稻麦秸秆切碎还田机设计

稻麦秸秆切碎还田机设计 【说明：论文是由 换过来的，内容没问题，但是需要自己排版】 【更多成品毕设， 【配套三维模型， 【代做毕设， 摘要 我国幅员辽阔，人口众多，自古以来就是生产水稻和小麦的农业大国，以前农业收割 之后留下的秸秆，要么是就地焚烧，要么是运回家当燃料，或者是运回家给牲畜当饲料。 以上多种旧方法对秸秆的浪费严重，而且对大气的污染很大，都不可取。秸秆切碎 还田机 很好地解决了这个问题，它是把收割水稻、小麦等农作物过后留下的秸秆，使用机械化的 方式当场切碎，并且均匀地抛洒在农田里，让这些碎草进入土里增肥，直接还田。这不仅 能通过机械化来减轻农民们的负担，增强资源利用率，还可以保护环境，避免对大气的污 染。 在毕业设计老师的指导下，我设计了传动平稳、具有较高粉碎率的 1秸秆切碎还田机。在对秸秆粉碎及灭茬基本理论分析的基础上，提出稻麦秸秆还田机总体 结构设计方案。采用卧式结构，主要由悬挂装置、变速箱、秸秆粉碎机构等组成。拖拉机 输出动力经 万向节传递给变速箱，变速箱一轴经齿轮、链轮两级传动后，带动粉碎刀辊工 作。设计了新型的变速箱，实现了秸秆的粉碎作业，结构简单。 关键词 切碎还田；结构设计；变速箱；刀轴 I is a a is in or or is as a a of of is is it is it of on in of of of a 1on of on by of is to is by to is to 录 摘要 .绪论 . . 内外现状 . 械化秸秆切碎还田的 发 展 趋势 . 计 内容 . 总体设计 . 体方案 . 体结构及设计原理 . 键技术内容 . 麦秸秆切碎还田机的改进 . 式 作 业 的 设计 . 要 技 术 参 数 的 选择 . 碎 效 率 的 加强 . 制 动 力 的 设计 . 茬 功 耗 的 计算 . 耕 功 耗 的 计算 . 服 阻 力 的 功 耗 的 计算 . 拉 机 的 选择 . 要 技 术 参数 . 传 动 系 统 的 设计 . 体 的 设 计 计算 . 轴输入功率的计算 . 轴 输 入 转 矩 的 计算 . 动 比 的 分配 . 速 箱 的 设计 . 齿 轮 的 设计 . 择齿轮的类型和材料 . 齿 轮 1 、 2 的 设 计 计算 . 齿 轮 的 强 度 校核 . 轮 的 设计 . 计原理 . I 材料和型号的选择 . 的 选 择 和 校核 . 的选择 . 度 的 校核 . 旋 耕 刀 轴 的 设计 . 速 轴 的 设计 . 计各轴段的直径 . 计 各 轴 段 的 长度 . 间 轴 的 设计 . 计各轴段的直径 . 计 各 轴 段 的 长度 . 速 轴 的 设计 . 计各轴段的直径 . 计 各 轴 段 的 长度 . 片 的 设计 . 片 的 选择 . 片 密 度 的 选择 . 片的排列 . 其 他 部 件 的 设计 . 轴器的选择和安装 . 轴 器 的 选择 . 轴 器 的 结 构 和 材料 . 轴 器 的 安装 . 挂 装 置 的 设计 . 挂 式 的 确定 . 挂位置 的设计 . 挂 方 式 的 设计 . 承 的 选择 .论 .谢 .考文献 . 绪论 我国人口众多，国土辽 阔，耕地面积也很多。在南方广大地区，农田里生产的都是水 稻和小麦。那么多耕地，在收割过后留下的秸秆多到令人发指。