毕业设计论文盘刀式切碎机设计

1、工 学 院 毕 业 设 计（ 论 文 ）题 目： 盘刀式切碎机 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级： 06级5班 姓 名： 学 号： 指导教师： 日 期： 2010-6-3 目录1.概况及现状分析 31.1农业机械在现代化建设中的作用 31.2国内外概况 31.3现状分析 42总体设计 42.1实现原理 52.2方案选择 52.3进给机构 72.4机架设计 83电机选择84传动设计 104.1传动方案选择 104.2 v带设计计算114.3整体传动比的分析 154.4整体传动 175.轴的校核 175.1轴的设计 175.2校核216.刀的设计286.1切割的基本概念 286.2切刀的设计

2、 297.电路控制 34 盘刀式切碎机设计06机械设计制造及其自动化指导教师 摘要：本文介绍了盘刀式切碎机的发展概况及国内外发展现状，通过对原始数据的分析、方案的论证比较和有关数据的分析计算，主要完成了切碎机的总体设计，电动机的选择以及传动方案的分析、比较与选择等内容。在此基础上对切碎机机体的结构尺寸、驱动转轴的结构尺寸、v带传动、控制电路等设计应用价值进行了详细的计算和说明。 关键词：盘刀式切碎机,v带传动, 刀片，设计1概况及现状分析1.1农业机械在现代化建设中的作用农业机械化是建设现代农业的重要物质基础，是先进生产力的代表，是提高农业劳动生产率的主要手段。农业机械化是农业科学技术推广应用

3、的重要载体，是农业现代化的必然过程，加快发展农业机械化是推进城镇化建设，全面建设农村小康社会的重要举措，加快发展农业机械化也是保护和提高粮食综合生产能力，增加农民收入的重要措施。一是通过农业机械，可以代替人工，使大量农村劳动力从繁重的农业劳动中解脱出来，使其投入到产业中，增加农民收入；二是通过实施精量播种、机械施肥、秸秆机械还田等机械化节本增效农业技术，降低农业生产成本；三是通过拓宽农机维修、销售服务市场，吸纳农村剩余劳动力。1.2国内外概况机械加工是提高秸秆利用率和饲用率以及实现秸秆粗饲料商品化生产的基础保障和重要手段。发达国家饲料作物的生产和应用十分普遍，秸秆加工设备多为适用于大型农场的青

4、贮饲料联合收获机，无法适应我国广大农村不同经济、生产条件和养殖规模的需要。国内生产中广泛使用的秸秆加工设备多为单功能的铡草机和揉搓机。铡草机无论是圆盘式还是滚筒式，多为上世纪50年代定型产品。经铡草机铡切的秸秆长度多为28cm，秸秆茎节未被破碎。大量未被破碎茎节不为牛羊采食，每年因此造成的资源和能源浪费巨大。而经过揉搓机揉搓后的物料被加工成丝状，采食率大大提高，但这种揉搓机主要存在生产率低、耗能高和适应性差的问题。因此，迫切需要研制新型秸秆加工设备。该新型机属于一种多功能的饲料加工机具，特别适于对块茎，块根类物料的切碎和破碎加工，也可作为薯类淀粉加工机具使用。目前的饲料加工机具，一般采用一片或

5、多片刀片，在旋转过程中将饲料切碎；对于块茎类饲料的加工，则用磨齿片将饲料磨碎。前者满足了藤蔓，杆叶状饲料的加工；后者可对块茎块根类饲料的加工。作为一般青饲料的加工，已是可行的了，但加工后的物料中，浆状体比较多，粒度细小，对块茎类物料的加工，这种情况尤为突出，不利现在推行的青储饲料技术的应用。青储饲料工艺对原料的要求，往往要使切碎或破碎后的饲料保持较好的粒状，特别对含淀粉高的薯类青饲料，要求在加工中尽量减少浆状体，更有利于发挥青储饲料的效益。本实用于新型的目的是提供一种可将块茎，块根类青饲料，一次加工成块粒状的青饲料切碎机；同时具有藤蔓，杆叶类青饲料的切碎机构本实用新型的优点是齿、刀部件，配合作

