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全套资料含CAD图纸、三维模型、说明书 农用 青饲料 打捆 设计 全套 资料 CAD 图纸 三维 模型 说明书

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青饲料打捆机的设计说明书学生姓名学 号所属学院专 业班 级指导教师 日 期 前 言我国饲草、秸秆等农业生物质资源非常丰富，但是在其商品化生产过程中，首先遇到的问题是这些物料松散，容积密度小，收集、运输困难。这些物料无论在贮存还是运输时，都占用很大的空间，面临严重的运输成本压力1。将饲草压实打捆后再运输，能够有效地降低运输成本，节省饲草贮存空间。另一方面由于,人工收割，工作效率低,作业成本高，劳动强度非常大，因此新兴的青饲料种植业急需经济适用的小型青饲料打捆机，所以，研制、开发和推广适合我国农牧区应用的各类青饲料捡拾压捆机以及提高机具的性能对现代草业工程和青饲料收获机械化不断发展具有重要意义，也是青饲料收获工艺和机具系统研究的重要课题2。青饲料生产机械化是建设我国现代化畜牧业的必要过程。 随着我国畜牧业的发展，现有的畜牧养殖规模不断扩大，养殖户对青贮饲料的需求越来越大，我国现有的青贮收获、存储技术难以满足现阶段养殖业的市场需求3。针对上述问题，本文设计开发了一种牵引式青贮饲料高密度打捆机。该打捆机配合现有作业设备可以完成青贮饲料打捆的作业过程，该青贮打捆装置，主要由饲草喂入机构、捆绳机构、成捆室、液压机构和传动机构 、机架行走部件、压力感应报警机构和密调节机构等组成。本文首先分析了青饲料生产机械化在我国畜牧业发展中的重要作用，综合分析了收获期青贮饲料种植的几何尺寸，青贮饲料的品种、产量、含水率，等因素，并且结合当前养殖业发展的新特点,进而确定了生产工艺流程以及总体配置方案。从社会需求可以看出青饲料机械的研制在机型上以中小型为主，在研究内容上，重点解决劳动强度大,用工多的牧业生产作业。并介绍了打捆机的设计过程。对打捆机的整机参数、工作性能、工作效率、整机工作稳定、性能可靠，安全性、等因素进行了理论验证并且各项指标均达到了设计任务书的要求等，以YY5080型圆草捆打捆机为研究对象。通过运用PORE三维建模软件和CAD制图软件，设计了青贮打捆装置，通过对圆捆机成捆室的理论分析，得到影响草捆密度的各种因素之间的关系，为成捆室钢辊的布置和选择提供了理论依据，并在在理论分析的基础上，完成了样机的三维和二维绘图。由于在压捆机的工作部件中，输送喂入机构和成捆室上钢辊的配合运动关系是关键因素，在不影响饲草喂入，并且喂入机构和成捆室上钢辊不发生干涉的情况下，最大限度地提高喂入叉的高度。使圆捆机的喂入叉进入喂入口的时间延长，高度增大，这样饲草能够被充分地喂入到成捆室，从而提高其圆草捆的草捆密度和质量。通过对圆捆机喂入机构和成捆室的分析研究，也为以后的压捆机研究与改进提供了数据支持和理论依据。关键词：圆捆机；喂入机构；成捆室；青饲料；牵引式 目 录1引言11.1问题的提出11.2研究目的和意义11.3可行性分析11.4国内外研究现状21.5本课题需要重点研究的内容、关键的问题及解决的思路32青饲料打捆机的结构及工作原理52.1打捆机的结构52.2打捆机的工作过程52.3打捆机的传动部分63动力源的选择73.1拖拉机的选择73.2各级传动比的确定73.3运动参数及动力参数计算74带传动的设计与计算94.1设计功率94.2选择带型94.3确定大、小带轮的基准直径94.4计算带速94.5 V带的基准长度和中心距94.6验算小带轮包角104.7 V带根数104.8作用在带轮轴上的压力104.9带轮的结构设计105齿轮传动的设计115.1选择材料115.2齿数选择115.3受力分析126链轮的设计136.1链轮齿数136.2链条节数136.3计算功率136.4链条节距146.5实际中心距146.6计算链速146.7作用在轴上的压力147轴的设计157.1材料的选择157.2轴的最小直径的确定157.3轴的结构设计167.4按弯扭合成强度条件校核167.5精确校核轴的疲劳强度198键与轴承的选择与校核218.1键的选择218.2键强度校核218.3滚动轴承选用218.4计算所需的径向基本额定动载荷218.5验算轴承的寿命22总 结23致 谢24参考文献25工程概况本文首先介绍了青饲料打捆机在我国畜牧业发展中的重要作用，对打捆机的发展趋势，研究的目的和意义，国内外研究现状，工作原理等进行了介绍，对打捆机的动力源选择，传动部分及主要零部件进行了设计计算，并以YY5080型圆捆机为研究对象，通过对其喂入机构和成捆室做研究分析，得出喂入机构的运动规律和草捆的成型机理，并对打捆机的工作过程，整机参数、工作性能、工作效率、整机工作稳定、性能可靠，安全性、等因素进行了理论验证并且各项指标均达到了预期目标，然后根据收获期青贮饲料种植的几何尺寸，青贮饲料的品种、产量、含水率，等因素，从而确定了青饲料打捆机的总体设计与配置方案。