小型玉米秸秆粉碎机设计

泰 山 学 院本 科 毕 业 设 计小型玉米秸秆粉碎机的设计所 在 学 院 机 械 工 程 学 院 专 业 名 称 申请学士学位所属学科 年 级 学 生 姓 名 、 学 号 指 导 教 师 姓 名 、 职 称 完 成 日 期 年 月 日 I摘 要随着我国种植业的发展以及农民对资源利用意识的提高，秸秆的处理问题成为目前农村较为关注的问题。之前的农户一般通过就地焚烧的方式处理秸秆，这样不仅造成资源的浪费还对环境产生较坏的影响。近年来传统农业规模转变为以经济作物为主体的农业，农户不能像以前用大型的设备集中处理秸秆问题。因此设计一款小型的玉米秸秆粉碎机不仅能够满足用户处理少量秸秆的问题，还能够解决大型设备造成的浪费。本课题通过作者在家乡的调研,对大学中学习到机械设计以及力学知识的运用，首先进行了总体结构设计及基本参数的确定，然后对传动部分主要零件设计，紧跟着设计了粉碎机结构，最后对主要的工作部件进行了设计并校核。通过一系列的工作，设计了一款专为小型用户服务的玉米秸秆粉碎机。关键词：秸秆粉碎 小型 设计; IIABSTRACTWith the development of planting industry in our country and improving farmers consciousness of resource utilization, the processing of straw become a more focus on the current rural problems.Before the farmers generally processing by means of in situ burning straw, such not only wastes the resources but also produces a bad effect on the environment.Traditional agricultural scale in recent years to cash crops as the main body of agriculture, farmers cant focus on straw with large equipment problems as before.So the design of a small corn stalk crusher can not only meet the users deal with the issue of a small amount of straw, will also be able to solve the waste caused by large equipment.This topic by the author in the research at home and in the university to learn the use of mechanical design and mechanics knowledge, first has carried on the overall structure design and the determination of basic parameters, and then to drive part of the main parts design, followed by designing the structure of mill, finally has carried on the design to the main working parts and check. Through a series of work, designed a model designed for small maize straw crusher user services.Keywords： Straw chopper ; Field; Design; III目 录摘 要 .IABSTRACT .II目 录 .III1 引言 .11.1 玉米秸秆粉碎机设计的背景以及研究现状 .11.2 玉米秸秆粉碎机设计的目的及意义 .22 总体结构设计及基本参数的确定 .32.1 总体结构 .32.2 工作原理 .32.3 电动机的选择 .42.3.1 电动机类型和结构的选择： .42.3.2 电动机容量选择： .42.3.3 确定电动机转速： .52.4 基本参数计算以及各轴功率、转矩分配 .52.4.1 基本参数的计算 .52.4.2 轴的功率分配 .62.4.3 轴的输出转矩 .62.5 玉米秸秆粉碎机主要参数 .73 传动部分主要零件设计 .73.1 带轮几何尺寸的确定 .73.2 初选中心距 0a.83.3 带的根数 .93.4 V 带轮的材料，结构的确定 .104 粉碎机结构的设计 .114.1 粉碎机入口的设计 .114.2 粉碎腔腔体的设计 .124.3 出口的设计 .124.4 机架的设计 .135 刀轴的设计 .135.1 刀轴装配方案如图所示: .145.2 确定轴的直径和长度 .145.3 轴的材料选择和尺寸的估算 .145.4 轴的强度校核 .15IV6 主要工作部件的设计 .156.1 秸秆粉碎刀的工作原理 .156.2 甩刀的排列方式 .166.3 甩刀的选择 .167 总 结 .17致 谢 .18参考文献 .19泰山学院毕业设计11 引言1.1 玉米秸秆粉碎机设计的背景以及研究现状目前，秸秆在我国的利用一般是从以下三个方面来处理：方面秸秆还田，（整株，粉碎还田） ；第二个方面是作为家畜饲料，包括直接饲喂、粉碎饲喂及加工、贮存、微贮等处理后饲喂；第三个方面是作为一些工业原料利用，如炭化、造纸、编织等。