《畢業(yè)設(shè)計（論文）-盤刀式鍘草機(jī)設(shè)計（含全套CAD圖紙）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計（論文）-盤刀式鍘草機(jī)設(shè)計（含全套CAD圖紙）（37頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、全套CAD圖紙，聯(lián)系qq 695132052 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院 全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計 盤刀式鍘草機(jī)設(shè)計 THE DISIGN OF DISHTYPE HAY CUTTER 學(xué)生姓名：李 震 學(xué) 號：200841914327 年級專業(yè)及班級：2008級機(jī)械設(shè)計制造及其自 動化(3)班 指導(dǎo)老師及職稱：湯楚宙 教授 學(xué) 部：理工學(xué)部 湖南·長沙 提交日期：2012年5月 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院全日制普通本科生 畢業(yè)設(shè)計誠信聲明 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢

2、業(yè)設(shè)計是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。同時，本設(shè)計的著作權(quán)由本人與湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院、指導(dǎo)教師共同擁有。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 畢業(yè)設(shè)計作者簽名： 年 月 日 目 錄

3、 摘要 1 關(guān)鍵詞 1 1 前言 2 1.1 鍘草機(jī)的研究目的和意義 2 1.1.1 鍘草機(jī)的研究目的 2 1.1.2 鍘草機(jī)的研究意義 2 1.2 鍘草機(jī)的設(shè)計要求和方法 3 1.2.1 我國畜牧業(yè)對鍘草機(jī)的要求 3 1.2.2 鍘草機(jī)的設(shè)計要求 4 2 總體方案與設(shè)計計算 5 2.1 總體方案 5 2.1.1 鍘草機(jī)的總體構(gòu)成 5 2.2 各主要工作部件的配置關(guān)系及工作過程 5 2.2.1 喂入機(jī)構(gòu) 5 2.3 主要工作部件設(shè)計與計算 7 2.3.1 主要性能參數(shù)與技術(shù)指標(biāo) 7 2.3.2 主要工作部件的參數(shù)選擇與計算 7

4、2.4 傳動設(shè)計與計算 12 2.4.1 擬定傳動方案 12 2.4.2 確定總傳動比和分配各級傳動比 12 2.4.3 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 13 2.4.4 傳動部件參數(shù)的選擇與計算 13 3 典型零件的受力分析與強(qiáng)度校核 24 3.1 主軸的受力分析與強(qiáng)度校核 24 3.2 軸承的選型與校核 28 4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析 29 4.1 生產(chǎn)成本計算 29 4.2 市場售價預(yù)測 29 4.3 社會與經(jīng)濟(jì)效益分析 29 5 結(jié)束語 30 參考文獻(xiàn) 30 致謝 31 附錄 33 盤刀式鍘草機(jī)設(shè)計 學(xué) 生：李

5、震 指導(dǎo)老師：湯楚宙 (湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，長沙 410128) 摘 要：隨著畜牧業(yè)的發(fā)展,草飼料加工機(jī)械也得到了大力發(fā)展,鍘草機(jī)是應(yīng)用較廣泛的草飼料加工機(jī)具之一,但該機(jī)具仍存在著切割過程中功率消耗過大的問題,切碎器的設(shè)計對于鍘草機(jī)切割功耗起著決定性作用,而動刀片又是切碎器的主要工作部件。因此,設(shè)計出性能優(yōu)良的切碎器顯得尤為重要。本文分析了各個時代盤刀式鍘草機(jī)的研究和發(fā)展現(xiàn)狀，設(shè)計出一種新型盤刀式鍘草機(jī)，本機(jī)采用電動機(jī)提供動力，通過帶輪傳動機(jī)構(gòu)，將運動和動力傳送到動刀架主軸，然后通過齒輪傳動機(jī)構(gòu)，將所需的運動和動力傳送至上下喂入輥，從而實現(xiàn)秸稈鍘切。整個機(jī)構(gòu)簡單且易于操作，便

6、于維護(hù)，提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動強(qiáng)度，為實現(xiàn)飼料加工機(jī)械化與規(guī)模化提供了前提。 關(guān)鍵詞：盤刀式鍘草機(jī)；盤刀；鍘草 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

7、 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

8、 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 ele

9、ctric motor through a pulley drive mechanism, the movement and momentum transferred to the 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, redu

10、ce 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 鍘草機(jī)是我國使用最早和生產(chǎn)量較多的飼草加工機(jī)械之一。早在三十年代，我國廣大農(nóng)村開始應(yīng)用手壓鍘刀，來實現(xiàn)長草短喂飼方法。中華人民共和國成立以來，先在農(nóng)村推廣了手搖鍘草機(jī)，六十年代推廣應(yīng)用了電動鍘草機(jī)，進(jìn)入六十年代中期到七十年代，各省市相繼開始自行研制了不同類型的鍘草機(jī)，經(jīng)國

