制育秧缽機設計-育秧制缽機設計【含圖紙】
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目 錄1 緒論1.1 選題的目的和意義31.2 本課題在國內外的研究狀況3 1.3 課題研究的內容及擬采取的技術、方法42 育秧缽機的用途和設計要求2.1 用途.52.2 設計要求.53 方案確定3.1 工藝分析73.1.1最早的手工制秧缽的方法 .73.1.2運動機構 .93.1.3對各運動機構的要求 .103.2 擬定機器的工作原理圖和運動循環(huán)圖 .113.3 方案確定 .123.3.1??邹D盤方案的討論 134 運動設計與動力計算4.1 電動機的選擇.154.1.1電動機的功率確定 .154.1.2選擇電動機 .164.2 確定各傳動機構的傳動比.164.3 計算各軸的轉速和功率.175 結構設計 5.1 ??邹D盤齒輪結構 .19 5.2 轉盤齒輪的結構和尺寸 195.3 曲柄(偏心輪)滑塊(滑桿)機構的設計 .205.4 錐齒輪的結構和尺寸設計.235.5 直齒圓柱齒輪的結構 265.6 帶輪的的結構設計 275.7軸的結構設計 .295.8 繪制總裝配圖 306 主要零件的強度效核 6.1 轉盤齒輪核對 32總結 .33 畢業(yè)心得 34 參考文獻 .35 致謝 36 1 緒 論1.1 選題的目的和意義育秧缽機是一種自動生產(chǎn)秧苗缽體的機械設備??捎糜谥谱鲌A柱形帶種籽孔的棉花、玉米、瓜果、 花卉以及中草藥等多種蔬菜農(nóng)作物育苗用營養(yǎng)缽。秧苗用缽體培育后移栽,能保證秧苗質量,達到早育、早熟、早上市、穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的目的,還可節(jié)省勞力、種子肥料、農(nóng)藥。同時,該設備生產(chǎn)效率高,結構簡單,穩(wěn)固可靠,容易操作。是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必不可少的工具。中國是世界最大的蔬菜生產(chǎn)國,蔬菜產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的60%左右。我國蔬菜栽植機械的發(fā)展較慢,秧苗栽植幾乎全部由人工完成,不僅勞動強度大、生產(chǎn)效率低,而且栽植質量差、生產(chǎn)成本高。顯而易見,實現(xiàn)蔬菜農(nóng)作物栽植機械化已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迫切需要。選育秧缽機作為畢業(yè)設計的內容,一方面,可全面的總結大學四年來所學的專業(yè)知識,并將本專業(yè)各方面的知識的運用結合起來,鍛煉了自己的機械綜合運用專業(yè)素質;另一方面,初步嘗試了從事系統(tǒng)的科學研究,通過本次設計,深入認識了一般成型機的設計方法和思路,對畢業(yè)以后的工作學習有很大的幫助。此外,育秧缽機的設計內容、工作量適合,作為畢業(yè)設計的內容是完全符合要求的。1.2 本課題在國內外的研究狀況1.國內的發(fā)展概況我國對機械制缽機研究始于 20世紀 70年代,至今已研制了多種型號的制缽機。在“七五”期間,北京引進國外機械化育苗生產(chǎn)線,主要以生產(chǎn)蔬菜苗缽為主,可以實現(xiàn)缽土制備、缽體成形、打坑、精密播種及覆土等工藝的機械化。在“八五”期間,經(jīng)農(nóng)業(yè)部立項,進行了“盤苗設備及配套技術研究”,研制出“精密播種生、產(chǎn)線設備”,主要用來制造以蔬菜、甜菜為主的苗缽?!皺C械化制缽機的研制”課題被國家科委列入“九五”攻關項目,已研制出2ZBJ-50型機械化制缽機,能實現(xiàn)制缽過程機械化操作,制造出來的營養(yǎng)缽能夠滿足玉米、棉花等經(jīng)濟作物的移栽要求??