盘刀式铡草机设计【9张CAD图纸和文档所见所得】【NJ系列】
【温馨提示】=【1】设计包含CAD图纸 和 DOC文档,均可以在线预览,所见即所得,dwg后缀的文件为CAD图,超高清,可编辑,无任何水印,充值下载得到【资源目录】里展示的所有文件=【2】若题目上备注三维,则表示文件里包含三维源文件,由于三维组成零件数量较多,为保证预览的简洁性,店家将三维文件夹进行了打包。三维预览图,均为店主电脑打开软件进行截图的,保证能够打开,下载后解压即可。=【3】特价促销,拼团购买,均有不同程度的打折优惠,详情可咨询QQ:1304139763 或者 414951605=【4】 题目最后的备注【NJ系列】为店主整理分类的代号,与课题内容无关,请忽视
湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文(设计)中 期 检 查 表学 院: 东方科技学院 学生姓名李震学 号200841914327年级专业及班级2008级机械制造设计及其自动化(3)班指导教师姓名汤楚宙指导教师职称教授论文(设计)题目盘刀式铡草机设计毕业论文(设计)工作进度已完成的主要内容尚需解决的主要问题1.收集了相关资料2. 确定了整体方案3.初步完成了总体设计4.各传动机构的相关计算与校核 1.传动轴等的设计计算2.其他零件图,装配图修改3.说明书的修改指导教师意见 签名: 年 月 日 检查小组意见 组长签名: 年 月 日 注:1.此表可用黑色签字笔填写,也可打印,但意见栏必须相应责任人亲笔填写。2.此表可从教务处网站下载中心下载。湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文(设计)任务书学生姓名李震学 号200841914327年级专业及班级2008级机械制造及其自动化(3)班 指导教师及职称汤楚宙教授学 部理工学部20 年 月 日填 写 说 明一、毕业论文(设计)任务书是学校根据已经确定的毕业论文(设计)题目下达给学生的一种教学文件,是学生在指导教师指导下独立从事毕业论文(设计)工作的依据。此表由指导教师填写。二、此任务书必需针对每一位学生,不能多人共用。三、选题要恰当,任务要明确,难度要适中,份量要合理,使每个学生在规定的时限内,经过自己的努力,可以完成任务书规定的设计研究内容。四、任务书一经下达,不得随意更改。五、各栏填写基本要求。(一)毕业论文(设计)选题来源、选题性质和完成形式:请在合适的对应选项前的“”内打“”,科研课题请注明课题项目和名称,项目指“国家青年基金”等。(二)主要内容和要求:1工程设计类选题明确设计具体任务,设计原始条件及主要技术指标;设计方案的形成(比较与论证);该生的侧重点;应完成的工作量,如图纸、译文及计算机应用等要求。2实验研究类选题明确选题的来源,具体任务与目标,国内外相关的研究现状及其评述;该生的研究重点,研究的实验内容、实验原理及实验方案;计算机应用及工作量要求,如论文、文献综述报告、译文等。3文法经管类论文明确选题的任务、方向、研究范围和目标;对相关的研究历史和研究现状简要介绍,明确该生的研究重点;要求完成的工作量,如论文、文献综述报告、译文等。(三)主要中文参考资料与外文资料:在确定了毕业论文(设计)题目和明确了要求后,指导教师应给学生提供一些相关资料和相关信息,或划定参考资料的范围,指导学生收集反映当前研究进展的近13年参考资料和文献。外文资料是指导老师根据选题情况明确学生需要阅读或翻译成中文的外文文献。(四)毕业论文(设计)的进度安排:1设计类、实验研究类课题实习、调研、收集资料、方案制定约占总时间的20%;主体工作,包括设计、计算、绘制图纸、实验及结果分析等约占总时间的50%;撰写初稿、修改、定稿约占总时间的30%。2文法经管类论文实习、调研、资料收集、归档整理、形成提纲约占总时间的60%;撰写论文初稿,修改、定稿约占总时间的40%。六、各栏填写完整、字迹清楚。应用黑色签字笔填写,也可使用打印稿,但签名栏必须相应责任人亲笔签名。毕业论文(设计)题目盘刀式铡草机设计选题来源结合科研课题 课题名称:生产实际或社会实际 其他 选题性质基础研究 应用研究 其他题目完成形式毕业论文 毕业设计 提交作品,并撰写论文主要内容和要求研究一种盘刀式铡草机,用于秸杆和青饲料的切碎。 1.主要技术参数:主轴转速:500600r/min3;功 率:68kW;生 产 率: 46t/h2.需要提交的(电子)文稿: (1)完成3张A0图(折合),并要求利用计算机绘图软件绘出装配原理图及各零部件图,正稿电子文档各一份。; (2)撰写不少于10000字设计说明书,提交草稿、正稿、正稿电子文档各一份。要求计算合理、数据可靠,格式按湖南农业大学学报(自然科学版)的规定; (3)设计说明书的内容包括:课题的目的和意义;研究的主要内容;整体方案的确定;主要零、部件的选择和设计;工作过程分析与计算:重要零、部件的计算与校核;参考文献;鸣谢注:此表如不够填写,可另加附页。主要中文参考资料与外文资料1沈再春主编.农产品加工机械与设备M.北京.中国农业出版社.1993.2. 李良藻、汤楚宙主编. 农产品加工机械M.长沙:湖南教育出版社,1989.3. 无锡轻工业学院主编. 食品工厂机械与设备 M.北京:中国轻工业版社,1993.4. 第一机械工业部农业机械研究所.农业机械设计手册(上、下册)M.北京:机械工业出版社,1972.5. 庞声海 饶应昌. 饲料加工机械使用与维修M.北京:中国农业出版社,2000.工作进度安排起止日期主要工作内容20101220前选 题20101220-1225下达任务书201012. 26-20110305开 题20110308-0415设 计20110416-0420中期考核20110421-0513完善与总结课题20110514-0525提交正稿与预审20110528-0604答辩与修改要求完成日期:2011 年5 月28 日 指导教师签名: 审查日期:20 年 月 日 专业委员会主任签名: 批准日期:20 年 月 日 学院指导委员会签名(公章): 接受任务日期:20 年 月 日 学生本人签名: 注:签名栏必须由相应责任人亲笔签名。此表可从教务处网站下载中心下载。湖南农业大学全日制普通本科生毕业论文(设计)开题报告学生姓名李震学 号200841914327年级专业及班级2008级机械设计制造及其自动化(3)班指导教师及职称汤楚宙 教授学 部理工学部20 年 月 日毕业论文(设计)题目盘刀式铡草机设计文献综述(选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等,不少于1000字) 随着畜牧业的发展,草饲料加工机械也得到了大力发展,铡草机是应用较广泛的草饲料加工机具之一,但该机具仍存在着切割过程中功率消耗过大的问题,切碎器的设计对于铡草机切割功耗起着决定性作用,而动刀片又是切碎器的主要工作部件。因此,设计出性能优良的切碎器显得尤为重要。为解决这一问题,以9Z-480型铡草机为样机,通过对其切碎器切割过程进行试验研究分析,推导出动刀片的等滑切角刀刃曲线方程(即对数螺线方程)。