樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì)【含8張CAD圖帶開題報告-獨(dú)家】.zip

樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì)【含8張CAD圖帶開題報告-獨(dú)家】.zip,含8張CAD圖帶開題報告-獨(dú)家,樹枝,粉碎機(jī),設(shè)計(jì),CAD,開題,報告,獨(dú)家 i 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) The design of the branch grinder 摘 要 城市建設(shè)離不開綠化 樹枝的修剪是綠化的一大部分 例如修剪后的樹枝 通常 是被焚燒處理 既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境 這種情況下 有樹枝的粉碎機(jī)被生產(chǎn) 設(shè)計(jì) 樹枝粉碎機(jī)將高效合理的對樹枝進(jìn)行粉碎 粉碎后的樹枝木屑將制作木壓板或肥料 節(jié)能環(huán)保 樹枝粉碎機(jī)是對修剪下來的樹枝進(jìn)行切片和粉碎處理 樹枝粉碎機(jī)在目前市面上 已很普遍 所以本次設(shè)計(jì)主要是對其原理和結(jié)構(gòu)的深入研究 關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)時需考 慮的因素 同時提出了一些設(shè)計(jì)要點(diǎn) 從而改進(jìn)樹枝粉碎機(jī)原來的的設(shè)計(jì)方案 關(guān)鍵詞 綠化 樹枝 樹枝粉碎機(jī) 節(jié)能環(huán)保 ii The design of the branch grinder Abstract Urban construction is inseparable from greening and the pruning of branches is a large part of greening For example pruned branches are usually burned which wastes resources and pollutes the environment In this case the shredder with branches is produced The design of the branch grinder will crush the branches efficiently and reasonably and the crushed sawdust will make wood pressed boards or fertilizers which will save energy and protect the environment The branch grinder is slicing and crushing the pruned branches The branch crusher is very common in the present market so this design is mainly to study the principle and structure of the branch and to consider the factors in the design of the key parts At the same time some design points are put forward to improve the original design of the branch crusher Key words greening branches branch grinder energy saving and environmental protection iii 目錄 摘 要 i ABSTRACT ii 1 緒論 1 1 1 研究背景 1 1 2 研究目的 1 1 3 研究意義 1 1 4 本次設(shè)計(jì)的任務(wù) 1 2 樹枝粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其工作原理 3 2 1 樹枝粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu) 3 2 1 1 削片部分 3 2 1 2 粉碎部分 3 2 1 3 篩選部分 3 2 2 樹枝粉碎機(jī)的工作原理 4 3 樹枝粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)方案 5 3 1 設(shè)計(jì)思想及設(shè)計(jì)方法 5 3 2 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì)方案的確定 5 3 3 樹枝削片時的切削力分析 6 3 4 電動機(jī)功率的確定 9 3 5 軸承的選擇 9 3 6 傳動方案的確定 10 3 