【文章內(nèi)容簡介】 1 頁 共 37 頁 可以看見在? N曲線圖的右側(cè)是一條無限接近水平的漸近線，水平線起始點對應(yīng)的應(yīng)力值我們一般稱為疲勞極限。我們定義為：當(dāng)最大應(yīng)力小于疲勞極限的時候，且在不被破壞的情況下，可以做無限次循環(huán)應(yīng)力。而水平起始點的橫坐標(biāo) Ne 大約為10^7，我們定義 N=Ne 的區(qū)域為無限壽命區(qū)。而在曲線的左側(cè)是一條斜線，在該斜線段是 NNs，我們稱為有限壽命區(qū)，而在該段線所做的計算稱為有限壽命計算。因此在設(shè)計時應(yīng)力應(yīng)該設(shè)計的低點，最大的提高其工作壽命。 查資料可知疲勞極限 ? R和抗拉強度? LA有如下等式： ? R /? LA (12) 從上表可知 1Cr13 的抗拉強度：? LA=540MPa；我們?nèi)? 下限值可得： ? R = 540 =129MPa 接下來是計算?盤 max 假設(shè)在距離圓心為ρ的圓上一面積為 dA，這點的內(nèi)力σρ dA對 x軸的矩力為 σρ dAρ，然后將內(nèi)力矩積分： Mn =∫ A? R ρ p dA (13) 圖 截面力矩圖 據(jù)胡克定律可得： ? max=Grρ =GρΦ (14) 由（ 13）、（ 14）可得： Mn =∫ Aρ 2GΦ dA =GΦ ∫ Aρ 2dA ∫ Aρ 2dA 是幾何量，它與圓的截面有關(guān)，可以用 Ip來表示，那么上式亦可轉(zhuǎn)換為 Mn=GΦ Ip=F 合 R (15) 由（ 14）、（ 15）可得 ? max=Mnρ / Ip 分析可知在圓盤上的最大應(yīng)力應(yīng)該在圓截面邊緣各點，即 ρ =ρ max； ? 盤 max =Mnρ / Ip （ 16） Ip =∫ Aρ 2dA 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論 文） 第 12 頁 共 37 頁 =∫ d/20 ρ 2dA =π d4/32 F 離 =ma =mω 2R =ρπ r2/4 h R(2π n/60)2 = ()2 = N F 合 =F 離 +F2 +F1cosφ =++ = N 將所得 結(jié)果帶入（ 16）可得： ? 盤 max =Mnρ / Ip =F 合 r2/(π d4/32) =16 32(F 合 /π )r2 =16 32 = MPa 顯而易見 ? 盤 max《 ? R=129 MPa，而且它滿足最大應(yīng)力小于疲勞極限的條件，可以做無限次循環(huán)操作，結(jié)論：該設(shè)計滿足強度要求。 校核刀片的強度 因為刀片隨著刀盤做旋轉(zhuǎn)運動，也是做定軸旋轉(zhuǎn)運動，可定義 r 刀 =。 那么： V 刀 =ω r =2π nr/60 =2 2800 = m/s 而轉(zhuǎn)矩： M=ρ v(Γ v/ r)1/2 = 1 103 （ 1 106 )） 1/2 = N． M 然后可計算出： 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論 文） 第 13 頁 共 37 頁 F 刀片 =M/r = = N 接下來計算刀片的水阻力矩： F 離 =ma =mω 2 R =ρπ d2/4 h R(2π n/60)2 = ()2 = N F 合 =F 離 +F2+F 刀片 cosφ =++ = N 由公式 ? 刀片 max =Mρ / Ip =F 合 r2/(π d4/32) =16 32F 合 /(π r2） = MPa 顯而易見滿足強度要求。 刀盤的外形結(jié)構(gòu) 在我國，廚余垃圾的種類有很多，其軟硬程度、化學(xué)性質(zhì)等都有較大的區(qū)別，根據(jù)這樣的性質(zhì)特點，可以采用組合式的粉碎刀盤，如下圖 。 該刀盤由一組固定刀盤和一組旋轉(zhuǎn)刀盤組成，在刀盤上面設(shè)置成中心對稱的形狀，有三角凸臺、擺動刀片、豎起的三棱柱刀片。還有分布在刀盤周圍的圓形通孔，便于 粉碎后的垃圾流體排走，在刀盤直徑周圍還有一圈環(huán)形磨盤，和圓形刀盤的材料一樣，當(dāng)圓盤在高速轉(zhuǎn)動時，由于離心力的作用，廚余垃圾會飛向四周，設(shè)置這樣的環(huán)磨盤同樣起到了粉碎垃圾的效果。 