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毕业 设计说明书中 文摘要 手推离心式 草坪播种机 的 设计 摘要 本设计是根据国内外 草坪播种机的发展趋势， 本着 良好通用性、适应性和 结构简单操作灵活的原则，而设计的一种由地轮驱动的离心式草坪播种机。 本设计重点设计了播种机的变速转换机构 、播种器叶轮、驱动地轮等结构进行设计选择 ， 从机构运动的功能出发，按变异 组合法和类比法完成机构的构件和设计 ， 使 结构紧凑，体积小，质量轻，噪音小、无污染，使用方便、灵活 的特点 ，适合一般草坪的播种 。采用 手 推来提供动力， 无需引擎驱动， 节能环保， 使用安全、可靠，便于维护 。 关键词 草坪 播种 播种机 离心式 手推 毕业 设计说明书 外文摘要 is to in of of is a of of to of to of of no of By to to of to 机械设计 摘要： 机器是由机械装置 和 其它组件组成 的。 它是 一种 用来转换 或 传递能量的装置 ， 例如：发动机、涡轮机、车辆、起重机、印刷机、洗衣机、照相机和摄影机等。许多原则和设计方法 不但 适用于机器的设计，也适用于非机器的 设计 。术语中的“机械装置设计” 的含义要比“机械设计”的含义更为广泛一些，机械装置设计包 括机械设计。在分析运动及设计结构时，要把 产品 外型以及 以 后的保养也要考虑在机械设计中。在机械工程领域中，以及其它工程领域中，所有这些都需要机械设备，比如：开关、凸轮、阀门、船舶以及搅拌机等。 关键词 ： 设计流程 设计规则 机械设计 设计流程 设计开始 之前就要 想到 机器的 实际性，现存的机器需要在耐用性、效率、重量、速度，或者成本上得到改善。新的机器必需具 有以前机器 所 能 执行的功能。 在设计的初始阶段，应该允许设计人员充分发挥创造性，不 要 受 到任何 约束。即使产生了许多不切实际的想法，也会在设计的早期，即 在 绘制图纸之前被改正掉。只有这样，才不致于 阻断 创新的思路。通常 ,还 要提出几套设计方案，然后 加以 比较。 很有可能在这个计划最后 决定中 ,使用 了 某些不在计划 之内的 一些 设想 。 一般的当外型特点和组件部分的尺寸特点分析得透彻时，就 可以全面的 设计和分析。 接着 还要客观的分析机器性能的优越性，以及它的安全 、 重量、耐用性 ，并且 竞争力的成本 也要考虑在 分析结果 之内 。每一个至关重要的部分要优化它的比例和尺寸，同时也要保持与其它组成部分相协调。 也要 选择原材料和处理原材料 的 方法。通过力学原 理 来分析和实现这些重要的特性，如那些静态反应的能量和摩擦力的最佳利用，像动力惯性、加速动力和能量；包括弹性材料的强度、应力和刚度等材料的物理特性，以及流体润滑和驱动器的流体力学。设计的过程是重复和合作的过程，无论是正式或非正式的进行，对设计者来说每个阶段都很重要。 最后，以图样为设计的标准，并建立将来的模型。如果它的测试是符合事先要求的，则再将对初步设计进行某些修改，使它能够在制造成本上有所降低。产品的设计需要不断探索和发展。许多方案必须被研究、试验、完善，然后决定使用还是放弃。虽然每个工程学问题的内容是独特的，但是设计师可以按照类似的步骤来解决问题。 产品的责任诉讼迫使设计人员和公司在选择材料时，采用最好的程序。在材料过程中，五个最常见的问题为：（ a）不了解或者不会使用关于材料应用方面的最新最好的信息资料； (b)未能预见和考虑材料的合理用途（如有可能，设计人员还应进一步预测和考虑由于产品使用方法不当造成的后果。在近年来的许多产品责任诉讼案件中，由于错误地使用产品而受到伤害的原告控告生产厂家，并且赢得判决）；(c)所使用的材料的数据不全或是有些数据不确定，尤其是当其性能数据 长期不更新 ； (d)质量控制方法不适当和未经验证； (e)由一些完全不称职的人员选择材料。 通过对上述五个问题的分析，可以得出这些问题是没有充分理由 而 存在的结论。对这些问题的研究分析可以为避免这些问题的出现 而 指明方向。尽管采用最好的材料选择方法也不能避免发生产品责任诉讼，设计人员和工业界按照适当的程序进 行材料选择，可以大大减少诉讼的数量。 从以上的讨论可以看出，选择材料的人们应该对材料的性质，特点和加工方法有一个全面而基本的了解。 在随后生产和售后服务的几年中，要接受新观念的变化，或者由试验和经验为基础，进一步分析并改进。 