機(jī)械設(shè)計(jì)理論機(jī)械設(shè)計(jì)是一門(mén)通過(guò)設(shè)計(jì)新產(chǎn)品或者改進(jìn)老產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足人類(lèi)需求的應(yīng)用技術(shù)科學(xué)。它涉及工程技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域，主要研究產(chǎn)品的尺寸、形狀和詳細(xì)結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)思，還要研究產(chǎn)品在制造、銷(xiāo)售和使用等方面的問(wèn)題。進(jìn)行各種機(jī)械設(shè)計(jì)工作的人員通常被稱(chēng)為設(shè)計(jì)人員或者機(jī)械設(shè)計(jì)工程師。機(jī)械設(shè)計(jì)是一項(xiàng)創(chuàng)造性的工作。設(shè)計(jì)工程師不僅在工作上要有創(chuàng)造性，還必須在機(jī)械制圖、運(yùn)動(dòng)學(xué)、工程材料、材料力學(xué)和機(jī)械制造工藝學(xué)等方面具有深厚的基礎(chǔ)知識(shí)。 如前所訴，機(jī)械設(shè)計(jì)的目的是生產(chǎn)能夠滿(mǎn)足人類(lèi)需求的產(chǎn)品。發(fā)明、發(fā)現(xiàn)和科技知識(shí)本身并不一定能給人類(lèi)帶來(lái)好處，只有當(dāng)它們被應(yīng)用在產(chǎn)品上才能產(chǎn)生效益。因而，應(yīng)該認(rèn)識(shí)到在一個(gè)特定的產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，必須先確定人們是否需要這種產(chǎn)品。應(yīng)當(dāng)把機(jī)械設(shè)計(jì)看成是機(jī)械設(shè)計(jì)人員運(yùn)用創(chuàng)造性的才能進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)、系統(tǒng)分析和制定產(chǎn)品的制造工藝學(xué)的一個(gè)良機(jī)。掌握工程基礎(chǔ)知識(shí)要比熟記一些數(shù)據(jù)和公式更為重要。僅僅使用數(shù)據(jù)和公式是不足以在一個(gè)好的設(shè)計(jì)中做出所需的全部決定的。另一方面，應(yīng)該認(rèn)真精確的進(jìn)行所有運(yùn)算。例如，即使將一個(gè)小數(shù)點(diǎn)的位置放錯(cuò)，也會(huì)使正確的設(shè)計(jì)變成錯(cuò)誤的。一個(gè)好的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該勇于提出新的想法，而且愿意承擔(dān)一定的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)新的方法不適用時(shí)，就使用原來(lái)的方法。因此，設(shè)計(jì)人員必須要有耐心，因?yàn)?所花費(fèi)的時(shí)間和努力并不能保證帶來(lái)成功。一個(gè)全新的設(shè)計(jì)，要求屏棄許多陳舊的，為人們所熟知的方法。由于許多人墨守成規(guī)，這樣做并不是一件容易的事。一位機(jī)械設(shè)計(jì)師應(yīng)該不斷地探索改進(jìn)現(xiàn)有的產(chǎn)品的方法，在此過(guò)程中應(yīng)該認(rèn)真選擇原有的、經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)原理，將其與未經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的新觀念結(jié)合起來(lái)。新設(shè)計(jì)本身會(huì)有許多缺陷和未能預(yù)料的問(wèn)題發(fā)生，只有當(dāng)這些缺陷和問(wèn)題被解決之后，才能體現(xiàn)出新產(chǎn)品的優(yōu)越性。因此，一個(gè)性能優(yōu)越的產(chǎn)品誕生的同時(shí)，也伴隨著較高的風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，如果設(shè)計(jì)本身不要求采用全新的方法，就沒(méi)有必要僅僅為了變革的目的而采用新方法。在設(shè)計(jì)的初始階段，應(yīng)該允許設(shè)計(jì)人員充分發(fā)揮創(chuàng)造性，不受各種約束。即使產(chǎn)生了許多不切實(shí)際的想法，也會(huì)在設(shè)計(jì)的早期，即繪制圖紙之前被改正掉。只有這樣，才不致于堵塞創(chuàng)新的思路。通常，要提出幾套設(shè)計(jì)方案，然后加以比較。很有可能在最后選定的方案中，采用了某些未被接受的方案中的一些想法。 心理學(xué)家經(jīng)常談?wù)撊绾问谷藗冞m應(yīng)他們所操作的機(jī)器。設(shè)計(jì)人員的基本職責(zé)是努力使機(jī)器來(lái)適應(yīng)人們。這并不是一項(xiàng)容易的工作，因?yàn)閷?shí)際上并不存在著一個(gè)對(duì)所有人來(lái)說(shuō)都是最優(yōu)的操作范圍和操作過(guò)程。另一個(gè)重要問(wèn)題，設(shè)計(jì)工程師必須能夠同其他有關(guān)人員進(jìn)行交流和磋商。在開(kāi)始階段，設(shè)計(jì)人員必須就初步設(shè)計(jì)同管理人員進(jìn)行交流和磋商，并得到批準(zhǔn)。這一般是通過(guò)口頭討論，草圖和文字材料進(jìn)行的。為了進(jìn)行有效的交流 ，需要解決下列問(wèn)題：（1） 所設(shè)計(jì)的這個(gè)產(chǎn)品是否真正為人們所需要？（2） 此產(chǎn)品與其他公司的現(xiàn)有同類(lèi)產(chǎn)品相比有無(wú)競(jìng)爭(zhēng)能力？（3） 生產(chǎn)這種產(chǎn)品是否經(jīng)濟(jì)？（4） 產(chǎn)品的維修是否方便？（5） 產(chǎn)品有無(wú)銷(xiāo)路？是否可以盈利？ 只有時(shí)間能對(duì)上述問(wèn)題給出正確答案。但是， 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和銷(xiāo)售只能在對(duì)上述問(wèn)題的初步肯定答案的基礎(chǔ)上進(jìn)行。設(shè)計(jì)工程師還應(yīng)該通過(guò)零件圖和裝配圖，與制造部門(mén)一起對(duì)最終設(shè)計(jì)方案進(jìn)行磋商。通常 ，在制造過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)某個(gè)問(wèn)題?？赡軙?huì)要求對(duì)某個(gè)零件尺寸或公差作一些更改，使零件的生產(chǎn)變得容易。但是，工程上的更改必須要經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)人員批準(zhǔn)，以保證不會(huì)損傷產(chǎn)品的功能。有時(shí)，在產(chǎn)品的裝配時(shí)或者裝箱外運(yùn)前的試驗(yàn)中才發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的某種缺陷。這些事例恰好說(shuō)明了設(shè)計(jì)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程?？偸谴嬖谥玫姆椒▉?lái)完成設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該不斷努力，尋找這些更好的方法。近些年來(lái)，工程材料的選擇已經(jīng)顯得重要。此外，選擇過(guò)程應(yīng)該是一個(gè)對(duì)材料的連續(xù)不斷的重新評(píng)價(jià)過(guò)程。新材料不斷出現(xiàn)，而一些原有的材料的能夠獲得的數(shù)量可能會(huì)減少。環(huán)境污染、材料的回收利用、工人的健康及安全等方面經(jīng)常會(huì)對(duì)材料選擇附加新的限制條件。為了減輕重量或者節(jié)約能源，可能會(huì)要求使用不同的材料。來(lái)自國(guó)內(nèi)和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)、對(duì)產(chǎn)品維修保養(yǎng)方便性要求的提高和顧客的反饋等方面的壓力，都會(huì)促使人們對(duì)材料進(jìn)行重新評(píng)價(jià)。由于材料選用不當(dāng)造成的產(chǎn)品責(zé)任訴訟，已經(jīng)產(chǎn)生了深刻的影響。此外，材料與材料加工之間的相互依賴(lài)關(guān)系已經(jīng)被人們認(rèn)識(shí)得更清楚。因此，為了能在合理的成本和確保質(zhì)量的前提下獲得滿(mǎn)意的結(jié)果，設(shè)計(jì)工程師的制造工程師都必須認(rèn)真仔細(xì)地選擇、確定和使用材料。制造任何產(chǎn)品的第一步工作都是設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)通?？梢苑譃閹讉€(gè)明確的階段：（a）初步設(shè)計(jì)；（b）功能設(shè)計(jì)；（c）生產(chǎn)設(shè)計(jì)。在初步設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)者著重考慮產(chǎn)品應(yīng)該具有的功能。通常要設(shè)想和考慮幾個(gè)方案，然后決定這種思想是否可行；如果可行，則應(yīng)該對(duì)其中一個(gè)或幾個(gè)方案作進(jìn)一步的改進(jìn)。在此階段，關(guān)于材料選擇唯一要考慮的問(wèn)題是：是否有性能符合要求的材料可供選擇；如果沒(méi)有的話(huà)，是否有較大的把握在成本和時(shí)間都允許的限度內(nèi)研制出一種新材料。在功能設(shè)計(jì)和工程設(shè)計(jì)階段，要做出一個(gè)切實(shí)可行的設(shè)計(jì)。在這個(gè)階段要繪制出相當(dāng)完整的圖紙，選擇并確定各種零件的材料。通常要制造出樣機(jī)或者實(shí)物模型，并對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)，評(píng)價(jià)產(chǎn)品的功能、可靠性、外觀和維修保養(yǎng)性等。雖然這種試驗(yàn)可能會(huì)表明，在產(chǎn)品進(jìn)入到生產(chǎn)階段之前，應(yīng)該更換某些材料，但是，絕對(duì)不能將這一點(diǎn)作為不認(rèn)真選擇材料的借口。應(yīng)該結(jié)合產(chǎn)品的功能，認(rèn)真仔細(xì)地考慮產(chǎn)品的外觀、成本和可靠性。一個(gè)很有成就的公司在制造所有的樣機(jī)時(shí)，所選用的材料應(yīng)該和其生產(chǎn)中使用的材料相同，并盡可能使用同樣的制造技術(shù)。這樣對(duì)公司是很有好處的。功能完備的樣機(jī)如果不能根據(jù)預(yù)期的銷(xiāo)售量經(jīng)濟(jì)地制造出來(lái)，或者是樣機(jī)與正式生產(chǎn)的裝置在質(zhì)量和可靠性方面有很大不同，則這種樣機(jī)就沒(méi)有多大的價(jià)值。設(shè)計(jì)工程師最好能在這一階段完全完成材料的分析、選擇和確定工作，而不是將其留到生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段去做。因?yàn)?，在生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段材料的更換是由其他人進(jìn)行的，這些人對(duì)產(chǎn)品的所有功能的了解不如設(shè)計(jì)工程師。 