同時它與電機通過鉚釘和轉(zhuǎn)軸連接在一起，屬于過盈配合。 組合式的粉碎刀盤的特點： （ 1） 這樣一套由固定和旋轉(zhuǎn)刀盤組成的粉碎刀盤，可以解決硬度不一和化學(xué)性質(zhì)復(fù)雜的廚余垃圾，在高速轉(zhuǎn)動的組合刀盤的粉碎破壞下，達到了設(shè)計的最初要求， 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論 文） 第 14 頁 共 37 頁 即把廚余垃圾粉碎到 5mm 以下的流體。 （ 2）我們在刀盤設(shè)計中，在其表面設(shè)置了二十多個直徑為 4mm 的通孔 ，其作用就是把粉碎后的垃圾流體排出粉碎機，另外一個好處就是降低刀盤的自身重量，提高其轉(zhuǎn)動強度。 圖 組合 刀盤 電機的選擇 電動機的工作原理 電動機是一項偉大的發(fā)，它的工作原理就是利用電磁感應(yīng)原理 ，可以將電能轉(zhuǎn)化為機械能來工作。通電時在磁場的作用下，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，做定向旋轉(zhuǎn)，同時為了確保 S 級和 N級總有恒定的電流通過，需要電刷和換向器，這樣的效果導(dǎo)致持續(xù)的向外輸出功率，電動機就是在多磁極、多線圈的情況下進行工作的。 電動機的結(jié)構(gòu) 電動機主要由轉(zhuǎn)子、定子等零件組成。轉(zhuǎn)子有鐵心和繞組組成，轉(zhuǎn)子鐵心有硅鋼片疊壓而成。定子由鐵心、繞組和機座組成，其中定子鐵心是電動機磁路的一部分， 本科畢業(yè)設(shè)計說明書（論 文） 第 15 頁 共 37 頁 由 的硅鋼片層層疊壓而成，其中間的絕緣體可以降低渦流損耗。 電動機的種類 電動機的種類很 多，所以會有多種不同的分類。 （ 1）可以按種類劃分：直流電機和交流電機。 直流電動機再按結(jié)構(gòu)和工作原理劃分：無刷直流電機和有刷直流電機。 交流電機可劃分為：單相電機和三相電機。 （ 2）直接按其工作原理劃分：同步電動機、異步電動機、直流電動機。 異步電動機劃分：交流換向電機和感應(yīng)電動機。 （ 3） 按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)劃分：繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機（繞線型異步電機）和籠型感應(yīng)電機（鼠籠型異步電動機）。 （ 4） 按其用途劃分：控制用電機和驅(qū)動用電機。 （ 5） 按其轉(zhuǎn)速劃分：低速電機、高速電機、調(diào)速電機、恒速電機。 電動機型號的選擇 粉碎機 電機的選擇也是決定其質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，首先電機容量要適當(dāng)，選高了，工作效率低；選低了，容易過載，使電機報廢，在電機上有絕緣物質(zhì)，它可以用來降溫，因為溫度一旦上升，電機容易燒壞，在選擇 電機時，一定要考慮其容量，還有其電流類別、最大轉(zhuǎn)速、重量等。 （ 1）轉(zhuǎn)速：食物垃圾粉碎機直流電機的轉(zhuǎn)速一般在 2700 左右，而交流電機的轉(zhuǎn)速約為直流電機的一半。 （ 2）壽命：基本上交流電機的使用時間要長于直流電機，但也有個別特殊的，比如無刷直流電機，其使用壽命就比交流電機長 。 （ 3）粉碎垃圾的效果：在廚余垃圾中， 骨頭算是一類相對硬度較大的垃圾，相比之下直流電機要優(yōu)于交流電機。 （ 4）重量：因為電機是要安裝在食物垃圾粉碎機的下面，如果電機重量過大的話容易壓壞水槽，現(xiàn)在市面上的交流電機都超過 7公斤，直流電機相對輕點。 綜合考慮，直流電機的特點是可以快速而多次進行啟動、反轉(zhuǎn)、制動，其過載能力很高，調(diào)速性能好，調(diào)速范圍大，可以平穩(wěn)、準(zhǔn)確的調(diào)整轉(zhuǎn)速，以上特點都符合食物垃圾粉碎機的工作特點，所以決定直流電機。而在直流電機中，永磁式直流驅(qū)動電機用的永磁材料作為磁極，提供電機勵磁源，而且永磁式電機不需要勵