毕业设计（论文）-玉米秸秆还田机设计.doc
毕业设计论文PAGE IIPAGE III目录 TOC \o "1-3" \h \z \u 目录 I 摘要 II 第一章 绪论 1 1.1 我国农作物秸秆资源情况 1 1.2 秸秆还田技术的发展状况 2 1.3 秸秆还田在农业生产中的主要作用及应用前景 3 1.4 本设计的指导思想及应解决的问题 4 1.5 本章小结 5 第二章 结构设计 6 2.1 设计方案论证 6 2.2 还田机传动装置的总体设计 6 2.3 减速箱机构设计计算 11 2.3.1 减速器锥齿轮设计计算 11 2.3.2 减速器轴径校核计算 16 2.3.3箱体结构设计 23 2.3.4 带轮结构设计 23 2.3.5切刀设计 26 2.3.6切刀固定盘设计 27 2.3.7 支架的设计 27 2.4 本章小结 28 第三章 结论 29 谢辞 30 参考文献 31毕业设计论文摘要玉米秸秆中含有大量的有机质，为更好的利用秸秆，把其粉碎还田，增加土壤有机肥料，有必要设计玉米秸秆还田机。该玉米秸秆还田机机动灵活，一般中小型机械厂、农机厂均可生产制造的要求。如果设计成功，该机器可以进行秸秆粉碎还田，秸秆掩埋，平整地面，能弥补现有秸秆还田机功能较单一，生产效率低等不足之处。
我设计的是一台玉米秸秆还田机。与东方红-500型号的拖拉机配套使用，专门用于玉米秸秆还田。本设计与东方红-500型号拖拉机相匹配，中间传动，固定连接。设计内容包括，机架，传动系统，刀辊，尾轮等，要求结构简单，紧凑，中心平衡。该机器专门用于玉米地秸秆还田。各项性能指标到达国家标准和农艺要求。通过还田机旋耕与土壤相互作用力学特性分析，经过优化设计，研制旋耕辊，使该驱动轮具有良好的动力性能。关键词 玉米秸秆还田机；粉碎；驱动轮性能全套图纸加扣 或e corn straws and stalks reusing machine has small size, light weight, , and easy to use, easy . it wide and . Floods, and dual-use rotary machine has tiller-mobile and and medium-sized general factory. The of can . If it can design, this machine can be floods and drought rotary,and it can rake the whole paddy field’s . It can to cover the of a rotary-’s single and low , such as .? I design is one of corn straws and stalks reusing machine, and it matchs with the -300 tractor for rotary of paddy field, but also for upland farming. The floods, and dual-use rotary tiller machine’s rate is the 0.6-metres site in the old models, but the issue of floods, and Rotary machine’s design for the 1-meter site.??? The design mach with the -300 tractor . It makes the middle and fixed link. The design include rack, drive system, knife rolls, round tail and so on. It frame simple and compact,and it the focus of balance. The not only can be used for paddy’s rotary and , but also for upland Rotary. Key words: corn straws and stalks reusing machine;; the of driving wheel毕业设计论文第一章 绪论 秸秆通常是指小麦，水稻，玉米，薯类，油菜，棉花，甘蔗和其他农作物在收获籽实后剩余的部分。
