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1摘要由于我国土地形状复杂，类型繁多，且纬度跨越大，故我国各省的农业机械各有差异，其现代化程度不同。我省土地类型主要以丘陵为主，但又是以水稻为主要粮食的地区。无法适用于大规模的生产，但又是水田，泥泞土地的作业有一定的难度。本文基于机械设计和相关的理论研究，利用减速箱，单片机和液压装置设计了一台水田平地机。由于本人能力有限，此文只着重设计了其传动装置与平地的液压装置。此次设计的水田平地机特点是结构简单，受力均匀，运行平稳，工作效率高。关键词水田平地机；耕整机；手推；液压系统设计2ABSTRACTDUETOLANDCOMPLEXSHAPES,TYPERANGEANDLATITUDESPANS,OFAGRICULTURALMACHINERYINALLTHEDIFFERENT,VARYINGDEGREESOFITSMODERNIZATIONIMAINLYHILLYLANDINTYPE,BUTWITHRICEASTHEMAINFOODOFTHEREGIONCANNOTBEAPPLIEDTOLARGESCALEPRODUCTION,BUTPADDYFIELDS,MUDDYLANDAJOBWITHACERTAINDEGREEOFDIFFICULTYTHISARTICLEISBASEDONRESEARCHONMECHANICALDESIGNANDTHEORIESRELATEDTOTHE,USINGGEARBOXES,HYDRAULICDESIGNOFSINGLECHIPANDAGRADERFORPADDYFIELDBECAUSEOFMYABILITYISLIMITED,THISARTICLEONLYFOCUSESONTHEDESIGNOFITSGEARANDLEVELINGOFHYDRAULICEQUIPMENTGRADERFORPADDYFIELDFEATUREOFTHEDESIGNISSIMPLE,UNIFORM,STABLEOPERATION,HIGHEFFICIENCYKEYWORDSGRADERFORPADDYFIELDCULTIVATORHANDDESIGNOFHYDRAULICSYSTEMS3目录摘要ABSTRACT前言1绪论11水田平地机在国内外的发展和使用12设计水田平地机的意义13作品的结构特点与优势2水田平地机的方案选择3柴油机的选择4减速箱的设计41减速箱的传动比分配42计算传动装置的运动和动力参数43设计V带44齿轮的设计45轴的设计1146高速大齿轮及带轮的设计225液压系统的设计及整体方案的确定2451确定液压系统的压力和流量2452液压缸主要尺寸的确定24453各主要液压器件选择及其工作原理2554其他276润滑方式的确定以及其它的一些要求307总结31参考文献32致谢33I摘要由于我国土地形状复杂，类型繁多，且纬度跨越大，故我国各省的农业机械各有差异，其现代化程度不同。我省土地类型主要以丘陵为主，但又是以水稻为主要粮食的地区。无法适用于大规模的生产，但又是水田，泥泞土地的作业有一定的难度。本文基于机械设计和相关的理论研究，利用减速箱，单片机和液压装置设计了一台水田平地机。由于本人能力有限，此文只着重设计了其传动装置与平地的液压装置。此次设计的水田平地机特点是结构简单，受力均匀，运行平稳，工作效率高。关键词水田平地机；耕整机；手推；液压系统设计IIABSTRACTDUETOLANDCOMPLEXSHAPES,TYPERANGEANDLATITUDESPANS,OFAGRICULTURALMACHINERYINALLTHEDIFFERENT,VARYINGDEGREESOFITSMODERNIZATIONIMAINLYHILLYLANDINTYPE,BUTWITHRICEASTHEMAINFOODOFTHEREGIONCANNOTBEAPPLIEDTOLARGESCALEPRODUCTION,BUTPADDYFIELDS,MUDDYLANDAJOBWITHACERTAINDEGREEOFDIFFICULTYTHISARTICLEISBASEDONRESEARCHONMECHANICALDESIGNANDTHEORIESRELATEDTOTHE,USINGGEARBOXES,HYDRAULICDESIGNOFSINGLECHIPANDAGRADERFORPADDYFIELDBECAUSEOFMYABILITYISLIMITED,THISARTICLEONLYFOCUSESONTHEDESIGNOFITSGEARANDLEVELINGOFHYDRAULICEQUIPMENTGRADERFORPADDYFIELDFEATUREOFTHEDESIGNISSIMPLE,UNIFORM,STABLEOPERATION,HIGHEFFICIENCYKEYWORDSGRADERFORPADDYFIELDCULTIVATORHANDDESIGNOFHYDRAULICSYSTEMSIII目录摘要ABSTRACT前言1绪论11水田平地机在国内外的发展和使用12设计水田平地机的意义13作品的结构特点与优势2水田平地机的方案选择3柴油机的选择4减速箱的设计41减速箱的传动比分配42计算传动装置的运动和动力参数43设计V带44齿轮的设计45轴的设计1146高速大齿轮及带轮的设计225液压系统的设计及整体方案的确定2451确定液压系统的压力和流量2452液压缸主要尺寸的确定24IV53各主要液压器件选择及其工作原理2554其他276润滑方式的确定以及其它的一些要求307总结31参考文献32致谢33V0前言稻田搅浆平地机是我省广泛采用的主要水田平地机械，手推式搅浆平地机适应了我省山丘为主的主要地形形式，并且也满足了耕地的主要作业要求。稻田搅浆平地机之所以有广泛的辅助作业能力，是由于它能完成360度运动。他们可以单独进行，也可以组合进行。本次研究的是一款能在我省水田中平地搅浆的机械，作业后疏松、平整的土壤更加利于之后的播种以及收割。水田平地机的设计姓名水田在我省的适用情况我省土地以丘陵为主，但又以水稻为主的主要粮食的地区。无法适应于大规模的生产，但又是水田，泥泞的土地作业有一定的难度。本文基于机械设计和相关的研究，利用减速箱，和液压装置设计了一台水田搅浆平地机。搅浆平地机的实体图设计的一些不同平地板更加灵活，实用。增加了座椅，作业时更加舒适。行走轮同搅浆装置同样有疏松土壤的作用，提高作业效率。装配简图1751型柴油机底座减速箱铰链手柄液压装置平地船搅浆装置耕整双轮结构特点与优势）通过小型柴油机作为动力源，具有小型水田也能快速工作的特点。）体积小、质量轻、结构简单、操作方便、保养方便。）良好的导向性，平地效果理想。工作原理设计一台稻田搅浆平地机械，由现有双轮耕整机牵引，工作部件通过搅浆，平底船的振动，对土壤的挤压，刮平、推送以实现水田中土壤的平整，经参考众多农机类型，我设计了如图所示双轮拖挂式水田平地机。柴油机为动力源，经过V带传动将功率传给减速器，经历两级减速后又利用V带传动将功率传递给行走的双轮，双轮拖动平地船在水田上行走，平地船与拖拉机具采用三点悬挂方式连接，三点悬挂装置的两个提升杆改用两个双作用油缸，其动作可分别控制，以实现平地具左右两侧提升和下降的独立控制，保证平地机具始终处于水平位置工作。悬挂点以铰链连接，人站在平地船上通过手柄掌控方向。液压控制系统控制平底船左右水平。柴油机的选择通过对家乡柴油机的使用情况了解，1751型发动机的在手推式水田搅浆平地机的使用率很高，很适合本地环境与交通状况的柴油机，能满足小型农业机构要求，故本次设计以龙舟175F1型柴油为动力源规格如下5减速箱的设计按常识，取170CM，体重取70KG，双臂抬起高度H800MM。柴油机高500MM，为了让人前方视野开阔，取双轮半径R500MM那么轮子的转速N5154R/MIN确定传动装置的总传动比和分配传动比，以此设计减速器。传动装置示意图搅浆机具耕深2060CM,转速150200转旋耕刀名称左弯刀名称右弯刀回转半径245MM耕深16CM7液压装置在分析国内外平地控制系统的产品的基础上，借鉴它们的成功经验，根据国内现有产品的现状，以及现有的技术水平，以单片机为控制，以液压系统为执行机构，设计了一种精密水田平地控制系统。在系统设计中，结合实验的实际需要，主要以耕整水田为研究对象。利用电磁阀的控制，实现油泵的不同排量，从而实现排种器的转速控制。平地机具静态简图总结本次设计旨在设计一款体积小、质量轻、噪音小、操作灵活方便，适合小面积平地的水田搅浆平地机械，基于以上设计要求，经过几次大的设计方案的变动，最后决定用双轮耕整轮作为动力源，通过带传动到齿轮机构以实现减速、搅浆、拖动平底船在水田行走。至此，我的设计过程结束，谢谢I摘要由于我国土地形状复杂，类型繁多，且纬度跨越大，故我国各省的农业机械各有差异，其现代化程度不同。我省土地类型主要以丘陵为主，但又是以水稻为主要粮食的地区。无法适用于大规模的生产，但又是水田，泥泞土地的作业有一定的难度。本文基于机械设计和相关的理论研究，利用减速箱，单片机和液压装置设计了一台水田平地机。由于本人能力有限，此文只着重设计了其传动装置与平地的液压装置。此次设计的水田平地机特点是结构简单，受力均匀，运行平稳，工作效率高。