小型切草機的設計含8張CAD圖帶開題-獨家.zip

小型切草機的設計含8張CAD圖帶開題-獨家.zip,小型,切草機,設計,CAD,開題,獨家 小型切草機的設計 摘要 現(xiàn)代化農業(yè)的技術在進行推廣的時候，主要就是通過農業(yè)機械化來實現(xiàn)的，這就是現(xiàn)代化農業(yè)必然要經過的發(fā)展歷程，對農業(yè)機械化加快發(fā)展，是我們國家推進城鎮(zhèn)化建設，全面建設農村的小康社會的一個重要的手段，對農業(yè)的機械化進一步加大發(fā)展的力度，它也可以對糧食的綜合生產能力進行很好的保護，也能將糧食的綜合生產能力提高上去，這樣一來農民的收入就可以大大增加了?？紤]農民在種草之前，需要對其進行定長切斷，而這個工作量是非常巨大。因此，研究一種小型定長切草機是非常有意義的。 本次設計的主要內容是小型切草機的設計，對種植草進行定長切割，以便保持其再次種植的存活率。本次設計完成了整體結構方案的設計；動力系統(tǒng)的設計與計算；喂料裝置的設計與計算；剪切裝置的設計與計算。 本次設計的小型切草機其構造簡單，適應能力強，在農村尤其是在山區(qū)，值得大范圍的推廣使用。 關鍵詞：小型、切草機、定長、設計、種植 ABSTRACT Modern agriculture technology in the promotion of the time, mainly through agricultural mechanization to achieve, and this is the inevitable development of modern agriculture through the development process, accelerate the development of agricultural mechanization, is our country to promote urbanization, the comprehensive construction of rural well-off society An important means of mechanization of agriculture to further increase the intensity of development, it can also be a comprehensive protection of grain production capacity for good protection, but also to improve the comprehensive production capacity of grain up, so that the income of farmers Can be greatly increased. Consider the farmers in the grass before the need for its fixed length cut off, and this workload is very great. Therefore, it is very meaningful to study a small fixed length lawn mower. The main content of this design is the design of small scissors, planting grass for fixed length cutting, in order to maintain its survival rate of re-planting. This design has completed the design of the overall structure of the program; power system design and calculation; feeding device design and calculation; shear device design and calculation. The design of the small grass weaving a simple structure, adaptability, especially in the mountains in rural areas, worthy of a wide range of promotion and use. Key words：Small, cut grass, fixed length, design, planting 目 錄 摘要 I ABSTRACT II 1 緒論 1 1.1 本課題研究意義及目的 1 1.1.1 本課題研究的意義 1 1.1.2 本課題研究的目的 1 1.2 國內外切草機的研究現(xiàn)狀 2 1.2.1 國內切草機的研究現(xiàn)狀 2 1.2.2 國外切草機的研究現(xiàn)狀 2 1.3 本課題研究的方法及預期目標 2 1.3.1 本課題研究的方法 2 1.3.2 本課題研究的預期目標 3 2 總體方案的設計與確定 4 2.1 設計參數(shù)及要求的確定 4 2.2 主要參數(shù)的計算 4 2.3 總體方案的確定 4 3 喂料裝置的設計與計算 7 3.1 整機配置的選擇與確定 7 3.2 主要參數(shù)的設計與計算 7 3.2.1 主要參數(shù)的計算 7 3.2.2 輸送帶張力的計算 