多功能铡草机的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 多功能铡草机的设计 摘 要 设计一种铡草机，它由装在同一传动轴上的破碎 ,切碎两种功能的机构构成。破碎机构主要由刀齿板、切刀、刮刀及辊筒构成。加工块茎类物料时 ,经刀齿的划割 ,切刀的切割 ,刮刀的进一步破碎 ,完成加工过程 ;同时 ,可利用切碎机构加工藤蔓、秆叶类 ;并采用辊压轮对藤蔓进行自动进给。拆下破碎部件 ,换上磨碎齿板 ,又可作为薯类淀粉初加工机具。因此 ,既能满足加工要求 ,又能加工薯类淀粉 ,适应农村养殖业的需要。 关键词 : 破碎 ; 切刀 ; 辊筒 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is to a in of is by it At it on as is it of to of 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 目 录 摘 要 . I . 前言 . 1 业机械在农业现代化中的作用 . 1 草机的应用前景 . 1 草机研究目的及意义 . 1 2 总体设计 . 3 案的选择 . 3 体传动比的分析计算 . 4 给机构与机架的设计 . 6 给机构的设计 . 6 架的设计 . 6 3 传动设计 . 8 动机的选型 . 8 带传动的设计 . 8 带轮的设计要求 . 8 轮的材料 . 8 带轮的结构 . 8 关计算 . 9 轮的结构设计 . 11 带轮的结构参数 . 11 齿轮的设计 . 12 择齿轮材料 . 12 定齿轮精度等级 . 12 接触疲劳强度设计小齿轮分度直径 . 12 算主要尺寸与参数 . 13 柱齿轮的设计 . 15 定精度等级 ,材料及齿数 . 15 何计算 . 19 算 . 19 4 轴及其校核 . 21 的设计 . 21 轴 的设计 . 21 动轴 的设计 . 22 动轴 、 的设计 . 22 核 . 22 轴 的校核 . 23 心球轴承的寿命计算 . 24 5 破碎机构的设计 . 26 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 刀的设计 . 26 刀材料 . 26 切刀的要求 . 26 用或设计刀片时应满足的要求 . 26 本次设计中选用外曲线刃口刀进行滑切 . 26 的滑切与正切分析 . 26 住物料的条件分析 . 28 的安装 . 29 碎辊筒的设计 . 30 的设计 . 30 在辊筒上布置的设计 . 30 筒的设计 . 30 总结 . 31 参考文献 . 31 致 谢 . 32 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 前言 业机械在农业现代化中的作用 农业机械化是建设现代农业的重要物质基础，是先进生产力的代表，是提高农业劳动生产率的主要手段。农业机械化是农业科学技术推广应用的重要载体，是农业现代化的必然过程，加快发展农业机械化是推进城镇化建设，全 面建设农村小康社会的重要举措，加快发展农业机械化也是保护和提高粮食综合生产能力，增加农民收入的重要措施。 一是通过农业机械，可以代替人工，使大量农村劳动力从繁重的农业劳动中解脱出来，使其投入到产业中，增加农民收入；二是通过实施精量播种、机械施肥、秸秆机械还田等机械化节本增效农业技术，降低农业生产成本；三是通过拓宽农机维修、销售服务市场，吸纳农村剩余劳动力。 草机的应用前景 经过市场调研发现。很少有适合小型养殖场、专业户和个体农户要求的小型铡草机。并且这些青饲料铡草机还具有以下缺点： 1. 大多 数铡草机只能单独切割块状薯类或茎秆类物料。 2. 切割刀刃为直刃、切割刚度低、对多纤维茎秆的切割性能差。 3. 用手喂入茎秆类物料安全性差。 4. 块料切碎时切碎均匀度差。 故我们设计一种能满足小型养殖场、专业户和个体农户要求。切割性能好，操作安全的小型铡草机。 草机研究目的及意义 该新型机属于一种多功能的草加工机具，特别适于对块茎，块根类物料的切碎和破碎加工，也可作为薯类淀粉加工机具使用。 目前的草加工机具，一般 采用一片或多片刀片，在旋转过程中将草切碎；对于块茎类草的加工，则用磨齿片将草磨碎。前者满足了藤蔓，秆叶状草的加工；后者可对块茎块根买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 类草的加工。作为一般的加工，已是可行的了，但加工后的物料中，浆状体比较多，粒度细小，对块茎类物料的加工，这种情况尤为突出，不利现在推行的青储草技术的应用。