玉米秸桿生物燃料螺旋壓力機(jī)設(shè)計(jì)

1、太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：玉米秸桿生物燃料螺旋壓力機(jī)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是高等學(xué)校教學(xué)計(jì)劃的重要組成部分，是學(xué)生完成教學(xué)計(jì)劃規(guī)定要求學(xué)習(xí)的全部課程及相關(guān)內(nèi)容之后，能夠按照指定的課題獨(dú)立自主完成和解決具體問(wèn)題的基本訓(xùn)練，是檢查與培養(yǎng)學(xué)生全面運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)與技能并進(jìn)行綜合性實(shí)踐檢驗(yàn)的教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)學(xué)生在校期間綜合素質(zhì)能力培養(yǎng)與教育效果的全面檢驗(yàn)，是檢查學(xué)校教育質(zhì)量的綜合反映，也是考查學(xué)生畢業(yè)水平及學(xué)位資格認(rèn)證的重要依據(jù)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）要求及原始數(shù)據(jù)（資料）：設(shè)計(jì)參數(shù)：1、 根據(jù)自己熟悉的專(zhuān)業(yè)知識(shí)選定適當(dāng)形式的機(jī)型；2、 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定壓力機(jī)的規(guī)格參數(shù)；3、 確定實(shí)

2、用的壓制方式方法；4、 給出壓制產(chǎn)品的參數(shù)要求；5、 指出螺旋壓力機(jī)的受力分析及響應(yīng)精度；6、 標(biāo)明螺旋壓力機(jī)的參數(shù)對(duì)比。根據(jù)論點(diǎn)及相應(yīng)參考數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定。畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是通過(guò)對(duì)論點(diǎn)的提出、論點(diǎn)的意義、圍繞論點(diǎn)進(jìn)行的一系列實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)或開(kāi)展的專(zhuān)題設(shè)計(jì)與研究，使學(xué)生通過(guò)靈活與深化運(yùn)用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)，培養(yǎng)自己獨(dú)立地認(rèn)識(shí)、分析和解決科學(xué)與工程實(shí)際問(wèn)題的能力，以達(dá)到科學(xué)工作者或高級(jí)工程師應(yīng)當(dāng)掌握和具備的科學(xué)技術(shù)知識(shí)水平方面基本訓(xùn)練目的。本課題是探索性研究型課題，要求在綜述中闡明如下問(wèn)題：1、 自然界能源存在的形式種類(lèi)及轉(zhuǎn)化利用狀況2、 人類(lèi)社會(huì)生存活動(dòng)與能源的關(guān)系3、 生物能源的轉(zhuǎn)化途徑4、 生物能

3、源的生產(chǎn)與利用5、 生物能源材料的塑性成型壓力加工工藝技術(shù)與裝備6、 生物能源材料塑性成型壓力加工工藝技術(shù)應(yīng)用的展望7、 生物能源轉(zhuǎn)化的相關(guān)基礎(chǔ)理論8、 玉米秸桿轉(zhuǎn)化為燃料的可能性分析9、 生物能源的加工工藝及可行性分析10、 生物能源生產(chǎn)原料的來(lái)源轉(zhuǎn)化工藝及其機(jī)械模具工裝設(shè)備11、 生物能源模制的效果及螺旋壓力機(jī)結(jié)構(gòu)與受力分析進(jìn)行課題的研究應(yīng)提出論點(diǎn)，給出論據(jù)，做出必要的實(shí)驗(yàn)并取得相關(guān)的數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)分析對(duì)比，選定其中真實(shí)的結(jié)果給出明確的結(jié)論。研究中用到的試驗(yàn)裝具要求畫(huà)出機(jī)構(gòu)圖，對(duì)主要工模裝具要畫(huà)出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)圖，給出相應(yīng)的圖表。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)要求學(xué)生具備：1、 綜合運(yùn)用理

4、論、基本知識(shí)、專(zhuān)業(yè)技能的能力；2、 調(diào)查研究，收集、整理和使用技術(shù)資料的能力；3、 制定研究方案，進(jìn)行分析、比較、論證、的能力；4、 進(jìn)行辨析論證的能力；5、 從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力；6、 應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、外語(yǔ)和工具書(shū)的能力；7、 編輯文獻(xiàn)、資料、說(shuō)明書(shū)的能力；8、 繪制工程圖表的能力；9、 分析、論證、綜述專(zhuān)業(yè)知識(shí)及課題的能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)要求圍繞畢業(yè)設(shè)計(jì)所做的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、工程計(jì)算說(shuō)明書(shū)和產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)內(nèi)容完整、計(jì)算準(zhǔn)確、論述簡(jiǎn)潔、文理通順、裝訂整齊，文字?jǐn)⑹霾簧儆?萬(wàn)字。畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙要求能夠正確的表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，圖面布局應(yīng)合理美觀，圖形文字要準(zhǔn)確清晰，符合制圖標(biāo)準(zhǔn)要求與有關(guān)規(guī)定（計(jì)算機(jī)繪圖應(yīng)具有

5、相當(dāng)量）。畢業(yè)設(shè)計(jì)論述部分的相關(guān)論述要求立論合理，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，論據(jù)充分，層次清晰，引用文獻(xiàn)資料要客觀準(zhǔn)確，并詳細(xì)注明來(lái)源出處。電子文件一律用Word撰寫(xiě)，工程制圖建議使用AOTOCAD或其兼容軟件制圖。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中要愛(ài)護(hù)公物、設(shè)備及工具，正確使用，精心維護(hù)，及時(shí)歸還。要注意保持畢業(yè)設(shè)計(jì)論文場(chǎng)所的環(huán)境清潔衛(wèi)生。學(xué)生應(yīng)交出的設(shè)計(jì)文件（論文）：一、 調(diào)研資料及立論安排計(jì)劃：（由學(xué)生自己擬訂）二、 太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)資料：1、 太原理工大學(xué)畢業(yè)論文統(tǒng)一封面；2、 畢業(yè)論文中英文摘要：中文摘要300字左右；英文摘要和中文摘要對(duì)應(yīng)，列出主題詞；3、 畢業(yè)論文目錄；4、 畢業(yè)論文（含綜述報(bào)告一份、可行性

