锤片式粉碎机的研制在国内外已有几十年的历史,由于其结构简单、操作方便、价格便宜、适应性广,因此成为饲料粉碎的通用设备。目前,国内外对锤片式粉碎机的研究主要集中在锤片材料的选择、粉碎室宽度、筛片的结构参数设计方面,尚未对其主要受力构件如主轴、锤片板进行深入的分析和研究。该课题在参阅国内外研究资料的基础上,提出以9FQ-31型锤片式粉碎机的转子-主轴结构为研究对象,对其主要部件主轴和锤片板进行有限元分析和结构优化。主要内容为：建立锤片式粉碎机转子-主轴结构的三维模型；对转子-主轴结构进行静、动态特性分析；对转子-主轴结构进行拓扑优化和参数优化。以玉米棒作为加工对象,首先对锤片板进行静态分析,通过分析得出,当转子达到锤片式粉碎机最高设计转速4500r/min时,锤片板所受到的载荷最大。通过计算得到了中间锤片板受到的载荷最大,整个锤片板的应力变化区间为0MPa-71.7MPa,其中大部分应力都在1MPa-8MPa之间,最大应力集中在与销轴配合的孔边缘；最大变形发生在圆孔附近区域,变形量为7.26μm,以X方向和Y方向变形相对较大；然后对主轴进行分析,得到其最大的受载情况发生在物料刚进入粉碎室时,即锤片第一次与物料发生碰撞的时刻,此时转子上锤片离心力差为最大,其值为2356N,证实了锤片产生的离心力差对主轴会产生较大的影响；整个主轴的应力变化区间为0MPa-77MPa,其中大部分应力都在1MPa以下,而最大应力集中在与轴承配合表面的轴肩处；最大变形发生在安装转子的部分,最大变形量发生在Y方向,其值为14.1μm；第三,对主轴和锤片板进行模态分析,主轴的一阶固有频率为1145.2Hz,锤片板的一阶固有频率为3921.49Hz,两者均远高于锤片式粉碎机的激振频率75Hz,在设备工作过程中不会发生共振,有较好的动态特性；最后,在锤片板和主轴静动态分析结论的基础上对其进行结构优化。以最大应力作为锤片板的目标函数进行拓扑优化,优化结果使锤片板材料减少了20%；以最大应力作为主轴的目标函数,以质量、一阶固有频率及最大变形作为主轴的状态变量进行尺寸优化,结果使最大应力降为45MPa,最大变形为10.8μm,与优化前相比最大应力减小了41.6%,最大变形减小22.8%,而质量与一阶固有频率值均不发生太大的变化。综上所述,通过锤片式粉碎机主要的受力构件主轴、锤片板的分析和研究发现其结构具有一定的优化空间,优化后的结果可为将来的结构设计提供依据和参考,具有一定的实用价值。