关键词水田平地机；耕整机；手推；液压系统设计IIABSTRACTDUETOLANDCOMPLEXSHAPES,TYPERANGEANDLATITUDESPANS,OFAGRICULTURALMACHINERYINALLTHEDIFFERENT,VARYINGDEGREESOFITSMODERNIZATIONIMAINLYHILLYLANDINTYPE,BUTWITHRICEASTHEMAINFOODOFTHEREGIONCANNOTBEAPPLIEDTOLARGESCALEPRODUCTION,BUTPADDYFIELDS,MUDDYLANDAJOBWITHACERTAINDEGREEOFDIFFICULTYTHISARTICLEISBASEDONRESEARCHONMECHANICALDESIGNANDTHEORIESRELATEDTOTHE,USINGGEARBOXES,HYDRAULICDESIGNOFSINGLECHIPANDAGRADERFORPADDYFIELDBECAUSEOFMYABILITYISLIMITED,THISARTICLEONLYFOCUSESONTHEDESIGNOFITSGEARANDLEVELINGOFHYDRAULICEQUIPMENTGRADERFORPADDYFIELDFEATUREOFTHEDESIGNISSIMPLE,UNIFORM,STABLEOPERATION,HIGHEFFICIENCYKEYWORDSGRADERFORPADDYFIELDCULTIVATORHANDDESIGNOFHYDRAULICSYSTEMSIII目录摘要ABSTRACT前言1绪论11水田平地机在国内外的发展和使用12设计水田平地机的意义13作品的结构特点与优势2水田平地机的方案选择3柴油机的选择4减速箱的设计41减速箱的传动比分配42计算传动装置的运动和动力参数43设计V带44齿轮的设计45轴的设计1146高速大齿轮及带轮的设计225液压系统的设计及整体方案的确定2451确定液压系统的压力和流量2452液压缸主要尺寸的确定24IV53各主要液压器件选择及其工作原理2554其他276润滑方式的确定以及其它的一些要求307总结31参考文献32致谢33V前言稻田搅浆平地机是我省广泛采用的主要水田平地机械，手推式搅浆平地机适应了我省山丘为主的主要地形形式，并且也满足了耕地的主要作业要求。稻田搅浆平地机之所以有广泛的辅助作业能力，是由于它能完成360度运动。他们可以单独进行，也可以组合进行。本次研究的是一款能在我省水田中平地搅浆的机械，作业后疏松、平整的土壤更加利于之后的播种以及收割。黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）01绪论11水田平地机在国内外的发展和使用随着高新技术的发展及在工程机械产品上的应用，以现代微电子技术为代表的高科技正越来越普遍地用来改造工程机械产品的传统结构。成熟技术的移植应用已大大促进了平地机综合技术水平的进一步提高。在满足新的技术要求前提下选择合理的价位，适应不同档次的用户需求是目前平地机的发展方面。中国市场与国外市场不同，国外发达国家的农业现代化基本已经形成，平地机的市场走势处于低谷，而中国平地机市场刚刚开始启动，另一方面中国是发展中国家，经济实力等远远落后于发达国家，多种因素决定了现阶段的中国市场对平地机不需要很高的技术含量和高的配置，只要具有同样的作业功能和较好的可靠性，具有性能价格比的优势，就会有高的市场份额。近年来，国外平地机之所以从中国市场逐步退出不是因为国外产品的技术水平不高，而是价位太高。进口机的价位约是国产同类机型的3倍以上。因此，国产平地机必须在保持或略高于原同类机型价位的基础上，尽量提高整机的可靠性和操作舒适性来适应中国的市场。从技术发展角度考虑，中国平地机的发展，依然要跟踪国际领先水平。展望迅速发展的中国市场，加入0后国内市场国际化的趋势日趋明显。参与国际交换和分工，充分利用国际先进的配套资源和科学技术，实现技术资源的优化配置，成为国内平地机制造业发展的必经之路。中国平地机技术发展的基本特征应是高、中、低档产品并存。广泛使用新材料、新工艺，提高制造工艺水平，提高产品的可靠性和寿命，这是国产平地机的发展趋势。12设计水田平地机的意义随着我国现代化建设事业的迅速发展，农业现代化的建设越来越紧迫。但由于我国土地形状复杂，类型繁多，且纬度跨越大，故我国各省的农业机械各有差异，其现代化程度不同。我省土地类型主要以丘陵为主，但又是以水稻为主要粮食的地区。无法适用于大规模的生产，但又是水田，泥泞土地的作业有一定的难度。因此我省水田对平地类型的机械有一定的要求。使用方便，外形较小，移动方便是我省现阶段水田平地机的研究意义。黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）113作品的结构特点与优势1）通过小型柴油机作为动力源，具有小型水田也能快速工作的特点2）体积小、质量轻、结构简单、操作方便、保养方便、成本低廉，无废气及噪音等污染。3平地的高度可在2060MM之间，横向100200MM，,质量400KG左右（材料由45钢制作）；4前轮采用双轮耕整机构，具有良好的导向性，后面的平地船通过铰链与行走机构相连，可以大幅度拐弯。5平地的效果较理想，且成本低，是小面积平地的首选产品。黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）22水田平地机的方案选择据本次设计要求设计出一台水田平地机，由现有双轮耕整机牵引，工作部件平地船通过振动、对土壤挤压，刮平、推送，实现水田中土壤的平整。经参考众多农机类型，我设计了如图1所示双轮拖挂式水田平地机。