原稿！！ 小型玉米磨粉机设计【开题报告+SolidWorks+CAD+说明书】.rar

学院本科生毕业论文本科毕业论文（设计）本科毕业论文（设计）小型玉米磨粉机设计小型玉米磨粉机设计2023.12学院本科生毕业论文1本科毕业论文（设计）学术诚信声明本科毕业论文（设计）学术诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期：年 月 日本科毕业论文（设计）版权使用授权书本科毕业论文（设计）版权使用授权书本毕业论文（设计）作者同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权绵阳城市学院可以将本毕业论文（设计）的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本毕业论文（设计）。作者签名：日期：年 月 日指导教师签名：日期：年 月 日学院本科生毕业论文2小型玉米磨粉机设计摘要：本文主要研究了小型玉米磨粉机的结构设计，重点探讨了磨粉机的工作原理和研究现状，以及各个组成部分的作用。该设计以高效性为目标，旨在提高玉米粉碎的效率和降低人工成本。首先，对玉米磨粉机的市场需求和现有产品进行了分析，总结出现有产品的优势和不足，从而明确了设计目标和方向。然后，根据玉米磨粉的实际需求，设计出总体方案，本次设计选用的动力源为电动机。而后完成带传动的设计与计算、对主要传动轴进行详细的计算与校核、对标准件轴承等进行选择与确定。画出小型玉米磨粉机的装配图以及零件图等。本次设计的小型玉米磨粉机，传动路线明确，工作原理清晰，具有良好的性能和可靠性，能够满足实际需求。该设计为助推机械行业带来更多的便利和经济效益。关键词：玉米磨粉机；总体方案；电动机；带传动；传动轴学院本科生毕业论文3Design of Small Corn MillsAbstract:This paper mainly studies the structural design of small corn grinder,focusing on the working principle and research status of the grinder,as well as the role of each component.The design aims at high efficiency,aiming to improve the efficiency of corn crushing and reduce labor costs.Firstly,the market demand and existing products of corn grinder are analyzed,and the advantages and disadvantages of existing products are summarized,so as to clarify the design goal and direction.Then,according to the actual demand of corn crushing,the overall plan is designed.The power source selected in this design is the motor.Then complete the design and calculation of the belt drive,conduct detailed calculations and verifications of the main drive shaft,and select and determine standard components such as bearings.Draw the assembly drawing and parts drawing of the small corn grinder.The small corn grinder designed this time has clear transmission line,clear working principle,good performance and reliability,and can meet the actual needs.This design brings more