【正文】 N(4)曲柄主軸的強(qiáng)度校核由上面的彎曲應(yīng)力處錐齒輪截面為最大應(yīng)力處， （418）查軸的常用材料及其主要機(jī)械性能表[6]可知40Cr調(diào)質(zhì)時(shí)，MPa，根據(jù)值查軸的許用彎曲應(yīng)力表查得軸的許用彎曲應(yīng)力MPa。圖45 曲柄主軸的受力圖，主軸的轉(zhuǎn)速為nⅡ=738 r/min。軸段②上安裝錐齒輪,則mm，mm。軸段④安裝軸承,其直徑和長(zhǎng)度等于相應(yīng)軸承的內(nèi)徑和寬度,選用6025型深溝球軸承,則mm， mm。軸的最小直徑 （414）取 ， MPa ，則mm由于軸上開(kāi)鍵槽,考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度削弱,應(yīng)增大軸徑,一般有一個(gè)鍵槽時(shí),軸徑增大3%左右,有兩個(gè)鍵槽時(shí)應(yīng)增大7%左右,然后圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑,因此將圓整成18mm。（5）確定軸上鍵的類型和尺寸軸上零件的周向固定采用鍵，故在錐齒輪與皮帶輪的軸段上開(kāi)鍵槽。m）總彎矩（N則 N式中 ——壓力角，；——小齒輪分度圓錐角，由前面計(jì)算可知 。軸段⑦上安裝有皮帶輪，考慮到帶輪裝拆方便，故mm，mm。軸段③為軸肩定位軸承，為保證軸承的軸向固定，則mm，mm。各軸段的長(zhǎng)度，主要取決于各零件與軸配合部分的軸向尺寸和零件間必要的軸向間隔的距離。（9）分度圓齒厚mm齒輪強(qiáng)度校核按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 （48）式中 ——節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒輪 =；——彈性系數(shù)，由彈性系數(shù)表查得；——接觸疲勞許用應(yīng)力（MPa）； （49）式中 ——齒輪材料的接觸疲勞極限（MPa）；——接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)，由接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)圖查得； ——接觸疲勞強(qiáng)度最小安全系數(shù)，取 ；MPaMPaMPa＜故二級(jí)錐齒輪齒面接觸強(qiáng)度合理。由動(dòng)載系數(shù)圖查得 =；——嚙合齒對(duì)間載荷分配系數(shù)，取1；——齒輪傳動(dòng)載荷分布不均勻系數(shù)，由齒向載荷分布不均系數(shù)圖查得。（4）由抗彎疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)圖查得抗彎疲勞壽命系數(shù)。 閉式硬齒面齒輪傳動(dòng)，采用齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式，齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核公式。m）傳動(dòng)比效率 減速器的設(shè)計(jì) 錐齒輪的設(shè)計(jì):1，可進(jìn)行二級(jí)減速，一級(jí)通過(guò)動(dòng)力皮帶輪輸出減速，第二級(jí)因要滿足回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)最終轉(zhuǎn)化為割刀往復(fù)運(yùn)動(dòng)，故設(shè)計(jì)二級(jí)減速為一對(duì)圓錐齒輪。皮帶輪傳動(dòng)效率取，圓錐齒輪傳動(dòng)效率[11]，則切割系統(tǒng)總的傳動(dòng)效率 圖41 切割系統(tǒng)傳動(dòng)圖（1）各軸的轉(zhuǎn)速Ⅰ軸 r/minⅡ軸 r/min（2）各軸的功率 Ⅰ軸 kW Ⅱ軸 kW（3）各軸的扭矩電機(jī)軸 N 割草機(jī)功率需求分析和傳動(dòng)效率 割草機(jī)的功率分析割草機(jī)功率包括立式割臺(tái)往復(fù)切割器切割功率和輸送功率。=== （42）式中 —— 一級(jí)皮帶輪減速比； —— 二級(jí)圓錐齒輪減速比。 傳動(dòng)比確定曲軸主軸的轉(zhuǎn)速 ==m/s （41）往復(fù)式切割器割刀平均速度常為 ～ m/s，由公式（8）得== ～ r/min取曲柄主軸轉(zhuǎn)速=738 r/min。第4章 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)將柴油機(jī)的動(dòng)力分別傳送給切割器和輸送系統(tǒng)。動(dòng)刀的結(jié)構(gòu)如圖32所示。 切割裝置的設(shè)計(jì) 動(dòng)刀的結(jié)構(gòu)切割裝置主要是由一對(duì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)刀和固定不動(dòng)的支撐部分組成，動(dòng)刀和刀桿做成一體，刀桿和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，用以將動(dòng)力傳遞給動(dòng)刀。軸段①是和曲柄主軸聯(lián)接的聯(lián)軸器，根據(jù)聯(lián)軸器中許用的直徑，取mm， mm。由于本文設(shè)計(jì)的是雙刀割草機(jī)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的受力情況正好相反，相互抵消，所以凸輪軸平衡能力較好，就不需要校核計(jì)算了。