锤片式饲料粉碎机的设计与分析毕业设计

毕业设计（论文）BACH ELOR DISSERTATION
论文题目：锤片式饲料粉碎机的设计与分析
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锤片型饲料粉碎机结构设计与分析
摘要
饲料粉碎机的主要功能是用来粉碎各种精饲料（如玉米、高粱）和粗饲料（如糠壳类、茎秆类和藤蔓类等）。

锤片式饲料粉碎机于1975年制定形成联合设计系列，并制定标准。

锤片式粉碎机也是现如今使用较多、度电产量较高、粉碎效果较好的一种机型。

本毕业设计中的锤片式粉碎机内部采用的是常用的锤片式结构，粉碎室结构呈水滴型，其饲料由粉碎机顶端流进并得以粉碎。

本设计传动装置为带传动，电动机通过V带带动主轴上带轮运转进而使转子旋转，转子上的锤片高速转动将饲料粉碎。

同时，锤片撞击物料可将饲料中等粉碎，饲料最终被碎成细小碎粒。

设计的主要是部分是设计传动装置，相比于多种传动装置，最终采用V带传动，因V带是挠性件，并且带传动可以缓冲、吸振。

有电动机带动带运转，利用大小带轮直径大小改变转动速度，使主轴以一定速度转动，并带动主轴上的转子和转子上的锤片转动并粉碎饲料。

粉碎后的饲料经下方的筛网过滤后得到经粉碎的饲料粒，整个粉碎过程结束。

关键词：锤片；主轴；带传动；
ABSTRACT
The main function of the feed mill is used to crush all kinds of fodder (such as maize, sorghum) and fodder (such as bran crustaceans, stem and vine type, etc.). Hammer mill feed formulation form joint design series in 1975, and the development of standards. Hammer mill is now used more, higher electricity yield, crushing a better model. The graduation of the hammer mill is commonly used within the structure of hammer, grinding chamber structure was water drop, after its feed from the mill to the top of the feed hopper into the crushing chamber material to be crushed. The design of the belt drive gear motor through V-belt pulley driven spindle running turn the rotor rotates. Meanwhile, the hammer striking the material feed medium may be pulverized feed eventually crumbled into small crumb.
The main part of the design is to design gearing, compared to a variety of gear, the eventual adoption of V belt drive, because the V-belt has good flexibility, and the belt drive can be buffered, vibration absorption. A motor driven belt running,the spindle is rotated at a constant speed and drive the hammer rotor and the rotor to rotate on the spindle. High-speed rotating hammer to feed into the crushing chamber were hit, and eventually rupture. Screen crushed beneath the feed by filtering to obtain pulverized feed grains, the end of the entire grinding process.
KEY WORD: Hammer; Spindle; Belt Transmission;
第一章前言 (1)
1.1 设计的背景及相应的问题 (1)
1.1.1 背景 (1)
1.1.2 存在的问题 (1)
1.2 设计的目的和意义 (1)
1.3 设计的关键和流程 (1)
第二章粉碎机结构的确定 (3)
2.1 各类粉碎机简介 (3)
2.1.1 冲击式粉碎机 (3)
2.1.2 振动粉碎机 (3)
2.1.3 胶体磨 (3)
2.1.4 锤片式粉碎机 (4)
2.1.5 齿爪式粉碎机 (4)
2.2 关于锤片式饲料粉碎机的几点说明 (5)
2.3 确定生产率和基本结构 (5)
2.4 粉碎机工作过程 (6)
第三章传动装置的设计 (7)
3.1 各种传动方案比较 (7)
3.2 确定电动机 (7)
3.3 带传动的设计 (8)
3.3.1 确定计算功率 (8)
3.3.2 选择V带的带型 (8)
3.3.3 确定粉碎机主轴带轮基准直径
d并校验其带速v (8)
d
3.3.4 确定中心距a和基准长度
L (9)
d
3.4 带轮的结构设计 (10)
第四章粉碎机特性参数的确定 (12)
4.1 锤片的末端线速度V (12)
4.2 转子直径D和粉碎室内壁宽度B的确定 (12)
4.2.1 转子工作直径D (12)
4.2.2 粉碎室宽度B (13)
4.3 转子转速n的确定 (13)
(13)
4.4 锤筛间隙R
4.5 确定粉碎机的生产率Q (13)
4.6 配套功率N (14)
第五章粉碎机主要零部件设计 (15)
5.1 锤片的选择 (15)
5.2 筛网设计 (15)
5.3 转子设计 (16)
5.4 喂料部分设计 (16)
5.5 闸板设计 .......................................................................................... 17 5.6 粉碎室设计 ....................................................................................... 17 第六章 主要零部件设计与校验 . (18)
6.1 轴的设计 (18)
6.1.1 计算主轴上的功率1
P 、转速1n 、转矩1T .......................................... 18 6.1.2 初步确定轴的最小直径 (18)
6.1.3 轴的结构如图 ........................................................................... 18 6.2 轴的校核 (19)
6.2.1 轴的强度校核 ........................................................................... 19 6.2.2 轴的刚度校核 ........................................................................... 20 6.3 键的选择与校核 ................................................................................. 20 6.4 轴承的确定 (22)
6.4.1 轴承的选择 .............................................................................. 22 6.4.2 轴承的润滑和密封 ..................................................................... 23 6.4.3 轴承的密封 .............................................................................. 24 6.4.4 轴承端盖尺寸如下 ..................................................................... 24 6.5 轴上零部件的定位 (24)
6.5.1 零部件的轴向定位 ..................................................................... 24 6.5.2 零部件的周向定位 ..................................................................... 24 6.6 机架设计 .......................................................................................... 25 6.7 箱体的设计 ....................................................................................... 25 第七章 粉碎机使用注意事项、维护和保养方案 . (26)
7.1 使用操作注意事项 (26)
7.1.1 清除粉碎室内的金属杂物 ............................................................ 26 7.1.2 饲料的含水率应控制在15%以下 .................................................... 26 7.1.3 粉碎机工作之前的相关检查 ......................................................... 26 7.1.4 工作人员安全 ........................................................................... 26 7.1.5 停机清理和更换 ........................................................................ 26 7.2 保养和维护 (26)
7.2.1 轴承使用 ················································································· 26 7.2.2 传动带发热 ·············································································· 27 7.3 锤筛间隙R 应适中············································································ 27 7.4 注意机器是否平衡 ·············································································· 27 7.5 试机 ································································································ 27 7.6 操作 ································································································ 27 第八章 结论 ·································································································· 29 参考文献 ········································································································ 29 致谢 ······················································································· 错误!未定义书签。

