doc盘刀式铡草机设计

目录1绪 论21.1 铡草机的研究目的和意义21.1.1、铡草机的研究目的21.1.2、铡草机的研究意义21.2 铡草机的设计要求和方法31.2.1、我国畜牧业对铡草机的要求31.2.2、铡草机的设计要求42 总体方案与设计计算52.1 总体方案62.1.1、铡草机的总体构成62.1.2、各主要工作部件的配置关系及工作过程62.2 主要工作部件设计与计算72.3选择电动机的类型和结构型式82.3.1确定电动机的容量92.3.2电动机转速的选择102.4箱体的设计102.5喂草辊的选择162.6喂入口的尺寸确定172.7.动刀片的选择182.8.直刃口盘式切刀的设计192.9抛送叶板和抛送高度203 传动设计与计算213.1 拟定传动方案213.2 确定总传动比和分配各级传动比213.2.1、传动装置总传动比213.2.2、分配各级传动比223.2.3 计算传动装置的运动和动力参数223.3 传动部件参数的选择与计算243.3.1、带轮的设计243.3.2、齿轮的设计计算263.4、输送链板主动链轮的计算324、典型零件的受力分析与强度校核354.1、初步计算轴径354.2、轴的径向尺寸354.3 轴的装配关系354.4 轴的弯扭合成强度计算354.4.1 求作用在轴上的力364.4.2 计算轴上的弯距、扭距，并作图364.4.3校核轴的强度381绪 论铡草机是我国使用最早和生产量较多的饲草加工机械之一。早在三十年代，我国广大农村开始应用手压铡刀，来实现长草短喂饲方法。中华人民共和国成立以来，先在农村推广了手摇铡草机，六十年代推广应用了电动铡草机，进入六十年代中期到七十年代，各省市相继开始自行研制了不同类型的铡草机，经国家鉴定部门投产了一批不同型号的铡草机。从此铡草机无论从数量上还是型号上开始增多，而三化程度不高，进入八十年代，铡草机开始进行了系列设计并制定了全国性的系列型谱。进入九十年代，国务院提出了利用秸秆养畜，这是发展我国畜牧业的重大举措。1.1 铡草机的研究目的和意义1.1.1、铡草机的研究目的我国每年生产约5.7亿吨作物秸秆，这是一项巨大的饲料资源，而如何开发利用好农作物秸秆，这必然给饲草饲料加工机械提出了新要求。一是随着作物秸秆氨化饲料的推广应用，一些科研和生产部门生产了专用设备秸秆调制机，但目前定型的机型少，造价较高，还不能广泛应用于生产中去；二是随着青贮玉米面积的不断扩大和青贮饲料的推广，我国引进和研制了青贮饲料收获机、青切机等机械，这些机具在大型国营牧场和较大养畜专业户中应用较多，而在农村还没有得到普及，有的机型还不适于农村和个体户；三是为提高秸秆利用率、消化率和适口性。我国当前在秸秆饲料利用上，主要有四种处理方法，一是氨化（碱化）后喂饲；二是经过青贮后喂饲；三是直接喂饲；四是加工草粉制成颗粒喂饲。前三种都需要经过铡切后来处理，方能收到预期效果。因此，饲草料加工工业的迅速发展对铡草机的设计和制造提出了更高、更新的要求。1.1.2、铡草机的研究意义 随着经济的发展和人们生活水平的逐步提高，对畜产品的需求有了较大的增加大力加强和发展畜牧业将是中国农业的主要发展方向。我国具有丰富的农作物秸秆资源,每年生产的农作物秸秆约5.7 亿吨,其中可作饲料的有3. 5 亿吨,它是我国广大农区饲养牲畜的主要饲料。秸秆中含有可消化干物质35 %50 %,粗蛋白3 %8 % ,特别适合于喂饲牛、羊等反刍动物。改革开放以来,我国粮食总产量提高很快,但是我国人口多,人均耕地少,每年人均占有粮食一直低于400 千克,距世界公认的粮食过关标准500千克相差甚远，与发达国家相比差距更大，不可能提供大量粮食用作饲料。显然对我国而言，仅仅依靠粮食生产饲料来发展畜牧业这条路是行不通的。目前，减少畜牧用粮的办法有：(1)发展配合饲料并改良畜禽品种，以提高饲料转化率；(2)调整畜牧业结构，发展饲草料转化率高的家禽生产；(3)加强防疫灭病，减少畜禽因死亡造成的饲料损失；(4)饲、粮分流，以一部分耕地种植优质高产饲草料作物：(5)大量开发利用非常规饲草料资源。