【正文】 （ 4） 由 參考文獻 [25]圖 按齒面硬度查得小圓錐 齒輪的接觸疲勞強度極 限 σHlim1＝ 600MPa；大圓錐齒輪的接觸疲勞強度極限 σHlim2＝ 550MPa； （ 5） 由 參考文獻 [25]式 計算應力循環(huán)次數(shù) N1 ＝ 60n1 jLh＝ 60550（ 2830015）＝ 910 N2 ＝ N/＝ ? 109 （ 6） 由 參考文獻 [25]圖 查得接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1＝ ； KHN2＝ （ 7） 計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為 1％，安全系數(shù) S＝ 1，由 參考文獻 [25]式（ ）得 ? ?H? 1 ＝ 600MPa＝ 540MPa ? ?H? 2 ＝ 550MPa＝ 所以許用接觸應力 ? ? M P aH ?? 1) 計算 （ 1） 試算小圓柱直齒輪分度圓直徑 d1t，由 參考文獻 [25]式 得 ? ?3211 ????????????HEdtt ZuuTKd ?? () d1t = 3 24 ???????????= （ 2） 計算圓周速度 v smndv t / 1 ?? ????? ? （ 3） 計算齒寬 b mmdb td . 1 ?? ? （ 8） 計算齒寬與齒根之比 b/h 模數(shù) ntm = d1t /本科生畢業(yè)設計 32 齒高 h=(2h*+c*) ntm = b/h=（ 9） 計算載荷系數(shù) 根據(jù) v＝ 、 7 級精度，由 參考文獻 [25]圖 中的精度 /線及 v 查得動載系數(shù) ?K =。此系列小型本科生畢業(yè)設計 28 直流電機有發(fā)動機和電動機兩種，具有轉(zhuǎn)動慣量小，調(diào)速范圍 廣，體積小重量輕，可用于靜止整流電源供電等優(yōu)點。Nz , 此時圓弧刃動刀比直刃動刀利于滑切。 (3) 由圖 可以看出 , 動刀片在切割過程中 , 刀片所受的正壓力很大而滑切力 P 相對很小 , 砍切作用遠大于滑切作用 , 因此 PCC204。??? , 39。將數(shù)據(jù)整理成表 。將不同位置的 ? S 的中點與回轉(zhuǎn)中心 O 相連 , 得出滑切角 ? 、推擠角 ? 。 切割玉米秸稈時 S、 q 關系見表 。的刀架上 (如圖 )。 本科生畢業(yè)設計 19 盤刀式切碎器是畜牧業(yè)生產(chǎn)中廣泛應用的飼料加工機械 ,其工作過程中消耗的能量主要用于飼料的切斷。 本章小結(jié) 以 9ZF110 型盤刀式切碎器為基礎 ,研究了圓弧曲線、直線和等滑切角曲線刀刃在切割青飼玉米時的切割能耗變化。范圍內(nèi) ,切割轉(zhuǎn)角在 45176。 θ= 176。~176。 τ= 45176。 χ=176?！?176?！?176。 e =375 4D 7D e = τ=176。 試驗設計 考慮到直線刃、圓弧刃和等滑切角刃 3 種類型切碎器在切割過程中的能量消耗 ,圓弧刃和等滑切角刃各選擇 3 組不同的結(jié)構(gòu)參數(shù) ,直線刃選擇 4 組不同的參數(shù) ,其參 數(shù)的取值、滑切角、擠推角和切割轉(zhuǎn)角的數(shù)值見表 。偏心圓弧曲線刀刃、直線刀刃和等滑切角曲線刀刃 3 種形式的切碎器在切 割過程的幾何參數(shù)如圖 所示。隨物料尺寸的改變， 使壓力隨彈簧變形而改變，有利于喂入切割。 切碎器的動刀片數(shù) k 為 2，喂入輥轉(zhuǎn)速 n 為 85r/min，喂入口寬度 a 取 ， 度 b 取 ，莖稈壓縮后容重以棉稈為例約為 120~150kg/m3 ，若取 130kg/m。b故刀片推擠角隨著切割點外移、回轉(zhuǎn)角的減小而減小。速度 V 和 Vn夾角為滑切角 ? ，在一定滑切角范圍內(nèi)，滑切程度越大，切割越省力。 表 切碎秸稈的粒度分布 刀軸轉(zhuǎn)速 粒度 (mm)及百分含量 (%) /r影響切碎性能的主要因素有 :(l)切割時要產(chǎn)生滑切，以減少切割阻力。 喂入齒輥轉(zhuǎn)速 :85r/min: 物料切碎長度 :10mm。 圖 秸稈切碎機總體結(jié)構(gòu)示意圖 該機主要由切碎器、變速箱和喂入機構(gòu) 、喂入槽、甩拋裝置、帶傳動、電動機組成。