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河北建筑工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
課題
名稱
醫(yī)療垃圾處理破碎機(jī)總體設(shè)計(jì)及
主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
系： 機(jī)械工程系
專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班級(jí)： 機(jī)091班
姓名： 尤遠(yuǎn)見
學(xué)號(hào)： 2009307130
起迄日期： 2013年3月19日~ 2013年 6月18日
設(shè)計(jì)（論文）地點(diǎn):
指導(dǎo)教師： 梁建明 張燦果
輔導(dǎo)教師：
發(fā)任務(wù)書日期： 2013年3月 20 日
1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目的：
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)機(jī)械專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)前的一次全面訓(xùn)練，目的在于鞏固和擴(kuò)大學(xué)生在校所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問題的能力。是培養(yǎng)、鍛煉學(xué)生獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新精神的最佳手段。畢業(yè)設(shè)計(jì)要求每個(gè)學(xué)生在工作過程中，要獨(dú)立思考，刻苦鉆研，有所創(chuàng)新、解決相關(guān)技術(shù)問題。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握醫(yī)療垃圾處理破碎機(jī)的總體參數(shù)的確定，工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算等內(nèi)容，將課程中所學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到畢業(yè)設(shè)計(jì)中去。 為今后步入社會(huì)、走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。
2、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
（1） 設(shè)計(jì)任務(wù)：
① 醫(yī)療垃圾破碎設(shè)備的發(fā)展概況及發(fā)展前景
② 醫(yī)療垃圾破碎機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式
③ 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算
④ 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
⑤ 軸上鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算
⑥ 軸承的選擇及計(jì)算
⑦ 刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（2） 醫(yī)療垃圾破碎設(shè)備主要參數(shù)即結(jié)構(gòu)尺寸的確定
① 主要任務(wù)：學(xué)生應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成一項(xiàng)給定的設(shè)計(jì)任務(wù)，編寫符合要求的設(shè)計(jì)說明書，并正確繪制機(jī)械工程圖紙，獨(dú)立撰寫一分畢業(yè)論文，并繪制有關(guān)圖表。
② 知識(shí)要求：學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)綜合運(yùn)用多學(xué)科的理論、知識(shí)與技能，分析與解決工程問題。通過學(xué)習(xí)、鉆研與實(shí)踐，深化理論認(rèn)識(shí)、擴(kuò)展知識(shí)領(lǐng)域、延伸專業(yè)技能。
③ 能力培養(yǎng)要求：學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)依據(jù)技術(shù)課題任務(wù)，完成資料的調(diào)研、收集、加工與整理，正確使用工具書；培養(yǎng)學(xué)生掌握有關(guān)工程設(shè)計(jì)的程序、方法與技術(shù)規(guī)范，提高工程設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制、編寫技術(shù)文件的能力；培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)、測(cè)試等科學(xué)研究的基本方法；鍛煉學(xué)生分析與解決工程實(shí)際問題的能力。
④ 綜合素質(zhì)要求：通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)掌握正確的設(shè)計(jì)思想；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)；在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)能樹立正確的生產(chǎn)觀、經(jīng)濟(jì)觀與全局觀。
⑤ 設(shè)計(jì)成果要求：
凡給定的設(shè)計(jì)內(nèi)容，包括說明書、計(jì)算書、圖紙等必須完整，不得有未完的部分，不應(yīng)出現(xiàn)缺頁、少圖紙現(xiàn)象。
1） 對(duì)設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容，包括設(shè)計(jì)計(jì)算、機(jī)械構(gòu)造、工作原理、整機(jī)布置等，均有清晰的了解。對(duì)設(shè)計(jì)過程、計(jì)算步驟有明確的概念，能用圖紙完整的表達(dá)機(jī)械結(jié)構(gòu)與工藝要求，有比較熟練的認(rèn)識(shí)圖紙能力。對(duì)運(yùn)輸、安裝、使用等也有一定了解。
2） 說明書、計(jì)算書內(nèi)容要精練，表述要清楚，取材合理，取值合適，設(shè)計(jì)計(jì)算步驟正確，數(shù)學(xué)計(jì)算準(zhǔn)確，各項(xiàng)說明要有依據(jù)，插圖、表格及字跡均應(yīng)工整、清楚、不得隨意涂改。制圖要符合機(jī)械機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)，且清潔整齊。
3） 對(duì)國內(nèi)醫(yī)療垃圾破碎設(shè)備情況有一般的了解，對(duì)醫(yī)療垃圾破碎設(shè)備有一定的分析、比較能力。
其他各項(xiàng)應(yīng)符合本資料有關(guān)部分提出的要求。
3、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成果要求（包括圖表、實(shí)物等硬件要求）：
① 計(jì)算說明書一份
內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)任務(wù)要求的選型、設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容、畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告等。作到內(nèi)容完整，論證充分（包括經(jīng)濟(jì)性論證），字跡清楚，插圖和表格正規(guī)（分別進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)），字?jǐn)?shù)要求不少于2萬字；撰寫中英文摘要；提倡學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算與繪圖。
② 圖紙一套
1） 總裝配圖一張（0號(hào)）
2） 零件圖（軸、軸組件、刀體）
4、主要參考文獻(xiàn)：
【1】董剛 李建功 潘鳳章主編.機(jī)械設(shè)計(jì)（第三版）北京：機(jī)械工業(yè)出版社1998
【2】[1] 李琦劍.公路交通運(yùn)輸業(yè)中輪胎產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究[D].2006 - 北京交通大學(xué)碩士論文：環(huán)境工程
【3】郭麗坤.廢舊輪胎再生利用管理研究[D]2008 - 南開大學(xué)：環(huán)境管理與經(jīng)濟(jì)
【4】徐灝主編.新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1995
【5】高強(qiáng)、張建華.破碎理論及破碎機(jī)的研究現(xiàn)狀與展望 [J]中文核心期刊要目總覽 ASPT來源刊 CJFD收錄刊2009-11-17
【6】成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).單行本.機(jī)械傳動(dòng)?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，2004.1
【7】孫桓 陳作模主編.機(jī)械原理（第六版）北京：高等教育出版社 2001
【8】成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).單行本.軸及其聯(lián)接?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，2004.1
【9】趙如福主編.金屬機(jī)械加工人員手冊(cè)（第三版）上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 1990
【10】成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).單行本.減（變）速器·電機(jī)與電器?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，2004.1
【11】《現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊(cè)》編委會(huì)編著 現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)手冊(cè) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1995
【12】郭愛蓮主編.新編機(jī)械工程技術(shù)手冊(cè) 經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)出版社 1991
【13】成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè).機(jī)械設(shè)計(jì)的錯(cuò)例與禁忌?；瘜W(xué)工業(yè)出版社，1997
5、本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃：
起 迄 日 期
工 作 內(nèi) 容
2012.3.19-2012.4.1
2012.4.2-2012.4.29
2012.4.30-2012.5.13
2012.5.14-2012.5.25
2012.5.25-2012.6.1
2012.6.1-2012.6.18
2012.6.18-2012.6.20
熟悉整理資料
方案選擇及總體設(shè)計(jì)
繪制總轉(zhuǎn)配圖
軸及齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
鍵及軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算
繪制零件圖紙
準(zhǔn)備論文及答辯
教研室審查意見：
教研室主任簽字：
年 月 日
系審查意見：
系主任簽字：
年 月 日
河北建筑工程學(xué)院
畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告
系 別 機(jī)械工程系
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) 機(jī)091班
姓 名 尤遠(yuǎn)見
學(xué) 號(hào) 2009307130
指導(dǎo)教師 梁建明
張燦果
實(shí)習(xí)成績(jī)
引言
為了對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目--醫(yī)療垃圾處理破碎裝置的工作原理，工作環(huán)境進(jìn)行直觀的認(rèn)識(shí)，更好地完成設(shè)計(jì)任務(wù)，畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師組織了此次畢業(yè)實(shí)習(xí)。通過對(duì)實(shí)習(xí)單位設(shè)備的參觀、操作人員對(duì)垃圾處理設(shè)備工作原理的講解、單位負(fù)責(zé)人對(duì)于醫(yī)療垃圾處理的現(xiàn)狀及發(fā)展前景的分析及向操作人員請(qǐng)教設(shè)備的工作原理等活動(dòng)，使我們對(duì)醫(yī)療垃圾處理的現(xiàn)狀及醫(yī)療垃圾處理設(shè)備有了更深的認(rèn)識(shí)。此次實(shí)習(xí)單位為張家口醫(yī)療廢物處置中心。近年來，隨著城市醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)迅速發(fā)展，各級(jí)醫(yī)療單位的數(shù)量、病床數(shù)、門診量逐年增加，醫(yī)療廢物也不斷增多，現(xiàn)有的簡(jiǎn)易處理設(shè)施及方式已無法滿足醫(yī)療廢物無害化處置要求。建設(shè)城市醫(yī)療廢物處置中心，加強(qiáng)對(duì)醫(yī)療廢物的綜合管理，嚴(yán)格控制其收集、貯存、運(yùn)輸路徑及最終處理手段，是國家控制醫(yī)療廢物的要求，也是張家口市城市發(fā)展的必然要求。醫(yī)療廢物處置中心建成后，可在很大程度上消除各醫(yī)療機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的廢物對(duì)水、大氣、土壤環(huán)境的影響，由于采取了集中、先進(jìn)的處理措施，還可減少相關(guān)醫(yī)院衛(wèi)生機(jī)構(gòu)對(duì)醫(yī)療廢物的處理成本。張家口醫(yī)療垃圾處理中心由市城潔廢棄物處置有限責(zé)任公司建設(shè)，項(xiàng)目總投資約2448萬元，項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)選定高新區(qū)姚家莊鎮(zhèn)小辛莊村東北方向馬家灣山溝內(nèi)，同時(shí)也是市主城區(qū)生活垃圾處理場(chǎng)所在地。該處理站將日處理醫(yī)療垃圾8噸。張家口市主城區(qū)、各縣區(qū)所有醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的醫(yī)療廢物將實(shí)現(xiàn)集中收集和干式堿性消毒技術(shù)無害化處理。
