第一章緒論1.1研究背景及目的通過查閱歷代本草，結(jié)合近現(xiàn)代文獻(xiàn)資料相關(guān)記載，對經(jīng)典名方所用瓜蔞和天花粉的名稱、基原、產(chǎn)地、品質(zhì)評價(jià)、采收加工及炮制方法等按照年代次序進(jìn)行系統(tǒng)梳理與考證，結(jié)果表明歷代本草將其果實(shí)以“栝樓”為主流正名，“瓜蔞”為其音轉(zhuǎn)，根或其根的制品自宋代《本草圖經(jīng)》以來，以“天花粉”為主流正名。均以葫蘆科植物栝樓Trichosantheskirilowii為主流基原。栝樓與栝樓根在漢代已分別入藥，自南北朝《雷公炮炙論》，已經(jīng)明確其皮、子、莖、根各自功效有別；瓜蔞以完整果實(shí)入藥，九月至十月成熟后采收，懸掛陰干，近代以來總結(jié)其品質(zhì)以成熟、個(gè)大、皮厚柔韌、橙黃色、糖性足者為佳；古代瓜蔞的炮制方法多為搗碎或連皮、子切絲，或?qū)⑵浼庸楣鲜V餅、瓜蔞霜。天花粉以根入藥，十一月至十二月采收，除去外皮，曬干，其品質(zhì)以入土深、塊大、色白、粉性足、質(zhì)堅(jiān)細(xì)膩、筋脈少者為佳，并認(rèn)為生于鹵地者有毒。天花粉的炮制方法由唐代開始的做粉入藥在明清時(shí)期逐漸演變?yōu)橹苯忧衅褂?。瓜蔞及天花粉近代以來推崇的道地產(chǎn)區(qū)在河南靈寶附近，有“安陽花粉”之稱，現(xiàn)代則有產(chǎn)祁花粉的安國，產(chǎn)長青瓜蔞的山東濟(jì)南等知名產(chǎn)區(qū)。宋代本草中曾出現(xiàn)以瓜蔞子或瓜蔞仁代替全瓜蔞的習(xí)慣，后被明代本草糾正?；诳甲C結(jié)果，建議經(jīng)典名方開發(fā)涉及瓜蔞及天花粉時(shí)選取栝樓T.kirilowii為基原植物；清金化痰湯的瓜蔞仁按炒法炮制，《古代經(jīng)典名方目錄（第一批）》中涉及該藥材的另外5首方劑中的瓜蔞及天花粉均以生品入藥。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀馬正英[1]與2023年在《黨參全程機(jī)械化現(xiàn)狀與裝備研究進(jìn)展》文中認(rèn)為目前我國黨參生產(chǎn)雖已基本實(shí)現(xiàn)全程機(jī)械化，但其裝備適應(yīng)性較低，各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)的配套機(jī)具較為匱乏，依然無法滿足黨參產(chǎn)業(yè)化的要求，嚴(yán)重制約了我國黨參產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。介紹了黨參生產(chǎn)全程機(jī)械化技術(shù)模式及產(chǎn)區(qū)現(xiàn)狀，從耕整地、種植、田間管理、收獲等環(huán)節(jié)分析黨參生產(chǎn)機(jī)械化裝備的發(fā)展現(xiàn)狀，明確黨參生產(chǎn)機(jī)械化過程的薄弱環(huán)節(jié)，通過總結(jié)和分析黨參全程機(jī)械化過程中存在的問題，提出推動(dòng)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝農(nóng)田融合發(fā)展、一機(jī)多用、開展關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)、強(qiáng)化技術(shù)指導(dǎo)服務(wù)、加快農(nóng)機(jī)智能化升級等對策和建議。陳林[2]與2024年在《振動(dòng)式根莖類中藥材收獲機(jī)挖掘裝置設(shè)計(jì)》文中提出針對日益增長的中藥材收獲作業(yè)需要，在借鑒已有成果基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種適用于較高含水率土壤的深根莖中藥材振動(dòng)挖掘裝置，并通過理論計(jì)算確定了主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。挖掘鏟采用條形鏟結(jié)構(gòu)，振動(dòng)機(jī)構(gòu)采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，其工作幅寬為1800mm,最大工作深度為500mm,入土角為20°;挖掘鏟總長為283mm,偏心距為20mm,鏟尖振動(dòng)幅度為10.4mm。通過有限元分析得出：最大應(yīng)力發(fā)生在鏟體與前刀軸連接處，為3.07MPa,遠(yuǎn)小于材料的屈服強(qiáng)度235MPa;最大變形發(fā)生在鏟尖處，為0.0126mm,與鏟的尺寸相比變形量很小，可以忽略；運(yùn)動(dòng)學(xué)分析中鏟尖運(yùn)動(dòng)曲線平滑，符合簡諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律。對比田間實(shí)測該振動(dòng)鏟收獲機(jī)所受拖拉機(jī)牽引力與理論計(jì)算所得出固定鏟收獲機(jī)工作阻力，結(jié)果表明：振動(dòng)鏟收獲機(jī)的工作阻力小于固定鏟收獲機(jī)的工作阻力，減阻效果明顯。張蓉[3]與2023年在《根和根莖類藥材收獲機(jī)械化技術(shù)現(xiàn)狀分析》文中指出近年來，中藥材產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，在山西、甘肅、安徽等地，相比糧食作物，中藥材是其主要的增收性產(chǎn)業(yè)，發(fā)展中藥材種植業(yè)已成為我國振興區(qū)域經(jīng)濟(jì)、增加農(nóng)民收入的重要途徑之一。但是，目前藥材種植業(yè)機(jī)械化尚處于起步階段，機(jī)械化水平普遍還很低，其機(jī)械化水平與糧食作物相比還有很大差距，尤其是根和根莖類藥材的收獲環(huán)節(jié)，仍然存在著勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)效率低等一系列的問題。文章分析了國內(nèi)根和根莖類藥材種植的基本情況，探討了用于根和根莖類藥材收獲的機(jī)械作業(yè)裝備和作業(yè)工藝現(xiàn)狀，以及根和根莖類藥材收獲機(jī)械存在的主要問題，就加快根和根莖類藥材收獲機(jī)械發(fā)展提出了建議。焦永紅[4]與2023年在《長根莖中藥材挖掘機(jī)分離裝置的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)》文中研究指明為了提高長根莖中藥材挖掘機(jī)的分離性能，對現(xiàn)有分離裝置的種類及性能的對比分析，設(shè)計(jì)了一種振動(dòng)?xùn)艞l式分離裝置，對其結(jié)構(gòu)及工作原理進(jìn)行理論分析，確定其主要參數(shù)：分離裝置柵條面傾角α=20°，縱向柵條長度L=1100mm，挖掘?qū)挾菳=1400mm，柵條的橫向間距T=80mm，柵條的縱向間距P=100mm。