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1、演曲袁噗大普JIANGXIagriculturaluniversity本科毕业设计（论文）题目：玉米秸秆粉碎机的设计学院：工学院姓名：学号：专业：农业机械化及其自动化班级:Io（H班指导教师：职称：副教授2014年5月毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作者签名
2、：B期：指导教师签名：H期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，BP：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名：B期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式
3、标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日注意事项1.设计（论文）的内容包括：D封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或
4、绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2 .论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。3 .附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。4 .文字、图表要求： ）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上
5、5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档 .装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神口优口良中口及格口不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度口优良中及格不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力口优口良中口及格口不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性口优良中及格不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况口优口良中口及格口不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？口优口良
6、中口及格口不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？口优口良中口及格口不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义口优口良中口及格口不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？口优良中及格不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优口良中及格口不及格建议成绩:F优日良一于中口及格不及格（在所选等级前的口内画“J”）指导教师：（签名）单位：（盖章）年月日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优口良口中口及格口不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优口良口中口
7、及格口不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优口良口中口及格口不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优口良口中口及格口不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优口良口中口及格口不及格建议成绩：口优良口中口及格口不及格（在所选等级前的口内画“）评阅教师：（签名）单位：（盖章）年月曰教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优口良口中口及格口不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优口良口中口及格口不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优口良口中口及格口不及格二
8、、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？口优口良口中口及格口不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？口优口良口中口及格口不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优口良口中口及格口不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优口良口中口及格口不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优口良口中口及格口不及格评定成绩：口优口良口中口及格口不及格教研室主任（或答辩小组组长）：（签名）年月日教学系意见:系主任：（签名）近几年由于国家农业政策的鼓励，我国整个农业形势大好，玉米产量也大幅度的提高，但随之出现的问题是
9、玉米秸秆也大量增多，清除秸秆成了农民种地前最头痛的事。为不影响农耕，按时播种，同时又省事省力，有些农民就直接将秸秆就地焚烧，这样既浪费资源又污染环境。玉米秸秆粉碎机就是未解决这一问题而产生的。它是将玉米秸秆粉碎并铺撒在田里，这样既环保又达到了很好的增肥效果。该玉米秸秆粉碎机的设计主要依靠三点悬挂与拖拉机相挂接，依靠其牵引本机工作。主要由悬挂部分、齿轮箱、秸秆粉碎部分等组成。关键词秸秆粉碎；还田；设计;ABSTRACTInrecentyears,duetotheencouragementofnationalagriculturalpolicy,Chinasoverallagriculturals
10、ituationisexcellent,andcornproductionisalsogreatlyimproved,buttheattendantproblemsarealsoalargeincreaseincornstalks,strawbecamecleartheformerpeasantfarmingHeadaches.Doesnotaffectfarming,sowingtime,whileeasyeffort,somefarmersdirectlyinsituburningofstraw,sonotonlywasteresourcesandpollutetheenvironment
11、.Cornstalkshredderisnottosolvethisproblemarising.Afterthestrawchoppershopsprinkleitintheground,sothatenvironmentallyfriendlyandcanchangesoilfertility,fertilitytoachievegoodresults.Thecornstalkshredderdesignedprimarilyrelyonthree-pointsuspensionwitharticulatedtractor,pullingthemachinereliesonitswork.
