題目：建筑垃圾粉碎機(jī)設(shè)計(jì)摘要建筑垃圾的粉碎再利用是我國城市建設(shè)行業(yè)中重要流程之一，其作用是將對(duì)建筑物實(shí)施新建、改建、擴(kuò)建或者是拆除過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，以科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、有效的方式進(jìn)行建筑垃圾資源化處理，粉碎后作為再生資源重新利用的，如利用廢棄建筑混凝土和廢棄磚石生產(chǎn)粗細(xì)骨料，可用于生產(chǎn)相應(yīng)強(qiáng)度等級(jí)的混凝土、砂漿或制備諸如砌塊、墻板、地磚等建材制品，降低建設(shè)成本，避免出現(xiàn)資源浪費(fèi)、垃圾堆積的問題，并對(duì)環(huán)境保護(hù)有益。建筑垃圾粉碎機(jī)工作時(shí)，通過內(nèi)部破碎裝置的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，將送入其內(nèi)部的建筑垃圾廢料進(jìn)行錘擊或擠壓，使被粉碎后一定粒度的碎石及粉末，再通過內(nèi)部的濾網(wǎng)落入出口的傳送裝置上，傳輸至出料口。建筑垃圾粉碎機(jī)的使用，有效地解決了建筑垃圾粉碎再利用的難題，在我國的建筑施工現(xiàn)場(chǎng)十分常見。本文通過理論設(shè)計(jì)與三維建模相結(jié)合的方法來進(jìn)行。首先對(duì)建筑垃圾粉碎機(jī)的研究背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，提出本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。然后建筑垃圾粉碎機(jī)的常見類型及特點(diǎn)進(jìn)行分析，提出本設(shè)計(jì)的方案。接著對(duì)建筑垃圾粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行理論計(jì)算與性能較核。然后以計(jì)算完成的參數(shù)為依據(jù)，在三維建模軟件中對(duì)建筑垃圾粉碎機(jī)進(jìn)行三維建模與裝配。關(guān)鍵詞：建筑垃圾粉碎機(jī)建模

ABSTRACTThesmashingandreusingofconstructionwasteisoneoftheimportantprocessesintheurbanconstructionindustryofourcountry.Itsfunctionistotreatthesolidwastegeneratedintheprocessofbuildingconstruction,reconstruction,expansionordemolitioninascientific,economicandeffectiveway.Aftersmashing,itisreusedasarenewableresource,suchastheuseofwasteconstructionconcreteandwastebrickStoneproductioncoarseandfineaggregate,canbeusedtoproducethecorrespondingstrengthgradeofconcrete,mortarorpreparationofbuildingmaterialssuchasblocks,wallboards,floortilesandotherproducts,reduceconstructioncosts,avoidtheproblemofresourcewasteandgarbageaccumulation.Duringtheoperationoftheconstructionwastecrusher,throughthehigh-speedoperationoftheinternalcrushingdevice,theconstructionwastesenttotheinternalpartofthecrusherishammeredorextruded,sothatthecrushedgravelandpowderwithacertainparticlesizearedroppedintotheconveyorattheoutletthroughtheinternalfilterscreen,andthentransmittedtotheoutlet.Theuseofconstructionwastecrushercaneffectivelysolvetheproblemofcrushingandreusingconstructionwaste,whichisverycommonintheconstructionsiteofourcountry.Inthispaper,theoreticaldesignandthree-dimensionalmodelingarecombined.Firstofall,theresearchbackgroundoftheconstructionwastecrusherandtheresearchstatusathomeandabroadareanalyzed,andthemaincontentofthisdesignisproposed.Thenthecommontypesandcharacteristicsoftheconstructionwastecrusherareanalyzed,andthedesignschemeisputforward.Thentheoreticalcalculationandperformancecomparisonofthestructureandtransmissionsystemoftheconstructionwastecrusherarecarriedout.Then,basedonthecalculatedparameters,thethree-dimensionalmodelingandassemblyoftheconstructionwastecrusheriscarriedoutinthethree-dimensionalmodelingsoftware.Thenthroughthedynamicsimulationofthethree-dimensionalmodeloftheconstructionwastecrusher,toverifytherationalityofitsdesign.Finally,throughthemethodoffiniteelementanalysis,thestrength,stiffnessandmodalanalysisofthecorecomponentsoftheconstructionwastecrusherarecarriedouttocomparethereliabilityofthenuclearconstructionwastecrusherinallaspects.Keywords:constructionwastecrushermodelingsimulation

目錄TOC\o"1-3"\h\u1.緒論 51.1建筑垃圾粉碎機(jī)的研究背景 51.2建筑垃圾粉碎機(jī)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 61.3本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 72.建筑垃圾粉碎機(jī)的方案設(shè)計(jì) 92.1建筑垃圾粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)組成及其功能特點(diǎn) 92.2建筑垃圾粉碎機(jī)的方案設(shè)計(jì) 103.建筑破碎機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 123.1電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)比的分配 123.2各軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 123.3第一級(jí)V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 133.4第二級(jí)V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 163.5碎石機(jī)主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度較核 193.6碎石機(jī)軸承壽命的計(jì)算 233.7碎石機(jī)主軸上鍵的較核 244.建筑垃圾粉碎機(jī)各零件的三維建模 254.1建模軟件Solidworks概述 254.2建筑垃圾粉碎機(jī)的各零件的建模 265.建筑垃圾粉碎機(jī)各零件的裝配 275.1Solidworks三維裝配功能概述 275.2建筑垃圾粉碎機(jī)各零件的裝配 285.建筑垃圾粉碎機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真 295.1運(yùn)動(dòng)仿真模塊的概述 295.2建筑垃圾粉碎機(jī)裝置的運(yùn)動(dòng)仿真 29總結(jié) 30致謝 31參考文獻(xiàn) 32第一章.序論1.1建筑垃圾粉碎機(jī)的研究背景得益于我國社會(huì)主義制度的優(yōu)越性以及現(xiàn)有國情，我國的勞動(dòng)力數(shù)量龐大，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需求量高，又可以集中力量辦大事，于是近些年來我國的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展可謂是一路高歌突飛猛進(jìn)，不但在數(shù)量上越來越多，質(zhì)量上也是越來越好，顯著于世的各種超級(jí)工程不斷誕生，如機(jī)場(chǎng)、鐵路、跨江大橋、跨海大橋、射電天文望遠(yuǎn)鏡、4G、5G通信等工程量巨大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，克服了一個(gè)又一個(gè)世界難題，天塹在我們的努力前變?yōu)橥ㄍ?，星空在我們的奮斗下也成為新的疆土。此外我國建設(shè)能力的提升，一定程度上也推動(dòng)了我國制造行業(yè)的快速發(fā)展，各種基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)所用的機(jī)械設(shè)備越來越先進(jìn)，不僅性能優(yōu)良而且質(zhì)量穩(wěn)定可靠，從而也使得各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的施工精度、施工速度等方面都有了質(zhì)的提升。建筑垃圾的粉碎再利用是我國城市建設(shè)行業(yè)中重要流程之一，其作用是將對(duì)建筑物實(shí)施新建、改建、擴(kuò)建或者是拆除過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，以科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、有效的方式進(jìn)行建筑垃圾資源化處理，粉碎后作為再生資源重新利用的，如利用廢棄建筑混凝土和廢棄磚石生產(chǎn)粗細(xì)骨料，可用于生產(chǎn)相應(yīng)強(qiáng)度等級(jí)的混凝土、砂漿或制備諸如砌塊、墻板、地磚等建材制品，降低建設(shè)成本，避免出現(xiàn)資源浪費(fèi)、垃圾堆積的問題，并對(duì)環(huán)境保護(hù)有益。建筑垃圾粉碎機(jī)工作時(shí)，通過內(nèi)部破碎裝置的高速運(yùn)轉(zhuǎn)，將送入其內(nèi)部的建筑垃圾廢料進(jìn)行錘擊或擠壓，使其被粉碎后成為一定粒度的碎石及粉末，再通過內(nèi)部的濾網(wǎng)落入出口的傳送裝置上，傳輸至出料口。建筑垃圾粉碎機(jī)的使用，有效地解決了建筑垃圾粉碎再利用的難題，在我國的建筑施工現(xiàn)場(chǎng)十分常見。