畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-青玉米秸稈收割切碎機(jī)的設(shè)計(jì)

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1、河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文題目：青玉米秸稈收割切碎機(jī)的設(shè)計(jì) —圖紙繪制 院 部： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械制造與自動(dòng)化 班 級(jí)： 機(jī)制175班（實(shí)驗(yàn)） 學(xué)生姓名： XX 學(xué) 號(hào)： XXXXXXXXX 指導(dǎo)教師： XXXX 2020年 4 月 25 日 II 摘要 我國(guó)自從改革開放以來，畜牧業(yè)也跟著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，從而畜牧業(yè)對(duì)飼料需求越來越大，傳統(tǒng)飼料再不能遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足現(xiàn)在畜牧業(yè)。同時(shí)我國(guó)種植著可以做為飼

2、料原成青玉米，不僅種植面積大而且分布廣，但收割和后續(xù)加工機(jī)械作業(yè)水平低下，需要大量人工去完成，從而不能優(yōu)化畜牧業(yè)對(duì)飼料需求不足問題。畢業(yè)設(shè)計(jì)課題采用原蘇聯(lián)青玉米收割切碎機(jī)原有切割結(jié)構(gòu)、輸送傳送結(jié)構(gòu)、切碎拋送結(jié)構(gòu)等一些主要結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)一臺(tái)青玉米收割切碎機(jī)可以一次完成收割青玉米，切碎青玉米，回收青玉米等作業(yè)。課題設(shè)計(jì)青玉米收割切碎機(jī)，是針對(duì)小規(guī)模畜牧業(yè)對(duì)青玉米收割切碎機(jī)需求而設(shè)計(jì)，該機(jī)牽引方式是有農(nóng)用拖拉機(jī)牽引，利用回轉(zhuǎn)形式做切割器，切割方式靠棘齒刀繞著固定中心點(diǎn)做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可以把功率損耗降低，在提高勞動(dòng)生產(chǎn)率方面上，可以適當(dāng)提高刀軸轉(zhuǎn)速，使棘齒刀和刀盤固定一體。為了好好讓切碎青玉米做飼料，設(shè)計(jì)切碎

3、長(zhǎng)度為15mm,在切碎部分是采動(dòng)刀和定刀相結(jié)合方式，在切碎過程避免作物與切刀之間滑動(dòng)，切碎力更加省力和提高工作效率等前提下，動(dòng)刀可設(shè)計(jì)為V型，定刀設(shè)計(jì)為長(zhǎng)方形。 關(guān)鍵詞：飼料需求；機(jī)械收割；機(jī)械切碎；切碎長(zhǎng)度 全套圖紙加扣 3346389411或3012250582 Abstract Since China's reform and opening up, animal husbandry has also followed the rapid economic development, so that the animal husbandry demand for feed

4、more and more, the traditional feed can no longer meet the current animal husbandry. At the same time, we planted green corn which can be used as the original cost of feed, not only the planting area is big and the distribution is wide, but the machine working level of harvesting and succeeding proc

5、essing is low, it needs a lot of artificial to complete, thus can not optimize the animal husbandry to feed demand insufficiency question. This graduation project uses the former Soviet Union green corn harvesting and cutting machine original cutting structure, conveying transmission structure, cutt

6、ing and throwing the structure and other major structures, design a green corn harvesting and cutting machine can be finished harvesting green corn, chopped green corn, recovery of green corn and other operations. The green corn harvesting and shredding machine designed in this project, is aimed at

7、 small-scale animal husbandry on the demand of green corn harvesting and cutting machine design, the tractor is the traction of agricultural tractors, the use of rotary as a cutter, cutting way by the ratchet knife around the fixed center point do rotary movement, can reduce the power consumption, I

8、n the improvement of labor productivity, the speed of the cutter shaft can be raised properly so that the ratchet knife and the knife plate are fixed together. In order to make the chopped green corn feed, the design of chopped length of 15mm, in the shredding part is the combination of the mining k

9、nife and the fixed knife, in the process of cutting to avoid the crop and cutting between the slide, the crushing force more effort and improve the efficiency of the premise, the movable knife can be designed as a V-shaped, fixed knife design for rectangular. Keywords: feed demand; mechanical harve

10、sting; mechanical cutting; cutting length 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 摘要 I 緒論 1 第1章 總體設(shè)計(jì)方案 5 1.1 制定設(shè)計(jì)方案 5 1.2 制定結(jié)構(gòu) 5 1.3 工作原理 6 1.4 重要部件選擇 8 1.5 圓盤式切割器和滾筒式切碎器設(shè)計(jì) 9 1.6 碾壓輥和喂入輥設(shè)計(jì) 12 1.7 拋送器設(shè)計(jì) 14 第2章 部件設(shè)計(jì)計(jì)算 15 2.1 功率預(yù)算 15 2.2 預(yù)算切割器功率損耗 15 2.3預(yù)算切碎器功率損耗 15 2.4預(yù)算拋揚(yáng)器功率損耗 16 2.5預(yù)算傳送帶和碾壓喂入裝置功率損耗 16

11、2.6預(yù)算總功率損耗 16 第3章 傳動(dòng)設(shè)計(jì) 18 3.1 設(shè)計(jì)用V型傳動(dòng) 18 4.2 確定錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 21 3.3 確定滾子鏈傳動(dòng) 28 第4章 輸入軸設(shè)計(jì) 31 4.1 確定輸入軸實(shí)際情況 31 4.2 計(jì)算作用在帶輪上力 31 4.3 初步對(duì)輸入軸最小直徑設(shè)計(jì) 32 4.4 輸入軸結(jié)構(gòu) 33 4.5 輸入軸上靜載荷 34 4.6 校核輸入強(qiáng)度 35 4.7 疲勞強(qiáng)度校核 35 第5章 鋪助部件設(shè)計(jì) 37 5.1 防塵裝置設(shè)計(jì) 37 5.2 外殼設(shè)計(jì) 37 結(jié)論 38 致謝 40 參考文獻(xiàn) 41 河南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 緒論 1、課題

12、背景和意義 在我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展下，肉牛業(yè)和牛奶業(yè)也得到很大發(fā)展，牛奶業(yè)屬于我國(guó)“菜籃子”工程，可以公認(rèn)為省糧，高效率，經(jīng)濟(jì)新興產(chǎn)業(yè)；同時(shí)肉牛業(yè)發(fā)展也是非?？焖?，不斷向國(guó)民生活需求供應(yīng)牛肉；抓住牛奶業(yè)和肉牛業(yè)發(fā)展機(jī)會(huì)部分農(nóng)村可以說走上新小康生活。牛奶業(yè)和牛肉業(yè)快速發(fā)展下，對(duì)飼料需求越來越多，不可能用大量糧食作為飼料用糧，由于我國(guó)貯糧遠(yuǎn)比其他國(guó)家少。因此必須根據(jù)我國(guó)國(guó)情—豐富粗飼料優(yōu)勢(shì)上，充分合理利用我國(guó)地方有多種飼料原材料。而常見青玉米，在我國(guó)是非常豐富且不能好好利用，如果用來做飼料原料再好不過了，因?yàn)榍嘤衩罪暳蠣I(yíng)養(yǎng)豐富，維生素含量多適口性好，容易消化，滿足我國(guó)畜牧業(yè)冬春季飼料短缺時(shí)候營(yíng)養(yǎng)需要