12、Mainlybythesuspension,gearbox,strawchoppingmechanismandothercomponents.Keywords:Strawchopper;Field;Design;目录jN2ABSTRACT2目录31引言41.1 玉米秸秆粉碎机设计的背景51.2 玉米秸秆粉碎机设计的目的及意义52总体结构及基本参数的确定62.1总体结构62.2工作原理62.3拖拉机的选择62.4基本参数计算以及各轴功率、转矩分配71.1.1 1基本参数的计算71.1.2 各轴的功率分配71.1.3 各轴的输出转矩82.5玉米秸秆粉碎机主要参数83传动部分主要零件设计83.1带轮
13、主要参数的计算和结构的确定93.1.1 几何尺寸的确定93. 1.2V带轮的材料，结构的确定103. 1.3大、小动带轮的具体尺寸113. 2锥齿轮的几何计算和说明113. 2.1选定齿轮参数113. 2.2按齿面接触强度进行初步设计113. 2.3几何尺寸的计算123. 2.4校核齿面接触疲劳强度143. 2.5校核齿根弯曲疲劳强度153.3轴的设计与校核163. 3.1轴的材料选择和最小直径估算163. 3.2输入轴的结构设计173. 3.4输出轴的结构设计213. 3.5输出轴上的载荷与校核224主要工作部件的设计253.1 秸秆粉碎刀辑工作原理254. 2甩刀的排列方式265. 3甩刀
14、的选择265总结27主要参考文献28致谢291引言1.1玉米秸秆粉碎机设计的背景目前，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。近几年由于国家农业政策的鼓励，粮食直补，农机购机补贴等措施的实施，使农业机械化水平的不断提高。我国整个农业形势大好，玉米产量也大幅度的提高，但随之出现的问题是玉米秸秆也大量增多，清除秸秆成了农民种地前最头痛的事。为不影响农耕，按时播种，同时又省事省力，有些农民就直接将秸秆就地焚烧，这样既浪费资源又污染环境。
15、玉米秸秆粉碎机就是未解决这一问题而产生的。它是将玉米秸秆粉碎并铺撒在田里，这样既环保又达到了很好的增肥效果。我国土地面积广阔，秸秆资源数量巨大，开发价值大，开发利用前景十分可观，真可谓广阔天地，大有作为啊！1. 2玉米秸秆粉碎机设计的目的及意义该粉碎机是将玉米秸秆粉碎并铺撒在田里，这样既环保又达到了很好的增肥效果。它是一种在玉米联合收割机以外使用的机械，作业的对象是收获完玉米棒子之后，玉米秸秆还在地里，手工粉碎清理比较麻烦，它很好的弥补了这部分需求,价格适中，适用于中小型的田地，功率也比较适中，应用范围较广，有很好的使用前景。我国农业机械化水平相较以前有了很大的提升，但水平与国际相比还是有很大
16、的距离，所以作为一名学习农业机械的学生来说还有很长的路要走，真可谓任重道远啊！设计玉米秸秆粉碎机只是一个简单的开始，是对自己的一次检验，以后必须更加努力才行。2总体结构及基本参数的确定2.1总体结构该玉米秸秆还田机主要由动力输入、变速箱、带传动、工作部件秸秆粉碎机1一箱传动轴2变速3皮带出动部分4一粉碎机罩壳5-工作部件图1总体设计示意图构等组成。采用的结构形式为卧式结构，刀轴水平配置，安装在刀轴上的甩刀在纵向垂直面内旋转。粉碎机在工作的时候,依靠三点悬挂装置与拖拉机后输出轴通过万向联轴器相挂接,牵引着该机工作。2. 2工作原理粉碎机的工作原理是：在该机工作时，拖拉机输出轴传递的动力经万向节传
