飼用秸稈粉碎機(jī)設(shè)計(jì)

1、. . 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)說(shuō)明書飼用切碎機(jī)設(shè)計(jì)飼用切碎機(jī)設(shè)計(jì)裝裝訂訂線線. . . 目錄一.調(diào)研報(bào)告.I二. 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)課題任務(wù)書.2三. 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書.33.1 電動(dòng)機(jī)的選則計(jì)算.53.2 整體傳動(dòng)比的計(jì)算.53.3 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì).63.4 錐齒輪的設(shè)計(jì).93.5 圓柱齒輪的設(shè)計(jì).123.6 軸 I 的設(shè)計(jì).173.7 軸 II 的設(shè)計(jì).183.8 傳動(dòng)軸、的設(shè)計(jì)計(jì)算.193.9 主軸 I 的校核.193.10 切碎裝置的分析.223.11 切刀的設(shè)計(jì).233.12 輥筒的設(shè)計(jì).263.13 進(jìn)料裝置的設(shè)計(jì).273.14 機(jī)架的設(shè)計(jì).283.15 滾動(dòng)軸承的選擇與壽命

2、驗(yàn)算.283.16 鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算.293.17 潤(rùn)滑與密封.29附錄：.30參考文獻(xiàn)：.31結(jié)論.33致謝.33I一一.調(diào)研報(bào)告調(diào)研報(bào)告飼用碎機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)【摘要】飼料是發(fā)展畜牧業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)，而飼料的生產(chǎn)加工水平?jīng)Q定著畜牧業(yè)發(fā)展的規(guī)模和速度，直接關(guān)系到農(nóng)業(yè)和整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。要使畜牧業(yè)迅速發(fā)展，關(guān)鍵是解決飼料問(wèn)題。飼料來(lái)源是當(dāng)前我國(guó)畜牧業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)突出問(wèn)題，由于我國(guó)人均糧食占有水平低，不可能用大量的糧食作為飼料用糧。從畜牧業(yè)對(duì)飼料的需求來(lái)看，遠(yuǎn)遠(yuǎn)還不能滿足畜牧業(yè)的需求，因此，必須發(fā)揮我國(guó)情粗飼料豐富的優(yōu)勢(shì)，充分合理利用我國(guó)的各種飼料資源。我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，實(shí)現(xiàn)“農(nóng)業(yè)機(jī)械化”一直是我國(guó)農(nóng)業(yè)

3、發(fā)展的主要目標(biāo)之一， 為此國(guó)家還出臺(tái)了農(nóng)業(yè)機(jī)械購(gòu)置補(bǔ)貼政策， 每年中央財(cái)政撥出數(shù)億元的補(bǔ)貼專項(xiàng)資金，鼓勵(lì)和支持農(nóng)民使用先進(jìn)適用的農(nóng)業(yè)機(jī)械，推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程，提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、增效。研究新型玉米秸稈粉碎機(jī)械，解決在工作原理及性能、尺寸參數(shù)、材料等方面的問(wèn)題，以達(dá)到對(duì)青狀玉米秸稈苜蓿類物料的加工利用， 解決成本低與生產(chǎn)率高的矛盾， 保證粉粒尺寸滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要，為我國(guó)農(nóng)村，農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)支持。關(guān)鍵詞：畜牧 飼料 農(nóng)業(yè)機(jī)械 飼用秸稈切碎機(jī)IIAbstract：Is the material basis for the development of animal husban

4、dry, feed and feed production andprocessing level decides the scale and speed of animal husbandry development, is directly related to thedevelopment of agriculture and the whole national economy. To make the rapid development of animalhusbandry, the key is to solve the problem of feed. Feed source i

5、s a prominent problem in current Chinasanimal husbandry production, due to the low level of per capita grain possession, do not use large amounts offood as feed USES. From livestock demand for feed, far can not meet the needs of animal husbandry, therefore,must play the advantages of rich I conditio

6、ns - roughage, sufficient and reasonable use of all kinds of feedresources in China.As an agricultural country in our country, the realization of agricultural mechanizationhas always been one of the main goals of agricultural development in our country, this country has introducedagricultural machin

7、ery purchase subsidy policy, the central government to set aside each year hundreds ofmillions of yuan subsidies for special funds, encourage and support farmers to use advanced and applicableagricultural machinery, the process of agricultural mechanization, improving agricultural comprehensiveprodu

8、ction capacity, promote agricultural production, increase efficiency. Research new maize straw crushingmachine, solve the work principle and performance, size parameters, materials and other issues, in order toachieve the green corn stover types of material processing, solve the contradictions of lo

9、w cost and highproductivity, ensure powder grain size meet the needs of actual production, for our country rural areas, toprovide technical support for the development of agriculture. Maize straw crusher (feed mill) can effectivelypromote the development of agriculture and animal husbandry industry,

10、 agricultural and sideline products into.key words: agricultural;mechanical;feeding livestock;feed straw chopper11 1. .設(shè)計(jì)意義設(shè)計(jì)意義飼用秸稈切碎機(jī)，是裝在同一傳動(dòng)軸上的切碎機(jī)構(gòu)加工植物藤蔓，秸稈，葉片，并采用輥壓輪對(duì)秸稈進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)給的農(nóng)用機(jī)械。該機(jī)械滿足夏秋兩季青飼料加工，冬春兩季干飼料的加工。切碎機(jī)構(gòu)包括切刀，滾壓輪。動(dòng)力采用電動(dòng)機(jī)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，牛羊肉的消費(fèi)需求持續(xù)增長(zhǎng)，而飼料是發(fā)展畜牧業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)，而飼料的生產(chǎn)加工水平?jīng)Q定著畜牧業(yè)發(fā)展的規(guī)模和速度，要使畜牧業(yè)

