毕业设计（论文）-塑料制品粉碎机的设计

--摘要塑料的粉碎回收利用是一种重要的再生资源若处理不得当，不但会造成资源的浪费，而且还会严重损害环境。所以，怎样做好塑料产品的转换，就成了一个迫切需要解决的工业问题。大多数塑料在被开发和应用之前，都要对其进行适当的破碎加工，将其制成满足一定粒度和需求的生物质粉碎后，才能对其进行进一步的研究和利用。本次课题对塑料制品粉碎机进行了详细的详细的结构设计，并对其整体方案进行了详细的分析。对传动机构进行详细的分析计算。并利用三维数模软件进行了分析设计。所以，塑料粉碎机的研究对工业能源的二次利用开发和利用有着重要的意义。关键词：塑料制品粉碎机；结构设计；整体方案；传动机构；三维数模

AbstractThecrushingandrecyclingofplasticisanimportantrenewableresource.Ifitisnothandledproparly,willnotonlycausewasteresourcesbutalsocausegreatdamagetotheenvironment.Therefore,howtodogoodjobintransformationofplasticproductshasbecomeanurgentindustrialproblemtobesolved.Mostplasticsneedtobecrushedbeforedevelopmentandutilization.Onlywhenthecrushedparticlesofbiomassmeetcertainsizesandrequirements,cantheybefullypreparedforsubsequentbiomassresearchandutilization.Thissubjectcarriedonthedetaileddetailstructuredesigntotheplasticproductcrusher,andhascarrionthedetailedanalysistoitsoverallscheme.Thetransmissionmechanismisanalyzedandcalculatedindetail.Theanalysisanddesignwerecarriedoutbyusing3Ddigitalmodelsoftware.Therefore,theresearchofplasticcrusherisofgreatsignificancethedevelopmentandutilizetionofsecondaryutilizationofindustrialenergy.Keywords:plasticproductscrusher;Structuraldesign;Overallplan;Transmissionmechanism;Threedimensionalnumericalmodel.

目录摘要 1Abstract 2第1章绪论 51.1课题背景意义 51.2国内外发展现状 51.2.1国内发展现状 51.2.2国外发展现状 61.3国内外粉碎机的发展趋势 71.4主要研究内容 81.5研究方法 81.6技术路线 81.7本章小结 8第二章总体方案设计 92.1参数的拟定 92.2粉碎机的分类及选型 92.2.1按照工作原理分类 92.2.2按照结构分类 92.2.3按照用途分类 102.2.4按照粉碎机结构分类 112.2.5按照粉碎机原理分类 112.3总体方案设计 112.4 本章小结 12第三章传动机构设计 133.1塑料制品粉碎机电机选择 133.2传动比分配 133.3塑料制品粉碎机动力参数分析 143.3.1各轴转速 143.3.2各轴输入输出功率 143.3.3各轴输入输出转矩 153.4齿轮分析设计 163.5轴的设计与校核 203.5.1输入轴的设计 203.5.2输出轴的设计 26第四章部件设计分析 314.1塑料制品粉碎机粉碎辊设计原则 314.2粉碎机理分析 314.3粉碎辊的设计 324.1支撑及防护机构设计 34第五章结论与展望 38致谢 39参考文献 40