13、，使奶牛，肉牛保持在較高營(yíng)養(yǎng)水平，滿足肉牛業(yè)和牛奶業(yè)平穩(wěn)發(fā)展水平。從而使我國(guó)經(jīng)濟(jì)在牛奶，牛肉供應(yīng)方面不受到影響，推廣青玉米種植，可以帶動(dòng)畜牧業(yè)發(fā)展。 我國(guó)種植玉米面積廣闊，青玉米資源非常富有。青玉米含有較高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，含有8%~9%蛋白質(zhì)，經(jīng)過處理后，可以使蛋白質(zhì)含量達(dá)12%以上，從而比普通麥草，稻桿蛋白質(zhì)含量高幾倍以上，非常適合做畜口（牛羊等）飼料。而現(xiàn)實(shí)生活中青玉米利用率非常低，相關(guān)報(bào)道大概在35%范圍，還有許多青玉米在地遺棄或者燃燒，造成資源浪費(fèi)和對(duì)空氣污染，嚴(yán)重影響世人生活。青玉米收割切碎機(jī)誕生是提高青玉米飼料品質(zhì)和發(fā)展畜牧業(yè)重要措施。

14、 況且青玉米種植面積不斷增加，加上我國(guó)畜牧業(yè)養(yǎng)殖戶數(shù)目不斷增加或者養(yǎng)殖規(guī)模不斷變大。但是目前收獲機(jī)不能很好地跟上市場(chǎng)步伐，不能滿足畜牧業(yè)，更急需研究設(shè)計(jì)青玉青玉米收割切碎機(jī)，且我國(guó)青玉米收割切碎機(jī)性能相比對(duì)外國(guó)存在一定差距。所以研制新青玉米收割切碎機(jī)是急迫解決難題。 我國(guó)青玉米收割切碎機(jī)相對(duì)先進(jìn)國(guó)家而言是落后許多，嚴(yán)重地影響我國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展，也影響到我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。加快提高我國(guó)青玉米收割制造技術(shù)水平和使用水平，根據(jù)我國(guó)實(shí)情研發(fā)適應(yīng)我國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展青玉米秸收割切碎設(shè)備，可以說

15、保證我國(guó)畜牧業(yè)和產(chǎn)奶業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，加大對(duì)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)勁后勁，也讓我國(guó)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定昌盛，不受到外國(guó)經(jīng)濟(jì)影響，符合走我國(guó)偉大“中國(guó)夢(mèng)”經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略方針。 2、收獲工藝 2.1 現(xiàn)在收獲方式 現(xiàn)在先進(jìn)收獲方式是自走式青貯飼料收獲機(jī)或者懸掛式青貯飼料收獲機(jī)，以及牽掛式青貯飼料收獲機(jī)在耕地間直接可以一次性地收割青玉米，切碎青玉米，收集切碎好物料，再由飼料運(yùn)輸車運(yùn)輸，由拖拉機(jī)壓實(shí)，最后由人工封存。如下圖1-1。 圖1-1先進(jìn)收獲方式 2.2以前收獲方式 收獲方式是過去機(jī)械化水平不高環(huán)境下，先用手工或者其他工具先將青玉米割倒在地里，然后由人力收集青玉米運(yùn)到作業(yè)場(chǎng)地，再用固定青貯飼料切碎機(jī)進(jìn)行切碎，

16、接著用拖拉機(jī)壓實(shí)，再由人力裝車運(yùn)到固定庫(kù)房封存。如下圖1-2。 圖1-2以前收獲方式 3、目前青貯飼料收獲機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)改革開放以后，國(guó)民生活越來越好，膳食方面結(jié)構(gòu)也不斷變化，需求牛奶和牛肉也著增多，從而我國(guó)畜牧業(yè)快速發(fā)展，但是也要我國(guó)青貯飼料收獲機(jī)技術(shù)水平不斷提高和性能不斷完善。但是目前還是依靠人工和半機(jī)械化方式作業(yè)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展下，人工成不斷增長(zhǎng)和勞動(dòng)力逐漸緊張，研發(fā)青貯飼料收獲機(jī)是社會(huì)在進(jìn)步選擇。 我國(guó)快速發(fā)展經(jīng)濟(jì)下，如果忽視把畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)發(fā)展，嚴(yán)重地影響我國(guó)整體發(fā)展。想發(fā)展好畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)，可以把畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)放在一起并同發(fā)展，因?yàn)榘l(fā)展畜牧業(yè)基條件之一就是完全可以自己

17、提供高質(zhì)量飼料，來緩解畜牧業(yè)飼料問題，降低對(duì)單一糧食需求。 雖然我國(guó)在不斷努力下，也可以自行研發(fā)自己青玉米收割切碎機(jī)，但是還與外國(guó)技術(shù)有很大差距，目前外國(guó)收割技術(shù)不是那么單一對(duì)某種作物進(jìn)行收割，都是針對(duì)常見青玉米，棉花青玉米等農(nóng)作物設(shè)計(jì)一些收獲機(jī)械，常見收獲機(jī)有幾種：青貯飼料收獲機(jī)可以為自走式青貯飼料收獲機(jī)和懸掛式青貯飼料收獲機(jī)，以及牽掛式青貯飼料收獲機(jī)，其中懸掛式青貯飼料收獲機(jī)和牽掛式青貯飼料收獲機(jī)是用拖拉機(jī)掛接方式。 3.1 國(guó)外青貯飼料收獲機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 美國(guó)、德國(guó)一些發(fā)達(dá)國(guó)家在青貯飼料收獲方面，早在1930以后就開始研發(fā)青貯飼料收獲機(jī)，利用大量專利技術(shù)研發(fā)自走式青貯飼料機(jī)，配有先進(jìn)金

18、屬探視，智能控制和自動(dòng)脫籽粒等一些先進(jìn)技術(shù)。 世界銷售量最大青貯飼料收獲機(jī)，應(yīng)該是德國(guó)克拉斯公司生產(chǎn)830-900系列自走式青貯飼料收獲機(jī)；以及克拉斯公司研發(fā)自走式JSGUAR系列青貯飼料收獲機(jī)，設(shè)計(jì)獨(dú)特，質(zhì)量好，耗油低等一些比較好性能；紐荷蘭公司生產(chǎn)FR系列青貯飼料收獲機(jī)多型號(hào)，動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速也可以分多種；還有美國(guó)翰迪爾公司7000i系列自走式青貯飼料收獲機(jī)，配有中央潤(rùn)滑，自動(dòng)磨刀，金屬探視等先進(jìn)功能。 但還有另一層次產(chǎn)品，如產(chǎn)地來于俄羅斯KCK-100A型青貯飼料收獲機(jī)，E-280型青貯飼料收獲機(jī)產(chǎn)于原東德，挪威生產(chǎn)格蘭MH9QS型單/雙行青玉米收獲機(jī)等；以上產(chǎn)品技術(shù)水平比較低，比較小

