拖拉机带动棉花栽秧机的设计及三维建模【全套CAD图纸+Word说明书】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 湖南文理学院芙蓉学院 毕 业 论 文 论文题目 棉花栽秧机的设计 系 别 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 学 号 学生姓名 指导教师（签名） 完成时间 2015 年 月 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘要 本文主要对 棉花栽秧机 的起获与 覆土 系统进行研究，并对该机挖掘与旋齿的主要部件和机构进行系统地设计计算和理论探讨。 棉花栽秧机 总体结构设计：总体结构分为传动装置， 覆土 装置和挖掘装置。传动装置由万向联轴器、链传动传动组成； 覆土 装置通过连杆机构摆动栅条 覆土 筛实现 棉花 和土壤杂草的 覆土 ；挖掘铲由独立铲片、铲片固定板和角度调节机构组成。 整机结构主要由拖拉机、机架、挖掘、传动、地轮构成。由拖拉机产生动力通过减速器和带轮将需要的动力传递到链轮上，链轮带动链条，从而带动 覆土 装置运动，将挖出的 棉花 运送到收集箱 ，同时通过抖动轮的作用使得 棉花 和泥土杂草 覆土 。 本论文研究内容摘要： (1)棉花栽秧机 总体结构设计。 (2)棉花栽秧机 工作性能分析。 (3)电动机的选择。 (4)对 棉花栽秧机 的传动系统、执行部件及机架设计。 (5)对设计 零件进行设计计算 分析 和校核。 (6)运用计算机辅助设计， 对设计的零件进行 三维建模。 (7)绘制整机装配图及重要部件装配图和设计 零件的零件图 。 关键词： 棉花栽秧机 ； 拖拉机 ； 棉花 ； 机械设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of of of of of a is of a of to of in by is of a to a a to to at by of (1) of (2) of (3) of (4) on (5) of (6) of 3D of (7) to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘要 . . 一章 基于 棉花栽秧机绪论 . 1 花栽秧机研究意义 . 1 花栽秧机研究内容 . 2 棉花栽秧机研究方法 . 3 第二章 棉花栽秧机总体方案的设计 . 4 花栽秧机整体布局的设计 . 4 花栽秧机工作原理 . 4 花栽秧机主要性能参数 . 5 第三章 棉花栽秧机传动比的确定 . 6 第四章 棉花栽秧机机械传动部分计 算 . 6 率的计算 . 6 动比 . 6 轮之间的链传动设计 . 7 计要求 . 7 计过程 . 7 的设计 . 9 轮上力的计算 . 9 料 . 9 算轴的最小直径 . 9 的结构设 计 . 10 的校核 . 10 的校核 . 12 承的校核 . 13 第五章 棉花栽秧机主要部件的设计 . 15 掘部件的设计要求 . 15 掘装置的设计 . 15 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 掘铲的构成 . 15 掘铲的设计 . 15 体总宽度 . 16 体总长度 . 19 土部件的设计 . 20 轮和机架的设计 . 21 轮的设计 . 21 架部分的设计 . 21 第六章 三维图的设计 . 22 结论 . 24 参考文献 . 25 致谢 . 27 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第 一 章 基于 棉花栽秧机 绪论 本课题研究的意义、 内容及方法 ： 花栽秧机 研究意义 1)随着人力成本的提高、大量农村劳动力向城市转移、我国城市化进程的加快、劳动 力的的减少经以及成本的提高等，因此 棉花 种植区急需机械化作业代替人工作业。