編號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告題 目： 一種秸稈類切碎機(jī)的設(shè)計(jì) 院 （系）： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師單位：姓 名：職 稱：題 目 類 型 ： ?理 論 研 究 ?實(shí) 驗(yàn) 研 究 ?工 程 設(shè) 計(jì) ?工 程 技 術(shù) 研 究 ?軟 件 開(kāi) 發(fā)年 03 月 01 日- 0 -1．畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)等內(nèi)容：本設(shè)計(jì)要求學(xué)生以一種秸稈類切碎機(jī)為設(shè)計(jì)對(duì)象，旨在培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治鼋鉀Q問(wèn)題的能力和綜合運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)的能力。需要學(xué)生充分運(yùn)用所學(xué)的機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、 裝 備 設(shè) 計(jì) 制 造 、 制 圖 、 工 藝 、 公 差 與 技 術(shù) 測(cè) 量等機(jī)械專業(yè)知識(shí)進(jìn)行機(jī)器的方案設(shè)計(jì)、零件的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算等。1、查閱文獻(xiàn)資料，進(jìn)行相關(guān)調(diào)研，了解目前已有的切碎機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)，做好設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作。2、根據(jù)給定的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)要求，提出切碎機(jī)的設(shè)計(jì)方案（兩種及兩種以上） ，進(jìn)行比較后選出最佳方案作為設(shè)計(jì)對(duì)象；3、對(duì)切碎機(jī)的各部分結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行具體設(shè)計(jì)、進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)計(jì)算及受力分析，并選擇合適的零件材料；4、運(yùn)用 UG、SolidWorks 等 CAD 工具進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，完成切碎機(jī)的整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，繪制其零件圖、裝配圖；5、熟悉零件的加工工藝，對(duì)典型零件進(jìn)行加工工藝路線分析；6、總結(jié)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，整理設(shè)計(jì)思路，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。重點(diǎn)：在結(jié)合當(dāng)代科技發(fā)展的實(shí)情，如何實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效的機(jī)械切碎，并且可以達(dá)到設(shè)計(jì)的要求而設(shè)計(jì)出總體方案。難點(diǎn)：機(jī)器的刀具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及機(jī)器總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。2．準(zhǔn)備情況（查閱過(guò)的文獻(xiàn)資料及調(diào)研情況、現(xiàn)有設(shè)備、實(shí)驗(yàn)條件等）文獻(xiàn)資料：[1].濮良貴、紀(jì)名剛等. 機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）.北京:高等教育出版社,2006.[2].甘永立.幾何量公差與檢測(cè)（第七版）.上海:上?？萍即髮W(xué)出版社 ,2005.[3].王運(yùn)炎，葉尚川. 機(jī)械工程材料（第 2 版）. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004.[4].《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫(xiě)組.實(shí)用機(jī)械手冊(cè)（上）.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.[5].機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(新版)第 4 卷.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2004.[6].機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(新版)第 3 卷.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2004. [7].詹友剛.SolidWorks 2012 機(jī)械設(shè)計(jì)教程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2012.[8].HOWELL L L. Compliant mechanisms[M]. New York：Wiley Interscience，2001.[9].KIM C J. A conceptual approach to the computational synthesis of compliant mechanisms[D]. Michigan :University of Michigan，2005.- 1 -[10].黃德超,王瑞麗.鍘草機(jī)切碎器性能分析[J].農(nóng)業(yè)科技與 裝備,2009(6):43-47.調(diào)研情況：隨著畜牧業(yè)的發(fā)展，實(shí)行農(nóng)牧結(jié)合，形成節(jié)兩型的畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)是符合我國(guó)國(guó)情的畜牧業(yè)發(fā)展的有效途徑。我國(guó)農(nóng)村具有豐富的秸稈資源，秸稈切割的加工機(jī)械也得到廣泛的應(yīng)用。這些機(jī)械能擴(kuò)大飼料來(lái)源，改善秸稈品質(zhì)，避免粗飼料莖稈部分不被采食而浪費(fèi)。但現(xiàn)在有的秸稈切碎機(jī)械，尚缺乏結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、價(jià)格低廉、適用于廣大農(nóng)民個(gè)體使用的機(jī)型。我國(guó)農(nóng)作物秸稈數(shù)量大、種類多、分布廣，每年農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量有 7 億噸左右，加上我國(guó)草場(chǎng)資源豐富，每年生產(chǎn)牧草近 2 億噸。我國(guó)每年有數(shù)百億斤飼料糧食和數(shù)千億斤農(nóng)作物秸稈被粉碎加工成飼料。飼料工業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。而且絕大部分生物質(zhì)原料在開(kāi)發(fā)利用前期都需要進(jìn)行切碎加工處理，以便進(jìn)一步加工利用。秸稈切碎機(jī)或秸稈粉碎機(jī)的研發(fā)在國(guó)內(nèi)外已有幾十年的歷史，主要集中在飼料粉碎和農(nóng)作物秸稈切碎等方面。同時(shí)，隨著近年來(lái)空氣質(zhì)量的下降，人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)也隨之增高。農(nóng)作物秸稈以不能城推焚燒，這樣對(duì)環(huán)境會(huì)造成極大的污染。而秸稈切碎機(jī)也正是從環(huán)保處理方面去處理農(nóng)作物秸稈。將農(nóng)作物秸稈切碎后，分撒在田地里，即可避免秸稈的焚燒，同時(shí)還可以富養(yǎng)化田地，減少了化肥的使用?，F(xiàn)有設(shè)備：目前，市場(chǎng)上秸桿切碎機(jī)大多由筒狀機(jī)殼、鍘刀叫成、壓草輥、輸草帶等部件組成，當(dāng)生物秸桿切成小段后，再由鍘刀總成的風(fēng)葉扇出出料口。但如果切碎后再進(jìn)行粉碎成粉末就會(huì)增加勞動(dòng)強(qiáng)度且生產(chǎn)效率低。為了解決以上難點(diǎn)，設(shè)計(jì)制造出一種小型多功能秸桿切碎機(jī)以克服以上缺點(diǎn)。該秸稈切碎機(jī)帶有錘片和揉搓板，具有粉碎揉切功能。3、實(shí)施方案、進(jìn)度實(shí)施計(jì)劃及預(yù)期提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料實(shí)施方案：1、查閱以上參考文獻(xiàn)積累知識(shí)，和老師溝通并分析整體流程，進(jìn)行多種方案論證比較，確定最后的設(shè)計(jì)方案。