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小型农机旋耕机结构设计【优秀含15张CAD图纸+农业用机械全套课程毕业设计】

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小型 农机 旋耕机 结构设计 优秀 优良 15 cad 图纸 机械 全套 课程 毕业设计
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小型农用旋耕机的设计

小型农机旋耕机结构设计【优秀含15张CAD图纸+机械用机械全套课程毕业设计】

【带任务书+开题报告+审定表+外文翻译】【41页@正文13300字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609 】

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审定表.doc

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开题报告.doc

毕业设计中期检查表[1].DOC

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说明书.doc

过程材料.doc

一轴.dwg

三轴.dwg

二轴.dwg

右1.dwg

四轴1.dwg

大直齿轮.dwg

大链轮.dwg

大锥齿轮.dwg

小直齿轮.dwg

小链轮.dwg

小锥齿轮.dwg

左1.dwg

支臂.dwg

旋耕机装配图.dwg

机架.dwg

任务书

题目名称小型农机旋耕机结构设计

一、设计(论文)目的、意义

随着新的种植、耕作农艺的发展和推广,新系列旋耕机采用的新型旋耕刀,综合了合理的速度

参数、 幅宽和复式作业功能,采用旋耕机基础件组合式结构,可组装再多种机型上,满足不同的用途与农艺要求。目前我国旋耕机的使用范围不断扩大,从南方水田到北方旱地以及牧场荒地和果林等都广泛使用旋耕机进行耕耘作业。

二、设计(论文)内容、技术要求(研究方法)

设计内容:

1、分析研究题目的意义和发展状况;

2、进行总结分析,确立设计方案,

3、小型农用旋耕机总体设计;

拟解决的问题:

1、解决小型农用旋耕机的总体结构设计问题 ,从而更合理地对不同地域的适应能力。

2、解决旋耕机的刀具分配的距离,刀具的工作寿命。

研究方法:

 1、利用对比确定总体方案,根据机械设计理论和方法设计旋耕机结构;

 2、进行零件的设计和校核;

三、设计(论文)完成后应提交的成果

1.提交材料:毕业设计说明书1份(不少于20000字),0号图纸折合3张以上。

2.其他:为答辩需要,可提供相关调研报告。

四、设计(论文)进度安排

   3月01号~3月20号        听毕业设计讲座 查阅资料 撰写开题报告

3月21号~4月20号        确定方案设计、有关计算校核      

4月21号~5月20号        画CAD草图、撰写说明书

5月21号~5月30号        出CAD图、整理说明书 更改并最终完成设计

   6月1号~6月20号         提交指导老师审核、准备答辩

五、主要参考资料

[1] 马兰.机械制图.北京:机械工业出版社,2000.5

[2]郑甲红,朱建儒,刘喜平.机械原理.机械工业出版社,2006.1

[3] 彭国勋,肖正扬编著.自动机械的机构设计.北京:机械工业出版社,1990

[4] 邹慧君.机械系统设计原理.北京:科学出版社,2003

[5] 吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册[M].3版.北京:高等教育出版社,2006.5

[6] 张春林.机械创新设计.2版.北京:机械工业出版社,2007.9

[7] 吕志强,董海.人机工程学[M].北京:机械工业出版社2006.6

[8] 董敬,庄志,常思勤.汽车拖拉机发动机.3版.北京:机械工业出版社,2000

[9] 吴官聚﹑杨志义编.新编耕种机械使用维修. 北京:机械工业出版社,2001    

  [10] [联邦德国] H.L.文内尔著.现代农业机械化技术. 北京:中国农业机械出版社,1990

[11]周建来、李源知、焦巧凤.农机化研究2000.05,49~51,第2期国内外旋耕机的技术状况.

[12]周宏明、郑蓓蓉、薛伟.农机化研究2002.08,85~87,第3期旋耕机总体参数的优化设计.

[13][日]山胁三平主编,郭殿福、裴克译.林业机械手册. 北京:中国林业出版社,1987

  [14] Mi Bolin,Tu Chenghai, Guan yanling,Li Bai,Zheng Qiumei. Journal of Northeast Agricultural University,Vol.5,No.1 48~54. Northeast Agricultural University Harbin

[  [15]Suh C H,Radcliffe C W.Kinematics and Mechanisms Design.New York:John Wiley&Sons,1978

目   录

摘要

Abstract

第1章 绪论…………………………………………………………………………1

    1.1 概述…………………………………………………………………………1

        1.1.1发展历史和背景 ……………………………………………………1

        1.1.2设计简介 ……………………………………………………………1

        1.1.3研究方向 ……………………………………………………………3


第2章 总体方案的确定…………………………………………………………4

    2.1 旋耕机的组成………………………………………………………………4

    2.2 旋耕机的传动分……………………………………………………………4

    2.3 旋耕机的工作过程…………………………………………………………5

2.4 本章小结……………………………………………………………………5


第3章 中间齿轮传动的设计 …………………………………………………6

    3.1中间齿轮传动箱中一轴和直齿轮的设计…………………………………6

        3.1.1 一轴的设计…………………………………………………………6

        3.1.2直齿轮的计算   ……………………………………………………7

        3.1.3轴承的选择 …………………………………………………………9

        3.1.4 一轴的校核…………………………………………………………9

    3.2中间齿轮传动箱中二轴和锥齿轮的设计…………………………………13

        3.2.1 二轴的设计…………………………………………………………13

        3.2.2锥齿轮的计算 ………………………………………………………14

        3.2.3轴承的选择 …………………………………………………………16

    3.3 本章小节……………………………………………………………………16


第4章 侧边传动的设计…………………………………………………………17

    4.1 侧边传动中三轴的设计……………………………………………………17

    4.2侧边传动中链轮的设计 ……………………………………………………18

       4.2.1链的选择………………………………………………………………18

       4.2.2链轮的尺寸计算………………………………………………………20

    4.3 本章小节……………………………………………………………………25


第5章 弯刀、刀座及刀轴设计 ………………………………………………26

    5.1 刀轴的设计计算……………………………………………………………26

        5.1.1刀轴的设计 …………………………………………………………26

        5.1.2轴承的选择 …………………………………………………………27

    5.2弯刀的设计与计算…………………………………………………………27

        5.2.1弯刀的类型 …………………………………………………………27

        5.2.2弯刀的设计 …………………………………………………………28

        5.2.3弯刀的配置与排列 …………………………………………………31

        5.2.4弯刀的安装 …………………………………………………………32

    5.3本章小节……………………………………………………………………33

结  论 ………………………………………………………………………………34

参考文献 ……………………………………………………………………………35

致  谢

摘  要

本次设计的旋耕机是在学习国内外旋耕机设计的的基础上,经过吸收并进行改进设计的。本次设计的小型旋耕机是一种普遍使用的耕耘农机用具,采用的是拖拉机牵引,侧边链传动,用于平原、山地、丘陵等的翻土、播种等多种田间作业。

本次设计的主要任务是设计小型农用旋耕机的传动和工作等部分。小型农用旋耕机的传动部分由直齿轮、锥齿轮和链轮组成,工作部分由弯刀和刀轴组成。动力经传动部分带动工作部分在山地、丘陵等大型农机具难以耕作的地方进行耕作。本次设计的旋耕机操作简单,技术要求不高,符合国情。

本文重点讨论了小型农用旋耕机的传动部分的设计和计算问题,详述了小型农用旋耕机的三大主要部件的设计过程,包括中间齿轮传动部分、侧边传动部分、弯刀、刀座和刀轴部分。合理采用了花键轴、圆锥滚子轴承、深沟球轴承、滚子链等零件。


关键词:旋耕机;刀辊;侧边链传动;中间齿轮传动部分;轴承

ABSTRACT                                    

This small rotary filed tiller is designed and based on studying and absorbing the domesticand international designing tillers . The rotary filed tiller is a kind of universal, articular farm machine. It has adopted the measure of tractor-mounted and side chain drive  and can be used for the tillage and cultivation on the plain,mountains regins, hilly land and so on.

