青貯收獲機機身設(shè)計

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目 錄摘要 21 緒論 41.1 課題研究的目的和意義 .41.2 國內(nèi)玉米收獲機的研制狀況 .51.3 國外玉米收獲機的研制狀況及趨勢 21.4 現(xiàn)有玉米秸稈青貯機械收獲的方法 .31.5 課題研究的主要內(nèi)容 92. 總體方案的設(shè)計 .92.1 設(shè)計的基本原理 .92.2 樣機結(jié)構(gòu)及工作原理 .93 關(guān)鍵部件的設(shè)計 .103.1 設(shè)計指標 103.2 減速控制器的選擇 103.3 滾筒刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計 134 主要部件的選擇及強度校核 .144.1 軸的設(shè)計與校核 .144.2 鍵的強度校核 174.3 螺旋輸送器的計算 184.4 V 帶的選擇 20結(jié) 論 21參 考 文 獻 22致 謝 23青貯收獲機機身設(shè)計指導老師：摘要：玉米秸稈具有很高的利用價值。近年來，隨著畜牧業(yè)的快速發(fā)展，動物飼料短缺的問題日益嚴重，在冬季尤為嚴重。在我國農(nóng)村，玉米秸稈作為動物飼料有著悠久的歷史，但是玉米秸稈在進行收獲時大多采用人工收獲，費時費力；機器收獲則多是將秸稈粉碎還田。目前市場上出現(xiàn)了一種玉米收獲機，能夠?qū)⒔斩挿鬯榈耐瑫r送入集草車，這種方法固然便于收集，但運貯作業(yè)費工費時。本畢業(yè)設(shè)計是一個青貯收獲機機身的設(shè)計。首先，青貯收獲機機身作了簡單的概述；接著分析和青貯收獲機機身計算方法的選擇原則；然后根據(jù)這些設(shè)計準則與計算基礎(chǔ)的設(shè)計；然后檢查收獲機的主要部件的選擇。目前，青貯收獲機機身向長距離，高速度，低摩擦的方向發(fā)展。關(guān)鍵詞：青貯收獲機機身；傳動裝置；切碎裝置Silage harvester body designTutor：Abstract：Corn stalks with a high value. In recent years, with the rapid development of animal husbandry, animal feed shortages growing problem, particularly acute in winter. In our countryside, corn stover as animal feed has a long history, but they use when carrying out harvesting corn stalks artificial harvest, time-consuming; machine harvesting is more of the straw chopper. Appear on the market, a corn harvester, at the same time be able to crush the straw into a grass car, this approach is certainly easy to collect, but labor intensive jobs in Transport and Storage.The graduation project is a silage harvester fuselage design. First, silage harvester fuselage briefly outlined; then analyzes and silage harvester fuselage choice principle calculation method; then, based on these design criteria and calculated on the basis of design; then check the selection of the main components of the harvesting machine. Currently, silage harvester body in the direction of the development of long-distance, high-speed, low friction.Key words: Silage harvester body; gear; Chopper11 緒論1.1 課題研究的目的和意義玉米是我國三大糧食作物之一，是僅次于小麥的主要糧食作物，是優(yōu)質(zhì)飼料和重要的工業(yè)原料，同時秸稈還是畜牧業(yè)的重要飼料。