果蔬大棚电动卷帘机设计说明书.doc

毕业论文 果蔬大棚电动卷帘机设计 作作 者者: 学学 号：号： 5 学院学院(系系):机械工程与自动化学院 专专 业业:机械设计制造及其自动化 指导教师：指导教师： 评评 阅阅 人：人： 2006 年 6 月 副教授 中 北 大 学 毕业设计（论文）任务书 学学 院院、系系 ：机械工程与自动化学院 专专 业业：机械设计制造及其自动化 学学 生生 姓姓 名：名： 学学 号：号： 设计设计(论文论文)题目题目：果蔬大棚电动卷帘机设计 起起 迄迄 日日 期期: 2006 年 2 月 20 日2006 年 6 月 10 日 设计设计(论文论文)地点地点:中北大学 指指 导导 教教 师师: 系系 主主 任任: 发任务书日期: 2006 年 1 月 10 日 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）任文）任 务务 书书 1毕业设计（论文）课题的任务和要求： 采用中心卷轴的方式，结合果蔬大棚的实际情况，设计大棚电动卷帘机。 1）利用电机作动力，经减速机降速，通过控制电机正反转，完成卷帘、放帘作业。 2）用于长度在 80 米以内的常用形状的温室大棚。 3）需在 5 分钟内完成卷、放帘作业。结构合理、成本较低。 2毕业设计（论文）课题的具体工作内容（包括原始数据、技术要求、工 作要求等）： 1）电机功率 1.1 千瓦，减速机降速后速度为 1.6r/min。 2）需在 5 分钟内完成卷、放帘作业。 3）绘制电动卷帘机的装配图及所属全部零件图。 4）AutoCAD 绘制电动卷帘机关键零件图一张（A4） 。 5）外文资料翻译一篇。 6）撰写设计说明书。 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）任文）任 务务 书书 3对毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计(论文)、图纸、实 物样品等)： 1）电动卷帘机装配图及所属全部零件图 2）AutoCAD 绘制的零件图一张（A4） 。 3) 外文资料翻译一篇。 4）设计说明书一份。 4毕业设计（论文）课题工作进度计划： 起 迄 日 期工 作 内 容 2006 年年 2 月 20 日 3 月 25 日 3 月 25 日 4 月 25 日 4 月 25 日 5 月 25 日 5 月 25 日 6 月 10 日 6 月 20 日 文献资料搜集，制定方案。 初步完成卷帘机减速及传动机构的设计。 完成卷帘机各部分的设计，进行整体配合。 完成毕业论文。 论文答辩。 学生所在系审查意见： 系主任： 年 月 日 果蔬大棚电动卷帘机果蔬大棚电动卷帘机 摘摘 要要 果蔬大棚卷帘机是今后大棚种植必需的机械装备和发展方向，它改变了传统 人工卷帘操作的方法，比人工操作提高效率十几倍以上，解决了每天卷放草帘的 劳动强度，改善了严冬露天操作的环境，重要的是缩短了卷、放草帘所消耗的时 间,延长了光照时间.大大提高了劳动效率和经济效益. 现今市场上主要供应的是一种是走动式卷帘机这种卷帘机利用卷帘机的动力上 下自由卷放草帘子，不必受大棚坡度大小的限制。但这种卷帘机结构复杂，稳定 性差，寿命低，且不适合长度过大的大棚。 本课题所设计的是一种固定式卷帘机，它模拟人工操作,通过缠绕在绳上的绳 子的拉紧和放松,实现草帘的卷收和铺放。 其主要机构包括电动机、减速机、卷帘装置等。本课题着重对卷帘机的减速 机及卷帘装置进行设计，使其在压低成本的前提下满足普通斜坡式大棚的要求。 关键词：卷帘机，减速机，传动比，抗弯强度 FRUITS AND VEGETABLES BIG AWNING ELECTRICALLY OPERATED VOLUME CURTAIN MACHINE Abstract：The fruits and vegetables big awning volume curtain machine will be the next big awning planter essential machinery equipment and the development direction, it changed the traditional artificial volume curtain operation method, will enhance above efficiency several times compared to the manual control, solved the daily volume to graze animals the curtain the labor intensity, improved the severe winter open-air operation environment, more importantly reduced the volume, has grazed animals the time which the curtain consumed,Lengthened the illumination time.Enhanced the labor efficiency