原稿！！秸秆粉碎机的设计【开题报告+毕业论文+CAD图纸+外文翻译】
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保护性耕作是国际农业技术发展 保 性耕作是国际农业技术发展的重要趋势 ,秸秆还田技术是机械化保护性耕作中关键的一项技术。使用机械化秸秆还田技术可以有效地解决农忙期间争农时、争劳力的矛盾 ,有力推动秸秆还田的农业全程机械化进程 ,避免由于焚烧秸秆产生的环境污染。本着一机多用、降低生产成本的原则 ,研制了既能满足玉米秸秆、根茬直接粉碎还田 ,又能单独实现旋耕作业的新型多功能玉米秸秆还田机。 (1)在对秸秆粉碎及灭茬基本理论分析的基础上 ,提出多功能玉米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、皮带传 动、秸秆粉碎机构、灭茬旋耕机构、限深滚筒等组成。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、皮带轮两级增速后 ,带动粉碎刀辊工作 ;另一轴经变速箱、皮带轮变速后带动灭茬旋耕刀辊工作。 (2)设计了新型变速箱 ,实现了秸秆粉碎、灭茬、旋耕的复合或单项作业 ,结构简单 ,一机多用。 主要由锥齿轮传动、拨叉、拨叉套、滚针轴承等组成。利用拨叉套与从动齿轮的离合来实现粉碎、旋耕动力的分离与结合 ,从而分别完成秸秆粉碎与灭茬复合作业或旋耕单项作业 ,实现一机多用之功能。 (3)对样机进行了田间试验 ,作业质量满足农艺要求。 试验结果表明 :对秸秆和根茬具有良好的切碎效果 ,秸秆切碎平均长度为 5.2 碎合格率 98%,灭茬率 90%,碎茬抛撒均匀、覆盖率高 ,作业性能稳定。旋耕单项作业时 ,旋耕深度可达 16 土率 作业后土碎地平 ,满足农艺要求 ,可直接进行后续播种作业。 作物秸秆是农作物生产系统中一项重要的生物资源，作物秸秆资源的利用既涉及到整个农业系统中的土壤肥力、水土保持，也涉及到环境安全以及再生资源的有效利用等可持续发展问题。秸秆机械还田是解决秸秆处理问题的有效途径之一。 目前，秸秆机械还田机具已成为我国农 机近期研究的一个重要领域。关于稻麦秸秆整株还田的机具研究目前还存在很多问题。为了研究水稻整株秸秆还田机具各部件的结构参数、工作参数等因素对功率的影响，降低秸秆整株还田机具功率消耗，本文对秸秆还田机具的各参数进行了设计和试验研究。 (1)提出试验台的总体设计方案，通过对秸秆还田机的机理分析，选择 (出 )影响还田机作业质量的结构参数、工作参数作为主要研究因素； (2)对刀盘间距、刀的排列方式、刀片滑切角以及刀片安装角等主要工作部件的结构参数进行理论分析与优化设计； (3)合理选择、设计、加工测试系统的传感器部分， 并对整个测试系统进行标定； (4)在影响参数中，选择了对机具作业状态和功率消耗有较大影响的刀盘间距、机器前进速度以及刀滚旋转速度三个参数作为试验因子，按照二次正交旋转组合设计试验方法，给出试验方案并进行了试验研究； (5)通过对试验数据的处理分析，得到刀盘间距、机器前进速度以及刀滚旋转速度这三个因素对转矩影响的数学模型，并分析了这三个因素对转矩的影响规律； (6)通过对得到模型的理论分析，最终得到刀盘间距、机器前进速度以及刀滚旋转速度这三个因素对作业机具功率消耗的数学模型，并分析了这三个因素对功率消耗的影响 规律。 本文通过上述的试验和分析，给出了刀盘间距、机器前进速度以及刀滚旋转速度这三个因素在满足作业要求 (覆盖率、埋草深度、碎土率 )的前提下，降低功耗的最优组合方案，为进一步进行整机参数优化设计提供了重要的理论依据。 长期定位肥料试验作为农田生态系统的重要研究方法 ,具有常规试验不可比拟的优点。本试验选用山东省齐河县华店乡和焦斌乡两地代表黄淮海农区的潮土 ,设置秸秆不同用量与氮磷肥配施为 6 个主处理、两种土质为副处理 ,进行盆栽试验 ,对麦玉两熟长期不同施肥条件下土壤理化性质的动态变化、土壤钾库形态的转化、土壤养分 的平衡状况、土壤酶的活性及微生物区系等进行了系统研究 ,初步探讨秸秆还田改土培肥的增产效应与机理 ,主要研究结果如下 : 1 秸秆还田量与土壤盐分呈显著正相关。秸秆与化肥配施的土壤可溶性盐分有增加趋势。砂壤土含盐量高于中壤土。另外 ,土壤盐分也与气候和作物生育期等因素有关。 2 秸秆还田能改善土壤的通气状况 ,降低土壤容重和 ,协调土壤水肥气热等生态条件 ,为根系生长创造良好的土壤环境。 3 秸秆还田能显著增加土壤有机质积累 ,提高土壤养分的有效性。两种质地的土壤 ,其有机质季节积累和养分生物有效性的变化动态相似 ,即 6 月 2 日最高 ,6 月 22 日最低。土壤有机质及有效养分含量都随施肥年限的延长而递减 ,且中壤土的各肥力指标均大于砂壤土。 4 秸秆还田量与水溶性钾、非特殊吸附钾、特殊吸附钾和非交换钾含量呈显著正相关 ,与矿物钾呈显著负相关。长期秸秆还田土壤钾素年度变化规律 :非交换钾、特殊吸附钾呈逐年上升趋势 ;水溶性钾、非特殊吸附钾、矿物钾呈逐年下降趋势。 5 秸秆还田量与土壤有效铁、锌、锰之间呈显著正相关 ,与速效铜相关性不好 ;两种不同质地土壤微量元素均有类似规律 : 除有效铜外 ,土壤有效锌、锰、铁季节性变化都较明显。 6 两种质地的土壤脲酶和磷酸酶活性强度变化趋势是 11010 用量相同的各处理中 ,秸秆还田量与土壤脲酶、磷酸酶活性密切相关。两种土质的土壤脲酶、磷酸酶与有机质、有效氮、有效磷、有效钾均呈极显著相关。 1 长期秸秆还田改土培肥综合效应的研究两种酶都有随施肥年限的延长而递减的趋势。 7 秸秆还田后 ,土壤细菌、真菌、放线菌的数量均有所增加 ,且细菌 放线菌 真菌。在小麦分蘖期 ,各处理的微生物数量最少 ;小麦返青期后菌类数量迅速增加 ;微 生物数量的高峰期出现在玉米拔节期和大喇叭口期。 8 秸秆还田能显著提高作物产量 ,中壤土的增产效果比砂壤土好。