第一章前言
1.1 设计的背景及相应的问题
1.1.1 背景
近年来，国内制造销售饲料粉碎机的厂家已经大约增长到三百多家，大体上能满足国内饲料生产发展的需要。

但还有很多专门针对于特定场合的机型需从海外进口，现阶段国内生产的诸多产品从基本生产需求上来说都能取代进口，并且重要参数指标已接近世界先进，而且国内机型有很大价值优势。

目前国内制造的各类机型都有很多销售出路，其中当属小型粉碎机械出口较大，主要销往国际上的大多数第三世界国家。

目前国内粉碎机制造厂家尤其是具有一定实力和具备一定科研能力的厂家是坐落于东南发达省份，而处于西部落后地区的农业生产厂家主要仍是之前的厂家。

1.1.2 存在的问题
经搜集网上资料发现，国内厂家的核心技术仍需依赖从海外引进，而且国内厂家的技术创新能力不足。

不仅如此，当下市场竞争如此激烈，加之国外一流技术进入中国，提高自主创新能力成为国内厂家生存的唯一出路。

作为中国新生企业，该增加科研经费投入，增加科学技术支持，提高自主创新能力，提升企业核心竞争力。

1.2 设计的目的和意义
当今饲料加工存在一个极其重要的环节：饲料原料的粉碎。

通过对饲料进行粉碎有利于饲料在动物体内的消化，另外，加工之前饲料粒大小严重影响之后操作工序的难易水平和饲料品质，而更直接的是，不同的粉碎粒度也会产生不同的生产成本。

