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湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告
學(xué)生姓名
李震
學(xué) 號(hào)
200841914327
年級(jí)專業(yè)及班級(jí)
2008級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化(3)班
指導(dǎo)教師及職稱
湯楚宙 教授
學(xué) 部
理工學(xué)部
20 年 月 日
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目
盤刀式鍘草機(jī)設(shè)計(jì)
文獻(xiàn)綜述（選題研究意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻(xiàn)等，不少于1000字）
隨著畜牧業(yè)的發(fā)展,草飼料加工機(jī)械也得到了大力發(fā)展,鍘草機(jī)是應(yīng)用較廣泛的草飼料加工機(jī)具之一,但該機(jī)具仍存在著切割過程中功率消耗過大的問題,切碎器的設(shè)計(jì)對(duì)于鍘草機(jī)切割功耗起著決定性作用,而動(dòng)刀片又是切碎器的主要工作部件。因此,設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的切碎器顯得尤為重要。為解決這一問題,以9Z-480型鍘草機(jī)為樣機(jī),通過對(duì)其切碎器切割過程進(jìn)行試驗(yàn)研究分析,推導(dǎo)出動(dòng)刀片的等滑切角刀刃曲線方程(即對(duì)數(shù)螺線方程)。為使等滑切角刀刃曲線設(shè)計(jì)更為準(zhǔn)確,利用計(jì)算機(jī)軟件MATLAB編程,根據(jù)所得到的方程繪制出不同角度的等滑切角曲線;利用三維軟件技術(shù),對(duì)樣機(jī)的切碎器進(jìn)行參數(shù)化建模和運(yùn)動(dòng)仿真。這種新型設(shè)計(jì)方法可使設(shè)計(jì)方案交流方便,整體設(shè)計(jì)程序更具有靈活性和高效性,縮短了產(chǎn)品研發(fā)周期。針對(duì)所選定的等滑切角曲線,設(shè)計(jì)并生產(chǎn)了不同等滑切角的動(dòng)刀片,在該樣機(jī)上采用正交試驗(yàn),對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得出切碎器切割功率消耗最小的數(shù)學(xué)模型,并對(duì)該模型進(jìn)行優(yōu)化,得到最優(yōu)結(jié)果。為切碎器的系列化設(shè)計(jì)與生產(chǎn)提供有力的依據(jù)。
國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
盤刀式鍘草機(jī)是用各種動(dòng)力和配套農(nóng)機(jī)具裝備農(nóng)業(yè)生產(chǎn),從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具的現(xiàn)代化。實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化,可以減輕勞動(dòng)生產(chǎn)強(qiáng)度,大幅度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、資源利用率和產(chǎn)品商品率,促進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展。新中國(guó)成立以后,黨中央和中央人民政府十分重視對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具的恢復(fù)和改良,積極地、有計(jì)劃地、有步驟地為實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化準(zhǔn)備條件。農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)科學(xué)現(xiàn)代化的物質(zhì)基礎(chǔ),是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)物資資源持續(xù)、合理利用的重要手段。在我國(guó)加速發(fā)展農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的新時(shí)期,正確把握農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。不同國(guó)家農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)發(fā)展各有不同,中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展也有其特殊性,需要從政策、資金、體制建設(shè)、人才培養(yǎng)以及技術(shù)創(chuàng)新等方面綜合提高,走有中國(guó)特色的農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)發(fā)展道路。今天,我們處在由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變的發(fā)展時(shí)期,農(nóng)業(yè)機(jī)械化是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)諸多要素中影響農(nóng)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素,農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平是形成農(nóng)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的核心能力,農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的高低決定著國(guó)家在農(nóng)業(yè)國(guó)際領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)力的強(qiáng)弱,新階段要走適應(yīng)新型 工業(yè) 化道路和有效提高我國(guó)農(nóng)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的新型農(nóng)業(yè)機(jī)械化道路,突出多樣性、綜合性、優(yōu)質(zhì)高效,與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化和城鎮(zhèn)化相結(jié)合,促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和區(qū)域經(jīng)濟(jì)共同發(fā)展,選擇技術(shù)進(jìn)步與發(fā)揮勞動(dòng)資源優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的組合型農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)路線。
參考文獻(xiàn)
1沈再春主編，農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備.北京.中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社 1993
2李良藻、湯楚宙主編.農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械.長(zhǎng)沙：湖南教育出版社 1989
3無錫輕工學(xué)院主編.食品工廠機(jī)械與設(shè)備.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社 1993
4第一機(jī)械工業(yè)部農(nóng)業(yè)機(jī)械研究院.農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（上、下冊(cè)）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1972
5龐聲海 饒應(yīng)昌.飼料加工機(jī)械與維修.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社 2000
注：此表如不夠填寫，可另加頁。
研究方案（研究目的、內(nèi)容、方法、預(yù)期成果、條件保障等）
研究目的：
隨著畜牧業(yè)的發(fā)展,草飼料加工機(jī)械也得到了大力發(fā)展,鍘草機(jī)是應(yīng)用較廣泛的草飼料加工機(jī)具之一,但該機(jī)具仍存在著切割過程中功率消耗過大的問題,切碎器的設(shè)計(jì)對(duì)于鍘草機(jī)切割功耗起著決定性作用,而動(dòng)刀片又是切碎器的主要工作部件。因此,設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的切碎器顯得尤為重要。
研究?jī)?nèi)容：
研究一種盤刀式鍘草機(jī)，用于秸稈和青飼料的切碎。
1主要技術(shù)參數(shù)：
主軸轉(zhuǎn)速：500～600r/min3
功率：6～8kw
生產(chǎn)率：4～6/h
2需要遞交的文稿
1完成3張A0圖，并要求利用計(jì)算機(jī)繪圖軟件繪出裝配原理圖及各零部件圖，正稿電子文檔各一份。
2撰寫不少于1000字設(shè)計(jì)說明書，遞交草稿、正稿、正稿電子文檔各一份。要求計(jì)算合理、數(shù)據(jù)可靠，格式按湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）的規(guī)定。
3設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容包括：1課題的目的和意義；2研究的主要內(nèi)容；3整體方案的確定4主要零部件的選擇和設(shè)計(jì)；5工作過程分析與計(jì)算；6重要零部件的計(jì)算與校核；7參考文獻(xiàn)；8鳴謝
研究方法：
1．在理論上設(shè)計(jì)其基本裝置：構(gòu)架、緩沖裝置、連接；
2．通過ProE、CAD軟件繪制構(gòu)架及緩沖裝置；
3．設(shè)計(jì)各個(gè)部分的尺寸、材料、制造工藝性；
4. 對(duì)裝置進(jìn)行強(qiáng)度校核，實(shí)驗(yàn)論證其可行性；
5．繪制最終的圖紙；
6．有條件的話可以做出實(shí)物。
進(jìn)程計(jì)劃（各研究環(huán)節(jié)的時(shí)間安排、實(shí)施進(jìn)度、完成程度等）
（1）2010年11月～12月 選題
（2）2011年1 月～4 月 查閱收集相關(guān)資料整理資料并完成開題報(bào)告
（3）2011年4月1日～10日 裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包含對(duì)防護(hù)裝置構(gòu)架以及緩沖裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，對(duì)防護(hù)裝置與車體的連接部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證連接可靠
（4）2011年4月11日～20日 對(duì)裝置進(jìn)行強(qiáng)度校核，論證其可行性
（5）2011年4月15日～30日 整理規(guī)范設(shè)計(jì)圖紙,整理設(shè)計(jì)說明書
（6）2011年5月1日 ～13日 總結(jié)課題,查漏補(bǔ)缺
（7）2011年5月14日～25日 提交正稿與預(yù)審
（8）2011年5月28日～6月4日 答辯、修改和完善論文
論證小組意見
組長(zhǎng)簽名：
20 年 月 日
專業(yè)委員會(huì)意見
??????????????????????????????專業(yè)委員會(huì)主任簽名：
??????????????????????????????20 年 月 日
注：1.此表可用黑色簽字筆填寫，也可打印，但意見欄必須相應(yīng)責(zé)任人親筆填寫。
2.此表可從教務(wù)處網(wǎng)站下載中心下載。
湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）
中 期 檢 查 表
學(xué)? 院：???? 東方科技學(xué)院???????????
學(xué)生姓名
李震
學(xué)??? 號(hào)
200841914327
年級(jí)專業(yè)及班級(jí)
2008級(jí)機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化(3)班
指導(dǎo)教師姓名
湯楚宙
指導(dǎo)教師職稱
教授
論文（設(shè)計(jì)）題目
盤刀式鍘草機(jī)設(shè)計(jì)
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作進(jìn)度
已完成的主要內(nèi)容
尚需解決的主要問題
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1.收集了相關(guān)資料
2. 確定了整體方案
3.初步完成了總體設(shè)計(jì)
4.各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的相關(guān)計(jì)算與校核
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1.傳動(dòng)軸等的設(shè)計(jì)計(jì)算
2.其他零件圖，裝配圖修改
3.說明書的修改
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指導(dǎo)教師意見
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???????????????????? 簽名：????????????? 年??? 月??? 日??
檢查小組意見
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?????????????????????? 組長(zhǎng)簽名：?????????? 年??? 月??? 日??
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注：1.此表可用黑色簽字筆填寫，也可打印，但意見欄必須相應(yīng)責(zé)任人親筆填寫。
2.此表可從教務(wù)處網(wǎng)站下載中心下載。
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湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)全日制普通本科生
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書
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學(xué)生姓名
李震?