19、配套動(dòng)力，割臺(tái)損失比較大，刀片容易損壞，工作性能不夠可靠，但價(jià)格相對(duì)較低。 3.2 國(guó)內(nèi)青貯飼料收獲機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)青貯飼料收獲機(jī)歷史是21世紀(jì)初從國(guó)外引進(jìn)青貯飼料收獲機(jī)開始，以前多數(shù)是直接買國(guó)外青貯飼料收獲機(jī)來使用，到后來國(guó)家農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所從意大利相關(guān)農(nóng)業(yè)機(jī)械公司引進(jìn)單行或者雙行青貯飼料收獲機(jī)技術(shù)，不斷研究人家技術(shù)再自己改善研發(fā)自己展品，但研發(fā)出來多數(shù)懸掛式青貯飼料收獲機(jī)。 懸掛式青貯收獲機(jī)是比較我國(guó)現(xiàn)在需求，主要是其機(jī)器作業(yè)靈活，性能穩(wěn)定，價(jià)格便宜。國(guó)內(nèi)為了加強(qiáng)我國(guó)青貯飼料收獲技術(shù)，引進(jìn)一些國(guó)外先進(jìn)收獲機(jī)，比如來自意大利OTMA1100型以及2100型，還有葡萄牙AMG-300LD型

20、收獲機(jī)，以及具有單雙性能巴西PECUSII9004系列。以上是在我國(guó)國(guó)內(nèi)銷售量蠻大，主要在價(jià)格上比較便宜，但是售后服務(wù)沒有想象那么好。 現(xiàn)在能代表我國(guó)自己生產(chǎn)青玉米收獲機(jī)有燕北畜牧機(jī)械集團(tuán)有限公司9QS-1300型青貯切碎機(jī)、還用比較有實(shí)力中國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院研發(fā)出一款PCC-6．0型青貯切碎機(jī)、黑龍江趙光機(jī)械廠和德國(guó)門格勒公司合作生產(chǎn)MB220型青飼料收獲機(jī)、中國(guó)農(nóng)機(jī)化科學(xué)研究院生產(chǎn)×DNZ-2008型自走式青貯飼料收獲機(jī)。還有只用于青玉米收獲機(jī)機(jī)型：河北省研發(fā)4YZ-3青玉米聯(lián)合收獲機(jī)，萊州金圣農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所生產(chǎn)4Y-2衛(wèi)星玉米割曬機(jī)等。 目前國(guó)內(nèi)青貯飼料收獲機(jī)跟外國(guó)還存在一定差異

21、，比如作業(yè)效率低，不能自動(dòng)玉米籽粒破碎，割幅窄，留茬高，智能化程度低等 。從國(guó)外對(duì)比來來看國(guó)內(nèi)性該優(yōu)化CAN總線控制智能化、研發(fā)智能金屬探視并在作業(yè)中會(huì)自動(dòng)報(bào)警、切割刀應(yīng)帶有自動(dòng)磨刀系統(tǒng)等待完善作業(yè)內(nèi)容。 4 第1章 總體設(shè)計(jì)方案 在收割青玉米作業(yè)時(shí)，收割速度快，還受地型影響，加上青玉米高度和青玉米濕度，以及青玉米種植密度等一些因素。所以設(shè)計(jì)青玉米收割切碎機(jī)，應(yīng)該具有強(qiáng)度高，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，性能可靠等一些要求。更希望青玉米收割切碎機(jī)有較高經(jīng)濟(jì)性，耐用性，可靠性，安全性水平。 1.1 制定設(shè)計(jì)方案 青玉米收割切碎機(jī)可分為懸掛式，自走式和牽掛式三大類；而自走式青玉米秸桿收割切碎機(jī)在19

22、96年以后就開始研發(fā)，由于我國(guó)在農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域技術(shù)缺陷沒有成熟產(chǎn)品；但簡(jiǎn)易懸掛式收割機(jī)和懸掛式切碎機(jī)應(yīng)用比較多。 課題設(shè)計(jì)青玉米收割切碎機(jī)設(shè)想采用簡(jiǎn)單是懸掛式，但其主要設(shè)計(jì)內(nèi)容針對(duì)當(dāng)前青玉米機(jī)械加工存在主要問題來進(jìn)行研究，主要由傳動(dòng)裝置、收割裝置、切碎裝置，拋送裝置等組成。 最后課題設(shè)計(jì)決定設(shè)計(jì)青玉米收割切碎機(jī)是在原有懸掛式青貯飼料收獲碎機(jī)基礎(chǔ)上，采用先進(jìn)切割器和切碎器，提高現(xiàn)在工作效率，以達(dá)到減少人力勞動(dòng)目；想設(shè)計(jì)出收割切碎機(jī)較小體積，課題中采用套筒結(jié)構(gòu)；防止過載而損壞收割切碎機(jī)部件，在輸出傳動(dòng)中采用帶傳動(dòng)是最有效傳動(dòng)方式。 1.2 制定結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)青玉米收割切碎機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2-1所示?？?/p>

23、一次完成收割、碾壓喂入、切碎和拋送等作業(yè)。它主要由懸掛機(jī)架，動(dòng)力輸入軸、V型調(diào)速輪、拋送裝置、變速箱裝置、切碎器裝置、碾壓輥入裝置、傳送帶裝置、液壓油缸裝置、切割器裝置等組成?？梢酝瓿勺鳂I(yè)流程：切割器切割青玉米—傳送青玉米—碾壓喂入青玉米—切碎青玉米—拋送裝置—裝車。 圖2-1結(jié)構(gòu)圖 1.輸入軸 2.帶傳動(dòng) 3.齒輪箱 4.切碎刀 5.拋送葉片 6.傳送帶 7.割臺(tái) 1.3 工作原理 課題畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)青玉米收割切碎機(jī)由拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸傳入動(dòng)力，通常稱為牽引式側(cè)置，經(jīng)一對(duì)皮帶輪將動(dòng)力傳給變速箱，變速箱再將動(dòng)力傳給碾壓喂入輥、傳送帶以及切碎刀。液壓馬達(dá)帶動(dòng)切割刀做較大加速度和動(dòng)能運(yùn)動(dòng)，可以

24、將青玉米切斷并打入機(jī)器中，進(jìn)入機(jī)器后在傳送帶傳遞下送到碾壓喂入輥，接著傳送到切碎環(huán)節(jié)，切碎后最后沿著拋送筒被拋送葉片吹出機(jī)體并由運(yùn)輸車回收。工作細(xì)節(jié)如下圖2-2，圖2-3，圖2-4。 圖2-2青玉米收割切碎機(jī)切割部分 1. 傳送帶 2.切割定刀 3.切割動(dòng)刀 4.切斷青玉米 5.玉米植株行 圖2-3青玉米收割切碎機(jī)切碎部分 1.切碎動(dòng)刀 2.切碎定刀 3.喂入輥 4.切斷青玉米 圖2-4青玉米收割切碎機(jī)拋送部分 1.物料 2.拋送葉片 3.刀軸 4.帶傳動(dòng) 5.輪子 經(jīng)過參考許多文獻(xiàn)后， 設(shè)計(jì)基是采用以上工作原理，但是在課題向采用別拋

