刀片式秸稈粉碎還田機設(shè)計說明書1

農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)今世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的重大課題。隨著農(nóng)村經(jīng)濟的發(fā)展，國家政策的積極引導(dǎo)，農(nóng)民科學(xué)意識的提高，秸稈粉碎還田機械已被國家乃至世界重視起來了。因為秸稈粉碎還田可以減少污染、改良土壤、增加地力，秸稈粉碎還田機的運用可以節(jié)省人力。1.1.1秸稈粉碎機的國外應(yīng)用現(xiàn)狀國外玉米秸稈粉碎還田機的研究與生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成熟，目前美國、德國、烏克蘭、俄羅斯等西方國家，玉米的秸稈粉碎已基本實現(xiàn)了全部機械化作業(yè)。由于其種植方式多為一年一季種植，收獲時玉米莖稈的含水率很低，大多數(shù)國家玉米秸稈粉碎還田機通過調(diào)節(jié)脫粒滾筒的轉(zhuǎn)速和脫粒間隙進行玉米的秸稈粉碎還田。烏克蘭赫爾松康拜因聯(lián)合收獲機制造公司的KCKY-6型玉米秸稈粉碎還田機，可以進行摘穗—果穗剝皮—青貯聯(lián)合作業(yè)，適合我國大部分地區(qū)的農(nóng)藝要求。但由于機型龐大，對我國農(nóng)村廣大地區(qū)的田間道路情況適應(yīng)性差。價格昂貴，另外，意大利OMARV公司也開發(fā)出了各種不同的秸稈粉碎還田的機具，其價格也非常昂貴與我國經(jīng)濟的發(fā)展水平不符。1.1.2秸稈粉碎機的國內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀從90年代開始，在引進國外技術(shù)和國內(nèi)外農(nóng)業(yè)科研成果的基礎(chǔ)上，全國的各大中專院校和各省的農(nóng)機研究所，先后研究開發(fā)了機械化秸稈粉碎還田技術(shù)。型號多達60多種，申報的有關(guān)專利有60多項。但是，構(gòu)造和工作原理大致相同。按照配套動力大小可分為與小四輪拖拉機配套的小型秸稈還田機，還有與30馬力、50馬力、65馬力配套使用的大中型秸稈還田機，其中與50馬力拖拉機配套應(yīng)用最為普遍。按照性能來分，旱地還田機有玉米秸稈還田機、反轉(zhuǎn)旋耕滅茬機、根茬粉碎還田機。水田秸稈還田機械主要有水田埋草以及驅(qū)動圓盤犁、機耕船、水田犁等。玉米秸稈粉碎還田機有多種，按照生產(chǎn)廠家來看，主要有4JH系列、4F系列、4JQ系列、4Q系列、9Q—2型等，產(chǎn)品己成系列，可與18.3～58.8千瓦拖拉機配套，是秸稈還田的主要機械。近幾年這類秸稈粉碎還田機具質(zhì)量有明顯的提高，大多數(shù)機械運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、性能可靠，粉碎效果好，生產(chǎn)效率高。玉米秸稈粉碎還田機的品種也有可很大發(fā)展，如附帶破茬功能的秸稈切碎滅茬機，增加了旋耕裝臵，在粉碎秸稈的同時，可將地表以下5厘米內(nèi)的根茬切碎，土壤旋松。還有與小四輪拖拉機配套的小型懸掛式雙立軸多刀組結(jié)構(gòu)的秸稈切碎還田機。根茬粉碎還田機，這類機具滅茬旋耕深度可達10厘米，可將根茬粉碎后直接均勻地混合于地表10厘米的耕層中，作業(yè)質(zhì)量可達到播前除茬整地的要求。還有配套小麥聯(lián)合收割機的秸稈根茬粉碎機，在安裝割臺的位臵安裝上秸稈根茬粉碎機，實現(xiàn)了一機多用。另外秸稈粉碎質(zhì)量好壞與主機和還田機的選型與匹配關(guān)系極大?！按篑R拉小車”浪費功率，“小馬拉大車”必然粉碎效果差。因此，拖拉機的牽引力要大于還田機的工作阻力，并留有一定的儲備。就石家莊地區(qū)講，拖拉機選型以鐵牛55、鐵牛60、天津60、清江650、上海50、上海650為主，配帶石家莊農(nóng)機廠生產(chǎn)的4Q—1.5型還田機為最佳組合。從目前看，刀片式還田機對秸稈的打擊效果好、成本低，深受農(nóng)戶歡迎。其主要機型有：6FH—60型/90型秸稈粉碎還田機，由長治市農(nóng)機研究所設(shè)計，與功率為8.8KW—13.2KW的小四輪拖拉機配套使用，采用前懸掛方式與拖拉機聯(lián)接。4JFH—240型秸稈粉碎還田機，山東省荷澤市牡丹區(qū)農(nóng)機推廣站聯(lián)合鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)機站研制開發(fā)解決了目前玉米秸稈還田機只粉碎秸稈不滅根茬的難題。4JFH—248型秸稈粉碎還田機，結(jié)構(gòu)緊湊，操作靈活，性能較穩(wěn)定，工作可靠。4JM160型秸稈粉碎還田機，由上海市農(nóng)業(yè)機械研究所設(shè)計，上海市拖拉機內(nèi)燃機公司制造，是拉力動力輸出軸驅(qū)動的復(fù)式作業(yè)機具。IBM160型秸稈粉碎還田機，由江蘇省農(nóng)機推廣站與鹽城市農(nóng)機研究推廣站中心和鹽城恒昌集團聯(lián)合研制，與50型四輪拖拉機配套使用。富路牌4YF—160型玉米秸稈粉碎還田機，采用前臵式掛接機構(gòu)與動力配套，有效解決了其他后臵機型因秸稈被拖拉機碾壓后不便粉碎還田的問題。1JHYZ型秸稈粉碎還田機，山東濰坊市天宇機械有限公司研制開發(fā)。1JH—150型秸稈粉碎還田機，是河北華勒機械股份有限公司吸收國內(nèi)外先進技術(shù)研制而成的新型農(nóng)機產(chǎn)品。雖然，近十幾年間，實現(xiàn)玉米秸稈還田機械化的呼聲高漲，政府、科研單位和企業(yè)對秸稈還田機械化市場看好，但推廣效果不大。究其原因有政策方面、種植模式等多面方的因素。但機具的適應(yīng)性差也是主要原因之一。開發(fā)適合中國國情的玉米秸稈還田機機型成為國內(nèi)玉米收獲機械研究的一個新重點。1.2.我國玉米秸稈還田機械的技術(shù)特點1 與歐美等發(fā)達國家相比，我國的玉米種植有以下幾個特點：1、種植地塊小，2、玉米種植行距不統(tǒng)一，3、玉米收獲期莖稈含水率較高。因此我國玉米收獲機械的設(shè)計要求與歐美等發(fā)達國家不同。應(yīng)達到以下幾點：(1)、設(shè)計的秸稈還田機在作業(yè)、運輸、卸糧過程中應(yīng)十分靈活，適合小地塊田間使用。(2)、針對當(dāng)前農(nóng)民文化素質(zhì)不高的特點，開發(fā)的秸稈還田機應(yīng)盡量操作簡便、維修方便。(3)、設(shè)計的秸稈還田機應(yīng)可進行不對行切割。否則既影響切割質(zhì)量又降低生產(chǎn)效率。影響了農(nóng)民購買秸稈還田機的積極性。(4)、機組要有較好的強度和剛度，能適應(yīng)惡劣的田間道路。