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無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 編 號(hào) 無(wú)錫太湖學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 題目： 差動(dòng)變速器的設(shè)計(jì) 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 學(xué) 號(hào)： 0923186 學(xué)生姓名： 戴其貴 指導(dǎo)教師： 唐正寧（職稱： 副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 無(wú)錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng) 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 差動(dòng)變速器的設(shè)計(jì) 是 本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論 文）不包含任何其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級(jí)： 機(jī)械 94 學(xué) 號(hào)： 0923186 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 無(wú) 錫 太 湖 學(xué) 院 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 1、題目 差動(dòng)變速器的設(shè)計(jì) 2、專題 二、課題來(lái)源及選題依據(jù) 差動(dòng)變速器是由基本型變速器對(duì)差動(dòng)輪系進(jìn)行封閉而成的一種組合式變 速傳動(dòng)裝置.基本型變速器一般分為磨擦式、鏈?zhǔn)健胶兔}動(dòng)式.通過(guò)選取 裝置內(nèi)各不同傳動(dòng)參數(shù),可實(shí)現(xiàn)精密調(diào)速并擴(kuò)大基本型變速器承載能力,或者 擴(kuò)大基本型變速器的調(diào)速范圍,甚至實(shí)現(xiàn)過(guò)零調(diào)速.將基本型變速器和差動(dòng)輪 系組合,有利于提高變速器變速范圍,因此差動(dòng)變速器具有很好的開(kāi)發(fā)空間和 市場(chǎng)前景。 針對(duì)差動(dòng)變速器的分析和設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的問(wèn)題,提出了一種對(duì)差動(dòng)變速 器進(jìn)行差動(dòng)輪系的配齒計(jì)算方法,以及與變速器的組合裝配設(shè)計(jì)的方法,給出 了差動(dòng)變速器的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程,并根據(jù)參數(shù)畫出其裝配圖,為同類型傳動(dòng)設(shè)計(jì) 提供了理論基礎(chǔ)和方法。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 了解變速器的發(fā)展歷程及其工作特點(diǎn)； 熟練使用 CAD，UG 等制圖軟件； I 熟練掌握差動(dòng)變速器的變速原理； 辨別差動(dòng)變速器與其他變速器的共同點(diǎn)與不同點(diǎn)； 能夠具備一定的三維空間想象能力。 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 94 班 姓名 戴其貴 五、開(kāi)始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問(wèn)）： 指導(dǎo)教師簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長(zhǎng)研究所所長(zhǎng) 簽名 系主任 簽名 2013 年 5 月 25 日 II 摘 要 差動(dòng)變速器是由基本型變速器對(duì)差動(dòng)輪系進(jìn)行封閉而成的一種組合式變速傳動(dòng)裝置.基 本型變速器一般分為磨擦式、鏈?zhǔn)?、帶式和脈動(dòng)式.通過(guò)選取裝置內(nèi)各不同傳動(dòng)參數(shù),可實(shí) 現(xiàn)精密調(diào)速并擴(kuò)大基本型變速器承載能力,或者擴(kuò)大基本型變速器的調(diào)速范圍,甚至實(shí)現(xiàn)過(guò) 零調(diào)速.將基本型變速器和差動(dòng)輪系組合,有利于提高變速器變速范圍,因此差動(dòng)變速器具有 很好的開(kāi)發(fā)空間和市場(chǎng)前景。 針對(duì)差動(dòng)變速器的分析和設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的問(wèn)題,提出了一種對(duì)差動(dòng)變速器進(jìn)行差動(dòng)輪系 的配齒計(jì)算方法,以及與變速器的組合裝配設(shè)計(jì)的方法,給出了差動(dòng)變速器的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程, 并根據(jù)參數(shù)畫出其裝配圖,為同類型傳動(dòng)設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)和方法。 通過(guò)分析差動(dòng)無(wú)級(jí)變速器中帶式無(wú)級(jí)變速工作原理，對(duì)差動(dòng)無(wú)級(jí)變速器中的帶輪傳動(dòng) 和差動(dòng)輪系及定軸齒輪副進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)，得到了帶輪急齒輪傳動(dòng)的重要參數(shù)，最后對(duì)其組 合裝配設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了提高無(wú)級(jí)變速器的變速范圍。 關(guān)鍵詞：差動(dòng)變速器；傳動(dòng)裝置；配齒計(jì)算；組合設(shè)計(jì) Abstract III Abstract Differential transmission is composed of basic transmission to closed differential gear train a combination of variable speed drive. Generally divided into basic transmission friction type, chain and belt type and pulsating flow. By selecting device inside the different parameters, which can realize precise control of motor speed and expand the basic transmission capacity, and expand the basic transmission speed range, and even realize zero speed. The basic transmission and the differential gear train, to improve the transmission speed range, as a result, the differential transmission has the very good development space and market prospects. According to the analysis of the differential transmission and design of more complex problems, put forward a kind of differential gear train was carried out on the differential transmission of gear calculation method, and combined with the transmission assembly design method, gives the detailed design process of a differential transmission, and draw the assembly drawing, according to the parameters of the same type transmission design provides a theoretical basis and methods. By analyzing the differential stepless transmission belt type CVT working principle, the differential stepless transmission