棉杆铡切机的设计

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1、2 届毕业设计棉杆钏切机设计说明书学生姓名田永盛学 号 2021208217所属学院 机械电气化工程学院专业 机械设计制造及其自动化班 级12J指导教师且期 2012.05塔里木大学教务处制刖吕随着经济快速发展，我国能源危机和环境污染问题越來越突出，引起人们普遍关注。止 在开展的社会主义新农村建设，也要求农村在能源和坏境两方面取得突破。农作物秸秆是重 要的牛物质能源，乂是丰富的资源，弃之则废，用之则贵，而棉杆在新疆地区优势随处可见。 利用同时具冇能源和环保效益的秸秆沼气技术获取生物质能源，是农作物秸秆的资源化利用 一 条非常有潜力的途径。实际调查显示，现有的农作物加工机械配套的动力要求高，耗能

2、比较大，不适合农村及 偏远的山区使用。现通过对棉杆的加工成型和长度的分析，研究设计一种小型，易操作，生 产成木低，结构简单，性能稳定，安全系数高的棉杆侧切机。目录1棉杆钏切机的综述及发展前景11.1农业机械在现代化建设中的作用11. 2棉杆侧切机简介11.3市场前景分析12整机总体设计方案12.1实现原理介绍13传动机构设计23.1电动机的选择23. 2锥齿轮的设计33. 2.1选择齿轮材料及精度等级33. 2. 2按接触疲劳强度设计小齿轮分度直径33. 2. 3计算主耍尺寸与参数43. 3圆柱齿伦的设计53. 3. 1选定精度材料及齿数63. 3. 2按齿面接触强度计算63. 3. 3计算具

3、体参数63. 3. 4按齿根弯|11|强度设计73. 3. 5几何计算83. 4轴的设计93. 4. 1主轴I的设计93. 4.2传动轴II的设计113. 4.3传动轴III、IV的设计113. 5轴的校核123. 5. 1主轴I的校核123. 6V带传动的设计153. 6. IV带轮的设计要求和材料153. 6. 2V带轮的结构153. 6. 3相关计算153. 6. 4带轮的结构设计164刀的设计164.1切割与粉碎164. 2切刀的设计164. 2.1切刀的材料164. 2. 2对于切刀的要求164. 2. 3选用或设计刀片时应满足的要求164. 3刀的滑切与正切分析164. 4钳住物料

4、的条件分析174. 5刀的安装185进给机构与机架的设计195.1进给机构的设计195. 2机架的设计196总结20致谢21参考文献22棉杆钏切机的综述及发展前景1.1农业机械在现代化建设中的作用农业机械化是建设现代农业的垂要物质棊础，是先进生产力的代表，是提高农业劳动生 产率的主耍手段。农业机械化是农业科学技术推广应用的重要载休，是农业现代化的必然过 程，加快发展农业机械化是推进城锁化建设，全而建设农村小康社会的重要举措，加快发展 农业机械化也是保护和提高粮食综介生产能力，增加农民收入的重要措施。一是通过农业机 械，可以代替人工，使人量的农村劳动力从繁忙的农业劳动中解脱出来，使其投入到产业中

5、, 增加农民收入；二是通过实施梢量播种、机械施肥、秸秆机械还川等机械化节本增效农业技 术，降低农业牛产成本；三是通过拓宽农机维修、销售服务市场，吸纳农村剩余劳动力。1. 2棉杆侧切机简介该机构属于一种多功能的杆料加工机具，特别适于对杆类物料的切断加工，也可作为蒋 类淀粉加工机具使用。本实用于新型的目的是提供一种可将棉杆，一次加工成块粒状的棉杆钏切机，同时具有 同时在加工棉杆时采用馄压轮进给，大大提高了送料时的人身安全。它有结构简单，适应性 强的特点，能充分满足农村，特别是山区农村推广。1.3市场前景分析经过市场调研发现。很少有适合小型养殖场、专业户和个体农户要求的小型棉杆钏切机。 并且这些棉杆

6、钏切机还具有以下缺点：（1）人多数棉杆钏切机只能单独切割茎杆类物料。（2）切割刀刃为直刃、切割刚度低、对棉杆的切割性能差。（3）用手喂入杆料类物料安全性差。（4）块料切碎吋切碎均匀度差。故我们设计一种能满足小型养殖场、专业户和个体农八要求。切割性能好，操作安全的 小型棉杆钏切机。解决的思路如2（1）根据生产要求和自动化程度选择合适的动力源。（2）确定传动机构和执行机构。（3）通过叉力要求计算岀机构中各个零件的尺寸大小，型号等。（4）对钏切装置的设计。（5）对報体传动系统的设计。2整机总体设计方案2. 1实现原理介绍该机主要由传动轴I装在其一端的变速锥齿轮和传动轴II上的变速锥齿轮和直齿轮及 进

7、给轴III、IV,装在支撑固定它们的机架下部的电动机，主动轮及传动皮带，加之安装在机 架上的喂料台，进料斗，机壳等构成，切碎机构由安装在传动轴一端的切碎刀盘及其上的动 刀片，加Z固定在机架相应位置上，能在刀盘转动过程中，与动片构成明切动作的定刀片构 成。传动轴安装在机架上，动力由机架下部的电动机及其主动轮，通过皮带传给安装在传动 轴一端的从动轮，驱动传动轴运转使安装在中部的切刀盘工作。机架上靠切碎刀盘一侧，制 作了切碎机构喂料台、白动进给辘压轮及刀盘罩；主动轮与从动轮间套有皮带防护罩；机架 下部制作了切碎，切断物料的岀料斗。其中，喂料台，刀盘罩、机壳、进料斗、皮带防护罩, 出料斗均连接固定在机

