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河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
前 言
我國(guó)香蕉重要分布于廣東、廣西、海南、福建、云南、臺(tái)灣等熱帶地區(qū)，2005年總種植面積383.25萬(wàn)畝總產(chǎn)量590.33萬(wàn)噸，分別占世界的7.8%和6.9%，名列世界第4位，在世界香蕉生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位，成為我國(guó)南方地區(qū)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的主要產(chǎn)業(yè)。其中以廣東省面積產(chǎn)量最大，分別為188.7萬(wàn)畝和`國(guó)香蕉生產(chǎn)主要基地。
近年來(lái)，國(guó)產(chǎn)香蕉口感、香味、質(zhì)地等方面不如進(jìn)口香蕉，但國(guó)產(chǎn)香蕉的質(zhì)量有了很大的提高?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)一等品以上的香蕉果品的外觀、色澤、梳形、梳指整齊度與進(jìn)口香蕉相比差別不大，但是一等品以上的香蕉所占總產(chǎn)量的比例尚少，這也說(shuō)明我國(guó)香蕉產(chǎn)業(yè)有著巨大的市場(chǎng)空間和發(fā)展前景。
經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一些蕉農(nóng)重前輕后，后期水、肥不足，保葉較差，留梳較多，果指飽滿度不夠，套袋擴(kuò)果工作跟不上，采收加工處理包裝工作滯后。在采收工作中人挑車?yán)S意堆放，環(huán)節(jié)較多，機(jī)械損傷嚴(yán)重，包裝等加工處理粗放，機(jī)械化、集約化程度不高。還有各種激素施用過(guò)多過(guò)濫，嚴(yán)重破壞香蕉質(zhì)量，造成土紙板硬。還有就是地方組織程度差，龍頭企業(yè)不多，輻射力不強(qiáng)。單獨(dú)、分散經(jīng)營(yíng)與大規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)之間矛盾越來(lái)越凸顯，整體產(chǎn)業(yè)化的程度不高。
目前，大部分的蕉農(nóng)還是運(yùn)用原始的人工方法和工具來(lái)收獲種植香蕉，當(dāng)香蕉收獲以后，香蕉徑桿由人工逐棵砍伐搬運(yùn)出園。即占地、浪費(fèi)勞力，又浪費(fèi)了大量的有機(jī)肥，因?yàn)橄憬督斩捓锔缓罅康挠袡C(jī)質(zhì)氮、磷、鉀和微量元素，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要的有機(jī)肥原料之一，這就需要我們來(lái)開(kāi)發(fā)出一種獨(dú)特的農(nóng)用還田機(jī)械。
研究應(yīng)用香蕉秸桿還田機(jī)械技術(shù)，保護(hù)耕地，增強(qiáng)土壤肥力。香蕉秸桿含有大量的有機(jī)肥料和農(nóng)作物需要的元素。利用香蕉秸稈/根茬還田機(jī)的粉碎還田等綜合處理，一方面有利于微生物的活動(dòng)，經(jīng)過(guò)發(fā)酵，增加土壤肥力，又解決了占地問(wèn)題，減少污染。另一方面，還能耕作土地。提高生產(chǎn)的效率，降低生產(chǎn)的成本，同時(shí)又可縮短休耕期，便于搶種。也可以說(shuō)，香蕉秸稈/根茬還田機(jī)的出現(xiàn)是必然的，也是農(nóng)業(yè)機(jī)械上的一次革命。
第一章 香蕉秸稈/根茬還田機(jī)的功能及特點(diǎn)
§1.1 香蕉秸稈/根茬還田機(jī)的功能介紹
香蕉秸稈/根茬還田機(jī)是功能齊全的香蕉秸稈粉碎還田專用機(jī)械。它不但能夠處理香蕉秸稈的本身，還可以清除地理的根茬。并能夠一次性完成粉碎、除根、還田作業(yè)。經(jīng)過(guò)該還田機(jī)的作業(yè)后，無(wú)須再整理就可以實(shí)施新一輪的種植。因而真正實(shí)現(xiàn)復(fù)式作業(yè)，同傳統(tǒng)的作業(yè)方式相比，可節(jié)省大量的人力物力，具有較高的生產(chǎn)率，可為香蕉種植戶帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益，并且又較好的保護(hù)了環(huán)境。另外本機(jī)具有較好的經(jīng)濟(jì)性，合理的價(jià)格使香蕉種植戶完全能夠接受。在較短的時(shí)間內(nèi)可實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)。獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和完備的工作性能受到蕉農(nóng)的好評(píng)。
§1.2 香蕉秸桿/根茬還田機(jī)的簡(jiǎn)單介紹
香蕉是熱帶及亞熱帶地區(qū)的主要經(jīng)濟(jì)作物之一，在我國(guó)的南方地區(qū)大面積地廣泛種植。作為多年生長(zhǎng)綠草植物，根秸粗大（平均直徑200mm）單生直立（高度越2米）葉寬大、厚而長(zhǎng)，一年收獲一季。為取得較大的收益，近幾年新開(kāi)發(fā)出一年生的香蕉，而且果大、品質(zhì)好，深受用戶的歡迎，但新品種也對(duì)香蕉地耕整提出更高的要求。
以往的香蕉地耕作業(yè)方式是用大中型拖拉機(jī)將秸桿壓倒后把殘株推至地頭堆積，任其自然風(fēng)化，腐爛，腐爛期是一到五年，且占用耕地，根秸用圓盤率犁式重耙多次的破碎，由于重耙破碎效果差，碎塊較大，還田后腐爛期較長(zhǎng)，年復(fù)一年，造成土質(zhì)過(guò)送，不利于香蕉生根，影響其抗風(fēng)雨的能力，最后再犁耕深翻，不僅效率低，而且浪費(fèi)人力、物力和財(cái)力，這種傳統(tǒng)的作業(yè)方式已不能適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)的需要。
根海南市場(chǎng)的調(diào)研，首先確定了與東方紅拖拉機(jī)的配套的復(fù)式作業(yè)機(jī)的方案（香蕉秸桿和根茬一次粉碎還田）并與國(guó)外一些相關(guān)機(jī)具的刀軸和耕機(jī)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，得出以下幾種結(jié)論：50kw(66馬力）拖拉機(jī)動(dòng)力不足，不能同時(shí)完成復(fù)式作業(yè)，只能單一工作，復(fù)式機(jī)具的粉碎效果好，工作效率高，根據(jù)這種情況的總結(jié)，最終確定了大馬力拖拉機(jī)配套使用香蕉秸桿和根茬一次性粉碎還添的設(shè)計(jì)方案，它功能滿足目前香蕉還田的要求，各項(xiàng)要求均達(dá)到國(guó)際要求，符合農(nóng)業(yè)機(jī)械的實(shí)際要求，并能深入農(nóng)心。
§1.3 香蕉秸稈/根茬還田機(jī)的主要參數(shù)
香蕉秸稈／根茬還田機(jī)的主要參數(shù)如表１-１所示。
表１-１ 香蕉秸稈/根茬還田機(jī)的主要性能參數(shù)
規(guī)格
還田機(jī)
配套動(dòng)力/kw
>50
耕深
400
切碎刀軸轉(zhuǎn)速 r/min
810
旋耕刀軸轉(zhuǎn)速r/min
270
生產(chǎn)率
0.4 ～～0.6
與拖拉機(jī)聯(lián)接方式
標(biāo)準(zhǔn)三點(diǎn)式
外形尺寸（長(zhǎng)X寬X高）
2000×1200×900
整機(jī)重量/kg
980
耕幅/mm
1000
§1.4 香蕉秸稈/根茬還田機(jī)的動(dòng)力配置
