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链传动3链轮.dwg

农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置结构研究与设计【10张图纸】【优秀】

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关键词：: 农家肥有机肥料联合作业功课粉碎装置结构研究钻研设计图纸

资源描述：

农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置结构研究与设计

42页 16000字数+说明书+任务书+10张CAD图纸【详情如下】

任务书.doc

农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置结构研究与设计论文.doc

大齿轮.dwg

封皮.doc

小齿轮.dwg

带轮.dwg

摘要.doc

目录.doc

装配图.dwg

说明书.doc

转子轴.dwg

链传动1大链轮.dwg

链传动1小链轮.dwg

链传动2大链轮.dwg

链传动2小链轮.dwg

链传动3链轮.dwg

1 概述……………………………………………………………………………………… 1

　　1.1 农家肥有机肥料联合作业机的目的和意义……………………………………… 1

　　1.2 国内外农业废弃物处理现状和发展趋势………………………………………… 2

　　1.3 我国农业废弃物资源化利用的意义……………………………………………… 4

　　1.4 农家肥有机肥料作业机开发的关键技术………………………………………… 5

　　1.5本次毕业设计的任务……………………………………………………………… 5

2 农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置总体结构设计及工作原理………… 6

　　2.1粉碎装置的总体结构设计………………………………………………………… 6

　　2.2锤片式粉碎机的工作原理………………………………………………………… 7

　　2.3锤片式粉碎机的用途及影响粉碎机粉碎能力的因素…………………………… 8

　　　　2.3.1锤片式粉碎机的用途……………………………………………………… 8

　　　　2.3.2影响粉碎机粉碎能力的因素……………………………………………… 8

3 粉碎机工作能力的设计计算……………………………………………………… 9

　　3.1设计要求…………………………………………………………………………… 9

　　3.2设计及校核的零件………………………………………………………………… 9

　　3.3设计计算的原始参数……………………………………………………………… 10

　　3.4设计计算说明书…………………………………………………………………… 10

　　3.4.1减速器1的设计计算……………………………………………………… 11

　　3.4.2带传动的设计计算………………………………………………………… 16

　　3.4.3链传动1的设计计算……………………………………………………… 18

　　3.4.4链传动2的设计计算……………………………………………………… 22

　　3.4.5转子轴的设计计算………………………………………………………… 25

　　3.4.6轴承设计计算……………………………………………………………… 28

　　3.4.7刮板输送链设计…………………………………………………………… 29

4 总结……………………………………………………………………………………… 37

5 参考文献………………………………………………………………………………… 38

6 致谢……………………………………………………………………………………… 39

7 附录……………………………………………………………………………………… 40

农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置结构研究与设计

摘要

我国是农业大国，约20亿亩可耕用土地，年化肥施用1.14亿吨（1999年统计），居世界首位。我国每公顷土地的肥料施用量是日本的2倍，美国的2.4倍，加拿大的4.4倍，澳大利亚的8.2倍，俄罗斯的9倍。而我国年产化肥不足一亿吨，尤其是优质化肥更是奇缺，主要依赖进口满足农业生产的需求。美国等西方国家生物肥料已占到肥料总用量近50%,在我国，若有机肥料能占到化肥使用量10%，其市场容量将达到1400万吨。农家肥就是一种来源广，数量大，成本低廉的有机肥料，作为一个农业大国，我国自古以来农村就有将秸秆和人畜粪便混合进行沤肥施用的传统方法，但大多采用人工手动劳动，技术落后，生产效率低，难以形成一定的规模。本次进行的是农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置结构研究与设计，对农家肥有机肥料联合作业机的市场需求及现有产品进行调查了解，分析了农家肥有机肥料联合作业机的市场前景，对农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置机械传动机构的工作原理进行了分析，粉碎装置工作能力的设计计算，必要结构的设计及强度校核，如带传动的设计计算和校核，齿轮传动的设计计算并校核，链传动的设计计算和校核，轴的计算校核，轴承的选择和校核。同时绘制了农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置结构的二维工程图。

　　关键词：农家肥有机肥料联合作业机；粉碎装置；设计计算；校核

1.5本次毕业设计的任务

　　　本次毕业设计的农家肥有机肥联合作业机是以小型自走式玉米收割机为基础进行设计，仍然借用了小型自走式玉米收割机的底盘，发动机，车身，中间输送器规格有变，主要包括两大部分，前半部分的旋耕输送装置，后半部分的粉碎装置以及输送仓储装置。

　　　在市场推广方面，农家肥有机肥料联合作业机具有一定代表性。制造成本和售价都在合理的范围内，生产率高且维护成本低，具有一定的经济效益。因为缺乏政府的重视，缺乏相关的法规政策支持和人们自身的环保意识不足。因此该机型目前在我国还没有大量推广使用。本次毕业设计是农家肥有机肥联合作业机粉碎装置结构的设计，包括作业机整个后半部分的传动系统的设计计算及强度校核，还有作业机输送器的设计计算以及各传动系统部件输送器部件的二维图，由于工作量及时间关系本次设计不进行三维图的绘制。

2农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置结构设计及工作原理

2.1粉碎装置的总体结构设计

　　　本次设计进行的是农家肥有机肥料联合作业机的粉碎装置结构设计，粉碎装置主要是利用机械力将农作物秸秆，人畜粪便等固体物料分裂击碎成细小颗粒。目前在粮食、淀粉和饲料加工过程中经常需要粉碎物料，而物料的粉碎主要是依靠机械力来实现的。由于物料的大小、性质和粉碎的目的不同，所用的粉碎方法也不同，主要有压碎、劈碎、折碎、磨碎和击碎几种。

　　　1、压碎：将物料置于两个工作表面之间，施加压力后，物料因压应力达到其抗压强度而破碎，这种方法适用于粉碎大块物料。

　　　2、劈碎：用一个平面和一个尖棱工作面挤压物料时，物料将沿压力作用线的方向劈裂，其原因是劈裂平面上的拉应力达到或超过物料的拉伸强度极限。

　　　3、折碎：当物料所受弯曲应力达到物料的弯曲强度时，物料被折断而破碎。

　　　4、磨碎：物料与运动的工作表面之间受到一定的压力和剪切力作用后，其剪应力达到物料的剪切强度极限时，物料即被粉碎。

　　　5、击碎：物料受到高速回转机件的冲击力而破碎。

实际上，在粉碎机械中，物料的粉碎方法可能是上述单独一种方法作用的结果，也可能是某几种方法综合作用的结果。设计粉碎机械时，应根据物料的物理机械性能、被粉碎物料的尺寸和所要求的粉碎比（粉碎前后物料颗粒的尺寸比）来选择粉碎方法，一般以其中的一种或某几种为主。如水果蔬菜的粉碎应以劈切为主，饲料、面粉和果泥等应以压碎、磨碎为主，对于具有坚硬的纤维性物料（如作物秸秆）则应以击碎和劈切为主。