6、研究及開(kāi)題報(bào)告一份）；5、 論述相關(guān)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)；6、 論述相關(guān)的實(shí)驗(yàn)意義及過(guò)程說(shuō)明；7、 致謝；8、 參考文獻(xiàn)；9、 與課題相關(guān)的外文參考資料原件及譯文（原文不少于2萬(wàn)字符）；10、 附錄；三、 畢業(yè)設(shè)計(jì)資料電子版?zhèn)浞菁疤厥鈱?zhuān)用必備的軟硬件（附以文字說(shuō)明）；四、 畢業(yè)實(shí)驗(yàn)用具圖（利用計(jì)算機(jī)繪制的圖紙可與畢業(yè)設(shè)計(jì)資料裝訂在一起不必另附）；1、 研究方案思路方框圖；2、 研究方案實(shí)驗(yàn)用具簡(jiǎn)圖系列；3、 研究方案試件圖片；4、 研究實(shí)驗(yàn)示意圖；5、 答辯用圖；五、 其他論證圖表資料及清單；六、 答辯用PPT制件；七、 關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)的說(shuō)明（單獨(dú)用Word制一文件）主要參考文獻(xiàn)（資料）：1、

7、材料力學(xué)2、 鍛壓手冊(cè)3、 工程制圖學(xué)與計(jì)算機(jī)繪圖4、 機(jī)構(gòu)學(xué)5、 機(jī)械設(shè)計(jì)6、 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)7、 機(jī)械原理8、 機(jī)械制造技術(shù)9、 計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)10、 理論力學(xué)11、 螺旋壓力機(jī)12、 模具制造工藝學(xué)13、 曲柄壓力機(jī)14、 生物燃料15、 壓力加工與現(xiàn)代先進(jìn)加工技術(shù)關(guān)于參考圖書(shū)文獻(xiàn)只給出大類(lèi)，具體書(shū)目應(yīng)學(xué)會(huì)利用圖書(shū)館、資料室與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，查閱后應(yīng)給出詳細(xì)目錄與出處。上述畢業(yè)論文要求可查閱太原理工大學(xué)教務(wù)處網(wǎng)頒布的本年度有關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）相關(guān)要求予以補(bǔ)充執(zhí)行。專(zhuān)業(yè)班級(jí) 材料成型與控制鍛壓202102班 學(xué)生 王忠浩 要求設(shè)計(jì)（論文）工作起止日期 2021031820210628 指導(dǎo)教師

8、簽字 日期 教研室主任審查簽字 日期 系主任批準(zhǔn)簽字 日期 VI 玉米秸桿螺桿式壓力機(jī)設(shè)計(jì) 摘要 一直作為人類(lèi)消耗的主要能源的化石燃料，是不可再生的，但工業(yè)的發(fā)展，使得能源問(wèn)題很?chē)?yán)重。生物質(zhì)能是可再生能源之一,開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)能可以明顯緩解環(huán)境危機(jī)和能源危機(jī)。研究生物能轉(zhuǎn)換技術(shù)，變廢為寶，對(duì)保護(hù)生態(tài)環(huán)境有重要意義。通過(guò)擠壓成型將生物質(zhì)（秸稈）擠壓成固態(tài)燃料是其中方法之一。 成型條件對(duì)生物質(zhì)（秸稈）燃料成型物的質(zhì)量影響重大。本文主要通過(guò)壓制成型實(shí)驗(yàn)研究了玉米秸稈在不同含水率、成型溫度、成型壓力、粒度下的成型狀態(tài)，最佳的成型條件，為秸稈擠壓成型過(guò)程的工藝參數(shù)的選擇提供了依據(jù)。本課題的研究，對(duì)生物質(zhì)（

9、秸稈）燃料的成型機(jī)械設(shè)計(jì)，成型條件和參數(shù)確定有一定的指導(dǎo)意義。主要進(jìn)行了玉米秸桿螺桿式壓力機(jī)的設(shè)計(jì)，壓力機(jī)主要由電動(dòng)機(jī)、皮帶輪、齒輪、螺桿組成。關(guān)鍵詞：生物質(zhì)，秸稈實(shí)驗(yàn)，螺桿，擠壓機(jī) ABSTRACTFossil fuel is the main energy we use all the time, which is non renewable resource. But with the development of industry, the desire of energy is becoming more and more serious. The biomass energy is

10、 a kind of renewable source, and to find and use biomass energy can obviously release the environmental crisis and energy crisis. It is very important for protecting environment to study the conversion technology, recycling waste material. Extruding the biomass (straw) Into solid fuel is one of meth

11、ods.The forming conditions are very significant for forming biomass (straw) fuel. By suppression experiment, this article mainly studied the forming state of corn straw at different moisture content, molding temperature, forming degree, molding pressure, forming power and particle size, and the best

12、 forming condition, which provided industry parameter for the process of forming.Mainly for the corn straw screw presses designed presses mainly by electric motors, pulleys, gears, screw components.KEY WORDS: biomass，straw experiment，conical screw，extrusion machine目 錄摘要1ABSTRACT11緒論41.1玉米秸稈的燃燒性能41.2

13、研究目的與意義41.3生物能源的轉(zhuǎn)化途徑41.4 玉米秸桿轉(zhuǎn)化為燃料的可能性分析51.5 存在主要問(wèn)題及今后看法62.玉米秸稈的可壓縮性63.玉米秸稈成型機(jī)的初步設(shè)計(jì)構(gòu)想93.1玉米秸稈成型機(jī)的初步示意圖如下93.2動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)113.3加熱套選型114.螺桿與機(jī)筒的配合方案114.1螺桿與機(jī)筒配合114.2料筒螺桿設(shè)計(jì)125.電動(dòng)機(jī)的選擇205.1功率的計(jì)算205.2確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速205.3成型機(jī)傳動(dòng)裝置215.3.1傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比215.4V帶的計(jì)算225.4.1V帶型號(hào)的選擇和帶輪直徑的計(jì)算226其他零件的選擇297.花鍵校核308.平鍵連接的校核319. 螺釘校核32結(jié)束

14、語(yǔ)34參考文獻(xiàn)3410外文翻譯361緒論1.1玉米秸稈的燃燒性能 我國(guó)從20世紀(jì)80年代中期起開(kāi)始了成型燃料的開(kāi)發(fā)研究，生物質(zhì)固體成型燃料具有易運(yùn)輸、易點(diǎn)火、燃燒效率高、燃燒性能好熱值高、火力持久、燃燒時(shí)幾乎不產(chǎn)生SO2 、不會(huì)造成環(huán)境污染等特點(diǎn)，可作為工業(yè)鍋爐、住宅區(qū)供熱、農(nóng)業(yè)暖房、戶用炊事和取暖的燃料。根據(jù)查閱文獻(xiàn)可知，玉米秸稈的燃燒分為三個(gè)明顯的階段，第一階段（大致為初始溫度為150 ）為水分的蒸發(fā)，第二階段（大致為150400） 主要是揮發(fā)分的析出燃燒，第三階段 （大致為400600）是固定碳的燃燒。其燃燒主要發(fā)生在揮發(fā)分析出燃燒階段。玉米秸稈的揮發(fā)分含量大，灰分含量較低，易于著火和燃

