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玉米秸秆粉碎机的设计【9张CAD图纸和说明书】

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关键词：: 9张CAD图纸和说明书秸秆粉碎机的设计张CAD图纸 CAD图纸和说明书秸秆粉碎机设计玉米秸秆粉碎机的设计秸秆粉碎机设计【秸秆粉碎机设计CAD图纸

资源描述：

摘要

近几年由于国家农业政策的鼓励，我国整个农业形势大好，，玉米产量也大幅度的提高，但随之出现的问题是玉米秸秆也大量增多，清除秸秆成了农民种地前最头痛的事。为不影响农耕，按时播种，同时又省事省力，有些农民就直接将秸秆就地焚烧，这样既浪费资源又污染环境。玉米秸秆粉碎机就是未解决这一问题而产生的。它是将玉米秸秆粉碎并铺撒在田里，这样既环保又达到了很好的增肥效果。

该玉米秸秆粉碎机的设计主要依靠三点悬挂与拖拉机相挂接，依靠其牵引本机工作。主要由悬挂部分、齿轮箱、秸秆粉碎部分等组成。

关键词秸秆粉碎 ; 还田; 设计;

ABSTRACT

In recent years, due to the encouragement of national agricultural policy, China's overall agricultural situation is excellent, and corn production is also greatly improved, but the attendant problems are also a large increase in corn stalks, straw became clear the former peasant farming Headaches . Does not affect farming, sowing time, while easy effort, some farmers directly in situ burning of straw, so not only waste resources and pollute the environment. Corn stalk shredder is not to solve this problem arising. After the straw chopper shop sprinkle it in the ground, so that environmentally friendly and can change soil fertility, fertility to achieve good results.

The corn stalk shredder designed primarily rely on three-point suspension with articulated tractor, pulling the machine relies on its work. Mainly by the suspension, gearbox, straw chopping mechanism and other components.

Keywords： Straw chopper ; Field; Design;

摘要 1

ABSTRACT 2

目录 3

1引言 4

1.1玉米秸秆粉碎机设计的背景 4

1.2玉米秸秆粉碎机设计的目的及意义 4

2总体结构及基本参数的确定 5

2.1总体结构 5

2.2工作原理 5

2.3拖拉机的选择 5

2.4基本参数计算以及各轴功率、转矩分配 6

2.4.1基本参数的计算 6

2.4.2 各轴的功率分配 6

2.4.3 各轴的输出转矩 7

2.5玉米秸秆粉碎机主要参数 7

3传动部分主要零件设计 8

3.1带轮主要参数的计算和结构的确定 8

3.1.1几何尺寸的确定 8

3.1.2 V带轮的材料，结构的确定 9

3.1.3大、小动带轮的具体尺寸 10

3.2锥齿轮的几何计算和说明 10

3.2.1选定齿轮参数 10

3.2.2按齿面接触强度进行初步设计 10

3.2.3几何尺寸的计算 11

3.2.4校核齿面接触疲劳强度 13

3.2.5校核齿根弯曲疲劳强度 14

3.3 轴的设计与校核 15

3.3.1轴的材料选择和最小直径估算 15

3.3.2输入轴的结构设计 16

3.3.4输出轴的结构设计 20

3.3.5输出轴上的载荷与校核 21

4主要工作部件的设计 24

4.1秸秆粉碎刀辊工作原理 24

4.2甩刀的排列方式 25

4.3甩刀的选择 25

5总结 26

主要参考文献 27

致谢 28

1引言

1.1玉米秸秆粉碎机设计的背景

目前，我国的秸秆开发利用主要是从三个方面来进行的：—是秸秆还田，包括整株和粉碎还田两种；二是作为家畜饲料，包括直接饲喂、粉碎饲喂及氨化、青贮、微贮等处理后饲喂；三是作为相关工业原料利用，如用于造纸、制炭、编织等。

近几年由于国家农业政策的鼓励，粮食直补，农机购机补贴等措施的实施，使农业机械化水平的不断提高。我国整个农业形势大好，，玉米产量也大幅度的提高，但随之出现的问题是玉米秸秆也大量增多，清除秸秆成了农民种地前最头痛的事。为不影响农耕，按时播种，同时又省事省力，有些农民就直接将秸秆就地焚烧，这样既浪费资源又污染环境。