實(shí)習(xí)內(nèi)容
時(shí)間：2013年5月18日 地點(diǎn)：張家口醫(yī)療垃圾處理中心
此次對(duì)張家口醫(yī)療垃圾處理中心進(jìn)行認(rèn)知參觀，實(shí)習(xí)安排如下，認(rèn)真閱讀醫(yī)療垃圾處理中心的安全規(guī)定，參觀醫(yī)療垃圾粉碎設(shè)備的工作情況，聽單位負(fù)責(zé)人對(duì)此設(shè)備的工作原理的講解，請(qǐng)教負(fù)責(zé)人自己發(fā)現(xiàn)的不解問題，咨詢現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)教師，拍照記錄設(shè)備的部分機(jī)構(gòu)，離廠消毒。
乘坐學(xué)校組織的車輛，集體前往位于高新區(qū)姚家莊鎮(zhèn)小辛莊村東北方向馬家灣山溝內(nèi)的張家口市醫(yī)療垃圾處理中心。醫(yī)療垃圾是城市垃圾中危害性最大的種類，處理過程中對(duì)單位周圍的環(huán)境影響十分巨大，故一般單位選取地點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離居民集聚區(qū)。乘坐約半小時(shí)車程，到達(dá)醫(yī)療垃圾處理中心。首先，處理中心主任發(fā)給我們每人一個(gè)口罩，然后主任對(duì)我們進(jìn)行處理中心安全規(guī)定的講解。然后，帶領(lǐng)我們進(jìn)入了處理廠房進(jìn)行近距離的觀摩。參觀過程中，我們注意到，此套垃圾處理設(shè)備分為三個(gè)部分，分別是消毒部分、破碎部分、輸送部分。其中消毒部分，此套醫(yī)療垃圾處理設(shè)備采用干式堿性消毒技術(shù)無害化處理，所用消毒劑為干堿式是消毒粉劑。在垃圾進(jìn)行破碎的過程中，將消毒粉劑混入破碎中的垃圾，以對(duì)醫(yī)療垃圾中的沾有病菌的物體進(jìn)行消毒，從而達(dá)到最終垃圾出料無害化。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是破碎裝置，所以破碎部分是此次參觀的重點(diǎn)，通過操作員的講解和我們的觀看，我們了解到此套設(shè)備的破碎部分分兩次進(jìn)行，首先進(jìn)行粗破碎，然后進(jìn)入細(xì)致破碎，最終達(dá)到破碎要求。此套設(shè)備的破碎采用動(dòng)刀和靜刀相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生剪切效果。同時(shí)，由于動(dòng)刀為螺旋設(shè)計(jì)，故破碎的同時(shí)具有輸送效果，破碎完畢，垃圾被輸送出破碎部分，進(jìn)入輸送部分。破碎裝置的動(dòng)力傳動(dòng)部分也是此次實(shí)習(xí)的重點(diǎn)，通過觀察，發(fā)現(xiàn)此套設(shè)備采用的電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，通過擺線針減速器進(jìn)行減速并增加扭矩。電機(jī)與減速器之間采用皮帶傳動(dòng)。使用皮帶傳動(dòng)的好處為當(dāng)破碎裝置過載時(shí)對(duì)電機(jī)具有保護(hù)作用。而且，電機(jī)的位置可以相對(duì)自由調(diào)整。減速器與主軸之間采用聯(lián)軸器連接，聯(lián)軸器選用撓性聯(lián)軸器。垃圾通過破碎后，進(jìn)入到輸送部分，輸送機(jī)采用螺旋封閉輸送方式，將處理后的垃圾輸送到垃圾運(yùn)輸車，運(yùn)送到填埋地點(diǎn)進(jìn)行填埋處理。在參觀的過程中，指導(dǎo)老師提醒我們注意設(shè)備部件的定位方式，通過觀察，我發(fā)現(xiàn)機(jī)架多采用螺栓進(jìn)行組合定位，且有自由定位螺栓進(jìn)行精確定位。精確定位的部分是電機(jī)定位，減速器定位。這些部件需要精準(zhǔn)定位，因?yàn)槁?lián)軸器采用撓性聯(lián)軸器，無法提供徑向相當(dāng)位移。處于對(duì)我們的保護(hù)，避免我們被醫(yī)療垃圾中病菌接觸的危險(xiǎn)，未進(jìn)行對(duì)醫(yī)療垃圾進(jìn)料的參觀，但是我們?cè)趨⒂^過程中，看到了醫(yī)療垃圾經(jīng)過破碎后的形態(tài)，幾乎為白色粉狀物質(zhì)，直接通過螺旋輸送機(jī)送到垃圾車內(nèi)。
實(shí)習(xí)結(jié)果
通過此次認(rèn)知實(shí)習(xí)，我們從實(shí)物和實(shí)踐方面了解了醫(yī)療垃圾處理破碎設(shè)備的基本工作原理，工作環(huán)境和工作目的。醫(yī)療垃圾處理粉碎設(shè)備的基本工作原理是通過破碎裝置的運(yùn)行，將形狀較大的物體進(jìn)行破碎。而其破碎方式分為兩種，即擠壓破碎和剪切破碎。擠壓破碎方式較為常見，但是此次參觀的破碎機(jī)的工作方式為動(dòng)刀和靜刀之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生剪切破碎效果。由于醫(yī)療垃圾中的病菌攜帶多，傳染性較大，故醫(yī)療垃圾粉碎機(jī)需要在消毒和比較密封的箱體內(nèi)進(jìn)行破碎，以達(dá)到對(duì)操作者的保護(hù)作用。同時(shí)，醫(yī)療垃圾處理中心選址為遠(yuǎn)離居民聚集區(qū)。醫(yī)療垃圾處理設(shè)備破碎機(jī)工作的目的是對(duì)醫(yī)療垃圾進(jìn)行破碎工作，使其達(dá)到減容效果，為后期的焚燒或填埋處理作業(yè)做初步處理。破碎機(jī)破碎的同時(shí)對(duì)醫(yī)療垃圾進(jìn)行初步消毒，初步抑制醫(yī)療病菌的擴(kuò)散。當(dāng)然，作為畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)，我們此次參觀的重點(diǎn)為醫(yī)療垃圾處理破碎機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)及破碎裝置。此種醫(yī)療垃圾處理破碎機(jī)采用里電機(jī)，皮帶傳動(dòng)，減速器，聯(lián)軸器，破碎裝置的傳動(dòng)模式。其中我感覺皮帶傳動(dòng)在此次實(shí)習(xí)中我有了更具體的認(rèn)識(shí)。V帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也作出相應(yīng)的輪槽。傳動(dòng)時(shí)V帶的兩個(gè)側(cè)面和輪槽接觸。槽面摩擦可以提供更大的摩擦力。另外，V帶傳動(dòng)允許的傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，大多數(shù)V帶已標(biāo)準(zhǔn)化。優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、造價(jià)低廉、不需要潤(rùn)滑以及緩沖、吸震、易維護(hù)等特點(diǎn)。缺點(diǎn):滑動(dòng)損失，皮帶在工作時(shí)，由于帶輪兩邊的拉力差以及相應(yīng)的變形靜差形成彈性滑動(dòng)，導(dǎo)致帶輪與從動(dòng)輪的速度損失。彈性滑動(dòng)與載荷、速度、帶輪直徑和皮帶的結(jié)構(gòu)有關(guān)，彈性滑動(dòng)率通常在1%-2%之間。有的皮帶傳動(dòng)還有幾何滑動(dòng)。過載時(shí)將引起打滑，使皮帶的運(yùn)動(dòng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，效率急劇下降，磨損加劇，嚴(yán)重影響皮帶的壽命。滯后損失，皮帶在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生反復(fù)伸縮，特別是帶輪上的繞曲會(huì)使皮帶體內(nèi)部產(chǎn)生摩擦引起功率損失?？諝庾枇Ω咚賯鲃?dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)中的風(fēng)阻將引起轉(zhuǎn)矩?fù)p耗，其損耗值與速度的平方成正比。因此，設(shè)計(jì)高速皮帶傳動(dòng)時(shí)，皮帶的表面積易小，盡量用厚而窄的皮帶，帶輪的輪輻面要平滑，或用輻板以減小風(fēng)阻。皮帶除了具有以上特點(diǎn)外，還在破碎裝置過載時(shí)，對(duì)電機(jī)起到保護(hù)作用。
實(shí)習(xí)總結(jié)
雖然此次實(shí)習(xí)較為短暫，但是從中我學(xué)習(xí)到了很多課本和課堂上無法學(xué)習(xí)的內(nèi)容。其一，對(duì)于設(shè)備的組裝和固定方式。通過參觀，我發(fā)現(xiàn)參觀設(shè)備大部分采用螺紋固定方式。此種方式相對(duì)焊接具有可拆卸的特點(diǎn)，而且標(biāo)準(zhǔn)件多，易于采購，減少組裝難度。但是，螺紋固定方式多種，此處多采用螺栓固定。由于設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，需要很大的力矩，故螺栓的型號(hào)很大，初步估計(jì)達(dá)到20個(gè)左右。對(duì)于減速器和電機(jī)，設(shè)備需要精準(zhǔn)定位，故采用了長(zhǎng)螺紋桿狀進(jìn)行細(xì)定位。在實(shí)習(xí)中，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)仍有較為輕微的震動(dòng)。這是由于醫(yī)療垃圾破碎裝置工作時(shí)，載荷不均勻的情況造成。
通過此次實(shí)習(xí)，我更加發(fā)現(xiàn)實(shí)踐操作的重要性，實(shí)踐加上理論才能真正將知識(shí)掌握。并且，創(chuàng)新設(shè)計(jì)也需要豐富的基礎(chǔ)知識(shí)。在今后的工作中，我要保持一顆謙卑的心態(tài)，只有認(rèn)真掌握基礎(chǔ)知識(shí)，認(rèn)真學(xué)習(xí)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，才能在工作中有所創(chuàng)新和建樹。
河 北 建 筑 工 程 學(xué) 院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題
目
醫(yī)療垃圾處理粉碎機(jī)總體設(shè)計(jì)
及主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
學(xué) 科 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造以及自動(dòng)化
班 級(jí) 機(jī)091班
姓 名 尤遠(yuǎn)見
指 導(dǎo) 教 師 梁建民 張燦果
輔 導(dǎo) 教 師
目錄
第1章 前言·········································································1
第2章 總體設(shè)計(jì)···································································9
2.1 概述············································································9
2.2 設(shè)計(jì)任務(wù) ·································································10
2.3 設(shè)計(jì)目的·····································································10
2.4 總體結(jié)構(gòu)形式································································11
2.5 破碎機(jī)的工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)·····················································.13
2.6 傳動(dòng)系統(tǒng)組成································································15
第3章 軸及組件計(jì)算···························································18
3.1 齒輪的計(jì)算· ·······························································18
3.2 軸的設(shè)計(jì)與校核計(jì)算計(jì)算··· ··············································23
3.3 鍵的選擇與計(jì)算·····························································29
3.4軸承校核計(jì)算 · ···························································30