田間試驗(yàn)證明：藥材的損失率為3.4%，傷藥率為1.3%，機(jī)組生產(chǎn)率為0.17hm2/h，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，能夠滿足長根莖類中藥材收獲的技術(shù)及農(nóng)藝要求?？到5]與2023年在《一種帶爬行擋和逆行器的拖拉機(jī)變速箱的開發(fā)》文中研究表明通過市場需求調(diào)研，開發(fā)具備超級爬行擋和逆行器拖拉機(jī)變速箱。變速箱結(jié)構(gòu)采用定軸式圓柱齒輪外嚙合四級減速傳動(dòng)方案，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，工藝簡單，減速比大，實(shí)現(xiàn)超級爬行擋功能。該變速箱應(yīng)用于某款大馬力拖拉機(jī)，較好的滿足了河北、河南、山東等地區(qū)使用爬行擋對超低車速的特殊作業(yè)需求，經(jīng)濟(jì)效益顯著。戴桐[6]與2023年在《根莖類中藥材機(jī)械化收獲研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢》文中研究表明近年來，中藥材生產(chǎn)規(guī)模逐年擴(kuò)大，經(jīng)濟(jì)效益持續(xù)攀升，國內(nèi)外根莖類中藥材機(jī)械化收獲發(fā)展迅速，但我國仍以中小型收獲機(jī)械為主，作業(yè)過程中普遍存在挖掘阻力大，效率低以及損傷高等問題。針對這一問題，國內(nèi)外學(xué)者開展了相關(guān)研究，在原有基礎(chǔ)上探索根莖類中藥材機(jī)械化收獲時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)減阻降耗、低損高效的有效途徑和方法。為此，介紹了目前國內(nèi)外根莖類中藥材機(jī)械化收獲的研究成果和進(jìn)展，闡述了低阻挖掘、高效分離、低損集運(yùn)關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀，并對根莖類中藥材機(jī)械化收獲的研究重點(diǎn)和主要方向進(jìn)行了展望。李桂[7]與2023年在《根莖類作物采收裝置的研究現(xiàn)狀》文中研究說明我國作為農(nóng)業(yè)大國，幅員遼闊，糧食作物種類繁多，而根莖類作物又是糧食作物的一大主類。因此，分析根莖類作物在我國的種植情況以及對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、中醫(yī)藥領(lǐng)域的影響有重要意義。基于此，課題組充分對比了傳統(tǒng)人工采收和現(xiàn)代機(jī)械采收的優(yōu)勢與劣勢，闡述了短根莖類作物、長根莖作物和根莖類藥材采收機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀，指出了根莖類作物采收裝置存在機(jī)械化智能水平低、功能單一的問題，并提出了農(nóng)機(jī)與農(nóng)藝結(jié)合、加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)、提高機(jī)械可靠性、加大資金投入和扶持力度的發(fā)展建議。薛紫鯨[8]與2023年在《經(jīng)典名方中瓜蔞與天花粉的本草考證》文中進(jìn)行了進(jìn)一步梳理通過查閱歷代本草，結(jié)合近現(xiàn)代文獻(xiàn)資料相關(guān)記載，對經(jīng)典名方所用瓜蔞和天花粉的名稱、基原、產(chǎn)地、品質(zhì)評價(jià)、采收加工及炮制方法等按照年代次序進(jìn)行系統(tǒng)梳理與考證，結(jié)果表明歷代本草將其果實(shí)以“栝樓”為主流正名，“瓜蔞”為其音轉(zhuǎn)，根或其根的制品自宋代《本草圖經(jīng)》以來，以“天花粉”為主流正名。均以葫蘆科植物栝樓Trichosantheskirilowii為主流基原。栝樓與栝樓根在漢代已分別入藥，自南北朝《雷公炮炙論》，已經(jīng)明確其皮、子、莖、根各自功效有別；瓜蔞以完整果實(shí)入藥，九月至十月成熟后采收，懸掛陰干，近代以來總結(jié)其品質(zhì)以成熟、個(gè)大、皮厚柔韌、橙黃色、糖性足者為佳；古代瓜蔞的炮制方法多為搗碎或連皮、子切絲，或?qū)⑵浼庸楣鲜V餅、瓜蔞霜。天花粉以根入藥，十一月至十二月采收，除去外皮，曬干，其品質(zhì)以入土深、塊大、色白、粉性足、質(zhì)堅(jiān)細(xì)膩、筋脈少者為佳，并認(rèn)為生于鹵地者有毒。天花粉的炮制方法由唐代開始的做粉入藥在明清時(shí)期逐漸演變?yōu)橹苯忧衅褂谩９鲜V及天花粉近代以來推崇的道地產(chǎn)區(qū)在河南靈寶附近，有“安陽花粉”之稱，現(xiàn)代則有產(chǎn)祁花粉的安國，產(chǎn)長青瓜蔞的山東濟(jì)南等知名產(chǎn)區(qū)。宋代本草中曾出現(xiàn)以瓜蔞子或瓜蔞仁代替全瓜蔞的習(xí)慣，后被明代本草糾正?；诳甲C結(jié)果，建議經(jīng)典名方開發(fā)涉及瓜蔞及天花粉時(shí)選取栝樓T.kirilowii為基原植物；清金化痰湯的瓜蔞仁按炒法炮制，《古代經(jīng)典名方目錄（第一批）》中涉及該藥材的另外5首方劑中的瓜蔞及天花粉均以生品入藥。許彩霞[9]與2022年在《根莖類中藥材收獲機(jī)械發(fā)展現(xiàn)狀》文中指出分析了我國根莖類中藥材產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的重要性、現(xiàn)狀及根莖類中藥材機(jī)械化收獲的意義，綜述了國內(nèi)根莖類作物收獲裝備發(fā)展現(xiàn)狀，探討了根莖類中藥材收獲機(jī)的發(fā)展建議。王建蕭[10]與2022年在《小型試驗(yàn)土槽的設(shè)計(jì)和研究》文中提出針對田間試驗(yàn)容易受到時(shí)間、天氣、土壤條件和地面平整度條件的影響，提出一種新型的小型試驗(yàn)土槽，為馬鈴薯等根莖類收獲機(jī)械的挖掘裝置試驗(yàn)研究提供工具。小型試驗(yàn)土槽的核心部件為挖掘測試機(jī)構(gòu)，試驗(yàn)的主要對象為多鏟類根莖收獲機(jī)的挖掘鏟，主要測試挖掘鏟的材料、磨損程度、安裝角度以及受力情況等。使用ANSYSWorkbench對挖掘鏟進(jìn)行靜力學(xué)分析。結(jié)果表明，在挖掘過程中，挖掘鏟變形最大的位置為鏟尖，在應(yīng)力形變和彈性形變分析中，最大形變均發(fā)生在挖掘鏟中部兩個(gè)安裝孔位置。因此挖掘鏟材料選用65Mn，強(qiáng)度較高，具有一定的柔韌性和可塑性，對挖掘鏟刃口需要熱處理，提高其強(qiáng)度及耐磨性。