15、盡。著火溫度為261 ，燃盡溫度為5351。根據(jù)玉米秸稈的燃燒性能可知玉米秸稈壓縮成型后適合于做生物燃料。1.2研究目的與意義 能源從柴草時(shí)期到煤炭時(shí)期，再到現(xiàn)在的石油時(shí)期，在人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展中扮演重要角色。人類(lèi)消耗的主要能源長(zhǎng)期以來(lái)一直都是石油、天然氣、煤炭等化石燃料，它們?yōu)槿祟?lèi)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的進(jìn)步，及生活水平的提高做出了很大的貢獻(xiàn)。人類(lèi)經(jīng)濟(jì)是不斷發(fā)展的，工業(yè)也在迅猛發(fā)展，解決能源問(wèn)題就變得更加的迫切。據(jù) IEA（國(guó)際能源署）發(fā)布的IEA-世界能源展望 2021 預(yù)測(cè)，全球 2021 年到 2030 年間的一次能源需求將增加 55%，年均增長(zhǎng)率為 1.8%,其中化石燃料占總能源需求增長(zhǎng)量的達(dá)到 8

16、4%。和其他國(guó)家一樣，能源安全同樣是我國(guó)的國(guó)家戰(zhàn)略安全保障基礎(chǔ)之一。對(duì)我國(guó)而言，原油產(chǎn)量增長(zhǎng)幅度較小，而石油消耗量增長(zhǎng)幅度較大，能源短缺表現(xiàn)的日益明顯。由世界能源儲(chǔ)備和消費(fèi)狀況，我們可以清楚的意識(shí)作為主要能源的礦物資源是不可再生的，有一天會(huì)耗竭。在自然界中不斷再生、永續(xù)利用的可再生能源，具有取之不盡，用之不竭，循環(huán)再生的特點(diǎn)，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮艿?。研究、開(kāi)發(fā)、利用各種可再生資源，借此節(jié)約規(guī)資源，對(duì)人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展有著重大意義。在可再生資源中，生物質(zhì)能是一種值的珍惜利用的資源。植物可以通過(guò)自身的光合作用，把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，并且固定和儲(chǔ)藏在其體內(nèi)，即產(chǎn)生了生物質(zhì)能。生物質(zhì)能在可再生能源

17、中占有重要地位，是第四大能源，其資源也是很廣泛的，比如農(nóng)業(yè)廢棄物、林業(yè)生物質(zhì)等。其中因其農(nóng)作物的品種較多，種植面積大即數(shù)量大等特點(diǎn)，農(nóng)作物秸稈在生物質(zhì)資源中占很大的比例。對(duì)于秸稈，我國(guó)一直對(duì)其進(jìn)行了合理的利用，比如秸稈被用于燒火取暖做飯，建房避雨遮日，養(yǎng)畜積肥還田。隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變，農(nóng)村能源結(jié)構(gòu)的變化，以及農(nóng)民生活水平的提高，傳統(tǒng)的秸稈利用方式已不能適應(yīng)。一些農(nóng)業(yè)主生產(chǎn)區(qū)秸稈資源大量過(guò)剩問(wèn)題日趨突出，這些廢棄物密度小、體積膨松、占地面積大，需要一定的人力、物力進(jìn)行銷(xiāo)毀處理，一部分農(nóng)民采取就地焚燒秸稈的辦法處理，這樣會(huì)造成氣體的污染，煙霧使得高速公路被迫關(guān)閉，附近

18、機(jī)場(chǎng)的飛機(jī)不能下降等嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題。研究、開(kāi)發(fā)、利用各種可再生資源，借此節(jié)約常規(guī)資源，對(duì)人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展有著重大意義。開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)能可以明顯緩解環(huán)境危機(jī)和能源危機(jī)，因?yàn)樯镔|(zhì)的燃燒緩解了煤炭等資源的消耗速度，并降低了污染氣體的排放量，實(shí)現(xiàn)了高效、潔凈化。作為可再生資源的生物質(zhì)能值得人們合理地去開(kāi)發(fā)、利用。這樣可使能源得到有效利用，改善我國(guó)的能源利用和人類(lèi)的生態(tài)環(huán)境，實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。1.3生物能源的轉(zhuǎn)化途徑目前生物質(zhì)作為能源利用主要通過(guò)以下五個(gè)途徑:(1)生物質(zhì)發(fā)酵制取乙醇,利用是甘蔗,小麥,谷類(lèi),甜菜,洋姜,秸稈等為原料,通過(guò)不同的催化酶作用將淀粉轉(zhuǎn)化為糖,然后用發(fā)酵劑將糖轉(zhuǎn)化為乙醇,再通

19、過(guò)蒸餾除去水分和其他一些雜質(zhì),得到最后濃縮的乙醉尤其是秸稈乙醇技術(shù)最熱門(mén),國(guó)內(nèi)有很多高校和科研機(jī)構(gòu)正在科技攻關(guān),降低生產(chǎn)成本河南省天冠集團(tuán)已經(jīng)投入試運(yùn)行了秸稈乙醇生產(chǎn)線,技術(shù)在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位.(2)生物質(zhì)產(chǎn)生沼氣,生物質(zhì)通過(guò)細(xì)菌作用進(jìn)行生物質(zhì)的分解這個(gè)過(guò)程也是一個(gè)發(fā)酵過(guò)程,產(chǎn)生C踐和C02氣體混合物在隔絕空氣沒(méi)有污水或者動(dòng)物廢物存在的條件下,生物質(zhì)通過(guò)腐爛而生成的產(chǎn)物稱(chēng)為生物氣(沼氣)這項(xiàng)技術(shù)已基本成熟,在我國(guó)的很多農(nóng)村得到了推廣利用(3)生物質(zhì)氣化,是通過(guò)生物質(zhì)在高溫(80()900e)下部分氧化生成CO,C執(zhí)等可燃?xì)怏w的混合物的過(guò)程.產(chǎn)品氣可直接用于燃燒或者作為燃?xì)馔钙降娜剂?也可用作化

