青饲料切割机设计【全套CAD图纸+毕业论文答辩资料】

需要购买对应 纸  咨询 14951605 买对应的 纸  14951605 或 1304139763 附表 12： 理工类论文格式模板  （ 斜体字均作为格式说明用 ）  本科毕业论文（设计）  青饲料切割机设计              学     院   专     业   学     号   学生姓名   指导教师   提交日期  年    月    日  商   丘   工学院  2015业代码    信  承   诺   书  本人郑重 承诺和声明 : 我承诺在毕业论文撰写过程中遵守学校有关规定 ,恪守学术规范 ,此毕业论文 (设计 )中均系本人在指导教师指导下独立完成 ,没有剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果 ,没有篡改研究数据 ,凡涉及其他作者的观点和材料 ,均作了注释 ,如有违规行为发生 ,我愿承担一切责任 ,接受学校的处理 ,并承担相应的法律责任。  毕业论文（设计）作者签名：         年    月    日    I 摘  要  青饲料切割机主要用于青 饲料原料切割，主要由电机、传动装置、进料装置、切割装置、出料装置、机架等组成。  本次设计主要针对青饲料切割机进行设计。首先，通过对青饲料切割机结构及原理进行分析，在此分析基础上提出了总体结构方案；接着，对主要技术参数进行了计算选择；然后，对各主要零部件进行了设计与校核；最后，通过 图软件绘制了青饲料切割机总装图及主要零部件图。  通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用 图软件， 对今后的工作于生活具有极大意义。  关键词 ： 青饲料 ， 切割，绞龙 ， 设计 he is is of a a a a a a  at of to is on of to of of of of of of be to in is of  目  录  摘  要  . I .   引  言  . 1 究背景及意义  . 1 饲料切割机类型  . 1 场前景分析  . 2 2 系统设计  . 4 案设计  . 4 作原理分析  . 4 3 进料及切割装置设计  . 5 机的选择  . 5 体动力参数计算  . 5 动比计算  . 5 轴的转速  . 5 轴的输入功率  . 6 轴的输入转矩  . 6  带传动的设计  . 6  带的基本参数计算  . 6 轮结构的设计  . 8 轮传动设计  . 8 精度等级、材料和齿数  . 8 齿面接触疲劳强度设计  . 9 齿根弯曲强度设计  . 10 何尺寸计算  . 11 算  . 11 及轴承、键的设计  . 12 寸与结构设计计算  . 12 割刀的设计  . 13 割刀的基本结构 尺寸设计  . 13 的安装  . 16 料螺旋搅龙设计  . 17 4 出料装置及机架的设计  . 19 杆减速机的选择  . 19   带传动设计  . 19  带的基本参数计算  . 19 轮结构的设计  . 21 料螺旋搅龙设计  . 21 架设计  . 22 结  论  . 24 致  谢  . 25 参考文献  . 26 附  录  . 27 1  引言  1 1  引  言  究背景及 意义  近两年来，饲料加工机械形势看好，国产机型如割草机、搂草机、捡拾打捆机、青饲收获机、铡草机、揉搓机以及乳品机械等的销量大幅增加，特别是青贮切碎机在去年出现了供不应求的局面。我国现阶段农机市场上产品繁多、货源充足，农机购机热情空前高涨。然而，据专家分析，我国农机产品还远不能满足当前农村市场的需求。当前的主要障碍不是农机产品的数量，而是技术性障碍。  饲料加工机械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。随着国 家惠农政策的不断出台，我国现阶段农机市场上产品繁多、货源充足，农机购机热情空前高涨。国产机型如割草机、搂草机、捡拾打捆机、青饲收获机、铡草机、揉搓机以及乳品机械等的销量大幅增加，特别是青贮切碎机在去年出现了供不应求的局面。然而，据专家分析，我国农机产品还远不能满足当前农村市场的需求。当前的主要问题不是农机产品的数量，而是技术性与实用性的问题。在此基础上结合生产生活实际设计一个小型家用青饲料切割机，其结构简单，操作方便，经济实惠，能够满足大多数个体户的需要。  饲料切割机类型  通过查阅资料，目前青饲 料切割机主要如下四类：  （ 1）卧式切割机  图 1示是最常见的卧室切割机，砍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青饲料，但是缺点是不能切割块茎类饲料，同时刀片为直刃砍刀，消耗功率大，振动也大。  （ 2）立式切割机  图 1示是立式切割机，优点是结构紧凑，占用空间小，缺点与方案一一样，对能切割饲料的种类有限。  商丘工学院本科毕业设计（论文）  2 图 1卧式切割机         图 1立式切割机  （ 3）卧式辊筒切碎机  图 1示是卧式辊筒破碎机，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青饲料，所以他的使用也受到了很大的限制。  （ 4）卧式多功能切割机  图 1示是卧式多功能切割机，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。  图 1卧式辊筒切碎机        图 1卧式多功能切割机  场前景分析  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青饲料切割机。并且这些青饮料切割机还具有以下缺点：  1  引言  3 （ 1）大多数青饲 料切割机只能单独切割块状饲料或茎杆类物料；  （ 2）切割刀刃为直刃、切割刚度低、对多纤维茎杆的切割性能差；  （ 3）用手喂入茎杆娄物料安全性差；  （ 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，操作安全的小型青饲料切割机。  商丘工学院本科毕业设计（论文）  4 2 系统设计  案设计  根据上述 青饲料切割机 类型，本次设计的 青饲料切割机 采用如下 结构：  图 2饲料切割机 方案简图  作原理分析  工作时，青饲料从料斗投入后，首先在输送螺旋的推动下向右进入 切割滚筒 进行 切割 。切碎的青 饲料落入出料斗 在输送螺旋的推动下 送出出料斗 。  3  进料及切割装置设计  5 3 进料及切割装置 设计  机的选择  电动机是标准部件。因为室内工作，运动载荷平稳，所以选择 Y 系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。  调查市场上现有青饲料切割机本次选用电机为 额定功率为 载转速为 1420r/ 体动力参数计算  动比计算  满载转速 420 rn m  取除梗轴转速为： m 00550 rn w  故 V 带传动 比为：  50 1420 为使传动装置尺寸协调、结构匀称、不发生干涉现象，选 V 带传动比： i ；  选取滚筒转速为： 20 rn g   考虑 结构因素取 两级齿轮 传动比分别为：  i  则：    轴的转速  1 轴   m i n/5 2 01 m 带2 轴   m i n/  8112  滚筒  m   8223  商丘工学院本科毕业设计（论文）  6 轴的输入功率  1 轴    1 2 轴   滚筒    4   轴的输入转矩  电机轴    2  5 09 5 5 0000  1 轴      5 09 5 5 0111  2 轴      80 2  5 09 5 5 0222  滚筒      5 09 5 5 0333  整理列表  轴名  功率 转矩 )/( 传动比  电机轴  420  1 轴  68  轴   轴   带传动的设计   带的基本参数 计算  1）确定计算功率   已知： ； 420 rn m ；  查机械设计基础表 13工况系数： K ；  则： c  2）选取 V 带型号：  根据cP、械设计基础图 13用 A 型 V 带 , 3）确定大、小 带轮的基准直径1）初选小带轮的基准直径：  d 801 ；  3  进料及切割装置设计  7 （ 2）计算大带轮基准直径：   0 ）（带 ；  圆整取 d 2002 ，误差小于 5%，是允许的。  4）验算带速：  )25,5(/  带的速度合适。  5）确定 V 带的基准长度和传动中心距：  中心距：  )(2)(1021  初选中心距 00  （ 2）基准长度：  0200()20080()(22202122100对于 A 型带选用 d 1600  （ 3）实际中心距：  55316007002 00  6）验算主动轮上的包角 1 ：  由 1 8 0121 得 0200(1801 主动轮上的包角合适。  7）计算 V 带的根数 z ：  c)( 00  42 rn m ， d 801 查机械设计基础表 13：   ；  （ 2） 3m 420 带， m，查表得： ；  （ 3）由 查表得，包角修正系数 K  （ 4）由 d 1600 ，与 V 带型号 A 型查表得：  99.0商丘工学院本科毕业设计（论文）  8 综上数据，得  z  取 102 z 合适。  8）计算预紧力 0F （初拉力）：  根据带型 A 型查机械设计基础表 13：  9）计算作用在轴上的压轴力   0其中 1 为小带轮的包角。  10） V 带传动的主要参数整理并列表：  带型  带轮基准直径 (传动比  基准长度 (A 801 600 中心距（  根数  初拉力 (N) 压轴力 (N)   带轮结构的设计  1）带轮的材料：  采用铸铁带轮（常用材料  2）带轮的结构形式：  V 带轮的结构形式与 V 带的基准直径有关。小 带轮接电动机， d 801 较小，所以采用实心式结构带轮。  轮传动设计  精度等级、材料和齿数  采用 7 级精度由表 择小齿轮材料为 45（调质），硬度为 280齿轮材料为 453  进料及切割装置设计  9 钢（调质），硬度为 240 选小齿轮齿数 201 Z ，  大齿轮齿数 1 1 取 1122 Z  则实际传动比： 于 5，合适。  