多功能排种器实验台的设计【通过答辩毕业论文+CAD图纸】

全套设计（图纸）加 401339828 专业论文设计图纸资料在线提供，优质质量，答辩无忧 摘 要 文章开头介绍了先进排种器试验台对于 了解和掌握现有精播排种器的技术性能 ，研究和研制 新一代高性能播种机的重要性， 本设计介绍了一种新型排种器试验台机械结构与电气部分的参数设计计算方法，以及电气设备的选用依据：并给出了总体结构配置图。排种器试验台的结构可在试验中模拟各种精密排种器高速作业状态，并达到精确测量种子粒距的目的。 本设计系统地介绍了该排种器试验台的设计过程和方法，并在计算过程中插入了一些简图，更有利于理解。在设计的每一过程中采取严谨的态度，以保证各数据的精确性。 关键字： 农业工程；排种器试验台； 设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 of of as as in of is in is to in 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 目 录 1 绪论 . 1 2 工作原理及总体结构 . 2 作原理 . 2 体结构 . 2 3 主要工作部件参数的设计 . 3 床长度的确定 . 3 床带前进速度的确定 . 3 种盘转速的调整范围 . 3 床带传送装置驱动电机功率的确定 . 3 4 设计传动系统 . 5 级皮带传动的设计 . 5 级皮带传动的设计 . 9 . 12 的材料 . 12 的结构设计 . 13 一传动轴（电动机与输送装置相连的轴）的设计 . 13 二传动轴的设计 . 17 三传动轴的设计 . 18 . 22 参考文献 . 23 致 谢 . 24 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 1 绪论 多功能精量排种器能对油菜、谷子、芝麻、苜蓿、胡麻、小麦、高粱、绿豆、番茄、玉米、大豆、棉花、油葵等小、中、大粒作物进行精量和常量播种。排种精度高、结构简单、性能可靠，便于在多种播种机上配套安装，提高播种器的性能。是技术人员一直追求的目标。排种器是播种机的核心部件之一。排种器排种质量的好坏直接关系到播种质量的好坏。影响精密播种机播种质量的因素很多，但主要取决于排种器的排种性能。因此国内外在如何提高排种器的性能方面作了大量的研究工作并取得了较大进展。为了了 解和掌握现有精播排种器的技术性能，为我国进一步研制推广精播机提供设计依据，必须加大对排种器试验台的研究和开发， 排种器实验台是播种机研发所使用的主要手段，是快速产生新一代高性能播种机必不可少的实验设备 。 2 工作原理及总体结构 作原理 在田间测试播种机性能时，排种器随拖拉机向前进方向移动。排种器试验台买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 正好相反，它是用输送带做种床，并模拟播种机的田间作业速度进行运动，排种器在实验时固定不动，输送带（种床）相对于排种器运动。这样，就使播种机相对地面的运动转变为地面相对 于播种机的运动。从相对运动的概念来说，是一个参考坐标系转换问题，其效果是一样的。排种器在固定位置把种子排在喷上油层的输送带上，种子被油层黏住，然后对种床带上的排种情况进行实时摄录和处理，从而测得种子粒距，达到检测排种均匀性等各项指标的目的。 体结构 试验台总体结构如图 2要有台架，种床带装置，排种器安装架装 置 ,以及 5宽不一的铁板。 型带输送带传动系统机架电动机排种器图 2 试验台总体结构简图 3 主 要工作部件参数的设计 床长度的确定 考虑到被排种器实验台采用视觉方法测得粒距，有时希望还能从种床带上直观地观察一小段排种实况，而种床带刹车后还会运行一段距离，因此，把种床带有效长度定为 时该种床带的类型为普通橡胶输送带，胶布层数买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 为三层，上胶 +下胶厚度为 m。 床带前进速度的确定 当前，国内外的 当前，国内外的中耕作物精播机作业速度一般都在 5 8km/分先进的气力式播种机可达 10 12km/h。一般说来，速度超过 10km/h，播种质量就有明显下降的趋势且试验标准要求，播种机试验前进速度为 m/s（ h）。排种器试验台的设计，除了满足现有播种机的实际速度要求之外，还应提高其测试范围，从而种床带前进速度确定为 h。 种盘转速的调整范围 从现有国内外先进的中耕作物精播机的作业速度来看，其前进速度在12km/对应的排种盘转速一般在 20 200r/间。所以，本试验台排种盘转速调试范围为 15 200r/ 床带传送装置驱动电机功率的确定 从结构上看，本排种器试验台的种床带传送装置是属于皮带输送机，工作时，种床带处于匀速滑动状态，因此可粗略计算驱动种床带传送装置平移运动所做的功，来确定驱动电机功率。 1为： *f=中， G 种床带总质量， G=f 橡胶带与钢的动摩擦系数， f=1为： 1*R=中 R 滚筒半径， R=m： m/2020/(192r/中。 