玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)

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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 錄摘摘 要要 .1 1ABSTRACTABSTRACT .2 2目目 錄錄 .3 31 1 引言引言 .4 41.11.1 玉米秸稈粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的背景玉米秸稈粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的背景.41.21.2 玉米秸稈粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的目的及意義玉米秸稈粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的目的及意義.42 2 總體結(jié)構(gòu)及基本參數(shù)的總體結(jié)構(gòu)及基本參數(shù)的確確定定 .5 52.12.1 總體結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu).52.22.2 工作原理工作原理.52.32.3 拖拉機(jī)的選擇拖拉機(jī)的選擇.52.42.4 基本參數(shù)計(jì)算以及各軸功率、轉(zhuǎn)矩分配基本參數(shù)計(jì)算以及各軸功率、轉(zhuǎn)矩分配.62.4.1 基本參數(shù)的計(jì)算.62.4.2 各軸的功率分配 .62.4.3 各軸的輸出轉(zhuǎn)矩 .72.5 玉米秸稈粉碎機(jī)主要參數(shù).73 3 傳動(dòng)部分主要零件設(shè)計(jì)傳動(dòng)部分主要零件設(shè)計(jì) .8 83.1 帶輪主要參數(shù)的計(jì)算和結(jié)構(gòu)的確定 .83.1.1 幾何尺寸的確定.83.1.2 V 帶輪的材料，結(jié)構(gòu)的確定.93.1.3 大、小動(dòng)帶輪的具體尺寸.103.2 錐齒輪的幾何計(jì)算和說(shuō)明.103.2.1 選定齒輪參數(shù).103.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì).103.2.3 幾何尺寸的計(jì)算.113.2.4 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度.133.2.5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度.143.3 軸的設(shè)計(jì)與校核.153.3.1 軸的材料選擇和最小直徑估算.153.3.2 輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).163.3.4 輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).203.3.5 輸出軸上的載荷與校核.214 4 主要工作部主要工作部件件的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì) .24244.1 秸稈粉碎刀輥工作原理.244.2 甩刀的排列方式.254.3 甩刀的選擇.255 5 總總 結(jié)結(jié) .2626主要參考文獻(xiàn)主要參考文獻(xiàn) .2727致致 謝謝 .2828玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)41 1 引言引言1.11.1 玉米秸稈粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的背景玉米秸稈粉碎機(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??！1.21.2 玉米秸稈粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的目的及意義玉米秸稈粉碎機(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)??！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 2 總體總體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)及基本參數(shù)的確定及基本參數(shù)的確定2.12.1 總體結(jié)構(gòu)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。2.22.2 工作原理工作原理粉碎機(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。2.32.3 拖拉機(jī)的選擇拖拉機(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 5560 馬力左右中型拖拉機(jī)與其配套。