香蕉秸秆粉碎还田机的研究毕业论文(编辑修改稿)

香蕉秸秆粉碎还田机的研究毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

式（ 31） A 为材料的承载情况，是确定常数。 故： mmnpAd 335 40 331  根据功率分配，此轴需用功率很大可取 进行设计 mmnpAd 55900 332  根据功率分配可取 kw119 0 01 8 01 8 06 0 . 5p  mmnpAd 4418 01111 0 333  根据轴的直径求它的扭矩为： mAT1 mNAnPmAT   )233( 42111 242 2 2 6 0 . 5 5 59 5 5 0 9 5 5 0 3 . 1 4 ( ) 1 0 1 5 2 . 49 0 0 2PT m A A N mn            mNAnPmAT   )244( 42333 因为轴上装有齿轮，齿轮与轴之间的扭矩相当大 ，故普通键已不能满足其要求，故本次设计中齿轮与轴之间的键都采用花键连接。 由机械设计手册、最小轴径、机构特点结合来选用以下几种花键型号：主传动轴的最小直径为 36mm，故选花键为 8 36 40 7（ Z d D B）齿数为 8，小径为 36mm，大径为 40mm，齿宽为 7mm，倒角为 ， 粉碎刀轴的最小直径为 80mm，故选花键为； 10 82 86 12。 香蕉秸秆粉碎还田机的研究 9 （ a）外花键 （ b）内花键 图 34 内、外花键图 ： 在本次设计中主传动轴安排在箱体的中间位置，因为它上面装两个齿轮，并且与离合器相连接，故有两个花键及一个轴有连接。 为了使箱体的优化加工，应选大小两个外径一样大的同型号轴承，齿轮 1 左边用套筒来定位，右边用轴肩定位，两轴承分别以轴肩和套筒定位，采用过渡配合或过盈配合装入，右边齿轮 z3的左边与轴承套筒相连，右边通过调速螺母和垫片来调节。 Ⅰ段即为与离合器相连接部分，它是由所造花键来确定的，初步设定长度为73，它的直径为花键大径 d1＝ 50mm。 Ⅱ段直径 d2＝ 50（由机械设计手册查齿轮倒角 c1=，由 此段安装入轴承，故取 c=,d2=d1+2c=50+*2=57mm），亦符合毡圈离封标准轴径，也符合轴承内径要求。 初选 30210 系列圆锥滚子轴承，其内径为 50mm。 Ⅲ段安装齿轮１，根据齿轮的设计，这段轴为阶梯轴，大径为 140mm，第二阶为 76mm，初步设计这段长度为 60mm。 Ⅳ段为传动部分，是主传动轴最长的部分，这段主要是为了齿轮 2 和齿轮 3的空间而留，为了轴的加工方便，设计这段轴的直径为 40mm，这段长度为 220mm。 Ⅴ段为轴肩，其直径为 48mm。 Ⅵ段为安装齿轮 3，为了在加工的过程中减小 挽刀的次数，故在符合轴的强度及抗扭强度上，采用与离合器相同的外花键，故这段轴的长度为 50mm，最大直径为 50mm。 Ⅶ段为安装轴承，初步定轴承的型号为 30210 系列轴承，它的内径为 50mm。 Ⅷ段为螺纹结构，它是用来调整齿轮３位置并锁紧轴承２防止其轴向跳动，它的长度为 17mm。 香蕉秸秆粉碎还田机的研究 10 轴的结构设计草图如图 35 所示。 图 35 主动轴结构简图 根据这种设计方法，齿轮轴的初步设计见图 36 所示： 图 3 6 齿轮轴结构简图 轴承的选择 滚动轴承的工作特性 1．负荷能力 滚动轴承的负 荷能力与轴承类型和尺寸有关。 相同外形尺寸下，滚子轴承的负荷能力为球轴承的 ～ 3 倍。 滚动轴承的选用，即应该满足外载荷的要求，又应该尽量发挥轴承本身的负荷能力。 2．速度特性 滚动轴承的工作转速上升到一定限度后，滚动体和保持架的惯性力，以及极香蕉秸秆粉碎还田机的研究 11 小的形状偏差，不仅导致运动状态恶化，而且造成摩擦面间温度升高和润滑剂的性能变化，从而导致滚动体回火或轴承元件的胶合失效。 在一定负荷和润滑条件下，滚动轴承所能允许的最高转速称之为极限转速。 它与轴承类型、尺寸、精度、油隙、保持架的材料和结构、润滑方式、润滑剂的性能和用量、负 荷的大小和方向以及散热条件等因素有关。 一般来说，圆锥滚子轴承具有较高的极限转速。 滚动轴承类型选择原则 1．轴转速较高，负荷不大，而旋转精度要求较高时，宜用球轴承，如： 6000型。 2．转速较低负荷较大或冲击负荷时，宜采用滚子轴承，如： 20xx 型， 3000型。 3．支点跨距大，轴的变形大或多支点轴，宜采用调心轴承，如： 1000 型、 3000型、 69000 型。 