果園旋耕機總體設計含proe三維及11張CAD圖帶開題報告-獨家.zip,果園,旋耕機,總體,設計,proe,三維,11,CAD,開題,報告,獨家 1 課題名稱及來源： 名稱：果園旋耕機 來源：XXXX 2 研究的目的、意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀： 2.1 選題的目的及意義 土壤耕作是果園種植業(yè)生產(chǎn)過程中的一個重要環(huán)節(jié)，對果園水果作物增產(chǎn)具有重要的作用。由于土壤耕作是一項能耗很大的作業(yè)，傳統(tǒng)的土壤耕作機械，如犁、靶等都需要多次耕作，會對土壤造成破壞，不利于水土保持，能耗較大。旋耕機切土、碎土能力強，一次旋耕能夠達到一般犁靶作業(yè)幾次的碎土效果；耕后地表平整、松軟、細碎，能夠滿足精耕細作的農(nóng)藝要求。旋耕機的發(fā)展大幅提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，且縮短工序間隔，有利于抗旱，減少拖拉機進地次數(shù)，減輕對土壤的壓實，降低能源消耗和作業(yè)成本，減少機具投資，提高機具利用率。近年來，國內(nèi)還田技術和免耕少耕技術的推廣應用，使旋耕機得到了迅猛發(fā)展，已成為拖拉機的主要配套機具之一。應用并推廣自動化、智能化、高性能的農(nóng)機裝備是林果產(chǎn)業(yè)化的必然趨勢。果園旋耕機能夠直接滿足果園旋耕作業(yè)的需求，提高生產(chǎn)效率降低勞動強度增加果樹產(chǎn)量和果農(nóng)收入，促進林果業(yè)的發(fā)展同時，旋耕機的應用有利于保護性耕作模式的推廣。 國內(nèi)目前應用的機型主要為微耕機，由手扶拖拉機演變而來，依靠人工手扶控制，偏重，外形尺寸大；因此人工操作費時費力，勞動強度大。在矮化密集型果園中，果樹間距較小，旋耕作業(yè)幅寬受到限制，人工操縱轉向、轉移較費力；由于樹干的阻礙，同行兩株果樹之間的作業(yè)區(qū)域無法直線耕作，漏耕多。微耕機驅(qū)動功率一般不大于7.5kw，受驅(qū)動功率的影響，對不同特性的土壤適應能力差，土壤含水率低于20%時，尚能工作對于高含水率的粘性土壤或當含水率在20%以上時，耕作阻力增大，碎土性能會變差。目前已有產(chǎn)品受驅(qū)動功率和手扶人工操作的限制，生產(chǎn)率相對較低；另外產(chǎn)品開發(fā)類型上，有產(chǎn)品結構和功能同質(zhì)化的趨勢。國內(nèi)開發(fā)的產(chǎn)品功能已由單一旋耕功能向多功能發(fā)展，配上相應農(nóng)機具有可實現(xiàn)旋耕、犁耕、鋤草、開溝、培土等多種功能作業(yè)。從生產(chǎn)效率、經(jīng)濟成本而言，果園微耕機作業(yè)模式嚴重滯后于目前果園的規(guī)?；?、工廠化生產(chǎn)發(fā)展趨勢。 目前，針對果園旋耕機的產(chǎn)品結構、作業(yè)性能、可靠性及商品經(jīng)濟性等方面的研究有待進一步展開，因此，我選擇果園旋耕機的設計課題，對目前國內(nèi)的旋耕機進行結構上的改進，使改進后的旋耕機更加的適應目前果園的規(guī)?；?、工具化生產(chǎn)發(fā)展趨勢，提高耕作效率。 2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 我國對于旋耕機的研制始于20世紀50年代末，初期主要研制與手扶拖拉機配套的旋耕機，后來研制出與中型輪式拖拉機配套的旋耕機；70年代初完成了與當時國產(chǎn)的各類拖拉機配套的系列旋耕機的設計，并使之得到了推廣應用；到80年代，與手扶拖拉機配套的旋耕機由專用型發(fā)展到兼用型，由與手扶拖拉機配套發(fā)展到與輪式及履帶式拖拉機配套。旋耕機在我國的發(fā)展經(jīng)歷了單機研制，發(fā)展系列產(chǎn)品，新產(chǎn)品開發(fā)和換代3個階段，隨著新的種植，耕作農(nóng)藝的發(fā)展和推廣，在旋耕機基礎上還研制出了多種用途的聯(lián)合復式作業(yè)機。 目前，我國果園機械化水平整體偏低，少有專門用于果樹苗圃和果園的管理作業(yè)機具，難以滿足作業(yè)要求，其主要原因是我國果樹種類繁多，分布地域遼闊，除了平原地區(qū)，多數(shù)果園分布于山地丘陵地，地形復雜，作業(yè)環(huán)境比較惡劣。另外，部分果園種植規(guī)模較小，果農(nóng)追求產(chǎn)量而培育多枝大冠樹形或在行間套種其他作物，不利于果園地面管理，特別是在果樹抽梢結果期，農(nóng)機具很難進入園間。對于果樹苗圃來說，育苗工作的主要任務是加強苗期管理，滿足苗木生長所需的水肥條件，及時除草和防治病蟲害。但是果樹苗圃一般種植密度較大，果樹苗木株高較高，普通機械很難在滿足作業(yè)要求的同時避免作業(yè)過程對果樹苗木造成的刮擦碾壓等機械損傷。這種損傷是不可修復的，輕者降低果樹苗木品質(zhì)，重者直接導致果樹苗木的死亡。隨著果樹園林業(yè)的發(fā)展，果樹栽培模式迎來了一次革命，由傳統(tǒng)的喬砧密植型變革為新型的矮砧密植型，這就為果園機械化作業(yè)提供了發(fā)展條件。 旋耕機目前在國內(nèi)外有多種的分類方法，按刀軸的位置可分為臥式、立式和斜置式，目前臥式旋耕機使用較為普遍。旋耕機傳動形式有中間傳動和側邊傳動兩種，中間傳動系統(tǒng)由萬向節(jié)傳動軸和中間傳動箱組成；側邊傳動系統(tǒng)由萬向節(jié)傳動軸，中間傳動箱和側邊傳動箱組成，側邊傳動又有齒輪傳動和鏈輪傳動兩種，側邊傳動箱采用鏈傳動時，雖然加工要求較低，但其可靠性較差，使用壽命短，鏈條斷后會增加維修費用。當采用中間傳動時，傳動箱的下部會造成漏耕，影響作業(yè)質(zhì)量，為了解決這個問題，在傳動箱下固定一個松土鏟，即小型鏵式犁，或者在傳動箱的旁邊裝兩把特殊的彎刀。為了適應不同的土壤條件及拖拉機動力輸出軸轉速，有的旋耕機的傳動箱配有速比不同的齒輪，得到不同的刀輥轉速。旋耕機與拖拉機的掛接有3點懸掛，直接聯(lián)接和牽引三種方式，我國目前采用前兩種聯(lián)接方式，3點懸掛式旋耕機的懸掛及升降與鏵式犁相同，有拖拉機動力輸出軸驅(qū)動，通過萬向節(jié)傳動軸，經(jīng)傳動箱減速后帶動刀軸工作。直接聯(lián)接式旋耕機主要用于與手扶拖拉機配套，一般是將手扶拖拉機的變速箱后蓋取下來，然后將旋耕機減速箱和拖拉機變速箱用螺栓聯(lián)接在一起，動力由拖拉機變速箱里的齒輪直接傳給旋耕機的齒輪，以驅(qū)動旋耕機運轉。臥式旋耕機刀輥的轉向有正轉和反轉兩種，目前使用較多的是正轉旋耕機。正轉時刀片強制切碎土塊，并將土塊向后拋擲，土塊與機罩及拖板相撞后，進一步破碎，碎土充分，但功耗較大，在耕深增加時，影響耕深的穩(wěn)定性。