convenience and economic benefits to promote the crushing industry.Key words:maize grinder;Overall plan;Electric motor;Belt drive;transmission shaft学院本科生毕业论文4目 录第一章 绪论.61.1 课题研究的目的与意义.61.2 玉米磨粉机的研究综述.71.3 食品机械的发展趋势.8第二章 总体方案的设计与确定.102.1 粉碎原理的分析.102.2 动力源的选择与确定.142.3 总体方案的设计.152.4 消耗的功率计算.16第三章 主要零部件的设计与计算.183.1 电动机的选择.183.1.1 电动机的选择原则.183.1.2 电动机选择的步骤.183.1.3 电动机型号的确定.183.2 V 带传动的设计与计算.193.2.1 传动装置动力参数的计算.193.2.2 皮带轮的设计与计算.203.2.3 验算小带轮的包角.233.2.4 确定 V 带根数.233.2.5 单根 V 带预紧力的计算.243.2.6 计算压轴力.243.3 轴的设计与计算.253.3.1 轴的材料选择.253.3.2 轴的最小直径确定.253.3.3 轴的结构设计.263.3.4 轴的校核.263.4 入料漏斗的设计.293.5 机架的设计.303.6 键连接的选择与确定.313.7 滚动轴承的选择与确定.32第四章 PLC 控制系统设计.364.1 PLC 的 I/O 确定.364.2 PLC 控制接线图.364.3 电机接线图.374.4 程序梯形图.38结论.1学院本科生毕业论文5致谢.2参考文献.3学院本科生毕业论文6第一章 绪论1.1 课题研究的目的与意义消费者对食品磨粉以及粉碎技术非常熟悉，比方说碾玉米粉等，粉粒的直径在一定范围中，粉碎可以改变颗粒的直径大小，还能和其他物料混合在一起，根本不会改变食品的物理性质。只是物料的粉粒直径降低到一定程度后，它的性质会有非常明显的改变，比方说碳酸钙。普通的粉碎对于人体的吸收无任何影响，但是颗粒度降低到400，甚至更多时，对人体而言，它的吸收利用效率会提高许多。所以当代的食品粉碎技术主攻两点：第一、将物料的粒度改变，从而使得其生产性能发生改变，比方说形态发生改变，物料重组等；第二、将物料的粒度改变后，物料的生物特性会随之发生改变。图图 1.1 玉米磨粉机玉米磨粉机学院本科生毕业论文7此课题完成后，设计者可融合在校期间所有学到的知识点于实践中，锻炼设计者面对实际问题时的解决能力，让设计者的分析能力，创新能力提高。1.2 玉米磨粉机的研究综述赖世椿（2023）在小麦粉加工磨粉机操作及其维护的探讨中，对磨粉机生产时的系统参数，工作原理，也详细探讨磨辊如何维护、如何更换等，文中还探讨了他们对于小麦粉的灰分、破损淀粉等质量指标以及对小麦粉的出粉率、电耗等考核指标的影响，以此为基础优化磨粉机的技术，并找出磨辊更换的最佳时期1。王明旭（2023）在可视化磨粉机实验测试平台设计中，设计一款全新的实验平台，加装变频器、伺服电机还有料位传感器在机器中，且加装自动调整磨辊轧距的控制系统，新式平台的智能化水平更高 2。陈小刚（2022）在辊式磨粉机喂料系统同步带常见失效形式分析中，扭矩由同步带传送，对喂料辊和分流辊之间的速度差精准控制，喂料工作可精准完成，但是磨粉机实际工作时，经常会出现同步带受损的情况，之所以会坏，因为保存、安装不合适造成的，当然有的带可能是因为自身质量就很差，才会出现坏的状况3。刘素山（2022）在绿色设计理念在磨粉机设计上的具体应用中，提出一种全新的设计理论，将绿色设计融合在其中，这样磨粉机的造价会更低，周围的工作环境会更好，在市场上的竞争力更强。关于绿色磨粉机的设计，需要从原料、喂料装置、辊间传动装置、主传动以及噪音几个方面开展4。段军义（2022）在一种新型组合式全自动杂粮磨粉机中，阐述设计一种全新全自动杂粮磨粉机，对比市场上同类型的磨粉机，预估在投入市场后，该机器可能获得的销量以及对社会的影响 5。魏雪（2022）在不同磨粉方式对脱胚玉米粉品质特性的影响中，对粒度不一样的脱坯玉米粉的特征展开研究，玉米分别以石磨、辊式磨和微粉磨完成脱坯，成为玉米糁进行制粉。实验证明：磨粉不同的方式，产生的玉米粉粒差距非常大，石墨磨出的粉粘弹性最弱；而以辊式磨加工的玉米粉，明显颗粒、溶解度还有膨胀力都超过微粉磨；微粉磨加工的玉米粉，粒度最细。