摘 要在配合飼料的工藝中，飼料的混合是一項很重要的工序，因為它直接關(guān)系到配合飼料質(zhì)量，所以這個過程必須由飼料攪拌機來完成。飼料攪拌機主要由電機、進料斗、卸料板、攪拌箱、觀察口、螺旋，撒料板組成。可將飼料按照一定的比例攪拌，制成符合豬食用的，營養(yǎng)豐富的飼料，適用于中小型的養(yǎng)殖場，適用于工作量大，需求量大的養(yǎng)殖場，大大提高的工作效率，和節(jié)省勞動力，減輕勞動強度。高效的養(yǎng)殖，滿足人們對物質(zhì)的要求。本次設(shè)計首先，根據(jù)飼料攪拌機的功用，確定其方案及主要參數(shù)；接著，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點和工作方式進行分析，對主要工作裝置進行相關(guān)的設(shè)計計算；然后，對螺旋攪拌機構(gòu)的結(jié)構(gòu)與分布、確定傳動比，對螺旋攪拌機構(gòu)進行設(shè)計計算，并對攪拌機箱體、箱體支架進行設(shè)計；最后，運用 AutoCAD 制圖軟件繪制其裝配圖及主要零部件圖。關(guān)鍵詞：飼料；攪拌機；螺旋；設(shè)計IAbstractIn the process of feeding, the mixing of feed is a very important process, because it is directly related to the quality of the feed, so this process must be done by the feed mixer. Feed mixer mainly consists of motor, hopper, unloading plate, mixing box, observation port, screw and distributor. The feed can be stirred in a certain proportion to make the feed in accordance with the pig's edible and nutritious feed. It is suitable for small and medium farms. It is suitable for large farms with large workload and large demand, greatly improving work efficiency, saving labor and reducing labor intensity. Efficient breeding to meet people's material requirements.First of all, the scheme and main parameters are determined according to the function of the feed mixer. Then, according to its structural characteristics and working methods, the related design and calculation of the main work device are carried out. Then, the structure and distribution of the screw stirring mechanism, the transmission ratio are determined, and the spiral agitator is set up. Finally, the AutoCAD drawing software is used to draw up the assembly drawing and the main parts map.Key words: Feed; Blender; Helix; DesignII目 錄摘 要 IAbstract II第 1 章 緒論 11.1 課題的背景及意義 .11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)況及發(fā)展趨勢 .1第 2 章 總體方案設(shè)計 32.1 設(shè)計要求及整機參數(shù)選定 .32.2 攪拌機原理分析 .32.3 飼料攪拌機方案選定 .4第 3 章 傳動系統(tǒng)設(shè)計 63.1 螺旋攪拌機構(gòu)傳動系統(tǒng)設(shè)計 .63.1.1 電動機的選擇 .63.1.2 傳動比計算 .63.1.3 運動和動力參數(shù)計算 .73.1.4 V 帶傳動的設(shè)計 .73.1.5 螺旋葉片的設(shè)計 .103.1.6 螺旋軸的設(shè)計 123.1.7 軸承及鍵的校核 .143.1.8 軸承的潤滑與密封 163.2 橫向進料螺旋傳動系統(tǒng)設(shè)計 .163.2.1 電動機的選擇 .163.2.2 傳動比計算 .173.2.3 運動和動力參數(shù)計算 .173.2.4 V 帶傳動的設(shè)計 .173.2.5 螺旋螺旋葉片的設(shè)計 203.2.6 螺旋軸的設(shè)計 223.2.7 軸承及鍵的校核 .243.2.8 軸承的潤滑與密封 253.3 攪拌箱設(shè)計 .253.4 螺旋套筒的設(shè)計 .263.5 撒料板設(shè)計 .263.6 進、出料斗設(shè)計 .273.6.1 進料斗設(shè)計 .273.6.2 出料斗設(shè)計 .27III3.7 機架設(shè)計 .28第 4 章 攪拌機的維護與保養(yǎng) 29結(jié) 論 31致 謝 32參考文獻 330第 1 章 緒論1.1 課題的背景及意義近些年來，隨著我國的畜牧業(yè)迅速發(fā)展，養(yǎng)殖規(guī)模的日益擴大，也伴隨著許多問題。