香蕉秸秆收集揉碎机毕业设计

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1、海 南 大 学毕 业 论 文（设计）题 目： 香蕉秸秆收集揉碎机 学 号： 20090501310049 姓 名： 年 级： 2009 级 学 院： 机电工程学院 系 别： 机械系 专 业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 完成日期： 2013年 5 月 7 日 1摘要 香蕉秸秆收集揉碎机是为了使香蕉秸秆的收集、切断，揉碎于一体而设计的一部现代化多功能农业化机械。它运用传动辊传送，喂入辊喂入，动定刀结合切断以及揉碎装置的揉碎作用对香蕉秸秆进行了一系列处理，从而达到预期结果。这部机械既可将香蕉秸秆收集起来转化为廉价且资源丰富的生物质能源，是南方沼气工厂的重要原料，用于驱动汽车，作为清洁燃料；

2、也可用机器将其收集切碎还田，增加土壤肥力，避免资源浪费。可见香蕉秸秆收集揉碎机对香蕉的产业化种植与收获具有革命性的意义。关键词：香蕉秸秆； 收集； 切断； 揉碎机械Abstract The banana stalks collection crumple machine in order to make the the banana stalks collection, cut a modern multifunctional agriculture of machinery designed to crumple in one. Use of the transmission of the

3、drive roller, feed roller feeding, moving and stationary knife with cut and crumple device crumple role of banana stalks a series of processing, so as to achieve the desired results. This machinery can collect the banana stalks converted into low-cost and resource-rich biomass energy, an important r

4、aw material for biogas plants in the South, used to drive the car as a clean fuel; machines can also be used to collect chopped to field, increase soil fertility, avoid waste of resources. Visible of banana straw collection crumple drive the planting and harvesting of the banana industry as revoluti

5、onary.Keywords: banana stalks; collection; cutting; c rumple machinery目录摘要1Abstract2前言41 香蕉秸秆收集揉碎机械的功用及特点51.1秸秆收集揉碎机械的功用介绍51.2香蕉秸秆收集揉碎机械的简单介绍51.3香蕉秸秆收集揉碎机械的主要参数51.4香蕉秸秆收集揉碎机械的动力配置61.5香蕉秸秆收集揉碎机械结构简介82主传动设计82.1主传动设计82.2传动零件的设计及计算92.3传动比及齿轮的设计92.4带传动的计算112.5轴的设计142.6滚动轴承的选择163揉碎装置173.1揉碎装置的设计173.2碎料的抛出

6、194机器的操作说明20总结20致 谢21参考文献21前言 香蕉是世界上热带与亚热带地区广泛种植的水果,因富含矿物质和维生素,备受人们青睐,因而年交易量居各类水果之首,交易金额排名第二。在我国，香蕉是岭南四大名果之一，在我国的水果生产中占有重要地位。近年来，由于国内香蕉市场需求的快速增长，我国的香蕉种植业迅猛发展，规模和产量都迅速增加，我国一跃成为香蕉的主要生产国之一。我国香蕉主要分布在广东，广西，海南，福建，云南5省。其中海南具有独特的地理优势，是我国最适宜种植香蕉的地区，目前，海南产香蕉在国内市场的占有率高达80以上。 海南有近千年的香蕉种植历史，栽培技术水平也较高，但形成产业也只是近十年

7、来的事。海南的香蕉产业起步较晚，但发展势头强劲。近几年来，海南的香蕉种植面积已初具规模，从不足1万h逐步发展到目前的4万h。在此期间，农户自发形成的各种小型联合体，提高了经营者抵抗风险的能力，对海南香蕉产业的发展起到了积极的作用。就长远来看，海南因具有独特的资源条件，日后必将超越两广，成为我国的主要香蕉产区，另外，海南产香蕉还具有品质好和成本低的优势，必将为海南带来良好的经济效益，因而海南的香蕉产业获得了政府的大力支持。 目前，由于产业化技术相对落后，大部分的蕉农种植与收获香蕉都依靠的是原始的人工方法和工具。香蕉收获后，香蕉秸秆依然由人工砍伐搬运出焦园，这样不仅费时费力，大大的增加了劳动成本，

8、降低了生产效率，还浪费了香蕉秸秆中所富含的大量的有机肥料。因此，发展机械化秸秆收集机械具有重要的经济价值，利用机械化种植收割必将成为一种趋势。1 香蕉秸秆收集揉碎机械的功用及特点1.1秸秆收集揉碎机械的功用介绍 香蕉秸秆收集揉碎机械是功能较齐全的香蕉秸秆收集切碎专用机械，它不但能够切断香蕉秸秆的本身，还可进行揉碎收集。能够在一次作业中完成切断，粉碎，收集作业。应用该机械作业，不但可以节省劳动成本，提高生产效率，还可以将香蕉秸秆回收利用，从而可以创造丰盈的经济效益，且可以较好地保护环境。合理的价值使得香蕉种植户能够接受此类机械，为该机械的普及应用起到积极作用。独特的结构与完备的工作性能及合理的价

