小型烟根挖掘机设计.doc

如需全套资料请联系扣扣229258578.设计题目 小型烟根挖掘机设计 学 院： 金山学院 专业年级： 机械设计制造及其自动化 2011级 学 号： 116712161 学生姓名： 指导教师、职称： 2015年 5 月 18 日- 29 -目录摘要- 3 -Abstract- 4 -第一章 绪 论- 5 -1.1烟根挖掘机的研究目的和意义- 5 -1.2 烟根挖掘机的简介- 5 -1.3烟根挖掘机的发展趋势及前景- 6 -1.4 国内外烟根挖掘机的研究现状- 8 -第二章 烟根挖掘机工作原理与构造- 9 -2.1 烟根挖掘机的工作原理- 9 -2.1 烟根挖掘机的构造- 9 -第三章 整机方案设计- 11 -3.1 总体设计- 11 -3.2主要结构的确定- 11 -3.2.1动力输入装置- 11 -3.2.2 整机的基本参数- 13 -第四章 烟根挖掘机零部件及参数的选择- 14 -4.1 动力机的选择- 14 -4.2 传动比- 16 -4.2.1刀轴设计- 16 -4.3 链的选择设计- 17 -4.3.1.链传动的主要失效形式- 19 -4.3.2链传动的计算准则- 19 -4.4 刀具的材质选择- 22 -4.5 变速器的设计- 23 -4.6 转动轴的强度校核- 23 -4.7支撑架挡板的设计- 25 -第五章 设计小结- 27 -第六章 参考文献- 28 -第七章 致谢- 29 - 摘要 烟根挖掘机，又可以称作是拔杆机。就是用拔杆装置将烟草、棉花等作物采摘完的根茎自动连根拔起。一些秸秆矮小的农作物在田间耕作的时候直接打碎埋入土里，但是像烟草，棉花等作物的根茎比较粗长的不易这样处理，因此就需要连根拔起再进行二次处理。烟根挖掘机是将作物根茎拔起后便于转移或者直接将根茎在田里处理粉碎，节省劳动力，大大减轻了农民朋友的劳动强度，便于农民进行土壤改良和翻耕，同时也便于充分利用植物根茎资源，一定程度上减少了根茎燃烧带来的环境污染，有利于保护大气环境，发展生态农业，便于实现有机农业和可持续发展农业。本次设计主要是针对挖掘机的挖掘切割部分和传动系统的分析设计。关键词：烟根挖掘机;传动系统；切割挖掘Abstract tobacco root excavator, pulling rod can be described as machine. Is to use pull rod device will be picking the roots of tobacco, cotton and other crops automatically by the roots. Some short straw of crops in the field farming directly break buried in the grave, but like tobacco, cotton and other crops root fairly thick long difficult this kind of treatment, so they need to be uprooted and secondary processing. Smoke root excavator is transferring crop roots pull up later processing crushing in the fields or directly to the roots, the save Labour, and greatly reduce the labor intensity of farmers friends, facilitate the farmers for soil improvement and ploughing, also easy to make full use of plant root resources, to a certain extent reduced the rhizome combustion