种子拌药机结构设计

哈尔滨理工大学学士学 位论文 I 种子拌药机结构设计 摘 要 为了防止病虫对播下种子的危害，同时增加种子抗病虫害的能力和增加适合作物生长的微量元素，当前大量采用种子包衣技术。种子拌药也属于种子包衣的一种，是由种子拌药机完成的。根据目前农业生产的特点，设计种子拌药机，从而适应农业生产。主要 完成 传动装置，搅拌器，供料系统，供液系统等 的设计 。 此种子拌药机具有 搅拌均匀，破碎率小，操作简单且适应性广，成本低的特点。利用搅龙的搅拌旋转和种子与种子之间，种子与搅龙之间的翻转滚动相互摩擦来完成种子的拌药，药剂就粘在种子表面上，经过一定的时间，即可获得符 合质量要求的种子。目前在拌种工艺中成熟可靠，且物耗、能耗低、成本也低、故设计螺旋搅龙式拌药机。为了避免损坏种子，提高种子包衣的均匀性搅龙边缘与搅料器的外缘都采用橡胶材料。 本次设计主要由以下几步构成：首先，确定拌药机总体设计方案，及种子拌药机主要机构的构造及原理，进行传动方案的比较。之后对传动系统及传动系统零件进行计算。 关键词 种子拌药机； 螺旋搅龙； 拌种 哈尔滨理工大学学士学 位论文 II Seed Mix Medicine Design Abstract Seed-coating technique has been widely used to prevent the damage caused by diseases and pests and supplies nutrient microelements needed for crop growth. Seed-dressing equipment is necessary in applying the technique Seed mix medicine also belong to a kind of seed bale clothing, mix the completion of medicine machine by seed. According to the present characteristic of agricultural production,the seed mix medicine machine have been designed in order to meet agricultural production.This paper describes the design on some mechanism of the machine, including transmission device , mixer, seeds handling systems, liquid supplying systems and so on. It is even to mix, the broken rate is little, operate simply and adaptability is wide, characteristic with low costs. Use of the mixing auger rotation and between the seed and the seed, seed and auger flip between the rolling friction between the seed mix to complete the drug, pharmaceutical on the stick in the seed surface, after a certain time, you can get consistent quality requirements of seeds. Seed technology now mature and reliable, and material consumption, low energy consumption, low cost, so the design spiral auger-type mixing medicine machine. In