为使等滑切角刀刃曲线设计更为准确,利用计算机软件MATLAB编程,根据所得到的方程绘制出不同角度的等滑切角曲线;利用三维软件技术,对样机的切碎器进行参数化建模和运动仿真。这种新型设计方法可使设计方案交流方便,整体设计程序更具有灵活性和高效性,缩短了产品研发周期。针对所选定的等滑切角曲线,设计并生产了不同等滑切角的动刀片,在该样机上采用正交试验,对试验数据进行分析,得出切碎器切割功率消耗最小的数学模型,并对该模型进行优化,得到最优结果。为切碎器的系列化设计与生产提供有力的依据。国内外研究现状盘刀式铡草机是用各种动力和配套农机具装备农业生产,从而实现农业生产工具的现代化。实现农业机械化,可以减轻劳动生产强度,大幅度提高劳动生产率、资源利用率和产品商品率,促进农村经济和社会的发展。新中国成立以后,党中央和中央人民政府十分重视对农业生产工具的恢复和改良,积极地、有计划地、有步骤地为实现农业机械化准备条件。农业机械化技术是实现农业科学现代化的物质基础,是实现农业物资资源持续、合理利用的重要手段。在我国加速发展农业现代化的新时期,正确把握农业机械化技术发展趋势有着重要的现实意义。不同国家农业机械化技术发展各有不同,中国农业机械化发展也有其特殊性,需要从政策、资金、体制建设、人才培养以及技术创新等方面综合提高,走有中国特色的农业机械化技术发展道路。今天,我们处在由传统农业向现代农业转变的发展时期,农业机械化是农业生产诸多要素中影响农业国际竞争力的关键因素,农业机械化水平是形成农业国际竞争力的核心能力,农业机械化水平的高低决定着国家在农业国际领域竞争力的强弱,新阶段要走适应新型 工业 化道路和有效提高我国农业国际竞争力的新型农业机械化道路,突出多样性、综合性、优质高效,与农业产业化和城镇化相结合,促进农业的可持续发展、农业结构调整和区域经济共同发展,选择技术进步与发挥劳动资源优势互补的组合型农业机械化技术路线。参考文献1沈再春主编,农产品加工机械与设备.北京.中国农业出版社 19932李良藻、汤楚宙主编.农产品加工机械.长沙:湖南教育出版社 19893无锡轻工学院主编.食品工厂机械与设备.北京:中国轻工业出版社 19934第一机械工业部农业机械研究院.农业机械设计手册(上、下册).北京:机械工业出版社 19725庞声海 饶应昌.饲料加工机械与维修.北京:中国农业出版社 2000注:此表如不够填写,可另加页。研究方案(研究目的、内容、方法、预期成果、条件保障等)研究目的: 随着畜牧业的发展,草饲料加工机械也得到了大力发展,铡草机是应用较广泛的草饲料加工机具之一,但该机具仍存在着切割过程中功率消耗过大的问题,切碎器的设计对于铡草机切割功耗起着决定性作用,而动刀片又是切碎器的主要工作部件。因此,设计出性能优良的切碎器显得尤为重要。研究内容: 研究一种盘刀式铡草机,用于秸秆和青饲料的切碎。1主要技术参数:主轴转速:500600r/min功率:68kw生产率:46/h2需要递交的文稿1完成3张A0图,并要求利用计算机绘图软件绘出装配原理图及各零部件图,正稿电子文档各一份。2撰写不少于1000字设计说明书,递交草稿、正稿、正稿电子文档各一份。要求计算合理、数据可靠,格式按湖南农业大学学报(自然科学版)的规定。3设计说明书的内容包括:1课题的目的和意义;2研究的主要内容;3整体方案的确定4主要零部件的选择和设计;5工作过程分析与计算;6重要零部件的计算与校核;7参考文献;8鸣谢研究方法:1在理论上设计其基本装置:构架、缓冲装置、连接;2通过ProE、CAD软件绘制构架及缓冲装置;3设计各个部分的尺寸、材料、制造工艺性;4. 对装置进行强度校核,实验论证其可行性;5绘制最终的图纸;6有条件的话可以做出实物。进程计划(各研究环节的时间安排、实施进度、完成程度等)(1)2010年11月12月 选题(2)2011年1 月4 月 查阅收集相关资料整理资料并完成开题报告(3)2011年4月1日10日 装置的结构设计,包含对防护装置构架以及缓冲装置进行设计和分析,对防护装置与车体的连接部分进行设计,保证连接可靠(4)2011年4月11日20日 对装置进行强度校核,论证其可行性(5)2011年4月15日30日 整理规范设计图纸,整理设计说明书(6)2011年5月1日 13日 总结课题,查漏补缺(7)2011年5月14日25日 提交正稿与预审(8)2011年5月28日6月4日 答辩、修改和完善论文论证小组意见 组长签名: 20 年 月 日专业委员会意见专业委员会主任签名: 20 年 月 日注:1.此表可用黑色签字笔填写,也可打印,但意见栏必须相应责任人亲笔填写。2.此表可从教务处网站下载中心下载。湖南农业大学东方科技学院毕业论文(设计)开题论证审批表学生姓名李震学号200841914327年级专业及班级2008级机械设计制造及其自动化(3)班指导教师及职称汤楚宙 教授开题时间 2012年 9 月 25 日毕业论文(设计)题目盘刀式铡草机设计文献综述(选题研究意义、国内外研究现状、主要参考文献等)(宋体五号,行间距单倍行距。) 一、选题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2。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。二、国内外研究现状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。 三、主要参考文献1 中国农业机械化科学研究院. 农业机械设计手册J.北京:中国农业科学技术出版社,2007:21-25.2 濮良贵,纪名刚. 机械设计M.北京:高等教育出版社,2005:208-216.3 王 昆,何小柏,汪信远. 机械设计课程设计指导书M.北京:高等教育出版社,2007:156-159.4 吴宗泽. 机械设计使用手册J.北京:化学工业出版社,2000:66-69.5 龚桂义.机械设计课程设计图册J.北京:高等教育出版社,2004:79-94.6 侯洪生. 机械工程图学J.北京:科学出版社,2005:152-166.7 庞声海. 饲料加工机械M.北京:北京农业出版社,1983:145-152.8 孙 桓,陈作模,葛文杰. 机械原理J.北京:高等教育出版社,2006:201-206.9 周开勤. 机械零件手册J.北京:高等教育出版社,2005:65-67.10 Johan n BorensteinExperimental Results from Internal Odometry ErrorCorrection with the OmniMate Mobile RobotJIEEE Translations onRobotics and Automation1998,14(6):96396911 蔡春源. 机械零件设计手册J.北京:冶金工业出版社,1996:33-34.12 何永熹,武充沛.几何精度规范学M. 北京:高等教育出版社,2006:89-93.13 FMariaAJimenezMultisensor fusion:An Antonornous Mobile RobotJJournal ofIntelligent and Robotic Systems1998,22(3):12914114 东北农学院. 