pulley transmission and the differential gear train and in the calculation and design of fixed axis gear pair, the pulley gear transmission of the important parameters, finally the combination assembly design, realized the stepless transmission speed range. Key words: differential transmission; Transmission device; For computing tooth; Composite design IV 目 錄 摘要 .III ABSTRACT .IV 目 錄 .V 1 緒論 .1 1.1 設(shè)計(jì)目的和意義 .1 1.2 設(shè)計(jì)任務(wù) .1 2 總體方案設(shè)計(jì) .1 2.1 主要組成結(jié)構(gòu) .2 2.2 主要技術(shù)參數(shù) .2 2.3 工作原理與工作過(guò)程概述 .3 2.3.1 環(huán)模制粒機(jī)的工作原理 .3 2.3.2 環(huán)模制粒機(jī)的主要工作過(guò)程 .4 3 喂料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .4 3.1 喂料輸送結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .5 3.2 喂料器參數(shù)計(jì)算 .5 3.2.1 螺旋直徑 D 與螺旋軸轉(zhuǎn)速 n 的計(jì)算 .5 3.2.2 物料軸向推進(jìn)速度計(jì)算 .6 3.2.3 電機(jī)的選擇 .6 3.3 機(jī)槽的設(shè)計(jì) .6 4 調(diào)制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .7 4.1 調(diào)質(zhì)的作用 .7 4.2 調(diào)質(zhì)過(guò)程的控制 .7 4.3 調(diào)制器總體方案設(shè)計(jì)及計(jì)算 .7 5 主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .9 5.1 主電機(jī)的選擇 .9 5.2 主傳動(dòng)計(jì)算 .9 5.2.1 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) .9 5.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) .9 5.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) .11 5.2.4 幾何尺寸計(jì)算 .12 5.2.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖 .12 5.3 空心軸的有限元分析 .12 6 制粒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 .19 6.1 環(huán)模的加工工藝綜述及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .19 6.1.1 環(huán)模的熱處理工藝 .19 6.1.2 環(huán)模?？椎募庸すに?.20 6.1.3 環(huán)模的結(jié)構(gòu) .20 V 6.1.4 方案設(shè)計(jì) .20 6.2 環(huán)模的參數(shù)計(jì)算 .20 6.2.1 環(huán)模厚度計(jì)算 .20 6.2.2 環(huán)模單位功率面積 .20 6.3 壓輥的設(shè)計(jì)計(jì)算 .21 6.4 環(huán)模和壓輥工作間隙的調(diào)整 .21 7 設(shè)備拆裝及維護(hù) .23 7.1 制粒機(jī)的使用和維護(hù) .23 7.2 制粒機(jī)的檢修 .23 7.2.1 喂料系統(tǒng)拆裝 .23 7.2.2 主傳動(dòng)系統(tǒng)拆裝 .24 7.2.3 易損件的拆裝 .26 8 結(jié)論與展望 .29 8.1 結(jié)論 .29 8.2 存在的不足及對(duì)未來(lái)的展望 .29 致 謝 .30 參考文獻(xiàn) .31 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 0 1 緒論 差動(dòng)變速器是由基本型變速器對(duì)差動(dòng)輪系進(jìn)行封閉而成的一種組合式變速傳動(dòng)裝置.基 本型變速器一般分為磨擦式、鏈?zhǔn)健胶兔}動(dòng)式.通過(guò)選取裝置內(nèi)各不同傳動(dòng)參數(shù),可實(shí) 現(xiàn)精密調(diào)速并擴(kuò)大基本型變速器承載能力,或者擴(kuò)大基本型變速器的調(diào)速范圍,甚至實(shí)現(xiàn)過(guò) 零調(diào)速.將基本型變速器和差動(dòng)輪系組合,有利于提高變速器變速范圍,因此差動(dòng)變速器具有 很好的開(kāi)發(fā)空間和市場(chǎng)前景。 針對(duì)差動(dòng)變速器的分析和設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的問(wèn)題,提出了一種對(duì)差動(dòng)變速器進(jìn)行差動(dòng)輪系 的配齒計(jì)算方法,以及與變速器的組合裝配設(shè)計(jì)的方法,給出了差動(dòng)變速器的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程, 并根據(jù)參數(shù)畫出其裝配圖,為同類型傳動(dòng)設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)和方法。 通過(guò)分析差動(dòng)無(wú)級(jí)變速器中帶式無(wú)級(jí)變速工作原理，對(duì)差動(dòng)無(wú)級(jí)變速器中的帶輪傳動(dòng) 和差動(dòng)輪系及定軸齒輪副進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)，得到了帶輪急齒輪傳動(dòng)的重要參數(shù)，最后對(duì)其組 合裝配設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了提高無(wú)級(jí)變速器的變速范圍。 1.1 設(shè)計(jì)目的和意義 差動(dòng)變數(shù)器是行星齒輪的特殊情況。差動(dòng)輪系還可以將一個(gè)原動(dòng)構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)分解為另 外兩個(gè)從動(dòng)基本構(gòu)件的不同轉(zhuǎn)動(dòng)。差動(dòng)輪系可進(jìn)行運(yùn)動(dòng)合成的這種特性被廣泛應(yīng)用于機(jī)床、 計(jì)算機(jī)構(gòu)及補(bǔ)償調(diào)整裝置中。 行星齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)是體積小，承載能力大，工作平穩(wěn)。但大功率高速行星齒輪 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，要求制造精度高。行星齒輪傳動(dòng)中有些類型效率高，但傳動(dòng)比不大。另 一些類型則傳動(dòng)比可以很大，但效率較低。用它們作減速器時(shí)，其效率隨傳動(dòng)比的增大而 減??；作增速器時(shí)則有可能產(chǎn)生自鎖。輪系在各種機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用。 1.2 設(shè)計(jì)任務(wù) 確定設(shè)計(jì)方案；喂料器技術(shù)參數(shù)的確定；電機(jī)參數(shù)的確定；調(diào)制器技術(shù)參數(shù)的確定； 主傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)的確定；主軸剛度的校核計(jì)算；環(huán)模和壓輥配合使用的技術(shù)參數(shù)的確 定，壓輥得制作工藝過(guò)程；其他相關(guān)說(shuō)明。完成整機(jī)的三維設(shè)計(jì)、主要部件的組裝圖、重 要零件的工程圖、相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化。 差動(dòng)變速器設(shè)計(jì) 1 2 總體方案設(shè)計(jì) 2.1 主要組成結(jié)構(gòu) 圖 2.1 差動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)圖 AHHC520 型制粒機(jī)主要用于中大型配合飼料廠壓制顆粒飼料，也可用于機(jī)械化養(yǎng)養(yǎng) 殖場(chǎng)。