輪刀式飼草切碎機(jī)的設(shè)計(jì)【秸稈粉碎機(jī)】
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輪刀式飼草切碎機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名 XXXX
學(xué) 號(hào)
所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院
專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)
指導(dǎo)教師 XXXX
日 期 2012.06
XXXX大學(xué)教務(wù)處制
前 言
我國(guó)具有豐富的作物桔稈資源，它是廣大農(nóng)區(qū)飼養(yǎng)牲畜的主要飼料.發(fā)展節(jié)糧效益型畜牧業(yè)是加快我國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展的新戰(zhàn)略。近幾年來(lái)，隨著桔稈堿化、氨化和化學(xué)處理技術(shù)的推廣，為提高干秸稈的利用率提供了廣闊的前景.桔稈切碎是處理秸稈不可缺少的一項(xiàng)工藝。目前，我國(guó)飼草的機(jī)械切碎加工主要是利用鍘草機(jī)，鍘草機(jī)的切割器可分為輪刀式和滾筒式兩種.常用輪刀切割器動(dòng)刀片的型式有凹圓弧形、凸圓弧形和直線形，我國(guó)農(nóng)作物秸稈的利用率很低,很多秸稈被農(nóng)民燒掉,浪費(fèi)了生物資源,污染了環(huán)境,因此大力發(fā)展飼料切碎機(jī)械勢(shì)在必行。為了適應(yīng)廣大農(nóng)牧區(qū)養(yǎng)殖業(yè)的需要,我們?cè)O(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)新穎、工作可靠、性能良好的輪刀式飼草切碎機(jī)。該機(jī)既可實(shí)現(xiàn)家庭和畜牧場(chǎng)飼草切碎加工[1]。
草資源在發(fā)展畜牧業(yè)、配合飼料工業(yè)、生物能源、輕工業(yè)和建筑業(yè)中有重要意義.尤其是在大力發(fā)展畜牧業(yè)的今天其地位日見(jiàn)提升.草資源-草產(chǎn)品-草業(yè)加工-草產(chǎn)業(yè)被稱(chēng)為草業(yè)發(fā)展的四草,是一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈.處于產(chǎn)業(yè)鏈最底層的草資源是發(fā)展草產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)大支撐.我國(guó)草資源豐富,全國(guó)共有4億公頃草原,每年有近6億噸的農(nóng)作物秸稈.內(nèi)蒙古、、青海是我國(guó)草資源的大省.但近些年來(lái),人們只是一味的利用，沒(méi)有很好地保持和建設(shè)，使得草資源日益匱乏.另外,由于人們觀念及技術(shù)水平的限制,雖是利用也只是粗放型的,附加值低,成了草資源的極大浪費(fèi).隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,新鮮飼草產(chǎn)品走入市場(chǎng)已成大勢(shì)所趨,草資源在畜牧業(yè)中的基礎(chǔ)作用還在提高，深層次的開(kāi)發(fā)和利用問(wèn)題已提到日程上來(lái)[2] 。
飼草切碎機(jī)主要用來(lái)切斷莖稈類(lèi)飼料，如谷草、稻草、麥秸、干草，各種青飼料和青貯玉米、高梁秸稈等。飼草切碎機(jī)按機(jī)型大小可分為小型、中型和大型三種。小型飼草切碎機(jī)常稱(chēng)鍘草機(jī)，在農(nóng)村應(yīng)用很廣。主要用來(lái)鍘切谷草、稻草和麥秸，也用來(lái)鍘切青飼料和干草。大型飼草切碎機(jī)常用在養(yǎng)牛場(chǎng)，主要用來(lái)鍘切青貯料，故常稱(chēng)青貯料切碎機(jī)。中型飼草切碎機(jī)一般可作鍘草和鍘青貯料兩用。飼草切碎機(jī)按切割部分形式可分為滾刀式和輪刀式兩種。大中型飼草切碎機(jī)為工送青貯料一般都為輪刀丸飼草切碎機(jī)則兩者都有，但俄撼刀式為多。飼草切碎機(jī)按固定方式可分為固定式和移動(dòng)式兩種。大、中型飼草切碎機(jī)為了便于青貯作業(yè)常為移動(dòng)式;小型飼草切碎機(jī)常為固定式。
我國(guó)農(nóng)業(yè)科技發(fā)展綱要中明確指出：積極推廣和發(fā)展資源綜合利用技術(shù)，突出發(fā)展草食型、節(jié)糧型畜牧業(yè)。逐步將資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化成商品優(yōu)勢(shì)，最大限度的降低農(nóng)業(yè)秸桿性物料的浪費(fèi)，以及焚燒秸桿帶來(lái)的嚴(yán)重環(huán)境污染。該機(jī)是進(jìn)行資源轉(zhuǎn)化的有效方法，必然會(huì)顯示出強(qiáng)有力的社會(huì)效益。
飼草切碎機(jī)是將收獲后的農(nóng)作物莖稈或青飼草作物以及牧草鍘切成碎段的飼料加工機(jī)械。青、粗飼料在畜牧業(yè)飼草料中占有極為重要的地位，約占飼草料總量的50—60%以上，是發(fā)展畜牧業(yè)的良好物質(zhì)基礎(chǔ)。我國(guó)每年約有農(nóng)作物秸桿約5億多噸，合理、有效的綜合利用，可以緩解飼草料不足現(xiàn)狀，促進(jìn)畜牧業(yè)發(fā)展。
采用該機(jī)將物料進(jìn)行鍘切后飼喂，可以提高秸桿的利用率和消化吸收率；進(jìn)行青貯可以改善物料品質(zhì)，提高轉(zhuǎn)化效果，增加牧畜的適口性，達(dá)到飼草料長(zhǎng)期保存、營(yíng)養(yǎng)損失較少的目的。還可以大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
