3324 青玉米秸稈收割切碎機(jī)的設(shè)計(jì)

3324 青玉米秸稈收割切碎機(jī)的設(shè)計(jì),青玉,秸稈,收割,切碎,設(shè)計(jì) 塔里木大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 班級(jí) 農(nóng)機(jī) 12-1 班 學(xué)生姓名 陳剛 學(xué)號(hào) 8031208112課題名稱 青玉米秸稈收割切碎機(jī)的設(shè)計(jì)起止時(shí)間 2011 年 3 月 1 日—— 2012 年 5 月 28 日（共 14 周）指導(dǎo)教師 李宜峰 職稱 講師課題內(nèi)容青玉米秸稈收割切碎機(jī)的設(shè)計(jì)。1. 選擇動(dòng)力形式，設(shè)計(jì)整體方案，2. 根據(jù)實(shí)際要求設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置和工作裝置。3. 繪制二維裝配圖和零件圖。4. 對(duì)整機(jī)進(jìn)行三維實(shí)體建模。擬定工作進(jìn)度（以周為單位）第 1～3 周 查閱文獻(xiàn)，撰寫開題報(bào)告。第 4～6 周 根據(jù)現(xiàn)有的青貯機(jī)構(gòu)思自己的設(shè)計(jì)方案。第 7～8 周 據(jù)工作要求,計(jì)算并查閱相關(guān)手冊(cè),選擇和設(shè)計(jì)各零部件。第 9～10 周 運(yùn)用 AUTOCAD軟件,繪制二維零件圖和裝配圖。第 10～12 周 運(yùn)用 Solidworks 完成整體零件的三維建模。第 12～13 周 從工藝性能,經(jīng)濟(jì)性能,實(shí)用性能等方面對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行綜合評(píng)價(jià). 校核修正.完成產(chǎn)品說明書。第 14周 整理畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書和圖紙等資料，準(zhǔn)備答辯。主要參考文獻(xiàn)[1] 段憲兵，陳學(xué)庚，李亞雄，溫浩軍.莖稈切碎還田機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[J].農(nóng)機(jī)化, 2003,(2)：57-58.[2] 孫學(xué)軍,王頻. 秸稈切碎還田機(jī)的研究現(xiàn)狀與思考[J].農(nóng)機(jī)化, 2001,(2)：41-43.[3] 黃新平. 棉稈粉碎收獲機(jī)的設(shè)計(jì)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) , 2003,(7)：136-138. [4] 黃新平. 棉稈粉碎收獲機(jī)的設(shè)計(jì)[J] .農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2003,34(4)：56-62 . [5] 帕合爾鼎·阿布來提，吐爾遜娜依·熱依木江. 幾種秸稈切碎還田機(jī)的特點(diǎn)及使用要求[J].農(nóng)機(jī)化 , 2005,(3)：56-57 . [6] 夏俊芳, 袁巧霞，周勇. 我國(guó)秸稈機(jī)械化還田發(fā)展現(xiàn)狀與對(duì)策 [J]. 黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào).2002,4(2)：48-49 . [7] 呂小榮,努爾夏提·朱馬西,呂小蓮. 我國(guó)秸稈還田技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè), 2004,(9)：41-42 . [8] 米志峰.秸稈還田技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].能源基地建設(shè)，2000(06) .任務(wù)下達(dá)人（簽字）年 月 日任務(wù)接受人意見任務(wù)接受人簽名 陳剛 2011 年 12 月 1 日注：1、此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫，任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。3、此任務(wù)書一式三份，一份留學(xué)院存檔，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師留存。塔里木大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告課題名稱 青玉米秸稈收割切碎機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 陳 剛 學(xué) 號(hào) 8031208112 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化班 級(jí) 農(nóng)機(jī) 12-1 指導(dǎo)教師 李宜峰 起止時(shí)間 2011.12.1—2012.05.30 機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制開題報(bào)告正文青玉米桿收割粉碎機(jī)械1.課題研究的意義青玉米秸稈機(jī)械收割切碎技術(shù)，就是在玉米收獲后，使用秸稈切碎技術(shù)直接將留在地里的玉米莖稈就地粉碎并回收。目前玉米面積約 123 萬 h㎡棉稈資源非常豐富。玉米桿稈具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，其蛋白質(zhì)含量一般為 8%～9%，經(jīng)過微化處理后，其蛋白質(zhì)含量可達(dá) 12%，比麥草、稻草的蛋白質(zhì)含量高5～6 倍，可作為很好的牛羊飼料。而據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，目前玉米秸稈利用率只有 35％左右，經(jīng)處理后的利用率低于 20％。隨著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力的減少，越來越多的青玉米稈遺棄田間或燒毀，造成了青玉米稈資源的極大浪費(fèi)和對(duì)空氣的嚴(yán)重污染，甚至嚴(yán)重影響到交通安全。機(jī)械化青玉米桿收割切碎技術(shù)是將青玉米稈在田間就地收割切碎并回收，用于喂養(yǎng)牲畜，是一項(xiàng)農(nóng)機(jī)化適用技術(shù)。研究推廣此技術(shù)，無論是從保護(hù)環(huán)境、改善土壤結(jié)構(gòu)，還是從減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)，都有其不可估量的作用。2.現(xiàn)狀及分析2.1 國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、專利等知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況分析和國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的工作基礎(chǔ)2.1.1 國(guó)內(nèi)秸切碎機(jī)械的機(jī)型按青玉米桿稈粉碎部件軸的位置分，玉米稈收割切碎機(jī)可分為臥式收割切碎碎機(jī)和立式收割切碎機(jī)兩種。臥式秸稈切碎機(jī)切碎部件在垂直面內(nèi)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，打擊秸稈。大多屬于無支承式打擊切碎。多用于高粱、玉米、棉花等柔韌性差、脆性好的硬秸稈作物。已有機(jī)型主要有： 4F－90（70）型秸稈還田切碎機(jī)、9Q－1.7 型牽引式莖稈切碎機(jī)、9Q－1.5 型懸掛式莖稈切碎機(jī)、JQ－2.0 型懸掛式莖稈切碎機(jī)、JZH－2 秸稈根茬還田通用機(jī)、JH－100、JHF－150、JHF－130 型秸桿收割切碎機(jī)等。立式秸稈切碎機(jī)切碎部件的軸垂直安置。碎部件在水平內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，切碎秸稈。一般都有動(dòng)刀和定刀，屬于有支承切割，多用于小麥、水稻等秸稈柔軟韌性較好、脆性較差的軟秸稈作物，也有用于棉花等硬秸稈作物的。已有機(jī)型主要有： 4Q－31 型稻麥秸稈切碎機(jī)、2JH－1.6 型秸稈收割切碎機(jī)、2JH－1.7 型懸掛式莖稈切碎機(jī)、2JH－1.9 型莖稈收割切碎機(jī)、2018 型可折翼旋轉(zhuǎn)切割機(jī)等。2.1.2 青玉米桿稈切碎機(jī)型的特點(diǎn)分析2.1.2.1 1JHYz一系列玉米秸稈切碎機(jī)。工作原理及構(gòu)造：自走式全喂入谷物聯(lián)合收割機(jī)自身的輸出動(dòng)力，經(jīng)鏈條和V帶傳遞系統(tǒng)，通過變速機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)刀爪軸上的錘爪刀高速旋轉(zhuǎn)，將被粉碎的秸稈切斷并送入殼體內(nèi)定刀處，次擊切成細(xì)碎秸稈，切碎的秸稈沿機(jī)殼內(nèi)壁被氣流均勻拋撒在還田機(jī)殼后邊的地面上。1 7HYz一系列玉米秸稈粉碎還由機(jī)架、機(jī)殼、傳動(dòng)齒輪箱、動(dòng)力傳遞系統(tǒng)、刀爪、軸、地滾、液壓懸掛升降機(jī)構(gòu)組成。2.1.2.2 2JH-1.6秸稈切碎機(jī)該機(jī)由拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸傳入動(dòng)力，經(jīng)安全離合器傳遞給變速箱，變速箱將水平傳動(dòng)改變?yōu)榇怪痹鏊賯鲃?dòng)，帶動(dòng)動(dòng)刀盤作水平旋轉(zhuǎn)，對(duì)秸稈進(jìn)行切割。當(dāng)拖拉牽引機(jī)具前進(jìn)時(shí)，秸稈喂入機(jī)殼，在刀片較大的加速度和動(dòng)能的作用下秸稈切斷并打入機(jī)殼內(nèi)。莖稈經(jīng)過定刀片的重復(fù)剪切被切成碎節(jié)最后均勻地拋撒在田間。2.1.2.3 2018 型可折翼旋轉(zhuǎn)切割機(jī)美國(guó)迪爾公司研制的 2018 型可折翼旋轉(zhuǎn)切割機(jī)屬于立軸式秸稈切碎機(jī)，該機(jī)有三立軸三套切碎裝置，動(dòng)力經(jīng)動(dòng)力輸出軸輸出后由萬向節(jié)傳給各甩刀軸。