一些设计规则 在本节中，建议要运用创造性的态度来替代和改进。也许会创造出更实用、更经济、更耐用的产品。 为了激发创造性思维，下列是设计和分析的建议规则。前六个规则对设计者来说特别适用。 1. 要有 创造性 的 利用所需 要 的物理性质 和 控制过程。 2. 认识负载产生的影响及其意义。 3. 预测没有想到的负载。 4. 创造出对载荷更为有利的条件。 5. 提供良好的应力分布和最小的刚度条件。 6. 运用最简单的方程来优化体积和面积。 7. 选择组合材料。 8. 仔细选择所备的原料和不可缺少的组件。 9. 调整有效的设计方案，以适应生产过程和降低成本。 10. 规定好准确的位置条件为了使组件安装时不干涉。 机械设计包括一下内容： 1. 对设计过程、设计所需要公式以及安全系数进行介绍。 2. 回顾材料特性、静态和动态载荷分析，包括梁、振动和冲击载荷。 3. 回顾应力的基本规律和失效分析。 4. 介绍静态失效理论和静态载荷下机械断裂分析。 5. 介绍疲劳失效理论并强调在压力条件下接近高循环的疲劳 设计，这通常用在旋转机械的设计中。 6. 深入探讨机械磨损机理、表面接触应力和表面疲劳现象。 7. 使用疲劳分析技术校核轴的设计。 8. 讨论润滑油膜与滚动轴承的理论和应用。 9. 深入介绍直齿圆柱齿轮的动力学、设计和应力分析，并简单介绍斜齿轮、锥齿轮和涡轮有关方面的问题。 10. 讨论弹簧设计、螺杆等紧固件的设计，包括传动螺杆和预紧固件。 11. 介绍盘式和鼓式离合器以及制动器的设计和技术说明。 机械设计 一台完整机器的设计是一个复杂的过程。机械设计是一项创造性的工作。设计工程师不仅在工作上要有创造性，还必须在机械制图、运动学、工程材料、材料 力学和机械制造工艺学等方面具有深厚的基础知识。 任何产品在设计时第一步就是选择产品每个部分的构成材料。许多的材料被今天的设计师所使用。对产品的功能，它的外观、材料的成本、制造的成本作出必要的选择是十分重要的。对材料的特性必须事先作出仔细的评估。 仔细精确的计算是必要的，以确保设计的有效性。在任何失败的情况下，最好知道在最初设计中有有缺陷的部件。计算（图纸尺寸）检查是非常重要的。一个小数点的位置放错，就可以导致一个本可以完成的项目失败。设计工作的各个方面都应该检查和复查。 计算机是一 种 工具，它 能够 帮助机械设计 师减轻繁琐的计算，并对现有数据提供进一步的分析。互动系统基于计算机的能力，已经使计算机辅助设计（ 计算机辅助制造（ 为 了 可能。心理学家经常谈论如何使人们适应他们所操作的机器。设计人员的基本职责是努力使机器来适应人们。这并不是一项容易的工作，因为实际上并不存在着一个对所有人来说都是最优的操作范围和操作过程。另一个重要问题，设计工程师必须能够同其他有关人员进行交流和磋商。在开始阶段，设计人员必须就初步设计同管理人员进行交流和磋商，并得到批准。这一般是通过口头讨论，草图和文字材料进行的。 如前所诉 ，机械设计的目的是生产能够满足人类需求的产品。发明、发现和科技知识本身并不一定能给人类带来好处，只有当它们被应用在产品上才能产生效益。因而，应该认识到在一个特定的产品进行设计之前，必须先确定人们是否需要这种产品。 应当把机械设计看成是机械设计人员运用创造性的才能进行产品设计、系统分析和制定产品的制造工艺学的一个良机。掌握工程基础知识要比熟记一些数据和公式更为重要。仅仅使用数据和公式是不足以在一个好的设计中做出所需的全部决定的。另一方面，应该认真精确的进行所有运算。例如，即使将一个小数点的位置放错，也会使正确 的设计变成错误的。 一个好的设计人员应该勇于提出新的想法，而且愿意承担一定的风险，当新的方法不适用时，就使用原来的方法。因此，设计人员必须要有耐心，因为 所花费的时间和努力并不能保证带来成功。一个全新的设计，要求屏弃许多陈旧的，为人们所熟知的方法。由于许多人墨守成规，这样做并不是一件容易的事。一位机械设计师应该不断地探索改进现有的产品的方法，在此过程中应该认真选择原有的、经过验证的设计原理，将其与未经过验证的新观念结合起来。 新设计本身会有许多缺陷和未能预料的问题发生，只有当这些缺陷和问题被解决之后，才能体 现出新产品的优越性。因此，一个性能优越的产品诞生的同时，也伴随着较高的风险。应该强调的是，如果设计本身不要求采用全新的方法，就没有必要仅仅为了变革的目的而采用新方法。 