根據(jù)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，養(yǎng)殖專(zhuān)業(yè)戶和畜牧場(chǎng)數(shù)量的增多，需要向用戶提供一種優(yōu)質(zhì)、低耗、高效和安全的飼草加工設(shè)備，解決畜牧業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題。
飼草切碎機(jī)的廣泛應(yīng)用，在大、中型養(yǎng)殖戶和的的的利用和推廣，已成為飼草切割的主要機(jī)械，研究飼草切碎切碎的工作原理，對(duì)輪刀的設(shè)計(jì)和要求，要達(dá)到理論的飼草切割長(zhǎng)度，在飼草切割工作已成為機(jī)械化趨勢(shì)，本設(shè)計(jì)內(nèi)容是一種小型輪刀式飼草切碎機(jī)，滿足飼草切割長(zhǎng)度。
目 錄
1.緒 論 1
1.1選題的意義和目的 1
1.2國(guó)內(nèi)外飼草切碎機(jī)的研究現(xiàn)狀 1
1.3方案的確定 2
2.設(shè)計(jì)方案的選擇 3
2.1飼草切割長(zhǎng)度的確定和分析 3
2.2電動(dòng)機(jī)的選擇 4
2.3選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)型式 4
2.4確定電動(dòng)機(jī)的容量 4
2.5電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 5
3.傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 5
3.1總設(shè)計(jì)要求 5
3.2箱體大小的確定 5
3.3 V帶的選擇 5
3.3.1設(shè)計(jì)功率 5
3.3.2選定帶型 5
3.3.3求帶輪的基準(zhǔn)直徑 5
3.3.4驗(yàn)算帶速 5
3.3.5初定軸間距 5
3.3.6 V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 6
3.3.7計(jì)算實(shí)際中心距 6
3.3.8求V帶根數(shù) 6
3.3.9單根V帶的預(yù)緊力 6
3.3.10壓軸力 6
4.軸的設(shè)計(jì) 6
4.1主軸的設(shè)計(jì) 6
4.2軸上零件的定位 7
4.3軸承的選擇 7
4.4選擇材料，決定最小直徑 8
4.5軸的校核 8
5.其他零部件 9
5.1刀片 9
5.2拋送葉片 9
5.3刀輪 10
5.4下箱體 10
小 結(jié) 12
致 謝 13
參考文獻(xiàn) 14
塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)
1.緒 論
1.1選題的意義和目的
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人口的增長(zhǎng)及食品結(jié)構(gòu)的變化，我國(guó)的畜產(chǎn)品消費(fèi)平均每年以27.8％的速度遞增，目前，國(guó)內(nèi)農(nóng)作物秸稈用于飼料部分還不足10％，造成這種局面，主要是因?yàn)槲覈?guó)長(zhǎng)期以來(lái)由于技術(shù)限制，對(duì)時(shí)令性飼草的貯存和積累問(wèn)題一直沒(méi)有解決好；另一方面，這一巨大市場(chǎng)尚未被發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致在我國(guó)許多地區(qū)特別是西部地區(qū)至今對(duì)飼草的加工基本屬于空白。農(nóng)業(yè)機(jī)械化大大提高了節(jié)本增效能力，提高了資源利用轉(zhuǎn)化率和勞動(dòng)生產(chǎn)率。因而促進(jìn)農(nóng)民增收。這是因?yàn)樵谵r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用機(jī)器代替手工工具，用自然力來(lái)代替人力，以自覺(jué)運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)裝備和科學(xué)技術(shù)來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)經(jīng)驗(yàn)生產(chǎn)。改變了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，克服了人的體力，器官的限制和經(jīng)驗(yàn)局限。
由于國(guó)家和地方對(duì)牧區(qū)畜牧業(yè)的發(fā)展十分重視，提倡發(fā)展食草型畜牧業(yè)和節(jié)糧型畜牧業(yè)，草原建設(shè)發(fā)展較快，退耕還草得到落實(shí)，對(duì)牧草生產(chǎn)機(jī)械需求增長(zhǎng)。但近年來(lái)，我區(qū)陸續(xù)引進(jìn)、研制生產(chǎn)的草原改良建設(shè)機(jī)具，普遍存在技術(shù)含量較低，制造工藝設(shè)備落后，使用可靠性較差，成本還沒(méi)有降低到最低點(diǎn)，不能滿足農(nóng)牧區(qū)用戶的需要。
飼草的分類(lèi)很多，其特點(diǎn)如下：
1）.產(chǎn)草量高:年畝產(chǎn)高營(yíng)養(yǎng)飼草2-3萬(wàn)公斤。?
2）.營(yíng)養(yǎng)成分高:可以替代糧食作飼料,每公斤飼草的營(yíng)養(yǎng)成分含量是每公斤普通玉米籽實(shí)營(yíng)養(yǎng)成份含量的2-3倍。?