6、用，减少了对物料的挤压、碰撞的机会，降低了块茎类饲料加工的浆状体；同时在加工藤蔓、杆叶类饲料时采用辊压轮进给，大大提高了送料时的人身安全；加之同破碎机构安装在同一传动轴上的切碎机构。即可完成块茎、块根类青饲料的加工，又可同时加工藤蔓、杆叶类饲料。不但简化了设备，又避免了采用不同的传动轴，共用同一动力，操作使用时的麻烦。因而它有结构简单，适应性强的特点，能充分满足农村，特别是山区农村推广。1.3现状分析对模块化理论和技术在我国农业机械产业的应用方式进行了探讨,并分析了模块化在农业机械产业中的应用前景.结果表明,模块化将有利于促进产业结构调整,提高企业竞争力,并可能激发出一批具有国际竞争力的农机企

7、业;将促进农机产品技术、质量的提升以及成本的下降；将有利于多样化客户需求的满足等.因而积极研究并在产业中实现模块化的应用,对我国农业机械产业具有重要的现实意义； 农业机械化是建设现代农业的重要物质基础，是先进生产力的代表，是提高农业劳动生产率的主要手段。农业机械化是农业科学技术推广应用的重要载体，是农业现代化的必然过程，加快发展农业机械化是推进城镇化建设，全面建设农村小康社会的重要举措，加快发展农业机械化也是保护和提高粮食综合生产能力，增加农民收入的重要措施。一是通过农业机械，可以代替人工，使大量农村劳动力从繁重的农业劳动中解脱出来，使其投入到产业中，增加农民收入；二是通过实施精量播种、机械施

8、肥、秸秆机械还田等机械化节本增效农业技术，降低农业生产成本；三是通过拓宽农机维修、销售服务市场，吸纳农村剩余劳动力。2总体设计原始参数：1）容重1.2吨/米3；2）作业形式：连续；3)物料名称：块茎类物料；4)生产能力：2t/ h。 2.1结构及实现原理该机主要由传动轴和装在其一端的传动系统，装在其中部的切碎刀盘，装在其一端的变速锥齿轮和传动轴上的变速锥齿轮和直齿轮及进给轴、，装在支撑固定它们的机架下部的电动机，主动轮及传动皮带，加之安装在机架上的喂料台，进料斗，机壳等构成，切碎机构由安装在传动轴一端的切碎刀盘及其上的动刀片，加之固定在机架相应位置上，能在刀盘转动过程中，与动片构成剪切动作的定

9、刀片构成。传动轴安装在机架上，动力由机架下部的电动机及其主动轮，驱动传动轴运转使安装在中部的切刀盘工作。机架上靠切碎刀盘一侧，制作了切碎机构喂料台、自动进给辊压轮及刀盘罩；位于传动轴中部装有机壳和进料斗，二者用小螺杆连为一体；主动轮与从动轮间套有皮带防护罩；机架下部制作了切碎，破碎物料的出料斗。其中，喂料台，刀盘罩、机壳、进料斗、皮带防护罩，出料斗均连接固定在机架上。这样，就构成一个盘刀式碎机。使用时，将藤蔓、杆叶类青饲料放在喂料台上，由辊压轮自动将料送入刀盘罩内，动刀片随刀盘的旋转和固定在机架上的定刀片配合，将物料切碎。2.2方案选择通过查阅资料，最后选定了四种参考方案，具体外形如图1、图、

10、图2-3、图2-4所示。 图 2-1 卧式切割机方案一图 2-1所示方案一是最常见的卧室切割机，砍刀片装在电动机的主轴上，通过电动机提供给刀片的旋转运动来切割青饲料，但是缺点是不能切割块茎类饲料，同时刀片为直刃砍刀，消耗功率大，振动也大。 图2-2 立式切割机方案二图 2-2所示方案二是立式切割机，优点是结构紧凑，占用空间小，缺点与方案一一样，对能切割饲料的种类有限。图 2-3 卧式辊筒切碎机方案三图 2-3所示方案三是卧式辊筒破碎机，有点是能很好切割块茎，辊筒上的刀片拆卸也很方便，缺点是不能切割藤蔓类青饲料，所以他的使用也受到了很大的限制。图 2-4 卧式多功能切割机方案四图 2-4所示方案