因此需要研究出一套科學(xué)有效的建筑垃圾粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)理論，來指導(dǎo)實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)及應(yīng)用。1.2建筑垃圾粉碎機(jī)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀建筑垃圾粉碎機(jī)在建設(shè)行業(yè)的廢料處理中起著核心作用，因此世界各國對(duì)其都具有較深入的研究。相比較我國而言，西方發(fā)達(dá)國家的工業(yè)起步較早，因此建筑垃圾粉碎機(jī)的應(yīng)用和普及更為廣泛，其工作效率、承載能力、粉碎精度較高。而作為鄰國的日本人口密度大城市發(fā)展快，建筑物的壽命較短，存在著大量生產(chǎn)，大量廢棄的現(xiàn)象，故而對(duì)于目前的日本而言，城市建設(shè)產(chǎn)業(yè)是他們的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)之一，舉例而言，僅僅2007年一年，其城市建設(shè)產(chǎn)業(yè)的資金投入量就達(dá)到51兆日元之巨，基于此，每年建設(shè)垃圾的產(chǎn)生和排出量也可謂是一個(gè)天文數(shù)字，可達(dá)7500萬噸之多，占所有工業(yè)廢棄物排出總量的約20%，而其中采取直接填埋措施進(jìn)行處理的只有約700萬噸，僅占不到10%。由此不難看出，日本對(duì)于建筑垃圾回收再利用這一方面的措施力度有多強(qiáng)。日本針對(duì)建筑垃圾的處理采用了制定相關(guān)的法律制度的模式，即制定環(huán)境基本法，并逐步完善以形成循環(huán)型的社會(huì)的法律體系。日本在建筑垃圾的粉碎回收利用上使用了很多大型的先進(jìn)設(shè)備，如移動(dòng)型高品質(zhì)骨材回收設(shè)備、再生骨材制造裝置等。近些年來隨著工業(yè)制造技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國在建筑垃圾粉碎機(jī)方面的研究上也具有一定的發(fā)展。但是我國在建設(shè)用大型設(shè)備及器材方面仍然有所欠缺，還沒有形成完整的設(shè)計(jì)制造能力用以設(shè)計(jì)及制造。目前我國所使用的大型建筑垃圾粉碎機(jī)多依賴進(jìn)口，而現(xiàn)有的中小型設(shè)備則多數(shù)存在結(jié)構(gòu)簡單、功能單一、生產(chǎn)效率低、可靠性不高等問題。我國的建筑垃圾粉碎機(jī)設(shè)計(jì)制造水平與西方發(fā)達(dá)國家相比較，還存在著不小的差距。可喜的是目前國內(nèi)的很多高校及相關(guān)研究機(jī)構(gòu)，對(duì)于建筑垃圾粉碎機(jī)進(jìn)行了相應(yīng)的學(xué)術(shù)研究，并已經(jīng)取得了一定的成果[10、11、12]。1.3本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)的建筑垃圾粉碎機(jī)主要有以下設(shè)計(jì)要求：（1）功能描述：主要用于小區(qū)裝修垃圾等建筑垃圾的粉碎處理。（2）設(shè)計(jì)尺寸依據(jù)實(shí)際情況自行選擇，尺寸大小應(yīng)滿足住宅小區(qū)使用的便攜性，避免過大或者過小。（3）設(shè)備強(qiáng)度應(yīng)滿足實(shí)際建筑垃圾粉碎機(jī)的要求。（4）設(shè)備使用過程中應(yīng)充分考慮到操縱者的使用安全及成本要求。本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容如下：（1）充分了解國內(nèi)外建筑垃圾粉碎機(jī)現(xiàn)狀及發(fā)展水平。（2）對(duì)建筑垃圾粉碎機(jī)進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)組成分析。（3）確定建筑垃圾粉碎機(jī)各個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。（4）對(duì)建筑垃圾粉碎機(jī)的三維及二維的總裝圖和零件圖進(jìn)行繪制。（5）對(duì)所設(shè)計(jì)的建筑垃圾粉碎機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。

第二章.建筑垃圾粉碎機(jī)的方案設(shè)計(jì)2.1建筑垃圾粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)組成及其功能特點(diǎn)建筑垃圾粉碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)組成主要有動(dòng)力部分、傳動(dòng)部件及工作機(jī)部件三大類。動(dòng)力部分動(dòng)力部分，簡單來說就是裝置的動(dòng)力源，心臟一般重要的作用，對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)類運(yùn)動(dòng)，相對(duì)常見的動(dòng)力源無非就是電動(dòng)機(jī)和柴油機(jī)等部件。柴油機(jī)的優(yōu)勢(shì)在于可以不受取電的限制，且提供的功率較高，可高達(dá)數(shù)百千瓦，可以應(yīng)用在各種戶外場(chǎng)合，缺點(diǎn)是體積龐大，工作時(shí)噪聲大，工作效率低等。電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、性能可靠、采購方便規(guī)格齊全，節(jié)能環(huán)保。電動(dòng)機(jī)又分為直流電動(dòng)機(jī)與交流電動(dòng)機(jī)，施工現(xiàn)場(chǎng)一般都有可以方便取電的場(chǎng)合，因此施工現(xiàn)場(chǎng)其他機(jī)械設(shè)備也多數(shù)采用三相交流電動(dòng)機(jī)，其供電方便，功率大。