8 3.2.3 輸送帶不打滑條件 8 3.3 電動機選擇 9 3.4 減速器的選擇 10 3.5 輸送帶的選擇與確定 11 3.5.1 類型和層數(shù)的選擇 11 3.5.2 帶寬的選擇 11 3.6 驅動裝置的設計與計算 12 3.7 傳動滾筒的設計與計算 12 3.8 改向滾筒的設計與計算 13 3.9 托輥的設計與計算 13 3.10 拉緊裝置的設計與計算 14 3.11 輸送帶下垂度校核 15 3.12 驅動頭架的設計與計算 16 3.13 拉緊尾架的設計與計算 16 3.14 軸承的選擇、校核、潤滑與密封 16 3.14.1 軸承型號的確定 16 3.14.2 軸承壽命校核 17 3.14.3 軸承潤滑的選擇 17 3.14.4 軸承密封形式的選擇 17 3.15 鍵的選擇及驗算 17 4 剪切裝置及其他零部件的設計與計算 19 4.1 氣缸類型的選擇 19 4.2 氣缸型號的選擇 19 4.3 機架的設計 20 4.4 刀架的設計 21 4.5 刀具的選擇 21 4.6 連接套的設計 21 4.7 壓草裝置的設計、計算與校核 22 4.7.1 壓輥的設計與計算 22 4.7.2 軸承座的設計與計算 22 4.7.3 軸承端蓋的設計與計算 23 4.7.4 軸承的選擇、校核、潤滑與密封 23 結論 25 致謝 26 參考文獻 27 II 1 緒論 1.1 本課題研究意義及目的 1.1.1 本課題研究的意義 對現(xiàn)代化農業(yè)的來說，農業(yè)機械化是發(fā)展的重要基礎，也是看生產力是否先進的標準，這也是將農村的生產率大幅提高的一個重要的手段。在推廣農村的科學技術的時候，農業(yè)機械化是一個重要的載體，也是發(fā)展農業(yè)現(xiàn)代化的一個必須要經過的過程，促進農業(yè)機械化，對于城鎮(zhèn)化的建設，還有在農村全面建設小康社會都是非常重要的，對綜合的糧食生產能力起到了大幅的提高，對農業(yè)機械化的進程也推進了很多，這樣一來農民的收入就大大的提高了。一個，用了農業(yè)機械之后，可以將人工替代掉，這樣農村的勞動力從事的勞動就沒有原來那么繁瑣了，那么他們就可以做別的工作，那么農民的收入也就增加了；另外一個，在進行播種，還有施肥的時候，都可以用機械進行精量的工作，將秸稈還返還到田地里面去，這樣一來農業(yè)的技術就大大提高了，將農業(yè)的生產成本降低了；第三點，在對農機進行維修，售后的時候也需要勞動力，這樣一來農民的就業(yè)機會就大大增加了。所以說，這篇論文研究的內容還是比較有現(xiàn)實的意義的。 經過市場調研發(fā)現(xiàn)。針對一些比較小的養(yǎng)殖場，還有專業(yè)戶，還有個體戶來說，他們需要的切草機是體型要小一點的，現(xiàn)在的切草機合適他們使用的不是很多。并且這些切草機還具有以下缺點： 1、絕大部分的切草機只能單純的對塊狀的植物，或者是莖稈類的直徑進行切割。 2、設備在進行切割的時候刀都是直刀，在進行切割的時候剛度不高，在切割纖維莖稈的時候，效果沒有多好。 3、在將莖稈類物料在喂進到機器里面去的時候，安全性非常不好。 4、切下來的草料存活率較低。 1.1.2 本課題研究的目的 通過本次對小型切草機的設計和研究，其主要目的有： 1、通過對國內切草機的市場調研，發(fā)現(xiàn)其品種較少，功能不全，自動化程度不高。為此，對其進行設計和研究，為切草機的改進和優(yōu)化提供一定的幫助； 2、通過本次設計對大學所學的所有字數(shù)進行全面的總結和鞏固，為后面的學習和動作奠定基礎； 3、通過本次設計掌握一般性機械結構的研究方法和設計思路等。 1.2 國內外切草機的研究現(xiàn)狀 1.2.1 國內切草機的研究現(xiàn)狀 我們國家針對切草機的研究是比較晚的，雖然說是這樣，但是發(fā)展的速度確實很快的。切草機是比較早進行定型，而且推廣的比較多的一種機器，這種機器主要是對草進行切割的，它工作的原理就是切割。切草機的構造是比較簡單的，并且耗費的能耗不高，生產的效率是非常高的等等。切草機將草切成一段一段，方便后期進行種植，不過這種機具也存在一定不足，如生產率低，功耗較大，用于加工多汁和韌性較大與纖維較多的物料時，容易出現(xiàn)阻塞機具等問題。 1.2.2 國外切草機的研究現(xiàn)狀 歐美以及一些畜牧業(yè)比較發(fā)達國家在秸稈加工機械應用方面起步較早，相繼研制生產出許多技術性能優(yōu)良、工藝性和配套性先進的秸稈加工機具和設備。多年來，國外的切草機，自動化程度是非常高的，并且通用性也是很好的，體積很大，主要是對秸稈還有飼草料進行切割的，生產效率提高了很多，并且秸稈還有飼料草切割的質量是非常好的。切草機的功率都是非常大的，并且功能也比較齊全，在這樣的基礎上，發(fā)達國家有研制出來了比較小的切草機，這種機器的工作刀片在進行分布的時候是順著螺旋線進行的，機器在震動的時候幅度是比較小的，在對物料進行加工的時候是非常的均勻的，另外還有一種小型的切草機，機器上用來進行粉碎的轉子是鉸鏈錘片，一共有六個，這個粉碎的部分就跟一般的切草機是一樣的，結構也不復雜，但是生產效率高到每小時兩噸。美國萬國公司于上世紀60年代初首次在聯(lián)合收割機上采用切草機對草料進行切割，其后研制了與90KW拖拉機配套的60型切草機。在歐洲，他們對于小型切草機的生產還是非常重視的。這種小型切草機的特征是體積不大，質量比較小，并且損耗的動能也不多。 