2.42.4 基本參數(shù)計(jì)算以及各軸功率、轉(zhuǎn)矩分配基本參數(shù)計(jì)算以及各軸功率、轉(zhuǎn)矩分配 2.4.12.4.1 基本參數(shù)的計(jì)算基本參數(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 581.01800/1046min/10465.0/52325.0291.01800/523321231nnirinninni帶錐錐則帶輪傳動(dòng)比的轉(zhuǎn)速則軸錐齒輪的傳動(dòng)比2.4.22.4.2 各軸的功率分配各軸的功率分配 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8.90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8.90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）kWP34.32%80735. 0550軸 1 的輸出功率 WPPk06.3101聯(lián)軸器軸承軸 2 的輸出功率 kWPP22.2912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 kWPP49.2723軸承帶輪2.4.32.4.3 各軸的輸出轉(zhuǎn)矩各軸的輸出轉(zhuǎn)矩 拖拉機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 mNnpT53.59052334.329550955000拖 軸 1 的輸出轉(zhuǎn)矩 mNnpT16.56752306.319550955011I 軸 2 的輸出轉(zhuǎn)矩 mNnpT78.266104622.2995509550222 軸 3 的輸出轉(zhuǎn)矩 mNnpT85.145180049.27955095503332 2. .5 5 玉米秸稈玉米秸稈粉碎粉碎機(jī)主要參數(shù)機(jī)主要參數(shù)外型尺寸(毫米)175013501050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)83 3 傳動(dòng)部分主要零件設(shè)計(jì)傳動(dòng)部分主要零件設(shè)計(jì)3.13.1 帶輪主要參數(shù)的計(jì)算帶輪主要參數(shù)的計(jì)算和結(jié)構(gòu)的確定和結(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)算功率查書中帶傳動(dòng)表 8-7 工況系數(shù)為1.2AKPca=KAP, P=27.49Pca=KAP=1.2*27.49Pca=32.988選取帶型由書上圖 8-11Pca=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=1.72dd2=385.54，圓整為 400mm帶輪帶速100060111nddvV1=21.11m/s；5m/sV130m/s,合適初選中心距0a)(2)(7 . 021021ddddddadd初選中心距436.812480a初選=600mm0a帶初步基準(zhǔn)長(zhǎng)度0dL02214)(2100)(22adddddddddaL=2193.6mm0dL帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度dL由表 8-2 得：=2000mmdL實(shí)際中心距 0max0min0003. 0015. 02dddsLaaLaaLLaammammamma564474504maxmin小帶輪包角3 .57ad-d-1802-180d2d111601 901玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)9帶的根數(shù)由小帶輪直徑和轉(zhuǎn)速，查 8-4a 得P0由表 8-4b 查得0p由表 8-5 取包角系數(shù)K由表 8-2 取長(zhǎng)度系數(shù)LK88. 095. 035. 19 . 700LKKkwPkwP帶的根數(shù)Lckkpppz00z=4.266z 取 5計(jì)算初拉力查設(shè)計(jì)手冊(cè)得帶長(zhǎng)度質(zhì)量 q=0.3kg/m2)5 . 2(min0500)(qvFZVKPKca=452.4N;min0)(F應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力min00)(FF 帶的壓軸力2sin)(2)(1min0minFzFp=3564Nmin)(PF3 3.1.2.1.2 V V 帶輪的材料，結(jié)構(gòu)的確定帶輪的材料，結(jié)構(gòu)的確定 帶速 V30m/s 時(shí)的帶傳動(dòng)，其帶輪內(nèi)一般用 HT1500 或 HT200 制造，高速時(shí)應(yīng)使用鋼制造， 。由于該機(jī)帶速為 V=21.11m/s，故帶輪材料選用 HT200。 在設(shè)計(jì)帶輪結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)使所選的帶輪易于制造，可以避免因制造而產(chǎn)生過(guò)大的內(nèi)應(yīng)力，重量要輕。V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式和基準(zhǔn)直徑有關(guān)， 當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑 dd300mm 時(shí)，可采用輪輻式。由上表可知，dd1=224mm；dd2=400mm，則： 小帶輪可以采用腹板式，大帶輪可以采用輪輻式查表得：C 型 V 帶輪輪槽截面尺寸：基準(zhǔn)寬度 bd=19mm， 基準(zhǔn)線上槽深 hamin=4.8mm， 基準(zhǔn)線下槽 hfmin=14.3mm，槽間距mme5 . 