pollution to the environment, is conducive to protect the atmospheric environment, the development of ecological agriculture, to realize organic agriculture and agricultural sustainable development. This design mainly for excavator digging cutting part and the analysis of the transmission system design.Keywords: smoke root excavator, transmission system; Cutting excavation section. 第一章 绪 论1.1 烟根挖掘机的研究目的和意义 我国是全世界全世界最大的烟草生产国和消费国，生产并消费了全球三分之一的卷烟，八项指标位居“世界第一”，烤烟种植面积第一，烤烟产量世界第一，烤烟增长速度世界第一，卷烟产销量世界第一，卷烟增长速度世界第一，吸烟人数世界第一，吸烟人数增加量世界第一，烟税增长速度世界第一。中国有3.5亿烟民，占世界总数的百分之二十五，其烟草生产占世界的百分之三十五，而烟草销售占世界的百分之三十二。 据中国报告大厅发布的2013-2018年中国烟草行业市场调查报告了解到，中国目前仍然是全球最大的烟草市场，烟草制品消费量约占全球总量的三分之一。2002-2012 年，中国卷烟销量年均增长 3.7%，税利贡献平均增长19.6%，占全国财政收入总额的7%左右。其中，2012年全行业实现工商税利8649.39亿元，同比增长15.79%，卷烟产销量4950万箱，同比增长在2.4%左右，种植烤烟2118万亩，收购烤烟5474万担；户均收入4.45万元，同比增长48.4%。根据各种有力的数据报道我们可以看出来，烟草行业的经济增长目前依然跃居于各行业之首，成为我国财政收入的支柱产业。而目前我国烟草的生产种植主要来源于烟农。大多数的烟农在生产过程的还是采用比较落后的人力手动作业，这就在生产中大大浪费了时间与人力资源。这些在烟草的前期种植过程还还不太明显，但是后期烟草成熟收获是就尤为明显了：烟杆粉碎、秸秆粉碎、烟草培土、烟根挖掘等等，这些工作量大且费力，单单是靠人力作业完全是不够的。所以烟农目前最需要的就是用农用机械来代替人力劳作。所以，对小型农作机械用具的开发研究和探索，对于提高农民生产水平和农业经济发展具有重大意义。此次设计我们要做的是烟根挖掘机的设计。传统烟草拔秆机是将烟秆整根拔起，但易导致烟秆打碎残留，根土分离不够理想，故现在提出两段式的收获工艺，即采用先切割烟秆，再挖掘烟根。为了实现这种新工艺，需要设计出一种小型烟根挖掘机来清除烟秆收获后的残留烟根。这种小型烟根挖掘机适用于丘陵地带的地形地势运作。如此通过小型烟根挖掘机在生产中的应用，可以做到节约劳动力，节约生产时间，减轻劳动人员的工作量。例如：原本烟根清除是一项费时费力的工作，由于烟根在地里埋得较深，人工劳作时有时必须徒手拔除，这样做则可能会划伤皮肤。在应用烟根挖掘机之后，就不会存在诸如此类的问题了，大大节省的生产时间和劳动力，而且更方便安全。1.2烟根挖掘机的简介 烟根挖掘机是一种农业种植生产机械，是一种可进行拔除烟草根杆作业的拔杆机。烟草根杆作为烟草的一部分，既不宜做燃料进行焚烧，也不宜做肥料直接还田。烟叶采收结束后必须将遗留的烟杆去除干净并进行相应处理，避免烟杆废弃物对农业环境带来污染。其次，加强对烟杆资源的综合利用，如制造板材、活性炭等，不仅可以有效处理这些废弃物，而其可以变废为宝，提高烟农的经济收入。这些处理过程都需要对烟草根杆杆进行拔除并有效地破碎。1.3 烟根挖掘机的发展趋势及前景 近年来，随着科技科技兴烟的意识不断地增强，在发展现代烟草农业和实行烟叶标准化生产各项措施的推动下，彻底清除田间烟柱残体，减少初侵染源以减轻第二年病虫危害在广大烟农心中已形成共识。