第二章方案設(shè)計(jì)與分析2.1兩個(gè)方案的提出提出的第一種方案是：切割刀軸上的刀具采取可拆卸的安轉(zhuǎn)方式，方便刀具的磨損更換和維修，增加收割機(jī)的使用壽命，刀具使用直角刀。直角刀采用正切部和側(cè)切部兩部分構(gòu)成，兩部分夾角大于90度。直角刀具具有刀口銳利、刀身寬剛度好和砍切能力好的特點(diǎn)，適合土質(zhì)較硬，雜草不多的旱地工作。切割刀軸通過齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)方式和江蘇550型四輪拖拉機(jī)的輸出軸進(jìn)行連接，從而達(dá)到所需求的切割刀正轉(zhuǎn)200r/min的設(shè)計(jì)要求。在切割刀軸上不規(guī)則的放置一定數(shù)量的刀片，并且避免在刀具旋轉(zhuǎn)切割農(nóng)作物根莖的時(shí)候的應(yīng)力集中。切割刀的整體強(qiáng)度一定要滿足使用要求不能因?yàn)榍懈畹兜膹?qiáng)度影響工作是的效率。圖2-1切割農(nóng)作物根莖土的復(fù)合體實(shí)物圖當(dāng)?shù)镀迅o切割后，通過刀具后面的滾筒將農(nóng)作物根莖部位粉碎。然后設(shè)計(jì)一個(gè)傳送帶，把經(jīng)過泥土篩選后的農(nóng)作物根莖傳輸?shù)诫S行的儲(chǔ)物運(yùn)輸車內(nèi)。到達(dá)收割的效果。參考下圖，引用自2014年6月農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)期刊第45卷第六期《農(nóng)作物根莖根土分離裝置》圖2-2根莖分割分離裝置碎土裝置工作原理：該裝置由拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸或電動(dòng)機(jī)連接換向器提供動(dòng)力。農(nóng)作物根莖根茬由喂料口喂入,被桿條鏈輸送機(jī)構(gòu)向后上方輸送，進(jìn)人雙輥碾壓機(jī)構(gòu)碾壓間隙，受到碾壓和操提脫一接著進(jìn)人雙組柔性許接飛錘機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)飛錘相繼錘打根茬實(shí)現(xiàn)強(qiáng)力擊打脫土，最后將根茬向后一方快速執(zhí)出撞向板，實(shí)現(xiàn)撞擊院一破碎的一地經(jīng)過科條許輸送機(jī)構(gòu)的林源不落至地表，脫土后的根茬由桿條鏈輸送機(jī)構(gòu)運(yùn)送到收集箱中。工作原理如圖圖2-3碎土的結(jié)構(gòu)簡圖圖2-4方案一采取直角刀刀片實(shí)物圖圖2-5方案一設(shè)計(jì)大概圖提出的第二種方案是：刀具采取旋片式刀具通過焊接的方式焊接在刀棍軸上，刀片整體呈螺旋的形式。旋片式刀具對根莖的收割效果較好，對根系的殘存率能到達(dá)預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。刀具切割根莖后也是通過滾筒裝置將農(nóng)作物根莖帶出來的土塊進(jìn)行粉碎篩選，通過刀具后的傳送帶傳送到刀具后面的儲(chǔ)料箱內(nèi)。圖2-6方案二采取旋片式刀具圖2.2方案分析比較兩者都采用相同的碎土裝置，在土壤含水量10%-20%，土壤質(zhì)地為中壤土地的條件下，根土脫凈率為96.71%-99.10%，根莖損失率為0.31%-1.57%，生產(chǎn)率為2.02-2.81t/h。隨轉(zhuǎn)速的升高，根土脫凈率從96.71%上升到99.10%，樣機(jī)轉(zhuǎn)速與根土脫凈率呈正相關(guān)。這是因?yàn)殡S樣機(jī)轉(zhuǎn)速升高，各種機(jī)械力對根茬的作用強(qiáng)度也隨之升高。飛錘轉(zhuǎn)速的升高導(dǎo)致根茬受到飛錘的擊打力升高，根茬受到擊打后撞向罩板的速度隨之升高根茬與罩板間的撞擊力也升高。隨樣機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，根茬損失率從0.31%上升到1.57%，樣機(jī)轉(zhuǎn)速的升高導(dǎo)致機(jī)械力對根茬的作用強(qiáng)度升高，一些較為弱小的根茬被碾壓輥碾碎或被飛錘擊碎成小塊而散落在地面。隨樣機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，樣品在樣機(jī)內(nèi)停留的時(shí)回減少對樣品處理時(shí)間的減少使生產(chǎn)率從2.02t/h增長到2.81t/h。碎土裝置的平均凈土率達(dá)到98.12%。對碎土后的根莖方案一能夠收獲運(yùn)輸?shù)母o運(yùn)輸車大約能夠裝載20噸左右而方案二的設(shè)計(jì)最多能夠裝載2噸左右。在收割相同的情況下，方案一的效率大約是方案二的9-10倍，綜合以上的條件我選擇方案一作為我的研究設(shè)計(jì)方案。圖2-7最終方案的結(jié)構(gòu)簡圖

第三章動(dòng)力裝置設(shè)計(jì)3.1傳動(dòng)方式的確定本次設(shè)計(jì)的農(nóng)作物根莖收割機(jī)中，在對稻田中對農(nóng)作物根莖的根莖進(jìn)行切割后然后進(jìn)行收割，整個(gè)動(dòng)力裝置的傳動(dòng)簡圖如下圖所示。圖3-1農(nóng)作物根莖收割機(jī)的系統(tǒng)傳動(dòng)簡圖這里的傳動(dòng)方式是通過拖拉機(jī)輸出然后傳遞到本次的收割機(jī)中的錐齒輪傳動(dòng)箱的，然后這個(gè)錐齒輪傳動(dòng)箱通過如上圖所示進(jìn)行分配傳送到各個(gè)部分當(dāng)中。通過已知參數(shù)得知，本次的動(dòng)力采用的是江蘇550型拖拉機(jī)，該拖拉機(jī)的基本參數(shù)如下表所示。表3-1550型拖拉機(jī)的基本參數(shù)表機(jī)型形式額定轉(zhuǎn)速（r/min）動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)速（r/min）額定功率（KW）前進(jìn)速度（Km/h）牽引力（KN）江蘇5504×2輪式200054040.5一檔：2.12二擋：3.1911.43.2動(dòng)力裝置的計(jì)算通過上圖的傳動(dòng)簡圖得知，這里的傳動(dòng)分配分支了兩條傳動(dòng)路線。其中第一條是通過拖拉機(jī)的輸出軸傳遞到錐齒輪箱的輸入軸為1軸，經(jīng)過一對錐齒輪傳動(dòng)后輸出到大錐齒輪上也就是主動(dòng)軸這里是2軸，然后傳遞到側(cè)邊旋耕部分的中間軸是3軸，最后傳遞到旋耕刀軸上是4軸。