建筑垃圾粉碎機(jī)為中高載荷設(shè)備，蓄電池供電具有續(xù)航能力差的缺點(diǎn)，故而不宜采用蓄電池供電，因此直流電動(dòng)機(jī)也較少采用。本次設(shè)計(jì)的建筑垃圾粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊并且使用時(shí)取電方便，負(fù)載的功率一般，因此選用三相異步電動(dòng)機(jī)來作為其動(dòng)力源。（2）傳動(dòng)部分傳動(dòng)部分為動(dòng)力源至工作負(fù)載之間的動(dòng)力傳遞部分，對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)類運(yùn)動(dòng)，常見的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有齒輪傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)等方式。帶傳動(dòng)承載能力有限，因此多用于電動(dòng)軸與其他傳動(dòng)軸的連接，防止裝置卡死過載燒毀電動(dòng)機(jī)。帶傳動(dòng)對(duì)傳動(dòng)距離有一定要求，不適用于結(jié)構(gòu)過于緊湊的設(shè)備。齒輪傳動(dòng)具有傳動(dòng)比低、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，故而通常適用于傳動(dòng)比低、結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合，并且開式齒輪傳動(dòng)比較嬌氣，對(duì)工作環(huán)境的清潔度有一定要求。蝸輪蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)比大，承載能力較高，適用于轉(zhuǎn)速低，載荷大的場(chǎng)合，其缺點(diǎn)是傳動(dòng)效率低。鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)效率高，承載能力高，缺點(diǎn)是工作噪聲大，適合用于一些低速重載，且有一定傳動(dòng)距離的場(chǎng)合。除此之外，機(jī)械的傳動(dòng)方式還有液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)、平面連接機(jī)構(gòu)傳動(dòng)等方式，它們多用于大型設(shè)備的傳動(dòng)系統(tǒng)。傳動(dòng)系統(tǒng)不僅可以完成轉(zhuǎn)速與扭矩的改變，還可以完成運(yùn)動(dòng)方式的改變，換向等操作。本設(shè)計(jì)的建筑垃圾粉碎機(jī)對(duì)過載比較明顯，為防止燒毀電機(jī)，本設(shè)計(jì)采用帶傳動(dòng)的傳動(dòng)方式。（3）工作機(jī)部分建筑垃圾粉碎機(jī)的工作機(jī)部分為碎石機(jī)構(gòu)。目前，在工程上采用的破碎和磨碎方法，主要是借助機(jī)械的作用力。最常見的破碎方式有以下幾種類型。擠壓破碎利用兩破碎工作面靠近時(shí)對(duì)物料施加壓力，使其破碎作用力逐漸加大。劈裂破碎利用尖齒楔入物料時(shí)產(chǎn)生的劈力，力的作用較為集中，使物料沿劈裂面破碎成兩塊，并在劈力作用點(diǎn)處產(chǎn)生局部破碎。折斷或彎曲破碎在破碎工作面之間的物料，如同承受集中負(fù)荷兩支點(diǎn)（或多支點(diǎn)）梁。除在作用點(diǎn)處受劈力之外，主要是使物料受彎曲力而破碎。磨碎它是破碎工作面在物料上相對(duì)滑動(dòng)，對(duì)物料施加剪切力。這種力作用于物料的表面部分，因此適用于細(xì)物料的磨碎。沖擊破碎沖擊力瞬時(shí)作用于物料上，物料急劇粉碎。目前在工業(yè)生產(chǎn)上廣泛使用的破碎機(jī)械有：顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、旋回式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)等。本設(shè)計(jì)的建筑垃圾粉碎機(jī)針對(duì)小區(qū)裝修，所需處理廢料的硬度不高，粒度不大，再綜合工作效率及設(shè)計(jì)成本等多方面因素考慮后，本設(shè)計(jì)選用錘式破碎的方式來作為工作機(jī)的工作方式。2.2建筑垃圾粉碎機(jī)的方案設(shè)計(jì)綜合以上分析，本設(shè)計(jì)的工作原理是：采用三相異步電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，通過皮帶傳動(dòng)進(jìn)行減速，然后驅(qū)動(dòng)錘頭機(jī)構(gòu)工作，將建筑垃圾粉碎后，通過濾網(wǎng)掉入傳送帶，由傳送帶傳送至出料口。在本設(shè)計(jì)中傳動(dòng)帶的驅(qū)動(dòng)與碎石機(jī)共用一個(gè)電動(dòng)機(jī)，并通過碎石裝置另一端的皮帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完成二級(jí)減速，以滿足傳送需求。本設(shè)計(jì)的建筑垃圾粉碎機(jī)的方案如下圖所示。三相電動(dòng)機(jī)2.V帶3.大帶輪4.碎石輥5.碎石錘6.進(jìn)料口7.小帶輪8.V帶9.大帶輪10.輪子11.機(jī)體12.傳送帶驅(qū)動(dòng)輥13.傳送帶圖2.1建筑垃圾粉碎機(jī)模型圖總體來說，以上設(shè)計(jì)方案結(jié)構(gòu)簡單緊湊，不僅可以順利完成碎石，還可以將碎石通過過濾后，經(jīng)過傳送帶傳送至出料端，不容易造成石料的堆積，且制造加工經(jīng)濟(jì)性好，是一個(gè)合理有效的設(shè)計(jì)方案。經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展必然要付出一定的代價(jià)，我國以往的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展就付出了環(huán)境破壞的高昂代價(jià)。