总产量与秸秆还田量呈显著正相关 ;小麦的千粒重和生物量都与秸秆还田量呈显著正相关 ,而株高、穗粒数和有效穗数与秸秆还田量的相关性不显著 ;玉米的穗粒重、千粒重与秸秆还田量之间达到了显著水平 ,而穗粒数和穗行数与还田量的相关性不显著。 9 作物对 N、 P、 K 的吸收量随秸秆还田量的增加而提高 ;在 N、 P、 K 投入量相同的条件下 ,中壤土中作物对养分的吸收量大于砂壤土 ;在化肥施入量相同的条件下 ,土壤氮素始终保持盈余 状态 ,而磷素和钾素均处于亏缺状态。 秸秆是自然界和农业生态系统中一种重要的资源 ,秸秆还田对于土壤的肥力状况及其质量和健康都有着非常重要的意义。土壤微生物尤其是其中与纤维素降解有关的微生物在秸秆的降解过程中起着关键性的作用。本文对秸秆还田土壤中与纤维素降解有关的微生物进行了分子生态学研究 ,研究内容共分为三个部分 : 第一部分 :应用 子技术并结合聚类分析、主成份分析 (统计分析方法 ,对土壤微生物在几种不同的纤维素富集培养条件下的多样性进行了分析。结果发现 ,不同的纤维素富集培养条件对土壤微生 物的多样性有不同程度的影响 : 种培养基在 50时所回收的土壤微生物的菌群结构和组成比较相似 ;而纤维素富集培养基 (J 培养基 )同 种培养基所回收的土壤微生物菌群结构和组成却有很大的差异 ;此外 50条件下所回收的土壤微生物其菌群结构和组成同 28、 37两个温度相比也相差较大。这一结果表明 ,组合不同的纤维素富集培养条件 ,结合分子和统计分析 ,可以对土壤样品在不同纤维素富集培养条件下微生物的多样性进行检测和评估 ,同时还可以为分离目标菌时富集培养条件的选择提供很有价值的参考。 第二部分 :通过建立秸秆 还田模拟体系 ,并应用 子技术与聚类分析、主成份分析 (及偏最小二乘法显著性分析。 本研究采用尼龙网袋法、砂滤管法和植物组织切片的方法对秸秆在不同还田方式下的腐解速率及养分释放规律，以及秸秆还田对土壤肥力和作物产量的影响进行研究。针对农业生产中出现的稻草覆盖影响小麦生长的问题，采用室内培养实验研究了稻草对小麦的化感作用，以期找到解决稻草还田抑制小麦生长的技术和方法，为大面积农业生产提供急需的技术支撑和指导。本研究取得的主要研究结果如下： 1麦秆、油菜秆还田后，腐解速率均表现为前期快， 后期慢。整个试验期间 (100d)，麦秆、油菜秆的累计腐解率分别为 麦秆高于油菜秆。两种秸秆在养分释放上均表现为，钾 (K)最快，磷 (P)次之，氮 (N)最慢。在还田初期 (前 10d)K 释放率分别达到了 已基本释放完全。通过进一步研究发现，在麦秆、油菜秆还田 6d 后， K 的释放就已达 95左右，释放率分别为 在麦秆还田腐解的过程中，组织结构的破坏主要发生在基本组织的薄壁细胞及其所包围的维管束，表皮和机械组织以及其所包围的维管束的破坏不明显。且 麦秆的基本组织及其所包围的维管束的破坏在腐解前期 (50d 前 )并不明显，主要发生在麦秆腐解的后期 (50d 后 )。在油菜秆腐解过程中，组织结构的破坏主要发生在腐解的前 10d。在 10d 之内，次生木质部以上的维管形成层、韧皮纤维、皮层薄壁组织和表皮均受到破坏而脱落。 2稻草还田后，前期腐解快，后期较慢。翻埋还田的稻草腐解速率明显快于覆盖还田稻草，整个试验期间 (210 d)翻埋还田的稻草累计腐解率达到 而覆盖还田的稻草仅为 稻草覆盖与翻埋两种还田方式下养分释放速率均以钾 (K)最快，磷 (P)次之 ，氮 (N)最慢。还田 10d 内，两种方式下 K 分别释放了 稻草与土壤充分混合条件下，稻草和土壤矿化释放的氮主要以 态 ( 80 )存在， 可溶性有机氮较少；在稻草还田后的前 40d 存在土壤微生物与作物竞争土壤矿质氮的现象， 40d 之后此现象消失，稻草开始氮的净矿化；在稻草埋入土壤时同时配施适量的氮肥，可以消除微生物的夺氮现象。在稻草还田腐解过程中，组织结构的破坏主要发生在基本组织的薄壁细胞及其所包围维管束，表皮和机械组织以及其所包围的维管束的破坏不明显。两种还田方式比 较，在还田初期，翻埋还田较覆盖还田对组织结构的破坏严重。随着腐解的进行，当稻草中易被破坏的基本组织及其所包围的维管束被破坏之后，两种还田方式对稻草中难以被破坏的表皮和机械组织及其所包围的维管束的破坏程度差别不大。 3秸秆还田能够降低土壤容重，增加土壤孔隙度，改善土壤结构，增加土壤速效养分，促进作物对养分的吸收，增加作物的产量。秸秆还田后土壤容重比试验前降低了 ，土壤速效磷和速效钾的含量增加，尤其是速效钾，增加效果显著。在大春阶段，麦秆还田后水稻增产 油菜秆还田水稻增产 在小春阶段，稻草还田小麦增产 油菜增产 4通过测定水稻秸秆水浸提液对小麦发芽率、幼苗高度和根长的影响，研究了不同浸提液浓度对小麦幼苗的化感作用。结果表明：水稻秸秆水浸提液对小麦发芽和幼苗生长的影响总体上表现为低促、高抑，即低浓度的浸提液对小麦发芽有促进作用，随着浓度的增加浸提液对小麦发芽开始产生抑制作用，浓度越高，抑制作用越强。在浸提液质量浓度为 )时，浸提液对小麦发芽和幼苗生长都具有促进作用。在浸提液质量浓度为 )时，浸提液对小麦发芽和幼苗生长产生抑制作用，且在小麦幼苗生长阶段的抑制作用强于发芽阶段。在此浸提液浓度下，加入外源激素的处理，不但能够消除浸提液对小麦幼苗生长的抑制作用，还能对小麦幼苗的生长产生明显的促进作用。在浸提液质量浓度为 )时，小麦发芽和幼苗生长受到严重抑制。在此情况下，加入外源激素赤霉素或黄腐酸也不能对此抑制作用产生影响。 is an of of he is is of to It by on to It it to to to to (1) On of of of is of is to of is by it is by to (2) is of or of It is of or or of be or of (3) of is on of to of .2 8%. 