1、本科毕业论文题口台架式全株玉米青贮机畏人切碎装置设计学院机电工程学院专业机械设计制造及自动化毕业届别2022届姓名甘肃农业大学教务处制二O二O年五月目录玉米青贮饲料试验台切碎装置的设计-3-Abstract:-3-台架式全株玉米青贮机喂入切碎装置设计-4-01.引言-5-1.1 国内外研究现状-5-1.2 玉米青贮加工机械存在的问题及其发展趋势-5-1.2.1 主要问题-5-1.2.2 发展趋势-6-1.3 设计的目的及意义-6-1.4 设计内容及应达到的技术要求-7-1.4.1 设计内容-7-1.4.2规格-7-3.1性能指标和技术参数-8-3.2主要工作部件结构设计-9-3.2.1喂入装置
2、的构成-9-3.2.2喂入辑工作分析-10-3.2.3 切碎长度及生产率-11-3.2.4 上喂入辑压紧机构-12-3. 3机架和箱体的材料选择-14-4. 传动方案设计-14-5. 设计计算及安全性分析-15-5.1V带的设计计算-15-5.2V带轮的设计-17-5.3喂入链主动轮轴的设计-17-结论-21-参考文献-22-致谢-23-附录：-23-附图1:台架式全株玉米青贮机喂入切碎装置装配图-23-附图2：大带轮零件图-23-附图3：机架图-23-附图4：喂入根零件图-23-附图5：下喂入滚轴零件图-23-玉米青贮饲料试验台切碎装置的设计廖恬松(甘肃农业大学机电工程学院机械制造及其自动化
3、专业，甘肃兰州，730070)摘要:随着我国粮食、经济、饲料产业结构的不断转变，畜牧业逐渐发展成为推动我国现代农业经济发展的主要宣点。饲料来源是当前我国畜牧业生产中的一个突出问题，由于我国人均植食占有水平低，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，必须发挥我国情一粗饲料丰富的优势，充分合理利用我国的各种饲料资源。在我国，每年都会产生大的玉米青贮，玉米青贮切碎揉丝机将收集来的玉米青贮揉搓，它通过传送带自动进料进料将玉米青贮的压扁、纵切挤丝、揉碎，破坏了玉米青贮表面硬质茎节，把牲畜不能直接采食的玉米青贮加工成丝状适口性好的饲草，而又不损失其营养成
4、分，便于牲畜的消化吸收，提高饲草的利用率。同时减少玉米青贮焚烧所产生的二通化碳等气体，有保护环境的意义。我国作为农业大国，实现“农业机械化”-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。研究新型玉米青贮切碎机械，解决在工作原理及性能、尺寸参数、材料等方面的问题，以达到对玉米青贮的加工利用，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。玉米青切碎机可有力的促进农牧产业的发展，使农副产品
5、变废为宝。试验结果表明,当喂养2米/秒的速度，切碎装置的速度947r/min,喂养5。角，切碎长度和合格率是最佳组合，在这一点上,切碎长度是21.8毫米,切碎长度合格率达到95.5%,颗粒破碎率为93112%,41t/h的生产力。所有的参数符合国家标准和行业标准,为玉米青蛇饲料机设计提供理论依据和技术参考。关键词:玉米青贮饲料;切碎装置;切碎滚筒DesignandExperimentofChoppingDeviceforComSilageTestBed(MajorinmechanicaldesignmanufactureandautomationintheCollegeofengineerin
6、gofGansuAgricultureUniversity)Abstract:withthechangingofthestructureofgrain,economyandfeedindustryinChina,animalhusbandryhasgraduallybecomethemainfocusofpromotingthedevelopmentofmodernagriculturaleconomyinChina.FeedsourceisaprominentprobleminChinasanimalhusbandryproductionatpresent.Duetothelowpercap