实践中，大部分烟区已经将此项工作作为后期田间管理的重要内容来抓，但效果不甚理想，部分烟区尤其是生产技术落后，种植水平低下，烟农意识不到位的地方忽视了该项工作，任烟杆，烟根遗留田间。由于烟柱残体的处理不当导致病虫危害发生加剧已经给烟叶生产者造成了严重影响，并将继续带来后遗症，而如何有力的组织和引导烟农及时清除田间烟柱残体，并将其正确的处理和有效的利用则显得至关重要。烟叶采收后的烟杆，烟根的烟柱残体是有害微生物的越冬场所，同时也是重要的传播途径。若不及时将残体清除田间，一方面烟杆烟根在田间的继续生长会吸收土壤养分，降低土壤肥力，还为病虫的不断繁殖提供场所，导致有害生物种群数量急剧上升，使大规模病虫危害暴发流行;另一方面，病株残体留于田间，附着其上的有害生物在风等传播媒介的作用下进一步在不同地块和地区间传播，或烟柱腐烂后病原物直接落入土壤中造成各种有害微生物的扩散，增加土壤中越冬菌和虫口基数。烟柱残体能显著地增加第二年初侵染源，严重的可导致病害大流行，虫灾泛滥。烟柱残体在田间多留一天就多一分隐患，通常情况下，采拷结束一块地就清理一块地，如若没有足够的劳动力，也应该在采烤结束后立即进行。烟杆清出烟田后，要在野外不种烟的一块地统一堆放，待可点燃后及时堆烧，以防止有害生物的继续繁殖和传播。烟草的黑胫病，烟草青枯病，根黑腐等都是根茎病害，根系上携带有较多的有害生物，必须清除田间。虽然秸秆还田能增加土壤肥力，但是烟草具有自毒现象，腐烂后产生的化学物质将对下一季的作物生长产生副作用；同时，烟杆上携带的病原和虫原也将随之进入田间，造成再侵染，导致烟杆还田得不偿失。烟杆必须连杆带根一并拔除干净，严禁用刀砍下烟杆后将烟根烟蔸留在田间。烟杆的根系非常发达，烟杆平均直径（距地面50cm）在30mm左右，高1.6m以上，采用传统的人工拔出方式非常费时费力。目前采用人工拔除烟杆大约1.52亩/人*天，采用机械化拔杆机拔除方式至少达到20亩/人*天；人工拔杆成本大约为50元/亩，机械化拔杆大约15元/亩。而今农村劳动力大量外出务工，人力成本逐年增加，以每个劳动力工资为80元/天计算，每亩烟地的烟杆拔除费用为50多远，烟杆的收获工作急需一种机械来替代繁重的人工劳动，同时最大程度的节省劳动成本，为烟农增加收益。因此，实现我国烟草拔杆机机械化已成为烟业生产的一项重大课题。1.4国内外烟根挖掘机的研究现状 CN101558708 公开了一种烟叶拔杆机，包括传动机构、掘兜转子、送杆转子和集杆箱，所述送杆转子位于掘兜转子和集杆箱之间，所述掘兜转子和送杆转子相邻设置，并且轴向平行，所述传动机构带动掘兜转子和送杆转子转动，所述掘兜转子上设有齿钉。该烟叶拔杆机可以一次性连续将烟杆掘起，将其收集后进行有规律的堆放，改变现有手工拔或挖的劳作方式，使烟杆拔除实现机械化作业，大大提高了劳动生产率。 图1-1我国现有农用拔杆机型1CN201409310 公开了另一种烟草拔杆机，它包括架体，在所述架体上倾斜向上设置有由动力源驱动的相向运动的一对链条，在所述链条相邻一侧的架体上分别设置有由压力弹簧控制的链条轨道。使用时，用拖拉机作牵引动力，拖拉机向前行走时，烟杆进入两相向运动的链条之间，因两链条为倾斜向上设置，并在其相邻一侧的架体上分别设置有由压力弹簧控制的链条轨道可使两链条能够相互挤紧，这样就可以将烟杆紧紧夹住，并随链条向斜上方运动被轻松拔出；虽然烟杆的粗细不一致，因压力弹簧可自动调整链条之间的空隙，使烟草拔杆机能够适应不同粗细烟杆的拔杆作业，其结构简单，操作方便，一小时便可拔掉四亩地的烟杆，与原先人工拔杆相比极大的提高了效率。 图1-2 简易拔杆机 上述两种拔杆机，拔杆原理不同，但基本上代表了国内两大类机型。其中，CN201409310 所述拔杆机，是直接对烟杆进行拔除作业，功率消耗大。由于烟草根系发达，拔除过程中容易发生断根、断茎等现象，最终会残留在土地中，拔除不净，且所拔除的根茎上的附土仍需人工去除。CN101558708 所述拔杆机，是将烟杆掘起、输送从而达到拔杆的作用，其掘兜转子齿钉磨损大，易伤根茎，且输送机构不能满足有效集料的要求。