25、送裝置，不采用風(fēng)機(jī)來作為拋送裝置，采用另一種拋送裝置，就是拋送葉片直接安裝在刀軸上，以上圖2-4是參考部分，具體拋送裝置由下邊拋送設(shè)計(jì)具體詳細(xì)設(shè)計(jì)，拋送裝置工作情況由裝配圖呈現(xiàn)。 這次采用成層次式布局，讓切割軸，切碎軸和傳送帶不在同一個(gè)平面上。這樣層次式布局具備以下好處： （1）可以減去整個(gè)機(jī)器寬度，能節(jié)省原材料和成，還可以提高剛度； （2）在設(shè)計(jì)中避免堵住轉(zhuǎn)動(dòng)，引起短時(shí)間過載負(fù)荷可能使拖拉機(jī)熄火問題，解決方法是在輸出軸向各軸傳遞動(dòng)力采用V帶傳動(dòng)方式； （3）充分合理用兩側(cè)空間，可以在割軸設(shè)計(jì)為兩側(cè)傳動(dòng)方式，完善擁擠問題； 為了隨時(shí)方便更換和修復(fù)切碎刀，在設(shè)計(jì)中采用螺柱把切碎刀固定刀軸

26、上，并就可以旋傳一個(gè)角度，不是單單減少成和更換切碎刀次數(shù)，主要是避免切碎刀在作業(yè)中碰到堅(jiān)硬物被損壞。 1.4 重要部件選擇 青玉米收割切碎機(jī)設(shè)計(jì)由牽引機(jī)架、動(dòng)力輸出軸、變速箱、傳動(dòng)軸、切割器、切碎器等組成。設(shè)計(jì)關(guān)鍵都放在青玉米切割器和青玉米切碎器上、以及碾壓輥和喂入輥、還有拋送裝置等比較重要部件。 1.4.1 切割器選擇 青玉米收割切碎機(jī)工作速度一般主要切割器起決于收割速度，切碎器上切碎速度和拋送器拋送速度來決定，首先收割速度已經(jīng)卻定了，后面碾壓喂入速度應(yīng)相應(yīng)跟得上以保證該機(jī)器工作性能。 在青玉米收割機(jī)農(nóng)機(jī)應(yīng)用中，常見切割器有往復(fù)切割器、砍刀式切割器和圓盤式割器這三種，它們優(yōu)缺點(diǎn)

27、如下面分析： （1）往復(fù)切割器優(yōu)缺點(diǎn):使用往復(fù)刀切割，切割比較省力，且切割留茬低，是現(xiàn)在普遍常見切割器；但也存在一點(diǎn)缺陷，比如在收割做業(yè)中比較遲鈍不靈活，青玉米滑動(dòng)較大，有一定不必要功率損失。 （2）砍刀式切割器優(yōu)缺點(diǎn)：是近十年新出切割器，是模擬人工斜砍方法，當(dāng)作物被砍倒后，都是往前或者往后運(yùn)動(dòng)，然后做高速離心運(yùn)動(dòng)，需要比較好裝配質(zhì)量。 （3）圓盤式割器優(yōu)缺點(diǎn)：圓盤式器相比之下易制造，且價(jià)格比較便宜可以滿足市場(chǎng)需求，從而使現(xiàn)在新式切割器，還具有輕小方便特點(diǎn)，使整機(jī)更加方便作業(yè)，；不過在喂入口容易賭塞，在一定前進(jìn)速度下可以避免賭塞而不影響工作速度。 1.4.2 切碎器選擇 青玉米收

28、割切碎機(jī)切碎性能好壞是由其該切碎器來決定。在農(nóng)機(jī)應(yīng)用中，通常有幾種類型切碎器不外是錘爪式切碎器、盤刀式切碎器、銷釘式切碎器和滾筒式切碎器，它們優(yōu)缺點(diǎn)如下 （1）錘爪式切碎器：在農(nóng)機(jī)應(yīng)用中主要用于切碎還田，不適合用于青飼料貯藏機(jī)型中應(yīng)用，特別不能應(yīng)用青玉米收割切碎機(jī)型，還有一缺點(diǎn)就是功率損耗大。 （2）盤刀式切碎器：工作傳動(dòng)比較復(fù)雜，結(jié)構(gòu)也相當(dāng)不緊奏，加上剛度差缺點(diǎn)，側(cè)擠推易變形，容易導(dǎo)致切碎不均勻使質(zhì)量沒有得到保證。 （3）銷釘式切碎器：主要缺點(diǎn)受溫度影響，在作業(yè)過程中能量消耗急劇上升，從而不長(zhǎng)時(shí)間有效工作。 （4）滾筒式切碎器：是近年來新出切碎器，可以比較徹底切碎，把作物長(zhǎng)度切碎想多

29、斷，適宜牛羊進(jìn)食。還有結(jié)構(gòu)相對(duì)其他切碎器比較緊湊，方便安裝見多切碎刀。 綜合以上青玉米收割切碎機(jī)切割器和青玉米切碎器特點(diǎn)，所以采用圓盤式切割器和滾筒式切碎器技術(shù)來設(shè)計(jì)青玉米收割切碎機(jī) 希望能滿足實(shí)際生產(chǎn)要求，降低成，提高生產(chǎn)率，促進(jìn)我國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展。 1.5 圓盤式切割器和滾筒式切碎器設(shè)計(jì) 1.5.1 圓盤式切割器設(shè)計(jì) 液壓馬達(dá)帶動(dòng)切割刀做較大加速度和動(dòng)能運(yùn)動(dòng)，可以將青玉米切斷并打入機(jī)器。切割器是起到保證有較好工作質(zhì)量和穩(wěn)定切割性能，不是簡(jiǎn)單地把青玉米割到，要保證留茬高度不能過高，

30、還有不能產(chǎn)生漏割以及減少重復(fù)切割次數(shù)。所以圓盤切割器是設(shè)計(jì)中為關(guān)鍵部分之一，設(shè)計(jì)如下 （1）圓盤式切割器切割速度設(shè)計(jì)：切割速度是指圓盤式切割器切割刀旋轉(zhuǎn)線速度，一般情況下切割速度越高，越能體現(xiàn)切割性能穩(wěn)定。過高切割速度不僅容易使零件在短時(shí)間內(nèi)損壞，也可能把功率損耗加大，還會(huì)產(chǎn)生較大振動(dòng)減短整機(jī)壽命。為了保證切割器切割質(zhì)量從而得取個(gè)較好切割速度。一般切割速度取決于圓盤式切割器直徑和轉(zhuǎn)速。 一般正常情況下圓盤式切割器刀盤直徑在100～1000mm之間,但是一般都是看實(shí)際情況來定，大多是取120～500mm之間。根據(jù)設(shè)計(jì)青玉米收割切碎機(jī)收割臺(tái)實(shí)際情況，取圓盤刀盤座直徑140mm,圓盤刀盤直徑為2

31、30mm，其中包過刀片伸長(zhǎng)45mm。 計(jì)算 v=π?n?d60×1000 (1-1) 式中：n——圓盤刀片轉(zhuǎn)速，取n=1364r/min； d——圓盤刀片直徑，d=230mm； 算出 v=16.42m/s 切割速度一般在15～35m/s之間，所以v=16.42m/s可以采用。 （2）切割刀與水平夾角：切割器在切割過程中比較省可以適當(dāng)增大切割刀和水平夾角。切割刀有一個(gè)向上角度，在切割過程中可以使青玉米向前或者向后運(yùn)動(dòng)，更好地把青玉米快速進(jìn)入喂入口，但角度不適宜太大否則不能切割，且消耗功率越時(shí)增大。一般該角