05 .25，槽邊距mmf16min， 帶輪寬度（輪槽數(shù)） ， 外徑feZB2) 1(Zadahdd2玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)103.3.1.1.3 3 大、小動(dòng)大、小動(dòng)帶輪的具體尺寸帶輪的具體尺寸 A 小帶輪： 軸頸尺寸 d=40mm，分度圓直徑 dd1=224mm,da1=234mm, B=132mm, L=80mm,d1=80mm,C=33mm. B 大帶輪： 軸頸尺寸 D=50mm，分度圓直徑 dd2=400mm，da2=410mm, h1=55.43mm, h2=0.8h1=44.34mm, b1=0.4h1=22.17mm, b2=0.8b1=17.74mm, f1=0.2h1=11.086mm, f2=0.2h2=8.87mm。3.23.2 錐齒輪的幾何計(jì)算和說(shuō)明錐齒輪的幾何計(jì)算和說(shuō)明 3.23.2.1.1 選定齒輪選定齒輪參數(shù)參數(shù) 大齒輪和小齒輪材料都選為 20Cr，滲碳淬火，硬度均為 56-62HRC。齒輪精度等級(jí)為 6 級(jí)，按傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)方案，選擇閉式傳動(dòng)直齒錐齒輪 由表查的： 齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限：MPaH1500lim 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ： MPaFEF460lim3.23.2.2.2 按齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì)按齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行初步設(shè)計(jì)對(duì)于閉式的齒輪可按齒面接觸強(qiáng)度公式設(shè)計(jì)查表得到公式： 322211)5 . 01 (1965HRRmuKTCd 載荷系數(shù) K=2.4 額定轉(zhuǎn)矩 mNnpT16.56752306.319550955011I 齒數(shù)比 ； 5 . 01046/52321nnu 齒寬系數(shù) ()3 . 0R3 . 025. 0R玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)11 許用接觸應(yīng)力 MPaHH135015009 . 09 . 0lim 材料配對(duì)系數(shù) （兩者材料相同，均為 20Cr 鋼）1mC 初算結(jié)果322213503 . 0)3 . 05 . 01 (15 . 016.5674 . 219651d=148.25mm3.23.2.3.3 幾何尺寸的計(jì)算幾何尺寸的計(jì)算齒數(shù)取12245 . 0,24121uzzz分錐角 43.632arctan1arctan1u 57.2643.639012大端模數(shù) mmmmmzdm5 . 6,178. 62425.14811取大端分度圓直徑 mmmzdmmmzd781562211齒寬中點(diǎn)分度圓直徑 mmddmmddRmRm3 .66)5 . 01 (6 .132)5 . 01 (2211外錐距 mmdR210.87sin211中錐距 mmRRRm129.74)5 . 01 (齒寬 mmbmmRbR27,163.26取切向變?yōu)橄禂?shù) , 01tX02tX高變位系數(shù) 01X02X大端齒頂高 mmhmmxmhaa5 . 65 . 6)1 (211大端齒根高 mmhmmxmhff8 . 78 . 7)2 . 1 (211玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)12大端齒頂圓直徑 mmhddmmhddaaaa63.89cos213.159cos222221111齒根角 11. 511. 5arctan211fffRh齒頂角 11. 511. 52211fafa頂錐角 68.3154.68222111aaa根錐角 46.2132.58222111fff冠頂距 mmhdAmmhdAakak092.75sin2186.33sin222121121安裝距 取 （考慮到齒輪結(jié)構(gòu)情況，以及輪冠距 H 的測(cè)量方便）mmAmmA092.90186.8321 輪冠距 mmAAHmmAAHkk1550222111大端分度圓弧齒厚 mmSmmxxmSt210.10210.10)tan22(2111分度圓弦齒厚 mmdSSSmmdSSS181.10)61 (203.10)61 (222222212111分度圓弦齒高 mmdShhmmdShhaaaa799. 64cos575. 614cos22222212111當(dāng)量齒數(shù) 13cos/54cos/222111zzzzvv玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)13當(dāng)量齒輪分度圓直徑 mmddmmddmvmv129.74cos/451.296cos/222111齒寬中點(diǎn)齒頂高 mmbhhmmbhhaaamaaam293. 52tan293. 52tan222111當(dāng)量齒輪頂圓直徑 mmhddmmhddamvvaamvva715.842037.3072222111齒寬中點(diǎn)模數(shù) mmRRmmmm525. 5當(dāng)量齒輪基圓直徑 mmddmmddvvbvvb658.69cos573.278cos2211嚙合線長(zhǎng)度 mmgddddddgvavvvbvavbvava287.25sin2)(5 . 02122222121端面重合度 6 . 1cosmvavamg3.23.2.4.4 校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 強(qiáng)度條件：HH 已知：)5 . 