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下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985本科毕业设计论文（设计）题目小型微耕机设计学院姓名学号专业班级指导教师下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985目录中文摘要英文摘要1微耕机的总体设计111整体的主要结构与工作原理112参数的选择与计算12微耕机传动部分的设计与计算721选择传动方式722传动系统的运动和动力参数83皮带传动的设计与计算831皮带传动832V带传动的设计计算833皮带轮的设计104蜗轮蜗杆的设计与计算115轴的设计和校核计算1451蜗杆轴1452蜗轮轴176轴承的设计和校核计算2161蜗杆轴轴承的计算2162蜗轮轴轴承的计算227键连接设计计算2471发动机轴键2472蜗杆轴键2473蜗轮轴键258附件的设计251压紧轮的设计252挡泥板的设计253阻力杆的设计254润滑和密封形式的选择，润滑油和润滑脂的选择25参考文献26致谢28下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985摘要小型微耕机的定义为发动机功率小于45KW的微耕机定义为小型微耕机。小型微耕机主要由发动机、工作部件、机架和传动系统几个部分组成。它具有重量轻，体积小，结构简单，耕作灵活等特点，具有很好的市场潜力。此次设计的微耕机耕幅为055M,配套采用的动力为36KW的垂直轴发动机。传动方式采用蜗轮蜗杆传动和皮带传动。设计的小型微耕机要保证安全性能和舒适性能，并且要具有很好的经济性。此次设计的微耕机采用压紧轮控制开关，当压紧轮压紧皮带时，皮带传动能够实现。当压紧轮放松时，皮带轮空转，不能实现传动。采用这种开关控制方式，能使机子的传动更加简单，经济性更好。设计的重点在于选择合适的旋耕刀片，发动机，蜗轮蜗杆，皮带轮，还有这些零件的空间分布。关键词小型微耕机、垂直轴发动机、旋耕刀片、蜗轮蜗杆、皮带轮。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985ABSTRACTDEFINITIONOFSMALLTILLERSFORENGINEPOWERTILLERSLESSTHAN45KWDEFINEDFORSMALLTILLERSTILLERISMAINLYCOMPOSEDOFSMALLENGINES,WORKINGPARTS,CHASSISANDTRANSMISSIONOFSEVERALPARTSITISLIGHTWEIGHT,SMALLSIZE,SIMPLESTRUCTURE,FLEXIBLEFEATURESFARMING,WITHGOODMARKETPOTENTIALTHEDESIGNOFMICROFARMINGTRACTORWIDTHOF055M,SUPPORTINGTHEUSEOFFORCEIS36KWVERTICALSHAFTENGINETRANSMISSIONUSINGWORMDRIVEANDBELTDRIVEDESIGNEDTOENSURETHESAFETYOFSMALLTILLERSCONFIDENTIALPERFORMANCEANDCOMFORT,ANDTOHAVEAGOODECONOMYTHEDESIGNOFMICROFARMINGMACHINEPRESSEDWHEELCONTROLSWITCH,WHENPRESSEDPINCHROLLERBELT,BELTDRIVECANBEREALIZEDWHENTHEPINCHROLLERRELAX,IDLEPULLEY,DRIVECANNOTBEACHIEVEDWITHTHISSWITCHCONTROL,MAKETHEMACHINEEASIERTODRIVE,BETTERECONOMYFOCUSOFTHEDESIGNLIESINCHOOSINGTHERIGHTROTARYBLADES,ENGINE,WORM,PULLEYS,ANDTHESPATIALDISTRIBUTIONOFTHESEPARTSKEYWORDSSMALLTILLER,VERTICALSHAFTENGINE,ROTARYBLADE,WORM,PULLEYS下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709851微耕机的总体设计11整体的主要结构与工作原理根据小型微耕机的定义为发动机的功率小于45KW的微耕机定义为小型微耕机。小型微耕机主要由发动机、工作部件、机架和传动系统部分组成。现在设计的微耕机采用36KW的LCIP70FA垂直轴汽油发动机作为配套动力，传动方式为皮带传动与蜗轮蜗杆传动。工作部件为II型旋耕刀片，主要用于水田施肥、稻茬、麦茬较多的田地作业，并且按一定规律固定在刀轴上。小型微耕机工作时，发动机的动力输出轴经过传动装置带动刀轴旋转，刀轴上的刀片自地面由上而下的切削土壤。随着机组前进，旋耕刀片不断切入未耕土壤，并且使切下的土壤抛向后方，与挡泥板相撞，土壤进一步破碎落到地面，达到松土碎土的目的1。小型微耕机适用于丘陵地带，具有体积小、重量轻、耕作灵活等特点，具有很好的市场潜力。结构见图如图11机架2发动机3手把4阻力杆5挡泥板6旋耕刀组7传动机构8独行轮图1整体结构简图12参数的选择与计算121动力部分配套动力选择36KW的LC1P70FA垂直轴汽油发动机，发动机的各项参数如下表所示表1发动机参数发动机类型单缸、四冲程、强制风冷、顶置式气门排量196CC缸径行程70MMX51MM净功率36KW/3600RPM净扭矩105NM（77LBFFT/2500RPM怠速转速1800150R/MIN压缩比841下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985输出旋转方式逆时针（从输出轴端看）点火系统晶体管无触点点火启动方式手拉反冲启动润滑方式飞溅润滑空滤器半干，双滤芯机油容量06L016GAL燃油箱容积10L净重128KG28LB外形尺寸（长宽高）385358278122工作部件（1机组前进速度根据驾驶者在田间的行走速度及农艺的要求，大小一般MV控制在055088之间。