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小型耕作机设计——传动部分设计【全套8张CAD图纸+毕业论文】【原创资料】

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【最终】YC465-小型耕作机设计——传动部分设计

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传动装置装配图-A1.dwg

大齿轮-A2.dwg

小型耕作机总装图-A0.dwg

旋耕器提升传动液压缸-A2.dwg

旋耕器提升传动装置液压系统原理图-A2.dwg

输入齿轮轴-A2.dwg

输出轴（前进）-A2.dwg

输出轴（旋耕）-A2.dwg

图纸-CAXA

传动装置装配图-A1.exb

大齿轮-A2.exb

小型耕作机总装图-A0.exb

旋耕器提升传动液压缸-A2.exb

旋耕器提升传动装置液压系统原理图-A2.exb

输入齿轮轴-A2.exb

输出轴（前进）-A2.exb

输出轴（旋耕）-A2.exb

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摘要III

AbstractIV

第1章绪论1

1.1研究背景及意义1

1.2耕作机概述2

1.3国内外研究及发展现状3

1.3.1国内研究及发展现状3

1.3.2国外研究及发展现状4

第2章传动部分及总体方案设计6

2.1设计要求6

2.2总体方案设计6

2.2.1耕作机类型选择6

2.2.2动力传动系统方案确定6

2.2.3耕作深度调节传动装置方案确定7

2.2.4总体结构7

第3章动力传动系统设计8

3.1功率计算及发动机选型8

3.1.1 切土阻力8

3.1.2 耕作机功耗计算9

3.1.3 发动机选型11

3.2总体参数计算12

3.2.1传动比分配12

3.2.2运动和动力参数计算12

3.3 V带传动设计13

3.4齿轮传动设计与校核15

3.4.1齿轮相关参数的选择15

3.4.2按齿面接触疲劳强度设计16

3.4.3按齿根弯曲强度设计18

3.4.4几何尺寸计算19

3.4.5验算20

3.5轴及轴上零件的设计与校核20

3.5.1轴的设计与校核20

3.5.2滚动轴承的选择与校核23

3.5.3键的选择与校核25

第4章耕作深度调节传动装置的设计26

4.1深度调节液压缸的选用及分析26

4.1.1 液压缸型号的确定26

4.1.2 液压缸行程验证26

4.2深度调节液压系统设计28

4.2.1供油方式28

4.2.2平衡及锁紧28

4.2.3液压系统原理图28

总结30

参考文献31

致谢32

摘要

本文分析比较了国内外耕作机械的工作方法和原理，结合我国现有的耕作方式及现有小型旋耕机大量使用的现状，比较了前置和后置式耕作方式设计圆盘式耕作部件，对一款耕作机传动部分进行设计。

本耕作机采用一个柴油机作为主动力源，利用一个齿轮分速装置输出两个转速，一个提供耕作机的前进，另一个控制耕作机耕作部分的旋转，从而工作机构和行走机构相互独立，不相干涉。耕作刀盘动力采用带机齿轮传动，结构简单、轻巧，运行灵活。采用上抛，并设置挡土板，从而达到覆土要求，耕作刀盘后接耕作铲，达到了沟底平整的要求，设置弧形挡板，满足了操作安全性及碎土系数需要。再利用一个液压装置，控制耕作部分的耕作深度调节。

关键词：耕作机；传动；旋刀；齿轮

Abstract

This paper analyzes and compares the domestic and farming machinery working methods and principles, combined with the status quo of existing farming practices and extensive use of existing mini rotary tiller, comparing the front and rear-mounted disc tillage farming methods designed components for a tiller transmission part of the design.

The tiller using a diesel engine as the primary power source, the use of a two-speed gear unit and outputting the rotational speed, the one offering the advance tiller, rotary tillers farming another control portion to work and travel agencies are independent bodies, not with put one's oar in. Tillage cutter with a machine powered by a gear drive, simple structure, lightweight, flexible operation. Use the throw, and set retaining plate, so as to achieve the casing requirements, tillage farming shovel knife after-hours access, to the formation of the ditch requirements set curved bezel to meet operational safety and pulverizer coefficient needs. Recycling a hydraulic means for controlling the depth of tillage farming adjusting portion.