order to avoid damage to seeds, seed coating to improve the uniformity of mixing auger feeder with the outer edge of all rubber materials. The design of the main steps: first, to make sure a mix medicine machines overall design scheme, and seed mix medicine machine is mainly institution of the structure and principle of transmission scheme comparison. After the drive system and transmission system parts to calculate. Finally, through the Pro/E of the three-dimensional entity modeling, feature modeling, free shape modeling, etc, can mix to seed module medicine machine parts of the geometric model establishment, to determine the parameters of the parts, and the parametric 哈尔滨理工大学学士学 位论文 III analysis, a standard library parameters, parts of each part assembly. Keywords seed-dressing machine； spiral mixer； seed dressing 哈尔滨理工大学学士学 位论文 IV 目 录 摘 要 . I Abstract .II 第 1 章 绪论 . 1 1.课题背景 . 1 1.2 种子拌药技术领域的发展现状 . 1 1.2.1 国内种子拌药机械的发展现状 . 2 1.2.2 国外种子拌药机械的发展现状 . 3 1.3 本章小结 . 4 第 2 章 种子拌药机结构总体设计 . 5 2.1 种子拌药机结构方案的比较 . 5 2.2 种子拌药机主要机构的构造及原理 . 6 2.3 传动方案的设计比较 . 6 2.4 本章小结 . 8 第 3 章 传动系统结构的设计及计算 . 9 3.1 传动设计 的参数 . 9 3.2 传动装置的设计计算 . 9 3.2.1 搅龙的设计计算 . 9 3.2.2 带传动的设计计算 . 11 3.3 本章小结 . 14 第 4 章 传动零件的设计及计算 . 15 4.1 大小平带轮的结构设计计算 . 15 4.2 轴的运动和动力参数计算 . 16 4.3轴的校核 . 18 4.4 轴的强度计算 . 21 4.5 轴 承的选择与校核 . 23 4.6 键的选择及校核 . 25 4.7 本章小结 . 26 结论 . 27 致谢 . 28 参考文献 . 29 附录 . 31 哈尔滨理工大学学士学 位论文 1 第 1章 绪论 1.课题背景 种子是作物生长的基础，是农业丰收的重要保证。随着农业新技术的推进，大量优良的种子已经为农业生产的丰收奠定了很好的基础。当前，为了更好发挥种子的优势，防止种子播入土壤后受到土壤中病虫的侵蚀，影响种子发芽出苗，并使作物能适应不同的地区的土壤条件，还需要为种子提供所需的微量元素。所以，现已大量采用种子拌药技术，实现种子优良工程，从而可以增加农作物的产量，加快农业的发展。 1.2 种子拌药技术领域的发展现状 种子拌药技术，即为对种子包裹一层很 薄的药膜，要求药膜厚度均匀，特别要求在胚芽凹下部也能包裹。最早的方法是手工拌种，这种方法既增加劳动强度，又存不安全因素，因此采用机械进行化学药剂处理是最有效、最经济的办法，适用于多种农作物，如小麦、玉米、大豆等种子。 