1、本科毕业设计题目秸秆粉碎机的设计姓名学号专业机械设计制造及其自动化指导教师职称中国武汉二一五年六月分类号密级本科毕业论文秸秆粉碎机的设计THEDESIGNOFTHESTRAWPULVERIZER学生姓名学生学号学生专业机械设计制造及其自动化指导教师工学院二一五年六月I摘要2014年，我国的农村秸秆产量已达到726亿吨，位居世界前列。众所周知，秸秆中蕴藏着巨大的能源，作为农业大国，我们有必要将这些秸秆中的能量进行加工利用。目前普遍采用的技术是秸秆还田，这就对秸秆粉碎机提出了更高要求。本文通过对现有秸秆粉碎机的优缺点进行阐述总结，针对目前仍存在的问题，在分析研究已有秸秆粉碎机的工作原理及结构特点的
2、基础上，结合实际情况，设计出一种锤片式秸秆粉碎机。本设计主要由传动机构、粉碎机构和进出料口三部分组成。研究中，对带传动、粉碎室转子、进出料口及机架等所需零部件利用机械设计、机械原理等相关专业知识进行受力分析从而设计计算其各尺寸并进行校核，最后利用AUTOCAD画出各个零部件图及整机装配图。关键词锤片粉碎机；传动机构；粉碎机构；AUTOCADABSTRACTIN2014,THESTRAWYIELDOFCOUNTRYSIDEINCHINAHASREACHED726TONS,AMONGTHEHIGHESTINTHEWORLDASISKNOWNTOALL,STRAWCONTAINSAHUGEAMOUN
3、TOFENERGY,ASANAGRICULTURALCOUNTRY,ITISNECESSARYFORUSTOCARRYOUTTHESESTRAWENERGYUTILIZATIONTHECURRENTWIDESPREADUSEOFTHETECHNOLOGYOFSTRAWISSTRAWRETURNING,THESTRAWPULVERIZERHASPUTFORWARDHIGHERREQUIREMENTSTHISPAPERSUMMARIZESTHEADVANTAGESANDDISADVANTAGESOFTHEEXISTINGSTRAWCRUSHER,AIMINGATTHECURRENTPROBLEMS
4、,BASEDONTHEWORKINGPRINCIPLEANDSTRUCTURECHARACTERISTICSOFRESEARCHESONTHESTRAWPULVERIZER,COMBINEDWITHTHEACTUALSITUATION,DESIGNASTRAWCRUSHERHAMMERTHISDESIGNISMAINLYCOMPOSEDOFATRANSMISSIONMECHANISM,ACRUSHINGMECHANISMANDADISCHARGINGPORTOFTHREEPARTSSTUDYONTHEBELTDRIVE,THECRUSHINGCHAMBER,ROTOR,INLETANDOUTL
5、ETANDTHEFRAMECOMPONENTSBYMECHANICALDESIGN,MECHANICALPRINCIPLEANDOTHERRELATEDPROFESSIONALKNOWLEDGECARRIESONTHESTRESSANALYSISANDDESIGNCALCULATIONOFTHESIZEANDCHECKING,FINALLYUSINGAUTOCADTODRAWTHEPARTSDIAGRAMANDTHEWHOLEMACHINEASSEMBLYKEYWORDSHAMMERMILLTRANSMISSIONMECHANISMCRUSHINGMECHANISMAUTOCADII目录摘要错
6、误未定义书签。关键词错误未定义书签。ABSTRACTIKEYWORDSI1绪论111课题背景112文献综述1121秸秆粉碎机的分类1122锤片式粉碎机的现状分析2123秸秆粉碎机的应用前景32锤片式秸秆粉碎机的工作原理421粉碎机的工作原理分析4211粉碎机理分析4212粉碎机工作原理522锤片式秸秆粉碎机的研究内容53锤片式秸秆粉碎机的总体结构及设计计算631秸秆粉碎机的总体结构632秸秆粉碎机整机的设计计算6321电机选型及扭矩计算63211电机选型63212扭矩计算7322带传动的设计计算及选型7323粉碎室主轴的设计计算10324锤片的设计、选材及排列13325锤架板的设计选材15秸秆