　　　以下有两种粉碎方案设计：

方案a：见图2.1，该方案为锤片式粉碎机，物料经过输送装置输送到粉碎

室当中，受到转子轴上的高速回转的锤片打击而击碎，该装置结构简单，工作稳

QQ截图20130802161119.gif

内容简介：: 西北农林科技大学 12 届本科毕业论文（设计）立题审批表论文（设计）题目农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置结构研究与设计题目来源国家级课题省部级课题厅局级课题校级课题横向课题其他性质基础研究应用研究应用基础研究其他题目完成形式毕业论文毕业设计指导教师朱琳职称副教授从事专业机械设计协助指导教师职称从事专业立题理由（立题背景、目的和意义，不少于300字）我国是农业大国，约20亿亩可耕用土地，年化肥施用1.14亿吨（1999年统计），居世界首位。美国等西方国家生物肥料已占到肥料总用量近50%,在我国，若有机肥料能占到化肥使用量10%，其市场容量将达到1400万吨。农家肥就是一种来源广，数量大，成本低廉的有机肥料，作为一个农业大国，我国自古以来农村就有将秸秆和人畜粪便混合进行沤肥施用的传统方法，但大多采用人工手动劳动，技术落后，生产效率低，难以形成一定的规模。本次进行的是农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置结构研究与设计，对农家肥有机肥料联合作业机的市场需求及现有产品进行调查了解，分析了农家肥有机肥料联合作业机的市场前景，对农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置机械传动机构的工作原理进行了分析，粉碎装置工作能力的设计计算，必要结构的设计及强度校核，同时绘制了农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置结构的二维工程图。指导教师签名：年月日毕业论文（设计）领导工作小组意见：组长签名：年月日西北农林科技大学本科生毕业论文（设计）任务书学院（系）：机电学院专业班级：机制083班学生：汤木君学号：08108072 论文（设计）题目农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置结构研究与设计指导教师朱琳职称副教授从事专业机械设计研究目标及内容：（不少于300字）农家肥是一种来源广，数量大，成本低廉的有机肥料，作为一个农业大国，我国自古以来农村就有将秸秆和人畜粪便混合进行沤肥施用的传统方法，但大多采用人工手动劳动，技术落后，生产效率低，难以形成一定的规模。本次进行的是农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置结构研究与设计，对农家肥有机肥料联合作业机的市场需求及现有产品进行调查了解，分析了农家肥有机肥料联合作业机的市场前景，对农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置机械传动机构的工作原理进行了分析，粉碎装置工作能力的设计计算，必要结构的设计及强度校核，如带传动的设计计算和校核，齿轮传动的设计计算并校核，链传动的设计计算和校核，轴的计算校核，轴承的选择和校核。同时绘制了农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置结构的二维工程图。基本要求：1. 了解农家肥联合作业机的目的意义；2. 对粉碎装置进行结构设计；3. 完成粉碎装置的工作能力计算及零件的设计校核，绘制CAD二维图；4. 论文内容：概述；粉碎机结构设计及工作原理；工作能力的设计计算；参考文献进度安排预期论文（设计）进度起止日期1查阅资料、熟悉背景3.13.102了解粉碎机工作原理，对粉碎装置尽心结构设计3.113.223零部件的相关尺寸设计及校核 3.234.104绘制零件CAD二维图及装配图4.115.015整理资料、撰写论文 5.025.106备注注：一式三份，院（系）、指导教师、学生各一份，由指导教师填写。毕业论文（设计）领导工作小组组长签字：年月日学号：08108072 2012 届本科生毕业论文（设计）题目：农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置结构研究与设计学院(系)：机械与电子工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级： 2008级3班学生姓名：汤木君指导教师：朱琳完成日期： 2012年5月31日农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置结构研究与设计作者：汤木君指导教师：朱琳摘要我国是农业大国，约20亿亩可耕用土地，年化肥施用1.14亿吨（1999年统计），居世界首位。我国每公顷土地的肥料施用量是日本的2倍，美国的2.4倍，加拿大的4.4倍，澳大利亚的8.2倍，俄罗斯的9倍。而我国年产化肥不足一亿吨，尤其是优质化肥更是奇缺，主要依赖进口满足农业生产的需求。美国等西方国家生物肥料已占到肥料总用量近50%,在我国，若有机肥料能占到化肥使用量10%，其市场容量将达到1400万吨。农家肥就是一种来源广，数量大，成本低廉的有机肥料，作为一个农业大国，我国自古以来农村就有将秸秆和人畜粪便混合进行沤肥施用的传统方法，但大多采用人工手动劳动，技术落后，生产效率低，难以形成一定的规模。本次进行的是农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置结构研究与设计，对农家肥有机肥料联合作业机的市场需求及现有产品进行调查了解，分析了农家肥有机肥料联合作业机的市场前景，对农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置机械传动机构的工作原理进行了分析，粉碎装置工作能力的设计计算，必要结构的设计及强度校核，如带传动的设计计算和校核，齿轮传动的设计计算并校核，链传动的设计计算和校核，轴的计算校核，轴承的选择和校核。同时绘制了农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置结构的二维工程图。关键词：农家肥有机肥料联合作业机；粉碎装置；设计计算；校核Design of crushing device on farmyard manure organic fertilizer combined process machineAuthor：Tang mujun Teachers：Zhu LinAbstract Our country is a large agricultural nation, about 2 billion hectares of arable land, fertilizer use amount, about 114 million tons every year, at the top of the world. Every hectare of fertilizer use amount our country is 2 times of Japan, 2.4 times of American, 4.4 times of Canada, 8.2 times of Australia, 9 times of Russia. But our countrys fertilizer production gross every year is less than one hundred million tons, especially lack of high quality fertilizer, mainly depends on import to meet the needs of agricultural production. The western countries such as American use organic fertilizer accounted for 50% of total amount of fertilizer, in our country, if organic fertilizer use account for 10% of total amount of fertilizer, the market capacity will reach fourteen million tons. The farmyard manure is a wide source, large quantities and low cost organic fertilizer, as a large agricultural nation, people combined straw and human and animal feces for compost since ancient times, but it almost by manual labor, lag in technology, production efficiency is very low and its difficult to form scale. Now we design of crushing device on farmyard manure organic fertilizer combined process machine, investigating market demand of farmyard manure organic fertilizer combined process machine and analysis of existing products, analysis of the farmyard manure organic fertilizer market prospects and its working principle,the calculation of the ability to work, the design of the structure and strength check, such as belt drive of computing and checking,gear of computing and checking, chain drive of computing and checking,the axis and bearing.Painting of two-dimensional engineering drawing. Keywards: Farmyard manure organic fertilizer combined process machine; Crushing device; Design and calculation; Checking目录1 概述 11.1 农家肥有机肥料联合作业机的目的和意义 11.2 国内外农业废弃物处理现状和发展趋势 21.3 我国农业废弃物资源化利用的意义 41.4 农家肥有机肥料作业机开发的关键技术 51.5本次毕业设计的任务 52 农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置总体结构设计及工作原理 62.1粉碎装置的总体结构设计 62.2锤片式粉碎机的工作原理 7 2.3锤片式粉碎机的用途及影响粉碎机粉碎能力的因素 82.3.1锤片式粉碎机的用途 82.3.2影响粉碎机粉碎能力的因素 83 粉碎机工作能力的设计计算 93.1设计要求 93.2设计及校核的零件 93.3设计计算的原始参数 103.4设计计算说明书 103.4.1减速器1的设计计算 113.4.2带传动的设计计算 163.4.3链传动1的设计计算 183.4.4链传动2的设计计算 223.4.5转子轴的设计计算 253.4.6轴承设计计算 283.4.7刮板输送链设计 294 总结 375 参考文献 386 致谢 397 附录 40农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置结构研究与设计作者：汤木君指导教师：朱琳摘要我国是农业大国，约20亿亩可耕用土地，年化肥施用1.14亿吨（1999年统计），居世界首位。