3161 棉桿鍘切機(jī)設(shè)計(jì)說明書,棉桿鍘切機(jī),設(shè)計(jì),說明書,仿單
塔里木大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告課題名稱 棉桿鍘切機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 田永盛 學(xué) 號 2021208217 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化班 級 機(jī)械設(shè)計(jì) 12-1 指導(dǎo)教師 丁羽 起止時(shí)間 2011.12.01—2012.05.30塔里木大學(xué)教務(wù)處制填 表 說 明一、學(xué)生撰寫《開題報(bào)告》應(yīng)包含的內(nèi)容：1、本課題來源及研究的目的和意義；2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析；3、對課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析；4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路；5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法；6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃；7、主要參考文獻(xiàn)（不少于 7 篇）。二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫完成，并交指導(dǎo)教師審閱。三、開題報(bào)告要求手寫體，字?jǐn)?shù)在 3000 字以上，由學(xué)生在本報(bào)告冊內(nèi)填寫，頁面不夠可自行添加 A4 紙張。四、每個(gè)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課題須提交開題報(bào)告一式三份，一份學(xué)生本人留存，一份指導(dǎo)教師存閱，一份學(xué)生所在學(xué)院存檔，備檢備查。開題報(bào)告正文一、 本課題的研究背景1、目的和意義：農(nóng)業(yè)機(jī)械化是建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是先進(jìn)生產(chǎn)力的代表，是提高農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率的主要手段。農(nóng)業(yè)機(jī)械化是農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)推廣應(yīng)用的重要載體，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然過程，加快發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械化是推進(jìn)城鎮(zhèn)化建設(shè)，全面建設(shè)農(nóng)村小康社會的重要舉措，加快發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械化也是保護(hù)和提高糧食綜合生產(chǎn)能力，增加農(nóng)民收入的重要措施。一是通過農(nóng)業(yè)機(jī)械，可以代替人工，使大量的農(nóng)村勞動力從繁忙的農(nóng)業(yè)勞動中解脫出來，使其投入到產(chǎn)業(yè)中，增加農(nóng)民收入；二是通過實(shí)施精量播種、機(jī)械施肥、秸稈機(jī)械還田等機(jī)械化節(jié)本增效農(nóng)業(yè)技術(shù)，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本；三是通過拓寬農(nóng)機(jī)維修、銷售服務(wù)市場，吸納農(nóng)村剩余勞動力。隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國能源危機(jī)和環(huán)境污染問題越來越突出，引起人們普遍關(guān)注。正在開展的社會主義新農(nóng)村建設(shè)，也要求農(nóng)村在能源和環(huán)境兩方面取得突破。農(nóng)作物秸稈是重要的生物質(zhì)能源，又是豐富的資源，棄之則廢，用之則貴，而棉桿在地區(qū)又是隨處可見。利用同時(shí)具有能源和環(huán)保效益的秸稈沼氣技術(shù)獲取生物質(zhì)能源，是農(nóng)作物秸稈的資源化利用一條非常有潛力的途徑。（1）綜合機(jī)械設(shè)計(jì)制造課程和其它有關(guān)必修課程的理論及生產(chǎn)實(shí)踐的知識去分析和解決棉桿鍘切設(shè)計(jì)問題，并使所學(xué)專業(yè)知識得到進(jìn)一步鞏固和深化。（2）學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法，了解和掌握常用整體設(shè)計(jì)、零部件的設(shè)計(jì)過程和計(jì)算方法，培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想和分析問題、解決問題的能力，特別是總體設(shè)計(jì)和計(jì)算的能力。（3）通過計(jì)算和繪圖，學(xué)會運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊和查閱有關(guān)技術(shù)資料等，培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)的基本技能2、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀對棉桿進(jìn)行切碎和撕裂破秸等機(jī)械預(yù)處理，可以提高其厭氧消化的產(chǎn)氣量和甲烷含量，是提高農(nóng)作物秸稈的利用率和產(chǎn)氣率的一種有效的手段，成為目前秸稈沼氣利用研究的重要內(nèi)容。對秸稈進(jìn)行切碎和撕裂破秸等預(yù)處理的加工機(jī)械，主要應(yīng)用于畜牧業(yè)，加工開發(fā)農(nóng)作物秸稈等非常規(guī)飼料。國外以發(fā)展自動化程度高、通用性好的大型機(jī)具為主，大幅度提高了生產(chǎn)效率，其配套動力大多在 75kW 以上。國內(nèi)處理秸稈飼料的主要加工機(jī)具有鍘草機(jī)、粉碎機(jī)、揉碎機(jī)、揉切機(jī)、打捆機(jī)等。實(shí)際調(diào)查顯示，現(xiàn)有農(nóng)作物秸稈加工機(jī)械配套動力要求高，且由于農(nóng)作物秸稈的飼料利用價(jià)值較高，大多數(shù)秸稈飼料加工機(jī)具都是根據(jù)玉米秸稈的特性設(shè)計(jì)制造。