11、四是卧式多功能切割机，优点是即能切割藤蔓类，又能切割块茎类，缺点是，该设计在为了完成切割块茎的目的是，过多装入转动刀片，在拆卸刀片时，非常不便，并且过多的刀片也增加产品的成本。图2 总体设计效果图1电动机 2. 皮带轮防护罩 3. 防护罩 4. 进料斗 5.进料槽 6.机架 7. 出料槽通过分析以上四种方案，吸收各自优点，得到一个即能切割藤蔓类青饲料，又能切割块茎类青饲料的多功能盘刀式切碎机。并在设计中，增加了藤蔓类物料的自动进给机构，以提高工作安全性。2.3进给机构图2-6进料槽及其进给辊压轮1外钢槽2.辊压轮3.薄壁插槽4.定刀片本设计中参考（ 2 尤嘉陵. 等滑切角曲线刃圆盘式切碎器的研

12、究j . 四川农机，1983 ，(3) :22 27）以及相似机型对进给机构进行以下设计：采用辊压轮对藤蔓类物料进行进给，辊压轮的外缘直径为，在本设计中，采用双槽重叠设计，外面钢槽由3mm厚的钢板焊成，在槽的两侧用厚钢板加厚，然后镗孔，轴、穿过孔而被支撑，轴、与辊压轮用平键连接。在钢槽内再插一个薄壁进料槽，槽的底面与水平面成10°倾斜，便于送料。2.4机架设计在机架设计中，根据原始参数主体采用40×40×3的等边对角钢，均通过用手工电弧焊将其连接。在机架上表面放置一块10mm厚的铁板以便固定各零件，在机架的4个角上各加焊一块40×40×10的厚

13、铁板，以便获得足够的强度来安装运动轮。总观全局对机架进行设计，最后机架整体尺寸为628×540×437。3电机选择参考以下文献以及原始参数（庞声海. 盘刀式切碎器设计的数学解析法j . 农业机械学报，1981 ，(2) :43 - 51. 2 尤嘉陵. 等滑切角曲线刃圆盘式切碎器的研究j . 四川农机，1983 ，(3) :22 - 27. 3 任露泉. 试验优化技术m . 北京：机械工业出版社，1987 ，45 - 56. 4 刘惟信. 机械最优化设计m . 北京：清华大学出版社，1994 ，64 - 80.(end)）。 取刀盘转速为400800rmin (1)取切割间

14、隙c=01.0mm 得c=0.385mm (2)限定滑切角=41.5°（25°-45°） （3）生产率q=1200kg/h (4)切割力p=2450n (5)力矩 m=54 n·m (6)依据以上数据 p=t·n/9550=54·600/9550=3.5kw电机效率68%p=3.5/0.68=5.147kw依据以上数据 查表【6】得表1。表1型号功率(kw)转速(r/min)扭矩(n·m)质量(kg)效率y132s1-25.529002.36468y132s-45.514402.36872yc160m-45.514502.2

15、12878综合以上数据：选取y132s1-2做为此次设计的电动机。电动机外形和安装尺寸如表2。表2：电动机外形和安装尺寸中心高h(mm)外形尺寸l×(ac/2+ad) ×hd悬挂安装尺寸a×b安装螺栓孔直径k轴伸尺寸d×e装键部位尺寸f×d×g90475×(270/2+210)×315216×1781238×8010×38×33电动机安装尺寸图4传动设计4.1传动方案选择切碎机转速n=400-800r/min，所选电动机的转速为2900r/min，因此切碎机的总传动比为i=2

16、900/（400-800）=3.6-4.25，可以有三种方案可以选择：方案一：电动机三角皮带轮转盘。方案二：电动机链传动转盘。方案三：电动机齿轮传动转盘。一方案采用的是带传动实现减速的目的，带传动的传动比i5，带传动便于将电动机和转盘的基础分离，减轻振动的干扰，传动平稳，结构简单，成本低，安装维护方便，带损坏后容易更换。过载时，带在带轮上打滑，可防止其他零件的损坏，起到安全保护的作用。带传动对环境的要求比较低。一般情况下，在带传动中只要不接触润滑油，都不会影响到其寿命。二方案采用的是链传动实现减速的目的，与带传动相比无弹性滑动和打滑现象，传动效率高，整体尺寸小，磨损后易发生跳齿，工作时有噪声，