在生產(chǎn)設(shè)計(jì)階段中，與材料有關(guān)的主要問(wèn)題是應(yīng)該把材料完全確定下來(lái)，使它們與現(xiàn)有的設(shè)備相適應(yīng)，能夠利用現(xiàn)有設(shè)備經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行加工，而且材料的數(shù)量能夠比較容易保證供應(yīng)。在制造過(guò)程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)對(duì)使用中的材料做一些更改的情況。經(jīng)驗(yàn)表明，可采用某些便宜材料作為替代品。然而，在大多數(shù)情況下，在進(jìn)行生產(chǎn)以后改換材料要比在開(kāi)始生產(chǎn)前改換材料所花費(fèi)的代價(jià)要高。在設(shè)計(jì)階段做好材料選擇工作，可以避免多數(shù)這樣的情況。在生產(chǎn)制造開(kāi)始后出現(xiàn)了可供使用的新材料是更換材料的最常見(jiàn)的原因。當(dāng)然，這些新材料可能降低成本、改進(jìn)產(chǎn)品的性能。但是，必須對(duì)新材料進(jìn)行認(rèn)真的評(píng)價(jià)，以確保其所有性能都滿(mǎn)足要求。應(yīng)當(dāng)記住，新材料的性能和可靠性很少像現(xiàn)有材料那樣為人們所了解。大部分的產(chǎn)品失效和產(chǎn)品責(zé)任事故案件是由于在選用新材料作為替代材料之前，沒(méi)有真正了解它們的長(zhǎng)期使用性能而引起的。產(chǎn)品的責(zé)任訴訟迫使設(shè)計(jì)人員和公司在選擇材料時(shí)，采用最好的程序。在材料過(guò)程中，五個(gè)最常見(jiàn)的問(wèn)題為：（a）不了解或者不會(huì)使用關(guān)于材料應(yīng)用方面的最新最好的信息資料；(b)未能預(yù)見(jiàn)和考慮擦黑年品可能的合理用途（如有可能，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)進(jìn)一步預(yù)測(cè)和考慮由于產(chǎn)品使用方法不當(dāng)造成的后果。在近年來(lái)的許多產(chǎn)品責(zé)任訴訟案件中，由于錯(cuò)誤地使用產(chǎn)品而受到傷害的原告控告生產(chǎn)廠家，并且贏得判決）；(c)所使用的材料的數(shù)據(jù)不全或是有些數(shù)據(jù)不確定，尤其是當(dāng)其長(zhǎng)期性能數(shù)據(jù)是如此的時(shí)候；(d)質(zhì)量控制方法不適當(dāng)和未經(jīng)驗(yàn)證；(e)由一些完全不稱(chēng)職的人員選擇材料。通過(guò)對(duì)上述五個(gè)問(wèn)題的分析，可以得出這些問(wèn)題是沒(méi)有充分理由存在的結(jié)論。對(duì)這些問(wèn)題的研究分析可以為避免這些問(wèn)題的出現(xiàn)指明方向。盡管采用最好的材料選擇方法也不能避免發(fā)生產(chǎn)品責(zé)任訴訟，設(shè)計(jì)人員和工業(yè)界按照適當(dāng)?shù)某绦蜻M(jìn)行材料選擇，可以大大減少訴訟的數(shù)量。從以上的討論可以看出，選擇材料的人們應(yīng)該對(duì)材料的性質(zhì)，特點(diǎn)和加工方法有一個(gè)全面而基本的了解。齒輪和軸的介紹摘 要:在傳統(tǒng)機(jī)械和現(xiàn)代機(jī)械中齒輪和軸的重要地位是不可動(dòng)搖的。齒輪和軸主要安裝在主軸箱來(lái)傳遞力的方向。通過(guò)加工制造它們可以分為許多的型號(hào)，分別用于許多的場(chǎng)合。所以我們對(duì)齒輪和軸的了解和認(rèn)識(shí)必須是多層次多方位的。關(guān)鍵詞:齒輪；軸在直齒圓柱齒輪的受力分析中，是假定各力作用在單一平面的。我們將研究作用力具有三維坐標(biāo)的齒輪。因此，在斜齒輪的情況下，其齒向是不平行于回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的。而在錐齒輪的情況中各回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)互相不平行。像我們要討論的那樣，尚有其他道理需要學(xué)習(xí)，掌握。斜齒輪用于傳遞平行軸之間的運(yùn)動(dòng)。傾斜角度每個(gè)齒輪都一樣，但一個(gè)必須右旋斜齒，而另一個(gè)必須是左旋斜齒。齒的形狀是一濺開(kāi)線(xiàn)螺旋面。如果一張被剪成平行四邊形（矩形）的紙張包圍在齒輪圓柱體上，紙上印出齒的角刃邊就變成斜線(xiàn)。如果我展開(kāi)這張紙，在血角刃邊上的每一個(gè)點(diǎn)就發(fā)生一漸開(kāi)線(xiàn)曲線(xiàn)。直齒圓柱齒輪輪齒的初始接觸處是跨過(guò)整個(gè)齒面而伸展開(kāi)來(lái)的線(xiàn)。斜齒輪輪齒的初始接觸是一點(diǎn)，當(dāng)齒進(jìn)入更多的嚙合時(shí)，它就變成線(xiàn)。在直齒圓柱齒輪中，接觸是平行于回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的。在斜齒輪中，該先是跨過(guò)齒面的對(duì)角線(xiàn)。它是齒輪逐漸進(jìn)行嚙合并平穩(wěn)的從一個(gè)齒到另一個(gè)齒傳遞運(yùn)動(dòng)，那樣就使斜齒輪具有高速重載下平穩(wěn)傳遞運(yùn)動(dòng)的能力。斜齒輪使軸的軸承承受徑向和軸向力。當(dāng)軸向推力變的大了或由于別的原因而產(chǎn)生某些影響時(shí)，那就可以使用人字齒輪。雙斜齒輪（人字齒輪）是與反向的并排地裝在同一軸上的兩個(gè)斜齒輪等效。他們產(chǎn)生相反的軸向推力作用，這樣就消除了軸向推力。當(dāng)兩個(gè)或更多個(gè)單向齒斜齒輪被在同一軸上時(shí)，齒輪的齒向應(yīng)作選擇，以便產(chǎn)生最小的軸向推力。交錯(cuò)軸斜齒輪或螺旋齒輪，他們是軸中心線(xiàn)既不相交也不平行。交錯(cuò)軸斜齒輪的齒彼此之間發(fā)生點(diǎn)接觸，它隨著齒輪的磨合而變成線(xiàn)接觸。因此他們只能傳遞小的載荷和主要用于儀器設(shè)備中，而且肯定不能推薦在動(dòng)力傳動(dòng)中使用。交錯(cuò)軸斜齒輪與斜齒輪之間在被安裝后互相捏合之前是沒(méi)有任何區(qū)別的。它們是以同樣的方法進(jìn)行制造。一對(duì)相嚙合的交錯(cuò)軸斜齒輪通常具有同樣的齒向，即左旋主動(dòng)齒輪跟右旋從動(dòng)齒輪相嚙合。在交錯(cuò)軸斜齒設(shè)計(jì)中，當(dāng)該齒的斜角相等時(shí)所產(chǎn)生滑移速度最小。然而當(dāng)該齒的斜角不相等時(shí)，如果兩個(gè)齒輪具有相同齒向的話(huà)，大斜角齒輪應(yīng)用作主動(dòng)齒輪。蝸輪與交錯(cuò)軸斜齒輪相似。小齒輪即蝸桿具有較小的齒數(shù)，通常是一到四齒，由于它們完全纏繞在節(jié)圓柱上，因此它們被稱(chēng)為螺紋齒。與其相配的齒輪叫做蝸輪，蝸輪不是真正的斜齒輪。蝸桿和蝸輪通常是用于向垂直相交軸之間的傳動(dòng)提供大的角速度減速比。蝸輪不是斜齒輪，因?yàn)槠潺X頂面做成中凹形狀以適配蝸桿曲率，目的是要形成線(xiàn)接觸而不是點(diǎn)接觸。然而蝸桿蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中存在齒間有較大滑移速度的缺點(diǎn)，正像交錯(cuò)軸斜齒輪那樣。 蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)有單包圍和雙包圍機(jī)構(gòu)。單包圍機(jī)構(gòu)就是蝸輪包裹著蝸桿的一種機(jī)構(gòu)。當(dāng)然，如果每個(gè)構(gòu)件各自局部地包圍著對(duì)方的蝸輪機(jī)構(gòu)就是雙包圍蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)。著兩者之間的重要區(qū)別是，在雙包圍蝸輪組的輪齒間有面接觸，而在單包圍的蝸輪組的輪齒間有線(xiàn)接觸。一個(gè)裝置中的蝸桿和蝸輪正像交錯(cuò)軸斜齒輪那樣具有相同的齒向，但是其斜齒齒角的角度是極不相同的。蝸桿上的齒斜角度通常很大，而蝸輪上的則極小，因此習(xí)慣常規(guī)定蝸桿的導(dǎo)角，那就是蝸桿齒斜角的余角；也規(guī)定了蝸輪上的齒斜角，該兩角之和就等于 90 度的軸線(xiàn)交角。當(dāng)齒輪要用來(lái)傳遞相交軸之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)，就需要某種形式的錐齒輪。雖然錐齒輪通常制造成能構(gòu)成 90 度軸交角，但它們也可產(chǎn)生任何角度的軸交角。輪齒可以鑄出，銑制或滾切加工。僅就滾齒而言就可達(dá)一級(jí)精度。在典型的錐齒輪安裝中，其中一個(gè)錐齒輪常常裝于支承的外側(cè)。這意味著軸的撓曲情況更加明顯而使在輪齒接觸上具有更大的影響。另外一個(gè)難題，發(fā)生在難于預(yù)示錐齒輪輪齒上的應(yīng)力，實(shí)際上是由于齒輪被加工成錐狀造成的。直齒錐齒輪易于設(shè)計(jì)且制造簡(jiǎn)單，如果他們安裝的精密而確定，在運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)產(chǎn)生良好效果。然而在直齒圓柱齒輪情況下，在節(jié)線(xiàn)速度較高時(shí)，他們將發(fā)出噪音。在這些情況下，螺旋錐齒輪比直齒輪能產(chǎn)生平穩(wěn)的多的嚙合作用，因此碰到高速運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合那是很有用的。當(dāng)在汽車(chē)的各種不同用途中，有一個(gè)帶偏心軸的類(lèi)似錐齒輪的機(jī)構(gòu)，那是常常所希望的。這樣的齒輪機(jī)構(gòu)叫做準(zhǔn)雙曲面齒輪機(jī)構(gòu)，因?yàn)樗鼈兊墓?jié)面是雙曲回轉(zhuǎn)面。這種齒輪之間的輪齒作用是沿著一根直線(xiàn)上產(chǎn)生滾動(dòng)與滑動(dòng)相結(jié)合的運(yùn)動(dòng)并和蝸輪蝸桿的輪齒作用有著更多的共同之處。軸是一種轉(zhuǎn)動(dòng)或靜止的桿件。通常有圓形橫截面。在軸上安裝像齒輪，皮帶輪，飛輪，曲柄，鏈輪和其他動(dòng)力傳遞零件。軸能夠承受彎曲，拉伸，壓縮或扭轉(zhuǎn)載荷，這些力相結(jié)合時(shí)，人們期望找到靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。因?yàn)閱胃S可以承受靜壓力，變應(yīng)力和交變應(yīng)力，所有的應(yīng)力作用都是同時(shí)發(fā)生的?！拜S”這個(gè)詞包含著多種含義，例如心軸和主軸。心軸也是軸，既可以旋轉(zhuǎn)也可以靜止的軸，但不承受扭轉(zhuǎn)載荷。短的轉(zhuǎn)動(dòng)軸常常被稱(chēng)為主軸。當(dāng)軸的彎曲或扭轉(zhuǎn)變形必需被限制于很小的范圍內(nèi)時(shí)，其尺寸應(yīng)根據(jù)變形來(lái)確定，然后進(jìn)行應(yīng)力分析。因此，如若軸要做得有足夠的剛度以致?lián)锨惶?，那么合?yīng)力符合安全要求那是完全可能的。但決不意味著設(shè)計(jì)者要保證；它們是安全的，軸幾乎總是要進(jìn)行計(jì)算的，知道它們是處在可以接受的允許的極限以?xún)?nèi)。因之，設(shè)計(jì)者無(wú)論何時(shí)，動(dòng)力傳遞零件，如齒輪或皮帶輪都應(yīng)該設(shè)置在靠近支持軸承附近。這就減低了彎矩，因而減小變形和彎曲應(yīng)力。雖然來(lái)自 M.H.G 方法在設(shè)計(jì)軸中難于應(yīng)用，但它可能用來(lái)準(zhǔn)確預(yù)示實(shí)際失效。