通过对市场的调查分析可以看出青饲料机械的研制在机型上以中小型为主，其目的是重点解决劳动强度大，用工多，饲料运输成本高等问题。根据对青饲料打捆机成捆室的理论分析，得到了影响草捆密度的各种因素之间的关系，为成捆室钢辊的布置和钢辊的形状选择提供了理论依据，并在理论分析的基础上对打捆机的工作部件进行合理设计与布置，打捆机的喂入机构和成捆室上钢辊的配合运动关系是关键因素，在不影响饲草喂入，并且在喂入机构和成捆室上钢辊不发生干涉的情况下，最大限度地提高喂入叉的高度。使圆捆机的喂入叉进入喂入口的时间延长，高度增大，这样饲草能够被充分地喂入到成捆室，从而提高其圆草捆的草捆密度和质量。由于以往打捆机草捆密度难以控制，我针对这一问题在打捆机上增加了压力报警器可以使草捆密度基本保持一致。塔里木大学毕业设计 1引言 1.1问题的提出我国地域广袤，而且作为农业大国，有着先天独厚的发展畜牧业的条件。我国草原辽阔，类型繁多资源丰富，是巨大的天然宝藏。据统计，我国共有各类天然牧草面积约3.97亿平方米，占国土面积的41.7%，仅次于澳大利亚，居世界第二位，同时也是秸秆资源最丰富的国家之一，每年生产6.4亿多吨的秸秆4。然而我国草场分的分布很不均匀，导致我国部分地区一方面牧草匮乏，另一方面则因季节性牧草过剩而得不到合理利用被废弃，不仅浪费牧草资源，造成经济损失，同时也污染了草地和环境。此外，牧草在流通领域中遇到的一个主要问题，就是由于青饲料的堆积密度小，使其运输成本增加，利润空间下降。有些地方甚至因为利润微薄而宁可烧掉，也不愿意费时费力的运输，造成资源浪费，而且也污染了生态环境，这是我们必须面临的显著问题，急需一个合理的办法解决这个现状，近年来由于各牧场的牲畜存栏量不断增加，而相应的管理制度又相对滞后，还有自然条件的恶化，即使在饲草资源比较丰富的的地区，季节性的饲草缺乏现象也很严重。2000年初，我国内蒙古，新疆共有12个地州60个县出现“白灾”使30万头牲畜死亡，主要原因是由于饲料缺乏的饥饿所致，很显然解决这个问题的有效措施就是为这些牧草缺乏或季节缺草的地区准备充足的越冬饲草，另一方面我国牧草业的发展带有比较突出的地域性特点，饲草种植地大多位于黄河流域、华北、西北而牧草销售市场多位于华东、华南的奶牛、肉牛饲养密集区5。由于草场分布不均，部分地区因季节性饲草过剩得不到合适的处置而被废弃，浪费了资源也污染了草原。 1.2研究目的和意义由于我国的饲草压捆技术设备与发达国家相比有很大差距，而且多为仿造产品，主要工作部件结构参数选择不当，生产规模较少，设备质量欠佳，远不能满足日益扩大的国内草产品生产加工设备市场的需要。虽然市场上国外产品质量较好，但价格太高，不适合国内的消费水平，导致部分地区对一些秸秆采用就地焚烧的方式，不但破坏了土壤中的有机质和微生物，使土壤板结地力下降，同时又浪费掉大量的秸秆资源，所以研制一种性能良好、自动化程度高而且价格适中的，小型轻便的青饲料打捆机械7。可以把农民从艰苦的劳动条件下解放出来，大幅度提高劳动生产率，对农民来说是最实惠的，故开发国产打捆机，对促进青饲料产业化进程会起到举足轻重的作用。据资料分析，青饲料采用机械化方式收获跟人工及畜力收获相比，可提高生产率倍，降低作业成本，减少饲草营养损失一，并能较充分地利用饲草资源。饲草压捆后平均密度可以增大10 倍左右，相应的储存空间只需压捆前的1/10 ，而压捆后的运输成本可比不压捆运输的成本降低70% 左右8。可见饲草压捆的经济效益是十分显著的。随着我国综合国力逐步增强和经济建设的步伐不断加快，农业产业结构正逐步得到优化调整，畜牧业将成为农业产业化建设中一项重要内容,其在农业经济中的比重越来越大。由此可见,如何加快牧草生产机械化进程，大幅度提高畜牧业生产率，对促进我国畜牧业发展和加快农业现代化发展有着深远的战略意义和重要的现实意义。 1.3可行性分析 （1)生产效率高，使用寿命长，工作稳定性好。（2） 设计制作标准化和通用化程度高。机器所用的材料和零配件为常用标准件，加工手段为常规手段，从而降低其成本，易于保证产品质量，节约材料，提高互换性，便于应用推广。 （3）以市场为导向，集美观与实用于一体，推动产学研的发展之路。（4）整体优化设计，结构科学合理，便于安装拆卸及维护。（5）结构简单，工作可靠，人工操作方便且安全等。（6）存贮时间长，运输方便。 1.4国内外研究现状 1.4.1国外打捆机的发展概况国外青饲料机械已有100多年的发展历史，经历了从使用畜力到拖拉机动力配套、从单项作业机具到联合作业机具等发展过程。20世纪60年代是欧美各国牧草机械发展的高峰时期，这一期间完成了由畜力机械、割、搂草机具、各种联合作业机具及成型机具相继研制成功并迅速推广。机具的保有量迅速上升的美国，青饲料捡拾压捆机保量达70万台。20世纪70年代以来,部分服役机具趋于饱和，产量和保有量保持稳定或略有下降，各公司致力于开发新产品,改进原有产品的性能,以保持竞争能力。