稻田搅浆平地机械设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 由于我国土地形状复杂，类型繁多，且纬度跨越大，故我国各省的农业机械各有差异，其现代化程度不同。我省土地类型主要以丘陵为主，但又是以水稻为主要粮食的地区。无法适用于大规模的生产，但又是水田，泥泞土地的作业有一定的难度。本文基于机械设计和相关的理论研究，利用减速箱，单片机和液压装置设计了一台水田平地机。由于本人能力有限，此文只着重设计了其传动装置与平地的液压装置。此次设计的水田平地机特点是结构简单，受力均匀，运行平稳，工作效率高。 关键词： 水田平地机 ；耕整机 ；手推 ；液压系统设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 to of in of I in as of be to a a of is on on to of a of my is on of of of is of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘要 . . 前言 . 1 绪论 . 水田平地机在国内外的发展和使用 . 设计水田平地机的意义 . 作品的结构特点与优势 . 2 水田平地机的方案选择 . 3 柴油机的选择 . 4 减速箱的设计 . 减速箱的传动比分配 . 计算传动装置的运动和动力参数 . 设计 . 齿轮的设计 . 轴的设计 . 11 高速大齿轮及带轮的设计 . 22 5 液压系统的设计及整体方案的确定 . 24 确定液压系统的压力和流量 . 24 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 液压缸主要尺寸的确定 . 24 各主要液压器件选择及其工作原理 . 25 其他 . 27 6 润滑方式的确定以及其它的一些要求 . 30 7 总结 . 31 参考文献 . 32 致谢 . 33 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 前 言 稻田搅浆平地机是我省广泛采用的主要水田平地机械，手推式搅浆平地机 适应了我省山丘为主的主要地形形式，并且也满足了耕地的主要作业要求。稻田搅浆平地机之所以有广泛的辅助作业能力，是由于它能完成 360度运动。他们可以单独进行，也可以组合进行。本次研究的是一款能在我省水田中平地搅浆的机械，作业后疏松、平整的土壤更加利于之后的播种以及收割。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪论 水田平地机在国内外的发展和使用 随着高新技术的发展及在工程机械产品上的应用，以现代微电子技术为代表的高科技正越来越普遍地用来改造工程机械产品的传统结构。成熟技术的移植应用已大大促进了平地机综合技术水平的进一步提高 。在满足新的技术要求前提下选择合理的价位，适应不同档次的用户需求是目前平地机的发展方面。中国市场与国外市场不同，国外发达国家的农业现代化基本已经形成，平地机的市场走势处于低谷，而中国平地机市场刚刚开始启动，另一方面中国是发展中国家，经济实力等远远落后于发达国家，多种因素决定了现阶段的中国市场对平地机不需要很高的技术含量和高的配置，只要具有同样的作业功能和较好的可靠性，具有性能价格比的优势，就会有高的市场份额。近年来，国外平地机之所以从中国市场逐步退出不是因为国外产品的技术水平不高，而是价位太高。进口机的价位 约是国产同类机型的 3倍以上。因此，国产平地机必须在保持或略高于原同类机型价位的基础上，尽量提高整机的可靠性和操作舒适性来适应中国的市场。 从技术发展角度考虑，中国平地机的发展，依然要跟踪国际领先水平。展望迅速发展的中国市场，加入 0 后国内市场国际化的趋势日趋明显。参与国际交换和分工，充分利用国际先进的配套资源和科学技术，实现技术资源的优化配置，成为国内平地机制造业发展的必经之路。中国平地机技术发展的基本特征应是：高、中、低档产品并存。广泛使用新材料、新工艺，提高制造工艺水平，提高产品的可靠性和寿命 ，这是国产平地机的发展趋势。 设计水田平地机的意义 随着我国现代化建设事业的迅速发展，农业现代化的建设越来越紧迫。但由于我国土地形状复杂，类型繁多，且纬度跨越大，故我国各省的农业机械各有差异，其现代化程度不同。我省土地类型主要以丘陵为主，但又是以水稻为主要粮食的地区。无法适用于大规模的生产，但又是水田，泥泞土地的作业有一定的难度。因此我省水田对平地类型的机械有一定的要求。使用方便，外形较小，移动方便是我省现阶段水田平地机的研究意义。 作品的结构特点与优势 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 1）通过小型 柴油机作为动力源，具有小型水田也能快速工作的特点 2）体积小、质量轻、结构简单、操作方便、保养方便、成本低廉，无废气及噪音等污染。 3) 平地的高度可在 20 60向 100200,质量 400料由 45钢制作）； 4)前轮采用双轮耕整机构，具有良好的导向性，后面的平地船通过铰链与行走机构相连，可以大幅度拐弯。 5) 平地的效果较理想，且成本低，是小面积平地的首选产品。