7、itagrainoccupancylevelinChina,itisimpossibletousealargeamountofgrainasfeed.Fromtheanimalhusbandrytofeeddemand,farcannotmeettheneedsofanimalhusbandry,therefore,wemustgivefullplaytoournationalconditions-roughagerichadvantage,makefulluseofChina*svariousfeedresources.Inourcountry,everyyeartoproducelarge
8、amountsofcornsilage,cornsilagechoppedrubsilkmachinewillcollecttocornsilageknead,itwillautomaticallybytheconveyorbeltfeedfeedcornsilageofflattening,slitting,kneadcrowdedsilk,broken,damagedcornsilagesurfacehardinternodes,animalscantdirectlyfeedcornsilageprocessingintofilamentspalatabilitygoodforagegra
9、ss,Withoutlossofnutrients,easydigestionandabsorptionoflivestock,improvetheutilizationrateofforagegrass.Atthesametime,reducingthecarbondioxideandothergasesproducedbycornsilageincinerationhasthesignificanceofprotectingtheenvironment.Asanagriculturalcountryinourcountry,realizetheagriculturalmechanizati
10、on-straightisoneofthemaingoalsofagriculturaldevelopmentinourcountry,thiscountryhasintroducedagriculturalmachinerypurchasesubsidypolicy,thecentralgovernmentallocatedeachyearhundredsofmillionsofdollarsofsubsidiesforspecialfunds,encourageandsupportthefarmerstouseadvancedandapplicableagriculturalmachine
11、ry,theprocessofagriculturalmechanization,improvingagriculturalcomprehensiveproductioncapacity,Wewillincreaseproductionandefficiencyinagriculture.Tostudythenewcornsilageshreddingmachinery,solvetheproblemsinworkingprincipleandperformance,sizeparameters,materialsandotheraspects,inordertoachievetheproce
12、ssingandutilizationofcornsilage,solvethecontradictionbetweenlowcostandhighproductivity,ensurethatthesizeofpowdergrainmeetstheneedsofactualproduction,forChinasrural,agriculturaldevelopmenttoprovidetechnicalsupport.Cornsilageshreddercaneffectivelypromotethedevelopmentofagricultureandanimalhusbandryind