and the economic efficiency greatly. Nowadays in the market the main supply is one kind is takes a walk about the type volume curtain machine this kind of volume curtain machine use volume curtain machine power the free volume to graze animals the curtain screen, does not need to receive the big awning slope size the limit. But this kind of volume curtain machine structure is complex, the stability is bad, the life is low, also does not suit the length oversized big awning. What this topic designs is one kind of stationary volume curtain machine, it simulates the manual control,Through winding on rope string tautness and relaxation,The realization grass curtain volume receives and sets. Its main organization including electric motor, speed reducer, volume curtain installment and so on. This topic emphatically carries on the design to the volume curtain machine speed reducer and the volume curtain installment, causes it in to reduce the cost under the premise to satisfy the ordinary pitch type big awning the request. Key word Volume curtain machine，Speed reducer，Velocity ratio，Bending strength. 目 录 1 绪论.1 1.1 本课题研究意义.1 1.2 本课题的研究现状.1 1.3 设计任务与要求.3 1.4 拟解决的关键问题.3 1.5 拟采用的研究手段.4 2 传动装置的总体设计.4 2.1 确定传动方案.4 2.2 电动机的选择.4 2.3 计算总传动比和分配各级传动比.5 2.4 计算传动装置的运动和动力参数.5 3 传动机构及零件的设计计算.6 3.1 带传动的设计计算.6 3.2 减速器的设计计算.7 3.2.1 蜗轮蜗杆的设计计算.7 3.2.2 蜗杆的设计10 3.2.3 齿轮的设计计算17 3.2.4 传动轴的设计22 3.2.5 输出轴的设计29 3.2.6 箱体的设计36 3.3 卷动机构的设计38 3.3.1 卷绳管的设计计算38 3.3.2 绞盘的设计计算41 3.3.3 滑动轴承的设计43 3.3.4 法兰连接的设计43 4 结论46 参考文献.47 致谢.49 外文文献原文 译文 1 1 绪论绪论 1.11.1 本课题研究意义本课题研究意义 随着城乡人民生活水平的提高，冬季栽培鲜菜、鲜果的温室大棚蓬勃发展， 其规模越来越大。但是，在温室大棚作业中，卷铺草帘是最费时费工的主要作业 环节之一，尤其在严寒冬季的凌晨和傍晚，在寒风刺骨的恶劣条件下，农民站在 大棚顶上从事着艰苦笨重的草帘卷铺劳动，情况可想而知。对于一个长 80 米大棚 来说，每天都要在早上拉启、傍晚放下，各要用大约 40 分钟左右。严格的来说， 冬天里的阳光和温度是“果蔬大棚”中作物正常生长所依赖的珍贵资源。农民要争 分夺秒，辛苦是可想而知的1。但这仍然解决不了问题， 由于“果蔬大棚”保温帘 开启和关闭时间相对集中，引起的劳力不足和耗用时间过长，已经严重制约了“果 蔬大棚”的产量效益和发展空间。 电动卷帘机的出现则彻底解决了人工卷铺帘子带来的一系列不便。使用电动 卷帘机，可随时启动，延长了光照时间，增加了光合作用，更重要的是节省劳动 时间，减轻了劳动强度。日光温室在深冬生产过程中，每一千平方米温室人工控 帘约需 1.5 小时，而卷帘机只需 5 分钟左右，太阳落山前，人工放帘需用约 1 小 时左右，由此看来，每天若用卷帘机起放帘子，比人工节约近 2 小时的时间。同 时延长了室内宝贵的光照时间，增加了光合作用时间 。另外，使用电动卷帘机对 草帘、棉帘保护性好，延长了草帘、棉帘的使用寿命，既降低生产成本，同时因 其整体起放，其抗风能力也大大增强。总体上可使农民能比较轻松地用更多的精 力提高对蔬菜进行管理，提高品质、扩大规模2。 因此，开发经济、实用的电动卷帘机是一项很好的研究课题。 