4Q-1.5型秸秆粉碎机的主要性能指标有：①生产率。生产率为0.53～0.73 hm2/h（玉米产量在7 500 kg/hm2左右）。②工作幅度。工作幅度为1.5 m。③粉碎长度。数碎长度小于100 mm。④粉碎质量合格率。粉碎质量合格率不小于93%。⑤留茬高度。留茬高度为0～80 mm（可调）。⑥机器可靠性。机器可靠性不小千95%。
2．设计方案及主要工作参数的确定
（1）配套动力的选择。根据秸秆粉碎机动力消耗情况和田间玉米自然成熟含水量，测算4Q-1.5型秸秆粉碎机粉碎玉米秆需用动力约为32.4 kW。考虑动力的储备，配套动力选择36.75 kW (50马力)四轮拖拉机。
（2）工作幅宽的确定。中原地区大部分的玉米种植分等行种植(行距600 mm)、宽窄行种植(宽行距为800 mm，窄行距为400 mm)两种方法。为使4Q-1.5型秸秆粉碎机适应农艺要求，在满足粉碎量和作业效率的前提下，尽量减少整机工作幅宽，降低工作阻力，因此，一般确定工作幅宽为1500 mm。
（3）机具和配套。36.75 kW (50马力)的四轮拖拉机均配有后动力输出轴，一般选择机具后置传动方式。
（4）侍动方式的选择。4Q-1.5型秸秆粉碎机配置在拖拉机支撑后牵引架上，后动力输出轴经万向节传递动力给减速机，经减速机增速后传递给皮带轮，经皮带轮二次增速传递动力到滚筒，皮带涨紧采用涨紧轮滚动压紧方式进行调整。
（5）升降方式的确定。利用36.75 kW (50马力)拖拉机液压升降机构调整机器离地高度。
3．主要零部件的设计及有关参数的确定
（1）转子总成的设计。主要包括：①回转直径及工作线速度的确定。目前国内各种秸秆粉碎机，设计转子回转直径有效范围为0.5～0.6 m，为使4Q-1.5型秸秆粉碎机设计紧凑合理，选择转子回转直径为0.54 m。②转子轴的设计。在保证转子轴使用强度的前提下，尽量减轻整机质量，降低成本，采用+180x5无缝钢管与两半轴头焊接而成。③刀片的设计与排列方式的确定。刀片需具有足够的强度和耐磨性，又要具备较高的韧性。一般要求采用65Mn材质，精密锻压成形，并进行淬火处理等工艺的保证，满足使用要求。据分析，若刀片弯曲角度过大，则秸秆漏切严重，作业质量差；若角度过小，则机具工作阻力增大。经试验分析，选择刀具弯曲角度为110°为佳。作业质量的高低，工作阻力的大小，主要取决于切片排到方式。经分析论证，将刀片按螺旋线在刀滚筒上等距布置，每次工作时仅使用两组切碎刀，切碎时耗费动力小，工作稳定性好。
（2）壳体的设计。经试验和分析计算，采用壳体与回转刀片间隙为3 mm时，切碎效果最好，动力耗费适当。为降低工作阻力，提高秸秆抛撒均匀性，将壳体内曲线设计后渐开与抛物线相交线段，力求简单实用。壳体采用侧板、圆弧线开线板与抛物线盖板、盘板等组焊而成。
4．主要技术参数的验算和校核
（1）圆弧锥齿轮的强度校核。根据4Q-1.5型秸秆粉碎机所需功率，在工作时的恶劣环境和大负工作，对减速机中的齿轮必须进行合理的选取，选用模数肘为6、大齿轮齿数Z1为31、小齿轮齿数Z2为14、螺旋角口选取30°的圆弧锥齿轮。它们与输入轴、输出轴均采用花键连接，保证了维修、拆卸方便，由于采用圆弧齿轮传动，它较直齿轮传动更加平稳，齿面接触率大，减小了机器的振动，增加了齿轮强度，通过对接触强度和疲劳强度的校核，能满足机器使用功率要求。
（2）皮带传动设计。通过验算带速，进行中心距的确定，从而确定选取皮带根数为5根的C型三角带，这样，不仅保证了传动要求，而且杜绝了断带现象的发生。
（3）输入轴、输出轴强度的校核。根据拖拉机输出功率，对轴上受力进行分析，推算m轴传递的扭矩，算出各支点所受的轴向力、径向力及切向力，在水平和垂直面内画出弯矩图，对轴进行了校核，完全满足设计要求，输入轴、输出轴材料一般选取40Cr。通过使用，没有发生断轴现象。
（4）刀滚粉碎速度的确定。据测定，切碎秸秆一次所需功率为0.03528 kW。该机共装刀座16个，每个刀座装2个刀片，整机装刀片32把。在实际工作中，16组刀片不可能同时与秸秆接触，一般取接触率最大75%，那么，切碎秸秆实际所需动力N切为
以上海-50型拖拉机为例，后输出动力为32.4 kW，经减速器、皮带轮传动，考虑减速器效率小于95%，皮带转动效率小于800/0，上海-50型拖拉机实际传动刀滚上的功率为N传50为
在上海-50型拖拉机不超负荷情况下工作时，功率应将以24,62 kW为依据带人①式，求出上海-50型拖拉机刀滚转速
故取N刀滚50=1696 r/min。因此，在上海-50型拖拉机上，刀滚设计一般要求N刀滚50为1 696 r/min。粉碎秸秆长度，即粉碎效果与拖拉机行走速度和刀滚速有关，若刀滚转速快，行走慢，则粉碎效果好。刀滚在1696 r/min情况下，拖拉机在Ⅱ、Ⅲ挡位下工作，设拖拉机在Ⅱ挡位下工作粉碎待秆长度粉碎秸秆长度为HⅡ，在Ⅲ挡位下工作粉碎秸秆长度为HⅢ，在Ⅱ挡位下工作输送秸秆速度为VⅡ，在Ⅲ挡位下工作输送秸秆速度为VⅢ。
根据检测情况看，上述设计参数能达到国家标准规定的粉碎效果要求，并且工作稳定性好、效率高。
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