3）.適應(yīng)性廣、適口性好：適宜各種豬、牛、羊、馬、兔、鵝、鴨、鳥(niǎo)、水產(chǎn)魚(yú)類(lèi)等蓄禽食用,人也可食用。?
4）.適宜各類(lèi)土壤種植:可以灘涂地、鹽堿地、溝坡地、四荒地、農(nóng)村隙地、房前屋后、休閑地等非耕種地種植，不與糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物征地。?
5）.抗逆性強(qiáng):高營(yíng)養(yǎng)飼草抗病力強(qiáng)，在生長(zhǎng)期內(nèi)基本上無(wú)病蟲(chóng)害發(fā)生，且耐寒、耐旱、耐高溫、耐澇，適宜在各種氣候條件下生長(zhǎng)。?
6）.飼草種植和飼草利用飼喂技術(shù)簡(jiǎn)單易學(xué)，有利于推廣應(yīng)用。
主要飼草機(jī)械有：割草壓扁機(jī)、小型方捆機(jī)、圓捆打捆機(jī)、圓捆包膜機(jī)、牧草收割機(jī)、捆扎機(jī)和切碎機(jī)等多種機(jī)具。隨著我國(guó)畜牧業(yè)的發(fā)展以及對(duì)飼草食物的質(zhì)量要求的提高，飼草的質(zhì)量必然要相應(yīng)提高，將會(huì)帶動(dòng)飼草加工產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展。根據(jù)規(guī)劃，我國(guó)到2010年，農(nóng)作物飼草比例要達(dá)到40％。飼草加工不僅可以為牛羊等草食動(dòng)物飼養(yǎng)提供具有諸多優(yōu)點(diǎn)的高密度飼料，為發(fā)展舍飼畜牧業(yè)奠定基礎(chǔ)，也為開(kāi)發(fā)利用作物秸稈資源開(kāi)辟了一條新途徑。它能為農(nóng)民帶來(lái)明顯的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)發(fā)展農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)良性循環(huán)，減少環(huán)境污染，牧區(qū)防災(zāi)救災(zāi)等都有重要意義[2]。
1.2國(guó)內(nèi)外飼草切碎機(jī)的研究現(xiàn)狀
草地總面積達(dá)8.6億畝，占土地總面積的30%，是林地的28倍，耕地的15倍，草地資源是的第一大綠色屏障，是面積最大的生態(tài)系統(tǒng)。近年來(lái)，隨著畜牧業(yè)迅速發(fā)展，天然草場(chǎng)由于重用輕養(yǎng)，嚴(yán)重超載放牧及盲目開(kāi)墾種植等原因，80%以上的天然草場(chǎng)有不同程度的退化，牧草產(chǎn)量下降35%～73%，草地有效利用面積減少240萬(wàn)hm2；再加上盲目墾殖、不合理的水利設(shè)施建設(shè)等，加速了草場(chǎng)退化、沙化和堿化，導(dǎo)致草場(chǎng)生態(tài)環(huán)境惡化，草地牧草產(chǎn)量和草質(zhì)降低，草畜矛盾突出，制約了畜牧業(yè)的健康發(fā)展[3]。
我國(guó)畜牧業(yè)生產(chǎn)值占業(yè)總產(chǎn)值的比重約為25%～30%,而發(fā)達(dá)國(guó)家早在20世紀(jì)70年代畜牧業(yè)就占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的60%以上,尤其是牧業(yè)生產(chǎn)加工非常發(fā)達(dá).然而我國(guó)的牧業(yè)生產(chǎn)幾乎空白,制約牧業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題是沒(méi)有形成很好的牧業(yè)加工機(jī)械,而是牧業(yè)加工機(jī)械的基礎(chǔ)是飼草生產(chǎn)加工機(jī)械. 隨著人民生活的提高，飼草加工業(yè)發(fā)展迅速. 我國(guó)畜牧業(yè)的快速發(fā)展有力地促進(jìn)了飼草收貯和草品加工技術(shù)的發(fā)展，特別是飼草收貯和草產(chǎn)品加工技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)前加大飼草加工機(jī)械的開(kāi)發(fā)和研究力度依然是我國(guó)畜牧業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急.西部大開(kāi)發(fā)和畜牧業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的需要，飼草飼料機(jī)械化已成為急需解決的問(wèn)題[4]。
美國(guó)、英國(guó)、加拿大等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家,經(jīng)歷了20世紀(jì)40～50年代種植業(yè)基本機(jī)械化及60～70年代畜禽與水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)基本機(jī)械化后,90年代的種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)已進(jìn)入高度機(jī)械化、現(xiàn)代化階段。農(nóng)業(yè)機(jī)械正向大型、高速、低耗、自動(dòng)化和智能化發(fā)展。美國(guó)是當(dāng)今世界上農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化程度最高的國(guó)家之一,已基本實(shí)現(xiàn)了區(qū)域化、專(zhuān)業(yè)化、機(jī)械化、社會(huì)化、商品化和網(wǎng)絡(luò)信息化。一些農(nóng)場(chǎng)主往往經(jīng)營(yíng)上千公頃連片土地,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都使用機(jī)械操作, 全面實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。美國(guó)已成為世界上農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率最高的國(guó)家之一。而對(duì)于飼草切碎機(jī)械，由于種植區(qū)域的限制，國(guó)外研究資料很少。
1.3方案的確定
飼草切碎機(jī)主要用來(lái)切斷莖稈類(lèi)飼料，如谷草、稻草、麥秸、干草，各種青飼料和青貯玉米、高梁秸稈等。飼草切碎機(jī)按機(jī)型大小可分為小型、中型和大型三種。小型飼草切碎機(jī)常稱(chēng)鍘草機(jī)，在農(nóng)村應(yīng)用很廣。主要用來(lái)鍘切谷草、稻草和麥秸，也用來(lái)鍘切青飼料和干草。大型飼草切碎機(jī)常用在養(yǎng)牛場(chǎng)，主要用來(lái)鍘切青貯料，故常稱(chēng)青貯料切碎機(jī)。中型飼草切碎機(jī)一般可作鍘草和鍘青貯料兩用。?
