电动机，型号为，电压，功率为，转速为。

初步设计的主轴转速为，因此总传动比，采用两级减速传动。

由于模板与辊轮板与辊轮间隙很小，旦有硬物如螺钉铁块等掉到模板上，辊轮碾压过，会产生很大挤压力和扭矩，致使电机过载，使模板辊轮表面破坏。

因此第级选用带减速传动，用带打滑来缓冲过大的载荷冲击。

传动比。

因为电动机为水平布置，而主轴为竖直方向，所以第二级采用圆锥齿轮减速传动，传动比。

第级减速传动确定计算功率式中传递的额定功率即电动机的额定功率，单位工作情况系数根据工况条件，选择所以，选择带型根据计算功率和小带轮的转速，选择普通带型确定带轮基准直径和根据带类型和最小基准直径，选取验算带的速度，，符合要求从动轮基准直径根据带轮的基准直径系列表，确定基准直径如下，确定中心距和带的基准长度由，确定根据带的基准长度计算公式，从而选取带基准长度再根据来计算实际中心距，验算主动轮上的包角，满足要求确定带的根数考虑包角不同的影响系数，简称包角系数考虑带的长度不同时的影响系数，简称长度系数，单根带的基本额定功率计入传动比的影响时，单根带额定功率的增量确定带的预紧力计算功率考虑带的长度不同时的影响系数，简称长度系数，带的根数带的速度计算带传动作用在轴上的力简称压轴力式中带的根数单根带的预紧力主动轮上的包角。

图大带轮圆锥齿轮传动选择材料及精度等级选用硬齿面齿轮传动，小齿轮用渗碳淬火，。

大齿轮用表面淬火，，选用级精度，要求齿面粗糙度式中为试验齿轮的接触疲劳极限应力，为接触疲劳强度寿命系数，为接触疲劳强度最小安全系数。

通过计算得按齿面接触疲劳强度设计，根据公式式中为载荷系数，为小齿轮的转矩，为齿数比，为材料的弹性系数，为齿宽系数，，为许用接触应力。

计算得大齿轮齿数式中为传动比为大齿轮的分度圆直径当两齿轮的齿面硬度都小于时何元斌生物质压缩成型燃料及成型技术农村能源，郑戈，杨世关，孔书轩，张百良生物质压缩成型技术的发展与分析河南农业大学学报，张百良，樊峰鸣，李保谦，张杰生物质成型燃料技术及产业化前景分析，陈喜龙，谭跃辉，王义强，严永林我国生物质颗粒燃料推广应用中存在的问题与发展对策可再生能源严永林生物质压缩成型设备的研究林业机械与木工设备刘圣勇，陈开锭国内外生物质成型燃料及燃烧设备研究与开发现状可再生能源致谢本论文从选题到设计方案的拟定都是在姚齐老师的悉心指导下完成的，在整个设计过程中，姚老师都给予了我莫大的关怀与帮助，每次遇到设计过程中的难题，姚老师都给予我耐心的讲解与分析，他负责任的态度让我敬佩不已，也是我学习的榜样。

我愿借此机会向姚老师致以崇高的敬意和由衷的感谢，与此同时，我还要感谢大学阶段教导过我的老师，在生活和学习上给予我帮助的同学们，正是因为你们的教导帮助和鼓励使得我的大学生活丰富多彩，这些也是我今后工作和学习的动力与源泉。

所以，取，则，取齿数比与设计要求的传动比误差为，可用。

模数大端模数取标准模数大端分度圆直径节锥顶距节圆锥角大端齿顶圆直径小齿轮大齿轮齿宽按照齿根弯曲疲劳强度校核式中为试验齿轮的弯曲疲劳极限应力，为弯曲疲劳强度寿命系数，为弯曲疲劳强度最小安全系数。