20、工原料我國(guó)秸稈氣化領(lǐng)域的領(lǐng)軍者,當(dāng)屬中國(guó)科學(xué)院的廣州能源研究所和遼寧能源研究所.上述兩個(gè)單位在生物質(zhì)能秸稈氣化學(xué)科,無(wú)論從理論還是技術(shù)方面都站在國(guó)內(nèi)的前沿尤其是廣州能源所研制的循環(huán)流化床技術(shù),已成功進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用,進(jìn)而與發(fā)電設(shè)備配套(4)生物質(zhì)制油,是在低溫及高的氣體壓力下將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的液態(tài)碳?xì)浠衔锿ㄟ^(guò)直接液化和間接液化將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成液體燃料生物質(zhì)液化技術(shù)是最具有發(fā)展?jié)摿Φ纳镔|(zhì)能利用技術(shù)之一目前中國(guó)科技大學(xué)的科研人員已經(jīng)成功的從秸稈中制取重油,可進(jìn)一步經(jīng)過(guò)提煉,作為燃油使用,但由于成本太高,目前還沒(méi)有推向市場(chǎng)(5)生物質(zhì)固化成型,是在一定溫度和壓力作用下,將各類(lèi)分散的!沒(méi)有一定形狀的

21、秸稈，農(nóng)林廢棄物等生物質(zhì)原料千燥!粉碎后壓制成規(guī)則的!密度較大的棒狀!塊狀或顆粒狀等成型燃料,從而提高其運(yùn)輸和貯存能力,改善生物質(zhì)的燃燒性能,提高利用熱利用效率,擴(kuò)大應(yīng)用范圍可以取代煤!燃?xì)獾茸鳛槊裼萌剂线M(jìn)行炊事!取暖等,也可用于工業(yè)鍋爐(生物質(zhì)燃爐，壁爐，茶水爐，發(fā)電爐)的燃料1.4 玉米秸桿轉(zhuǎn)化為燃料的可能性分析秸稈主要由纖維素,半纖維素和木質(zhì)素組成由于植物生理方面的原因造成秸稈的質(zhì)地疏松各種農(nóng)作物秸稈之所以能夠在不加粘結(jié)劑的情況下熱壓成型,主要是由于木質(zhì)素的存在,40/8天然狀態(tài)的木質(zhì)素被稱(chēng)為原本木素,是一種白色或接近無(wú)色的物質(zhì),我們見(jiàn)到的木質(zhì)素的顏色是在分離!制備過(guò)程中造成的其密度在1

22、.35一1.59#cm一,之間木材中木質(zhì)素的含量為27%一犯%(絕干原料),禾苗類(lèi)植物木質(zhì)素含量為14%25%由x射線衍射可知木質(zhì)素屬非晶體,目前認(rèn)為木質(zhì)素以本丙烷為主體結(jié)構(gòu),共有三種基本結(jié)構(gòu)(非縮合型結(jié)構(gòu)),即愈創(chuàng)木基結(jié)構(gòu)!紫丁香基結(jié)構(gòu)和對(duì)梭苯基結(jié)構(gòu)十分有意義的是,除了酸木質(zhì)素和銅氨木質(zhì)素外,原本木質(zhì)素和大多數(shù)分離木質(zhì)素為一種熱塑性高分子物質(zhì),無(wú)確定的熔點(diǎn),但具有玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度,而且較高這種轉(zhuǎn)化溫度與其是處于濕態(tài)或者是干態(tài)關(guān)系很大, 資料表明,當(dāng)溫度在70一110e時(shí)木質(zhì)素開(kāi)始軟化,其粘合力開(kāi)始增加當(dāng)溫度達(dá)到200一300e時(shí)可以熔融,在此溫度下給生物質(zhì)施加一定的外力,原料顆粒開(kāi)始重新排列位

23、置關(guān)系,并發(fā)生機(jī)械變形和塑性流變?cè)诖怪庇谧畲髴?yīng)力方向上,粒子主要以相互嚙合的形式結(jié)合,而在垂直于最小應(yīng)力方向上,粒子主要以相互靠緊的形式結(jié)合,從而使生物質(zhì)的體積大幅度減小,容積密度顯著增大,成型棒內(nèi)部咬合外部融合,并具有一定的形狀和強(qiáng)度在除去外力和恢復(fù)常溫后,維持既定的形狀1.5 存在主要問(wèn)題及今后看法 秸稈在農(nóng)村的傳統(tǒng)利用在農(nóng)村面臨很多問(wèn)題。秸稈燃料成型機(jī)本機(jī)是指以農(nóng)村的玉米秸稈、小麥秸稈、棉花桿、稻草、稻殼、花生殼、玉米芯、樹(shù)枝、樹(shù)葉、鋸末等農(nóng)作物、固體廢棄物為原料，經(jīng)過(guò)粉碎后加壓、增密成型，生產(chǎn)“秸稈燃料”的機(jī)器。秸稈成型的基本原理是利用壓模與螺桿間擠壓力和秸稈與模壁摩擦力相互作用原理，

24、使物料獲得成型。物料在加工過(guò)程中無(wú)需加入任何添加劑或粘結(jié)劑。秸稈等物料中含有一定的纖維素和木質(zhì)素，其木質(zhì)素是物料中的結(jié)構(gòu)單體，是苯丙烷型的高分子化合物，具有增強(qiáng)細(xì)胞壁、粘合纖維素的作用。木質(zhì)素屬非晶體，在常溫下主要部分不溶于任何溶劑，沒(méi)有熔點(diǎn)，但有軟化點(diǎn)。當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)，木質(zhì)素軟化粘結(jié)力增加，并在一定壓力作用下，使其纖維素分子團(tuán)錯(cuò)位、變形、延展，內(nèi)部相鄰的生物質(zhì)顆粒相互進(jìn)行嚙接，重新組合而壓制成型。 本文的設(shè)計(jì)任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)占地面積不大的秸稈成型機(jī)，即制塊部分。該設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)秸稈、牧草等進(jìn)行壓縮擠出，作為燃料使用。我運(yùn)用計(jì)算機(jī)繪圖軟件，進(jìn)行秸稈飼料成型機(jī)的三維設(shè)計(jì)建模，并對(duì)齒輪軸進(jìn)行應(yīng)力