我國畜牧業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)存在的問題主要表現(xiàn)在: 以豬為主的耗糧型畜牧業(yè)生產(chǎn)格局使得飼料供需矛盾日益尖銳；奶牛業(yè)是我國畜牧業(yè)發(fā)展最薄弱的環(huán)節(jié)；優(yōu)質(zhì)安全的畜產(chǎn)品供給少；畜牧生產(chǎn)區(qū)域布局沒有充分挖掘飼料資源的利用潛力,如南方草山草坡資源沒有得到充分利用,東北地區(qū)的糧倉潛力沒有得到充分發(fā)揮等。畜產(chǎn)品生產(chǎn)結(jié)構(gòu)與消費結(jié)構(gòu)不相適應(yīng)主要表現(xiàn)為:畜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)缺乏多層次與多樣化，畜產(chǎn)品質(zhì)量與消費者需求之間存在著顯著差距，落后的生產(chǎn)效率與旺盛的需求之間存在著矛盾。飼料攪拌的充分利用是畜牧業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。而我國的飼料攪拌機市場主要由外國壟斷，并且這些機器在我國的價格昂貴，將會影響畜牧業(yè)的發(fā)展前景。本設(shè)計通過對國內(nèi)外的飼料攪拌機的價格、性能的了解，進行對飼料攪拌機的改動，最終設(shè)計成適合我國使用并且價格合理、操作方便的飼料攪拌機，解決飼料攪拌營養(yǎng)不均勻、飼料不能充分利用的問題，提升畜牧業(yè)的技術(shù)水平，促進畜牧業(yè)的發(fā)展。在配合飼料的工藝中，飼料的混合是一項很重要的工序，因為它直接關(guān)系到配合飼料質(zhì)量，所以這個過程必須由飼料攪拌機來完成。本課題重點研究飼料攪拌機的葉片，實現(xiàn)飼料充分攪拌。研究內(nèi)容是在有動力輸入的情況下本裝置根據(jù)螺旋葉片上的剪切面對多種成份的飼料進行混合加工。其具有一定的實用意義，基本解決飼料攪拌不均勻的實際問題。在養(yǎng)殖過程中，飼料攪拌機的應(yīng)用具有以下意義：（1）可以提高養(yǎng)殖過程中的自動化程度。（2）可以改善勞動條件，減少勞動強度。（3）可以減少勞動力，提高養(yǎng)殖質(zhì)量。（4）可以為豬配置營養(yǎng)均勻的養(yǎng)殖配方。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)況及發(fā)展趨勢（1） 國外研究現(xiàn)況最早的飼料加工機械是從糧食加工業(yè)發(fā)展而來的。其中英國飼料加工機械最早，自 1860 年世界上第一臺錘片式粉碎機被發(fā)明出來，1875 年美國成立了世界上最早的飼料公司，直到 1910 年出現(xiàn)了第一臺體積式飼料攪拌機問世，到 1913 年蜜糖飼料攪拌機之后 5 年第一臺立式飼料攪拌機問世。世紀三十年代到四十年代，是飼料1工業(yè)發(fā)展較為迅速的階段。到 1927 年批次攪拌系統(tǒng)問世，1957 年第一臺活底（drop —bottom）臥式攪拌機問世。（2）國內(nèi)研究現(xiàn)況從 1890 年，我國從英國引進了瓜式粉碎機。上世紀 20—30 年代，英國、法國、德國分別在上海建立了奶牛飼料加工廠。1949 年后，新中國成立，為了發(fā)展我國的養(yǎng)豬業(yè)各地開始研究飼料攪拌機，1965 年建立了中國第一個飼料加工廠，生產(chǎn)攪拌飼料。 （1）七十年代中后期：我國飼料加工業(yè)開始興起。 （2）到八十年代中后期：成飛速發(fā)展階段，到 1981 年第一臺加工機組研制成功。 （3）到九十年代中后期：蓬勃發(fā)展，中國成為世界上第二飼料生產(chǎn)國。（3）國內(nèi)外發(fā)展趨勢圖 1.2 自落式攪拌機工作原理圖 圖 1.3 強制式攪拌機工作原理圖隨著技術(shù)的發(fā)展強制式攪拌機在德國 BHS 公司和 ELBA 公司、美國的JOHNSON 公司和 REX WORKS 公司、意大利的 SICOMA 公司和 SIMEN 公司、等企業(yè)快速發(fā)展。到 80 年代末我國已經(jīng)制造出了三種飼料攪拌機；第一代：漿式飼料攪拌機，因其結(jié)構(gòu)簡單、所需動力小和攪拌動作輕柔而受到青睞，但因其不能處理成捆飼草，一旦飼草過多機器無法承受，而且攪拌時間較長。第二代：臥式飼料攪拌機有臥式雙螺旋、三螺旋、四螺旋和滾輪式等類型，臥式機的多個刀可以有效快速的切割飼料，臥式機型無法太大，因更大的機器需更大的螺旋，從而使攪拌箱容量減少。臥式機型還在于切割太快在處理纖維類飼料時一旦把握不好，就會過短的切割纖維，無法刺激動物的胃；第三代：立式飼料攪拌機，有立式單螺旋、雙螺旋、三螺旋等。一經(jīng)問世，就因其結(jié)構(gòu)簡單、可靠行強等特點得到用戶的認可。飼料可在攪拌箱內(nèi)，從底部到頂部，再從頂部到底部，不斷循環(huán)切割。不但能處理成捆飼草，更適用也多種配方，但其攪拌箱較高，且沒有后部料斗。