【正文】 2021(2)： 3~5 [8]董佑福，侯方安 .農(nóng)作物秸稈綜合利用技術(shù)專輯 [， 2021， 9 [9]高連興，史巖，師帥兵 .拖拉機(jī)汽車學(xué) [M].中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社， 2021 [10]高媛，趙根發(fā)，朱賀 .1LGT4型松旋滅茬起壟通用機(jī)的研究與設(shè)計(jì) [J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)， 1996，10(27)： 19～ 24 [l1]耿令新，師清翔，劉師多等 .玉米秸稈粉碎裝置結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)參數(shù)對(duì)粉碎性能的影響田 .農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)，2021， 31(5)： 18～ 21 [12]郭紅，李靜，王瑋 .關(guān)于旋耕機(jī)、碎茬機(jī)一體化的可行性研究田 .吉林工 學(xué)院學(xué)報(bào)。 還有 向所有關(guān)心、支持過(guò)我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)送上我最衷心的祝福和最美好的祝愿 ! 感謝各位專家教授在百忙之中對(duì)本論文進(jìn)行評(píng)閱，謝謝 ! 河北科技師范學(xué)院 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 玉米秸稈粉碎還田機(jī)的設(shè)計(jì) 院（系、部） 名 稱 ： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè) 名 稱： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 吳磊 學(xué) 生 學(xué) 號(hào)： 0452100409 指 導(dǎo) 教 師： 文赫巖 2021 年 11 月 18 日 河北科技師范學(xué)院教務(wù)處制 一、主要研究?jī)?nèi)容 本設(shè)計(jì)主要研究玉米秸稈粉碎還田機(jī)的工作原理及其發(fā)展趨勢(shì)，玉米秸稈粉碎還田機(jī)本體結(jié)構(gòu)，變速器的機(jī)構(gòu)及其材料選擇，傳動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)及功能要求，機(jī)械設(shè)計(jì)的基本步驟及畫圖紙及標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 二、基本要求 ,驗(yàn)算 ,選擇傳動(dòng)元件 5. 文獻(xiàn)綜述（不少于 3000字），外文翻譯（不少于 3000字） 三、工作進(jìn)度 教師與學(xué)生雙向選擇，確定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目及學(xué)生 ,完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書。 20214(2)： 3940 [16]河北省農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，論秸稈還田機(jī)刀片的設(shè)計(jì) [J].農(nóng)牧與食品機(jī)械， 1992(2)： 1821 [17]胡科全，高立輝，公衍峰 .SGTN一 160型單體雙驅(qū)動(dòng)整地機(jī) [J].現(xiàn)代化農(nóng)業(yè) .(312)：河北科技師范學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 44 [18]黃中偉，鄧世明 .秸稈機(jī)械化還田技術(shù)的應(yīng)用分析 [J].四川農(nóng)機(jī)， 2021(4)： 18 [19]JB／ T6678— 2021，中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) [S] [20]JB／ T8401。預(yù)計(jì)這種能同時(shí)完成秸稈粉碎、滅茬、旋耕、整地、施肥、播種的聯(lián)合作業(yè)機(jī)將受到廣大農(nóng)民的歡迎，值得去具體研究。 (3)建議在多功能玉米秸稈還田機(jī)的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加一些結(jié)構(gòu)使之再具備施肥、播種等聯(lián)合作業(yè)功能。 (3)試驗(yàn)表明：機(jī)具在進(jìn)行秸稈還田與滅茬復(fù)合作業(yè)時(shí)秸稈切碎平均長(zhǎng)度為 ，粉碎合格率為 ％，滅茬率為 90％，碎茬拋撒均勻、覆蓋率高，作業(yè)性能穩(wěn)定；單獨(dú)進(jìn)行旋耕作業(yè)時(shí)，耕深可達(dá)到 12～ 16 cm，耕后土碎地平，可直接進(jìn)行后續(xù)播種作業(yè)。并做好記錄和封存。 ④履帶底盤的離地高度，離地高度是履帶底盤的重要參數(shù)，檢驗(yàn)時(shí)要按照設(shè)計(jì)要求的說(shuō)明檢驗(yàn)，不合格標(biāo)準(zhǔn)的為不合格產(chǎn)品。 （ 1）出廠檢驗(yàn)包括下列內(nèi)容： ①底盤的牽引力，必須有足夠的牽引力才能保證和正常行駛。 作業(yè)中應(yīng)隨時(shí)檢查皮帶的松緊程度，以免降低刀軸轉(zhuǎn)速而影響粉碎質(zhì)量和加劇皮帶磨損。提升、降落時(shí)應(yīng)注意平穩(wěn)，工作中禁止倒退，路上運(yùn)輸時(shí)必須切斷拖拉機(jī)后輸出動(dòng)力。一般情況下，拖拉機(jī)采用慢三或慢四的前進(jìn)速度，第二遍作業(yè)時(shí)速度可相應(yīng)提高。 作業(yè)前，應(yīng)先將還田機(jī)刀具提升至錘爪離地面 2025 厘米高度，接合動(dòng)力輸出軸運(yùn)轉(zhuǎn) 12分鐘，再掛作業(yè)擋，緩慢松放離合器踏板，同時(shí)操作液壓升降調(diào)節(jié)手柄，使還田機(jī)逐步降至所需要的留茬高度，隨之加大油門進(jìn)入正常作業(yè)。秸稈還田機(jī)工作一段時(shí)間后，由于磨損使主動(dòng)軸軸向間隙和圓錐齒輪嚙 合間隙發(fā)生變化，調(diào)整時(shí)可通過(guò)增加或減少調(diào)整墊片的方法進(jìn)行調(diào)河北科技師范學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 整。把還 田機(jī)升起，擰松滾筒兩邊吊耳上的緊固鏍釘，在上下 4個(gè)孔內(nèi)任意調(diào)整，向下調(diào)留茬高度變高，向上調(diào)留茬高度變低，調(diào)整完后擰緊螺釘，也可用改變提升拉桿的方法進(jìn)行調(diào)整，但以第 1種方法最好。 (2)前后水平調(diào)整。還田機(jī)與拖拉機(jī)連接后，要調(diào)整還田機(jī)左右水平、前后水平和作業(yè)留茬高度。將動(dòng)力與機(jī)具掛接后，進(jìn)行全面檢查。在進(jìn)行秸稈粉碎及滅茬復(fù)合作業(yè)時(shí)，軸經(jīng)變速箱、鏈輪兩級(jí)增速后，帶動(dòng)粉碎滾筒上的甩刀高速旋轉(zhuǎn)，在喂入口處負(fù)壓作用下，將地上的秸稈抓起，使之受到一次切割。 鍵的選擇與校核 這里只以中間軸上的鍵為例，由中間部的細(xì)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選定高速級(jí)大齒輪處鍵為),.09(1001422 mmrmmtlhb ??????? ，標(biāo)記：鍵 1 9 7 91 0 9 61 0 022 ?? G BIT ,低速級(jí)河北科技師范學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 小齒輪處鍵 2 為 1 9 7 91 0 9 61 4 024 ?? G BIT ，由于是同一根軸上的鍵，傳遞的轉(zhuǎn)矩相同，所以，只需要校核斷的鍵 1 即可，齒輪軸段 d=80mm，鍵的工作長(zhǎng)度 Lb=10022=78mm，鍵的接觸角度 mmhk ???? ，傳遞的轉(zhuǎn)矩 mmNTT III ??? 9 1 2 8 83 ，按所引用教材表 52 查處鍵靜聯(lián)接時(shí)的擠壓許用應(yīng)力為 ? ? MPap 120?? ，（鍵，齒輪輪轂，軸的材料均為 45 鋼調(diào)質(zhì)） ? ?PM Pak ld ?? ???? ?????? 33 鍵聯(lián)接強(qiáng)度足夠 以中間軸上的滾動(dòng)軸承為例 根據(jù)載荷及速度情況，擬定選用圓錐滾子軸承，由中間軸的設(shè)計(jì) mmdd 703531 ?? ，選取 30214，其基本參數(shù)查表， KNr 132C ? , KNro 175C ? ， ?e ， ?Y , ?Y 軸承受力圖如圖所示： 圖 2軸承受力圖 徑向載荷 rF 根據(jù)軸的分析，可知： A點(diǎn)總支反力 2 1 9 7 3 .4 3 NFF RA1 ??r B點(diǎn)總支反力 1 7 7 9 8 .2 4 NFF RB2 ??r 軸向載荷 aF 外部軸向力 NFF aaae 4 9 0 8 5 8 5F 34 ????? ,從最不利受力情況考慮， aeF 指向 A 處 1 軸承（方向向左），軸承派生軸向力由圓錐滾子軸承的計(jì)算公式河北科技師范學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 YFr 2Fd ? 