25、分析和對(duì)齒輪以及軸承進(jìn)行壽命及強(qiáng)度分析。2.研究玉米秸稈可壓縮性經(jīng)查閱資料，得出如下圖 結(jié)論： 1）粉碎玉米秸稈的可壓縮性曲線可表示為指數(shù)模型 2）在玉米秸稈品種和壓縮室形狀等都確定的前提下,當(dāng)達(dá)到相同的壓縮密度時(shí),揉碎玉米秸稈的可壓縮性可以隨壓縮速度的增大而改善。初始的密度出現(xiàn)出差異,同樣的壓縮速度且達(dá)到相同的壓縮密度時(shí),粉碎玉米秸稈的體積模量隨初始密度的增大而增大,壓縮密度越大,這種變化趨勢(shì)越明顯;且當(dāng)壓縮密度大于230kg / m3時(shí),可壓縮性趨于減小的速度明顯加快。3在玉米秸稈品種等因素都確定的前提下,隨著含水率的增加,可壓縮性較好。4)粉碎以后玉米秸稈的最佳壓縮密度為230kg /

26、m3左右。 3.玉米秸稈成型機(jī)的初步設(shè)計(jì)構(gòu)想3.1玉米秸稈成型機(jī)的初步示意圖如下 通過(guò)螺桿旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將破碎后的玉米秸稈經(jīng)加熱加壓，從矩形截面的噴嘴擠出成型燃料。3.2動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖如下：電動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)同時(shí)驅(qū)動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)擠出產(chǎn)品圖3.23.3加熱套選型 本來(lái)設(shè)計(jì)并沒(méi)有設(shè)計(jì)加熱料套。雖然轉(zhuǎn)動(dòng)的螺桿對(duì)物料做功產(chǎn)生一定的熱，但并不足夠。為了使物料中的木質(zhì)素軟化熔融，外加熱能進(jìn)行補(bǔ)償可使擠壓更加充分。4.螺桿與機(jī)筒的配合方案4.1螺桿與機(jī)筒的配合方案 為了使物料在機(jī)筒內(nèi)承受逐漸增大的壓縮力，常將螺桿與機(jī)筒配合為如下三種型式 ： a. 種機(jī)筒 呈圓錐形，因此 ,機(jī)筒制造困難，很

27、少采用。b. 種螺桿制造較為方便，在單螺桿機(jī)上, 應(yīng)用也較多。c.種結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便、這種配合方式， 應(yīng)用較為廣泛。選用c.種4.2料筒和螺桿的設(shè)計(jì) 4.2.1料筒的確定 料筒的結(jié)構(gòu)形式關(guān)系到熱量傳遞的穩(wěn)定性和均勻性，并影響固體輸送效率。同時(shí)，料筒的機(jī)械加工性能和使用壽命也影響到整個(gè)擠出系統(tǒng)的工作性能。料筒必須采用優(yōu)質(zhì)的耐高溫、耐磨損、耐腐蝕和高強(qiáng)度的材料制成。同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)具備較好的機(jī)械加工性能和熱處理性能。 常用的材料有45鋼、40Cr、38CrMoAl以及鑄鋼和球墨鑄鐵。我們選用45鋼或40Cr。機(jī)筒的結(jié)構(gòu)形式關(guān)系到熱量的傳遞的穩(wěn)定性和均勻性；機(jī)筒的機(jī)械加工和使用壽命也影響到整個(gè)擠壓

28、系統(tǒng)的性能設(shè)計(jì)機(jī)筒，要考慮到機(jī)筒結(jié)構(gòu)形式的選擇及機(jī)筒上加料口的形式，機(jī)筒與機(jī)機(jī)頭的聯(lián)結(jié)形式以及對(duì)機(jī)簡(jiǎn)機(jī)械加工制造的難易問(wèn)題。機(jī)頭的聯(lián)結(jié)形式以及對(duì)機(jī)簡(jiǎn)機(jī)械加工制造的難易問(wèn)題。螺桿和機(jī)筒的兩個(gè)零件組合質(zhì)量對(duì)物料的塑化，制品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，都有重要影響。他們的工作質(zhì)量與制造精度，裝配間隙有關(guān)。整體式機(jī)筒，其特點(diǎn)為長(zhǎng)度大，加工要求比較高，在加工和裝配精度上容易得到保證，也可簡(jiǎn)化裝配工作；在機(jī)筒上設(shè)置外加熱器不易受到限制，機(jī)筒受熱均勻，但機(jī)筒的加工設(shè)備要求比較高，機(jī)筒內(nèi)表面磨損難以修復(fù)。分段式機(jī)筒，其特點(diǎn)是機(jī)械加工容易，便于改變比，只是對(duì)中難，法蘭連接處影響機(jī)筒的加熱均勻性。雙金屬機(jī)筒主要有兩種結(jié)構(gòu)形

29、式：一種是襯套式機(jī)筒；另一種是在機(jī)筒上澆鑄一層合金箔層，簡(jiǎn)稱(chēng)為澆鑄式機(jī)筒。對(duì)于襯套式機(jī)筒而言，它可更換合金襯套，襯套可以做成整體、分段式，可節(jié)省貴重金屬，襯套磨損后可更換，可提高機(jī)筒的使用壽命，但是制造設(shè)計(jì)復(fù)雜，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意到襯套與機(jī)筒的配合，過(guò)松時(shí)易轉(zhuǎn)動(dòng)，過(guò)緊時(shí)裝配又難，故在二者之間加上一個(gè)止動(dòng)鍵。綜上所述，本機(jī)選用整體式機(jī)筒。 加料段料筒的設(shè)計(jì)軸向開(kāi)槽套筒結(jié)構(gòu)具有幾種形式，經(jīng)考慮多種因素選用如下圖的形式：圖5-2軸向開(kāi)槽套筒結(jié)構(gòu)自機(jī)筒加料口前端至軸向槽結(jié)束之處套筒的軸向長(zhǎng)度L，一般取L=(35)D。料筒的結(jié)構(gòu)如上圖所示,軸向溝槽的數(shù)量和螺桿的直徑大小有關(guān)，一般螺桿直徑為120mm，溝槽數(shù)目

30、取12，凹槽寬度應(yīng)大于高聚物顆粒的最長(zhǎng)尺寸，同時(shí)與螺桿的直徑大小有關(guān)，取10mm,槽深為4mm。加料段設(shè)置有錐形套筒時(shí)，物料在該段的螺槽種能提早形成高的壓力，螺桿在有進(jìn)料套筒和無(wú)進(jìn)料套筒的機(jī)筒中，在同樣速度下，有進(jìn)料套筒者能提高生產(chǎn)能力。 加料口的選擇加料口的結(jié)構(gòu)必須與物料的形狀相適應(yīng)，是被加入得物料能從料斗自由流入螺桿而不中斷。加料口的形狀及其在料銅上的開(kāi)設(shè)位置對(duì)加料性能有很大影響。加料口應(yīng)能使物料自由而高效地加入料筒而不產(chǎn)生架橋，設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮到加料口是否是與設(shè)置加料裝置，是否有利于清理，是否便于在此段設(shè)置冷卻系統(tǒng)。常見(jiàn)的加料口斷面開(kāi)頭很多，如下圖所示：圖5-3 加料口斷面(a)類(lèi)主要適用