17、递给变速齿轮箱，齿轮箱传递动力到带轮。在进行秸秆粉碎作业时，轴通过齿轮箱、大小带轮两级增速后，带动粉碎刀轴上的甩刀高速旋转，把地上的秸秆抓起,使之受到一次切割。当秸秆进到机箱内后，又一次同时受到剪切、搓擦和撕拉的作用，从而得到进一步粉碎，粉碎完后被均匀地抛撒于机后田地中，达到还田的目的。2. 3拖拉机的选择配套拖拉机的选择就是发动机的选择，必须依靠粉碎机的要求来进行选择。发动机应有适当的容量来满足要求，如果所选的发动机功率太大，必然会因容量不能充分利用而增加成本，造成功率的浪费；相反，如果容量太小，就不能保证粉碎机的正常粉碎，或使发动机长期处于过载、发热量大的工作状态，导致过早损坏。考虑到功率
18、储备以及传递过程中的功率损失，所以选择的发动机功率必须大于粉碎机的使用功率。家用型的玉米秸秆还田机可选择5560马力左右中型拖拉机与其配套。2.4基本参数计算以及各轴功率、转矩分配2.4.1 基本参数的计算现已知粉碎轴及刀轴的工作转速是n3=1800rmin,拖拉机输出轴的转速n拖=523rmi11o所以总的传动比=2-=523/1800=0.291锥齿轮的传动比.傩=0.5则轴2的转速n2=等=523/0.5=lO46rmin则带轮传动比Z*=上=1046/1800=0.5812.4.2各轴的功率分配已知联轴器传动效率联轴二98,锥齿轮&级闭式齿轮传动效率四轮二95,滚动轴承的传动效率轴承二
19、98带轮的传动效率带轮二96。拖拉机的输出功率4=55X0,73580%=32.34AW(?()%用于拖拉机的行驶功率)轴1的输出功率A=4轴承联轴器=31.06kW轴2的输出功率P?=4轴承椎用轮=29.22&W轴3的输出功率6=8带轮轴承=27.49ZW2.4.3各轴的输出转矩拖拉机输出转矩n3234二9550以=9550=590.53N机%523轴1的输出转矩T.=9550且=9550x=567.16Nm,n1523轴2的输出转矩7；=9550=9550=266.78zn%1046轴3的输出转矩n?7497；=95504=9550=145.85Nm3/18002. 5玉米秸秆粉碎机主要参
20、数外型尺寸（毫米）1750X1350X1050作业幅宽（mm）1050抛撒幅宽（mm）1050整机重量（公斤）450粉碎轴转速（转/分）1800粉碎刀数（片）Y型刀30滚筒回转宜径（Innl）496切碎长度10cm配套功率55-60马力切碎合格率290%3传动部分主要零件设计2.1 带轮主要参数的计算和结构的确定3.1.1几何尺寸的确定计算的项目计算的内容计算的结果确定计算功率查书中带传动表8-7工况系数为Ka=12PqKF,P=27.49P1.KAP=1.2*27.49Pc=32.988选取带型由书上图8-11Pea=32.988,n3=1800rmin选用C带选取小带轮直径由设计手册初选出
21、小带轮直径=224mm大带轮直径dd2=idd,i=l.722=385.54,圆整为400mm带轮带速v_midnrI-60l0V1=21.llm/s；5msV30ms,合适初选中心距”7(di+(/2)-ao-2(din+42)初选中心距436.81248初选-600mm带初步基准长度“-2场+2(册+)+4%1.dO=2193.611u11带基准长度4由表8-2得：1.d=2000mm实际中心距CC,k-1.dO%+2min=。一15x1.,omax=。+X1.doa=504w11:“min=474三nax=564mm小带轮包角6r.=180o-2180o-57aal=160。3oal90