畜牧业机械化M.北京:北京农业机械出版社,1987:211-216.15 王先奎. 机械制造工艺学M.北京:机械工业出版社,2008:279-282.16 沈再春.农产品加工机械与设备M.北京:中国农业出版社.1993:112-114.17 李良藻,汤楚宙.农产品加工机械M.长沙:湖南教育出版社,1989:64-67.18 无锡轻工业学院.食品工厂机械与设备M.北京:中国轻工业出版社,1993:30-35.19 第一机械工业部农业机械研究所.农业机械设计手册(上、下册)M.北京:机械工业出版社,1972:32-34.20 庞声海,饶应昌.饲料加工机械使用与维修M.北京:中国农业出版社,2000:80-83. 研究方案 四、研究目的我国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1;三是为提高秸秆利用率、消化率和适口性。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。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,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。五、研究内容 1、铡草机的研究目的和意义 2、铡草机的设计要求和方法 3、总体方案与设计计算 4、零件的受力分析与强度校核 5、经济效益分析六、研究方法通过对其切碎器切割过程进行试验研究分析,推导出动刀片的等滑切角刀刃曲线方程(即对数螺线方程)。为使等滑切角刀刃曲线设计更为准确,利用计算机软件MATLAB编程,根据所得到的方程绘制出不同角度的等滑切角曲线;利用三维软件技术,对样机的切碎器进行参数化建模和运动仿真。这种新型设计方法可使设计方案交流方便,整体设计程序更具有灵活性和高效性,缩短了产品研发周期。针对所选定的等滑切角曲线,设计并生产了不同等滑切角的动刀片,在该样机上采用正交试验,对试验数据进行分析,得出切碎器切割功率消耗最小的数学模型,并对该模型进行优化,得到最优结果。为切碎器的系列化设计与生产提供有力的依据。 七、预期成果1、提供0号设计图纸一张、1号设计图纸两张、零件图5张以上;2、撰写设计计算说明书一分;3、查阅参考资料文献15篇以上;八、条件保障 1、汤教授的亲临指导2、个人的学术基础3、相关机械设计软件、资料的支持时间进程安排 工作进度安排起止日期主要工作内容2011.9.202011.9.21下达任务书2011.9.202011.924查阅文献、收集资料2011.9.25完成开题报告2011.9.262011.12.30总体方案设计2012.1.22012.3.15总装图和零件图的绘制2012.3.152012.4.25撰写设计计算说明书2012.3.302012.4.1完成中期检查2012.5.62012.5.7提交毕业设计正稿2012.5.142012.5.20准备答辩并修改开题论证小组意见 组长签名: 年 月 日专业委员会意见 专业教研室主任签名: 年 月 日湖南农业大学东方科技学院 全 日 制 普 通 本 科 生 毕 业 设 计 盘刀式铡草机设计 THE DISIGN OF DISHTYPE HAY CUTTER 学生姓名 李 震 学 号 200841914327 年级专业及班级 2008 级机械设计制造及其自 动化 3 班 指导老师及职称 汤楚宙 教授 学 部 理工学部 湖南 长沙 提交日期 2012 年 5 月 湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生 毕业设计诚信声明 本人郑重声明 所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指 导下 进行研究工作所取得的成果 成果不存在知识产权争议 除 文中已经注明引用的内容外 本设计不含任何其他个人或集体已经 发表或撰写过的作品成果 对本文的研究做出重要贡献的个人和集 体在文中均作了明确的说明并表示了谢意 同时 本设计的著作权 由本人与湖南农业大学东方科技学院 指导教师共同拥有 本人完 全意识到本声明的法律结果由本人承担 毕业设计作者签名 年 月 日 目 录 摘要 1 关键词 1 1 前言 2 1 1 铡草机的研究目的和意义 2 1 1 1 铡草机的研究目的 2 1 1 2 铡草机的研究意义 2 1 2 铡草机的设计要求和方法 3 1 2 1 我国畜牧业对铡草机的要求 3 1 2 2 铡草机的设计要求 4 2 总体方案与设计计算 5 2 1 总体方案 5 2 1 1 铡草机的总体构成 5 2 2 各主要工作部件的配置关系及工作过程 5 2 2 1 喂入机构 5 2 3 主要工作部件设计与计算 7 2 3 1 主要性能参数与技术指标 7 2 3 2 主要工作部件的参数选择与计算 7 2 4 传动设计与计算 12 2 4 1 拟定传动方案 12 2 4 2 确定总传动比和分配各级传动比 12 2 4 3 计算传动装置的运动和动力参数 13 2 4 4 传动部件参数的选择与计算 13 3 典型零件的受力分析与强度校核 24 3 1 主轴的受力分析与强度校核 24 3 2 轴承的选型与校核 28 4 技术经济效益分析 29 4 1 生产成本计算 29 4 2 市场售价预测 29 4 3 社会与经济效益分析 29 5 结束语 30 参考文献 30 致谢 31 附录 33 1 盘刀式铡草机设计 学 生 李 震 指导老师 汤楚宙 湖南农业大学东方科技学院 长沙 410128 摘 要 随着畜牧业的发展 草饲料加工机械也得到了大力发展 铡草机是应用较广泛 的草饲料加工机具之一 但该机具仍存在着切割过程中功率消耗过大的问题 切碎器的设计 对于铡草机切割功耗起着决定性作用 而动刀片又是切碎器的主要工作部件 因此 设计出 性能优良的切碎器显得尤为重要 本文分析了各个时代盘刀式铡草机的研究和发展现状 设计出一种新型盘刀式铡草机 本机采用电动机提供动力 通过带轮传动机构 将运动和 动力传送到动刀架主轴 然后通过齿轮传动机构 将所需的运动和动力传送至上下喂入辊 从而实现秸秆铡切 整个机构简单且易于操作 便于维护 提高了生产效率 降低了劳动 强度 为实现饲料加工机械化与规模化提供了前提 关键词 盘刀式铡草机 盘刀 铡草 The Disign of Dishtype Hay Cutter Student Lizhen Tutor TangChuzhou Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University Changsha 410128 Abstract With the development of livestock husbandry grass feed processing machinery also got vigorously develop Dishtype Hay Cutteris the grass is often applied to feed processing one of the machines but this machine