設計題目：林果殘枝粉碎機所屬系：專業(yè)年級：學號：姓名：指導教師、職稱：2021年5月6日

目錄TOC\o"1-2"\h\u摘要 5Abstract 61引言 71.1課題研究背景 71.2國內外的發(fā)展現狀 71.3本林果殘枝粉碎機設計內容 92林果殘枝粉碎機的方案設計 92.1移動部件的方案選擇 92.2原動機的方案選擇 112.3傳動機構的方案選擇 112.4粉碎機構的方案選擇 132.5排屑機構的方案選擇 153選型計算 153.1電機選型設計 153.2傳動機構設計 173.3粉碎機構的設計 313.4排屑機構的設計 334控制系統(tǒng) 334.1控制方案介紹 33參考文獻 36致謝 37摘要隨著人民環(huán)保意識的提高，綠色發(fā)展的理念深入民心，在以前，林果殘枝的處理往往是采用焚燒方式，這種方式勢必會遭到時代發(fā)展的淘汰，林果殘枝粉碎機的出現使得林果殘枝能得到高效利用，所以林果殘枝的研究可以帶來極大的社會服務價值。本文首先回顧國內外林果殘枝粉碎機的研究，開發(fā)和應用的現狀，經過經過比較不同方案的差異，選用了以電機為動力源，通過減速器，控制粉碎機構的運動，最終設計出一款林果殘枝粉碎機，該機器能較好地處理林果殘枝，通過該機器，可以使殘枝變廢為寶，實踐可持續(xù)發(fā)展的理念，希望此林果殘枝粉碎機能夠為后來的研究提供一些幫助。關鍵詞：粉碎機；林果殘枝；農業(yè)機器；

AbstractWiththeimprovementofpeople'sawarenessofenvironmentalprotection,theconceptofgreendevelopmentgoesdeepintotheheartsofthepeople.Inthepast,forestfruitresidualbrancheswereoftentreatedbyburning,whichisboundtobeeliminatedbythedevelopmentofthetimes.Theemergenceofforestandfruitscrapshreddermakestheforestandfruitscrapcanbeusedefficiently,sothestudyofforestandfruitscrapcanbringgreatsocialservicevalue.Thispaperfirstreviewstheresearch,developmentandapplicationstatusofforestfruittwigcrusherathomeandabroad.Aftercomparingthedifferencesofdifferentschemes,themotorischosenasthepowersource,throughthereducertocontrolthemovementofthecrushingmechanism.

Finally,aforestfruitresidualbranchcrusherisdesigned,whichcanbetterdealwithforestfruitresidualbranches.

Throughthismachine,wecanturnresidualbranchesintotreasuresandpracticetheconceptofsustainabledevelopment.