自攪拌攪拌機問世到飼料攪拌機生產(chǎn)制造至今已有 50 多年，經(jīng)過這么多年發(fā)展，飼料攪拌機已經(jīng)成為禽畜養(yǎng)殖業(yè)中重要的機械設(shè)備，目前還有很多養(yǎng)殖戶再用臥式飼料攪拌機，這代攪拌機容量大，高度較矮，但成本較高，動力需求大。2第 2 章 總體方案設(shè)計2.1 設(shè)計要求及整機參數(shù)選定為完成飼料攪拌機的設(shè)計，根據(jù)飼料攪拌機的功用，確定其主要參數(shù)；根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點和工作方式進行分析，對主要工作裝置進行相關(guān)的設(shè)計計算；螺旋攪拌機構(gòu)的結(jié)構(gòu)與分布；傳動部分的設(shè)計；確定傳動比；螺旋攪拌機構(gòu)的設(shè)計；攪拌機箱體、箱體支架的計算及工作量計算；軸的校核；運用 AutoCAD 制圖軟件，繪制飼料攪拌機裝配圖及主要零件圖。本次整機選定參數(shù)如下：（1）最大裝料量：1000kg 左右；（2）進料斗處：添加橫向進料螺旋，電機和皮帶；（3）螺旋直徑：400mm。2.2 攪拌機原理分析立式飼料攪拌機又稱垂直螺旋式攪拌機，適用于粉狀配合飼料的攪拌。其結(jié)構(gòu)如下圖示，圓柱部分用來容納飼料，圓錐部分用來集中飼料。圖 2-1 立式飼料攪拌機1-進料口 2-螺旋攪拌機構(gòu) 3-圓筒 4-螺旋套筒 5-卸料口工作時，將已計量好的各種飼料分組依次倒入進料口，由螺旋將飼料垂直向上運送，到達螺旋角龍端部后拋出，再沿殼體圓筒和錐形部分的內(nèi)壁下滑，流至底部，并再一次由垂直螺旋向上提升拋撒，如此經(jīng)過多次反復(fù)循環(huán)，能獲得攪拌均勻的飼3料。攪拌完畢后打開卸料活門，將飼料卸出。機殼與上下兩部分組成，上部為圓柱形，主要用來容納物料，下部分為圓錐形用來集中飼料。機殼正中間有垂直安裝的螺旋螺旋，用來在殼體內(nèi)連續(xù)提升飼料。為使垂直螺旋有效地提升和提高輸送效率，螺旋應(yīng)采用較高轉(zhuǎn)速，一般為200~400r/min。傳動裝置設(shè)置在機殼圓柱部分的頂部，由三角帶或錐齒輪傳動，機架由角鋼焊接而成。2.3 飼料攪拌機方案選定本次設(shè)計的飼料攪拌機在現(xiàn)有常用立式飼料攪拌機基礎(chǔ)上做如下改進優(yōu)化即得到本次設(shè)計方案：（1）適當(dāng)增加螺旋直徑根據(jù)飼料攪拌機機理可知，螺旋直徑與攪拌效率正正比關(guān)系，適當(dāng)?shù)奶岣呗菪睆?，可減少攪拌時間，提高攪拌機的工作效率?，F(xiàn)市面上的攪拌機螺旋直徑多為200mm，現(xiàn)增加到 400mm。（2）進料斗添加橫向進料螺旋普通飼料攪拌機采取自流喂入式，物料流動緩慢加之螺旋螺旋的旋轉(zhuǎn)對側(cè)邊喂入的飼料有排斥作用，不利于螺旋的抓取，因而在進料口底部增設(shè)一個橫向進料螺旋強制喂料，提高了原有的自流喂入的裝料效率，縮短時間，從而縮短攪拌周期，也避免在進料斗內(nèi)存在的喂入死角。（3）增設(shè)撒料板在螺旋上部飼料出口處上部設(shè)計一個葉片狀的撒料板，由于撒料板能將飼料及時拋出，有助于降低螺旋套筒內(nèi)飼料充程度，從而使轉(zhuǎn)矩在一定范圍內(nèi)降低。物料的拋撒情況變好，拋撒距離也增加，改善了物料在整個攪拌室的分布，加強拋撒飼料的能力，攪拌速度有所提高，增大飼料的運動空間，提高攪拌效果。（4）原理分析4圖 2-1 立式飼料攪拌機結(jié)構(gòu)示意圖飼料在螺旋和撒料板的作用下不斷地進行循環(huán)拋撒，因而打破了飼料在攪拌室中的層狀結(jié)構(gòu)，改變了同一平面上飼料顆粒的相互位置而達到攪拌。大直徑的螺旋提高了螺旋運輸速度，因而減少了攪拌時間，提高了攪拌機的工作效率；而進料斗添加橫向進料螺旋了提高了原有的自流喂入的裝料效率，縮短時間，從而縮短攪拌周期，也避免在進料斗內(nèi)存在的喂入死角；增設(shè)撒料板又提高攪拌效果，因此改進后的攪拌機不僅攪拌效率得到較好的改善，也很好的增強了攪拌效果。改進后的立式飼料攪拌機工作流程為：開機→飼料原材料→進料斗→橫向進料螺旋→攪拌室圓錐部分→螺旋攪拌機構(gòu)→撒料板→攪拌室圓柱部分→攪拌室圓錐部分→螺旋攪拌機構(gòu)→撒料板→攪拌室圓柱部分→（多次循環(huán)）→攪拌室圓錐部分→停機→卸料口→攪拌完成的飼料，詳細工作流程圖如圖 2-2 所示。圖 2-2 立式飼料攪拌機工作流程圖5第 3 章 傳動系統(tǒng)設(shè)計3.1 螺旋攪拌機構(gòu)傳動系統(tǒng)設(shè)計3.1.1 電動機的選擇（1）選擇電動機類型電動機是標準部件。因為室內(nèi)工作，運動載荷沖擊不大，所以選擇 Y 系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機。（2）電動機容量的選擇飼料攪拌機在動力方面的優(yōu)點就是配套動力小，目前市場上 1t 容量的飼料攪拌機約需配置 3.75KW 的動力，電動機額定功率 只需略大于 即可，查《機械設(shè)計mP0手冊》表 19-1 選取電動機額定功率為 4 kw。 （3）電動機轉(zhuǎn)速的選擇飼料攪拌機中螺旋豎直安裝，為使豎直的螺旋有效地提升和提高運輸效率（在一定時間內(nèi)增加飼料循環(huán)次數(shù)） ，螺旋應(yīng)采用較高的轉(zhuǎn)數(shù)，一般為 200~400r/min。而螺旋轉(zhuǎn)數(shù)與單位時間內(nèi)運輸?shù)娘暳铣烧?