1、摘要 碎紙機是對于需要報保密的廢棄文件、保密資料、圖紙、記有保密信息的廢紙以及試卷等需要安全處理的保密物件以及對于現代的一些信息載體（例如光盤，軟盤等）等進行切割處的工具，理既可以達到文件保密的作用，也可以方便處理日常廢棄品，為現代辦公提供一份環保清潔的保證。本文通過對碎紙機發展歷程的回顧，結合我國碎紙機的發展現狀，發現市場里的碎紙機體積大，成本高，效率偏低，為此力求在設計中做到小體積，低成本，高效率的碎紙機。首先根據設計要求并考慮到碎紙機的工作特性提出三種不同的傳動系統方案，通過對提出的不同傳動系統方案進行分析比較，最終擇優選擇二級齒輪減速傳動，并確定好碎紙機的傳動系統簡圖；根據設計要求給出

2、的數據進行計算各軸的轉速以及所傳遞的轉矩由此確定電機型號，并通過計算彎曲疲勞強度與接觸疲勞強度完成電機輸出減速齒輪組和碎紙刀傳動齒輪的設計與校核，以及這兩對齒輪的結構設計；由于碎紙刀軸是主要受力部分，因此又對碎紙刀軸進行最小直徑的計算以及軸上各部件的軸向及周向的固定及其位置進行了分析與確定；接下來又對碎紙刀刀具材料、形狀的選擇以及刀梳的形狀結構進行了簡單介紹，最終形成了碎紙刀軸、碎紙刀、齒輪等零件圖和碎紙機的裝配圖。因此本設計對于民用辦公或者企業辦公的日常需要是有著實際應用的意義。關鍵詞 碎紙機，傳動，齒輪AbstractThe machine of shredder is a cutting

3、 tool which is need for secrecy, newspaper obsolete documents, drawings, confidential information waste paper of confidential information secret objects and test to safe handling and for some information carrier of modern (e.g. CD, floppy disk and so on), not only can achieve file security role, but

4、 also be convenient handle daily waste products, provide a guarantee for the modern office environment clean. This paper reviews the development course of the shredder, combining with the development situation of the shredder in China, found the shredder market in large volume, high cost, low effici

5、ency, therefore to be small in volume, in the design of low cost, high efficiency the paper shredder. Firstly, according to the design requirements and considering the characteristics of paper shredder put forward three kinds of schemes of different transmission system, through the analysis and comp

6、arison of different transmission system is proposed, finally to select two gear reducer drive, and determine the shredder of transmission system；According to the given data of design requirements for speed calculation of each axis and transmission torque to determine the model of motor, completion o

7、f the motor output by calculating the bending fatigue strength and contact fatigue strength reduction gear set and shredding knife drive gear design and verification, as well as two pairs of the structural design of the gear；Shredding knife shaft is the main force part, the calculation of the minimu

8、m diameter and the shaft of the various components of the axial and the circumferential direction fixed its position on the shredding blade shaft analysis and determination；A brief introduction followed by shredding blade cutting tool materials, the choice of the shape and the shape of the knife com

9、b structure, culminating in the assembly drawing of the the shredding cutter shaft shredding knives, gear parts diagram and shredders；The design has a practical application significance of the day-to-day needs of the civilian office or corporate office.Key words office shredder ，transmission ，gear目錄

10、摘要.IAbstract.I1 緒論.3 1.1簡介.3 1.2發展歷史.3 1.3碎紙機的特性.4 1.3.1碎紙的方式和能力及其效果.4 1.3.2碎紙的速度和寬度及其容積.7 1.3.3其他特性.8 1.3.4處理對象的材質及其余事項.8 1.4設計的主要任務.9 1.4.1研究現狀與研究意義.9 1.4.2設計要求和設計的主要步驟.102 設計方案的選定及常見問題的解決.11 2.1設計的總體思想.11 2.2方案的提出及選定.11 2.2.1方案的提出.11 2.2.2方案的分析與比較.12 2.2.3方案的選定.12 2.3常見問題及解決方案.133 碎紙機機械部分的設計計算.14

11、 3.1電機的選擇及其輸出軸的設計計算.14 3.1.1電機的選擇.14 3.1.2電機輸出軸的設計計算.16 3.2傳動系統中各軸的轉速以及轉矩計算.17 3.2.1各軸的轉速計算.17 3.2.2各軸的功率計算.17 3.2.3各軸的輸出轉矩的計算.17 3.3減速機部分的設計與計算.18 3.3.1一級減速級齒輪組的設計與計算.18 3.3.2一級減速級齒輪的結構設計.22 3.3.3一級減速級輸出軸的設計.23 3.3.4二級減速級齒輪組的設計與計算.23 3.3.5二級減速級齒輪的結構設計.27 3.4主軸的設計與計算.28 3.4.1主軸齒輪的設計.28 3.4.2主軸齒輪的結構設