Itishopedthatthisforestfruitresidualbranchcrushercanprovidesomehelpforlaterresearch.Keywords:crusher;forestfruitresidualbranches;agriculturalmachinery

1引言1.1課題研究背景在新時代發(fā)展的背景下，綠色發(fā)展的理念深入民心，目前，在我國砍伐森林，果樹后會剩余大量殘枝，這些往往不能被有效利用而堆積在原地或者直接當成垃圾，使用焚燒處理，這焚燒會造成很大一部分資源浪費與環(huán)境污染。另一方面，為了果樹更好的生長，病枝，廢枝，多余分支的修剪和清理是必要的，對于大面積的果園更是如此，這些殘枝的清理與搬運，目前基本還處于人工作業(yè)階段，而在殘枝的應用方面除了如今少量家庭直接作為燃料外，還有大量的殘枝無法利用，造成資源的大量浪費。鑒于此情況，對于林果殘枝粉碎機的需求也越來越廣，經殘枝粉碎機粉碎后的殘枝不僅可以當作綠色肥料使用，還可以用作為沼氣發(fā)酵的原材料，還可以用作一些菌類的培植。林果殘枝粉碎機的使用解決了廢棄殘枝堆積浪費資源的問題，減少了殘枝搬運成本，也減少林樹果樹產生嚴重病害的可能性。林果殘枝粉碎機是一種新型環(huán)保設備，具有經濟效益高，使用簡單方便，耗能低等的特點，適用于中小型農場，森林，或者城市，學校綠化等綠植較多的單位。林果殘枝粉碎機的研究實踐了可持續(xù)發(fā)展的理念，推進了變廢為寶模式的生產活動。1.2國內外的發(fā)展現狀1.2.1國內研究現狀分析在國內，隨著人民環(huán)保意識的增強，綠色發(fā)展的理念深入民心。綠植的面積在中國的版圖上也越來越大，林果殘枝粉碎機的需求也大幅度上升，但總體來說，殘枝粉碎機的設備還比較缺乏。如圖1-1,由扶風永恒農牧機械制造有限責任公司自主研制的[7]。由粉碎機構、喂料機構、行走機構等組成。圖1-1：11ZF-110型自走式樹枝粉碎機[7]如圖1-2,由中國林業(yè)科學研究院林業(yè)新技術研究所研制該機可根據需要調整切碎機的材料方向和材料距離，確保碎料能夠排至料堆傳送帶或運輸車輛上，結構簡單，經濟實用，生產效率高。圖1-2：QDG1-30型型秸稈枝丫粉碎機結構簡圖[7]圖1-3(來源百度圖片)，所示為國內殘枝粉碎機的實物圖片，其結構基本類似，目前粉碎機在不同的地方，不同的行業(yè)，不同的領域，均已有不同規(guī)模的應用圖1-3:國內殘枝粉碎機1.2.2國外研究現狀分析在國外，由于地廣人稀與環(huán)保意識較高，且在國外有比較先進的技術，不管在刀具上還是整體及其的效率上相對來說較為先進，因此林果粉碎機的應用也非常廣泛。國外相比我國殘枝粉碎機已經較為完善和成熟，自動化程度高，典型代表機型如DNZF型錘片粉碎機（瑞士）、ACM型粉碎機（日本）、MSV粉碎機（美國）等。1.2.3國內外研究分析總結基于上述的國內外的林果殘枝粉碎機的現狀，可以看到我國果樹殘枝粉碎機械存在的問題，種類較小，粉碎質量不高等，雖然我國這方面已經有研究，但仍未看到大規(guī)模使用的案例。