3.5公差配合······································································31
3.6進(jìn)料口設(shè)計(jì)···································································32
3.7 工作艙的設(shè)計(jì)·······························································32
3.8出料口設(shè)計(jì)···································································33
第4章 畢業(yè)設(shè)計(jì)小節(jié)·······················································33
參考文獻(xiàn)············································································35
河北建筑工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
課題
名稱
醫(yī)療垃圾破碎機(jī)破碎裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
系 別： 機(jī)械工程系
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)： 機(jī)091
學(xué)生姓名： 尤遠(yuǎn)見
學(xué) 號(hào)： 2009307130
指導(dǎo)教師： 梁建明 張燦果
課題來源
導(dǎo)師課題
課題類別
畢業(yè)論文
一、論文資料的準(zhǔn)備
醫(yī)療垃圾是指醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)在醫(yī)療過程中產(chǎn)生的直接或間接感染性、毒性以及其他危害性的廢物，包括手術(shù)、包扎、生物培養(yǎng)、化驗(yàn)檢驗(yàn)的殘余物，傳染病人產(chǎn)生的生活垃圾、一次性注射器等。近年來，隨著我國衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，醫(yī)療機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的廢物數(shù)量越來越多，這也使得我國醫(yī)療廢物處置產(chǎn)業(yè)急需要快速發(fā)展。
醫(yī)療垃圾含有大量細(xì)菌、病毒以及有毒害的化學(xué)品、塑料和婦產(chǎn)高含水率廢棄物等，尤其是近年來不斷出現(xiàn)人畜共患的疾病，如瘋牛病、禽流感等傳染性極強(qiáng)的疾病以及非典型性肺炎等烈性傳染病，因其病原微生物存活時(shí)間長(zhǎng)、繁殖速度快，用醫(yī)院常規(guī)的在高溫132℃、高壓205KPa和2到10分鐘的條件下消毒殺菌是不能解決問題了，所以醫(yī)療垃圾若不經(jīng)過特殊銷毀處理而混入生活垃圾，將嚴(yán)重污染環(huán)境，對(duì)人類健康產(chǎn)生極大的危害。
對(duì)于醫(yī)療科技的發(fā)展與進(jìn)步，醫(yī)療藥用品與醫(yī)療廢棄物越來越復(fù)雜而且量大，為了社會(huì)環(huán)保潔凈空氣污染，衛(wèi)生填埋法是醫(yī)療廢物的最終處置方法，其原理是將垃圾埋入地下，通過微生物長(zhǎng)期的分解作用，使之分解為無害的物質(zhì)。醫(yī)療廢物的填埋系統(tǒng)如果沒有防滲措施，各種有毒物質(zhì)、病原體、放射性物質(zhì)等會(huì)隨雨水滲入土壤，有害物質(zhì)會(huì)通過食物鏈進(jìn)入人體，危及人類健康。醫(yī)療垃圾填埋之前必須經(jīng)過破碎，達(dá)到減容，達(dá)到無害化。
醫(yī)療垃圾的處理方法主要有兩種：焚燒；消毒后減容處理填埋。而填埋及焚燒之前都首先要進(jìn)行減容破碎處理，這就需要使用醫(yī)療垃圾處理破碎機(jī)進(jìn)行破碎。由于醫(yī)療垃圾都是堅(jiān)固廢物料，所以要選用較堅(jiān)固的固廢粉碎機(jī)。
過去，醫(yī)療垃圾高溫高壓粉碎處理技術(shù)主要用于軍方和宇航工業(yè)，90年代時(shí)，由于焚燒爐的使用受到限制，使得高溫高壓粉碎處理成套設(shè)備大批進(jìn)入了民用市場(chǎng)。從國內(nèi)破碎機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景來看,國內(nèi)破碎機(jī)還有很大的發(fā)展空間,同時(shí)也需要一段時(shí)間的積累和探索,要縮小差距并趕超國外先進(jìn)技術(shù),必須增加投入,加強(qiáng)破碎基礎(chǔ)理論的研究,提高耐磨材料性能,提高制造工藝水平,利用計(jì)算機(jī)對(duì)破碎機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究,借以提高產(chǎn)品性能和可靠性,并擴(kuò)大使用范圍,是積極參與競(jìng)爭(zhēng)、開發(fā)中國破碎機(jī)市場(chǎng)的關(guān)鍵。因此醫(yī)療垃圾破碎機(jī)具有良好的發(fā)展前景。
目前醫(yī)療垃圾處理設(shè)備的生產(chǎn)廠家主要有：中山斯瑞德環(huán)保設(shè)備科技有限公司。中山斯瑞德環(huán)保設(shè)備科技有限公司是國內(nèi)醫(yī)療垃圾破碎機(jī)系列產(chǎn)品的專業(yè)制造商，該公司專業(yè)設(shè)計(jì)制造harden 牌的單軸/雙軸生活垃圾破碎機(jī)可用于醫(yī)療垃圾的破碎處理。
醫(yī)療垃圾處理設(shè)備是通過一個(gè)容器將醫(yī)療廢物聚集，然后利用粉碎裝置將其剪切、撕裂和擠壓使垃圾尺寸減小達(dá)到減容的目的，并為之后的焚燒、填埋等做準(zhǔn)備。
粉碎機(jī)包括殼體、傳動(dòng)裝置、粉碎裝置、加熱消毒裝置。傳動(dòng)裝置包括電機(jī)、減速器、聯(lián)軸器、帶傳動(dòng)；粉碎裝置包括滾筒和螺旋葉片，滾筒為圓柱形，兩側(cè)開口，安放在滾輪骨架上，滾輪骨架固定在殼體內(nèi)壁上，滾筒內(nèi)裝有螺紋葉片，螺紋葉片為彎弧狀；加熱消毒裝置包括高溫氣體發(fā)生器，滾筒內(nèi)壁上安裝有噴灑頭，噴灑頭通過導(dǎo)管與噴灑液箱及泵相連，滾筒與電機(jī)減速器相連。它可及時(shí)對(duì)醫(yī)療垃圾進(jìn)行縮減量、消毒滅菌的處理，使其達(dá)到可安全排放的目的；而且整個(gè)處理過程都是在密閉狀態(tài)下進(jìn)行的，不會(huì)對(duì)操作人員造成危害，也防止了二次污染。
醫(yī)療垃圾破碎機(jī)的動(dòng)力來源為電動(dòng)機(jī)，而從電動(dòng)機(jī)傳來的轉(zhuǎn)速不能滿足破碎機(jī)的實(shí)際工作要求，所以需要減速器對(duì)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，同時(shí)電動(dòng)機(jī)和減速器以及減速器和破碎機(jī)輸入軸的連接我們通過聯(lián)軸器來實(shí)現(xiàn)；醫(yī)療垃圾破碎機(jī)工作時(shí)，刀盤上的刀頭起著至關(guān)重要的作用。本設(shè)計(jì)有兩根工作軸，在工作軸上裝配刀盤，安裝工作軸時(shí)刀盤均勻分布在相鄰刀盤之間，其定位依靠軸承底座來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)樵撈扑闄C(jī)的破碎原理就是依靠刀頭和兩個(gè)刀盤之間以及刀頭和工作倉內(nèi)壁上的梳板之間的剪切力來把物料剪碎。而且醫(yī)療垃圾成分復(fù)雜，對(duì)刀頭的強(qiáng)度、耐磨性和耐腐蝕性都有很高的要求。刀頭上刀齒數(shù)量越少，生產(chǎn)率越高，但破碎效果越差：刀頭上刀齒數(shù)量越多，則刀頭對(duì)物料產(chǎn)生擊碎、擠壓和摩擦越大，使物料破碎的更細(xì)，但功率消耗明顯增加，生產(chǎn)率也得不到提高。為了兼顧機(jī)械設(shè)計(jì)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性要求，我們把刀頭和刀盤設(shè)計(jì)為分體式結(jié)構(gòu)。且刀頭為直刃，這樣不僅可以保證物料的連續(xù)給進(jìn)，而且還可以提高刀頭的強(qiáng)度，從而提高刀頭的使用壽命。
二、本課題的目的（重點(diǎn)及擬解決的關(guān)鍵問題）
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)機(jī)械專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)前的一次全面訓(xùn)練，目的在于鞏固和擴(kuò)大學(xué)生在校所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問題的能力。是培養(yǎng)、鍛煉學(xué)生獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新精神的最佳手段。畢業(yè)設(shè)計(jì)要求每個(gè)學(xué)生在工作過程中，要獨(dú)立思考，刻苦鉆研，有所創(chuàng)新、解決相關(guān)技術(shù)問題。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握推土機(jī)的總體參數(shù)的確定，工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算等內(nèi)容，將課程中所學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到畢業(yè)設(shè)計(jì)中去。 為今后步入社會(huì)、走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。
課題重點(diǎn)和難點(diǎn)是粉碎裝置的設(shè)計(jì)。該機(jī)器設(shè)計(jì)的好壞就在于粉碎裝置的設(shè)計(jì)的好壞，如果粉碎裝置設(shè)計(jì)合理，那機(jī)器在粉碎醫(yī)療垃圾時(shí)將能很好運(yùn)行且能高效的進(jìn)行垃圾粉碎。由于醫(yī)療垃圾粉碎機(jī)主要通過刀片的擠壓和剪切對(duì)醫(yī)療垃圾進(jìn)行粉碎，這就要求刀片的材質(zhì)性能要有一定的強(qiáng)度且要耐磨。同樣，刀片之間的間隙也是要進(jìn)行反復(fù)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)，以達(dá)到最佳效果。
三、主要內(nèi)容、研究方法、研究思路
本課題旨在研制出一種能將醫(yī)療垃圾進(jìn)行粉碎的機(jī)器，以使醫(yī)療垃圾能夠很好的進(jìn)行無污染或盡量減少污染的處理掉。研究的具體內(nèi)容有：了解近些年來醫(yī)療垃圾破碎設(shè)備的發(fā)展概況及發(fā)展前景；認(rèn)識(shí)醫(yī)療垃圾破碎裝置的結(jié)構(gòu)形式；進(jìn)行動(dòng)刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和靜刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；進(jìn)行鍵連接的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算。最后，繪制各有關(guān)零件圖和粉碎裝置圖。
本課題的研究方法是：通過參觀醫(yī)院，了解醫(yī)療垃圾粉碎機(jī)的結(jié)構(gòu)、組成、工作原理，認(rèn)識(shí)醫(yī)療垃圾的實(shí)質(zhì)、分類，收集相關(guān)資料，運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，通過對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸、剛度、強(qiáng)度、功率等的計(jì)算，用圖紙完整的表達(dá)機(jī)械結(jié)構(gòu)與工藝要求。
本課題設(shè)計(jì)的思路與一般粉碎裝置的設(shè)計(jì)思路大致相同，主要通過刀片的擠壓和剪切對(duì)醫(yī)療垃圾進(jìn)行粉碎。這就要求刀片的材質(zhì)性能要有一定的強(qiáng)度且要耐磨。同樣，刀片之間的間隙也是要進(jìn)行反復(fù)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)，以達(dá)到最佳效果。
四、總體安排和進(jìn)度（包括階段性工作內(nèi)容及完成日期）
2013.3.25-2013.4.1 熟悉整理資料
2013.4.2-2013.4.29 方案選擇及總體設(shè)計(jì)
2013.4.30-2013.5.13 繪制總裝配圖
2013.5.14-2013.5.27 電機(jī)的選擇及帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
2013.5.28-2013.6.3 減速機(jī)的選擇和聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算
2013.6.4-2013.6.21 繪制零件圖紙
2013.6.22-2013.6.27 準(zhǔn)備論文及答辯
五、主要參考文獻(xiàn)
[1]中山斯瑞德醫(yī)療垃圾設(shè)計(jì)說明書
[2] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)
[3] 吳慶鳴 何小新 工程機(jī)械設(shè)計(jì) 武漢 武漢大學(xué)出版社 2006.4
[4] 楊國平 現(xiàn)代工程機(jī)械技術(shù) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2006.3
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師簽名： 日期：
教研室意見：
教研室主任簽名： 日期：
系意見：
系領(lǐng)導(dǎo)簽名： 日期：
系蓋章
課題來源：導(dǎo)師課題、社會(huì)實(shí)踐、自選、其他