美国、德国、法国、意大利、日本等发达国家在该领域处于领先地位。如德国STOLL公司的割晒设备，德国克拉斯公司自走式压捆机，法国库恩公司的旋转割草机等,他们生产的打捆装备品种齐全，配套性能好，可实现秸秆收获的全程机械化作业10。20世纪90年代,这些国家的割、搂、捆装、运等青饲料收获机械陆续地进入我国青饲料种基地，国外先进的青饲料收获机械技术比较完善，机具品种多，性能可靠，但价格昂贵故在国内没有达到大面积推广应用。目前，欧美各国几乎所有的农机公司都生产青饲料收获机械，产品品种齐全，系列完整，作业效率高、打捆后便于运输和储存，能满足各种生产条件下全面机械化的需求。现在，国外打捆机械正向着高密度、系列化、标准化、大型化、智能化方向发展，可以满足以农作物秸秆为原料的相关产业规模化工业利用的需求。主要结构、技术性能指标至今没有大的变化，只是在操作舒适和电子计算机应用方面有所改进11。 1.4.2国内的研究状况 我国畜牧机械工业是农业工业中起步晚、发展慢的行业之一。我国在引进国外打捆机械的基础上，先后仿制并研发了自己的打捆机械。但是，因为发展较晚，基础相对薄弱，投入研究经费少，制造工艺比较落后，导致产品性能及可靠性较低。而且，由于国内厂家基本走着一条仿制的道路，缺乏创新，其中打结器这个核心部件完全靠进口，打结器售价高，从而导致生产成本降下不来，产品可靠性上不去，销售利润低，必然导致企业竟争能力下降12。也有少数厂家联合相关高校研究院，在国家科技经费的支持下，开发了具有自主知识产权的打捆机，但产品优势不明显13。其中的原因很多，比如相关研究基础薄弱，投入不足，设计开发手段落后等。总之，我国农作物秸秆打捆机械发展处于起步阶段，必须加大研制推广力度，才能解决秸秆综合利用中收、储、运难题。国内压捆机方面的研究报道不多，只有压捆机生产或改进方面的报道，但企业生产的产品质量低、可靠性差。我国50年代末开始生产畜力固定式捆草机，60年代初，在引进、试验国外小方草捆拣拾压捆机基础上，开展了小方草捆无绳压捆机的研究。70年代中期引进、仿造了国外的方捆机并批量生产，70年代末开始仿制圆捆机14。近几年，随着市场对高密度草捆和农作物秸秆捆需求量的增加，国内的一些科研院所和高校开始研制高密度的牧草和秸秆压捆机，主要型式可分为机械式和液压式，国内打捆机还存在以下问题。（1）产品品种不全，成套性差，国内牧草收获机械中、小型机具为主，品种较少，结构单一，技术含量较低，机具老化严重使用效益不高，伊犁州畜牧生产机械化虽然初步形成了播种、收割、搂草、打捆、压垛等作业工艺系统，但每种作业机械国产机型很少，用户不能根据自己经营规模选择适宜的机具15。国外畜牧机具机型相对较多，技术含量高，但价格昂贵，一般用户购买困难较大。（2）产品技术水平低，牧草机械产品技术水平高低是衡量该行业整体科学技术水平的重要标志之一，一段时间内，由于资金投入严重不足，技术创新的原动力、研发能力、技术模仿步伐放缓甚至停顿16。我国已定型的青饲料机械大部分属国外上世纪80年代或以前的技术水平，20多年来基本上没有什么大的改进与创新。（3）售后服务质量差，许多新技术、新产品的推广应用没有畅通的输出渠道。销售出去的产品，售后服务跟不上，也没有及时的用户信息反馈，造成供给与需求相互脱节。打捆机可分为方捆机和圆捆机两种，打捆机将青饲料包装成规则的形状便于运输并长期保存。打捆机的压实系统，可以使打成的草捆从内到外一样密实，由于机械化程度较低，国内市场主要打成小捆。 1.5本课题需要重点研究的内容、关键的问题及解决的思路 1.5.1研究内容青饲料打捆机主要锥齿轮减速器、带传动、链传动、钢辊、捡草机构、机架、液压油缸、打结器和其他附属设备等组成。机架主要由前后箱体板和箱体板固定轴、牵引架牵引板、张紧轮机构、行走轮构成，用于固定压草棍、轴、捡草机构、减速箱体、张紧轮、液压油缸、压力报警器等部件。机架的设计要求便于工作台和减速箱的维护保养等其他相关的操作，为使结构简单、成本低，机架采用结构钢件焊接铣切而成。本文结合当前养殖业发展的新特点，及青饲料机械的研制在机型上以中小型为主，在研究内容上，重点解决劳动强度大，用工多的牧业生产环节的作业，考虑部分牧场的规模等，目前研制一种小型轻便的青饲料收获机械，可以把农民从艰苦的劳动条件下解放出来，大幅度提高劳动生产率，对农民来说是最实惠的。在打捆机各个结构部件中，喂入机构和成捆室钢辊是两个主要部件，而且这两个部件的配合运动关系是影响机器性能的主要因素。本课题以YY5080型圆捆机为研究对象，通过对其喂入机构和成捆室做研究分析，了解喂入机构的运动规律和草捆的成型机理，本课题具体研究内容如下：（1）通过查阅各种资料和观察实际机器，了解设备的工作原理和主要参数。（2）使用三维建模软件建立喂入机构和成捆室钢棍的实体模型。（3）通过对圆捆机喂入机构和成捆室进行理论分析，得出影响其工作效率的因素及相互之间的关系。 