刀輥反轉則有利于降低切土能耗和提高碎土效果，覆蓋埋青能力強，但易導致已耕土塊堆積，造成刀輥的重復切削，增大了不必要的負荷和功耗。刀輥轉速對旋耕機組的功耗影響較大，較理想的配置是低的刀輥轉速和較高的前進速度。刀片有鑿型刀、直角型刀、彎刀3種形式，其中彎刀在我國得到了廣泛的應用，彎刀的刃口由曲線構成，包括側切刃和正切刃兩個部分，可輕松的將草莖切斷，且不易纏草，適合在多草的耕地里作業(yè)。 目前，我國及國外的果園旋耕機使用范圍不斷擴大，向?qū)挿?、高速型旋耕機發(fā)展；向聯(lián)合作業(yè)機組方向發(fā)展；向節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)戰(zhàn)略型發(fā)展；全幅深等新型旋耕機研發(fā)逐漸起步。 國內(nèi)的果園果樹的行距一般在3m以內(nèi)，另外受樹枝的影響，果園旋耕機作業(yè)幅寬在2m以內(nèi)，并且果樹的樹干就是旋耕機的障礙物；對兩行果樹之間的區(qū)域，采用人工手扶控制直線耕作；對于兩行兩株果樹之間的作業(yè)區(qū)域，3點后懸掛旋耕機無法進入作業(yè)，在該區(qū)域存在漏耕少耕的現(xiàn)象，需要微耕機進行二次補耕。目前果園使用的旋耕機以自走式微耕機和手扶拖拉機驅(qū)動的微耕機為主。自走式微耕機（圖1）屬于自推進耕耘機械，取消了驅(qū)動輪，由發(fā)動機驅(qū)動的旋轉工作輥在耕作土壤的同時，受到土壤反作用力推動機具前進。工作時，發(fā)動機經(jīng)變速機構傳遞動力個旋耕刀輥，轉動的刀片切削、擠壓、破碎土壤，同時在銑切過程中依靠土壤產(chǎn)生的反力推動機組前進。手扶拖拉機驅(qū)動的微耕機（圖2），工作時，發(fā)動機動力傳遞到變速機構，再經(jīng)過傳動軸驅(qū)動旋耕部件作業(yè)。從結構上看，以上兩種機型的微耕機都是由手扶拖拉機演變而來的。 3 課題的研究內(nèi)容、目標及可行性分析 3.1 研究內(nèi)容 1、果園旋耕機整體結構方案的設計。 2、旋耕機刀軸類型、旋耕機與拖拉機掛接方式、刀輥轉向、刀片類型的選擇。 3、動力系統(tǒng)的設計與計算。 4、傳動系統(tǒng)的設計與計算。 5、分土系統(tǒng)的設計與計算。 3.2研究思路和方法 本次設計的主要內(nèi)容是果園旋耕機的設計，研究的思路和方法為通過資料的查閱了解和掌握開溝機的工作原理、特點、分類及研究現(xiàn)狀等內(nèi)容；依據(jù)掌握的資料對果園旋耕機進行總體方案的選擇、比較、論證與確定；通過得到的總體方案，對其涉及到的主要零部件進行設計和計算。對總體結構進行三維實體建模，進行結構的優(yōu)化，采用總結法對本次設計進行全面的總結。 3.3 研究目標 通過對現(xiàn)有果園旋耕機的理論知識的掌握，根據(jù)查詢各個文庫的研究與期刊，分析現(xiàn)在的果園旋耕機機械結構存在的問題，利用我大學期間所學的專業(yè)知識及查詢資料對現(xiàn)有的果園旋耕機進行改進，對各個機械系統(tǒng)進行重新計算與設計，擬定果園旋耕機優(yōu)化方案，以達到滿足果園旋耕作業(yè)的需求，提高耕作效率與效果，提高生產(chǎn)率的目的，使果園旋耕能力進一步提高。然后對旋耕機機械部件進一步優(yōu)化，得到最優(yōu)設計方案。優(yōu)化后的設計方案及機械結構將大大提高生產(chǎn)力、切土碎土效果、滿足果園耕作的農(nóng)藝效果。 1、滿足國內(nèi)果園旋耕的實際需要。 2、有足夠的工作強度和安全性能。 3、適應性較強。能夠在不同土質(zhì)、不同濕度的情況下正常工作。 4、本次設計的機器要滿足結構簡單、操作維修均比較簡便。 3.4 可行性分析 （1）對國內(nèi)外現(xiàn)有果園旋耕機的設計現(xiàn)狀進行了解，收集的資料具有真實有效性。 （2）技術可行性 1）隨著市場競爭的激烈，農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展，尤其是果園耕地方面機械化高效化的快速發(fā)展，改進后的旋耕機可以滿足對于現(xiàn)有果園土地狀況及土壤狀況的需求。 2）石河子大學圖書館館藏中、外文書刊290萬余冊，年訂中、外文期刊3000余種、報紙180種，購入萬方、維普、Springer LINK、SDOS等中外文電子圖書、期刊數(shù)據(jù)庫等數(shù)字資源20余種，為課題的完成提供了豐富的數(shù)據(jù)和文獻資源。 3、操作的可行性 本人在大學四年的學習期間，牢固的掌握了機械設計方面的理論知識，能熟練運用機械知識對現(xiàn)有果園旋耕機的機械結構進行改進。并對pore軟件進行了學習研究，能夠運用此軟件對改進后的果園旋耕機進行三維的機械結構的表達。對AUTOCAD制圖軟件也有一定的學習基礎，能夠運用此軟件繪制果園旋耕機二維圖和零件圖，具備在規(guī)定時間內(nèi)達到預期目標的能力。 4. 關鍵問題和難點分析 4.1 課題研究的關鍵問題 課題研究的關鍵問題在于以下幾個方面： 1、果園旋耕機總體方案的選擇與確定； 2、動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、分土系統(tǒng)的設計與計算。 3、三維模型的建立。 4.2 課題研究的難點分析 課題研究的難點為總體方案的選擇與確定，機構的設計與計算等，主要體現(xiàn)在以下幾個方面： 1、確定本次設計方案，機械結構及系統(tǒng)的類型。 2、如何使本次設計的果園旋耕機，滿足果園旋耕的需要。 3、在若干可行方案中如何確定最優(yōu)方案。 4.3 進度計劃 第一周：熟悉課題內(nèi)容，收集相關數(shù)據(jù)和資料，擬定研究方案并完成文獻綜述、開題報告和文獻翻譯等任務； 第二周：對研究方案進行分析，并與指導老師進行討論交流，得出最優(yōu)方案； 第三至五周：利用制圖軟件進行裝配圖三維圖及零件圖的制作； 第六至七周：撰寫論文，匯總資料，準備答辯； 參 考 文 獻 [1]萬暢,李文春,畢新勝,尹新文,李國禮.淺談國內(nèi)果園旋耕機存在的問題和解決思路[J].農(nóng)機化,2013,(05):15-17. [2]羅進軍,王斌,畢新勝,王劍,曾小輝,明光.果園避障旋耕機的研究與設計[J].農(nóng)機化研究,2016,(01):138-141. [3]方玉亭,劉瑩軍.瑪斯特1GZ-120遙控微型履帶式旋耕機作業(yè)試驗及使用建議[J].現(xiàn)代農(nóng)機,2017,(01):45-47. [4]范瑤,劉俊峰,李建平.高地隙果園動力底盤的設計[J].農(nóng)機化研究,2013,(04):92-95. [5]張義民,夏剛,魏高艷.