玉米秸秆粉碎机就是未解决这一问题而产生的。它是将玉米秸秆粉碎并铺撒在田里，这样既环保又达到了很好的增肥效果。

我国土地面积广阔，秸秆资源数量巨大，开发价值大，开发利用前景十分可观，真可谓广阔天地，大有作为啊！

1.2玉米秸秆粉碎机设计的目的及意义

该粉碎机是将玉米秸秆粉碎并铺撒在田里，这样既环保又达到了很好的增肥效果。

它是一种在玉米联合收割机以外使用的机械，作业的对象是收获完玉米棒子之后，玉米秸秆还在地里，手工粉碎清理比较麻烦，它很好的弥补了这部分需求，价格适中，适用于中小型的田地，功率也比较适中，应用范围较广，有很好的使用前景。

我国农业机械化水平相较以前有了很大的提升，但水平与国际相比还是有很大的距离，所以作为一名学习农业机械的学生来说还有很长的路要走，真可谓任重道远啊！设计玉米秸秆粉碎机只是一个简单的开始，是对自己的一次检验，

以后必须更加努力才行。

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内容简介：: 本本科科毕毕业业设设计计( (论文论文) ) 题目：玉米秸秆粉碎机的设计玉米秸秆粉碎机的设计学学院：院：姓姓名：名：学学号：号：专专业：业：班班级：级：指导教师：指导教师：职职称：称： 2020 年年月月玉米秸秆粉碎机的设计 1 摘摘要要近几年由于国家农业政策的鼓励，我国整个农业形势大好，，玉米产量也大幅度的提高，但随之出现的问题是玉米秸秆也大量增多，清除秸秆成了农民种地前最头痛的事。为不影响农耕，按时播种，同时又省事省力，有些农民就直接将秸秆就地焚烧，这样既浪费资源又污染环境。玉米秸秆粉碎机就是未解决这一问题而产生的。它是将玉米秸秆粉碎并铺撒在田里，这样既环保又达到了很好的增肥效果。该玉米秸秆粉碎机的设计主要依靠三点悬挂与拖拉机相挂接，依靠其牵引本机工作。主要由悬挂部分、齿轮箱、秸秆粉碎部分等组成。关键词秸秆粉碎 ; 还田; 设计; 玉米秸秆粉碎机的设计 2 ABSTRACT In recent years, due to the encouragement of national agricultural policy, Chinas overall agricultural situation is excellent, and corn production is also greatly improved, but the attendant problems are also a large increase in corn stalks, straw became clear the former peasant farming Headaches . Does not affect farming, sowing time, while easy effort, some farmers directly in situ burning of straw, so not only waste resources and pollute the environment. Corn stalk shredder is not to solve this problem arising. After the straw chopper shop sprinkle it in the ground, so that environmentally friendly and can change soil fertility, fertility to achieve good results. The corn stalk shredder designed primarily rely on three-point suspension with articulated tractor, pulling the machine relies on its work. Mainly by the suspension, gearbox, straw chopping mechanism and other components. Keywords： Straw chopper ; Field; Design; 玉米秸秆粉碎机的设计 3 目录摘摘要要 1 1 ABSTRACTABSTRACT 2 2 目目录录 3 3 1 1 引言引言 4 4 1.11.1 玉米秸秆粉碎机设计的背景玉米秸秆粉碎机设计的背景4 1.21.2 玉米秸秆粉碎机设计的目的及意义玉米秸秆粉碎机设计的目的及意义4 2 2 总体结构及基本参数的总体结构及基本参数的确确定定 5 5 2.12.1 总体结构总体结构5 2.22.2 工作原理工作原理5 2.32.3 拖拉机的选择拖拉机的选择5 2.42.4 