13、ustry,sothatagriculturalandsidelineproductsintotreasm*e.Theresultsshowthatwhenfeeding2m/sspeed,cuttingdevicespeedof947r/min,feeding5Angle,cuttinglengthandpassrateisthebestcombination,atthispoint,cuttinglengthis21.8mm,cuttinglengthpassratereached95.5%,theparticlebreakagerateis93.2%,41t/hofproductivit
14、y.Alltheparametersareinlinewithnationalandindustrialstandards,providingtheoreticalbasisandtechnicalreferenceforthedesignofcornsilagemachine.Keywords:cornsilage;Shreddingdevice;Choppeddrum01.引言1.1国内外研究现状国内现阶段玉米青贮资源丰富，品种多，数量大，分布广。其开发利用价值和发展前景十分广阔。自中国经济体制改革实施以来，我国投入了大量的试验研究工作，对整粒玉米青贮进行处理，其中应用最为广泛的是整粒玉米
15、机械加工的研磨和研磨形式。无论是化学还是生物，第一步处理包括切碎或切碎整个作物。我国是一个玉米青贮时期非常偏远的国家。从中国社会的基础出发，玉米青贮饲料采用多种饲喂方式。然而在国外，使用全株玉米青贮技术的研究和开发时间早在我国，技术已经相对成熟。在美国，整株玉米青贮玉米青贮以一种新的方式被榨汁和浪费，使整株玉米青贮不再使用。整粒玉米青贮加工时，整粒玉米青贮中的所有水分和糖可通过压榨机完全挤出。水和糖用于生产工业酒精，从中获得可食用的成分。例如，高密度纤维植物可用作造纸工业或工业用木质板材的原料来源，牛羊的冬季和春季饲料储备可用于生产附着的玉米青贮颗粒；加工后，可用燃料棒代替木炭生产玉米青贮。它
16、已成为国外市场上一种新型的可再生能源。在国内外市场上具有很大的价值和广阔的市场潜力。到目前为止，我国现阶段所使用的玉米青贮处理装置可分为五类：第一类是玉米青贮返地设备，即将整个玉米青贮或玉米青贮残茬碾碎后放入土壤中，返地作为肥料，以改善土壤质量，获得较好的收成。第二类是玉米青贮加工设备，包括氨化炉、调理机、捏合机、热喷涂设备、玉米青贮收割机、成型机等，以提高玉米青贮的营养和使用价值，提高对玉米青贮的消化率。第三类是木炭设备，包括玉米青贮切碎成型机和炭化机，将玉米青贮压缩成型，通过加热和压力炭化反应。第四类是稻草编织设备，如玉米青贮剥皮机。第五类是玉米青贮沼气技术及其发电技术设备，作为一种清洁能
17、源具有广泛的应用和巨大的市场价值。在玉米青贮处理方面，我国农业科技人员也研究了一些比较成熟的生产加工技术，如玉米青贮氨化技术、微生物机械化贮藏技术、处理技术等，同时还研制了相应的机械化处理设备，如玉米青贮切碎机、玉米青贮破碎机、玉米青贮捏合机、玉米青贮收割机等。1.2玉米青贮加工机械存在的问题及其发展趋势(1)玉米青贮加工机械的性能和可靠性较差。有许多类型的碎纸机，切碎机和捏合机，他们在基本的零件构造上相差不大，但是他们的普遍利用率较低，在农业生产过程中得不到很好的利用。(2)玉米青贮切碎装置现阶段所拥有的零部件生产加工流程普遍生产效率低下，会导致现有机床的利用率和加工材料的效率普遍较低。(3