生产饲料时，粉碎加工的电耗占比非常大。

虽然较小的粉碎粒度可帮助动物消化，但是电损耗会同时增加，而且粉碎机可影响饲料品质、收益及生产成本。

所以，粉碎技术和机型非常重要。

1.3 设计的关键和流程
本设计传动装置为带传动,电动机通过V带带动主轴带轮运转进而使转子旋转,锤片随转子高速转动将饲料粉碎。

该粉碎机内部采用的是锤片式结构,粉碎室
结构呈水滴型,其饲料由粉碎机顶端的径向入口流进粉碎室粉碎,并要求最终粒度为0.22mm。

其主要设计流程如下：
①初步计算生产率Q，由生产率Q确定合适的功率；
②确定传动方式和传动装置，这是设计的重要环节；
③根据确定的传动装置选取V带带型，并对其进行校核，再接着对轴和键等零部件计算校核；
④根据功率设计粉碎室参数，锤片、转子等参数；
⑤绘制零件图、装配图；
⑥制定产品安全使用步骤，保养、修理方案等；
第二章粉碎机结构的确定
2.1 各类粉碎机简介
2.1.1 冲击式粉碎机
冲击式粉碎机
选择市面上这种冲击式粉碎机十分盛行。

但日常使用中，大多过分重视结构而不考虑分级系统，造成装备使用不当。

2.1.2 振动粉碎机
振动粉碎机
该粉碎机是靠高速运转的气流击打饲料，即利用流体动力使得饲料粉碎。

2.1.3 胶体磨
胶体磨
胶体磨是一种利用离心力工作的装置，设备结构简单，维护方便，适用于粘度高、粒度大的饲料，可取代石磨且性能高于石墨。

2.1.4 锤片式粉碎机
锤片式粉碎机
该种粉碎机采用高速转动的转子带动锤片转动对饲料进行击打，同时运转中的离心力使饲料与筛片再一次撞击摩擦，筛片孔径的大小控制粒度，最终过滤成所需的成品饲料。

2.1.5 齿爪式粉碎机
齿爪式粉碎机
该粉碎机主要以锤打的方式使饲料粉碎等。

饲料经轴向喂料斗流进粉碎室，经粉碎后由筛网过滤并排出。

2.2 关于锤片式饲料粉碎机的几点说明
锤片式饲料粉碎机目前是市面上使用最多、度电产量（消耗一度电所能创造的产量或价值）较高、粉碎粗饲料效果也较好的一款粉碎机。

根据粉碎机的特点不同具体又可分为几种不同类型： 按动力大小分大、中、小等机型；
按进料方式可分为切向进料式（饲料从沿转子的切线方向进入粉碎室）和轴向进料式（饲料沿转子的轴线方向，即与主轴平行，进入粉碎室）。

切向粉碎机型号有9FQ-40、9FQ-50、9FQ-60等，轴向粉碎机机型有9F-32、9F-45、9F-55等。

2.3 确定生产率和基本结构
生产率受筛网的面积及其面上开孔率的影响，因为筛网的过滤能力对粉碎机的生产率会产生很大影响。

它们之间关系如下：
3600G vFP =⨯
式中：——粉碎机生产率G (/)t h ；
——饲料通过筛网的平均速度v (/)m s ； ——筛网有效过滤面积F ()m m ⨯； ——物料容重P (/)t m
通过查阅资料，新旧粉碎机筛网参数对比如下，如表1所示：
表1 新旧粉碎机筛网的参数对照
现有40% 2 400 200
经查阅资料和分析粉碎机装置，大体确定粉碎机的内部结构和外形，粉碎机的整体设定为左右对称，粉碎机顶部设有喂料斗让饲料进入，使得谷物类饲料顺利粉碎，使用也很方便，内部结构草图如图1所示：
图1 粉碎机内部图
2.4 粉碎机工作过程
工作时启动电动机，电动机通过V带和带轮带动粉碎室内部转子和锤片高速旋转，锤片撞击饲料直至饲料裂开，被粉碎的饲料高速飞向筛网，与筛网碰撞和摩擦利用惯性使饲料继续破碎，循环反复，饲料将被粉碎并最终被粉碎的碎粒经下方筛网过滤并最终被排出。

粉碎机在加工生产时具体有两过程：
一、饲料从顶端的喂料斗进入，与正在高速转动的锤片相碰撞，锤片击打饲料使之粉碎；
二、粉碎室内部的内壁，筛网，转子在对饲料进行撞击和摩擦。

