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黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第1章 緒論 1.1本研究的目的和意義 中國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，也是秸稈資源最為豐富的國(guó)家之一。歷史上，中國(guó)有利用秸 稈的優(yōu)良傳統(tǒng)，農(nóng)民用秸稈建房蔽日遮雨，用秸稈燒火做飯取暖，用秸稈養(yǎng)畜積肥 還田，合理利用秸稈是中國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的精華之一。在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)階段，秸稈資源主要 是不經(jīng)任何處理直接用于肥料、燃料和飼料。隨著傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變以及 經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展，農(nóng)村能源、飼料結(jié)構(gòu)等發(fā)生了深刻變化，傳統(tǒng)的秸稈利用途徑發(fā) 生了歷史性的轉(zhuǎn)變。在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，秸稈低效不清潔的直接燃燒利用方式已不 適應(yīng)農(nóng)民生活水平提高的需要，富裕起來(lái)的農(nóng)民迫切需要優(yōu)質(zhì)、清潔、方 的能源。 農(nóng)業(yè)主 區(qū)秸稈資源大 日 ，農(nóng)民 地 燒秸稈，不 來(lái) 大 的 ，還 了 不能 ，高?￠￡?迫￥?的 社會(huì) ，§起了currency1社會(huì)的￥'。 “國(guó)???fi fl秸稈 燒和–合利用 ，????· ?，國(guó)家???”?…、 農(nóng)業(yè)‰、 ?‰、? ‰、中國(guó)民用`′?…?合?發(fā)了ˉ秸稈燃燒和–合利用?理˙ ¨ ?！エB¨ 要?? 在 、??ˇ—、高 —￡ 和 民?? 的區(qū) 燒秸稈， ·， 、? 區(qū)的秸稈–合利用a 達(dá) 。 ?‰ ??o 秸稈–合利用? ，? 秸稈–合利用? 國(guó)家? ?、 ?? ? ??￥計(jì) 。農(nóng)??秸稈經(jīng) 切 縮 燃料塊，能有效地 改變其燃料特性，熱值接 中質(zhì) 煤，平均為?6736kJ。 縮 型? 為秸稈燃料異 地運(yùn) 使用創(chuàng) 條件，可以?為生?煤供應(yīng)工業(yè)生 和居民使用，同時(shí)也是很好的 化原料，對(duì) 化爐有促進(jìn)?用。 制 型的秸稈塊也可以進(jìn)一步炭化處理， 得 木炭和活性炭，可 泛用于冶金、化工、??、生活燃料。另外，利用 縮 型? 可以 秸稈模 不同形狀和用途的 品，如一次性快餐盒、盤、碟、包裝盒、工業(yè) 托盤、育苗容器、 紙板、瓦楞紙等。 本 以棉稈等硬莖稈為 對(duì)象，? 對(duì)秸稈原料特性的fi析，確 切 原 理和方¨，設(shè)計(jì) 動(dòng)o消耗低、粒度大小滿足 縮 型要?的秸稈切 。 動(dòng)“國(guó) 目前–合開發(fā)利用農(nóng)??秸稈資源的? 創(chuàng)新和實(shí)際應(yīng)用。 1.2農(nóng)作物秸稈綜合利用現(xiàn)狀 1 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 中國(guó)農(nóng)??秸稈資源 大面 ，每· 多達(dá)6.4億t，且隨著農(nóng)??單 的 提高，秸稈 也 隨之增加?，F(xiàn)階段其用途大致可fi為4個(gè)方面:①秸稈還田;②牲 畜飼料;③替代能源;④工業(yè)原料，約占12.7%的 余秸稈 地 燒 閑置。 種用途 所占比例如圖l.1所示(高祥照等，2002)。 圖1.1中國(guó)農(nóng)??秸稈的主要用途 (1)秸稈還田 秸稈還田是目前秸稈利用的最主要方面，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2000·“國(guó)主要糧食??秸 稈 還田的面積占其種植面積的58.6%(韓魯佳等，2002)。秸稈還田的方¨fi為整 株還田? 、 還田? 、有根茬切 還田? 和傳統(tǒng) 肥還田? 。 的秸稈 還田設(shè) 有 還田 、 茬 、 還田 和水田 等。目前，經(jīng) 對(duì)秸稈還 田? 和 ? 等的 ，秸稈直接還田在“國(guó)已有了一 面積的 應(yīng)用。 在? ? ，秸稈直接還田? 取得了 要 ，已經(jīng)制 了包 華 、 、 中 區(qū)、 水 ?區(qū)和 制種植區(qū)的 秸、 秸、 直接? 還田的? ，包 還田方式、秸稈￠ 、￡? 、￥?水fi、 度、 還田時(shí) 以及§ currency1'“、? 等方面的? 要?，實(shí)??fi適 的秸稈還田能有 效增加￥?的有 質(zhì)fl ，改良￥?， 肥地o(–??等，1999)。 (2)牲畜飼料 秸稈用?飼料，在中國(guó)主要是以秸稈養(yǎng)畜、 ·還田的方式進(jìn) 的。?經(jīng)任何處 理的秸稈，不 消化a低，???和”?質(zhì)fl 低，?且適…性‰。為提高飼料的 適…性和 養(yǎng)?值， ·來(lái) `′用?化、?生?發(fā)ˉ?˙、熱¨、 ?等? 處理， 目前currency1國(guó)的·加工處理 約1000?t，已開發(fā) 的加工設(shè) 有?化爐、 質(zhì) 、?? 、 ? 、 ? 、熱¨設(shè) 等。 (3)替代能源 據(jù)currency1國(guó)農(nóng)村可ˇ生資源統(tǒng)計(jì)資料—示(2001)，? ? ，秸稈能源用 2 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 占農(nóng)村生活用能的30%-50%。傳統(tǒng)的秸稈利用方式是直接燃燒， 其 度小， fi 多， 不ˇ適應(yīng)農(nóng)民生活水平的需要，國(guó) 現(xiàn) 的秸稈優(yōu)質(zhì)能源利用? ， 了本 所要 的秸稈 縮 型? 以外，還有秸稈 化 中供 ? 、秸稈制取 ? 、秸稈燃料熱 ˇ? 等。秸稈熱 化? 、 的低品 秸稈轉(zhuǎn)? 清潔的高品 ，熱效a可達(dá)40%。 a燃料?度快，熱 可以 制，在 ˇ木 、 、飼料和代替燃?發(fā) 及農(nóng)村居民??等方面 有 o應(yīng)用?！雈i 化爐和 裝置 經(jīng) 生 ，進(jìn) 實(shí)用 階段。目前currency1國(guó) 有350余處秸稈 化 中供 示 ，主要 中在 、? 、 、? 、 、 、 等。 有170余處(韓魯佳等，2002)。秸稈制取 ? ， ·來(lái)經(jīng)?￥ 在? 上有了 大 ， ?了秸稈 結(jié) 、 料??和發(fā)ˉ不?fi的? 。ˇ發(fā)ˉ工? 有 于 約建 費(fèi)用，提高 容利用a，目前該? 在 方應(yīng)用 多。秸稈燃料熱 ˇ ? 是 捆 經(jīng)預(yù)處理的秸稈加 由兩段燃料室? 