由于還田機(jī)是復(fù)式作業(yè)，粉碎裝置和除根裝置同時(shí)工作，若選用的拖拉機(jī)功率過(guò)小時(shí)，則只能滿足單功率機(jī)具作業(yè)，若粉碎和除根同時(shí)工作，則動(dòng)力不足，難以起動(dòng)還田機(jī)。因?yàn)橥侠瓩C(jī)后置動(dòng)力輸出分兩部分作用，因此，要求拖拉機(jī)具有良好的動(dòng)力性能。根據(jù)多次試驗(yàn)和對(duì)比使用，最后選擇了東方紅—X824大輪拖，81馬力，后輪驅(qū)動(dòng)，采用東方紅LF80—90拖拉機(jī)成熟技術(shù)，動(dòng)力強(qiáng)勁，性能卓越，造型美觀，可配套犁、耙、旋耕機(jī)、播種機(jī)、收割機(jī)、青貯機(jī)、秸稈還田機(jī)等機(jī)具進(jìn)行各種農(nóng)田作業(yè)，并可用于運(yùn)輸?shù)绕渌鳂I(yè)。其主要技術(shù)參數(shù)如表1-2所示。
表１-２ 東方紅－X824型拖拉機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)：
外型尺寸(mm)
4260 × 2170 × 2785
軸距(mm)
2314
前輪輪距(可調(diào))(mm)
1630-1960
后輪輪距(可調(diào))(mm)
1500-2100
最小離地間隙(mm)
430
最小轉(zhuǎn)向圓半徑(m)
5.3
變速箱擋數(shù) 前進(jìn)/后退
12/4
速度范圍
前進(jìn)(km/h) 1.65-27.2
倒退(km/h) 4.3-12.8
發(fā)動(dòng)機(jī)形式
立式、水冷、四沖程、直噴節(jié)能型柴油機(jī)
發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定功率(kw)
60.5
動(dòng)力輸出軸形式
后置、獨(dú)立式及同步式
發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速(r/min)
2400
動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速(r/min)
720選裝540 1000 540/1000 540/720
§1.4.1 功能簡(jiǎn)介
香蕉秸桿/根茬還田機(jī)是功能齊備的香蕉秸桿粉碎還田的專用農(nóng)業(yè)機(jī)械，它不但能夠處理香蕉秸桿的本身，對(duì)香蕉樹(shù)的根茬也可以同時(shí)進(jìn)行處理，并且可在一臺(tái)機(jī)械上（拖拉機(jī)）實(shí)現(xiàn)還田物直接翻入土中，而后平整土地，工作效率可達(dá)0.3~0.5，經(jīng)過(guò)還田機(jī)作業(yè)后的土地?zé)o須再進(jìn)行整理，即可實(shí)施新一輪的種植。因而真正實(shí)現(xiàn)復(fù)式作業(yè)，同傳統(tǒng)的作業(yè)方式相比，可節(jié)省大量的人力物力和才力，能很好的保護(hù)環(huán)境。另外本機(jī)具有較好的經(jīng)濟(jì)性，合理的價(jià)格使香蕉種植戶完全能夠承受，在較短的時(shí)間內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)。獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和完整的工作性能，深受農(nóng)民的好評(píng)。
§1.4.2 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介
香蕉秸桿/根茬還田機(jī)是拖拉機(jī)后置式農(nóng)具，它從拖拉機(jī)的后動(dòng)力輸出為為動(dòng)力源，采用三點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)懸掛式，整機(jī)由兩大部分組合而成。前部為香蕉秸桿粉碎部分，后部分為除根還田部分，動(dòng)力流分為兩路：一路換向提速供給粉碎刀具800r/min的高速粉碎需要具有良好的平衡性，其一定質(zhì)量的慣性保證了粉碎的穩(wěn)定性和良好的切碎效果，所需起動(dòng)的加速度較大，故需求拖拉機(jī)應(yīng)具有較好的動(dòng)力性能；另一路經(jīng)換向、減速器提供給除根還田裝置，雙輥款到階梯工作裝置，可以有效的保證根茬的清除和良好的動(dòng)力，消耗更為合理。整機(jī)的動(dòng)力輸入端裝有拖拉機(jī)和農(nóng)具的安全保護(hù)裝置，使拖拉機(jī)與農(nóng)具構(gòu)成的整個(gè)系統(tǒng)能在特定的安全工況下工作，并對(duì)意外情況的出現(xiàn)實(shí)施設(shè)備保護(hù)。為了便于地頭調(diào)頭和轉(zhuǎn)場(chǎng)，保證除根的有效性。該機(jī)還設(shè)有液壓動(dòng)力裝置。工作時(shí)液壓系統(tǒng)對(duì)除根裝置產(chǎn)生向下的壓力，以保證除根裝置的入土量，轉(zhuǎn)場(chǎng)即地間調(diào)頭，液壓系統(tǒng)又可方便的將全部的除根裝置提起，巧妙的傳動(dòng)線路的設(shè)計(jì)，保證了耕作轉(zhuǎn)場(chǎng)等期間動(dòng)力流的聯(lián)系不斷性，無(wú)需在次
期間斷開(kāi)拖拉機(jī)的動(dòng)力輸出，方便了操作。香蕉秸稈/根茬還田機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。
粉碎裝置
拖拉機(jī)
萬(wàn)向傳動(dòng)軸
提升油缸
除根還田裝置
圖1-1香蕉秸稈/根茬還田機(jī)
第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)方案
§2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)要求
§2.1.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容
根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，在本次的設(shè)計(jì)的過(guò)程中。整個(gè)還田分為若干部分來(lái)設(shè)計(jì)。分別為主要傳動(dòng)設(shè)計(jì)裝置、粉碎裝置的設(shè)計(jì)、側(cè)傳動(dòng)設(shè)計(jì)、除根裝置設(shè)計(jì)以及總裝設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)由2人共同設(shè)計(jì)完成，每人負(fù)責(zé)一部分裝置的設(shè)計(jì)。最后由總裝人員通過(guò)三點(diǎn)懸掛及提升油卸來(lái)把各部分組裝成功，通過(guò)連軸器和安全離合器把主傳動(dòng)系統(tǒng)和拖拉機(jī)的后置動(dòng)力輸出連接起來(lái)，組成香蕉秸桿一根茬粉碎還田機(jī)的總成。完成香蕉秸稈/根茬還田機(jī)的設(shè)計(jì)。
§2.1.2 課題名稱、設(shè)計(jì)要求：
1：完成主傳動(dòng)系統(tǒng)各零件部件的設(shè)計(jì)；
2：完成主傳動(dòng)系統(tǒng)的總裝配圖（繪制一張0號(hào)圖紙）；
3：完成主傳動(dòng)箱箱體的零件圖（繪制一張１號(hào)圖紙）；
4：完成其他零部件的零件圖（至少繪制六張2號(hào)圖紙）；
5：編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書。
§2.2主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求