第三章 传动装置的设计
3.1 各种传动方案比较
根据本科阶段所学习的机械传动方案种类，有带传动、链传动、蜗轮蜗杆、齿轮传动等传动类型。

相比于其他方案，带传动的优点：
1、适用于大中心距的场合，齿轮和蜗轮的结构过于紧凑；
2、带具有优秀的挠性，有吸振、缓冲的作用；链的瞬时速率、传动比不同导致多边形效应，摩擦大，效率低；
3、过载产生打滑现象，避免对其余零件造成不必要的损坏；
4、带传动容易、价格低廉，齿轮安装精度高，价格高。

整体考虑之后，带传动更适合本设计，故最终选择使用带传动作为传动装置。

3.2 确定电动机
根据粉碎机的生产能力Q (单位：/t h )，可确定电动机功率()P kw 的大小。

由()6.410.5P Q =~确定功率。

粉碎后的粒度大小由前面的系数确定，系数大较细，系数小则较粗。

Q 按后面公式算得：0.44/Q t h =，则得功率
100.44 4.4P kw =⨯=，查阅《机械设计课程设计手册》（以下简称《手册》）表
12-1，选择使用Y 型三相异步电动机13212Y S -型号电动机。

参数如下表2，电动机相关尺寸可查表，如表3；
表2 电动机的主要性能
型 号
额定功
率kw 满载转速
min r
级
数 同步转速/min r
电动机质量kg Y132S1-2
5.5
2900
2
3000
2.0
2.3
64
表3 电动机外形尺寸
单位：mm
3.3 带传动的设计
3.3.1 确定计算功率
1.2 5.5 6.6ca A P k P kw ==⨯=
A k ：工况系数，由《机械设计》表7-6查得 1.2A k =；P ：传动的额定功率。

3.3.2 选择V 带的带型
由计算功率ca P 、1小带轮转速n ，7.11查阅《机械设计》图选用型带A 。

3.3.3 确定粉碎机主轴带轮基准直径d d 并校验其带速v 1）1初选主动轮的基准直径d d 。

查阅《机械设计》表7.7，取合适的主动轮基准直径1d d
11min 120()75d d d mm d mm =≥=；
2）验算带速v
11
1202900
18.22601000
601000
/d v m d n s ππ⋅⋅=
=
=⨯⨯
因5/30/m s v m s <<, 故带速符合要求。

参考《机械设计》，算得从动轮的基准直径2d d ，
2
12900
12091.13820d d d id mm
==⨯≈ 整圆，取290d d mm =
3.3.4 确定中心距a 和基准长度d L
1) 查阅《机械设计》，初步确定中心距0400a mm =。

2) 查阅《机械设计》，计算带基准长度d L
22
210120()(90120)2()2400(12090)1130.432424400
d d do d d d d L a d d mm
a π
π--≈+++=⨯+++≈⨯
由《机械设计》表7.2,选基准长度1250d L mm =。

3) 计算实际中心距a
0012501130
40046022
d d L L a a mm --≈+
=+= 中心距的变化为min 0.0154600.0151250441.25d a a L mm =-=-⨯= max 0.034600.031250497.5d a a L mm =+=+⨯= 4) 验算小带轮上的包角1α
21257.357.3
180()180(12090)176.26120460
d d d d a α≈--=--⨯≈≥ 5) 计算V 带根数z 。

查阅《机械设计》表7.3，取0 1.82P kw = 查阅《机械设计》表7.8，取0.98K α=
查阅《机械设计》表7.2，取0.93L K = 查阅《机械设计》表7.4，取30.772510b K -=⨯ 查阅《机械设计》表7.5知，取 1.0875i K =
30111(1)0.7725102900(1)0.181.0875
b i P K n kw
K -∆=-
=⨯⨯-= 00()(1.820.18)0.980.93 1.67r L P P P K K kw α=+∆⋅⋅=+⨯⨯≈
6.6
3.951.67
ca r P z P ⇒=
=≈，故取4根。