0%. is of is is 6 is It on is an in of is in of is of to At of an in of in of of (as is In to of on as so on of in a on of (1) on in of of as (2) to of as of (3) (4) as a on as (5) of a of on of of of on as (6) of on of of on as of on in on of It of By is an by of to to of of of in of of 1 to of by to In et 2 to pH,3 by to 2. 4 , , to is of is 5 n、 Mn to u 112 u. 6 11010to to 7 of of in 8 of 1000of 1000of to of of 9 , P of a of in It is a by to in an of to of an on in in In of at by of CA to of MC CS 0 a of In of to in of on in to to to in as 1. at at of to a 00 d As it of 0 d, to d. of of at of no of 0 d of of 0 d. to 0 d. 2. of in at at of it a 10 d , of 0 d, of 80%), of 0 d of it in it of to of of of of of As in of 3. to to in to of 4. of on of of It it a of at g/an at = to of of gib 本科生毕业设计 开题报告 题 目 秸秆粉碎机的 设计 学院名称 专业名称 年 级 学生姓名 学 号 指导教师 职 称 年 月 日 选题的依据及意义 （包括课题的理论价值和实践价值；国内外的研究概况等） ： 秸秆是粮食生产中的主要副产品之一，同时也是工、农业生产的重要资源，是极为丰富并能直接利用的可再生资源。作为一种资源，作物秸秆可用作肥料、饲料、燃料及造纸、制炭、建材等的原料。 目前，我国的秸秆开发利用主要是从三个方面来 进行的：一是秸秆还田，包括整株还田和粉碎还田两种：二是作为家畜饲料，包括直接饲喂、粉碎饲喂及氨化、青贮、微贮等处理后饲喂；三是作为相关工业原料利用，如用于造纸、制炭、编织等。据统计，我国目前秸秆年产量约为 吨，利用率仅为 33，约 2 亿吨，而在这被利用的部分中，大部分未经处理，经过技术处理后利用的约为 1600 万吨，仅占被利用部分的 一方面，土壤有机质含量在逐年减少；另一方面，大量的农作物秸秆被弃之不用，放火焚烧，既造成浪费又污染环境。把多余的秸秆还到农田中去，是解决这个问题的有效途径。 提高农 作物秸秆的综合利用，是发展高产、优质、高效农业和帮助农民致富的迫切需要和重要途径。农作物秸秆资源的利用涉及到整个农业生态系统中的土壤肥力、环境安全以及农村能源的有效利用问题，引起世界各国的普遍关注，成为发展可持续经济的重要方面。因此，开发利用秸秆， 已经成为一个刻不容缓的问题，已经成为农业生产资源开发的新焦点。秸秆资源数量巨大，开发价值大，开发利用前景十分可观。 持续农业已成为世界各国农业发展的共同趋势。面持续农业就是：“管理保护自然资源基础，并调整技术和机构改革方向，以便确保获得和持续满足目前几 代人和今后世世代代人的需求，这种 (农业、林业和渔业部门的 )持续发展能保护土地、水资源、植物和动物遗传资源，并且不会造成环境退化，同时技术上适当，经济上可行，能够被社会接受。”作物秸秆问题也涉及到土壤肥力、水土保持、环境保护、再生资源有效利用等可持续发展问题。土地作为农业生产的最基本生产资源，其可持续利用是永恒的主题。我国大部分农田由于长时间以来耕作方式单一，使土壤底部形成了坚硬的犁底层，加之多年不施用农家肥，以及大量使用化肥和农药，造成了土壤的污染，致使我国土地的有机质逐年下降，农作物减产或产量不稳，不利于 可持续农业和生态农业的发展。农田生态环境恶化将带来不堪设想的灾难，因此加强秸秆还田的工作必须予以足够的重视。目前秸秆还田可分为秸秆粉碎翻压还田、秸秆覆盖还田、堆沤还田、焚烧还田、过腹还田等 5 大类形式。秸秆粉碎翻压还田是在作物收获后，将作物秸秆在下茬作物播种或移栽前翻入土中。秸秆覆盖还田是将作物秸秆或者残茬直接铺盖于土壤表面。堆沤还田是将作物秸 秆制成堆肥、沤肥等，作物秸秆发酵后施入土壤。焚烧还田是将秸秆直接 焚烧，灰烬还田。过腹还田是用秸秆饲喂牛、马、猪、羊等牲畜后，以畜粪尿旌入土壤。堆沤还田和过腹还田为传 统习惯方式，效果不错，但因受时间，劳力、牲畜养殖规模等条件限制，能被利用的秸秆数量有限，大部分的秸秆还是被白白浪费掉了，只有依靠机械化技术才能实现大量秸秆就地及时直接还田。秸秆粉碎翻压还田和秸秆覆盖还田是秸秆直接还田的两种方式，采取直接还田的方式比较简单，方便、快捷、省工，还田数量较多，因此一般采用直接还田的方式 本课题研究内容 1. 本设计的目的及意义。 2. 秸秆 粉碎机的 结构方案的选择与设计 。 3. 秸秆粉碎机的 总成设计 。 4. 秸秆粉碎机的 主要零部件的选择与设计 。 5. 其他零件设计。 6. 详细撰写毕业设计说明书 。 本课题研究方案 本文对 秸秆粉碎机 机 进行了设计，根据给定的初始设计条件，选择了 两级传动 的形式、 直尺锥齿轮的设计 、 链传动的设计 、 机架的设计 ，完成 甩刀 切削部分、校准部分及其的参数设计和校核，根据参数绘制了 各部分 的结构图和必要的零件图。 研究的创新之处 1. 改善了 秸秆粉碎机 圆锥齿轮设计方案中应力集中 。 2. 改善了 秸秆粉碎机 圆锥齿轮 应 力不合理分布与扩展的状况 。 3. 提高了基体的承载能力 ,减少了断裂失效的预期 ,优化了产品的结构设计 。 