机械毕业设计（论文）-BFH-4型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计【全套图纸】

1 2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 摘 要 本文对玉米种植意义、玉米耕作方式的现状及未来发展趋势、玉米播种机械发展历程与特点进 行分析和介绍，同时对玉米联合播种机的市场需求及现有产品进行调查分析，分析 2BFH-4 型玉米 灭茬种肥联合播种机的市场前景。2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机在秸秆灭茬还田的同时施肥 播种，实现了免耕播种，不仅提高工作效率，而且节省了成本。该机型设计新颖，结构紧凑，操作 简单，符合环保要求，工作效率高，灭茬率高等优点，是一种国内比较先进的玉米联合播种机机型。 本文为 2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计，灭茬机构作为联合播种机的重要组 成部分，是实现免耕播种的前提条件，动力由配套拖拉机提供，采用三点悬挂方式与配套拖拉机连 接，考虑到灭茬作业需要较大的功率输入，且作业环境较差，采用具有传动可靠且效率较高的齿轮 传动装置，灭茬方式采用刀具于刀盘之上共同旋转灭茬。根据整机的参数确定灭茬结构的外形尺寸。 根据设计的原始参数，设计校核传动装置、作业装置及其他辅助装置，最后根据设计尺寸进行灭茬 机构的二维工程图绘制。 关键词：玉米；播种机；灭茬；免耕播种 全套图纸，加全套图纸，加 153893706153893706 综述 The Stubble body structure design of 2BFH-4 species of corn stubble United seeder fertilizer Abstract Significance of this paper, corn, corn tillage situation and future development trends, development process of corn planting and mechanical characteristics of the analysis and presentation, while the market demand for corn combine seeder investigation and analysis of existing products, analysis 2BFH-4 type United corn stubble seed fertilizer seeder market prospects. 2BFH-4 types of fat corn stubble straw stubble in the joint drills to field planting, while fertilization to achieve the no-tillage sowing, not only to improve efficiency and cost savings. The model design, compact structure, easy operation, environmental compliance, high efficiency, high stubble, etc., is a joint domestic corn planter more advanced models. This article The Stubble body structure design of 2BFH-4 species of corn stubble United seeder fertilizer, planter stubble institutions as an important part of the joint is a prerequisite for achieving no-till seeding, power provided by the supporting tractor, using three methods and the suspension supporting the tractor connection, taking into account the need for larger power tiller operation input, and the poor working environment, using a