7、粉碎机的设计III326销轴的设计计算16327套筒的设计17328机架、机壳及进、出料口的设计184主轴的校核、键的校核及轴承寿命验算1841主轴的校核1842键的校核2243轴承寿命计算225锤片式秸秆粉碎机的优缺陷分析及应用前景2351锤片式秸秆粉碎机的优缺陷分析2352秸秆粉碎机的应用前景246总结与收获25参考文献27致谢29华中农业大学2015届本科毕业论文IV秸秆粉碎机的设计11绪论11课题背景中国是一个农业大国，农村地区每年的秸秆量就有65亿吨，在2014年，已达726亿吨，其所蕴藏的能量相当于300万吨的标准煤1。可见，秸秆中含有丰富的能源，近年来，由于现场焚烧或填埋等措施，
8、大多数的秸秆被浪费，导致不能充分利用秸秆中的能源，而在中国，饲料能源对秸秆的利用率还不到102，同时焚烧等措施对环境也造成了极大的损害。因此，秸秆中蕴含的生物质能源仍然值得我们去研究和探索，这就对秸秆的加工利用提出了新的要求。在磨削加工的早期需要开发和利用相应的生物质原料，只有当生物质颗粒达到一定的尺寸和要求时，才能为生物质的后续研究和利用作充分的准备。所以，想要充分利用秸秆中的能量，首先就要对秸秆进行加工粉碎，使其各方向尺寸减小，易于被生物质分解和利用。从而，秸秆粉碎机的研究和设计也就对生物质能源的开发和利用有着非常重要的意义3。目前，我国制造的秸秆粉碎机也是多种多样的，生产技术相对比较成熟
9、，但针对现有的工厂设施和设备，从能源消耗、产量、材料的适应性、粉碎粒度、工作的经济稳定性和模式本身的运行安全及寿命和工作性能等多方面考虑，仍有许多不完善的地方，例如噪音大、振动大、粉碎效果不理想等，不能很好的满足各种生物质的粉碎要求4。综上所述，秸秆粉碎机的研究，对促进中国生物质能源的开发利用，促进经济、商业和农业的可持续发展具有十分重要的意义。本研究主要探讨一种锤片式秸秆粉碎机的工作原理及设计过程。12文献综述121秸秆粉碎机的分类中国开发研制的粉碎机已有几十年的历史，但都主要集中在饲料粉碎秸秆切碎和其他方面。粉碎技术根据破碎方式和手段不同分为铡切，锤切，揉切式和组合式破碎技术。在我国，广泛
10、应用于秸秆粉碎机的是锤片式和齿爪式粉碎技术。锤片式破碎机是利用高速旋转的锤片来击打物料使其破碎的机械。它具有良好的性能，维修方便，生产效率高，而且使用非常广泛。一般来说，大多数的粉碎机华中农业大学2015届本科毕业论文2型都是采用锤片式粉碎机。其进料方式可以有切向进料和顶部进料两种，就粉碎对象而言，物料的结构特性和物理性能、粉碎室的结构设计、锤片的质量及厚度等因素都会成为影响粉碎机粉碎性能的因素5。在中国，经过多年的潜心研究，水平和锤片式粉碎机性能指标基本上能达到国际同类产品的先进水平。秸秆粉碎机生产的产品种类繁多，规格齐全，基本上能满足秸秆在我国的生产发展需要。但锤式粉碎机还存在能耗大，效率
11、低的问题。揉切式粉碎包括揉搓机和揉碎机。秸秆揉搓机也是利用高速旋转的锤片和齿板、定刀间的剧烈摩擦来对秸秆进行揉搓，其只能对物料进行破碎或者细碎，无法达到较高要求的粉碎性能，且生产效率低、能耗大，不适用于含有水分和韧性大的物料。秸秆揉碎机是近几年才研制出来的一种新型粗饲料加工机械，其加工方式介于铡切和粉碎之间。揉碎机加工的秸秆物料为柔软蓬松的细丝状，且同时适用于干性物料和含水分的韧性物料，可在一定程度上满足较高要求的粉碎，但秸秆揉碎机由于在我国出现较晚，目前相对来说技术还不是非常成熟，况且成本较之锤片式粉碎机高，所以，还有待于进一步研究改进，不适合推广应用。组合式粉碎是把揉搓、铡切和粉碎技术组合
12、在一起的新型粉碎技术，虽然其性能较好，生产率高，但同秸秆揉碎机一样成本高，技术不成熟，还有很大提高完善的空间，因此不适于广泛应用。122锤片式粉碎机的现状分析国内外对秸秆粉碎机的研究已经有几十年历的史，并制造了各种不同类型的粉碎机，但破粉碎原理都比较相似。国外的研制注重提高大型机的生产效率，主要开发自动化程度高、通用性好的粉碎机，其配套动力大多超过75KW，如丹麦朵农机械厂生产的由拖拉机动力输出轴驱动的朵农805型秸秆粉碎设备，最高功率可达55KW6；丹麦的PRESIDENT有限公司，生产的动力为73511025KW的粉碎机，生产率达到45T/H7；然而，一些西方公司都专注于小型秸秆粉碎设备的
