【正文】 輥螺旋螺距S=πdtgα S=π35mmtg34o= 考慮到是家用型機器螺距可適當(dāng)小點S取60mm。物料的軸向速度vz最大。 驅(qū)動功率的計算 磨粉磨漿機中螺旋輸送軸的驅(qū)動功率決定于物料在輸送過程中為克服各種阻力所消耗的能量及附加料流所消耗的能量。這些阻力包括：物料與機槽、螺旋葉片之間摩擦阻力，物料顆粒間的摩擦力和被攪拌、擠碎所產(chǎn)生的阻力，軸承和傳動裝置中的阻力以及物料在輸送時能量增加的直接阻力等。上述諸項能耗中，有的計算繁雜，有的則無法用數(shù)學(xué)方法進行計算，因而在生產(chǎn)中常按下列經(jīng)驗公式進行計算 N軸= 式() N電= 式()式中: N軸—水平螺旋輸送機所需軸功率； N電—水平螺旋輸送機所需電機功率； Q—生產(chǎn)率； L1—輸送機水平投影長度； H —傾斜輸送機物料的提升高度； ω—物料的總阻力系數(shù),對于谷物、油料及其加工產(chǎn)品, ω=～；攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） K—功率儲備系數(shù),～； —傳動裝置的總功率,～。為滿足多機同時工作，在設(shè)計中多功能磨粉機與碾米機由同一帶輪帶動工作，轉(zhuǎn)速980r/min。 主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計螺旋輸送結(jié)構(gòu)是軸上的主要部位，它主要用于輸送物料到動靜磨片之間進行研磨。螺旋輸送結(jié)構(gòu)的工作原理是：絞龍（帶螺旋片的軸）在封閉的料槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使裝入料槽的物料由于自重及其與料槽摩擦力的作用而不與螺旋一起旋轉(zhuǎn)，只能沿著料槽橫向移動。螺旋輸送結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單緊湊、橫斷面尺寸小。螺旋輸送機的主要優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、橫斷面尺寸小，在其他輸送設(shè)備無法安裝時或操作困難的地方使用；工作可靠，易于維修，成本低廉；機槽可以是全封閉的，能實現(xiàn)密閉輸送，以減少物料對環(huán)境的污染，對送大的物料尤為適宜；在物料輸送中還可以同時進行混合、攪拌、構(gòu)散、加熱和冷卻等工藝操作。螺旋直徑的計算，一般是在已知輸送量的條件下，根據(jù)生產(chǎn)率計算公式預(yù)算出所需螺旋的直徑，然后確定其他數(shù)值后再進行驗算。需注意的是，當(dāng)輸送較大粒度的硬塊物料時，必須選用比輸送能力所要求大一些的螺旋直徑。但如果物料的塊度是軟的易碎的，螺旋直徑將不受限制。如果根據(jù)輸送物料的粒度需要選擇較大的螺旋直徑，則在維持輸送量不變的情況下，可以選擇較低的螺旋轉(zhuǎn)速，以延長其壽命。[13]螺旋輸送結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)輸送量螺旋直徑和物料的特征來確定。螺旋轉(zhuǎn)速在滿足輸送量的情況下不適宜選得過高，更不能超過最大許用轉(zhuǎn)速，螺旋轉(zhuǎn)速由下式確定 n≤nmax= 式()將上式代入，并令b=s/d,得 ≤ 式() ≥ 式()按上式計算的d值應(yīng)圓整為系列標(biāo)準(zhǔn)值，螺旋的轉(zhuǎn)速按下式計算 = 式()最后驗算其填充系數(shù)6 多功能磨粉機的設(shè)計 = 式()裝滿系數(shù)值允許低于推薦值下限，但不得高于推薦值上限。