甘肃是全国 棉花 的主要产区，但 98%以上的 棉花 种植和收获仍然采用人工挖掘或牧畜犁翻开沟点种和收获等原始的生产方式进行作业，存在着劳动强度大，费时费工，损失率高，不便贮藏等缺点 5，甘肃定西为国家级 棉花 之乡，但其机械化水平仅为 1%，大部分收获完全靠人工作业方式，作业手段落后，劳动强度大，生产效率低，有时在冬季封冻之前不能完成收获作业，给 棉花 种植户造成很大的经济损失。因此， 棉花 种植区急切需求能够适应种植区气候、土壤、环境、作物等特点的 棉花栽 秧机 械。 2)棉花 机械化收获是产业化发展的需要。要发展 棉花 产业，首先应实现 棉花 种植及收获机械化， 棉花 种植及收获机械化离不开性能优良的收获机械，因此研发适合我国农艺种植要求的新机具，尤其是 棉花栽秧机 械，显得尤为重要 6。 2005 年 8 月省人民政府和中国农业科学院签订了 棉花 产业科技合作协议，这标志着甘肃省 棉花 产业发展迈上新台阶。但甘肃 棉花 种植、中耕作业以及收获机械化落后，机械化水平达不到1%的水平，严重制约着甘肃 棉花 产业的进一步发展。解决这些问题，把这一特色产业做大做强，就必须依靠科技，把先进的科学实用技术运用 到 棉花 的育种、种植、加工等生产环节，延长产业链、提高产品附加值，真正使科学技术成果转化为现实生产力，促进农民增收得实惠、农业发展有后劲。 3)当前， 棉花 收获多采用犁翻人捡，费工、费时，漏薯和伤薯现象严重，制约了农民种植的积极性。 棉花 收获的难题是 棉花 的掘出、集中、分捡 (需回收 2 遍 )，为了扩大 棉花 生产的规模，需走机械化发展的道路。我国虽然有十几家 棉花栽秧机 的科研、生产单位，研制生产出了不同类型的 棉花栽秧机 械，但其明薯率低、伤薯率较高，劳动强度大，费时费力，输送系统的工作性能直接影响着这些重要指标，因此，对输送系 统等部件进行机理研究具有现实意义。 4)提高 覆土 率，降低伤薯率以及劳动强度的重点是输送系统的结构和输送工作诸买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 机理的研究，包括输送性能与运动参数分析，参数优化设计。因此，在现有机型基础上不断攻关完善，对输送系统的工作机理进行分析研究，对影响工作性能的运动和结构参数进行优化，以提高 覆土 率，减少伤薯率，降低劳动强度，具有现实应用的意义。 5）我国 棉花 种植面积大幅攀升，这对我国 棉花栽秧机 械生产无疑是一个非常好的机遇，近几年各个行业对 棉花 的需求不断增加，随着全国农业机械化步伐的加快，棉花 机械化生产的程度要求进一步提高 ，由此可以看出， 棉花栽秧机 械还存在巨大的发展空间。 6)棉花 收获是时间紧，耗工多的一项作业。由于 棉花 生长期仅 80 90 天，集中种植区多在我国北部，气候寒冷，无霜期短，如收获过早，生长期不够，干物质积累少，影响产量和质量，如收获过晚，易遇霜冻，造成更大损失。而目前 棉花 收获主要靠人畜力，效率低，使收获期拖长，造成减产，严重制约 棉花 生产的稳定发展和效益的发挥。因此，稳定、扩大 棉花 种植而积，提高单位面积产量，促进生产发展，必须采用机械化收获。 花栽秧机 研究内容 针对国内外 棉花栽秧机 械的主要问题，研制出一种 挖掘、 覆土 、输送、集装等为一体的联合作业机械，该机采用了新型的 覆土 装置进行土薯 覆土 ，完成 覆土 后可将通过输送装置输送到机械尾部，然后是覆盖在土壤的表面。本文主要对 4 棉花栽秧机 的起获与 覆土 系统进行研究，并对该机挖掘与旋齿的主要部件和机构进行系统地设计计算和理论探讨。