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 2 水田平地机的方案选择 据本次设计要求 ： 设计出一台水田平地机，由现有双轮耕整机牵引，工作部件平地船通过振动、对土壤挤压，刮平、推送，实现水田中土壤的平整。经参考众多农机类型，我设计了如图 1所示双轮拖挂式水田平地机。 柴油机为动力源，经过 V 带传动将功率传给减速器，经历两级减速后又利用 V 带传动将功率传递给行走的双轮，双轮拖动平地船在水田上行走，平地船与拖拉机具采用三点悬挂方式连接，三点悬挂装置的两个提升杆改用两个双作用油缸，其动作可分别控制，以实现平地具左右两侧提升和下降的独立控制，保证平地机具始终处于水平位置工作。悬挂点以铰链连接，人站在平地船上 通过手柄掌控方向。液压控制系统控制平底船左右水平。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 3 柴油机的选择 有常识得知：正常成年人的移动速度为 5km/h，考虑安全问题取v=4km/h=水田耕整作业： nn 1） 式中： 耕宽，取 100cm 耕深， 取 10K 土壤比阻，根据资料取 以1 型柴油机 6 液压装置 图 1 总装配简图 过对家乡柴油机的使用情况了解， 175F 1 型柴油发动机的使用率特 别广，它是最适合本地环境状况与交通状况的柴油机，它能满足轻小型农业机构的要求，故本次研究以龙舟 动力源驱动。其规格如图 2 所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 图 2 柴油机铭牌 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 4 减速箱的设计 减速箱的传动比分配 图 3 传动装置示意图 of 常识，取 170重取 70臂抬起高度 h=800油机高 500了让人前方视野开阔，取双轮半径 r=500n= 确定传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比： 0 0 轮总 1） 分配传动比：取 取 21 3.1 经计算 i i 注：带1i 为高速级传动比， 2i 为低速级传动比。 计算传动装置的运动和动力参数 将传动装置各轴由高速到低速依次定为 1轴、 2轴、 3轴、 4轴 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 0 1 1 2 2 3 3 4, , , 依次为电机与轴 1，轴 1与轴 2，轴 2与轴 3，轴 3与轴 4，之间的传动效率。 （ 1）各轴转速： m m 带 （ 2） m 8 6 0 0m 带 （ 2） m i n/ 6 0 0n m 带 （ 2） （ 2）各轴输入功率： 1 0 1 3 . 6 7 0 . 9 6 3 . 5 2dp p k W 2 1 1 2 0 1 1 2 3 . 6 7 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 6 3 . 2 1dp p p k W 3 2 2 3 0 1 1 2 2 3 3 . 6 7 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 6 3 . 0 5dp p p k W 4 3 3 4 0 1 1 2 2 3 3 4 3 . 6 7 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 9 3 3dp p p k W （ 3） 各轴输入转矩： 0 5 09 5 5 0（ 2） d 带 d 各轴动力参数结果如下表： 表 1 各轴动力参数 名 输入功率 P 出功率 P 入转矩 T 出转矩 T 速 r/油机轴 600 高速轴 52 中间轴 84 低速轴 设计 V 带 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 (1)确定 查机械设计手册2053K 则 根据 4.4,由机械设计2053择 带， 1 125d 。 1212 1 3 . 0 5 1 2 5 0 . 9 8 3 7 3 . 6 3 （ 3） 取 2 375d 。 为带传动的滑动率 。 （ 2）验算带速： v 600125100060 带速在 范围内，合适。 (3)取 a： 初步选取中心距 a： 7 5 0)3 7 51 2 5( o，取 0 750a 。 所以： )(2221221 （ 3） 查资料取 2500么实际中心距： 72 验算小带轮包角 ： 211 8 0 5 7 . 3 1 6 3 1 2 0 。 （ 4） 求 ： 00 K K （ 5） 根据内插值法得 38.1 C F 09.1 由内插值法得 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 959.0 a F 9 5 K 0 Z c（ 6） 取 Z=3根。 （ 4）求作用在带轮轴上的压力 有 q=m，单根 220 500 2 . 5 5 0 0 4 . 4 2 . 