(5)、機組有較高的使用可靠性。1.2.2本機的特點和要求我們本次設(shè)計的是JH型刀片式秸稈粉碎還田機，本機的特點和要求有以下幾點：1)工作幅度寬以往我國的秸稈粉碎還田機主要是配套小四輪拖拉機的，但是，現(xiàn)在這種局面正在改變。與大中型拖拉機配套的秸稈粉碎還田機數(shù)量增長較快，大中機型成為主要的發(fā)展方向。因而我這次設(shè)計的工作幅寬為1500cm。這樣符合拖拉機向大中機發(fā)展的趨勢，且主要原因是效率較高。2)需求的功率大由于本機的工作幅度較寬，故其需求的拖拉機的功率也較大，本機選用的配套拖拉機型號是鐵牛-60型。3)切削方式為刀片式切削方式通常用的有刀片式和錘爪式兩種。錘爪式切削需要的功率大，相對成本上要浪費些，因此本次設(shè)計采用刀片式切削，刀片式切削制作簡單，工作時消耗功率低。4)布刀方式秸稈還田機的刀片排列方式有，單螺旋線，雙螺旋線，對稱排列布臵，但是他們在動平衡方面的效果都不太理想。因此，我在做這次設(shè)計時，查閱了大量的資料，應(yīng)用了最新的研究成果，應(yīng)用“均力免振假設(shè)”對刀片排列進行了優(yōu)化，使機具的振動大幅度減小。5)傳動平穩(wěn)，噪音小，損失小本機的傳動方式為：將還田機輸出軸經(jīng)萬向節(jié)傳遞動力給減速機；經(jīng)減速機增速后傳遞給皮帶輪，經(jīng)皮帶輪二次增速傳遞動力到刀滾筒，皮帶張緊采用張緊輪滾動壓緊方式進行調(diào)整。由于采用的是v帶傳動，故其傳動功率大，且傳動平穩(wěn)，噪音小。另外，本機具有結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡便，機動靈活等特點。1.3.1設(shè)計要求本次課題要求設(shè)計一臺能滿足玉米和小麥秸稈粉碎還田用的刀片式秸稈粉碎還田機。主要技術(shù)要求：作業(yè)幅寬1500mm；刀軸轉(zhuǎn)速1800r/min；刀片數(shù)量36；留茬高度：20～80mm；配套動力50～55hp；掛接方式：全懸掛。1.3.2調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的問題拖拉機動力輸出軸傳遞的動力經(jīng)萬向聯(lián)軸節(jié)傳給變速箱，在至齒輪、三角帶兩級增速后帶動刀軸及彎刀一起高速旋轉(zhuǎn)，高速旋轉(zhuǎn)的彎刀沖擊力將秸稈撿起在喂入口負壓的輔助作用下，秸稈被吸入機殼并多次打擊、剪切、揉搓、撕拉，使秸稈達到粉碎要求，最后被氣流拋送出機殼外面，均勻的落到地面并經(jīng)壓輥壓平，適用于北方旱作農(nóng)業(yè)區(qū)。通過實際調(diào)查，發(fā)現(xiàn)秸稈粉碎還田機有以下幾個問題：一是秸稈粉碎還田量過大而造成部分秸稈不能有效掩埋；二是秸稈粉碎還田機只能粉碎地表秸稈，而不能破除地表以下根茬影響播種。三是許多秸稈粉碎還田機產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)，材質(zhì)強度不夠，加工精度較差，作業(yè)中故障較多，給推廣工作帶來困難。本次課題在完成設(shè)計任務(wù)的同時，要著力對以上問題進行研究分析，制定出改進方案，努力設(shè)計出一種性能優(yōu)越的秸稈粉碎還田機。1.3.本機的結(jié)構(gòu)3 及特點刀片式秸稈粉碎還田機的結(jié)構(gòu)及特點：主要結(jié)構(gòu)有機架，動力傳遞機構(gòu)，包括三角帶傳動及傳動錐齒輪箱；秸稈粉碎機構(gòu)，包括旋轉(zhuǎn)刀架組成，固定刀具；懸掛，升降機構(gòu)，地輪，三角帶張緊裝臵等。結(jié)構(gòu)特點是動、定刀均采取立式結(jié)構(gòu)，整機安裝在拖拉機后方，屬后臵式?？蓪⒅绷⒌挠衩捉斩捴苯臃鬯椋槐叵衿渌麢C型需先將秸稈壓倒再粉碎，可減少工作阻力，提高作業(yè)效率；刀片是焊接在刀軸上的刀柄上；刀片在刀軸上采用優(yōu)化排列，動、定刀片相互錯開，提高了秸稈粉碎效果。刀片式秸稈粉碎還田機的刀片采用特殊材料制成，堅硬耐磨，具有良好的粉碎功能。粉碎合格率達90％以上，留茬高度在50毫米以下。該機與50型，55型，60型輪式拖拉機配套，運輸方便，地頭轉(zhuǎn)彎靈活，對生長在田間或鋪放于地面的玉米，高粱等作物秸稈，麥稻類軟稈及雜草有良好的粉碎效果。1.3.工作4原理操縱拖拉機升降手柄使還田機降至工作位臵，發(fā)動機皮帶輪通過三角帶帶動齒輪箱上皮帶輪，通過錐齒輪傳動，減速增扭，改變動力傳遞方向，帶動動力軸旋轉(zhuǎn)，動刀片和定刀片相配合，將進入機器內(nèi)的玉米秸稈剪切、沖擊、撕裂成20—40毫米左右的碎秸稈，碎秸稈在離心力及重力作用下被拋出機外，均勻灑布田間，為耕整地作業(yè)創(chuàng)造條件。1.3.秸稈粉碎還田機的5 系統(tǒng)方案設(shè)計與其他農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品相同，秸稈粉碎還田機具有工作條件惡劣多變，使用分散，保管條件差，工作部件易磨損等特點。因此要求秸稈粉碎還田機做到堅固耐用，安全可靠，使用維護方便。在滿足農(nóng)業(yè)技術(shù)要求的前提下，盡可能提高產(chǎn)品和零部件的標(biāo)準化、系列化和通用化程度。(1).農(nóng)業(yè)機械的一般設(shè)計要求：①各工作部件行進方向工作阻力與各輪子滾動阻力的總和應(yīng)不大于拖拉機的額定牽引力，并有一定的功率儲備。工作部件由地輪驅(qū)動時，還要考慮因傳動效率而引起的阻力增加。②工作部件的提升方式有液壓式和機械式兩種。在與備有液壓系統(tǒng)的拖拉機配套時可采用③液壓提升，并應(yīng)該校核在工作狀態(tài)下提升工作部件的能力；采用機械提升時，地輪應(yīng)有足夠的驅(qū)動力矩。④根據(jù)不同要求，考慮其工作幅度與拖拉機輪距的配套適應(yīng)性及二者的相對位臵；考慮工作狀態(tài)下牽引得直線性。⑤考慮機具在拖拉機上懸掛的位臵與拖拉機前后輪的載荷分布，機組的縱向、橫向穩(wěn)定性和操縱性，裝卸是否方便。合理選擇機具在拖拉機上的懸掛方式，最常用的是雙軸式三點懸掛，即懸掛式機具通過一根上拉桿和左右兩根下拉桿與拖拉機三點相連，并可上下、左右運動。根據(jù)技術(shù)要求選則懸掛參數(shù)并校核。⑥半懸掛式機具還應(yīng)校核機具工作時限深輪和尾輪上的載荷，二者的接地壓力應(yīng)接近，避免出現(xiàn)抬頭或翹尾現(xiàn)象。(2).機具選用材料和工藝要求機具的工作部件多與土壤作物等接觸而產(chǎn)生磨擦，應(yīng)采用具有耐磨性較高和足夠韌性的鋼材鑄鐵制造，若需要，可采用滲碳、高頻設(shè)處理等表面硬化工藝，以提高耐磨性。某些要求特殊性撞斷面的零件采用農(nóng)用異型鋼或周期性扎質(zhì)變斷面型鋼。