17、不宜用于载荷变化很大，高速和急速反向的场合。三方案采用的是齿轮传动实现减速的目的，它的效率高，结构紧凑，工作可靠，寿命强，传动比稳定。齿轮减速传动器能够实现单位时间内的精确的传动比，作为独立的传动装置，能达到3000kw。但它的安装精度高，结构紧凑，制造成本大。齿轮传动对环境的要求比较高，当啮合齿轮在啮合的过程中，有粒状物夹杂其中，会加快齿轮的磨损，进而导致齿轮寿命的减短。以上这三种传动方案都能满足盘刀切碎机的功能要求，但结构、性能、经济性和工作环境不同。根据设计数据，剥壳机的处理能力1.2t/h,且要求连续处理，综合考虑选择方案一较合适。图4-1 带传动示意图4.2 v带设计计算（1）v带轮

18、的设计要求设计v带轮时应满足的要求有：质量小；结构工艺性好，无过大的铸造内应力，质量分布均匀，转速高时要经过动平衡，轮槽工作面要经过精细加工（表面粗糙度一般应为3.2）以减带的磨损，各槽的尺寸和角度应保持一定的精度，以使载荷分布较为均匀等。（2）材料 此处带轮的材料，采用铸铁，材料牌号为ht200。（3）v带轮的结构铸铁制v带轮的典型结构有以下几种形式：实心式腹板式孔板式椭圆轮辐式. 当带轮的基准直径2.5d(d为轴的直径，单位为mm)时，可采用实心式； 300mm时，可采用腹板式；当100mm时，可采用孔板式；300mm时，可采用轮辐式。（4）相关计算已知电动机的额定功率为5.5kw,转速n

19、=2900r/min,选取传动比为i=3.9,采用普通v带传动。1）确定计算功率p由参考资料1表8-7查得工作情况系数 k=1.2，故p= kp=1.25.5=6.6kw 2）选取带型 根据p，n 由参考资料1图8-4和8-9确定选用b型 3）确定带轮基准直径由1表8-4和表8-8取主动轮基准直径 d=224mm则从动轮基准直径 d=i d=3.9224=873.1mm根据参考资料1表8-8 取d=900mm 按参考资料1式(8-13)验算带的速度 v=3.142242900/60000m/s=33.9<35m/s 所以： 带的速度合适。 4）确定v带的基准长度和传动中心距 根据参考资料

20、1式(8-20)0.7(d+ d)<a<2(d+ d)， 即786.8< a<2248 初步确定中心距a=1400mm 根据参考资料1式(8-22)计算所需的基准长度 。=2 a+(d+ d)+ (d- d) ²/4 a2800+1764.68+81.6=4646.3mm根据参考资料1表8-2选取带的基准长度=4500mm由参考资料1式(8-21)计算实际中心距 a= a+(-。)/2=1400+(4646.3-4500)/2=1473.15mm5）验算主动轮上的包角a由参考资料1式(8-7),得 a=180°-=180°-(900-224

21、)57.5°/1473.15=153.6°>120°所以：主轮上的包角合适6）计算v带的根数z由参考资料1式(8-26)知 k式中 k包角系数 k长度系数 p单根v带的基本额定功率 p计入传动比的影响时,单根v带额定功率的增量由n1=2900r/min, d=224mm, i=3.9 查由参考文献1表8-4a和参考文献1表8-4b，得p=6.95kw，p=0.89kw查参考资料1表8-5，得k=0.92查参考资料1表8-2，得k=1.15 则z=6.6 k/（6.95+0.89）0.921.15=1.697 取z=27)计算预紧力f由参考资料1式(8-27)

22、知 f=查参考资料1表8-3, 得q=0.18kg/m,故 f=5006.6(2.5/0.92-1)/(233.9)+0.1833.9²=292.79n8)计算作用在轴上的压轴力f由参考资料1式(8-24),得f=2z fsin a/2=22292.79sin153.6/2=1141.1n(5)带轮的结构设计带轮的结构设计，主要是根据带轮的基准直径选择结构形式，根据带的截型确定轮槽尺寸，参考文献1表（8-10），带轮的其它结构尺寸可参照参考文献1图（8-14）所列经验公式计算，确定了带轮的各部分尺寸后，即可绘制出零件图，并按工艺要求注出相应的技术条件等。由以上的计算可知：电动机的v带