外文原文 A is a of of of to to is in a to in in of in as of as a in or be to a by as or or n to to of if in in of is to up of in in a of in as or a be a of be be by of as of of of of of of of of be by of in a be by a or is a or to of an be or of is to in In of a) t or to (b) to as to In in of (c) of or of is (d) is (e) by to is to of to be to on of to to a a be If it to be in at a of is to as or as n it is a to to of To 1. A of of 2. 3. 4. 5. 6. to 7. a of 8. 9. a to 10. of in 1. an to 2. 3. of 4. on to is in of 5. of 6. 7. . a to of a to 9. 10. 11. of he of a is a is a in in so on of in of is to is to be to s of of of in a A of of a. be to to of a In of it is to in of is of of an of be is a to to of on of to s is to is an to to in is be to on In to to on on is is If is to on to on in a do of as is on a to to is is to in a On be on if a to A to is to is to to to A of is an A of in it 本科生毕业论文（设计）选题审批表 毕业论文（设计）题目 手推离心式草坪播种机 的设计 指 导 教 师 职 称 学生具备条件 熟练做图的能力、演算的能力，以及独立分析问题的能力 选题完成形式 毕业设计说明书 和图纸 内 容 简 要： 本设计是根据国内外 草坪播种机的发展趋势， 本着 良好通用性、适应性和 结构简单操作灵活的原则，而设计的一种由地轮驱动的离心式草坪播种机。 本设计重点设计了播种机的变速转换机构、播种器叶轮、驱动地轮等结构进行设计选择 ， 从机构运动的功能出发，按变异 组合法和类比法完成机构的构件和 设计 ， 使 结构紧凑，体积小，质量轻，噪音小、无污染，使用方便、灵活 的特点 ，适合一般草坪的播种 。采用手推来提供动力， 无需引擎驱动， 节能环保， 使用安全、可靠，便于维护 。 系主任签字： 年 月 日 院长签字： 年 月 日 选题的依据及意义： 近几年，我国许多地区和城市已经意识到草坪绿地的数量和质量，是衡量一个地区和城市现代化水平的标准之一。草坪植物成为了我国园林植物中应用最广泛的观赏植物 。随着草坪面积的扩大，品质要求的提高，草坪业逐渐由单一的人工作业向机械化、自动化过渡。我国目前专用草坪播种机已经有所发展，但大多数产品多为比较专业化的设配，价格较高，对于播种总面积大但由分散的小面积草坪组成的非专业经营草坪种植业的单位或个人草坪不怎么适用。针对这一问题，决定设计一种手推离心式草坪播种机以满足这类建坪的需要。 实现草坪播种作业机械化的好处：节约劳动力，提高生产率和草坪质量，节约原材料和降低成本，降低劳动强度和改善环境卫生，保证操作的安全，减少草籽的浪费等。 本课题 研究内容 本设计研究的草坪播种机是一种由地轮驱动的离心式草坪播种机，该机由种子箱、机架、传动装置、叶轮等部分组成 , 一人即可操作 , 播种者双手推动播种机，种子箱下的旋转叶轮便会把种子吹出去 , 下种口的大小可调 , 播种量的多少调节下种速度。此播种机体积小、质量轻、结构简单、灵活耐用 , 不受地形、环境和气候的影响 , 不仅适用于大面积建坪 , 更适用于在复杂的场地下建坪使用 。 本课题研究方案 经对比考虑选择适合草坪播种的撒播播种的方式 机械容易实现的是简单的转动和往复直线运动，因此手动撒播的形式又有手 摇动和用手推动两种。如果用手摇动手柄实现执行构件的往复移动，由于播种机还要靠人力推着向前行进，操作者要完成的动作过多，操作不方便。