作物秸秆作为一种农业生产的副产品，产量大、分布广，同时也是一项重要的生物资源，其含氮、磷、钾、碳的平均含量分别为0.6%、0.3%、10%、45%。农作物光合作用的产物有一半左右存在于秸秆中，农作物秸秆主要有植物细胞壁组成，秸秆主要含纤维素，木质素，淀粉，粗蛋白，酶等有机物和氮、磷、钾、钙、镁、硫等多种成分，也是一种具有多种用途的可再生生物资源114信息网MIP移动站，水稻草谷比为1.0—2.4，小麦草谷比为0.8--1.2。据联合国环境规划署（UNEP）统计，世界上种植的各种农作物每年所产生的秸秆多达17亿吨，其中绝大数没有得到充分利用。 秸秆也是农产品，秸秆占农作物总量的50%左右，不要让秸秆成为“被放错地方的资源”，要形成浪费秸秆就是浪费耕地、浪费水资源和浪费农业投入的经济意识、生态意识。开发秸秆利用的新方法对农作物的增值、农民的增收、减少焚烧秸秆带来的环境污染、发展生态畜牧业和退耕还林还草有较大的推动作用。1.1 我国农作物秸秆资源情况我国是一个农业大国，拥有耕地15亿亩，农作物秸秆年产量约为7亿吨，年产农作物秸秆数量相当于北方草原打草量的50多倍稻草秸秆的加工，秸秆产量约占全世界秸秆总量的30%，列世界之首。
其中稻草秸秆、小麦秸秆和玉米秸秆被称为三大农作物秸秆。国际能源机构的有关研究表明，秸秆是很好的清洁可再生能源，秸秆热值约为15000千焦/千克，相当于标准煤的50%，秸秆平均含硫量只有0.38%，而煤的平均含硫量约为1%。据统计，1998年全年各种秸秆的产量为6.05亿吨1688黄页，折合标准煤3.03亿吨。表1 1998年我国主要农作物秸秆产量单位： 万吨名称数量折合标准煤水稻11539.834950.59小麦13961.896980.95玉米22398.001184.454其他杂粮1669.0834.50豆类2681.251455.92薯类1631.00792.67油料4500.602380.82棉花1430.50776.71甘蔗654.17288.49合计60466.1430309.19我国在2006~2010年间秸秆总量将呈增长趋势，到2010年将达到8亿吨，相当于3.5~4吨标准煤（表2）表2 2000年秸秆资源分布及2010年的预计可获得量单位：万吨年份秸秆造肥还田及作为饲料造纸用作能源总产量收集损耗.39718.817744..8236300秸秆中含有大量的有机质，氮磷钾和微量元素，是农业生产重要的有机肥源之一。
秸秆还田可以改善土壤的结构，培肥地力，增加有机质含量。1.2 秸秆还田技术的发展状况在20世纪30年代由于过度开垦耕作，导致美国二次黑色风暴，后开始研究发展以秸秆还田为核心的保护耕作技术，其后在美国，英国，加拿大，法国，澳大利亚等农业发达国家相继进行了秸秆还田技术研究与推广，目前全世界已有30多个国家开展秸秆还田免耕技术的研究与推广，且绝大数集中在旱地，西方国际还将秸秆还田作为发展有机食品（绿色食品）的主要手段。我国秸秆资源相当丰富，可作为改土培肥材料施入土壤的秸秆主要有玉米秸秆、稻草秸秆、麦秸等。在化学肥料出现和使用之前，作物秸秆就以多种形式（包括堆沤、垫栏、燃烧后的草灰直接还田）与厩肥、圈肥和人畜粪尿等一起参与土壤——作物循环，随着农村经济发展，劳动力发生转移，继续推广秸秆堆沤肥间接还田遇到困难，同时考虑到燃料结构调整以及工业用秸秆难度较大等原因，所以迫切需要秸秆直接还田。采用机械化作业使秸秆还田，既可以省去大量人力，又可以提高工作效率，此外，还可以利用高温型菌种制剂将小麦，玉米，水稻，等秸秆快速发酵成高效，优质有机肥。我国秸秆直接还田始于20世纪60年代，最早是在北方一些国营农场推广玉米秸秆直接还田利用，同时国内开始试验单项技术，70年代部分高校和农业科学院开始覆盖和少耕等试验研究，山东等省大面积推行秸秆覆盖还田，80年代在南方两熟、三熟制和北方高产地区开始大面积推广和应用。
