小型玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)

1、泰泰 山山 學(xué)學(xué) 院院 本本 科科 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 小型玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)小型玉米秸稈粉碎機(jī)的設(shè)計(jì) 所 在 學(xué) 院 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 專 業(yè) 名 稱 申請學(xué)士學(xué)位所屬學(xué)科 年 級 學(xué) 生 姓 名 、 學(xué)號 指導(dǎo)教師姓名 、職稱 完 成 日 期 年 月 日 摘摘 要要 隨著我國種植業(yè)的發(fā)展以及農(nóng)民對資源利用意識的提高，秸稈的 處理問題成為目前農(nóng)村較為關(guān)注的問題。之前的農(nóng)戶一般通過就地焚 燒的方式處理秸稈，這樣不僅造成資源的浪費(fèi)還對環(huán)境產(chǎn)生較壞的影 響。近年來傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)規(guī)模轉(zhuǎn)變?yōu)橐越?jīng)濟(jì)作物為主體的農(nóng)業(yè)，農(nóng)戶不能 像以前用大型的設(shè)備集中處理秸稈問題。因此設(shè)計(jì)一款小型的玉米秸 稈粉碎機(jī)不

2、僅能夠滿足用戶處理少量秸稈的問題，還能夠解決大型設(shè) 備造成的浪費(fèi)。 本課題通過作者在家鄉(xiāng)的調(diào)研,對大學(xué)中學(xué)習(xí)到機(jī)械設(shè)計(jì)以及力 學(xué)知識的運(yùn)用，首先進(jìn)行了總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及基本參數(shù)的確定，然后對 傳動(dòng)部分主要零件設(shè)計(jì)，緊跟著設(shè)計(jì)了粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)，最后對主要的工 作部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)并校核。通過一系列的工作，設(shè)計(jì)了一款專為小型 用戶服務(wù)的玉米秸稈粉碎機(jī)。 關(guān)鍵詞：秸稈粉碎 小型 設(shè)計(jì); ABSTRACT With the development of planting industry in our country and improving farmers consciousness of resource

3、utilization, the processing of straw become a more focus on the current rural problems.Before the farmers generally processing by means of in situ burning straw, such not only wastes the resources but also produces a bad effect on the environment.Traditional agricultural scale in recent years to cas

4、h crops as the main body of agriculture, farmers cant focus on straw with large equipment problems as before.So the design of a small corn stalk crusher can not only meet the users deal with the issue of a small amount of straw, will also be able to solve the waste caused by large equipment. This to

5、pic by the author in the research at home and in the university to learn the use of mechanical design and mechanics knowledge, first has carried on the overall structure design and the determination of basic parameters, and then to drive part of the main parts design, followed by designing the struc

6、ture of mill, finally has carried on the design to the main working parts and check. Through a series of work, designed a model designed for small maize straw crusher user services. Keywords： Straw chopper ; Field; Design; 目目 錄錄 摘摘 要要.I ABSTRACT.II 目目 錄錄.III 1 1 引言引言 .1 1.11.1 玉米秸稈粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的背景以及研究現(xiàn)狀玉米秸稈

7、粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的背景以及研究現(xiàn)狀 .1 1.2 玉米秸稈粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的目的及意義.2 2 2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及基本參數(shù)的確定總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及基本參數(shù)的確定 .3 2.1 總體結(jié)構(gòu).3 2.2 工作原理.3 2.3 電動(dòng)機(jī)的選擇.4 2.3.1 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇：.4 2.3.2 電動(dòng)機(jī)容量選擇：.4 2.3.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速：.5 2.4 基本參數(shù)計(jì)算以及各軸功率、轉(zhuǎn)矩分配 .5 2.4.1 基本參數(shù)的計(jì)算.5 2.4.2 軸的功率分配.6 2.4.3 軸的輸出轉(zhuǎn)矩.6 2.5 玉米秸稈粉碎機(jī)主要參數(shù).7 3 3 傳動(dòng)部分主要零件設(shè)計(jì)傳動(dòng)部分主要零件設(shè)計(jì) .7 3.1 帶輪幾何尺寸的確定.7 3