Keywords: tiller; drive; rotary knife; gear

第1章绪论

1.1研究背景及意义

我国是一个典型的农业大国，作物种植面积非常大，同时我国也是一个人口大国，对食品的需求量也非常的大，随着国家工业化进程，从农田中解放出更多的生产力，提高生产效率，我国的农业机械也在国家的扶持和工程师的研究中飞速发展，耕作作为农田作业的一个环节，在作物生长过程中的影响甚大，与此同时，其工作量大，人工耕作耗时耗力。所以，开发出一种耕作机械，就能极大的解决这个问题。本文就南方地块小，一般耕作机机型过长，不能灵活运行的情况，拟开发出一款微型耕作机，解决在小型田地作业的需要。

小型耕作机总装图-A0.png

传动装置装配图-A1.png

旋耕器提升传动装置液压系统原理图-A2.png

大齿轮-A2.png

输出轴（前进）-A2.png

输出轴（旋耕）-A2.png

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目录-1.PNG

内容简介：: XXXXX 毕业设计 (论文 ) 小型耕作机设计传动部分设计系名：专业班级：学生姓名：学号：指导教师姓名：指导教师职称：年月 ntsI 目录摘要 . III Abstract . IV 第 1 章绪论 . 1 1.1 研究背景及意义 . 1 1.2 耕作机概述 . 2 1.3 国内外研究及发展现状 . 3 1.3.1 国内研究及发展现状 . 3 1.3.2 国外研究及发展现状 . 4 第 2 章传动部分及总体方案设计 . 6 2.1 设计要求 . 6 2.2 总体方案设计 . 6 2.2.1 耕作机类型选择 . 6 2.2.2 动力传动系统方案确定 . 6 2.2.3 耕作深度调节传动装置方案确定 . 7 2.2.4 总体结构 . 7 第 3 章动力传动系统设计 . 8 3.1 功率计算及发动机选型 . 8 3.1.1 切土阻力 . 8 3.1.2 耕作机功耗计算 . 9 3.1.3 发动机选型 . 11 3.2 总体参数计算 . 11 3.2.1 传动比分配 . 12 3.2.2 运动和动力参数计算 . 12 3.3 V 带传动设计 . 13 3.4 齿轮传动设计与校核 . 15 3.4.1 齿轮相关参数的选择 . 15 3.4.2 按齿面接触疲劳强度设计 . 16 3.4.3 按齿根弯曲强度设计 . 18 ntsII 3.4.4 几何尺寸计算 . 19 3.4.5 验算 . 20 3.5 轴及轴上零件的设计与校核 . 20 3.5.1 轴的设计与校核 . 20 3.5.2 滚动轴承的选择与校核 . 23 3.5.3 键的选择与校核 . 25 第 4 章耕作深度调节传动装置的设计 . 26 4.1 深度调节液压缸的选用及分析 . 26 4.1.1 液压缸型号的确定 . 26 4.1.2 液压缸行程验证 . 26 4.2 深度调节液压系统设计 . 28 4.2.1 供油方式 . 28 4.2.2 平衡及锁紧 . 28 4.2.3 液压系统原理图 . 28 总结 . 30 参考文献 . 31 致谢 . 32 ntsIII 摘要本文分析比较了国内外耕作机械的工作方法和原理，结合我国现有的耕作方式及现有小型旋耕机大量使用的现状，比较了前置和后置式耕作方式设计圆盘式耕作部件，对一款耕作机传动部分进行设计。本耕作机采用一个柴油机作为主动力源，利用一个齿轮分速装置输出两个转速，一个提供耕作机的前进，另一个控制耕作机耕作部分的旋转，从而工作机构和行走机构相互独立，不相干涉。耕作刀盘动力采用带机齿轮传动，结构简单、轻巧，运行灵活。采用上抛，并设置挡土板，从而达到覆土要求，耕作刀盘后接耕作铲，达到了沟底平整的要求，设置弧形挡板，满足了操作安全性及碎土系数需要。再利用一个液压装置，控制耕作部分的耕作深度调节。