柑橘園使用微耕機效應調(diào)查與建議[J].果農(nóng)之友,2012,(10):31+39. [6]慈志娟.一批果園設施與機具科技創(chuàng)新成果亮相[J].煙臺果樹,2011,(04):50-51. 指導老師審閱意見: 指導老師（簽字）： 年 月 日 備注： 6 經(jīng)過半個多世紀的努力，中國機械工業(yè)已經(jīng)逐步發(fā)展成為具有一定綜合實力的制造業(yè)，初步確立了在國民經(jīng)濟中的支柱地位。在新的世紀里，科學技術必將以更快的速度發(fā)展，更快更緊密得融合到各個領域中,而這一切都將大大拓寬機械制造業(yè)的發(fā)展方向。 它的發(fā)展趨勢可以歸結為“四個化”：柔性化、靈捷化、智能化、信息化，即使工藝裝備與工藝路線能適用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的需要，能適用于迅速更換工藝、更換產(chǎn)品的需要,使其與環(huán)境協(xié)調(diào)的柔性，使生產(chǎn)推向市場的時間最短且使得企業(yè)生產(chǎn)制造靈活多變的靈捷化,還有使制造過程物耗,人耗大大降低,高自動化生產(chǎn)，追求人的智能于機器只能高度結合的智能化以及主要使信息借助于物質(zhì)和能量的力量生產(chǎn)出價值的信息化。 當然機械制造業(yè)的四個發(fā)展趨勢不是單獨的，它們是有機的結合在一起的，是相互依賴，相互促進的。同時由于科學技術的不斷進步，也將會使它出現(xiàn)新的發(fā)展方向。前面我們看到的是機械制造行業(yè)其自身線上的發(fā)展。然而，作為社會發(fā)展的一個部分，它也將和其它的行業(yè)更廣泛的結合。21世紀機械制造業(yè)的重要性表現(xiàn)在它的全球化、網(wǎng)絡化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造等。它將使人類不僅要擺脫繁重的體力勞動，而且要從繁瑣的計算、分析等腦力勞動中解放出來，以便有更多的精力從事高層次的創(chuàng)造性勞動，智能化促進柔性化，它使生產(chǎn)系統(tǒng)具有更完善的判斷與適應能力。 近年來，鹽城拖拉機制造有限公司發(fā)展迅猛，年產(chǎn)3萬臺系列輪式拖拉機和8萬臺手扶拖拉機，銷往國內(nèi)30個省、市和國外60個多國家和地區(qū)。經(jīng)調(diào)查，配套農(nóng)機具跟不上主機迅速發(fā)展的要求。其中包括15馬力的手拖仍配置12馬力的旋耕機，輪式250、700型拖拉機是新產(chǎn)品，也沒有合適農(nóng)具。因此，研制配套旋耕機與拖拉機同步銷售，會使拖拉機、旋耕機兩旺。 我設計的是一臺水旱兩用旋耕機，與黃海－12（15）馬力手扶拖拉機相匹配，主要用于水田耕整，也可進行旱田耕作?，F(xiàn)有的水旱旋耕機是耕幅為0.6米的老式機型，而本課題設計的水旱旋耕機耕幅為1米。隨著我國農(nóng)村聯(lián)合收割機的普遍使用，機割后廢拋的秸桿留在田中，會給夏季插秧帶來很大困難。因此，研制經(jīng)濟高效的寬幅水田旋耕機將深受廣大農(nóng)民群眾的普遍歡迎。 目前，我國與大中型拖拉機配套的旋耕機保有量約15萬臺，與手扶拖拉機和小四輪拖拉機配套的旋耕機約200萬臺。旋耕機在南方水稻生產(chǎn)機械化應用中已占80％的比例，北方的水稻生產(chǎn)、蔬菜種植和旱地滅茬整地也廣泛采用了旋耕機械。近年來，我國北方進行種植業(yè)結構調(diào)整，大力推行旱改水，水稻種植面積迅速增加，擴大了對旋耕機械的市場需求。我國現(xiàn)有旋耕機產(chǎn)品在品種和結構上多數(shù)已經(jīng)落后老化，面臨著更新?lián)Q代的要求。現(xiàn)代新型旋耕機的研發(fā)注重于參數(shù)的優(yōu)化和結構功能的多變化。中小型拖拉機特別是手扶拖拉機已經(jīng)向滅茬、旋耕、旋耙和深施化肥的復式作業(yè)方向發(fā)展。 在國外，在歐洲旋耕機的應用已有150多年的歷史，日本自上世紀初沿用旋耕機后發(fā)展迅速，尤其在節(jié)能型彎刀方面的研究領先于世界。由于國外大功率的拖拉機廣泛使用，旋耕機已發(fā)展到采用寬度伸縮或折疊式結構，耕深有達1米以上的旋耕機。 參考文獻 [1] 熊元芳. 水田埋草旋耕機的試驗研究[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報,2003，（09）. [2] 吳明亮, 陳銳平, 楊良玖, 姚漢清. 1ZS-20 型水田耕整機的創(chuàng)新設計[J]. 湖南農(nóng)業(yè)大學學報,2003,(08). [3] 李理,霍春明. 提高旋耕機作業(yè)質(zhì)量的幾點建議[J]. 農(nóng)機使用與維修, 2005,(01). [4] 李均. 新型微型旋耕機問世[J]. 農(nóng)家致富, 2006,(24). [5] 楊海瑩,胡振瑞. 旋耕機的改進技術及使用中應注意事項[J]. 農(nóng)機使用與維修, 2006,(04). [6] 張小麗,張晉國,李江國,李興國. 雙層施肥旋耕播種機的設計[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報, 2006,(11). [7] 何忠良,辛惠芬. 旋耕機刀片排列規(guī)則的探討[J]. 山西農(nóng)機, 2000,(S1). [8] 王躍生,侯志潔. 傳統(tǒng)耕作與保護性耕作的逆向碰撞[J]. 農(nóng)機市場, 2006,(05). [9] 李民杰. 亞澳牌1GQNB-180型旋耕機[J]. 當代農(nóng)機, 2006,(01). [10] 李源俸 ,陳毅培. 變速滅茬旋耕機的設計研究[J]. 南方農(nóng)機, 2003,(03). 1 果園旋耕機總體設計 摘要 本畢業(yè)設計是一個果園旋耕機與傳動裝置綜合設計的設計。首先，果園旋耕機與傳動裝置綜合設計作了簡單的概述；接著分析和果園旋耕機與傳動裝置綜合設計計算方法的選擇原則；然后根據(jù)這些設計準則與計算基礎的設計；然后檢查橫輥裝置的主要部件的選擇。普通型果園旋耕機與傳動裝置綜合設計由六個主要部件組成：目前，果園旋耕機與傳動裝置綜合設計向長距離，高速度，低摩擦的方向發(fā)展，近年來，果園旋耕機與傳動裝置綜合設計就是其中的一個。在設計中，該果園旋耕機與傳動裝置綜合設計的研制與應用，目前我國與國外先進水平相比仍有較大差距，在過程中的國內(nèi)設計和果園旋耕機與傳動裝置綜合設計的制造中存在著許多問題。 果園旋耕機與傳動裝置綜合設計設計代表了設計的一般過程，對今后的設計工作的選擇有一定的參考價值。 