The main task of this designing is to design the mechanical part of the rotary tiller’s drive and work and so on . The part of the rotary tiller’s drive is made of gear and taper-gear and chain-gear and the part of the rotary tiller’s work is made of tine and shaft .The motor drives the part of the rotary tiller’s drive and drives the part of the rotary tiller’s work  to till filed,mountains regins and hilly land which is the larger rotary tillers can not be used .This retory filed tiller is easy to operate and is not demand of high technique .It can be go with the state of China.

This thesis illustrates how to design and compute the parts of the rotary tiller’s drive, especially the process of how to design the three main parts which is middle gear drive,side chain drive,the tine carrier and shaft. It also adopts the parts of spline shaft ,taper-rolling bearing ,ball bearing ,dupiex chain and so on.

Key words: rotary tiller; tine;side chain drive;middle gear drive; bearing

第1章 绪   论

1.1 概述

1.1.1发展历史和背景

   旋耕机的发展至今已有150多年的历史,最初在英、美国家由3-4kw内燃机驱动,主要用于庭园耕作,直到L型旋耕刀研制成功后,旋耕机才进入大田作业。20世纪初,日本从欧洲引进旱田旋耕机后,经过大量的试验研究工作,研制出适用于水田耕作要求的弯刀,解决了刀齿和刀轴的缠草问题,旋耕机得到了迅速发展。

我国对旋耕机的研制始于20世纪50年代末,初期主要研制与手扶拖拉机配套的旋耕机,后来研制出与中型轮式拖拉机配套的旋耕机;70年代初完成了与当时国产的各类拖拉机配套的系列旋耕机的设计,并使之得到了推广应用;到80年代,与手扶拖拉机配套的旋耕机由专用型发展到兼用型,由与手扶拖拉机配套发展到与轮式及履带式拖拉机配套。旋耕机在我国的发展经历了单机研制、发展系列产品、新产品开发和换代3个阶段,随着新的种植、耕作农艺的发展和推广,在旋耕机基础上还研制出了多种用途的联合复式作业机。新系列旋耕机采用的新型旋耕刀,综合了合理的速度参数、幅宽和复式作业功能,采用旋耕机基础件组合式结构,可组装在多种机型上,满足不同的用途与农艺要求。目前我国旋耕机的使用范围不断扩大,从南方水田到北方旱地以及牧场、荒地和果林等都广泛使用旋耕机进行耕耘作业[21]。

参考文献

[1]中国农业机械化科学院.农业机械设计手册 (上册 )[M].北京:机械工业出版社,2000.

[2]北京农业工程大学.农业机械学 (上册 )[M].北京:农业出版社,2001.

[3]黄松平.小型农机具使用与维修[M].广州:广东科技出版社,2002.

[4]卜献真.手扶拖拉机配套旋耕机结构与原理[J]. 湖南农机,2006年第4期.

[5]周宏明,郑蓓蓉,薛伟.旋耕机总体参数的优化设 计[J].农机化研究,2002.

[6]何敦清.与手扶拖拉机配套的旋耕机[J].广东农 机.2002年第2期.

[7]李滨,崔东.小型农用旋耕机的设计[J].林业机 械与木工设备.2006年第 3期.

[8]李理,霍春明 .我国旋耕机研究现状及发展方向[J]. 农机化研究,2004,(10):37~38.

[9]李志红,杨良玖,全腊珍 .我国耕整机械现状及发展对策[J].农机化研究,2005,(3):46~47.

[10]王智才 .建设现代农业,加快推进农业机械化[J]. 农业机械学报,2004,(3):154~158.

[11]王亚东.农田耕作制度的发展研究[J].农机化研究, 2005,(6):44~49

[12]中国农业机械化科学院.农业机械设计手册 (上册)[M].北京:机械工业出版社,

2003.

[13]北京农业工程大学.农业机械学 (上册)[M].北京:北京农业出版社,2003.

[14]黄松平.小型农机具使用与维修[M].广东:广东科技出版社,1988.

[15]赵晨,李成华,敖永华.辽宁省种植业生产机械化存在的问题及发展趋势 [J].沈阳农业大学学报,2000,12(4): 38~40.

[16]吴官聚,杨志义编,新编耕种机械使用维修[M].北京:机械工业出版社2001.

[17]周建来,李源知,焦巧凤.国内外旋耕机的技术状况[J]  农机化研究 ,2000,(2):49~51,

[18]周宏明,郑蓓蓉,薛 伟.旋耕机总体参数的优化设计[J].农机化研究。2002.(3):85~87.

[19]北京农业工程大学.农业机械学(上)(第 2版)[M].北京:中国农业出版社,2001.49.150.

[20]王颖玉,应富强,潘 立.新型蔬菜大棚小型旋耕机的设计与研究[J].浙江工业大学学报,2007,(3):325~327

[21]于海明,张 雪,李连豪,等.微型旋耕机的设计[J].黑龙江八一农垦大学学报,2007,19(2):33~35.

[22]孙 桓,陈作模.机械原理(第 6版)[M].北京:高等教育出版社2OO1.191~192.

[23]陈奎生.液压与气压传动[M].武汉:武汉理工大学出版社,2006.5~24,64,133~142.