32、度都是在30°~ 40°之間，根據(jù)這次設(shè)計(jì)內(nèi)容取角度為 30o。 （3）切割刀確定：在設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮切割刀耐用性能和剛度，切割刀材料采用T8MnA，及刀口要經(jīng)過一定淬火和回火處理，讓硬度達(dá)到62～65HBC以上，從而保證刀口硬度，還淬火寬度應(yīng)該占刀片寬度1/3，其他沒有淬火部分硬度也應(yīng)該高達(dá)38HBC以上。刃口磨銳度要求不在0.2mm以下。刀片厚度一般在3～6mm之間，設(shè)計(jì)取厚度4mm。根據(jù)許多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該設(shè)計(jì)切割刀合理，可以采用。 除了切割器主要參數(shù)以外，實(shí)際切割過程中，刀片種類和刀片鋒利度都會(huì)影響到切割質(zhì)量。通過許多經(jīng)驗(yàn)積累來看，一般把刀片設(shè)計(jì)為齒刃刀片，存在較大切割阻力，但安裝

33、使用方便，還不解決磨刀問題。 設(shè)計(jì)樣圖如下圖2-5： 1-刀片 2-鏈接器 3-刀盤座 圖2-5圓盤切割器 1.5.2 滾筒式切碎器設(shè)計(jì) 切碎器是青玉米收割切碎機(jī)重要部件之一，其參數(shù)對(duì)整個(gè)青玉米收割切碎機(jī)工作性能由一定不可忽視影響。其中切碎器包過：刀座、動(dòng)刀片、定刀片、動(dòng)刀鏈接座組成。 （1）切碎動(dòng)刀夾角：動(dòng)刀夾角是控制切碎青玉米長(zhǎng)度，如果夾角過大，切碎效果比較差；如果夾角過小，可能消耗能量比較大。經(jīng)過國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)，該夾角在30°到60°之間比較好，在設(shè)計(jì)中取夾角為45°。 （2）刀輪結(jié)構(gòu)和刀片參數(shù)：一般長(zhǎng)時(shí)間使用青玉米收割切碎機(jī)，切碎刀都會(huì)變不鋒利，需要更換所以在設(shè)計(jì)中

34、應(yīng)該刀輪和刀片采用鏈接器鏈接。刀輪在普通情況下厚度是在8～15mm，在課題中采用刀輪厚度為12mm。直徑為224mm鋼板加工而成。刀輪是一個(gè)回轉(zhuǎn)體，上面可以裝有動(dòng)刀片片數(shù)為6,3,2三種情況，在較高轉(zhuǎn)速情況下，采用兩片刀片來設(shè)計(jì)。 在裝配刀片時(shí)，應(yīng)注意刀輪平衡問題，其刀輪不平衡度不能超過300g.cm，所以刀片重量差應(yīng)在20克以內(nèi)。刀片還是和切割刀采用一樣材料T8MnA，刀刃角為27 o，刀口也一樣淬火處理，淬火寬度為32mm，硬度要求在62～65HBC之間，沒有淬火部分硬度也要求不在38HBC以下，刃刀口磨銳厚度也切割刀一樣不大于0.2mm。 （3）切碎定刀：為了防止作物在切碎滑動(dòng)，在設(shè)

35、計(jì)動(dòng)刀為V型后，可以設(shè)計(jì)定刀為長(zhǎng)方體。還有就是要求動(dòng)刀和定刀之間最小間隙稱為切碎間隙，一般正常情況下，切碎間隙在0.5～1mm之間。 （4）切碎長(zhǎng)度：為了使切碎青玉米可以作為畜牧業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)飼料，側(cè)要求在切碎長(zhǎng)度應(yīng)該有一定限制，之前已經(jīng)設(shè)計(jì)好切碎長(zhǎng)度為15mm。一般計(jì)算切碎長(zhǎng)度公式如下： L=vv·m×10000 （1-2） 式中：v——碾壓喂入輥速度 n ——刀軸轉(zhuǎn)速 m ——刀片片數(shù) 設(shè)計(jì)如圖2-6： 圖2-6切碎器 1.連接裝置 2.切碎動(dòng)刀 3.刀軸 1.6 碾壓輥和喂入輥設(shè)計(jì) 1.6.1 喂入輥設(shè)計(jì) 在青玉米收割

36、切碎機(jī)碾壓輥和喂入輥?zhàn)饔檬菍⒃跐L筒輸送帶送過來割斷青玉米整理好、碾壓并傳送到切碎部分進(jìn)行切碎。其實(shí)碾壓輥和喂入輥這兩部分，最主要是兩喂入輥，其喂入效果影響切碎器切碎效果，側(cè)設(shè)計(jì)喂入輥時(shí)應(yīng)該多根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)計(jì)。 在農(nóng)機(jī)應(yīng)用中，一般情況下，兩喂入輥之間間隙是不可無視，間隙太小不能提高青玉米收割切碎機(jī)工作效率；間隙太大，則傳送青玉米效果比較差了些，也影響到切碎效果。一般設(shè)計(jì)兩喂入輥之間間隙時(shí)，可以根據(jù)青玉米薄厚度來決定，但是在設(shè)計(jì)中是一個(gè)比較大難題，因?yàn)榈谜麢C(jī)調(diào)整是無法實(shí)現(xiàn)。還是采用比較常見表面為橡膠喂入輥，那樣喂入表面有一定彈性可以喂入直徑大小不一青玉米，喂入輥芯部分采用實(shí)心軸。但是設(shè)計(jì)兩喂入

37、輥直徑最好取青玉米直徑平均值，大概在8～15mm之間，在課題設(shè)計(jì)，取用10mm。 喂入輥直徑大小確定，一般直徑過小話喂入效果有不如意，沒有達(dá)到預(yù)期效果。還有喂入輥直徑過大，不能準(zhǔn)確地把割斷好青玉米傳遞到切割區(qū)，最后還是影響切碎器切碎質(zhì)量。在《農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備》中，喂入輥直徑一般100～200之間，而課題設(shè)計(jì)針對(duì)實(shí)際情況，采取喂入輥直徑為112mm。 設(shè)計(jì)青玉米收割切碎機(jī)喂入輥?zhàn)畲箅y處是確定喂入輥線速度，因?yàn)槲谷胼伨€速度和滾筒切碎器線速度、整個(gè)機(jī)器行走速度以及切割器切割速度應(yīng)保值一定緊密性，從而保證機(jī)器工作性能。 課題設(shè)計(jì)喂入輥為兩個(gè)橡膠喂入輥，那樣優(yōu)點(diǎn)是可以保證順利地把切割好青玉米喂