1.21.2 本课题的研究现状本课题的研究现状 目前国内生产的卷帘机主要有两种工作方式3：一种是固定式，卷帘机固定 在大棚后墙的砖垛上，它模拟人工操作，通过缠绕在轴上的绳子的拉紧和放松。 利用机械动力把草帘子卷上去，利用大棚的坡度和草帘子的重量往下滚放草帘子。 该种型号的卷帘机造价较高，大棚要有一定的坡度，如果棚面坡度太平，草帘子 滚不下来，当风大时容易乱绳并影响工作，且安装复杂。另一种是走动式，这种 卷帘机由悬臂杆、支撑杆、电机、减速机构和卷帘轴等组成。其工作方式是采用 机械手的原理，利用卷帘机的动力上下自由卷放草帘子，不必受大棚坡度大小的 限制。但存在以下不足，悬臂杆和支撑杆稳定性差，对草帘整体弯度要求较高， 不易满足长度较大的大棚，且其卷帘轴被焊接成整体构件，拆装不方便。 对于较常见的 80 米长的果蔬大棚，通过文献检索，有一些满足要求的卷帘机 械，现将代表性的结构特点分析如下。 图 14是一种卷帘机的使用状态示意图，该卷帘机采用固定式结构，主要由工 作电机及固定机构，减速机，卷绳管，卷帘绳，螺栓，轴承等组成。其工作原理 为电机通过减速箱减速，使输出轴与卷绳管连接，带动卷绳管转动，卷绳管与卷 帘绳一端固定，电机工作，卷绳管带动卷帘绳卷起，卷帘绳带动草帘卷起，完成 卷的过程。电动反转，卷帘在自身重力作用下沿绳放下，完成放的过程。其中卷 帘机的电机和减速机分别固定在一电机支杆上，电机支杆的下端固定在温室的墙 上。大棚卷帘机包括多个卷绳管支承机构，卷绳管直接与减速箱的输出轴相连。 卷绳管通过支架固定。支架通过螺栓固定在大棚的顶墙上。卷帘绳一端套在卷绳 轴上，另一端绕过卷轴大棚顶端。其中电机通过减速机予以减速，带动整体。优 点：结构简单，以电机驱动，卷帘卷起速度快，省工省力，适合大面积作业。 图 1.1 一种卷帘机的使用状态示意图 大棚顶端三角支架的结构图如图 2 所示，卷绳轴顶端支承机构的竖支杆的下 端固定在横支板上，斜支杆的两端分别与竖支杆和横支杆连接，横支杆可固定在 温室大棚的墙体上，如此三个支板形成三角形支承，大大加强了支板的支承能力 和安全性。 图 1.2 卷绳轴顶端三角支架的结构图 经过上述分析，为了适应农业上的需要，本课题要设计一种操作简单，经济 实用的卷帘机。此款卷帘机结构要合理，维修要方便，能在北方恶劣的环境下长 期工作。此款卷帘机依靠电力采用电机驱动。经过减速机降速，将扭矩传输给卷 动机构。卷动通则带动草帘完成卷帘，放帘作业。卷帘机通过控制电机正反转， 完成卷帘，放帘作业。其操作方式为固定式，可降低对大棚结构的要求，适应绝 大多数农民的需要,具有广阔的市场。 1.31.3 设计任务与要求设计任务与要求 1)利用电机作动力，经减速机降速，通过控制电机正反转，完成卷帘、放帘 作业。 2)用于长度在 80 米以内的常用形状的温室大棚。 3)需在 5 分钟内完成卷、放帘作业。结构合理、成本较低。 4)电动机功率为 1.1KW，经减速机减速后降为 1.6e/min。 1.41.4 拟解决的关键问题拟解决的关键问题 1.电机与减速箱的固定及稳定性问题 由于卷帘机要在露天的状态下作业，因此电机和减速机一定要固定好。经过 分析可将电机和减速机分别固定在一个电机支杆上。电机支杆则固定在温室的后 墙上。另外减速机的两端输出轴分别和一个与之相对应的卷绳管相连接。卷绳管 可通过多哥支架固定。支架则固定在温室后墙的顶部。 2.减速箱内部结构及配合 根据课题需要采用的电动机功率为 1.1 千瓦，减速机降速后速度为 1.6r/min。要在五分钟内完成作业。考虑到所需扭矩的大小，又要尽可能减小减 速机的尺寸和自重。所以本款卷帘机拟采用两级传动结构，第一级是蜗轮蜗杆传 动结构，转速高、受力小、效率损毫小，第二级是齿轮传动结构。并且减速机有 二个输出轴，二个输出轴分别和与二个输出轴相对应的卷绳管的一端连接。 3.卷绳管与支架之间的嵌套 支架上端固定有卷绳管支承环，支架与支承环之间可通过螺栓连接或焊接。 另外支承环内嵌有轴承，卷绳管可嵌套在轴承内。通过螺栓可减少滚动摩擦。 1.51.5 拟采用的研究手段拟采用的研究手段 首先通过查找和收集资料，对设计有一个初步的了解，然后运用力学，机械 原理，机械设计与数学等知识确定箱体的位置，计算出减速箱的传动关系。根据 切削加工的知识及材料的力学性能确定卷绳管的长度直径及机构的材料构成。通 过实际考察草帘的大小重量及尺寸，绳的长度及扭矩。用 CAD 制图，并分析图纸 总结出现的情况和结果。 2 2 传动装置的总体设计传动装置的总体设计 2.12.1 确定传动方案确定传动方案 卷帘机是在户外作业根据课题需要采用的电动机功率为 1.1 千瓦，减速机降 速后速度为 1.6 转/分。要在五分钟内完成作业。考虑到所需扭矩的大小，又要尽 可能减小减速机的尺寸和自重。所以本款卷帘机拟采用两级传动结构，第一级是 蜗轮蜗杆传动结构，转速高、受力小、效率损毫小.第二级是齿轮传动结构传动平 稳,效率高.并且减速机有二个输出轴，二个输出轴分别和与二个输出轴相对应的 卷绳管相连接,这样可以减小负载,增大转矩.卷帘机的传动方案见下图 2.1。 图 2.1 卷帘机传动方案简图 1电动机 2V 带轮 3减速机 4卷绳管 2.22.2 电动机的选择电动机的选择 卷帘机每天的工作时间是在早上和傍晚，且工作时间不到十分钟，工作时间 相比较很短。