11、家鑒定部門投產(chǎn)了一批不同型號的鍘草機(jī)。從此鍘草機(jī)無論從數(shù)量上還是型號上開始增多，而三化程度不高，進(jìn)入八十年代，鍘草機(jī)開始進(jìn)行了系列設(shè)計并制定了全國性的系列型譜。進(jìn)入九十年代，國務(wù)院提出了利用秸稈養(yǎng)畜，這是發(fā)展我國畜牧業(yè)的重大舉措。 1.1 鍘草機(jī)的研究目的和意義 鍘草機(jī)的研究目的 我國研制了青貯飼料收獲機(jī)、青切機(jī)等機(jī)械，這些機(jī)具在大型國營牧場和較大養(yǎng)畜專業(yè)戶中應(yīng)用較多，而在農(nóng)村還沒有得到普及，有的機(jī)型還不適于農(nóng)村和個體戶[1]；三是為提高秸稈利用率、消化率和適口性。每年生產(chǎn)約5.7億噸作物秸稈，這是一項巨大的飼料資源，而如何開發(fā)利用好農(nóng)作物秸稈，這必然給飼草飼料加工機(jī)械提出了新要求

12、。隨著作物秸稈氨化飼料的推廣應(yīng)用，一些科研和生產(chǎn)部門生產(chǎn)了專用設(shè)備——秸稈調(diào)制機(jī)，但目前定型的機(jī)型少，造價較高，還不能廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中去，我國當(dāng)前在秸稈飼料利用上，主要有四種處理方法，一是氨化（堿化）后喂飼；二是經(jīng)過青貯后喂飼；三是直接喂飼；四是加工草粉制成顆粒喂飼。前三種都需要經(jīng)過鍘切后來處理，方能收到預(yù)期效果。因此，飼草料加工工業(yè)的迅速發(fā)展對鍘草機(jī)的設(shè)計和制造提出了更高、更新的要求。 鍘草機(jī)的研究意義 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的逐步提高，對畜產(chǎn)品的需求有了較大的增加．大力加強(qiáng)和發(fā)展畜牧業(yè)將是中國農(nóng)業(yè)的主要發(fā)展方向。我國具有豐富的農(nóng)作物秸稈資源,每年生產(chǎn)的農(nóng)作物秸稈約5.7 億

13、噸,其中可作飼料的有3. 5 億噸,它是我國廣大農(nóng)區(qū)飼養(yǎng)牲畜的主要飼料。秸稈中含有可消化干物質(zhì)35 %～50 %,粗蛋白3 %～8 % ,特別適合于喂飼牛、羊等反芻動物。改革開放以來,我國糧食總產(chǎn)量提高很快,但是我國人口多,人均耕地少,每年人均占有糧食一直低于400 千克,距世界公認(rèn)的糧食過關(guān)標(biāo)準(zhǔn)500千克相差甚遠(yuǎn)，與發(fā)達(dá)國家相比差距更大，不可能提供大量糧食用作飼料。顯然對我國而言，僅僅依靠糧食生產(chǎn)飼料來發(fā)展畜牧業(yè)這條路是行不通的。目前，減少畜牧用糧的辦法有：(1)發(fā)展配合飼料并改良畜禽品種，以提高飼料轉(zhuǎn)化率；(2)調(diào)整畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展飼草料轉(zhuǎn)化率高的家禽生產(chǎn)；(3)加強(qiáng)防疫滅病，減少畜禽因死

14、亡造成的飼料損失；(4)飼、糧分流，以一部分耕地種植優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)飼草料作物：(5)大量開發(fā)利用非常規(guī)飼草料資源。其中前四點己經(jīng)受到重視，第五點對于減少飼料糧消耗有重要的意義，卻一直未被重視。在“非常規(guī)飼草料”中，農(nóng)作物秸稈等數(shù)量最大、分布最廣，自然成為發(fā)展畜牧業(yè)的首選突破口。秸稈作為一種資源，已受到世界各國的關(guān)注和開發(fā)利用。我國人口眾多，而耕地面積有限，為了減少畜牧業(yè)對糧食的依賴,更要充分利用和開發(fā)農(nóng)作物秸稈飼料,發(fā)展“節(jié)糧型畜牧業(yè)”,特別是對于發(fā)展農(nóng)區(qū)秸稈養(yǎng)牛,具有十分重要的意義。 據(jù)資料統(tǒng)計：我國每年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所遺留的各種農(nóng)作物秸稈大約有6億多噸，其中約30％為玉米秸稈。如果充分利用秸稈加工

15、技術(shù)，如切碎、揉碎和粉碎以及青貯與氨化等，把秸稈加工成飼草料，不但可以節(jié)約大量的糧食，還可以過腹還田，充分利用氮、磷以及各種有機(jī)物成分，提高微量元素的循環(huán)利用率，達(dá)到培育地力、提高土壤的肥力、改善土壤土粒結(jié)構(gòu)的目的，起到防止土壤風(fēng)蝕、沙化和退化的作用[2]。因此，80年代以來，我國對農(nóng)作物秸稈處理進(jìn)行了許多研究工作。應(yīng)用最廣泛的是粉碎和鍘切機(jī)械加工，因為，無論是化學(xué)處理還是生物處理，其第一道工序需要將秸稈粉碎或鍘切。然而，我國目前農(nóng)作物秸稈的利用率還很低，很多農(nóng)民將收獲后的農(nóng)作物秸稈燒掉，既造成資源浪費又污染了環(huán)境。因此，不斷研制飼草加工機(jī)械，提高農(nóng)作物秸稈的利用率，對發(fā)展節(jié)糧效益型畜牧業(yè)具有