reliable and efficient transmission gearing, means using the tool in the stubble on the common rotary cutter stubble. According to the parameters of machine dimensions to determine the structure of stubble. According to the original design parameters, design checking gear, working equipment and other assistive devices, according to the design size of the final stubble institutions drawing two- dimensional works. Keywords: 2BFH-4 Corn joint planter; stubble institutions; gear drive; two-dimensional engineering drawings 3 目 录 摘 要 .I AbstractAbstract .II 第一章 综述综述 .1 1.1 玉米及玉米种植对我国国民经济发展的重要意义 .1 1.2 玉米耕作方式的现状及未来发展趋势 .1 1.2.1 现阶段玉米主要耕作方式 .1 1.2.2 未来发展趋势 .1 1.3 玉米播种机械发展历程与特点 .2 1.3.1 谷物条播机 .3 1.3.2 点播机 .3 1.3.3 联合播种机 .4 1.3.4 免耕播种机 .6 1.4 玉米联合播种机的市场前景分析 .6 1.5.本次毕业设计的意义和目的.7 第二章 玉米灭茬机构工作原理及方案设计玉米灭茬机构工作原理及方案设计 .8 2.1 整机结构与工作原理 .8 2.2 灭茬机构工作原理 .8 2.3 灭茬机构方案设计 .8 2.3.1 整体框架结构 .8 2.3.2 传动及灭茬作业机械部分 .9 第三章 2BFH2BFH4 4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计计算型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计计算.10 3.1 设计的原始参数 10 3.2 设计计算书 10 3.2.1 机架的设计 10 3.2.2 减速器的设计 10 3.2.3 齿轮传动组总成的设计 25 3.2.4 刀盘总成的设计 34 综述 第四章 总结总结 35 参考文献 .36 致谢 .37 综述 - 1 - 第一章 综述 1.1 玉米及玉米种植对我国国民经济发展的重要意义 根据有关资料显示，2009-2010 年度我国玉米产量达到 1.5 亿吨左右,成为仅次于 美国的世界第二大玉米生产国。玉米是一种高产稳产的粮食作物，其生产在国民经济 中 占有很重要的地位。它不但是重要的粮食，而且是发展畜牧业的重要饲料，又是轻 工业、食品业等不可缺少的原料之一。随着我国工业化的不断发展，对玉米的需求也 越来越大。然而，由于我国人均耕地面积本来就少，不可能将过多的耕地用于玉米的 生产，为了达到提高产量的目的，我国必须提高单位种植面积的产量。 1.2 玉米耕作方式的现状及未来发展趋势 1.2.11.2.1 现阶段玉米主要耕作方式现阶段玉米主要耕作方式 人类社会发展到今天，人口、粮食、资源、环境等问题已成为困扰人类的全球性 问题。以消耗资源、破坏生态、牺牲环境为代价发展农业，逐渐成为过去。实现农业 机械化是农业可持续发展的必要条件和重要的推动力。 农业机械化是一个使用农业机械逐步代替人、畜力进行农业生产的技术改造和经 济发展过程。 玉米的耕作方式也正在发生着深刻的变化。玉米耕作由原先是纯人、畜力耕作逐 渐发展到人机耕作，有的地方甚至实现了完全机械化。随着玉米耕作机械的不断发展 和推广，玉米耕作方式也有了新的发展。近年成功推广的机械深耕、深松、虚实耕作 法、免耕（少耕）法、秸秆还田等耕作新技术，有效地改善土壤结构、增强蓄水保墒 能力，节约了宝贵的水资源，有利的促进了玉米生产的可持续发展。当然，就我国而 言，由于起步较晚，农业机械发展相对落后，我国许多地区依然在使用传统的耕作方 式进行生产。 1.2.21.2.2 未来发展趋势未来发展趋势 保护性耕作是世界农业耕作方式的趋势，近年来这一耕作方式在我国也得到了长 足的发展。 保护性耕作是相对于传统翻耕的一种新型耕作技术。它的定义是：“用大量秸秆 残茬覆盖地表，将耕作减少到只要能保证种子发芽即可，并主要用农药来控制杂草和 病虫害的一种耕作技术”。