内容简介:
毕业设计(论文)任务书 学生姓名 熊加勇 系部 机电工程学院 专业、班级 机械设计制造及其自 动化 06-2 班 指导教师姓名 孙晓娟 职称 副教授 从事 专业 机械 工程 是否外聘 是否 题目名称 小型农 机 旋耕机结构设计 一、设计(论文)目的、意义 随着新的种植、耕作农艺的发展和推广,新系列旋耕机采用的新型旋耕刀,综合了合理的速度 参数、 幅宽和复式作业功能,采用旋耕机基础件组合式结构,可组装再多种机型上,满足不同的用途与农艺要求。目前我国旋耕机的使用范围不断扩大,从南方水田到北方旱地以及牧场荒 地和果林等都广泛使用旋耕机进行耕耘作业。 二、设计(论文)内容、技术要求(研究方法) 设计内容: 1、 分析研究题目的意义和发展状况; 2、 进行总结分析,确立设计方案, 3、 小型农用旋耕机总体设计; 拟解决的问题: 1、解决小型农用旋耕机的总体结构设计问题 ,从而更合理地对不同地域的适应能力。 2、解决 旋耕机的刀具分配的距离,刀具的工作寿命。 研究方法: 1、 利用对比确定总体方案 ,根据机械设计理论和方法设计旋耕机结构; 2、进行零件的设计和校核; 三、设计(论文)完成后应提交的成果 1.提交材料:毕业设计说明书 1 份(不少于 20000 字), 0 号图纸折合 3 张以上。 2.其他:为答辩需要,可提供相关调研报告。 SY-025-BY-2 nts四、设计(论文) 进度安排 3 月 01 号 3 月 20 号 听毕业设计讲座 查阅资料 撰写开题报告 3 月 21 号 4 月 20 号 确定 方案设计、有关计算校核 4 月 21 号 5 月 20 号 画 CAD 草图、撰写说明书 5 月 21 号 5 月 30 号 出 CAD 图、整理说明书 更改并最终完成设计 6 月 1 号 6 月 20 号 提 交指导老师审核、准备答辩 五、 主要参考资料 1 马兰 .机械制图 .北京:机械工业出版社 ,2000 5 2郑甲红 ,朱建儒 ,刘喜平 .机械原理 .机械工业出版社 ,2006.1 3 彭国勋 ,肖正扬编著 .自动机械的机构设计 .北京 :机械工业出版社 ,1990 4 邹慧君 .机械系统设计原理 .北京 :科学出版社 ,2003 5 吴宗泽 ,罗圣国 .机械设计课程设计手册 M.3 版 .北京 :高等教育出版社 ,2006.5 6 张春林 .机械创新设计 .2 版 .北京 :机械工业出版社 ,2007.9 7 吕志强 ,董海 .人机工程 学 M.北京 :机械工业出版社 2006.6 8 董敬,庄志,常思勤 .汽车拖拉机发动机 .3 版 .北京 :机械工业出版社 ,2000 9 吴官聚杨志义编 .新编耕种机械使用维修 . 北京:机械工业出版社, 2001 10 联邦德国 H.L.文内尔著 .现代农业机械化技术 . 北京:中国农业机械出版社, 1990 11周建来 、李源知、焦巧凤 .农机化研究 2000.05, 49 51,第 2 期国内外旋耕机的技术状况 . 12周宏明、郑蓓蓉、薛伟 .农机化研究 2002.08, 85 87,第 3 期旋耕机总 体参数的优化设计 . 13日 山胁三平主编,郭殿福、裴克译 .林业机械手册 . 北京:中国林业出版社, 1987 14 Mi Bolin,Tu Chenghai, Guan yanling,Li Bai,Zheng Qiumei. Journal of Northeast Agricultural University,Vol.5,No.1 4854. Northeast Agricultural University Harbin 15Suh C H,Radcliffe C W.Kinematics and Mechanisms Design.New York:John Wiley&Sons,1978 六、备注 指导教师签字: 年 月 日 教研室主任签字: 年 月 日 nts 毕业设计(论文)题目审定表 指导教师姓名 孙晓娟 职称 副教授 从事 专业 机械工程 是否外聘 是否 题目名称 小型农机旋耕机结构设计 课题适用专业 机械设计制造及其自动化 课题类型 X 课题简介:(主要内容、意义、现有条件、预期成果及表现形式。) 一、 主要内容 本次设计主要针对旋耕机 机架、悬挂架、传动部分、旋耕刀轴、刀片、罩壳等部分 进行设计 。 二 、目的意义 目前我国旋耕机的使用范围不断扩大,从南方水田到北方旱地以及牧场荒地和果林等都广泛使用旋耕机进行耕耘作业。 为了进一步推进我国 农业机械化,针对 旋耕刀 、 速度参数、 幅宽和复式作业功能 进行优化设计;采用基础件组合式结构,完成本次设计,以满足不同农艺需求。 三 、现有条件 学生已学习过机械设计基础、机械制图、 发动机 构造、 工程机械地盘 、液压 传动 、 机械 工程材料及加工基础、 工程力学 等专业及专业基础课程,并完成了 柴油机拆装 实习、 机械制造工艺实习 、金工 实习等实践环节,具备了完成设计的基础。哈市 的农业部门 可做为学生的调研对象,取得相应调研数据。 四 、预期成果 毕业设计说明书 1 份(不少于 20000 字); 0 号图纸折合 3 张以上;为答辩需要,可提供相关调研报 告。 指导教师签字: 年 月 日 教 研 室 意 见 1 选题与专业培养目标的符合度 好 较好 一般 较差 2 对学生能力培养及全面训练的程度 好 较好 一般 较差 3 选题与生产、科研、实验室建设等实际的结合程度 好 较好 一般 较差 4 论文选题的理论意义或实际价值 好 较好 一般 较差 5 课题预计工作量 较大 适中 较小 6 课题预计难易程度 较难 一般 较易 教研室主任签字: 年 月 日 SY-025-BY-1 nts系(部)教学指导委员会意见: 负责人签字: 年 月 日 注:课题类型填写 W.科研项目; X.生产(社会)实际; Y.实验室建设; Z.其它。 nts 本科学生毕业设计 小型农 机 旋耕机结构设计 系部名称 : 机电工程系 专业班级 : 机械设计制造及其自动化 06-02 班 学生姓名 : 熊加勇 指导教师 : 孙晓娟 职 称 : 副教授 黑 龙 江 工 程 学 院 二 一 年六月 nts Undergraduates graduation project Design of a Rotary Garden Tiller Candidate: Xiong Jia Yong Specialty: Mechanical Design & Manfacturing and automation Class: 06-02 Supervisor: Associate Prof. Sun xiaojuan Heilongjiang Institute of Technology 2010-06 Harbin nts 毕业设计(论文)开题报告 学生姓名 熊加勇 系部 机电工程学院 专业、班级 机械设计制造及其自动化 06-2 班 指导教师姓名 孙晓娟 职称 副教授 从事 专业 机械工程 是否外聘 是否 题目名称 小型农 机 旋耕机结构设计 一、 课题研究 现状、 选题 目的 和意义 1.课题研究现状 我国对旋耕机的研制始于 20世纪 50年代末,初期主要研制与手扶拖拉机配套的旋耕机,后来研制出与中型轮式拖拉机配套的旋耕机; 70年代初完成了与当时国产的各类拖拉机配套的系列旋耕机的设计,并使之得到了推广应用; 到 80年代,与手扶拖拉机配套的旋耕机由专用型发展到兼用型,由与手扶拖拉机配套发展到与轮式及履带式拖拉机配套。 2.选题目的和意义 因此目前研究新型的农用旋耕机是有其必要性的,由于机械化早已覆盖我国的平原地区;对新型机械的设计需提出以下几点要求:首先要小型化,以促使丘陵地区实现机械化;其次要低耗能,以保证绿色种植;最后要低价位,以满足大多数农户能够使用上新产品。 这样一来必定加快我国农业的机械化进程,让广大农民群众早日奔小康。 二、设计 的基本内容 、 拟解决的主要问题 设计内容: 1、 分析研究题目的意义和发 展状况; 2、 进行总结分析,确立设计方案, 3、 小型农用旋耕机总体设计; 拟解决的问题: 1、解决小型农用旋耕机的总体结构设计问题 ,从而更合理地对不同地域的适应能力。 2、解决 旋耕机的刀具分配的距离,刀具的工作寿命。 三、技术路线(研究方法) 1、 利用对比确定总体方案 ,根据机械设计理论和方法设计旋耕机结构; 2、进行零件的设计和校核; 拟取得的成果: 1、 设计说明书一份, 2 万字左右。 2、总体装备图 A0 一张,零件图若干,折合零号图 3 张。 