13、开发，如意大利SIKE公司研制的小型桶式水稻秸秆粉碎设备，配套功率和机体尺寸都很小，刀片呈螺旋状排列，振动小，破碎后的粒度均匀8。20世纪8090年代，为了满足不同的生产需求，中国制造了各种不同类型的粉碎机，粉碎和研磨技术根据不同的粉碎方式和手段，可分为铡切型，锤片式，揉切式和组合式粉碎技术。秸秆粉碎机的设计3随着中国农业的不断发展和资源利用率的提高，对秸秆粉碎机的创新研究就显得尤为重要。因此，需要重视理论研究和秸秆粉碎机实践创新的结合，优化现有的粉碎设备，进一步完善和改进现有的机型，实现主要工作部件模型的标准化，提高秸秆粉碎机的质量，降低能源消耗，提高机组的安全性，发展一体化联合加工设备，提
14、高生产效率，降低劳动强度和加工成本，使经济效益更为显著。同时，根据不同地区的特征和农民的需求，发展功能更全面，更实惠的粉碎设备，从而提高他们的积极性。大力开拓秸秆粉碎机的市场，研发并增加秸秆粉碎机的类型和型号，降低生产成本，进一步促进秸秆粉碎机普遍化9。123秸秆粉碎机的应用前景秸秆还田机械的研究应在解决秸秆及根茬单项作业的基础上,开发新的复式作业机具,逐步取代单项作业机具；联合收割机秸秆切碎装置，可使农作物收获与秸秆还田有机结合，大大降低运营成本，灵活方便，是一种很有前途的秸秆还田的方式；大型、小型机械相结合，提高在机械还田的适应性，使机械还田不仅适用于平原地区，也适合于丘陵地区；还田机械和
15、农艺设施相配合，将机械还田、科学施肥和施药相组合，简化流程，加快分解，降低秸秆还田和施肥的劳动成本，达到综合防治病虫害的目的10。农艺、生物工程和农业机械相结合使得农业机械化和机械化秸秆还田能够改变秸秆的物理性能，从而促进水稻秸秆的分解。分解剂和微生物会加速秸秆的分解，因此，机械化秸秆还田和生物技术的有机结合，可以有效解决秸秆问题。采用相应的农艺措施进行秸秆还田的同时，开发配套的农业机械（如水稻插秧机、抛秧机）和生物制剂（如快速腐解剂）来简化（如覆盖栽培等）农艺措施的过程，加快秸秆的腐解11。此外，农业机械化秸秆还田，支持农业栽培措施的实施（如覆盖、投掷、免耕直播等），用化学剂加速分解，克服了
16、秸秆还田机只能从水稻秸秆的物理性状来破坏其结构，不能从根本上迅速腐解水稻秸秆的弱点。中国是农业大国，也是全球秸秆资源最丰富的一个国家。秸秆加工机械的发展与畜牧业生产的现代化进程和发展规模息息相关，是畜牧业发展的重要标志。与一些先进国家相比，中国在设计水平、产品质量和技术的使用上还存在一定的差距针对我国秸秆的特点，推广开发吸收国外先进技术的秸秆加工设备便很有意义。如华中农业大学2015届本科毕业论文4果我们能充分做好中国秸秆资源的开发利用，草食动物养殖的发展将成为现实，这对于富裕农民无疑将起到极大的推动作用。2锤片式秸秆粉碎机的工作原理21粉碎机的工作原理分析211粉碎碰撞机理分析固体物料冲击破
17、碎过程实际上是在机械力作用下，固体材料块或颗粒发生变形和破碎。显然，只有破碎力足够大时，在瞬间产生的应力，超过材料的强度极限，材料才可以被打碎。因此，颗粒破碎的能量大小或力的大小，实际上是锤片和粒子之间、器壁与颗粒或颗粒和锤片间相对速度的问题。相对速度大，破碎力大，破碎材料的强度就高，这个理论可以用下面的推导证明。假定物料颗粒相对锤片的速度为V,物料的重量为G,那么物料的动能E则为12222121VGGMVE1破碎物料颗粒的动能并不是所有的动能，只有一部分，这部分动能为E,则1222XGGVE2式中,X为冲击粉碎后颗粒速度的恢复系数X120故验算合格秸秆粉碎机的设计9（8）确定V带根数Z由式L
18、CAKKPPPZ00计算传动比16125002900I由表34查得KWP9820，由表35查得KWP2600由表36查得9940（包角修正系数）K由表33查得960（长度修正系数）LK可求得153960994026098275900LCAKKPPPZ取Z4根。（9）求初压力及压轴力初压力F0由式（328）2052500QVKKVZPFCA查表32知，Q01KG/M可计算出NF3513398181099409940524981875950020）（压轴力FQ由式（329）2SIN210ZFFQ可计算出NFQ431066204177SIN3513342综上，带传动设计如下表217表2带传动设计参数