另外一條傳動(dòng)路線是通過這個(gè)主動(dòng)軸2軸經(jīng)過鏈輪傳遞到到桿條鏈輸送帶上，這里的桿條鏈輸送帶中的主動(dòng)輥是5軸，主動(dòng)輥這邊經(jīng)過桿條鏈輸送帶傳動(dòng)的裝置上包括有從動(dòng)輥和支承輥，這些上面的各自的軸中支承輥軸是6軸，兩個(gè)從動(dòng)輥軸就是7軸。另外從主動(dòng)輥分支傳動(dòng)到碾壓輥軸上是8軸，然后從碾壓輥軸上傳動(dòng)到兩個(gè)分離刀輥上是9軸。3.2.1切割部分動(dòng)力裝置計(jì)算切割部分中的傳動(dòng)比分配，切割刀軸轉(zhuǎn)速為200r/min，錐齒輪傳動(dòng)比為，最后的切割刀軸的傳動(dòng)按照三個(gè)齒輪，這里的切割部分的齒輪傳動(dòng)采用兩隊(duì)齒輪傳動(dòng)，其中中間部分的齒輪起到一個(gè)轉(zhuǎn)向的作用。這里將兩對齒輪的傳動(dòng)比都設(shè)置為1:1，這樣的話經(jīng)過三個(gè)齒輪的傳動(dòng)之后，輸出的切割刀軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度依然是200r/min。其中各個(gè)傳動(dòng)方式的效率查看表4.2-9 QUOTEη1為拖拉機(jī)動(dòng)力輸出到錐齒輪輸入的效率，也就是通過萬向聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率為：QUOTEη1=0.95 QUOTEη2為一對錐齒輪的效率（精度等級按照）： QUOTEη2=0.97 QUOTEη3為一對滾動(dòng)軸承的效率： QUOTEη3=0.97QUOTEη3為齒輪傳動(dòng)的效率： QUOTEη3=0.97這樣來計(jì)算一下各個(gè)軸上的基本動(dòng)力參數(shù)根據(jù)拖拉機(jī)的額定牽引力大小是11.4KN，按照二檔運(yùn)行速度是切割部分的功率按照切割部分的傳動(dòng)關(guān)系來計(jì)算得知為那么得出切割時(shí)候的功率為那么各軸的功率分別為軸1（錐齒輪箱的輸入軸）的功率為軸2（錐齒輪箱輸出軸，也就是切割刀的傳動(dòng)輸入軸）的功率軸3（切割刀傳動(dòng)的中間軸）的功率切割刀輥軸各軸的轉(zhuǎn)速分別為軸1的轉(zhuǎn)速軸2的轉(zhuǎn)速中間軸的轉(zhuǎn)速是切割刀軸的轉(zhuǎn)速是各軸轉(zhuǎn)矩分別為軸1的轉(zhuǎn)矩主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩中間軸的轉(zhuǎn)矩切割刀軸的轉(zhuǎn)矩3.2.2桿條鏈、分離、碾壓動(dòng)力裝置計(jì)算從錐齒輪齒輪箱輸出的軸通過鏈輪傳遞到桿條鏈輸送帶上，這里的各個(gè)動(dòng)力裝置的計(jì)算結(jié)果如下。桿條鏈主動(dòng)軸的功率為支承輥軸的功率從動(dòng)輥軸的功率碾壓輥軸的功率兩個(gè)分離刀輥的功率從錐齒輪箱輸出的軸傳遞到主動(dòng)輥上的時(shí)候主動(dòng)輥軸的轉(zhuǎn)速是200/1.5=133.3r/min，從主動(dòng)輥軸傳動(dòng)到碾壓輥上的轉(zhuǎn)速再次通過增速回到200r/min，然后后面的兩個(gè)分離刀輥的傳動(dòng)速度都是200r/min。那么這些轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩分別是。桿條鏈主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩為支承輥軸的轉(zhuǎn)矩從動(dòng)輥軸的轉(zhuǎn)矩碾壓輥軸的轉(zhuǎn)矩兩個(gè)分離刀輥的轉(zhuǎn)矩第四章切割部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1主錐齒輪箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這里的主錐齒輪箱部分是拖拉機(jī)輸出軸通過萬向節(jié)聯(lián)軸器傳遞到此的，這里采用的是一對錐齒輪進(jìn)行傳動(dòng)減速并且還可以提供換向。4.1.1錐齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)這里的錐齒輪都是直齒錐齒輪，兩個(gè)齒輪的傳動(dòng)比為，傳遞功率為。此一對錐齒輪中大齒輪和小齒輪的材質(zhì)選擇，調(diào)質(zhì)熱處理，硬度為，選取平均硬度為。1、齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算（1）齒數(shù)和精度等級初選，，圓周速度，參照表12.6，選8級精度。（2）使用系數(shù)參照表12.9，選擇為（3）動(dòng)載系數(shù)參照圖12.9，選擇為（4）參照表12.10，預(yù)估，當(dāng)量齒數(shù)重合度系數(shù)所以（5）參照表12.20，（6）（7）轉(zhuǎn)矩（8）由表12.12，（9）按照圖12.16，（10）參照圖12.17c，得出（11）根據(jù)表12.14，得知為（12）本次選擇的是（13）（14）小齒輪大端分度圓直徑選取齒寬系數(shù)根據(jù)公式（15）驗(yàn)算圓周速度和，與預(yù)計(jì)的值接近。，與預(yù)估的值相符合。2、確定主要傳動(dòng)尺寸（1）大端模數(shù)，參照表12.3，選取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)（2）實(shí)際大端分度圓直徑（3）錐距（4）齒寬，取3、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算（1）參照圖12.30，，（2）參照圖12.31，，（3）（4）參照表12.10，，（5）（6）根據(jù)圖12.23c，（7）根據(jù)表12.14，得知（8）本次的（9）尺寸系數(shù)根據(jù)圖12.25，（10）（11）驗(yàn)算，所以合格。4.1.2錐齒輪輸入軸設(shè)計(jì)這里錐齒輪箱的輸入軸包括四個(gè)軸段，最小的第一個(gè)軸段這里是花鍵軸段，它是通過萬向節(jié)聯(lián)軸器和拖拉機(jī)的輸出軸連接，第二軸段是軸承的安裝軸段，這里選擇的軸承是深溝球軸承，第三個(gè)軸段是小錐齒輪和軸承的定位軸肩，第四軸段就是和小錐齒輪連接的軸段。第一個(gè)軸段花鍵軸段這里設(shè)計(jì)為大徑尺寸22mm，小徑尺寸18mm，花鍵的個(gè)數(shù)為6，花鍵的寬度為5mm。第二個(gè)軸段這里的深溝球軸承的軸徑設(shè)計(jì)為25mm。