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，生活水平的提升，國內(nèi)乃至全球各國都日益重視環(huán)境保護(hù)的重要性，故而本次設(shè)計(jì)的建筑垃圾粉碎機(jī)作為一款將建筑垃圾進(jìn)行粉碎再利用的裝置，本身就具備相當(dāng)高的環(huán)境保護(hù)意義在內(nèi)。考慮到本次設(shè)計(jì)的建筑垃圾粉碎機(jī)主要針對(duì)小區(qū)裝修垃圾為處理對(duì)象，而小區(qū)人員密集，環(huán)境要求較高，因此出于保護(hù)大氣環(huán)境，降低揚(yáng)塵污染，創(chuàng)造更為舒適宜居的小區(qū)環(huán)境考慮，提供追加附屬降塵措施。附加降塵設(shè)備采用兩廂交流電加壓吸水泵加壓水流，并經(jīng)由軟管在進(jìn)料口由霧化噴頭噴出，濕潤破碎原料以減少揚(yáng)塵的產(chǎn)生。鑒于此附加設(shè)備不在本設(shè)計(jì)主體結(jié)構(gòu)范疇內(nèi)，并對(duì)本設(shè)計(jì)主體機(jī)械結(jié)構(gòu)沒有影響，故此不作詳細(xì)設(shè)計(jì)及描述。

3.建筑破碎機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1電動(dòng)機(jī)的選擇及傳動(dòng)比的分配參考常見小區(qū)裝修中的建筑垃圾破碎機(jī)的產(chǎn)量及功率，本設(shè)計(jì)選擇電動(dòng)機(jī)的功率為11KW，碎石機(jī)的產(chǎn)量約為15-18噸每小時(shí)。按工作功率要求和工作環(huán)境條件，決定選用Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y160M-4。其主要工作性能如以下表格所示：電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)Y160M-41114602.22.3由于碎石機(jī)的工作原理為錘式，因此應(yīng)盡量提高碎石機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)速，綜合考慮后取電動(dòng)機(jī)與碎石機(jī)的轉(zhuǎn)速相同。傳送帶的滾筒的直徑初選為150mm，轉(zhuǎn)動(dòng)速度綜合考慮后選為600r/min。按傳動(dòng)方案可知，電動(dòng)機(jī)經(jīng)過V帶等速傳遞后，再經(jīng)V傳動(dòng)，輸出為傳動(dòng)帶，即第一級(jí)帶傳動(dòng)比，第二級(jí)V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比為：3.2各軸運(yùn)動(dòng)參數(shù)的計(jì)算計(jì)算電動(dòng)機(jī)軸為0軸，破碎機(jī)軸為Ⅰ軸，傳送帶軸為II軸。（1）各軸的轉(zhuǎn)速如下：（2）各軸的輸入功率如下：其中V帶傳動(dòng)效率0.96，滾動(dòng)軸承效率0.99（球軸承）。（3）各軸的輸入扭矩如下：運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)結(jié)果整理于下表：軸名功率PkW轉(zhuǎn)矩TN?m轉(zhuǎn)速nr/min傳動(dòng)比電機(jī)軸1171.9514601Ⅰ軸10.5669.071460Ⅱ軸9.83156.466002.433.3第一級(jí)V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算分析可知，電動(dòng)機(jī)軸輸出功率，轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比。（1）V帶帶型及帶輪基準(zhǔn)直徑的確定首先確定計(jì)算功率由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得工作情況系數(shù)，故：根據(jù)、，選用B型。下面確定V帶帶輪的基準(zhǔn)直徑。初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》，取小帶輪基準(zhǔn)直徑2）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑大帶輪基準(zhǔn)直為（2）V帶的中心距和基準(zhǔn)長度的確定按下式初定中心距。，可得：初定中心距。計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度由《機(jī)械設(shè)計(jì)》選帶的基準(zhǔn)長度。計(jì)算實(shí)際中心距（3）小帶輪上的包角的驗(yàn)證算。分析可知，小帶輪上的包角為：可得包角滿足要求。（4）V帶的根數(shù)的確定計(jì)算單根V帶的額定功率由和得P0=2.19Kw。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得：額定功率的增量，包角修正系數(shù)長度系數(shù)所以可得單根V傳遞的功率為：2）計(jì)算V帶的根數(shù)故取6根帶。（5）V帶的初拉力與壓軸力的確定帶速為：查手冊(cè)可知，B型帶的單位長度質(zhì)量為0.18kg/m,分析可知，單根V帶上的初拉力為：因此應(yīng)使單根帶的初拉力大于175N，綜合考慮后本設(shè)計(jì)取為200N。V帶的壓軸力為：3.4第二級(jí)V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算分析可知主軸輸出功率，轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比。