因此不用考虑电动机的发热与升温。其负载是均匀增大的且转速稳 定，故可忽略电动机的震动与变速。 主要影响电动机寿命的因素是功率、转速及环境因素。应技术要求电动机的 输出功率为 1.1KW,减速机降速后速度为 1.6r/min.因此尽量选择要具有较底转速 的电动机.此外考虑到电动机式户外作业,它还要具有防雨，防尘等功能5。 综合考虑各种因素,所选择的电动机为一款齿轮减速电动机型号 YCJ71 配用 电机 90SF1-4 输出功率 1.1KW,输出转速 240r/min，输出转矩 42N/m ,极数 4，电 动机的安装型式为 B3 基本安装型5. 2.32.3 计算总传动比和分配各级传动比计算总传动比和分配各级传动比 传动装置的总传动比为 (2.1) 150 6.1 240 w m n n i 分配结果为第一级蜗轮蜗杆传动比为 30。第二级齿轮传动比为 5。 2.42.4 计算传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数 1.各轴转速 (2.2)min/240 1 rnn w (2.3)min/8 30 240 1 1 2 r i n n (2.4)min/6 . 1 5 8 2 2 3 r i n n 2.各轴功率 依次为电动机与蜗杆，蜗杆与传动轴，传动轴与输出轴之间的传动效 12 , w 率。根据手册取5=0.97，=0.7，=0.99。，依次为蜗杆，传动 w 1 2 1 P 2 P 3 P 轴和输出轴上的输入功率 =1.067KW (2.5) 1 PP w =1.0670.7=0.7469KW (2.6) 2 PP w 1 =0.74690.99=0.7394KW (2.7) 3 PP w 1 2 3.各轴转矩 =9550000=9550000=43770 Nmm (2.8) 1 T 1 1 n p1.0674 240 =9550000=9550000Nmm=919187Nm (2.9) 2 T 2 2 n P0.7469 240/30 =9550000=9550000=4549978 Nmm (3.0) 3 T 3 3 n p0.7394 1.6 3 3 传动机构及零件的设计计算传动机构及零件的设计计算 3.13.1 带传动的设计计算带传动的设计计算 已知电动机功率 1.1KW，转速 240r/min,传动比 i=1 1.确定计算功率 ca P 查得工作情况系数 =1.0,故=1.1KW A K ca P A KP 2.选取 V 带带型6 根据,n 确定选取 SPZ 型。 ca P 3.确定带轮基准直径 查表取主动轮直径 mmda63 1 则从动轮直径 =63mm 12aa iddmm 验算带得速度 =0.79 (3.1) 100060 11 nd v a sm/sm/35 带得速度合适 4.确定 V 带的基准长度和传动中心距根据 (3.2)(2)(7 . 0 21021aaaa ddadd 初步确定中心距mma200 0 计算带所需要的基准长度 =2 (3.3) 1 D Lmmdda aa 598)( 2 2 210 圆整厚取带的基准长度mmLd630 计算实际中心距 (3.4)mm LL aa dd 216 2 1 0 5.计算 V 带的根数 (3.5) L ca KKPP P z )( 00 由 ,.得 min/240 1 rn mmda63 1 1iKWP35 . 0 0 0 0 P 查表得 ,.则1 a K82 . 0 L K =3.8 (3.6) L ca KKPP P z )( 00 取 Z=4 根 6.计算预紧力 0 F (3.7)Nqv Kvz P F ca 261) 1 5 . 2 (500 2 0 7.计算作用在轴上的压轴力 (3.8)NZFFP2088 2 sin2 1 0 至此带轮的计算设计已经完成，其具体结构见零件图。 3.23.2 减速器的设计计算减速器的设计计算 3.2.1 蜗轮蜗杆的设计计算 1.选择蜗杆传动 根据 GB/T 10085-1988 的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）. 2.选择材料 考虑到蜗杆传动传递的功率不大，速度只是中等，故蜗杆采用 45 钢；因希望 效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为 4555HRC。蜗轮用 铸锡磷青铜 ZCuSn10P1，金属模铸造。为了节约贵重的有色金属降低成本，仅齿 圈用青铜制造，而轮芯用灰铸铁 HT100 制造7。 3.按齿面接触疲劳强度进行设计8 根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿 根弯曲疲劳强度。