31、于帶狀料的加料口，不宜用于?？坪头哿?；(c)和(e)類(lèi)為簡(jiǎn)易式擠塑機(jī)上用得較多；（b）（d）（f）三種類(lèi)型用得較廣泛，其中（b）類(lèi)的有口壁傾斜角一般為715，稍大于此值，實(shí)踐證明(b)和(d)類(lèi)加料口不論對(duì)粉類(lèi)，科類(lèi)帶粒均能很好的適應(yīng)。經(jīng)綜合考慮，決定本機(jī)采用(b)類(lèi)加料口。機(jī)筒材料的選擇機(jī)筒在擠塑機(jī)擠出時(shí)受到高溫（300）以上，高壓（40M）的作用，成型聚乙烯等高溫仿腐蝕性氣體，這就要求機(jī)筒的硬度高，耐腐蝕性及耐磨性好。38CrMoAl氨化鋼的綜合性能好，被廣泛使用，故本機(jī)采用它來(lái)做機(jī)筒材料，其襯套材料用地合金氨化鋼。4.2.2螺桿我們選螺桿材料的選擇螺桿的工作環(huán)境：螺桿在工作時(shí)，受高溫，高

32、壓的作用，同時(shí)受機(jī)械刮磨，且螺桿受大扭距作用，軸向力很大。使用要求：螺桿與機(jī)筒的間隙特別重要，要保證滿足要求，因此就要求螺桿在工作中變形小，耐腐蝕，強(qiáng)度高，壽命長(zhǎng)。因此選用38CrMoAl型氮化鋼，因其綜合性能好，使用廣泛，表面硬度HRC=60用38CrMoAL氮化鋼。 螺桿的主要參數(shù)的選取與確定 1螺桿直徑： 我國(guó)擠出機(jī)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的螺桿直徑系列有：45、65、90、120、150、200。通常： 大截面的制品所選的螺桿直徑要大一些，這對(duì)于制品的質(zhì)量、設(shè)備的利用率和操作比較有利， 我們選90。螺桿長(zhǎng)徑比 L/D其生產(chǎn)率簡(jiǎn)化公式為： 其中： 螺桿的直徑（厘米） n 螺桿的轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/秒） Q 生產(chǎn)

33、的能力（） 第一計(jì)量段螺槽深度（厘米） 第一計(jì)量段螺桿的螺旋升角把=9.0cm， n=75.0r/min=1.250r/s， =1.0cm，=代如到以上 公式可得 2.軸向力的計(jì)算 螺桿的軸向力是擠出機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要參數(shù)，它是由作用在螺桿上的兩個(gè)不同部分的力組成的：螺桿頭端聚合態(tài)料對(duì)螺桿的反壓力（料的靜壓力）作用在螺桿端面上引起的，即由擠出壓力引起的軸向力，稱(chēng)為靜壓軸向力；在螺桿旋轉(zhuǎn)推動(dòng)聚合料運(yùn)動(dòng)時(shí)，聚合料對(duì)螺桿表面摩擦阻力的軸向分力而引起的，稱(chēng)為動(dòng)壓軸向力。 式中： 軸向力，N； 靜壓軸向力，N； 動(dòng)壓軸向力，N。靜壓軸向力可以按擠出壓力與螺桿的橫截面積來(lái)計(jì)算，即：式中： 螺桿頭端聚合料的擠

34、出壓力， 螺桿外徑，m.。動(dòng)壓軸向力主要取決于料的性質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。動(dòng)壓軸向力要精確計(jì)算是困難的，以下的是半經(jīng)驗(yàn)公式：式中： 料移動(dòng)時(shí)的摩擦阻力，； 螺桿螺紋部分長(zhǎng)度，； 螺桿螺紋頭數(shù)； 螺紋的導(dǎo)程，； 螺桿的軸向?qū)挾?，。在上式中，摩擦阻力?jīng)國(guó)內(nèi)測(cè)定：對(duì)排氣擠出機(jī)推薦采用：實(shí)驗(yàn)表明：僅為的1/61/3，即：軸向力確定：3.螺桿轉(zhuǎn)速的確定：功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系 隨著轉(zhuǎn)速的增加，功率也隨著增加，但功率隨轉(zhuǎn)速增加的速率是逐漸下降的。機(jī)頭壓力與轉(zhuǎn)速的關(guān)系 隨著轉(zhuǎn)速n的增加，機(jī)頭壓力P略有增加。較大的機(jī)頭壓力可以提高半成品的致密度。但n增加時(shí)，P的增加不大，所以轉(zhuǎn)速對(duì)提高致密度的效果并不顯著。螺桿的臨界轉(zhuǎn)速

35、 在無(wú)旁壓輥的顆粒加料擠出機(jī)中，當(dāng)轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)，會(huì)使進(jìn)料困難，甚至加不進(jìn)料。加不進(jìn)料時(shí)的螺桿轉(zhuǎn)速稱(chēng)為螺桿的臨界轉(zhuǎn)速，它可以根據(jù)料被螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的離心力與其重力相等的條件來(lái)確定。 式中： 螺桿直徑，厘米。轉(zhuǎn)速n與傳動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)系 螺桿轉(zhuǎn)速越低，傳動(dòng)系統(tǒng)的減速比就越大，使傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。最佳條件下的螺桿轉(zhuǎn)速 最佳條件下的螺桿轉(zhuǎn)速n可以通過(guò)下式計(jì)算：式中： n 螺桿的最佳轉(zhuǎn)速，； 螺桿直徑，mm； c 系數(shù)，排氣擠出機(jī)，膠料流動(dòng)性差時(shí)，c值應(yīng)相應(yīng)減少。參考國(guó)內(nèi)外同類(lèi)的擠出壓力機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速，確定螺桿的 最佳轉(zhuǎn)速，即正常工作時(shí)的螺桿轉(zhuǎn)速為，有效 工作的螺桿轉(zhuǎn)速范圍是。4.螺桿的校核螺桿與機(jī)筒的強(qiáng)度計(jì)算的

