机械毕业设计（论文）-基于1BF-160型拔杆粉碎还田机设计【全套图纸】

盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 目目 录录 1 前言 1 2 总体设计 2 2.1 拔杆粉碎还田机与拖拉机的联结.2 2.2 拔杆粉碎还田机的配置 2 2.3 拔杆部分 3 2.3.1 拔杆机现状.3 2.3.2 对拔杆机的要求 4 2.3.3 本课题拔杆机选择 4 2.3.4 拔杆机工作原理 5 2.3.5 本课题拔杆机的技术解决方案 5 2.3.6 本拔杆机的优点 6 2.3.7 通轴刨刀的设计 7 2.2.8 拔杆刀轴入土深度可调设计. 7 3 部件设计 8 3.1 侧边齿轮箱总成 8 3.2 刀轴总成 9 4 设计计算 .10 4.1 运动计算 .10 4.2 动力计算11 4.3 主要零件的应力计算及强度校核 .15 4.3.1 圆锥齿轮主要零件的应力计算及强度校核 .15 4.3.2 直齿圆柱齿轮17 4.4 轴与齿轮的计算.22 5 使用维护与保养 27 6 结论 .29 参考文献 .30 致 谢.31 附 录.32 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 1 1 前言 机械化秸秆粉碎直接还田技术, 就是用秸秆粉碎机将摘穗后的玉米及高粱、小 麦等农作物秸秆就地粉碎, 均匀地抛洒在地表, 随即翻耕入土, 使之腐烂分解,直 接还田。这种机械化秸秆粉碎直接还田技术, 不仅能够改善土壤结构, 增加土壤有 机质含量, 减少病虫害, 培肥地力, 延缓土壤板结, 增强保水保肥能力, 而且能够 争抢农时, 节省劳动力, 减轻农民朋友的劳动强度, 同时也是充分利用秸秆资源、 减少秸秆焚烧、保护大气环境、发展生态农业、实现有机农业和可持续发展农业的 重要保证。 发达国家在还田机具的研制和生产上起步较早，美国万国公司于20世纪60年代 初首次在联合收割机上采取切碎机对秸秆进行粉碎还田，其后研制了与90KW拖拉机 配套的60型秸秆切碎机。英国在20世纪80年代初在收获机上对秸秆进行粉碎，并采 用梨式耙进行深埋。日本采用的是半喂式联合收割机后面安装切草装置，一次能完 成收获和秸秆粉碎。我国机械化秸秆还田回收起源于20 世纪80 年代，发展速度较 慢，主要开发的产品是与中小型拖拉机配套使用的秸秆粉碎还田机具。 目前国内生产的秸秆还田机械种类繁杂, 且功能单一, 有的只粉碎秸秆不能灭 茬, 或秸秆粉碎后不能充分掩埋, 撒落在地表, 不易沤制, 影响播种和种子发芽。 若秸秆粉碎和旋耕灭茬分两次作业, 又会增加作业成本。同时, 现有机具作业时还 存在运转平稳度差, 动力传递可靠系数小, 无安全保障, 秸秆粉碎率低, 不能铲除 作物根茬等缺陷。 本课题所设计的 1BF-160 型拔秆粉碎还田机是为金马-500 型拖拉机配套设计的 农机具，该农机具具有拔杆和粉碎的作用。可以把拔杆机和粉碎机技术运用于同一 台机子上，设计、计算与 50 马力轮式拖拉机相匹配的拔秆粉碎还田机的传动系统 和动力参数；设计与拖拉机悬挂以及连接的机构；设计拔杆机和粉碎两个组成部件 以及一个传动系统的结构，绘制部件图。最终设计的拔秆粉碎还田机能够达到, 拔 杆机和粉碎两个工作部件，能各自独立作业，共用一个传动系统，即通过换装不同 的组成部件可实现不同项目的作业，由于该产品具有一机两用的功能，因此具有较 好地适用性和一定先进性。 1BF-160 型拔杆粉碎还田机设计 2 2 总体设计 设计的总体方案，在现有的机型“锤爪式粉碎还田机” 的基础上，融合“拔 棉杆机的技术，使之两机合一，以达到一次性完成拔杆、粉碎和还田作肥的目的。 粉碎还田机包括万向节传动总成，整体主梁悬挂总成、中央齿轮箱、侧支承、 刀轴和机罩总成。中央齿轮箱由动力输入轴、动力输入轴轴承壳，主动伞齿轮、从 动伞齿轮、动力输出轴、承壳、箱体、箱盖、轴承、油封和螺栓组成。其特征是动 力输入轴轴承壳向齿轮箱的前上方伸出与整体主梁悬挂总成联接，动力输出轴伸出 动力输出轴轴承壳与刀轴联接。在锤爪式粉碎还田机机壳上装一齿轮箱，由中央齿 轮箱经带传动系统传到拔杆齿轮箱，在齿轮箱里经齿轮传动传到拔杆刀轴。 粉碎还田机按普通的分类方式大致可以分为卧式和立式，由于卧式的使用比较 普遍，所以本次课题的粉碎还田机选择卧式。 2.1 拔杆粉碎还田机与拖拉机的联结 作业机和拖拉机的联结方式有：悬挂式、半悬挂式、牵引式等几种。悬挂式挂 接是用拖拉机上的悬挂机构将作业机与拖拉机联结在一起成为作业机组，机组在道 路上行进或在地头转弯时，利用拖拉机的液压机构将作业机全部或局部提起，这种 挂接方式，不仅是在移动状态下进行工作的各种机械如犁、耙、中耕机、播种机、 喷雾机、收获机等已经广泛采用，而且对于某些固定作业的机械在移动地点时，也 采用了这种技术。 