2、依次設(shè)計(jì)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、攪拌機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)計(jì)算傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)并進(jìn)行必要的校核計(jì)算。3、繪制主要零部件圖和總體裝配圖。4、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)。- 2 -進(jìn)度實(shí)施計(jì)劃：1、查閱資料，學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，完成開(kāi)題報(bào)告； （第 1-2 周）2、確定設(shè)計(jì)方案，并查閱相關(guān)資料完成英文資料的翻譯； （第 3-4 周）3、自學(xué) solidworks 或 ug 三維軟件，熟悉設(shè)計(jì)環(huán)境； （第 5 周）4、選定切碎機(jī)構(gòu)的基本形式； (第 6 周)5、設(shè)計(jì)切碎機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)； （第 7-8 周）6、對(duì)切碎機(jī)工作部分的設(shè)計(jì)； （第 9-11 周）7、對(duì)系統(tǒng)整體方案的完善和修改； （第 12-13 周）8、完成所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的裝配圖和部分零件圖； （第 14-15 周）9、修改完善設(shè)計(jì)，完成說(shuō)明書(shū)，準(zhǔn)備答辯； （第 16-17 周）10、答辯。 (第 18 周)預(yù)期提交畢設(shè)設(shè)計(jì)資料：1、二萬(wàn)字左右的再生煤攪拌機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） ，說(shuō)明書(shū)給出三個(gè)以上可行方案并進(jìn)行比較，確定一個(gè)最佳方案，按最佳方案進(jìn)行具體的、詳細(xì)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)過(guò)程有理論分析、強(qiáng)度剛度分析，圖片（二維，三維）齊全，附有任務(wù)書(shū)；2、按標(biāo)準(zhǔn)繪制生物質(zhì)秸稈切碎機(jī)構(gòu)的裝配圖、部分零件圖；- 3 -指導(dǎo)教師意見(jiàn)指導(dǎo)教師（簽字）：2016 年 03 月 日開(kāi)題小組意見(jiàn)開(kāi)題小組組長(zhǎng)（簽字）：2016 年 03 月 日院（系、部）意見(jiàn)主管院長(zhǎng)（系、部主任）簽字：2016 年 03 月 日編號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目： 一種秸稈類切碎機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 題目類型： 理論研究 實(shí)驗(yàn)研究 工程設(shè)計(jì) 工程技術(shù)研究 軟件開(kāi)發(fā)年 6 月 3 日√畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙摘 要在我國(guó)，農(nóng)村地區(qū)人們的收入大部分是來(lái)自于農(nóng)業(yè)種植作，所以或多或少都會(huì)有秸稈的產(chǎn)生即秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)物。并且產(chǎn)量非常大。而且秸稈還是很有開(kāi)發(fā)利用的價(jià)值，若是不對(duì)其采取合理的較為前面的利用的話，這樣明顯就會(huì)浪費(fèi)很多的資源。那么如何處理這些秸稈將成為一個(gè)問(wèn)題。在我國(guó)，在農(nóng)作物秸稈儲(chǔ)藏能源的開(kāi)辟領(lǐng)域仍然相對(duì)落伍?？梢钥闯鲞@一個(gè)項(xiàng)目有著相當(dāng)好的發(fā)展前景。在環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，人們?cè)絹?lái)越重視環(huán)保的當(dāng)下，焚燒農(nóng)作物秸稈已經(jīng)不可行。所以，我設(shè)計(jì)的切碎機(jī)將可以有效的處理，并且避免了焚燒帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題。為了能更好的適應(yīng)農(nóng)村，切碎機(jī)要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。組成切碎機(jī)的主要機(jī)構(gòu)有送料口、出料口和切碎（粉碎）機(jī)構(gòu)。因?yàn)榭紤]到可以選擇不同粗細(xì)的切粒，在設(shè)計(jì)時(shí)采用了盤式切刀與粉碎錘片組合來(lái)作為其切碎機(jī)構(gòu)。采用一臺(tái)三相電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，并用 V 帶傳動(dòng)來(lái)傳遞動(dòng)力。在眾多的傳動(dòng)方案中選用 V 帶傳動(dòng)是利用 V 帶傳動(dòng)的彈性打滑特點(diǎn)在切碎機(jī)過(guò)載時(shí)可以起到保護(hù)切碎機(jī)主要零部件的作用。進(jìn)料方式我選用了人工進(jìn)料，主要是考慮到較小切碎的整體結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。出料口采用拋送葉上拋出料，可以避免出料口被秸稈切碎段堆積而造成堵塞。同時(shí)對(duì)主要的零件進(jìn)行設(shè)計(jì)并校核。最后，利用 UG 三維軟件繪制裝備其三維模型，并用 CAXA 繪制部分零件圖。關(guān)鍵詞:秸稈；切碎機(jī)；V 帶傳動(dòng)；UG；CAXA畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 IAbstractIn our country, most of the rural people's income comes from farming, there is always a straw in a more or less of the straw is a by-product of agricultural production. And the production is very big. And straw is very useful, if does not carry on the reasonable comprehensive utilization, so obviously will waste a lot of resources. So how to deal with the straw is going to be a problem. In our country, the development and utilization of the straw field is still relatively backward. It can be seen that a project has a good development prospect. In the environment problem more and more serious, people pay more and more attention to environmental protection, the burning of crop straw is not feasible. So, I design the chopper will be able to effectively handle, and avoid the problem of environment pollution from burning.In order to better adapt to the rural, cutter has simple structure, convenient operation. Chopper is mainly composed of feed port and discharging port and chopped (crushed) institutions. Because of considering the grain can choose different thicknesses, adopted in the design of disc cutter with combination of crushing hammer to chop as its agencies. Powered by a three-phase motor, and the V belt to transmit power. In numerous transmission scheme selection of V belt transmission is to use the elastic sliding characteristics of V belt transmission when cutter overload can protect the major parts of the cutter. Feeding way I choose the artificial feeding, mainly considering the small chopped the complexity of