（1）V帶帶型及帶輪基準(zhǔn)直徑的確定首先確定計(jì)算功率由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得工作情況系數(shù)，故：根據(jù)、，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》選用B型。下面確定V帶帶輪的基準(zhǔn)直徑。初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑，取小帶輪基準(zhǔn)直徑2）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑由《機(jī)械設(shè)計(jì)》，大帶輪基準(zhǔn)直為（2）V帶的中心距和基準(zhǔn)長度的確定按下式初定中心距。，可得：初定中心距。計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度由《機(jī)械設(shè)計(jì)》選帶的基準(zhǔn)長度。計(jì)算實(shí)際中心距（3）小帶輪上的包角的驗(yàn)證算。分析可知，小帶輪上的包角為：可得包角滿足要求。（4）V帶的根數(shù)的確定計(jì)算單根V帶的額定功率由和查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得P0=2.19Kw。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》得：額定功率的增量，包角修正系數(shù)長度系數(shù)所以可得單根V傳遞的功率為：2）計(jì)算V帶的根數(shù)故取6根帶。（5）V帶的初拉力與壓軸力的確定帶速為：查手冊(cè)可知，B型帶的單位長度質(zhì)量為0.18kg/m,分析可知，單根V帶上的初拉力為：因此應(yīng)使單根帶的初拉力大于203N，綜合考慮后本設(shè)計(jì)取為210N。V帶的壓軸力為：3.5碎石機(jī)主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核（1）主軸材料及最小直徑的確定首先進(jìn)行材料選擇，分析可知，軸的材料大多為碳鋼及合金鋼，由于在本次設(shè)計(jì)中，載荷不高，因此軸的材料可選用45號(hào)鋼。下面按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，初步估計(jì)軸的最小直徑：其中為抗彎截面系數(shù)，為圓截面的實(shí)際應(yīng)力值，而為圓截面軸的許用應(yīng)力值，P為功率單位為Kw，d為圓截面的直徑，n為轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。于是可得，軸的最小直徑為：由于中間軸上開有2個(gè)鍵槽，最小直徑應(yīng)至少增大5%-10%，且最小直徑段為軸承安裝段，因此需按軸承標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑來取值，取最小直徑為25mm。（2）主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中間軸上的布置方案如下圖所示。圖3.1主軸的結(jié)構(gòu)示意圖1）軸尺寸的設(shè)計(jì)下面從左到右，到始設(shè)計(jì)軸的尺寸及結(jié)構(gòu)。A段及G段分別為第一級(jí)V帶傳動(dòng)的大帶輪及第二級(jí)V帶傳動(dòng)的小帶輪。由此前的設(shè)計(jì)的V帶帶輪的直徑尺寸及V帶數(shù)，本設(shè)計(jì)中取帶輪的寬度為60mm，則可得A及G段的長度為60mm，其直徑為軸最小段直徑，取為25mm。B段及F段為過渡段，其作用是完成兩個(gè)帶輪的軸向定位，其定位軸肩高約為0.1倍前一段直徑，綜合考慮后B及F段直徑取為30mm，其長度取為15mm。C段及E段為軸承安裝段，其直徑等于軸承內(nèi)徑。按最小軸徑初選用深溝球軸承6207，該軸承內(nèi)徑35mm,外徑72mm,寬度17mm，基本額定動(dòng)載荷25.5KN。因此C及E段的直徑為35mm，長度與軸承寬度相同，即取為17mm。D段為碎石輥輪的安裝段，其直徑等于軸承的內(nèi)定位直徑，查手冊(cè)后取為42mm，其長度等于碎石輥輪的軸孔長度，綜合考慮后取為400mm。2）軸上零件的周向定位分析可知，對(duì)于A及G段的帶輪，需要采用平鍵來完成周向定位。按其直徑25及長度60，選用。3.6碎石輥筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析可知，碎石輥輪安裝在主軸上，通過焊接的方式與主軸連接。為了降低重量，碎石輥輪設(shè)計(jì)成多盤堆疊的方式，平均分布于各盤之間。綜合考慮選在軸向方向上布置7個(gè)圓盤，6個(gè)碎石錘，在圓周方向上布置四組，即整個(gè)碎石機(jī)共含有16個(gè)碎石頭錘。碎石錘的與輥輪盤之間通過螺栓連接。綜合考慮后輥輪的直徑取為400mm，其長度按此前的設(shè)計(jì)取為500mm。

4.建筑垃圾粉碎機(jī)各零件的三維建模4.1建模軟件Solidworks概述隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)日新月異的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)得到相當(dāng)長足的發(fā)展，具體一點(diǎn)來說，CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)等工業(yè)中的各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用越來越廣泛，各種CAD應(yīng)用軟件也是層出不窮。