的高效燃料爐，燃燒 ?經(jīng) 離心 塵可得 潔凈的熱 ， 生的熱 溫度可以 (60-800℃)，fl 塵 小于20mg/m，，尤其適宜于高濕?料，如糧食、木 、飼料、雞糞、酒糟等的 ˇ (馬學(xué)良，1995)。 (4)工業(yè)原料 秸稈?為工業(yè)原料主要用于工業(yè) 紙，占秸稈? 的2.9%。其它目前正在 興起的 與應(yīng)用有: 林業(yè)大學(xué) 秸稈 縮 型制?秸稈板 ，建筑墻 料， 包裝 料等; 農(nóng)大開展模 制品的 ，如一次性快餐盒、托盤、家具構(gòu)件和建筑 構(gòu)件等;遼寧 農(nóng) 院 制 o秸稈皮鑲fi離及其–合利用? ;另外一些 院所 ′取生?? 的手段發(fā)ˉ生 乙醇、糠醛、苯酚、單 胞??、燃料? 、工業(yè)酶制劑 等。由于秸稈還田￠ 有限，?飼料其 養(yǎng)?值不高， 此要真正 ?秸稈的合理 利用 ，￥鍵在于 秸稈的能源化和工業(yè)化利用? 。 1.3 秸稈的特性： 1.3.1 秸稈的物理特性 秸稈本身的?理特性是影響秸稈切 和 縮 型的主要 素之一。秸稈的?理 特性受?種、品種、 區(qū)、 度等多種 素的影響。國(guó)外對(duì) 秸、飼 等 莖稈的拉 伸強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、彈性模 、剛度模 等?理特性 多(o’Dogherty，1995)。國(guó) a￥報(bào) 少，孫驪(1998)、徐學(xué)耘(加00)等對(duì) 秸和棉桿的?理特性?了初步的fi 析。 3 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 1.3.2 秸稈的切碎特性 國(guó)外對(duì)秸稈切 的 中于 秸、 秸等 莖桿，主要fi析切 能耗、切 度 和切斷效a的 種影響 素，如o’Dogherty(1986)等 fi析了切割?度、割刀參￠、 受切根￠等 素對(duì)切割 的影響，指 秸稈切割 中有一臨界?度，在 15- 30m/s 圍 ，低于臨界?度，能耗和無(wú)效切割快?增加;大于臨界?度，能耗基本 不變，實(shí)際切割 度接 于理論 度。國(guó) 主要是對(duì)切 能耗和切斷效a的 ， 如張晉國(guó)(2000)等 fi析了秸稈的fl水a(chǎn)和有無(wú) 刀對(duì)切斷效a的影響;吳子岳 (2001)和藺￠振(1999)等 了受切根￠和割刀參￠對(duì)切割o耗的影響。 1.3.3 秸稈的化學(xué)成分 不?任何植? 料其主要化學(xué)?份均為纖維素，半纖維素，木質(zhì)素 種。由表 1.1可知，棉稈中的纖維素fl 為50%左右，木質(zhì)素fl 為20%以上，半纖維素fl 為75%以上，均fi—高于 秸類 莖稈，更接 于杉木等低 木 。 表1.1 秸稈的化學(xué)成分(徐學(xué)耘，1994) 種類 木質(zhì)素 纖維素 半纖維素 膠 聚戊糖 % % % % % 棉稈 22 50.23 75.10 3.51 19.21 秸 18.34 40.4 71.30 0.30 25.56 杉木 24.91 50.43 44.69 1.69 25.90 4 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第2章 切碎機(jī)整體方案設(shè)計(jì) 2.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 秸稈切 的? 結(jié)構(gòu)見圖2.1。 1.變?箱和喂 構(gòu)2.喂 槽3.切 器4. 傳動(dòng)5. 動(dòng) 圖2.1 秸稈切 ? 結(jié)構(gòu)示意圖 該 主要由切 器、變?箱和喂 構(gòu)、喂 槽、甩拋裝置、 傳動(dòng)、 動(dòng) ? 。 秸稈由喂 槽2喂 ，在喂 構(gòu)1?用 其 實(shí)?卷 構(gòu)，?動(dòng) 刀片? 的切 器3切 ，最 由拋送裝置拋 外。 2.2 樣機(jī)的性能試驗(yàn) 根據(jù)前面的理論和試驗(yàn)fi析，“們?cè)O(shè)計(jì)了農(nóng)??硬莖稈切 ，見圖2.2，其 主要的? 參￠如 : 喂 齒輥有效 度:100mm; 喂 齒輥張開 距最大值:59mm，張開 距?動(dòng) ; 喂 齒輥 徑:83mm; ??比:6.47; 動(dòng)刀￠:2; 5 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 動(dòng)刀轉(zhuǎn)?:550r/min; 喂 齒輥轉(zhuǎn)?:85r/min: ?料切 度:10mm; 動(dòng)o:2.2kw 圖 . 直刃刀硬莖稈切 試驗(yàn) 料選用 大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng) 提供的本·度棉花′ 的 棉稈，去 根 ‰和霉?fàn)€變質(zhì)莖稈，原料平均fl水a(chǎn)為18.5%(濕基)。每次試驗(yàn)?料15kg，共進(jìn) 5 次 試，取平均值，對(duì)切 ?料進(jìn) 粒度 fifi析， 試結(jié) 見表2.1。 表2.1 秸稈切碎機(jī)性能試驗(yàn)結(jié)果 試 目 試結(jié) 刀 轉(zhuǎn)?(r/min) 550 喂 輥轉(zhuǎn)?(r/min ) 85 切 生 a(kg/h) 500 能耗(kJ/kg) 110 切 效a(%) 92.2 粒度f(wàn)i :(%) 0~2.omm 11.5% 2.0~10.omm 59.4% 10.0~20.omm 21.3%， 20.omm 7.8% 對(duì)切 ?料的粒度f(wàn)i 結(jié) 表fi，經(jīng)一次切 ，粒度為20.0mm的 余? 6 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) fi中主要為 ， 表fi該喂 構(gòu)在 ? 的同時(shí)對(duì) 還會(huì) 生 切 現(xiàn)象。需進(jìn)一步加以fi析改進(jìn)。 2.3 本章小結(jié) 對(duì)硬莖稈切 進(jìn) 的設(shè)計(jì) 制和性能試驗(yàn)，確 整 方 ，驗(yàn)?設(shè)計(jì)方 ¨的合理性。 7 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第3章 秸稈切碎機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 切碎器設(shè)計(jì) 切 器是秸稈切 的 要工?‰件。它的參￠設(shè)計(jì)是 合理，對(duì)切 質(zhì) 、o a消耗以及 器運(yùn)轉(zhuǎn)均 度有直接影響。影響切 性能的主要 素有:(l)切割時(shí)要 生 切，以 少切割 o。(2)切割要 ，秸稈a對(duì)于動(dòng) 刀片 有 。(3)切割 o 變化均 。 3.1.1 切碎方式選擇 秸稈切 方式主要有 刀式切 、 刀式( 刀)切 和 片式切 等。 刀式 切 質(zhì) 好，刀片結(jié)構(gòu) 單，主要 是刀盤運(yùn)轉(zhuǎn)不均 。 刀式切 切?用強(qiáng)， 切割 o小， 切 不能?動(dòng)拋 ，刀片剛度‰，不適合硬莖稈切 。 片式切 是利用高? 