23、轮选实心式；主轴v带轮选腹板式。(6) v带轮的结构参数v带轮的结构参数见图8。 图 4-2 v带轮的轮槽尺寸v带轮的结构参数如表5 。 表5 v带轮的结构参数项目符号参数值（mm）基准宽度bd14基准线上槽深ha3.5基准线下槽深hf10.8槽间距e19第一槽对称面至端面距离f11.5最小轮缘厚5.5带轮宽b28外径dada1=228da2=905轮槽角41.5°注：电动机v带轮l=(1.52)d， b<1.5d时，l=b，此处l=28=(1.82)d， d为轴的直径，此处=2d 主轴v带轮l=（1.52）d， 当b<1.5d时，l=b,此处l=28=b 此处=b=74

24、.3整体传动比的分析计算在本设计中，考虑到实际情况，主轴转速在600r/min为宜。以下为具体计算分析过程。因为设计任务，通过计算（计算过程见电机选择）选择电动机是2900r/min、功率是5.5kw。根据带轮传动比的要求（一般传动比在24为宜）现选传动比为3.9。则主轴转速为 =2900r/min/3.9743.6r/min现初步选择辊压轮的直径为40mm，对切削的物料长度定为10mm。现在来分析主轴到传动轴、之间的传动比。因为辊压轮的转动是由轴、提供的，所以轴、的转速相等，转向反图 4-3 物料进给示意图参考图2-5现主轴转速设为r/s,由于刀盘上是对称安装的2把动刀片，所以切割次数为2次

25、/s。进给辊压轮设为转/s。 v=2r220125.6mm/s v为料的理论进给速度。则每次刀的切割长度是 l=62.8/由设计要求知切割长度以10mm为宜，则 62.8/10mm 即 /=10/62.8 /=6.28主轴与轴、的传动比为6.28 现已知 743.6r/min 则 =118.4r/min 则理论上每秒进料为 v247.9mm/s考虑到在实际中料在传送过成中的打滑，所以上述进料速度在现实中是可以做到的。4.4整体传动根据以上设计计算对整体传动设计如图10.图4-41.电动机 2.小v带轮 3.v带 4.大v带轮 5.轴承座 6.破碎刀片 7.主轴 8.切碎刀盘 9.动刀片 10.

26、小锥齿轮 11.大锥齿轮 12.小圆柱齿轮 13.大圆柱齿轮 14.换向圆柱齿轮 15.换向圆柱齿轮 16.传动轴 17.传动轴 18.传动轴 注：图中箭头表示各轴的转动方向5轴的校核5.1轴的设计（1）主轴的设计1）求主轴上的功率,转速和转矩取皮带轮传动的效率=0.95（摘自参考文献4表2-2）则=p=5.50.95=5.225kw =n1/i=2900/3.9=743.6r/min于是t2=9550000×p2/n2=63695.1n·mm2)初步确定轴的最小直径先按参考文献1式(15-2) 初步估算轴的最小直径.选取轴的材料为45钢,调质处理。 根据参考文献1表15-

27、3 ，取,于是得 dmin= a0×3p2n2=19.53mm主轴的最小直径显然在轴的两端。3)轴的结构设计a根据最小直径，考虑到轴的刚度和震动，现取mm.为了满足皮带轮上的轴向定位要求,i-ii轴段右端需制一轴肩，故取ii-iii段直径为mm.由于皮带轮的尺寸l=28，现取 mm b由参考文献4初步选取轴承座型号为sn508，sn207，sn307(摘自gb/t7813-1998) 其主要参数如表5-1。 表 5-1型号dgasn5083540803368sn2073545723385sn3073545804192综合以上参数选择sn508为此次设计的轴承座型号。由于a=68，现取

28、mm mm mm因为mm，取 mm考虑到安装防护罩，取 mm考虑到刀盘座的宽度，现取 mm。因为锥齿轮的齿宽b=20mm，现初步取 mm考虑到安装和基本尺寸，取 mm。轴的具体尺寸如图5-1所示。 图5传动轴（2）传动轴2的设计1）计算功率转速和转矩 kw r/min n·mm1. 确定最小直径选取轴的材料为45钢，调质处理,根据参考文献1表15-3，取于是得 mm 现取最小直径为20mm轴的具体尺寸如图5-2所示图5-2 传动轴(3) 传动轴、的设计由于进给轴的转速与负载都比较小，所以不做具体计算，由整体设计决定其尺寸，具体尺寸如图5-3、图5-4所示。图5-3 传动轴图5-4 传