8、.2 初選中心距 0a .8 3.3 帶的根數(shù).9 3.4 V 帶輪的材料，結(jié)構(gòu)的確定.10 4 粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì).11 4.1 粉碎機(jī)入口的設(shè)計(jì).11 4.2 粉碎腔腔體的設(shè)計(jì).12 4.3 出口的設(shè)計(jì).12 4.4 機(jī)架的設(shè)計(jì).13 5 5 刀軸的設(shè)計(jì)刀軸的設(shè)計(jì).13 5.1 刀軸裝配方案如圖所示:.14 5.2 確定軸的直徑和長度 .14 5.3 軸的材料選擇和尺寸的估算 .14 5.4 軸的強(qiáng)度校核.15 6 6 主要工作部件的設(shè)計(jì)主要工作部件的設(shè)計(jì).15 6.1 秸稈粉碎刀的工作原理.15 6.2 甩刀的排列方式.16 6.3 甩刀的選擇.16 7 7 總總 結(jié)結(jié).1

9、7 致致 謝謝.18 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).19 1 引言 1.11.1 玉米秸稈粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的背景以及研究現(xiàn)狀玉米秸稈粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的背景以及研究現(xiàn)狀 目前，秸稈在我國的利用一般是從以下三個(gè)方面來處理：方面秸稈還田， （整株，粉碎還田） ；第二個(gè)方面是作為家畜飼料，包括直接飼喂、粉碎飼喂及 加工、貯存、微貯等處理后飼喂；第三個(gè)方面是作為一些工業(yè)原料利用，如炭化、 造紙、編織等。 近幾年由于國家農(nóng)業(yè)政策的鼓勵(lì)，糧食直補(bǔ)，農(nóng)機(jī)購機(jī)補(bǔ)貼等措施的實(shí)施， 使農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的不斷提高。在我國整個(gè)農(nóng)業(yè)形勢發(fā)展很快， ，玉米產(chǎn)量也正 在大幅度提高，但是隨之也出現(xiàn)了一些問題，如玉米秸稈也大增，于是清除秸稈 成了農(nóng)民較為

10、難解決的問題。為不影響農(nóng)耕，按時(shí)播種，同時(shí)又省事省力，有些 農(nóng)民就直接將秸稈就地焚燒，這樣既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境。玉米秸稈粉碎機(jī)就是 未解決這一問題而產(chǎn)生的。它是將玉米秸稈粉碎并鋪撒在田里，這樣既環(huán)保又達(dá) 到了很好的增肥效果。 我國耕地面積較大，因此秸稈資源數(shù)量巨大，開發(fā)價(jià)值極大，有著很好的開 發(fā)利用前景，可以說是廣闊天地，大有作為啊。秸稈問題是糧食生產(chǎn)中的主要副 問題之一，同時(shí)也是工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)非常重要的資源，是非常豐富的并切能直接利 用的可循環(huán)資源。作為一種豐富的資源，農(nóng)作物秸稈可用作生產(chǎn)飼料、燃料及造 紙、制炭、等的綠色原料。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國現(xiàn)在秸稈年產(chǎn)量大約為 6.2 億噸， 利用率僅占

11、總量的 33，約 2 億噸，但是在這被利用的這一部分中，很大一部分 未經(jīng)處理直接利用，而經(jīng)過技術(shù)處理后利用的僅為 1600 萬噸，僅占被利用總量 的 2.6。我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)出現(xiàn)了一些前所未有的問題，一方面，土壤中的有機(jī)物 含量正在一年一年的人 減少；另一方面，非常多的農(nóng)作物秸稈不能被很好的利 用，于是放火焚燒，這樣既造成資源浪費(fèi)又造成污染環(huán)境。因此，發(fā)展處理秸稈 的機(jī)械，提高秸稈的利用率，是解決以上問題的重要 提高農(nóng)業(yè)作物的秸稈綜合的利用效率，是目前發(fā)展高產(chǎn)量、優(yōu)質(zhì)、高效的農(nóng) 業(yè)生產(chǎn)以及幫助農(nóng)民奔小康的迫切需要和重要途徑。農(nóng)作物秸稈的利用關(guān)系到整 個(gè)農(nóng)業(yè)循環(huán)系統(tǒng)中的土壤肥沃程度、環(huán)境安全與否以及