悬挂式机组具有许多优点： a机动性高 作业机在悬起后，由于机器本身不与地面接触，因而拖拉机不 因带有农具而影响它的原有的机动性，转向方便灵活，回转半径小，空行时间少， 道路行驶速度高，机组的通过性能好。 b结构简单，重量轻 悬挂式作业机因系直接与拖拉机结成一体，不需设置 行走轮、牵引装置和工作部件提升机构。故结构紧凑，可节约钢材，减轻机器重量， 减低制造成本。 c可以改善拖拉机的牵引性能 由于悬挂式作业机是和拖拉机结成一体， 因此作业机的重量以及工作阻力的铅垂分力，都有可能转移到拖拉机上，增加拖拉 机后轮的载荷，从而提高拖拉机轮胎与土壤附着力。 由此，本设计确定为全悬挂方案。 2.2 拔杆粉碎还田机的配置 拔杆粉碎还田机有正配置和偏配置，根据任务书要求选择正配置。 拔杆粉碎还田机采用两极或多级减速，其最后一级传动装置的配置有两种方 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 3 案： a侧边传动； b中间传动。 比较：中间传动多用于正配置的拔杆粉碎还田机，动力从中间传至刀轴，整机 受力均匀，刚性好，但有漏粉碎现象，需装备换挡装置和漏粉碎装置，因此齿轮箱 结构复杂。侧边转动都用于偏至的旋耕机，作业是不漏粉碎，容易调速。对于本科 题第一方案较好。 因此，整体设计为拔杆粉碎还田机，采用三点悬挂式与拖拉机连接，偏配置侧 边传动。 775 位250150 位位位位 位位位位 位位位位 7 28 图 2-1 拔杆粉碎还田机机动原理图 拔杆粉碎还田机与拖拉机联接作业时，万向传动轴偏置角度不得大于 15。田 间过埂时，刀端离地高度在 150250mm 之间，此时万向传动轴角度不得大于 30。 切断动力后，拔杆粉碎还田机最大提升高度达刀端离地 250mm 以上；动力输出轴 离地 615mm。 2.3 拔杆部分 起拔机构是棉柴收获机的关键部件，起拔性能的好坏，对于以后的作业直接影 响整机的性能。 拔杆机主要用于玉米和棉柴的拔除作业。现有的各种拔杆机虽然作业质量能基 本满足农艺要求，但结构复杂、价格高、通过性差、操作不方便，推广工作受到了 一定限制。针对上述情况我们研制了拔杆粉碎还田机。 2.3.12.3.1 拔棉杆的现状拔棉杆的现状 1BF-160 型拔杆粉碎还田机设计 4 我国虽然自60 年代中期就开始了对棉柴收获机械的研制工作, 但由于种种原 因, 至今还没能研制成功一种理想的机型, 推向市场, 应用于棉田。所以广大棉农 还是“面向黄土, 背朝天”, 据测定, 人工用手拔棉柴的提拔阻力为40120 kg/ 株, 可见其劳动强度特别大。面对广大棉农的呼声, 加速研制棉柴收获机械, 应得 到有关领导部门和农机科研单位的高度重视和支持, 尽快研制、开发出较理想的、 适宜我国农艺要求的机型, 早日实现棉柴收获机械化。 我国现在研制的棉柴收获机械的“收获”, 是指把摘拾完棉絮、扎根于土壤中 并处于生长状态的棉柴, 用铲切或提拔的方法, 使棉根脱离土壤, 弄到地面上来。 到目前为止, 还都是单纯地进行“收获”作业, 没有考虑到“联合收获”的问题, 如“收获”、捡拾、集束、打捆、运输、切断及粉碎等一次完成。 A机型 我国研制的棉柴收获机械按结构设计分, 有悬挂式、牵引式、锄铲式、拔辊式、 链条式、连杆式和圆盘式等。就目前看, 多数倾向于与动力机配置采用前悬挂式, 起拔机构采用拔辊式。 B种类 按收获原理分, 我国研制的棉柴收获机械归纳起来可分为两大类, 即铲切式和 提拔式。 a铲切式收获机械。这类机械的收获部件, 一般设计成一个特殊形状的大锄 铲, 工作时使铲入土一定深度穿行, 由此切断棉根,并使棉柴向上抬起, 有的后面 牵引一耧耙, 把棉柴集成堆。这种棉柴收获机械结构简单, 制造和使用容易, 但消 耗动力大, 残留棉根较多, 铺放不整齐, 棉农不太欢迎。 b.提拔式收获机械。这类机械的收获部件多数采用对辊式, 也有的采用连杆式、 圆盘式或是链条式。这类机械的工作过程是当动力机前进时, 起拔部件遇到棉柴即 能迅速把它夹住, 在动力机继续前进的同时, 起拔部件把棉根从地下提拔到地面上 来, 然后由输送机械把棉柴从机械侧面送出, 成条状斜躺在地面上。这类机械结构 较复杂,消耗动力较少, 残留棉根较少, 铺放整齐, 棉农较欢迎。我国70 年代研制 的棉柴收获机械多数是利用铲切原理设计制造的, 与动力机的配置多采用后牵引式。 90 年代研制的棉柴收获机械, 多数是利用提拔原理设计制造的, 与动力机的配置 多采用前悬挂式, 这便于操这便于操作者观察、使用。由于棉柴长势特殊,没有一 定规律, 主秆与枝杈坚硬如木材, 要实现机械收获, 确实难度很大。 本课题目的在于提供一种与粉碎还田机结合，能使之两机合一，以达到一次性 完成拔杆、粉碎和还田作肥的目的。 2.3.22.3.2 对拔杆机的要求对拔杆机的要求 要求拔杆刀轴入土深度可调，以及与粉碎辊筒轴相对位置可调。设计时注意重 心位置，与主机联接后尽可能达到前后平衡，以减轻负荷量和提高安全性能。 