磨粉的方式不一样，直接影响玉米粉的品质，结合最终用途选择合适的磨粉办法6。李智勇（2022）在一种新型组合式杂粮磨粉机的设计中，对国内现阶段磨粉机的发展状况进行介绍，阐述一款全新设计的组合式杂粮磨粉机7。学院本科生毕业论文8王秋珍（2021）在一种多转子复合冲击磨粉机的创新设计中，设计一款多转子符合冲击磨粉机，它的组成部件有机架、进料、动力传动、复合冲击粉磨等。复合冲击磨粉部分包含多转子冲击件、反冲击件。加工后的粉在抽风机的作用下，从顶部两侧的抽取管中取出。机器内部的状态为负压，主动齿轮以及从动齿轮由电机驱动，此时转子轴以及冲击块在它的带动下，会向外抛洒。翻转减速机带着反击转子工作，此时转动方向与标准转子相反，中心轴底会反向击破物料 8。刘娜（2019）在浅谈磨粉机的操作与维护中，文中主要谈论磨粉机的操作方式、养护办法，旨在提高磨粉机的工作效率，让机器在诸多的生产中使用，推动整个行业的发展。在对磨粉机的操作以及维护展开分析后，相信对未来行业的发展也是较好的帮助9。吴镇（2019）在对辊式磨粉机在魔芋精粉加工中的应用中，重点在于魔芋颗粒淹没质量受到辊式磨粉机中轧距的影响,在分析慢辊轴承座和可动偏心轴的受力之后，得出角度 在 45附近,即可让偏心轴实现自锁，那么工作的辊式磨粉机始终进行稳定的操作 10。黄奇鹏（2019）在国内外磨粉机发展现状及展望中，主要研究国内和国外磨粉机发展的状况，基于此状况，提出一些国内磨粉机发展的方向，对于研究磨粉机的人员来说，也是一种参考 11。1.3 食品机械的发展趋势1、智能化技术的应用人工智能技术飞速发展，食品机械中也开始使用智能化技术，它的运用，能帮助机械实现自动化控制，甚至优化控制，让产品的品质变优，提高整体的生产率。以人工智能算法进行生产，可以实时监控、控制生产中的温度、湿度以及压力等，这样确保所有的产品品质一致，且从头到尾都是一样的质量。2、机器人技术的发展机器人技术的运用，能实现自动化去加工产品，包装产品、搬运产品等，让整个生产的效率提高，减轻工人的工作强度。比如，某些大型的食品工厂，现在在包装、装箱时，都采用机器人去完成，不再需要人工，减少用工成本的同时，还提高了工作效率。3、数据化管理的推广学院本科生毕业论文9因为信息技术发展的很快，生产中所有的数据被收集后进行分析，就能实时监控、优化整个生产过程，使得整个生产的效率更高，产品品质更优。比方说，信息技术运用到生产中之后，能够实时监控生产中出现的温度、湿度、压力等，并对这些数据分析，出现问题后能及时解决，让产品的合格率更高。4、精细化加工技术的应用精细化加工技术的使用，可以精细化生产食物，让食客的口感更好，食品的品质会更优。比方说，将全新的分离、提取和浓缩技术运用到其中，能够精细化提取、浓缩食品中的营养，让食物的营养价值更高，食客的口感更好。5、环保节能的要求现在整个社会都非常关注环保，如今食品机械自动化发展中，环保节能是很重要的一个趋势，生产时，要求食品机械尽量降低耗费的能源，减少废物，且要求机器自身振动小一点，噪音少一点，排放少一些。6、自动化生产线的集成食品机械自动化发展中，自动化生产线集成相信也是一个重要的方向，可以集成多种机械装置和自动化技术，这样即可进行自动化控制、优化生产。比如，某些食品企业已经在生产中使用自动化生产线，这样加工食品、包装食品，以及装箱的工作都有机器去完成，这样可全程自动化控制整个过程，即最初原料到最终成品。学院本科生毕业论文10第二章 总体方案的设计与确定2.1 粉碎原理的分析1、锤式粉碎原理锤式破碎机要想冲击、破碎物料，必须以高速回转的锤子完成，具体过程：需要破碎的物料放入机器中，锤子进行高速回转，此时物料会受到它的冲击继而破碎。被破碎后的物料，会受到锤头给到的动能，直接撞击到机器内壁的衬板以及蓖条，此时进行二次撞击。接着一些颗粒直径小于小于蓖条缝隙的，会直接从这写缝隙中掉出，而大于这个缝隙的物料，会被锤头再次撞击，之后被粉碎。再有，颗粒物掉落到衬板以及蓖条中，锤头会不断的铣削、研磨这些物料，对它们粉碎，当然在这个过程中，物料彼此之间也会有撞击，互相粉碎。锤式破碎机有较高的粉碎比，在 10-50，而且这款机器结构不复杂，有紧凑的尺寸，消耗的功率不大，后期维护也很便利，更换零部件也很简单，加工的颗粒物比较均匀，不会有太多的过粉碎。只不过，因为机器中锤头、蓖条、衬板、转子圆盘很容易损耗，特别是加工一些很硬的物料时，损耗会更大；假设需要粉碎的物料中有黏土，很有可能会堵塞蓖条缝，导致生产能力变弱，从而导致消耗能量更高，出现锤头受损的情况。