the whole structure. Discharging mouth by leaf toss on throw, can avoid the discharging mouth is straw chopped period of accumulation and cause clogging. At the same time to carry on the design of main parts and check. Finally, using 3 d software UG draw the 3 d model, using CAXA map parts.Key words: straw；chopping machine ；V belt drive；UG；CAXA畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 II目 錄1 緒論 11.1 引言 11.2 設(shè)計(jì)背景 11.3 課題相關(guān)國(guó)內(nèi)外研究 11.3 課題目的和意義 32 一種秸稈切碎機(jī)的總體設(shè)計(jì) 42.1 秸稈切碎機(jī)的設(shè)計(jì)任務(wù) 42.2 切碎機(jī)方案比較與選擇 42.3 切碎機(jī)傳動(dòng)方案選擇 53 主要技術(shù)參數(shù) 53.1 秸稈切碎長(zhǎng)度 53.2 切碎機(jī)生產(chǎn)率 63.3 電機(jī) 63.3.1 電動(dòng)機(jī)功率選定 63.3.2 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩計(jì)算 73.4 帶轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)計(jì) 83.4.1V 帶的計(jì)算與選型 83.5 V 帶輪的設(shè)計(jì) .113.5.1 小帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 113.5.2 大帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 123.6 切碎機(jī)主軸設(shè)計(jì) 133.6.1 階梯軸的設(shè)計(jì) 133.6.2 轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì) 143.7 切碎機(jī)切刀設(shè)計(jì) 153.8 切碎機(jī)機(jī)殼設(shè)計(jì) 163.8.1 進(jìn)料口的尺寸 163.8.2 出料口高度 .163.8.3 切碎機(jī)下機(jī)殼設(shè)計(jì) 174 主要零件的校核 .184.1 主軸的校核 184.1.1 軸上受扭矩與力的模型建立 184.1.2 軸上受力的計(jì)算 19畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 III4.1.3 軸的剪力、彎矩計(jì)算 194.1.4 軸上總彎矩 214.1.5 校核軸的強(qiáng)度 214.2 軸承的校核 224.2.1 查軸承的相關(guān)參數(shù) 224.2.2 軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算 224.2.3 滾動(dòng)軸承壽命的計(jì)算 234.2.4 軸承的潤(rùn)滑 234.2.5 軸承座的選擇 244.3 鍵的校核 244.3.1 鏈接鍵的選用 244.3.2 鍵的強(qiáng)度校核 245 主要零件的加工工藝 265.1 主軸的加工工藝 265.1.1 主軸零件的機(jī)加工 265.1.2 主軸零件熱處理工序 275.1.3 工藝流程圖 275.1.4 工藝過(guò)程 275.2 帶輪的加工工藝 .286 秸稈切碎機(jī)的總體數(shù)據(jù) .296.1 秸稈切碎機(jī)結(jié)構(gòu) 296.2 切碎機(jī)參數(shù) 296.3 切碎機(jī)保養(yǎng)與維修 306.4 使用注意事項(xiàng) 307 總結(jié) 31謝 辭 .33參考文獻(xiàn) 34桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 0 頁(yè) 共 34 頁(yè)1 緒論1.1 引言隨著環(huán)境問(wèn)題逐漸加重，農(nóng)作物秸稈以一種污染源的角色不可思議地扎進(jìn)人們的視野中。每逢農(nóng)忙收獲的時(shí)令，總會(huì)有非常驚人數(shù)量的農(nóng)作物秸稈被當(dāng)場(chǎng)焚化，濃煙滾滾。不僅成為新農(nóng)村建設(shè)的瓶頸問(wèn)題，更是成為城市環(huán)境的助攻者，是的大部分地區(qū)霧霾越來(lái)越嚴(yán)重。所以各地政府要做出關(guān)于農(nóng)作物枝干露天禁燒和開(kāi)拓作物枝干環(huán)保效益化的決定相關(guān)的報(bào)告與政策。這將使人們更加的關(guān)注秸稈的處理。秸稈化學(xué)成分儲(chǔ)藏量大，養(yǎng)分物質(zhì)蘊(yùn)藏量高，擁有著極大應(yīng)用意義和空間。并且在我國(guó)很多農(nóng)村地區(qū)玉米枝干等自然物質(zhì)十分豐盛，所以枝干的處理和應(yīng)用展望前景相當(dāng)廣闊。秸稈，即可以拿來(lái)開(kāi)發(fā)做成秸稈燃料，又可以加工用作秸稈飼料，也可以切碎還田，當(dāng)做肥料使用，或是把枝稈作為生產(chǎn)可燃?xì)怏w的主要原材料，分解后的殘?jiān)?，依然擁有大量的化學(xué)合成物和養(yǎng)分元素，同樣可以還田當(dāng)做養(yǎng)分物質(zhì)來(lái)使用。這些都是秸稈綜利用的重要途徑。1.2 設(shè)計(jì)背景圖 1-1 以往的秸稈處理在環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越受到人們關(guān)注的今天，農(nóng)業(yè)秸稈的處理利用問(wèn)題慢慢的浮現(xiàn)在人們的眼前。在我國(guó)這必將是未來(lái)人們所需面對(duì)的一大難題。過(guò)去人們處理農(nóng)作物秸稈的典型方法有成堆堆放、就地焚燒等（如圖 1-1 所示）。目前市場(chǎng)上出售的切碎機(jī)是交大型的，機(jī)體大，重量大，這種類型只適用于地形平坦的較大的農(nóng)業(yè)區(qū)域，而不適用與農(nóng)村地區(qū)。經(jīng)過(guò)我在自己家鄉(xiāng)的觀察與分析，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一種中小型秸稈切碎機(jī)，在農(nóng)村地區(qū)必定是很受歡迎的。愈來(lái)愈嚴(yán)重的霧霾問(wèn)題，秸稈切碎開(kāi)發(fā)利用問(wèn)題必將成為未來(lái)幾年人們所關(guān)注的焦點(diǎn)。1.3 課題相關(guān)國(guó)內(nèi)外研究秸稈全面應(yīng)用前景廣闊，從其他海外比較富有的國(guó)家統(tǒng)計(jì)分析情況看，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)取與立異，使得他們?cè)谵r(nóng)作枝稈的開(kāi)拓應(yīng)用領(lǐng)域找到了很多途徑。除了傳統(tǒng)的方法外，他們還講秸稈進(jìn)行氣化，利用秸稈發(fā)電，將秸稈發(fā)酵承乙醇，還有講秸稈開(kāi)發(fā)成 建筑材料等。在一定程度上提高了秸稈的利用率，是值得我們學(xué)習(xí)的。像海外大多桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 1 頁(yè) 共 34 頁(yè)數(shù)盛產(chǎn)玉米、小麥的地區(qū)，每逢收割時(shí)節(jié)都會(huì)產(chǎn)出很多的作物枝稈。為了推進(jìn)相關(guān)事業(yè)的發(fā)展，秸稈將成為提煉開(kāi)發(fā)新型能源的原材料，這使得秸稈綜合回收利用有了新利用前景。當(dāng)然，這些活動(dòng)并非是依靠農(nóng)民自己?jiǎn)畏矫娴牧α浚嗟氖堑玫搅苏膭?lì)與支持、補(bǔ)貼政策的等。在歐洲，人們則是不斷地研究，他們投入到秸稈的綜合利用這個(gè)工程里的精力遠(yuǎn)超我國(guó)，他們開(kāi)創(chuàng)了秸稈利用的新途徑，那就是秸稈發(fā)電。最先使用農(nóng)作物枝稈產(chǎn)電的國(guó)家為丹麥，生產(chǎn)電力的工廠可以從農(nóng)那里收購(gòu)大量的枝稈，發(fā)出的電能足以滿足成百上千家的村民的日常耗電需求，這不僅解決了發(fā)電廠原料來(lái)源少的問(wèn)題，而且還大大減少了發(fā)電的原料成本。農(nóng)民可以從廢棄的秸稈那里得到一筆不菲的收入，而且用電的人也會(huì)因此獲得實(shí)惠的電價(jià)。從而在某種層次上降低了秸稈燃燒后對(duì)環(huán)境造成的污染。與此同時(shí)，發(fā)電站利用完枝稈后剩下的殘料無(wú)可厚非的可以不收任何費(fèi)用地提供給需要的人當(dāng)作肥料還田。在島國(guó)日本，人們對(duì)秸稈的處理主要是將秸稈埋入到土地中，經(jīng)過(guò)微生物分解，還田作肥料，富養(yǎng)土地。家畜喂養(yǎng)飼料也有利用秸稈加工來(lái)做成的。所以說(shuō)秸稈的綜合利用在各國(guó)都得到不同程度的發(fā)展，秸稈利用的科學(xué)化、環(huán)保化、經(jīng)濟(jì)化、商業(yè)化的時(shí)代已經(jīng)在不遠(yuǎn)處向我們敞開(kāi)大門。