然而，在部分地區(qū)，農(nóng)村戶用沼氣池利用秸稈作為發(fā)酵原料時(shí)，以棉桿和麥秸為主，由于農(nóng)作物秸稈的物理機(jī)械特性與稻草具有非常顯著的差別，故現(xiàn)有的秸稈加工機(jī)械不適合農(nóng)村戶用，功能單一，且對棉桿和麥秸不能實(shí)現(xiàn)順利加工。二、本課題的研究目標(biāo)、特色之處、預(yù)期成果1.研究目標(biāo)：通過對棉桿的加工成型，包括棉桿的成型、濕度和長度的分析，研究設(shè)計(jì)一種小型，易操作，生產(chǎn)成本低，結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，安全系數(shù)高的棉桿鍘切機(jī)。2.特色之處：它研究的重點(diǎn)就是在設(shè)計(jì)啟動系統(tǒng)，執(zhí)行部件，控制部分、傳動系統(tǒng)。3.預(yù)期成果：用 CAD 繪出一套零件圖，寫出一份完整的設(shè)計(jì)說明書。3、本課題的主要研究內(nèi)容1、本課題的主要研究內(nèi)容（1）傳送裝置：該機(jī)具僅用一臺電機(jī)，要使喂料、鍘切兩大裝置能夠同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)，且達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求的轉(zhuǎn)速，傳動路線的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。開式結(jié)構(gòu)使得整臺機(jī)具無需使用齒輪變速箱體，不僅結(jié)構(gòu)十分緊湊，而且節(jié)約了成本，降低了整機(jī)造價(jià)。（2）喂料裝置：棉桿鍘切機(jī)機(jī)喂料裝置的功能，是將棉桿以一定的速度向鍘切裝置送進(jìn)，并壓實(shí)夾持住棉桿以利切斷。為了保證切割整齊，要求喂料過程中物料層無相對滑動，并在物料厚度變化時(shí)，保證夾緊棉桿。喂料裝置的結(jié)構(gòu)和性能直接影響整臺機(jī)具的喂入均勻性、連續(xù)性以及加工質(zhì)量和生產(chǎn)率。（3）鍘切裝置：鍘切裝置是棉桿鍘切機(jī)的關(guān)鍵部件，鍘切機(jī)有多種形式，合理選擇鍘切裝置的結(jié)構(gòu)，優(yōu)化其工作參數(shù)具有重要意義?？紤]到工作對象為含水率較低的棉桿和麥秸，物料纖細(xì)柔韌，不易切斷，切割速度不宜過高，切割副(動刀片與定刀片)要銳利，間隙小，喂入量不宜過大，而且機(jī)具為農(nóng)村戶用的中小機(jī)型。2、本課題要解決的關(guān)鍵問題（1）實(shí)現(xiàn)喂料裝置的設(shè)計(jì)（2）對鍘切裝置的設(shè)計(jì)（3）對整體傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)解決的思路如下：（1）根據(jù)生產(chǎn)要求和自動化程度選擇合適的動力源。（2）確定傳動機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（3）通過受力要求計(jì)算出機(jī)構(gòu)中各個(gè)零件的尺寸大小，型號等。（4）畫出裝配圖。（5）對受力部件，零件尺寸進(jìn)行校核計(jì)算。3、本課題的可行性分析（1）該方案的設(shè)計(jì)主要用于農(nóng)村家庭，環(huán)保衛(wèi)生、節(jié)省體力、節(jié)約能源，為棉桿的開發(fā)利用創(chuàng)造了條件，為農(nóng)作物秸稈沼氣提供技術(shù)支持。（2）學(xué)院指導(dǎo)老師從事機(jī)械開發(fā)設(shè)計(jì)研究多年，有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和深厚的知識根基，可以為本課題的順利實(shí)施提供很好的技術(shù)支撐。（3）現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動仿真，力學(xué)分析等各種設(shè)計(jì)工作，為本課題提供了有力的分析工具，本人經(jīng)學(xué)習(xí)后已熟練掌握了 CAD 的應(yīng)用。（4）在校期間系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)知識。（5）塔里木大學(xué)具有相關(guān)軟硬件設(shè)備，可以提供軟硬件支持。四、本課題實(shí)施的進(jìn)度安排及具體內(nèi)容第 1-3 周，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，撰寫開題報(bào)告。第 4-6 周，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況確定棉桿鍘切機(jī)的設(shè)計(jì)方案。第 7-9 周，根據(jù)工作要求，設(shè)計(jì)并查閱相關(guān)手冊，選擇和設(shè)計(jì)各零部件。第 10-12 周，運(yùn)用 AUTOCAD 軟件，繪制二維零件圖和裝配圖。第 13-14 周，從工藝性能，經(jīng)濟(jì)性能，使用性能等方面對產(chǎn)品進(jìn)行綜合評價(jià)，校核修正，完成產(chǎn)品說明書。第 15 周，整理資料，準(zhǔn)備答辯。五.完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法所必須的工作條件：有固定設(shè)計(jì)場所、一臺可上網(wǎng)的計(jì)算機(jī)及 CAD 軟件、office 軟件、繪圖圖板等.解決辦法：由學(xué)院提供設(shè)計(jì)場所、測量工具，其他條件均已具備。六、參考文獻(xiàn)[1]吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社.[2]《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》聯(lián)合編寫組.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（中冊）[M].化學(xué)工業(yè)出版社,1982:763.[3]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(第 2 卷)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004.8:11-13.[4]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(第 3 卷)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004.8:22-143.80.[5]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(第 3 卷)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004.8:22-157. [6]海燕,劉向陽.秸稈飼料加工機(jī)械現(xiàn)狀及進(jìn)展.[期刊論文]糧油加工與食品機(jī)械,2003.06.[7]王森華,李行.我國粗飼料加工機(jī)械的發(fā)展概述.[期刊論文]糧油與食品機(jī)械,2000.09.[8]鄒慧君主編.機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊.高等教育出版社,1998.[9]趙松年主編.現(xiàn)代機(jī)械創(chuàng)新產(chǎn)品分析與設(shè)計(jì),2000.[10]楊家軍主編.機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì).華中理工大學(xué)出版社,2000.[11]張春林主編.機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社,1999.[12]卜炎主編.機(jī)械傳動裝置設(shè)計(jì)手冊(上冊),機(jī)械工業(yè)出版社.1999.[13]鄒慧君主編.機(jī)械原理.北京.高等教育出版社,1999.[14]付敏良,夏吉慶.秸稈飼料鍘切揉碎機(jī)的設(shè)計(jì).[期刊論文].農(nóng)機(jī)化研究,2009.3. [15]耿紅.青飼機(jī)鍘切裝置若干參數(shù)的探討.農(nóng)牧與食品機(jī)械,1986.5. 學(xué)生簽名 2011 年 月 日指導(dǎo)教師審閱意見指導(dǎo)教師簽名 年 月 日棉桿鍘切機(jī)設(shè)計(jì)說明書學(xué)生姓名 學(xué) 號 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班 級 12-1 指導(dǎo)教師 日 期 2012.05 大學(xué)教務(wù)處制前言隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國能源危機(jī)和環(huán)境污染問題越來越突出，引起人們普遍關(guān)注。正在開展的社會主義新農(nóng)村建設(shè)，也要求農(nóng)村在能源和環(huán)境兩方面取得突破。農(nóng)作物秸稈是重要的生物質(zhì)能源，又是豐富的資源，棄之則廢，用之則貴，而棉桿在地區(qū)優(yōu)勢隨處可見。利用同時(shí)具有能源和環(huán)保效益的秸稈沼氣技術(shù)獲取生物質(zhì)能源，是農(nóng)作物秸稈的資源化利用一條非常有潛力的途徑。實(shí)際調(diào)查顯示，現(xiàn)有的農(nóng)作物加工機(jī)械配套的動力要求高，耗能比較大，不適合農(nóng)村及偏遠(yuǎn)的山區(qū)使用?，F(xiàn)通過對棉桿的加工成型和長度的分析，研究設(shè)計(jì)一種小型，易操作，生產(chǎn)成本低，結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，安全系數(shù)高的棉桿鍘切機(jī)。目 錄1 棉桿鍘切機(jī)的綜述及發(fā)展前景..................................................11.1 農(nóng)業(yè)機(jī)械在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用..........................................11.2 棉桿鍘切機(jī)簡介........................................................11.3 市場前景分析..........................................................12 整機(jī)總體設(shè)計(jì)方案............................................................12.1 實(shí)現(xiàn)原理介紹..........................................................13 傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)................................................................23.1 電動機(jī)的選擇..........................................................23.2 錐齒輪的設(shè)計(jì)..........................................................33.2.1 選擇齒輪材料及精度等級..........................................33.2.2 按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)小齒輪分度直徑................................33.2.3 計(jì)算主要尺寸與參數(shù)..............................................43.3 圓柱齒輪的設(shè)計(jì)........................................................53.3.1 選定精度材料及齒數(shù)..............................................63.3.2 按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算..............................................63.3.3 計(jì)算具體參數(shù)....................................................63.3.4 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)..............................................73.3.5 幾何計(jì)算........................................................83.4 軸的設(shè)計(jì)..............................................................93.4.1 主軸Ⅰ的設(shè)計(jì)....................................................93.4.2 