搞好玉米的生產(chǎn)加工和秸稈的綜合利用對農(nóng)業(yè)、農(nóng)民、農(nóng)村乃至整個國民經(jīng)濟發(fā)展都具有重要意義。我國 21 各省、市、自治區(qū)都有玉米種植。種植面積、總產(chǎn)量僅次于美國，居世界第二位，玉米年產(chǎn)量達 12029 萬噸，約占世界玉米總產(chǎn)量的 18%。玉米生產(chǎn)對工農(nóng)業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。目前，我國的小麥收獲已基本實現(xiàn)了機械化，而玉米機收水平只有 5%，成為玉米生產(chǎn)過程的瓶頸和難點。玉米生產(chǎn)機械化水平低嚴重影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化的整體水平，阻礙了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的進程。造成玉米生產(chǎn)機械化水平低的主要原因，一是農(nóng)機與農(nóng)藝不配套。采用一年兩作地區(qū)多采用套作種植，行距不相等，不便于機械作業(yè)；二是現(xiàn)有玉米生產(chǎn)機型少，供農(nóng)民選擇的余地小，功能單一不能很好滿足不同用戶的需求。有的用戶需要滅茬、有的需要秸稈兼收、有的需要青儲等等；三是玉米生產(chǎn)機械特別是收獲機械造價高，利用率低，農(nóng)民一次性投資大，投資回收期長。此外，農(nóng)民焚燒秸稈問題一個重要的原因是沒有合適的穗莖兼收型玉米收獲機，將玉米秸稈回收利用，用于畜牧飼料，減少對秸稈的焚燒造成的空氣污染。玉米收獲機械化可以帶動玉米的產(chǎn)業(yè)化種植，減輕農(nóng)民勞動強度。而秸稈可以直接粉碎還田增加土壤的有機質(zhì)含量，或者秸稈回收用于飼料，為大力發(fā)展畜牧業(yè)提供豐富的飼料保障，有效地改善農(nóng)牧業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，使得畜牧業(yè)比重進一步提高，農(nóng)牧業(yè)發(fā)展處于良性循環(huán)，從而增加了農(nóng)民收入。避免秸稈焚燒帶來的資源浪費和大氣污染，嚴重影響道路交通和民航的正常運營。因此，結(jié)合我國國情和各種使用條件，研制一種新型穗莖兼收玉米聯(lián)合收獲機（即一次完成玉米果穗、莖稈的收獲）既適應農(nóng)民傳統(tǒng)收獲玉米的習慣，又增加了莖稈青貯收獲，具有十分重要的現(xiàn)實意義。社會經(jīng)濟效益:把農(nóng)民和畜牧養(yǎng)殖戶從繁重的體力勞動中解放出來，一臺機械收獲效率每天可代替 60 個手工勞動者的作業(yè)效率，大大縮短了秋收秋種時間和養(yǎng)殖戶頭痛的飼料收集問題，還可帶動畜牧業(yè)的發(fā)展和第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從根本上增加了農(nóng)民、機手和養(yǎng)殖專業(yè)戶的收入，解放了生產(chǎn)力，大大減輕了農(nóng)民的勞動強度，提高了廣大農(nóng)民的生存質(zhì)量，使農(nóng)民有更多的時間從事其它產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2環(huán)保效益，解決秸稈焚燒造成污染，確保高速公路、機場等公用設(shè)施的安全，利于保護環(huán)境。1.2 國內(nèi)玉米收獲機的研制狀況我國玉米收獲機械研制起步晚，水平低，玉米機械化收經(jīng)歷了從引進國外樣機試用、仿制、改進到消化吸收、自行設(shè)計兩個階段，并取得了很好的成果。到目前為止，我國從事玉米收獲機研制生產(chǎn)的單位有 60 多家，已開發(fā)研制出的機型有 60 多個產(chǎn)品。從整體情況看，目前生產(chǎn)玉米聯(lián)合收獲機除懸掛式(背負式)外，大都處于樣機研制或試驗階段。