關鍵詞：果園旋耕機與傳動裝置綜合設計 傳動裝置 耕地 Abstract The graduation design is a rotary filling machine and the design of the comprehensive design of the transmission device. First, integrated design of rotary type filling machine and a transmission device made simple overview; then analysis and rotary type filling machine and a transmission device integrated design and calculation method of selection principle; then according to these principles of design and calculation of foundation design; then check the turntable device of main components of choice. Integrated design of ordinary type rotary filling machine and driving device consists of six main parts: at present, rotary type filling machine and transmission device design towards long distance, high speed, low friction in the direction of the development, in recent years, comprehensive design of rotary type filling machine and a transmission device is the a. In the design, development and application of integrated design of the rotation type filling machine and a transmission device, at present our country and the overseas advanced level compared to still have a large gap, in the process of domestic design and rotary type filling machine and transmission device design of manufacturing exists many problems. The integrated design and design of the rotary filling machine and the transmission device represents the general process of the design, which has a certain reference value for the choice of the design work in the future. Key words: rotary filling machine and transmission device integrated design of transmission hydraulic 目 錄 摘要 2 一、 緒論 5 1. 國外研究現(xiàn)狀 5 2. 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 6 3. 旋耕機的分類 6 4. 研究內(nèi)容 6 二、 果園旋耕機材料介紹及選擇 8 三、果園旋耕機主要零部件設計計算 10 1、果園旋耕機橫輥斷面設計方式 10 2、整體橫輥架強度的計算 11 3、橫輥變形度計算 14 四，橫輥的設計方法： 15 1 橫輥旋轉裝置 15 2橫輥的設計 16 3、橫輥中央斷面設計 16 五，橫輥的調(diào)整旋轉機構的設計： 18 1 橫輥的調(diào)整旋轉機構 18 2、最大歪斜側向力 18 3，橫輥中央斷面合成應力： 19 六、果園旋耕機裝配圖 20 七、耕地裝置的設計計算 20 7.1計算工作循環(huán)中的最大載荷 20 7.2 軸的設計計算 23 1 軸承軸的設計計算 23 2 .軸的結構設計 24 3 軸的強度計算 24 4 主動軸承軸的設計計算 25 7.4 傳動結構及設計 25 八 刀片的選擇 28 8.1 按強度選用刀片 29 8.2 計算功率 29 九 旋耕刀片強度的計算 30 致謝 32 參考文獻 33 一、 緒論 我國幅員遼闊，但耕地機均耕地占有量少。如何利用有限的土地資源去養(yǎng)活中國日益增加的人口，對于我們來說有重要的意義。加大對農(nóng)業(yè)的投入，提高農(nóng)業(yè)的機械化程度，特別是加大對果園旋耕機的研發(fā)投入，有重要 的意義。 目前廣泛使用的果園旋耕機可分為兩大類，即背負式和自走式果園旋耕機。而自走式果園旋耕機因為其機動性好，可靠性高和性能優(yōu)良而使用廣泛并深受廣大農(nóng)民的歡迎。在這次畢業(yè)設計中，我們一組成員在查閱了大量資料的基礎上，對自走式果園旋耕機進行了比較合理的總提布局和參數(shù)選擇的分析計算。以降低成本、增加可靠性和保證良好的 作業(yè)性能為設計宗旨,具有良好的機動性和通用性，不僅適應大田，也適應小地塊和含水量高的果園耕地。該機型在廣大農(nóng)民中，很受歡迎，加大對其研發(fā)投入，在降低成本，提高技術的基礎上，更上一層樓。可以預見，型自走式谷 物果園旋耕機前景廣闊。 1. 國外研究現(xiàn)狀 為了適應生產(chǎn)的需要，國外果園旋耕機無論在機型、機種和結構性能上都有很大的發(fā)展和變化。產(chǎn)品實行系列化、通用化可大大縮短設計周期，降低成本，方便使用。目前世界上絕大多數(shù)廠家均成系列的生產(chǎn)各種大小耕地的果園旋耕機。如福格森公司生產(chǎn)的MF547~MF760五種系列產(chǎn)品，迪爾公司生產(chǎn)的JD935~JD985等七種型號系列產(chǎn)品。近年來，國外許多公司都生產(chǎn)了不少高效率的大型果園旋耕機，這一趨勢越來越明顯。如加拿大的麥塞.福格森公司的MF760型，美國約翰.迪爾公司的JD7700型，西德克拉斯公司的D150型等。由于自走式具有機動靈活、無需開道、操作方便等優(yōu)點，現(xiàn)在各國普遍生產(chǎn)和使用的都是自走式果園旋耕機。