我国每公顷土地的肥料施用量是日本的2倍，美国的2.4倍，加拿大的4.4倍，澳大利亚的8.2倍，俄罗斯的9倍。而我国年产化肥不足一亿吨，尤其是优质化肥更是奇缺，主要依赖进口满足农业生产的需求。美国等西方国家生物肥料已占到肥料总用量近50%,在我国，若有机肥料能占到化肥使用量10%，其市场容量将达到1400万吨。农家肥就是一种来源广，数量大，成本低廉的有机肥料，作为一个农业大国，我国自古以来农村就有将秸秆和人畜粪便混合进行沤肥施用的传统方法，但大多采用人工手动劳动，技术落后，生产效率低，难以形成一定的规模。本次进行的是农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置结构研究与设计，对农家肥有机肥料联合作业机的市场需求及现有产品进行调查了解，分析了农家肥有机肥料联合作业机的市场前景，对农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置机械传动机构的工作原理进行了分析，粉碎装置工作能力的设计计算，必要结构的设计及强度校核，如带传动的设计计算和校核，齿轮传动的设计计算并校核，链传动的设计计算和校核，轴的计算校核，轴承的选择和校核。同时绘制了农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置结构的二维工程图。关键词：农家肥有机肥料联合作业机；粉碎装置；设计计算；校核Design of crushing device on farmyard manure organic fertilizer combined process machineAuthor：tangmujun Teachers：zhulinAbstract Our country is a large agricultural nation, about 2 billion hectares of arable land, fertilizer use amount, about 114 million tons every year, at the top of the world. Every hectare of fertilizer use amount our country is 2 times of Japan, 2.4 times of American, 4.4 times of Canada, 8.2 times of Australia, 9 times of Russia. But our countrys fertilizer production gross every year is less than one hundred million tons, especially lack of high quality fertilizer, mainly depends on import to meet the needs of agricultural production. The western countries such as American use organic fertilizer accounted for 50% of total amount of fertilizer, in our country, if organic fertilizer use account for 10% of total amount of fertilizer, the market capacity will reach fourteen million tons. The farmyard manure is a wide source, large quantities and low cost organic fertilizer, as a large agricultural nation, people combined straw and human and animal feces for compost since ancient times, but it almost by manual labor, lag in technology, production efficiency is very low and its difficult to form scale. Now we design of crushing device on farmyard manure organic fertilizer combined process machine, investigating market demand of farmyard manure organic fertilizer combined process machine and analysis of existing products, analysis of the farmyard manure organic fertilizer market prospects and its working principle,the calculation of the ability to work, the design of the structure and strength check, such as belt drive of computing and checking,gear of computing and checking, chain drive of computing and checking,the axis and bearing.Painting of two-dimensional engineering drawing. Keywards: Farmyard manure organic fertilizer combined process machine; Crushing device; Design and calculation; Checking 目录1 概述 11.1 农家肥有机肥料联合作业机的目的和意义 11.2 国内外农业废弃物处理现状和发展趋势 21.3 我国农业废弃物资源化利用的意义 41.4 农家肥有机肥料作业机开发的关键技术 51.5本次毕业设计的任务 52 农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置总体结构设计及工作原理 62.1粉碎装置的总体结构设计 62.2锤片式粉碎机的工作原理 7 2.3锤片式粉碎机的用途及影响粉碎机粉碎能力的因素 82.3.1锤片式粉碎机的用途 82.3.2影响粉碎机粉碎能力的因素 83 粉碎机工作能力的设计计算 93.1设计要求 93.2设计及校核的零件 93.3设计计算的原始参数 103.4设计计算说明书 103.4.1减速器1的设计计算 113.4.2带传动的设计计算 163.4.3链传动1的设计计算 183.4.4链传动2的设计计算 223.4.5转子轴的设计计算 253.4.6轴承设计计算 283.4.7刮板输送链设计 294 总结 375 参考文献 386 致谢 397 附录 401概述1.1 农家肥有机肥料联合作业机的目的和意义农家肥的种类繁多而且来源广、数量大，便于就地取材，就地使用，成本也比较低。有机肥料的特点是所含营养物质比较全面，它不仅含有氮、磷、钾，而且还含有钙、镁、硫、铁以及一些微量元素。这些营养元素多呈有机物状态，难于被作物直接吸收利用，必须经过土壤中的化学物理作用和微生物的发酵，分解，使养分逐渐释放，因而肥效长而稳定。另外，施用有机肥料有利于促进土壤团粒结构的形成，使土壤中空气和水的比值协调，使土壤疏松，增加保水、保温、透气、保肥的能力。农家肥施与农田以后，有一下几个方面的优点：一、养分全面，节省成本开支，经济高效。例如千克的干猪粪，就含有氮（）.千克，磷（）千克，钾（）.千克。这些养分相当于硫酸铵千克，过磷酸钙千克，硫酸钾.千克。另外还含有少量的钙、镁、硫及各种微量元素。农村各种秸秆燃烧以后的灰分，俗称草木灰，含钾（）特别丰富，高达.，还有.的磷（）和.的钙（）。既千克的草木灰，就相当于硫酸钾.千克，过磷酸钙.千克。草木灰是农村钾肥，钙肥的主要来源。二、变废为宝，净化环境。制作农家肥的材料来源广，生产潜力大，成本低。只要有人类居住和农业生产的地方，就可以很容易得到制作农家肥的材料，如人粪尿、禽畜粪尿、各种作物的秸秆、田埂地坝的杂草、各种食品加工后的残渣、残废果品和蔬菜类以及生活垃圾等。以上这些废、杂物品如果不用来制作农家肥，人类的生活环境就会受到污染。所以说制作施用农家肥不仅变废为宝，还净化了环境。三、生物活性物质丰富，促进作物生长。禽畜粪尿有机肥的施用会使大量有益活性菌繁殖，可有效抑制有害微生物的生长，同时产生多种酶，促进作物强壮生长，增强作物的抗逆和抗病虫害的能力，较少农药施用量，缓解连作障碍。四、改良土壤，保肥保墒，推动农业经济循环发展。大量有益活性菌直接参与土壤物质和能量的转化、腐殖质形成和分解等过程，一方面提供养分给作物吸收利用，另一方面又形成一种粘结性物质把分散的土粒团聚在一起，形成一种疏松的团粒结构，有效改善土壤物理性状，增强土壤的透气、保水、保肥的能力，防止土壤板结和酸化，培肥地力，提高肥料利用率，降低施肥成本，使土地实现良性循环。随着农业生产水平的提高，绿色食品生产的发展，农田对农家肥的需求越来越迫切。施用化肥不能代替农家肥。过去由于单一施用化肥，造成耕层变浅，不但旱涝，化肥烧苗，地没后劲，而且化肥养分过分单一，种出的庄稼不好吃，降低了农产品的质量。因此要恢复和保持土地的土壤肥力，必须施用有机肥。畜粪和农村各种有机物都是耕地的宝贵资源，我们应科学、合理地充分利用这些原料，积造出更好的有机肥料，生产出更多、更好的农产品。1.2 国内外农业废弃物处理现状和发展趋势我国的农业废弃物呈现四大特点，即数量大、品质差、价格低和危害多。每年产生的废弃物数以亿吨计，同时发生的污染事件也在逐年增加。我国每年生产约4.5亿吨粮食，同时也伴随约7亿吨作物秸秆产生，其中玉米杆、稻草和小麦秸均超过一亿吨。随着农民生活水平的提高，秸秆作为生活燃料以及禽畜饲料的方式被逐渐取代，更多农民选择将秸秆付之一炬。秸秆燃烧不完全产生二噁英、CO和CO2等有害气体及大量烟尘，增加了空气污染指数并影响到交通和航空运输事业。中国畜牧业经过20多年的持续快速发展，畜牧业区域布局合理，规模化，集约化和产业化程度显著提高，已经成为中国农村经济的支柱产业和农民收入的重要途径。