关键词：耕作机；传动；旋刀；齿轮 ntsIV Abstract This paper analyzes and compares the domestic and farming machinery working methods and principles, combined with the status quo of existing farming practices and extensive use of existing mini rotary tiller, comparing the front and rear-mounted disc tillage farming methods designed components for a tiller transmission part of the design. The tiller using a diesel engine as the primary power source, the use of a two-speed gear unit and outputting the rotational speed, the one offering the advance tiller, rotary tillers farming another control portion to work and travel agencies are independent bodies, not with put ones oar in. Tillage cutter with a machine powered by a gear drive, simple structure, lightweight, flexible operation. Use the throw, and set retaining plate, so as to achieve the casing requirements, tillage farming shovel knife after-hours access, to the formation of the ditch requirements set curved bezel to meet operational safety and pulverizer coefficient needs. Recycling a hydraulic means for controlling the depth of tillage farming adjusting portion. Keywords: tiller; drive; rotary knife; gear nts小型耕作机设计传动部分设计 1 第 1 章绪论 1.1 研究背景及意义我国是一个典型的农业大国，作物种植面积非常大，同时我国也是一个人口大国，对食品的需求量也非常的大，随着国家工业化进程，从农田中解放出更多的生产力，提高生产效率，我国的农业机械也在国家的扶持和工程师的研究中飞速发展，耕作作为农田作业的一个环节，在作物生长过程中的影响甚大，与此同时，其工作量大，人工耕作耗时耗力。所以，开发出一种耕作机械，就能极大的解决这个问题。本文就南方地块小，一般耕作机机型过长，不能灵活运行的情况，拟开发出一款微型耕作机，解决在小型田地作业的需要。图 1 耕作机油菜、棉花等作物是直根系忌湿作物，土壤水分适宜与否，对其生长发育影响甚大，水分过多会造成缺氧，直接引起植株生理代谢过程变化，针对油菜、棉花等作物生长特性，一般要求如下： 1、耕作要及时，以便抗旱排涝； 2、沟深、沟宽要符合要求并均匀一致； 3、抛土要均习。在耕作过程中能将泥土均匀抛向沟的两边，对种子的覆盖率能达 90%以上； 4、沟要直以利于排灌； 5、沟底、沟壁要光滑。目前，南方各水稻主产区大都以两季连作， 10 月份晚稻收获后的田块留待第二年开春后翻耕种植早稻。在过冬的近 5 个月时间恰好是冬油菜的全生育期，但由于油菜的种植工序较多，尤其手工耕作劳动强度大，劳动力投入多，许多农民想尽量扩大种植冬油菜面积却又因劳动力不足而耽误了，加上近些年来，大部分农村青年都外出打工，人力不足最终导致油菜种植面积还相对减少，经济效益低，导致目前有限的耕地未能得到充分、合理利用。为了充分、合理利用南方土地资源，加快种植业向农机械化、产业化方nts小型耕作机设计传动部分设计 2 向发展，因此设计一种耕作性能好且经济实用的耕作机械，解决农民当前耕作难的问题，提高种植效率和劳动生产率，快速实现油菜种植机械化，具有重要意义。 