根据保护性耕作的特点，由于它有利于保水保土、所以称 为保护性耕作。针对保护性耕作的基本要点，也可以用四句话来概括：秸秆覆盖、免 耕播种、以松代翻、化学除草。 保护性耕作起源于 20 世纪 30 年代的美国，目前美国、加拿大和澳大利亚等国 已基本全部采用了以机械化为支撑的保护性耕作。 2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 - 2 - 我国北方地区一直沿袭传统的以铧式犁翻耕土壤、裸露休闲耕作法。由于实行 深耕细耙，破坏了土壤结构，降低了土壤的水肥含量，裸露的耕地表土也加剧了沙 尘暴的肆虐。 中国农业大学课题组在山西省经过近9 年的连续试验研究，初步研究出一套适 合中国国情的保护性耕作技术体系。结果显示，机械化保护性耕作技术与传统耕作 技术相比，可降低地表径流 60左右，减少土壤流失 80，减少大风扬沙 60；同时可以增加休闲期土壤储水量，提高水肥利用效率，减少作业工序，增加 农作物产量。 灭茬免耕播种技术是保护性耕作的重要环节，同时也是实现保护性耕作方式的关 键技术。因此，发展和掌握先进的灭茬免耕技术对我国农业的可持续快速发展具有重 要的意义。 1.3 玉米播种机械发展历程与特点 玉米播种是玉米种植过程中一个重要环节，也是保证玉米丰产丰收的一个关键环 节。玉米播种的季节性强、劳动强度高、作业量有大。加快发展玉米播种作业机械化， 对于提高作业效率，缩短播种时间，减轻劳动力生产强度，有效保证玉米实现适时、 适量、满足农艺环境条件播种，使玉米获得良好的生产发育基础。而且，随着农村劳 动力的大量转移和收入水平的提高，农民的生产、生活观念和经济行为发生了根本性 的改变，加快玉米播种机械化进程成为广大农民的迫切需要。需要是发展的动力。从 耕地、播种、收获三个主要生产环节的机械化水平来看，播种机械化是较成熟的环节。 但随着农业机械化的发展，市场对玉米播种机械化的要求也越来越高。为此，加快玉 米播种机械化的发展已成为当务之急。玉米播种机械化技术是指在满足玉米的播种期、 播种量、种子在田间的分布状态、播种深度和播后覆盖压实程度等农业技术要求下， 用机械来完成对玉米的播种、覆盖压实等生产环节的作业技术。 公元前 1 世纪，中国已推广使用耧，这是世界上最早的条播机具，今仍在北方 旱作区应用。 1636 年在希腊制成第一台播种机 。1830 年俄国人在畜力多铧犁上制成犁播 机。 1860 年后，英美等国开始大量生产畜力谷物条播机。 20 世纪后相继出现了 牵引和悬挂式谷物条播机，以及运用气力排种的播种机。50 年代发展精密播种机。 中国从 20 世纪 50 年代引进了谷物条播机、棉花播种机等。 60 年代先后研制成悬 挂式谷物播种机、离心式播种机、通用机架播种机和气吸式播种机等多种类型，并 研制成磨纹式排种器。到 70 年代，已形成播种中耕通用机和谷物联合播种机两个 系列，同时研制成功了精密播种机。 欧洲第一台播种机于 1636 年在希腊制成。 1830 年，俄国人在畜力多铧犁上加 装播种装置制成犁播机。英、美等国在1860 年以后开始大量生产畜力谷物条播机。 综述 - 3 - 20 世纪以后相继出现了牵引和悬挂式谷物条播机，以及运用气力排种的播种机。 1958 年挪威出现第一台离心式播种机， 50 年代以后逐步发展各种精密播种机。 中国在 20 世纪 50 年代从国外引进谷物条播机、棉花播种机等， 60 年代先后 研制成功悬挂式谷物播种机、离心式播种机、通用机架播种机和气吸式播种机等多 种机型,并研制成功了磨纹式排种器。到 70 年代,已形成播种 中耕通用机和谷物联 合播种机两个系列并投入生产。供谷物、中耕作物、牧草、蔬菜用的各种条播机 和穴播机都已得到推广使用。与此同时，还研制成功了多种精密播种机。 1.3.11.3.1 谷物条播机谷物条播机 条播机能够一次完成开沟、均匀条形布种和覆土工序。条播机一般由机架、行走 装置、种子箱、排种器、开沟器、覆土器、镇压器、传动机构及开沟深浅调节机构等 组成。图 1.1 是国产 24 行谷物条播机的总体结构图。 图 1.1 24 行谷物条播机的总体结构图 1.地轮 2.排种器 3.排肥器 4.种肥箱 5.自动离合器操纵杆 6.起落机构 7.播深调节机构 8.覆土器 9.开沟器 10.输种肥管 11.转动机构 12.机架 1.3.21.3.2 点点( (穴穴) )播机播机 播种玉米多采用该机型。其主要工作不分是靠成穴器来实现种子的单粒或成穴摆 放。目前我国使用较广的点（穴）播机是水平圆盘式、窝眼轮式和气力式点（穴）播 2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 - 4 - 机。