基本参数计算以及各轴功率、转矩分配基本参数计算以及各轴功率、转矩分配6 2.4.1 基本参数的计算6 2.4.2 各轴的功率分配 .6 2.4.3 各轴的输出转矩 .7 2.5 玉米秸秆粉碎机主要参数7 3 3 传动部分主要零件设计传动部分主要零件设计 8 8 3.1 带轮主要参数的计算和结构的确定 8 3.1.1 几何尺寸的确定8 3.1.2 V 带轮的材料，结构的确定9 3.1.3 大、小动带轮的具体尺寸.10 3.2 锥齿轮的几何计算和说明.10 3.2.1 选定齿轮参数.10 3.2.2 按齿面接触强度进行初步设计.10 3.2.3 几何尺寸的计算.11 3.2.4 校核齿面接触疲劳强度.13 3.2.5 校核齿根弯曲疲劳强度.14 3.3 轴的设计与校核.15 3.3.1 轴的材料选择和最小直径估算.15 3.3.2 输入轴的结构设计.16 3.3.4 输出轴的结构设计.20 3.3.5 输出轴上的载荷与校核.21 4 4 主要工作部主要工作部件件的设计的设计 2424 4.1 秸秆粉碎刀辊工作原理.24 4.2 甩刀的排列方式.25 4.3 甩刀的选择.25 5 5 总总结结 2626 主要参考文献主要参考文献 2727 致致谢谢 2828 玉米秸秆粉碎机的设计 4 1 1 引言引言 1.11.1 玉米秸秆粉碎机设计的背景玉米秸秆粉碎机设计的背景目前，我国的秸秆开发利用主要是从三个方面来进行的：是秸秆还田，包括整株和粉碎还田两种；二是作为家畜饲料，包括直接饲喂、粉碎饲喂及氨化、青贮、微贮等处理后饲喂；三是作为相关工业原料利用，如用于造纸、制炭、编织等。近几年由于国家农业政策的鼓励，粮食直补，农机购机补贴等措施的实施，使农业机械化水平的不断提高。我国整个农业形势大好，，玉米产量也大幅度的提高，但随之出现的问题是玉米秸秆也大量增多，清除秸秆成了农民种地前最头痛的事。为不影响农耕，按时播种，同时又省事省力，有些农民就直接将秸秆就地焚烧，这样既浪费资源又污染环境。玉米秸秆粉碎机就是未解决这一问题而产生的。它是将玉米秸秆粉碎并铺撒在田里，这样既环保又达到了很好的增肥效果。我国土地面积广阔，秸秆资源数量巨大，开发价值大，开发利用前景十分可观，真可谓广阔天地，大有作为啊！ 1.21.2 玉米秸秆粉碎机设计的目的及意义玉米秸秆粉碎机设计的目的及意义该粉碎机是将玉米秸秆粉碎并铺撒在田里，这样既环保又达到了很好的增肥效果。它是一种在玉米联合收割机以外使用的机械，作业的对象是收获完玉米棒子之后，玉米秸秆还在地里，手工粉碎清理比较麻烦，它很好的弥补了这部分需求，价格适中，适用于中小型的田地，功率也比较适中，应用范围较广，有很好的使用前景。我国农业机械化水平相较以前有了很大的提升，但水平与国际相比还是有很大的距离，所以作为一名学习农业机械的学生来说还有很长的路要走，真可谓任重道远啊！设计玉米秸秆粉碎机只是一个简单的开始，是对自己的一次检玉米秸秆粉碎机的设计 5 验，以后必须更加努力才行。 2 2 总体结构总体结构及基本参数的确定及基本参数的确定 2.12.1 总体结构总体结构该玉米秸秆还田机主要由动力输入、变速箱、带传动、工作部件秸秆粉碎机构等组成。采用的结构形式为卧式结构，刀轴水平配置，安装在刀轴上的甩刀在纵向垂直面内旋转。粉碎机在工作的时候，依靠三点悬挂装置与拖拉机后输出轴通过万向联轴器相挂接，牵引着该机工作。 2.22.2 工作原理工作原理粉碎机的工作原理是：在该机工作时，拖拉机输出轴传递的动力经万向节传递给变速齿轮箱，齿轮箱传递动力到带轮。在进行秸秆粉碎作业时，轴通过齿轮箱、大小带轮两级增速后，带动粉碎刀轴上的甩刀高速旋转，把地上的秸秆抓起，使之受到一次切割。当秸秆进到机箱内后，又一次同时受到剪切、搓擦和撕拉的作用，从而得到进一步粉碎，粉碎完后被均匀地抛撒于机后田地中，达到还田的目的。 2.32.3 拖拉机的选择拖拉机的选择配套拖拉机的选择就是发动机的选择，必须依靠粉碎机的要求来进行选择。发动机应有适当的容量来满足要求，如果所选的发动机功率太大，必然会因容量不能充分利用而增加成本，造成功率的浪费；相反，如果容量太小，就不能玉米秸秆粉碎机的设计 6 保证粉碎机的正常粉碎，或使发动机长期处于过载、发热量大的工作状态，导致过早损坏。考虑到功率储备以及传递过程中的功率损失，所以选择的发动机功率必须大于粉碎机的使用功率。家用型的玉米秸秆还田机可选择 5560 马力左右中型拖拉机与其配套。 2.42.4 基本参数计算以及各轴功率、转矩分配基本参数计算以及各轴功率、转矩分配 2.4.12.4.1 基本参数的计算基本参数的计算现已知粉碎轴及刀轴的工作转速是 n3=1800r/min，拖拉机输出轴的转速 n 拖 =523r/min。