传动中心距 (3.9) 3 2 2 ) ( H EZ Z KT 1)确定作用在蜗轮上的转矩,根据式 2.9 得 2 T =919187Nmm 2 T 2)确定载荷系数 K 因工作载荷均匀增加，故取载荷分布不均系数=1.1，由手册选取使用系 K 数=1.15；由于转速不高，冲击不大，可取动载荷=1.05；则 A K V K =1.11.051.151.32 (3.10)K K V K A K 3)确定弹性影响系数 E Z 因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故=160MPa E Z 2/1 4)确定接触系数 Z 先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距的比值/=0.35，可查得=2.9 1 d 1 d Z 5)确定许用接触应力 H 根据蜗轮的材料为铸锡磷青铜，金属模制造，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC，可 查的蜗轮的基本许用应力=268MPa H 应力循环次数 =6015365=109500 (3.11) h LjnN 2 60 寿命系数 =1.75 (3.12) 87 109500/10 HN K 则 =279MPa (3.13) H HN K H 6)计算中心距 mm=149.7mm (3.14) 3 2 ) 279 9 . 2160 (91918732 . 1 取中心距=160mm，因 i=30,故查表取模数=8mm,蜗杆的分度圆直径=80mm.m 1 d 这时/=0.5 则可查得接触系数=2.3，因为 1tk MM 可见卷绳管的临界扭矩远大于其所受的负载扭矩，因此其稳定性是安全的 3.3.1 绞盘的设计计算 1.选择材料 绞盘为固定在卷绳轴上的金属圆盘，卷帘绳一端固定在绞盘上，卷绳管转动 时带动绞盘，绞盘带动卷帘绳完成作业。 绞盘为普通机件，且户外作业转速低，故要求的精度不高，选择材料为灰铸 铁 HT200 铸造。 2.确定绞盘的直径d 绞盘的转速为 1.6r/min，要在 2.5 分钟内完成 6m 长的工作量，其每转一转 的缠绕绳子的长度为 (3.63)m nt S L5 . 1 5 . 26 . 1 6 则 ,0.47m=470.7mm (3.64)dL 5 . 1L d 取 =480mm d 为了固定卷帘绳，绞盘的两侧需制出一段台阶取台阶的高度为 10mm,绞盘的 外侧直径 D=50mm。 3.绞盘的结构设计 1)拟定绞盘的结构方案 结合绞盘与卷绳管的配合，现选用图 3.8 所示的方案 2)根据定位要求确定其几何参数 (1)因为卷绳管与绞盘利用卷绳管上的凸台来传递扭矩，所以为了满足卷绳管 的周向定位要求，绞盘与卷绳管联接处需挖出一段键槽，根据已知键槽的截面 ，键槽利用铸造成型，长为 35mm，两个键槽对称分布。绞盘2015b hmmmm 与卷绳管的轴向定位是利用螺栓联接来保证的，因为绞盘主要受径向扭矩的作用， 在轴向基本上不受力，因此对轴向定位的要求条件不高，利用两个螺栓即可，螺 栓的规格为 M1060 (2)由于卷绳管上凸台的长为 30，故 BC 段宽度，为了保证卷30 B C Bmm 帘绳能全部缠绕在绞盘上并留有一定的宽度，绞盘的总宽度 B=80mm. 至此，已经初步确定了绞盘的形状尺寸。 4.校核绞盘的强度 按扭转校核绞盘的强度，根据公式 0 T W 为单个绞盘所受的扭矩 =62.5N 0 T 0 T T F r W 为抗扭截面模量 =0.02311m3 33 () 16 Dd W =2.5MPa 4 T W 查手册知 =20MPa 则 可知绞盘的扭转强度是合理的。因为绞盘不受轴向力的作用，故略去强度校 核。至此绞盘的设计即将结束。 其具体机构设计见零件图。 3.3.3 滑动轴承的设计 1.确定轴承的设计方案 卷帘机要长年在户外作业,外界环境对滑动轴承的影响巨大,为了方便安装， 维护以及更换滑动轴承。故选择无润滑的对开式径向滑动轴承。 2.选择轴承宽径比 根据无润滑轴承的宽径比范围，取宽径比为 0.5。 3.计算轴承宽度 45mm (3.68)(/ )BB dd 4.计算轴颈圆周速度 (3.69)sm dn v/00754 . 0 100060 906 . 1 100060 5.计算轴承工作压力 (3.70)MPa dB F p138 . 0 5 . 009 . 0 6250 6.选择轴瓦材料 查手册在保证、的条件下，选定pp vv pvpv 轴承材料为适合无润滑的碳石墨。 7.主要参数设计 直径间隙 ， 取轴瓦壁厚为。为了减小轴承mmd45 . 0 005 . 0 mmd910/ 的磨损率，轴瓦工作表面的粗糙度值尽量低些，取。mRa2 . 0 3 3.3.4 法兰连接的设计 1.选取法兰的材料为 HT200，铸造成型。 2.因为各个单元卷绳之间无轴向力作用，因此法兰只起传递转矩的左用。又 因为法兰之间依靠螺栓连接，因此首先设计螺栓的连接。 1)螺栓组结构设计 取螺栓数 Z=4。对称布置。 2)螺栓受力分析 螺栓在静止时只受横向力的作用 NF6250 1 螺栓在转动时只受转矩的作用 根据公式求螺栓所受的工作剪力 取 r=75mm ， 则 7583N Z i i r Tr F 1 2 2 由于 故取进行计算，在横向剪力的作用下，接合面可能产生滑移， 12 FF 2 F 根据接合面不滑移的条件 (3.71) TKrfF S z i i 0 查手册得接合面得摩擦系数=0.16，取防滑系数=1.2，则各螺栓所需要f S K 的预紧力为 56875N Z I i S rf TK F0 3)确定螺栓直径 选择螺栓材料为 Q235，性能等级为 4.6 的螺栓，查的材料屈服极限 =240MPa，安全系数 S=1.5，故螺栓材料的许用应力=/S=160MPa。 