1.2 耕作机概述耕作机产品可分为链式耕作机和轮盘式耕作机：（ 1）链式耕作机链式耕作机主要由传动皮带轮、传动轴、变速齿轮箱、刀轴和机架构成。耕作机主要是与拖拉机配套使用，并由拖拉机动力驱动工作来实现耕作随着经济的发展，国家对基本建设力度加大，地下管道、电（光）缆铺设工程数量激增，质量要求提高。靠人工开挖，不仅效率低下，沟槽开挖质量欠佳，且不能满足 “微创 ”要求。因为耕作机的使用越显得重要。耕作机主要有两种：第一种为开种沟而设计的耕作器，耕作器为小型从动部件，靠牵引作用力而开出适合种子发育的种床，沟形表现为小、窄、浅等特点，耕作器常作为播种机一附属部件而挂靠其上；第二种为开排水沟或其它用途的耕作机，耕作机相对较大型，挖沟机一般以主动型部件为主，消耗功率大，体积大，沟深且宽。范围广泛，结构简单、造价低廉、使用拆装方便，耕作质量好、效率高并具有耕作、碎伐、均匀排土一次完成的特点，适宜棉、麦、油菜等旱地田间开挖排水沟用。一种小型链式挖沟机，它包括有一固定在机架上的发动机，该发动机的输出轴上通过皮带轮传动机构或链轮传动机构分别与一中间轴和一液压泵相连；所述的中间轴通过一链轮传动机构或皮带轮传动机构与一链刀主轴相连，该链刀主轴上通过链刀主链轮相连着开挖用的链刀机构；所述液压泵的压力油出口经多路阀分两路分别连通于液压油缸和驱动桥上的液压马达，液压油缸上的伸缩杠杆机构与链刀机构相连；所述的发动机输出轴上通过皮带轮传动机构分别与一中间轴和一液压泵相连，所述的中间轴通过一链轮传动机构与一链刀主轴相连；所述的发动机输出轴与中间轴相联的皮带轮传动机构上加装有由手把、拉锁装置和张紧轮构成的离合机构，张紧轮靠近设置在皮带边上，并通过拉索装置与手把相连；它具有结构紧凑，体积小，重量轻，方便运输；成本低，可靠性好的特点 nts小型耕作机设计传动部分设计 3 图 2 河北深远机械链式耕作机（ 2）轮盘式耕作机轮盘式耕作机主要用于管道和电缆电线等地下铺设 ,该机械特点是耕作速度快 ,深度自由调节 ,对路面破坏小 ,极大的提高了生产力 ,节省人力物力 ,其特点：经济效益显著，投资少、见效快，一台机器是人工的几十倍、小型挖掘机的几倍。耕作机开出的沟，可窄到 10 公分，深达 2 米，且沟直、壁陡，人工和挖掘机无法开出这样的沟；较人工和挖掘机有更高的作业效率（是挖掘机的 3-5 倍）和经济效益，特别在挖窄深沟的情况（埋管或埋电缆）下，该机的作业效果就更显突出。整机结构简单，操作方便，维护容易。图 3 河南凤翔 TD50 轮盘式耕作机 1.3 国内外研究及发展现状 1.3.1 国内研究及发展现状目前，耕作机的形式各种各样，但其功能大同小异，由于大多体积较小，使得在狭小地块丘陵、山坡地、果园林间中应用相对广泛。但由于其生产效率低、作业质量差等问题，不易为广大农民所接受，远远不能满足当前农业发展的需要。其表现有：（ 1）操作中耕作深度达不到标准。据调查，大多数旋耕机耕深。不足 15 厘米， 35%的地块耕深只的有 8 厘米。近 15%的地块因多年连续旋耕已形成了坚硬的犁底层。致使耕层越来越浅 2。 nts小型耕作机设计传动部分设计 4 （ 2）两轮或单轮的微耕机占主体地位，但由于微耕机其动力性差，越来越难以适应生产要求。（ 3）耕作机械安全性能较差。据农机部门的统计， 2008 年湖南省耕作机事故达 300多起，对农机操作人员的安全造成了严重的威胁 3。（ 4）可靠性较差，国产旋耕机平均无故障使用时间为 370h 左右，为国外先进水平的 2/34。（ 5）材料和制造水平相对较低，我国农机行业低于国内一般机械工业的水平。近几年来，我国不断将高新技术运用到农业机械上来，使得农业机械不断向智能化发展。目前，国内多功能耕作机的发展趋势主要有以下几个方面：（ 1）向自动化，智能化发展。我国农产品生产成本较国外高的主要原因是劳动力所占比例太高，机械成本占有比例较低。所以，如果我国农业生产若能大幅度提高机械化和自动化水平，必然可以提高农业生产率，达到降低农产品成本的目的。（ 2）向边缘发展，拾遗补缺。在主要作物主要作业机械化基本满足生产需要以后，蔬菜、花卉、经济作物所需要的耕作机械，特殊要求的耕作机械将成为开发的重点。 1.3.2 国外研究及发展现状目前，在外国如日本、韩国、美国以色列等国家在农业生产中已实现了机械化，耕作机以其作业性能稳定、功能齐全的特点，广泛地运用于农田生产。