4Q-1.5型秸稈粉碎機的主要性能指標有：①生產率。生產率為0.53～0.73 hm2/h（玉米產量在7 500 kg/hm2左右）。②工作幅度。工作幅度為1.5 m。③粉碎長度。數碎長度小于100 mm。④粉碎質量合格率。粉碎質量合格率不小于93%。⑤留茬高度。留茬高度為0～80 mm（可調）。⑥機器可靠性。機器可靠性不小千95%。
2．設計方案及主要工作參數的確定
（1）配套動力的選擇。根據秸稈粉碎機動力消耗情況和田間玉米自然成熟含水量，測算4Q-1.5型秸稈粉碎機粉碎玉米稈需用動力約為32.4 kW�？紤]動力的儲備，配套動力選擇36.75 kW (50馬力)四輪拖拉機。
（2）工作幅寬的確定。中原地區大部分的玉米種植分等行種植(行距600 mm)、寬窄行種植(寬行距為800 mm，窄行距為400 mm)兩種方法。為使4Q-1.5型秸稈粉碎機適應農藝要求，在滿足粉碎量和作業效率的前提下，盡量減少整機工作幅寬，降低工作阻力，因此，一般確定工作幅寬為1500 mm。
（3）機具和配套。36.75 kW (50馬力)的四輪拖拉機均配有后動力輸出軸，一般選擇機具后置傳動方式。
（4）侍動方式的選擇。4Q-1.5型秸稈粉碎機配置在拖拉機支撐后牽引架上，后動力輸出軸經萬向節傳遞動力給減速機，經減速機增速后傳遞給皮帶輪，經皮帶輪二次增速傳遞動力到滾筒，皮帶漲緊采用漲緊輪滾動壓緊方式進行調整。
（5）升降方式的確定。利用36.75 kW (50馬力)拖拉機液壓升降機構調整機器離地高度。
3．主要零部件的設計及有關參數的確定
（1）轉子總成的設計。主要包括：①回轉直徑及工作線速度的確定。目前國內各種秸稈粉碎機，設計轉子回轉直徑有效范圍為0.5～0.6 m，為使4Q-1.5型秸稈粉碎機設計緊湊合理，選擇轉子回轉直徑為0.54 m。②轉子軸的設計。在保證轉子軸使用強度的前提下，盡量減輕整機質量，降低成本，采用+180x5無縫鋼管與兩半軸頭焊接而成。③刀片的設計與排列方式的確定。刀片需具有足夠的強度和耐磨性，又要具備較高的韌性。一般要求采用65Mn材質，精密鍛壓成形，并進行淬火處理等工藝的保證，滿足使用要求。據分析，若刀片彎曲角度過大，則秸稈漏切嚴重，作業質量差；若角度過小，則機具工作阻力增大。經試驗分析，選擇刀具彎曲角度為110°為佳。作業質量的高低，工作阻力的大小，主要取決于切片排到方式。經分析論證，將刀片按螺旋線在刀滾筒上等距布置，每次工作時僅使用兩組切碎刀，切碎時耗費動力小，工作穩定性好。
（2）殼體的設計。經試驗和分析計算，采用殼體與回轉刀片間隙為3 mm時，切碎效果最好，動力耗費適當。為降低工作阻力，提高秸稈拋撒均勻性，將殼體內曲線設計后漸開與拋物線相交線段，力求簡單實用。殼體采用側板、圓弧線開線板與拋物線蓋板、盤板等組焊而成。
4．主要技術參數的驗算和校核
（1）圓弧錐齒輪的強度校核。根據4Q-1.5型秸稈粉碎機所需功率，在工作時的惡劣環境和大負工作，對減速機中的齒輪必須進行合理的選取，選用模數肘為6、大齒輪齒數Z1為31、小齒輪齒數Z2為14、螺旋角口選取30°的圓弧錐齒輪。它們與輸入軸、輸出軸均采用花鍵連接，保證了維修、拆卸方便，由于采用圓弧齒輪傳動，它較直齒輪傳動更加平穩，齒面接觸率大，減小了機器的振動，增加了齒輪強度，通過對接觸強度和疲勞強度的校核，能滿足機器使用功率要求。
（2）皮帶傳動設計。通過驗算帶速，進行中心距的確定，從而確定選取皮帶根數為5根的C型三角帶，這樣，不僅保證了傳動要求，而且杜絕了斷帶現象的發生。
（3）輸入軸、輸出軸強度的校核。根據拖拉機輸出功率，對軸上受力進行分析，推算m軸傳遞的扭矩，算出各支點所受的軸向力、徑向力及切向力，在水平和垂直面內畫出彎矩圖，對軸進行了校核，完全滿足設計要求，輸入軸、輸出軸材料一般選取40Cr。通過使用，沒有發生斷軸現象。
（4）刀滾粉碎速度的確定。據測定，切碎秸稈一次所需功率為0.03528 kW。該機共裝刀座16個，每個刀座裝2個刀片，整機裝刀片32把。在實際工作中，16組刀片不可能同時與秸稈接觸，一般取接觸率最大75%，那么，切碎秸稈實際所需動力N切為
以上海-50型拖拉機為例，后輸出動力為32.4 kW，經減速器、皮帶輪傳動，考慮減速器效率小于95%，皮帶轉動效率小于800/0，上海-50型拖拉機實際傳動刀滾上的功率為N傳50為
在上海-50型拖拉機不超負荷情況下工作時，功率應將以24,62 kW為依據帶人①式，求出上海-50型拖拉機刀滾轉速
故取N刀滾50=1696 r/min。因此，在上海-50型拖拉機上，刀滾設計一般要求N刀滾50為1 696 r/min。粉碎秸稈長度，即粉碎效果與拖拉機行走速度和刀滾速有關，若刀滾轉速快，行走慢，則粉碎效果好。刀滾在1696 r/min情況下，拖拉機在Ⅱ、Ⅲ擋位下工作，設拖拉機在Ⅱ擋位下工作粉碎待稈長度粉碎秸稈長度為HⅡ，在Ⅲ擋位下工作粉碎秸稈長度為HⅢ，在Ⅱ擋位下工作輸送秸稈速度為VⅡ，在Ⅲ擋位下工作輸送秸稈速度為VⅢ。
根據檢測情況看，上述設計參數能達到國家標準規定的粉碎效果要求，并且工作穩定性好、效率高。
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