S S 求的螺栓危险截面的直径为 23.8mm （3.72） 3 . 14 2 1 F d 为了增大安全系数，按粗牙普通螺纹标准，选取螺纹公称直径 d=24mm 4)按挤压及剪切进行校核 查手册得 =100MPa ， =60MPa p 挤压强度条件为 =25.4 （3.73） min0l d F P MPa p （3.74）MPa d F 29.11 4 2 0 故螺栓满足要求 5)确定法兰的几何参数 在已知螺栓直径的基础上取法兰的直径 D=184mm，厚度 B=30mm. 因为法兰的材料强度与螺栓接近，而且材料用量远大于螺栓，因此法兰的强 度校核可以省略，则法兰连接的设计已基本结束。 至此，卷动机构的设计已经全部完成，其具体参数及配合关系可见零件图及 装配图所示。 4 4 结论结论 在三个多月的设计过程中，查阅了大量的资料，请教了不少的老师和同学， 并且对卷帘机在农业中的具体应用进行了实地的考察，进一步拉近了学校与社会 的距离。四年才有一次的毕业设计，是对所学专业知识的一次大的综合运用，为 我们将来步入社会参加工作打下了基础。通过设计，掌握了不少东西，进一步学 学会了对知识的融会贯通，提高了自己分析，设计的能力。在设计的时间里，甚 至觉得比自己在以前三年半的时间里所学的所有知识的总和还要多，毕业设计虽 然是大学生离开学校，步入社会的最后一课，但是，蕴涵在这最后一课里的东西 是巨大的，只要我们认真把握，认真对待了，我们一定会有很大的收获。 由于能力有限，本设计中仍旧有许多不甚完善的地方，但经过这次设计,我的 基础理论知识得到了很大的丰富和巩固, 设计能力得到了锻炼和提高，并熟练掌 握了 AutoCA 等绘图软件，最重要的是锻炼了我的意志和完成较复杂任务的计划思 维，使我懂得了如何在困难中继续前进，这些东西都会对我在以后的人生道路中 继续前进有很大的帮助。 参参 考考 文文 献献 1 张福墁.农业现代化与我国设施园艺工程J.农业工程学报,2002,18(增刊): 123 2 宝钢减速器图册编委会编.宝钢减速器图册.北京：机械工业出版社, 199576. 3 潘文维,罗庆熙,李 军.我国温室产业现状及发展建议J.北京园艺,2002,(3): 425 4 周长吉. 日光温室的结构优化J.农业工程学报,1996,12(增刊):27229 5 崔保苗,王占文,赵聪,慧张静.JL250 型日光温室卷帘机的设计研究.山西农 业大学学报，2003,23(3):261-264 6 李永春.温室大棚卷帘机.中国专利：00210621.3，2000-10-7 7 朴义浩.蔬菜大棚卷帘机.中国专利：97205153.8，1998-4-22. 8 杜根锁.大棚卷帘机.中国专利：00258689.4，2001-8-22 9 黄彗春,沈永鹤.温室草帘自爬式卷帘机构的运动和受力分析.机械制造, 2004, 42(481): 3537 10 濮良贵,纪名刚.机械设计.北京：高等教育出版社，2001235 11 葛中民,机械设计基础.北京：高等教育出版社,1999.132 12 孟兆范,张秀彬.电动双制式草帘卷放机的安装.农机使用与维修，2002, (3): 3 13 梁光启、林子为,工程材料学 , 上海科学技术出版社,1987 14 吴宗泽、罗圣国主编，机械设计课程设计手册,高等教育出版社,1992 15 机械工程手册编辑委员会编机械,机械工程程手册，第 16 卷机械工业出 版社,1982 16 周明衡,常德功主编.机械传动基础部件 标准联轴器手册.沈阳:辽宁科技 出版社,1995 17 王步瀛 机械零件强度计算的理论和方法.北京：高等教育出版社，1986 18 邱宣怀主编.机械设计.北京：高等教育出版社，1997 19 章日晋等编.机械零件的结构设计.北京：机械工业出版社，1987 20 齿轮手册委员会.齿轮手册.北京：高等教育出版社，1990 21 减速器实用技术手册编委会编.减速器实用技术手册.北京：机械工业出版 社，1992 22 齿轮国家标准汇编.北京：中国标准出版社，1992 23 洛阳轴承研究所编.滚动轴承产品样品.1989 24 黄贵根，黄俞.镶嵌自润滑轴承的应用.润滑与密封，1996 25 卜炎编.螺纹联接设计与计算.北京：高等教育出版社，1987 26 Andrzej.M.Trzynadlowski 著.李鹤轩，李扬译.异步电动机.北京.机械工 业出版社，2002 27 Jonathan Wickert 著. An introduction to mechanical engineerin . Xian Jiaotong University . 2003 28 M.F Spotts, T.E. Shoup . Design of machine elements. 机械工业出版 社.2003 29 Devdas Shetty, Richard A. olk. Mechatronics system design . China Machine Press . 