2耕幅B耕幅的大小与发动机输出轴的额定功率之间的关系式为B026029M式中N旋耕机发动机的额定功率（KW已知N36KW则B049055M。3耕深根据以往经验及农艺技术要求，一般在10CM以上。4）刀辊转速常用刀辊转速为190280R/MIN。1（5）刀片的选择及刀片的设计根据南方丘陵田地的特点选择刀座式II型旋耕刀，主要用于水田施肥，稻茬麦茬较多的田地作业。根据微耕机外形尺寸及耕深的需要，选择刀轴回转半径R为195MM的旋耕刀片。型号为IIT195。2刀座式旋耕刀刀柄尺寸如图图2刀座式旋耕刀刀柄尺寸刀座式旋耕刀刀柄尺寸选择如表2表2刀座式旋耕刀刀柄尺寸尺寸刀柄类型ABDEF下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985S25100510555225T30100512570230刀座的尺寸见图3RGPKMNR51HCDZY图3精密铸造刀座刀座尺寸的选择见表3表3刀座的尺寸尺寸C刀柄类型KPGDYZ精密铸造焊合HMNS7557201142462616519T956725132111475131185214刀身尺寸刀座式旋耕刀刀身尺寸见图4和表4下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985BC1RR1NAR0C2K图4刀座式旋耕刀刀身尺寸刀身尺寸的选择见表4表4刀座式旋耕刀刀身尺寸刀身尺寸刀型号RR0MAXR1BHARC1C2LIIS1953545IIT19519512537185245554050203042521203550102012注侧切刃曲线推荐采用公式RNR0KN刀和刀座的符号及名称见表5表5符号及名称序号符号名称1A刀柄宽度2B刀柄厚度3D孔径4E回转中心到刀柄孔中心的距离5F孔中心到刀柄顶部的距离6R刀辊回转半径7R0侧切刃起始半径8RN侧切刃上任意点的半径9MAX侧切刃的包角下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098510R1侧切刃终点半径11B工作幅宽12H正切面端面刀高13A正切面顶部宽度14R正切面弯折半径15侧切刃终点半径与弯折线之夹角16正切面弯折角17C1正切面侧面宽度18C2刃口厚度19L刃口宽度20S刀身长度尺寸21E孔中心到刀背距离22G孔中心到边缘距离23L刀柄固定孔中心距24K回转中心至刀座底部的距离25P刀座长度26G刀座孔至刀座顶部距离27Y刀座厚度28Z刀座内腔宽度29C刀座宽度30H刀座内腔长度31M六角对边宽度32N六角对角宽度刀片技术要求与质量指标应符合表6的规定表6技术要求与质量指标单位（MM指标序号项目刀座式旋耕刀1刀柄硬度38HRC45HRC2刀身厚度48HRC54HRC刀柄回火屈氏体3金相组织刀身回火马氏体4单边脱碳层厚度02R195上极限为0，下极限为45弯刀回转半径偏差R195上极限为0，下极限为36刀身长度尺寸偏差7工作幅度偏差48刀柄厚度1005下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709859刀柄厚度偏差S2510刀柄宽度T3011刀柄固定孔对称度05S10512刀柄固定孔孔径T12513刀柄固定孔中心距偏差14正切面弯折角偏差215刃口宽度12216刃口宽度偏差17刃口厚度102018刃口线质量刃口线应光滑19防锈措施进行防锈处理20单刀功率消耗样刀功率消耗21表面质量刀面不应有裂纹6）刀片的排列组合采用螺旋线排列，刀辊每转过360/Z就有一把弯刀入土，能使扭矩较为均衡。减少扭矩波动幅度。使刀轴左右弯刀交替入土，减少了旋耕刀对微耕机重心的转矩，保持机架工作的直线型。同时左右弯刀交替入土，可减少刀辊轴承的侧压力，切割区几把弯刀的切土量要求相近，尽可能增大轴向相邻两把弯刀间夹角，以避免堵塞。3旋耕刀片的排列组合如图5036912584703643图5弯刀排列2微耕机传动部分的设计与计算21选择传动方式根据发动机的转速为3600R/MIN刀辊转速为190280R/MIN减速方式选择以下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985皮带减速和蜗轮蜗杆两级减速。传动组合方式如图61垂直轴发动机2皮带3皮带轮4蜗轮蜗杆图6传动结构简图22传动系统的运动和动力参数1总传动比6142/360/0NI2分配传动装置各级传动比皮带轮5/21I蜗轮蜗杆传动比取79I3各轴功率参数的计算0轴（电机轴）MNNPTKWD59I/36001轴（蜗杆轴）MNNPTIKW1793950I/2412轴（蜗轮轴）MNNPTIK5214950I/62221下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985轴名功率P/KW转矩T/NM转速R/MIN传动比I效率0轴369553600111轴3312131792400150922轴2951145222469750893皮带传动的设计与计算31皮带传动选择带型根据机器需要，查机械设计手册选择齿形V带，承载层为绳芯结构，内周制成齿形的V带。特点是散热性好，与轮槽粘附性好，是曲挠性最好的V带。带传动的效率普通V带帘布结构8792；绳芯结构9296。32V带传动的设计计算1设计功率PDPDKAP1236KW432KW2选择带型根据机械设计手册中图1412，图1413，选用A型V带。3传动比I51AN21PD4小带轮的基准直径按表1418，表1419，选定。DMD105大带轮直径由式2D，按表84,54812I按表14119选取标准值150MM。7带速V。SMNP/0631068初定轴间距ADD250,501702这里取即9所需V带基准长度LD下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985MADDALD28954201210查机械设计手册，就近取LD900MM。