傳動軸Ⅱ的設(shè)計(jì).................................................113.4.3 傳動軸Ⅲ、Ⅳ的設(shè)計(jì).............................................113.5 軸的校核.............................................................123.5.1 主軸Ⅰ的校核...................................................123.6V 帶傳動的設(shè)計(jì)........................................................153.6.1V 帶輪的設(shè)計(jì)要求和材料..........................................153.6.2V 帶輪的結(jié)構(gòu)....................................................153.6.3 相關(guān)計(jì)算.......................................................153.6.4 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).................................................164 刀的設(shè)計(jì)...................................................................164.1 切割與粉碎...........................................................164.2 切刀的設(shè)計(jì)...........................................................164.2.1 切刀的材料.....................................................164.2.2 對于切刀的要求.................................................164.2.3 選用或設(shè)計(jì)刀片時(shí)應(yīng)滿足的要求...................................164.3 刀的滑切與正切分析...................................................164.4 鉗住物料的條件分析...................................................174.5 刀的安裝.............................................................185 進(jìn)給機(jī)構(gòu)與機(jī)架的設(shè)計(jì).......................................................195.1 進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).......................................................195.2 機(jī)架的設(shè)計(jì)...........................................................196 總結(jié).......................................................................20致謝........................................................................21參考文獻(xiàn)....................................................................22 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1棉桿鍘切機(jī)的綜述及發(fā)展前景1.1 農(nóng)業(yè)機(jī)械在現(xiàn)代化建設(shè)中的作用農(nóng)業(yè)機(jī)械化是建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，是先進(jìn)生產(chǎn)力的代表，是提高農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率的主要手段。農(nóng)業(yè)機(jī)械化是農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)推廣應(yīng)用的重要載體，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的必然過程，加快發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械化是推進(jìn)城鎮(zhèn)化建設(shè)，全面建設(shè)農(nóng)村小康社會的重要舉措，加快發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械化也是保護(hù)和提高糧食綜合生產(chǎn)能力，增加農(nóng)民收入的重要措施。一是通過農(nóng)業(yè)機(jī)械，可以代替人工，使大量的農(nóng)村勞動力從繁忙的農(nóng)業(yè)勞動中解脫出來，使其投入到產(chǎn)業(yè)中，增加農(nóng)民收入；二是通過實(shí)施精量播種、機(jī)械施肥、秸稈機(jī)械還田等機(jī)械化節(jié)本增效農(nóng)業(yè)技術(shù)，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本；三是通過拓寬農(nóng)機(jī)維修、銷售服務(wù)市場，吸納農(nóng)村剩余勞動力。1.2 棉桿鍘切機(jī)簡介該機(jī)構(gòu)屬于一種多功能的桿料加工機(jī)具，特別適于對桿類物料的切斷加工，也可作為薯類淀粉加工機(jī)具使用。本實(shí)用于新型的目的是提供一種可將棉桿，一次加工成塊粒狀的棉桿鍘切機(jī)，同時(shí)具有同時(shí)在加工棉桿時(shí)采用輥壓輪進(jìn)給，大大提高了送料時(shí)的人身安全。它有結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，能充分滿足農(nóng)村，特別是山區(qū)農(nóng)村推廣。1.3 市場前景分析經(jīng)過市場調(diào)研發(fā)現(xiàn)。