19、TABLE2BELTDRIVEDESIGNPARAMETER型号MODEL根数RADICALDD1MMDD2MMN1R/MINN2R/MINLDMMAMMA412515028002500140048383华中农业大学2015届本科毕业论文1010带轮结构的设计带轮结构如图1图1大带轮结构尺寸FIG1LARGEBELTWHEELSTRUCTURESIZE本设计中，大小带轮结构相同，尺寸不同，上图中所标注尺寸为大带轮尺寸（11）带传动的效率普通V带传动的效率在090095之间，本设计中取094323粉碎室主轴的设计计算选材考虑到粉碎室主轴所受载荷不大，故选用45钢，经调质处理主轴的设计计算（1）设
20、计过程中的注意事项按弯扭合成强度来进行设计校核；计算弯矩时，将带轮作用视为一个集中力，大小根据带的质量来计算；转子引起的弯矩由转子不平衡量来计算，当SMV/80锤末时，转子的不平衡量5G，可查得粉碎机平衡品质等级为G1618，1000EGE转子的许用不平衡度（M）转子的角速度（RAD/S）秸秆粉碎机的设计11MMGE126160250021610001000取转子的不平衡量M5G，则转子由于M所产生的离心力可根据式2MRF计算其中，R转子半径转子的角速度代入2MRF式中，可求得NF2467；离心力是法向的，其方向是变化的，但当离心力在铅锤方向时，对主轴影响最大，故按铅垂方向计算。（2）初步确定
21、轴的最小直径按式322MINNPAD来估算，其中，A系数，可查表72取125AP2主轴功率/KW，P2P（为带传动效率）P275094KW705KWN2主轴转速（R/MIN）N22500R/MIN代入式322MINNPAD中，求得MMMMNPAD1825000571253322MIN据实际情况取DMIN30MM（3）轴的结构及装配情况确定（4）轴各段直径及长度的确定L12、D12的确定根据皮带轮的结构设计来确定，可取L1276MMD1230MM华中农业大学2015届本科毕业论文12L28、D28的确定28段轴主要用来装轴承挡圈，可取L2862MMD2834MML83、D83的确定83段轴主要根
22、据轴承及轴承端盖来确定尺寸选用深沟球轴承6307，其各数字代表意义可取L8322MMD8335MML34、D34的确定34段为轴环，其宽度应14倍的轴肩高，取L3430MMD3439MML45、D45的确定45段轴是用来焊接锤架板的，根据锤片的排列方式及厚度来确定，取L45315MMD4545MML56、D56的确定与34段轴相同，取L5630MMD5639MML67、D67的确定与83段轴相同，取L6722MMD6735MM综上轴全长L557MM，各轴段长及直径见表3表3各轴段长及直径TABLE3AXIALLENGTHANDDIAMETER轴段SHAFTPART122883344556671
23、7轴段LMM766222303153022557D轴段MM30343539453935_秸秆粉碎机的设计13324锤片的设计、选材及排列（1）锤片的设计及选材锤片是秸秆粉碎机最主要的工作部件，也是易损件。我国每年仅锤片耗用的钢材数就可达数万吨，因此，提高锤片的使用寿命具有重要的意义。锤片的形状、尺寸、排列方式及线速度都对粉碎效率有很大的影响，目前，已有多种形状的锤片，各种锤片的使用性能见表4表4各种锤片使用性能的比较19TABLE4COMPARISONOFTHEPERFORMANCESOFVARIOUSHAMMERPIECES根据本次设计需求，选用型锤片，具体设计结构如图2图2锤片的结构尺寸F
24、IG2HAMMERPIECESTRUCTURESIZE锤片类型使用性能型矩形锤片通用性好，形状简单，易制造型焊耐磨合金延长使用寿命，制造成本较高型锯齿型锤片工作棱角多，粉碎效果好，但耐磨性差型尖角锤片适于粉碎纤维质物料，但耐磨性差型环形锤片只有一个销孔，工作中自动变换工作角，因此磨损均匀，使用寿命较长，但结构复杂华中农业大学2015届本科毕业论文14锤片具体参数长度A120MM宽度B60MM厚度E5MM孔径D25MM锤片式秸秆粉碎机的核心部件，要求表硬心韧且耐磨性高，因此加工要求较高。本锤片所选材料为MN65钢，且经过热处理，渗碳层厚度0812MM，表面硬度HRC5662，淬火区硬度HRC50
