本科毕业设计说明书（论文）

F刀片 =M/r

=0.083/0.054 =1.54 N 接下来计算刀片的水阻力矩： F离 =ma =mω2 R

=ρπd2/4 h R(2πn/60)2

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=7.85×3.14×0.0542×0.03×0.054×(15.83/0.054)2 =10.00 N

F合 =F离+F2+F刀片cosυ =10.00+11.8+1.54 =23.34 N 由公式 σ

刀片max

=Mρ/ Ip

=F合 r2/(πd4/32)

=16×32F合/(πr2） =1.30 MPa 显而易见满足强度要求。 2.3.5 刀盘的外形结构

在我国，厨余垃圾的种类有很多，其软硬程度、化学性质等都有较大的区别，根据这样的性质特点，可以采用组合式的粉碎刀盘，如下图2.6。

该刀盘由一组固定刀盘和一组旋转刀盘组成，在刀盘上面设置成中心对称的形状，有三角凸台、摆动刀片、竖起的三棱柱刀片。还有分布在刀盘周围的圆形通孔，便于粉碎后的垃圾流体排走，在刀盘直径周围还有一圈环形磨盘，和圆形刀盘的材料一样，当圆盘在高速转动时，由于离心力的作用，厨余垃圾会飞向四周，设置这样的环磨盘同样起到了粉碎垃圾的效果。同时它与电机通过铆钉和转轴连接在一起，属于过盈配合。

组合式的粉碎刀盘的特点：

（1）这样一套由固定和旋转刀盘组成的粉碎刀盘，可以解决硬度不一和化学性质复杂的厨余垃圾，在高速转动的组合刀盘的粉碎破坏下，达到了设计的最初要求，

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即把厨余垃圾粉碎到5mm以下的流体。

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（2）我们在刀盘设计中，在其表面设置了二十多个直径为4mm的通孔，其作用就是把粉碎后的垃圾流体排出粉碎机，另外一个好处就是降低刀盘的自身重量，提高其转动强度。

图 2.6 组合刀盘

2.4 电机的选择

2.4.1 电动机的工作原理

电动机是一项伟大的发，它的工作原理就是利用电磁感应原理，可以将电能转化为机械能来工作。通电时在磁场的作用下，产生电磁转矩，做定向旋转，同时为了确保S级和N级总有恒定的电流通过，需要电刷和换向器，这样的效果导致持续的向外输出功率，电动机就是在多磁极、多线圈的情况下进行工作的。 2.4.2 电动机的结构

电动机主要由转子、定子等零件组成。转子有铁心和绕组组成，转子铁心有硅钢片叠压而成。定子由铁心、绕组和机座组成，其中定子铁心是电动机磁路的一部分，

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2.4.3 电动机的种类

电动机的种类很多，所以会有多种不同的分类。

（1）可以按种类划分：直流电机和交流电机。

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由0.5mm的硅钢片层层叠压而成，其中间的绝缘体可以降低涡流损耗。

直流电动机再按结构和工作原理划分：无刷直流电机和有刷直流电机。 交流电机可划分为：单相电机和三相电机。

（2）直接按其工作原理划分：同步电动机、异步电动机、直流电动机。 异步电动机划分：交流换向电机和感应电动机。

（3）按转子结构划分：绕线转子感应电动机（绕线型异步电机）和笼型感应电机（鼠笼型异步电动机）。

（4）按其用途划分：控制用电机和驱动用电机。

（5）按其转速划分：低速电机、高速电机、调速电机、恒速电机。 2.4.4 电动机型号的选择

粉碎机电机的选择也是决定其质量的关键因素之一，首先电机容量要适当，选高了，工作效率低；选低了，容易过载，使电机报废，在电机上有绝缘物质，它可以用来降温，因为温度一旦上升，电机容易烧坏，在选择

电机时，一定要考虑其容量，还有其电流类别、最大转速、重量等。 （1）转速：食物垃圾粉碎机直流电机的转速一般在2700左右，而交流电机的转速约为直流电机的一半。

（2）寿命：基本上交流电机的使用时间要长于直流电机，但也有个别特殊的，比如无刷直流电机，其使用寿命就比交流电机长 。

（3）粉碎垃圾的效果：在厨余垃圾中，骨头算是一类相对硬度较大的垃圾，相比之下直流电机要优于交流电机。

（4）重量：因为电机是要安装在食物垃圾粉碎机的下面，如果电机重量过大的话容易压坏水槽，现在市面上的交流电机都超过7公斤，直流电机相对轻点。 综合考虑，直流电机的特点是可以快速而多次进行启动、反转、制动，其过载能力很高，调速性能好，调速范围大，可以平稳、准确的调整转速，以上特点都符合食物垃圾粉碎机的工作特点，所以决定直流电机。而在直流电机中，永磁式直流驱动电机用的永磁材料作为磁极，提供电机励磁源，而且永磁式电机不需要励磁线圈，其耗电小、散热快、过载能力强、转速平稳，所以设计时可以使用永磁式电机。

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结论：驱动电机选用永磁式直流驱动电动机。 接下来是通过计算来选择型号。 旋转到盘工作时克服的阻力：

F=F1 + F2

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=1.7+11.8

=13.5 N

刀盘线速度在上面以求得：

V=16.41 m/s

所需负载的功率： PV = FV

=13.5×16.41 =221.54 W 电机的额定功率Pd：我们取Pd =1.4 PV Pd =1.4 PV

=1.4×221.54

=310.15 W 根据所得功率，选择电机型号：ZYT104/12

该型号的主要数据是：功率：390 W；转速：2800r/min；电压：220 V；重量：3Kg。该电动机特点：耗电小、散热快、过载能力强、转速平稳，价格适中，而且可在国内进行维修。

3 零件实体建模

3.1 建模软件的介绍

（1）Pro/Engineer三维绘图软件： Pro/Engineer三维绘图软件是美国参数技术公司组织研发的一款三维软件。该软件处于当前三维绘图软件的领军地位。Pro/Engineer因为其强大的功能和新标准受到业界的推广和认可，是现今主流的CAD软件之一。Proe绘图软件是我在大二期间接触的，学了一些基本的绘图操作，用起来很方便，很有逻辑性，里面还有很多的功能没有学，是一款非常适合设计的软件。

（2）AutoCAD绘图软件：AutoCAD是欧特克公司在1982年的时候，自主开发的计算机辅助设计软件，该软件可用于二维设计、三维设计等多项功能，如今也是社会