因此，我希望通過林果殘枝粉碎機的設計研究，能夠使后來者在這個機器的方向有更深的研究，希望后來著能加大研發(fā)力度，形成產學研合力，能因地制宜，因料制宜，提升產品實用性1.3本林果殘枝粉碎機設計內容本產品要求能實現一定尺寸的林果殘枝的粉碎，豐富我國林果殘枝粉碎機的種類，為更深一步的研究設計提供一定的參考，本林果殘枝粉碎機的設計工作對象為小型樹枝樹葉，即正常粉碎對象為樹徑為2-3cm的樹枝樹葉本產品立足于基礎結構的設計，所設計的林果殘枝粉碎機有支撐架，電機，減速器，粉碎刀，排屑槽組成，各組件之間依靠著螺栓或直線導軌連接。本林果殘枝粉碎機由電機驅動，通過減速器，使得粉碎刀具有足夠的動力粉碎殘枝，能實現一定尺寸的林果殘枝與樹葉的粉碎，具有結構簡單，造價低廉等特點。故本設計的結構可適合本課題的要求。本設計的使用壽命：單班制，日工作8小時，年工作300天，壽命10年。[3]2林果殘枝粉碎機的方案設計本林果殘枝粉碎機可以分為五個部分：移動部件的方案，原動機的方案選擇，傳動機構的方案選擇，粉碎機構的方案選擇，排屑機構的方案選擇。2.1移動部件的方案選擇移動部件提供整機移動與固定能力，使得所設計的林果殘枝粉碎機易于搬運，在其到工作位置時可鎖定在某一位置，方便工作。各種常見的行走機構的優(yōu)缺點如表2-1所示類型特點缺點車輪式移動平穩(wěn)、能耗小與容易控制移動速度和方向不適應在惡劣的路況下使用履帶式可以在較為惡劣的路況下行走加工相對困難其他機構滿足不同類型的路面，靈活性高對加工要求高，結構復雜，沒有大規(guī)模的生產線表2-1各類行走機構的比較除了表2-1列出的各種行走機構，還有著比較復雜的行走機構，如兩足步行機構，四足步行機構，六足步行機構，單軌多輪行走機構，雙軌雙輪行走機構等但本文重點參考的是表格列出的較為傳動行走的比較。通過上述的比較，可以得出，車輪式行走機構的成本較低，且運用較廣，且林果殘枝粉碎機的工況不太惡劣，不需要其滿足特別復雜的工作情況，因此選用傳統(tǒng)的四輪式行走機構，如圖2-1所示，人工以如今較為常見的把手帶動整車移動，較為簡單，底座下面配有四個螺紋推桿，能小車工作時候可鎖住地面，以免整機發(fā)生較大幅度的晃動，在移動時通過放松螺桿，接觸鎖定功能，此移動機構的設計較為簡單，滿足本課題設計的要求，實現移動與自鎖功能圖2-1：四輪式行走機構2.2原動機的方案選擇原動機的類型如表2-2所示原動機分類例子按能量轉換性質第一類原動機蒸氣機、\t"/item/%E5%8E%9F%E5%8A%A8%E6%9C%BA/_blank"柴油機、\t"/item/%E5%8E%9F%E5%8A%A8%E6%9C%BA/_blank"汽油機、\t"/item/%E5%8E%9F%E5%8A%A8%E6%9C%BA/_blank"水輪機和\t"/item/%E5%8E%9F%E5%8A%A8%E6%9C%BA/_blank"燃氣輪機第二類原動機\t"/item/%E5%8E%9F%E5%8A%A8%E6%9C%BA/_blank"電動機、液動機和\t"/item/%E5%8E%9F%E5%8A%A8%E6%9C%BA/_blank"氣動機按能源熱力發(fā)動機、水力發(fā)動機、風力發(fā)動機和電動機表2-2原動機分類在機械系統(tǒng)中最常見的原動機為電動機。其具有比較良好的性能及特點:1種類和型號較多，與機械連接方便.2調速性能、啟動性能、制動性能和反向控制性能較好3具有較高的驅動效率4工作時無環(huán)境污染，容易與電氣系統(tǒng)相結合,易于實現自動化控制。因此在本文中也將采取電動機作為動力來源。