各種機型仍需不斷改進和完善，到大規(guī)模投入生產(chǎn)應用尚需一段時間。我國生產(chǎn)的玉米聯(lián)合收獲機按收獲工藝可分為兩種:摘穗—剝皮—果穗收集—莖稈粉碎還田(或收集);摘穗—果穗收集—莖稈粉碎還田(或收集)。玉米收獲工藝研制的機型有牽引式、懸掛式(背負式)、自走式和玉米割臺等四種機型。國內(nèi)可實現(xiàn)果穗收獲、莖稈切碎一體化的技術(shù)已申報專利有很多，代表性的有：立式摘穗莖桿切碎裝置；在普通臥式摘穗輥式收獲機割臺下方安裝與摘穗輥平行的刀軸，在刀軸上安裝不同形式的切刀，通過動定刀配合、動動刀配合等方式實現(xiàn)玉米收獲、秸稈粉碎一體化技術(shù)兩種技術(shù)類型。但總體說來國內(nèi)的果穗收獲、莖稈切碎一體化的技術(shù)尚未成熟。我國玉米收獲機械化仍然存在著許多問題。首先表現(xiàn)在基礎(chǔ)部件研究不足，很多單位只是注重整機的研制開發(fā)，從而造成眾多機型在收獲工藝和機構(gòu)參數(shù)上大同小異、重復制造。其次是產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性差，機器故障頻繁，從而造成玉米籽粒破碎率、果穗損失率高等問題。我國目前從事玉米聯(lián)合收獲機研究和制造的單位有 30 多家，約 20 個產(chǎn)品，分為自走式、懸掛式、牽引式和谷物聯(lián)合收獲機配玉米割臺等四種形式，又分單行和多行。但各廠家的產(chǎn)量都不大，其主要原因就是如上所提到的機具的適應性題、農(nóng)民的購買力和玉米收獲機的關(guān)鍵部件的可靠性等問題。因此必須加快對玉米聯(lián)合收獲機械化關(guān)鍵技術(shù)與裝備的研究，以加速玉米收獲機械化的進程。在自動化程度方面，由于國產(chǎn)玉米收獲機以實用為主，主要考慮降低制造成本，對自動化要求不高，因此明顯落后于國外產(chǎn)品。目前，在已研制的機型中還有可靠性差、效率低、對作物的不同行距適應能力不強等問題，個別機型的損失率和破碎率還有待進一步降低。國內(nèi)近期玉米收獲機械仍以價格較低的懸掛式機型為主，適應多種行距的玉米收獲機具將會隨著技術(shù)的不斷完善迅速占領(lǐng)市場。穗莖兼收型玉米聯(lián)合收3獲機，可以實現(xiàn)莖稈資源的回收利用，將是玉米聯(lián)合收獲機近期研究、開發(fā)的重點，以適應畜牧業(yè)發(fā)展的要求，在畜牧業(yè)發(fā)展就快的地區(qū)，這種機型有較好的發(fā)展前景，預計未來幾年將會出現(xiàn)比較實用的暢銷機型。1.3 國外玉米收獲機的研制狀況及趨勢目前國外玉米收獲機的研究與生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成熟，目前在美國、德國、烏克蘭、俄羅斯等西方國家的玉米收獲(包括籽粒和秸稈青貯)已基本實現(xiàn)了全部機械化作業(yè)。國外多采用一年一作的種植方式，玉米收獲時含水率低，主要采用玉米摘穗直接脫粒的收獲工藝。如美國的 Johndeere 公司、Case 公司、德國的 Mengle 公司、道依茨公司生產(chǎn)的玉米聯(lián)合收獲機，絕大部分是在小麥聯(lián)合收獲機上換裝玉米割臺，并通過調(diào)節(jié)脫粒滾筒的轉(zhuǎn)速和脫粒間隙進行玉米的收獲。主要表現(xiàn)在以下幾個特點：(1)在保證良好性能的前提下，向高效、大型、大功率、大割幅、大喂入量和高速發(fā)展。喂入量已由一般的 5~6 千克/秒發(fā)展到 10~12 千克/秒所配發(fā)動機的功率最大到 243 千瓦，正在研發(fā)的有 276 千瓦；割臺最大割幅已超過 9 米。配谷物聯(lián)合收割機的玉米割臺由收割 4~6 行發(fā)展到收割 8 行。發(fā)動機功率為 19千瓦。最高作業(yè)速度超過 3.6 千米/小時。 (2)向擴大機器的通用性和提高適應性發(fā)展。除發(fā)展多種專用割臺（大豆、玉米、向日葵、水稻或捋穗型割臺）外，同一臺機器還可配不同割幅的割臺以適應不同作物和不同單產(chǎn)的需要；改進機體結(jié)構(gòu)（如收割臺的仿型機構(gòu)、清糧室的自動調(diào)平裝置等），使其更好地適應不同作物和傾斜地面；行走裝置配置多種寬度的輪胎、履帶，以提高工作的適應能力。