，因此適當(dāng)?shù)靥岣呗菪D(zhuǎn)數(shù)可以加快飼料的循環(huán)速度，提高生產(chǎn)率。本飼料攪拌機螺旋攪拌機構(gòu)選用轉(zhuǎn)數(shù) 300r/min。V 帶推薦的傳動比為： 4~2?帶i所以電動機實際轉(zhuǎn)速的推薦值為： min/1206rinw符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為 750、1000r/min。綜合考慮經(jīng)濟性，選用同步轉(zhuǎn)速 1000r/min 的電機。綜合上述（1） （2） （3）電機型號為 Y132M1-6，其額定功率 4 ，滿載轉(zhuǎn)速kw。min/960rn?3.1.2 傳動比計算（1）總傳動比滿載轉(zhuǎn)速 。故傳動比為：in/960rnm?2.3096?wmi總6滿足 V 帶推薦的傳動比為： 的范圍，因此螺旋攪拌機構(gòu)可以直接采4~2?帶i用單級 V 帶傳動，不需再增加其他減速傳動裝置。即 2.3?帶i3.1.3 運動和動力參數(shù)計算（1）各軸的轉(zhuǎn)速電機軸 min/9600rnm?螺旋軸 i/32.1i帶（2）各軸的輸入功率電機軸 ；kwP40?螺旋軸 ；kwV84.396.01????（3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電機軸 ；mNnPT ??8.96059500螺旋軸 ；???24.13.11（4）整理列表軸名 功率 kwP/轉(zhuǎn)矩 mNT?/轉(zhuǎn)速 in)/(?r傳動比電機軸 4 39.8 960螺旋軸 3.84 122.24 3003.23.1.4 V 帶傳動的設(shè)計（1）V 帶的基本參數(shù)1）確定計算功率 ：cP已知： ； ；kw4?min/960rn查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表 13-8 得工況系數(shù)： ；25.1?AK則： kwPKAc 542.1???2）選取 V 帶型號：7根據(jù) 、 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》圖 13-15 選用 A 型 V 帶，cPmn3）確定大、小帶輪的基準直徑 d（1）初選小帶輪的基準直徑：；md125?（2）計算大帶輪基準直徑： midd 392030.12 ??????）（）（帶圓整取標準值 ，誤差小于 5%，是允許的。44）驗算帶速： ssndvm /)25,(/8.6106925.3106 ??????帶的速度合適。5）確定 V 帶的基準長度和傳動中心距：中心距： )(2)(7.021021 dda???初選中心距 ma?（2）基準長度： maddLd3.251704)125()0125(4.70222?????? ?對于 A 型帶選用 Ld（3）實際中心距： mad 69523.1407200 ???????6）驗算主動輪上的包角 ：1?由 ad?? 3.57)(18012???8得 ???? 1203.5769.)12540(18??????主動輪上的包角合適。7）計算 V 帶的根數(shù) ：z LArKPc ?)(0???， 查《機械設(shè)計基礎(chǔ) 》表 13-3 得：min/960rnm?md125；kwP37.10（2） ，查表得： ；.3i/?帶，rm kwP1.0??（3）由 查表得，包角修正系數(shù)?.51??94?K（4）由 ，與 V 帶型號 A 型查表得： Ld240 6.l綜上數(shù)據(jù)，得 4.306.19).037.1(25???z取 合適。04??z8）計算預(yù)緊力 （初拉力）：F根據(jù)帶型 A 型查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表 13-1 得： mkgq/1.0?NvkzvPc1.6928.61094.528501.??????????? ?9）計算作用在軸上的壓軸力 ：QFNZ4.132623.157sin9i0?? ??其中 為小帶輪的包角。1?10）V 帶傳動的主要參數(shù)整理并列表：9帶型 帶輪基準直徑 (mm) 傳動比 基準長度(mm)A125?d403.2 2240中心距（mm） 根數(shù) 初拉力 (N) 壓軸力 (N)695 4 169.1 1326.4（2）帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計1）帶輪的材料：采用鑄鐵帶輪（常用材料 HT200）2）帶輪的結(jié)構(gòu)形式：V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式與 V 帶的基準直徑有關(guān)。小帶輪接電動機， 較md125?小，所以采用腹板式結(jié)構(gòu)；大帶輪 較大采用輪輻式結(jié)構(gòu)。查機械設(shè)計md402?手冊帶輪寬度 ，詳細結(jié)構(gòu)如下圖示：B6531021???圖 3-1 螺旋攪拌機構(gòu)大小帶輪結(jié)構(gòu)3.1.5 螺旋葉片的設(shè)計根據(jù)連續(xù)輸送機生產(chǎn)率的公式； 360QF????式中：F—— 被輸送飼料層的橫斷面積 [m2]；ρ——被輸送飼料的堆積密度[kg/m3] ；ν——被輸送物材的軸向輸送速度[m/s]。料層橫斷面面為：1024DFc????