多功能排種器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì),多功能,排種器,實(shí)驗(yàn),設(shè)計(jì) 多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)指導(dǎo)老師：趙進(jìn)輝設(shè)計(jì)者：黃志鋒一一.前言前言多功能精量排種器能對(duì)油菜、谷子、芝麻、苜蓿、胡麻、小多功能精量排種器能對(duì)油菜、谷子、芝麻、苜蓿、胡麻、小麥、高粱、綠豆、番茄、玉米、大豆、棉花、油葵等小、麥、高粱、綠豆、番茄、玉米、大豆、棉花、油葵等小、中、大粒作物進(jìn)行精量和常量播種。排種精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)中、大粒作物進(jìn)行精量和常量播種。排種精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠，便于在多種播種機(jī)上配套安裝，提高播種單、性能可靠，便于在多種播種機(jī)上配套安裝，提高播種器的性能。是技術(shù)人員一直追求的目標(biāo)。排種器是播種機(jī)器的性能。是技術(shù)人員一直追求的目標(biāo)。排種器是播種機(jī)的核心部件之一。排種器排種質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到播種的核心部件之一。排種器排種質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到播種質(zhì)量的好壞。影響精密播種機(jī)播種質(zhì)量的因素很多，但主質(zhì)量的好壞。影響精密播種機(jī)播種質(zhì)量的因素很多，但主要取決于排種器的排種性能。因此國內(nèi)外在如何提高排種要取決于排種器的排種性能。因此國內(nèi)外在如何提高排種器的性能方面作了大量的研究工作并取得了較大進(jìn)展。為器的性能方面作了大量的研究工作并取得了較大進(jìn)展。為了了解和掌握現(xiàn)有精播排種器的技術(shù)性能，為我國進(jìn)一步了了解和掌握現(xiàn)有精播排種器的技術(shù)性能，為我國進(jìn)一步研制推廣精播機(jī)提供設(shè)計(jì)依據(jù)，必須加大對(duì)排種器試驗(yàn)臺(tái)研制推廣精播機(jī)提供設(shè)計(jì)依據(jù)，必須加大對(duì)排種器試驗(yàn)臺(tái)的研究和開發(fā)，排種器實(shí)驗(yàn)臺(tái)是播種機(jī)研發(fā)所使用的主要的研究和開發(fā)，排種器實(shí)驗(yàn)臺(tái)是播種機(jī)研發(fā)所使用的主要手段，是快速產(chǎn)生新一代高性能播種機(jī)必不可少的實(shí)驗(yàn)設(shè)手段，是快速產(chǎn)生新一代高性能播種機(jī)必不可少的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。備。（四）種床帶傳送裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)功（四）種床帶傳送裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率的確定率的確定n n從結(jié)構(gòu)上看，本排種器試驗(yàn)臺(tái)的種床帶傳送裝置是屬于皮帶輸送機(jī)，并配有從結(jié)構(gòu)上看，本排種器試驗(yàn)臺(tái)的種床帶傳送裝置是屬于皮帶輸送機(jī)，并配有張緊和托輥裝置。工作時(shí)，種床帶處于勻速滑動(dòng)狀態(tài)，因此可粗略計(jì)算驅(qū)動(dòng)張緊和托輥裝置。工作時(shí)，種床帶處于勻速滑動(dòng)狀態(tài)，因此可粗略計(jì)算驅(qū)動(dòng)種床帶傳送裝置平移運(yùn)動(dòng)所做的功，來確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率。種床帶傳送裝置平移運(yùn)動(dòng)所做的功，來確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率。n n1.1.運(yùn)動(dòng)中滾筒所需的驅(qū)動(dòng)扭力運(yùn)動(dòng)中滾筒所需的驅(qū)動(dòng)扭力F1F1為：為：n n F1=9.80665*G*f=9.80665*24.97428*0.65=159.2NF1=9.80665*G*f=9.80665*24.97428*0.65=159.2Nn n 式中，式中，GG種床帶總質(zhì)量，種床帶總質(zhì)量，G=6.228*4.01=24.97428kgG=6.228*4.01=24.97428kgn n f f橡膠帶與鋼的動(dòng)摩擦系數(shù)，橡膠帶與鋼的動(dòng)摩擦系數(shù)，f=0.65f=0.65n n2.2.滾筒的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩滾筒的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩M1M1為：為：n n M1=F1*R=159.2*0.1=15.92N.MM1=F1*R=159.2*0.1=15.92N.Mn n式中式中 RR滾筒半徑，滾筒半徑，R=0.1mR=0.1mn n3.3.滾筒在種床最大前進(jìn)速度下的轉(zhuǎn)數(shù)滾筒在種床最大前進(jìn)速度下的轉(zhuǎn)數(shù)NmNm為：為：n n Nm=Vm/2PR=60Vm/3.14d=120/(3.14*0.2)=192r/minNm=Vm/2PR=60Vm/3.14d=120/(3.14*0.2)=192r/minn n式中。式中。VmVm種床帶最大前進(jìn)速度種床帶最大前進(jìn)速度Vm=7.2km/hVm=7.2km/hn n計(jì)算工作機(jī)功率：計(jì)算工作機(jī)功率：n n P=P=（M1*NmM1*Nm）/9550=15.92*192/9550=15.92*192、9550=0.320087kw9550=0.320087kw二二.工作原理及總體結(jié)構(gòu)工作原理及總體結(jié)構(gòu)n n一）工作原理一）工作原理n n 在田間測(cè)試播種機(jī)性能時(shí)，排種器隨拖拉機(jī)向前進(jìn)方向在田間測(cè)試播種機(jī)性能時(shí)，排種器隨拖拉機(jī)向前進(jìn)方向移動(dòng)。排種器試驗(yàn)臺(tái)正好相反，它是用輸送帶做種床，并移動(dòng)。排種器試驗(yàn)臺(tái)正好相反，它是用輸送帶做種床，并模擬播種機(jī)的田間作業(yè)速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，排種器在實(shí)驗(yàn)時(shí)固模擬播種機(jī)的田間作業(yè)速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，排種器在實(shí)驗(yàn)時(shí)固定不動(dòng)，輸送帶（種床）相對(duì)于排種器運(yùn)動(dòng)。這樣，就使定不動(dòng)，輸送帶（種床）相對(duì)于排種器運(yùn)動(dòng)。這樣，就使播種機(jī)相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榈孛嫦鄬?duì)于播種機(jī)的運(yùn)動(dòng)。播種機(jī)相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榈孛嫦鄬?duì)于播種機(jī)的運(yùn)動(dòng)。從相對(duì)運(yùn)動(dòng)的概念來說，是一個(gè)參考坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換問題，其從相對(duì)運(yùn)動(dòng)的概念來說，是一個(gè)參考坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換問題，其效果是一樣的。排種器在固定位置把種子排在噴上油層的效果是一樣的。排種器在固定位置把種子排在噴上油層的輸送帶上，種子被油層黏住，然后對(duì)種床帶上的排種情況輸送帶上，種子被油層黏住，然后對(duì)種床帶上的排種情況進(jìn)行實(shí)時(shí)攝錄和處理，從而測(cè)得種子粒距，達(dá)到檢測(cè)排種進(jìn)行實(shí)時(shí)攝錄和處理，從而測(cè)得種子粒距，達(dá)到檢測(cè)排種均勻性等各項(xiàng)指標(biāo)的目的。均勻性等各項(xiàng)指標(biāo)的目的。（二）總體結(jié)構(gòu)（二）總體結(jié)構(gòu)n n試驗(yàn)臺(tái)總體結(jié)構(gòu)如圖試驗(yàn)臺(tái)總體結(jié)構(gòu)如圖2-2-1 1所示，主要有臺(tái)架，所示，主要有臺(tái)架，種床帶裝置，排種器種床帶裝置，排種器安裝架，驅(qū)動(dòng)裝安裝架，驅(qū)動(dòng)裝 置置 ,以以及及5mm5mm厚，長(zhǎng)寬不一厚，長(zhǎng)寬不一的鐵板。的鐵板。圖圖2-1 試驗(yàn)臺(tái)總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖試驗(yàn)臺(tái)總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖三三.主要工作部件參數(shù)的設(shè)計(jì)主要工作部件參數(shù)的設(shè)計(jì)n n（一）種床長(zhǎng)度的確定n n考慮到被排種器實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用視覺方法測(cè)得粒距，有時(shí)希望還能從種床帶上直觀地觀察一小段排種實(shí)況，而種床帶剎車后還會(huì)運(yùn)行一段距離，因此，把種床帶有效長(zhǎng)度定為2.8m較合適，同時(shí)該種床帶的類型為普通橡膠輸送帶，膠布層數(shù)為三層，上膠+下膠厚度為3.0+1.5mm周長(zhǎng)為6.228m，寬0.4m，每米長(zhǎng)的質(zhì)量為4.01kg/m。（二）種床帶前進(jìn)速度的確定（二）種床帶前進(jìn)速度的確定n n當(dāng)前，國內(nèi)外的當(dāng)前，國內(nèi)外的中耕作物精播機(jī)作業(yè)速度一般都在58km/h左右，部分先進(jìn)的氣力式播種機(jī)可達(dá)1012km/h。一般說來，速度超過10km/h，播種質(zhì)量就有明顯下降的趨勢(shì)且試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求，播種機(jī)試驗(yàn)前進(jìn)速度為1.02m/s（3.67.2km/h）。排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)，除了滿足現(xiàn)有播種機(jī)的實(shí)際速度要求之外，還應(yīng)提高其測(cè)試范圍，從而種床帶前進(jìn)速度確定為1.57.5km/h。（三）排種盤轉(zhuǎn)速的調(diào)整范圍（三）排種盤轉(zhuǎn)速的調(diào)整范圍n n從現(xiàn)有國內(nèi)外先進(jìn)的中耕作物精播機(jī)的作業(yè)速度來看，其前進(jìn)速度在12km/h時(shí)，則對(duì)應(yīng)的排種盤轉(zhuǎn)速一般在20200r/min之間。所以，本試驗(yàn)臺(tái)排種盤轉(zhuǎn)速調(diào)試范圍為15200r/min。（四）種床帶傳送裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)功（四）種床帶傳送裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率的確定率的確定n n 從結(jié)構(gòu)上看，本排種器試驗(yàn)臺(tái)的種床帶傳送裝置是屬于皮帶輸送機(jī)，從結(jié)構(gòu)上看，本排種器試驗(yàn)臺(tái)的種床帶傳送裝置是屬于皮帶輸送機(jī)，工作時(shí)，種床帶處于勻速滑動(dòng)狀態(tài)，因此可粗略計(jì)算驅(qū)動(dòng)種床帶傳送工作時(shí)，種床帶處于勻速滑動(dòng)狀態(tài)，因此可粗略計(jì)算驅(qū)動(dòng)種床帶傳送裝置平移運(yùn)動(dòng)所做的功，來確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率。