种子包衣技术是在传统浸种、拌种技术的基础上发展起来的一项种子加工新技术，使种子处理更加方便、安全和有效。种子包衣技术是指以精选种子为载体，应用手工或机械途径在种子外面均匀包裹一层药剂，这层药剂称为种衣剂。种衣剂包括杀虫剂、杀菌剂、微肥、植物生长调节剂、着色剂、填充剂、成膜剂、扩散剂、稳定剂、防 腐剂等材料。包衣的种子种下后，种衣剂遇水吸胀但几乎不溶解，而在种子周围形成一个屏障，随着种子的萌动、发芽、成苗，有效成分缓慢有序释放，并被根系吸收传导到幼苗各部分，使药、肥得到充分利用，以增强种子及幼苗对病菌和病虫害的抗性，达到节本增效的目的。种子包衣不仅可以防治病虫害，调控作物生长，从而提高产量，而且省种省药省工，减轻环境污染，提高了农业效益。 种子包衣机作为种子包衣工业化的必要因子，是推动种子包衣技术前进的重要驱动力。种子包衣机械的优劣必然影响包衣种子的生长发育，进而影响植物生态价值和经济价值。目前，随 着包衣工艺的不断提高，必然要求包衣机械与之同时进步，提高包衣质量和自动化水平是农业机械 的必然发展方向 。 早期的国产包衣机多是以欧美 20 世纪 80 年代包衣机为基础 而 设计生产，因此早期的包衣机械存在着一系列的不足之处。首先，自动化程度不高，人为因素对加工效果影响比较大、药种配比计量不准确；其次，不合哈尔滨理工大学学士学 位论文 2 理的硬件结构导致加工工艺粗糙，包衣均匀度差、包衣种子色泽和光泽逊色于国际上同类产品；此外，包衣过程中机械操作过程复杂和危险、对操作人员的危害大等现象都是中国种子包衣机械较为落后的突出表现。而发达国家由于种子包衣技术应用 较早，关于种子包衣机械的研究起步也相对较早，在定量供药、自动控制、漏包种子检测、包衣均匀度和防止包衣过程中的环境污染等方面已经有良好的控制。近几年，中国 30 多家研制种子包衣机的厂家经过不断努力，已经逐步突破上述部分问题，使中国的种子包衣技术 水平 迈上新的台阶。 1.2.1 国内种子拌药机械的发展现状 随着包衣工艺的精细要求与技术的整体进步，旧式采用翻斗式种子定量供给和药勺式包衣剂供给，断续给料、药杯联动供液的早一代种子包衣机已趋减少，新结构型的种子包衣机正成为主流产品，它可以连续供料，改进种子与药剂的抛洒、喷雾 与拌和，提高包衣质量和自动化水平。 近年来，种子包衣机结构全面革新，开发出了全新产品。种子与药剂配比调节控制设计取消了连动机构，改为分动精量调节控制，进料方式由翻斗式改为连续计量，且药液的加入量采用无级变量调节的计量泵进行供给，可精确到各类种子所要求的药、种比范围，达到国家标准。计量泵流量可在 0 200 L h 范围内调节变化，较多地使用了传感器和 PLC 控制器，通过自动控制，实现了药种比的精确配比并自动进行调节。 上海交通大学智能机电系统控制研究研制的 BY2150A 型种子包衣机，其工作原理为：在离心力和底部鼓 风气流的作用下，种子在混合桶内呈悬浮旋转运动，同时药液也在离心力的作用下，形成超细的雾化，均匀地包裹在种子的表面。 石家庄三立谷物精选机械有限公司生产的种子包衣机，整机由包衣机主机、提升机、供液泵等组成。采用旋转定量喂入机构连续给料与药液流量控制器连续定量给药方式，药种比准确可靠、调整方便，克服了机械翻斗式间断喂入的不足；采用高速离心甩盘雾化技术与加长型不锈钢滚筒搅拌相结合的方式，全密闭作业，能最大限度地减少对人员及环境的污染；电控系统具有过载过热双重保护功能。 由浙江杭州钱桥机械厂和中国农机院等有关单位共 同研制成功的 5BYX-3 0 型种子包衣机，吸收了 20 世纪 90 年代国外同类产品的最先进技术，技术上采用进料和供药分别精量控制，配备了带刻度的物料控制器和计量泵及搅拌轴调速电机转速表，极大地简化了调整和操作使用程度。电气控制上，设置了种子物料接近开关，溢满报警探头、仓壁振动器和药剂加热器及内设自动控制装置，可防止物料架空、漏包、堵塞、药剂沉淀、结冻等现象。 甘肃酒泉奥凯公司生产的种子包衣机，采用双极高速雾化甩盘装置，供哈尔滨理工大学学士学 位论文 3 液部分采用可调流量的计量泵供液，为了使药剂和种子能够更好地结合，采用了先进的弹性搅拌包衣输送装 置，消除种子破损率，结合流量和物料传感器。