2.3.32.3.3 本课题拔杆机的选择本课题拔杆机的选择 目前使用较多的是一种圆盘式拔棉柴机, 靠的是把棉柴卡入圆盘上的锯齿内, 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 5 通过拖拉机的前进, 利用地轮传递扭矩使得圆盘转动与机具前进的差值, 达到拔和 拉的效果来拔出棉柴。在土壤较干情况下, 由于地轮传递的力矩有限, 拔断率和漏 拔率太高。为了提高拔净率, 降低拔断率, 采用旋耕机的工作原理( 即由拖拉机的 动力输出轴通过传动系统将动力以扭矩的形式直接作用于通轴刨刀, 使之做旋转运 动, 切入土中使作物根茬可以翻出来) , 旋转的通轴刨刀切入土壤 3 cm5 cm 深, 直接作用于作物的根部, 达到拔和刨的效果来拔出棉柴。这样即使在土壤较干的情 况下, 也会提高拔净率, 降低拔断率。拔棉柴时受力工作原理如图 2-2 所示。 图2-2 拔棉柴时受力工作原理图 2.3.42.3.4 拔棉杆机的结构和工作原理拔棉杆机的结构和工作原理 a.拔棉杆机主要由变速箱、皮带传动机构、通轴刨刀等组成。其结构简图如图 2-3 1BF-160 型拔杆粉碎还田机设计 6 图 2-3 拔棉杆机结构简图 b.工作原理 拖拉机动力输出轴输出的动力通过万向节传递给棉柴收获机, 按一定转速比例 经过变速箱、皮带传动机构传递给通轴刨刀, 当旋转刀轴上的刀刃接触棉柴根部时, 随着拖拉机的前进和刀轴的旋转迅速切入棉杆的一定深度, 把棉柴向上拔起, 被拔 出的棉柴向后倾倒, 被后面的粉碎机粉碎还田。在通轴刨刀拔出棉柴的同时, 把地 里的残膜刨起, 有利于残膜的回收, 减少了白色污染。 2.2.52.2.5 本拔杆机的优点本拔杆机的优点 棉花生产过程中, 棉柴收获是一项劳动强度最大的工作, 使用该机具后, 可以 减少棉农的劳动强度, 降低生产成本, 提高生产效益。在收获棉柴的同时还可回收 残膜, 避免造成土壤的白色污染。同时由于棉柴的及时收获, 避免了农民因要播种 小麦而焚烧棉柴, 具有良好的社会效益。 拔杆刀轴入土深度可调，以及与粉碎辊筒轴相对位置可调。该机具在工作时不 受棉花行距、株距限制, 具有较强的适应能力, 操作方便, 拔净率高; 同时还可以 一机多用, 有利于农业的可持续发展, 可以大批量生产和推广。 2.2.62.2.6 通轴刨刀的设计通轴刨刀的设计 由于通轴刨刀在作业时的入土深度只有3 cm5 cm, 因而刨刀刀片的设计在长 度方面要较短。而刀轴上没有刀片的地方在工作时容易产生杂草和残膜的缠绕, 所 以采用通轴刨刀的形式, 同时也可以适应不同的棉花种植行距。为此, 全轴的刨刀 刀片共分配为5 组, 每组3 片刀片, 在圆周上均匀排列。每片刀片的尺寸为 50mm250 mm。5组刀片的工作顺序采用1, 4, 5，2, 3, 从而减少了机具在工作中 的受扭情况及机具的振动。 图 2-4 通轴刨刀总成 1刀辊刀锋 2.刀辊刀架 3.六角头螺栓 4.六角头螺母 5.刀辊支架 6 .刀辊支杆 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 7 2.2.82.2.8 拔杆刀轴入土深度可调，以及与粉碎辊筒轴相对位置可调设计拔杆刀轴入土深度可调，以及与粉碎辊筒轴相对位置可调设计 图 2-5 传动原理图 齿轮箱与机壳用定位销定位，用螺栓连接，在需要调节拔杆刀轴入土深度时， 以定位销为圆点转动到所需的入土深度，然后用螺栓连接。 1BF-160 型拔杆粉碎还田机设计 8 3 部件设计 3.1 侧边齿轮箱总成 图 3-1 侧边齿轮箱 传动箱总成,箱盖上装有供加油、通气用的加油螺塞，箱体后上部装有供检油 用的检油螺塞，放油螺塞位于箱体下部。大锥齿轮、二轴标准齿轮与第二轴用花键 连接。传动齿轮装载传动轴上，为过桥齿轮。刀轴花键轴中间花键与刀轴齿轮连接， 两端花键与左、右刀轴内花键连接，传递动力。 传动箱内的几项调整： 旋耕机在使用中，由于轴承、齿轮的磨损，轴承间隙和齿轮啮合情况都会发生 变化，因此，必要时应加以调整： A第一轴轴承间隙的调整 第一轴轴承间隙的正常值为 0.1-0.2 毫米，当轴承间隙超过 0.5 毫米时，应加 以调整。 B第二轴轴承间隙的调整 第二轴轴承间隙的正常值为 0.1-0.2 毫米，当轴承间隙超过 0.5 毫米时，应加 以调整。 C锥齿轮副啮合印痕的检查及其调整 印痕的测取方法： 将红丹油涂在大锥齿轮工作表面上，用手按正常工作方向转动锥齿轮轴，观察 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 9 小锥齿轮工作面上印痕的大小及分布情况。 D锥齿轮副赤侧间隙的调整 适当的齿侧间隙是齿轮正常工作的条件之一。间隙过小，则润滑不良；间隙过 大，运转中产生较大的冲击和噪音。总之，都将导致齿轮的加速磨损。 