nts 四、进度安排 3 月 01 号 3 月 20 号 听毕 业设计讲座 查阅资料 撰写开题报告 3 月 21 号 4 月 20 号 确定 方案设计、有关计算校核 4 月 21 号 5 月 20 号 画 CAD 草图、撰写说明书 5 月 21 号 5 月 30 号 出 CAD 图、整理说明书 更改并最终完成设计 6 月 1 号 6 月 20 号 提交指导老师审核、准备答辩 五、 参考文献 1 马兰 .机械制图 .北京:机械工业出版社 ,2000 5 2郑甲红 ,朱建儒 ,刘喜平 .机械原理 .机械工业出版社 ,2006.1 3 彭国勋 ,肖正扬编著 .自动机械的机构设 计 .北京 :机械工业出版社 ,1990 4 邹慧君 .机械系统设计原理 .北京 :科学出版社 ,2003 5 吴宗泽 ,罗圣国 .机械设计课程设计手册 M.3 版 .北京 :高等教育出版社 ,2006.5 6 张春林 .机械创新设计 .2 版 .北京 :机械工业出版社 ,2007.9 7 吕志强 ,董海 .人机工程学 M.北京 :机械工业出版社 2006.6 8 董敬,庄志,常思勤 .汽车拖拉机发动机 .3 版 .北京 :机械工业出版社 ,2000 9 吴官聚杨志义编 .新编耕种机械使用维修 . 北京:机械工业出版社, 2001 10 联邦德国 H.L.文内尔著 .现代农业机械化技术 . 北京:中国农业机械出版社, 1990 11周建来 、李源知、焦巧凤 .农机化研究 2000.05, 49 51,第 2 期国内外旋耕机的技术状况 . 12周宏明、郑蓓蓉、薛伟 .农机化研究 2002.08, 85 87,第 3 期旋耕机总体参数的优化设计 . 13日 山胁三平主编,郭殿福、裴克译 .林业机械手册 . 北京:中国林业出版社, 1987. 15Suh C H,Radcliffe C W.Kinematics and Mechanisms Design.New York:John Wiley&Sons,1978 六、备注 指导老师意见: 签字: 年 月 日 nts nts 毕业设计(论文)中期检查表 填表日期 年 月 日 迄今已进行 周剩余 周 学生姓名 系部 专业、班级 指导教师姓名 职称 从事 专业 是否外聘 是否 题目名称 学 生 填 写 毕业设计(论文)工作进度 已完成主要内容 待完成主要内容 存在问题及努力方向 学生签字: 指导教师 意 见 指导教师签字: 年 月 日 教研室 意 见 教研室主任签字: 年 月 日 SY-025-BY-5 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 目 录 摘要 Abstract 第 1 章 绪论 1 1.1 概述 1 1.1.1 发展历史和背景 1 1.1.2 设计简介 1 1.1.3 研究方向 3 第 2 章 总体方案的确定 4 2.1 旋耕机的组成 4 2.2 旋耕机的传动分 4 2.3 旋耕机的工作过程 5 2.4 本章小结 5 第 3 章 中间齿轮传动的设计 6 3.1 中间齿轮传动箱中一轴和直齿轮的设计 6 3.1.1 一轴的设计 6 3.1.2 直齿轮的计算 7 3.1.3 轴承的选择 9 3.1.4 一轴的校核 9 3.2 中间齿轮传动箱中二轴和锥齿轮的设计 13 3.2.1 二轴的设计 13 3.2.2 锥齿轮的计算 14 3.2.3 轴承的选择 16 3.3 本章小节 16 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 第 4 章 侧边传动的设计 17 4.1 侧边传动中三轴的设计 17 4.2 侧边传动中链轮的设计 18 4.2.1 链的选择 18 4.2.2 链轮的尺寸计算 20 4.3 本章小节 25 第 5 章 弯刀、刀座及刀轴设计 26 5.1 刀轴的设计计算 26 5.1.1 刀轴的设计 26 5.1.2 轴承的选择 27 5.2 弯刀的设计与计算 27 5.2.1 弯刀的类型 27 5.2.2 弯刀的设计 28 5.2.3 弯刀的配置与排列 31 5.2.4 弯刀的安装 32 5.3 本章小节 33 结 论 34 参考文献 35 致 谢 附 录 4 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 摘 要 本次设计的旋耕机是在学习国内外旋耕机设计的的基础上,经过吸收并进行改进设计的。本次设计的小型旋耕机是一种普遍使用的耕耘农机用具,采用的是拖拉机牵引,侧边链传动,用于平原、山地、丘陵等的翻土、播种等多种田间作业。 本次设计的主要任 务是设计小型农用旋耕机的传动和工作等部分。 小型农用旋耕机的传动部分由直齿轮、锥齿轮和链轮组成,工作部分由弯刀和刀轴组成。动力经传动部分带动工作部分在山地 、丘陵等大型农机具难以耕作的地方进 行耕作。 本次设计的旋耕机操作简单, 技术要求不高,符合国情。 本文重点讨论了小型农用旋耕机的传动部分的设计和计算问题,详述了小型农用旋耕机的三大主要部件的设计过程,包括中间齿轮传动部分、侧边传动部分、弯刀、刀座和刀轴部分。合理采用了花键轴 、 圆锥滚子轴承、深沟球轴承、滚子链等零件。 关键词: 旋耕机 ; 刀辊 ; 侧边链 传动 ; 中间齿轮传动部分;轴承 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 ABSTRACT This small rotary filed tiller is designed and based on studying and absorbing the domesticand international designing tillers . The rotary filed tiller is a kind of universal, articular farm machine. It has adopted the measure of tractor-mounted and side chain drive and can be used for the tillage and cultivation on the plain,mountains regins, hilly land and so on. The main task of this designing is to design the mechanical part of the rotary tillers drive and work and so on . The part of the rotary tillers drive is made of gear and taper-gear and chain-gear and the part of the rotary tillers work is made of tine and shaft .The motor drives the part of the rotary tillers drive and drives the part of the rotary tillers work to till filed,mountains regins and hilly land which is the larger rotary tillers can not be used .This retory filed tiller is easy to operate and is not demand of high technique .It can be go with the state of China. This thesis illustrates how to design and compute the parts of the rotary tillers drive, especially the process of how to design the three main parts which is middle gear drive,side chain drive,the tine carrier and shaft. It also adopts the parts of spline shaft ,taper-rolling bearing ,ball bearing ,dupiex chain and so on. Key words: rotary tiller; tine;side chain drive;middle gear drive; bearing nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1 章 绪 论 1.1 概述 1.1.1 发展历史和背景 旋耕机的发展至今已有 150 多年的历史,最初在英、美国家由 3-4kw 内燃机驱动,主要用于庭园耕作,直到 L型旋耕刀研制成功后,旋耕机才进入大田作业。 