国外多功能耕作机经过多年的发展，发展趋势主要表现在以下几个方面：（ 1）耕作机械产品向多品种、系列化方向发展。专业生产大中型耕作机械的松山株式会社和小桥工业株式会社的产品有 50 多个系列 200 多个品种，驱动耙产品有近 30多个系列 100 个品种，且具有不同的配套动力、耕深、供用户选用。（ 2）向宽幅、高速、高效方向发展。意大利“ CELLI”公司的 KR P600 型动力耙与 132 176kW 拖拉机配套，作业幅宽达到 6m，耕深可达 30cm；日本松山和小桥公司制造的宽幅水田驱动耙可折叠，配套动力为 25.7 47.8kW，作业。幅宽达 3 4.17m，行驶或入库时机体可对折将幅宽缩至 1.8cm5。（ 3）向降低功耗、减少土壤有害压实、联合作业机具方向发展。将松土、碎土、作畦、起垄、开沟、播种、施肥和喷药等多种作业中的几项结合在一个机组中， 1 次性作业行程即可同时完成耕耙作业（ 4）耕作机械向智能化与自动化方向发展。由于先进的制造技术、新材料的涌现，电子技术、通讯技术等的进步，电子监控、液压和自动控制等技术在耕作机械上得到了nts小型耕作机设计传动部分设计 5 广泛的应用。（ 5）向工厂化农业小型多功能机具发展。日本、西班牙以及韩国等国家采用了先进的小型动力和耕整机具，其动力一般为 2.2 3.7kW 的汽油机，可以减少棚室内的污染；同时操纵把手可水 360方向及垂直方向多级调整位置，使机具操纵灵活，并可在棚室侧边作业 6。 nts小型耕作机设计传动部分设计 6 第 2 章传动部分及总体方案设计 2.1 设计要求完成小型耕作机设计传动部分的设计设计参数：整地部件参数，最大耕幅： 900mm，耕深： 50-150mm；覆土部件参数，耕幅： 1200mm。 2.2 总体方案设计 2.2.1 耕作机类型选择为了适用于多种土质、工作环境以及与通用的手扶拖拉机匹配，本次选用圆盘式耕作机。 2.2.2 动力传动系统方案确定本耕作机采用一个柴油机作为主动力源，利用一个齿轮分速装置输出两个转速，一个提供耕作机的前进，另一个控制耕作机耕作部分的旋转，从而工作机构和行走机构相互独立，不相干涉。具体传递方案如下：即，发动机经过离合器与 V 带传动到减速箱，减速箱通过齿轮分出两个转速，一个传给车轮，一个通过离合器与 V 带传动到耕作器。图 2-1 动力传递方案 nts小型耕作机设计传动部分设计 7 图 2-2 传动装置方案 2.2.3 耕作深度调节传动装置方案确定深度调节传动装置通过液压缸与耕作器臂实现，液压缸无杆腔供油耕作器提起，有杆腔供油耕作器放下，从而实现调节耕作器高度。 2.2.4 总体结构利用微型耕作机的动力带动整个耕作部件的运转，耕作的刀盘采用中间式，在刀盘上焊接刀座，用螺栓将刀座和旋耕刀联接起来；通过螺栓将刀盘与刀轴联接起来，使刀盘旋转，进行耕作工作，为了满足旋耕刀工作时的滑切性能和脱草性能且在稻田进行工作，故选用弯刀做为耕作工具；为了更好的提高碎土性能和对操作者进行保护，设计左右两块弧形挡板，最后设计一个支撑架杆，对整个耕作部件进行固定。总体结构如下图：图 1 总体结构图 nts小型耕作机设计传动部分设计 8 第 3 章动力传动系统设计 3.1 功率计算及发动机选型耕作过程中，刀片在土壤中连续运动进行切削，被切削下来的土壤，其中一部分在切削刃前面形成土堆，被刀片带着向前移动；一部分土壤在挤压力的作用下越过切削刃前面的土堆进入杯形刀体内。由此可见，在耕作过程中刀片除了遇到切削阻力外，还会遇到土壤进入杯形刀体内的阻力及带动土堆的阻力，后二项合称为装土阻力。切削阻力与装土阻力之和称为总阻力 6。耕作机功耗及阻力的计算方法还不完善，主要通过借鉴其它切削经验公式来计算，且不同的参数下所使用的经验公式也不同，因此探求合适的阻力计算公式是非常关键的。 3.1.1 切土阻力切削总阻力计算公式 7： 1 . 3 5 909 . 8 ( 0 . 1 ) ( 1 0 . 0 1 ) ( 1 )180r s c HF C b e 式中： sC 土壤坚实度计的冲击次数，取 sC =15 切削厚度 cb 刀片宽度刀片切削角，对于圆弧形刀片刀片切削角等于后角 2 He 刀片尖角计算系数，取 He =0.81 将上式中的切削厚度、刀片切削角和刀片厚度作相应的调整后得到单个刀片的切削阻力： 1 . 