饲用秸秆粉碎机设计

……………………. ………………. …………………山东农业大学毕业设计说明书
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饲用切碎机设计订
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目录
一.调研报告 (I)
二. 2013届毕业设计课题任务书 (2)
三. 毕业设计说明书 (3)
3.1 电动机的选则计算 (5)
3.2 整体传动比的计算 (5)
3.3 V带传动的设计 (6)
3.4锥齿轮的设计 (9)
3.5 圆柱齿轮的设计 (12)
3.6 轴I的设计 (17)
3.7 轴II的设计 (18)
3.8 传动轴Ⅲ、Ⅳ的设计计算 (19)
3.9 主轴I的校核 (19)
3.10 切碎装置的分析 (22)
3.11 切刀的设计 (23)
3.12 辊筒的设计 (26)
3.13 进料装置的设计 (27)
3.14机架的设计 (28)
3.15滚动轴承的选择与寿命验算 (28)
3.16键联接的选择和验算 (29)
3.17润滑与密封 (29)
附录： (30)
参考文献： (31)
结论 (33)
致谢 (33)
一.调研报告
饲用碎机毕业设计
【摘要】饲料是发展畜牧业的物质基础，而饲料的生产加工水平决定着畜牧业发展的规模和速度，直接关系到农业和整个国民经济的发展。

要使畜牧业迅速发展，关键是解决饲料问题。

饲料来源是当前我国畜牧业生产中的一个突出问题，由于我国人均粮食占有水平低，不可能用大量的粮食作为饲料用粮。

从畜牧业对饲料的需求来看，远远还不能满足畜牧业的需求，因此，必须发挥我国情——粗饲料丰富的优势，充分合理利用我国的各种饲料资源。

我国作为农业大国，实现“农业机械化”一直是我国农业发展的主要目标之一，为此国家还出台了农业机械购置补贴政策，每年中央财政拨出数亿元的补贴专项资金，鼓励和支持农民使用先进适用的农业机械，推进农业机械化进程，提高农业综合生产能力，促进农业增产、增效。

研究新型玉米秸秆粉碎机械，解决在工作原理及性能、尺寸参数、材料等方面的问题，以达到对青状玉米秸秆苜蓿类物料的加工利用，解决成本低与生产率高的矛盾，保证粉粒尺寸满足实际生产的需要，为我国农村，农业的发展提供技术支持。

关键词：畜牧饲料农业机械饲用秸秆切碎机
[Abstract]：Is the material basis for the development of animal husbandry, feed and feed production and processing level decides the scale and speed of animal husbandry development, is directly related to the development of agriculture and the whole national economy. To make the rapid development of animal husbandry, the key is to solve the problem of feed. Feed source is a prominent problem in current China's animal husbandry production, due to the low level of per capita grain possession, do not use large amounts of food as feed USES. From livestock demand for feed, far can not meet the needs of animal husbandry, therefore, must play the advantages of rich I conditions - roughage, sufficient and reasonable use of all kinds of feed resources in China.As an agricultural country in our country, the realization of "agricultural mechanization" has always been one of the main goals of agricultural development in our country, this country has introduced agricultural machinery purchase subsidy policy, the central government to set aside each year hundreds of millions of yuan subsidies for special funds, encourage and support farmers to use advanced and applicable agricultural machinery, the process of agricultural mechanization, improving agricultural comprehensive production capacity, promote agricultural production, increase efficiency. Research new maize straw crushing machine, solve the work principle and performance, size parameters, materials and other issues, in order to achieve the green corn stover types of material processing, solve the contradictions of low cost and high productivity, ensure powder grain size meet the needs of actual production, for our country rural areas, to provide technical support for the development of agriculture. Maize straw crusher (feed mill) can effectively promote the development of agriculture and animal husbandry industry, agricultural and sideline products into. key words: agricultural;mechanical;feeding livestock;feed straw chopper
1.设计意义
饲用秸秆切碎机，是装在同一传动轴上的切碎机构加工植物藤蔓，秸秆，叶片，并采用辊压轮对秸秆进行自动进给的农用机械。

该机械满足夏秋两季青饲料加工，冬春两季干饲料的加工。

切碎机构包括切刀，滚压轮。

动力采用电动机。

随着我国经济社会的发展，牛羊肉的消费需求持续增长，而饲料是发展畜牧业的物质基础，而饲料的生产加工水平决定着畜牧业发展的规模和速度，要使畜牧业迅速发展，关键是解决饲料问题。