2.3傳動機構的方案選擇傳動機構是機械系統(tǒng)中必不可少的一環(huán)，它把原動機產生的力傳輸至執(zhí)行機構上，使執(zhí)行可正常工作。常見機械傳動的優(yōu)缺點如表2-3所示，常見機械傳動的性能及適用范圍如表2-4所示傳動方式優(yōu)點缺點應用場合齒輪傳動適用的圓周速度和功率范圍廣；傳動比準確、穩(wěn)定、效率高。工作可靠性高、壽命長。要求較高的制造和安裝精度、成本較高。；不適宜遠距離兩軸之間的傳動?？蓪崿F平行軸、任意角相交軸和任意角交錯軸之間的傳動帶傳動適用于兩軸中心距較大的傳動，帶具有良好的撓性，可緩和沖擊，吸收振動，過載時打滑防止損壞其他零部件，結構簡單，成本低廉傳動的外廓尺寸較大，需張緊裝置，由于打滑，不能保證固定不變的傳動比，帶的傳動壽命，傳動效率較低，適用于兩軸中心距較大的傳動蝸輪蝸桿傳動傳動比大，結構尺寸緊湊軸向力大，易發(fā)熱，效率低，只能單向傳動用于空間垂直而不相交的兩軸間的運動和動力鏈傳動無彈性滑動和打滑現象，平均傳動比準確，工作可靠，效率高；傳遞功率大，過載能力強，相同工況下的傳動尺寸??；所需張緊力小，作用于軸上的壓力小；成本高，易磨損，易伸長，傳動平穩(wěn)性差，運轉時會產生附加動載荷、振動、沖擊和噪聲，不宜用在急速反向的傳動中。在高溫、潮濕、多塵、有污染等惡劣環(huán)境中工作。表2-3:常見傳動的優(yōu)缺點比較平帶傳動V帶傳動鏈傳動齒輪傳動蝸桿傳動功率/KW≤20≤100≤100≤50000≤50單級傳動比常用值2~42~42~5圓柱3~510~40單級傳動比最大值576880傳動精度低低中等高高緩沖吸振能力好好中等長差使用壽命短短中等長中等環(huán)境適應性不能接觸酸、堿、油、爆炸性氣體不能接觸酸、堿、油、爆炸性氣體好一般一般表2-4:常用機械傳動性能及適用范圍根據以上的比較分析，由于所設計的林果粉碎機整機體積不適合過大，而絞碎樹枝所需要的力較大，因為本文采用的是電機驅動的方式，由于電機的轉速一般比較快，輸出的轉矩比較小，因此需要與減速器相配合，放大轉矩，對于傳動，帶傳動的承載特性比較差，而粉碎機所需要的力較大，故不選用。蝸桿傳動的發(fā)熱較大，故不選用。而鏈傳動的承載能力較好，尺寸小，所需的張緊力小，雖然鏈傳動存在跳齒現象，不適用于載荷變化較大的場合，但本設計林果殘枝粉碎機近似恒速轉動，載荷變化不大，結合目前情況，使用鏈傳動較為合適。因此采用減速器與鏈傳動相結合的方式，作為本林果殘枝粉碎機的傳動方案。圖2-2：傳動機構2.4粉碎機構的方案選擇粉碎機構是執(zhí)行將物料以某種方式進行粉碎的機構。造成物料粉碎的原因多種多樣，以不同的方式劃分會有不同的結果。常見物料的粉碎分類如表2-5所示物料粉碎從原因上劃分擠壓，彎曲折斷，剪切，撞擊，研磨從對物料施力情況來看擊碎、磨碎、磨碎和鋸切碎表2-5:粉碎分類常見的粉碎方式。如圖2-3所示。圖2-3物料的粉碎方法a擊碎b磨碎c壓碎d.e鋸切碎常見的擊碎方案的優(yōu)缺點如表2-6所示粉碎方案優(yōu)點缺點原理擊碎適用性好，生產率較高，可以達到較細的產品粒度，且產品粒度相對比較均勻工作部件的速度要求較高，能量浪費較大利用安裝在粉碎室內的工作部件高速運轉，對物料實施打擊碰撞，依靠工作部件對物料的沖擊力使物料顆粒碎裂。磨碎可根據需要將物料顆粒磨成各種粒度的產品工作時含粉末較多，產品溫升也較高利用兩個刻有齒槽的堅硬磨盤表面對物料進行切削和摩擦而使物料破碎壓碎原理簡單，操作方便，主要用于飼料的壓片，如壓扁燕麥作馬的飼料。