【正文】 更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠適合我們的動(dòng)力機(jī)，包括能源的供應(yīng)和消耗、動(dòng)力機(jī)的制造、運(yùn)行和維修成本的對(duì)比等。 (2)在已設(shè)計(jì)合理的切割機(jī)的基礎(chǔ)上，建立切割機(jī)切割巨菌草的系統(tǒng)仿真模型。 關(guān) 鍵 詞 ：菌草收割機(jī)，切割裝置，設(shè)計(jì)，分析 論文類型 ：應(yīng)用研究 II Abstract Membership: anthophyta, Jujun grass Monocotyledoneae, Gramineae, pennisetum. Origin in North Africa, Fujian province by JUNCAO Research Institute of Forestry University researcher Lin Zhanxi introduction breeding success, in a large area of China. This is a suitable for tropical, subtropical, temperate growth and artificial cultivation of high yield and quality of grass. But the current domestic existing grass cutting device is not much, for the needs of the market, this article mainly from the indepth understanding of giant JUNCAO according to the design of a reasonable grass cutting machine. The main research contents and results are as follows: First, analysis of the harvester cutting device and JUNCAO working principle, the structure design method is studied, based on the structure of the device and JUNCAO harvester cutting, finds out the main factors affecting the cutting performance of the cutting device in the design process, the design of cutting device is reasonable, the key parts of the cutting device is designed. Secondly, according to the actual condition of cutting device was analyzed using finite element analysis software, the grass cutting machine static stress variation, the results of the analysis, through the analysis and optimization of the data, improve the unreasonable structure. Finally, the existing problems in design are summarized. The structure of cutting device provides a theoretical basis for further improvement. Key words: grass harvester, cutting device, design, analysis Type of thesis: Applied Research 3 第一章 緒論 課題來源 2020年福建省政府決定開展菌草產(chǎn)業(yè)發(fā)展試點(diǎn)工作 ,下發(fā)了閩政辦 [2020]82號(hào)文件 ,扶持菌草業(yè)積極穩(wěn)妥發(fā)展 ,使菌草業(yè)發(fā)展能跨入一個(gè)新階段。 研究的目的及意義 食、藥用菌產(chǎn)業(yè)是福建省農(nóng)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)之一 ,隨著農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全 ,生態(tài)環(huán)境保護(hù) ,節(jié)能減排要求的不斷提高 ,2020 年福建省政府決定了開展菌草產(chǎn)業(yè)發(fā)展試點(diǎn)工作 ,下發(fā)了閩政辦 [2020]82 號(hào)文件 ,扶持菌草業(yè)積極穩(wěn)妥地發(fā)展 ,使菌草業(yè)發(fā)展能跨入一個(gè)新階段。 研究內(nèi)容和方法 研究內(nèi)容 （ 1）收集菌草特性及切割機(jī)械設(shè)計(jì)制造的相關(guān)理論基礎(chǔ)知識(shí)； （ 2）提出菌草切割機(jī)設(shè)計(jì)方案 ,并作方案比較，確定總體方案及相關(guān)參數(shù)； （ 3) 完成菌草切割機(jī)的主要機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)； （ 4) 切割參數(shù)選擇； （ 5）繪制圖紙并完成設(shè)計(jì)說明書。 除了上述三方面外，有些動(dòng)力機(jī)可能還存在對(duì)環(huán)境的影響較大，出于環(huán)保要求，所以對(duì)污染性較大的動(dòng)力機(jī)的選擇還要考慮對(duì)環(huán)境的污染， 其中包括噪聲 污染、振動(dòng)污染和空氣污染等。 8 傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 傳動(dòng)方案機(jī)構(gòu)簡圖如下： 1―電動(dòng)機(jī)； 2— 聯(lián)軸器； 3— 減速器； 4— 刀具 圖 22 傳動(dòng)方案機(jī)構(gòu)簡圖 我們采用齒輪傳動(dòng)裝置，齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性較直齒輪好，傳遞相同的轉(zhuǎn)矩時(shí)，雖然 結(jié)構(gòu)尺寸較大，但傳動(dòng)平穩(wěn)，能緩沖吸振，因此，適合切割機(jī)這種高速級(jí)的機(jī)器。 4）選小齒輪齒數(shù) z1=24，大齒輪齒數(shù) z2=4 24=96 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 1）由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算小齒輪分度圓直徑，即 d1t≥ 3 223 21 ][ ) =176。 