16、非常重要的意義。 1.2 鍘草機(jī)的設(shè)計要求和方法 我國畜牧業(yè)對鍘草機(jī)的要求 鍘草機(jī)是奶牛、肉牛、羊、馬等食草動物飼料的主要加工機(jī)具，用來鍘切青飼玉米、各種秸稈、谷草、牧草、稻麥草等。我國畜牧業(yè)對粗草飼料加工長度的要求是：牛以3～4 cm為宜；綿羊以1.5～2.5 cm為宜；粗大的莖節(jié)應(yīng)破碎。因此對鍘草機(jī)的要求是： 1）切碎質(zhì)量好，碎段長度一致，盡量不產(chǎn)生長草段，超長率應(yīng)小于7%； 2）茬口整齊，斜茬率應(yīng)小于5%； 3）切碎長度可根據(jù)飼養(yǎng)要求變化來調(diào)整； 4）附有自動喂入和拋出裝置； 5）切刀刃磨方便，結(jié)構(gòu)簡單，故障少。 鍘草機(jī)的設(shè)計要求 其主要性能指標(biāo)應(yīng)符合表1

17、。 表1 鍘草機(jī)的技術(shù)條件 Table 1 Dishtype Hay Cutter technical conditions 項目 指標(biāo) 超長率（%） ＜7 斜茬率（%） ＜5 破節(jié)率（%） ＞55 超長率的計算： Sc= （1） Sc——超長率（%） ——在小樣中實際長度超出規(guī)定長度1/5的長草總重（g） ——小樣總量（g）； 斜茬率的測定： （2） —

18、—斜茬率（%） ——斜茬草總重量(g); 斜茬草是指被切斷平面與母線夾角小于70度 破節(jié)率的測定： （3） ——破節(jié)率（%） ——草節(jié)被壓遍或破成兩半以上的帶節(jié)草的總重（g） ——小樣中帶節(jié)草的總重； 表2 物料單位草長度電量 Table 2 Material unit grass length power 物料名稱 單位草長度電量 谷草 30 玉米秸稈 30 野生草 25 單位草長度電量:

19、 （4） ——度電產(chǎn)量（） L——平均切草長度（mm） 平均切草長度的測定：在小樣中間除莖稈（葉、皮除外）測量每節(jié)長度，計算算術(shù)平均值。 （5） ——平均切草長度； n——小樣節(jié)數(shù)； 2 總體方案與設(shè)計計算 總體方案 鍘草機(jī)的總體構(gòu)成 2.2 各主要工作部件的配置關(guān)系及工作過程 喂入機(jī)構(gòu) 喂入機(jī)構(gòu)由壓草輥和上、下喂入輥等部件組成。以保證喂入量均勻連續(xù)喂入機(jī)構(gòu)由壓草輥和上、下喂入輥等部件組

20、成。以保證喂入量均勻連續(xù)，上喂入輥的壓緊機(jī)構(gòu)采用彈簧壓緊，有調(diào)節(jié)螺帽可改變彈簧的拉緊力，以調(diào)節(jié)上喂入輥對飼草的壓緊力[3]。對上喂草輥的傳動采用結(jié)構(gòu)緊湊的十字滑塊聯(lián)軸節(jié)。 1）切碎裝置。切碎裝置包括刀盤主軸，它在兩個深溝球軸承中轉(zhuǎn)動，軸的輸入端是大皮帶輪，輸出端是帶動齒輪箱傳動的直齒圓柱齒輪；軸中部固定有動 刀架，動刀架上用沉頭方頸螺栓固定二把把動刀片，另有調(diào)節(jié)螺栓調(diào)節(jié)刀片間隙， 圖1 鍘草機(jī)鍘草機(jī)示意圖 Fig.1 Dishtype Hay Cutter schemes 而定刀片則固定在喂入口下緣[4]。切碎裝置的外殼由下殼組、左上殼組和右上殼組組成，其分別用螺栓

21、固定在機(jī)架上。右上殼組可以快速折開，只須將手柄逆時針方向轉(zhuǎn)動，并松開外殼的固定環(huán)。這種外殼便于檢查時拆裝，在外殼堵塞時也便于清理。 2）拋送裝置。出草裝置包括固定在動刀架上的拋送葉板、輸送管和偏向器等，切碎段經(jīng)葉板的拋送、在獲得較高的速度后沿切碎器外殼切線方向進(jìn)入輸送管中，輸送管內(nèi)有一股由拋送葉板高速旋轉(zhuǎn)后所產(chǎn)生的上升氣流，繼續(xù)將切碎段向上輸送，經(jīng)偏向器落至指定處[5]。輸送管是由單節(jié)管子按青貯塔高度而連接起來的，每對管都用鎖扣鎖住。 3）傳動系統(tǒng)。電動機(jī)提供動力，通過帶輪傳動機(jī)構(gòu)，將運動和動力傳送到動刀架主軸，然后通過一對直齒圓錐齒輪傳至齒輪箱輸入軸帶動下喂入輥，輸入軸上裝有兩個直齒圓柱