主傳動(dòng)系統(tǒng)是整個(gè)還田機(jī)的心臟部分。它既是要給粉碎系統(tǒng)提供動(dòng)力，又要給除根裝置提供動(dòng)力，并且還要接收由拖拉機(jī)傳來(lái)的動(dòng)力，這就要求它有良好的抗沖擊能力，運(yùn)動(dòng)的過(guò)程必須平穩(wěn)，各個(gè)換位裝置之間不干涉，結(jié)合緊簇。由于還田機(jī)要盡可能的減少重量。使它的生產(chǎn)率高，所以主傳動(dòng)系統(tǒng)也應(yīng)更可能的輕便，這樣才能保證它符合農(nóng)用的要求。
為了使還田工作在可靠的情況下，必須做到以下幾點(diǎn)：
1.保證每根傳動(dòng)軸的強(qiáng)度足夠，不會(huì)產(chǎn)生彎曲變形等一系列情況。
2.傳動(dòng)平穩(wěn)，每個(gè)齒輪的齒面間隙，壓力角符合設(shè)計(jì)要求，不會(huì)出現(xiàn)卡死等情況。
3.傳動(dòng)箱體設(shè)計(jì)合理，不會(huì)出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，有能夠換油的放油通道，能夠散發(fā)出熱量，延長(zhǎng)機(jī)器的一次性運(yùn)行時(shí)間。
4.各部分部件應(yīng)設(shè)計(jì)合理，確保能夠生產(chǎn)出來(lái)，最好低成本生產(chǎn)出來(lái)，減少設(shè)計(jì)造價(jià)。
5.達(dá)到設(shè)計(jì)說(shuō)明書的設(shè)計(jì)要求。
6.盡量使用標(biāo)準(zhǔn)的零件，減少設(shè)計(jì)周期，提前完成產(chǎn)品的上市。
第三章 主傳動(dòng)設(shè)計(jì)
§3.1 主傳動(dòng)系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)方案
由于香蕉秸桿/根茬還田機(jī)是農(nóng)用機(jī)械，它工作在重載的情況下，并且有兩次的換向機(jī)構(gòu)，故采用圓錐直齒輪來(lái)傳遞功率，它的傳動(dòng)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)平穩(wěn)，結(jié)構(gòu)牢固可靠。根據(jù)這些要求初步設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如圖3-1所示：
Z1
Z2
豎直傳動(dòng)軸
Z4
Z3
側(cè)傳動(dòng)軸
主傳動(dòng)軸
圖3-1主傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖
據(jù)初步傳動(dòng)方案，分別定義三根傳動(dòng)軸為：主傳動(dòng)軸、齒輪軸、側(cè)傳動(dòng)軸。分別定義兩組轉(zhuǎn)向的齒輪為Z1/Z3和Z3/Z4。其中Z1、Z3是主傳動(dòng)齒輪。由于齒輪與軸之間的連接力較大，用普通的軸難以達(dá)到要求，故選用花鍵來(lái)連接，根據(jù)軸徑的大小和軸承的型號(hào)來(lái)設(shè)計(jì)不同的花鍵號(hào)?；ㄦI的傳遞功率大，傳動(dòng)平穩(wěn)可靠，用在這里是最佳方案。
其中Z1齒面連接的與Z3是反向的，這樣為了安裝的方便把Z1與軸上的螺栓來(lái)連接。這樣就很好解決了軸上難剃花鍵的問(wèn)題，也達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，是很好的方案。
§3.2 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)及計(jì)算
設(shè)計(jì)時(shí)初用拖拉機(jī)的動(dòng)力是東方紅-X824型輪式拖拉機(jī)，它的動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)速為540/1000r/min。由于香蕉秸桿根茬粉碎還田機(jī)工作在重載輸出，中速運(yùn)行的情況下，所以應(yīng)選擇輸出軸的轉(zhuǎn)速為540r/min。初步設(shè)計(jì)還田機(jī)的刀軸的轉(zhuǎn)速為900r/min，除根裝置的轉(zhuǎn)速為180 r/min。
§3.2.1 傳動(dòng)比及齒輪的設(shè)計(jì)：
1.傳動(dòng)比：
由：
==3/5 ==3/1
2.齒輪的設(shè)計(jì)：
根據(jù)傳動(dòng)比和齒輪的工作條件，初步 設(shè)計(jì)齒輪的齒數(shù)分別為
Z=50、Z=30、Z=14、Z=42
設(shè)它的模數(shù)為m=7mm，大端壓力角為標(biāo)準(zhǔn)角20。
已知Z和Z是一對(duì)嚙合的齒輪：
分錐角： =arc tan(Z/ Z)=art tan50/30=59
=90-=90-59=31
當(dāng)m>1mm時(shí), 則齒頂高：
=1，=0.2
故 ha=·m=1×7mm=7mm
齒根高： =（＋）·m=(1+0.2)×7=8.4mm
分度圓直徑：
齒頂高直徑：=
齒根圓直徑：
錐距：
齒根角：
頂錐角：
頂隙 ：
齒寬 ：
根據(jù)上面兩齒輪的傳動(dòng)幾何參數(shù)，我們可以設(shè)計(jì)出這兩個(gè)齒輪的嚙合圖如圖3-2所示：
圖3-2 第一組齒輪嚙合圖
又因?yàn)閆和Z是一對(duì)嚙合齒輪
分錐角：
因?yàn)檫@對(duì)齒輪為標(biāo)準(zhǔn)的圓錐直齒齒輪，且m>1故=1，=2
齒頂高：ha=·m=1×7mm=7mm
齒根高：=（＋）·m=(1+0.2)×7=8.4mm
分度圓直徑：
齒頂圓直徑：=
=
齒根圓直徑：
錐距 ：
齒根角：
頂錐角：
頂隙：
齒寬：
根據(jù)上面兩齒輪的傳動(dòng)幾何參數(shù)，我們可以設(shè)計(jì)出這兩個(gè)齒輪的嚙合圖如圖3-3所示：
圖3-3 第二組齒輪嚙合圖
計(jì)算兩組齒輪的圓周速度：
由公式得：
由機(jī)械手冊(cè)得可知：
農(nóng)業(yè)機(jī)械的精度一般為8~9級(jí)，因?yàn)橐笏鼈鲃?dòng)平穩(wěn)運(yùn)行可靠，故選用8級(jí)精度。
§3.2.2 軸的設(shè)計(jì)
1.傳動(dòng)軸的材料和直徑設(shè)計(jì)
在傳動(dòng)的過(guò)程中，主傳動(dòng)軸直接與拖拉機(jī)的后置輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器和離合器聯(lián)結(jié)在一起的，它承受很高的轉(zhuǎn)矩，故選用的材料較好一點(diǎn)，其它兩傳動(dòng)軸分別選用相對(duì)經(jīng)濟(jì)的材料，故主傳動(dòng)軸選用40Gr，其它兩軸均為45鋼，初步設(shè)計(jì)說(shuō)明拖拉機(jī)的標(biāo)定功率為60.5kw，故軸徑的初步估算公式為：
式（3-1）
A為材料的承載情況，是確定常數(shù)。
故：
根據(jù)功率分配，此軸需用功率很大可取60.5KW進(jìn)行設(shè)計(jì)
根據(jù)功率分配可取
根據(jù)軸的直徑求它的扭矩為：
因?yàn)檩S上裝有齒輪，齒輪與軸之間的扭矩相當(dāng)大，故普通鍵已不能滿足其要求，故本次設(shè)計(jì)中齒輪與軸之間的鍵都采用花鍵連接（除齒輪Z與下傳動(dòng)軸為齒輪軸外）。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)、最小軸徑、機(jī)構(gòu)特點(diǎn)結(jié)合來(lái)選用以下幾種花鍵型號(hào)：主傳動(dòng)軸的最小直徑為36mm，故選花鍵為8×36×40×7（Z×d×D×B）齒數(shù)為8，小徑為36mm，大徑為40mm，齒寬為7mm，倒角為0.3mm，粉碎刀軸的最小直徑為80mm，故選花鍵為；10×82×86×12。
（a）外花鍵 （b）內(nèi)花鍵
圖3-4 內(nèi)、外花鍵圖
2.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：
