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編號
無錫太湖學(xué)院
課程設(shè)計（論文）
題目：一種農(nóng)作物收割機粉碎裝置設(shè)計
工 學(xué)院 專業(yè)
學(xué) 號：
學(xué)生姓名：
指導(dǎo)教師：
（職稱： ）
2015年3月30日
無錫太湖學(xué)院本科課程設(shè)計（論文）
誠 信 承 諾 書
本人鄭重聲明：所呈交的課程設(shè)計（論文） 《一種農(nóng)作物收割機粉碎裝置設(shè)計》 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的成果，除了在課程設(shè)計（論文）中特別加以標(biāo)注引用、表示致謝的內(nèi)容外，本課程設(shè)計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。
班 級：
學(xué) 號：
作者姓名：
2015 年 3 月 30 日
無錫太湖學(xué)院
工學(xué)院 機械工程及自動化 專業(yè)
畢 業(yè) 設(shè) 計論 文 任 務(wù) 書
一、題目及專題：
１、 題目 一種農(nóng)作物收割機粉碎裝置設(shè)計
２、專題
二、課題來源及選題依據(jù)
這是一個發(fā)明類課題，是一種小型的收割機，用于農(nóng)村收割大蒜用，其不同于傳統(tǒng)的作物收割機，因為大蒜埋于土下，對收割機的切入深度有一定的要求，同則收割完成的蒜葉粉碎，埋于土下可作為肥料用，該設(shè)備在小型機功能完善的基礎(chǔ)上，可嘗試設(shè)計大型設(shè)備。
三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達到的要求：
1. 根據(jù)設(shè)計要求，完成設(shè)備裝配圖一份及全套非標(biāo)零件圖；
2. 對產(chǎn)品完成功能進行必要的設(shè)計和計算；
3.編寫設(shè)計說明書（大于30頁）；
4.專業(yè)外語翻譯（大于8000~10000字符，約合漢字5000字符）；
四、接受任務(wù)學(xué)生：
班 姓名
五、開始及完成日期：
自 年 月 日 至 年 月 日
六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）：
指導(dǎo)教師 薛慶紅 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學(xué)科組組長研究所所長〕 簽名
系主任 簽名
年 月 日
摘 要
本文設(shè)計一種作物收割、粉碎機涉及機械收割及機械粉碎技術(shù)領(lǐng)域，適用于地面葉片高于地面5cm~50cm 的地下作物的葉片的收割及粉碎，特別是大蒜蒜葉的收割及粉碎。通過V帶與汽油機動力連接，V帶傳遞的動力經(jīng)圓錐齒輪減速并變向后傳遞給粉碎滾筒，粉碎滾筒內(nèi)刀片高速旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)粉碎作業(yè)。
本文首先通過對收割機粉碎裝置的調(diào)查和結(jié)構(gòu)原理的分析提出本次設(shè)計的方案；接著，選擇了總體技術(shù)參數(shù)并計算了各軸運動及動力參數(shù)；然后，對個主要零部件進行了詳細(xì)的設(shè)計與校核；最后，應(yīng)用AutoCAD制圖軟件繪制了粉碎裝置的裝配圖和主要零件圖。
通過本次設(shè)計鞏固了大學(xué)所學(xué)專業(yè)知識，如：機械原理、機械設(shè)計、互換性理論、機械制圖、材料力學(xué)等；也掌握了普通機械的設(shè)計理論和流程，熟悉了AutoCAD制圖軟件的使用。
關(guān)鍵詞：大蒜，收割機，粉碎機，設(shè)計
ABSTRACT
Crushing machine is applied mechanical force to smash the operation of solid materials, making it a small, fine or powder machinery. The current mill in the production, scientific research, medical, and widely used. In addition to these trades, there are minerals, coatings, metallurgy and other industries, and even scientific research units have a great need for shredders. Therefore, how to design more in line with the production needs of businesses, advanced mill mill production unit is imperative.
Present a variety of domestic and international market principle grinder, in particular hammer and disc mill in industrial and agricultural production, has been widely used, and application of simple operation, the two models in performance on the application of hammer machine widely used in materials and roughing, the disc-type machine for semi-intensive or finishing. To this end, the design will hammer and disc-style performance advantages combined with excellent performance designed multi-function mill.