第1章绪论1.1课题背景意义塑料的粉碎回收利用是一种重要的再生资源，若处理不得当，不但会造成资源的浪费，而且还会严重损害环境。所以，怎样做好塑料产品的转换，就成了一个迫切需要解决的工业问题。大多数塑料在被开发和应用之前，都要对其进行适当的破碎加工，将其制成满足一定粒度和需求的生物质粉碎后，才能对其进行进一步的研究和利用。因此，对塑料粉碎机进行二次开发和利用工业能源具有十分重要的意义。尽管我国的塑料粉碎技术已经相当成熟，并且存在多种类型和粉碎方式的粉碎机，但从目前的粉碎设备来看，仍然存在许多不足之处。这些不足包括能耗高、产量低、适应性不强、粉碎颗粒不均匀、经济性不高。因此，对塑料粉碎机进行研究对于我国生物质能源的经济化、商业化以及推动工业可持续发展具有重要意义。此外，加强塑料制品的破碎和回收也与新时代下的环保发展要求相一致，可以减少因塑料制品随意丢弃而导致的环境污染。因此，设计一种小型化、可持续作业的塑料制品粉碎机设备成为本次设计的核心。通过这次设计，可以加深对粉碎机的理解和了解，提升自身问题解决能力，并为自动化粉碎机的发展提供理论依据。这项设计的目标是开发一种高效、经济、可持续的塑料制品粉碎机设备。在设计过程中。通过改进现有的粉碎机技术，并引入新的创新设计，可以实现更好地满足各种生物质粉碎需求的目标。这样的设计不仅对于我国生物质能源利用的经济化和商业化具有重要意义，也为推动工业的可持续发展做出贡献。同时，通过加强塑料制品的破碎和回收，也符合当前环保发展的要求，可以降低因塑料制品随意丢弃而引起的环境污染。通过这次设计，将为自动化粉碎机的发展提供理论依据，并提升对粉碎机的认识和理解。1.2国内外发展现状1.2.1国内发展现状朱芬芬等[6]为了对框架或废旧电路板在角切式破碎机的作用下，动刀和定刀的磨损情况进行了研究，利用表面形貌仪进行相关研究。王敏杰等人在进一步增加切割速率的基础上，发现了一种由绝热塑性材料制成的“之”字形切屑在切割过程中出现局部破裂，并与刀具分离。在此基础上，基于塑性梯度理论，推导极限饱和度与绝热剪切饱和度之间的关系，并提出剪切波形准则，与实验数据进行比较，进一步分析刀具剪切带、塑料制品特性、载荷类型等因素对剪切波形的影响规律[7]。在此基础上，利用CVD镀层与不镀层两种不同的材料，对其在高速切削过程中的耐久性与磨损机制进行深入研究。研究发现，在CVD镀层的刀片上，在高速切割过程中，会出现一种固体润滑油，而在其他刀片上不会出现。涂覆后的刀具以磨粒为主，而涂覆后的刀具则以磨粒为主，而涂覆后的刀具则以磨粒为主[8]。1.2.2国外发展现状SunJiaM等人通过运用ANSYS等有限元软件，可以进行刀具结构和零部件的应力、应变分析，进而改进设计，提高破碎机的工作稳定性和寿命。此外，动态模拟仿真可以帮助优化破碎机的各个部件，以满足塑料制品的强度要求，并减少塑料制品的使用量。这些研究成果对于推动塑料制品的破碎和回收，以及促进环境保护和可持续发展具有重要意义。NiuJimei等人的研究[10]旨在减少板锤受力、减小板锤变形，避免由于过度疲劳引起的损坏[11]。他们还采用模糊随机性分析方法研究了PE250x400爪形破碎机的工作原理。在此基础上，结合有限元方法进行可靠度分析，并计算了受力状态，优化了对受力状态有重要影响的设计参数。这些研究结果对于优化破碎机的设计和提高其工作性能具有重要意义。通过有限元分析，可以评估和优化破碎机的关键部件结构，减少受力和变形，从而提高破碎机的寿命和稳定性。同时，结合模糊随机性分析和可靠度分析方法，可以对破碎机的工作原理和受力状态进行综合研究，并优化设计参数，进一步提高破碎机的性能。这些研究成果为塑料粉碎机的设计和优化提供了有力的支持。通过结合有限元分析、模糊随机性分析和可靠度分析等方法，可以改进破碎机的结构和工作原理，提高其性能和可靠性。这对于塑料制品的粉碎和回收以及推动可持续发展具有重要意义。从而有效地避免受力集中，从而达到延长受力寿命、减少工作能耗的目的。利用Pro/ENGINEERWILDFIRE2.0时的三维造型软件，以“积木”的方式搭建了斜面破碎机偏心轴和主轴的三维实体。目前，国内外尚未建立可用于挤碎力场求解的理论模型。针对线路板无法再利用这一特点，开发出一种以剪切力为主的ZKB型剪切机，并取得了较好的效果。基于物料平衡、碎屑分类等特征，以及冲击能量的变化规律，构建冲击式剪切器的碎屑数学模型，并开展不同工况（如刀架旋转、喂入）下的试验研究，揭示各参数之间的内在联系，实现对该模型稳态性能的准确预测。同时，对破碎物质过粉碎量的分布情况进行了分析，并于2018年构建了一个经验模型，但是它没有覆盖到不同粒度的分布，这就造成了在破碎物质中，过粉碎量的数量不能直接用这个经验模型来计算[12]。构建了一种对不同粉碎粒度分布进行预测的模式，该模式利用数学集合的形式，把物质破碎的整个环节结合起来，这样就可以实现对物质在破碎过程中被粉碎的物质粒度的变化和对颗粒粒度的预测。为了研究粉碎机的粉碎机性能，BAUER以1-5毫米厚度的AMg3板材和PU塑料板材为研究对象，对其粉碎机性能进行了试验研究；通过分析，说明了在破碎时，塑料产品的爆裂现象与粉碎速率增大有关。