很少有適合小型養(yǎng)殖場、專業(yè)戶和個(gè)體農(nóng)戶要求的小型棉桿鍘切機(jī)。并且這些棉桿鍘切機(jī)還具有以下缺點(diǎn)：（1）大多數(shù)棉桿鍘切機(jī)只能單獨(dú)切割莖桿類物料。（2）切割刀刃為直刃、切割剛度低、對棉桿的切割性能差。（3）用手喂入桿料類物料安全性差。（4）塊料切碎時(shí)切碎均勻度差。故我們設(shè)計(jì)一種能滿足小型養(yǎng)殖場、專業(yè)戶和個(gè)體農(nóng)戶要求。切割性能好，操作安全的小型棉桿鍘切機(jī)。解決的思路如下：（1）根據(jù)生產(chǎn)要求和自動化程度選擇合適的動力源。（2）確定傳動機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（3）通過受力要求計(jì)算出機(jī)構(gòu)中各個(gè)零件的尺寸大小，型號等。（4）對鍘切裝置的設(shè)計(jì)。（5）對整體傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。2 整機(jī)總體設(shè)計(jì)方案2.1 實(shí)現(xiàn)原理介紹該機(jī)主要由傳動軸Ⅰ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(jìn)給軸Ⅲ、Ⅳ，裝在支撐固定它們的機(jī)架下部的電動機(jī)，主動輪及傳動皮帶，加之安裝在機(jī)架上的喂料臺，進(jìn)料斗，機(jī)殼等構(gòu)成，切碎機(jī)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(jī)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。傳動軸安裝在機(jī)架上，動力由機(jī)架下部的電動機(jī)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(yùn)轉(zhuǎn)使安裝在中部的切刀盤工作。機(jī)架上靠切碎刀盤一側(cè)，制作了切碎機(jī)構(gòu)喂料臺、自動進(jìn)給輥壓輪及刀盤罩；主動輪與從動輪間套有皮帶防護(hù)罩；機(jī)架下部制作了切碎，切斷物料的出料斗。其中，喂料臺，刀盤罩、機(jī)殼、進(jìn)料斗、皮帶防護(hù)罩，出料斗均連接固定在機(jī)架上。使用時(shí)，將棉桿放在喂料臺上，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(jī)架上的定刀片配合，將物料切碎。即可滿足使用者要求。 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2傳動原理如圖 2-1 所示。圖 2-1 傳動原理簡圖1.電動機(jī) 2.小 v 帶輪 3.v 帶 4.大 v 帶輪 5.軸承座 7.主軸Ⅰ8.切碎刀盤 9.動刀片 10.小錐齒輪 11.大錐齒輪 12.小圓柱齒輪 13.大圓柱齒輪 14.換向圓柱齒輪Ⅰ15.換向圓柱齒輪Ⅱ16.傳動軸Ⅱ17.傳動軸Ⅳ18.傳動軸Ⅲ（注：圖中箭頭表示各軸的轉(zhuǎn)動方向）2.2 整體傳動比分析計(jì)算在本設(shè)計(jì)中，考慮到實(shí)際情況，主軸轉(zhuǎn)速在 400r/min 為宜。以下為具體計(jì)算分析過程。因?yàn)樵O(shè)計(jì)任務(wù)提供的電動機(jī)是 1500r/min、功率是 0.55kw。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 3.9。則主軸轉(zhuǎn)速為 =1500r/min/3.9=384.6r/minn?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到傳動軸Ⅲ、Ⅳ之間的傳動比。因?yàn)檩亯狠喌霓D(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?？紤]到在實(shí)際中料在傳送過成中的打滑，所以上述進(jìn)料速度在現(xiàn)實(shí)中是可以做到的。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(jì)算和設(shè)計(jì)時(shí)的方便)。3 傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 電動機(jī)的選擇考慮到設(shè)計(jì)的棉桿鍘切機(jī)適用對象為小型養(yǎng)殖場、專業(yè)戶和個(gè)體農(nóng)戶,故電動機(jī)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(jī)。綜合各方面因素,選用 YL 系列電動機(jī)。YL 系列電動機(jī)是新型高效節(jié)能產(chǎn)品,具有體積小、容量大,起動及運(yùn)轉(zhuǎn)性能優(yōu)越等特點(diǎn),符合國際標(biāo)準(zhǔn) IEC 的有關(guān)規(guī)定,并實(shí)現(xiàn)同一機(jī)座號單、三相異步電動機(jī)等級相同,提高了單、三相電動機(jī)的互換性和通用性,被廣泛應(yīng)用于冷凍機(jī)、泵、風(fēng)機(jī)、,小型機(jī)床以及農(nóng)副業(yè)和家用電器等方面。 電動機(jī)的主要參數(shù)：型號:YL801-4電壓:220V 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3功率:0.55KW同步轉(zhuǎn)速:1500r/min頻率:50HZ效率:68%功率因數(shù):0.92 外形尺寸:295 165 200?電動機(jī)的安裝方式：選擇 IBM3 型3.2 錐齒輪的設(shè)計(jì)選用直齒錐形齒輪,取錐齒輪傳動效率 =0.95。?小錐齒輪傳動功率為 P=0.5225,轉(zhuǎn)速 n=384.6r/min.傳動比 i=2。3.2.1 選擇齒輪材料及精度等級小齒輪用 45 調(diào)質(zhì),齒面硬度 200-230HBS。大齒輪用 45 調(diào)質(zhì),齒面硬度 170-200HBS。根據(jù)齒面硬度中值,按參考資料中 MQ 線查得小齒輪 =565MPa；大齒輪1limH?=545MPa。2limH?根據(jù)實(shí)際工作情況，選定精度等級為 8 級精度。3.2.2 按接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)小齒輪分度直徑（3.1）3221 )1(57HpmuKTCd????（1）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 TT=9550P/n=9550 0.5225/384.6=12.97N·m?（2）齒數(shù)比u=i=2（3）配對材料系數(shù) C ；查參考資料,得 C =1mm（4）載荷系數(shù)根據(jù)載荷情況,齒輪精度和齒輪結(jié)構(gòu)位置取 K=1.5（5）許用應(yīng)力 Hp?