1.3 本課題研究的方法及預期目標 1.3.1 本課題研究的方法 本次設計的主要內容是小型切草機的設計，研究的思路和方法為通過資料的查閱了解和掌握切草機的工作原理、特點、分類及研究現(xiàn)狀等內容；依據(jù)掌握的資料對小型切草機進行總體方案的選擇、比較、論證與確定；通過得到的總體方案，對其涉及到的主要零部件進行設計和計算。對總體結構及主要零部件進行裝配圖和零部件圖的繪制。采用總結法對本次設計進行全面的總結。 1.3.2 本課題研究的預期目標 通過本次對小型切草機的設計和研究，預測達到下面的效果： 1、滿足國內草苗種植的實際需要； 2、有足夠的工作強度和安全性能； 3、適應性較強。本次設計的機器要滿足結構簡單、操作維修均比較簡便； 4、通過本次設計掌握一般機械機構設計的方法和計算步驟。 IV 2 總體方案的設計與確定 2.1 設計參數(shù)及要求的確定 1、技術參數(shù)的確定 生產效率≧每小時360kg 2、設計要求的確定 將有一定濕度的青草，包括根的整草，定長切后草長30mm。因為大概在30mm處有一個節(jié)，只要有這個節(jié)，它就可以生根。完成剪切裝置和喂料機構比例換算，滿足剛好每進30mm切一次。 2.2 主要參數(shù)的計算 1、每小時加工效率的確定 通過資料的查閱，能夠知道一捆青草約重10kg，本課題需要的生產效率最少達每小時360kg；也就是說每小時需要完成36捆青草的加工。 2、每小時喂料次數(shù)的確定 設一捆青草分4次喂料。則每小時喂料次數(shù)=1X4X36=144次（即0.42分鐘/次）。 3、喂料裝置速度的確定 通過資料及對青草長度的測量，取青草的長度為300mm，則每小時共需要喂料的總長度為300X144=43200mm。這樣就得到了喂料速度 4、剪切裝置切斷頻率的確定 通過上面對喂料速度的確定，能夠知道1秒喂料裝置將向前輸送12mm，在2.5秒時喂料裝置將正好輸送30mm（本次設計需要的切斷定長）。 即剪切裝置切斷頻率為。 2.3 總體方案的確定 通過對任務書的解讀，確定本次設計的小型切草機，其主要組成部分包括2部分：喂料裝置和剪切裝置。 1、喂料裝置方案的確定 在農業(yè)機械化生產的時候，將輸送機應用在流水線上面，主要用于零件、物料的輸送，因為本次運輸?shù)臐癫荻际潜容^輕，而且比較小的，所以設計的運輸機都要低一點?？聪旅娴膱D2.1就是在日常里面經常使用的運輸機。 圖2.1 皮帶輸送機外形圖 這種帶式的喂料裝置是由傳動滾筒，改向滾筒，輸送帶，還有托輥等等。這些部分組成，在圖紙2.2里面展示的就是喂料裝置的原理圖紙。撓性的輸送帶2圍繞在上面的托輥上面，也圍繞在下面的托輥，接下來因為傳動滾筒帶來的動力，拉緊的這個部分6，它的作用是用來對輸送帶的拉盡力進行調整的，這樣的話輸送帶的能力就可以很好的保證了。滾筒上面的包角有多大，對這個傳動滾筒的驅動輸送帶的功率又很大的影響，一般來說，包角比較大的話，那么傳動的能力就越大。改向滾筒的作用就是來改變傳動包角的大小的。輸送機上面，不管哪一個滾軸的軸承都用的是滾動軸承，這樣可以降低在運行時候產生的摩擦力還有消耗的功率。 圖2.2 喂料裝置原理圖 1、改向滾筒；2、輸送帶；3、上托輥；4、傳動滾筒；5、下托輥；6、拉緊裝置 2、剪切裝置方案的確定 在本次設計的剪切裝置中，采用氣缸作為執(zhí)行機構，利用計時器和編碼器控制液壓缸，以保證液壓缸切斷刀的切斷頻率為2.5秒/次。具體結構見圖2.3剪切裝置原理圖。氣缸1在機架2的支撐下，帶動切斷刀3進行上下移動，完成濕草的切斷。 圖2.3 剪切裝置原理圖 1、氣缸； 2、機架； 3、切斷刀 氣壓傳動在工作的時候，它的原理就是通過空氣壓縮機，將這個電動機的機械能轉變成為空氣的壓力能量，之后加上控制零部件還有輔助零部件的控制還有配合，將空氣的壓力能在轉變成為機械能，這樣就可以將直線動作轉變成為回轉的動作，而且還對外進行做功。 本次剪切裝置采用的氣壓傳動，其優(yōu)點如下： 1、它的工作介質是空氣，非常的簡單而且便利，之后用好了再將空氣排出去，對環(huán)境沒有任何的影響。 2、因為空氣在進行流動的時候損耗是沒有多大的，對空氣進行壓縮的時候，可以集中進行供氣，并且輸送的距離還非常遠。 3、那氣壓傳動也液壓傳動進行比較，它的動作更加的快，并且靈敏度還比較高，后期在進行維護的時候沒有那么復雜，管路也不會出現(xiàn)堵塞的情況，還不會有介質的變質情況出現(xiàn)，對于更換介質，還有補充介質的很多問題都不存在的。 4、氣動傳動在對環(huán)境進行適應的時候適應性是非常好的，安全性很好，可靠性很高，可以在危險的地方進行工作。 5、啟動裝置的結構不復雜，而且非常的輕，不管是裝，還有維護的時候都是比較簡單的。壓力的等級沒有多高，所以說用起來是很簡單的。 6、空氣是可以進行壓縮的，氣動的系統(tǒng)可以在出現(xiàn)過載的時候，進行自我保護。 3 喂料裝置的設計與計算 3.1 整機配置的選擇與確定 按照輸送帶的大小，傳動滾筒個數(shù)，拉緊這個部分的結構還有卸料的方法不一樣，帶式輸送機的內部結構還有形式有很多種。如圖3.1列出了幾種整機典型配置圖。 圖3.1 帶式輸送機的典型配置 根據(jù)本課題的設計特點，已經權衡要求，選擇單滾筒傳動的第一種配置方式。 3.2 主要參數(shù)的設計與計算 3.2.1 主要參數(shù)的計算 通過上面對參數(shù)的計算：帶速，帶寬取，一捆濕草的重量。 在一般帶式輸送機傳動滾筒上所需要的圓周力可用空載運行阻力、物料水平輸送的附加阻力、物料輸送的提升阻力之和以及特種阻力之和等四種阻力的和表示。