式中：D——螺旋直徑[m]；ψ——充填系數(shù)，其值與物材的特性有關(guān)，見下表中的 ψ、K 及 A 的值；c——傾斜修正系數(shù)，見表 4－5。在料槽中，飼料的充填系數(shù)影響輸送過程和能量的消耗。當(dāng)充填系數(shù)較小(即ψ=5%)時，飼料堆積的高度低矮且大部分飼料靠近槽壁并且具有較低的圓周速度，運動的滑移面幾乎平行于輸送方向(圖 4－10a) 。飼料顆粒沿軸向的運動要較圓周方向顯著得多。所以，這時垂直于輸送方向的附加飼料流不嚴重，單位能量消耗也較小。但是，當(dāng)充填系數(shù)提高(即 ψ=13%或 40%)時，則飼料運動的滑移面將變陡(圖4－10b、c)。此時，在圓周方向的運動將比輸送方向的運動強，導(dǎo)致輸送速度的降低和附加能量的消耗。因而，對于水平飼料攪拌機來說，飼料的充填系數(shù)并非越大越好，相反取小值有利，一般取 ψ＜50%。各種微粒飼料的充填系數(shù) ψ值可參考表4－4。飼料的軸向輸送速度 ν按下式計算： 60shn??式中：h---螺旋節(jié)距[m] ；ns---螺旋轉(zhuǎn)速 [r/min]；螺距 h 通常為：h1=k1D式中：k1---螺旋節(jié)距與螺旋直徑的比值，與飼料性質(zhì)有關(guān)，通常取 k1=0.7~1，對于摩擦系數(shù)大的飼料，取小值（k1=0.7~0.8） ；對于流動性較好，易流散的飼料，可取 k1=1。表 4－5 飼料攪拌機傾斜修正系數(shù) c傾斜角 β 0° ≤5° ≤10° ≤15° ≤20°c 1.00 0.90 0.80 0.70 0.65圖 3-2 不同充填系數(shù)時飼料層堆積情況及其滑移面將上式結(jié)合起來，則有：11Q=47ψck1D3nsρ即：3147sQckDn???（1）螺旋直徑根據(jù)設(shè)計要求該飼料攪拌機螺旋直徑選用 400mm即：D=400mm（2）螺距h1=D取 h1=D=400mm，所以螺距為 400mm。（3）軸徑d=(0.2~0.35)D取 d=0.2D=0.2×400=80mm，所以軸徑為 80mm。3.1.6 螺旋軸的設(shè)計（1）尺寸與結(jié)構(gòu)設(shè)計計算1）螺旋軸上的功率 P，轉(zhuǎn)速 n 和轉(zhuǎn)矩 T， ，kw84.3?min/30rmN??24.12）初步確定軸的最小直徑先按式 初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根3dCn??據(jù)機械設(shè)計表 11.3，取 ，于是得：12?md2.63084.???該軸需焊接螺旋螺旋，連接螺旋部分軸徑應(yīng)滿足 d=(0.2~0.35)D，其中 D 為螺旋直徑，該軸連接螺旋部分軸徑選 d=0.2D=0.2×400=80mm，因此考慮到軸的連續(xù)性，最小直徑選 md45in?最小直徑顯然是安裝大帶輪處的直徑 。為了保證大帶輪的軸向定位準確，該1d段軸長應(yīng)比輪轂短 1~2mm，前述已算得帶輪寬 ，因此選大帶輪與軸配合mB652?的長度 。mL631?3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度（a）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位的要求 2 軸段左端需制出軸肩，軸肩高度軸12肩高度 ，取 故取 2 段的直徑 ，長度 。dh07.?mh5?md52?mL372?(b) 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。根據(jù) ，查機械設(shè)計手冊選取 0 基本游隙組，標準精度級的單2列圓錐滾子軸承 7212C，其尺寸為 ，故 ，216???TDd d603?，軸承采用軸肩進行軸向定位，軸肩高度 ，取 ，因此，mL63? h7.?5h取 。d7044）軸上零件的周向定位查機械設(shè)計表，聯(lián)接大帶輪的平鍵截面 ；螺旋與軸mlhb56810???采用焊接連接。（2）強度校核計算1）求作用在軸上的力已知大帶輪的直徑為 ，則md40?NFTQt.13262.6104.3???2）求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承支點位置時，從手冊中查取 a 值。對于 7212C 型角接觸球軸承，由手冊中查得 a=21mm。因此，軸的支撐跨距為 mL201??根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面 C 是軸的危險截面。先計算出截面 C 處的 MH、MV 及 M 的值列于下表。載荷 水平面 H 垂直面 V支反力F ，NNH143?NF126?，NFNV2371??56C 截面彎矩 M mLNH??8532 mMLaNV????1432總彎矩 MV ?????6858222max13扭矩 mNT??12403）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度根據(jù)式(15-5)及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取 ，軸6.0??的計算應(yīng)力 ??MpaWTMca 1.28451.02068)(3222 ??????＝已選定軸的材料為 45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 查得 。因此7P][1-??