裝置平移運(yùn)動(dòng)所做的功，來確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率。n n1.1.運(yùn)動(dòng)中滾筒所需的驅(qū)動(dòng)扭力運(yùn)動(dòng)中滾筒所需的驅(qū)動(dòng)扭力F1F1為：為：n n F1=9.80665*G*f=9.80665*24.97428*0.65=159.2NF1=9.80665*G*f=9.80665*24.97428*0.65=159.2Nn n 式中，式中，GG種床帶總質(zhì)量，種床帶總質(zhì)量，G=6.228*4.01=24.97428kgG=6.228*4.01=24.97428kgn n f f橡膠帶與鋼的動(dòng)摩擦系數(shù)，橡膠帶與鋼的動(dòng)摩擦系數(shù)，f=0.65f=0.65n n2.2.滾筒的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩滾筒的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩M1M1為：為：n n M1=F1*R=159.2*0.1=15.92N.MM1=F1*R=159.2*0.1=15.92N.Mn n式中式中 RR滾筒半徑，滾筒半徑，R=0.1mR=0.1mn n3.3.滾筒在種床最大前進(jìn)速度下的轉(zhuǎn)數(shù)滾筒在種床最大前進(jìn)速度下的轉(zhuǎn)數(shù)NmNm為：為：n n Nm=Vm/2PR=60Vm/3.14d=120/(3.14*0.2)=192r/minNm=Vm/2PR=60Vm/3.14d=120/(3.14*0.2)=192r/minn n式中。式中。VmVm種床帶最大前進(jìn)速度種床帶最大前進(jìn)速度Vm=7.2km/hVm=7.2km/hn n計(jì)算工作機(jī)功率：計(jì)算工作機(jī)功率：n n P=P=（M1*NmM1*Nm）/9550=15.92*192/9550=15.92*192、9550=0.320087kw9550=0.320087kwn n5.5.電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩M0M0為：為：n n M0=M1/i=15.92/2=7.96n.MM0=M1/i=15.92/2=7.96n.Mn n式中式中ii電機(jī)與滾筒傳動(dòng)比，電機(jī)與滾筒傳動(dòng)比，i=2i=2n n6.6.在種床帶最大前進(jìn)速度下驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)在種床帶最大前進(jìn)速度下驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)n n：n n n=Nm*i=2*192=384r/minn=Nm*i=2*192=384r/minn n7.7.由于采用專用變頻電機(jī)，電機(jī)頻率范圍內(nèi)大部分處于恒功率工作狀態(tài)，則電機(jī)額定功率由于采用專用變頻電機(jī)，電機(jī)頻率范圍內(nèi)大部分處于恒功率工作狀態(tài)，則電機(jī)額定功率P0P0為：為：n nP0=M0*n/9550=(7.96*384)/9550=0.320067kwP0=M0*n/9550=(7.96*384)/9550=0.320067kwn n8.8.播種機(jī)上排種器大都為地輪驅(qū)動(dòng)，單個(gè)排種器的排種盤轉(zhuǎn)動(dòng)所需轉(zhuǎn)矩最大約為播種機(jī)上排種器大都為地輪驅(qū)動(dòng)，單個(gè)排種器的排種盤轉(zhuǎn)動(dòng)所需轉(zhuǎn)矩最大約為12.75N.M12.75N.M排種器驅(qū)排種器驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩動(dòng)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩M1M1為：為：n nM1=M3/i2=12.75N.MM1=M3/i2=12.75N.Mn n式中。式中。M3M3排種盤所需最大轉(zhuǎn)矩，排種盤所需最大轉(zhuǎn)矩，M3=12.75N.MM3=12.75N.Mn n電機(jī)與排種器軸傳動(dòng)比，電機(jī)與排種器軸傳動(dòng)比，i2=1i2=1n n9.9.電機(jī)額定功率：電機(jī)額定功率：P1=2*P*NP1=2*P*N，m*M/60=0.272kwm*M/60=0.272kwn n 式中，式中，N N，mm拍中盤最高轉(zhuǎn)速，且為拍中盤最高轉(zhuǎn)速，且為200r/min200r/minn nP=P0+P1=0.320067+0.272=0.592067KWP=P0+P1=0.320067+0.272=0.592067KWn n因此，選取因此，選取JZy22-4JZy22-4型電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的功率為型電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的功率為1.5kw1.5kw，質(zhì)量為，質(zhì)量為100kg100kg，調(diào)速范圍為：，調(diào)速范圍為：1201200r/min,1201200r/min,此系列電動(dòng)機(jī)式一種交流無級(jí)變速電動(dòng)機(jī)，它由籠式異步電動(dòng)機(jī)，電磁轉(zhuǎn)差離合器此系列電動(dòng)機(jī)式一種交流無級(jí)變速電動(dòng)機(jī)，它由籠式異步電動(dòng)機(jī)，電磁轉(zhuǎn)差離合器所組成，與控制器配合后，可在規(guī)定的負(fù)載下和轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)能均勻地，連續(xù)地?zé)o級(jí)調(diào)速，并能輸出所組成，與控制器配合后，可在規(guī)定的負(fù)載下和轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)能均勻地，連續(xù)地?zé)o級(jí)調(diào)速，并能輸出額定的轉(zhuǎn)速。因此，適用于該排種器試驗(yàn)臺(tái)使用。額定的轉(zhuǎn)速。因此，適用于該排種器試驗(yàn)臺(tái)使用。四四.設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)（一）一級(jí)皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)：由前已知該電機(jī)于滾筒的傳動(dòng)比為2即i=n1式n1電機(jī)的轉(zhuǎn)速，且為384r/min。n2滾筒的轉(zhuǎn)速，且為192r/min。該皮帶傳動(dòng)的簡(jiǎn)圖為下圖該皮帶傳動(dòng)的簡(jiǎn)圖為下圖2：9.9.帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：n nV V帶輪設(shè)計(jì)的主要要求是質(zhì)量小帶輪設(shè)計(jì)的主要要求是質(zhì)量小.結(jié)構(gòu)工藝性好；無過大的鑄造內(nèi)結(jié)構(gòu)工藝性好；無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過動(dòng)平衡；輪槽工作面粗糙度要應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過動(dòng)平衡；輪槽工作面粗糙度要合適，以減少帶的磨損；輪槽尺寸和槽面角應(yīng)保持一定的精度，以使合適，以減少帶的磨損；輪槽尺寸和槽面角應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。載荷分布較為均勻等。n n 帶輪的材料主要是鑄鐵，常用材料牌號(hào)為為帶輪的材料主要是鑄鐵，常用材料牌號(hào)為為HT150HT150，HT200.HT200.鑄鑄鐵帶輪允許的最大圓周速度為鐵帶輪允許的最大圓周速度為25m/s25m/s，速度更高時(shí)，可采用鑄鋼或鋼，速度更高時(shí)，可采用鑄鋼或鋼板沖壓后焊接；小功率時(shí)可用鑄造鋁合金或工程塑料。板沖壓后焊接；小功率時(shí)可用鑄造鋁合金或工程塑料。n n鑄鐵鑄鐵V V帶輪的典型結(jié)構(gòu)有四種：實(shí)心式，腹板式，孔板式和輪輻帶輪的典型結(jié)構(gòu)有四種：實(shí)心式，腹板式，孔板式和輪輻式?；鶞?zhǔn)直徑式?；鶞?zhǔn)直徑D D（2.532.53）d d（d d為軸的直徑，為軸的直徑，mmmm）時(shí)，可采用實(shí)心）時(shí)，可采用實(shí)心式；式；D D300mm300mm時(shí)，可采用腹板式（當(dāng)時(shí)，可采用腹板式（當(dāng)D1-d1D1-d1100mm100mm時(shí)，可采用孔時(shí)，可采用孔板式）；板式）；D300mmD300mm時(shí)，可采用輪輻式。時(shí)，可采用輪輻式。n nV V帶輪輪緣的截面及各部尺寸見表帶輪輪緣的截面及各部尺寸見表9 9。由于。由于V V帶在帶輪上彎曲時(shí)，截面帶在帶輪上彎曲時(shí)，截面變形使其鍥角變小。為保證膠帶和帶輪工作面的良好接觸，一般應(yīng)適變形使其鍥角變小。為保證膠帶和帶輪工作面的良好接觸，一般應(yīng)適當(dāng)減小輪槽槽角。當(dāng)減小輪槽槽角。由此設(shè)計(jì)出的大輪為下面圖由此設(shè)計(jì)出的大輪為下面圖4-2：五五.各軸的設(shè)計(jì)各軸的設(shè)計(jì)n n（一）（一）軸的材料：主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則軸的材料：主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。直接用圓鋼。n n由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常見熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常見的是的是4545鋼。鋼。n n合金鋼比碳鋼具有更高的機(jī)械性能和更好的淬火性能。因此，在傳遞大動(dòng)力，并合金鋼比碳鋼具有更高的機(jī)械性能和更好的淬火性能。因此，在傳遞大動(dòng)力，并要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。采用合金鋼。n n必須指出：在一般工作溫度下（低于必須指出：在一般工作溫度下（低于200200），各種碳鋼和合金鋼的彈性模量均），各種碳鋼和合金鋼的彈性模量均相差不多。因此在選擇鋼的種類和決定鋼的熱處理方法時(shí)，所根據(jù)的是強(qiáng)度與耐磨性，相差不多。因此在選擇鋼的種類和決定鋼的熱處理方法時(shí)，所根據(jù)的是強(qiáng)度與耐磨性，而不是軸的彎曲或扭曲剛度。但也應(yīng)當(dāng)注意，在既定條件下，有時(shí)也可選擇強(qiáng)度較低而不是軸的彎曲或扭曲剛度。但也應(yīng)當(dāng)注意，在既定條件下，有時(shí)也可選擇強(qiáng)度較低的鋼材，而用適當(dāng)增大軸的截面面積的辦法來提高軸的剛度。的鋼材，而用適當(dāng)增大軸的截面面積的辦法來提高軸的剛度。n n各種熱處理（高頻淬火各種熱處理（高頻淬火.滲碳滲碳.氮化氮化.氰化等）以及表現(xiàn)強(qiáng)化處理（如噴丸氰化等）以及表現(xiàn)強(qiáng)化處理（如噴丸.滾壓等），滾壓等），對(duì)提高軸的抗疲勞強(qiáng)度都有著顯著的效果。對(duì)提高軸的抗疲勞強(qiáng)度都有著顯著的效果。n n高強(qiáng)度鑄鐵和球墨鑄鐵容易做成復(fù)雜的形狀，且具有價(jià)廉高強(qiáng)度鑄鐵和球墨鑄鐵容易做成復(fù)雜的形狀，且具有價(jià)廉.良好的吸振性和耐磨良好的吸振性和耐磨性，以及對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低等優(yōu)點(diǎn)，可用于制造外形復(fù)雜的軸。性，以及對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低等優(yōu)點(diǎn)，可用于制造外形復(fù)雜的軸。