1.5.2解决思路本课题的解决思路主要又以下三种方法。（1）文献分析法通过查阅国内外有关牧青饲料生产机械化技术应用的文献及有关数据，通过分类整理分析，提出本论文的基本研究框架、研究方向。（2）分析法通过分析我国青饲料生产机械化的发展状况，找到在青饲料生产机械化发展中的优势、劣势、机遇和挑战，从国家政策、行业发展和企业自身等方面归纳产生问题的节点。（3）马尔可夫模型预测法根据我国青饲料生产机械历年发展的实际资料，采用统计学方法，结合，马尔可夫理论，建立青饲料生产机械发展模型，并预测分析年我国牧草生产机械发展趋势17。最后根据以上方法，尽量完善打包机现在存在的问题，争取做到更好，更方便。 2青饲料打捆机的结构及工作原理 2.1打捆机的结构打捆机整体结构示意图如下图2-1所示 图2-1打捆机的整体结构示意图青饲料打捆机主要由牵引部分、动力输出轴、变速部分、捆绳机构、带传动、链传动、捡草机构、成捆室机构、液压油缸、压力报警机构、箱体和其他附属设备等组成。 2.2打捆机的工作过程工作原理如图所示，拖拉机动力通过动力输入轴和变速箱将动力传递到各工作部件，在田间作业过程中，随着机具的运转和前进，高速旋转的捡拾装置将地面上青饲料，用惯性将青饲料抛入成捆室，在成捆室旋转钢辊的作用下，青饲料逐渐形成圆捆，如图a所示。随着进入成捆室的青饲料越来越多，钢棍不停旋转慢慢卷成圆捆图 b所示。继续捡拾，青饲料将在圆捆外圆周上缠绕，形成了外紧内松的圆捆如图c所示。圆捆外形达到设定值时，压力报警器报警，驾驶员使机组停止前进和捡拾作业，驾驶员启动捆绳机构完成捆绳作业。完成捆绳作业后，开启后仓门将圆捆卸出并滚落至地面如图d所示，合上后门后，继续前进，进行下一个圆捆的捡拾打捆作业。图2-2 a b c d为圆捆打捆机作业过程 a b c d（a）形成青饲料芯 （b）卷成圆捆 （c）圆捆成形 （d）卸捆图2-2打捆机的作业过程 2.3打捆机的传动部分青饲料打捆机主要传动设计是拖拉机动力通过传动轴、锥齿轮箱、V皮带和链条传递到各个工作部件。图2-3打捆机的传动部分示意图主要设计思路是: 拖拉机机通过万向轴将动力传递给一对相互垂直齿合的锥齿轮，锥齿轮轴再将动力传递给轴上链接的带轮，带轮通过V型带将动力传递给链接在捡拾器上的带轮和链轮，然后捡拾器上的链轮通过链条将动力传递到成捆室上的各个旋转滚筒上，使各个滚筒旋转起来完成打捆操作。 3动力源的选择 3.1拖拉机的选择由于表3-1产品参数介绍，可以选择拖拉机动力为2050马力。表3-1 绍远达机械行走式打捆机产品参数介绍型号配套动力驱动方式作业速度捡拾幅度捆包方式草捆直径*长度（mm）草捆重量外形（mm）整机重量50*8020-50马力传动轴1-1.5米/秒800（mm）间断捆包600*80020-50kg1773*1425*1392700公斤70*10026-50马力传动轴2.5-3.0米/秒1000（mm）间断捆包700-*100030-75kg2300*1600*1450870公斤 3.2各级传动比的确定拖拉机额定功率率为18.78kw，转速为540-720或540-1000r/min，查阅资料得出，打捆机单元辊转速为180r/min，由湖北青贮饲料圆捆打捆机配套动力参数得出完成打捆所需的额定功率为6kw,打捆室尺寸为600800选择东方红30马力拖拉机拖带作业，由选定的拖拉机满载转速为=720/min和初定的打捆单元辊筒转速n=180r/min，可得传动装置的总的传动： 得=4 （3-1）初定链传动为三级传动传动比=1.78，锥齿轮传动为一级传动传动比= 1.5，带传动为二级传动由计算得出=1.5 3.3运动参数及动力参数计算 3.3.1 计算各轴转速设连接主动锥齿轮的轴为轴1，连接从动带轮的轴为轴2，连接从轮链轮的轴为轴3，成捆室单元滚轴为轴4；因为小锥齿与从动带轮在同一根轴上，故小锥齿的转速与从动带轮的转速均为；与小锥齿啮合的锥齿的转速为，从动链轮的转速为。单元辊轴上的链轮的转速为 （3-2） （3-3） 3.3.2 各轴输入功率设各轴的传动效率为；由上述得 （3-4) 3.3.3 各轴的转矩拖拉机的转矩 (3-5) (3-6) 4带传动的设计与计算 带轮传动机构图如图4-1所示：图4-1带轮传动 4.1设计功率由机械设计中（以后用表均出自本书）表8-8得工况系数，故 (4-1) 4.2选择带型根据。查机械设计教程（第九版）表8-4选用C型带传动。 4.3确定大、小带轮的基准直径由表8-4知，应不小于200，现取，可得 (4-2)由表8-4取 4.4计算带速 (4-3)带速在525m/s之间，合适 4.5 V带的基准长度和中心距初步选取中心距 (4-4) (4-5) 查表8-2，取 实际中心距 (4-6) 4.6验算小带轮包角 (4-8)由上计算可知，带轮包角在合适范围内。 4.7 V带根数由查表8-4得由传动比查表8-5得由查表8-6得，查表8-2得，由此可得 (4-9)由上计算得出，V带根数取为3。 