01 (52311HRREHudKTZ 載荷系數(shù) K=2.4 218 .189 MPaZE 額定轉(zhuǎn)矩 mNnpT16.56752306.319550955011I 齒數(shù)比 ； 5 . 01046/52321nnu玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)14 齒寬系數(shù) ()3 . 0R3 . 025. 0R a567.1332MPH算得：許用接觸應(yīng)力 MPaMPaSMPaZZZZZZZZSHHHRvLXRvLXHHH86.13441150097. 0;948. 0;975. 0; 1limlimlimlim即得出： ，滿足強(qiáng)度要求。567.1332HHMPa3.23.2.5.5 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 （1）確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)： =2.4KAKVKFKFK 當(dāng)量齒數(shù)： 13cos/54cos/222111zzzzvv (2) 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，圓錐齒輪部分可知 =2.78 =2.18 =1.548 =1.7851aFY2aFY1aSY2aSY 確定許用應(yīng)力 =0.92 =0.951FNK2FNK 取安全系數(shù)=1.4FS =320MPa =340MPa1FN2FN 由齒輪為單向運(yùn)轉(zhuǎn)，按脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力確定許用應(yīng)力玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)15 即=210MPa1F11FNFNFKS0.92 3201.4 =22FNFNFKS=231MPa2F0.95 3401.4 (3)校核彎曲強(qiáng)度 1F=1.185MPa11122121 0.5aaFSRKTY YbmZ1F =1.071MPa2F22122121 0.5aaFSRKTYYbmZ2F 滿足彎曲強(qiáng)度，以上所選參數(shù)合適。3.33.3 軸的設(shè)計(jì)軸的設(shè)計(jì)與校核與校核 3.3.13.3.1 軸的材料選擇和最小直徑估算軸的材料選擇和最小直徑估算 根據(jù)此粉碎機(jī)的工作條件，初選軸的材料為 45 鋼，調(diào)制處理。 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度法進(jìn)行最小直徑估算，即： 30nPAd 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查的： 軸 1、軸 2 各取1150A 各軸直徑的最小值為: mmnpAdmmnpAd89.3487.443220min23110min1玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)16 3.33.3.2.2 輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.3.2.1 裝配方案如圖所示 3.3.2.23.3.2.2 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度：根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度：帶輪的直徑為 200mm，齒輪的分度圓直徑為 52.5mm，第一階的長(zhǎng)度取 55mm（留出 5mm安裝端蓋） ，由于有兩個(gè)鍵槽，所以直徑取 24mm，根據(jù)齒輪的精度 7 級(jí)，可選用平鍵，由于靠近軸端面與帶輪的輪轂連接，所以常選擇單圓頭平鍵 C 型，根據(jù)直徑查表 6-1 取鍵的鍵寬鍵高86，鍵長(zhǎng)取 40mm；校核鍵連接的強(qiáng)度：鍵的材料一般為鋼校核鍵連接的強(qiáng)度：鍵的材料一般為鋼許用應(yīng)力查表 6-2MPap110鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b*0.5l=41mml鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 kk=0.5hk=3mm計(jì)算擠壓強(qiáng)度pkldTp2000=30.236Mpap沒(méi)有超過(guò)許用應(yīng)力，鍵的強(qiáng)度滿足，所以鍵選擇的型號(hào)的鍵4568第二階梯是為了裝端蓋直徑取 26mm，考慮帶輪的輪轂要與軸承端蓋有一定的距離，所以長(zhǎng)度取 45mm,；第三階梯的直徑根據(jù)軸承的內(nèi)徑取 30mm 與軸承相對(duì)應(yīng)，初選軸承類型 6006 型307219 軸承的右端用套筒定位軸承與齒輪，長(zhǎng)度取 40mm，套筒的長(zhǎng)度取 19mm；第四階的長(zhǎng)度取小于齒輪的寬度，取 50mm,長(zhǎng)度取 33mm；，這選擇使用平鍵，由于齒輪不在軸的兩端，所以使用圓頭平鍵，選用的鍵40810玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)17校核齒輪上鍵連接的強(qiáng)度：鍵的材料一般為鋼校核齒輪上鍵連接的強(qiáng)度：鍵的材料一般為鋼許用應(yīng)力查表 6-2MPap110鍵的工作長(zhǎng)度l=L-bl=30mml鍵與輪轂鍵槽的接觸高度 kk=0.5hk=4mm計(jì)算擠壓強(qiáng)度pkldTp2000=22.539Mpap沒(méi)有超過(guò)許用應(yīng)力，鍵的強(qiáng)度滿足，所以鍵選擇的型號(hào)的鍵40810第五階為了定位齒輪，可取大點(diǎn) 40mm，軸肩的直徑可取 36mm；第六階考慮到齒輪能夠與中間軸上的齒輪很好的嚙合，定位右邊的軸承取 130mm，直徑取 33mm；最后，軸承與左邊的軸承一樣配對(duì)出現(xiàn)直徑 30mm，長(zhǎng)度取稍長(zhǎng)與軸承的長(zhǎng)度取 17mm。