12、計.29 3.4.3碎紙刀輸出軸材料的選擇.30 3.4.4碎紙刀輸入軸材料的選擇.314 碎紙刀及其軸的設計計算.32 4.1刀具材料的選擇.32 4.2刀齒盤的形狀.33 4.3刀齒盤的公差及表面粗糙度.34 4.4刀梳的設計.34 4.5旋轉零件的潤滑方式及彈簧擋圈的確定.355 總結.35參考文獻.36致謝.36 41 緒論1.1簡介碎紙機對于現代辦公室來說是個不可或缺的工具。對于需要報保密的廢氣文件、保密資料、圖紙、記有保密信息的廢紙以及試卷等需要安全處理的保密物件，以前用手來銷毀，但是這種方法既不安全，效率又低，而且比較費力，特別是對于現代的一些信息載體（例如光盤，軟盤等）就不是好

13、方法了。碎紙機是由一組旋轉的刀刃、紙梳、驅動馬達和減速齒輪組成的。紙張從相互咬合的刀刃中間送入，被分割成很多的細小紙片，以達到保密的目的。碎紙機到現在為止經歷了七代的發展歷程，由最初的帶傳動、塑料齒輪、鏈傳動到現在的金屬齒輪傳動、優質合金齒輪傳動，功能也由最初的只能碎紙到現在的不僅可以碎紙，同時也可以碎光盤、回形針等硬質用品，碎紙機作為一種保密設備，已逐漸成為辦公室內不可缺少的一種簡易裝置，這不僅是因為它具有保密功能，更是因為它可以為現代辦公提供一份環保清潔的保證。1.2發展歷史 第一代碎紙機：第一代碎紙機傳動機構大多是皮帶傳動，帶傳動具有緩和沖擊、吸收震動、噪音少、成本低、保養維修較方便等優

14、點，但長時間工作，皮帶出現變形拉升，甚至斷裂現象，皮帶表面齒易磨損，出現機器運轉打滑。 第二代碎紙機：塑膠齒輪傳動，因塑膠齒輪在注塑、縮水等工藝上較難精確掌握，導致齒輪本身的精確度不高，在高速運行下，噪音大；因塑件較脆，韌性差，易出現斷齒現象。 第三代碎紙機：金屬鏈輪：靜音運行，低能損耗，高效切割，切割系統各部件的完美協調實現令人信服的功能。 第四代碎紙機：碎紙機傳動機構為金屬齒輪傳動，金屬齒輪克服了上述缺陷，但金屬齒輪間很難避免撞擊和摩擦聲音，由于金屬機構的安裝精度、齒輪嚙合處潤滑條件、長期運行潤滑效果等技術和維護上的不可控性，高速運轉會出現很大的工作噪音。 第五代碎紙機：金剛密合機芯，采用

15、合金剛材料，金屬刀具的淬火處理，完全數控機床加工技術，工藝上保證傳動部分安裝精度，使磨損降低到最低限度，確保產品質量穩定性、降低噪音。質量保證；超強全剛全齒輪，特制鋼材輥刀，優質高強力馬達。 第六代碎紙機：（現代）目前高科技多媒體系列粉碎機，技術含量高；可大量碎光盤、軟盤、磁帶、錄象等；帶有保護膜的嵌鈕面板，保證了前進、后退、停止、滿紙停機等功能。在關懷生活品質的現今，我們對于產品的環保功能、性能安全方面有了更高的要求，因此，儲紙箱分區，電機過熱保護功能，超負載自動停機功能、儲紙箱未關自動斷電等功能被越來越多地運用了進來。 第七代碎紙機：2010年，研發出最新專利制冷技術（水冷+風冷）碎紙機。

16、全新技術應用N倍效能，連續碎紙40分鐘以上，六大革新技術：A.冷卻系統大幅度增加機器連續工作時間和快速恢復待機狀態，減少人員工作時間，提高工作效率。B.超靜音設計工作噪音低于55分貝，創造安靜舒適的辦公環境。C.防堵卡系統優秀的齒輪設計有防卡紙現象，使用更放心。D.碎紙量控制系統能耗直觀的呈現，耗能全在掌握中。E.觸控操作首次采用觸摸技術應用于碎紙機，敢為人先，操控更人性，使用更方便，科技創造時尚。F.風冷系統水冷系統相輔相成，讓機器更快恢復最佳狀態。1.3 特性如何選擇適合自己的碎紙機，可以參考以下七大特性來選購，分別是碎紙方式、碎紙能力、碎紙效果、碎紙速度、碎紙寬度、碎紙箱容積以及其他特性