18、)玉米青贮加工机械的大部分工作机械是封闭的，结构不合理，原料加工率低，生产效率低于其他行业。1.2.2发展趋势提高先阶段我国所拥有的玉米青贮处理装置的更新换代，提高其生产率以及加工效率，实现机械的流程化与系列规范化，规范各部件的主要数据规范化。提高机械零件的使用年限，提高机械使用时的生产率。(3)不断改进破碎室的结构和性能。设计和使用高加工质量、低能耗的开式破碎腔是今后的发展方向。实现机械生产的自动化和半自动化，将更多的人力物力放在更加需要的地方，降低玉米青贮饲料加工时所需的费用，在保证降低费用的同时保证饲料的大规模生产。(5)根据不同作物和玉米青贮的地域特点，设计具有较高加工适应性的机具。玉
19、米青贮饲料加工需要更加的精确化使生产率得到切实的提升。(6)产品的系列化和规范化需要得到精确的实验数据，需要加强农业需求的产业需求，易于加强生产的批次，降低产品的生产成本。1.3 设计的目的及意义中国玉米青贮资源丰富。改革开放以来，中国粮食总产量迅速增长，但是人口基数过大,不可能将所有的饲料用粮食来代替。所以，合理利用玉米青贮饲料，发展“节粮畜牧业”,特别是在农业区发展玉米青贮和牛羊养殖，具有重要意义。在我国市面上虽然有许多玉米青贮饲料切碎装置，但是因为科学研究技术方面仍然不够完善导致我国对玉米青贮的利用率普遍偏低，在我国北方地区有许多的玉米青贮的材料得不到合理的利用导致浪费，且传统机械对玉米
20、青贮的利用率偏低使得玉米青贮产业没法在我国得到很好的发展，且在生产过程中容易出现材料堵塞等问题，不适用与我国农村个体户的使用经济适用性过低，因此需要对玉米青贮切碎机改进改良技术，改变其现在的国内局势。1.4 设计内容及应达到的技术要求1.5 .1设计内容(1)玉米青贮切碎机整体方案的比较、选择和可行性论证；机架结构设计；(3)确定处理能力范围；(4)匹配动力，选择合适的电机；(5)动力传输和输送装置设计；(6)确定非标准件的结构参数；附属部件如外壳的设计。1.4. 2规格根据饲养要求、饲料加工方法和饲料技术要求，应满足下列技术要求：(1) 切割长度应该满足喂料要求，切割段长度过长，不利于所喂牲
21、畜咀嚼，造成严重损耗和浪费；切割段长度过短，不仅浪费电力，而且加速水分蒸发和饲料养分的流失。一般来说，牛饲料3040mm,马饲料1525mm,羊、猪饲料820mm;(2) 破碎质量好，磨长均匀，切平，磨率高；(3) 通用性好，尽可能适用于各种玉米青贮饲料；(4) 自动装卸，操作安全可靠；(5) 方便操作，对磨损的部件维修方便，能够随时拆除进行维护；(6) 相比之前的机械使用方便，耗能低。本机主要是适用于各种玉米、小麦、豆秸、高粱玉米玉米青贮等经济作物玉米玉米青贮的切碎，将玉米青贮通过切割成的可以控制长度的段状，使用的玉米青贮可以变成柔软的优质饲料且不易干、湿玉米青贮两用。设计原则包括：确保故障
22、区块的均匀性和营养性；防止缺失辅助功能(如自动变速器和投掷)；在确保实现基本的功能达成的情况，适应不同环境下的功能要求的前提下保证不存在多余的功能投入，整个设计的重点是整体设计，其原则如下：(1)系统性，应充分考虑系统的特点，完成系统的规划；(2)布局的合理性对后续设计有重大影响。在保证结构合理，整个机械零件之间的多余空间小的情况下，保证机械的正常运转。设计编程设计是关键的斩波装置。顶部和底部喂料辐旋转，压缩和吸入青贮玉米，并将其运输到一个固定的刀。切割由移动固定刀组成的切割副，卸下破碎部分。盘形滚刀工作时，由于盘形滚刀本身的工作特征其运动不连贯，工作范围过大，传动方式复杂，受力不均匀。所以初
23、步将其设计为斩波刀。机器的主要部件包括切碎装置、v带传动装置和抛料装置。在操作过程中，上下喂料辑相反方向旋转，抓取青贮玉米。上喂料根在弹簧压力下夹紧玉米青贮饲料。本实用新型切割成由固定刀和活动刀组成的切割对。切碎部分落入卸料槽，由抛料装置抛出。图3T显示了玉米青贮切碎装置的基本结构。1一滚刀2一下喂入辑3上喂入辑4一喂入链主动轮5输送带6排草轮7电机8机架图3-1结构示意图3.1性能指标和技术参数(1)切碎长度：L=16mm(2)切碎生产率:Q=1500Kg/h(3)功率消耗：输送喂入功率M=0.15Kw；切碎功率Nz=1.4Kw；排草功率N$=0.2Kw；总功率消耗N=Ni+N2+N3=0.