學(xué)??? 號(hào)
200841914327
年級(jí)專業(yè)及班級(jí)
2008級(jí)機(jī)械制造及其自動(dòng)化(3)班
指導(dǎo)教師及職稱
湯楚宙???教授
學(xué)??? 部
理工學(xué)部
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20??? 年???? 月???? 日
填 寫 說 明
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一、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書是學(xué)校根據(jù)已經(jīng)確定的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目下達(dá)給學(xué)生的一種教學(xué)文件，是學(xué)生在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立從事畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作的依據(jù)。此表由指導(dǎo)教師填寫。
二、此任務(wù)書必需針對(duì)每一位學(xué)生，不能多人共用。
三、選題要恰當(dāng)，任務(wù)要明確，難度要適中，份量要合理，使每個(gè)學(xué)生在規(guī)定的時(shí)限內(nèi)，經(jīng)過自己的努力，可以完成任務(wù)書規(guī)定的設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容。
四、任務(wù)書一經(jīng)下達(dá)，不得隨意更改。
五、各欄填寫基本要求。
（一）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）選題來源、選題性質(zhì)和完成形式：
請(qǐng)?jiān)诤线m的對(duì)應(yīng)選項(xiàng)前的“□”內(nèi)打“√”，科研課題請(qǐng)注明課題項(xiàng)目和名稱，項(xiàng)目指“國(guó)家青年基金”等。
（二）主要內(nèi)容和要求：
1．工程設(shè)計(jì)類選題
明確設(shè)計(jì)具體任務(wù)，設(shè)計(jì)原始條件及主要技術(shù)指標(biāo)；設(shè)計(jì)方案的形成（比較與論證）；該生的側(cè)重點(diǎn)；應(yīng)完成的工作量，如圖紙、譯文及計(jì)算機(jī)應(yīng)用等要求。
2．實(shí)驗(yàn)研究類選題
明確選題的來源，具體任務(wù)與目標(biāo)，國(guó)內(nèi)外相關(guān)的研究現(xiàn)狀及其評(píng)述；該生的研究重點(diǎn)，研究的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)方案；計(jì)算機(jī)應(yīng)用及工作量要求，如論文、文獻(xiàn)綜述報(bào)告、譯文等。
3．文法經(jīng)管類論文
明確選題的任務(wù)、方向、研究范圍和目標(biāo)；對(duì)相關(guān)的研究歷史和研究現(xiàn)狀簡(jiǎn)要介紹，明確該生的研究重點(diǎn)；要求完成的工作量，如論文、文獻(xiàn)綜述報(bào)告、譯文等。
（三）主要中文參考資料與外文資料：
在確定了畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目和明確了要求后，指導(dǎo)教師應(yīng)給學(xué)生提供一些相關(guān)資料和相關(guān)信息，或劃定參考資料的范圍，指導(dǎo)學(xué)生收集反映當(dāng)前研究進(jìn)展的近1－3年參考資料和文獻(xiàn)。外文資料是指導(dǎo)老師根據(jù)選題情況明確學(xué)生需要閱讀或翻譯成中文的外文文獻(xiàn)。
（四）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的進(jìn)度安排：
1．設(shè)計(jì)類、實(shí)驗(yàn)研究類課題
實(shí)習(xí)、調(diào)研、收集資料、方案制定約占總時(shí)間的20%；主體工作，包括設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪制圖紙、實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析等約占總時(shí)間的50%；撰寫初稿、修改、定稿約占總時(shí)間的30%。
2．文法經(jīng)管類論文
實(shí)習(xí)、調(diào)研、資料收集、歸檔整理、形成提綱約占總時(shí)間的60%；撰寫論文初稿，修改、定稿約占總時(shí)間的40%。
六、各欄填寫完整、字跡清楚。應(yīng)用黑色簽字筆填寫，也可使用打印稿，但簽名欄必須相應(yīng)責(zé)任人親筆簽名。
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畢業(yè)論文
（設(shè)計(jì)）題目
盤刀式鍘草機(jī)設(shè)計(jì)?
選題來源
□結(jié)合科研課題?? 課題名稱：????????????????????????????????????????
■生產(chǎn)實(shí)際或社會(huì)實(shí)際?????????? □其他???
選題性質(zhì)
□基礎(chǔ)研究????? ■應(yīng)用研究???? □其他
題目完成形式
□畢業(yè)論文????? ■畢業(yè)設(shè)計(jì)???? □提交作品，并撰寫論文
主要內(nèi)容和要求
研究一種盤刀式鍘草機(jī)，用于秸桿和青飼料的切碎。
1.主要技術(shù)參數(shù)：
主軸轉(zhuǎn)速：500～600r/min3；
功 率：6～8kW;
生 產(chǎn) 率: 4～6t/h
2.需要提交的（電子）文稿：
（1）完成3張A0圖（折合），并要求利用計(jì)算機(jī)繪圖軟件繪出裝配原理圖及各零部件圖，正稿電子文檔各一份。；
（2）撰寫不少于10000字設(shè)計(jì)說明書，提交草稿、正稿、正稿電子文檔各一份。要求計(jì)算合理、數(shù)據(jù)可靠，格式按湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）的規(guī)定；
（3）設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容包括：①課題的目的和意義；②研究的主要內(nèi)容；③整體方案的確定；④主要零、部件的選擇和設(shè)計(jì)；⑤工作過程分析與計(jì)算：⑥重要零、部件的計(jì)算與校核；⑦參考文獻(xiàn)；⑧鳴謝
注：此表如不夠填寫，可另加附頁。
主要中文參考資料與外文資料
?1．沈再春主編.農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備[M].北京.中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社.1993.
2. 李良藻、湯楚宙主編. 農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械[M].長(zhǎng)沙：湖南教育出版社，1989.
3. 無錫輕工業(yè)學(xué)院主編. 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 [M].北京：中國(guó)輕工業(yè)版社，1993.
4. 第一機(jī)械工業(yè)部農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所.農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（上、下冊(cè)）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1972.
5. 龐聲海 饒應(yīng)昌. 飼料加工機(jī)械使用與維修[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2000.
工作進(jìn)度安排
起止日期
主要工作內(nèi)容
2010．12．20前
選 題
2010．12．20-12．25
下達(dá)任務(wù)書
2010．12. 26-2011．03．05
開 題
2011．03．08-04．15
設(shè) 計(jì)
2011．04．16-04．20
中期考核
2011．04．21-05．13
完善與總結(jié)課題
2011．05．14-05．25
提交正稿與預(yù)審
2011．05．28-06．04
答辯與修改
要求完成日期：2011 年?5 月?28 日??????? 指導(dǎo)教師簽名：? ??????????????????????
審查日期：20??? 年??? 月??? 日??????????? 專業(yè)委員會(huì)主任簽名： ?????????????????
批準(zhǔn)日期：20??? 年??? 月??? 日??????????? 學(xué)院指導(dǎo)委員會(huì)簽名（公章）：??????????
接受任務(wù)日期：20??? 年??? 月??? 日? ??????學(xué)生本人簽名：???????? ???????????????
注：簽名欄必須由相應(yīng)責(zé)任人親筆簽名。此表可從教務(wù)處網(wǎng)站下載中心下載。
湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題論證審批表
學(xué)生姓名
李震
學(xué)號(hào)
200841914327
年級(jí)專業(yè)及班級(jí)
2008級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化(3)班
指導(dǎo)教師及職稱
湯楚宙 教授
開題時(shí)間
2012年 9 月 25 日
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目
盤刀式鍘草機(jī)設(shè)計(jì)
文獻(xiàn)綜述（選題研究意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、主要參考文獻(xiàn)等）（宋體五號(hào)，行間距單倍行距。）
一、選題研究意義
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的逐步提高，對(duì)畜產(chǎn)品的需求有了較大的增加．大力加強(qiáng)和發(fā)展畜牧業(yè)將是中國(guó)農(nóng)業(yè)的主要發(fā)展方向。我國(guó)具有豐富的農(nóng)作物秸稈資源,每年生產(chǎn)的農(nóng)作物秸稈約5.7 億噸,其中可作飼料的有3. 5 億噸,它是我國(guó)廣大農(nóng)區(qū)飼養(yǎng)牲畜的主要飼料。秸稈中含有可消化干物質(zhì)35 %～50 %,粗蛋白3 %～8 % ,特別適合于喂飼牛、羊等反芻動(dòng)物。改革開放以來,我國(guó)糧食總產(chǎn)量提高很快,但是我國(guó)人口多,人均耕地少,每年人均占有糧食一直低于400 千克,距世界公認(rèn)的糧食過關(guān)標(biāo)準(zhǔn)500千克相差甚遠(yuǎn)，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距更大，不可能提供大量糧食用作飼料。顯然對(duì)我國(guó)而言，僅僅依靠糧食生產(chǎn)飼料來發(fā)展畜牧業(yè)這條路是行不通的。目前，減少畜牧用糧的辦法有：(1)發(fā)展配合飼料并改良畜禽品種，以提高飼料轉(zhuǎn)化率；(2)調(diào)整畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展飼草料轉(zhuǎn)化率高的家禽生產(chǎn)；(3)加強(qiáng)防疫滅病，減少畜禽因死亡造成的飼料損失；(4)飼、糧分流，以一部分耕地種植優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)飼草料作物：(5)大量開發(fā)利用非常規(guī)飼草料資源。其中前四點(diǎn)己經(jīng)受到重視，第五點(diǎn)對(duì)于減少飼料糧消耗有重要的意義，卻一直未被重視。在“非常規(guī)飼草料”中，農(nóng)作物秸稈等數(shù)量最大、分布最廣，自然成為發(fā)展畜牧業(yè)的首選突破口。秸稈作為一種資源，已受到世界各國(guó)的關(guān)注和開發(fā)利用。我國(guó)人口眾多，而耕地面積有限，為了減少畜牧業(yè)對(duì)糧食的依賴,更要充分利用和開發(fā)農(nóng)作物秸稈飼料,發(fā)展“節(jié)糧型畜牧業(yè)”,特別是對(duì)于發(fā)展農(nóng)區(qū)秸稈養(yǎng)牛,具有十分重要的意義。
