緒論1.1研究的目的與意義隨著時代的迅猛發(fā)展，磨粉機行業(yè)迎來了一批又一批的杰出公司，他們以驚人的速度投入到粉體的生產(chǎn)、應(yīng)用以及設(shè)備的研究與創(chuàng)新中，推動著市場的變革，帶來了前所未有的創(chuàng)意與活力。中國的經(jīng)濟迅速增長，使得磨粉機成為一種非常有效的工具。如今，這個行業(yè)不再僅僅是以成本來獲取優(yōu)勢，而是通過提升來實現(xiàn)可持續(xù)性的增長。同時，這個行業(yè)也遵循國家的低碳政策，致力于尋找更加可持續(xù)的發(fā)展道路。除了各級政府應(yīng)該加強改革，讓消費者擁有全新的認(rèn)知，同時也應(yīng)該讓磨粉機行業(yè)的企業(yè)擁有全新的理念，拓寬其市場空間，并采取全球性的策略，推動行業(yè)的可繼續(xù)發(fā)展。1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀近年來，由于科學(xué)技術(shù)與工業(yè)的飛速進步，許多企業(yè)開始采購更先進的粉碎機，以更好地利用資源，優(yōu)化操作環(huán)境，提升生產(chǎn)效率，并實現(xiàn)社會與自然的長期穩(wěn)定。這些新型的粉碎機具體表現(xiàn)在外觀、結(jié)構(gòu)以及功能上各異。隨著第一臺磨粉機的問世，全球的R&D人員一直在努力提升其性能，他們針對不同的粉碎原理，開發(fā)出多種多樣的磨粉設(shè)備，如球磨、雷蒙、立式磨，滿足當(dāng)今市場的需求。近幾百年來，隨著技術(shù)的進步，傳統(tǒng)的絞盤磨、輥碾磨以及現(xiàn)代的球磨機、雷蒙磨、立式磨（盤輥式磨粉機）都在被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)生產(chǎn)中，使得粉碎技術(shù)取得了長足的進步?，F(xiàn)在，我們將介紹幾種常用的粉碎設(shè)備。雖然球磨機的結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡潔，操控也很容易，但它的主要缺點卻非常明顯：消耗的電力過多，容易發(fā)生堵塞，使得整個設(shè)備的運行效率極其緩慢，同時也使得它的總重量超過幾百噸，占用的空間也很大，價格也很高。盡管球磨機被視為礦山企業(yè)的重要設(shè)施，但初期的建造成本大多數(shù)都包括對該設(shè)施的初始投入，而這些初始投入大概占到了整個項目的50%。此外，在整個項目的運行期間，球磨機的原材料消費和能源消費也超出了預(yù)期的50%。根據(jù)最新的研究結(jié)果，傳統(tǒng)的球磨機的機械性能只有2%至5%，這一低效的性價比使得設(shè)計者們對開發(fā)一種具有較低功耗、較低運行費用的新型粉碎設(shè)備變得越來越迫切[1]?！袄酌赡ァ?，也被叫做“懸輥式盤磨”，它的運作方法是：首先，由一個主要的電機驅(qū)動，然后，由一個減速器控制，使得一個中心軸的上部和一個梅花架的底部接觸，最后，由一個水平的鉸鏈和一個擺動的支點，使得一個磨輥能夠被拉起來，并且受到離心力的影響，它會被緊密地擠壓到一個磨環(huán)上，從而產(chǎn)生一個自轉(zhuǎn)的運動，最終實現(xiàn)物料的粉碎[2]。當(dāng)使用鏟刀把物體鏟到梅花架的底座上，當(dāng)它們旋轉(zhuǎn)的同時，磨輥也會被帶動，把物體推到底座上，然后把它們放到磨輥和磨環(huán)的接觸面上，這樣就會形成一個厚厚的材料堆，當(dāng)它們旋轉(zhuǎn)的過程中，就會受到摩擦力的影響，使得它們被破壞。百年來，立式磨粉機一直是粉磨領(lǐng)域的佼佼者[3]，它的出現(xiàn)，離不開科學(xué)技術(shù)的飛躍，也離不開生產(chǎn)實踐的積累，它的磨輥、磨盤的設(shè)計也越來越精良，磨粉效果也越來越好，因此，它的粉磨能力也越來越強，受到粉磨行業(yè)的廣泛認(rèn)可。聯(lián)邦德國的非凡集團、萊歇集團、伯利鳩斯集團、丹麥的史密斯公司和日本的宇部集團都處于全球領(lǐng)先的技術(shù)水平，他們的立式磨粉機具備多種復(fù)雜的設(shè)計，而且它們的工作原理也大致一致。隨著科技的不斷推動，中國的粉磨機技術(shù)取得了長足的進步，從30年前的落后狀態(tài)，現(xiàn)今的技術(shù)已經(jīng)可以與90年代的技術(shù)媲美。特別是中國本土的HRM、MLS、LM、mtw、lm輥磨機、MTW歐版磨粉機，更是取得了長足的發(fā)展，使得粉磨機技術(shù)的普及率大大提高。隨著技術(shù)的不斷改善，中國的立式磨在水泥行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛[4]，它的粉碎效率比起之前的國產(chǎn)設(shè)備顯著提升，甚至可以完全替換掉原先的進口設(shè)備，目前在中國的水泥行業(yè)中，它的比重已達90%。