17、。 1.3.1 碎紙的方式和能力及其效果A.碎紙方式 圖1.1 粒狀效果 圖1.2 條狀效果 碎紙方式是指當紙張經過碎紙機處理后被碎紙刀切碎后的形狀。根據碎紙刀的組成方式，現有的碎紙方式有：碎狀、段狀、沫狀、條狀、粒狀、絲狀等。市面上有些碎紙機可選擇兩種或兩種以上的碎紙方式。不同的碎紙方式適用于不同的場合，如果是一般性的辦公場合則選擇粒狀、絲狀，段狀、條狀的就可以了。但如果是用到一些對保密要求比較高的場合就一定要用沫狀的。當前采用四把刀組成的碎紙方式是最先進的工作方式，碎紙的紙粒工整利落，能達到保密的效果。B.碎紙能力 碎紙能力是指碎紙機一次能處理的紙張厚度及紙張最大數目。一般碎紙效果越好則其

18、碎紙能力則相對差些，如某品牌碎紙機上標稱碎紙能力為A4，70g，7-9張，就是說明該碎紙機一次能處理切碎厚度為70g的A4幅面的紙七到九張。普通辦公室選用A4，70g，3-4張的就可以滿足日常工作需要，如果是大型辦公室則要根據需要選擇合適幅面和較快速度的碎紙機現有大型碎紙機一般都能達到60-70張每次。 C.碎紙效果 圖1.3 一級保密(條狀:6.3-12mm) 圖1.4 二級(條狀3.9-5.8/粒狀6-10.5 x 40-80mm) 圖1.5 三級(條狀1.9mm/粒狀3.9-6 x 25-53mm) 圖1.6 四級保密(粒狀:1.9-2 x 15mm) 圖1.7 五級保密(粒狀:0.78

19、 x 11mm) 圖1.8 六級保密(粒狀:1 x 5mm) 碎紙效果是指紙張經過碎紙機處理后所形成的廢紙的大小，一般是以毫米（mm）為單位的。粒、沫狀效果最佳，碎狀次之，條、段狀相對效果更差些。例如2*2mm保密效果可將A4紙張切成1500多小塊。不同的場合可根據實際需要選擇不同碎紙效果的碎紙機。如家庭和小型辦公室不牽涉到保密的場合可選用4mm*50mm、4mm*30mm等規格的就可以了。而要求保密的場合根據毀滅資料最低標準，電腦印字文件必須碎至3.8mm以下的紙條。對于高度機密的文件，應采用可縱橫切割的碎紙機，最好選用達到3mm*3mm及其以下規格碎紙效果的碎紙機。 1.3.2碎紙的速度和

20、寬度及其容積A.碎紙速度 也就是碎紙機的處理能力，一般用每分鐘能處理廢紙的總長度來度量，如3米/分，表示每分鐘可處理的紙張在沒有切碎之前的總長度。當然也有用厘米表示的，實際上是一樣的。B.碎紙寬度碎紙寬度就是碎紙機所要切碎的紙張在沒有進入碎紙機之前的最大寬度，也就是指碎紙機所能容許的紙張的寬度。通常要切碎的紙張要與切口垂直輸入，否則整行文字有可能完整保留，資料盡露；另外如果入紙口太細，紙張便會折在一起，降低每次所碎張數，且容易引至紙塞，降低工作效率。所以選擇碎紙機時一定要注意碎紙寬度的選擇。但普通辦公室一般只要能進入A4紙（大約190mm），所以220mm寬度就足夠用了。C.碎紙箱容積 碎紙箱

21、容積是指盛放切碎后廢紙的箱體體積。碎紙機生成的碎片存放于下列容器中的一種：低端的碎紙機一般放置于廢紙簍的上方，這樣切割完的碎片就簡單地放置在廢紙簍里；稍微貴一些的產品則自帶廢紙簍（碎紙箱）。大多數辦公用碎紙機一般都是封閉的帶輪子的柜子，能夠方便地在辦公室里移動，這種碎紙機就牽涉到了碎紙箱容積的選擇。普通辦公室和家用碎紙機出于實際需要和占地大小考慮可選擇較小容量的碎紙箱，大小在4升到10升之間為宜；中型辦公室以10-30升為最佳，大型辦公室可選用50升以上的碎紙箱。最后，還有一些碎紙機帶有一個能掛上塑料袋的架子。這樣的你只要準備能掛在架子上的塑料袋就行了。 1.3.3其他特性其他特性指的是碎紙機