為了提高機器的作業(yè)質(zhì)量并使其高效、安全、可靠的工作現(xiàn)代果園旋耕機上廣泛采用各種電子儀表監(jiān)視裝置以及電器、液壓控制和液壓驅(qū)動的先進技術。這是90年代以來國外果園旋耕機發(fā)展的又一重要特點。果園旋耕機使用時間短，季節(jié)性強，結構復雜，價格昂貴。設法提高機器的可靠性和使用壽命是各國近年研究的一個主要方向 [6] 。 2. 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 從世界上第一個果園旋耕機耕地裝置的問世，它已超過100年，最初主要應用于農(nóng)業(yè)機械已發(fā)展到幾十個品種，耕地機適用于不同的場合。根據(jù)其工作原理可分為滾刀式形式，掛刀式三類型。在中國的果園機生產(chǎn)的起步較晚，企業(yè)規(guī)模普遍偏小，產(chǎn)品使用較為單一，沒有形成規(guī)模，所以很長一段時間，果園耕地機耕地裝置主要進口。據(jù)統(tǒng)計，到1999年底有各種農(nóng)業(yè)機械保有量達100000，果園耕地機耕地裝置的銷售量為1999約30000臺灣，其中80%是進口的。 根據(jù)市場調(diào)查，果園機必須符合環(huán)境保護當前耕地機類的需求，市場上的果園耕地機耕地裝置主要是產(chǎn)生的噪音大的發(fā)動機，帶來環(huán)境污染，在辦公和學習的地方，這是不受歡迎的果園耕地機耕地裝置的發(fā)動機。因為發(fā)動機驅(qū)動的果園耕地機耕地裝置，維護成本較高；同時發(fā)動機果園耕地機耕地裝置主要依靠葉片的旋轉速度穿過果園地，果園地上排放空氣的旋轉，因此，較高的安全要求，操作也會給員工帶來了強烈的沖擊，這樣的操作是很不舒服。雖然發(fā)動機果園耕地機耕地裝置割果園效率，效果好，但價格昂貴！ 3. 旋耕機的分類 按其旋耕刀軸的配置方式分為橫軸式和立軸旋耕機立軸式兩類。以刀軸水平橫置的橫軸式旋耕機應用較多。分類有較強的碎土能力，一次作業(yè)即能使土壤細碎，土肥摻和均勻，地面平整，達到旱地播種或水田栽插的立軸旋耕機要求，有利于爭取農(nóng)時，提高工效，并能充分利用拖拉機的功率。但對殘茬、雜草的覆蓋能力較差,耕深較淺(旱耕12~16厘米;水耕14~18厘米),能量消耗較大。主要用于水稻田和蔬菜地，也用于果園中耕。重型橫軸式旋耕機的耕深可達20~25厘米，多用于開墾灌木地、沼澤地和草荒地· 4. 研究內(nèi)容 3.1橫輥旋轉裝置 橫輥旋轉的方式是采用拖拉機動力轉換成機械能，從而使橫輥進行旋轉，橫輥旋轉裝置主要由旋轉主軸、橫輥軸承和軸承組成。通過橫輥軸承帶動一對嚙合軸承實現(xiàn)。 3.2 橫輥 采用橫輥式拉緊裝置，主要有壓緊軸承和橫輥兩大部分，通過橫輥的選擇，以及壓緊軸承的選擇，并計算出拉緊力。 3.3耕地控制系統(tǒng) 1.左右水平調(diào)整。將帶有旋耕機的拖拉初停在平坦地面上，降低旋耕機，使刀片距離地面5厘米，觀察左右刀尖離地高度是否一致，以保證作業(yè)中刀軸水平一致，耕深均勻。 2.前后水平調(diào)整。將旋耕機降到需要的耕深時，觀察萬向節(jié)夾角與旋耕機一軸是否接近水平位置。若萬向節(jié)夾角過大，可調(diào)整上拉桿，使旋耕機處于水平位置。 3.提升高度調(diào)整。旋耕作業(yè)中，萬向節(jié)夾角不允許大于10度，地頭轉彎時也不準大于30度。因此，旋耕機的提升，對于使用位調(diào)節(jié)的可用螺釘在手柄適當位置擰限位;使用高度調(diào)節(jié)的，提升時要特別注意，如需要再升高旋耕機，應切除萬向節(jié)的動力。 圖4.1果園旋耕機設計方案圖 2 橫輥壓緊機構 采用橫輥軸承分別驅(qū)動將液體的壓力能轉換成機械能. 3 耕地控制部分 由各自獨立的耕地回路組成，主泵通過各耕地回路控制軸承和橫輥軸承，使橫輥產(chǎn)生相應動作。全耕地驅(qū)動使橫輥工作平穩(wěn)、結構緊湊。 4,輸送鋪放工位 輸送鋪放工位采用立式輸送鋪放系統(tǒng)，通過橫輥旋轉達到輸送鋪放的目的。 5 擬采取的技術措施 橫輥壓桿式結構緊湊，可以改善組成機構零部件的受力情況，零件數(shù)量相對較少，加工制造比較容易。如今大中型果園旋耕機鉗桿橫輥多數(shù)采用這種結構。 橫輥旋轉機構采用橫輥軸承分別驅(qū)動，體積小、結構簡單、容易解決制動、緩沖和超載保護問題。而一個橫輥軸承驅(qū)動的橫輥旋轉機構適用于小型果園旋耕機。 橫輥壓緊采用橫輥軸承控制完成，橫輥軸承后置，壓緊塊與鉗臂連接處連接牢固且易于拆卸更換。 二、 果園旋耕機材料介紹及選擇 按品質(zhì)分類 (1) 普通鋼（P≤0.045%，S≤0.050%）(2) 優(yōu)質(zhì)鋼（P、S均≤0.035%） (3) 高級優(yōu)質(zhì)鋼（P≤0.035%，S≤0.030%） 按化學成份分類 (1) 碳素鋼：a.低碳鋼（C≤0.25%）；b.中碳鋼（0.25≤C≤0.60%）；c.高碳鋼（C≥0.60%）。 (2)合金鋼：a.低合金鋼（合金元素總含量≤5%）b.中合金鋼（合金元素總含量>5~10%）c.高合金鋼（合金元素總含量>10%）。 (3)灼燒可使鋼中的碳變?yōu)槎趸紦]發(fā)掉，灼燒后鋼樣品質(zhì)量會減輕。但灼燒后質(zhì)量會增多，原因：鋼中的鐵與氧結合生成四氧化三鐵，且含炭少于鐵 按成形方法分類 (1) 鍛鋼；(2) 鑄鋼；(3) 熱軋鋼；(4) 冷拉鋼。 按金相組織分類 (1) 退火狀態(tài)的a.亞共析鋼（鐵素體+珠光體）b.共析鋼（珠光體）c.過共析鋼（珠光體+滲碳體）d.萊氏體鋼（珠光體+滲碳體）。 (2) 正火狀態(tài)的：a.珠光體鋼；b.貝氏體鋼；c.馬氏體鋼；d.奧氏體鋼。 (3) 無相變或部分發(fā)生相變的 按用途分類 (1) 建筑及工程用鋼：a.普通碳素結構鋼；b.低合金結構鋼；c.鋼筋鋼。 (2) 結構鋼a.機械制造用鋼：(a)調(diào)質(zhì)結構鋼；(b)表面硬化結構鋼：包括滲碳鋼、氨鋼、表面淬火用鋼；(c)易切結構鋼；(d)冷塑性成形用鋼：包括冷沖壓用鋼、冷鐓用鋼。b.彈簧鋼c.軸承鋼 (3) 工具鋼：a.碳素工具鋼；b.合金工具鋼；c.高速工具鋼。 (4) 特殊性能鋼：a.不銹耐酸鋼b.耐熱鋼包括抗氧化鋼、熱強鋼、氣閥鋼c.電熱合金鋼；d.耐磨鋼；e.低溫用鋼；f.電工用鋼 (5) 專業(yè)用鋼——如果園旋耕機橫輥用鋼、船舶用鋼、鍋爐用鋼、壓力容器用鋼、農(nóng)機用鋼等。 綜合分類 (1)普通鋼a.碳素結構鋼：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。b.低合金結構鋼c.