n n下表下表5.15.1列出了軸的常用材料及其主要機(jī)械性能：列出了軸的常用材料及其主要機(jī)械性能：（二）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：（二）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：n n軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸上安裝的零件的類型.尺寸.數(shù)量以及和軸連接的方法；載荷的性質(zhì).大小方向及分布情況；軸的加工工藝等。第一傳動(dòng)軸（電動(dòng)機(jī)與輸送裝置相第一傳動(dòng)軸（電動(dòng)機(jī)與輸送裝置相連的軸）的設(shè)計(jì)：連的軸）的設(shè)計(jì)：n n1.1.選擇軸的材料：選擇軸的材料：n n選擇軸的材料為選擇軸的材料為4545鋼，其機(jī)械性能由上表可查得鋼，其機(jī)械性能由上表可查得 n n-1b=60MPa,b=640MPa,-1=275MPa,-1=155MPa.-1b=60MPa,b=640MPa,-1=275MPa,-1=155MPa.n n2.2.求輸入軸上的功率求輸入軸上的功率P2P2，轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩T2T2：n n 若取帶傳動(dòng)的效率若取帶傳動(dòng)的效率1=0.961=0.96，則：，則：n n P2=P0*1 P2=P0*1 n n =0.96*1.5kw =0.96*1.5kwn n =1.44kw =1.44kwn n 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n2=192r/minn2=192r/min。n n 所以所以T2=9550000*P2/n2T2=9550000*P2/n2n n =9550000*1.44/192 =9550000*1.44/192n n =71625N.Mm =71625N.Mmn n3.3.初步確定軸的最小直徑：初步確定軸的最小直徑：n n根據(jù)表根據(jù)表1313，選取，選取C=122,CC=122,C為取決于軸材料的許用為取決于軸材料的許用 n n 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力扭轉(zhuǎn)應(yīng)力tt的系數(shù)。的系數(shù)。n ndmin=C*dmin=C*n n =112 =112n n =21.9072mm =21.9072mmn n 4.4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：n n（1 1）擬定軸上零件的裝配方案）擬定軸上零件的裝配方案n n 軸上零件的裝配方案對(duì)軸的結(jié)構(gòu)形式起著決定性軸上零件的裝配方案對(duì)軸的結(jié)構(gòu)形式起著決定性的作用?，F(xiàn)擬出裝配方案如下：的作用?，F(xiàn)擬出裝配方案如下：n n（2 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度長(zhǎng)度n n（3 3）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承，參照力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承，參照工作要求并根據(jù)工作要求并根據(jù)di=45mmdi=45mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取步選取0 0基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的角接觸球軸承基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的角接觸球軸承4620946209，右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由，右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得手冊(cè)上查得4620946209型軸承的定位軸肩高度型軸承的定位軸肩高度h=1.1h=1.1，所以所以I I段軸的長(zhǎng)度可初步設(shè)計(jì)為段軸的長(zhǎng)度可初步設(shè)計(jì)為19mm19mm。n n 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度n n（4 4）軸上零件的周向定位軸上零件的周向定位n n皮帶輪，滾筒與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。皮帶輪，滾筒與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按按dIII-VdIII-V由手冊(cè)查得平鍵截面由手冊(cè)查得平鍵截面b*h=16*10(GB109579)b*h=16*10(GB109579)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為長(zhǎng)為85mm85mm（標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見（標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見GB109679GB109679），同時(shí)），同時(shí)為了保證滾筒與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇為了保證滾筒與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇滾筒與軸的配合為滾筒與軸的配合為H7/n6H7/n6；同樣，右端第一個(gè)帶輪；同樣，右端第一個(gè)帶輪與軸的聯(lián)接，選用平鍵與軸的聯(lián)接，選用平鍵b*h*l=10*8*15,b*h*l=10*8*15,帶輪與軸的帶輪與軸的配合為配合為H7/k6H7/k6。第二個(gè)帶輪與軸的聯(lián)接，選用平鍵。第二個(gè)帶輪與軸的聯(lián)接，選用平鍵b*h*l=10*8*45b*h*l=10*8*45，帶輪與軸的配合為，帶輪與軸的配合為H7/k6H7/k6。滾動(dòng)。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為處選軸的直徑尺寸公差為m6m6。n n（5 5）確定軸上圓角和倒角尺寸確定軸上圓角和倒角尺寸n n 參考表參考表5-25-2，取軸端倒角為，取軸端倒角為2*4502*450，各軸肩，各軸肩處的圓角半徑見圖處的圓角半徑見圖5 5。n n（6 6）求軸上的載荷）求軸上的載荷n n 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)（圖首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)（圖5-15-1）做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖）做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（5-25-2）。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中）。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取查取a a值值。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距，根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖，扭矩圖，根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖，扭矩圖和計(jì)算彎矩圖，和計(jì)算彎矩圖，n n 從軸的結(jié)構(gòu)圖和計(jì)算彎矩圖中可以看出截面從軸的結(jié)構(gòu)圖和計(jì)算彎矩圖中可以看出截面3333處的計(jì)算彎矩最大，是軸的危險(xiǎn)截面。截面處的計(jì)算彎矩最大，是軸的危險(xiǎn)截面。截面3333處的各相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算如下。處的各相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算如下。（7）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度n n 畫受力簡(jiǎn)圖（如圖畫受力簡(jiǎn)圖（如圖5-25-2所示）所示）n n 畫軸空間受力簡(jiǎn)圖畫軸空間受力簡(jiǎn)圖5-5-2 2：畫軸空間受力簡(jiǎn)圖畫軸空間受力簡(jiǎn)圖5-2：繪制軸的工作圖，繪制軸的工作圖，6.畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)n n我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是：多功能試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)。這是一個(gè)關(guān)于系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是：多功能試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)。這是一個(gè)關(guān)于系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在往界的畢業(yè)設(shè)計(jì)中還未曾有過該類的設(shè)計(jì)，另外，該設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是各軸和整體傳動(dòng)在往界的畢業(yè)設(shè)計(jì)中還未曾有過該類的設(shè)計(jì)，另外，該設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是各軸和整體傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，排種器和輸送帶的性能的各數(shù)據(jù)是該設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，其中排種器的各數(shù)據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，排種器和輸送帶的性能的各數(shù)據(jù)是該設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，其中排種器的各數(shù)據(jù)是經(jīng)驗(yàn)值，由于缺乏必要的數(shù)據(jù)，工作停頓了段時(shí)間，通過多種渠道，終于查詢到一是經(jīng)驗(yàn)值，由于缺乏必要的數(shù)據(jù)，工作停頓了段時(shí)間，通過多種渠道，終于查詢到一篇研究所的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，其中有排種器的相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)過一段時(shí)間的不懈努力，設(shè)計(jì)工篇研究所的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，其中有排種器的相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)過一段時(shí)間的不懈努力，設(shè)計(jì)工作基本完成。作基本完成。n n在設(shè)計(jì)過程中，一方面我深感自己知識(shí)的在設(shè)計(jì)過程中，一方面我深感自己知識(shí)的n n貧乏和平時(shí)鍛煉的重要性，深刻領(lǐng)會(huì)到實(shí)踐與理論的差異性；另一方面，通過這次獨(dú)貧乏和平時(shí)鍛煉的重要性，深刻領(lǐng)會(huì)到實(shí)踐與理論的差異性；另一方面，通過這次獨(dú)立的設(shè)計(jì)，更加堅(jiān)定了繼續(xù)努力學(xué)習(xí)的信念，深深體會(huì)到理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合是學(xué)立的設(shè)計(jì)，更加堅(jiān)定了繼續(xù)努力學(xué)習(xí)的信念，深深體會(huì)到理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合是學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)的重要途徑，同時(shí)也是搞好教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，習(xí)和掌握知識(shí)的重要途徑，同時(shí)也是搞好教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，使我提高了獨(dú)立思考問題和解決實(shí)際問題的能力。