6) 求带轮转轴的压力0F
查阅《机械设计》中图表7.1，得A 型带的0.1/q kg m =,故
220(2.5)(2.50.98) 6.6
500
5000.118.22103.430.98418.22
ca K P F qv N K zv αα--⨯=+=⨯+⨯=⨯⨯
计算得带的实际初拉力00min ()F F >，作用在轴上之压力为
1
0min 0min 176.26
()2()sin
24103.43sin
826.972
2
F z F N α==⨯⨯⨯= 3.4 带轮的结构设计
查阅《机械设计》可知，小带轮的材料为灰铸铁，代号150HT ，由小带轮
190300d mm m d m =<，故小带轮为腹板式；查阅《机械设计》得Y 型槽11d b mm =, 2.75a h mm =,150.3e mm =±,4z =，1112902 2.7595.5a d a d d h mm =+=+⨯=，
(1)2(41)1521065B z e f mm =-+=-⨯+⨯=，如图2。

图2 小带轮
大带轮也选择150HT ，因2120300d d mm mm =<，故亦为腹板式,
22221202 2.75125.5a d a d d h mm =+=+⨯=，(1)2(41)1521065B z e f mm =-+=-⨯+⨯=，如
图3。

图3 大带轮
第四章 粉碎机特性参数的确定
这些参数影响着粉碎机相关工作性能，依据现有的粉碎机特性参数可相对确定本设计的特性参数。

4.1 锤片的末端线速度V
锤片末端线速度和粉碎机主轴转速是影响粉碎机的主要参数，当转子直径确定时两者成正比。

对于一台特定的粉碎机，其线速度有一个确定的范围。

根据现有粉碎机的的参数以及本设计的要求，饲料粉碎主要靠冲击和摩擦进行粉碎，线速度主要由正交试验确定，本设计中取80/V m s =。

4.2 转子直径D 和粉碎室内壁宽度B 的确定
这些特性参数可由如下公式确定：
K N
DB V
=
其中：0K ——经验系数；
N ——电动机功率kw （），取 5.5N kw =；
D ——转子工作直径mm （）； B ——粉碎室宽度mm （）；
4.2.1 转子工作直径D
转子工作直径对于粉碎机工作情况影响很大，由公式确定转子直径D 。

601000
V D n
π=
其中：V ——锤片线速度/m s （），80/V m s = n ——粉碎机主轴转速/r min （），
由后面计算得：3820/n r min =，取400D mm =。

4.2.2 粉碎室宽度B
B 过大或过小均对粉碎不利，根据现有数据考虑最终由下式设计粉碎室宽度B ：
K N
DB V
=
，式中0K 根据经验取得，现取0 1.16K =。

由上式可以得知，当D=400mm 时，B=200mm 。

4.3 转子转速n 的确定
根据加工要求及相关公式，计算转子转速n ：
160100080603820100n 400
/mi 0
V r n D ππ⋅⋅⨯⨯=
≈=⋅⨯
4.4 锤筛间隙R ∆
锤筛间隙实为锤片尾部到粉碎室内壁表面之间的距离，对粉碎的质量有着很大的影响，不当的R ∆会明显地降低生产率。

间隙过大造成粉碎不完全，导致生产率降低；但间隙过小的话被粉碎的饲料不易及时从筛网滤出，同样会使生产率降低。

综合考虑和思考之后取12m R m ∆=。

4.5 确定粉碎机的生产率Q
根据经验公式：2
123.6/60Q r n k k k D B =，计算出生产率Q ，
其中：r ——物料容重 饲料容重0.18r = n ——转子转速 3820/min n r =
k ——粉碎机工作时的影响系数 取k=0.6
1k ——进料不均匀系数 取1k 0.8= 2k ——出料影响系数 取2k 0.7= D ——转子直径 D=400mm B ——粉碎室宽度 B 200mm =
23.60.1838200.60.80.7400200/600.44(/)Q t h ==
4.6 配套功率N
粉碎机配套功率可由如下公式计算：
11N C Q = 其中： 1C ——系数 ，()1C 6.4~10.5=，取110C = Q ——生产率，0.44(/)Q t h = 11100.44 4.4N C Q ⇒==⨯= 所以，配套功率 5.5N kw =
第五章 粉碎机主要零部件设计
5.1 锤片的选择
粉碎机中不同锤片性能的对比，锤片的尺寸、形状、和排列方法对粉碎机的度电产量、成品粗细均有一定影响。