第三個(gè)軸段的錐齒輪和深溝球軸承的定位軸肩這里設(shè)計(jì)為30mm。第四個(gè)軸段和小錐齒輪的連接軸段這就設(shè)計(jì)為25mm。4.2切割齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)這里的切割齒輪傳動(dòng)中，三個(gè)齒輪的傳動(dòng)比都是1:1，采用中間的齒輪是一個(gè)換向的齒輪，它的基本功能作用就是一個(gè)惰輪的作用。4.2.1齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)兩個(gè)齒輪嚙合的時(shí)候中，小齒輪采用的是45號(hào)鋼，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，硬度為HB250左右，大齒輪采用的也是45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度HB取值為240左右。1、初步計(jì)算齒寬系數(shù)，查詢《機(jī)械設(shè)計(jì)》第四版（下同）表12.13，取值為接觸疲勞強(qiáng)度極限，通過圖12.17c，得知為初步計(jì)算時(shí)候的許用接觸應(yīng)力得知為通過表12.16，取值初步計(jì)算小齒輪的直徑這里的三個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)速都是200r/min，所以這里的傳動(dòng)比就是1:1。這里初選齒輪的齒數(shù)為，，選取齒寬系數(shù)為。主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)矩通過前面的計(jì)算結(jié)果為代入上式得出初步確定齒寬為2、校核計(jì)算圓周速度精度等級按照八級精度初選齒數(shù)和模數(shù)，這里按照標(biāo)準(zhǔn)的模數(shù)取值就是6.0使用系數(shù)查詢表12.9為動(dòng)載系數(shù)查詢圖12.9，得知為齒間的載荷分配系數(shù)，通過表12.10，并先求出那么由此得出齒向的載荷分配系數(shù)，通過表12.11載荷系數(shù)按照下式彈性系數(shù)通過表12.12，得出節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，通過圖12.16得知為接觸的最小安全系數(shù)，查詢表12.14，得知為應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的計(jì)算，按照表12.15，這里使用的周期按照使用六年，每年使用300天來計(jì)算，一天使用10小時(shí)，所以得知為接觸的壽命系數(shù)，通過圖12.18，得出為，許用的接觸應(yīng)力中，兩個(gè)齒輪分別是驗(yàn)算3、確定傳動(dòng)的主要尺寸這里的模數(shù)都可以取標(biāo)準(zhǔn)值，所以這里的分度圓的直徑就不會(huì)改變，那么得出兩個(gè)齒輪的分度圓直徑分別是兩齒輪（同理中間齒輪和切割刀軸上傳遞的齒輪中心距也是相同的）4、校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度重合度系數(shù)，這里齒間的載荷分配系數(shù)，通過表12.10得出齒向的載荷分配系數(shù)，通過圖12.14，查圖得出為載荷系數(shù)齒形系數(shù)，通過查圖12.21，得出為，應(yīng)力的修正系數(shù)，通過查圖12.22，得出為，，按照圖12.23c，得出彎曲的最小安全系數(shù)，通過查表12.14，得出應(yīng)力循環(huán)系數(shù)，同上得知為彎曲的壽命系數(shù)，通過圖12.24，得出為，尺寸系數(shù)通過圖12.25，得知為由此確定接下來進(jìn)行驗(yàn)算所以兩齒輪強(qiáng)度合格。4.3錐齒輪輸出軸的設(shè)計(jì)4.3.1選擇軸的材料材質(zhì)選取45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)熱處理，熱處理后硬度為QUOTEHBS=2304.3.2初步估算軸的最小直徑參照表16.2，取所以4.3.3各個(gè)軸段的設(shè)計(jì)這里的錐齒輪輸出要考慮一個(gè)是傳遞到切割部分的中間軸、切割軸，還有要傳遞到桿條鏈鏈輪軸上。這里是有兩個(gè)傳動(dòng)的分支，為了制造方便這里將此段設(shè)計(jì)成為一個(gè)整體的長軸。這里的錐齒輪輸出軸總共設(shè)計(jì)成為六段。以中間部分的錐齒輪傳動(dòng)為準(zhǔn)，左側(cè)部分分成三個(gè)軸段，右側(cè)部分分成兩個(gè)軸段，中間部位的錐齒輪傳動(dòng)是一個(gè)軸段。這里的中間的錐齒輪傳動(dòng)部分的軸段要考慮安裝軸承，該軸上包括有四處軸承，其中兩端各兩個(gè)軸承，中間段是安裝在錐齒輪箱中是兩個(gè)，并且中間段的軸還要安裝大錐齒輪，這里的兩端軸徑設(shè)計(jì)為45mm，那么它的安裝軸承軸段都設(shè)計(jì)成為相同的軸段，也就是都是50mm，采用的是圓錐滾子軸承來安裝。這里的圓錐滾子軸承就都是30310型號(hào)的，這些軸承的內(nèi)孔直徑就是50mm。這里的輸出軸的左側(cè)軸段部位最小段的直徑是45mm，安裝軸承的軸段是50mm，這里的過渡部分就是起到一個(gè)軸承的定位軸肩的部位，這里的軸段設(shè)計(jì)為55mm。然后右側(cè)的部分中除去右端的部位的軸徑是45mm，其余的軸段的軸徑均設(shè)計(jì)成為50mm。4.4切割刀轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)4.4.1選擇軸的材料材質(zhì)選取45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)熱處理，熱處理后硬度為QUOTEHBS=2304.4.2初步估算軸的最小直徑參照表16.2，取所以4.4.3切割刀主軸的設(shè)計(jì)本次的切割刀主軸包括有五個(gè)軸段，其中中間的最長的軸段上分布安裝有34個(gè)切割刀，那么連接的34個(gè)切割刀的裝置上需要焊接34個(gè)與切割刀的連接部位，后面的設(shè)計(jì)中會(huì)介紹。第一段也就是與輸出段的通過右側(cè)的齒輪傳動(dòng)連接，這里可以按照最小軸徑來進(jìn)行選擇，根據(jù)前面計(jì)算出的最小軸徑是45mm，要大于這個(gè)數(shù)，本次選擇此段軸徑就是。第二段是連接軸承的，本次的軸承選擇的是圓錐滾子軸承，本次的圓錐滾子軸承選擇的是內(nèi)徑為，那么第二段的軸徑也就是。