曲柄旋轉(zhuǎn)一周，割刀完成兩個(gè)行程，則割刀平均速度為 =（m/s） （34）= = m/s式中 ——曲柄半徑（mm）；——曲柄轉(zhuǎn)速（r/min）；因?yàn)榍懈钏俦圈? 將（31）、（33）代入整理得 λ= （35）現(xiàn)有割草機(jī) =（～） 代入（35）式得 λ= （36）——?jiǎng)拥度懈叨龋╩m），標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ型切割器動(dòng)刀刃高度為 54，代入（36）得λ= = ～為保證切割質(zhì)量，實(shí)際切割速比應(yīng)大于理論切割速比，理論進(jìn)給速度 取機(jī)器穩(wěn)定行駛所允許的最高速度。因?yàn)橥鶑?fù)切割器割刀運(yùn)動(dòng)一個(gè)行程，曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)180176。在工作時(shí)，柴油機(jī)輸出回轉(zhuǎn)動(dòng)力，經(jīng)過(guò)輸入軸將動(dòng)力傳輸給曲柄主軸,再經(jīng)曲柄機(jī)構(gòu)變?yōu)橥鶑?fù)運(yùn)動(dòng)。這一章主要是設(shè)計(jì)小型電動(dòng)割草機(jī)的大體的方案，為以后的設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。根據(jù)以上原則，并結(jié)合牧草收割的農(nóng)藝要求，本論文所設(shè)計(jì)的小型電動(dòng)割草機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)：配套動(dòng)力：；割幅： 1 m；割茬高度：45mm左右；切割形式：雙動(dòng)往復(fù)式；適用作物高度：600mm左右；刀片刃口：平面形；刀齒間距：39mm；刀片運(yùn)動(dòng)速率：1800次/min；前進(jìn)方式：手扶推行式；操縱人數(shù)：1人；工效：334m2/h左右。行走輪的直徑為250mm。傳動(dòng)系統(tǒng)中動(dòng)力由柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶輪輸出后，經(jīng)三角皮帶輪和一對(duì)錐齒輪兩級(jí)減速，并改變傳動(dòng)方向后傳遞給曲柄主軸，在經(jīng)過(guò)聯(lián)軸器將動(dòng)力傳遞給凸輪軸，帶動(dòng)刀片進(jìn)行切割，同時(shí)，切割器曲柄主軸經(jīng)一對(duì)小鏈輪將驅(qū)動(dòng)力傳遞給輸送系統(tǒng)。選擇單缸兩沖程的柴油機(jī)，,轉(zhuǎn)速為2600r/min,外形尺寸為166196208。結(jié)合當(dāng)前養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展的特點(diǎn)，牧草機(jī)械的研制在機(jī)型上以小型為主，在研究?jī)?nèi)容上，重點(diǎn)解決勞動(dòng)強(qiáng)度大，用工多的牧業(yè)生產(chǎn)作業(yè)，考慮部分牧場(chǎng)的規(guī)模等，所以本論文主要設(shè)計(jì)一種小型輕便的雙動(dòng)刀的往復(fù)式割草機(jī)械。 往復(fù)式割草機(jī)的分類往復(fù)式割草機(jī)主要分為以下幾類：（1）手扶拖拉機(jī)配套；又分為前懸掛式和牽引式:；（2）乘座式拖拉機(jī)配套；又分為前懸掛式和牽引式；（3）連桿式割草機(jī)；采用曲柄輪和連桿驅(qū)動(dòng)的形式；（4）無(wú)連桿式割草機(jī)；又稱作平衡驅(qū)動(dòng)割草機(jī)，通過(guò)動(dòng)刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在此過(guò)程中所產(chǎn)生的不平衡又重錘吸收。第2章 整體方案的確定 割草機(jī)類型的選擇 按切割裝置分類割草機(jī)按其切割裝置來(lái)分可分為刀片往復(fù)運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)兩類。切割器刀片安裝在刀盤上，并隨刀盤一起回轉(zhuǎn)進(jìn)行割草，其前進(jìn)速度高，有較高的生產(chǎn)率，不產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，更換刀片簡(jiǎn)易，保養(yǎng)方便。由于切割速度提高，引起割刀往復(fù)慣性力大為增加，會(huì)造成機(jī)器震動(dòng)和機(jī)件損壞，切割高產(chǎn)或濕潤(rùn)牧草常產(chǎn)生堵刀現(xiàn)象。它適于收割天然牧草和種植牧草，具有割茬低而整齊，牧草損失少，便于調(diào)整使用等優(yōu)點(diǎn)，其發(fā)展過(guò)程是從畜力到機(jī)引；從牽引到懸掛?？傮w來(lái)講我國(guó)牧草收獲機(jī)械化水平還是很低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，品種單一，且草地單位面積擁有整套割、摟、裝、運(yùn)設(shè)備數(shù)量與美國(guó)相比差距懸殊。該廠生產(chǎn)的天然草場(chǎng)和低產(chǎn)人工草場(chǎng)的割、摟產(chǎn)品，技術(shù)上比較成熟，且市場(chǎng)占有率高、量大而面廣，但它在種植高產(chǎn)牧草的收割方面競(jìng)爭(zhēng)力較小。