NJ01-070@玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì),nj01,玉米,秸稈,粉碎機(jī),設(shè)計(jì)
本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論文) 題目： 玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 工 學(xué) 院 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 2014 年 5 月 玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 1 摘 要 近幾年由于國(guó)家農(nóng)業(yè)政策的鼓勵(lì)，我國(guó)整個(gè)農(nóng)業(yè)形勢(shì)大好， ，玉 米產(chǎn)量也大幅度的提高，但隨之出現(xiàn)的問(wèn)題是玉米秸稈也大量增多， 清除秸稈成了農(nóng)民種地前最頭痛的事。為不影響農(nóng)耕，按時(shí)播種， 同時(shí)又省事省力，有些農(nóng)民就直接將秸稈就地焚燒，這樣既浪費(fèi)資 源又污染環(huán)境。玉米秸稈粉碎機(jī)就是未解決這一問(wèn)題而產(chǎn)生的。它 是將玉米秸稈粉碎并鋪撒在田里，這樣既環(huán)保又達(dá)到了很好的增肥 效果。 該玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)主要依靠三點(diǎn)懸掛與拖拉機(jī)相掛接， 依靠其牽引本機(jī)工作。主要由懸掛部分、齒輪箱、秸稈粉碎部分等 組成。 關(guān)鍵詞 秸稈粉碎 ; 還田; 設(shè)計(jì); 玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 2 ABSTRACT In recent years, due to the encouragement of national agricultural policy, China's overall agricultural situation is excellent, and corn production is also greatly improved, but the attendant problems are also a large increase in corn stalks, straw became clear the former peasant farming Headaches . Does not affect farming, sowing time, while easy effort, some farmers directly in situ burning of straw, so not only waste resources and pollute the environment. Corn stalk shredder is not to solve this problem arising. After the straw chopper shop sprinkle it in the ground, so that environmentally friendly and can change soil fertility, fertility to achieve good results. The corn stalk shredder designed primarily rely on three-point suspension with articulated tractor, pulling the machine relies on its work. Mainly by the suspension, gearbox, straw chopping mechanism and other components. Keywords： Straw chopper ; Field; Design; 玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 3 目 錄 摘 要 ........................................................................1 ABSTRACT .........................................................................2 目 錄 .........................................................................3 1 引言 ............................................................................4 1.1 玉米秸稈粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的背景 ....................................................4 1.2 玉米秸稈粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的目的及意義 ..............................................4 2 總體結(jié)構(gòu)及基本參數(shù)的 確定 ........................................................5 2.1 總體結(jié)構(gòu) ....................................................................5 2.2 工作原理 ....................................................................5 2.3 拖拉機(jī)的選擇 ................................................................5 2.4 基本參數(shù)計(jì)算以及各軸功率、轉(zhuǎn)矩分配 ..........................................6 2.4.1 基本參數(shù)的計(jì)算 ..........................................................6 2.4.2 各軸的功率分配 .........................................................6 2.4.3 各軸的輸出轉(zhuǎn)矩 .........................................................7 2.5 玉米秸稈粉碎機(jī)主要參數(shù) ......................................................7 