图 1.3.2 所示为 2BZ-6 型悬挂式播种机，主要用于大粒种子的穴播。这种播种机 的机架由横梁、行走轮、悬挂架等构成，而种子箱、排种器、开沟器、覆土镇压器等 则构成播种单体，单体数与播种行数相等。 图 1.3.2 2BZ-6 型悬挂式播种机（播种单体） 1.主横梁 2.扶手 3.种子筒及排种器 4.踏板 5.镇压轮 6.覆土板 7.成穴轮 8.开沟器 9.行走轮 10.传动链 11.四杆方形机构 12.下悬挂架 13. 划行器架 14.上悬挂架 1.3.31.3.3 联合播种机联合播种机 联合作业机具能同时完成整地、筑埂、平畦、铺膜、播种、施肥、喷药等多项作 业或其中某几项作业。联合作业机具可以减少田间作业次数，减轻机械对土壤的压实， 缩短作业周期，抢农时，还可以节约设备投资，降低作业成本。因此，联合播种机近 几年在生产中得到广泛应用，是未来种植机械的发展方向。目前用于生产的联合播种 机主要有旋耕播种机和整地播种机。 图 1.3.3（1）是一种适用于在为耕地上作业的旋耕播种机示意图。 图 1.3.3（2）是一种适用于已耕地上作业的整地播种机示意图。 综述 - 5 - 图 1.3.3（1）旋耕播种机示意图 1. 松土除草铲 2.齿轮箱 3.肥料箱 4.种子箱 5.传动链 6.导种管 7.镇压轮 8.开沟器 9.传动轮 10.旋耕机 图 1.3.3（2）整地播种机示意图 1.分配器 2.种子箱 3.输种管 4.风机 5.传动轮 6.开沟器 7.碎石镇压器 8.松 土铲 9.立式旋耕耙 10.机架 2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 - 6 - 1.3.41.3.4 免耕播种机免耕播种机 免耕播种是近年来发展的保护性耕作中一项农业栽培新技术，它是在未耕整的茬 地上直接播种，与此配套的机具称为免耕播种机。免耕播种机的多数部件与传统播种 机相同。不同的是由于免耕翻地土壤坚硬，地表还有残茬，因此，必须配置能切断残 茬和破土开种沟的破茬部件。 图 1.3.4 为 2BQM-6A 型气吸式免耕播种机简图。 图 1.3.4 2BQM-6A 型气吸式免耕播种机简图 1.地轮 2.主梁 3.风机 4.肥料箱 5.四杆机构 6.种子箱 7.排种器 8.覆土镇压轮 9.开沟器 10.输种管 11.输肥管 12.破茬松土器 1.4 玉米联合播种机的市场前景分析 虽然我国玉米播种机经过多年的发展，已经达到了比较完善发达的水平。但随着 我国农业机械化的不断发展以及农民收入的不断提高，加之我国巨大的玉米种植面积， 玉米联合播种机在我国依然拥有着巨大的市场需求。 并且随着我国城市化的不断发展和人口老龄化的加剧，我国劳动力资源将发生结 构性变化，农村劳动力必将锐减，这也将对未来农业机械提出更高的要求。 尤其是新型的玉米免耕播种机更是未来玉米播种机械发展的方向。 因此政府应该扶持企业研制开发新型玉米免耕播种机。虽然在现有保护性耕作作 业模式下，我国的玉米免耕播种机基本上可用，但在技术含量上与保护性耕作的整体 目标要求以及国外先进机具差距较大。需要政府通过采取相应的扶持政策，鼓励企业 综述 - 7 - （特别是大中型生产企业）、科研院所加大开发力度，加强适用技术模式和适用机具 的研究，在探索农机与农艺相互结合的研究基础上，将机具与作业模式的适用性研究 作为今后推广玉米免耕播种技术的主要方向，从而提高我国玉米免耕播种机的整体技 术水平。 1.5 本次毕业设计的意义和目的 玉米播种机械化是农业机械化的重要组成部分和关键环节，虽然我国目前玉米播 种机发展相对较成熟，但与西方发达国家相比还是有一定的差距。实现玉米播种机械 化是一项复杂的系统工程，需要将科研、生产、推广、管理纳入这个大系统，把这些 工作紧密地集合起来。首先要把握住产品开发、推广方向。农民需要的是能够满足不 同农艺要求及性能可靠、操作简便、价格适应不同经济发展水平、机械效率高的系列 化玉米播种机械，这就要求有关方面应统一规划和制定不同的发展目标，使各环节工 作协调一致。其次要依靠科技进步，抓住机遇，稳定推进。玉米联合播种机在农机产 品中属于复杂程度较高的机具，它需要一次完成一系列复杂作业，涉及的技术范围也 较广，其设计与制造都有相当的难度，特别是关键部件的关键技术，除需要经过理论 研究外，还需要大量的试验改进，无论是技术开发还是企业生产都不能逾越生产性试 验阶段，科研和技术开发工作更需要加大投入力度。第三，农业、农机部门要加强合 作，进行机器与农艺相互配套适应性的研究，在选用玉米品种和确定最佳种植方式上， 使机器与农艺最大可能地结合配套，以便于玉米播种机械的推广应用。 