通过计算得根据齿根弯曲疲劳强度校核公式计算得，因此安全可用。

碾压装置的设计平模的设计平模直径为，厚度为，在平模上开有个模孔，模孔的孔径为，为防止秸秆压块的开裂，在模孔的上表面开有角度为的锥度。

图平模压辊的设计压辊的直径为，因为平模上孔径为，为减小摩擦力，将与平模接触部分的压辊宽度设计为，辊轮腹宽度为。

为增强压辊对物料的碾压，将辊轮设计为带齿槽的圆柱体，在压辊的圆周表面上拉有与轴线平行的条形齿，条形齿个数为个，每个条形齿的宽度为，深度为，相邻齿之间的距离为。

图压辊碾压装置装配图图装配图结论及后续研究展望本文论述了生物质压缩成型技术在国内外的研究进展情况，并比较了各种生物质压缩成型设备的性能。

同时，利用平模制粒机的简化力学模型对设备的主要技术参数进行了计算，这些性能参数有挤压力主轴功率生产能力等。

根据主轴功率的大小，选择了合适的电动机，并选择了带传动和圆锥齿轮传动的两级减速传动方法，并确定了带和圆锥齿轮的参数，并对压辊和平模的外形尺寸进行了设计。

对压辊设计改进的探讨根据节模辊制粒作用的运动学分析，我们知道压辊相对于压模的运动，不仅有滚动，亦有滑动，沿压辊轴向作用半径处为压实着力点时，沿压辊轴向作用半径处辊模间的相对滑动速度为在时，压辊与平模的相对滑动速度为，即在压辊上存在条纯滚动的圆周线。

在这条纯滚动线的内侧，压辊相对于压模的转动线速度大于纯滚动所要求的速度，压辊相于压模作做部分无行程空转滑动，以减消转动线速度的超出部分在纯滚动线的外侧，压辊相对于压模转动线速度小于纯滚动所要求的速度，压辊相对于压模做部分无转动的平移滑动，以补偿转动线速度不足。

在压辊与平模接触的内外两端点，处，压辊与平模的线速度之差达到最大值，此处压辊滑移和滑转程度也最厉害。

在端点，处模板的线速度分别为对压辊而言，，对模板而言，，为了消除压辊与压模之间的线速度差，由可得，假定，间点处，模板和压辊的线速度致，则有，因为，得式中为平模转速为辊轮自传转速，为设计时的初选参数。

则要使压辊在轴向范围内保持纯滚动，根据式可得辊轮内外侧尺寸分别为式中为辊轮内侧圆周半径为辊轮外侧圆周半径为辊轮宽度为辊轮锥度角。

图锥辊平模制粒机装配图参考文献刘圣勇，陈开碇，张百良国内外生物质成型燃料及燃烧设备研究与开发现状可再生能源袁振宏，吴创之，马隆龙等编著生物质能利用原理与技术北京化学工业出版社，高增梁，方德明立式平模挤压造粒机的受力及操作参数分析浙江工学院学报，高增梁，方德明，钟建立立式平模挤压造粒机的设计浙江工学院学报吴创之，马隆龙主编生物质能现代化利用技术北京化学工业出版社，不必加粘结剂，但在粉碎颗粒需要细小，结构成型压力需要大，滚筒挤压式小颗粒成型实际就是这种类型。

生物质压缩成型工艺生物质压缩成型在加工方式上可分为冷压成型与热压成型，干态成型与湿压成型，以及加粘结剂或不加粘结剂。

根据主要工艺特征的差别，可将这些工艺从广义上分为常温湿压成型热压成型和碳化成型和冷压态成型。

常温湿压成型工艺常温湿压成型工艺常用于含水量较高的原料。

纤维类原料经定程度的腐化后，会损失定能量，但是其挤压加压性能会有明显改善。

纤维类原料在常温下，浸泡数日水解处理后，其压缩成型特性明显改善，纤维变得柔软湿润皱裂并部分降解，易于压缩成型。

利用简单的模具，将部分降解后的农林废弃物中的水分挤出，即可形成低密度的压缩成型燃料块。

这技术在泰国菲律宾等国得到定程度的发展，所生产的成型燃料块平均热值约，被当地称为绿色碳，在燃料市场上具有定的竞争能力。

常温湿压成型般设备比较简单，容易操作，但是成型部件磨损较快，烘干费用高，多数产品燃烧性能较差。

热压成型工艺热压成型工艺是目前普遍采用的生物质压缩成型工艺。

其工艺流程为原料粉碎干燥混合挤压成型冷却包装。

热压成型技术发展到今天，已有各种各样的成型工艺问世，总的看来可以根据原料被加热的部位不同，将其划分为两类类是原料只在成型部位被加热，称为非预热热压成型工艺另类是原料在进入压缩机构之前和在成型部位被分别加热，称为预热热压成型工艺。

