小型棚室旋耕機(jī)的研究答辯PPT

指導(dǎo)教師 : 學(xué)生姓名 : 班級(jí)機(jī)械0722 總體方案確定 零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 結(jié) 論 引 言 土壤耕作是種植業(yè)生產(chǎn)過程中的重要一環(huán)，對(duì)于農(nóng)作物增產(chǎn)具有作用。因此，土壤耕作機(jī)械的發(fā)展一直受到人們的關(guān)注。由于土壤耕作是一項(xiàng)能耗很大的作業(yè)，傳統(tǒng)的土壤耕作機(jī)械，如犁，耙等都需要多次數(shù)耕作會(huì)對(duì)土壤造成破壞，不利于水土保持，消耗較大。長(zhǎng)期以來，人們一直在探討新的工作制度，松土和局部松土，不耕和少耕。在這種形勢(shì)下，驅(qū)動(dòng)型耕作機(jī)械誕生了。 這種機(jī)械之所以引人注目 一是強(qiáng)化土壤耕作過程，可以滿足不同條件下的不同土壤類型； 二是室內(nèi)的使用和運(yùn)輸方便，節(jié)省了大量的工時(shí)。 三是保護(hù)土壤，不造成水土嚴(yán)重破壞 四是經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，性價(jià)比高。 目前國(guó)內(nèi)一般選用臥式旋耕機(jī)，旱耕深度 10一 15厘米，水耕深度 12一 17厘米。但是一般耕深較淺漏耕嚴(yán)重，且在室內(nèi)轉(zhuǎn)向不靈活造成死角的不能處理，作業(yè)能量消耗較大，工作量不能達(dá)到預(yù)期效果。 隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度的增強(qiáng)，工作效率和效益的提高，現(xiàn)有的旋耕機(jī)的弊端日益突出，已滿足不了農(nóng)藝要求和生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大的需要。故對(duì)旋耕機(jī)的研究有了進(jìn)一步的深化，出現(xiàn)如下幾個(gè)方向的發(fā)展趨勢(shì)： （ 1）向高速型旋耕機(jī)發(fā)展； （ 2）向可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略型發(fā)展； （ 3）小型旋耕機(jī)需求量有所增加。 實(shí)踐證明，為確保旋耕作業(yè)的穩(wěn)定性，重心設(shè)在驅(qū)動(dòng)輪軸上方前后 20cm處是適宜的 。 7 配套動(dòng)力 耕幅 耕深 刀片型式 刀片數(shù)量 輸入轉(zhuǎn)速 刀軸轉(zhuǎn)速 前進(jìn)速度 外形長(zhǎng) 外形寬 外形高 175-1型柴油機(jī) 100 5cm 10cm 彎刀 20 2600r/min 125r/min 2.17km/h 1250mm 60mm 870mm 1由于此種小型的旋耕機(jī)造價(jià)低，使用廣泛，很可能大量生產(chǎn)。變速箱殼體采用薄壁鋼板沖壓成型，而不使用傳統(tǒng)的鑄造，既減少了加工工序， 又降低了制造造成本，也使機(jī)器重量大大減輕。 2為滿足多項(xiàng)作業(yè)要求，變速箱設(shè)有二個(gè)速檔。高速檔用于旋耕、運(yùn)輸作業(yè)， 低速檔用于中耕、起壟作業(yè)。 3由于該機(jī)是旋耕作業(yè)為主，為在旋耕作業(yè)過程中，不使機(jī)器發(fā)生上跳、前滑現(xiàn)象，增強(qiáng)操作舒適感，整機(jī)重心的布置非常重要。實(shí)踐證明，為確保旋耕作業(yè)的穩(wěn)定性，重心設(shè)在驅(qū)動(dòng)輪軸上方前后 20cm處是適宜的 。 4為保證作業(yè)質(zhì)量，使旋耕時(shí)不漏耕，變速箱下部寬度要窄為宜，該機(jī)為 45cm，并加用了 防漏耕裝置，基本做到不漏耕。 5為適應(yīng)棚室空問矮小的作業(yè)條件，機(jī)器操作手柄既可上下調(diào)整，又可在 180 內(nèi)前后轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整。 1旋耕機(jī)類型的選擇 本設(shè)計(jì)主要適用于溫室，故選用小型號(hào)，簡(jiǎn)單實(shí)用的橫軸式旋耕機(jī)。 2旋耕機(jī)耕幅的確定 根據(jù)主機(jī)動(dòng)力輸出功率和旋耕作業(yè)時(shí)單位幅寬功耗可對(duì)幅寬進(jìn)行初步選定,幅寬過大 (刀片增多 )將導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)工作過載 ,合適的幅寬則可保證主機(jī)功率的充分利用。實(shí)際中幅寬的初選可采用經(jīng)驗(yàn)公式 B=0.260.29N,但最終的確定必須經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證。 B=0.26 0.29N N = 3.5 KW 式中 N柴油機(jī)的額定功率（ KW） B=0.9207m 1.1506m, 本設(shè)計(jì)選取 B=1m 3旋耕機(jī)的傳動(dòng)型式的選擇 本設(shè)計(jì)中旋耕機(jī)的耕幅為 1m，采用中間全齒輪傳動(dòng)，減速并改變方向后，最后經(jīng)過鏈輪傳遞到刀輥軸。