随着养殖业的快速发展，集约化养殖带来的禽畜粪便对环境的污染日趋严重，养殖场周边污水横流、臭气熏天，越来越多未能及时处理的粪便不仅占用大量土地，污染土壤和地下水，地表水，导致水源污染和水体富营养化，破坏生态环境；产生恶臭和有害气体，污染空气；有害病菌、虫卵通过各种途径危及人类身体健康，严重影响生态环境和景观以及居民的日常生活，严重影响和制约着禽畜养殖业的可持续发展。农业废弃物是一种特殊形态的可再生资源，具有巨大的开发潜力。根据其理化特性，通过一定的手段，有目的的对其进行资源化利用，可以满足人们的某一特殊需求。农作物秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素三大部分组成，秸秆中的有机成分以纤维素、半纤维素为主，其次为木质素、蛋白质、氨基酸和单宁等。目前，秸秆在全世界的农业废弃物中占有很大的比例，如果能充分合理的利用秸秆，不但可以减轻农业废弃物污染的负担，还可以利用自身特点创造经济价值。农作物秸秆目前主要有四种利用途径，分别为饲料，喂家禽；肥料，施于田；燃料，直接用于燃烧或沼化集中供燃；原料，用于制作工业纸浆、新型建材板等。禽畜粪便作为废弃物，一方面污染环境、危害人体健康，另一方面也是一种可以通过生物降解再生利用的资源，因为它含有丰富的有机质和较高的N、P、K及微量元素。根据数据统计，每年产生的猪粪中氮、磷、钾的总储量为2.17亿吨（1995年），相当于四千多万吨尿素、两千多万吨过磷酸钙和一千多万吨氯化钾。从以上结果可以看出，禽畜粪便是一种很好的制肥原料，如何充分利用和处理禽畜粪便，变废为宝，成为各个国家政府关注、环境科学工作者致力研究的课题。禽畜粪便处理的目的是将其无害化、减量化与资源化，最大限度地满足环境的可接受性及经济上的可行性。目前处理禽畜粪便的方法较多，随着经济的发展和对环境保护的要求越来越高，禽畜粪便处理的方法将越来越多，投资少，运行成本低并能产生出高附加值产品的技术将会受到普遍的欢迎。禽畜粪便目前有一下几种处理方法，分别是饲料化处理，禽畜粪便用作饲料，粪便中不但含有大量维生素等营养成分，而且含有的常量和微量元素的含量与口粮呈正相关；能源化处理，一种是直接燃烧，另一种是目前研究最多，最有发展前途的，即通过厌氧消化工艺获得沼气；肥料化处理，禽畜粪便中有机质丰富，含有较高的，及微量元素，是很好的堆肥原料，我国传统的农家肥就是以粪便为材料。我国实现废弃资源化的优势在于我国具有优良的利用废物的传统，农业废弃物的循环再生利用技术有着悠久的历史，但是由于我国整体科技实力的差距，我国废弃物资源化的基础研究和工程设备技术水平与发达国家相比仍存在一定差距；在我国现实的社会经济环境中，还存在一些消极观念和因素，制约或阻碍着农业废弃物资源化与生物质能利用技术的发展、推广和应用。国外在农业废弃物资源化利用的循环经济中已有成功的实践，1975年巴西开始用甘蔗渣大规模开发生产乙醇燃料的计划，美国1976年颁布实施的资源保护和回收法都体现了农业循环经济的原则，可视为农业循环经济的管理起源。目前国外农业废弃物处理主要有一下几种途径：一、农业废弃物用于处理水，美国北卡罗来纳州大学的畅赛欧先生一直在探索利用废弃物质提高水质的方法，他认为玉米芯、豆荚一类农副产品下脚料可用于处理废水；二、农业废弃物用于清洁油污地面，美国密西西比州佛罗拉的ERT公司开发了棉花废弃物的一种全新用途，利用棉籽加工废弃物纤维素中固有的一种细菌制成带生物活性的吸收剂，它将如同胶囊一样包裹住碳氢化合物或其他有毒物质，然后产品中的细菌破裂出来降解油类，清除污染；三、农业废弃物开发作为能源，德国政府重视可再生能源的开发利用，并制定了专门的政策，鼓励可再生能源发电上网，因此，近年德国沼气发电的数量迅速增加，沼气发电的装机总量也有1999年50MW猛增到2002年的250MW，能源农业即将成为21世纪农业的一个新的增长点，发达国家利用可燃气体发电的经验值得我们借鉴；四、农业废弃物用作饲料原料、发电燃料及用来生产液体燃料，美国的Amoco技术合作公司与Stone%Webster工程公司合作开发利用农业废弃物生产乙醇，他们利用一种遗传控制细菌（Zymomonas）发酵生物原料，美国橡胶树岭国家实验室开发了几种能源庄稼、杂交杨木和软草（switichgrass），美国约有500万亩空置庄稼地，如果用于种植能源庄稼，每年提供的生物原料能够生产270亿加仑乙醇；五、农业废弃物制作复合材料，把废弃旧农膜、编织袋、食品袋、旧轮胎再生胶等经过一定的工艺处理后可作为基体材料，同时加入适当添加剂，通过一定的处理和复合工艺形成以球-球、球-纤维堆砌体系为基础的复合材料。1.3 我国农业废弃物资源化利用的意义我国是人口大国，农业大国，地域辽阔，物产丰富。自改革开放以来，我国农业取得了巨大的成就，为我国基本解决温饱问题提供了坚实的物质基础。同时伴随产生大量的农业废弃物，主要包括农作物秸秆和禽畜粪便，没有对这些废弃物进行有效的处理和利用，使我们付出了沉重的生态环境代价：土地退化严重，农业自然灾害加剧，生物多样性减少，农产品品质下降，农村生态环境严峻，已危及农村饮水安全和农产品安全。一些农村环境问题已经成为危害农民身体健康和财产安全的重要因素，制约了农村经济社会的可持续发展。为了有效保护和改善农村环境，提高农民生活质量和健康水平，促进社会主义新农村建设，农业废弃物资源化产业发展是农村环境保护的经济选择，主要有以下几方面的作用：一、消除日益严重的环境污染，目前我国是世界上农业废弃物产出量最大的国家，每年有40亿吨，其中禽畜粪便排放量26.1吨，农作物秸秆7.0亿吨，废弃农膜等塑料2.5万吨，蔬菜废弃物1.5亿吨，肉类加工成废弃物0.65亿吨，林业废弃物每年约达3700万立方米，相当于1000万吨标准煤。这些废弃物未经及时处理，严重污染了生态环境，主要表现在：臭气、秸秆焚烧、温室气体排放，加剧了空气污染；重金属和农药、兽药残留污染土壤，增加环境生物的耐药性；农业“白色污染”严重影响土壤正常功能；污水横流，增加面源污染和水体富营养化；病毒传播，疾病蔓延，尤其是人畜共患病等方面。二、保持和提高耕地土壤质量，我国用占世界10%的耕地面积养活占世界22%的人口，并保持地力不衰，在某种意义上应归功于有机肥料的施用。实现农业废弃物肥料化利用，生产有机肥料可以补充土壤养分，并提高土壤中微量元素的有效性。增加有机肥的施用比例，一方面可以缓解化肥用量，另一方面可以提高和保持土壤地力，促进农业的可持续发展。三、解决农村的能源短缺和保护生态环境，我国农村人口占全国人口的70%，农村生活用能源有57%依靠薪柴和秸秆。薪柴消费量超过合理采伐量15%，导致大面积森林植被破坏，水土流失加剧和生态平衡破坏。直接燃烧农业废弃物，不仅热效率低（低于10%），而且大量烟尘和余灰的排放是人们的居住和生活环境日益恶化，损伤了农民身体健康，实践证明发展农村沼气等能源工程和生态农业模式，可有效的促进生态良性循环，减轻对森林资源的破坏，减少土壤侵蚀和水土流失，保护生物多样性。四、生物质能为国家能源和电力紧张做贡献，我国已由石油出口国转变为石油进口国，2000年净进口量已达到7000万吨，生物质可通过各种工艺转化为液体燃料，直接代替汽油、柴油等石油燃料，作为民用燃料或内燃机燃料。因地制宜地利用当地生物质能资源，秸秆、薪柴、谷壳和木屑等，建立分散、独立的离网或并网电站拥有广阔的市场前景。如果用当前农林废弃物产量的50%作为电站燃料，可发电4000亿看kW.h,占目前我国总耗电量的30%左右。1.4 农家肥有机肥料作业机开发的关键技术农家肥有机肥料是利用农作物秸秆，禽畜粪便，通过粉碎搅合均匀混成一块制成原料，既可用于堆肥，施于土壤，也可沼气化集中供燃和发电。但是以前农村粉碎搅拌均匀多是手工劳动，生产效率低，难以形成规模，人力物力投入与产出不成正比，因此难以在农村推广普及。本次研究设计开发的农家肥有机肥料联合作业机就是完成农作物秸秆，禽畜粪便的粉碎搅合均匀的机械化过程，提高生产效率，降低经济成本，大规模在农村推广普及。农家肥有机肥料联合作业机但、要成为一个成熟的产品有很多工作要做，要解决目前普遍存在的性能较低、可靠性不高等问题，因此产品开发的关键技术主要有以下几点：（1）优化作物秸秆和禽畜粪便的旋耕和输送装置以及粉碎装置的结构参数和技术参数，提高作业质量和可靠性。农家肥有机肥料联合作业机主要包括两部分：旋耕输送装置，将秸秆和人畜粪便原料卷入输送到粉碎装置；粉碎装置接收旋耕输送装置输送过来的原料，通过高速旋转的锤片将其击碎搅拌粉碎成均匀的颗粒，再通过输送装置输送到仓储。物料粉碎装置采用的是锤式粉碎机，结构简单，通用性好，生产率高等优点。通过优化结构参数，尽量缩小粉碎机锤片与筛片间的间隙，间隙越小，锤片撞击物料的频率越高，环流速度越慢，从而提高粉碎效率。（2）降低主要工作部件的功率消耗，提高整机作业性能和生产效率，由于其动力依托于现有的轮式拖拉机，要在完成旋耕输送工作的情况下使秸秆、人畜粪便粉碎，并达到较高生产率，动力不足的缺陷比较明显。试验研究的主要对象是秸秆粉碎装置，采用轴向进料式的锤式粉碎机，锤片布置方式有螺旋排列，对称排列，交错排列和对称交错排列，这几种排列方式各有利弊，如何在现有的型式上突破创新，如何对锤片排列加以合理分布，使其能够进一步降低功耗，提高整机性能也是一个值得研究的课题。（3）传动及行走装置系统的研究。农家肥有机肥料作业面积广，对行走部件有一定的要求，要发展性能可靠、功能完善的农家肥有机肥料联合作业机，设计合理可靠的传动及行走部件以及利用液、机、电技术结合来改善传动及行走功能，提高整机档次是非常关键的。1.5本次毕业设计的任务本次毕业设计的农家肥有机肥联合作业机是以小型自走式玉米收割机为基础进行设计，仍然借用了小型自走式玉米收割机的底盘，发动机，车身，中间输送器规格有变，主要包括两大部分，前半部分的旋耕输送装置，后半部分的粉碎装置以及输送仓储装置。在市场推广方面，农家肥有机肥料联合作业机具有一定代表性。制造成本和售价都在合理的范围内，生产率高且维护成本低，具有一定的经济效益。因为缺乏政府的重视，缺乏相关的法规政策支持和人们自身的环保意识不足。因此该机型目前在我国还没有大量推广使用。本次毕业设计是农家肥有机肥联合作业机粉碎装置结构的设计，包括作业机整个后半部分的传动系统的设计计算及强度校核，还有作业机输送器的设计计算以及各传动系统部件输送器部件的二维图，由于工作量及时间关系本次设计不进行三维图的绘制。2农家肥有机肥料联合作业机粉碎装置总体结构设计及工作原理2.1粉碎装置的总体结构设计本次设计进行的是农家肥有机肥料联合作业机的粉碎装置结构设计，粉碎装置主要是利用机械力将农作物秸秆，人畜粪便等固体物料分裂击碎成细小颗粒。目前在粮食、淀粉和饲料加工过程中经常需要粉碎物料，而物料的粉碎主要是依靠机械力来实现的。由于物料的大小、性质和粉碎的目的不同，所用的粉碎方法也不同，主要有压碎、劈碎、折碎、磨碎和击碎几种。1、压碎：将物料置于两个工作表面之间，施加压力后，物料因压应力达到其抗压强度而破碎，这种方法适用于粉碎大块物料。2、劈碎：用一个平面和一个尖棱工作面挤压物料时，物料将沿压力作用线的方向劈裂，其原因是劈裂平面上的拉应力达到或超过物料的拉伸强度极限。3、折碎：当物料所受弯曲应力达到物料的弯曲强度时，物料被折断而破碎。4、磨碎：物料与运动的工作表面之间受到一定的压力和剪切力作用后，其剪应力达到物料的剪切强度极限时，物料即被粉碎。5、击碎：物料受到高速回转机件的冲击力而破碎。实际上，在粉碎机械中，物料的粉碎方法可能是上述单独一种方法作用的结果，也可能是某几种方法综合作用的结果。