22、齒輪帶動另外一根輸入軸于此同時帶動上喂入輥[6]。 該機(jī)器設(shè)有行走輪，工作時短距離移動鍘草機(jī)很方便，但運輸速度限制在5公里/小時以下，若需長距離移動，應(yīng)用運輸工具裝運。 2.3 主要工作部件設(shè)計與計算 主要性能參數(shù)與技術(shù)指標(biāo) 主要工作部件的參數(shù)選擇與計算 本次設(shè)計的盤刀式鍘草機(jī)，主要用于含水率較高的青飼玉米秸稈等物料的切碎。 （1）電機(jī)的選擇。根據(jù)國內(nèi)市場上現(xiàn)有機(jī)型，選用電機(jī)型號Y160L-4三相異步電動機(jī)[7]。其標(biāo)準(zhǔn)查知： 額定功率： 6Kw； 同步轉(zhuǎn)速： 500r/min； 滿載轉(zhuǎn)速： 440r/min； 1）主要技術(shù)指標(biāo)（見表3） 2）主要性能參數(shù)（見表

23、4） 表3 主要技術(shù)指標(biāo) Table3 Its main technical indices 項目 技術(shù)指標(biāo) 切草長度（cm） 1.5～4 配套動力 三相電動機(jī)或柴油機(jī)，根據(jù)生產(chǎn)率和設(shè)計要求計算后確定功率及型號 生產(chǎn)率（t/h） 9 表4 主要性能參數(shù) Table4 Main performance parameters 性能 參數(shù) 配套動力 6kw電機(jī) 生產(chǎn)率 9t/h 切草長度（mm） 15、20、22、32、40 刀盤轉(zhuǎn)速（r/min） 500 刀片數(shù) 2 V形帶 6根 （2）喂草輥的選擇。喂草輥的作用是壓緊和喂送秸稈草料

24、，其喂入性能與輥的直徑和形狀直接有關(guān)。常用的喂草輥分為刀齒形、溝齒形、星齒輥和光齒形四種，見圖2-2。刀齒輥的特點是喂送能力強(qiáng)，但容易纏草，光輥則相反，溝齒輥和星齒輥介于兩者之間[8]。光輥只能用作下草輥，其他三種則兼作上、下喂草輥。 為了適應(yīng)飼草層厚薄的變化和使飼草壓緊程度較為均勻，上喂入設(shè)有壓緊機(jī)構(gòu)。 喂入機(jī)構(gòu)的配置要求： 1）下喂入輥的上平面應(yīng)量與固定刀底刃的上平面在同一水平面上； 2）為保證將飼料壓縮到一定的緊度，在飼料多時也不會堵塞，要求上喂入輥能隨草層厚度變化，一方面做旋轉(zhuǎn)運動，一方面做上下運動[9]。因此必須有特殊的傳動機(jī)構(gòu)及壓緊機(jī)構(gòu)。 上、下喂草輥的直徑Dg由下式確定

25、： （mm） （6） 式中： ——喂料槽上草層的厚度 （mm） ——草層通過喂草輥時的壓縮系數(shù)，常用 ——草層與輥的摩擦角， 通過各方面的比較分析，本設(shè)計下草輥選用刀齒形，上草輥選用溝齒形。據(jù) 調(diào)查每根玉米秸稈的平均直徑為3cm，輸送帶上以堆放三層為宜，則喂入鏈上草層厚度為82mm，取壓縮系數(shù)=0.7，摩擦角于是： 中型切碎機(jī)常用喂入輥直徑為100～140 mm，本次喂入輥取Dg=120mm。 （a）刀齒形；（b）星齒形；（c）溝齒形; (d)光棍 圖2 喂草輥的形

26、狀 Fig.2 grass roller shape （3）喂入口的尺寸確定 1）喂入口的高度和寬度可由下式確定： （7） 式中： ——鍘草機(jī)的設(shè)計生產(chǎn)率（Kg/h）； ——喂入口的充滿系數(shù)，=0.4～0.6； ——秸稈飼草的切斷長度（m）； ——切刀數(shù)，=2～4； ——刀盤轉(zhuǎn)速，=350～950 r/min； ——壓緊后的秸稈飼草體積質(zhì)量，=120～160 。 乘積確定后，按=1/3～1/4求出、值。 由于加工或收獲青貯玉米的實際生產(chǎn)率為理論生產(chǎn)率的70%，本次設(shè)計

27、為9t/h，所以 t/h； 取=3，=500 r/min，=160，得： 取=0.048，又=1/3～1/4，則取=120mm，=400mm。 2）盤刀式切碎機(jī)喂入口的配置尺寸（切刀形式:凸刀）： 實際進(jìn)草高度h=（0.3~0.6）a=（0.3~0.6）120mm=36~72mm，取h=50mm； 實際進(jìn)草寬度c=（0.3~0.6）b=（0.3~0.6）400mm=120~160mm，取c=150mm。 （4）喂入速度的確定。喂入口的充滿系數(shù)取Kc=0.5，草層通過喂草輥時的壓縮系數(shù)=0.7，喂入高度a=120mm，喂入寬度b=400mm，則喂入時的橫截面面積： 則喂入