研究过程 (含完成期限 ) 2010 年 12 月 5 日 下达毕业课题任务书、确认课题任务 2011 年 4 月 16 日 2011 年 4 月 19 日 查阅有关文献，完成开题报告 2011 年 4 月 20 日 2011 年 5 月 10 日 秸秆粉碎机 整体结构进行初步设计和分析 2011 年 5 月 11 日 2011 年 6 月 5 日 重点对 秸秆粉碎机 进行分析计算 2011 年 6 月 6 日 2011 年 6 月 9 日 撰写完善毕业论文 并绘制装配图和零件图 2011 年 6 月 10 日 2011 年 6 月 11 日 提交毕业论文 、 翻译文献 并准备答辩 2011 年 6 月 15 日 毕业答辩 指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日 教研室意见 教研室主任签名： 年 月 日 院系意见 主管领导签名： 年 月 日 毕业论文（设计）成绩单 院系 专业 入学时间 学号 学生姓名 班级 周数 起止日期 指导教师 郑德聪 职称 论文（设计）题目 秸秆粉碎机的 设计 指 导 教 师 评 语 建议成绩 指导教师签名 年 月 日 评 阅 人 评 语 建议成绩 评阅人签名 年 月 日 答辩与评分 综合成绩 答辩小组 负责人签名 年 月 日 毕业设 计评价表 指导教师评语 建议成绩 指导教师签名 年 月 日 评阅人评语 建议成绩 评阅人签名 年 月 日 答辩与评分 综合成绩 答辩小组负责 人签名 年 月 日 院学术委员会意见 主任（院长）签字： 年 月 日 本科生毕业论文（设计）选题审批表 毕业论文（设计）题目 秸秆粉碎机的设计 指 导 教 师 职 称 学生具备条件 熟练做图的能力、演算的能力 ，以及独立分析问题的能力 选题完成形式 毕业论文和图纸 内 容 简 要： 保护性耕作是国际农业技术发展的重要趋势，秸秆还田技术是机械化 保护性耕作中关键的一项技术。使用机械化秸秆还田技术可以有效地解决农忙期间争农时、争劳力的矛盾，有力推动秸秆还田的农业全程机械化进程，避免由于焚烧秸秆产生的环境污染。本着一机多用、降低生产成本的原则，研制了既能满足玉米秸秆、又能单独实现旋耕作业的新型玉米秸秆还田机。 (1)在对秸秆粉碎及灭茬基本理论分析的基础上，提出多功能玉米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、链轮两级增速后，带动粉碎刀辊工作。 (2)设计了新型变速箱，实现了秸秆粉碎的作业，结构简单，一机多用。主要由锥齿轮传动等组成。利用从动齿轮的离合来实现粉碎、旋耕动力的分离与结合，从而分别完成秸秆粉碎与旋耕单项作业，实现一机多用之功能。 系主任签字： 年 月 日 院长签字： 年 月 日 - 1 - 秸秆 粉碎机的 设计 1 引言 题的意义 秸秆中含有的氮、磷、钾、镁、钙、硫等元素是农作物生长必需的主要营养元素，是我国重要的有机肥源之一。实践证明：秸秆还田后，土壤中氮、磷、钾养分都有所增加，尤其是速效钾的增加最明显。秸秆中有机质的含量平均为 15左右。据测定，湿玉米秸秆含氮量为 含磷量为 含钾量为 如果每亩地还田秸秆 1000 可增加有机质 150 亩地一年若还田鲜玉米秸秆 1250 相当于 4000 氮、磷、钾相当于 时还能补充其它多种营养元素。 秸秆还田还能改善土壤的团粒结构和理化性状。作物秸秆富含纤维素、木质素等富碳物质，它是形成土壤有机质的主要来源，因而秸秆还田有利于更新和增加土壤有机质。秸秆在耕翻入土之后，在分解过程中进行矿质化，释放养分，同时进行腐殖质化，使一些有机质化合物缩合脱水，形成更复杂的腐殖质，从而改善了土壤的结构及保水、吸水、粘结、透气、保温等性状，提高了土壤本身调节水、肥、温、气的能力。土壤有机质含量增加，养分结构趋于合理，可使其容重降低，土质疏松， 通透性提高，犁耕比阻减小。秸秆覆盖和翻压对土壤有良好的保墒作用并可抑制杂草生长，特别是干旱贫瘠地区，对节约水利资源和培肥地力都很重要，而秸秆覆盖还田所具有的蓄水保墒，保持水土的作用，可以达到节水培肥的目的。总而言之，秸秆还田能有效增加土壤有机质含量，改良土壤结构，培肥地力，对于改良土壤有着积极的作用，特别对缓解我国氮磷钾比例失调的矛盾，弥补磷、钾化肥不足，促进农业可持续发展有十分重要的意义。 秸秆还田劳动强度大、时间短，为了保证还田质量，减轻劳动强度、提高工作效率，应采用机械进行秸秆还田作业。秸秆还田作业用 机具是保证秸秆还田作业的质量、减轻劳动强度、提高工作效率必不可少的工具，也是大面积推广秸秆还田必需的条件。我国机械化秸秆还田机具处于起步阶段，我们急需研制一种能够一次性同时将玉米秸秆进行粉- 2 - 碎、灭茬、旋耕、覆盖等多道工序的适用机型。 秆 粉碎 机具的国内外研究 秸秆是粮食生产中的主要副产品之一，同时也是工、农业生产的重要 资源，是极为丰富并能直接利用的可再生资源。作为一 种资源，作物秸秆可用作肥料、饲料、燃料及造纸、制炭、建材等的原料。 目前，我国的秸秆开发利用主要是从三个方面来进行的：一是秸秆还田，包括整 株还田和粉碎还田两种：二是作为家畜饲料，包括直接饲喂、粉碎饲喂及氨化、青贮、微贮等处理后饲喂；三是作为相关工业原料利用，如用于造纸、制炭、编织等。据统计，我国目前秸秆年产量约为 用率仅为 33，约 2亿吨，而在这被利用的部分中，大部分未经处理，经过技术处理后利用的约为 1600万吨，仅占被利用部分的 一方面，土壤有机质含量在逐年减少；另一方面，大量的农作物秸秆被弃之不用，放火焚烧，既造成浪费又污染环境。把多余的秸秆还到农田中去，是解决这个问题的有效途径。 提高农作物秸秆的综合利用，是发展高产 、优质、高效农业和帮助农民致富的迫切需要和重要途径。农作物秸秆资源的利用涉及到整个农业生态系统中的土壤肥力、环境安全以及农村能源的有效利用问题，引起世界各国的普遍关注，成为发展可持续经济的重要方面。因此，开发利用秸秆， 已经成为一个刻不容缓的问题，已经成为农业生产资源开发的新焦点。秸秆资源数量巨大，开发价值大，开发利用前景十分可观。 持续农业已成为世界各国农业发展的共同趋势。