其中前四点己经受到重视，第五点对于减少饲料粮消耗有重要的意义，却一直未被重视。在“非常规饲草料”中，农作物秸秆等数量最大、分布最广，自然成为发展畜牧业的首选突破口。秸秆作为一种资源，已受到世界各国的关注和开发利用。我国人口众多，而耕地面积有限，为了减少畜牧业对粮食的依赖,更要充分利用和开发农作物秸秆饲料,发展“节粮型畜牧业”,特别是对于发展农区秸秆养牛,具有十分重要的意义。据资料统计：我国每年农业生产中所遗留的各种农作物秸秆大约有6亿多吨，其中约30为玉米秸秆。如果充分利用秸秆加工技术，如切碎、揉碎和粉碎以及青贮与氨化等，把秸秆加工成饲草料，不但可以节约大量的粮食，还可以过腹还田，充分利用氮、磷以及各种有机物成分，提高微量元素的循环利用率，达到培育地力、提高土壤的肥力、改善土壤土粒结构的目的，起到防止土壤风蚀、沙化和退化的作用。因此，80年代以来，我国对农作物秸秆处理进行了许多研究工作。应用最广泛的是粉碎和铡切机械加工，因为，无论是化学处理还是生物处理，其第一道工序需要将秸秆粉碎或铡切。然而，我国目前农作物秸秆的利用率还很低，很多农民将收获后的农作物秸秆烧掉，既造成资源浪费又污染了环境。因此，不断研制饲草加工机械，提高农作物秸秆的利用率，对发展节粮效益型畜牧业具有非常重要的意义。1.2 铡草机的设计要求和方法 1.2.1、我国畜牧业对铡草机的要求铡草机是奶牛、肉牛、羊、马等食草动物饲料的主要加工机具，用来铡切青谷草、牧草、稻麦草等。我国畜牧业对粗草饲料加工长度的要求是：牛以34 cm为宜；绵羊以1.52.5 cm为宜；粗大的茎节应破碎。因此对铡草机的要求是：1切碎质量好，碎段长度一致，尽量不产生长草段，超长率应小于7%；2茬口整齐，斜茬率应小于5%；3切碎长度可根据饲养要求变化来调整；4附有自动喂入和抛出装置；5切刀刃磨方便，结构简单，故障少。1.2.2、铡草机的设计要求其主要性能指标应符合表1-1。表1-1 铡草机的技术条件项目指标超长率（%）7斜茬率（%）5破节率（%）55超长率的计算： Sc=Sc超长率（%）在小样中实际长度超出规定长度1/5的长草总重（g）小样总量（g）；斜茬率的测定：斜茬率（%）斜茬草总重量(g);斜茬草是指被切断平面与母线夹角小于70度破节率的测定：破节率（%）草节被压遍或破成两半以上的带节草的总重（g）小样中带节草的总重；表1-2 物料单位草长度电量物料名称单位草长度电量 谷草30玉米秸秆30野生草25单位草长度电量:度电产量（）L平均切草长度（mm）平均切草长度的测定：在小样中间除茎秆（叶、皮除外）测量每节长度，计算算术平均值。平均切草长度；n小样节数；2 总体方案与设计计算2.1 总体方案2.1.1、铡草机的总体构成本次设计盘刀式铡草机，其主要由机架、传动系动、喂入机构、切碎、出草、输送装置等部分组成，见图2-1。 1电机；2出草装置；3传动系统；4喂入机构；5输送装置；6牵引机构；7切碎装置；8支架图2-1 铡草机示意图2.1.2、各主要工作部件的配置关系及工作过程1. 喂入机构喂入机构由链板式输送器、压草辊和上、下喂入辊等部件组成。链板式输送器用链条传动，以保证喂入量均匀连续，其传动链轮装在下喂入辊轴上，被动链轮装在输送器的主动轴上。输送链板的松紧度可由两个活节螺栓调节，当拧紧这两个活节螺栓时，输送器的主动轴就在导向支座内移动，链板被拉紧；反之，被放松。上喂入辊的压紧机构采用弹簧压紧，有调节螺帽可改变弹簧的拉紧力，以调节上喂入辊对饲草的压紧力。对上喂草辊的传动采用结构紧凑的十字滑块联轴节。2. 切碎装置切碎装置包括刀盘主轴，它在两个深沟球轴承中转动，轴的输入端是大皮带轮，输出端是带动齿轮箱传动的直齿圆柱齿轮；轴中部固定有动刀架，动刀架上用沉头方颈螺栓固定三把动刀片，另有调节螺栓调节刀片间隙，而定刀片则固定在喂入口下缘。切碎装置的外壳由下壳组、左上壳组和右上壳组组成，其分别用螺栓固定在机架上。右上壳组可以快速折开，只须将手柄逆时针方向转动，并松开外壳的固定环。