9、格与简便的维护必将受到广大香蕉种植户的青睐。1.2香蕉秸秆收集揉碎机械的简单介绍 香蕉是热带及亚热带地区的主要经济作物之一，在我国南方地区广泛种植。作为多年生长绿草植物，根结粗大，平均直径200左右，单生直立，高约为两米左右，叶子宽大，厚且长，一年收获一季。为了增加经济效益，近年来新开发出了一年生的香蕉，其果大，品质好，深受消费者的青睐，但新品种的出现，对香蕉地的耕整也提出了更高的要求。现在的大部分地区的香蕉秸秆收集作业基本上是靠人力将其砍断后收集起来，这已大大的提高了生产成本，因此，面对新品种蕉的出现，这种方式已不能满足当前的生产要求。针对海南的市场调研，初步确定了与东方红拖拉机配套的作业机

10、的方案，经过多方面的分析与对比，得到以下结论：40.5kw的拖拉机足够满足作业要求。因此，可以使用东方红554拖拉机配套使用香蕉秸秆收集揉碎机的设计方案，并且符合农业机械的实际要求。1.3香蕉秸秆收集揉碎机械的主要参数香蕉秸秆收集揉碎机械的主要参数如下表所示：表1 香蕉秸秆收集揉碎机械的主要参数规格收集揉碎机配套动力/kw40.5生产率0.30.7与拖拉机连接方式标准三点式外形尺寸269114551114整机重量/13501.4香蕉秸秆收集揉碎机械的动力配置香蕉秸秆收集揉碎机械是对香蕉秸秆进行切断揉碎收集等一系列作业的机械。正常的50马力的拖拉机已可满足作业需求。因此应用东方红-554拖拉机即

11、可满足设计要求，又可用于运输等其他要求。其技术参数如下表：表2 东方红-554拖拉机的主要技术参数：机型东方红-554型式44外形尺寸长宽高（高度至方向机）（mm）391017451720轮距前 （mm）1250后 （mm）1400-1600最小离地间隙 (mm)350最小使用质量 (kg)2296最小转向圆半径 (m)4.20.3轮胎规格前轮8.3-20/8.3-24（水田轮）后轮13.6-28/11-32（水田轮）前配重 （kg）160后配重 （kg）300标定牵引力 (kn)12.2动力输出最大功率 (kW)36.7速度范围 (km/h)2.4732.384发动机型号东方红4105发动机

12、型式直列、立式、水冷、四冲程标定功率及转速 (kW、r/min)40.4/2200最大提升力 （kn）9.0动力输出轴型式后置半独立式型动力输出轴转速 (r/min)540/720选装540/1000耕深调节方式力、位控制其主要结构特点如下：（1)采用直喷节能柴油机，油耗低，扭矩储备大，动力经济性好，排放达到国标准。（2)两驱采用8+4啮合套换挡，四驱采用8+8梭式换挡，加强型底盘，挡位分布合理，性能可靠。（3)末端传动采用行星齿轮减速机构，结构紧凑，传动比大，承载均匀，使用寿命长。（4)采用湿式、盘式、自增力制动器，制动平稳可靠，效能高。 (5)多挡动力输出，与机具匹配性好，可满足多种作业要

13、求。 (6)豪华框架式安全驾驶室，密封性好，视野开阔，驾乘舒适。 (7)流线型外观设计，造型优美大方，作业视野好。1.5香蕉秸秆收集揉碎机械结构简介香蕉秸秆收集揉碎机械结构简图如图1所示 图11切割装置 2 传送辊 3 机架 4导板 5喂入辊 6定刀 7动刀 8 揉碎装置 9 轮胎2主传动设计2.1主传动设计主传动图如图2所示图21拖拉机动力输出轴 2等速万向节 3动力输入轴 4大锥齿轮 5变速箱 6小锥齿轮 7 带轮轴 8皮带轮 初步确定传动方案,机器整个工作动力来自拖拉机的动力输出轴，经过变速器之后，将动力传至带轮。之后主要动力传送为V带轮传动，齿轮传动。在变速箱中，主要转换动力装置为一对