11、迅速發(fā)展，關(guān)鍵是解決飼料問(wèn)題。飼料來(lái)源是當(dāng)前我國(guó)畜牧業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)突出問(wèn)題， 我國(guó)草原牧場(chǎng)的沙漠化非常嚴(yán)重， 天然草料已經(jīng)無(wú)法滿足需求， 而人均糧食占有水平低， 不可能用大量的糧食作為飼料用糧。 但是伴隨糧食生產(chǎn)會(huì)產(chǎn)生大量秸稈，這是巨大財(cái)富，我們要充分利用秸稈以滿足飼草需求。我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，全社會(huì)對(duì)三農(nóng)問(wèn)題非常重視，實(shí)現(xiàn)“農(nóng)業(yè)機(jī)械化”一直是我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要目標(biāo)之一，為此國(guó)家還出臺(tái)了農(nóng)業(yè)機(jī)械購(gòu)置補(bǔ)貼政策，每年中央財(cái)政撥出數(shù)億元的補(bǔ)貼專項(xiàng)資金，鼓勵(lì)和支持農(nóng)民使用先進(jìn)適用的農(nóng)業(yè)機(jī)械，推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程，提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、增效。因此研究秸稈切碎機(jī)，有巨大應(yīng)用需求。2.2. 市場(chǎng)調(diào)

12、查市場(chǎng)調(diào)查2.1 飼用秸稈切碎機(jī)調(diào)查經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)。我國(guó)有大量的小規(guī)模養(yǎng)殖戶，但是很少有適合小型養(yǎng)殖場(chǎng)、專業(yè)戶和個(gè)體農(nóng)戶要求的小型飼料切割機(jī)。并且這些飼料切割機(jī)還具有以下缺點(diǎn)；切割刀刃為直刃、切割剛度低、對(duì)多纖維莖桿的切割性能差。用手喂入莖桿婁物料安全性差。塊料切碎時(shí)切碎均勻度差。故我設(shè)計(jì)一種能滿足小型養(yǎng)殖場(chǎng)、專業(yè)戶和個(gè)體農(nóng)戶要求。切割性能好，操作安全的小型飼料切割機(jī)。2.2 農(nóng)業(yè)秸稈調(diào)查我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)， 每年都會(huì)伴隨著糧食的生產(chǎn)而產(chǎn)生大量秸稈。 農(nóng)作物秸稈是籽實(shí)收獲后剩留下的含纖維成分很高的作物殘留物，包括禾谷類、豆類、薯類、油料類、麻類、以及棉花、甘蔗、煙草、瓜果等多種作物的秸稈， 是農(nóng)

13、作物的主要副產(chǎn)品， 是自然界中數(shù)量極大且具有多種用途的可再生生物質(zhì)資源。據(jù)聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署報(bào)道，世界上種植的農(nóng)作物每年可提供各類秸稈約 20 億 t，我國(guó)農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量為 7 億 t 左右，列世界之首，折合標(biāo)準(zhǔn)煤量 3.53 億 t，占全世界秸稈總量的 30%左右。我國(guó)每年農(nóng)作物秸稈資源量約占生物質(zhì)資源量的近一半。 農(nóng)作物秸稈是一種寶貴的可再生資源， 但是長(zhǎng)期以來(lái)由于受消費(fèi)觀念和生活方式的影響，我國(guó)農(nóng)村秸稈資源完全處于高消耗、高污染、低產(chǎn)出的狀況，相當(dāng)多的一部分農(nóng)作物秸稈被棄置或者進(jìn)行焚燒，沒(méi)有得到合理開(kāi)發(fā)利用。據(jù)調(diào)查，目前我國(guó)秸稈利用率約為33%，其中大部分未加處理，經(jīng)過(guò)技術(shù)處理后利用的僅

14、約占 2.6%。因此，綜合利用農(nóng)作物秸稈資源對(duì)于節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、增加農(nóng)民收入、促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。農(nóng)作物秸稈具有極高的利用價(jià)值。首先，農(nóng)作物秸稈熱值高，大約相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤的 1/2。經(jīng)測(cè)定，秸稈熱值約為15000KJ/Kg,各種秸稈的熱值如表 3,其次，農(nóng)作物秸稈含有多種可被利用的有用成分，除了絕大部分碳之外，還含有氮、磷、鉀、鈣、鎂、硅等礦質(zhì)元素，有機(jī)成分有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、脂肪、灰分等這些物質(zhì)都可以作為資源加以利用。隨著養(yǎng)殖業(yè)的擴(kuò)大，青飼草料的需求也在迅速增長(zhǎng)，青飼料富含纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)元素等等，在養(yǎng)殖場(chǎng)很受歡迎