设计粉碎机械时，应根据物料的物理机械性能、被粉碎物料的尺寸和所要求的粉碎比（粉碎前后物料颗粒的尺寸比）来选择粉碎方法，一般以其中的一种或某几种为主。如水果蔬菜的粉碎应以劈切为主，饲料、面粉和果泥等应以压碎、磨碎为主，对于具有坚硬的纤维性物料（如作物秸秆）则应以击碎和劈切为主。以下有两种粉碎方案设计：方案a：见图2.1，该方案为锤片式粉碎机，物料经过输送装置输送到粉碎室当中，受到转子轴上的高速回转的锤片打击而击碎，该装置结构简单，工作稳定可靠，通用性强，生产率高且价格便宜。图2.1 锤片式粉碎机方案b：见图2.2，该方案为辊压式粉碎机，被加工物料由输送机输送到工作室，物料在一对相向旋转的压辊下压过，在液压装置施加的50-500MPa压力挤压下，从而被粉碎，可通过调节两压辊之间的距离来控制粉碎颗粒大小。该粉碎装置相比于锤片式粉碎机，工作噪音小，震动小，但装置结构尺寸较大，且安装更换困难，经济成本较高。图2.2辊压式粉碎机由于本次主要进行的是农作物秸秆，人畜粪便等农家肥原料的粉碎加工，结合物料的物理机械性能和粉碎要求，选择方案a，进行锤片式粉碎机的结构设计校核。2.2锤片式粉碎机的工作原理粉碎装置结构采用锤片式粉碎机，锤片式粉碎机主要由进料斗、转子、锤片和筛片等主要零部件组成，并以带传动带动转子和链传动带动滚筒传递动力。农作物秸秆和人畜粪便的农家肥原料从喂入口2进入粉碎室，锤片转动的方向与滚筒筛转动的方向相反，可以提高粉碎率。物料在高速回转的锤片撞击下被击碎，从滚筒筛的筛孔中漏下，被刮板输送器输送到仓储空间。图2.3锤片式粉碎机结构简图2.3锤片式粉碎机的用途及影响粉碎机粉碎能力的因素2.3.1锤片式粉碎机的用途锤片式粉碎机具有结构简单，通用性好，生产率高等优点，可将农作物秸秆，人畜粪便等粉碎成细小颗粒，制作农家肥；也可把玉米秆、豆秸、薯类藤蔓等茎秆粉碎成细小颗粒，用于原料饲料加工喂养鸡、鸭、猪、鹅等家禽；还可用于面粉加工和矿石粉碎等。2.3.2影响粉碎机粉碎能力的因素1、动力参数的选择，原动机的配置2、锤片转子的回转直径D：锤片转子的回转直径D对粉碎的效果影响较大、当转子的直径太大时，可有较大的回转惯量，且粉碎作用面积大，对喂入不均匀的秸秆适应性较强，尤其在对含水率较低的茎秆原料进行粉碎时时，能有效地减少物料过碎。3、转子的最大回转线速度V：锤片末端的线速度V对粉碎效率影响很大，经试验及查阅有关资料介绍，当线速度低于36ms时，打击次数少、工作负荷不稳定，生产效率低；当线速度超过63ms时，粉碎作业产量开始下降，秸秆过碎开始增加。4、锤片的数量及其配置：锤片的数量z直接影响机具的生产率和功率消耗。锤片数量多，空耗功率高，有效功率相对减少、正面打击次数增多、粉碎能力加强。粉碎作业时，产生的环形气流大，物料大部集中于环流上，过筛能力降低，消耗功率增大，导致机具工作能力下降，生产率过低。锤片数量过少，对物料的相对打击次数变少，作物秸秆粉碎强度不够，粉碎颗粒较大达不到粉碎要求且生产率较低。锤片的配置应力求保持转子的平衡和便于排料，配置的方式有螺旋线排列、对称排列、交错排列、对称交错排列等。螺旋线排列会使物料堆向一侧，使锤片磨损不匀；对称排列时转子运转平衡，机械振动较小，但锤片轨迹重复，所需锤片数量较多；交错排列可以做成两个锤片互成一组交错或单片交错，物料在粉碎室分布也均匀，平衡性能好；对称交错排列的锤片左右对称，锤片轨迹均匀、不重复且平衡性能好。因此锤片配置应采用对称交错排列。锤片厚度不同产生的打击力、劈刺力和接触面积都不同。经试验和参阅有关资料，锤片越薄，生产率越高，消耗功率越小，因此应采用薄锤片。5、锤片与滚筒筛地面的间隙：尽量缩小粉碎机锤片与筛片的间隙，间隙越小，锤片撞击物料的频率越高，环流速度越慢，从而提高粉碎率6、采取辅助措施：如增加抽风系统，使物料更容易通过筛孔，提高粉碎机筛理效率，减少破坏环节的压力3粉碎机工作能力的设计计算3.1设计要求配套动力：洛阳拖拉机厂4105型柴油机，额定转速1500r/min，额定功率40KW生产效率：5-8亩每小时，设计取5亩每小时机组前进速度：（km/h，各档均可无级变速）档 1.62-3.62 档 3.6-7.99 档 8-18 倒档 3.8-8.43取机组前进速度： S 4 km /h （= 1.11 m/s机组档工作）作为设计计算值。3.2设计及校核的零件本次设计的农家肥联合作业机的粉碎装置结构，传动系统关系为柴油机的动力经过减速器1后减速后，在经过带传动传递给锤式粉碎机的转子锤片，转子锤片轴末端连接着链传动1，经过减速器2再次减速后，分两个方向传递动力，一是经过链传动2带动粉碎机的滚筒筛转动，另一个是经过链传动3带动粉碎室下面的刮板输送器链条转动，将粉碎后的农作物秸秆和人畜粪便细小颗粒运送至仓储。本次设计具体涉及到要设计校核的零部件如下：减速器1的设计计算；带传动的设计计算；链传动1的设计计算；减速器2的设计计算；链传动2的设计计算；链传动3的设计计算；转子轴的设计计算机；刮板输送链的设计计算。3.3设计计算的原始参数本次设计的锤式粉碎机的转子锤片转速为700r/min,滚筒筛的转速为70r/min，配套动力为洛阳拖拉机厂生产的4105型柴油机：额定功率40KW，额定转速1500r/min。3.4设计计算说明书3.4.1减速器1的设计计算1)传动比的确定柴油机的标定转速为1500r/min,粉碎装置的锤片转子转速为700r/min,传动带主要起传递动力的作用，传动比为1,所以减速器的传动比，选单级圆柱齿轮减速器，三班制工作，寿命10年2)输入功率式中：联轴器传递效率=0.99，滚动轴承效率=0.993）主动轮1传递的转矩4)选齿轮材料及热处理方法选硬齿面设计，大小齿轮材料均选40Cr，调制后表面淬火，硬度为48-55HRC（参照文献6附表12.7选择）5）选齿宽系数查文献3P222表12.13，选=0.6（硬齿面，不对称布置，直齿轮，轴承刚度大，载荷稳定）6）选齿轮精度查文献3P207表12.6，选择6级精度（硬齿面，磨齿，选高精度）7）选齿轮齿数选取（硬齿面，齿数应选少一些），则，取，则 8）按齿根弯曲疲劳强度设计（闭式硬齿面传动）式中：系数=1.50（查文献3P232表12.7，螺旋角，系数=1.341.59）；齿形系数（查文献3P220图12.21）应力修正系数（查文献3P230图12.22）查文献6附表12.10得：弯曲疲劳极限 = 弯曲许用应力按齿轮1设计查3P206表12.3，选m = 4 mm则分度圆直径中心距计算齿宽则圆周速度9）校核齿根弯曲疲劳强度使用情况系数（查文献3P215表12.9，原动机为柴油机，轻微冲击，工作机为锤片粉碎机，轻微冲击）动载系数= =1.11齿向载荷分布系数（查文献6附表12-2得，6级精度，小齿轮对称布置）齿向载荷分配系数（3P217表12.10）重合度重合度系数弯曲最小安全系数（3P225表12.14，一般可靠度）应力循环次数弯曲寿命系数尺寸系数（3P232图12.25，m=4mm5mm） = 齿根弯曲疲劳强度满足要求。10）校核齿面接触疲劳强度重合度系数弹性影响系数（文献3P221表12.12）节点区域系数接触最小安全系数（3P225表12。14，一般可靠度）接触寿命系数（允许有一定点蚀）接触疲劳极限=许用接触应力 =齿面接触疲劳强度满足要求。11）对大小齿轮进行结构设计以大齿轮为例，按文献17P1051表5.5-92进行设计分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径轴径，轮毂长大齿轮工作图见图纸。查文献7P53查得键为GB/T1096 键齿轮误差检查项目确定查文献7P130表10-6，对于6级齿轮齿距累计总公差，径向跳动公差，齿廓总公差，齿向公差。公法线平均长度计算跨测齿数公法线公称长度 =30.642mm=55.547mm公法线长度偏差计算中心距最小法向间隙=0.162mm（文献8P202式10.2）齿厚上偏差分度圆直径，查文献7P130表10-6，径向跳动公差切齿径向进刀公差齿厚公差齿厚下偏差公法线长度上偏差公法线长度下偏差因此，公法线长度极限偏差表示方法小齿轮，跨测齿数k=3,公法线长度极限偏差大齿轮，跨测齿数k=5，公法线长度极限偏差为了设计简单，减速器2与减速器1的技术参数一样，不仅可以起到减速的作用，同时是锤片转动方向与滚筒转动方向相反，提高剪切摩擦强度，提高粉碎率。3.4.2带传动的设计计算1）选择带型计算功率，（查文献3P188表11.5，原动机类，载荷变动小，）式中：，联轴器的传动效率，圆柱齿轮传动效率，滚动轴承传动效率则依和,由3P188图11.15，选取V带型号为C型2）确定带轮直径由文献3P189表11.6和P180表11.4后的注，选取带轮直径由于传动带传动比为，大带轮和小带轮的转速相同，所以大带轮和小带轮的直径相同，即3）计算带长初取中心距结合设计情况取计算带的初步基准长度由文献3P179表11.4，选取带的基准长度4）求中心距和包角中心距取调节范围小轮包角，合适5）求V带根数小轮带速传动比带根数由3P191表11.8，由3P194表11.12，由3P190表11.7，取6）计算轴上载荷张紧力 =804.5N轴上载荷7）决定带轮结构尺寸由，选取带轮材料为HT200由3P179表11.4和附录确定轮缘尺寸选轮缘宽度选B=136mm，在要求范围内槽宽取顶圆直径，采用腹板式带轮轴径轮毂长度（-长度系数，对于带轮1.52.0，轮毂用铸铁制取大值，用钢铁制取小值）8）键的选择与计算查文献7P53表4-1，选择键的型号为GB/T 1096 16x10x90校核键的强度，属静联接，校核挤压强度校核公式为键的工作长度键的高度h=10mm，键的直径d=55mm许用挤压应力（3P126表7.1，静联接，铸铁，轻微冲击），满足要求键与毂的配合选163.4.3链传动1的设计计算链传动1的传动功率为20kw，转速为，传动比1）选择链轮齿数查文献1P343表10-14，有当时，小链轮齿数为20-25,取则大链轮齿数，取2）选取链节距初定中心距取a=40p 链节数 =115.5，取传动功率，式中，轻微冲击；，（查3P288表14.2，估计工作点落在P289图14.17曲线左侧）；，（查文献3P288表14.3）链节距根据，由3P289图14.17，查出选用12A滚子链，取3）确定实际中心距 =766.8mm，取a=767mm中心距减少量取中心距调整量实际中心距为4）验算链速，在原计38m/s范围内5）计算作用在轴上的载荷工作拉力轴上载荷6）选定润滑方式由查3P295图14.23，选油浴润滑7）对链轮进行结构设计链轮齿数：小链轮，大链轮基本参数：配用链条节距，配用链条滚子直径，内链板高度，配用链条排距主要尺寸：分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径最大齿根距离分度圆弦齿高齿侧凸缘直径，取，取量柱测量距（两量柱法，式中）齿宽（查文献3P282表14.1）倒角宽取倒角半径取齿侧倒角齿侧凸缘圆角半径链轮选用整体式钢制链轮，以小链轮为例，轮毂高，取，常数k=6.4,则轮毂直径取轮毂长度，取l=60mm决定链轮公差：齿根圆或最大齿根距公差，由于（奇数），用最大齿根距或用量柱测量距控制齿顶圆直径，孔径，查文献7P53表4-1，键槽槽宽：，键槽深齿根圆径向跳动，查文献7P157，取0.15mm，齿根圆处断面跳动取0.15mm，轮齿表面光洁度，键槽工作面光洁度轴孔表面光洁度其余加工面链轮材料，按工作条件选45钢，齿面淬火回火，HRC4045小链轮工作图见图纸3.4.4链传动2的设计计算链传动2的传动功率为10KW，小链轮转速为，大链轮转速为滚筒转速，即传动比1）选择链轮齿数估计链速查文献3P290，取小链轮齿数则大链轮齿数2）选取链节距初定中心距 a=40p链节数 =108.73，取传动功率，式中，轻微冲击；，（查3P288表14.2，估计工作点落在P289图14.17曲线左侧）；，（查文献3P288表14.3）链节距根据查3P289图14.17，选用16A滚子链，P=25.4mm。