3.3.3 輸入軸上的載荷與校核 首先根據(jù)結(jié)構(gòu)圖 作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，查手冊(cè)得軸承的支點(diǎn)位置，20amm因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的彎矩圖和扭矩圖，如圖所示。 3.3.3.13.3.3.1 計(jì)算作用在齒輪上的力計(jì)算作用在齒輪上的力 NdTFmt85546 .13256716022111 111111sintancostantatrFFFF軸向力徑向力玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)18 12427raFFN12304arFFN 由方程 1210NHNHtC FFFFM 1210NVNVrC FFFFM 帶入數(shù)據(jù)得： 12112791021279 650NHNHNHFFF12142775169102367 502NVNVNVFFF 計(jì)算得出： 126271906NHNHFNFN 12118485NVNVFNFN 即各彎矩分別為： 1501279 5063950 .HtMFN mm 11751696337.5 .22amDF dMN mm 1102118 10212036 .VNVMFN mm3.3.3.23.3.3.2 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩的截面（既危險(xiǎn)截面 C）的強(qiáng)度。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，查的 ，取，軸的計(jì)算應(yīng)力為：0.6 22223650730.6 4796211.120.1 40caMTMPaW 前已選定軸的材料為 45 鋼，并做調(diào)質(zhì)處理，查得 ，因此，故安全。160MPa1ca 3.3.3.33.3.3.3 校核輸入軸的疲勞強(qiáng)度校核輸入軸的疲勞強(qiáng)度 其中設(shè)計(jì)安全系數(shù)取 1.5，S載荷水平面 H垂直面 V玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)19支反力 1627NHFN 21906NHFN 1118NVFN 2485NVFN彎矩 M63950 .HMN mm12036 .VMN mm總彎矩2222639501203665073 .HVMMMN mm扭矩147962 .TTN mm抗彎截面系數(shù)31 . 0 DW =W32700mm抗扭截面系數(shù)32 . 0 DWT35400mmWT彎曲應(yīng)力WMbMPaWMb41.28扭轉(zhuǎn)應(yīng)力TTWTMPaWTTT26. 8查表 15-1材料選用 45MPaMPaMPaB15527564011軸上環(huán)槽處的理論應(yīng)力集中系數(shù) 查表得 2mm111. 1/074. 0/dDdr4 . 18 . 1軸的材料敏性系數(shù)85. 082. 0qq有效應(yīng)力集中系數(shù)) 1(1) 1(1qkqk34. 1656. 1kk尺寸系數(shù)85. 0扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)9 . 0表面質(zhì)量系數(shù)92. 0綜合系數(shù)1111kKkK542. 1035. 2KK玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)20碳鋼的特性系數(shù)05. 01 . 0計(jì)算安全系數(shù)2211SSSSSKSKScamama5 . 1188. 396.1119. 3caSSS故 安全3.33.3.4.4 輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3.4.13.3.4.1 裝配方案如圖所示裝配方案如圖所示3.3.4.2 確定軸的直徑和長(zhǎng)度： 第一、五處安裝軸承，第三階段安裝錐齒輪，第四階段安裝套筒，定位軸承；第六階段與小帶輪相連。軸上有兩個(gè)鍵槽，最小的直徑為右端帶輪處，寬度取 72mm，安裝軸承的直徑取 80mm，軸承選用 61016 型號(hào) ，1412580 第二階直徑取 88mm 長(zhǎng)度取 41mm， 第三階定位右邊的齒輪， 鍵選用。1101425 第四階安裝套筒固定齒輪，套筒的長(zhǎng)度取 27mm。第六階安裝軸承與帶輪相連，鍵槽選用，選用單圓頭平鍵。561118玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)213.3.53.3.5 輸出軸上的載荷與校核輸出軸上的載荷與校核3.3.5.13.3.5.1 計(jì)算作用在齒輪上的力計(jì)算作用在齒輪上的力 NdTFmt766.8043804.662667822222 111111sintancostantatrFFFF軸向力徑向力 帶輪的徑向力：NdTF16286/20tan21 兩個(gè)軸承的水平壓力： NFNF284861512113.3.5.23.3.5.2 畫彎矩，扭矩圖畫彎矩，扭矩圖 由于豎直上只有軸承的重力，所以只考慮水平面上的情況，彎矩 144000N.mm3.3.5.33.3.5.3 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩的截面（既危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。