5( 1 ) ( 1 ) 0 . 1 0 6 . 2 8 1 9 0 . 93 6 . 2 8 0 . 9 5 9q v Nz v K （ 6） 作用在 轴上压力： 0 1632 s i n 2 3 1 9 0 . 9 s i n 1 1 3 2 . 822 F N 齿轮的设计 速齿轮的设计 （ 1）材料：高速级小齿轮选用 45 钢调质，齿面硬度为 250速级大齿轮选用 45钢正火，齿面硬度为 220 （ 2）查机械设计表 11 550H M 540H M 。 又由表 11 。 故 M p aM p 0 0 1l i M p aM p 2l i 。 查机械设计第 168页表 11001 502 。 故 M p aM p 1l i M p aM p 1 0 2l i 。 （ 3）按齿面接触强度设计： 9级精度制造，取载荷系数 ，取齿宽系数 4.0a计算中心距：由机械设计第 165页 式 11 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 5231121 考虑高速级大齿轮与低速级大齿轮相差不大取 210a 则 168221 91 Z 1392 Z 实际传动比 ： 传动比误差： %5% 。 齿宽： 842 b 901 b 高速级大齿轮： 842 b 1392 Z 高速级小齿轮： 901 b 291 Z （ 4）验算轮齿弯曲强度： 根据机械设计第 167页表 111 2 按最小齿宽 2 84b 计算： 1113222 2 1 . 2 1 0 6 . 9 2 . 6 1 0 4 3 . 58 4 2 . 5 2 9 Y M p ab m Z （ 7） 22 1 213 6 . 8 p 所以安全。 （ 5）齿轮的圆周速度： 29100060 11 查课本第 162页表 11选用 9级的的精度是合适的。 低速级大小齿轮的设计 材料：低速级小齿轮选 用 45 钢调质，齿面硬度为 250速级大齿选用 45 钢正火，齿面硬度为 220 查机械设计第 166页表 11 550H M 540H M 。 查机械设计第 165页表 11 。 故 M p aM p 0 0 1l i M p aM p 4l i 查课本第 168页表 11得： 200F M 150F M 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 故 M p aM p 3l i M p aM p 1 0 4l i 。 按齿面接触强度设计： 9 级精度制造，查课本第 164 页表 11：载荷系数 ，取齿宽系数 计算中心距： 由课本第 165页式 11 5232222 （ 6） 取 250a 4m 则 34 2 125m 取 3 27Z 4 98Z 计算传动比误差： 98 3 . 5 627 1 0 0 % 1 . 9 % 5 %3 . 5 6 齿宽： 0 . 5 2 5 0 1 2 5 则取 4 125b 34 5 1 0 1 3 0 低速级大齿轮： 4 125b 4 98Z 低速级小齿轮： 3 130b 3 27Z 验算轮齿弯曲强度：查课本第 167页表 113 4 按最小齿宽 4 125b 计算： 333333222 2 1 . 2 1 5 9 1 . 5 2 . 6 5 1 0 4 7 . 91 2 5 4 2 7 Y M p ab m Z （ 8） 42 3 434 0 . 7 p 安全。 齿轮的圆周速度： 32 2 7 4 6 8 0 . 1 2 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0m s 查机械设计教材第 162页表 11级的的精度是合适的。 的设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 高速轴的设计与校核 （ 1）材料：选用 45 号钢调质处理。查机械设计第 230页表 14 35 C=100。 （ 2）各轴段直径的确定：根据机械设计课本第 230页式 14 1m i . 5 21 0 0 2 2 . 43 1 4 . 8n （ 9） 又因为装小带轮的电动机轴径 38d ，又因为高速轴第一段轴径装配大带轮， 1 0 8d 所以取 1 36d 。 0。 2 40d 因为大带轮要靠轴肩定位，且还要配合密封圈，所以根据机械设计手册手册 85 页表 7 40d ， L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。 3d 段装配轴承且 32，所以由表 6 45d 。选用 6009轴承。 + 3 +2=16+10+2=28。 4d 段主要是定位轴承，取 4 50d 。 5d 装配齿轮段直径：判断是不是作成 齿轮轴： 4 1 2 . 52t m 查机械设计手册 51页表 4 e= 6d 段装配轴承所以 6345 8。 