这种外壳便于检查时拆装，在外壳堵塞时也便于清理。3. 抛送装置出草装置包括固定在动刀架上的抛送叶板、输送管和偏向器等，切碎段经叶板的抛送、在获得较高的速度后沿切碎器外壳切线方向进入输送管中，输送管内有一股由抛送叶板高速旋转后所产生的上升气流，继续将切碎段向上输送，经偏向器落至指定处。输送管是由单节管子按青贮塔高度而连接起来的，每对管都用锁扣锁住。4. 传动系统传动系统的运动是由刀盘主轴，经过一对直齿圆柱齿轮传至齿轮箱输入轴，输入轴上装有两个小锥齿轮，在这两个小锥齿轮中间装有一个牙嵌离合器。牙嵌离合器可与两个小锥齿轮中任一个啮合，啮合后可带动大锥齿轮转动。通过拨动换向拨叉，可以改变大锥齿轮与两个小锥齿轮之间的啮合关系，从而改变机器的正反转。在齿轮箱输出轴的另一端，通过一对齿轮，带动下喂入辊轴。该机器设有行走轮，工作时短距离移动铡草机很方便，但运输速度限制在5公里/小时以下，若需长距离移动，应用运输工具装运。2.2 主要工作部件设计与计算2.2.1、主要性能参数与技术指标 主要技术指标（见表）表 主要技术指标项目技术指标切草长度（cm）0.6配套动力三相电动机，根据生产率和设计要求计算后确定功率及型号刀片数3刀盘转速（r/min）500-10002.2.2、主要工作部件的参数选择与计算本次设计盘刀式铡草机，主要用于含水率较高的青草等物料的切碎。1.电机的选择电动机是已经系列化的产品，在机械设计中，要根据工作载荷大小及性质、转速高低、起动特性、过载情况、工作环境、安装要求及空间尺寸限制和经济性等要求从产品目录中选择电动机的类型、结构形式、容量和转速，最后确定具体型号。在本设计中先选定饲草的理论长度L=6mm. 电机转速1440r/min 刀片数Z=3饲料的理论切碎长度L取决于喂入饲料的速度和单位时间内的切割次数。 （1.1）式中：v-喂入速度（米/秒）n-切碎机的转速（转/分）Z-刀片的数由式中1.1可以看出：饲料切碎长度可以通过改变刀片的数目和刀盘的转速，或改变饲料喂入的速度，或通过改变两部分其中一个或全部参数来得到。电动机是已经系列化的产品，在机械设计中，要根据工作载荷大小及性质、转速高低、起动特性、过载情况、工作环境、安装要求及空间尺寸限制和经济性等要求从产品目录中选择电动机的类型、结构形式、容量和转速，最后确定具体型号。 则送料速度v=0.429m/s由上式可得知电动机选择转速为1440r/min，送料速度v=0.429m/s。2.3选择电动机的类型和结构型式由于盘刀式铡草机对起动转距有较高要求，根据其结构特点，应选交流电动机，Y系列电动机为更新换代产品，具有高效、节能、震动小和运行安全可靠的特点，适合于盘刀式铡草机。2.3.1确定电动机的容量电动机容量的选择必须根据工作机容量的需要来确定。如选电动机的容量过大，必然会增加成本，造成浪费；相反，容量过小，则不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载、发热量大而过早损坏，因此所选发动机的额定功率Ped应等于或稍大于电动机所需要的实际功率Pd。 电动机所需功率 Pd电动机所需要的实际功率，单位为kwPw工作机所需要的输入功率，单位为kw电动机工作机之间传动装置的总效率传动总效率 确定各部分效率为：V带传动效率 滚动轴承座传动效率代入得 由设计要求知n =1440 r/min所以由能量守恒得 取质量m =10 kg，R =200 mm而 所以所需电动机功率为 因载荷平稳，电动机额定功率由表2-1系列电动机技术数据表，选电动机的额定功率为4 kw。2.3.2电动机转速的选择额定功率相等的同类型电动机，可以有好几种转速可选择，电动机的转速高，极对数少，尺寸和质量小，价格也便宜，但会使传动装置的传动比加大，结构尺寸偏长，成本也会变高，若选用低转速的电动机则相反。