(3)對保持收獲中低損失率、高清潔度的主要工作部件的研究更為深入新型脫粒分離裝置的研究，以提高生產(chǎn)率，減少谷粒損失為目標，是現(xiàn)代玉米聯(lián)合收割機最主要的發(fā)展趨勢。在傳統(tǒng)的紋桿切流滾筒及鍵式逐鎬器的脫粒分離裝置之后，雙滾筒橫置的軸流式結(jié)構(gòu)廣為應用，繼而又研制了單滾筒或雙滾筒縱置的軸流式脫粒分離結(jié)構(gòu)，大大提高了脫粒率。(4)新材料和先進制造技術(shù)的廣泛應用使產(chǎn)品性能更好，可靠性更高將玉米聯(lián)合收割機機架、割臺體加大壁厚或加強骨架，用大直徑薄壁鋼管作軸，紋桿進行表面硬化處理；各種聯(lián)合收割機在易堵塞的部件上設(shè)置各種快速切離的安全裝置，傳動膠帶采用新的結(jié)構(gòu)和材料；切割裝置都進行 8 小時以上磨合試驗和升溫運轉(zhuǎn)試驗；重要工作部件裝機前的磨合試驗或試運轉(zhuǎn)，嚴格保證體系。(5)廣泛應用機電一體化和自動化技術(shù)，向舒適性、使用安全性、操作方便4性方向發(fā)展為改善駕駛員工作條件，普遍裝有現(xiàn)代化的密閉駕駛室以隔熱、隔噪音；轉(zhuǎn)動部件轉(zhuǎn)速、收割機切割高度、谷物損失量、糧箱填充量、排草堵塞等配有信息顯示；自控裝置包括自動對行、割茬高度自動調(diào)節(jié)，自動控制車速，自動停車等；安全生產(chǎn)的警報輸出和互鎖補償系統(tǒng)有故障警報、信號報警或語音報警、啟動耳鎖、單柄操作互鎖、運輸與收獲互鎖等功能。(6)向智能化收獲機發(fā)展集全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)和遙感系統(tǒng)于一身的“精準農(nóng)業(yè)“技術(shù)在智能化玉米收割機上的應用是當今收獲機械化最新、最重要的技術(shù)發(fā)展。通過以上的比較不難發(fā)現(xiàn)，我國的玉米聯(lián)合收獲機械的現(xiàn)狀跟國外一些先進技術(shù)相比還有相當大的差距，我國的科研人員在機器的制造質(zhì)量和可靠性、發(fā)展模式及如何使農(nóng)藝和農(nóng)機相結(jié)合等科研課題上，應該有很大的發(fā)展空間。1.4 現(xiàn)有玉米秸稈青貯機械收獲的方法現(xiàn)有玉米秸稈青貯機械收獲的方法有 5 種：（1）整稈側(cè)后輸送鋪放。撥禾輪把秸稈撥向割臺扶持切割秸稈后，秸稈由輸送鏈輸送到機組一側(cè)或側(cè)后方鋪放。玉米果穗需要人工提前摘穗或者鋪放后摘穗，秸稈收集后利用鍘草機粉碎，然后進行青貯或飼喂。圖 1-1 4G-2.2C 型玉米收獲機 圖 1-2 4YZQ-4 自走式穗莖兼收玉米收獲機（2）運輸車伴行飼草收集。玉米果穗由聯(lián)合收獲機或人工收獲，秸稈分別由聯(lián)合收獲機的粉碎裝置和秸稈切碎回收機（青貯機）粉碎后拋送到伴行的運輸車上。代表機型有山東海山集團的 4YZQ-4 自走式莖穗兼收玉米收獲機（圖1-2）、石家莊中州機械制造有限公司的 4JQHSJ-170 型秸稈切碎回收機等。5圖 1-3 MR-810 細斷型玉米青貯收獲機 圖 1-4 穗莖兼收型玉米聯(lián)合收獲機 （3）穗莖兼收玉米聯(lián)合收獲。背負式或自走式玉米收獲機收獲玉米時，將秸稈切碎回收到集草箱，集滿后再卸到運輸車上。代表機型有山東向農(nóng)公司生產(chǎn)的穗莖兼收玉米聯(lián)合收獲等。圖 1-5 XDNZ-2600 型自走式玉米青（黃）貯飼草料收獲機（4）青（黃）貯飼草料收獲。采用仿形浮動雙圓盤立式割臺，將玉米整株（果穗和秸稈）粉碎后拋送到運輸車上。這種方法作業(yè)效率高，但收集的飼草料不易保存，整機價格昂貴。代表機型如現(xiàn)代農(nóng)裝北方（北京）農(nóng)業(yè)機械有限公司生產(chǎn)的 XDNZ-2600 型自走式玉米青貯飼料收割機。圖 1-6 4JQHSJ-170 型秸稈切碎回收機6（5）秸稈青貯打捆聯(lián)合收獲。玉米秸稈由青貯機收獲粉碎，然后拋送至后方的集草箱，集草箱下方有打捆裝置，將飼草打成圓捆后用塑網(wǎng)或麻繩捆扎。代表機型有日本 STAR 公司生產(chǎn)的 MR-810 細斷型玉米青貯收獲機。1.5 課題研究的主要內(nèi)容在我國小麥玉米一年兩熟地區(qū)，隨著工業(yè)燃料的發(fā)展，昔日作為農(nóng)村主要燃料的秸稈成了田間焚燒污染空氣的廢物，而迅速發(fā)展的畜牧業(yè)又需要大量的飼料。