22、o带的根数由小带轮直径和转速，查8-4a得H由表8-4b查得如”由表8-5取包角系数Ka由表8-2取长度系数KAE)=7.9kw玲=1.35AWKa=O.95K1.O.88带的根数z=p,(p0+2,kJ()min带的压轴力(,)min=2z()minsin-(K)min=3564N3. 1.2V带轮的材料，结构的确定带速V300mm时，可采用轮辐式。由上表可知，dd=224mm;dd2-400mm,则：小带轮可以采用腹板式，大带轮可以采用轮辐式查表得：C型V带轮轮槽截面尺寸：基准宽度bd=19mm,基准线上槽深hanin=4.8mm,基准线下槽hmm=14.3mm,槽间距C=25.5O.57
23、J槽边距Znin=M,带轮宽度8=（Z-l）e+2/a轮槽数）,外径*=dd+2儿3.1 .3大、小动带轮的具体尺寸A小带轮：轴颈尺寸d=40mm,分度圆直径dd=224mn,da=234mm,B=132mm,1.=80mm,d1=80mm,C=33mm.B大带轮：轴颈尺寸D=50mm,分度圆直径dd2=400mm,da2-410mm,h=55.43mm,h2=0.8h=44.34mm,b=0.4h=22.17mm,b2=0.8b=17.74mm,f=0.2h=l1.086mm,f2=0.2h2=8.87mmo3.2 锥齿轮的几何计算和说明3.2.1选定齿轮参数大齿轮和小齿轮材料都选为20Cr
24、,渗碳淬火，硬度均为56-62HRC。齿轮精度等级为6级，按传动装置的设计方案，选择闭式传动直齿锥齿轮由表查的：齿轮接触疲劳强度极限：,im=1500MPt/齿轮弯曲疲劳强度极限：心血=%=顿MPa3.2.2按齿面接触强度进行初步设计对于闭式的齿轮可按齿面接触强度公式设计查表得到公式：Vw2+1(1-05)22载荷系数K=2.4额定转矩T.=9550包=9550x=567.16Nm,%523齿数比=刍=523/1046=0.5；齿宽系数四=0.3(益=0.250.3)许用接触应力=0.9lim=0.91500=1350MPa材料配对系数Gft=I(两者材料相同，均为20Cr钢)初算结果d965
25、卜112.4x567.16-=48.25mmV0.52+l(l-0.50.3)20.31350j23.2.3几何尺寸的计算齿数取z1=24,Z2=WZ1=0.5x24=12分锥角b=arctan=arctan2=63.43ou2=一百=90。-63.43=26.57d4S25大端模数11=-l=6.178aw11,取机=6.5三nz24.d.=Wz1=156mm大端分度圆直径错误!未找到引用源。Ca2=tnz1=78h?一1JE+/4汨=4(1一0.5人)=132.6机机齿宽中点分度圆直径T八“cdm2=a2(l-0.5。0)=66.3mm外锥距R=%=87.210加2si11G中锥距用“=H
26、(I().5%)=74.129加九齿宽b=耙R=2663nun,取b=27nn切向变为系数Xd=0X,2=0,高变位系数错误!未找到引用源。X1=OX2=O7zl=n(+x1)=6.5mm大端齿顶高:/1ha2=6.5mmhf,=w(l.2-X1)=7.Stnm大端齿根高JChf2=l.Smm大端齿顶圆直径41=4+2%cosg=159.13mmda2=J2+2ha2cos2=89.63帆加齿根角hf.f.=arctan=5.1lofiR6/2=5.11。齿顶角的=%=5.11。；二错误!未找到引用源%=切2=5.11。顶锥角以=6+/=68.542=+62=31.68根锥角%=B-f=58.