由于該輸送機用于水平輸送濕草。 故圓周驅動力： 傳動滾筒上的軸功率主要在使用的圓周驅動力還有輸送帶的速度 式中—圓周驅動力，；—帶速，。 計算公式推導和簡化，得： 式中—輸送機長度，； —輸送帶寬，； —帶速，； —輸送機小時生產能力，。 已知，，，解得。再由上式解得。 3.2.2 輸送帶張力的計算 輸送帶的張力不是恒定不變的，在這個整個帶子上面是有變化的，對張力有影響的東西是非常多的，要想讓機器可以正常的進行工作，輸送帶的張力要滿足下面的兩個方面的需求才可以： 1、在任何有承載的時候，輸送帶上面受到的張力可以讓傳動滾筒上面的圓周力可以通過摩擦力再輸送到輸送帶上面來，在這個時候還要保證輸送帶和滾筒之間不能出現(xiàn)打滑的情況； 2、在輸送帶上面的張力要大，這樣才能夠保證這兩組之間的垂度要比規(guī)定的數(shù)值小。 3.2.3 輸送帶不打滑條件 圓周驅動力經過摩擦傳送到輸送帶上面去，詳細的看下面的圖紙3.2。 圖3.2 作用于輸送帶的張力 為了能夠保證在進行輸送的時候不出現(xiàn)打滑的情況，要確保帶子上面的張力滿足下面的公式： —輸送機滿載啟動或制動時出現(xiàn)的最大圓周驅動力，開啟的時候，啟動系數(shù)1.3～1.7； —代表的是傳動滾筒跟輸送帶之間的摩擦系數(shù)； —代表的是在傳動滾筒的上面，所有的輸送帶的圍包角。 它的數(shù)值按照幾何的條件來進行確定，正常來說單滾筒驅動取3.3-3.7，折合=～，在這里??； —歐拉系數(shù)。 根據(jù)本設計的工況要求，查表取歐拉系數(shù)，解得。 3.3 電動機選擇 1、選擇電動機的類型 電動機是選擇最多的驅動機構，而且現(xiàn)在電動機的研制都已經標準化而且系列很多。在實際的工作中要根據(jù)不同的情況，來選擇適用于不同環(huán)境的電動機的類型，包括電動機的具體數(shù)據(jù)，款式，功率等等，然后，再來確定它的型號。 電動機有兩種，一種是直流的，一種是交流的，一般情況下，交流電只是在工業(yè)領域里面使用。在交流的狀況下電動機還有兩種，一種是異步的電動機，還有一種是同步的電動機。對異步電動機進行分類，有籠型電動機，還有繞線型的電動機，電動機的種類非常多，用的最多的就是籠型異步電動機。 結合論文中的電動機工作環(huán)境，工作位兩班倒，負荷中等，沖擊力也相對中等，工作環(huán)境比較整潔，使用的電源是三相電。確定使用的電動機的電壓是三百八十伏的，是Y系列的，是三相電的籠型異步電動機。 查閱有關資料，確定電動機的型號是YZ型。 2、選擇電動機的容量 電動機所需工作功率為 式中：F—輸送帶的牽引力，N；—輸送帶的速度，m/s； —電動機至輸送帶的傳動總功率； 傳動總功率： —軸承的傳動效率，取0.98； —蝸桿傳動的傳動效率，取0.7； —，取0.99； —滾筒的傳動效率，此處為0.96。 所以 3、確定電動機的轉速 滾筒軸工作轉速為 D—傳動滾筒直徑，取190mm； —輸送帶帶速，此處為12mm/s。 可得。 因為一級蝸桿減速器的傳動比i=10～40，則電動機轉速的可選范圍為： 按照容量和轉速的要求，選擇使用的電動機的型號是YZ112M-6。 選用的電動機的技術參數(shù)如表3.1。 表3.1 電動機的技術參數(shù) 型號 額定功率 （KW） 定子電流 （A） 轉速 （r/min） 最大 轉矩 堵轉 轉矩 效率 （%） 功率 因數(shù) YZ112M-6 1.5 4.25 920 2.0 2.0 69.5 0.765 3.4 減速器的選擇 按照帶速，傳動滾筒直徑和電動機轉速，經過推算能夠得到減速器的傳動比： 查詢相關資料以后知道，蝸桿減速器的結構不復雜，內部結構緊湊，工作的效率不高，可以用在載荷比較小的機器上面，需要進行間歇工作的地方。所以這個系統(tǒng)里面使用蝸桿減速器的型號是CW型圓弧圓柱，這種減速器主要是用在冶金行業(yè)，礦山行業(yè)等等這些機械設備上面。 由下式可初步計算減速器的功率 —減速器計算輸入機械功率，單位是Kw； —減速器計算輸入熱功率； —減速器實際輸入功率； —工作載荷系數(shù)，取1.25； —啟動頻率系數(shù)，取1.1； —小時負荷系數(shù)，取0.7； —環(huán)境溫度系數(shù)，取1.14。 所以， 由于大于，故按進行選擇。 選擇的減速器的技術參數(shù)如下表3.2。 表3.2 減速器的技術參數(shù) 型號 高速軸輸入轉矩 額定輸入功率 傳動比 中心距 CW125-25-Ⅱ 2000r/min 5.6 KW 25 125mm 3.5 輸送帶的選擇與確定 3.5.1 類型和層數(shù)的選擇 在這篇爐溫里面，輸送帶的夾心材質用的就是棉帆布帶，這個棉帆布帶是四層的。 3.5.2 帶寬的選擇 用來運輸成件的物料的輸送帶，根據(jù)需要運輸?shù)奈锲返淖畲蟮捏w積的對角線的長度，然后再加上大概200mm的多余的量，這樣就是這個運輸帶的寬度了，詳細的看下面圖3.3所展示的，然后再加上需要運輸?shù)奈锛陌b沒有多大，所以設定帶的寬是500mm。這個時候需要包裝箱子的對角線的長度是不能比400mm還要大的，這是因為的包裝箱在傳送帶上的時候，傳送帶受到的重量是比僅僅傳送物料的重要要大很多，這樣來看，用的傳送帶還是有包裝箱的，這些傳送帶的數(shù)據(jù)和它都是相同的。 圖3.3 輸送帶寬 3.6 驅動裝置的設計與計算 依據(jù)相關的設計資料，驅動裝置見表3.3。 