回到國(guó)內(nèi)的情況看，事態(tài)依然嚴(yán)峻。一方面是科技上的落后，另一方面就是在秸稈利用方面的研究也不是很多。秸稈的焚燒污染大氣環(huán)境，直接還田則又要等很長(zhǎng)時(shí)間的生物分解，影響到正常的農(nóng)作物種植，綜合利用則又面臨技術(shù)跟不上，花費(fèi)大，設(shè)備少等的問(wèn)題。曾經(jīng)有研究人員做過(guò)這樣一個(gè)統(tǒng)計(jì)：假如我們可以把廢棄的秸稈在農(nóng)村地區(qū)就地轉(zhuǎn)變成為國(guó)家急需的工業(yè)原材料，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)工業(yè)化，吸納農(nóng)村當(dāng)?shù)鼐用駝趧?dòng)力，這將會(huì)給農(nóng)民帶來(lái)就業(yè)的機(jī)會(huì)，并且還可以改善農(nóng)經(jīng)濟(jì)來(lái)源少的問(wèn)題（0.5 噸秸稈/畝，增收 150 元/畝）。我們?cè)龠M(jìn)一步假設(shè)：好比能應(yīng)用我們農(nóng)民每年種植出的秸稈的總產(chǎn)量的一半，那么這將會(huì)成為一項(xiàng)非常有開(kāi)拓利益的項(xiàng)目；往更好的方面想，假如我們可以因此開(kāi)發(fā)一個(gè)用秸稈作為原材料的環(huán)保型農(nóng)產(chǎn)品加工生產(chǎn)部門，實(shí)行工農(nóng)業(yè)立體生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)樣式，新農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，這種前景 很有魅力。在實(shí)踐發(fā)展過(guò)程中，投身于這方面研究的在我們國(guó)也有不少人。他們踴躍專研，創(chuàng)造性地開(kāi)發(fā)尋找與眾不同的秸稈應(yīng)用方案。當(dāng)然，古人也并不是什么都不會(huì)，他們?cè)诮斩挼氖褂梅矫嬉灿泻芏嗟沫h(huán)保辦法，這些前人留下的有益的經(jīng)驗(yàn)和辦法是值得我們借鑒的。例如造紙，我們何必去砍伐樹(shù)木來(lái)造紙呢？我們可以利用秸稈來(lái)造紙啊。農(nóng)民們除了種植外，他們還可以樣一些牲畜，如牛、羊、馬、豬、雞、鴨等等，而秸稈可以經(jīng)過(guò)切碎后拿來(lái)喂養(yǎng)它們。很多的利用方案都很不錯(cuò)，只是，具體過(guò)程是不完美的秸稈綜合利用，在我國(guó)還缺少相關(guān)的政策因此目前的窘境。綜上所述，秸稈開(kāi)發(fā)利用前景十分廣闊，我們需要加大投入，專研技術(shù)，來(lái)解決秸稈的綜合利用問(wèn)題。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 2 頁(yè) 共 34 頁(yè)1.3 課題目的和意義秸稈切碎可以為農(nóng)村的農(nóng)作物秸稈帶來(lái)極大的好處，一方面秸稈切碎后還田，微生物分解速度加快，可以減少秸稈還田對(duì)正常耕種帶來(lái)的影響，另一方面，秸稈切碎后，可以非常方便的放進(jìn)沼氣池，來(lái)發(fā)酵成沼氣作為燃料使用，殘?jiān)€可以還田肥沃土壤。在上文我們已經(jīng)了解到我國(guó)在秸稈綜合利用這一塊的技術(shù)上還沒(méi)成熟，設(shè)備仍然稀缺。所以秸稈切碎課題可以加快秸稈全面應(yīng)用發(fā)展有著非比尋常意義。如果我們開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出來(lái)比較高效率的秸稈切碎機(jī)，對(duì)秸稈進(jìn)行切碎然后進(jìn)行后續(xù)的加工處理，提高對(duì)秸稈的利用。如圖 1-2 所示。圖 1-2 秸稈利用率百分比桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 3 頁(yè) 共 34 頁(yè)2 一種秸稈切碎機(jī)的總體設(shè)計(jì)2.1 秸稈切碎機(jī)的設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)課題要求，秸稈切碎機(jī)要求其生產(chǎn)率為 1t/h。2.2 切碎機(jī)方案比較與選擇切碎機(jī)的方案主要區(qū)別是在切碎刀結(jié)構(gòu)的不同，下列方案為三種刀具結(jié)構(gòu)方案。方案一：螺旋曲面形切刀,如圖 2-1：圖 2-1 滾筒式螺旋曲面形切刀方案二：平板形切刀，如圖 2-2：圖 2-2 滾筒式平板形切刀方案三：盤刀式直刃口切刀，如圖 2-3：桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 4 頁(yè) 共 34 頁(yè)圖 2-3 盤刀式直刃口切刀螺旋曲面形切刀對(duì)秸稈的推擠和切割作用相對(duì)較好，刀軸受力均衡，刀曲面刀口制造難度大，刃口磨刃難；平板形切刀和盤刀式直刃口切刀制造簡(jiǎn)單，對(duì)刃口加工方便，但切削阻力大，刀軸負(fù)荷不均勻且大；然而方案一和方案二均屬于滾刀式結(jié)構(gòu)，生產(chǎn)效率比方案三盤刀式的差，經(jīng)綜合比較選擇最優(yōu)方案：方案三。2.3 切碎機(jī)傳動(dòng)方案選擇在機(jī)械傳動(dòng)中，有很多種方式可以進(jìn)行傳動(dòng)。比如齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)等，在眾多的方案中傳動(dòng)方案中，每一種都有自己獨(dú)特的優(yōu)缺點(diǎn) Error! Reference source not found.。下面是幾種常見(jiàn)的傳動(dòng)方案特點(diǎn)。齒輪傳動(dòng)：可以大大縮小裝備的體積、傳動(dòng)系統(tǒng)可靠性高、傳動(dòng)比精度高、運(yùn)行穩(wěn)定無(wú)太大波動(dòng)、齒輪零件壽命長(zhǎng)等。然而，齒輪傳動(dòng)重量大、噪音大等缺點(diǎn)。鏈傳動(dòng)：安裝不需要加太大的張緊力，可以減少軸所受到的作用力，同時(shí)鏈傳動(dòng)沒(méi)有打滑現(xiàn)象，傳動(dòng)比較為準(zhǔn)確均勻。但是，鏈傳動(dòng)有一定的沖擊力，傳動(dòng)平穩(wěn)性較差。帶傳動(dòng)：皮帶有一定的彈性，因此帶傳動(dòng)具有良好的緩沖能力，運(yùn)行相對(duì)平穩(wěn)，噪音小，有較大的傳動(dòng)中心距，有打滑現(xiàn)象，在過(guò)載時(shí)可以起到保護(hù)電機(jī)或相關(guān)零部件，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)成本低等。所以，綜合考慮到切碎機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及工作時(shí)需要一定的過(guò)載保護(hù)，因此最適合切碎機(jī)傳動(dòng)的方案就是選用帶傳動(dòng)。3 主要技術(shù)參數(shù)3.1 秸稈切碎長(zhǎng)度切碎長(zhǎng)度關(guān)系到切碎機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。第一，切碎長(zhǎng)度關(guān)系到切碎刀的數(shù)量；第二，切碎長(zhǎng)度也會(huì)影響到切碎機(jī)的生產(chǎn)率；第三，切碎長(zhǎng)度也會(huì)影響到切碎機(jī)消耗的能量。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 5 頁(yè) 共 34 頁(yè)由于進(jìn)料方式采用的是人工推進(jìn)式，工作時(shí)，操作人員結(jié)合經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)切碎長(zhǎng)度的要求來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，一般切碎后的秸稈長(zhǎng)度在 10mm 到 30mm 之間。如果在單純的切碎達(dá)不到切碎細(xì)粒度的要求時(shí)，可以在切碎機(jī)中安裝上錘片，秸稈在切刀切碎后，再一次經(jīng)過(guò)錘片粉碎后得到更細(xì)的秸稈粒度。3.2 切碎機(jī)生產(chǎn)率根據(jù)任務(wù)及課題要求，切碎機(jī)生產(chǎn)率為 左右。切碎機(jī)的生產(chǎn)率由多方面因htQ/1?素決定，比如轉(zhuǎn)速、切刀數(shù)量、喂入口面積等等。理論生產(chǎn)率的計(jì)算公式為 Error! Reference source not found.：（3-?HWnZlQ60?1）式中：H 進(jìn)料口高度（m）；W 進(jìn)料口寬度（m）；n 為刀盤轉(zhuǎn)速；Z 為切刀數(shù)量；L 為秸稈切碎長(zhǎng)度（m）；γ 秸稈容重，一般玉米秸稈為 ，干草為 ；3/4.0mt 30.65t/由于在工作時(shí)喂料的速度難以保持不變，因此實(shí)際生產(chǎn)率低于理論生產(chǎn)率。收獲玉米秸稈的實(shí)際生產(chǎn)率為計(jì)算數(shù)值的 70%，干草為計(jì)算數(shù)值的 60%。在設(shè)計(jì)中，； ；切刀數(shù) ；秸稈切碎長(zhǎng)度 ； 。代數(shù)據(jù)H75?10W?ZL1?3/4.0mt?代到公式（3-1）中，求得 。所以為達(dá)到設(shè)計(jì)要求，主軸轉(zhuǎn)速至少為in/2.10rn。