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我通過各使我提高了獨(dú)立思考問題和解決實(shí)際問題的能力。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我通過各種方式收集、查找相關(guān)資料。在此過程中我刻苦努力，虛心請(qǐng)教，不放過任何難種方式收集、查找相關(guān)資料。在此過程中我刻苦努力，虛心請(qǐng)教，不放過任何難n n點(diǎn)與疑問。而通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我認(rèn)識(shí)到要掌握深層次的模具設(shè)計(jì)需還需掌握點(diǎn)與疑問。而通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我認(rèn)識(shí)到要掌握深層次的模具設(shè)計(jì)需還需掌握更多的機(jī)械相關(guān)課程的知識(shí)，如機(jī)械制圖、材料力學(xué)，機(jī)械制造，機(jī)械原理等等。如更多的機(jī)械相關(guān)課程的知識(shí)，如機(jī)械制圖、材料力學(xué)，機(jī)械制造，機(jī)械原理等等。如今我不僅認(rèn)今我不僅認(rèn)n n識(shí)到了如何將知識(shí)更好的與實(shí)踐向結(jié)合，并且通過這次設(shè)計(jì)使我了解了一些設(shè)計(jì)方法識(shí)到了如何將知識(shí)更好的與實(shí)踐向結(jié)合，并且通過這次設(shè)計(jì)使我了解了一些設(shè)計(jì)方法和使自己更加熟練的掌握了一些設(shè)計(jì)軟件（如和使自己更加熟練的掌握了一些設(shè)計(jì)軟件（如AutoCADAutoCAD、PROPRO、WordWord等），同時(shí)也使等），同時(shí)也使我了解了怎樣去查找設(shè)計(jì)相關(guān)的設(shè)計(jì)資料（包括手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)我了解了怎樣去查找設(shè)計(jì)相關(guān)的設(shè)計(jì)資料（包括手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算等方面有了一定程度的提高，深刻的感受到計(jì)算機(jī)和工具書及手冊(cè)在設(shè)計(jì)中帶來估算等方面有了一定程度的提高，深刻的感受到計(jì)算機(jī)和工具書及手冊(cè)在設(shè)計(jì)中帶來的便利和幫助。的便利和幫助。（二）致謝（二）致謝n n經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。n n在這里首先要感謝我的導(dǎo)師趙進(jìn)輝老師。趙老師平日里工作繁多，但在我做在這里首先要感謝我的導(dǎo)師趙進(jìn)輝老師。趙老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是趙老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了敬佩的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是趙老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了敬佩趙老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜趙老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。n n 然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。n n最后感謝工學(xué)院和我的母校最后感謝工學(xué)院和我的母校江西農(nóng)業(yè)大學(xué)四年來對(duì)我的大力栽培。江西農(nóng)業(yè)大學(xué)四年來對(duì)我的大力栽培。n n我們初出茅廬，水平有限，時(shí)間也比較緊迫，所以難免有錯(cuò)誤存在，在我們初出茅廬，水平有限，時(shí)間也比較緊迫，所以難免有錯(cuò)誤存在，在此，我們也真誠地希望大家不吝賜教，提出批評(píng)和改正意見。謝謝！此，我們也真誠地希望大家不吝賜教，提出批評(píng)和改正意見。謝謝！n n 2009.5.162009.5.16學(xué)校代碼： 序 號(hào)： 本本 科科 畢畢 業(yè)業(yè) 論論 文文題目： 多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì) 學(xué)學(xué) 院：院：姓姓 名：名：學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)：專專 業(yè)業(yè) 年年 級(jí)：級(jí)：指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)1摘 要文章開頭介紹了先進(jìn)排種器試驗(yàn)臺(tái)對(duì)于了解和掌握現(xiàn)有精播排種器的技術(shù)性能，研究和研制新一代高性能播種機(jī)的重要性，本設(shè)計(jì)介紹了一種新型排種器試驗(yàn)臺(tái)機(jī)械結(jié)構(gòu)與電氣部分的參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算方法，以及電氣設(shè)備的選用依據(jù)：并給出了總體結(jié)構(gòu)配置圖。排種器試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)可在試驗(yàn)中模擬各種精密排種器高速作業(yè)狀態(tài)，并達(dá)到精確測(cè)量種子粒距的目的。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)地介紹了該排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)過程和方法，并在計(jì)算過程中插入了一些簡(jiǎn)圖，更有利于理解。在設(shè)計(jì)的每一過程中采取嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，以保證各數(shù)據(jù)的精確性。關(guān)鍵字：農(nóng)業(yè)工程；排種器試驗(yàn)臺(tái)；設(shè)計(jì)多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)2Multi-purpose seeding mechanism test platform designAbstract:The article opening introduced the advanced seeding mechanism test platform existing fine broadcasts the seeding mechanism regarding the understanding and grasping the technical performance, studies and develops the new generation of high performance seeder the importance, this design introduced one kind of new seeding mechanism test platform mechanism and the electrical part parameter design calculation method, as well as the electrical equipment selects the basis: And has given the overall structure disposition chart.The seeding mechanism test platform structure may in the experiment simulate each kind of precision seeding mechanism high speed work condition, and achieved the precision measuring plants the goal which the seed is apart from.This design introduced systematically this seeding mechanism test platform design process and the method, and have inserted some diagrams in the computation process, is more advantageous to the understanding.Has the rigorous manner in design each process, guarantees various data the accuracy.Key words:Agricultural engineering; Seeding mechanism test platform; Design目 錄多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)31 1 緒論緒論.1 12 2 工作原理及總體結(jié)構(gòu)工作原理及總體結(jié)構(gòu).2 22.12.1 工作原理工作原理 .2 22.22.2 總體結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu) .2 23 3 主要工作部件參數(shù)的設(shè)計(jì)主要工作部件參數(shù)的設(shè)計(jì).3 33.13.1 種床長(zhǎng)度的確定種床長(zhǎng)度的確定 .3 33.23.2 種床帶前進(jìn)速度的確定種床帶前進(jìn)速度的確定 .3 33.33.3 排種盤轉(zhuǎn)速的調(diào)整范圍排種盤轉(zhuǎn)速的調(diào)整范圍 .3 33.43.4 種床帶傳送裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率的確定種床帶傳送裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率的確定 .3 34 4 設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng).5 54.14.1 一級(jí)皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)一級(jí)皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) .5 54.24.2 二級(jí)皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)二級(jí)皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) .9 95.5.各軸的設(shè)計(jì)各軸的設(shè)計(jì).12125.15.1 軸的材料軸的材料 .12125.25.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .13135.35.3 第一傳動(dòng)軸（電動(dòng)機(jī)與輸送裝置相連的軸）的設(shè)計(jì)第一傳動(dòng)軸（電動(dòng)機(jī)與輸送裝置相連的軸）的設(shè)計(jì) .13135.45.4 第二傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)第二傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) .17175.55.5 第三傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)第三傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) .18186.6.畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié).2222參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).2323致致 謝謝 .24241 緒論緒論 多功能精量排種器能對(duì)油菜、谷子、芝麻、苜蓿、胡麻、小麥、高粱、綠多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)4豆、番茄、玉米、大豆、棉花、油葵等小、中、大粒作物進(jìn)行精量和常量播種。排種精度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠，便于在多種播種機(jī)上配套安裝，提高播種器的性能。是技術(shù)人員一直追求的目標(biāo)。排種器是播種機(jī)的核心部件之一。排種器排種質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到播種質(zhì)量的好壞。影響精密播種機(jī)播種質(zhì)量的因素很多，但主要取決于排種器的排種性能。因此國內(nèi)外在如何提高排種器的性能方面作了大量的研究工作并取得了較大進(jìn)展。為了了解和掌握現(xiàn)有精播排種器的技術(shù)性能，為我國進(jìn)一步研制推廣精播機(jī)提供設(shè)計(jì)依據(jù)，必須加大對(duì)排種器試驗(yàn)臺(tái)的研究和開發(fā)，排種器實(shí)驗(yàn)臺(tái)是播種機(jī)研發(fā)所使用的主要手段，是快速產(chǎn)生新一代高性能播種機(jī)必不可少的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。2 工作原理及總體結(jié)構(gòu)工作原理及總體結(jié)構(gòu)2.1 工作原理 在田間測(cè)試播種機(jī)性能時(shí)，排種器隨拖拉機(jī)向前進(jìn)方向移動(dòng)。排種器試驗(yàn)臺(tái)正好相反，它是用輸送帶做種床，并模擬播種機(jī)的田間作業(yè)速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，排種器在實(shí)驗(yàn)時(shí)固定不動(dòng)，輸送帶（種床）相對(duì)于排種器運(yùn)動(dòng)。這樣，就使播多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)5種機(jī)相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榈孛嫦鄬?duì)于播種機(jī)的運(yùn)動(dòng)。從相對(duì)運(yùn)動(dòng)的概念來說，是一個(gè)參考坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換問題，其效果是一樣的。排種器在固定位置把種子排在噴上油層的輸送帶上，種子被油層黏住，然后對(duì)種床帶上的排種情況進(jìn)行實(shí)時(shí)攝錄和處理，從而測(cè)得種子粒距，達(dá)到檢測(cè)排種均勻性等各項(xiàng)指標(biāo)的目的。2.2 總體結(jié)構(gòu) 試驗(yàn)臺(tái)總體結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示，主要有臺(tái)架，種床帶裝置，排種器安裝架裝 置 ,以及 5mm 厚，長(zhǎng)寬不一的鐵板。型帶輸送帶傳動(dòng)系統(tǒng)機(jī)架電動(dòng)機(jī)排種器圖 2-1 試驗(yàn)臺(tái)總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 3 主要工作部件參數(shù)的設(shè)計(jì)3.1 種床長(zhǎng)度的確定考慮到被排種器實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用視覺方法測(cè)得粒距，有時(shí)希望還能從種床帶上直觀地觀察一小段排種實(shí)況，而種床帶剎車后還會(huì)運(yùn)行一段距離，因此，把種床帶有效長(zhǎng)度定為 2.8m 較合適，同時(shí)該種床帶的類型為普通橡膠輸送帶，膠布層數(shù)為三層，上膠+下膠厚度為 3.0+1.5mm 周長(zhǎng)為 6.228m，寬 0.4m，每米長(zhǎng)的質(zhì)量為 4.01kg/m。多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)63.2 種床帶前進(jìn)速度的確定 當(dāng)前，國內(nèi)外的當(dāng)前，國內(nèi)外的中耕作物精播機(jī)作業(yè)速度一般都在58km/h 左右，部分先進(jìn)的氣力式播種機(jī)可達(dá) 1012km/h。一般說來，速度超過 10km/h，播種質(zhì)量就有明顯下降的趨勢(shì)且試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求，播種機(jī)試驗(yàn)前進(jìn)速度為 1.02m/s（3.67.2km/h） 。排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)，除了滿足現(xiàn)有播種機(jī)的實(shí)際速度要求之外，還應(yīng)提高其測(cè)試范圍，從而種床帶前進(jìn)速度確定為1.57.5km/h。3.3 排種盤轉(zhuǎn)速的調(diào)整范圍 從現(xiàn)有國內(nèi)外先進(jìn)的中耕作物精播機(jī)的作業(yè)速度來看，其前進(jìn)速度在12km/h 時(shí)，則對(duì)應(yīng)的排種盤轉(zhuǎn)速一般在 20200r/min 之間。所以，本試驗(yàn)臺(tái)排種盤轉(zhuǎn)速調(diào)試范圍為 15200r/min。3.4 種床帶傳送裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率的確定 從結(jié)構(gòu)上看，本排種器試驗(yàn)臺(tái)的種床帶傳送裝置是屬于皮帶輸送機(jī)，工作時(shí)，種床帶處于勻速滑動(dòng)狀態(tài)，因此可粗略計(jì)算驅(qū)動(dòng)種床帶傳送裝置平移運(yùn)動(dòng)所做的功，來確定驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率。 1.運(yùn)動(dòng)中滾筒所需的驅(qū)動(dòng)扭力 F1 為： F1=9.80665*G*f=9.80665*24.97428*0.65=159.2N 式中，G種床帶總質(zhì)量，G=6.228*4.01=24.97428kg f橡膠帶與鋼的動(dòng)摩擦系數(shù)，f=0.652.滾筒的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 M1 為： M1=F1*R=159.2*0.1=15.92N.M式中 R滾筒半徑，R=0.1m3.滾筒在種床最大前進(jìn)速度下的轉(zhuǎn)數(shù) Nm： Nm=Vm/2PR=60Vm/3.14d=120/(3.14*0.2)=192r/min式中。Vm種床帶最大前進(jìn)速度 Vm=7.2km/h 4.計(jì)算工作機(jī)功率： P=（M1*Nm）/9550=15.92*192、9550=0.320087kw 5.電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩 M0 為： M0=M1/i=15.92/2=7.96n.M式中 i電機(jī)與滾筒傳動(dòng)比，i=2 6.在種床帶最大前進(jìn)速度下驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù) n： n=Nm*i=2*192=384r/min 7.由于采用專用變頻電機(jī)，電機(jī)頻率范圍內(nèi)大部分處于恒功率工作狀態(tài)，則電機(jī)額定功率 P0 為：P0=M0*n/9550=(7.96*384)/9550=0.320067kw 8.播種機(jī)上排種器大都為地輪驅(qū)動(dòng)，單個(gè)排種器的排種盤轉(zhuǎn)動(dòng)所需轉(zhuǎn)矩最多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)7大約為 12.75N.M 排種器驅(qū)動(dòng)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩 M1 為：M1=M3/i2=12.75N.M式中。M3排種盤所需最大轉(zhuǎn)矩，M3=12.75N.M電機(jī)與排種器軸傳動(dòng)比，i2=1 9.電機(jī)額定功率：P1=2*P*N，m*M/60=0.272kw 式中，N，m拍中盤最高轉(zhuǎn)速，且為 200r/minP=P0+P1=0.320067+0.272=0.592067KW因此，選取 JZy22-4 型電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)的功率為 1.5kw，質(zhì)量為100kg，調(diào)速范圍為：1201200r/min,此系列電動(dòng)機(jī)式一種交流無級(jí)變速電動(dòng)機(jī)，它由籠式異步電動(dòng)機(jī)，電磁轉(zhuǎn)差離合器所組成，與控制器配合后，可在規(guī)定的負(fù)載下和轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)能均勻地，連續(xù)地?zé)o級(jí)調(diào)速，并能輸出額定的轉(zhuǎn)速。因此，適用于該排種器試驗(yàn)臺(tái)使用。4 設(shè)計(jì)傳動(dòng)系統(tǒng)4.1 一級(jí)皮帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 由前已知該電機(jī)于滾筒的傳動(dòng)比為 2，即 i=n1，式 n1 電機(jī)的轉(zhuǎn)速，且為384r/min，n2滾筒的轉(zhuǎn)速，且為 192r/min。以下是設(shè)計(jì)時(shí)所要用到的表： 表 4-1 V 帶帶輪最小基準(zhǔn)直徑 Dmin 和基準(zhǔn)直徑系列 D（mm） 多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)8型號(hào)YZABCDE最小基準(zhǔn)直徑Dmin20507512520035550020，22.4，25，28，31.5，40，50，56，63，71，75，80，85，90，95，100，106，112，118，125，132，140，150，160，170，180，200，212，224，236，250265，280，300，315，355，375，400，425，450，475，500，530 基準(zhǔn)直徑系列 D560，600，630，670，710，750，800，900，1000 表 4-2 單根普通 V 帶 i1 時(shí)傳動(dòng)功率的增量 P0(kw) 小帶輪轉(zhuǎn)速 n1（r/min）型號(hào)傳動(dòng)比 i40073080098012001460160020002400280032000.040.070.080.080.110.130.150.190.230.260.30A1.351.5120.050.090.100.110.150.170.190.240.290.340.390.100.170.200.230.300.360.390.490.590.690.79B1.351.5120.130.220.250.300.380.460.510.630.760.891.01表 4-3 特定條件下單根普通 V 帶所能傳遞的功率 P0（kw）小帶輪轉(zhuǎn)速 n1 (r/min)型號(hào)小帶輪基準(zhǔn)直徑4007308009801200146016002000240028003200750.270.420.450.520.600.680.730.840.921.001.04900.390.630.680.790.931.071.151.341.501.641.751000.470.770.830.971.141.321.421.661.872.052.191250.671.111.191.401.661.932.072.442.742.983.16A1600.941.561.692.002.362.742.943.423.804.064.19 表 4-4 普通 V 帶截面尺寸和單位長(zhǎng)度質(zhì)量型號(hào)YZABCDE頂寬 b(mm)6.010.013.017.022.032.038.0節(jié)寬 bp (mm) 5.38.511.014.019.027.032.0高度 h(mm)4.06.08.011.014.019.025.0鍥角 a 400 多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)9單位長(zhǎng)度質(zhì)量q（kg/m）0.040.060.100.170.300.600.87 表 4-5 包角系數(shù) Ka 1.