青储草工艺对原料的要求，往往要使切碎或破碎后的草保持较好的粒状，特别对含淀粉高的薯类，要求在加工中尽量减少浆状体，更有利于发挥青储草的效益。 本实用于新型的目的是提供一种可将块茎，块根类，一次加工成块粒状的切碎机；同时具有藤蔓， 秆叶类的切碎机构；还可较方便地更换上磨碎齿板，作为薯类淀粉加工的多功能机具。 本实用新型的优点是破碎辊筒上的齿、刀部件，配合作用，减少了对物料的挤压、碰撞的机会，降低了块茎类草加工的浆状体；同时在加工藤蔓、秆叶类草时采用辊压轮进给，大大提高了送料时的人身安全；加之同破碎机构安装在同一传动轴上的切碎机构。即可完成块茎、块根类的加工，又可同时加工藤蔓、秆叶类草。不但简化了设备，又避免了采用不同的传动轴，共用同一动力，操作使用时的麻烦。破碎辊筒上的刀齿板、切刀、刮刀可拆下，换上磨碎齿板，又具有薯类淀粉加工能力。因 而它有结构简单，适应性强的特点，能充分满足农村，特别是山区农村推广。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 2 总体设计 案的选择 通过比较研究，选定了四种参考方案。 方案一：方案一是一种最常见的卧式铡草机，切刀片装在电动机的主轴上，通过电动机提供给刀片的旋转运动来切割，但是缺点是不能切割块茎类草，同时刀片为直刃砍刀，消耗功率大，振动也大。 方案二：方案二是立式铡草机，优点是结构紧凑，占用空间小，缺点与方案一一样，对能切割草的种类有限。 方案三：方案三是卧式辊筒破碎机，有点是能很好切割块茎，辊筒上的刀片拆卸也很方便，缺点是不能切割藤蔓类，所以他的使用也受到了很大的限制。 方案四：方案四是卧式多功能铡草机，优点是即能切割藤蔓类，又能切割块茎类，缺点是，该设计在为了完成切割块茎的目的是，过多装入转动刀片，在拆卸刀片时，非常不便，并且过多的刀片也增加产品的成本。 通过分析以上四种方案，吸收各自优点，得到一个即能切割藤蔓类，又能切割块茎类的多功能铡草机。并在设计中，增加了藤蔓类物料的自动进给机构，以提高工作安全性。 该机主要由传动轴和装在其一端的 在其中部的破碎辊筒和切碎刀盘，装在其一端的变速锥齿轮和传 动轴上的变速锥齿轮和直齿轮及进给轴、，装在支撑固定它们的机架下部的电动机，主动轮及传动皮带，加之安装在机架上的喂料台，进料斗，机壳等构成，要点是破碎辊筒的滚动面上安装了由刀齿板，切刀，刮刀组成的共同完成对块茎块根类破碎的破碎机构，切碎机构由安装在传动轴一端的切碎刀盘及其上的动刀片，加之固定在机架相应位置上，能在刀盘转动过程中，与动片构成剪切动作的定刀片构成。为使破碎和切碎能同时进行，把破碎辊筒，切碎刀盘装在同一传动轴上。传动轴安装在机架上，动力由机架下部的电动机及其主动轮，通过皮带传给安装在传动轴一端 的从动轮，驱动传动轴运转使安装在中部的破碎辊筒及其切刀盘工作。机架上靠切碎刀盘一侧，制作了切碎机构喂料台、自动进给辊压轮及刀盘罩；位于传动轴中部的破碎辊筒上，装有机壳和进料斗，二者用小螺秆连为一体；主动轮与从动轮间套有皮带防护罩；机架下部制作了切碎，破碎物料的出料斗。其中，喂料台，刀盘罩、机壳、进料斗、皮带防护罩，出料斗均连接固定在机架上。破碎辊筒上的刀齿板、切刀、刮刀等用螺钉固定在滚筒的滚动面上，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 且使刀齿板和切刀有 5的螺旋角。这样，就够成一个切碎机。若要作为暑类淀粉加工设备，则可将磨碎齿板替换下破 碎辊筒上的刀齿板，切刀和刮刀。磨碎齿板能在辊筒的旋转力带动下，将薯类打磨成浆体，达到加工淀粉的目的。 使用时，将藤蔓、秆叶类放在喂料台上，由辊压轮自动将料送入刀盘罩内，动刀片随刀盘的旋转和固定在机架上的定刀片配合，将物料切碎。块茎、块根类则丛破碎辊筒机壳顶部的进料斗送入；在辊筒的旋转力作用下，物料先被刀齿板上的刀齿划割成条，随即由切刀切削下来，再经刮刀进一步破碎，切碎或破碎后的物料从出料斗送出。即可满足加工要求。传动原理如图 2 图 2传动原理简图 2.小 4.大 注：图中箭头表示各轴的转动方向 体传动比的分析计算 在本设计中，考虑到实际情况，主轴转速在 400r/宜。以下为具体计算分析过程。 因为设计任务提供的电动机是 1500r/率是 据带轮传动比的要求 （一般传动比在 2 4为宜）现选传动比为 主轴转速为 500r/ (2现初步选择辊压轮的直径为 40切削的物料长度定为 10在来分析主轴买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 到传动轴、之间的传动比。 因为辊压轮的转动是由轴、提供的，所以轴、的转速相等，转向相反。 