該機(jī)型沒有定刀片只有一組動(dòng)力片，動(dòng)刀片數(shù)目為 4 個(gè)或 2 個(gè)，改變刀片類型可用于切碎不同的作物秸稈。由于刀片數(shù)目少，工作幅面寬所以刀端線速度較大，為 80m/s 以上。這樣才能保證切碎質(zhì)量。該機(jī)重量較大，工作幅面較寬所需動(dòng)力較大，不太適合我國(guó)大部分地區(qū)使用，但其更換刀片用于不同的作物秸稈等特點(diǎn)值得我們借鑒、學(xué)習(xí)。2、國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)年生產(chǎn)秸稈約 6 億噸, 在農(nóng)村多用于生活燃料和牲畜飼草。為了更有效地利用農(nóng)作物秸稈, 近幾年來國(guó)家農(nóng)業(yè)部大力推薦秸稈有效利用。并對(duì)秸稈收割、時(shí)間、數(shù)量、切碎程度、土壤水分和防治病蟲害等方面進(jìn)行了深入研究，制定了秸稈收割切碎的技術(shù)規(guī)程, 為秸稈收割切碎奠定了一定的基礎(chǔ)。就目前而言, 秸稈收割切碎技術(shù)仍局限于低的發(fā)展水平，造成資源的浪費(fèi)，我國(guó)在這一領(lǐng)域也研究的不多。從區(qū)域研究來看北方旱作區(qū)域秸稈收割切碎技術(shù)日趨完善, 無論是機(jī)械切碎、秸稈收割和生物化學(xué)漚肥都取得一定進(jìn)展近年來，河北省邢臺(tái)市積極推廣玉米秸稈機(jī)械收割切碎技術(shù)，到 2009 年底，全市擁有拖拉機(jī)近 24 萬臺(tái)，玉米聯(lián)合收獲機(jī) 1242 臺(tái)，玉米秸稈收割切碎機(jī) 12647 臺(tái)，旋耕機(jī) 14556 臺(tái)，玉米秸稈收割面積 380 萬畝，秸稈利用率率達(dá) 88%，秸稈綜合利用率達(dá)到 98%，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。河南安陽市從 2001 年開始, 連續(xù) 3 年被農(nóng)業(yè)部河南省農(nóng)機(jī)局確定為實(shí)施玉米秸稈機(jī)械收割的重點(diǎn)地區(qū)。該市以實(shí)施項(xiàng)目為契機(jī), 通過“ 重點(diǎn)突破, 以點(diǎn)帶面” , 實(shí)施以機(jī)械秸稈收割切碎為主的農(nóng)作物秸稈綜合利用技術(shù), 使玉米秸稈機(jī)械切碎收割獲突破性進(jìn)展。 3 年來,推廣秸稈收割機(jī) 2319 臺(tái)(2003 年推廣秸稈收割機(jī) 881 臺(tái)), 總保有量達(dá)到 3696 臺(tái)。2003 年收割面積達(dá)到 84889hm2 (時(shí), 占全市玉米種植面積的 56.3% , 加上秸稈青貯和應(yīng)用其他措施, 玉米秸稈綜合用項(xiàng)目已獲較大突破。同時(shí), 積極引導(dǎo)發(fā)展玉米機(jī)械聯(lián)合收獲,2003 年在農(nóng)業(yè)部“ 新型農(nóng)機(jī)具購(gòu)置補(bǔ)貼”項(xiàng)目帶動(dòng)下, 新增玉米聯(lián)合收割機(jī) 29（保有量達(dá)到 50）, 實(shí)施面積首次突破7000hm2. ,3 年的項(xiàng)目實(shí)施, 推廣的秸稈收割機(jī)具和實(shí)施面積超過了 1987 年推廣這一項(xiàng)技術(shù)以來的前 14 年的總和, 累計(jì)完成秸稈直接收割面積 23446hm2。3.任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的可行性分析 成功設(shè)計(jì)出青玉米桿稈收割粉碎還田機(jī)械應(yīng)有以下幾個(gè)任務(wù)要求；①.外形美觀、操作簡(jiǎn)便、效率高、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。②.由動(dòng)力輸出軸輸出動(dòng)力，經(jīng)安全離合器和一對(duì)錐齒輪后直接傳給刀軸，結(jié)構(gòu)緊湊，噪音小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，工作可靠，且維修方便。③.刀片的選材要好，要有較強(qiáng)的耐磨性和較高的沖擊韌性。④.刀片與刀座之間采用鉸接方式聯(lián)接，防止刀片在切割時(shí)碰到堅(jiān)韌的障礙物而被損壞。⑤.留茬高度不宜太高，60～80mm 即可。青玉米桿稈粉碎長(zhǎng)度在 30mm 左右。⑥.多用途。多用于小麥、水稻等秸稈柔軟韌性較好、脆性較差的軟秸稈作物，也有用于棉花等硬秸稈作物。4.重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路4.1 研究?jī)?nèi)容本課題重點(diǎn)研究青玉米秸稈收割切碎機(jī)械，實(shí)現(xiàn)了青玉米稈收割、粉碎、回收一體化。一機(jī)多用，克服了已有技術(shù)中的青玉米稈留茬高度過高，切碎長(zhǎng)度過大的現(xiàn)象.刀片的選材要好，要有較強(qiáng)的耐磨性和較高的沖擊韌性。刀片與刀座之間采用鉸接方式聯(lián)接，防止刀片在切割時(shí)碰到堅(jiān)韌的障礙物而被損壞。留茬高度不宜太高，40～60mm 即可。青玉米桿稈粉碎長(zhǎng)度在 10mm 左右。保證留茬高度和切碎質(zhì)量。切碎后的青玉米稈被回收。4.2 解決思路解決思路如下：⑴ 動(dòng)力部分：由大馬力拖拉機(jī)帶動(dòng)，省油耐用、操作簡(jiǎn)便、效率高、壽命長(zhǎng)、安全等優(yōu)點(diǎn)。⑵ 傳動(dòng)部分：采用拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)平穩(wěn)，工作可靠，且維修方便，液壓傳動(dòng)裝置為刀盤提供動(dòng)力。⑶ 粉碎裝置：刀片與刀座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。5. 完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃完成本課題的方案：在原有青玉米桿稈收割切碎還田機(jī)的基礎(chǔ)上，增加刀片長(zhǎng)度，從而增加作業(yè)幅寬；另一方面，在不減小其強(qiáng)度和剛度的前提下，減小機(jī)體重量，提高作業(yè)效率。第 1-2 周 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫開題報(bào)告。第 3-4 周 走訪農(nóng)機(jī)銷售部門，進(jìn)行測(cè)量、比較，決定設(shè)計(jì)方案。第 5-6 周 根據(jù)工作要求，查閱相關(guān)手冊(cè)，對(duì)各部門機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算，畫草圖。第 7-10 周 運(yùn)用 AutoCAD 軟件，繪制并完成二維零件圖、裝配圖，運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件完成整機(jī)各零部件的三維建模。第 11-12 周 從工藝性能，經(jīng)濟(jì)性能，使用性能等對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，校核，修正。第 13-14 周 完成產(chǎn)品說明書，準(zhǔn)備答辯。6. 主要參考文獻(xiàn)[1] 段憲兵，陳學(xué)庚，李亞雄，溫浩軍.莖稈切碎還田機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用前景[J].農(nóng)機(jī)化, 2003,(2)：57-58.[2] 孫學(xué)軍,王頻. 秸稈切碎還田機(jī)的研究現(xiàn)狀與思考[J].農(nóng)機(jī)化, 2001,(2)：41-43.[3] 黃新平. 棉稈粉碎收獲機(jī)的設(shè)計(jì)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) , 2003,(7)：136-138. [4] 黃新平. 棉稈粉碎收獲機(jī)的設(shè)計(jì)[J] .農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào), 2003,34(4)：56-62 . [5] 帕合爾鼎·阿布來提，吐爾遜娜依·熱依木江. 幾種秸稈切碎還田機(jī)的特點(diǎn)及使用要求[J].農(nóng)機(jī)化 , 2005,(3)：56-57 . [6] 夏俊芳,袁巧霞，周勇. 我國(guó)秸稈機(jī)械化還田發(fā)展現(xiàn)狀與對(duì)策[J]. 黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào).2002,4(2)：48-49 . [7] 呂小榮,努爾夏提·朱馬西,呂小蓮. 我國(guó)秸稈還田技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè), 2004,(9)：41-42 . [8] 米志峰.秸稈還田技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].能源基地建設(shè)，2000(06) . [9] 張慶玲.水稻秸稈還田現(xiàn)狀與分析[J].農(nóng)機(jī)化研究, 2006(08) . [10] 安素蘭,王菊鵬.機(jī)械化秸稈還田技術(shù)推廣的現(xiàn)狀與對(duì)策[J].山西農(nóng)機(jī), 2002(S1) .[11]. 邢文英，康春曉，劉蔚艷.1JH-60 型秸稈切碎還田機(jī)的研制[J].山東農(nóng)機(jī)，2004(4).學(xué)生簽名 2011 年 12 月 20 日指導(dǎo)教師審閱意見指導(dǎo)教師簽名 年 月 日 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)青玉米秸稈收割切碎機(jī)械的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 8031208112 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 班 級(jí) 12-1 指導(dǎo)教師 日 期 2012.05 xxxx 大學(xué)教務(wù)處制1. 