另外，上述两种拔杆机均不具有破碎根杆功能。目前农业生产比较先进的国家比如美国、日本、加拿大等国家，烟草种植早就已经实现全程机械化。在烟草根基、秸秆利用方面欧美国家以及日本通用的做法是将其粉碎还田。在这方面的烟草机械主要有烟杆收割机BTM-2000、残杆处理机、残杆切碎机、残杆拔根机KB-2、拔根切碎机KB-3C等. 第二章 烟根挖掘机工作原理与构造2.1 烟根挖掘机的工作原理烟草拔杆机是根据烟叶可持续种植的要求及我国丘陵、山区烟叶种植的环境条件和种烟农艺要求开发的产品，适用于绝对含水率1530的壤土、轻粘土、烟叶采摘后5天内拔杆作业。它以我司WM610A微型耕耘机为工作主机，186F风冷柴油机为工作动力，采用反转掘蔸的作业方式,经刀具旋转将烟蔸掘起，并向后输送到整机后部收集堆放。其工作主机具有性能稳定、多档变速、操作便捷、可选配培土及覆膜等各种机具。烟草拔杆机具有烟蔸及根系清理干净、附土少、结构简单、操作使用方便、作业高效、油耗低等优点，特别适用于山区、丘陵。2.1 烟根挖掘机的构造 图2.1-1所示该款烟根挖掘机包括机架、行走轮、动力传输装置、根茎掘起装置及变速器；其特征在于：所述根茎掘起装置为一根茎掘起辊筒，包括辊筒轴，及在辊筒轴上交错安装的若干个旋耕刀，围绕辊筒轴的周向固定安装有若干根与辊筒轴平行的缠绕棒。 图2-1 传动装置采用液压传动装置，主要由液压马达、链轮、链条、支架等结构组成，采用液压结构传动，具有结构简单、易于安装、性能可靠等特点。该产品采用倾斜和传动的拔杆方式，通过链轮和链条灵活运转，将烟杆连续不断拔起输出。烟杆的拔掉可靠率达95以上。适合区域为平原、山区、丘陵等地形。 第三章 整机方案设计3.1 总体设计 本次设计的根茎挖掘机主要是以烟叶根为主，同时可以适用于玉米，棉花等作物，能一次性将烟草根茎进行两段式清除，先切割烟杆，然后挖掘烟根。力求设计出一种适用于丘陵地带的小型烟根挖掘机。通过小型烟根挖掘机在生产中的应用，可以做到节约劳动力，节约生产时间，减轻劳动人员的工作量。例如：原本烟根清除是一项费时费力的工作，由于烟根在地里埋得较深，人工劳作时有时必须徒手拔除，这样做则可能会划伤皮肤。在应用烟根挖掘机之后，就不会存在诸如此类的问题了，大大节省的生产时间和劳动力，而且更方便安全。 其作业工艺流程如下： 小型农作物根茎挖掘机是由内燃机，行走轮，机架，破土拔杆装置等组成。作业时，启动动力装置带动刀具转动，压低扶手使刀具贴近根茎深入地表对根茎进行挖掘切割，然后将切割挖掘好的根茎挖刨出地表方便之后烟农的统一收集（由于烟草根茎有自毒现象，所以不建议留田深埋处理）。设计的主要内容：（1）收集烟根特性及挖掘机械设计制造的相关理论基础知识；（2）提出烟根挖掘机设计方案,并作方案比较，确定总体方案及相关参数；（3) 完成烟根挖掘机的主要机构设计；（4) 挖掘参数选择；（5）绘制图纸并完成设计说明书。3.2主要结构的确定 3.2.1动力输入装置 烟草根茎挖掘机的动力输入目前有三种方案选择：（1）链传动；（2）V型带传动（3）同步带传动。 图3-1链传动 图3-2 V带传动 图3-3 同步带传动 表3-1传动方案分析传动类型传动效率使用寿命传动转矩成本链传动较好最长较好一般V带传动正常较长最好较贵同步带传动最好最短小昂贵 由上分析，链传动具有整体尺寸小，结构紧凑，传动效率高，使用寿命长的优点。同时链传动使用的链条能在高温和潮湿的环境中工作。在我所做的设计中动力输入的方案上选用链传动。3.2.2 整机的基本参数 此次设计的为小型的根茎挖掘机，其挖掘装置悬挂在行走架后方，由手扶架控制升降。挖掘是，拖拉机自行开道，挖掘道具破土切割挖掘根茎将作物根茎挖掘翻出地表。简洁易操作，有效地优化了整机的机构，同时也提高了小型内燃机功率的利用性能。 