25、57，非淬火区HRC2820。其中，淬火区与非淬火区如图3图3锤片的结构设计FIG3STRUCTUREDESIGNOFHAMMERPIECE（2）锤片的排列方式锤片是粉碎机执行粉碎工作的主要部件，悬挂在均布于转子锤架板上的销轴上且可以绕销轴自由转动。秸秆粉碎机的设计15不同类型规格的粉碎机的锤片数量及销轴数各不相同，但一般均为偶数，目的在于减少转子转动过程中的不平衡。总的原则是，关于主轴中心对称的两销轴上装配的锤片数量相同21。目前常见的锤片排列方式有螺旋线排列、对称排列、交错排列、对称交错排列四种，各种排列方式的特点见表5表5锤片的排列方式22TABLE5ARRANGEMENTOFHAMME
26、RPIECES排列方式ARRANGEMENT优点ADVANTAGES缺点DISADVANTAGES螺旋线排列HELIXARRAY锤片轨迹均匀，不重复关于主轴中心对称的各对销轴上各锤片组产生的离心力作用线不在一条直线上，存在不平衡力矩对称排列SYMMETRICALARRANGEMENT关于主轴中心对称的两销轴上的锤片安装对称，工作过程中，磨损较均匀锤片运动轨迹重复交错排列STAGGERARRANGEMENT锤片运动轨迹均匀，不重复工作时物料略有推移，销轴间隔套品种多对称交错排列SYMMETRICALSTAGGEREDARRANGEMENT锤片左右对称排列，运动轨迹均匀，不重复，轨迹覆盖区域广需要
27、的隔套多，且种类多325锤架板的设计选材粉碎机中，锤架板安装在粉碎室的主轴上，本设计是直接将锤架板焊接在主轴上，销轴安装在锤架板上的孔中，锤片安装在销轴上。所以，锤架板用来支撑销轴和锤片，设计中，锤架板直径400MM，厚度5MM。锤架板材料同主轴相同，为45钢。锤架板的具体形状如图4华中农业大学2015届本科毕业论文16图4锤架板的结构设计FIG4STRUCTUREDESIGNOFHAMMERFRAME326销轴的设计计算（1）销轴的设计销轴主要贯穿于锤片和锤架板的销孔上，用来安装锤片，其材料为45钢。销轴的设计结构尺寸如图5图5销轴的结构尺寸FIG5PINAXISSTRUCTURESIZE销
28、轴左端为一开口销孔，用于阻挡锤片、套筒，防止其从销轴上滑落。（2）开口销的选型开口销是标准件，有标准规格，本设计中所选开口销规格为C7MMD137MMB8MMA2MML36MM开口销的形状尺寸如图6秸秆粉碎机的设计17图6开口销的形状尺寸FIG6THESHAPEANDSIZEOFTHECOTTERPIN327套筒的设计套筒的作用是把锤片间隔开，本设计中使用了24片锤片，两锤片间距30MM，锤片与锤架板间距有两种15MM、30MM，故套筒设计时有两种长度尺寸L30MMD26MML15MMD26MM套筒的形状尺寸如图7图7套筒形状尺寸FIG7SLEEVESHAPESIZE华中农业大学2015届本科
29、毕业论文18328机架、机壳及进、出料口的设计（1）机架的设计选型机架用来支撑整个粉碎机及电机和带轮，本设计所用机架为角钢，是标准件，规格为63635MM。（2）机壳的设计机壳分上下两部分，内部开槽，装筛片和齿板，上下机壳间用活页连接。（3）进、出料口的设计进料口连接在上机壳上，出料口连接在下机壳下方，其上接有法兰，用于连接外部管道或接口。进料口及上机壳如图8图8进料口及上机壳FIG8FEEDINLETANDCASING4主轴的校核、键的校核及轴承寿命验算41主轴的校核由于主轴既受到扭矩也受到弯矩，是转轴，所以按弯扭合成强度来校核。（1）分析主轴上所受到的力（三种）轴承支反力；转子由于旋转不平
30、衡引起的离心力F1；带传动引起的压轴力FQ；秸秆粉碎机的设计19（2）计算各力的大小带传动引起的压轴力FQ在设计带传动时已计算出来，FQ106643N转子不平衡产生的离心力F16724N（3）计算轴承支反力画出轴在竖直面内铅垂方向的受力图（图9）图9轴受力图FIG9AXIALATTEMPT铅垂方向受力图（图10）BVRPVR图10铅垂方向受力图FIG10LEADVERTICALDIRECTION其中，LQB111MM，LBC735MM，LCDLDE125MM，LEP735MMFQ106643N，FCFDFE6724N计算轴承支反力BVR和PVR对B点取矩得0BPPVBEEBDDBCCQBQLR
31、LFLFLFLF代入数据得1066431116724198567243235PVR3970求得PVR19731N对P点取矩得0EPEDPDCPCBPBVQPQLFLFLFLRLF代入数据得106643508BVR297672432356724198567247350华中农业大学2015届本科毕业论文20求得BVR195888N综上轴承支反力BVR195888N，PVR19731N（4）求B、C、D、E各截面的弯矩并作弯矩图MMNMMNLFMQBQBV73118373111431066MMNLFLRMQBQBCBVCV9525603MMNLRLFMDPPVDEEDV03547571MMNMMNL