国内外关于谷物联合收获机械输送系统的研究比较成熟，但是关于 棉花栽秧机 械中的 覆土 系统的精确理论分析和计算还比较欠缺。因此，针对以上问题，必须在挖掘与 覆土 工作性能方面有所突破，使其达到功耗小，适应性强、效率高、耐用性强，在满足损伤率和丢失率等农 业要求的前提下，降低劳动强度，达到机械化收获的目的。其主要内容概括如下： 1)在满足 棉花 收获农艺条件的前提下，研究并确定该机挖掘与 覆土 系统各机构的主要参数。 2)研究并确定挖掘与 覆土 各组成部分的结构，并对其进行理论分析，使其结构、性能达到最佳。 3)棉花 柔性输送系统的研究。在输送过程中极易伤害表皮，对储存极为不利，因此需在输送过程中研究应用新结构、新材料，避免在输送过程中损伤 棉花 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 4) 用 出各个组成部分的零件图纸。 棉花栽秧机 研究方法 1)通过到我省 棉花 种植地进行实地考察，查阅 大量的文献资料，吸收并借鉴国内外 棉花栽秧机 械及其它收获机械输送系统的成功之处，研究并确定 棉花栽秧机 起获与覆土 输送系统的主要参数。 2) 对主要机构进行设计，并分析确定主要参数。 3）运用 件对主要机构进行二维绘图 4）主要技术路线如下： 文献检索 调研 综合分析 提出预设计方案 确定主要参数 绘制图样 结构优化 改进 完善设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 第 二 章 棉花栽秧机 总体方案的设计 拉机产生动力通过减速器和带轮将所需要的动力传送到链轮上，链轮带动链条从而带动 覆土 装置运动，将从挖掘铲部挖出的 棉花 向机器后方运送，同时由于有抖动轮的作用，使得 棉花 在输送的过程中实现 棉花 与土的 覆土 ，而达到了 覆土 的目的。最后 棉花 落入收集箱中。 花栽秧机 整体布局的设计 本任务设计的 棉花 挖掘机与 80力的 拖拉机配套作业，挂接方式为后悬挂，作业时需对行。该机主要由悬挂机架、转动输送筛、挖掘铲及铲架、切土圆盘刀、传动机构、摆动筛等机构组成。铲架通过螺栓安装在悬挂机架的侧板上，在铲架上安装有 挖掘铲。在机架上焊有 2点悬挂的地方，与拖拉机的悬挂机构相连。在机架中部安装有传动机构，它由传动箱、一对锥齿轮和传动轴组成。传动机构通过传动轴与拖拉机的动力输出轴连接，拖拉机的动力传动到转动输送筛和摆动 覆土 筛上，使转动输送筛转动，将挖掘出的 棉花 输送到摆动筛上达到 覆土 效果。转动输送筛的主动轴的转动作用由链条带动，从而使转动筛达到转动的效果。传动机构末端上有一偏心轮，偏心轮使与其相连的连杆一端作回转运动，在连杆另一端带动摆动筛使其摆动，使 棉花 和土壤达到 覆土 的效果 5 。 其传动图如图 4： 图 4 传动图 1、万向联轴 2、链轮 3、减速器 4、动力输出轴 5、输送链驱动轴 6、抖动轮轴 花栽秧机 工作原理 拖拉机通过悬挂机构牵引 棉花栽秧机 前进，拖拉机的动力输出轴与收获机的机传动机构通过传动轴相连接， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 1 2 3 4 5 6 7 89 1 0 1 1 1 2图 1 移栽机机构图 （ 1）拖拉机后轮 （ 2）钵苗架 （ （ 4）座位 （ 5）链轮 43 （ 6） 链轮 17 （ 7）链轮 17 （ 8）链轮 17 （ 9）开沟器 （ 10）吊杯 （ 11）覆土板 （ 12）镇压轮 工作原理： 工作时，由拖拉机后轮（ 1）驱动，带动后面的机构前行，同时，地轮（ 3）在 驱动力的作用下转动，带动和地轮（ 3）同轴的链轮，然后此链轮带动链轮 43（ 5）转动， 同链轮 43同轴的链轮 15被迫转动，继而将力传给链轮 17（ 6）， 于是 放有棉花钵苗的吊杯（ 10）在链轮（ 6），链轮（ 7）和链轮（ 8）的共同作用下转动。