12、農(nóng)村能源的能否有效利用 的問題，因此引起世界各國的普遍關(guān)注，目前已經(jīng)成為可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)最重要的 方面。為此，合理地開發(fā)利用秸稈，已經(jīng)發(fā)展成為了一個(gè)非常重要的問題，成為 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)回收資源利用的新課題。農(nóng)作物秸稈數(shù)量非常巨大，開發(fā)價(jià)值也非常大， 有著十分可觀的開發(fā)前景。 持續(xù)農(nóng)業(yè)已成為世界各國農(nóng)業(yè)發(fā)展的共同趨勢。面持續(xù)農(nóng)業(yè)就是：“管理保 護(hù)自然資源基礎(chǔ)，并調(diào)整技術(shù)和機(jī)構(gòu)改革方向，以便確保獲得和持續(xù)滿足目前幾 代人和今后世世代代人的需求，這種(農(nóng)業(yè)、林業(yè)和漁業(yè)部門的)持續(xù)發(fā)展能保護(hù) 土地、水資源、植物和動(dòng)物遺傳資源，并且不會造成環(huán)境退化，同時(shí)技術(shù)上適當(dāng)， 經(jīng)濟(jì)上可行，能夠被社會接受。 ”作物秸稈問題

13、也涉及到土壤肥力、水土保持、 環(huán)境保護(hù)、再生資源有效利用等可持續(xù)發(fā)展問題。土地資源作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中 的最基本生產(chǎn)資源，使其可持續(xù)利用是不變的主題。在我國大部分的農(nóng)田由于長 時(shí)單一耕作方式，導(dǎo)致土壤的底部產(chǎn)生了堅(jiān)硬的犁底層，加上多年來從不或者很 少施用農(nóng)家肥，加之大量使用化肥和農(nóng)藥，因此造成了土壤的嚴(yán)重污染，致使我 國土地的有機(jī)物連年下降，農(nóng)作物的質(zhì)量或產(chǎn)量非常不穩(wěn)，這樣不符合可持續(xù)農(nóng) 業(yè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展思路。如果農(nóng)田生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化將帶來不堪設(shè)想的嚴(yán)重災(zāi) 難，因此加強(qiáng)農(nóng)作物秸稈的合理利用需要引起足夠的重視。 1.2 玉米秸稈粉碎機(jī)設(shè)計(jì)的目的及意義 該粉碎機(jī)是將玉米秸稈粉碎并鋪撒在田里，這樣既

14、環(huán)保又達(dá)到了很好的增肥 效果。它是一種在玉米聯(lián)合收割機(jī)以外使用的機(jī)械，作業(yè)的對象是收獲完玉米棒 子之后，玉米秸稈還在地里，手工粉碎清理比較麻煩，它很好的彌補(bǔ)了這部分需 求，價(jià)格適中，適用于中小型的田地，功率也比較適中，應(yīng)用范圍較廣，有很好 的使用前景。 我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化水平與以前相比有了很大的提升，但是于國際的先進(jìn)水 平相比還是有很大的不足，因此，作為一名機(jī)械的當(dāng)代大學(xué)生來說，真可謂任重 道遠(yuǎn)啊。設(shè)計(jì)玉米秸稈粉碎機(jī)只是一個(gè)簡單的開始，是對自己的一次檢驗(yàn)，以后 必須更加努力。 2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及基本參數(shù)的確定 2.1 總體結(jié)構(gòu) 該玉米秸稈粉碎機(jī)主要由動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、工作部件、箱體、機(jī)架等組成。本

15、 設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)形式為立式結(jié)構(gòu)，刀軸水平配置，粉碎刀安裝在轉(zhuǎn)軸上在 （工作人員面向機(jī)器時(shí)的坐標(biāo)系為準(zhǔn)）平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。動(dòng)力源為電動(dòng)機(jī)，電 動(dòng)機(jī)，通過減速器與大帶輪相連接。然后將動(dòng)力傳送給工作部件。 圖一圖一. . 總體結(jié)構(gòu)圖總體結(jié)構(gòu)圖 2.2 工作原理 粉碎機(jī)的工作原理是：在該機(jī)工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出軸傳遞的動(dòng)力經(jīng)萬向節(jié)傳 遞給變速齒輪箱，齒輪箱傳遞動(dòng)力到帶輪。在進(jìn)行秸稈粉碎工作的過程中，電機(jī) 軸軸通過聯(lián)軸器、大小帶輪兩級的傳動(dòng)后，帶動(dòng)刀軸上的甩刀高速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)秸稈 進(jìn)到粉碎腔體內(nèi)后，同時(shí)受到刀具的剪切、搓擦和撕拉的作用，從而得到粉碎， 粉碎完后在重力以及離心力的作用下被均勻地拋撒于出去，從而成為農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖

16、 業(yè)、工業(yè)的原料。 2.3 電動(dòng)機(jī)的選擇 一般大中型的玉米秸稈粉碎機(jī)動(dòng)力裝置為柴油機(jī)，但是本設(shè)計(jì)是小型玉米秸 稈粉碎機(jī)，如果選取柴油機(jī)作為動(dòng)力會使整個(gè)結(jié)構(gòu)比較笨重不方便搬運(yùn)，還會造 成較大的能量損耗。本設(shè)計(jì)為小型粉碎機(jī)，動(dòng)力裝置選用電動(dòng)機(jī)，這樣提高了該 機(jī)器的便捷性。配套電動(dòng)機(jī)的選擇必須依靠粉碎機(jī)的要求來進(jìn)行。電動(dòng)機(jī)應(yīng)有適 當(dāng)?shù)娜萘縼頋M足要求，如果所選的電動(dòng)機(jī)功率太大，必然會因容量不能充分利用 而增加成本，造成功率的浪費(fèi)；相反，如果容量小太多，就無法保證粉碎機(jī)的正 常工作質(zhì)量，或使電動(dòng)機(jī)長期處于過載工作狀態(tài)，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的壽命減少?？紤] 到功率儲備以及傳遞過程中的功率損失，所以選擇的電動(dòng)機(jī)的功率

17、必須大于粉碎 機(jī)的使用功率。 2.3.1 電動(dòng)機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇： 選擇 Y 系列兩相異步電動(dòng)機(jī)，此系列電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電 動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，適用于不易燃，不易爆， 無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械。 2.3.2 電動(dòng)機(jī)容量選擇： 根據(jù)已知條件，電動(dòng)機(jī)工作所需要的有效功率為： 公式（一）公式（一）w996 . 9 1000 00 0 K VF P W 總效率 公式（二）公式（二）922 . 0 2 軸承帶輪總 式中： V 帶傳動(dòng)效率 0.96 帶輪 滾動(dòng)軸承效率 0.98 軸承 由電動(dòng)機(jī)至運(yùn)輸帶的傳動(dòng)總效率為： 所以：電機(jī)所需的工作功率： 公式（三）

18、公式（三）w 8 . 100K P P W 總 因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率只需略大于 P0 即可，按表 13-1 中 Y 系列電動(dòng) 機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，選電動(dòng)機(jī)的額定功率為 11KW。 2.3.3 確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速： 刀軸工作轉(zhuǎn)速為 min r 2800n刀 刀 = 公式（四）公式（四） i n n 刀軸 電機(jī) min r 1460 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，在表中查出符合的電動(dòng)機(jī)。其中 Y160M-4 的額定功率為 11Kw，輸出轉(zhuǎn)速為 1480 r/min.參數(shù)基本符合要求，故本設(shè)計(jì)選用 Y160M-4 型電 動(dòng)機(jī)與設(shè)備配套。 2.4 基本參數(shù)計(jì)算以及各軸功率、轉(zhuǎn)矩分配 2.4.1 基本參數(shù)的計(jì)算 現(xiàn)已知粉碎

19、軸及刀軸的工作轉(zhuǎn)速是 n刀軸=2800r/min，電動(dòng)機(jī)的輸出軸的轉(zhuǎn)速 n電機(jī) =1460r/min。 所以總的傳動(dòng)比 （公式五）（公式五）52 . 0 i= 刀軸 電機(jī) n n 則帶輪的傳動(dòng)比 （公式六）（公式六）52 . 0 i= 刀軸 電機(jī) 帶 n n 2.4.2 軸的功率分配 已知聯(lián)軸器傳動(dòng)效率， ，滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率，帶輪98 . 0 = 聯(lián)軸器 98 . 0 = 軸承 的傳動(dòng)效率。96. 0= 帶輪 電動(dòng)機(jī)的輸出功率 （公式七）（公式七）kw996 . 9 %80735 . 0 17 0 P 電機(jī)軸的輸出功率 （公式八）（公式八）kw6 . 9 軸承聯(lián)軸器電機(jī)軸 PP 刀軸的輸出功