种床带最大前进速度 h P=（ m） /9550=92、 9550=0为： 1/i=中 i 电机与滚筒传动比， i=2 n： n=Nm*i=2*192=384r/机频率范围内大部分处于恒功率工作状态，则电机额定功率 0*n/9550=(84)/9550=个排种器的排种盘转动所需转矩最大买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 约为 1 为： 3/中。 排种盘所需最大转 矩， 电机与排种器轴传动比， *P*N， m*M/60=中， N， m 拍中盘最高转速，且为 200r/=1=此，选取 电磁调速电动机，电动机的功率为 量为 100速范围为： 1201200r/系列电动机式一种交流无级变速电动机，它由笼式异步电动机，电磁转差离合器所组成，与控制器配合后，可在规定的负载下 和转速范围内能均匀地，连续地无级调速，并能输出额定的转速。因此，适用于该排种器试验台使用。 4 设计传动系统 级皮带传动的设计 由前已知该电机于滚筒的传动比为 2，即 i=式 为384r/滚筒的转速，且为 192r/下是设计时所要用到的表： 表 4基准直径系列 D（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 型号 Y Z A B C D E 最小基准直径0 50 75 125 200 355 500 基准直径系列 D 20， 25， 28， 40， 50， 56， 63， 71， 75， 80， 85，90， 95， 100， 106， 112， 118， 125， 132， 140， 150， 160，170， 180， 200， 212， 224， 236， 250 265， 280， 300， 315， 355， 375， 400， 425， 450， 475， 500，530 560， 600， 630， 670， 710， 750， 800， 900， 1000 表 4单根普通 V带 i 1时传动功率的增量 P0(型号 传动比 i 小带轮转速 r/ 400 730 800 980 1200 1460 1600 2000 2400 2800 3200 A 2 2 4特定条件下单根普通 0（ 型号 小带轮基准直径 小带轮转速 (r/400 730 800 980 1200 1460 1600 2000 2400 2800 3200 A 75 0 00 25 60 4普通 型号 Y Z A B C D E 顶宽 b(宽 度 h(角 a 400 单位长度质量 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 q（ kg/m） 表 4包角系数 c 由表可查得：工作情况系数 ： Pc=带型号 根据 84r/确定选用 1和 由查表可取 0 =1%，由式得： D2=n1/1*(1=2*90*2=180 大带轮转速： n2=1*(1（ 384*90*， 合适。 带的根数 Z： 因为该传动装置的传动比 i=2,由查表得 查表得 l=由式： Z=( ( Z=4. q： 由表查得 q=m,由式得单根 0： 包角800 1700 1600 1500 1400 1300 1200 1100 1000 900 800 700 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 (500*Z*V*( q*V*V =500* 4*（ +用在带轮轴上的压力为： *Z* /2)=2*4*)=皮带传动的简图为下 图 2： 轮1 轮2图 4皮带传动 1 的简图 结构工艺性好；无过大的铸造内应力；质量分布均匀，转速高时要经过动平衡；轮槽工作面粗糙度要合适，以减少带的磨损；轮槽尺寸和槽面角应保持一定的精度，以使载荷分布较为均匀等。 带轮的材料主要是铸铁，常用材料牌号为为 5m/s，速度更高时，可采用铸钢或钢板冲压后焊接；小功率时可用铸造铝合金或工程塑料。 铸铁 心式，腹板式，孔板式和轮辐 式。基准直径 D（ ） d（ d 为轴的直径， ，可采用实心式； D 300采用腹板式（当 100采用孔板式）； D300采用轮辐式。 。由于 面变形使其锲角变小。为保证胶带和带轮工作面的良好接触，一般应适当减小轮槽槽角。 带轮的结 构设计，主要是根据带轮的基准直径选择结构形式；根据带的截型确定轮槽尺寸；带轮的其它结构尺寸可参照图所列经验公式计算。确定了带轮各部分尺寸后，即可绘制出零件图，并按工艺要求注出相应的技术条件等。由于强度均较富裕，所以无需进行强度计算。 