4.8作用在带轮轴上的压力查表得，故求得单根V带的初拉力 (4-10)作用在轴上的压力为： (4-11) 4.9带轮的结构设计带轮材料选择HT200，由于，所以用腹板式结构。查表8-11得：由此可得： (4-12） （4-13） （4-14） （4-15） 5齿轮传动的设计锥齿轮传动图如图5-1所示。 图5-1锥齿传动图 5.1选择材料圆锥齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用7级精度。材料选择由机械设计（第九版）表10-1选择小齿轮材料为(调质）硬度为，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为。 5.2齿数选择设小齿轮齿数为，则大齿轮齿数为取29。设模数， （5-1）解得；分度圆直径： （5-2）齿顶高，齿根高，全齿高，顶隙齿顶圆直径 （5-3）齿根圆直径 （5-4）外锥距： ，齿宽：齿顶角： (5-5)齿根角： (5-6)根锥角 (5-7)顶锥角 (5-8)齿宽系数 (5-9)5.3受力分析 圆周力 (5-10)256链轮的设计如图6-1所示，链传动示意图图6-1链传动示意图6.1链轮齿数由轴3功率，传动比查书177页得： 由于链接通常是偶数，为使链条和链轮磨损均匀，常取链轮齿数为基数，并尽可能与连接数互质。优先选用链轮齿数系列为；17 19 21 23 25 38 57 76 95 和114。本文取，大链轮齿数取，实际传动比误差远小于，故允许。6.2链条节数 初定中心距得：链节距 (6-1) =109.7 取链条节数为。6.3计算功率由机械设计（第九版）表9-6得：，故 (6-2)6.4链条节距由图9-13得 (6-3)采用单排链，故 (6-4)由图9-11查得当时，20A链条能传递的功率为，故采用20A链条，由表9-1查得，节距。6.5实际中心距设中心距可调6.6计算链速 (6-5)6.7作用在轴上的压力由设得： (6-6) (6-7)7轴的设计 动力从拖拉机传出，由万向传动器传递到轴1上的小锥齿轮上，再经由轴1上的小锥齿轮由一级锥齿传动传递到轴2上，由轴2上的锥齿经过带传动将动力传递给轴3上的链轮，再由轴3上的链轮将动力传动传递到成捆室的各个滚轴上，从而完成青饲料的打捆作用。7.1材料的选择查机械设计（第九版)表15-1得轴得常用材料及其主要力学性能如下表7-1表7-1 轴的常用材料及其主要力学性能材料牌号热处理毛坯直径/mm硬度/HBSMPa抗拉强度极限 屈服强度极限弯曲疲劳极限剪切疲劳极限许用弯曲应力备注45正火17021759029525514055应用最广泛回火100300160217 570 285 245 135调 制 20021725564035527515560 40Cr调制 24128673554035520070用于在载荷较大，而无很大冲击得重要轴。100300685490335185打捆机在工作时，捡草器的转速很高，而且传递的扭矩很大，综合考虑，由机械设计（第九版）表15-1选出轴的材料选择40调质处理，硬度为241-286，其屈服疲劳强度极限，抗拉强度极限弯曲疲劳极限取，。7.2轴的最小直径的确定 由公式 (7-1)其中 该轴传递的功率，6.32； 该轴的转速，320； 指轴的材料和承载情况确定常数已知P=6.32kw,n=320r/min。查表15-3得取带入上式可得考虑到轴上有两个键槽轴径增大10%得 (7-2)由于轴的直径一般为5得倍数，故取7.3轴的结构设计为了便于整机得装配以及轴上零件的拆卸，故把轴做成阶梯型轴的直径从中间逐渐向两端减小。可依次将轴承和带轮，链轮等从轴端装拆，为了使轴上的零件便于安装，轴端及各轴的端部应有倒角。轴上磨削的轴段应有砂轮越程槽，车制螺纹轴段应有退刀槽。从左向右依次为第一段轴、第二段轴、第三段轴。第一段轴；轴径，车螺纹。第二段轴：轴径，键槽分别为、。第三段轴；轴径，。第四段轴；轴径，键槽为。第五段轴；轴径，。 捡草器轴结构初定如图7-1所示：图7-1轴的结构示意图7.4按弯扭合成强度条件校核7.4.1捡草器轴上扭矩得计算如下： (7-3)圆周力：径向力：轴向力：7.4.2计算轴承支反力如下水平面 (7-4) (7-5)垂直面= (7-6)轴上载荷的计算求轴承上的支反力 垂直面内： 水平面内： 画受力简图与弯矩图，如图7-2所示：图7-2受力简图和弯矩图根据上面的数据和轴的机构以及弯矩和扭矩图中可以看出，受载荷最大的面是靠近大带轮的轴承端面，因此求得此截面的弯矩扭矩如表7-2：表7-2 截面的弯矩扭矩载荷水平面H垂直面V支反力F弯矩M总弯矩扭矩T7.4.3按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。由上表的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取=0.6，由机械设计式（15-5）公式得 (7-7) 前面已经选定轴的材料为40，调质处理，由机械设计表15-1可查得-1=70，所以计算出轴安全。