課題類別：工程設(shè)計(jì)、施工技術(shù)、新品開發(fā)、軟件開發(fā)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)論文。
設(shè)計(jì)題目： 醫(yī)療垃圾處理破碎機(jī)總體設(shè)計(jì)及主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
姓 名： 尤遠(yuǎn)見
班級(jí)學(xué)號(hào)： 2009307130
指導(dǎo)教師： 梁建明 張燦果
設(shè)計(jì)題目： 醫(yī)療垃圾處理破碎機(jī)總體設(shè)計(jì)及主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
姓 名： 尤遠(yuǎn)見
班級(jí)學(xué)號(hào)： 2009307130
指導(dǎo)教師： 梁建明 張燦果
河北建筑工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
課題
名稱
醫(yī)療垃圾破碎機(jī)破碎裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
系： 機(jī)械工程系
專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班級(jí)： 機(jī)091
姓名： 尤遠(yuǎn)見
學(xué)號(hào)： 2009307130
起迄日期： 2013年3月25日~ 2013年 6月23日
設(shè)計(jì)（論文）地點(diǎn):
指導(dǎo)教師： 梁建明 張燦果
輔導(dǎo)教師：
發(fā)任務(wù)書日期： 2013年3月 20 日
1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目的：
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)機(jī)械專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)前的一次全面訓(xùn)練，目的在于鞏固和擴(kuò)大學(xué)生在校所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決問題的能力。是培養(yǎng)、鍛煉學(xué)生獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新精神的最佳手段。畢業(yè)設(shè)計(jì)要求每個(gè)學(xué)生在工作過程中，要獨(dú)立思考，刻苦鉆研，有所創(chuàng)新、解決相關(guān)技術(shù)問題。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生掌握推土機(jī)的總體參數(shù)的確定，工作裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算等內(nèi)容，將課程中所學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到畢業(yè)設(shè)計(jì)中去。 為今后步入社會(huì)、走上工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。
2、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
（1） 設(shè)計(jì)任務(wù)：
① 醫(yī)療垃圾破碎設(shè)備的發(fā)展概況及發(fā)展前景
② 醫(yī)療垃圾破碎裝置的結(jié)構(gòu)形式
③ 動(dòng)刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
④ 靜刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
⑤ 鍵連接的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度計(jì)算
（2） 醫(yī)療垃圾破碎設(shè)備主要參數(shù)即結(jié)構(gòu)尺寸的確定
① 主要任務(wù)：學(xué)生應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成一項(xiàng)給定的設(shè)計(jì)任務(wù)，編寫符合要求的設(shè)計(jì)說明書，并正確繪制機(jī)械工程圖紙，獨(dú)立撰寫一分畢業(yè)論文，并繪制有關(guān)圖表。
② 知識(shí)要求：學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作中，應(yīng)綜合運(yùn)用多學(xué)科的理論、知識(shí)與技能，分析與解決工程問題。通過學(xué)習(xí)、鉆研與實(shí)踐，深化理論認(rèn)識(shí)、擴(kuò)展知識(shí)領(lǐng)域、延伸專業(yè)技能。
③ 能力培養(yǎng)要求：學(xué)生應(yīng)學(xué)會(huì)依據(jù)技術(shù)課題任務(wù)，完成資料的調(diào)研、收集、加工與整理，正確使用工具書；培養(yǎng)學(xué)生掌握有關(guān)工程設(shè)計(jì)的程序、方法與技術(shù)規(guī)范，提高工程設(shè)計(jì)計(jì)算、圖紙繪制、編寫技術(shù)文件的能力；培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)、測(cè)試等科學(xué)研究的基本方法；鍛煉學(xué)生分析與解決工程實(shí)際問題的能力。
④ 綜合素質(zhì)要求：通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生應(yīng)掌握正確的設(shè)計(jì)思想；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng)；在工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)能樹立正確的生產(chǎn)觀、經(jīng)濟(jì)觀與全局觀。
⑤ 設(shè)計(jì)成果要求：
凡給定的設(shè)計(jì)內(nèi)容，包括說明書、計(jì)算書、圖紙等必須完整，不得有未完的部分，不應(yīng)出現(xiàn)缺頁、少圖紙現(xiàn)象。
1） 對(duì)設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容，包括設(shè)計(jì)計(jì)算、機(jī)械構(gòu)造、工作原理、整機(jī)布置等，均有清晰的了解。對(duì)設(shè)計(jì)過程、計(jì)算步驟有明確的概念，能用圖紙完整的表達(dá)機(jī)械結(jié)構(gòu)與工藝要求，有比較熟練的認(rèn)識(shí)圖紙能力。對(duì)運(yùn)輸、安裝、使用等也有一定了解。
2） 說明書、計(jì)算書內(nèi)容要精練，表述要清楚，取材合理，取值合適，設(shè)計(jì)計(jì)算步驟正確，數(shù)學(xué)計(jì)算準(zhǔn)確，各項(xiàng)說明要有依據(jù)，插圖、表格及字跡均應(yīng)工整、清楚、不得隨意涂改。制圖要符合機(jī)械機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)，且清潔整齊。
3） 對(duì)國內(nèi)醫(yī)療垃圾破碎設(shè)備情況有一般的了解，對(duì)醫(yī)療垃圾破碎設(shè)備有一定的分析、比較能力。
其他各項(xiàng)應(yīng)符合本資料有關(guān)部分提出的要求。
3、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成果要求（包括圖表、實(shí)物等硬件要求）：
① 計(jì)算說明書一份
內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)任務(wù)要求的選型、設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容、畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告等。作到內(nèi)容完整，論證充分（包括經(jīng)濟(jì)性論證），字跡清楚，插圖和表格正規(guī)（分別進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)），字?jǐn)?shù)要求不少于2萬字；撰寫中英文摘要；提倡學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算與繪圖。
② 圖紙一套
1） 總裝配圖一張（0號(hào)）
2） 破碎裝置裝配圖一張（0號(hào)）
3） 動(dòng)刀裝配圖一張（1號(hào)）
4） 零件圖（動(dòng)刀，靜刀，鍵）
4、主要參考文獻(xiàn)：
[1]中山斯瑞德醫(yī)療垃圾設(shè)計(jì)說明書
[2] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)
[3] 吳慶鳴 何小新 工程機(jī)械設(shè)計(jì) 武漢 武漢大學(xué)出版社 2006.4
[4] 楊國平 現(xiàn)代工程機(jī)械技術(shù) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2006.3
5、本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃：
起 迄 日 期
工 作 內(nèi) 容
2013.3.25-2013.4.1
2013.4.2-2013.4.29
2013.4.30-2013.5.13
2013.5.14-2013.5.27
2013.5.28-2013.6.3
2013.6.4-2013.6.21
2013.6.22-2013.6.27
熟悉整理資料
方案選擇及總體設(shè)計(jì)
繪制總轉(zhuǎn)配圖
電機(jī)的選擇及帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
減速機(jī)的選擇和聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)計(jì)算
繪制零件圖紙
準(zhǔn)備論文及答辯
教研室審查意見：
教研室主任簽字：
年 月 日
系審查意見：
系主任簽字：
年 月 日
河北建筑工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算書
指導(dǎo)教師：梁建明 張燦果
設(shè)計(jì)題目：醫(yī)療垃圾處理設(shè)備 設(shè)計(jì)人：尤遠(yuǎn)見
設(shè)計(jì)項(xiàng)目
計(jì)算與說明
結(jié)果
第1章 前言
1.1醫(yī)療垃圾處理設(shè)備的目的和意義
醫(yī)療垃圾廢物是指醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)在醫(yī)療過程中產(chǎn)生的直接或間接感染性、毒性以及其他危害性的廢物，包括手術(shù)、包扎、生物培養(yǎng)、化驗(yàn)檢驗(yàn)的殘余物，傳染病人產(chǎn)生的生活垃圾、一次性注射器等。
醫(yī)療垃圾的危害性十分可怕，污染環(huán)境，危害人類健康。
污染環(huán)境方面，醫(yī)療垃圾對(duì)大氣、地下水、地表水、土壤等均有污染作用。垃圾露天堆放，造成大量氨氣、硫化物等有害氣體的釋放，嚴(yán)重污染大氣，其中垃圾分解散發(fā)的多氯聯(lián)苯、二惡英等，均是致癌物。 醫(yī)療垃圾攜帶的病原體、重金屬和有機(jī)污染物經(jīng)雨水和生物水解產(chǎn)生的滲濾液作用，可對(duì)地表水和地下水造成嚴(yán)重污染。垃圾滲濾液中的重金屬在降雨的淋溶沖刷作用下進(jìn)入土壤，導(dǎo)致土壤重金屬累積和污染。對(duì)醫(yī)療垃圾處理不當(dāng)還可對(duì)環(huán)境造成二次污染。
醫(yī)療垃圾還嚴(yán)重危害人體健康，醫(yī)療垃圾中有許多致病微生物，又往往是蚊、蠅、蟑螂和老鼠的繁殖地。這些病菌可以通過在垃圾中生活的生物，轉(zhuǎn)移給人類。醫(yī)療垃圾中還可能存在化學(xué)污染物及放射性等有害物質(zhì)，具有極大的危險(xiǎn)性。若對(duì)直接暴露于醫(yī)療垃圾的從業(yè)人員的管理與培訓(xùn)不是很嚴(yán)格，可能還會(huì)造成更多的危害。有些人將大量病人使用過的輸液器、塑料便盆等賣給塑料加工廠生產(chǎn)生活日用品，并進(jìn)入超市賣掉。藥販廉價(jià)收購百姓手中的過期藥品，經(jīng)過修改批號(hào)、重新包裝后，再次出手牟利。有人將使用過的一次性醫(yī)療器具私下賣給個(gè)體商販，加工包裝后賣給一些個(gè)體診所再次使用。因醫(yī)療垃圾回流社會(huì)再次使用，廢棄一次性醫(yī)療用品已成了艾滋病傳播的第四條途徑。
當(dāng)今社會(huì)對(duì)于環(huán)境保護(hù)的要求日益增加，而醫(yī)療垃圾作為一種極其危險(xiǎn)的環(huán)境污染種類，對(duì)其合理的處理也顯的十分重要。
1.2醫(yī)療垃圾的處理方法
用于處理醫(yī)療垃圾已有多種技術(shù)，根據(jù)處理原理不同，一般可分為滅菌消毒法、焚燒法、等離子體法、熱解法和衛(wèi)生填埋法等。
1.2.1滅菌消毒
滅菌消毒處理方法較多，可采取高溫高壓蒸汽滅菌法、化學(xué)消毒法、微波消毒法等。滅菌消毒法主要是通過高溫、高壓、化學(xué)試劑、一定頻率或波長(zhǎng)的微波等技術(shù)，破壞微生物及病毒的生存環(huán)境，降低醫(yī)療垃圾對(duì)人體健康及環(huán)境危害的程度。滅菌消毒法需針對(duì)不同的醫(yī)療垃圾選擇不同的滅菌方法，其滅菌效果限制因素較多，由于醫(yī)療垃圾的種類繁多且差異性大，因此有可能無法達(dá)到最佳的滅菌效果。而且垃圾的體積和外觀不會(huì)發(fā)生明顯改變，一般條件下可用于焚燒前的預(yù)處理，在某些情況下也可以作為最終填埋處置前的處理手段。
1.2.2高溫焚燒法