6 1 帶傳動的特點(diǎn) 10 3 6 2 鏈傳動的特點(diǎn) 10 3 6 3 齒輪傳動的特點(diǎn) 11 3 6 4 機(jī)械傳動方案的選擇 11 4 樹枝粉碎機(jī)的三維設(shè)計(jì) 12 4 1 用 PRO E 繪制零部件的三維圖 12 4 2 樹枝粉碎機(jī)零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 4 2 1 進(jìn)料口的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 4 2 2 刀盤的設(shè)計(jì)與尺寸的確定 12 4 2 3 飛刀的設(shè)計(jì)與尺寸的確定 13 4 2 4 扇葉片與錘片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 4 2 5 軸承座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 4 2 6 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 4 2 7 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17 4 2 8 篩網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 iv 4 3 樹枝粉碎機(jī)的三維裝配 19 結(jié)論 22 致謝 23 參考文獻(xiàn) 24 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 1 1 緒論 1 1 研究背景 如今 為營造更美好的城市生活環(huán)境 城市的綠化面積越來越大 因此 在綠化 修剪的過程中 會有大量的枝丫產(chǎn)生 就學(xué)校而言 每年三四月份 可以看到主干道 兩側(cè)經(jīng)修剪下來的大量枝丫 由于枝丫形狀不規(guī)則 及其蓬松 運(yùn)輸效率極低 而且 運(yùn)出的樹枝 大部分直接被焚燒了 不僅沒有被利用起來 而且還對環(huán)境造成了污染 因此 樹枝的處理是很多綠化人員急需考慮的問題 1 2 研究目的 在城市的綠化過程中 每次都要修剪大量的樹枝 樹枝經(jīng)修剪后下來后 形狀及 其不規(guī)則 每根樹枝的大小 粗細(xì)都不相等 這樣導(dǎo)致收集起來很困難 同時還因樹 枝蓬松 導(dǎo)致運(yùn)輸不方便 所以效率低 浪費(fèi)財力物力 而且經(jīng)運(yùn)出的樹枝 有一部 分會直接被當(dāng)垃圾處理 還有一部分是被焚燒掉 這樣處理樹枝 就完全沒有把樹枝 利用起來而且還污染環(huán)境 粉碎樹枝 不僅可以節(jié)省運(yùn)輸成本 減少土地使用的積累的分支 環(huán)境凈化 粉碎后 的木屑也可以用于生產(chǎn)有機(jī)肥料 土壤改良 回收 或處理的紙漿紙張和生產(chǎn)木質(zhì)面板 或者它可以用作壓縮燃料或裸露的覆蓋 可以變廢為寶 近年來 樹枝的處理以慢慢出 現(xiàn)于市場 這不僅改變了樹枝的常規(guī)處理方式 加快了樹枝處理的速度 節(jié)省成本 還能 減少勞動力的數(shù)量 樹枝粉碎機(jī)成為不可避免的發(fā)展趨勢 1 3 研究意義 通過研究樹枝粉碎機(jī) 能改變對傳統(tǒng)處理樹枝造成浪費(fèi)的方式 提高效率 樹枝 的用途變得更多了 這樣減少了樹枝資源的浪費(fèi) 減少了焚燒樹枝所產(chǎn)生污染的排放 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 2 1 4 本次設(shè)計(jì)的任務(wù) 1 熟悉樹枝粉碎機(jī)的組成 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及工作原理 根據(jù)市場需求 設(shè)計(jì)一種適 合公園 院校 小區(qū) 采伐區(qū) 城市綠化 果場 林場 茶廠等現(xiàn)場修剪枝條 切片及粉碎的設(shè)備 2 進(jìn)行整機(jī)設(shè)計(jì)和三維建模 設(shè)計(jì)主要零部件 進(jìn)行強(qiáng)度 剛度校核 3 提交裝配圖 零件圖 三維圖 設(shè)計(jì)說明書等相關(guān)設(shè)計(jì)分析結(jié)果 4 基本參數(shù) 最大樹枝直徑 80 粉碎量 1000kg h 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 3 2 樹枝粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其工作原理 2 1 樹枝粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu) 樹枝粉碎機(jī)的主要結(jié)構(gòu)由切片部分 粉碎部分 篩選部分組成 2 1 1 削片部分 進(jìn)料口放入樹枝 