表3.3 驅動裝置 驅動裝置型式 功率范圍/ 備注 Y系列電機—聯(lián)軸器—減速器 1.1～37 功率時 電壓為 功率時電壓 為 Y系列電機—液力耦合器—減速器 45～315 電機滾筒傳動 2.2～55 其他驅動型式 355 用戶自行設計 由于本輸送機應用于小功率場合，故選擇Y系列電機—聯(lián)軸器—減速器。 在進行傳送動力的時候，電動機轉動的速度是很大的，在工作的時候有震動而且開啟是非常頻繁的，因為在連接電動機還有減速器的地方使用的是彈性聯(lián)軸器。在減速器還有滾筒連接的地方轉動的速度是很慢的，但是要承受一定的重量，而且這兩個軸不是在一個基礎上面，有一定的偏差，所以使用滑塊聯(lián)軸器。 3.7 傳動滾筒的設計與計算 傳動滾筒是傳遞動力的主要部件。正常使用的帶式的運輸機里面的傳動滾筒按照受到的力量來進行分類有輕型的，中型的還有重型的。 滾筒直徑一樣，并且還配裝了好幾種不同類型的軸承，還有軸承座中心距。 原來使用的滾筒的表面都是膠面的，膠面上的形狀也有三種，一種是左向的人字形，一種是右向的人字形，還有一種是菱形。在使用的時候要用光面的傳送滾筒的時候，是要進行訂貨的。 傳動滾筒的直徑與長度符合的規(guī)定。見表3.4。 表3.4 傳動滾筒參數(shù)mm 帶寬B 滾筒直徑 500 630 800 2000 1250 1400 光 膠 光 膠 光 膠 光 膠 光 膠 光 膠 500 √ 650 √ √ 800 √ √ √ √ √ √ 2000 √ √ √ √ √ 1200 √ √ √ √ √ 1400 √ √ √ √ √ 按照論文里面的實際需要，選擇使用的傳動滾筒是輕型的，膠面的，直徑是500mm的，在這里給它用的潤滑方式是壓注油嘴潤滑這個滾筒的軸承座使用的是壓注油嘴潤滑。 3.8 改向滾筒的設計與計算 改向滾筒根據(jù)承受能力的不一樣來進行分類，有重型的，中型的，還有輕型的這幾種。改向滾筒的直徑一般比傳動滾筒的直徑小一級。 改向滾筒根據(jù)表面的不一樣進行分類，有光面的，還有膠棉的。因為該向的滾動跟傳統(tǒng)的滾筒相比較，承受的能力沒有那么大，所以正常都是用光面的。 滾筒軸承座進行潤滑的方法跟傳統(tǒng)的滾筒是一樣的。 故綜之，選擇輕型、表面為光面、直徑為190mm的改向滾筒，滾筒軸承座采用壓注油嘴潤滑。 3.9 托輥的設計與計算 托輥主要是用來支撐住輸送帶還有這個帶子上面的物品的，用來確保輸送帶轉動的穩(wěn)定，這個托輥是整個裝置里面非常重要的零部件，這種托輥在整個裝置里面用的是很多的，而且形式也有很多種，價格還是很高的。 托輥的使用是不是合理，會影響到整個機器能不能正常的使用，維修起來是不是方便，更加會影響到機器的使用年限。托輥可分為：承載托輥、回程托輥。 其中承載托輥分為：槽形托輥、緩沖托輥等?；爻掏休亖磉M行分類，有下面幾種，平行下托輥，螺旋托輥，還有V型托輥等等。 托輥輥子的直徑跟輸送機的帶子的寬度，帶子的速度，還有能夠承受的重量都有關系，但是跟輸送機整個帶子的長度還有傾斜的角度是沒有關系的。 托輥的直徑大小跟帶子的寬度之間的關系要符合相關規(guī)定，托輥的直徑大小跟托輥的長也要符合相關的規(guī)定才可以。 在帶子的速度已經確定下來的時候，托輥的滾子在進行轉動的時候速度要盡可能的慢一點，在使用時間一樣的時候，轉動的速度很快，那么機器的使用時間就沒有多長，轉動的速度要是不快，那么機器的使用時間就長一點。不過呢，棍子的直徑要小一點，假如說直徑過分的大了，整個輸送機在進行工作的時候配合就不大好，在一開始進行投資的資金就會很高。正常規(guī)定好：輥子在進行轉動的時候速度一定不能大于每分鐘六百轉。 已經知道輸送帶的寬度是B=500mm，而且?guī)ё愚D動的速度v=12mm/s，結合上面所分析的，加上表格，最后設定托輥的直徑長度是62mm。因輸送帶承載的載荷并不大，所以分別選擇平行上托輥和平行下托輥為承載托輥和回程托輥。 使用輸送帶運輸?shù)奈锲返闹亓勘?0Kg還要大的時候，那么托輥相互之間的距離不能比物品長度的一半還要長；運輸?shù)奈锲繁?0Kg還要小的時候，可以設定托輥之間的距離是1327mm。初定喂料裝置上放置的濕草其重力為20kg，故選擇承載托輥間距為94mm。 3.10 拉緊裝置的設計與計算 輸送帶一開始的拉緊力是通過拉緊裝置輸出來的，在進行工作的時候可以讓整個輸送帶一直保持拉緊力不變，這樣可以保證驅動滾筒打滑，可以讓輸送帶在托輥的中間的撓度確保在一定的數(shù)值以內。拉緊裝置在整個帶式輸送機上來說是不能夠少的一個部分，這個拉緊裝置好不好會直接影響到整個帶式的輸送機的性能的好壞。 簡單的拉緊裝置的類型有：重力拉緊裝置，螺旋拉緊裝置、固定絞車拉緊裝置等。各種拉緊裝置的特點如下： 1、0 S+ {/ d3 a( P' x??A% X8 @重力拉緊裝置 這種結構來說是最最簡單的，并且用的也是最多的一種類型。它工作的原理是通過重錘進行自動拉緊，因為是通過重錘自身的重量實現(xiàn)的拉近，那么它可以確保不管什么情況，拉緊力的大小都不會出現(xiàn)改變的，還能對膠帶的伸長進行自動的補償。這種類型的拉緊裝置，最大的特點就是拉緊力的變化不會有任何的改變，改變的只是拉緊的位移，一般都是在距離比較遠的，固定式的運輸機上面用，長度要比500m還長的輸送機，拉緊的行程是很大的，可以把拉緊滾筒的小車安裝在輸送機的下面，這樣就確保重錘自動實現(xiàn)拉緊。 2、螺旋拉緊裝置 該結構相對來說也不復雜，但是拉緊的行程沒有多大，可以用在距離比較短的輸送機上面，這個拉緊裝置的拉緊力在調節(jié)的時候都是通過絲桿進行手動的調節(jié)的，可以用在最長80m的短輸送機的上面。