傮w來講,我國制缽機的研制與開發(fā)有了較大發(fā)展。目前,我國在這方面的研究也很多,并且有越來越多的適應性更廣的機型正在研究中或已研制出來,將能更好的為國民生產(chǎn)發(fā)展作貢獻。2.國外發(fā)展概況20世紀初期,歐洲一些國家開始大量種植蔬菜和經(jīng)濟作物,出現(xiàn)了早期的近代秧苗栽植機具。這些機具仍為手動栽植,只是減輕了栽秧者肢體反復屈伸的繁重勞動;到20世紀30年代后期,出現(xiàn)了栽植機構或栽秧器代替人工直接栽秧,使送秧入溝過程實現(xiàn)了機械化;自20世紀50年代開始,歐洲國家開展作物壓縮土缽育苗及移栽的生產(chǎn)技術研究,研制出多種不同結構型式的半自動移栽機和制缽機;至20世紀70年代,前蘇聯(lián)蔬菜栽植機械化水平為58%,國營農(nóng)場已達67%;到20世紀80年代,半自動移栽機已在西方國家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用,制缽;育苗和移栽已形成完整的機械作業(yè)系統(tǒng),實現(xiàn)了各種機見配套使用。到目前為止,作物壓縮土缽成型、缽上單粒精密播種和相應的自動化移栽設備在技術上基本達到了完善,亦廣泛應用于實際生產(chǎn)。歐洲的幾個主要國家(如法國、德國、荷蘭、西班牙、丹麥等)大部分的蔬菜生產(chǎn)和幾乎全部的大地花卉生產(chǎn)都采用育苗移栽生產(chǎn)工藝。1.3 課題研究的內容及擬采取的技術、方法本課題是對育秧缽機的成型機的設計。設計主要針對執(zhí)行機構的運動展開。為了達到要求的運動精度和生產(chǎn)率,必須要求傳動系統(tǒng)具有一定的傳動精度并且各傳動元件之間應滿足一定的關系,以實現(xiàn)各零部件的協(xié)調動作。該設計均采用新國標,運用模塊化設計,設計內容包括動力源的選擇設計,傳動件的設計,執(zhí)行機構的設計及設備零部件等的設計。2 育秧缽機的用途和設計要求2.1 用途育秧缽機是一種制作培育秧苗缽體土胚的機器,該機可替代人工自動制作秧缽,具有生產(chǎn)效率高,結構簡單,穩(wěn)固可靠,容易操作等特點。育秧缽是一種培育秧苗用的土胚,它能使秧苗在育秧期有足夠的養(yǎng)料及秧苗成長后能方便的移植到田間栽種。育秧缽由配有各種肥料的土壤做成圓柱形狀并在上端挖一個凹孔使之成缽狀。使用時將種子播在凹孔中,用土覆蓋,待秧苗成長后連育秧缽一起移到田間栽種即可。2.2 設計要求1.秧缽的結構尺寸(見圖2.1) 圖2.1 育秧缽 2.生產(chǎn)率 3000個/小時。 3.設備名稱 ZB60型育秧缽機。4.特點 結構簡單,體積小,維護方便,成本低。5.使用期限 810年,67個月檢修一次。圖2.2育秧缽制缽機3 方案確定3.1 工藝分析3.1.1最早的手工制秧缽的方法步驟:(1)將肥料和土壤拌均勻,用篩子篩細。 (2)將上述土壤放入一個模子,見圖3.1 a 。 (3)用一沖頭將土壤沖緊,沖頭下部有一凸頭,見圖3.1 b 。 (4)再將模子托起,育秧缽被沖出,見圖3.1 c 。a) b) c)圖3.1 手工制作育秧缽由手工制造方法可知,制造缽體需要三個工藝流程,即填料沖壓成型沖出成品進入下一個循環(huán)。2. 老式制缽機 這種制作方法很像制作蜂窩煤,如圖3.2所示。它的動作過程是這樣的:電動機 經(jīng)帶傳動、齒輪傳動將動力和運動傳給齒輪7。齒輪7一方面通過偏心銷使運動經(jīng)由連桿8傳動滑動支架作上下移動,另方面齒輪7又由一對錐齒輪將運動傳到端面凸輪離合器11(它和軸用導向鍵聯(lián)接,不僅能隨陬轉動,而且還能在軸上移動)。若端面凸輪在旁邊固定著的從動滾子10的強制下,向上抬起并壓縮彈簧,離合器11就處在脫開狀態(tài),在其下面的齒輪9(和軸空套)就不會轉動。