柴油机为动力源，经过V带传动将功率传给减速器，经历两级减速后又利用V带传动将功率传递给行走的双轮，双轮拖动平地船在水田上行走，平地船与拖拉机具采用三点悬挂方式连接，三点悬挂装置的两个提升杆改用两个双作用油缸，其动作可分别控制，以实现平地具左右两侧提升和下降的独立控制，保证平地机具始终处于水平位置工作。悬挂点以铰链连接，人站在平地船上通过手柄掌控方向。液压控制系统控制平底船左右水平。黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）33柴油机的选择有常识得知正常成年人的移动速度为355KM/H，考虑安全问题取V4KM/H6667M/MIN。按水田耕整作业（1）KPTNNHB式中耕宽，取100CMNB耕深，取10MMH土壤比阻，根据资料取036K所以360KWTNP1175F1型柴油机2底座3耕整双轮4铰链5平地船6液压装置7手柄8减速箱图1总装配简图FIG1GENERALASSEMBLYDRAWING通过对家乡柴油机的使用情况了解，175F1型柴油发动机的使用率特别广，它是最适合本地环境状况与交通状况的柴油机，它能满足轻小型农业机构的要求，故本次研究以龙舟175F1型柴油为动力源驱动。其规格如图2所示黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）4图2柴油机铭牌FIG2DIESELENGINENAMEPLATE黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）54减速箱的设计41减速箱的传动比分配图3传动装置示意图FIG3SCHEMATICDIAGRAMOFTRANSMISSIONDEVICE按常识，取170CM，体重取70KG，双臂抬起高度H800MM。柴油机高500MM，为了让人前方视野开阔，取双轮半径R500MM那么轮子的转速N5154R/MIN。确定传动装置的总传动比和分配传动比总传动比5304126轮总NI（1）分配传动比取则053带I49162I取经计算213I21I535I注为带轮传动比，为高速级传动比，为低速级传动比。带2I42计算传动装置的运动和动力参数将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）6依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3，轴3与轴4，之间的传01234,动效率。（1）各轴转速MIN/852036NRIM带（2）I/1412I带（2）IN/7563052N213RIM带（2）（2）各轴输入功率10136952DPKW1012791DPP3233096305K4401246993DKW（3）各轴输入转矩（2）MNNPTWDD1320595438601301ITD带1948212MNI575633T8309744各轴动力参数结果如下表表1各轴动力参数TABLE1THEAXIALDYNAMICPARAMETERS轴名输入功率PKW输出功率PKW输入转矩TNM输出转矩TNM转速R/MIN柴油机轴3653652600高速轴352348131384852中间轴3213183841688184低速轴305302168857685171黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）743设计V带1确定V带型号查机械设计手册表136得205P21AK则WKDAC46731根据,由机械设计图135，选择A型V带，。4MINRNO205P125D（3）123051298376D取。375为带传动的滑动率。（2）验算带速带速在范围内，合SMDVMV01716025160S25适。3取V带基准长度和中心距ADL初步选取中心距A，取。750325521O075A所以（3）842121OOAL查资料取。那么实际中心距。50D1472ODOL验算小带轮包角。（4）218573610DA求V带根数Z（5）00LCPK根据内插值法得。381O18OPEF010371OPEFABC。18OP08EF91TK黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）8由内插值法得。950AK0163ACFBE09E95（6）091510834KWPZLAOC取Z3根。（4）求作用在带轮轴上的压力QF有Q010KG/M，单根V带的初拉力（6）220550425110681903689CPFQVNZVK作用在轴上压力02SIN90SIN32CZN44齿轮的设计441高速齿轮的设计（1）材料高速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为250HBS。高速级大齿轮选用45钢正火，齿面硬度为220HBS。45（2）查机械设计表117得。