24、15+1.4+0.2=1.75Kw(4)配套电机：功率为2.2KW,转速为1420r/min的三相异步电动机(5)滚刀滚筒参数：n=750r/min,直径D=250mm,宽度L=260mm(6)喂入辐参数：n=190r/min,直径D=80mm,宽度L=200mm(7)喂入口：宽度d=200mm,最低高度h=20mm(8)滚筒上的刀片数：k=43.2主要工作部件结构设计3.2.1喂入装置的构成喂入装置由传动链、滚筒输入装置、压紧装置等组成。喂料装置的作用是将青贮玉米压缩，以一定的速度喂入切碎机。切碎时夹紧玉米青贮料，避免了玉米青贮料产量的弯曲变形。为了保证玉米青贮料切割整齐，要求饲喂过程中玉米
25、青贮料不滑动，当玉米青贮料层厚度变化时，还可以加快玉米青贮料的生产。上下喂料根的配置要求：(1)喂料相应具有较强的卷绕能力，卷绕速度应大于输送速度，以避免玉米青贮堆积或堵塞；(2)下喂料辐顶部水平面与固定刀具处于同一水平面，或稍高；(3)喂料辑应尽可能靠近刀片切面，以避免玉米青贮变形，保证切割质量。一般采用htl8-36灰口铸铁。为了保证饲喂过程中玉米青贮饲料不滑动，并且在青贮饲料层变化时仍能夹紧，饲喂馄呈星形，横截面如图3-2所示：图3-2喂入辑截面形状3.2.2喂入辑工作分析喂入辐工作的受力分析图如图3-3：图3-3喂入根受力分析玉米青贮喂入前的厚度将其设为a通过处理后，玉米青贮的厚度为轴
26、的空间a；玉米青贮饲料不由传送链推动。现在分析两个喂入轮抓取玉米青贮饲料并将玉米青贮饲料输送到切碎机的情况。半径为r的喂入辐，当作物通过喂入辑输入到机械中时作物和喂入辐之间摩擦系数和摩擦角分别为f和f中。工作时，作物与机械之间存在两个相互作用力：第一个是饲料的重力，在与饲料接触的接触弧的中点上，夹角与铅垂线承a角，a角被称为保持角；第二个相互作用力是作物与机械作用时的摩擦力F,R力与摩擦力之间垂直。两个喂入馄压力的合力2rsinRa,他们之间力的交点在a点，方向为水平向外，可防止玉米青贮的卷入；摩擦力FR的合力为2frcosa他们之间的合力的交点在B,方向为水平向内，这起到了将玉米青贮卷入的作
27、用。因此，确保玉米青贮参与的条件：2fRcosa22Rsina所以ftga因为f=tg中所以中2a结果表明，玉米青贮饲料的保压角是在喂入辑压入和拉入的条件下，摩擦角必须大于它们之间的压力a,否则回导致机械零件之间存在受力不平衡的情况出现。普通玉米青贮中=17270。喂入辑的卷绕性能不仅与作物和机械之间的摩擦系数有关还和他们作用环境的直径有关。当玉米青贮饲料的喂入层增加时，保持角增加a,这必然会增加，从而使玉米青贮饲料不被卷入，发生堵塞。为了满足2a如果条件需要，最大喂入辑直径：00i=2r+a=2rcos2a+Ar=A-a=A-a2（1-cos2tz）4sin2a当=a时刚好是玉米青贮能够卷入
28、机械的极限条件：_Aamin.，4sm-a式中：r.一喂入辑的最小半径。为了满足喂入辐的工作条件可以对饲料与机械之间的摩擦角进行处理。如果要减小摩擦角a,应采取以下三项措施：（1）在R恒定时可以减小喂入层的厚度来达到目的；（2）当车轴中心距保持不变时，增加R来达到目的；（3）在进给层厚度a和轴间隙a保持不变的情况下，增加轴的中心距。如果采取（1）或者（2）两种生产措施时会导致玉米青贮的利用率下降，但如果采用（2）和（3）两种改进方法时会导致成本过高且所占空间相对过大，所以这些重要的机械部件不能随意改动，国内现有的玉米青贮切碎机上的半径一般为40到80mm当r低于正常值时，则会导致喂入性能差；过
29、大则喂入辐作用于作物区和作物粉碎区域相隔较远不仅增加了机械产品的体积提高了机械生产的成本，还会导致生产出来的饲料质量地低，因此可以将r的值取为80mm3.2.3切碎长度及生产率切碎长度是破碎机的主要性能指标之一,其大小与喂入辐直径D（m）及转速n（r/min）等因素有关，考虑到打滑因素的影响，实际计算公式为：式中：一玉米青贮与喂入辑间打滑系数，e=0.05-0.07k一动刀片数D喂入辐直径i一滚刀与喂入辐转速之比（喂入辑传动比）生产率是破碎机生产饲料的主要参数，取决于喂料面积、刀片之间的间隔、刀片的数目、切碎装置的旋转速度、切碎玉米的长度和整粒玉米青贮的种类。计算依据如下公式:Q=60kabL