該產(chǎn)品可以根據(jù)用戶的需求，配備不同?？卓讖降膲耗?，生產(chǎn)各種規(guī)格的顆粒飼料， 從而用于不同的養(yǎng)殖對(duì)象。該機(jī)喂料、調(diào)質(zhì)、制粒分別采用獨(dú)立傳動(dòng)，工作可靠。該設(shè)備 主要組成部分有：喂料系統(tǒng)，調(diào)質(zhì)系統(tǒng)，制粒系統(tǒng)，主傳動(dòng)系統(tǒng)，過(guò)載保護(hù)系統(tǒng)和潤(rùn)滑系 統(tǒng)等。 2.2 主要技術(shù)參數(shù) 表 2-1 主要技術(shù)參數(shù)表 項(xiàng)目 參數(shù) 生產(chǎn)率（t/h） 420 壓模內(nèi)徑（mm） 520 壓輥直徑（mm） 240 ?？字睆剑╩m） 8 壓模轉(zhuǎn)速(r/min) 382 螺距（mm） 300 調(diào)質(zhì)器轉(zhuǎn)速（r/min） 380 槳葉直徑（mm） 560 螺距（mm） 480 偏心軸偏心距(mm) 15 主電機(jī) 200KW 調(diào)質(zhì)電機(jī) 5.5KW配套動(dòng)力 喂料電機(jī) 2.2KW 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 2.3 工作原理與工作過(guò)程概述 2.3.1 環(huán)模制粒機(jī)的工作原理 粉狀飼料的制粒過(guò)程是一個(gè)連續(xù)壓制過(guò)程。它建立在粉狀顆粒間有空隙存在的基礎(chǔ)上。 粉狀物料是一種由具有一定流動(dòng)性的分散顆粒組成的不連續(xù)松散體，在擠壓力的作用下粉 粒相互移近和重新排列，粉粒間所含氣體不斷逸出,從而使得粉粒間的間隙減小，聯(lián)接力增 大，最后被壓制成具有一定密度、一定硬度的顆粒飼料。 在壓粒過(guò)程中，飼料的蛋白質(zhì)和糖分受熱產(chǎn)生可塑性，淀粉部分糊化。 “壓?！?，簡(jiǎn)單 地說(shuō)就是一個(gè)擠壓式的熱塑過(guò)程。環(huán)模和壓輥是制粒機(jī)的主要工作部件，配合飼料從供料 機(jī)構(gòu)較均勻地供給調(diào)質(zhì)機(jī)構(gòu)，飼料在調(diào)質(zhì)機(jī)構(gòu)中與水(或其他添加物)混合后，投入制粒機(jī) 構(gòu)中。飼料在環(huán)模與壓輥的擠壓下，從壓模的模孔中擠出來(lái)成為顆粒。從工作過(guò)程分析， 環(huán)模是主動(dòng)回轉(zhuǎn)零件，而壓輥是靠摩擦而轉(zhuǎn)動(dòng)的。 圖 2.2 壓制區(qū)內(nèi)分區(qū)圖 在環(huán)模制粒過(guò)程中，粉料在壓制區(qū)內(nèi)所在的位置不同，其受壓輥的壓緊 力亦是不同的。 它可劃分為 4 個(gè)區(qū)，即供料區(qū)、壓緊區(qū)、擠壓區(qū)和成形區(qū)，見(jiàn)上圖。 在供料區(qū)，物料基本不受機(jī)械外力，它處于自然松散狀態(tài)，但它受環(huán)模圈回轉(zhuǎn)而產(chǎn) 生 離心力影響，使粉料緊貼在環(huán)模內(nèi)圈上。隨著模輥的旋轉(zhuǎn)，物料進(jìn)入壓緊區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)， 受模輥的擠壓作用，粉粒之間產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，孔隙逐漸減小。隨著物料向前移動(dòng)速度的加 快，擠壓力逐漸增加，孔隙更小，但粉?；旧线€未變形。在擠壓區(qū)內(nèi)，模輥間隙變小， 擠壓力急劇增大，粉粒進(jìn)一步靠緊和鑲嵌，粉粒間的接觸面增大和聯(lián)結(jié)增強(qiáng)，粉粒產(chǎn)生變 形，并產(chǎn)生了較好的聯(lián)結(jié)，同時(shí)將壓緊粉體向?？讛D去。經(jīng)過(guò)?？滓欢伍L(zhǎng)度的飽壓形成顆 粒飼料。這一區(qū)段物料將產(chǎn)生彈性、塑性組合變形。在壓?？變?nèi)已充滿了已被壓實(shí)成形的 飼料柱體，在?？變?nèi)側(cè)又不斷接受新擠入的粉料，使飼料柱體向外側(cè)推移，排出?？住＿@ 時(shí)擠壓力必須克服?？變?nèi)料柱摩擦力的總和。物料在模輥轉(zhuǎn)動(dòng)作用下壓制成顆粒有兩個(gè)條 差動(dòng)變速器設(shè)計(jì) 3 件：一是模輥要把物料攫入變形口，二是壓輥對(duì)物料擠壓力要大于?？變?nèi)料柱的摩擦阻力。 2.3.2 環(huán)模制粒機(jī)的主要工作過(guò)程 當(dāng)水分含量為 1214的配合飼料進(jìn)入混合喂料器后，飼料經(jīng)加入一定量的水蒸汽 后，被螺旋漿葉混合攪拌均勻后送進(jìn)調(diào)質(zhì)器內(nèi)，進(jìn)行糊化。如果需要，也可以將糖蜜、脂 等液體均勻噴灑到物料中去，脂的添加量不得超過(guò) 3，以利于成形。調(diào)質(zhì)后的物料水分 達(dá)到 1517，然后經(jīng)分配器分配到轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)式壓模和壓輥的工作面上。旋轉(zhuǎn)的壓輥通 過(guò)與物料的磨擦帶動(dòng)壓輥旋轉(zhuǎn)，物料在強(qiáng)烈的擠壓下，克服孔壁的阻力，并不斷從壓模孔 中成條的擠出。擠出時(shí)被裝置在壓模外的切刀切成長(zhǎng)度適宜的顆粒。切刀的位置可以調(diào)節(jié)， 以控制顆粒的長(zhǎng)短。剛壓制出的顆粒溫度一般在 7590之間，水分在 1516左右， 必須在經(jīng)過(guò)冷卻降溫，揮發(fā)水分使其溫度接近室溫，以便保管儲(chǔ)藏。 3 喂料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 喂料機(jī)構(gòu)的作用是將待制粒倉(cāng)中的粉狀物料均勻地輸送到調(diào)質(zhì)部分，其關(guān)鍵是保證輸 送速度的穩(wěn)定。傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)通常是依靠螺旋輸送機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)這種功能。螺旋輸送機(jī)又稱“絞 龍” ，是一種無(wú)撓性牽引構(gòu)件的連續(xù)輸送設(shè)備。其結(jié)構(gòu)主要包括料槽、螺旋葉片和轉(zhuǎn)動(dòng)軸組 成的螺旋體、兩端軸承和驅(qū)動(dòng)裝置幾部分。工作時(shí)，物料由進(jìn)料口進(jìn)入料槽，并在螺旋葉 片的推動(dòng)下沿螺旋槽作軸向移動(dòng)，直至卸料口被排出。螺旋輸送機(jī)的類型有水平、垂直和 傾斜三種形式，本設(shè)計(jì)中選用水平螺旋輸送機(jī)。與其它輸送設(shè)備相比，螺旋輸送機(jī)具有結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單、橫截面積小、密封性好、操作維修安全、方便、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，這也正是它 被廣泛應(yīng)用的原因之一。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 圖 3.1 喂料機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 3.1 喂料輸送結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 該設(shè)備的螺旋輸送機(jī)葉片采用單頭滿面式螺旋葉片，螺旋葉片的一邊緊貼在軸上，形 成完整的螺旋面。這種葉片構(gòu)造簡(jiǎn)單，輸送能力強(qiáng)，便于均勻地輸送粉類物料。 螺旋面采用右旋設(shè)計(jì)方案。由于輸送物料中含有一定水分，為了防止葉片生銹，影響 物料輸送和產(chǎn)品質(zhì)量，選用不銹鋼作為葉片材料。同時(shí)，由于在工作過(guò)程中，葉片磨損比 較嚴(yán)重，為了增加其耐磨性，要對(duì)葉片進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，以提高其表面硬度。 螺旋葉片厚度為 5mm，螺距為（0.8-1）D，D 為螺旋直徑，由于本設(shè)計(jì)采用水平結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)，取 S=D，機(jī)殼厚度為 5mm。 