Key words: multi-functional, grinder, hammer, grinding style, design
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
1 緒 論 1
1.1研究背景及意義 1
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)況 1
1.3 市場前景 2
1.4 本課題設(shè)計的主要思路 2
1.5 本課題設(shè)計的主要內(nèi)容 2
2 粉碎裝置的整體設(shè)計 3
2.1收割機總體結(jié)構(gòu)及原理分析 3
2.1.1整機結(jié)構(gòu)部件 3
2.1.2整機結(jié)構(gòu)裝配 3
2.2 粉碎裝置的方案設(shè)計 4
2.3 技術(shù)參數(shù)選定 5
2.4各級動力參數(shù)計算 5
2.4.1傳動比分配 5
2.4.2運動和動力參數(shù)計算 5
3 各主要零部件的設(shè)計 7
3.1 V帶傳動的設(shè)計 7
3.1.1 V帶的基本參數(shù)計算 7
3.1.2 帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計 9
3.2齒輪傳動的設(shè)計 10
3.2.1 齒輪的介紹 10
3.2.2選精度等級、材料和齒數(shù) 11
3.2.3按齒面接觸強度設(shè)計 11
3.2.4校核齒根彎曲疲勞強度 12
3.2.5驗算 14
3.3軸及軸承、鍵的設(shè)計 14
3.3.1輸入軸 14
3.3.2輸出軸 20
3.4滾動軸承及鍵的校核 23
3.4.1輸入軸的軸承 23
3.4.2輸入軸的鍵 24
3.4.3輸出軸的軸承 24
3.4.4輸出軸的鍵 25
3.5 潤滑與密封 25
3.6器箱體結(jié)構(gòu)尺寸 26
4總 結(jié) 28
參考文獻 29
致 謝 30
附 錄 31
31
無錫太湖學(xué)院課程設(shè)計說明書
1 緒論
1.1研究背景及意義
21 世紀(jì)的我國農(nóng)業(yè)技術(shù)遠遠地落后于西方的發(fā)達國家和亞洲的個別國家,我們的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方法還是處于很低層,現(xiàn)如今我們要繼續(xù)的改變他,提高我們的生產(chǎn)效率,增加我們的生產(chǎn)方法,我們可以借鑒他們的先進的生產(chǎn)技術(shù),加以改造,根據(jù)我們自己的國情,研究出一套符合自己的機械。
世界大蒜看中國,中國大蒜看山東,山東大蒜看金鄉(xiāng),我的家鄉(xiāng)就主要生產(chǎn)大蒜,可是現(xiàn)如今收獲大蒜還是利用很原始的生產(chǎn)方法,利用小鏟子從地底下挖掘出來,效率很低,而且挖掘的質(zhì)量不高,使用很多勞動力,延長了收獲時間不能如期的完成收獲。最主要的還是環(huán)境污染和資源浪費的問題,大蒜收獲完成后有兩個很頭痛的問題,第一個,蓋大蒜的塑料薄膜怎么收集。第二個,用鐮刀截下來的大蒜的葉子怎么處理。還好第一個隨著科技的進步,我們獨自研發(fā)出了可降解的塑料薄膜,雖然價格高,但是解決了很大的難題?，F(xiàn)在,大蒜的葉子切割下來之后,將之從農(nóng)田里面收集出來,往溝渠里面傾倒,北方的七月是雨季,大蒜葉子被水浸泡后發(fā)出惡臭味,被浸泡的水嚴(yán)重的被污染,它可以使溝渠和河流里面的魚死亡,給漁民造成一定的經(jīng)濟損失。大蒜的葉子還是良好的飼料,由于收集不方便,所以很少有人來將它收集作為飼料,而我們現(xiàn)在將這個很棘手的問題給解決。
因此設(shè)計一個收割粉碎的機械可以解決農(nóng)民收獲大蒜的很大的問題,給我們農(nóng)業(yè)機械增加一種新的工作機械。而現(xiàn)在國內(nèi)水稻、玉米、棉花、小麥等一些糧食和經(jīng)濟作物都有聯(lián)合收割進行收獲，而大蒜目前還沒有，該裝置可以為以后研究開發(fā)大蒜聯(lián)合收機做準(zhǔn)備，早日實現(xiàn)我們國家農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)。
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)況
中國工業(yè)化的超細(xì)粉碎與精細(xì)分級技術(shù)的發(fā)展及設(shè)備的制造始于20世紀(jì)70年代末和80年代初。迄今為止,中國超細(xì)粉碎技術(shù)與設(shè)備的發(fā)展大體上經(jīng)歷了3個階段:從80年代初至80年代中期以引進國外技術(shù)和設(shè)備為主,期間國內(nèi)的超細(xì)粉碎技術(shù)、設(shè)備制造和工藝剛剛起步,許多方面還基本上是空白;80年代中期至90年代中期是引進國外技術(shù)、設(shè)備與國內(nèi)仿制、開發(fā)同步進行的時期,我國的主要超細(xì)粉碎和分級設(shè)備研發(fā)機構(gòu)和制造廠商基本上是在這一階段發(fā)展和形成的;90年代中期以后,進入了自主開發(fā)和制造為主、引進為輔的階段,期間建立的超細(xì)粉體加工廠大多采用國產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備。從1995年至今,我國超細(xì)粉碎與精細(xì)分級技術(shù)及設(shè)備取得了明顯的進展,具有自主知識產(chǎn)權(quán)或發(fā)明專利的超細(xì)粉碎技術(shù)和設(shè)備的數(shù)量較前10年顯著增加。這一進展主要體現(xiàn)在設(shè)備的處理能力、耐磨性、工藝配套和自動控制等綜合性能以及超細(xì)粉體的生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量、單位產(chǎn)品能耗等方面。