min/2.10rn3.3 電機(jī)3.3.1 電動(dòng)機(jī)功率選定考慮到主要使用對(duì)象為農(nóng)民，設(shè)計(jì)機(jī)型屬于家用小型秸稈切碎機(jī)，而且主要是切碎秸稈，細(xì)度要求不是很高，所以結(jié)合工作量，查閱相關(guān)文獻(xiàn)選購(gòu)常用于農(nóng)業(yè)機(jī)械的Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)。選擇電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)如下表 3-1：表 3-1 Y132S2-2 電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào) 額定功率（KW）滿載轉(zhuǎn)速（r/min）額 定 轉(zhuǎn) 矩堵 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 矩 額 定 轉(zhuǎn) 矩最 大 轉(zhuǎn) 矩 質(zhì)量（kg） 效率 η（%） 功率因 素（ ?cos）Y132S2-2 7.5 2900 2.0 2.3 70 86.2 0.88桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 6 頁(yè) 共 34 頁(yè)電動(dòng)機(jī) Y132S2-2 安裝尺寸如下表 3-2：表 3-2 Y132S2-2 電機(jī)安裝尺寸尺寸型號(hào)A B C D E F LY132S2-2 140 89 80 38 33 10 475表 3-2 中字母對(duì)應(yīng)尺寸參考圖 3-1：圖 3-1 電動(dòng)機(jī)安裝尺寸參考圖電動(dòng)機(jī) Y132S2-2 三維模型圖如圖 3-2：圖 3-2 電動(dòng)機(jī)三維模型圖3.3.2 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩計(jì)算電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式 Error! Reference source not found.：（3-nPT950?2）式中：T 扭矩（N.m）；桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 7 頁(yè) 共 34 頁(yè)P(yáng) 電動(dòng)機(jī)額定功率（KW）；n 電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速（r/min）。將表 3.3.1-1 中的數(shù)據(jù)代到式（3.3.2-1）中，計(jì)算求得理論扭矩 。mNT??70.240實(shí)際轉(zhuǎn)矩：。mNT????29.1%.8670.240?3.4 帶轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)計(jì)3.4.1V 帶的計(jì)算與選型（1）確定計(jì)算功率功率的計(jì)算是依據(jù)皮帶所需傳遞的功率 P 和皮帶的工作條件所確定的 Error! caPReference source not found.：（3-PKAca?3）式中： 為計(jì)算功率（KW）；ca為工作情況系數(shù)；A為皮帶正常工作狀態(tài)下傳遞的設(shè)備輸出功率（KW）。P工作情況系數(shù)的取直如下表 3-3：表 3-3 工況系數(shù)確定表 AK空、輕載啟動(dòng) 重載啟動(dòng)每天工作小時(shí)數(shù)/h工況16 16載荷變動(dòng)微小液體攪拌機(jī)、通風(fēng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)（）、離心式水泵和壓縮機(jī)、KW5.7?輕負(fù)荷輸送機(jī)1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3載荷變動(dòng)小帶式輸送機(jī)（不均勻負(fù)荷）、通風(fēng)機(jī)（ ）、旋轉(zhuǎn)式水泵和壓.?縮機(jī)（非離心式）、發(fā)電機(jī)、金屬 切屑機(jī)床、印刷機(jī)、旋轉(zhuǎn)篩、鋸木機(jī)、木工機(jī)械1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4載荷變動(dòng)大制磚機(jī)、斗式提升機(jī)、往復(fù)式水泵和壓縮機(jī)、起重機(jī)、磨粉機(jī)、沖剪機(jī)床、橡膠機(jī)械、振動(dòng)篩、紡織機(jī)械、重載輸送機(jī)1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6載荷變動(dòng)很大破碎機(jī)（旋轉(zhuǎn)式、顎式等）、磨碎機(jī)（球磨、棒磨、管磨） 1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 8 頁(yè) 共 34 頁(yè)秸稈切碎機(jī)按每天工作 8 小時(shí)計(jì)算，查表 3-3 得， 。3.1?AK（3-WPKAca75.93.1???4）（2）選擇 V 帶的帶型查閱相關(guān)文獻(xiàn)得知，皮帶可以分為 Y、Z、A、B、C、D、E 型。由上小節(jié)計(jì)算得到的計(jì)算功率 以及小帶輪的轉(zhuǎn)速 ，從《機(jī)械設(shè)計(jì)》 Error! WPca75.9?min/290rn?Reference source not found.中的圖 8-11 查找選取選取普通 V 帶輪的帶型為 A 形。（3）V 帶輪基準(zhǔn)直徑 的確定與帶速 的驗(yàn)算dv1）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 1按照所選定 A 型 V 帶，在參考文獻(xiàn) [1]中的表 8-7 及表 8-9 確定小帶輪的基準(zhǔn)直徑，應(yīng)使 。取 。1dmin1)(d?d251?2）驗(yàn)算帶速 v計(jì)算帶的速度公式 Error! Reference source not found.：（3-5）106?d?式中： 為所選電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（r/min）。1nsmnvd /98.10625???一般帶速不宜過(guò)低或過(guò)高，一般在 到 之間，最高不能大過(guò) 30m/s。所s/以 符合要求。smv/98.1?3）計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑傳動(dòng)比的大小關(guān)系到帶輪包角的大小，如果傳動(dòng)比越大則小帶輪的包角將越小，這樣將直接影響帶傳動(dòng)的承載能力。綜合考慮，選用適中的傳動(dòng)比最好，一般為 ，7?i推薦值為 。我們假定主軸的轉(zhuǎn)速為 2500r/min。則根據(jù) 計(jì)算得：5~2?i 12di?mid1452?最后根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 Error! Reference source not found.表 8-9 加以圓整的 。md502最后確定的主軸轉(zhuǎn)速：。in/67.24112rdn?（4）確定中心距 a，并選擇 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 dL1）初定中心距兩個(gè)皮帶輪中心距離越長(zhǎng)，則帶輪的包角增大，單位時(shí)間內(nèi)帶的旋轉(zhuǎn)次數(shù)將得到減少，這樣得到的一個(gè)最直接的好處是帶的使用壽命提高了。但中心距也不宜過(guò)大，太小也不好。一般初選帶輪的中心距為 [1]：桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 9 頁(yè) 共 34 頁(yè)（3-)(2)(7.021021dda???6）式中， 為初選的帶傳動(dòng)中心距（mm）。0a將帶輪的基準(zhǔn)直徑代人（3-6）式，求得，取 。ma50.192?ma450?2）計(jì)算相應(yīng)的帶長(zhǎng) 0dL帶長(zhǎng)的計(jì)算公式 [1]：（3-0212104)()(2adadd ?????7）將數(shù)據(jù)代入式（3-7）中，求得mLd35.120?根據(jù) ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》中表 8-2 選擇對(duì)用的帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度d.0，對(duì)應(yīng)的帶長(zhǎng)修正系數(shù)為 。mLd143? 96.0?LK3）計(jì)算中心距及變動(dòng)范圍傳動(dòng)的實(shí)際中心距近似值為 Error! Reference source not found.:（3-8）200dLa???將數(shù)據(jù)代入到式（3-8）中并算出 ，考慮到帶輪的制造誤差、帶長(zhǎng)ma825.49?誤差、帶的彈性以及使用后帶的長(zhǎng)度變化，常給出中心距的變動(dòng)范圍。帶長(zhǎng)的最小值：Lad37.015.min??帶長(zhǎng)的最大值：md85.4.ax?所以帶長(zhǎng)的變動(dòng)范圍為 。~7（5）小帶輪上的包角 的驗(yàn)算1?實(shí)際生產(chǎn)使用中小帶輪上的包角 總是小于大帶輪上的包角 ，也就導(dǎo)致了相對(duì)1 2?