2004 致致 谢谢 本文是在导师武文革老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。我首先衷心地感 谢我的导师武文革老师。感谢武老师对我在学习、选题、收集资料以及论文写作 上的指导；感谢武老师在百忙之中抽出宝贵的时间阅读并修改本论文，并提出宝 贵的意见。使我在本次设计中学到了许多新的知识。他严谨的治学态度和忘我的 工作精神更是给我留下了深刻的印象，极大地开阔了我的视野，是我受益终身的 财富。在此，衷心感谢我的导师这学期对我的关心和培养! 此外，本论文在编写的过程中参考了大量大师论著中的精华，均列于参考文 献之中，在此谨向各位大师作者表示衷心的感谢。在这一学期学习过程中，也请 教了不少其他的老师，得到了学校各位老师和许多同学的热心支持和帮助，也在 此向他们致以真诚的谢意! 外文文献原文外文文献原文 Helical，Worm and Bevel Gears In the force analysis of spur gars, the forces are assumed to act in a single plain. In this lesson we shall study gears in which the forces have three dimensions. The reason for this, in the case of helical gears, is that the teeth are not parallel to the axis of rotation. And in the case of bevel gears, the rotational axes are not parallel to each other. There are other reasons, as we shall learn. Helical gears are used to transmit motion between parallel shafts. The helix angle is the same on each gear, but one gear must have a righthand helix and the other a left hand helix. The shape of the tooth is an involute helicoids. If a piece of paper cut in the shape of a parallclogram is wrapped around a cylinder, the angular edge of the paper becomes a helix. If we unwind this paper, each point on the angular edge generates an involute curve. The surface obtained when every point on the edge generates an involute is called an involute helicoids. The initial contact of spurgear teeth is a line extending all the way across the face of the tooth. The initial contact of helical gear teeth is a point,which changes into a line as the teeth come into more engagement. In spur gears the line of contact is parallel to the axis of the rotation; in helical gears, the line is diagonal across the face of the tooth.It is this gradual engagement of the teeth and the smooth transfer of load from one tooth to another ,which give helical gears the ability to transmit heavy loads at high speeds. Helical gears subject the shaft bearings to both radial and thrust loads. When the thrust loads become high or are objectionable for other reasons, it may be desirable to use double helical gears. A double helical gear（herringbone）is equivalent to two helical gears of opposite hand, mounted