如高于推薦值上限，則應(yīng)加大螺旋體直徑，若值低于下限，則可降低螺旋轉(zhuǎn)速以延長螺旋輸送機的使用壽命。由于該機用于純輸送，因而選用滿面式螺旋葉片。已知Q=；=,查文獻[13]取A=65，=；=，K1= 將數(shù)據(jù)代入公式：≥ ≥ d ≥ 取d=36mm螺旋采用右旋三頭螺旋，螺旋葉片外徑D=46mm。根據(jù)軸的扭轉(zhuǎn)強度來初步計算確定其最小直徑，可利用經(jīng)驗公式： 式()其中：—軸常用的幾種材料的的值； —主軸上的功率 ；—主軸上的轉(zhuǎn)速 。軸上的材料由文獻[7]可以查到，應(yīng)選取調(diào)質(zhì)處理的45號鋼，，于是得： 考慮到是磨粉磨漿一機雙用功能應(yīng)該增加輸出軸的尺寸，從而可以提高軸的工作強度。取d=25mm，為主軸與聯(lián)軸器連接。(詳見附錄Ⅳ，圖號：NYJ000317)。螺旋輸送結(jié)構(gòu)位于Ⅲ—Ⅳ軸段。經(jīng)分析計算，軸的材料選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 軸的結(jié)構(gòu)III為彈簧連接部分，IIIII為聯(lián)輥連接部分，IIIIV原料輸送，IVV為軸承的安置部分，VIVII為聯(lián)軸器的安置部分。求軸上的所受作用力矩的大小 根據(jù)公式 式中：—主軸上的功率 ； —主軸的轉(zhuǎn)速 。即 根據(jù)公式 求得式中：—軸心到磨片的距離即 根據(jù)公式 求得式中：80%—徑向力占圓周力的百分數(shù)（由文獻[4]查得）即 ① 支承反力 =N = == ② 水平面的承受反力6 多功能磨粉機的設(shè)計 = =N③ F力在支點產(chǎn)生的反力 =N = =450+265=715N④ 繪垂直的彎矩圖。===35 Nm === Nm⑤ 繪水平面的彎矩圖。 Nm⑥ F力產(chǎn)生的彎矩圖。 ==450=90 Nm 截面F力產(chǎn)生的彎矩為： = Nm⑦合成彎矩圖。 考慮到最不利的情況下，把與直接相加。+=+ Nm Nm⑧ 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩。 = Nm ⑨ 危險截面的當(dāng)量彎矩為。 由圖可知危險截面為聯(lián)輥與主軸連接處，當(dāng)量彎矩為=取折合系數(shù)α= ，代入上式可得=≈ Nm ⑩軸的強度校核。 軸的材料選用45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，查機械設(shè)計手冊得=650MPa。 進行校核時，通常只校核軸上承受最大當(dāng)量彎矩的強度（既危險截面的強度）。由經(jīng)驗公式及上面計算出的數(shù)值可得出。攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 公式：≤ 式() 式中：—軸的抗彎截面系數(shù)， —軸的許用應(yīng)力。 ≤650MPa符合式中： Ft 為作用在磨片上的圓周力； Fr 為作用在磨片上的徑向力； Fa為作用在磨片上的軸向力； d2 為磨片的直徑。 軸的受力及彎扭圖6 多功能磨粉機的設(shè)計 磨片的結(jié)構(gòu)設(shè)計磨片是本磨粉磨漿機最主要的工作部件。物料研磨的工作原理是借助兩個磨片之間的壓力與兩盤上的磨紋在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的摩擦和剪切作用而使物料磨碎成微細顆粒。磨粉磨漿機上磨片的材料有天然石磨片、砂輪磨片、鋼磨片、陶瓷磨片等。本機采用金屬型澆注鑄鐵磨片。與其它磨片相比較，它具有磨片密實，無氣、孔裂紋等缺陷。普通磨片由于有氣孔、孔裂紋等缺陷，容易成為細菌的繁衍場所，污染食品。