在本次設(shè)計(jì)中主傳動(dòng)軸安排在箱體的中間位置，因?yàn)樗厦嫜b兩個(gè)齒輪，并且與離合器相連接，故有兩個(gè)花鍵及一個(gè)軸有連接。為了使箱體的優(yōu)化加工，應(yīng)選大小兩個(gè)外徑一樣大的同型號(hào)軸承，齒輪1左邊用套筒來(lái)定位，右邊用軸肩定位，兩軸承分別以軸肩和套筒定位，采用過(guò)渡配合或過(guò)盈配合裝入，右邊齒輪z3的左邊與軸承套筒相連，右邊通過(guò)調(diào)速螺母和墊片來(lái)調(diào)節(jié)。
Ⅰ段即為與離合器相連接部分，它是由所造花鍵來(lái)確定的，初步設(shè)定長(zhǎng)度為73，它的直徑為花鍵大徑d1＝50mm。
Ⅱ段直徑d2＝50（由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查齒輪倒角c1=2.5-3.5mm，由此段安裝入軸承，故取c=3.5,d2=d1+2c=50+3.5*2=57mm），亦符合氈圈離封標(biāo)準(zhǔn)軸徑，也符合軸承內(nèi)徑要求。
初選30210系列圓錐滾子軸承，其內(nèi)徑為50mm。
Ⅲ段安裝齒輪１，根據(jù)齒輪的設(shè)計(jì)，這段軸為階梯軸，大徑為140mm，第二階為76mm，初步設(shè)計(jì)這段長(zhǎng)度為60mm。
Ⅳ段為傳動(dòng)部分，是主傳動(dòng)軸最長(zhǎng)的部分，這段主要是為了齒輪2和齒輪3的空間而留，為了軸的加工方便，設(shè)計(jì)這段軸的直徑為40mm，這段長(zhǎng)度為220mm。
Ⅴ段為軸肩，其直徑為48mm。
Ⅵ段為安裝齒輪3，為了在加工的過(guò)程中減小挽刀的次數(shù)，故在符合軸的強(qiáng)度及抗扭強(qiáng)度上，采用與離合器相同的外花鍵，故這段軸的長(zhǎng)度為50mm，最大直徑為50mm。
Ⅶ段為安裝軸承，初步定軸承的型號(hào)為30210系列軸承，它的內(nèi)徑為50mm。
Ⅷ段為螺紋結(jié)構(gòu)，它是用來(lái)調(diào)整齒輪３位置并鎖緊軸承２防止其軸向跳動(dòng)，它的長(zhǎng)度為17mm。
軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)草圖如圖3-5所示。
圖3-5 主動(dòng)軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
根據(jù)這種設(shè)計(jì)方法，齒輪軸的初步設(shè)計(jì)見(jiàn)圖3-6所示：
圖3- 6齒輪軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
§3.3 軸承的選擇
§3.3.1滾動(dòng)軸承的工作特性
1．負(fù)荷能力
滾動(dòng)軸承的負(fù)荷能力與軸承類型和尺寸有關(guān)。相同外形尺寸下，滾子軸承的負(fù)荷能力為球軸承的1.5～3倍。滾動(dòng)軸承的選用，即應(yīng)該滿足外載荷的要求，又應(yīng)該盡量發(fā)揮軸承本身的負(fù)荷能力。
2．速度特性
滾動(dòng)軸承的工作轉(zhuǎn)速上升到一定限度后，滾動(dòng)體和保持架的慣性力，以及極小的形狀偏差，不僅導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)狀態(tài)惡化，而且造成摩擦面間溫度升高和潤(rùn)滑劑的性能變化，從而導(dǎo)致滾動(dòng)體回火或軸承元件的膠合失效。在一定負(fù)荷和潤(rùn)滑條件下，滾動(dòng)軸承所能允許的最高轉(zhuǎn)速稱之為極限轉(zhuǎn)速。它與軸承類型、尺寸、精度、油隙、保持架的材料和結(jié)構(gòu)、潤(rùn)滑方式、潤(rùn)滑劑的性能和用量、負(fù)荷的大小和方向以及散熱條件等因素有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，圓錐滾子軸承具有較高的極限轉(zhuǎn)速。
§3.3.2滾動(dòng)軸承類型選擇原則
1．軸轉(zhuǎn)速較高，負(fù)荷不大，而旋轉(zhuǎn)精度要求較高時(shí)，宜用球軸承，如：6000型。
2．轉(zhuǎn)速較低負(fù)荷較大或沖擊負(fù)荷時(shí)，宜采用滾子軸承，如：2000型，3000型。
3．支點(diǎn)跨距大，軸的變形大或多支點(diǎn)軸，宜采用調(diào)心軸承，如：1000型、3000型、69000型。
根據(jù)以上原則及分析，類比三門峽通用機(jī)械廠的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，選用30000型圓錐滾子軸承，其受力及壽命均能滿足設(shè)計(jì)要求。軸承如圖3-7所示：
圖3-7 圓錐滾子軸承
第四章：秸稈粉碎還田機(jī)刀具的研究
§4.1 秸稈粉碎還田機(jī)刀具布置的研究
秸稈粉碎還田機(jī)刀輥（包裹刀軸、刀具及附件）的振動(dòng)危害性非常大，不但影響粉碎性能，而且對(duì)整機(jī)也有極大的破壞性。例如：懸掛架、機(jī)罩開(kāi)焊開(kāi)裂，膠帶（或鏈條）拉斷或磨損失效等等。影響機(jī)具振動(dòng)的因素很多，如刀輥、傳動(dòng)系、工況等。其中刀具布置的合理性是影響機(jī)具振動(dòng)的重要因素。因此，本文對(duì)刀具布置加以研究，以使刀輥的振動(dòng)減至最小。
§4.1.1刀輥振動(dòng)分析
空載情況下刀輥高速旋轉(zhuǎn)，受力比較復(fù)雜，可以從靜態(tài)分量和動(dòng)態(tài)分量?jī)煞矫鎭?lái)考慮。其中，靜態(tài)分量包括刀輥?zhàn)灾?、軸承支力、傳動(dòng)扭矩等；動(dòng)態(tài)分量則指刀輥、刀具及其附件由于旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力，現(xiàn)有機(jī)器一般具有以下特點(diǎn)：刀軸近似為勻質(zhì)回轉(zhuǎn)件，刀具軸向間距相等，刀具周向間距角度相等。這些特點(diǎn)可保證到輥?zhàn)灾丶捌渥饔命c(diǎn)在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中是變動(dòng)的，實(shí)質(zhì)上，刀輥正是通過(guò)軸承支力使整機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)。假如能夠保證動(dòng)態(tài)分量平衡，軸承支力可視為不變量。這樣，刀輥?zhàn)灾?、軸承支力、傳動(dòng)扭矩3個(gè)靜態(tài)分量就在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中達(dá)到了平衡。刀軸一般可以認(rèn)為是勻質(zhì)回轉(zhuǎn)件，它的離心力可視為零。因此，減振的關(guān)鍵在于使刀具及其附件的離心力保持平衡。
§4.1.2“均力免振假設(shè)”的提出
秸稈還田機(jī)的轉(zhuǎn)速一般都比較高，由于刀輥不平衡，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的狀況下，會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)。在刀軸上合理排列刀片是減振的重要措施。目前掌握的國(guó)內(nèi)外有關(guān)這方面的資料甚少，我們?cè)诜治鼋斩掃€田機(jī)刀片排列以及與之類似的還田機(jī)彎刀排列，錘片式粉碎機(jī)錘片排列基礎(chǔ)上，歸納出一些秸稈還田機(jī)刀片排列必須遵循的原則以及不是必須滿足但對(duì)秸稈還田機(jī)工作防振等有利用的原則：
（1）空載旋轉(zhuǎn)時(shí)刀軸受力均勻，刀片產(chǎn)生的離心力的合力為零，即徑向受力必須平衡。
（2）軸向相鄰刀片間距以不產(chǎn)生實(shí)際漏切割帶為原則。