28、速度： （5）凸刃口切刀刀刃曲線的設(shè)計。盤刀式切碎機(jī)凸刃口的刀刃曲線常用偏心圓弧形，其半徑R由下式確定 見圖2—3 R= mm （8） 式中 b、c、h——喂入口的寬度及配置尺寸； 、——切刀的最大和最小滑切角，常用； ——刃口磨削儲備量，常用=18~30mm； 取b=400mm，c=150mm，h=50mm，，=25mm R= 經(jīng)圓整取凸刃口的刀刃曲線圓弧半徑R=450mm，則=437.5mm。 刀刃圓弧中心O1與刀盤中心O的偏心距e由下式確定： mm 圓整為360mm 刃口兩斷點的位置由其與刀盤中心O點的距離決定：

29、 （9） （10） 式中 ，——刀長余量，=8~15mm，=6~12mm 取=12mm，=10mm 則： 可圓整為565mm 圖3 凸刃口圓弧切刀 Fig.3 Cutter blade arc protruding （6）拋送葉板和拋送高度。在盤刀式切碎機(jī)的刀盤上裝有拋送葉板，當(dāng)?shù)侗P高速旋轉(zhuǎn)時，葉板對比重較大的青飼料起拋送作用，而對較輕的干草以吹送作用 為主[10]。葉板與外殼的徑向間隙不大于3~4mm，側(cè)向間隙不大于6~12m

30、m。 飼料的拋送高度H可用下式計算： H=（m） （11） 式中：——拋送葉板的圓周速度 （m/s） 葉板半徑R=620mm =nD/60=500/s ——由于飼料在拋送過程中互相碰撞，纏繞并與管壁沒擦而造成拋送高度降低的系數(shù)，常用=0.25~0.35 取 則拋送高度： H=/29.8= 2.4 傳動設(shè)計與計算 傳動裝置總體設(shè)計的任務(wù)是擬定傳動方案、選擇電動機(jī)、確定總傳動比并合理分配傳動比以及計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)，為各級傳動零件設(shè)計、裝配圖設(shè)計作準(zhǔn)備。

31、 擬定傳動方案 電動機(jī)提供動力，通過帶輪傳動機(jī)構(gòu)，將運動和動力傳送到動刀架主軸，然后通過一對直齒圓錐齒輪傳至齒輪箱輸入軸帶動下喂入輥，輸入軸上裝有兩個直齒圓柱齒輪帶動另外一根輸入軸，于此同時帶動上喂入輥。 確定總傳動比和分配各級傳動比 1）傳動裝置總傳動比。設(shè)為時間，為刀盤線轉(zhuǎn)速，為主軸轉(zhuǎn)速，為下草輥轉(zhuǎn)速，為動刀數(shù)量，為傳動比，為草長，則： （12） （13）

32、 （14） 2）分配各級傳動比。取第一級V帶輪的傳動比為；取第二級錐齒輪的傳動比為；取第三級錐齒輪的傳動比為；刀盤到喂草輥的傳動比，符合[11]。 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù) 1）計算各軸轉(zhuǎn)速。； 2）計算各軸輸入功率。 取刀盤功率消耗占整機(jī)功率的80%，即： 為V帶的傳動效率，=0.94~0.97 取0.95； 為滾動軸承的傳動效率，=0.98~0.995 取0.99； 為圓錐齒輪1的傳動效率，=0.96~0.98 取0.97； 為圓錐齒輪2的傳動效率，=0.94~0.97 取0.95； 3）計算各軸

33、轉(zhuǎn)矩。 傳動部件參數(shù)的選擇與計算 （1）帶輪的設(shè)計。根據(jù)已知電機(jī)功率P=6w，轉(zhuǎn)速，傳動比 1）確定計算功率 由《機(jī)械設(shè)計》表8-7（以下同）查得工作情況系數(shù)[12]，故 2）選擇V帶的帶型 根據(jù)，由圖8-11選用B型 3）確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗證帶速 ①初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑。由表8-6和8-8，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑 。 ②驗算帶速。按式（8-13）驗算帶的速度 因為5m/s＜＜＜30m/s，故帶速合適。 ③計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑。根據(jù)式(8-15),計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 根據(jù)表8-8，圓整為。 4）確定V

34、帶的中心距和基準(zhǔn)長度 ①根據(jù)，初選中心距。 ②由式（8-22）計算帶所需的基準(zhǔn)長度 由表8-2選取帶的基準(zhǔn)長度為。 ③按式（8-23）計算實際中心距。 中心距的變化范圍為974～1100mm。 5）驗算小帶輪上的包角 6）計算帶的根數(shù) ①計算單根V帶的額定功率。 由和，查表8-4得[13]。 根據(jù)，和B型帶，查表8-4得[13]。 查表8-5得，表8-2得，于是 ②計算V帶的根數(shù) 取6根。 7）計算單根V帶的初拉力的最小值 由表8-3得B型帶的單位長度質(zhì)量，所以 應(yīng)使帶的實際初拉力。 8）計算壓軸

