【正文】 （ 4） 由 參考文獻(xiàn) [25]圖 按齒面硬度查得小圓錐 齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極 限 σHlim1＝ 600MPa；大圓錐齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 σHlim2＝ 550MPa； （ 5） 由 參考文獻(xiàn) [25]式 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N1 ＝ 60n1 jLh＝ 60550（ 2830015）＝ 910 N2 ＝ N/＝ ? 109 （ 6） 由 參考文獻(xiàn) [25]圖 查得接觸疲勞壽命系數(shù) KHN1＝ ； KHN2＝ （ 7） 計(jì)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 參考文獻(xiàn) [25]式（ ）得 ? ?H? 1 ＝ 600MPa＝ 540MPa ? ?H? 2 ＝ 550MPa＝ 所以許用接觸應(yīng)力 ? ? M P aH ?? 1) 計(jì)算 （ 1） 試算小圓柱直齒輪分度圓直徑 d1t，由 參考文獻(xiàn) [25]式 得 ? ?3211 ????????????HEdtt ZuuTKd ?? () d1t = 3 24 ???????????= （ 2） 計(jì)算圓周速度 v smndv t / 1 ?? ????? ? （ 3） 計(jì)算齒寬 b mmdb td . 1 ?? ? （ 8） 計(jì)算齒寬與齒根之比 b/h 模數(shù) ntm = d1t /本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 齒高 h=(2h*+c*) ntm = b/h=（ 9） 計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) v＝ 、 7 級(jí)精度，由 參考文獻(xiàn) [25]圖 中的精度 /線及 v 查得動(dòng)載系數(shù) ?K =。此系列小型本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 直流電機(jī)有發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩種，具有轉(zhuǎn)動(dòng)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(diǎn)。Nz , 此時(shí)圓弧刃動(dòng)刀比直刃動(dòng)刀利于滑切。 (3) 由圖 可以看出 , 動(dòng)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(duì)很小 , 砍切作用遠(yuǎn)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(diǎn)與回轉(zhuǎn)中心 O 相連 , 得出滑切角 ? 、推擠角 ? 。 切割玉米秸稈時(shí) S、 q 關(guān)系見表 。的刀架上 (如圖 )。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 盤刀式切碎器是畜牧業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的飼料加工機(jī)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(chǔ) ,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(shí)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(yàn)設(shè)計(jì) 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(dòng)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(diǎn)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(shí)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(zhǎng)度 :10mm。 圖 秸稈切碎機(jī)總體結(jié)構(gòu)示意圖 該機(jī)主要由切碎器、變速箱和喂入機(jī)構(gòu) 、喂入槽、甩拋裝置、帶傳動(dòng)、電動(dòng)機(jī)組成。國(guó)內(nèi)相關(guān)報(bào)道較少，孫驪 (1998)、徐學(xué)耘 (加 00)等對(duì)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(yīng)用有 :南京林業(yè)大學(xué)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(yīng)用。目前，經(jīng)過對(duì)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(guó)已有了一定面積的推廣應(yīng)用?，F(xiàn)階段其用途大致可分為 4 個(gè)方面 :① 秸稈還田 ?？萍疾拷M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(guó)家“九五”、“十五”科技攻關(guān)計(jì)劃。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒論 本研究的目的和意義 中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，也是秸稈資源最為豐富的國(guó)家之一?！掇k法》要求 :禁止在機(jī)場(chǎng)、交通干線、高壓輸電線路附近和省轄級(jí)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(dá)到 85%。 農(nóng)作物秸稈綜合利用現(xiàn)狀 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 中國(guó)農(nóng)作物秸稈資源量大面廣，每年產(chǎn)出量多達(dá) 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(shè)備有粉碎還田機(jī)、滅茬機(jī)、收獲還田機(jī)和水田埋草機(jī)等。秸 稈熱解氣化技術(shù)把細(xì)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(dá) 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(guó)外對(duì)麥秸、飼草等軟莖稈的拉 伸強(qiáng)度、剪切強(qiáng)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(xué)成分 (徐學(xué)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(shè)計(jì) 5 第 2 章 切碎機(jī)整體方案設(shè)計(jì) 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 秸稈切碎機(jī)的總體結(jié)構(gòu)見圖 。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 動(dòng)刀轉(zhuǎn)速 :550r/min。