轮刀式伺草切碎机的设计
摘要：随着我国经济的快速发展以及人口的增多，我国的牧业发展的十分迅速，每年都以极高的速度增长着。但是农业生产剩下的秸秆却没有得到好好的利用。国内技术的不足导致了饲草贮存不足，资源浪费严重，特别是西部地区。因此，提高此方面的技术变得很重要。而秸秆的处理需要一个过程。为了适应养殖业的要求，我们需要设计一种性能良好 的构思新颖的轮刀式 饲草切碎机。随着轮刀式切碎机的应用，不仅提高了资源的转化效率以及饲草的贮存和积累而且促进了畜产品的发展和国民经济收入的提高。随着技术的发展，人们意识到了资源利用的重要性，有利于减少焚烧秸秆的现象，减少空气污染，提高人们的生活质量。
关键词：农业工程；切碎机；设计；力学
Design of a cutter type forage cutter
Abstract：With the rapid development of our country's economy and the increase of population, the livestock products of our country are increasing fast. However, our crop straw is not enough for feed. The shortage of domestic technology leads to the shortage of forage grass storage and the serious waste of resources. Especially in the western region. Therefore, it is very important to improve the technology in this field. And the processing of straw needs a process. We need to design a new type of wheel-blade forage shredder with good performance. With the application of wheel-cutter cutter, not only the conversion efficiency of resources and the storage and accumulation of forage grass are improved, but also the livestock production is promoted. With the development of technology, people realize the importance of resource utilization, which is helpful to reduce the phenomenon of burning straw, reduce air pollution and improve people's quality of life.
Keywords:agricultural engineering,hredder,design,mechanics
一、引言
1.1课题的研究意义
随着我国经济的快速发展以及人口的增多，我国牧业发展的很是迅速，但是我们面临着一个很大的问题，那就是农业生产剩下的秸秆没有得到充分地利用。国内技术的不足导致了饲草贮存不足，资源浪费严重，特别是西部地区。因此，提高此方面的技术变得很重要。而秸秆的处理需要一个过程。为了适应养殖业的要求，我们需要设计一种性能良好 的构思新颖的轮刀式 饲草切碎机。随着轮刀式切碎机的应用，不仅提高了资源的转化效率以及饲草的贮存和积累而且促进了畜产品的发展和国民经济收入的提高。随着技术的发展，人们意识到了资源利用的重要性，有利于减少焚烧秸秆的现象，减少空气污染，提高人们的生活质量。
饲草的概念：
饲草，又称牧草，是指作为动物饲料培育的植物。广义上的牧草包括青饲料和农作物。牧草的最佳条件是优质牧草，生长软，单位面积产量高，再生力强。一年可以收获很多次，对家畜也有好处。营养丰富，富含优质蛋白质、钙。长骨所必需的磷酸盐和维生素。从这个角度看，豆类是好的。收获后，可用作鲜草、干草和青贮饲料。或者直接用来蓄养牲畜