而目前國內(nèi)的收割粉碎機都是大型的聯(lián)合收割機在使用，而小型的機械還沒有應(yīng)用，雖然小型的效率不如大型的機械效率高，但是現(xiàn)在的大蒜種植是家庭種植，不是農(nóng)場種植，使用的范圍就要有所限制。而被限制的地方就要有小機械來替補，填取這塊空白。
1.3 市場前景
目前，大蒜的主產(chǎn)區(qū)種植畝數(shù)初步估計為90 多萬畝，收割依然采用人工，大蒜在集中晾曬時，需將地上葉片切割掉，要花費很大的勞動力，而且效率很低，完全依賴于手工。地下作物集中晾曬后，還要將地中的葉片運出地外，占用很大的空間，不易集中處理，而且由于葉片腐爛，會污染水質(zhì)，阻塞溝渠，帶來一系列的弊端。該機器會解決上述問題，變廢為寶充當(dāng)肥料，提高生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期，節(jié)省了人力，操作簡單，實用性強，市場前景廣闊。
1.4 本課題設(shè)計的主要思路
大蒜是生長在地底下的農(nóng)作物,畝株數(shù)多,種植的比較集中,種植的深度較淺,大概每顆的深度100mm 左右。以前農(nóng)村耕地,是用牛拉耕犁,來翻正土地,它犁的深度要比大蒜的深度要深,所以借鑒這種工作方式,將地下的大蒜給犁出,提高工作效率不傷大蒜。犁出的大蒜有的暴露在地表,有的還在泥土里面,不容一發(fā)現(xiàn)。在農(nóng)村用來篩土用的篩子,將細(xì)小的土粒給篩下去,大的留在上面,收獲大蒜時,北方處于夏季,圖比較干燥,很容易破碎,大蒜和土混在一起通過振動,土塊破碎,從篩孔里面漏下去,大蒜留在篩子上,便于接下來的處理,由于大蒜帶著葉子進行篩選,很容易堵住篩孔,如果在篩選大蒜前將葉子給除掉,可以解決此問題。
小麥聯(lián)合收割機是用撥禾輪將小麥撥入絞龍內(nèi),通過絞龍前端的割臺將其割斷送入處理裝置內(nèi)。我可以借鑒小麥聯(lián)合收割機的前端,將大蒜的葉子割掉,為收獲大蒜做準(zhǔn)備。割掉的大蒜葉子需要進一步的處理。在輸送蒜葉后安裝一粉碎裝置,進行粉碎處理,然后排放在一收獲大蒜的空閑地上。這就是整個機器的設(shè)計思路。
1.5 本課題設(shè)計的主要內(nèi)容
收割粉碎機整套機械設(shè)計任務(wù)量很大,我選取其中具有綜合性的粉碎裝置進行具體的設(shè)計，該裝置涉及了在學(xué)校所學(xué)的主要機械課程。首先,寫出整機結(jié)構(gòu)部件、整機結(jié)構(gòu)裝配、整機結(jié)構(gòu)裝配簡圖。其次，對粉碎裝置的主要零部件進行設(shè)計校核，有普通V 帶設(shè)計、齒輪設(shè)計與校核、軸設(shè)計與校核、軸承設(shè)計與校核、鍵設(shè)計與校核。
2 粉碎裝置的整體設(shè)計
一種作物收割、粉碎機涉及機械收割及機械粉碎技術(shù)領(lǐng)域，適用于地面葉片高于地面5cm~50cm 的地下作物的葉片的收割及粉碎，特別是大蒜蒜葉的收割及粉碎。
2.1收割機總體結(jié)構(gòu)及原理分析
2.1.1整機結(jié)構(gòu)部件
一種作物收割、粉碎機是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種作物收割、粉碎機包括第一撥輪、割刀、第一鏈輪、第一鏈、第二鏈輪、第一輪、第一絞龍、第二撥輪、第一傳送輪、傳送帶、第一帶輪、平帶、第二帶輪、第三鏈輪、第一圓錐齒輪、第二圓錐齒輪、第二輪、第四鏈輪、第五鏈輪、第二鏈、第三圓錐齒輪、第四圓錐齒輪、第二傳送輪、第二絞龍、第三鏈、第六鏈輪、第七鏈輪、第四鏈、第八鏈輪和粉碎裝置。
2.1.2整機結(jié)構(gòu)裝配
割刀安裝在機架上，第一鏈輪安裝在I 軸上，第二鏈輪和第一輪安裝在II 軸上，第一絞龍、第二撥輪、第二絞龍和第六鏈輪安裝在III 軸上，第一傳送輪和第一圓錐齒輪安裝在IV 軸上，第二帶輪和第三鏈輪安裝在V 軸上，第二圓錐齒輪、第二輪、第四鏈輪和第五鏈輪安裝在VI 軸上，第一帶輪和第三圓錐齒輪安裝在VII 軸上，第四圓錐齒輪安裝在VIII 軸上，第二傳送輪安裝在IX 軸上，第一輪和第七鏈輪安裝在X 軸上，第一撥輪和第八鏈輪安裝在XI 軸上。第一鏈連接第一鏈輪以及第二鏈輪，第一鏈輪帶動割刀運動，第一圓錐齒輪和第二圓錐齒輪嚙合轉(zhuǎn)動，傳送帶連接第一傳送輪和第二傳送輪轉(zhuǎn)動，第二鏈連接第三鏈輪以及第五鏈輪轉(zhuǎn)動，平帶連接第一帶輪和第二帶輪轉(zhuǎn)動，第三圓錐齒輪和第四圓錐齒輪嚙合轉(zhuǎn)動，第三鏈連接第四鏈輪以及第六鏈輪轉(zhuǎn)動，第四鏈連接第七鏈輪以及第八鏈輪轉(zhuǎn)動。粉碎裝置安裝在機架上。