所以总的传动比 581.01800/1046 min/10465.0/523 2 5.0 291.01800/523 3 2 1 2 3 1 n n i r i n n i n n i 带锥锥则带轮传动比的转速则轴锥齿轮的传动比 2.4.22.4.2 各轴的功率分配各轴的功率分配已知联轴器传动效率，锥齿轮 8 级闭式齿轮传动效率 8.90 联轴，滚动轴承的传动效率带轮的传动效率。 5.90 锥齿轮 8.90 轴承 96 . 0 带轮 n 拖拉机的输出功率（20%用于拖拉机的行驶功率） kWP34.32%80735 . 0 55 0 轴 1 的输出功率 WPPk06.31 01 联轴器轴承轴 2 的输出功率 kWPP22.29 12 锥齿轮轴承玉米秸秆粉碎机的设计 7 轴 3 的输出功率 kWPP49.27 23 轴承带轮 2.4.32.4.3 各轴的输出转矩各轴的输出转矩拖拉机输出转矩 mN n p T53.590 523 34.32 95509550 0 0 拖轴 1 的输出转矩 mN n p T16.567 523 06.31 95509550 1 1 I 轴 2 的输出转矩 mN n p T78.266 1046 22.29 95509550 2 2 2 轴 3 的输出转矩 mN n p T85.145 1800 49.27 95509550 3 3 3 2.52.5 玉米秸秆粉碎机主要参数玉米秸秆粉碎机主要参数外型尺寸(毫米) 175013501050 作业幅宽(mm) 1050 抛撒幅宽(mm) 1050 整机重量(公斤) 450 粉碎轴转速(转/分) 1800 粉碎刀数(片)Y 型刀 30 滚筒回转直径(mm) 496 切碎长度 10cm 配套功率55-60 马力切碎合格率 90% 玉米秸秆粉碎机的设计 8 3 3 传动部分主要零件设计传动部分主要零件设计 3.13.1 带轮主要参数的计算带轮主要参数的计算和结构的确定和结构的确定 3.1.1 几何尺寸的确定计算的项目计算的内容计算的结果确定计算功率查书中带传动表 8-7 工况系数为 1.2 A K Pca=KAP, P=27.49 Pca=KAP=1.2*27.49 Pca=32.988 选取带型由书上图 8-11 Pca=32.988, n3=1800r/min 选用 C 带选取小带轮直径由设计手册初选出小带轮直径 dd1=224mm 大带轮直径 dd2=idd1, i=1.72 dd2=385.54，圆整为 400mm 带轮带速 1000601 11 ndd v V1=21.11m/s； 5m/s300mm 时，可采用轮辐式。由上表可知，dd1=224mm；dd2=400mm，则：小带轮可以采用腹板式，大带轮可以采用轮辐式查表得：C 型 V 带轮轮槽截面尺寸：基准宽度 bd=19mm，基准线上槽深 hamin=4.8mm，基准线下槽 hfmin=14.3mm，槽间距 mme5 . 05 .25 ，槽边距 mmf16 min ，带轮宽度（轮槽数），外径 feZB2) 1( Z ada hdd2 玉米秸秆粉碎机的设计 10 3.1.33.1.3 大、小动带轮的具体尺寸大、小动带轮的具体尺寸 A 小带轮：轴颈尺寸 d=40mm，分度圆直径 dd1=224mm,da1=234mm, B=132mm, L=80mm,d1=80mm,C=33mm. B 大带轮：轴颈尺寸 D=50mm，分度圆直径 dd2=400mm，da2=410mm, h1=55.43mm, h2=0.8h1=44.34mm, b1=0.4h1=22.17mm, b2=0.8b1=17.74mm, f1=0.2h1=11.086mm, f2=0.2h2=8.87mm。 3.23.2 锥齿轮的几何计算和说明锥齿轮的几何计算和说明 3.2.13.2.1 选定齿轮选定齿轮参数参数大齿轮和小齿轮材料都选为 20Cr，渗碳淬火，硬度均为 56-62HRC。齿轮精度等级为 6 级，按传动装置的设计方案，选择闭式传动直齿锥齿轮由表查的：齿轮接触疲劳强度极限：MPa H 1500 lim 齿轮弯曲疲劳强度极限： MPa FEF 460 lim 3.2.23.2.2 按齿面接触强度进行初步设计按齿面接触强度进行初步设计对于闭式的齿轮可按齿面接触强度公式设计查表得到公式： 3 2 22 1 1 )5 . 01 (1 965 HRR m u KT Cd 载荷系数 K=2.4 额定转矩 mN n p T16.567 523 06.31 95509550 1 1 I 齿数比； 5 . 01046/523 2 1 n n u 齿宽系数 ()3 . 0 R 3 . 025 . 0 R 玉米秸秆粉碎机的设计 11 许用接触应力 MPa HH 135015009 . 09 . 0 lim 材料配对系数（两者材料相同，均为 20Cr 钢）1 m C 初算结果 3 2 22 13503 . 0)3 . 