根据小型饲料搅拌机的总体设计以及其传动装置的设计，应选用同步转速为1500 r/min的电动机，满载转速为1440 r/min，该电动机型号为查出的电动机型号，因此有以下四种传动比选择方案，表2-1 系列电动机技术数据表电动机型号 额定功率/KW 满载转速（r/min） 质量/KGY100L-2 3 1430 38Y112M-4 4 1470 43Y132S-4 55 1470 68Y132M-4 7 1470 81从表2-1中综合考虑选择电动机为：Y112M-42.2.4箱体的设计2.4.1箱体的主要功能 （1） 支承并包容各种传动零件，如齿刀轮、轴、轴承及抛送片等，使它们能够保持正常的运动关系和运动精度。箱体还可以储存润滑剂，实现各种运动零件的润滑。 （2） 安全保护和密封作用，使箱体内的零件不受外界环境的影响，又保护机器操作者的人生安全，并有一定的隔振、隔热和隔音作用。 （3） 使机器各部分分别由独立的箱体组成，各成单元，便于加工、装配、调整和修理。 （4） 改善机器造型，协调机器各部分比例，使整机造型美观。2.4.2箱体结构设计 箱体的形状和尺寸常由箱体内部零件及内部零件间的相互关系来决定，决定箱体结构尺寸和外观造型的这一设计方法称为结构包容法，当然还应考虑外部有关零件对箱体形状和尺寸的要求。 箱体壁厚的设计多采用类比法，对同类产品进行比较，参照设计者的经验或设计手册等资料提供的经验数据，确定壁厚、筋板和凸台等的布置和结构参数。对于重要的箱体，可用计算机的有限元法计算箱体的刚度和强度，或用模型和实物进行应力或应变的测定，直接取得数据或作为计算结果的校核手段。本机采用类比法进行参照设计，上箱体起到连接及出料的作用，出料口焊接在上箱体上，上箱体主要受抛送叶片对出料口的出料力，上箱体的的厚度均为5mm钢板焊接而成。下箱体起到支承作用，底座用角钢焊接，下箱体也焊接在支架边缘，滚动轴承座装在箱体与支架上的钢板上；上下箱体用螺栓连接；下箱体的厚度均为5mm。在盘刀式切碎机的刀盘上装有抛送叶板，当刀盘高速旋转时，叶板对比重较大的青饲料起抛送作用，而对较轻的干草以吹送作用为主。叶板与外壳的径向间隙不大于34mm，侧向间隙不大于612mm。故可以确定箱体的内尺寸。 根据资料及生产纲领，确定箱体的内尺寸为R300mm，上下箱体均采用5mm的钢板焊接成形，故上下箱体的外圆尺寸为R305mm。 箱体的内尺寸宽度为L1=180mm，外尺寸L2=180+5*2=190mm出料口小于上箱体内宽，将会导致部分切碎的草料无法顺利的从出料口抛送出去，为了不影响出料时，上箱体出料口的位置宽度的尺寸与上箱体的内宽尺寸保持一致，尺寸为L3=L1=180mm；为了美观，外尺寸宽度与L2相等，使外表面呈整面，L4= L2=190mm。 上下箱体主要承受刀盘的旋转力及抛送机构的抛送力，故上下箱体的连接采用螺栓连接既能保证需求，在上下箱体的左右两侧焊接有两块连接板，便于上下箱体连接，连接板的长度与上箱体外宽尺寸一致取190mm，厚度均为5mm，箱体一侧焊接有一块厚板尺寸为301515mm，此处焊接安装铰链机构，便于上箱体的拆卸维修等。 下箱体的内部尺寸与上箱体的尺寸一致，下箱体与支架由两块薄板用螺栓连接在支架上，尺寸为600305mm。 上、下箱体尺寸图、三维模型分布如图2、3、4所示 图2 上箱体尺寸图3下箱体尺寸 图4 上、下箱体三维模型2.4.3箱体支架尺寸 箱体支架的形状和尺寸常由箱体来决定，决定箱体结构尺寸和外观主要取决于箱体的长宽的尺寸，以及箱体、箱体内部的布部件及传动系统的重量和布局来确定箱体支架的形式，当然还应考虑电机与盘刀轴之间的连接以及电机的安装位置。在机架设计中，由于箱体的主体尺寸为长宽高610250660mm，根据箱体尺寸及外部传动装置可以确定支架上表面的长宽尺寸为660405mm。 支架主体采用25252的方钢，均通过用手工电弧焊将其连接。在机架上表面焊接方钢以便固定各零件，在机架右侧面形成一个斜面，用于安装电机，支架焊接有加强方钢，以便获得足够的强度来安装电机与箱体。 考虑机架高度便于上料操作，确定机架的高度为450mm，加上运动车轮的确保上料高度为600mm。