经验公式： )d,d 为轴的直径， D1+ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 903 /C=(1/71/4)B L=()d,当 合适 带根数 Z： 有前已知轮的传动比 i=2, 且有表查得： 再由表查得： 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 有式可得： Z=( =(=相关规定取 Z=1. q: 有表查得 q=m,由式得单根 (500*Z*V*( q*V*V =500*用在带轮轴上的压力为： *Z* /2) =2*1*) = 有前已知，该传动系统的 轮材料为 中小轮的各项数据： Z=1， P=d=30式可得出其各数据， B=（ e+2f=(115+2*10=20=75+25+2*此设计出的小轮为下面图 4 图 4在该传动系统中，与此小轮相配合的大轮的结构和各项数据也可由相关的知识计算出来，在此就不多说了。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 的材料 主要是碳钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件，有的则直接用圆钢。 由于碳钢比合金钢价廉，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学热处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，故采用碳钢制造轴尤为广泛，其中最常见的 是 45钢。 合金钢比碳钢具有更高的机械性能和更好的淬火性能。因此，在传递大动力，并要求减小尺寸与质量，提高轴颈的耐磨性，以及处于高温或低温条件下工作的轴，常采用合金钢。 必须指出：在一般工作温度下（低于 200），各种碳钢和合金钢的弹性模量均相差不多。因此在选择钢的种类和决定钢的热处理方法时，所根据的是强度与耐磨性，而不是轴的弯曲或扭曲刚度。但也应当注意，在既定条件下，有时也可选择强度较低的钢材，而用适当增大轴的截面面积的办法来提高轴的刚度。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 各种热处理（高频淬火 氮化 及表现强化处理（如喷 丸 对提高轴的抗疲劳强度都有着显著的效果。 高强度铸铁和球墨铸铁容易做成复杂的形状，且具有价廉 及对应力集中的敏感性较低等优点，可用于制造外形复杂的轴。 下表 5 表 5轴的常用材料及其主要机械性能 材料牌号 热处理 毛坯直径（ 硬度（ 抗拉强度极限 b 屈服强度极限 s 弯曲疲劳极限 切疲劳极限 注 （ 热轧或锻后空冷 100 400420 225 170 105 用于不重要及受载荷不大的轴 100250 375390 215 45 正火 100 170217 590 295 255 140 应用最广泛 回火 100300 162217 570 285 245 135 调质 200 217255 640 355 275 155 因此，结合各方面的情况，我们可选择 45钢作为轴的 材料 轴的 结构主要取决于以下因素：轴在机器中的安装位置及形式；轴上安装的零件的类型 数量以及和轴连接的方法；载荷的性质 的加工工艺等。 动机与输送装置相连的轴）的设计 选择轴的材料为 45钢 ，其机械性能由上表可查得： -1b=60 b=640 75 552，转矩 若取带传动的效率 1=： 0* 1 =速 92r/ 所以 550000*P2/9550000*92=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 表 5几种轴的材料的 T和 轴的材料 0 15 45 4050 T 1220 1225 2030 3040 4052 C 160135 148125 135118 118107 10798 表 5与圆角半径 直径 d 610 1018 1830 3050 5080 80120 120180 5轴的许用弯曲应力（ 材料 b +1b 0b -1b 碳钢 400 130 70 40 500 170 75 45 600 200 95 55 700 230 110 65 根据表 13，选取 C=122, t的系数。*3 2/2 1123 192/ 1）拟定轴上零件的装配方案 轴上零件的装配方案对轴的结构形式起着决定性的作用。现拟出装配方案下： B 的装配方案 2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 已确定轴的最小直径为 可设， 0端用轴端挡圈定位，接轴端直径，取挡圈直径为 33手册可确定当输送带宽为 400筒的长度可确定为 450 50于考虑到用套筒对两带轮进行轴向定位，初步设计该套筒长度为 l=32径为 30径为45于 0由皮带轮的相关知识得出带轮的宽度 B=20， 2为此轴是阶梯轴买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 设计，因此在两带轮中间设计一个轴肩，根据要求，此轴肩高度 肩处的过渡圆的半径为 1此初步设计 5皮带轮的相关知识可设计出该带轮的宽度 B=65此初步设计 轴的长度为 65轴段与下一个轴段的连接处设计一个轴肩，查表可知该轴肩高度为 关过渡圆半径为 步设计 0度为 40段与轴承座连接处的轴肩的高度由查相关表可知为 3关的过渡圆半径为 此 V 5该轴段使用套筒进行滚筒的轴向定位，该套筒的长度可初步设计为 径为 45径为 套筒与滚筒连接处设计一个轴肩，由查表可得 该轴肩高度为4渡圆的半径为 V 0 4面已知 50轴段与下一个轴段的连接处设计一个轴肩，以利于滚筒的轴向定位，由查相关表，该轴肩的高度可设计为 4渡圆半径为 ， 轴的直径可初步设计为 62度可设计为 10轴段与下一个轴段的连接处设计一个轴肩，查相关表可把该轴肩高度设计为 6渡圆半径为 2 I8度为 20段轴与下一个段轴的连接处设计一个轴肩，该轴肩的高度为 关过渡圆半径为 为 3）初步选择滚动轴承 。 