為增強抗腐蝕性，延長使用壽命，要使用各種防銹、防腐油漆或涂料。(3).秸稈粉碎還田機總體設(shè)計程序①選擇整機型式；②初步選擇各部件和機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式和參數(shù)；③確定整機主要參數(shù)；④繪制整機的縱向和平面配臵圖；⑤繪制工作部件機動圖并進行受力分析；⑥初步確定掛接參數(shù)；⑦繪制機組機動圖并進行受力分析，在此基礎(chǔ)上驗證運輸間隙及機組穩(wěn)定性等是否符合要求；⑧修訂整機的縱向和平面配臵圖；⑨進行各零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計；⑩進行各主要零部件的強度驗算。1.3.6機具的主要構(gòu)造該機具主要有機架；動力傳遞機構(gòu)，包括三角帶傳動及傳動錐齒輪箱；秸稈粉碎機構(gòu)，包括旋轉(zhuǎn)刀具總成、固定刀具部件；地輪以及三角帶張緊裝臵等總體結(jié)構(gòu)簡圖：1)機架：機架是整個機具的基體，各種部件都要裝在其上。機架的前方有懸掛、升降機構(gòu)，上方是錐齒輪箱，左邊是帶傳動機構(gòu)，右方是一配重機構(gòu)，下方是最主要的秸稈粉碎機構(gòu)，后方是地滾。 圖1.1臥式秸稈粉碎還田機結(jié)構(gòu)簡圖 1．萬向聯(lián)軸器傳動軸 2．變速箱3．聯(lián)軸器4．粉碎機罩殼 5．工作部件 6．限深輪2)動力傳遞機構(gòu)：動力傳遞機構(gòu)，包括三角帶傳動及傳動錐齒輪箱。傳動錐齒輪箱是將拖拉機的萬向節(jié)傳動軸的傳動方向改變并進行變速，調(diào)速的機構(gòu)。三角帶傳動是將傳動到旋轉(zhuǎn)刀具的刀軸上。3)秸稈粉碎機構(gòu)：秸稈粉碎機構(gòu)，包括旋轉(zhuǎn)刀具總成、固定刀具部件。秸稈粉碎機構(gòu)是通過定刀與動刀的相對運動將秸稈粉碎。4)地輪：用于支撐機架和壓平被粉碎的秸稈。5)三角帶張緊裝臵：用于調(diào)整三角帶的松緊。3.7主要工作參數(shù)的確定配套動力的選擇：根據(jù)秸稈粉碎還田機動力消耗情況和田間玉米的自然成熟含水量，測算該機粉碎玉米稈需用動力35.8KW，考慮動力儲備，配套動力選擇40KW(55馬力)四輪拖拉機。工作幅寬的確定：我國中原地區(qū)大部分的玉米種植方法，有等行（行距600mm）和寬窄行（寬行距為800mm，窄行距400mm）兩種，為是該機適應(yīng)農(nóng)藝要求，在滿足粉碎量和作業(yè)效率的情況下，選擇工作幅寬為1500mm機具和配套：55馬力的四輪拖拉機，均配有后動力輸出軸，一般選擇機具后臵傳動方式。傳動方式的選擇：將還田機輸出軸經(jīng)萬向節(jié)傳遞動力給減速機；經(jīng)減速機增速后傳遞給皮帶輪，經(jīng)皮帶輪二次增速傳遞動力到刀滾筒，皮帶張緊采用張緊輪滾動壓緊方式進行調(diào)整。升降方式的確定：利用55馬力拖拉機液壓升降機構(gòu)調(diào)整還田機離地高度。1.擬定傳動方案1 機器一般由原動機、傳動裝臵、工作機三部分組成，本機也是如此，原動機為拖拉機，工作機為刀軸，傳動裝臵是接下來幾章要說明的。傳動裝臵在原動機與工作機之間傳遞運動和動力，并以此改變運動的形式、速度大小、轉(zhuǎn)矩大小。它在機器中是非常重要的，其性能和質(zhì)量對機器的工作影響也很大。因此合理設(shè)計傳動方案具有重要意義。滿足工作機性能要求的傳動方案，可以由不同傳動機構(gòu)類型以不同的組合形式和布臵順序構(gòu)成。合理的方案應(yīng)保證工作可靠，并且結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護便利。布臵傳動順序時，一般考慮以下幾點：(1)帶傳動的承載能力較小，傳遞相同的轉(zhuǎn)矩時結(jié)構(gòu)尺寸較其他傳動形式大，但傳動平穩(wěn)，能緩沖減振，因此宜布臵在高速級(轉(zhuǎn)速較高，傳遞相同功率是轉(zhuǎn)矩較小)。(2)鏈傳動運轉(zhuǎn)不均勻，有沖擊，不適合高速傳動，應(yīng)布臵在低速級。(3)蝸桿傳動可以實現(xiàn)較大的傳動比，尺寸緊湊，傳動平穩(wěn)，但效率較低，適用于中、小功率、間歇運轉(zhuǎn)的場合。(4)圓錐齒輪加工較難，特別是大直徑、大模數(shù)的圓錐齒輪，所以只有在需改變軸的布臵方向時采用，并盡量放在高速級和限制傳動比，以減小圓錐齒輪的直徑和模數(shù)。(5)斜齒輪和圓弧齒輪的平穩(wěn)性較直齒輪傳動好，常用在高速級或要求傳動的場合。(6)開式齒輪傳動的工作環(huán)境較差，潤滑條件不好磨損較嚴重，壽命較短，應(yīng)布臵在低速級。(7)一般將改變運動形式的機構(gòu) (如螺旋傳動、連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu))布臵在傳動系統(tǒng)的最后一級，并且常為工作機的執(zhí)行機構(gòu)。2.2本機的傳動方案的確定：運動從拖拉機的后輸出軸輸出后，經(jīng)聯(lián)軸器后與變速箱相連由于此時需要改變傳動方向，故選用圓錐齒輪。(見圖2.1)另外，本機要求升速且傳動平穩(wěn)，故將帶傳動布臵在高速級。變速箱變速箱輸入軸大帶輪刀軸圖2.1傳動方案簡圖1.3初步確定變速器的結(jié)構(gòu)和零部件類型在了解變速器結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，根據(jù)工作條件要求，初步確定以下內(nèi)容：(1)選定變速器的傳動級數(shù)傳動級數(shù)根據(jù)工作轉(zhuǎn)速要求，由傳動比以及空間位臵和尺寸要求而定。本機決定一級傳動，因為傳動比較小的緣故。(2)確定傳動件布臵形式?jīng)]有特殊要求時，軸線盡量采用水平布臵。本變速器即采用此形式。(3)初選軸承類型一般的變速器都用滾動軸承，大型的變速器也有用滑動軸承的。滾動軸承的類型由載荷和轉(zhuǎn)速等要求而定。本變速器的采用是圓錐滾子軸承。(4)決定變速器機體結(jié)構(gòu)變速器的機體結(jié)構(gòu)一般有：沿齒輪軸線水平剖分的結(jié)構(gòu)，整體式機體(大端蓋)結(jié)構(gòu)。本變速器采用的是整體式機體(大端蓋)。(5)選擇聯(lián)軸器類型本變速器的輸入是與拖拉機的后輸出軸相聯(lián)，又由于機具可以升降且在拖拉機拐彎時，兩軸有錯動，故選用的是：萬向聯(lián)軸器。而輸出軸與帶輪的連接由于其相對位臵是固定的，故采用的是：剛性聯(lián)軸器。2.1.4拖拉機的選擇根據(jù)秸稈粉碎還田機動力消耗情況和田間玉米的自然成熟含水量，測算該機粉碎玉米稈需用動力32KW，考慮動力儲備，配套動力選擇40KW（55馬力）四輪拖拉機。特別指定鐵牛-60型拖拉機與其相配套。2.1.