第三段，是中間的切割刀安裝軸，這里考慮要安裝切割刀的，切割刀是安裝在此軸上的連接段的，本次的軸徑選擇是，此圓周上還要焊接上相應(yīng)的切割刀的安裝位置。第四段，是連接軸承的，本次的軸承選擇的是圓錐滾子軸承，本次的圓錐滾子軸承選擇的是內(nèi)徑為，那么第二段的軸徑也就是。第五段，同第一段相同，那么軸徑都是。4.4.4切割刀主軸軸承的設(shè)計(jì)與校核本次的切割刀主軸的軸承選擇的是圓錐滾子軸承。本次的圓錐滾子軸承型號(hào)是，其內(nèi)孔軸徑是，其極限轉(zhuǎn)速，基本額定動(dòng)載荷，基本額定靜載荷，，，。切割刀的轉(zhuǎn)軸的圓周力大小是，兩個(gè)軸承位上的軸向力通過這里的圓錐滾子軸承內(nèi)滾子的安裝角度是15度，所以就是1、壽命計(jì)算（1）附加軸向力（2）軸承軸向力由于，那么兩個(gè)軸承都會(huì)被壓緊，所以（3）值，查表18.7，（4）沖擊載荷系數(shù)按照中等沖擊，查表18.8，此（5）當(dāng)量動(dòng)載荷（6）軸承壽命由于，計(jì)算兩個(gè)軸承的壽命此，所以軸承壽命合格。2、靜載荷計(jì)算（1）查表18.12得出（2）當(dāng)量靜載荷（3）安全系數(shù)按照正常使用滾子軸承，查表18.14，（4）計(jì)算額定靜載荷3、許用轉(zhuǎn)速驗(yàn)算（1）載荷系數(shù)，查圖18.19，（2）載荷分布系數(shù)，查圖18.20，（3）許用轉(zhuǎn)速計(jì)算出大于。4.45切割刀的設(shè)計(jì)本次的切割刀采用旋轉(zhuǎn)曲面型的切割刀，此切割刀是分布在旋轉(zhuǎn)的切割刀主軸上，采用刀輥軸上使用兩等分分布，并使用兩組線性陣列，一組是9列分布兩側(cè)就是18個(gè)切割刀，另一組是8列，分布兩側(cè)就是16個(gè)切割刀，這樣總共就是34把切割刀。由于考慮到制造的方便和運(yùn)轉(zhuǎn)的平衡問題，切切割刀片用((優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》規(guī)定的鋼制造，刀刃部分熱處理，硬度。切割刀要根據(jù)其刀片數(shù)、切割刀軸、刀片的伸出的高度有關(guān)，一般情況下此切割刀的刀盤如果直徑很大的話，那么刀片的伸出的高度也就很大。刀片的伸出的高度應(yīng)該在適當(dāng)?shù)某叽缰畠?nèi)。本次的切割刀的基本尺寸和外形如下圖所示。圖4-1切割刀的形狀圖4-2切割刀的基本尺寸4.5切割刀傳動(dòng)中間軸的設(shè)計(jì)這里的中間軸是側(cè)邊切割刀傳動(dòng)齒輪結(jié)構(gòu)中的中間軸，通過前面計(jì)算得知此處的功率是10.5KW，轉(zhuǎn)速是200r/min。參照表16.2，取所以這里的中間軸分成三段，兩端的都是連接軸承的軸段，這里的兩端軸段直徑設(shè)計(jì)為55mm，這里安裝的軸承設(shè)計(jì)選擇為深溝球軸承6211。中間段的軸徑需要有兩個(gè)作用，一個(gè)是定位軸肩固定軸承內(nèi)圈，一個(gè)是安裝中間軸齒輪，此處的中間軸軸徑設(shè)計(jì)為60mm。第五章桿條鏈、碾壓、分離部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1桿條鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)5.1.1基本功率計(jì)算行走部分的速度和桿條鏈輸送、分離刀輥轉(zhuǎn)速、碾壓輥轉(zhuǎn)速均相同，按照二檔最快速度就是。從齒輪箱傳動(dòng)輸出到桿條鏈傳動(dòng)中的主動(dòng)輥，這里的主動(dòng)輥的直徑按照290mm，那么它的轉(zhuǎn)速就是由此得出從錐齒輪箱的鏈輪傳遞到桿條鏈的主動(dòng)輥上的傳動(dòng)比就是這里根據(jù)傳動(dòng)簡圖，主動(dòng)輥上的傳動(dòng)功率就是5.1.2鏈的傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算這里設(shè)計(jì)的桿條鏈其實(shí)實(shí)際是精密滾子鏈的傳動(dòng)，這種滾子鏈傳動(dòng)采用的是單排鏈傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比為1.5。（1）確定功率鏈傳動(dòng)的實(shí)際計(jì)算功率按照下式來進(jìn)行計(jì)算式中：就是:，本次按照這里功率為10.9KW：小鏈輪齒數(shù)系數(shù)，這里設(shè)計(jì)的選擇小鏈輪的齒數(shù)為，查詢《機(jī)械設(shè)計(jì)》第四版（下同）表14.2為：多排鏈的排數(shù)系數(shù)，本次選擇的是單排鏈，查詢表14.3為：本次選擇為1.0所以（2）選擇鏈的型號(hào)通過圖14.17，錐齒輪箱傳動(dòng)軸上的鏈輪的轉(zhuǎn)速是200r/min，計(jì)算功率為14KW，這里選擇滾子鏈的型號(hào)為20A，鏈條的節(jié)距為。（3）計(jì)算大小鏈輪齒數(shù)小鏈輪的齒數(shù)是，那么大鏈輪的齒數(shù)就是，這里取值為。（4）驗(yàn)證鏈速，處于在低速的運(yùn)行狀態(tài)下。（6）鏈輪尺寸計(jì)算小鏈輪的分度圓直徑大小計(jì)算如下大鏈輪的分度圓直徑大小計(jì)算如下小鏈輪的齒頂圓直徑大小計(jì)算如下大鏈輪的齒頂圓直徑大小計(jì)算如下小鏈輪的齒根圓直徑大小計(jì)算如下大鏈輪的齒根圓直徑大小計(jì)算如下小鏈輪的齒槽角大小為大鏈輪的齒槽角大小為小鏈輪的齒形角大小為大鏈輪的齒形角大小為大小鏈輪的齒面工作段最低點(diǎn)到節(jié)距線的距離為從主動(dòng)軸傳遞到從動(dòng)軸上，這里的兩個(gè)從動(dòng)軸上的桿條鏈的鏈輪齒數(shù)都是23。但是從主動(dòng)軸傳遞到碾壓輪上的時(shí)候，這里碾壓輪的轉(zhuǎn)速要回到200r/min。通過這里的計(jì)算可以得知，這里的碾壓輪上的傳遞鏈輪的齒數(shù)就是要回到15，同理兩個(gè)分離刀輥上的傳動(dòng)鏈輪的齒數(shù)也是15。5.2各部分的鏈輪的尺寸計(jì)算這里需要知道的鏈輪包括有從錐齒輪輸出軸傳遞的主軸上的鏈輪，還有桿條鏈上的主動(dòng)軸上的鏈輪，桿條鏈和從動(dòng)軸上通過桿條鏈板連接的鏈輪，碾壓輥上的傳動(dòng)鏈輪、分離刀輥上的傳動(dòng)鏈輪，這樣總結(jié)出來總共有11個(gè)鏈輪，在對這11個(gè)鏈輪計(jì)算中又可以分成幾種鏈輪的型號(hào)。從錐齒輪輸出軸傳遞出來的鏈輪是一個(gè)單排鏈輪。這是一種類型桿條鏈中的傳動(dòng)鏈輪都是一樣的，這里是單排鏈輪，這是一種類型。主動(dòng)軸輥上的傳動(dòng)鏈輪是雙排鏈輪，同理碾壓輥和分離刀輥上的傳動(dòng)鏈輪也是雙排鏈輪，最后一個(gè)分離刀輥上的傳動(dòng)鏈輪就是單排鏈輪。