不能充分粉碎物料利用兩個表面光滑的壓輥以相同的轉速相對轉動，對夾在兩壓輥之間的物料顆粒進行擠壓而使其破碎鋸切碎可以獲得各種不同粒度的成品，而且粉末量也較少它不適于加工含油飼料或含水量大于18%的飼料利用兩個表面有銳利齒的壓輥以轉動，對物料顆粒進行鋸切而使其破裂表2-6：不同擊碎方案的比較由于采用擊碎方式，需要消耗大量能量，故本次設計不予使用，采用磨碎時，會造成很大的溫升現象，由于殘枝為可燃物，考慮安全問題，本次設計亦不使用，采用壓碎時，因為此不能充分粉碎物料，效率較低，因此本次設計亦不使用，由于鋸切碎可以獲得各種不同粒度的成品，而且粉末量也較少，對于林果殘枝來說，工況較好，而且符合設計要求，故本次設計使用鋸切碎。所設計的方案如圖2-4圖2-4：鋸切碎方案2.5排屑機構的方案選擇排屑機構是主要用于收集機器產生的廢屑。與過濾裝置相結合，有利于有用廢屑回收利用[13]。而因為所設計林果殘枝粉碎機的排屑方向較為單一，廢屑比較細小，因此，本設計所采取的為較為簡單的方式，通過一個廢料導向槽，把廢屑向一個方向排出，使廢屑正確的落入肥料箱，肥料箱則采取簡單的手拉設計，以便取出。圖2-5：排屑方案3選型計算本林果殘枝粉碎機的設計，可進行一般的殘枝粉碎工作，具體的工作流程為：通過手推把機器移動至工作位置，然后放下輪子旁邊的螺桿，使整車自鎖，而后可打開電機帶動轉軸使其粉碎機正常工作。在設計前，所能獲得的動力參數及假設可切削殘枝的最大直徑：4cm預估每把刀所需切削力：200N可達到的切削轉速：30r/min刀具直徑：150mm刀具效率：0.95工作情況：連續(xù)工作，單向運轉，空載啟動 使用壽命：單班制，日工作8小時，年工作300天，壽命10年[3]工作環(huán)境：輕微振動允許誤差：±%5制造條件及生產批量：小批量生產為簡化模型，假設每把動齒刀的受力情況一樣，安裝20動齒刀合計切削力為2000N。根據上述設計，選型設計各零件如下：3.1電機選型設計(1)選擇電動機的類型參考我國市場上常見的小型粉碎機常用功率，根據工作要求與工作環(huán)境，選用三相籠型異步電動機，電壓為380V，Y型。(2)確定傳動裝置的效率滾動軸承的效率：η1=0.99減速器的效率：η2=0.95鏈輪的效率：η3=0.95工作機的效率：η4=0.96閉式直齒輪傳動：η5=0.97傳動裝置的總功率為：(3)選擇電動機容量由于本設計為小型林果殘枝粉碎機，所設計的最大殘枝切割直徑為4cm，工作機轉速為30r/min，查找資料可得粉碎直徑為4cm的殘枝所需的力為2000N工作機所需功率為Pv=wr (3-1)Pw=式中：wv為工作機切割時速度，帶入公式得電動機所需額定功率:(3-3)(4)電動機選擇有電動機所需的額定功率為1.15kw，綜合考慮價格、重量、傳動比等[3]。選定電機型號為：Y90S-2的三相異步電動機。額定功率，轉速為電機主要參數如下電動機型號額定功率轉速額定轉矩最大轉矩質量Y90S21.5kw3000r/min4.4N.m4.6N.m16kg表3-1：電機參數(5)扭矩計算 (3-4)3.2傳動機構設計3.2.1參數及動力參數計算（1）總傳動比的計算由電動機轉速和工作機主動軸轉速。