3.2 喂料器參數(shù)計(jì)算 3.2.1 螺旋直徑 D 與螺旋軸轉(zhuǎn)速 n 的計(jì)算 根據(jù)運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)的公式 15-1： ）（ m5.2CQK （3.1） 其中，Q:輸送能力，按設(shè)計(jì)要求，取 20t/h； K：物料特性系數(shù)，常用物料的 k 值見(jiàn)運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè) 表 15-1，這里取 0.0415； :填充系數(shù)，見(jiàn)運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)表 15-1，這里取 0.35； C：傾角系數(shù)，見(jiàn)運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)表 15-1，這里取 1； 差動(dòng)變速器設(shè)計(jì) 5 :物料松散密度，見(jiàn)運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè) 表 15-6，這里取 0.52t/m3， 將數(shù)據(jù)帶入上式，可得 mD27.0 圓整后，取 D=0.3m。 根據(jù)運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)的公式 15-2： in)/(rAn （3.2） 其中，A：物料綜合系數(shù)，見(jiàn)運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè) 表 15-6，這里取 75， 代入上式，得 min/9.136rn 又由公式運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)選用手冊(cè)的公式 15-3 CsDQ247 （3.3） 計(jì)算得 in/059.rn 圓整后，取 n=90r/min。 對(duì) D 和 n 圓整后，應(yīng)該對(duì)填充系數(shù)進(jìn)行驗(yàn)算： 37.0472CsnDQ （3.4） 未超過(guò)上限，故圓整后的 D 和 n 值適合。 3.2.2 物料軸向推進(jìn)速度計(jì)算 根據(jù)公式： 60SV （3.5） 式中，V：物料的軸向推進(jìn)速度（m/s） ； S：螺旋葉片的螺距（ m） ； n：螺旋軸轉(zhuǎn)速（r/min）; 則物料沿軸向推進(jìn)速度 。V45.0 3.2.3 電機(jī)的選擇 由于 N=1.33 kw,所以驅(qū)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)選用 YTC 型電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)，該電機(jī)有三 相異步交流電機(jī)、渦流離合器與測(cè)速發(fā)電機(jī)組成，并與控制器配合使用，工作時(shí)，此電機(jī) 能根據(jù)軸上承受載荷的不同自動(dòng)地、無(wú)級(jí)地調(diào)整其輸出轉(zhuǎn)速，達(dá)到無(wú)級(jí)變速喂料，控制不 同喂料量的目的。 3.3 機(jī)槽的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中的機(jī)槽采用法蘭和截面為 U 字型的鋼制機(jī)槽。 U 型機(jī)槽的厚度為 5mm 薄鋼 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 板，其兩側(cè)臂垂直，底部成半圓形，在 U 型機(jī)槽的端面焊接有法蘭，用以固定蓋板和端蓋。 機(jī)槽半圓的內(nèi)徑大于螺旋葉片半徑，允許少量的物料滯留于槽底，以防葉片與槽底摩擦。 為了對(duì)機(jī)槽進(jìn)行密封，機(jī)槽上部裝有用薄鋼板制成的蓋板，蓋板用螺栓固定在槽體上 端的鋼制法蘭上。蓋板可以開(kāi)啟，以便對(duì)槽體進(jìn)行必要的檢查。蓋板上開(kāi)有進(jìn)料口，機(jī)槽 底部開(kāi)有卸料口，均做成方形，以便安裝料管。 4 調(diào)制器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 調(diào)質(zhì)就是使粉料在高溫、高壓下通入過(guò)熱蒸汽,使其熟化的過(guò)程。它是顆粒飼料生產(chǎn)中 的必然環(huán)節(jié),在這一過(guò)程中可使飼料中很多成分發(fā)生變化,其中有些是人們所需要的,而有些 則是人們所不希望的。 4.1 調(diào)質(zhì)的作用 在調(diào)質(zhì)過(guò)程中最主要的變化就是使飼料中含量較高的淀粉部分發(fā)生糊化,而使淀粉更易 被動(dòng)物所消化吸收。這可明顯地提高飼料的利用率; 同時(shí)產(chǎn)生的糊精具有較好的適口性,可大 大提高飼料的適口性;另外,糊化淀粉可使飼料的黏稠性提高 ,可起到黏結(jié)劑的作用,這也是在 制粒過(guò)程中必須進(jìn)行調(diào)質(zhì)的一個(gè)主要原因。 調(diào)質(zhì)中的高溫、高壓可使飼料中大量病原微生物滅活,如常見(jiàn)的沙門氏桿菌及大腸桿菌 等。特別是最近一些飼料廠為了生產(chǎn)出高衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)、無(wú)病原菌尤其是無(wú)沙門氏菌的產(chǎn)品,在 飼料生產(chǎn)時(shí),出現(xiàn)了提高制粒溫度的發(fā)展趨勢(shì)。這些飼料廠家規(guī)定制粒溫度在 85 以上,它 是有效地殺死沙門氏菌的示值溫度。在國(guó)外更是如此,早在 20 世紀(jì) 80 年代末西歐在打“沙 門氏菌恐慌”戰(zhàn)時(shí),在調(diào)質(zhì)中首要考慮的就是殺菌的問(wèn)題,目前西歐已開(kāi)始采用的擠壓調(diào)質(zhì)二 次制粒工藝通常達(dá)到的制粒溫度為 90 。 差動(dòng)變速器設(shè)計(jì) 7 4.2 調(diào)質(zhì)過(guò)程的控制 為減少營(yíng)養(yǎng)成分的損失,在制粒過(guò)程中要根據(jù)不同的原料組分、含水量及對(duì)產(chǎn)品熟化程 度的不同要求來(lái)調(diào)整調(diào)質(zhì)時(shí)間。一般來(lái)說(shuō),調(diào)質(zhì)時(shí)間越長(zhǎng),原料的熟化度越好。淀粉糊化度越 高,黏性越好,生產(chǎn)出的顆粒料物理性能就越好,但同時(shí)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失也較多。一般飼料原料 的調(diào)質(zhì)時(shí)間為 1030 s 為宜。但對(duì)各種飼料都合適的一個(gè)調(diào)質(zhì)時(shí)間是不存在的。因此,最重 要的創(chuàng)新應(yīng)該是把飼料原料在調(diào)質(zhì)器中滯留時(shí)間設(shè)為一個(gè)可變參數(shù)。 4.3 調(diào)制器總體方案設(shè)計(jì)及計(jì)算 本設(shè)計(jì)方案采用單級(jí)槳葉式調(diào)質(zhì)器，該型調(diào)制器通過(guò)改變槳葉的傾斜角度來(lái)控制物料 的推進(jìn)速度，針對(duì)不同的物料，分別設(shè)定調(diào)質(zhì)器槳葉的傾斜角度，控制物料的調(diào)質(zhì)時(shí)間， 實(shí)現(xiàn)調(diào)質(zhì)器的最優(yōu)功能。 調(diào)質(zhì)時(shí)間： )(36041 21 sQkvlDVt （4.1） 式中，V：調(diào)質(zhì)筒體積（ ）；3m D：調(diào)質(zhì)筒直徑（m）； ：調(diào)質(zhì)筒長(zhǎng)度，取 =7D；ll ：飼料容重( ),取 v=0.5；v3/t ；飼料充滿系數(shù)，取 k=0.3。k 調(diào)質(zhì)軸輸送量 Q1，取壓粒設(shè)計(jì)產(chǎn)量 Q 的 1.52.0 倍，可初定 Q1=1.8Q。 將上述有關(guān)參數(shù)代入調(diào)質(zhì)時(shí)間 t 計(jì)算式： 3608.1.5742Dt圖 4.1 調(diào)制器軸 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 （4.2） 33 078.36.057481QtQtD （4.3） 對(duì)于一臺(tái)選定產(chǎn)量 Q 的制粒機(jī)來(lái)說(shuō)，調(diào)質(zhì)時(shí)間 t 對(duì) D 影響很大，為了便于設(shè)計(jì)，一般 取 t=15 秒。代入上式，計(jì)算得 D=0.5592m。參照市場(chǎng)上同類產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)，取調(diào)質(zhì)桶直 徑為 560mm，長(zhǎng)度 3200mm。調(diào)質(zhì)電機(jī)選用 Y100L，功率 2.2kW，同步轉(zhuǎn)速 1500r/min。 