整机基本参数表3-2 主发动机参数汽油机功率、转速7.5kW1800r/min行走轮直径（mm）400小皮带轮直径（mm）87大皮带轮直径（mm）231主机变速箱动力输出轴转速（r/min）678 表3-3 主机变速箱参数行走档位主机变速箱行走输出轴转速r/min前进115.60 前进229.25 前进338.56 前进472.30 前进549.93 前进693.62 前进764.94 前进8121.75 倒退123.16 倒退243.42 第四章 烟根挖掘机零部件及参数的选择4.1 动力机的选择 我们都知道，无论是汽油机还是柴油机，他们都属于内燃机，都是燃烧燃料后通过推动气缸内活塞做往返运动来将燃料中的化学能量转换成驱动车辆前进的机械能量，因此两者的工作原理大体是相同的。 作为日常使用的燃料本身，柴油机的能量密度最高，比液化天然气高出近2倍，比汽油高出10%以上。与汽油相比，柴油不易挥发，着火点比较高，不易因偶然情况被点燃活发生爆炸。由于两者的挥发性和燃点的不同，导致使用这两种燃料的发动机有不同的点火方式。 图4-1车用柴油机 传统柴油机采用压缩空气的办法提高空气温度，使空气温度超过柴油的自燃燃点，这是再喷入柴油，柴油喷雾和空气混合的同时自己点火燃烧。因此，柴油发动机无需点火系。同时柴油机的供油系统也相对简单，因此柴油机的可靠性要比汽油机的好。 图4-2常柴ZS1115单缸柴油机由于不受爆燃的限制一级柴油的自然需要，柴油机压缩比很高。热效率和经济性都要好于汽油机，同时在相同的功率的情况下，柴油机的扭矩大，最大功率是的转速低，只用于载货汽车的使用。但柴油级由于工作压力大，要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度，所以柴油机比较笨重，体积较大；柴油机的喷油泵和喷嘴制造精度要求高，所以成本较高；另外，柴油机工作粗暴，振动噪声大；柴油不易蒸发，冬季冷车启动困难。 图4-3汽油机 图4-4 LL170S汽油机汽油机的特点：体积小，重量轻，启动性好。汽油机中，油气混合气进入气缸后，在压缩接近终了时火花塞点燃，因此，汽油机需要一套控制火花塞工作的点火系统，此系统必须精确控制火花塞放电的是时刻和火花能量的大小，才能保证汽油机的工作正常，汽油机的燃料供给系统和点火系统是汽油机上发生故障比例比较高的部位。此外，由于汽油的燃点比较低，汽油机的压缩比就不能太高，以免油气自然，因此其热效率和经济性较柴油机为差。 汽油机的优点在于其体积小，重量轻，价格便宜；启动性号，最大功率是的转速高；工作中震动及噪声小，因此，在载客汽车，特别是轿车中，汽油机得到了广泛的应用。由于上述特点，此次的设计所要的是汽油机。因为该挖掘机是单人操作，所以重量要轻，体积要小；而烟根挖掘机使用于丘陵。坡地等地势，所以要选用相同功率下转速较高的汽油机。另一方面，汽油机的价钱相对便宜，更适合农民的经济水平。4.2 传动比 传动比在机械传动系统中，其始端主动轮与末端从动轮的角速度或转速的比值，机构中瞬时输入速度与输出速度的比值称为机构的传动比。 机构中瞬时输入速度与输出速度的比值称为机构的传动比。机构中两转动构件角速度的比值，也称速比。构件a和构件b的传动比为=a/ b=na/nb，式中a和b分别为构件a和b的角速度(弧度/秒)；na和nb分别为构件a和b的转速（转/分）（注：和n后的a和b为下脚标）。当式中的角速度为瞬时值时，则求得的传动比为瞬时传动比。 当式中的角速度为平均值时，则求得的传动比为平均传动比。对于大多数齿廓正确的齿轮传动和摩擦轮传动,瞬时传动比是不变的对于链传动和非圆齿轮传动，瞬时传动比是变化的。对于啮合传动，传动比可用a和b轮的齿数Za和Zb表示，i=Zb/Za；对于摩擦传动,传动比可用a和b轮的直径和b表示，i=b/a。 这时传动比一般是表示平均传动比。在液力传动中，液力传动元件传动比一般指的是涡轮转速和泵轮转速B的比值,即=/B。液力传动元件也可与机械传动元件(一般用各种齿轮轮系)结合使用，以获得各种不同数值的传动比（轮系的传动比见轮系）。 传动比=使用扭矩9550电机功率电机功率输入转数使用系数传动比=主动轮转速与从动轮的比值=它们分度圆直径的反比。