20世纪初,日本从欧洲引进旱田旋耕机后,经过大量的试验研究工作,研制出适用于水田耕作要求的弯刀,解决了刀齿和刀轴的缠草问题,旋耕机得到了迅速发展。 我国对旋耕机的研制始于 20 世纪 50 年代末,初期主要研制与手扶拖拉机配套的旋耕机,后来研制出与中型轮式拖拉机配套的旋耕机; 70 年代初完成了与当时国产的 各类拖拉机配套的系列旋耕机的设计,并使之得到了推广应用;到 80 年代,与手扶拖拉机配套的旋耕机由专用型发展到兼用型,由与手扶拖拉机配套发展到与轮式及履带式拖拉机配套。旋耕机在我国的发展经历了单机研制、发展系列产品、新产品开发和换代 3个阶段,随着新的种植、耕作农艺的发展和推广,在旋耕机基础上还研制出了多种用途的联合复式作业机。新系列旋耕机采用的新型旋耕刀,综合了合理的速度参数、幅宽和复式作业功能,采用旋耕机基础件组合式结构,可组装在多种机型上,满足不同的用途与农艺要求。目前我国旋耕机的使用范围不断扩大,从南方水 田到北方旱地以及牧场、荒地和果林等都广泛使用旋耕机进行耕耘作业 21。 1.1.2 设计简介 旋耕机有多种不同的分类方法,按刀轴的位置可分为卧式、立式和斜置式,目前卧式旋耕机的使用较为普遍。旋耕机传动形式有中间传动和侧边传动 2 种。中间传动系统由万向节传动轴和中间传动箱组成;侧边传动系统由万向节传动轴、中间传动箱和侧边传动箱组成。侧边传动又有齿轮传动和链轮传动 2 种,侧边传动箱采用链传动时,虽然加工要求较低,但其可靠性较差,使用寿命短,链条断后会增加维修费用。当采用中间传动时,传动箱的下部会造成漏耕,影响作业质 量,为了解决这个问题,在传动箱的下部固定了一个松土铲,即小型铧式犁,或者在传动箱的旁边装两把特殊的弯刀。为了适应不同的土壤条件及拖拉机动力输出轴转速,有的旋耕机的传动箱配有速比不同的齿轮,以得到不同的刀辊转速。耕机与拖拉机的挂nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 接有 3 点悬挂、直接联接和牵引 3 种形式,我国目前采用前 2 种联接方式。 3 点悬挂式旋耕机的悬挂及升降与铧式犁相同,由拖拉机动力输出轴驱动,通过万向节传动轴,经传动箱减速后带动刀轴工作。直接联接式旋耕机主要用于与手扶拖拉机配套,一般是将手扶拖拉机的变速箱后盖取下来,然后将旋耕机减速箱和拖拉机变 速箱用螺栓联接在一起,动力由拖拉机变速箱里的齿轮直接传给旋耕机的齿轮,以驱动旋耕机运转。卧式旋耕机刀辊的转向有正转和反转 2 种,目前使用较多的是正转旋耕机。正转时刀片强制切碎土块,并将土块向后抛掷,土块与机罩及拖板相撞后,进一步破碎,碎土充分,但功耗较大,在耕深增加时,影响耕深的稳定性。刀辊反转则有利于降低切土能耗和提高碎土效果,覆盖埋青能力强,但易导致已耕土块堆积,造成刀辊的重复切削,增大了不必要的负荷和功耗。反转旋耕机作业时,罩壳粘土比较严重,因此一般只应用于灭高留的稻、麦茬,在土壤湿度较大的情况下,不宜 采用反转旋耕机。刀辊转速对旋耕机组的功耗影响较大,较理想的配置是低的刀辊转速和较高的前进速度。一般情况下 ,刀辊转速为 180-260r/min,目前刀辊转速有降低的趋势。同一纵向平面内切土的旋耕刀,在其相继切土的时间间隔内,机组前进的距离称为切土节距。切土节距对碎土程度有较大的影响, 一般为达到良好的碎土效果,可增加刀辊在一周内的刀片数量或增加旋耕速比,即降低机组前进速度。目前在中等粘度的麦田地,切土节距为 10cm 左右,在水稻田的旱耕时,由于放水后一般还用水耙轮作业,因此对碎土质量要求可放宽,切土节距为 10-14cm18。刀片有凿型刀、直角型刀 (又称 L 型刀或宽刀 )和弯刀 3 种形式。凿型刀正面有凿型刃口,入土能力强,但易缠草,一般适用于垦荒地和较疏松的田地。直角型刀的刃口由侧切刃和正切刃组成,切削方式和凿型刀相似,也易缠草,但刀身宽,刚性好,适合在土质较硬的干旱地上作业。弯刀的刃口由曲线构成,包括侧切刃和正切刃两个部分,可轻松地将草茎切断,且不易缠草,适合在多草的田里作业,是一种水旱通用的刀型。目前,弯刀在我国、日本及东南亚等地区得到了广泛的应用。弯刀在刀轴上的排列是影响旋耕机耕作质量及功率消耗的重要因素之一,在 安装时可根据不同的农艺要求配置。弯刀的排列一般应满足下列要求:刀片尽量工作在少侧向约束条件下,并均匀、顺序入土,以减小对刀轴轴承的侧压力,减少旋耕刀对旋耕机重心的转距,保证机器工作时的直线性,减少功耗,相邻刀片间沿圆周方向的间距应尽可能大,以防止刀间壅土 17。 弯刀的安装方法主要有 3 种。第一,内装法。所有左、右刀片都朝向刀轴中间,采用这种装法的旋耕机耕地后,地面中间高成垄 ,刀轴受力均匀,适于做畦前的耕作。第二,外装法。除左、右两端刀片朝向刀轴中间外,其余左刀片装在刀轴的左侧,右刀片装在刀轴的右侧。这种装法 使刀轴受力nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 均匀,耕后地面中间形成一个沟,适于拆畦或旋耕开沟作业。第三,交错法。左右刀片在刀轴上交错对称安装,耕后地面平整,适于犁耕后耙田或旋耕灭茬耕地。其排列方式有多头螺旋线、人字形等圈式 13。机组前进速度选择的原则是达到碎土要求,地表平整,既要保证耕作质量,又要充分发挥拖拉机的功率。一为控制功耗急剧增加,应适当压缩耕幅,但为了消除拖拉机轮墩,使耕后地表平整,在土壤比阻较小的情况下,可采用拖拉机与旋耕机正配置,使耕幅大于拖拉机后轮外缘 10cm以上;在土壤比阻较大的情况下,可采用拖拉机与旋耕机侧配置。在南 方水田一般土壤条件下,耕深 12-16cm,刀轴转速 80-220r/min,前进速度 2-5km/h 时,各功率段拖拉机应配套的旋耕机工作幅宽。般情况下前进速度选 2-5km/h14,在坚实度较大的土地上耕作时可选用较低的前进速度 12。 1.1.3 研究方向 目前旋耕机已被大量推广使用,但由于现有产品系列因受强度限制,其功能较为单一,预计今后将向以下方向发展, (1)由于我国山地丘陵占大部分,所以中小型旋耕机还将是研究的重点 (2)减少功耗、提高效率也是今后研究的一个重点。为了降低功能,提高耕作质量,需对刀片参数 进行深入研究,探讨新的耕耘方式,如潜土逆转等。目前国内已生产出反转旋耕埋青机,用于耕作并覆盖绿肥;吸取铧式犁、驱动圆盘犁的优点,使旋耕部件在水平面内斜置,这样旋耕刀能顺利切削土壤,刀辊受力均匀,从而降低功能。为提高效率,还需开发具有复式联合作业功能的大型机具 .(3)采用各零部件等寿命的原则和方法对旋耕机进行设计,保证整机无故障使用期限为 4-5 年,减少用户的维修保养费用。 (4)随着科学技术的发展,应考虑将一些新技术应用到旋耕机上,如信息系统等,开发仿形控制耕幅的果园、林场用旋耕机和液力驱动刀辊的旋耕机等 23。因此,小型旋耕机的设计是本次 设计的主要任务。小型农用旋耕机外形图 (如图 1.1)所示: 图 1.1 小型农用旋耕机外形图 14 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 第 2 章 总体方案的确定 2.1 旋耕机的组成 旋耕机主要由机架、悬挂架、传动部分、旋耕刀轴、刀片、罩壳等部分组成 (如图 2.1)所示。其中刀片和刀轴是旋耕机的主要工作部件,刀片通过焊在刀轴的刀座上而且是螺旋排列。本次设计刀片采用 65 号锰钢并经淬火处理 6。罩壳有挡泥罩和平土拖板组成,其作用是挡住刀滚抛起的土块,并将 其进一步粉碎。 1.左弯刀 2.刀轴 3.刀座 4.右弯刀 5.机架 6.支臂 7.中间齿轮传动箱 8.侧边链轮传动箱 9.防磨板 图 2.1 悬挂式旋耕 2.2 旋耕机的传动部分 传动部分由万向传动轴、中间齿轮减速箱、侧边传动箱组成,动力由拖拉机动力输出轴经万向传动轴传给中间齿轮箱,再经侧边传动箱传给刀轴如图 2 2所示。中间齿轮箱内由一对圆柱齿轮及一对圆锥齿轮传动,一对圆柱齿轮可以变换安装或根据需要另换 一对圆柱齿轮以改变转速。但这种变速方式不方便,目前有的旋耕机采用变速箱式的传动装置。有的旋耕机,动力从中央传给刀轴 ,整机受力均匀 ,但中央传动箱下面有漏耕现象,需要采用特殊结构的刀轴。由于侧边齿轮结构复杂,加工精度要求高,而侧边链传动零件少、重量轻、结构简单、加工精度要求低,所以本次设计以侧边链传动为主,(如图 2.2 的 c图)。 