5 主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5.1 主電機(jī)的選擇 根據(jù)吳克疇教授摘譯的混合飼料生產(chǎn)工藝一書介紹，一臺(tái)飼料壓粒機(jī)的生產(chǎn)率 Q 可以近似的由下式來(lái)計(jì)算： )/(2.7htpKNQ （5.1） 式中，N：壓粒電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率（KW） ； ：要壓粒的散料密度（t/ ） ；3m ：壓粒電動(dòng)機(jī)的效率取 0.80.9； p：需要壓粒壓力（MPa） ； ：決定于壓縮率 K（未壓粒的散裝物和壓粒后的顆粒密度的比率） ；K K：壓縮率，可取 0.50.7； 公式換算得到驅(qū)動(dòng)功率的算法： 差動(dòng)變速器設(shè)計(jì) 9 2.7 QpKN （5.2） 已知：Q=10, =0.9，查表得到 P=56； =0.5；=0.5； 帶入計(jì)算得到 N=166.2kW，經(jīng)查表，選取主電機(jī)型號(hào)為 Y280L-2 ，額定功率為 200KW，同步轉(zhuǎn)速 1500r/min。 5.2 主傳動(dòng)計(jì)算 該設(shè)計(jì)方案主傳動(dòng)系統(tǒng)采用直齒齒輪傳動(dòng)，主要優(yōu)點(diǎn)是工作可靠，使用壽命長(zhǎng)，傳動(dòng) 較平穩(wěn)，傳遞功率高，結(jié)構(gòu)緊湊，功率和速度適用范圍很廣等。工作時(shí),由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小、 大齒輪，并經(jīng)傳動(dòng)空軸帶動(dòng)環(huán)模轉(zhuǎn)動(dòng)，環(huán)模與壓輥擠壓物料成形。 5.2.1 選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1）選定齒形為直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 2）作為機(jī)床主軸傳動(dòng)，選用 7 級(jí)精度（GB 10095-88） 3）材料選擇。由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-1 選擇小齒輪材料為們 40Cr（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 240HBS，二者硬度差為 40HBS。 4）選小齒輪齒數(shù)為 z1=24，大齒輪齒數(shù)為 z2=3.7424=92.976，取 z2=93。 5.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由機(jī)械設(shè)計(jì)公式 10-9a 進(jìn)行試算，即 3 2112. HEdt ZuKTd （5.3） （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1）試選載荷系數(shù) Kt=1.3. 2）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 mNmNnPT 65151 1029.14802.90.9 （5.4） 3）由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-7 選取齒寬系數(shù) d=1. 4）由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-6 查得材料的彈性影響系數(shù) ZE=189.8 MPa1/2. 5）由機(jī)械設(shè)計(jì)圖 10-21d 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 Hlim1=600MPa，大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 Hlim2=550MPa。 6）由機(jī)械設(shè)計(jì)式 10-13 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 992 911065.87.34 1034.6)582(0NjLnh （5.5） 7）由機(jī)械設(shè)計(jì)圖 10-19 取接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1=0.95，K HN2=0.98. 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為 1%，安全系數(shù)為 S=1，由機(jī)械設(shè)計(jì)得 MPaSKHN570695.01lim1 398.2li2 （2）計(jì)算 1）試算小齒輪分度圓直徑 d1t，代入 H中較小的值。 m m ZuKTdEdt417.8 5398.17.831029.3.3 262 （5.6） 2）計(jì)算圓周速度 v。 smsndt /50.1/106487.106 （5.7） 3）計(jì)算齒寬。 mdbt 47.847.81 （5.8） 4）計(jì)算齒寬與齒高之比 。hb 模數(shù) mzdmtt 184.6247.18 （5.9） 齒高 ht 914.318.65. （5.10） 67.0.hb 5）計(jì)算載荷系數(shù)。 根據(jù) v=11.50m/s，7 級(jí)精度，由 機(jī)械設(shè)計(jì)圖 10-8 查得動(dòng)載荷系數(shù) Kv=1.18,； 直齒輪， ；1FHK 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-2 查得使用系數(shù) KA=1.25； 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-4 用插值法查得 7 級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支撐非對(duì)稱布置時(shí)， 。42.1HK 由 ， 查圖 10-13 得 ；故載荷系數(shù)670hb42.1H32.1F 差動(dòng)變速器設(shè)計(jì) 11 127.4.18.25HvAK 6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由機(jī)械設(shè)計(jì)得 mdtt .73.417.831 （5.11） 7）計(jì)算模數(shù)。 zdm287.248.17 （5.12） 5.2.3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由機(jī)械設(shè)計(jì)公式 10-5 得彎曲強(qiáng)度計(jì)算公式為 (5.13)321FSAdYzKTm （1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值。 1）由機(jī)械設(shè)計(jì)圖 10-20c 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪MPaFE501 的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ；MPaFE3802 2）由圖 10-18 取得彎曲疲勞壽命系數(shù) ； ；90.1FNK9.2FN 3）計(jì)算彎曲疲勞需用應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù)為 S=1.4，由機(jī)械設(shè)計(jì)式 10-12 得 MPaaSFENF 49.314.151K857.2.80922 4）計(jì)算載荷系數(shù) K。 94.131.5FvA 5）查取齒形系數(shù)。 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-5 查得， ； 。6.21aY2.Fa 6）查取應(yīng)力校正系數(shù)。 由機(jī)械設(shè)計(jì)表 10-5 查得， ； 。58.1Sa7.12Sa 7）計(jì)算大、小齒輪的 并加以比較。FSa0157.8.25736.49.3621FSaY 大齒輪的數(shù)值大。 （2）設(shè)計(jì)計(jì)算 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 mm0954.17.24109.7.36 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算得模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算得模 數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所 決定的承載能力，僅于齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取由彎曲強(qiáng)度算得的模 數(shù) 5.0954mm，就近圓整到標(biāo)準(zhǔn)值 m=6mm，按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d1=174.887，算 出小齒輪齒數(shù) 30148.2967.11 mdz 大齒輪齒數(shù) ，取 。25.3075.2zz 這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲強(qiáng)度，并做 到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。 