there are still exist during the cutting power of excessive consumption the design to chop Dishtype Hay Cutteris cutting power plays a decisive role but the move is the main blades for working parts chop Therefore designed for good performance of chopped becomes especially important This paper analyzes the research and development status of each era plate knife chaff cutter design a new type of disk knife chaff cutter this machine uses the electric motor through a pulley drive mechanism the movement and momentum transferred to the 2 knifeshelf spindle transmission to the upper and lower feed roller to achieve the straw voltage cut The entire organization is simple and easy to operate easy to maintain improve production efficiency reduce labor intensity and provides a premise for the mechanization and large scale feed processing Key words Dishtype Hay Cutter Dishtype Hay Cutter 1 前言 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 1 三是为提高秸秆利用率 消化率和适口性 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 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 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 3 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 2 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 4 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 青饲玉米 各种秸秆 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 3 4 cm 为宜 绵羊以 1 5 2 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 表 1 铡草机的技术条件 Table 1 Dishtype Hay Cutter technical conditions 项目 指标 超长率 7 斜茬率 5 破节率 55 超长率的计算 Sc 10 Gyc 1 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 Gc 小样总量 g y 斜茬率的测定 10 GyxS 2 斜茬率 Sx 斜茬草总重量 g G 5 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 10 jpGS 3 破节率 p 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 j 表 2 物料单位草长度电量 Table 2 Material unit grass length power 物料名称 单位草长度电量 HKWg 谷草 30 玉米秸秆 30 野生草 25 单位草长度电量 Lgd 4 度电产量 dgHKWg 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 nL 5 平均切草长度 L n 小样节数 6 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 2 2 各主要工作部件的配置关系及工作过程 2 2 1 喂入机构 喂入机构由压草辊和上 下喂入辊等部件组成 以保证喂入量均匀连续喂 入机构由压草辊和上 下喂入辊等部件组成 以保证喂入量均匀连续 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 3 对上喂草辊的传动采用结构紧凑的十字滑块联轴节 1 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二把把动刀片 另有调节螺栓调节刀片间 隙 7 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 1 铡草机铡草机示意图 Fig 1 Dishtype Hay Cutter schemes 而定刀片则固定在喂入口下缘 4 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 8 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 2 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 5 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 3 传动系统 电动机提供动力 通过带轮传动机构 将运动和动力传送到 动刀架主轴 然后通过一对直齿圆锥齿轮传至齿轮箱输入轴带动下喂入辊 输 入轴上装有两个直齿圆柱齿轮带动另外一根输入轴于此同时带动上喂入辊 6 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 3 主要工作部件设计与计算 2 3 1 主要性能参数与技术指标 2 3 2 主要工作部件的参数选择与计算 本次设计的盘刀式铡草机 主要用于含水率较高的青饲玉米秸秆等物料的 切碎 1 电机的选择 根据国内市场上现有机型 选用电机型号 Y160L 4 三相 异步电动机 7 其标准查知 额定功率 6Kw 同步转速 500r min 满载转速 440r min 1 主要技术指标 见表 3 2 主要性能参数 见表 4 表 3 主要技术指标 Table3 Its main technical indices 项目 技术指标 切草长度 cm 1 5 4 