但是，因为破碎力的分析和解决方法的准确性，所以这个模型的适用范围受到了很大的限制[13]。1.3国内外粉碎机的发展趋势随着超精细粉碎市场的研发和生产规模的增加，如果国内不能满足生产需求，一些研发技术将从国外学习。目前我国的超精细粉碎机大多数依赖于工作人员的经验进行操作和控制，导致所得产品的质量无法保持稳定。此外，这些粉碎机存在磨耗问题，并且单位产品能耗较高。为了解决这些问题。先进的技术手段可以优化粉碎机的结构和工艺，降低磨损程度，并减少单位产品的能耗在技术方面，可以考虑采用先进的传感器和仪表来监测和控制粉碎机的运行状态，例如温度、压力、粒度等参数。通过实时监测和反馈控制，可以实现精确的操作和调节，以确保产品质量的稳定性。此外，可以应用先进的材料和涂层技术来改善粉碎机的耐磨性能。选择适合的材料和涂层可以有效延长粉碎机零部件的使用寿命，并减少磨损和能耗。另外，通过优化粉碎机的结构设计和工艺流程，可以提高其能源利用效率。例如，采用多级研磨和分类系统，优化物料的流动路径，减少能量的损耗。此外，结合模拟分析和数值计算等技术手段，可以优化粉碎机的参数配置，提高其工作效率和能源利用率。综上所述，引入自动化控制和先进技术手段，优化超精细粉碎机的结构和工艺，对于提高产品质量的稳定性、降低磨耗问题和单位产品能耗具有重要意义。这将推动我国超精细粉碎机的发展，提升生产效率，并促进工业的可持续发展。国内多功能粉碎机的发展水平不断提高:(1）现代分离技术没有达到成熟水平，目前现有的设备大多属于传统的机械加工设备，效率低下、产品结构单一。不断地研究将物料，真正地提高产品粒度和分类的选择性，实现粉碎过程优化的目的；(2）在机械结构上设计研发粉碎工艺及设备，粒度分布均匀化或颗粒形状固定、粉碎粒度均匀等等的研究，从总体结构上优化工艺流程、降低电动机能量损耗、降低噪声、提高生产效率1.4主要研究内容本课题的主要目标是设计一台塑料产品粉碎设备。本论文旨在对塑料制品粉碎机进行设计和实验研究，并详细介绍其工作原理和结构特点。同时，通过对塑料制品粉碎机的工作机理，我们首先对塑料制品粉碎机的工作原理进行了深入研究，并分析了其在塑料粉碎过程中的关键机制。通过理论分析和实验验证，我们探讨了不同工作参数对粉碎效果的影响，并对其进行了优化。我们还对粉碎机的结构特点进行了详细描述，包括关键部件的功能和作用。在设计过程中，我们采用了先进的计算工具和软件，如CAD和ANSYS等，对粉碎机的结构进行了模拟和分析。此外，我们进行了实验验证，通过搭建实际的粉碎机原型，对其性能进行了测试和评估。通过比较不同参数组合下的实验结果，我们验证了优化设计的有效性，并得出了关于塑料制品粉碎机最佳工作参数的结论。本论文对塑料制品粉碎机的设计和实验研究进行了全面的探讨，包括工作原理、结构特点和关键参数的优化。通过这些研究，我们旨在提高塑料制品粉碎机的工作效率和性能，为塑料废弃物的回收利用和环境保护做出贡献。1.5技术路线（1）首先查阅资料了解现有塑料制品粉碎机结构；（2）对现有结构进行分析，对塑料制品粉碎机进行详细建模并仿真分析；（3）验证结构设计可行性，并且完成整体结构设计；（4）归纳总结整体设计，并整理设计说明书；1.6本章小结本章通过对国内外的调研，深入了解了塑料制品粉碎机的具体应用背景和环境情况。通过分析国内外塑料制品粉碎机的现有优缺点，揭示了目前存在的问题和挑战。本课题的研究内容、方法和技术路线也在此章节中进行了详细阐述，并为后续的理论研究提供了指导方向。对国内外调研进行了详细的总结。第二章总体方案设计 2.1参数的拟定塑料制品粉碎机尺寸：小于5m-2m-1.5m(长-宽-高)；传动速度:0.67m/s粉碎辊最大负载：10kN；粉碎辊直径：400mm；粉碎塑料制品最大长度：4000mm；每天工作：8h2.2粉碎机的分类及选型2.2.1按照工作原理分类压力破碎机机械力破碎是一种常用于较硬物料的破碎方法。其中，压路机广泛应用于道路修建和维护领域，而轧辊破碎机则主要用于钢铁、冶金、煤炭等行业进行破碎和筛分作业。压路机通过利用辊子对道路表面施加压力和振动力，以实现道路的压实和平整。压路机通过辊子的重量和振动能力，将道路上的松散颗粒或土壤进行紧实，从而提高道路的强度和平整度。轧辊破碎机则采用不同的工作原理。它主要由一对平行旋转的金属轧辊组成，将较硬的物料放置在轧辊之间，并施加较大的压力。物料在轧辊的挤压和剪切作用下，逐渐被破碎为所需的颗粒大小。轧辊破碎机广泛应用于钢铁、冶金、煤炭等行业，在矿石加工和材料处理过程中起着重要作用。