32、RMEPPVEV2851450257331197铅垂方向弯矩图（图11）图11铅垂方向弯矩图FIGLEADBENDINGMOMENTCHART（5）求主轴所受扭矩并作扭矩图求轴上的功率P1P1P75094KW705KW求主轴扭矩TMMNMNMNT269319312625000579550铅垂方向扭矩图（图12）图12铅垂方向扭矩图FIG12LEADVERTICALTORQUEDIAGRAM秸秆粉碎机的设计21（6）求当量弯矩并作当量弯矩图求合成弯矩由于在竖直面内主轴所受的力较大，所以铅垂方向的弯矩即为合成弯矩。MMNMMMMNMMMMNMMMMNMMEVEDVDCVCBVB2851450203
33、547571952560373118373求当量弯矩根据式（78）22TMM计算扭矩产生的应力一般为脉动循环变应力，取60。（转矩不变只是理论上的，实际上机器运转不可能完全均匀，且有扭转振动的存在，为安全计，常按脉动转矩算）MMNTMMMMNTMMMMNTMMMMNTMMEEDDCCBB1321712455024067261085011947122222222当量弯矩图（图13）图13当量弯矩图FIG13EQUIVALENTBENDINGMOMENTDIAGRAM（7）按弯扭合成强度来校核各截面按式（78）310BBBBBDMWM来计算华中农业大学2015届本科毕业论文22求得MPAMPADM
34、WMBBBBB8727351051194711033由于B处当量弯矩最大且横截面积最小，故只需校核B截面即可。查表71得45钢调质后的许用弯曲应力MPA601因为MPAB8727MPA601，故轴的强度足够。42键的强度校核本设计在皮带轮与主轴安装处采用一普通平键规格为BHL8750MM根据式（121）PPDHLTLDHT42来校核其中，P挤压应力，MPAT轴传递的扭矩，NMMD轴的直径，MMH键与轮彀的接触高度，取2HH，MMH键的高度，MML键的工作长度，A型键LLBP许用挤压应力，MPAMMNMMNTT20022940213001带传动MPAMPADHLTLDHTP08985073020
35、022442查表122，轴材料为钢，受到轻微冲击，取P100MPA由于MPAP089P100MPA，故键的强度满足要求。43轴承的寿命计算轴承代号为6307深沟球轴承的轴向力非常小，可忽略。由轴的校核中求出的支反力可知轴承径向力NRFBVR8819581NRFPVR311972秸秆粉碎机的设计23画出轴承的受力图（图14）2RF1RF（1）确定径向动载荷系数X和轴向动载荷系数Y由于深沟球轴承所受轴向力非常小，本计算中忽略，因此X1，Y0（2）计算当量动载荷P轴承1NFXFYFXFPRRAR88195811111轴承2NFPR3119722（3）计算寿命由于P1P2，轴承1受力比轴承2大，故只需
36、计算轴承1的寿命即可。根据公式（89）PFCFNLPTH6010610计算查表86取1TF，查表87取21PF，查手册知C335KN，3深沟球轴承带入数据得23HHLH38192968819582133500125006010610按每天工作8小时，每年工作300天，寿命5年的要求，轴承的预期寿命HLH12000因为10HHLL，所以轴承的寿命符合要求。5锤片式秸秆粉碎机的优缺陷分析及应用前景51锤片式秸秆粉碎机的优缺陷分析锤片式秸秆粉碎机目前已十分普遍，且类型各样，但最本质的原理都大同小异，都采用主轴带动锤架板进而带动锤片转动的模式。所不同的是，锤片数目及排列方式的不同、销轴在锤架板上的安装
37、方式不同、转子的个数不同，还有进出料方华中农业大学2015届本科毕业论文24式不同等。无论哪种粉碎机，我们都力求能够降低成本，降低噪音和振动，提高粉碎效率和粉碎性能。为此，也有不少人专门对粉碎的机理进行研究，即研究物料与锤片的碰撞关系、粉碎室内因转子高速转动形成的环流对碰撞速度的影响24。也有人研究了不同物料的物理性能和可粉碎性能，并形成了规律性的结论25。总而言之，都是为了能更好地改进和提高粉碎机的综合性能。本研究所设计的锤片式秸秆粉碎机与现有的粉碎机原理大致相同，但所设计出的尺寸、形状及选材与已有的粉碎机会有一定差异。全面地分析，本次设计的锤片式秸秆粉碎机有其优点，也有不足，具体讨论如下优