配套动力 三相电动机或柴油机 根据生产率和设计要求计算后确定功率及型号 生产率 t h 9 9 表 4 主要性能参数 Table4 Main performance parameters 性能 参数 配套动力 6kw 电机 生产率 9t h 切草长度 mm 15 20 22 32 40 刀盘转速 r min 500 刀片数 2 V 形带 6 根 2 喂草辊的选择 喂草辊的作用是压紧和喂送秸秆草料 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 8 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 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 2 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 9 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 cos1 2 tDg 6 式中 喂料槽上草层的厚度 mm t 草层通过喂草辊时的压缩系数 常用 0 6 0 8 草层与辊的摩擦角 3216 通过各方面的比较分析 本设计下草辊选用刀齿形 上草辊选用沟齿形 据 10 调查每根玉米秸秆的平均直径为 3cm 输送带上以堆放三层为宜 则喂入链上草 层厚度为 82mm 取压缩系数 0 7 摩擦角 于是 26 m120 cos1 7 08 cos tDg 中型切碎机常用喂入辊直径为 100 140 mm 本次喂入辊取 Dg 120mm a 刀齿形 b 星齿形 c 沟齿形 d 光棍 图 2 喂草辊的形状 Fig 2 grass roller shape 3 喂入口的尺寸确定 1 喂入口的高度 和宽度 可由下式确定 ab 602mnlZkQacdc 7 式中 铡草机的设计生产率 Kg h Q 喂入口的充满系数 0 4 0 6 ckck 秸秆饲草的切断长度 m l 切刀数 2 4 dZdZ 刀盘转速 350 950 r min nn 压紧后的秸秆饲草体积质量 120 160 c c 3 mkg 乘积 确定后 按 1 3 1 4 求出 值 ababa 11 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 9t h 所以 t h 86 127 09 实 际设 计 Q 取 3 500 r min 160 得 dZdnc 3 mkg 20915 43 16034 015 66 cdcnlZkab 取 0 048 又 1 3 1 4 则取 120mm 400mm bab 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 3 0 6 a 0 3 0 6 120mm 36 72mm 取 h 50mm 实际进草宽度 c 0 3 0 6 b 0 3 0 6 400mm 120 160mm 取 c 150mm 4 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 120mm 喂入宽度 b 400mm 则喂入时的横截面面 积 s 0 5 0 7 0 048 0 0168 2m 则喂入速度 srsQvc 93 06108 9 5 凸刃口切刀刀刃曲线的设计 盘刀式切碎机凸刃口的刀刃曲线常用偏 心圆弧形 其半径 R 由下式确定 见图 2 3 R mm Rmin2min 2ax2ax2R 1ssihcb1 8 式中 b c h 喂入口的宽度及配置尺寸 切刀的最大和最小滑切角 常用 max in 30 5minax 刃口磨削储备量 常用 18 30mm R R 12 取 b 400mm c 150mm h 50mm 25mmmax 35 0in R R mR 462135sinsii01540212222 经圆整取凸刃口的刀刃曲线圆弧半径 R 450mm 则 437 5mm R 刀刃圆弧中心 O1与刀盘中心 O 的偏心距 e 由下式确定 mm4 358cos5 437cosRemin 圆整为 360mm 刃口两断点的位置由其与刀盘中心 O 点的距离决定 12hc bN 9 2cM 10 式中 刀长余量 8 15mm 6 12mm1 212 取 12mm 10mm 则 m3 564105 40ON2 可圆整为 565mm M 13 图 3 凸刃口圆弧切刀 Fig 3 Cutter blade arc protruding 6 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 10 叶板与外壳的径向间隙不大于 3 4mm 侧向间隙不大于 6 12mm 饲料的抛送高度 H 可用下式计算 H m gpH2 11 式中 抛送叶板的圆周速度 m s 叶板半径 R 620mmp n D 60 500 1 24 60 32 46m sp 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H 度降低的系数 常用 0 25 0 35 取 0 3H H 则抛送高度 H 0 3 2 9 8 16 13mgp2 246 3 14 2 4 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 2 4 1 拟定传动方案 电动机提供动力 通过带轮传动机构 将运动和动力传送到动刀架主轴 然后通过一对直齿圆锥齿轮传至齿轮箱输入轴带动下喂入辊 输入轴上装有两 个直齿圆柱齿轮带动另外一根输入轴 于此同时带动上喂入辊 2 4 2 确定总传动比和分配各级传动比 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tv1n2n 下草辊转速 为动刀数量 为传动比 为草长 则 dZiL 1nZtd tLv 12 Dtvn 602 13 ddLZnLZni 12160 14 38 15max i402in 2 分配各级传动比 取第一级 V 带轮的传动比为 取第二级锥齿轮 21i 的传动比为 取第三级锥齿轮的传动比为 刀盘到喂草辊的传动5 2 i 3 比 符合 11 143 i maxin 15 2 4 3 计算传动装置的运动和动力参数 1 计算各轴转速 min 50rn min 6 1738 2501ri in 69 21ri 2 计算各轴输入功率 kwp25 1405101 取刀盘功率消耗占整机功率的 80 即 8刀 耗 kp 16 297 0125 43212 刀 耗 w3 9063 为 V 带的传动效率 0 94 0 97 取 0 95 1 1 为滚动轴承的传动效率 0 98 0 995 取 0 99 2 2 为圆锥齿轮 1 的传动效率 0 96 0 98 取 0 97 3 3 为圆锥齿轮 2 的传动效率 0 94 0 97 取 0 95 4 4 3 计算各轴转矩 mNnpT 42975105 9161 刀 耗 03 262 2 4 4 传动部件参数的选择与计算 1 带轮的设计 根据已知电机功率 P 6w 转速 