20、率 （公式九）（公式九）kw4 . 8= 帶輪軸承電機(jī)軸刀軸 PP 2.4.3 軸的輸出轉(zhuǎn)矩 電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 （公式十）（公式十）m33 n 9550 0 0 0 N P T 電機(jī)軸的輸出轉(zhuǎn)矩 （公式十一）（公式十一）m 8 . 62 n 9550N P T= 電機(jī)軸 電機(jī)軸 電機(jī)軸 刀軸的輸出轉(zhuǎn)矩 （公式十二）（公式十二）m 8 . 17 n 9550N P T= 刀軸 刀軸 刀軸 2.5 玉米秸稈粉碎機(jī)主要參數(shù) 外形尺寸：10006401135 作業(yè)幅寬(mm)：840 拋撒幅寬(mm)：840 整機(jī)重量：277 粉碎軸轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)：4500 粉碎刀數(shù)(片) Y 型刀：8 切碎長度：10

21、cm 配套功率：11kw 切碎合格率：90% 3 3 傳動(dòng)部分主要零件設(shè)計(jì)傳動(dòng)部分主要零件設(shè)計(jì) 3.13.1帶輪帶輪幾何尺寸的確定幾何尺寸的確定 確定計(jì)算功率： 查書中帶傳動(dòng)表況系數(shù)為: （公式十三）（公式十三）2 . 1 A K （公式十四）（公式十四） ca PPKA （公式十五）（公式十五）KWP4 . 8 所以 （公式十六）（公式十六）PKP A = ca （公式十七）（公式十七）KWP 8 . 10 ca = 選取帶型： Pca=10.8, n刀軸=2800r/min 故選用 B 帶。 選取小帶輪直徑： 由設(shè)計(jì)手冊初選出小帶輪直徑dd1=132mm 大帶輪直徑： i=0.52 dd2

22、=253， 圓整為 250mm。 帶輪帶速： （公式十八）（公式十八） 100060 d v 1d1 1 = n V1=27.6m/s； 18.5m/sV128m/s,合適 3.2 初選中心距初選中心距 0a （公式十九）（公式十九）)(20.7 12012dddd ddadd+）（ 初選中心距 267.4 764，初選=400mm 0 a 0 a 帶初步基準(zhǔn)長度： 0d L （公式二十）（公式二十） o dd dd a dd dda 4 )( 2 2L 2 12 1200d +=）（ =1408.14mm 0d L 帶基準(zhǔn)長度： d L 查表得：=1400mm d L 實(shí)際中心距： （公式二

23、十一）（公式二十一） 2 0d 0 d LL aa+ （公式二十二）（公式二十二） d Laa=015 . 0 min （公式二十三）（公式二十三） d Laa+=03 . 0 max 故 mma86.391= mma86.370 min mma86.433 max 小帶輪包角： 02d1d00 1 3 . 57 a dd 1802180 oo 1 9075.162 = 3.3 帶的根數(shù)帶的根數(shù) 由小帶輪直徑和轉(zhuǎn)速，查得 P0 =4.89kw =0.79kw 0 p K =0.99 =125 L K 帶的根數(shù)： （公式二十四）（公式二十四） oo ca pp p z KKL z=1.73 z=

24、2 所以帶的根數(shù)為 2 根 3.4 V 帶輪的材料，結(jié)構(gòu)的確定帶輪的材料，結(jié)構(gòu)的確定 帶速 V30m/s 時(shí)的帶傳動(dòng)，其帶輪內(nèi)一般用 HT1500 或 HT200 制造，高 速時(shí)應(yīng)使用鋼制造， 。由于該機(jī)帶速為 V=27.6m/s，故帶輪材料選用 HT200。 在設(shè)計(jì)帶輪結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)使所選的帶輪易于制造，可以避免因制造而產(chǎn) 生過大的內(nèi)應(yīng)力，重量要輕。V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式和基準(zhǔn)直徑有關(guān)， 當(dāng)帶輪基準(zhǔn)直徑 dd300mm 時(shí)，可采用輪輻式。 由上表可知，dd1=132mm；dd2=250mm，則： 大小帶輪可以均采用腹板式，結(jié)構(gòu)如圖所示。 圖二圖二. 小帶輪示意圖小帶輪示意圖 圖三圖三. . 大帶輪示

