摘 要

粉碎机是将较大块物料粉碎至要求尺寸的机械，根据粉碎物料的尺寸可分为粗碎机，细碎机，超细粉碎机等。在本课题中，对WF多功能粉碎机进行研究，从粉碎机的整体结构，零部件的设计，粉碎效率等方面进行设计计算，研究出一种多功能粉碎机。

本文主要研究内容如下：

（1）研究多功能粉碎机，主要粉碎对象为玉米，黄豆等进料粒度为6-15mm的食品。通过更换筛网，调整锤片分布等方式调整粉碎细度。

（2）以粉碎机整体结构为基础，对转子部分，进出料部分，粉碎室等关键零部件进行设计计算工作。对锤片，主轴等零部件的性能及工作状态进行研究，对其进行具体的尺寸结构设计及计算。确定多功能粉碎机的关键部分的设计及组装。

（3）运用SolidWorks软件，对粉碎机进行三维建模，并进行运动仿真。

关键词：粉碎机；锤片；三维建模；食品

Abstract

The crusher is a machine that crushes a large piece of material to the required size. According to the size of the crushed material, it can be divided into coarse crusher, fine crusher, ultra-fine grinder and so on. In this topic, the WF multi-function grinder is studied, and a kind of multi-function grinder is developed from the aspects of the overall structure of the grinder, the design of parts and components, crushing efficiency and so on. 

The main results are as follows:

1. The multi-function grinder is studied, and the main crushing objects are corn, soybeans and other foodstuffs with feed size of 6-15mm. The crushing fineness is adjusted by changing the screen and adjusting the hammer distribution.
2. Based on the whole structure of the crusher, the key parts such as rotor part, in and out part, crushing chamber and so on are designed and calculated. The performance and working state of hammer, spindle and other parts are studied, and their dimensions and structures are designed and calculated. The design and assembly of the key parts of the multi-function grinder are determined. 
3. The three-dimensional modeling of the crusher is carried out by using SolidWorks software, and the motion simulation is carried out.

Key Words：crusher；hammer；3D modeling；food

目录

第1章 绪论 1

1.1课题的背景及研究意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.2.1国内研究现状 1

1.2.2国外研究现状 2

1.3目前仍存在的问题 2

1.4课题研究的主要内容及技术要求 3

1.4.1课题研究的主要内容 3

1.4.2课题研究的技术要求 3

第2章 多功能粉碎机的整体设计与方案 4

2.1引言 4

2.2粉碎结构的选定与设计 4

2.3动力及传动机构设计 5

2.3.1动力机构的选定 5

2.3.2 传动机构的选定 6

2.4 粉碎机整体结构设计 7

2.4.1粉碎机机架的设计 7

2.4.2上、下箱体的设计 7

2.5 本章小结 9

第3章 多功能粉碎机关键机构的设计及计算 10

3.1 引言 10

3.2 转子部分的设计计算 10

3.2.1 锤片的设计及计算 10

3.2.2 主轴的设计及计算 13

3.2.3架板的设计 14

3.3粉碎室的设计 14

3.3.1筛网的设计 14

3.3.2搅拌轴的设计 14

3.4本章小结 15

第4章 多功能粉碎机的三维建模及运动仿真 16

4.1基于SolidWorks的三维建模 16

4.1.1关键零部件的三维建模 16

4.1.2其他零部件的三维建模 17

4.2运动仿真 20

第5章 结论与展望 22

5.1 结论 22

5.2 展望 22

参考文献 23

致谢 24

绪论

1.1课题的背景及研究意义

随着我国食品工业的快速发展，对于食品粉碎方面的需求越来越高。因此，人们对功能全面，粉碎效率高，能粉碎多种食品的多功能粉碎机的重视程度越来越高。自古以来，人们就对能进行食品粉碎的工具有所研究，究其根源，甚至能追寻至公元两千年前的粉碎工具——杵臼。近代粉碎机的发展则是从工业革命时期开始的，于1806年出现了第一台蒸汽机驱动的颚式破碎机。