饲料来源是当前我国畜牧业生产中的一个突出问题，我国草原牧场的沙漠化非常严重，天然草料已经无法满足需求，而人均粮食占有水平低，不可能用大量的粮食作为饲料用粮。

但是伴随粮食生产会产生大量秸秆，这是巨大财富，我们要充分利用秸秆以满足饲草需求。

我国作为农业大国，全社会对三农问题非常重视，实现“农业机械化”一直是我国农业发展的主要目标之一，为此国家还出台了农业机械购置补贴政策，每年中央财政拨出数亿元的补贴专项资金，鼓励和支持农民使用先进适用的农业机械，推进农业机械化进程，提高农业综合生产能力，促进农业增产、增效。

因此研究秸秆切碎机，有巨大应用需求。

2. 市场调查
2.1饲用秸秆切碎机调查
经过市场调研发现。

我国有大量的小规模养殖户，但是很少有适合小型养殖场、专业户和个体农户要求的小型饲料切割机。

并且这些饲料切割机还具有以下缺点；切割刀刃为直刃、切割刚度低、对多纤维茎杆的切割性能差。

用手喂入茎杆娄物料安全性差。

块料切碎时切碎均匀度差。

故我设计一种能满足小型养殖场、专业户和个体农户要求。

切割性能好，操作安全的小型饲料切割机。

2.2农业秸秆调查
我国是农业大国，每年都会伴随着粮食的生产而产生大量秸秆。

农作物秸秆是籽实收获后剩留下的含纤维成分很高的作物残留物，包括禾谷类、豆类、薯类、油料类、麻类、以及棉花、甘蔗、烟草、瓜果等多种作物的秸秆，是农作物的主要副产品，是自然界中数量极大且具有多种用途的可再生生物质资源。

据联合国环境规划署报道，世界上种植的农作物每年可提供各类秸秆约20亿t，我国农作物秸秆年产量为7亿t左右，列世界之首，折合标准煤量3.53亿t，占全世界秸秆总量的30%左右。

我国每年农作物秸秆资源量约占生物质资源量的近一半。

农作物秸秆是一种宝贵的可再生资源，但是长期以来由于受消费观念和生活方式的影响，我国农村秸秆资源完全处于高消耗、高污染、低产出的状况，相当多的一部分农作物秸秆被弃置或者进行焚烧，没有得到合理开发利用。

据调查，目前我国秸秆利用率约为33%，其中大部分未加处理，经过技术处理后利用的仅约占2.6%。

因此，综合利用农作物秸秆资源对于节约资源、保护环境、增加农民收入、促进农业的可持续发展都具有重要的现实意义。

农作物秸秆具有极高的利用价值。

首先，农作物秸秆热值高，大约相当于标准煤的1/2。

经测定，秸秆热值约为15000KJ/Kg,各种秸秆的热值如表3,其次，农作物秸秆含有多种可被利用的有用成分，除了绝大部分碳之外，还含有氮、磷、钾、钙、镁、硅等矿质元素，有机成分有纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质、脂肪、灰分等这些物质都可以作为资源加以利用。

随着养殖业的扩大，青饲草料的需求也在迅速增长，青饲料富含纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质元素等等，在养殖场很受欢迎。