這樣，它是一個(gè)檢驗(yàn)已經(jīng)設(shè)計(jì)好了的軸的或者發(fā)現(xiàn)具體軸在運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)生損壞原因的好方法。進(jìn)而有著大量的關(guān)于設(shè)計(jì)的問(wèn)題，其中由于別的考慮例如剛度考慮，尺寸已得到較好的限制。設(shè)計(jì)者去查找關(guān)于圓角尺寸、熱處理、表面光潔度和是否要進(jìn)行噴丸處理等資料，那真正的唯一的需要是實(shí)現(xiàn)所要求的壽命和可靠性。由于他們的功能相似，將離合器和制動(dòng)器一起處理。簡(jiǎn)化摩擦離合器或制動(dòng)器的動(dòng)力學(xué)表達(dá)式中，各自以角速度 w1 和 w2 運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 I1 和 I2，在制動(dòng)器情況下其中之一可能是零，由于接上離合器或制動(dòng)器而最終要導(dǎo)致同樣的速度。因?yàn)閮蓚€(gè)構(gòu)件開(kāi)始以不同速度運(yùn)轉(zhuǎn)而使打滑發(fā)生了，并且在作用過(guò)程中能量散失，結(jié)果導(dǎo)致溫升。在分析這些裝置的性能時(shí)，我們應(yīng)注意到作用力，傳遞的扭矩，散失的能量和溫升。所傳遞的扭矩關(guān)系到作用力，摩擦系數(shù)和離合器或制動(dòng)器的幾何狀況。這是一個(gè)靜力學(xué)問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題將必須對(duì)每個(gè)幾何機(jī)構(gòu)形狀分別進(jìn)行研究。然而溫升與能量損失有關(guān)，研究溫升可能與制動(dòng)器或離合器的類(lèi)型無(wú)關(guān)。因?yàn)閹缀涡螤畹闹匾允巧岜砻?。各種各樣的離合器和制動(dòng)器可作如下分類(lèi)： 1．輪緣式內(nèi)膨脹制凍塊；2．輪緣式外接觸制動(dòng)塊；3．條帶式；4．盤(pán)型或軸向式；5．圓錐型；6．混合式。分析摩擦離合器和制動(dòng)器的各種形式都應(yīng)用一般的同樣的程序，下面的步驟是必需的：1．假定或確定摩擦表面上壓力分布；2．找出最大壓力和任一點(diǎn)處壓力之間的關(guān)系；3．應(yīng)用靜平衡條件去找尋（a）作用力；（b）扭矩；(c)支反力?；旌鲜诫x合器包括幾個(gè)類(lèi)型，例如強(qiáng)制接觸離合器、超載釋放保護(hù)離合器、超越離合器、磁液離合器等等。強(qiáng)制接觸離合器由一個(gè)變位桿和兩個(gè)夾爪組成。各種強(qiáng)制接觸離合器之間最大的區(qū)別與夾爪的設(shè)計(jì)有關(guān)。為了在結(jié)合過(guò)程中給變換作用予較長(zhǎng)時(shí)間周期，夾爪可以是棘輪式的，螺旋型或齒型的。有時(shí)使用許多齒或夾爪。他們可能在圓周面上加工齒，以便他們以圓柱周向配合來(lái)結(jié)合或者在配合元件的端面上加工齒來(lái)結(jié)合。雖然強(qiáng)制離合器不像摩擦接觸離合器用的那么廣泛，但它們確實(shí)有很重要的運(yùn)用。離合器需要同步操作。有些裝置例如線(xiàn)性驅(qū)動(dòng)裝置或電機(jī)操作螺桿驅(qū)動(dòng)器必須運(yùn)行到一定的限度然后停頓下來(lái)。為著這些用途就需要超載釋放保護(hù)離合器。這些離合器通常用彈簧加載，以使得在達(dá)到預(yù)定的力矩時(shí)釋放。當(dāng)?shù)竭_(dá)超載點(diǎn)時(shí)聽(tīng)到的“喀嚓”聲就被認(rèn)定為是所希望的信號(hào)聲。超越離合器或連軸器允許機(jī)器的被動(dòng)構(gòu)件“空轉(zhuǎn)”或“超越”，因?yàn)橹鲃?dòng)驅(qū)動(dòng)件停頓了或者因?yàn)榱硪粋€(gè)動(dòng)力源使被動(dòng)構(gòu)件增加了速度。這種離合器通常使用裝在外套筒和內(nèi)軸件之間的滾子或滾珠。該內(nèi)軸件，在它的周邊加工了數(shù)個(gè)平面。驅(qū)動(dòng)作用是靠在套筒和平面之間契入的滾子來(lái)獲得。因此該離合器與具有一定數(shù)量齒的棘輪棘爪機(jī)構(gòu)等效。磁液離合器或制動(dòng)器相對(duì)來(lái)說(shuō)是一個(gè)新的發(fā)展，它們具有兩平行的磁極板。這些磁極板之間有磁粉混合物潤(rùn)滑。電磁線(xiàn)圈被裝入磁路中的某處。借助激勵(lì)該線(xiàn)圈，磁液混合物的剪切強(qiáng)度可被精確的控制。這樣從充分滑移到完全鎖住的任何狀態(tài)都可以獲得。河南理工大學(xué)萬(wàn)方科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題目名稱(chēng) 秸稈壓塊機(jī)的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 陳佳偉 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 機(jī)制 4 班 學(xué)號(hào) 1516101199AA 選題的目的和意義：隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)提升，我國(guó)的制造業(yè)得到了快速發(fā)展，在農(nóng)業(yè)和林業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的剩余物。上述農(nóng)林業(yè)生物質(zhì)資源通常分布在大面積范圍內(nèi)，堆積密度比較低，給收集、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏和應(yīng)用帶來(lái)了一定的困難。由此，人們提出了生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)，即在一定溫度和壓力作用下，利用木質(zhì)素充當(dāng)粘合劑，將松散的秸稈、樹(shù)枝和木屑等農(nóng)林生物質(zhì)壓縮成棒狀、塊狀或顆粒狀的成型燃料。壓縮后的成型燃料能源密度相當(dāng)于中質(zhì)煙煤，加強(qiáng)了運(yùn)輸和貯存能力；明顯改善了燃燒特性，提高了利用效率。我國(guó)生物質(zhì)能資源非常豐富，但是，作為一種散拋型低容重的能源存在形式，生物質(zhì)能源具有資源分散、能量密度低、容重小、儲(chǔ)運(yùn)不方便等弊端，嚴(yán)重制約了生物質(zhì)能的大規(guī)模應(yīng)用。所以生物質(zhì)高品位轉(zhuǎn)換技術(shù)的相關(guān)研究便成為人們開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)能的重點(diǎn)。 而近年來(lái)對(duì)生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)的改進(jìn)創(chuàng)新發(fā)展，為高效利用農(nóng)林廢棄物、農(nóng)作物秸稈等重新提供了一條途徑。AA 國(guó)內(nèi)外研究綜述：生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)的研究始于 20 世紀(jì)初，到目前為止，世界上各個(gè)國(guó)家研究的重點(diǎn)還是集中在生物質(zhì)壓縮成型燃料的制造技術(shù)和相應(yīng)燃燒設(shè)備的開(kāi)發(fā)上 。我國(guó)從 20 世紀(jì) 80 年代開(kāi)始引進(jìn)并開(kāi)始致力于生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)的研究。南京林化所在“七五”期間開(kāi)展了對(duì)生物質(zhì)壓縮成型機(jī)的研制及對(duì)生物質(zhì)成型理論的研究；湖南省衡陽(yáng)市糧食機(jī)械廠于 1985 年研制了第一臺(tái) ZT-63 型生物質(zhì)壓縮成型機(jī)；江蘇省連云港東海糧食機(jī)械廠于 1986 年引進(jìn)了一臺(tái) OBM-88 棒狀燃料成型機(jī)；2002 年中南林學(xué)院也研制了相應(yīng)設(shè)備。目前我國(guó)成型機(jī)的生產(chǎn)和應(yīng)用已形成了一定的規(guī)模，熱點(diǎn)主要集中在螺旋擠壓成型機(jī)上，但是，仍然存在著諸如成型筒及螺旋軸磨損嚴(yán)重、壽命較短電耗大等問(wèn)題，因此相關(guān)問(wèn)題有待于進(jìn)一步深入研究。2AA 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）所用的主要技術(shù)與方法：確定傳動(dòng)方案和傳動(dòng)比的分配傳動(dòng)比的問(wèn)題應(yīng)滿(mǎn)足一下 5 點(diǎn)。（1） 、在一定合理范圍內(nèi)不應(yīng)該超出允許的峰值，同時(shí)還要根據(jù)傳動(dòng)的工作特性，最終達(dá)到緊湊的結(jié)構(gòu)。（2） 、客觀靠譜的構(gòu)造設(shè)計(jì)，同時(shí)還要滿(mǎn)足拉動(dòng)件擁有合理的大小。（3） 、最大限度的保證傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊、外廓尺寸合理、重量較輕。（4） 、最大限度的使各個(gè)大牙輪擁有客觀的浸油深淺。在設(shè)計(jì)減速器的過(guò)程中，以防止為了保證牙輪都能占到油而使某級(jí)大齒輪浸油過(guò)度而行成損失。應(yīng)當(dāng)最大限度的使得牙輪分度圓直徑相當(dāng)或接近。（5） 、我們?cè)O(shè)計(jì)的終極目標(biāo)是傳動(dòng)件間不會(huì)干涉碰撞。在本文中，兩級(jí)減速傳動(dòng)。因?yàn)槟０遢伆搴蛙堓侀g隙是很小的，如果硬物，如螺釘，鐵等在模板中下降，這將是一個(gè)大的擠出壓力和轉(zhuǎn)矩，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷，使原來(lái)的軋輥表面的損害。為了緩解這樣的第一階段選擇 V 型皮帶減速傳動(dòng)，三角帶打滑超大負(fù)荷的影響。傳動(dòng)比 。75.1?i因?yàn)殡姍C(jī)為水平格局，而主光軸為垂直方位，所以第二級(jí)采用圓錐齒輪減速傳動(dòng)，傳動(dòng)比 。3.62?i2、主要零部件設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核。（1） 、主軸的設(shè)計(jì)與校核；（2） 、錐齒輪設(shè)計(jì)及校核；（3） 、平模的選擇及校核；3、繪制裝配圖及主要零件的零件圖。4\.秸稈壓塊機(jī)由上料輸送機(jī)、壓縮機(jī)及出料機(jī)。壓縮機(jī)由機(jī)架、電動(dòng)機(jī)、進(jìn)料口、傳動(dòng)系統(tǒng)、壓輥、環(huán)模、電加熱環(huán)、出料口等部分組成。工作原則：準(zhǔn)備切割或研磨絲稻草或草，切到 50mm 或者更小的長(zhǎng)度，被控制的水分含量在 10?25％的范圍內(nèi)的材料后在傳送帶上的入口，通過(guò)該主軸的旋轉(zhuǎn)，通過(guò)壓輥輪驅(qū)動(dòng)，壓輥，從模具孔中成塊的擠出，并被迫從出口，等到?jīng)鏊院螅苯友b袋。3AA 主要參考文獻(xiàn)與資料獲得情況：[1] 劉圣勇， 陳開(kāi)碇， 張百良．國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)成型燃料及燃燒設(shè)備研究與開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀[J]． 可再生能源，2002，104 (4)．[2] 袁振宏，吳創(chuàng)之，馬隆龍等．