30、niy(t/h)式中：a,b喂料入口高度和宽度(m)Y玉米青贮压缩后容重一般玉米青贮丫取0.120.16根据上述公式即可计算出各部件之间的传动比，进而可以确定其他相关重要参数。3.2.4上喂入辐压紧机构为了在玉米青贮饲料过喂时不堵塞喂入辐，在玉米青贮饲料过喂时不造成过长的折断，将上喂入辐制成浮动式，并设置压榨机构，上喂入辑保证饲料的固定，保证了工作过程中玉米青贮饲料的固定，减少了工作的不确定性，使用弹簧机构对饲料进行固定，轴承在使用过程中可以上下垂直移动，适了不同直径的玉米青贮饲料的切碎，弹簧分别与基座和弹簧座连接，在不同情况下时刚度可以通过升高或者降低螺杆来改变，当玉米青贮料变稠时，上喂料辐
31、逆弹簧压力向上浮动，最大浮动量为80毫米。图3-4显示了冲压结构的示意图：1螺钉2弹簧3轴承座图3-4压紧机构3.2.5切碎器及其技术要求切碎机是玉米青贮切碎机的重要组成部分。参数设计的合理与否直接影响破碎质量、动力消耗和机器运行的均匀性。切碎机如果具有良好的切碎效果应该具有机械结构简单、刀片数目尽可能的少、各个部分受力均匀、对饲料的切碎性能好、机械与切碎饲料之间不存在相对位移等必要的条件。切碎器的技术要求如下：（1）产生滑切当产生滑切现象时会减小机械与饲料之间的阻力，滑切作用效率的参考因素包括它们之间的滑切角和工作时的参考滑切系数，在允许的滑切范围内时切割率和滑切程度是承正比的，正常情况下滑
32、切角的范围在20飞0。之间。（2）切割要稳定玉米青贮相对刀片切割时应满足如下切割条件：XW巾|+式中：垢，如一玉米青贮与动定刀片之间摩擦角，一般如=12,3=38。x一推挤角，动刀刃线和定刀刃线间夹角切割稳定条件是指刀片最大推挤角小于动定刀片摩擦角之和，即xW50,常取x=4050o（3）切割阻力矩要均匀（4）切割速度从大量的实验研究中可以发现，切割阻力的影响因素中切割速度是不可忽略的一部分他们之间成正比关系。从国内各个切碎装置的说明书中可以看到最佳的切割速度应该在3540m/s之间，但是通常在农业生产中应该使用1837m/s。3.2.6动刀叶片采用螺旋式，叶片数量为4个。安装时，应根据断段长
33、度安装2或4个叶片。螺旋叶片的叶片体和叶片线部分为螺旋形，呈螺旋状排列，斜装在滚筒表面。与其他类型的刀片相比，螺旋刀片滑动切割效果强，但切割时造成的阻力过大。而且切割下来的废料不能自动排除，需要手动清理或通过吹风装置吹出，这个过程导致可能会增加劳动时间与支出。螺旋角B刀片的剩余角度是刀片的夹紧角X。通常情况下，由于滚筒的轴线平行于固定刀片线，滑动切割角度等于夹紧角度，在工作过程中它们保持不变t=X=90-Po3.2.7定刀（底刀）当道面固定时能够减小机械的总耗能，而且刀片在使用的过程中不容易造成刀片的磨损。厚度为3飞mm,以承受动刀对材料的巨大冲击。切削刃的形状如图3-5所示:刀片材料可以是5
34、碳素工具钢或优质碳素结构钢65Mn或70MN,滚筒切割机的刀片工作宽度为20毫米在该区域刃部淬火硬度为HRC47p56,而非淬火区为28HRCO动刀刃工作表面与刃口垂直线之间有46倾斜角。动、定刀片刃口之间的间隙为0.51.0mm。动刀的厚度为2图3_53mm,刃口的厚度3=80100W,当刀片磨损达到一定程度，磨刀可以使刀片变薄，构成锐利刃口，才能保证刀片的生产率。3 .2.8抛送装置为了将玉米青贮饲料碎片从卸料罐中卸下，并将其输送到短距离且不太高的地方，需要使用投掷装置。投掷装置的转轴上设有旋转臂，旋转臂与输送叶片连接，旋转臂的外围为带输送管的壳体。旋转叶片借助离心力直接抛出物料。叶片安装