3）确定实际中心距=1019.5mm，取a=1020mm中心距减少量取中心距调整量实际中心距为：4)验算链速，在原计0.63m/s范围内5）计算作用在轴上载荷工作拉力轴上载荷6）选定润滑方式由查3P295图14.23，选滴油润滑7）对链轮进行结构设计链轮齿数：小链轮，大链轮基本参数：配用链条节距，配用链条滚子直径，内链板高度，配用链条排距主要尺寸分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径最大齿根距离（偶数齿）分度圆弦齿高齿侧凸缘直径，取，取量柱测量距（两量柱法，式中）齿宽（查文献3P282表14.1）倒角宽取倒角半径取齿侧倒角齿侧凸缘圆角半径链轮选用整体式钢制链轮，以小链轮为例，轮毂高，取，常数k=6.4,则轮毂直径取轮毂长度，取l=50mm决定链轮公差：齿根圆或最大齿根距公差，由于（奇数），用最大齿根距或用量柱测量距控制齿顶圆直径，孔径，查文献7P53表4-1，键槽槽宽：，键槽深齿根圆径向跳动，查文献7P157，取0.15mm，齿根圆处断面跳动取0.15mm，轮齿表面光洁度，键槽工作面光洁度轴孔表面光洁度其余加工面链轮材料，按工作条件选45钢，齿面淬火回火，HRC4045小链轮工作图见图纸链传动3带动刮板输送器传动，考虑批量生产带来的经济效益，链传动3大、小链轮选择和链传动2小链轮一样的配置参数，同时为了使安装方便和节约材料，链传动2和链传动3共用一个小链轮，这是链传动2的小链轮从单排链改为双排链。此时小链轮转速为140r/min，同时为了满足大链轮带动刮板链条输送，链传动为等速传动，转速为140r/min，满足生产要求。 3.4.5转子轴的设计计算1）计算轴两端受力左侧带轮轴上压力，右侧链轮轴上压力轴传递的转矩锤片转子上的圆周力2）对轴进行结构设计从扭转强度设计估算轴的直径，轴受到转矩作用，该段直径应满足要求。选45钢经调质处理作轴，查3P314表16.2，选许用扭转剪应力，系数C=118106取d=55mm选取各段直径，应大于且与轴承配合，选用调心球轴承1312，应大于且与轴承配合，选用调心球轴承1313，3）轴的受力简图把两滚动轴承简化成铰支，简化作用在锤片上的力，弯矩从轮缘中点开始，扭矩从轮毂中点开始4）轴垂直面的受力图及弯矩图轴承A、B的支反力计算得轴承垂直支反力A点弯矩B点弯矩弯矩图见图3.1d图5）轴水平面受力图及弯矩图计算地轴承水平支反力E点弯矩水平面弯矩图见图3.1f图6）初步合成弯矩图E点弯矩为7）扭矩图，按转切应力按脉动循环变化，应力校正系数（3P315表16.3）扭矩图见图3.1h图8）计算弯矩图C点弯矩A点弯矩E点弯矩B点弯矩D点弯矩计算弯矩图见图3.1i图图3.1轴计算图9）按弯矩校核轴的强度应根据来校核危险截面，从计算弯矩简图可以看出，A截面是危险截面,A截面的抗弯截面系数，安全10）静强度校核弯曲应力扭转应力查3P41表3.2，查3P15表2.2,最小许用安全系数,安全3.4.6轴承设计计算根据轴的设计计算选1312调心球轴承，查文献7P69表6-3得，基本额定动载荷，基本额定静载荷，计算系数1）求两轴承的轴向载荷轴承A、B的支反力因此两铰支的径向支反力为，轴向力轴承附加轴向力，轴有向右窜的趋势，轴承2要承受压紧力轴承的轴向载荷2）求当量动载荷轴承1：轴承2： 3）寿命核算n=700r/min,温度系数，寿命系数（球轴承）查文献4P80，移动式农业机械的平均工作年限为5-10年，每年按90-250h计算，因此减速器的必要使用期限为450-2500小时，因此该轴承满足要求。3.4.7刮板输送链设计参考玉米收获机械的输送器进行设计计算1）设计的原始参数整机生产效率：5-8亩每小时，按5亩每小时设计2）总体结构参数确定输送器角度从整机的高度考虑取输送链输送角度为，输送高度c，则输送水平距离3）刮板的宽度B、高度h及刮板见的距离L1刮板形状多为矩形和梯形，制造工艺为制造或锻造，调质处理。刮板高度，刮板间距L1应大于物料尺寸，参考玉米果穗输送刮板常用的尺寸，取刮板宽度B=300mm，高度h=120mm，刮板间距，取L1=500mm4）刮板输送器输送农家肥的速度按照玉米收割机的输送器计算，实际秸秆生产率=每亩秸秆产量（Kg/亩）整机工作效率（亩/小时） =26005/3600=3.6kg/s设计时当理论生产率大于实际生产率既可满足生产要求，而刮板输送链的生产效率与输送链倾斜角有关，随着倾斜角的增大而减小。理论生产率按下式公式计算：式中：B，h-刮板的宽度，高度； V-刮板输送链输送速度（m/s）； -输送物料的单位容积质量，； -充满系数，当速度V=0.5、1.0、1.5、2.0m/s时，相应的=0.97、0.92、0.85、0.75； -倾斜系数，具体值见下表表3.1倾斜系数值由于输送角，查的当V=0.5m/s时，=0.97理论生产率,满足生产要求，所以取V=0.5m/s合适5）刮板输送器消耗功率刮板输送机所消耗的功率式中：Q 刮板输送器每秒升运量（kg/s）； L 输送机的水平投影长度（m）；H 输送垂直高度（m）； W 运动阻力系数,见表7.2；表3.2运动阻力系数将Q=3.9kg/s，L=2.078m，H=1.2m，取W=1.476（插值法求得，选用套筒滚子链），g=9.81代入计算得6）刮板链的确定由于输送器消耗功率较小，链速低，中心距长，所以刮板链条负荷拉力一般较小，参考农业机械设计手册的其他机型资料及机械设计手册，选双节距精密滚子输送链C212A（GB/T 5269-1999，A型，p=38.1mm）即可满足工作要求。链条结构各项具体参数如下：p=38.1mm; ;=22.23mm;=12.57mm;=5.96;=5.93mm; =18.34mm; =18.08mm; =9.9mm; =17.95mm; =17.88mm; =26.9mm; =4.6mm。输送机采用双链传动，主动轴和从动轴左右两端各安装一对链传动，传动示意图如下图3.2输送机双链传动示意图7）链轮的结构尺寸确定主从动链轮选用相同的结构尺寸，参考机械设计手册，双节距链轮有效齿数优先选7，9，10，11，13，19，27，38，57，考虑输送器的尺寸大小，链轮尺寸大小应适当。相比于一般链传动，输送链的链轮齿数一般较少，参考农业机械设计手册，选择链轮齿数为11。分度圆直径：量柱直径齿顶圆直径取齿根圆直径分度圆弦齿高取最大齿侧凸缘直径量柱测量距链条长度链节数，取n=138则链条长度8）刮板链轮驱动轴链轮驱动轴受到扭矩作用，从扭转强度设计估算轴的直径，该段直径应满足，式中N=1.601KW，n=140r/min选45钢调质处理作轴，选许用扭转剪切应力系数考虑此段轴要开键槽，同时要与链轮配合，选取d=40mm，与之相邻的轴段直径选45mm，轴承选6209，其余各段轴直径与长度,见下图3.3所示。图3.3 驱动轴结构图下面进行驱动轴和轴承的强度校核输入链轮对驱动轴的力,作用在轴上的载荷的大小可以近似的取为紧边和松边总拉力之和，由于转速较小，不考虑离心力的影响，不应计算在内，由此得。且因为垂度拉力不大，故近似取式中：工作情况系数，平稳载荷取1.01.2，中等冲击取1.21.4，严重冲击取1.41.7（动力机平稳、单班工作的取小值，动力机不平稳、三班工作的取大值）有效拉力：取，则同时输入转矩轮边切应力对轴进行受力分析，轴XOZ面受到切应力F和轴向载荷作用，还受到轴承支反力作用代入计算得轴受力图见图3.4b图BC段扭矩为CE段扭矩为扭矩切应力按脉动循环变化，应力校正系数则当量弯矩扭矩图见图3.4c图链轮B处弯矩链轮C处弯矩链轮D处弯矩 XOZ面弯矩图见3.4d图B点计算弯矩从左端计算从右端计算C点计算弯矩从左端计算从右端计算D点计算弯矩 E点计算弯矩计算弯矩图见图3.4e图图3.4 驱动轴受力计算图按弯矩校核轴的强度应根据来选择危险截面，由计算简图可以看出，C截面、D截面或E截面是危险截面C截面校核C截面的抗弯截面系数，D截面校核D截面的抗弯截面系数，安全E截面校核E截面的抗弯截面系数，安全9）轴承校核输送器中总共4个6209型号轴承，由上面的计算可知，轴承受到的最大径向作用力当量动载荷（为冲击载荷系数，中等冲击去1.5）轴承寿命查轴承6209 ，温度系数寿命指数（球轴承）按一天工作八小时，一年工作300天计算，轴承的寿命高达15年P=37.6KWL=2341mmB=136mmh=10mmd=55mm16a=767mml=60mmP=25.4mma=1020mmd=55mmB=300mmh=120mmL1=500mmV=0.5m/sn=138d=40mm 4总结在此次毕业设计及其论文的写作过程中，主要进行了以下方面的工作：1、对农家肥联合作业机的现状进行了调查分析，分析农家肥联合作业机的市场前景，并制定了本次设计的方案；2、分析了农家肥联合作业机粉碎装置及整机的工作原理；3、进行了减速器传动的设计计算和校核；4、进行了带传动设计计算并校核；5、进行轴承的设计计算及寿命校核；6、对转子轴进行了设计和校核；7、对链传动进行了设计计算；8、对刮板输送链进行了设计计算；9、用CAD绘制了各部件的二维图及整机装配图。本次所设计的是农家肥联合作业机上的粉碎装置结构，其结构简单，安装方便，通用性好，工作可靠，成本较低，经济性好。此外不仅可用于饲料加工，还可用于面粉加工以及矿石粉碎等。此次设计是针对农家肥联合作业机粉碎的设计。对粉碎装置的传动系统进行了改进优化，降低了主要部件的功率消耗，提高了粉碎效率和生产率。三个多月的毕业设计及论文的写作，是对我大学四年期间所学知识的一次总结与大检测。通过对粉碎装置结构的设计计算及二维图设计及论文的撰写，我巩固加深了以前学习过的知识。此外通过进一步的深入学习和大量资料的查阅，使我对以前所学专业课程有了更好的巩固，并扩大了知识面，学到了更多的知识，同时也培养了我独立解决问题、独立完成工作的能力。5参考文献1 农业机械研究所编.农业机械设计手册.下册.机械工业出版社.19732 成大先 .机械设计手册.化学工业出版社.20083 邱宣怀 .机械设计.高等教育出版社.19974 弗里克.农业机械的机械传动.中国农业机械出版社.19865 孙恒陈作模主编.机械原理.高等教育出版社. 2001.6 龚桂义等编.机械设计课程设计指导书.人民教育出版社. 1992.7 吴宗泽.机械设计课程设计手册.高等教育出版社.20068 刘品.机械精度设计与检测技术.哈尔滨工业大学出版社.20039 杜白石.机械设计课程设计指导书.西北农林科技大学.200910许修宏.堆肥微生物学原理及双孢蘑菇栽培.科学出版社.2010 11刘鸿文.材料力学.第三版.中国科学技术出版社.199212 哈尔滨工业大学编.理论力学.第五版.高等教育出版社.199713 高正宝.农田施肥现状及其调整措施.安徽省农业科学出版社.14 贺志昌.影响锤片式粉碎机工作性能的主要因素.饲料工业.200515 张仲欣主编.农产品加工机械有问必答.电子工业出版社.200816 田宜水孟海波编著.农作物秸杆开发利用技术.化学工业出版社.200717 机械设计实用手册.上下册.