2.2 粉碎裝置的方案設(shè)計
根據(jù)上述對收割機總體結(jié)構(gòu)及原理的分析，粉碎裝置為上圖的35號部件，其通過V帶與汽油機動力連接，V帶傳遞的動力經(jīng)圓錐齒輪減速并變向后傳遞給粉碎滾筒，粉碎滾筒內(nèi)刀片高速旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)粉碎作業(yè)。其機構(gòu)方案如下圖示：
2.3 技術(shù)參數(shù)選定
查閱相關(guān)資料及對比同類收割機選定參數(shù)如下：
發(fā)動機參數(shù)（傳送分配到粉碎機的部分）：1.6KW，2000~3000r/min計算取2250r/min
粉碎滾筒轉(zhuǎn)速：350~400r/min，本次取750r/min
2.4各級動力參數(shù)計算
2.4.1傳動比分配
（1）總傳動比為：
（2）傳動比
考慮機構(gòu)緊湊性和防止帶輪干涉，取V帶傳動的傳動比為：
則錐齒輪傳動比為：
2.4.2運動和動力參數(shù)計算
（1）各軸的轉(zhuǎn)速
0軸
1軸
2軸 ；
（2）各軸的輸入功率
0軸
1軸 ；
2軸 ；
（3）各軸的輸入轉(zhuǎn)矩
0軸
1軸 ；
2軸 ；
將各軸動力參數(shù)整理如下表：
軸名
功率
轉(zhuǎn)矩
轉(zhuǎn)速
傳動比
0軸
1.6
6.79
2250
1
1軸
1.54
9.8
1500
1.5
2軸
1.48
18.85
750
2
3 各主要零部件的設(shè)計
3.1 V帶傳動的設(shè)計
3.1.1 V帶的基本參數(shù)計算
（1）確定計算功率：
已知：；；
查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表13-8得工況系數(shù)：；
則：
（2）選取V帶型號：
根據(jù)、查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》圖13-15選用B型V帶,
（3）確定大、小帶輪的基準(zhǔn)直徑
（a）初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑：
；
（b）計算大帶輪基準(zhǔn)直徑：
；
圓整選取從動帶輪的基準(zhǔn)直徑標(biāo)準(zhǔn)值，誤差小于5%，是允許的。
（4）驗算帶速：
帶的速度合適。
（5）確定V帶的基準(zhǔn)長度和傳動中心距：
（a）中心距：
初選中心距
（b）基準(zhǔn)長度：
對于A型帶選用
（c）實際中心距：
（6）驗算主動輪上的包角：
由
得
主動輪上的包角合適。
（7）計算V帶的根數(shù)：
（a），查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表13-3 得：；
（b），查表得：；
（c）由查表得，包角修正系數(shù)
（d）由，與V帶型號A型查表得：
綜上數(shù)據(jù)，得
取合適。
（8）計算預(yù)緊力（初拉力）：
根據(jù)帶型A型查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表13-1得：
（9）計算作用在軸上的壓軸力：
其中為小帶輪的包角。
（10）V帶傳動的主要參數(shù)整理并列表：
帶型
帶輪基準(zhǔn)直徑(mm)
傳動比
基準(zhǔn)長度(mm)
A
1.51
1250
中心距（mm）
根數(shù)
初拉力(N)
壓軸力(N)
363
2
71.45
357.7
3.1.2 帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計
（1）帶輪的材料：
采用鑄鐵帶輪（常用材料HT200）
（2）帶輪的結(jié)構(gòu)形式：
V帶輪的結(jié)構(gòu)形式與V帶的基準(zhǔn)直徑有關(guān)。小帶輪接電動機，較小，所以采用實心式結(jié)構(gòu)帶輪；大帶輪較小，所以采用孔板式結(jié)構(gòu)帶輪，如下圖示。
3.2齒輪傳動的設(shè)計
3.2.1 齒輪的介紹
齒輪(Gear) 是依靠齒的嚙合傳遞扭矩的輪狀機械零件。齒輪通過與其它齒狀機械零件（如另一齒輪、齒條、蝸桿）傳動，可實現(xiàn)改變轉(zhuǎn)速與扭矩、改變運動方向和改變運動形式等功能。由于傳動效率高、傳動比準(zhǔn)確、功率范圍大等優(yōu)點，齒輪機構(gòu)在工業(yè)產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用，其設(shè)計與制造水平直接影響到工業(yè)產(chǎn)品的品質(zhì)。
（1）齒輪材料
許多有色金屬合金，鑄鐵，粉末冶金，甚至塑料用于制造的齒輪。但最常用的鋼材，因為他們的高強度重量比，成本低。常用塑料是在成本和重量是一個問題。設(shè)計合理的塑料齒輪可以代替鋼在許多情況下，因為它有許多理想性能，包括耐污垢，低速嚙合，并能夠“跳過”相當(dāng)不錯的。制造商已經(jīng)采用塑料齒輪，使負(fù)擔(dān)得起的消費項目物品，如影印機，光存儲設(shè)備，錄像機，價格便宜發(fā)電機，消費類音頻設(shè)備，伺服電機，和打印機。