38、点（1）结构简单，制造方便，便于安装与使用；（2）采用锯齿形的锤片，增大与物料的摩擦次数，同时又减少了材料的使用量，使粉碎性能有所提高；（3）锤架板与主轴之间的固定采用焊接而不是键，使得二者间的连接更牢固，扭矩传递效率更高，且不存在键的挤压强度不足等问题；（4）在设计过程中，避免了难以加工的零部件的设计，方便零部件的制造，降低了成本。缺陷（1）安装过程对精度要求较高，主轴与锤架板间的焊接质量要求较高；（2）设计的粉碎室是单转子的，容易引起不平衡力矩；（3）针对小麦、水稻、油菜等秸秆粉碎效果不错，但对于棉花等较硬的秸秆来说，粉碎效果不太理想，适于粉碎韧性大的秸秆物料。52秸秆粉碎机的应用前景分析
39、随着科技经济的发展，农业在国民经济中的比重越来越高，发展循环可持续发展的农业显得愈加重要，这其中也就包含了对农作物秸秆的处理。我国农村的秸秆量每年都在增加，合理地处理好这些秸秆，充分利用其中的能源，是我们共同的需求。再加之现在的环境问题日益突出，能源问题亟待解决，所以，怎样更好地发掘出蕴藏在秸秆中的能量已成为农业问题讨论的焦点。众所周知，要想利用秸秆中的能量，就需先把秸秆粉碎成易加工利用的小段或细丝状，而这些工作都要靠秸秆粉碎机来完成，在此，秸秆粉碎机的重要性便不言而喻了。随着我国对农业资源不断开发与利用，对秸秆粉碎机的理论研究与创新显得尤为重要。因此，需要重视对秸秆粉碎机的理论研究与创新。优
40、化现有的粉碎设备，进一步改进和完善现有机型，使各种机型的主要工作部件实现标准化。提高秸秆粉秸秆粉碎机的设计25碎机的质量，降低能耗，增强机组的安全性。发展一体化联合加工设备，进而提高生产效率、降低劳动强度和加工成本，从而使经济效益更加显著。同时，根据不同地区特点及广大农民的需求，发展功能较为全面，价格适宜的粉碎设备，从而提高农民的积极性，为今后粉碎机的研究与发展打下坚实的群众基础。大力开拓秸秆粉碎机的经济市场，增加秸秆粉碎机的种类和机型，进而降低其生产成本，进一步促进秸秆粉碎机的研制和开发26。6总结与收获通过此次毕业设计，我不仅把大学四年里所学的知识进行了一个整体的融会贯通，也拓宽了视野，丰
41、富了大脑，学到了很多课外知识，更是明白了眼过千遍不如手过一遍的道理。及时对所学知识加以运用，将所学理论付诸实践，是每个大学生必需的一项经历。以前，我只知道课前作好预习，课堂上努力集中精力，提高课堂效率，课后再温故而知新，考试时就万无一失了，的确，这样做，我确实取得了高分，拿到了自己想要的名次和分数，于是就天真地以为自己已经将知识真真正正地学到了肚子里，考试过后，书本立刻被收集起来，再也不去翻看了。俗话说得好“是骡子是马，拉出来溜溜”，在没有做毕业设计前，我一直觉得毕业设计只是对这几年所学知识的大致总结，到这次真正开始作毕业设计时，才发现真的是无法入手。毕业设计不仅是对前面所学的一种检验，而且也
42、是对自己能力的一种提高。除了要用到课本上的知识外，要去学习的东西还有很多，以前总是自信地认为自己什么东西都会，什么都懂，有点眼高手低，经过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，贵在持之以恒，在以后的学习工作中，我要时刻提醒自己不断学习，不断提高自己的文化知识和综合素质。好在有老师的不断督促和指导，在我一无头绪的时候给我提供思路和设计方向，我才顺利开始了毕业设计。本次的设计，是在对已有机型工作原理及构造分析的基础上，设计计算出一种锤片式秸秆粉碎机。由于在设计过程中，理论知识不够牢固和扎实，所以在设计中难免出现这样那样的问题，如在选择标准件时可能会出现误差、在查表和计算上精度不够准。除此
43、之外，还有很多课外的问题，如锤架板作用在主轴上的力要如何计算、带轮作华中农业大学2015届本科毕业论文26用在主轴上的力是否应视为一个集中力等。不过，这些问题通过与老师进行交流和广泛查阅资料，最后都迎刃而解了。在进行电机选型时，由于过的时间太久了，自己连电机扭矩的计算公式都不记得了，所以又翻书查资料得去找公式，不过最后都顺利解决。设计粉碎室主轴时，主要参考机械原理和机械设计两本书，除了要设计出每个轴段的尺寸形状外，还须注意轴肩、轴环等的设计，因为在装配时需要靠这些来进行轴向定位和固定轴承。在设计初，老师一直叮嘱我要先画出装配草图，再进行设计，这样就有一个大致的尺寸依据，可我总觉得只要设计出来，