校核该轴和轴承： 3 11 6 作用在齿轮上的圆周力为： 11 径向力为 2 9 8 4 2 0 1 0 7 3 t g t g N 作用在轴 1带轮上的外力： 1 1 3 2 N 求垂直面的支反力： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 2112211 1 0 7 3 8 0 07 3 2 1 1 （ 10） 21 1 0 7 3 8 0 0 2 7 3V r F N 求垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图： 322 2 7 3 2 1 1 1 0 5 7 . 6 .a v l N m 311 8 0 0 7 3 1 0 5 7 . 4 .a v l N m 求水平面的支承力： 由 1 1 2 2()l l F l得 2112211 2 9 4 8 2 1 9 77 3 2 1 1 N 21 2 9 4 8 2 1 9 7 7 5 1H t F N 求并绘制水平面弯矩图： 311 2 1 9 7 7 3 1 0 1 5 8 . 2 l N m 322 7 5 1 2 1 1 1 0 1 5 8 . 4 l N m 求 31129 6 1 1 3 2 . 8 3 8 4 . 37 3 2 1 1 21 3 8 4 . 3 1 1 3 2 . 8 1 5 1 7 . 1 F N 求并绘制 323 1 1 3 2 . 8 9 6 1 0 1 0 8 . 7 l N 311 3 8 4 . 3 7 3 1 0 2 7 . 7a F l N F在 311 3 8 4 . 3 7 3 1 0 2 7 . 7a F l N m 求合成弯矩图： 考虑最不利的情况，把 22av 直接相加。 2 2 2 22 7 . 7 5 7 . 6 1 5 8 . 2 1 9 6 . 1 .a a F a V a M M N m 2 2 2 22 7 . 7 5 7 . 4 1 5 8 . 4 1 9 6 . 2 .a a F a V a M M N m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 求危险截面当量弯矩： 从图可见， 当量弯矩为：（取折合系数 ） e 2220 （ 11） 计算危险截面处轴的直径： 因为材料选择 #45 调质，则 650B M ，许用弯曲应力 1 60b M ，则有： 33312 0 6 . 4 1 0 3 2 . 50 . 1 0 . 1 6 0e m m （ 12） 因为 54 50ad d d m m d ，所以该轴是安全的。 弯矩及轴的受力分析图 轴1图 4 高速的 弯矩及受力分析图 of 3）键的设计与校核 : 根据 113 6 , 1 0 6 . 9，确定 考机械设计教材表 10于 1 36d 在30 38 范围内，故 1d 轴段上采用键 ： 10 8 , 采用 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 键校核 . 为 0 综合考虑取 l =50 得 314 4 1 0 6 . 9 1 0 3 7 . 1 3 6 8 5 0 1 0 p a pd l h （ 13） 查课本 155页表 10 50 60b 所选键为： : 1 0 8 5 0b h l 中间轴的设计与校核 （ 1）材料： 选用 45 号钢调质处理。查机械设计课本第 230 页表 14 35 C=100。 故 2m i n 233 3 . 2 11 0 0 3 6 . 168n （ 14） 1d 段要装配轴承，所以查手册第 9页表 1 40d ，查手册 62页表 6208轴承， + 3 + 2 +(2 3)=18+10+10+2=40。 2d 装配低速级小齿轮，且 21取 2 45d ， 28，因为要比齿轮孔长度少 23。 3d 段主要是定位高速级大齿轮，所以取 3 60d ， 4 =10。 4d 装配高速级大齿轮，取 4 45d 42。 5d 段要装配轴承，所以查手册第 9页表 1 45d ，查手册 62页表 6208轴承， + 3 + 2 +3+（ 2 3） =18+10+10+2=43。 （ 2）校核该轴和轴承： 4 17 4 作用在 2、 3齿轮上的圆周力： 32222 2 4 7 0 . 3 1 0 27071 3 9 2 . 5 径向力： 22 2 7 0 7 2 0 9 8 5 t g t g N 33 8 7 0 9 2 0 3 1 6 9 t g t g N 求垂直面的支反力 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 3 3 2 2 311 2 3() 9 8 5 (1 1 7 9 4 ) 3 1 6 9 9 4 3167 4 1 1 7 9 4l F l l l 2 3 1 2 3 1 6 9 3 1 6 9 8 5 2 5 0 0V r V F F N 计算垂直弯矩 ： 311 3 1 6 7 4 1 0 2 3 . 9 m l N m 31 1 2 2 2( ) 3 1 6 ( 7 4 1 1 7 ) 9 8 5 1 1 7 1 0 5 3 . 