学院本科生毕业论文11图图 2.1 锤式粉碎原理结构图锤式粉碎原理结构图2、辊式粉碎原理辊压机构造和工作原理：结构上看，辊压机和双辊破碎机差不多，有着一致的速度，辊子相互平行，且转向向内，在一个机架处安装四个重型滚动轴承，有一个为固定辊，另外一个为活动辊，这里受到油缸给到的很大压力，在机架上安装活动辊的轴承，能向前向后移动，机架中包含纵梁、横梁，主要由螺栓连接的铸钢件组成。活动辊受到液压缸给到的压力，会慢慢靠近固定辊，假设这个压力非常高，那么液压油会来到蓄能器处，此时活动辊会向后移动，即可对机器进行保护。辊子彼此之间有作用力产生，主要作用于机架中的剪切销钉，而剪力不会作用于螺栓。将橡皮垫装在固定辊的轴承座与底架端部之间。能进行缓冲，活动辊的轴承座底部衬有聚四氟乙烯。为更好对辊子保护，堆焊一层耐磨材料在它的表面。辊压机工作时，电机带动活动辊去转动，两辊中间的缝隙会吸入分散的物料，不断向下运动，之后会受到两辊对物料的挤压、破碎，这样比较密实的料床得以出现，经历很高的压力作用，大概在 150-200Mpa，会有很高的应力出现在物料颗粒中，应力一旦和物料的破碎应力相持，此时物料就会破碎，甚至成为粉状，让物料的易磨性加大，辊压机中出来的物料已经成为饼状，不过强度很弱，在打散机的作用下，超过学院本科生毕业论文1270%的物料直径低于 2mm，有 20-30%物料直径低于 0.05mm。辊和辊之间的空隙值15-35mm。辊面在咬住物料后，辊子给到的作用力不断增加，压力最高能到 200Mpa，两辊之间有缝隙，物料从中经过，会被压实，此时物料受到的压力非常高，某一部分的物料和另外的物料互相挤压，有时会被直接破碎，或者出现裂缝、破开等。所以需要添加一层与之相符的物料在两辊的中间，不然的话简直就是辊式破碎机。要想粉碎还要看料粒之间存在的压力，和间隙无关，这种破碎机有很多的部件，一些规模小的磨粉机显然不合适。图图 2.2 辊式粉碎原理结构图辊式粉碎原理结构图3、气流粉碎原理 气流粉碎技术气片切割和高速气流冲击，集齐多项功能于一体，能碰撞双重粉碎，可以预先进行微粉分选。进行刀片切割粉碎时，随着刀片的切割方向，转子产生的高速气流跟着转动，气流会带着物料的速度加快，对物料进行反复冲击，双重粉碎物料，这样物料的粉碎程度加深。粉碎之后的物料跟着气流来到分级室，因为分级转子旋转速度很快，既会产生离心力作用于粒子，又会有向心力出现，如果粒子承受的离心力超过向心力，也就是说分级径上的粗粒子回到破碎室之后，接着对物料进行粉学院本科生毕业论文13碎，达到颗粒度要求的细粒子会跟着气流来到集粉器中，在散风除尘口处自动排出这些气体。这款粉碎技术属于全新的机器，机器性能明显高于气流式和机械式，一些进口粉碎机的效果和它一样。这种机器的能耗不高，整体面积不大，工艺流程短，不会出现环境被粉尘污染的情况，热量也不高，加工的粉末比较细，可对多种物料去粉碎，而且并无含水量的要求，在进料粒度方面也没有要求等。但是湿磨没办法开展，而中小规模的磨粉机必须具备此项功能。图图 2.3 气流粉碎原理图气流粉碎原理图4、盘式磨粉原理盘式磨片会在动磨片和静磨片之间挤压物料，因为这两个物料存在速度差，这样会有剪切和研磨发生，加上有许多细齿在磨片的表面上，所以研磨物料的能力提高。首先从进料斗处灌入物料，物料被螺旋推进器推入到两个磨片的中间，在受到挤压、剪切以及研磨的加工之后，物料成为细分，被粉碎的物料从径向的出料口处掉落。这里只要转动调节螺杆，就能改变物料粒度的大小，从而实现各种粉碎目标。学院本科生毕业论文14图图 2.4 盘式磨粉原理图盘式磨粉原理图2.2 动力源的选择与确定1、液压驱动液压传动的工作介质为液体，通过它可传递、控制能量。机械中使用液压传动后，整个机械的结构变得简单，整体质量减轻，降低工作强度，让整个工作的效率有效提高。对比电力传动，液压传动的优势有：（1）优点：更轻、更小。产生的运动惯性不高，反应速度很快。液压马达速度比较低，很稳定，明显优于电动机。（2）缺点：整个传动过程中，会两次进行能量转换，之中会亏损压力、容积以及机械摩擦。液压传动根本实现不了严格的传动比，一旦系统出现问题，想找出问题所在有很大难度，后期要求维修人员有很高的专业水平。2、电力驱动电气传动转换电能为机械能，让许多各式各样的物品动起来，比如机械、车辆等。转换电能为机械能够，让设备实现传动。