机架侧面安装电机，故机架下面相对于上面的尺寸会变大，尺寸为850405mm。 根据箱体及个传动装置的设计尺寸，总观全局对支架进行设计，最后支架整体长宽高尺寸为850（660）405450。其结构如下图所示。支架图2.4.4确定整体尺寸箱体结构尺寸：长宽高610250660mm，支架尺寸：长宽高850（660）405450mm，箱体密封时采用上下箱体可分离式，采用螺栓连接。箱体直径：600mm箱体底座与连接方式：焊接，螺栓连接。材料：角钢，铁皮。整机尺寸m整机如下图所示：整机图2.5喂草辊的选择喂草辊的作用是压紧和喂送草料，其喂入性能与辊的直径和形状直接有关。常用的喂草辊分为刀齿形、沟齿形、星齿辊和光齿形四种，见图2-2。刀齿辊的特点是喂送能力强，但容易缠草，光辊则相反，沟齿辊和星齿辊介于两者之间。光辊只能用作下草辊，其他三种则兼作上、下喂草辊。为了适应饲草层厚薄的变化和使饲草压紧程度较为均匀，上喂入设有压紧机构。喂入机构的配置要求：1）输送链的喂入速度应小于喂入速度，以防止喂入辊堵塞，防止输送链把饲料从喂入辊和输送链之间带出来；2）下喂入辊的上平面应量与固定刀底刃的上平面在同一水平面上；3）为保证将饲料压缩到一定的紧度，在饲料多时也不会堵塞，要求上喂入辊能随草层厚度变化，一方面做旋转运动，一方面做上下运动。因此必须有特殊的传动机构及压紧机构。上、下喂草辊的直径Dg由下式确定： （mm）式中：喂入链上草层的厚度 （mm） 草层通过喂草辊时的压缩系数，常用=0.60.8草层与辊的摩擦角，（a） 刀齿形；（b）星齿形；（c）沟齿形; (d)光棍图2-2 喂草辊的形状通过各方面的比较分析，本设计下草辊选用沟齿形，上草辊选用沟齿形。据调查每根玉米秸秆的平均直径为0.15cm，则喂入链上草层厚度为30mm，取压缩系数=0.7，摩擦角于是：小型切碎机常用喂入辊直径为40120 mm，本次喂入辊取Dg=60mm。2.6喂入口的尺寸确定1) 喂入口的高度和宽度可由下式确定：式中：铡草机的设计生产率（Kg/h）；喂入口的充满系数，=0.40.6；秸秆饲草的切断长度（m）；切刀数，=24；刀盘转速，=350950 r/min； 压紧后的秸秆饲草体积质量，=120160 。乘积确定后，按=1/31/4求出、值。由于加工或收获青贮玉米的实际生产率为理论生产率的70%，本次设计为2t/h，所以t/h；取=3，=500 r/min，=120，得：取=0.012，又=1/31/4，则取=90mm，=300mm。2) 盘刀式切碎机喂入口的配置尺寸（切刀形式:凸刀）：实际进草高度h=（0.30.6）a=（0.30.6）90mm=2754mm，取h=40mm；实际进草宽度c=（0.30.6）b=（0.30.6）300mm=90160mm，取c=150mm。2.7.动刀片的选择铡草机用切刀的类型见图表2-3。表2-3 铡草机用切刀的类型铡草机类型切刀类型简图特点滚刀式铡草机螺旋形刃口切刀对草料推挤和滑切作用较好，刀轴受力平衡；但制造要求高，磨刃不便直刃口滚式切刀制造容易，磨刃方便；但切割阻力较大，刀轴负荷变化较大盘刀式铡草机直刃口盘式切刀制造容易，磨刃方便；但切割阻力较大，刀轴负荷变化较大凹刃口切刀推挤作用较好，但滑切作差，负荷较均匀凸刃口切刀滑切作用较好，但推挤作用较差，负荷较均匀切刀要求用碳素工具钢或65Mn钢制造，也可以用钢在刃口部位镶嵌65Mn钢制成。刃口部位需淬火和回火，淬火带宽度为2030mm，硬度为HRC5865，非淬火带硬度不大于HRC38.刃口部位应磨锐，刃口宽度不大于0.2mm，刃角为。根据本机器情况，经比较分析得出：动刀选择凸刃口切刀。5.喂入速度的确定喂入口的充满系数取Kc=0.5，草层通过喂草辊时的压缩系数=0.7，喂入高度a=90mm，喂入宽度b=300mm，则喂入时的横截面面积：s=0.50.70.027=0.00945则喂入速度：结合公式1-1计算结果，可以确定喂入速度为0.5m/s。2.8.