从而大大提高了机器的稳定性、可靠性和适用性。 2006 年农业部南京农业机械化研究所研发了 5BY-5 型种子包衣设备，以PLC 为控制核心，液晶触摸屏为人机交流窗口，采用 Pro Tool Pro CS 编制人机交流软件，子供给装置由喂料器、减速机、变频器、料位传感器等组成，控制加工时的连续精确喂料，并监测暂存仓物料状态。种衣剂供给由变频器控制计量泵从贮药桶精确取液，由液体检测器监测工作中药液的有无。设备还具有种子和种衣剂混配系统、回转清淤机构和搅拌推送系统。实现了对种子与药 剂的同步供给和精确控制、各部分有序组合与协调作业、作业质量及安全的保护、参数的优化匹配与在线修改等功能。 当前种子包衣机应尽快解决的是：一定要控制好包衣机种子的喂人量，控制好搅拌部分与壳体的间隙，调节好不同作物与搅拌轴转速的关系，减少包衣过程中的种子破损。实现种子与药剂的同时到达、同步接触和充分混合，提高给料和供药的均匀性，提高包衣作业质量。优化甩盘的结构及参数，从而获得最佳的雾化效果。尽量增长搅拌筒的长度，增加种子和种衣剂的多次接触，用以保证包衣种子的合格率，提高生产率。按照药种比的调节范围和所适应的作物 种类，进行精确控制，从而达到精确包衣和有效提高包衣质量的目的。 1.2.2 国外种子拌药机械的发展现状 丹麦 CIMBRIAHEIDCC20 型旋转式种子包衣机是由丹麦 HElD 公司生产的一种连续分批式种子包衣机。由于该机采用了可编程序控制器控制，在机器运行期间，每批次物料的供应、药液计量泵的供药以及气动元件的动作等均自动、协调地进行，减少了人为操作等因素带来的误差，不会产生供药和供料之间的脱节现象，其中也考虑到不同作物与搅拌转速的关系 。 德国佩特库斯 CT2 10 型种子包衣机采用了较先进的变频控制技术，采用不锈钢材 质，配有多种传感器及流量检测设备，减少了人为操作可能带来的误差，提高了种子的包衣效果，不存在普通包衣机供药配比不稳定及上料系统转速变化大的问题，种子包衣成膜率和均匀度好。具有数据掉电存储功能。 法国的 Ceres 公司主要开发生产种子包衣机系列产品，目前根据农业生产水平与种子商品化要求，研制生产多层包衣与制丸机等多种机型；美国的 Gustafson 公司也专业生产种子包衣机。这些生产种子加工设备的公司，在种子的干燥、风选、比重清选、新型包衣机械、包装机械以及种子质量配套检测设备上具有很强的实力，在世界种子加工业中占 有重要的地位。 西方发达国家的种子加工设备的发展已有近百年的历史，设备规格系列哈尔滨理工大学学士学 位论文 4 化，品种齐全，设备性能稳定，结构合理，工作可靠，设备生产专业化，制造工艺先进，设备耗能少，适应性强，种子加工成套设备的机械化、自动化程度高，设备的加工能力向大型化、超大型化发展，能很好地满足种子加工业的发展需要。 1.3 本章小结 众所周知，农业自动化已经是社会进步的必然趋势，农业机械仅可以提高农作物的产量还可以节约劳动力。在本章说明了种子拌药技术的背景以及目的：实现种子优良工程，从而增加农作物得产量，加快农业的发展。介绍了种子拌药 技术领域的发展现状：由传统手工拌药转变为现在的由机械进行定量供药、自动控制、漏包种子检测、包衣均匀度和防止包衣过程中的环境污染的自动化拌药。对比了国内和国外的种子拌药机械的发展现状。 哈尔滨理工大学学士学 位论文 5 第 2章 种子拌药机结构总体设计 2.1 种子拌药机结构方案的比较 采用机械对种子进行拌药处理的方案目前现行的主要分为两种：一种为搅龙式；另一种为滚筒式。 1. 搅龙式 如图 2-1 所示 图 2-1 螺旋搅龙图 搅龙式的种子拌药机，其设计相对较为简单，制造工艺也较为易实现 ，成本低廉。工作性能良好，搅拌均匀，破碎率低，适用谷类作物广，能大大减轻劳动强度，是一种比较理想的种子加工设备。 根据 实际需要，搅龙长度为一米左右即可。 2.滚筒式 滚筒式拌药机又分为一般滚筒式与内螺旋式。其中内螺旋滚筒式拌药机比一般滚筒式优。其与搅龙式的最大不同是拌药筒内无转动件，而是靠拌药筒自身的转动混拌种子。