由于嚴(yán)重缺乏適合農(nóng)牧民的牧草收獲機(jī)械，造成農(nóng)牧民種草豐產(chǎn)不豐收，或豐產(chǎn)欠收。60年代內(nèi)蒙古畜牧機(jī)械研究所進(jìn)行了后懸掛雙刀高速割草機(jī)的研究，雙動(dòng)刀高速割草機(jī)接近當(dāng)時(shí)國(guó)外同類產(chǎn)品先進(jìn)水平，由于某種原因約十年的時(shí)間停止了這方面的研究工作。但由于國(guó)外的收獲機(jī)械以大型為主，其機(jī)具轉(zhuǎn)彎半徑大，需要地頭長(zhǎng)，組織水平要求高，價(jià)格昂貴，因此考慮種植方式，作業(yè)地塊條件及農(nóng)牧民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等多種因素，國(guó)外電動(dòng)割草機(jī)在我省推廣應(yīng)用存在很大的局限性。因此，國(guó)外牧草收獲機(jī)械研究開(kāi)發(fā)從整機(jī)性能上已日益完善。英國(guó)的 Hesston 往復(fù)式割草機(jī)，如 1275 型，具有國(guó)際領(lǐng)先水平。美國(guó)約翰在1830年由埃溫 國(guó)內(nèi)外發(fā)展歷史及現(xiàn)狀 國(guó)外電動(dòng)割草機(jī)的生產(chǎn)研究概況國(guó)外研制和生產(chǎn)牧草收獲機(jī)械起步早，發(fā)展較快。雖然市場(chǎng)上國(guó)外產(chǎn)品質(zhì)量較好，但價(jià)格太高，不太適合國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的消費(fèi)水平，所以開(kāi)發(fā)性能良好、自動(dòng)化程度高、外形輕巧美觀，而且價(jià)格適中的國(guó)產(chǎn)收割機(jī)將是我國(guó)牧草收割設(shè)備的關(guān)鍵機(jī)械之一，對(duì)促進(jìn)飼草產(chǎn)業(yè)化繼承會(huì)起到舉足輕重的作用[6]。主要的原因是我國(guó)的牧草收割機(jī)的品種不齊全，牧草收割的質(zhì)量不能夠達(dá)標(biāo)，這樣就會(huì)影響牧草的再生長(zhǎng)，研究牧草收割技術(shù)的人員少，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，再者農(nóng)牧民的購(gòu)買欲望不夠強(qiáng)烈，嚴(yán)重影響了牧草收割機(jī)的快速發(fā)展。 所以我們應(yīng)該盡快找到一個(gè)合適的方法目的在于盡快解決牧草收割的難點(diǎn)[3] 。目前牧草種植均為幾公頃至幾十公頃的中小型牧場(chǎng)，田塊大小不一，高低不平，大型電動(dòng)割草機(jī)械難以在這些地區(qū)作業(yè)，這些地理位置對(duì)電動(dòng)割草機(jī)械要求的條件比較高。我國(guó)的牧草資源豐富，是巨大的天然寶藏，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)我國(guó)共有各類天然草二十多種，有33億畝草原，10億畝草山坡地，%，居世界第二位，同時(shí)我國(guó)的秸稈資源也是非常豐富的，可以生產(chǎn)大量的飼草。經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷加快促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化機(jī)構(gòu)調(diào)整，畜牧業(yè)隨之突顯為主體，在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)中所占的比重越來(lái)越大。南方農(nóng)村地處山丘陵區(qū)，具有適合奶牛、羊、鵝等畜禽養(yǎng)殖的良好條件，20多年來(lái)畜牧業(yè)發(fā)展較快，與之相應(yīng)的牧草種植面積也不斷擴(kuò)大。人員工資高，造成作業(yè)成本高，而且牧草在一個(gè)生長(zhǎng)期內(nèi)多次收割，急需適合中小型牧場(chǎng)的收獲機(jī)械。由于我國(guó)畜牧機(jī)械業(yè)起步比較晚，在生產(chǎn)工藝、機(jī)械設(shè)計(jì)、加工設(shè)備和自動(dòng)化控制水平等諸多方面與發(fā)達(dá)國(guó)家存在著一定的差距。提高國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量，開(kāi)發(fā)新結(jié)構(gòu)，無(wú)疑會(huì)畜牧業(yè)發(fā)展起到革命性的作用。隨著牧草產(chǎn)業(yè)的迅速崛起，給牧草機(jī)械化發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇，小型電動(dòng)割草機(jī)市場(chǎng)需求空間很大，前景廣闊[7]。普拉克內(nèi)特獲得了第一臺(tái)割草機(jī)的發(fā)明專利，那是一臺(tái)裝有環(huán)形刀身的笨重機(jī)器，而且運(yùn)轉(zhuǎn)不很理想。到了20世紀(jì)70年代各國(guó)開(kāi)始研制使用旋轉(zhuǎn)式割草機(jī)，利用高速旋轉(zhuǎn)的割刀對(duì)植株進(jìn)行無(wú)支撐切割的工具，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)保養(yǎng)時(shí)間少，不需要磨刀、換