它的參數(shù)設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)切碎質(zhì)量、功率消耗以及機(jī)器運(yùn)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(guān)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(gè)彈簧在機(jī)架兩側(cè)，一端固定在機(jī)架上，另一端固定在喂入輥軸座上。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 裝置 圖 傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 第 4 章 盤刀式切碎器刀刃曲線對(duì)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(dòng)刀之間相互作用關(guān)系的分析可知 ,影響切割過程的主要參數(shù)是切割時(shí)的滑切角 τ、擠推角 x 和切割轉(zhuǎn)角 θ。無(wú)論采何種形狀的刀刃曲線 ,其 3 個(gè)角度間的關(guān)系皆是如此。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 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(shí)驗(yàn)號(hào) 參數(shù) 實(shí)驗(yàn)號(hào) 參數(shù) 實(shí)驗(yàn)號(hào) 參數(shù) 1D R =375 。 χ= 176。 e =226 5D 8D e = τ=176?！?176?！?176。 χ= 176。~176。～45176。因此 ,在應(yīng)用理論計(jì)算公式進(jìn)行切碎器結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì) ,要考慮動(dòng)態(tài)切割的影響 ,對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行必要的修正。對(duì)于不同類型的刀刃曲線 ,只要結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)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(jī)的重要工作部件 ,動(dòng)刀片和拋送葉片安裝在 3個(gè)互呈 120176。設(shè)動(dòng)刀刃上任意一點(diǎn) 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(zhǎng)的切割阻力 ? S ——參加切割的刃口長(zhǎng)度 f ——切割的滑動(dòng)摩擦因數(shù) 圖 圖 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 各種飼料具體的 q 值應(yīng)由試驗(yàn)確定 (本研究取用玉米秸稈 ) 。 圖 刃口動(dòng)刀片運(yùn)動(dòng)軌跡圖 (3) 將轉(zhuǎn)角 R 分成若干份 , 在圓 O 上得出相應(yīng)點(diǎn) , 并過這些點(diǎn)分別作圓 O 的切線 , 此切線即為刀片在不同轉(zhuǎn)角時(shí)的刃口線 , 各刃口線在喂入口內(nèi)的長(zhǎng)度即為切割刃口長(zhǎng)? S。 取圓弧的中點(diǎn) ,將其與回轉(zhuǎn)中心 O 相連 ,并做出過中點(diǎn)的圓弧切 線 , 可得 ? ′、 ? ′。時(shí) , 39。直刃口動(dòng)刀比圓弧刃口動(dòng)刀在切割過程中所受阻力要逐漸減小。時(shí) , 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(guān)參考書，已知小型秸稈切碎機(jī)每米工作幅寬的平均功率 為 11kW，由此可得該秸稈切碎機(jī)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(jī)選擇 此次設(shè)計(jì)的切碎機(jī)為農(nóng)戶用，電壓為 220V，所以在 Z3 系列電機(jī)中選擇。 （ 11）實(shí)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(jì)算 V 帶的根數(shù) Z 由參考資料 [25]式 () Z=Pca/Pr=KAP/(P0+?P0)KaKL KL長(zhǎng)度系數(shù) P0單根 V帶的基本額定功率 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 ?P0計(jì)入傳動(dòng)比的影響時(shí)，單根 V帶額定功率的增量 ?。?Z=3 （ 15） 由參考文獻(xiàn) [25]式 得 單根 V帶初張緊力 NmvzvPKF d )(500 20 ????? ? （ 16） 由參考文獻(xiàn) [25]式 ，得 作用在軸上的力 rF NZFFr 16792s in2 0 ?? ?, NFrF a x ?? 傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算 圓柱直齒輪傳動(dòng) a) 選精度等級(jí)、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(jí)選用 8 級(jí)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(qiáng)度設(shè)計(jì) 因?yàn)榈退偌?jí)的載荷大于高速級(jí)的載荷，所以通過低速級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算即 d1t≥ ? ?3 22 故載荷系數(shù) ?K AK . ?K . ?HK . ?HK = ???? (6)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所得的分度圓直徑，由 參考文獻(xiàn) [25]式（ ）得 d1= 31 / tt KKd = 3 ? mm= (7)計(jì)算模數(shù) m m=d1/z1=c) . 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由 參考文獻(xiàn) [25]式 得彎曲疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 ? ?3 2212..1)(4FSFRRYYizKTm ??? ????? () 1)確定公式內(nèi)的各個(gè)計(jì)算數(shù)值 ⑴ 由 參考文獻(xiàn) [25]圖 查得小圓錐齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE 8001 ?? 、MPaFE 6002 ?? ⑵ 由 參考文獻(xiàn) [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(xiàn) [25]式（ ）得：30min入入npAd ? =973 mm=12mm 4)．輸入軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (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(xiǎn)截面。由 參考文獻(xiàn) [25]表 ，取 0A =97，再由參考文獻(xiàn) [25]式（ ）得： ?mind 0A 3傳傳np =973 mm= 據(jù) [25]562 頁(yè)（應(yīng)當(dāng)指出，當(dāng)軸截面上開有鍵槽時(shí)，應(yīng)增大軸徑以考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度的削弱。 |Da(max):