27、32。2=-(92=21.46o冠顶距Ajfcl=-hasi114jl=33S6mmAk2=B-42sin62=75.092，机安装距A=83,186帆加取1（考虑到齿轮结构情况，以及轮冠距H的测量方便）A2=90.092/ww轮冠距=A1-Aki=50mmH2=A2-Ak2=15mm大端分度圆弧齿厚11Sl=m(-+2xltan+x,l)=10.210/W?邑=10.210%耳二SI(I-芸)=10.203mm分度圆弦齿厚6dS2=S2(1-5)=10.18mmh-=I+Slcos*_6515mm分度圆弦齿高mH4dlh2-h2+邑0范2=6.799mma2a24d2z.=z1cos=54当
28、量齿数zv2=z2cosJ2=13当量齿轮分度圆直径41=4川/CoSa=296.45tnndv2=dn2cos2=74.129/777/7btan%.齿宽中点齿顶高nam-na17.QMm,btanO,、1.hant2=ha22-=5.293三4,H=42hg=307.031mm当量齿轮顶圆直径d、S=4,2+2*=84.715mm齿宽中点模数Rm,n=m-jjl=5.525mmmRdvb=4,1coscif=278.573z11?当量齿轮基圆直径dvh2=Jl.2cos=69.658/ww啮合线长度Sva=0,5(i2-1.5故安全3.3.4输出轴的结构设计3.3.4.1装配方案如图所示3
29、.3.4.2确定轴的直径和长度：第一、五处安装轴承，第三阶段安装锥齿轮，第四阶段安装套筒，定位轴承；第六阶段与小带轮相连。轴上有两个键槽，最小的直径为右端带轮处，宽度取7211un,安装轴承的直径取80mm,轴承选用61016型号80x125x14,第二阶直径取88mm长度取4111un,第三阶定位右边的齿轮，键选用25x14x110。第四阶安装套筒固定齿轮，套筒的长度取27mm。第六阶安装轴承与带轮相连，键槽选用18x11x56,选用单圆头平键。3.3.5输出轴上的载荷与校核3.3.5.1计算作用在齿轮上的力=804.766/VF_27；_2x2667866.3804径向力工1=Eltana
30、Cosb1轴向力工I=EltanaSina小稣Ivta-1.F.=2Ttan20Id=16286N带轮的径向力：I两个轴承的水平压力：Fu=-5N2=28486N335.2画弯矩,扭矩图由于竖直上只有轴承的重力，所以只考虑水平面上的情况，弯矩144000N.mm3.3.5.3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的截面（既危险截面）的强度。根据上表中的数值，查机械设计手册，并取=6,轴的计算应力为:=l2MPaJm2+3)2_50732+(0.6x47962)2W0.1403前已选定轴的材料为45钢调质处理,查得*=60MP,因此/“J,故安全。3.3.5.4校核轴的
31、疲劳强度鸾矩MMH-63950N.mmMv=12036Njnm总弯矩M=JM；+M;=639502+120362=65073Nj三?扭矩T=Tx=47962N.w11抗弯截面系数=OJD3=34300W抗扭截面系数W=0.2D3Wr=68600加/弯曲应力M.=41.90MP扭转应力TTt=WtT,=19.65MPa叼查表15-1fi=735MPa1=355MPar_,=200MPa轴上环槽处的理论应力集中系数查表r取2mmrJ=0.074DZJ=1.llla=1.8a=1.4轴的材料敏性系数q0=082q=0.85有效应力集中系数%=1+4T)kr=+qr(ar-1)%=1.656k=1.3
32、4尺寸系数=0.85扭转尺寸系数=0.9表面质量系数附图&=四=0.92综合系数K=匕+-5-1%frKr=-+-1rJK=2.035TCr=1.542碳钢的特性系数%二0=0.05计算安全系数s=s=dKUerJC二SNS=8.37Sr=11.96Sm=6.851.5故安全4主要工作部件的设计4.1 秸秆粉碎刀辐工作原理玉米秸秆首先被拖拉机前横梁推斜，机组再行进一段距离后，秸秆还田机横梁A点就抵住玉米秸秆，由于拖拉机的地隙高于秸秆还田机的喂入口高度,A点起一定的支承作用，这时甩刀砍切秸秆比在纯无支承状态砍切要好一些。目前，秸秆还田机基本都是采用锤爪、弯刀等以高速砍、切、撞、搓、撕的方式将玉米秸秆直接粉碎还田。粉碎工作部件的旋转方向与机具前进方向相反，粉碎部件是该机的核心工作部件。粉碎刀辑的转速、甩刀的配制方式及数量是直接影响秸秆粉碎性能的主要参数。甩刀数量越多，甩刀的线速度越大。对秸秆的粉碎效果越好。考虑动力的匹配以及作业的安全性，选用了卧式结构。20把锤爪式甩刀按螺旋线均匀分布在刀轴上。刀盘回转直径D=512mm；刀轴转速n=1800r/Inin；甩刀的最大线速度v=40mso4.2 甩刀的排列方式甩刀的