机械工业出版社2009 18 周宏德.农家肥料的积攒与施用.辽宁人民出版社.195819 林宝腾.农家肥料的积造和施用方法.福建人民出版社.196120 James G. Effect of knife angle and velocity on the energy required to cutcassava tubersJ . Journal of Agricultural Engineering Research ,1996 ,64 (2) :99 - 106. 6致谢本次毕业设计及论文的完成，首先要感谢我的母校西北农林科技大学对我的培育之恩，其次要感谢机械与电子工程学院为我提供了良好的学习环境。在此次设计及论文完成过程中，朱琳老师给与了我多方面的指导，在此也对朱琳老师表示深深的谢意，通过本次设计及论文我学到了许多新的知识。在三个多月的设计学习，我以最严谨的工作态度，以饱满工作热情投入到本次论文的写作，对设计及论文也经过了多次修改，终于比较顺利的完成了此篇论文，但学习中仍然存在有不够深入的地方，论文的写作难免有一些瑕疵，请各位老师予以批评指导。感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作；感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中给予我了很多你问素材，还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助；此外要特别感谢朱琳老师，在此次实习及论文完成过程中多次遇到一些问题，得到了朱琳老师的大力支持与多方面指导。朱琳老师提出了许多宝贵的意见，并耐心的给我指导。老师丰富的知识，敏锐的洞察力，给予了我很大的帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正！7附录（英文资料翻译）BalerA baler is a piece of farm machinery used to compress a cut and raked crop (such as hay, straw, or silage) into compact bales that are easy to handle, transport and store. Several different types of balers are commonly used, each producing a different type of bales rectangular or cylindrical, of various sizes, bound with twine, netting, or wire. Industrial balers are also used in material recycling facilities, primarily for baling metal, plastic, or paper for transport.Round balerThe most frequently used type of baler in industrialized countries is the large round baler. It produces cylinder-shaped round or rolled bales. Grass is rolled up inside the baler using rubberized belts, fixed rollers, or a combination of the two. When the bale reaches a predetermined size, either netting or twine is wrapped around it to hold its shape. The back of the baler swings open, and the bale is discharged. The bales are complete at this stage, but they may also be wrapped in plastic sheeting by a bale wrapper, either to keep hay dry when stored outside or convert damp grass into silage. Variable-chamber balers typically produce bales from 48 to 72 inches (120 to 180 cm) in diameter and up to 60 inches (150 cm) in width. The bales can weigh anywhere from 1,100 to 2,200 pounds (500 to 1,000 kg), depending upon size, material, and moisture content. Originally conceived by Ummo Luebbens circa 1910, the first round baler did not see production until 1947, when Allis-Chalmers introduced the Roto-Baler. Marketed for the water-shedding and light weight properties of its hay bales, AC had sold nearly 70,000 units by the end of production in 1960. The next major innovation came in 1972, when the Vermeer Company began selling its model 605 - the first modern round baler. Previously, round hay bales had been little more than lumps of grass tied together, but the Vermeer design used belts to compact hay into a cylindrical shape as is seen today.Large rectangular balerAnother type of baler in common use produces large rectangular bales, each bound with a half dozen or so strings of twine which are then knotted. Such bales are highly compacted and generally weigh somewhat more than round bales. In the prairies of Canada they are called prairie raptors.Small rectangular balerA type of baler which is less common today in some places but which is still prevalent in many countries such as New Zealand and Australia to the exclusion of large bales produces small rectangular (often called square) bales. Each bale is about 15 in x 18 in x 40 in (40 x 45 x 100 cm). The bales are wrapped with two, three, or sometimes four strands of knotted twine. The bales are light enough for one person to handle, about 45 to 60 inches (1.1 to 1.5 m).To form the bale, the material to be baled, (which is often hay or straw) in the windrow is lifted by tines in the balers pickup. This material is then dragged or augered into a chamber that runs the length of one side of the baler. A combination plunger and knife moves back and forth in the front end of this chamber. The knife, positioned just ahead of the plunger, cuts off the material at the spot where it enters the chamber from the pickup. The plunger rams the material rearwards, compressing it into the bales. A measuring device measures the amount of material that is being compressed and, at the appropriate length it triggers the mechanism (the knotter) that wraps the twine around the bale and ties it off. As the next bale is formed the tied one is driven out of the rear of the baling chamber onto the ground or onto a special wagon hooked to the rear of the baler. This process continues as long as there is material to be baled, and twine to tie it with.This form of bale is not much used in large-scale commercial agriculture, because of the costs involved in handling many small bales. However, it enjoys some popularity in small-scale, low-mechanization agriculture and horse-keeping. Besides using simpler machinery and being easy to handle, these small bales can also be used for insulation