7.5精确校核轴的疲劳强度抗弯截面系数： = (7-8)抗扭截面系数： = (7-9)截面上弯矩应力 截面上扭转切应力 由于轴的材料为40，调质处理，查机械设计表15-1查得 。截面上由于轴肩而形成理论应力集中系数及按机械设计附表3-2查取，因: 经插值后可查得 又由附图3-1可得轴的材料的敏性系数为： 故有效应力集中系数为： (7-10)由机械设计附图3-2得尺寸系数=0.85，由附图3-3得扭转尺寸系数为=0.9轴按磨削加工由机械设计附图3-4得表面质量系数 =0.92轴未经表面强化处理，即=1 ，则按式（3-12）及式（3-14b）得综合系数为： (7-11) (7-12)又由碳钢的特性系数： 取 取计算安全系数按式（15-6）-（15-8）则得： (7-13) （7-14）故该轴在此截面的右侧的强度也是足够的。本机无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称性，故可略去静强度校核。至此，轴的校验结束,轴的校验合格。8键与轴承的选择与校核8.1键的选择键连接可分为平键连接、半圆键连接、楔键连接和切向键连接。平键按用途分有三种：普通平键、导向平键和滑键。平键的两侧面为工作面，平键连接是靠键和键槽侧面挤压传递转矩，键的上表面和轮毂槽底之间留有间隙。平键连接具有结构简单、装拆方便、对中性好等优点，因而应用广泛。但本设计采用的是半圆键连接。查表机械设计手册表4-1，参考轴的直径 分别选择轴2、4段为半圆键、。材料为45钢，其许用挤压应力，取其平均值，。8.2键强度校核在本设计中捡草器轴传递的扭矩最大，根据要求，需对捡草器的键连接进行强度校核，因载荷均匀分布，根据平键连接的挤压强度公式：式中：T为转矩（）； （8-1）为轴径（）；为键的高度（）；为键的工作长度（）；为许用挤压（）； 将数据带入得： （8-2） （8-3）由上式得符合条件。8.3滚动轴承选用已知装轴承处轴径，转速，查机械设计手册，表6-1得选用向心推力轴承，选型号为6007，其基本参数为，。基本额定动载荷。8.4计算所需的径向基本额定动载荷对于向心推力轴承，其径向基本额定载荷 （8-4）式中载荷系数，查表取=1； 当量动载荷，； 温度系数，得=1；基本额定寿命，本机预设寿命=；轴承转速，；寿命指数，对滚动轴承=10/3。故所选轴承符合要求。8.5验算轴承的寿命 （8-5）由寿命校核结果可以看出两轴承的寿命均大于设计寿命，故所选轴承合格。总 结通过本次毕业设计，我深深体会到自己在理论知识方面的欠缺，同时也感到自己在知识的运用上也不够灵活，这也说明我在学习知识的过程中存在着一些缺点，总结有以下几点：（1）在初定方案过程中，由于自己所见实物过少，零部件的尺寸不能确定，使方案进行了多次修改，耽误了大量时间。在计算过程中，对于带轮和齿轮的基本尺寸，计算结果与实际生产加工有偏差，也相应作了修改。（2）由于理论知识的欠缺，在做设计的时候，有好多知识已经寻找问题，发现问题，解决问题的能力。断层，还得回头翻课本，查找资料，然后进行设计，浪费了许多时间。（3）由于前面学了画图软件后没有进行巩固，在画图时还要一边探索一边画图，对画图有一定影响。通过这次毕业设计，我从中学到了很多，总结如下：（1）综合运用机械设计基础及其他课程的知识，使学的理论知识得到巩固，加深了对知识的理解。（2）学习、掌握一般机械设计的基本思路及设计方法。（3）对画图软件有了进一步理解，运用的更加熟练。总的来说，在这次毕业设计中，我收获很多，不要小看在课堂上学的任何一点知识，虽然暂时觉得用不上，但是在以后的日子里，总会用到；所以在以后的日子里要努力学习知识。这次在考虑问题方面也有点片面，所以在以后的生活中，要尽量全面考虑问题，以免造成不必要的麻烦。致 谢对于这次毕业设计的完成，首先感谢母校塔里木大学的辛勤培育，感谢学校给我提供了如此难得的学习环境和机会，使我将以前学到的知识又重新回顾了一遍，知道了学习的可贵与获取知识的辛勤。承蒙指导老师的耐心指导，使我顺利地完成了毕业设计。在此，深深地感谢指导老师，给予了我耐心的指导和帮助，体现出了他对工作高度负责的精神，特别是王旭峰老师，他利用上班的休息时间赶来为我指导，同时，在周末他也会随时过来检查进度。在整个设计的过程中，他耐心的指导，才使我的设计顺利完成，同时也感谢在这几年中给予我知识的各位老师。参考文献1 陈常林,张彬,沐森林.CX4Q-1A 型青贮机的设计及试验研究J.农机化研究,2009，1：185-188.2 丛宏斌,王克恒,李汝莘,等.锥锟式玉米秸秆揉搓装置的设计J.农业机械学报,2007，38：9-10.3 蒲永峰.9YG-2.0型圆捆打捆机捡拾粉碎装置参数设计与仿真分析J.吉林大学,2015,13(4): 21-39.4 吴德格吉乐胡.9YG-1.2 型圆捆机喂入机构及成捆室分析研究D.