計(jì)算功率 Pc 由表可查得：工作情況系數(shù) Ka=1.1，故：Pc=ka*P=1.1*1.5kw=1.65kw. 2.選取普通 V 帶型號(hào) 根據(jù) Pc=1.65kw，n1=384r/min,可確定選用 A 型。 3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑 D1 和 D2：由查表可取 D1=90mm，=1%，由式得：D2=n1/n2*D1*(1-)=2*90*0.99=178.2mm.取 D2=180mm。大帶輪轉(zhuǎn)速：n2=n1*D1*(1-)/D2=（384*90*0.99）/180=190.08r/min.其誤差120，合適。 7.確定 V 帶的根數(shù) Z：因?yàn)樵搨鲃?dòng)裝置的傳動(dòng)比 i=2,由查表得 P0=0.05kw.由查表得K=0.99，Kl=1.01.由式：Z=Pc/(P0+P0)*K*Kl=1.65/(0.47+0.05)*0.99*1.01=3.7503752取 Z=4. 8.求作用在帶輪軸上的壓力 Fq：包角a1180017001600150014001300120011001000900800700Ka10.980.950.920.890.860.820.70.740.690.640.58多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)10 由表查得 q=0.1kg/m,由式得單根 V 帶的張緊力 F0：F0=(500*Pc)/Z*V*(2.5/K-1)+q*V*V =500*1.65/（4*1.80864）*（2.5/0.99-1）+0.1*1.80864*1.80864 =174.26N作用在帶輪軸上的壓力為：Fq=2*Z*F0*Sin(/2)=2*4*174.26*Sin(171.35/2)=1390.11N該皮帶傳動(dòng)的簡(jiǎn)圖為下圖 2：輪1輪2圖 4-1 皮帶傳動(dòng) 1 的簡(jiǎn)圖 9.帶輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：V 帶輪設(shè)計(jì)的主要要求是質(zhì)量小.結(jié)構(gòu)工藝性好；無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力；質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過動(dòng)平衡；輪槽工作面粗糙度要合適，以減少帶的磨損；輪槽尺寸和槽面角應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。帶輪的材料主要是鑄鐵，常用材料牌號(hào)為為 HT150，HT200.鑄鐵帶輪允許的最大圓周速度為 25m/s，速度更高時(shí)，可采用鑄鋼或鋼板沖壓后焊接；小功率時(shí)可用鑄造鋁合金或工程塑料。鑄鐵 V 帶輪的典型結(jié)構(gòu)有四種：實(shí)心式，腹板式，孔板式和輪輻式?；鶞?zhǔn)直徑 D（2.53）d（d 為軸的直徑，mm）時(shí)，可采用實(shí)心式；D300mm 時(shí)，可采用腹板式（當(dāng) D1-d1100mm 時(shí)，可采用孔板式） ；D300mm 時(shí)，可采用輪輻式。V 帶輪輪緣的截面及各部尺寸見表 9。由于 V 帶在帶輪上彎曲時(shí)，截面變形使其鍥角變小。為保證膠帶和帶輪工作面的良好接觸，一般應(yīng)適當(dāng)減小輪槽槽角。 帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要是根據(jù)帶輪的基準(zhǔn)直徑選擇結(jié)構(gòu)形式；根據(jù)帶的截型確定輪槽尺寸；帶輪的其它結(jié)構(gòu)尺寸可參照?qǐng)D所列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。確定了帶輪各部分尺寸后，即可繪制出零件圖，并按工藝要求注出相應(yīng)的技術(shù)條件等。由于強(qiáng)度均較富裕，所以無需進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)11經(jīng)驗(yàn)公式：d1=(1.82)d,d 為軸的直徑， D0=0.5（D1+d1） d0=(0.20.3)(D1-d1) h1=2903/nzP C=(1/71/4)B L=(1.52)d,當(dāng) B1200，即合適7.確定 V 帶根數(shù) Z：有前已知輪的傳動(dòng)比 i=2,且有表查得：P0=0.27kw,P0=0.05kw.再由表查得：K=0.982，Kl=0.96有式可得：Z=Pc/(P0+P0)*K*Kl =0.2992/(0.27+0.05)*0.96*0.982 =0.992按相關(guān)規(guī)定取 Z=1.8.求作用在帶輪軸上的壓力 Fq: 有表查得 V 帶單位質(zhì)量 q=0.1kg/m,由式得單根 V 帶的張緊力：F0=(500*Pc)/Z*V*(2.5/K-1)+q*V*V =500*0.2992/1*0.7536*(2.5/0.982-1)+0.1*0.75362 =306.86756+0.0567913 =306.92435N作用在帶輪軸上的壓力為：Fq=2*Z*F0*Sin(/2) =2*1*306.92435*Sin(171.770/2) =612.23N9.帶輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 有前已知，該傳動(dòng)系統(tǒng)的 V 帶輪可選擇為實(shí)心式帶輪，帶輪材料為HT150，其中小輪的各項(xiàng)數(shù)據(jù)：Z=1，P=0.2992kw,d=30mm由式可得出其各數(shù)據(jù)，B=（Z-1）e+2f=(1-1)*15+2*10=20mm D=75mm，Dw=D+2ha=75+2*2.75=80.5mm由此設(shè)計(jì)出的小輪為下面圖 4-3：多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)14 圖 4-3 設(shè)計(jì)出的小輪簡(jiǎn)圖在該傳動(dòng)系統(tǒng)中，與此小輪相配合的大輪的結(jié)構(gòu)和各項(xiàng)數(shù)據(jù)也可由相關(guān)的知識(shí)計(jì)算出來，在此就不多說了。多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)155.各軸的設(shè)計(jì)5.1 軸的材料 主要是碳鋼和合金鋼。鋼軸的毛坯多數(shù)用軋制圓鋼和鍛件，有的則直接用圓鋼。由于碳鋼比合金鋼價(jià)廉，對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低，同時(shí)也可以用熱處理或化學(xué)熱處理的辦法提高其耐磨性和抗疲勞強(qiáng)度，故采用碳鋼制造軸尤為廣泛，其中最常見的是 45 鋼。合金鋼比碳鋼具有更高的機(jī)械性能和更好的淬火性能。因此，在傳遞大動(dòng)力，并要求減小尺寸與質(zhì)量，提高軸頸的耐磨性，以及處于高溫或低溫條件下工作的軸，常采用合金鋼。必須指出：在一般工作溫度下（低于 200） ，各種碳鋼和合金鋼的彈性模量均相差不多。因此在選擇鋼的種類和決定鋼的熱處理方法時(shí)，所根據(jù)的是強(qiáng)度與耐磨性，而不是軸的彎曲或扭曲剛度。但也應(yīng)當(dāng)注意，在既定條件下，有時(shí)也可選擇強(qiáng)度較低的鋼材，而用適當(dāng)增大軸的截面面積的辦法來提高軸的剛度。各種熱處理（高頻淬火.滲碳.氮化.氰化等）以及表現(xiàn)強(qiáng)化處理（如噴丸.滾壓等） ，對(duì)提高軸的抗疲勞強(qiáng)度都有著顯著的效果。高強(qiáng)度鑄鐵和球墨鑄鐵容易做成復(fù)雜的形狀，且具有價(jià)廉.良好的吸振性和耐磨性，以及對(duì)應(yīng)力集中的敏感性較低等優(yōu)點(diǎn)，可用于制造外形復(fù)雜的軸。下表 5-1 列出了軸的常用材料及其主要機(jī)械性能：表 5-1 軸的常用材料及其主要機(jī)械性能抗拉強(qiáng)度極限b屈服強(qiáng)度極限s彎曲疲勞極限-1剪切疲勞極限-1備注材料牌號(hào)熱處理毛坯直徑（mm）硬度（HBS） （Mpa）100400420225Q235A熱軋或鍛后空冷100250375390215170105用于不重要及受載荷不大的軸正火100170217590295255140回火10030016221757028524513545調(diào)質(zhì)200217255640355275155應(yīng)用最廣泛 多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)16因此，結(jié)合各方面的情況，我們可選擇45鋼作為軸的材料5.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素：軸在機(jī)器中的安裝位置及形式；軸上安裝的零件的類型.尺寸.數(shù)量以及和軸連接的方法；載荷的性質(zhì).大小方向及分布情況；軸的加工工藝等。5.3第一傳動(dòng)軸（電動(dòng)機(jī)與輸送裝置相連的軸）的設(shè)計(jì)1.選擇軸的材料：選擇軸的材料為45鋼，其機(jī)械性能由上表可查得：-1b=60MPa,b=640MPa,-1=275MPa,-1=155MPa.2.求輸入軸上的功率 P2，轉(zhuǎn)矩 T2： 若取帶傳動(dòng)的效率 1=0.96，則： P2=P0*1 =0.96*1.5kw =1.44kw轉(zhuǎn)速 n2=192r/min。所以 T2=9550000*P2/n2 =9550000*1.44/192=71625N.mm 表 5-2 幾種軸的材料的T和 C 值軸的材料A3,201Cr18Ni9Ti354540Cr,35SiMn,2Cr13,20CrMnTiT12201225203030404052C16013514812513511811810710798 表 5-3 零件倒角 C 與圓角半徑 R 的推薦值（mm）直徑 d610101818303050508080120120180C 或 R0.50.60.81.01.21.62.02.53.0 表 5-4 軸的許用彎曲應(yīng)力（Mpa）材料b+1b0b-1b400130704050017075456002009555 碳鋼 70023011065 3.初步確定軸的最小直徑： 根據(jù)表 13，選取 C=122,C 為取決于軸材料的許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力t的系數(shù)。dmin=C*=112=21.9072mm32/2 nP3192/44. 14.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)17 1）擬定軸上零件的裝配方案 軸上零件的裝配方案對(duì)軸的結(jié)構(gòu)形式起著決定性的作用?，F(xiàn)擬出裝配方案下：BCAFF 圖 5-1 軸的裝配方案 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 已確定軸的最小直徑為 21.9072mm，則可設(shè)，VIIIIV 段軸的直徑為30mm，右端用軸端擋圈定位，接軸端直徑，取擋圈直徑為 33mm,由手冊(cè)可確定當(dāng)輸送帶寬為 400mm 時(shí)，滾筒的長(zhǎng)度可確定為 450mm，即 LIII-V=450mm。