当到达图示位置时，吊杯在 强制力的作用下打开，将钵苗放入由开沟器（ 9）开出的沟内，随后在覆土器（ 11）的作 用下钵苗被固定，然后在镇压轮 （ 12）的作用下，钵苗被牢牢压实，完成栽植工作。 为使 结构简单，在工作过程中，由坐在座位（ 4）上的人将放在钵苗架（ 2）上的钵苗放到吊杯 里面。根据拖拉机的速度和链条的长度，将吊杯设计成共六个均匀分布在链条上。 花栽秧机 主要性能参数 棉花 主要性能参数见表 1所示： 表 1 棉花 主要性能参数 作业行数 1行 、 2行 挂接方式 悬挂式 配套动力 80式拖拉机 行距 60 100 调） 株距 35苗方式 人工送苗 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 第三章 棉花栽秧机 传动比的确定 该多功能 棉花栽秧机 的配套动力为 80 80拉机其输出轴的转速为 540r/过一级链条传动， 第 四 章 棉花栽秧机 机械 传动 部分 计算 率的计算 1、输入功率的计算 选择拖拉机型选择功率 80马力（功率为 59柴油机。 2、 传动效率 查机械设计手册得： 减速器 的损失： 1 =传动的损失： 2 =动轴承： 3 = 轴系效率： 4 = 由以上算出的总的传动效率： = 4321 =以 链轮 的输出功率为 1 0 . 8 3 5 9 k 4 8 . 1 5 w w 动比 根据传动比的一般分配原则，我们应该 使各级传动的承载能力接近相等 ，考虑到在骑乘 棉花栽秧机 时一般分配的传动比为 了适应和习惯在陆地上的运动习惯及降低生产成本，我们这里就优先选用链传动比为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 轮之间的 链传动设计 计 要求 确定链条型号、链节数 排数、链轮齿数 1z 、 2z 、链轮结构、材料、几何尺寸、中心距 a 、压轴力 润滑方式、张紧装置 已知设计条件：低速平稳运转，传动 链轮材料的选择 链轮的材料应当能够满足强度和耐磨性的要求。在低速、轻载、平稳传动中，链轮可采用中碳钢制造；中速、中载时，采用中碳钢淬火处理，其硬度 4045速、重载、 连续工作时的传动，采用低碳钢、低碳合金钢表面渗碳淬火（如用 15、 202560中碳钢、中碳合金钢表面淬火。 本多功能 棉花栽秧机 为中速、中载，所以采用中碳钢淬火处理，其硬度 405 计 过程 （ 1） 选择链轮齿数 1z 、 2z 在 17 451 z 182 =z （ 2）计算当量的单排链的计算功率 根据链传动的工作情况、主动链轮齿数和链条排数，将链传动的功率修正为当量的单排计算功率 工况系数，查机械设计表 9 K 主动链轮齿数系数，查机械设计图 9 K 多排链系数，由于是单排链，所以 K 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 故 1 7 6 （ 3）确定链条型号和节距 P 链条型号根据当量的单排链的计算功率 主动链轮转速 1n 由机械设计图 9后由机械设计表 9p 。 确定链条型号为： 08A 确定链条节距为： （ 4）计算链节距和中心距 初选中心距 5030(0 = ，按下式计算链节数 0)1 3 293()5030( 1)2 45 1845)5030(2)2 -(22 202122100 a p 将 0整为偶数 130链传动的 最大中心距为： 1845( 9 0 (211 式中， 1f 为中心距计算系数，查机械设计表 9f = 5）计算链速，确定润滑方式 1 根据链速 V，查机械设计图 9滑方式为定期人工润滑 （ 6）计算链传动在轴上的压轴力 有效圆周力 e N 压轴力 = （ 7）设计总结 链轮 大链轮 小链轮 齿数 )/( 45 18 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 分度圆直径 ( ) 顶圆直径 ( ) 186 根圆直径 ( ) 度圆弦齿高 ( ) 侧凸缘直径 ( ) 距 ( ) 间距 ( ) 长 ( ) 1270 链节数 ( 130 链速 ( ) 号 08A 的设计 轮上力的计算 转矩 =9550000=50= 材料 可选轴的材料为 45 钢，调质处理。 