，故安全。][1-ca?3.1.7 軸承及鍵的校核（1）軸承的校核1）選擇的軸承為 7212C 型角接觸球軸承，尺寸為，基本額定動載荷 。mTDd2106??? NC40?2）當(dāng)量動載荷前面已求得， ， ，NFNH3.190NFH2.10852?FV8231NV6.23?14軸承 1、2 受到的徑向載荷為：NFNVHr 12383.19022211 ?????r 67.5222軸承 1、2 受到的軸向載荷為：查簡明機械工程手冊-表 7.7-39 得 .1?YNYFrd 9.3506.121???rd 782Fda93501?N.22軸承的當(dāng)量動載荷為：)(arPFYXf????按機械設(shè)計查得 2.1?Pf NFfarP 8.12)9.3506.40(.)(111 ??????YXr 3778.22??3）驗算軸承壽命因為 ，所以按軸承 1 的受力驗算。21P?對于滾子軸承， 。3/0??hCnLh 45028)8.1240(.76)(603/113 ????預(yù)定壽命 hh95??，合適。hL??（2）鍵的校核1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸大帶輪處選用單圓頭平鍵，尺寸為 mlhb56812???2)校核鍵聯(lián)接的強度15鍵、軸材料都是鋼，由機械設(shè)計查得鍵聯(lián)接的許用擠壓力為 。??MPaP120??鍵的工作長度： mbl502161???合適??PP MadlkT?????2.748.0233.1.8 軸承的潤滑與密封（1）潤滑方式軸承潤滑選用 ZL－3 型潤滑脂（GB 7324－1987）用油量為軸承間隙的1/3～1/2 為宜。（2）密封方式由于軸與軸承接觸處的線速度 ，故選用半粗羊毛氈加以密封。smv3?3.2 橫向進料螺旋傳動系統(tǒng)設(shè)計3.2.1 電動機的選擇（1）選擇電動機類型電動機是標準部件。因為室內(nèi)工作，運動載荷沖擊不大，所以選擇 Y 系列一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機。（2）電動機容量的選擇飼料攪拌機在動力方面的優(yōu)點就是配套動力小，目前市場上 1t 容量的飼料攪拌機橫向進給電機約需配置 1.5KW 的動力，電動機額定功率 只需略大于 即可，mP0查《機械設(shè)計手冊》表 19-1 選取電動機額定功率為 1.5kw。 （3）電動機轉(zhuǎn)速的選擇螺旋轉(zhuǎn)數(shù)與單位時間內(nèi)運輸?shù)娘暳铣烧?，因此適當(dāng)?shù)靥岣呗菪D(zhuǎn)數(shù)可以加快飼料的循環(huán)速度，提高生產(chǎn)率。本飼料攪拌機橫向進給螺旋選用轉(zhuǎn)數(shù) 500r/min。V 帶推薦的傳動比為： 4~2?帶i所以電動機實際轉(zhuǎn)速的推薦值為： min/201rinw符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為 1000、1500r/min。綜合考慮經(jīng)濟性，選用同步轉(zhuǎn)速 1500r/min 的電機。綜合上述（1） （2） （3）電機型號為 Y90L-4，其額定功率 1.5 ，滿載轉(zhuǎn)速kw。min/40rnm?163.2.2 傳動比計算（1）總傳動比滿載轉(zhuǎn)速 。故傳動比為：min/140rnm?8.25014?wmi總滿足 V 帶推薦的傳動比為： 的范圍，因此橫向進料螺旋可以直接采~帶i用單級 V 帶傳動，不需再增加其他減速傳動裝置。即 8.2?帶i3.2.3 運動和動力參數(shù)計算（1）各軸的轉(zhuǎn)速電機軸 min/1400rnm?螺旋軸 i/58.21i帶（2）各軸的輸入功率電機軸 ；kwP.0?螺旋軸 ；kwV4.196.051 ????（3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電機軸 ；mNnPT ??23.0145.900螺旋軸 ；???.75.511（4）整理列表軸名 功率 kwP/轉(zhuǎn)矩 mNT?/轉(zhuǎn)速 in)/(?r傳動比電機軸 1.5 10.23 1400螺旋軸 1.44 27.5 5002.83.2.4 V 帶傳動的設(shè)計（1）V 帶的基本參數(shù)1）確定計算功率 ：cP17已知： ； ；kwP5.1?min/140rnm查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表 13-8 得工況系數(shù)： ；2.1?AK則： kwKAc 82???2）選取 V 帶型號：根據(jù) 、 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》圖 13-15 選用 A 型 V 帶，cPmn3）確定大、小帶輪的基準直徑 d（1）初選小帶輪的基準直徑：；md10?（2）計算大帶輪基準直徑： mdid 4.270.8.2.12 ?????? ）（）（帶圓整取標準值 ，誤差小于 5%，是允許的。8024）驗算帶速： ssndvm /)25,(/3.71064.3106 ??????帶的速度合適。5）確定 V 帶的基準長度和傳動中心距：中心距： )(2)(7.021021 dda???初選中心距 ma4?（2）基準長度： maddLd9.14640)128()10(2.3020220?????? ?對于 A 型帶選用 Ld（3）實際中心距： mad 392.14604200 ???????186）驗算主動輪上的包角 ：1?