要使操作者只通过简单的操作即可完成播种动作，可以用手推播种机向前行驶，靠播种机轮子的转动将转动运动转变成执行机构旋转产生离心力进行撒播。显然设计成手动离心式草坪播种机是可行的。 研究的创新之处 （ 1） 无引擎驱动，节省能源 ，绿色环保 ； （ 2） 外观造型紧凑，方便灵活 ，适合家庭用户使用； （ 3） 采用齿轮机构（实现增速），提高整机的工作效率，解决了手动播种机工作效率不高的问题； （ 4） 产品成本（制造和使用成本）低，符合广大用户购买能力的要求。 研究过程 (含完成期限 ) 第 5 周 查阅资料，拟订课题 第 6 周 查阅 草坪播种机 相关的设计资料，并进行概述和文献综合。 第 7 完成机架部分的机械设计并绘制装配图。 第 10 完成 传动部分的机械设计并绘制装配图和部分零件图。 第 13 周 完成所有的图纸并进一步修改。 第 14 在以上基础上完成毕业设计说明书一篇。 第 16 周 修改设计，并定稿。 第 17 周 答辩，提交相关材料，结束设计。 指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日 教研室意见 教研室主任签名： 年 月 日 院系意见 主管领导签名： 年 月 日 毕业论文（设计）成绩单 院系 专 业 入学时间 学号 学生姓名 班级 周数 起止日期 指导教师 职称 论文（设计）题目 手推离心式草坪播种机的设计 指 导 教 师 评 语 建议成绩 指导教师签名 年 月 日 评 阅 人 评 语 建议成绩 评阅人签名 年 月 日 答辩与评分 综合成绩 答辩小组 负责人签名 年 月 日 本成绩单一式二份，一份装订在毕业论文（设计 ）中，一份入学生学籍档案。 本科生毕业论文 开题报告 题 目 手推离心式草坪播种机的设计 学院名称 专业名称 年 级 学生姓名 学 号 指导教师 职 称 年 月 日 目 录 1 引言 . - 1 - 2 技术任务书 (. - 2 - 计的依据 . - 2 - 品的用途及使用范围 . - 2 - 要技术数指标和重要技术参数 . - 2 - 要工作原理 . - 3 - 经考虑过的若干方案的比较 . - 3 - 键问题及解决办法 . - 4 - 3 设计计算说明书 (. - 5 - 动参数的计算 . - 5 - 力参数计算 . - 5 - 锥齿轮的设计计算 . - 6 - 择材料，热处理方式及精度等级 . - 6 - 齿面接触疲劳强度设计 . - 6 - 算齿轮的主要尺寸 . - 8 - 算轮齿弯曲疲劳强度 . - 9 - 的设计计算 . - 10 - 动轴的设计 . - 10 - 动轴的设计 . - 14 - 速器主体尺寸的设计 . - 17 - 种器叶轮的设计 . - 19 - 轮的设计 . - 20 - 承的选择和校核 . - 21 - 动轴轴承的选择 . - 21 - 据滚动轴承型号，查出 . - 21 - 核轴轴承是否满足工作要求 . - 21 - 3. 9 键的强度校核 . - 23 - 动轴上键的强度校核 . - 23 - 动轴键的强度校核 . - 24 - 4 使用说明书（ . - 24 - 用前注意事项 . - 24 - 种时应注意的事项 . - 24 - 5 标准化审核报告（ . - 24 - 品图样的审查 . - 24 - 品技术文件的审查 . - 25 - 注件的使用情况 . - 25 - 查结论 . - 25 - 结 论 . - 26 - 参考文献 . - 27 - 致 谢 . - 28 - c - 1 - 手推离心式草坪播种机的设计 1 引 言 草坪作为人类干预下的人工植被 ， 是城市绿化的基础和重要的组成部分 ， 它对人类赖以生存的环境起着美化、保护和改善的良好作用。 进入二十一世纪 以来 ，随着人们物质、 文化水平的不断提高 。 人们对蓝天、绿地、新鲜空气的要求越来越高 ； 对草坪的社会效益、生态效益和经济效益的认识越 来越深刻。因此 ， 近年我国的草坪业获得了迅速的发展。但由于我国草坪科学和草坪业的发展还处于起步阶段 。 所以尚存在着科研落后、缺乏行业规范、生产设备 不够机械化 等许多问题。 由上所述，可知草坪是人高度培育的特殊草地，随着草坪面积的扩大，品质的提高。草坪业逐渐由单一的人工作业向半机械化、机械化、自动化过渡。草坪作业的机械化已成为十分重要的课题。