而本機磨片由于結(jié)構(gòu)緊密，衛(wèi)生狀況優(yōu)于其它種類磨片。另外，考慮到磨片的互換性與使用壽命，將動、靜兩磨片結(jié)構(gòu)設(shè)計成同一結(jié)構(gòu)。兩面都具有齒形結(jié)構(gòu)。這也是與其它磨漿機的不同之處。磨片表面硬度HRC＞44，表面齒形清晰，棱角鋒利。其外徑d=200mm。 磨片聯(lián)輥一方面用于固定動磨片，另一方面可以通過聯(lián)輥上的螺旋齒與粉碎齒套之間的相對旋轉(zhuǎn)對物料進行初步磨碎。聯(lián)輥與主軸通過鍵聯(lián)接，鍵與聯(lián)輥之間屬間隙配合，從而通過調(diào)節(jié)手輪的調(diào)節(jié)使聯(lián)輥能在主軸上作軸向移動，達到調(diào)節(jié)動靜磨片之間的距離，完成對不同粗細程度物料的研磨的目的。(詳見附錄Ⅲ，圖號：NYJ00033)。攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 聯(lián)輥 調(diào)節(jié)手輪的設(shè)計磨粉磨漿機中的調(diào)節(jié)手輪是用來調(diào)節(jié)物料磨碎的粗細程度。 它由調(diào)節(jié)螺栓、鋼珠及彈簧組成。通過旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺栓使鋼珠抵動聯(lián)輥軸向移動，以調(diào)節(jié)動靜磨片之間的距離。 調(diào)節(jié)手輪的結(jié)構(gòu) 粉碎齒套6 多功能磨粉機的設(shè)計粉碎齒套固定在機體內(nèi)部，聯(lián)輥相對于粉碎齒套旋轉(zhuǎn)，從而對物料進行初步磨碎。 機體結(jié)構(gòu)的設(shè)計機體中心鑲有粉碎齒套,其左端邊緣螺栓將靜磨片壓在機體上，機體中心貫穿主軸,主軸上裝有能作軸向滑動的聯(lián)輥,動磨片裝在聯(lián)輥上，主軸通過聯(lián)軸器與帶輪相連。聯(lián)輥與粉碎齒套初步粉碎原料。經(jīng)市場調(diào)研分析機體選用材料為HT200，機體右邊部分與漏斗座通過螺栓連接。(b)中，機座開通孔與機架通過螺栓連接固定。機體分為左右兩部分，(a)、(b) (詳見附錄Ⅴ，圖號：NYJ000323)所示。 機體結(jié)構(gòu)圖 軸承的選取因主軸主要受軸向載荷及徑向載荷，根據(jù)主軸的受力要求，選用圓錐滾子軸承。攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）圓錐滾子軸承可以分離，由內(nèi)圈與滾子、保持架一起組成的組件和外圈可以分別安裝。滾子和滾道接觸處修正的接觸線可以減少應(yīng)力集中。圓錐滾子軸承可以承受大的徑向載荷和軸向載荷。一般都對稱安裝。軸承承載能力取決于外圈的滾道角度，角度越大承載能力越大。該類軸承屬分離型軸承，根據(jù)軸承中滾動體的列數(shù)分為單列、雙列和四列圓錐滾子軸承。單列圓錐滾子軸承游隙需用戶在安裝時調(diào)整；雙列和四列圓錐滾子軸承游隙已在產(chǎn)品出廠時依據(jù)用戶要求給定，不須用戶調(diào)整。 ①求當(dāng)量動載荷P 因該向心軸承受Fr和Fa的作用，必須求出當(dāng)量動載荷P。計算時用到的徑向系數(shù)X軸向系數(shù)Y要根據(jù)值查取，而是軸承徑向額定載荷，在軸承型號示先出前暫不知道，故用試算法。機械設(shè)計手冊中表6279取 =，則e= 因＞e,由機械設(shè)計手冊表1612查得X=，Y= 由公式P=XFr+YFa=+286≈929N 即軸承在Fr=641N和Fa=286N作用下的使用壽命，相當(dāng)于在純徑向載荷為929N作用下的使用壽命。