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 2.3 旋耕机的工作过程 旋耕机工作时 (如图 2.3)所示,装有刀片的刀滚一方面由拖拉机动力输出轴驱动旋转,一方面随机组前进作直线运动,刀片切下的土垡向后上方抛出与罩壳及拖板撞击而 进一步破碎,然后落回地面上,使土壤松碎且平整。旋耕刀切土时,土壤的反推力和拖拉机的前进方向相同。 a.中间传动 b.侧边齿轮传动 c.侧边链传动 图 2.2 旋耕机的传动 1.刀片 2.罩壳 3.拖板 图 2.3 旋耕机的工作过程 2.4 本章小结 本章主要介旋耕机的 历史背景 。同时,对其组成、传动部分和工作过程进行合理的分析比较,最终确定设计方案。 其中重点对选耕机的工作过程中的传动方式进行比较综合分析,最终确定侧边链传动 ;以 及对各部分总体布局有了大体框架 。 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 第 3 章 中间齿轮传动的设计 3.1 中间齿轮传动箱中一轴和直齿轮的设计 3.1.1 一轴的设计 一轴是经万向传动轴与拖拉机相连接的,轴端采用花键的形式。在保证安全的情况下,应尽量使轴的尺寸紧凑。出于经济上的考虑,轴采用 45 号优质碳素钢,正火处理,硬度为 170 217HBS,抗拉强度为 600MPa,屈服点为 300 MPa,抗弯疲劳极限为 275 MPa,抗剪疲劳极限为 140 MPa,为保证轴的强度及传递过程中的安全,花键处应进行淬火处理。 ( 1) 旋耕机消耗功率的计算 采用旋 耕比阻法进行计算 N = 0.1 B a Vm K = 0.11.00.150.80.7315 = 0.8778 (Kw) P = 18735 = 13230(w) ( 3.1) 式中 B 为总幅宽 取 1.0 /m ,a 为耕深取 15 cm , Vm 为机器前进的速度取 0.8m/s. K 为旋耕比阻 K = Kg K1 K2 K3 K4 = 1.11.00.951.00.7 = 0.7315 Kg 为耕深 15cm 土壤含水 率为 20%时的旋耕比阻 取 1.1 K1 为耕深修正系数 取 1.0 K2 为含水率修正系数 取 0.95 K3 为残茬植被修正系数 取 1.0 K4 为作业方式修正系数 取 0.7 ( 2) 轴尺寸的计算 按扭转强度计算轴的直径 tndWtT 332.0 109 5 5 0( 3.2) nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 由公式( 3.3) 得 33332.0109 5 5 0npcnpdt ( 3.3) 式中 c 为 115, n 为 540r/min, p 为 0.8778 Kw。 经计算 )(5.135408 7 7 8.0115 33 mmnpcd 花键端选用中系列 即 6- 34287 W 为 2.41 3cm F 为 6.95 2cm ( 如 图 3.2) 轴肩高度 h1=( 0.07 0.1) d=0.0734=2.38 圆整为 2.5 D1=34 +2.5=36.5 h2=0.0936.5=3.285 圆整 h 为 3.5 则 D2 =36.5+3.5=40 图 3.2 一轴 h3=0.140=4 D3=40+4=44 h4=0.0944=3.96 圆整为 4 D4 = 44 + 4 = 48 轴肩宽为 b 为 5.6 圆整为 6 D5 = D3 =44 D6 = D2= 403 3.1.2 直齿轮的计算 材料选用 45 号钢,经调质后表面淬火处理 B 为 650MPa s为 360MPa 硬度为 40 50HRc 使用系数 KA取中等冲击的多缸内燃机 为 1.75, Kv为动载荷系数取 1.1 K 为齿向载荷分布系数取 1.1 , K 为齿间载荷分配系数取 1.1,所以载荷系数 K = KA Kv K K = 1.75 1.1 1.1 1.1 = 2.32925 齿根的弯曲疲劳强度公式 : M P azmYYYKTFdSFF aa 21312 由( 3.5) 得 3 2112 FSFd YYYzKTm aa 式中 T1=15524.05556 (N mm ) nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 图 3.3 小直齿轮 图 3.4 大直齿轮 齿形系数 YFa 取 2.82 重合度系数 Y 取 0.75 应力校正系数 Ysa 取 1.55 齿数 z 取 40 齿宽系数 d 取 1.0 nF STFF YSYm inlim = )(72.5 5145.18 00145.1 24 00 M P a式中 limF 为 400MPa STY为 2.0 minFS 为 1.45 由于 N=60540156024=2.3328 810 所以 YN为 1 经计算 645.0m 取 m 为 2.53 小直齿轮( 如 图 3.3)的分度圆直径 d1=m z1= 2.540=100(mm) 小直齿轮的齿顶圆直径 1 2 5 ( m m )425.2)2( 11 aa hzmd 小直齿轮的齿根圆直径 )(75.93)5.240(5.2211 mmhdd ff 小直齿轮厚度 l=b=1.6dh=1.51.6 *44=66 大直齿轮( 如 图 3.4)的分度圆直径 d2=m z2=2.550=125( mm) 大直齿轮的齿顶圆直径 1 3 0 ( m m )255.2)2( 22 aa hzmd 大直齿轮的齿根圆直径 )(75.118)5.250(5.2221 mmhdd ff nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 大齿轮的厚度 l= 1.5dh = 66 (mm) ( 3.4) 大齿轮的齿宽 20 b=1.3l=56(mm) ( 3.5) 3.1.3 轴承的选择 由于一轴可能存在较大的轴向载荷所以选用圆锥滚子轴承型号为 3208E 其中 d 为 40 D 为 80 rmin 为 1.5 T 为 19.75 B 为 18 C 为 16 采用脂润滑时极限转速为 4500r/min 。 3.1.4 一轴的校核 (1)轴上的受力分析 轴传递的转矩 )(1 5 5)(0 5 5 5 6.1 5 5 2 45 4 0 109 5 5 08 7 7 8.031mNmmNT 齿轮的圆周力 NdTF t 3 1 0 01.0 1 5 52211 齿轮的径向力 NFF tr 1 1 2 83.1 1 2 83 6 3 9 7.03 1 0 0t a n 联轴器由于制造和安装误差所产生的附加圆周 NDTF 6 8 91 3 5.0 1 5 523.023.0110 (2)求支反力 1)在水平平面内的支反力 由 0AM得 0)( aFbaR rBZ 则 Nba aFrR BZ 227273 551128 由 0z nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 得 NRFR BZrAZ 9012271128 ( 3.6) 2)在垂直平面内的支反力。由图 3-1可知 NFRR tByAy 15502310021 3) 由于 F0的作用,在支点 A、 B 出的支反力 由 0BM得 0)(00 cFbaR ANba cFR A 348273 13868900 NRFR AB 1 0 3 76 8 93 4 8000 (3)作弯矩图和扭矩图 1)齿轮的作用力在水平平面的弯矩图(图 3.1) mNaRM AZDZ 6.49055.0901 齿轮的作用力在垂直平面的弯矩图 mNaRM AyDy 85055.01 5 5 0 由于齿轮作用力在 D截面作出的最大合成弯矩 mNMMM DyDZD 996.988550 2222 由于 F0的作用而作出的弯矩图 mNcFM D 95138.068900 该弯矩图的作用平面不定,但当其与上述合成弯矩图共面时,最危险情况为二者之和,则截面 D的最大合成弯矩为 mNMMMDDD 19499950( 3.7) 2) 作弯矩图(如图 3.1) T1=155 mN (4)轴的强度校核 1)确定危险截面 根据轴的结构尺寸及弯矩图 、 扭矩图,截面 B处弯矩较大,且有轴承配合引起的应力集中;截面 E处弯矩也较 大,直径较小,又有圆角引起的应力集中 ; 截面 D处弯矩最大,且有齿轮配合与键槽引起的应力集中,故属危险截面。现对 D截面进行强度校核 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 2)安全系数校核计算 由于该轴转动,弯矩引起对称循环的弯应力,转矩引起为脉动循环的剪应力。 