3 5 2909 . 8 ( 0 . 1 ) ( 1 0 . 0 1 ) ( 1 )180r s c HF C b e 1 . 3 5 9 0 1 29 . 8 1 5 ( 0 . 1 4 . 6 7 ) ( 1 0 . 0 1 7 0 ) ( 1 ) 0 . 8 1 4 1 . 0 3 5180 N 耕作机盘刀总切削阻力： 4 1 . 0 3 5 1 0 4 1 0 . 3 5trF F Z N nts小型耕作机设计传动部分设计 9 式中： z链条上同时与土壤作用的刀片数。工作时有 5 组即约 10 把刀片同时切土。由于刀片受到各种冲击的影响，在设计时应加入动载系数，一般情况下动载系数 0k 取 1.3 1.58，则 0 1 . 3 4 1 0 . 3 5 5 3 3 . 4 5 5ttF k F N N 3.1.2 耕作机功耗计算（ 1）耕作装置总功耗耕作机的总切削功耗为： 5 3 3 . 4 5 5 2 / 1 0 6 6 . 9 1t t aP F v N m s W 耕作机的总切削比功： 3201 0 6 6 . 9 1 3 2 0 . 3 9 3 /0 . 0 4 1 7 / 0 . 0 8 4ttPP W kWJ msQ v S m s m 式中： J 比功，单位立方米作业量的切削功耗 s 沟的断面面积表 2-3 土壤容重土壤级别土壤名称难易系数容重砂和粉砂土种植土 0.75 15000-16000 12000 轻粘土小石头夹有碎石当砂土 0.9 16000 17000 17500 亚粘土重粘土干黄土 1.0 18000 17500 18000 重粘土硬黄土含石块的粘土石块与粗卵石 1.3 19500 20000 19500 密实硬黄土 2.0 19500 nts小型耕作机设计传动部分设计 10 轻质泥灰土不坚实页岩岩石 19000 20000 20000-33000 沿沟深方向提升土壤的功耗每次切削下来的土壤层的重心都相同，距地面为 0.5H，则 ( 0 . 5 ) 0 . 0 0 3 3 3 1 8 0 0 0 0 . 5 0 . 4 1 1 1 . 9 8 8rpP Q H K W 式中， pK 土壤颗粒在链刀与沟侧壁间滞塞的可能系数，取 pK =1 土壤容重土壤容重 9是土壤在未破坏的自然结构下，单位容积中的重量，通常以 3/Nm表示。土壤容重大小反映土壤结构、透气性、透水性能以及保水能力的高低，一般耕作层土壤容重 1 1.8 103N/m3，土层越深则容重越大。各种土壤的容重数据见表 2-3。被运送土壤与沟道土壤的摩擦功耗 02( 0 . 5 ) c o sfP Q H H 0 . 0 0 3 3 3 1 8 0 0 0 ( 0 . 5 0 . 4 0 . 0 1 5 ) 0 . 9 c o s 5 0 1 4 . 3 9 0 W 式中： 2 土壤的内摩擦系数，见表 2-4 表 2-4 土壤摩擦系数土壤名称内摩擦系数外摩擦系数砂 0.58 一 0.75 0.73 粘土 0.7 一 1 0.5 一 0.75 小块砾石 0.9 一 1.1 泥土灰 0.75 一 1 0.6 一 0.75 饱含水分的粘土 0.18 一 0.42 碎石 0.9 0.84 则耕作机装置总功耗为： 0121 1 9 . 8 8 1 4 . 3 9 0 1 1 . 9 8 8 1 0 6 6 . 9 1 3 4 6 6 . 1 9 40 . 7 0 . 5h f r tP P P P W W W WPW nts小型耕作机设计传动部分设计 11 式中： 1 耕作链的传动效率 2 配套动力到耕作装置的传动效率（ 2）耕作机前进功耗传动机构功耗： 00 . 4 0 . 4 3 4 6 6 . 1 9 4 1 3 8 6 . 4 7 8WP P W W 对于机组前进所受的阻力 Fa，可以做受力分析，如图 2-2，则 ( s i n ) c o sa t tF G F F ( 4 7 5 5 3 3 . 4 5 5 s i n 5 0 ) 0 . 0 7 5 3 3 . 4 5 5 c o s 5 0 oo401.254N 图 2-2 耕作机前进状态受力分析式中： G 一机器自重滚动阻力系数，取 =0.079 耕作机前进功耗： 034 0 1 . 