由于考慮到用套筒對(duì)兩帶輪進(jìn)行軸向定位，初步設(shè)計(jì)該套筒長(zhǎng)度為 l=32mm,內(nèi)徑為30mm，外徑為 45mm，由于 VIIIIV 段軸的直徑為 30mm，可由皮帶輪的相關(guān)知識(shí)得出帶輪的寬度 B=20mm，則，VIIIIV 段軸的初步設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為 52mm,因?yàn)榇溯S是階梯軸設(shè)計(jì)，因此在兩帶輪中間設(shè)計(jì)一個(gè)軸肩，根據(jù)要求，此軸肩高度 2.5mm，軸肩處的過渡圓的半徑為 1mm，因此初步設(shè)計(jì) VIIVIII 段軸的直徑為 35mm，由皮帶輪的相關(guān)知識(shí)可設(shè)計(jì)出該帶輪的寬度 B=65mm，因此初步設(shè)計(jì)VIIVIII 段軸的長(zhǎng)度為 65mm，此軸段與下一個(gè)軸段的連接處設(shè)計(jì)一個(gè)軸肩，查表可知該軸肩高度為 2.5mm，相關(guān)過渡圓半徑為 1.2mm，初步設(shè)計(jì) VIVII段軸的直徑為 40mm，長(zhǎng)度為 40mm，該段與軸承座連接處的軸肩的高度由查相關(guān)表可知為 3mm，相關(guān)的過渡圓半徑為 1.6mm，由此 VVI 段軸的直徑可初步設(shè)計(jì)為 45mm，在該軸段使用套筒進(jìn)行滾筒的軸向定位，該套筒的長(zhǎng)度可初步設(shè)計(jì)為 14.54mm，內(nèi)徑為 45mm，外徑為 28.69mm，該套筒與滾筒連接處設(shè)計(jì)一個(gè)軸肩，由查表可得該軸肩高度為 4mm，過渡圓的半徑為 1.6mm，則 VVI 段軸的長(zhǎng)度可初步設(shè)計(jì)為 50mm，IIIV 段軸的直徑可初步設(shè)計(jì)為 54mm，前面已知IIIV 段軸的長(zhǎng)度為 450mm，該軸段與下一個(gè)軸段的連接處設(shè)計(jì)一個(gè)軸肩，以利于滾筒的軸向定位，由查相關(guān)表，該軸肩的高度可設(shè)計(jì)為 4mm，過渡圓半徑為 1.6mm，則，IIIII 段軸的直徑可初步設(shè)計(jì)為 62mm，長(zhǎng)度可設(shè)計(jì)為10mm，該軸段與下一個(gè)軸段的連接處設(shè)計(jì)一個(gè)軸肩，查相關(guān)表可把該軸肩高度設(shè)計(jì)為 6mm,過渡圓半徑為 2mm，則 III 段軸的直徑可初步設(shè)計(jì)為 48mm，長(zhǎng)度為 20mm，該段軸與下一個(gè)段軸的連接處設(shè)計(jì)一個(gè)軸肩，該軸肩的高度為多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)181.6mm，相關(guān)過渡圓半徑為 1.6mm,因?yàn)?I 段軸是與軸承相配合的。 3）初步選擇滾動(dòng)軸承。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承，參照工作要求并根據(jù) di=45mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的角接觸球軸承 46209，右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。由手冊(cè)上查得46209 型軸承的定位軸肩高度 h=1.1，所以 I 段軸的長(zhǎng)度可初步設(shè)計(jì)為 19mm。 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 4）軸上零件的周向定位 皮帶輪，滾筒與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按 dIII-V由手冊(cè)查得平鍵截面 b*h=16*10(GB109579)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為 85mm（標(biāo)準(zhǔn)鍵長(zhǎng)見GB109679） ，同時(shí)為了保證滾筒與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇滾筒與軸的配合為 H7/n6；同樣，右端第一個(gè)帶輪與軸的聯(lián)接，選用平鍵 b*h*l=10*8*15,帶輪與軸的配合為 H7/k6。第二個(gè)帶輪與軸的聯(lián)接，選用平鍵 b*h*l=10*8*45，帶輪與軸的配合為 H7/k6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。 5）確定軸上圓角和倒角尺寸 參考表 5-2 ，取軸端倒角為 2*450，各軸肩處的圓角半徑見圖 5。 6）求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)（圖 5-1）做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（5-2） 。在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取 a 值。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支撐跨距，根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖，扭矩圖和計(jì)算彎矩圖， 從軸的結(jié)構(gòu)圖和計(jì)算彎矩圖中可以看出截面 33 處的計(jì)算彎矩最大，是軸的危險(xiǎn)截面。截面 33 處的各相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算如下。 7）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 畫受力簡(jiǎn)圖（如圖 5-2 所示）畫軸空間受力簡(jiǎn)圖 5-2： 圖 5-2 軸空間受力簡(jiǎn)圖 圖中 A 為主動(dòng)輪，B 為從動(dòng)輪，已知PA=1.44kw，PB=0.272kw，nA=nB=192r/min 所以：MA=9550000*PA/nA=9550000*1.44/192=71625N.mm,MB=9550000*PB/nB=9550000*0.272/192=14822.4N.mm多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)19從受力情況看出，軸在 CA，AB 兩段內(nèi)，各截面上的扭矩是不相等的，現(xiàn)在用截面法，根據(jù)平衡方程計(jì)算各段內(nèi)的扭矩，在 AC 段內(nèi)，以 T1表示截面 11 上的扭矩，并任意地把 T1的方向假設(shè)為如上圖所示，由平衡方程：T1-WA-WB=0T1=WA+WB=71625+14822.4=86447.4N.mm在 AB 段內(nèi)，T4 表示截面 44 上的扭矩，并任意地把 T4 的方向假設(shè)為如上圖所示，由平衡方程：T4-WB=0，所以：T4 =WB=14822.4N.Mm扭矩圖如下： 圖 5-3 扭矩圖由靜力平衡可得：FD+FC=FA+FBFD(L1+L2+L3)+ FC（L2+L3） 由以上已知：L1=539mm，L2=72.5mm，L3=74.5mm，F(xiàn)A=1252N，F(xiàn)B=612N所以可求出：FD=-335N，F(xiàn)C=2199N因此：在截面 11 處的彎矩 M1=FD*489，扭矩 W1=*d13/32d1=54mm截面 11 處的彎曲應(yīng)力 1=M1/W1=(335*489*32)/(3.14*543)=10.602在截面 22 處的彎矩 M2=FD*(489+50)=335*539=180，d2=45，W2=*d23/32=3.14*453/32=8942mm3截面 22 處的彎曲應(yīng)力 2=M2/W2=180565/8942= 20.1929在截面 33 處的彎矩 M3=FD*（489+50+72.5）=335*611.5=204852.5N.mmd3=35mm,W3=*d33/32=3.14*353/32=4207.11mm3在截面 33 處的彎曲應(yīng)力 3=M3/W3=204852.5/4207.11=48.692在截面 44 處的彎矩 M4=FB*74.5=45594N.mmd4=30mm，W4=*d43/32=2649.375mm在截面 44 處的彎曲應(yīng)力 4=M4/W4=45594/2649.375=17.21明顯 3241即截面 33 是最危險(xiǎn)的作出彎矩圖：多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)20圖 5-4 彎矩圖計(jì)算當(dāng)量彎矩：Mca2=M2+(aT)2=204852.52+716252,所以 Mca=217013N.mm 校核軸的強(qiáng)度：已知軸的當(dāng)量彎矩后，即可針對(duì)某些危險(xiǎn)截面作強(qiáng)度校核計(jì)算，通常只校核軸上承受最大計(jì)算彎矩的截面（即危險(xiǎn)截面 33）的強(qiáng)度，則由以上數(shù)據(jù)可得:ca = M ca/W3=217013/4207.11=51.5825-1b=60MPa即 ca小于 45 鋼的許用彎曲應(yīng)力，故此軸安全。 繪制軸的工作圖，見下圖 5-5：F-F24,52.未注明倒角為1x45 技術(shù)要求1.調(diào)質(zhì)220250HBS?24?22,5?31?22,5?20?15+0.030-0.002?27+0.039-0.029R1R0,81.6R0,8R0,80.80.83.21.63.21.61.6BCA9105225202625其余12.5 FF42,5R4832,5555,98R0,51,25R0,8R0,622,590,755.4 第二傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 為了使輸送帶保持水平運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，該軸的設(shè)計(jì)在外形和大小與主動(dòng)軸的外形和大小大致一樣，過程如下：1.擬定軸上零件的裝配方案 軸上零件的裝配方案對(duì)軸的結(jié)構(gòu)形式起著決定性的作用，現(xiàn)擬出該軸的裝配方案，如下圖 5-6：多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)21A圖 5-6 軸的裝配圖2.該軸的各段與主動(dòng)軸的相應(yīng)的各段軸徑大小和長(zhǎng)度相同，各相應(yīng)軸肩高度也相同，過渡圓半徑大小相同，技術(shù)要求也一樣。5.5 第三傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)1.選擇軸的材料 選擇軸的材料為 45 鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，其機(jī)械性能由表查得： -1b=60MPa,b=640MPa,-1=275MPa,-1=155MPa.2. 軸所傳遞的功率為 P3,轉(zhuǎn)速 n3，轉(zhuǎn)矩 T3,若取軸承效率為 0.99，皮帶傳動(dòng)效率為 0.96，則：P3=0.272/（0.96*0.99）=0.2862kwn3=95.04r/min于是：T3=9550000*T3/n3 =9550000*0.2862/95.04 =28758N.mm3.初步確定軸的最小直徑 先按式初步估算軸的最小直徑，其中 C=112，C 為取決于軸材料的許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力t的系數(shù)。dmin=C*33/3 nP =112304.95/2862. 0 =16.2mm輸入軸的最小直徑顯然是安裝在軸承端蓋右端的皮帶輪處4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）擬定軸上零件的裝配方案軸上零件的裝配方案對(duì)軸的結(jié)構(gòu)形式起著決定性的作用，現(xiàn)擬出一種裝配方案，如下圖：多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)22圖 5-7 軸的裝配圖2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度已確定軸的最小直徑為 16.2mm，可初步設(shè)計(jì)軸的最小直徑為 30mm，即 dVI-VII=30mm,該段軸與皮帶輪配合，由皮帶輪的相關(guān)知識(shí)可得出皮帶輪的寬度為20mm，則該段軸的長(zhǎng)度可設(shè)計(jì)為 20mm 即 LVI-VII=20mm，為了滿足皮帶輪的軸向定位要求，VIVII 軸段左端需制出一軸肩，該軸肩高度為 2.5mm，過渡圓的半徑為 1mm,右端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑 D=33mm，由于軸肩等原因，VVI 段軸的直徑可初步設(shè)計(jì)為 35mm，長(zhǎng)度可初步設(shè)計(jì)為 137mm,該軸段與 IVV 段聯(lián)接處制出一個(gè)軸肩，軸肩高度為 2.5mm,過渡圓半徑為 1.2mm,該軸段與軸承端蓋配合，由此，IVV 段軸的直徑可初步設(shè)計(jì)為 40mm，長(zhǎng)度可設(shè)計(jì)為 50mm，該段軸的左端制出一軸肩以利于定位，該軸肩高度為 3mm，過渡圓直徑為 1.6mm，IIIIV 段軸與滾筒配合，因此該段軸的長(zhǎng)度與主動(dòng)軸的相應(yīng)段軸的長(zhǎng)度一樣，為 450mm，軸的直徑初步設(shè)計(jì)為 48mm，該段軸的左端采用軸肩進(jìn)行軸向定位，因此在該段軸的左端制出一軸肩，該軸肩高度為3.5mm，相應(yīng)過渡圓半徑為 1.6mm，則 IIIII 段軸的直徑可初步設(shè)計(jì)為56mm，該軸長(zhǎng)可初步設(shè)計(jì)為 10mm。