確定傳動裝臵的總傳動比和分配傳動比5 由拖拉機輸出軸的轉(zhuǎn)速為540r/min，還有刀軸的轉(zhuǎn)速為1800r/min得傳動裝臵(變速箱和帶輪)的總傳動比為i=540/1800=3/10總設(shè)變速箱輸入軸為1軸，變速箱輸出軸為2軸，刀軸為3軸可初步分為變速箱傳動比為i=1/2和帶輪傳動比為i=3/5 12 23拖拉機的輸出軸轉(zhuǎn)矩為T=9550Pd=9550600.74570.8=633Nmn 540m1)各軸轉(zhuǎn)速 n=540r/min1n=n/i=540×2=1080r/min 2 1 12n=n/i=1080×5/3=1800r/min 3 2 23各軸功率 P=P=P=60×0.7457×0.8=35.8KW2 3各軸扭矩 T=633Nm1T=Ti=633×1/2=316Nm112T=Ti=316×3/5=190Nm223變速器的具體結(jié)構(gòu)見圖JH-32.2.變速器各部位及附屬零件的名稱和作用1 (1)放油螺塞變速箱底部設(shè)有放油孔，用于排出污物，注油前用螺塞堵住。(2)定位銷為了保證軸承座孔的安裝精度，在機蓋和機座用螺栓聯(lián)接后，鏜孔之前裝上兩個定位銷，銷孔位臵盡量遠些。如機體結(jié)構(gòu)是對稱的（如蝸桿傳動機體），銷孔位臵不應(yīng)對稱布臵。(3)調(diào)整墊片調(diào)整墊片由多片很薄的軟金屬制成，用以調(diào)整軸承間隙。有的墊片還要起調(diào)整傳動零件軸向位臵的作用。(4)密封裝臵在伸出軸與端蓋之間有間隙，必須安裝密封件，以防止漏油和污物進入機體內(nèi)。密封件多為標(biāo)準件，其密封效果相差很多，應(yīng)根據(jù)具體情況選用。在此變速箱中應(yīng)選用油封效果更好。2.2.機體結(jié)構(gòu)2 變速箱機體是用以支持和固定軸系零件，是保證傳動零件的嚙合精度、良好潤滑及密封的重要零件，其重量約占總重量的50％。因此，機體結(jié)構(gòu)對變速箱的工作性能、加工工藝、材料消耗、重量及成本等有很大影響，設(shè)計時必須全面考慮。機體材料多用鑄鐵，根據(jù)具體考慮此機體選用HT200。機體可以作成剖分式或整體式。（1）剖分式機體一般只有一個水平剖分面。剖分式機體增加了聯(lián)接面凸緣和聯(lián)接螺栓，使機體重量增大。（2）整體式機體加工量小、重量輕、零件少，但裝配較麻煩?？紤]到需要的變速箱是一級傳動，裝配不是很復(fù)雜，且需要其重量輕，零件少，成本低最，終選擇用整體式變速箱。設(shè)計變速箱，選擇錐齒輪根據(jù)設(shè)計要求知要設(shè)計一閉式直齒錐齒輪，輸入功率為35.8KW，n=540r/min 1i=1/2每日工作16小時，傳動工作年限為6年，傳動不逆轉(zhuǎn)，有輕微振動，啟動載荷為名12義載荷的1.5倍。1.選材料確定初步參數(shù)（1）選材料大齒輪：20CrMnTi滲碳處理平均取齒面硬度為58HRC小齒輪：20CrMnTi滲碳處理平均取齒面硬度為62HRC（2）初選齒數(shù)取小齒輪齒數(shù)Z=30取大齒輪齒數(shù)為 2Z=Z/i=30×2=60 1 2 12齒數(shù)比u=Z/Z=60/30=2 1 2選擇齒寬系數(shù)取齒寬系數(shù)為 R=0.3確定傳動精度等級初取平均切線速度v=3.3m/s，由表得，選擇精度等級為7級 mt計算小齒輪轉(zhuǎn)矩為T=Ti=633×1/2=316Nm 2 112確定載荷系數(shù)K使用系數(shù)K 由已知條件查表得K=1.25 A A動載系數(shù)K由圖可知，取K=1.17 V V齒向載荷分布系數(shù)K 按小錐齒輪懸臂考慮取K=1.8載荷系數(shù)K=KK K=1.25×1.17×1.8=2.63AV2.齒面接觸疲勞強度計算確定許用應(yīng)力[]H壽命系數(shù)Z 取Z=Z=1 N N1 N2安全系數(shù)S 取S=S=1 H H1 H23）接觸疲勞極限 Hlim1 Hlim2 取 = =1650MPa Hlim1 Hlim2 4）許用應(yīng)力[ ]H2[]=Hlim2ZN2=16501=1650MPa H2 S 1H2彈性系數(shù)Z 取Z=190MPa E E節(jié)點區(qū)域系數(shù)Z=2.5H求小齒輪所需大端分度圓直徑d2 4.71KT ZZ d2 3 (10.52)2u([EH])2 R R H2=4.712.63316000190(2.)25 30.3(10.50.3)221650 =90.7mm驗算速度 平均直徑vmt d=d（1-0.5 R）=90.7（1-0.5×0.3）=77.095mm m2 2 v=dm2n2=3.1477.0951080=4.35m/s<8m/smt 601000 601000確定模數(shù)m dm=2=90.7/30=3.02Z2取標(biāo)準模數(shù)m=33.齒根抗彎疲勞強度驗算（1）確定許用彎曲應(yīng)力[ ]，[ ] F1 F2 1)壽命系數(shù)Y、Y 取Y=Y=1N1 N2 N1 N22)安全系數(shù)S，取安全系數(shù)S=S=1.3 F F1 F23)尺寸系數(shù)Y，，取Y=1 x x4)極限應(yīng)力 、 ，取大齒輪 =420MPa， Flim1 Flim2 Flim1小齒輪 =440MPaFlim2 5)求許用彎曲應(yīng)力，許用彎曲應(yīng)力 2 YY242011 []= Flim1N1x= =646MPa F1 S 1.3 F 2 YY244011 []= Flim2N2x= =677MPa F2 S 1.3 F（2）齒形系數(shù)Y、Y Fa1 Fa21)分錐角、 1 2=arctgu=arctg2=63.43°1=90°-=90°-63.43°=26.57° 2 1 2）當(dāng)量齒數(shù)ZZV1、V2 ZV1=1z =60=134.14cos 1 Z=z =30=33.54V21cos 1取Y=2.52Y=2.18 Fa1 Fa2應(yīng)力修正系數(shù)Ysa1、Ysa2，取Ysa1=1.80 Ysa2=1.62校核齒根抗彎疲勞強度 4.71KT = 2YYu F2 (10.5)2z2m3 1Fa1Fa2uR R 2 2 4.712.63316000 =2.522.180.3(10.50.3)2602332121=437.4MPa＜[ ] F2 YY 2.521.80 F1=F2Fa1sa1=437.4 =561.11MPa＜[ ] YY 2.181.62 F1Fa2sa2抗彎疲勞強度足夠。4.確定兩個齒輪的幾何尺寸大端分度圓直徑d、d 1 2大齒輪d=mZ=3×60=180mm1小齒輪d=mZ=3×30=90mm2分錐角大齒輪小齒輪錐距R齒寬b、1 2=arctgu=arctg2=53.43。1=arcctgu=arcctg2=26.57。2R=1/2d2d2=1/21802902mm=100.6mm 1 2b=R=0.3×100.6=30.2mmR取齒寬為b=30mm1.選擇材料，使用20CrMnTi2.設(shè)計軸徑由軸直徑的設(shè)計式取C=100P=10035.8=32.1mm 取d=40mmdC33n 1080