計算傳動裝置總傳動比： (3-5)各軸轉速電機軸： 減速箱輸出軸： (3-6)各軸輸入功率電機軸： 減速器輸出軸： (3-7)軸1： 軸2： 各軸輸入轉矩電機軸： 減速器輸出軸： 軸1： (3-8)工作機軸2： 各軸間參數匯總功率kw轉速r/min轉矩N?m傳動比效率電機軸1.1530003.6661減速器輸出軸1.0930346.981000.95工作機軸11.0230324.710.931工作機軸20.473015010.921表3-2：各軸間參數3.2.2直齒輪設計與校核由于傳動機需要兩根轉軸同時轉動，使得安裝在轉軸上的刀具以不同的位置對物料進行施壓，粉碎，因此需要一個傳動部件傳遞動力，本設計中采取齒輪傳動的方式，以刀具的直徑選取齒輪，對工作零件進行分析可以得到，軸間負載較大，初選齒輪為m=2.5，z=50的直齒輪傳動，傳動比為1.1.選定齒輪類型，精度等級，材料及齒數1)選用標準直齒圓柱齒輪傳動。壓力角為2)帶式傳動機為一般工作機器。參考表10-7如無特別說明，齒輪設計若引用的表，圖，公式，均為機械設計手冊選用7如無特別說明，齒輪設計若引用的表，圖，公式，均為機械設計手冊3)材料選擇由表10-1選擇齒輪的材料45鋼（調質），硬度為240HBS[3]4)根據刀具的安裝位置，初選定齒輪的模數為2.按齒面接觸疲勞強度校核1)由式(10-24)校核齒輪，即σH=2KHtT確定公式中的值①傳動比u=1；②計算齒輪傳遞的扭矩：T=③由表3-3選取齒寬系數φd=1裝置狀況兩支承相對于小齒輪做對稱布置兩支承相對于小齒輪做不對稱布置小齒輪做懸臂布置0.9~1.4（1.2~1.9）0.7~1.15（1.1~1.65）0.4~0.6表3-3：圓柱齒輪的齒寬系數根據設計原理圖，小齒輪的裝置情況為兩支承相對于齒輪做不對稱布置，所以，選取齒寬系數。④計算區(qū)域系數ZH (3-10)⑤由表10-5查得材料的彈性影響系數ZE=189.8√MPa。⑥由式(10-9)計算接觸疲勞強度用重合度系數Zεαat1=εα=zZε=4-εα3=4-⑦計算接觸疲勞許用應力[σH]圖3-1齒輪的接觸疲勞強度極限查得齒輪的接觸疲勞強度極限計算應力循環(huán)系數： (3-14)由圖10-23查取接觸疲勞系數圖3-2接觸疲勞系數K取失效概率為1%，安全系數S=1，得σH= (3-15)計算實際載荷系數①圓周速度νv=πd1tn60×1000=π×②齒寬bb=φdd1t=1×125=2)計算實際載荷系數KH。①由表10-2查得使用系數KA=1②根據v=0.2m/s、7級精度，由圖10-8查得動載系數Kv=1.1③齒輪的圓周力Ft=2×Td1=2×150000 (3-19)查表10-3得齒間載荷分配系數④由表10-4用插值法查得7級精度、小齒輪相對支承非對稱布置時，得齒向載荷分布系數KHβ=1.418KH=KA由此，得到實際載荷系數帶入得σH=2由于σH<<3.2.3軸的設計（1）軸1上的功率、轉速和轉矩轉速（）工作軸的功率（）轉矩T（）301.09324.7表3-4：工作軸1的動力參數初步確定軸的最小直徑先按式(15-2)初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調質處理。