冲击破碎机高速撞击和破碎是一种常用于中等硬度物料的破碎方法。锤头的运动速度和撞击力量可根据物料的硬度和破碎要求进行调节，从而实现对中等硬度物料的有效破碎。反击式破碎机则采用了不同的工作原理。物料通过进料口进入破碎腔，转子上的锤头以高速旋转，同时与反击板产生强烈的冲击力。物料在冲击力的作用下被迅速破碎，并通过出料口排出。这种破碎方式适用于中等硬度物料，能够实现高效的破碎效果。磨粉机利用磨擦力和剪切力对物料进行破碎，适用于破碎各种硬度的物料。球磨机通过转筒中的磨球对物料进行破碎和混合作业，研磨机则是利用磨盘和磨辊对物料进行破碎和磨细。2.2.2按照结构分类反击式粉碎机反击式破碎机其工作原理是在转子上安装锤头，并通过物料进入破碎腔后，锤头对物料进行撞击，再与反击板产生碰撞力，从而实现破碎作业。具体而言，当物料通过进料口进入反击式破碎机的破碎腔时，转子以高速旋转。转子上的锤头具有一定质量和速度，在旋转过程中对物料进行撞击。这些撞击力量使物料产生破碎效果，但并未完全破碎。接着，物料与安装在破碎腔壁上的反击板碰撞，产生更强的碰撞力，进一步破碎物料。在反复的撞击和碰撞作用下，物料逐渐达到所需的破碎粒度。反击式破碎机的转子和反击板的设计和参数选择对于破碎效果至关重要。合理的转子和反击板结构能够实现良好的物料撞击和碰撞效果，提高破碎效率和产量。同时，适当的衬板设计可以延长设备的使用寿命，减少磨损。圆锥式粉碎机由圆锥壳体、传动装置、破碎壁等组成，适用于破碎较软的物料。圆锥式破碎机通过圆锥壳体的转动和破碎壁的摩擦力对物料进行破碎和磨细。辊式粉碎机由两个或多个辊轮组成，适用于破碎中等硬度的物料。辊式破碎机通过辊轮的旋转和压力对物料进行破碎和压实。球磨机由转筒、进料装置、出料装置、传动装置、磨球等组成，适用于破碎和混合各种硬度的物料。球磨机通过转筒中的磨球对物料进行破碎和混合作业。研磨机由磨盘、磨辊、传动装置、加料装置等组成，适用于破碎和磨细各种硬度的物料。研磨机通过磨盘和磨辊对物料进行破碎和磨细作业。2.2.3按照用途分类化工用粉碎机用于化工原料的破碎、混合、粉碎和制备，常见的有球磨机、研磨机、剪切式破碎机等。食品用粉碎机用于食品加工中的粉碎、磨细、制备，常见的有剪切式破碎机、球磨机、研磨机等。医药用粉碎机用于药物粉碎、磨细和制备，常见的有球磨机、研磨机、剪切式破碎机等。2.2.4按照粉碎机结构分类单机型粉碎机指一种完整的粉碎设备，可以独立完成粉碎作业。常见的单机型粉碎机有锤式破碎机、圆锥式破碎机、反击式破碎机等。组合型粉碎机是由多个单机型粉碎机组成的复合式粉碎设备，可以完成多个工序的作业，例如筛分、粉碎、磨细等。常见的组合型粉碎机有圆锥式破碎机和筛分机组成的圆锥破筛机组、锤式破碎机和球磨机组成的球磨破碎机组等。2.2.5按照粉碎机原理分类冲击式粉碎机物料在高速冲击力的作用下被粉碎，常见的有锤式破碎机、反击式破碎机等。剪切式粉碎机物料在刀片的剪切作用下被粉碎，常见的有剪切式破碎机、切割机等。总结：本次课题选用辊式粉碎机作为基础选型，辊式粉碎机采用辊子在工作面上的反复滚动和压缩，使物料被多次粉碎，因此可以获得较高的粉碎效率，产量较大。辊式粉碎机可以根据需要通过调整辊子的间距和转速等参数，控制粉碎物料的粒度大小，从而满足不同需求。物料夹在两个辊子之间，物料受到挤压和磨擦的作用，相对于冲击式粉碎机等，粉碎过程中产生的粉尘少，可以减少环境污染和对操作者的伤害。辊式粉碎机适用于粉碎各种中等硬度的物料。辊式粉碎机结构简单，易于维护和维修，因此使用寿命相对较长。2.3总体方案设计如图2-1所示，本次课题设计的塑料制品粉碎机主要由传动机构、支撑钢架、防护机构、粉碎机构、出料机构等构成。传动机构为整套塑料制品粉碎机提供动力以及传动。安全弹性销联轴器提供过载保护，防止因为过载发生而损坏电机。粉碎机构由粉碎辊构成，粉碎轨上面载有粉碎刀片。可对塑料制品进行切割破碎。其采用了特殊钢材制成，坚固耐用。支撑机构可支撑粉碎机构由于粉碎机构较长，为了防止其发生形变，由支撑机构提供支撑。防护机构在破碎的过程中，为了防止塑料碎屑的飞溅。从而设置防护机构，防护现场工作人员。出料滑道设置在装置顶端，由漏斗形构成可方便回收其整体的粉碎后的塑料碎片。最后统一回收到收集机构，方便人员运输。支撑钢架为整体提供可靠的刚性支撑满足其所需的刚性要求。防护机构可以有效的防止粉碎碎片对人员伤害。出料机构可将粉碎后的塑料制品进行统一回收。图2-1总体方案2.4 本章小结本章对塑料制品粉碎机进行了相应的结构设计，并分析了其相应结构设计方案，最终确定了整体设计方案。第三章传动机构设计3.1塑料制品粉碎机电机选择电机的功率应该能够满足塑料粉碎机的工作需求，一般来说，塑料粉碎机电机的功率与机器的处理能力成正比。