用。可用下式来表示。
N=N+N
式中：N——冲击作用所消耗的功率(kW)
N——揉搓作用所消耗的功率(kW)
3.1.3 电动机选择
(1)电动机类型：
Y系列三相异步电动机；
电动机功率选择：
工作机所需转速：
工作机所需输入功率：;
电机所需功率：;
其中，为滚筒工作效率，0.92
为皮带轮效率，0.97
为轴承效率，0.995
所以 ＝2.14KW
（2）电机转速选择
输送机工作转速
电机同步转速选：1420；
（3）电机型号确定
所以查表选电机型号为：Y100L1-6
电机参数：
额定功率：2.2Kw
满载转速：＝1420
3.2 传动比的分配
（1）总传动比和各级传动比分配：
其中：为V带传动比
（2）转子轴运动和动力参数
；
；
；
3.3 V带传动设计计算
（1）确定计算功率
由书【1】表8-7得： 故
（2）选V带带型
根据，
由[1]图8-11得：选择SPA型带
（3） 确定带轮基准直径并验算带速v
1）由【1】表8-6 8-8 取大带轮基准直径
2）验算带速v：
3）根据【1】8-15a得：
【1】表8-8 ，确定为100mm
（4） 确定V带中心距a和基准长度
据【1】式8-20
取
由[1]式8-22，计算所需基准长度
选取基准长度
按8-23，计算实际中心距
变动范围
（5）验算小带轮的包角
(6)计算带的根数
1）计算单根
由根据[1]表8-4a得
根据，，SPA型带，[1]表8-4b得
[1]表8-5得：，表8-2得：
2） V带根数 根，考虑到冲击过程中的未可预知因素，取Z＝2
（7）计算单根V带的初拉力的最小值
根据【1】表8-3 SPZ型带取
所以
（8） 计算压轴力
第四章 结构设计
4.1 机架设计
机架设计准则
底座、机架、箱体、基板等零件都属于机架零件。
机架零件可划分为四大类：即机座类、机架类、基板类和箱壳类，对机架零件一般可提出下列要求:
(1)工况要求：即任何机架的设计首先必须保证机器的特定工作要求。例如，保证机架上安装的零部件能顺利运转，机架的外形或内部结构不致有阻碍运动件通过的突起,设置执行某一工况所必需的平台；保证上下料的要求、人工操作的方便及安全等。
(2)刚度要求：在必须保证特定的外形条件下，对机架的主要要求是刚度。如果基础部件的刚性不足，则在工作的重力、夹紧力、摩擦力、惯性力和工作载荷等的作用下，就会产生变形，振动或爬行，而影响产品定位精度、加工精度及其它性能。例如机床的零部件中，床身的刚度则决定了机床的生产率和加工产品的精度。
(3)强度要求：对于一般设备的机架，刚度达到要求，同时也能满足强度的要求
(4)稳定性要求：对于细长的或薄壁的受压结构及受弯-压结构存在失稳问题，某些板壳结构也存在失稳问题或局部失稳问题。失稳对结构会产生很大的破坏，设计时必须校核。
(5)美观：目前对机器的要求不仅要能完成特定的工作，还要使外形美观。
(6)其它：如散热的要求，防腐蚀及特定环境的要求。
在满足机架设计准则的前提下，必须根据机架的不同用途和所处环境，考虑下列各项要求，并有所偏重。
(1)机架的重量轻，材料选择合适，成本低。
(2)结构合理，便于制造。
(3)结构应使机架上的零部件安装、调整、修理和更换都方便。
(4)结构设计合理，工艺性好，还应使机架本身的内应力小，由温度变化引起的变形应力小。
(5)抗振性能好。
图4-1 机架
4.2 带轮结构设计
1．V带轮设计要求
对带轮的主要要求是质量小且分布均匀、工艺性好、与带接触的工作表面加工精度要高，以减少带的磨损。转速高时要进行动平衡，对于铸造和焊接带轮的内应力要小。
2．结构设计
带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。带轮的外圈环形部分称为轮缘，轮缘是带轮的工作部分，用以安装传动带，制有梯形轮槽。由于普通V带两侧面间的夹角是40°，为了适应V带在带轮上弯曲时截面变形而使楔角减小，故规定普通V带轮槽角 为32°、34°、36°、38°（按带的型号及带轮直径确定）。装在轴上的筒形部分称为轮毂，是带轮与轴的联接部分。中间部分称为轮幅（腹板），用来联接轮缘与轮毂成一整体。
带轮结构设计时，要同时考虑加工、装配、强度、回用等多项设计准则，通过对轮辐、轮毂的形状、尺寸进行变换，设计出符合要求的带轮结构。带轮的直径大小是影响轮辐、轮毂形状尺寸的主要因素，通常是先根据带轮直径确定合适的结构形式，然后再考虑其他因素对结构进行完善。
带轮结构可分成三种基本形式：
1、实心式带轮
当轮辐的宽度与齿宽相等时得到实心式带轮结构，它的结构简单、制造方便。
适用条件：
(a)带轮顶圆直径da≤200mm；(b)对可靠性有特殊要求；(c)高速转动时降低噪声。
2、腹板式带轮
当顶圆直径da>200mm 时，可做成腹板式结构，以节省材料、减轻重量。考虑到加工时夹紧及搬运的需要，腹板上常对称的开出4～6个孔。直径较小时，腹板式齿轮的毛坯常用可锻材料通过锻造得到，批量小时采用自由锻，批量大时采用模锻。直径较大或结构复杂时，毛坯通常用铸铁、铸钢等材料铸造而成。对于模锻和铸造齿轮，为便于起模，应设计必要的拔模斜度和较大的过渡圆角。)＞200～500