應(yīng)的摩擦力臨界點(diǎn)自然也就小于大帶輪的，所以，通常會(huì)在小帶輪上發(fā)生打滑現(xiàn)象。為了提高帶的工作能力，應(yīng)使 。?????10a3.57)(80121d包角計(jì)算公式：（3-a3.57)(80121???d?9）代入數(shù)據(jù)求得 。.71120°，所以滿足設(shè)計(jì)要求。?25.71桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 10 頁(yè) 共 34 頁(yè)（6）確定帶的根數(shù) Z由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 Error! Reference source not found.得到計(jì)算公式：（3-LArcaKPz?)(0???10）式中： 為單根 V 帶的額定功率；rP為單根 V 帶的基本額定功率；0為單根 V 帶額定功率的增量；?為包角 時(shí)的修正系數(shù)；?K??180為帶長(zhǎng)修正系數(shù)。L由相關(guān)參考文獻(xiàn) Error! Reference source not found.查表 8-4 得 ，查表 8-5 得98.20?P，查表 8-6 得 ，查表 8-2 得 。代入公式（3-10）求得19.0??P9.?? 96.0?LK。取皮帶 根。253z4z（7）確定帶的初拉力 0F帶的預(yù)緊力關(guān)系到帶的傳動(dòng)能力，而且又要考慮到帶的工作時(shí)長(zhǎng)。帶的預(yù)緊力大小應(yīng)適中，不可太小也不應(yīng)過(guò)大。單根 V 帶的初拉力可通過(guò)下式計(jì)算 Error! Reference source not found.：（3-20)5.2(qvzKPFca????11）式中， 為 V 帶單位長(zhǎng)度的質(zhì)量（kg/m）。查參考文獻(xiàn) Error! Reference source not found.q中的表 8-3，查出 A 型帶的 。mkgq/105.?將數(shù)據(jù)代入到式（3-11）中，求出：。NF7.30（8）帶傳動(dòng)的壓軸力 計(jì)算P壓軸力可以看成是皮帶上下預(yù)緊力的合成來(lái)簡(jiǎn)化計(jì)算 [1]：（3-2sin10?zp?12）式中， 是小帶輪的包角。1?將數(shù)據(jù)代入式（3-12）中，可算出：。NFp82.05?最終確定帶的參數(shù)如下表 3-4：表 3-4 設(shè)計(jì) V 帶數(shù)據(jù)帶型 數(shù)量 小帶輪基準(zhǔn) 大帶輪基準(zhǔn) 小帶輪 大帶輪 帶長(zhǎng) 中心距桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 11 頁(yè) 共 34 頁(yè)直徑(mm) 直徑(mm) 轉(zhuǎn)速(r/min)轉(zhuǎn)速(r/min)(mm) (mm)A 4 125 150 2900 2416 1430 4983.5 V 帶輪的設(shè)計(jì)3.5.1 小帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)傳動(dòng) V 帶輪的結(jié)構(gòu)可分為許多種不同的類型，當(dāng)然這并不是隨意亂分，而是根據(jù)V 帶輪的基準(zhǔn)直徑來(lái)劃分，作為分類的依據(jù)。 （ 為裝帶輪內(nèi)徑，即md95.2??與安裝軸配合的孔徑，mm），可以查相關(guān)參考文獻(xiàn)得知不能選用實(shí)心式帶輪結(jié)構(gòu)。而，所以可以選擇腹板式帶輪結(jié)構(gòu)。根據(jù)我個(gè)人設(shè)計(jì)中選擇的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，md30?并在機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)找出電機(jī)軸直徑大小是 38mm。因此可以確定小帶輪的 。小md38?帶輪結(jié)構(gòu)如圖 3-3：圖 3-3 小帶輪結(jié)構(gòu)3.5.2 大帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在大帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，我們根據(jù)主軸最小軸徑的大小，并未與小帶輪參考對(duì)比，我們選取了相同的安裝帶輪的軸徑 。而大帶輪的基準(zhǔn)直徑md38?。由以上數(shù)據(jù)可以得出主軸帶輪結(jié)構(gòu)可以選用與電機(jī)帶輪相同結(jié)md3015??構(gòu)類型。唯一的區(qū)別主要是尺寸大小有所差別。下圖是大小帶輪的實(shí)體造型圖 3-4。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 12 頁(yè) 共 34 頁(yè)圖 3-4 帶輪三維模型圖3.6 切碎機(jī)主軸設(shè)計(jì)3.6.1 階梯軸的設(shè)計(jì)（1）主軸上的功率 和轉(zhuǎn)矩2P2T經(jīng)查閱《機(jī)械原理》 Error! Reference source not found.得知，V 帶傳動(dòng)的機(jī)械效率 在?0.94 到 0.96 之間。取 。主軸功率 。95.0?? KWP125.79.052????主軸轉(zhuǎn)矩：。mNnPT??16.84.722（2）初步確定軸的最小直徑秸稈切碎機(jī)主軸所受的載荷并不是很大，所以選取軸的材料為 45 號(hào)鋼，熱處理采用調(diào)試處理 Error! Reference source not found.。最小軸徑計(jì)算公式 Error! Reference source not found.：（3-30minPAd?13）式中： 為最小軸徑；in查《機(jī)械設(shè)計(jì)》 Error! Reference source not found.表 15-3,得 45 號(hào)鋼對(duì)應(yīng)的 ，103~260?A我們?nèi)?。把相應(yīng)數(shù)據(jù)數(shù)值放到式（ 3-13）中計(jì)算出 。因?yàn)樵谠?250?A md1.2in段軸徑上安裝大帶輪，采用鍵來(lái)做周向定位并傳遞轉(zhuǎn)矩，所以必須在該段軸徑上銑出桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 13 頁(yè) 共 34 頁(yè)一個(gè)鍵槽，然而相對(duì)應(yīng)于軸徑 的軸段，在多銑出一個(gè)鍵槽的同時(shí)，軸徑的強(qiáng)md10?度會(huì)受到一定的影響，考慮安全性的問(wèn)題這種有鍵槽的軸段軸徑應(yīng)在計(jì)算值上多增大因此我們計(jì)算出最后的最小軸徑%7~5，在這里我們?nèi)?。d 647.23~5.)07.1~5(.2min ??? md38in?（3）擬定軸上零件的裝配方案軸上零件裝備擬定如下圖 3-5：圖 3-5 擬定軸上零件裝備方案圖（4）根據(jù)軸上元件安裝尺寸位推推導(dǎo)各個(gè)階段的軸的直徑和長(zhǎng)度1）很顯然，軸段中最細(xì)小的一段是主軸帶輪安放段，軸長(zhǎng) 74mm，軸直徑 。38?2）左邊第一段跟倒數(shù)第二段是安裝軸承的，根據(jù)切碎機(jī)實(shí)際工作的受力情況初步選擇滾動(dòng)軸承。因?yàn)榍兴闄C(jī)在工作時(shí)，切碎刀與底刀擠壓切碎農(nóng)作物秸稈時(shí)軸承會(huì)同時(shí)受到徑向力以及軸向力的作用，所以選用單列圓錐滾子軸承。且比最小軸徑至少大4mm，所以這兩段的直徑最小為 42mm，查軸承產(chǎn)品目錄初步選擇 0 基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)單列圓錐滾子軸承 30209，其尺寸為 ，取該軸段mTDd75.2845???直徑為 ，第一段軸的長(zhǎng)度取 28mm，倒數(shù)第三段取 72mm；m45?3）右邊第二段跟倒數(shù)第三段為切碎室壁厚過(guò)度段，所以直徑值取 ，長(zhǎng)度49?為 47mm；中間部分是用來(lái)安裝刀具的，該出軸徑值取 ，軸長(zhǎng)度為 300mm。最后?確定主軸的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 3-6。圖 3-6 主軸結(jié)構(gòu)及尺寸桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 14 頁(yè) 共 34 頁(yè)3.6.2 轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)將主軸設(shè)計(jì)出來(lái)后，下一步就是講秸稈切碎刀固定刀座轉(zhuǎn)盤和拋送葉組成的轉(zhuǎn)子給添加上去，其與主軸的鏈接采用焊接鏈接。如圖 3-7。圖 3-7 切碎機(jī)轉(zhuǎn)子最終設(shè)計(jì)出來(lái)的轉(zhuǎn)子圖紙如圖 3-8，詳細(xì)的尺寸數(shù)據(jù)以及技術(shù)要求參考零件圖紙。圖 3-8 轉(zhuǎn)子圖紙3.7 切碎機(jī)切刀設(shè)計(jì)切碎機(jī)的刀具類型樣式是很多的，大致可分為桶刀式和碗刀式。細(xì)分的話滾刀式有滾筒式螺線型刃口切刀和滾筒式直刃口滾式切刀；盤刀式的有盤式直刃口切刀，盤式凹刃口切刀和盤式凸刃口切刀。就像我們?nèi)艘粯?，沒(méi)有完美的，所以每一種都要自己的優(yōu)缺點(diǎn)。