传动比min 501rn 8 2 i 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 12 故1 Ak5 16 PkAca 2 选择 V 带的带型 根据 由图 8 11 选用 B 型caP1n 3 确定带轮的基准直径 并验证带速dv 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1 16 md125 验算带速 按式 8 13 验算带的速度v smsnd 42 9 10625061 因为 5m s 30m s 故带速合适 v 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a2did3601258 12 根据表 8 8 圆整为 m35 4 确定 V 带的中心距 和基准长度adL 根据 初选中心距 2 7 02121dd ma950 由式 8 22 计算带所需的基准长度 ma daLdd 2689504 13 125 9022 由表 8 2 选取带的基准长度为 mLd80 按式 8 23 计算实际中心距 a mad 1062895200 中心距的变化范围为 974 1100mm 5 验算小带轮上的包角 1 001201 9673 5 8 d 6 计算带的根数 z 计算单根 V 带的额定功率 rp 由 和 查表 8 4 得 13 md125 in 140n akwp19 20 根据 和 B 型带 查表 8 4 得 13 i 40rn8 2b46 0 查表 8 5 得 表 8 2 得 于是96 k3 1 LkkKpLr 3 2 0 17 计算 V 带的根数 z26 34 51 rcap 取 6 根 7 计算单根 V 带的初拉力的最小值 min0 F 由表 8 3 得 B 型带的单位长度质量 所以kgq 18 NvzKPFac 2 48 918042 965 0 2 5 2 0 22min0 应使带的实际初拉力 min0 F 8 计算压轴力 p 压轴力的最小值为 NFzp 3 295sin2 4862sin 2 1671m0min 2 齿轮的设计 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 选定齿轮类型 精度等级 材料及齿数 采用锥齿圆柱齿轮 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 选小齿轮齿数 大齿轮齿数 齿数比 14 16 Z402 Z5 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 3211 2 HEdt ZKTd 15 确定公式内的各计算数值 试选载荷系数 3 1 tK 小齿轮传递的转矩 mNT 42975 由表 10 7 选取齿宽系数 0d 18 由表 10 6 查得材料的弹性影响系数 2 19 73MPaZE 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 PaHlHl 505902min1min 由式 10 13 计算应力循环次数 81 102 816 hjLN7820 45 由图 10 19 取接触疲劳系数 931HNK96 2HN 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 MPaSHN7 548903 1lim1 K 6 2li2 计算 计算小齿轮分度圆直径 代入 中较小的值 td1 H mZKTdEdt 83 65 0917 5 234 09132 32 21 16 取 80mmtd1 计算圆周速度 v smndt 09 216058160 计算齿宽 b btd34 1 t 280 计算齿宽与齿高之比 h 19 模数 mzdtt 51680 齿高 ht 2 25 84 13b 计算载荷系数 根据 7 级精度 由图 10 8 查得动载荷系数 15 smv 09 2 07 1 vK 直齿轮 由表 10 2 查得使用系数 1 FHKA 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 186 由 查图 10 13 得 故载荷系数32hb182 H 14 FK27 186 07 HvAK 按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径 由式 10 10a 得 mdtt 4 93 12831 计算模数 m Z9625 417 齿根弯曲强度设计 由式 10 5 得弯曲强度的设计公式为 31 2FSdYZKTm 17 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 MPaPaFEFE31034021 由图 10 18 取弯曲疲劳寿命系数 9 NNK 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 由式 10 12 得4 1 S 20 MPaSKFENF 6 2184 309121 7 121 计算载荷系数 K2 14 0 FvAK 由表 10 5 查得齿形系数 03 1FY2 由表 10 5 查得应力校正系数 16 5 S67 SY 计算大小齿轮的 并加以比较 Fs 01346 345 1 FsY 29 7 22s 小齿轮的数值大 设计计算 mYZKTmFSd 04 2136 064 029751 2331 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5 mmd4 791 齿轮的齿数 654 791 dZ 大齿轮齿数 0 2 几何尺寸的计算 计算分度圆直径 21 mZd805161 242 计算中心距 da1408021 计算齿宽 mbd324 1 取 B37 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 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 选小齿轮齿数 大齿轮齿数 齿数比 421 Z42 Z1 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 3 221 5 01 92 HERRt ZKTd 18 确定公式内的各计算数值 试选载荷系数 2 1 tK 小齿轮传递的转矩 mNT 034 由表 10 7 选取齿宽系数 R 由表 10 6 查得材料的弹性影响系数 2 18 9MPaZE 由图 10 21a 按齿面硬度查得大 小齿轮的接触疲劳强度极限 HlHl 60 6502min1min 由式 10 13 计算应力循环次数 71 108 4581 hjLN 22 772104 28 4 N 由图 10 19 取接触疲劳系数 96 01HK98 HN 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 MPaSHN624509 1lim1 K8 2li2 计算数值 