齿侧间隙的测取方法： 用保险丝或其他软金属，弯成 S 形，置于齿轮非啮合面之间，按正常工作方向 转动齿轮将保险丝挤扁，然后取出，测量靠近大端处被挤压的厚度既即为齿侧间隙， 正常值为 0.26-0.65 毫米，如果齿侧间隙超过 0.8 毫米，即应调整。 E关于传动轴和传动轴轴端压盖与箱体之间的传动轴纸垫的数量，规定为 0.5 毫米厚各一张，使用单位在拆装、保养时，务请注意不得任意增加或减少纸垫的数 量，纸垫的厚度亦不得变更。 F刀轴花键轴轴承间隙的调整 轴承间隙的正常值为 0.1-0.2 毫米，当轴承间隙超过 0.5 毫米时，应加以调整。 如果轴承间隙调好后，刀轴齿轮对称平面不和传动箱体对称平面相重合，还需进行 调整，其调整方法可通过增、减刀轴左、右轴承盖与箱体之间的纸垫来达到，但纸 垫的总厚度不得增加或减少，即左边增加多少右边必须减少多少，反之亦然，以防 止破坏已调整好的轴承间隙。 3.2 刀轴总成 1.刀轴 2.刀轴套 图 3-2 拔杆刀轴焊合 刀轴总成（如图 3-2 所示）由刀轴、刀轴套组成。 1BF-160 型拔杆粉碎还田机设计 10 4 设计计算 4.1 运动计算 拔杆粉碎机配套动力为 36.75 千瓦（50 马力） ，动力有拖拉机动力输出轴经一 对圆锥齿轮、带传动、侧边圆柱齿轮带动刀轴旋转，传动路线图见图 4-1，有关设 计依据见表 4-1. 图 4-1 传 动路线图 表 4-1 设计依据 动力输出轴转速(r/min)720 轴距(mm)1944 前轮距(mm)1250-1500 前轮距(mm)1300-1600 前轮距(mm)8.3-24 后轮胎(mm)14.9-30 动力输出轴离地面高度(mm)615 刀辊转速(r/min)200-300 拔杆刀轴转速(r/min)1600-1800 粉碎入土深度(mm)20 幅宽(mm)1600 工作寿命(h)5800 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 11 根据已有的参数，选择齿轮的个数以及齿轮的齿数如下图： 表 4-2 齿 数模数传动比 1 38 6圆锥 齿轮 2 14 6 0.3835 1 D 196 2 D 230 1.1735 带轮 3 D 230 3 Z 15 3 4 Z 57 3 3.8 5 Z 15 3.5 圆柱 齿轮 6 Z 17 3.5 1.333 4.2 动力计算 4.2.1 各运动副的效率 查有关文献得： 圆锥齿轮传动 =0.96 1 圆柱齿轮传动 =0.96 2 滚柱轴承 =0.98 3 球轴承 =0.99 4 万向节 =0.96 5 带轮 =0.96 6 （4-1） 额 （4-2） n T 9549 4.2.2 动力分配 A 拖拉机动力输出轴的额定输出功率: 1BF-160 型拔杆粉碎还田机设计 12 其额定输出功率为:=0.8=0.8500.7355=29.42 KW 额 发 B 算第一轴及大锥齿轮功率,转速和扭矩 1 29.420.980.96=27.68 KW 53 额 r/min 720n1 106.367 720 68.2795499549 n TmN KW13.2798 . 0 68.27 3 1 z 81.359 720 13.279549 n 9549 1 1 1 z Z z P mN r/min 720 1 z n C 第二小锥齿轮功率，转速和扭矩 2 KW04.2696 . 0 13.27 12 r/min29.1954 14 38 720 2 1 1 2 nn 24.127 29.1954 04.269549 9549 2 1 1 n mN D 第二轴功率,转速和扭矩 KW52.2598 . 0 04.26 3 2 Z PP r/min29.1954 2 Z nn 70.124 29.1954 52.2595499549 n P TmN E 第二轴功率,转速和扭矩 1 D KW01.2598 . 0 52.25 3 1 PPD r/min29.1954 1 nnD 20.122 29.1954 01.259549 n 9549 1 1 1 D D D P TmN 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 13 F 刀轴和带轮功率,转速和扭矩 3 D KW81.2295 . 0 96 . 0 01.25 62 13 DD PP r/min39.1665 230 196 29.1954 2 1 13 D D nn DD 79.130 39.1665 81.229549 9549 2 2 3 D D D n P TmN G 刀轴功率,转速和扭矩 KW35.2298 . 0 81.22 2 3 D PP刀 r/min39.1655 3 D nn刀 92.128 39.1655 35.2295499549 刀 刀 刀 n P TmN H 拔杆部分的计算 a 带轮的功率，转速和扭矩 2 D KW76.2395 . 