因此研制新型穗莖兼收型玉米收獲機具有重要的意義。青貯收獲機機身是一種連續(xù)輸送，連續(xù)收獲機是收獲或遷移的主要類型，其收獲的特點是裝載點到裝載點之間的連續(xù)材料流的形成，通過連續(xù)的物料流的整體運動來完成物流從裝載點到收獲機卸載點，連續(xù)收獲機是生產(chǎn)過程的一個重要組成部分是由有節(jié)奏的流水作業(yè)收獲線。2 總體方案的設(shè)計2.1 設(shè)計的基本原理本設(shè)計以現(xiàn)有玉米收獲和飼草青貯機械化技術(shù)為基礎(chǔ)，對各個工作單元進行了改進設(shè)計和優(yōu)化組合，在收獲玉米果穗的同時，可完成玉米莖桿的收集、切碎、拋送作業(yè)，實現(xiàn)功能集成和運動相位的準確耦合。2.2 樣機結(jié)構(gòu)及工作原理(1)樣機結(jié)構(gòu)青貯收獲機機身主要由莖稈切碎裝置、碎莖稈拋送器、喂料裝置等組成。其結(jié)構(gòu)圖（2-1）：7圖 2-1(2)工作原理工作時，往復切割器將莖桿收集、切碎。然后，由傳送升運器進入喂入箱，然后經(jīng)過滾筒刀切碎，最后在碎莖稈拋送器的作用下被拋送至集草箱。集草箱內(nèi)的穗莖稈由喂料裝置喂人打捆裝置成捆室，并在打捆裝置壓縮輥的作用下，將其卷壓成園捆，最后，由繞繩機構(gòu)對曹捆繞繩。3 關(guān)鍵部件的設(shè)計3.1 設(shè)計指標要求秸稈切碎長度3cm3.2 減速控制器的選擇3.2.1 電動控制器類型的選擇因本次設(shè)計的裝置是無調(diào)速要求的機械，并且負載平穩(wěn)；對啟動、制動無特殊要求；長期運轉(zhuǎn)；小功率；控制器的使用地點可能有水滴落、飛濺，應選用防滴、防濺、絕緣等級較高的電動控制器；且應選用能和減速器配成減速控制器的型號。故選用 SEW 三相交流異步電動控制器。3.2.2 電動控制器電壓和轉(zhuǎn)速的選擇（1）電動控制器的電壓選擇由于該裝置要求電動控制器需隨輸送裝置構(gòu)工作性質(zhì)周期性正反轉(zhuǎn)，根據(jù)手冊選擇交流異步電動控制器，電壓為 380V，容量范圍為 0.37 kW—0.55kW（2）電動控制器的轉(zhuǎn)速選擇在確定電動控制器額定轉(zhuǎn)速時，必須考慮減速裝置的傳動比，兩者相互配8合，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟全面比較才能確定。通常情況下，電動控制器的轉(zhuǎn)速不低于 500r/min。對工作速度較低，經(jīng)常處于頻繁地正、反運行狀態(tài)，為縮短正、反轉(zhuǎn)過渡時間，應選擇適當?shù)碾妱涌刂破鬓D(zhuǎn)速。3.2.3 電動控制器型號規(guī)格的選擇送裝置構(gòu)的自重故所輸出的功率kW408.106258.910 v???gmP式中 —為單個輸送裝置構(gòu)的自重，kg；Gv —為單個輸送裝置構(gòu)往復運動的平均速率，m/s。電動控制器功率 kW475.098.05.4η321????P輸式中 —單個齒輪軸輸出功率；1P—齒輪傳動的效率；η—軸承的效率；2—減速器的效率。3根據(jù)上述計算得出的電動控制器初選功率可初選選出電動控制器的型號 DT80K43.2.4 減速器的選擇此設(shè)計中減速器工作環(huán)境為高速軸轉(zhuǎn)速不大于 1500r/min，齒輪的圓周速度不大于 20m/s（見以下計算）；工作環(huán)境溫度范圍-40—+50 。可優(yōu)先考慮C°標準減速器。總傳動比 wmni?37.26014nm———控制器滿載轉(zhuǎn)速，nw———— 收獲機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速；9i=ig?iv 取 ig=1.37 iv=1.72ig————一對圓柱轉(zhuǎn)軸的傳動比，iv————V 帶傳動的傳動比；各軸轉(zhuǎn)速計算 1n= 1420r/min=2min/0367.4r?3nmin/5987.106r?各軸功率計算 I1.59.4cPkW??0.971.43rg kW????Ⅱ 2 215609.6cvc k?Ⅲ3.2.5 按強度選用減速器根據(jù)整個輸送裝置構(gòu)工作的傳動比要求，即總的傳動比 4.520136i??