生物質(zhì)能利用原理與技術(shù)[M]．北京： 化學(xué)工業(yè)出版社，2004(4)．[3] 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日，學(xué)位評(píng)定會(huì)秸稈壓力機(jī)燃料的特色：1.秸稈壓塊機(jī)自動(dòng)化程度高、產(chǎn)量高、價(jià)格低、耗電少、操作簡(jiǎn)單。如無(wú)電力設(shè)備可用柴油機(jī)代替。2.秸稈壓塊機(jī)物料適應(yīng)性強(qiáng)：適應(yīng)于各種生物汁原料的成型，秸稈從粉狀至50mm 長(zhǎng)度之間，秸稈壓塊機(jī)都能加工成型。3.秸稈壓塊機(jī)壓輪自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，利用推力軸承雙向旋轉(zhuǎn)的原理自動(dòng)調(diào)節(jié)壓力角度，使物料不擠團(tuán)、不悶機(jī)，保證出料成型的穩(wěn)定。4.秸稈壓縮機(jī)操作簡(jiǎn)單使用方便：自動(dòng)化程度高，用工少，使用人工上料或輸送機(jī)自動(dòng)上料均可。5.通過(guò)壓制后成型的物料，它的揮發(fā)性好，比較容易析出，燃料的活性好，燃點(diǎn)低，灰又比較少，易著，在燃料上比較節(jié)約，很大的降低了成本。6.生物質(zhì)可以讓燃料更充分、利用率提高點(diǎn)7.通過(guò)壓制后成型的物料，它的揮發(fā)性好，比較容易析出，燃料的活性好，燃點(diǎn)低，灰又比較少，易著，在燃料上比較節(jié)約，很大的降低了成本。壓制以后出來(lái)的燃料體積比較小，所占比重比較大，燃燒的時(shí)間長(zhǎng)，存儲(chǔ)和運(yùn)輸都比較方便，它的體積是原來(lái)的三十分之一，相當(dāng)于同樣質(zhì)量的十五倍左右，密度區(qū)間 0.9-1.4g/cm3，熱值區(qū)間在 3500-5500 大卡，特別容易揮發(fā)的燃料。5秸稈壓力機(jī)應(yīng)完成的主要工作：調(diào)研并收集資料；閱讀資料，分析壓塊機(jī)的結(jié)構(gòu)組成和工作原理，并完成結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)；完成該秸稈壓塊機(jī)主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算；完成本設(shè)計(jì)的裝配圖和零件圖的繪制；完成論文撰寫(xiě)。秸稈壓力機(jī)的研究方案：通過(guò)對(duì)自動(dòng)機(jī)床的分析和研究，查閱相關(guān)國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)。充分的了解自動(dòng)機(jī)床的組成和構(gòu)成。通過(guò)比較各類(lèi)機(jī)床的優(yōu)缺點(diǎn)，最終確定機(jī)床傳動(dòng)方案、主軸箱、主要零部件的結(jié)構(gòu)形式。在進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)和計(jì)算，最終繪制圖紙。AA 指導(dǎo)教師審批意見(jiàn)：指導(dǎo)教師： （簽名）年 月 日 6畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ）題目 秸稈壓塊機(jī)的設(shè)計(jì)專(zhuān) 業(yè)： 學(xué) 生 姓 名： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師： 完 成 時(shí) 間： I摘要鼎力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)，減少二氧化碳排放量已經(jīng)成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必定趨勢(shì)。著力打造低耗、低排、高效的“低碳農(nóng)業(yè)”火燒眉毛。農(nóng)業(yè)機(jī)械是農(nóng)業(yè)能源耗費(fèi)大戶(hù)，碳排放量大戶(hù)。所以，打造“低碳農(nóng)業(yè)” ，農(nóng)機(jī)義不容辭。生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)是生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)利用技術(shù)的主要發(fā)展方向之一。本文設(shè)計(jì)的題目是秸稈壓塊機(jī)的設(shè)計(jì)。秸稈壓塊機(jī)壓出的產(chǎn)品是用來(lái)做飼料或燃料的。經(jīng)過(guò)實(shí)踐和不斷的改進(jìn)，秸稈壓塊機(jī)已日臻完善。秸稈壓塊機(jī)具有自動(dòng)化程度高、產(chǎn)量高、價(jià)格低、耗電少、操作簡(jiǎn)單、環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。因而秸稈壓塊機(jī)可廣泛應(yīng)用壓制各種農(nóng)作物秸稈和小樹(shù)枝等生物質(zhì)原料。秸稈壓塊機(jī)自動(dòng)化程度高、產(chǎn)量高、價(jià)格低、耗電少、操作簡(jiǎn)單。設(shè)計(jì)之初我查閱了大量的生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)的研究文獻(xiàn)，了解國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概述及研究現(xiàn)狀。參考和分析了生物質(zhì)壓縮成型設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)模輥受力情況分析基礎(chǔ)之上利用簡(jiǎn)化力學(xué)模型計(jì)算了擠壓力、主軸扭矩和功率、生產(chǎn)能力等主要技術(shù)參數(shù)，從而為秸稈壓塊機(jī)的設(shè)計(jì)奠定里堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本次設(shè)計(jì)的用于生產(chǎn)的秸稈塊機(jī)，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械及打造低耗、低排、高效的“低碳農(nóng)業(yè)”起到了一定的助推作用。關(guān)鍵詞：低碳農(nóng)業(yè)、秸稈壓塊機(jī)、生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)、擠壓力ABSTRACTThe full development of a low carbon economy and reduce carbon dioxide emissions has become an inevitable trend in China 's economic development. Efforts to build low consumption, low emission and efficient “l(fā)ow-carbon agriculture“ feel the burn . Agricultural machinery Agricultural energy consumption is large , large carbon emissions . So , to create “ low-carbon agriculture“ , agricultural refuse. Biomass solid fuel technology development and utilization of biomass energy technology is one of the main development direction.This design is entitled straw briquetting machine design. Straw briquetting machine extruded products are used to make animal feed or fuel. After practice and continuous improvement , straw briquetting machine has been improving. Straw briquetting machine Iwith a high degree of automation , high yield , low price , low power consumption , simple operation, environmental pollution and so on . Thus straw briquetting machine can be widely used to suppress a variety of crop stalks and twigs and other biomass materials. Straw briquetting machine high degree of automation , high yield , low price , low power consumption , easy to operate.I went through a lot of design at the beginning of the research literature biomass compression molding technology , for an overview of the development and research status at home and abroad . Reference and analyze the advantages and disadvantages of biomass compression molding equipment , the force of the die roll analysis using a simplified mechanical model based on the calculation of the extrusion pressure , spindle torque and power , the main technical parameters such as production capacity , so as straw briquetting machine design and laid in a solid foundation. The design for the production of straw block machines, agricultural machinery and build low consumption, low emission and efficient “l(fā)ow-carbon agriculture“ played a role in boosting.Keywords : low carbon agriculture , straw briquetting machine , biomass compression molding technology, extrusion pressureII目 錄摘要 .IABSTRACT.I第 1 章 緒論 .31.1 秸稈壓塊機(jī)概述 .31.1.1 秸稈壓塊機(jī)的工作原理 .31.1.2 秸稈壓塊機(jī)的工作性能 .31.1.3 秸稈壓塊機(jī)的工藝流程 .41.2 秸稈壓塊機(jī)分類(lèi)及性能比較 .41.3 生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀 .51.3.1 國(guó)外發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀 .51.3.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀 .61.4 秸桿燃料概述 .61.5 本課題研究的目的與意義 .7第 2 章 秸稈壓塊機(jī)的總體方案及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) .82.1 秸稈壓塊機(jī)總體方案的確定 .82.2 秸稈壓塊機(jī)傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) .8第 3 章 秸稈壓塊機(jī)動(dòng)力參數(shù)的設(shè)計(jì)及傳動(dòng)比分配 .93.1 電機(jī)的選擇及確定 .93.2 傳動(dòng)比的計(jì)算及分配 113.2.1 傳動(dòng)比的計(jì)算 .113.2.2 傳動(dòng)比的分配 .11第 4 章 秸稈壓塊機(jī)主要零部件的設(shè)計(jì)及校核 .134.1 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及校核 .134.2 錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及校核 .154.3 主軸的設(shè)計(jì)及校核 .174.3.1 軸的材料的選擇 .174.3.2 軸的最小直徑和長(zhǎng)度的估算 .174.3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性檢驗(yàn) .184.3.4 確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 .184.3.5 軸的受力簡(jiǎn)圖 .184.3.6 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 .194.4 平模的設(shè)計(jì) .204.5 壓輥的設(shè)計(jì) .20第 5 章 結(jié)論 .22致謝 .23參考文獻(xiàn) .241第 1 章 緒論1.1 秸稈壓塊機(jī)概述把秸稈等植物原料粉碎壓制成效率高、環(huán)保燃料或飼料的設(shè)備叫做秸稈壓塊機(jī)。它生產(chǎn)制造出來(lái)的成品是用來(lái)做飼料或者燃料的。通過(guò)社會(huì)實(shí)踐和在實(shí)踐中不斷的改良，現(xiàn)在這款機(jī)器功能等各方面都很完善了。它的優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)的量比較高、價(jià)格低、節(jié)能、使用方便、環(huán)保。因此它可很大范圍的運(yùn)用在各種農(nóng)作物秸稈和小樹(shù)枝等植物原料。秸稈壓塊機(jī)自動(dòng)化程度高、出產(chǎn)高、價(jià)值低、節(jié)能、使用簡(jiǎn)單。比方說(shuō)，在沒(méi)有電力設(shè)備的情況下，可以使用柴油機(jī)來(lái)代替。1.1.1 秸稈壓塊機(jī)的工作原理秸稈壓塊機(jī)由以下幾個(gè)部分組成，分別是上料輸送機(jī)、壓縮機(jī)及出料機(jī)。壓縮機(jī)由機(jī)架、電動(dòng)機(jī)、進(jìn)料口、傳動(dòng)系統(tǒng)、壓輥、環(huán)模、電加熱環(huán)、出料口等部分組成。工作原則：準(zhǔn)備切割或研磨絲稻草或草，切到 50mm 或者更小的長(zhǎng)度，被控制的水分含量在 10?25％的范圍內(nèi)的材料后在傳送帶上的入口，通過(guò)該主軸的旋轉(zhuǎn)，通過(guò)壓輥輪驅(qū)動(dòng)，壓輥，從模具孔中成塊的擠出，并被迫從出口，等到?jīng)鏊院?，直接裝袋。圖 1-1 秸稈壓塊機(jī)的工作原理圖1.1.2 秸稈壓塊機(jī)的工作性能秸稈壓塊機(jī)對(duì)被加工的植物的選擇面比較廣: 對(duì)加工的物質(zhì)原料的壓縮成型適應(yīng)性比較大，它的長(zhǎng)度區(qū)間在于粉狀和 50mm，含水量在三成以下，秸稈壓塊機(jī)都能將物料加工出來(lái)。2秸稈壓塊機(jī)壓輪自動(dòng)調(diào)節(jié)功能：利用推力軸承雙向旋轉(zhuǎn)的原理自動(dòng)調(diào)節(jié)壓力角度，使物料不擠團(tuán)、不悶機(jī)，保證出料成型的穩(wěn)定。它的使用比較簡(jiǎn)單：自動(dòng)化程度很高，不需要太多的人工，可以人工上料，也可以機(jī)器上料。1.1.3 秸稈壓塊機(jī)的工藝流程工藝過(guò)程：粉碎→干燥（水分少壓塊機(jī)內(nèi)容需要在選舉的類(lèi)型沒(méi)有干燥）→輸送→壓制成型→成型入庫(kù)。秸稈壓塊機(jī)的入口，該材料被壓入一個(gè)塊從模具返回之后進(jìn)行冷卻，裝袋包裝秸稈壓塊機(jī)，是根據(jù)谷物秸稈，樹(shù)枝，草等生物質(zhì)材料擠壓成的專(zhuān)用設(shè)備的塊。莖生物質(zhì)壓塊成型，要先用鍘草機(jī)或揉搓機(jī)將其粉碎成長(zhǎng)度在20~30 毫米，原材料必須適度含水率，粉碎的物料，然后將長(zhǎng)度在壓塊機(jī)加工，擠壓成塊，32×32-80 毫米的塊的橫截面，長(zhǎng)度不一樣，便于運(yùn)輸，堆積密度為 0.6至 1.0 克/立方厘米，方便保存。1.2 秸稈壓塊機(jī)分類(lèi)及性能比較秸稈壓塊機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)都來(lái)源于顆粒機(jī)。在國(guó)內(nèi)秸稈壓塊機(jī)有三大類(lèi)：機(jī)械式，液壓式，旋轉(zhuǎn)壓彎式。機(jī)械式：擠壓噴嘴壓輥壓球機(jī)和沖床沖壓壓塊，壓塊尺寸直徑從30mm到80毫米，尤其是在密度為0.8?1.3每立方米。濟(jì)南沖床沖壓壓塊機(jī)采用高速高頻率的高沖擊，高轉(zhuǎn)速約為每分鐘300次。取決于秸稈的密度，每小時(shí)生產(chǎn)約0.8至1.2噸，直徑為70mm或80mm， 1?1.25 G/CM3的密度。秸稈棒形狀多種多樣，有圓形，方形，六邊形，什么都可以，并在該中心還可以穿孔。還以根據(jù)要求定做。液壓式：很多都是尺寸比較大的，小一點(diǎn)的尺寸也在40cm×20cm×20cm左右，密度區(qū)間在0.4到0.7。液壓壓花機(jī)是通過(guò)使用液壓缸的驅(qū)動(dòng)，使活塞沖壓模量?；钊麤_壓成型機(jī)通常不用電加熱，形成密度較低，容易丟失的產(chǎn)品，用螺桿擠壓出的產(chǎn)品相比，顯著提高成型品一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，就是成型的零件磨損很厲害，但有一個(gè)大的振動(dòng)載荷，使機(jī)器的穩(wěn)定性差，油污染是響亮，更嚴(yán)重旋轉(zhuǎn)壓彎式：特別是對(duì)于碳棒的制造加工，這些產(chǎn)品中有一部分中間有孔。在壓輥擠壓模具分為三種類(lèi)型：環(huán)模式、平模式和環(huán)平式。螺桿擠壓機(jī)用螺桿擠出產(chǎn)品，通過(guò)外部加熱，以保持從150模具溫度為300℃木質(zhì)素和纖維素，軟擠壓生物質(zhì)成型。為了避免在模制材料模塊水分和破解“輻射”的現(xiàn)象，材料的濕度控制在8-12％，其中成型材料的成型壓力的大小和所要求的典型堆積密度4900?12740Pa之間，通常為直徑50～60mm的空心燃料棒3旋轉(zhuǎn)壓彎式又分為：?jiǎn)蝹€(gè)壓輪旋轉(zhuǎn)壓彎式壓塊機(jī)和多個(gè)旋轉(zhuǎn)壓彎式壓塊機(jī)，旋轉(zhuǎn)壓彎式壓塊機(jī)的模具正常情況下是工字型模塊排列成圓形，方形模孔大多可據(jù)客戶(hù)要求訂做。平模壓塊機(jī)都是站立的，主要的是在圓盤(pán)上開(kāi)出多個(gè)圓孔，兩個(gè)至四個(gè)的壓輥都存在。旋轉(zhuǎn)壓彎式其實(shí)就是旋轉(zhuǎn)壓彎式壓塊機(jī)的軸垂直于地平線(xiàn)，其他具有相同環(huán)形砌塊機(jī)。模具生產(chǎn)批量印刷膠輥擠一小橫截面通常約為30mm* 30MM。表1-1 設(shè)備性能比較技術(shù) 類(lèi)型 原料要求 發(fā)展現(xiàn)狀 主要優(yōu)缺點(diǎn) 發(fā)展趨勢(shì)環(huán)模壓輥成型要求原料含水率15～20% ，粒度小于10mm。在成型物料行業(yè)已經(jīng)商業(yè)化階段，成型燃料處于半商業(yè)化階段。生產(chǎn)能力較高，產(chǎn)品質(zhì)量好；模具易損、堵塞，維修成本較高。降低成本， 實(shí)現(xiàn)商業(yè)化平模壓輥成型要求原料含水率15～20% ，粒度小于10mm。技術(shù)比較成熟，進(jìn)入商業(yè)化發(fā)展階段。 設(shè)備簡(jiǎn)單，制造成本較低；生產(chǎn)能力較低。 適宜小規(guī)模生 產(chǎn)對(duì)輥擠壓成型要求原料含水率10～35% ，粒度小于10mm。技術(shù)處于研發(fā)階段。 對(duì)原料的適應(yīng)性強(qiáng)，能耗、機(jī)器損耗較低；生產(chǎn)能力較低。提高生產(chǎn)能力，適宜中小規(guī)模生產(chǎn)機(jī)械活塞成型要求原料含水率在 20%以?xún)?nèi)，粒度小于40mm。技術(shù)處于半商業(yè)化、商業(yè)化階段。能耗較低，產(chǎn)品耐儲(chǔ)存、密度大；設(shè)備穩(wěn)定性差、振動(dòng)大，有潤(rùn)滑污染問(wèn)題。配套鍋爐， 適宜規(guī)?；l(fā)展。液壓活塞成型要求原料含水率在 12%以?xún)?nèi)，度小于40mm。技術(shù)處于商業(yè)化階段成型設(shè)備部件工作方式改變，壽命提高，能耗下降，較之機(jī)械活塞運(yùn)行平穩(wěn)； 生產(chǎn)能力較低，易發(fā)生“ 放炮” 現(xiàn)象，產(chǎn)品易開(kāi)裂。提高生產(chǎn)能力，增強(qiáng)對(duì)原料濕度的適應(yīng)性，適宜規(guī)模化發(fā)展。螺旋熱壓成型要求原料含水率在8%～12%內(nèi)，粒度小于40mm。技術(shù)進(jìn)入半商業(yè)化、商業(yè)化階段。產(chǎn)品耐儲(chǔ)存、密度高，可加工成各種形狀；套筒易磨損，維修成本較高， 對(duì)原料適度要求嚴(yán)，易發(fā)生“放炮” 現(xiàn)象。適宜中小規(guī)模生產(chǎn)41.3 生物質(zhì)壓縮成型技術(shù)的發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀1.3.1 國(guó)外發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀在上世紀(jì)三十年代，螺旋式成型機(jī)在美國(guó)已經(jīng)有科學(xué)家開(kāi)始研究壓縮成型燃料技術(shù)，并且將這些研究投入到開(kāi)發(fā)生產(chǎn)中去。上世紀(jì)七十年代，生物質(zhì)顆粒燃燒裝置被研究出來(lái)了。二十世紀(jì)七十年代后期，因?yàn)槟茉吹木o張，導(dǎo)致原油的價(jià)格不斷的上升，歐洲很多國(guó)家在面對(duì)這種現(xiàn)狀，越來(lái)越開(kāi)始重視研究壓縮成型燃料技術(shù)?，F(xiàn)今，亞洲的日本，歐美一些國(guó)家，此項(xiàng)設(shè)備的研究已經(jīng)很成熟，基本定型，在實(shí)際的生產(chǎn)中也形成了很有規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化，在一些領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛的運(yùn)用，比如在加熱、供暖、干燥、發(fā)電等。亞洲國(guó)家除了日本有成熟的技術(shù)以外，別的國(guó)家也陸續(xù)開(kāi)始了研究，如泰國(guó)，印度，菲律賓等，從上世紀(jì)八十年代開(kāi)始，通過(guò)自己的研究，生產(chǎn)加工成了加粘結(jié)劑和不加粘結(jié)劑的生物質(zhì)壓縮成型機(jī)。