玉米播种是玉米种植生产过程中第一道工序，也是保证玉米丰产丰收的一个关键 环节。玉米播种的季节性强、劳动强度大、作业量大。目前，玉米联合播种机的使用 还没有推广普及，特别在中西部地区，现有的玉米播种机一般在收获小麦或其它作物 后将秸秆还田，然后硬茬播种。也有将小麦秸秆回收利用再耕作播种或硬茬播种，如 陕西省农机局研制的 2BF-4 型玉米播种机，该机是在秸秆还田后的大田播种，考虑到 还田后再播种费工费时，我们认为在 2BF-4 型玉米播种机基础上设计 2BFH-4 型玉米灭 茬种肥联合播种机灭茬机很有必要，该机在秸秆灭茬还田的同时施肥播种，提高工作 效率了，节省了成本。 本设计是该机灭茬机构结构设计。灭茬机构是免耕播种机与传统播种机的主要区 别所在。在本次毕业设计中的主要任务是根据设计的数据，对关键零、部件进行强度 校核计算，进行二维工程图绘制，最后画出装配图进行装配。对关键零、部件做出三 维模型进行分析。 2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 8 第二章 玉米灭茬机构工作原理及方案设计 2.1 整机机构与工作原理 该机为四行玉米联合播种机。灭茬机构工作动力及行走动力由配套拖拉机提供， 且统一控制。 根据我国玉米种植现状，在对国内外相关技术分析调研的基础上，确定该玉米灭 茬种肥联合播种机大致分前后两部分。前一部分为灭茬机构，后一部分为种肥联合播 种机构，两部分间采用螺纹连接。整机装配如图 2.1： 图 2.1 2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机整机装备图 1.刀盘及刀片 2.减速器 3.灭茬机构 4.油缸 5.大梁 6.排种肥器 7.种肥箱 8.镇 压轮 9.动力轮 10.开沟器 工作时，整机在配套拖拉机的带动下行走，灭茬机构 3 由配套的拖拉机提供动力， 通过万向节及减速器 2 及相关传动件总成将动力传给刀盘及刀片 1，刀片最终进行灭茬 作业；开沟器 10 在拖拉机的带动下，在经过灭茬处理的土地上进行开沟作业；紧接着 种肥箱 7 中的种子及肥料经排种肥器 6 落入沟中，其中拍种肥器 6 由动力轮 9 经过链 传动带动；最后镇压轮 8 在弹簧力和自重的作用下对种子进行覆土镇压。 2.2 灭茬机构工作原理 灭茬机构主要是利用机械化根茬粉碎还田技术，机具工作时旋转刀片切削作物割 去秸秆后的剩余根茬（地上及地下 10 厘米内部分）及土壤，并把切削下来的根及土壤 向后抛掷与挡泥罩相撞击，使根茬及土块进一步破碎再落到地面，一次完成刨茬、切 碎及垄上耕耙作业。 灭茬构机由机架、传动箱总成、刀片固定圆盘总成、刀片挡泥板组合件等组成。 2.3 灭茬机构方案设计 2.3.12.3.1 整体框架结构整体框架结构 玉米灭茬机构工作原理及方案设计 9 本机构是与拖拉机配套的机具，拟采用悬挂式悬挂于拖拉机后桥后面。可通过液 压升降来调节垄上灭茬深浅。整体框架结构见下图 2.3.1 图 2.3.1 灭茬机构整体基本框架示意图 1.甩刀输出轴 2.齿轮传动轴 3.人字架 4.减速器 5.连接轴 6.轮子 7.齿 轮组箱体 8.刀盘 2.3.22.3.2 传动及灭茬作业机械部分传动及灭茬作业机械部分 本机构的传动及作业机械拟采用如下图 2.3.2 所示结构方案。该方案主要利用齿 轮传动来传递动力，具有传动功率范围大、传动效率高、传动比准确、使用寿命长、 工作可靠等优点。不过对制造及安装精度要求高，且成本相对较高。 图 2.3.2 灭茬机构传动及作业机械示意简图 1.减速器输入轴 2.减速器小锥齿轮 3.减速器大锥齿轮 4.减速器输出轴 5.刀片 6.刀盘 7.甩刀输出轴 8.齿轮传动组 工作时，配套动力由万向节经减速器输入轴 1 输入，经一级锥形减速器减速转向 后，由减速器输出轴 4 传到齿轮传动组件 8，再经甩刀输出轴 7 传到刀盘 6 及刀片 5 上， 最终实现刀片 5 的灭茬作业。 2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 10 第三章 2BFH4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计计算 经过设计方案的确定，需要对一些关键零部件进行设计。主要设计的部分有机架 的设计，减速器的相关设计，以及从减速器输出轴到刀盘总成之间的齿轮传动装置的 相关设计。 