【正文】 25l ：由滾動(dòng)軸承，擋油盤及裝配關(guān)系確定， mml 4525 ? （ 3）細(xì)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 由表查出，圓柱齒輪處鍵 ),7(1 1 01118 mmrmmtlhb ??????? ，錐齒輪處鍵選用 ）（ mmrmmtlhb ,71 1 01118 ??????? ，齒輪輪轂與軸的配合選為 67160 nH? ；滾動(dòng)軸承與軸的配合采用過渡配合，此軸轂的直徑公差選用 650m? ，查表，各軸肩出處的圓角半徑見圖，查表，各側(cè)角為 C2，參考表，各軸段表面粗糙度見圖 2..中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1）各軸段直徑的確定 31d ：最小直徑，滾動(dòng)軸承處 軸段 ， mmdd 53min331 ?? 。變速箱主軸通過萬(wàn)向聯(lián)軸器與拖拉機(jī)后部的動(dòng)力輸出軸相連，再通過變速箱內(nèi)部的兩對(duì)錐齒輪變速換向后由動(dòng)力輸出軸出動(dòng)力，再通過鏈傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)秸稈粉碎刀輥工作。該變速箱除了可以實(shí)現(xiàn)變速、換向常規(guī)功能之外，還可以根據(jù)實(shí)際作業(yè)需要，秸稈粉碎和滅茬旋耕作業(yè)可同時(shí)進(jìn)行，完成復(fù)合作業(yè)。萬(wàn)向節(jié)聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率一般為 ，閉式錐齒輪的傳動(dòng)效率可選擇為 ，鏈傳動(dòng)的傳動(dòng)效率可選擇為 ，則機(jī)組總功耗為 kW，即；可選擇 5560 馬力左右中型拖拉機(jī)與多功能玉米秸稈還田機(jī)相配套?？紤]到功率儲(chǔ)備，并且傳遞過程中有功率損失，所以選擇的發(fā)動(dòng)機(jī)功率必 須大于機(jī)具的使用功率。 可得： = 拖拉機(jī)的選擇 配套拖拉機(jī)的選擇即是發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇，必須依靠工作機(jī)的要求來(lái)進(jìn)行。在本機(jī)組河北科技師范學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 的功耗計(jì)算中主要考慮機(jī)組在行駛過程中受到的牽引阻力弓和土壤滾動(dòng)阻力，機(jī)組前進(jìn)速度 ，則克服滾動(dòng)阻力消耗的功率為： (34) 又： f一滾動(dòng)阻力系數(shù)，取 f=； —— 拖拉機(jī)的使用質(zhì)量作用在拖拉機(jī)上的重力 ， N，此處參照 Fr600 拖拉機(jī)的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。將數(shù)據(jù)帶入式可得：= kW。 (3— 3) 式中 ： h 一耕深， cm；根據(jù)農(nóng)藝要求本機(jī)選取 h=5cm。粉碎刀在粉碎玉米秸稈時(shí)主要以高速打擊與切割相結(jié)合，只有當(dāng)玉米秸稈切碎時(shí)的刀端線速度大于 34m/s時(shí)，刀軸的轉(zhuǎn)向必須選擇反轉(zhuǎn)，以增加秸稈在粉碎室的停留時(shí)間，粉碎效果才能較好，因此消耗的功耗較大。 將數(shù)據(jù)代入式得： 首先確定直齒錐齒輪的基本參數(shù)，具體如表 31所示。 河北科技師范學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 式中： K— 載荷系數(shù)，取 一主軸大齒輪傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩， N齒數(shù)比 U= / ,一般閉式傳動(dòng)按傳動(dòng)要求確定，對(duì)于單級(jí)直齒圓錐齒輪傳動(dòng)，通?！?u=1～ 5，齒數(shù)比過大，則大小齒輪的尺寸懸殊，會(huì)使傳動(dòng)的總體尺寸增大。 kwPd ? kwPP d ???? ? （ 31） kwPP ????? ?? kwPP ????? ?? kwPP ????? ?? 2.．各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 mNnpTmdd ????? 2 5 509 5 50 （ 32） mNnpT ????? 2 3 5 5 09 5 5 0 III mNnpT ????? IIIIII mNnpT ????? 2 8 5 5 09 5 5 0 IIIIIIIII mNnpT ????? IVIVIV 主軸大齒輪與右端齒輪的設(shè)計(jì) 變速箱主軸通過萬(wàn)向聯(lián)軸器與拖拉機(jī)的動(dòng)力輸出軸相連，拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)速n=760 r/min。