一些重量比較輕的，運輸?shù)牧勘容^小的輸送機上面，可以酌情進行延長。按照輸送帶的張力，選擇動力是液壓缸。 （3）" ?* x3 ?) C8 B6 z' K5 Z固定絞車拉緊裝置 通過小型的絞車來進行拉緊的，一般絞車的減速器是渦輪蝸桿，通過這個減速器使得鋼繩繞在卷筒上面，這樣膠帶就被拉緊了。這種類型的拉緊裝置好處就是體積不大，但是產生的拉力是很大的，可用于500m 以上中等長度以上的輸送機。唯一不大滿意的地方就是，要想有固定的拉緊力出現(xiàn)，事先就需要將需要的拉緊力調整好才行，有了拉緊力之后，他們是不能自行調整的，如果絞車有障礙出現(xiàn)了，或者是控制系統(tǒng)有障礙出現(xiàn)了，那么膠帶機的拉緊力就沒有了，或者是拉緊力就一直這樣不會改變了，安全性不好，可靠性也不好。 選擇行程為500mm，最大拉緊力為9kN的螺旋拉緊裝置。 3.11 輸送帶下垂度校核 為了能夠控制輸送帶在兩個托輥之間的下垂的角度，在輸送帶上面任意一個作用點的最小的張力，驗算的公式如下。 承載分支 回程分支 式中 —允許最大夏垂度，一般，此處取0.01； —承載上托輥間距（最小張力處），已經確定值為94mm； —回程下托輥間距（最小張力處）已經確定值為94mm； —重力加速度； —每米長度輸送帶質量，。此處選； —每米長度輸送產品質量，，按下式計算： 得。 解得： ， 表3.5 初始計算張力時使用的輸送帶質量 輸送機長度 帶寬 輸送帶質量 輸送帶厚度 <50 (棉帆布帶) 500 6.8 13.5 650 8.8 800 10.9 2000 13.6 1200 16.3 1400 19 3.12 驅動頭架的設計與計算 一般滾筒，減速器，還有電動機在進行支撐的時候都是通過驅動偷家來實現(xiàn)的。這整個裝置在進行支撐的時候，選擇性能比較好的槽鋼來進行，對角鋼進行再次的固定，電動機固定，減速器固定，傳動滾筒機座固定的時候都是用角鋼來進行的。在連接鋼板的時候用焊接技術來進行，在連接的槽鋼的時候也使用焊接，它們的焊縫基本上都是接連不斷的角焊，焊接的物品都是在搭接處對三面進行焊接。按照這個中心線的高，固定電動機還有減速器的架子高度都是在97mm，傳動滾筒架高614mm，詳細的結構圖紙都在圖紙里面畫出來了。 3.13 拉緊尾架的設計與計算 拉緊尾架通常都是對傳動滾筒來進行支撐的，要裝螺旋拉緊裝置。因為確定的拉緊行程是500mm，另外還要將在傳動滾筒上的兩個滾筒座之間的距離350mm都加上去，確定拉緊尾架的長是1300mm，確定它的寬為380mm。詳細的數(shù)據(jù)還有結構都在圖紙里面畫出來了。 3.14 軸承的選擇、校核、潤滑與密封 3.14.1 軸承型號的確定 軸承是標準件，生產廠家是專業(yè)的生產廠家。滾動軸承的種類，大小還有公差等級都有相應的國家的標準，我們在機械設計的時候，只要根據(jù)我們實際的需要，就可以選擇符合條件的軸承，然后在對軸承進行選擇。本次設計軸的直徑知道，所以我們就可以將軸承的型號確定下來，確定為RNU202圓柱滾子軸承。選用的這個軸承他在直徑方向上能夠承受374牛頓的力，他的壽安能夠達到29.2千小時，并且在工作的時候他的溫度不能超過100攝氏度。 3.14.2 軸承壽命校核 由相關設計手冊及設計資料，徑向基本額定載荷 RNU202軸承基本額定動載荷=12.8kN，=1， =1.2，=3，將以上有關數(shù)據(jù)代入上式，可求得P=901.4N。 因此能夠曉得軸承安裝的這個地方需要承受直徑方向的最大的力是901.4牛頓，本選擇的電動機通過減速器傳動其輸出端為374牛頓。因此選擇的軸承是合理。 3.14.3 軸承潤滑的選擇 在進行工作的時候既有滾動又有滑動，所以這樣以后就摩擦和磨損都少了很多，這樣就可以很好的降低了燒傷還有銹蝕的可能性，所以我們一定要進行潤滑。我們經常用的潤滑劑有油還有脂狀的還有固體狀的。油比脂要好，可以在高溫的情況下使用，在脂不能滿足的情況下我們都是使用油。但是脂比油好在密封性好而且不容易流失，加一次可以用好久，所以脂用的也是比較多的。我們論文里面需要的軸承轉動的速度要低一點而且要能夠承受一定的重量，并且在工作的時候是不間斷的，所以我們在對它進行潤滑的時候，還是潤滑脂更好一點。 3.14.4 軸承密封形式的選擇 1、軸承的預緊 預緊的意思就是我們把軸承撞到座和軸的上面以后，我們通過一定的方式讓里面滾動的物體和里面還有外面的全之間保持壓緊的狀態(tài)。 我們對軸承進行預緊的目的：在支撐的時候剛性更好，震動和噪音能夠有效的降低，也要防止?jié)L動體因為慣性在圈內和圈外進行滑動。 2、軸承的安裝和拆卸 在我們的軸承沒有進行破開的時候我們必須要按照軸的方向進行安裝還有拆卸，我們應該最先選擇使用里面的圈還有外面的圈來把軸承分開。在我們的軸承在長一點的軸上面安裝的時候，為了能夠方便我們進行安裝，我們選擇圈里面的孔是1：12的。 3.15 鍵的選擇及驗算 在選擇哪一個鍵的時候要考慮兩個方面，一個是鍵的類型，還有一個是鍵的大小。確定鍵的類型的時候要注意鍵的結構，還有在用的時候有什么注意點，還有工作的環(huán)境是什么；鍵的大小要嚴格按照標準還有強度來選擇。一般輪轂的長度可取為L＇≈（1.5～2）d,這里d為軸的直徑.選擇的這個鍵的長度也要達到相關的規(guī)定。