算轴的最小直径 查机械设计表 15取 =120， 由于轴的直径小于 100由 2个键槽，故将轴径增加 15%，即 d=x(1+轴径圆整为标准直径，取 d=10 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 的结构设计 1、轴的外形结构 2、根据轴向定位的要求，确定轴的各段直径和长度。 （ 1）、根据内径可得 0 据的宽度可得出 0 侧采用轴肩定为，取 8 1 （ 2）、初选深沟球轴承 尺寸为 0 0 据装配关系取 910=15 （ 3）、 5处为一定位轴肩，故取 5 据装配关系，计算得 89=383 （ 4）、 3处为一定位轴肩，故取 6 据装配关系，计算得 910=33 （ 5）、 1处为轴的最小直径 d=10 螺纹，与螺母配合，选择螺母为 过查机械设计手册的螺母厚度 m=5 于采用双螺母预紧，故取 1213=19 （ 6）、 4 处为一定位轴肩，所以取 8 据装配关系计算得出，1011=40 至此已经确定了轴的各段长度和直径。 的校核 需要验算传动轴薄弱环节处的倾角荷挠度。验算倾角时，若支撑类型相同则只需验算支反力最大支撑处倾角；当此倾角小于安装齿轮处规定的许用值时，则齿轮处倾角不必验算。验算挠度时，要求验算受力最大的齿轮处，但通常可验算传动轴中点处挠度（误差 %3） . 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 当轴的各段直径相差不大，计算精度要求 不高时，可看做等直径，采用平均直径 1算花键轴传动轴一般只验算弯曲刚度，花键轴还应进行键侧挤压验算。弯曲刚度验算；的刚度时可采用平均直径 1d 或当量直径 2d 。一般将轴化为集中载荷下的简支梁，其挠度和倾角计算公式见【 5】表 后叠加，注意方向符号，在同一平面上进行代数叠加，不在同一平面上进行向量叠加。 (2) 链轮上作用力的大小 压轴力 则 466c 求垂直面上轴承的支反力画主要截面弯矩图 0600801 V 5 2 垂直面受力图 见图（ b）主要截面弯矩图 见图（ c） (3)求水平面上轴承的支反力，画主要截面弯矩图 0600801 H 0 4 4 8 水平面受力图 见图（ d）主要截面弯矩图 见图（ e） (40 截面 D 处垂直面，水平面合成弯矩 522 弯矩图见图（ f） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 通过受力分析， 0112/(862/286800/ 最大挠度： a ;轴的；材料弹性模量；式中；查【 1】表 3 ； 所以合格, 。 的校核 键和轴的材料都是钢，由【 4】表 6的许用挤压应力 M 2 01 0 0 ,取其中间值， 10 。键的工作长度 6822 ，键与轮榖键槽的接触高度 。由【 4】式（ 6得 M P ak l dT 1 0 0862102 33 式中： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 ；】表键【，弱材料的许用挤压应力键、轴、轮毂三者中最；键的直径，；为键的宽度，为键的公称长度，圆头平键键的工作长度，为键的高度此处度键与轮毂键槽的接触高传递的转矩264,p M P 见连接的挤压强度足够了，键的标记为： 20031096810 承的校核 、轴轴承的校核 轴选用的是深沟球轴承 6206，其基本额定负荷为 由于该轴的转速是定值 ，所以齿轮越小越靠近轴承，对轴承的要求越高。