即：i=n1/n2=D2/D1i=n1/n2=z2/z1（齿轮的）4.2.1刀轴设计 在本设计中，刀轴的主要作用是连接挖掘刀和旋耕刀组件，以及通过旋转为挖掘刀的工作提供直接动力。在材料力学中我们在知道：实心轴的切应力在横截面的半径方向上是按线性规律分布的，即越靠近实心轴的圆心，切应力越小，实心材料不能充分发挥作用，若制成空心轴，材料的抗扭截面系数和横截面对圆心的极惯性矩都会增大，选用40Cr,这样既减轻了重量，节省了材料，又增加了轴的强度。3.7.2 分析刀轴的功率P3，转速n3，转矩T3由上段的已知条件有：=0.96，=0.96=3.84kW0.960.86=3.53kW，又刀轴转速=T33.7.3初步确定轴最小直径选取轴的材料为40cr钢，调质处理，根据机械设计表15-3，取A0=97，于是得 =中间传递轴的最小直径是与刀轴链轮与刀轴相接触的部位.3.7.4轴的结构设计1）拟定轴上零件的装配方案由于轴上有固定培土刀并采用螺栓和螺母配合锁附的安装方式，如下图采用方案是左端轴承端盖、轴承、右端轴承端盖、轴承、链轮、轴端挡圈依从上到下，从左至右安装，左端加端盖，如下图10所示：图3-6刀轴2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 (1)为了满足装配链轮的轴向定位要求，轴的轴段左端需制出轴肩，故取段的直径d为25mm，的左端用轴端挡圈定位，按轴端直径取轴端挡圈直径为28mm。左端的链轮采用螺母固定，及以夹角120。攻牙面，以螺丝固定。 (2)初步选择滚动轴承选用深沟滚子轴承，参照工作要求并根据d=20mm，查机械设计课程设计手册表6-1取轴承代号为6005的深沟滚子轴承，其基本尺寸为dDB=20mm47mm12mm，d= 20mm。右端滚动轴承采用轴肩定位，取定位高度h=3mm，因此，取d=31mm。3）轴上零件的径向定位齿轮、链轮与轴的径向定位均采用平键连接。由机械设计表6-1普通平键和普通楔键的主要尺寸取bh=12mm8mm，键槽用键槽铣刀加工，长为20mm，同时为了保证齿轮、链轮轮毂与配合有良好的对中性，故选择齿轮、链轮轮毂与轴的配合为；滚动轴承与轴的定位是由过渡配合来保证的，此次选轴的直径公差为m6.4）确定轴上圆角和倒角尺寸查机械设计表15-2零件倒角C与圆角半径R的推荐值，取轴端倒角为245，各轴肩的圆角半径见cad图。4.3 链的选择设计 在之前的传动方式中，经过比较我选择了各方面性价比比较高的链传动方式。其中滚子链是一种用于传送机械动力链条，广泛应用与家庭、工业和农业机械，其中包括输送机、绘图机、印刷机、汽车、摩托车、以及自行车。它由一系列短圆柱滚子链接在一起，由一个称为链轮的齿轮驱动。这是一个简单，可靠，高效的动力传递装置。 图4-5滚子链 滚子链的传动主要参数链的节距和排数和链的齿数。 其中链的节距和排数：节距越大，能传递的功率也越大，但运动的不均匀性、动载荷、噪声也相应的增大。应此，在满足承载能力的条件下，应尽可能选用小节距的链， 链轮齿数：齿数不应过少或过多，过少会使运动不均匀性加剧，过多因磨损而引起的节距增长导致滚子与链轮齿的接触点向链轮齿顶移动，进而导致传动容易发生跳齿和脱链现象，缩短链的使用寿命，而且为了磨损均匀齿数最好是与链节数互为质数的奇数。 中心距和链节数：中心距过小时链与小轮啮合的齿数少，若中心距大则松边垂度过大，传动中容易引起链条颤动，一般链条节数应为偶数。 图4-6单排滚子链 滚子链规格及主要参数DIN ISO链号节距滚子直径内节内宽销轴直径 销轴长度内敛版高度极限拉伸载荷平均拉伸载荷每米长重Pd1maxb1minD2maxLmaxLcmaxH2 maxQ minQ0qmmmmmmmmmmmmmmKNKNKg/m04B-16.04.02.801.056.05.65.03.03.40.1105B-18.05.03.02.019.99.87.115.05.70.20*06B-19.5256.355.723.2813.214.28.29.010.20.4108B-112.78.517.75 