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 低速軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 傳動(dòng)裝置的 總傳動(dòng)比要求應(yīng)為 i=nm/nw （ 331） 式中， nm 為電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速， r/min； nw為執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速， r/min。 6）確定軸上圓角和倒角尺寸 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表 152，取 II 軸左端倒角為 45176。 軸承的校核 由于要同時(shí)承受軸向力和徑向力的作用，且左右軸承受力大小相同，因此在這里僅需校核其中任意一個(gè)軸承即可， 現(xiàn)取右軸承進(jìn)行校核， 故P= 222222 ??? NVNH FF = N。對(duì)于簡單的結(jié)構(gòu)，映射網(wǎng)格的劃分比較容易，但是對(duì)于復(fù)雜的形狀，映射網(wǎng)格劃分起來會(huì)比較麻煩，花的時(shí)間比較多。 附錄 。 切割機(jī)有限元模型如圖所示： 23 求解設(shè)置 求解過 程如圖所示： 24 等效應(yīng)力分析 切割機(jī)切割過程應(yīng)力云圖如圖所示： 25 切割機(jī)位移云圖 位移云圖主要表示切割機(jī)整體移動(dòng)切割的過程，也表示變形的大小。 此， C Cr , 故安全；同理左邊軸承 C Cr，也安全。 7）求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的計(jì)算簡圖。 我們的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)有三軸，從左到右一次定為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸 1）各軸轉(zhuǎn)速 nI=nm =2870 r/min (332) nII=nI/iI =2870/=2958r/min (333) nIII=nII/iII =2958/=758 r/min (334) 式中， nm為電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速， r/min； nI、 nII、 nIII分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ軸的轉(zhuǎn)速， r/min；Ⅰ軸為高速軸，Ⅲ軸為低速軸； iI、 iIII依次為Ⅰ、Ⅱ軸與Ⅱ、Ⅲ軸間的傳動(dòng)比。 )=， zv2=z2/cos(176。 ②計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 循環(huán)式切割裝置，該型式的切割器雖然雖然無慣性，割臺(tái)振動(dòng)及噪音小，但是成本較高、應(yīng)用很少。 2） 電動(dòng)機(jī)選擇 （ 1）選擇電動(dòng)機(jī)的類型 選擇電動(dòng)機(jī) 的類型主要根據(jù)工作機(jī)械的工作載荷特性，是否有沖擊，過載的情況，調(diào)速的范圍，起動(dòng)、制動(dòng)的頻繁程度以及電網(wǎng)供電的狀況等。通過書籍或網(wǎng)絡(luò)查找相關(guān)的文獻(xiàn)資料，并進(jìn)行整理。 菌草的生長特性 巨菌草 ： 隸屬 于 被子植物門，單子葉植物綱，禾本科，狼尾草屬。 其次，根據(jù)實(shí)際工況利用有限元分析軟件對(duì)切割裝置進(jìn)行了靜力學(xué)分析，得到了菌草切割機(jī)靜力的應(yīng)力變化云圖等，分析結(jié)果，通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析和優(yōu)化，改善了結(jié)構(gòu)不合理部分。 研究思路 巨菌草的力學(xué)性能指標(biāo)體系有：軸向拉伸強(qiáng)度、徑向拉伸強(qiáng)度，軸向壓縮強(qiáng)度、徑向壓縮強(qiáng)度、面內(nèi)剪切強(qiáng)度、軸向彈性模量、徑向彈性模量、主泊松比和剪切彈性模量 4 等。應(yīng)使動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性與工作機(jī)械的負(fù)載特性相匹配。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)是指最接近被作業(yè)工件的一端的機(jī)械系統(tǒng)，其中接觸作業(yè)工件或執(zhí)行終端運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件稱為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 11 第三章 傳動(dòng)裝置主要零件設(shè)計(jì) 錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1）選用錐齒輪傳動(dòng)。 故實(shí)際載荷系數(shù) KH= KAHaVKKKHβ =11= (311) （ 3）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 d1= d1t 3HTHKk = 3 = mm (312) 相應(yīng)的齒輪模數(shù) m m = ?zd= mm (313) 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 ? ?3 22121 1)( ???????????? F SaFaRR t YYuzTKm ?? Φ （ 314） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 試選 KFt= 計(jì)算 ? ?FSaFaYY? 由分錐角δ 1=arctan（ 24/96） =176。 176。 18 5）軸上零件的周向定位 聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵連接。mm 8）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)， 通常只要校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面 （即危險(xiǎn)截面） 的強(qiáng)度。網(wǎng)格劃分分為三個(gè)步驟：定義單元、選擇材料、劃分網(wǎng)格。 感謝課題組所有同學(xué)們的關(guān) 心和幫助 。 2