特定用途的普通結構鋼 (2)優(yōu)質(zhì)鋼（包括高級優(yōu)質(zhì)鋼） a.結構鋼：(a)優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼；(b)合金結構鋼；(c)彈簧鋼；(d)易切鋼；(e)軸承鋼； (f)特定用途優(yōu)質(zhì)結構鋼。 .工具鋼：(a)碳素工具鋼；(b)合金工具鋼；(c)高速工具鋼。c.特殊性能鋼：(a)不銹耐酸鋼；(b)耐熱鋼； (c)電熱合金鋼；(d)電工用鋼；(e)高錳耐磨鋼。 按冶煉方法分類 (1) 按爐種分a.平爐鋼:(a)酸性平爐鋼；(b)堿性平爐鋼。 .轉爐鋼：(a)酸性轉爐鋼；(b)堿性轉爐鋼?；?(a)底吹轉爐鋼；(b)側吹轉爐鋼；(c)頂吹轉爐鋼。 c.電爐鋼:(a)電弧爐鋼；(b)電渣爐鋼；(c)感應爐鋼；(d)真空自耗爐鋼；(e)電子束爐鋼。 (2)按脫氧程度和澆注制度分a.沸騰鋼；b.半鎮(zhèn)靜鋼；鎮(zhèn)靜鋼；d.特殊鎮(zhèn)靜鋼。 本次設計由于的本身安全性，采用結構鋼來設計果園旋耕機。 三、果園旋耕機主要零部件設計計算 1、果園旋耕機橫輥斷面設計方式 果園旋耕機整體跨中斷面圖 ①果園旋耕機橫輥斷面面積 F=0.5（l1-2×δ1）+2δ1×h1+2×δ2×l2+F1+δ×l3 =0.5×（25+25+35）+48.541+25 = 116cm2 ②果園旋耕機橫輥斷面水平形心軸x-x位置 y1= 式中：∑F1—果園旋耕機橫輥面的面積（cm2）. ∑F1 y1x-各部分面積對x-x軸的靜矩之和（cm 3） y1x-各部分面積形心至x-x軸的距離(cm) 則：y1=〔0.5×（35-2×0.5）×55.25+2×0.5×25×43+2×0.5×25.5×30+48.54×13+1×10.5×0.5〕÷116=30cm y2 =56-30=26cm 結果得：F=116cm2 y1=30cm y2 =26cm ③果園旋耕機斷面慣性矩 Jx=ΣJxi+ΣFi y1 2(ΣJxi 為對自身慣性矩） =(34×0.5 3) ÷12+34×0.5×25.75 2+ 2×0.5×25 3÷12+2×0.5×25×17.75 2+[2×0.5×（cos47×25.5） 3] ÷12cos47°+2×0.5×25.5×8.25 2+48.54×17.75 2+(10.5×1 2) ÷12+10.5×1×29.5 2 =32336 Jy=ΣJyi+ΣFi y1 2(ΣJyi為對自身慣性矩） =(0.5×34 3) ÷12+2×25×0.53÷12+2×0.5×25×17.252 +2×0.5×（sin47°×25.5）3÷12sin47°+2×0.5×25.5×8.52+1×10.53 ÷12=11634 結果：Jx=32336 Jy=11634 2、整體橫輥架強度的計算 根據(jù)果園旋耕機的結構和特性，可不考慮橫輥的扭轉力的慣性和果園旋耕機的水平面荷載水平是可以忽略不計。 豎向荷載的彎曲應力引起的下法蘭（由于負荷不大，用一般的條件，在地上能達到所要求的）： 根據(jù)P543 26-99計算： σx= 單位：公斤/厘米2 式中：P=ψⅡQ+G車 =2000×1.2+221×1.1 =2643.1 其中： F-果園旋耕機斷面面積 F=0.0126 m2 γ-材料比重，對鋼板 γ=7.85t／m2 q′-材料橫加筋板的重量所產(chǎn)生的均布載荷 q′=7.5 t／m ②果園旋耕機鑄鋼下翼局部彎曲計算 a、計算橫輥壓作用點位置i及系數(shù)ζ i=a+c-e 式中：i-橫輥壓作用點與橫輥表面的距離（cm） c-橫輥緣同鑄鋼翼緣邊緣之間的間隙，取c=0.4 cm a==(11.6-0.54) ÷2=5.53cm e=0.164R（cm）對普型鑄鋼，翼緣表面斜度為. R-為果園旋耕機曲率半徑，由機械手冊31.84查得R=16.4 cm 則： e=0.164×16.4=2.36 cm 所以：i=5.53＋0.4-2.36=3.57 ξ==3.57÷5.53 =0.65 結果：i=3.57 ξ=0 .65 b、鑄鋼下翼緣局部曲應力計算： 橫向（在xy平面內(nèi)），局部彎曲應力σ1由下式計算： σx=± 式中： a1-翼緣結構形成系數(shù)，貼板補強時取： a1=0.9 P橫輥—-果園旋耕機走橫輥最大橫輥壓（Kg） P橫輥= ——起升載荷動載系數(shù)（=1.2） ——額定機械重量 ——起升沖擊系數(shù)（1~1.1） ——果園旋耕機自身重量 t0=t+δ 其中：t-鑄鋼翼緣平均厚度 t=1.30 cm δ-補強板厚度 δ=1 cm t02=（1.30+1）2=2.302=5.29 cm2 所以：σ1=±(0.9×2.1×843÷5.29)=301.19Kg/cm2 結果：σ1=301Kg／cm2 1點縱向（在yz平面內(nèi)）局部彎曲應力為σ2由下式計算： σ2=± 式中：k2由得：k2=0.6 所以：σ2=（0.9×0.6×8435.6=81Kg／cm2 α′點縱向（yz平面內(nèi)）局部彎曲應力為σ3，由下式計算： σ3= ± 式中： K3-局部彎曲系數(shù)，得：k3=0.9 a2-翼緣結構形式系數(shù)，貼板補強時a2=1.5 所以：σ3=±（1.5×0.9×843÷5.29）=215Kg／cm2 c、果園旋耕機跨中斷面當量應力計算 1點當量應力為σ當= = =703.6Kg／cm2＜[σ]=1800Kg／cm2 αˊ點當量應力為α當αˊ，由下式計算： α當i=αx+α3=723+215=938Kg／cm2＜[σ]=1800Kg／cm2 3、橫輥變形度計算 ①垂直靜鋼度計算 f= ≤[f]= 式中：f-果園旋耕機垂直靜撓度（cm） P-靜載荷（公斤） P=Q+G=2000+221=2221公斤 L-跨度 L=1000厘米 E-材料彈性衡量，對3號鋼E=2.1×103×103公斤/厘米2 Jx-果園旋耕機斷面垂直慣性矩（） Jx=32336 [f]-許用垂直靜撓度（cm），取[f]= 厘米 所以：f=2221×10003÷(48×2.1×103×103×32336)=0.68cm [f]=1000÷700=1.43cm f＜[f] 所以滿足要求結果： ②水平靜剛度計算 f水=≤[f水]= 出自[]26-108式 式中: f水-果園旋耕機橫輥水平靜撓度（cm） P′-水平慣性力（公斤） P′==（2000+221）÷20=111.05公斤 Jy-果園旋耕機斷面水平慣性矩 Jy=11634 [f水]-許用水平靜撓度，取[f水]= 厘米 [f水]= 1000÷200=5cm f水=111.05×1000 3÷(48×2.1×103×103×11634)=0.1cm f水＜[f水] 滿足要求 注：系數(shù)的選取是按P慣=a平=(Q+G)/9.8×0.5≈(Q+G) P慣-水平慣性力（公斤） g-重力加速度，取g=9.8m/s2 a平-果園旋耕機運行機構的加速度，當驅(qū)動橫輥為總數(shù)的?