3 傳動(dòng)部分主要零件設(shè)計(jì) ............................................................8 3.1 帶輪主要參數(shù)的計(jì)算和結(jié)構(gòu)的確定 ..............................................8 3.1.1 幾何尺寸的確定 ..........................................................8 3.1.2 V 帶輪的材料，結(jié)構(gòu)的確定 ................................................9 3.1.3 大、小動(dòng)帶輪的具體尺寸 .................................................10 3.2 錐齒輪的幾何計(jì)算和說(shuō)明 .....................................................10 3.2.1 選定齒輪參數(shù) ...........................................................10 3.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì) .............................................10 3.2.3 幾何尺寸的計(jì)算 .........................................................11 3.2.4 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 ...................................................13 3.2.5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 ...................................................14 3.3 軸的設(shè)計(jì)與校核 .............................................................15 3.3.1 軸的材料選擇和最小直徑估算 .............................................15 3.3.2 輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .......................................................16 3.3.4 輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .......................................................20 3.3.5 輸出軸上的載 荷與校核 ...................................................21 4 主要工作部 件的設(shè)計(jì) .............................................................24 4.1 秸稈粉碎刀輥工作原理 .......................................................24 4.2 甩刀 的排列方式 .............................................................25 4.3 甩刀的選擇 .................................................................25 5 總 結(jié) ..........................................................................26 主要參考文獻(xiàn) ....................................................................27 致 謝 .......................................................................28 玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 4 1 引言 1.1 玉米秸稈粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的背景 目前，我國(guó)的秸稈開(kāi)發(fā)利用主要是從三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行的：—是秸稈還田， 包括整株和粉碎還田兩種；二是作為家畜飼料，包括直接飼喂、粉碎飼喂及氨 化、青貯、微貯等處理后飼喂；三是作為相關(guān)工業(yè)原料利用，如用于造紙、制 炭、編織等。 近幾年由于國(guó)家農(nóng)業(yè)政策的鼓勵(lì)，糧食直補(bǔ)，農(nóng)機(jī)購(gòu)機(jī)補(bǔ)貼等措施的實(shí)施， 使農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的不斷提高。我國(guó)整個(gè)農(nóng)業(yè)形勢(shì)大好， ，玉米產(chǎn)量也大幅度的 提高，但隨之出現(xiàn)的問(wèn)題是玉米秸稈也大量增多，清除秸稈成了農(nóng)民種地前最 頭痛的事。為不影響農(nóng)耕，按時(shí)播種，同時(shí)又省事省力，有些農(nóng)民就直接將秸 稈就地焚燒，這樣既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境。 玉米秸稈粉碎機(jī)就是未解決這一問(wèn)題而產(chǎn)生的。它是將玉米秸稈粉碎并鋪 撒在田里，這樣既環(huán)保又達(dá)到了很好的增肥效果。 我國(guó)土地面積廣闊，秸稈資源數(shù)量巨大，開(kāi)發(fā)價(jià)值大，開(kāi)發(fā)利用前景十分 可觀，真可謂廣闊天地，大有作為?。?1.2 玉米秸稈粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的目的及意義 該粉碎機(jī)是將玉米秸稈粉碎并鋪撒在田里，這樣既環(huán)保又達(dá)到了很好的增 肥效果。 它是一種在玉米聯(lián)合收割機(jī)以外使用的機(jī)械，作業(yè)的對(duì)象是收獲完玉米棒 子之后，玉米秸稈還在地里，手工粉碎清理比較麻煩，它很好的彌補(bǔ)了這部分 需求，價(jià)格適中，適用于中小型的田地，功率也比較適中，應(yīng)用范圍較廣，有 很好的使用前景。 