=0.9 =0.9 565=509MPa1p1lim?=0.9 =0.9 545=491MPa2H2li取小值 ,所以 = =491MPap?Hp?2（6）計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1=52mm （3.2）3221 49)(7.50.57?????d3.2.3 計(jì)算主要尺寸與參數(shù) 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4（1）選定小齒輪齒數(shù) z1由參考資料,并根據(jù)小齒輪直徑,齒面硬度選定 z =20,則 z = z u=40121（2）確定模數(shù) m=52/20=2.6mm；取標(biāo)準(zhǔn)值 m=2.5mm1zd?（3）計(jì)算分度圓直徑 ,12d=m z =50mm1d=m z =100mm2（4）計(jì)算分錐角 ,1?2=arc tan(z / z )=arc tan(20/40)=26.565°1=90°- =63.435°21（5）計(jì)算錐距 RR= = =55.9mm （3.3）21zm?2405.?（6）計(jì)算輪齒寬度 b取 =0.33；b=R =55.9 =18.447mm；取 b=20mmR?R3.?（7）計(jì)算齒頂圓直徑 ,1ad2= =1 2.5=2.5m ahm*= = =54.59mm1d1cos2?a????56.cos.50=102.2mm?432a（8）計(jì)算平均圓周速度 mv=41.75mm).051()5.01(???Rmd?=0.84m/sv6.3847.4.36??n?在理論上齒輪副分析中側(cè)隙為零，但實(shí)際中齒輪運(yùn)行中會齒型會變大（溫度上升） 。要是在常溫沒側(cè)隙就會咬死，而且為了在齒輪的側(cè)隙上留下空間儲油。在齒型變到最大時(shí)也要留有空間給儲油。所以都會有側(cè)隙。有側(cè)隙也有缺點(diǎn)就是當(dāng)齒輪副轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)向時(shí)會帶來回 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5程誤差和沖擊。但不同場合的齒輪副的側(cè)隙要求不同，像儀表為了減小回程誤差就要小側(cè)隙，而經(jīng)常轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)向的地方防止沖擊過大也要小側(cè)隙。錐齒輪在運(yùn)行的時(shí)候會發(fā)熱，溫度上升，齒就會變大，而且齒面不可能做到絕對的精確，可能會產(chǎn)生公差，為了保證工作的時(shí)候不會卡死，齒輪傳動中必須要有間隙。表 3-1 錐齒輪傳動參數(shù)參數(shù)值參數(shù) 代號小齒輪 大齒輪齒形角 ?20° 20°大端面模數(shù) m 2.5 2.5傳動比 i 2 2齒數(shù) z 20 40分錐角 ?26.565° 63.435°分度圓直徑 d 50 100錐距 R 55.9 55.9齒寬系數(shù) ?0.33 0.33齒寬 b 20 20齒頂高 ah2.5 2.5齒高 h 5.5 5.5齒根高 f 3 3齒頂圓直徑 ad54.5 102.2齒根角 f? 3.07° 3.07°齒頂角 a 3.07° 3.07°頂錐角 ? 29.635° 66.505°根錐角 f 23.495° 60.365°安裝距 A 72 53 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6外錐角高 kA48.88 22.763.3 圓柱齒輪的設(shè)計(jì)選取傳動比 i=3,工作壽命 10 年,每天工作 1 小時(shí),每年工作 300 天,根據(jù)上述表述知小齒輪轉(zhuǎn)速 =384.6/2=192.3r/min,選取錐齒輪傳動效率 =0.95,則功率1n ?=0.5225 0.95=0.496375kW。1P?3.3.1 選定精度材料及齒數(shù)（1）選 8 級精度。（2）由參考資料選取小齒輪材料為 45 鋼(調(diào)質(zhì)),齒面硬度為 200-230HBS；選取大齒輪材料為 45 鋼(調(diào)質(zhì)),齒面硬度為 170-200HBS。（3）選小齒輪齒數(shù) =24；選大齒輪齒數(shù) 。1z 724312???iz3.3.2 按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算（1）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩（3.4）3.192467505901??nPT（2）試選取載荷 =1.3tK（3）由參考資料選取齒寬系數(shù) =0.5d?（4）由參考資料查得材料的彈性影響系數(shù) =189.8MPaEZ（5）由參考資料圖按齒面硬度中值查得小齒輪的接疲勞強(qiáng)度極限為 =565MPa, 大齒1limH?輪的接疲勞強(qiáng)度極限為 =545MPa.2limH?（6）由參考資料式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)71 1046.3)01(3.960????hjLnN7725/4.3?（7）由參考資料查得接觸疲勞壽命系數(shù) =0.95； =1.01HNK2HN（8）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1%,安全系數(shù) S=1，由參考資料得=536.75MPa （3.5）1569.0][1lim1??SKHNH?=545MPa （3.6）.4][2li22HN 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 73.3.3 計(jì)算具體參數(shù)（1）試算小齒輪分度圓直徑 ,代入 中較小值td1][H?=50.58mm2341 )58.9(35.062.????td（2）計(jì)算圓周速度 v=0.51m/s16.8.4.160??nvt?（3）計(jì)算齒寬 b=25.29mm5.01??td?（4）計(jì)算齒寬與齒高這比 b/h模數(shù) =50.58/24=2.1mm1/zmtt齒高 =4.725mm.252.??thb/h=25.29/4.725=5.35（5）計(jì)算載系數(shù)根據(jù) v=0.51m/s,8 級精度,由參考資料[1]圖 10-8 查得動載荷系數(shù) 08.1?Kv假設(shè) ,由參考資料[1]表 10-3 查得 =1.2mNbFKtA/10/? ?FH由參考資料查得使用系數(shù) =1AK由查得 8 級精度,小齒輪相對支承皮懸臂時(shí), bdH 3210.)7.61(.05???????=1.27829.5.5...1.?