盤刀式切碎機(jī)的應(yīng)該在進(jìn)料口進(jìn)入方向的反面磨刃，滾刀式的應(yīng)該在滾筒的外圓磨刃。刃角一般取在 12°到 15°之間。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 15 頁(yè) 共 34 頁(yè)切碎機(jī)轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)刀與固定在機(jī)壁上的刀，兩者之間的縫隙通常情況應(yīng)保持在范圍之內(nèi)。切較硬的秸稈時(shí)，間隙值取大一些；切較軟的秸稈時(shí)，間隙值m0.2~5取小一些?？紤]到制造和使用后對(duì)刀具刃口磨刃的方便性我們選用盤刀式直刃口盤式切刀。結(jié)構(gòu)之意圖如下圖 3-9：圖 3-9 切碎刀結(jié)構(gòu)圖切碎刀尺寸如下圖 3-10：圖 3-10 切碎刀尺寸圖3.8 切碎機(jī)機(jī)殼設(shè)計(jì)3.8.1 進(jìn)料口的尺寸進(jìn)料口的高度 a 和寬度 b 值選取，一種方法是查《機(jī)械工程手冊(cè)》 Error! Reference source not found.得到如下表 3.8-1 選取。表 3-5 進(jìn)料口尺寸表切碎機(jī)類型進(jìn)料口尺寸小型 中型 大型a（mm） 60~470~580~6b（mm） 18221632桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 16 頁(yè) 共 34 頁(yè)另一種是可以根據(jù)公式 Error! Reference source not found.計(jì)算確定：（3-cdcnlZkQab?60?14）式中：Q 為切碎機(jī)生產(chǎn)率（t/h）；為進(jìn)料口的充滿系數(shù)， ；ck 6.0~4?ck為秸稈切碎長(zhǎng)度（ m）， ；l ml21.為切刀數(shù)， ；dZ2dZ為刀盤轉(zhuǎn)速（ r/min）， ；n in/753rnd為秸稈容重， 。c? /60~kgc??求出 ab 乘積值后，按 分別求出 a，b 的值。ba)41(結(jié)合本次實(shí)體模型的建立，我們選取的設(shè)計(jì)的上機(jī)殼人工手動(dòng)的進(jìn)料口的理論繪圖尺寸為 。 mab6012??3.8.2 出料口高度在轉(zhuǎn)軸上裝有 4 片拋送葉板。當(dāng)?shù)遁S高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉板即可當(dāng)風(fēng)機(jī)吹送質(zhì)量輕的切碎物，較重的則起到拋送作用。在設(shè)計(jì)中，設(shè)置為上前方出料方式，所以出料高度關(guān)系到轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速問(wèn)題，根據(jù)切碎物拋送高度計(jì)算公式 Error! Reference source not found.：（3-)(2mghp???15）式中： 為拋送葉片的圓周速度（m/s）；p為各種因素阻礙的高度降低系數(shù)，一般 。h? 35.0~2.?h?將數(shù)據(jù)代入到公式（3-15）中，求得 。而我們?cè)O(shè)計(jì)的出料高度為mh14h=650mm，滿足將切碎秸稈拋出切碎室。切碎機(jī)進(jìn)出料口設(shè)計(jì)如下圖 3-11 切碎機(jī)上機(jī)殼所示：桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 17 頁(yè) 共 34 頁(yè)圖 3-11 切碎機(jī)上機(jī)殼3.8.3 切碎機(jī)下機(jī)殼設(shè)計(jì)下機(jī)殼的設(shè)計(jì)主要考慮與上級(jí)殼的配合。同時(shí)，在下機(jī)殼的下部設(shè)置一個(gè)排料門。排料門與機(jī)殼采用合頁(yè)連接。這個(gè)排料門的設(shè)置主要是考慮到切碎機(jī)使用后有一些秸稈段未能排除完全或者在超載后需要停機(jī)時(shí)，可以更方便的將切碎室力的秸稈排出。下機(jī)殼結(jié)構(gòu)示意圖如圖 3-12。圖 3-12 切碎機(jī)下機(jī)殼4 主要零件的校核4.1 主軸的校核4.1.1 軸上受扭矩與力的模型建立主軸受扭矩 Error! Reference source not found.模型簡(jiǎn)化如圖 4-1；圖 4-1 軸上扭矩模型圖中 A 為大帶輪。 分別為大帶輪對(duì)主軸產(chǎn)生的扭矩。aM主軸功率：。KWP125.79.052????主軸轉(zhuǎn)矩:。mNnT ???28160.46.22桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 18 頁(yè) 共 34 頁(yè)軸上扭矩圖 4-2：圖 4-2 軸上扭距圖受到鉛錘方向的力的受力圖如下圖 4-3：圖 4-3 軸上受力圖4.1.2 軸上受力的計(jì)算在前面皮帶的設(shè)計(jì)章節(jié)中，我們已經(jīng)皮帶工作時(shí)的預(yù)緊力合力 。所NFp03.12?以可以知道 。 、 為轉(zhuǎn)子不平衡產(chǎn)生的離心力，查閱《機(jī)械原理》NFpa03.12?bFc表 6-1 可知，切碎機(jī)的剛性轉(zhuǎn)子平衡品質(zhì)等級(jí)為 G16。查出轉(zhuǎn)子的衡器兩端承受的重量相等品質(zhì)量級(jí) （ ）后，根據(jù)下式求出許用衡器兩端承受的重量不相等量 Error! ewsm/Reference source not found.：（4-)()(10][me??1）式中： 為轉(zhuǎn)子許用不平衡度（ ）；][e為轉(zhuǎn)子角速度（rad/s）。w將數(shù)據(jù)代入到式（4-1）中計(jì)算求得：me?24.63][?查閱相關(guān)手冊(cè)得知，在切碎機(jī)轉(zhuǎn)子寬度與直徑比的比值小于五分之一時(shí)，可以只對(duì)轉(zhuǎn)子做靜平衡測(cè)驗(yàn)；但當(dāng)寬度直徑比值大于五分之一時(shí)，必要對(duì)轉(zhuǎn)子做測(cè)驗(yàn)。不同的實(shí)驗(yàn)所要求的不平衡量的值也不一樣。在對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行靜平衡實(shí)驗(yàn)時(shí)，允許不平衡量的實(shí)驗(yàn)數(shù)值應(yīng)該在 之間，用轉(zhuǎn)子的質(zhì)心對(duì)回轉(zhuǎn)中心的距離表示；對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行?120~8動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以不裝上錘片，但應(yīng)該裝上錘片銷，并且動(dòng)平衡實(shí)驗(yàn)得到的允許不桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 19 頁(yè) 共 34 頁(yè)平衡量應(yīng)當(dāng)在不超過(guò) 。在計(jì)算數(shù)據(jù)上看，切碎機(jī)切碎機(jī)構(gòu)衡器兩端承受的重?80~5量不相等量滿足設(shè)計(jì)要求。取轉(zhuǎn)子的偏心質(zhì)量 ，則由這個(gè)偏心質(zhì)量 m 所引起的離心力為 Error! Reference gm?source not found.：（4-rwF22）式中:r 為偏心質(zhì)量到轉(zhuǎn)軸軸心的距離；為轉(zhuǎn)子角速度。將數(shù)據(jù)代入到式（4-2）中求得： 。NF32.?所以 。NFcb32.?支反力 和 的計(jì)算：1z其中 ， ， ， 。mlad90ldb140mlbc90lce45取 d 點(diǎn)取轉(zhuǎn)矩得：（4-)()(1 ????dbbcdcebcdaza lFlllFl3）將數(shù)據(jù)代入到式（4-3）求得： 。Nz36.1鉛錘方向上受力平衡： （4-02zcbaF4） 將數(shù)據(jù)代入到式（4-4）中求得： 。z.92?4.1.3 軸的剪力、彎矩計(jì)算如圖 4.1.3（1）所示，軸在 D、B、C 處都收到力的作用，所以可以將軸分成AD、DB、BC、CE4 段，分別建立剪力、彎矩方程 Error! Reference source not found.。對(duì)于軸 AD 部分選擇 A 作為扭轉(zhuǎn)中心，然后通過(guò)直角坐標(biāo) 來(lái)確定該段軸橫截面的1x位置，所以 AD 段的剪力彎矩方程分別為：（4-)90(03.1211 ???xNFas5）（4-.1111 ?xMa6）對(duì)于 CE 段選擇 E 點(diǎn)作為原點(diǎn)，并以 表示該段的橫截面的位置，因此該段的剪力、4x彎矩方程分別為：（4-)50(36.144 ??NFzs7）（4-.4441 ?xxMz8）桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 20 頁(yè) 共 34 頁(yè)對(duì)于 BC 段選擇 E 點(diǎn)作為原點(diǎn)，并以 表示該段的橫截面的位置，因此該段的剪力、3x彎矩方程分別為：（4-)54(0.133 ???NFczs9）（4-)5.( 3313 ???xxMcz10）對(duì)于 DB 段選擇 A 點(diǎn)作為原點(diǎn)，并以 表示該段的橫截面的位置，因此該段的剪力、2彎矩方程分別為：（4-)309(7.8222 ???xNFzas11）（4-)0(2222 ??xxMaz12）根據(jù)計(jì)算出來(lái)的剪力值可以繪制出軸的剪力圖 4-4（a）；根據(jù)彎矩方程可以繪制出軸的彎矩圖 4-4（b）。