（3）軸向相鄰兩刀片徑向夾角要盡量大。
（4）相繼打擊秸稈的刀片的軸向距離越大越好，以免干擾和堵塞。
（5）所有刀片沿刀軸周向盡量呈等角分布，以使工作平衡，刀軸負(fù)荷均勻。
（6）盡量每次一組刀片打擊秸稈。
（7）制造及裝配要方便。
（8）功率消耗盡量小。
根據(jù)這些原則，我們進(jìn)一步提出假設(shè)：某一種刀片排列方式能滿足刀片在刀輥軸向上等間分布，而在刀軸周向上等角度分布，并且滿足刀輥空載時(shí)受力均勻，徑向平衡的基本條件，那么它就是能達(dá)到減振要求的優(yōu)先排列。
§4.2刀具設(shè)計(jì)及選擇
§4.2.1 刀具結(jié)構(gòu)形式選擇
現(xiàn)在常見(jiàn)的甩刀有以下幾種：直刀型、L型刀、錘爪型、T型刀等。
1．L型及其改進(jìn)型
玉米、高梁等高桿作物，由于秸稈較粗而脆、剛度較好，所以此類秸稈的粉碎多以打擊粉碎為主，切割為輔，因而對(duì)刃口的鋒利程度要求不高，而且都是單支撐切割，刀片形狀為L(zhǎng)型，如圖4—1所示。它的工作過(guò)程是高速旋轉(zhuǎn)的刀片打擊秸稈，從而達(dá)到粉碎目的。理論上L改進(jìn)型刀片要比L型刀片粉碎秸稈所需的功耗小30%～40%。因?yàn)長(zhǎng)型改進(jìn)刀片切割秸稈是斜切，即刀片與秸稈纖維成一定斜角；而L型刀片切割秸稈是橫斷切，即刀片垂直秸稈纖維。實(shí)際上秸稈粉碎還有打擊的因素?fù)诫s其中，但綜合作用的結(jié)果仍然是L改進(jìn)型刀片功效好。其次，刀片在工作過(guò)程中又不是不可避免地要打土。在同等入土深度的情況下，L改進(jìn)型刀片接觸土的總長(zhǎng)度要比L型短，這樣，L改進(jìn)型刀片也要比L型省力，所以目前大多數(shù)用于玉米、高梁等高稈作物秸稈還田機(jī)的刀片都采用L改進(jìn)型。目前，此類型刀片已形成標(biāo)準(zhǔn)，代號(hào)為 ZB B93008—88。
其中L改進(jìn)型刀片幾何參數(shù)見(jiàn)圖4—1（b）（40位單面刃口刀片的寬度）。
（a） L型橫斷切 （b） L改進(jìn)型，斜切
圖4—1 L型及其改進(jìn)型
2．T型刀片
T型刀片的特點(diǎn)是既有橫向切割，又有縱向切割，即在切割的同時(shí)還通過(guò)刀柄的刃部將秸稈打裂。由于它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜所以較多的用于立式摘?jiǎng)儥C(jī)的還田機(jī)上。
3．爪型刀片
爪型刀片又稱錘爪式刀片，如圖4—2示，它的主要工作原理是利用高速旋轉(zhuǎn)的錘爪來(lái)?yè)v碎、撕剪秸稈。由于錘爪質(zhì)量較大，且其重心靠外，旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大，粉碎效果較好。錘爪一般采用高強(qiáng)度耐磨鑄鋼，強(qiáng)度大耐磨損。由于它旋轉(zhuǎn)時(shí)的能量出貯存大，常用于大中型秸稈還田機(jī)上。河北石家莊農(nóng)機(jī)廠生產(chǎn)的4Q系列秸稈粉碎還田機(jī)就是使用的這種。
圖4—2 錘爪刀片
4.直刀片
對(duì)于香蕉秸稈還田，由于香蕉秸稈比較脆，所以香蕉秸稈的粉碎主要以打擊為主，切斷為輔。因此，香蕉秸稈還田機(jī)以直刀片形式為最好。直刀片如圖4-3所示：
圖4—3 直刀片
實(shí)驗(yàn)結(jié)果及設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，此秸稈還田機(jī)是與東方紅X-824型拖拉機(jī)配套使用的，且直刀片適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)香蕉秸稈具有較好的粉碎性能。所以選用直刀片。根據(jù)動(dòng)力學(xué)原理，甩刀的能量T為：
式（4-1）
式中 J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，
m為錘爪質(zhì)量，kg；
為轉(zhuǎn)動(dòng)物體的慣性半徑
為軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度
v為刀片末端線速度
從式中可以看出，在一定的前提下，適當(dāng)增大甩刀的慣性半徑，即增加轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，就可提高甩刀的打擊能量，提高粉碎質(zhì)量。
§4.2.2 刀片的選材及熱處理
由于秸稈還田機(jī)刀片經(jīng)常與泥土、秸稈等摩擦，工作條件極為惡劣，所以要求選材要好，要有較強(qiáng)的耐磨性和較高的抗沖擊韌性，通過(guò)比較不同材料的十幾種熱處理工藝的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最終篩選出兩種材料的熱處理工藝，即65Mn合金鋼等溫處理工藝和28SiMnB合金鋼強(qiáng)熱化處理工藝，經(jīng)過(guò)這兩種工藝處理后，材料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)明顯提高。
1．65Mn合金鋼等溫處理工藝
將加工好的刀片加熱到830～840保溫10分鐘后，爐內(nèi)冷卻到250～260時(shí)，保溫30分鐘正火，然后250～260回火2小時(shí)。
2．28SiMnB強(qiáng)熱化處理工藝
將刀片加熱到880～900保溫10分鐘，然后用10%的水溶液淬火，最后
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在180～200回火2小時(shí)。除此之外，也可采用單面氧炔噴焊工藝，這種工藝加工出的刀片還具有自磨銳性能。
根據(jù)這兩種材料對(duì)比，刀片材料選用65Mn。
§4.2.3刀片合理密度及最佳排列方式
1．刀片合理密度
通過(guò)實(shí)驗(yàn)可知，對(duì)秸稈還田機(jī)，并非刀片數(shù)目越多，粉碎質(zhì)量越好。刀片的數(shù)量有一個(gè)最佳值，過(guò)多或過(guò)少都會(huì)使粉碎質(zhì)量下降。刀片數(shù)目過(guò)少，秸稈沒(méi)有被充分的切割打擊，而是粉碎出的物料塊大稈長(zhǎng)；刀片數(shù)目過(guò)多，一方面空載功耗大，另一方面，過(guò)多的刀片使被粉碎的物料難以很快排出粉碎室，已造成局部暫時(shí)堵塞而影響粉碎。刀片數(shù)量的最佳值一般由刀片的密度來(lái)確定：
刀片密度 C 式（4-2）
式中 N—刀片總數(shù)，片；
L—刀片在主軸上分布的長(zhǎng)度，mm;
對(duì)于直刀片型，刀片密度取的大些，一般取C=0.05～0.07片/mm，對(duì)于L型及L改進(jìn)型一般取C=0.02～0.04片/mm，而對(duì)于T型刀片，C值較小，取C=0.01片/mm，直刀片為12mm/片。
2．刀片的末端線速度及動(dòng)能
由公式可以看出，刀片速度的大小直接影響到片動(dòng)能的大小，也就直接關(guān)系到粉碎的質(zhì)量。一般刀片的末端線速度為30～50m/s，粉碎香蕉秸稈刀片速度可適當(dāng)高些，速度提高了，刀片的動(dòng)能就增大，粉碎質(zhì)量也會(huì)更好。
3．刀片的排列方式
刀片的排列方式對(duì)于秸稈還田至關(guān)重要，合理的排列方式不僅能使還田機(jī)粉碎質(zhì)量提高，而且還可以使還田機(jī)平衡性能好，減輕還田機(jī)的震動(dòng)。這一點(diǎn)對(duì)于拖拉機(jī)來(lái)講也非常重要，還田機(jī)的震動(dòng)解決不好，不僅機(jī)具本身被震壞，對(duì)拖拉機(jī)的壽命影響也很大。目前大多數(shù)秸稈還田機(jī)采用加配重的方法解決震動(dòng)問(wèn)題，這樣做不僅制造繁瑣，而且配重加入后不同程度地影響粉碎質(zhì)量。因此探討免震的刀片排列方式尤為重要。