我国目前专用的草坪播种机机械还处于起步阶段， 草坪草种子细小，用传统的手撒的方法不仅不易将种子撒匀， 且工作效率低，不能满足草坪建设的要求。 采用 专用草坪播种机械 进行作业 ， 价 格 又 很高。 对于播种面积不算太大 ， 又不是专业经营草坪种植业的单位或个人 , 就没有必要专门买一台草坪播种机 。 这样就给草坪播种带来很 大的困难。 为了解决这一问题 ， 我选择设计一种小型轻便灵活的草坪播种机械 。 实现草坪播种作业机械化的好处：节约劳动力，提高生产率和草坪质量，节约原材料和降低成本，降低劳动强度和改善环境卫生，保证操作的安全，减少草籽的浪费等。 针对我国非专业经营草坪种植业的单位或个人对草坪种植的需要，设计的草坪播种机应该可以在小面积的土地上进行 播种 作 业 ，如在宽度只有 1m2m 的土地上 进行播种作业 。 另外播种机还 应该有较好的地形适应性 和各种草种的播种能力，如在有一定坡度的土地上进行播种作业 ，以满足通用性的要求， 从而 提高播种机产品的竞争里。随着人们环保意识和实用意识的提高，所设计的产品还应该节能低碳和物美价廉 ，所以应该尽量采用清洁动力和较便宜的材料 。 由 上述可知，本次设计的主要 精力主要集中在动力选择、行走方式的设计、播种方式选择、动力传递构件的设计上。让设计播种机产品具有节能低碳、使用方便、操作灵 - 2 - 活、工作效率高、降低操作者劳动强度、保证劳动者安全、节省成本等优点。 2 技术任务书 (计的依据 近几年， 我国许多地区和城市已经意识到草坪绿地的数量和质量，是衡量一个地区和 城市现代化水平的标准之一。草坪植物成为了 我国园林植物 中应用最广泛的观赏植物。随着草坪面积的扩大，品质要求的提高，草坪业逐渐由单一的人工作业向机械化、自动化过渡。我国目前专用草坪播种机已经有所发展， 但大多数产品多为比较专业化的设配，价格较高， 对于播种 总 面积 大但由分散的 小面积 草坪 组成的 非 专业经营草坪种植业的单位或个人 草坪 不怎么适用。针对这一问题 ，决定设计一种手推离心式 草坪 播种机以满足这类建坪的需要 。 品的用途及使用范围 本设计 设计 的手推 离心式草坪播种机 相对于 传统的用手撒播 的播种方式能将种子撒的更均匀，工作效率更高。 它 用于对草坪数量和质量有一定要求 单位进行播种作业，特别适用于播种总面积大但由分散的小面积草坪组成的草坪的单位 。 本设计 设计 的手推离心式草坪播种机 结构简单，灵活耐用，不受地形、环境和气候的影响，不仅适用于大面积建坪，更适用于在复杂场地条件下建坪使用 。 播种机 的种子箱 落种 口采用可调式，通过调节 搅种装置与落种口 之 间的距离 来控制播种量来适应各种播种 方式和草种的播种需要。 能满足 如 对多种草种，如 苜蓿、狗牙根、三叶草、早熟禾 、 苏丹草、牛尾草、 猫尾草 、黑麦草、高羊茅、紫羊茅等 的播种需要。 。 要技术数指标和重要技术参数 计划设计播种机的主要设计参数 : （ 1） 功率： 348 W （ 2） 轮子转速： 89 r/ 3） 净重量： 40 4） 变速要求：单级 c - 3 - （ 5） 叶轮半径： m （ 6） 播种幅宽： 0.8 m （ 7） 种子箱容量： m 要工作原理 本次设计的手推离心式草坪播种机主要通过播种器 叶轮 高速旋转产生的离心力把草种子撒播出 去 来实现播种。 本次设计 选择人力作为驱动动力。 播种机 工作时由 传力构件将 人 力传递给 播种机 地轮轴 来驱动地轮转动 进行 行 走。为了 让操作者在正常行走速度下操作， 并因执行播种动作的播种器的相对运动方向与人行进的方向垂直， 所以 地轮轴运动 通过增速 转换 机构传递 到执行构件 。 种子靠重力 和安装在种子箱底部的搅种装置顺利通过 种子箱底部的落种口下落到 作为执行构件的 播种器 叶轮 上，在播种器 叶轮高速旋转产生的 离心力的作用下撒播于地面。 工作原理图 如图 2示。 经考虑过的若干方案的比较 常 用的播种方式按播种方式 有： 撒播、条播、穴播、 精播等。它们各有如下特点： （ 1） 条播：将种子按要求的行距、播量和播深成条的播入土壤中，然后进行覆土镇压的方式。种子排出的形式为均匀的种子流，主要应用于谷物播种：小麦、谷子、高粱、油菜等。 （ 2） 穴播：（点播）：按照要求的行距、穴距、穴粒数和播深，将种子定点投入种穴内的方式。主要应用于中耕作物播种：玉米、棉花、花生等。