35、力 壓軸力的最小值為： （2）齒輪的設(shè)計 取機(jī)器工作壽命為10年，每年工作50天，每天工作8小時 1）第一對圓柱齒輪的設(shè)計 ①選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 采用錐齒圓柱齒輪，7級精度；采用小齒輪材料為QT600-2，硬度為260HBS，大齒輪材料為QT500-5，硬度為220HBS，二者材料硬度差為40HBS 選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，齒數(shù)比[14]。 ②按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 由《機(jī)械設(shè)計》上設(shè)計公式（10-9a）（下同）進(jìn)行試算，即 （15） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 試選載荷系數(shù)。 小齒輪傳

36、遞的轉(zhuǎn)矩。 由表10-7選取齒寬系數(shù)。 由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。 由圖10-21(a)按齒面硬度查得大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 由式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由圖10-19取接觸疲勞系數(shù)，。 計算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式（10-21）得 計算 計算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。 （16） 取=80mm ③計算圓周速度。 ④計算齒寬。 ⑤計算齒寬與齒高之

37、比。 模數(shù)： 齒高： ⑥計算載荷系數(shù)。 根據(jù)，7級精度，由圖10-8查得動載荷系數(shù)[15]； 直齒輪，；由表10-2查得使用系數(shù)； 由表10-4用插值法，查得7級精度等級、小齒輪相對支承懸臂布置時，。 由，查圖10-13得；故載荷系數(shù) ⑦按實際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑，由式（10-10a）得 ⑧計算模數(shù)m。 ⑨齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 由式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為 （17） 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 由圖10-20(a)查得大

38、、小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)； 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù),由式（10-12）得 計算載荷系數(shù)。 由表10-5查得齒形系數(shù) ，。 由表10-5查得應(yīng)力校正系數(shù) ，[16]。 計算大小齒輪的并加以比較。 小齒輪的數(shù)值大。 設(shè)計計算 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，因此可取模數(shù)，按接觸強(qiáng)度算的分度圓直徑，算出小齒輪的齒數(shù)：

39、大齒輪齒數(shù)： ⑩幾何尺寸的計算 計算分度圓直徑 計算中心距 計算齒寬 取 ， （2）第二對錐齒輪的設(shè)計 1）選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) ①采用直齒圓柱齒輪，7級精度；小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS ②選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，齒數(shù)比。 2）按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計 ①由《機(jī)械設(shè)計》上設(shè)計公式（10-9a）（下同）進(jìn)行試算，即 （18） ②確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 試選載荷系數(shù)。

40、 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 由表10-7選取齒寬系數(shù)。 由表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)。 由圖10-21a按齒面硬度查得大、小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 由式10-13計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 由圖10-19取接觸疲勞系數(shù)，。 計算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由式（10-21）得 計算數(shù)值 計算小齒輪分度圓直徑，代入中較小的值。 =mm 3）計算圓周速度 4）計算載荷系數(shù) 根據(jù)，7級精度，由圖10-8查得動載荷系數(shù)； ；由表10-2查得使用系數(shù)； 由表10-4用插值法，查得7級精度等級、小齒輪相對支承懸

41、臂布置時，。 故載荷系數(shù) 5）按實際的載荷系數(shù)校正所算的分度圓直徑，由式（10-10a）得 圓整取=92mm。 6）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計 由式（10-5）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計公式為 （19） ①確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 由圖10-21a查得大、小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 由圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù)； 計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù),由式（10-12）得 計算載荷系數(shù) 計算當(dāng)量齒數(shù) 由表10-5查得齒形系數(shù)， 應(yīng)力校正系數(shù)，。 計算大小齒輪的并加以比較

42、 小齒輪計算數(shù)值較大 ②設(shè)計計算 取m=4 則： 7）幾何尺寸的計算 ①計算分度圓直徑 ②計算錐距 8）計算壓軸力 有效圓周力為： 由于是水平傳動，故鏈輪壓軸力系數(shù)， 則壓軸力為： 9）鏈輪幾何尺寸的計算 ①分度圓直徑： ②齒頂圓直徑： 平均齒頂圓直徑 ： 取齒頂圓直徑： ③齒根圓直徑： ④最大齒根距離 ： 當(dāng)齒數(shù)是奇數(shù)時 ；當(dāng)齒數(shù)是偶數(shù)時（20） ⑤齒側(cè)凸緣直徑 （21） 查表9-1得內(nèi)鏈 取