CAD也稱計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，是當(dāng)今數(shù)字化技術(shù)時(shí)代的產(chǎn)物，其作用是利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算與圖形繪制能力，輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)產(chǎn)品，以提高設(shè)計(jì)工作便利性，提高設(shè)計(jì)對(duì)象可視化，同時(shí)降低設(shè)計(jì)工作中所需的運(yùn)算量，它在我國的各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，特別是在航空、船舶、化工等設(shè)備制造行業(yè)，為各個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展提供了契機(jī)，并在很多新的領(lǐng)域取得了眾多新型成果[13]。目前三維軟件的應(yīng)用也是相當(dāng)廣泛，常用的三維軟件主要有UG、Solidworks、SOLIDWORKS、PROE、INVENTO等。在航空航天、汽車船舶等中大型工業(yè)中，當(dāng)屬Solidworks軟件的應(yīng)用最為廣泛。Solidworks軟件是CAD三維造型技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域之一，它在目前各個(gè)行業(yè)的三維設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，保持著領(lǐng)先的地位，正在被越來越多的企業(yè)引進(jìn)使用。

Solidworks的應(yīng)用極大地精簡了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的流程，同時(shí)又引入了新的流程，以提高設(shè)計(jì)效率，降低失敗風(fēng)險(xiǎn)。傳統(tǒng)的二維手工繪圖方式，過程繁瑣復(fù)雜。畫圖者往往借助了畫法幾何中的視圖表達(dá)方法，表達(dá)能力有限，往往只能憑想象與經(jīng)驗(yàn)繪制出有限的視圖，來表達(dá)結(jié)構(gòu)，而讀圖者又需再按照畫法幾何的視圖方法，逆向推理出產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、尺寸。如此一來，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖紙信息傳遞出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)大大增加，并且在設(shè)計(jì)初期不容易察覺。只有在樣件試制出來進(jìn)行裝配時(shí)，才有可能發(fā)現(xiàn)，再加上樣件試制時(shí)的誤差，使得從設(shè)計(jì)到量產(chǎn)耗費(fèi)巨大的人力成本、材料成本和時(shí)間成本。Solidworks等三維軟件的應(yīng)用，解決了產(chǎn)品從設(shè)計(jì)源頭到量產(chǎn)，從概念到模型的可視化、參數(shù)化的難題。同時(shí)也方便了其他上下游行業(yè)進(jìn)行產(chǎn)品的數(shù)據(jù)對(duì)接與實(shí)時(shí)溝通。不論是早期的市場(chǎng)調(diào)研、成本利潤評(píng)估，潛伏失效性風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，還是中期的模具、夾具、裝配線的設(shè)計(jì)，以及后期的商業(yè)宣傳廣告、包裝運(yùn)輸，都可以應(yīng)用三維模型的方法，真實(shí)地反應(yīng)模型的實(shí)際情況，快捷地進(jìn)行各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)與評(píng)估，極大地提高了效率，有效降低了設(shè)計(jì)制造過程中的風(fēng)險(xiǎn)[14、15、16]。Solidworks軟件的引入，使得當(dāng)今的設(shè)計(jì)制造更加數(shù)字化、智能化與網(wǎng)絡(luò)化，更適用于當(dāng)今產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期短，更新?lián)Q代快的趨勢(shì)，為企業(yè)的產(chǎn)品增強(qiáng)了設(shè)計(jì)的靈活性，提高了產(chǎn)品的時(shí)代感與競(jìng)爭(zhēng)力，應(yīng)得到大力的推廣與使用。目前各大設(shè)計(jì)平臺(tái)都提供了除建模外的其他多眾多功能模塊，比如Solidworks軟件還集成多個(gè)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)模塊，如DMU運(yùn)動(dòng)仿真、工程制圖、有限元分析以及簡單渲染的能力。它的各個(gè)模塊分工協(xié)作，同時(shí)又可以隨時(shí)進(jìn)行切換，以達(dá)到涵蓋整個(gè)設(shè)計(jì)流程的目的。軟件的操作方式比較簡單，邏輯清晰，通過各級(jí)菜單與命令的方式，來完成指令操作。此引，軟件還引進(jìn)了結(jié)構(gòu)樹的功能，通過樹形記錄建模的全部步驟與過程，以方便在需要時(shí)，回頭進(jìn)行修改數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)模塊的可逆、可編輯化操作，非常適合產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)不斷修改優(yōu)化的情形，十分方便[17]。在一定程度上，Solidworks軟件的應(yīng)用提高了設(shè)計(jì)效率和參數(shù)化程度，極大縮短了設(shè)計(jì)周期，為產(chǎn)品的高效開發(fā)提供了更為便捷的解決方法，同時(shí)還因其多個(gè)模塊協(xié)同工作的特性，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)在各個(gè)階段可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)內(nèi)容的數(shù)字化存儲(chǔ)、共享、驗(yàn)證，十分方便。4.2建筑垃圾粉碎機(jī)的各零件的建模根據(jù)粉碎機(jī)各零件的模型如下：圖4.1主軸的模型圖圖4.2碎石輥的模型圖圖4.3小帶輪的模型圖圖4.4大帶輪的模型圖圖4.5軸承座的模型圖圖4.6上殼體的模型圖圖4.7下殼體的模型圖圖4.8主機(jī)架的模型圖圖4.9電機(jī)軸的模型圖圖4.10滾筒主動(dòng)軸的模型圖圖4.10滾筒從動(dòng)軸的模型圖圖4.1滾筒的模型圖