36、主要原始參數(shù)有機(jī)頭中物料最大壓力，螺桿的軸向作用力，以及作用在螺桿上的扭矩Mt。（1）物料在及桶內(nèi)的壓力分布物料在機(jī)筒內(nèi)由于旋轉(zhuǎn)螺桿對(duì)物料的作用而產(chǎn)生了機(jī)頭壓力，一般塑料擠出機(jī)的機(jī)頭壓力是在10左右，我國(guó)設(shè)計(jì)的擠出機(jī)一般為P=3050;即=50。（2）螺桿的軸向力的確定螺桿軸向力的大小主要由機(jī)頭壓力，物料的物理性能，螺桿的結(jié)構(gòu)及其轉(zhuǎn)速，機(jī)筒的溫度等因素影響 (6-1)式中 螺桿的軸向推力，kg物料作用在螺桿端面上的總壓力，D螺桿的處直徑，cm 螺桿端部的物料壓力，在螺桿擠出時(shí)由于動(dòng)載荷產(chǎn)生的附加壓力的軸向分量，根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出：當(dāng)機(jī)頭壓力時(shí)，；當(dāng)時(shí)，。目前從采用計(jì)算軸向力： (6-2)故有（3）螺

37、桿的強(qiáng)度計(jì)算螺桿的連接形式成臂梁，按螺桿與減速箱中的輸出軸固定方式的不同，一般可分為緊固式和浮動(dòng)式兩種，前者螺桿與傳動(dòng)軸是一個(gè)零件，是配合得緊密；后者螺桿與傳動(dòng)軸為兩個(gè)不同的零件，多為較松的配合連接，在擠出時(shí)其螺桿端部在機(jī)頭內(nèi)浮動(dòng)，因而其自重引起的彎曲應(yīng)力可忽略，所以在實(shí)際計(jì)算時(shí)都可近似的視為一端固定的懸臂梁，在螺桿的全長(zhǎng)上主要受物料的壓力(軸向)，克服物料的壓力所需的扭矩Mt和螺桿自重G的作用，因此對(duì)螺桿的強(qiáng)度計(jì)算可視為在上述復(fù)合應(yīng)力下螺桿根部（特別是加料段）斷面處的強(qiáng)度計(jì)算因?yàn)樵诼輻U根徑出的承載能力最差。由軸向力 產(chǎn)生的壓應(yīng)力 式中 D 螺桿外徑，cm 螺桿最小斷面的根徑，cm 螺桿冷卻水

38、孔直徑，cm P 料筒中螺桿端部熔料的壓力，MPa MPa則有： 由扭矩產(chǎn)生的剪應(yīng)力：， ， 式中 擠出機(jī)傳動(dòng)效率抗扭斷面模量，擠出機(jī)電機(jī)的最大傳動(dòng)功率，KW螺桿的最高轉(zhuǎn)速，螺桿自重G產(chǎn)生的彎應(yīng)力：， ，N 式中 L螺桿的伸出端長(zhǎng)度，cm L=240螺桿材料的比重， W抗彎斷面模量螺桿的合應(yīng)力：式中式中 材料的許用應(yīng)力螺桿材料的屈服極限 螺桿的安全系數(shù) 可知 所以螺桿的強(qiáng)度合適。4.2.3機(jī)筒校核機(jī)筒的強(qiáng)度計(jì)算機(jī)筒壁厚經(jīng)查文獻(xiàn)8表3-8中D=120mm，可選4050mm。由于機(jī)筒外徑與內(nèi)徑之比大于1：1，所以可按壁厚理論進(jìn)行計(jì)算，按壁厚理論，機(jī)筒內(nèi)受物料的壓力P作用時(shí)，機(jī)筒臂上每一點(diǎn)都處于三向

39、應(yīng)力狀態(tài)，如圖6-2所示，即徑向應(yīng)力，切向應(yīng)力和軸向應(yīng)力，則對(duì)一只受內(nèi)壓力作用的壁厚容器有： 圖6-1 機(jī)筒受力情況（a）機(jī)筒受力分布 （b）機(jī)筒應(yīng)力分布 式中 ，機(jī)筒的內(nèi)外徑 ， r機(jī)筒厚臂任意一點(diǎn)半徑由上式可知，當(dāng)時(shí)，徑向及切向應(yīng)力均達(dá)到最大值，即：當(dāng)時(shí)，徑向切向應(yīng)力達(dá)到最小值，即：由軸向力引起的軸向拉應(yīng)力在機(jī)筒全長(zhǎng)上不變，即：按第四強(qiáng)度理論最大變形能量理論計(jì)算，其強(qiáng)度條件為：所以有 機(jī)筒強(qiáng)度足夠。 5.電動(dòng)機(jī)的選擇5.1功率的計(jì)算功率主要與螺桿的壓力，螺桿與秸稈之間的摩擦系數(shù)，主軸轉(zhuǎn)速等因素有關(guān)?？紤]螺桿擠壓處的面積及成型壓力引入公式5 公式中擠出孔內(nèi)徑 l螺桿與料接觸區(qū)長(zhǎng)度 筒頭的開(kāi)孔

40、率 p成型壓強(qiáng) 螺桿與秸稈之間的摩擦系數(shù) 介于0.10.2之間 L螺桿有效長(zhǎng)度 n主軸轉(zhuǎn)速代入數(shù)據(jù)分別為帶傳動(dòng)，齒輪傳動(dòng)，離合器和軸承的效率5.2確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速主軸的轉(zhuǎn)速為n=210r/min，帶傳動(dòng)的傳動(dòng)比，一級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比為，總傳動(dòng)比。 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有1500r/min和3000r/min，結(jié)合功率選擇，可選擇的電動(dòng)機(jī)方案如下:方案 電動(dòng)機(jī) 型號(hào)額定功 率kw滿載時(shí)啟動(dòng)電流A啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩N/m最大轉(zhuǎn)矩N/m電機(jī)質(zhì)量kg轉(zhuǎn)速r/min電流A效率%功率因素141295076.2910.935611.33.015602562960111.4910.937511.33.12210

41、341147085920.915911.33.01470綜合考慮方案1較為合適，因此電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為。5.3成型機(jī)傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì) 5.3.1確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比電動(dòng)機(jī)型號(hào)為，滿載轉(zhuǎn)速。1.總傳動(dòng)比 2.分配傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比前面?zhèn)鲃?dòng)方案已確定，采用兩級(jí)傳動(dòng)，一級(jí)帶傳動(dòng)，一級(jí)齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)方案如圖1所示。 式中分別為帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比。查表15常見(jiàn)機(jī)械傳動(dòng)的主要性能，表411 ,現(xiàn)有通用壓力機(jī)傳動(dòng)參數(shù)，為使V帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過(guò)大，取，則齒輪傳動(dòng)比為： 5.3.2傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算1各軸轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)軸 傳動(dòng)軸 曲柄軸 2各軸輸入功率電動(dòng)機(jī)軸輸出功率 傳動(dòng)軸 曲柄軸