一般的平鍵的相關數(shù)據(jù)在下面表格里面： 表3.6 普通平鍵的主要尺寸 軸的直徑d 軸的直徑d > 軸的直徑d 鍵的長度系列L 6，8，10，12，14，16，18 ，20，22，25，28，32，36，40，45，50，56，63，70，80，90，100，110，125，140，180，200，220，… 1、電機和減速器連接 鍵選擇C型平鍵，由d1 =48mm,查表b1=14mm,h1=9mm,L1=70mm 鍵聯(lián)接的強度計算：根據(jù)平鍵聯(lián)接的擠壓強度條件 由機械設計表7.1查得=120MPa 所以平鍵聯(lián)接的強度足夠。 2、減速器和滾輪連接 確定的型號應該是C型的，已經知道d2 =70mm,查閱相關表格以后可以知道 鍵聯(lián)接的強度計算：根據(jù)平鍵聯(lián)接的擠壓強度條件 由機械設計表7.1查得=120MPa 所以平鍵聯(lián)接的強度足夠。 27 4 剪切裝置及其他零部件的設計與計算 本次設計的剪切裝置采用氣缸，氣動技術，它的工作介質就是空氣，將空氣轉變?yōu)槟芰窟M行傳遞。氣壓傳動的好處是可以防火，防爆，效率高，并且沒有污染等等。具有： 1、它是以空氣為工作介質的，不需要考慮來源，因為到處都是，用好了之后排到空氣里面，對環(huán)境沒有任何的污染，沒有必要設置回收裝置。 2、空氣的粘度沒有多大，那么在流動的時候，損耗的壓力也沒有多少，非常的節(jié)約能耗，可以用在集中供氣，還有距離比較遠的輸送上。 3、動作迅速，反應快，調節(jié)方便，維護簡單，系統(tǒng)有故障時，容易排除。 4.1 氣缸類型的選擇 在確定氣缸的種類的時候，要對工作要求，還有工作條件多加注意。 1、要求氣缸到達行程終端無沖擊現(xiàn)象和撞擊噪聲應選擇緩沖氣缸； 2、要求重量輕，應選輕型缸；要求安裝空間窄且行程短，可選薄型缸；有橫向負載，可選帶導桿氣缸； 3、在進行制動的時候對于精度的要求很高，應該使用鎖緊氣缸。不能讓活塞桿進行旋轉，選擇的氣缸是有桿不回轉的功能；在溫度很高的狀況下，使用的是耐熱缸；在腐蝕性的環(huán)境下，使用的氣缸是耐腐蝕性的；在灰塵很多的惡劣環(huán)境下，這個氣缸要在活塞桿的伸出一頭裝一個防塵罩。 4、要求無污染時需要選用無給油或無油潤滑氣缸等。 但是在進行剪切的這個動作的時候，它實現(xiàn)這個目標是通過沖擊力來進行的，所以說使用得氣缸是沖擊類的。 4.2 氣缸型號的選擇 1、氣缸作用力的大?。? 活塞桿上的推力是多少，拉力是多少，是要按照工作時候需要多大的力來確定的。所以在確定氣缸的時候，應該讓這個氣缸的輸出力還有一點余量。假如說氣缸的直徑選擇的小了，并且輸出的時候力量滿足不了要求，那么氣缸就沒有辦法正常的進行工作了；如果說氣缸的直徑選擇的太大的話，機器就會非常龐大，并且造價還比較高，而且耗氣量還變大了，對能源的浪費更多。在進行設計的時候，一定要使用增力裝置，這樣可以將氣缸的體積變的小一點。 預選氣缸直徑 F：為剪切面面積 ：為抗剪切強度 （1）確定氣缸的軸向負載力F=100N （2）查表得氣缸的負載率 （2）確定氣缸的使用壓力P 但作用氣缸一般在0.15~0.25MPa，取P=0.2 MPa 預設桿徑和缸徑之比為d/D=0.5 ，，解得D=100mm 查資料選取濟南華能氣動元器件公司生產的QGCH系列沖擊氣缸，這種系列的氣缸結構是不復雜的，并且耗氣量沒有多少，這樣就能出現(xiàn)一種沖擊力非常大的氣缸。 選用參數(shù)如下： 缸徑（mm）： 100 沖程（mm）：200 沖擊系數(shù)（K）：0.51 沖擊功（J）：143 沖擊頻率（次/分）：24 最高使用壓力（MPa）：1 環(huán)境溫度（）：5~80 4.3 機架的設計 切斷部分的機架組成部分是左邊的立柱，右邊的立柱，工作臺面，還有連接橫梁這幾個部分。在連接這些部分的時候，一般有三種方式，分別是整體焊接，組合和組合的焊接。機架如果是整體進行焊接的，那么剛性是最好的，因為體積非常的大，后期要進行退火，還有機械的加工的時候，是有一定難度的。有的生產廠家先加工連接梁還有焊接之后退火的工作臺進行生產，之后用比較少的焊縫對左邊和右邊的立柱進行焊接。這樣一來不僅可以確保機架的剛度滿足要求，還能將焊接時候形狀的改變，還有焊接時候產生的內應力減少很多。組合機架的剛性就沒有那么好了，但是在生產的時候比較容易?，F(xiàn)在的組合機架，在進行生產的時候用榫頭還有螺栓來進行連接，組合-焊接型的機架跟組合機架比，剛度要好很多。 4.4 刀架的設計 在剪切裝置上，刀架是非常重要的部分，需要剪切的濕草在進行剪切的時候精度，還有切口這個地方的質量，跟刀架還有機架上的導軌的結構有很大的關系，所以對于刀架的強度還有剛度要尤其關注一些。 現(xiàn)在用的比較多的刀架的結構有：整體焊接直線類型的，組合-焊接型的，還有整體焊接搖擺型的。 整體焊接結構的擺動刀架基本上都是用在液壓氣壓機械傳動上，作為切斷部分。按照活塞還有刀架怎么進行連接的方式來進行分類： 1、側面柱塞油缸的刀架； 2、活塞和油缸兩端鉸接式的刀架； 3、帶有柱塞的刀架。 這三種類型的刀架，對它們的斷面進行考慮的時候，要注意抗彎還有抗扭，通過比較本次設計的刀架選擇第一種類型側面柱塞油缸的刀架。 4.5 刀具的選擇 一般來說我們國家生產的剪切裝置的刀片，使用的原材料是6CrW2Si，（熱處理后硬度為RC58-60)。T7A,9CrSi，Cr12P1，Cr12Mo和Cr6VP這些材料也可以用來生產刀片。在國外，他們還使用了硬質合金B(yǎng)K15或BK20鑲在剪刀片上。 本次刀片將選擇T7A作為其材料。刀片最上面的面要比工作臺面稍微低一點，這個誤差一般在-0.20毫米。