通過引入先進的技術(shù)，大大增加了立式磨的使用頻次，對于促進中國的農(nóng)業(yè)發(fā)展發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。1.3本文研究思路（1）了解磨粉機的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，研究家用磨粉機的工作原理；（2）設(shè)計家用磨粉機的外形、機架、磨輥以及喂料輥的有關(guān)尺寸確定；（3）對傳動系統(tǒng)設(shè)計首先計算動力及選配電機，選擇V帶傳動確定合適的帶輪，對喂料輥齒輪傳動進行設(shè)計計算，選擇符合要求的磨輥軸承等；（4）對關(guān)鍵零部件校核，對磨輥受力分析分析和校核，對軸承進行校核等，驗證本設(shè)計是否滿足家用磨粉機的強度需求。第2章系統(tǒng)總體方案2.1外殼設(shè)計目前，磨粉機的形式有三類：開啟式、半封閉式和全閉門。本機采取全封裝，零件均被安置在密閉罩內(nèi)，這樣可以有效避免敞開式和半封閉式的缺陷，使零件受到較好的防護，使用安全可靠，設(shè)備外觀漂亮，并且衛(wèi)生清潔，大大改進了操作者的環(huán)境。外形如圖2-1所示：圖2-1外形2.2機架的相關(guān)設(shè)計當(dāng)前，國內(nèi)磨粉機的機架制作方法有三類：整體壓鑄、墻板拼裝和連接。鑄造機架具有良好的整體性和剛性，能夠節(jié)約切削加工時間，并且產(chǎn)品質(zhì)量比較穩(wěn)定。盡管鑄造機架具有一定的挑戰(zhàn)性，但其所需的技術(shù)水平和生產(chǎn)成本都相對較低，這有助于磨粉機的多樣化發(fā)展。焊接式機架的鑄件容積小，寬度小，易于制作，成本小，方便安置其余零部分，可以做到全密封，利于磨粉機的系列化。但是，這種機架的剛性不好，極易變化，切削加工的操作量也較大。連接式機架具有生產(chǎn)周期短、體重輕、成型率高的優(yōu)點，但是，由于焊接技術(shù)要求較高，一旦焊縫完成，就會出現(xiàn)變形和應(yīng)力，因此必須進行熱處理以消除這些問題。經(jīng)過全面評估，本機采用墻板拼裝式機架，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢和劣勢。料筒選用高品質(zhì)的有機玻璃制作，能夠清晰地看到進料狀況，同時具有輕巧美觀的外觀。使用有機玻璃制作的上磨門，能夠清晰地觀測到喂料輥的運動和料流的變化。A3型鋼制作的下磨門，通過鉸支軸與上撐擋相連，并被磁鐵吸住。這種結(jié)構(gòu)簡單易用，操作方便。A3鋼板沖壓和焊接加工成型的罩殼，其側(cè)邊分為上、下、左、右四塊，構(gòu)造簡潔，裝拆簡便，只需要輕輕一按，即可將上罩殼打開，而無需卸下。2.3磨輥及其支承的選擇磨輥由兩層材料組成：外層為冷硬鑄造，內(nèi)層為一般灰口鑄造。它們經(jīng)過離心二次施工成形。輥軸使用優(yōu)質(zhì)碳鋼和45鋼制成。在機械加工配合面后，我們會使用壓力機將輥軸壓入輥體，之后再完成機加工。磨輥如圖2-2所示：圖2-2磨輥在常規(guī)研磨機中，磨輥的支承通常使用摩擦軸承。該種軸承具有很強的抗震動和沖擊載荷能力，生命周期長，而且它的徑向尺度小，周向尺度長，非常適合安裝在研磨機的墻壁上。此外，滑動軸承拆卸和安裝也非常簡便，并且容易實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。然而，滑動軸承也存在一些缺陷，其摩擦力較大，導(dǎo)致磨粉機耗費的功率增加，軸承發(fā)熱加劇，以至可能出現(xiàn)燒壞的情況；此外，滑動軸承的效率較低，難以確保輥間軋距的安全，因而，在后道磨粉機上（軋距僅為幾厘米）會出現(xiàn)空輥打擊事故，軸瓦損壞后會形成徑向縫隙，這不利于定心，磨輥轉(zhuǎn)動時也會出現(xiàn)徑向跳動。滾動軸承是現(xiàn)代研磨機的首選，因為它具有磨擦破壞小、導(dǎo)熱小的優(yōu)點，可以有效減小研磨機的輸出功率能耗，而且不必須使用油脂潤滑劑，也不會破壞面粉，符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。滾動軸承具有出色的回轉(zhuǎn)精度，能夠確?？焖俸吐佥佔又g保持穩(wěn)定的軋距。滾動軸承具有供給充分的優(yōu)勢，可以節(jié)省稀有金屬材料，而且使用黃油脂潤滑，幾乎不會產(chǎn)生污染。然而，它也存在一些缺陷，比如經(jīng)受磨輥振動和沖擊載荷的力量較弱，使得其使用壽命較短。由于滾動軸承的徑向尺寸較大，裝配和拆卸磨輥都比較麻煩，因此本機使用雙列向心球形滾子軸承，以滿足磨粉機的要求。這種軸承具有良好的自我調(diào)節(jié)能力，而且能承擔(dān)較大的負載。