相比之下，我国的粉碎机产业起步较晚，多功能粉碎技术于上世纪七十年代引入我国，它的出现对我国食品加工，制药，化工等行业的发展起了极大的促进作用。21世纪以来，随着人们对食品粉碎技术关注程度的提高，我国粉碎机产业逐步兴起。目前我国使用的粉碎机在粉碎物料上较为单一，使用寿命，机械效率等方面没有针对性的合理设计及优化。

1.2国内外研究现状

1.2.1国内研究现状

在我国，粉碎机从上世纪中叶便开始出现，粉碎机按种类大体可分为以下几类：

1. 辊式粉碎机。辊式粉碎机是较为常见的粉碎机械，在很多领域均有应用，例如在食品的加工和矿石的粉碎等方面。辊式破碎机的粉碎原理是物料由进料口进入粉碎箱后，在粉碎箱内被粉碎，磨辊间隙调节装置调整两个磨辊间距从而调整被粉碎物料的粒度。传动机构则负责把电动机的动力传递给两个磨辊；被粉碎的物料通过出料斗排出^[1]。其粉碎粒度的控制是通过调整两辊子之间的距离来实现的。
2. 锤片式粉碎机。锤片式粉碎机是目前使用最广泛的粉碎机械，适用于制药 、食品、涂料、化工、饲料等各行各业，几乎能满足各种行业各种条件下的粉碎工作。锤片式粉碎机的作业原理为：将粉碎原料经由入料口引入粉碎室内部，利用锤片的高速旋转使需粉碎原料与粉碎室内部筛网等产生撞击和摩擦，从而将原料粉碎为需要的小颗粒^[2]。我国在锤片式粉碎机的研究上成果显著，目前已经在国际上有了一定的地位。
3. 揉切式粉碎机。作为我国近年来新研究的粉碎机械，其主要用于粗饲料的加工过程，揉切式粉碎机可以将秸秆加工为柔软、蓬松的丝状段，生产出适宜长度和粗细的碎屑，并将其切成8～10cm的小段^[3]。
4. 组合式粉碎机。以切揉组合式青贮玉米粉碎机为例，玉米秸秆及籽粒经过一系列捶击、剪切、碰撞、揉搓与挤压等综合作用，使玉米秸秆揉搓成长度不超过50mm的柔软丝化物，再经转子撞击及气流的作用，加工完成的物料从出料口抛出，完成对玉米的破碎揉丝作业^[4]。

随着我国科技的不断进步，人们对食品方面更加上心，对粉碎机械的研究也愈发重视。食品粉碎操作是在机械外力作用下将固体原料压缩、剪切、摩擦等使固体粉碎，粒径变小的操作^[5]。现有的粉碎机械在不断进行优化改进，以此来进一步的提高粉碎机械的性能。同时，因地制宜，设计粉碎机械时考虑不同的地区有不同的要求，研究多种粉碎机械的类型及结构，以满足不同地区不同条件的人们的需求。

1.2.2国外研究现状

国外粉碎机的研究发展时间要远远早于我国，早在工业革命时期就已经出现了粉碎机械。锤式和冲击式离心破碎机广泛应用于饲料制备生产线^[6],而辊式破碎机也因其噪声低，粉碎效果好等优点逐渐被越来越多 的使用。以下是几款国外经典的粉碎机械的介绍：

（1）美国Vermeer BC1000XL大型树枝粉碎机，长381cm，宽168.9cm，高256.5cm，功能强大，性能卓越，可粉碎大型树枝及树木。刀片采用双面刀锋形式，更加锋利坚韧，切枝容量30.5cm，进料速度高达每分钟32米。整机采用无离合PTO系统，无需移动发动机，排料口设有玻璃纤维防音壳，同时进料台四边设有红色安全控制杆，能安全操控切削滚轮。同时该粉碎机维护也很方便，无需工具即可打开护罩来更换皮带，减少了维护人员的工作难度。粉碎机采用水冷式冷却系统，配有发动机转速感应器、水温感应器、机油液压感应器等多种感应器。