求出： NYF r 8 4 1 9 7 32F 1d1 ???? ，（方向向右） （ 312） NYF r 3 5 7 7 9 82F 2d2 ???? ，（方向向左） 因?yàn)椋? 1d2ae dFNN ?????? 所以 A處 1軸承被壓緊， B 處 2 軸承放松，故 NFF daea 21 ??? NFF daea 22 ??? 當(dāng)量動(dòng)載荷 P 根據(jù)工況（中等沖擊，中等慣性力），由所引用教材表 126 查處載荷系數(shù) ?Pf 1軸承：因 eFra ???? F11 ? ? ? ?N YFFfP arP3 7 4 9 8 2 8 5 1 9 7 111? ??????? （ 313） 2軸承：因 eFra ???? F22 ? ? ? ?N YFFfP arP3 7 4 9 8 2 8 5 1 9 7 111? ??????? ? ? ? ?N FYFXfP arP 7 7 9 ? ??????? 5 使用說(shuō)明書（ SS） 結(jié)構(gòu)及工作 該玉 米秸稈還田機(jī)采用臥式結(jié)構(gòu)，刀軸呈橫向水平配置，安裝在刀軸上的甩刀在縱向垂直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。 主軸及粉 碎部件的設(shè)計(jì) 根據(jù)工作條件，初選軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，按扭矩強(qiáng)度法進(jìn)行最小直徑估算，即 30min npAd ?，初算軸徑時(shí)，若最小直徑軸段開有鍵槽，還要考慮鍵槽對(duì)軸強(qiáng)度的影響，當(dāng)該軸段截面上有一個(gè)鍵槽時(shí)， d增大 5%7%，兩個(gè)鍵槽時(shí)， d增大 10%15%，0A 值由表 144確定： 118A01? ， 114A02? ， 110A03? ， 106A04? 高速軸 mmnpAd 2 3 33 1101/m i n1 ???，因高速軸最小直徑處安聯(lián)軸器，河北科技師范學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 沒(méi)有一個(gè)鍵槽，則 ? ? ? ? mmdd %71/m i n1m i n1 ?????? ， 取整為 38mm， mmnpAd 332202m i n2 ??? ，安裝滾動(dòng)軸承， 取標(biāo)準(zhǔn)值 mmd 50min2 ? mmnpAd 333303m i n3 ??? ，安裝滾動(dòng)軸承， 取標(biāo)準(zhǔn)值 mmd 70min3 ? mmnpAd . 334404m i n4 ??? ， 取 mmd 95min4 ? 1．高速軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1）各軸段直徑的確定 21d ：最小直徑， 滾動(dòng)軸承處軸段 ， mmdd 38min221 ?? 。 河北科技師范學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 變速箱 圖 1 變速箱設(shè)計(jì)圖 多功能玉米秸稈還田機(jī)的變速箱 (如圖 31所示 )，主要由主軸 (1)、主軸大齒輪 (2)、右端齒輪 (3)、 箱體 (4)、鏈輪 (5)組成。發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)有適當(dāng)?shù)膫溆萌萘?，如選發(fā)動(dòng)機(jī)的功率過(guò)大，必然會(huì)因容量未能充分利用而增加成本，造成浪費(fèi)；相反，容量過(guò)小，則不能保證機(jī)具的正常工作，或使發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載、發(fā)熱量大而過(guò)早損壞。 機(jī)組行駛功耗計(jì)算 輪式拖拉機(jī)在行駛過(guò)程中要克服滾動(dòng)阻力 ，牽引作業(yè)時(shí)要克服牽引阻力弓，上、下坡時(shí)要克服坡道阻力￡，行駛速度變 化時(shí)要克服慣性力 。 據(jù)有關(guān)資料，玉米秸稈粉 碎還田的功耗一般為 811kW／壟，則玉米秸稈的粉碎功耗應(yīng)為 . 滅茬和旋耕功耗的計(jì)算多功能玉米秸稈還田機(jī)的后刀輥主要將前刀輥?zhàn)鳂I(yè)后的留茬刨出并粉碎，均勻拋撒，同時(shí)進(jìn)行淺層土壤疏松。 