内蒙古农业大学机电工程学 院,2014,10(14)：16.5 闫景凤，李源源，宋 炜.玉米秸秆圆捆打捆机的设计J.农业科技与装备,2013,11(9):21-25.6 王春光.钢辊外卷式圆捆机结构与原理J.农业机械,2008,7(12):43-45.7 吴德格吉乐.圆捆机喂入机构及成捆室分析研究D.内蒙古农业大学硕士论文,2014,10(14):12.8 刘志杰.饲草压捆机的设计及结构分析D.东北林业大学,2004,20:27-29.9 徐光晓,代进中国牧草收获机械发展现状及其趋势J现代农业,2010.13(5):10-11.10 杨秀霞.牧草收获机械化技术试验研究J.甘肃农业大学,2008,6(1):125-127.11 王 琛,黄东明,周益君,等.9YY-550型小型秸秆捡拾圆捆机的设计J.2008,5(04):7-25.12 杜 韧,张立志,圆捆机成型室的试验与研究J.农业机械，2007,5(12):1-2.13 唐遵峰.大型内缠绕式圆捆机的设计研究J.农业机械,2007,10(8)：7-8.14 刘 月.碎饲草圆捆打捆机设计D.河北农机，2012,14(9):22-25.15 崔力韦,王家忠,邢雅周.玉米秸秆圆捆打捆包膜机控制系统设计河北农业大学学报.2011,22 (19);16-17.16 濮良贵.机械设计第九版高等教育出版社,2013.17 吴宗泽.机械设计课程设计手册高等教育出版社,2013. 毕业论文（设计）任务书学院机械电气化工程学院班级学生姓名 学号课题名称青饲料打捆机的设计与仿真起止时间指导教师课题内容1. 本课题研究的目的，意义，国内外现状。2. 本课题所涉及的任务要求及现状预期目标的可行性分析。3. 本课题需要重点研究的关键问题及解决思路。4. 对零部件的选择计算。5. 绘制三维 二维图。拟定工作进度（以周为单位）第1-2周 熟悉题目，开始查阅资料。第3-4周 对消化资料，设计方案准备开题报告。第 5 周 方案研究，确定具体方案，做出开题报告，据工作要求，计算并 查阅相关手册，选择和设计各零部件。第6-7周 进行结构分析。第8-9周 进行设计结构草图与仿真。第10-11周 完成图纸进行设计论文。第12-13周 完成论文设计，准备有关毕业答辩。第 14 周 交毕业设计的各种资料，并进行答辩。主要参考文献1 陈常林，张彬，沐森林.CX4Q-1A 型青贮机的设计及试验研究J.农机化研究, 2009， 1（1）；185-188.2 丛宏斌，王克恒，李汝莘，等.锥锟式玉米秸秆揉搓装置的设计J.农业机械学报， 2007,38(12)3 蒲永峰.9YG-2.0型圆捆打捆机捡拾粉碎装置参数设计与仿真分析D.吉林大学， 2015,21-39.4 王春光.钢辊外卷式圆捆机结构与原理J.农业机械，2008,（12）：43-45.5 刘志杰.饲草压捆机的设计及结构分析D.东北林业大学,2004.3-56 徐光晓.代进中国牧草收获机械发展现状及其趋势J.现代农业，2010.8-97 杨秀霞.牧草收获机械化技术试验研究J.甘肃农业大学,2008,-6-1:125-127任务下达人（签字）2015年10月11日任务接受人意见同意任务接受人签名 2015年 10 月 14 日 毕业论文（设计）中期检查记录表 学生姓名 班级 课题名称青饲料打捆机的设计与仿真课题完成进度（学生自述）1.完成本课题需要的相关资料的搜集与调整。2.初步确定青饲料打捆机的总体设计方案，进行结构分析。3.对重要部分及零部件进行初步设计计算。4.基本完成三维、二维图的绘制，并确定修改方案。5.已规划好论文的结构大纲，论文初稿正在撰写中。存在的问题及整改措施（学生自述）1. 整体设计方案考虑的不是很全面，存在遗漏的地方，有些设计选择可能没有达到最优。2. 三维图中某些零件的画法需要改进。3. 设计中的传动和控制部分存在不合理的地方。4. 设计过程中，某些细节问题考虑的不是很到位。 针对以上存在的问题，我通过上网查阅相关资料和去图书馆借阅一些相关书籍，并在指导老师的帮助下顺利解决以上问题。指导教师意见（课题进展情况、优缺点、整改措施等）指导教师签名 2016年4 月19 日学院意见负责人签名 2016年4 月 20 日 毕业论文（设计）开题报告课题名称 青饲料打捆机的设计与仿真 学生姓名学 号所属学院专 业班 级指导教师起止时间机械电气化工程学院教务办制填 表 说 明一、学生撰写开题报告应包含的内容：1、本课题来源及研究的目的和意义；2、本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析；3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析；4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路；5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法；6、完成本课题的工作方案及进度计划；7、主要参考文献（不少于7篇）。