? ?飼草切碎機(jī)按切割部分形式可分為擦刀式和輪刀式兩種。大中型飼草切碎機(jī)為了便于拋送青貯料一般都為輪刀式；而小型飼草切碎機(jī)則兩者都有，但以滾刀式為多。?
? ?飼草切碎機(jī)按固定方式可分為固定式和移動(dòng)式兩種。大、中型飼草切碎機(jī)為了便于青貯作業(yè)常為移動(dòng)式；小型飼草切碎機(jī)常為固定式。本設(shè)計(jì)采用可移動(dòng)輪刀式切碎，此設(shè)計(jì)主要用于大部分農(nóng)村和小型企業(yè)，方便移動(dòng)和拋送切碎的飼草結(jié)構(gòu)。以目前的研究條件，設(shè)計(jì)的飼草切碎機(jī)采用傾斜式喂入飼草裝置和放置式刀輪旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，利用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)刀輪轉(zhuǎn)，在飼草進(jìn)入喂料口時(shí)，飼草在高速旋轉(zhuǎn)的刀片作用下被切斷，切斷的飼草在刀輪的離心作用下和拋送葉片的旋轉(zhuǎn)被拋出箱體，完成切碎和拋送工作。此機(jī)器的切碎長(zhǎng)度均勻，碎末率降低，適用廣泛，也適用于切碎谷穗、玉米秸和高桿作物類(lèi)的秸稈。該機(jī)可用小型電動(dòng)機(jī)約4KW的單相電動(dòng)機(jī)作為配套動(dòng)力，接戶內(nèi)照明電即可，在無(wú)電和偏遠(yuǎn)地區(qū)可用小型柴油機(jī)作動(dòng)力。該機(jī)生產(chǎn)率350-600Kg／h。切斷長(zhǎng)度小于4cm，水平拋送距離為2m。1人即可操作，整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，是羊，雞，家禽等飼養(yǎng)的切碎飼草機(jī)械。
為了使青飼料有正常的發(fā)酵過(guò)程，必須將飼料切成10～20mm長(zhǎng)的碎段。按照布蘭瑞克的意見(jiàn)，為了讓青飼料塔順利地卸下飼料，應(yīng)把飲料切成30-45mm。這樣的長(zhǎng)度可以通過(guò)采用輪刀式切碎機(jī)來(lái)獲得，這樣切碎機(jī)具有能比較精確的切碎飼料的切割器。為了保證精確切割，喂入的料層應(yīng)盡可能窄些（即輸送喂入口的寬度要小些）。而且要盡可能緊密。關(guān)于這點(diǎn)，切碎機(jī)通常包含兩個(gè)部分：輸送裝置和將料層送入旋轉(zhuǎn)切刀的喂入裝置[4]。
要得到精確地切碎的第二個(gè)先決條件是：刀片的鋒利度要適宜。第三個(gè)先決條件是刀片和入料口的之間的間隙盡可能小。飼料的理論切碎長(zhǎng)度L取決于喂入飼料的速度和單位時(shí)間內(nèi)的切割次數(shù)。
（1.1）
式中：
v----喂入速度（米/秒）
n----切碎機(jī)的轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）
Z----刀片的數(shù)
由式中1.1可以看出：飼料切碎長(zhǎng)度可以通過(guò)改變刀片的數(shù)目和刀盤(pán)的轉(zhuǎn)速，或改變飼料喂入的速度，或通過(guò)改變兩部分其中一個(gè)或全部參數(shù)來(lái)得到。
電動(dòng)機(jī)是已經(jīng)系列化的產(chǎn)品，在機(jī)械設(shè)計(jì)中，要根據(jù)工作載荷大小及性質(zhì)、轉(zhuǎn)速高低、起動(dòng)特性、過(guò)載情況、工作環(huán)境、安裝要求及空間尺寸限制和經(jīng)濟(jì)性等要求從產(chǎn)品目錄中選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)形式、容量和轉(zhuǎn)速，最后確定具體型號(hào)。
在本設(shè)計(jì)中先選定飼草的理論長(zhǎng)度L=10～15mm.喂入速度v=0.75m/s.刀片數(shù)Z=3
由上式可得知電動(dòng)機(jī)選擇轉(zhuǎn)速為1500～1400r/min。
經(jīng)過(guò)多次的討論和研究，確定輪刀式飼草切碎機(jī)的總體結(jié)構(gòu)，包括喂入裝置，切碎裝置，拋送裝置，動(dòng)力傳輸裝置。
工作過(guò)程：機(jī)器開(kāi)始作業(yè)時(shí)，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，軸和刀輪同時(shí)高速旋轉(zhuǎn)，，在飼草進(jìn)入喂料口時(shí)，飼草在高速旋轉(zhuǎn)的刀片作用下被切斷，切斷的飼草在刀輪的離心作用下和拋送葉片的旋轉(zhuǎn)被拋出箱體，完成切碎和拋送工作。工作過(guò)程：機(jī)器開(kāi)始作業(yè)時(shí)，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)動(dòng)，軸和刀輪同時(shí)高速旋轉(zhuǎn)，，在飼草進(jìn)入喂料口時(shí)，飼草在高速旋轉(zhuǎn)的刀片作用下被切斷，切斷的飼草在刀輪的離心作用下和拋送葉片的旋轉(zhuǎn)被拋出箱體，完成切碎和拋送工作。
總裝圖如圖1-1：
1. 皮帶輪2.滾動(dòng)軸承座3.軸4.刀輪5.刀片6.喂料口7.支架8.拋送葉片
圖1-1 總裝圖