直刃口盘式切刀的设计图 5-1 刀片三视图图 5-1-1 刀片三维图起切碎作用，刀片固定在轮上，使饲草从喂入口进入箱体时，轴转带动刀片旋转，从而切割饲草。 这么设计更有利于刀片的试用。刀片的材料采用65Mn，65Mn钢具有较高的硬度淬透性好,脱碳倾向少,价格低廉。切削性好等优点。但它有过热敏感性。易产生淬火裂纹。并有回火脆性。65Mn钢用途广泛，主要生产成钢丝，钢带、用于制造各种截面较少的扁，圆弹簧，板簧和弹簧片等。它可制造圆锯片，用以高速切削各类型钢，钢管和钢筋。所以选材了65Mn。2.9抛送叶板和抛送高度在盘刀式切碎机的刀盘上装有抛送叶板，当刀盘高速旋转时，叶板对比重较大的青饲料起抛送作用，而对较轻的干草以吹送作用为主。叶板与外壳的径向间隙不大于34mm，侧向间隙不大于612mm。饲料的抛送高度H可用下式计算：H=（m）式中：抛送叶板的圆周速度 （m/s） 叶板半径R=296mm=nD/60=5000.592/60=15.49m/s由于饲料在抛送过程中互相碰撞，缠绕并与管壁没擦而造成抛送高度降低的系数，常用=0.250.35 取=0.3则抛送高度：H=0.3/29.8=3.52m3 传动设计与计算传动装置总体设计的任务是拟定传动方案、选择电动机、确定总传动比并合理分配传动比以及计算传动装置的运动和动力参数，为各级传动零件设计、装配图设计作准备。3.1 拟定传动方案整机传动路线图如图2-4所示。电机动力通过皮带轮传给刀盘主轴，动力从刀盘主轴经过，两个直齿圆柱齿轮传到齿轮箱输入轴。齿轮箱输入轴上有两个小锥齿轮，一个大锥齿。轴上还有一个换向拨叉，通过换向拨叉与不同小锥齿轮的啮合，来改变喂草辊的转向，实现离合装置的进退。动力再从齿轮箱输入轴经过锥齿轮变向传到齿轮箱输出轴，然后从输出轴经过可换齿轮，再经过传动齿轮的换向连接传给上、下草辊。同时下草辊通过链轮将动力传给输送草轮，实现送料工作。1刀盘主轴；2上喂草辊；3下喂草辊；4链式输送器；5换向拨叉；6锥齿轮；7齿轮箱输出轴；8下喂草辊轴；9可换齿轮； 10反向齿轮；11万向节轴图2-4 整机传动示意图3.2 确定总传动比和分配各级传动比3.2.1、传动装置总传动比设为时间，为刀盘线转速，为主轴转速，为下草辊转速，为动刀数量，为传动比，为草长，则： 3.2.2、分配各级传动比取第一级V带轮的传动比为；取第二级直齿轮的传动比为；取第三级锥齿轮的传动比为；取第四级直齿轮的传动比为；取第五级链轮的传动比为；取第六级链轮的传动比为；刀盘到喂草辊的传动比，符合。3.2.3 计算传动装置的运动和动力参数一、计算各轴转速二、计算各轴输入功率取刀盘功率消耗占整机功率的80%，即：为V带的传动效率，=0.940.97取0.95；为滚动轴承的传动效率，=0.980.995取0.99；为圆柱齿轮的传动效率，=0.960.98取0.97；为圆锥齿轮的传动效率，=0.940.97取0.95；为滑动轴承的传动效率，=0.940.99取0.97；为十字轴万向节的传动效率，=0.970.99取0.98；为链轮的传动效率，=0.900.93取0.92；三、计算各轴转矩3.3 传动部件参数的选择与计算3.3.1、带轮的设计根据已知电机功率P=4kw，转速，传动比1. 确定计算功率由机械设计表8-7（以下同）查得工作情况系数，故2. 选择V带的带型根据，由图8-11选用A型3. 确定带轮的基准直径并验证带速（1）初选小带轮的基准直径。由表8-6和8-8，取小带轮的基准直径。（2）验算带速。按式（8-13）验算带的速度因为5m/s30m/s，故带速合适。（3）计算大带轮的基准直径。根据式(8-15),计算大带轮的基准直径根据表8-8，圆整为。4.确定V带的中心距和基准长度（1）根据，初选中心距。（2）由式（8-22）计算带所需的基准长度由表8-2选取带的基准长度为。（3）按式（8-23）计算实际中心距。中心距的变化范围为580645mm。5.验算小带轮上的包角6.计算带的根数（1）计算单根V带的额定功率。由和，查表8-4得。根据，和A型带，查表8-4得。