二、本报告必须由承担毕业论文（设计）课题任务的学生在接到“毕业论文（设计）任务书”的两周内独立撰写完成，并交指导教师审阅。三、开题报告要求手写体，字数在3000字以上，由学生在本报告册内填写，页面不够可自行添加A4纸张。四、每个毕业论文（设计）课题须提交开题报告一式三份，一份学生本人留存，一份指导教师存阅，一份学生所在学院存档，备检备查。毕业论文（青饲料打捆机的设计与仿真）开题报告1、本课题来源及研究的目的和意义由于我国的青饲料打捆技术与发达国家相比有很大差距，而且多为仿造产品，主要工作部件结构参数选择不当，生产规模较少，设备质量欠佳，远不能满足日益扩大的国内草产品生产加工设备市场的需要。虽然市场上国外产品质量较好，但价格太高，不适合国内的消费水平，所以研制一种性能良好、自动化程度高而且价格适中的小型轻便的青饲料打捆机械，可以把农民从艰苦的劳动条件中解放出来，大幅度提高劳动生产率,对农民来说是最实惠的，故开发国产打捆机，对促进青饲料产业化进程会起到举足轻重的作用。据资料分析，青饲料采用机械化方式收获跟人工及畜力收获相比，可提高生产率倍，降低作业成本，减少青饲料营养损失，并能较充分地利用饲草资源。饲草压捆后平均密度可以增大10 倍左右，相应的储存空间只需压捆前的 1/10，而压捆后的运输成本可比不压捆运输的成本降低 70%左右，可见饲草压捆的经济效益是十分显著的。随着我国综合国力逐步增强和经济建设的步伐不断加快，农业产业结构正逐步得到优化调整，畜牧业将成为农业产业化建设中一项重要内，,其在农业经济中的比重越来越大。由此可见,如何加快青饲料生产机械化进，,大幅度提高畜牧业生产率，对促进我国畜牧业发展和加快农业现代化发展有着深远的战略意义。2、本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析国外青饲料打捆机械已有100多年的发展历史，经历了从使用畜力到拖拉机动力配套、从单项作业机具到联合作业机具等发展过程。20世纪60年代是欧美各国牧草机械发展的高峰时期，这一期间完成了由畜力机械、割、搂草机具、各种联合作业机具及成型机具相继研制成功并迅速推广。机具的保有量迅速上升的美国，青饲料捡拾压捆机保有量达70万台。20世纪70年代以来，部分服役机具趋于饱和，产量和保有量保持稳定或略有下降，各公司致力于开发新产品，改进原有产品的性能,以保持竞争能力。美国、德国、法国、日本等发达国家在该领域处于领先地位。目前，欧美各国几乎所有的农机公司都生产青饲料打捆机械,产品品种齐全，系列完整，作业效率高、打捆后便于运输和储存，能满足各种生产条件下全面机械化的需求。现在国外打捆机械正向着高密度、系列化、标准化、大型化、智能化方向发展，可以满足以农作物秸秆为原料的相关产业规模化工业利用的需求。主要结构、技术性能指标至今没有大的变化，只是在操作舒适和电子计算机应用方面有所改进。我国畜牧机械工业是农业工业中起步晚、发展慢的行业之一。我国在引进国外打捆机械的基础上，先后仿制并研发了自己的打捆机械。但是，因为发展较晚，基础相对薄弱，投入研究经费少，制造工艺比较落后，导致产品性能及可靠性较低。而且，由于国内厂家基本走着一条仿制的道路, 缺乏创新, 其中打结器这个核心部件完全靠进口，打结器售价高，从而导致生产成本降下不来, 产品可靠性上不去, 销售利润低，必然导致企业竟争能力下降。也有少数厂家联合相关高校研究院，在国家科技经费的支持下，开发了具有自主知识产权的打捆机，但产品优势不明显。国内青饲料打捆机方面的研究报道不多，只有压捆机生产或改进方面的报道，但企业生产的产品质量低、可靠性差。我国50年代末开始生产畜力固定式捆草机，60年代初，在引进、试验国外小型方草捆拣拾压捆机基础上，开展了小方草捆无绳压捆机的研究。70年代中期引进、仿造了国外的方捆机并批量生产，70年代末开始仿制圆捆机。近几年，随着市场对高密度草捆和农作物秸秆捆需求量的增加，国内的一些科研院所和高校开始研制高密度的牧草和秸秆压捆机，主要型式可分为机械式和液压式。3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析 1.本机生产效率高，使用寿命长，工作稳定性好。 2本机以市场为导向，集美观与实用于一体，推动生产学术研究的发展之路。 3.整体优化设计，结构科学合理，便于安装拆卸及维护。 4.结构简单，工作可靠，人工操作方便且安全等。 5投资小，见效快，综合效益好。 6存贮占用空间小，运输方便。. 7.设计制作标准化和通用化程度高，机器所用的材料和零配件为常用标准件，加工手段为常规手 段，从而降低其成本，易于保证产品质量，节约材料，提高互换性，便于应用推广。4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路完成