驅(qū)電總 n各軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率列表如下：軸號 功率（ kW）轉(zhuǎn)速n(r/min)轉(zhuǎn)矩 (N.m)TI 1.49 1420 9.98II 1.43 1036 1.38III 1.36 355 36.33.2.6 計算功率 1cP根據(jù)式 kWnPKac 1''11????式中 —傳遞的功率，kW;1—工況系數(shù)，見表 18-40；a—要求的輸入轉(zhuǎn)速 r/min；1n?10—承載能力表中靠近 的轉(zhuǎn)速 r/min；1n1n?— 時的許用輸入功率 kW，由手冊中查出；pP—對應于 時的許用輸入功率 kW,當 時，取1p? 1n? 10.4n???.；1pP??工況系數(shù) 安中等沖擊載荷得到 ；aK1?aK按 及 相接近的公稱轉(zhuǎn)速 ， 4.5i?總 min/1360nr? min/150rn,kWP01?當 時，折算許用公稱功率i/rkWknP49.01536.01''1 ???代入上式得： kWPPc 49.075'1???可選用減速控制器 R27-DT80K43.3 滾筒刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1)滾筒刀性能參數(shù)的確定滾筒刀裝有 8 把動刀，且有一定的滑切角。摘穗輥線速度為 3.5m/s，秸稈切碎長度叢 3cm，刀的轉(zhuǎn)速為3.5/430msn?經(jīng)計算得 10/innr?根據(jù)實驗資料統(tǒng)計，在無支撐狀態(tài)下完全切斷單根、兩根、三根玉米秸稈的切斷速度分別為 10.3m/s、13.6m/s、15.8m/s，由于田間切割玉米秸稈有單根、兩根甚至三根，取刀的線速度為 15.8m/s，采用滑切方法可以降低約4.34m/s，則滾筒刀頂圓線速度為 11.5m/s。滾筒刀動刀刃運動軌跡為圓柱形，則頂圓直徑為3.5(106)28dm???（2）滾筒刀各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計由于滾筒刀是進行切碎的，所以是主要的裝置。其結(jié)構(gòu)設(shè)置如下11圖 3-1 滾筒刀的簡圖3.4 動刀的設(shè)計動刀采用直刃平板刀，為了使動刀的穩(wěn)定性更加可靠，動刀安裝在動刀托板上，動刀托板安裝在動刀盤上，以減小工作過程中動刀的變形。動刀安裝后應保持平整所以兩者均采用螺釘連接，動刀長度經(jīng)計算得為 420mm，厚度為10mm，切碎秸稈要求動刀刃的運動軌跡必須為圓柱狀，因此動刀安裝后應進行圓整。圖 3-2 動刀結(jié)構(gòu)簡圖4 主要部件的選擇及強度校核4.1 軸的設(shè)計與校核（1）動刀軸的設(shè)計12動刀軸由聯(lián)軸器傳入動力,功率 P=2.5kw,轉(zhuǎn)速為 n=1000r/min,軸上安裝有軸承、動刀盤、外殼和割斷刀。①估算軸徑取 C=112(假設(shè)材料為 45 鋼)312.501.dm??②各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計軸前端安裝割斷刀,刀架左向定位用軸肩,軸肩高度取 2.5mm,刀架內(nèi)徑為25mm,則左側(cè)軸徑為 30mm。選用軸承的內(nèi)徑為 30mm,定位為軸肩,軸肩高度取2.5mm,則兩軸承定位處軸徑為 35mm。內(nèi)外側(cè)動刀盤定位為軸肩,軸肩高度為2.5mm,則定位處軸徑為 40mm。中間動刀盤定位為緊定螺釘,螺釘型號為 M8。動刀軸與變速箱通過套筒聯(lián)軸器連接,連接段為方形,長度為 50mm。③結(jié)構(gòu)簡圖如下圖所示（2）動刀軸的校核軸的疲勞強度校核是在軸的結(jié)構(gòu)尺寸確定之后進行的，目的是校驗軸對疲勞損壞的抵抗能力，方法是校核危險截面的疲勞強度安全系數(shù) S。軸的疲勞強度校核是根據(jù)作用在軸上的最大載荷來計算的。危險截面的位置應是受力較大、截面較小及應力集中較嚴重即實際應力較大的若干截面。其安全系數(shù)公式如下：][)(3)(2201SZTMSP???????軸的材料為 45 鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其 。a][1?左端接割斷刀出所受的力 2.FKAQ?（4-2） 1310vPF?