因此，需要根据所选用的粉碎机型号和处理能力来选择适当的电机功率。塑料粉碎机的电机转速应该与粉碎机的转速匹配，以确保粉碎效果。不同型号的塑料粉碎机对电机转速的要求不同。根据所处地区的电网频率来选择电机的额定频率，一般为50Hz或60Hz。选择适当的电压，通常根据所处地区的电网电压来选择。例如，在中国，常见的电压为220V或380V。圆周速度vV工作机的功率Pw:P电动机所需工作功率为:P工作机的转速为:n选择了型号为Y180L-8的三相异步电动机，其额定功率为11kW，全负载转速为730r/min。通过这样的选择，我们可以满足设计要求，并且考虑了电动机和传动装置的性能和可行性。Y180L-8电动机的额定功率和转速可以提供足够的动力和转动速度，而一级蜗轮蜗杆减速器的传动比范围适合我们的需求。这样的组合可以确保设备的正常运行和高效工作。3.2传动比分配总传动比：根据所选择的电机全负载速度和工作机械主动轴速度n，可以得出变速器的总齿数比为:i（2）分配传动装置传动比:i则减速器传动比为:i3.3塑料制品粉碎机动力参数分析塑料制品粉碎机的功率通常是其性能的重要指标之一，通常以电机的额定功率来表示。较大的功率可以提高粉碎机的处理能力和效率。但是，过大的功率也会导致粉碎机的能耗和成本增加。因此，需要根据实际的粉碎需求和成本考虑选择适当的功率。塑料制品粉碎机的转速通常与电机的转速成正比。较高的转速可以提高粉碎机的处理能力，但也可能导致噪音和振动等问题。因此，需要根据实际的粉碎需求和机器的性能来选择适当的转速。塑料制品粉碎机的转速通常与电机的转速成正比。较高的转速可以提高粉碎机的处理能力，但也可能导致噪音和振动等问题。因此，需要根据实际的粉碎需求和机器的性能来选择适当的转速。3.3.1各轴转速输入轴：n输出轴：n工作机轴：n3.3.2各轴输入输出功率输入轴：P输出轴：P工作机轴：P则各轴的输出功率：输入轴：P输出轴：P工作机轴：P3.3.3各轴输入输出转矩电动机轴输出转矩：T输入轴：T输出轴：T工作机轴：T各轴输出转矩为：输入轴：T输出轴：T工作机轴：T3.4齿轮分析设计1.选择蜗杆传动类型渐开线蜗轮传动的效率很高，一般可达90%。由于渐开线蜗杆具有自锁特性，且具有低摩擦系数，因此，渐开线蜗杆的自锁特性及精密加工工艺，使得渐开线蜗杆在变载情况下更稳定。而且，它具有运行稳定、噪音低等优点，能有效地提高机器运行的稳定性和可靠性。它能满足各种工作条件的需要。比如，它能实现单向传输，双向传输，垂直传输等多种传输模式，并能适应高速、重载和高精度的需要。由于它的精密加工及自润滑特性，使得它的使用寿命更长，而且维修和维护也比较容易。按照GB/T11074.5-1988中建议使用的渐开线蜗轮（ZI）。2.选择材料及精度等级从蜗轮的功率和速度方面来看，蜗轮使用的是45钢，它拥有高强度、耐磨损、耐冲击和耐腐蚀的特性，能够在多种工况下工作，还能够经过淬硬处理而获得高的强度和硬度，因此它被广泛地用于对强度和硬度有很高要求的零件中，45钢的价格比较便宜，所以它的成本也比较低，是一种经济实用的材料。为了更高的效率和更好的耐磨性能，对蜗轮的螺旋齿表面进行了硬化处理，其硬度在45-55HRC之间。蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1,ZCuSn10P1拥有很好的耐磨性能，它可以在重载、高速的工作条件下使用，而且还可以维持很长的使用寿命，它还拥有很好的抗疲劳性能，它可以在重复载荷下工作，而且还可以很长时间内维持稳定的性能。3.按齿面接触疲劳强度进行设计齿面接触处承受着较大的接触应力和摩擦力。通过计算和分析，我们确保蜗杆和蜗轮齿面的强度足够，能够承受长时间的运行和高负荷工作，避免接触面的疲劳破坏。齿根处承受着弯曲应力，因此需要确保蜗杆和蜗轮齿根部分的强度足够，能够承受传动过程中的弯曲载荷，避免齿根的疲劳断裂。通过按照这样的设计准则进行闭式蜗杆传动的设计，我们可以保证蜗杆传动系统在长期运行和高负荷条件下的可靠性。由式（11-10）m（1）确定作用在蜗轮上的转矩T2根据第四部分计算T（2）确定载荷系数K载荷分布不均系数Kβ=1；使用系数KA=1；动载系数KV=1.05则：K（3）确定弹性影响系数ZEZ（4）确定蜗杆头数Z1和蜗轮齿数Z2根据传动比选择蜗杆头数Z1=2，则蜗轮齿数Z2=Z1（5）确定许用接触应力H金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度＞45HRC，可从表11-7中查得蜗轮的基本许用应力σ应力循环次数N寿命系数：K则：σ（6）计算m2d1值m因Z1=2，故从表11-2中取模数m=8mm，蜗杆分度圆直径d1=80。