电力传动中包含电动机、传输机械能的传动机构和控制电动机运转的电气控制装置。电气传动最大优势是传递能量很便利、传递信号也很快、有很高的标准化程度，可进行自动化生产等。缺点：不好的运动平稳性，外接负载会影响到它；较大的惯性，改变方向速度慢，需要很多有色金属生产电气设备、零件，费用太高；周围温度对它的影响比较多。据前面分析液压驱动、电气驱动，文中的玉米磨粉机驱动采用电力式。学院本科生毕业论文152.3 总体方案的设计通过上面对 4 种磨粉方案的分析，本次设计的磨粉机其动力源选用电力驱动，玉米从上面的入料口进入弯管，而后进入磨粉滚筒，在磨料碾子的作用下将玉米磨成粉，在磨料滚筒的两端装有过滤网，当磨粉颗粒达到要求时，玉米粉将从通过过滤网达到出料口。磨粉的形式很多，主要三种：上脱、下脱、侧脱。分离效果最佳的是上脱式，滚筒摆放的位置不高，较差的喂入性；下脱式的分离性能也不好，断穗以及带柄的状况比较少，可在一些家用磨粉机中使用；而侧脱式无论是分离性能还是喂入性能都很优秀，可在卧式磨粉机中使用。而文中的玉米磨粉机采用下脱式。本磨粉机的传动路线为：电动机提供动力，将动力通过皮带传送至传动轴，在传动轴的作用下，将带动磨料棒告诉旋转，将玉米粒磨成玉米粉。外形结构详见下图2.5 和图 2.6。图图 2.5 磨粉机结构简图磨粉机结构简图学院本科生毕业论文16图图 2.6 粉碎机三维实体简图粉碎机三维实体简图2.4 消耗的功率计算磨粉装置开工后，运行非常稳定，产生的转动惯量够要求，发动机的储备功率也满足要求，确保磨粉滚筒平稳的运转，此时机器的功率包含两大部分：一个是为不让滚筒空转而耗费的功率kN（这部分功率大概是总功率的 5%-7%），另一个是为将磨粉时产生的阻力克服掉而耗费的功率tN（这部分功率大概是总功率的 93%-95%），得出磨粉装置总共消耗的功率：N=kN+tN（kW）1、空转功率消耗kN=A+3BA系数，A代表将传动部分以及轴承工作后产生的摩擦阻力克服，所需要消耗的功率310)3.0-2.0(AB系数，3B将滚筒转动过程中因为空气迎风产生的阻力而克服掉需要耗费的功率学院本科生毕业论文1761068.0-48.0）（B最后得到0.4 3N kk w2、磨粉功率消耗tN整个计算过程很繁琐，第一步物料进入磨粉入口时速度不高，物料会直接接触旋转速度非常快的磨粉滚筒，接着物料会被吸入到磨粉间隙中，直接研磨物料，不光有梳刷还有打击，基于动量守恒定量完成计算。转换冲量为动量，此时：mvtP，tmm/)1(1000/2FvmNtm机器在单位时间中喂入多少谷物；F综合搓擦系数，0.7-0.8；v切向上，滚动转动时速 15m/s。以公式 N=kN+tN计算：N=0.43+4.15=4.58（kw）学院本科生毕业论文18第三章 主要零部件的设计与计算3.1 电动机的选择3.1.1 电动机的选择原则电机有多种作用，厂家不一样，电机种类、容量、形式都各不相同。那么电机在选择之前，一定要充分了解它的具体性能，尤其是被拖动机械性能一定要仔细了解，选取的电机必须具备合适的负载特性。选择电机要求符合：1、要求选择的电机具备合适的负载的启动特性、运行特性，符合实际生产中的各种具体要求。2、电机在选择时，需要考虑到工作场所的环境，必须选择合适的防护方式和冷却方式，结构上看，要求让电机满足环境的实际要求。3、将电机容量算出，选择合适电机。一般电机在设计制造时，如果只有额定负载的 75%-100%，此时机器会产出最高的效率。那么要求选择的机器容量和电机的容量之间落差最低，要求完全使用电机的功率。4、所选的电机要求高可靠性、后期维护便利。5、注意需要能够互换，电机最好使用标准款。6、要想整个系统的运行效率高效，需要将电机的级数、电压级数都考虑进去。3.1.2 电动机选择的步骤1、从设备的要求出发，选最合适的电机。2、考虑电源的实际状况，对电机的额定电压选取根。3、考虑机器需要的转数以及传动装置的实际状况，明确电机的具体转数。4、考虑电机以及生产装置在何处安装，选择合适的结构以及如何防护。5、考虑携带的负载要求多大的功率，以及如何运行，将电机的额定功率选定。3.1.3 电动机型号的确定基于前部分数据，得出磨粉装置工作会耗费多少功率：总P0.43+4.15=4.58（kw）考虑这次磨粉机中电机的周围环境，工作要进行两班倒，承受中等负荷，给出中等的冲击力，周围环境很干净，用三相电，那么磨粉机中电机为 Y 系列，其电压在学院本科生毕业论文19380V 的，用于磨粉机的电机为笼型异步电机。