10实际轴间距LD011小带轮包角1516837250183571802AD12V带根数,9LK13取整Z211APDZ14单根皮带的预紧力F0V带的密度SMVKG/851,0NMVZKFDA81252015作用在轴上的力FRZR34SIN1016载荷G的值可由下式算出NFF36126581215,000为预紧力的修正值，17压紧轮所需要的总的压紧力GZ74033皮带轮的设计331小皮带轮的轮缘尺寸如图7，表7BDFEBHAL1图7小皮带轮轮缘表7小皮带轮轮缘尺寸下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985项目符号A基准宽度BD11基准线上槽宽HAMIN275基准线下槽宽HFMIN87槽间距E1503第一槽对称面至端面9最小距离FMIN9槽间距累积极限偏差06带轮宽BZ1E2F外径DADD2HA轮槽角34332大皮带轮的轮缘尺寸见图8表8BDFEHAL1图8大皮带轮轮缘表8大皮带轮轮缘尺寸项目符号A基准宽度BD11基准线上槽宽HAMIN275基准线下槽宽HFMIN87槽间距E1503第一槽对称面至端面9最小距离FMIN9槽间距累积极限偏差06带轮宽BZ1E2F外径DADD2HA轮槽角364蜗轮蜗杆的设计与计算下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709851选择蜗杆传动类型根据GB/100851988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI2选择材料考虑到蜗杆传动功率不大，速度只是中等，精度等级为8级，故蜗杆用45钢。因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为4555HRC，蜗轮轮缘材料用ZCUSN10P1砂模铸造。3确定蜗杆涡轮齿数蜗轮转速为39ZI,4Z,7591211取传动比IMIN/R246N4按齿面疲劳强度进行设计（1）根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。传动中心距23HPEZKTA2蜗杆转矩T2按Z14,估取效率，则80MNNNPT10286315915962623载荷系数5VAK4）弹性影响系数2160MPAZE5接触系数先假设蜗杆分圆直径和传动中心距的比值，可查DA3501D得。72PZ6确定需用接触应力H根据蜗轮材料为铸锡磷锡铜，金属模制造，查得蜗轮基本需用接触应力。MPAP268应力循环次数7210954790160HLJNN寿命系数895187HK则MPANH621407计算中心距MA579621408213下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985取中心距。取模数，蜗杆分度圆直径759,80IMA153M。可查得接触系数因为,因此以上43,5311DD这时,62PZPZ计算结果可用。5蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸1蜗杆齿根圆直径齿顶圆直径直径系数轴向齿距,601013251MDQPAA638381分度圆导程角FD542S蜗杆轴向齿厚2蜗轮MDBZMXA286706515152909222蜗轮宽度蜗杆宽度蜗轮分度圆直径，变位系数蜗轮齿数6校核齿根弯曲疲劳强度08614264“293COS3321YZYKTFAVFAF螺旋角系数齿形系数当量齿数462801538253061691576PFNFNWOMAPAKK寿命系数蜗轮的许用弯曲应力许用弯曲应力所以弯曲强度是满足的。7验算效率TAN960VS/473M“291COS0/DCOS/V11S齿面相对滑动速度,25VVF查得当量摩擦角下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985大于原8903129TAN9605TAN9605V代入式估计值，因此不用重算。5轴的设计和校核计算51蜗杆轴1选择轴的材料为45钢,正火,硬度为HB1702172按扭转强度估算轴径，按与大带轮的标准原则，取MNPCD4612/3直径MD03初选轴的结构将支撑布置成两端固定式结构，轴承初选33205（一对,D25MM,D52MM,B22MM4,轴的空间受力MNNPT13792403159105961615296262NDTFT57453191NR7620TAN812TAN2NDTFA65421轴的空间受力如图9BZYXAFT1RADZXYC下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985图95剪切力及其弯矩的计算1垂直面受力如图10MAYFBZAR1FDZC图1002620561,0DZRDZRBZFMAFM求得NZZ17347剪力图及弯矩图如图11MV48573129786图11（2）水平面受力图如图12FBXT1FDXCYA图12下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709850260,1DXTBXFFM求得NZX571,37剪力图及弯矩图如图13HM17342图13（3）合成弯矩的计算2HVM合成弯矩图如图14987561图14（4扭矩图如图15下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985T1379图15（5）校核轴的强度已知轴的弯矩和扭矩后，仅对B,C截面做弯矩合成强度校核计算。转矩按脉动循环考虑，取60对于B截面，MDNTMM20,1379,52987TCE30MPAPADWBBCEE5573021083571对于C截面，MDNTMM3,9,9E57362MPAPADWBBCEE591253101因此蜗杆轴满足校核的要求。