4.蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸（1）中心距a（2）蜗杆轴向齿距：p直径系数：q齿顶圆直径：d蜗杆宽度：b（3）蜗轮蜗轮分度圆直径：d蜗轮顶圆直径：d5.校核齿根弯曲疲劳强度σ当量齿数：Z根据ZV2=48.78，从图11-17中可查得齿形系数YFa2=2.36螺旋角系数：Y许用弯曲应力：从表11-8中查得铸锡磷青铜ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力σ寿命系数：Kσσ弯曲强度是满足的。6.验算效率η相对滑动速度：V从表11-18中用插值法查得fv=0.0275、v=1.576；已知=11°18′36″=11.31°代入下式中得：η=1.96主要设计结论根据给定的参数，我们可以得到闭式蜗杆传动的一些具体数值。模数m为8mm，蜗杆分度圆直径d1为80mm，蜗杆头数Z1为2，蜗轮齿数Z2为46，中心距Z2a为224mm。蜗杆采用45钢材料，并对齿面进行淬火处理；蜗轮采用铸锡磷青铜ZCuSn10P1材料，并采用金属模铸造工艺。根据模数m和蜗杆头数Z1，可以计算出蜗杆的分度圆直径d1，即80mm。根据蜗杆头数Z1和蜗轮齿数Z2，可以计算出蜗杆的传动比i=Z2/Z1=23。根据中心距Z2a和传动比i，可以计算出蜗杆的分度圆直径d2=d1/i=3.48mm。根据蜗轮的齿数Z2和分度圆直径d2，可以计算出蜗轮的模数m2=d2/Z2=0.076mm。根据蜗杆材料的选择，45钢材料可以提供较高的强度和硬度，经过淬火处理后可以增加其表面硬度，提高耐磨性和齿面强度。蜗轮材料采用铸锡磷青铜ZCuSn10P1，这种材料具有良好的润滑性和耐磨性，适用于高负荷和低速传动的工作环境。采用金属模铸造工艺可以保证蜗轮的精度和质量。通过这些参数和材料的选择，我们可以开始进行闭式蜗杆传动的具体设计和计算，以确保传动系统的性能和可靠性。这些设计和计算将涉及蜗杆的几何形状、齿面接触疲劳强度的校核，以及齿根弯曲疲劳强度的校核等方面，以确保传动系统满足设计要求并能够正常运行。其他重要齿轮参数总结和计算3.5轴的设计与校核3.5.1输入轴的设计1.蜗杆轴上的功率P1、转速n1和转矩T1P2.求作用在齿轮上的力已知蜗杆的分度圆直径为:d蜗轮的分度圆直径为:d则:FFF3.初步确定轴的最小直径:先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理，根据表，取A0=112，得：d联轴器的计算转矩Tca=KAT查标准GB/T4323-2002或手册，选用LT6型联轴器4.轴的结构设计图5.根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度6.轴的受力分析和校核1）作轴的计算简图:根据30210轴承查手册得a=20mm联轴器中点距左支点距离:L齿宽中点距左支点距离:L齿宽中点距右支点距离:L2）计算轴的支反力：水平面支反力：FF垂直面支反力：FF右侧轴承1的总支承反力：F左侧轴承2的总支承反力：F3）计算轴的水平弯矩并绘制弯矩图：蜗杆受力点截面C处的水平弯矩：M截面B处的水平弯矩：M4）计算轴的垂直弯矩并绘制弯矩图：蜗杆受力点C处左侧的垂直弯矩：M蜗杆受力点C处右侧的垂直弯矩：M5）计算合成弯矩并绘制弯矩图：蜗杆受力点C处左侧的合成弯矩：M蜗杆受力点C处右侧的合成弯矩：M支点B处的合成弯矩：M6）绘制扭矩图T7）计算当量弯矩并绘制弯矩图截面A处的当量弯矩：M截面B处的当量弯矩：M截面C处左侧的当量弯矩：M截面C处右侧的当量弯矩：M截面D处的当量弯矩：M8）按弯扭合成应力校核轴的强度：进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。根据式（15-5）及上表中的数据，以及轴旋转方向，扭转切应力为脉动循环变应力，取=0.6，则轴的计算应力：σ故设计的轴有足够的强度，并有一定的裕度（注：计算W时，忽略单键槽的影响）。轴的弯扭受力图如下：3.5.2输出轴的设计1.输出轴上的功率P2、转速n2和转矩T2P2.求作用在蜗轮上的力已知蜗杆的分度圆直径为:d已知蜗轮的分度圆直径为:d则:FFF3.初步确定轴的最小直径:先初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理，根据表，取A0=112，得：d联轴器的计算转矩Tca=KAT查标准GB/T4323-2002或手册，选用LT11型联轴器4.