尤其是饲料玉米，苜蓿，饲料大豆，目前种植面积迅速扩大。

二. 2013届毕业设计课题任务书
三. 毕业设计说明书
图3-1 总装图
1.支撑轮
2.支撑轮架
3.V带
4.小带轮
5. 螺栓
6. 带轮轴键
7.电动机
8.机架
9.大带轮10.轴承座11.主轴键12.埋头螺柱13.主轴14.滚筒15.齿刀16.上进料口17.切碎箱18.侧进料口19.刀架20.切刀21. 轴承22.出料口23.电源开关24.机架支撑板
1.电动机
2.小v带轮
3.v带
4.大v带轮
5.轴承座
6.破碎辊筒
7.主轴Ⅰ
8.切碎刀盘
9.动刀片10.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Ⅰ15.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
图3-3 V 带轮的轮槽
注：小V 带轮
L =(1.5～2)d, B <1.5d 时，L=B ，此处L =28
1d =(1.8～2)d, d 为轴的直径，此处2d =2d 主轴V 带轮
L =（1.5～2d, 当B <1.5d 时，L=B ,此处L =28 C =0.25B =7
3.4锥齿轮的设计
（1）齿型的选择：选用直齿锥形齿轮，查机械设计手册取锥齿轮效率
η=0.95 ，由前面计算可知小锥齿轮传动功率为1P =η.w P =0.75×0.95=0.7125kw 转速1n =500r/min 传动比2i =2
（2）齿轮材料的选择：查机械设计基础表11-1 ，小齿轮选45钢， 齿轮调质处理， 齿面硬度270HBS ，接触疲劳极限Hlim δ565MPa 大齿轮选45钢 ，调质处理 ，齿面硬度215 HBS ，接触疲劳极限
Hlim δ545 MPa （3）齿轮精度等级选定：按齿面接触强度设计几何尺寸，大小齿轮均
采用8级精度齿面接触疲劳强度计算 （4）按照齿面接触疲劳强度设计小齿轮分度直径
322
21)1(11575Hp m u KT u C d σ++>=
小齿轮的传递转矩T 的计算 T =9550P/n =9550×0.7125÷500=13.6 N.m
大小齿轮齿数之比u=2i =2
齿根角
f θ
3.07° 3.07°
齿顶角 a θ 3.07° 3.07° 顶锥角 a δ 29.635° 66.505°
根锥角 f δ 23.495° 60.365°
安装距 A 72 53
外锥角高 k A 48.88 22.76
图 3-4 锥齿轮
3.5 圆柱齿轮的设计 （1）由前面计算得知4i =4 ，工作寿命10年,每天工作1小时,每年工作
300天，小齿轮的转速2n =500÷2=250 r/min ，选用效率η=0.95，计算功
率
2P =0.7125×0.95=0.6769 kw (2)设计精度的选择
查机械设计基础表11-2，精度选用8级
（3）材料的选择 查机械设计基础表11-1：
选取小齿轮材料为45钢(调质),齿面硬度为200-230HBS
选取大齿轮材料为45钢(调质),齿面硬度为170-200HBS
（4）齿数的确定 小齿轮的齿数选择1z =40 ，传动比4i =4，
图3-5 圆柱直齿轮
因为35==--III II VII VI d d mm,取 60==--VI V IV III d d mm （3）由于摩碎辊筒的宽度为140m,现取 160=-IV III L mm （4）摩碎辊筒采用轴肩定位,取 46=-V IV d mm （5）考虑到安装防护罩,取 30=-V IV L mm （6）考虑到刀盘座的宽度,现取 60=-VI V L mm
（7）因为锥齿轮的齿宽B=20mm,现初步取 37=-IX VIII L mm （8）考虑到安装和基本尺寸,取 5.60=-VIII VII L mm
图3-6 轴I
3.7 轴II 的设计
(1)功率的计算
P=21w P ηη=0.75×0.95×0.95=0.677 kw （2）转速的计算
2n =d n /21i i =1500÷3÷2=250 r/min （3）转矩的计算 T =9550P/2n =25.5 N.m （4）计算最小直径 min d ≧C 3
2
2
n P =15.3mm 取最小直径d =20mm 轴II 如图3-4所示
37=-IX VIII L mm 5.60=-VIII VII L mm
P =0.677 kw
2n =250r/min
图3-7轴II
3.8 传动轴Ⅲ、Ⅳ的设计计算
由于实际应用中进给轴的转速与负载都比较小,所以不做具体计算,由整体设计决定其尺寸,具体尺寸如图3-5、图3-6所示。

传动轴Ⅲ如图3-5所示
图3-8轴III
传动轴Ⅳ如图3-6所示
图3-9 轴IV
3.9 主轴I的校核
按照许用弯曲应力校核
受力分析如图3-10,3-11所示T=25.5 N.m d=20 mm
1
d=30 mm
图3-10 受力图
图3-11 受力图
扭矩的计算
带轮传递的功率为0.72 kw ，滚筒传递的功率为0.36 kw ，切刀传递的功率为
0.24 kw ，锥齿轮传递功率为0.12 kw 。

1M =9550×0.72÷500=13.75 N.m
2M =9550×0.36÷500=6.88 N.m
3M =9550×0.24÷500=4.58 N.m
4M =9550×0.12÷500=2.29 N.m
支撑反力的计算 1t F =25 N r1F =130 N
t2F =550 N r2F =550 N
t3F =320N r3F =320N
t4F =110N 4r F =50N
列方程求解：
214321H H t t t t F F F F F F +=+++ ① 04483302601205342321=⨯-⨯+⨯-⨯-⨯t H t t t F F F F F ② 解的 H1F =186 N 2H F =750 N 列方程
0448330260531204232=⨯-⨯+⨯+⨯+⨯r NV r H r F F F F F ④
解得 NV1F = 620 N 2F NV =155.6 N
图3-12 弯矩
图3-14 切刀种类这里选用c型刀。