图 2料进给示意图 参考图 2 主轴转速设为 s,由于刀盘上是对称安装的 2 把动刀片，所以切割次数为 2s。 进给辊压轮设为 s。 V=2 2 20 n mm/s (2 V 为料的理论进给速度。 则每次刀的切割长度是 L=2 由设计要求知切割长度以 10宜，则 10 n3/0/62.8 n2/轴与轴、的传动比为 已知 理论上每秒进料为 V s 考虑到在实际中料在传送过成中的打滑，所以上述进料速度在现实中是可以做到的。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 在主轴与轴、之间有一对锥齿轮的减速和一对直齿轮的减速，考虑到各对齿轮传动比的适宜范围，现取锥齿轮的传动比 i=2,圆柱齿轮的传动比 i=3(考虑到计算和设计时的方便 )。 给机构与机架的设计 给机构的设计 本设计中采用 辊压轮对藤蔓类物料进行进给，辊压轮的外缘直径为 40 ，转速由前面的总体设计计算可知 V s 在本设计中，采用双槽重叠设计，外面钢槽由 3的钢板焊成，在槽的两侧用厚钢板加厚，然后镗孔，轴、穿过孔而被支撑，轴、与辊压轮用平键连接。在钢槽内再插一个薄壁进料槽，槽的底面与水平面成 10倾斜。便于送料。详细见图 2 2进料槽及其进给辊压轮 架的设计 在机架设计中，主体采用 40 40 3的等边对角钢，均通过用手工电弧焊将其连接。在买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 机架上表面放置一块 10的铁板以便固定各零件，在机架的 4个角上各加焊一块 4040 10的厚铁板，以便获得足够的强度来安装运动轮。根据各零件的设计尺寸，总观全局对机架进行设计，最后机架整体尺寸为 628 540 437。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 3 传动设计 动机的选型 设计的铡草机适用对象为小型养殖场、专业户和个体农户 ,故电动机电压应 选用 所需动力不是很大 ,选用小功率的电动机。综合各方面因素 ,选用 具有体积小、容量大 ,起动及运转性能优越等特点 ,符合国际标准 并实现同一机座号单、三相异步电动机等级相同 ,提高了单、三相电动机的互换性和通用性 ,被广泛应用于冷冻机、泵、风机、 ,小型机床以及农副业和家用电器等方面 . 电动机的主要参数：型号 :压 :220V；功率 :步转速 :1500r/ 频率 :50率 :68%；功率因数 :295 165 200 电动机的安装方式：选择 带传动的设计 电动机 主轴 带轮的设计要求 设计 量小；结构工艺性好，无过大的铸造内应力，质量分布均匀，转速高时要经过动平衡，轮槽工作面要经过精细加工（表面粗糙度一般应为 减带的磨损，各槽的尺寸和 角度应保持一定的精度，以使载荷分布较为均匀等。 轮的材料 此处带轮的材料，采用铸铁，材料牌号为 带轮的结构 铸铁制 实心式腹板式孔板式椭圆轮辐式。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 当带轮的基准直径d 位为 ，可采用实心式； 300采用腹板 式（当 21 100采用孔板式）； 300采用轮辐式。 关计算 已知电动机的额定功率为 速 500r/取传动比为 i=用普通 V 带传动。 A1 P= (3 根据 n 1 确定选用 取主动轮基准直径 1从动轮基准直径 i 71= (3取 80 验算带的速度 V=100060 11 1 =100060 150071 m/s= 主轮上的包角合适 带的根数 Z z )(00 1 (3由 500r/1i=0= , ， K= 则 6 0 z= (3取 z=2 02)00 1 (3q=m1 , 故 p1 2 10 = (3买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 轮的结构设计 带轮的结构设计，主要是根据带轮的基准直径选择结构形式，根据带的截型确定轮槽尺寸 1 ，带轮的其它结构尺寸 1 所列经验公式计算，确定了带轮的各部分尺寸后，即可绘制出零件图，并按工艺要求注出相应的技术条件等。 由以上的计算可知：电动机的 轴 带轮的结构参数 V 带轮的结构参数如表 3 表 3 带轮的结构参数 注：电动机 V 带轮 L=()d, 3 9 6 = 73 4 3 5= （ 4 所以 1 (4由（ 4 e= 03 3 1= 9 3 8 1 9 N 因轴承运转中有轻度冲击载荷 , .1 ,取 N 4 8 1 9P 2 N 4. 