甩刀的排列方式有單螺旋線排列、雙螺旋線排列、星形排列、對(duì)稱排列幾種。不管那種排列均應(yīng)滿足：
（1） 刀軸受力均勻，徑向受力平衡。
（2） 相鄰兩刀片徑向夾角要大。
單雙螺旋線排列有一個(gè)共同的弊病，即在粉碎過(guò)程中，秸稈側(cè)向移動(dòng)
現(xiàn)象嚴(yán)重，使還田機(jī)有“一頭沉”現(xiàn)象。
根據(jù)所要切割秸稈的長(zhǎng)度要求，綜合以上布置原則，參考三門峽通用機(jī)械廠的產(chǎn)品，且考慮到刀具平衡問(wèn)題，并且參考農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)中旋耕機(jī)刀具布置結(jié)構(gòu)和李慶軍等的“秸稈還田機(jī)具布置的研究”，確立使用對(duì)稱排列的排刀方式，在刀柄的兩端各裝一個(gè)直刀片，結(jié)構(gòu)如圖4-5所示：
圖4-5 粉碎裝置
第五章 其它零件的設(shè)計(jì)及注意
§5.1其它零件設(shè)計(jì)
在本次的設(shè)計(jì)中，主傳動(dòng)箱體是用在農(nóng)業(yè)用途上，當(dāng)傳動(dòng)軸在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，一些樹(shù)枝及土塊飛濺上運(yùn)轉(zhuǎn)的軸時(shí)，將會(huì)使它們以更快的速度飛濺出去，容易造成人身的傷害，一些柔性物質(zhì)繞在運(yùn)轉(zhuǎn)的軸上，容易造成一些零件的損壞。故需要軸筒把這些旋轉(zhuǎn)的軸保護(hù)起來(lái)，使它不能被別的東西毀壞，也不致傷到別人。
本次設(shè)計(jì)中用到兩個(gè)軸筒，它們分別是側(cè)傳動(dòng)軸上的側(cè)軸筒和粉碎刀軸上的下軸筒。
密封法蘭盤：密封法蘭盤是可防止油流經(jīng)軸承流到地面污染土地，密封法蘭盤上裝有密封圈，它與下軸筒相聯(lián)結(jié)使刀軸從法蘭盤中伸出。其結(jié)構(gòu)圖5-1如下：
圖5-1 密封法蘭盤圖
§5.2 設(shè)計(jì)箱體時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題
設(shè)計(jì)箱體時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：
機(jī)體要有足夠的剛度，機(jī)體剛度不夠，會(huì)在加工和工作的過(guò)程中產(chǎn)生不容許的變形，引起軸承座孔中心線歪斜，在傳動(dòng)這產(chǎn)生偏載，影響減速器的正常工作。因此要在設(shè)計(jì)機(jī)制是，首先保證軸承座的剛度，為此應(yīng)使軸承有足夠的壁厚，并在軸承座的附近加支撐肋。
應(yīng)在考慮便于機(jī)體加工零件的潤(rùn)滑，密封的散熱，對(duì)大多數(shù)的減速器由于傳動(dòng)件的圓周速度V小于等于12米每秒，故常用鋟油潤(rùn)滑，因此機(jī)體內(nèi)需要有足夠的潤(rùn)滑油用以潤(rùn)滑和散熱。同時(shí)為了避免油攪動(dòng)是沉渣泛起，齒輪頂?shù)接统氐酌娴木嚯x不應(yīng)小于30—50mm。
機(jī)體結(jié)構(gòu)要有良好的工藝性，機(jī)體結(jié)構(gòu)工藝性的好壞，對(duì)提高加工精度和裝配質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率以及便于檢修、維護(hù)等方面有直接的影響。故應(yīng)特別注意，在設(shè)計(jì)鑄造機(jī)體時(shí)，應(yīng)該考慮到鑄造工藝的特點(diǎn)，力求形狀簡(jiǎn)單、壁厚均勻、過(guò)度平緩，金屬不要局部積聚。還應(yīng)該機(jī)體外形簡(jiǎn)單，校核方便，盡量避免出現(xiàn)狹縫，否則沙型強(qiáng)度不夠，在取模和澆注形成廢品。
機(jī)體加工要求在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能減少機(jī)械加工面積以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，并減少刀具磨損，為了保證加工精度并縮短加工工時(shí)，應(yīng)盡可能減少在機(jī)械加工時(shí)工件和刀具的調(diào)整次數(shù)，其中與螺栓頭部或螺母接觸的支承面，應(yīng)進(jìn)行機(jī)械加工，這樣可以保證機(jī)體安裝的平穩(wěn)性。
主傳動(dòng)箱體的設(shè)計(jì)圖見(jiàn)圖紙（１號(hào)零件圖）
在本次的設(shè)計(jì)中，由于是選用直齒圓錐齒輪，這樣軸承它受兩種不同的力，一種是軸向力，一種是徑向力，這樣深溝球軸承就滿足不了要求，故選擇圓錐滾子軸承，這種軸承既可以承受軸向力作用，同時(shí)也可以承受徑向力作用。
本次設(shè)計(jì)中共選擇了３對(duì)不同的軸承，其中也有一個(gè)深溝球軸承，代號(hào)為6309系列，圓錐滾子軸承有30010，30011，30012三個(gè)不同系列的軸承。
§5.3附屬零件的選用
1.放油螺塞
減速器底一般都有放油螺塞，在本次的設(shè)計(jì)中也不例外，它也有放油螺塞．它用來(lái)排出污油，注油前用螺塞封住螺紋孔，防止油流出來(lái)。
2.通氣孔
減速器運(yùn)行時(shí)，由于摩擦發(fā)熱，使機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，導(dǎo)致潤(rùn)滑油從縫隙（如剖面軸深出間隙）向外滲漏。所以多在機(jī)蓋頂部或窺視孔蓋上安裝通氣孔，使體內(nèi)熱漲氣體自由逸出，達(dá)到機(jī)體內(nèi)外氣壓相等，提高機(jī)體有縫隙出的密封性能。
3.調(diào)整墊片
調(diào)整墊片由多片很薄的軟金屬制成，用以調(diào)整軸承間隙，有的墊片還要起填整傳動(dòng)零件（如蝸輪 圓錐 齒輪等，本次設(shè)計(jì)中調(diào)整圓錐齒輪）軸向位置的作用。
4.密封裝置
在伸出軸與可通端蓋之間有間隙，必須安裝密封件，以防止漏油和污物進(jìn)入機(jī)體內(nèi)，造成不必要的影響。密封件多為標(biāo)準(zhǔn)件，其密封效果相差很大，應(yīng)根據(jù)具體情況的不同而選用不同的密封件。
5.軸承端蓋結(jié)構(gòu)
軸承端蓋用以固定軸承及調(diào)整軸承間隙并承受軸承向力，軸承端蓋有嵌入式和凸緣式兩種。本次設(shè)計(jì)中運(yùn)用的就是凸緣式軸承端蓋。
凸緣式軸承端蓋調(diào)整軸承間隙比較方便，密封性能也好，所以用的較多．這種端蓋多用鑄鐵鑄造，所以要很好考慮鑄造工藝。例如在設(shè)計(jì)穿通式軸承端蓋時(shí)，由于裝置密封件需要較大的端蓋厚度，這時(shí)應(yīng)考慮鑄造工藝，盡量使整個(gè)端蓋厚度均勻，當(dāng)軸承端蓋的寬度較大時(shí)，為了減少加工量，可在端部鑄出一段較小的直徑Ｄ，但必須保留有足夠的長(zhǎng)度Ｌ，否則擰緊螺釘時(shí)容易使端蓋傾斜，以致軸承受力不均，可取L＝0.15D。
6.軸承的潤(rùn)滑與密封
根據(jù)軸徑的速度，軸承可以用潤(rùn)滑脂和潤(rùn)滑油潤(rùn)滑，當(dāng)浸油齒輪圓周速度小于2m/s時(shí)，宜用潤(rùn)滑脂來(lái)潤(rùn)滑，當(dāng)浸油齒輪圓周速度大于２m/s時(shí)，可采用機(jī)體內(nèi)的油液的飛濺來(lái)直接潤(rùn)滑軸承式引導(dǎo)飛濺在機(jī)體內(nèi)壁上的油溝經(jīng)流通道流到軸承面上進(jìn)行潤(rùn)滑．如采用脂潤(rùn)滑時(shí)應(yīng)在軸承旁加擋油板，在本次設(shè)計(jì)中，均采用潤(rùn)滑油來(lái)潤(rùn)滑。