2.設(shè)計(jì)方案的選擇
經(jīng)過(guò)多次的討論和研究，確定輪刀式飼草切碎機(jī)的總體結(jié)構(gòu)，包括喂入裝置，切碎裝置，拋送裝置，動(dòng)力傳輸裝置。
2.1飼草切割長(zhǎng)度的確定和分析
為了使青飼料有正常的發(fā)酵過(guò)程，必須將飼料切成10～20mm長(zhǎng)的碎段。按照布蘭瑞克的意見(jiàn)，為了讓青飼料塔順利地卸下飼料，應(yīng)把飲料切成30-45mm。這樣的長(zhǎng)度可以通過(guò)采用輪刀式切碎機(jī)來(lái)獲得，這樣切碎機(jī)具有能比較精確的切碎飼料的切割器。為了保證精確切割，喂入的料層應(yīng)盡可能窄些（即輸送喂入口的寬度要小些）。而且要盡可能緊密。關(guān)于這點(diǎn)，切碎機(jī)通常包含兩個(gè)部分：輸送裝置和將料層送入旋轉(zhuǎn)切刀的喂入裝置。
要得到精確地切碎的第二個(gè)先決條件是：刀片的鋒利度要適宜。第三個(gè)先決條件是刀片和入料口的之間的間隙盡可能小。飼料的理論切碎長(zhǎng)度L取決于喂入飼料的速度和單位時(shí)間內(nèi)的切割次數(shù)。
在圖1-2中大概的表明了飼料的理論長(zhǎng)度和喂入速度以及刀片轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。在此過(guò)程中該機(jī)器得到了實(shí)際的切割長(zhǎng)度與理論長(zhǎng)度有些差異。由于喂入速度不均勻，主要是因?yàn)轱暡莸牟萘蠗l鋪的數(shù)量多少不一。，當(dāng)喂入速度降低時(shí)，喂入口內(nèi)的飼草的壓緊程度隨之減少。結(jié)果不僅切割層被刀片折彎，而且個(gè)別植株的葉片被刀片拉出成不同的長(zhǎng)度。另一個(gè)原因是飼料莖干在喂入口處被弄亂。第三個(gè)原因是飼料在進(jìn)入箱體時(shí)。與刀片切割厚度不一，切力也不同導(dǎo)致長(zhǎng)度不同。
最后，飼料的理論長(zhǎng)度和實(shí)際長(zhǎng)度之間或多或少的差異取決于所用切割裝置的的類(lèi)型。
上面指出的各種因素導(dǎo)致在某種設(shè)計(jì)切碎長(zhǎng)度為6mm的飼料切碎機(jī)中，只有75-80%的莖干小于30mm。
由式中1.1可以看出：飼料切碎長(zhǎng)度可以通過(guò)改變刀片的數(shù)目和刀盤(pán)的轉(zhuǎn)速，或改變飼料喂入的速度，或通過(guò)改變兩部分其中一個(gè)或全部參數(shù)來(lái)得到。
圖1-2 輪刀轉(zhuǎn)速、喂入速度與理論切割長(zhǎng)度之間的關(guān)系
2.2電動(dòng)機(jī)的選擇
電動(dòng)機(jī)是已經(jīng)系列化的產(chǎn)品，在機(jī)械設(shè)計(jì)中，要根據(jù)工作載荷大小及性質(zhì)、轉(zhuǎn)速高低、起動(dòng)特性、過(guò)載情況、工作環(huán)境、安裝要求及空間尺寸限制和經(jīng)濟(jì)性等要求從產(chǎn)品目錄中選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)形式、容量和轉(zhuǎn)速，最后確定具體型號(hào)。
在本設(shè)計(jì)中先選定飼草的理論長(zhǎng)度L=10～15mm.喂入速度v=0.75m/s.刀片數(shù)Z=3
由1-1式可以得出：
由上式可得知電動(dòng)機(jī)選擇轉(zhuǎn)速為1500～1400r/min。
2.3選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)型式
由于輪刀式飼草切碎機(jī)對(duì)起動(dòng)轉(zhuǎn)距有較高要求，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，應(yīng)選交流電動(dòng)機(jī)，Y系列電動(dòng)機(jī)為更新?lián)Q代產(chǎn)品，具有高效、節(jié)能、震動(dòng)小和運(yùn)行安全可靠的特點(diǎn)，安裝尺寸和功率等級(jí)符合IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，適合于輪刀式飼草切碎機(jī)。
2.4確定電動(dòng)機(jī)的容量
電動(dòng)機(jī)容量的選擇必須根據(jù)工作機(jī)容量的需要來(lái)確定。如選電動(dòng)機(jī)的容量過(guò)大，必然會(huì)增加成本，造成浪費(fèi)；相反，容量過(guò)小，則不能保證工作機(jī)的正常工作，或使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載、發(fā)熱量大而過(guò)早損壞，因此所選發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率Ped應(yīng)等于或稍大于電動(dòng)機(jī)所需要的實(shí)際功率Pd。
電動(dòng)機(jī)所需功率
Pd—電動(dòng)機(jī)所需要的實(shí)際功率，單位為kw
Pw—工作機(jī)所需要的輸入功率，單位為kw
η—電動(dòng)機(jī)工作機(jī)之間傳動(dòng)裝置的總效率
傳動(dòng)總效率