44、就可以装配到一起，也就直接开始设计了。结果主轴的设计及校核都完成后，画装配图时才发现根本无法安装，轴的长度太短，不够安装带轮、轴承等零件，所以又要重新设计轴段的长度，这样就要重新进行校核，还要重新计算轴承的寿命，浪费了好多时间和精力。不过，吃一堑，长一智，在以后的设计中我一定会注意边设计边进行尺寸配合和修改。整个设计完成后，还有装配图、零部件图要画，画图的过程是一个熟悉软件的好机会，通过画这些图，我对CAD的运用更加得心应手，这也对我以后研究生的研究方向有很大帮助。不过，在画图中，也遇到了很多问题，并不仅仅是设计完就可以画出完整的图，在机架、机壳上有很多细节设计中是不会涉及到的，比如机架哪里需
45、要倒角，哪里需要圆角，机壳哪里要装活页和螺钉。所以，画图时也是一个需要查资料和自主学习的过程。最后，终于完成了本次毕业设计，整个过程，不仅培养了我综合应用机械设计课程及其他课程理论知识的能力，还帮助我坚实了自己的专业知识和技能，为以后的发展奠定良好的基础。在这些过程中，我深刻认识到了自己在知识的理解和接受应用方面的不足，在今后的学习过程中，我会更加注重学以致用。这次的毕业设计我收获很多，整个过程都是自己认认真真计算设计出来的。同时也感觉到毕业设计的必要性和重要性，我们每个人都要以十分的精力和时间来对待和完成，因为这是一个学习增长知识的过程，是一个充实自己和完善自己的过程，是一个对以后发展十分有
46、利的过程，我们一定要好好把握和珍惜。秸秆粉碎机的设计27参考文献1王雅鹏，孙凤莲，丁文斌，等中国生物质能源开发利用探索性研究M北京科学出版社，20102薛建华饲草加工机械概述J农产品加工,20031234353WANGXH,FENGZMBIOFUELUSEANDITSEMISSIONOFNOXIOUSGASESINRURALCHINAJRENEWABLEANDSUSTAINABLEENERGYREVIEWS,2004,821831924朱文德，陈永生，肖宏儒，等我国生物质粉碎加工技术的研究进J现代农业装备，2007747505周晓静,于翠萍重视饲料厂的粉碎工段粮食与饲料工业,199771415
47、6宋永健农作物粮食秸秆收获一体机中国，2008201881622P20089167WENZM，WORNHSOLVINGTHEINVERSEKINEMATICSPROBLEMSYMBOLICALLYBYMEANSOFKNOWLEDGEBASEDANDLINEARALGEBRABASEDMETHODSC/EMERGINGTECHNOLOGIESANDFACTORYAUTOMATION，2007ETFAPATRASIEEE，2007134613538KANAFOJSKIC,KARWOWSKITAGRICULTURALMACHINES,THEORYANDCONSTRUCTIONMWASHINGTONF
48、OREIGNSCIENTIFICPUBLISHER,19761341479我国秸秆还田技术现状与发展前景吕小荣,努尔夏提朱马西,吕小莲新疆农业大学机械交通学院,乌鲁木齐83005210钱春华桑枝削片粉碎机三维设计与结构分析的研究D南京南京林业大学，200611于海燕，刘向阳秸秆饲料加工机械现状及进展J粮油加工与食品机械，20036535512汪莉萍复合式秸秆粉碎机设计方法理论研究D哈尔滨东北林业大学，201013祖宇，郝玲，董良杰,我国秸秆粉碎机的研究现状与展望J,201214锤片式粉碎机的理论分析和结构改进措施探讨朱新华1,郭文川1,阎晓利1,田沛玉21西北农业大学机电学院,陕西杨凌7121002陕西澄城县农机管理华中农业大学2015届本科毕业论文28站，陕西澄城71520015徐春塘粉碎理论有新说饲料工业,199212016冯清秀，邓星钟等，机电传动控制（第五版），华中科技大学，201017程友联，杨文堤，机械设计，华中科技大学，2011，第056168号18焦安勇基于有限元数值模拟分析的生物质压缩成型机的研发D吉林大学硕士学位论文，200919杜小强基于虚拟样机技术的锤片式粉碎机转子动力学特性研究硕士学位论文武汉华中农业大学图书馆，200320肖宏儒,朱德文,钟成义农作物秸秆多功能粉碎机的试验研究J农业装备
