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机械毕业设计562BFH-4型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计.doc
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机械毕业设计562BFH-4型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计,机械毕业设计论文
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1 目 录 摘 要 . I Abstract . II 第一章 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 . 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 2BFH 4 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 第 四 章 总结 . 35 参考文献 . 36 致谢 . 37 nts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 1.2.1 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。 1.2.2 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。 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nts2BFH-4型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 - 2 - 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。nts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。 1.3.1 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 1.3.2 点 (穴 )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）播机。nts2BFH-4型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 - 4 - 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 1.3.3 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。 nts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 nts2BFH-4型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 - 6 - 1.3.4 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（特别nts综述 - 7 - 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。 nts2BFH-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 2.3.1 整体框架结构 nts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 2.3.2 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。nts2BFH-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 2BFH 4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： V灭=5.5m/s（满足灭茬率 90%的要求） 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）： 2330 600 1100 作业行数： 5行 3.2 设计计算说明书 计 算 与 说 明 结 果 3.2.1 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。 3.2.2 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： nts2BFH-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入=P 式中：联轴器效率 =0.99（查 1得 ） P入 =36.8 0.99=36.4kw 主动 轮转速 n1=632r/min 主动轮传递的转矩 T1 =9.55 106 P入 /n1 =9.55 106 36.4/632=5.5 105 N mm 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 d=0.3 选择齿轮精度 查 2P207表 12.6选 7 级精度，估计节点圆周速度 VPrA ，应按 B 轴承校核寿命 hrn PCL h 465360 )(106110 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： hrn PCL h 502160 )(10 6210 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 轴名 功率（ KW） 转矩（ Nmm） 转速(r/min) 传动比 i 效率 输入 输出 输入 输出 动力机输出轴 36.8 55000 632 1 98.097.021减速器输入轴1 35.7 35.0 53350 52283 632 0.506 98.095.023 减速器输出轴2 34.3 32.6 26995 26455 1250 表中 1、 32、分别为万向联轴器、轴承 和单级锥齿轮减速器的传动效率。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 d1，查 2P314 表 16.2,取 C=102(假设轴材料为 40Cr) mmnPCd 39632 7.35102 331 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 hL h 4653110 hL h 5021210 nts2BFH-4型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 20 （ 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 F0作用。 FFFF t t00 3.0)5.02.0( ，取 查手册知联轴器的 mmD 1001 NNTFF DF tt 32010673.03.01067100/533502/201 F0 方向不定，按最危险情况考虑。 空间受力简图见图 3.1b。 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 10 511 2.12/6.9824382/ 轴承 A、 B 的支反力： mmAB 144 NNAB MABRFRFRAZrBZrAZ220524023/11 D 点弯矩为： 从左端计算 mmNABRMAZDZ 10 51 306.232从右端计算 mmNABRMBZDZ 10 52 06.13MmmNMM DZDZ 10 521 30.1 可见计算正确。 