Y160M2-8 为三相异步电机，属于 Y 型，这种电机效率高，节省能源，较高的性能，振动和噪音都不高，可用时间比较久，有较高的可靠性，后期养护很便利，有较高的启动转矩，它的安装尺寸和功率级别，都达到 IEC 标准；这种电机的绝缘级别为B 级，以 IC411 方式冷却，外壳的防护级别 IP44；Y 系列电动机可在一些普通机器中使用，比方说食品机器、农业机器、水泵、风机、空气压缩机等等。结合查阅机械设计手册，电机型号选 Y160M2-8。表 3.1 为 Y 系列的技术参数，得到这种电动机的额定功率edP5.5kw，mn=720r/min。表表 3.1 Y 系列的技术参数表系列的技术参数表堵转转矩堵转电流最大转矩额定功率额定电流转速效率功率因数 额定转矩额定电流额定转矩重量型号kWAr/min%COS倍倍倍kgY160M1-849.972084.00.72.06.02.0105Y160M2-85.513.372085.00.72.06.02.0115Y160L-87.517.772086.00.82.05.52.0140图图 3.1 Y160M2-8 电机外形图电机外形图3.2 V 带传动的设计与计算3.2.1 传动装置动力参数的计算电机输出轴额定转速额p720/minr,磨粉机的工作满负荷进行，输出轴此时的学院本科生毕业论文20运行时速控制在 0.8-0.9 倍额定转速。1、每个轴工作的速度电机轴转速主n，主轴和动力输出轴之间属于直联：720/minnnr主动传动轴转1n，此处传动比设为2i，它的效率值只有 92%，推到192%331/minnnri主2、每个轴的功率电机轴kwpp5.5主额传动轴kwpp06.592.01主式中：-v带传动效率；表里面可找出其值 0.92。3、每一个轴的转矩计算电机轴19550/9550 5.5/72073()TPnNm额传动轴2129550/9550 5.06/331146()TP nNm3.2.2 皮带轮的设计与计算带传动结构并不复杂，可平稳传动，并能对振动缓冲和吸收，即使较大轴距或者多轴的状况下，依然能将动力传递出去，带传动价位不高，无需润滑，后期维护很简单等，当代的机器中运用非常多。摩擦型带传动可以过载打滑、工作后不会有太大噪音，只是无法实现精准传动；同步带传动能实现同步传动，吸收载荷变动的水平很弱，运转速度快后会出现噪音。带传动不光能传递动力，还可以对物料传送，还可整列零件等。1、带型考虑总方案，结合机械设计手册中的数据，工况系数0.1K。功率为：kwpKpc5.5考虑到算出的功率以及电机工作的速度，结合手册，皮带用 SPB 型更合适。学院本科生毕业论文21图图 3.2 皮带主要参数图皮带主要参数图2、带轮的材料铸铁带轮可用之处最多，它的时速 v25m/s，采用 HT200最合适，灰铸铁也属于铸铁，当中有碳成分的存在，都是石墨的形式。切断后，断面是灰色，这种材料的铸造性能、切削性能非常优秀，有良好的耐磨性，可生产箱体等。灰铸铁的有效承载面积并不大，尖端处集中石墨后，会有应力集中在此，所以相对于别的铸铁，它的强度、塑性还有韧性都会更差。不过这种铸铁的减震性好，耐磨性优秀，而且缺口敏感性也不高。3、带轮的形式从轮辐不同的结构出发，有实心式、辐板式、轮辐式。可以生产 V 带轮的原料很多，比如灰铸铁，钢，铝合金等，这些原材料中，灰铸铁使用的范围最多。带轮的组成有轮缘、腹板(轮辐)和轮毂。带轮最外面一圈的是带轮轮缘，从带轮自身而言，这部分是工作之处。依据带轮直径可确定带轮结构，已知带轮基准直径 D(2.5-3)d，这里小带轮是实心的，大带轮也是实心的。学院本科生毕业论文224、带轮的技术要求（1）带轮每一处都能有沙眼、裂缝等缺陷出现。（2）V带轮轮槽工作面的aR最多是 3.2m，轮缘和轴孔端面的aR最多为 6.3m，轮槽底的aR最多是 12.5m，要求倒圆或者倒钝在轮槽的棱边。5、带轮直径与带速得益于机械设计手册，找出小带轮直径，有min1dddd，这里mindd代表 V 带基准直径的最小值，1dd过小，导致皮带的工作时间缩短；换句话来说，皮带的工作时间会加长，不过带传动的体积也会跟着变大。下表为 V 带最小基准直径。表表 3.2 V 带轮的最小基准直径带轮的最小基准直径类型 Y Z SPZ A SPA B SPB C SPC D E minddmm 20 50 63 75 90 125 140 200 224 355 500小带轮的直径：1140ddmm。