據(jù)資料統(tǒng)計(jì)：我國(guó)每年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所遺留的各種農(nóng)作物秸稈大約有6億多噸，其中約30％為玉米秸稈。如果充分利用秸稈加工技術(shù)，如切碎、揉碎和粉碎以及青貯與氨化等，把秸稈加工成飼草料，不但可以節(jié)約大量的糧食，還可以過腹還田，充分利用氮、磷以及各種有機(jī)物成分，提高微量元素的循環(huán)利用率，達(dá)到培育地力、提高土壤的肥力、改善土壤土粒結(jié)構(gòu)的目的，起到防止土壤風(fēng)蝕、沙化和退化的作用[2]。因此，80年代以來，我國(guó)對(duì)農(nóng)作物秸稈處理進(jìn)行了許多研究工作。應(yīng)用最廣泛的是粉碎和鍘切機(jī)械加工，因?yàn)?，無論是化學(xué)處理還是生物處理，其第一道工序需要將秸稈粉碎或鍘切。然而，我國(guó)目前農(nóng)作物秸稈的利用率還很低，很多農(nóng)民將收獲后的農(nóng)作物秸稈燒掉，既造成資源浪費(fèi)又污染了環(huán)境。因此，不斷研制飼草加工機(jī)械，提高農(nóng)作物秸稈的利用率，對(duì)發(fā)展節(jié)糧效益型畜牧業(yè)具有非常重要的意義。
二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
鍘草機(jī)是我國(guó)使用最早和生產(chǎn)量較多的飼草加工機(jī)械之一。早在三十年代，我國(guó)廣大農(nóng)村開始應(yīng)用手壓鍘刀，來實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)草短喂飼方法。中華人民共和國(guó)成立以來，先在農(nóng)村推廣了手搖鍘草機(jī)，六十年代推廣應(yīng)用了電動(dòng)鍘草機(jī)，進(jìn)入六十年代中期到七十年代，各省市相繼開始自行研制了不同類型的鍘草機(jī)，經(jīng)國(guó)家鑒定部門投產(chǎn)了一批不同型號(hào)的鍘草機(jī)。從此鍘草機(jī)無論從數(shù)量上還是型號(hào)上開始增多，而三化程度不高，進(jìn)入八十年代，鍘草機(jī)開始進(jìn)行了系列設(shè)計(jì)并制定了全國(guó)性的系列型譜。進(jìn)入九十年代，國(guó)務(wù)院提出了利用秸稈養(yǎng)畜，這是發(fā)展我國(guó)畜牧業(yè)的重大舉措。
三、主要參考文獻(xiàn)
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研究方案
四、研究目的
我國(guó)研制了青貯飼料收獲機(jī)、青切機(jī)等機(jī)械，這些機(jī)具在大型國(guó)營(yíng)牧場(chǎng)和較大養(yǎng)畜專業(yè)戶中應(yīng)用較多，而在農(nóng)村還沒有得到普及，有的機(jī)型還不適于農(nóng)村和個(gè)體戶[1]；三是為提高秸稈利用率、消化率和適口性。每年生產(chǎn)約5.7億噸作物秸稈，這是一項(xiàng)巨大的飼料資源，而如何開發(fā)利用好農(nóng)作物秸稈，這必然給飼草飼料加工機(jī)械提出了新要求。隨著作物秸稈氨化飼料的推廣應(yīng)用，一些科研和生產(chǎn)部門生產(chǎn)了專用設(shè)備——秸稈調(diào)制機(jī)，但目前定型的機(jī)型少，造價(jià)較高，還不能廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中去，我國(guó)當(dāng)前在秸稈飼料利用上，主要有四種處理方法，一是氨化（堿化）后喂飼；二是經(jīng)過青貯后喂飼；三是直接喂飼；四是加工草粉制成顆粒喂飼。前三種都需要經(jīng)過鍘切后來處理，方能收到預(yù)期效果。因此，飼草料加工工業(yè)的迅速發(fā)展對(duì)鍘草機(jī)的設(shè)計(jì)和制造提出了更高、更新的要求。
五、研究?jī)?nèi)容
1、鍘草機(jī)的研究目的和意義
2、鍘草機(jī)的設(shè)計(jì)要求和方法
3、總體方案與設(shè)計(jì)計(jì)算
4、零件的受力分析與強(qiáng)度校核
5、經(jīng)濟(jì)效益分析
六、研究方法
通過對(duì)其切碎器切割過程進(jìn)行試驗(yàn)研究分析,推導(dǎo)出動(dòng)刀片的等滑切角刀刃曲線方程(即對(duì)數(shù)螺線方程)。為使等滑切角刀刃曲線設(shè)計(jì)更為準(zhǔn)確,利用計(jì)算機(jī)軟件MATLAB編程,根據(jù)所得到的方程繪制出不同角度的等滑切角曲線;利用三維軟件技術(shù),對(duì)樣機(jī)的切碎器進(jìn)行參數(shù)化建模和運(yùn)動(dòng)仿真。這種新型設(shè)計(jì)方法可使設(shè)計(jì)方案交流方便,整體設(shè)計(jì)程序更具有靈活性和高效性,縮短了產(chǎn)品研發(fā)周期。針對(duì)所選定的等滑切角曲線,設(shè)計(jì)并生產(chǎn)了不同等滑切角的動(dòng)刀片,在該樣機(jī)上采用正交試驗(yàn),對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得出切碎器切割功率消耗最小的數(shù)學(xué)模型,并對(duì)該模型進(jìn)行優(yōu)化,得到最優(yōu)結(jié)果。為切碎器的系列化設(shè)計(jì)與生產(chǎn)提供有力的依據(jù)。
七、預(yù)期成果
1、提供0號(hào)設(shè)計(jì)圖紙一張、1號(hào)設(shè)計(jì)圖紙兩張、零件圖5張以上；
2、撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一分；
3、查閱參考資料文獻(xiàn)15篇以上；
八、條件保障
1、湯教授的親臨指導(dǎo)
2、個(gè)人的學(xué)術(shù)基礎(chǔ)
3、相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)軟件、資料的支持
時(shí)間進(jìn)程安排 工作進(jìn)度安排
起止日期
主要工作內(nèi)容
2011.9.20—2011.9.21
下達(dá)任務(wù)書
2011.9.20—2011.9．24
查閱文獻(xiàn)、收集資料
2011.9.25
完成開題報(bào)告
2011.9.26—2011.12.30
總體方案設(shè)計(jì)
2012.1.2—2012.3.15
總裝圖和零件圖的繪制
2012.3.15—2012.4.25
撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書
2012.3.30—2012.4.1
完成中期檢查
2012.5.6—2012.5.7
提交畢業(yè)設(shè)計(jì)正稿
2012.5.14—2012.5.20
準(zhǔn)備答辯并修改
開題論證小組意見
組長(zhǎng)簽名：
年 月 日
專業(yè)委員會(huì)意見
專業(yè)教研室主任簽名：
年 月 日
湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院 全 日 制 普 通 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 盤刀式鍘草機(jī)設(shè)計(jì) THE DISIGN OF DISHTYPE HAY CUTTER 學(xué)生姓名 李 震 學(xué) 號(hào) 200841914327 年級(jí)專業(yè)及班級(jí) 2008 級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自 動(dòng)化 3 班 指導(dǎo)老師及職稱 湯楚宙 教授 學(xué) 部 理工學(xué)部 湖南 長(zhǎng)沙 提交日期 2012 年 5 月 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院全日制普通本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì)誠(chéng)信聲明 本人鄭重聲明 所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)是本人在指導(dǎo)老師的指 導(dǎo)下 進(jìn)行研究工作所取得的成果 成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議 除 文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外 本設(shè)計(jì)不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng) 發(fā)表或撰寫過的作品成果 對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集 體在文中均作了明確的說明并表示了謝意 同時(shí) 本設(shè)計(jì)的著作權(quán) 由本人與湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院 指導(dǎo)教師共同擁有 本人完 全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān) 畢業(yè)設(shè)計(jì)作者簽名 年 月 日 目 錄 摘要 1 關(guān)鍵詞 1 1 前言 2 1 1 鍘草機(jī)的研究目的和意義 2 1 1 1 鍘草機(jī)的研究目的 2 1 1 2 鍘草機(jī)的研究意義 2 1 2 鍘草機(jī)的設(shè)計(jì)要求和方法 3 1 2 1 我國(guó)畜牧業(yè)對(duì)鍘草機(jī)的要求 3 1 2 2 鍘草機(jī)的設(shè)計(jì)要求 4 2 總體方案與設(shè)計(jì)計(jì)算 5 2 1 總體方案 5 2 1 1 鍘草機(jī)的總體構(gòu)成 5 2 2 各主要工作部件的配置關(guān)系及工作過程 5 2 2 1 喂入機(jī)構(gòu) 5 2 3 主要工作部件設(shè)計(jì)與計(jì)算 7 2 3 1 主要性能參數(shù)與技術(shù)指標(biāo) 7 2 3 2 主要工作部件的參數(shù)選擇與計(jì)算 7 2 4 傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 12 2 4 1 擬定傳動(dòng)方案 12 2 4 2 確定總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 12 2 4 3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 13 2 4 4 傳動(dòng)部件參數(shù)的選擇與計(jì)算 13 3 典型零件的受力分析與強(qiáng)度校核 24 3 1 主軸的受力分析與強(qiáng)度校核 24 3 2 軸承的選型與校核 28 