隨后樹枝接觸到旋轉(zhuǎn)刀盤 刀盤上裝有飛刀 飛刀將樹枝切成 一定大小的木片 葉片隨刀盤轉(zhuǎn)動 葉片推動木片 使木片作圓周運(yùn)動形成了氣流 氣流會讓木片沿機(jī)殼切線方向運(yùn)動 就會被送到下一工序進(jìn)行粉碎 刀盤的作用不僅 能不斷切削木材 還起到儲能作用 來對木片進(jìn)行粉碎 故要求刀盤有一定的重量 2 1 2 粉碎部分 粉碎腔里裝有扇葉片 扇葉片與轉(zhuǎn)動的錘片同軸 木片與來自削片腔的氣流混合 在一起 經(jīng)過扇葉片時 受到高速旋轉(zhuǎn)的錘片的錘擊 以及錘片與扇葉片之間對物料 的撞擊 剪切等作用 木片反復(fù)的進(jìn)行粉碎 粉碎后木片顆粒由篩孔排出 2 1 3 篩選部分 篩網(wǎng)裝在粉碎腔 作用是篩選經(jīng)過粉碎后的木屑 1 篩網(wǎng)的材質(zhì)是鋼版 鋼板面 上均勻的布滿了直徑相等的孔 小的木片則經(jīng)篩網(wǎng)篩出后直接從排料口排除 不能通 過篩網(wǎng)的大的木屑在錘片的作用下繼續(xù)反復(fù)錘擊粉碎 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 4 2 2 樹枝粉碎機(jī)的工作原理 要把樹枝粉碎成碎片 首先啟動電機(jī) 電機(jī)通過帶傳動將動力傳遞到主軸上 刀 盤 扇葉片與主軸同軸 隨著主軸一起轉(zhuǎn)動 然后手動把樹枝放入進(jìn)料口 給予適當(dāng) 的力度 當(dāng)樹枝的端面碰到刀盤端面時 飛刀與樹枝相接觸 因?yàn)轱w刀有鍥角 當(dāng)樹 枝進(jìn)入一定深度的時候 樹枝受到飛刀的切削力 沿著木材纖維的方向被切成木片 木片被氣流卷到粉碎腔 在粉碎腔內(nèi) 木片受到高速旋轉(zhuǎn)的錘片的反復(fù)錘擊 形成了 小碎片 小碎片由扇葉片產(chǎn)生的風(fēng)力 從篩網(wǎng)吹出 達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)大小的碎片才能被篩選 出去 最后出料口排除 稍微粗一些的碎片則留在粉碎腔內(nèi)繼續(xù)經(jīng)錘片粉碎 直至大 小能通過篩網(wǎng)孔 如此往復(fù) 既能實(shí)現(xiàn)樹枝粉碎成碎片了 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 5 3 樹枝粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)方案 3 1 設(shè)計(jì)思想及設(shè)計(jì)方法 該樹枝粉碎機(jī)主要是針對樹枝進(jìn)行切片和粉碎加工 粉碎出的碎片是用于做肥料等 所 以對削片質(zhì)量要求不高 因?yàn)榉鬯闄C(jī)要便于移動 在各個綠化場所作業(yè) 所以對機(jī)器 的盡量設(shè)計(jì)得體積小 結(jié)構(gòu)簡易 移動方便和易于操作 假設(shè)該樹枝粉碎機(jī)經(jīng)過篩網(wǎng)過濾 出的碎片長度為 8mm 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 改進(jìn)進(jìn)料口和出料口 因?yàn)榈侗P在轉(zhuǎn)動切削樹枝 時需要一定的能量 所以為了保證能夠?qū)渲η谐善?就要保證一定的轉(zhuǎn)動慣量 即 刀盤要有一定的厚度 扇葉片上設(shè)計(jì)三片扇葉 扇葉片轉(zhuǎn)動的過程中 產(chǎn)生的風(fēng)力可 以把已粉碎的木屑經(jīng)濾網(wǎng)吹出 由樹枝粉碎的粉碎量 1000kg h 來計(jì)算出電動機(jī)的功 率 飛盤的轉(zhuǎn)速 確定合適的飛刀數(shù)量 飛刀的伸出長度可調(diào)整 保證切削的大小 主軸用圓錐滾子軸承來配合 動力傳遞用帶傳動 3 2 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì)方案的確定 樹枝粉碎機(jī)的工作步驟是先把修剪下的樹枝用飛刀切成片狀 再對片狀的木片用 錘片進(jìn)行粉碎 再經(jīng)篩網(wǎng)篩選達(dá)到規(guī)定大小的木屑讓其排出 飛刀作平面運(yùn)動 切削 力的方向可視為不變 因此在切片的過程中 能形成平穩(wěn)的剪切作用 這樣可以讓切 削功率較小 切出來的木片大小就相對整齊 飛刀裝在刀盤上 安裝時一般使飛刀的刃角相對刀盤沿著轉(zhuǎn)動方向向前傾斜 10 15 飛刀采用優(yōu)質(zhì)的碳素工具鋼 刃口部分經(jīng)熱處理 以增強(qiáng)硬度 飛刀的鍥角取 45 樹枝粉碎機(jī)的粉碎方法常用的有以下幾種 錘片式 爪式還有對輥式等 因?yàn)闃?