3.1 设计的原始参数 配套动力：36.8kw（拖拉机 50 马力） 发动机输出转速：632r/min 灭茬速度： =5.5m/s（满足灭茬率90%的要求） V灭 刀齿进给量：S=50mm （满足灭茬后碎茬长度80mm 的农业生产要求） 灭茬深度：h=50mm 灭茬刀轴转速：V=1250r/min 外形尺寸（长 mm宽 mm高 mm）： 23306001100 作业行数：5 行 3.2 设计计算说明书 计计 算算 与与 说说 明明结结 果果 3.2.13.2.1 机架的设计机架的设计 根据机具的配置和外形尺寸的需要，并考虑机架能有足够的 强度和刚度，且又形状简单，便于制造，能与配套拖拉机更好的 连接，本机采用框架结构。机架上部为两根主梁，成人字形焊接， 主要与配套拖拉机连接；下部为工字型框架，其两端安装有两个 地轮，用于承载支撑传动总成与灭茬工作部分。机架材料拟采用 45 钢或 Q235。 具体结构设计图见附图。 3.2.23.2.2 减速器的设计减速器的设计 （1）减速器类型的选择 为了满足工作机工作需求和动力机方便放置，减速器输入轴 和输出轴位置需布置成垂直相交。故，本设计选用一级圆锥直齿 轮减速器。 （2）确定传动比i 已知配套拖拉机动力输出轴转速为 632r/min，灭茬刀轴转速 为 1250r/min。故，计算出传动比为： 2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计计算 11 i=632/1250=0.506 （3）齿轮传动设计 输入功率=P P入 式中：联轴器效率 =0.99（查1得） =36.80.99=36.4kw P入 主动轮转速 =632r/min n1 主动轮传递的转矩 =9.55/=9.5510636.4/632=5.5Nmm T110 6 P入n110 5 选齿轮材料及热处理方法 查2P211 表 12.7 主动轮用 40Cr 调质处理，齿面硬度 HB241286；从动轮用 40Cr 调质处理，齿面硬度 HB241286。 （查 2 P221 表 12.7） 选择齿宽系数 d 查2P222 表 12.13，选=0.3 d 选择齿轮精度 查2P207 表 12.6 选 7 级精度，估计节点圆周速度V ，应按 B 轴承校核寿命 PrBPrA h r n P C Lh 4653 60 )( 10 6 110 该轴承的寿命满足要求。 同理，对输出轴深沟滚珠轴承进行校核计算得： h r n P C Lh 5021 60 )( 10 6 210 故亦满足设计要求。 （5）输入、输出轴的设计 运动和动力参数计算 功率 （KW） 转矩 （Nmm） 轴名 输入输出输入输出 转速 (r/min ) 传动比 i 效率 动力机 输出轴 36.85500 0 6321 98.0 97.0 2 1 减速器 输入轴 1 35.735.05335 0 5228 3 632 减速器 输出轴 2 34.332.62699 5 2645 5 1250 0.506 98.0 95.0 2 3 表中、分别为万向联轴器、轴承和单级锥齿轮减速器的 1 32、 传动效率。由3P5 表 1-7 查的(吴宗泽等编.，高等教育出版社，1999 年) 输入轴的结构设计： 估算轴径 ，查2P314 表 16.2,取 C=102(假设轴材料为 40Cr) d1 h Lh 4653 110 h Lh 5021 210 2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 20 mm n P C d 39 632 7 . 35 102 33 1 根据锥齿轮的设计尺寸数据和所选用的轴承，画出其结构草图。 右端采用矩形花键与配套动力连接，其型号： 636328 BDdN （GB/T1144-2001） 与齿轮连接处采用普通圆头平键连接，其型号：键 18812 （GB/T1096-2003） 其结构简图见图 3.1a 轴的空间受力分析： 把两滚动轴承简化为铰支，作用点在其中点处；把作用在齿 轮和联轴器上的力简化成集中力，弯矩从轮缘中点开始，扭矩从 轮毂中点开始。右端联轴器有方向不定的径向力作用。 F0 FFFFtt00 3 . 0)5 . 02 . 0(，取 查手册知联轴器的mm D 100 1 N NT FF DF t t 32010673 . 03 . 0 1067100/533502/2 0 1 方向不定，按最危险情况考虑。空间受力简图见图 3.1b。 F0 垂直面受力分析与弯矩计算： 垂直面受力图见图 3.1c mmNM dF ma 10 5 11 2 . 12/ 6 . 9824382/ 轴承 A、B 的支反力： mmAB144 N N AB MAB RFR F R AZrBZ r AZ 2205 2402 3/ 1 1 D 点弯矩为： 从左端计算 mmNAB RMAZDZ 10 5 1 306 . 2 32 从右端计算 mmNAB RMBZDZ 10 5 2 06 . 1 3 mmNM 10 5 2 . 