2 5 4 0 . 0 4 2 / 1 3 8 6 . 4 7 8 1 4 0 7 . 5 4 30 . 8aaWFv N m sP P W W 式中： 3 机器行走的传动效率耕作机的总功耗为： 0 3 4 6 6 . 1 9 4 1 4 0 7 . 5 4 3 4 8 7 3 . 7 3 7aP P P W W W 3.1.3 发动机选型根据耕作机功耗选用蓝天 1 DN-4 型多功能农用微型耕作机功率： 4.4 千瓦转速： 1800 转 /分 3.2 总体参数计算 nts小型耕作机设计传动部分设计 12 3.2.1 传动比分配总传动比为： 1 1 8 0 0 / 6 3 0 0i 3.2.2 运动和动力参数计算（ 1）各轴的转速耕种机动力输出轴为 0 轴，变速箱主轴为轴，车轮轴为轴，刀轴为轴，各轴转速为： 0 1 8 0 0 / m i nnr10/ 2 9 0 0 / m i nn n r2 9 0 0 / 2 4 5 0 / m i nnr32/ 2 2 2 5 / m i nn n r（ 2）各轴的轴功率 0 4 . 4dp p k w 221 0 1 4 . 4 0 . 9 8 4 . 2 2 6p p k w 2 1 1 2 4 . 2 2 6 0 . 9 8 0 . 9 7 4 . 0 1 7p p k w 223 1 2 4 . 2 2 6 0 . 9 7 3 . 9 7 6p p k w （ 3）各轴输入转矩 T 1 1 19 5 5 0 / 9 5 5 0 4 . 2 2 6 / 1 8 0 0 2 2 . 4 2T p n N m 2 2 29 5 5 0 / 9 5 5 0 4 . 0 1 7 / 6 0 0 6 3 . 9 4T p n N m 3 5 59 5 5 0 / 9 5 5 0 3 . 9 7 6 / 1 2 5 2 5 3 . 1 3T p n N m 初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为 45 钢，调质处理，查参考文献 2表 15-3得 0 105A ，又由 1 4.226P 1 1800n 2 4.017p 2 600n 3 3.976p 3 125n 。将有关值代入公式可见得： 3m in 0 pdAn nts小型耕作机设计传动部分设计 13 1 33m i n 1 014 . 2 2 61 0 5 4 3 . 9 5 5900pd A c mn 取1 50d cm同理计算可得：2 50d cm3 50d cm3.3 V 带传动设计 1）确定计算功率 cP ：已知： kwP 196.3 ； min/1440 rn m ；查机械设计基础表 13-8 得工况系数： 25.1AK ；则： kwkwPKP Ac 995.3196.325.1 2）选取 V 带型号：根据 cP 、 mn 查机械设计基础图 13-15 选用 A 型 V 带 , 3）确定大、小带轮的基准直径 dd （ 1）初选小带轮的基准直径： mmd d 801 （ 2）计算大带轮基准直径： mmdid dd 19602.01805.202.0112 ）（）（带；圆整取 mmdd 1602 ，误差小于 5%，是允许的。 4）验算带速： smsmndv md /)25,5(/03.61 0 0 060 1 4 4 08014.31 0 0 060 1 带的速度合适。 5）确定 V 带的基准长度和传动中心距：中心距： )(2)(7.0 21021 dddd ddadd 初选中心距 mma 600 nts小型耕作机设计传动部分设计 14 （ 2）基准长度： mmaddddaL ddddd6.12484004)80200()20080(214.340024)()(22202122100对于 A 型带选用 mmL d 1250 （ 3）实际中心距： mmLLaa dd 7.4002 6.124812504002 00 6）验算主动轮上的包角 1 ：由add dd 3.57)(1 8 0121 得 1 2 08.1 6 27.4 0 03.57)802 0 0(1 8 01 主动轮上的包角合适。 