15、。尤其是飼料玉米，苜蓿，飼料大豆，目前種植面積迅速擴(kuò)大。2二二. 2013 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)課題任務(wù)書屆畢業(yè)設(shè)計(jì)課題任務(wù)書課題名稱飼用秸稈切碎機(jī)設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù)根據(jù)課題要求，畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容如下：1、繪制產(chǎn)品主要部件零件圖。2、繪制產(chǎn)品的裝配圖。3、繪制產(chǎn)品主要零件的零件圖，標(biāo)準(zhǔn)件除外。4、編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。擬達(dá)到的要求或技術(shù)指標(biāo)本畢業(yè)課題設(shè)計(jì)要求及技術(shù)指標(biāo)如下：（一）產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)1、主軸轉(zhuǎn)速500 r/min2、功率0.75 kw3、切割長(zhǎng)度10 mm4、進(jìn)料速度150 mm/s（二）設(shè)計(jì)圖紙1、繪圖布局合理，視圖完整、清晰，各項(xiàng)內(nèi)容符合標(biāo)準(zhǔn)要求。2、 設(shè)計(jì)圖紙應(yīng)符合實(shí)際加工的要求， 不少于3張零號(hào)圖

16、紙的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖、 裝配圖和零件圖，其中應(yīng)包含一張以上用計(jì)算機(jī)繪制的具有中等難度的1號(hào)圖紙， 同時(shí)至少有折合1號(hào)圖幅以上的圖紙用手工繪制。（三）設(shè)計(jì)說(shuō)明書1、資料數(shù)據(jù)充分，并標(biāo)明數(shù)據(jù)出處。2、計(jì)算過(guò)程詳細(xì)、完全。3、公式的字母含義應(yīng)標(biāo)明，有時(shí)還應(yīng)標(biāo)注公式的出處。4、內(nèi)容條理清楚，按步驟書寫。5、說(shuō)明書按照學(xué)校的有關(guān)規(guī)定，編寫不少于12000字的設(shè)計(jì)說(shuō)明書，同時(shí)上交電子文檔。（四）其他要求查閱及參考10篇以上與題目相關(guān)的文獻(xiàn)，其中，外文文獻(xiàn)不少于3篇。進(jìn)度安排起止日期工作內(nèi)容備注4 月 20 號(hào)到 5 月 5 號(hào)5 月 5 號(hào)到 5 月 20 號(hào)5 月 20 號(hào)到 5 月 30 號(hào)查閱相關(guān)資料 擬

17、定設(shè)計(jì)課題完成設(shè)計(jì)任務(wù)書畫出相關(guān)圖紙課題任務(wù)書圖紙3三三. 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書圖圖 3-1 總裝圖總裝圖1.支撐輪 2.支撐輪架 3.V 帶 4.小帶輪 5. 螺栓 6. 帶輪軸鍵 7.電動(dòng)機(jī) 8.機(jī)架 9.大帶輪 10.軸承座 11.主軸鍵 12.埋頭螺柱 13.主軸14.滾筒 15.齒刀 16.上進(jìn)料口 17.切碎箱18.側(cè)進(jìn)料口 19.刀架20.切刀21. 軸承 22.出料口 23.電源開(kāi)關(guān)24.機(jī)架支撐板41.電動(dòng)機(jī)2.小 v 帶輪3.v 帶4.大 v 帶輪5.軸承座6.破碎輥筒7.主軸8.切碎刀盤9.動(dòng)刀片10.小錐齒輪11.大錐齒輪12.小圓柱齒輪13.大圓柱齒輪14.換

18、向圓柱齒輪15.換向圓柱齒輪16.傳動(dòng)軸17.傳動(dòng)軸18.傳動(dòng)軸注：圖中箭頭表示各軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向53.1 電動(dòng)機(jī)的選則計(jì)算電動(dòng)機(jī)的選則計(jì)算（1）主軸的轉(zhuǎn)速確定；考慮到實(shí)際應(yīng)用，主軸轉(zhuǎn)速 500 r/min 為宜（2）根據(jù)帶傳動(dòng)比在（24）為宜，現(xiàn)取 i=3（3）電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為dn5003=1500 r/min（4）考慮到實(shí)際使用情況額定轉(zhuǎn)矩、功率、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 1500 r/min 經(jīng)查查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選用 YL802-4 型電動(dòng)機(jī)。（5）則電動(dòng)機(jī)的額定功率wP=0.75 kw表表 1 1 YL802-4YL802-4兩相電異步電動(dòng)機(jī)主要性能參數(shù)兩相電異步電動(dòng)機(jī)主要性能參數(shù)（6）電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩dT

19、=1.8 N.m3.2 整體傳動(dòng)比的計(jì)算整體傳動(dòng)比的計(jì)算（1）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速dn=1500 r/min（2）主軸傳動(dòng)比1i=3 則主軸轉(zhuǎn)速zn=500 r/min（3）現(xiàn)選輥壓輪直徑 50 mm，秸稈切削長(zhǎng)度為 10mm 為宜。由于切刀是對(duì)稱安裝兩把刀，所以主軸轉(zhuǎn)一圈切割兩次。輥壓輪轉(zhuǎn)速為yn秸稈進(jìn)料速度為jV則jV=2ynR=2yn25=157ynmm/s每次刀的切割長(zhǎng)度 L=zyn2n157=78.5yn/zn額定功率(kw)滿載時(shí)堵轉(zhuǎn)電流額定轉(zhuǎn)矩實(shí)際轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn) 速(r/min)電 流(220 v)(A)效率(%)功率因數(shù)0.7515005.2292.00.92291.81.7zn=500 r/m