查表8-5得，表8-2得，于是（2）计算V带的根数取5根。7.计算单根V带的初拉力的最小值由表8-3得A型带的单位长度质量，所以应使带的实际初拉力。8.计算压轴力压轴力的最小值为：3.3.2、齿轮的设计计算取机器工作寿命为10年，每年工作50天，每天工作8小时1.第一对圆柱齿轮的设计1）选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）采用直齿圆柱齿轮，7级精度；采用小齿轮材料为QT600-2，硬度为260HBS，大齿轮材料为QT500-5，硬度为220HBS，二者材料硬度差为40HBS（2）选小齿轮齿数，大齿轮齿数，齿数比。2）按齿面接触强度设计由机械设计上设计公式（10-9a）（下同）进行试算，即（1）确定公式内的各计算数值试选载荷系数。小齿轮传递的转矩。由表10-7选取齿宽系数。由表10-6查得材料的弹性影响系数。由图10-21(a)按齿面硬度查得大、小齿轮的接触疲劳强度极限由式10-13计算应力循环次数 由图10-19取接触疲劳系数，。计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-21）得（2）计算计算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。取=50mm计算圆周速度。（3）计算齿宽。（4）计算齿宽与齿高之比。模数： 齿高： （5）计算载荷系数。根据，7级精度，由图10-8查得动载荷系数；直齿轮，；由表10-2查得使用系数；由表10-4用插值法，查得7级精度等级、小齿轮相对支承悬臂布置时，。由，查图10-13得；故载荷系数（6）按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径，由式（10-10a）得（7）计算模数m。3）.按齿根弯曲强度设计由式（10-5）得弯曲强度的设计公式为（1）确定公式内的各计算数值由图10-20(a)查得大、小齿轮的弯曲疲劳强度极限由图10-18取弯曲疲劳寿命系数；计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数,由式（10-12）得计算载荷系数。由表10-5查得齿形系数 ，。由表10-5查得应力校正系数 ，。计算大小齿轮的并加以比较。小齿轮的数值大。（2）设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，因此可取模数，按接触强度算的分度圆直径，算出小齿轮的齿数：大齿轮齿数： 4）几何尺寸的计算（1）计算分度圆直径（2）计算中心距（3）计算齿宽取 ，2.第二对锥齿轮的设计1）选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）采用直齿圆柱齿轮，7级精度；小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS，二者材料硬度差为40HBS（2）选小齿轮齿数，大齿轮齿数，齿数比。2）按齿面接触强度设计由机械设计上设计公式（10-9a）（下同）进行试算，即（1）确定公式内的各计算数值 试选载荷系数。 小齿轮传递的转矩。 由表10-7选取齿宽系数。 由表10-6查得材料的弹性影响系数。 由图10-21a按齿面硬度查得大、小齿轮的接触疲劳强度极限 由式10-13计算应力循环次数 由图10-19取接触疲劳系数，。 计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，由式（10-21）得（2）计算数值 计算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值。=mm 计算圆周速度。 计算载荷系数。根据，7级精度，由图10-8查得动载荷系数；由表10-2查得使用系数；由表10-4用插值法，查得7级精度等级