LIM10HMPALIM2540HPA又由表114得。1HS3F故。MPAH501LIM1MSH912LI2查机械设计第168页表1110C图得。PAF01LIMPAF502LIM故。PASF1543201LIM1SF132LI2（3）按齿面接触强度设计9级精度制造，取载荷系数，取齿宽系数2K计算中心距由机械设计第165页式115得40A黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）93172640382149356351512UKTUAN考虑高速级大齿轮与低速级大齿轮相差不大取AM则取821MAZ91Z12实际传动比7943传动比误差。53106齿宽取82AB842B901高速级大齿轮高速级小齿轮49Z21Z（4）验算轮齿弯曲强度根据机械设计第167页表119得126FY2F按最小齿宽计算28B（7）11132210694545FFFKTYMPAMZ所以安全。21238FFFMPA（5）齿轮的圆周速度SMNDV1910683429106查课本第162页表112知选用9级的的精度是合适的。442低速级大小齿轮的设计材料低速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为250HBS。低速级大齿选用钢4545正火，齿面硬度为220HBS。查机械设计第166页表117得。LIM30HMPALIM450HPA查机械设计第165页表114得。1SF故PAMSH5011LIM3MSH914LI4查课本第168页表1110C图得。LIM320FPALIM450FPA黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）10故。MPASF1543203LIM3MPASF15304LIM4按齿面接触强度设计9级精度制造，查课本第164页表113得载荷系数，取12K齿宽系数05计算中心距由课本第165页式115得32164081249351631522UKTUAN（6）取则取504M34AZM37Z49计算传动比误差98362710955齿宽则取21BA4125B34103B低速级大齿轮448Z低速级小齿轮3037验算轮齿弯曲强度查课本第167页表119得3265FY4F按最小齿宽计算4125B（8）333322965104794FFFKTYMPAMZ安全。423407FFFMPA齿轮的圆周速度32768012/610DNVMS查机械设计教材第162页表112知选用9级的的精度是合适的。45轴的设计451高速轴的设计与校核黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）11（1）材料选用45号钢调质处理。查机械设计第230页表142取35MPAC100。（2）各轴段直径的确定根据机械设计课本第230页式142得（9）1MIN3352048PDC又因为装小带轮的电动机轴径，又因为高速轴第一段轴径装配大带轮，3D所以取。L1175D1360。18216因为大带轮要靠轴肩定位，且还要配合密封圈，所以根据机械设计手册手册85页240D表712取，L2MEL528916558。2段装配轴承且，所以由表61取。选用6009轴承。33D345DL3B21610228。3段主要是定位轴承，取。L4根据箱体内壁线确定后在确定。装配齿轮段直径4D4505D判断是不是作成齿轮轴4125FETM查机械设计手册51页表41得E59625。3T1段装配轴承所以L6L328。6D6345D校核该轴和轴承L173L2211L396作用在齿轮上的圆周力为NDTFT981520431径向力为98407RTFG作用在轴1带轮上的外力3Q求垂直面的支反力（10）2110738RVLN212RVF求垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）1232710576AVMFLNM184求水平面的支承力由得12HTLLN12129481773TFLN215HT求并绘制水平面弯矩图31971082AMFLM2554H求F在支点产生的反力312961837LN2142157F求并绘制F力产生的弯矩图32389608MLN147127AFF在A处产生的弯矩31380LM求合成弯矩图考虑最不利的情况，把与直接相加。AFM2AVH2275618961AFAVHMNM24求危险截面当量弯矩从图可见，MM处截面最危险，其当量弯矩为（取折合系数）06NMTE206386021920（11）计算危险截面处轴的直径因为材料选择调质，则，许用弯曲应力，则有455BMPA160BMPA黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）13（12）333120641250EBMDM因为，所以该轴是安全的。