按照表確定各部分效率為：V帶傳動(dòng)效率 滾動(dòng)軸承座傳動(dòng)效率代入得
由設(shè)計(jì)要求知n =1440 r/min
所以
由能量守恒得
取質(zhì)量m =10 kg，R =200 mm
而
所以
所需電動(dòng)機(jī)功率為
因載荷平穩(wěn)，電動(dòng)機(jī)額定功率
由表2-1系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表，選電動(dòng)機(jī)的額定功率為4 kw。
2.5電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇
額定功率相等的同類(lèi)型電動(dòng)機(jī)，可以有好幾種轉(zhuǎn)速可選擇，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高，極對(duì)數(shù)少，尺寸和質(zhì)量小，價(jià)格也便宜，但會(huì)使傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比加大，結(jié)構(gòu)尺寸偏長(zhǎng)，成本也會(huì)變高，若選用低轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)則相反。根據(jù)小型飼料攪拌機(jī)的總體設(shè)計(jì)以及其傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，應(yīng)選用同步轉(zhuǎn)速為1500 r/min的電動(dòng)機(jī)，滿載轉(zhuǎn)速為1440 r/min，該電動(dòng)機(jī)型號(hào)為
根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》P167表12－1查出的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有以下四種傳動(dòng)比選擇方案，
表2-1 系列電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)表
電動(dòng)機(jī)型號(hào) 額定功率/KW 滿載轉(zhuǎn)速（r/min） 質(zhì)量/KG
Y100L-2 3 1430 38
Y112M-4 4 1440 43
Y132S-4 5．5 1440 68
Y132M-4 7 1440 81
從表2-1中綜合考慮選擇電動(dòng)機(jī)為：Y112M-4
3.傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)
3.1總設(shè)計(jì)要求
飼草長(zhǎng)度：L=10～20mm
輪刀轉(zhuǎn)速：V =1440r/min
電動(dòng)機(jī)與刀輪傳動(dòng)比為：1：1
配套動(dòng)力：4KW
連續(xù)工作時(shí)間：8 h
拋送距離：1 .5～2m
生產(chǎn)率：350～600kg/h
3.2箱體大小的確定
箱體結(jié)構(gòu)尺寸：長(zhǎng)×寬×高606×190×760mm，
箱體密封時(shí)采用上下箱體可分離式。
箱體直徑：600mm
箱體底座與連接方式：焊接，螺栓連接。
材料：角鋼，鐵皮。
3.3 V帶的選擇
根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇普通V帶
3.3.1設(shè)計(jì)功率
根據(jù)工作情況由表13-8[8]得=1.2
3.3.2選定帶型
根據(jù)Pd =5.2kw和n=1440r/min, 由圖13-15知：位于A區(qū)域，選定A型帶。
3.3.3求帶輪的基準(zhǔn)直徑
由表13-9,d不應(yīng)小于90，取d=100mm 由于傳動(dòng)比為1：1, d1=d=100mm
3.3.4驗(yàn)算帶速
m/s
3.3.5初定軸間距
取a=300mm
3.3.6 V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度
mm
查表13-2[9]對(duì)A型帶選用=900mm
3.3.7計(jì)算實(shí)際中心距
mm
3.3.8求V帶根數(shù)
n=1440r/min d=100mm
查表13-3得=1.32kw. 傳動(dòng)比為1：1
查表13-5得=1.3 =1
則V帶取3根，Z=3
3.3.9單根V帶的預(yù)緊力
由表查得A型帶m=0.1kg/m
3.3.10壓軸力
4.軸的設(shè)計(jì)
4.1主軸的設(shè)計(jì)
根據(jù)皮帶輪的大小可以計(jì)算出來(lái)和帶輪配合的軸的直徑，根據(jù)設(shè)計(jì)和安裝的要求軸的尺寸如下：軸長(zhǎng)：390mm，連接有帶輪的軸端到軸肩的距離為56mm，軸的連接帶輪的軸徑為：30mm;與滾動(dòng)軸承座配合的軸徑為：35mm,軸長(zhǎng)90mm,在軸承座右側(cè)軸上要刀輪實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)切割，安裝刀輪的軸端到軸肩的距離為40mm，軸徑40mm;在刀輪后安裝有軸套，軸套到刀輪的距離為60mm，軸套右側(cè)安裝一滾動(dòng)軸承座，固定軸和刀輪旋轉(zhuǎn)。主軸的結(jié)構(gòu)如圖4-1所示：