1.3.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展歷史及研究現(xiàn)狀上世紀(jì)八十年代起，我們國(guó)家從國(guó)外引進(jìn)了生物質(zhì)壓縮成型機(jī)，并且開(kāi)始研究此項(xiàng)技術(shù)。在 “七五”期間，南京林化所開(kāi)始了對(duì)生物質(zhì)壓縮成型機(jī)的開(kāi)發(fā)和研究；我國(guó)第一臺(tái)ZT-63型生物質(zhì)壓縮成型機(jī)由湖南省衡陽(yáng)市糧食機(jī)械廠于1985年研發(fā)生產(chǎn)；江蘇省連云港東海糧食機(jī)械廠于1986年引進(jìn)了一臺(tái)OBM-88棒狀燃料成型機(jī)；2002年中南林學(xué)院也研制了相應(yīng)設(shè)備。經(jīng)過(guò)這些年的研發(fā)，我們國(guó)家關(guān)于成型機(jī)的研究和在生產(chǎn)中的應(yīng)用，已經(jīng)有了很大程度的提升，關(guān)鍵體現(xiàn)在螺旋擠壓成型機(jī)上，不過(guò)，即使是這樣，仍然有不少的問(wèn)題存在，比如軸的磨損很?chē)?yán)重，使用壽命較短，耗電量大，故而，我們對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)的研究還有待提高。1.4 秸桿燃料概述一、秸稈燃料的概況：農(nóng)作物的玉米桿、麥草等固體廢棄物稱(chēng)為秸稈燃料，通過(guò)不斷的壓制、加大密度、成型，進(jìn)而成為小棒狀固體顆粒燃料等，通過(guò)壓制，成為現(xiàn)代化的清潔燃料，它同時(shí)是而且新興專(zhuān)用生物質(zhì)，可直接使用，而不是傳統(tǒng)的煤上的城市的傳統(tǒng)煤鍋爐。二、秸稈燃料的特點(diǎn)：通過(guò)壓制后成型的物料，它的揮發(fā)性好，比較容易析出，燃料的活性好，燃點(diǎn)低，灰又比較少，易著，在燃料上比較節(jié)約，很大的降低了成本。壓制以后出來(lái)的5燃料體積比較小，所占比重比較大，燃燒的時(shí)間長(zhǎng)，存儲(chǔ)和運(yùn)輸都比較方便，它的體積是原來(lái)的三十分之一，相當(dāng)于同樣質(zhì)量的十五倍左右，密度區(qū)間0.9-1.4g/cm3，熱值區(qū)間在3500-5500大卡，特別容易揮發(fā)的燃料。三、秸稈燃料的應(yīng)用范圍：秸稈燃料廣泛的運(yùn)用于城市中的采暖，供熱，也運(yùn)用于賓館，飯店等行業(yè)，它可以被用來(lái)替代木柴、原煤、液化氣等。面對(duì)現(xiàn)在越來(lái)越高的環(huán)境要求，我們使用燃煤鍋爐不符合現(xiàn)在的趨勢(shì)，在這種情況下，只能采用燃油鍋爐，但是現(xiàn)在油價(jià)飛漲，采用燃油的方式，成本高出秸稈燃料很多，所以在行業(yè)上面造成了很大的壓力。1.5 本課題研究的目的與意義在現(xiàn)在的生產(chǎn)中，農(nóng)業(yè)和林業(yè)在每年都會(huì)有大量的剩余物產(chǎn)生。比如，收割以后，農(nóng)田內(nèi)的秸稈，產(chǎn)品加工后剩下的殼等，林業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中留下的樹(shù)枝、樹(shù)葉等。以上我們提到的這些東西，分散的分布在較大面積的范圍內(nèi)，堆積又比較分散，如果我們想收集起來(lái)運(yùn)輸，或者儲(chǔ)存，就比較麻煩。為解決這些狀況，提出了生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)，能很好的解決上面提到的問(wèn)題，能夠集中進(jìn)行運(yùn)輸和存儲(chǔ)，在燃燒的時(shí)候，燃燒時(shí)間比較長(zhǎng)，提高了燃料的利用率。所謂生物質(zhì)固體成型燃料技術(shù)，就是在特定的溫度和壓力下，運(yùn)用木質(zhì)素充當(dāng)粘合劑，將松散的秸稈、樹(shù)枝和木屑等農(nóng)林生物質(zhì)壓縮成棒狀、塊狀或顆粒狀的成型燃料。中國(guó)的生物質(zhì)資源非常的多，但作為新能源，容重比較低生物質(zhì)能資源，具有能量密度低，體積小和分散不方便儲(chǔ)存等缺陷，已經(jīng)嚴(yán)重阻礙了生物質(zhì)大規(guī)模應(yīng)用。因此，高品質(zhì)的轉(zhuǎn)換技術(shù)的研究已成為生物量的生物質(zhì)利用的焦點(diǎn)。近年來(lái)，創(chuàng)新和改進(jìn)生物質(zhì)壓花技術(shù)，為高效利用農(nóng)業(yè)和林業(yè)廢棄物，秸稈等植物的開(kāi)發(fā)重新提供了一種方法。6第 2 章 秸稈壓塊機(jī)的總體方案及傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)2.1 秸稈壓塊機(jī)總體方案的確定上料輸送機(jī)、壓縮機(jī)及出料機(jī)等部分組成一臺(tái)完整秸稈壓塊機(jī)。而機(jī)架、電動(dòng)機(jī)、進(jìn)料口、傳動(dòng)系統(tǒng)、壓輥、環(huán)模、電加熱環(huán)、出料口等部分組成了壓縮機(jī)。它的工作原理是：切割或研磨絲稻草或草鍘在 50mm 或更小的長(zhǎng)度，控制的水分含量在 10?25％的范圍內(nèi)，將材料送到傳送帶上的入口，通過(guò)該主軸的旋轉(zhuǎn)，通過(guò)在壓輥由轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，并且此壓力輥的自己的旋轉(zhuǎn)，從模具塊孔中材料被成塊狀的擠出來(lái)。總體方案：電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)帶傳動(dòng)，帶傳動(dòng)拉動(dòng)減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，放慢機(jī)構(gòu)帶動(dòng)主光軸旋轉(zhuǎn)，之后經(jīng)過(guò)主光軸來(lái)拉動(dòng)壓輥轉(zhuǎn)動(dòng)。本方案的特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便。壓輥與模具間徑向間隙調(diào)節(jié)方便。2.2 秸稈壓塊機(jī)傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)由于本文設(shè)計(jì)的秸稈壓塊機(jī)承載能力和速度不是很大，故不需要另外采用減速器做減速傳動(dòng)，按照工作要求和條件。3 種傳動(dòng)方案如下圖所示：其中：a 為帶傳動(dòng)和直齒輪傳動(dòng)；b 為直齒輪傳動(dòng)；c 直齒輪傳動(dòng)和斜齒輪傳動(dòng)。因?yàn)榇舜螞_壓的軸受力不大，綜合考慮，所以經(jīng)過(guò)比較確定方案（a）為最終方案，但需要改善的是我們?cè)诒疚闹胁捎缅F齒輪傳動(dòng)。7第 3 章 秸稈壓塊機(jī)動(dòng)力參數(shù)的設(shè)計(jì)及傳動(dòng)比分配3.1 電機(jī)的選擇及確定結(jié)合本論文的設(shè)計(jì)要求并查資料，壓塊和起重用調(diào)速變頻三相異步電動(dòng)機(jī)是無(wú)極變速電動(dòng)機(jī)的主要類(lèi)型。具體特點(diǎn)和應(yīng)用如下：表 3-1名稱(chēng) 特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)合YTSZ 冶煉及起重運(yùn)用變速改變速度三相異步電動(dòng)機(jī)起重、冶煉改變速度變速三相異步機(jī)是以改變速度變速異步電機(jī)為首要條件，根據(jù)其相關(guān)特性而開(kāi)發(fā)出來(lái)的成品。開(kāi)發(fā)的過(guò)程中結(jié)合了直流電機(jī)、交流電梯電機(jī)優(yōu)點(diǎn)并對(duì)調(diào)速交流變速的分析結(jié)果，磁籌劃、構(gòu)成籌劃、絕離電源籌劃既要綜合對(duì)變頻供電和寬范圍調(diào)速的匹配性能，又要展現(xiàn)上述二者異步電機(jī)過(guò)載能力大、強(qiáng)度強(qiáng)之優(yōu)點(diǎn)。與調(diào)速變頻很好的相匹配，主要用于采調(diào)速變頻、周期運(yùn)行、起動(dòng)頻繁和場(chǎng)合的制動(dòng)。電機(jī)相關(guān)要求應(yīng)該和 GB755 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定一直，IEC72 是安裝尺寸的標(biāo)準(zhǔn)。YCT 電磁調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)該電機(jī)是機(jī)械工業(yè)相關(guān)部門(mén)統(tǒng)籌設(shè)計(jì)的 Y 性三相異步電機(jī)的生成系列之一。改變速度電磁發(fā)電機(jī)由 Y 系列電機(jī)的電磁改變速度發(fā)電機(jī)、轉(zhuǎn)差離和器、操控器 3 塊組成，主要使用在負(fù)載為恒轉(zhuǎn)距的地方，另外尤其在例如風(fēng)機(jī)和離心式水泵的負(fù)載為遞減轉(zhuǎn)矩當(dāng)中采用、有顯著地節(jié)約功效。另外本欄涉及到的電機(jī)可以在一定的范圍內(nèi)調(diào)速，而且均勻不間斷無(wú)級(jí)調(diào)速。而且輸出轉(zhuǎn)矩是額定的。三項(xiàng)異步電機(jī)在運(yùn)行中可通過(guò)控制器自動(dòng)調(diào)節(jié)離合器的勵(lì)磁電流控制速度負(fù)反饋系統(tǒng)，使轉(zhuǎn)速的輸出恒定，前提是擁有變動(dòng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。該產(chǎn)品的電機(jī)在設(shè)計(jì)使用的過(guò)程中其技術(shù)條件全國(guó)唯一，另外安裝的外形尺寸，電機(jī)的拖動(dòng)及一般可能容易壞的零件在全國(guó)范圍內(nèi)是統(tǒng)一的并且滿(mǎn)足互換性的技術(shù)要求。YCT 系列電機(jī)的特點(diǎn)：81、無(wú)失控區(qū)2、調(diào)速范圍廣，速度調(diào)節(jié)平3、轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)候的速度變化率相對(duì)較小，同時(shí)具備負(fù)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)速度，4、起動(dòng)力矩大，起動(dòng)平衡5、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠、使用維護(hù)方便6、操控的電機(jī)功率不大，能夠完成使用范圍內(nèi)的多方式操控該調(diào)速電磁三項(xiàng)異步電機(jī)，還可以用在流水線(xiàn)的油漆，傳輸帶在流水線(xiàn)上的裝配，染印機(jī)、注塑模采用機(jī)、泵、印刷廠里面采用的印刷機(jī)、回轉(zhuǎn)爐等等，應(yīng)用較多在此不一一例舉。YVP 變頻調(diào)速三相異步電動(dòng)機(jī)不能電機(jī)是出現(xiàn)不久的一種高效率、電源為交流、節(jié)約能源的一種調(diào)速三相異步電機(jī)，設(shè)計(jì)和制造是為了滿(mǎn)足變頻調(diào)速，是機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化過(guò)程中的可節(jié)能可無(wú)極變速的新產(chǎn)品。