54ADD弯矩及轴的受力分析图轴1图4高速的弯矩及受力分析图FIG4BENDINGMOMENTANDSTRESSANALYSISOFHIGHSPEEDSHAFT（3）键的设计与校核根据，确定V带轮选铸铁HT200，参考机械设计教材表109,由于16,09DT在范围内，故轴段上采用键,81DBH108采用A型普通键键校核为L1175D1360综合考虑取50得L（13）3406971385PTMPADLH查课本155页表1010所选键为60B1085BHL黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）14452中间轴的设计与校核（1）材料选用45号钢调质处理。查机械设计课本第230页表142取C100。35MPA故（14）2MIN331068PDC段要装配轴承，所以查手册第9页表116取，查手册62页表61选用62081140D轴承，L1B23181010240。32装配低速级小齿轮，且取，L2128，因为要比齿轮孔长度少。2D21D24523段主要是定位高速级大齿轮，所以取，L310。3360D4装配高速级大齿轮，取L484282。44段要装配轴承，所以查手册第9页表116取，查手册62页表61选用62085D5轴承，L1B3（23）181010243。32（2）校核该轴和轴承L174L2117L394作用在2、3齿轮上的圆周力3247070195TTFND径向力2298RTGT3870316RTFN求垂直面的支反力32311985743169RRVLLN2326120RVRFF计算垂直弯矩317409AVMMLNM321674851705NRFLNM黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）15求水平面的支承力32311870942714586TTHFLLN2370563TTN计算、绘制水平面弯矩图31458612AHMMFLM32328074180917295NTLNM求合成弯矩图，按最不利情况考虑（5）2293AMAVHMN530NNMM求危险截面当量弯矩从图可见，MM,NN处截面最危险，其当量弯矩为（取折合系数）06NTAME418603222M32计算危险截面处轴的直径NN截面7333140906EBMDMMM截面333140906EBD由于，所以该轴是安全的。425M轴承寿命校核轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以HFN601PTH）（PCL，查课本259页表169，10取取RPF1,TPF3（8）22211345896RVHN黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）16222506837RVHFN63211029510287THPCFLHYN轴承使用寿命在年范围内，因此所该轴承符合农用机械要求。3图5中间轴的弯矩及受力分析图FIG5INTERMEDIATESHAFTBENDINGMOMENTANDSTRESSANALYSIS45低速轴的设计与校核黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）17弯矩及轴的受力分析图如下页图图6低速轴的弯矩及受力分析图FIG6MOMENTANDSTRESSANALYSISOFTHELOWSPEEDSHAFT2）键的设计与校核已知NMTD816,452参考机械设计表1011，由于所以取2450D19BH因为齿轮材料为45钢。查表1010得10BL12818110取键长为110L821270取键长为70根据挤压强度条件，键的校核为BBMPADHLT840179456832（2）BBL532（2）所以所选键为14970BHL1490HL确定各轴段直径黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）18计算最小轴段直径。因为轴主要承受转矩作用，所以按扭转强度计算，由式142得考虑到该轴段上开有键槽，因此取3315610719PDCMN查手册9页表116圆整成标准值，取157163DM为使带轮轴向定位，在外伸端设置轴肩，则第二段轴径。查手册85页表72702，此尺寸符合轴承盖和密封圈标准值，因此取。2DM设计轴段，为使轴承装拆方便，查手册62页，表61，取，采用挡油环给轴承定位。3D选轴承6215。10,25,84ADBD375设计轴段，考虑到挡油环轴向定位，故取4480D设计另一端轴颈，取，轴承由挡油环定位，挡油环另一端靠齿轮齿根处7D73M定位。轮装拆方便，设计轴头，取，查手册9页表116取。667D680DM设计轴环及宽度B5D使齿轮轴向定位，故取取5628080372H51,1407831BHM确定各轴段长度。带轮的尺寸决定,1L1LL250ME,2249LBM所以1650LE轴头长度因为此段要比此轮孔的长度短632HL233328LB其它各轴段长度由结构决定。