這些鏈輪都是按照整體式的鋼制鏈輪來設(shè)計(jì)，它的基本尺寸要求如下圖所示。圖5-1鏈輪的規(guī)格尺寸要求1、錐齒輪輸出軸的鏈輪尺寸計(jì)算結(jié)果如下：這里的鏈輪的中間孔直徑也就是，它就是和錐齒輪輸出軸的軸段的，通過前面的計(jì)算結(jié)果為45mm，所以。這里的鏈輪分度圓直徑是152.7mm，那么這里的輪轂厚度中的常數(shù)K就是9.5mm，所以得知輪轂的厚度。輪轂的直徑就是，這里的輪轂直徑取值為85mm。鏈輪的總長度，這里取值60mm。鏈輪的鏈齒部分的厚度參照下圖為（20A傳動(dòng)鏈輪中鏈齒的內(nèi)鏈節(jié)的齒寬是18.9mm）。圖5-2鏈輪鏈齒的厚度2、主動(dòng)輥軸雙排鏈輪的尺寸計(jì)算這里的鏈輪的中間孔直徑也就是，通過前面的計(jì)算結(jié)果為50mm，所以。這里的鏈輪分度圓直徑是233.2mm，那么這里的輪轂厚度中的常數(shù)K就是9.5mm，所以得知輪轂的厚度。輪轂的直徑就是，這里的輪轂直徑取值為92mm。鏈輪的總長度，這里取值65mm。鏈輪的鏈齒部分的厚度參照下圖為（20A傳動(dòng)鏈輪中鏈齒的內(nèi)鏈節(jié)的齒寬是18.9mm）。那么如果是雙排鏈輪的話，這里的齒距是，雙排鏈輪的鏈齒的總寬度就是56mm。另外雙排鏈輪兩個(gè)鏈齒中間的過渡軸的凸緣直徑是，這里的是內(nèi)鏈板的高度，按照20A的鏈條得知為，代入上式得出，這里取值198mm。3、碾壓輥雙排鏈輪的尺寸計(jì)算這里的鏈輪的中間孔直徑也就是，通過前面的計(jì)算結(jié)果為45mm，所以。這里的鏈輪分度圓直徑是152.7mm，那么這里的輪轂厚度中的常數(shù)K就是9.5mm，所以得知輪轂的厚度。輪轂的直徑就是，這里的輪轂直徑取值為85mm。鏈輪的總長度，這里取值62mm。鏈輪的鏈齒部分的厚度參照下圖為（20A傳動(dòng)鏈輪中鏈齒的內(nèi)鏈節(jié)的齒寬是18.9mm）。那么如果是雙排鏈輪的話，這里的齒距是，雙排鏈輪的鏈齒的總寬度就是56mm。另外雙排鏈輪兩個(gè)鏈齒中間的過渡軸的凸緣直徑是，這里的是內(nèi)鏈板的高度，按照20A的鏈條得知為，代入上式得出，這里取值198mm。4、分離刀輥的雙排鏈輪尺寸計(jì)算分離刀輥雙排鏈輪的中間孔徑是45mm，所以這里的鏈輪和碾壓輥的雙排鏈輪尺寸相同。5、分離刀輥的單排鏈輪尺寸計(jì)算這里的鏈輪和錐齒輪輸出軸的傳動(dòng)鏈輪尺寸相同。5.3桿條鏈、碾壓輥、支撐輥分離輥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.3.1桿條鏈主動(dòng)軸輥設(shè)計(jì)這里桿條鏈的主動(dòng)軸材質(zhì)選取45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)熱處理，熱處理后硬度為QUOTEHBS=230。參照表16.2，取所以這里的桿條鏈主動(dòng)軸部分按照3段來設(shè)計(jì)。第一軸段和第三軸段就是最小的軸徑軸段，計(jì)算出來的最小軸徑是41.2mm，此處的最小軸段要考慮和碾壓輥軸連接的鏈輪，這里是要安裝鍵槽才方便和鏈輪連接，這里軸上所開的鍵槽是一個(gè)，那么這里的最小軸徑要求就是，這里第一軸段設(shè)計(jì)為50mm。另外這里兩處都是軸承的安裝軸承，本次選擇的軸承是是外球面的帶座軸承。那么它的軸徑也就是50mm。中間部分的第三軸段是軸承的定位軸肩，這里設(shè)計(jì)為60mm。這里的桿條鏈的主動(dòng)輥中的輥外徑是292mm，為了制造方便將這里的輥和軸設(shè)計(jì)成為一體，也就是輥采用鋼管和鋼板焊接而成，然后在鋼板中間打孔并和這里的主動(dòng)軸的兩端通過焊接方式將其焊接成為一個(gè)整體。5.3.2桿條鏈支承輥軸設(shè)計(jì)主動(dòng)軸材質(zhì)選取45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)熱處理，熱處理后硬度為QUOTEHBS=230。參照表16.2，取所以這里的桿條鏈支承輥部分按照3段來設(shè)計(jì)。第一軸段和第三章軸段就是最小的軸徑軸段，計(jì)算出來的最小軸徑是40.6mm，此處的最小軸段是鏈輪也是軸承的安裝軸段，這里是要安裝鍵槽才方便和鏈輪連接，這里軸上所開的鍵槽是一個(gè)，那么這里的最小軸徑要求就是，這里第一軸段設(shè)計(jì)為45mm。同時(shí)這里的軸承是是外球面的帶座軸承。那么它的軸徑也就是45。中間部分軸段是軸承的定位軸肩，這里設(shè)計(jì)為55mm。同理這里的支撐輥也采用和主動(dòng)軸輥相同的方式將支承輥部位的鋼管和支承輥軸焊接成為一個(gè)整體的結(jié)構(gòu)形式。5.3.3碾壓輥的設(shè)計(jì)碾壓輥軸材質(zhì)選取45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)熱處理，熱處理后硬度為QUOTEHBS=230。參照表16.2，取所以這里碾壓輥軸也是按照三段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。第一軸段和第三章軸段就是最小的軸徑軸段，計(jì)算出來的最小軸徑是43.1mm，此處的最小軸段是鏈輪也是軸承的安裝軸段，這里是要安裝鍵槽才方便和鏈輪連接，這里軸上所開的鍵槽是一個(gè)，那么這里的最小軸徑設(shè)計(jì)為45mm。同時(shí)這里的軸承是是外球面的帶座軸承。那么它的軸徑也就是45。中間部分軸段是軸承的定位軸肩，這里設(shè)計(jì)為55mm。此處的碾壓輥的外徑尺寸是250mm，也是采用碾壓輥和碾壓輥軸做成一個(gè)整體，采用焊接拼湊成一體的結(jié)構(gòu)形式。5.3.4分離刀輥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)這里的分離刀輥是為了要能夠?qū)崿F(xiàn)將農(nóng)作物根莖的根莖和土壤進(jìn)行分離。這里的分離刀輥采用的是柔性的連接飛錘擊打機(jī)構(gòu)裝置，它是一個(gè)組合整體。這里的分離刀輥中間部分的軸材質(zhì)選取45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)熱處理，熱處理后硬度為QUOTEHBS=230。參照表16.2，取所以這里從鏈輪傳遞輸入到這里的分離刀輥的最小軸段這里，此處的軸徑設(shè)計(jì)為45mm，另外一段的軸徑也是45mm，中間段的軸徑是55mm。為了制造方便這里將分離刀輥的擊打機(jī)構(gòu)和這里的傳動(dòng)軸焊接制造成為一個(gè)整體。擊打部分中采用多個(gè)桿條并連接一個(gè)球狀物體，這里的桿條和球狀物體焊接在以兩端是兩個(gè)厚板，此厚板分布八等分圓周上安裝八個(gè)連接軸，這里的桿條和球狀物體就是焊接在這里的八個(gè)連接軸上。