齿面接触疲劳强度设计  由设计计算公式进行试算，即  3 211 )(1）  确定公式各计算数值  （ a）试选载荷系数 3.1（ b）计算小齿轮传递的转矩   （ c）小齿轮相对两支承非对称分布，选取齿宽系数 d  （ d）由表 得材料的弹性影响系数 2/    （ e）由图 齿面硬度查得  小 齿轮的接触疲劳强度极限 001  大齿轮的接触疲劳强度极限 502  （ f）由式 算应力循环次数  911 83 0 010( 86060 892 N  （ g）由图 得接触疲劳强度寿命系数     （ h）计算接触疲劳强度许用应力  取失效概率为 1，安全系数为 S=1，由式 10   M P  i   M P  i  （ i）计算  试算小齿轮分度圆直径 代入 H 中的较小值  t 06  231  计算圆周速度 v 商丘工学院本科毕业设计（论文）  10 t / 0 0 0 0 1  计算齿宽 b  计算齿宽与齿高之比 b/h 模数 hb  根据 ， 7 级精度，查得动载荷系数 K  假设 100/ ，由表查得   K  由表 得使用系数 K  由表查得查得 故载荷系数 （ j）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式可 得  3311  （ k）计算模数  11  齿根弯曲强度设计  弯曲强度的设计公式为  3 2112 1）确定公式内的计算数值  由图 得  小齿轮的弯曲疲劳强度极限 001  大齿轮的弯曲疲劳强度极限 802  由图 得弯曲疲劳寿命系数   计算弯曲疲劳许用应力  取失效概率为 1，安全系数为 S=式得   M P     M P    计算载荷系数  3  进料及切割装置设计  11 2）查取齿形系数  由表 得 3）查取应力校正系数  由表 得  4）计算大小齿轮的 并比较  0 1 4 9  0 1 3 6  222111  大齿轮的数据大  5）设计计算   3  对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数 m 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，可取有弯曲强度算得的模数 圆整为标准值 m 3 按接触强度算得的分度圆直径   算出小齿轮齿数 1 取 201 Z   大齿轮齿数 取 1122 Z  何尺寸计算  1）计算分度圆直径    2）计算中心距    982/)33660(2/)( 21  3）计算齿宽宽度 d 取 35 验算  t 4863072902211 K 100/  合适  序号  名称  符号  计算公式及参数选择  1 齿数  Z 20， 112 2 模数  m 3 分度圆直径  2136,60  4 齿顶高  商丘工学院本科毕业设计（论文）  12 5 齿根高  6 全齿高  h  7 顶隙  c  8 齿顶圆直径  21 42,66  9 齿根 圆直径  43 ff 10 中心距  a  及轴承、键的设计  寸与结构设计计算  1）轴上的功率 速 转矩 T1  ， 681  ， 2）初步确定轴的最小直径  先按式 3  初步估算轴的最小直径。选取轴的材料 45 钢，调质处理。根据机械设计表  112C ，于是得：   81 1  2 31  该处开有键槽故轴径加大 5 10，且高速轴的最小直径显然是安装大带轮处的直径1d 。取 61 ； 01 。  3）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度  （ a）为了满足大带轮的轴向定位的要求 2 轴段左端需制出轴肩，轴肩高度轴肩高度，取 故取 2 段的直径 82 ，长度 02 。  （ b）初步选择滚动轴承。因轴承只受径向力的作用，故选用深沟球轴承。根据 82 ，查机械设计手册选取 0 基本游隙组，标准精度级的深沟球轴 承 6208，故 073 ，轴承采用轴肩进行轴向定位，轴肩高度轴肩高度 ，取 ，因此，取664 。  （ c）齿轮处由于齿轮分度圆直径 801 ，故采用齿轮轴形式，齿轮宽度 B=20考虑到齿轮端面与箱体间距 10及两级齿轮间位置配比，取 74 ， 6 。  4）轴上零件的周向定位  查机械设计表，联接大带轮的平键截面 2810 。  度校核计算  1）求作用在轴上的力  3  进料及切割装置设计  13 已知大齿轮的分度圆直径为 80 ，根据机械设计（轴的设计计算部分未作说明皆查此书）式 (10则   8 4t  8 41030 NF p  2）求轴上的载荷  首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时，从手册中查取 a 值。对于 6208 型深沟球轴承，由手册中查得 a=15此，轴的支撑跨距为 2 根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面 C 是轴的危险截面。先计算出截面 C 处的  M 的值列于下表。  载荷  水平面 H 垂直面 V 支反力 F H 11431 ， H 12622  V 22371 ， V 15162  C 截面弯矩 M 8 5 1 8 532   1 4 5 5 5 1 32  总弯矩   168 646145 551851 85 2222m a x  扭矩   20870  3）按弯扭合成应力校核轴的强度  根据式 (15上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取  ，轴的计算应力   M p aM p 32222  已选定轴的材料为 45质处理。