轴的结构设计图5.根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。6.轴的受力分析和校核1）作轴的计算简图:根据30218轴承查手册得a=32.3mm齿宽中点距左支点距离:L齿宽中点距右支点距离:L联轴器中点距右支点距离:L2）计算轴的支反力：水平面支反力：FF垂直面支反力：FF右侧轴承1的总支承反力：F左侧轴承2的总支承反力：F3）计算轴的水平弯矩并绘制弯矩图：截面A处和B处的水平弯矩：M齿轮所在轴截面C右侧在水平面上所受弯矩：M齿轮所在轴截面C左侧在水平面上所受弯矩：M截面D在水平面上所受弯矩：M4）计算轴的垂直弯矩并绘制弯矩图：截面A在垂直面上所受弯矩：M截面B在垂直面上所受弯矩：M齿轮所在轴截面C在垂直面上所受弯矩：M截面D在垂直面上所受弯矩：M5）计算合成弯矩并绘制弯矩图：截面A处的合成弯矩：M截面B处的合成弯矩：M齿轮所在截面C处的合成弯矩：M截面D处的合成弯矩：M6）绘制扭矩图T7）计算当量弯矩并绘制弯矩图截面A处的当量弯矩：扭转切应力为脉动循环变应力，取=0.6M截面B处的当量弯矩：M截面C处的当量弯矩：M截面C处的当量弯矩：M8）按弯扭合成应力校核轴的强度：进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。轴旋转方向，扭转切应力为脉动循环变应力，取=0.6，则轴的计算应力：σ故设计的轴有足够的强度，并有一定的裕度（注：计算W时，忽略单键槽的影响）。轴的弯扭受力图如下：图3-5轴受力图第四章部件设计分析4.1塑料制品粉碎机粉碎辊设计原则粉碎效率高粉碎辊的设计应该能够最大程度地提高粉碎效率，尽可能地提高生产效率。因此，粉碎辊的直径和长度应该合理，同时需要根据物料的特性和加工要求来确定。耐磨性强由于塑料制品粉碎机粉碎辊需要长时间高速旋转，以延长其使用寿命。常用的耐磨材料有合金钢、硬质合金等。粉碎质量好粉碎辊的设计应该能够保证粉碎质量的稳定性和一致性，即粉碎后的物料颗粒应该具有相同的大小和形状，以便于后续的加工和回收利用。结构紧凑粉碎辊的设计应该尽可能地紧凑，以减少设备占地面积和节省生产成本。同时，粉碎辊的结构应该尽可能地简单，以便于生产、安装和维护。安全可靠粉碎辊的设计应该考虑导致的生产事故和损失。因此，需要在设计中充分考虑到设备的稳定性、安全保护装置等方面的要求。4.2粉碎机理分析本次课题设计的塑料制品粉碎机是由两根相互轴线平行的滚齿组成。利用滚齿的相向转动，对破碎原料进行破碎作业。其本次课题设计的塑料制品粉碎机破碎机里，原理图如下图，2-1所示。:图2-1破碎机理辊齿对塑料制品的影响步骤可以分成3个重要阶段。在第一步，当回转运动中的辊齿碰到塑料制品，先是对其发生撞击或切割效应，然后再对其发生撕拉效应。一旦碎砖能被辊齿咬入则迎来第二步的破坏，否则辊齿沿塑料制品使塑料制品翻滚，并期待下一个牙齿的接续功能。在图一中，这一阶段为牙齿由一负一位移到二负二位移。而第二步则由塑料制品被咬入后启动，直到前一个牙齿完全分离并咬合终在图一中，表示观池沿轴向转动，其相向运动使得相对位置逐渐缩小，对破碎。物体的空间压缩。其高强度的管制直接将被破碎物体进行破碎处理，同时落入下部排料装置。颗粒较大的塑料制品也被挤压，从齿侧缝隙漏下。此时塑料制品粉碎机完成了整个作业循环，每个辊齿上都有不同形状的齿牙，对目标进行相应的粉碎破碎。通过电机减速机的带动，使得滚齿周而复始进行，沿轴向转动对物体进行破碎处理。4.3粉碎辊的设计如图4-1所示，为本次课题设计塑料制品粉碎机，粉碎辊子的设计。其通过交错的辊齿相互啮合达到很碎的效果。中间位置采用镂空设计，通过加强筋进行支撑可以达到减轻重量的效果。降低生产成本。辊齿焊接在辊筒上，辊筒A与辊筒B。的滚齿相互错开啮合。辊筒采用45号钢制作。辊齿采用高硬度合金钢制作，具有高硬度、高强度、高韧性和高耐磨性的特点，适合于处理高硬度、高韧性的塑料碎片和块状物料。先初步估算粉碎辊的最小直径。选取轴的材料为Q235钢，调质处理，取A0=112，得：d取整70mm。进行有限元分析。图4-1辊齿设计根据课题要求，粉碎塑料制品最大长度为4000mm；则粉碎棍有效粉碎长度大于4000mm。由于粉碎过程为动态过程，其受力状态极为复杂。为此，我们引用有限元对粉碎棍的受力状态进行分析。其材质为45#，受到自身重力及粉碎过程的挤压力，根据文献[14],所述塑料制品一般破碎挤压力为1000N，为此，我们设置安全系数为2。