國內(nèi)相關報道較少，孫驪 (1998)、徐學耘 (加 00)等對麥秸和棉桿的物理特性作了初步的分析。其它目前正在興起的研究與應用有 :南京林業(yè)大學將秸稈壓縮成型制作秸稈板材，建筑墻體材料，包裝材料等 。氣相燃料速度快，熱量輸出可以控制，在烘干木材、茶葉、飼料和代替燃油發(fā)電及農(nóng)村居民炊事等方面己有成功應用。目前，經(jīng)過對秸稈還田技術(shù)和配套操作規(guī)程等的研究，秸稈直接還田在我國已有了一定面積的推廣應用。現(xiàn)階段其用途大致可分為 4 個方面 :① 秸稈還田 。科技部組織力量研究推廣秸稈綜合利用技術(shù)，并把秸稈綜合利用技術(shù)列入國家“九五”、“十五”科技攻關計劃。本科生畢業(yè)設計 1 第 1 章 緒論 本研究的目的和意義 中國是農(nóng)業(yè)大國，也是秸稈資源最為豐富的國家之一?！掇k法》要求 :禁止在機場、交通干線、高壓輸電線路附近和省轄級人民政府劃定的區(qū)域內(nèi)焚燒秸稈，到 2021 年，各省、自治區(qū)的秸稈綜合利用率將達到 85%。 農(nóng)作物秸稈綜合利用現(xiàn)狀 本科生畢業(yè)設計 2 中國農(nóng)作物秸稈資源量大面廣，每年產(chǎn)出量多達 億 t，且隨著農(nóng)作物單產(chǎn)的提高，秸稈產(chǎn)量也將隨之增加。配套的秸稈還田設備有粉碎還田機、滅茬機、收獲還田機和水田埋草機等。秸 稈熱解氣化技術(shù)把細軟、松散的低品位秸稈轉(zhuǎn)換成清潔的高品位氣體，熱效率可達 40%。 (4)工業(yè)原料 秸稈作為工業(yè)原料主要用于工業(yè)造紙，占秸稈總產(chǎn)出量的 %。國外對麥秸、飼草等軟莖稈的拉 伸強度、剪切強度、彈性模量、剛度模量等物理特性研究較多 (o’Dogherty， 1995)。 表 秸稈的化學成分 (徐學耘， 1994) 種類 木質(zhì)素 纖維素 半纖維素 果膠 聚戊糖 % % % % % 棉稈 22 麥秸 杉木 本科生畢業(yè)設計 5 第 2 章 切碎機整體方案設計 總體結(jié)構(gòu)設計 秸稈切碎機的總體結(jié)構(gòu)見圖 。 本科生畢業(yè)設計 6 動刀轉(zhuǎn)速 :550r/min。它的參數(shù)設計是否合理，對切碎質(zhì)量、功率消耗以及機器運轉(zhuǎn)均勻程度有直接影響。樸香蘭， 1998)?？城兴俣?Vn，方向垂直刃線。 圖 中，由三角形 OGH 和 HCD 相似關系可知，推擠角 x 在數(shù)值上等于回轉(zhuǎn)角 ? ， ? 在切割過程中逐漸減小。a ? —喂入輥壓縮后的莖稈容重， kg/m3 。壓緊裝置采用雙彈簧式壓緊裝置，兩個彈簧在機架兩側(cè)，一端固定在機架上，另一端固定在喂入輥軸座上。 本科生畢業(yè)設計 14 裝置 圖 傳動系統(tǒng)簡圖 本科生畢業(yè)設計 15 第 4 章 盤刀式切碎器刀刃曲線對切割能耗的影響 切割過程幾何參數(shù)的分析 根據(jù)盤刀式切碎器的切割原理和切割過程中定刀與動刀之間相互作用關系的分析可知 ,影響切割過程的主要參數(shù)是切割時的滑切角 τ、擠推角 x 和切割轉(zhuǎn)角 θ。無論采何種形狀的刀刃曲線 ,其 3 個角度間的關系皆是如此。 本科生畢業(yè)設計 17 表 曲線刀刃結(jié)構(gòu)參數(shù) 圓弧刃 等滑切角刃 直線刃 實驗號 參數(shù) 實驗號 參數(shù) 實驗號 參數(shù) 1D R =375 。 χ= 176。 e =226 5D 8D e = τ=176。～ 176?！?176。 χ= 176。~176?！?5176。因此 ,在應用理論計算公式進行切碎器結(jié)構(gòu)參數(shù)設計 ,要考慮動態(tài)切割的影響 ,對設計參數(shù)進行必要的修正。對于不同類型的刀刃曲線 ,只要結(jié)構(gòu)參數(shù)的設計能夠保證滑切角和切割轉(zhuǎn)角在適宜的范圍內(nèi)變化 ,則可保證切碎器具有較低的切割能耗。切碎器是青飼切碎機的重要工作部件 ,動刀片和拋送葉片安裝在 3個互呈 120176。設動刀刃上任意一點 A 受力為 F , 它可分解為沿著刀刃方向的滑切力 P 和垂直于刀刃方向的正壓力 N z[ 22 ] , 其中 N z= sq? () P = fN z () F = 22 PNz ? () 式中 ： q——比阻 , 即單 位刃口長的切割阻力 ? S ——參加切割的刃口長度 f ——切割的滑動摩擦因數(shù) 圖 圖 本科生畢業(yè)設計 22 各種飼料具體的 q 值應由試驗確定 (本研究取用玉米秸稈 ) 。 