由 b/h=5.35, ,查參考資料得 =1.22；故載荷系數(shù) 28?HK?FK6.1278.0.1????VA（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑由參考資料得 mkdtt 83.54./.5./331 ??（7）計(jì)算模數(shù) m=54.83/24=2.28mm1/zd?3.3.4 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）由參考資料得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為（3.7）321][FSadYzKTm??? 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8（2）確定公式內(nèi)的各種計(jì)算數(shù)值由參考資料查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ,大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度MPaFE501??極限 MPaFE520??由參考資料查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ,9.1HFNK98.2FN計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4，由參考資料得=373.2MPa 4.1509][11??SKFENF?=364MPa .28][22FEF（3）計(jì)算載荷系數(shù) K .10.1?????FVA（4）查取齒形系數(shù)由參考資料查得 ,65.21FaY236.Fa（5）查取應(yīng)力校正系數(shù)由參考資料查得 ,8.1?Sa74.12Fa（6）計(jì)算大、小齒輪的 ,并加以比較][F?Y；0129..375862][1??FSaY? 017.3645.2.][2???FSaY?小齒輪的數(shù)值大,用小齒輪的數(shù)值（7）設(shè)計(jì)大小齒輪齒數(shù)=1.448mm （3.8）3240129.5.0682????m對比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù),由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力,而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力,僅與齒輪直徑有關(guān),可取由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 1.448 并就近圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 1.5,按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 54.83mm 算出小齒輪齒數(shù)： =54.83/1.5=36.5 取mdz/1?；大齒輪齒數(shù) 。361?z 1083612??uz3.3.5 幾何計(jì)算（1）計(jì)算分度圓直徑 8；mzd54.1??mzd1625.2?? 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9（2）計(jì)算中心距 mda1082/)654(2/)(1 ????（3）計(jì)算齒輪寬度，取 , （考慮到實(shí)際需要）bd7.01???B52201?3.3.6 驗(yàn)算；NTFt 913546.21? mNbFKtA /10/8.379??經(jīng)過驗(yàn)算，合適。表 3-2 圓柱齒輪傳動參數(shù)參數(shù)值參數(shù) 代號小齒輪 大齒輪模數(shù) m 1.5 1.5壓力角 ? 20° 20°傳動比 i 3 3齒數(shù) z 36 108分度圓直徑 d 54 162齒頂高 ah1.5 1.5齒根高 f 1.875 1.875齒頂圓直徑 ad57 165齒根圓直徑 f 50.25 158.25齒距 p 4.71 4.71齒厚 s 2.355 2.355齒槽寬 e 2.355 2.355頂隙 c 0.375 0.375標(biāo)準(zhǔn)中心距 a 1083.4 軸的設(shè)計(jì) 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 103.4.1 主軸Ⅰ的設(shè)計(jì)（1）選定主軸Ⅰ上的功率 ,轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)矩 取皮帶輪傳動的效率 η=0.95，則 2P2n2TkW5.09.502???nPr/min6384.11i于是 N·mm19.274.595095022 ??nT（2）初步確定軸的最小直徑先按參考文獻(xiàn)初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為 45 鋼,調(diào)質(zhì)處理. 根據(jù)參考文獻(xiàn)取 ,于是得 mm，主軸的最小直徑顯然在10?A 4126.38501230min ???PAd軸的兩端。（3）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)最小直徑 ，考慮到軸的剛度和震動，現(xiàn)取 mm.為了滿足皮帶輪min 30??Id 上的軸向定位要求,I-II 軸段右端需制一軸肩,故取 II-III 段直徑為 mm.由于5?I皮帶輪的尺寸 L=28,現(xiàn)取 mm，初步選取軸承座型號為 SN508。27??IL表 3-3 主軸的主要參數(shù)1dd aDg A35 40 80 33 68圖 3-1 主軸Ⅰ的具體尺寸由于 A=68,現(xiàn)取 mm ， mm， mm80??IL80??VIL35??IVId因?yàn)?mm,取 mm35?IVId6IId由于摩碎輥筒的寬度為 140m,現(xiàn)取 mm1?IV摩碎輥筒采用軸肩定位,取 mm4?IV 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11考慮到安裝防護(hù)罩,取 mm30??VIL考慮到刀盤座的寬度,現(xiàn)取 mm6I因?yàn)殄F齒輪的齒寬 B=20mm,現(xiàn)初步取 mm37??IXV考慮到安裝和基本尺寸,取 mm5.0?IL3.4.2 傳動軸Ⅱ的設(shè)計(jì)（1）計(jì)算功率﹑轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩kW67.9.507.21????電Pr/min 94.35?nN·mm3402819.nT（2）確定最小直徑選取軸的材料為 45 鋼,調(diào)質(zhì)處理,根據(jù)參考文獻(xiàn)取 120?A于是得 mm.7196.02330min??PAd現(xiàn)取最小直徑為 20mm。