22、除了本身應具有的功能外，與一般的碎紙機相比不同之處，如采用超級組合刀具，可碎信用卡，書釘；精密電子感應進/退紙功能。有些產品還具有超量/超溫/過載/滿紙/廢紙箱開門斷電裝置，機頭提起斷電保護系統，全自動待機/停機/過載退紙等。 1.3.4處理對象的材質及其其余事項A.處理對象的材質 圖1.9 紙張 絕大多數碎紙機是設計成處理紙張的，通常是紙片或者紙條。如果您打算粉碎計算機的打印件，那么最好選擇入口比較寬大的型號，這樣紙張能夠直接進入機器進行處理。還有一些碎紙機采用了進紙斗，這樣就能夠處理揉成一團的紙張了。還有一些碎紙機能夠處理更多的東西。信用卡、錄象帶或者軟盤都能夠被這些機器所粉碎。B.其余事

23、項 維護要求:基本的經濟型辦公用碎紙機設計壽命是到年。后續的維護措施包括給切割裝置上油以減少磨損，清除積在刀刃里的灰塵，以及更換裝滿的袋子。另外，避免在極限容量下長時間使用也是一個保養的關鍵。 個人型號的碎紙機并沒有設計成可維修的。如果產品在保修期內損壞，廠商一般會給您更換一個而不是幫您維修。為了減少損壞的可能，盡量避免連續使用時間超過到分鐘，并且避免紙張容量超過最高限制量。 及時清理垃圾 ：一個"垃圾箱滿"的指示器是非常有用的，它能夠在垃圾袋已經裝滿的時候提醒您及時清理，對于箱柜式的碎紙機來說，這個功能尤其重要。廢紙的溢出是最常見的導致堵塞的原因。 使用安全要注意：要小心

24、一些懸掛的物件，比如領帶，在碎紙機工作的時候偶然地被卷入進紙口。從安全的角度考慮，碎紙機的電源開關應該在一個容易觸及的地方。同樣，如果辦公室里有小孩的話，最好考慮他們夠不著刀刃的比較高的型號。降低運營成本 可替換的垃圾袋能夠從碎紙機制造商那里購買，但是這樣一來花銷會很大。一個更好解決辦法是從普通的塑料袋生產商那里，購買他們生產的尺寸差不多的塑料袋。1.4 設計的主要任務 1.4.1研究現狀與研究意義A.研究現狀 國家統計局的統計數據顯示，中國碎紙機市場每年以20-25的速度發展，且呈現加速趨勢，已成為世界生產大國。隨著全球信息化的浪潮的興起，IT經濟迅猛發展，辦公機具和一卡通行業作為其相關產業

25、突出巨大的市場前景。目前市場碎紙機國內外品牌有：科密、三木、得力、齊心、密理、奧士達、機密仕、惠格浩、英明仕、EBA等十多個。以科密、三木、齊心為主的品牌占據著國內主要市場，其中科密碎紙機價格在市場很有優勢，性價比高，建立了國內最強大的研發、制造平臺和分公司、成為國內行業的領導者和國際碎紙機開發和制造的重要組成部分；三木作為國內馳名商標，生產的所有產品均通過國家以及國際組織的品牌和技術認證，在安全性、穩定性和環保方面足與國內外優良產品相媲美；齊心有著近十多年的制造經驗，是中國國內碎紙機制造業的元老級企業，其產品全面采用一體特殊刀具，超靜音設計，碎紙效果比同類產品的保密級別更高，屬于國際保密級別

26、中的高級別產品，不管從產品外觀設計還是產品質量來說，都要比著所謂市場占有率第一的科密碎紙機好多了。近幾年我國碎紙機行業市場競爭比較激烈，許多規模小質量差的碎紙機紛紛被淘汰，但其中還有許多企業憑著價格低廉的優勢也占有一定的市場，并且對其他品牌的產品市場形成了一定的沖擊。但國內主要的幾大品牌的地位還是相當穩固的，以科密為首的幾大品牌在市場的份額依然保持穩定，雖然在產品價格上有一定調整，但利潤空間還是相當的可觀的。B.研究意義 當前國內的碎紙機市場前景還是很廣闊的，已有一直是國內幾家知名碎紙機企業霸占著國內碎紙機市場，但價格偏高，主要針對公司用戶。其實在歐美，日本等國家家庭用戶占了很大比例，隨著國人

27、的保密意識日漸增強，中國碎紙機市場也會朝著這樣的發展方向去做，尤其是面對家庭用戶的中檔碎紙機，有很大的發展前景。根據美國信息產業調查數據顯示，2006年，美國碎紙機市場需求超過3000萬臺，全球碎紙機市場容量已經超30億美元。從全球碎紙機發展趨勢可以看到，隨著電子商務的發展進入到各企事業單位的辦公室、家庭或個人用戶，以及隨著人們辦公生活水平的提高以及對個人信息安全保密處理的需求，碎紙機被越來越多的政府機關、企事業單位以及個人消費群體的接受認可，全球碎紙機市場發展將呈現加速趨勢，年均增長速度將超過20%，而中國市場則處于快速發展期，其發展前景無限。因此碎紙機的研究對于各種企業公司的研究成果的保護