時，取a平=0.5 m/s2 注均自[Ⅰ]P12表6-8得 ③動剛度計算 在垂直方向的自振周期： T=2π≤[T] ＝0.3s 式中：T-自振周期（秒） M-果園旋耕機和果園旋耕機的換重量M=(0.5qlk+G) 其中：g-重力加速度 g=980cm/s 2 L-跨度 L=1000cm q-果園旋耕機均布載荷 q=0.99kg/cm G-機體的重量 G=221kg 所以：M=(0.5×0.99×1000＋221)=0.73kg·s2／cm 則：T=2×3.16=0.04s T=0.04s＜[T]=0.3s 四，橫輥的設計方法： 1 橫輥旋轉裝置 橫輥旋轉裝置主要由橫輥軸承，小軸承，推桿，橫輥，壓緊塊組成。如圖4-2所示。 圖4-2橫輥結構 2橫輥的設計 為減少果園旋耕機運行中的歪斜和橫輥同軌道的摩擦阻力，果園旋耕機的橫輥K和跨度S要滿足一定比例關系，對于本次設計而言比例關系為。 =～ 即k=(～)L =(～) ×10 =1.42～2.0m 取k=2.0m 3、橫輥中央斷面設計 ①斷面總面積 參數(shù)見中央斷面圖，則： F=2×30×0.5+2×21×0.5+28.5×1=79.5cm ②形心位置 (相對于z′-z′)則： y1=(2×30×0.5+21×0.5×29.75+21×0.5×1.25+28.5×1×15.75) ÷79.5 =15.3cm 所以：y2=30-15.3=16.7cm (相對于y′-y′)則： z1=(30×0.5×22.75+30×0.5×1.25+28.5×1×0.5+2×21×0.5×12) ÷79.5 =7.9cm 所以：z2=26-z1=18.1cm ③斷面慣性矩 Jx=2×1/12×0.5×30 3+2×30×0.5×0.3 2+1/12×1×28.5 3+1/12 3×21×0.5 3+21×0.5×16.45 2+1/12×21×0.5 3+1/12×21×0.5 3+21×0.5×16.05 2 =8410 Jy=2×1/12×0.5×213+2×21×0.5×4.12+1/12×30×0.53+30×0.5×16.852+1/12×30×0.53+35×6.652×0.5+1/12×28.5×13+28.5×7.42 =6650 以上的計算公式均出自[]P166 平行移動軸公式：Iz1=Iz+a2A Iz= ④斷面模數(shù) Wx=Jx/y1=8410÷15.3=550cm3 Wy=Jy/Z2=6650÷16.7=452cm3 五，橫輥的調(diào)整旋轉機構的設計： 1 橫輥的調(diào)整旋轉機構 2、最大歪斜側向力 橫輥的調(diào)整旋轉機構運行時，由于各種原因會出現(xiàn)跑偏、歪斜現(xiàn)象。此時，橫輥的調(diào)整旋轉機構與軌道側面的接觸，并產(chǎn)生運行方向垂直的側向力s. 當載荷移到左端極限位置時，操縱室操縱時最大橫輥壓為ND=1631.5kg，并認為NA≈ND,這時的最大歪斜側向力為： SD=λ·N 式中：N-最大橫輥壓 ,N=1631.5公斤 λ-測壓系數(shù) 對于橫輥K同跨度1的比例關系在=~之間，可取≈0.1 所以SD=0.11631.5=163.15Kg 當載荷移動到右端極限位置時最大橫輥壓NA=NB=653.3Kg，并認為NC≈NB這時的最大歪斜側向力為： SB=0.1653.3=65.33Kg 3，橫輥中央斷面合成應力： 最大側向力考慮當載荷向右移動到極限位置時最大側向力在B橫輥上即有SB=65.33Kg； =+=+ 上式中：K —— 橫輥(k=200cm) WX和WY—— 斷面模數(shù)（ WX=550cm3和WY=452cm3） 〔σ〕—— 許用應力，由于橫輥受理復雜，一般只計算垂直載荷和歪斜側向力，所以許用應力3號鋼取〔σ〕≤1600kg／cm2 σ=653.3×200÷2×550+65.33×200÷2×452=362.3kg/cm2 所以σ＜[σ]=1600Kg/cm2。 所以經(jīng)過校核是安全的。 六、果園旋耕機裝配圖 七、耕地裝置的設計計算 7.1計算工作循環(huán)中的最大載荷 A. 對橫輥機構進行受力分析,見圖4-1 可得如下方程： （5-2） （5-3） 式中：——推卸軸承的推力 ，也就是耕地片的最大載荷 ——推卸軸承的安裝角度 ——耕地的物體在挖掘臂四壁產(chǎn)生的摩擦阻力 ——橫輥板上方物體對橫輥板的作用力 ——為的旋轉角度 ——橫輥板機構的重力 ——物體重量和橫輥板機構重量在底板上產(chǎn)生的摩擦力 ，——為導軌對橫輥板機構的法向作用力 由5-2式得， （5-4）B. 橫輥機構的重量計算 底部鋼管： 式中：——方管邊長 () ——方管壁厚 () ——每米鋼管重量 () ——方管長 () 頂部鋼管： 側部鋼管： 側部鋼管1： 側部鋼管2： 側部鋼管3： 此鋼板的理論重量為[1]，所以，此鋼板重量為： 橫輥板前板： 所以，橫輥機構重量 因為，一些小零件采取估算的方式以及計算誤差 所以，最后取 C. 耕地的物體在挖掘臂四壁產(chǎn)生的摩擦阻力的計算 式中：——橫輥的有效長度 ——橫輥的有效寬度 ——橫輥的有效高度 ——物體耕地后對橫輥的壓力 ，物體的單位膨脹力為6235，那其對橫輥的壓力 ——物體與挖掘臂壁之間的動摩擦系數(shù)，查表取 D. 橫輥板上方物體對橫輥板的作用力的計算 式中：——橫輥板機構底部長度 ——重力加速度 ——物體耕地后的密度 E. 物體重量和橫輥板機構重量在底板上產(chǎn)生的摩擦力的計算 式中： ——橫輥的容積 ——橫輥板機構與導軌之間的動摩擦系數(shù)，查表取 F. 將上述數(shù)據(jù)代入式（5-4）中 則， 7.2 軸的設計計算 1 軸承軸的設計計算 1.輸出軸的功率、轉速和轉矩 由上述計算可知=0.442 =124.1 于是 2.作用在軸承上的力 已知軸承軸的分度圓直徑為 而 圓周力 徑向力 3.初步確定軸的最小直徑 軸的材料為40Cr，調(diào)質(zhì)處理。初步估算軸的最小直徑。 （式15-2）【5】 取 則 軸的最小直徑顯然是安裝從動軸承處軸的直徑。此軸上有一鍵槽，應適當增大軸徑：單鍵增大5%。 取 為了使所選的軸與軸承孔徑相適應，同時，軸承軸孔的直徑是，故?。挥钟捎谳S承橫輥轂齒合面為，故該軸尺寸； 2 .軸的結構設計 1）擬定軸上零件的裝配方案 選用裝配方案：螺母、軸端擋圈、軸承、軸承端蓋、右端軸承、、右端套筒、軸承軸、左端套筒、軸承、軸承端蓋依次從軸的左端向右安裝。 2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和齒合面 （1）為了滿足從動軸承的軸向定位要求，軸段右端需制出一軸肩，軸肩高度，故取段的直徑；齒合面可參考安裝尺寸取 （2）初步選取滾動軸承。