②計算所需的徑向基本額定動載荷值 由Cr= 得上式fp=（查機械設(shè)計基礎(chǔ)表1610）；ft=19(查機械設(shè)計基礎(chǔ)表169,因溫度不高)所以 Cr=≈7399N③選擇軸承型號選用圓錐滾子軸承型號32906。其Cr=17000N＞7399N；Cor =23200N，故軸承32096的==，與原估計接近，適用。 公式中Lh為其使用壽命；Fr為軸承所受徑向載荷；Fa為軸承所受向載荷；fp為載荷性質(zhì)；ft為溫度系數(shù)；Cor為軸承徑向額定靜載荷；ζ=3代表為球軸承。 其型號為30000型。由文獻[8]查得，所選圓錐滾子軸承代號為32096，其結(jié)構(gòu)尺寸為=。6 多功能磨粉機的設(shè)計 聯(lián)軸器的選取軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器處的直徑d=25。目的是使所選的聯(lián)軸器與軸直徑相配合。查文獻[8]得，選用GY型凸緣聯(lián)軸器。其結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，工作可靠，拆裝方便，剛性好，傳遞轉(zhuǎn)矩大。查文獻[8]得，選用GY3J1型凸緣聯(lián)軸器。其結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，工作可靠，拆裝方便，剛性好，傳遞轉(zhuǎn)矩大。該型聯(lián)軸器的主要技術(shù)參數(shù)有：公稱轉(zhuǎn)矩為；許用轉(zhuǎn)速 ；軸孔直徑；軸孔長度為L=44mm；D=100mm；D1=45mm；；；s=6mm；轉(zhuǎn)動慣量為；質(zhì)量為m=。： GY型凸緣聯(lián)軸器 鍵的選擇 主軸上兩處要用鍵連接。IIIII為主軸與聯(lián)輥連接，此處主軸直徑為33mm，查機械制圖附錄八選圓頭普通鍵b=10mm，h=8mm，L=22。 VIVII為主軸與聯(lián)軸器連接部分，此處直徑為25mm，查機械制圖附錄八選圓頭普通鍵b=8mm，h=7mm，L=18。磨粉機上多處用到螺栓，螺栓的選擇可以根據(jù)文獻[8]查取。機體和機架選擇的螺栓為:GB/T5782 M1250，動磨片與聯(lián)輥選擇螺栓為:GB/T5782 M630,靜磨片與機體選擇的螺釘為:GB/T68 M612，其他處應(yīng)用公稱直徑為M8的螺栓,就可以滿足磨粉機的動力需要。彈簧選用螺旋彈簧GB/T20981994 d=2mm，D=30mm。彈簧墊圈選用GB931987。 料斗的主要作用就是緩沖、存料以確保連續(xù)正常生產(chǎn)。料斗下料口直接為攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）40mm，厚度為2mm，材料為塑料，擋料板直徑為40mm。 料斗 擋料板起輔助作用緩沖、存料以確保連續(xù)正常生產(chǎn)。擋料板放在料斗座與機體之間，在擋料板開槽用螺栓與料斗座起緊固。 此磨粉磨漿機的生產(chǎn)能力大小主要由螺旋的輸送能力來確定。設(shè)理想生產(chǎn)能力為Q理查文獻[13]得：Q理= 60π( D2 d2)/4 s n Ψ ρ10 9 式中：D 螺旋葉片外徑/mm；d 螺旋的轉(zhuǎn)速/（r/min）；ψ 物料充滿系數(shù)，～；ρ 物料密度/（kg/m3）。 取D=46mm, d=36mm, s=60mm, 因采用三頭螺旋。螺旋的轉(zhuǎn)速受電壓以及負荷因素的影響，取n=980r/min, 物料密度以加工大米為例取ρ=650kg/m。則：Q理= 60π(462 362)/4 60 980 0. 1650 10 9kg/ h = 148kg/ h但由于受摩擦、負荷、電壓