因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用角接触球轴承，参照工作要求并根据 5轴承产品目录中初步选取 0基本游隙组，标准精度级的角接触球轴承 46209，右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。由手册上查得 46209型轴承的定位轴肩高度 h=以 9 至此，已初步确定了轴的各 段直径和长度。 4）轴上零件的周向定位 皮带轮，滚筒与轴的周向定位均采用平键联接。按 h=16*10( 79)，键槽用键槽铣刀加工，长为 85准键长见 79），同时为了保证滚筒与轴配合有良好的对中性，故选择滚筒与轴的配合为 H7/样，右端第一个带轮与轴的联接，选用平键 b*h*l=10*8*15,带轮与轴的配合为 H7/二个带轮与轴的联接，选用平键 b*h*l=10*8*45，带轮与轴的配合为 H7/动轴承与轴的周向 定位是借过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为 5）确定轴上圆角和倒角尺寸 参考表 5取轴端倒角为 2*450 ，各轴肩处的圆角半径见图 5 。 6）求轴上的载荷 首先根据轴的结构（图 5出轴的计算简图（ 5在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取 此，作为简支梁的轴的支撑跨距，根据轴的计买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 算简图作出轴的弯矩图，扭矩图和计算弯矩图， 从轴的结构图和计算弯矩图中可以看出截面 3 3处的计算弯矩最大，是轴的危险截面。截面 3 3处的各相关数据计算如下 。 7）按弯扭合成应力校核轴的强度 画受力简图（如图 5 画轴空间受力简图 5 图 5空间受力简图 图中 知 nA=92r/550000*PA/550000*92=550000*PB/550000*92=受力情况看出，轴在 截面上的扭矩是不相等的，现在用截面法，根据平衡方程计算各段内的扭矩，在 1上的扭矩，并任意地把 平衡方程： A+1625+ 表示截面 4 4上的扭矩，并任意地把 方向假设为如上图所示，由平衡方程： ，所以： 矩图如下： 图 5由静力平衡可得： C=B 1+3)+ 3） 由以上已知： 39252N， 12N 所以可求出： 335N， 199N 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 因此： 在截面 1 1处的弯矩 D*489，扭矩 *24面 1 1处的弯曲应力 1=1 =(335*489*32)/(43)=在截面 2 2处的弯 矩 D*(489+50)=335*539=180， 5， *2=53/32=8942面 2 2处的弯曲应力 2=2=180565/8942= 截面 3 3处的弯矩 D*（ 489+50+=335*53= *2=53/32=截面 3 3处的弯曲应力 3=3=截面 4 4处的弯矩 B*0 *2=截面 4 4处的弯曲应力 4=4=45594/显 3 2 4 1即截面 3 3是最危险的 作出弯矩图： 图 5矩图 计算当量弯矩： 2+(=16252,所以 校核轴的强度： 已知轴的当量弯矩后，即可针对某些危险截面作强度校核计算，通常只校核轴上承受最 大计算弯矩的截面（即危险截面 3 3）的强度，则由以上数据可得 : M 3=217013/ -1b=60 5钢的许用弯曲应力，故此轴安全。 绘制轴的工作图，见下 图 5文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 F - - 2 . 未 注 明 倒 角 为 1 x 4 5 技 术 要 求1 . 调 质 2 2 0 2 5 0 H B S?24?22,5 ?31?22,5 ?20?15+7+ 05225 20 5 55,981,2522,590,二传动轴的设计 为了使输送带保持水平运动状态，该轴的设计在外形和大小与主动轴的外形和大小大致一样，过程如下： 轴上零件的装配方案对轴的结构形式起着决定性的作用，现拟出该轴的装配方案， 如下图 5 轴的装配图 相应轴肩高度也相同，过渡圆半径大小相同，技术要求也一样。 三传动轴的设计 选择轴的材料为 45钢，经调质处理，其机械性能由表查得： -1b=60 b=640 75 552. 