如果就地焚烧，会产生漫 天的浓烟，那对环境的污染太严重，其中的有毒气体对人们的身体危害很大。如果捆好之 后运回家作燃料或者饲料，这种方法也不可取，因为现在人民生活水平比较高，花这个时 间和精力在田里收秸秆很不划算，很少有人愿意这么干了，而且资源利用率也不高。 相比之下，机械化秸秆切碎还田机具的对农业的发展，对环境的保护便显得弥足珍贵。 在过去，秸秆对于农户们来说，是一个很麻烦的东西，烧了又可 惜，收回去又很累。通过 机械来切碎稻麦秸秆，并将其还田，一来可以促进农业生产的机械化进程，省得再让农户 们花时间花力气去处理秸秆，减轻农户们的负担，减少了资源的浪费，具有一定的经济效 益。二来，这种科学化的方法对土壤和环境都有莫大的益处。比如说，由于近些年工业的 发展，土壤受到的破坏日益严重，土壤贫瘠的问题也不容乐观。但在秸秆切碎还田后，碎 秸秆在土壤中分解，可以增加土壤中的养分，让土壤不再贫瘠，甚至变得肥沃。泥土中的 小动物们会因为碎秸秆带来的食物，变得活跃起来，这也就让泥土变得很疏松，有利于农 作物以后 的耕作。这样可以使资源被充分地高效地利用，对生态农业的发展有很大的帮助。 避免再像过去那样直接将秸秆焚烧，看似一劳永逸，其实危害无穷。焚烧后会产生很多有 毒气体，对空气的污染很大。因此，用秸秆切碎还田机来处理秸秆意义很大。 在毕业设计老师的指导下，我查阅了很多资料和文献，设计了此款 秆切碎还田机。 内外现状 在国外，机械化秸秆还田早就已经普及，就像免费教育和免费医疗早就已经普及一样。 当我在网上看到德国的农业和工业都几乎是全自动化的时候，我也非常惊讶，同时也赞叹 不已。许多发达国家在 20世纪中期就已经研制出了秸秆切碎还田机，他们的科技走在了 人类的前列，所以他们利用科技给农业带来了巨大的便利，解放了农民。比如美国在上世 纪 60年代就研制出了秸秆切碎还田机，英国在 80年代初就掌握了切碎秸秆后并将其灭茬 埋入土中的技术。 然而，在国内，机械化秸秆还田的发展还任重道远。在过去的十多年里，随着经济的 高速发展和人民生活水平的飞速提高，越来越多的人渐渐意识到了保护生态环境的重要 性，以及农业和工业实现机械化、自动化的重要性。但是绝大多数人对此的思想认知还不 够，尽管有些 地方已经开始了机械化秸秆还田，但是还未普及，直接焚烧秸秆的现象依旧 比比皆是。由于传统的耕作方式，全国的机械化秸秆还田进程缓慢，东部发达地区稍好， 1 也需要加强，而中西部地区的机械化进程更得跟上。此外，秸秆切碎还田机的工作效率 也有待提高。由于国内对秸秆切碎还田的研究不够深入，技术水平还处在比较低的程度， 导 致了对秸秆切碎还田机具的进一步研究出现了瓶颈。以前的一些秸秆切碎还田机功能较 为单一，能完成对秸秆切碎工作，却不见得能灭茬。而且粉碎效果比较糟糕，动力消耗大， 成本却很高。因此，相关的专家得深入研究，要对秸秆还田机具的的理论依据理解透彻。 合理有效地利用稻麦秸秆，不仅是节约资源的重要途径，是保护大气环境的必要手段， 而且对发展生态农业和实现可持续发展有着重大意义。我国农业生产每年都能制造出出好 几亿吨的秸秆，这么多的资源浪费了岂不可惜。假如都被农户们合理开发利用，前景很可 观，收益也肯定不错，将来一定 会在全国推广。 机械化秸秆还田，经过多年的发展，已经形成了以下几种方式，我在这里稍作介绍。 