43、 ⑥軸向齒廓尺寸計算 查《機(jī)械設(shè)計》表8-2-22 ⑦計算齒寬 查《機(jī)械設(shè)計》表9-4 由于p>12.7 ,單排，則有 查《機(jī)械設(shè)計》表9-1得內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬，則 齒鍘倒角 倒角半徑 取 鏈輪齒總寬 （22） 其中，n為鏈排數(shù)，為排距。 則有 3 典型零件的受力分析與強(qiáng)度校核 3.1 主軸的受力分析與強(qiáng)度校核 軸類零件是較常見的典型零件之一,也是傳動系統(tǒng)中最重要的零件。它們在機(jī)器中常用來支承齒輪、帶輪等傳動零件，以傳遞扭矩和運動。因此本章選取刀

44、盤主軸進(jìn)行受力分析與強(qiáng)度校核[17]。 （1）初步計算軸徑。軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理，查表15-3，取A0=105[18],由下式初步估算軸的最小直徑： （2）軸的徑向尺寸如圖4所示 圖4 主軸徑向尺寸 Fig.4 Spindle radial dimensions （3）軸的裝配關(guān)系如圖5所示 （4）軸的彎扭合成強(qiáng)度計算。由裝配軸承軸頸處直徑d=50mm，且軸向力忽略，查《機(jī)械零件手冊》，選取軸承型號為6310深溝球軸承，D=110mm，B=27mm。 1）求作用在軸上的力 ①齒輪上的作用力： ②帶輪對軸的作用力： ③動刀架對軸的作用力：

45、 圖5 主軸裝配關(guān)系 Fig.5 Spindle assembly relation ④軸承對軸的作用力: 則： 又 則： 又 2）計算軸上的彎距、扭距，并作圖 圖6 主軸受力立體圖 Fig.6 Spindle mechanical drawing 3）校核軸的強(qiáng)度 由軸的扭矩、彎矩圖可知，軸承處存在危險截面，因此在該處計算應(yīng)力 （

46、23） 因扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力不是對稱循環(huán)應(yīng)力，故引入折合系數(shù)α，取 抗彎截面系數(shù)： 截面上的彎曲應(yīng)力： 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： 軸的彎扭強(qiáng)度條件為： 圖7 彎矩示意圖 Fig.7 Bending and twisting schemes 圖8 扭矩示意圖 Fig.8 Torque figure （24） 彎矩圖和扭矩圖如上： 查表15-1得 則： 符合彎扭強(qiáng)度條件。 軸承的選型與校核 由主軸承軸頸處直

47、徑d=50mm，軸向力忽略不計，查查《機(jī)械零件手冊》， 選取軸承型號為6310深溝球軸承。 1）主軸軸承的校核。由于只承受徑向力的作用，且左右軸承受力大小相同，所以在這里僅需校核其中任意一個軸承即可，現(xiàn)取左軸承進(jìn)行校核，由軸的校核已經(jīng)計算出軸承在徑向方向的力，故 N 預(yù)期計算軸承壽命（按工作10年，年工作200天，4小時工作制），則有： Lh` =102004=8000h 右軸承所需的基本額定動載荷 查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》 表15-6可知，6301型深溝球軸承的額定動載荷Cr=63.0 kN。此，C<, 故安全！同理左邊軸承C< ，也安全！ 2）減速箱

48、中軸的軸承校核。由減速箱中軸承軸頸處直徑d=50mm，軸向力忽略不計，查查《機(jī)械零件手冊》，選取軸承型號為6310深溝球軸承減速箱中軸承軸的校核。由于只承受徑向力的作用，且左右軸承受力大小相同，所以在這里僅需校核其中任意一個軸承即可，現(xiàn)取左軸承進(jìn)行校核，由軸的校核已經(jīng)計算出軸承在徑向方向的力，故 預(yù)期計算軸承壽命（按工作10年，年工作200天，4小時工作制），則有： Lh` =102004=8000h 右軸承所需的基本額定動載荷 查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計》 表15-6可知，6301型深溝球軸承的額定動載荷Cr=63.0 kN。此，C<, 故安全！同理左邊軸承C

49、<，也安全！ 4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益分析 4.1 生產(chǎn)成本計算 生產(chǎn)成本主要由原材料費用、人工工資、管理費用三大部分組成。原材料費用與工人工資基本相等。整臺機(jī)器大約重895千克，而組成機(jī)器的材料又有好壞之分，有標(biāo)準(zhǔn)件和非標(biāo)準(zhǔn)件的區(qū)別。材料費用大約為5500元，工人工資與管理費用大約為3000元，即成本大約為8500元。 4.2 市場售價預(yù)測 從用戶的利益與企業(yè)盈利雙重角度考慮出發(fā)，選擇市場價錢為11000元每臺，這對與很多飼養(yǎng)牲畜大戶或者中小型畜牧企業(yè)來說，既能滿足需求，又不會增加 太大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。可以說受到廣大用戶的青睞，同時也會給用戶和企業(yè)帶來較大