當(dāng)軸承旁是斜齒輪時(shí)，而且斜齒輪直徑小于軸承外徑時(shí)，由于斜齒有沿齒輪軸向派油作用，使過(guò)多的潤(rùn)滑油件沖向軸承，尤其在高速時(shí)更為嚴(yán)重，增加軸承阻力，還有齒輪嚙合時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些細(xì)小的金屬粒掉入軸承，造成軸承運(yùn)動(dòng)的不暢，影響它的運(yùn)行及使用壽命，所以應(yīng)在軸承旁裝置擋油板，擋油板可可用薄鋼沖壓式用圓鋼車制，也可以用鑄造成型。
7.減速器箱體的設(shè)計(jì)
主傳動(dòng)箱體是用以支承和固定軸系零件并保證傳動(dòng)件嚙合精度和良好的潤(rùn)滑及軸系可靠密封的重要零件，其重量占整個(gè)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的總重量的3%－5%。因此，設(shè)計(jì)機(jī)箱體結(jié)構(gòu)時(shí)必須綜合考慮傳動(dòng)質(zhì)量，加工的工藝及成本等一系列的問(wèn)題。
主傳動(dòng)箱體可以是鑄造的，也可以是焊接的，本次設(shè)計(jì)要求機(jī)體采用HT200鑄造制成。鑄鐵是具有較好的吸振性，容易切削且承受性能良好，但它的缺點(diǎn)是重量較大，但仍廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)中。
變速器的機(jī)體可以采用部分式或整體式結(jié)構(gòu)，剖分式被廣泛采用，但本次設(shè)計(jì)的機(jī)體是采用整體式，它的優(yōu)點(diǎn)是提高了孔的加工精度，減少了零件數(shù)量，但裝配較復(fù)雜，裝配精度高。
第六章 安裝調(diào)試與使用維護(hù)
§6.1零件安裝
§6.1.1輥?zhàn)优c刀盤的安裝
因?yàn)檩佔(zhàn)优c刀盤不經(jīng)常拆卸安裝,把輥?zhàn)雍偷侗P的聯(lián)接采用焊接。焊接就是通過(guò)加熱或加壓或兩者并用,采用填充材料使連接件達(dá)到原子結(jié)合的加工方法。其實(shí)質(zhì)就是使被焊接金屬的原子之間相互擴(kuò)散,相互結(jié)合,并形成整體。它屬于永久性連接金屬的工藝方法,其具有其他連接方法所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)：
(1) 節(jié)省材料和工時(shí),減輕結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。
(2) 焊接接頭的致密性好,可以制造密封容器。
(3) 生產(chǎn)率高,便于機(jī)械化自動(dòng)化生產(chǎn)。
但是由于焊接過(guò)程中局部加熱或冷卻,容易產(chǎn)生焊接應(yīng)力、變形及焊縫等缺陷，并且有些金屬的焊接要求比較復(fù)雜的工藝措施才能保證焊接質(zhì)量。
§6.1.2焊接性
在焊接中常用的材料是鋼材，實(shí)踐證明鋼的碳含量越高焊接性越差，當(dāng)Wce<0.4% 時(shí),鋼的焊接性較好，當(dāng)Ｗce=(0.4%-0.6%)時(shí)，鋼的焊接性一般，當(dāng)Wce>0.6%時(shí),鋼的焊接性差。
根據(jù)鋼材的這種焊接特性，本次設(shè)計(jì)中錕子和刀盤的材料都是根據(jù)這種特性來(lái)選擇的,錕子材料是35號(hào)鋼,刀盤材料是45號(hào)鋼,兩者能夠進(jìn)行良好的焊接。
§6.2 刀盤與刀具的安裝
1．刀具在長(zhǎng)時(shí)間使用后,會(huì)磨損和損壞,要不斷地把這些損壞的刀具拆卸下來(lái),換裝新刀，由此,在此設(shè)計(jì)中,刀具和刀盤的聯(lián)結(jié)采用螺栓連接,能夠滿足這種工作要求。但是刀具在工作時(shí),會(huì)對(duì)螺栓產(chǎn)生很大的剪切力,按照傳統(tǒng)的方法是直接選用標(biāo)準(zhǔn)件,以節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間,在此次設(shè)計(jì)中,不能采用標(biāo)準(zhǔn)件螺栓,需要根據(jù)這種工作特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)出合適的螺栓。
這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)是能夠避免刀具在工作中和螺栓產(chǎn)生很大的剪切力,把螺紋損壞.因此,用此軸連接可避免這種情況。
2．螺栓材料選擇:
螺栓在工作中要受到剪切力,并不承受拉力和應(yīng)力,因此,選用25鋼來(lái)加工螺栓。
§6.3 秸稈還田機(jī)的正確使用及注意事項(xiàng)
§6.3.1作業(yè)前的準(zhǔn)備:
1. 認(rèn)真閱讀使用說(shuō)明書,熟悉秸稈還田機(jī)的技術(shù)性能及安全操作要領(lǐng)。
2. 檢查萬(wàn)向節(jié)安裝的正確性!萬(wàn)向節(jié)若安裝錯(cuò)誤,則會(huì)產(chǎn)生響聲,加劇還田機(jī)的震動(dòng),并引起機(jī)件損壞。
3. 檢查各部件固定是否牢靠,各轉(zhuǎn)動(dòng)部件是否靈活,有無(wú)碰撞現(xiàn)象,齒輪箱機(jī)油是否達(dá)到標(biāo)定油位,各軸承部位是否注足黃油。
4. 檢查并調(diào)整還田機(jī)橫向,縱向水平程度和留茬高度。
5. 檢查地輪的調(diào)整是否與土壤干濕度,堅(jiān)定度,作物種植形式及地表平整狀況相適宜。
6. 檢查三角皮帶的松架度,用手力壓,帶體下沉5mm為宜,在作業(yè)中應(yīng)隨時(shí)檢查,以免降低刀軸轉(zhuǎn)速,影響粉碎質(zhì)量和加劇三角帶的磨損。
7. 檢查完畢后(機(jī)后嚴(yán)禁站人),應(yīng)進(jìn)行空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)5-10min,檢查有無(wú)異?，F(xiàn)象,如強(qiáng)烈震動(dòng),摩擦,碰撞等,確定各部件運(yùn)轉(zhuǎn)正常后方可準(zhǔn)備作業(yè)。
8. 察看待作業(yè)地塊有無(wú)障礙物,如石塊,樹(shù)根等,對(duì)不能移動(dòng)的障礙物應(yīng)設(shè)明顯標(biāo)志,對(duì)堆放的作物秸桿應(yīng)均勻散開(kāi)!以保證作業(yè)質(zhì)量。
§6.3.2作業(yè)操作
1. 作業(yè)前,應(yīng)先將還田機(jī)提升到直刀片離地20-25cm高度.接合動(dòng)力輸出軸,轉(zhuǎn)動(dòng)1-2min掛上作業(yè)檔,緩慢放松離合器踏板,同時(shí)操作液壓升降調(diào)節(jié)手柄;使還田機(jī)逐步降至所需要的留茬高度,隨之加大油門投入正常作業(yè)。
2. 作業(yè)時(shí),禁止直刀片甩入土作業(yè),防止無(wú)限增加扭矩而引起機(jī)具損壞;作業(yè)時(shí)應(yīng)及時(shí)清除纏草;避開(kāi)土埂及其它障礙物;地頭應(yīng)留有3-5m機(jī)組回轉(zhuǎn)地帶。
3. 作業(yè)轉(zhuǎn)彎或倒退時(shí)應(yīng)先提升機(jī)具,提升位置不應(yīng)過(guò)高,以免萬(wàn)向節(jié)傾角過(guò)大造成機(jī)件損壞,轉(zhuǎn)彎或倒退后方可降落工作,轉(zhuǎn)移地塊或路上行走時(shí)必須切斷拖拉機(jī)后輸出動(dòng)力。
4. 作業(yè)時(shí)若聽(tīng)到有異常響聲,應(yīng)立即停車檢查,排除故障后方可繼續(xù)作業(yè)。
§6.3.3注意事項(xiàng)
1. 還田機(jī)作業(yè)時(shí)刀具禁止打土。
2. 每班作業(yè)前必須檢查各連接螺栓,螺母和刀具銷軸連接是否牢固。
3. 還田機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)后嚴(yán)禁站人或跟蹤。