28、以及技術知識的保密都有著實際應用的意義。 1.4.2設計要求和設計的主要步驟 A. 設計要求 碎紙寬度（毫米）：2.5×9（粒）； 每次碎紙量（張）：6； 碎紙速度（mm/s）：20； 入紙寬度（mm）：220； 額定功率（w）：150W；整機體積：377×218×570mm；整機重量：13kgB.設計的主要步驟 首先根據設計要求并考慮到碎紙機的工作特性提出三種不同的傳動系統方案，通過對提出的不同傳動系統方案進行分析比較，最終擇優選擇二級齒輪減速傳動，并確定好碎紙機的傳動系統簡圖如圖2.1；根據設計要求給出的數據進行計算各軸的轉速以及所傳遞的轉矩見表2-1，由此確

29、定電機型號，并通過計算彎曲疲勞強度與接觸疲勞強度完成電機輸出減速齒輪組和碎紙刀傳動齒輪的設計與校核，以及這兩對齒輪的結構設計；由于碎紙刀軸是主要受力部分，因此又對碎紙刀軸進行最小直徑的計算以及軸上各部件的軸向及周向的固定及其位置進行了分析與確定；接下來又對碎紙刀刀具材料、形狀的選擇以及刀梳的形狀結構進行了簡單介紹，最終形成了碎紙刀軸、碎紙刀、齒輪等零件圖和碎紙機的裝配圖。2設計方案的選定及常見問題的解決2.1 設計的總體思想首先根據設計要求并考慮到碎紙機的工作特性提出三種不同的傳動系統方案，通過對提出的不同傳動系統方案進行分析比較，最終擇優選擇二級齒輪減速傳動，并確定好碎紙機的傳動系統簡圖如圖

30、2.1；根據設計要求給出的數據進行計算各軸的轉速以及所傳遞的轉矩見表2-1，由此確定電機型號，并通過計算彎曲疲勞強度與接觸疲勞強度完成電機輸出減速齒輪組和碎紙刀傳動齒輪的設計與校核，以及這兩對齒輪的結構設計；由于碎紙刀軸是主要受力部分，因此又對碎紙刀軸進行最小直徑的計算以及軸上各部件的軸向及周向的固定及其位置進行了分析與確定；接下來又對碎紙刀刀具材料、形狀的選擇以及刀梳的形狀結構進行了簡單介紹，最終形成了碎紙刀軸、碎紙刀、齒輪等零件圖和碎紙機的裝配圖。2.2 方案的提出及選定 2.2.1方案的提出方案一（帶傳動）：電機輸入帶傳動減速齒輪同步齒輪方案二（鏈傳動）：電機輸入鏈傳動減速齒輪同步齒輪方

31、案三（齒輪傳動）：電機輸入一級減速齒輪二級減速齒輪同步齒輪 2.2.2方案的分析與比較方案一：帶輪減速傳動 優點：傳動平穩、結構簡單、成本低、使用維護方便、 有良好的撓性和彈性、過載打滑。 缺點：傳動比不準確、帶壽命低、軸上載荷較大、傳動裝置外部尺寸大、效率低。 在這個傳動系統中，帶傳動具有緩和沖擊、吸收震動、噪音少、成本低、保養維修較方便等優點，但長時間工作，皮帶出現變形拉升，甚至斷裂現象，皮帶表面齒易磨損，出現機器運轉打滑。方案二：鏈減速傳動 優點：與帶傳動相比，無彈性滑動和打滑現象，平均傳動比準確，工作可靠，效率高；傳遞功率大，過載能力強，相同工況下的傳動尺寸??；所需張緊力小，作用于軸上

32、的壓力??；能在高溫、潮濕、多塵、有污染等惡劣環境中工作。缺點：僅能用于兩平行軸間的傳動；成本高，易磨損，易伸長，傳動平穩性差，運轉時會產生附加動載荷、振動、沖擊和噪聲，不宜用在急速反向的傳動中。因此，鏈傳動多用在不宜采用帶傳動與齒輪傳動，而兩軸平行，且距離較遠，功率較大，平均傳動比準確的場合。方案三：齒輪減速傳動 優點：具有結構緊湊、效率高、壽命長等特點。齒輪傳動平穩，傳動比精確，工作可靠、效率高、壽命長，使用的功率、速度和尺寸范圍大。缺點：制造、安裝精度要求較高，因而成本也較高； 不宜作遠距離傳動。在高速運行下，要求有較高的制造及安裝精度，否則傳動的噪聲及震動較大。不宜用于兩軸距離較大的場合