緒 論 .............................................................................21.1 研究的目的和意義 .............................................................21．2 青貯玉米的收獲工藝 ..........................................................31.2.1 直接收獲法 ...........................................................................................................................31.2.2 二次收獲法 ...........................................................................................................................31．3 國(guó)內(nèi)外青貯機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 ......................................................42. 總體設(shè)計(jì)方案 .....................................................................42．1 總體方案的制定 ..............................................................42．2 總體布局設(shè)計(jì) ................................................................62．3 主要工作部件的選擇 ..........................................................62．3．1 青貯機(jī)的切割器的選擇 ...................................................................................................62．3．2 青貯機(jī)粉碎刀的選擇 .......................................................................................................72．4 主要工作部件的理論設(shè)計(jì) ......................................................72．4．1 切割器設(shè)計(jì) .......................................................................................................................72．4．2 切碎刀的設(shè)計(jì) ................................................................................................................73. 主要工作部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 ...........................................................83．1 功率的選擇 ..................................................................83.1.1 收割刀軸消耗功率的計(jì)算 ...................................................................................................83.1.2 粉碎刀軸功率的計(jì)算 ...........................................................................................................83.1.3 拋揚(yáng)功率的計(jì)算 ...................................................................................................................83．2 V 帶設(shè)計(jì) ...................................................................83．2．2 選擇 V 帶帶型 ..................................................................................................................93．2．3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 ......................................................................................................93．2．4 確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距 ...................................................................................93．2．7 計(jì)算預(yù)緊力 .....................................................................................................................103．2．8 計(jì)算作用在軸上的壓軸力 .............................................................................................103．2．9 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................................................................103．3 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì) ................................................................103．3．1 選擇鏈輪齒數(shù) ................................................................................................................103．3．2 計(jì)算功率 ........................................................................................................................103．3．3 確定鏈條的鏈節(jié)數(shù) .....................................................................................................103．3．4 確定鏈條的節(jié)距 ............................................................................................................103．3．5 確定鏈長(zhǎng)及中心距 ........................................................................................................113．3．6 鏈速的驗(yàn)算 ..................................................................................................................113．3．7 驗(yàn)算小鏈輪的輪轂 ........................................................................................................113．3．8 計(jì)算作用在軸上的力 ....................................................................................................113．3．9 有效圓周力計(jì)算 .............................................................................................................113．4 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) ..............................................................113．4．1 選定齒輪的類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) .................................................................113．4．