25、意圖大帶輪示意圖 4 粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.1 粉碎機(jī)入口的設(shè)計(jì)粉碎機(jī)入口的設(shè)計(jì) 粉碎機(jī)的入口如圖所示，主要考慮的原因主要有以下幾個(gè):1、填裝的效率， 2、安全性能。為了這兩方面的原因入口的設(shè)計(jì)如下：采用 5o 的斜坡設(shè)計(jì)能夠利 用重力的作用使填裝時(shí)的秸稈能夠按照比較順利地進(jìn)入粉碎腔內(nèi)從而不會發(fā)生秸 稈的倒滑（逆著人們做預(yù)想的方向，往粉碎強(qiáng)相反的方向滑動(dòng)） 。由于玉米秸稈 的長度較大，所以入口底盤比較長，盡量使秸稈能夠較完整的在底盤上滑動(dòng)。 圖四圖四. . 入口示意圖入口示意圖 從安全的角度講，入口的側(cè)板能夠防止秸稈在切割與撕扯的過程中與粉碎腔 的壁面發(fā)生擠壓，造成秸稈對人體的

26、敲打。有了側(cè)板會使秸稈相對比較順滑。另 外較長的底板設(shè)計(jì)也是考慮到工作者將手深入到粉碎強(qiáng)而造成的人體傷害。 4.2 粉碎腔腔體的設(shè)計(jì)粉碎腔腔體的設(shè)計(jì) 在該設(shè)計(jì)中粉碎腔是玉米秸稈粉碎機(jī)最主要的工作部位，粉碎的過程就發(fā)生 在該部位。 該部位主要考慮的因素是粉碎過程中的流暢性。但是由于有殼體的保護(hù)使安 全問題得到了很大的保證，所以該部位的設(shè)計(jì)中將工作的流暢性作為設(shè)計(jì)重點(diǎn)。 我們把玉米秸稈看成流體，根據(jù)流體力學(xué)的性質(zhì)中急彎能夠減小湍流的發(fā)生，因 此在設(shè)計(jì)入口與腔體的連接部位采用的是相切位置關(guān)系，這樣不會由于急彎，直 角等部位發(fā)生阻塞。 甩刀設(shè)計(jì)（后文中提到）的切割直徑是 113*2=226mm，甩刀的

27、與腔體最小的 最小間隙是（250-226）/2=7mm 這樣既能保證在工作過程中的流暢性，又不至于 秸稈在縫隙中漏掉。 4.3 出口的設(shè)計(jì)出口的設(shè)計(jì) 出口的設(shè)計(jì)如圖所示，粉碎機(jī)的出口主要考慮的原因主要有以下幾個(gè):1、秸 稈的及時(shí)排出，2、安全性能，3、流暢性。 圖五圖五. . 出口示意圖出口示意圖 與入口相似，我們把玉米秸稈看成流體，根據(jù)流體力學(xué)的性質(zhì)中急彎能夠減 小湍流的發(fā)生，因此在設(shè)計(jì)入口與腔體的連接部位采用的是相切位置關(guān)系，這樣 不會由于急彎，直角等部位發(fā)生阻塞。因此，在出口與粉碎腔的連接部位采用的 也是相切的位置關(guān)系。 秸稈順利的排出依靠的主要也是重力，以及甩刀產(chǎn)生的離心力。 4.4

28、機(jī)架的設(shè)計(jì)機(jī)架的設(shè)計(jì) 機(jī)架的設(shè)計(jì)如圖所示，任何機(jī)架的設(shè)計(jì)首先必須保證機(jī)器的特定工作要求。 保證機(jī)架上安裝的零部件能順利運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)架的外形或內(nèi)部結(jié)構(gòu)不致有阻礙運(yùn)動(dòng)件 通過的突起；設(shè)置執(zhí)行某一工況所必需的平臺；保證上下料的要求、人工操作的 方便及安全等。本文采用的是框架式的機(jī)架，能夠保證機(jī)架上安裝的零部件能順 利運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)架的外形或內(nèi)部結(jié)構(gòu)沒有有阻礙運(yùn)動(dòng)件通過的突起。與工作部位的連 接采用的是螺紋連接，更換方便快捷，機(jī)架之間采用的是焊接，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，牢固。 圖六圖六. . 機(jī)架示意圖機(jī)架示意圖 在必須保證特定的外形條件下，對機(jī)架的主要要求是剛度。基礎(chǔ)部件的剛性 足夠，在工作的重力、夾緊力、摩擦力、慣性力