5.建筑垃圾粉碎機(jī)各零件的裝配5.1Solidworks三維裝配功能概述復(fù)雜的機(jī)械部件受其加工制造工藝的影響，往往拆分成多個(gè)不同零件構(gòu)成。這此零部件功能各異，材料和形狀也可能存在差異，這樣就在實(shí)際制造時(shí)，按單獨(dú)的零件分開制造后，再按一定的公差配合進(jìn)行裝配。當(dāng)采用數(shù)字化裝配時(shí)，不僅要繪制各個(gè)零件的單獨(dú)模型文件，還需要對(duì)其按關(guān)系進(jìn)行裝配，從而得到與真實(shí)機(jī)械部件相同的結(jié)構(gòu)與連接方式。在本設(shè)計(jì)中所使用的Solidworks軟件具有強(qiáng)大的裝配模塊，通過軟件的開始菜單即可進(jìn)入裝配界面。Solidworks軟件的模型裝配大體有兩種類型，依次是自頂向下、自底下向上。當(dāng)使用自頂向下的裝配方法時(shí)，需要一邊建模一邊裝配的模式，其思路為先總體布局，再細(xì)分零件，依次進(jìn)行建模。裝配時(shí)向一個(gè)空白的裝配文檔內(nèi)，通過結(jié)構(gòu)樹的父子關(guān)系，分別對(duì)各個(gè)總成部件，通過新建的方式加入單獨(dú)的零件文件，同時(shí)參考已有的模型元素進(jìn)行參考，如新零件可以使用舊零件的邊線、面作為位置和尺寸參考，從而省去了過程繁瑣統(tǒng)計(jì)、測(cè)量，降低了裝配出錯(cuò)的概率和風(fēng)險(xiǎn)。因此此種方法適合零部件較多的大型裝配模型的建模。第二種裝配方法為自底向上。此裝配方法比較簡單，只需要單獨(dú)對(duì)單個(gè)模型零件的尺寸與位置，進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)完成后，通過插入現(xiàn)有零件的方式，來依次添加進(jìn)各個(gè)完成的模型，再通過約束命令，零件處于正確合適的位置，如通過約束使軸線重合、面接觸、成一定角度等操作。Solidworks軟件還提供了裝配關(guān)系與位置更新功能，即設(shè)置完各個(gè)約束后，再點(diǎn)擊模型更新，約束才會(huì)起效，以避免裝配錯(cuò)誤[18、19]。對(duì)于重復(fù)的零部件，本設(shè)計(jì)采用了Solidworks軟件中的快速裝配方法，如陣列、鏡像裝配等命令，完成相同部件的快速裝配。本次設(shè)計(jì)中零部件數(shù)量較少，因此采用自底向上的裝配建模思路，對(duì)各零配件進(jìn)行裝配，先繪制好各個(gè)部件的模型，然后依次插入到裝配體中。5.2建筑垃圾粉碎機(jī)各零件的裝配在此前的章節(jié)中，已經(jīng)對(duì)各個(gè)零部件完成了模型構(gòu)建，裝配時(shí)只需依次將現(xiàn)有的零部件依次插入裝配體中并進(jìn)行約束即可。首先新建一個(gè)空白的裝配體文件，插入各個(gè)零件型，并設(shè)置固定約束。約束相應(yīng)軸線重合，相應(yīng)的端面成距離、平行或者重合。裝配完成后的三維模型如下圖所示。圖5.1破碎機(jī)的模型圖a圖5.2破碎機(jī)的模型圖b

總結(jié)建筑垃圾粉碎機(jī)是一個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體，本次設(shè)計(jì)采用了基于理論設(shè)計(jì)計(jì)算與三維軟件的建模設(shè)計(jì)方法，來完成整個(gè)設(shè)計(jì)。下面對(duì)本次設(shè)計(jì)的所涵蓋的主要內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)。本設(shè)計(jì)將采用理論設(shè)計(jì)、性能較核、建模出圖的技術(shù)路線進(jìn)行。首先通過設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及計(jì)算，選出動(dòng)力及傳動(dòng)元件的初始數(shù)據(jù)及參數(shù)，然后通過必要的較核方法，對(duì)所選參數(shù)的強(qiáng)度、可靠性、耐用度、使用壽命等進(jìn)行較核，確認(rèn)設(shè)計(jì)的安全性及合理性。再通過三維建模及裝配的方法，對(duì)建筑垃圾粉碎機(jī)進(jìn)行模型繪制和裝配，并通過運(yùn)動(dòng)仿真手段，進(jìn)一步驗(yàn)證其機(jī)構(gòu)運(yùn)行的無干涉性及布局的合理性。最后繪制二維圖紙，并整理出計(jì)算說明書。

致謝參考文獻(xiàn)[1].漳州市建筑垃圾管理辦法[N].閩南日?qǐng)?bào),2020-04-03(003).[2]桂志偉,俞進(jìn)進(jìn),蔡立弘,劉佳穎,李書明.中日城市建筑垃圾處置技術(shù)、政策對(duì)比研究[J].有色冶金設(shè)計(jì)與研究,2020,41(01):34-39.[3]上海拆房垃圾資源化處理工藝的比選研究[J].魯海霖.有色冶金設(shè)計(jì)與研究.2018(04)[4]我國建筑廢物的問題與出路分析[J].魯海霖.環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展.2018(03)[5]分選機(jī)物料三維尺寸快速檢測(cè)方法及其實(shí)現(xiàn)[J].吳成陸,劉維來,何清波,徐寶劍,付可可.機(jī)械研究與應(yīng)用.2017(03)[6]納米強(qiáng)化技術(shù)對(duì)再生混凝土耐久性影響研究