近几年由于国家农业政策的鼓励，粮食直补，农机购机补贴等措施的实施，使农业机械化水平的不断提高。在我国整个农业形势发展很快， ，玉米产量也正在大幅度提高，但是随之也出现了一些问题，如玉米秸秆也大增，于是清除秸秆成了农民较为难解决的问题。为不影响农耕，按时播种，同时又省事省力，有些农民就直接将秸秆就地焚烧，这样既浪费资源又污染环境。玉米秸秆粉碎机就是未解决这一问题而产生的。它是将玉米秸秆粉碎并铺撒在田里，这样既环保又达到了很好的增肥效果。我国耕地面积较大，因此秸秆资源数量巨大，开发价值极大，有着很好的开发利用前景，可以说是广阔天地，大有作为啊。秸秆问题是粮食生产中的主要副问题之一，同时也是工、农业生产非常重要的资源，是非常丰富的并切能直接利用的可循环资源。作为一种丰富的资源，农作物秸秆可用作生产饲料、燃料及造纸、制炭、等的绿色原料。据不完全统计，我国现在秸秆年产量大约为 6.2 亿吨，利用率仅占总量的 33，约 2 亿吨，但是在这被利用的这一部分中，很大一部分未经处理直接利用，而经过技术处理后利用的仅为 1600 万吨，仅占被利用总量的 2.6。我国农业生产出现了一些前所未有的问题，一方面，土壤中的有机物含量正在一年一年的人 减少；另一方面，非常多的农作物秸秆不能被很好的利用，于是放火焚烧，这样既造成资源浪费又造成污染环境。因此，发展处理秸秆的机械，提高秸秆的利用率，是解决以上问题的重要提高农业作物的秸秆综合的利用效率，是目前发展高产量、优质、高效的农2业生产以及帮助农民奔小康的迫切需要和重要途径。农作物秸秆的利用关系到整个农业循环系统中的土壤肥沃程度、环境安全与否以及农村能源的能否有效利用的问题，因此引起世界各国的普遍关注，目前已经成为可持续发展经济最重要的方面。为此，合理地开发利用秸秆，已经发展成为了一个非常重要的问题，成为农业生产回收资源利用的新课题。农作物秸秆数量非常巨大，开发价值也非常大，有着十分可观的开发前景。 持续农业已成为世界各国农业发展的共同趋势。面持续农业就是：“管理保护自然资源基础，并调整技术和机构改革方向，以便确保获得和持续满足目前几代人和今后世世代代人的需求，这种(农业、林业和渔业部门的)持续发展能保护土地、水资源、植物和动物遗传资源，并且不会造成环境退化，同时技术上适当，经济上可行，能够被社会接受。 ”作物秸秆问题也涉及到土壤肥力、水土保持、环境保护、再生资源有效利用等可持续发展问题。土地资源作为农业生产环节中的最基本生产资源，使其可持续利用是不变的主题。在我国大部分的农田由于长时单一耕作方式，导致土壤的底部产生了坚硬的犁底层，加上多年来从不或者很少施用农家肥，加之大量使用化肥和农药，因此造成了土壤的严重污染，致使我国土地的有机物连年下降，农作物的质量或产量非常不稳，这样不符合可持续农业和生态农业的发展思路。如果农田生态环境持续恶化将带来不堪设想的严重灾难，因此加强农作物秸秆的合理利用需要引起足够的重视。 1.2 玉米秸秆粉碎机设计的目的及意义该粉碎机是将玉米秸秆粉碎并铺撒在田里，这样既环保又达到了很好的增肥效果。它是一种在玉米联合收割机以外使用的机械，作业的对象是收获完玉米棒子之后，玉米秸秆还在地里，手工粉碎清理比较麻烦，它很好的弥补了这部分需求，价格适中，适用于中小型的田地，功率也比较适中，应用范围较广，有很好的使用前景。我国农业生产机械化水平与以前相比有了很大的提升，但是于国际的先进水3平相比还是有很大的不足，因此，作为一名机械的当代大学生来说，真可谓任重道远啊。设计玉米秸秆粉碎机只是一个简单的开始，是对自己的一次检验，以后必须更加努力。2 总体结构设计及基本参数的确定2.1 总体结构该玉米秸秆粉碎机主要由动力传动机构、工作部件、箱体、机架等组成。本设计的结构形式为立式结构，刀轴水平配置，粉碎刀安装在转轴上在（工作人员面向机器时的坐标系为准）平面内旋转。动力源为电动机，电动机，通过减速器与大带轮相连接。然后将动力传送给工作部件。图一. 总体结构图2.2 工作原理粉碎机的工作原理是：在该机工作时，电动机输出轴传递的动力经万向节传递给变速齿轮箱，齿轮箱传递动力到带轮。在进行秸秆粉碎工作的过程中，电机轴轴通过联轴器、大小带轮两级的传动后，带动刀轴上的甩刀高速旋转。当秸秆进到粉碎腔体内后，同时受到刀具的剪切、搓擦和撕拉的作用，从而得到粉碎，4粉碎完后在重力以及离心力的作用下被均匀地抛撒于出去，从而成为农业、养殖业、工业的原料。2.3 电动机的选择一般大中型的玉米秸秆粉碎机动力装置为柴油机，但是本设计是小型玉米秸秆粉碎机，如果选取柴油机作为动力会使整个结构比较笨重不方便搬运，还会造成较大的能量损耗。本设计为小型粉碎机，动力装置选用电动机，这样提高了该机器的便捷性。配套电动机的选择必须依靠粉碎机的要求来进行。电动机应有适当的容量来满足要求，如果所选的电动机功率太大，必然会因容量不能充分利用而增加成本，造成功率的浪费；相反，如果容量小太多，就无法保证粉碎机的正常工作质量，或使电动机长期处于过载工作状态，导致电动机的寿命减少。考虑到功率储备以及传递过程中的功率损失，所以选择的电动机的功率必须大于粉碎机的使用功率。2.3.1 电动机类型和结构的选择：选择 Y 系列两相异步电动机，此系列电动机属于一般用途的全封闭自扇冷电动机，其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，适用于不易燃，不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的机械。2.3.2 电动机容量选择：根据已知条件，电动机工作所需要的有效功率为： 公式（一）w96.10KVFPW总效率5公式（二）92.0轴 承带 轮总 式中：V 带传动效率 0.96 带 轮滚动轴承效率 0.98 轴 承由电动机至运输带的传动总效率为： 所以：电机