刀軸分為左、右兩側(cè)。這種齒輪箱特點(diǎn)是機(jī)架牢固、剛性好、布局合理。缺點(diǎn)是箱體處不能安裝彎刀，如不設(shè)置特殊工作部件，將出現(xiàn)漏耕。 4旋耕機(jī)的刀軸轉(zhuǎn)速選定 旋耕機(jī)的刀軸轉(zhuǎn)速一般在 200-285r/min，隨著土壤比阻不同，旋耕機(jī)的刀軸轉(zhuǎn)速也不同，粘性重的土壤比阻大，轉(zhuǎn)速應(yīng)偏低，砂性土壤比阻小，轉(zhuǎn)速可偏高。 為了提高生產(chǎn)率及地區(qū)適應(yīng)性，減少能耗，本設(shè)計(jì)旋耕機(jī)刀軸轉(zhuǎn)速選擇200r/min。 4傳動(dòng)系數(shù)參數(shù)的確定 傳動(dòng)方案的分配，首級(jí)采用一級(jí)帶傳動(dòng)。傳動(dòng)比為 1.2，末級(jí)采用一級(jí)鏈傳動(dòng)，傳動(dòng)比為 3，使箱體下部分寬度較小，可以防止漏耕。 5各檔傳動(dòng)路線的確定 快檔：帶傳動(dòng) -Z1-Z3- Z5- Z6-鏈傳動(dòng) 慢檔：帶傳動(dòng) -Z2-Z4- Z5- Z6-鏈傳動(dòng) 快檔 慢檔 第一級(jí) i=1.2 i=1.2 第二級(jí) i=40/25=1.6 i=48/17=2.8 第三級(jí) i=56/16=3.5 i=56/16=3.5 第四級(jí) i=3 i=3 Z1=25 Z2=17 Z3=40 Z4=48 Z5=16 Z6=56 15 確定軸上零件的裝配方案，如圖所表示： 軸上零件的裝配順序?yàn)?；首先從右邊安裝小直齒輪，接著在直齒輪的右邊放上隔離套，用來和要安裝的齒輪實(shí)行軸向定位。然后右邊設(shè)有襯套，用來安裝軸承，最后右邊裝上軸承蓋。其次，左邊只裝上軸承和軸承蓋就可以了。此種裝配方案的設(shè)計(jì)和選定，既滿足軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有符合軸上零件裝配方便的要求。 根據(jù)軸上零件的定位要求，確定軸各階梯段的長(zhǎng)度和直徑。 （ 1）初選滾動(dòng)軸承 因?yàn)檩S承同時(shí)承受徑向力和軸向力作用，故選單列圓錐滾子軸承，參照工作要求，并根據(jù) d=65，有軸承產(chǎn)品目錄中初步選定 0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度等級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30313，其中尺寸分別為 d D T=65 140 36. 取安裝直齒輪 的軸徑為 65mm，直齒輪左段采用軸肩實(shí)行軸向定位，軸肩的高度 h0.07d,取 h=5mm.右段采用套筒實(shí)行軸向定位。設(shè)直齒輪的輪轂寬為 80，所以選取 安裝直齒輪的軸段長(zhǎng)設(shè)計(jì)為 76mm，短于輪轂 3 4mm增強(qiáng)對(duì)直齒輪軸上定位的可靠性。 齒輪處的軸徑為 d=60mm,因?yàn)?l=(1 1.2)d,得出錐齒輪的輪轂寬度為 62mm。 直齒輪中心線到右箱體壁的距離為 l=40+20+62+12=134mm,故軸肩的長(zhǎng)度 為 :134-40-12=82mm。 軸上零件的周向定位直齒輪 在軸上的周向定位上采用平鍵聯(lián)結(jié)。由手冊(cè)查得平鍵的截面尺寸為：b h=20mm 12mm.(GB/T1995-1979)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為 63mm，同時(shí)為了保證齒輪與軸的配合有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ，滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過度配合來保證的。此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。錐齒輪的周向定位是靠花鍵軸連接來保證的。 確定軸上圓角和到角的尺寸： 參考手冊(cè) ,取軸段角為 2 45 。 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從設(shè)計(jì)手冊(cè)中查取 a值。 對(duì)于 30313型圓錐滾子軸承，由設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 a=29mm，因此，可以作出作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距。再根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖和扭矩圖。 其中 Fr=233.26N, Ft640.89N RH1=530.4 RH2=110.49 RV1 193.04 RV2=40.32 MH=13260Nmm,MV=4862Nmm 求得 M=14110N Mca=17066Nm 26.3Mpa 從軸的結(jié)構(gòu)以及彎矩圖和扭矩圖可以看出截面 D是軸的危險(xiǎn)截面； 受力圖刀輥軸結(jié)構(gòu)確定 刀輥軸可以用實(shí)心或空心材料制造?？招妮S可以在小的重量下傳遞較大的扭矩，較好的抵抗扭矩。管的尺寸應(yīng)根據(jù)最大傳遞扭矩計(jì)算，并以附加扭曲應(yīng)力驗(yàn)算。 