因為方便裝配和拆卸磨輥，我們在軸承內(nèi)圈和磨輥中間加了一組緊固螺栓。軸承座是整體式的，快速輥軸承座緊固在墻板上。2.4喂料輥確定六號喂料輥的尺寸參數(shù)，以確保其正確性和可靠性。采用20無縫鋼管制作的喂料輥，具有優(yōu)良的耐磨性和耐腐蝕性。經(jīng)過多次實驗和理論計算，我們發(fā)現(xiàn)分流輥的直徑一般在70~90mm之間，而亮輥的直徑則一般為75mm。按照不同的工藝技術(shù)條件，應(yīng)該精確地決定皮磨機心磨的齒形，以確保材料的均勻分布。倘若材料的散落性較差，則應(yīng)將上輥（定量輥）更換為鉸龍輥。2.5光輥光輥是一種用來磨制高級面粉的心臟磨床設(shè)備。它能夠有效地擠壓材料，并且切割力較小，因而能夠?qū)⑴呷檠心コ晌⒎?，保證麩片的完整性。光輥的外觀技術(shù)參數(shù)包括粗獷度、堅硬中凸性或錐度等。經(jīng)過磨輥輥面的磨光處理后，粗獷度可達0.08um，而光輥輥面則需要經(jīng)過噴砂加工，以去除表層的光澤，并產(chǎn)生新的粗獷度，從而提升輥面與材料之間的摩擦力，從而提升研磨效果。為了確保研磨效果，光輥的硬度應(yīng)該小于齒輥，以便更容易通過噴砂加工。這樣可以使磨輥的損壞以微粒剝落的形態(tài)發(fā)生，從而確保輥面能夠?qū)崿F(xiàn)研磨粗糙度。通常，光輥的硬度控制在1.5-2.5um.之間。如果硬度控制過高，會導(dǎo)致噴砂不易，并且磨輥磨損過程中容易產(chǎn)生鏡面光。由于光輥工作室的軋距較?。?.07-0.5mm），輥間壓強較大，磨輥會受到相應(yīng)程度的扭曲變化，從而使得軋距產(chǎn)生中央大兩端小的情況，進而影響粉碎效果，以至使得研磨機無法正常運行。對于減少磨輥的彎曲變形，目前最常見的方法是將輥面機械加工成具有中等凸度或兩端帶有錐度的形式。2.6程序動作設(shè)計當(dāng)材料到達規(guī)定的量時，當(dāng)傘狀浮子被調(diào)節(jié)至所需的高度時，它將通過一系列的機械部件，如杠桿、電機、扇形齒輪等，被精確地控制，以實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。隨著調(diào)節(jié)，葉片汽缸、離合軋機等部件也將被精確地控制，以實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，最終實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)自動喂料、自動磨輥的合軋。并進行工作。利用調(diào)整喂料輥離合的膜片空氣壓力，使其先進行喂料，然后再進行合閘，以達到節(jié)省能源的目的。當(dāng)進機材料減少到一定量高度時，傘狀浮子會向上，并利用扇形齒輪推動料門反向旋轉(zhuǎn)，最終達到料門的封閉。同樣，主汽缸經(jīng)過桿腔進氣，無桿腔迅速排出，完成離閘；喂料輥則慢慢終止運轉(zhuǎn)，先離閘，后停料的動態(tài)次序是由感應(yīng)器將信號傳遞給伺服電動機和氣路運行部件，由于主汽缸的反向通氣，使得它們必須先離開閘門；而喂料輥分離器膜片氣缸只能排出空氣，當(dāng)摩擦片脫離后，喂料輥會依靠慣性繼續(xù)運行，此外，即使料門被關(guān)閉，機內(nèi)也會保留一定數(shù)量的物料，從而使得整個系統(tǒng)保持穩(wěn)定。在離閘和停料之間，需要一個平衡點，以確保機器的正常運行。因此，物料被斷開了。在程序執(zhí)行過程中，我們遵循一條原則：在開車時，先喂食物品，然后再合上閘門；在停車時，先斷開電源。當(dāng)材料的容積達到料筒的2/3時，磨輥就會手動合閘；而當(dāng)材料的容積減小到料筒的1/3時，磨輥就會手動離閘，這便是所說的回差問題。由于對回差的有效控制，能夠有效地克服磨輥離合閘動作頻繁的實際問題。2.7結(jié)構(gòu)特點本機的設(shè)計結(jié)合了國內(nèi)外優(yōu)秀研磨機的優(yōu)勢，并經(jīng)過精心改良，使其更趨完備，應(yīng)該說是一種優(yōu)秀的研磨機。它的構(gòu)造簡潔緊湊，實用價值強，裝配、拆卸和維護都非常簡便，而且每個部件的體積都相當(dāng)小。這臺機器的磨輥是平放的，它的喂料效果很好。喂料流能夠徑直流入粉碎區(qū)域，便于操作者觀測和調(diào)控喂料狀況。粉碎后的材料不會對下磨門造成噴粉，因此更換磨輥非常容易。磨輥軸上的大帶式輪和同步帶輪都具有彈性聯(lián)接，裝配和拆卸也非常簡便。使用源弧形雙面同步齒型帶的磨輥傳動系統(tǒng)，其構(gòu)造簡潔緊湊，能夠滿足國外先進技術(shù)的要求。此外，喂料輥離合器使用摩擦片離合器（氣動離合），以及慢輥作為動力來源，使得整個系統(tǒng)的可靠性到達了國際先進水平。