33、，否則要增加舵輪，使機器結構復雜。2.2.3方案的選定由于本設計碎紙機為辦公室工作機器，考慮到其工作環境，不能在工作時發出較大的聲音，所以鏈傳動不是最優選擇；考慮到工作效率的問題，帶傳動也不是最好的選擇；考慮到齒輪傳動綜合就有結構緊湊、噪音小且效率高的優點，并且縱觀碎紙機的發展歷史，我們可以看出碎紙機的傳動設計正在朝著齒輪傳動發展，并且齒輪的制造材料也在不斷的優化，所以最終選擇了以齒輪傳動為此碎紙機的主要傳動系統。根據設計要求以及課題的設計任務可得出傳動系統圖的設計如下圖所示 圖2.1 傳動系統簡圖 碎紙刀輸入軸 碎紙刀輸出軸 電機輸出軸 一級減速輸出軸2.3常見問題及解決方案碎紙機不進紙：檢

34、查傳感器是否工作正常。檢查電路板是否工作正常。檢查電機是否工作正常。碎紙機卡紙了怎么辦？有倒退功能的話先試試倒退鍵看看是否可自行退出。實在不行就切斷電，然后將碎紙那部分提出來倒一個頭，倒幾下,然后再開。切記要斷電操作！倘若還不行的話，可以嘗試倒過來時用螺絲刀搞掉一些碎紙。不能碎紙,但撥通開關時馬達運轉的聲音異常： 這是碎紙機傳動系統出了毛病,保修期內應送到指定廠商處修理。碎紙機不通電：請檢查電源是否接好。請檢查是否把開關打開。檢查保險管是否被擊穿。檢查電路板是否有被擊穿。檢查垃圾筒是否被放好。碎紙機有異響：請檢查刀具是否有損壞。請檢查是否有碎紙末太多，影響刀具正常工作。檢查皮帶是否有松動（在一

35、些老機型中有皮帶）帶電檢查整機是否有擺動。碎紙機工作時有輻射嗎？有電磁輻射。但碎紙機使用低壓電，屬于低頻輻射，因此電場強度很小，可以忽略不計。它是通電后由電機帶動刀片旋轉將紙打碎，它和我們平時用的豆漿機原理相同。普通電器利用電機發電，它的頻段一般維持在赫茲左右，最多也不會超過赫茲，這部分家用電器電磁波很難能輻射出來。但我們并不排除那些耗電量很大的電器，它們或許是采用電頻技術，其瞬間可能產生成百上千兆的電磁場，由此可能產生電磁輻射。此類家電在生活中最常見的就是空調，但現在很多空調都采用了變頻技術，因此并不是它時刻都可能產生巨大的電磁輻射，只要人不長時間靠近家電，電磁輻射并不可能對人造成直接的影響

36、。要注意人體與辦公設備的距離，使用應保持一定的安全距離，離電器越遠，受電磁波侵害越小。3 碎紙機機械部分的設計與計算3.1 電機的選擇及其輸出軸的設計計算 3.1.1電機的選擇A.電機轉速的確定設定該碎紙機初定刀具直徑D=40mm,即兩刀具的嚙合長度為L=2.5mm,二減速齒輪的傳動比設定為i=2，一減速齒輪的傳動比設定為i=5.2，根據設計要求碎紙機的碎紙速度為v=1.2m/min,由此可得知碎紙機刀具的輸入與輸出軸、的轉速分別是：計算如下：將、圓整即可得根據傳動比即可計算出一級減速輸出的轉速應為：B.確定電機的功率根據課題要求，工作機所輸出的功率為，由機械設計課程設計表12-8查得：滾動軸

37、承的傳動效率，齒輪傳動的傳動效率由此可計算出電機的功率：圓整為：C.電機類型的確定由上面的計算結果可得知電機的功率為P=120w,經過市場調查最終選擇了蘇州浩遠電機有限公司生產的型號：電機。電機的參數如下： 表3.1 電機型號參數蘇州浩遠機電有限公司出品電機型號：品牌：型號：功率：電壓：電機的外觀圖如下圖3.2所示：圖3.2 電機的基本尺寸如下圖3.3所示：圖3.3 3.1.2電機輸出軸的設計計算 由下面計算可知：電機輸出軸所傳遞的扭矩為9.97，傳遞的功率是120w，轉速是115rpm。由于此軸傳遞的扭矩不是很大，故選用45鋼，取其許可應力40MPa,由此可初步估算軸的最小直徑為：由于此軸上