為工作情況系數(shù)，取 =1.2 =2751.59NAKAKQ右端連接套筒聯(lián)軸器所受的力 =1.2 22FKA210vPF?為工作情況系數(shù)，取 =1.2 =859.87NAKAKQ計算支撐反力水平面反力 (794-19) - 173 -633 =0 1QF'1R2QF=916.03N'R- - + =0 1Q2'1'2R=975.69N'RF垂直面反力 - - =0 '1'2r- =0 'R'= = =713.56N'1F'2各個軸段的彎矩 軸前端 = =743.93N.m M2xzy?軸后端 = =125.4 N.m 軸受轉(zhuǎn)矩 =9.55×10 =23875N.mmT61nPT許用應力值 用查表法得：[ ]=95Mpa0b?[ ]=55Mpa1?應力校正系數(shù) = =0.58?10[]b?? ?當量轉(zhuǎn)矩 =0.58×23875 =13847.5 N.mm?TT當量彎矩 = 'M?22)(?14軸 受 力 圖 = =13867.47N.mm22743.9187.5?'M?= 'M?)(T?= =11247.64N.mm2215'?校核軸徑軸徑 = ?d31][.0b????=16.2335mm? = ?d'310.[]bM???=17.1435mm?結(jié)論：此軸是傳動軸中受力最大的軸，其安全性能影響整個機器的運轉(zhuǎn)，所以必須對其進行校核，經(jīng)檢驗其合格。軸的受力圖 1QF'1R'R '2RF'2R2QF水 平 面 彎 矩 圖垂 直 面 彎 矩 圖合 成 彎 矩 圖轉(zhuǎn) 矩 圖當 量 彎 矩 圖154.2 鍵的強度校核校核鍵的強度應滿足下列條件：＝ p?dklT2?p????b????其中， ——鍵聯(lián)接的許用擠壓應力 ；p????? aMP——鍵聯(lián)接的許用剪應力 ；???——鍵聯(lián)接的擠壓應力 ；p a——鍵聯(lián)接的剪應力 ；?P——轉(zhuǎn)矩 N.mm；T——軸的直徑 mm；d——鍵的寬度 mm；b——鍵的高度 mm；h——鍵的工作長度 mm ， 對于 A 型鍵， ；l bLl??16——鍵與輪轂的接觸高度 mm，對于平鍵， ；k 2hk?鍵的尺寸為： ， ， ， ；26dm?8b10hm?45L則 ＝ ；p?aMPklT7.135.90??p?????；dbl2??a2.86????結(jié)論：鍵的強度足夠4.3 螺旋輸送器的計算本設(shè)計的輸送機構(gòu)采用螺旋桿機構(gòu)，螺旋桿輸送的優(yōu)點在于不會出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。取輸送器的轉(zhuǎn)速 ，輸送器需用功率59/minr?30()1()sssPQgLWHK????式中： —輸送器長度，ms—秸稈阻力系數(shù)，0—傾斜安裝高度，s— 輸送效率，0.3?則： 0()120.5()sssPQLWHKW????初選螺旋直徑 =150mm D螺旋線高度 =210mmH螺距 =380mmS根據(jù)設(shè)計需求螺旋桿的桿直徑為 =50mmd17=L22()(150)38605.1DSm???????29.ld2b?391.504.668.lr mL???R4.9?0 022.1833.126????????由螺旋桿的截面尺寸計算抗扭截面系數(shù)， 30.215dD????3443tW(1)(.)61866m???????軸使用時的最大扭矩： （ ）5T9590.Pn??N?軸的最大剪應力為：max.13 =.2[]684at MPW????max , 所以軸滿足強度要求。?[]4.4 V 帶的選擇該帶是用來傳遞拖拉機動力所輸出的功率。因此，其必須能夠有足夠的強度來承受傳授中的動力。由拖拉機動力輸出軸傳到皮帶上的功率?32dZCP??式中： ——傳遞到皮帶上的功率( )KW——拖拉機的功率（ ）dp——帶輪的傳遞效率c——軸承的傳遞效率z?經(jīng)過查閱相關(guān)文獻和已知可得數(shù)據(jù)：18.3dpKW?0.97c??.8z23816.PK?過計算得到從拖拉機動力輸出軸傳遞出的功率到傳遞皮帶上功率為18。由此可以選取合適的皮帶來完成動力的傳遞。16.28KW查閱相關(guān)文獻，根據(jù) V 帶傳動的設(shè)計方法和步驟可知可以通過皮帶傳遞的功率和皮帶輪的轉(zhuǎn)速來確定皮帶。