牧草的品种非常多，因为受到土地，肥料，生育期等不同因素的影响，其营养差异很大。牧草有以下共同的特征：
（1）牧草中富含水分，其中路地上生长的植物体内最少含有水分60%，而水里生长的植物则更加多，最多可以达90%。
（2）牧草中蕴含着十分丰富的蛋白质，这有利于动物的生长和发育。
（3）牧草中含有不错的维生素资源，丰富的维生素有利于动物的健康生长。其中以胡萝卜为最。
（4）牧草中有着矿物质的存在，可以及时的补充动物体内缺少的维生素。
1.2国内外饲草切碎机的发展
1.2.1 国内外情况对比
在切碎机的发展上国外要比国内发展得快，那是因为他们要比我国国内对这方面的研究早很多。特别是法国意大利还有美国等国家，在国际上都是处于遥遥领先的地位。自从上个世纪中，法国意大利这些国家就已近完成了机械化生产。在上世纪末，美国意大利这些国家的种植业得到了长足的发展。在前面一段时间发展的前提下，如今这些国家的生产的方式正逐步向着全面化，自动化，规模化，智能化发展。而我国是农业大国，随着人口的增加，经济的发展，技术的进步，我国的国家生产水平进一步提高，与此同时秸秆的产量也在逐年增加着，但是秸秆的利用率却没有显著的提高。而新疆作为我国的农业生产大省，草地面积5700万平方千米。但是近年来，随着牧业的发展，过度的放牧，已经严重的影响到了新疆的生态平衡。不合理的开荒，加速了草场的退化，水土流失，土地荒漠化。因此我们因该着重于合理开发和利用农作物的秸秆资源，解决我国的草畜的矛盾问题，从而加速我国农业的发展，提高人民的经济收入，保护环境，维护生态平衡，拉近与发达国家的距离，实现更好更快发展。
1.2.2 饲草切碎机的分类
饲草切碎机按照型号的大小来进行分类的话，一般可分为小型饲草切碎机，大型饲草切碎机以及中型饲草切碎机。大型饲草切碎机一般可以用于铡切青贮料农作物秸秆，一般在大型养殖场比较容易见到，例如牛场等。而小型饲草切碎机一般用来切碎一些小型的农作物残留秸秆例如花生秧等。一般在农村比较容易见到。而中型饲草切碎机则包含了大小饲草切碎机的用途 既可以用于铡切青贮料又可以用来切碎小型农作物残留，用途相比较来说，比较广泛。
1.2.3饲草切碎机目前存在的缺陷
（1）就目前而言，饲草切碎机的工作性能比较差，容易发生故障，主要零部件的标准化程度也不高。
（2）主要零部件的加工质量不理想，特别是刀片每年都要消耗我国大量珍贵的钢材。刀具的损坏的同时严重影响到了饲草加工的质量。
（3）就目前而言，机具的通用性差，配套动力低。
（4）现在大部分的工作室采用封闭式结构，这样不是很合理，严重的话会导致生产效率的低下。
二、方案的确定
本次课题的设计主要是为了应用于农村，操作起来简单方便。因此经过多方面的考虑，我们决定这次的轮刀式饲草切碎机采用的是，倾斜口喂入。电机通电后带动轮刀的旋转，对喂入的饲草进行切割，切割好的饲草为了不影响到饲草切碎机的工作我们使其在抛送叶片的作用下被抛出箱体，到此完成一套完整的切割抛送工作。
2.1饲草长度的确定
为了方便发酵，应先将秸秆类原料切成1～2㎝，切短的植物组织可以渗出大量的汁液，这样可以使乳酸菌快速的生长，加快青贮的过程，我们将其切割这么短还有利于我们的收拾以及储藏。因此必须将饲料切成1～2㎝的长短。
通过研究，我们发现无论是我们将饲料喂入的速度还是切割速度都会影响到我们设计的饲草的理论切割长度。单位时间的切割次数则是由电机的转速自己刀片的数量共同决定的。
由比我们可以假设理论切碎长度为L，饲料喂入的速度为V，刀片的数量为Z
L＝6×100000×V／N×Z
在本次课题中我们选定的饲草的理论切碎长度L＝10～15㎜，喂入的速度V＝0.75m/s，刀片数Z＝3
所以N=1400~1500r/min
2.2电动机的选择
电动机广泛的应用于我们生活的方方面面。它可以把电能转换成各种机械能。与发电机刚好相反。定子和转子是电动机的主要组成部分。磁场对电流受力就是电动机的工作原理。这是由科学家法拉第第一次提出来的。电动机的选择，要考虑很多方面。使用电动机从事的作业，使用场所的环境，电动机运转时所需要的转速 ，电动机的容量，电动机的安装与维护等都会影响到我们对于电机的选择。
2.2.1电动机的分类
本电动机的类别很多，其构造，用途，电压等级也是不一样的。我们通常情况下用电动机的工作电压的大小，电机容量的大小，以及组成结构来对电动机进行分类。
(1)按工作时电压等级