4.4516.718.011.818.019.10.6910B-115.87510.169.655.0819.621.014.722.426.50.9312B-119.0512,.0711,685.7222.524.016.1029.032.21.1516B-125.415,.8817.028.2836.037.221.0560.070.42.7120B-131.7519.0519.5610.1941.144.726.3195.0101.53.7024B-138.125.4025.4014.6353.357.533.3160.0174.07.1028B-144.4527.9430.9915.9064.869.536.9200.0213.98.5032B-150.829.2130.9917.8166.271.042.1250.0267.510.2540B-163.539.3738.1022.8982.289.252.96355.0379.916.3548B-176.248.2645.7229.2499.110763.8560.0599.025.00 4.3.1.链传动的主要失效形式 链传动的主要失效形式包括下面几种： 1 铰链磨损：链节在进入和退出齿合时，销轴和套筒之间存在相对滑动，在不能保证充分润滑的条件下，将引起铰链的过度磨损导致链轮节圆增大，练与链轮的齿合点外移，最终将产生齿跳或脱链而使得传动失效。它是开式链传动的主要失效形式。 2 链板的疲劳破坏：链板在变应力状态下工作，经过一定的循环次数链板会产生疲劳断裂。在润滑条件狼嚎且设计安装正确的情况下，链板的疲劳强度是决定链传动工作能力的主要因素。 3 点蚀和多次冲击破断 4 销轴和套筒的胶合 5 过载拉断4.3.2链传动的计算准则 通常链轮的寿命为链寿命的2到3倍以上，故链传动的承载能力以链的强度和寿命为依据。 闭式传动中，V 0.6m/s链传动， 按由铰链磨损，链板的疲劳破坏，滚子，套筒和销轴冲击破断，销轴与套筒的胶合限制的额定功率曲线设计；V0.6m/s 链传动，主要失效形式为过载拉断，按静强度计算。 开式链传动主要失效形式喂磨损，进行磨损条件性计算，即P=P.（1）选择链轮齿数Z1、Z2 由于是降速，动力输出轴为小链轮，中间轴为大链轮，链齿均取国家标准尺寸，小链轮齿数Z1=15，大链轮齿数为Z2 ；Z2 = Z1i1=151.87=28（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，将链传动所传递的功率修正为当量的单排练的集散功率： 式中：工况系数, 查机械设计表9-6（178页）得=1.0；主链轮齿数系数，查机械设计图9-13(179页)查得=1.46；多排链系数，单排链为1。=1.01.464/1=5.84kw（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=5.84kW和主动轮转速=678r/min。查机械设计图9-11A系列、单排滚子链额定功率曲线得到链号为10A，再查 表9-1滚子链规格和主要参数得到链条节距P=15.875mm，ISO链号为10A。（4）计算链节数和中心距 初选中心距=（3050）P =（3050）15.875mm =476.25793.75mm 取=600mm。按下式计算链节数LP0 为了避免使用过度链节，应将计算出的链节数LP0圆整为偶数，即 LP=110节，链传动的最大中心距为：a= 查机械设计表9-7中心距计算系数f1取=0.24970a=701mm （5）计算链速v，确定润滑方式 v=2.69m/s 查机械设计图9-14润滑范围选择图，根据平均链速与链号可采用油池润滑或油盘飞溅润滑，查表9-9得到说明：采用不漏油的外壳，在链轮侧边安装甩油盘，飞溅润滑。用甩油盘圆周速度大于3m/s。其供油量：甩油盘浸油深度为1235mm.（6）计算链传动作用在轴上的压轴力FP压轴力FP 可近似取为FP式中：有效圆周力，；压轴力系数，对于水平传动1.15；对于垂直传动=1.05。