III 段軸的直徑初步設(shè)計(jì)為 48mm，長(zhǎng)度為 21mm，該段軸的左端需制出一軸肩，以用于滾動(dòng)軸承的軸向定位。由于 I 段軸與滾動(dòng)軸承配合，因此該軸徑設(shè)計(jì)為 40mm。3）初步選擇滾動(dòng)軸承因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承。參照工作要求并根據(jù) dI=40mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的角接觸球軸承 46208，其尺寸為 d*D*B=40*80*18，故 LI=18mm，右端滾動(dòng)軸承采用軸肩進(jìn)行軸向定位。至此，已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。4）軸上零件的周向定位 滾筒.皮帶輪與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。按 dIII-IV=48mm，由手冊(cè)查得平鍵截面 b*h=14*9(GB109579)，鍵槽用鍵槽銑刀加工，同時(shí)為了保證滾筒與軸配合有良好的對(duì)中性，故選擇滾筒與軸的配合為 H7/n6;同樣，皮帶輪與軸的聯(lián)接選用平鍵為 8*7*15，皮帶輪與軸的配合為 H7/k6.滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。5）確定軸上圓角和倒角尺寸多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)23參考表 5.3.2，取軸端倒角為 1X450。6）首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)作出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖。 在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取 a 值。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖作出軸的彎矩圖.扭矩圖和計(jì)算彎矩圖 畫空間受力簡(jiǎn)圖 圖 5-8 軸空間受力簡(jiǎn)圖 由前已計(jì)算得：T3=28758N.Mm,FC=612N， ，L1=540.5mm，L2=147mm由靜力平衡可得： FA+FB=FC FB*L1=FC(L1+L2) 則：FA+FB=612 540.5*FB=612*（147+540.5） 則：FA=-166.3N，F(xiàn)B=778.3N計(jì)算以上各截面的彎矩即截面 11，22，33 的彎矩在截面 11 處的彎矩 M1=FA*489 ，扭矩 W1=*d13/32，d1=48mm 截面 11處的彎曲應(yīng)力 1=M1/W1=(166.3*489*32)/(3.14*483)=7.52Mpa在截面 22 處的彎矩 M2 =FA（490.5+50）=89885.15N.mm,d2=40mm扭矩 W2=*d23/32=3.14*403/32=6280mm3截面 22 處的彎曲應(yīng)力 2=M2/W2=89885.15/6280 =14.31Mpa在截面 33 處的彎矩 M3=FA*（490.5+50+147）=114331.25N.mm，d3=30mm扭矩 W3=*d33/32=3.14*303/32=2649.4mm3截面 33 處的彎曲應(yīng)力 3=M3/W3=114331.25/2649.4=43.2Mpa由此可知截面 33 是最危險(xiǎn)的,作出扭矩圖和彎矩圖：多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)24 圖 5-9 扭矩圖圖 5-10 彎矩圖根據(jù)已作出的彎矩圖和扭矩圖，求出計(jì)算彎矩圖 Mca：Mca2=M2+(aT)2 =114331.252+287582所以：Mca=117892N.Mm校核軸的強(qiáng)度已知軸的計(jì)算彎矩后即可針對(duì)某些危險(xiǎn)截面作強(qiáng)度校核計(jì)算，通常只校核軸上承受最大計(jì)算彎矩的截面的強(qiáng)度，即截面 33 的強(qiáng)度。則由以上數(shù)值可得：ca = M ca/W3=117892/2469.4=47.74Mpa-1b=60MPa,故安全繪制軸的工作圖。見下圖：多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)25 技術(shù)要求1.調(diào)質(zhì)HBS未注明倒角為13.未注明過渡圓R=0.8F-F其余 圖 5-11 第三傳動(dòng)軸的工作圖6.畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是：多功能試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)。這是一個(gè)關(guān)于系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在往界的畢業(yè)設(shè)計(jì)中還未曾有過該類的設(shè)計(jì)，另外，該設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是各軸和整體傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，排種器和輸送帶的性能的各數(shù)據(jù)是該設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，其中排種器的各數(shù)據(jù)是經(jīng)驗(yàn)值，由于缺乏必要的數(shù)據(jù)，工作停頓了段時(shí)間，通過多種渠道，終于查詢到一篇研究所的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，其中有排種器的相關(guān)數(shù)據(jù)，經(jīng)過一段時(shí)間的不懈努力，設(shè)計(jì)工作基本完成。在設(shè)計(jì)過程中，一方面我深感自己知識(shí)的貧乏和平時(shí)鍛煉的重要性，深刻領(lǐng)會(huì)到實(shí)踐與理論的差異性；另一方面，通過這次獨(dú)立的設(shè)計(jì)，更加堅(jiān)定了繼續(xù)努力學(xué)習(xí)的信念，深深體會(huì)到理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合是學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)的重要途徑，同時(shí)也是搞好教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，使我提高了獨(dú)立思考問題和解決實(shí)際問題的能力。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我通過各種方式收集、查找相關(guān)資料。在此過程中我刻苦努力，虛心請(qǐng)教，不放過任何難點(diǎn)與疑問。而通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我認(rèn)識(shí)到要掌握深層次的模具設(shè)計(jì)需還需掌握更多的機(jī)械相關(guān)課程的知識(shí)，如機(jī)械制圖、材料力學(xué)，機(jī)械制造，機(jī)械原理等等。如今我不僅認(rèn)識(shí)到了如何將知識(shí)更好的與實(shí)踐向結(jié)合，并且通過這次設(shè)計(jì)使我了解了一些設(shè)計(jì)方法和使自己更加熟練的掌握了一些設(shè)計(jì)軟件（如 AutoCAD、PRO、Word 等） ，同時(shí)也使我了解了怎樣去查找設(shè)計(jì)相關(guān)的設(shè)計(jì)資料（包括手冊(cè)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等）以及進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)估算等方面有了一定程度的提高，深刻的感受到計(jì)算機(jī)和工具書及手冊(cè)在設(shè)計(jì)中帶來的便利和幫助。多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)26參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 楊明忠,朱家誠.機(jī)械設(shè)計(jì) .武漢理工大學(xué)出版社，2001 年,7-5629-1725-6. 2機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)編寫組.機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè) .機(jī)械工業(yè)出版社，1989 年，7-111-00593-7 3曹志超,俞一鳴.鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)機(jī)電實(shí)用技術(shù)手冊(cè).化學(xué)工業(yè)出社,1997 年,7-5025-1519-4 4劉鴻文.材料力學(xué).高等教育出版社,2004 年，7-04-012759-8 5鄭文緯、吳克堅(jiān).機(jī)械原理（第七版）.高等教育出版社. 6范崇夏，溫琴美主編.國家標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械制圖應(yīng)用示例圖冊(cè).中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，19887邱宣懷主編.機(jī)械設(shè)計(jì)（第四版）.高等教育出版社，20008實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（上下）.中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院，19859吳宗澤，羅圣國主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）10曾志新，呂明主編.機(jī)械制造基礎(chǔ).武漢理工大學(xué)出版社，200111哈爾濱工業(yè)大學(xué)力學(xué)教研組編.理論力學(xué)（第五版）.高等教育出版社，199812蔡曉華，劉俊杰，孔繁亮.排種器試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì) 。多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)27致 謝經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。在這里首先要感謝我的導(dǎo)師趙進(jìn)輝老師。趙老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是趙老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了敬佩趙老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。最后感謝工學(xué)院和我的母校江西農(nóng)業(yè)大學(xué)四年來對(duì)我的大力栽培。我們初出茅廬，水平有限，時(shí)間也比較緊迫，所以難免有錯(cuò)誤存在，在此，我們也真誠地希望大家不吝賜教，提出批評(píng)和改正意見。謝謝！ 2009.5.16 多功能排種器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)28