由 ad?? 3.57)(18012???得 ???? 120.39.)(1 ???主動輪上的包角合適。7）計算 V 帶的根數(shù) ：z LArKPc ?)(0???， 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表 13-3 得：min/140rnm?md10；kwP3.0（2） ，查表得： ；8.2i/?帶，rm kwP17.0??（3）由 查表得，包角修正系數(shù)?.157??93?K（4）由 ，與 V 帶型號 A 型查表得： Ld240 6.l綜上數(shù)據(jù)，得 4.196.03.)17.03(52???z取 合適。102??z8）計算預(yù)緊力 （初拉力）：F根據(jù)帶型 A 型查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表 13-1 得： mkgq/1.0?NvkzvPc1093.71093.5278.51.02??????????? ?9）計算作用在軸上的壓軸力 ：QF19NZFQ6.4227.153sin09?? ??其中 為小帶輪的包角。1?10）V 帶傳動的主要參數(shù)整理并列表：帶型 帶輪基準直徑 (mm) 傳動比 基準長度(mm)A10?d282.8 1400中心距（mm） 根數(shù) 初拉力 (N) 壓軸力 (N)392 2 109 424.6（2）帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計1）帶輪的材料：采用鑄鐵帶輪（常用材料 HT200）2）帶輪的結(jié)構(gòu)形式：V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式與 V 帶的基準直徑有關(guān)。小帶輪接電動機， 較md125?小，所以采用腹板式結(jié)構(gòu)；大帶輪 較大采用輪輻式結(jié)構(gòu)。查機械設(shè)計md402?手冊帶輪寬度 ，詳細結(jié)構(gòu)如下圖示：B3511021???圖 3-3 橫向進料螺旋大小帶輪結(jié)構(gòu)3.2.5 螺旋螺旋葉片的設(shè)計根據(jù)連續(xù)輸送機生產(chǎn)率的公式； 360QF????20式中：F—— 被輸送飼料層的橫斷面積 [m2]；ρ——被輸送飼料的堆積密度[kg/m3] ；ν——被輸送物材的軸向輸送速度[m/s]。料層橫斷面面為： 24DFc????式中：D——螺旋直徑[m]；ψ——充填系數(shù)，其值與物材的特性有關(guān)，見下表中的 ψ、K 及 A 的值；c——傾斜修正系數(shù)，見表 4－5。在料槽中，飼料的充填系數(shù)影響輸送過程和能量的消耗。當(dāng)充填系數(shù)較小(即 ψ=5%)時，飼料堆積的高度低矮且大部分飼料靠近槽壁并且具有較低的圓周速度，運動的滑移面幾乎平行于輸送方向(圖 4－10a) 。飼料顆粒沿軸向的運動要較圓周方向顯著得多。所以，這時垂直于輸送方向的附加飼料流不嚴重，單位能量消耗也較小。但是，當(dāng)充填系數(shù)提高(即 ψ=13%或 40%)時，則飼料運動的滑移面將變陡(圖4－10b、c)。此時，在圓周方向的運動將比輸送方向的運動強，導(dǎo)致輸送速度的降低和附加能量的消耗。因而，對于水平飼料攪拌機來說，飼料的充填系數(shù)并非越大越好，相反取小值有利，一般取 ψ＜50%。各種微粒飼料的充填系數(shù) ψ值可參考表4－4。飼料的軸向輸送速度 ν按下式計算： 60shn??式中：h---螺旋節(jié)距[m] ；ns---螺旋轉(zhuǎn)速 [r/min]；螺距 h 通常為：h1=k1D式中：k1---螺旋節(jié)距與螺旋直徑的比值，與飼料性質(zhì)有關(guān)，通常取 k1=0.7~1，對于摩擦系數(shù)大的飼料，取小值（k1=0.7~0.8） ；對于流動性較好，易流散的飼料，可取 k1=1。表 4－5 飼料攪拌機傾斜修正系數(shù) c傾斜角 β 0° ≤5° ≤10° ≤15° ≤20°c 1.00 0.90 0.80 0.70 0.6521圖 3-4 不同充填系數(shù)時飼料層堆積情況及其滑移面將上式結(jié)合起來，則有：Q=47ψck1D3nsρ即：3147sQckDn???（1）螺旋直徑選定橫向進給螺旋的 =30m3/h，取 ψ=0.25，取 k1=1.0，c=1，n s=500r/min.?代入式(4.14) 得：30=47×0.25×1×1.0×D 3×500求得：D=172.2mm ，因為飼料攪拌機的螺旋直徑應(yīng)根據(jù)下列的標注系列進行圓整：D=150；200；250；300； 400；500；600[mm]取 D=200mm所以螺旋直徑為 200mm。（2）螺距h1=D取 h1=D=200mm，所以螺距為 200mm。（3）軸徑d=(0.2~0.35)D取 d=0.2D=0.2×40=40mm，所以軸徑為 40mm。3.2.6 螺旋軸的設(shè)計（1）尺寸與結(jié)構(gòu)設(shè)計計算1）螺旋軸上的功率 P，轉(zhuǎn)速 n 和轉(zhuǎn)矩 T， ，kw4.1?min/50rmN??5.272）初步確定軸的最小直徑先按式 初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。根3dCn??據(jù)機械設(shè)計表 11.3，取 ，于是得：12?22md9.1504.123???