35、为后倾式，倾角Y一般为1517。4 .3机架和箱体的材料选择在保证机械设计时整体结构形状简单的基本理念下，应该考虑机架和箱体的强度和抗振性能以及足够的刚度，在保证这些条件完成的情况下，在不同工作环境下也不会存在其它的工作参数的要求，因此机架和箱体的制造材料可以选用低碳钢来完成，如Q235碳素钢等。5 .传动方案设计在本设计中，传动装置是能够很好的将饲料输入到切碎装置中去的前提下设计的设计的原因可以分为以下几点：（1）我国现在所存在的国内玉米青贮切碎装置一般以人工将饲料投入到切碎装置中去,由于考虑到人工完成此操作会有太多的不必要投入，且容易造成工作人员收到伤害，而且人工完成此项操作时会应各种因素
36、导致饲料的切碎过程不均匀，投入的饲料不均匀导致的机器生产效率低，甚至导致机器堵塞。（2）切碎装置的作用力对于人体来说是十分危险的，当人体部位绞入到机械当中去时会导致人体收到永久性的损伤，发生安全事故会造成不必要的伤害。3）机械的生产工作效率为3t/h,如果采用人工完成投入的情况很难达到此工作效率，因此在设计中加入传动装置来完成这一需求。4)输送装置主轴上的链轮链条传功把动力传给喂入装置，对饲料的进一步切碎达到农业生产中的要求，能够很好的达到市场的饲料标准。如图4-1所示：电图4-1传动路线6 .设计计算及安全性分析6.1 V带的设计计算传动所需的功率为2.2kw,电机所需的转速1420r/mi
37、n,切碎器滚刀轴的转速750r/min,传动比为1.9。(1)确定计算功率Pea计算功率pc,是根据传动功率p,并考虑到载荷性质和每天运转时间长短等因素的影响而确定的。即选kA=l.1,则Pea=k*P=2.42(2)选择带型根据计算功率pca=2.42和小带轮转速n,=1420r/min由表8-8选择A型普通V带(3)确定带轮的基准直径d”和dd2。1)初选小带轮的基准直径d.选取小出而。为了提高v带的寿命，宜选取较大的直径。选ddi=80mm2)验算带的速度v计算带的速度v=ddini/60X1000=6.25m/s符合带速在525m/s之间的要求。3)计算从动轮的基准直径dd2dd2=I
38、Xd,n=l.9X80=152mm适当圆整为d(i2=160mm(4)确定中心距a和带的基准长度Ld初步定中心距a。,取0.7X(d枕初)a2X(dd2+ddl)即0.7X(80+160)ao2X(80+160)所以168120(6)确定带的根数zz=pj(po+Apo)kaki其中L=0.97,由ki=0.96,由p=0.81,由p0=0.15则z=2.42/(0.81+0.15)X0.97X0.96=2.71根取3根带(7)确定带的预紧力F。，由q=0.10kg/mFo=5OOpca(2.5/h-l)/zv+qv2=500X2.42X(2.5/0.97-1)+0.10X6.252=104(
39、N)由于新带容易松弛，所以对非自动张紧的带传动，安装新带时的预紧力应为上述预紧力的1.5倍即156N。(8)计算带传动作用在轴上的力(简称压轴力)FPFP=2zFosina,/2=2X3Xsin83.8=622(N)5.2V带轮的设计设计V带轮，其中基准宽度(节宽)：b,l=llmm；基准线上槽深：halin=2.75mm；基准线下槽深：hfmi=8.7mm；槽间距：e=1.5+0.3mm；第一槽对称面至端面的距离：f=10mm；最小轮缘厚：8min=6mm；带轮宽:B=(z-1)e+2f=50mm；小带轮外径：dal=dd2+2ha=85.75mm5.3喂入链主动轮轴的设计(1)设计要求为了
40、能够使得粉碎机在工作时的负荷保持稳定，在使用玉米青贮切碎装置时减少不必要的劳动力投入，可以采用全自动的饲料投入装置来代替人工完成此项操作，这样不仅能够减少初期机械投入使用时的支出，并且保证了投入饲料时的饲料均匀性，能够不间断的将饲料投入到切碎装置当中去，能够保证机械的平稳运行，减少机械的故障发生过，喂入装置主要包括喂入辐和v带传动装置。因为机械的设计原则本机选择喂草辎来执行饲料的喂入切碎装置中的工作。该装置主要由喂入机构机架、UCFC205轴承座、上辑活动支撑、张紧弹簧、喂草根上辑、喂草辑下辐等组成。设计的整体尺寸通过特殊情况下的实验分析得到，机械整体如图5-2图a所示：OQ0七唧则Ulliu