根據(jù)研究，醫(yī)療垃圾中占總重量92%的組分為可燃性成分，不可燃成分僅為8%，在一定溫度和充足的氧氣條件下，可以完全燃燒成灰燼。焚燒處理是一個(gè)深度氧化的化學(xué)過程，在高溫火焰作用下，焚燒設(shè)備內(nèi)的醫(yī)療垃圾經(jīng)過烘干、引燃、焚燒三個(gè)階段將其轉(zhuǎn)化成殘?jiān)蜌怏w，病原微生物和有害物質(zhì)在焚燒過程中也因高溫而被有效破壞，還能有效實(shí)現(xiàn)減容和減重。焚燒法適用于各種傳染性醫(yī)療垃圾，是醫(yī)療垃圾處理領(lǐng)域的主流技術(shù)。
1.2.3熱解處理法
熱解法是利用垃圾中有機(jī)物的熱不穩(wěn)定性，將醫(yī)療垃圾中有機(jī)成分在無氧或貧氧的條件下高溫加熱，用熱能使化合物的化合鍵斷裂，使大分子量的有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇夹詺怏w、液體燃料和焦炭的過程。這種處理技術(shù)與焚燒法相比溫度較低，無明火燃燒過程，重金屬等大都保持在殘?jiān)?，可回收大量的熱能，較好地解決了醫(yī)療垃圾焚燒處理技術(shù)的最大難題。
1.2.4等離子消毒法
等離子體法是處理醫(yī)療垃圾的一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，它消毒殺菌的原理是：用等離子體電弧爐產(chǎn)生的高溫殺死醫(yī)療垃圾中的所有微生物，摧毀殘留于細(xì)胞的毒性藥物和有毒的化學(xué)藥劑，并將金屬銳器及無機(jī)化學(xué)品熔融，使其徹底銷毀。
1.2.5衛(wèi)生填埋法
衛(wèi)生填埋法是目前醫(yī)療垃圾處理最常用的方法，其基本原理是醫(yī)療垃圾經(jīng)過粉碎處理減容及消毒后，填埋于指定地點(diǎn)，經(jīng)地下微生物分解作用將垃圾分解為無害的物質(zhì)。此種處理方法費(fèi)用較低，且不產(chǎn)生空氣污染，但部分有害物質(zhì)可能滲透進(jìn)入地下河流，具有一定的環(huán)境隱患。
1.3國內(nèi)醫(yī)療垃圾管理存在的問題
目前我國醫(yī)療垃圾處理過程存在的主要問題是部分醫(yī)療廢物混入生活垃圾而未進(jìn)行嚴(yán)格消毒等處理過程；醫(yī)療廢物包裝醫(yī)用小型焚燒爐分散樹立設(shè)備有待規(guī)范；醫(yī)療廢物處理達(dá)不到控制所需標(biāo)準(zhǔn)；眾多醫(yī)療機(jī)構(gòu)的醫(yī)療廢物沒有按照技術(shù)要求實(shí)施分類包裝，且包裝袋較薄，易破，利器盒封閉性不好，容易導(dǎo)致污染物泄露；運(yùn)輸設(shè)備簡(jiǎn)陋，自動(dòng)化和專業(yè)化程度較低，尚有待進(jìn)一步規(guī)范。
我國許多醫(yī)院雖已裝配小型醫(yī)用焚燒爐分散處理可燃醫(yī)療廢物，但由于處理量少，運(yùn)行費(fèi)用比較高，因此實(shí)際使用率都很低，能夠連續(xù)運(yùn)行的極少。且我國大部分醫(yī)院基本都是自行處置醫(yī)療廢物，許多傳染性醫(yī)療廢物只是簡(jiǎn)單的化學(xué)消毒處理，有的甚至未經(jīng)過任何處理直接混入生活垃圾運(yùn)走。
我國醫(yī)療垃圾處理尋在著許多問題，新型社會(huì)主義社會(huì)的環(huán)境保護(hù)要求日益嚴(yán)重，我國醫(yī)療垃圾處理管理應(yīng)當(dāng)?shù)玫絿?yán)格的規(guī)范化和正規(guī)化。
綜上，醫(yī)療垃圾處理方法大部分均需進(jìn)行一步粉碎減容處理，因此醫(yī)療垃圾粉碎處理機(jī)的發(fā)展得到更多的關(guān)注。
1.4醫(yī)療垃圾破碎機(jī)的作用及主要組成
1.4.1醫(yī)療垃圾破碎機(jī)的作用
由于醫(yī)療垃圾大都是固體廢物物，而破碎機(jī)對(duì)處理固體醫(yī)療垃圾來說，能起到很重要的作用，所以要選用固體破碎機(jī)。醫(yī)療垃圾破碎機(jī)通過一個(gè)容器將醫(yī)療廢物聚集，然后利用粉碎裝置將其剪切、撕裂和擠壓使垃圾尺寸減小達(dá)到減容的目的，并為之后的焚燒、填埋等做準(zhǔn)備。固體粉碎機(jī)如下圖1—1所示。
圖1—1固體粉碎機(jī)
1.4.2醫(yī)療垃圾破碎設(shè)備的主要組成
醫(yī)療垃圾破碎設(shè)備主要由電機(jī)配減速機(jī)帶動(dòng)兩根軸轉(zhuǎn)動(dòng),主軸上面有不規(guī)則的刀片,通過滾刀片對(duì)垃圾的剪斷剪碎撕扯,從而對(duì)垃圾實(shí)現(xiàn)破碎,這種兩軸對(duì)滾剪切的破碎機(jī)也叫撕碎機(jī),雙軸破碎機(jī)可以通過你需要破碎的產(chǎn)量及碎后的要求可確定其使用型號(hào)，這種破碎設(shè)備可根據(jù)對(duì)方整個(gè)生產(chǎn)線自動(dòng)化要求對(duì)設(shè)備高度及控制口對(duì)接,設(shè)備使用智能的PLC控制,還帶自動(dòng)反轉(zhuǎn)功能,在電器及設(shè)備結(jié)構(gòu)上都設(shè)有過載保護(hù)功能,多重保護(hù),減少設(shè)備故障率提高設(shè)備運(yùn)行效率。
1)破碎機(jī)主體
設(shè)備主要機(jī)體采用Q235鋼板焊接消除應(yīng)力處理整體機(jī)加工，確保設(shè)備在長(zhǎng)時(shí)間重負(fù)荷中穩(wěn)定性。
2）動(dòng)刀/定刀
動(dòng)刀材料采用專用特殊合金工具鋼鍛打毛坯，精密機(jī)加工、多次熱處理和低溫冷凍熱處理技術(shù)而成，整體韌性硬度一致能重復(fù)修復(fù)使用，確保在切削性能和使用壽命。定刀采用專利掛鉤式安裝，優(yōu)化刀具更換功能，使刀具維護(hù)更換更加高效。定刀結(jié)構(gòu)形式如下圖1—2所示。
3）軸承/密封
軸承座采用專利的拼合便拆式，能快速拆下動(dòng)刀、定刀、軸承等部件，易于維護(hù)和更換刀具，特有的密封結(jié)構(gòu)有效阻隔破碎物和油脂的接觸，處理液態(tài)物料也能保護(hù)軸承和齒輪等。
4）刀軸
采用高強(qiáng)度重載專用鋼材加工精制，更合理地配合刀具為切削提供有力的動(dòng)力。
5）機(jī)架料斗
可配合客戶場(chǎng)地個(gè)性化加工訂做，更加合理地融入生產(chǎn)線中進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。
1.5國內(nèi)外醫(yī)療垃圾粉碎研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)
1.5.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
醫(yī)療垃圾粉碎過程是個(gè)復(fù)雜的過程，其中涉及到物理及化學(xué)多方面的理論支持。因此，完整的、系統(tǒng)的粉碎功耗理論及機(jī)理需要在多學(xué)科支持下建立。我國由于資金和技術(shù)的限制，醫(yī)療垃圾粉碎多集中在小型破碎機(jī)的研究上，而業(yè)內(nèi)人士一致公認(rèn)國際上的破碎設(shè)備正在向大型化、高產(chǎn)、高效及節(jié)能降耗等方向發(fā)展。醫(yī)療垃圾處理設(shè)備是通過一個(gè)容器將醫(yī)療廢物聚集，然后利用粉碎裝置將其剪切、撕裂和擠壓使垃圾尺寸減小達(dá)到減容的目的。
目前,破碎機(jī)的發(fā)展主要存在如下問題:
(1)應(yīng)用新型耐磨材料較少。
目前,破碎機(jī)常選用常規(guī)的高鉻鑄鐵、超高錳鋼等。實(shí)際上破碎機(jī)中一些易磨損件應(yīng)采用較好的新型耐磨材料,可有助于提高破碎機(jī)的使用壽命。因此,對(duì)破碎機(jī)中關(guān)鍵部件,采用新型的耐磨材料應(yīng)該是破碎機(jī)發(fā)展中的一個(gè)方向。
(2)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)水平較低。
眾所周知,采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法,如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),可以提高產(chǎn)品的性能和可靠性,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力目前,利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行二維設(shè)計(jì)已經(jīng)十分普及,然而,利用三維繪圖軟件,如Pro/E進(jìn)行設(shè)計(jì)的較少,對(duì)破碎機(jī)的關(guān)鍵部件采用有限元軟件ANSYS進(jìn)行分析的較少,利用運(yùn)動(dòng)學(xué)軟件ADAMS對(duì)整機(jī)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析的也較少。因此,利用計(jì)算機(jī)對(duì)破碎機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)。
(3)破碎機(jī)的制造工藝水平較差。
破碎機(jī)的制造水平是研發(fā)先進(jìn)破碎機(jī)的基礎(chǔ)條件,而目前礦石機(jī)械中,多為粗放式的加工工藝,且缺少先進(jìn)的加工設(shè)備,這將難以保證破碎機(jī)的加工精度,破碎機(jī)的使用壽命和運(yùn)行的穩(wěn)定性也將難以保障。因此,提高破碎機(jī)制造工藝水平也需提高。
目前醫(yī)療垃圾處理設(shè)備的生產(chǎn)廠家有：斯瑞德環(huán)保設(shè)備科技有限公司、江蘇河海給排水成套設(shè)備有限公司、碎得機(jī)械(北京)有限公司等。
斯瑞德環(huán)保設(shè)備科技有限公司專業(yè)設(shè)計(jì)制造harden 牌的單軸/雙軸生活垃圾破碎機(jī)可用于醫(yī)療垃圾的破碎處理；江蘇河海給排水成套設(shè)備有限公司生產(chǎn)的醫(yī)療垃圾粉碎機(jī)適用于大中城市和大中型醫(yī)院對(duì)醫(yī)療垃圾的集中無害化處理。碎得機(jī)械(北京)有限公司的破碎機(jī)具有可靠性高、單機(jī)破碎能力大、比能耗(kWh/t)最低等優(yōu)點(diǎn)，已在國內(nèi)的生活垃圾焚燒發(fā)電廠、RDF衍生燃料處理廠、危險(xiǎn)廢物處理廠及醫(yī)療廢物處理、處置等企業(yè)得到廣泛、成功的使用。
斯瑞德的回轉(zhuǎn)剪切式破碎機(jī)有各種型號(hào)尺寸的醫(yī)療垃圾破碎機(jī)，以滿足客戶對(duì)產(chǎn)量的不同需求，也可以根據(jù)客人的具體要求定做。
1.斯瑞德雙軸破碎機(jī)堅(jiān)固耐用，適用于多種工況如木材破碎回收，生活垃圾處理，餐廚垃圾處理，醫(yī)療垃圾處理，電子硬盤破碎；
2、進(jìn)料斗形狀可選，
3、可配套進(jìn)出料輸送帶，
4、刀片厚度可由出料尺寸決定，
5、刀尖鉤形狀可選，
6、定刀掛在刀箱壁板上，方便快速拆裝與維護(hù)。
7、動(dòng)刀板用合金鋼打制，經(jīng)硬化耐磨處理，使用壽命長(zhǎng)；
8.斯瑞德破碎機(jī)剪切結(jié)構(gòu)經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證破碎效率和物料適用廣泛性
斯瑞德醫(yī)療垃圾破碎機(jī)設(shè)備特點(diǎn)：
1、大型破碎機(jī)配有減震液力偶合器；PLC全程控制；
2、破碎機(jī)可選瓦楞形料倉地板以使適合薄片物料；
3、管材破碎機(jī)推料塊可配備齒頭抓固物料
4、斯瑞德破碎機(jī)有多種刀輥槽型適應(yīng)與不同物料破碎的應(yīng)用；
5、醫(yī)療垃圾破碎機(jī)的動(dòng)刀齒形有多種選擇適應(yīng)于不同的物料性能和顆粒度要求。
斯瑞德大型垃圾撕碎機(jī)工作時(shí)，物料從料斗投進(jìn)，推料塊把物料推向轉(zhuǎn)動(dòng)的刀輥，PL系統(tǒng)通過控制推料塊的進(jìn)退來調(diào)節(jié)刀輥的負(fù)荷。推料塊帶有自潔機(jī)構(gòu)，保證碎料不會(huì)被帶出碎料倉。刀輥、定刀和篩網(wǎng)的相對(duì)集合尺寸調(diào)整到最終保證碎料的顆粒均勻度。出料可以配以螺旋出料機(jī)或皮帶輸送機(jī)。
1.5.2發(fā)展趨勢(shì)
就目前我國破碎機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展前景而言，國內(nèi)醫(yī)療垃圾破碎機(jī)的發(fā)展空間和潛力十分巨大，需要一段時(shí)間的摸索和開發(fā)。要縮小通國外粉碎機(jī)的技術(shù)差距，我國相關(guān)部門仍需加大資金投入，加強(qiáng)破碎基礎(chǔ)理論的研究，提高耐磨材料性能,提高制造工藝水平,利用計(jì)算機(jī)對(duì)破碎機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究,借以提高產(chǎn)品性能和可靠性,并擴(kuò)大使用范圍,是積極參與競(jìng)爭(zhēng)、開發(fā)中國破碎機(jī)市場(chǎng)的關(guān)鍵。
第2章 總體設(shè)計(jì)
2.1 概述
總體設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)中極為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，它是對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)械的總的設(shè)想，總體設(shè)計(jì)的成敗，關(guān)系到整部機(jī)械的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)，直接決定了機(jī)械設(shè)計(jì)的成敗。對(duì)于本設(shè)計(jì)，主要是對(duì)醫(yī)療垃圾進(jìn)行粉碎為以后進(jìn)一步處理做準(zhǔn)備。本醫(yī)療垃圾粉碎設(shè)備設(shè)計(jì)的核心是對(duì)垃圾的剪切擠壓裝置的設(shè)計(jì)，主要采用相互嚙合的刀體對(duì)醫(yī)療垃圾進(jìn)行擠壓剪切，進(jìn)而達(dá)到粉碎的目的。
總體設(shè)計(jì)原則：
1.遵守“三化”：零件標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)品系列化、部件通用化。
2.采用“四新”：新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝。
3.滿足“三好”：好制造、好使用、好維修。