05 . 01 (15 . 0 16.5674 . 2 19651 d=148.25mm 3.2.33.2.3 几何尺寸的计算几何尺寸的计算齿数取12245 . 0,24 121 uzzz 分锥角 43.632arctan 1 arctan 1 u 57.2643.6390 12 大端模数 mmmmm z d m5 . 6,178 . 6 24 25.148 1 1 取大端分度圆直径 mmmzd mmmzd 78 156 22 11 齿宽中点分度圆直径 mmdd mmdd Rm Rm 3 . 66)5 . 01 ( 6 .132)5 . 01 ( 22 11 外锥距 mm d R210.87 sin2 1 1 中锥距 mmRR Rm 129.74)5 . 01 ( 齿宽 mmbmmRb R 27,163.26取切向变为系数 , 0 1t X0 2 t X 高变位系数 0 1 X0 2 X 大端齿顶高 mmh mmxmh a a 5 . 6 5 . 6)1 ( 2 11 大端齿根高 mmh mmxmh f f 8 . 7 8 . 7)2 . 1 ( 2 11 玉米秸秆粉碎机的设计 12 大端齿顶圆直径 mmhdd mmhdd aa aa 63.89cos2 13.159cos2 2222 1111 齿根角 11. 5 11 . 5 arctan 2 1 1 f f f R h 齿顶角 11 . 5 11 . 5 22 11 fa fa 顶锥角 68.31 54.68 222 111 a aa 根锥角 46.21 32.58 222 111 f ff 冠顶距 mmh d A mmh d A ak ak 092.75sin 2 186.33sin 2 22 1 2 11 2 1 安装距取（考虑到齿轮结构情况，以及轮冠距 H 的测量方便） mmA mmA 092.90 186.83 2 1 轮冠距 mmAAH mmAAH k k 15 50 222 111 大端分度圆弧齿厚 mmS mmxxmS t 210.10 210.10)tan2 2 ( 2 111 分度圆弦齿厚 mm d S SS mm d S SS 181.10) 6 1 ( 203.10) 6 1 ( 2 2 2 2 2 22 1 2 1 11 分度圆弦齿高 mm d S hh mm d S hh aa aa 799 . 6 4 cos 575 . 6 14 cos 2 2 2 2 22 1 2 1 11 当量齿数 13cos/ 54cos/ 222 111 zz zz v v 玉米秸秆粉碎机的设计 13 当量齿轮分度圆直径 mmdd mmdd mv mv 129.74cos/ 451.296cos/ 222 111 齿宽中点齿顶高 mm b hh mm b hh a aam a aam 293 . 5 2 tan 293 . 5 2 tan 2 22 1 11 当量齿轮顶圆直径 mmhdd mmhdd amvva amvva 715.842 037.3072 222 111 齿宽中点模数 mm R R mm m m 525 . 5 当量齿轮基圆直径 mmdd mmdd vvb vvb 658.69cos 573.278cos 22 11 啮合线长度 mmg dd ddddg va vv vbvavbvava 287.25 sin 2 )(5 . 0 21 2 2 2 2 2 1 2 1 端面重合度 6 . 1 cos m va va m g 3.2.43.2.4 校核齿面接触疲劳强度校核齿面接触疲劳强度强度条件： HH 已知： )5 . 01 ( 5 2 3 1 1 H RR EH ud KT Z 载荷系数 K=2.4 2 1 8 . 189 MPaZE 额定转矩 mN n p T16.567 523 06.31 95509550 1 1 I 齿数比； 5 . 01046/523 2 1 n n u 玉米秸秆粉碎机的设计 14 齿宽系数 ()3 . 0 R 3 . 025 . 0 R a567.1332MP H 算得：许用接触应力 MPa MPaS MPa ZZZZ ZZZZ S H H H RvLX RvLX H H H 86.1344 1 1500 97 . 0 ;948 . 0 ;975 . 0 ; 1 lim lim lim lim 即得出：，满足强度要求。