跟其他改變速度的方法相比較，變速調(diào)速的系統(tǒng)所具備的的特點(diǎn)：1、效率高、節(jié)能顯著；2、無(wú)極調(diào)速能在 5HZ 到 100HZ 之間并且變速相對(duì)平穩(wěn)；3、負(fù)載沖擊不大如果起動(dòng)時(shí)是低頻；4、容積不大、分量輕便、設(shè)置大小和 Y 系列基本一樣；5、起加起動(dòng)設(shè)備；6、適合的領(lǐng)域較多，電流不大不用附一定的轉(zhuǎn)矩運(yùn)行（小于 50HZ 以下） ，恒定功率工作（50HZ 以上） ；7、相比調(diào)速電磁三相電機(jī)操作簡(jiǎn)單，安全靠得住，維修保養(yǎng)不難。該電機(jī)是當(dāng)今社會(huì)調(diào)速交流方案中相對(duì)最先進(jìn)的系統(tǒng)之一，還可以保證電機(jī)低、高速運(yùn)行并且時(shí)間還比較長(zhǎng)。在主軸傳動(dòng)中的機(jī)床、冶金、塑膠、紡織等制造方面得到廣泛的9應(yīng)用。當(dāng)然了節(jié)能調(diào)速在恒定功率調(diào)速等地方也適用。電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算： 950TnM??式中：T 為效率，單位 kw、M 為主光軸扭矩，Nm 為單位、n 為主光軸的轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，rpm 為單位。為算出擠壓力和主光軸扭矩，最初定下以下規(guī)劃底數(shù)：輥輪直徑 R=185mm，寬度 W=31mm，輥輪公轉(zhuǎn)半徑 L=206mm ，0.68m0??H間隙 H=0.15mm。根據(jù)研究，取 =45MPa， =0.20N?根據(jù)公式得到： 0 00012[(cosin)]194.5278.xyPRWNN?????????? ??m64.253LM??x1021kw950T??nM通過(guò)計(jì)算得知，主軸旋轉(zhuǎn)所需的能量主要由電機(jī)輸出的能量供給，還有一部分的能量用于輥輪對(duì)物料的擠壓以及與物料之間的摩擦。主光軸的效率為 21KW，因而我們采用三相籠型異步電機(jī)，型號(hào)為 ，380V 的電壓，30kw 的功率，4-Y20L980r/min 的轉(zhuǎn)速。3.2 傳動(dòng)比的計(jì)算及分配3.2.1 傳動(dòng)比的計(jì)算初步設(shè)計(jì)的主軸轉(zhuǎn)速為 89 ，又因?yàn)殡姍C(jī)轉(zhuǎn)速為 980r/minmin/r故總傳動(dòng)比 980=1ni?電 機(jī) 主 軸3.2.2 傳動(dòng)比的分配就如何分配傳動(dòng)比的問(wèn)題應(yīng)滿(mǎn)足一下 5 點(diǎn)：1、在一定合理范圍內(nèi)不應(yīng)該超出允許的峰值，同時(shí)還要根據(jù)傳動(dòng)的工作特性，最終達(dá)到緊湊的結(jié)構(gòu)。2、客觀靠譜的構(gòu)造設(shè)計(jì)，同時(shí)還要滿(mǎn)足拉動(dòng)件擁有合理的大小。3、最大限度的保證傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊、外廓尺寸合理、重量較輕。4、最大限度的使各個(gè)大牙輪擁有客觀的浸油深淺。在設(shè)計(jì)減速器的過(guò)程中，以防止為了保證牙輪都能占到油而使某級(jí)大齒輪浸油過(guò)度而行成損失。應(yīng)當(dāng)最大限度的使得牙輪分度圓直徑相當(dāng)或接近。5、我們?cè)O(shè)計(jì)的終極目標(biāo)是傳動(dòng)件間不會(huì)干涉碰撞。在本文中，兩級(jí)減速傳動(dòng)。因?yàn)槟０遢伆搴蛙堓侀g隙是很小的，如果硬物，如螺釘，鐵等在模板中下降，這將是一個(gè)大的擠出壓力和轉(zhuǎn)矩，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷，使原來(lái)的軋輥表面的損害。為了緩解這樣的第一階段選擇 V 型皮帶減速傳動(dòng)，三角帶打滑超大負(fù)荷的影響。傳動(dòng)比 。75.1?i因?yàn)殡姍C(jī)為水平格局，而主光軸為垂直方位，所以第二級(jí)采用圓錐齒輪減速傳動(dòng)，傳動(dòng)比 。3.62?i11第 4 章 秸稈壓塊機(jī)主要零部件的設(shè)計(jì)及校核4.1 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及校核1、確定計(jì)算功率 = PcaAK式中：P―轉(zhuǎn)送的測(cè)定效率（即電機(jī)的測(cè)定效率） ，單位 kw －工作情況系數(shù)，AK根據(jù)實(shí)際情況，選定 所以，1.2?A 36kw1.2*0?ca2、選擇帶型依據(jù)算計(jì)效率 和小帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，選定普通 V 帶 C 型caP3、確定帶輪基準(zhǔn)直徑 和1D2依據(jù) V 帶種類(lèi)和最小標(biāo)準(zhǔn)直徑 ，選定 =120mmmin1D計(jì)算 V 帶的進(jìn)度，V=12.82m/s， ，滿(mǎn)足要求30/s-25ax??V從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 =*1.7 i=12D依據(jù) V 帶輪的標(biāo)準(zhǔn)直徑體系表，確實(shí)標(biāo)準(zhǔn)直徑如下： ，120m?D210m?D4、肯定正中距 a 和帶的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)短 dL由 ，確定)(*2)(*7. 21021 D???40?a根據(jù)帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度計(jì)算公式 138m/)()(/ 021210,?aLd?從而選取 V 帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度 4?dL再根據(jù) 來(lái)計(jì)算實(shí)際中心距d Lad452/)(,0???5、驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 1?，滿(mǎn)足要求???? 165*)/(1802 ????D?6、確定帶的根數(shù) z ))/(0???LcaKPz?12―包角底數(shù) 、―長(zhǎng)短底數(shù)、 －單根 V 帶的根本測(cè)定效率、 －單根 V?KL0P0P?帶測(cè)定效率的容量7、確定帶的預(yù)緊力 0FNqvzPFaca 90.46/)1/5.2(20 ????－算計(jì)功率、 ―長(zhǎng)短底數(shù)、z－帶的根數(shù)、v—帶的速度ca?K8、盤(pán)算帶傳動(dòng)運(yùn)用在軸上的力 QzQ06.429)/sin(*210??式中：z－機(jī)器上帶根數(shù)、 －每一根帶的抓緊力、 －主軸上的包角。F1?具體結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)下圖 4-1 大皮帶輪、圖 4-2 小皮帶輪： 主HT20圖 4-1 大皮帶輪 主HT20圖 4-2 小皮帶輪134.2 錐齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)及校核錐齒輪在傳遞運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，以下 2 點(diǎn)很重要：1）要有平穩(wěn)的傳動(dòng)——無(wú)論何時(shí)的傳動(dòng)比都是不變，小沖擊、沒(méi)有噪聲，振動(dòng)；2）要有很大的承載能力——在滿(mǎn)足重量不足、尺寸不大的前提下，傳動(dòng)件的承載能力超群，在預(yù)想的使用時(shí)間里面不能夠發(fā)生齒斷等失效。我們?cè)谠O(shè)計(jì)和制造齒輪的過(guò)程中，相關(guān)傳動(dòng)件曲線(xiàn)的齒廓、剛度、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)制造方法等，一般都要按照上述 2 點(diǎn)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造。1、選擇材料及精度等級(jí)選用硬齒面齒輪傳動(dòng)，小齒輪用 滲碳淬火， 。大的牙輪用CrMnTi050HRC1?表面蘸火， ，精度上使用八級(jí)的，需要表面的粗糙度Cr4054HRC2?mRa?3.62??HNHSZ/][lim?2/上面的計(jì)算中 為調(diào)試牙輪的碰觸勞累極限應(yīng)力（ ） ， 為碰觸勞limH? 2/mNZ累力度使用時(shí)間系數(shù)， 為碰觸勞累強(qiáng)度最小安全系數(shù)。通過(guò)計(jì)算得S 1534][?H?2/mN2、依據(jù)牙面碰觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 3 211 /])[5.0/(98.4[ uZKTd RHRE????式中 K 為負(fù)荷底數(shù)， 為小一點(diǎn)的牙輪的轉(zhuǎn)矩（ ） ，u 為齒數(shù)比， 為1 mN*EZ材料的彈性底數(shù)， 為齒寬底數(shù)， ， 為許用接觸應(yīng)力。計(jì)算得R?bR/?][Hmd8.761?3、大齒輪齒數(shù)式中： 為傳動(dòng)比 為大牙輪的分度圓直徑，當(dāng)兩牙輪的牙面6252dicz?i2d弧度 HBS 都小于 350 時(shí)，c=18； ，所以，mi 14.86.7*3.612??取 ，則 ，取59.102z102z/0/1zz牙數(shù)比 與籌劃需要的百分比差距為 2.6%，可以使用。5.6/?u4、大端模數(shù) 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)mzdm8.46/.7/1?m6?145、大端分度圓直徑 mzd96*11?mzd63*22?6、節(jié)錐頂距 R0.3/)(2??7、節(jié)圓錐角 '5/arctn1?u? '54812????8、大端齒頂圓直徑小齒輪 mda 849.107os21???大齒輪 63c22?9、齒寬 Rb*.?10、按照齒根曲折疲勞強(qiáng)度校核 FNFSY/][lim??2/式中 為試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限應(yīng)力（ ） ， 為彎曲疲勞強(qiáng)度壽limF? 2NZ命系數(shù)， 為彎曲疲勞強(qiáng)度最小安全系數(shù)。通過(guò)計(jì)算得HS 76][?F2/m依據(jù)齒根曲折疲勞強(qiáng)度校閱格式][)1)5.01(/423121 FRRSFF umzYKT??????? 2/計(jì)算得 ，因此安全可用。][3.68F??具體結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)下圖 4-3 大圓錐齒輪、圖 4-4 小圓錐齒輪：1.調(diào) 質(zhì) 處 理 后 表 面 硬 度 20-5HBS。2未 標(biāo) 注 尺 寸 公 差 為 C/T184m。3未 注 長(zhǎng) 度 尺 寸 允 許 偏 差 ±.。4未 注 倒 角 半 徑 X。5加 工 后 的 零 件 不 允 許 有 毛 刺 。技 術(shù) 要 求 主主主主主 1:圖 4-3 大圓錐齒輪151.調(diào) 質(zhì) 處 理 后 表 面 硬 度 20-5HBS。2未 標(biāo) 注 尺 寸 公 差 為 C/T184m。3未 注 長(zhǎng) 度 尺 寸 允 許 偏 差 ±.。4未 注 倒 角 半 徑 X。5加 工 后 的 零 件 不 允 許 有 毛 刺 。