本機的第一級傳動系統(tǒng)使用V帶傳動，大皮帶輪與電動機之間的傳動系統(tǒng)是由v帶驅(qū)動的；兩種喂料輥之間的傳動系統(tǒng)則是由齒輪驅(qū)動，而軋距控制部門則使用單調(diào)手輪開始離合軋，此外，本機還配備了一種本油缸，以保證其安全性。1.通過水平布局的磨輥，材料可以輕松進入到磨輥中間的空隙;2.用改變磨膛的吸風(fēng)的方式，從而提高了光棍的轉(zhuǎn)速，所以產(chǎn)量也會提升;3.采用V帶的方式進行傳動；4.選用先進的手動調(diào)心滾子軸承，可以實現(xiàn)精密的同心回轉(zhuǎn)，從而提高工作效率;5.采用先進的玻璃鋼結(jié)構(gòu)，具有出色的密封性和低噪音特點。本機的過載保護依賴于油缸，其中慢輥承受著壓強，當(dāng)膜輥間加入金屬材料雜質(zhì)時，汽缸桿的支撐力會發(fā)生變化，當(dāng)壓強超過汽缸桿的支撐力時，由于氣流具有擠壓性，氣杠桿會向回移動，使汽缸內(nèi)的壓強不斷加大，直至達到一定值時，高速排氣閥會打開。2.8卸料裝置目前行業(yè)采用的都是自流卸料和磨膛卸料，自流卸料就要求磨粉機要安裝在高處而磨膛吸料則應(yīng)該將其安置在一樓。本機采取自流卸料和磨膛吸料相結(jié)合的方法，只要求將料斗的底蓋和吸料管安置在一樓。圖2-4卸料裝置傳動系統(tǒng)的設(shè)計3.1功能要求對于確保磨粉機快、慢輥間傳動裝置的準(zhǔn)確性，以及滿足輥徑改變和軋距調(diào)整所帶來的重心改變，磨粉機應(yīng)具有較長的壽命，同時噪音要小，傳動系統(tǒng)件應(yīng)易于安裝和拆卸，而且要為滿足各種材料的研磨，快慢輥間應(yīng)設(shè)置有所不同的速比。當(dāng)研磨機處于空載狀態(tài)時，輥間驅(qū)動機制起到驅(qū)動功能；而在負載狀態(tài)下，由于閉環(huán)能量的出現(xiàn)，它可以實現(xiàn)定速。然而，由于封閉功率的出現(xiàn)，輥間驅(qū)動帶（或鏈）的松緊邊會發(fā)生變化，從而導(dǎo)致輪齒的非嚙合面損壞，從而大大降低研磨機驅(qū)動件的使用壽命，因此，關(guān)閉循環(huán)功率是研磨機傳動零件設(shè)計的重要依據(jù)。目前，國內(nèi)研磨機輥間驅(qū)動系統(tǒng)形式有多種，包括帶式驅(qū)動系統(tǒng)、變速傳動系統(tǒng)和雙面同步齒形帶傳動控制系統(tǒng)，它們各自都有其獨特的優(yōu)勢。帶式傳動系統(tǒng)具有強大的動能，磨粉機的碾壓功能極強，產(chǎn)出可觀，無需潤滑，大大減少了污染物的排放，而且具有良好的適應(yīng)性，主從動輪中心距轉(zhuǎn)換的能力，松緊度對帶式傳動性能作用甚微，工作時噪音極低。然而，皮帶傳動的速比不夠精確，傳動效率低下，結(jié)構(gòu)齒輪尺寸較大，安全性也不高，因此，它在磨粉機上的應(yīng)用越來越少，最終被廢棄。齒輪傳動系統(tǒng)具有輸出功率大、齒輪傳動比精確、內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡潔緊湊、易于保護、使用安全可靠等優(yōu)點，但是，由于其重心距的設(shè)計要求較高，松合閘對傳動系統(tǒng)穩(wěn)定性的負面影響較大，噪聲大，壽命短，需求系統(tǒng)潤滑，而且由于齒輪傳動箱封閉，使得整體構(gòu)造變得笨重。對于滿足各種輥徑的需求，一套磨粉機必需配備多套齒輪設(shè)備。此外，對于確保磨粉機在合閘時能夠達到最佳工作狀態(tài)，齒輪必需保持中心距，以減少松合閘時造成的噪聲，因此，必需使用更長的齒輪來實現(xiàn)這一目標(biāo)。雙面同步齒形帶傳動系統(tǒng)具有多種優(yōu)勢，它既能提高傳動效率，又能節(jié)省能源，同時還具有良好的經(jīng)濟效益。它的優(yōu)點在于，齒輪傳動和帶傳動都能夠?qū)崿F(xiàn)，而且?guī)c齒形輪中間的往返空隙小，嚴(yán)密一致，不會打滑，傳動系統(tǒng)比精確，角轉(zhuǎn)速恒定，不需要潤滑油，既節(jié)約油又不會形成環(huán)境污染，運行壽命長，無需維護養(yǎng)護，運行轉(zhuǎn)速覆蓋范圍大，因為它的輕量化特性，所以能夠?qū)崿F(xiàn)高速度傳動系統(tǒng)，也能夠?qū)崿F(xiàn)低速高轉(zhuǎn)矩傳動系統(tǒng)。帶的實際使用伸長極小，初張力也極低，轉(zhuǎn)動時形成的熱量極少，能夠有效增長電動機和傳動軸承的運行壽命，由于采用圓弧齒，嚙合更加圓滑，傳動系統(tǒng)更加穩(wěn)定，具有良好的吸振性能，噪音也極低。此外，負載容量范圍廣，總體結(jié)構(gòu)簡單，寬度也較小。隨著技術(shù)的進步，原本采用四個輪子傳動系統(tǒng)的機器已經(jīng)被改造成三個輪子，這樣不僅能夠減小結(jié)構(gòu)尺寸，而且更加緊湊，使得整機的安裝更加便捷?？偠灾緳C輥間傳動系統(tǒng)采用雙面同步齒形帶，以確保更高的效率和可靠性。