8、架上。使用吋，将棉杆放在喂料台上，由辗压轮口动将料送入刀盘罩内，动刀片随刀盘的旋转 和固定在机架上的定刀片配合，将物料切碎。即可满足使用者要求。传动原理如图2-1所示。小锥齿轮11.大锥齿轮12.小圆柱齿轮13.大圆柱齿轮14.换向圆柱齿轮I 15.换向圆柱齿轮 II16.传动轴II17.传动轴IV18.传动轴III （注：图中箭头表示各轴的转动方向）2. 2整体传动比分析计算在本设计中，考虑到实际情况，主轴转速在400r/min为宜。以F为具体计算分析过程。 因为设计任务提供的电动机是1500r/min功率是0. 55kw。根据带轮传动比的要求（一般传动比在24为宜）现选传动比为3. 9o则

9、主轴转速为 Wl=1500r/min/3. 9二384. 6r/min现初步选择银压轮的直径为40mm,対切削的物料长度定为10俪。现在來分析主轴I到 传动轴III、IV之间的传动比。因为馄压轮的转动是由轴III、IV提供的，所以轴III、IV的转速相等，转向相反。考虑到在实际中料在传送过成中的打滑，所以上述进料速度在现实中是可以做到的。 在主轴I与轴III、IV之间有一对锥齿轮的减速和一对肓齿轮的减速，考虑到各对齿轮传 动比的适宜范围，现取锥齿轮的传动比i=2,圆柱齿轮的传动比i二3（考虑到计算和设计时的 方便）。3传动机构设计3. 1电动机的选择考虑到设计的棉杆钏切机适用对象为小型养殖场、

10、专业户和个体农户，故电动机电压应 选用220V.再考虑到所受的载荷不大，所需动力不是很大，选用小功率的电动机。综合各方面因素，选用YL系列电动机。YL系列电动机是新型高效节能产品,具有体积小、容量人，起动及运转性能优越等特点, 符合国际标准IEC的有关规定，并实现同一-机朋号单、三相异步电动机筹级相同，提高了单、 三相电动机的互换性和通用性，被广泛应用丁冷冻机、泵、风机、，小型机床以及农副业和家 用电器等方面。电动机的主耍参数：型号:YL801-4电压:220V功率:0. 55KW同步转速:1500r/min频率:501IZ效率:68%功率因数:0. 92外形尺寸:295x 165X 200电

11、动机的安装方式：选择1BM3型3. 2锥齿轮的设计选用总齿锥形齿轮，取锥齿轮传动效率二0. 95小锥齿轮传动功率为P=0. 5225,转速n=384. 6r/min.传动比i=203. 2. 1选择齿轮材料及精度等级小齿轮用45调质，齿而硬度200-230HBSo人齿伦用45调质，齿而硬度170-200HBSo根据齿而硬度中值，按参考资料中MQ线查得小齿轮cr/yliml =565MPa；大齿轮恤2 二545MPa。根据实际工作情况，选定精度等级为8级精度。3. 2. 2按接触疲劳强度设计小齿轮分度直径= 157517 j/+i *%（1）小齿伦传递的转矩TT=9550P/n二9550X0.

12、5225/384. 6=12. 97N m（2）齿数比u=i=2（3）配对材料系数CWI；查参考资料，得Cwt=l（4）载荷系数根据载荷情况，齿轮精度和齿轮结构位置取K=l. 5（5）许用应力（7帥（JHA =0.-0. 9x565=509MPa r/?2=0. 9=I 打 二52mmVF7T V 49i23. 2. 3计算主要尺寸与参数(1) 选定小齿轮齿数引(3. 1)(3.2)由参考资料，并根据小齿伦直径，齿面硬度选定Z|二20,则z2= z】u二40(2) 确定模数mm = =52/20=2. 6inm；取标准值 m=2. 5mmZ(3) 计算分度圆直径d2d =m z j =50nu

13、nd2 =m z2=100mm(4) 计算分锥角兀&5X =arc tan(z 1 / z2) =arc tan (20/40)=26. 565力2 =90 -厲=63.435。(5) 计算锥距R(3.3)R二y Jz j + z；二手 V202 +402 二55. 9mm(6) 计算伦齿宽度b取0r=O 33； b二R0r=55 9x0.33=18. 447mm；取 b=20mm(7) 计算齿顶圆直径心,d(l2ha = ham=1x2. 5=2. 5mda = d + 2ha cos 二 50 + 2 x 2.5 x cos 26.565 =54. 59mmda2 + 2ha cos=10

14、0 +2x2.5cos63.435=102. 2mm(8) 计算平均圆周速度fd沁= (1 一0.5如)=50x(1-0.5x0.33) =41. 75mm必 = 34X4L75X384.6屯咖人60x100060x1000在理论上齿轮副分析中侧隙为零，但实际中齿轮运行中会齿型会变大（温度上升）。要 是在常温没侧隙就会咬死，而门为了在齿车仑的侧隙上超下空间储油。在齿型变到最大时也耍 留有空间给储汕。所以都会有侧隙。有侧隙也有缺点就是当齿伦副转换转向时会带来冋程谋 差和冲击。但不同场合的齿轮副的侧隙要求不同，像仪衣为了减小冋程谋差就要小侧隙，而 经常转换转向的地方防止冲击过大也婆小侧隙。锥齿轮在运行的吋候会发热，温度上升，齿 就会变大，而H齿面不可能做到绝对的精确，可能会产生公差，为了保证工作的时候不会卡 死，齿轮传动中必须要有间隙。表3-1锥齿轮传动参数参数代号小齿轮参数值人齿轮齿形角a2020大端面模数m2.52.5传动比122齿数z2040分锥角626.56563. 435分度圆直径