（3）校核该轴和轴承L1975L22045L3116黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）19求作用力、力矩和和力矩、危险截面的当量弯矩。作用在齿轮上的圆周力334215908194TTFND径向力25RTGT3025109477求垂直面的支反力21428950RVLFN2167RV计算垂直弯矩32867045180AVMFLNM求水平面的支承力。219302THL2157415TFN计算、绘制水平面弯矩图。313807AHMLM295621F求F在支点产生的反力3124780LN21594105F求F力产生的弯矩图。323476MLN158910MFF在A处产生的弯矩黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）2031589710MFMLN考虑最不利的情况，把与直接相加。MFM2AVH222847638AMFAVHNM求危险截面当量弯矩。从图可见，MM处截面最危险，其当量弯矩为（取折合系数）06222236801594AMEMT计算危险截面处轴的直径。因为材料选择调质，查机械设计手册得，许用弯曲应力，45650BMPA160BMPA则（5）3331205706EBDM考虑到键槽的影响，取所以该轴是安全的。80361D（4）键的设计与校核因为D163装带轮查课本153页表109选键为BH1811查155页表1010得02B因为L1107初选键长为100,校核34675108BTMPADLH所以所选键为BL装齿轮查课本153页表109选键为查机械设计155页表1010得680214H12B因为L6122初选键长为100,校核34165207684BTMPADLH所以所选键为B黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）2146齿轮及带轮的设计因采用腹板式结构34750ADM表2高速大齿轮的设计TABLE2DESIGNOFHIGHSPEEDGEAR代号结构尺寸和计算公式结果轮毂处直径1D1645SD72轮毂轴向长度LB84倒角尺寸N0NM1齿根圆处的厚度025410腹板最大直径1D10FD32125板孔直径0D01D625腹板厚度C3CB齿宽252表3柴油机带轮的设计TABLE3DESIGNOFDIESELENGINEPULLEY代号结构尺寸和计算公式结果SD手册157页90MMH90812SHD162MML5SL135MMRDRADHM81MM002HRD1435MMS350SB10MM111S15MM2S205MM表4减速箱的带轮设计TABLE4THEBELTWHEELGEARBOXDESIGN黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）22代号结构尺寸和计算公式结果SD手册157页38MMH18238HSD684MML5SL取60MMRD1RAHM81MM002HRD747MMS350SB10MM111S15MM2S205MM表5行走机构的带轮设计TABLE5THEBELTWHEELWALKINGMECHANISMDESIGN代号结构尺寸和计算公式结果SD手册157页45MMH45812SND81MML5SL675MMRD2RADHM81MM00HRD74MMS350SB10MM111S15MM2205MM5液压系统的设计及其整体方案确定在分析国内外平地控制系统的产品的基础上，借鉴它们的成功经验，根据国内现有产品的现状，以及现有的技术水平，以单片机为控制，以液压系统为执行机构，设计了一种精密水田平地控制系统。在系统设计中，结合实验的实际需要，主要以耕整水田为研究对象。利用电磁阀的控制，实现油泵的不同排量，从而实现排种器的转速控制。黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）2351确定液压系统的压力和流量液压油缸受力分析当下拉杆与地面平行时，平地机具重力方向与左拉杆垂直，此时平地机具所产生的力矩最大。根据力矩平衡原理得（16）12LGF式中G平地机具的质量，力臂，M501L平地机具重心位置，2L2液压油缸静态最大拉力的垂直向上分力。1FMAXF图8平地机具静态受力图FIG8LANDLEVELERSTATICFORCE经计算4000N，力F的最大值。平地机具工作时会增加惯性负载，根据1N4620MAX经验及相关文献取05倍，则液压缸工作时必须提供最大拉力F6930N。由于采用两液压缸，可知单缸最大拉力为3465N。52液压缸主要尺寸的确定黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）241油缸工作压力。根据经验本系统P6MPA。2确定液压缸内径D和活塞杆直径D。考虑安装因素活塞工作时塞杆受拉，经推导D可按下式计算，即（15）2124FDP式中F是液压缸外负载，已计算F3465N液压缸的机械效率，本系统取095P1是液压缸工作压力，已知P6MPAP2是液压缸回油腔背压力，因该系统属于简单的中压系统，可取05MPA由于活塞杆受拉，取D05D。