3.2動力計算以及電機為了避免滑動，我們應(yīng)該盡量將傳動比設(shè)置在2~4之間，并增大帶輪的包角。電動機轉(zhuǎn)速：n=(2～4)×750=1500～3000r/m按照所需的額定功率和相同速度條件，Y123S-4類型的發(fā)電機能夠滿足1500r/m的同步速度需要。他的主要技術(shù)參數(shù)：3.3V帶傳動設(shè)計(1)按照[1]表8-7中提供的工作系數(shù)，決定v帶的帶型，以計算出最佳的功率水平根據(jù)[2]圖8-11，我們選擇了A型帶作為n的帶子，以滿足要求;（2）首先要確定帶輪的基準(zhǔn)直徑。由文獻[2]表8-6和表8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑。驗算帶速v。按文獻[2]式8-13驗算帶的速度：v=在5～25m/s的范圍內(nèi)。(3)按照[2]式8-15a，我們可以測算出大帶輪的基礎(chǔ)孔徑，以確保其正確性和可靠性。根據(jù)文獻[2]表8-8，圓整為。(4)確定出本次設(shè)計V代帶輪的中心距離a和V帶的基準(zhǔn)長度，以從而保證設(shè)計的精確性和準(zhǔn)確性。由式8-20的參考確定初始中心距是400mm。根據(jù)[2]式8-22，計算出應(yīng)該需要的長度。由文獻[2]表8-2選帶的基準(zhǔn)長度按文獻[2]式8-23計算實際中心距。通過上面的計算可以確定中心距的取值范圍為393～450mm。驗算出小帶輪上面的包角?！悖?）計算出V帶的z的根數(shù)計算一根帶的所需要的額定功率。根據(jù)、，查閱參考文獻[2]表8-4a得。根據(jù)，和型帶，查文獻[2]表8-4b得查文獻[2]表8-5得，查文獻[1]表8-2得，于是計算帶的根數(shù)。取根。（7）計算一根帶的初拉力所產(chǎn)生的最小值由文獻[2]表得到型V帶的數(shù)值由此算出（8）設(shè)計帶輪的結(jié)構(gòu)參照軸徑的尺寸，所以需要選擇帶輪合適的材料為直徑、3.4雙面圓弧齒同步帶的設(shè)計(1)計算設(shè)計的功率取，算出。（2）選擇V帶的帶型按，，根據(jù)圖，選型。（3）確定V帶輪的直徑，。（4）確定v帶的額定功率根據(jù)中表～，查得（5）確定v帶的額定功率v帶的額定功率按中式計算：查，,,。（6）確定帶和帶輪的寬度按的原則選擇帶輪的寬度，則：式中見表中選擇標(biāo)準(zhǔn)，計算得。根據(jù)計算結(jié)果，從表格中選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)，并確定輪胎的寬度。3.5喂料輥齒輪傳動設(shè)計傳統(tǒng)的研磨機的驅(qū)動原料大多是快速輥，但由于快速輥轉(zhuǎn)速較快，而且安裝也比較麻煩，從而大大增加了生產(chǎn)成本。相比之下，本機的動力來源是慢速輥，它通過磨輥驅(qū)動機構(gòu)減速器一級，然后再傳到分流輥，這樣就不需要減速箱了，因此其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。目前，國內(nèi)的磨粉機喂料輥傳動系統(tǒng)都要求張緊輪來確保其正常運行，但本機采用了一種獨特的構(gòu)造設(shè)置，不要求使用專業(yè)的拉緊設(shè)備，從而大大簡化了構(gòu)造。但是靈敏度存有一定缺陷，而且構(gòu)造較為繁雜。本機使用摩擦片氣動離合器，由膜片油缸操控，本機本身就具備氣壓磨粉功能，因此氣源充裕，精度高，構(gòu)造簡潔緊湊，更加節(jié)能環(huán)保。本機喂料輥采用單面同步齒形帶傳動，以確保前后輥之間的有效運動，從而提高生產(chǎn)效率。.傳動示意圖：圖3-1同步齒形帶定速傳動1-引導(dǎo)輪2-慢速輥帶輪3-快速輥帶輪4-雙面圓齒形同步帶5-緊固輪胎6-緊固搖臂7-緊固螺桿8-緊固彈簧快速輥由電機驅(qū)動，其轉(zhuǎn)速必須達到750rpm，以確保最佳的運行效率。3.5.1選用齒輪（1）選擇合適的齒輪類型、精度水平、材料和齒數(shù)，以確保最佳性能。（2）磨粉機的性能通常較低，因此采用七級精度標(biāo)準(zhǔn)（GB10095-88）來滿足要求。根據(jù)[2]表10-1的數(shù)據(jù)，我們選取了40Cr（調(diào)質(zhì)）作為小齒輪原材料，其堅硬為280HBS，而45鋼（調(diào)質(zhì)）則是大齒輪原材料，其堅硬為240HBS，二者堅硬差異達到40HBS。(3)選擇Z1=20為二十齒輪，Z2=i×Z1=45為四十五齒輪，以滿足特定的要求。按齒面接觸強度設(shè)計按文獻[2]式（10-9a）進行試算，即（1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值1）試選載荷系數(shù)Kt=1.1。