制定總則之后，可以編制設(shè)計(jì)任務(wù)書，在調(diào)研的基礎(chǔ)上，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，從優(yōu)選擇總體方案，以確保設(shè)計(jì)的成功。制定總則之后，便可以編制設(shè)計(jì)任務(wù)書，在調(diào)研的基礎(chǔ)上，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，從優(yōu)選擇總體方案，以確保設(shè)計(jì)的成功。
2.2 設(shè)計(jì)任務(wù)
本設(shè)計(jì)主要針對(duì)醫(yī)療垃圾的處理，所以不同于一般的破碎機(jī)。要求能夠?qū)Ω鞣N材料的醫(yī)療垃圾如：玻璃、塑料、橡膠、金屬等材料的垃圾進(jìn)行粉碎，已達(dá)到所要求的標(biāo)準(zhǔn)，必要時(shí)要進(jìn)行消毒處理。再者就是醫(yī)療垃圾中可能有藥物剩余，其中不乏一些對(duì)環(huán)境有危害的藥物，所以要進(jìn)行特殊處理。
粉碎物及工作設(shè)備符合國家標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)要求達(dá)到結(jié)構(gòu)合理、生產(chǎn)成本低、能耗小，效率高，滿足工作性能，而且操作方便的目的。
技術(shù)要求：主軸轉(zhuǎn)速25r/min
電機(jī)功率30kW
刀輥直徑400mm左右
產(chǎn)量 （取決于物料）1500-3000kg
2.3 設(shè)計(jì)目的
1．培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識(shí)和技能，分析和解決機(jī)械工程實(shí)際問題的能力，熟悉生產(chǎn)技術(shù)工作的一般程序和方法。我們已經(jīng)經(jīng)過了三年的課本知識(shí)的學(xué)習(xí)，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以使我們將以前所學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行整合，綜合起來運(yùn)用到具體的實(shí)踐中，進(jìn)而能夠?qū)χR(shí)進(jìn)行深刻認(rèn)識(shí)，為以后工作打下基礎(chǔ)。
2．培養(yǎng)學(xué)生懂得工程技術(shù)工作所必須的全局觀念、生產(chǎn)觀念和經(jīng)濟(jì)觀念，樹立正確的設(shè)計(jì)思想和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)。使我們能夠從全局考慮，分析機(jī)器的使用目的。通過掌握的使用目的，結(jié)合所學(xué)知識(shí)找出機(jī)器的工作原理進(jìn)而設(shè)計(jì)出能夠達(dá)到目的的合理設(shè)備。
3．培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究，查閱技術(shù)；文獻(xiàn)、資料、手冊(cè)，進(jìn)行工程計(jì)算、圖樣繪制及編寫技術(shù)文件的能力。我們通過對(duì)自己所設(shè)計(jì)的設(shè)備進(jìn)行圖樣繪制時(shí)，在熟練運(yùn)用繪圖軟件的同時(shí)能夠變化圖邊發(fā)現(xiàn)問題，改進(jìn)設(shè)計(jì)方案，最終達(dá)到最優(yōu)效果。
2.4總體結(jié)構(gòu)形式
2.4.1破碎形式的選擇
本醫(yī)療垃圾粉碎設(shè)備本采用雙軸擠壓破碎形式，其主要破碎形式為擠壓破碎方式，另外還具有一定的剪切作用。刀軸由電機(jī)通過減速器帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，兩根刀軸逆向轉(zhuǎn)動(dòng)，刀軸上的類似齒狀的刀體類似齒輪相互嚙合，將垃圾物料咬進(jìn)刀體縫隙之間，隨著刀軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，刀體間的分析進(jìn)行從大到小到大的變化過程，此過程中物料經(jīng)歷被咬住，被壓碎，被帶出三個(gè)步驟，從而完成破碎過程。由于同軸刀體之間互成12.5度安裝，故刀體嚙合的過程中，對(duì)物料還有剪切的作用。對(duì)于堅(jiān)固物料主要進(jìn)行擠壓破碎作用；對(duì)于柔性物料，主要進(jìn)行剪切作用。由于采用了減速機(jī)降低了轉(zhuǎn)速，所以破碎過程具有粉塵較小、噪音較小，運(yùn)行平穩(wěn)等特點(diǎn)，而且通過量大，破碎效率較高。
圖2—1
本醫(yī)療垃圾處理設(shè)備，主要的部件有電機(jī)，大、小皮帶輪，皮帶，減速機(jī)，聯(lián)軸器，齒輪，刀軸，料槽，刀體、機(jī)架和殼體等。
各部分具體功能如下：電機(jī)為設(shè)備提供動(dòng)力。電機(jī)作為動(dòng)力源，具有啟動(dòng)方便，易于控制轉(zhuǎn)速，運(yùn)行平穩(wěn)，易于實(shí)現(xiàn)電氣控制等特點(diǎn)；大、小皮帶輪及皮帶傳遞電機(jī)扭矩到減速器，同時(shí)具有一定的減速作用。由于皮帶傳動(dòng)具有傳動(dòng)平穩(wěn)、緩沖吸震的特點(diǎn)，所以當(dāng)過載時(shí)對(duì)電機(jī)具有保護(hù)作用；減速機(jī)降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，增大電機(jī)扭矩，為刀軸提供工作扭矩；聯(lián)軸器用于兩軸之間的連接，保證動(dòng)力的傳遞。本設(shè)備中主要傳遞減速器與主刀軸之間的扭矩；齒輪主要用于傳遞動(dòng)力，保證兩刀軸能夠同等轉(zhuǎn)速，以保證刀體能夠互相嚙合；刀軸傳遞扭矩給刀體，同時(shí)連接刀體，齒輪，聯(lián)軸器等部件，是設(shè)備的關(guān)鍵部件；料槽用于儲(chǔ)備一定的醫(yī)療垃圾，同時(shí)保證垃圾一定的進(jìn)料速度；刀體相互嚙合，對(duì)醫(yī)療垃圾的進(jìn)行擠壓剪切作用，以達(dá)到粉碎減容的效果；機(jī)架和殼體為刀軸，減速器，電機(jī)進(jìn)行定位。
本醫(yī)療垃圾粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，粉碎能力強(qiáng)，適應(yīng)性能好，不僅能粉碎較大、較硬的醫(yī)療垃圾，如玻璃容器、塑料容器、注射器等，還能粉碎柔性醫(yī)療垃圾，如紗布、塑料膜等，綜合粉碎性能好，適用于大中城市和大中型醫(yī)院對(duì)醫(yī)療垃圾的集中無害化處理。
圖2—2設(shè)備簡(jiǎn)圖
本設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)
1、 厚實(shí)的刀體，采用合金結(jié)構(gòu)鋼，硬度大，能夠達(dá)到壓碎堅(jiān)固物體的目的；刀體間間隙配合合理，能夠?qū)θ嵝岳_(dá)到一定的剪切效果。
2、 刀體采用合金鋼制造，使用壽命長(zhǎng)。
3、 破碎機(jī)機(jī)架鋼板材厚實(shí)，可抗高扭矩，非常堅(jiān)固。
4、 易于操作，低耗能，維護(hù)費(fèi)用低、經(jīng)濟(jì)耐用。
2.5破碎機(jī)的工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
刀體的設(shè)計(jì)
圖2-3 刀體
2.5.1刀體的材料
垃圾破碎機(jī)工作時(shí)，刀盤上的刀頭起著至關(guān)重要的作用。因?yàn)樵撈扑闄C(jī)的破碎原理就是依靠刀頭和兩個(gè)刀盤之間的剪切力來把物料剪碎。而且城市固體垃圾成分復(fù)雜，對(duì)刀頭的強(qiáng)度、耐磨性和耐腐蝕性都有很高的要求。我們?cè)趫D2-1中可以看到．國外垃圾破碎機(jī)的刀頭和刀盤多為一體結(jié)構(gòu)，這樣雖然可以保證刀頭有足夠的強(qiáng)度。但是其工藝性有一定缺點(diǎn)，而且，就刀盤的選材而言，如果選用碳素鋼，顯然其硬度、耐磨性等其它機(jī)械性能不能滿足需要，如果選擇適合加工刀具的高速鋼或者硬質(zhì)合金時(shí)，其成本又太高，不能滿足設(shè)備設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性的要求。
2.5.2刀體尺寸的確定
刀體刀頂圓直徑為430mm,刀體厚度為55mm,每個(gè)刀體有8個(gè)刀齒，均勻分布于刀體，每個(gè)刀齒距為168.8mm,刀齒長(zhǎng)度為40mm。安裝時(shí)，四個(gè)刀體組成一組，整個(gè)刀軸共有7組28把刀，每?jī)蓚€(gè)相鄰的刀體互成12.5度角。刀體的基本結(jié)構(gòu)如上圖。
2.5.3刀體破碎過程分析
刀體破碎過程中有兩個(gè)擠壓作用區(qū)域，分別為刀體1、2相互嚙合過程中形成區(qū)域A和區(qū)域B。其中A區(qū)域的作用過程為刀體1刀齒的下平面與刀體2相嚙合的刀齒上曲面形成的區(qū)域隨著刀體的轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸減小，對(duì)區(qū)域內(nèi)的垃圾進(jìn)行擠壓作用；B區(qū)域的作用過程為刀體1的刀齒頂與刀體2的刀體內(nèi)壁及刀齒下平面形成作用空間，隨著刀體的轉(zhuǎn)動(dòng)，空間減小，從而對(duì)垃圾進(jìn)行擠壓作用。
圖2-4刀體破碎過程示意圖
2.5.4刀軸轉(zhuǎn)速的確定
刀頭的線速度V值對(duì)剪切(破碎)效果影響很大，不同物料破碎的最佳線速度也不同。當(dāng)v值增大時(shí)，刀頭對(duì)物料的打擊、剪切作用增強(qiáng)，也提高了破碎能力；但是v值過大時(shí)，則機(jī)器的空載功率增加，同時(shí)噪聲和振動(dòng)也隨之增加，導(dǎo)致剪切(破碎)能力下降。因此，v值對(duì)提高剪切、破碎效率及性能至關(guān)重要?？紤]機(jī)器的實(shí)際應(yīng)用，垃圾破碎機(jī)不可能只加工一種物料。我們暫采用工作軸的轉(zhuǎn)速為n=25r／min，我們可以通過改變電機(jī)轉(zhuǎn)速來得到最優(yōu)值。
2.5.5防護(hù)罩的設(shè)計(jì)
機(jī)器是為人類服務(wù)的，同時(shí)它叉在一定的環(huán)境中工作，人、機(jī)、環(huán)境三者構(gòu)成一個(gè)特定的系統(tǒng)。機(jī)器工作時(shí)不僅機(jī)器本身應(yīng)具有良好的安全性，而且對(duì)使用機(jī)器的人員及周圍的環(huán)境也應(yīng)有良好的安全性。為了保證操作人員的安全，防止在實(shí)際工作過程中，發(fā)生異物纏繞以及傷人情況，我們?cè)诼?lián)軸器上設(shè)計(jì)一個(gè)防護(hù)罩，這樣可以保障旋轉(zhuǎn)工件工作時(shí)的安全性。
2.6傳動(dòng)系統(tǒng)組成
2.6.1電動(dòng)機(jī)的選擇
由于本醫(yī)療垃圾粉碎設(shè)備的粉碎對(duì)象為醫(yī)療垃圾，刀軸轉(zhuǎn)速慢，故載荷較大且變化具有周期性；生產(chǎn)工藝對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求較低，故選擇電動(dòng)機(jī)的類型為異步電動(dòng)機(jī)。
由于負(fù)載較平穩(wěn)，對(duì)起制動(dòng)無特殊要求，所以選擇普通籠型異步電動(dòng)機(jī)。
根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的最高轉(zhuǎn)速和對(duì)電力傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的過渡過程性能的要求，以及機(jī)械減速機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度，選擇電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。
此外，還應(yīng)考慮運(yùn)行可靠性、設(shè)備的供貨情況、備品備件的通用性、安裝檢修的難易，以及產(chǎn)品價(jià)格、建設(shè)費(fèi)用、運(yùn)行和維修費(fèi)用及生產(chǎn)過程中前后期電動(dòng)機(jī)容量的變化關(guān)系等因素。
綜上考慮，選擇Y系列封閉式三相異步電機(jī)。
此電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：能防止水滴或其他雜物由垂直方向落入電機(jī)內(nèi)部，為籠型轉(zhuǎn)子。適用于拖動(dòng)對(duì)啟動(dòng)性能、調(diào)速性能及轉(zhuǎn)差率均無特殊要求的一般機(jī)械。主要性能及特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)牢固，運(yùn)行可靠，使用維修方便，性能良好?？刹捎脻M壓?jiǎn)?dòng)，在電網(wǎng)容量較小地區(qū)也可采用降壓?jiǎn)?dòng)。
2.6.2聯(lián)軸器的選擇
在本醫(yī)療垃設(shè)備中聯(lián)軸器連接在減速機(jī)和主刀軸之間，轉(zhuǎn)矩較大，轉(zhuǎn)矩變化中等，需要一定的緩沖減震作用，此處轉(zhuǎn)速很低，主刀軸與減速機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中根據(jù)安裝要求，易產(chǎn)生一定的附加相對(duì)位移，一級(jí)綜合考慮到動(dòng)力機(jī)系數(shù)，工況系數(shù)，啟動(dòng)系數(shù)，溫度系數(shù)等，應(yīng)當(dāng)選擇撓性聯(lián)軸器。
撓性聯(lián)軸器的特點(diǎn)及用途：具有定量補(bǔ)償兩軸相對(duì)偏移和一般減震、緩沖、電絕緣性能。外形尺寸小，重量較輕，承載能力較大，要求安裝精度高。用于正反轉(zhuǎn)變化較多、啟動(dòng)較頻繁的高、中速軸傳動(dòng)。不適用于凍災(zāi)變化大以及有強(qiáng)烈沖擊和扭振的場(chǎng)合。
2.6.3減速機(jī)的選擇
擺線針輪減速機(jī)是由少齒差漸開線齒形行星減速器發(fā)展而來的。所不同的是它的行星輪齒是采用擺線齒，而內(nèi)齒輪是采用針齒.