當(dāng)秸稈進(jìn)時(shí)，又一次受到剪切、搓擦和撕拉的作用，得到進(jìn)一步粉碎，并被均勻地拋撒于機(jī)后。拖拉機(jī)輸出軸傳遞的動(dòng)力經(jīng) 萬(wàn)向節(jié)傳遞給變速箱，變速箱內(nèi)分兩軸傳遞動(dòng)力。該機(jī)主要由懸掛裝置 (1)、變速箱 (2)、 秸稈粉碎滾筒(3)、甩刀 (4)、殼體 (5)等組成 。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 。兩者相差較大，這給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大困難。對(duì)于割莉脫粒的聯(lián)合收割機(jī)，秸稈可以用高架犁直接整株還田，也可以先脫后割，將秸稈粉碎還田。秸稈粉碎機(jī)的拋撒裝置由排草風(fēng)扇、扇形導(dǎo)流板及動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)等組成，使秸稈粉碎并均勻拋撒。工作時(shí)，莖桿被強(qiáng)制喂入，靠喂入輪和刀片的 轉(zhuǎn)速不同來(lái)切碎莖桿：按其特性可分為“甩刀式”和“定直徑滾刀式”。 河北科技師范學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 主要技術(shù)參數(shù) 表 1主要技術(shù)參 數(shù) 項(xiàng)目 設(shè)計(jì)值 外形尺寸 (長(zhǎng) x寬 x高 ) 1420 920 950mm 整機(jī)重量 680kg 工作幅寬 1200mm 拋撒幅寬 1200mm 滾筒回轉(zhuǎn)直徑 500mm 粉碎機(jī)構(gòu)總安裝甩刀數(shù) 12個(gè) 粉碎轉(zhuǎn)速 1850r／ min 配套動(dòng)力 3545 kW 關(guān)鍵問題及解決方法 秸稈粉碎拋撒機(jī)是在 拖拉機(jī)后 安裝莖桿切碎裝置，實(shí)現(xiàn)了秸稈粉碎、拋散作業(yè)。經(jīng)過多種方案對(duì)比，采用了具有創(chuàng)新性的變速箱及鏈輪傳動(dòng)相結(jié)合的傳動(dòng)方案。 主要工作原理 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)針方向旋轉(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。機(jī)械化根茬粉碎還田方式是將作物割去莖稈后剩余的根茬用機(jī) 具就地粉碎混合于耕作層土壤中的一項(xiàng)機(jī)械化秸稈還田技術(shù)。機(jī)械化整稈覆蓋方式是利用整稈覆蓋機(jī)，將摘穗后直立于田間的秸稈，按照一定的規(guī)律編壓覆蓋在作物的行間，起到秸稈還田與蓄水保墑共舉的目的，這種方法特別適用于降雨量很少的旱地。機(jī)械化整稈還田方式是將摘河北科技師范學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 穗后直立于田間的秸稈，直接用高柱犁或重型犁沿前進(jìn)方向推倒，同時(shí)深耕翻埋，將秸稈在深耕時(shí)翻埋入土還田，實(shí)現(xiàn)秸稈整稈還田。秸稈粉碎翻壓還田和秸稈覆蓋還田是秸稈直接還田的兩種方式，采取直接還田的方式比較簡(jiǎn)單，方便、快捷、省工，還田數(shù)量較多，因此一般采用直接還田的方式。過腹還田是用秸稈飼喂牛、馬、豬、羊等牲畜后，以畜糞尿旌入土壤。堆漚還田是將作物秸 稈制成堆肥、漚肥等，作物秸稈發(fā)酵后施入土壤。秸稈粉碎翻壓還田是在作物收獲后，將作物秸稈在下茬作物播種或移栽前翻入土中。 (4)繪制圖紙。 (2)提出玉米秸稈還田機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案；根據(jù)實(shí)際作業(yè)要求初步選擇與其相配套的動(dòng)力并以此為依據(jù)確定各項(xiàng)設(shè)計(jì) 參數(shù)及具體結(jié)構(gòu)。 河北科技師范學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 課題的研究?jī)?nèi)容 針對(duì)解決目前我國(guó)機(jī)械化秸稈還田機(jī)具存在的問題，結(jié)合農(nóng)機(jī)、農(nóng)藝及農(nóng)民的實(shí)際需求，本課題的任務(wù)的是研制一種能將玉米秸稈整稈及其根茬一次性同時(shí)進(jìn)行粉碎、滅茬、旋耕、覆蓋等多道工序的適用機(jī)型。目前，國(guó)外一些國(guó)家秸稈還田的研究 與利用已處于領(lǐng)先水平。而英國(guó)秸稈直接還田量則占其秸稈生產(chǎn)總量的 73％。