圖 4-4 軸的剪力和彎矩圖B、C、D 三個(gè)截面上的彎矩為： mNMbv??3.148c260dv??7.9桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 21 頁(yè) 共 34 頁(yè)4.1.4 軸上總彎矩軸上總彎矩是軸在水平方向和豎直方向上所受的彎矩總和，計(jì)算公式 Error! Reference source not found.：（4-12）2VHM??由于秸稈切碎機(jī)在工作過(guò)程中主軸水平方向上所受到的力遠(yuǎn)小于主軸在豎直方向上受到的力，所以，我們?cè)谟?jì)算總彎矩時(shí)取 。0?H所以：mNbv??3.148c260Mdv?7.9求各截面上的當(dāng)量彎矩 【1】 ：（4-22' )(T???13）式中： 為折合系數(shù)。?秸稈切碎機(jī)的主軸做的是單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 。6.0??把數(shù)據(jù)代入到式對(duì)應(yīng)計(jì)算式子中，并計(jì)算出結(jié)果：mNMb??32.1590'c7'd?8.64'按照以上求出的數(shù)據(jù)，描畫(huà)出各截面當(dāng)量彎矩圖 4-5：圖 4-5 當(dāng)量彎矩圖4.1.5 校核軸的強(qiáng)度軸在工作中如果失效的話，一般發(fā)生在受彎矩扭力最大的危險(xiǎn)截面，因此我們?cè)谶M(jìn)行軸的強(qiáng)度校核時(shí)，通常只校核承受最大彎矩及扭矩的截面（即截面 b）的強(qiáng)度。軸的應(yīng)力計(jì)算 [1]：（4-WTMca22)(????14）桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 22 頁(yè) 共 34 頁(yè)式中： 為軸的計(jì)算應(yīng)力（ ）；ca?MPa為軸承受的彎矩（ ）；MmN?為折合系數(shù)；?為軸所承受的扭矩（ ）；T?為軸的抗彎截面系數(shù)（ ）。W3秸稈切碎機(jī)的主軸做的是單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 。6.0??查《機(jī)械設(shè)計(jì)》 Error! Reference source not found.表 15-4 得知，圓形截面軸的 。而31dW截面 b 所對(duì)應(yīng)軸段的直徑為 55mm，所以將數(shù)據(jù)代入式（4-14）中并計(jì)算求得：。MPaca97.6??在軸的設(shè)計(jì)章節(jié)我們已經(jīng)選定了軸的材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》Error! Reference source not found.表 15-1 的到 。因?yàn)?，MPa60][1??? MPaPaca60][97.61??????所以軸的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，故安全。4.2 軸承的校核4.2.1 查軸承的相關(guān)參數(shù)在軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)章節(jié)中，我們已經(jīng)選擇了軸承的型號(hào)。選擇 0 基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)單列圓錐滾子軸承 30209，其尺寸為 。查機(jī)械mTDd75.2845???設(shè)計(jì)手冊(cè)得到單列圓錐滾子軸承 30209 的額定動(dòng)載荷 ，額定靜載荷KNCr.6， Error! Reference source not found.-Error! Reference source not KNCr8.470?40.tan5.1??efound.。因?yàn)椋斩捛兴闄C(jī)在工作過(guò)程中所受到的軸向力 遠(yuǎn)小于徑向力 ，所以aFrF，所以可以查的徑向動(dòng)載荷系數(shù) X 和軸向動(dòng)載荷系數(shù) Y 分別為 1 和 0。eFra?因此，我們可以將軸看成是只承受徑向載荷 計(jì)算。并畫(huà)出軸承的受力簡(jiǎn)圖 4-r6：圖 4-6 軸承受力簡(jiǎn)圖由作用力與反作用力的關(guān)系我們可以得知：NFzr36.11?92桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 23 頁(yè) 共 34 頁(yè)4.2.2 軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 Error! Reference source not found.提供的公式 計(jì)算，arYFXP??對(duì)于軸承 1 來(lái)說(shuō)：（4-NYFXPar36.11??15）對(duì)于軸承 2 來(lái)說(shuō)：（4-ar.92216）顯然，從數(shù)據(jù)上可以看出，軸承 2 所受到的載荷比軸承 1 大，所以一般情況下軸承 2 比軸承 1 容易失效。4.2.3 滾動(dòng)軸承壽命的計(jì)算因選擇的是滾子軸承，所以 ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》 Error! Reference source not found.表 13-310??3 得軸承的預(yù)期計(jì)算壽命 。)(~2' hLh軸承的理論壽命計(jì)算公式為 ，然而在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)用過(guò)程中，軸承的2601???????PCnh工作溫度以及軸承還會(huì)受到一些情況下出現(xiàn)的附加載荷，比如沖擊力、不平衡作用力、離心力、慣性力等等的影響，所以我們要對(duì)其基本額定動(dòng)載荷和當(dāng)量動(dòng)載荷進(jìn)行修正。所以：（4-2601???????PfCnLdth17）式中： 為軸承轉(zhuǎn)速；為軸承的基本額定壽命（h）；為溫度系數(shù)；tf為基本額定動(dòng)載荷；C為載荷系數(shù)；df為當(dāng)量動(dòng)載荷。P由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 Error! Reference source not found.表 13-4 查得，在工作溫度不超過(guò) 120 度的情況下 。查表 13-6 得，中等沖擊條件下 。0.1?tf 2.1?df將數(shù)據(jù)帶入到式（4-17）中，計(jì)算得出：82.43.9.601286062 ??????????????PfCnLdth因?yàn)?，所以軸承的使用壽命符合要求。'?桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 24 頁(yè) 共 34 頁(yè)4.2.4 軸承的潤(rùn)滑軸承的潤(rùn)滑對(duì)軸承的意義非常大。軸承的潤(rùn)滑可以給軸承在工作中帶來(lái)降低摩擦阻力的好處，而且還可以起到保護(hù)作用。工作過(guò)程中，軸承高速轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)熱比較嚴(yán)重，潤(rùn)滑劑還可以起到散熱作用。潤(rùn)滑的軸承種類多種多樣，油潤(rùn)滑和脂潤(rùn)滑是實(shí)際生產(chǎn)中機(jī)器最經(jīng)常使用的兩類。軸承的轉(zhuǎn)速關(guān)系到潤(rùn)滑劑的選擇。一般根據(jù)滾動(dòng)軸承的值【d 是滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑（mm），n 是軸承的轉(zhuǎn)速（r/mm）】來(lái)選擇潤(rùn)滑類型。通過(guò)計(jì)算，在本次設(shè)計(jì)中的軸承 。查《機(jī)械設(shè)計(jì)》min)/(5801294rdn???Error! Reference source not found.表 13-10 得，圓錐滾子軸承脂潤(rùn)滑的 臨界值為d。所以可以采用脂潤(rùn)滑。mi)/(10r??4.2.5 軸承座的選擇在此次設(shè)計(jì)中，我們選用的是 0 基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)單列圓錐滾子軸承30209，其尺寸為 。查 SN 系列軸承座技術(shù)表得知，mTDd75.2845???SN209 軸承座適我們選用的軸承。所以可以使用該類型軸承座。SN 系列軸承座技術(shù)圖如圖 4.2.5（1）：圖 4-7 SN 系列軸承座再設(shè)計(jì)中選用的 SN209 軸承座技術(shù)數(shù)據(jù)如下表 4-1：表 4-1 SN209 相關(guān)數(shù)據(jù)軸徑（mm） 尺寸（mm）d1型號(hào)h a b c l w m u v D t s45 55 SN209 60 205 60 25 85 112 170 15 20 85 M10 M124.3 鍵的校核鍵的使用在此次設(shè)計(jì)中一共有兩處，一處是電動(dòng)機(jī)與小帶輪的連接和另一處就是大帶輪和主軸的連接。4.3.1 鏈接鍵的選用電動(dòng)機(jī)的選取后，我們可以查表得到電動(dòng)機(jī)的軸徑 ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》md38?