2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) .....................................................................................................123．4．3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) ..................................................................................................133．4．4 齒輪幾何尺寸的計(jì)算 ....................................................................................................153．4．5 驗(yàn)算 .................................................................................................................................154. 軸的設(shè)計(jì) .........................................................................154．1 材料的選擇 .................................................................154．2 割刀軸的設(shè)計(jì) ...............................................................164．3 輸入軸的設(shè)計(jì) ...............................................................174．4 輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ...........................................................174．4．1 擬訂軸上零件的裝配方案 ............................................................................................174．4．2 根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑及其長(zhǎng)度 ........................................................185.其他零部件的設(shè)計(jì) ..................................................................205．2 輔助裝置設(shè)計(jì) ...............................................................205．2．1 喂入口的設(shè)計(jì) .................................................................................................................205．2．2 機(jī)殼設(shè)計(jì) .........................................................................................................................206. 結(jié) 論 ...........................................................................20致 謝 ............................................................................21參考文獻(xiàn) ............................................................................221. 緒 論1.1 研究的目的和意義青貯玉米飼料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值完善，適口性好，易于消化，滿足肉牛、奶牛等家畜冬春季的營(yíng)養(yǎng)需要，使肉牛、奶牛保持高水平的營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)和生產(chǎn)水平，是肉牛業(yè)和奶牛業(yè)不可缺少的基礎(chǔ)飼料之一。最近幾年，肉牛業(yè)有了很大的發(fā)展，向國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)提供了大量的牛肉，很多地方成了有名的養(yǎng)?？h。牛奶業(yè)是公認(rèn)的節(jié)糧、經(jīng)濟(jì)、高效的產(chǎn)業(yè)，屬“菜籃子”工程。牛奶還是飼料轉(zhuǎn)化率最高的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。因此發(fā)展奶牛業(yè)，推廣種植青貯玉米，可以帶動(dòng)我國(guó)畜牧業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展。世界上畜牧業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家都很重視青貯玉米的種植和生產(chǎn)。如法國(guó)、加拿大、英國(guó)、荷蘭、德國(guó)等國(guó)家都培育了大量的青貯專用玉米品種。在歐美許多國(guó)家中，青貯玉米飼料早已成為反芻家畜日糧中主要的有效能量成分和幼畜育肥的強(qiáng)化飼料。1997 年歐洲種植的青貯玉米面積達(dá)4.0 106hm2，加拿大超過 190，000hm 2，近幾年美國(guó)青貯玉米種植面積占玉米總面積的 6%-10%。由?于青貯玉米的諸多優(yōu)點(diǎn)， 今后我國(guó)仍將保持較大比例的青貯玉米種植面積。青貯玉米種植面積在迅猛的增加，但相應(yīng)的收獲機(jī)械的發(fā)展卻跟不上步伐，且收獲的質(zhì)量并不是很高，每年因?yàn)檫@個(gè)原因損失的糧食非?？捎^。且國(guó)產(chǎn)收獲機(jī)的機(jī)械性能和國(guó)外的相比還存在很大的差距。因此研制新的玉米收獲機(jī)是迫切要解決的問題。為了盡快解決這個(gè)問題，我們?cè)O(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的收獲機(jī)，該機(jī)采用簡(jiǎn)單的切割器和粉碎刀，因此機(jī)器的重量大大減輕，整體結(jié)構(gòu)更加合理。其收獲的質(zhì)量與國(guó)外的機(jī)器很接近。1．2 青貯玉米的收獲工藝1.2.1 直接收獲法用懸掛式青貯玉米收獲機(jī)或帶有玉米割臺(tái)的牽引式、自走式青飼收獲機(jī)，直接收割在田間直立生長(zhǎng)的整株玉米，切碎并拋送到普通拖車或?qū)Ｓ们囡曂宪囍校缓筮\(yùn)到貯存地點(diǎn)，直接卸入青貯窖，壓實(shí)密封。工藝框圖如下表 1-1 所示。圖 1-1 直接收獲法1.2.2 二次收獲法二次收獲法的工藝過程是先用手工或玉米割曬機(jī)將玉米莖桿割倒在田間，然后運(yùn)到場(chǎng)地上，用固定的青飼切碎機(jī)進(jìn)行切碎、裝車作業(yè)。其他運(yùn)輸、裝料及貯存與直接收獲大致相同。工藝流程框圖如表 1-2 所示。 圖 1-2 二次收獲法1．3 國(guó)內(nèi)外青貯機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)青貯玉米收獲機(jī)械的發(fā)展從仿制國(guó)外引進(jìn)的機(jī)引型開始，逐步發(fā)展到根據(jù)我國(guó)特點(diǎn)在吸收國(guó)外機(jī)引型青貯收獲機(jī)優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，因地制宜地自行設(shè)計(jì)了各種青貯玉米收獲機(jī)。進(jìn)入 20 世紀(jì)90 年代中期，其技術(shù)水平也隨畜牧業(yè)的發(fā)展和需要得到了不斷完善和提高，研制定型了幾種機(jī)型。青貯玉米收獲機(jī)械的類型按與拖拉機(jī)的掛接方式分為懸掛式青貯玉米收獲機(jī)、帶有玉米割臺(tái)的牽引式青貯收獲機(jī)以及帶有玉米割臺(tái)的自走式青貯收獲機(jī)。另外，國(guó)內(nèi)還有一種場(chǎng)上固定式作業(yè)的青貯收獲機(jī)。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)使用的青貯玉米收獲機(jī)械代表性機(jī)型主要有：燕北畜牧機(jī)械集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的 9QS-1300 型青貯切碎機(jī)、中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院生產(chǎn)的 PCC-6．0 型青貯切碎機(jī)、黑龍江趙光機(jī)械廠與德國(guó)門格勒公司合作生產(chǎn)的 MB220 型青飼料收獲機(jī)、中國(guó)農(nóng)機(jī)化科學(xué)研究院研制的XDNZ-2008 型自走式對(duì)行高桿作物割臺(tái)青貯飼料收獲機(jī)。引進(jìn)的國(guó)外機(jī)型有：白俄羅斯生產(chǎn)的巴列斯耶大型青貯飼料機(jī)、紐荷蘭公司生產(chǎn)的 790 和 900 型牽引式青貯飼料收獲機(jī)、約翰迪爾公司生產(chǎn)的 2 行和 3 行牽引式青貯收獲機(jī)等。另外，用于青貯玉米收獲的機(jī)型還有：河北省趙縣農(nóng)機(jī)修造廠生產(chǎn)的 4YZ-3 青貯玉米聯(lián)合收獲機(jī)、山東省萊州金圣農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所研制生產(chǎn)的 4Y-2 衛(wèi)星玉米割曬機(jī)等。但是，國(guó)產(chǎn)主要機(jī)型生產(chǎn)率低。