比如，机械化秸秆直接粉碎还田。这是指通过秸秆切碎还田机，把收割后的稻麦秸秆直接 全部切碎，同时抛洒在农田里，从而达到肥沃土壤的目的。机械化灭茬还田是适合于切碎 玉米根茬的一种方式，它是将只剩根部的秸秆用切碎机当场粉碎，并让其和泥土混在一起。 因为玉米的秸秆较硬，一般都可能会把上半部分用镰刀割掉，剩下根部在农田里。此外， 还有通过农机把秸秆整个推倒的还田方式，但这种方式都常用，因为整株秸秆都埋入土中 对来年农作物 的播种和生长都不方便。 由于我国幅员辽阔，南方和北方的地理气候差别很大，所以我国的秸秆还田的机械也 是多种多样。比如秸秆还田旋耕机，它是比较常见的一种秸秆切碎机，通过逆时针旋转， 也就是以牵引切碎机的拖拉机行驶的相反方向旋转，发动的时候，旋耕刀直接逆时针从土 壤里旋转，秸秆被直接切碎，切碎率极高。在完成切碎的同时，还能把根茬和土块一起粉 碎，再旋耕还田。还有一种是甩刀灭茬机，它也是用逆时针旋转的刀片把秸秆连根粉碎， 为了确保切碎效果，再把根茬和土块等抛进滚筒来打碎。再比如，覆茬深耕犁，它是在犁 上装了 覆茬器，当犁把秸秆连根带泥土翻起来的时候，把表面的根茬切掉，然后顺势把泥 土都掩埋起来。这样秸秆被粉碎的同时，根茬也会被切碎并且全部埋入土壤中。 秸秆还田也分为好几种方式，接下来一一介绍。秸秆粉碎翻压还田是指用切碎机把收 割过后的秸秆切碎，同时用犁把泥土翻起来，然后再把碎了一地的秸秆埋入土中。秸秆粉 碎直接还田是通过还田机的甩刀把农作物秸秆切碎，再把碎屑洒在田里。堆沤还田是把田 里收割后剩下的秸秆做成具有化肥的功效的肥料，最后用它对土壤施肥。焚烧还田是直接 在农田里点燃秸秆，留下一地的草灰。我们坚决抵 制就地焚烧秸秆。过腹还田是把秸秆给 农户们家里养的牲畜当饲料，这样秸秆就会通过它们变成肥料。后三种秸秆还田方式都是 我国传统的做法，但对于当今社会来说，都不可取，既污染环境，又浪费资源。而前两种 都属于直接还田，这种方式不仅简单方便，而且省时省力、节约资源、优化环境，所以选 择直接还田。 械化秸秆切碎还田的发展趋势 2 科学技术飞速进步、经济高速发展的今天，机械化秸秆切碎还田将会在未来十年内 普及全国。尽管我国南北地区差异极大，但是我国的秸秆切碎机在不断地研究和探索之下 也是种类丰富。而且，能实现一机多用的高效率的切碎机将取代那些作用单一的老式农机。 甚至，我们可以憧憬，在不久的将来，我们国家这样的传统的农业大国，也能像现在的德 国一样，实现农业机械化、全自动化。机械化秸秆切碎还田具有非常可观的经济效益，对 生态农业的发展也有巨大帮助，将来肯定会在全国普及。 计内容 根据毕业设计老师 的指导，以及我这些天查阅资料对机械化秸秆还田的理解，拟完成 以下设计内容： （ 1）进行总体结构方案的设计； （ 2）进行传动系统和执行系统的设计和计算； （ 3）绘制装配图和主要零件图。 3 0总体设计 由于切碎机需要拖拉机 的牵引，所以设计的时候要把切碎机的设计和拖拉机的配套动 力一起考虑。设计拖拉机的输入转速是 720r/茬刀辊的转速是 1800r/灭茬刀 辊的旋转方向是逆时针的。通过悬挂装置把切碎还田机挂在 60马力的拖拉机上，拖拉机 依靠万向联轴器把动力传递给切碎机的变速箱，依靠锥齿轮以及链轮的传动，控制刀辊的 工作。锥齿轮实现增速，而链轮负责传递动力。