如表4所示：
表4 常见锤片的特点比较
本设计为锤片式，主要依靠锤片的击打和冲撞作用来完成粉碎饲料的工作。

锤片不仅要有足够的强度，还要有良好的耐磨性，并可以利用热处理的方法来延长锤片的使用寿命。

常用材料为合金钢和铸铁，依据《饲料加工机械》按中国行业标准选择I 型，选用材料为65Mn 钢，如图4所示：
图4 锤片
锤片数目δ10.42140
11.765
K B Z ⨯=
==
最后结果圆整12Z =，锤片所采用材料为65Mn 钢，两头采用热处理，硬度为5662HRC ～，锤片在粉碎室内交错对称排列。

5.2 筛网设计
筛网是粉碎机排料部分的组成部分但易损坏，一般情况下，不同的形状尺寸其粉碎能力也不同，筛网包角大则利于排粒。

本设计采用半环形筛网，结构简易，制作容易，应用广泛，放置于转子下方，位于粉碎室的底部，即为底筛。

粉碎机筛网厚1.2~1.5mm，孔用钢板冲制而成。

筛孔为圆形，直径为2mm。

表5 筛板开孔率
项目孔径/mm
图6 筛子结构
5.3 转子设计
本设计四个转子直径均取260mm，相邻转子中间部分用套筒轴向固定，转子上的锤片由主轴高速转动带动以实现饲料的进料和出料。

5.4 喂料部分设计
饲料从粉碎机顶部进入粉碎室内部，这样设计可以使:
1）机构便于安装拆卸，易清除杂质，使用方便，可调节饲料进入量大小；
2）喂料斗的两对面壁面夹角均为74 ，这样可使饲料更容易进入粉碎室内部；
图7 喂料装置样图
Figure 7 Feeding device
5.5 闸板设计
闸板为手动推拉控制，这种方法可用来控制饲料进入多少和速度。

图8 闸板
5.6 粉碎室设计
粉碎室结构呈水滴形，即粉碎室形状好似一滴水滴，饲料在粉碎室内由于主轴上转子带动锤片运转产生的离心力作用，会使得饲料高速旋转并且冲向筛网。

而且此种形状的粉碎室可调整饲料分布，饲料由顶端进入后先后作圆周和直线运动，并且相互击碰，如此反复撞击使饲料粉碎。

粉碎室示意图如下：
图9 水滴形状的粉碎室
第六章 主要零部件设计与校验
6.1 轴的设计
在机械传动中，轴起重要作用，设计时需采用恰当的结构使得具有一定的强度和稳定性，可采用阶梯型，此外还应满足结构工艺性等。

6.1.1 计算主轴上的功率1P 、转速1n 、转矩1T
10 5.50.94 5.17P P
kw η==⨯=，0η为传动效率，这里取00.94η=，13820/n n r mi = 电动机主轴： 5.5
9550955018.1122900d d d P T N m n =⨯
=⨯≈⋅ 粉碎机主轴：1
11 5.179550955012.9253820
P T N m n =⨯=⨯≈⋅ 6.1.2 初步确定轴的最小直径
选45号钢，采用调制处理方式，查阅《机械设计》中轴部分的设计，表10.2，取0112A =。

1
33
1 5.1711212.393820
t P d A mm n ==≈ 考虑阶梯轴上有两键槽，故min (110%)13.63t d d mm =⨯+≈，取min 20m d m =。

6.1.3 轴的结构如图
图10 轴的结构
图11 轴的三维图
6.2 轴的校核
6.2.1 轴的强度校核
在对轴的强度进行校核时，应按轴的实际工作情况，选取适当的校核公式（如下）来校核，假如轴同时还承受不大的弯矩，用降低[]τ的手段来分析。

[]3
9550
0.2T p
T n W d
ττ=
≈≤ 式中：τ——扭转切应力，MPa ； T ——主轴所受的扭矩，·N mm ； T W ——主轴的扭转截面系数，3mm ； n ——主轴的转速，/r min ； P ——主轴传递功率,kw ； d ——危险截面处的轴径，mm ； []——许用扭转切应力τ，MPa ；
代入前面计算的数据，计算得3
9550
8..12250T p
T n W d
MPa MPa τ≤=≈=，故满足强度条件。