0 01.25 6 12 DD PP r/min1651 1837 . 1 29.1954 n n 1 2 i D D 42.137 1651 76.239549 9549 2 2 2 D D D n P TmN b 第三轴和的功率，转速和扭矩 3 Z KW52.2399 . 0 76.23 4 23 DZ PP r/min1651 23 DZ nn 03.136 1651 52.239549 9549 3 23 3 Z Z z n P T mN c 第四轴和和的功率，转速和扭矩 4 Z 5 Z KW58.2296 . 0 52.23 2 34 ZZ PP 1BF-160 型拔杆粉碎还田机设计 14 r/min47.434 8 . 3 1651 n 3 4 i nZ Z 27.496 47.434 58.229549 9549 4 4 4 Z Z Z n P TmN KW58.22 45 ZZ PP r/min47.434 55 ZZ nn 27.496 45 ZZ TTmN KW46.2199 . 0 96 . 0 58.22 42 4 ZIII PP r/min47.434n 4 ZIII n 66.471 47.434 46.2195499549 III III III n P TmN d 拔杆刀轴和的功率，转速和扭矩 6 Z KW68.2196 . 0 58.22 2 56 ZZ PP r/min93.325 333 . 1 47.434 5 6 i n n z Z 17.635 93.325 68.219549 n 9549 6 6 6 Z Z Z P TmN KW46.2199 . 0 68.21 4 6 Z PP拔刀 r/min93.325nn 6 Z拔刀 73.628 93.325 46.219549 n 9549 拔刀 拔刀 拔刀 P TmN 表 4-3 各轴与齿轮考虑传动效率后相应的功率、转速和扭距汇总于 表 4-3 动力轴 刀轴 轴次 输出 轴 轴 1 Z轴 2 Z 1 D 轴 3 D 功 率29.4227.6827.6826.0426.5725.0122.3522.81 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 15 （KW） 转速 （r/min） 7207207201954.291954.291954.291655.391665.39 扭距（ ）mN 367.10359.8124.70127.24122.20128.92130.79 传动比0.36841.1735 总传动比0.43 齿轮轴 刀轴 轴次 2 D P 3 Z轴 4 Z 5 Z 6 Z 轴 功 率 （KW） 23.7623.5221.4622.5822.5821.68 21.46 转速 （r/min） 16511651434.47434.47434.47325.93325.93 扭距（ ）mN 137.42136.03 471.66496.27496.27635.17628.73 传动比 1.18373.81.333 总传动比6 4.3 主要零件的应力计算及强度校核 4.3.14.3.1 圆锥齿轮圆锥齿轮 a.齿面接触疲劳强度计算见下表 表 4-4 名称代号公式及依据数 值单 位 材料 20CrMnTi 表面硬度HRC5964HRC 动力轴转 速 n 动720r/min 计算寿命TT=10(小时)40（天）5（年）2000H 齿数Z3814 模数m6mm 传动比i0.3684 分度圆锥 角 3684 . 0 tancot 38 14 u 21 1 2 Z Z 69.7720.22 齿宽b40mm 啮合角 20 材料系数 E Z 查机械设计手册 表 6.3 得189.8 aMP 使用系数 A K 表 6.2 得1.75 1BF-160 型拔杆粉碎还田机设计 16 动载系数 V K 图 6.10 得1.15 齿向载荷 分布系数 K 图 6.131.02 载荷系数K KKKK VA 2.05 齿宽系数 R 3 1 圆周速 1 Z 度 1 V 100060 d 1 n V m 7.16M/s 齿面接 1 Z 触疲劳强 度 u KT Z RR EH 3 1 2 1 d)5 . 01 ( 5 810.38MPa 应力循环 次数 N h LNnj60 1 9 1 10074 . 2 N 9 2 10630 . 5 N 接触疲劳 寿命系数 HN K 机械设计 图 6.6 0 . 1 1 HN K 0 . 1 2 HN K 接触疲劳 强度极限 lim 1500 1lim H 1500 2lim H MPa 安全系数 H S1 H S 许用接触 应力 H HHNH SK/ Hlim111 HHNH SK/ Hlim222 2/ )( 21HHH 1500 1 H 1500 2 H 1500 H MPa 弯曲疲劳 极限 limF 机械设计 图 6.9 500 1lim F 420 2lim F 弯曲疲劳 寿命系数 FN K 1 1 FN K1 2 FN K 弯曲疲劳 安全系数 F S4 . 