轉(zhuǎn)的 片來(lái) 秸稈，刀片結(jié)構(gòu) 單，?用性好， 能耗高(藺￠振 等，19%; ?，1998)。 表3.1 切碎秸稈的粒度分布 刀 轉(zhuǎn)? 粒度￠￡￡?及￥fifl ￠ ? /r·min 1? 0-1.4 1.4-2 2-3.35 3.35-9.5 9.5-12.5 12.5-19.5 19.5 0-12.5 片切 860 1.9 1.1 2.3 10.3 9.9 15.6 58.9 25.5 1220 0.8 0.6 1.8 9.6 7.9 10.8 68.6 20.7 1580 2.6 1.7 4.2 15.3 11.7 17.1 46.8 35.5 刀切 920 3.7 3.2 9.2 37.6 11.7 9.6 25.0 65.4 1250 4.4 3.9 11.2 39.9 12.0 10.8 17.8 71.4 1500 5.8 4.7 12.8 43.7 11.9 9.2 11.9 78.9 直刃刀切 900 4.3 4.3 13.2 41.1 11.3 9.7 16.1 74.2 1230 4.2 4.4 13.1 41.6 14.2 11.0 11.5 77.5 1450 5.3 6.2 17.6 41.8 8.5 7.3 13.3 79.4 根據(jù)對(duì)直刃刀切 、 刀切 和 片切 3種不同切 方式的比 試驗(yàn)(?§ currency1等，1999)，如圖3.l所示，在a同轉(zhuǎn)? ，直刃刀切 的單 質(zhì) 棉桿能耗最低， 8 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 由表3.1可知，′用直刃刀切 小'粒 高，在900~1450r/min 圍 ，提高 轉(zhuǎn)?對(duì) 小'粒 增加不fi—。 直刀刃切 刀切 片切 主動(dòng) 轉(zhuǎn)?“ ? 能耗 “ ? 圖3.1 切 主動(dòng) 轉(zhuǎn)?與能耗的￥? 根據(jù)以上fi析，“們選?直刃刀切 ?為棉稈等硬莖稈切 的設(shè)計(jì)方 ，動(dòng)刀 片￠為3，均 于動(dòng)刀fi上，其動(dòng)刀fi結(jié)構(gòu)見圖3.2。 3.1.2 切碎原理分析 fl刀片刃—運(yùn)動(dòng)方式，切割可fi為 切和 切兩種。 切時(shí)刀片切割 –運(yùn)動(dòng)方 向?直刃—，? 切時(shí)刀片切割 –運(yùn)動(dòng)方向不?直刃—。由于 切使刀片?置切 ， 實(shí)際刃·a應(yīng)變小，刃—變 ，切割 o 少， 此 切比 切 o，且在一 切· 圍 ， 切 度?大，切割? o。 ?刀片 生 切時(shí)，切割 –?度?fi 為 ‰fi￠圖3.3?? 切?度??，方向 平 刃—” 切?度??，方向?直刃—。?度?和?? ·為 切·?，在一 切· 圍 ， 切 度?大，切割? o。 3.1.3 割刀參數(shù)分析 1. 切· 直—型刀片的 切·?在￠值上等于刀片刃—AB與切割半徑r之 ·(圖3.4)。 9 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖3.2 直刃刀動(dòng)刀fi 圖 圖3.3 刀片的 切 為了??刀片有 切，其刃—AB…‰轉(zhuǎn)中心O應(yīng)具有 心距e。 由圖3.4可得: tg? = 22 er e ? (3.1) 上式?fi， 切割開` ′了，隨著切割 外 ，切割半徑r的增加，刀片的 切·?? 小。 此，刀片切割 o 隨著切割半徑的增大， 切·的 小，切 割 o的增大?增大。 2. ˉ· 圖3.4中，動(dòng)刀刃—AB與 刀刃—CM 的 ·為 ˉ·x.切割時(shí)如 ˉ· 大，秸稈受刀片?用，會(huì)?˙刃—一¨ ，?? 中在最 階段切割，結(jié) 刀片 ?不均，刃—? ?? ， 段變 ，切 質(zhì) 變ˇ。 此，為??切 10 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 割 ，不 生 動(dòng)切割，滿足如 切割條件: 1?? ? 2?? “3.2) 1.O--動(dòng)刀‰轉(zhuǎn)中心2.AB--動(dòng)刀刃3.e-- 心距4.? -- 切·5.r--切割半徑6. x-- ˉ· 圖3.4切 器的結(jié)構(gòu)圖 根據(jù) —資料( ，1991)，取 1? = ?12 ， ?2? ?38 ， x? ?50 。 圖3.4中，由 ·形OGH和HCDa ￥?可知， ˉ·x在￠值上等于‰轉(zhuǎn) ·?，?在切割 中?? 小。 刀片 ˉ·隨著切割 外 、‰轉(zhuǎn)·的 小? 小。 以上fi析可以得 ，直刃刀刀片的 ˉ·變化比 合理，? 切·和 o 變化不 理 。 此，為了改 其切 性能，本設(shè)計(jì)′用提高切 器轉(zhuǎn)?和增大其 本身轉(zhuǎn)動(dòng) ( 刀fi質(zhì) )的方¨，來(lái) 由于 o 變化所§起的運(yùn)轉(zhuǎn)不均的 。? 動(dòng)刀fi與甩拋 設(shè)計(jì)為一 ， 可增加刀fi的轉(zhuǎn)動(dòng) ， 可改 切 ?料的甩拋性能。 3.1.4 主要技術(shù)參數(shù)確定 1.切 度 切 度是切 主要性能指 之一， 器工?時(shí)，秸稈?喂 輥卷 切 構(gòu)的?度v 60Dn?? (m/s)，切 器每 切 次￠為 601kn ， 理論切 度為: L= 60 1kn v = kiD? 11 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) ? 喂 輥的a 素，實(shí)際切 度為: L= kid )1( ?? ? (3.3) 式中 k—?jiǎng)拥镀?i—切 器主 n1與喂 輥轉(zhuǎn)?n之傳動(dòng)比 D—喂 輥直徑 ? a ?￠，一 取0.05~0.07 切 器主 與喂 輥之傳動(dòng)比i=6.47，喂 輥直徑d=83mm，動(dòng)刀片￠K為 2，a ?￠?取0.06， 理論切 度L=20mm。 2.切 生 a 切 生 a的大小取?于喂 …面積，切 器刀片￠和轉(zhuǎn)?，莖稈種類和切 度等，理論生 a可由 式計(jì) : Q=60·k·a·b·L·n·? (3.4) 式中: k—?jiǎng)拥镀? a、b—為喂 …高度和?度，m; L—理論切 度，m; n— 喂 輥轉(zhuǎn)?，r/min; ? 喂 輥 縮 的莖稈容 ，kg/m 3。 切 器的動(dòng)刀片￠k為2，喂 輥轉(zhuǎn)?n為85r/min，喂 …?度a取0.1m， 度b取0.14m，莖稈 縮 容 以棉稈為例約為120~150kg/m 3，?取130kg/m。切 度為0.02m，理論生 a約為Q=500kg/h。 3.2 喂入機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 喂 構(gòu)由喂 槽、喂 輥和 ?裝置等‰件? 。它的?用是 ?料以一 的 ?度喂 切 器，?在喂 的同時(shí)， 其 o、 ?、無(wú) 動(dòng)，以??切 質(zhì) ， 切 '粒 度均 、切…平整。主要結(jié)構(gòu) 圖見圖3.5。上喂 輥的動(dòng)o由切 器刀 傳 ， 喂 輥由一對(duì) 齒 和一對(duì) 傳 動(dòng)o?改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向， ? 