【文章內(nèi)容簡介】 的選擇 通過比較研究，選定了四種參考方案。 方案一：方案一是一種最常見的臥式鍘草機，切刀片裝在電動機的主軸上，通過電動機提供給刀片的旋轉(zhuǎn)運動來切割，但是缺點是不能切割塊莖類草，同時刀片為直刃砍刀，消耗功率大，振動也大。 方案二：方案二是立式鍘草機，優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，缺點與方案一一樣，對能切割草的種類有限。 方案三：方案三是臥式輥筒 破碎機，有點是能很好切割塊莖，輥筒上的刀片拆卸也很方便，缺點是不能切割藤蔓類，所以他的使用也受到了很大的限制。 方案四：方案四是臥式多功能鍘草機，優(yōu)點是即能切割藤蔓類，又能切割塊莖類，缺點是，該設(shè)計在為了完成切割塊莖的目的是，過多裝入轉(zhuǎn)動刀片，在拆卸刀片時，非常不便，并且過多的刀片也增加產(chǎn)品的成本。 通過分析以上四種方案，吸收各自優(yōu)點，得到一個即能切割藤蔓類，又能切割塊莖類的多功能鍘草機。并在設(shè)計中，增加了藤蔓類物料的自動進給機構(gòu)，以提高工作安全性。 該機主要由傳動軸Ⅰ和裝在其一端的 V帶輪，裝在其中 部的破碎輥筒和切碎刀盤，裝在其一端的變速錐齒輪和傳動軸Ⅱ上的變速錐齒輪和直齒輪及進給軸Ⅲ、Ⅳ，裝在支撐固定它們的機架下部的電動機，主動輪及傳動皮帶，加之安裝在機架上的喂料臺，進料斗，機殼等構(gòu)成，要點是破碎輥筒的滾動面上安裝了由刀齒板，切刀，刮刀組成的共同完成對塊莖塊根類破碎的破碎機構(gòu)，切碎機構(gòu)由安裝在傳動軸一端的切碎刀盤及其上的動刀片，加之固定在機架相應(yīng)位置上，能在刀盤轉(zhuǎn)動過程中，與動片構(gòu)成剪切動作的定刀片構(gòu)成。為使破碎和切碎能同時進行，把破碎輥筒，切碎刀盤裝在同一傳動軸上。傳動軸安裝在機架上，動力由機架下 部的電動機及其主動輪，通過皮帶傳給安裝在傳動軸一端的從動輪，驅(qū)動傳動軸運轉(zhuǎn)使安裝在中部的破碎輥筒及其切刀盤工作。機架上靠切碎刀盤一側(cè)，制作了切碎機構(gòu)喂料臺、自動進給輥壓輪及刀盤罩；位于傳動軸中部的破碎輥筒上，裝有機殼和進料斗，二者用小螺稈連為一體；主動輪與從動輪間套有皮帶防護罩；機架下部制作了切碎，破碎物料的出料斗。其中，喂料臺，刀盤罩、機殼、進料斗、皮帶防護罩，出料斗均連接固定在機架上。破碎輥筒上的刀齒板、切刀、刮刀等用螺釘固定在滾筒的滾動面上， 4 且使刀齒板和切刀有 510 度的螺旋角。這樣，就夠成一個切碎機 。若要作為暑類淀粉加工設(shè)備，則可將磨碎齒板替換下破碎輥筒上的刀齒板，切刀和刮刀。磨碎齒板能在輥筒的旋轉(zhuǎn)力帶動下，將薯類打磨成漿體，達到加工淀粉的目的。 使用時，將藤蔓、稈葉類放在喂料臺上，由輥壓輪自動將料送入刀盤罩內(nèi)，動刀片隨刀盤的旋轉(zhuǎn)和固定在機架上的定刀片配合，將物料切碎。塊莖、塊根類則叢破碎輥筒機殼頂部的進料斗送入；在輥筒的旋轉(zhuǎn)力作用下，物料先被刀齒板上的刀齒劃割成條，隨即由切刀切削下來，再經(jīng)刮刀進一步破碎，切碎或破碎后的物料從出料斗送出。即可滿足加工要求。傳動原理如圖 21所示。 圖 21 傳 動原理簡圖 v帶輪 v帶輪 Ⅰ 盤 Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅳ Ⅲ 注：圖中箭頭表示各軸的轉(zhuǎn)動方向 整體傳動比的分析計算 在本設(shè)計中，考慮到實際情況，主軸轉(zhuǎn)速在 400r/min 為宜。以下為具體計算分析過程。 因為設(shè)計任務(wù)提供的電動機是 1500r/min、功率是 。根據(jù)帶輪傳動比的要求（一般傳動比在 2～ 4 為宜）現(xiàn)選傳動比為 。則主軸轉(zhuǎn)速為 nΙ =1500r/min/=(21) 現(xiàn)初步選擇輥壓輪的直徑為 40mm，對切削的物料長度定為 10mm?，F(xiàn)在來分析主軸Ⅰ 5 到傳動軸Ⅲ、Ⅳ之間的傳動比。 因為輥壓輪的轉(zhuǎn)動是由軸Ⅲ、Ⅳ提供的，所以軸Ⅲ、Ⅳ的轉(zhuǎn)速相等，轉(zhuǎn)向相反。 圖 22 物料進給示意 圖 參考圖 22 現(xiàn) 主軸轉(zhuǎn)速設(shè)為 n2r/s,由于刀盤上是對稱安裝的 2 把動刀片，所以切割次數(shù)為 2n2 次 /s。 進給輥壓輪設(shè)為 n3 轉(zhuǎn) /s。 V=2? n3 R＝ 2? n3 ? 20＝ 3n mm/s (22) V為料的理論進給速度。 則每次刀的切割長度是 L= nn2 = /n2 (23) 由設(shè)計要求知切割長度以 10mm為宜，則 /n2 ＝ 10mm 即 n3 /n2 =10/ n2 /n3 = 主軸Ⅰ與軸Ⅲ、Ⅳ的傳動比為 現(xiàn)已知 n2 ＝ 則 n3 = 則理論上每秒進料為 V＝ 考慮到在實際中料在傳送過成中的打滑，所以上述進料速度在現(xiàn)實中是可以做到的。 