由表 15得 70 1- 。因此 1 ， 故安全。  4）键的选择  采用圆头普通平键 A 型（  1096 1979 ）连接，联接大带轮的平键截面2810 ， 10 。齿轮与轴的配合为 76滚动轴承与轴的周向定位是过渡配合保证的，此外选轴的直径尺寸公差为 6m 。  割刀的设计  割刀的基本结构尺寸设计  所谓切割，是指通过机械 的方法克服物料内部的凝聚力，并将其分裂成规格划一的块、片、丝、粒及酱状产品的操作过程。满足切割运动的机器必须具备两个关键条件，一是切割刀具，另一个是物料的“进给”运动。进给运动系指物料与刀具的相对接触运动。  商丘工学院本科毕业设计（论文）  14 （ 1）切刀材料  一般采用经过热处理的 素工具钢或锰钢。在此选 具钢  （ 2）对切刀的要求  良好的切刀（或称切碎器）应满足下列要求：  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。  （ 3）选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。  （ 4）刀片刃口几何形状及常用刀片形状  切刀的刀刃有直线型与曲线型几何形状，如图 3示。  图 3各几何形状刀刃  在本次设计中选用（ c）外曲线刃口刀  进行滑切。  （ 5）刀的滑切与正切分析  切割机械工作时，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。  图 3切刀滑切示意图。  图  3切刀滑切示意图  图中 回转曲线刃口刀的刀刃， O 为刃口曲线的圆心， A 点为切割工作点，切刀的回转半径为 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 A 的切割速度为 V，显然， V  V 分解为过点 A 切线和法线方向的两3  进料及切割装置设计  15 个分速度 则 为滑切速度， 为正切（砍切）速度。   V 之间的夹角 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     由图 3析可知，滑切角显然不为零，最大为 660 ，能实现滑切。  下面用一直刃切刀来进一步阐述滑切省力原理，如图 5示。  图  3滑切省力原理图  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  =  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。  （ 6）钳住物料的条件分析  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 3示了不同钳住角 切割物料时物料的受力情况。  商丘工学院本科毕业设计（论文）  16 图  3不同钳住角 的物料受力分析图  图 3 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 。  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； 12N 为定刀片（或支撑面）对物料产生的正压力； 1T 、 2T 为动、静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 3-4(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 3-4(b)知，由于此时 < 21 。 21 合力 F 指向刃口里面，即切割时合力 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  在本设计中刀与料的相对位置图如图 3示，进行钳住物料条件的分析  图  3刀与料的相对位置图  由图 5知，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，刀的安装也是合理的。  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3  进料及切割装置设计  17 调整动刀片与定刀片的间隙。具体如下图 5示。  图  3切刀简图  1、 4六角螺栓    2、 3。   沉头螺栓   料螺旋搅龙设计  根据连续输送机生产率的公式；  3600 式中： F 被输送青饲料层的横断面积   被输送青饲料的堆积密度 kg/   被输送物材的轴向输送速度 m/s。  料层横断面面为：  24  式中： D 螺旋直径 m；   充填系数，其值与物材的特性有关，见下表中的 、 K 及 A 的值；  c 倾斜修正系数，见表 4 5。  在料槽中，青饲料的 充填系数影响输送过程和能量的消耗。当充填系数较小 (即 =5%)时，青饲料堆积的高度低矮且大部分青饲料靠近槽壁并且具有较低的圆周速度，运动的滑移面几乎平行于输送方向 (图 4 10a)。青饲料颗粒