圖 刃口動刀片運動軌跡圖 (3) 將轉(zhuǎn)角 R 分成若干份 , 在圓 O 上得出相應點 , 并過這些點分別作圓 O 的切線 , 此切線即為刀片在不同轉(zhuǎn)角時的刃口線 , 各刃口線在喂入口內(nèi)的長度即為切割刃口長? S。 取圓弧的中點 ,將其與回轉(zhuǎn)中心 O 相連 ,并做出過中點的圓弧切 線 , 可得 ? ′、 ? ′。時 , 39。直刃口動刀比圓弧刃口動刀在切割過程中所受阻力要逐漸減小。時 , 直刃刀正壓力 N z 大于圓弧刃刀正壓力 39。 切碎器功率消耗 查閱相關參考書，已知小型秸稈切碎機每米工作幅寬的平均功率 為 11kW，由此可得該秸稈切碎機消耗的功率為 : 1 .5 4 k W0 .1 411n60 ＝＝＝切 ?CPMN ，則切碎器扭矩 MNnNM CP ????? 切 電機選擇 此次設計的切碎機為農(nóng)戶用，電壓為 220V，所以在 Z3 系列電機中選擇。 （ 11）實際中心距： mmLLaa dd 00 ???? （ 12）由參考資料 [25]式 (),得小帶輪包角 ???????? 121 a dd dd? （ 13）查得 0, ??? PP （ 14）計算 V 帶的根數(shù) Z 由參考資料 [25]式 () Z=Pca/Pr=KAP/(P0+?P0)KaKL KL長度系數(shù) P0單根 V帶的基本額定功率 本科生畢業(yè)設計 30 ?P0計入傳動比的影響時，單根 V帶額定功率的增量 取： Z=3 （ 15） 由參考文獻 [25]式 得 單根 V帶初張緊力 NmvzvPKF d )(500 20 ????? ? （ 16） 由參考文獻 [25]式 ，得 作用在軸上的力 rF NZFFr 16792s in2 0 ?? ?, NFrF a x ?? 傳動零件設計計算 圓柱直齒輪傳動 a) 選精度等級、材料及齒數(shù) 1) 材料及熱處理； 選擇小圓柱直齒輪材料為 40 rC ，硬度為 280HBS，大圓柱直齒輪材料 45 鋼，硬度為 240HBS，二者材料硬度差為 40HBS。精度等級選用 8 級精度； 2) 試選小圓錐齒輪齒數(shù) 1z ＝ 24，大圓錐齒輪齒數(shù) 2z ＝ 1Z? =51 的； b) 按齒面接觸強度設計 因為低速級的載荷大于高速級的載荷，所以通過低速級的數(shù)據(jù)進行計算即 d1t≥ ? ?3 22 故載荷系數(shù) ?K AK . ?K . ?HK . ?HK = ???? (6)按實際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由 參考文獻 [25]式（ ）得 d1= 31 / tt KKd = 3 ? mm= (7)計算模數(shù) m m=d1/z1=c) . 按齒根彎曲強度設計 由 參考文獻 [25]式 得彎曲疲勞強度的設計公式為 本科生畢業(yè)設計 36 ? ?3 2212..1)(4FSFRRYYizKTm ??? ????? () 1)確定公式內(nèi)的各個計算數(shù)值 ⑴ 由 參考文獻 [25]圖 查得小圓錐齒輪的彎曲疲勞強度極限 MPaFE 8001 ?? 、MPaFE 6002 ?? ⑵ 由 參考文獻 [25]圖 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ?FNK , ?FNK 。根據(jù)表 153，取 0A =97，由 參考文獻 [25]式（ ）得：30min入入npAd ? =973 mm=12mm 4)．輸入軸的結(jié)構(gòu)設計 (1)擬定軸上零件的裝配方案 本軸的結(jié)構(gòu)與裝配方案如下圖 。 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖中可以看出截面 C 為危險截面。由 參考文獻 [25]表 ，取 0A =97，再由參考文獻 [25]式（ ）得： ?mind 0A 3傳傳np =973 mm= 據(jù) [25]562 頁（應當指出，當軸截面上開有鍵槽時，應增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強度的削弱。 |Da(max):