在機械設(shè)備中，齒輪常用材料有45 號調(diào)質(zhì)鋼，40Cr 調(diào)質(zhì)鋼等。45 號鋼，40Cr在調(diào)質(zhì)后進行表面淬火可以在基本保持齒根彎曲疲勞強度的前提下很大程度地增加齒面疲勞強度，40Cr 齒輪采用調(diào)質(zhì)后表面淬火的熱處理工藝可使齒面硬度達到45～55 HRC。20CrMnTi（滲炭后淬火）是比較好的齒輪材料，其強度極限（1200MPa）和屈服極限（1100MPa）是相對較高的，表面硬度可達58～62 HRC，在高速重載并且對機械尺寸和質(zhì)量有較高要求的設(shè)備中的典型材料。
（2）制造
齒輪的加工方法有鑄造、模鍛、冷扎、熱扎、切削加工等，其中以切削加工最為常見。切削加工可按原理分成仿形法和范成法兩種。
仿形法是在銑床上采用刀刃形狀與被切齒輪的齒槽兩側(cè)齒廓形狀相同的銑刀逐個齒槽進行切質(zhì)的加工工藝。仿形法生產(chǎn)效率低，加工精度低，適用與對精度要求不高的大模數(shù)單件小批量生產(chǎn)。
范成法又稱展成法，是目前齒輪加工中最常用的一種，如插齒、滾齒、磨齒等。范成法是利用齒廓嚙合基本定律來切制齒輪的，假想將一對嚙合的齒輪之一作為刀具，而另一個作為齒坯，使兩者仍按原傳動比運動，同時刀具作切削運動，則在齒輪坯上便可加工出與刀具齒輪共軛的齒輪廓。
搓齒加工的成形原理。安裝在滑臺上的上下對置的兩把搓齒模具，在經(jīng)同步齒輪同步后由油壓或伺服電機驅(qū)動作相對直線運動，模具被修磨成逐漸切入的齒形，工件由前后頂尖支撐，并可以通過前后頂尖的位移功能方便的調(diào)整工件加工部位，上下模具相對運動驅(qū)動工件旋轉(zhuǎn)并逐漸的將工件擠壓成形，經(jīng)休整后最終退出，花鍵的成形精度及穩(wěn)定性是由上下搓齒模具的預(yù)置剛性距離而獲得，數(shù)秒鐘內(nèi)完成無屑成形?；ㄦI冷成形實際上時一次齒根材料被逐漸擠壓替換到齒頂?shù)臒o屑加工過程。搓齒成形工藝及其優(yōu)點。效率與傳統(tǒng)的切削加工相比，提高30 倍以上，工件承載能力比切削件提高40%，粗糙度可達Ra0.4 以下，節(jié)約材料9%-15%，經(jīng)冷成形的齒形的疲勞強度及扭轉(zhuǎn)強度、耐磨性大幅提高。
3.2.2選精度等級、材料和齒數(shù)
選用直齒錐齒輪傳動，速度不高，故選用7級精度；由機械設(shè)計表6.1選取小齒輪材料為45（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。
選小齒輪齒數(shù)Z1＝20，大齒輪齒數(shù)Z2＝i1·Z1＝2×20=40,取Z2=40。
3.2.3按齒面接觸強度設(shè)計
由設(shè)計計算公式進行試算，即
1）確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值
（1）試選載荷系數(shù)
（2）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
（3）選取齒寬系數(shù)
（4）知齒輪，查得節(jié)點區(qū)域系數(shù)
（4）由表6.3查得材料的彈性影響系數(shù)
（5）由圖6.14按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限，大齒輪的接觸疲勞強度極限
（6）由式6.11計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
（7）由圖6.16查得接觸疲勞強度壽命系數(shù)
（8）計算接觸疲勞強度許用應(yīng)力 取失效概率為1％，安全系數(shù)為S=1
2）計算
（1）試算小齒輪分度圓直徑，由計算公式得
（2）計算圓周速度
（3）模數(shù)及主要尺寸的確定
模數(shù)：，取。
分度圓直徑：
節(jié)錐角：
錐距
平均分度圓直徑：
齒寬，取
3.2.4校核齒根彎曲疲勞強度
（1） 彎曲強度校核公式：
（2）確定各參數(shù)
平均分度圓處螺旋角，則
查得動載系數(shù)1.15 齒向載荷分布系數(shù)
使用系數(shù)
故
（3）分度圓圓周
（4）齒輪系數(shù)YF和應(yīng)力修正系數(shù)YS
查表4.4得
（5）許用彎曲應(yīng)力可由下式算得
由機械設(shè)計圖6.15可查出彎曲疲勞極限應(yīng)力
小錐齒輪的彎曲疲勞強度極限
大錐齒輪的彎曲疲勞強度極限
查得壽命系數(shù)
查得 ，
查得安全系數(shù)是
故許用彎曲應(yīng)力
因此滿足齒根彎曲疲勞強度
3.2.5驗算
1）齒面接觸強度驗算
接觸強度壽命系數(shù),最小安全系數(shù)
因此齒面強度足夠
3.3軸及軸承、鍵的設(shè)計
3.3.1輸入軸
（1）求輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩
=1.54kW；=1500r/min；=9.8N·m
（2）求作用在齒輪上的力
已知高速級小圓錐齒輪的分度圓半徑為
mm
N
如圖：
（3）初步確定軸的最小直徑
先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）
根據(jù)課本表15-3，取得：
因軸上有兩個鍵槽，故直徑增大10%—15%，取=12.5mm 左右。綜合考慮?。?