52蜗轮轴1选择轴的材料为45钢,正火,硬度为HB1702172按扭转强度估算轴径，按与大带轮的标准原则，MNPCD3420/3取直径MD0下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709853初选轴的结构将支撑布置成两端固定式结构，轴承初选32005（一对,D25MM,D47MM,B15MM4,轴的空间受力MNT13794522FAT861NR72TA5421轴的空间受力如图16BZYFXAA1DZXYCFET2RMEME图166剪切力及其弯矩的计算1垂直面受力如图17YFBZDZAFET2MEMEC0105710,2EEBZATZZMFFMC下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985求得NFDZB108剪力图及弯矩图如图185105VMV28377图18（3）水平面受力图如图19FBXDXR2CEAYA图1905173,002MAFFMBRBXDRX求得NX964,164剪力图及弯矩图如图20HMY196428735下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985图20（4）合成弯矩的计算2HVM合成弯矩图如图21DBCEAY8125307415图21（5扭矩图如图22T57186图22（6）校核轴的强度已知轴的弯矩和扭矩后，仅对B,C截面做弯矩合成强度校核计算。转矩按脉动循环考虑，取60对于B截面，MDNTMNM25,65718,281TCE43MPAPADWBBCEE539285104361对于C截面，MDNTMNM30,6578,074下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985MNTMCE5462912MPAMPADWBBCEE514730146291因此蜗轮轴满足校核的要求。6轴承的设计和校核计算61蜗杆轴轴承的计算（1）选取轴承33205（一对），查手册主要性能参数如下E035NCR8250NR120（2）轴承受力分析如图23图23（3）NFR176314502FR3172NFRRR295321211FRRR22261,/YS下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985NFA1862，方向向右；方向向左；S,972NFSAA1862041370E61,40,248YXERA轴承一冲击0,3120F轴承二载荷系数31DF当量动载荷ARYXFPNNP574,47521轴承寿命MIN/240,7,310,6010RNKWCPNLRRH寿命合格。,284H62蜗轮轴轴承的计算（1）选取轴承32005（一对），查手册主要性能参数如下E043NCR280R340（2）轴承受力分析如图24下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985FR2SAS1图24（3）NFR1082FR96421NFRRR8196521211FRRR422241,/YSNA574，方向向左；方向向右；31,02SFNSAA70285912E04341,40,64YXEFRA轴承一08轴承二冲击载荷系数31DF下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985当量动载荷ARDYFXFPNNP86203,315轴承寿命MIN/246,8,31,6710RNKWCPNLRRH寿命合格。,08310HH7键连接设计计算71发动机轴键材料选钢，则1205PMA键的选择和参数选用普通平键B型。根据轴径D25MM,选平键剖面尺寸B8MM,H7MM,根据轮毂长45MM,选择标准键长L28MM转矩MNT59接触长度BLL2028MML校核强度MPAHLDP728594P故满足要求72蜗杆轴键材料选钢，则1205PMA下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985键的选择和参数选用普通平键，圆头。由手册查得D22MM时，应选用78HB转矩MNT1793MNT1793键长选择标准键长L28MML28接触长度BLL20L0校核强度MPADHLP17271394P故满足要求73蜗轮轴键材料选钢，则1205PMA键的选择和参数选用普通平键圆头A型。根据轴径D30MM,选平键剖面尺寸B8MM,H7MM,选择标准键长L28MMML2转矩MNT5214NT514接触长度BLL0L0校核强度MPAHLDP109371452PP故满足要求8附件的设计下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709851压紧轮的设计2挡泥板的设计3阻力杆的设计4润滑和密封形式的选择，润滑油和润滑脂的选择1）齿轮、蜗杆及蜗轮的润滑在减速器中，蜗杆采用浸油润滑。浸油深度一般要求浸没蜗杆螺纹高度，但不高于蜗杆轴承最低一个滚动体中心高。2）滚动轴承的润滑蜗杆轴齿轮上轴承选择油润滑，其他两轴上轴承采用油脂润滑，采用脂润滑轴承的时候，为避免稀油稀释油脂，需用挡油环将轴承与箱体内部隔开。3）密封形式的选择为防止机体内润滑剂外泄和外部杂质进入机体内部影响机体工作，在构成机体的各零件间，如箱盖与箱座间、及外伸轴的输出、输入轴与轴承盖间，需设置不同形式的密封装置。本设计中，输入轴与轴承盖间，采用橡胶油封，因为橡胶油封适用于较高的工作速度。输出轴与轴承盖间采用毡圈油封，因为毡圈油封适用于脂润滑及转速不高的油润滑。4）技术要求1螺钉、螺栓和螺母紧固时，严禁打击或使用不合适的旋具和扳手。紧固后螺钉槽、螺母和螺钉、螺栓头部不得损坏。2零件在装配前必须清理和清洗干净，不得有毛刺、飞边、氧化皮、锈蚀、切屑、油污、着色剂和灰尘等。