本方案是对以往的切碎机进行的改进，创 新地把变速箱加进来，和链轮结合起来，传动既简单又高效平稳。 本设计是 1利用相对于拖拉机前进方向的逆时针 方向旋转的刀辊来切碎秸秆，转速达到了 1800r/为要完成灭茬以及抛洒的工作， 并且要确保粉碎率，这样的话，传动系统比较难设计。经过长时间的探索和分析，我选择 利用变速箱，和链传动相结合。而且，本机的灭茬和旋耕是同时实现的。 主要的工作原理是利用万向联轴器把动力传给变速箱，使得变速箱通过齿轮和链轮的 传动，控制甩刀，完成秸秆的切碎工作。在切碎的同时，把秸秆连根带泥土都切碎，这也 就是所谓的灭茬，然后在切碎机后面就会顺势抛洒出来，实现直接 还田。总体结构图见图 2 图 2体结构图 键技术内容 4 1 稻麦秸秆切碎还田机的改进 由于以前的秸秆切碎还田机都有各种各样的问题，本设计力求对其 进行改进。比如因 为稻麦秸秆比较坚硬，需要研发出结构简单却更锋利的甩刀来切碎秸秆。找出粉碎效果最 好的甩刀的结构、类型以及排列的形式等，使秸秆切碎还田机其达到最好的工作效果。 该切碎机采用双轴结构，在拖拉机的牵引下，实现前轴切碎秸秆，后轴切碎根茬和碎 土并还田。 要技术参数的选择 确定好甩刀的结构、类型和排列方式之后，要研究的重要技术便是甩刀的转速、直径， 和工作幅宽、抛洒幅宽等等。在进行实地试验后，确定好切碎秸秆效果最好、能耗又小的 最佳参数。 以往的很多秸秆切碎还田机，效率低下，粉碎效果并不好。因而，我在设计的时候就 要考虑各部件结构的设计，以确保在农田里作业的时候，粉碎后还田的秸秆和根茬长度在 10内。 此切碎还田机主要是完成切碎秸秆的作用。刀辊是依靠对稻麦秸秆的高速旋转击打以 及高速切割，刀辊必须逆向选择，不然粉碎效果不可能好，因此需要功率较高的动力。 根据有关资料，设计次切碎机的灭茬功耗为 。 旋耕和切碎原理不同，作用不同，因此各自的功耗也不同。我设计的一机多用的秸秆 还田机，其后刀辊会把前刀辊工作后的留下的秸秆根茬挖出来，并且完全切碎，再均匀地 抛撒在田里，这 同 时 肯 定 得 把 土 壤 疏 松 好 。 灭 茬 功 耗 为 式 （ 式中 表示旋耕深度，单位为 据农艺要求本机选取 h=8 h V 表示机组前进速度，单位为 m s；根据要求本机选用 =m s； m B 表示旋耕幅宽，单位为 m；根据要求本设计选用 B= 表示旋耕比阻，单位为 N = ； 根据有关资料可知： =16， = = = =数据代入式（ 5 2得： =12.5 服 阻 力 的 功 耗 的 计 算 P 拖拉机带动切碎机前进的过程中，要克服惯性力 ，前进的轮子肯定得克服滚动阻力 j P P f ，上下坡道的时候要克服倾斜阻力，牵引的装置得克服牵引阻力 。在此设计中，有些 t P P 阻力不须考虑在内，我们主要看牵引阻力 以及滚动阻力 ，则克服阻力所要消 耗 的 功 率 t f 为： 式（ 而且 式 （ 式 （ 式中 表示滚动阻力系数， =f f G 表示拖拉机的重量所造成的重力，单位为 N；我按照东方红 g 的标准参数进行计算。 P 计算得出： =6080N： =3200N。再求得： = t 因为拖拉机的选择很重要，也就是是发动机的选择，得符合切碎机所要达到的参数。 因为在我国，土地一般 都是一户一户的，面积不是很大，所以不需要太大的工作量，也不 需要太大的工作功率。发动机需要有合