5.2.4 幾何尺寸計(jì)算 （1）計(jì)算分度圓直徑 mmzd7026183021 （2）計(jì)算中心距 a4121 （3）計(jì)算齒輪寬度 mdb801 取 B2=180mm，B1=190mm。 5.2.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制齒輪零件圖 見(jiàn)零件圖 AHHC520-ZL-01 和 AHHC520-ZL-02。 5.3 空心軸的有限元分析 電機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過(guò)一對(duì)齒輪傳動(dòng)傳遞給空心軸，空心軸帶動(dòng)固定其上的環(huán)模一起旋轉(zhuǎn)。 因此，空心軸是主要的傳動(dòng)和連接部件?？招妮S的主要制造工藝和計(jì)算如下： 1、 空心軸材料為 45 鋼； 2、 該軸采用鍛造方式加工，然后再進(jìn)行車削和銑削加工； 3、 空心軸內(nèi)壁設(shè)有軸承支座，為了將環(huán)模和主軸定位，保證兩零件的同軸度，環(huán) 模和空心軸用鍵連接，即傳動(dòng)鍵，并用螺栓定位。空心主軸結(jié)構(gòu)請(qǐng)參見(jiàn)制粒部分部 裝圖 AHHC520-ZL-00。 差動(dòng)變速器設(shè)計(jì) 13 (1)進(jìn)入 UG NX6.0 的高級(jí)仿真模塊，并新建 FEM 和仿真。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 （2）新建解算方案 Solution1。 （3）對(duì)模型施加載荷和約束。 差動(dòng)變速器設(shè)計(jì) 15 （4）指派模型材料。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 （5）對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。用 10mm 的 CTETRA（4）單元。 差動(dòng)變速器設(shè)計(jì) 17 （6）定義了相關(guān)參數(shù)后，即可開(kāi)始解算。 （7）解算完成后，查看節(jié)點(diǎn)位移和應(yīng)力云圖，如下： 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 通過(guò)有限元分析，我們可以從云圖上看到，空心軸上變形最大處的位移量在 0.0028mm 左右，而最大應(yīng)力為 4.388MPa，均滿足要求。 差動(dòng)變速器設(shè)計(jì) 19 6 制粒系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 6.1 環(huán)模的加工工藝綜述及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 6.1 環(huán)模 環(huán)模是顆粒飼料壓制機(jī)的關(guān)鍵零件之一；又是易損件；價(jià)格不菲；其質(zhì)量的好壞和質(zhì) 量是否穩(wěn)定,直接影響環(huán)模的使用壽命和顆粒飼料壓制機(jī)的產(chǎn)量、飼料的質(zhì)量，從而影響飼 料加工的生產(chǎn)成本。 環(huán)模失效的主要形式是?？准碍h(huán)模內(nèi)環(huán)表已磨損報(bào)廢，也有少量環(huán)模開(kāi)裂和?？锥氯?（即壓不出料）的情況。環(huán)模的使用壽命主要與環(huán)模材料、環(huán)模的加工工藝有關(guān)，對(duì)同一 環(huán)模材料和同一加工工藝，環(huán)模的使用壽命還與飼料配方、飼料生產(chǎn)工藝參數(shù)、工藝操作 等有關(guān)。環(huán)模初試壓是否順利出料主要與環(huán)模模孔表面光潔度有關(guān)。目前，國(guó)產(chǎn)顆粒飼料 壓制機(jī)的環(huán)模材料常見(jiàn)的有 20 號(hào)鋼、35 號(hào)鋼、45 號(hào)鋼、 20Cr、40Cr、20CrMnTi、40CrMnMo 等中、低碳優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)和合金結(jié)構(gòu)鋼，也有少量采用 不銹鋼制造。 6.1.1 環(huán)模的熱處理工藝 在常用環(huán)模材料加工工藝中,常見(jiàn)的熱處理方法有正火、調(diào)質(zhì)、淬火、滲碳、滲氮。要 針對(duì)不同的環(huán)模材料,綜合考慮這些熱處理方法的特點(diǎn),而安排于機(jī)加工工序之間。正火處理 消除內(nèi)應(yīng)力,為下一道工序作準(zhǔn)備。在環(huán)模加工工藝中,正火處理一般安排在鍛造之后或粗加 工之前,也有安排在精車之前。經(jīng)正火處理后的環(huán)模,切削性能有所改善,并能適當(dāng)?shù)馗纳萍?工后表面光潔度。 環(huán)模調(diào)質(zhì)的目的能獲得較高的強(qiáng)度和韌性性能,特別是保持環(huán)模心部的綜合機(jī)械性能。 在環(huán)模加工工藝中,一般安排在精車,擴(kuò)孔之前或粗加工之后;也可以安排在滲氮之前。對(duì)于 中碳優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼,要注意淬火與高溫回火的時(shí)間間隔不宜過(guò)長(zhǎng),否則,因環(huán)模的 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 復(fù)雜結(jié)構(gòu)而可能造成環(huán)模的熱處理裂紋。 環(huán)模的淬火處理常用的冷卻介質(zhì)為水和油。在水中的冷卻速度比在油中快些。如在水 中加入 0.15%0.30% 的聚乙烯醇,其冷卻介于水和油之間,可得到較好的熱處理組織。淬火 一般安排在擴(kuò)孔后或磨削加工之前,可作最終熱處理工藝。 滲碳處理能提高?？缀蛢?nèi)環(huán)表面的硬度,提高其耐磨性,從而提高環(huán)模的使用壽命。滲碳 主要針對(duì)含碳量 0.15%0.25%的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼如 20 號(hào)鋼、20Cr、20CrMnTi 等。 6.1.2 環(huán)模模孔的加工工藝 環(huán)模?？妆砻婀鉂嵍戎苯佑绊懎h(huán)模生產(chǎn)飼料時(shí)是否順利出料的關(guān)鍵。一般用人工進(jìn)給 的鉆孔工藝很難達(dá)到其要求的光潔度。而進(jìn)口的多工位鉆孔專用機(jī)床由于設(shè)備價(jià)格昂貴和 其鉆頭依賴進(jìn)口,導(dǎo)致環(huán)模制造成本增加。有的廠家采用專用機(jī)床,雖然能達(dá)到光潔度要求, 但生產(chǎn)成本也比較高。利用普通鉆床經(jīng)過(guò)改進(jìn)并輔以必要的工裝,能夠?qū)崿F(xiàn)鉆（擴(kuò)）孔半自 動(dòng)化,取得令人滿意的環(huán)模?？妆砻婀鉂嵍群洼^高的生產(chǎn)效率,降低制造成本;其方法是利用 單片機(jī)控制兩個(gè)步進(jìn)電機(jī),其中一個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制鉆（擴(kuò)）孔進(jìn)給方式,另一個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制 環(huán)模的轉(zhuǎn)角,達(dá)到自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng);經(jīng)加工后?？妆砻婀鉂嵍瓤蛇_(dá) 0.8,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,生產(chǎn)成本降低, 自動(dòng)化程度大為提高。通過(guò)不同的編程,可改變鉆（擴(kuò)）孔的鉆頭或（銑刀）的進(jìn)給運(yùn)動(dòng),可 分一步或多次對(duì)同一孔進(jìn)行加工;更換不同直徑的鉆頭（或銑刀） ,可加工不同直徑?？椎沫h(huán) 模。 6.1.3 環(huán)模的結(jié)構(gòu) 環(huán)?？椎男螤钆c尺寸也對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)率大小有很大影響。一般模孔的截面呈圓 形，有四種：直形孔、階梯孔、外錐孔和內(nèi)錐孔。按孔徑大小可以分為兩種：內(nèi)小外大、 內(nèi)大外小，前者用于?？讖叫∮?10mm，后者用于?？諒酱笥?10mm，其所以有此差別是 有利于成形。直孔和階梯孔適于配合飼料的制粒，但是，階梯孔不常用，外錐孔適于脫脂 糖等高纖維飼料，內(nèi)錐孔使于草粉類體積大的飼料，由于直形孔加工簡(jiǎn)單，用得最為廣泛。 進(jìn)料口有三種形式：直孔、錐孔和曲線孔。采用曲線孔效果好，但加工困難。因此，常采 用直形孔口。錐孔角度一般為 60120 度。環(huán)模工作面的開(kāi)孔率對(duì)生產(chǎn)率有很大影響。