根據表15-3，取,于是得 (3-22)軸的結構設計圖因軸在工況惡劣的情況下，可能會收到軸向力的作用，根據軸承目錄，選擇深溝球軸承6211，其尺寸為，軸承依靠軸肩定位，因此所設計的軸的結構設計圖如圖所示圖3-3：軸1的結構設計圖軸二的受力情況類似，因此，軸的結構設計與周一類似圖3-4：軸2的結構設計圖（4）受力分析為簡化分析，假設每把動齒刀上受力情況一致，即每把動齒刀的切削力一樣均為200N，根據切削力和刀具的半徑，可以算出軸需要承受的扭矩，因為有多把刀，所以實際上扭矩產生的點有多個。為簡化計算模型，把切削負載都集中在軸的中點，所受的切削力直齒輪受力分析，齒輪傳遞的扭矩即工作軸2的扭矩為150.N.m (3-23)①計算軸的支反力水平支反力FNH1=FlF垂直支反力FNV1=-FrlF負號表示受力與假設方向相反②計算軸的彎矩，并做彎矩圖截面C處的水平彎矩MCH1=FNH1截面C處的垂直彎矩M截面D處的水平彎矩M截面D處的垂直彎矩M分別作水平面的彎矩圖（圖b）和垂直面彎矩圖（圖c）截面C處的合成彎矩M截面D處的合成彎矩M③作合成彎矩圖（圖d）作轉矩圖（圖e）TTT、圖3-5：軸的受力分析及彎矩圖5)校核軸的強度因C截面彎矩大，且左側作用轉矩大，故C左側為危險剖面抗彎截面系數為W=πd332=π×抗扭截面系數為WT=πd316最大彎曲應力為σ=MW=128568.6741417.48=3.10剪切應力為τ=TWT=32470082834.96=按彎扭合成強度進行校核計算，對于單向傳動的轉軸，轉矩按脈動循環(huán)處理，故取折合系數α=0.6，則當量應力為σca=σ已選定軸的材料為45鋼調質處理。由表15-1查得。因此，故安全。因為σca<<[σ-1],所以不必再進行其他截面的判斷，此軸安全，因為轉軸23.2.4軸上軸承的設計與校核工作軸軸承，由上述可知，在正常情況下，軸不受軸向力的作用，考慮到突發(fā)因素的影響，可能會導致工作機受到軸向力的作用，由軸的設計直徑，選用深溝球軸承，代號6211型深溝球軸承，其基本齒寸為d×D×B=55×100×21,查機械手冊表可知，其基本額定動載荷Cr=43.2KN，要求壽命為由于正常情況下Fa=0,計算當量動載荷P=fd（XFr+YF根據表13-6，f根據表13-5，X=1，Y=0由軸的設計可知，軸承所受最大徑向力Fr=FNH22帶入得P帶入軸承壽命計算公式Lh=106由此可知該軸承的工作壽命足夠。3.2.3鏈傳動設計計算在鏈傳動中，鏈條可分為齒形鏈和滾子鏈兩種。而齒形鏈因為其要求，成本較高，通常用于比較大型，重要的場合，且要求較高，從實際需求方面考慮，采用齒形鏈的性價比低。而采用傳統(tǒng)的滾子鏈，能夠滿足此使用需求，故本設計選用子鏈效率為。種類效率鏈傳動焊接鏈0.93片式關節(jié)鏈0.95滾子鏈0.96齒形鏈0.97表3-5機械傳動效率概略值選擇鏈輪齒數取鏈輪齒數z確定計算功率由表9-6查得工作情況系數KA=1.0,主動鏈輪齒數系數Pca=KAKz選擇鏈條型號及節(jié)距根據Pca=1.28kw,n1=30r/min和Pca≤計算鏈節(jié)數和中心距初選中心距a0=(10~30)p=(10~30)×19.05mm=190.5~571.5, 取aLP0=2a0取鏈長節(jié)數L計算鏈速v，確定潤滑方式v=n1z1p60×1000=30×17×19.05由v=0.162m/s，和鏈號12A，查圖9-13可知采用定期人工潤滑即可6計算壓軸力FFP=1000p/v=1000×1.09/0.162=6728.4N 