面持续农业就是：“管理保护自然资源基础，并调整技术和机构改革方向，以便确保获得和持续满足目前几代人和今后世世代代人的需求，这种 (农业 、林业和渔业部门的 )持续发展能保护土地、水资源、植物和动物遗传资源，并且不会造成环境退化，同时技术上适当，经济上可行，能够被社会接受。”作物秸秆问题也涉及到土壤肥力、水土保持、环境保护、再生资源有效利用等可持续发展问题。土地作为农业生产的最基本生产资源，其可持续利用是永恒的主题。我国大部分农田由于长时间以来耕作方式单一，使土壤底部形成了坚硬的犁底层，加之多年不施用农家肥，以及大量使用化肥和农药，造成了土壤的污染，致使我国土地的有机质逐年下降，农作物减产或产量不稳，不利于可持续农业和生态农业的发展。农田生态环 境恶化将带来不堪设想的灾难，因此加强秸秆还田的工作必须予以足够的重视。 - 3 - 机械化秸秆还田方式主要包括机械化秸秆直接粉碎还田、机械化整秆还田、机械化整秆覆盖和机械化根茬粉碎还田等。机械化秸秆直接粉碎还田方式是利用秸秆直接粉碎还田机，将摘穗后仍直立于田间的秸秆，用秸秆粉碎还田机粉碎并抛撒在田间，随后用犁将秸秆翻埋入土还田，它适用于各种土壤条件，秸秆腐解时间短，对农作物生长见效快。机械化整秆还田方式是将摘穗后直立于田间的秸秆，直接用高柱犁或重型犁沿前进方向推倒，同时深耕翻埋，将秸秆在深耕时翻埋入土还田，实现秸秆整秆 还田。目前这一技术已在很多地方推广应用。机械化整秆覆盖方式是利用整秆覆盖机，将摘穗后直立于田间的秸秆，按照一定的规律编压覆盖在作物的行间，起到秸秆还田与蓄水保墒共举的目的，这种方法特别适用于降雨量很少的旱地。并且这种方法和机械化整秆还田方式都具有减少一次粉碎程序、保持秸秆水份、降低生产费用等优点。机械化根茬粉碎还田方式是将作物割去茎秆后剩余的根茬用机具就地粉碎混合于耕作层土壤中的一项机械化秸秆还田技术。这种方法比较适用于玉米根茬的粉碎还田处理。 秸秆还田机械有多种形式，不同的秸秆应配套使用不同的机械。秸秆还 田机械主要有秸秆还田旋耕机，甩刀式碎土灭茬机，装有覆茬器的铧式犁、深翻犁以及秸秆粉碎抛撤机等多种类型。秸秆还田旋耕机与一般的旋耕机结构基本相同，其采用反转旋转，即刀轴的旋转方向与作业机行走轮旋转方向相反，工作时旋耕刀从土壤底部开始向土壤表面逆向切土，机组负荷较均匀，无漏耕现象。作业后地表平整，碎土率高，一次可完成灭茬、秸秆还田、埋青、旋耕碎土、掩埋以及覆盖等作业，作业质量满足要求。甩刀式碎土灭茬机整机结构与一般水平横轴式旋耕机相似，只是工作部件是甩刀而不是刀齿，甩刀用活动铰链与转轴联结，甩刀式碎土灭茬机甩刀 逆滚动方向回转，将茎杆切断后拾起后抛，并利用高速旋转时的惯性力来打碎根茬、硬土块或草皮层。装有覆茬器的深耕犁、高架深耕犁，在主犁体上方安装覆茬器，使土垡尚未翻转时，先将土垡表面长有残茬并容易外露的一角切去并使其落入犁沟底部，然后犁体翻转土垡将其掩埋。覆茬器是协助犁体在翻垡时，将地表面的残茬、杂草埋入士中不外露，使秸秆杂草腐烂还田。高架深耕犁可将秸秆整株深埋还田。其工作原理是悬挂了高架犁的机组在摘果后仍保持秸秆直立状态 的田间行进时，主机先将秸秆推压倒，在秸秆还未反弹起时犁己将秸秆的根部深耕覆盖在土壤里，同时 也带动整株秸秆在犁体翻动土壤过程中都被覆盖在土壤中，从而实现秸秆的整株还田。 机械化秸秆还田技术既可以减少化肥施用量，培肥地力，又能增产稳产。但目前秸- 4 - 秆的处理设备及应用技术的程度还远远不够，一方面对秸秆还田的理论研究还不足，设计比较盲目，对其结构参数、运动参数和动力参数的配置与选择没有理论和实验依据。另一方面，秸秆处理设备还有待于进一步开发，小麦秸秆还田机械产品较少，复式作业机具相对也较少。这项技术是农机推广部门为解决剩余秸秆的利用问题而大力推广的项目。但是在实际操作中，许多农民对机械化还田方式接受程度较低 ，其原因是农民对秸秆还田可以增肥地力、改善土壤结构、增强农业后劲、改善农业生态环境认识不足，仅限于秸秆还田能否产生明显、直接经济效益；另外，采用现有的秸秆还田技术粉碎效果往往不太理想，部分秸秆还田机械的粉碎效果不如人意：有的地面上留茬；有的抛出的秸秆太长，且无法被翻入土中；还有的虽能将抛出的秸秆翻入土中，但由于未能打碎，致使播种机排种器插入土中深度不够，或阻碍其前进。秸秆还田作业必须与深耕、深翻及农业措施配套，相应的机械化秸秆还田机具的投资也就比较大。农民怕麻烦也不愿再投入生产资金，因而对推广秸秆还田机械化 作业技术造成一定困难。因此，整套设备投资大，这将影响机械化秸秆还田的广泛推广。 发达国家在还田机具的研制和生产上起步较早，美国万国公司于 20 世纪 60年代初首次在联合收割机上采取切碎机对秸秆进行粉碎还田，其后研制了与 90 拉机配套的 60 型秸秆切碎机。英国在 20 世纪 80 年代初在收获机上对秸秆进行粉碎，并采用犁式耙进行深埋。日本采用的是在半喂入式联合收割机后面安装切草装置，一次能完成收获和秸秆粉碎。在一些发达国家 (如德国等 )具有严格的法律禁止秸秆焚烧。美国、加拿大等国家的小麦、玉米秸秆大部分用于还田。许多国 家 (如加拿大等 )普遍采用秸秆机械粉碎还田。在南亚、东南亚等一些不发达国家作物秸秆则是动物饲料的主要来源。在美国，秸秆还田十分普遍。不仅小麦、玉米等秸秆大量还田，而且像大豆、番茄等作物秸秆也尽量还田。据美国农业部统计，每年生产作物秸秆 整个美国有机残物生产量的 秸秆还田量占秸秆生产量的 68。这是一项了不起的成就，对于保持美国的土壤与土壤肥力起着十分重要的作用。而英国秸秆直接还田量则占其秸秆生产总量的 73。日本微生物学家岛本觉也先生研究发明的酵素菌技术在日本广泛应用于种植业、养殖业、环 境保护等领域，还可直接用于秸秆 ，达到秸秆还田目的，具有良好的经济效益，社会效益和生态效益，目前已在世界上二十几个国家得到迅速推广应用。目前，国外一些国家秸秆还田的研究与利用已处于领先水平。但是，世界上许多国家，甚至一些发达国家，仍然存在着秸秆田间直接焚烧的现象。 - 5 - 题的研究内容 针对解决目前我国机械化秸秆还田机具存在的问题，结合农机、农艺及农民的实际需求，本课题的任务的是研制一种能将玉米秸秆整秆及其根茬一次性同时进行粉碎、灭茬、旋耕、覆盖等多道工序的适用机型。