圖4-1 軸
軸的材料：軸的材料主要是碳剛和合金剛。由于碳剛比合金剛價(jià)格便宜，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，所以本設(shè)計(jì)采用Q235作為軸的材料，調(diào)制處理。
4.2軸上零件的定位
為了防止軸上零件受力時(shí)發(fā)生沿軸向或周向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸上零件除了有游動(dòng)或空轉(zhuǎn)的要求以外，都必須進(jìn)行軸向和周向定位，以保證其準(zhǔn)確的工作位置。在固定刀輪時(shí)，用B型平鍵固定刀輪與軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，軸套起固定刀輪的軸向定位作用。
套筒：大端半徑=48mm，小端半徑d=40mm
套筒結(jié)構(gòu)如圖圖4-2所示
圖4-2 套筒
刀輪： 鍵B 14×9×28， 滾動(dòng)軸承座的內(nèi)圈和軸采用過(guò)盈配合，配合尺寸為，
4.3軸承的選擇
滾動(dòng)軸承的組成：
滾動(dòng)軸承一般由內(nèi)圈、外圈、滾動(dòng)體和保持架四部分組成。內(nèi)圈的作用是與軸相配合并與軸一起旋轉(zhuǎn)；外圈作用是與軸承座相配合，起支撐作用；滾動(dòng)體是借助于保持架均勻的將滾動(dòng)體分布在內(nèi)圈和外圈之間，其形狀大小和數(shù)量直接影響著滾動(dòng)軸承的使用性能和壽命；保持架能使?jié)L動(dòng)體均勻分布，防止?jié)L動(dòng)體脫落，引導(dǎo)滾動(dòng)體旋轉(zhuǎn)起潤(rùn)滑作用。
滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)如圖圖4-3所示
圖4-3 滾動(dòng)軸承結(jié)構(gòu)
滾動(dòng)軸承的作用：
滾動(dòng)軸承使用維護(hù)方便，工作可靠，起動(dòng)性能好，在中等速度下承載能力較高。與滑動(dòng)軸承比較，滾動(dòng)軸承的徑向尺寸較大，減振能力較差，高速時(shí)壽命低，聲響較大。
滾動(dòng)軸承座，它包括軸承座底座、軸承座上蓋、第一螺柱組件、軸承座端蓋、密封裝置、密封壓蓋，軸承座底座與軸承座上蓋的左右兩端分別由第一螺柱組件固定連接，軸承座底座與軸承座上蓋內(nèi)為軸承孔，軸承座端蓋中部為旋轉(zhuǎn)軸孔，軸承座底座、軸承座上蓋的前后兩側(cè)分別由螺栓與軸承座端蓋固定連接，軸承座端蓋外側(cè)設(shè)有密封腔，密封裝置位于密封腔內(nèi)，密封裝置外設(shè)有密封壓蓋，密封壓蓋由螺栓與軸承座端蓋固定連接；其特征在于：軸承座底座、軸承座上蓋上一共設(shè)有三個(gè)潤(rùn)滑孔，三個(gè)潤(rùn)滑孔與軸承孔相通，三個(gè)潤(rùn)滑孔成１２０°布置。本實(shí)用新型具有潤(rùn)滑效果好、安裝方便、可靠性好的特點(diǎn)。
軸的兩端都裝有滾動(dòng)軸承座，軸徑為35mm,采用基孔制選軸承，先選出滾動(dòng)軸承座型號(hào)為：SN207。由于軸的轉(zhuǎn)速為1440r/min,工作時(shí)間在10h內(nèi)。則選擇深溝球軸承。型號(hào)為：6007。
滾動(dòng)軸承座如圖4-4所示
圖4-4 滾動(dòng)軸承座
4.4選擇材料，決定最小直徑
按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，用于只承受轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)軸的精確計(jì)算，也可用于既受彎矩又受扭矩的軸的計(jì)算。
由于軸的選材為Q235，所以查表可知Q235的許用扭切應(yīng)力為，查《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表14-2得：τ取，C=160～135,取150。
軸上有兩個(gè)鍵糟
查手冊(cè)，取標(biāo)準(zhǔn)值，
4.5軸的校核
其強(qiáng)度條件為：
MPa
注：——切應(yīng)力，MPa;
——軸傳遞的功率，KW；
——軸的轉(zhuǎn)速，r/min;
——軸的計(jì)算直徑，mm;
——許用切應(yīng)力，Mpa
所以，把相關(guān)的數(shù)據(jù)帶入公式中得：
MPa
由于軸的選材為Q235號(hào)鋼，所以查表13-2[10]可知Q235的許用扭切應(yīng)力為，，。經(jīng)校核設(shè)計(jì)的軸符合要求，可以正常工作。
根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖，如圖4-5所示:
圖4-5 軸的彎矩圖和扭矩圖
5.其他零部件
5.1刀片
圖 5-1 刀片
起切碎作用，刀片固定在輪上，使飼草從喂入口進(jìn)入箱體時(shí)，軸轉(zhuǎn)帶動(dòng)刀片旋轉(zhuǎn)，從而切割飼草。
5.2拋送葉片
此拋送葉片的設(shè)計(jì)是固定在刀輪上，在軸旋轉(zhuǎn)切割飼草時(shí)，被切碎的飼草在刀輪的離心作用下和拋送葉片的旋轉(zhuǎn)時(shí)被拋出箱體，以免切碎的飼草在箱體內(nèi)影響切碎機(jī)的工作。