567.1332 HH MPa 3.2.53.2.5 校核齿根弯曲疲劳强度校核齿根弯曲疲劳强度（1）确定弯曲强度载荷系数： =2.4 K A K V K F K F K 当量齿数： 13cos/ 54cos/ 222 111 zz zz v v (2) 由机械设计手册，圆锥齿轮部分可知 =2.78 =2.18 =1.548 =1.785 1a F Y 2a F Y 1a S Y 2a S Y 确定许用应力 =0.92 =0.95 1 FN K 2 FN K 取安全系数=1.4 F S =320MPa =340MPa 1 FN 2 FN 由齿轮为单向运转，按脉动循环变应力确定许用应力玉米秸秆粉碎机的设计 15 即=210MPa 1 F 11 FNFN F K S 0.92 320 1.4 = 22 FNFN F K S =231MPa 2 F 0.95 340 1.4 (3)校核弯曲强度 1 F =1.185MPa 11 1 2 2 1 2 1 0.5 aa FS R KTY Y bmZ 1 F =1.071MPa 2 F 22 1 2 2 1 2 1 0.5 aa FS R KTYY bmZ 2 F 满足弯曲强度，以上所选参数合适。 3.33.3 轴的设计轴的设计与校核与校核 3.3.13.3.1 轴的材料选择和最小直径估算轴的材料选择和最小直径估算根据此粉碎机的工作条件，初选轴的材料为 45 钢，调制处理。按扭转强度法进行最小直径估算，即： 3 0 n P Ad 根据机械设计手册查的：轴 1、轴 2 各取115 0 A 各轴直径的最小值为: mm n p Ad mm n p Ad 89.34 87.44 3 2 2 0min2 3 1 1 0min1 玉米秸秆粉碎机的设计 16 3.3.23.3.2 输入轴的结构设计输入轴的结构设计 3.3.2.1 装配方案如图所示 3.3.2.23.3.2.2 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度：根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度：带轮的直径为 200mm，齿轮的分度圆直径为 52.5mm，第一阶的长度取 55mm（留出 5mm 安装端盖），由于有两个键槽，所以直径取 24mm，根据齿轮的精度 7 级，可选用平键，由于靠近轴端面与带轮的轮毂连接，所以常选择单圆头平键 C 型，根据直径查表 6-1 取键的键宽键高 86，键长取 40mm；校核键连接的强度：键的材料一般为钢校核键连接的强度：键的材料一般为钢许用应力查表 6-2MPa p 110 键的工作长度l=L-b*0.5l=41mml 键与轮毂键槽的接触高度 kk=0.5hk=3mm 计算挤压强度 p kld T p 2000 =30.236Mpa p 没有超过许用应力，键的强度满足，所以键选择的型号的键4568 第二阶梯是为了装端盖直径取 26mm，考虑带轮的轮毂要与轴承端盖有一定的距离，所以长度取 45mm,；第三阶梯的直径根据轴承的内径取 30mm 与轴承相对应，初选轴承类型 6006 型 307219 轴承的右端用套筒定位轴承与齿轮，长度取 40mm，套筒的长度取 19mm；第四阶的长度取小于齿轮的宽度，取 50mm,长度取 33mm；，这选择使用平键，由于齿轮不在轴的两端，所以使用圆头平键，选用的键40810 玉米秸秆粉碎机的设计 17 校核齿轮上键连接的强度：键的材料一般为钢校核齿轮上键连接的强度：键的材料一般为钢许用应力查表 6-2MPa p 110 键的工作长度l=L-bl=30mml 键与轮毂键槽的接触高度 kk=0.5hk=4mm 计算挤压强度 p kld T p 2000 =22.539Mpa p 没有超过许用应力，键的强度满足，所以键选择的型号的键40810 第五阶为了定位齿轮，可取大点 40mm，轴肩的直径可取 36mm；第六阶考虑到齿轮能够与中间轴上的齿轮很好的啮合，定位右边的轴承取 130mm，直径取 33mm；最后，轴承与左边的轴承一样配对出现直径 30mm，长度取稍长与轴承的长度取 17mm。 3.3.3 输入轴上的载荷与校核首先根据结构图作出轴的计算简图，查手册得轴承的支点位置， 20amm 因此，作为简支梁的轴的弯矩图和扭矩图，如图所示。 3.3.3.13.3.3.1 计算作用在齿轮上的力计算作用在齿轮上的力 N d T F m t 8554 6 . 132 56716022 1 1 1 111 111 sintan costan ta tr FF FF 轴向力径向力玉米秸秆粉碎机的设计 18 12 427 ra FFN 12 304 ar FFN 由方程 121 0 NHNHt C F FFF M 121 0 NVNVr C F FFF M 带入数据得： 12 1 1279 1021279 650 NHNH NH FF F 12 1 427 75 169102367 50 2 NVNV NV FF F 计算得出： 1 2 627 1906 NH NH FN FN 1 2 118 485 NV NV FN FN 即各弯矩分别为： 1 501279 5063950 . Ht MFN mm 11 75 1696337.5 . 