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： mmNM 10 52.1mmNM DZ 10 51 306.2mmNM DZ 10 52 06.1nts2BFH-4型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 计算 21 NNNRFRdTFFRAYtBYmttAY970914563248543111111D 点弯矩为 mmNABRMAYDY 10566.432 水平面弯矩图见图 3.1f 初步合成弯矩： 从左端算起 mmNMMMDYDZD 10 522 1/ 1 2.5从右端算起 mmNMMMDYDZD 10 522 2/ 2 7.4初步合成弯矩图见图 3.1g 联轴器径向力 F0弯矩图： 轴承支反力： NNABBCRFR FR ABA 816381/00000 B 点弯矩 mmNBCFM B 10 500 55.0126435 联轴器径向力 F0弯矩图见图 3.1h 合成弯矩图： D点弯矩： 从左端算 mm96.576.02.5 101010 5550/ 11 NMMM DDD 从右端算 mm46.576.07.4 101010 5550/ 22 NMMM DDD B点弯矩： mmNMM BB 10 50 55.0 合成弯矩图见图 3.5i mmNM DY 10 566.4mmNM D 10 5/ 1 2.5mmNM D 10 5/ 2 7.4mmNM B 10 50 55.0mm96.5 10 51 NM Dmm46.5 10 52 NM DmmNM B 10 555.0nts2BFH-4型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 22 扭矩图： mmNT 10 573.0 扭转切应力按脉动循环变化，应力校正系数 58.095/55 （ 2P315表 16.3） mmNT 1010 55 42.073.058.0 扭矩图见图 3.1j 计算弯矩图： D点弯矩： 从左端计算 mmNTMM DD c a 10)( 522 11 96.5 从右端计算 mmNTMM DDc a 10)( 522 22 47.5 B点弯矩 mmNTMM BB c a 10)( 522 69.0 E点弯矩 从左端计算： mmNTMM EE c a 10)( 5221 45.0 从右端计算 mmNMM EEc a 10 52 15.0 计算弯矩图见图 3.1k mmNT 10 573.0 mmNT 10 542.0mmNM Dca 10 51 96.5mmNM Dca 10 52 47.5mmNM Bca 10 569.0mmNM Eca 10 51 45.0mmNM Eca 10 52 15.0nts2BFH-4型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 计算 23 nts2BFH-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 mmtdd dbtW 3423 10)( 8.5232 mmM NWcaca 2/3.10/ 查 2P315 表 16.3 mmNb 21 /55 ca 1b ,安全 . B截面校核 B截面的抗弯截面系数 mmdW 333 104.61.0 mmM NWcaca 2/8.10/ ，高等教育出版社， 1999 年 ) 刀盘输出轴的结构设计： 估算轴径 d1，查 2P314 表 16.2,取 C=102(假设轴材料为 40Cr) mmnPCd 301250 6.32102 331 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。 NNDNNNFFTFFFFFTF t305305170/2 5 9 2 622631c o s/593c o s/216t a n593t a n59391/2 6 9 9 52/22t2r22tt1a1t1r13112020d其中： D 为刀盘工作旋转半径， F2r方向不定。 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 dF a 10 43 9.22/916312/ mmd 301 NNNNNFFFFF t3053056312165932r2ta1r11mmNM 10 49.2nts2BFH-4型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 计算 31 轴承的支反力： NFFR rBZ 52130521621r B 点弯矩为： 从左端计算 mmNABFMBZ 280813216r11从右端计算 mmNBCFMBZ 10 4r22 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： NFFR tBY 8983055932t1 B 点弯矩为 ： mmNBCFM BY 10 42t 9.162305 水平面弯矩图见图 3.5f 初步合成弯矩： 从左端算起 mmNMMMDYBZB 10 422 1/ 1 9.1从右端算起 mmNMMMBYBZB 10 422 2/ 2 9.1初步合成弯矩图见图 3.5g A点弯矩： mmNMM A 10 49.2 合成弯矩图见图 3.5i 扭矩图： mmNT 10 42 6.2 扭转切应力按脉动循环变化，应力校正系数 ： NR BZ 521mmNM BZ 28081mmNM BZ 10 42 9.1NR BY 898mmNM BY 10 49.1mmNM A 10 49.2mmNT 10 42 6.2 nts2BFH-4型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 32 58.095/55 （ 2P315表 16.3） mmNT 1010 44 51.16.258.0 扭矩图见图 3.5j 计算弯矩图： B点弯矩： 从左端计算 mmNTMM BB c a 10)( 422 11 4.2 从右端计算 mmNTMM BB c a 10)( 422 22 4.2 A点弯矩 mmNTMM AA c a 10)( 422 3.3 计算弯矩图见图 3.5k mmNT 10 451.1mmNM Aca 10 43.3nts2BFH-4型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 计算 33 图 3.5 轴的计算图 nts2BFH-4型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构设计 34 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 mmdW 3333 10d 7.21.032 mmM NWcaca 2/9.8/ 查 2P315 表 16.3 mmNb 21 /55 ca 1b ,安全 . A截面校核 A截面的抗弯截面系数mmDDDW 3324 10dd 6.332 dbz ）（ ）（ mmM NWcaca 2/1.9/ mmNb 21 /55 ，安全。 该轴 结构设计图见附图 . 3.2.4 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 nts总结 35 第 4 章 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 的市场前景，并制定出本次设计的基本方案； 2、 然后 分析所设计的 玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构结构 的工作原理及应用； 3、 进行 灭茬机构结构设计 和工作能力的设计计算 ； 4、进行必要 的 结构 设计及强度校核； 5、 进行 灭茬机构结构 机械部分的零件的二维工程图绘制。 此次设计主要是设计 2BFH-4 型玉米灭茬种肥联合播种机灭茬机构 。一些参数和整机的其他部分相关比较密切，有的参数由于时间原因没有进行必要的实验，而是参考其他资料所得。但是经过五个多月的毕业设计及论文的写作，我发现了很多以前学习过程中遗留 下的问题，并通过进一步的深入学习和大量资料的查阅，使我对以前所学专业课程有了更好的巩固，并扩大了知识面，学到了更多的知识，同时也培养了我独立思考解决问题、独立完成工作的能力。 nts2BFH-4型玉米
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