得上 喂 輥轉(zhuǎn)?一致， 方向不同的運(yùn)動(dòng)。 由于本切 主要是用于切 硬莖稈，所以′用卷 性能好，?能?動(dòng) 喂 …高度的 齒型上 喂 輥(圖3.6)。 ?裝置′用?彈 式 ?裝置，兩個(gè)彈 在 fi兩¨，一 在 fi上，另一 在喂 輥 上。隨?料? 的改變， 12 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 使 o隨彈 變形?改變，有利于喂 切割。上喂 輥隨著喂 ?料的直徑變化， 和彈 ，以0為 心，60mm為半徑，在 槽CD中?動(dòng)，上 喂 輥中心 距在85--144mm之 ，適用不同?料喂 ? ?。 1. 槽2.上喂 輥3.齒 傳動(dòng)4. 彈 5. 傳動(dòng)6. 喂 輥 圖3.5 喂 構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖 圖3.6 喂 輥結(jié)構(gòu)圖 3.3 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 切 傳動(dòng)?統(tǒng) 圖見圖3.7。 動(dòng) 的動(dòng)o?經(jīng)皮 傳?動(dòng)刀 ，ˇ經(jīng)一對(duì) 齒 和一對(duì) ?齒 ? 傳?喂 輥。?傳動(dòng)比為i=6.47。 3.4 本章小結(jié) 13 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 本? ?對(duì) 種切 方式進(jìn) 比 fi析，選?合適的切 方式; 理論上對(duì) 切 器等 要工?‰件進(jìn) 運(yùn)動(dòng)學(xué)fi析，確 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所需參￠。 1. 傳動(dòng)2.動(dòng)刀3. 齒 傳動(dòng)4.喂 裝置5. ?齒 傳動(dòng)6. 圖3.7 傳動(dòng)?統(tǒng) 圖 14 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第4章 盤刀式切碎器刀刃曲線對(duì)切割能耗的影響 4.1 切割過(guò)程幾何參數(shù)的分析 根據(jù)盤刀式切 器的切割原理和切割 中 刀與動(dòng)刀之 a ?用￥?的fi析 可知 ,影響切割 的主要參￠是切割時(shí)的 切·τ、ˉ · x 和切割轉(zhuǎn)·θ。 心 曲—刀刃、直—刀刃和等 切·曲—刀刃3 種形式的切 器在切割 的幾何參￠ 如圖4.1 所示。 心 刃 直—刃 等 切·刃 圖4.1 切 器幾何參￠ 對(duì)于 心 曲—刀刃 ,切割 中的幾何參￠與其結(jié)構(gòu)參￠之 的￥?為: τ=arcsin[ (R 2 + r 2 - e 2 )/ 2Rr] (4.1) x =τ+arcsin( H/r) (4.2) θ=arcsin [( Ra - R·sin x)/e] (4.3) 式中: R — 刀刃的半徑 r—切割 處的‰轉(zhuǎn)半徑 e — 刀刃的 心距 H—切割中心—高度 Ra —切割 與‰轉(zhuǎn)中心水平距離 對(duì)于直—刀刃,切割 中的幾何參￠與其結(jié)構(gòu)參￠的￥?為: τ=arcsin(e/r) (4.4) x =τ+arcsin( H/r) (4.5) θ= (π/2) - x (4.6) 15 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 式中 e —直—刀刃 心距; r—切割 處‰轉(zhuǎn)半徑 H—切割中心—高度 對(duì)于等 切·曲—刀刃，在切割 中的 切·τ? 恒 不變；?ˉ ·和切 割轉(zhuǎn)·與其結(jié)構(gòu)參￠的￥?為 x =τ+arcsin( H/r) (4.7) θ= k·ln( r/c) (4.8) 式中 H—切割中心—高度 r —切割 處的‰轉(zhuǎn)半徑 k —?！?上面3種形式曲—刀刃的切割參￠與其結(jié)構(gòu)參￠之 的幾何￥?可以看 : 切·τ、ˉ ·x和切割轉(zhuǎn)·θ 者之 是 切a￥的。在切 器上 ,只要其結(jié)構(gòu)參￠ 確 ,3個(gè)·度的大小及其在切割 中的變化 律也 隨之確 。在切 器的設(shè)計(jì) 中,上面的3個(gè)·度只要有1個(gè)確 ,其他2個(gè)·度的變化 在一 的結(jié)構(gòu)限制 隨 之確 。無(wú)論′何種形狀的刀刃曲—,其3個(gè)·度 的￥?皆是如此。 4.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) ? 直—刃、 刃和等 切·刃3種類型切 器在切割 中的能 消耗 , 刃和等 切·刃 選?3?不同的結(jié)構(gòu)參￠ ,直—刃選?4?不同的參￠,其參￠ 的取值、 切·、ˉ ·和切割轉(zhuǎn)·的￠值見表4.1。 試驗(yàn)在9ZF110型盤刀式切 器上進(jìn) 。試驗(yàn)中為使不同切割刃曲—刀的切割能耗 具有可比性, 刀刃曲—外其他試驗(yàn)條件? a同。試驗(yàn)切割的?料為?? 秸,切割 層?度170mm,切割層厚度23mm,喂 3400kg/h,切割 隙0.13mm,切 器轉(zhuǎn)? 600r/min。試驗(yàn) 中,記錄切 器主 的扭 和轉(zhuǎn)?,?對(duì)記錄的扭 曲—進(jìn) 離 化 處理。為提高精度和消 ˇ擾 素影響,每號(hào)試驗(yàn) 復(fù)10次,結(jié) 見表4.2 4.3 結(jié)果與分析 試驗(yàn)所用10種動(dòng)刀的工?條件一致, 切割以外其他‰fi能 消耗a同,所以 切 器主 上的切割扭 代表了切割能耗的大小。 此以切割平均扭 值?為試驗(yàn) 評(píng)?指 。 表4.1 曲線刀刃結(jié)構(gòu)參數(shù) 16 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 刃 等 切·刃 直—刃 實(shí)驗(yàn)號(hào) 參￠ 實(shí)驗(yàn)號(hào) 參￠ 實(shí)驗(yàn)號(hào) 參￠ 1D R =375 ; e =375 4D 7D e = 87.2 τ=6.8°～19.8° τ= 25° τ= 20.2°~77.3° χ= 28.9°～33.5° χ= 34.1°～51.6° χ= 29.3°~50.7° θ= 18.79° θ= 28.7° θ= 7.8° 2D R =313 ; e =226 5D 8D e = 55.6 τ=6.2°～44.1° τ= 35° τ=12.7°~38.5° χ=15.3°～70.6° χ= 44.1°～61.6° χ=21.8°～65.1° θ= 53.8° θ= 52.8° θ= 3.2° 3D R=409 ; e=335 6D 9D e = 81.3 τ=25.1°～40.1° τ= 45° τ= 18.8°~65.5° χ=11.6°～66.7° χ= 54.1°～71.6° χ= 27.8°~38.9° θ= 45.24° θ= 46.9° θ= 11.1° 10D e = 129.3 τ= 30.7°~96.5° χ= 39.8°~89.9° θ= 50.1° 對(duì)試驗(yàn)結(jié) 進(jìn) 單 素方‰fi析,結(jié) 表fi:不同刀刃曲—對(duì)切割時(shí)的平均切割扭 具有—著的影響(—著水平α=0101)。