side by side on the same shaft. They develop opposite thrust reaction and thus cancel out the thrust load. When two or more single helical gears are mounted on the same shaft, the hand of the gears should be selected so as to produce the minimum thrust load. Crossedhelical, or spiral, gears are those in which the shaft centerlines are neither parallel nor intersecting. The teeth of crossed-helical gears have point contact with each other, which changes to line contact as the gears wear in. For this reason they will carry out very small loads and are mainly for instrumental applications, and are definitely not recommended for use in the transmission of power. There is no difference between a crossed helical gear and a helical gear until they are mounted in mesh with each other. They are manufactured in the same way. A pair of meshed crossed helical gears usually have the same hand; that is, a right-hand driver goes with a right hand driven. In the design of crossed-helical gears, the minimum sliding velocity is obtained when the helix angle are equal. However, when the helix angle are not equal, the gear with the larger helix angle should he used as the driver if both gears have the same hand. Worm gears are similar to crossed helical gears. The pinion or worm has a small number of teeth, usually one to four, and since they completely wrap around the pitch cylinder they are called threads. Its mating gear is called a worm gear, which is not a true helical gear. A worm and worm gear are used to provide a high angular-velocity reduction between nonintersecting shafts which are usually at right angle. The worm gear is not a helical gear because its face is made concave to fit the curvature, nature of the worm in order to provide line contact instead of point contact. However, a disadvantage of worm gearing is the high sliding velocities across the teeth, the same as with crossed helical gears. Worn gearing are either single or double enveloping. A single enveloping gearing is one in which the gear wraps around or partially encloses the worm, A gearing in which each element partially encloses the other is, of course, a double enveloping worm gearing. The important difference between