與普通減速器比較，擺線針輪傳動(dòng)和少吃差行星傳動(dòng)一樣，也具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。1.轉(zhuǎn)臂軸承載荷只有漸開線齒形的60%左右，即壽命提高5倍左右；
2.擺線輪與針輪間幾乎有半數(shù)齒同時(shí)接觸，而且擺線齒和針輪都可以磨削，故運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小；
3.針齒銷可以加套筒，使與擺線輪的接觸成為滾動(dòng)摩擦，延長(zhǎng)了擺線輪這一重要零件的壽命；
4.傳動(dòng)效率高，一般傳動(dòng)可達(dá)90%到95%。
2.6.4帶傳動(dòng)的選擇
V帶的橫截面呈等腰梯形，帶輪上也作出相應(yīng)的輪槽。傳動(dòng)時(shí)V帶的兩個(gè)側(cè)面和輪槽接觸。槽面摩擦可以提供更大的摩擦力。另外，V帶傳動(dòng)允許的傳動(dòng)比大，結(jié)構(gòu)緊湊，大多數(shù)V帶已標(biāo)準(zhǔn)化。
優(yōu)點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、造價(jià)低廉、不需要潤(rùn)滑以及緩沖、吸震、易維護(hù)等特點(diǎn)。
缺點(diǎn):
滑動(dòng)損失
皮帶在工作時(shí)，由于帶輪兩邊的拉力差以及相應(yīng)的變形經(jīng)差形成彈性滑動(dòng)，導(dǎo)致帶輪與從動(dòng)輪的速度損失。彈性滑動(dòng)與載荷、速度、帶輪直徑和皮帶的結(jié)構(gòu)有關(guān)，彈性滑動(dòng)率通常在1%-2%之間。有的皮帶傳動(dòng)還有幾何滑動(dòng)。
過載時(shí)將引起打滑，使皮帶的運(yùn)動(dòng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，效率急劇下降，磨損加劇，嚴(yán)重影響皮帶的壽命。
滯后損失
皮帶在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生反復(fù)伸縮，特別是帶輪上的繞曲會(huì)使皮帶體內(nèi)部產(chǎn)生摩擦引起功率損失。
空氣阻力
高速傳動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)中的風(fēng)阻將引起轉(zhuǎn)矩?fù)p耗，其損耗值與速度的平方成正比。因此，設(shè)計(jì)高速皮帶傳動(dòng)時(shí)，皮帶的表面積宜小，盡量用厚而窄的皮帶，帶輪的輪輻面要平滑，或用輻板以減小風(fēng)阻.
2.6.5齒輪的選擇
齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)總最重要的傳動(dòng)之一，形式很多，應(yīng)用廣泛。
主要特點(diǎn)為：效率高：在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)的效率為最高；結(jié)構(gòu)緊湊：在同樣的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般較?。还ぷ骺煽俊勖L(zhǎng)：設(shè)計(jì)制造正確合理、使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，工作十分可靠，壽命可長(zhǎng)達(dá)一、二十年，這也是其他機(jī)械傳動(dòng)所不能比擬的；傳動(dòng)比穩(wěn)定：傳動(dòng)比穩(wěn)定往往是對(duì)傳動(dòng)性能的基本要求。
但是齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴，且不宜用于傳動(dòng)距離較大的場(chǎng)合。
本醫(yī)療垃圾粉碎設(shè)備中在兩刀軸之間安裝一對(duì)齒輪，作用為將減速器輸入的扭矩平均分配到兩根刀軸，同時(shí)保證兩根刀軸以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，保證刀體的嚙合。根據(jù)總體布局，齒輪采用半開式，且設(shè)備作用只需齒輪傳遞徑向力，故采用直齒圓柱齒輪。
2.6.6軸承的選擇
刀軸的兩軸各裝一個(gè)軸承，軸承對(duì)刀的軸向和徑向定位具有重要作用，分析刀體的主要破碎形式為擠壓形式，可知刀軸所受的載荷很大，故優(yōu)先選擇圓柱滾子軸。又軸上的刀體需要軸承進(jìn)行軸向定位，且破碎形式有一定的剪切破碎形式，故需要一定的軸向力。綜上考慮，選用內(nèi)圈有單擋邊的圓柱滾子軸承NJ系列。
第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
電動(dòng)機(jī)效率為0.91；
V帶的效率為0.94；
聯(lián)軸器的效率為0.99；
減速器的效率為0.9；
所以傳到齒輪上的功率為
=300.910.940.90.99=22.86KW
主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)速為25r/min,齒數(shù)比u=1,工作壽命為15年（設(shè)每年工作300天），兩班制。
（1）選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)
1）選用標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。
2）粉碎機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度。
3）齒輪的材料選擇為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS。
4）初步選取齒輪的齒數(shù)為=50= 。
5）選取螺旋角
（2）按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算
1）試選載荷系數(shù)
試選載荷系數(shù)=1.6
2）選取區(qū)域系數(shù)
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-30選取區(qū)域系數(shù)=2.433
3)確定線性重合度
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-26得，
4）接觸疲勞強(qiáng)度極限
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-21d查得齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限=600MPa
5)小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
6）齒寬系數(shù)
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7，
7）選取彈性影響系數(shù)
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6，
8）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N
9）選取接觸疲勞壽命系數(shù)
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-19選取接觸疲勞壽命系數(shù)
10)計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1
11)許用接觸應(yīng)力
12）計(jì)算小齒輪分度圓直徑
13)計(jì)算圓周速度v
14)計(jì)算齒寬b及模數(shù)
15）縱向重合度
16)計(jì)算載荷系數(shù)K
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-2，使用系數(shù)
圖10-8，動(dòng)載荷系數(shù)；
表10-4，；
圖10-13，；
表10-3，；
載荷系數(shù)為
17）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得到的分度圓直徑d1
18）計(jì)算模數(shù)
(3)按齒根彎曲強(qiáng)度計(jì)算
1）計(jì)算載荷系數(shù)K
2）選取螺旋角影響系數(shù)
根據(jù)縱向重合度,從《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-28中查得螺旋角影響系數(shù)
3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)
4)查取齒形系數(shù)
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5，
5)應(yīng)力校正系數(shù)
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5，
6）齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20c選取齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
7）彎曲疲勞壽命系數(shù)
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18，
8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4
9）比較的大小
兩齒輪的大小相同
10）設(shè)計(jì)計(jì)算
對(duì)比此結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，取，還可滿足彎曲強(qiáng)度。
根據(jù)軸間距、刀的大小和刀齒之間的間隙，確定分度圓直徑為，前面算得的分度圓直徑為397.81mm，相差不多，故設(shè)計(jì)合理。
計(jì)算應(yīng)有的齒輪齒數(shù)：
，圓整為48，所以，這樣設(shè)計(jì)出的齒輪傳動(dòng)，既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度，又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費(fèi)。
（4）幾何尺寸計(jì)算
1）計(jì)算中心距a
，將中心距圓整為396mm
2）按圓整后的中心距修整螺旋角
因?yàn)橹底兓欢?，故參?shù)、、等不必修正。
3）齒輪的分度圓直徑
4）計(jì)算齒輪寬度b
，圓整后取B1=245mm，B2=240mm。
5)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
因齒輪齒頂圓直徑大于160mm、而又小于500mm，故齒輪均采用腹板式結(jié)構(gòu)。
，其他有關(guān)尺寸參照《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-39的結(jié)構(gòu)尺寸。
3.2軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
（1）計(jì)算輸入軸上的功率P、轉(zhuǎn)速n和轉(zhuǎn)矩T
（2）初步確定軸的最小直徑
選取軸的材料為45鋼，調(diào)制處理。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-3，取A0=112，于是得
輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器的直徑dⅠ-Ⅱ。為了使所選的軸直徑dⅠ-Ⅱ與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)。
（3）選定聯(lián)軸器
聯(lián)軸器計(jì)算轉(zhuǎn)矩，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表14-1，考慮到轉(zhuǎn)矩變化中等，故取，則
，按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》表11-15，選用HL9型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為16000，半聯(lián)軸器的孔徑，故取dⅠ-Ⅱ=110mm，半聯(lián)軸器的長(zhǎng)度L=212mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度。
彈性柱銷聯(lián)軸器傳遞轉(zhuǎn)矩的能力很大，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，安裝、制造方便，耐久性好，彈性柱銷有一定的緩沖和吸振能力，允許被連接兩軸有一定的軸向位移以及少量的徑向位移和角位
（4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1）擬定軸上的零件裝配方案
初步擬定軸上零件裝配方案如下圖
2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑
1.為了滿足聯(lián)軸器軸向定位的要求，Ⅰ-Ⅱ軸段右端需制一軸肩，故Ⅱ-Ⅲ段直徑dⅡ-Ⅲ=118mm；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑選擋圈直徑D=130mm。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度；為了保證擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故Ⅰ-Ⅱ段長(zhǎng)度應(yīng)比略短一些，且需裝軸套對(duì)齒輪左端定位，現(xiàn)取
lⅠ-Ⅱ=167-2+20=185mm。
2.取安裝齒輪處的直徑為dⅡ-Ⅲ=118mm；齒輪的左端與左聯(lián)軸器之間采用套筒定位。已知齒輪的輪轂寬度為mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取lⅡ-Ⅲ=240mm。
齒輪右端采用軸肩定位，軸肩高度h=（0.07~0.1）d，取h=8mm，dⅢ-Ⅳ=134mm。
3.初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受到徑向力和軸向力作用，故選單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)dⅢ-Ⅳ=134mm，查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8-29產(chǎn)品目錄中，初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承30228，其尺寸為。故dⅣ-Ⅴ=140mm,
dⅦ-Ⅷ=140mm，lⅦ-Ⅷ=45.75mm
4.軸承端蓋的總寬度為20mm。根據(jù)軸承端蓋的拆裝及便于對(duì)端蓋內(nèi)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與齒輪的右端面間的距離為39mm，軸承端蓋長(zhǎng)m=6mm，故取lⅢ-Ⅳ=39+6+20=65mm。