3、轮辐式带轮
当顶圆直径da＞400～1000 mm时，为减轻重量，可做成轮辐式铸造带轮，轮辐剖面常为"+"字形。
图4-2 带轮的几种形式
由上分析可知，本文中所设计的大带轮采用腹板式结构，小带轮采用实心式结构，大带轮采用板孔式结构。
图4-3 小带轮结构
图4-4 大带轮
4.3 转子结构设计
1、锤片形状与质量
1）揉碎机锤片的形状与破碎物料性质和粒度有关，即与被破碎物料硬度、脆性、 粒度等因素有关。
2)锤片形状与质量形；一是加大打击力度；二是延长锤片的使用寿命。
3）锤片设计成契形，契形对破碎物料产生轴承推力，推动物料往出料口推移。
2、锤片联接孔位置的确定
揉碎机转子虽然达到了转子平衡的要求，但由于锤片悬挂得不正确，即联接孔位置不对也会随锤片对物料冲击，对主轴和轴承产生冲击反力。
为了使揉碎机工作时，在锤片销轴上不产生反作用力，必须使锤片处于冲击下平衡状态。所谓平衡状态，就是锤头冲击物料后，悬挂联接螺钉上不产生冲击反力。实际上，就是正确选择孔位置
3、锤片质量的确定
锤片是锤式破碎机最关键的零件，而锤片的质量大小直接影响破碎效果。若锤片质量过小，不能满足一次将物料打碎的要求；若锤片质量过大，则无用功消耗过大，也不经济。 整个转子的零件都由主轴来支撑，主轴又装在机架侧壁流动轴承中。破碎板工作时所产生的冲击力也由主轴承受，因此，要求主轴的材料具有较高的强度和韧性。
图4-5 锤片
4、转盘
锤架的作用是通过转盘与螺钉将主轴与锤片连接起来。锤架是由多个转盘和压紧转盘等组成。锤片就装在转盘上。转盘有三角形、圆形和十字形几种。不论哪种形式，在强度、刚度允许条件 下，尽量减轻质量，因为揉碎机是靠锤片的动能来 完成对物料破碎。
图4-6 转子
4.4 轴承的选择与校核
本揉碎机中主轴轴承选择30308轴承，其结构图如下：
图4-7 轴承30308
校核该轴承
由于主轴受力主要为冲击反力，转速很高，
求两轴承受到的径向载荷
径向力，
查[1]表15-1，得Y=1.7，e=0.35，
派生力，
轴向力，左侧轴承压紧
由于，
所以轴向力为，
当量载荷
由于，，
所以，，，。
由于为一般载荷，所以载荷系数为，故当量载荷为
，
轴承寿命的校核
故轴承寿命满足要求。
第五章 结论
漫长而又倍感充实的毕业设计阶段即将结束，通过这几十天的学习，我觉得自己的专业知识和独立思考问题的能力有了很大的提高，对我走向社会从事专业工作有着深远的影响。现在谈谈对本次毕业设计的认识和体会。
首先，我感触最深的就是：实践的重要性。这次设计中我做了许多重复性的工作，耽误了很多的时间，但是这些重复性的工作却增强了我的实践能力和动手能力，积累了设计经验。同时也得到一条经验，搞设计不能只在脑子里想它的结构，必须动手，即使你想的很完美，但是到实际的设计过程时，会遇到许多意不到的问题。
其次，我学会了查阅资料和独立思考。当开始拿到毕业设计题目时，心里真的是一点头绪也没有，根本不知道从那里下手。在刘老师的指导下，我开始查阅相关书籍，借鉴他人的经验，结合自己的构想，再利用自己所学过的专业知识技能，，深入了解了机械传动原理及机械系统的设计方案。把设计意图从构想阶段变为可读者付诸生产的实现阶段。我发现每一个设计都是一个创新、修改、完善的过程，在设计的过程中，运用自己所掌握的知识，发挥自己的想象力来搞好自己的设计，这个过程也是一个学习的过程。这是一个艰辛的过程，很幸运能在老师的指导下，边学边用，才能按时按量完成规定的任务。
设计的完成，给了我很大的信心：我完全有能力利用自己所学过的知识和技能完成我并不熟悉的任务。在设计过程我更深切的体会到：独立自主是关键，互协作更重要。
本文所设计的9R-28型揉碎机主要用于粗饲料的加工,它集揉切碎和粉碎等机型的优点,可将农作物秸秆、牧草、藤蔓等作物茎杆揉碎成丝状段、既可直接饲喂牲畜,也可将其青贮、氨化、碱化或进行其它加工。该机结构紧凑,性能优良,使用可靠,工作平稳,操作简便,适用范围广,可广泛地满足广大用户要求。
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机,1997,(6):24-26.
致谢
本次设计是在尊敬的 老师的精心指导和悉心关怀下完成的。在整个设计过程中，她一直细心的指导我们，当我们遇到问题的时候，无论她们多么繁忙，她们都会尽力抽空来帮我们解决问题，让我们非常的感动，她还给我们的设计提出了很多宝贵的修改意见，在这里衷心的感谢我们的指导老师，老师，您们辛苦了！
感谢图书馆给我们提供大量的书籍资料供参考；感谢给予我们帮助的其他老师和同学们。
最后，临毕业之际，我借此机会，对四年来关心我们学习和生活的各位学院的老师们表示深深的感谢。
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