=20mm
（4）軸各段各段尺寸的確定
為了滿足帶輪的軸向定位，1-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑
=30mm
初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)=30mm ，由指導(dǎo)書表15-1，初步選取03系列， 30206 GB/T 276，其尺寸為。
由指導(dǎo)書表15-1查得
；
取安裝齒輪處的軸段5-6的直徑
齒輪的左端與套筒之間采用軸肩定位。
已知齒輪輪轂的寬度為40mm，應(yīng)使套筒端面可靠地壓緊軸承，由套筒長度，擋油環(huán)長度以及略小于輪轂寬度的部分組成，故
為使齒輪軸向定位應(yīng)設(shè)置軸肩，??；
至此，已經(jīng)初步確定了軸的各段直徑和長度。
（5）軸上零件的周向定位
齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接
軸與半聯(lián)軸器之間的平鍵，按：=20 mm
查得平鍵截面
，長32 mm
軸與錐齒輪之間的平鍵按
由課本表6-1查得平鍵截面
，長為25 mm
鍵槽均用鍵槽銑刀加工。
為保證齒輪、半聯(lián)軸器與軸配合有良好的對中性，故選擇半聯(lián)軸器與軸配合為，齒輪輪轂與軸的配合為；
滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為m6。
確定軸上圓角和倒角尺寸參考表15-2，取軸端倒角為，其他均為R=1.6
軸段編號
長度（mm）
直徑（mm）
配合說明
Ⅰ-Ⅱ
38
20
與大帶輪配合
Ⅱ-Ⅲ
150
30
滾動軸承30206配合
Ⅲ-Ⅳ
10
36
軸承定位
Ⅳ-Ⅴ
10
50
錐齒輪定位
Ⅴ-Ⅵ
30
40
與錐齒輪配合
總長度
248mm
（5）求軸上的載荷
根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和扭矩圖可以看出截面B是軸的危險截面。先計算出截面B處的MH、MV及M的值列于下表。
載荷
水平面H
垂直面V
支反力F
B截面彎矩M
總彎矩
扭矩
（6） 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度
根據(jù)式(15-5)及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，取，軸的計算應(yīng)力
已選定軸的材料為45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得。因此，故安全。
（7） 精確校核軸的疲勞強度
1）判斷危險截面
截面ⅤⅥⅦ只受扭矩作用，雖然鍵槽，軸肩及過渡配合引起的應(yīng)力集中將削弱軸的疲勞強度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強度較為寬裕確定的，所以截面ⅤⅥⅦ無需校核。
從應(yīng)力集中對軸的疲勞強度的影響來看，截面Ⅲ和Ⅳ處過盈配合引起應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載情況來看，截面B上的應(yīng)力最大。截面Ⅲ的應(yīng)力集中影響和截面Ⅳ的相近，但截面Ⅲ不受扭矩作用，同時軸徑也較大，故不必做強度校核。截面B上雖然應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而這里軸的直徑也大，故截面B不必校核。截面ⅠⅡ顯然更不必校核。由《機械設(shè)計》第三章附錄可知，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而該軸只需校核截面Ⅳ左右兩側(cè)。
2）截面Ⅳ左側(cè)
抗彎截面系數(shù)
抗扭截面系數(shù)
截面Ⅳ左側(cè)的彎矩為
截面Ⅳ上的扭矩為
截面上的彎曲應(yīng)力
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力
軸的材料為45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得
截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表3-2
經(jīng)插值后可查得
又由附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為
故有效應(yīng)力集中系數(shù)為
由附圖3-2得尺寸系數(shù)
由附圖3-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)
軸按磨削加工，附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為
軸未經(jīng)表面強化處理，即βq=1，則得綜合系數(shù)值為
又由§3-1和§3-2查得碳鋼的特性系數(shù)
, ??；
, ??；
于是，計算安全系數(shù)值，按式(15-6)～(15-8)則得
故可知其安全。
1） 截面Ⅳ右側(cè)
抗彎截面系數(shù)
抗扭截面系數(shù)