為了確 哪些曲—刀刃在切割 中的平均扭 具有—著‰異,對(duì)試驗(yàn)結(jié) 進(jìn) 多 比 ,結(jié) 是:D1號(hào)試驗(yàn)的平均扭 極—著地高 于其他9號(hào)試驗(yàn) , 是由于D1號(hào)試驗(yàn)所用 曲—刃的結(jié)構(gòu)參￠導(dǎo)致切割 中 切·和ˉ ·的￠值 小?§起。D3、D2、D6和D10?試驗(yàn)結(jié) 之 不˙在—著‰ 異;D7、D8和D9?試驗(yàn)結(jié) 之 也不˙在—著‰異, 是—著地高于D2 和D3 ?試驗(yàn) 結(jié) 。 4.4 結(jié)論 ? 對(duì)3類不同刀刃曲—10?結(jié)構(gòu)參￠的動(dòng)刀切割試驗(yàn)結(jié) 進(jìn) 統(tǒng)計(jì)fi析,得 如 結(jié)論: 表4.2 平均切割扭矩試驗(yàn)結(jié)果 復(fù) 試驗(yàn)號(hào) 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7D 8D 9D 10D 1 38.61 27.51 24.15 36.3 27.59 21.53 21.86 25.68 30.48 26.78 17 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 34.81 24.15 23.53 30.80 25.12 21.53 28.41 26.53 27.82 26.07 3 33.39 22.55 23.82 28.5 24.76 23.07 25.40 26.89 26.76 23.95 4 32.86 21.85 20.69 27.1 2441 24.78 30.00 23.88 21.99 21.42 5 36.69 20.43 19.36 28.32 24.76 25.1 32.12 26.89 23.58 22.01 6 36.30 25.38 22.78 28.81 27.06 24.6 29.08 23.70 28.78 23.46 7 33.47 22.55 21.45 32.53 23.35 26.45 24.13 27.95 21.00 24.52 8 32.69 22.38 22.59 30.53 22.47 26.42 30.49 24.94 26.17 23.10 9 33.29 22.20 24.48 34.30 29.01 25.41 23.59 25.47 27.85 24.34 10 32.58 23.97 21.38 25.45 24.76 21.10 30.14 25.76 28.60 24.87 均值 34.49 23.30 22.47 30.33 25.33 23.99 27.58 25.77 26.13 24.06 1) 切割時(shí)的 切·τ和切割轉(zhuǎn)·θ是影響切割能耗的主要 素。? 切·在35°～ 45° 圍 ,切割轉(zhuǎn)·在45°～65° 圍 時(shí),切割的平均扭 低,切割能耗 小。 2)刀刃曲—的形狀影響切 器的切割能耗, 是 種影響受結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參￠的制約。 對(duì)于不同類型的刀刃曲—,只要結(jié)構(gòu)參￠的設(shè)計(jì)能 ?? 切·和切割轉(zhuǎn)·在適宜的 圍 變化, 可??切 器具有 低的切割能耗。 3) 傳統(tǒng)切 器扭 計(jì) ￠式是在靜態(tài)切割條件 以受ofi析為基礎(chǔ) 導(dǎo)?來(lái)的。 ?在實(shí)際的動(dòng)態(tài)切割 中,由于?料受o狀態(tài)的改變以及切割 中動(dòng)刀 性o的 ˙在,使得理論計(jì) 扭 值與實(shí)際 值之 具有 大的‰異。 此 ,在應(yīng)用理論計(jì) ￠式進(jìn) 切 器結(jié)構(gòu)參￠設(shè)計(jì),要? 動(dòng)態(tài)切割的影響,對(duì)設(shè)計(jì)參￠進(jìn) 必要的修正。 4.5 本章小結(jié) 以9ZF110型盤刀式切 器為基礎(chǔ) , 了 曲—、直—和等 切·曲—刀刃在 切割?飼 時(shí)的切割能耗變化。結(jié) 表fi:切割時(shí)的 切·和切割轉(zhuǎn)·是影響切割能 耗的主要 素。? 切·在 35°～45° 圍 ,切割轉(zhuǎn)·在45°～65° 圍 時(shí),切割的平 均扭 低,切割能耗 小。對(duì)于不同類型的刀刃曲—,只要結(jié)構(gòu)參￠的設(shè)計(jì)能 ?? 切·和切割轉(zhuǎn)·在適宜的 圍 變化, 可??切 器具有 低的切割能耗。 盤刀式切 器是畜牧業(yè)生 中 泛應(yīng)用的飼料加工 ,其工? 中消耗的能 主要用于飼料的切斷。 以來(lái),￥于 小切 器能 消耗的 主要 中在切 器 動(dòng)刀刃曲—形狀上。 目前應(yīng)用的切 器動(dòng)刀結(jié)構(gòu)看,刀刃的曲—形狀有 型、直— 型、折—型和等 切·4 種。 4種不同形狀的動(dòng)刀刃曲—類型對(duì)切 器的切割能 消 耗有 大的影響。 此,在理論fi析和試驗(yàn)的基礎(chǔ)上, 不同類型曲—刀刃形狀對(duì)切 器能耗的影響,對(duì)于改進(jìn)切 器的工?性能和 小工? 中的能 消耗具有 要意 義。 18 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第5章 動(dòng)刀片受力分析 5.1 工作原理 PCCì 15. 0S 型?飼切 主要由喂 構(gòu)、切 器、拋送 構(gòu)和傳送 構(gòu)等‰fi ? 。切 器是?飼切 的 要工?‰件,動(dòng)刀片和拋送 片安裝在3個(gè) 呈120°的 19 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 刀fi上(如圖5.1)。切 工?時(shí),動(dòng)刀片和拋送 片在刀fi的 動(dòng) 繞 O 轉(zhuǎn)(如圖 5.2),動(dòng)刀片M N 由飼料喂 …的J 開`切割?料, L 完 一次切割。3個(gè)動(dòng)刀片依 次工?實(shí)現(xiàn)?飼切 的連續(xù)切割工?。 1. 刀片2. 飼料層3. 動(dòng)刀片4. 拋送 片5. 刀fi 圖5.1切 器結(jié)構(gòu) 圖 圖5.2切 工?fi析圖 在圖5.2 中,可 動(dòng)刀片A 的?度v fi 為?直于刃…的?度vn 和˙著刃…方向 的?度v t; v 與v n 之 的 ·稱為 切·S, tanS稱為 切?￠,它的值可以反映 切? 用的大小;動(dòng)刀片M N 與在KL 安裝的 刀片之 的 ·稱為鉗o·x( ˉ·), 該·不能 大, ?料會(huì)? , 不利于 器切割[22]。 20 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 5.2 動(dòng)刀片的受力分析 5.2.1 直刃口動(dòng)刀片的受力分析 直刃…動(dòng)刀片設(shè)計(jì)? 如圖5.3, 為了 于fi析,其受o情況 化為如圖5.4 所示情 況(假設(shè)不? ?