海绵钛是一种结构呈海绵状的金属钛,它作为钛及钛合金关键部件的唯一原材料,被广泛用于宇航、化工、舰船等行业,在金属工业中占有极其重要的地位。但由于海绵钛具有硬且韧的特殊性质,对其进行破碎一直是一项难度很大的技术,对破碎机的性能有着很大的考验。剪切式单辊破碎机作为海绵钛的主要破碎设备,在环境恶劣、持续时间长的工况中,存在着不少突出问题：首先,破碎机齿辊很容易磨损失效而导致设备寿命很低；其次,破碎机破碎线过长,造成海绵钛破碎效率低,且破碎粒度不够均匀。因此,对剪切式单辊破碎机的关键结构进行结构优化设计,改善破碎机的工作性能,提高破碎机的寿命和效率显得意义十分重大。本文针对上述问题,在介绍了剪切式单辊破碎机破碎理论、结构和工作原理的基础上,对剪切式单辊破碎机的关键结构着重进行分析和设计,具体工作如下：建立了破碎机齿辊破碎物料的破碎模型,分析了破碎机齿辊的主要受力形式,并对齿辊所受切向力的大小做出计算；建立了破碎机齿辊的三维几何模型,并运用ANSYS有限元分析软件对其进行了应力分析,了解了齿辊所受应力力分布规律和最大变形量,明确了最大受力发生在齿刃位置；同时还对齿辊进行模态分析,分析齿辊是否会因发生共振而遭到破坏；运用有限元法对剪切式单辊破碎机的齿辊进行了参数化结构优化,优化后齿辊所受最大应力减小,力学性能有所改善；最后,对破碎机的固定颚板进行结构优化,设计出一种新型破碎结构,有效地增大了破碎机的破碎比,提高了破碎效率,均匀了破碎粒度。