41、uuq一 EfimiinnillllllinHIIICZEID22 OOO（2）选择轴的材料由于该轴需要满组传动小功率的情况,因此可以选用45钢来达到机械需求，但还需对钢材进行调质处理，其力学性质如下:ah = 64QMPa ju =355 MPaj_x = 275 MPa t_ = 275 Pa% = 2cr_=60MPats=207Pa(pT0.1（3）初步计算轴的直径min 4115x3/V190选取A=126103,取A=115二14mm考虑链轮和键槽对轴的强度的削弱，轴径增加10%左右，然后将轴径圆整取d=16mm（此值作为承受扭矩作用的轴段的最小轴径dm）（4）轴的结构设计初选角接
42、触球轴承，为了便于装配，取装轴承处的直径d：,=30mni,初选角接触球轴承的结构代号为7206AC,其外形尺寸为dXDXB=30X62X16；可以根据轴所需要的长度宽度设计，如图52图a所示：di=30mm,此段为轴承，长度取Li=47mm；d2=35mm,此处为滚筒轴，长度取L?=346mm；d3=30mni,此段为轴承，长度取L3=57mm；d4=24mm,此处为链轮，长度可取L=88mm；即此轴的总长度为；L=L+L2+L3+L*=47+346+57+88=538mm（5）轴的校核转动扭矩T=95.5X105P/n=95.5X105X0.15/160=8953N-mm（其中P为喂入链的
43、输送功率为0.15Kw）,则R=2T/d=2X8953/80=224N,Fr=Fa=F,=224N轴受力情况如图b）所示，其中CA=220mm,CB=180mm,DB=100mm1）求轴上的载荷轴上受力如图，分别在水平面内图c）和垂直面内图e）进行计算。由ZMb=O（水平面见图c）得，方向按左顺右逆原则RaiAB-F,CB-Fad/2+FPBD=0,则RA=25N由力平衡方程F,.+Fp=Rai+Rrn,则Rbi=254N由ZMb=O（垂直面见图e）得，方向按左顺右逆原则Fa2AB-FtCB=0,则Ra2=100N由力平衡方程Fi=Ra2+Rb2,则Rb2=124N合成支反力2）计算水平面的弯
44、矩，画弯矩图，方向按左顺右逆原则，如图d）所示M尸Fadi/2=224X80/2=8960NmmMc=RAi,AC=25X220=5500N,mmMb=FpBD=255X100=25500Nmm3）计算垂直面的弯矩，画弯矩图，方向按左顺右逆原则，如图f）所示Mc=Ra2CA=100X220=22000Nmm4）合成弯矩，并画总弯矩图公式为M图J+M图/其中M图d表示水平面方向的弯矩，Mbk表示垂直面方向的弯矩，对应点合成，如图g）所示Ma=ylML+Mcf=V55002+220002=22677NmmMC2=+M4=a/34602+220002=22270NmmMb=FpxBD=255xQ0=
45、22500Nmm5）由图g）可知危险截面为C、B,强度条件为河+（0）2r1%=Jw为更好的符合国家工艺标准引入折合系数a,当扭转切应力为静应力时，取0.3；当扭转切应力为脉动循环变应力时，取a0.6；当扭转切应力为对称循环变应力时，取al；此处取0.6,则aT=0.6X8953=5372Nmm查得W=0.Id，C截面取M最大值即22677Nmm,W=0.ld3=0.1X3O3=27OO=+（j=.6772+53722=86,=6QMp（icaW2700it故C截面安全B截面取M=21360,W=0.ld;,=0.1X3O3=27OO叵近=皿。2+52=&15+=60MPacaW2700lt故B截面安全根据以上计算，系统参数满足设计性能要求，系统结构简单，效率高。虽然轴的设计和验证没有充分进行，但根据重要轴系统的验证结果，其他轴系统的设计应满足系统的刚度和强度要求。因此，在系统工作过程中可以满足系统的安全要求。结论（1）所设计的玉米青贮切碎机原理和结构相对简单，制造、安装、使用和维护都非常方便。（2）所设计的玉米青贮切碎机适应性强，主要适用于粗玉米青贮，甚至细枝的切碎；斩波连续，振动小，斩波性能和质