1986年浙江省全省稻草还面积到达556.6万亩，1989年稻草还田面积达到1147.3万亩，小麦秸秆还田157.2万亩。“八五”期间秸秆还田有单一的直接还田形式发展到留高茬、行间蒲草、犁沟埋草、草育菇、机械化还田等近10种形式，90年代起开始了农艺农机结合的系统性试验，在适合中国国情的保护性耕作机械设计和耕作技术方面去得了重大进展，总结出适合山西的3种玉米机械化保护性耕作体系和3中小麦机械化保护耕作体系。1996年全国秸秆还田面积突破5亿亩，全国年秸秆还田量超过1亿吨，约占秸秆总量的20%。目前，我国秸秆还田利用主要集中在我国华北、长江下游一带，而对西北，西南地区等其他地区的秸秆还田研究报道较少，且秸秆还田利用旱地多于稻田。1.3 秸秆还田在农业生产中的主要作用及应用前景农作物秸秆的成分主要是纤维素和半纤维素，还含有一定数量的木质素和少量的蛋白质及灰分元素。农作物秸秆中的养分含量，因作物种类而有所不同 （表3）表3 各种作物秸秆的养分含量占干物质量秸秆名称氮（N）磷酸氧化钾钙硫稻草0.510.122.700.160.11小麦杆0.500.200.600.160.12大麦杆0.640.291.07玉米杆0.601.40.900.390.26油菜杆0.560.250.35改善土壤的结构，培肥地力，增加有机质含量改善土地蓄水抗旱能力，提高作物产量前景客观，发展潜力巨大1.4 本设计的指导思想及应解决的问题本设计属于机械化粉碎还田技术。
在摘穗结束后，由东方红-500拖拉机牵引玉米秸秆还田机进入田间实施机械粉碎还田。本设计主要由传动部分，悬挂部分和破碎部分组成。悬挂部分是连接拖拉机和还田机重要部件，传动部分将拖拉机的转动转化为还田机粉碎秸秆的转动，粉碎部分是最主要的机构，它要把土壤里的玉米茬打碎，把玉米秸秆打碎，并且翻耕土壤把秸秆碎末和土壤均匀搅拌，而且可以起到平整地面的作用。设计要求达到国家标准和农艺要求。玉米秸秆还田是指用玉米秸秆还田机将玉米秸秆粉碎后直接还田，有利于增加土壤有机质，培肥地力，减少环境污染，提高下茬作物产量。但在一些地方，因机手不熟悉其操作程序，造成还田秸秆过长，耕作时秸秆难以入土，或秸秆入土后长期不腐烂分解，直接影响了下茬农作物的机播和生长。因此，应根据玉米秸秆还田中存在的问题采取相应的解决办法。一、玉米秸秆还田机作业后秸秆过长。 原因一：可能是玉米秸秆还田机作业速度太快。解决办法：机手应根据地块及玉米生长情况，选择最佳的作业速度。 原因二：玉米秸秆还田机的锤爪磨损严重。解决办法：作业中应经常检查玉米秸秆还田机的锤爪，如发现其磨损严重，应及时更换。 原因三：玉米秸秆还田机挡板内污泥过厚，锤爪转动受阻。
解决办法：经常检查玉米秸秆还田机的挡板并及时清理污泥。原因四：玉米秸秆还田机的锤爪离地间隙太大。解决办法：调整玉米秸秆还田机后面地轮两侧板的倾斜度，使玉米秸秆还田机的锤爪距离地面5厘米左右(但严防锤爪入土)。 原因五：给玉米培土时起垄太高，一些倒伏在垄沟内的玉米秸秆无法粉碎。解决办法：将玉米秸秆拔掉，放到未作业地段待下次粉碎。 二、粉碎后玉米秸秆没有被翻压入土。 原因：没有使用配套的深耕犁。 解决办法：采用深耕犁作业。 三、翻压入土的玉米秸秆长期不腐烂分解。 原因一：缺少加速玉米秸秆腐烂分解的氮、磷等元素。解决办法：秸秆还田后毕业设计（论文）-玉米秸秆还田机设计.doc，每亩地按500公斤秸秆计算，一般需要补施20～40公斤速效氮肥或12公斤尿素。 原因二：土壤中缺少水分。解决办法：在小麦播种前要浇足水。本设计的指导思想：设计体积小，重量轻，性能好，操作容易，转动方便，适应性光，价格合宜的玉米秸秆还田机。要求机动灵活，一般中小型机械厂、农机厂均可生产制造 本设计主要要解决的问题是：把收获过玉米穗的玉米秸秆及地下的玉米根，粉碎并与土壤搅拌均匀。加速其腐烂，转化为有机肥。改善土壤，保持水土。1.5 本章小结 秸秆是农作物的主要的一部分，特别对玉米来说，占整个作物70%。
玉米秸秆中含有大量的有机质和微量元素。玉米秸秆还田对改善土壤结构，保持土壤营养元素比例有重大作用，有利于农业的可持续发展。第二章 结构设计2.1 设计方案论证本设计的玉米秸秆还田机，主要是机械化粉碎秸秆还田。由传动装置将动力传递给刀辊，带动刀辊转动，刀辊上的刀具将玉米秸秆和玉米茬打碎。并翻动土壤，使土壤和玉米秸秆混合均匀稻草秸秆的加工，并将秸秆埋在地下。这样既可以加速秸秆腐烂速度，又不对田地继续耕种造成不便。本设计的传动装置主要分为两部分：齿轮箱传动和带传动。设计结构简单，紧凑。还田机跨度较大，原动力机拖拉机动力强劲，保证工作效率高。高速秸秆粉碎技术的核心机具是中拖配套的高速秸秆粉碎机，该机通过旋转的爪片或甩刀将玉米秸秆粉碎并抛于田间，而后再实施播种。这一技术是目前玉米秸秆还田的主要实施技术，为玉米种植区的秸秆还田事业作了重大贡献，其缺陷是分段作业，工效不高，作业成本偏高。经各种方案比较，秸秆还田劳动强度大，时间短，为了保证还田质量，减轻劳动强度，提高工作效率，应采用机械进行秸秆还田作业。秸秆还田作业用机具是保证秸秆还田质量、减轻劳动强度、提高工作效率必不可少的工具，也是大面积推广秸秆还田必需的条件。