14、圆锥齿轮。分别定义圆锥齿轮为Z1/Z2。其中Z1是主传动齿轮。2.2传动零件的设计及计算 设计时初步采用的是东方红554型轮式拖拉机的动力，它的动力输出轴转速为540r/1000r/min。由于香蕉秸秆收集揉碎机械工作在重载输出，中速运行的情况下，所以应该选择输出轴的转速为540r/min。初步设计主轴转速1450r/min，揉碎与抛送装置轴的转速为1200r/min。2.3传动比及齿轮的设计2.3.1传动比由：=1/2 2.3.2齿轮的设计根据传动比和齿轮的工作条件，初步 设计齿轮的齿数分别为Z=50、Z=25 设它的模数为m=7mm，大端压力角为标准角20。已知Z和Z是一对啮合的齿轮：分锥

15、角： =arc tan(Z/ Z)=art tan50/25=63 =90-=90-63=27当m1mm时, 则齿顶高： =1，=0.2故 ha=m=17mm=7mm齿根高： =（）m=(1+0.2)7=8.4mm分度圆直径： 齿顶高直径：= 齿根圆直径： 锥距： 齿根角： 顶锥角： 顶隙 ： 齿宽 ： 根据上面两齿轮的传动几何参数，我们可以设计出这两个齿轮的啮合图如图所示： 图3计算两组齿轮的圆周速度：由公式得： =由机械手册得可知：农业机械的精度一般为89级，因为要求它传动平稳运行可靠，故选用8级精度。2.4带传动的计算拖拉机输出功率为动力到达主轴后为转速，带传动传动比i=0.74，每天工

16、作8小时。2.4.1确定计算功率由考虑到载荷性质和每天工作时间等因素的影响，查机械设计第八版课本第八章表8-7查得工作情况系数，故 2.4.2选择V带类型 根据，由文献可知，选用D型带2.4.3确定带轮的基准直径并验算带速 1).初选小带轮基准直径由表8-6可知，选取小带轮基准直径。 2).验算带速 因为，故带速合适。 3).计算大带轮的基准直径 根据表8-8选取，则传动比，从动轮转速 2.4.4确定V带的中心距和基准长度1).中心距计算由式得: ，取2).带所需基准长度 查课本第八章表8-2可查得3).计算实际中心距 2.4.5验算小带轮上的包角 2.4.6计算带的根数1) 计算单根V带的额

17、定功率由和，查文献得。根据，和D型带，查文献得。查文献得，查表得，于是 取3根。2.4.7计算单根V带的初拉力的最小值由表得D型带的单位长度质量，所以 应使带的实际初拉力。2.4.8计算压轴力压轴力的最小值为 2.4.9带轮的结构设计小带轮采用实心式，大带轮为腹板式，铸造大、小带轮的结构如图3所式：图42.5轴的设计2.5.1轴的最小直径计算根据实心圆轴公式 ，其切应力 图5 写成设计公式，轴的最小直径 mm （4.4）上两式中： 轴的抗扭截面系数，mm； 轴传递的功率，kW； 轴的转速，r/min；许用切应力，；与轴材料有关的系数，可由表4.1查得1。对于受弯矩较大的轴宜取较小的值。当轴上有

18、键槽时，应适当增大轴径：单键增大，双键增大。表2轴强度计算公式中的系数轴的材料Q235,20 Q255,Q275,35 4540Cr,38SiMnMo/121520253035404552C16014813512511811210610298由带传动传动，取带传动效率，则轴的最小直径为mm为了保证轴的强度，选mm。输出轴的最小直径显然是安装带轮处的直径，取，又因为还有动力输出，还有带轮装置，故取轴径为50mm。根据带轮结构和尺寸，取。2.5.2轴的结构设计 1).根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。 为了满足带轮的轴向定位要求，段右端需制出一轴肩，故取段的直径； 2).初步选择滚动轴承

19、因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用圆锥滚子轴承。按照工作要求并根据，查手册选取单列圆锥滚子轴承30212，其尺寸为，故；轴右端宽度应能安装轴承，由 。3).相关参数的确定 安装刀盘的轴端-的直径，由刀盘宽度为500mm，为le使套筒端面可靠地压紧刀盘，轴肩高度，故取，则轴环处的直径。轴环宽度，取。 轴承端盖的总宽度为(由箱体及轴承端盖的结构设计而定)。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与大带轮右端面间的距离，故。取刀盘距箱体内壁的距离，考虑到箱体的铸造误差，在确定滚动轴承位置时，应距箱体内壁一段距离，取，已知轴承宽度，则取，已初步确定了轴的各段直径和长度。2