搅拌均匀，且几乎无破碎，适用谷类作物也广泛，可以减轻劳动强度，但内螺旋筒制造工艺很复杂，则成本高，价格昂贵，以目前的农业经济承受能力在农业生产中推广较难。 两种方案各有优缺点，根据实际情况前 一种较后一种价格上更为农民所接受，且也能完成基本的生产要求，只是有少许破碎，单在接受允许的范哈尔滨理工大学学士学 位论文 6 围内。所以选前一种方案为设计方案。 2.2 种子拌药机主要机构的构造及原理 该种子拌药机主要由机架、 螺旋搅龙式搅拌器 、种子喂入装置、供液系统、电动机等等。种子喂入装置由喂料斗，称重料斗，料箱组成。供液系统由输液管，高压液泵，水箱，雾化装置组成。 1.搅拌器 搅拌器的作用是将种子与药剂均匀混合，主要工作部件有壳体，搅拌轴，出料口等。种子与药剂同时进入拌合器被搅拌轴上呈螺旋状排列的环带翻动，拌合均匀后从出料口排出。 2.料箱于料斗 （ 1） 料箱：主要作用是储备料并供料的一个料的暂存储器 （ 2） 料斗： 主要作用是定量的供料。由 旋转 料斗组成，采用 旋转 料斗轮番称料。当料达到一定的重量即可使轴转动（在惯性与偏心力矩的作用下），料斗是固定在轴上的，所以料斗也被带着转动从而料斗的活门被推开料从活门口下落到料箱最后进入搅拌筒中进行搅拌。 3.药粉供给装置 ： 主要由钉齿轮，供药箱组成。因为钉齿轮与料斗轴是同轴，则当轴转动时会带动钉齿轮随之转动将一定量药粉推出药粉箱，从而达到定量给药，完成定比例搅拌。 4.供液体系统 ： 主要由水箱，输液管，泵 ，雾化装置组成。高压泵将水或药液通过输液管从水箱泵出再经过雾化装置雾化后喷入搅拌器内以供搅拌所用。 2.3 传动方案的设计比较 1.方案 1 如图 2-2 所示， 采用一级带传动，传动平稳，噪声小，能缓冲吸振。结构简单，轴间距大，成本低。外轮廓尺寸大，传动比不恒定，且寿命短。 哈尔滨理工大学学士学 位论文 7 图 2-2 一级带传动图 2.方案 2 如图 2-3 所示，采用减速器一次性达到运动件的转速，结构简单，安装方便，工作可靠，平均传动比恒定。承载能力和速度范围大，效率高，寿命长，成本较高。 图 2-3 减速器传动图 3.方案 3 如图 2-4 所示，采 用减速器与一级开式圆柱齿轮传动，承载能力大，传动比恒定，工作可靠，效率高，寿命长。传动系统相对较为复杂，成本也相对较高，精度要求高。 综上所述，根据该装置的工作环境以及经济承受能力，还有搅龙的转速并非太小，一级带传动完全可以达到要求，所以选方案 1。 哈尔滨理工大学学士学 位论文 8 图 2-4 减速器和 一级齿轮 传动图 2.4 本章小结 本章 主要确定了此次种子拌药机设计的内部原理及其结构。通过比较 ，确立了一套比较合理的结构 和 做成方案。并且 确立了 其传动方式 为 一级 带传动。 确定了 种子拌药机的整体外形。 哈尔滨理工大学学士学 位论文 9 第 3章 传动系统结构的设计及计算 3.1 传动设计的参 数 设计的原始数据 ：搅龙的螺旋外径 D =150 mm ；螺旋转速 n =400 r/min ； S =D = 150 mm ；工作环境室内，最高温度 35 ；两班制； 8 年折旧期。 3.2 传动装置的设计计算 3.2.1 搅龙的设计计算 如表 3-1 所示 表 3-1 搅龙的参数表 螺旋外径D(mm) 螺旋转速 n （ r/min) 螺旋节距 S=D (mm) 螺旋轴直径 d (mm) 径向间隙(mm) 螺旋厚度(mm) 充满系数 150 400 1150 40 10 2 0.3 1.生产率的计算 查文献 2P521 可知，整片式的生产率为 CSndDQ 604 )2(22 （ 3-1） 式中 :D 螺旋外径（ mm ） S 螺距（ mm ） n 螺旋每分中转速 螺旋外径与输送管内表面的间隙（ mm ），由表 4-1， =10mm d 螺旋轴直径（ mm ） C 倾斜输送系数 C =1（查 文献 2表 1360P517 被输送的物料容重（查 文献 1表 111P5， 0.77t/m3 ） 177.04 0 015.03.0604 0 4 0.0)01.0215.0( 22 Q =17.83t/h 环带式的生产率近似估算 Q 70%Q =14.26t/h 1 哈尔滨理工大学学士学 位论文 10 2.