根據(jù)上表中的數(shù)值，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，并取，軸的計(jì)算應(yīng)力為：0.6 22223650730.6 4796211.120.1 40caMTMPaW 前已選定軸的材料為 45 鋼調(diào)質(zhì)處理，玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)22查得，因此，故安全。160MPa1ca3.3.5.43.3.5.4 校核軸的疲勞強(qiáng)度校核軸的疲勞強(qiáng)度彎矩 M63950 .HMN mm12036 .VMN mm總彎矩2222639501203665073 .HVMMMN mm扭矩147962 .TTN mm抗彎截面系數(shù)31 . 0 DW 334300mmW 抗扭截面系數(shù)32 . 0 DWT368600mmWT彎曲應(yīng)力WMbMPaWMb90.41扭轉(zhuǎn)應(yīng)力TTWTMPaWTTT65.19查表 15-1MPaMPaMPaB20035573511軸上環(huán)槽處的理論應(yīng)力集中系數(shù) 查表 r 取 2mm111. 1/074. 0/dDdr4 . 18 . 1軸的材料敏性系數(shù)85. 082. 0qq有效應(yīng)力集中系數(shù)) 1(1) 1(1qkqk 34. 1656. 1kk尺寸系數(shù)85. 0扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)9 . 0玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)23表面質(zhì)量系數(shù)附圖92. 0綜合系數(shù)1111kKkK542. 1035. 2KK碳鋼的特性系數(shù)05. 01 . 0計(jì)算安全系數(shù)2211SSSSSKSKScamama5 . 185. 696.1137. 8caSSS故 安全4 4 主要工作部件的設(shè)計(jì)主要工作部件的設(shè)計(jì)4.1 秸稈粉碎刀輥工作原理玉米秸稈首先被拖拉機(jī)前橫梁推斜，機(jī)組再行進(jìn)一段距離后，秸稈還田機(jī)橫梁 A 點(diǎn)就抵住玉米秸稈，由于拖拉機(jī)的地隙高于秸稈還田機(jī)的喂入口高度，玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)24A 點(diǎn)起一定的支承作用，這時(shí)甩刀砍切秸稈比在純無(wú)支承狀態(tài)砍切要好一些。目前，秸稈還田機(jī)基本都是采用錘爪、彎刀等以高速砍、切、撞、搓、撕的方式將玉米秸稈直接粉碎還田。粉碎工作部件的旋轉(zhuǎn)方向與機(jī)具前進(jìn)方向相反， 粉碎部件是該機(jī)的核心工作部件。粉碎刀輥的轉(zhuǎn)速、甩刀的配制方式及數(shù)量是直接影響秸稈粉碎性能的主要參數(shù)。甩刀數(shù)量越多,甩刀的線速度越大。對(duì)秸稈的粉碎效果越好。 考慮動(dòng)力的匹配以及作業(yè)的安全性, 選用了臥式結(jié)構(gòu)。20 把錘爪式甩刀按螺旋線均勻分布在刀軸上。刀盤回轉(zhuǎn)直徑 D=512mm；刀軸轉(zhuǎn)速 n=1800r/min；甩刀的最大線速度 v=40m/s。4.2 甩刀的排列方式甩刀的排列方式會(huì)對(duì)刀輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的平衡、物料在粉碎室內(nèi)的分布狀態(tài)等有著極大的影響。因此，甩刀在刀輥上的排列方式，應(yīng)將物料在粉碎室寬度內(nèi)分布的均勻，不會(huì)向一側(cè)推移，并且有利于轉(zhuǎn)軸保持動(dòng)平衡。玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)25常見(jiàn)的排列方式有螺旋線的排列、對(duì)稱式排列、交錯(cuò)平衡式排列等三種方式。本機(jī)選用螺旋線式排列方式。4.3 甩刀的選擇（1）甩刀的刀型 甩刀的刀型選擇的是 Y 型刀，它的優(yōu)點(diǎn)是消除了或者緩解了甩刀拐角處的集中應(yīng)力；刀片的功率消耗小，Y 型刀是斜粉碎切動(dòng)秸稈，所以到達(dá)了省力的效果。從現(xiàn)在來(lái)看，大多數(shù)秸稈還田機(jī)都會(huì)采用這種刀型。（2）甩刀的材料 考慮到甩刀的工作環(huán)境惡劣，常常和秸稈、泥土等接觸，需要有很強(qiáng)的耐磨性和抗沖擊韌性。所以，考慮以上因素，本機(jī)選用 20CrMnTi。 5 5 總總 結(jié)結(jié) 在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的半年來(lái)，從開(kāi)始的無(wú)從下手，通過(guò)上圖書館查書，上網(wǎng)查資料，向老師、同學(xué)請(qǐng)教，漸漸地有了大致框架，再到玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)26后來(lái)又遇到了難題，做不下去了，種種問(wèn)題，再慢慢的融入其中，找到門路。其實(shí)是關(guān)鍵是心態(tài)，調(diào)整好自己很重要，心態(tài)好了，就都順利了。