and building materials in straw-bale construction. Square bales will also generally weather better than round bales because a more much dense stack can be put up. Convenience is also a major factor in farmers deciding to continue putting up square bales, as they make feeding and bedding in confined areas (stables, barns, etc.) much easier.Many of these older balers are still to be found on farms today, particularly in dry areas, where bales can be left outside for long periods. The automatic-baler for small square bales took on most of its present form in 1940. It was first manufactured by the New Holland Ag and it used a small petrol engine to provide operating power. It is based on a 1937 invention for a twine-tie baler with automatic pickup.Wire balersBales prior to 1937 were manually wire-tied with two baling wires. Even earlier, the baler was a stationary implement, driven by power take-off (PTO) and belt, with the hay being brought to the baler and fed in by hand. The biggest change to this type of baler since 1940 is being powered by the tractor through its PTO, instead of by a built-in internal combustion engine.In present day production, small square balers can be ordered with twine knotters or wire tie knotters.Pickup and handling methodsIn the 1940s most farmers would bale hay in the field with a small tractor with 20 or less horsepower, and the tied bales would be dropped onto the ground as the baler moved through the field. Another team of workers with horses and a flatbed wagon with would come by and use a sharp metal hook to grab the bale and throw it up onto the wagon while an assistant stacks the bale, for transport to the barn. A later time-saving innovation was to tow the flatbed wagon directly behind the baler, and the bale would be pushed up a ramp to a waiting attendant on the wagon. The attendant hooks the bale off the ramp and stacks it on the wagon, while waiting for the next bale to be produced.Eventually, as tractor horsepower increased, the thrower-baler became possible, which eliminated the need for someone to stand on the wagon and pick up the finished bales. The first thrower mechanism used two fast-moving friction belts to grab finished bales and throw them at an angle up in the air onto the bale wagon. The bale wagon was modified from a flatbed into a 3-sided skeleton frame open at the front, to act as a catchers net for the thrown bales.As tractor horsepower further increased, the next innovation of the thrower-baler was the hydraulic tossing baler. This employs a flat pan behind the bale knotter. As bales advance out the back of the baler, they are pushed onto the pan one at a time. When the bale has moved fully onto the pan, the pan suddenly pops up, pushed by a large hydraulic cylinder, and tosses the bale up into the wagon like a catapult.The pan-thrower method puts much less stress on the bales compared to the belt-thrower. The friction belts of the belt-thrower stress the twine and knots as they grip the bale, and would occasionally cause bales to break apart in the thrower or when the bales landed in the wagon.New Holland has invented a machine named the Stackcruiser, or a stacker. Small square bales are dropped by the baler with the strings facing outward, the stacker will drive up to the bales and it will pick it up and set it on a three-bale-wide table (the strings are now facing upwards). Once three bales are on the table, the table lifts up and back, causing the three bales to face strings to the side again; this happens 3 more times until there are 16 bales on the main table. This table will lift like the smaller one, and the bales will be up against a vertical table. The machine will hold 160 bales (ten tiers), usually there will be cross-tiers near the center to keep the stack from swaying or collapsing if any weight is applied to the top of the stack. The full load will be transported to a barn, the whole rear of the stacker will tilt upwards until it is vertical. There will be two pushers that will extend through the machine and hold the bottom of the stack from being pulled out from the stacker while it is driven out of the barn.In Britain (if small square bales are still to be used), they are usually collected as they fall out of the baler in a bale sledge dragged behind the baler. This has four channels, controlled by automatic mechanical balances, catches and springs, which sort each bale into its place in a square eight. When the sledge is full, a catch is tripped automatically, and a door at the rear opens to leave the eight lying neatly together on the ground. These may be picked up individually and loaded by hand, or they may be picked up all eight together by a bale grab on a tractor, a special front loader consisting of many hydraulically-powered downward-pointing curved spi

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