4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析 29 4 1 生產(chǎn)成本計(jì)算 29 4 2 市場(chǎng)售價(jià)預(yù)測(cè) 29 4 3 社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益分析 29 5 結(jié)束語 30 參考文獻(xiàn) 30 致謝 31 附錄 33 1 盤刀式鍘草機(jī)設(shè)計(jì) 學(xué) 生 李 震 指導(dǎo)老師 湯楚宙 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院 長(zhǎng)沙 410128 摘 要 隨著畜牧業(yè)的發(fā)展 草飼料加工機(jī)械也得到了大力發(fā)展 鍘草機(jī)是應(yīng)用較廣泛 的草飼料加工機(jī)具之一 但該機(jī)具仍存在著切割過程中功率消耗過大的問題 切碎器的設(shè)計(jì) 對(duì)于鍘草機(jī)切割功耗起著決定性作用 而動(dòng)刀片又是切碎器的主要工作部件 因此 設(shè)計(jì)出 性能優(yōu)良的切碎器顯得尤為重要 本文分析了各個(gè)時(shí)代盤刀式鍘草機(jī)的研究和發(fā)展現(xiàn)狀 設(shè)計(jì)出一種新型盤刀式鍘草機(jī) 本機(jī)采用電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力 通過帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 將運(yùn)動(dòng)和 動(dòng)力傳送到動(dòng)刀架主軸 然后通過齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 將所需的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳送至上下喂入輥 從而實(shí)現(xiàn)秸稈鍘切 整個(gè)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單且易于操作 便于維護(hù) 提高了生產(chǎn)效率 降低了勞動(dòng) 強(qiáng)度 為實(shí)現(xiàn)飼料加工機(jī)械化與規(guī)?；峁┝饲疤?關(guān)鍵詞 盤刀式鍘草機(jī) 盤刀 鍘草 The Disign of Dishtype Hay Cutter Student Lizhen Tutor TangChuzhou Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University Changsha 410128 Abstract With the development of livestock husbandry grass feed processing machinery also got vigorously develop Dishtype Hay Cutteris the grass is often applied to feed processing one of the machines but this machine there are still exist during the cutting power of excessive consumption the design to chop Dishtype Hay Cutteris cutting power plays a decisive role but the move is the main blades for working parts chop Therefore designed for good performance of chopped becomes especially important This paper analyzes the research and development status of each era plate knife chaff cutter design a new type of disk knife chaff cutter this machine uses the electric motor through a pulley drive mechanism the movement and momentum transferred to the 2 knifeshelf spindle transmission to the upper and lower feed roller to achieve the straw voltage cut The entire organization is simple and easy to operate easy to maintain improve production efficiency reduce labor intensity and provides a premise for the mechanization and large scale feed processing Key words Dishtype Hay Cutter Dishtype Hay Cutter 1 前言 鍘草機(jī)是我國(guó)使用最早和生產(chǎn)量較多的飼草加工機(jī)械之一 早在三十年代 我國(guó)廣大農(nóng)村開始應(yīng)用手壓鍘刀 來實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)草短喂飼方法 中華人民共和國(guó)成 立以來 先在農(nóng)村推廣了手搖鍘草機(jī) 六十年代推廣應(yīng)用了電動(dòng)鍘草機(jī) 進(jìn)入 六十年代中期到七十年代 各省市相繼開始自行研制了不同類型的鍘草機(jī) 經(jīng) 國(guó)家鑒定部門投產(chǎn)了一批不同型號(hào)的鍘草機(jī) 從此鍘草機(jī)無論從數(shù)量上還是型 號(hào)上開始增多 而三化程度不高 進(jìn)入八十年代 鍘草機(jī)開始進(jìn)行了系列設(shè)計(jì) 并制定了全國(guó)性的系列型譜 進(jìn)入九十年代 國(guó)務(wù)院提出了利用秸稈養(yǎng)畜 這 是發(fā)展我國(guó)畜牧業(yè)的重大舉措 1 1 鍘草機(jī)的研究目的和意義 1 1 1 鍘草機(jī)的研究目的 我國(guó)研制了青貯飼料收獲機(jī) 青切機(jī)等機(jī)械 這些機(jī)具在大型國(guó)營(yíng)牧場(chǎng)和 較大養(yǎng)畜專業(yè)戶中應(yīng)用較多 而在農(nóng)村還沒有得到普及 有的機(jī)型還不適于農(nóng) 村和個(gè)體戶 1 三是為提高秸稈利用率 消化率和適口性 每年生產(chǎn)約 5 7 億噸 作物秸稈 這是一項(xiàng)巨大的飼料資源 而如何開發(fā)利用好農(nóng)作物秸稈 這必然 給飼草飼料加工機(jī)械提出了新要求 隨著作物秸稈氨化飼料的推廣應(yīng)用 一些 科研和生產(chǎn)部門生產(chǎn)了專用設(shè)備 秸稈調(diào)制機(jī) 但目前定型的機(jī)型少 造價(jià) 較高 還不能廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中去 我國(guó)當(dāng)前在秸稈飼料利用上 主要有四種 處理方法 一是氨化 堿化 后喂飼 二是經(jīng)過青貯后喂飼 三是直接喂飼 四是加工草粉制成顆粒喂飼 前三種都需要經(jīng)過鍘切后來處理 方能收到預(yù)期 效果 因此 飼草料加工工業(yè)的迅速發(fā)展對(duì)鍘草機(jī)的設(shè)計(jì)和制造提出了更高 更新的要求 3 1 1 2 鍘草機(jī)的研究意義 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的逐步提高 對(duì)畜產(chǎn)品的需求有了較大的 增加 大力加強(qiáng)和發(fā)展畜牧業(yè)將是中國(guó)農(nóng)業(yè)的主要發(fā)展方向 我國(guó)具有豐富的 農(nóng)作物秸稈資源 每年生產(chǎn)的農(nóng)作物秸稈約 5 7 億噸 其中可作飼料的有 3 5 億噸 它是我國(guó)廣大農(nóng)區(qū)飼養(yǎng)牲畜的主要飼料 秸稈中含有可消化干物質(zhì) 35 50 粗蛋白 3 8 特別適合于喂飼牛 羊等反芻動(dòng)物 改革開放以來 我國(guó)糧食總產(chǎn)量提高很快 但是我國(guó)人口多 人均耕地少 每年人均占有糧食一直 低于 400 千克 距世界公認(rèn)的糧食過關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 500 千克相差甚遠(yuǎn) 與發(fā)達(dá)國(guó)家相比 差距更大 不可能提供大量糧食用作飼料 顯然對(duì)我國(guó)而言 僅僅依靠糧食生 產(chǎn)飼料來發(fā)展畜牧業(yè)這條路是行不通的 目前 減少畜牧用糧的辦法有 1 發(fā) 展配合飼料并改良畜禽品種 以提高飼料轉(zhuǎn)化率 2 調(diào)整畜牧業(yè)結(jié)構(gòu) 發(fā)展飼 草料轉(zhuǎn)化率高的家禽生產(chǎn) 3 加強(qiáng)防疫滅病 減少畜禽因死亡造成的飼料損失 4 飼 糧分流 以一部分耕地種植優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)飼草料作物 5 大量開發(fā)利用非 常規(guī)飼草料資源 其中前四點(diǎn)己經(jīng)受到重視 第五點(diǎn)對(duì)于減少飼料糧消耗有重 要的意義 卻一直未被重視 在 非常規(guī)飼草料 中 農(nóng)作物秸稈等數(shù)量最大 分布最廣 自然成為發(fā)展畜牧業(yè)的首選突破口 秸稈作為一種資源 已受到世 界各國(guó)的關(guān)注和開發(fā)利用 我國(guó)人口眾多 而耕地面積有限 為了減少畜牧業(yè) 對(duì)糧食的依賴 更要充分利用和開發(fā)農(nóng)作物秸稈飼料 發(fā)展 節(jié)糧型畜牧業(yè) 特 別是對(duì)于發(fā)展農(nóng)區(qū)秸稈養(yǎng)牛 具有十分重要的意義 據(jù)資料統(tǒng)計(jì) 我國(guó)每年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所遺留的各種農(nóng)作物秸稈大約有 6 億多 噸 其中約 30 為玉米秸稈 如果充分利用秸稈加工技術(shù) 如切碎 揉碎和粉 碎以及青貯與氨化等 把秸稈加工成飼草料 不但可以節(jié)約大量的糧食 還可 以過腹還田 充分利用氮 磷以及各種有機(jī)物成分 提高微量元素的循環(huán)利用 率 達(dá)到培育地力 提高土壤的肥力 改善土壤土粒結(jié)構(gòu)的目的 起到防止土 壤風(fēng)蝕 沙化和退化的作用 2 因此 80 年代以來 我國(guó)對(duì)農(nóng)作物秸稈處理進(jìn) 行了許多研究工作 應(yīng)用最廣泛的是粉碎和鍘切機(jī)械加工 因?yàn)?