1 F S 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 17 应力修正 系数 ST Y 机械设计 0 . 2 ST Y 许用弯曲 应力 F FSTFFNF SYK/ lim 43.571 21 FF MPa 齿形系数 Fa Y 机械设计 表 6.4 97 . 2 1 Fa Y 425 . 2 2 Fa Y 52 . 1 1 SA Y 66 . 1 2 Sa Y 计算大、 小齿轮 F SaFa YY 值 0087 . 0 1 11 F SaFa YY 0078 . 0 2 22 F SaFa YY 大齿轮数大，应按大齿轮校核齿根弯曲疲劳强度 MPa571.43 MPa17.49 1)5 . 01 ( 4 2 1 32 11a1 1 uZm YYK RR FaST F 合格 4.3.24.3.2 圆柱齿轮的强度计算圆柱齿轮的强度计算 表 4-5 参数表 名称代号公式及依据数 值 单位 材料4520MnTi 表面硬度HRC5863 齿数Z15571517 模数m33.5mm 啮合角20 计算寿命T2000h 各齿轮转 速 n 1651n 3 Z 47.434 4 Z n 47.434 5 Z n 93.325 6 Z n r/min 传动比 i 15/57/ 34 ZZ 3.8 34 i 1BF-160 型拔杆粉碎还田机设计 18 15/17/ 56 ZZ1.333 65 i 齿宽b d R b )105( 21 bb 25b320b4 25b520 6 b 材料系数 E Z 查机械设计手册 表 6.3 得189.8 aMP 齿轮圆周 速度 V 100060 d n V 9 . 3 3 V 9 . 3 4 V 2 . 1 5 V 0 . 1 6 V m/s 使用系数 A K 机械设计 表 6.2 得 75 . 1 A K 动载系数 V K 图 6.10 得 11 . 1 3 V K 11 . 1 4 V K 06 . 1 5 V K 03 . 1 6 V K 齿间载荷 分配系数 K0 . 1 K 齿向载荷 分布系数 K图 6.13 555 . 0 /b 33 d 117 . 0 /b 44 d 476 . 0 /b 55 d 336 . 0 /b 66 d 07 . 1 3 K 0 . 1 4 K 06 . 1 5 K 03 . 1 6 K 齿轮转矩T 03.136 3 T 27.496 4 T 27.496 5 T 17.635 6 T 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 19 载荷系数K AV KKKKK 08 . 2 3 K94 . 1 4 K 97 . 1 5 K86 . 1 6 K 齿面接触 疲劳强度 H 机械设计公式 6.10 u u d KT ZE H 1 b 2 5 . 2 2 1 1 6 . 1627 3 H 51.865 4 H 34.1263 5 H 01.822 5 H MPa 应力循环 次数 N h LNnj60 1 8 3 1096 . 3 N 8 54 1004 . 1 NN 7 6 1082 . 7 N 接触疲劳 寿命系数 HN K 机械设计 图 6.6 0 . 1 3 HN K 97 . 0 54 HNHN KK 13 . 1 3 HN K 接触疲劳 强度极限 limH 图 6.8 1650 lim3 H 1650 lim4 H 1650 lim5 H 1650 lim6 H MPa 安全系数 H S1 H S 许用接触 应力 H HHNH SK/ Hlim111 1650 3H 5 . 1600 54 HH 5 . 1864 6 H MPa 弯曲疲劳 极限 limF 图 6.9 500 4limlim3 FF 500 6limlim5 FF MPa 弯曲疲劳 安全系数 F S4 . 1 F S 1BF-160 型拔杆粉碎还田机设计 20 应力修正 系数 ST Y0 . 2 ST Y 弯曲疲劳 疲劳寿命 系数 FN K 机械设计 图 6.7 0 . 1 FN K 许用弯曲 应力 F FSTFFNF SYK/ lim 1400 F MPa 齿形系数 aF Y 机械设计师手册 图 17-2 3 . 4 a3 F Y 11 . 4 a4 F Y 3 . 4 a5 F Y 9 . 4 a6 F Y 应力修正 系数 sa Y 机械设计师手册 图 17-13 6 . 1 3 sa Y64 . 1 4 sa Y 6 . 1 5 sa Y45 . 1 6 sa Y 计算大、 小齿轮 F SaFa YY 值 0069 . 0 1000 6 . 13 . 4 3 33 F SaFa YY 0067 . 