固定式青飼切碎機(jī)作業(yè)時(shí)，需要把整株玉米運(yùn)到場(chǎng)上，收割運(yùn)輸勞動(dòng)強(qiáng)度大，青貯作業(yè)生產(chǎn)率低，不能滿足規(guī)模生產(chǎn)的需要。懸掛式 1 行青飼收獲機(jī)通過吸收國(guó)外機(jī)型優(yōu)點(diǎn)，技術(shù)比較成熟。但從應(yīng)用的情況看，由于一次只能收割一行，生產(chǎn)效率低、往復(fù)作業(yè)、重復(fù)壓地現(xiàn)象嚴(yán)重，造成土壤壓實(shí)、板結(jié)，不利于下一季耕種。 青貯玉米收獲機(jī)作業(yè)時(shí)，工作速度高，受地塊條件，青貯玉米種植密度，株高，濕度等因素影響，負(fù)荷波動(dòng)也大，要求青貯玉米收獲機(jī)的強(qiáng)度高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)好，性能可靠。國(guó)產(chǎn)青貯玉米收獲機(jī)尚處于技術(shù)發(fā)展的初始階段，存在著使用故障多，整機(jī)結(jié)構(gòu)剛性差的問題。 因此設(shè)計(jì)一種實(shí)用和耐用的青貯機(jī)是首要的問題。另外，國(guó)產(chǎn)青貯機(jī)的關(guān)鍵零部件性能不過關(guān)。切割刀、切碎定動(dòng)刀等部件可靠性差，使用壽命短。本次設(shè)計(jì)的青貯機(jī)主要就是為了克服國(guó)產(chǎn)青貯機(jī)的不足，其采用被拖拉機(jī)牽引的方式，切割器采用回轉(zhuǎn)的形式，切割的時(shí)候棘齒刀圍繞一中心點(diǎn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，降低了功率消耗．棘齒刀固定在刀盤上，與刀盤一體，可以提高刀軸的轉(zhuǎn)速，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率．其粉碎方式采用動(dòng)定刀相結(jié)合的方式，動(dòng)刀采用 V 型，定刀采用長(zhǎng)方形，這樣可以降低作物在切割時(shí)的滑動(dòng)，使切割更省力，提高了機(jī)器的工作效率．2. 總體設(shè)計(jì)方案2．1 總體方案的制定青貯玉米收獲機(jī)械的類型按與拖拉機(jī)的掛接方式分為懸掛式青貯玉米收獲機(jī)、帶有玉米割臺(tái)的牽引式青貯收獲機(jī)以及帶有玉米割臺(tái)的自走式青貯收獲機(jī)。另外，國(guó)內(nèi)還有一種場(chǎng)上固定式作業(yè)的青貯收獲機(jī)。自走式青貯機(jī)消耗功率大，適合大農(nóng)場(chǎng)作業(yè)；現(xiàn)在我國(guó)主要用的是懸掛式的青貯機(jī)，因?yàn)檫@種機(jī)型功率消耗小，割幅小，非常適合我國(guó)的國(guó)情。本青貯機(jī)采用的是牽引側(cè)置式的，其主要針對(duì)當(dāng)前青飼料加工機(jī)械存在的主要問題來進(jìn)行研究的，主要由傳動(dòng)部件、切割動(dòng)刀和切割定刀、粉碎動(dòng)刀和粉碎定刀，風(fēng)機(jī)等組成。其工作原理是：切割器將玉米秸桿切斷然后通過輸送帶輸送到粉碎段，在粉碎段玉米秸桿被高速旋轉(zhuǎn)的動(dòng)刀切碎，切碎的秸桿落到風(fēng)扇殼中，在風(fēng)扇葉輪高速旋轉(zhuǎn)的帶動(dòng)下，秸桿沿切線被拋送出去，工作簡(jiǎn)圖如圖2-1、圖 2-2、圖 2-3。圖 2-1 青玉米秸稈粉碎機(jī)切割收獲部分1.傳送帶 2.切割定刀 3.切割動(dòng)刀 4.切斷的玉米秸稈 5.玉米植株行圖 2-2 青玉米秸稈收獲切碎機(jī)切碎部分1. 傳送帶 2.切碎定刀 3.切碎動(dòng)刀 4.切斷的玉米秸稈圖 2-3 青玉米秸稈收獲切碎機(jī)部分1.風(fēng)機(jī) 2.切碎定刀 3.物料 4.物料出料口2．2 總體布局設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)在布局上采用層次式，割刀軸，粉碎刀軸和傳送帶，不在同一個(gè)平面上。這樣的布局，一是可以減小整機(jī)的寬度，提高了設(shè)備剛度，節(jié)省了原材料，降低了成本；二是各軸的傳動(dòng)采用兩邊傳動(dòng)的方法，這樣可以充分利用兩個(gè)側(cè)板的空間，還不會(huì)太擁擠。輸出軸和各軸之間采用 V 帶傳動(dòng)，起到了緩沖作用，可避免因物料帶入異物而造成堵轉(zhuǎn)，引起瞬間負(fù)荷過大時(shí)造成拖拉機(jī)熄火的發(fā)生；三是粉碎刀并不是固定的，用螺栓固定在刀軸上，可以隨時(shí)方便的更換和修復(fù)，粉碎刀可旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，避免了粉碎刀遇到堅(jiān)硬物體被折斷，因此可以較少的換粉碎刀，降低了機(jī)器的使用成本。2．3 主要工作部件的選擇 由于本設(shè)計(jì)主要由切割部件、粉碎部件、輸送和拋揚(yáng)三個(gè)主要部分來構(gòu)成，本設(shè)計(jì)過程主要設(shè)計(jì)切割部件和粉碎部件。切割器部分、粉碎動(dòng)刀與定刀部分， 在本設(shè)計(jì)中這兩個(gè)部分的設(shè)計(jì)十分重要，也是本次設(shè)計(jì)任務(wù)的關(guān)鍵所在，所以在選擇過程要格外重視。2．3．1 青貯機(jī)的切割器的選擇（1）： 往復(fù)刀切割器：往復(fù)刀切割，切割省力，割茬底，是現(xiàn)在最常用的切割器；但往復(fù)式切割器不靈便且消耗功率大，在切割時(shí)，玉米的滑動(dòng)大，造成沒必要的功率消耗。（2）：砍刀式切割器：砍刀式切割器也是近期出現(xiàn)的切割器，它采用斜切的方法，當(dāng)砍刀將作物砍倒后，作物會(huì)向前和向后運(yùn)動(dòng)， ， ．只是在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，離心力大，所以要保證安裝的質(zhì)量。應(yīng)用砍刀有點(diǎn)笨重。（3）：圓盤切割器：圓盤刀切割器有小巧靈便的特點(diǎn)，整機(jī)體積小，是新興的用于青貯玉米的切割器．更換方便隨著機(jī)器的前進(jìn)，作物會(huì)自動(dòng)喂入到粉碎裝置， 喂入條件改善許多，且圓盤切割器容易制造，價(jià)格非常低，但圓盤式切割器的喂入方式是單棵強(qiáng)行喂入，易造成堵塞，這是需要改進(jìn)的地方。 圓盤式切割刀的形式如圖 2-2圖 2-4 切割刀2．3．2 青貯機(jī)粉碎刀的選擇（1）:錘爪式粉碎刀:錘爪式粉碎刀被廣泛應(yīng)用于秸桿還田，其粉碎效果屬于粗放式的不適合于對(duì)青飼料的粉碎，且由于其端面是一個(gè)鈍面，所以消耗的功率大。（2）:滾筒式粉碎刀:這種粉碎刀是近來新出現(xiàn)的一種粉碎刀型式，它適合于對(duì)作物的徹底粉碎，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，其粉碎的作物長(zhǎng)度低于 30mm，非常適合做牲畜的飼料，且在切割時(shí)作物的滑動(dòng)小，因此切割力小，消耗功率小。如圖 2-5 圖 2-3 切碎刀在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)該按照揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短的原則來進(jìn)行設(shè)計(jì)。在本設(shè)計(jì)中，采用切割器的方案三和粉碎刀的方案二來進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣在設(shè)計(jì)過程中既滿足了實(shí)際的生產(chǎn)需要，又滿足了生產(chǎn)的實(shí)際要求，同時(shí)，還降低了成本，達(dá)到了揚(yáng)長(zhǎng)避短的生產(chǎn)設(shè)計(jì)原則。故在本設(shè)計(jì)中青貯機(jī)的實(shí)際情況來選擇方案三和粉碎刀的方案二來進(jìn)行設(shè)計(jì)。2．4 主要工作部件的理論設(shè)計(jì)2．4．1 切割器設(shè)計(jì)圓盤式切割能否得到良好的工作質(zhì)量和切割性能，其主要參數(shù)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，各主要參數(shù)如下：1）切割速度 圓盤式切割器的工作質(zhì)量跟切割速度與機(jī)組前進(jìn)速度的速比有密切關(guān)系。切割速度是指平均速度，平均速度越高，切割性能越好。但過高的切割速度是不可取，因?yàn)闀?huì)使整個(gè)機(jī)組產(chǎn)生較大的振動(dòng)，不但增加了機(jī)組功率的消耗，而且會(huì)加速零件的磨損與破壞。理論計(jì)算和試驗(yàn)結(jié)果表明，切割刀刃的速度為 13m/s 時(shí)效果好。2）割刀與水平面的夾角 切割刀與水平面的夾角增大則切削就容易，這樣切割刀片切割玉米是斜切，可以節(jié)省切割力，同時(shí)因?yàn)榍懈畹队幸粋€(gè)向上的角度，所以切割時(shí)玉米秸稈會(huì)向上和向后運(yùn)動(dòng)，便于玉米秸稈的喂入，但角度太大會(huì)使切割無法進(jìn)行，且刀切割行程增大，消耗的功率增大，有資料知該角度在 30°～40°最適合，本次設(shè)計(jì)取 30°在實(shí)際過程中發(fā)現(xiàn)切割器除了主要參數(shù)外，其工作質(zhì)量和切割性能還與刀片的種類和刀片的銳利程度有關(guān)。通過試驗(yàn)對(duì)比，一般采用齒刃刀片，它不用磨刀，雖然切割阻力較大，但使用方便。2．4．2 切碎刀的設(shè)計(jì)切碎刀參數(shù)的確定：切碎刀是青貯玉米收獲機(jī)中非常重要的工作部件，其參數(shù)的設(shè)計(jì)很重要，相關(guān)參數(shù)如下 1）切碎動(dòng)刀的夾角 該夾角的大小決定著切碎莖桿的長(zhǎng)度，夾角過大，則粉碎效果差，夾角小粉碎效果好，可是功率消耗大。從試驗(yàn)中得知，該夾角在 30°～60°之間最好。本設(shè)計(jì)取 45°2）切碎動(dòng)刀的旋轉(zhuǎn)速度 切碎刀的旋轉(zhuǎn)速度是影響切碎質(zhì)量的重要因素，但速度不應(yīng)該太高，由資料知切碎刀軸的轉(zhuǎn)速在 1400-1500r/min 之間，本次設(shè)計(jì)取1450r/min。3. 主要工作部件的設(shè)計(jì)計(jì)算3．