根据课题的进展状况，拟完成以下 的研究内容： (1)对多功能玉米秸秆还母机研制所需要的基础理论分析。 (2)提出玉米秸秆还田机总体结构设计方案；根据实际作业要求初步选择与其相配套的动力并以此为依据确定各项设计参数及具体结构。 (3)新型变速箱的设计。 (4)绘制图纸。 2 技术任务书 （ 计依据 目前秸秆还田可分为秸秆粉碎翻压还田、秸秆覆盖还田、堆沤还田、焚烧还田、过腹还田等 5大类形式。秸秆粉碎翻压还田是在作物收获后，将作物秸秆在下茬作物播种或移栽前翻入土中。秸秆覆盖还田是将作物秸秆或者残茬直接铺盖于土壤表面。堆沤还田是将作物秸 秆制成堆肥、沤肥等，作物秸秆发酵后施入土壤。焚烧还田是将秸秆直接 焚烧，灰烬还田。过腹还田是用秸秆饲喂牛、马、猪、羊等牲畜后，以畜粪尿旌入土壤。堆沤还田和过腹还田为传统习惯方式，效果不错，但因受时间，劳力、牲畜养殖规模等条件限制，能被利用的秸秆数量有限，大部分的秸秆还是被白白浪费掉了，只有依靠机械化技术才能实现大量秸秆就地及时直接还田。秸秆粉碎翻压还田和秸秆覆盖还田是秸秆直接还田的两种方式，采取直接还田的方式比较简单，方便、快捷、省工，还田数量较多，因此一般采用直接还田的方式。 品用途及使用范围 机械化秸秆直接粉碎还田方式是利用秸秆直接粉碎还田机，将摘穗后仍直立于田间的秸秆，用秸秆粉碎还田机粉碎并抛撒在田间，随后用犁将秸秆翻埋入土还田，它适用于各种土壤条件，秸秆腐解时间短，对农作物生长见效快。机械化整秆还田方式是将摘- 6 - 穗后直立于田间的秸秆，直接用高柱犁或重型犁沿前进方向推倒，同时深耕翻埋，将秸秆在深耕时翻埋入土还田，实现秸秆整秆还田。目前这一技术已在很多地方推广应用。机械化整秆覆盖方式是利用整秆覆盖机，将摘穗后直立于田间的秸秆，按照一定的规律编压覆盖在作物的行间，起到秸秆还田与蓄水保墒共举的目的，这种 方法特别适用于降雨量很少的旱地。并且这种方法和机械化整秆还田方式都具有减少一次粉碎程序、保持秸秆水份、降低生产费用等优点。机械化根茬粉碎还田方式是将作物割去茎秆后剩余的根茬用机具就地粉碎混合于耕作层土壤中的一项机械化秸秆还田技术。这种方法比较适用于玉米根茬的粉碎还田处理。 要工作原理 秸秆粉碎还田刀辊是反向旋转 (在机器前进方向的右侧看是逆时针方向旋转 )，设计转速为 1850r/茬旋耕刀辊是正向旋转，转速仅为 720 r/者相差较大，这给传动系统设计带来了很大困难。经过多种方案对比，采 用了具有创新性的变速箱及链轮传动相结合的传动方案。此方案最大限度地简化了传动路线，降低了功耗，提高了传动的可靠性和平稳性 。 要技术参数 表 1 主要技术参数 项目 设计值 外形尺寸 (长 x宽 1420 920 950机重量 680作幅宽 1200撒幅宽 1200 7 - 滚筒回转直径 500碎机构总安装甩刀数 14个 粉碎转速 1850r 套动力 35键问题及解决方法 秸秆粉碎抛撒机是在 拖拉机 后 安装茎杆切碎装置，实现了秸秆粉碎、抛散作业。秸秆粉碎抛撒机的切碎装置由一组切刀和喂入轮组成，或由旋转滚筒加定刀片组成。工作时，茎杆被强制喂入，靠喂入轮和刀片的转速不同来切碎茎杆：按其特性可分为“甩刀式”和“定直径滚刀式”。为了防止茎杆阻塞，可在茎杆切碎装置处，加装茎杆堵塞报警装置，一旦发生堵塞，可随时发现，及时排除故障，避免零件损坏。秸秆粉碎机的抛撒装置由排草风扇、扇形导流板及动力传递机构等组成，使秸秆粉碎并均匀抛撒。茎杆粉碎机一般把茎秆切断成长度小于 10 切碎和抛撒性能均达到要求，有利于灭 茬器的旋耕作业和秧苗的栽培，并可根据需要，装上或卸下切碎装置。对于割莉脱粒的联合收割机，秸秆可以用高架犁直接整株还田，也可以先脱后割，将秸秆粉碎还田。 3 设计计算说明书（ 体方案 秸秆粉碎还田刀辊是反向旋转 (在机器前进方向的右侧看是逆时针方向旋转 )，设计转速为 1850r/茬旋耕刀辊是正向旋转，转速仅为 720 r/者相差较大，这给传动系统设计带来了很大困难。经过多种方案对比，采用了具有创新性的变速箱及链轮传动相结合的传动方案。此方案最大限度地简化了传动路线，降低了功耗，提高了传动的可靠性和平稳性 。 - 8 - 该玉米秸秆还田机 (如图 采用卧式结构，刀轴呈横向水平配置，安装在刀轴上的甩刀在纵向垂直面内旋转。该机主要由悬挂装置 (1)、变速箱 (2)、秸秆粉碎滚筒(3)、甩刀 (4)、壳体 (5)等组成 。 玉米秸秆还田机工作时依靠 3点悬挂与拖拉机相挂接，牵引本机工作。拖拉机输出轴传递的动力经万向节传递给变速箱，变速箱内分两轴传递动力。在进行秸秆粉碎及灭茬复合作业时，轴经变速箱、链轮两级增速后，带动粉碎滚筒上的甩刀高速旋转，在喂入口处负压作用下，将地上的秸秆抓起，使之受到一次切割。当秸秆进时， 又一次受到剪切、搓擦和撕拉的作用，得到进一步粉碎，并被均匀地抛撒于机后。 体结构及工作原理 构组成 图 1 玉米秸秆还田机整机结构简图 要技术参数 表 2 主要技术参数 名称 计算公式 结果 /面模数 5 - 9 - 表 3 低速级齿轮传动尺寸 法面压力角 n 20 螺旋角 齿数 1Z 2Z 22 88 传动比 2i 4 分度圆直径 1d 2d 83 336 齿顶圆直径 211 22293 346 齿根圆直径 211 222 心距 1n 280 名称 计算公式 结果 /面模数 5 法面压力角 n 20 螺旋角 - 10 - 要零部件的设计计算 ，锥齿轮 8级闭式齿轮传动 ，滚动轴承 ，圆柱齿轮 9级精度传动 。 d （ 3 2.各轴的输入转矩 齿 数 331 95 传动比 3i 度圆直径 3122 371 齿顶圆直径 233 244132 根圆直径 233 244 心距 3 n 宽 53 4 127 122 - 11 - （ 3 2 3 42 2 3 54 9 5 09 5 5 0 6 7 02 7 6 3 9 5 09 5 5 0 8 5 09 5 5 0 4 5 0 5 09 5 5 0 变速箱主轴通过万向联轴器与拖拉机的动力输出轴相连，拖拉机动力输出轴转速n=760 r/速箱采用闭式直齿锥齿轮传动，齿轮材料为 20火，齿面硬度 58数比 U= / ,一般闭式传动按传动要 求确定，对于单级直齿圆锥齿轮传动，通常“ u=1 5，齿数比过大，则大小齿轮的尺寸悬殊，会使传动的总体尺寸增大。