技 術(shù) 要 求 主4主主主主 主1:圖 4-4 小圓錐齒輪4.3 主軸的設(shè)計(jì)及校核1、主軸轉(zhuǎn)速 980=1ni?電 機(jī)主 軸 總 （ r/min）2、主軸功率 2KWP主 軸3、主軸扭矩 N64.53LM?x4.3.1 軸的材料的選擇軸的材料主要是碳素鋼和合金鋼。采用碳鋼制造軸尤為廣泛。最常用的是 45號(hào)鋼。本次也采用 45 鋼4.3.2 軸的最小直徑和長(zhǎng)度的估算軸上面各個(gè)部位的長(zhǎng)度的長(zhǎng)短和直徑確定，是通過(guò)確定軸上面零件確定制造，裝置，和拆卸的，這樣他們的尺寸就出來(lái)了。同時(shí)對(duì)于主軸來(lái)講，我們一般的安裝步驟是：第一步、最中間的轉(zhuǎn)動(dòng)的地方，第二步、將軸安放在箱體上面；第三步、進(jìn)行端蓋的安裝（軸承） ，第四步，安裝軸承以及軸承座安裝。一般情況下我們?cè)谠O(shè)計(jì)的過(guò)程中不能按軸上所承受載荷來(lái)決定軸上各段的直徑數(shù)值。軸上各直徑要的軸段直徑以及軸上承受力的大小是密不可分的。我們?cè)诔醵ǜ鞫沃睆降臅r(shí)候一般不曉得支反力點(diǎn)作用在哪里，因此我們也就很難認(rèn)定彎曲距的數(shù)值和具體位置。我們?cè)趶氖略O(shè)計(jì)工作之前，在設(shè)計(jì)各軸段結(jié)構(gòu)的時(shí)候，一般還是能夠計(jì)算的出來(lái)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)距的。故，初定軸徑 。mind其中 功率 p（單位為 kW）轉(zhuǎn)動(dòng)速度 n（單位為 r/min）3minpdA?由表查得 A=200：1633min21089pdAm??還考慮到其它的因素取 in25d?4.3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性檢驗(yàn)對(duì)于軸的結(jié)構(gòu)必須滿(mǎn)足：1、各軸段在進(jìn)行安裝各種零部件的時(shí)候其位置要具有唯一性；2、在軸上面安裝零部件，對(duì)它的要求是要容易生產(chǎn)，容易裝配，修理方便。3、加工的軸要具很好的加工工藝性能。軸上零件的安放順序如下：錐齒輪、軸承、圓盤(pán)、軸套、軸承、套筒、端蓋本次設(shè)計(jì)的軸從其結(jié)構(gòu)上看是階梯軸，由其特性同時(shí)各軸段上安裝的零部件精度不高，一次上面所講的第二點(diǎn)是不難做到的?，F(xiàn)在我們來(lái)分析第 3 點(diǎn)：本軸在加工和生產(chǎn)的過(guò)程中，應(yīng)該要保證其加工的簡(jiǎn)單、裝配的簡(jiǎn)易、拆卸的快捷。同時(shí)還要在短時(shí)間里面生產(chǎn)出來(lái)又不要花費(fèi)很多的費(fèi)用?？偠灾?，簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，良好的制造性。因此要最大限度的簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)。最后從其安全和安裝的角度來(lái)看，只要是軸段的尖角都應(yīng)該將其進(jìn)行倒角處理。綜上所述：本次設(shè)計(jì)的軸有鍵槽的是 2 個(gè)軸段，為提高身材效率減低裝夾時(shí)間，我們應(yīng)該講鍵槽開(kāi)設(shè)在同一條直線(xiàn)上面。此外，為了減少換刀的時(shí)間，各軸段上面相似直徑的地方，其圓倒角、鍵槽尺寸應(yīng)該基本一致。4.3.4 確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度1、軸段的最下邊裝錐齒輪，選取 ,下邊用端蓋，上邊套筒定位。min125d?2、根據(jù)工作狀況分析選用滾動(dòng)軸承。因其受徑向和軸向兩個(gè)力，因?yàn)楸据S不短，容易產(chǎn)生彎曲距，所以采用滾刀軸承就會(huì)出現(xiàn)卡死的狀況，所以我們應(yīng)該選用調(diào)心軸承。 ,軸承型號(hào) 22215C/W33。22215C/W33 型軸承高度為 h=3mm,79ABdm??故取 。選取 ， 。150CD134GHd??136EFd??3、選取軸段直徑 ； 0DE4、考慮到軸承座在安裝時(shí)應(yīng)該保持一定的空間，選取 。36cdlm??4.3.5 軸的受力簡(jiǎn)圖軸上零件各部分會(huì)產(chǎn)生各個(gè)力，各個(gè)力的組合就組成了下面的受力圖：17根據(jù)上面的圖形我們可以看到 c 點(diǎn)受的力是最大的，所以這個(gè)地方也是比較危險(xiǎn)的： 2dknM??式中 彎矩 （單位為 N.m） ；k18kRMG?—總質(zhì)量，N；RG—作用在主軸上的扭矩；nM由質(zhì)量屬性計(jì)算得質(zhì)量 =10.9× N；R610所以 = = =1.36× N.m。k18G.9?6由公式 nM50p?得： 955× N.m。n91??310作用在主軸上的相當(dāng)彎矩：=1.5× N.m6262d(1.30)(.5)??64.3.6 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度我們?cè)谶M(jìn)行強(qiáng)度校核的時(shí)候最主要的就是校核最大彎矩、扭矩。 631.50CcMpaW??????18。故安全。??15caMp???＞具體結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)下圖 4-5 主軸：1.調(diào) 質(zhì) 處 理 后 表 面 硬 度 20-5HBS。2未 標(biāo) 注 尺 寸 公 差 為 C/T184m。3未 注 長(zhǎng) 度 尺 寸 允 許 偏 差 ±.。4未 注 倒 角 半 徑 X。5加 工 后 的 零 件 不 允 許 有 毛 刺 。技 術(shù) 要 求 主40主主主主 1:圖 4-5 主軸4.4 平模的設(shè)計(jì)為了防止我們生產(chǎn)加工出來(lái)的秸稈壓塊的開(kāi)裂，所以我們需要在?？咨祥_(kāi)孔，具體尺寸為平模直徑為 502mm，厚度為 70mm，在平模上開(kāi)有 32 個(gè)?？?，模孔的孔徑為 32mm。具體結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)下圖 4-6 平模： 主45 技 術(shù) 要 求1.調(diào) 質(zhì) 處 理 后 表 面 硬 度 20-5HBS。2未 標(biāo) 注 尺 寸 公 差 為 C/T184m。3未 注 長(zhǎng) 度 尺 寸 允 許 偏 差 ±.。4未 注 倒 角 半 徑 X。5加 工 后 的 零 件 不 允 許 有 毛 刺 。圖 4-6 平模4.5 壓輥的設(shè)計(jì)壓輥的直徑為 185mm，因?yàn)槠侥Ｉ峡讖綖?32mm，為減小摩擦力，將與平模接觸部分的壓輥寬度設(shè)計(jì)為 31mm，輥輪腹寬度為 70mm。為增強(qiáng)壓輥對(duì)物料的碾壓，將輥輪設(shè)計(jì)為帶齒槽的圓柱體，在壓輥的圓周表面上拉有與軸線(xiàn)平行的條形齒，條形齒個(gè)數(shù)為 29 個(gè)，每個(gè)條形齒的寬度為 13mm，深度為 10mm，相鄰齒之間的距離為197mm。具體結(jié)構(gòu)詳見(jiàn)下圖 4-7 壓輥： 主45 技 術(shù) 要 求1.調(diào) 質(zhì) 處 理 后 表 面 硬 度 20-5HBS。2未 標(biāo) 注 尺 寸 公 差 為 C/T184m。3未 注 長(zhǎng) 度 尺 寸 允 許 偏 差 ±.。4未 注 倒 角 半 徑 X。5.加 工 后 的 零 件 不 允 許 有 毛 刺 。圖 4-7 壓輥20第 5 章 結(jié)論畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)束大學(xué)生涯、測(cè)試知識(shí)和學(xué)習(xí)能力，每一個(gè)合格的學(xué)生要經(jīng)過(guò)的過(guò)程，也是一個(gè)重要的實(shí)踐教學(xué)。本次設(shè)計(jì)的目的是不僅要樹(shù)立我們正確的設(shè)計(jì)思路理念，也讓我們對(duì)工程設(shè)計(jì)程序和方法有一個(gè)大致的了解。本次設(shè)計(jì)主要經(jīng)歷了兩個(gè)階段，第一階段是對(duì)壓塊機(jī)總體方案的分析、設(shè)計(jì)及確定，第二階段是對(duì)各個(gè)主要零部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算及校核。第一階段我首先查閱了大量的國(guó)內(nèi)外資料，運(yùn)用大學(xué) 4 年學(xué)到的知識(shí)對(duì)總體方案進(jìn)行了比較設(shè)計(jì)。第二階段我根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)以及相關(guān)資料對(duì)主軸等進(jìn)行了詳細(xì)的分析和校核。最后，該設(shè)計(jì)圖的過(guò)程中，使用 AutoCAD 繪圖軟件，它使我們能夠不同程度地學(xué)到更多軟件的知識(shí)，進(jìn)一步提高我們識(shí)別圖、繪制圖的能力。在這次畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用到了很多理論知識(shí)，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，使我溫習(xí)了我所學(xué)過(guò)的知識(shí)，為了更好的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，我將之前學(xué)習(xí)的書(shū)本知識(shí)認(rèn)真的溫習(xí)了一遍，慢慢的理解并通透的明白了這次的設(shè)計(jì)課題，也慢慢的進(jìn)入其中。為完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我查詢(xún)了很多相關(guān)的知識(shí)書(shū)籍，對(duì)這些有用的知識(shí)進(jìn)行總結(jié)，并且將有用的知識(shí)運(yùn)用到自己的論文中。進(jìn)而提高了我自己對(duì)知識(shí)的運(yùn)用能力。在這次的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我體會(huì)到同學(xué)之間相互幫助的好處，明白一個(gè)人的力量比不上團(tuán)隊(duì)的力量，在與大家的學(xué)習(xí)中，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題。通過(guò)這些途徑，改善了我論文的質(zhì)量，提高了我的能力，也更加增強(qiáng)了我的集體榮譽(yù)感。 21致謝設(shè)計(jì)的過(guò)程中得到了老師耐心的指導(dǎo)。老師非常關(guān)注我的設(shè)計(jì)進(jìn)程，為我細(xì)心的講解，幫助我理順設(shè)計(jì)的思路，熱忱鼓勵(lì)和精心點(diǎn)撥，老師學(xué)識(shí)淵博、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、高度的責(zé)任感使我受益非淺。請(qǐng)?jiān)试S我對(duì)您表達(dá)我最衷心的感謝！這次畢業(yè)設(shè)計(jì)還得到了其他老師和同學(xué)的熱心幫助，他們的建議使我的論文更加嚴(yán)謹(jǐn)。在此也一并表示感謝！感謝各位幫助過(guò)我的人，老師和同學(xué)們。祝你們?nèi)f事如意！同時(shí)也祝愿我的母校越來(lái)越好。22參考文獻(xiàn)[1] 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