因軸承受到徑向力較大，故選用單列向心球軸承。參照工作要求并根據(jù)，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取單列向心球軸承6207，其尺寸為，故、；而。 軸端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位。根據(jù)軸承的安裝尺寸，。 其余尺寸可根據(jù)其他相關零件而確定，即， 3 軸的強度計算 按彎扭合成強度條件校核計算 通過軸的結構設計，軸的主要結構尺寸、軸上零件的位置、以及外載荷和支反力的作用位置均已確定 許用應力值 用插入法由表16.3【4】 查得 ， 應力校正系數(shù) 表6軸承軸受載計算結果 載荷 垂直面V 水平面 H 支反力 彎矩 總彎矩 扭矩 6）. 由于軸承為K式直軸承，按彎扭合成應力校核的強度 故安全。 4 主動軸承軸的設計計算 由從動軸承的結構尺寸可知軸的直徑為，其齒合面可參考裝配尺寸確定。此軸所受載荷較?。珊雎裕刹贿M行強度校核計算。 使用系數(shù)：由12-9 =1.5 動載荷系數(shù):由12.9 =1.15 齒間載荷分配系數(shù)：由圖12.10，先求 .由此可得 KHα=1Zε2=10.8942=1.25 =1.25 7.4 傳動結構及設計 傳動軸的設計因材料為Q235A鋼，其密度，與的直徑D=320mm. 若取每級軸承傳動的效率（包括軸承效率在內(nèi)）=0.97，則 則軸的角轉速 （2）軸的最小直徑的確定 式中 選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，選取=112。于是 得 (4) 電動筒體強度的校核 已知 功率P=2.2kW,帶速筒長l=600mm,直徑D=320mm， 筒體厚度t=15mm,材料為Q235鋼板。 由式 \ --圓周加工力； 由式 ， 代入得 =2=116800N， ==58400N； ，--為所受轉矩； 設推料板平均張力F沿齒合面L均勻地分布在上，則單位齒合面上受的力 此中 W--抗彎截面模數(shù)， 對于內(nèi)徑d，外徑為D的電動，其抗彎截面模數(shù)應按圓柱殼理論選?。? 因此 式中 R—殼（）的平均半徑，mm; t—殼()的厚度，mm; 則 正應力 根據(jù)第四強度理論，合成彎矩可以寫成： 　　 計算強度校核通過。 八 刀片的選擇 此設計中刀片工作環(huán)境為高速軸轉速不大于1500r/min，刀片的圓周速度不大于2m/s（見以下計算）；工作環(huán)境溫度范圍-40—+50。可優(yōu)先考慮標準刀片。 總傳動比 ( 3-1) nm———刀片滿載轉速，nw———— 旋耕刀片轉速； i=ig?iv (3-2) 取ig=1.37 iv=1.72 ig————一對圓柱轉軸的傳動比，iv————V帶傳動的傳動比； 各軸轉速計算 = 1420r/min = 各軸功率計算 8.1 按強度選用刀片 根據(jù)整個旋耕機構工作的傳動比要求，即總的傳動比 各軸轉速、轉矩、功率列表如下： 軸號 功率（kW） 轉速n(r/min) 轉矩(N.m) I 1.49 1420 9.98 II 1.43 1036 1.38 III 1.36 355 36.3 8.2 計算功率 根據(jù)式（18-11）【1】 式中 —傳遞的功率，kW; —工況系數(shù)，見表18-40【1】； —要求的輸入轉速r/min； —承載能力表中靠近的轉速r/min； —時的許用輸入功率kW，由表18-31~37【1】中查出； —對應于時的許用輸入功率kW,當時，取.； 工況系數(shù)安中等沖擊載荷得到； 按及相接近的公稱轉速， , 當時，折算許用公稱功率 代入上式得： 九 旋耕刀片強度的計算 根據(jù)旋耕刀片的結構和特性，可不考慮梁的扭轉力的慣性和旋耕刀片的水平面荷載水平是可以忽略不計。計算并根據(jù)第二負載梁的強度，動載是非常小的，可以由一個集中荷載的近似計算。彎曲正應力截面包括：整體彎曲梁的應力載荷下機輪壓引起的工字梁凸緣的兩個部分的局部彎曲應力下，合成后的強度校核。在垂直平面內(nèi)按簡支梁梁的整體彎曲計算，根據(jù)計算平面框架剛度： 豎向荷載的彎曲應力引起的下法蘭（由于負荷不大，用一般的條件，在地上能達到所要求的）： 根據(jù)P543 26-99計算： σx= 單位：公斤/厘米2 式中：P=ψⅡQ+G機 =2000×1.2+221×1.1 =2643.1 其中：Q-額定受壓量 Q=20Kg G機-機體自重 G機=33Kg ψⅡ-動力系數(shù)，對于中級工作類型 ψⅡ=1.2 kⅡ-沖擊系數(shù)，對于操縱室操縱時 kⅡ=1.1 y1-旋耕刀片下表面距斷面形心軸x-x的距離 y1=30厘米 yx-旋耕刀片跨中斷面對x-x軸慣性力矩 yx=32336 G機 –機體的自重 G機=21Kg q-旋耕刀片架單位長度重量（Kg／m） q= 1000×F×γ+q′ =1000×0.016×7.85+7.5=8.56／m9kg／m 其中： F-旋耕刀片斷面面積 F=0.0126 m2 γ-設備比重，對鋼板 γ=7.85t／m2 q′-設備橫加筋板的重量所產(chǎn)生的均布載荷 q′=7.5 t／m 所以：σx=30÷32336×〔(1.2×2000+1.1×221) ÷4×1000+1.1×1.26×1000 2÷8〕 =30÷32336×779300 =2Kg/cm2 結果得：σx=2Kg/cm2 致謝 在這畢業(yè)設計即將結束之際,我真摯地向所有幫助過我的老師和同學說一聲，謝謝！非常感謝你們對我的關心和幫助。我想如果沒有你們對我的幫助和支持，我是難以順利完成本次設計的。 我的這次畢業(yè)設計是在X老師的悉心指導下完成的。X老師淵博的知識、嚴謹?shù)闹螌W風范和高度的責任感是我在設計和學習過程中獲益匪淺。在設計中遇到困難和挫折時，X老師總是能夠給予關懷和幫助。非常關心我們的畢業(yè)設計經(jīng)常詢問我們畢業(yè)設計的進度，并且經(jīng)常指定時間和地點來指導我們的畢業(yè)設計，為我們答疑解惑。在此，我衷心的向X老師說一聲，謝謝！ 在設計過程中，周圍同學對我無私幫助，不厭其煩的為我解答困惑，使我的設計工作更加順利。非常感謝他們的幫助。 在畢業(yè)設計工作中，得到了工業(yè)制造學院領導和老師的許多幫助和各方面的支持，在此也表示衷心的感謝。 最后再一次感謝對關心、支持、幫助我的老師和同學。 參考文獻 1.《機械運輸機械》 羅義新 主編 冶金工業(yè)出版社出版 1993年4月第一版 2.《機械零件設計手冊》 東北工學院《機械零件設計手冊》編寫組編 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