29、和工作載荷等的作用下，不會產(chǎn) 生變形，振動(dòng)或爬行，不會影響產(chǎn)品定位精度、加工精度及其它性能。 5 5 刀軸的設(shè)計(jì)刀軸的設(shè)計(jì) 5.1刀軸刀軸裝配方案如圖所示裝配方案如圖所示: : 圖七圖七. . 刀軸裝配方案刀軸裝配方案 如圖所示，周上零件的固定安排如下：帶輪的周向以鍵保證；軸承的周向固 定以鍵保證，軸向運(yùn)動(dòng)以軸肩為保證；刀的固定依靠螺母保證。 5.2 確定軸的直徑和長度確定軸的直徑和長度 軸的軸徑計(jì)算見下文。軸上有三個(gè)鍵槽，最小的直徑為右端帶輪處，寬度取 14mm，安裝軸承的直徑取 15mm，軸承選用 7008c 型號。 兩個(gè)軸肩的直徑 20mm 寬度為 15mm。 5.3 軸的材料選擇和尺寸

30、的估算軸的材料選擇和尺寸的估算 根據(jù)此粉碎機(jī)的工作條件，初選軸的材料為 45 鋼，調(diào)制處理。 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度法進(jìn)行最小直徑估算，即： （公式二十五）（公式二十五） 3 0 n P Ad 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊查的： 軸 1、軸 2 各取 115 0 =A 各軸直徑的最小值為: 取整為 15mm mm n p Ad15.143 0min3 刀軸 刀軸 5.4 軸的強(qiáng)度校核軸的強(qiáng)度校核 （公式二十六）（公式二十六） Mpa d n P W T T T 5 . 17 3 . 0 9550000 3 TT 式中： -扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，Mpa T T-軸所受的扭矩，N.mm -軸的抗扭截面系數(shù) T W n-軸的轉(zhuǎn)速 P

31、-軸傳遞的功率 d-軸的最小直徑 由于軸沒有受到太大的軸向載荷，因此省略對其彎曲扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件驚進(jìn)行計(jì) 算校核。 6 6 主要工作部件的設(shè)計(jì)主要工作部件的設(shè)計(jì) 本機(jī)可與各種形式的喂料結(jié)構(gòu)相配，可以粉碎各種顆粒狀飼料原料，如玉米、 高梁、麥類、豆類，破碎后的餅類及其它物料。 6.1 秸稈粉碎刀的工作原理 刀片為對稱排列，需粉碎的物料通過與本機(jī)相配的喂料器由頂部進(jìn)料口喂入， 經(jīng)進(jìn)料導(dǎo)向板從左邊或右邊進(jìn)入粉碎室，在高速旋轉(zhuǎn)的錘片打擊和作用下物料逐 漸被粉碎，并在離心力和重力作用下穿過篩孔，從底座出料口排出。本系列破碎 摧毀機(jī)殼采用優(yōu)質(zhì)鋼焊接而成，進(jìn)料口在破碎摧毀機(jī)頂部，出料口在破碎摧毀機(jī) 底部。目前，

32、秸稈還田機(jī)基本都是采用錘爪、彎刀等以高速砍、切、撞、搓、撕 的方式將玉米秸稈直接粉碎還田或回收。粉碎工作部件的旋轉(zhuǎn)方向與機(jī)具前進(jìn)方 向相反。 粉碎部件是該機(jī)的核心工作部件。粉碎刀輥的轉(zhuǎn)速、甩刀的配制方式及數(shù)量 是直接影響秸稈粉碎性能的主要參數(shù)。甩刀數(shù)量越多,甩刀的線速度越大。對秸 稈的粉碎效果越好?？紤]動(dòng)力的匹配以及作業(yè)的安全性, 選用了臥式結(jié)構(gòu)。20 把 錘爪式甩刀按螺旋線均勻分布在刀軸上。刀盤回轉(zhuǎn)直徑 D=512mm；刀軸轉(zhuǎn)速 n=2800r/min；甩刀的最大線速度 v=40m/s。 6.2 甩刀的排列方式 甩刀的排列方式會對刀輥轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的平衡、物料在粉碎室內(nèi)的分布狀態(tài)等有著 極大的影響。