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985参考文献1张柯柯，卢剑锋，张富贵微耕机的结构设计与动力学分析2中华人民共和国质量监督检验检疫总局，中华人名共和国国家标准，旋耕机械刀和刀座GB/T566920083许颖，李祥，阳绪英等，微耕机用旋耕刀的标准化研究4中华人民共和国工业和信息化部发布，中华人民共和国机械行业标准，微型耕耘机，JB/102662013致谢本次毕业设计，是在刘木华教授的悉心指导下完成的，同时也非常感谢严霖元老师给予的帮组。通过本次设计，不仅检验了我大学四年来知识积累的程度，而且丰富了我在实际设计中经验的累积，更是对我设计思想的一次全面升华。在设计过程中，我本着认真刻苦的态度去学习设计的步骤、方法、以及经下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985验，但是由于该设计许多方面的细节问题涉及面太广，而本人知识面和能力都极其有限，同时由于时间仓促，因而不能科学详尽地做出正确的选择与判断。所以设计中难免出现很多错误。虽然有这些不足和遗憾，但是总的来说，该设计还是比较成功的。基本上完成了这台微耕机设计和一些零部件设计，能够实现预期的所有功能，成功的完成了老师布置的任务。不够完善的地方还望各位老师同学不吝赐教，敬请斧正。在这一个学期的设计过程中，我们得到了有丰富工作经验的指导老师的大力支持和帮助，在设计过程中他们不知疲倦、不厌其烦的给我们分析和讲解，而且也给我们灌输了一些先进的设计方法和设计理念，使我们大受裨益。在此，我忠心地向刘木华教授和严霖元教授表示感谢。同时，在设计过程中，我也得到了宋科金峰、许方城、龚洋洋很多同学的支持和帮助，在此，我一同表示最忠诚的感谢。本科毕业设计论文（设计）题目小型微耕机设计学院姓名学号专业班级指导教师目录中文摘要英文摘要1微耕机的总体设计111整体的主要结构与工作原理112参数的选择与计算12微耕机传动部分的设计与计算721选择传动方式722传动系统的运动和动力参数83皮带传动的设计与计算831皮带传动832V带传动的设计计算833皮带轮的设计104蜗轮蜗杆的设计与计算115轴的设计和校核计算1451蜗杆轴1452蜗轮轴176轴承的设计和校核计算2161蜗杆轴轴承的计算2162蜗轮轴轴承的计算227键连接设计计算2471发动机轴键2472蜗杆轴键2473蜗轮轴键258附件的设计251压紧轮的设计252挡泥板的设计253阻力杆的设计254润滑和密封形式的选择，润滑油和润滑脂的选择25参考文献26致谢28摘要小型微耕机的定义为发动机功率小于45KW的微耕机定义为小型微耕机。小型微耕机主要由发动机、工作部件、机架和传动系统几个部分组成。它具有重量轻，体积小，结构简单，耕作灵活等特点，具有很好的市场潜力。此次设计的微耕机耕幅为055M,配套采用的动力为36KW的垂直轴发动机。传动方式采用蜗轮蜗杆传动和皮带传动。设计的小型微耕机要保证安全性能和舒适性能，并且要具有很好的经济性。此次设计的微耕机采用压紧轮控制开关，当压紧轮压紧皮带时，皮带传动能够实现。当压紧轮放松时，皮带轮空转，不能实现传动。采用这种开关控制方式，能使机子的传动更加简单，经济性更好。设计的重点在于选择合适的旋耕刀片，发动机，蜗轮蜗杆，皮带轮，还有这些零件的空间分布。关键词小型微耕机、垂直轴发动机、旋耕刀片、蜗轮蜗杆、皮带轮。ABSTRACTDEFINITIONOFSMALLTILLERSFORENGINEPOWERTILLERSLESSTHAN45KWDEFINEDFORSMALLTILLERSTILLERISMAINLYCOMPOSEDOFSMALLENGINES,WORKINGPARTS,CHASSISANDTRANSMISSIONOFSEVERALPARTSITISLIGHTWEIGHT,SMALLSIZE,SIMPLESTRUCTURE,FLEXIBLEFEATURESFARMING,WITHGOODMARKETPOTENTIALTHEDESIGNOFMICROFARMINGTRACTORWIDTHOF055M,SUPPORTINGTHEUSEOFFORCEIS36KWVERTICALSHAFTENGINETRANSMISSIONUSINGWORMDRIVEANDBELTDRIVEDESIGNEDTOENSURETHESAFETYOFSMALLTILLERSCONFIDENTIALPERFORMANCEANDCOMFORT,ANDTOHAVEAGOODECONOMYTHEDESIGNOFMICROFARMINGMACHINEPRESSEDWHEELCONTROLSWITCH,WHENPRESSEDPINCHROLLERBELT,BELTDRIVECANBEREALIZEDWHENTHEPINCHROLLERRELAX,IDLEPULLEY,DRIVECANNOTBEACHIEVEDWITHTHISSWITCHCONTROL,MAKETHEMACHINEEASIERTODRIVE,BETTERECONOMYFOCUSOFTHEDESIGNLIESINCHOOSINGTHERIGHTROTARYBLADES,ENGINE,WORM,PULLEYS,ANDTHESPATIALDISTRIBUTIONOFTHESEPARTSKEYWORDSSMALLTILLER,VERTICALSHAFTENGINE,ROTARYBLADE,WORM,PULLEYS小型微耕机,姓名：,设计内容,1、微耕机的总体设计 2、微耕机传动部分的设计与计算 3、蜗轮蜗杆的设计与计算 4、轴的设计与校核计算 5、轴承的设计与校核计算 6、附件的设计,设计意义,根据小型微耕机的定义为：发动机功率小于4.5kw的微耕机为小型微耕机。小型微耕机适用于丘陵地区，具有体积小，重量轻，耕作灵活等特点，具有很好的市场潜力。,1. 微耕机的总体设计,1.机架 2.发动机 3.手把 4.阻力杆 5.挡泥板 6.旋耕刀组 7.传动机构 8.独行轮,2. 微耕机传动部分的设计,1.垂直轴发动机 2.皮带 3.皮带轮 4.蜗轮蜗杆 传动结构简图,弯刀排列,3.蜗轮蜗杆的设计,根据GB/10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI).确定蜗杆涡轮齿数Z1=4，Z2=39蜗轮转速为：246r/min传动比为9.75,4. 轴的设计,1.蜗杆轴选择轴的材料为45钢,正火,硬度为HB=170-217,2.蜗轮轴1.选择轴的材料为45钢,正火,硬度为HB=170-217,5.轴承的设计,蜗杆轴承的受力分析 涡轮轴受力分析,6 键连接设计,发动机轴键的选择和参数：选用普通平键B型。b=8mm,h=7mm,键长L=28mm 蜗杆轴键的选择和参数：选用普通平键，圆头。 d=22mm时准键长L=28mm 涡轮轴键的选择和参数：选用普通平键圆头A型，b=8mm,h=7mm,选择标准键长L=28mm,7 附件的设计,齿轮、蜗杆及蜗轮的润滑在减速器中，蜗杆采用浸油润滑。浸油深度一般要求浸没蜗杆螺纹高度，但不高于蜗杆轴承最低一个滚动体中心高。滚动轴承的润滑蜗杆轴齿轮上轴承选择油润滑，其他两轴上轴承采用油脂润滑，采用脂润滑轴承的时候，为避免稀油稀释油脂，需用挡油环将轴承与箱体内部隔开。密封形式的选择为防止机体内润滑剂外泄和外部杂质进入机体内部影响机体工作，在构成机体的各零件间，如箱盖与箱座间、及外伸轴的输出、输入轴与轴承盖间，需设置不同形式的密封装置。本设计中，输入轴与轴承盖间，采用橡胶油封，因为橡胶油封适用于较高的工作速度。输出轴与轴承盖间采用毡圈油封，因为毡圈油封适用于脂润滑及转速不高的油润滑。,8 技术要求,1.螺钉、螺栓和螺母紧固时，严禁打击或使用不合适的旋具和扳手。紧固后螺钉槽、螺母和螺钉、螺栓头部不得损坏。2.装配过程中零件不允许磕、碰、划伤和锈蚀。3.零件在装配前必须清理和清洗干净，不得有毛刺、飞边、氧化皮、锈蚀、切屑、油污、着色剂和灰尘等。,致谢,非常感谢刘木华指导老师的指导和评改，也非常感谢那些帮助和支持我的同学。 谢谢所有评委老师，欢迎各位老师提出宝贵的意见和建议！,本科毕业设计论文（设计）题目小型微耕机设计学院姓名学号专业班级指导教师目录中文摘要英文摘要1微耕机的总体设计111整体的主要结构与工作原理112参数的选择与计算12微耕机传动部分的设计与计算721选择传动方式722传动系统的运动和动力参数83皮带传动的设计与计算831皮带传动832V带传动的设计计算833皮带轮的设计104蜗轮蜗杆的设计与计算115轴的设计和校核计算1451蜗杆轴1452蜗轮轴176轴承的设计和校核计算2161蜗杆轴轴承的计算2162蜗轮轴轴承的计算227键连接设计计算2471发动机轴键2472蜗杆轴键2473蜗轮轴键258附件的设计251压紧轮的设计252挡泥板的设计253阻力杆的设计254润滑和密封形式的选择，润滑油和润滑脂的选择25参考文献26致谢28摘要小型微耕机的定义为发动机功率小于45KW的微耕机定义为小型微耕机。小型微耕机主要由发动机、工作部件、机架和传动系统几个部分组成。它具有重量轻，体积小，结构简单，耕作灵活等特点，具有很好的市场潜力。此次设计的微耕机耕幅为055M,配套采用的动力为36KW的垂直轴发动机。传动方式采用蜗轮蜗杆传动和皮带传动。设计的小型微耕机要保证安全性能和舒适性能，并且要具有很好的经济性。此次设计的微耕机采用压紧轮控制开关，当压紧轮压紧皮带时，皮带传动能够实现。当压紧轮放松时，皮带轮空转，不能实现传动。采用这种开关控制方式，能使机子的传动更加简单，经济性更好。设计的重点在于选择合适的旋耕刀片，发动机，蜗轮蜗杆，皮带轮，还有这些零件的空间分布。关键词小型微耕机、垂直轴发动机、旋耕刀片、蜗轮蜗杆、皮带轮。ABSTRACTDEFINITIONOFSMALLTILLERSFORENGINEPOWERTILLERSLESSTHAN45KWDEFINEDFORSMALLTILLERSTILLERISMAINLYCOMPOSEDOFSMALLENGINES,WORKINGPARTS,CHASSISANDTRANSMISSIONOFSEVERALPARTSITISLIGHTWEIGHT,SMALLSIZE,SIMPLESTRUCTURE,FLEXIBLEFEATURESFARMING,WITHGOODMARKETPOTENTIALTHEDESIGNOFMICROFARMINGTRACTORWIDTHOF055M,SUPPORTINGTHEUSEOFFORCEIS36KWVERTICALSHAFTENGINETRANSMISSIONUSINGWORMDRIVEANDBELTDRIVEDESIGNEDTOENSURETHESAFETYOFSMALLTILLERSCONFIDENTIALPERFORMANCEANDCOMFORT,ANDTOHAVEAGOODECONOMYTHEDESIGNOFMICROFARMINGMACHINEPRESSEDWHEELCONTROLSWITCH,WHENPRESSEDPINCHROLLERBELT,BELTDRIVECANBEREALIZEDWHENTHEPINCHROLLERRELAX,IDLEPULLEY,DRIVECANNOTBEACHIEVEDWITHTHISSWITCHCONTROL,MAKETHEMACHINEEASIERTODRIVE,BETTERECONOMYFOCUSOFTHEDESIGNLIESINCHOOSINGTHERIGHTROTARYBLADES,ENGINE,WORM,PULLEYS,ANDTHESPATIALDISTRIBUTIONOFTHESEPARTSKEYWORDSSMALLTILLER,VERTICALSHAFTENGINE,ROTARYBLADE,WORM,PULLEYS1微耕机的总体设计11整体的主要结构与工作原理根据小型微耕机的定义为发动机的功率小于45KW的微耕机定义为小型微耕机。小型微耕机主要由发动机、工作部件、机架和传动系统部分组成。现在设计的微耕机采用36KW的LCIP70FA垂直轴汽油发动机作为配套动力，传动方式为皮带传动与蜗轮蜗杆传动。工作部件为II型旋耕刀片，主要用于水田施肥、稻茬、麦茬较多的田地作业，并且按一定规律固定在刀轴上。小型微耕机工作时，发动机的动力输出轴经过传动装置带动刀轴旋转，刀轴上的刀片自地面由上而下的切削土壤。