通過(guò)此次做畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)大學(xué)四年的總體知識(shí)進(jìn)行了的梳理和檢驗(yàn)，讓自己重新認(rèn)識(shí)了自己，發(fā)現(xiàn)了以前知識(shí)學(xué)習(xí)的不足與盲點(diǎn)。繼而去彌補(bǔ)不足與缺憾，從而提升自己。此設(shè)計(jì)由于本人水平有限，設(shè)計(jì)當(dāng)中難免會(huì)有一些錯(cuò)誤和不足，還望查看的老師，同學(xué)們批評(píng)指正。 主要參考文獻(xiàn)主要參考文獻(xiàn)1 鄭文偉，吳克堅(jiān).機(jī)械原理（第七版）.北京：高等教育出版社.20112 濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）. 北京：高等教育出版社.2012玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)273 涂建平，徐雪紅，夏忠義秸稈還田機(jī)刀片及刀片優(yōu)化排列的研究農(nóng)機(jī)化研究，2003，(2)：1021043 王大康，盧頌峰.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì). 北京工業(yè)大學(xué)出版社.20004 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出版社.19995 李艷.多功能玉米秸稈還田機(jī)的研制.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士論文.20076 姬江濤，李慶軍，蔡葦甩刀布置對(duì)莖桿切碎還田機(jī)振動(dòng)得影響分析J農(nóng)機(jī)化研究，2003，(2)：63647 劉世祥.秸稈粉碎還田機(jī)的正確使用及操作要點(diǎn).現(xiàn)代化農(nóng)業(yè) 2012 年第 11期：53-548 陳小兵，陳巧敏.我國(guó)機(jī)械化秸稈還田技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)J農(nóng)業(yè)機(jī)械，2000，(4)：14159 張銀霞,曾憲陽(yáng). 秸稈粉碎滅茬還田機(jī)的試驗(yàn)研究.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2002年 6 月第二期10 王勇,周魯進(jìn).玉米秸稈粉碎還田技術(shù) .現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技2009 年第 20 期11 李寶筏 .農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué). 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社 .200312 沈再春 .農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備 . 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社 . 201313 李艷等 .新型玉米滅茬旋耕機(jī)的設(shè)計(jì).農(nóng)機(jī)化研究.2007致致 謝謝首先要感謝的是我的指導(dǎo)老師肖老師，沒(méi)有她的積極鼓勵(lì)和悉玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)28心指導(dǎo)，設(shè)計(jì)不可能這么順利完成。在這設(shè)計(jì)的半年來(lái)，無(wú)論是在學(xué)習(xí)上還是在生活上，自己都得到了很大的提升，對(duì)大學(xué)四年的總體知識(shí)進(jìn)行了的梳理和檢驗(yàn)，讓自己重新認(rèn)識(shí)了自己，發(fā)現(xiàn)了以前知識(shí)學(xué)習(xí)的不足與盲點(diǎn)。感謝同學(xué)、室友的支持與幫助。感謝在學(xué)校四年里，所有的任課老師對(duì)我的悉心教導(dǎo)，感謝學(xué)校對(duì)我的培養(yǎng)，感謝哪些無(wú)私幫助過(guò)我的所有同學(xué)、朋友們。謝謝。感謝我的父母、親人們一直以來(lái)無(wú)微不至的關(guān)心和照顧。祝愿你們身體健康，工作順利，生活的永遠(yuǎn)幸福、快樂(lè)。畢業(yè)設(shè)計(jì)題目畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 答辯人：答辯人：江西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院江西農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院農(nóng)機(jī)農(nóng)機(jī)10011001班班劉陽(yáng)劉陽(yáng) 學(xué)號(hào)學(xué)號(hào)20100987 20100987 1 1、總體結(jié)構(gòu)及基本參數(shù)的確定、總體結(jié)構(gòu)及基本參數(shù)的確定2 2、傳動(dòng)部分主要零件設(shè)計(jì)、傳動(dòng)部分主要零件設(shè)計(jì)3 3、主要工作部件的設(shè)計(jì)、主要工作部件的設(shè)計(jì)4 4、致、致 謝謝 該該玉玉米米秸秸稈稈機(jī)機(jī)主主要要由由動(dòng)動(dòng)力力輸輸入入1 1、變變速速箱箱2 2、帶帶傳傳動(dòng)動(dòng)3 3、工工作作部部件件秸秸稈稈粉粉碎碎機(jī)機(jī)構(gòu)構(gòu)5 5等等組組成。