無論是化學(xué) 處理還是生物處理 其第一道工序需要將秸稈粉碎或鍘切 然而 我國(guó)目前農(nóng) 作物秸稈的利用率還很低 很多農(nóng)民將收獲后的農(nóng)作物秸稈燒掉 既造成資源 浪費(fèi)又污染了環(huán)境 因此 不斷研制飼草加工機(jī)械 提高農(nóng)作物秸稈的利用率 對(duì)發(fā)展節(jié)糧效益型畜牧業(yè)具有非常重要的意義 4 1 2 鍘草機(jī)的設(shè)計(jì)要求和方法 1 2 1 我國(guó)畜牧業(yè)對(duì)鍘草機(jī)的要求 鍘草機(jī)是奶牛 肉牛 羊 馬等食草動(dòng)物飼料的主要加工機(jī)具 用來鍘切 青飼玉米 各種秸稈 谷草 牧草 稻麥草等 我國(guó)畜牧業(yè)對(duì)粗草飼料加工長(zhǎng) 度的要求是 牛以 3 4 cm 為宜 綿羊以 1 5 2 5 cm 為宜 粗大的莖節(jié)應(yīng)破 碎 因此對(duì)鍘草機(jī)的要求是 1 切碎質(zhì)量好 碎段長(zhǎng)度一致 盡量不產(chǎn)生長(zhǎng)草段 超長(zhǎng)率應(yīng)小于 7 2 茬口整齊 斜茬率應(yīng)小于 5 3 切碎長(zhǎng)度可根據(jù)飼養(yǎng)要求變化來調(diào)整 4 附有自動(dòng)喂入和拋出裝置 5 切刀刃磨方便 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 故障少 1 2 2 鍘草機(jī)的設(shè)計(jì)要求 其主要性能指標(biāo)應(yīng)符合表 1 表 1 鍘草機(jī)的技術(shù)條件 Table 1 Dishtype Hay Cutter technical conditions 項(xiàng)目 指標(biāo) 超長(zhǎng)率 7 斜茬率 5 破節(jié)率 55 超長(zhǎng)率的計(jì)算 Sc 10 Gyc 1 Sc 超長(zhǎng)率 在小樣中實(shí)際長(zhǎng)度超出規(guī)定長(zhǎng)度 1 5 的長(zhǎng)草總重 g Gc 小樣總量 g y 斜茬率的測(cè)定 10 GyxS 2 斜茬率 Sx 斜茬草總重量 g G 5 斜茬草是指被切斷平面與母線夾角小于 70 度 破節(jié)率的測(cè)定 10 jpGS 3 破節(jié)率 p 草節(jié)被壓遍或破成兩半以上的帶節(jié)草的總重 g 小樣中帶節(jié)草的總重 j 表 2 物料單位草長(zhǎng)度電量 Table 2 Material unit grass length power 物料名稱 單位草長(zhǎng)度電量 HKWg 谷草 30 玉米秸稈 30 野生草 25 單位草長(zhǎng)度電量 Lgd 4 度電產(chǎn)量 dgHKWg L 平均切草長(zhǎng)度 mm 平均切草長(zhǎng)度的測(cè)定 在小樣中間除莖稈 葉 皮除外 測(cè)量每節(jié)長(zhǎng)度 計(jì)算算術(shù)平均值 nL 5 平均切草長(zhǎng)度 L n 小樣節(jié)數(shù) 6 2 總體方案與設(shè)計(jì)計(jì)算 2 1 總體方案 2 1 1 鍘草機(jī)的總體構(gòu)成 2 2 各主要工作部件的配置關(guān)系及工作過程 2 2 1 喂入機(jī)構(gòu) 喂入機(jī)構(gòu)由壓草輥和上 下喂入輥等部件組成 以保證喂入量均勻連續(xù)喂 入機(jī)構(gòu)由壓草輥和上 下喂入輥等部件組成 以保證喂入量均勻連續(xù) 上喂入 輥的壓緊機(jī)構(gòu)采用彈簧壓緊 有調(diào)節(jié)螺帽可改變彈簧的拉緊力 以調(diào)節(jié)上喂入 輥對(duì)飼草的壓緊力 3 對(duì)上喂草輥的傳動(dòng)采用結(jié)構(gòu)緊湊的十字滑塊聯(lián)軸節(jié) 1 切碎裝置 切碎裝置包括刀盤主軸 它在兩個(gè)深溝球軸承中轉(zhuǎn)動(dòng) 軸的 輸入端是大皮帶輪 輸出端是帶動(dòng)齒輪箱傳動(dòng)的直齒圓柱齒輪 軸中部固定有 動(dòng) 刀架 動(dòng)刀架上用沉頭方頸螺栓固定二把把動(dòng)刀片 另有調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)刀片間 隙 7 1 電機(jī) 2 出草裝置 3 傳動(dòng)系統(tǒng) 4 喂入機(jī)構(gòu) 5 輸送裝置 6 牽引機(jī)構(gòu) 7 切碎 裝置 8 支架 圖 1 鍘草機(jī)鍘草機(jī)示意圖 Fig 1 Dishtype Hay Cutter schemes 而定刀片則固定在喂入口下緣 4 切碎裝置的外殼由下殼組 左上殼組和右上殼 組組成 其分別用螺栓固定在機(jī)架上 右上殼組可以快速折開 只須將手柄逆 8 時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng) 并松開外殼的固定環(huán) 這種外殼便于檢查時(shí)拆裝 在外殼堵塞 時(shí)也便于清理 2 拋送裝置 出草裝置包括固定在動(dòng)刀架上的拋送葉板 輸送管和偏向器 等 切碎段經(jīng)葉板的拋送 在獲得較高的速度后沿切碎器外殼切線方向進(jìn)入輸 送管中 輸送管內(nèi)有一股由拋送葉板高速旋轉(zhuǎn)后所產(chǎn)生的上升氣流 繼續(xù)將切 碎段向上輸送 經(jīng)偏向器落至指定處 5 輸送管是由單節(jié)管子按青貯塔高度而連 接起來的 每對(duì)管都用鎖扣鎖住 3 傳動(dòng)系統(tǒng) 電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力 通過帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳送到 動(dòng)刀架主軸 然后通過一對(duì)直齒圓錐齒輪傳至齒輪箱輸入軸帶動(dòng)下喂入輥 輸 入軸上裝有兩個(gè)直齒圓柱齒輪帶動(dòng)另外一根輸入軸于此同時(shí)帶動(dòng)上喂入輥 6 該機(jī)器設(shè)有行走輪 工作時(shí)短距離移動(dòng)鍘草機(jī)很方便 但運(yùn)輸速度限制在 5 公里 小時(shí)以下 若需長(zhǎng)距離移動(dòng) 應(yīng)用運(yùn)輸工具裝運(yùn) 2 3 主要工作部件設(shè)計(jì)與計(jì)算 2 3 1 主要性能參數(shù)與技術(shù)指標(biāo) 2 3 2 主要工作部件的參數(shù)選擇與計(jì)算 本次設(shè)計(jì)的盤刀式鍘草機(jī) 主要用于含水率較高的青飼玉米秸稈等物料的 切碎 1 電機(jī)的選擇 根據(jù)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上現(xiàn)有機(jī)型 選用電機(jī)型號(hào) Y160L 4 三相 異步電動(dòng)機(jī) 7 其標(biāo)準(zhǔn)查知 額定功率 6Kw 同步轉(zhuǎn)速 500r min 滿載轉(zhuǎn)速 440r min 1 主要技術(shù)指標(biāo) 見表 3 2 主要性能參數(shù) 見表 4 表 3 主要技術(shù)指標(biāo) Table3 Its main technical indices 項(xiàng)目 技術(shù)指標(biāo) 切草長(zhǎng)度 cm 1 5 4 配套動(dòng)力 三相電動(dòng)機(jī)或柴油機(jī) 根據(jù)生產(chǎn)率和設(shè)計(jì)要求計(jì)算后確定功率及型號(hào) 生產(chǎn)率 t h 9 9 表 4 主要性能參數(shù) Table4 Main performance parameters 性能 參數(shù) 配套動(dòng)力 6kw 電機(jī) 生產(chǎn)率 9t h 切草長(zhǎng)度 mm 15 20 22 32 40 刀盤轉(zhuǎn)速 r min 500 刀片數(shù) 2 V 形帶 6 根 2 喂草輥的選擇 喂草輥的作用是壓緊和喂送秸稈草料 其喂入性能與 輥的直徑和形狀直接有關(guān) 常用的喂草輥分為刀齒形 溝齒形 星齒輥和光齒 形四種 見圖 2 2 刀齒輥的特點(diǎn)是喂送能力強(qiáng) 但容易纏草 光輥則相反 溝 齒輥和星齒輥介于兩者之間 8 光輥只能用作下草輥 其他三種則兼作上 下喂 草輥 為了適應(yīng)飼草層厚薄的變化和使飼草壓緊程度較為均勻 上喂入設(shè)有壓緊 機(jī)構(gòu) 喂入機(jī)構(gòu)的配置要求 1 下喂入輥的上平面應(yīng)量與固定刀底刃的上平面在同一水平面上 2 為保證將飼料壓縮到一定的緊度 在飼料多時(shí)也不會(huì)堵塞 要求上喂入 輥能隨草層厚度變化 一方面做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 一方面做上下運(yùn)動(dòng) 9 因此必須有特 殊的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及壓緊機(jī)構(gòu) 上 下喂草輥的直徑 Dg 由下式確定 mm cos1 2 tDg 6 式中 喂料槽上草層的厚度 mm t 草層通過喂草輥時(shí)的壓縮系數(shù) 常用 0 6 0 8 草層與輥的摩擦角 3216 通過各方面的比較分析 本設(shè)計(jì)下草輥選用刀齒形 上草輥選用溝齒形 據(jù) 10 調(diào)查每根玉米秸稈的平均直徑為 3cm 輸送帶上以堆放三層為宜 則喂入鏈上草 層厚度為 82mm 取壓縮系數(shù) 0 7 摩擦角 于是 26 m120 cos1 7 08 cos tDg 中型切碎機(jī)常用喂入輥直徑為 100 140 mm 本次喂入輥取 Dg 120mm a 刀齒形 b 星齒形 c 溝齒形 d 光棍 圖 2 喂草輥的形狀 Fig 2 grass roller shape 3 喂入口的尺寸確定 1 喂入口的高度 和寬度 可由下式確定 ab 602mnlZkQacdc 7 式中 鍘草機(jī)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)率 Kg h Q 喂入口的充滿系數(shù) 0 4 0 6 ckck 秸稈飼草的切斷長(zhǎng)度 m l 切刀數(shù) 2 4 dZdZ 刀盤轉(zhuǎn)速 350 950 r min nn 壓緊后的秸稈飼草體積質(zhì)量 120 160 c c 3 mkg 乘積 確定后 按 1 3 1 4 求出 值 ababa 11 由于加工或收獲青貯玉米的實(shí)際生產(chǎn)率為理論生產(chǎn)率的 70 本次設(shè)計(jì)為 9t h 所以 t h 86 127 09 實(shí) 際設(shè) 計(jì) Q 取 3 500 r min 160 得 dZdnc 3 mkg 20915 43 16034 015 66 cdcnlZkab 取 0 048 又 1 3 1 4 則取 120mm 400mm bab 2 盤刀式切碎機(jī)喂入口的配置尺寸 切刀形式 凸刀 實(shí)際進(jìn)草高度 h 0 3 0 6 a 0 3 0 6 120mm 36 72mm 取 h 50mm 實(shí)際進(jìn)草寬度 c 0 3 0 6 b 0 3 0 6 400mm 120 160mm 取 c 150mm 4 喂入速度的確定 喂入口的充滿系數(shù)取 Kc 0 5 草層通過喂草輥時(shí)的 壓縮系數(shù) 0 7 喂入高度 a 120mm 喂入寬度 b 400mm 則喂入時(shí)的橫截面面 積 s 0 5 0 7 0 048 0 0168 2m 則喂入速度 srsQvc 93 06108 9 5 凸刃口切刀刀刃曲線的設(shè)計(jì) 盤刀式切碎機(jī)凸刃口的刀刃曲線常用偏 心圓弧形 其半徑 R 由下式確定 見圖 2 3 R mm Rmin2min 2ax2ax2R 1ssihcb1 8 式中 b c h 喂入口的寬度及配置尺寸 切刀的最大和最小滑切角 常用 max in 30 5minax 刃口磨削儲(chǔ)備量 常用 18 30mm R R 12 取 b 400mm c 150mm h 50mm 25mmmax 35 0in R R mR 462135sinsii01540212222 經(jīng)圓整取凸刃口的刀刃曲線圓弧半徑 R 450mm 則 437 5mm R 刀刃圓弧中心 O1與刀盤中心 O 的偏心距 e 由下式確定 mm4 358cos5 437cosRemin 圓整為 360mm 刃口兩斷點(diǎn)的位置由其與刀盤中心 O 點(diǎn)的距離決定 12hc bN 9 2cM 10 式中 刀長(zhǎng)余量 8 15mm 6 12mm1 212 取 12mm 10mm 則 m3 564105 40ON2 可圓整為 565mm M 13 圖 3 凸刃口圓弧切刀 Fig 3 Cutter blade arc protruding 6 拋送葉板和拋送高度 在盤刀式切碎機(jī)的刀盤上裝有拋送葉板 當(dāng)?shù)?