弯曲应力幅为 M P aWM Da 73107366.2 10194 66 由于是对称循环弯曲应力,故平均应力 0m8.11 maKS 式中 1 为 45 号钢弯曲对称循环应力的疲劳极限取 270MPa K为正应力有效应力集中系数,取 1.72 为表面质量系数,轴经车削加工取 0.95 为尺寸系数取 0.88 剪应力幅为 M P aWTpam 6.1466.22210155261 式中 pW为抗阻断面系数 取 5.32 87.3106.1421.0106.1481.092.0 89.1101556661 mKS ( 3.8) 式中 -1位 45 号钢扭转疲劳极限 取 155 MPa K 为剪应力有效应力集中系数取 1.89 为平均应力折算系数取 0.21 63.18.187.3 8.187.3 2222 SSSSS 在 S为 1.3 2.5 范围内说明轴的强度合格 5。 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 T1F 0R B0R A0R ByR Ay F rM1M DzF rR BZR AZc =b =a =EBDAzyxF tF rF 0T 0M D0nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 图 3.1 轴的载荷分布图 3.2 中间齿轮传动箱中二轴和锥齿 轮的设计 3.2.1 二轴的设计 二轴(如图 3.5)是经直齿轮与三轴相连接的,轴端采用挡圈定位。在保证安全的情况下,应尽量使轴的尺寸紧凑。出于经济上的考虑,轴采用 45 号优质碳素钢,正火处理,硬度为 170 217HBS,抗拉强度为 600MPa,屈服点为 300 MPa,抗弯疲劳极限为 275 MPa,抗剪疲劳极限为 140 MPa。 (1)轴的尺寸计算 二轴的转速 m in4 3250405 4012 rinn ( 3.9) 二轴消耗的功率 KwPP 8515.097.08778.012 ( 3.10) 二轴的转矩 mNnPT7.188234328515.0109550109550 32232 ( 3.11) 按扭转强度计算轴的直径 tndWtT 332.0 109 5 5 0( 3.12) 由( 3.42)得 33332.0109 5 5 0npcnpdt ( 3.13) 式中 c为 115 n为 432r/min p为 0.8515 Kw 经 计算 )(2.135408 5 1 5.0115 33 mmnpcd 图 3.5 二轴 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 出于安全的考虑 D1取 40mm h1=0.1D1=0.140=4mm D2=D1+h1=40+4=44mm h2=0.1D2=0.0944=4mm D3=D2+h=44+4=48mm D4=D2=44mm D5=D1=40mm 3.2.2 锥齿轮的计算 按弯曲疲劳强度进行计算 锥齿轮的模数 mmuz YYTKmFPRRSaFa3223221)5.01(4( 3.14) 式中 T2为 18823.7 mN 使用系数 KA取中等冲击的多缸内燃机 为 1.75, Kv为动载荷系数取 1.2, K 为齿向载荷分布系数取 1.2 , K 为齿间载荷分配系数取 1,所以载荷系数 K = KA Kv K K = 1.751.21.21 = 2.52 齿形系数 YFa取 2.39,应力校正系数 Ysa取 2.49,齿宽系数 R 取 0.3,许用应力 FP 取 551.72MPa7 45.18.0172.55140)3.05.01(3.049.239.27.1882352.243 2232 mmm 圆整 m 取 2 小锥齿轮(图 3.6)的分度直径 8040233 zmd mm 小锥齿轮的齿宽 44.253322.7636540213213222423zzRB式中 B 为 20 分度圆锥角 0 6 7 5.314065co tco t341 a r czza r c小锥齿轮的齿顶圆直径 mmhdd fa4.838 5 1 6 5 8.02280c o s2 133 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 小锥齿轮的齿根圆直径 mmhdd ff9.748 5 1 6 5 8.02280c o s2 133 小锥齿轮的长度 L =1.6D1=1.644=70.6 齿顶角 56.1a r c t a n21 Rh aaa 齿顶圆锥角 1 6 7 5.3356.10 6 7 5.31111 aaa fahahfdf2d2da2图 3.6 小锥齿轮 图 3.7 大锥齿轮 大锥齿轮(图 3.7)的分度直径 mmzmd 1 3 065244 大锥齿轮的齿顶圆直径: mmhdd fa0 9 6.1 3 25 2 4.0221 3 0co s2 244 大锥齿轮的齿根圆直径: mmhdd ff8 5 5.1 2 65 2 4.0221 3 0c o s2 244 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 16 齿轮与轴用键联接,键的选择见表 3.1 表 3.1 键的选择 键 长 L 高 h 宽 b c 大直齿轮 A 型 50mm 8mm 12mm 0.5mm 小直齿轮 A 型 45mm 8mm 12mm 0.5mm 大锥齿轮 A 型 30mm 8mm 12mm 0.5mm 小锥齿轮 A 型 30mm 8mm 12mm 0.5mm 大锥齿轮用于轴端定位的是螺钉紧固轴端挡圈 B 型 GB891-86 公称直径 D 为55mm,厚 H 为 6,螺钉长 L 为 16mm,螺钉直径 d 为 9mm. 3.2.3 轴承的选择 由于二轴可能存在较大的轴向载荷所以选用圆锥滚子轴承型号为 7208E 其中 d为 40 , D为 80 rmin为 1.5 , T 为 19.75, B 为 18, C 为 16,采用脂润滑时极限转速为 4500r/min 表 3.2 轴的定位 定位 轴径 d0 厚 S 一轴 圆螺母 40mm 1.8mm 二轴 钢丝挡圈 40mm 1.8mm 3.3 本章小 结 本章针对传动部分 -中间齿轮传动的设计。 一轴是经万向传动轴与拖拉机相连接的,轴端采用花键的形式。在保证安全的情况下,应尽量使轴的尺寸紧凑。 中间齿轮传动箱中的一轴、二轴、一对直齿轮和一对锥齿轮进行设计计算,对其进行受力分析,并选择轴承和密封方式等。 同时也对一轴进行图解受力分析说明,并对其原件进行合理搭配。 在保证各部件强度要求的同时,将零件排布紧凑化;使整体结构严谨,并且节省材料,整 机质量变轻。 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 17 第 4 章 侧边传动的设计 4.1 侧边传动中三轴的设计 三轴 (如 图 4.1)是经锥齿轮并通过链轮与刀轴相连接的,在保证安全的情况下,应尽量使轴的尺寸紧凑。出于经济上的考虑,轴采用 45 号优质碳素钢,正火处理,硬度为 170 217HBS,抗拉强度为 600MPa,屈服点为 300 MPa,抗弯疲劳极限为275 MPa,抗剪疲劳极限为 140 MPa。 三轴的转速 m in8.265654043223 rinn 三轴消耗的功率 KwPP 8 0 8 8 9 2 7.095.08 5 1 5.023 三轴的转矩 mNnPT9.290628.2658 0 8 8 92 7.0109550109550 33333 按扭转强度计算轴的直径 tndWtT 332.0 109 5 5 0由 ( 4.4)得 33332.0109 5 5 0npcnpdt 式中 c 为 115 , n 为 265.8r/min p 为 0.8088927 Kw 经计算 )(7.168.2658 0 8 8 9 2 7.0115 33 mmnpcd nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 18 图 4.1 三轴 出于安全的考虑 D1取 42mm h1=0.07D1=0.0742=2.94mm D2=D1+h1=42+2.94=44.94mm 圆整为 45mm h2=0.08D2=0.0845=3.6mm D3=D2+h=45+3.6=48.6mm 圆整为 49mm D4=D2=45mm D5=D1=42mm 大锥齿轮的长度为 L=1.6D1=1.642=67.2mm 4.2 侧边传动中链轮的 设计 4.2.1 链的选择 (1)选择链轮齿数 链传动速比 34.1198 8.26532 nni( 4.1) 由查表选小链轮齿数 z1=29 大链轮齿数 86.382934.112 ziz ( 4.2) 由查表大链轮齿数 z2=39 ( 2) 确定计算功率 已知链传动工作不平稳,拖拉机拖动,查表得链传动工作情况系数 KA取 1.4,计算功率为 KwPKP AC 1 3 2 4 5.18 0 8 8 9 2 7.04.1 ( 4.3) ( 3)初定中心距0a,取定链节数 PL 初定中心距 pa )5030(0 ,取0a=50p. nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 19 31.13450229392392950222220212210 ppppapzzzzpaLP( 4.4) 取 PL 为 136 节(取偶数) ( 4)确定链节距 p 小链轮齿数系数 Kz 取 1.58,链长系数 KL 取 1.05,多排链系数 Kp 为 2 排时取1.7。 