20、.5.3轴上零件的周向定位 带轮与轴的周向定位均采用平键连接。按由机械设计表6-1查得平键截面，键槽长为70。处选用，键长为20。工作界面处选用，键长为250.又因承受较大载荷，故采用双键。键槽用键槽铣刀加工，长为。轴承与轴的周向定位是由过度配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为。2.5.4确定轴上圆角和倒角尺寸选取轴端圆角。2.6滚动轴承的选择 两个轴承支撑着刀盘的重量，轴承应能承受较大的单向径向力，同时由于秸秆对刀盘有冲击作用，以及切削分力，都使得刀盘受到一个轴向力，同时考虑到轴的轴向位置要求准确，从而保证飞刀与底刀的间隙，故选用一对圆锥滚子轴承,轴承型号30212，mm，mm，宽度mm，

21、其径向承载能力大，满足设计要求。圆锥滚子轴承简图如图6所示图63揉碎装置3.1揉碎装置的设计 揉碎装置采用T型锤片式揉碎装置。揉碎装置是本设计较为核心的部分，当切刀将秸秆切成片状后，碎块落入揉碎装置内，在揉碎装置的作用下，最终将碎块揉搓成丝状物。在安装定位上，锤片盘盘通过普通平键连接于转轴上，齿板用螺钉安装在机盖上。揉碎装置简图如下 图71锤片 2 齿板 3.1.1机壳的设计 机壳分为上机体和下机体组成，在上下机体结合处设有进料口。同时，在进行香蕉秸秆的揉碎过程中，会有大量水分漏出，故在下机体的齿板处设有漏水孔，便于排水。机壳下部连接于整台机器上。机体由圆柱筒形外壁和支架部分组成，根据零件选材

22、的一般原则，选用235为半圆柱形筒的材料，235属于低碳钢，塑性、韧性优良，且经济性较好，可进行焊接；支架选用235钢，因其硬度、强度较高，且兼有较好的塑性和韧性，综合性能优良，能满足其工作要求。 3.1.2转子的设计 转子由主轴，圆盘，锤架，销轴，锤片等组成，圆盘上开有六个均匀分布的孔，通过 销轴将锤片装于圆盘上，为了防止圆盘与锤片的轴向窜动，销轴两端用锁紧螺母固定。其中，为了提高锤片的耐磨性，本机锤片采用20钢渗碳淬火，渗碳层深0.8一1.2mm，渗碳层硬度5862HRC，这样锤片能保证足够的韧性和整体强度。锤片在安装时，采用对称布置，以实现揉碎轨迹不重合，揉碎均匀性增强作用。锤片形状如下

23、图8锤片在安装时，采用对称布置，以实现粉碎轨迹不重合，粉碎均匀性增强作用。锤片上设置销轴孔，通过销轴安装在锤片架上，在高速旋转时，使得物料更容易被撞击粉碎。3.2碎料的抛出 由于香蕉秸秆揉碎后，有相当大的湿度及黏性，不便于用抛送叶片将其抛出，因此本设计将最终的碎料抛撒至香蕉地里，以便肥化土壤。4机器的操作说明作业前的准备:1.认真阅读使用说明书。2.试车前必须检查各螺栓的紧固性，用手转动皮带轮是否灵活，发现不正常应以排除方可试车。3.试车必须空载试车，空载十分钟左右，若无异常现象方可使用。4.检查各部件固定是否牢靠,各转动部件是否灵活,有无碰撞现象,齿轮箱机油是否达到标定油位,各轴承部位是否注

24、足黄油。5.检查地轮的调整是否与土壤干湿度,坚定度,作物种植形式及地表平整状况相适宜。6.定期检查轴承等的运转情况，且要保证良好的润滑性。总结 经过几个月的学习和努力，香蕉秸秆收集揉碎机的设计终于顺利完成了。通过这次设计使我充分认识到，这次的设计其实是综合运用机械设计课程和其它选修课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固，加深和拓宽所学知识的过程。通过设计实践，使我懂得了正确的设计思想和解决问题的能力，同时也锻炼了我查阅资料，独立思考解决问题以及较全面的机械设计基本技能。另一方面，也让我对各种机械绘图软件有了更深层次的掌握。但这次的毕业设计也使我发现了自己很多不足的地方，还有很多以前学习

25、没有掌握的知识和很多我从来都没接触过的机械方面的东西。在以后的工作学习生活中，我也会不断积极地学习新知识，不断提升自己的综合能力。致 谢 首先要感谢的是我的指导老师李粤老师，没有他的及时督促和悉心指导，设计不可能顺利完成。在这设计的半年来，无论是在学习上还是在生活上，都得到了老师无微不至的关怀。我能经常与他交流设计中遇到的问题，得到他的言传身教，受益颇多。老师严谨求实的治学态度、宽厚待人的品格让我学到的不仅是如何做学问，还有如何做人。老师永远是我学习的榜样。 感谢同窗学友等的全力帮助。 感谢在四年中对我的培养，感谢四年中辛苦栽培我的所有老师，感谢无私帮助我的所有同学，并祝各位老师和同学身体健康

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