38、入，再不會(huì)容易地向兩邊有傾斜傾向，同時(shí)很大程度上保證青玉米不會(huì)重新傳遞到切碎部分。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如下圖2-7： 圖2-7喂入輥 1.6.2 碾壓輥設(shè)計(jì) 碾壓輥顧名思義主要工作是對(duì)切割好青玉米進(jìn)行碾壓，其作用不是很大。碾壓輥材料采用和喂入輥一樣，表面也采用橡膠，碾壓輥芯部分采用實(shí)心軸。還兩碾壓輥之間間隙在《農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備》中，都是在15mm～25mm之間，為了保證碾壓效果，碾壓輥間隙采用16mm。還有碾壓輥結(jié)構(gòu)也采用和喂入輥結(jié)構(gòu)一樣，那樣可以保證碾壓效果。 總體喂入輥碾壓輥設(shè)計(jì)來說，單單拿喂入輥或者碾壓輥效果是比較低，但是把喂入輥碾壓輥設(shè)計(jì)成對(duì)，那樣設(shè)計(jì)可以把

39、碾壓輥和喂入輥效果進(jìn)行疊加，在一定程度上，保證了碾壓效果，也保證喂入輥順利地把青玉米傳遞到切碎部分進(jìn)行切碎。 1.7 拋送器設(shè)計(jì) 青玉米經(jīng)過切碎部件切碎后，接著由青玉米收割上切碎拋送部件拋出。采用滾筒式切碎器青玉米收割切碎機(jī)常用拋送器有兩種方案：一方案是直接設(shè)計(jì)成拋送葉片和滾筒式切碎器同放在切碎軸上，可以確保更切碎好物料，在一瞬間就可以由拋送器快速拋出，而且設(shè)計(jì)出滾筒軸上結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是不好就是在工作中消耗功率有點(diǎn)大：另一種方案是，在滾筒軸另一側(cè)車采用設(shè)計(jì)一個(gè)風(fēng)機(jī)，將切碎好物料由風(fēng)機(jī)風(fēng)扇扇吹出，就是在設(shè)計(jì)中要求設(shè)計(jì)風(fēng)扇葉片直徑有點(diǎn)大，以保證切碎好玉米能拋出，不利設(shè)計(jì)整機(jī)結(jié)構(gòu)。 在課題設(shè)計(jì)中

40、，設(shè)計(jì)拋送裝置是采用第一方案，在切碎軸安裝拋送葉片，拋送葉片設(shè)計(jì)為高心時(shí)，那樣保證了一定拋送距離。由實(shí)際情況設(shè)計(jì)出拋送葉片外端直徑為300mm ,寬度大約為300mm，為增加拋送速度，設(shè)計(jì)拋送葉片為6片。實(shí)際樣圖如下圖2-8。 圖2-8拋送裝置 42 第2章 部件設(shè)計(jì)計(jì)算 2.1 功率預(yù)算 在機(jī)械設(shè)計(jì)中都是根據(jù)各部分功率損耗來決定總功率損耗，再次依據(jù)功率損耗大小選取配套馬力。在設(shè)計(jì)中應(yīng)預(yù)算切割器功率損耗、切碎器功率損耗、拋揚(yáng)器功率損耗、傳送帶和碾壓喂入裝置功率損耗。 2.2 預(yù)算切割器功率損耗 一些科學(xué)記載切斷一棵青玉米平均需要300N力，因?yàn)樵O(shè)計(jì)為兩片切割刀同

41、時(shí)一起對(duì)青玉米進(jìn)行切割，所以用到計(jì)算切割力為600N。 一般在沖量作用下，切割刀轉(zhuǎn)速越大切割越容易，也越容易克服慣性，但是切割軸受到離心沖量也隨著增大。在穩(wěn)定機(jī)器性能，應(yīng)該把切割轉(zhuǎn)速限制在一定范圍內(nèi)，在農(nóng)機(jī)記載中切割轉(zhuǎn)速在10—15m/s之間，切割質(zhì)量比較好，采用切割轉(zhuǎn)速為11m/s。 P?=F·V=600×11=6.6kw （2-1） 2.3預(yù)算切碎器功率損耗 在農(nóng)業(yè)學(xué)中可以知道玉米種植密度大小是直接影響到玉米產(chǎn)量因素之一，一般情況下玉米種植行距為50-70c

42、m之間，株距在21-31cm之間，在次設(shè)計(jì)中采用行距為65cm和株距為40cm來計(jì)算，在一畝玉米地中可以種植2568株玉米。 青玉米收割期在該青玉米乳熟器，那時(shí)青玉米含水最大，單株青玉米也最重。在農(nóng)業(yè)學(xué)上記載青玉米單株重量在0.8kg-1.2kg，為了保證切碎軸壽命更長(zhǎng)，所以采用單株重量為0.8kg。在1hm2青玉米重量為： m =15×2568×0.8=30816kg （2-2） 在《農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備》中，記載著切碎1kg青玉米需要2500-5000J范圍功，設(shè)計(jì)中可以采用2500J。青玉米收割切碎機(jī)每個(gè)小時(shí)生產(chǎn)率為0.8-3hm2/h，為

43、了保證整機(jī)性能穩(wěn)定和較高生產(chǎn)率下，在設(shè)計(jì)中可以采用生產(chǎn)取0.8hm2/h，所以切碎軸每個(gè)小時(shí)消耗功 W=2500×0.8×m =2500×0.8×30816 =61632000J （2-3） 則 P=616320003600=17120w=17.12kw 考慮工作中存在過載，在《機(jī)械設(shè)計(jì)》過載系數(shù)為1.01-1.3，可以取1.01 故 P?=17.12×1.01=17.30 （2-4） 2.4預(yù)算拋揚(yáng)器功率損耗 現(xiàn)在以規(guī)定計(jì)算公式計(jì)算拋揚(yáng)器消耗總功率，在《農(nóng)產(chǎn)

44、品加工機(jī)械與設(shè)備》數(shù)據(jù)N=0.4kw(T/h)為定，拋揚(yáng)器功率損耗（Np）一般在5-8kw范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)中可以取5.4kw。 2.5預(yù)算傳送帶和碾壓喂入裝置功率損耗 由于傳送帶和碾壓裝置動(dòng)力輸入設(shè)計(jì)放在一塊，不能像正常情況下可以用常規(guī)計(jì)算方法來計(jì)算其功率損耗，根據(jù)《農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備》一般傳送帶功率損耗和切割器消耗功率有一定關(guān)系，計(jì)算公式如下： P?=p1η 式中：η一般是工作效率0.96～0.98之間，現(xiàn)在取η=0.96。 P?=6.60.96=6.87kw （2-5） 2.6預(yù)算總功率損耗 目前，總功

45、率消耗計(jì)算尚無公式來計(jì)算，根據(jù)《農(nóng)產(chǎn)品加工機(jī)械與設(shè)備》，計(jì)算公式如下 P=P?+P?0..97+Np0.97+ N0.98×0.96×0.97 = 6.87+17.300..97+ 50.97 + 0.40.98×0.96×0.97 =30.50kw （2-6） 第3章 傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3.1 設(shè)計(jì)用V型傳動(dòng) 3.1.1 計(jì)算工作時(shí)功率 設(shè)計(jì)采用V型帶傳遞拖拉機(jī)所輸出功率，所以設(shè)計(jì)V型帶應(yīng)有足夠強(qiáng)度來承受所傳遞動(dòng)力。已知切碎部分，拋送部分和傳送帶部分需要大概消耗功率 P2=30.50KW，然后再根據(jù)公式可以求出傳