具體結構見零件圖。 4.6 連接套的設計 連接套用于連接氣缸與刀具，這樣的話，不管是氣缸的同心度，還是道具的同心度，都是有所要求的。同時對精度也有較高的要求。具體精度要求見零件圖。 4.7 壓草裝置的設計、計算與校核 4.7.1 壓輥的設計與計算 1、壓輥作用的確定 本次設計的壓輥，其主要作用是將送至剪切裝置的草，進行壓制。但其作用還不能太大，因為剪切后的草是需要對其進行種植的。 2、壓輥材料的確定 本次設計的壓輥其作用上面已經對其進行了講述，通過資料的查閱，其材料確定為工程塑料。 3、壓輥結構的設計 本次設計的壓輥其具體結構見下圖4.1 圖4.1 壓輥零件圖 4、壓輥的校核 本次設計的壓輥只是對草進行簡單的壓制，其受力幾乎可以忽略不計。因此，壓輥的強度和剛度均滿足要求。 4.7.2 軸承座的設計與計算 1、軸承座作用的確定 本次設計的軸承座，其主要作用是支承壓輥和軸承。 2、軸承座材料的確定 本次設計的壓輥其作用上面已經對其進行了講述，通過資料的查閱，其材料確定為HT200。 3、軸承座結構的設計 本次設計的軸承座，其具體結構見下圖4.2 圖4.2 軸承座零件圖 4.7.3 軸承端蓋的設計與計算 1、軸承端蓋作用的確定 本次設計的軸承端蓋，其主要作用是為軸承提供密封的環(huán)境。 2、軸承端蓋材料的確定 本次設計的壓輥其作用上面已經對其進行了講述，通過資料的查閱，其材料確定為HT200。 3、軸承端蓋結構的設計 本次設計的軸承端蓋，其具體結構見下圖4.3 圖4.3 軸承端蓋零件圖 4.7.4 軸承的選擇、校核、潤滑與密封 1、軸承的選擇 通過軸承設計手冊的查閱，確定軸承的型號為6204深溝球軸承。 2、軸承壽命校核 本次選擇的軸承其型號為6204深溝球軸承。其徑向基本額定載荷 =10.6kN，=1， =1.2，=3，將以上有關數(shù)據(jù)代入上式，可求得P=625N。 考慮到本裝置只是對草進行簡單的壓制，受力幾乎可以忽略不計。因此選擇的軸承是合理。 3、軸承潤滑的選擇 本次選擇的軸承其潤滑方式選擇為脂潤滑。 4、軸承密封形式的選擇 本次選擇的軸承其密封方式選擇為密封圈對其進行密封。 結論 本次設計我完成了小型切草機的設計，其主要包括2部分：喂料裝置和剪切裝置。對喂料裝置的設計完成了滾筒設計、電動機選擇等。對剪切裝置的設計完成了氣缸的選擇，機架的設計、刀架和刀具的選擇等等。 當然，這個設計肯定有不足的地方，畢竟是進行的理論上的設計，能否在實際的生產活動中得到運用，還是個未知數(shù)。除了考慮可行性以外，我們還要考慮這個制造的成本，為了能夠實現(xiàn)這個目標，我知道自己還要不斷的努力。 致謝 畢業(yè)設計完成之際，我要特別感謝我的指導老師。他人真的很好，在對待學術這方面非常的嚴謹，也非常的細心。平時，他跟我們就像是朋友一樣，但是關系到學習的東西，他一定是對我們高標準，嚴要求的。在寫論文的時候，他對我也是非常嚴格的，不管是選題，定題，到后來的改論文，潤色，知道老師一直非常認真的給我進行指導，協(xié)助我將思路開闊下來，并且還對我進行點撥和幫助。正是以為知道老師對我的這些幫助，我的論文才能在這么快完成，謝謝。在此祝愿全天下所有老師身體健康，全家幸福！ 參考文獻 [1]毛謙德，李振清主編，袖珍機械設計師手冊.第二版.北京：機械工業(yè)出版社，2000 [2]王三民，諸文俊.機械原理與設計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2000.12 [3]徐灝.機械設計手冊[M](第5卷).北京:機械工業(yè)出版社,1992.1 [4]丁德全.金屬工藝學[M].北京:機械工業(yè)出版社,2000.5 [5]陳立德.機械設計基礎課程設計指導書[M].北京:高等教育出版社,2000 [6]姜繼海,宋錦春,高常識.液壓與氣壓傳動[M].北京:高等教育出版社,2002.1 [7]溫松明.互換性與測量技術基礎[M].長沙:湖南大學出版社,2003.6 [8]范思沖.畫法幾何及機械制圖[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999.6 [9]謝鐵邦 李柱 席宏卓.互換性與技術測量[M].武漢：華中科技大學出版社，1998.9 [10] 李興中 陳啟松 朱福元.液壓設備管理維護手冊[M].上海：上?？茖W技術出版社，1996.12 [11]吳宗澤.機械設計師手冊下冊[S].北京：機械工業(yè)出版社.2002.1 [12]單麗云.工程材料[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社.2000 [13]邱宣懷.機械設計[M](第四版).北京：高等教育出版社.1997 [14]M.T.Maison，Compliance and Force Control for Computer Controlled Manipulators.IEEE Trans.on Systems, Man and Cybemetics,SMC-11,6 (1981),pp.418-432 [15] D.L.Pieper， Thekinematics of Manipulators Under Computer Control，Doctorall Dissertation,Stanford University,1968. 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