50、 的效益。 4.3 社會與經(jīng)濟(jì)效益分析 不斷降低農(nóng)民勞動強(qiáng)度、提高生產(chǎn)率和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，增加農(nóng)民收入，已是農(nóng)機(jī)發(fā)展的必然趨勢。但我國農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)生產(chǎn)手段還很落后，與國際上的現(xiàn)代化生產(chǎn)模式有很大差距，采用先進(jìn)的機(jī)械化作業(yè)代替繁重的手工勞動是一項長期的任務(wù)[19]。近年來，隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，牲畜養(yǎng)殖業(yè)得到快速發(fā)展。在牲畜的生長過程中，用切碎的秸稈作飼料，可以增加牲畜的適口性，提高消化率及吸收率，減少飼養(yǎng)過程中的浪費，縮短飼養(yǎng)周期。及時處理大量秸稈，避免秸稈因腐爛焚燒帶來的環(huán)境污染問題，而且為大面積以地養(yǎng)地，增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)、培肥地力，提高農(nóng)作物產(chǎn)量走出了新路子，減

51、輕了環(huán)境污染[20]。此外，秸稈還田在抗旱保墑、減少化肥用量和節(jié)約生產(chǎn)成本、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面均有明顯效果，而且對農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有重大的作用。因而農(nóng)戶對使用安全、價格適中的鍘草機(jī)要求比較迫切，為此我們研制了盤刀式鍘草機(jī)，該機(jī)具已通過性能檢測并已批量產(chǎn)品推廣，受到用戶歡迎，取得了較好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。 5 結(jié)束語 歷時十二周的畢業(yè)設(shè)計到今天為止終于全部完成！近三個月以來，在湯教授的指導(dǎo)幫助下，經(jīng)過我和同組同學(xué)的共同努力和刻苦鉆研，我終于圓滿完成了預(yù)定的設(shè)計任務(wù)，為此我感到十分高興！ 通過這次畢業(yè)設(shè)計，我感到收獲很大。首先，使我對機(jī)械設(shè)計的方法和步驟有了一個比較清晰、具體的了解，為我以后

52、從事的工作邁出了第一步。更重要的是，它提高了我查閱資料，分析解決實際問題的能力，同時也培養(yǎng)了我不驕不躁、嚴(yán)謹(jǐn)求實的工作作風(fēng)。 綜觀畢業(yè)論文工作的全過程，自認(rèn)為是滿意的。但是，不可否認(rèn)，本機(jī)也存在一些不足之處，如整體尺寸大，顯得有些笨重；功能還不齊全，例如，本次設(shè)計的鍘草機(jī)只能鍘切，而不能揉碎等。這似乎與農(nóng)機(jī)的傻、大、憨、粗的特點一 致。農(nóng)機(jī)未來的發(fā)展必定是向小巧、多功能、聯(lián)合作業(yè)的方向發(fā)展。這正是本機(jī) 機(jī)需要改進(jìn)的地方。 最后，在離別之際，為我的母校送上一份真誠的祝福，祝福我的母校明天更美好！ 參考文獻(xiàn) [1] 中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院. 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計手冊［J］.北京：

53、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2007：21-25. [2] 濮良貴，紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計［M］.北京：高等教育出版社，2005：208-216. [3] 王 昆，何小柏，汪信遠(yuǎn). 機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書［M］.北京：高等教育出版社，2007：156-159. [4] 吳宗澤. 機(jī)械設(shè)計使用手冊［J］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000：66-69. [5] 龔桂義.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計圖冊［J］.北京：高等教育出版社，2004：79-94. [6] 侯洪生. 機(jī)械工程圖學(xué)［J］.北京：科學(xué)出版社，2005：152-166. [7] 龐聲海. 飼料加工機(jī)械［M］.北京：北京農(nóng)業(yè)出版社，1983：

54、145-152. [8] 孫 桓，陳作模，葛文杰. 機(jī)械原理［J］.北京：高等教育出版社，2006：201-206. [9] 周開勤. 機(jī)械零件手冊［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. 機(jī)械零

55、件設(shè)計手冊［J］.北京:冶金工業(yè)出版社，1996：33-34. [12] 何永熹，武充沛.幾何精度規(guī)范學(xué)［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] 東北農(nóng)學(xué)院. 畜牧業(yè)機(jī)械化［M］.北京:北京農(nóng)業(yè)機(jī)械出版社，1987：211-216. [15] 王先奎. 機(jī)械制造工藝學(xué)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2

56、008：279-282. ［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社.1993：112-114. ［M］.長沙:湖南教育出版社，1989：64-67. ［M］.北京:中國輕工業(yè)出版社，1993：30-35. [19] 第一機(jī)械工業(yè)部農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所.農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計手冊（上、下冊）［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1972：32-34. ［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2000：80-83. 致 謝 本論文是在湯楚宙老師的悉心指導(dǎo)和熱情關(guān)懷下完成的。 經(jīng)過三個月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指

57、導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師湯楚宙教授。他們平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從外出實習(xí)到查閱資料，設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣，但是湯教授仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯誤。除了敬佩他的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 非常感謝學(xué)院給我們提供良好的研究條件和環(huán)境，然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學(xué)們，正是因為有了你們的支持和鼓勵，此次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成。 最后還要感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，養(yǎng)育之恩，無以回報，你們永遠(yuǎn)健康快樂是我最大的心愿。 附錄 附錄1：A0裝配圖×1 附錄2：A1零件圖×2 附錄3：A2零件圖×1 附錄4：A3零件圖×4