与条播相比，节省种子、传 力 构 件 增速转换机构 执 行 构 件 图 2推离心式草坪播种机原 理图 - 4 - 减少出苗后的间苗管理环节，充分利用水肥条件，提高种子的出苗率和作业效率。 （ 3） 精密播种：按精确的粒数、间距、行距、播深将种子播入土壤的方式。是穴播 的高级形式。 （ 4） 撒播：将种子按要求的播量撒布于地表的方式。一般作物播种很少使用这种方法，多用于大面积种草、植树造林的飞机撒播。 经对比考虑选择适合草坪播种的撒播播种的方式。 考虑播种机的小巧灵活和操作方便性，我选择设计手动式播种机。 机械容易实现的是简单的转动和往复直线运动， 因此 手动 撒播 的形式又有手摇动和用手推动两种。如果用手摇动手柄实现执行构件的往复移动，由于播种机还要靠人力推着向前行进，操作者要完成的动作过多，操作不方便。要使操作者只通过简单的操作即可完成播种动作，可以用手推播种机向前行驶，靠播种机轮 子的转动将转 动运动转变成执行机构旋转产生离心力进行撒播。显然设计成手动 离心式草坪播种机是 可行的。 键问题及解决办法 增速转换机构的设计是本次设计的关键问题。 为了让操作者在正常行走速度下操作 播种 ，传递出去的力应通过增速 转换机构 传递。由于 增速 转换机构的运动输入构件作定轴转动，这样在播 种机动力输入构件 和 增速转换机构的运动输入构件之间，可以 采用链传动，带传动和齿轮传动。为了使所设计的剪草机结构紧凑，采用齿轮传动。 齿轮传动有直齿圆柱齿轮传动，斜齿圆柱齿轮传动，直齿锥齿轮传动和蜗轮蜗杆传动等。 直齿圆柱齿轮传 动和斜齿圆柱齿轮传动的轴线相互 平行，不能起到两轴垂直的作用 ，因此不能作为传动方案。直齿锥齿轮传动和的两轴轴图 2速机构 简图 c - 5 - 线是垂直的，可以满足转动需求。但是 蜗轮蜗杆传动 的效率低，一般 是蜗杆主动，且轴线空间交错，应用到播种机械中，会使支撑结构复杂，影响整体结构紧凑效果。因此，选择直齿锥齿轮传动作为增速 转换 机构。机构组成方案 简图 如图 2 2 所示 。 3 设计计算 说明书 (动参数的计算 在确定行走速度 v 时，既要保证播种机在种子箱装满种子后，播种机能够正常作业，又要保证机组有较高的作业生产率，以速度 v =5 km/h 来设计；考虑到我国一般草坪地块面积小，幅宽窄的特点，撒种幅宽 D 设计为 0.8 m，设计参数 叶轮半径 r 为 m ,考虑叶轮距离地面要有一定的高度选择地轮半径 m， 叶轮距离地面的高度 H 为 m。 根据运动学基本原理，忽略种子与播种盘之间摩擦的情况下，传动比为： 0 05 0 0 2/122212122 d （ 3 式中 力参数计算 草种子 较轻，容易甩出，不需要过大的动力，有经验取人的推力为 F 为 250N,所以两个地轮上所受力的大小为： 125 N 地轮提供转矩带动撒种盘进行机械运动，假定撒种盘所受的力全部来自地轮。 则：P 轮 = F v =250 348 W （ 3 地轮转速： n = 64r/- 6 - 初选 8 级精度直齿锥齿轮 主 动轴承（球轴承） 从动 轴承（球 轴承） 传动机构总效率： 321 动轴 上的所传递的功率大小为： 1 348 345 W 从动 上的所传递的功率大小为： 21 345 321 W 主动轴 上的转速大小为： 289 r/ 上的转速大小为： =r/锥齿轮的设计计算 直齿锥齿轮加工多为刨齿，不宜采用硬齿面，计算步骤如下： 择材料，热处理方式及精度等级 （ 1）齿轮材料。热处理方式由参考文献 1表 6表 6考虑 = +（ 30 50） 要求，小齿轮选用 40质处理，齿面硬度 241 286齿轮选用 42，调质处理， 齿面硬度 217 255 （ 2）精度等级。估计圆周速度不大于 3m/s，根据参考文献 1表 6选 8 级精度。 齿面接触疲劳强度设计 （ 1）确定公式中的各参数值 1） 选齿数。小齿轮齿数 20, 56 c - 7 - 2） 确定极限应力 ，由参考文献 1图 6齿面硬度中间值 260得小齿轮 801 。由参考文献 1图 6齿面硬度中间值 230得大齿轮 402 。 3） 确定寿命系数 题意可知： 。 4） 许用应力由参考文献 1表 6得， 。由参考文献 1式（ 6 M P 80116801l i m 1l i （ 3 M P 40116402l i m 2l i （ 3 5）载荷系数 K。考虑锥齿轮是悬臂布置，由参考文献 1表 6 K= 6）计算小齿 轮传递的转矩 T1 123 1 61161 （ 3 7）齿宽系数 R 。取 。 8）节点区域系数。 