46、遞到皮帶上功率（P），計(jì)算公式如下： P=P2η?η?2 式中：P——傳遞帶皮帶上功率； η?——齒輪傳動(dòng)效率；取η1=0.97； η?——角接觸球軸承效率；取η?=0.99； P——是各個(gè)部件消耗總功率； 帶入數(shù)據(jù) P= 30.500.97×0.992 =32.08KW （3-1） 3.1.2 確定使用帶型 根據(jù)計(jì)算功率P，以及拖拉機(jī)給定轉(zhuǎn)速n ?,再由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖8-11（普通V帶選型圖）選用C型帶。 3.1.3 基準(zhǔn)直徑d設(shè)計(jì) 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》中表8-7和表8-9，取小帶輪基準(zhǔn)直徑d1=200mm，大帶輪基準(zhǔn)直徑d2=i·d ?=

47、1.06×200=212mm。 3.1.4 計(jì)算小帶輪線速度 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》計(jì)算帶輪帶速公式（8-13） V= π?d1n160×1000 =π×200×152060×1000 =15.9m/s （3-2） 在機(jī)械設(shè)計(jì)中，要求帶速不能過低或者過高，一般在5m/s

48、準(zhǔn)長(zhǎng)度Ld0 Ld≈2a0+(d ?+d ?)·×·π2+(d ?-d ?) 24a0 (3-3) =2×550+(200+212)×·π2 +（200-212）24×550 =1747mm 有《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-2（普通V帶長(zhǎng)度Ld）選定基準(zhǔn)長(zhǎng)度為L(zhǎng)d=1760mm。 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式（8-23）計(jì)算設(shè)計(jì)中實(shí)際情況中心距a a=a0+（Ld-Ld0）2 =550+（1760-1747）2 =550+6.5=556.5mm

49、 (3-4) 按《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式8-24：a min=a-0.015Ld=530.1mm ：a ma×=a+0.03Ld=660.3mm (3-5) 所以中心距變化范圍530.1mm～660.3mm 3.1.6 計(jì)算小帶輪實(shí)際包角 a1=180°-dd2-dd1a×57.5° =178.6° (3-6) 由于小帶輪包角大于120o，所以主動(dòng)輪上包角符合機(jī)械設(shè)計(jì)要求。 3.1.7 決定使用帶根數(shù) 計(jì)算單根V帶額定功率Pr0

50、由于n ?=1520r/min ，d 1=200mm查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-4（單根普通V帶基額定功率P。）得P0=8.13kw。 又由n ?=1520r/min，i=1.06和C型帶，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-5（單根普通V帶額定功率增量ΔP。）得ΔP。=0.31kw。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-6（包角修正系數(shù)）得Ka=0.99。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-2（帶修長(zhǎng)系數(shù)）得Kl=0.85。 Pr=(P0+ΔP0)×Ka×Kl =(6.07 +0.16)×0.99×0.85 =7.10kw V帶根數(shù) Z= PPr = 32.087.10 =4.5

51、 (3-7) 取5根 3.1.8 驗(yàn)算單帶承受初拉力 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表8-3（V帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量）得C型帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.300kg/m，所以 F0=5002.5-KaPKaZV+q·v =500×2.5-0.99×32.080.99×5×15.9+0.300×15.9 =312.50N (3-8) 3.1.9 壓軸力確定 Fp=2Z·F0Sina?2 =2×5×312.50×sina?2 =268

52、7.71N (3-9) 3.1.10 帶輪設(shè)計(jì)具體結(jié)果 選用普通5根C型帶，帶基準(zhǔn)長(zhǎng)度1760mm，帶輪基準(zhǔn)直徑d?=200mm，d?=212mm，中心距控制在a=530.1mm～660.3mm。單根帶初拉力F。=312.50N。 小帶輪設(shè)計(jì)：基準(zhǔn)直徑為200mm，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)，最后畫圖是參考GB/T13575.1-2008。 大帶輪設(shè)計(jì)：大帶輪基準(zhǔn)直徑為212mm,材料采用45鋼，其中采用腹板式，輪槽輪緣尺寸應(yīng)該和小帶輪相同。 3.2 確定錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 假設(shè)設(shè)計(jì)青玉米收割切碎機(jī)預(yù)期工

53、作壽命10年，每年工作120天左右，每天工作時(shí)間為8個(gè)小時(shí)。 3.2.1 齒輪類型設(shè)計(jì) 按課題設(shè)計(jì)中齒輪傳動(dòng)方案來動(dòng)力傳到切碎器和拋揚(yáng)器，以保證切碎器和拋揚(yáng)器穩(wěn)定工作，所以應(yīng)該設(shè)計(jì)一組直齒錐齒輪傳動(dòng)來帶動(dòng)切碎器和拋揚(yáng)器轉(zhuǎn)動(dòng)。壓力角取為20°。 3.2.2 確定齒輪精度等級(jí) 青玉米收割切碎是一般工作機(jī)器，速度一般都是較低，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-6 (各類機(jī)器所用齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)范圍)，在課題設(shè)計(jì)采用選用7級(jí)精度。 3.2.3 確定齒輪材料和齒數(shù) 在材料選擇方面上，可以跟《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-1（常用齒輪材料及其力學(xué)性能），小齒輪材料假設(shè)為40Gr(經(jīng)過調(diào)質(zhì))，齒芯部份硬度要求高達(dá)280

54、HBS以上，而大齒輪材料假設(shè)為45鋼（經(jīng)過調(diào)質(zhì)），齒芯部硬度要求高達(dá)240HBS以上。 設(shè)計(jì)齒輪齒數(shù)：可以設(shè)定小齒輪齒數(shù)為z?=18，大齒輪齒數(shù)為z?=u·z?=1.9×18=34.2，在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)要求z?和z?互為質(zhì)數(shù)，所以z?取35。 3.2.4 根據(jù)接觸疲勞強(qiáng)度來設(shè)計(jì)齒輪 (1)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式10-11，可以計(jì)算小齒輪通常分度圓直徑 d?t≥32KtT?Φd(1-0.5Φd)2u×(ZHZe[σH])2 (3-10) 公式中各參數(shù)選取 可以采用KHt=1.3。 計(jì)算小齒輪在工作中應(yīng)當(dāng)承受轉(zhuǎn)矩 T?=9.55×10000

55、00×Pn1 (3-11) 已知在切碎部件所需過載功率為P?=17.30kw,拋揚(yáng)器所需消耗功率P3=5.45kw。 而計(jì)算平公式：P=p總η? 式中：P——切碎器和拋揚(yáng)器消耗功率； η?——角接觸球軸承效率；取η?=0.99； 所以 P=P總η?2 =17.30+5.450.99 2 =22.75kw (3-12) T?=9.55×1000000×Pn? =9.55×1000000×22.7514