料喂 o的影響)。設(shè)動(dòng)刀刃上任意一 A 受o為F , 它可fi 為˙著 刀刃方向的 切oP 和?直于刀刃方向的正 oN z[ 22 ] , 其中 N z= sq? (5.1) P = fN z (5.2) F = 22 PNz ? (5.3) 式中 q——比 , 單 刃… 的切割 o ?S ——參加切割的刃… 度 f ——切割的 動(dòng)摩擦 ￠ 圖5.3直刃…動(dòng)刀片結(jié)構(gòu) 圖 圖5.4直刃…動(dòng)刀片受o 圖 種飼料具 的q 值應(yīng)由試驗(yàn)確 (本 取用 秸稈) ; 切割 秸稈時(shí)S、q ￥ ?見表5.1。f 與 切?￠tan?的￥?見表5.2。 表5.1切割玉米莖稈時(shí)?與q 的關(guān)系 21 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) ? / )(? 0 10 20 30 40 50 60 1/ ??cmNq 117.11 112.7 91.63 75.46 68.11 55.86 40.18 表5.2tan?與f 的關(guān)系 tan? 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 f 0 0.042 0.082 0.112 0.140 0.184 0.210 0.242 0.253 0.330 0.3 40 正 o 1T (N z o對(duì)O 的o ) 為 T 1= N z ?tan/OG (5.4) 切o 2T “P o對(duì)O 的o ) 為 2T = P OG (5.5) ? 直刃…動(dòng)刀片在切割 秸稈時(shí)所受的o和o 的步驟如 : (1) 根據(jù)已知切 器的設(shè)計(jì)參￠: 最大 ˉ·Vmax為68°, 切 器‰轉(zhuǎn)中心距 刀 的高度為90 mm ,‰轉(zhuǎn)中心 喂 …的最短距離為150mm , 喂 …?度為380 mm , 高 度為110 mm , 見圖5.5。 圖5.5 裝參￠圖 (2) ‰轉(zhuǎn)中心O ??直于M N —的直—OG,?足為G; 以O(shè) 為 心,OG 為半徑繪 , 得轉(zhuǎn)·R為63°(見圖5.6)。 22 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖5.6 刃…動(dòng)刀片運(yùn)動(dòng)軌跡圖 (3) 轉(zhuǎn)·R fi ?ˇ份, 在 O 上得 a應(yīng) , ? 些 fi別? O 的切—, 此 切— 為刀片在不同轉(zhuǎn)·時(shí)的刃…—, 刃…—在喂 … 的 度 為切割刃… ? S。 不同 置的?S 的中 與‰轉(zhuǎn)中心O a連, 得 切·?、 ˉ·?。 (4) 由以上圖表及式(1)～ (5) 可? q、f 、N z、P、F、1T、2T ?！閾?jù)整理 見表5.3。 表5.3 刃口動(dòng)刀片數(shù)據(jù)表 序 號(hào) ? /? ? /(? ) ? /(? ) S? /mm q/N 1??cm f Nz/N P/N F/N T 1 /N T 2 /N? m 1 0 68 60 0 41.0 0.320 0 0 0 0 0 2 10 58 55 34.58 44.8 0.270 154.7 44.3 160.9 13.8 5.8 3 20 48 50 66.67 57.1 0.220 380.2 83.7 389.3 42.0 11.0 4 30 38 42 112.55 67.0 0.170 754.8 127.3 765.5 110.4 16.8 5 40 28 33 192.82 74.0 0.130 1426.8 185.6 1438.9 280.2 24.4 6 45 23 29 255.44 78.7 0.110 2010.5 201.3 2020.6 481.0 25.6 7 50 18 25 359.45 86.7 0.080 3123.7 250.1 3133.7 913.4 32.9 8 51 17 22 386.72 90.2 0.075 3488.1 261.7 3497.9 1147.5 34.4 9 56 11 20 317.61 93.4 0.067 2969.7 201.9 2976.6 1085.5 26.6 10 60 8 17 208.86 97.8 0.061 2042.6 124.7 2046.4 840.0 16.4 11 63 5 14 0 106.5 0.047 0 0 0 0 0 5.2.2 圓弧刃口動(dòng)刀片的受力分析 刃…動(dòng)刀片設(shè)計(jì)? 如圖5.7, 它的安裝? 與直刃…動(dòng)刀片的安裝? a同。 為了 于受ofi析(假設(shè)不? ?料喂 o的影響) 其 化為一段 (見圖5.8)。設(shè) 上任意一 A 受o為F , A? 切—B C, ? = ∠OA G, oF 可fi ˙切—方向 切oP ′和?直于切—方向正 o zN ′ 23 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖5.7 刃…動(dòng)刀片結(jié)構(gòu) 圖 圖5.8 刃…動(dòng)刀片受o 圖 ? 刃…動(dòng)刀片在切割 秸稈時(shí)所受的o和o 的基本步驟與直刃中的步 驟基本a同, 略有不同之處是: 直刃步驟中的 于喂 …中的刀刃—在此?為 刃 的弦來(lái)處理, 在此基礎(chǔ)上在喂 …中做 刀刃—(圖5.9)。?S ′為 刃落在喂 … 中的 度; 取 的中 , 其與‰轉(zhuǎn)中心O a連,?做 中 的 切—, 可得 ?′、?′。 ￠據(jù)整理 表5.4。 圖5.9 刃動(dòng)刀片的運(yùn)動(dòng)軌跡圖 5.2.3 動(dòng)刀片的受力特性曲線 –合表5.3、5.4 做 兩種動(dòng)刀片 個(gè)參￠隨轉(zhuǎn)·變化的–合對(duì)比曲—, 如圖 5.10、5.11 所示。 24 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖5.10 動(dòng)刀片的 ˉ·?、 切·? 隨轉(zhuǎn)·?的變化曲— 圖5.11 刀片的正 oN 和 切oP 隨轉(zhuǎn)·R 變化曲— 表5.4 圓弧刃口動(dòng)刀片數(shù)據(jù)表 序 號(hào) ? /? ? /(? ) ? /(? ) S? /mm q/N 1??cm f Nz/N P/N F/N T 1 /N T 2 /N? m 1 0 68 60 0 41.0 0.320 0 0 0 0 0 2 10 58 55 34.58 44.8 0.270 154.7 44.3 160.9 13.8 5.8 3 20 48 50 66.67 57.1 0.220 380.2 83.7 389.3 42.0 11.0 4 30 38 42 112.55 67.0 0.170 754.8 127.3 765.5 110.4 16.8 5 40 28 33 192.82 74.0 0.130 1426.8 185.6 1438.9 280.2 24.4 6 45 23 29 255.44 78.7 0.110 2010.5 201.3 2020.6 481.0 25.6 7 50 18 25 359.45 86.7 0.080 3123.7 250.1 3133.7 913.4 32.9 8 51 17 22 386.72 90.2 0.075 3488.1 261.7 3497.9 1147.5 34.4 9 56 11 20 317.61 93.4 0.067 2969.7 201.9 2976.6 1085.5 26.6 10 60 8 17 208.86 97.8 0.061 2042.6 124.7 2046.4 840.0 16.4 11 63 5 14 0 106.5 0.047 0 0 0 0 0 5.3分析結(jié)果討論 (1) 在圖5.10 中, PCCIV 15.0S ?