29、动轴5.2校核图5-51.扭矩的计算 设皮带轮传递的功率为5.5kw，刀传递的功率为总功率的一半，即5.5/2=2.75kw。切刀传递的功率为2.75×23=1.83kw。锥齿轮传递的功率是0.92kw。 由参考文献6式(4.1)，有 ma=9550×pn=136570n·mm mb=9550×pn=68270 n·mm mc=9550×pn=45500n·mm md=9550×pn=22840n·mm扭矩图如图5-6所示。图 5-6 扭矩图2.弯矩的计算受力分析如图5-7、图5-8所示。图 5-7 h平

30、面受力图图 5-8 v平面受力图n nn nn nnn列方程求解 : 由解得 377.4n 562n同理列方程: 由解得 -178.5n -383.5n弯矩图如图5-9、图5-10、图 5-11所示。图 5-9 h平面弯矩图图 5-10 v平面弯矩图图 5-11 弯矩总图2. 校核轴的强度通过弯扭图可以明显看出在辊筒处的弯扭强度最大 m=67492.6n·mm t=13657n·mm按第三强度理论，计算应力 因为由扭矩产生的弯曲应力是对称循环变应力，而由扭矩所产生的扭转切应力则常不是对称循环变应力。为了考虑两者循环特性不同的影响，引入折合系数，则计算应力为 参考文献1式15

31、-4 式中的弯曲应力为对称循环应力。当扭转应力为静应力时，取；当扭转切应力为脉动循环应力时，取；此处取由参考文献1式（15-5）有 10.62mpa式中： 轴的计算应力，单位为mpa； m 轴所受的扭矩，单位为 n·mm； t 轴所受的扭矩，单位为n·mm； w轴的抗弯截面系数，单位为， 此处w0.1； 对称循环变应力时的轴的许用弯曲应力，由文献1表15-1查得45调质=60mpa。所以上计算可知轴的设计是安全的。4.调心轴承图 5-12 调心球轴承受力分析1. 由轴的校核已计算出两轴承在水平面与垂直面上的两个力轴承径向力 n n2. 求两轴承上的计算轴向力和 n n因为

32、n< 所以轴承1被压紧，轴承2被放松 =141.9432+23.4=165.3432n =231.336n3. 求轴承当量动载荷和因为= 0.396>e所以 =750.86n因为=e所以n因轴承运转中有轻度冲击载荷，按文献1表13-6查得,取1.2则 n n4. 验算轴承寿因为，所以按轴承2所爱力大小进行验算 由参考文献1式（13-5）有 显然远远大于切割机的使用寿命，所以选用的轴承型号 是合理安全的。6.刀的设计 所谓切割，是指通过机械的方法克服物料内部的凝聚力，并将其分裂成规格划一的块、片、丝、粒及酱状产品的操作过程。满足切割运动的机器必须具备两个关键条件，一是切割刀具，另一个

33、是物料的“进给”运动。进给运动系指物料与刀具的相对接触运动。所谓粉碎，是指用机械的方法克服固体物料内部的凝聚力并将其分裂的过程。根据所处理物料的尺寸大小的不同，将大块物料分裂成小块者称为破碎，而将小块物料变成细粉者称为粉磨，破碎与粉磨又统称为粉碎。6.2切刀的设计（1）材料 一般采用经过热处理的t9碳素工具钢或锰钢。在此选t9工具钢（2）要求良好的切刀（或称切碎器）应满足下列要求：切割质量高，耗用动力小，结构紧凑，工作平稳，安全可靠，便于刃磨，使用维修方便。刀片在设计和选用时应满足下列三个方面的要求，即 钳住物料，保证切割； 切割功率要小； 切割阻力矩均匀。（4）刀片形状切刀的刀刃有直线型与曲