圖 3-2 傳動軸Ⅱ的具體尺寸3.4.3 傳動軸Ⅲ、Ⅳ的設(shè)計(jì)由于進(jìn)給軸的轉(zhuǎn)速與負(fù)載都比較小,所以不做具體計(jì)算,由整體設(shè)計(jì)決定其尺寸,具體尺寸如圖 3-3、圖 3-4 所示。圖 3-3 轉(zhuǎn)動軸Ⅲ的具體尺寸 11 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12圖 3-4 傳動軸Ⅳ的具體尺寸3.5 軸的校核3.5.1 主軸Ⅰ的校核圖 3-5 主軸Ⅰ的受力立體圖（1）扭矩的計(jì)算設(shè)皮帶輪傳遞的功率為 0.55kW,刀傳遞的功率為總功率的一半,即 kW.切刀傳遞的功率為 kW.錐齒輪傳遞的功率是275.0.?? 183.025.0??0.092kW.由參考文獻(xiàn)有N·m67.13.849?nPmAN·m25050??BN·m.63.CN·m284.99?nPmDN.T圖 3-6 扭矩圖（2）彎矩的計(jì)算 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13受力分析如圖 3-7、圖 3-8 所示FH1FH2t2t34平 面圖 3-7H 平面受力圖V平 面 rrMaFN1FNV圖 3-8V 平面受力圖N； N； N； N； N； N301?tF91r502?t 502r30?t 30rN4.7.4824?mtdTN4856.2cos.6tan.109costan4 ????????r .3iitaeFN列方程求解 : ①214321 Htttt F???②048306053 ??????tttt由①②解得 377.4N； 562N1H2H同理列方程: ③ 04321????rrNVFF④048365022 ??????rNVrHr F由③④解得 -178.5N； -383.5N1NV 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14V平 面 Ft1NFt4Ma23NVMv1=07N.mMv2=5490N.m38Mv4=56.m8N圖 3-9V 平面彎矩圖Ft1HFHt4t32Mv1=590N.mMv2=4098N.m35Mv4=1290.Nm圖 3-10H 平面彎矩圖Mv1=095N.m67Mv3=4076N.mMv4=096.Nm圖 3-11 彎矩總圖（3）校核軸的強(qiáng)度通過彎扭圖可以明顯看出在輥筒處的彎扭強(qiáng)度最大。M=67492.6N·mm；T=13657N·mm按第三強(qiáng)度理論，計(jì)算應(yīng)力??ca?24? 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15因?yàn)橛膳ぞ禺a(chǎn)生的彎曲應(yīng)力 是對稱循環(huán)變應(yīng)力，而由扭矩所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 則? ?常不是對稱循環(huán)變應(yīng)力。為了考慮兩者循環(huán)特性不同的影響，引入折合系數(shù) ，則計(jì)算應(yīng)?力為式中的彎曲應(yīng)力為對稱循環(huán)應(yīng)力。當(dāng)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)，??ca)(224???取 ；當(dāng)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力時(shí)，取 ；此處取3.0?? 6.0??6.0?由參考文獻(xiàn)有10.62MPa [ ] （3.9）ca?)(224WTM??1?式中： 為軸的計(jì)算應(yīng)力，單位為 Mpa；M 為軸所受的扭矩，單位為 N·mm；T 為ca軸所受的扭矩，單位為 N·mm；W 為軸的抗彎截面系數(shù)，單位為 ，此處m3W 0.1 ；[ ]為對稱循環(huán)變應(yīng)力時(shí)的軸的許用彎曲應(yīng)力，由文獻(xiàn)查得 45 調(diào)質(zhì)[ ]?d3?1? ?1?=60Mpa。由以上計(jì)算可知軸的設(shè)計(jì)是安全的。3.6V 帶傳動的設(shè)計(jì)3.6.1V 帶輪的設(shè)計(jì)要求和材料設(shè)計(jì) V 帶輪時(shí)應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量??；結(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(shí)要經(jīng)過動平衡，輪槽工作面要經(jīng)過精細(xì)加工（表面粗糙度一般應(yīng)為3.2）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。此處帶輪的材料，采用鑄鐵，材料牌號為 HT200。3.6.2V 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(shí)心式②腹板式③孔板式④橢圓輪輻式。當(dāng)帶輪的基準(zhǔn)直徑 2.5d(d 為軸的直徑，單位為 mm)時(shí)，可采用實(shí)心式； d? d?300mm 時(shí)，可采用腹板式（當(dāng) 100mm 時(shí)，可采用孔板式） ； 300mm 時(shí)，可21D??d?采用輪輻式。3.6.3 相關(guān)計(jì)算已知電動機(jī)的額定功率為 0.55KW,轉(zhuǎn)速 n1=1500r/min,選取傳動比為 i=3.9,采用普通V 帶傳動。（1）確定計(jì)算功率由參考資料查得工作情況系數(shù) KA=1.1,故 P =KA P=1.1 0.55=0.605KW。ca?（2）選取帶型根據(jù) P ，n 由參考資料確定選用 Z 型。ca（3）確定帶輪基準(zhǔn)直徑由參考資料取主動輪基準(zhǔn)直徑 d =71mm 則從動輪基準(zhǔn)直徑 d =i 1d 2d 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16d =3.9 71=276.9mm，根據(jù)參考資料取 d =280mm。?1 2按參考資料驗(yàn)算帶的速度 V= = m/s=5.57 ,兩個(gè)支撐反力的合力 的合力 F 將把被?21?21與切物料沿刃口向外推出，即在切割時(shí)產(chǎn)生滑移，不能保證穩(wěn)定切割。由圖 4-2(b)知，由于此時(shí) < 。 的合力 F 指向刃口里面，即切割時(shí)合2121與力 F 將把被切物料沿刃口向里面推，切割時(shí)不會產(chǎn)生滑移，能保證穩(wěn)定切割，提高效率。由此可知，保證鉗住物料穩(wěn)定切割的條件是：鉗住角須小于物料與定刀片之間摩擦角之和，
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