22 am D F d MN mm 1 102118 10212036 . VNV MFN mm 3.3.3.23.3.3.2 按弯扭合成应力校核轴的强度按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩的截面（既危险截面 C）的强度。根据机械设计手册，查的，取，轴的计算应力为： 0.6 22 22 3 650730.6 47962 11.12 0.1 40 ca MT MPa W 前已选定轴的材料为 45 钢，并做调质处理，查得，因此，故安全。 1 60MPa 1ca 3.3.3.33.3.3.3 校核输入轴的疲劳强度校核输入轴的疲劳强度其中设计安全系数取 1.5，S 载荷水平面 H垂直面 V 玉米秸秆粉碎机的设计 19 支反力 1 627 NH FN 2 1906 NH FN 1 118 NV FN 2 485 NV FN 弯矩 M 63950 . H MN mm12036 . V MN mm 总弯矩 2222 639501203665073 . HV MMMN mm 扭矩 1 47962 .TTN mm 抗弯截面系数 3 1 . 0 DW =W 3 2700mm 抗扭截面系数 3 2 . 0 DWT 3 5400mmWT 弯曲应力 W M b MPa W M b 41.28 扭转应力 T T W T MPa W T T T 26 . 8 查表 15-1 材料选用 45 MPa MPa MPa B 155 275 640 1 1 轴上环槽处的理论应力集中系数查表得 2mm 111 . 1 / 074 . 0 / dD dr 4 . 1 8 . 1 轴的材料敏性系数 85 . 0 82 . 0 q q 有效应力集中系数 ) 1(1 ) 1(1 qk qk 34. 1 656 . 1 k k 尺寸系数 85 . 0 扭转尺寸系数 9 . 0 表面质量系数 92. 0 综合系数 1 1 1 1 k K k K 542 . 1 035 . 2 K K 玉米秸秆粉碎机的设计 20 碳钢的特性系数 05. 0 1 . 0 计算安全系数 22 1 1 SS SS S K S K S ca ma ma 5 . 1188. 3 96.11 19. 3 ca S S S 故安全 3.3.43.3.4 输出轴的结构设计输出轴的结构设计 3.3.4.13.3.4.1 装配方案如图所示装配方案如图所示 3.3.4.2 确定轴的直径和长度：第一、五处安装轴承，第三阶段安装锥齿轮，第四阶段安装套筒，定位轴承；第六阶段与小带轮相连。轴上有两个键槽，最小的直径为右端带轮处，宽度取 72mm，安装轴承的直径取 80mm，轴承选用 61016 型号， 1412580 第二阶直径取 88mm 长度取 41mm，第三阶定位右边的齿轮，键选用。 1101425 第四阶安装套筒固定齿轮，套筒的长度取 27mm。第六阶安装轴承与带轮相连，键槽选用，选用单圆头平键。 561118 玉米秸秆粉碎机的设计 21 3.3.53.3.5 输出轴上的载荷与校核输出轴上的载荷与校核 3.3.5.13.3.5.1 计算作用在齿轮上的力计算作用在齿轮上的力 N d T F m t 766.804 3804.66 2667822 2 2 2 111 111 sintan costan ta tr FF FF 轴向力径向力带轮的径向力： NdTF16286/20tan2 1 两个轴承的水平压力： NF NF 28486 15 12 11 3.3.5.23.3.5.2 画弯矩，扭矩图画弯矩，扭矩图由于竖直上只有轴承的重力，所以只考虑水平面上的情况，弯矩 144000N.mm 3.3.5.33.3.5.3 按弯扭合成应力校核轴的强度按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩的截面（既危险截面）的强度。根据上表中的数值，查机械设计手册，并取，轴的计算应力为： 0.6 22 22 3 650730.6 47962 11.12 0.1 40 ca MT MPa W 前已选定轴的材料为 45 钢调质处理，玉米秸秆粉碎机的设计 22 查得，因此，故安全。 1 60MPa 1ca 3.3.5.43.3.5.4 校核轴的疲劳强度校核轴的疲劳强度弯矩 M63950 . H MN mm12036 . V MN mm 总弯矩 2222 639501203665073 . HV MMMN mm 扭矩 1 47962 .TTN mm 抗弯截面系数 3 1 . 0 DW 3 34300mmW 抗扭截面系数 3 2 . 