34、线型几何形状，如图6-1所示。图 6-1 各几何形状刀刃在本次设计中选用（c）外曲线刃口刀 进行滑切。（5）刀的滑切与正切切割机械工作时，功耗的大小与切刀的工作方式以及刀片的特性参数有关，切刀的工作方式有滑切与正切之分。当按滑切工作时，切割阻力小，容易切割，切割时省力，功率消耗也小。当切刀按正切方式工作时，切割阻力大，切割困难，功率消耗也大。下面仅讨论本刀具用到的滑切原理。图6-2为切刀滑切示意图。图 6-2 切刀滑切示意图图中bc为回转曲线刃口刀的刀刃，o为刃口曲线的圆心，a点为切割工作点，切刀的回转半径为r。当切刀在传动系统作用下绕刀轴中心p以一定角速度做定轴回转切割运动时，刀刃上工作点a

35、的切割速度为v，显然，voa，将v分解为过点a切线和法线方向的两个分速度，则称为滑切速度，称为正切（砍切）速度。与v之间的夹角及为滑切角。当滑切速度不为零时的切割及称为有滑切的切割，简称滑切；当滑切速度为零的切割称为正切或砍切。和和的关系为 /=tan由图5-2分析可知，滑切角显然不为零，最大为，能实现滑切。下面用一个直刃切刀来进一步阐述滑切省力原理，如图5-3所示。图6-3 滑切省力原理图若切刀的楔角为，则正切时，切割速度v就在a点的法线方向，即v垂直于刀刃，切刀正好是以角的楔子楔入物料。滑切时，因切割速度v偏离了刀刃的法线方向，与法线方向产生了一个滑切角，这时切刀的楔入角度由减小到。从上图

36、的几何关系可知 tan=bc/ab tan= tancos即滑切角越大时，刀刃切入物料的实际楔入角就越小（即实际切割时只是刀刃口在切割），这是大小，切刀受到的法向阻力越小，易于切入，切割省力。因此，要使切割省力，除保证刃口锋利以降低刃口比压（比压为刃口单位面积的压力，与刀刃锋利程度有关）外，还须使切割为滑切，这正是利用了滑切省力的原理。此外，刀刃口的表面即使看起来光滑，但由于刀片在加工时的精度问题，在显微镜下观察，刃口也呈现锯齿状的“微观齿”。滑切时，这些尖锐的“微观齿”就像锯子一样将物料纤维切断，这是滑切较正切省力的另一原因。（6）钳住物料的条件分析滑切也可以分为有滑移的滑切和无滑移的滑切两

37、种。切割时当动刀片与静刀片之间的夹角达一定值时，物料就会产生沿刃口向外推移的现象，这叫有滑移的滑切。出现这种情况对稳定切割是不利的，所以应当尽可能的避免此种情况的出现。 下面以两种不同钳住角切割物料的受力情况来分析钳住物料，保证稳定的切割条件。下图6-4表示了不同钳住角切割物料时物料的受力情况。图6-4 不同钳住角的物料受力分析图图6-4中ab为动刀片刃口，cd为定刀片刃口，夹角为动、定刀片对物料的钳住角，也称推挤角。假定以两种钳住角切割时的摩擦角均为。ab为动刀片刃口；cd为定刀片刃口；为动、定刀片对物料的钳住角，又称推挤角；为动刀片对物料产生的正压力；为定刀片（或支撑面）对物料产生的正压力

38、；、为动、静刀片与物料在切割点处的摩擦力；为两种钳住角切割时物料与动、静刀片间的摩擦角。由图6-4(a)知，由于此时>,两个支撑反力的合力的合力f将把被切物料沿刃口向外推出，即在切割时产生滑移，不能保证稳定切割。由图6-4(b)知，由于此时<。的合力f指向刃口里面，即切割时合力f将把被切物料沿刃口向里面推，切割时不会产生滑移，能保证稳定切割，提高效率。由此可知，保证钳住物料稳定切割的条件是：钳住角须小于物料与定刀片之间摩擦角之和，<在本设计中刀与料的相对位置图如图6-5所示，进行钳住物料条件的分析图 6-5 刀与料的相对位置图由图6-5可知，切刀在旋转过程中，的最大值为，同时