2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。根據(jù)[2]表10-7，我們選擇齒寬系數(shù)φd=0作為參考值。根據(jù)[2]的研究結(jié)果，材料的彈性影響系數(shù)ZE=189.8Mpa1/2達到了ZE=189.8Mpa1/2。（2）計算2)計算小齒輪分度圓的直徑d1t，并將其取值設(shè)置為[бH]中最小的值。計算圓周速度。3）計算齒寬b及模數(shù)mnt。齒寬b=фdd1t=0.6×65.396mm=39.24mm模數(shù)mnt=d1t/z1=2.779mm齒高h=2.25mnt=2.25×2.779/6.25=6.28齒寬與齒高之比b/h=39.24/6.25=6.284）計算載荷系數(shù)K。按照[2]中提供的實際負荷關(guān)系，我們可以計算出分度圓的尺寸，以便進行校正。7）計算模數(shù)mn。Mn=d1/z1=3.02mm3.5.2按齒根彎曲強度設(shè)計根據(jù)[2]式(10-五)，我們可以得出彎曲強度的設(shè)計公式，以確保其準(zhǔn)確性和可靠性3）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。根據(jù)文獻②中的圖式(10-12)，我們可以計算出彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.3。4）計算載荷系數(shù)K。K=KAKVKFaKFβ=1×1.05×1×1.28=1.3445）查取齒形系數(shù)。由文獻[2]表10-5查得YFa1=2.80；YFa2=2.356）查取應(yīng)力校正系數(shù)。由文獻[2]表10-5查得YSa1=1.55；YSa2=1.68.通過計算大小齒輪的YFaYFsa/[σF]值，并將它們進行比較。大齒輪的數(shù)值大。設(shè)計計算經(jīng)過比較，由齒面接觸疲勞強度計算得出的模數(shù)m多于由牙根扭曲疲勞強度計算結(jié)果得出的模數(shù)。確定小齒輪的齒數(shù)，以便進行更有效的運轉(zhuǎn)。Z1=d1/m=60.489/2≈30Z2=2.25×30=67.5，取Z2=68。3.5.3幾何尺寸計算（1）計算分度圓直徑d1=Z1m=30×2mm=60mmd2=Z2m=68×2mm=136mm（2）計算中心距a=（d1+d2）/2=98mm（3）計算齒輪寬度取B2=40mm，B1=45mm。3.6喂料輥同步帶傳動設(shè)計選擇帶輪和帶長，確定中心距：采用5M圓弧形齒同步帶，根據(jù)其傳輸功率，已確定傳動比為3，以確保最佳性能。選擇小帶輪齒數(shù)，則大帶輪齒數(shù)大帶輪節(jié)圓直徑小帶輪節(jié)圓直徑根據(jù)已知的傳動條件，選擇中心距計算小帶輪包角帶長該長度在400~450之間，選取430mm中心距：計算帶寬：通過測量小齒輪的數(shù)量和轉(zhuǎn)速，我們可以從表二十七中查詢出基準(zhǔn)功率傳動容量的信息。嚙合齒數(shù)：，查表得嚙合系數(shù)帶寬系數(shù)：根據(jù)帶寬系數(shù)值，查表，得帶寬為20mm零件結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1磨輥設(shè)計初步計算磨輥軸的結(jié)構(gòu)尺寸：[1]式(15-2)看出，磨輥軸實際是實心的，他的扭轉(zhuǎn)強度可以通過實際的測量來確定。A=103~126，取A=110；P=5.23kwn=750rpm計算得：d=21.02mm；根據(jù)扭轉(zhuǎn)剛度的計算，將B=109設(shè)置為109，則d值為d=31.49mm，而整d值則為32mm。同樣的方法，對另一軸可得：d=41.45mm。故?。篸=42mm。4.2磨輥受力分析及校核大多數(shù)磨粉機上，大帶輪和同步輪的聯(lián)接使用鍵聯(lián)接，安裝和拆卸十分簡便，只需松開固定螺栓，就能夠防止軸因鍵槽等因素而受損，承載力極強，能夠?qū)崿F(xiàn)嚴(yán)密的聯(lián)接，同時還具有安全保護作用。當(dāng)負載超過一定程度時，內(nèi)外環(huán)就會發(fā)生滑動，從而形成相對轉(zhuǎn)動，以防止零件受損。為了更好地安裝和拆卸軸承，磨軸與軸承之間使用緊定套聯(lián)接，而慢輥與喂料輥三角帶輪之間則使用螺釘連接，以便更加容易地安裝和拆卸。按照[1]式(15-2)，磨輥軸的構(gòu)造規(guī)格已經(jīng)初步確定，其實心軸的扭轉(zhuǎn)強度為110，因此可以得出最終的結(jié)果;P=5.23kwn=750rpm計算得：d=21.02mm根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度的計算結(jié)果，B=109，d=31.49mm，因此整d=32mm.