0 DWT 3 68600mmWT 弯曲应力 W M b MPa W M b 90.41 扭转应力 T T W T MPa W T T T 65.19 查表 15-1 MPa MPa MPa B 200 355 735 1 1 轴上环槽处的理论应力集中系数查表 r 取 2mm 111 . 1 / 074 . 0 / dD dr 4 . 1 8 . 1 轴的材料敏性系数 85 . 0 82 . 0 q q 有效应力集中系数 ) 1(1 ) 1(1 qk qk 34. 1 656. 1 k k 尺寸系数85. 0 扭转尺寸系数9 . 0 玉米秸秆粉碎机的设计 23 表面质量系数附图92 . 0 综合系数 1 1 1 1 k K k K 542 . 1 035 . 2 K K 碳钢的特性系数 05 . 0 1 . 0 计算安全系数 22 1 1 SS SS S K S K S ca ma ma 5 . 185 . 6 96.11 37 . 8 ca S S S 故安全 4 4 主要工作部件的设计主要工作部件的设计 4.1 秸秆粉碎刀辊工作原理玉米秸秆首先被拖拉机前横梁推斜，机组再行进一段距离后，秸秆还田机横梁 A 点就抵住玉米秸秆，由于拖拉机的地隙高于秸秆还田机的喂入口高度，玉米秸秆粉碎机的设计 24 A 点起一定的支承作用，这时甩刀砍切秸秆比在纯无支承状态砍切要好一些。目前，秸秆还田机基本都是采用锤爪、弯刀等以高速砍、切、撞、搓、撕的方式将玉米秸秆直接粉碎还田。粉碎工作部件的旋转方向与机具前进方向相反，粉碎部件是该机的核心工作部件。粉碎刀辊的转速、甩刀的配制方式及数量是直接影响秸秆粉碎性能的主要参数。甩刀数量越多,甩刀的线速度越大。对秸秆的粉碎效果越好。考虑动力的匹配以及作业的安全性, 选用了卧式结构。20 把锤爪式甩刀按螺旋线均匀分布在刀轴上。刀盘回转直径 D=512mm；刀轴转速 n=1800r/min；甩刀的最大线速度 v=40m/s。 4.2 甩刀的排列方式甩刀的排列方式会对刀辊转动时的平衡、物料在粉碎室内的分布状态等有着极大的影响。因此，甩刀在刀辊上的排列方式，应将物料在粉碎室宽度内分布的均匀，不会向一侧推移，并且有利于转轴保持动平衡。玉米秸秆粉碎机的设计 25 常见的排列方式有螺旋线的排列、对称式排列、交错平衡式排列等三种方式。本机选用螺旋线式排列方式。 4.3 甩刀的选择（1）甩刀的刀型甩刀的刀型选择的是 Y 型刀，它的优点是消除了或者缓解了甩刀拐角处的集中应力；刀片的功率消耗小，Y 型刀是斜粉碎切动秸秆，所以到达了省力的效果。从现在来看，大多数秸秆还田机都会采用这种刀型。（2）甩刀的材料考虑到甩刀的工作环境恶劣，常常和秸秆、泥土等接触，需要有很强的耐磨性和抗冲击韧性。所以，考虑以上因素，本机选用 20CrMnTi。 5 5 总总结结在做毕业设计的半年来，从开始的无从下手，通过上图书馆查书，上网查资料，向老师、同学请教，渐渐地有了大致框架，再到玉米秸秆粉碎机的设计 26 后来又遇到了难题，做不下去了，种种问题，再慢慢的融入其中，找到门路。其实是关键是心态，调整好自己很重要，心态好了，就都顺利了。通过此次做毕业设计，对大学四年的总体知识进行了的梳理和检验，让自己重新认识了自己，发现了以前知识学习的不足与盲点。继而去弥补不足与缺憾，从而提升自己。此设计由于本人水平有限，设计当中难免会有一些错误和不足，还望查看的老师，同学们批评指正。主要参考文献主要参考文献 1 郑文伟，吴克坚.机械原理（第七版）.北京：高等教育出版社.2011 2 濮良贵,纪名刚.机械设计（第八版）. 北京：高等教育出版社.2012 玉米秸秆粉碎机的设计 27 3 涂建平，徐雪红，夏忠义秸秆还田机刀片及刀片优化排列的研究农机化研究，2003，(2)：102104 3 王大康，卢颂峰.机械设计课程设计. 北京工业大学出版社.2000 4 吴宗泽.机械设计实用手册.化学工业出版社.1999 5 李艳.多功能玉米秸秆还田机的研制.山东农业大学硕士论文.2007 6 姬江涛，李庆军，蔡苇甩刀布置对茎杆切碎还田机振动得影响分析 J农机化研究，2003，(2)：6364 7 刘世祥.秸秆粉碎还田机的正确使用及操作要点.现代化农业 2012 年第 11 期：53-54 8 陈小兵，陈巧敏.我国机械化秸秆还田技术现状及发展趋势J农业机械， 2000，(4)：1415 9 张银霞,曾宪阳. 秸秆粉碎灭茬还田机的试验研究.河南农业大学学报 2002 年 6 月第二期 10 王勇,周鲁进.玉米秸秆粉碎还田技术 .现代农业科技2009 年第 20 期 11 李宝筏 .农业机械学. 中国农业出版社 .2003 12 沈再春 .农产品加工机械与设备 . 中国农业出版社 . 2013 13 李艳等 .新型玉米灭茬旋耕机的设计.

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