枝的外皮韌性很強(qiáng) 當(dāng)飛刀不鋒利時 樹枝皮很難被切斷 這樣就會讓未切斷的樹枝 纏繞在主軸上 甚至進(jìn)入粉碎腔 同時 還會有細(xì)小的樹枝分支未經(jīng)飛刀的切削 就 進(jìn)入粉碎腔里 所以粉碎部分不僅要將切好的的木片錘擊 還需將未被切斷的樹皮和 小分枝粉碎 所以這里采用錘片式粉碎結(jié)構(gòu) 這樣結(jié)構(gòu)簡單 而且還能有好的粉碎效 果 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 6 要求該樹枝粉碎機(jī)粉碎量為 1000kg h 查閱資料得知 樹枝的密度大約 350kg m 折合成木屑實(shí)積約為 2 9m h 根據(jù)樹枝粉碎機(jī)的生產(chǎn)效率 生產(chǎn)率的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式 如下 106321mKlfZnQ實(shí) 積 得 上式中 n 刀盤轉(zhuǎn)速 r min Z1 平均每次樹枝進(jìn)料根數(shù) 根 Z2 飛刀的數(shù)量 把 l 木片平均直徑 mm f 被削片樹枝平均斷面積 cm K1 機(jī)器利用系數(shù) 取 0 3 0 5 K2 工作時間利用系數(shù) 取 0 7 0 8 首先根據(jù)生產(chǎn)率和原料的情況確定飛刀的數(shù)量為 4 把 Z2 4 平均每次樹枝進(jìn)料 根數(shù) Z1 2 木片平均直徑 l 80mm 被切片樹枝平均斷面積 f 1 0 生產(chǎn)率 Q 2 9 擬 定 K1 0 4 K2 0 75 可計(jì)算出 n 2360r min 取 n 2400r min 3 3 樹枝削片時的切削力分析 2160KlfZQ 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 7 分析飛刀切削樹枝的過程 實(shí)質(zhì)上就是樹枝在被飛刀切成片狀后 在粉碎腔里經(jīng)高速 旋轉(zhuǎn)的錘片反復(fù)的錘擊 逐步變成木屑的過程 木材受到飛刀前刀面的作用合力為 Fr 受到后刀面的力 Fa 是由正壓力 Fan 和摩 擦力 Faf 的合力而成的 同時還有底刀對木材的作用力 Px 與 Py 樹枝切削時的受力分析如圖 3 3 所示 圖 3 3 樹枝被切削時的受力示意圖 將各個力投影到 X Y 軸上有 聯(lián)立方程得 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 8 在式子中 飛刀安裝后角 飛刀楔角 進(jìn)料口斜角 前刀面法向與纖維方向夾角 Fr 與切削速度方向夾角 l 樹枝木片纖維長度 mm b 切削寬度 mm 樹枝順纖維剪切強(qiáng)度 Pa 附加阻力系數(shù) 后刀面與樹枝的摩擦角 前刀面與樹枝的摩擦角 可得出 Px 的計(jì)算公式 運(yùn)用以上公式 理論就可以計(jì)算出主切削力 把已知的參數(shù)代入式子中 其中刀 伸出量 h 10mm 樹枝木片纖維長度 l 8mm 飛刀的楔角 30 進(jìn)料口斜角 45 5 1 75N cm c 0 6 arctan0 6 31 最后得出 Px 3273N 由切削最大直徑 80mm Fx p A p a b 取切削寬度 b 80mm a 1mm 得出理 論的單位切削阻力 Fx 32 73N mm tan t 90sin 90cos tan coin11 x fblblP 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 9 3 4 電動機(jī)功率的確定 一般機(jī)器作為動力的有電動機(jī) 柴油機(jī) 汽油機(jī)等 從經(jīng)濟(jì) 環(huán)保 方便的原則 出發(fā) 還根據(jù)樹枝粉碎機(jī)的成本 可選用電動機(jī)作為動力來源 依據(jù)上文中計(jì)算的到 n 2400r min 所以電機(jī)選型時轉(zhuǎn)速應(yīng)大于或等于 2400r min 查閱 電機(jī)型號大全 最終選選擇 Y80M2 2 型號的三相異步電動機(jī) 額 定功率為 1 1kw 額定電流為 2 5A 轉(zhuǎn)速為 2830r min 3 5 軸承的選擇 選用的是 32007 型的圓錐滾子軸承 軸承的預(yù)計(jì)壽命 L H 40000h 查文獻(xiàn) 6 知 32007 型圓錐滾子軸承 e 0 29 Y 2 1 Y0 1 1 Cr 76 8kN Cor 110kN 1 由 n 2400r min 兩軸承的徑向反力 FR1 3124 6N FR2 3161 6N 由選定的圓 錐滾子軸承 32007 軸承內(nèi)部的軸向力 2 因?yàn)?