电动机可分为低压电动机和高压电动机两种形式，低压电动机的工作电压电压一般为6～400V，主要应用于低压动力系统以及民用电器，自动控制检测系统。高压电动机一般可分为为10kV和1140V两种，10kV高压电动机主要应用于高压动力系统，1140V高压电动机主要应用于矿井等特殊场所。
（2）按工作时电源性质
以电动机工作时所用的电源进行分类，我们可以把电动机分为交流电动机，直流电动机还有脉冲电动机三种。三种电动机中，交流电动机结构比较简单，功率较为广泛，控制简单方便，用途十分广泛；直流电动机结构相对来说比交流电动机复杂，可以调速，控制同样比较复杂，主要应用于需要调速的场所；脉冲电动机功率比较小，控制系统比较复杂，主要用于控制，检测系统。
（3）按电源及线圈结构形式
以组成结构来对电动机进行分类的话，我们大致可以将电动机分为交流电动机，直流电动机以及交直流两用电动机等多种电动机。其中异步电动机又可以大致分为笼型交流异步电动机，绕线转子交流异步电动机以及交流换向器电动机等3种。
（4）按传动方式
按传动方式分主要有转动电动机，步进电动机和直流电动机，转动电动机主要用于驱动机械设备，直流电动机，步进电动机主要用于自动控制检测系统
（5）按功率
按功率的分又可以分为大中小三种，主要用于拖动不同功率的设备。
本次课题因为研究的是广泛应用于农村的轮刀式饲草切碎机，考虑到其应该便于操作，便于维修，所以采用的是Y系列电动机即笼型转子异步电动机。
笼型转子异步电动机的优点：笼型转子异步电动机可以高效的完成工作，可以有效地节约能源，电动机工作时的转矩比较高，电动机在工作的时候噪声小，同时具备着极高的可靠性，除此之外笼型转子异步电动机的使用寿命悠长。所以该电机一般用于没有特殊要求的机器，比如说风机，机床，搅拌机等。
2.3电机容量的选择
电机的容量其实就是我们所说的电机的功率，而电机的功率是由电机的额定电流与电压共同决定的。而电机的容量的选择，必须要结合电机工作时所需要的实际功率来决定，不能过大也不能过小。电机的容量若选得过大，会造成一些不必要的浪费，这不符合经济的合理性。若选得过小又不能满足负荷要求，这会对电机造成极大地损坏，对电机使用寿命也会有很大影响。所以，正确选择电机的容量至关重要，正确的选择不仅可以节约资源，减少一些不必要的支出，更加可以保护电动机。所以说在电机的选择中，所选的额定功率应略大于电机工作时的实际功率。
一、引言 1
1.1课题的研究意义 1
1.2国内外饲草切碎机的发展 2
二、方案的确定 2
2.1饲草长度的确定 2
2.2电动机的选择 3
2.3电机容量的选择 4
三、传动装置的设计 5
3.1箱体的确定 5
3.2 带传动的选择 6
四、轴的设计 10
4.1主轴的设计 10
4.2轴上零件的定位 13
4.3选择轴承 13
五、其他部件的设计 14
5.1刀具的设计 14
5.2拋送叶片的设计 15
5.3刀轮的设计 16
六、切碎机的使用 18
6.1轮刀式饲草切碎机的试运行 18
6.2轮刀式饲草切碎机的安全操作 19
6.3轮刀式饲草切碎机的维护 19
七、结论 19
致谢 20
参考文献 20
毕业设计附录目录 20
参考文献
1．饲草生产学／董宽虎，沈益新主编-北京农业出版社，2003
2．机械设计基础（含工程力学）／李国斌主编-机械工业出版社，2009
3．零件加工工艺编制与实施／程引正主编-西北工业大学出版社，2015,6
4．实用机械制造工艺设计手册／王凡主编-北京机械工业出版社，2008，5
5．电动机及控制实用技术手册／白玉岷主编-机械工业出版社，2015,3
6．刀具的材料与道具的选用／郑文虎主编-北京国防工业出版社，2012，,1
7. 箱体制造／姚荣庆主编-机械工业出版社2011,7
8. 机械设计基础与实践／吴明清，王真主编-北京：北京大学出版社，2010，9
9. 机械设计基础（第一版）／马秋生主编-北京：机械工业出版社，2010；
10..国农作物秸秆资源及其利用现状／韩鲁佳,巧娟,刘向阳,胡金有主编-农业工程学报.2002,3
11.机.械工程手册／沈鸿主编-机械工程出版社, 1982
12.机械设计手册4.第二版／徐灏主编-机械工业出版社,2000:45～60.
13.机械设计／孔凌嘉主编-京理工大学出版社,2000:162～168
毕业设计附录目录
1．轮刀式饲草切碎机的装配图
2．轮刀式饲草切碎机的零件图
3.毕业设计（论文）指导记录表
4．毕业答辩评审表