同樣的方法，對另一軸可得：d=42mm在磨輥承載力分析中，應(yīng)當(dāng)考慮磨輥齒形及斜度的因素，磨輥支承處的磨擦壓力，三邊帶傳動的破壞以及喂料傳動系統(tǒng)中三角帶輪的相互作用，以快輥受力分析為例，應(yīng)當(dāng)綜合考慮這些因素，以確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。輥壓力：P=qL=12×103×0.35=4200N；（2）同步齒形帶張力產(chǎn)生的力矩：（3）材料與快輥之間的摩擦力（輥長均勻分布）可計算為FK=P·μk=4200×0.43=1806N；決定；（4）當(dāng)T0為1000P/t/vkgf時，慢輥齒型帶對快輥齒型帶施加的牽引力（拉緊力）達到t0=1000p/t/vkgf=357.29kgf;（5）張緊力產(chǎn)生的扭矩（6）電機輸入扭矩4.3磨輥軸承的選擇與計算4.3.1磨輥軸承的選擇經(jīng)過綜合分析，為了降低磨床的沖擊載荷，并充分考慮小軸承座的孔徑，我們選擇了輕型寬系列雙列向心球面圓錐滾子軸承。為了確保其內(nèi)徑符合《機械設(shè)計手冊》的要求，我們采用了緊定錐套，外徑也是(22209C/W33)。4.3.2軸承校核經(jīng)過校核，我們發(fā)現(xiàn)快慢輥A端的軸承受力最大，因此我們決定對其進行更嚴(yán)格的檢查。 （1）計算動載荷C： （對于向心圓柱滾子軸承）根據(jù)[4]中表6-4的數(shù)據(jù)，我們?nèi)?.2，e=0.27，因為沒有沖擊。 雙列向心球面圓柱滾子軸承因連續(xù)工作，故取最大值。故所選用的四個軸承都合格。(2）壽命校核.因為，由查文獻[4]，查p=8580(N)所以所以一年按300天工作，一天工作10小時.（年）因此，使用113518型四個軸承是非常合理的選擇。4.4磨輥與軸體計計算磨輥軸與軸體之間的干涉和擠壓力，以確保其正常工作。1)通過公式計算出所需的壓力強度P：最大扭矩為了確保安全，磨輥傳遞的最大扭矩被設(shè)定為2，而f則被設(shè)定為0。.08 根據(jù)[4]中的公式，我們可以確定最小計算干擾（有效干擾）值。由于輥體和軸的材料不同，所以由文獻[4]表1-8查得：由用插入法得： 由公式確定最小配合過盈，并根據(jù)選配合：轉(zhuǎn)查 由公差配合表取優(yōu)選配合最大過盈，最小過盈2）由公式計算最大計算過盈： 由公式計算最大過盈時的強度：4）由公式驗算配合件的強度被包容件：包容件：5）計算壓入力：因為，采用壓入法時， 所以用43.8噸的壓力可將軸壓入。4.5喂料輥動力消耗計算根據(jù)其結(jié)構(gòu)，我們可以得出計算輸出功率的公式：在式中，-表示喂料系統(tǒng)運動所消耗的功率。-傳動副的總機械效率.可取：-系統(tǒng)消耗于空轉(zhuǎn)的率.通常，雙輥喂料的輥長可以設(shè)置為2W/cm，這樣就可以實現(xiàn)喂料效果式中：泵殼內(nèi)各軸的平均直徑，取30cm.4.6料門機構(gòu)設(shè)計采用手動打開式料門，可以有效避免材料粒子在外部各種因素的影響下，自流落入粉碎區(qū)。當(dāng)喂料輥旋轉(zhuǎn)時，料門會手動打開，而當(dāng)喂料輥停轉(zhuǎn)處在斷料狀況時，料門會手動封閉，從而起到節(jié)約能源、保護環(huán)境的目的。這種料門由拉伸彈簧調(diào)節(jié)，它的原理是：當(dāng)材料到達規(guī)定的體重時，彈簧會被拉長，使料門打開。由于材料體重的增長，料門的開啟程度也會加大，反之亦然。這種料門組織結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計工作成本低廉，廣泛應(yīng)用于各類中小型磨粉機。4.7軋調(diào)機構(gòu)設(shè)計離合器滾動調(diào)節(jié)機構(gòu)的工作特點是：可以實現(xiàn)固定的滾動距離，進行松弛和閘門操作，適應(yīng)新老軋輥的使用需要；該機構(gòu)可以簡單準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)兩個磨輥的平行度，使其不平行度小于0.01mm；；該機構(gòu)可調(diào)整軋制距離方向，調(diào)整后可保持兩輥的水平度；該機構(gòu)設(shè)有過載安全保護裝置，可有效防止研磨機過載，特別是用于研磨機的自動釋放和關(guān)閉。為了確保生產(chǎn)順利進行，必須設(shè)置手動釋放和關(guān)閉機構(gòu)，以便在自動控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時保持運行；該機構(gòu)應(yīng)具有易于拆卸磨輥的特點，并盡可能減少拆卸過程中對其他零件的損壞；操作簡單可靠；結(jié)構(gòu)簡單可靠。本次設(shè)計的機構(gòu)旨在滿足上述功能要求，結(jié)構(gòu)簡單，操作簡單，更換滾輪方便，確保機構(gòu)的可靠性和可用性。