1 mmN MDZ 10 5 1 306 . 2 mmN MDZ 10 5 2 06. 1 2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计计算 21 可见计算正确。MmmN MMDZDZ 10 5 21 30 . 1 垂直面弯矩图见图 3.1d 水平面受力分析与弯矩计算： 水平面受力图见图 3.1e 轴承 A、B 的支反力： N N N RFR d T F FR AYtBY m t tAY 9709 14563 2 4854 3 1 1 1 1 1 1 D 点弯矩为 mmN AB RMAYDY 10 5 66 . 4 3 2 水平面弯矩图见图 3.1f 初步合成弯矩： 从左端算起 mmN MMMDYDZD 10 522 1 / 1 2 . 5 从右端算起 mmN MMMDYDZD 10 522 2 / 2 7 . 4 初步合成弯矩图见图 3.1g 联轴器径向力 弯矩图： F0 轴承支反力： N NABBC RFR FR AB A 816 381/ 000 00 B 点弯矩 mmNBC FMB 10 5 00 55 . 0 126435 联轴器径向力 弯矩图见图 3.1h F0 合成弯矩图： D 点弯矩： 从左端算 mm96 . 5 76 . 0 2 . 5 101010 555 0 / 11 N MMMDDD 从右端算 mmN MDY 10 5 66. 4 mmN MD 10 5/ 1 2 . 5 mmN MD 10 5/ 2 7 . 4 mmN MB 10 5 0 55 . 0 mm96 . 5 10 5 1 N MD 2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 22 mm46 . 5 76 . 0 7 . 4 101010 555 0 / 22 N MMMDDD B 点弯矩： mmN MMBB 10 5 0 55 . 0 合成弯矩图见图 3.5i 扭矩图： mmNT 10 5 73 . 0 扭转切应力按脉动循环变化，应力校正系数58 . 0 95/55 （2P315 表 16.3） mmNT 1010 55 42 . 0 73 . 0 58 . 0 扭矩图见图 3.1j 计算弯矩图： D 点弯矩： 从左端计算 mmN T MMDDca 10 )( 5 2 2 11 96 . 5 从右端计算 mmN T MMDDca 10 )( 5 2 2 22 47 . 5 B 点弯矩 mmN T MMBBca 10 )( 5 2 2 69 . 0 E 点弯矩 从左端计算： mmN T MMEEca 10 )( 5 2 2 1 45 . 0 从右端计算 mmN MMEEca 10 5 2 15 . 0 计算弯矩图见图 3.1k mm46 . 5 10 5 2 N MD mmN MB 10 5 55 . 0 mmNT 10 5 73 . 0 mmNT 10 5 42 . 0 mmN MDca 10 5 1 96 . 5 mmN MDca 10 5 2 47 . 5 mmN MBca 10 5 69 . 0 mmN MEca 10 5 1 45 . 0 mmN MEca 10 5 2 15 . 0 2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计计算 23 2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 24 图 3.1 轴的计算图 按弯矩校核该轴的强度 由计算简图可以看出，D 截面或 B 截面是危险截面。 D 截面校核 查2P332 表 7,得 D 截面抗弯截面系数 mm td d d bt W 34 2 3 10 )( 8 . 5 232 mmM NW caca 2 / 3 . 10/ 查2P315 表 16.3 mm N b 2 1 /55 ,安全. ca 1b B 截面校核 B 截面的抗弯截面系数 mmd W 333 10 4 . 61 . 0 ，高等教育出版社，1999 年) 刀盘输出轴的结构设计： 估算轴径 ，查2P314 表 16.2,取 C=102(假设轴材料为 40Cr) d1 mm n P C d 30 1250 6 . 32 102 33 1 根据锥齿轮的设计尺寸数据和所选用的轴承，画出其结构草图。 其结构简图见图 3.2a 轴的空间受力分析： 把滚动轴承简化为铰支，作用点在其中点处；把作用在齿轮 上的力简化成集中力，弯矩从轮缘中点开始，扭矩从轮毂中点开 始。下端刀盘处有扭矩作用，作用点在圆头平键中点处。 