则施加动态挤压了为2000N。如图4-2及4-3所示，为粉碎棍受应力云图。图4-2受应力云图图4-3位移云图通过上述动态符合分析，粉碎棍所受最大应力为11.23MPa,远小于材料所要求的235MPa屈服要求，其位移变形量集中中间位置，其变形量为0.15mm。通过有限元动态验证，证明其设计符合要求。4.4支撑及防护机构设计如图4-2所示，为本次课题设计塑料制品粉碎机的支撑防护箱体设计。其意义在于主要是为了保护工作人员的安全和破碎机的正常运行，塑料破碎机在工作过程中，塑料制品会产生高速旋转和冲击，容易将碎片、小颗粒、尖锐物体等飞出，危及工作人员的安全。塑料破碎机的工作过程中，塑料制品可能会卡在机器中，或者在破碎过程中产生异常，导致破碎机受损或者无法正常运行。防护箱体能够有效地防止这些异常情况的发生，保护破碎机的正常运行防护箱体能够有效地将这些物料隔离在箱体内，保护工作人员的安全。破碎塑料时，塑料制品会产生粉尘和小颗粒，如果没有防护箱体，这些粉尘和小颗粒可能会扩散到周围环境，对环境造成污染。防护箱体能够将这些粉尘和小颗粒隔离在箱体内，保护环境免受污染。其采用Q235，具有良好的可加工性和可塑性，易于成型和焊接材质钢板焊接而成。图4-2支撑防护箱体如图4-3所示，为本次课题设计塑料制品粉碎机出料口设计，采用倾斜锥形设计的塑料制品粉碎机出料口可以有效地控制物料的流动和排出。出料口结构：倾斜锥形设计使得出料口具有锥形形状，从而促使物料以自然的重力流动。锥形结构可以减少物料的积聚和卡住的可能性，并且有利于顺畅的排出物料。倾斜角度的选择应根据物料的特性和流动性进行调整。角度过小可能导致物料堵塞，而角度过大可能导致物料流速过快。合适的倾斜角度可以实现稳定而均匀的物料排出。根据您提供的信息，可使用Q235作为出料口的材质。Q235是一种常见的低碳钢材，具有良好的可加工性和可塑性，易于形成所需的倾斜锥形设计。图4-3出料口如图4-4所示，为本次课题设计塑料制品粉碎机框架设计，采用倾斜锥形设计的塑料制品粉碎机出料口可以有效地控制物料的流动和排出。出料口结构：倾斜锥形设计使得出料口具有锥形形状，从而促使物料以自然的重力流动。锥形结构可以减少物料的积聚和卡住的可能性，并且有利于顺畅的排出物料。倾斜角度的选择应根据物料的特性和流动性进行调整。角度过小可能导致物料堵塞，而角度过大可能导致物料流速过快。合适的倾斜角度可以实现稳定而均匀的物料排出。根据您提供的信息，可使用Q235作为出料口的材质。Q235是一种常见的低碳钢材，具有良好的可加工性和可塑性，易于形成所需的倾斜锥形设计。图4-4框架图4-4框架受力及位移云图图4-4所示，为本次课题设计的塑料制品粉碎机框架结构。塑料制品粉碎机的框架需要具备足够的强度和刚性，以支撑机器的运行和处理高负荷的工作条件。根据具体设计要求和负荷分析，可以确定Q235的适用性。通过有限元分析对其进行受力分析，可以的发现其满足性能要求。第五章结论与展望在本次设计中，我主要对塑料制品粉碎机的整体结构进行了进行了计算选择。在各零部件的设计和强度校核过程中，对个别零部件在原有结构的基础上进行了改进和优化。熟练掌握绘图软件AutoCAD及三维数模软件的应用，并能够利用该软件进行简单的辅助分析。通过这次毕业设计，提高了我在大学所学专业知识的广泛结合和应用，提高了我运用所学知识的能力，培养了我严谨的设计和细心的态度。本次毕业设计是我们在校学习最后一项内容，也是我走向工作岗位前的历练。通过了解传统塑料制品粉碎机设计流程，调研国内外塑料制品粉碎机的现状，分析现有塑料制品粉碎机特点，明确了其主要工作能力为主要研究方向。本文采用模块化思想设计一种新型的塑料制品粉碎机，。通过这学期近几个月对塑料制品粉碎机的设计研究，我充分的了解了塑料制品粉碎机的发展背景，对塑料制品粉碎机的未来发展趋势由了清晰的认识。结合大学期间所学知识，在老师的细心指导下，顺利完成了该塑料制品粉碎机的设计工作。在设计过程中，同时也锻炼自己理论与实践相结合设计的经验，为后续工作提供了较有力的支撑，同时也巩固了自身计算机绘图分析的能力塑料制品粉碎机是一种用于将废旧塑料制品加工成可回收利用的塑料颗粒的设备。首先，随着环保意识的提高，对于废旧塑料的处理要求越来越高，这将促进粉碎机技术的不断发展和创新。其次，随着新材料的不断涌现和应用，粉碎机也需要不断地适应新材料的特性和加工要求，以满足市场需求。因此，未来的塑料制品粉碎机将会更加智能化、高效化、环保化和安全化，以满足不断增长的市场需求，共同推动塑料制品粉碎机技术的进一步发展。致谢在进行塑料制品粉碎机的设计过程中，我获得了许多宝贵的帮助和指导。导师不仅在专业知识上给予了我深