與手動離合器滾動調(diào)節(jié)機構(gòu)相比，其特點是組織龐大、體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、換輥困難。為了完成離合器滾動，需要旋轉(zhuǎn)偏心縱軸并安裝安全彈簧，以及拉動支架動作的手輪或手柄。自動離合器滾動-滾動調(diào)節(jié)機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，可以通過調(diào)節(jié)手輪來調(diào)節(jié)推力塊的尺寸，而無需調(diào)節(jié)支架的尺寸。此外，它的打開和關(guān)閉程序也可以自由調(diào)節(jié)，比傳統(tǒng)磨床的定位程序更靈活，也更容易拆卸和更換磨輥。油缸不僅可以用來釋放和關(guān)閉制動器，還可以代替彈簧支撐慢輥軸承臂，不僅簡化了內(nèi)部結(jié)構(gòu)，還充分利用了壓力系統(tǒng)的強度優(yōu)勢和操作靈敏度，實現(xiàn)了磨機的過載保護。另一種情況是油缸不會污染環(huán)境，因此可以放心使用。使用偏心縱軸可以有效地解決兩個油缸之間的同步問題，并可以通過改進空氣回路系統(tǒng)來提高軸承的自定位性能。經(jīng)過綜合評估，該機器采用自動離合器滾動調(diào)節(jié)機構(gòu)，以實現(xiàn)最佳性能和效率。該機構(gòu)是由兩個搖臂組成的四桿平面機構(gòu)，其中單調(diào)搖臂是主動的，慢滾搖臂是驅(qū)動的。根據(jù)不同的體積和空間大小，我們選擇了主動搖桿組件、空氣增力部分和兩個固定鉸鏈的合理距離作為慢輥搖臂的初始設(shè)計。驗算壓力角氣壓角是評價機構(gòu)傳動特性的指標(biāo)，它可以隨著組織位置的變化而有所不同，當(dāng)壓力角越小時，組織的傳動特性就越優(yōu)良，從而提高組織的整體性能。氣缸有效行程主動搖桿的行程角度氣缸增力比通過機構(gòu)簡圖可以看出，當(dāng)閘緊時，壓力角會發(fā)生變化，而在松閘狀態(tài)下，壓力角則會保持不變，從而使系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定可靠此桿長設(shè)計符合要求。結(jié)論本文旨在深入探討一種新型小型家用多功能磨粉機的開發(fā)過程，并結(jié)合當(dāng)前國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，給出了一系列行之有效的方案，以期達到更好的效果。1、小型家用多功能磨粉機結(jié)構(gòu)方案的確定。分析了小型家用多功能磨粉機的特點，確定了小型家用多功能磨粉機基本結(jié)構(gòu)，并確定其基本尺寸。2、確定了小型家用多功能磨粉機技術(shù)指標(biāo)及參數(shù)。對該小型家用多功能磨粉機進行了計算。經(jīng)過精心計算和校核，我們保證了所有已產(chǎn)品設(shè)計的零部件都能夠滿足使用需求，從而使這臺小型家用多功能磨粉機具備足夠的可靠性。本次畢業(yè)設(shè)計不僅讓我們深入理解了大學(xué)所學(xué)的理論知識，更讓我們學(xué)會了如何運用這些知識來解決實際問題，培養(yǎng)了我們認(rèn)真思考的能力，并且提升了我們與同學(xué)之間的溝通和協(xié)作能力。經(jīng)過多年的學(xué)習(xí)和實踐，我深刻地意識到，盡管我國工業(yè)發(fā)展取得了一定的進步，但仍然存在與發(fā)達國家的差距。雖然我們一直共同努力，但要想在短時間內(nèi)徹底改變這個狀況，尤其是在我們這么一座國情復(fù)雜的國家。因此，我們必須具有一份強烈的民族認(rèn)同感，并繼續(xù)竭力追求創(chuàng)新。在此次畢業(yè)設(shè)計課程中，我完成了全手動手動材料分類設(shè)備的總體設(shè)計工作，這不僅讓我有機會深入了解有關(guān)資源，而且還可以熟練地利用標(biāo)準(zhǔn)、機械類手冊和圖冊等開發(fā)工具，完成精確的設(shè)計計算數(shù)據(jù)分析，從而更好地完成我的學(xué)業(yè)任務(wù)。通過此次畢業(yè)設(shè)計，我深刻地感受到了團隊的重視，并且培養(yǎng)了自己的團隊意識。當(dāng)遇到問題時，我會與小組成員一起討論、剖析，或者向老師請教，直到達到滿意的結(jié)果。經(jīng)過本次設(shè)計，期望能夠?qū)⑦@套產(chǎn)品設(shè)計廣泛應(yīng)用到實際中，以檢驗基礎(chǔ)理論的準(zhǔn)確性，并將基礎(chǔ)知識與操作結(jié)合，以達到真正將專業(yè)知識充分運用到實際中的目的。參考文獻[1]黃奇鵬,武文斌,李聰,孟樂,林冬華.國內(nèi)外磨粉機發(fā)展現(xiàn)狀