所需传递的额定功率 KwKKK PPPLzc 4 0 1 5.07.105.158.1 1 3 2 4 5.10 ( 4.5) 由图选择滚子链型号为 05B ( 5)确定链长和中心距 链长 mpLL P 0 8 8.11 0 0 0/81 3 61 0 0 0 ( 4.6) 中心距 mmzzzzLzzLpaPP801.407239298239291362392913648282242222122121 ( 4.7) 取 a 为 412mm 中心距的调整量一般要求大于 2p 16822 pa mm 实际安装中心距 mmaaa 3 9 6164 1 2 ( 4.8) ( 6)求作用轴上的压力 链速 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 20 smpznv 7656.060000 82919860000 13 ( 4.9) 工作压力 NvPF 7.8377656.0/8 0 8 8 9 2 7.01000/1000 ( 4.10) 工作不稳定,去压轴力系数 KQ=1.4 轴上的压力 NFKF QQ 79.1 1 7 27.8 3 74.1 ( 4.11) ( 7)选择润滑方式 根据链速 v =0.7656m/s,链节距 p=8mm,按图链传动选择油浴或飞溅润滑方式。 设计结果:滚子链型号 05B-1 136GB1243.1-83,链轮齿数 z1=29,z2=39,中心距a =396mm,压力 QF = 79.1172 N. 4.2.2 链轮的尺寸计算 ( 1)小链轮(如图 4.2)的尺寸计算 06.640.37.011.704.129180c o t87.004.1180c o t1bhzpd g( 4.12) 分度圆直径 mmzpd 749925.7329180s in8180s in1 ( 4.13) 齿顶圆直径 mmdpdd r 805825.17425.1m a x mmdpzdd r56.7658)296.11(74)6.11(1m i n选取齿顶圆直径为 78mm 齿根圆直径 mmddd rf 69574 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 21 分度圆弦齿高 mmdpzh ra72.255.08)298.0625.0(5.0)8.0625.0(1m a x( 4.14) mmdph ra 5.135.0)(5.0m i n ( 4.15) Da2图 4.2 小链轮 图 4.3 大链轮 取 ha 为 2 mm 最大齿根距 mmdLfx 69齿面圆弧半径er: 在最大齿槽形状时 84.40)1 8 0(0 0 8.0 21m i n zdr re ( 4.16) 在最小齿槽形状时 6.18)2(12.0 1m a x zdr re ( 4.17) er取 30mm 深沟圆弧半径ir: 在最大齿槽形状时 643.2069.0505.0 3m a x rri ddr ( 4.18) 在最小齿槽形状时 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 22 5 25.25 05.0m in ri dr ( 4.19) ir取 2.58 mm 齿沟角 在最大齿槽形状时 897.1162990120901201m i n za 在最小齿槽形状时 897.1362990120901401m a x za a 取 120 齿宽 mmbb f 73.20.391.091.0 11 倒角宽 mmpb a 8.01.0 齿侧凸缘圆角半径 mmpr a 32.004.0 链轮总齿宽 mmbpmb ftfm 37.873.264.5)1( 1 轮毂厚度 mmddKh K 54.1274.078.401.06 轮毂直径 mmhdd Kh 1.6708.6754.122422 轮毂长度 mmhL 4.41382.413.3 (2)大链轮( 4.3)的尺寸计算 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 23 4.8937433.890.37.011.704.139180c o t87.004.1180c o t2bhzpd g分度圆直径 mmzpd 4.9942.9939180s in8180s in2 齿顶圆直径 mmdpdd r 4.1 0 45825.14.9925.1m a x mmdpzdd r09.10258)396.11(4.99)6.11(2m i n选取齿顶圆直径为 103mm 齿根圆直径 mmddd rf 4.9454.99 分度圆弦齿高 mmdpzh ra664.255.08)398.0625.0(5.0)8.0625.0(2m a xmmdph ra 5.135.0)(5.0m i n 取 ha 为 2 mm mmdL fx 4.94 齿面圆弧半径er: 在最大齿槽形状时 04.68)1 8 0(0 0 8.0 22m i n zdr re 在最小齿槽形状时 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 24 6.24)2(12.0 2m a x zdr re er取 45mm 深沟圆弧半径ir: 在最大齿槽形状时 643.2069.0505.0 3m a x rri ddr 在最小齿槽形状时 5 25.25 05.0m in ri dr ir取 2.58 mm 齿沟角: 在最大齿槽形状时 69.1173990120901202m i n za 在最小齿槽形状时 69.1373990120901402m a x za a 取 120 齿宽 mmbb f 73.20.391.091.0 22 倒角宽 mmpb a 8.01.0 齿侧凸缘圆角半径 mmpr a 32.004.0 链轮总齿宽 mmbpmbftfm 37.873.264.5)1( 2 轮毂厚度 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 25 mmmmddKh K167942.1574.0108.401.06 ( 4.20) 轮毂直径 mmhdd Kh 92162602 ( 4.21) 轮毂长度 mmhL 6.523.3 ( 4.22) 4.3 本章小 结 本章针对侧边传动的设计。 三轴是经锥齿轮并通过链轮与刀轴相连接的,在保证安全的情况下,应尽量使轴的尺寸紧凑 ;以减少材料消耗,且结构紧凑 。 本章的设 计经过中间齿轮箱将动力传到第三轴上,这就需要对三轴进行计算,同时还选用了链传动,对其进行计算、分析和选取。 nts黑龙江工程学院本科生毕业设计 26 第 5 章 弯刀、刀座及刀轴设计 5.1 刀轴的设计计算 5.1.1 刀轴的设计 刀轴 (如图 5.1)是经链轮与三轴相连接的,轴上装有弯刀受冲击较大,在保证安全的情况下,应尽量使轴的尺寸紧凑。为减轻重量和应力,轴采用 45 号优质碳素钢钢管,正火处理,硬度为 170 217HBS,抗拉强度为 600MPa,屈服点为 300 MPa,抗弯疲劳极限为 275 MPa,抗剪疲劳极限 为 140 MPa。 刀轴的转速 min1984 rn 刀轴消耗的功率 KwPP 7 7 6 5 3 7.096.08 0 8
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