秸秆粉碎刀辊需要较高的转速才能实现秸秆粉碎作用，需要变速齿轮起到增速作用，因取 u= 式中： K 载荷系数，取 主轴大齿轮传动的转矩， N m， =9549 -=303 一 齿轮许用接触应力， = ,查表可得 =1300N 全系数选取 = 将数据代入式得： - 12 - 首先确定直齿锥齿轮的基本参数，具体如表 3 锥齿轮 1、 2的几何计算计算和说明 齿数 取 =32，则 =u = 实际的齿数比 u= =锥角 .= = = = 大端模数 选取模数 =6大端分度圆直径 , 外锥 齿宽 一般 ，取齿宽系数 = 则齿宽 b= ,取 b=30 实际齿宽系数 中点模数 中点分度圆直径 切向变为系数 , 高变位系数 - 13 - , 顶隙 大端齿项 大端齿根高 =齿高 h=(2+ ) =根角 齿项角 采用等顶隙收缩齿，故 顶锥角 , 根锥角 , 大端齿项圆直径 冠顶距 大端分度圆弧齿 = - 14 - 套动力计算 功能玉米秸秆还田机的刀辊主要进行粉碎秸秆的作业。粉碎刀在粉碎玉米秸秆时主要以高速打击与切割相结合，只有当玉米秸秆切碎 时的刀端线速度大于 34m/轴的转向必须选择反转，以增加秸秆在粉碎室的停留时间，粉碎效果才能较好，因此消耗的功耗较大。 据有关资料，玉米秸秆粉碎还田的功耗一般为 8，则玉米秸秆的粉碎功耗应为 . 灭茬和旋耕功耗的计算多功能玉米秸秆还田机的后刀辊主要将前刀辊作业后的留茬刨出并粉碎，均匀抛撒，同时进行浅层土壤疏松。 (3 3) 式中 ： 据农艺要求本机选取 h=5一机组前进速度， m s；本机选用 =m s； m；根据农艺要求本机选取 B= 一旋耕比阻， N = ； 根据资料可得 =16， =1=数据带入式可得：=8.6 机组行驶功耗计算 轮式拖拉机在行驶过程中要克服滚动阻力 ，牵引作业时要克服牵引阻力弓，上、下坡时要克服坡道阻力，行驶速度变化时要克服惯性力 。在本机组的功耗计算中主要考虑机组在行驶过程中受到的牵引阻力弓和土壤滚动阻力，机组前进速度 ，则克服滚动阻力消耗的功率为： (3 又： f= 拖拉机的使用质量作用在拖拉机上的重力， N，此处参照 5 - 数进行计算。 将数据带入可得： =6075N： =3100N。 可得： =拖拉机的选择 配套拖拉机的选择即是发动机的选择，必须依靠工作机的要求来进行。发动机应有适当的备用容量，如选发动机的功率过大，必然会因容量未能充分利用而增加成本，造成浪费 ；相反，容量过小，则不能保证机具的正常工作，或使发动机长期过载、发热量大而过早损坏。考虑到功率储备，并且传递过程中有功率损失，所以选择的发动机功率必须大于机具的使用功率。 多功能玉米秸秆还田机既可进行秸秆粉碎还田或灭茬旋耕单项作业，也可进行秸秆粉碎、灭茬复合作业，对于功耗，本文中按照最大功耗 (即复合作业时 )进行设计计算。万向节联轴器的传动效率一般为 式锥齿轮的传动效率可选择为 传动的传动效率可选择为 机组总功耗为 41.8 ；可选择 55力左右中型拖拉机与多功能玉 米秸秆还田机相配套。 速箱设计 图 1 变速箱设计图 多功能玉米秸秆还田机的变速箱 (如图 3示 )，主要由主轴 (1)、主轴大齿轮 (2)、右端齿轮 (3)、 箱体 (4)、链轮 (5)组成。该变速箱除了可以实现变速、换向常规功能之外，还可以根据实际作业需要，秸秆粉碎和灭茬旋耕作业可同时进行，完成复合作业。 - 16 - 该变速箱与传统的变速箱的不同之处在于它有效利用动力资源，同时实现一机多用，降低生产成本。变速箱主轴通过万 向联轴器与拖拉机后部的动力输出轴相连，再通过变速箱内部的两对锥齿轮变速换向后由动力输出轴出动力，再通过链传动装置驱动秸秆粉碎刀辊工作。 轴及粉碎部件的设计 根据工作条件，初选轴的材料为 45 钢，调质处理，按扭矩强度法进行最小直径估算，即30，初算轴径时，若最小直径轴段开有键槽，还要考虑键槽对轴强度的影响，当该轴段截面上有一个键槽时， %，两个键槽时， 0%04118， 114， 110， 106高速轴 31101/m i ，因高速轴最小直径处安联轴器，没有一个键槽，则 1/m i i ， 取整为 38 866 32202m i ，安装滚动轴承， 取标准值 0 217 33303m i ，安装滚动轴承， 取标准值 034404m i ， 取 5 1高速轴的结构设计 （ 1）各轴段直径的确定 21d ：最小直径， 滚动轴承处轴段 ， 8m 。滚动轴承取 30210，其 尺- 17 - 寸结构为 22d ：锥齿 轮轴段， 022 23d：轴环，根据轴向定位要求， 823 24d ：圆柱齿轮轴段， 224 25d：滚动轴承处轴段， 82125 （ 2）各轴段长度的确定 21l ：由滚动轴承，挡油盘及装配关系等的确定， 521 22l ：圆锥齿轮的宽度 , 23l：轴环宽度， 023 24l ：由圆柱齿轮的毂孔宽度 ， 1524 25l：由滚动轴承，挡油盘及装配关系确定， 525 （ 3）细部结构的设计 由表查出，圆柱齿轮处键 )(1101118 ，锥齿轮处键选用 ）（ 1 1 01118 ，齿轮轮毂与轴的配合选为 67160 ；滚动轴承与轴的配合采用过渡配合，此轴毂的直径公差选用 650m ，查表，各轴肩出处的圆角半径见图，查表，各侧角为 考表，各轴段表面粗糙度见图 2 中间轴的结构设计 3 （ 1）各轴段直径的确定 31d：最小直径，滚动轴承处 轴段 ， 3m 。