螺旋（搅龙）所需功率 )(367 0 HWLQN p (kW ) （ 3-2） (查 文献 3P118 式 1026) 式中： Q 生产率（ t/h） pL输送行程的水平投影距离（ mm ） 初步拟定pL=1050mm H 提升高度 0W在管内运动阻力 系数，对谷粒、杂余为 1.2 修正系数，取 =1 1 4 . 2 6 ( 1 . 0 5 1 . 2 0 ) 1 = 0 . 0 4 9 k W367N 3.选搅龙电动机 awd PP （ 3-3） 式 中：a传动的总传动效率 式中：12a ， 1 ， 2 为带传动、轴承的传动效率，取 1 =0.94， 2 = 0.98（查 文献 6P7 表 1 ）， a =0.940.98=0.92 dP电动机所需功率 wP工作机所需功率 dP=92.0049.0=0.053 kW 由此选 Y 系列三相异步电动机 Y90S4 型， 4 极。 如表 3-2 所示 表 3-2 电动机的技术数据表 型号 额 定功 率/ kW 满 载 时 堵转转矩 堵转电流 最大转矩 重量 kg 额定电流A 转速 r/min 效率 /% 功率因数 额定转矩Nm 额定电流A 额定转矩Nm Y90S-4 0.75 2.3 1000 72.5 0.70 2.0 5.5 2.2 21 (查 文献 5P22-53 表 22-1-28) 哈尔滨理工大学学士学 位论文 11 4.电动机的外形尺寸 如下图 3-1 所示： 图 3-1 电动机外形图 表 3-3 电动机的外形尺寸表 机座号 安 装 尺 寸 H A B C D E F G GD K 6 级 90S 0 5.090140 100 56 009.0004.02450 8 20 7 10 （查 文献 5P22-55 表 22-1-29） 3.2.2 带传动的设计计算 采用平带传动，平带的材料选用胶帆布 带。 1.带传动的运动计算 （ 1） 带轮直径 311 )13 5011 00( nPD c mm = (11001350)3 1000 2.175.0 = (106.20130.34) mm 取 1121 D mm (查 4P178 表 11.3 ) )1(12 iDD （ 3-4） 哈尔滨理工大学学士学 位论文 12 5.2400100021 nni式中 一般为 1% 2%，取 为 2%. 2 2 . 5 1 1 2 (1 2 % ) 2 7 4 . 4 m mD 取 2D= 280 mm (查 4P178 表 11.3) （ 2）中心距 )(5)(5.12121 DDaDD 5 8 8 m m 1 9 6 0 m ma 取 a = 1000 mm （ 3）带长 aaDL m22 1000)2 100280(100021902 = 2662.81mm 取 L=2800mm 12()2mD D D（ 4）包角 60180 211 a DD 6010 00 11 228 018 0 = 1 6 9 .9 2 1 2 0oo， 适合 . （ 5）带厚 1)301401( D 1 / 4 0 1 / 3 0 1 1 2 =(2.8 3.73) mm 取 =3.6 mm （ 6）带的截面积 )( 0PkPA c 2mm （ 3-5） 其中： 9798.0k（查 文献 4P190 表 11.7） 011.00 P2kW/mm （查 文献 4P197 表 11.14） 则： 20 . 7 5 / ( 0 . 0 1 1 0 . 9 7 9 8 ) 6 9 . 5 9 m mA （ 7）带宽 6 9 . 5 9/ 1 9 . 3 3 m m3 . 6bA 取 b= 20 mm (查 文献 4P178 表 11.3) 2.带传动的计算 （ 1）带传递的力 哈尔滨理工大学学士学 位论文 13 v PFFF 10 0021 （ 3-6） （查 4P182 式 11.5） 式中 ： F 有效拉力 N 1F紧边拉力 N 2F松边拉力 N P 名义功率 kW v 带速 m/s 1 0 0 0 0 . 