飼切 的動(dòng)刀片在切割 中, ˉ·?和 切·?隨著切割轉(zhuǎn)·? 的增大?急劇 小; 在0°～ 20°轉(zhuǎn)· , ˉ·很大, 飼料有? ˉ 喂 …右¨的 勢(shì)。 (2) ? 對(duì)兩種刀片的 ˉ·、 切·變化曲—的對(duì)比f(wàn)i析可看 , 在切割 中 ?? 25 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 50°時(shí), '?? ? , '?? ? 情況a反。直刃…動(dòng)刀比 刃…動(dòng)刀在切割 中所受 o要 ?? 小。 (3) 由圖5.11 可以看 , 動(dòng)刀片在切割 中, 刀片所受的正 o很大? 切oP a對(duì)很小, 切?用遠(yuǎn)大于 切?用, 此PCCì 1510S ?飼切 對(duì)飼料的切割 主要以 切為主, 切為輔。 (4) 在圖5.11 中, 兩種刀片的正 o和 切o曲—進(jìn) 對(duì)比可以看 , 直刃…動(dòng) 刀片的 切oP與 刃…動(dòng)刀片的 切oP ′在變化 中大小大致a?。?? 48°時(shí), 直刃刀正 oN z 大于 刃刀正 o 'Nz , 此時(shí) 刃動(dòng)刀比直刃動(dòng)刀 利于 切。 5.4 本章小結(jié) 對(duì)PCCì 15. 0S 型?飼切 的兩種動(dòng)刀片進(jìn) 受ofi析, 深 探討了動(dòng)刀片在切 ?料 中 種參￠的變化 律, ?得 刃…動(dòng)刀片在–合切 性能上 直 刃…動(dòng)刀片優(yōu)?。 刀式?飼切 是一種使用 為 `的 型[21]。動(dòng)刀片是?飼切 的核心 工?‰件, 在切割飼料的 中受o情況復(fù)?, 極 ??和耐?性‰一直是?飼切 ˙在的主要 。深 currency1面地fi析 動(dòng)刀片的受o及?? 律對(duì)改 ?飼切 的 工?性能、提高其生 效a和增加使用者的經(jīng)濟(jì)效益等都具有?fi 要的意義。 第6? 切 整 結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 6.1電機(jī)選擇 6.1.1 切碎器 的確定 切 的生 a“ hkg ?由 式估 kablznQ ?60? “6.1? 26 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 式中 a、b——喂 …的高與?“m? l——理論切 度“m? z——?jiǎng)拥镀槟?，?z＝2～6 n——切 器轉(zhuǎn)?“ minr ?，一 n＝300～500 minr ? 飼 度“ 3mkg ?對(duì)于秸稈 3150~120 mkg?? ，飼 3500~350 m kg?? k——?滿?￠，可＝0.3～0.5 由已知條件Q＝500 hkg 和前面所設(shè)計(jì)的參￠代 上式得 min572~2864.01302)01.0(02.014.01.060 500 60 r kablz Qn ? ???????? ? 根據(jù)設(shè)計(jì)要?和? 實(shí)際生 ， 里取 min550rn? 。 6.1.2 切碎器 耗 查閱a￥參?書，已知小型秸稈切 每 工?幅?的平均oa為11kW，由此 可得該秸稈切 消耗的oa為: 1.54kW0.1411n60 ＝＝＝切 ?CPMN ， 切 器扭 MNnNMCP ????? 064.055060 54.160切 6.1.3 電機(jī)選擇 此次設(shè)計(jì)的切 為農(nóng)戶用， 為220V，所以在Z 3? 中選?。此? 小型 直流 有發(fā)動(dòng) 和 動(dòng) 兩種，具有轉(zhuǎn)動(dòng) 小， ? 圍 ， 積小 輕，可 用于靜 整流 源供 等優(yōu) 。 的工?方式是連續(xù)工?制，在海拔不超 1000m，??′ 溫度不超 40℃時(shí)， 能fl額 oa正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此? 中 動(dòng) 等 為110V,160V,220V和440V，發(fā) 等 為115V和230V，其外 §” 等 為IP21,冷卻方式為IC01,IC06 者IC07。 27 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 根據(jù)前面計(jì) 得 的切 器轉(zhuǎn)?和oa消耗，選?Z 3型 中的23－32型 動(dòng) 220V，額 oa2.2kW，額 轉(zhuǎn)?1000 minr 。 計(jì) ?傳動(dòng)比及fi 傳動(dòng)比 ?傳動(dòng)比 21 iii ?? : 47.6855501 ＝＝ 喂n ni? 展開式二 ?齒 傳動(dòng)，高? ? ? 21 5.1~3.1 ii ? ， 23.2~08.25.1~3.12 ?? ii 取 1.22 ?i ， 08.31.247.6 2 1 ???i ii 。 6.2 傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì) “1?V 的設(shè)計(jì)要? 設(shè)計(jì) V 時(shí)應(yīng)滿足的要?有 質(zhì) ?。唤Y(jié)構(gòu)工?性好，無(wú) 大的鑄 應(yīng) o，質(zhì) fi 均 ，轉(zhuǎn)?高時(shí)要經(jīng) 動(dòng)平衡， 槽工?面要經(jīng) 精 加工“表 面? 糙度一 應(yīng)為 3.2?以 的??， 槽的? 和·度應(yīng)? 一 的精度， 以使載 ?fi 為均 等。 “2? 料 此處 的 料，′用鑄?， 料牌號(hào)為 HT200 “3?確 計(jì) oa P ca 由參?資料[25]表 8.7 查得工?情況?￠ Kα=1.3，設(shè)計(jì)oa Pd=KA?Pd ,P=2.2KW Pd=2.86KW “4?選取 型 根據(jù) P ca ，n 由參?資料[25]圖 8.11確 選用 Z? ?V “5? 82.15501000 2 1 ???? n ni “6?確 基準(zhǔn)直徑d?驗(yàn) ?v 28 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 由[25]表 8.6 和表 8.8小 基準(zhǔn)直徑 mmdd 501 ? ，外徑 mmda 541 ? “7?大 基準(zhǔn)直徑 90)02.01(5082.1)1(12 ??????? ?dd idd “8?fl參?資料[25]式(8.13)驗(yàn) 的?度 ? smvsmndv p /25/62.2100060 max11 ????? ? 所以 的?度合適 “9?確 V 的基準(zhǔn) 度和傳動(dòng)中心距 根據(jù)參?