随着机组前进，旋耕刀片不断切入未耕土壤，并且使切下的土壤抛向后方，与挡泥板相撞，土壤进一步破碎落到地面，达到松土碎土的目的1。小型微耕机适用于丘陵地带，具有体积小、重量轻、耕作灵活等特点，具有很好的市场潜力。结构见图如图11机架2发动机3手把4阻力杆5挡泥板6旋耕刀组7传动机构8独行轮图1整体结构简图12参数的选择与计算121动力部分配套动力选择36KW的LC1P70FA垂直轴汽油发动机，发动机的各项参数如下表所示表1发动机参数发动机类型单缸、四冲程、强制风冷、顶置式气门排量196CC缸径行程70MMX51MM净功率36KW/3600RPM净扭矩105NM（77LBFFT/2500RPM怠速转速1800150R/MIN压缩比841输出旋转方式逆时针（从输出轴端看）点火系统晶体管无触点点火启动方式手拉反冲启动润滑方式飞溅润滑空滤器半干，双滤芯机油容量06L016GAL燃油箱容积10L净重128KG28LB外形尺寸（长宽高）385358278122工作部件（1机组前进速度根据驾驶者在田间的行走速度及农艺的要求，大小一般MV控制在055088之间。2耕幅B耕幅的大小与发动机输出轴的额定功率之间的关系式为B026029M式中N旋耕机发动机的额定功率（KW已知N36KW则B049055M。3耕深根据以往经验及农艺技术要求，一般在10CM以上。4）刀辊转速常用刀辊转速为190280R/MIN。1（5）刀片的选择及刀片的设计根据南方丘陵田地的特点选择刀座式II型旋耕刀，主要用于水田施肥，稻茬麦茬较多的田地作业。根据微耕机外形尺寸及耕深的需要，选择刀轴回转半径R为195MM的旋耕刀片。型号为IIT195。2刀座式旋耕刀刀柄尺寸如图图2刀座式旋耕刀刀柄尺寸刀座式旋耕刀刀柄尺寸选择如表2表2刀座式旋耕刀刀柄尺寸尺寸刀柄类型ABDEFS25100510555225T30100512570230刀座的尺寸见图3RGPKMNR51HCDZY图3精密铸造刀座刀座尺寸的选择见表3表3刀座的尺寸尺寸C刀柄类型KPGDYZ精密铸造焊合HMNS7557201142462616519T956725132111475131185214刀身尺寸刀座式旋耕刀刀身尺寸见图4和表4BC1RR1NAR0C2K图4刀座式旋耕刀刀身尺寸刀身尺寸的选择见表4表4刀座式旋耕刀刀身尺寸刀身尺寸刀型号RR0MAXR1BHARC1C2LIIS1953545IIT19519512537185245554050203042521203550102012注侧切刃曲线推荐采用公式RNR0KN刀和刀座的符号及名称见表5表5符号及名称序号符号名称1A刀柄宽度2B刀柄厚度3D孔径4E回转中心到刀柄孔中心的距离5F孔中心到刀柄顶部的距离6R刀辊回转半径7R0侧切刃起始半径8RN侧切刃上任意点的半径9MAX侧切刃的包角10R1侧切刃终点半径11B工作幅宽12H正切面端面刀高13A正切面顶部宽度14R正切面弯折半径15侧切刃终点半径与弯折线之夹角16正切面弯折角17C1正切面侧面宽度18C2刃口厚度19L刃口宽度20S刀身长度尺寸21E孔中心到刀背距离22G孔中心到边缘距离23L刀柄固定孔中心距24K回转中心至刀座底部的距离25P刀座长度26G刀座孔至刀座顶部距离27Y刀座厚度28Z刀座内腔宽度29C刀座宽度30H刀座内腔长度31M六角对边宽度32N六角对角宽度刀片技术要求与质量指标应符合表6的规定表6技术要求与质量指标单位（MM指标序号项目刀座式旋耕刀1刀柄硬度38HRC45HRC2刀身厚度48HRC54HRC刀柄回火屈氏体3金相组织刀身回火马氏体4单边脱碳层厚度02R195上极限为0，下极限为45弯刀回转半径偏差R195上极限为0，下极限为36刀身长度尺寸偏差7工作幅度偏差48刀柄厚度10059刀柄厚度偏差S2510刀柄宽度T3011刀柄固定孔对称度05S10512刀柄固定孔孔径T12513刀柄固定孔中心距偏差14正切面弯折角偏差215刃口宽度12216刃口宽度偏差17刃口厚度102018刃口线质量刃口线应光滑19防锈措施进行防锈处理20单刀功率消耗样刀功率消耗21表面质量刀面不应有裂纹6）刀片的排列组合采用螺旋线排列，刀辊每转过360/Z就有一把弯刀入土，能使扭矩较为均衡。减少扭矩波动幅度。使刀轴左右弯刀交替入土，减少了旋耕刀对微耕机重心的转矩，保持机架工作的直线型。同时左右弯刀交替入土，可减少刀辊轴承的侧压力，切割区几把弯刀的切土量要求相近，尽可能增大轴向相邻两把弯刀间夹角，以避免堵塞。3旋耕刀片的排列组合如图5036912584703643图5弯刀排列2微耕机传动部分的设计与计算21选择传动方式根据发动机的转速为3600R/MIN刀辊转速为190280R/MIN减速方式选择以皮带减速和蜗轮蜗杆两级减速。传动组合方式如图61垂直轴发动机2皮带3皮带轮4蜗轮蜗杆图6传动结构简图22传动系统的运动和动力参数1总传动比6142/360/0NI2分配传动装置各级传动比皮带轮5/21I蜗轮蜗杆传动比取79I3各轴功率参数的计算0轴（电机轴）MNNPTKWD59I/36001轴（蜗杆轴）MNNPTIKW1793950I/2412轴（蜗轮轴）MNNPTIK5214950I/62221轴名功率P/KW转矩T/NM转速R/MIN传动比I效率0轴369553600111轴3312131792400150922轴2951145222469750893皮带传动的设计与计算31皮带传动选择带型根据机器需要，查机械设计手册选择齿形V带，承载层为绳芯结构，内周制成齿形的V带。特点是散热性好，与轮槽粘附性好，是曲挠性最好的V带。带传动的效率普通V带帘布结构8792；绳芯结构9296。32V带传动的设计计算1设计功率PDPDKAP1236KW432KW2选择带型根据机械设计手册中图1412，图1413，选用A型V带。3传动比I51AN21PD4小带轮的基准直径按表1418，表1419，选定。DMD105大带轮直径由式2D，按表84,54812I按表14119选取标准值150MM。7带速V。SMNP/0631068初定轴间距ADD250,501702这里取即9所需V带基准长度LDMADDALD28954201210查机械设计手册，就近取LD900MM。