圖2.2受力分析圖3.校核：按當(dāng)量彎矩法校核（1）根據(jù)給定的軸系結(jié)構(gòu)圖，確定軸的受力簡圖、彎矩圖、合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖和當(dāng)量彎矩圖軸的受力簡圖求作用在軸上的力表2.1受力參數(shù)表垂直面（FV）水平面（FH）齒輪2Fr2=Fr1=1346NFx2=Fx1=2693NFt2F=t1=8274.5N軸承反力FAV=1346-819=527N2693FBV=N=8198274.5FBH=60450.8513464060FAH=8274.5+5516.3=13790.8N40=5516.3N 3)作出彎矩圖 表2.2彎矩參數(shù)表垂直面（MV）水平面（MH）Ⅰ截面MVⅠ1=－819×60=－48540NmmMHⅠ=－5516.3×60=－330980Nmm合成彎矩MⅠ1=MVT12MHT2=4854023309802N=334520.4mm作出轉(zhuǎn)矩圖 T=263.75Nm作出當(dāng)量彎矩圖，并確定可能的危險截面ⅠMeⅠ=M2(T2)=334520.42(0.59316000)2=382966.7mNm T 確定許用應(yīng)力[已知軸材料為45鋼調(diào)質(zhì)，由表12-1查得=650MPa。用插入法由設(shè)計手冊查得b60]=102.5MPa，[ ]=60MPa。= 1b= =0.59b 1b 0 12.50b校核軸徑M 3829667截面Ⅰd= eT= =40.07＜45mm Ⅰ30.1 30.160106 1b 所以按當(dāng)量彎矩法校核強度足夠選取齒輪軸上的軸承1.計算軸承內(nèi)部軸向力 F=F2F2=527213790.82=13802N r1 AV AH F=F2F2=81925516.32=5577N r2 BV BH Fr1=13802=4313N內(nèi)部軸向力: S= 2Y21.6S=Fr2=5577=1742.8N2Y21.6Y值是通過查設(shè)計手冊得知Y=1.62.計算外加軸向載荷根據(jù)上面的軸的校核得知F=2693Nx計算軸承的軸向載荷由于S+F=4313+2693=7006N＞S 1 x 2所以軸向載荷分別為：F=S=4313N a1 1F=S+F=4313+2693=7006N a21 x初選軸承型號試選圓錐滾子軸承30209查GB/T297-94得圓錐滾子軸承30208的性能參數(shù)為： Cr=67800NC=83500N n=5000r/min（脂潤滑） 0r lim壽命計算 （1）求當(dāng)量動載荷 由公式F=0.4F+YF P x a2 軸承1 查手冊得e=0.4F=2693=0.62＞eXFa14313查手冊得Y=1.6所以F=0.4F+YF=0.4×2693+1.6×4313=7978N P1 x a1式（2.1） 軸承2 查手冊得e=0.4F=2693=0.41＞eXFa27006查手冊得Y=1.6所以F=0.4F+YF=0.4×2693+1.6×7006=12286.8NP2 x a2由于F＞F，且兩個軸承采用相同的型號、尺寸，故只對軸承2進行壽命計算P2 P1F=F=12286.8N（2）計算軸承壽命由式Lh10106C(r)60nFP P P2106C 106L(r)=L )3=2592h ε=3 h10 h10 60nF 60108012286.8P6.極限轉(zhuǎn)速計算n=ffn max 12limC/F=67800/12286.8=5.52 r Pβ=arctg(F/F)=arctg(2693/5577)=25.7° X r2 查表得 載荷系數(shù)f=0.81載荷分布系數(shù)f=0.92故n=ffn=0.8×0.9×5000=3600r/min計算結(jié) max 12lim果表明，選用圓錐滾子軸承30209能滿足要求所以 圓錐滾子軸承30209d=45mm D=85mmB=19mm 一共需四個傳動軸上的軸承采用面對面安裝形式，而齒輪軸上的軸承采用背對背安裝形式。1.選擇材料，使用40Cr2.設(shè)計軸徑由軸直徑的設(shè)計式取C=100dCP=10035.8=40mm 3n 3540取d=40mm3.按當(dāng)量彎矩法校核根據(jù)設(shè)計的軸系的結(jié)構(gòu)圖，確定軸的受力簡圖、彎矩圖、合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖、和當(dāng)量彎矩圖。1)軸的受力簡圖（圖b）2）求作用在軸上的力(圖c)表2.3主動軸受力參數(shù)計算表垂直面（FV）水平面（FH）齒輪1Fr1=Ft1tg20cos63.43=8274.5×T22633103Ft1=1==8274.5Ndn1180(10.50.3)tg20cos63.43=1346NFx1=Ft1tg20sin63.43=8274.5×tg20sin63.43=2693N軸承反力FAV=2241-1346=895NFAH=8274.5-N6327=1946.92693900.851346130FBV=30140=2241N8274.5130FBH==6327N13040 3)作出彎矩圖 表2.4主動軸受彎矩參數(shù)計算表 垂直面（MV）水平面（MH）Ⅰ截面MVⅠ1=－895×130=－116350NmmMVⅠ2=－116350+206014.5=89664.5NmmMHⅠ=1946.9×130=253045Nmm合成彎矩M=M2M2=11635022530452=278512NmmⅠ1VT1HTM=M2M2=89664.522530452=N269461mmⅠ2VT2HT作出轉(zhuǎn)矩圖 T=633000Nm作出當(dāng)量彎矩圖，并確定可能的危險截面ⅠMeⅠ=M2(T)2=2785122(0.59633000)2=465884.9mNmTb)軸的受力圖b)軸的受力圖c)軸的平面受力圖Fv,Fh/d)平面彎矩圖Mv,Mh/N.m主動軸的計算簡圖t1Fx1FBVFr1ABF1MFBVNV面Fr1FAVFt1H面FAH89640FBHV面mHe)彎矩合成圖M/N.mmT=633000f)扭矩圖T/N.mm687591278560Me/N.mm116350253097268502278560633000a)軸的結(jié)構(gòu)圖g)當(dāng)量彎矩圖圖2.3主動軸計算簡圖確定許用應(yīng)力得[]=102.5MPa，[]=60MPa。==60=0.59已知軸材料為45鋼調(diào)質(zhì)，由設(shè)計手冊查得=650MPa。