滚动轴承取 30214，其尺寸结构为 32d：低速小齿 轮轴段， 832 33d：轴环，根据轴向定位要求， 933 34d：高速级大齿轮轴段， 834 35d：滚动轴承处轴段， 335 - 18 - （ 2）各轴段长度的确定 31l：由滚动轴承，挡油盘及装配关系等的确定， 031 32l：由低速 级小齿轮 的毂孔宽度确定 , 2032 33l：轴环宽度， 033 34l：由高速级大齿轮的毂孔宽度 ， 134 35l：由滚动轴承，挡油盘及装配关系确定， 035 （ 3）细部结构的设计 查出，高速级大齿轮处键 )09(1001422 ，低速级小轮处键选用 ）（ 091401422 ，滚动轴承与轴的配合采用过渡配合，此轴段的直径公差选用 670m ，各轴肩出处的圆角半径见图 表 7侧角为 低速轴的结构设计 （ 1）各轴段直径的确定 41d ： 滚动轴承处轴段， 2m 。滚动轴承取 30219，其尺寸结构为 ：低速级大齿轮轴 42d 段， 0542 43d：轴环，根据轴向定位要求， 543 44d ：锥齿 轮轴段 ， 244 45d：滚动轴承处轴段， 245 （ 2）各轴段长度的确定 31l：由滚动轴承，挡油盘及装配关系等的确定， 041 32l：由低速级大齿轮的毂孔宽度 确定 , 6042 33l：轴环宽度， 043 - 19 - 要零件的强度校核 按齿面接触疲劳强度设计 （ 1）试选载荷系数 6.1I 51 106 . 1 1 0 . 6 7 2 由选取齿宽系数 1d（对称布置） 查得材料的弹性影响系数 （均采用锻钢制造） 查得节点区域系数 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ，大齿轮的接触疲劳强度极限 ，计算应力循环次数 91 0382( hi （ 3 89,2 12 查得接触疲劳寿命系数 K， 失效概率为 1%，安全系数 1，得 M P l i （ 3 M P l i 端面重合度近似计算 61241(1( （ 3 螺 旋角8算 （ 2）计算小齿轮分度圆直径入 H 中的小者 - 20 - （ 3 取 81 校核齿根弯曲疲劳强度 （ 1） 122 ta , （ 3 查得 1 8 （ 3 （ 2） o s 88c Z 3322V 查得齿形系数 力修正系数 3）按齿面硬度查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ，大齿轮的接触疲劳强度极限 （ 4） 91 ， 82 （ 5）查得接触疲劳寿命系数 K， K（ 6）计算接触疲劳许用应力，取安全系数 ，得 M P i （ 3 M P 040. 85i （ 7） a a 1 - (3 7 强度足够。 键的选择与校核 这里只以中间轴上的键为例，由中间部的细部结构设计，选定高速级大齿轮处键为)09(1001422 ，标记：键 1979109610022 G ,低速级小齿轮处键 2为 1979109614024 G ，由于是同一根轴 上的键，传递的转矩相同，所以，只需要校核断的键 1即可，齿轮轴段 d=80的工作长度 008的接触角度 ，传递的转矩 9 1 8 83，按所引用教材表 5 20，（键，齿轮轮毂，轴的材料均为 45钢调质） ak l d 3 键联接强度足够 以中间轴上的滚动轴承为例 根据载荷及速度情况，拟定选用圆锥滚子轴承，由 中间轴的设计 03531 ，选取 30214，其基本参数查表， 32C , 75C ， 42.0e ， , Y 轴承受力图如图所示： - 22 - 图 2 轴承受力图 径向载荷 根据轴的分析，可知： r r 轴向载荷 2 9 8 84 8 8 5F 34 ,从最不利受力情况考虑， 处 1 轴承（方向向左），轴承派生轴向力由圆锥滚子轴承的计算公式 求出： r ，（方向向右） （ 3 r ，（方向向左） 因为 ： 1 4 78 9 8 5 5 63 8 9 7FF 所以 轴承被压紧， 轴承放松，故 9 8 5F 21 4 7F 22 当量动载荷 P 根据工况（中等冲击，中等惯性力），由所引用教材表 12f 1轴承：因 eF 1由表 12- 23 - N 4 9 8 8 5 9 7 11 （ 3 2轴承：因 eF 2 N 4 9 8 8 5 9 7 11 N 4 使用说明书（ 号及名称 选定低速级齿轮的类型、材料及齿数 (1)按传动方案选用斜齿圆柱齿轮传动（精度 8级） (2)选择小齿轮材料为 40制处理，硬度范围为 241 为 280齿轮材料为 45 钢，调制处理，硬度取为 217 255为 240者硬度差为403)选小齿轮齿数为 03 ，大齿轮齿数 9 1 033 5 i，取 92 ，06723092u 。 （ 4）初选螺旋角 15 （ 1） 确定公式内的各计算数值，试选载荷系数 602 . 2 8 8 9 1 0 8 8 . 9 1 0 选取齿宽系数 1d（对称布置） 查得材料的弹性影响系数 （均采用锻钢制造） 查得节点区域系数 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ，大齿轮的接触疲劳强- 24 - 度极限 ， 计算应力循环次数 831 030082( (48812 由图 8K， 失效概率为 1%，安全系数 1，得 M P 1K 1l i (4 M P l i 端面重合度近似计算 21301(1( (4螺旋角 （ 2）计算小齿轮分度圆直径入 H 中的小者 (4取 123 （ 1）计算圆周速度 3 ， （ 2）仍选 8 级精度，确定模数 o o ，取为标准值- 25 - （ 3）修正齿数 3 ，取 303 Z ， 取 924 Z （ 4）修正螺旋角 7 245ar d Zm n（ 5） 确定齿宽 1 21 1 213 （ 6）确定载荷系数 K 查得使用系数 1由表 824 6978 22t ， t /100/ 查得齿间分布系数 H， 232 1 9 （ 7）查得 （ 8） o o 2 8 843 （ 9）螺旋角系数 （ 10）修正小齿轮分度圆直径36 - 取 222 构 及 工作 该玉米秸秆还田机采用卧式结构，刀轴呈横向水平配置，安装在刀轴上的甩刀在纵向垂直面内旋转。该机主要由悬挂装置 (1)、变速箱 (2)、秸秆粉碎滚筒 (3)、甩刀 (
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