5.取刀距箱體內(nèi)壁的距離為a=5mm?？紤]到箱體的制造誤差，在確定滾動(dòng)軸承的位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離S,取S=8mm。已知滾動(dòng)軸承寬度T=45.75mm，則
lⅣ-Ⅴ=T+S+a+4=45.75+8+5+4=62.75mm
6.確定刀軸的長(zhǎng)度和直徑。已知每把刀的寬度為50mm，共安裝有28把刀，刀與刀之間的間隙為5mm，則刀軸長(zhǎng)lⅤ-Ⅵ=，刀軸直徑dⅤ-Ⅵ=145mm。
7.確定軸肩的長(zhǎng)度與直徑。已知最右端刀的右刀面距箱體的距離為5mm，考慮箱體的制造誤差，在確定右端滾動(dòng)軸承的位置時(shí)，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離S,取S=8mm，則軸肩的長(zhǎng)度lⅥ-Ⅶ=8mm，此時(shí)右端滾動(dòng)軸承靠軸肩定位。查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8-29，確定軸肩的直徑dⅥ-Ⅶ=154mm。
至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。
3）軸上零件的周向定位
刀體、齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按軸的直徑dⅠ-Ⅱ=110mm，查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》表5-4，平鍵截面=32mm18mm,鍵槽用鍵槽銑刀加工，鍵槽長(zhǎng)度為140mm；選用的平鍵。同理按dⅡ-Ⅲ=118mm，查表5-4，選用平鍵為。
每四把刀為一組，為，則選擇平鍵為。
4) 軸組件的配合
主軸的配合表面最終加工采用外圓磨，精度等級(jí)為6級(jí)；非配合表面采用精車，精度等級(jí)8級(jí)；其上鍵槽采用鏜削加工，精度等級(jí)7級(jí)。
滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，其外圈與殼體孔的配合采用基軸制，內(nèi)圈與軸頸的配合采用基孔制。由于軸承內(nèi)圈與軸一起旋轉(zhuǎn)，為了防止內(nèi)圈與軸頸的配合面相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生磨損，要求配合具有一定的過盈，但由于內(nèi)圈是薄壁零件，過盈量不能過大。軸承精度選E級(jí)，則查《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》中表2-14與表7-7、7-8，選內(nèi)圈與軸頸的配合為H7/k6，軸承外圈安裝在殼體中，通常不旋轉(zhuǎn)，兩者間不要求太緊，且有一定的受熱膨脹量，故而采用過渡配合。查《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》表2-14與表7-7，選軸承外圈殼體孔的配合采用K7/h6。
在鍵連接中，轉(zhuǎn)矩是通過鍵的側(cè)面與鍵槽的側(cè)面相互接觸來傳遞的。因此它們的寬度b是主要的配合尺寸。由于鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，所以鍵與鍵槽寬b的配合采用基軸制。按照配合松緊的不同，普通平鍵分為松聯(lián)接、正常聯(lián)接和緊密聯(lián)接，則查《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》表11-2，采用平鍵正常聯(lián)接，軸槽與鍵配合為N9/h8，輪轂槽與鍵配合為JS9/h8。
對(duì)于聯(lián)軸器與軸的配合，聯(lián)軸器為標(biāo)準(zhǔn)件，其與軸的配合應(yīng)為基孔制，故查《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》表2-13、2-23、2-24，選擇的配合為H7/s6。
主軸與刀片輪轂配合及主軸與齒輪配合，均采用基軸制，查《互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》表2-24選配合為P7/h6。
(5) 確定軸上圓角和倒角尺寸
查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-2，左端軸端倒角為2.5mm，右端軸端倒角為3.0mm，各軸肩處的圓角半徑見零件圖。
（6）求軸上的載荷
1）求作用在齒輪上的力
因兩軸工作狀態(tài)相同，齒輪的傳遞效率為0.98，即
。
已知齒輪的分度圓直徑d=396mm，則
由于軸承=49mm，查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》411頁，齒輪的作用點(diǎn)取齒輪的中點(diǎn)，圓錐滾子軸承采用正裝，則軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖如上圖所示。
3）軸的水平受力
由受力圖得,
;
彎矩圖如下：
4）軸的垂直受力
由受力圖得:
彎矩圖如下：
5）合成彎矩圖及校核
合成彎矩圖為：
6）軸上扭矩圖
扭矩圖如下：
(7)校核軸的強(qiáng)度
進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強(qiáng)度，即截面A或C。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》式15-5及上面所計(jì)算的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)變力，取，軸的計(jì)算應(yīng)力：
截面A：
截面C：
由軸的材料為45鋼，調(diào)制處理，由表15-1查得，因此，故安全。由于D截面受扭矩較大，故需要校核。
查 《機(jī)械設(shè)計(jì)》表15-3，，則
，故安全。
3.3鍵的校核計(jì)算
1）軸與聯(lián)軸器連接的鍵的校核
其尺寸為，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-2，取許用應(yīng)力，鍵的工作長(zhǎng)度
，鍵的接觸高度
，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式6-1，
連接的擠壓強(qiáng)度不夠，因此改為雙鍵，相隔布置，雙鍵的工作長(zhǎng)度，同理得
，滿足要求，故安全。
2）齒輪與軸連接的鍵的校核
其尺寸為，
由表6-2取許用應(yīng)力,
鍵的工作長(zhǎng)度，
鍵的接觸高度，
由式6-1得
滿足要求故安全。
3.4軸承的校核計(jì)算
1）兩軸承受到的徑向載荷
查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，圓錐滾子軸承30228，基本額定靜載荷,基本額定動(dòng)載荷
。
2)兩軸承的計(jì)算軸向力
對(duì)于30228型軸承，按《機(jī)械設(shè)計(jì)》表13-7，軸承的派生軸向力,其中查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》表8-29，可知Y=1.4，
軸承1放松，軸承2壓緊。
軸承1：；軸承2：
因軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，按表13-6，
，則
3)驗(yàn)算軸承的壽命
因?yàn)?所以按軸承1的受力大小驗(yàn)算
滿足要求，故安全。
3.5公差配合的確定
主軸的配合表面最終加工采用外圓磨，精度等級(jí)6級(jí)；非配合表面采用精車，精度等級(jí)8級(jí)；其上鍵槽采用鏜削加工，精度等級(jí)7級(jí)。
滾動(dòng)軸承是標(biāo)準(zhǔn)件，其外圈與殼體孔的配合采用基軸制，內(nèi)圈與軸頸的配合采用基孔制。由于軸承內(nèi)圈與軸一起旋轉(zhuǎn)，為了防止內(nèi)圈和軸頸的配合面相對(duì)滑動(dòng)而產(chǎn)生磨損，要求配合具有一定的過盈。但由于內(nèi)圈是薄壁零件，過盈量不能過大。軸承精度選E級(jí)，則查互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)中表2-14與表7-7及表7-10選內(nèi)圈和軸頸的配合為H7/k6 。軸承外圈安裝在殼孔中，通常不旋轉(zhuǎn)，兩者間不要求太緊，且有一定的受熱膨脹量，故而采用過渡配合。查互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)中表2-14與表7-7選軸承外圈殼體孔的配合采用K7/h6 。
在鍵聯(lián)接中，轉(zhuǎn)矩是通過鍵的側(cè)面與鍵槽的側(cè)面相互接觸來傳遞的，因此它們的寬度b是主要配合尺寸。由于鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，所以鍵與鍵槽寬b的配合采用基軸制。按照配合松緊不同，普通平鍵分為松聯(lián)接、正常聯(lián)接和緊密聯(lián)接。則查互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)中表11-2采用平鍵正常聯(lián)接軸槽與鍵配合為N9/h8 ，輪轂槽與鍵配合為JS9/h8 。
對(duì)于聯(lián)軸節(jié)與軸的配合，對(duì)鋼和鑄鐵零件適于做永久性結(jié)合，不用鍵可傳遞力矩需用熱脹或冷縮法裝配，需過盈較大，且聯(lián)軸器是標(biāo)準(zhǔn)件其與軸的配合應(yīng)為基孔制，故查互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)中表2-13、表2-23與表2-24選配合為H7/s6 。
主軸與刀片輪轂配合及主軸與齒輪配合均采用基軸制，查互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)中表2-24選配合為P7/h6 。
3.6 進(jìn)料口的設(shè)計(jì)
進(jìn)料口的形式如圖所示，由Q235焊接組成，用螺栓與工作倉相連，形狀為倒梯形，方便進(jìn)料，防止物料外濺，大小斜度可根據(jù)要求自由決定。
進(jìn)料口上長(zhǎng)度為1600mm，下部長(zhǎng)度為900mm，高度為1000mm，上部寬度為550mm。
3.7工作艙的設(shè)計(jì)
刀箱結(jié)構(gòu)形式如圖：
刀箱部分結(jié)構(gòu)如圖所示，由Q235焊接而成，為了拆裝維修檢查方便由三塊板焊接，再將最后側(cè)面最后一塊用螺栓連接起來，裝卸方便。
側(cè)面單獨(dú)一塊板得長(zhǎng)度為590mm，寬為50mm，其他焊接在一起的三塊板長(zhǎng)度分別為800mm，550mm，刀箱內(nèi)部寬度為450mm
3.8出料口的設(shè)計(jì)
圖3-12 出料口
3.9刀箱的設(shè)計(jì)
刀箱部分結(jié)構(gòu)如總體圖所示，由Q235焊接而成，為了拆裝維修檢查方便由三塊板焊接，再將最后側(cè)面最后一塊用螺栓連接起來，裝卸方便。
為了保證足夠的強(qiáng)度，為主軸提供可靠地力矩，刀箱體的側(cè)面設(shè)計(jì)有若干加強(qiáng)筋。在刀箱體的前后兩面，軸承座也設(shè)計(jì)有加強(qiáng)筋進(jìn)行加強(qiáng)固定。
安裝時(shí)，軸承，刀體，刀軸，軸承箱體蓋依次順序安裝。
3.10機(jī)架的設(shè)計(jì)
由于幾乎所有部件均與機(jī)架相連，故機(jī)架不僅提供各部件的連接而且對(duì)各部件提供定位作用。但同時(shí)，由于送料的方便和出料的方便，初步機(jī)架的尺寸為總體圖所示。機(jī)架和地面采用地腳螺栓固定。
第四章 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)
歲月如梭，大學(xué)四年的學(xué)習(xí)已經(jīng)結(jié)束。最后一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)眼就要結(jié)束了?；貞浧疬@幾個(gè)月的生活，內(nèi)心充滿了緊張、忙碌和充實(shí)的感覺。在老師的耐心輔導(dǎo)和正確指導(dǎo)下，再經(jīng)過我自己的不懈努力，終于完成了這次任務(wù)繁重的畢業(yè)設(shè)計(jì)。
由于大學(xué)學(xué)習(xí)實(shí)踐環(huán)節(jié)的缺少，在設(shè)計(jì)中遇到了不少非常困難的問題，但通過老師的輔導(dǎo)和自己的努力，不斷解決了各種難題。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)給我一次非常難得的實(shí)踐機(jī)會(huì)，通過實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)的過程的結(jié)合讓我們深深的明白了理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要性。同時(shí)也給了我們一個(gè)查漏補(bǔ)缺的機(jī)會(huì)，知道了自己在那些知識(shí)面還有所欠缺。對(duì)于即將踏入社會(huì)工作的我們來說具有重大的意義。
由于設(shè)計(jì)本身具有一定的難度，以及自己知識(shí)的漏洞。設(shè)計(jì)可能存在一定的問題和有不足的地方。希望老師能指出設(shè)計(jì)不足的地方。對(duì)此對(duì)老師說一聲“謝謝”。
畢業(yè)設(shè)計(jì)在大學(xué)學(xué)習(xí)中占有相當(dāng)重要的位置，是對(duì)大學(xué)所學(xué)知識(shí)的檢閱，同時(shí)也是四年所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用與提高，更為我們即將到來的社會(huì)工作的一次大練兵。因此，畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我們個(gè)人的影響而言，其意義是無盡的，深遠(yuǎn)的。
在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，個(gè)人的設(shè)計(jì)和老師的輔導(dǎo)是相輔相成的，這樣可以啟發(fā)學(xué)生的思維能力，拓寬我們的視野，并且在設(shè)計(jì)中深深體會(huì)到了一名設(shè)計(jì)工作者的辛苦和直著，提高了我們綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和查閱各類資料的能力，使我們受益非淺，而且我這次設(shè)計(jì)完全達(dá)到了畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書中的要求。
最后，讓我再一次向耐心輔導(dǎo)和給予我們支持的畢業(yè)設(shè)計(jì)的老師，審圖老師以及答辯老師表示最衷心的感謝和美好的祝愿！
二零一三年六月二十日
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