鏈輪垂直布置時的壓軸力系數為KFP=1.15，則壓軸力7主要設計結論鏈條型號12A；鏈輪齒數z1=z2=17；鏈節(jié)數鏈條的主要參數如表3-6所示鏈號節(jié)距滾子直徑內鏈節(jié)內寬銷軸直徑內鏈板高度排距抗拉載荷單排單位質量單排雙排mmKNKg/m12A19.0511.9112.575.9618.0822.7831.362.61.5表3-6鏈條主要參數圖3-7：滾子鏈圖3-8：鏈輪3.3粉碎機構的設計參考現有資料以及粉碎常用刀具，本文選用刀徑為150mm的粉碎刀具，粉碎機構由定齒刀與動齒刀組成，定齒刀設計如下，通過兩個卡槽使其與定齒刀支撐相連接，隔套與切除的大圓孔相連起定位隔套作用，在相鄰隔套鍵安裝動齒刀，以放撞刀，定齒刀支撐通過螺栓連接固定與側壁上，動齒刀間錯位安裝，以不同的時間對樹枝進行粉碎機，完成的整體設計如下圖3-6定齒刀支撐圖3-7定齒刀圖3-7粉碎機構3.4排屑機構的設計本設計主要的工作對象為樹徑為2-3cm的小型樹枝與樹葉，所設計機構較為簡單易懂，鑒于整體設計，排屑機構亦比較通俗易懂，粉碎后排屑時通過如圖所示導向槽使廢屑集中一個方向排出，在導向槽下面安裝一個手拉式廢料收集箱，回收殘渣。圖3-8排屑機構4控制系統(tǒng)控制方案介紹本設計的控制系統(tǒng)需要滿足以下功能：（1）整機具有移動與固定的功能（2）粉碎樹徑為2-3cm的小型樹枝與樹葉（3）具有良好的排屑與導向功能。本文選用的電機為籠式三相異步電動機，其優(yōu)點為[7]1相對與單相異步電動機，運行性能好2可節(jié)省各種材料3籠式轉子的異步電動機結構簡單、運行可靠。4重量輕、價格便宜.其主要缺點是調速困難。但所設計的林果殘枝粉碎機的工作轉態(tài)不多，一般為恒定轉速，所需要的調速要求不高，綜合考慮，利大于弊，因此運動此類型電動機。4.2控制方案的控制流程圖本文選用的電機為Y100L1-4電機，通過齒輪減速器與同步帶減速器減速，至粉碎機所需轉速，使粉碎機獲得足夠的力進行粉碎圖4-1：控制流程圖5結論經過對國內外發(fā)展情況以及課題研究意義的討論，本設計可以為小型農場或者學校，城市綠化等的一些公益性場合，提供一款小型林果殘枝粉碎機，解決小型殘枝，樹葉堆積等的一些問題，實現變廢為寶。本論文主要對以下五個部分進行設計。首先，我參考了國內外現有的殘枝粉碎機的整體結構設計，并且對它的性能進行了重點分析；其次，我根據設計需求尋找符合要求的比較理想的結構；第三，根據本機器的具體應用與環(huán)境，找到設計相對應的傳動裝置；第四，基于傳動裝置的控制，選擇了電機進行運動的控制與取書任務的實現；最后，完成裝配圖的繪制工作。所設計的小型林果殘枝粉碎機由主體支架，四輪式車輪支撐，Y100L1-4電機，齒輪減速器，同步帶，帶輪，轉軸，粉碎刀組件，導向槽和肥料槽組成，各組件之間依靠著螺栓連接，最終實現了粉碎2-3cm的樹徑的樹枝，或者樹葉的功能，具有結構簡單，經濟方便的優(yōu)點，為更深入的研究提供了參考。這次畢業(yè)設計耗費了我許多心力。在這個過程中，我對于之前課本內的理論有了更深的理解，對于CAD軟件與Solidworks軟件我也比之前更加熟悉，也對各種機械加工設備與傳動裝置有了更多的了解。此次小型林果殘枝粉碎機的設計，是我真正將課本理論與實際應用相結合的過程。本設計內容雖然達到預期效果，但還存在一些不足之處，如粉碎功能不完善，功能太單一，沒有深入考慮振動等的問題等。對于上述問題，可以通過與互聯網的技術相結合來解決，實現真正意義上