所以 21SaSF Na7 9 故 NFdA831 dA841 3 查文獻(xiàn)可得 69 01R 263 02R 32 0 e 由于 故eFA 1 1YX 故 R22 4 計(jì)算當(dāng)量載荷 1P2 由文獻(xiàn)取 則5 pf 5 軸承壽命計(jì)算 310 Yrd3 82 12NFYX Ar 9 468 111 fPp72222 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 10 由于 取 圓錐滾子軸承 取 21P N4 72 查文獻(xiàn)可知 32007 型圓錐滾子軸承的 Cr 76 8kN 則 故滿足預(yù)期壽命 3 6 傳動方案的確定 3 6 1 帶傳動的特點(diǎn) 1 帶傳動的主要特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 傳動的中心距較大 帶傳動是彈性體 能緩沖 吸振 傳動平穩(wěn) 噪聲 小 結(jié)構(gòu)簡單 成本較低 拆裝方便 過載時 帶在帶輪上打滑 可以防止其 他零件損壞 缺點(diǎn) 外輪廓尺寸較大 不緊湊 由于帶的彈性滑動 不能保證準(zhǔn)確的傳動比 帶傳動需要張緊 支承帶輪的軸和軸承受力較大 傳動效率低 帶的使用壽命 短 不宜用于高速 易燃等場所 帶傳動分為以下幾種類型 1 平帶傳動 構(gòu)型簡單 傳動效率高 與此對應(yīng)的帶輪也相對簡單 易得到 多 應(yīng)用在傳動中心距較大的機(jī)械上 2 V 帶傳動 帶的橫截面是等腰梯形 相應(yīng)的帶輪輪槽也是等腰梯形 在工作時 V 帶等腰梯形的兩個側(cè)面和輪槽相接觸作為工作面 槽面可以提供更大的摩擦力 V 帶 傳動可以有比較大的傳動比 結(jié)構(gòu)緊湊 由于 V 帶傳動有以上特點(diǎn) 所以被廣泛應(yīng)用 3 6 2 鏈傳動的特點(diǎn) 鏈傳動是通過輪齒與鏈條上的鏈節(jié)嚙合 來傳遞運(yùn)動 鏈傳動在機(jī)械制造中運(yùn)用 廣泛 鏈傳動的傳動效率高 因?yàn)殒渹鲃幽鼙ＷC精確的傳動比 傳動時不會打滑 因?yàn)?66 91 0HtHLhCfnL 1 tf 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 11 鏈條不需要很大的張緊力 所以鏈傳動作用在軸上的力沒有帶傳動大 同時 鏈傳動 能適應(yīng)惡劣的環(huán)境 如多塵 油污 易腐蝕 高溫等場所 鏈傳動的缺點(diǎn)是 運(yùn)轉(zhuǎn)時不能保持恒定的瞬時傳動比 磨損后易發(fā)生跳齒和脫鏈 傳動的平穩(wěn)性差 工作有噪聲 極速反向轉(zhuǎn)動的性能差 3 6 3 齒輪傳動的特點(diǎn) 齒輪的傳動是通過一對模數(shù)相等的齒輪相互嚙合轉(zhuǎn)動來傳遞運(yùn)動 應(yīng)用廣泛 傳 遞的功率較高 優(yōu)點(diǎn) 1 效率高 2 結(jié)構(gòu)簡單 鏈接緊密 節(jié)省空間 3 工作狀態(tài)穩(wěn)定 可使用得年限長 缺點(diǎn) 重量大 噪音大 傳動距離較小 需要經(jīng)常潤滑 而且成本高 3 6 4 機(jī)械傳動方案的選擇 因?yàn)闃渲Ψ鬯闄C(jī)的電機(jī)軸和安裝刀盤 扇葉片的主軸有一定的距離 所以齒輪傳 動不合理 因?yàn)闃渲Ψ鬯闄C(jī)在工作時 會對不同硬度的樹枝都進(jìn)行切削 粉碎 可能 會特別硬的物體誤入刀盤中 鏈傳動不能起到過載緩沖 會損壞飛刀與刀盤 所以最 終選擇帶傳動 與平帶相比 V 帶在在同樣的張緊力下 V 帶能產(chǎn)生更大的摩檫力 所 以 V 帶傳動可以允許更大的傳動比 結(jié)構(gòu)緊湊 且 V 帶都已標(biāo)準(zhǔn)化 易于得到 所以 樹枝粉碎機(jī)中的傳動方案選 V 帶傳動 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 12 4 樹枝粉碎機(jī)的三維設(shè)計(jì) 4 1 用 Pro Engineer 繪制零部件的三維圖 樹枝粉碎機(jī)是由進(jìn)料口 上箱體 下箱體 篩網(wǎng) 削片部分 刀盤和飛刀 粉 碎部分 扇葉片和錘片 組成 4 2 樹枝粉碎機(jī)零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 2 1 進(jìn)料口的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 因?yàn)樾藜粝聛淼臉渲σ话愣际侵睆捷^小的樹枝 將進(jìn)料口傾斜一定角度 有利于 一部分枝條直接滑落到切削腔內(nèi) 進(jìn)行切片 這樣就可以將樹枝自動帶進(jìn) 實(shí)現(xiàn)連續(xù) 切削 所以取進(jìn)料口的傾斜角為 30 因?yàn)樾藜粝聛淼臉渲Σ⒉皇菃胃?會有小部 分分枝 所以進(jìn)料口應(yīng)該設(shè)計(jì)得相大一些才有利于進(jìn)料 取 300mm 300mm 運(yùn)用以上數(shù)據(jù) 用 Pro E 繪制出的進(jìn)料口三維圖如圖 4 1 所示 圖 4 1 進(jìn)料口 4 2 2 刀盤的設(shè)計(jì)與尺寸的確定 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 13 刀盤是樹枝粉碎機(jī)進(jìn)行切削的主要零部件之一 它的主要功能不僅是安裝飛刀 還起到儲存能量的作用 因?yàn)榈侗P安裝在主軸上 和主軸一起轉(zhuǎn)動 在進(jìn)行樹枝切削 的時候 刀盤可以釋放動能 在不切削的時候 刀盤可以儲存能量 以保證機(jī)器的連 續(xù)工作 