m， =9549 =303N m； u一齒數(shù)比； 一齒輪許用接觸應(yīng)力， MPa；且 = ,查表可得 =1300N／ mm2，安全 系數(shù)選取 =。變速箱采用閉式直齒錐齒輪傳動(dòng)，齒輪材料為 20Cr 滲碳、淬火，齒面硬度 5843 HRC。在進(jìn)行秸稈粉碎 作業(yè)時(shí)，軸經(jīng)變速箱、鏈輪兩級(jí)增速后，帶動(dòng)粉碎滾筒上的甩刀高速旋轉(zhuǎn)，在喂入口處負(fù)壓作用下，將地上的秸稈抓起，使之受到一次切割。 該玉米秸稈還田機(jī) (如圖 )采用臥式結(jié)構(gòu)，刀軸呈橫向水平配置，安裝在刀軸上的甩刀在縱向垂直面內(nèi)旋轉(zhuǎn)。 3 總體方 案確定 總體方案 秸稈粉碎還田刀輥是反向旋轉(zhuǎn) (在機(jī)器前進(jìn)方向的右側(cè)看是逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn) )，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速為 1850r/min；滅茬旋耕刀輥是正向旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速僅為 720 r/min。為了防止莖桿阻塞，可在莖桿切碎裝置處，加裝莖桿堵塞報(bào)警裝置，一旦發(fā)生堵塞，可隨時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)排除故障，避免零件損壞。此方案最大限度地簡(jiǎn)化了傳動(dòng)路線，降低了功耗，提高了傳動(dòng)的可靠性和平穩(wěn)性 。這種方法比較適用于玉米根茬的粉碎還田處理。目前這一技術(shù)已在很多地方推廣應(yīng)用。堆漚還田和過(guò)腹還田為傳統(tǒng)習(xí)慣方 式，效果不錯(cuò)，但因受時(shí)間，勞力、牲畜養(yǎng)殖規(guī)模等條件限制，能被利用的秸稈數(shù)量有限，大部分的秸稈還是被白白浪費(fèi)掉了，只有依靠機(jī)械化技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)大量秸稈就地及時(shí)直接還田。秸稈覆蓋還田是將作物秸稈或者殘茬直接鋪蓋于土壤表面。 (3)新型變速箱的設(shè)計(jì)。但是，世界上許多國(guó)家，甚至一些發(fā)達(dá)國(guó)家，仍然存在著秸稈田間直接焚燒的現(xiàn)象。這是一項(xiàng)了不起的成就，對(duì)于保持美國(guó)的土壤與土壤肥力起著十分重要的作用。在南亞、東南亞等一些不發(fā)達(dá)國(guó)家作物秸稈則是動(dòng)物飼料的主要來(lái)源。日本采用的是在半喂入式聯(lián)合收割機(jī)后面安裝切草裝置，一次能完成收獲和秸稈粉碎。農(nóng)民怕麻煩也不愿再投入生產(chǎn)資金，因而對(duì)推廣秸稈還田機(jī)械化作業(yè)技術(shù)造成一定困難。另一方面，秸稈處理設(shè)備還有待于進(jìn)一步開發(fā)，小麥秸稈還田機(jī)械產(chǎn)品較少，復(fù)式作業(yè)機(jī)具相對(duì)也較少。高架深耕犁可將秸稈整株深埋還田。作業(yè)后地表平整，碎土率高，一次可完成滅茬、秸稈還田、埋青、旋耕碎土、掩埋以及覆蓋等作業(yè)，作業(yè)質(zhì)量滿足要求。這種方法比較適用于玉米根茬的粉碎還田處理。目前這一技術(shù)已在很多地方推廣應(yīng)用。農(nóng)田生態(tài)環(huán)境惡化將帶來(lái)不堪設(shè)想的災(zāi)難，因此加強(qiáng)秸稈還田的工作必須予以足夠的重視。面持續(xù)農(nóng)業(yè)就是：“管理保護(hù)自然資源基礎(chǔ)，并調(diào)整技術(shù)和機(jī)構(gòu)改革方向，以便確保獲得和持續(xù)滿足目前幾代人和今后世世代代人的需求，這種 (農(nóng)業(yè)、林業(yè)和漁業(yè)部門的 )持續(xù)發(fā)展能保護(hù)土地、水資源、植物和動(dòng)物遺傳資源，并且不會(huì)造成環(huán)境退化，同時(shí)技術(shù)上適當(dāng)，經(jīng)濟(jì)上可行，能夠被社會(huì)接受。農(nóng)作物秸稈資源的利用涉及到整個(gè)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的土壤肥力、環(huán)境安全以及農(nóng)村能源的有效利用問(wèn)題，引起世界各國(guó)的普遍關(guān)注，成為發(fā)展 可持續(xù)經(jīng)濟(jì)的重要方面。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)目前秸稈年產(chǎn)量約為 億噸，利用率僅為 33％，約 2 億噸，而在這被利用的部分中，大部分未經(jīng)