用插入法由設(shè)計手冊查b 0b7）校核軸徑b1 12.5 b0 1bM 465884.9截面Ⅰd= eT= =42.6mm≤50mmⅠ3 3 0.1 0.160106 1b 選取輸入軸上的軸承1.計算軸承內(nèi)部軸向力 F=F2F2=895219472=2142N r1 AV AH F=F2F2=2241263272=6712N r2 BV BH F 2142 內(nèi)部軸向力: S=r1==669N2Y21.6Fr2=6712=2097.5NS=2Y21.6Y值是通過查設(shè)計手冊得知Y=1.62.計算外加軸向載荷根據(jù)上面的軸的校核得知F=2693Nx1計算軸承的軸向載荷由于S+F=669+2693=3362N＞S 1 x 2所以軸向載荷分別為：F=S=669N a1 1F=S+F=669+2693=3362Na21x初選軸承型號試選圓錐滾子軸承30208查GB/T297-94得圓錐滾子軸承30209的性能參數(shù)為： Cr=67800NC=83500N n=5000r/min（脂潤滑） 0r lim壽命計算 （1）求當(dāng)量動載荷 由公式F=0.4F+YF P x a2 軸承1 查手冊得e=0.4F=2693=4.025＞eX Fa1 669查手冊得Y=1.6所以F=0.4F+YF=0.4×2693+1.6×669=2147.6NP1 x a1軸承2 查手冊得e=0.4F=2693=0.8＞eXFa23362查手冊得Y=1.6所以F=0.4F+YF=0.4×2693+1.6×3362=6456.4NP2 x a2由于F＞F，且兩個軸承采用相同的型號、尺寸，故只對軸承2進行壽命計算 P2 P1F=F=6456.4N P P2 106C （2）計算軸承壽命由式L (r)h1060nFP10C Lh10 6(r)=Lh 60nF 10Pε=36.極限轉(zhuǎn)速計算nma=ffnx12limC/F=67800/6456.4=10.5 r P106 67800 ( )3=35729h605406456.4β=arctg(F/F)=arctg(2693/6712)=21.88° X r2 查表得 載荷系數(shù)f=0.961載荷分布系數(shù)f=0.922故n=ffn=0.96×0.92×5000=4416r/min計算max 12lim結(jié)果表明，選用圓錐滾子軸承30209能滿足要求。帶傳動是一種常見的機械傳動形式，它由主、從動帶輪和傳動帶組成。帶傳動的優(yōu)點為：能緩沖、吸振、且運動平穩(wěn)、噪聲小，并可通過增減帶長適應(yīng)不同的中心距要求。從結(jié)構(gòu)上看，此處即可用帶傳動也可用鏈傳動。但是，帶傳動的傳動功率比鏈傳動要高，故此處選擇帶傳動。帶型的選擇：傳動帶可分為，平帶、V帶、圓帶。其中V帶傳動的能力是平帶的3倍，而此處的傳動能力要求較高，故選擇普通V帶 3.2.帶輪設(shè)計1 采用Y系列三相異步電動機驅(qū)動。已知V帶傳遞的功率為P=35.8KW，大帶輪的轉(zhuǎn)速n=1080r/min，小帶輪轉(zhuǎn)速n=1800r/min，每日工作16小時。 2 31.普通V帶型號查表得K=1.2AP=KP=1.2×35.8=42.96KW C A根據(jù)P和n，選取C型V帶 C 32.帶輪基準直徑由機械設(shè)計課本圖8-9并參照表8-5選取d=250mmd3d=dn=250×1800=416mm 3 d2 d3n 21080 并按表8-6推薦的直徑系列進行圓整可得d=400mmd2 3.帶速 dn 3.142501800d v 33d 601000 6010004.中心距、帶長及包角根據(jù)式（8-18） 0.7（d+d）＜a＜2（d+d） d2 d3 0 d2 d30.7（250+400）＜a＜2（250+400）0455＜a＜13000初步確定中心距a=600mm0 根據(jù)式8-19初步計算帶的基準長度L‘d(d d)2L‘=2a+（d+d）+d2 dd 02 d2 d3 4a3 0(400250)2 4600=2×600+×（250+400）+2=2229.8mm由表8-2選基準長度L=2240mmd按式（8-21）計算實際中心距 'aaLdLd=600+(2240-2229.8)/2=610.2mm取a=610mm d d400250 180d2 d3 1 a5.帶的根數(shù)按式（8-23）Z≥57.318057.3=165.9°492PC0 2根據(jù)式（8-22）驗算小輪包角 (P P)KKaL 1 1由表8-3得P=9.63KW1由表8-7得P1.23KW由表8-8得K=0.96a由表8-9得K=0.85L Z 42.96 =4.84根(9.631.23)0.960.85取Z=5根 6.張緊力 F=500PC(2.51)qv20vZK由表8-1，查得q=0.3kg/m 2.5 F=500×35.76( 1)0.323.552=459N 0 23.5550.967.作用在軸上的載荷 F=2ZFsin =2×4×459×sin.設(shè)計的要求：設(shè)計帶輪時，應(yīng)使其結(jié)構(gòu)便于制造，重量輕，并避免由于鑄造產(chǎn)生過大的內(nèi)應(yīng)力。V＞5m/s時要進行靜平衡，V＞5m/s時應(yīng)進行動平衡。輪槽工作表面.設(shè)計的要求：設(shè)計帶輪時，應(yīng)使其結(jié)構(gòu)便于制造，重量輕，并避免由于鑄造產(chǎn)生過大的內(nèi)應(yīng)力。V＞5m/s時要進行靜平衡，V＞5m/s時應(yīng)進行動平衡。輪槽工作表面應(yīng)光滑，以減小V帶的磨損。 Q 0 1.帶輪材料：HT200.根據(jù)設(shè)計手冊查得V帶輪采用腹板式的選d=45mm .帶輪材料：HT200.根據(jù)設(shè)計手冊查得V帶輪采用腹板式的選d=45mm3.2.帶輪的結(jié)構(gòu)2.

帶傳動需在一定的初拉力下才能工作，因而帶初始安裝時必須張緊。由于帶工作一段時間后會發(fā)生松弛現(xiàn)象，造成初拉力減小，傳動能力降低，此時需重新張緊。帶的張緊裝臵分為定期張緊裝臵和自動張緊裝臵兩類。由傳動關(guān)系及實際情況，中心距不可調(diào)，采用定期張緊輪裝臵。為避免反向彎曲應(yīng)力降低帶的壽命并防止包角過小，應(yīng)將張緊輪臵于松邊外側(cè)靠近小帶輪處。而且在秸稈還田作業(yè)中,往往出現(xiàn)稀疏田塊還田效果較好,茂密田塊機組轉(zhuǎn)速下降、還田質(zhì)量較差的問題,這主要是由于機組負荷增加、傳動帶打滑所致。所以,應(yīng)經(jīng)常檢查調(diào)整傳動帶的張緊度。主要作用有兩點：1.主動輪和被動輪應(yīng)有較大的傳動包角。增裝張緊輪，從而增大了傳動包角，改善了皮帶的使用條件。2.保證三角帶在工作中不打滑，同時也是三角帶具有良好的性能及壽命指標(biāo)的必要保證。由于皮帶傳動是靠皮帶與帶輪之間的摩擦力來傳遞動力的。