盤高速旋轉(zhuǎn)時(shí) 葉板對(duì)比重較大的青飼料起拋送作用 而對(duì)較輕的干草以吹送 作用 為主 10 葉板與外殼的徑向間隙不大于 3 4mm 側(cè)向間隙不大于 6 12mm 飼料的拋送高度 H 可用下式計(jì)算 H m gpH2 11 式中 拋送葉板的圓周速度 m s 葉板半徑 R 620mmp n D 60 500 1 24 60 32 46m sp 由于飼料在拋送過程中互相碰撞 纏繞并與管壁沒擦而造成拋送高H 度降低的系數(shù) 常用 0 25 0 35 取 0 3H H 則拋送高度 H 0 3 2 9 8 16 13mgp2 246 3 14 2 4 傳動(dòng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)的任務(wù)是擬定傳動(dòng)方案 選擇電動(dòng)機(jī) 確定總傳動(dòng)比并 合理分配傳動(dòng)比以及計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 為各級(jí)傳動(dòng)零件設(shè)計(jì) 裝配圖設(shè)計(jì)作準(zhǔn)備 2 4 1 擬定傳動(dòng)方案 電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力 通過帶輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳送到動(dòng)刀架主軸 然后通過一對(duì)直齒圓錐齒輪傳至齒輪箱輸入軸帶動(dòng)下喂入輥 輸入軸上裝有兩 個(gè)直齒圓柱齒輪帶動(dòng)另外一根輸入軸 于此同時(shí)帶動(dòng)上喂入輥 2 4 2 確定總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 1 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比 設(shè) 為時(shí)間 為刀盤線轉(zhuǎn)速 為主軸轉(zhuǎn)速 為tv1n2n 下草輥轉(zhuǎn)速 為動(dòng)刀數(shù)量 為傳動(dòng)比 為草長(zhǎng) 則 dZiL 1nZtd tLv 12 Dtvn 602 13 ddLZnLZni 12160 14 38 15max i402in 2 分配各級(jí)傳動(dòng)比 取第一級(jí) V 帶輪的傳動(dòng)比為 取第二級(jí)錐齒輪 21i 的傳動(dòng)比為 取第三級(jí)錐齒輪的傳動(dòng)比為 刀盤到喂草輥的傳動(dòng)5 2 i 3 比 符合 11 143 i maxin 15 2 4 3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 1 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速 min 50rn min 6 1738 2501ri in 69 21ri 2 計(jì)算各軸輸入功率 kwp25 1405101 取刀盤功率消耗占整機(jī)功率的 80 即 8刀 耗 kp 16 297 0125 43212 刀 耗 w3 9063 為 V 帶的傳動(dòng)效率 0 94 0 97 取 0 95 1 1 為滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率 0 98 0 995 取 0 99 2 2 為圓錐齒輪 1 的傳動(dòng)效率 0 96 0 98 取 0 97 3 3 為圓錐齒輪 2 的傳動(dòng)效率 0 94 0 97 取 0 95 4 4 3 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩 mNnpT 42975105 9161 刀 耗 03 262 2 4 4 傳動(dòng)部件參數(shù)的選擇與計(jì)算 1 帶輪的設(shè)計(jì) 根據(jù)已知電機(jī)功率 P 6w 轉(zhuǎn)速 傳動(dòng)比min 501rn 8 2 i 1 確定計(jì)算功率 由 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 8 7 以下同 查得工作情況系數(shù) 12 故1 Ak5 16 PkAca 2 選擇 V 帶的帶型 根據(jù) 由圖 8 11 選用 B 型caP1n 3 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑 并驗(yàn)證帶速dv 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 由表 8 6 和 8 8 取小帶輪的基準(zhǔn)直徑1 16 md125 驗(yàn)算帶速 按式 8 13 驗(yàn)算帶的速度v smsnd 42 9 10625061 因?yàn)?5m s 30m s 故帶速合適 v 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 根據(jù)式 8 15 計(jì)算大帶輪的基準(zhǔn)直徑a2did3601258 12 根據(jù)表 8 8 圓整為 m35 4 確定 V 帶的中心距 和基準(zhǔn)長(zhǎng)度adL 根據(jù) 初選中心距 2 7 02121dd ma950 由式 8 22 計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 ma daLdd 2689504 13 125 9022 由表 8 2 選取帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為 mLd80 按式 8 23 計(jì)算實(shí)際中心距 a mad 1062895200 中心距的變化范圍為 974 1100mm 5 驗(yàn)算小帶輪上的包角 1 001201 9673 5 8 d 6 計(jì)算帶的根數(shù) z 計(jì)算單根 V 帶的額定功率 rp 由 和 查表 8 4 得 13 md125 in 140n akwp19 20 根據(jù) 和 B 型帶 查表 8 4 得 13 i 40rn8 2b46 0 查表 8 5 得 表 8 2 得 于是96 k3 1 LkkKpLr 3 2 0 17 計(jì)算 V 帶的根數(shù) z26 34 51 rcap 取 6 根 7 計(jì)算單根 V 帶的初拉力的最小值 min0 F 由表 8 3 得 B 型帶的單位長(zhǎng)度質(zhì)量 所以kgq 18 NvzKPFac 2 48 918042 965 0 2 5 2 0 22min0 應(yīng)使帶的實(shí)際初拉力 min0 F 8 計(jì)算壓軸力 p 壓軸力的最小值為 NFzp 3 295sin2 4862sin 2 1671m0min 2 齒輪的設(shè)計(jì) 取機(jī)器工作壽命為 10 年 每年工作 50 天 每天工作 8 小時(shí) 1 第一對(duì)圓柱齒輪的設(shè)計(jì) 選定齒輪類型 精度等級(jí) 材料及齒數(shù) 采用錐齒圓柱齒輪 7 級(jí)精度 采用小齒輪材料為 QT600 2 硬度為 260HBS 大齒輪材料為 QT500 5 硬度為 220HBS 二者材料硬度差為 40HBS 選小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù) 齒數(shù)比 14 16 Z402 Z5 2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由 機(jī)械設(shè)計(jì) 上設(shè)計(jì)公式 10 9a 下同 進(jìn)行試算 即 3211 2 HEdt ZKTd 15 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 試選載荷系數(shù) 3 1 tK 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mNT 42975 由表 10 7 選取齒寬系數(shù) 0d 18 由表 10 6 查得材料的彈性影響系數(shù) 2 19 73MPaZE 由圖 10 21 a 按齒面硬度查得大 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 PaHlHl 505902min1min 由式 10 13 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 81 102 816 hjLN7820 45 由圖 10 19 取接觸疲勞系數(shù) 931HNK96 2HN 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1 安全系數(shù) S 1 由式 10 21 得 MPaSHN7 548903 1lim1 K 6 2li2 計(jì)算 計(jì)算小齒輪分度圓直徑 代入 中較小的值 td1 H mZKTdEdt 83 65 0917 5 234 09132 32 21 16 取 80mmtd1 計(jì)算圓周速度 v smndt 09 216058160 計(jì)算齒寬 b btd34 1 t 280 計(jì)算齒寬與齒高之比 h 19 模數(shù) mzdtt 51680 齒高 ht 2 25 84 13b 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) 7 級(jí)精度 由圖 10 8 查得動(dòng)載荷系數(shù) 15 smv 09 2 07 1 vK 直齒輪 由表 10 2 查得使用系數(shù) 1 FHKA 由表 10 4 用插值法 查得 7 級(jí)精度等級(jí) 小齒輪相對(duì)支承懸臂布置時(shí) 186 由 查圖 10 13 得 故載荷系數(shù)32hb182 H 14 FK27 186 07 HvAK 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑 由式 10 10a 得 mdtt 4 93 12831 計(jì)算模數(shù) m Z9625 417 齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式 10 5 得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 31 2FSdYZKTm 17 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 由圖 10 20 a 查得大 小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaPaFEFE31034021 由圖 10 18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) 9 NNK 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) 由式 10 12 得4 1 S 20 MPaSKFENF 6 2184 309121 7 121 計(jì)算載荷系數(shù) K2 14 0 FvAK 由表 10 5 查得齒形系數(shù) 03 1FY2 由表 10 5 查得應(yīng)力校正系數(shù) 16 5 S67 SY 計(jì)算大小齒輪的 并加以比較 Fs 01346 345 1 FsY 29 7 22s 小齒輪的數(shù)值大 設(shè)計(jì)計(jì)算 mYZKTmFSd 04 2136 064 029751 2331 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) 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng) 度計(jì)算的模數(shù) 由于齒輪模數(shù) 的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力 而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑 即模數(shù)與齒數(shù)的乘積 有關(guān) 因此可取模數(shù) 按接觸強(qiáng)度算的分度圓直徑 算出小5 mmd4 791 齒輪的齒數(shù) 654 791 dZ 大齒輪齒數(shù) 0 2 幾何尺寸的計(jì)算 計(jì)算分度圓直徑 21 mZd805161 242 計(jì)算中心距 da1408021 計(jì)算齒寬 mbd324 1 取 B37 2 第二對(duì)錐齒輪的設(shè)計(jì) 1 選定齒輪類型 精度等級(jí) 材料及齒數(shù) 采用直齒圓柱齒輪 7 級(jí)精度 小齒輪材料為 40Cr 調(diào)質(zhì) 硬度為 280HBS 大齒輪材料為 45 鋼 調(diào)質(zhì) 硬度為 240HBS 二者材料硬度差為 40HBS 選小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù) 齒數(shù)比 421 Z42 Z1 2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由 機(jī)械設(shè)計(jì) 上設(shè)計(jì)公式 10 9a 下同 進(jìn)行試算 即 3 221 5 01 92 HERRt ZKTd 18 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 試選載荷系數(shù) 2 1 tK 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mNT 034 由表 10 7 選取齒寬系數(shù) R 由表 10 6 查得材料的彈性影響系數(shù) 2 18 9MPaZE 由圖 10 21a 按齒面硬度查得大 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 HlHl 60 6502min1min 由式 10 13 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 71 108 4581 hjLN 22 772104 28 4 N 由圖 10 19 取接觸疲勞系數(shù) 96 01HK98 HN 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1 安全系數(shù) S 1 由式 10 21 得 MPaSHN624509 1lim1 K8 2li2 計(jì)算數(shù)值 計(jì)算小齒輪分度圓直徑 代入 中較小的值 td1 H 3 22 5 01 92 HERRt ZKT mm5 8 9 4 32 mdRtm 7 36 5 801 3 計(jì)算圓周速度 v snm 016027 31602 4 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) 7 級(jí)精度 由圖 10 8 查得動(dòng)載荷系數(shù) sv 9 0 3 1 vK 由表 10 2 查得使用系數(shù) 21 FHK1 A 由表 10 4 用插值法 查得 7 級(jí)精度等級(jí) 小齒輪相對(duì)支承懸臂布置時(shí) F 故載荷系數(shù) 36 12 031 HvAKK 5 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑 由式 10 10a 得 mdtt 92 165 8331 圓整取 92mm 1d 23 6 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式 10 5 得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 3 212 5 0 4FSRR YZKTm 19 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 由圖 10 21a 查得大 小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaPaFEFE380 5021 由圖 10 18 取彎曲疲勞壽命系數(shù) NNK 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) 由式 10 12 得4 1 S MPaSKFENF 86 234 10857 5221 計(jì)算載荷系數(shù) 1 FvA 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 894 021cos21 48 0coscs212 75 93 s 5 3 s 2211 ZZvv 由表 10 5 查得齒形系數(shù) 0 67 FFaY 應(yīng)力校正系數(shù) 8 5 21 SsaY 計(jì)算大小齒輪的 并加以比較 F 016 8 2372 5 621 FsasFY 小齒輪計(jì)算數(shù)值較大 24 設(shè)計(jì)計(jì)算 5 3021 21 3 5 01 464 33212 FSRYZKTm 取 m 4 則 23491 mdZ62 7 幾何尺寸的計(jì)算 計(jì)算分度圓直徑 mZd92431 1862 計(jì)算錐距 3 467 5 cot 21 則 mdR9 022 8 計(jì)算壓軸力 pF 有效圓周力為 NvPe 9 630125 710 由于是水平傳動(dòng) 故鏈輪壓軸力系數(shù) FpK 則壓軸力為 KFep 74 9 鏈輪幾何尺寸的計(jì)算 分度圓直徑 102 7m 8sin3 75 Z180sindoo P 齒頂圓直徑 3 5 9 325 7p25 1amx 25 32 105 97 31 06 7 12d pZ6 1damin 平均齒頂圓直徑 mddaa 825 16 3 12 2minx 取齒頂圓直徑 16 齒根圓直徑 df 65 830 19721 最大齒根距離 xL 當(dāng)齒數(shù)是奇數(shù)時(shí) 當(dāng)齒數(shù)是偶數(shù)時(shí) 20 190 cosxz x1Lfd mdLfX65 83 齒側(cè)凸緣直徑 10cot 4 76gphZ 21 查表 9 1 得內(nèi)鏈 m18 30h mhZpd57 6 04 1cot0g 取 dg65 軸向齒廓尺寸計(jì)算 查 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 8 2 22 計(jì)算齒寬 查 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 9 4 由于 p 12 7 單排 則有 110 95fb 查 機(jī)械設(shè)計(jì) 表 9 1 得內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬 則m8 11f 齒鍘倒角 pba3 0 26 m1 475 31 0p ba 倒角半徑 取xrp m32rx 鏈輪齒總寬 1 fntfbpb 22 其中 n 為鏈排數(shù) 為排距 tp 則有 mbpfft 181nb1f 3 典型零件的受力分析與強(qiáng)度校核 3 1 主軸的受力分析與強(qiáng)度校核 軸類零件是較常見的典型零件之一 也是傳動(dòng)系統(tǒng)中最重要的零件 它們?cè)?機(jī)器中常用來支承齒輪 帶輪等傳動(dòng)零件 以傳遞扭矩和運(yùn)動(dòng) 因此本章選取 刀盤主軸進(jìn)行受力分析與強(qiáng)度校核 17 1 初步計(jì)算軸徑 軸的材料為 40Cr 調(diào)質(zhì)處理 查表 15 3 取 A0 105 18 由下式初步估算軸的最小直徑 m34 17502 1nPAd30min 2 軸的徑向尺寸如圖 4 所示 圖 4 主軸徑向尺寸 Fig 4 Spindle radial dimensions 3 軸的裝配關(guān)系如圖 5 所示 4 軸的彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算 由裝配軸承軸頸處直徑 d 50mm 且軸向力忽 略 查 機(jī)械零件手冊(cè) 選取軸承型號(hào)為 6310 深溝球軸承 D 110mm B 27mm 1 求作用在軸上的力 27 齒輪上的作用力 N2 17035492dTF1t 9 6tan tanor 帶輪對(duì)軸的作用力 295 3FP 動(dòng)刀架對(duì)軸的作用力 N82 0mgG m 9519nP19 5T661 3FPN2 648502R21 圖 5 主軸裝配關(guān)系 Fig 5 Spindle assembly relation 軸承對(duì)軸的作用力 0LF GLF43t2NV1 則 28 31 8N3502 87 10LF GF243tNV1 又 FGtNV21 268 4 1 870 8FFtNV2 0 L L2P3r2NH1 則 401 5N53 189 87 6 FF221P3rNH1 又 0FrPNH21 1 6723 9 640 FFPrNH12 2 計(jì)算軸上的彎距 扭距 并作圖 m 8N1035 8LM2V1 2470F3t2 9 69 1PH1 531863r2 m NH1 7 942M22V2 N6 03 T T1 29 圖 6 主軸受力立體圖 Fig 6 Spindle mechanical drawing 3 校核軸的強(qiáng)度 由軸的扭矩 彎矩圖可知 軸承處存在危險(xiǎn)截面 因此在該處計(jì)算應(yīng)力 22ca 4 23 因扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力不是對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力 故引入折合系數(shù) 取 0 3 抗彎截面系數(shù) 5333 12 05 1d 02W 截面上的彎曲應(yīng)力 MPa7 10 596M1 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 9a2 8WT5 軸的彎扭強(qiáng)度條件為 30 圖 7 彎矩示意圖 Fig 7 Bending and twisting schemes 圖 8 扭矩示意圖 Fig 8 Torque figure 1 ca 24 彎矩圖和扭矩圖如上 查表 15 1 得 MPa70 1 則 31 78MPa 250 913457 2 1ca 符合彎扭強(qiáng)度條件 3 2 軸承的選型與校核 由主軸承軸頸處直徑 d 50mm 軸向力忽略不計(jì) 查查 機(jī)械零件手冊(cè) 選取軸承型號(hào)為 6310 深溝球軸承 1 主軸軸承的校核 由于只承受徑向力的作用 且左右軸承受力大小相同 所以在這里僅需校核其中任意一個(gè)軸承即可 現(xiàn)取左軸承進(jìn)行校核 由軸的校 核已經(jīng)計(jì)算出軸承在徑向方向的力 故 NFNVHr 40258 315 402211 預(yù)期計(jì)算軸承壽命 按工作 10 年 年工作 200 天 4 小時(shí)工作制 則有 Lh 10 200 4 8000h 右軸承所需的基本額定動(dòng)載荷 nPCh64510 查 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 表 15 6 可知 6301 型深溝球軸承的額定動(dòng)載荷 Cr 63 0 kN 此 C 故安全 同理左邊軸承 C 也安全 r rC 2 減速箱中軸的軸承校核 由減速箱中軸承軸頸處直徑 d 50mm 軸向力忽 略不計(jì) 查查 機(jī)械零件手冊(cè) 選取軸承型號(hào)為 6310 深溝球軸承減速箱中軸 承軸的校核 由于只承受徑向力的作用 且左右軸承受力大小相同 所以在這 里僅需校核其中任意一個(gè)軸承即可 現(xiàn)取左軸承進(jìn)行校核 由軸的校核已經(jīng)計(jì) 算出軸承在徑向方向的力 故 NFNVHr 5 42013 86 3742211 預(yù)期計(jì)算軸承壽命 按工作 10 年 年工作 200 天 4 小時(shí)工作制 則有 Lh 10 200 4 8000h 右軸承所需的基本額定動(dòng)載荷 