56、31 =151825.64N/mm 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-7（圓柱齒輪齒寬系數(shù)φR）采用齒寬系數(shù)φR=0.5。接著由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-20（節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)Zh）查得區(qū)域系數(shù)Z h=2.5。 再由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-5（彈性影響系數(shù)ZE）根據(jù)實(shí)際情況采用材料彈性影響系數(shù)時(shí)，取 Z e=189.8MPa ?。 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力[σH] 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-25d，按齒面硬度采用小錐齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限為: σHLim1=600MPa；而大錐齒輪接觸疲勞強(qiáng)度極限應(yīng)該比錐齒輪小，所以在設(shè)計(jì)中選?。害襀Lim2=550MPa。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式10-15計(jì)算錐

57、形齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： N ? =60·n ?·j·L·h =60×1431×（2×8×120×10） =1648512000 (3-13) N ?= N ?u = 16485120001.9 =824256000 (3-14) 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-23選取錐齒輪相適應(yīng)接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.92, KHN2=0.95。 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》取錐齒輪失效率為1%，也確定安全系數(shù)S=1， 再由《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式10-1算出 [σH]1=5

58、58MPa [σH]2=525.5MPa 一般正常情況下取兩者中較小接觸疲勞許用應(yīng)力作為該齒輪副接觸疲勞許用應(yīng)力，所以取[σH]=525.5MPa。 小錐齒輪分度圓直徑確定，最后算出 d?t=106.62mm （2）驗(yàn)算分度圓直徑 計(jì)算前準(zhǔn)備，應(yīng)該對(duì)實(shí)際載荷計(jì)算 圓周速度v驗(yàn)算 dm?=d?t (1-0.5·Φr) =106.62×（1-0.5×0.5） =79.96mm (3-15) v= πdm1n160×1000 =π×79.96×143160×1000 =5.99m/s

59、 (3-16) 計(jì)算當(dāng)量齒輪齒寬系數(shù) b=φR·d ?tu2+12 =0.5×79.96×35182+12 =42.92mm (3-17) φd=bdm? =42.9279.96=0.53 (3-18) 試算實(shí)際載荷系數(shù)KH。 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-2(使用系數(shù)KA)采用使用系數(shù)為KA=1.75。 根據(jù)v=5.99m/s,7級(jí)精度，再由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-8采用動(dòng)載系數(shù)為KV=1.08。 根據(jù)直齒錐齒輪精度較低，可以采用齒間載荷分配系

60、數(shù)為KHα=1。 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4由插值法方法查7級(jí)精度，小齒輪懸臂時(shí)，可以采用齒向載荷分布系數(shù)KHβ=1.203。 所以得到實(shí)際載荷系數(shù)如下 KH=KAKVKHαKHβ =1.75×1.08×1×1.203 =2.27 (3-19) 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式10-12，帶入實(shí)際載荷系數(shù)，并計(jì)算小錐齒分度圓直徑 d?= d?t3KHKHt =106.62×32.271.3 =128.46mm (3-20) 計(jì)算相適應(yīng)小錐齒輪模數(shù) m=

61、d?z ? =128.4618=7.13 (3-21) 3.2.5 根據(jù)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度來設(shè)計(jì)錐形齒輪 (1)根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式10-27計(jì)算模數(shù) mt≥32KFtT?φR(1-0.5φR)2Z?2u2+1×(γFaγsa[σF]) (3-22) 確定公式中參數(shù) 試選KFt=1.3。 根據(jù)公式計(jì)算(γFaγsa[σF])。 根據(jù)分錐角δ?=arctan(1u)=arctan(1835)=27o 側(cè)：δ?=90o-27o=63o 計(jì)算得到當(dāng)量齒數(shù) zv?=z?cosδ? =18co

62、sδ?=20.20 zv?=z?cosδ?=35cosδ?=77.26 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-17（外齒輪齒形系數(shù)）查到齒形系數(shù)γFa1=2.65，γFa2=2.235。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-18（外齒輪應(yīng)力修正系數(shù)）可以采用應(yīng)力系數(shù)γsa ?=1.65, γsa ?=1.662。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-24（齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限）查得到小齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限采用σFE1=500MPa；而大齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限可以采用σFE2=380MPa。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-22（彎曲疲勞壽命系數(shù)）采用彎曲疲勞壽命系數(shù)kFN1=0.82，KFE2=0.85。 采用彎曲疲勞安全系數(shù)S=1

63、.4，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式10-14得 【σF】1=292.9MPa (3-23) 【σF】2=230.7MPa γFa?γsa?[σF]?=2.65×1.65292.9=0.0147 (3-24) γFa?γsa?[σF]? = 2.235×1.662230.7 =0.0174 因?yàn)棣肍a?γsa?[σF]?大于γFa?γsa?[σF]?，所以取較大數(shù) γFaγsa[σF]=γFa2γsa?σF2 = 2.235×1.662230.7 =0.0174 再一次試算模數(shù) mt≥32

64、KFtT?φR(1-0.5φR)2Z?2u2+1×(γFaγsa[σF]) =31.3×151825.640.51-0.5×0.52×182×1.92+1×(γFaγsa[σF]) =2.60 （2）試調(diào)錐形齒輪模數(shù) 試算實(shí)際載荷系數(shù)如下 計(jì)算齒輪圓周速度v d?=m?·z? =2.60×18=46.83mm (3-25) dm?=d?(1-0.5φR) =49.97×(1-0.5×0.5) =35.12mm (3-26) vm=π

65、dm1n160×1000 =π×35.12×143160×1000=2.63m/s (3-27) 齒輪齒寬 b=?R·du2+12 =0.5×46.83×1.92+12 =25.13mm (3-28) 試算實(shí)際載荷系數(shù)KF 根據(jù)v=2.63m/s,7級(jí)精度等級(jí)，再由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.12。 由于直齒錐齒輪精度等級(jí)較低，可以采用齒間載荷分配系數(shù)KFα=1。 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-4用插值法方法得到KHβ=1.30,KFβ=1.3

66、2。 則可以計(jì)算載荷系數(shù) KF=KA Kv KFαKFβ =1.75×1.12×1.1.32=2.58 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》公式10-13，用實(shí)際載荷系數(shù)計(jì)算齒輪模數(shù) m=mt3KFKFT =2.60×32.581.3 =3.26mm (3-29) 一般在機(jī)械設(shè)計(jì)中，正常實(shí)際情況下彎曲強(qiáng)度和載荷能力來決定著齒輪模數(shù)大小，另一方面齒面接觸疲勞強(qiáng)度決定齒輪承載能力和齒輪直徑有關(guān)。綜合以上根據(jù)彎曲強(qiáng)度計(jì)算出來模數(shù)大小為3.26mm，設(shè)計(jì)中標(biāo)準(zhǔn)值取m=3.5mm。正常情況下按齒面接觸疲勞強(qiáng)度來計(jì)算分度圓直徑，再以分度圓直徑值計(jì)算算出小齒輪齒數(shù)和大齒輪齒數(shù)。齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)要求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)度情況下算是符合，所以次齒輪傳動(dòng)在符合范圍內(nèi)。 z?=d1m = 128.463.5 =36.7 一般取整數(shù)，所以z ? =37 則大齒輪z ?=u·z ?=1.9×37=69.7，為了保證齒數(shù)互為質(zhì)數(shù)，所以z ?=69 3.2.6 計(jì)算齒輪幾何尺寸 確定分度圓直徑