10实际轴间距LD011小带轮包角1516837250183571802AD12V带根数,9LK13取整Z211APDZ14单根皮带的预紧力F0V带的密度SMVKG/851,0NMVZKFDA81252015作用在轴上的力FRZR34SIN1016载荷G的值可由下式算出NFF36126581215,000为预紧力的修正值，17压紧轮所需要的总的压紧力GZ74033皮带轮的设计331小皮带轮的轮缘尺寸如图7，表7BDFEBHAL1图7小皮带轮轮缘表7小皮带轮轮缘尺寸项目符号A基准宽度BD11基准线上槽宽HAMIN275基准线下槽宽HFMIN87槽间距E1503第一槽对称面至端面9最小距离FMIN9槽间距累积极限偏差06带轮宽BZ1E2F外径DADD2HA轮槽角34332大皮带轮的轮缘尺寸见图8表8BDFEHAL1图8大皮带轮轮缘表8大皮带轮轮缘尺寸项目符号A基准宽度BD11基准线上槽宽HAMIN275基准线下槽宽HFMIN87槽间距E1503第一槽对称面至端面9最小距离FMIN9槽间距累积极限偏差06带轮宽BZ1E2F外径DADD2HA轮槽角364蜗轮蜗杆的设计与计算1选择蜗杆传动类型根据GB/100851988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI2选择材料考虑到蜗杆传动功率不大，速度只是中等，精度等级为8级，故蜗杆用45钢。因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为4555HRC，蜗轮轮缘材料用ZCUSN10P1砂模铸造。3确定蜗杆涡轮齿数蜗轮转速为39ZI,4Z,7591211取传动比IMIN/R246N4按齿面疲劳强度进行设计（1）根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。传动中心距23HPEZKTA2蜗杆转矩T2按Z14,估取效率，则80MNNNPT10286315915962623载荷系数5VAK4）弹性影响系数2160MPAZE5接触系数先假设蜗杆分圆直径和传动中心距的比值，可查DA3501D得。72PZ6确定需用接触应力H根据蜗轮材料为铸锡磷锡铜，金属模制造，查得蜗轮基本需用接触应力。MPAP268应力循环次数7210954790160HLJNN寿命系数895187HK则MPANH621407计算中心距MA579621408213取中心距。取模数，蜗杆分度圆直径759,80IMA153M。可查得接触系数因为,因此以上43,5311DD这时,62PZPZ计算结果可用。5蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸1蜗杆齿根圆直径齿顶圆直径直径系数轴向齿距,601013251MDQPAA638381分度圆导程角FD542S蜗杆轴向齿厚2蜗轮MDBZMXA286706515152909222蜗轮宽度蜗杆宽度蜗轮分度圆直径，变位系数蜗轮齿数6校核齿根弯曲疲劳强度08614264“293COS3321YZYKTFAVFAF螺旋角系数齿形系数当量齿数462801538253061691576PFNFNWOMAPAKK寿命系数蜗轮的许用弯曲应力许用弯曲应力所以弯曲强度是满足的。7验算效率TAN960VS/473M“291COS0/DCOS/V11S齿面相对滑动速度,25VVF查得当量摩擦角大于原8903129TAN9605TAN9605V代入式估计值，因此不用重算。5轴的设计和校核计算51蜗杆轴1选择轴的材料为45钢,正火,硬度为HB1702172按扭转强度估算轴径，按与大带轮的标准原则，取MNPCD4612/3直径MD03初选轴的结构将支撑布置成两端固定式结构，轴承初选33205（一对,D25MM,D52MM,B22MM4,轴的空间受力MNNPT13792403159105961615296262NDTFT57453191NR7620TAN812TAN2NDTFA65421轴的空间受力如图9BZYXAFT1RADZXYC图95剪切力及其弯矩的计算1垂直面受力如图10MAYFBZAR1FDZC图1002620561,0DZRDZRBZFMAFM求得NZZ17347剪力图及弯矩图如图11MV48573129786图11（2）水平面受力图如图12FBXT1FDXCYA图120260,1DXTBXFFM求得NZX571,37剪力图及弯矩图如图13HM17342图13（3）合成弯矩的计算2HVM合成弯矩图如图14987561图14（4扭矩图如图15T1379图15（5）校核轴的强度已知轴的弯矩和扭矩后，仅对B,C截面做弯矩合成强度校核计算。转矩按脉动循环考虑，取60对于B截面，MDNTMM20,1379,52987TCE30MPAPADWBBCEE5573021083571对于C截面，MDNTMM3,9,9E57362MPAPADWBBCEE591253101因此蜗杆轴满足校核的要求。52蜗轮轴1选择轴的材料为45钢,正火,硬度为HB1702172按扭转强度估算轴径，按与大带轮的标准原则，MNPCD3420/3取直径MD03初选轴的结构将支撑布置成两端固定式结构，轴承初选32005（一对,D25MM,D47MM,B15MM4,轴的空间受力MNT13794522FAT861NR72TA5421轴的空间受力如图16BZYFXAA1DZXYCFET2RMEME图166剪切力及其弯矩的计算1垂直面受力如图17YFBZDZAFET2MEMEC0105710,2EEBZATZZMFFMC求得NFDZB108剪力图及弯矩图如图185105VMV28377图18（3）水平面受力图如图19FBXDXR2CEAYA图1905173,002MAFFMBRBXDRX求得NX964,164剪力图及弯矩图如图20HMY196428735图20（4）合成弯矩的计算2HVM合成弯矩图如图21DBCEAY8125307415图21（5扭矩图如图22T57186图22（6）校核轴的