4. 禁止帶負(fù)荷轉(zhuǎn)彎或倒退。
5. 還田機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)嚴(yán)禁檢查,保養(yǎng)和排除故障。
6. 還田機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)嚴(yán)禁猛提猛放升降裝置。
§6.4 還田機(jī)故障與排除方法
還田機(jī)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的機(jī)具之一,為使機(jī)手在使用中正確維護(hù)并能解決常見(jiàn)的故障,提高作業(yè)質(zhì)量,以下介紹部分常見(jiàn)故障及其排除方法。
1. 刀片斷裂和變形
(1) 原因 刀片質(zhì)量差、過(guò)硬易斷、過(guò)軟則易彎曲;機(jī)具落地太快,與起步結(jié)合動(dòng)力不協(xié)調(diào)。
(2) 排除和預(yù)防的措施 選擇專業(yè)廠家生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,先起步,再結(jié)合動(dòng)力輸出軸,最后再緩慢落下還田機(jī),使其在前進(jìn)中逐漸入土。
2. 傳動(dòng)系統(tǒng)損壞
(1) 原因 機(jī)手操作不當(dāng)、萬(wàn)向節(jié)選擇錯(cuò)誤、機(jī)具的安裝不當(dāng)、作業(yè)前后沒(méi)及時(shí)保養(yǎng)機(jī)具、地頭轉(zhuǎn)彎時(shí)、農(nóng)具提升過(guò)晚。
(2) 排除和預(yù)防的方法 嚴(yán)格按前述正確的方法入土落機(jī),使傳動(dòng)系統(tǒng)受力均勻;萬(wàn)向節(jié)方軸和軸套的選擇要適于作業(yè)機(jī)的型號(hào),不可與其他機(jī)型的方軸和軸套混用；安裝萬(wàn)向節(jié)時(shí)要注意萬(wàn)向節(jié)的夾叉開(kāi)口要在同一個(gè)水平面內(nèi),保證刀軸旋轉(zhuǎn)均勻；嚴(yán)格按說(shuō)明書要求潤(rùn)滑保養(yǎng)機(jī)具,防止出現(xiàn)干磨；農(nóng)具提升高度不宜過(guò)高,刀齒離地20cm以下,傳動(dòng)軸的傾角不超過(guò)30°；轉(zhuǎn)彎時(shí)，必須先提起農(nóng)具然后轉(zhuǎn)彎，不得先轉(zhuǎn)彎后提農(nóng)具，也不得邊轉(zhuǎn)彎邊提農(nóng)具。
3．超負(fù)荷
(1)原因 耕深過(guò)大，刀刃方向裝反、前進(jìn)速度過(guò)快、萬(wàn)向節(jié)安裝不當(dāng)、阻力增大。
(2)排除和預(yù)防的方法 減少耕深、糾正裝反的刀齒、將刀齒刃口磨銳、降低行進(jìn)速度、重新安裝萬(wàn)向節(jié)。
4．萬(wàn)向節(jié)損壞
(1)原因
安裝不當(dāng)、保養(yǎng)不良、萬(wàn)向節(jié)選擇不當(dāng)。
(2)排除和預(yù)防的措施
變速箱在工作位置時(shí)與方軸夾角不得超過(guò)１０°、提升時(shí)該夾角不得超過(guò)３０°、及時(shí)保養(yǎng)、潤(rùn)滑萬(wàn)向節(jié)。
5．振動(dòng)大
(1)原因
萬(wàn)向節(jié)安裝不當(dāng)、螺栓松動(dòng)、個(gè)別刀齒裝反、刀齒質(zhì)量不均勻、萬(wàn)向節(jié)夾叉開(kāi)口不在同一個(gè)平面內(nèi)、軸承磨損嚴(yán)重、間隙變大而振動(dòng)。
(2)排除的方法
緊固松動(dòng)的螺栓、對(duì)磨損嚴(yán)重的軸承要更換新的。
結(jié) 論
在朱德榮老師近三個(gè)月的耐心指導(dǎo)下，我和同學(xué)一起完成了這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。在這次設(shè)計(jì)中，我主要負(fù)責(zé)的是香蕉秸稈還田機(jī)的切和傳動(dòng)部分碎的設(shè)計(jì)。
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我總結(jié)如下：
（1） 雖然設(shè)計(jì)很不滿意，但我基本掌握了設(shè)計(jì)的方法。
（2） 通過(guò)實(shí)地調(diào)研、查找資料，類比同類機(jī)型等各種方法，獲得必要的機(jī)器和設(shè)計(jì)參數(shù)。
（3） 在盡量準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算、比較、優(yōu)化參數(shù)，以使獲得最好的設(shè)計(jì)效果。
（4） 在用CAD作圖中，進(jìn)行反復(fù)的比較，在不斷的修改中逐漸完善設(shè)計(jì)的合理性，使裝備的結(jié)構(gòu)性、整體性盡量完善。
但是，也有不足：
（1） 設(shè)計(jì)中 ，總感知識(shí)的貧乏，力不從心，使自己很痛苦。望在以后的工作中把此克服掉。
（2） 自己的創(chuàng)新意識(shí)不足，在有了草案或在設(shè)計(jì)過(guò)程中，與別人比較，總感自己方案不是很好，就得從頭再來(lái)，把好的轉(zhuǎn)化為自己的。望自己能盡快趕上能人，直至超過(guò)為好。
這次設(shè)計(jì)是對(duì)以前所學(xué)知識(shí)的一次綜合檢驗(yàn)，是對(duì)個(gè)人綜合素質(zhì)的一次考評(píng)。通過(guò)設(shè)計(jì)，我對(duì)以前所學(xué)知識(shí)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，尋找問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力有了進(jìn)一步的提高，這是一次極好的鍛煉機(jī)會(huì)。同時(shí)，在設(shè)計(jì)中，有些設(shè)計(jì)還不夠優(yōu)化、不夠合理等，這些問(wèn)題我會(huì)在以后的工作中克服掉。
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致 謝
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，得到了各方面的大力幫助，首先帶我設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師朱德榮老師給我耐心的指導(dǎo)，對(duì)我不明白的地方給予耐心細(xì)致的講解，直到我徹底明白為之，這使我受益匪淺。同時(shí)，在我整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，給我耐心地提供了大量的實(shí)驗(yàn)參數(shù)和參考資料，并提出了很多好的建議和設(shè)計(jì)方法，這些對(duì)我做好此次設(shè)計(jì)以及改進(jìn)我的設(shè)計(jì)思路都有很大的幫助，真可為受益匪淺，朱老師多次到實(shí)驗(yàn)室親自指導(dǎo)我們，并給我們做詳細(xì)的講解各個(gè)部分的功用和有關(guān)技術(shù)要求，這使我對(duì)整個(gè)還田機(jī)的工作過(guò)程、工作原理等有了一個(gè)全面地認(rèn)識(shí)。另外，還給我們講了香蕉秸稈粉碎機(jī)的市場(chǎng)供求情況及相關(guān)的生產(chǎn)廠家，使我們?cè)鲩L(zhǎng)了很多見(jiàn)識(shí)，學(xué)到了許多課本上學(xué)不到的知識(shí)，在此我向朱老師表示我最誠(chéng)摯的感謝！
此外，還得到了很多老師的熱情幫助，若沒(méi)有這么多老師的細(xì)心指導(dǎo)，我很難把此次設(shè)計(jì)做好。在此感謝老師們！