截面Ⅳ右側(cè)的彎矩為
截面Ⅳ上的扭矩為
截面上的彎曲應(yīng)力
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力
軸的材料為45Cr，調(diào)質(zhì)處理。由表15-1查得
截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)按附表3-2
經(jīng)插值后可查得
又由附圖3-1可得軸的材料的敏性系數(shù)為
故有效應(yīng)力集中系數(shù)為
由附圖3-2得尺寸系數(shù)
由附圖3-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)
軸按磨削加工，附圖3-4得表面質(zhì)量系數(shù)為
軸未經(jīng)表面強化處理，即βq=1，則得綜合系數(shù)值為
又由§3-1和§3-2查得碳鋼的特性系數(shù)
, ??；
, ??；
于是，計算安全系數(shù)值，按式(15-6)～(15-8)則得
故可知其安全。
3.3.2輸出軸
（1）軸上的功率P2,轉(zhuǎn)速n2和轉(zhuǎn)矩T2
，，
（2）求作用在齒輪上的力
圓周力：mm
徑向力：
軸向力：N
（3）初步確定軸的最小直徑
先按式初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)機械設(shè)計表11.3，取，于是得：
該處開有鍵槽及螺孔故軸徑應(yīng)適當(dāng)加大，故取
（4）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
（a）為了滿足軸承的軸向定位的要求，2-3軸段左端需制出軸肩，故取2-3段的直徑，長度。
(b) 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。根據(jù)，查機械設(shè)計師手冊（軟件版）選取0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30204，其尺寸為
(c)取安裝齒輪處的軸的直徑；已知齒輪輪轂的寬度為34mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度，取，則，綜合考慮匹配后，取， 。。。
（5）軸上零件的周向定位
查機械設(shè)計表，聯(lián)接聯(lián)軸器的平鍵截面；聯(lián)接圓柱齒輪的平鍵截面
軸段編號
長度（mm）
直徑（mm）
配合說明
Ⅰ-Ⅱ
676.5
20
與滾動軸承30204、滾刀配合
Ⅱ-Ⅲ
10
23
軸承定位軸肩
Ⅲ-Ⅳ
10
40
錐齒輪定位軸肩
Ⅳ-Ⅴ
32.5
30
與錐齒輪以鍵聯(lián)接配合，軸肩定位
總長度
729mm
（6）求軸上的載荷
對于30204型圓錐滾子軸承，
載荷
水平面
垂直面
支反力F
彎矩M
總彎矩
扭矩T
（7）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度
進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面，即安裝齒輪處，取，軸的計算應(yīng)力：
前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機械設(shè)計，
查得，因此，安全。
計得：，，根據(jù)軸的計算簡圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。如下圖所示。
3.4滾動軸承及鍵的校核
3.4.1輸入軸的軸承
1）按承載較大的滾動軸承選擇其型號，因支承跨距不大，故采用兩端固定式軸承組合方式。軸承類型選為圓錐滾子軸承，軸承的預(yù)期壽命取為：L'h＝29200h
由上面的計算結(jié)果有軸承受的徑向力為Fr1=340.43N，
軸向力為Fa1=159.90N，
2）初步選擇滾動軸承型號為30206，其基本額定動載荷為Cr=51.8KN，基本額定靜載荷為C0r=63.8KN。
3）．徑向當(dāng)量動載荷
動載荷為，查得，則有
滿足要求。
3.4.2輸入軸的鍵
1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸
輸入軸處選用單圓頭平鍵，尺寸為
圓錐齒輪處選用普通平頭圓鍵，尺寸為。
2)校核鍵聯(lián)接的強度
鍵、軸材料都是鋼，由機械設(shè)計查得鍵聯(lián)接的許用擠壓力為
鍵的工作長度，
，合適
，合適
3.4.3輸出軸的軸承
（1）選擇的圓錐滾子軸承型號為30204，尺寸為，基本額定動載荷。
（2） 當(dāng)量動載荷
前面已求得
，，，
軸承 1、2受到的徑向載荷為：
軸承 1、2受到的軸向載荷為：
查簡明機械工程師手冊-表7.7-39得
軸承的當(dāng)量動載荷為：
按機械設(shè)計查得
（3）驗算軸承壽命
因為，所以按軸承1的受力驗算。
對于滾子軸承，。
減速器的預(yù)定壽命
，合適。
3.4.4輸出軸的鍵
1）選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸
錐齒輪處選用普通平頭圓鍵，尺寸為。