由實際傳動可知在整個帶包角范圍內(nèi)，由松邊到緊邊的摩擦力數(shù)值不同，呈線性變化；且不一定在整個弧段內(nèi)存在。而且除緊邊和松邊拉力外，包角中的動弧角是決定帶輪驅(qū)動能力的一個重要參數(shù)。同時適當(dāng)?shù)膹埦o力是保證帶傳動正常工作的重要因素。張緊力過小，帶傳動的工作能力得不到充分發(fā)揮，傳遞載荷的能力降低，效率低，從而使三角帶磨損嚴重；張緊力過大，因發(fā)熱和磨損加劇而縮短皮帶的使用壽命，并且使皮帶輪中的軸和軸承上的載增大荷，軸承發(fā)熱和磨損，使機構(gòu)不能工作。張緊輪的位臵首先要保證帶輪具有足夠大的傳動包角，從而增大三角帶與帶輪的觸接面積，獲得最大摩擦力。 其次，在運轉(zhuǎn)過程中，皮帶的速度是變化的，因而皮帶也會發(fā)生拉伸變化，因此應(yīng)使張緊輪處于三角帶的松邊側(cè)，通過調(diào)整張緊輪的上下位臵，從而對皮帶輪形成靜態(tài)張緊力，使三角皮帶正常工作。另外，帶傳動中，預(yù)緊力是通過在三角帶與帶輪的切邊中點處加一垂直與帶邊的載荷G（由張緊力提供），使其產(chǎn)生規(guī)定的拱度來控制的。綜上所述，帶輪應(yīng)該布臵在松邊外側(cè)靠近小帶輪處。

本機在使用中可能會遇到突然的秸稈輸入量的減少，這時，刀軸就會升速，相反，當(dāng)遇到突然的秸稈輸入量的增加時，刀軸就會減速，這樣，就造成了刀軸的運轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定，從而引起機具的振動，而振動的危害是巨大的，必須盡可能的減小，而飛輪就是一種可以通過調(diào)速，減小運轉(zhuǎn)的不平衡。飛輪之所以能調(diào)速，是利用了它的儲能作用。這是由于飛輪具有很大的轉(zhuǎn)動慣量，因而要使其轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，就需要較大的能量，當(dāng)機械出現(xiàn)盈功時，飛輪軸的角速度只作微小上升，即可將多余的能量吸收儲存起來;而當(dāng)機械出現(xiàn)虧功時，機械運轉(zhuǎn)速度減慢，飛輪可將其儲存的能量釋放，以彌補能量的不足，而其角速度只作小幅度的下降。可以說，飛輪實質(zhì)上是一個能量儲存器，它可以用動能的形式把能量儲存或釋放出來。而本機就是利用了飛輪的這一特性。另外，飛輪還有一個作用:配重。由于機具的一邊有兩個帶輪，造成了機具的左右的不平衡，故要在機具的另一邊放上飛輪以配重。拖拉機的后輸出軸與本機具上的變速箱輸入軸相聯(lián)，且由于機具可以升降且在拖拉機拐彎時，兩軸有錯動，故選用的是：萬向節(jié)聯(lián)軸器。選用萬向節(jié)方軸和軸套的長度應(yīng)與農(nóng)具型號相配套，若過長在使用中會損壞傳動件，過短農(nóng)具升起會脫出。所以根據(jù)實際情況，選擇長度為180mm。萬向節(jié)安裝時，節(jié)叉開口應(yīng)在同一平面，以保證刀軸旋轉(zhuǎn)受力均勻，否則，傳動件容易損壞。按時按要求進行潤滑保養(yǎng)，各潤滑點不要遺漏注油，防止干摩擦早期損壞。而且，在工作中萬向節(jié)方軸與變速箱平面夾角不得超過10°，否則，傳動效率下降而且容易損壞。農(nóng)具提升中不能超過30°，否則，也容易損壞萬向節(jié)。圖6.1十字軸剛性萬向節(jié)的構(gòu)造 1.軸承蓋2、6.萬向節(jié)叉 3.油嘴4.十字軸5.安全閥7.油封8.滾針9.套筒萬向節(jié)叉2和6上的孔分別活套在十字軸4的兩對軸頸上，因此當(dāng)主動軸轉(zhuǎn)動時，從動軸既能隨之轉(zhuǎn)動，又可繞十字軸中心在任意方向擺動。在十字軸頸鶴萬向節(jié)叉孔之間裝有由滾針8和套筒9組成的滾針軸承，為了潤滑軸承，十字軸內(nèi)設(shè)有一條油道，它與潤滑脂嘴及安全閥5貫通；十字軸端面上有個凹槽，從油嘴注入的潤滑油脂，通過該槽可到達滾針軸承的工作面上。 十字軸萬向節(jié)的傳動特點是：被連接的兩相交軸的瞬時角速度不相等，當(dāng)主動軸的角速度恒為時，從動軸的瞬時角速度在/cos與cos之間變化，但主動軸轉(zhuǎn)一周的平均轉(zhuǎn)2 1 1速是相等的。兩軸夾角愈大，從動軸的不等速性愈嚴重。由此可見，十字軸萬向節(jié)傳動的不等速性，使得從動軸及其相連的傳動部件產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動，形成附加動載荷，從而影響部件壽命。就每一個萬向節(jié)而言，只要存在著夾角或，萬向節(jié)工作中十字軸和軸承之間 1 2就有相對運動，就會產(chǎn)生摩擦損失，從而降低傳動效率。而且夾角越大，傳動效率愈低。故在工程機械底盤的總體布臵上應(yīng)盡可能減小或。實際上在行使過程中不可能保證和 1 2 1總是相等，只能保持近似的等角速傳動。所以在行使中一定要特別注意規(guī)定內(nèi)的轉(zhuǎn)向極限要求，從而確保車輛行駛時萬向傳動裝臵的正常工作。(1)萬向節(jié)方軸長度。以保證秸稈還田機在作業(yè)和提升時方軸與方套及夾叉既不頂死又有足夠的配合長度為標(biāo)準。(2)萬向節(jié)安裝。帶方軸的夾叉裝在還田機的輸入軸上，帶方套的夾叉裝在拖拉機的動力輸出軸上。方軸與方套裝在一起，務(wù)必使個十字夾叉開口相對，并處在同一平面上裝畢，用開口銷鎖住。(3)萬向節(jié)總成在工作時盡量處在直線狀態(tài)，即它的夾角不準大于10°。角度的改變，靠調(diào)整拖拉機懸掛機構(gòu)上拉桿實現(xiàn)。(4)還田機安裝要平整。橫向（水平）調(diào)整通過拖拉機懸掛機構(gòu)左右斜拉桿實現(xiàn)，縱向調(diào)整靠改變拖拉機懸刀軸是還田機的工作部分，其設(shè)計質(zhì)量影響著整機的性能，因此，在本次畢業(yè)設(shè)計中，我著重研究了這一部分，包括：刀片的設(shè)計、布刀形式的設(shè)計。切削方式通常用的有刀片式和錘爪式兩種。錘爪式切削需要的功率大，相對成本上要浪費些，因此本次設(shè)計采用刀片式切削，刀片式切削制作簡單，工作時消耗功率低。材料為高耐磨的ZG42SiMn。刀輥是莖稈切碎還田機的主要工作部件，工作時高速旋轉(zhuǎn)，是莖稈切碎還田機的主要振動源。秸稈切碎還田機刀輥(包括刀軸、刀具及附件)的振動危害性非常大,不但影響切碎性能,而且對整機也有極大的破壞性,例如懸掛架、機罩開焊開裂,膠帶(或鏈條)拉斷或磨損失效,等等。影響機具振動的因素很多,如刀輥、傳動系、工況等。其中,刀具布臵的合理性是影響機具振動的重要因素。因此,在此對刀具布臵加以研究,以使刀輥的振動減至最小。7.2.1刀輥振動分析空載情況下刀輥高速旋轉(zhuǎn),受力比較復(fù)雜,可從靜態(tài)分量和動態(tài)分量兩方面來考慮。