0 1000 64 . 1 11 . 4 4 44 F SaFa YY 0069 . 0 1000 6 . 13 . 4 5 55 F SaFa YY 0071 . 0 1000 45 . 1 9 . 4 6 66 F SaFa YY 齿根弯曲 强度 F SAFaF YY TK bdm 2 31.961 3 F 99.1011 4 F 21.1120 5 F 31.1250 6 F MPa 经计算： 安全 33HH 33FF 安全 44HH 44FF 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 21 安全 55HH 55FF 安全 66HH 66FF 4.4 齿轮的计算 A锥齿轮 21， 齿数： 38 1 Z14 2 Z 大端模数：=6m 分度圆直径： mmmzd228386 11 (4-4)mmmzd84146 22 节锥角： (4-5)“291320 15 38 arctanarctan 2 1 1 z z “314669“29132090 2 锥矩 (4-6) 49.1211438 2 6 2 sin2sin2 22 2 2 2 1 2 2 1 1 zz m dd R 齿宽： (4-7)mmRb R 4049.12133 . 0 齿距： (4-8)mmmp84.18614 . 3 变位系数：由于 所以 90 13 1 z 由机械设计手册单行本机械传动图 13-1-4 取 45 . 0 45 . 0 2 1 x x 齿顶高： (4-9)mmxmha7 . 845 . 0 161 1 1 齿根高： (4-10)mm5 . 445 . 0 2 . 162 . 1 1f1 xmh (4-11)mmxmhf9 . 945 . 0 2 . 162 . 1 2 2 齿顶间隙： (4-12)mmmc2 . 162 . 02 . 0 齿根角： (4-13) 12 . 2 )49.121 5 . 4 arctan()arctan( 1 1 R hf f 1BF-160 型拔杆粉碎还田机设计 22 66 . 4 )49.121 9 . 9 arctan()arctan( 1 1 R hf f 齿顶角: (4-14) 71 . 5 )arctan( 2 1 R hf a 43 . 3 )arctan( 1 2 R hf a 齿顶圆锥角： (4-15) 66.2466 . 4 20 21 1 fa 12.7272 . 2 70 12 2 fa 齿根圆锥角： (4-16) ff 48.1712 . 2 20 11 1 ff 34.6566 . 4 70 2 2 2 ff 齿顶圆直径： (4-17)cos2 aa hdd mmda951.23320cos7 . 82228 1 mmda202.9070cos3 . 3284 2 节锥顶点到轮毂距离: (4-18)02.3920cos7 . 8 2 84 sin 2 1 2 11 ak h d A 90.11070cos3 . 3 2 228 sin 2 2 1 2 2 ak h d A 大端分度圆弧齿厚： (4-19)72.11)tan2 2 ( 11 xxmS mmSPS12 . 7 72.1184.18 12 分度圆齿厚： (4-20) 6 1 ( 2 2 d S SS mm d S SS72.11) 6 cos 1 ( 2 1 1 2 2 1 1 1 mm d S SS12 . 7 ) 6 cos 1 ( 2 2 2 2 2 2 2 2 分度圆弦齿高： (4-21) mm d s hh a 84 . 8 2284 20cos72.11 7 . 8 4 cos 2 1 1 2 1 1 1 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 23 mm d s hh a 35 . 3 844 70cos12 . 7 3 . 3 4 cos 2 2 2 2 2 2 2 B 直齿轮（3.4）变位 模数：3m 齿数 15 3 z57 4 z 压力角： 20 43 螺旋角： 0 未变位时中心距：mmzzma108)5715(3 2 1 )( 2 1 43 总变位系数：mmxxx02 . 02 . 0 43 齿数比：8 . 3 3 4 z z i 分度圆直径：mmmzd45153 33 mmmzd171573 44 基圆直径： mmd b 29.42cosd 33 mmd b 69.160cosd 44 齿顶高mmmxhh aa 6 . 3)( 3 * 3 4 . 2m( 4 * 4 mmxhh aa ） 齿根高：mmmxchh af 15 . 3 3)2 . 025 . 0 1 ()( 3 * * 3 mmmxchh af 35 . 4 3)2 . 025 . 0 1 ()( 3 * * 4 全齿高：mmhhh fa 75 . 6 15 . 3 6 . 