将数据代入式中可得D0048M圆整后，取D63MM因D05D，圆整后取活塞杆直径D35MM由此可计算单缸活塞杆工作时能产生的拉力为7659N，大于3465N，满足要求。（3）计算液压缸工作时所需的流量Q为（16）式中V油缸活塞伸缩速度，根据相关文献取V4M/MIN。系统工作时，经常需要两个液压油缸同时工作，故系统所需流量为2Q，即25L/MIN。53各主要液压器件选择及其工作原理531液压马达从能量转换的观点来看，液压泵与液压马达是可逆工作的液压元件，向任何一种液压泵输入工作液体，都可使其变成液压马达工况；反之，当液压马达的主轴由外力矩驱动旋转时，也可变为液压泵工况。因为它们具有同样的基本结构要素密闭而又可以周期变化的容积和相应的配油机构。10黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）25但是，由于液压马达和液压泵的工作条件不同，对它们的性能要求也不一样，所以同类型的液压马达和液压泵之间，仍存在许多差别。首先液压马达应能够正、反转，因而要求其内部结构对称；液压马达的转速范围需要足够大，特别对它的最低稳定转速有一定的要求。因此，它通常都采用滚动轴承或静压滑动轴承；其次液压马达由于在输入压力油条件下工作，因而不必具备自吸能力，但需要一定的初始密封性，才能提供必要的起动转矩。由于存在着这些差别，使得液压马达和液压泵在结构上比较相似，但不能可逆工作11。该系统液压泵由拖拉机（型号为清江504）的动力输出轴驱动。已知动力输出轴高挡转速为1000R/MIN，再根据系统工作压力及流量等要求选用淮安市液压件总厂生产的CBTF532型齿轮泵。该泵的技术参数如下排量为32ML/R，额定压力为20MPA，额定转速为1000R/MIN，容积效率为092。532选择液压阀液压调节系统选用深圳亚德客（AIRTAC）液压气动件厂生产的三位四通电磁换向阀，其额定工作电压为12V直流电，响应频率为5HZ。根据拟定的液压调节系统原理选定液压元件，如下表所示表6液压元件的选择TABLE6THECHOICEOFHYDRAULICCOMPONENTS序号元件名称规格最大流量L/MIN黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）261漏油器XUB32302齿轮泵CBTF532403压力表4KF10D1/4溢流阀AF10D/DP1325三位四通电磁换向阀ED3C2G02D1326单向节流阀LAF10DB1327囊式蓄能器CQJ1616533确定管道尺寸油管内径尺寸由选用的液压元件接口尺寸确定，即油管内径为8MM。534液压油箱容积的确定为了提高液压系统的动作灵敏度，采用恒压系统，即油泵压力恒为工作压力6MPA，液压油箱有效容量按齿轮泵的流量的10倍来确定，即选用容量为320L的油箱17。535液压系统温升验算系统为恒压系统，所以在整个田间作业过程中若液压缸不动作，则泵的输入功率全部转化为热量。此时液压油的温升最大，单位时间发热量Q为（9）KW1273PQQ式中P油泵的理论泵油排量，为32L/092，Q液压泵的理论泵出压力，估算为系统的工作压力，即6MPA。邮箱的散热面积可近似为A314由于系统的散热状况一般，可取K，则系统的温升为（7）黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）27液压系统油温一般不应超过70，因此必须设置散热器。散热器选用汽车空调散热器，其入口与溢流阀的回油箱口相连。实验表明，设置散热器后，液压系统油温不超过70,工作正常，如液压系统油路图所示。536溢流阀溢流阀是一种液压压力控制阀。在液压设备中主要起定压溢流作用和安全保护作用。定压溢流作用在定量泵节流调节系统中，定量泵提供的是恒定流量。当系统压力增大时，会使流量需求减小。此时溢流阀开启，使多余流量溢回油箱，保证溢流阀进口压力，即泵出口压力恒定（阀口常随压力波动开启）。安全保护作用系统正常工作时，阀门关闭。只有负载超过规定的极限（系统压力超过调定压力）时开启溢流，进行过载保护，使系统压力不再增加（通常使溢流阀的调定压力比系统最高工作压力高1020）19。54其他应用中发现，该系统虽然压力较为稳定，但平地机具在上升和下降的过程中存在较大的冲击，影响了平地机具的升降控制精度。为此，建议采用频率响应高于5HZ的电磁换向阀，或应用电液伺服阀，以提高平地机具的位置控制精度。详情请见如下原理图1,7油缸2,8单向节流阀3蓄压器4,6截止阀5油压表9,17三位四通电磁阀10溢流阀11散热器12邮箱13温度计14滤网15油泵16单向阀黑龙江八一农垦大学毕业论文（设计）28图7液压系统油路图FIG7HYDRAULICSYST
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