2)校核鍵聯(lián)接的強度
鍵、軸材料都是鋼，由機械設(shè)計查得鍵聯(lián)接的許用擠壓力為。鍵的工作長度
，合適
3.5 潤滑與密封
（1）潤滑方式的選擇
齒輪用潤滑油潤滑，并利用箱內(nèi)傳動件濺起的油潤滑軸承。
根據(jù)I，II，III軸的速度因子，I，II，III軸的軸承用脂潤滑
（2）密封方式的選擇
由于I，II，III軸與軸承接觸處的線速度，所以采用氈圈密封
（3）潤滑油的選擇
因為該減速器屬于一般減速器，查機械設(shè)計課程設(shè)計可選用中負(fù)載
工業(yè)齒輪油N100號潤滑油。
3.6器箱體結(jié)構(gòu)尺寸
1
箱座壁厚
，
2
箱蓋壁厚
3
箱座凸緣厚度
4
箱蓋凸緣厚度
5
箱座底凸緣厚度
6
地底螺釘直徑
，取M20
7
地底螺釘數(shù)目
8
軸承旁聯(lián)接螺栓直徑
，取M14
9
箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑
取M10
10
聯(lián)接螺栓的間距
12
窺視孔蓋螺釘直徑
,取M6
13
定位銷直徑
14
，，至外箱壁距離
15
軸承旁凸臺半徑
16
凸臺高度
17
箱體外壁至軸承座端面距離
19
大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離
20
齒輪端面與內(nèi)箱壁距離
21
箱蓋，箱座筋厚
,
22
軸承端蓋外徑
23
軸承旁聯(lián)接螺栓距離
24
大齒輪齒頂圓至箱底內(nèi)壁的距離
25
箱底至箱底內(nèi)壁的距離
26
減速器中心高
27
箱體內(nèi)壁至軸承座孔端面的距離
28
軸承端蓋凸緣厚度
29
軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離
30
旋轉(zhuǎn)零件間的軸向距離
31
齒輪頂圓至軸表面的距離
結(jié)構(gòu)造型如下圖示：
4總結(jié)
以上就是收割粉碎機的粉碎裝置設(shè)計，主要列出的非標(biāo)零件的設(shè)計和校核、標(biāo)準(zhǔn)零件的選著和校核。設(shè)計和校核都是根據(jù)教材的規(guī)范步驟來進行，本裝置機械原理上可以完全通過，至于應(yīng)用到實踐中所暴露出的問題還要進一步的研究解決。
收割粉碎機的設(shè)計主要為大蒜收獲前做準(zhǔn)備，為提高收獲的效率和收獲質(zhì)量做鋪墊，希望可以幫助到辛苦的農(nóng)民朋友，為他們減輕負(fù)擔(dān)。該機器也可以適用于地面葉片高于地面5cm~50cm 的地下作物的葉片的收割及粉碎，不僅能解決環(huán)境上的問題，還可以解決資源浪費的問題。該機械能成功應(yīng)用，則可為大蒜聯(lián)合收割做準(zhǔn)備，相信不久的將來，大蒜的收獲可實現(xiàn)機械化，提高經(jīng)濟效益，降低生產(chǎn)成本。
通過此次做畢業(yè)設(shè)計，對大學(xué)四年的總體知識進行了的梳理和檢驗，讓自己重新認(rèn)識了自己，發(fā)現(xiàn)了以前知識學(xué)習(xí)的不足與盲點。繼而去彌補不足與缺憾，從而提升自己。
此設(shè)計由于本人水平有限，設(shè)計當(dāng)中難免會有一些錯誤和不足，還望查看的老師，同學(xué)們批評指正。
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致 謝
本次畢業(yè)設(shè)計，是我在薛老師、楊老師的指導(dǎo)下第一次獨立完成的，通過本次設(shè)計，不僅檢驗了我大學(xué)三年來知識積累的程度，而且豐富了我在實際設(shè)計中經(jīng)驗的累積，更是對我設(shè)計思想的一次全面升華。在設(shè)計過程中，我本著認(rèn)真刻苦的態(tài)度去學(xué)習(xí)設(shè)計的步驟、方法、以及經(jīng)驗,但是由于該設(shè)計許多方面的細(xì)節(jié)問題涉及面太廣，而本人知識面和能力都極其有限，同時由于時間倉促，因而不能科學(xué)詳盡做出正確的選擇與判斷。所以設(shè)計中難免出現(xiàn)很多錯誤。雖然有這些不足和遺憾，但是總的來說，該設(shè)計還是比較成功的。基本上完成了收割粉碎機的粉碎裝置的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計和一些零部件設(shè)計，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期的所有功能，成功的完成了老師布置的任務(wù)。不夠完善的地方還望各位老師同學(xué)不吝賜教，敬請斧正。
在這一個學(xué)期的設(shè)計過程中，我們得到了有豐富工作經(jīng)驗的指導(dǎo)老師薛老師、楊老師的大力支持和幫助，在設(shè)計過程中他不知疲倦、不厭其煩的給我們分析和講解，而且也給我們灌輸了一些先進的設(shè)計方法和設(shè)計理念，使我們大受裨益。在此，我忠心地向薛老師、楊老師表示感謝。同時，在設(shè)計過程中，我也得到了我們學(xué)院很多老師和同學(xué)的支持和幫助，在此，我一同表示最忠誠的感謝。
附錄
附錄1：裝配圖 1張
附錄2：零件圖 1套