两种工艺的不同之处在于预热热压成型工艺在原料进入成型机之前对其进行了预热处理，这样降低了成型所需压力，从而大幅度提高了成型部件的使用寿命，显著降低了单位能耗。

炭化成型工艺根据工艺流程不同，炭化成型工艺又可分为两类，类是先成型后炭化类是先炭化后成型。

先成型后炭化工艺工艺流程为原料粉碎干燥成型炭化冷却包装。

先用压缩成型机将松散碎细的植物废料压缩成具有定密度和形状的燃料棒，然后，用炭化炉将燃料棒炭化成木炭。

先炭化后成型工艺工艺流程为原料粉碎除杂炭化混合粘结剂挤压成型成品干燥，包装。

先将生物质原料炭化成粉粒状木炭，然后再添加定量的粘结剂，用压缩成型机挤压成定规格和形状的成品木炭。

由于原料纤维结构在碳化过程中受到破坏，高分子组份受热裂解转换成炭并释放出挥发份，使其挤压成型特性得到改善，成型部件的机械磨损和挤压过程中的能量消耗降低。

但是，炭化后的原料在挤压成型后维持既定形状的能力较差，贮运和使用时容易开裂和破碎，所以压缩成型时般要加入定量的粘结剂。

如果在成型过程中不使用粘结剂，要保证成型块的贮存和使用性能，则需要较高的成型压力，这将明显提高成型机的造价。

冷压成型工艺生物质冷压成型工艺即在常温下将生物质颗粒高压挤压成型的过程。

其粘接力主要是靠挤压过程所产生的热量，使得生物质中木质素产生塑化粘接。

冷压成型工艺般需要很大的成型压力，为了降低成型压力，可在成型过程中加入定的粘结剂。

如果粘结剂选择不合理，会对成型燃料的特性有所影响，因此在冷压成型工艺中，粘结剂的选择是致关重要的。

生物质压缩成型设备目前，国内外最常见的成型设备是螺旋挤压式成型机活塞冲压式成型机和压辊式颗粒成型机。

螺旋挤压式成型机螺旋挤压式成型机利用螺杆挤压生物质，靠外部加热，维持成型温度使木质素纤维素等软化，挤压成生物质压块。

为避免成型过程中原料水份的快速汽化造成成型块的开裂和放炮现象发生，般将原料的含水率控制在之间，成型压力的大小随原料和所要求成型块密度的不同而异，般在之间，成型燃料形状通常为直径的空心燃料棒。

螺旋挤压式成型机开发应用最早，当前应用最为普遍。

这类成型机运行平稳生产连续性好，主要问题是螺杆磨损严重使用寿命短以及单位产品能耗高。

为了解决螺杆首端承磨面磨损严重这问题，现在大多采用喷焊钨钴合金，焊条堆焊或碳化钨，或是采用局部渗硼处理和振动堆焊等方法对螺杆成型部位进行强化处理。

如图所示。

图螺旋挤压式成型机结构示意图活塞冲压式成型机活塞冲压式成型机的成型是靠活塞的往复运动实现的。

按驱动力不同分为机械式和液压式两种。

机械式冲压成型机是利用飞轮储存的能量通过曲柄连杆机构，带动冲压活塞，将松散的生物质冲压成生物质压块。

液压式冲压成型机是利用液压油缸所提供的压力，带动冲压活塞使生物质冲压成型。

冲压式成型机通常用于生产实心燃料棒或燃料块，所得的产品是压缩块其密度介于之间。

其中液压式冲压成型机对原料的含水率要求不高，允许原料含水率高达左右。

活塞冲压式成型机通常不用电加热，成型物密度稍低，容易松散，与螺旋挤压式成型机相比，明显改善了成型部件磨损严重的问题，但由于存在较大的振动负荷，所以机器运行稳定性差，噪音较大，润滑油污染也较严重。

挤紧压实，压力和密度逐渐增加，在压力克服了模孔与物料的间的摩擦力时，从模孔中挤压出来，点完成整个压制过程。

图模辊作用受力