據(jù)美國(guó)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì)，每年生產(chǎn)作物秸稈 億噸，占整個(gè)美國(guó)有機(jī)殘物生產(chǎn)量的 ％，秸稈還田量占秸稈生產(chǎn)量的 68％。在美國(guó)，秸稈還田十分普遍。許多國(guó)家 (如加拿大等 )普遍采用秸稈機(jī)械粉碎還田。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家 (如德國(guó)等 )具有嚴(yán)格的法律禁止秸稈焚燒。英國(guó)在 20 世紀(jì) 80 年代初在收獲機(jī)上對(duì)秸稈進(jìn)行粉碎，并采用犁式耙進(jìn)行深埋。因此，整套設(shè)備投資大，這將影響機(jī)械化秸稈還田的廣泛推廣。秸稈還田作業(yè)必須與深耕、深翻及農(nóng)業(yè)措施配套，相應(yīng)的機(jī)械化秸稈還田機(jī)具的投資也就比較大。這項(xiàng)技術(shù)是農(nóng)機(jī)推廣部門為解決剩余秸稈的利用問題而大力推廣的項(xiàng)目。但目前秸稈的處理設(shè)備及應(yīng)用技術(shù)的程 度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，一方面對(duì)秸稈還田的理論研究還不足，設(shè)河北科技師范學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 計(jì)比較盲目，對(duì)其結(jié)構(gòu)參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的配置與選擇沒有理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。其工作原理是懸掛了高架犁的機(jī)組在摘果后仍保持秸稈直立狀態(tài) 的田間行進(jìn)時(shí)，主機(jī)先將秸稈推壓倒，在秸稈還未反彈起時(shí)犁己將秸稈的根部深耕覆蓋在土壤里，同時(shí)也帶動(dòng)整株秸稈在犁體翻動(dòng)土壤過程中都被覆蓋在土壤中，從而實(shí)現(xiàn)秸稈的整株還田。覆茬器是協(xié)助犁體在翻垡時(shí)，將地表面的殘茬、雜草埋入士中不外露，使秸稈雜草腐爛還田。甩刀式碎土滅茬機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)與一般水平橫軸式旋耕機(jī)相似，只是工作部件是甩刀而不是刀齒，甩刀用活動(dòng)鉸鏈與轉(zhuǎn)軸聯(lián)結(jié)，甩刀式碎土滅茬機(jī)甩刀逆滾動(dòng)方向回轉(zhuǎn)，將莖桿切斷后拾起后拋，并利用高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的慣性力來(lái)打碎根茬、硬土塊或草皮層。秸稈還田旋耕機(jī)與一般的旋耕機(jī)結(jié)構(gòu)基本相同，其采用反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)，即刀軸的旋轉(zhuǎn)方向 與作業(yè)機(jī)行走輪旋轉(zhuǎn)方向相反，工作時(shí)旋耕刀從土壤底部開始向土壤表面逆向切土，機(jī)組負(fù)荷較均勻，無(wú)漏耕現(xiàn)象。 秸稈還田機(jī)械有多種形式，不同的秸稈應(yīng)配套使用不同的機(jī)械。機(jī)械化根茬粉碎還田方式是將作物割去莖稈后剩余的根茬用機(jī)具就地粉碎混合于耕作層土壤中的一項(xiàng)機(jī)械化秸稈還田技術(shù)。機(jī)械化整稈覆蓋方式是利用整稈覆蓋機(jī)，將摘穗后直立于田間的秸稈，按照一定的規(guī)律編壓覆蓋在作物的行間，起到秸稈還田與蓄水保墑共舉的目的，這種 方法特別適用于降雨量很少的旱地。機(jī)械化整稈還田方式是將摘穗后直立于田間的秸稈，直接用高柱犁或重型犁沿前進(jìn)方向推倒，同時(shí)深耕翻埋，將秸稈在深耕時(shí)翻埋入土還田，實(shí)現(xiàn)秸稈整稈還田。 機(jī)械化秸稈還田方式主要包括機(jī)械化秸稈直接粉碎還田、機(jī)械化整稈還田、機(jī)械化河北科技師范學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 整稈覆蓋和機(jī)械化根茬粉碎還田等。我國(guó)大部分農(nóng)田由于長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)耕作方式單一，使土壤底部形成了堅(jiān)硬的犁底層，加之多年不施用農(nóng)家肥，以及大量使用化肥和農(nóng)藥，造成了土壤的污染，致使我國(guó)土地的有機(jī)質(zhì)逐年下降，農(nóng)作物減產(chǎn)或產(chǎn)量不穩(wěn)，不利于可持續(xù)農(nóng)業(yè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展?！