該軸需焊接螺旋螺旋，連接螺旋部分軸徑應(yīng)滿足 d=(0.2~0.35)D，其中 D 為螺旋直徑，該軸連接螺旋部分軸徑選 d=0.2D=0.2×200=40mm，因此考慮到軸的連續(xù)性，最小直徑選 md24in?最小直徑顯然是安裝大帶輪處的直徑 。為了保證大帶輪的軸向定位準確，該1d段軸長應(yīng)比輪轂短 1~2mm，前述已算得帶輪寬 ，因此選大帶輪與軸配合mB352?的長度 。mL31?3）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度（a）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位的要求 2 軸段左端需制出軸肩，軸肩高度軸肩高度 ，取 故取 2 段的直徑 ，長度 。dh07.?h?md8?mL302?(b) 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。根據(jù) ，查機械設(shè)計手冊選取 0 基本游隙組，標準精度級的單m28列圓錐滾子軸承 7206C，其尺寸為 ，故 ，17623???TDdd30?，軸承采用軸肩進行軸向定位，軸肩高度 ，取 ，因此，L173? h.?5.2h取 。md544）軸上零件的周向定位查機械設(shè)計表，聯(lián)接大帶輪的平鍵截面 ；螺旋與軸mlhb3278???采用焊接連接。（2）強度校核計算1）求作用在軸上的力已知大帶輪的直徑為 ，則md280?NFNTQt6.44.19605.273???2）求軸上的載荷首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計算簡圖。在確定軸承支點位置時，從手冊中查取 a 值。對于 7206C 型角接觸球軸承，由手冊中查得 a=17mm。因此，軸的支撐跨距為 mL5021??23根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面 C 是軸的危險截面。先計算出截面 C 處的 MH、MV 及 M 的值列于下表。載荷 水平面 H 垂直面 V支反力F ，NNH143?NF126?，NFNV2371??56C 截面彎矩 M mLNH??8532 mMLaNV????1432總彎矩 MV ?????6858222max扭矩 T?703）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度根據(jù)式(15-5)及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取 ，軸6.0??的計算應(yīng)力 ??MpaWTMca .23241.075068)(3222 ??????＝24已選定軸的材料為 45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表 15-1 查得 。因此70MPa][1-??，故安全。][1-ca??3.2.7 軸承及鍵的校核（1）軸承的校核初步選擇滾動軸承型號 7206C 角接觸球軸承，其基本額定動載荷為Cr=51.8KN，基本額定靜載荷為 C0r=63.8KN。徑向當(dāng)量動載荷 NFNVHr 43.06.187.5432221211 ?????Fr 859222動載荷為 ，查得 ，則有aYP4.06. Nr 012.31543.0. ???? hrh LPCnL '49286601 6???????????????滿足要求。（2）鍵的校核1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸聯(lián)軸器處選用單圓頭平鍵，尺寸為 mlhb3278???2)校核鍵聯(lián)接的強度鍵、軸材料都是鋼，由機械設(shè)計查得鍵聯(lián)接的許用擠壓力為 ??MPaP10??鍵的工作長度 mbl2831???，合適PP adlkT?????4.2375.02113.2.8 軸承的潤滑與密封（1）潤滑方式軸承潤滑選用 ZL－3 型潤滑脂（GB 7324－1987）用油量為軸承間隙的1/3～1/2 為宜。（2）密封方式由于軸與軸承接觸處的線速度 ，故選用半粗羊毛氈加以密封。smv3?253.3 攪拌箱設(shè)計攪拌箱主要影響裝料量，即批次攪拌質(zhì)量。本攪拌機要求最大裝料量：1000kg（飼料容量為 500Kg/m3） ，考慮到飼料攪拌時需要有一定的富余空間便于飼料攪拌過程中的拋撒，因此取攪拌箱容積為 2.5m3。攪拌箱采用整體式結(jié)構(gòu)，為了便于卸料設(shè)計成上半部分為圓柱體下半部分為圓錐體，由 5mm 冷軋鋼板卷制后焊接而成，攪拌箱整體結(jié)構(gòu)及尺寸如下圖 3-4 示：圖 3-4 攪拌箱3.4 螺旋套筒的設(shè)計螺旋套筒與螺旋之間的距離通常為 8~12mm，間距過大螺旋對飼料運輸?shù)男氏陆?，間距過小則會導(dǎo)致螺旋與套筒磨損加劇，為了兼顧效率與磨損，本飼料攪拌機螺旋套筒與螺旋之間的距離取 10mm。由于螺旋套筒只是在螺旋對飼料向上運輸?shù)倪^程中起到導(dǎo)向作用，所承受的壓力和扭矩均比較小，因此采用 5mm 冷軋鋼板卷制焊接而成，而后通過六根連接桿焊接連接于攪拌箱內(nèi)壁。如圖 3-4 所示：3.5 撒料板設(shè)計飼料被螺旋提升到頂端后到達撒料板處，在離心力和撒料板的作用下，向整個攪拌室的四周拋撒。因為撒料板不同半徑處的離心力不同，食飼料被拋出的速度大小和方向不盡相同，因此各飼料顆粒的飛行距離和路線也不一樣。就是相同半徑上