求截面系數(shù)最小斷面的應(yīng)力。通常最小截面系數(shù)在軸端處鏜過管孔的地方最小。（左圖所示的 c-c截面） 選擇 40Cr材料，調(diào)質(zhì)處理，圓錐滾子軸承的效率為 0.95，心軸上齒輪傳動(dòng)的效率為 0.98 由 p=3.5KW ； v= 125r/min 得： p= 3.5 0.95 0.98 =2.257kw = 按最大比壓少于 20MPa，即 20MPa 來設(shè)計(jì)刀輥軸的直徑。 18 本論文通過對(duì)小型旋耕機(jī)的選型，配備和整體設(shè)計(jì)計(jì)算，設(shè)計(jì)了本小型旋耕機(jī)。此小型旋耕機(jī)相對(duì)于其他國(guó)內(nèi)機(jī)型最大的優(yōu)點(diǎn)就是具有質(zhì)量小靈活方便。 本小型旋耕機(jī)具有高、低兩個(gè)檔速。高檔速對(duì)小型旋耕機(jī)換上行走輪田間運(yùn)輸較為方便。低速來調(diào)整旋耕作業(yè)。 通過可調(diào)限深裝置可以較好的控制耕深，并可通過扶手及拉桿控制旋耕機(jī)前進(jìn)速度和行走方向，操作方便靈活。 通過本次設(shè)計(jì)，讓我將這 4年所學(xué)的專業(yè)課知識(shí)很好的溫習(xí)和運(yùn)用，熟練了 CAD等制圖軟件的使用。 本論文是在我的導(dǎo)師馮江老師悉心指導(dǎo)下順利完成的，無論是從論文研究方向的確定還是整個(gè)論文的撰寫過程無不傾注了老師無數(shù)的心血。老師嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)作風(fēng)和對(duì)學(xué)生精益求精的態(tài)度都使我受益非淺；老師誠(chéng)懇待人、嚴(yán)于律己的精神更加使我終身難忘！在此論文完成之際，謹(jǐn)向我敬愛的導(dǎo)師在我設(shè)計(jì)和生活上的無私指導(dǎo)、幫助和關(guān)懷表示最衷心的感謝！ 對(duì)各評(píng)閱本文的老師、專家表示感謝，感謝他們?cè)诎倜χ械募?xì)心批閱 ! 在論文完成之際，謹(jǐn)向幾年來在學(xué)習(xí)、生活上給予過我?guī)椭?、關(guān)心、指導(dǎo)和支持的 所有老師和同學(xué)一并致以崇高的敬禮和深深的謝意！ 22 選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 耕機(jī)為工作功率較大的工作機(jī)器，但速度不高，故選用 7級(jí)精度（ GB10095-88） 材料的選擇。 查齒輪的設(shè)計(jì)手冊(cè)，選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪： 材料為 45鋼硬度為 240HBS，二者材料硬度相差為 40HBS。 小齒輪齒數(shù)為 25，大齒輪齒數(shù)為 =u*i=25 2.82=40取 40 接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)： d= 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值： 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： = 9.55 10 3.5 0.92/293=1499317（ N.m） 由機(jī)械設(shè)計(jì)教材表 10-7選取齒寬系數(shù)為 = 0.8 機(jī)械設(shè)計(jì)教材表 10-6查得材料的彈性影響系數(shù)為 =189.8MPa 由機(jī)械設(shè)計(jì)教材圖 10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸強(qiáng)度極限為 =920MPa；大齒輪的接觸強(qiáng)度極限為 =800 MPa； 3 22 )(1()( HEdt ZTK 2262 /1055.9 nPT KZ計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力： 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，得： = =0.9 1280=828MPa =0.95 1280=1318.4 MPa SK HHN 1lim1 1H SK HHNH 2lim222 計(jì)算圓周速度 ： 5.5m/s 計(jì)算齒寬b=0.8 95.3368=76.269mm 計(jì)算齒寬和齒高之比 b/h： 50.01/25=2mm 齒高：h=2.25m=2.25 3.97=8.938mm b/ h=76.269/8.938=6.53 計(jì)算載荷系數(shù)： 根據(jù) =5.5m/s， 7級(jí)精度，由圖10-8查得動(dòng)載系數(shù) =0.96； 直齒輪，假設(shè) / b 1001.2； 使用系數(shù) =1； 查得 7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承對(duì)稱布置 分度圓直徑 50.12mm 計(jì)算模數(shù) 50.12/25=2mm 彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 3 12 )()2( FSaFad YYZKT M=