6.2.2 轴的刚度校核
在粉碎机主轴所受载荷作用下，主轴将或多或少发生变形。

如若轴发生的变形量大于许用极限，便会使轴上零部件不能正常地工作，并对其工作性能产生影响。

因此，如果有刚度要求的话，需进行刚度校核。

对于阶梯轴，
式中：T ——主轴所受扭矩，N mm ⋅；
——主轴的剪切弹性模量G ，MPa ，对于主轴的45号钢，
48.110G MPa =⨯；
p I ——主轴的极惯性矩，4
mm ，这里，4
32
p d I π=；
L ——主轴受扭矩作用的长度，mm ；
i T 、i l 、pi I ——第
i 段上的扭矩、长度及极惯性矩；
z ——阶梯轴上受扭段数。

查阅《机械设计》知，轴的扭矩刚度条件为：[]ϕ
ϕ≤
式中：[]ϕ(/)m ︒为轴的每米的许用扭转角，一般传动轴：0~]1[.5ϕ=，精度高的传动轴：0.25].[~05ϕ=，精度不高的传动轴：[1]ϕ>。

经计算，4
115.73100.3z i i
i pi
Tl LG I ϕ==⨯=∑，故满足刚度条件。

6.3 键的选择与校核
键可承担转矩并起周向定位的作用,有多种形式的键的类型。

根据轴径的不同选择适用于特定要求的键。

第一处即安装小带轮的地方的轴径为：20d mm =，由《手册》表4-1的/1095GB T 、/1096GB T 知，选择键6656⨯⨯,轴为45号钢，且属静联接,查阅《机械设计》得120150p MPa σ=-⎡⎤⎣⎦, 取平均值135p MPa σ=⎡⎤⎣⎦。

键工作长度为
56650l L b mm =-=-=，键工作高度0.50.563k h mm ==⨯=。

查阅《机械设计》
可得：
3
32212.92510108.6MP 135MP 35020
p p T a a kld σσ⨯⨯⨯⎡⎤===≤=⎣⎦⨯⨯ 式中：
T ——轴传递的转矩()N m ⋅； d ——轴段直径()mm ；
l ——键的工作长度()mm ：A 型，l L b =-； k ——接触高度()mm ：/2k h =，h ：键高； ——键的宽度b ()mm ；
P ——键的实际挤压应力σ()MPa ； []P ——键的许用挤压应力σ()MPa ； 经计算，该处键满足要求，可安全工作。

第二处轴径为：35d mm =，由《手册》表4-1的/1095GB T 、/1096GB T 知，选择键型为108140⨯⨯，属静联接,查阅《机械设计》得120150p MPa σ=-⎡⎤⎣⎦, 取均值135p MPa σ=⎡⎤⎣⎦。

键工作长度14010130l L b mm mm mm =-=-=。

键的工作高度为0.50.584k h mm ==⨯=。

由《机械设计》中计算：
332212.9251010 1.4MP 135MP 413035
p p T a a kld σσ⨯⨯⨯⎡⎤===≤=⎣⎦⨯⨯
式中：
T ——轴传递的转矩()N m ⋅； d ——轴段直径()mm ；
l ——键的工作长度()mm ：A 型，l L b =-； k ——接触高度()mm ：/2k h =，h ：键高； ——键的宽度b ()mm ；
P ——键的实际挤压应力σ()MPa ； []P ——键的许用挤压应力σ()MPa ； 经计算，该键同样满足要求，可安全工作。

6.4 轴承的确定
6.4.1 轴承的选择
根据轴径的不同，挑选不同类型的轴承。

主轴通过粉碎室内部，两端由轴承固定安装在粉碎室上，主要承受锤片径向力和一部分轴向力。

故本设计选用深沟球轴承。

小带轮所处轴径20d mm =，选内径20d mm =的深沟球轴承，查阅《手册》中表6-1深沟球轴承（/GB T 2761994-摘录），选代号6004的深沟球轴承（0尺寸系列）。

另一处轴径也为20d mm =，选内径为20d mm =的深沟球轴承，查阅《手册》中表6-1深沟球轴承（/GB T 2761994-摘录），也选代号为6004的深沟球轴承（0尺寸系列）。

所选的轴承主要参数如下表6：
表6 轴承参数。