20、in1i=3dn=1500 r/minwP=0.75 kwdT=1.8 Nm6有設(shè)計(jì)要求切割長(zhǎng)度為 10 mm，則zn/yn=7.852i=7.85zn=500 r/min則yn=zn/7.85=63.69 r/min實(shí)際切割速度為jV=15763.6960=166.6 mm/s 考慮到實(shí)際情況打滑，所以上述速度符合要求。（4）主軸 I 與軸 III 和軸 IV 有一對(duì)錐齒輪和一對(duì)直齒輪的減速考慮到各齒輪傳動(dòng)比適宜范圍。經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表（114）單級(jí)錐齒輪減速傳動(dòng)比3，圓柱齒輪減速傳動(dòng)比46，為了計(jì)算簡(jiǎn)單，現(xiàn)在取錐齒輪傳動(dòng)比3i=2，直齒輪傳動(dòng)比4i=43.3 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)（

21、1）V 帶輪的設(shè)計(jì)要求： 質(zhì)量小，無(wú)過(guò)大的鑄造內(nèi)應(yīng)力，結(jié)構(gòu)工藝性好，質(zhì)量分布均勻，動(dòng)平衡好，槽輪工作面要精加工各槽的尺寸角度應(yīng)一致以保持受力平衡。V 帶輪的材料：帶輪為鑄造形成，因而選用 HT200（3）V 帶輪為鑄鐵制造的，它的結(jié)構(gòu)有：實(shí)心式孔板式腹板式橢圓輪輻式。當(dāng)帶輪的基準(zhǔn)直徑dd2.5d（d 是軸的直徑）時(shí)，采用實(shí)心；dd 300 mm 時(shí)，采用腹板式；當(dāng)dd300 mm 時(shí)，采用輪輻式；當(dāng)1D-1d100 mm 時(shí)，采用孔板式。有關(guān)計(jì)算：電動(dòng)機(jī)額定功率 0.75 kw，轉(zhuǎn)速dn=1500 r/min，傳動(dòng)比1i=3，采用普通 V 帶傳動(dòng)。查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 13-8 查的工作情況系數(shù)A

22、K=1.1caP=AKwP=1.10.75=0.825 kw由c1P=0.825，dn=1500 r/min 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖 13-15 確定選用 Z 型。2i=7.853i=24i=47查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 13-9 確定小帶輪直徑1d=71 mm2d=i1d(1)=371（1-0.02）=208.74查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 13-9 確定d2d=212 mmv11dn/60*1000=5.57 m/s 帶速在 525 m/s 范圍內(nèi)，合適。0a=1.5（d1d+d2d）=424 mm根據(jù) 0.7(d1d+d2d)a02(d1d+d2d)0a=450mm求 V 帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度d0L=20a+*（1d+2

23、d）/2+（1d-2d）2/40a=45022832+141141（4450）=1355mm查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 13-2 確定dL=1400mm確定中心距 a0a+（dLd0L）/2=450+452=472.minaa0.015dL=472-0.0151400=451mmmaxa=a+0.03dL=472+0.031400=514 mm驗(yàn)算小帶輪包角1a180057.30*（1d-2d）/a=1800 57.30*（21271）/472=088.1621a0120符合要求。確定 V 帶的根數(shù)ldcaKKPPPz)(00由dn=1500 r/min，1i=3，d1d=71 mm 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表

24、13-30P=0.30 kw查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 13-50P=0.03 kw 查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 13-7K=0.95表 13-2LK=1.14K包角系數(shù)AK=1.1caP=0.825 kwd1d=71 mmd2d=212 mmV=5.57 m/s0a=450 mmd0L=1355 mmdL=1400 mma=472 mm1a=088.1628Kl長(zhǎng)度系數(shù)P0單根 V 帶的基本額定功率P0計(jì)入傳動(dòng)比的影響時(shí),單根 V 帶額定功率的增量計(jì)算ldcaKKPPPz)(00=14. 195. 033. 0825. 0=2.3因此 z=3計(jì)算單根 V 帶初拉力查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 13-1q=0.06 kg/m

25、,0F=2) 15 . 2(500qvKzvPca=42.14 N計(jì)算作用在軸上的力pF=2sin F210dz=2342.140.5225=132.1 N（5）V 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)帶的截型確定輪槽尺寸，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 13-10，帶輪的其它結(jié)構(gòu)尺寸可查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)圖13-18所列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算， 確定了帶輪的各部分尺寸后，即可繪制出零件圖，并按工藝要求注出相應(yīng)的技術(shù)條件等。由以上的計(jì)算可知：電動(dòng)機(jī)的 V 帶輪選實(shí)心式；主軸 V 帶輪選腹板式。V 帶輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)表表 2 2 V V 帶輪結(jié)構(gòu)參數(shù)值帶輪結(jié)構(gòu)參數(shù)值項(xiàng)目符號(hào)參數(shù)值（mm）基準(zhǔn)寬