33、因此，甩刀在刀輥上的排列方式，應(yīng)將物料在粉碎室寬度內(nèi)分布的 均勻，不會向一側(cè)推移，并且有利于轉(zhuǎn)軸保持動(dòng)平衡。 常見的排列方式有螺旋線的排列、對稱式排列、交錯(cuò)平衡式排列等三種方式。 本機(jī)選用對稱式排列方式。 6.3 甩刀的選擇 甩刀的刀型選擇的是 Y 型刀（如圖所示） ，它的優(yōu)點(diǎn)是消除了或者緩解了甩 刀拐角處的集中應(yīng)力；刀片的功率消耗小，Y 型刀是斜粉碎切動(dòng)秸稈，所以到達(dá) 了省力的效果。從現(xiàn)在來看，大多數(shù)秸稈粉碎機(jī)都會采用這種刀型。 圖八圖八. 甩刀的示意圖甩刀的示意圖 甩刀的材料 考慮到甩刀的工作環(huán)境惡劣，常常和秸稈、泥土等接觸，需要有很強(qiáng)的耐磨 性和抗沖擊韌性。所以，考慮以上因素，本機(jī)選用

34、20CrMnTi。 7 7 總總 結(jié)結(jié) 雖然每學(xué)期都安排了課程設(shè)計(jì)或者實(shí)習(xí)，但是沒有一次像這樣的課程設(shè)計(jì)能 與此次相比，設(shè)計(jì)限定了時(shí)間長，而且是一人一個(gè)課題要求更為嚴(yán)格，任務(wù)更加 繁多、細(xì)致、要求更加嚴(yán)格、設(shè)計(jì)要求的獨(dú)立性更加高。要我們充分利用在校期 間所學(xué)的課程的專業(yè)知識理解、掌握和實(shí)際運(yùn)用的靈活度。在對設(shè)計(jì)的態(tài)度上的 態(tài)度上是認(rèn)真的積極的。 通過近一學(xué)期畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，給我最深的感受就是我的設(shè)計(jì)思維得到了很 大的鍛煉與提高。作為一名設(shè)計(jì)人員要設(shè)計(jì)出有創(chuàng)意而功能齊全的產(chǎn)品，就必須 做一個(gè)生活的有心人。多留心觀察思考我們身邊的每一個(gè)機(jī)械產(chǎn)品，只有這樣感 性認(rèn)識豐富了，才能使我們的設(shè)計(jì)思路具有創(chuàng)造性。最初老師讓我調(diào)研,設(shè)計(jì)一 個(gè)方案出來，使結(jié)構(gòu)簡單，并且造價(jià)低，通用性好等特點(diǎn)。這一課題來作為我的 畢業(yè)設(shè)計(jì)這是對我的四年知識能力考查，也是對我應(yīng)用這些知識能力的考查，我 盡力使自己的設(shè)計(jì)減少錯(cuò)誤，但我知道由于許多知識和能力的欠缺，肯定有一定 的錯(cuò)誤。 通過本次設(shè)計(jì)我學(xué)到的不僅僅是單一方面的了解，讓我熟悉了設(shè)計(jì)的各個(gè)方 面的流程，學(xué)會了把自己大學(xué)四年所學(xué)的知識運(yùn)用到實(shí)際工作中的方法。從以前 感覺學(xué)的許多科目沒有實(shí)際意義，到現(xiàn)在覺得以前的專業(yè)知識不夠扎實(shí)，給自己 的設(shè)計(jì)過程帶來了很大的麻煩。秸稈粉碎機(jī)是服務(wù)于農(nóng)業(yè)的工程行業(yè)，涉及了與 專業(yè)結(jié)核性較強(qiáng)的課題，是一個(gè)綜合農(nóng)藝及農(nóng)