在 考慮環(huán)模有足夠強(qiáng)度的條件下盡可能提高開(kāi)孔率，?？滓话阋哉切闻帕校组g距為 35 mm。 6.1.4 方案設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)方案主要參數(shù)如下：環(huán)模材料為 20CrB，滲氮處理。環(huán)模內(nèi)徑為 250mm；孔徑 取 8mm；?？咨疃?80mm；環(huán)模有效工作寬度 185mm；模孔采用直型孔設(shè)計(jì)，錐孔角 60 度，孔在環(huán)模外表面呈正三角形排列。 6.2 環(huán)模的參數(shù)計(jì)算 6.2.1 環(huán)模厚度計(jì)算 環(huán)模的厚度根據(jù)物料特性和?？卓讖接?jì)算，壓制不同的飼料，需要采用相應(yīng)的最佳長(zhǎng) 徑比，以獲得高質(zhì)量的顆粒。 ?？字睆饺?8mm，同時(shí)取?？咨疃葹?80mm，則徑深比為105H 差動(dòng)變速器設(shè)計(jì) 21 故環(huán)模內(nèi)徑為 520mm，外徑為 680mm。 6.2.2 環(huán)模單位功率面積 單位功率面積是指壓粒主電機(jī)每千瓦所對(duì)應(yīng)的環(huán)模有效壓帶面積，是衡量制粒機(jī)性能 的重要參數(shù)，也是設(shè)計(jì)制粒機(jī)的主要依據(jù)。 單位面積功率的計(jì)算公式如下： (6.1)/(20KWmPDbSA 其中，S：環(huán)模亞帶有效面積； D：環(huán)模內(nèi)徑； b: 環(huán)模壓帶寬 A0=(3.14520185)/200=1510.34(mm2/kW) 基本符合正常的取值。 6.3 壓輥的設(shè)計(jì)計(jì)算 壓輥是制粒機(jī)的主要部件之一，它與環(huán)模配套使用，二者對(duì)粉狀飼料進(jìn)行積壓，使其 成形。本設(shè)計(jì)方案在制粒室中采用兩個(gè)壓輥。 壓輥是用來(lái)向壓模擠壓物料的，為防止打滑和增加攫取力，壓輥表面采取增加摩擦力 和耐磨措施：在壓輥上按壓輥軸向拉絲。本設(shè)計(jì)方案壓輥采用 40Cr,調(diào)質(zhì)處理后硬度為： HRC49。壓輥直徑的大小直接影響壓粒時(shí)物料攝入角，故在盡可能的條件下，應(yīng)采用大直 徑的輥，兩壓輥得環(huán)模制粒機(jī)，壓輥直徑 d 與環(huán)模內(nèi)徑 D 的關(guān)系為：2dD, 考慮兩壓輥之 間還有調(diào)整間隙，一般取 d 與 D 的關(guān)系為： d=(0.40.485)D 結(jié)合設(shè)備實(shí)際情況，d=520(0.40.485)，所以取: d=240mm。 6.4 環(huán)模和壓輥工作間隙的調(diào)整 壓輥與環(huán)模的間隙是制粒機(jī)操作時(shí)調(diào)整的重要 參數(shù)之一，其調(diào)整過(guò)程也是制粒機(jī)操作前的最重要 的調(diào)整步驟之一，間隙調(diào)整的合理性直接影響著制 粒機(jī)的使用性能。正確的調(diào)整會(huì)使制粒機(jī)獲得最大 的生產(chǎn)能力，延長(zhǎng)壓輥和環(huán)模的使用壽命，從而降 低生產(chǎn)制造費(fèi)用，節(jié)約產(chǎn)品成本,提高經(jīng)濟(jì)效益。 一般情況下，環(huán)模的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍?如配有兩只壓輥的制粒機(jī)，開(kāi)始安裝壓輥時(shí)應(yīng)將左 側(cè)壓輥的最大偏心凸邊安裝在環(huán)模內(nèi)左上半?yún)^(qū)，右 側(cè)壓輥的最大偏心凸邊安裝在環(huán)模內(nèi)右下半?yún)^(qū)內(nèi)； 如配有多只壓輥制粒機(jī)，也應(yīng)保證當(dāng)偏心調(diào)節(jié)塊沿 環(huán)模旋轉(zhuǎn)的相反方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，壓輥應(yīng)向與環(huán)模相接 觸的方向移動(dòng)，否則說(shuō)明壓輥安裝不正確，應(yīng)按上 述要求重新安裝。 圖 6.2 模輥工作示意圖 1、壓輥 2、物料層 3、已成型顆粒 4、模輥間隙 5、粘附層 6、壓膜 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 壓輥與環(huán)模的間隙一般為 0.13mm0. 5mm，調(diào)節(jié)時(shí)通常使壓輥的外表面與旋轉(zhuǎn)環(huán)模 的內(nèi)表面輕微接觸，并在環(huán)模帶動(dòng)下達(dá)到似轉(zhuǎn)非轉(zhuǎn)。正常情況下，模孔小的兩者間隙小些， 模孔大的兩者大些；新壓模間隙小些，舊壓模間隙大些。如果壓輥與環(huán)模間隙太小,壓輥與 環(huán)模容易磨損，而且噪聲較大；反之，間隙太大會(huì)造成出料困難。 差動(dòng)變速器設(shè)計(jì) 23 7 設(shè)備拆裝及維護(hù) 7.1 制粒機(jī)的使用和維護(hù) （1）使用新制粒機(jī)或新?lián)Q的壓模圈應(yīng)先加工一部分含油脂量較高的飼料，如亞麻籽及 餅粕等粉料，使壓模孔得到一定潤(rùn)滑，然后再加工一般飼料。這樣可提高產(chǎn)量，延長(zhǎng)壓模 圈的使用壽命。 （2）壓粒前在粉料中可滴加 4左右的水或蒸汽，有時(shí)也可加不超過(guò) 3的油脂和不 超過(guò) 10的糖蜜。 （3）如壓粒機(jī)需較長(zhǎng)時(shí)間的停歇，則應(yīng)在工作快要結(jié)束時(shí)，加入油質(zhì)粉料或經(jīng)油浸的 鋸木屑來(lái)充填?？?，以防生銹。 7.2 制粒機(jī)的檢修 制粒機(jī)檢修的內(nèi)容主要包括制粒機(jī)的拆裝和易損件的更換修復(fù)方法。 制粒機(jī)的拆裝內(nèi) 容包括喂料系統(tǒng)拆裝、攪拌系統(tǒng)拆裝、制粒機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)拆裝、易損件的拆裝 4 部分。 7.2.1 喂料系統(tǒng)拆裝 7.2.1.1 喂料系統(tǒng)傳動(dòng)部分拆裝 1、松開(kāi)防護(hù)罩上的緊固螺栓，即可拆裝防護(hù)罩 9。 2、松開(kāi)螺栓 12，調(diào)松調(diào)速電機(jī) 3 和減速器 2，可取下鏈條 8。 3、用合適的“ 拉馬” 可取下大鏈輪 5，小鏈輪 7，鍵 6。 4、去掉螺栓 10，可取下支承板 4。 5、去掉螺栓 12，可取下調(diào)速電機(jī) 3，減速器 2。 圖 7.1 喂料系統(tǒng)拆裝圖 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 24 6、去掉螺栓 11，取下調(diào)速電機(jī)支承座 1。 傳動(dòng)部分裝配時(shí)，按上述相反順序進(jìn)行。 當(dāng)傳動(dòng)部分的某一處出現(xiàn)故障或松弛時(shí)，即 可按上述裝拆步驟予以裝拆、檢修和調(diào)整。 圖 7.2 傳動(dòng)部分 7.2.1.2 喂料系統(tǒng)輸送部分拆裝 1、松開(kāi)蓋板與筒體之間的緊固螺栓 2A，即可拆下蓋板 2。 2、拆掉傳動(dòng)部分以后，松開(kāi)兩端軸承螺釘 6A，即可取下兩端軸承座 6。 3、拆下兩端蓋板與筒體上的螺釘 4A、8A，即可取下前后端蓋 4、8，以及端蓋上的密 封擋圈 5 和絞龍軸 3。 喂料部分裝配時(shí)，按上述相反步驟進(jìn)行。 7.2.2 主傳動(dòng)系統(tǒng)拆裝 7.2.2.1 主傳動(dòng)系統(tǒng)拆裝 1、去掉防護(hù)套螺栓，取下半防護(hù)套4，半防護(hù)套5。 2、去掉固定套螺栓，取下固定套 8。 3、去掉聯(lián)軸器 3 中的抱箍及彈簧。 4、去掉螺栓 1A，取下電機(jī) 1。 5、用合適的“ 拉馬” 取下電機(jī)上聯(lián)軸器 3 中聯(lián)軸套。 6、用合適的“ 拉馬” 取下主傳動(dòng)箱中齒軸上聯(lián)軸器 3 中聯(lián)軸套。 差動(dòng)變速器設(shè)計(jì) 25 圖 7.3 主傳動(dòng)部分 7.2.2.2 齒軸的拆裝 圖 7.4 齒軸 1、松開(kāi)球閥 21，放掉箱體中的潤(rùn)滑油，取下鍵 9。 2、去掉螺栓 7，取下后端蓋 6 及油封 8、紙墊 5。從齒輪箱前去掉端蓋。 3、以適當(dāng)?shù)牧凝X輪箱前敲擊齒軸 2，使其與軸承 3 分開(kāi)。 4、用力將齒軸從后面取出齒輪箱。 齒軸的裝配按上述相反順序進(jìn)行。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 26 7.2.3 易損件的拆裝 7.2.3.1 壓輥的拆裝 壓輥的拆裝包括壓輥總成的重新裝配及壓輥總成拆裝。 （1）壓輥的拆裝 圖 7.5 壓輥的拆裝圖 拆除舊壓輥： 1） 、松開(kāi)螺母 4，拆下墊圈 5。 2） 、拆下?lián)跞?12。 3） 、在壓輥 6 右端支撐壓輥軸 7，從上往下壓出壓輥軸。 