7 5 1 2 8 . 0 05 . 8 6F N 11 eFeF（ 3-7） (查 文献 4P182 式 11.7) 12 e FF（查 文献 4P183 式 11.8） 式中： 带与带轮间的 摩擦系数 （ =0.3 查 文献 4P186 11.4.5） 带在带轮上的包角 966.292.169 0 . 3 2 . 9 6 60 . 3 2 . 9 6 6128 2 1 7 . 2 2 NeF e 0 . 3 2 . 9 6 6128 8 9 . 2 2 N1F e（ 2 带的应力 11 2 1 7 . 2 2= 3 . 1 2 M P6 9 . 5 9 aFA （查 文献 4P83 式 11.10） ryEb （ 3-8） （查 文献 4P184 式 11.13） 式中： b弯曲应力 MPaE 带的弹性模量 MPa（平带为 200MPa350MPa，取 E=300MPa） r 曲率半径 . （平带 ( ) / 2 ( 1 1 2 3 . 6 ) / 2 5 7 . 8 m mrD ） y 由带性中层到最外曾的距离 （平带 / 2 3 . 6 / 2 1 . 8 m myh ） 哈尔滨理工大学学士学 位论文 14 1 . 83 0 0 = 9 . 3 4 M P a5 7 . 8b mdhpmLvtzCNC3 6 0 0 （ 3-9） （查 文献 4 P186 式 11.17） 式中： 许用拉应力 C 带的强度系数 CNm ， 取 C= 14100.8 pz带轮的数目 pz=2 ht总工作时数 ht=163008= 43.38 10 h v 带速 m/s m 指数 取 m =5 dL带长 dL=2.9m 03.179.286.51084.323600100.85 414 MPa m a x 1 1 a3 . 1 2 9 . 3 4 1 2 . 4 6 M P b ，满足要求 3.3 本章小结 本章 通过上一章 的设计确定为搅龙 结构及 带传动 后，计算出 搅龙 的各项参数进而计算出电动机 所需 功率 。确定了电动机 型号及其外形进。然后计算出来 带传动中，所需 传动带的 宽度和厚度 。主要 确定了 种子拌药机中各项传动该机构的参数。 哈尔滨理工大学学士学 位论文 15 第 4章 传动零件的设计 及 计算 4.1 大小平带轮的结构设计计算 1.小平带轮的结构设计 如下图 4-1 所示。 图 4-1 小平带轮简图 轴径 d =24 mm 轮毂直径 1d =(1.82)d =(1.82) 24=43.248mm 取 1d =45mm 轮毂长度 ( 1 . 5 2 ) ( 1 . 5 2 ) 2 4 3 6 4 8 m mld 取 36mml 轮缘外径 1 112mmD 轮缘边上厚度10 . 0 0 5 + 3 = 0 . 0 0 5 1 1 2 + 3 = 3 . 5 6 m msD取 s= 4 mm 轮缘里面筋的高度 0 . 0 2 4 0 . 0 2 3 6 4 . 7 2 m me s B 取 e= 5 mm 轮缘宽度 B (开放式传动 ) )155(1.1 bB =1.1 20+(515) =(2737)mm 取 B =36mm 轮辐形式 采用辐板孔式 (轮缘外径 D=100160mm) 辐板厚度 ( 1 . 5 2 ) ( 1 . 5 2 ) 4 ( 6 8 ) m mts 取 6mmt 静平衡 允许的不平衡力矩为 600g cm （ v =510m/s ） (查 文献 2P359 表 1035) 2.大平带轮的结构设计 哈尔滨理工大学学士学 位论文 16 如下图 4-2 所示 图 4-2 大平带 轮简图 轴径 30mmd 轮毂直径 1 (1 . 8 2 ) (1 . 8 2 ) 3 0 ( 5 4 6 0 ) m mdd 取 1 56mmd 轮毂长度 ( 1 . 5 2 ) ( 1 . 8 2 ) 3 0 ( 4 5 6 0 ) m mld 取 45mml 轮缘外径 2 280m mD 轮缘边上厚度 mmDs 4.43280005.03005.0 2 取 5mms 轮缘里面筋的高度20 . 