nPCh6 594106 查 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 表 15 6 可知 6301 型深溝球軸承的額定動(dòng)載荷 Cr 63 0 kN 此 C 故安全 同理左邊軸承 C 也安全 r rC 4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析 4 1 生產(chǎn)成本計(jì)算 生產(chǎn)成本主要由原材料費(fèi)用 人工工資 管理費(fèi)用三大部分組成 原材料 費(fèi)用與工人工資基本相等 整臺(tái)機(jī)器大約重 895 千克 而組成機(jī)器的材料又有 32 好壞之分 有標(biāo)準(zhǔn)件和非標(biāo)準(zhǔn)件的區(qū)別 材料費(fèi)用大約為 5500 元 工人工資與 管理費(fèi)用大約為 3000 元 即成本大約為 8500 元 4 2 市場(chǎng)售價(jià)預(yù)測(cè) 從用戶的利益與企業(yè)盈利雙重角度考慮出發(fā) 選擇市場(chǎng)價(jià)錢為 11000 元每 臺(tái) 這對(duì)與很多飼養(yǎng)牲畜大戶或者中小型畜牧企業(yè)來說 既能滿足需求 又不 會(huì)增加 太大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān) 可以說受到廣大用戶的青睞 同時(shí)也會(huì)給用戶和企業(yè)帶來較 大 的效益 4 3 社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益分析 不斷降低農(nóng)民勞動(dòng)強(qiáng)度 提高生產(chǎn)率和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益 增加農(nóng)民收入 已是農(nóng)機(jī)發(fā)展的必然趨勢(shì) 但我國(guó)農(nóng)業(yè) 畜牧業(yè)生產(chǎn)手段還很落后 與國(guó)際上 的現(xiàn)代化生產(chǎn)模式有很大差距 采用先進(jìn)的機(jī)械化作業(yè)代替繁重的手工勞動(dòng)是 一項(xiàng)長(zhǎng)期的任務(wù) 19 近年來 隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整 牲畜養(yǎng)殖業(yè)得到快速 發(fā)展 在牲畜的生長(zhǎng)過程中 用切碎的秸稈作飼料 可以增加牲畜的適口性 提高消化率及吸收率 減少飼養(yǎng)過程中的浪費(fèi) 縮短飼養(yǎng)周期 及時(shí)處理大量 秸稈 避免秸稈因腐爛焚燒帶來的環(huán)境污染問題 而且為大面積以地養(yǎng)地 增 加土壤有機(jī)質(zhì)含量 改善土壤結(jié)構(gòu) 培肥地力 提高農(nóng)作物產(chǎn)量走出了新路子 減輕了環(huán)境污染 20 此外 秸稈還田在抗旱保墑 減少化肥用量和節(jié)約生產(chǎn)成 本 保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面均有明顯效果 而且對(duì)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有重大的作 用 因而農(nóng)戶對(duì)使用安全 價(jià)格適中的鍘草機(jī)要求比較迫切 為此我們研制了 盤刀式鍘草機(jī) 該機(jī)具已通過性能檢測(cè)并已批量產(chǎn)品推廣 受到用戶歡迎 取 得了較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益 5 結(jié)束語 歷時(shí)十二周的畢業(yè)設(shè)計(jì)到今天為止終于全部完成 近三個(gè)月以來 在湯教 授的指導(dǎo)幫助下 經(jīng)過我和同組同學(xué)的共同努力和刻苦鉆研 我終于圓滿完成 了預(yù)定的設(shè)計(jì)任務(wù) 為此我感到十分高興 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 我感到收獲很大 首先 使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的方法和步 驟有了一個(gè)比較清晰 具體的了解 為我以后從事的工作邁出了第一步 更重 要的是 它提高了我查閱資料 分析解決實(shí)際問題的能力 同時(shí)也培養(yǎng)了我不 驕不躁 嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的工作作風(fēng) 33 綜觀畢業(yè)論文工作的全過程 自認(rèn)為是滿意的 但是 不可否認(rèn) 本機(jī)也 存在一些不足之處 如整體尺寸大 顯得有些笨重 功能還不齊全 例如 本 次設(shè)計(jì)的鍘草機(jī)只能鍘切 而不能揉碎等 這似乎與農(nóng)機(jī)的傻 大 憨 粗的 特點(diǎn)一 致 農(nóng)機(jī)未來的發(fā)展必定是向小巧 多功能 聯(lián)合作業(yè)的方向發(fā)展 這正是本 機(jī) 機(jī)需要改進(jìn)的地方 最后 在離別之際 為我的母校送上一份真誠(chéng)的祝福 祝福我的母校明天 更美好 參考文獻(xiàn) 1 中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) J 北京 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版 社 2007 21 25 2 濮良貴 紀(jì)名剛 機(jī)械設(shè)計(jì) M 北京 高等教育出版社 2005 208 216 3 王 昆 何小柏 汪信遠(yuǎn) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 M 北京 高等教育出版社 2007 156 159 4 吳宗澤 機(jī)械設(shè)計(jì)使用手冊(cè) J 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2000 66 69 5 龔桂義 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè) J 北京 高等教育出版社 2004 79 94 6 侯洪生 機(jī)械工程圖學(xué) J 北京 科學(xué)出版社 2005 152 166 7 龐聲海 飼料加工機(jī)械 M 北京 北京農(nóng)業(yè)出版社 1983 145 152 8 孫 桓 陳作模 葛文杰 機(jī)械原理 J 北京 高等教育出版社 2006 201 206 9 周開勤 機(jī)械零件手冊(cè) J 北京 高等教育出版社 2005 65 67 10 Johan n Borenstein Experimental Results from Internal Odometry ErrorCorrection with the OmniMate Mobile Robot J IEEE Translations onRobotics and Automation 1998 14 6 963 969 11 蔡春源 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) J 北京 冶金工業(yè)出版社 1996 33 34 12 何永熹 武充沛 幾何精度規(guī)范學(xué) M 北京 高等教育出版社 2006 89 93 13 F Maria A Jimenez Multisensor fusion An Antonornous Mobile Robot J Journal ofIntelligent and Robotic Systems 1998 22 3 129 141 14 東北農(nóng)學(xué)院 畜牧業(yè)機(jī)械化 M 北京 北京農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社 1987 211 216 34 15 王先奎 機(jī)械制造工藝學(xué) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2008 279 282 16 沈再春 農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備 M 北京 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社 1993 112 114 17 李良藻 湯楚宙 農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械 M 長(zhǎng)沙 湖南教育出版社 1989 64 67 18 無錫輕工業(yè)學(xué)院 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 M 北京 中國(guó)輕工業(yè)出版社 1993 30 35 19 第一機(jī)械工業(yè)部農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 上 下冊(cè) M 北京 機(jī)械工 業(yè)出版社 1972 32 34 20 龐聲海 饒應(yīng)昌 飼料加工機(jī)械使用與維修 M 北京 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社 2000 80 83 致 謝 本論文是在湯楚宙老師的悉心指導(dǎo)和熱情關(guān)懷下完成的 經(jīng)過三個(gè)月的忙碌和工作 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲 作為一個(gè)本科生 的畢業(yè)設(shè)計(jì) 由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏 難免有許多考慮不周全的地方 如果沒有導(dǎo)師 的督促指導(dǎo) 以及一起工作的同學(xué)們的支持 想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師湯楚宙教授 他們平日里工作繁多 但在我做 畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段 從外出實(shí)習(xí)到查閱資料 設(shè)計(jì)草案的確定和修改 中期 檢查 后期詳細(xì)設(shè)計(jì) 裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo) 我的設(shè) 計(jì)較為復(fù)雜煩瑣 但是湯教授仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤 除了敬佩他的專 業(yè)水平外 他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣 并將積極 影響我今后的學(xué)習(xí)和工作 非常感謝學(xué)院給我們提供良好的研究條件和環(huán)境 然后還要感謝大學(xué)四年 來所有的老師 為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ) 同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們 正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì) 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成 最后還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母 養(yǎng)育之恩 無以回報(bào) 你們永 遠(yuǎn)健康快樂是我最大的心愿 35 附錄 附錄 1 A0 裝配圖 1 附錄 2 A1 零件圖 2 附錄 3 A2 零件圖 1 附錄 4 A3 零件圖 4