26、度db8.5基準(zhǔn)線上槽深ah2.0基準(zhǔn)線下槽深fh7.0槽間距e12第一槽對(duì)稱面至斷面的距離f8最小輪緣厚5.5帶輪寬B28Z=30F=42.14 NpF=132.1 N9圖圖 3-33-3 V V 帶輪的輪槽帶輪的輪槽注：小 V 帶輪L=(1.52)d,B1.5d 時(shí)，L=B，此處 L=281d=(1.82)d,d 為軸的直徑，此處2d=2d主軸 V 帶輪L=（1.52d,當(dāng) BN，N3*106）Y2N1（2NN，N3*106）彎曲疲勞的最小安全系數(shù)FminS，按一般可靠性要求FminS1計(jì)算得彎曲疲勞許用應(yīng)力為1Fmin1lim1SNbbbbY490 Mpa1z=402z=160K=1.3

27、T=25.86 N.m1d=50 mm2d=200 mmv=1.3 m/s1b=50 mm2b=55 mmm=1.25h=2.8 mma=125 mm152Fmin2lim2SNbbbbY460 Mpa校核計(jì)算11111mdbK2FSbbYT145.2 Mpa 1bb21212mdbK2FSbbYT135.4 Mpa2bb故彎曲疲勞強(qiáng)度足夠表表 4 4 圓柱齒輪的參數(shù)圓柱齒輪的參數(shù)參數(shù)代號(hào)參數(shù)值小齒輪大齒輪模數(shù)m1.251.25壓力角2020傳動(dòng)比i44齒數(shù)z40160分度圓直徑d50200齒頂高ah1.251.25齒根高fh1.561.56齒頂圓直徑ad52.5202.5齒根圓直徑fd46.

28、9196.9齒距p3.933.93齒厚s1.961.96齒槽寬e1.961.96頂隙c0.310.3116圖圖 3-53-5 圓柱直齒輪圓柱直齒輪標(biāo)準(zhǔn)中心距a125125173.6 軸軸 I 的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)（1）主軸 I 上的功率1P，轉(zhuǎn)速1n，轉(zhuǎn)矩1T的計(jì)算：查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 11-3V 帶傳動(dòng)效率=0.96則1P=wP=0.750.96=0.72 kw轉(zhuǎn)速1n=dn/i=15003=500 r/min轉(zhuǎn)矩1T=95501P/1n=13.752 N.m（2）軸的材料的選擇查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 11-2選用 45 號(hào)鋼 調(diào)制處理（3）確定軸的最小直徑mindC311nP查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)表 14-2

29、C=110則mind1100.113=12.5 mm 根據(jù)最小直徑mind，根據(jù)實(shí)際情況，現(xiàn)取II- Id=30 mm.為了滿足皮帶輪上的軸向定位要求,I-II 軸段右端需制一軸肩,故取 II-III 段直徑為35IIIIIdmm.由于皮帶輪的尺寸 L=28,現(xiàn)取27IIILmm(2)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)初步選取軸承座型號(hào)為 SN508(摘自 GB/T7813-1998)其主要參數(shù)如表其主要參數(shù)如表 5 51ddaDgA3540803368由于 A=68,現(xiàn)取80IIIIILmm80VIIVILmm35IIIIIVIIVIddmm1P=0.72 kw1n=500 r/min1T=13.752 N.m

30、II- Id=30 mm35IIIIIdmm27IIILmm80IIIIILmm80VIIVILmm35IIIIIVIIVIddmm35IIIIIVIIVIddmm60VIVIVIIIddmm160IVIIILmm46VIVdmm30VIVLmm60VIVLmm18因?yàn)?5IIIIIVIIVIddmm,取60VIVIVIIIddmm（3）由于摩碎輥筒的寬度為 140m,現(xiàn)取160IVIIILmm（4）摩碎輥筒采用軸肩定位,取46VIVdmm（5）考慮到安裝防護(hù)罩,取30VIVLmm（6）考慮到刀盤座的寬度,現(xiàn)取60VIVLmm（7）因?yàn)殄F齒輪的齒寬 B=20mm,現(xiàn)初步取37IXVIIILmm

31、（8）考慮到安裝和基本尺寸,取5 .60VIIIVIILmm圖圖 3-63-6 軸軸I3.7 軸軸 II 的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)(1)功率的計(jì)算P=21wP=0.750.950.95=0.677 kw（2）轉(zhuǎn)速的計(jì)算2n=dn/21ii=150032=250 r/min（3）轉(zhuǎn)矩的計(jì)算T=9550P/2n=25.5 N.m（4）計(jì)算最小直徑mindC322nP=15.3mm取最小直徑 d=20mm軸 II 如圖 3-4 所示37IXVIIILmm5 .60VIIIVIILmmP=0.677 kw2n=250r/min19圖圖 3-73-7 軸軸II3.8 傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸、的設(shè)計(jì)計(jì)算的設(shè)計(jì)計(jì)算由于實(shí)際應(yīng)用中

32、進(jìn)給軸的轉(zhuǎn)速與負(fù)載都比較小,所以不做具體計(jì)算,由整體設(shè)計(jì)決定其尺寸,具體尺寸如圖 3-5、圖 3-6 所示。傳動(dòng)軸如圖 3-5 所示圖圖 3-83-8 軸軸 III傳動(dòng)軸如圖 3-6 所示圖圖 3-93-9 軸軸 IV3.9 主軸主軸 I 的校核的校核按照許用彎曲應(yīng)力校核受力分析如圖 3-10,3-11 所示T=25.5 N.md=20 mm1d=30 mm20圖圖 3-103-10 受力圖受力圖圖圖 3-113-11 受力圖受力圖扭矩的計(jì)算帶輪傳遞的功率為 0.72 kw，滾筒傳遞的功率為 0.36 kw，切刀傳遞的功率為0.24 kw，錐齒輪傳遞功率為 0.12 kw。1M=95500.7