大带轮的基准直径：212 140280dddidmm，取2280ddmm。带的速度：max1100060/vndvd 将smv/64.8代入其中如果 V 带为普通型，smv/255max，传递的功率很小，如果很高的话，此时会出现太大的离心力，所有得出得数据均在合理范围中，可证明设计的合理性。6、带的基准长度和轴间距会用到公式)(2)7.021021ddddddadd（将数值0840amm代入其中。得出带的基准长度：学院本科生毕业论文23021221004/)()(2/2addddaLddddd这里给到01339.33dLmm计算出轴间距的实际值2/)(00ddLLaa最后得出840amm。3.2.3 验算小带轮的包角计算带轮包角：3.57/)(180121adddd180(280 140)/840 57.3170.45几乎为1201，角度最小是90，证明小带轮包角取值非常合适，这里张紧轮没有必要使用。图图 3.3 V 带轮结构图带轮结构图3.2.4 确定 V 带根数计算 V 带根数：学院本科生毕业论文24lAcckkpppppz000公式中各符号的含义：0p功率增量，要注意到传动比1i时，此时弯曲应力出现在大带轮处并不大，工作时间一样的话，能够传递的功率明显会更高。Ak包角修正系数，需要注意包角并非180，可能会影响到传动水准。lk带长修正系数，需要注意包角长度并非特定的话，会影响到传动水准。0p单根 V 带的基本额定功率。从机械手册中找到有用的参数：30.00p，Ak=0.99，lk=0.97，0p=kw54.1 5.51.540.30.99 0.972.98z V 带根数需要圆整，即为3z3.2.5 单根 V 带预紧力的计算用到计算等式：20/5.2500qvzvkpkFAcA=264.81.064.8399.0/5.599.05.2500）（=N28.1693.2.6 计算压轴力用到计算等式：2/sin210zFFQ2/sin310maxzFFQ 符号代表的含义：maxQF该值为 1.5 倍的正常预紧力。已给到的数据代进去学院本科生毕业论文25NFQ21.10152/52.176sin328.1692NFQ82.152221.10155.1max3.3 轴的设计与计算3.3.1 轴的材料选择磨粉机开工后，磨粉轴会转的非常快，并且传递较高的扭矩，全面思考后，用调质 的 45 钢 生 产 轴，其 硬 度 介 于 195-290HBS，它 的 接 触 疲 劳 强 度 极 限MpaH620-550lim，弯曲疲劳极限取MpaFE480-410lim。设计轴结构的过程，要求将零部件装于轴中，并且考虑零部件在轴上的定位，制造工艺，在全方位考虑后，依然用 45 钢。45#是钢属于优质碳素钢，各个国家标记的符号不同：日标 S45C,美标:1045，德标 C45。对比一般的 A3 钢，它的强度会更高，有一定的抗变形水平。机械中45号钢用的很多，没有进行热处理的45号钢：HB229；进行热处理的45号钢：正火；冲击功：Aku39J；这种材料有着较高的强度，非常良好的塑性和韧性。已经淬火处理的45号钢，尚未挥霍时，它的硬度只要超过 HRC55，该钢料就是合格,而钢料在热处理后，再对其回火，此时硬度会是 HRC42-46，此时的45号钢机械性能很优秀，并且表面硬度完全符合要求，可加工一些截面小，但是承担很高负荷的零件，还能生产一些对芯部无过高强度要求的表面淬火零件。3.3.2 轴的最小直径确定轴径最开始计算时，假设将键槽开设在最细部分，需要注意轴强度受到这个键槽的影响。假设开设一个键槽在这段轴的截面，需要加大轴径到 5%-7%，如果需要开设两个键槽，轴径需要加大 10%-15%。参考书本 C 值：120C。由公式mmnPCd3/其中：P代表轴传动的功率，kw；n代表轴的转速，r/min；C代表轴的材料和承载情况，为常数学院本科生毕业论文26已知P=4.15kw，331/minnr，从机械手册中找到有用的参数 C=120，进入公式计算出：78.65dmm；最终是80dmm。3.3.3 轴的结构设计要想拆卸掉轴上的零件，多会将轴的形状设计为阶梯轴，直径从两端开始慢慢变大，中间部分最大，按照顺序从上端去拆卸带轮以及带轮等从轴，要想安装轴零件时便利一些，需要倒角，分别在轴端和每个轴的端部。每一段轴的直径都需要匹配它的要求，最好直径为标准值，可以安装轴承和带轮这些标准件，要求内径必须是符合规定的。