其中,靜態(tài)分量包括刀輥自重、軸承支力、傳動扭矩等;動態(tài)分量則指刀軸、刀具及其附件由于旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力。均力免振假設(shè):刀軸近似為勻質(zhì)回轉(zhuǎn)件刀具軸向間距相等,刀具周向間隔角度相等。這個理論可保證刀輥自重及其作用點在旋轉(zhuǎn)過程中均不改變。軸承支力在旋轉(zhuǎn)過程中是變動的,實質(zhì)上,刀輥正是通過軸承支力使整機產(chǎn)生振動。假如能夠保證動態(tài)分量平衡,軸承支力可視為不變量。這樣,刀輥自重、軸承支力、傳動扭矩3個靜態(tài)分量在旋轉(zhuǎn)過程中就達到了平衡。刀軸一般可認為是勻質(zhì)回轉(zhuǎn)件,它的離心力可近似為零。因此,減振的關(guān)鍵在于使刀具及其附件的離心力保持平衡。莖稈切碎還田機工作時，刀輥高速旋轉(zhuǎn)，受力比較復(fù)雜。在保證刀軸、刀具及其附件質(zhì)量允許誤差的前提下，引起刀輥振動的原因主要有以下４個因素：(1)靜不平衡。刀具在刀輥上排列時，要求軸向間距和周向間角相等。此兩條是實現(xiàn)靜平衡的必要條件。(2)動不平衡。由于高速旋轉(zhuǎn)，刀軸、刀具以及連接件等產(chǎn)生很大的離心力。如何使離心力合力最小，以保證動平衡，是減小刀輥振動的關(guān)鍵。(3)莖稈給刀具的反作用力。工作時，莖稈作用于刀具的反作用力會使刀軸局部受力，從而引起刀軸的左右擺動。減小振動的關(guān)鍵是盡量使相繼工作的兩把刀布臵在刀軸中心截面兩側(cè)的對稱位臵。(4)間歇振動的頻率。工作時，不同分度圓周上的刀具相繼進入切削狀態(tài)。圓周分度值越小，其間隙振動的頻率就越高，振幅也就越小。因此，刀具布臵時，圓周分度角應(yīng)盡量小。7.2.2減小振動的分析及方法以刀軸左起第一把刀的離心力方向為x軸正向,刀軸軸線為z軸(向右為負向),建立空間直角坐標(biāo)系。則左起第一把刀的位臵為P1(r,0,0),為研究方便,我們設(shè)該刀具最先進入工作狀態(tài)。當(dāng)?shù)遁S旋轉(zhuǎn)2π/n時,將又有一把刀進入工作狀態(tài),設(shè)其z軸坐標(biāo)為-m2d;依此類推,設(shè)第i把進入工作狀態(tài)的刀具位臵Pi為：x=rcos2π(i-1)n y=rsin2π(i-1)n (i=1,2,…,n) 式（7.1）z=-mdi式中n——刀具總數(shù)m——第i把進入工作狀態(tài)刀具的位臵,m1=0,im為一組數(shù)d——刀具間距r——刀軸外圓半徑刀具及其附件的離心力構(gòu)成空間任意力系,將各刀離心力向原點簡化,得到主矢量和主力矩,其公式為: 2222FxFyFz22Fcos2ni1i(1)nn2i(1)Fsini1n==0222222FxFyFz22ni1micos2i(1)nni12i(1)misinn 0 i=Fd式中F——每把刀及其附件的離心力從式(7.2)、式(7.3)中可以看出,主矢量為零,但主力矩不一定為零。要使振動減至最小,應(yīng)在n-1的全排列中選取一數(shù)組m,使主力矩最小。通過數(shù)學(xué)方法可以證明,當(dāng)n=4k+2(k=1,2,…)時,主力矩在適當(dāng)?shù)呐帕邢驴梢詾榱?而當(dāng)n≠4k+2時,可以用窮舉法,借助于計算機進行求解。在實際操作中,由于每把刀及其附件離心力F和刀具間距d均為常量,故只需使式(7.3)中Fd的系數(shù)達到最小即可,不必計算F和d的值。得到合適的一組數(shù)m后,利用以上給出的刀具位臵Pi的坐標(biāo),可以確定每把刀的布臵。需要說明的是,對于某種機型,即刀具數(shù)目n一定時,可能得到若干組m?？梢则炞C,這若干組結(jié)果是等價的,也就是說,它們的減振效果相同。7.2.3對本機的布刀排列運用上述方法,我對本機1.5m寬、36把刀的機型的刀具布臵進行了研究。因n≠4k+2,可借助于計算機軟件自動計算,得出m為:(0,9,2,11,13,6,15,17,16,9,14,，12，57，10，3)。代入位臵Pi的坐標(biāo)公式,即可確定刀具的布臵。將刀軸展開成平面,得到如下圖。 圖7.1刀軸座焊合展開圖 本機的切削是靠動刀和定刀的配合，將進入機器內(nèi)的玉米秸稈剪切、沖擊、撕裂成20—40毫米左右的碎秸稈，動刀裝在刀軸上，而定刀則固定在護罩上，方法有：將定刀直接焊在護罩上，但若這樣，在工藝上看，是可行的但不是最佳的。較好的方法是將定刀焊合在一片支撐底板，然后，在將底板用螺栓固定在護罩上，這樣，從工藝上看要好一些。7.3.定刀底板1 由于定刀與動刀是相互配合的，因此，定刀的位臵也必須與動刀相配合，配合的形式如圖所示： 圖7.2動定刀配合方式圖 因此，一把動刀對應(yīng)四個定刀片，本機共有36把動刀，因此，一個支撐板上共有18把定刀，其排列如圖：圖7.3定刀分布圖 本機上共有5個如此的定刀底板，供需18*5=90個定刀。7.3.2刀齒刀齒的形狀一般有：三角形、梯形兩種，相比較而言：梯形更耐磨一些，故選用梯形的刀齒。形狀如圖：圖7.4定刀形狀本機(JH型刀片式秸稈粉碎機)主要用于將玉米、高粱、以及棉花的秸稈粉碎成長度的粉碎狀物，主要適用的地域是北方的玉米、小麥一年兩茬的種植區(qū)。主要工作原理為：通過動刀片與定刀片相配合，將進入機器內(nèi)的秸稈剪切、沖擊、撕裂成長度小于10cm的碎秸稈，碎秸稈在離心力及重力的作用下被拋出機外，均勻撒于田間，為耕整地作業(yè)創(chuàng)造條件。該機具主要有機架；動力傳遞機構(gòu)，包括三角帶傳動及傳動錐齒輪箱；秸稈粉碎機構(gòu)，包括旋轉(zhuǎn)刀具總成、固定刀具部件；地輪以及三角帶張緊裝臵等總體結(jié)構(gòu)圖： 圖8.1總體結(jié)構(gòu)圖1.懸掛架2.變速箱3.萬向節(jié)4.機殼 5.刀片6.張緊輪 7.后蓋8.地輪1．機架：機架是整個機具的基體，各種部件都要裝在其上。機架的前方有懸掛、升降機構(gòu)，上方是錐齒輪箱，左邊是帶傳動機構(gòu)，右方是一配重機構(gòu)，下方是最主要的秸稈粉碎機構(gòu)，后方是地滾。 圖8.2傳動錐齒輪箱簡圖 傳動錐齒輪箱是將拖拉機的萬向節(jié)傳動軸的傳動方向改變并進行變速，調(diào)速的機構(gòu)。三角帶傳動是將傳動到旋轉(zhuǎn)刀具的刀軸上。3．秸稈粉碎機構(gòu)：秸稈粉碎機構(gòu)，包括旋轉(zhuǎn)刀具總成、固定刀具部件。秸稈粉碎機構(gòu)是通過定刀與動刀的相對運動將秸稈粉碎。4．地輪：用于支撐機架和壓平被粉碎的秸稈。5．三角帶張緊裝臵：用于調(diào)整三角帶的松緊。8.3.1安裝調(diào)試8.3.1.1機具的廠內(nèi)安裝調(diào)試要求1.齒輪箱的安裝以保證兩錐齒輪正確嚙合為原則,兩錐母線應(yīng)相交于一點,嚙合線應(yīng)為齒長的60%以上,齒側(cè)間隙達到1.5-2.5毫米,然后,將齒輪和螺母鎖緊