4） 、取出兩只軸承 10 內(nèi)圈，及密封擋圈 8，活塞環(huán) 9。 5） 、用合適的“拉馬”拉出兩只軸承 10 外圈。 6） 、取出壓輥擋圈 11。 裝配壓輥： 步驟 A： 1、更換已損壞零件，并將所需裝配零件清洗干凈。 2、在壓輥內(nèi)裝上擋圈 11。 3、用適當(dāng)工具裝上兩只軸承外圈（圓錐面大端朝外） 。 步驟 B： 1、在壓輥軸上裝上擋圈 12。 2、在壓輥軸上裝上密封擋圈 8，活塞環(huán) 9，及一個(gè)軸承內(nèi)圈。 步驟 C： 1、把步驟 A 所裝之壓輥裝到壓輥軸上。 2、在壓輥軸上裝入另一只軸承內(nèi)圈。 差動(dòng)變速器設(shè)計(jì) 27 3、依次裝上密封擋圈 8，活塞環(huán) 9，墊圈 5，螺母 4。 4、確保調(diào)節(jié)軸承間隙后，再裝上墊圈 5，并擰緊螺母 4，扳起止動(dòng)耳嵌 入螺母槽 內(nèi)。 5、檢查壓輥能否靈活旋轉(zhuǎn)，必要 時(shí)需重新調(diào)整軸承間隙。 壓輥總成拆裝： 1、將切刀退出，打開(kāi)門蓋。 2、拆除壓模罩螺栓，取下壓模罩。 3、松開(kāi)螺栓 17，取下喂料刮板 9。 4、調(diào)節(jié)止退螺母 4、7、10、12，松開(kāi)調(diào)節(jié)螺釘 5、8、11、13，取下調(diào)節(jié) 齒輪 6、14。 5、松開(kāi)螺釘 2、16，取下壓板 18。 6、用力向外拉壓輥總成即可卸下壓輥總成。 7.2.3.2 安全銷拆裝 安全銷拆卸 （1）關(guān)閉制粒機(jī)主電機(jī)。 （2）松開(kāi)擋圈 17。 圖 7.6 壓輥 （3）輕敲安全銷 16，并取出。 安全銷裝配 （1）將備用安全銷輕敲入襯套內(nèi)。 （2）確信銷套 15 未移位，且與外殼聯(lián)接緊固，將擋圈 17 裝入安全銷上。 7.2.3.3 傳動(dòng)鍵拆裝 圖 7.7 傳動(dòng)鍵 拆裝 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 28 舊的和損壞的鍵必須換掉。利用鍵拉出器將舊的鍵取下，再裝配一個(gè)新 的鍵。如上圖 所示。利用下列步驟取下環(huán)模傳動(dòng)鍵： （1）按上述環(huán)模拆裝步驟取下環(huán)模。 （2）去掉環(huán)模傳動(dòng)鍵定位螺釘 3，嵌入拆卸螺釘 4。 （3）如上圖所示放置拉出器并擰動(dòng)兩個(gè)拆裝螺釘 4，拉出環(huán)模傳動(dòng)鍵。如果當(dāng)拆裝螺 釘?shù)穆菁y擰至鍵拉出器的底部，鍵還出不來(lái)，即就退出拆裝螺釘，在鍵拉出器和套筒法蘭 面之間安裝隔板。重新擰動(dòng)兩個(gè)拆裝螺釘，使傳動(dòng)鍵拉出。 （4）檢查傳動(dòng)輪 1 法蘭上的孔（鍵就是從傳動(dòng)輪法蘭上拉出來(lái)的） 。內(nèi)孔中應(yīng)沒(méi)有任 何傷痕，并用砂紙和溶劑將腐蝕物清除掉。 （5）將定位螺釘轉(zhuǎn)到環(huán)模傳動(dòng)鍵里去，其作用是使螺紋免受腐蝕。 裝配傳動(dòng)鍵，按上述相反順序進(jìn)行。 差動(dòng)變速器設(shè)計(jì) 29 8 結(jié)論與展望 8.1 結(jié)論 通過(guò)以上的設(shè)計(jì)，我更加堅(jiān)信了我夢(mèng)想成為一名機(jī)械工程師的信念。這次設(shè)計(jì)，讓我 學(xué)習(xí)到了做一樣機(jī)械產(chǎn)品所需要的一般步驟，首先要收集資料，自己要有一定的想法，大 膽的查實(shí)各種想法，通過(guò)不斷的嘗試去找出一中最合適，最理想的設(shè)計(jì)方案。一旦設(shè)計(jì)方 案敲定，就要認(rèn)真談事的去鉆研，查閱相關(guān)資料，從零件毛坯開(kāi)始做起，一步一個(gè)腳印， 最終完成設(shè)計(jì)產(chǎn)品。 搞研發(fā)設(shè)計(jì)一般是一個(gè)團(tuán)隊(duì)合作，這時(shí)就需要大家共同齊心協(xié)力。在此次的設(shè)計(jì)過(guò)程 中，我們小組成員互相幫助，把自己找到的資源共享給大家，在一起討論研究，這樣就讓 我們有時(shí)憑一己之力單干少走了愈多冤枉路，凡事事在人為，只要我們有一顆刻苦鉆研的 心，一切困難都不會(huì)成為我們通往成功的絆腳石。 8.2 存在的不足及對(duì)未來(lái)的展望 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我沒(méi)有很好的利用起自己在學(xué)校里所學(xué)到的專業(yè)知識(shí)，專業(yè)知識(shí) 只有和實(shí)際生產(chǎn)想結(jié)合的時(shí)候，那才是真正學(xué)到的知識(shí)，以后我要時(shí)刻提醒自己，學(xué)到了 不等于會(huì)了，要時(shí)不時(shí)的把他運(yùn)用起來(lái)，那才是真的會(huì)了，一定要對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行鞏固 才行。 總之，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)于我而言是收獲頗多的，問(wèn)題擺在面前并不可怕，我們要多動(dòng) 腦筋，多學(xué)會(huì)思考問(wèn)題，只有這樣，我們才不會(huì)畏懼困難，將會(huì)變得越來(lái)越強(qiáng)大。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 30 致 謝 本文是在導(dǎo)師唐正寧教授悉心指導(dǎo)下完成的。值此畢業(yè)設(shè)計(jì)即將完成之際，謹(jǐn)向唐正 寧老師表示最誠(chéng)摯的感謝！ 經(jīng)過(guò)將近三個(gè)月的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于接近尾聲，在這些日子里，我經(jīng)歷了大學(xué)四年 最辛苦也是最充實(shí)的生活，雖然感到很累，但看到自己這么多天來(lái)作出的結(jié)果，感到些許 安慰。 我之所以今天能順利地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，是跟四年來(lái)學(xué)校、老師對(duì)我的培養(yǎng)分不開(kāi)的， 不是一朝一夕的努力能做到的，在此感謝學(xué)校對(duì)我的培養(yǎng)。同時(shí)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這些日子 里，指導(dǎo)老師唐正寧老師給予了我非常大的指導(dǎo)和幫助，我非常感激！ 最后，祝我的母校再創(chuàng)輝煌！祝我們的老師工作順利！ 差動(dòng)變速器設(shè)計(jì) 31 參考文獻(xiàn) 1 姚維員.畜牧業(yè)機(jī)械化M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990. 2 李軍國(guó)，秦玉昌，呂小文.全價(jià)飼料品質(zhì)保證技術(shù)J. 北京：飼料工業(yè)出版社， 2005（17）. 3 鄧志剛，李軍國(guó)，于慶龍. 顆粒飼料質(zhì)量安全保證工藝技術(shù)研究M. 南京：糧食 與飼料出版社，2005（2）. 4 劉貞富，耿效華 . 新編農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械使用維修M. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2001. 5 張子儀. 中國(guó)飼料學(xué)M. 北京中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社 2000. 6 郝波、龐聲海 .飼料加工設(shè)備與技術(shù)M.烏魯木齊：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2001. 7 唐偉紅. 淺談?lì)w粒飼料質(zhì)量的影響因素M. 北京：飼料工業(yè)出版社， 2006. 8 梁培慶. 顆粒飼料的制造工藝.M.北京：糧食與飼料工業(yè)出版社，1991（1）. 9 劉玉山. 提高顆粒飼料質(zhì)量的工藝要求M.泰州：糧食與飼料工業(yè)出版社.1992. 10 楊鳳. 動(dòng)物飼養(yǎng)學(xué) M.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2001 11 張喬主. 飼料添加劑大全M. 北京工業(yè)大學(xué)出版社，1996 12 張子亮. 顆粒飼料研究J. 北京：中國(guó)飼料出版社，1992（1）. 13 全國(guó)飼料工作辦公室. 飼料機(jī)械使用與維護(hù)M.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002. 14 濮良貴. 機(jī)械設(shè)計(jì)M. 北京：高等教育出版社， 2006 15 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