38、只有小齒輪，且其直徑為27mm,可選取此段軸的直徑為14mm.齒輪一端用雙螺母固定，另一端用軸肩固定。3.2 傳動系統中各軸的轉速以及轉矩計算 3.2.1 各軸的轉速計算： 碎紙刀軸： 一級減速輸出軸： 電機輸出軸： 3.2.2 各軸的功率計算 由于電機功率為120w, 則由齒輪傳動以及滾動軸承的效率可以得出：一級減速輸出的功率是：碎紙刀輸入軸的輸出功率是：碎紙刀輸出軸的輸出功率是： 3.2.3 各軸的輸出轉矩的計算由下面的公式： 可得各軸的功率如下：電機軸的輸出轉矩：一級減速輸出軸即軸的輸出扭矩：碎紙刀輸入軸的轉矩：碎紙刀輸出軸輸出的轉矩：A.傳動系統運動所有參數如下表1-1所示傳動參數表3

39、.4軸的名稱功率（w）轉矩()轉速(r/min)傳動比軸1209.971155.2軸112.9750.0322 2軸108.591.7211 1軸104.2288.10113.3 減速機部分的設計計算 3.3.1一級減速級齒輪組的設計與計算A.選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數按照圖2.1的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動；碎紙機為辦公室工作機器，屬于一般工作機器，并且速度也不高，故選用7級精度（GB 1009588）；材料的選擇：查機械設計表10-1選擇小齒輪的材料為40Cr(調質)，硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼（調質），硬度為240HBS,兩者的硬度差為40HBS，符合大小齒輪的工

40、作狀況；選擇小齒輪的齒數為，大齒輪的齒數為；B.按齒面接觸強度設計由設計計算公式進行試算，即 接下來確定公式中的各計算數值：試選載荷系數；由表3.4可知電機輸出軸上小齒輪傳遞的轉矩9.97；由機械設計表10-7選取齒寬系數；由機械設計表10-6查得材料的彈性影響系數；由機械設計圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞硬度極限；大齒輪的接觸疲勞硬度極限；由于設計要求中沒有給出具體工作年限，設定此碎紙機工作年限為10年，平均每天工作4小時，每年工作天數為300天。則大小齒輪的應力循環次數為：查機械設計圖10-19可得接觸疲勞壽命系數,；計算接觸疲勞許用應力取失效概率為1%，安全系數為S=1，由

41、式；C.按齒面接觸強度的計算試算電機軸小齒輪分度圓直徑,代入中的較小值計算圓周速度v計算齒寬計算齒寬與齒高的比b/h模數 ，齒高 從而可得： 計算載荷系數根據v=0.14m/s,7級精度，查機械設計圖10-8可得動載系數，直齒輪，由機械設計可查得使用系數，表10-4用插值法查得7級精度，小齒輪相對軸承非對稱布置時，。由，查圖10-13得；故載荷系數；按實際的載荷系數校正所算的分度圓直徑，由下式可得校正后的分度圓直徑：計算模數 ：D.按齒根彎曲強度的設計彎曲強度的設計公式為 由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限，大齒輪的彎曲疲勞強度極限。由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數，；計算彎曲疲勞

42、許用應力取彎曲疲勞安全系數S=1.4，則可得以下：；計算載荷系數K；查取齒形系數,由表10-5可得 ,；查取應力校正系數，由表10-5可得，；計算大小齒輪的并加以比較，；可得出大齒輪的數值大E.按齒根彎曲強度的計算對比結果可知，由齒面接觸疲勞強度計算的模數m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數，由于齒輪模數的大小主要取決于彎曲疲勞強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關，故可取彎曲疲勞強度算得的模數1.0022并就近圓整為標準值m=1.5mm，按接觸強度算的分度圓直徑為25.8mm，算得小齒輪的齒數： 取小齒輪齒數為18；從而大齒輪的齒數 ,取為94；這樣的設計既

43、滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結構緊湊，避免浪費。F.幾何尺寸的計算 計算分度圓直徑 計算中心距 計算齒輪寬度 取， 3.3.2一級減速級齒輪的結構設計 通過齒輪傳動的強度計算，只能確定出齒輪的主要尺寸，如齒數、模數、齒寬、分度圓直徑等，而齒圈、輪輻、輪轂等的結構形式以及尺寸大小，通常都要通過結構設計來實現。齒輪的結構設計與齒輪的幾何尺寸、毛坯、材料、加工方法、使用要求以及經濟性要求等因素有關。進行齒輪的結構設計時，必須要綜合考慮上述各方面的因素。通常是先按齒輪的直徑大小，選定合適的結構形式，然后再根據推薦使用的經驗數據來進行結構設計。 參考機械設計齒輪的結構設計，當

