2015畜牧机械学课程设计.doc

畜牧机械学课程设计
指导书
内蒙古农业大学机电工程学院
题目一:饲料切割器的设计计算
1. 给出数据:(在给出数据的范围内可自行选定)
青饲料切碎机的生产率 Q=1000~1500公斤/小时
饲料切碎时容重 r=80~100公斤/米3
切割段长度 l=10~20毫米
无滑移切割比阻 p0=700公斤/米
刀片与茎杆间的摩擦系数=15°~18°
刀片与喂入口间的摩擦系数=25°~80°
刀片数 K=2个
喂入口宽度 b=300~350毫米
切碎机转数 n=350~450转/分
切割器回转不均率δ=3~5%
刀片圆弧最大半径 RM=410毫米
2. 绘制圆弧刀片切割器的喂入口配置并确定回转中心
为此选定:,(一般在18°~55°,参《畜牧机械》,作者:姚维祯)
计算喂入口高度: (参《农业机械设计手册》)
绘制圆弧形刀片并确定其回转中心:设为选定的圆弧形刀片的曲率半径,为刀片淬火带宽度, 考虑刀片的磨损量为以为半径,以O1为圆心作圆弧。即为所设计的刀片外形,从圆心O1点向下作垂线,并作与此垂线夹角为的直线,该线与圆周相交于C点,从C点作水平线与垂线相交于O点,此O点即为刀片的回转中心,OO1之间的距离就是偏心距e。
绘制,及喂入口位置,找出刀片圆周上最大的滑切角之点,为此与OO1线成角作OB线,角的大小可根据公式:
, 而
OB便是最大切割半径,由回转中心作出与水平线成夹角(选
时,)的直线,以为半径作弧于该线交于Ⅳ点,此Ⅳ点便是喂入口下边缘的外端点。过Ⅳ点作水平线,此先与OⅣ线之间的夹角便是我们选定的切割终了时的。为了考虑刀片的磨损,从Ⅳ点向左量出15mm磨损余量,根据切碎机生产率Q计算出喂入口高度,画出喂入口轮廓Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,以O为圆心以OⅡ为半径画弧与刀口线相交于A点的AB弧即为所设计的圆弧刃口,OⅡ距离即为最小切割半径。
3. 图解切口在切割过程中的滑切角变化,计算切割过程的阻力矩变化,并绘制阻力矩变化曲线。
为此应图解刀片的圆弧中心O的运动轨迹,找出刀片运动到不同位置时的滑切角,平均阻力半径rcp及切割长度。
根据阻力矩公式:
式中:—反切割比阻。可由讲义上滑切角与比功间的关系求得;
—刃口切割长度,可由做圆求得;
—平均阻力半径,为刃口中矢至回转中心距离;
—滑切角,可由作图求得;
—滑切摩擦系数,可取为;
将计算数据列入表1。
4. 绘制阻力矩变化曲线,计算发动机所需之功率
作直角坐标,纵坐标为切割阻力矩(公斤*米),横坐标为切割回转角Φ(弧度)
纵坐标的比例尺为公斤*米/厘米
横坐标的比例尺为弧度/厘米
表1
位置序号
转角
P
f
1
2
3
4
5
6
7
8
为便于分析问题,在横坐标上取OO1等于刀片两次切割之间的回转角,即:
将刀片在各转角时的阻力矩算于各纵标之上,连接各点便得出切割的阻力变化曲线M,M曲线与横坐标检索围成的面积就是每个切刀切割所消耗的功A:
A值可由图上面积乘上、比例尺求得。
即:
切割的平均转矩
式中:—阻力矩曲线与横标所围成的面积;
—横坐标长度,。(注意:此处的不同于前述的切割段长度)
当M曲线是从很多短小的直线连成的情况下,平均阻力矩亦可由下式求得:
式中:—为切刀在不同位置