33、2500=13.75 N.m2M=95500.36500=6.88 N.m3M=95500.24500=4.58 N.m4M=95500.12500=2.29 N.m支撐反力的計(jì)算1 tF=25 Nr1F=130 Nt2F=550 Nr2F=550 Nt3F=320Nr3F=320Nt4F=110N4rF=50N列方程求解：214321HHttttFFFFFF04483302601205342321tHtttFFFFF解的H1F=186 N2HF=750 N列方程043211rrrrNVFFFFF210448330260531204232rNVrHrFFFFF解得NV1F= 620 N2FNV

34、=155.6 N圖圖 3-123-12 彎矩彎矩22圖圖 3-133-13 扭矩扭矩1. 校核軸的強(qiáng)度通過(guò)彎扭圖可以明顯看出在輥筒處的彎扭強(qiáng)度最大M=71.3 N.mT=141 N.m 按第三強(qiáng)度理論，計(jì)算應(yīng)力224ca因?yàn)橛膳ぞ禺a(chǎn)生的彎曲應(yīng)力是對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力， 而由扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力則常不是對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力。為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù)，則計(jì)算應(yīng)力為224ca參考文獻(xiàn)1式 15-4式中的彎曲應(yīng)力為對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力。當(dāng)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)，取3 . 0；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力時(shí)，取6 . 0；此處取6 . 0由參考文獻(xiàn)1式（15-5）有22)2(4)(WTWMca= 9.42

35、MPa1式中：ca軸的計(jì)算應(yīng)力，單位為 Mpa;M 軸所受的扭矩，單位為 Nmm;T 軸所受的扭矩，單位為 Nmm;W 軸的抗彎截面系數(shù)，單位為 mm，1 對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的軸的許用彎曲應(yīng)力，由文獻(xiàn)1表 15-1 查得 45 調(diào)質(zhì)1=60 Mp a;由以上計(jì)算可知軸的設(shè)計(jì)是安全的3.10 切碎裝置的分析切碎裝置的分析切碎部分是秸稈粉碎機(jī)的重要工作部件。它的參數(shù)設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)切碎質(zhì)量、功率消耗以及機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)均勻程度有直接影響。影響切碎性能的主要因素有:(l)切割時(shí)要產(chǎn)生滑切，以減少切割阻力。(2)切割要穩(wěn)定，秸稈相對(duì)于動(dòng)定刀片沒(méi)有滑移。(3)切割阻力矩變化均勻。 （4）切割速度適宜，實(shí)驗(yàn)表明，隨

36、切割速度的增加切割阻力下降但切碎器轉(zhuǎn)速過(guò)高也將引起空氣阻力的增加，因此必須有一個(gè)合適的切割速度。 （5）刀片刃磨角合理，刀片刃角大于30時(shí)，切割功顯著增大，刃角過(guò)小，又將使刀刃不耐磨，常用的刃角為231530。秸稈切碎方式主要有輪刀式切碎、滾刀式(螺旋刀和直刃刀)切碎和錘片式切碎等。輪刀式切碎質(zhì)量好，刀片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要缺點(diǎn)是刀盤運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻。滾刀式切碎滑切作用強(qiáng)，切割阻力小，但切碎體不能自動(dòng)拋出，刀片剛度差，不適合硬莖稈切碎。錘片式切碎是利用高速旋轉(zhuǎn)的錘片來(lái)?yè)羲榻斩?，刀片結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性好，但能耗高(藺公振等，1996;樸香蘭，1998)。根據(jù)對(duì)直刃刀切碎、 螺旋刀切碎和錘片切碎3種不同切碎方式

37、的比較試驗(yàn)(盛奎川等，1999)，在相同轉(zhuǎn)速下，直刃刀切碎的單位質(zhì)量秸桿能耗最低，采用直刃刀切碎細(xì)小顆粒產(chǎn)量較高，在 900 一 1450r/min 范圍內(nèi)，提高轉(zhuǎn)速對(duì)細(xì)小顆粒產(chǎn)量增加不明顯。根據(jù)以上分析，我們選擇直刃刀切碎作為秸稈切碎的設(shè)計(jì)方案，本設(shè)計(jì)采用滾刀式切割器形式，該切碎器具有結(jié)構(gòu)緊湊、切割質(zhì)量好、負(fù)載比較均勻的優(yōu)點(diǎn)。 根據(jù)以上分析，我選擇單葉雙曲面平板直刃滾筒式切碎器。切碎裝置設(shè)置在揉搓粉碎筒上方，主要由動(dòng)刀、定刀板和動(dòng)刀支撐板組成。性能良好的切碎器應(yīng)該是切割質(zhì)量高，耗用動(dòng)力小，結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)，安全可靠，便于磨刃，刀片拆卸、安裝、使用和維修方便。 切割器工作時(shí)是旋轉(zhuǎn)動(dòng)刀配合安裝