7）计算 V 带的根数 z ： LAr KKPPPKPPz c)( 00 min/1440 rn m ， mmd d 801 查机械设计基础表 13-3 得： kwP 8.00 ；（ 2） 2m in/1440 带， irn m，查表得： kwP 17.00 ；（ 3）由 8.1621 查表得，包角修正系数 955.0K （ 4）由 mmL d 1250 ，与 V 带型号 A 型查表得： 93.0lK 综上数据，得 6.493.0955.0)17.08.0(196.325.1 z取 105 z 合适。 8）计算预紧力 0F （初拉力）： nts小型耕作机设计传动部分设计 15 根据带型 A 型查机械设计基础表 13-1 得： mkgq /1.0 NqvkzvPF c8.11003.61.01955.05.203.65995.350015.25002209）计算作用在轴上的压轴力 QF ： NZFF Q5.109528.162s in8.110522s in2 10其中 1 为小带轮的包角。 10） V 带传动的主要参数整理并列表：带型带轮基准直径(mm) 传动比基准长度 (mm) A 801 dd 1602 dd 2 1250 中心距（ mm）根数初拉力 (N) 压轴力 (N) 583 5 110.8 1095.5 3.4 齿轮传动设计与校核选择最后一级传动的齿轮进行设计计算 3.4.1 齿轮相关参数的选择选择齿轮类型、精度等级、材料及齿数 1）根据设定的传动方案，采用软齿面直齿轮传动。 2）由于此机构中齿轮传动为低速级齿轮传动，速度不高，故选用 7 级精度 3）材料选择：小齿轮材料为 20CrMnTi，渗碳淬火，硬度为 300HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质）硬度为 240HBS，二者材料差为 60HBS。 4）取小齿轮齿数 Z1=20，则大齿轮齿数 Z2=iZ1=220=40，取 Z2=40 nts小型耕作机设计传动部分设计 16 3.4.2 按齿面接触疲劳强度设计设计计算公式： 2131 212 . 3 2 tEtdHK T u Zdu (13) 确定公式内的各计算数值 1）试选载荷系数 1.3tK 2）计算小齿轮的转矩 5 3339 5 .5 1 0 PTn 5 59 5 . 5 1 0 3 . 7 7 2 5 1 . 2 1 0300 N m m (14) 3）由参考文献 2表 10-7 选取齿宽系数 1d 4）由参考文献 2表 10-6 选取材料的弹性系数 1 8 9 .8EZ M P a 5）由图 10-21e 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 li m 1 1650H M P a ，大齿轮的接触疲劳强度极限 li m 2 550H M P a 6）由式： 1160 hN n jL (15) 计算应力循环次数设该齿轮的工作寿命为 12 年，每年工作 180 天，每天 10 小时，则 81 6 0 3 0 0 1 1 2 1 8 0 1 0 3 . 8 8 8 1 0N 882 3 . 8 8 8 1 0 3 . 2 7 7 1 . 1 8 6 1 0N 7）由参考文献 2图 10-19 查得接触疲劳寿命系数 1 0.97HNK ； 2 1.10HNK 8）计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%，取安全系数 S=1。由式 l i mH N HH K S 得 (16) 1 l i m 11 0 . 9 7 1 6 5 0 1 6 0 0 . 5H N HH K M P aS 2 l i m 22 1 . 1 0 5 5 0 6 0 5H N HH K M P aS 计算尺寸： nts小型耕作机设计传动部分设计 17 1）试算小齿轮分度圆直径 1td ，代入 H 中较小的值 233312 . 3 2 t EtdHKT Zudu 523 21 . 3 1 . 2 1 0 2 . 4 1 1 8 9 . 82 . 3 2 6 4 . 71 2 . 4 6 0 5 mm

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