计算小齿轮分度圆直径 代入 中较小的值 td1 H 3 22 5 01 92 HERRt ZKT mm5 8 9 4 32 mdRtm 7 36 5 801 3 计算圆周速度 v snm 016027 31602 4 计算载荷系数 根据 7 级精度 由图 10 8 查得动载荷系数 sv 9 0 3 1 vK 由表 10 2 查得使用系数 21 FHK1 A 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 F 故载荷系数 36 12 031 HvAKK 5 按实际的载荷系数校正所算的分度圆直径 由式 10 10a 得 mdtt 92 165 8331 圆整取 92mm 1d 23 6 按齿根弯曲强度设计 由式 10 5 得弯曲强度的设计公式为 3 212 5 0 4FSRR YZKTm 19 确定公式内的各计算数值 由图 10 21a 查得大 小齿轮的弯曲疲劳强度极限 MPaPaFEFE380 5021 由图 10 18 取弯曲疲劳寿命系数 NNK 计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数 由式 10 12 得4 1 S MPaSKFENF 86 234 10857 5221 计算载荷系数 1 FvA 计算当量齿数 894 021cos21 48 0coscs212 75 93 s 5 3 s 2211 ZZvv 由表 10 5 查得齿形系数 0 67 FFaY 应力校正系数 8 5 21 SsaY 计算大小齿轮的 并加以比较 F 016 8 2372 5 621 FsasFY 小齿轮计算数值较大 24 设计计算 5 3021 21 3 5 01 464 33212 FSRYZKTm 取 m 4 则 23491 mdZ62 7 几何尺寸的计算 计算分度圆直径 mZd92431 1862 计算锥距 3 467 5 cot 21 则 mdR9 022 8 计算压轴力 pF 有效圆周力为 NvPe 9 630125 710 由于是水平传动 故链轮压轴力系数 FpK 则压轴力为 KFep 74 9 链轮几何尺寸的计算 分度圆直径 102 7m 8sin3 75 Z180sindoo P 齿顶圆直径 3 5 9 325 7p25 1amx 25 32 105 97 31 06 7 12d pZ6 1damin 平均齿顶圆直径 mddaa 825 16 3 12 2minx 取齿顶圆直径 16 齿根圆直径 df 65 830 19721 最大齿根距离 xL 当齿数是奇数时 当齿数是偶数时 20 190 cosxz x1Lfd mdLfX65 83 齿侧凸缘直径 10cot 4 76gphZ 21 查表 9 1 得内链 m18 30h mhZpd57 6 04 1cot0g 取 dg65 轴向齿廓尺寸计算 查 机械设计 表 8 2 22 计算齿宽 查 机械设计 表 9 4 由于 p 12 7 单排 则有 110 95fb 查 机械设计 表 9 1 得内链节内宽 则m8 11f 齿铡倒角 pba3 0 26 m1 475 31 0p ba 倒角半径 取xrp m32rx 链轮齿总宽 1 fntfbpb 22 其中 n 为链排数 为排距 tp 则有 mbpfft 181nb1f 3 典型零件的受力分析与强度校核 3 1 主轴的受力分析与强度校核 轴类零件是较常见的典型零件之一 也是传动系统中最重要的零件 它们在 机器中常用来支承齿轮 带轮等传动零件 以传递扭矩和运动 因此本章选取 刀盘主轴进行受力分析与强度校核 17 1 初步计算轴径 轴的材料为 40Cr 调质处理 查表 15 3 取 A0 105 18 由下式初步估算轴的最小直径 m34 17502 1nPAd30min 2 轴的径向尺寸如图 4 所示 图 4 主轴径向尺寸 Fig 4 Spindle radial dimensions 3 轴的装配关系如图 5 所示 4 轴的弯扭合成强度计算 由装配轴承轴颈处直径 d 50mm 且轴向力忽 略 查 机械零件手册 选取轴承型号为 6310 深沟球轴承 D 110mm B 27mm 1 求作用在轴上的力 27 齿轮上的作用力 N2 17035492dTF1t 9 6tan tanor 带轮对轴的作用力 295 3FP 动刀架对轴的作用力 N82 0mgG m 9519nP19 5T661 3FPN2 648502R21 图 5 主轴装配关系 Fig 5 Spindle assembly relation 轴承对轴的作用力 0LF GLF43t2NV1 则 28 31 8N3502 87 10LF GF243tNV1 又 FGtNV21 268 4 1 870 8FFtNV2 0 L L2P3r2NH1 则 401 5N53 189 87 6 FF221P3rNH1 又 0FrPNH21 1 6723 9 640 FFPrNH12 2 计算轴上的弯距 扭距 并作图 m 8N1035 8LM2V1 2470F3t2 9 69 1PH1 531863r2 m NH1 7 942M22V2 N6 03 T T1 29 图 6 主轴受力立体图 Fig 6 Spindle mechanical drawing 3 校核轴的强度 由轴的扭矩 弯矩图可知 轴承处存在危险截面 因此在该处计算应力 22ca 4 23 因扭转切应力不是对称循环应力 故引入折合系数 取 0 3 抗弯截面系数 5333 12 05 1d 02W 截面上的弯曲应力 MPa7 10 596M1 截面上的扭转切应力 9a2 8WT5 轴的弯扭强度条件为 30 图 7 弯矩示意图 Fig 7 Bending and twisting schemes 图 8 扭矩示意图 Fig 8 Torque figure 1 ca 24 弯矩图和扭矩图如上 查表 15 1 得 MPa70 1 则 31 78MPa 250 913457 2 1ca 符合弯扭强度条件 3 2 轴承的选型与校核 由主轴承轴颈处直径 d 50mm 轴向力忽略不计 查查 机械零件手册 选取轴承型号为 6310 深沟球轴承 1 主轴轴承的校核 由于只承受径向力的作用 且左右轴承受力大小相同 所以在这里仅需校核其中任意一个轴承即可 现取左轴承进行校核 由轴的校 核已经计算出轴承在径向方向的力 故 NFNVHr 40258 315 402211 预期计算轴承寿命 按工作 10 年 年工作 200 天 4 小时工作制 则有 Lh 10 200 4 8000h 右轴承所需的基本额定动载荷 nPCh64510 查 机械设计课程设计 表 15 6 可知 6301 型深沟球轴承的额定动载荷 Cr 63 0 kN 此 C 故安全 同理左边轴承 C 也安全 r rC 2 减速箱中轴的轴承校核 由减速箱中轴承轴颈处直径 d 50mm 轴向力忽 略不计 查查 机械零件手册 选取轴承型号为 6310 深沟球轴承减速箱中轴 承轴的校核 由于只承受径向力的作用 且左右轴承受力大小相同 所以在这 里仅需校核其中任意一个轴承即可 现取左轴承进行校核 由轴的校核已经计 算出轴承在径向方向的力 故 NFNVHr 