42、傳動(dòng)軸、曲柄軸的輸出功率則分別為輸入功率乘軸承效率0.98，例如傳 動(dòng)軸輸出功率 3各軸輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸輸出 傳動(dòng)軸 曲柄軸 ： 傳動(dòng)軸、曲柄軸輸出轉(zhuǎn)矩分別為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩乘軸承效率0.98，例如傳 動(dòng)軸的輸出轉(zhuǎn)矩。 5.4V帶的計(jì)算5.4.1V帶型號(hào)的選擇和帶輪直徑的計(jì)算確定V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度及傳動(dòng)中心距 初定中心距即取 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為由文獻(xiàn)3中表3.9選取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為：。 實(shí)際中心距的確定考慮到安裝調(diào)整和補(bǔ)償拉力的需要，中心距的變動(dòng)范圍為： 主動(dòng)輪上的包角的驗(yàn)算所以主動(dòng)輪上的包角合適。 計(jì)算V帶的根數(shù)Z式中 包角系數(shù) 長(zhǎng)度系數(shù)K 材質(zhì)系數(shù)單根V帶所能傳遞功率的增量 單根V帶所能傳遞的許用功率

43、由V=25m/s及，查文獻(xiàn)1中表10.3-21、10.3-22及文獻(xiàn)3中表3.6、3.7可知： 采用橡膠帶則有 Z=24.2/(4.80.861.07+0.89)1.0=4.56取 Z=7根。（4）計(jì)算初拉力 (3-4)式中 q普通V帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量，kg/m查文獻(xiàn)1表10.3-11，得：q=0.17kg/m 則有： （5）計(jì)算軸上的壓力Q (3-5)式中 Z 帶的根數(shù)單根帶的初拉力主動(dòng)輪上的包角則有 Q=25440.1sin(130.8/2) =4281.2N（6）帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)D300時(shí)，可采用腹板式結(jié)構(gòu)；D300時(shí)，采用輻條式結(jié)構(gòu)。故主動(dòng)輪采用腹板式結(jié)構(gòu)，從動(dòng)輪采用輻條式結(jié)構(gòu)。根據(jù)

44、查閱具體資料和文獻(xiàn)得到的數(shù)據(jù)得到結(jié)果。查文獻(xiàn)3表3.1知V帶截面尺寸如下：表3-2 普通V帶截面尺寸截 型節(jié) 寬頂 寬高 度單位長(zhǎng)度質(zhì)量，mmB，mmH，mmq，kg/mB1417110.17由公式可知帶輪的各個(gè)部分尺寸 (3-6)式中是軸的直徑，查文獻(xiàn)1表8-12得，。則有 查文獻(xiàn)3中表3.4知V帶帶輪輪槽尺寸如下： 表3-3 普通V帶帶輪輪槽尺寸槽型槽根槽頂高槽間距e槽邊寬基準(zhǔn)寬度輪緣厚度輪 寬B槽 角B10.83.5147.5101 故取 (3-7)帶入數(shù)據(jù)得 (3-8)帶入數(shù)據(jù)得 5.5直齒圓柱齒輪的計(jì)算5.5.1.齒面疲勞強(qiáng)度的計(jì)算齒輪工作為單班制，使用壽命10年，每年300個(gè)工作日

45、，使用期限內(nèi)工作時(shí)間占20%。功率P=37.63kw,小齒輪轉(zhuǎn)速。傳動(dòng)齒輪尺寸無(wú)嚴(yán)格限制，故小齒輪用45鋼直接在軸上加工，調(diào)質(zhì)處理，硬度241HB286HB平均取值為250HB。大齒輪用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為229HB286HB平均取為240HB.轉(zhuǎn)矩齒寬系數(shù)接觸疲勞極限初步計(jì)算的許用接觸應(yīng)力值初步計(jì)算小齒輪直徑初步齒寬圓周速度精度等級(jí)齒數(shù)Z和模數(shù)m使用系數(shù)動(dòng)載系數(shù)齒間載荷分配系數(shù)齒向載荷分布系數(shù)載荷系數(shù)彈性系數(shù)節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)接觸最小安全系數(shù)總工作時(shí)間應(yīng)力循環(huán)次數(shù)接觸壽命系數(shù)許用接觸應(yīng)力驗(yàn)算由表12.13，取=1.1由圖12.17C由表12.16初取齒數(shù)由表12.3 取由表12.7由圖12.8

46、由表12.11 先求由表12.11因?yàn)槭欠菍?duì)稱(chēng)支撐由表12.12由圖12.22由表12.25由表12.15 估計(jì)則指數(shù) 又為穩(wěn)定載荷由圖12.18取取b=120mm選7級(jí)精度取結(jié)果表明，接觸疲勞強(qiáng)度合適，齒輪無(wú)需調(diào)整。5.5.2確定傳動(dòng)主要尺寸實(shí)際分度圓直徑中心距齒寬因模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，齒數(shù)已重新確定并圓整則5.5.3齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算重合度系數(shù)齒間載荷分配系數(shù)齒向載荷分布系數(shù)載荷系數(shù)齒形系數(shù)應(yīng)力修正系數(shù)彎曲疲勞極限彎曲最小安全系數(shù)彎曲壽命系數(shù)尺寸系數(shù)許用彎曲應(yīng)力驗(yàn)算由表12.10 由圖12.14由圖12.23由圖12.24由圖12.23c由表12.11由圖12.23由圖12.26 5.5.4幾何尺寸計(jì)算外嚙合直齒圓柱齒輪傳動(dòng)計(jì)算結(jié)果(表中) (mm) 名稱(chēng)符號(hào)計(jì)算公式小齒輪大齒輪模數(shù)m4齒數(shù)z變位系數(shù)x嚙合角 分度圓直徑d節(jié)圓直徑中心距a實(shí)際中心距中心距變動(dòng)系數(shù)y齒頂高降低系數(shù)齒頂高齒根高齒頂圓直徑齒根圓直徑齒輪寬度B6零件的選擇1鍵的選擇本設(shè)計(jì)選用的鍵有鍵A2260GB1096-80,鍵A25100 GB1096-80,2.軸承的選擇本設(shè)計(jì)選用的軸承有軸承GB297-64 7210