验算轴承寿命 因为 21 ,所以按轴承 2所爱力大小进行验算 h4 2 4 31020( 46010=)PC( 10 5336326h1 (4显然远远大于铡草机的使用寿命 ,所以选用的轴承是合理安全 的。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 26 5 破碎机构的设计 刀的设计 刀材料 一般采用经过热处理的 素工具钢或锰钢。在此选 切刀的要求 良好的切刀（或称切碎器）应满足要求： 切割质量高，耗用动力小，结构紧凑，工作平稳，安全可靠，便于刃磨，使用维修方便。 用或设计刀片时应满足的要求 刀片在设计和选用时应满足下列三个方面的要求，即 钳住物料，保证切割； 切割功率要小； 切割阻力矩均匀。 本次设计中选用外曲线刃口刀进行滑切 的滑切与正切 分析 铡草机械工作时，功耗的大小与切刀的工作方式以及刀片的特性参数有关，切刀的工作方式有滑切与正切之分。当按滑切工作时，切割阻力小，容易切割，切割时省力，功率消耗也小。当切刀按正切方式工作时，切割阻力大，切割困难，功率消耗也大。下面仅讨论本刀具用到的滑切原理。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 27 图 5切刀滑切示意图 图中 刀的回转半径为 r。当切刀在传动系统作用下绕刀轴中心 P 以一定角速度做定轴回转切割运动时，刀刃上工作点 ，显然， V 切线和法线方向的两个分速度 即滑切速度 正切（砍切）速度 及为滑切角。当滑切速度不为零时的切割及称为有滑切的切割，简称滑切；当滑切速度为零的切割称为正切或砍切。 的关系为 （ 5 由图 5切角显然不为零，最大为 660 ，能实现滑切。 若切刀的楔角为 ，则正切时，切割速度 V 就在 A 点的法线方向，即 V 垂直于刀刃，切刀正好是以 角的楔子楔入物料。滑切时，因切割速度 V 偏离了刀刃的法线方向，与法线方向产生了一个滑切角 ，这时切刀的楔入角度由 减小到 。从上图的几何关系可知 =B = （ 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 28 即滑切角 越大时，刀刃切入物料的实际楔入角 就越小（即实际切割时只是刀刃口在 切割），这是 ，切刀受到的法向阻力越小，易于切入，切割省力。因此，要使切割省力，除保证刃口锋利以降低刃口比压（比压为刃口单位面积的压力，与刀刃锋利程度有关）外，还须使切割为滑切，这正是利用了滑切省力的原理。 此外，刀刃口的表面即使看起来光滑，但由于刀片在加工时的精度问题，在显微镜下观察，刃口也呈现锯齿状的“微观齿”。滑切时，这些尖锐的“微观齿”就像锯子一样将物料纤维切断，这是滑切较正切省力的另一原因。 住物料的条件分析 滑切也可以分为有滑移的滑切和无滑移的滑切两种。切割时当动刀片与静刀片之间的夹角达一定值时，物料就会产生沿刃口向外推移的现象，这叫有滑移的滑切。出现这种情况对稳定切割是不利的，所以应当尽可能的避免此种情况的出现。 下面以两种不同钳住角 切割物料的受力情况来分析钳住物料，保证稳定的切割条件。下图 5示了不同钳住角 切割物料时物料的受力情况。 图 5 不同钳住角 的物料受力分析图 图 5 动刀片刃口， 定刀片刃口，夹角 为动、定刀片对物料的钳住角，也称推挤角。假定以两种钳住角 切割时的摩擦角均为 21 和 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 29 动刀片刃口； 定刀片刃口； 为动、定刀片对物料的钳住角，又称推挤角；1N 为动刀片对物料产生的正压力； 2N 为定刀片（或支撑面）对物料产生的正压力； 1T 、 2刀片与物料在切割点处的摩擦力； 21 和 为两种钳住角 切割时物料与动、静刀片间的摩擦角。 由图 5-2(a)知，由于此时 21 ,两个支撑反力的合力 21 合力 F 将把被切物料沿刃口向外推出，即在切割时产生滑移，不能保证稳定切割。 由图 5-2(b)知，由于此时 21 。 21 合力 F 指向刃口里面，即切割时合力F 将把被切物料沿刃口向里面推，切割时不会产生滑移，能保证稳定切割，提高效率。 由此可知，保证钳住物料稳定切割的条件是：钳住角须小于物料与定刀片之间摩擦角之和， 21 + 切刀在旋转过程中， 的最大值为 38 ，同时由经验可知，通常 1 32 ， 2 18 ，所以只要 小于 50 就可以了，显然以上 设计是满足要求的，刀的安装是合理的。 的安装 曲线动刀片 A、 B 通过螺栓 1、 2、 3、 4 安装在刀盘 P 上，通过调节螺栓 1、 2、 3、 4来调整动刀片与定刀片的间隙。具体如下图 5 图 5 切刀简图 1、 4六角螺栓 2、