44、直徑很小的鋼制齒輪，當為圓柱齒輪時，若齒根圓到鍵槽底部的距離小于2m（m為端面模數），均應將齒輪與軸做成一體，叫做齒輪軸；當齒輪的直徑時，可以做成實心結構的齒輪。進行齒輪的結構設計時，還要進行齒輪和軸的連接設計，通常采用單鍵連接，但當轉速過高時，要考慮輪芯的平衡以及對中性，這時應采用花鍵連接或者雙鍵連接，而本設計中齒輪的轉速不是很高，齒輪與軸的軸向固定采用單鍵連接即可。由機械原理表10-2漸開線標準支持圓柱齒輪傳動幾何尺寸的計算公式，計算大小齒輪的齒頂圓直徑，,計算如下： 那么這里的大小齒輪都可以做成實心結構的齒輪。A.計算大小齒輪的齒底圓直徑 B.各計算結果 3.3.3一級減速級輸出軸的設計

45、 此軸所傳遞的轉矩為50.03N.m，轉速為22r/min,傳遞的功率是112.97w,其上的零件分布如下圖所示： 圖 3.3 一級減速輸出軸簡圖 3.3.4二級減速級齒輪組的設計與計算A.選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數按照圖2.1的傳動方案，選用直齒圓柱齒輪傳動；碎紙機為辦公室工作機器，屬于一般工作機器，并且速度也不高，故選用7級精度（GB 1009588）； 材料的選擇：查機械設計表10-1選擇小齒輪的材料為40Cr(調質)，硬度為280HBS,大齒輪材料為45鋼（調質），硬度為240HBS,兩者的硬度差為40HBS，符合大小齒輪的工作狀況；選擇小齒輪的齒數為，大齒輪的齒數為；B.按齒

46、面接觸強度的設計由設計計算公式進行試算，即 接下來確定公式中的各計算數值：試選載荷系數；由表4.1可知電機輸出軸上小齒輪傳遞的轉矩；由機械設計表10-7選取齒寬系數；由機械設計表10-6差得材料的彈性影響系數；由機械設計圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞硬度極限；大齒輪的接觸疲勞硬度極限；由于設計要求中沒有給出具體工作年限，設定此碎紙機工作年限為10年，平均每天工作4小時，每年工作天數為300天。則大小齒輪的應力循環次數為：查機械設計圖10-19可得接觸疲勞壽命系數,；計算接觸疲勞許可應力取失效概率為1%，安全系數為S=1，由式得；C.按齒面接觸強度的計算試算電機軸小齒輪分度圓直徑,

47、代入中的較小值計算圓周速度v計算齒寬計算齒寬與齒高的比b/h模數 ，齒高 從而可得：計算載荷系數根據v=0.05m/s,7級精度，查機械設計圖10-8可得動載系數，直齒輪，由機械設計可查得使用系數，表10-4用插值法查得7級精度，小齒輪相對軸承非對稱布置時，。由，查圖10-13得；故載荷系數；按實際的載荷系數校正所算的分度圓直徑，由下式可得校正后的分度圓直徑：計算模數 ：D.按齒根彎曲強度的設計彎曲強度的設計公式為： 由圖10-20c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限，大齒輪的彎曲疲勞強度極限由圖10-18查得彎曲疲勞壽命系數，；計算彎曲疲勞許用應力取彎曲疲勞安全系數S=1.4，則可得以下：；計算載

48、荷系數K；查取齒形系數,由表10-5可得,；查取應力校正系數，由表10-5可得，；計算大小齒輪的并加以比較，；可得出大齒輪的數值大。E.按齒根彎曲強度的計算對比結果可知，由齒面接觸疲勞強度計算的模數m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數，由于齒輪模數的大小主要取決于彎曲疲勞強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關，故可取彎曲疲勞強度算得的模數1.59并就近圓整為標準值m=2mm，按接觸強度算的分度圓直徑，算得小齒輪的齒數：；從而大齒輪的齒數 。這樣的設計既滿足了齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結構緊湊，避免浪費。F.幾何尺寸計算 計算分度圓直徑

49、計算中心距 計算齒輪寬度 取， 3.3.5二級減速級齒輪的結構設計 參考機械設計齒輪的結構設計，當齒輪的直徑時，可以做成實心結構的齒輪。 由機械原理表10-2漸開線標準支持圓柱齒輪傳動幾何尺寸的計算公式，計算大小齒輪的齒頂圓直徑，,計算如下： 那么這里的大小齒輪都可以做成實心結構的齒輪。A.計算大小齒輪的齒底圓直徑B.各計算結果；3.4主軸（碎紙刀軸）的設計計算 3.4.1主軸（碎紙刀軸）齒輪的設計 由于外型及刀具方面配合的原因，現各項基本尺寸確定，中心距定為70mm，m=2mm，采用直齒圓柱齒輪。僅需要選擇材料和進行齒面接觸疲勞硬度及齒根彎曲疲勞強度校核。A.選定齒輪類型，精度等級，齒輪材料由于碎紙刀軸所受的扭矩很大，故選用20Cr，經過調質處理后采用氣體滲氮處理，齒面硬度300HBS；由于軸上的刀具配合有一定的精度要求，故選用六級精度（GB