成。采采用用臥臥式式結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，刀刀軸軸呈呈橫橫向向水水平平配配置置，安安裝裝在在刀刀軸軸上上的的甩甩刀刀在在縱縱向向垂直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。垂直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)?？傮w結(jié)構(gòu)工作原理還田機(jī)的工作原理為：還田機(jī)的工作原理為：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?cè)谠摍C(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 速箱，變速箱內(nèi)分兩軸傳遞動(dòng)力。速箱，變速箱內(nèi)分兩軸傳遞動(dòng)力。在進(jìn)行秸稈粉碎及滅茬復(fù)合作業(yè)時(shí)，軸經(jīng)變速箱、帶輪兩在進(jìn)行秸稈粉碎及滅茬復(fù)合作業(yè)時(shí)，軸經(jīng)變速箱、帶輪兩級(jí)增速后，帶動(dòng)粉碎滾筒上的甩刀高速旋轉(zhuǎn)，將地上的秸稈抓起，級(jí)增速后，帶動(dòng)粉碎滾筒上的甩刀高速旋轉(zhuǎn)，將地上的秸稈抓起，使之受到一次切割。當(dāng)秸稈進(jìn)時(shí)，又一次受到剪切、搓擦和撕拉使之受到一次切割。當(dāng)秸稈進(jìn)時(shí)，又一次受到剪切、搓擦和撕拉的作用，得到進(jìn)一步粉碎，并被均勻地拋撒于機(jī)后。的作用，得到進(jìn)一步粉碎，并被均勻地拋撒于機(jī)后。拖拉機(jī)的選擇1、選用原則 配套拖拉機(jī)的選擇即是發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇，必須依靠工作機(jī)的要求來(lái)進(jìn)行。發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)有適當(dāng)?shù)膫溆萌萘?，如選發(fā)動(dòng)機(jī)的功率過(guò)大，必然會(huì)因容量未能充分利用而增加成本，造成浪費(fèi)；相反，容量過(guò)小，則不能保證機(jī)具的正常工作，或使發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載、發(fā)熱量大而過(guò)早損壞?？紤]到功率儲(chǔ)備，并且傳遞過(guò)程中有功率損失，所以選擇的發(fā)動(dòng)機(jī)功率必須大于機(jī)具的使用功率。2、選用 家用型的玉米秸稈還田機(jī)可選擇 5560 馬力左右中型拖拉機(jī)與其配套。拖拉機(jī)的輸出功率 （20%用于拖拉機(jī)的行駛功率）基本參數(shù)的計(jì)算現(xiàn)已知粉碎軸及刀軸的工作轉(zhuǎn)速是現(xiàn)已知粉碎軸及刀軸的工作轉(zhuǎn)速是 n n3 3=1800r/min=1800r/min，拖拉機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)速拖拉機(jī)輸出軸的轉(zhuǎn)速 n n拖拖=523r/min=523r/min。所以總的傳動(dòng)比所以總的傳動(dòng)比 懸掛方式：采用三點(diǎn)式，后懸掛玉米秸稈粉碎機(jī)主要參數(shù)玉米秸稈粉碎機(jī)主要參數(shù)動(dòng)力傳動(dòng)過(guò)程 粉碎機(jī)懸掛在拖拉機(jī)上，通過(guò)如圖的拖拉機(jī)動(dòng)力輸出部分，由萬(wàn)向聯(lián)軸器將其與變速箱的輸入軸相連錐齒輪變速箱內(nèi)部結(jié)構(gòu) 也就是與軸1（如圖所示）相連，齒輪箱里通過(guò)一對(duì)圓柱錐齒輪，變向，加速將動(dòng)力傳到帶輪上（如圖5）動(dòng)力傳到大帶輪（如圖5）后，由5根V帶將其與小帶輪（7）連接，并再次加速，達(dá)到刀軸粉碎所需的轉(zhuǎn)速n3=1800r/min 主要工作部分秸稈粉碎刀輥工作原理 玉米秸稈首先被拖拉機(jī)前橫梁推斜，機(jī)組再行進(jìn)一段距離后，秸稈還田機(jī)橫梁 A 點(diǎn)就抵住玉米秸稈，由于拖拉機(jī)的地隙高于秸稈還田機(jī)的喂入口高度，A 點(diǎn)起一定的支承作用，這時(shí)甩刀砍切秸稈比在純無(wú)支承狀態(tài)砍切要好一些。甩刀的排列方式 甩刀的排列方式會(huì)對(duì)刀輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的平衡、物料在粉碎室內(nèi)的分布狀態(tài)等有著極大的影響。因此，甩刀在刀輥上的排列方式，應(yīng)將物料在粉碎室寬度內(nèi)分布的均勻，不會(huì)向一側(cè)推移，并且有利于轉(zhuǎn)軸保持動(dòng)平衡。常見(jiàn)的排列方式有螺旋線的排列、對(duì)稱式排列、交錯(cuò)平衡式排列等三種方式。本機(jī)選用螺旋線式排列方式。甩刀的刀型 甩刀的刀型選擇的是Y型刀，它的優(yōu)點(diǎn)是消除了或者緩解了甩刀拐角處的集中應(yīng)力；刀片的功率消耗小，Y型刀是斜粉碎切動(dòng)秸稈，所以到達(dá)了省力的效果。從現(xiàn)在來(lái)看，大多數(shù)秸稈還田機(jī)都會(huì)采用這種刀型。輔助件限深輪 作用是調(diào)整機(jī)體與地面的高度，防止其切割土地結(jié)束！結(jié)束！謝謝觀看！謝謝觀看！