兩個(gè)厚板中間穿孔并和中間的轉(zhuǎn)軸焊接在一起，如下圖所示就是本次的柔性的連接飛錘擊打裝置也就是這里的分離刀輥的基本結(jié)構(gòu)。圖5-3分離刀輥組件5.4收集箱設(shè)計(jì)收集箱的目的是為了收割通過切割、輸送并經(jīng)過根莖和土壤分離過后的農(nóng)作物根莖。這里采用一個(gè)長長的鈑金件折彎箱制造。為了可以結(jié)束收割作業(yè)之后，方便將這里收割出來的農(nóng)作物根莖進(jìn)行進(jìn)一步的整理回收，此處的收集箱的底部設(shè)計(jì)一個(gè)圓軸，此圓軸焊接在收集箱的底部，并通過菱形的帶座軸承連接固定在整機(jī)的機(jī)架上。這樣的目的就是收割完成后可以進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)一下之后，這里的收集箱就會(huì)將收割完成的農(nóng)作物根莖物料進(jìn)一步回收到另外的收集桶或者收集裝置，以便人們的后續(xù)使用。圖5-4收集箱5.5行走輪和行走輪軸設(shè)計(jì)行走輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)比較簡單，基本上是按照左右和中間部分的幾個(gè)段來進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過前面選型的拖拉機(jī)550型號(hào)，它的牽引力是11.4KN，行走速度按照二擋速度就是0.88m/s，那么計(jì)算出來的行走過程中的牽引功率就是這里的行走輪的直徑設(shè)計(jì)按照600mm，這樣來計(jì)算出來行走輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度就是這樣計(jì)算出來行走輪軸的兩端軸徑可以設(shè)計(jì)為，按照表16.2，取所以此處的兩端的軸徑設(shè)計(jì)為兩個(gè)圓螺母的外螺紋軸段，兩個(gè)外螺紋為M68×2。兩端的連接軸承為帶座軸承，帶座軸承的型號(hào)選擇為UCP215，兩端的軸徑設(shè)計(jì)為φ75mm。中間部位的軸徑設(shè)計(jì)為85mm。第六章主要部件的強(qiáng)度校核計(jì)算6.1切割刀主軸的受力分析與校核本次切割刀主軸的受力分析簡圖如下圖6-1切割刀主軸受力分析簡圖切割刀主軸的轉(zhuǎn)矩計(jì)算結(jié)果為在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候該軸上的圓周力計(jì)算結(jié)果如下將切割刀安裝在這里的切割刀軸上的時(shí)候，轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)候的徑向力計(jì)算結(jié)果如下（安裝角度為這里的兩端圓錐滾子軸承內(nèi)滾子的安裝角度），這里由于是水平的安裝，所以它的軸向力就是。然后計(jì)算一下軸承的支反力，在水平面上的軸承支反力計(jì)算結(jié)果如下左端的軸承支反力是右端的軸承支反力是在垂直面上的兩個(gè)軸承的支反力都是相同的，計(jì)算結(jié)果如下這樣就可以計(jì)算出水平面上的兩端軸承位置上的彎矩計(jì)算結(jié)果分別如下在垂直面上的兩個(gè)軸承位置的轉(zhuǎn)矩計(jì)算結(jié)果如下這樣計(jì)算出來兩個(gè)軸承位置的合成彎矩計(jì)算結(jié)果如下通過已知得知該切割刀軸的轉(zhuǎn)矩為T=482Nm接著計(jì)算一下兩個(gè)軸承位置上的當(dāng)量彎矩的計(jì)算，當(dāng)量彎矩的計(jì)算按照下式這里取為0.6，那么=0.6×482=289.2Nm這樣按照兩個(gè)軸承位置上的最大當(dāng)量彎矩計(jì)算結(jié)果分別是這里的切割刀主軸的材質(zhì)為，，查表13.2得出來校核一下該軸的強(qiáng)度，來校核它的彎曲強(qiáng)度滿足條件如下這里計(jì)算的軸徑就是該切割刀轉(zhuǎn)軸的中間部位的軸徑，計(jì)算結(jié)果是45.1小于70MPa，所以強(qiáng)度校核合格。圖6-2切割刀軸的彎矩圖6.2切割傳動(dòng)輸入主軸的受力分析與校核這里的切割傳動(dòng)輸入主軸是通過錐齒輪傳動(dòng)輸出后的傳動(dòng)軸，該軸的受力分析如下圖所示。圖6-3主動(dòng)軸受力分析簡圖通過前面計(jì)算的轉(zhuǎn)矩計(jì)算結(jié)果為在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候該軸上的圓周力計(jì)算結(jié)果如下這里的軸徑要按照中間段的錐齒輪的分度圓直徑來計(jì)算。該軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)候的徑向力計(jì)算結(jié)果如下（錐齒輪的傳動(dòng)角度是20度），軸向力計(jì)算要按照錐齒輪的分度角度是20.3來計(jì)算，結(jié)果就是。然后計(jì)算一下軸承的支反力，在水平面上的軸承支反力計(jì)算結(jié)果如下左端的軸承支反力是右端的軸承支反力是在垂直面上的兩個(gè)軸承的支反力都是相同的，計(jì)算結(jié)果如下這樣就可以計(jì)算出水平面上的兩端軸承位置上的彎矩計(jì)算結(jié)果分別如下在垂直面上的兩個(gè)軸承位置的轉(zhuǎn)矩計(jì)算結(jié)果如下這樣計(jì)算出來兩個(gè)軸承位置的合成彎矩計(jì)算結(jié)果如下通過已知得知該軸的轉(zhuǎn)矩為T=520.5Nm接著計(jì)算一下兩個(gè)軸承位置上的當(dāng)量彎矩的計(jì)算，當(dāng)量彎矩的計(jì)算按照下式這里取為0.6，那么=0.6×520.5=312.3Nm這樣按照兩個(gè)軸承位置上的最大當(dāng)量彎矩計(jì)算結(jié)果分別是這里的切割刀主軸的材質(zhì)為，，查表13.2得出來校核一下該軸的強(qiáng)度，來校核它的彎曲強(qiáng)度滿足條件如下這里計(jì)算結(jié)果是45.1小于70MPa，所以強(qiáng)度校核合格。圖6-4錐齒輪輸出軸的轉(zhuǎn)矩圖6.3切割刀的動(dòng)態(tài)阻力分析這里的切割刀在工作作業(yè)的時(shí)候，切割刀的刀輥由于受到的阻力主要是來源于各種阻力的合成效果。按照切割刀的阻力受力的大小、方向還有作用點(diǎn)和土壤有一定的關(guān)系所來進(jìn)行決定，不過還要考慮切割的耕深、旋轉(zhuǎn)刀輥的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，切割過程中的運(yùn)行速度，還有