皮帶傳遞的功率為 ，皮帶輪轉(zhuǎn)速為16.28KW800r/min，根據(jù) V 帶傳動的設(shè)計方法和步驟可以選出皮帶的型號，最終型號確定為普通 V 帶的 A 型帶。其參數(shù)如表 4-1 所示。表 4-1 普通 V 帶 A 型帶參數(shù)帶型節(jié)寬/pbm頂寬/高度/hm單位帶長質(zhì)量 kg/普通 V 帶 A 型帶11.0 13.0 8.0 0.1總 結(jié)畢業(yè)論文是本科學習階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機會，在設(shè)計的過程中應該看到的問題：（1）該機以玉米為對象而設(shè)計的，所以其應用范圍有局限性，需改進。（2）本設(shè)計采用拖拉機為源動力，結(jié)構(gòu)復雜，理論上達到了達到了青貯收獲，由于沒有實際檢驗，實際的可行性程度還不能確定，有待改進。雖然畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容繁多，過程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。各種系統(tǒng)的適用條件，各種設(shè)備的選用標準，各種構(gòu)件的安裝方式，我都是隨著設(shè)計的不斷深入而不斷熟悉并學會應用的。和老師的溝通交流更使我對設(shè)計有了新的認識也對自己提出了新的要求。在設(shè)計過程中確實遇見一些問題，通過老師的講解，自己翻閱了大量資料，都得到了解決。19參 考 文 獻：[1]陳長林,張彬,沐森林.CX4Q-1A 型青貯機的設(shè)計及試驗研究[J].農(nóng)機化研究,2009,01:185-188.[2]張科星,王昕偉,賈晶霞.國內(nèi)外青貯飼料收獲機械發(fā)展概況與趨勢[J].農(nóng)業(yè)機械,2009,10:33-34.[3]郭榮釵.我國青貯收獲機械使用現(xiàn)狀介紹[J]. 農(nóng)業(yè)機械,2009,01:53.[4]王進華.自走式青貯飼料收獲機矮稈割臺喂入機理研究[D].中國農(nóng)業(yè)機械化科學研究院,2011.[5]王進華,王澤群,賈晶霞,葉紅艷.飼料收獲機矮稈割臺撥禾輪導軌運動軌跡研究[J].農(nóng)業(yè)機械學報,2011,S1:152-155.[6]王進華,王澤群,劉漢武,朱孔欣,趙明. 9265 型自走式矮稈青貯飼料收獲機研究[J].農(nóng)機化研究,2012,02:109-112+126.[7]孫國生.多功能自走式玉米青(黃)貯聯(lián)合收獲機研制與推廣應用[J].農(nóng)業(yè)工程,2012,05:14-16.[8]趙滿全,韓寶生,王春光,佘大慶,趙士杰,劉偉峰,劉漢濤.青貯飼料收獲機設(shè)計與試驗[J]. 農(nóng)機化研究,2006,11:106-109.[9]王澤群,滕紹民,趙明.我國青貯飼料收獲機械的發(fā)展現(xiàn)狀[J].中國奶牛,2007,02:43-44.[10]萬霖,車剛,汪春,趙清華.4QZR-30 型青貯飼料收獲機設(shè)計與試驗[J].農(nóng)業(yè)機械學報,2008,03:187-190.20[11]曹洪國.青飼收獲機產(chǎn)品技術(shù)與發(fā)展趨勢[J]. 農(nóng)業(yè)機械,2003,05:16-19.[12]袁慧穎,支杏珍.我國飼草收獲機械市場現(xiàn)狀及前景簡析[J].農(nóng)業(yè)機械,2005,07:30-33.[13]車剛,萬霖,張偉,汪春,馬永財.青貯飼料收獲機實體設(shè)計與試驗[J].農(nóng)業(yè)機械學報,2010,02:82-86.[14]楊寧,李紀周.全株玉米青貯與收獲機械化技術(shù)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備,2012,07:59-60.[15]楊寧,李紀周.全株玉米青貯與收獲機械化技術(shù)[J].農(nóng)機科技推廣,2012,07:53-54.[16]趙滿全,韓寶生,佘大慶,劉偉峰,劉漢濤,陳鐵英. 青貯飼料收獲機關(guān)鍵部件設(shè)計與應用研究[A]. 中國農(nóng)業(yè)工程學會（CSAE）.中國農(nóng)業(yè)工程學會 2011 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