(2)刀的滑切与正切分析
切割机械工作时，功耗的大小与切刀的工作方式以及刀片的特性参数有关，切刀的工作方式有滑切与正切之分。

当按滑切工作时，切割阻力小，容易切割，切割时省力，功率消耗也小。

当切刀按正切方式工作时，切割阻力大，切割困难，功率消耗也大。

滑切角显然不为零，最大为66，能实现滑切。

滑切也可以分为有滑移的滑切和无滑移的滑切两种。

切割时当动刀片与静刀片之间的夹角达一定值时，物料就会产生沿刃口向外推移的现象，这叫有滑移的滑切。

出现这种情况对稳定切割是不利的，所以应当尽可能的避免此种情况的出现。

图 3-15切刀
3.12 辊筒的设计
（1）辊筒形状：圆筒采用薄钢板空心圆柱形状，圆筒上端面用钢板封闭，圆筒下端采用钢筋支撑。

圆筒上下端分别焊有套筒开采用键与主轴联接，空心圆筒内设有加强筋板支撑，以保证圆筒的强度和刚度，加强筋板的布置应力求使圆筒在转动时所产生的离心力平衡。

安装凿片的螺孔处分别焊有加强钢板或螺母。

（在保证强度和刚度的前提下加强筋板数量不宜太多，以减轻园筒转子的重量）
(2)圆筒材料：圆筒采用普通A3钢板，园筒下端钢筋和加强筋板采用普通钢材，圆筒上、下端套筒采用35号结构钢。

（3）圆筒尺寸参数：圆筒直径D=300 mm,圆筒高度H=140 mm,圆筒钢板厚度δ=8 mm。

图3-16 辊筒D=300 mm H=140 mm
(4)刀的设计
在破碎辊筒刀的设计中才用了改进的齿刀配合设计，在辊筒的旋转力作用下，物料先被刀齿板上的刀齿刮划成条，随即由切刀切削下来，再经刮
10夹角。

刀进一步破碎。

齿刀的设计中，刀齿采用螺旋布置，与水平线成0
各刀在辊筒平面的法线上，高度均为15 mm。

其破碎机构原理图如下所示。

图 3-17滚筒结构
（5）刀在滚筒上的布置设计
本设计中将切刀以倾10°斜来布置，以配合刀齿板上螺旋刀齿的运动。

整体布置如下图3-18所示。

图 3-18整体布置
3.13 进料装置的设计
本设计中采用辊压轮对茎秆类物料进行进给，辊压轮的外缘直径为Φ50，转速由前面的总体设计计算可知
n=63.69 r/min V＝166.6 mm/s
3
在本设计中，采用双槽重叠设计，外面钢槽由3 mm厚的钢板焊成，在槽的
参考文献：
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[14]Data Physics 公司. Data Physics Corporation DP390Win User Manual.1998
结论
我的设计题目是饲用切碎机的设计。

包括动力大小的计算，齿轮的设计校核，轴的设计校核。

合理选择紧固机构、调整机构，制定设计方案，正确计算零件，确定它的尺寸、形状、结构及材料，并考虑制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题。

主要是V带轮的设计校核计算，主轴的设计校核，齿轮的设计校核，切刀的设计校核，机架的设计选材，进出料口的设计，CAD图纸的绘制。

致谢
在毕业设计期间，无论是确定工作方案、收集资料还是撰写论文，我都得到了李老师的全力帮助和耐心指导。

在此我特向李老师表示最崇高的敬意和由衷的感谢。

大学几年的生活转眼就要结束了，这几年是我人生中最重要的学习时间。

在大学的校园里，我不仅学到了丰富的专业知识，也学到了终身受用的学习知识和积极的生活态度，通过对课程的学习和与相关专业老师的沟通，使我深感机会难得，获益非浅。

母校严谨的学风和老师的广博丰富的知识令我敬佩。

各位老师的悉心授课使我对农机专业有了更多、更丰富的认识，为今后的学习和工作打下了坚实的基础。

此时此刻，我要感谢电气系的全体老师几年来对我的指导和帮助，他们广博精湛的学识，严谨的治学态度使我得到的不仅是知识，还有他们对知识孜孜不倦的追求精神及做人的品质，这将使我终身受益，尤其是对李老师表示由衷的感谢。

李老师在百忙之中对我的设计给予了细心的指导和耐心的指导，他在学术上精益求精、一丝不苟的精神和工作上严谨求实的作风，以及忘我的学习态度给我留下了深刻的印象。

另外在设计过程中还得到了设计小组成员的大力帮助，在此表示感谢，我将在以后的工作中不断努力学习，在不久的将来成为一名优秀的技术人才。

农大的四年生活学习，使得我学会了很多东西，想起以前在课堂上听课，现在就快要离开学校感慨万千。

最后再次感谢母校和各位老师对我四年的培养和帮助。