Z 。 9）确定材料系数 由参考文献 1表 6得 。 （ 2）计算 1d 和 v 1）小轮大端分度直径 3 1 （ 3 2）小齿轮齿宽中点的分度圆直径1 1 （ 3 3）圆周速度： - 8 - m 1 （ 3 故 8 级精度合适。 算齿轮的主要尺寸 （ 1）模数 m 3911 （ 3 圆整取 。 （ 2）实际大端分度圆直径 020211 （ 3 1 256222 （ 3 （ 3）锥距 R 21 （ 3 （ 4）齿宽 b （ 3 （ 5）分度圆锥角 1 和 2 9 4 2 s 221 ， （ 3 2 （ 6)当量齿数 s 20co s 111 （ 3 s 222 9 - 算轮齿弯曲疲劳强度 （ 1）确定极限应力由参考文献 1图 6齿面硬度中间值 260得小齿轮 90，由参考文献 1图 6齿面硬度中间值 230得大齿轮 802。 （ 2）确定寿命系数 题意可知： 。 （ 3）确定最小安全系数 查参考文献 1表 6 S 。 （ 4）确定许用 应力 m Y （ 3 2 9 01m i i M P F 2802m i n 22l i （ 5）复合齿形系数1参考文献 1表 6 （ 3 （ 6）计算弯曲应力： （ 3 21212 （ 3 所以齿轮弯曲强度足够。 - 10 - 的设计计算 动轴的设计 （ 1）选择主动轴的材料及热处 理方法 该 轴无特殊要求，选择 45 钢调质处理，有参考文献 1表 9的 1- =60 2）初步估算轴径 按钮转强度估算最小直径 按参考文献 1公式（ 9由参考文献 1表 9的 C = 126 103，取 C=115 0345115 3 33m i n （ 3 此轴头上有一键槽，将轴径增大 5%，即 该轴头安装地 轮，根据参考文献 21得地轮内孔直径，取 d = 25 （ 3）主动轴的结构设计 1）确定轴各段直径 。 如图 3据轴各段确定原则 ，从最小直径开始，轴段 、 为轴的最小直径，已取定 d1=5段 考虑地轮定位，取 0段 安装轴承，为便于装拆应取 d3与轴承内径标准系列相符，故 5承型号为 7207）；轴段 安装齿轮，取 0段 为轴环，考虑齿轮定位和固定，取8段 考虑轴承定位与固定，取 2段 安装轴承，取与轴段 同样的直径，取 5段 取与轴段 同样的直径，取 0 2）确定轴的各段长度。齿轮轮毂宽度为 48保证齿轮固定可靠， 轴段 的长度应小于齿轮轮毂宽度 2 6保证齿轮端面与箱体内壁不相碰撞及轴承拆卸方便，齿轮端面与箱体内壁间应有一定间隙，取两者间距为 23保证轴承含在箱体轴承孔中，取轴承端面距箱体内壁距离为 2轴段 、 长度图 3动轴结构 c - 11 - 6=25据轴承宽度 B=17轴段 长度 7据小齿轮直径，取轴段 长度 2+40+23+2+17） =84保证地轮不与轴承端盖相碰，取 22+50）=728， 根据地轮轴孔长度 60 9=58 （ 4）按弯扭组合强度进行强度校核 1） 齿轮上作用力的转矩： 3 7 0 1 989 103 4 66轮 （ 3 齿轮端面的分度圆直径： d = m z =56 2 = 112 （ 3 圆周力： 6 11 1 23 7 0 1 922t 轮 （ 3 径向力： o st a n （ 3 轴向力： 6c o st a n （ 3 2） 绘制轴的受力图，如图 33 3）求水平面内的支反力及弯矩。 求支反力 15 5 56 6 1 求截面 C 处 的弯矩 图 3平面受力 - 12 - 9 0 4） 求垂直面内的支反力及弯矩 求支反力 1 求截面 C 左侧的弯矩 1 求截面 C 右侧的弯矩 8 8 图 3平面上的弯矩 图 3直 面 受力 c - 13 - 5） 求合成弯矩 求截面 C 左侧的弯矩 23977)22 121 （ 3 求截面 C 右侧的弯 矩 22 222 （ 3 6） 按弯扭合成应力校核轴的强度 校核危险截面 C 强度。由于轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，查参考文献 3,取 =的计算应力 M P M 370 62 72)( 3 2222 2 （ 3 图 3直面上的弯矩 图 3成弯矩 - 14 - 前已选定轴的材料为 45 钢，调质处理，并查得 1 = 60 此 1 ,故轴安全。 动轴的设计 （ 1）选择主动轴的材料及热处理方法 该轴无特殊要求，选择 45 钢调质处理，有参考文献 1表 9的 1- =60 2）初步估算轴径 按钮转强度估算最小直径 按参考文献 1公式（ 9由参考文献 1表 9的 C = 126 103，取 C=115。 