刀盤的直徑已標(biāo)準(zhǔn)化 取刀盤的直徑為 560mm 厚度為 50mm 刀盤選用 45 鋼作為材料 刀盤上開的飛刀槽的尺寸根據(jù)飛刀的大小 以及安裝結(jié) 構(gòu)來設(shè)計(jì)的 在盤的內(nèi)孔為圓孔 根據(jù)軸的大小來確定圓孔直徑的大小 開有鍵槽 其固定作用 運(yùn)用以上數(shù)據(jù) 用 Pro E 繪制出的刀盤三維圖如圖 4 2 所示 圖 4 2 刀盤 4 2 3 飛刀的設(shè)計(jì)與尺寸的確定 飛刀的作用的把從進(jìn)料口進(jìn)來的樹枝切片 飛刀安裝在刀盤上 本次設(shè)計(jì)采用 4 把飛刀 均布在刀盤上 根據(jù)工作要求 飛刀選用優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼 飛刀的楔角取 45 后角取 5 用螺栓把飛刀固定在刀盤上 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 14 運(yùn)用以上數(shù)據(jù) 用 Pro E 繪制飛刀的三維圖如圖 4 3 所示 圖 4 3 飛刀 4 2 4 扇葉片與錘片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 為樹枝粉碎機(jī)中 扇葉片的轉(zhuǎn)動不僅能在粉碎室中提供風(fēng)力 還可以起到撞擊木 片進(jìn)行粉碎的作用 從平穩(wěn)以及性價比的角度講 將扇葉片設(shè)計(jì)成三片式的 即兩兩 葉片成 120 夾角焊接在軸套上 錘片數(shù)量與厚度的設(shè)計(jì) 會影響樹枝粉碎后碎片的大小和均勻程度 由于粉碎后 的木屑的途還不確定 所以設(shè)計(jì)成普通常用的錘片 呈矩形 并在錘片的一個端面設(shè) 計(jì)出一個 45 的刃角 刃角有利于對木片進(jìn)行粉碎 錘片要淬火處理 以增加硬度 安裝扇葉片的軸套上開有安裝錘片的槽 便于錘片的裝夾 運(yùn)用以上的設(shè)計(jì)要求和數(shù)據(jù) 用 Pro E 繪制出扇葉片與錘片的三維圖如圖 4 4 4 5 所示 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 15 圖 4 4 扇葉片 圖 4 5 錘片 4 2 5 軸承座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于主軸承受的徑向載荷很大 且轉(zhuǎn)速高 且主軸又是通過軸承固定在箱體上的 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 16 兩個軸承承受著一定的重量 所以兩個軸承需要軸承座來氣支撐作用 由于選用的是 32007 圓錐滾子軸承 軸承的外徑根據(jù)表可查得是 62mm 所以軸承座上的孔徑為 62mm 4 2 6 主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 主軸是作回轉(zhuǎn)運(yùn)動的傳動零件 在樹枝粉碎機(jī)中 它起帶動刀盤和扇葉片一起轉(zhuǎn) 動的作用 所以主軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接影響到樹枝粉碎機(jī)的工作性能 考慮到粉碎機(jī)工 作時 溫度變化不大 所以主軸采用雙支點(diǎn)單向固定 因?yàn)榈侗P和扇葉片是隨著主軸 轉(zhuǎn)動 所以為了固定 在軸上要設(shè)計(jì)鍵槽 根據(jù)參考文獻(xiàn) 初步估算最小軸徑 C 上式中 C 有材料和承載情況確定的常數(shù) c 110 P 軸所傳遞的功率 p 20Kw n 軸的轉(zhuǎn)速 n 2400r min 經(jīng)計(jì)算 d 22 08mm 最小軸徑上是安裝帶輪 需開鍵槽 應(yīng)將計(jì)算出來的軸徑 d 加大 5 左右 所以 d1 d 1 5 23 18mm 取 d1 24mm L1 的長度由帶輪確定 參考帶輪直徑的標(biāo)準(zhǔn)值 取 L1 63mm 根據(jù)軸的定向要求和要安裝零部件的規(guī)格來確定各段軸的直徑和長度 帶輪需軸向定位 1 段軸的右端需要有一個軸肩 故取 d2 30mm L2 的長度由軸承端蓋寬度及其固定螺釘拆裝空間要求決定 這里 L2 70mm L3 和 L7 是安裝軸承段 在 3 5 中 已對軸承進(jìn)行了選擇 圓錐滾子軸承 32007 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 17 內(nèi)徑為 35mm 外徑 62mm 寬 18mm 所以 d3 d7 35mm L3 L7 18mm 因?yàn)?L3 和 L7 段是安 裝軸承 軸承需安裝軸承座 軸承座寬 10mm 且 L7 安裝飛盤這一段與進(jìn)料口要有一定 距離 來保證從進(jìn)料口進(jìn)來的樹枝順利的切片 距離取 50mm 所以取 L7 50mm 18mm 10mm 78mm L3 20mm 18mm 