有效圆周力 链轮水平布置时的压轴力系数1.15，则压轴力为FP=1710.03N综上小结：由以上计算得出：第一级链轮，小齿轮齿数Z1=15，大链轮的齿数Z2 =30，链条的链节数LP =110节，中心距a=701mm。4.4 挖掘刀的材质选择 我们的生活中常用刀具材料分为：工具钢（包括碳素工具钢、合金工具钢、高速钢），硬质合金，超硬刀具材料（包括陶瓷，金刚石及立方氮化硼等）其中： （1）.高速钢 高速钢特别适用于制造结构复杂的成形刀具，孔加工刀具例如各类铣刀、拉刀、齿轮刀具、螺纹刀具等；由于高速钢硬度，耐磨性，耐热性不及硬质合金，因此只适于制造中、低速切削的各种刀具。 高速钢按其性能分成两大类：普通高速钢和高性能高速钢。 （2）.硬质合金 硬质合金大多用在刚性好，刃形简单的高速切削刀具上，随着技术的进步，复杂刀具也在逐步扩大其应用。 钨钴类硬质合金是由WC和 Co烧结而成，代号为YG，一般适用于加工铸铁和有色金属等脆性材料。 钨钴类硬质合金是由WC和 Co烧结而成，代号为YG，一般适用于加工铸铁和有色金属等脆性材料。 钨钴类硬质合金是由WC和 Co烧结而成，代号为YG，一般适用于加工铸铁和有色金属等脆性材料。 （3）.涂层刀具材料 硬质合金或高速钢刀具通过化学或物理方法在其上表面涂覆一层耐磨性好的难熔金属化合物，既能提高刀具材料的耐磨性，而又不降低其韧性。 对刀具表面涂覆的方法有两种： 化学气相沉积法（法），适用于硬质合金刀具； 物理气相沉积法（法），适用于高速钢刀具。 涂层材料可分为iC涂层、TiN涂层、iC与TiN涂层、Al2O3涂层等。 由于烟草根茎部位韧性较高，比较不容易弄断，所以刀具的材质上我们选用高速刚制成的刀具，他的各项优点与我们的要求比较相符。4.5 变速器的设计 变速器是汽车传动系中最主要的部件之一。 它的作用是： （1）.在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。 （2）.实现倒车行驶 汽车发动机曲轴一般都是只能向一个方向转动的，而汽车有时需要能倒退行驶，因此，往往利用变速箱中设置的倒档来实现汽车倒车行驶。 （3）.实现空档 当离合器接合时，变速箱可以不输出动力。例如可以保证驾驶员在发动机不熄火时松开离合器踏板离开驾驶员座位。 在该烟根挖掘机的设计中，我们使用的是手动变速，所以配用的变速器是手动变速器（Manual Transmission 简称MT）又称机械式变速器，即必须用手拨动变速杆（俗称“档把”）才能改变变速器内的齿轮齿和位置，改变传动比，从而达到变速的目的。轿车手动变速器大多为四档或者武当有级式齿轮传动变速器，并且通常带同步器，换挡方便，噪音小。手动变速在操纵时必须踩下离合器，方便拨得动变速杆。 手动变速器是与自动变速器相对而言的，其实在自动变速器出现之前所有的机械都是采用手动变速的。最常见的手动变速器多为五档（四个进档，1个倒挡），也有采用6档位变速器。一般来说，手动变速器的传动效率要比自动变速器的高。4.6 转动轴的强度校核本文使用的轴都为转动轴，所以可以使用扭转强度条件估算法估算轴径。为增强强度和尺寸方面考虑，本文都使用实心轴，材料为45#钢。计算实心轴扭转强度，计算条件：说明： P传递的功率(kW) ; n轴的转速(r/min) ; d轴的直径(mm) ; T 材料的许用扭剪应力 (Mpa)由上式可得，轴的最小直径d为：dA0不同材料轴的值大小不一，常用材料的轴，值见下表：轴的材料Q235.2035451Cr18Ni9Ti40Cr,35SiMn,2Cr13,42SiMnr/N*mm12-2020-3030-4015-2540-52A160-135125-118118-107148-125100.7-98则，查表得知，45#钢的A0值取110。又有发动机的输出功率最高为7.5kW，输出转速为1800r/min，经过带传动后（传动比为0.44）传进输入轴，则：当转动轴材料为45#钢实心轴时，需要的最小轴径为7.1mm。又因为转动轴有键槽导致强度降低。所以