根据设计要求，应该对轴未端的滚子轴承进行校核。 轴传递的转矩 550 86800 r 622 3 根据受力分析和受力图可以得出轴承的径向力为 : 在水平面： 4 1 042638 3 5323 在水平面： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 V 3 94 2 638 5 4 6 3)(323210 8391410 2222 因轴承在运转中有中等冲击载荷，又由于不受轴向力，【 4】表 13 2.1有： p 8 1 轴承的寿命计算 :所以按轴承的受力大小计算寿命 h 006010)(6010 3616 故该轴承 6206能满足要求。 、其他轴的轴承校核同上，均符合要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 第五章 棉花栽秧机 主要部件的设计 掘部件的设计 要求 挖掘部分的作用是把土壤一起挖起，并把和土壤输送到 覆土 筛上。对挖掘部件的要求如下： a 在尽量少挖取土壤的情况下挖净； b 挖掘深度稳定不损 伤，并可根据需要进行调整； c 挖掘铲应有较强的碎土能力，对粘重土壤保证土垡能顺利通过，以便为 覆土 中的土壤提供有利条件； d 要求挖掘部件的牵引阻力小，刃口的耐磨性好。 为满足上述要求，采用了组合式挖掘部件。这种挖掘部件由三角平面多铲、铲架和切土圆盘刀组成。挖掘铲与铲架通过螺钉连接，铲架固定在机架上。切土圆盘刀安装高度可调节。 棉花 挖掘铲的主要功用在于掘出并将输送给抖动 覆土 装置，且尽量减少进入机具的泥土量和能量消耗，同时还要防止挖掘铲缠草和奎土，要在不同的上壤条件和湿度下，圆满的完成这一任务或与挖掘铲有关的 各项任务是非常困难的，因此对挖掘铲的要求是 : (1)将所有挖出，保证挖净 ; (2)进入机器的土壤量应尽可能少 ; (3)尽可能使土壤松碎并顺利地将掘起物输送到抖动 覆土 装置 ; (4)在克服各种阻力时使消耗能量最少，防止缠草和雍上。 为了满足以上要求，该机选用了组合式挖掘铲，主要由二阶平面铲、铲架组成。 掘装置的设计 掘铲的构成 挖掘铲由独立铲片、铲片固定板和角度调节机构组成。铲尖角度设计为钝角，这样可以减小铲前的入土深度，从而降低无效挖掘深度的动力消耗。挖掘铲铲尖的形状采用“ w”型，前进阻力 较小，入土性能好。 掘铲的设计 挖掘铲的任务是以带最少的泥土挖掘、捡拾块茎，并尽可能使土壤松碎，把掘起物送到它后面的 覆土 装置上，并要求在克服各种阻力时消耗的能量最少。要在不同的土买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 壤条件和湿度下，圆满地完成这一任务或与它有关的各项任务是非常困难的。 图 挖掘铲受力特性 组合式挖掘铲的铲面由二阶平面铲组成，挖掘铲刚性地固定在铲架上，各铲之间留有滑草间隙。 体总宽度 挖掘铲的宽度首先要适应分布宽度，保证挖净，同时尽可能少的从行间挖掘起过多土壤，因此在设计中要考虑 棉花 在田间生长的分布宽度及其行距，同时还要考虑收获机前进时，挖掘铲偏离的集结幅度，根据 棉花 栽培学和实际调查提供的数据表明，我国大部分 棉花 品种结薯集中，行距 50 一 70宽 40 一 50布的平均 宽度为 3040该机挖掘行数为 2 行，综合考虑以上因素，确定铲体总宽度为 B=120铲宽度为60 铲刃夹角 选择挖掘铲刃夹角的值时，必须考虑杂草和茎秆都能滑离铲刃，使茎秆滑离刃口的受力如所示，它必须满足下列不等式 : 11111 式