N ND N N N FF TF FF FF TFt 305 305170/2592622 631cos/593cos/ 216tan593tan 59391/269952/2 2t2r 22t t1a1 t1r1 311 20 20 d 其中：D 为刀盘工作旋转半径，方向不定。 F2r mm d 30 1 2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计计算 31 空间受力简图见图 3.2b。 垂直面受力分析与弯矩计算： 垂直面受力图见图 3.2c mmNM dFa 10 4 3 9 . 22/916312/ 轴承的支反力： N FFRrBZ 521305216 21r B 点弯矩为： 从左端计算 mmNAB FMBZ 280813216 r11 从右端计算 mmNBC FMBZ 10 4 r22 9 . 1 垂直面弯矩图见图 3.5d 水平面受力分析与弯矩计算： 水平面受力图见图 3.5e 轴承的支反力： N FFRtBY 898305593 2t1 B 点弯矩为： mmNBC FMBY 10 4 2t 9 . 162305 水平面弯矩图见图 3.5f 初步合成弯矩： 从左端算起 mmN MMMDYBZB 10 422 1 / 1 9 . 1 从右端算起 mmN MMMBYBZB 10 422 2 / 2 9 . 1 初步合成弯矩图见图 3.5g A 点弯矩： mmN MMA 10 4 9 . 2 N N N N N F F F F Ft 305 305 631 216 593 2r 2t a1 r1 1 mmNM 10 4 9 . 2 N RBZ 521 mmN MBZ 2808 1 mmN MBZ 10 4 2 9 . 1 N RBY 898 mmN MBY 10 4 9 . 1 2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 32 合成弯矩图见图 3.5i 扭矩图： mmN T 10 4 2 6 . 2 扭转切应力按脉动循环变化，应力校正系数： 58 . 0 95/55 （2P315 表 16.3） mmNT 1010 44 51 . 1 6 . 258 . 0 扭矩图见图 3.5j 计算弯矩图： B 点弯矩： 从左端计算 mmN T MMBBca 10 )( 4 2 2 11 4 . 2 从右端计算 mmN T MMBBca 10 )( 4 2 2 22 4 . 2 A 点弯矩 mmN T MMAAca 10 )( 4 2 2 3 . 3 计算弯矩图见图 3.5k mmN MA 10 4 9 . 2 mmN T 10 4 2 6 . 2 mmNT 10 4 51 . 1 mmN MAca 10 4 3 . 3 2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计计算 33 2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 34 图 3.5 轴的计算图 按弯矩校核该轴的强度 由计算简图可以看出，B 截面或 A 截面是危险截面。 B 截面校核 查2P332 表 7,得 B 截面抗弯截面系数 mmd W 3333 10d 7 . 21 . 0 32 mmM NW caca 2 /9 . 8/ 查2P315 表 16.3 mm N b 2 1 /55 ,安全. ca 1b A 截面校核 A 截面的抗弯截面系数 mm D D D W 33 24 10 dd 6 . 3 32 dbz ）（ ）（ ，安全。 mmM NW caca 2 /1 . 9/ mm N b 2 1 /55 该轴结构设计图见附图. 3.2.43.2.4 刀盘总成的设计刀盘总成的设计 根据已设计的减速器输出轴的相关数据及工作轴之间的距离 尺寸，合理的选择外廓设计尺寸。材料选用 Q235。 刀盘和刀片及其相关零件的具体结构设计详见后附工作技术 图纸。 ca 1b 安全 2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计计算 35 2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 36 第第 4 4 章章 总结总结 本次毕业设计为 2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计。在本次毕 业设计中，根据设计的数据，首先进行了二维工程图绘制，最后画出装配图并进行了 装配。主要进行了以下方面的工作： 1、首先要对玉米联合播种机的市场需求及现有产品进行调查分析，分析所要设计 的玉米灭茬种肥联合播种机