3 33 3 mmhhh fa 75 . 6 35 . 4 4 . 2 44 4 齿顶圆直径：mmhdd aa 2 . 526 . 32452 33 3 mmhdd aa 8 . 1754 . 221712 44 4 齿根圆直径： mmhdd ff 5 . 3175 . 6 2452 33 3 1BF-160 型拔杆粉碎还田机设计 24 mmhdd ff 5 . 15775 . 6 21712 44 4 齿顶压力角： 89.35 2 . 52 29.42 arccosarccos 3 3 3 a b a d d 93.23 8 . 175 69.160 arccosarccos 4 4 4 a b a d d 端面重合度：)tan(tan)tan(tan( 2 1 44 33 zz a 所以合格158 . 1 )20tan93.23(tan57)20tan89.35(tan15( 14 . 3 2 1 轴向重合度：0 总重合度：58 . 1 C齿轮（5.6） 模数：5 . 3 65 mm 压力角： 20 齿数： 15 5 z17 6 z 螺旋角： 0 分度圆直径： mmmzd 5 . 52155 . 3 55 mmmzd 5 . 59175 . 3 66 基圆直径：mmddb33.4920cos 5 . 52cos 5 5 mmddb91.5520cos 5 . 59cos 6 6 齿顶高： 65 5 . 3 * aaa hmhh 总变位系数：mmxxx01 . 01 . 0 65 齿顶高mmmxhh aa 85 . 3 )( 5 * 5 15 . 3 m( 6 * 6 mmxhh aa ） 齿根高：mmmxchh af 025 . 4 5 . 3) 1 . 025 . 0 1 ()( 5 * * 5 mmmxchh af 725 . 4 5 . 3) 1 . 025 . 0 1 ()( 6 * * 6 盐城工学院本科生毕业设计说明书 2008 25 全齿高：mmhhh fa 875 . 7 025 . 4 85 . 3 55 5 mmhhh fa 875 . 7 725 . 4 15 . 3 66 6 齿顶圆直径：mmhdd aa 2 . 6085 . 3 2 5 . 522 55 5 mmhdd aa 8 . 6515 . 3 2 5 . 592 66 6 齿根圆直径： mmhdd ff 45.44025 . 4 2 5 . 522 55 5 mmhdd ff 05.50725 . 4 2 5 . 592 66 6 齿顶压力角： 97.34 2 . 60 33.49 arccosarccos 3 3 3 a b a d d 82.31 8 . 65 91.55 arccosarccos 6 6 6 a b a d d 端面重合度：)tan(tan)tan(tan( 2 1 44 33 zz a 所以合格149 . 1 )20tan82.31(tan17)20tan97.34(tan15( 14 . 3 2 1 轴向重合度：0 总重合度：49 . 1 1BF-160 型拔杆粉碎还田机设计 26 5 使用维护与保养及使用注意事项 5.1 使用维护与保养 根据“防重于汉,养重于修”的原则,正确地进行维护保养是保证旋耕机正确 运转、工效高、性能好、使用寿命长的重要方法。 (A)班保养（工作 10 小时） a.检查拧紧各连接螺栓、螺母，检查放油螺塞有无松动。 b.检查各部位插销、开口销有无缺损，必要时添补或更换新件。开口销不 得用旧件或它物替代。 c.检查传动箱齿轮油油面，缺油时应添加到检查孔刚刚能流出为止，再拧 紧检油螺塞。 (B)一号保养（拔杆粉碎还田机工作一季） a.全部进行班保养的规定项目。 b.更换齿轮油。 c.检查刀轴两端轴承磨损情况和是否因油封失效而进了泥水，拆开清洗并 加足黄油，必要时更换新油封。 a.检查刀片是否过渡磨损，必要时更换新刀片。对于锤爪磨损较大需调整 时，必须用同重量的锤爪（最大差值不得超过 20 克） ，方可调换安装在滚 筒上。 b.检查传动箱各轴承间隙及锥齿轮副啮合的间隙，必要时调整间隙。 (C)二号保养（拔杆粉碎还田机工作一年后进行） a.彻底清除拔杆粉碎还田机上的泥土. b.放出齿轮油,进行拆卸检查.特别注意检查各轴磨损情况,安装时零件须 清洁,安装好后加注新齿轮油至规定油面。 c.拆洗刀轴轴承及轴承座，更换油封，安装时注足黄油。 d.拆洗万向节总成，清洗十字轴滚针，如有损坏应更换。 e.拆下全部刀片检查，磨损严重和有裂痕的必须更换。 f.检查刀轴上的刀座是否裂开，六角孔是否损坏，刀座与刀轴管焊缝是 否裂开，必要时铲去已损坏的刀座并焊上新刀座。 g.修理机罩及拖板，使其恢复原状，如无法修复应更换新件。拔杆粉碎 还田机不工作长期停放，万向节应拆下放置室内，垫高秸秆还田机是刀 尖离地，刀片应涂废机油防锈，外露花键轴亦需涂油防锈。非工作表面 剥落的油漆应按原色补齐以防锈蚀。秸秆