1 功率的選擇3.1.1 收割刀軸消耗功率的計(jì)算由查資料知切斷一株玉米需要的力是 350N，假設(shè)有兩片割刀同時(shí)進(jìn)行切割，則切割力為700N．由于砍刀轉(zhuǎn)速越高，沖量越大，越容易克服慣性，切割就更容易。但是切割的速度過高，割刀軸受的離心慣量越大，消耗的功率就更大，因此割刀刀軸的轉(zhuǎn)速有一定的限制，有前人所做實(shí)驗(yàn)知，割刀刀尖的轉(zhuǎn)速在 10-15m/之間時(shí)效果最佳，本次設(shè)計(jì)取其轉(zhuǎn)速為 13m/s。。 （3-1）1pF70391w.kW??3.1.2 粉碎刀軸功率的計(jì)算經(jīng)調(diào)查，目前青貯玉米大部分行距為 500-700mm，株距 200-300mm，本次設(shè)計(jì)用行距為500mm，株距為 280mm，由此可以得到每畝玉米有 4000 株。經(jīng)調(diào)查青貯玉米的收獲期為乳熟期，玉米的含水量大，植株單株最重，經(jīng)過查閱大量的相關(guān)資料知，青貯玉米單株重大約在 0．8-2kg，本次設(shè)計(jì)取 1.0kg，所以 1hm2的重量為:15 4000 1=24000kg。?經(jīng)計(jì)算可知粉碎 1kg 的秸桿所需的功為 3000-5000J，本次設(shè)計(jì)取 3600J/kg．由《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》知，青貯機(jī)的生產(chǎn)率為 0．8-3hm 2/h，本次設(shè)計(jì)取每小時(shí)生產(chǎn)率為 1hm2，所以總質(zhì)量為:24000kg 4=24000kg．由此可知，粉碎刀軸所消耗的功為:86400000J，所以需總功率為:86400000/3600=24000w=24kw?？紤]到工作中的過載，有《機(jī)械設(shè)計(jì)》知過載系數(shù)為 1.01-1.3，本次設(shè)計(jì)取 1.07，故。 （3-2） 2p=4kw10725kW?． ．3.1.3 拋揚(yáng)功率的計(jì)算目前，拋送器的功率消耗計(jì)算尚無公式可循，按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 0．4 KW(T/h) 計(jì)，拋送器的功率消耗 為 5-8kW。本設(shè)計(jì)取 6．1kw。pN所以消耗的總功率為： 45．96kW （3-4）?????)97.068.97.0(.)25960(1 Npp3．2 V 帶設(shè)計(jì)注：由設(shè)計(jì)要求，已知 p=6．1kW 3．2．1 確定計(jì)算功率caAPKp??（3-5）式中： ca-------計(jì)算功率，單位為 kW----------傳遞的額定功率，單位為 kW由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得工作情況系數(shù)為 KA=1.3，故：=1．3×6．1=7．93kW （3-caAPp??6） 3．2．2 選擇 V 帶帶型根據(jù) 和 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)確定選用 A 型 V 帶ca1n3．2．3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取主動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑 =200mm1d根據(jù)公式計(jì)算得從動(dòng)輪的基準(zhǔn)直徑= =1.06×200=212mm （3-2d1i7） 驗(yàn)算帶的速度 （3-105.9/6vms????8）（3-27420./9）故帶速符合設(shè)計(jì)要求。3．2．4 確定帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距根據(jù) ，初步確定中心距 a0=550mm。120120.7()()dda???皮帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度計(jì)算（3-mLd 17450)()(52?????10） 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld=1750mm皮帶實(shí)際中心距計(jì)算a=550+15.5=515.5mm3．2．5 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角由計(jì)算公式得：（3-2118057.8.6ooodaa????11）所以主動(dòng)輪上的包角符合設(shè)計(jì)要求。3．2．6 計(jì)算 V 帶的根數(shù)由式（8-22）知： （3-()caoLpZK???12）由 ， ， 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 1520/minnr?120d1.06i， ， .opkw.7op?93alk?01.6()clz??（3-13）故：取 Z＝23．2．7 計(jì)算預(yù)緊力查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得： 0.5/qkgmz?故: 2(1)309caopFqvNzv???（3-14）3．2．8 計(jì)算作用在軸上的壓軸力由計(jì)算公式得: 102sin235.9pFzN??（3-15） 3．2．9 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1） 小帶輪：軸的直徑為 40mm，所以小帶輪軸孔直徑 d=40mm，采用腹板式，帶輪材料為 HT200，輪槽、輪緣按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)要求設(shè)計(jì)。2） 大帶輪：大帶輪基準(zhǔn)直徑為 212mm，采用腹板式，輪槽、輪緣尺寸與小帶輪相同。3．3 鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)注：由設(shè)計(jì)要求，已知 p=9．174，采用滾子鏈傳動(dòng)，具體設(shè)計(jì)方法和步驟如下：3．3．1 選擇鏈輪齒數(shù)假定鏈輪的轉(zhuǎn)速是 0.63/Vms??，選取小鏈輪的齒數(shù)，則：從動(dòng)鏈輪的齒數(shù) ，17z219iz?3．3．2 計(jì)算功率由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得工作情況系數(shù) ，1.3AK?故： 1.9741.296capkw??3．3．3 確定鏈條的鏈節(jié)數(shù)初定中心距 a0=40P，由式 9-19 得鏈節(jié)數(shù)為：mzapzpl 98)2(21021?????（3-16） 為避免取奇數(shù)，過渡鏈節(jié)數(shù)取 98。3．3．4 確定鏈條的節(jié)距按小鏈輪的轉(zhuǎn)速估計(jì)，鏈條工作在功率曲線的頂點(diǎn)的左側(cè)時(shí)可能出現(xiàn)鏈板疲勞破壞。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得小鏈輪的齒數(shù)系數(shù)96.0)1(,)19(08. ??plzkk（3-17）選取單排鏈，查得單排鏈系數(shù) ，故所需傳遞的功率為7.1?pkwkpzlca50.20?（3-18）根據(jù)小鏈輪轉(zhuǎn)速 4/minr及功率 ，選擇鏈號(hào)為 0．8B 的單排鏈，同時(shí)也證3.972op?實(shí)原估計(jì)鏈條工作在額定功率曲線的左側(cè)是正確的。再由手冊(cè)查得鏈節(jié)距 12.7Pm?3．3．5 確定鏈長(zhǎng)及中心距鏈長(zhǎng)： pl867.10?（3-19）中心距： （3-mzzllpapz 36])2(8)()[(4 12121 ?????? ?20）中心距的減小量： 0..740..4aa??則實(shí)際中心距： 3656m取 ma365/?3．3．6 鏈速的驗(yàn)算smpnzv73.81062410????（3-21）得：鏈速與原假設(shè)相符合。3．3．7 驗(yàn)算小鏈輪的輪轂由手冊(cè)查得小鏈輪的轂孔許用的最大直徑 與原假設(shè) 相符合，符合設(shè)計(jì)mdk53?40kdm?要求。3．3．8 計(jì)算作用在軸上的力（3-NvpFe 5.3110??22）3．3．9 有效圓周力計(jì)算按垂直傳動(dòng)取壓軸力系數(shù) 故 15.FPKNFP405.31.??3．4 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)已知： 工作壽命為 10 年，每年 120 天 3．4．1 選定齒輪的類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1）按傳動(dòng)簡(jiǎn)圖所示的傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪。2） 青貯機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7 級(jí)精度 GB10095-883） 材料選擇：查手冊(cè)選擇小齒輪的材料為 40Cr (調(diào)質(zhì)處理)，硬度為 280HBS，大齒輪 的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)處理） ，硬度為 2HBS，二者材料的硬度差為 44） 選擇小齒輪的齒數(shù) ，大齒輪的齒數(shù) ，取18?z .312?iz32z3．4．2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，即21312. ()t Et HKTZud????（3-23）1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值〈1〉 試選載荷系數(shù) 1.3tK?〈2〉 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)距（3-mNnpT.1094.50.9531 ??24） 〈3〉 由手冊(cè)選取齒寬系數(shù) 1d??〈4〉 由手冊(cè)查得材料的彈性影響系數(shù)為 1/289.EZMPa〈5〉按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 ；lim160H??