2.2 还田机传动装置的总体设计机器通常由原动机、传动装置、工作机和机架四部分组成。玉米秸秆还田机传动装置的总体设计。包括传动方案的拟定和分析，原动力拖拉机型号的选择，总传动比的计算及其分配，传动装置的运动参数和动力参数的计算。它为各级传动设计和装配草图绘制提供了依据。在本次设计中原动机采用东方红-500型号拖拉机，下面是东方红-500型号毕业设计论文拖拉机的主要技术规格。1.主要技术规格样品型号东方红-500样品名称轮式拖拉机型式4×2（两轮驱动）发动机型号东方红柴油机发动机编号X613360（拖拉机编号为0609122）发动机型式四缸、立式、水冷、四冲程、直喷燃烧室发动机标定功率,kW37(铭牌)发动机标定转速,r/min2200(铭牌)发动机生产企业中国一拖集团有限公司总长,mm3882总宽,mm1715总高,mm1720（至方向机）前轮距,mm1350～1450后轮距,mm1300～1600轴距,mm2127前轮胎型号6.5-16胎压,kPa195～250前轮数量2后轮胎型号13.6-28胎压,kPa80～120后轮数量2最小使用质量,kg2044最小离地间隙,mm400前配重,kg160后配重,kg300理论速度,km/h前进:2.45 3.56 5.53 7.47 10.51 15.25 23.73 32.05后退:3.63 5.27 8.21 11.07额定牵引力,kN10.5最大提升力(悬挂点后610mm处),kN8.8液压系统型式半分置式动力输出轴最大功率,kW32.5动力输出轴转速,r/min766、选装540/1000由上表可得出动力输出轴的转速为766r/min，动力输出轴最大功率为32.5KW。
确定传动方案该设计动力由拖拉机动力输出轴输入，经万向传动轴（1）和齿轮箱输入轴（2）动力传入齿轮箱（3）.经过齿轮箱变速，齿轮箱输出轴经带传动与刀辊（4）连接。刀辊带动刀具高速旋转对玉米秸秆和玉米茬实施粉碎。.传动装置总传动比的计算及其分配正确选择刀辊转速，为保证刀辊在工作中碎土符合农艺要求，由土壤动力学在旱地时可选低档，转速为200r/min左右.前面可知拖拉机动了输出轴的转速选定为766r/min。可以计算出传动装置的总传动比代入数据可得 i=3.83传动装置的总传动比是各级传动比的连乘积，即式中 ，本别为齿轮箱传动比，带传动比。其中2 1.91传动装置的运动参数和动力参数的计算传动装置的运动和动力参数，主要是指各轴的转速，功率和转矩，它是进行传动零件设计计算为重要依据。图2.1设、、 ————1、2、3轴的转速（r/min）;、、————1、2、3轴的输入功率（kw）;、、————1、2、3轴的输入转矩（N.m）;————拖拉机动力输出轴的实际输出功率（kw）；各轴的输入功率=(kw)== (kw)==(kw)式中————万向传动轴的传动效率————对滚动轴承的效率————齿轮的啮合效率经查表可知：=0.99=0.98=0.95代入数据可得=32.1（kw）=29.9（kw）=27.8（kw）各轴的转速=（r/min）=（r/min）=（r/min）代入数据可得=766r/min =383 r/min=200.5 r/min各轴的输入转速=9550=9550=9550代入数据可得 =400.2 N.m=745.5 N.m=1324.1 N.m2.3 减速箱机构设计计算减速器是用于原动机和工作机之间的封闭式机械传动装置，它由封闭在箱体内的齿轮或蜗杆传动所组成，主要用来减速，增大转矩或改变运转方向。
减速器由于结构紧凑，润滑条件良好，传动准确可靠，效率高，噪声小，寿命长，得到广泛应用。本设计还田机用到的减速箱的传动型式是一级减速，锥齿轮传动，本设计的减速器主要部件有锥齿轮，轴，箱体。2.3.1 减速器锥齿轮设计计算轴夹角I=90° 小齿轮悬臂支承 大齿轮两端支承传递功率P=32.1kw 直尺圆锥齿轮加工多为刨齿，不宜采用硬齿面。小齿轮选用Cr，调质处理，硬度为240HB—286HB，取平均硬度为260HB；大齿轮选用42SiMn,调质处理，硬度为217HB—255HB,取平均硬度为230HB。计算步骤如下：计算项目及计算内容计算结果齿面接触疲劳强度计算齿数Z和精度等级取=36，=i=236=72估计=5m/s，表12.6使用寿命由表12.9动载系数由图12.9齿间载荷分配系数由表12.10 估计
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