0 0 5 3 0 . 0 0 5 2 8 0 3 4 . 4 m msD 取 6mme 轮缘宽度 B B =36mm 轮辐 形式 采用孔板式 (轮缘外径 D=160300mm) 辐板厚度 ( 1 . 5 2 ) ( 1 . 5 2 ) 5 ( 7 . 5 1 0 ) m mts 取 8mmt 轮缘表面中凸度 h 从带轮宽度的中间 2 往两边倾斜 静平衡 允许的不平衡力矩为 600g cm （ v =510m/s ） (查 文献 2P359 表 1035) 4.2 轴的运动和动力参数计算 轴的运动： 如图 4-3 所示 哈尔滨理工大学学士学 位论文 17 图 4-3 运动简图 1.轴转速 轴 1 01000= = = 4 0 0 r / m i m2 . 5mnn i 2.输入功率 1 0 . 0 5 3 0 . 9 4 0 . 0 5 k WIdPP 3.输出功率 12 0 . 0 5 0 . 9 8 0 . 0 4 9 k WIPP 4.输入转矩 电动机的输出转矩 0 . 0 5 39 5 5 0 9 5 5 0 0 . 5 3 N m960dd mPT n 轴 1 0 . 5 3 2 . 5 0 . 9 4 1 . 2 4 6 N mIdT T i 5.输出转矩 轴 2 1 . 2 4 6 0 . 9 8 1 . 2 2 N mIITT 如表 4-2 所示 表 4-1 运动和动力参数计算结果表 轴 名 效率（ kW ） 转矩（ Nm ） 转速 r/min 传动比 i 效率 输入 输出 输入 输出 电动机轴 0.75 0.053 0.53 1000 5.2 0.94 哈尔滨理工大学学士学 位论文 18 轴 0.05 0.049 1.246 1.22 400 0.98 4.3轴的校核 轴实际受力 如图 4-4 4-5 所示 图 4-4 轴的结构图 (a) 空间受力图 (b) xoz 面的受力图 (c) xoz 面的弯矩图 哈尔滨理工大学学士学 位论文 19 (d) xoy 面的受力图 (e) xoy 面的弯矩图 (f) 弯矩的合成图 (g) 扭矩图 (h) 弯扭合成图 图 4-5 受力图 1.带轮上的受力 （见 a 图） 带轮上的径向力 2s in2 10 AFQ （取0a1.8M P ） = 21.869.59292.169sin 哈尔滨理工大学学士学 位论文 20 =249.55 N 带轮上的圆周向力 v KPv KPF AdAdt 1 00 01 00 0=86.5 2.1049.01000 =10.03 N （ 2.1AK，两班制） 2.计算支承反力 ( 见 b、 c 图 ) （ 1） XOZ 面反力 BDMABFR QDZ 11 47 21 00013 155.24 9 =46.81 N DZQBZ RFR =249.55+46.81=296.36 N （ 2） XOY 面反力 1 0 . 0 3 1 3 1 1 . 1 4 6 N1147tDY F A BR BD 1 1 . 1 7 6 NB Y t D YR F R 3.计算弯矩 （ 1） XOZ 面的弯 矩 ABFMQBZ32691.05 Nm 1 4 6 . 8 1 5 7 3 . 5 2 6 8 4 5 . 5 4 N Mc z D YM R C D 21 2 6 8 4 5 . 5 4 2 1 0 0 0 5 8 4 5 . 5 3 5 N mc z c zM M M （见图 c） （ 2） XOY 面的弯矩 1 0 . 0 3 1 3 1 1 3 1 3 . 9 3 N mB Y tM F A B 1 . 1 4 6 5 7 3 . 5 6 5 7 . 2 3 N mC Y D YM R C D (见图 d ) （ 3）合成弯矩 22 BZBYB MMM 221 3 1 . 9 3 3 2 6 9 1 . 0 5 3 2 7 1 7 . 4 4 N m 从左端 2 211 2 6 8 5 3 . 5 8 N mC C Y C ZM M M 从右端 2 222 5 8 8 2 . 3 6 6 N mC C Y C ZM M M （见图 f） 4.