5 n V l l F l N m 求水平面的支承力： 3 3 2 2 31 1 2 3() 8 7 0 9 9 4 2 7 0 7 2 1 1 45867 4 1 1 7 9 4l F l l l 2 2 3 1 2 7 0 7 8 7 0 9 4 5 8 6 6 8 3 0H t t F F N 计算、绘制水平面弯矩图： 311 4 5 8 6 7 4 1 0 3 2 3 m l N m 32 1 2 3 2( ) 6 8 3 0 ( 7 4 1 1 7 ) 8 7 0 9 1 1 7 1 0 2 9 5 n H l l F l N m 求合成弯矩图，按最不利情况考虑： 2 2 2 22 3 . 9 3 2 3 3 2 3 . 8 .a m a v m a H M N m （ 5） 2 2 2 25 3 . 5 2 9 5 3 0 0 .a n a v n a H M N m 求危险截面当量弯矩： 从图可见， 当量弯矩为：（取折合系数 ） 222 1 3 22222 计算危险截面处轴的直径： 33314 1 1 1 0 4 0 . 90 . 1 0 . 1 6 0e m m (7) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 33314 1 3 1 0 4 0 . 90 . 1 0 . 1 6 0e m m 由于 42 45d d m m d ，所以该轴是安全的。 轴承寿命校核： 轴承寿命可由式 ）（ 进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查课本 259页表 1610取 1, 1 .1,取 3 2 2 2 21 1 1 3 1 6 4 5 8 6 4 5 9 6r v F N （ 8） 2 2 2 22 2 2 2 5 0 0 6 8 3 0 7 2 7 3r v F N 6 6 3 321 0 1 0 1 2 9 . 5 1 0( ) ( ) 2 . 1 26 0 6 0 6 8 1 . 1 7 2 7 3h f 轴承使用寿命在 23年范围内，因此所该轴承符合农用机械要求。图 5 中间轴的弯矩及受力分析图 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 低速轴的设计与校核 弯矩及轴的受力分析图如下页图：图 6 低速轴的弯矩及受力分析图 of ）键的设计与校核： 已知 8,45 242 参考机械设计表 10于 2 ( 4 4 5 0 )d 所以取 :14 9 因为齿轮材料为 45钢。查表 10 1 0 0 1 2 0b L=12810取键长为 110. L=820取键长为 70 根据挤压强度条件，键的校核为： h 2 （ 2） P ad h 2 （ 2） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 所以所选键为 : : 1 4 9 7 0b h l : 1 4 9 1 1 0b h l 确定各轴段直径 计算最小轴段直径。 因为轴主要承受转矩作用，所以按扭转强度计算，由式 14 3 33133 . 5 61 0 0 5 7 . 11 9 . 1 m 考虑到该轴段上开有键槽，因此取 1 5 7 . 1 ( 1 5 % ) 5 9 . 9d m m 查手册 9页表 1 1 63d 为使带轮轴向定位，在外伸端设置轴肩，则第二段轴径 2 70d 。查手册 85页表 7尺寸符合轴承盖和密封圈标准值，因此取 2 70d 。 设计轴段 3d ，为使轴承装拆方便，查手册 62页，表 6 ，采用挡油环给轴承定位。选轴承 6215: 1 3 0 , 2 5 , 8 4 d 。 3 75d 设计轴段 4d ，考虑到挡油环轴向定位，故取 4 80d 设计另一端轴颈 7d ，取 7375d d m m ，轴承由挡油环定位，挡油环另一端靠齿轮齿根处定位。 轮装拆方便，设计轴头 6d ，取 67，查手册 9页表 1 80d 。 设计轴环 5d 及宽度 b 使齿轮轴向定位，故取 56 2 8 0 2 ( 0 . 0 7 8 0 3 ) 9 7 . 2d d h m m 取 5 100d 1 . 4 1 . 4 ( 0 . 0 7 8 0 3 ) 1 2b h m m , 确定各轴段长度。 1l 带轮的尺寸决定 1 107l L m m , 2 5 5 0l m e L 2 2 5 4 2 5 1 0 1 9m L B m m , 所以 2 5 1 9 9 1 6 5 5 0l m e L m m 轴头长度 6 2 3 1 2 5 3 1 2 2 因为此段要比此轮孔的长度短 23 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 33 2 3 3 8 其它各轴段长度由结构决定。 （ 3）校核该轴和轴承： 16 求作用力、力矩和和力矩、 危险截面的当量弯矩。 作用在齿轮上的圆周力： 3342 2 1 5 9 1 . 5 1 0 81199 8 4 径向力： 8 1 1 9 2 0 2 9 5 5 t g t g N 30 2 1 5 9 1 . 50 . 2 5 1 0 2 9 4 7270F F N 求垂直面的支反力： 21 122 0 4 . 5 2 9 5 5 20889 7 . 5 2 0 4 . 5 21 2 9 5 5 2 0 8 8 8 6 7V r F N 计算垂直弯矩： 322 8 6 7 2 0 4 . 5 1 0