6 在主軸Ⅰ與軸Ⅲ、Ⅳ之間有一對錐齒輪的減速和一對直齒輪的減速，考慮到各對齒輪傳動比的適宜范圍，現(xiàn)取錐齒輪的傳動比 i=2,圓柱齒輪的傳動比 i=3(考慮到計算和設(shè)計時的方便 )。 進給機構(gòu)與機架的 設(shè)計 進給機構(gòu)的設(shè)計 本設(shè)計中采用輥壓輪對藤蔓類物料進行進給，輥壓輪的外緣直徑為 40? ，轉(zhuǎn)速由前面的總體設(shè)計計算可知 min/ rn ? V＝ 在本設(shè)計中，采用雙槽重疊設(shè)計，外面鋼槽由 3mm 厚的鋼板焊成，在槽的兩側(cè)用厚鋼板加厚，然后鏜孔，軸Ⅲ、Ⅳ穿過孔而被支撐，軸Ⅲ、Ⅳ與輥壓輪用平鍵連接。在鋼槽內(nèi)再插一個薄壁進料槽，槽的底面與水平面成 10176。傾斜。便于送料。詳細見圖 23 圖 23 進料槽及其進給輥壓輪 機架的設(shè)計 在機架設(shè)計中，主體采用 40 40 3的等邊對角鋼，均通過用手工電弧焊將其連接。在 7 機架上表面放置一塊 10mm 厚的鐵板以便固定各零件，在機架的 4個角上各加焊一塊 4040 10 的厚鐵板，以便獲得足夠的強度來安裝運動輪。根據(jù)各零件的設(shè)計尺寸，總觀全局對機架進行設(shè)計，最后機架整體尺寸為 628 540 437。 8 3 傳動設(shè)計 電動機的選型 設(shè)計的鍘草機適用 對象為小型養(yǎng)殖場、專業(yè)戶和個體農(nóng)戶 ,故電動機電壓應(yīng)選用 220V.再考慮到所受的載荷不大 ,所需動力不是很大 ,選用小功率的電動機。綜合各方面因素 ,選用 YL系列電動機。 YL 系列電動機是新型高效節(jié)能產(chǎn)品 ,具有體積小、容量大 ,起動及運轉(zhuǎn)性能優(yōu)越等特點 ,符合國際標準 IEC 的有關(guān)規(guī)定 ,并實現(xiàn)同一機座號單、三相異步電動機等級相同 ,提高了單、三相電動機的互換性和通用性 ,被廣泛應(yīng)用于冷凍機、泵、風(fēng)機、 ,小型機床以及農(nóng)副業(yè)和家用電器等方面 . 電動機的主要參數(shù)：型號 :YL8014；電壓 :220V；功率 :；同步轉(zhuǎn)速 :1500r/min； 頻率 :50HZ；效率 :68%；功率因數(shù) : 外形尺寸 :295? 165? 200 電動機的安裝方式：選擇 IBM3 型 V 帶傳動的設(shè)計 ① 電動機 V 帶輪的設(shè)計 ② 主軸 V帶輪的設(shè)計 V 帶輪的設(shè)計要求 設(shè)計 V帶輪時應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量?。唤Y(jié)構(gòu)工藝性好，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力，質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時要經(jīng)過動平衡，輪槽工作面要經(jīng)過精細加工（表 面粗糙度一般應(yīng)為 ）以減帶的磨損，各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。 帶輪的材料 此處帶輪的材料，采用鑄鐵，材料牌號為 HT200。 V 帶輪的結(jié)構(gòu) 鑄鐵制 V帶輪的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：①實心式②腹板式③孔板式④橢圓輪輻式。 9 當(dāng)帶輪的基準直徑 d ? (d 為軸的直徑，單位為 mm)時，可采用實心式； dd? 300mm時，可采用腹板式（當(dāng) 21 dD? ? 100mm 時，可采用孔板式）； dd ? 300mm 時，可采用輪輻式。 相關(guān)計算 已知電動機的額定功率為 ,轉(zhuǎn)速 n1=1500r/min,選取傳動比為 i=,采用普通 V 帶傳動。 Pca Pca =KA]1[ ? P=? = (31) 彎曲強度的設(shè)計公式為 3 211 ][2FSaFadYYzKTm ???? （ 326) 10 （ 1）確定公式內(nèi)的各種計算數(shù)值 1） 查的小齒輪的彎曲疲勞強度極限 MPaFE 5501 ?? , 大齒輪的彎曲疲勞強度極限 MPaFE 5202 ?? 2）查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ]1[ , 2FN ?]1[ 3）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S= ][ 111 ??? SK FEFNF ??=]1[ （ 327） ][ 222 ??? SK FEFNF ?? =364MPa]1[ 4）計算載荷系數(shù)