39、由经验可知，通常，所以只要小于就可以了，显然以上设计是满足要求的，刀的安装也是合理的。（7）刀的安装曲线动刀片a、b通过螺栓1、2、3、4安装在刀盘p上，通过调节螺栓1、2、3、4来调整动刀片与定刀片的间隙。具体如下图6-6所示。图 6-6 切刀简图1、4六角螺栓 2、3。 沉头螺栓7.电路控制盘刀式切碎机的电路控制主要是控制电动机的起动、停止，实现自动控制，并具有必要的保护。本设计采用控制器、熔断器、热继电器和按钮所组成的控制装置对控制对象进行控制。控制装置可根据生产工艺过程对控制对象所提出的基本要求实现其控制作用。其图7-1如下所示： 图7-1电气控制线路图电路图解读（1）电动机的启、停控

40、制启动时，合上闸刀开关qs，引入三相交流电源，按下起动按钮sb2，则接触器km线圈得电吸合，其主km触点闭合，电动机起动；同时与启动按钮并联的km的辅助动合触点km也闭和，使km的吸引线圈经两条路径得电。这样当松开sb2是，sb2自动复位断开，km线圈通过自身辅助动合触点km和停止按钮sb1的串联支路继续保持得电，从而保持电机m连续运转。如果不想关闭闸刀开关qs而使电机听转，直接按下停止按钮sb1，使接触器km线圈断电，则其动合主触点复位断开，将三相电源断开，电动机停转。（2）线路保护环节：a熔断器的短路保护短路时通过熔断器fu1或fu2的熔体熔断切断电路，使电动机立即停转；b热继电器的过载保

41、护热继电器具有过载保护作用。由于热继电器的热惯性比较大，即使热元件流过几倍电动机额定电流，热继电器也不会立即动作。因此，在电动机启动时间不太长的情况下，热继电器是经得起电动机的启动电流冲击而不动作的。只有在电动机长时间过载下，串联在主电路中的热继电器fr的热元件（双金属片）因受热而产生变形，能使串联在控制电路中的热继电器fr的动断触点断开，断开控制电路，使接触器km失电释放，电动机失电停止运转，实现对电动机的过载保护。当电源恢复正常时，接触器线圈也不能自动得电，只有再次按下启动按钮sb2后，电动机才会启动。c失压和欠压保护通过接触器km的自锁触点来实现。当电源电压消失（如停电），或者电源电压严

42、重下降，使接触器km由于铁心吸力消失或减小而释放，这时电动机停转并失去自锁。而电源电压又重新恢复时，要求电动机及其拖动的运动机构不能自行起动，以确保操作人员和设备的安全。由于电网停电后自锁触点km的自锁已消除，所以不重新按起动按钮就不能启动。控制电路具备失压和欠压保护后，具有3个优点：防止电源电压严重下降时，电动机欠电运行防止电源电压恢复时，电动机突然自动运行造成设备和人身事故；避免多台电动机同时启动造成电网电压的严重下降。通过上述电路的分析可以看出：电器控制的基本方法是通过按钮发布命令信号，而由接触器执行对电路的控制；继电器则用以测量和反映控制过程中各个量的变化，例如热继电器反应被控制对象的

43、温度变化，并在适当的时候发出控制信号使接触器实现对主电路的各种必要的控制。毕业设计心得 通过以上的设计，让我更加熟练的掌握了一般机械设计的步骤，通过查阅各种文献资料也增长了各方面的知识。如刀具的设计和机架的设计，同时通过对切割机的设计。也让自己深深体会到理论设计和实际需求之间曾在这一定的差距。在设计中不仅要从绘图方面出发，还要考虑实际加工工艺。让自己的设计在现实中是可行的。 在设计中通过使用各种材料，也进一步加深了对各材料的了解和使用场合。在绘图中，在老师的指导和最后的修改中，也让自己加深了各种绘图中的技巧，并纠正了很多平时没有注意到的画法上的错误。在绘图过程中的反覆修改，也让自己深深体会到在

44、设计和绘图中必须要具有的严谨态度。 在对机架的设计中，第一次用到了等边对角钢和槽钢以及热轧钢板，必须通过焊接将他们连接起来组成机架。在绘图标注中,通过复习以前工程图学中的焊接部分，让自己对焊接符号的标注有了更深的了解。在齿轮箱体的设计中，也让自己对铸件有了一定的认识，加深了对铸造过程中应该注意问题的理解。 总之，本次设计是收获颇丰的。不仅第一次比较全面地运用了所学的专业知识，还学会了在设计中如何分析问题,解决问题。致谢 经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有导师的督促 指导以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。 在这里首先要感谢我的导师李慧老师。李老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，