我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平相較以前有了很大的提升，但水平與國(guó)際相比還是有 很大的距離，所以作為一名學(xué)習(xí)農(nóng)業(yè)機(jī)械的學(xué)生來(lái)說(shuō)還有很長(zhǎng)的路要走，真可 謂任重道遠(yuǎn)啊！設(shè)計(jì)玉米秸稈粉碎機(jī)只是一個(gè)簡(jiǎn)單的開(kāi)始，是對(duì)自己的一次檢 玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 5 驗(yàn)， 以后必須更加努力才行。 2 總體結(jié)構(gòu)及基本參數(shù)的確定 2.1 總體結(jié)構(gòu) 該玉米秸稈還田 機(jī)主要由動(dòng)力輸入、 變速箱、帶傳動(dòng)、工 作部件秸稈粉碎機(jī)構(gòu) 等組成。采用的結(jié)構(gòu) 形式為臥式結(jié)構(gòu)，刀 軸水平配置，安裝在 刀軸上的甩刀在縱向垂直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。粉碎機(jī)在工作的時(shí)候，依靠三點(diǎn)懸掛裝置 與拖拉機(jī)后輸出軸通過(guò)萬(wàn)向聯(lián)軸器相掛接，牽引著該機(jī)工作。 2.2 工作原理 粉碎機(jī)的工作原理是：在該機(jī)工作時(shí)，拖拉機(jī)輸出軸傳遞的動(dòng)力經(jīng)萬(wàn)向節(jié)傳 遞給變速齒輪箱，齒輪箱傳遞動(dòng)力到帶輪。在進(jìn)行秸稈粉碎作業(yè)時(shí)，軸通過(guò)齒 輪箱、大小帶輪兩級(jí)增速后，帶動(dòng)粉碎刀軸上的甩刀高速旋轉(zhuǎn)，把地上的秸稈 抓起，使之受到一次切割。當(dāng)秸稈進(jìn)到機(jī)箱內(nèi)后，又一次同時(shí)受到剪切、搓擦 和撕拉的作用，從而得到進(jìn)一步粉碎，粉碎完后被均勻地拋撒于機(jī)后田地中， 達(dá)到還田的目的。 2.3 拖拉機(jī)的選擇 配套拖拉機(jī)的選擇就是發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇，必須依靠粉碎機(jī)的要求來(lái)進(jìn)行選擇。 發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)有適當(dāng)?shù)娜萘縼?lái)滿足要求，如果所選的發(fā)動(dòng)機(jī)功率太大，必然會(huì)因容 量不能充分利用而增加成本，造成功率的浪費(fèi)；相反，如果容量太小，就不能 玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 6 保證粉碎機(jī)的正常粉碎，或使發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期處于過(guò)載、發(fā)熱量大的工作狀態(tài)，導(dǎo) 致過(guò)早損壞?？紤]到功率儲(chǔ)備以及傳遞過(guò)程中的功率損失，所以選擇的發(fā)動(dòng)機(jī) 功率必須大于粉碎機(jī)的使用功率。 家用型的玉米秸稈還田機(jī)可選擇 55~60 馬力左右中型拖拉機(jī)與其配套。 2.4 基本參數(shù)計(jì)算以及各軸功率、轉(zhuǎn)矩分配 2.4.1 基本參數(shù)的計(jì)算 現(xiàn)已知粉碎軸及刀軸的工作轉(zhuǎn)速是 n3=1800r/min，拖拉機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)速 n 拖 =523r/min。 所以總的傳動(dòng)比 581.01/046min/46./5235.029118/523321231????ni rinini帶 錐 錐則 帶 輪 傳 動(dòng) 比的 轉(zhuǎn) 速則 軸錐 齒 輪 的 傳 動(dòng) 比 2.4.2 各軸的功率分配 已知聯(lián)軸器傳動(dòng)效率 ，錐齒輪 8 級(jí)閉式齒輪傳動(dòng)效率.90?聯(lián) 軸? ，滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率 帶輪的傳動(dòng)效率 。5.90?錐 齒 輪?.軸 承 96.0?帶 輪n 拖拉機(jī)的輸出功率 （20%用于拖拉機(jī)的行駛功率）kWP34.2%8073.0?? 軸 1 的輸出功率 6.10?聯(lián) 軸 器軸 承 ? 軸 2 的輸出功率 kWP2.91?錐 齒 輪軸 承 玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 7 軸 3 的輸出功率 kWP49.272?軸 承帶 輪 ? 2.4.3 各軸的輸出轉(zhuǎn)矩 拖拉機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 mNnpT????53.9024.3950拖 軸 1 的輸出轉(zhuǎn)矩 n p????16.5723.9501I 軸 2 的輸出轉(zhuǎn)矩 mNnpT????78.6104.9502 軸 3 的輸出轉(zhuǎn)矩 n p????85.10.9503 2.5 玉米秸稈粉碎機(jī)主要參數(shù) 外型尺寸(毫米) 1750×1350×1050 作業(yè)幅寬(mm) 1050 拋撒幅寬(mm) 1050 整機(jī)重量(公斤) 450 粉碎軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分) 1800 粉碎刀數(shù)(片) Y 型刀 30 滾筒回轉(zhuǎn)直徑(mm) 496 切碎長(zhǎng)度 ≤10cm 配套功率 55-60 馬力 切碎合格率 ≥90% 玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 8 3 傳動(dòng)部分主要零件設(shè)計(jì) 3.1 帶輪主要參數(shù)的計(jì)算和結(jié)構(gòu)的確定 3.1.1 幾何尺寸的確定 計(jì)算的項(xiàng)目 計(jì)算的內(nèi)容 計(jì)算的結(jié)果 確定計(jì)算功率 查書(shū)中帶傳動(dòng)表 8-7 工況系數(shù)為 1.2?AK Pca=KAP, P=27.49 Pca=KAP=1.2*27.49 Pca=32.988 選取帶型 由書(shū)上圖 8-11P ca=32.988, n3=1800r/min 選用 C 帶 選取小帶輪直徑 由設(shè)計(jì)手冊(cè)初選出小帶輪直徑 dd1=224mm 大帶輪直徑 dd2=idd1, i=1.72 dd2=385.54，圓整為 400mm 帶輪帶速 1061??ndv? V1=21.11m/s；5m/s
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