轴所传递的功率为 速 矩 取轴承效率为 带传动效率为 ： =是： 550000*T3/9550000* 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 先按式初步估算轴的最小直径，其中 C=112， t的系数。 *3 3/3 =112 3 =入轴的最小直径显然是安装在轴承端盖右端的皮带轮处 1）拟定轴上零件的装配方案 轴上零件的装配方案对轴的结构形式起着决定性的作用，现拟出一种装配方案，如下图： 图 5的装配图 2） 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 已确定轴的最小直径为 初步设计轴的最小直径为 300段轴与皮带轮配合，由皮带 轮的相关知识可得出皮带轮的宽度为20该段轴的长度可设计为 200了满足皮带轮的轴向定位要求， 段左端需制出一轴肩，该轴肩高度为 渡圆的半径为 1端用轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径 D=33于轴肩等原因， V 5度可初步设计为 137轴段与 肩高度为 渡圆半径为 轴段与轴承端盖配合，由此， 0度 可设计为 50段轴的左端制出一轴肩以利于定位，该轴肩高度为 3渡圆直径为 此该段轴的长度与主动轴的相应段轴的长度一样，为 450的直径初步设计为 48段轴的左端采用轴肩进行轴向定位，因此在该段轴的左端制出一轴肩，该轴肩高度为 应过渡圆半径为 6轴长可初步设计为 10I 轴的直径初步设计为 48度为 21段轴的左端需制出一轴肩，以用于滚动轴承的轴向定位 。由于 此该轴径设计为 40 3） 初步选择滚动轴承 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用角接触球轴承。参照工作要求并根据 0轴承产品目录中初步选取 0基本游隙组，标准精度级的角接触球轴承 46208，其尺寸为 d*D*B=40*80*18，故 8端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。 至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。 4）轴上零件的周向定位 滚筒 8手册查得平键截面 b*h=14*9( 79)，键槽用键槽铣刀加工，同时为了保证滚筒与轴配合有良好的对中性，故选择滚筒与轴的配合为 H7/样，皮带轮与轴的联接选用平键为 8*7*15，皮带轮与轴的配合为 H7/处选轴的直径尺寸公差为 5） 确定轴上圆角和倒角尺寸 参考表 轴端倒角为 1 6） 首先根据轴的结构作出轴的计算简图。 在确定轴承的支点位置时，应从手册中查取 据轴的计算简图作出轴的弯矩图 画空间受力简图 图 5空间受力简图 由前已计算得： C=612N， 47静力平衡可得： B=B*C(2) 则： B=612 B=612*（ 147+ 则： 计算以上各截面的弯矩即截面 1 1， 2 2， 3 3的弯矩 在截面 1 1处的弯矩 A*489 ，扭矩 *d 13 /32， 8 1处的弯曲应力 1=(89*32)/(83)=截面 2 2处的弯矩 0） =0矩 *d 23/32=03/32=6280面 2 2处的弯曲应力 2=2=280 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 在截面 3 3处的弯矩 A*（ 0+147） =0矩 *d 33/32=03/32=面 3 3处的弯曲应力 3=3=此可知截面 3 3是最危险的 ,作出扭矩图和弯矩图： 图 5图 5矩图 根据已作出的弯矩图和扭矩图，求出计算弯矩图 2+( =87582 所以： 校核轴的强度 已知轴的 计算弯矩后即可针对某些危险截面作强度校核计算，通常只校核轴上承受最大计算弯矩的截面的强度，即截面 3 3 的强度。 则由以上数值可得： M 3=117892/ -1b=60安全 绘制轴的工作图。见下图：买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 技 术 要 求1 . 调 质 H B 未 注 明 过 渡 圆 R = 0 . 8F - - 5三传动轴的工作图 我的毕业设计课题是：多功能试验台的设计。这是一个关于系统整体设计的毕业设计， 在往界的毕业设计中还未曾有过该类的设计，另外，该设计的重点是各轴和整体传动系统的设计，排种器和输送带的性能的各数据是该设计的关键，其中排种器的各数据是经验值，由于缺乏必要的数据，工作停顿了段时间，通过多种渠道，终于查询到一篇研究所的实验报告，其中有排种器的相关数据，经过一段时间的不懈努力，设计工作基本完成。 在设计过程中，一方面我深感自己知识的 贫乏和平时锻炼的重要性，深刻领会到实践与理论的差异性；另一方面，通过这次独立的设计，更加坚定了继续努力学习的信念，深深体会到理论与实践的有机结合是学习和掌握知识的重 要途径，同时也是搞好教学的重要环节。在整个毕业设计过程中，使我提高了独立思考问题和解决实际问题的能力。在整