大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為 lim250H?〈6〉計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：（3-81609.1kNnjL??25） （3-825.0?26） 〈7〉 由手冊(cè)查得接觸疲勞壽命系數(shù) 12.9;.5HNHNK?〈8〉 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效率為 1%，安全系數(shù) S=，計(jì)算得：（3-1lim[]58HNkMpas??27）??2liH2.KPS?（3-28） 2)計(jì)算過程試算小齒輪的分度圓直徑 ，代入 中較小的值得ltd[]H?（3-2131()58.[]tEtkTUZmu????29）計(jì)算圓周速度 V（3-1.62/60tdnvs???30）計(jì)算齒寬 b（3-315.4ttkdm?31）計(jì)算齒寬 b 與齒高 h 的比值模數(shù) 1.6mz齒高 h=mt=6．3mm得： 9.3bh?計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù) v=1．62m/s，7 級(jí)精度，由手冊(cè)查得動(dòng)載荷系數(shù) kv=1．08由直齒輪假設(shè) ，由手冊(cè)查得/10/AtKFbNm?1.2HaFK?由手冊(cè)查得使用系數(shù) KA=1由手冊(cè)查得 7 級(jí)精度，小齒輪相對(duì)于支承非對(duì)稱布置時(shí) 23.28(.6)0.Hdb???????（3-32） 將數(shù)據(jù)代入后得：1.3HK?由 ， 查手冊(cè)得9.bh?81.32FK??故載荷系數(shù)（3-.7AVHk??33） 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所計(jì)算的分度圓直徑，由公式得：（3-3165.4ttkdm?34）計(jì)算模數(shù) mm=d1/z1=3．63mm3．4．3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 ??132FasdYKTZ?????????（3-35）確定公式內(nèi)的各參數(shù)數(shù)值:（1）由手冊(cè)查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限150FEMPa?2380FEMPa??（2）由手冊(cè)查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ，1.82FNk2.8FNk計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力：取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1．4，計(jì)算得：（3-12[]9.FNkmpaS??36） （3-2[]30.7FNkmpaS??37）（3）計(jì)算載荷系數(shù) K1.7AVFa???（3-38）（4）齒形系數(shù)的確定由手冊(cè)查得 12.65,.3FaFaY?（5）應(yīng)力校正系數(shù)的確定由手冊(cè)可查得 12.,1.6sS??（6）計(jì)算大小齒輪的 并加以比較[]saFY?（3-10.47[]asF?39）（3-2.1[]FasY?40）可見大齒輪的數(shù)值較大2）設(shè)計(jì)計(jì)算（3-12)3(3.10[]FskTYmmdz?????41）對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)。由于齒輪的模數(shù) m 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的載荷能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪的直徑有關(guān)，可取彎曲強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) 3．10mm 并就近圓整于標(biāo)準(zhǔn)值 m=3．5，按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑，算出小齒輪的齒數(shù)和大齒輪的齒數(shù)。這樣設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)既滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度又滿足了齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，并做到了結(jié)構(gòu)緊湊避免浪費(fèi)材料。求得小齒輪的齒數(shù)：，則大齒輪的齒數(shù)為 z2=uz1=3812dzm?3．4．4 齒輪幾何尺寸的計(jì)算1)分度圓直徑（3-173.5dz41） （3-213dmz?42）2)計(jì)算中心距（3-120.5a?43）3)計(jì)算齒輪寬度173.bdm?? （3-44）取 B1=74mm，B 2=80mm3．4．5 驗(yàn)算（3-16.tTFNd?45）得：2.190AtKmb??故滿足設(shè)計(jì)要求。4.軸的設(shè)計(jì)4．1 材料的選擇選取軸用材料主要取決于軸的工作條件載荷和加工工藝等綜合因素。除了滿足強(qiáng)度、剛度和耐磨性外還要求對(duì)應(yīng)力集中敏感小。通過比較常用的軸用材料知碳素鋼對(duì)應(yīng)力集中的敏感性小，其機(jī)械性能可通過熱處理來進(jìn)行調(diào)整，而且比合金鋼的價(jià)格低廉。故本設(shè)計(jì)軸都采用 45 鋼查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 45 鋼的力學(xué)性能，如表 4－1 所示：材料牌號(hào)熱處理毛呸的直徑硬度抗拉強(qiáng)度極限屈服強(qiáng)度極限彎曲疲勞極限剪切強(qiáng)度極限許用彎曲應(yīng)力45 調(diào)質(zhì) 小于 200mm 217-255HBS 640MP 335Mpa 275MPa 155MPa表 4－1 45 鋼的力學(xué)性能軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括給出軸的合理外形和全部的結(jié)構(gòu)尺寸。設(shè)計(jì)時(shí)軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足：軸和裝配在軸上的零件要有準(zhǔn)確的工作位置；軸上零件要于裝拆和調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性。4．2 割刀軸的設(shè)計(jì)已知:p=9．2kw，ω=1620rad/s 1）求出軸上的轉(zhuǎn)矩950/40587/TPnNm??（4- 1） 2）初步估算出軸的最小直徑前面已知軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理 ，取 ，[]60Mpa??10oAm?于是: 3min08.9PdAm?（4－2）3）擬訂軸的裝配方案圖 4-1 割刀軸由前面已知:割刀軸采上下小軸與中間套筒相配合，中間套筒上安裝割刀，上下小軸上安裝軸承。應(yīng)為軸承受承受軸向力，故選用圓錐滾子軸承，由于 處軸徑為 ，所以選用 3037dm40軸承，軸承處有軸肩定位，因?yàn)?，取 h=2．5mm 所以 =45mm，因?yàn)樘淄驳膬?nèi)直4.206.???h6徑為 ，所以 。右小軸安裝小鏈輪和軸承，軸承仍為 303 軸承，它和機(jī)架間用套m68md685?筒固定，其直徑與左小軸相同。對(duì)于 303 軸承 B=20mm，故取 ，因?yàn)?之間要加機(jī)架及出料裝置， 所以30ABLm??BCL?取 ; 段由前面的設(shè)計(jì)知 ;因該段安裝砍刀，有割幅知82BCL??CDL?DC4; ， ，最左邊因?yàn)橐惭b小鏈輪和mED146FE4?CBGF82?軸承，還有中間套筒，其長(zhǎng)度為 。mIG10?至此已經(jīng)初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度．4）軸上零件的周向定位帶輪和鏈輪的周向定位采用平鍵連接．鏈輪 由手冊(cè)查得平鍵 160bh??．50d?5） 確定軸上的倒角及其尺寸取軸端倒角為 ，各軸肩處的圓角半徑見圖 4－1。45o4．3 輸入軸的設(shè)計(jì)已知： min/760,9.radnkwp?1）求出軸上的轉(zhuǎn)矩 T577523．7N．mm p5（4－3）2 ）初步估算軸的最小直徑選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理 1[]60MPa???取 0A=1m，于是mnpAd.3730in?（4－4）輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 。為了使所選的軸直徑 與聯(lián)軸器的孔徑1d1d相適應(yīng)，需同時(shí)選擇聯(lián)軸器號(hào)。聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ，取 =1．3，則3TKAca?AmNT.8750（4－5）查手冊(cè)，選用 HL4 ，其孔徑為 40mm，長(zhǎng)度為 33mm 半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 30mm4．4 輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4．4．1 擬訂軸上零件的裝配方案由前面的設(shè)計(jì)知大錐齒輪的轂孔直徑為 故設(shè)計(jì)的裝配方案如圖 4－2 所示：50圖 4-2 輸入軸4．4．2 根據(jù)軸向定位要求確定軸的各段直徑及其長(zhǎng)度為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，A 軸段右端需制出一軸肩，故取 B 段直徑為 ，半m50聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 的長(zhǎng)度為 30mm，為了不使軸端擋圈之壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸BAL?上，故設(shè)計(jì)其轂孔長(zhǎng)度為 33mm．1）選擇軸承，因?yàn)樵撦S受徑向和軸向力，故選擇圓錐滾子軸承由軸的直徑選擇軸承為 32210 軸承，左邊選用 32204 軸承。2）取安裝錐齒輪處的直徑為 40mm，為了各軸的配合，取 的長(zhǎng)度為 86mm。DCL?3）軸上零件的定位，右端軸承用套筒定位，左端軸承用軸肩定位。有大錐齒輪的內(nèi)孔直徑為40mm，故選用的鍵為 。至此已經(jīng)初步確定了軸的直徑和長(zhǎng)度。m128?確定軸上的圓角及倒角：取軸端的倒角為 。045受力分析簡(jiǎn)圖如 4－3 所示：其中，rF和 t分別是錐齒輪的徑向力和圓周力已知： （4－6）mNnpT.1096.5??（4－7）dFt82gt475/?（4－8） （4－9）Na6.213sin/??（4－10）Fr07co/（4－11）tn4.236s??圖 4－3 軸的受力簡(jiǎn)圖計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)如表 4－2 所示表 4－2 計(jì)算結(jié)果載荷 水平面 垂直面支反力 FNFNHNH5.187,5.9721?? NFFNVV7.486,7.1592???彎矩 Mm.8 ，mMV.6017382?總彎矩 NN.9823,.196??扭矩 T 0由以上數(shù)據(jù)顯示，C 點(diǎn)是危險(xiǎn)截面。由第三強(qiáng)度理論得（4－12）MpaWTa 2.3)(21?????60?故強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。5.其他零部件的設(shè)計(jì)5．1 保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)由于玉米秸稈青貯機(jī)工作的環(huán)境非常的差，因此保護(hù)傳動(dòng)部分不被塵土污染是提高青貯機(jī)工作壽命的一個(gè)必要措施。傳動(dòng)部分的保護(hù)結(jié)構(gòu)采用殼形，該保護(hù)殼被固定在側(cè)板上，杜絕了外部灰塵的進(jìn)入，可以保證傳動(dòng)的可靠。因此說傳動(dòng)保護(hù)設(shè)備是青貯機(jī)中僅次于切割和粉碎的部件．另外，因?yàn)榍噘A機(jī)中的各軸多采用套筒的形式，防止灰塵進(jìn)入套筒內(nèi)部也是要考慮的一個(gè)問題，在這個(gè)方面，本設(shè)計(jì)采用了先進(jìn)的曲面密封的方法，試驗(yàn)表明，這種方法非常有效，密封效果非常好。5．2 輔助裝置設(shè)計(jì)5．2．1 喂入口的設(shè)計(jì)喂入口的結(jié)構(gòu)必須保證玉米的順利喂入且不向兩邊傾斜，使玉米植株在粉碎的過程中不會(huì)重新被拋到機(jī)體外，本機(jī)械采用雙喂入輥來喂入玉米秸稈，上下排布，使玉米桿準(zhǔn)確喂入切碎區(qū)．5．2．2 機(jī)殼設(shè)計(jì)機(jī)殼采用厚度為 4mm 的熱軋厚鋼板用卷板機(jī)制成所需形狀。然后焊接到左右側(cè)板上．6. 結(jié) 論青貯機(jī)制造技術(shù)的落后已經(jīng)嚴(yán)重影響著我國(guó)畜牧業(yè)的健康發(fā)展，盡快提高我國(guó)青貯機(jī)的制造水平和應(yīng)用水平，研制適應(yīng)我國(guó)發(fā)展的青貯設(shè)備，為我國(guó)畜牧業(yè)和奶業(yè)的發(fā)展提供性能優(yōu)良、造價(jià)適中的加工裝備，已成為一項(xiàng)必須盡快解決的任務(wù)。因此，應(yīng)盡快提高我國(guó)青貯機(jī)的應(yīng)用水平和制造水平，帶動(dòng)畜牧業(yè)和奶業(yè)的發(fā)展，徹底解決種植業(yè)的原料利用問題，為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)持續(xù)、健康發(fā)展提供后勁。本課題研究的青貯機(jī)是在原蘇聯(lián)制造的青貯機(jī)的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，采用新的切割器和粉碎器，使青貯機(jī)的工作效率大大提高，且在設(shè)計(jì)中采用套筒結(jié)構(gòu)，減小了青貯機(jī)的體積． 。安全方面，該青貯機(jī)在輸出傳動(dòng)中采用帶傳動(dòng)，可有效的防止因?yàn)檫^載而損壞青貯機(jī)的部件。根據(jù)市場(chǎng)需求，在調(diào)研國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，經(jīng)消化吸收、改進(jìn)設(shè)計(jì)了此機(jī)器，在設(shè)計(jì)過程中，充分考慮了玉米的含水率，植株的密度和地塊的狀況等物理特性，因此工作的可靠性有了較大的提高。本機(jī)采用了先進(jìn)的加工工藝，在經(jīng)濟(jì)性、耐用性、可靠性、安全性、等達(dá)到了較高的水平。致 謝經(jīng)過近兩個(gè)月的忙碌， 《青玉米秸稈收割切碎機(jī)的設(shè)計(jì)》業(yè)已完成。首先感謝我的指導(dǎo)老師老師，本設(shè)計(jì)是在李老師的悉心指導(dǎo)下完成的。從整理資料，到設(shè)計(jì)的畫圖，說明書的編寫都給予我精心的指導(dǎo)，到后期的說明書的排版和設(shè)計(jì)圖紙的查缺補(bǔ)漏，李老師都給予我很大的鼓勵(lì)和幫助?；厥走^去的一百多個(gè)日日夜夜，從設(shè)計(jì)任務(wù)的下發(fā)，直到任務(wù)完成，我遇到了許多的困難，出現(xiàn)了許多的錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)方案多次修改。在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我與其他同學(xué)互相討論，查資料，為選出最優(yōu)的方案，做著不懈的努力。盡管在畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到了種種困難，但是都能一一克服，在指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)下，最終圓滿的完成設(shè)計(jì)任務(wù)。畢業(yè)在即，謹(jǐn)向指導(dǎo)老師表示崇高的敬意和衷心的感謝！同時(shí)也向支持、關(guān)心、幫助過我的人表示感謝!祝他們健康、工作順利、前程似錦!參考文獻(xiàn)[1] 蔣 耀 八十年代國(guó)內(nèi)外農(nóng)機(jī)化新技術(shù) [M] 哈爾濱：農(nóng)村讀物出版社，1984[2] 肖遠(yuǎn)金．幾種飼料收獲機(jī)械 [J] 農(nóng)業(yè)機(jī)械，2002，（6）：50[3] 沈再春．農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備[M]．北京:農(nóng)業(yè)出版社出版，1993，68-72．[4] 隆 重．青貯玉米機(jī)械化生產(chǎn)技術(shù) [J] 農(nóng)業(yè)機(jī)械，2001，（5）：54—55[5] 王鐵靈．．中國(guó)奶業(yè)現(xiàn)狀[J]．中國(guó)牧業(yè)通訊，2002，（2）：40~42[6]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 上 下冊(cè)（第二版） 化學(xué)工業(yè)出版社[7] 王之煦．許杏根主編．簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)． 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1997[8] 洪鐘德主編．簡(jiǎn)明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)．上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，2002[9] 甘永立主編．幾何量公差與檢測(cè)．上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2001[10]機(jī)械設(shè)計(jì)第七版 西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室編．[11] 趙振起編著 機(jī)械制圖手冊(cè) 國(guó)防工業(yè)出版社．[12] 蔡春源主編．新編機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)．北京：學(xué)苑出版社，1992．[13]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)聯(lián)合編寫組編．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版） ．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1987．[14] 李經(jīng)懿，王修桂，韋華琴．前置式玉米收獲機(jī)的研究[J]．山東農(nóng)機(jī)，1998，(4):3-7．[15] 劉漢林．玉米收獲機(jī)械化發(fā)展問題淺談[J]．江蘇農(nóng)機(jī)化，2004，(4):19-19．[16] 王如喜．玉米收獲機(jī)械化技術(shù)的發(fā)展及對(duì)策[J]．科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2004，14(6):92-93．[17]張寶苓．玉米聯(lián)合收獲機(jī)的發(fā)展及應(yīng)注意的問題．農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究文集，2002（1）：3[18]胡偉．應(yīng)加強(qiáng)玉米收獲機(jī)的開發(fā)和推廣．農(nóng)機(jī)質(zhì)量與監(jiān)督，2001（6）：31[19]林建華．強(qiáng)力推進(jìn)玉米機(jī)收．農(nóng)機(jī)科技推廣，2003（10）：8