10mm 20mm 68mm L4 安裝扇葉片 根據(jù)扇葉片的寬度 92mm 和安裝扇葉片的安裝盤的寬度 2 8mm 16mm 所以 L4 92 16 108mm d4 取 40mm L5 為軸環(huán)段 刀盤用軸環(huán)進(jìn)行軸向定位 故取 d5 50mm L5 1 4 L4 L6 2 10 5mm L6 為安裝刀盤段 根據(jù)刀盤的內(nèi)孔直徑 38mm 所以 d6 38mm L6 等于刀盤的寬度 即 L6 50mm 以上已經(jīng)初步確定各段軸的直徑和長度 運(yùn)用以上數(shù)據(jù) 用 pro e 繪制出的三維圖如圖 4 7 所示 圖 4 7 主軸 4 2 7 箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 18 樹枝粉碎的箱體分為上箱體和下箱體兩個部分 箱體起的是安裝固定作用 首先 主軸的固定是主軸安裝在軸承座上 軸承座固定在箱體上 進(jìn)料口也是固定在上下箱 體鏈接的中間 由于需要利用風(fēng)力將經(jīng)粉碎后的木屑從篩網(wǎng)吹出 所以為了更好的利 用風(fēng)力 將上箱體設(shè)計(jì)成半圓形 根據(jù)進(jìn)料口和主軸的位置和參數(shù) 以及實(shí)際的使用 情況 設(shè)計(jì)出上下箱體 外殼壁厚規(guī)定為 10mm 運(yùn)用以上數(shù)據(jù)和要求 用 Pro E 繪制的上下箱體三維圖如圖 4 8 所示 圖 4 8 上箱體 圖 4 8 下箱體 4 2 8 篩網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 篩網(wǎng)的作用是篩選經(jīng)粉碎后大小符合規(guī)定的木屑 然后通過風(fēng)力的作用 是其通 過篩網(wǎng) 然后經(jīng)排料口排除 篩網(wǎng)上圓孔的直徑為 10mm 篩網(wǎng)的厚度為 10mm 運(yùn)用以上參數(shù) 用 pro e 繪制的三維圖如圖 4 9 所示 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 19 圖 4 9 篩網(wǎng) 4 3 樹枝粉碎機(jī)的三維裝配 裝配樹枝粉碎機(jī)的過程 是先把有關(guān)聯(lián)的零部件裝配在一起 由里及外 主軸上 的刀盤和扇葉片以及篩網(wǎng)是整個樹枝粉碎機(jī)裝配的關(guān)鍵部分 首先 將飛刀裝配在刀盤上 飛刀和安裝飛刀的刀盤槽上開有螺栓孔 飛刀是用 螺栓安裝固定在刀盤的飛刀槽上 選擇飛刀螺栓孔的孔徑和刀盤飛刀槽螺栓孔的孔徑 重合 再選擇飛刀的一個面和刀盤飛刀槽的一個面重合 這樣就裝配好了其中一個飛 刀 剩余三個飛刀采用軸陣列即可 然后將刀盤安裝到主軸上 主軸上開有鍵槽 起 固定刀盤作用 這樣就完成了樹枝粉碎機(jī)切片部分的裝配 其次 將錘片安裝在扇葉片的套筒上 扇葉片的套筒上開有安裝錘片的槽 首先 選擇錘片安裝在套筒上那一端的一個面 與套筒槽口面重合 端面與套筒壁重合 這 樣就安裝好了第一個錘片 每段有三片錘片 共三段 九片錘片 其余錘片的安裝用 陣列即可 套筒和安裝套筒段的主軸上開有鍵槽 起定位作用 這樣就完成了樹枝粉 碎機(jī)粉碎部分的裝配 用 Pro E 對樹枝粉碎機(jī)的粉碎部分進(jìn)行裝配的三維圖如圖 4 10 所示 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 20 圖 4 10 粉碎部分 用 pro E 對樹枝粉碎機(jī)的切片部分和粉碎部分的三維裝配圖如圖 4 11 所示 將篩網(wǎng)裝配在下箱體 選擇面重合 最后 將主軸裝配到箱體上 選擇主軸的軸 和下箱體預(yù)留放置主軸的位置的軸 將這兩軸重合 再選擇扇葉片套筒的右端面與箱 體的面裝配 選擇距離為 50mm 用 Pro E 對樹枝粉碎機(jī)最終的裝配三維圖如圖 4 12 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 21 圖 4 13 所示 圖 4 12 裝配圖 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 22 圖 4 13 裝配圖 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 23 結(jié)論 此課題是對樹枝粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)的研究 運(yùn)用設(shè)計(jì)要求給的粉碎量 1000kg h 和粉 碎樹枝的最大直徑是 80mm 進(jìn)行初步的參數(shù)計(jì)算和其余參數(shù)的正確取值 對樹枝粉碎 機(jī)每個零部件的參數(shù)以及機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 使其合理并且美觀 此樹枝粉碎機(jī)的切片部分是采用飛盤上裝有飛刀 通過樹枝的進(jìn)給和飛盤的高速 轉(zhuǎn)動 