38、在機(jī)體上的定刀產(chǎn)生的剪切作用來(lái)切斷秸桿纖維,達(dá)到一定尺寸(2025mm)的碎段以滿足進(jìn)一步揉搓粉碎的加工要求。3.11 切刀的設(shè)計(jì)切刀的設(shè)計(jì)（1）切刀材料的選擇切刀需要耐磨，抗沖擊，韌性好。因而選用碳素工具鋼或者高錳鋼，在這里選用 T8 工具鋼。切刀的性能要求切割質(zhì)量高，耗用動(dòng)力小，結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)，安全可靠，便于刃磨，使用維修方便。切刀的設(shè)計(jì)要求刀片在設(shè)計(jì)和選用時(shí)應(yīng)滿足下列三個(gè)方面的要求，即 鉗住物料，保證切割； 切割功率要??； 切割阻力矩均勻。切刀刃口形狀的選擇切刀的刀刃有直線型和曲線幾何型，如圖所示。24圖圖 3-143-14 切刀種類切刀種類這里選用 c 型刀。25(2)刀的滑切與正

39、切分析切割機(jī)械工作時(shí)， 功耗的大小與切刀的工作方式以及刀片的特性參數(shù)有關(guān)，切刀的工作方式有滑切與正切之分。當(dāng)按滑切工作時(shí)，切割阻力小，容易切割，切割時(shí)省力，功率消耗也小。當(dāng)切刀按正切方式工作時(shí)，切割阻力大，切割困難，功率消耗也大?；薪秋@然不為零，最大為 66，能實(shí)現(xiàn)滑切?；幸部梢苑譃橛谢频幕泻蜔o(wú)滑移的滑切兩種。切割時(shí)當(dāng)動(dòng)刀片與靜刀片之間的夾角達(dá)一定值時(shí)，物料就會(huì)產(chǎn)生沿刃口向外推移的現(xiàn)象，這叫有滑移的滑切。出現(xiàn)這種情況對(duì)穩(wěn)定切割是不利的，所以應(yīng)當(dāng)盡可能的避免此種情況的出現(xiàn)。圖圖 3-153-15 切刀切刀263.12 輥筒的設(shè)計(jì)輥筒的設(shè)計(jì)（1）輥筒形狀： 圓筒采用薄鋼板空心圓柱形狀， 圓

40、筒上端面用鋼板封閉，圓筒下端采用鋼筋支撐。圓筒上下端分別焊有套筒開(kāi)采用鍵與主軸聯(lián)接，空心圓筒內(nèi)設(shè)有加強(qiáng)筋板支撐，以保證圓筒的強(qiáng)度和剛度，加強(qiáng)筋板的布置應(yīng)力求使圓筒在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的離心力平衡。 安裝鑿片的螺孔處分別焊有加強(qiáng)鋼板或螺母。 （在保證強(qiáng)度和剛度的前提下加強(qiáng)筋板數(shù)量不宜太多，以減輕園筒轉(zhuǎn)子的重量）(2)圓筒材料：圓筒采用普通 A3鋼板，園筒下端鋼筋和加強(qiáng)筋板采用普通鋼材，圓筒上、下端套筒采用 35 號(hào)結(jié)構(gòu)鋼。（3）圓筒尺寸參數(shù)：圓筒直徑 D=300 mm,圓筒高度 H=140 mm,圓筒鋼板厚度=8 mm。圖圖 3-163-16 輥筒輥筒D=300 mmH=140 mm27(4)刀的設(shè)計(jì)

41、在破碎輥筒刀的設(shè)計(jì)中才用了改進(jìn)的齒刀配合設(shè)計(jì)，在輥筒的旋轉(zhuǎn)力作用下，物料先被刀齒板上的刀齒刮劃成條，隨即由切刀切削下來(lái)，再經(jīng)刮刀進(jìn)一步破碎。齒刀的設(shè)計(jì)中，刀齒采用螺旋布置，與水平線成010夾角。各刀在輥筒平面的法線上，高度均為 15 mm。其破碎機(jī)構(gòu)原理圖如下所示。圖圖 3-173-17 滾筒結(jié)構(gòu)滾筒結(jié)構(gòu)（5）刀在滾筒上的布置設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中將切刀以傾 10斜來(lái)布置，以配合刀齒板上螺旋刀齒的運(yùn)動(dòng)。整體布置如下圖 3-18 所示。圖 3-18 整體布置3.13 進(jìn)料裝置的設(shè)計(jì)進(jìn)料裝置的設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中采用輥壓輪對(duì)莖稈類物料進(jìn)行進(jìn)給，輥壓輪的外緣直徑為50，轉(zhuǎn)速由前面的總體設(shè)計(jì)計(jì)算可知3n=63.69 r

42、/minV166.6 mm/s在本設(shè)計(jì)中，采用雙槽重疊設(shè)計(jì)，外面鋼槽由 3 mm 厚的鋼板焊成，在槽的兩側(cè)用厚鋼板加厚，然后鏜孔，軸、穿過(guò)孔而被支撐，軸、與輥壓28輪用平鍵連接。在鋼槽內(nèi)再插一個(gè)薄壁進(jìn)料槽，槽的底面與水平面成 10傾斜。便于送料。3.14 機(jī)架的設(shè)計(jì)機(jī)架的設(shè)計(jì)在機(jī)架設(shè)計(jì)中，主體采用 40403 的等邊對(duì)角鋼，均通過(guò)用手工電弧焊將其連接。在機(jī)架上表面放置一塊 10 mm 厚的鐵板以便固定各零件，在機(jī)架的 4 個(gè)角上各加焊一塊 404010 的厚鐵板，以便獲得足夠的強(qiáng)度來(lái)安裝運(yùn)動(dòng)輪。根據(jù)各零件的設(shè)計(jì)尺寸，總觀全局對(duì)機(jī)架進(jìn)行設(shè)計(jì)，最后機(jī)架整體尺寸為 628540437。3.15 滾動(dòng)