弊魑锝斩拞栴}也涉及到土壤肥力、水土保持、 環(huán)境保護(hù)、再生資源有效利用等可持續(xù)發(fā)展問題。 持續(xù)農(nóng)業(yè)已成為世界各國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的共同趨勢(shì)。因此，開發(fā)利用秸稈， 已經(jīng)成為一個(gè)刻不容緩的問題，已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源開發(fā)的新焦點(diǎn)。 提高農(nóng)作物秸稈的綜合利用，是發(fā)展高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)和幫助農(nóng)民致富的迫切需要和重要途徑。一方面，土壤有機(jī)質(zhì)含量在逐年減少；另一方面，大量的農(nóng)作物秸稈被棄之不用，放火焚燒，既造成浪費(fèi)又污染環(huán)境。 目前，我國(guó)的秸稈開發(fā)利用主要是從三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行的：一是秸稈還田，包括整株還田和粉碎還田兩種：二是作為家畜飼料，包括直接飼喂、粉碎飼喂及氨化、青貯、微貯等處理后飼喂；三是作為相關(guān)工業(yè)原料利用，如用于造紙、制炭、編織等。 河北科技師范學(xué)院 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 秸稈 粉碎 機(jī)具的國(guó)內(nèi)外研究 秸稈是糧食生產(chǎn)中的主要副產(chǎn)品之一，同時(shí)也是工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要資源，是極為豐富并能直接利用的可再生資源。秸稈還田作業(yè)用機(jī)具是保證秸稈還田作業(yè)的質(zhì)量、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工作效率必不可少的工具，也是大面積推廣秸稈還田必需的條件?？偠灾?，秸稈還田能有效增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改良土壤結(jié)構(gòu)，培肥地力，對(duì)于改良土壤有著積極的作用，特別對(duì)緩解我國(guó)氮磷鉀比例失調(diào)的矛盾，彌補(bǔ)磷、鉀化肥不足，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有十分重要的意義。土壤有機(jī)質(zhì)含量增加，養(yǎng)分結(jié)構(gòu)趨于合理，可使其容重降低，土質(zhì)疏松，通透性提高，犁耕比阻減小。作物秸稈富含纖維素、木質(zhì)素等富碳物質(zhì)，它是形成土壤有機(jī) 質(zhì)的主要來(lái)源，因而秸稈還田有利于更新和增加土壤有機(jī)質(zhì)。每畝地一年若還田鮮玉米秸稈 1250 kg，則相當(dāng)于 4000 kg土雜肥的有機(jī)質(zhì)含量，含氮、磷、鉀相當(dāng)于 kg 碳氨、 lO埏過磷酸鈣和 酸鉀，同時(shí)還能補(bǔ)充其它多種營(yíng)養(yǎng)元素。秸稈中有機(jī)質(zhì)的含量平均為 15％左右。 關(guān)鍵詞 變速箱；秸稈粉碎機(jī) ； 甩刀；結(jié)構(gòu)及工作原理 Abstract The protection cultivation is the most important international agricultural technology development tendency. The smashed straw technology is one essential technology of the mechanized protection cultivation. Using smashed straw machines call effectively solve the problems that striving for time and during the busying farming time， and Can make the agricultural entire mechanization e truth. It also call avoid environment pollution caused by straw setting on fire. According to multifunction and reducing production cost, multi—function smashed straw machine was developed. It not only Can smash “1w together with the stubble and put it back to