拋送葉片如下圖5-2所示
圖5-2 拋送葉片
5.3刀輪
刀輪是起連接刀片的拋送機(jī)構(gòu)的裝置，此刀輪是固定在主軸上的，刀輪上裝有3個(gè)刀片和3個(gè)拋送葉片。如圖5-3所示、。
圖5-3 刀輪
5.4下箱體
下箱體起到支承作用，底座用角鋼焊接，下箱體也焊接在支架邊緣，滾動(dòng)軸承座裝在箱體與支架上的鋼板上；上下箱體用螺栓連接；出料口也焊接在下箱體上。
下箱體主視圖和俯視圖如圖5-4所示和圖5-5所示
圖5-4 下箱體主視圖
圖5-5 下箱體俯視圖
小 結(jié)
輪刀式飼草切碎機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，采用了輪刀式直刀刃的切碎方式，具有結(jié)構(gòu)合理，工作性能良好，使用安全方便，工作效率高等特點(diǎn)，適合于大、中型畜牧業(yè)養(yǎng)殖戶對(duì)谷草、稻草、麥秸、干草，各種青飼料和青貯玉米、高梁秸稈等切碎青貯的要求。該機(jī)的應(yīng)用節(jié)約了能源并合理利用農(nóng)業(yè)作物秸稈等資源，提高了飼草的青貯質(zhì)量，提高了青貯飼草使用的可靠性和利用率，極大地降低了農(nóng)業(yè)作物秸稈等資源的浪費(fèi)和畜牧養(yǎng)殖成本。對(duì)飼草的推廣應(yīng)用和促進(jìn)畜牧業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，實(shí)行農(nóng)牧相結(jié)合，形成節(jié)糧型的畜牧業(yè)結(jié)構(gòu)具有十分重要的意義。
（1）飼草切碎機(jī)的廣泛使用，節(jié)約了能源并合理利用草資源，并且降低了草資源浪費(fèi)。
（2）輪刀式飼草切碎機(jī)代替了以往的人工切碎作業(yè)，提高了機(jī)械化程度及生產(chǎn)效率，節(jié)省了人力及時(shí)間。
（3）本設(shè)計(jì)采用電機(jī)作為動(dòng)力，1人即可操作，結(jié)構(gòu)合理、緊湊，性能可靠；經(jīng)用戶試用，使用安全、方便，切碎質(zhì)量較好。理論上達(dá)到了飼草切割的要求及其它相應(yīng)工作條件。
（4）適合大、中型養(yǎng)殖戶玉米秸稈青貯、鍘飼草、切碎等。
（5）移動(dòng)自如，操作維修方便，確保人身安全。
（6）喂入飼草的速度不均勻，切割出的飼草長(zhǎng)度不均勻，要改進(jìn)的是喂入裝置。
致 謝
大學(xué)四年學(xué)習(xí)時(shí)光已經(jīng)接近尾聲，在指導(dǎo)老師XXXX的細(xì)心指導(dǎo)下完成了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)。孟老師在設(shè)計(jì)的整體方案和設(shè)計(jì)重點(diǎn)等各個(gè)方面都給予了我大量的指導(dǎo)和幫助，在她的精心指導(dǎo)下，不斷對(duì)我得到的結(jié)論進(jìn)行總結(jié)，并提出新的問(wèn)題，使得我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題能夠深入地進(jìn)行下去，也使我接觸到了許多理論和實(shí)際上的新問(wèn)題，使我做了許多有益的思考。在此表示誠(chéng)摯的感謝和由衷的敬意。同時(shí)也要感謝XXXX大學(xué)每一位老師們給予了精心培養(yǎng)和指導(dǎo)，他們的精心教授使我學(xué)會(huì)了大量的專(zhuān)業(yè)課知識(shí)，終身受益。也給我提供了充足完備的條件和寶貴的學(xué)習(xí)交流機(jī)會(huì)，而且在生活方面還給予我極大的關(guān)懷，在此表示衷心的感謝！
其次，我要感謝我的同學(xué)，在大學(xué)四年中給過(guò)我大力幫助和支持，在很多時(shí)候都給過(guò)我寶貴的意見(jiàn)！他們都要即將走向工作崗位或繼續(xù)深造，希望他們有美好的前途！
感謝我的母校XXXX大學(xué)給了我在大學(xué)的本科四年深造機(jī)會(huì)，讓我能繼續(xù)學(xué)習(xí)和提高。四年珍貴的學(xué)習(xí)期間，讓我的知識(shí)體系更加完善，思想觀念更加成熟，整體素質(zhì)得到了極大的鍛煉。在此我謹(jǐn)向我的指導(dǎo)老師以及在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中給予我很大幫助的老師、同學(xué)們致以最誠(chéng)摯的謝意。
路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索。我愿未來(lái)的學(xué)習(xí)和生活中以更加豐厚的成果來(lái)答謝曾經(jīng)關(guān)心、幫助和支持我的所有領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友。
最后，我要感謝機(jī)械12的全體同學(xué)，特別是我的室友對(duì)我的支持幫助。同時(shí)對(duì)此次百忙之中評(píng)審我論文的老師們表示崇高的敬意，向您們說(shuō)聲謝謝并祝您們?nèi)f事如意，事事順心。
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