43、軸承的選擇與壽命驗(yàn)算滾動(dòng)軸承的選擇與壽命驗(yàn)算主軸滾動(dòng)軸承選擇與壽命驗(yàn)算選擇軸承類型及型號(hào)考慮軸承主要承受徑向載荷作用,故選用深溝球軸承.又按軸頸直徑 d=35mm,選用兩個(gè)軸承均為 6307,此型號(hào)軸承的主要參數(shù)經(jīng)查書得 B=21mmD=80C=33400NC0 =19200N（1）計(jì)算軸承受力1)徑向力Fr1=22RaxzRaxy=2267.168859.4639=4937.35NFr2=22RbxzRbxy=2267.168859.4639=4937.35N2)附加軸向力 FS:FSA=0.39 Fr1 =0.394937.35= 1925.57NFSB=0.39 Fr2=0.394937

44、.35=1925.57N查表 14-14FSA/ C0=1925.57/20500=0.094得 e=0.29（2）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P= xFr+yFa軸 承 A:Fsa/Fr1=1925.57/4937.35=0.39 e=0.29 則 x=0.56 y=1.51,PA=xFr1+yFsa =0.564937.35+1.511925.57=5672.53N軸承 B:PB= PA=5672.53N查表 14-12，取 fP=1.1,查表 14-13，取 fT=1TPfPf=141.1X3377.3=3715.07N（3）計(jì)算軸承壽命:據(jù)式（14-6）軸承 630729CC=361060hnLT

45、PfPf=361024000X5 .117X603715.07=20548N C=31500N可用3.16 鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算鍵聯(lián)接的選擇和驗(yàn)算（1） 皮帶輪大輪與主軸軸伸的鍵聯(lián)接采用半圓頭普通平鍵(GB109679)bh=108 因大輪寬為 35 mm故取鍵長(zhǎng) L=25 mm。已知:d=25 mmh=7 mmL=Lb=257=18 mm，T=57.7Nm。則:p=4T/dhL=(457.7103)/(25725)=52.75 Mpap=125 Mpa（2）小錐齒輪與主軸的鍵聯(lián)接采用圓頭普通平鍵(GB109679)bh=66,因齒輪與主軸配合處軸長(zhǎng) 30mm，故取鍵長(zhǎng) L=20 mm。已知:d

46、=48 mmh=9 mmL=Lb=369=27mm， T=222.7 Nm。 則:p=4T/dhL=(4222.7103)/(48927)=76.37Mpa p=125 Mpa（3）主軸與切削滾筒的鍵聯(lián)接采用圓頭普通平鍵(GB109679)bh=128, 因切削滾筒長(zhǎng) 82 mm，故取鍵長(zhǎng) L=70 mm。已知:d=35 mmh=8 mmL=Lb/2=708=62 mmT=216 Nm。則: p=4T/dhL=(4216103)/(35862)=49.78 Mpap=125Mpa3.17 潤(rùn)滑與密封潤(rùn)滑與密封由于減速器傳動(dòng)件的圓周速度 v12m/s,故采用油池潤(rùn)滑(浸油潤(rùn)滑),因此機(jī)體內(nèi)需有足

47、夠的潤(rùn)滑油;同時(shí)為了避免油攪動(dòng)時(shí)沉渣泛起,齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯x H 不應(yīng)小于 3050 mm,浸油深度決定后即可定出所需油量,并按傳遞功率進(jìn)行驗(yàn)算以保證。（1）散熱所需油量 V=27.9(0.350.7)=5.5311.06 dm350 潤(rùn)滑油的牌號(hào)為 50 號(hào)工業(yè)齒輪油.（2） 根據(jù)該減速機(jī)的載荷及轉(zhuǎn)速值，決定軸承采用脂潤(rùn)滑，油脂牌號(hào)為 1#鋰基脂。（3）為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處密封,聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠?qū)挾?，?lián)接表面應(yīng)精細(xì),其表面粗糙度應(yīng)不大于 6.3,為了提高密封性可在機(jī)座凸緣上面銑出回油溝,使?jié)B入凸緣聯(lián)接縫隙面上的油重新流回機(jī)體內(nèi)部.此外凸緣聯(lián)接螺栓的間距不宜太大，一般取 150170 mm 之間并盡量均勻布置以保證剖面處的密封性,軸頭的密封采用凸緣式端蓋氈封油圈密封.鍵 C1025(GB109679)該鍵聯(lián)接強(qiáng)度足夠鍵 A620(GB109679)該鍵聯(lián)接強(qiáng)度足夠鍵 C14100(GB109679)該鍵聯(lián)接強(qiáng)度足夠30附錄：附錄：（1）產(chǎn)品裝配圖（1）（2