轴向固定使用套筒、螺母、轴端挡圈的时候，要求轴段的长度短过零件轮毂，短少尺寸为23mm，确保螺母和零件的端面紧紧的靠在一起。图 3.4 中磨粉轴暂定的结构：图图 3.4 轴的结构图轴的结构图3.3.4 轴的校核1、作用到轴的载荷值作用于轴中的支反力垂直面内：NFNV9171 NFNV3142水平面内：NFNH25181 NFNH8632将受力和弯矩图纸分别画出，见 4.2：基于第四强度理论去计算，这里键槽产生的影响不需考虑MPaWM70/1)32/75.0(322dWTMM，学院本科生毕业论文2769.210W表表 3.3 受力分析受力分析载荷 水平面 H 垂直面 V NFNH25181 NFNV9171 支反力 F NFNH8632 NFNV3142弯矩 M mmNFMNVVMax1888507511 mmNFMNVVMax1888507511 mmNMMMVH51max221max11001.2总弯矩 mmNMMMVH52max222max21051.1扭矩 T mmNT138633MPaMPaWMca7069.25102.9/101093.1/1-6351 MPaMPaWMca7069.20045.01.0/101034.2/1-3352参考所有算得的数据，说明这个轴非常安全。图图 3.5 受力简图和弯矩图受力简图和弯矩图学院本科生毕业论文282、轴强度的校核依据弯扭合成应力进行校核过程中，只需要对轴承受的弯矩和扭矩部分的最大截面强度去校核，这里=0.6,轴应力：223 23 231()/(99.5 10)(0.6 261.9 10)/0.1 3048.8caMTWN 之前已经确认用 45 号钢生产轴，需要调质，得益于机械设计中表 15-1：1=60Mpa 所以caS=1.5所有数据说明轴非常安全。3.4 入料漏斗的设计入料漏斗是玉米进料装置，为保证玉米能够循序渐进的进行磨粉，需要将其设计成上面大下面小的漏斗状，本次设计的入料漏斗在参考同类型产品、结合本结构尺寸的基础上，确定其上面的尺寸为1100，入料漏斗高度为 548mm，斜度为 86，零件的材料选用 Q235，在入料漏斗的四周通过 4 根角铁与机身焊接而成，具体结构详见下图。学院本科生毕业论文30图图 3.6 入料漏斗结构图入料漏斗结构图3.5 机架的设计机架作为基础件，其余部件可在此安装，对其进行设计的时候需要满足下面的4点要求：1、工况不管设计哪种机架，第一要让机器指定的工作要求能满足。2、刚度确保指定的外形条件可以满足，要求机架的刚度足够高。假设基础部件刚度不够，那么工作时候因为会有重力、夹紧力、摩擦力、惯性力、工作载荷等的作用，基础部件可能会有形变出现，还会有震动或爬行的状况产生，使得产品的定位精度、加工精学院本科生毕业论文31度以及其余的性能受到一定的影响。3、强度普通机器上的机架，刚度和强度必须同时满足要求。4、稳定性若受压结构是细长型或者薄壁型，此时受弯-压结构必然会出现失稳的状况，当然也不只有这些结构，可能板壳结构也会发生失稳状况。机架设计要求尽可满足后，考虑机架的工作用途，工作环境。本次设计的机架，零件的材料选用 Q235，选用焊接的方式成型，机架的整体尺寸为 1961X850X200（mm），具体结构详见下图。图图 3.7 机架结构图机架结构图3.6 键连接的选择与确定1、键连接的具体类型键连接有四种：平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接。根据使用途径不一样，平键有三类：普通平键、导向平键和滑键。平键中工作面是两个侧面，依据键和键槽侧面的挤压将转矩传递出去，会有一个空隙留在键的上表面和轮毂槽底间。平键连接有着简单的结构，拆卸很便利，良好的对中性等，所以可用之处非常多。文中就是用平键连接。学院本科生毕业论文32图图 3.8 普通平键结构图普通平键结构图2、键连接的计算与校核用 45 钢生产键，其许用挤压应力是Mpa120-100，用平均值Mpa110。文中磨粉轴将最高扭矩传递出去，结合设计需要，要求校核磨粉轴的键连接强度，载荷可均匀的分部，计算出平键连接的挤压强度：ppdhlT/4式中：T 为转矩（Nmm）；d为轴径（mm）；h为键的高度（mm）；l为键的工作长度（mm）；p为许用挤压应力（MPa）；其值放入得出44/4 7.5 10/80 15 8062.5pT dhlMpaMpap110完全在设计