資料[25]式(8.20) 初 中心距 由 )(2)(7.0 21021 dddd ddadd ???? ， 28098 0 ??a 取 mma 2440 ? “10?基準(zhǔn) 度 44.7094 )()(22 0 2 12 2100 ? ?????? a ddddaL dd ddd ? 根據(jù)參?資料[1]表 8.2 ，Z? ?V 基準(zhǔn) 度 mmLd 710? 。 “11?實(shí)際中心距 mmLLaa dd 28.244 2 0 0 ? ??? “12?由參?資料[25]式(8.7),得小 包· ???????? 62.1703.57180 121 add dd? “13?查得 0,123.01 ??? PP “14?計(jì) V 的根￠ Z 由參?資料[25]式(8.26) Z=Pca/Pr=KAP/(P0+?P0)KaKL KL------------------ 度?￠ P0----------------單根V 的基本額 oa 29 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) ?P0----------------計(jì) 傳動(dòng)比的影響時(shí)，單根V 額 oa的增 取 Z=3 “15?由參? —[25]式8.6得 單根V 初張?o NmvzvPKF d 052.212)15.2(500 20 ????? ? “16?由參? —[25]式8.28，得 ?用在 上的o rF NZFFr 16792sin2 0 ?? ? , NFrF 5.25185.1max ?? 6.3 傳動(dòng) 設(shè)計(jì)計(jì) 6.3.1 圓 直 傳動(dòng) a) 選精度等 、 料及齒￠ 1) 料及熱處理； 選?小 直齒 料為40 rC ，硬度為280HBS，大 直齒 料45鋼，硬 度為240HBS，二者 料硬度‰為40HBS。 2) 精度等 選用7 精度； 3) 試選小 齒 齒￠ 1z＝22，大 齒 齒￠ 2z ＝68的； b) fl齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 為低? 的載?大于高? 的載?，所以? 低? 的￠據(jù)進(jìn) 計(jì) ,由參? —[25]￠式10.9a得 ? ?3 2 1 1 132.2 ??? ? ??? ????? H E d t t Z u uTKd ?? “6.3? 1) 確 ￠式 的 計(jì) ￠值 30 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) “1?計(jì) 傳 的轉(zhuǎn) T?=? *“P?/???=36 ? N.￡￡ 試選Kt＝1.3 “2?由參? —[25]表10.7選取???￠ d? ＝1 “3?由參? —[25]表10.6查得 料的彈性影響?￠ EZ ＝189.8Mpa 2/1 “4?由參? —[25]圖10.21dfl齒面硬度查得小 ?齒 的接觸疲勞強(qiáng)度極 限σHlim1＝600MPa；大 ?齒 的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim2＝550MPa； “5?由參? —[25]式10.13計(jì) 應(yīng)o循?次￠ N1＝60n1 jLh＝60×550ד2×8×300×15?＝2.376× 910 N 2＝N/3.2＝0.779?10 9 “6?由參? —[25]圖10.19查得接觸疲勞壽命?￠KHN1＝0.95；KHN2＝0.98 “7?計(jì) 接觸疲勞許用應(yīng)o 取失效概a為1％，安currency1?￠S＝1，由參? —[25]式“10.12?得 ? ?H? 1＝0.95×600MPa＝540MPa ? ?H? 2＝0.98×550MPa＝522.5MPa 所以許用接觸應(yīng)o? ? MPaH 5.5222 ?? 1) 計(jì) “1?試 小 直齒 fi度 直徑d1t，由參? —[25]式10.9a得 ? ?3 2 1 1 132.2 ??? ? ??? ????? H E d t t Z u uTKd ?? (6.4) d1t = 3 24 5.522 8.189 08.3 108.3 1 10629.33.132.2 ? ? ?? ? ?????? =46.87mm “2?計(jì) 周?度v smndv t /35.1100060 55087.4614.3100060 1 ?? ????? ? “3?計(jì) 齒?b 31 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) mmdb td 87.46. 1 ??? “8?計(jì) 齒?與齒根之比b/h ?！? ntm = d1t /z146.87/22=2.13mm 齒高 h=(2h*+c*) ntm = 4.79 b/h=46.87/4.79=9.78 “9?計(jì) 載??￠ 根據(jù)v＝1.35m/s、7 精度，由參? —[25]圖10.8中的精度/—及v查得動(dòng)載? ￠ ?K =1.12; 由參? —[25]表10.2查得使用?￠ AK ＝1; 假設(shè)KAFt/b hL? 所選 承可滿足壽命要?。 2) 對(duì) 上 的深 承進(jìn) 壽命校核 該 承的預(yù) 計(jì) 壽命 hL? =70080h 承的壽命校核可由參? —[25]式“13.5a? ?hL ?)( 60 106 P Cf n t 進(jìn) 。 ? =3，取 tf =1.00。 由于 承主要承受徑向載??用 rpFfP? ，由參? —[25]表13.6，取 Pf =1.0；fl照最不利的情況? ， 承的? 動(dòng)載?為 rpFfP? = Pf 2 1 2 1 NVNH FF ? =1.0× 22 56.103925.2856 ? N=3039.5N ?hL ?)(6010 6 P Cf n t ? = 3 36 )5.3039 109.2400.1(306010 ??? h=305555.8h hL? 所選 承可滿足壽命要?。用同 的方¨可以§驗(yàn)中 和 上的 個(gè) 承，均可滿足壽命要?。 47 黑 江工程學(xué)院本科生龍 畢業(yè)設(shè)計(jì) 6.5 動(dòng) 的選用 計(jì) 選用?currency1火‰火'“鋼彈 鋼? 5104/TYB , AMnSi260 由 926.1239/ ?TGB 選用 B類，?拉強(qiáng)度極限 1667?b? ，許用切應(yīng)o 740?p? 拉伸彈 的計(jì) 原`條件 假 最大拉o Npn 340? ，最小拉o Np 1801 ? ，工? mmh 11? ，彈 外徑 mmD 222 ? ，載??用次￠ 53 10~10 次， ‰結(jié)構(gòu) ?型 參￠計(jì) 1) 料直徑d及彈 中徑D，由 設(shè)計(jì)手fi第 卷查表 11-2-19，選取 1569,109.254,221.2,41.564,18,5.3 0 ???????? bajj ppfpDd ? ， 修 正 jj fp , ， 219.2221.215701569,56415701569 ????? jj fp 2)有效fl￠ 5.17145 254 ?? ? ? ? ppn d ，取18 3)彈 剛度 mmNn pp d ?????? 11.14 18 254 4)最小載? 的變形 mmp ppF 03.5 11.14 10