對樹枝進(jìn)行初步的切片 粉碎部分是采用錘片粉碎裝置 三段式 共九把飛刀 隨著主軸的高速轉(zhuǎn)動 對 已切成片狀的樹枝進(jìn)行反復(fù)的錘擊粉碎 通過主軸的轉(zhuǎn)動 扇葉片產(chǎn)生風(fēng)力 把已經(jīng) 粉碎的好了的木屑吹出篩網(wǎng) 通過排料口排出 傳動部分經(jīng)對照幾種傳動方式的特點(diǎn) 選擇了 V 帶傳動 飛盤 扇葉片套筒 帶輪都是通過鍵槽來實(shí)現(xiàn)與主軸的固定 同時 該樹枝粉碎機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單 移動方便的特點(diǎn) 其支架上設(shè)計(jì)有車輪 所 以該樹枝粉碎機(jī)可以通過牽引車的牽引進(jìn)行移動 到各個不同的地方進(jìn)行作業(yè) 省時 省力 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 24 致謝 首先 感謝這四年來一路幫助我成長的老師和同學(xué)們 四年真快 馬上大家就各 奔東西了 此次的畢業(yè)設(shè)計(jì) 是在 XXX 老師的指導(dǎo)下完成的 感謝 XXX 老師的教學(xué)與指導(dǎo) 由于去了外地實(shí)習(xí)的原因 導(dǎo)致做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時間不是很充足 可能有些地方?jīng)]能達(dá) 到 XXX 老師的嚴(yán)格要求 請您見諒 當(dāng)然 做畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 就是對大學(xué)四年所學(xué)知識的一個反饋 運(yùn)用整個大學(xué) 四年所學(xué)的每一門課程知識 有力學(xué)知識 機(jī)械設(shè)計(jì)知識 互換性的原理 電路方面 的問題 繪圖能力 材料的選用等等 所以要感謝每一位老師的教導(dǎo) 在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行的過程中 我碰到了很多問題 沒接觸過樹枝粉碎機(jī) 不知 如何從任務(wù)書中給定的單位時間的粉碎量和粉碎最大直徑這兩個參數(shù) 得到更多的參 數(shù) 完全沒有概念 一籌莫展 唯一的辦法就是在網(wǎng)上 圖書館查閱相關(guān)資料文獻(xiàn) 書籍 并且一步步的摸索 好在有熱心同學(xué)間的相互學(xué)習(xí)和幫助 才能順利完成 所以 感謝四年來教導(dǎo)過我的每一位老師 祝你們工作順利 心想事成 感謝同窗四年的同學(xué) 祝你們一帆風(fēng)順 前程似錦 樹枝粉碎機(jī)設(shè)計(jì) 25 參考文獻(xiàn) 1 王友林 樹枝粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及分析 J 林業(yè)建設(shè) 2008 2 31 33 2 錢春華 桑枝削片粉碎機(jī)三維設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)分析的研究 D 南京 南京林業(yè)大學(xué) 2006 3 濮良貴 紀(jì)明剛 機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版 北京 高等教育出版社 2006 5 4 王立新 Pro ENGINEER Wildfire 4 0 中文版標(biāo)準(zhǔn)教程 北京 清華大學(xué)出版 2008 7 5 王華 理順農(nóng)機(jī)安全監(jiān)理機(jī)制減少和預(yù)防農(nóng)機(jī)事故發(fā)生 J 北京農(nóng)業(yè) 2008 16 039 6 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 第 2 卷 第五版 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2007 11 7 張佑林 王琳 現(xiàn)代機(jī)械工程圖學(xué)教程 北京 科學(xué)出版社 2007 8 陳忠安 王靜 材料力學(xué) 北京 北京大學(xué)出版社 2007 1 9 朱思洪 付東荔 繆小紅等 樹枝粉碎機(jī)研制 農(nóng)業(yè)機(jī)械化與全面建設(shè)小康社會 中 國農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)會成立 40 周年慶典暨 2003 年學(xué)術(shù)年會論文集 2003 10 牛曉華 吳兆遷 樊濤 3 ZSX 20 樹枝粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) J 林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備 2010 011 38