0321115 3 33m i n ， 此轴头上有一键槽，将轴径增大 5%，即 4 4.2 该轴头安装离合器，取 d = 20 （ 3）主动轴的结构设计 1）确定轴各段直径。如图 3据轴各段确定原则，从最小直径开始，轴段 为轴的最小直径，已取定 0段 安装轴承 ，取 5（轴承型号为 7205）轴段 安装轴套固定和定位轴承，要 与轴承内径标准系列相符，故 5段 安装轴承 ，取 5段 为轴肩 ，考虑 轴承 定位和固定，取 2 2）确定轴的各段长度。考虑离合器安装和离合器距离变速器端盖的距离， 轴段 取 102 轴段 安装轴承，根据轴承的宽度 B= 15 15 段 考虑两轴承之间的距离，取 30 段 安装轴承，根据轴承的宽度 B= 15 3动轴结构图 c - 15 - 取 13 段 ，考虑齿轮端面与箱体的距离，取 25 （ 4）按弯扭组合强度进行强度校核 1)齿轮上作用力的转矩： 1 2 3 1 9 103 2 66 齿轮端面的分度圆直径： d = m z =20 2 = 40周力： 16401231122t 径向力： 11c o st a n 轴向力： 5c o st a n 2） 绘制轴的受力图，如图 33 3）求水平面内的支反力及弯矩。 图 3平受力 F 2 . 5A A F 2 . 5A 直受力 - 16 - 求支反力 1 0 881 1 0 4616 求截面 B 处的弯矩 2 0 0 0 8414 8 841 4） 求垂直面内的支反力及弯矩 求支反力 0 44 1 52 1 1 求截面 B 左侧的弯矩 8 3 6 4412 0 4411 求截面 B 右侧的弯矩 M 平面上的弯矩 M 直面上的弯矩 c - 17 - 6 8 5 5） 求合成弯矩 求截面 B 左侧的弯矩 216 862 121 求截面 B 右侧的弯矩 211 512 222 6） 按弯扭合成应力校核轴的强度 校核危险截面 C 强度。由于轴的单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，查参考文献 3,取 =的计算应力 M P M 123 16 86)( 3 2222 2 前已选定轴的材料为 45 钢，调质处理，并查得 1 = 60 此 1 ,故轴安全。 速器主体尺寸的设计 表 3速器主体尺寸设计计算 名称 计算依据 计算过程 计 算 结 果)(箱座壁厚 81)(1 1240( 8 图 3成弯矩 - 18 - 箱盖壁厚 1 8) 8 箱座凸缘厚度 b 12 箱盖凸缘厚度 1b 12 箱座底凸缘厚度 2b 20 轴承旁联接螺栓直径 1d 盖与箱座联接螺栓直径 2d 8 联接螺栓 2l 100 轴承端盖螺钉直径3d 8 定位销直径d .0 d 8 1d 、 2d 至外箱壁距离 1C 查 4 1611-2 14 12 1d 、 2d 至凸缘边缘距离 2C 查 41611-2 12 10 轴承旁凸台半径 1R 1R= 1C 16 凸台高度 h 60 c - 19 - 轴承座宽度1B )105(21 612148 40 铸造过渡尺寸 11 大齿轮顶圆与内箱壁距离 1 10 齿轮端面与内箱壁距离2 10 15 10 箱盖、箱昨筋厚 1m 、 m 11 m 85.0m 8 10 轴承端盖外径 2D 轴承外径)( 3 1 1 61 1 28)(721 2 41 2 08)(80 120 114 轴承旁联接螺栓距离 S 2 120 114 种器叶轮的设计 选择材料：因为草籽质量轻，材料无特殊要求，选用 45 刚 ， 叶轮 叶片厚度 选为 2造上多采用整体铸造结构和分体铆接或焊接等工艺方法来实现，这也是由其结构特点所决定的 。 根据设计要求，叶轮的直径为 D=10叶片数 Z 按经验公式估算： 11 。计算得叶片数量 Z = 6。 叶片的倾角 90 。 为了降低制造难度，选择直板式 叶片。 设计的叶轮结构如图 3 - 20 - 轮的设计 地轮是两个直径为 30车轮的轴孔中铣一个 8 7的键槽。在轮辐上制作 6 个直径为 40 孔。设计的结构如图 3 图 3轮结构 图 3轮结构 c - 21 - 承的选择和校核 动轴轴承的选择 选择轴轴承的一对 7207承，校核轴承，轴承使用寿命为 10 年，每年按 200天计算。 据滚动轴承型号，查出 0; 核轴轴承是否满足工作要求 （ 1