5 42013 86 3742211 预期计算轴承寿命 按工作 10 年 年工作 200 天 4 小时工作制 则有 Lh 10 200 4 8000h 右轴承所需的基本额定动载荷 nPCh6 594106 查 机械设计课程设计 表 15 6 可知 6301 型深沟球轴承的额定动载荷 Cr 63 0 kN 此 C 故安全 同理左边轴承 C 也安全 r rC 4 技术经济效益分析 4 1 生产成本计算 生产成本主要由原材料费用 人工工资 管理费用三大部分组成 原材料 费用与工人工资基本相等 整台机器大约重 895 千克 而组成机器的材料又有 32 好坏之分 有标准件和非标准件的区别 材料费用大约为 5500 元 工人工资与 管理费用大约为 3000 元 即成本大约为 8500 元 4 2 市场售价预测 从用户的利益与企业盈利双重角度考虑出发 选择市场价钱为 11000 元每 台 这对与很多饲养牲畜大户或者中小型畜牧企业来说 既能满足需求 又不 会增加 太大的经济负担 可以说受到广大用户的青睐 同时也会给用户和企业带来较 大 的效益 4 3 社会与经济效益分析 不断降低农民劳动强度 提高生产率和企业的经济效益 增加农民收入 已是农机发展的必然趋势 但我国农业 畜牧业生产手段还很落后 与国际上 的现代化生产模式有很大差距 采用先进的机械化作业代替繁重的手工劳动是 一项长期的任务 19 近年来 随着农村经济结构的调整 牲畜养殖业得到快速 发展 在牲畜的生长过程中 用切碎的秸秆作饲料 可以增加牲畜的适口性 提高消化率及吸收率 减少饲养过程中的浪费 缩短饲养周期 及时处理大量 秸秆 避免秸秆因腐烂焚烧带来的环境污染问题 而且为大面积以地养地 增 加土壤有机质含量 改善土壤结构 培肥地力 提高农作物产量走出了新路子 减轻了环境污染 20 此外 秸秆还田在抗旱保墒 减少化肥用量和节约生产成 本 保护生态环境等方面均有明显效果 而且对农业的可持续发展有重大的作 用 因而农户对使用安全 价格适中的铡草机要求比较迫切 为此我们研制了 盘刀式铡草机 该机具已通过性能检测并已批量产品推广 受到用户欢迎 取 得了较好的社会和经济效益 5 结束语 历时十二周的毕业设计到今天为止终于全部完成 近三个月以来 在汤教 授的指导帮助下 经过我和同组同学的共同努力和刻苦钻研 我终于圆满完成 了预定的设计任务 为此我感到十分高兴 通过这次毕业设计 我感到收获很大 首先 使我对机械设计的方法和步 骤有了一个比较清晰 具体的了解 为我以后从事的工作迈出了第一步 更重 要的是 它提高了我查阅资料 分析解决实际问题的能力 同时也培养了我不 骄不躁 严谨求实的工作作风 33 综观毕业论文工作的全过程 自认为是满意的 但是 不可否认 本机也 存在一些不足之处 如整体尺寸大 显得有些笨重 功能还不齐全 例如 本 次设计的铡草机只能铡切 而不能揉碎等 这似乎与农机的傻 大 憨 粗的 特点一 致 农机未来的发展必定是向小巧 多功能 联合作业的方向发展 这正是本 机 机需要改进的地方 最后 在离别之际 为我的母校送上一份真诚的祝福 祝福我的母校明天 更美好 参考文献 1 中国农业机械化科学研究院 农业机械设计手册 J 北京 中国农业科学技术出版 社 2007 21 25 2 濮良贵 纪名刚 机械设计 M 北京 高等教育出版社 2005 208 216 3 王 昆 何小柏 汪信远 机械设计课程设计指导书 M 北京 高等教育出版社 2007 156 159 4 吴宗泽 机械设计使用手册 J 北京 化学工业出版社 2000 66 69 5 龚桂义 机械设计课程设计图册 J 北京 高等教育出版社 2004 79 94 6 侯洪生 机械工程图学 J 北京 科学出版社 2005 152 166 7 庞声海 饲料加工机械 M 北京 北京农业出版社 1983 145 152 8 孙 桓 陈作模 葛文杰 机械原理 J 北京 高等教育出版社 2006 201 206 9 周开勤 机械零件手册 J 北京 高等教育出版社 2005 65 67 10 Johan n Borenstein Experimental Results from Internal Odometry ErrorCorrection with the OmniMate Mobile Robot J IEEE Translations onRobotics and Automation 1998 14 6 963 969 11 蔡春源 机械零件设计手册 J 北京 冶金工业出版社 1996 33 34 12 何永熹 武充沛 几何精度规范学 M 北京 高等教育出版社 2006 89 93 13 F Maria A Jimenez Multisensor fusion An Antonornous Mobile Robot J Journal ofIntelligent and Robotic Systems 1998 22 3 129 141 14 东北农学院 畜牧业机械化 M 北京 北京农业机械出版社 1987 211 216 34 15 王先奎 机械制造工艺学 M 北京 机械工业出版社 2008 279 282 16 沈再春 农产品加工机械与设备 M 北京 中国农业出版社 1993 112 114 17 李良藻 汤楚宙 农产品加工机械 M 长沙 湖南教育出版社 1989 64 67 18 无锡轻工业学院 食品工厂机械与设备 M 北京 中国轻工业出版社 1993 30 35 19 第一机械工业部农业机械研究所 农业机械设计手册 上 下册 M 北京 机械工 业出版社 1972 32 34 20 庞声海 饶应昌 饲料加工机械使用与维修 M 北京 中国农业出版社 2000 80 83 致 谢 本论文是在汤楚宙老师的悉心指导和热情关怀下完成的 经过三个月的忙碌和工作 本次毕业设计已经接近尾声 作为一个本科生 的毕业设计 由于经验的匮乏 难免有许多考虑不周全的地方 如果没有导师 的督促指导 以及一起工作的同学们的支持 想要完成这个设计是难以想象的 在这里首先要感谢我的导师汤楚宙教授 他们平日里工作繁多 但在我做 毕业设计的每个阶段 从外出实习到查阅资料 设计草案的确定和修改 中期 检查 后期详细设计 装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导 我的设 计较为复杂烦琐 但是汤教授仍然细心地纠正图纸中的错误 除了敬佩他的专 业水平外 他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样 并将积极 影响我今后的学习和工作 非常感谢学院给我们提供良好的研究条件和环境 然后还要感谢大学四年 来所有的老师 为我们打下机械专业知识的基础 同时还要感谢所有的同学们 正是因为有了你们的支持和鼓励 此次毕业设计才会顺利完成 最后还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母 养育之恩 无以回报 你们永 远健康快乐是我最大的心愿 35 附录 附录 1 A0 装配图 1 附录 2 A1 零件图 2 附录 3 A2 零件图 1 附录 4 A3 零件图 4
收藏