根据以上原则及分析，类比机械设计手册的设计数据，结合工作环境，选用30000 型圆锥滚子轴承，其受力及寿命均能满足设计要求。 轴承如图 37 所示： 图 37 圆锥滚子轴承 4 秸秆粉碎还田机刀具的研究 秸秆粉碎还田机刀具布置的研究 秸秆粉碎还田机刀辊（包裹刀轴、刀具及附件）的振动危害性非常大，不但影响粉碎性能，而且对整机也有极大的破坏性。 例如：悬挂架、机罩开焊开裂，香蕉秸秆粉碎还田机的研究 12 胶带（或链条）拉断或磨损失效等等。 影响机具振动的因素很多，如刀辊、传动系、工况等。 其中刀具布置的合理性是影响机具振动的重要因素。 因此，本文对刀具布置加以研究，以使刀辊的振动减至最小。 刀辊振动分析 空载情况 下刀辊高速旋转，受力比较复杂，可以从静态分量和动态分量两方面来考虑。 其中，静态分量包括刀辊自重、轴承支力、传动扭矩等；动态分量则指刀辊、刀具及其附件由于旋转而产生的离心力，现有机器一般具有以下特点：刀轴近似为匀质回转件，刀具轴向间距相等，刀具周向间距角度相等。 这些特点可保证到辊自重及其作用点在旋转过程中是变动的，实质上，刀辊正是通过轴承支力使整机产生振动。 假如能够保证动态分量平衡，轴承支力可视为不变量。 这样，刀辊自重、轴承支力、传动扭矩 3 个静态分量就在旋转过程中达到了平衡。 刀轴一般可以认为是匀质回转件，它的 离心力可视为零。 因此，减振的关键在于使刀具及其附件的离心力保持平衡。 “均力免振假设”的提出 秸秆还田机的转速一般都比较高，由于刀辊不平衡，在高速运转的状况下，会产生较大的振动。 在刀轴上合理排列刀片是减振的重要措施。 目前掌握的国内外有关这方面的资料甚少，我们在分析秸秆还田机刀片排列以及与之类似的还田机弯刀排列，锤片式粉碎机锤片排列基础上，归纳出一些秸秆还田机刀片排列必须遵循的原则以及不是必须满足但对秸秆还田机工作防振等有利用的原则： （ 1）空载旋转时刀轴受力均匀，刀片产生的离心力的合力为零，即径向 受力必须平衡。 （ 2）轴向相邻刀片间距以不产生实际漏切割带为原则。 （ 3）轴向相邻两刀片径向夹角要尽量大。 （ 4）相继打击秸秆的刀片的轴向距离越大越好，以免干扰和堵塞。 （ 5）所有刀片沿刀轴周向尽量呈等角分布，以使工作平衡，刀轴负荷均匀。 （ 6）尽量每次一组刀片打击秸秆。 （ 7）制造及装配要方便。 （ 8）功率消耗尽量小。 根据这些原则，我们进一步提出假设：某一种刀片排列方式能满足刀片在刀香蕉秸秆粉碎还田机的研究 13 辊轴向上等间分布，而在刀轴周向上等角度分布，并且满足刀辊空载时受力均匀，径向平衡的基本条件，那么它就是能达到减振要求的 优先排列。 刀具设计及选择 刀具结构形式选择 秸秆粉碎还田机粉碎刀的种类有：锤爪式、弯刀（甩刀）式和直刀式。 这种刀型是使用历史最早的一种。 锤爪式粉碎刀的质量大，可产生较大的锤击惯性力，产生的负压高，喂入性好，对玉米、高粱、棉花等硬质秸秆有较好的粉碎性能，但消耗功率大，工作效率低，秸秆韧性大时，粉碎质量差。 图 41 锤爪式粉碎刀 图 42 弯刀（甩刀）式粉碎刀 （甩刀）式粉碎刀 弯刀（甩刀 ）式粉碎刀一般两片成组使用，安装成 Y 型，也有采用两弯加一直或四弯加一直的。 刀片切割（弯曲）部分开刃，对秸秆剪切功能增强。 在刀轴高速旋转时粉碎刀进行甩击，击碎、切断秸秆，粉碎效率高，秸秆的捡拾性能好，香蕉秸秆粉碎还田机的研究 14 对不同秸秆种类的适应性强。 与锤爪式粉碎刀比较，弯刀的体积、质量和所受到的阻力小，消耗功率较小。 弯刀（甩刀）型秸秆粉碎还田机动力消耗适中，介于直刀和锤爪式记性之间，作业效率较高，适用于粉碎棉花、小麦、向日葵等秸秆。 直刀式粉碎刀一般三片成组使用，间隔较小，排列较密，刀片工作部分开刃。 作业时有多 个刀同时进行切断，对秸秆撞击次数多，粉碎效果好，刀片运转阻力小，消耗功率较小，工作效率高。 直刀式秸秆还田机使用很普遍，在土地比较平整的所有地区都适用。 粉碎刀在刀轴上按螺旋线排列，刀轴经过动平衡实验，工作平稳，振动小。 图 43 直刀式粉碎刀 实验结果及设计任务的要求，此秸秆还田机是与东方红 X824 型拖拉机配套使用的，且 直刀片 适应性强，对香蕉秸秆具有较好的粉碎性能。 由于香蕉秸秆具有纤维较粗大，较难切断的特性，弯刀及锤爪式粉碎刀钧可能造成香蕉秸秆纤维缠绕，影响粉碎效果，所以选用 直刀 片。 根据动力学原理，甩刀的能量 T为： 221 2 mv J 式（ 41） 式中 J 为转动惯量， 2Jm ； m 为锤爪质量， kg；  为转动物体的惯。