當端面凸輪繼續(xù)轉到凸輪凹面與從動滾子10接觸時,端面凸輪就會在彈簧力的作用下向下推移。是離合器嚙合,運動就經(jīng)過齒輪9帶動轉盤轉動。當轉到一定位置時,凸輪會再次轉到凸輪面與滑輪接觸,此時凸輪又會在滑輪的強制下使離合器再次脫開,齒輪9就會停止轉動。這一過程恰好轉盤轉過60,而被定位銷20銷住,也就是在轉盤停頓的時間里,滑動支架正好帶著固定在它上面的壓緊沖頭和沖出沖頭在??字凶饕淮紊舷峦鶑瓦\動,以完成壓緊和沖出一只育秧缽的過程。 這種制缽機有如下的缺點:(1) 結構復雜、零件較多; (2) 容易損壞、不易維修; (3) 造價較高。 3.新方案的形成 在設計新的制缽機時有下面幾點值得改進: (1) 育秧缽機的壓制壓力較小,用手制造時估計沖擊壓力約為100公斤左右,故壓緊機構可以設計得簡單一些; (2) 老式制缽機的轉盤是間歇運動,是靠端面凸輪離合器實現(xiàn)的。凸輪沒轉動60就停頓一次,機構比較復雜,凸輪不易制作,且容易失效,造價也高。如果有辦法在轉盤轉動的同時進行壓緊和沖出動作,就可以取消定位裝置和端面凸輪離合器專職,這樣,動作和機構都比較簡單、也不容易失效; (3) 攪拌叉19可以直接裝在齒輪9的軸上、省掉一對錐齒輪; (4) 用轉盤的方法將??邹D位,此方法比較見大,應該保留; (5) 傳動機構比較簡單,如有可能當然還可以設計得更簡單一些。 這樣,在參考老式制缽機的基礎上加以改進,就形成了一個新的設計方法,見圖3.3所示。 圖3.2老式育秧機3.1.2運動機構在確定上述方案之后就可以進行機構設計,整個機器由以下機構組成: 1.工作機構 工作機構要求完成: (1) 將沒有攪拌均勻的配有肥料的土壤再次攪拌均勻,然后撥入??字敝脸錆M再次將多余的土壤刮掉; (2) 模孔中松散的土壤經(jīng)第一道工位壓緊后,再經(jīng)第二道工位壓緊成型的育秧缽從模孔中沖出; (3) 將沒有經(jīng)過壓緊和沖出過程的??滓频綁壕o和沖出沖頭下面,進行壓緊個沖出。針對工作機構的要求,并參考老式制缽機的工作機構,改進后的新方案有如下的一些特點: 1) 攪拌的結構不變; 2) ??邹D盤的結構不變,只是將間歇轉動改變?yōu)檫B續(xù)轉動,取消了端面凸輪離合器,簡化了機構; 3) 因為轉盤轉動是連續(xù)的,無停頓時間,所以要求沖頭在壓緊和沖出過程中,也要跟隨轉盤一起轉動。而在回程中當脫離轉盤后,又要回到原來的位置,進行下一次壓緊和沖出動作。為此,就設想出圖3.3的機構。圖中兩個沖頭固定在沖頭座上,而沖頭座空套在軸上,由偏心輪經(jīng)過來年感帶動來年感個沖頭一起上下運動,完成壓緊和沖出動作。當沖頭進入??缀?,就隨轉盤一起轉動。而當沖頭腿粗原來的位置和準確的進入??讜r,由于扭力彈簧的作用,沖頭就回到原來的位置。為了使沖頭準確地回到原來的位置和準確地進入???,必須設計定位了調整裝置。調整螺釘固定在軸上,用調整螺釘調整沖頭的平面位置,以使沖頭準確地進入???。圖3.3轉盤沖頭機構 3.1.3對各運動機構的要求1.攪拌原料、填料、刮除余料 為了能更好的使各種原料混合均勻,土壤原料可在送入攪拌器前人工進行加工均勻混合,將土壤在攪拌箱內充分攪拌均勻,然后靠攪拌器推動及自身的重力和流動性填入??缀蠊纹健嚢杵饕孕D的方式運動,以實現(xiàn)連續(xù)循環(huán)工作。2.物料的輸送和各工藝的轉接為了實現(xiàn)指定的生產(chǎn),要求轉盤上的模數(shù)孔不得少于4個,即待料???、填料???、成型???、沖出模孔。模孔制作在轉盤上,一起作回轉運動,在各個傳動件的協(xié)調動作下,使其具有一定的速度和位移,完成缽體的制作工藝。圖3.4 制作育秧缽的工藝流程圖3.成型和沖出的實現(xiàn) 為了提高生產(chǎn)率和簡化結構,將成型和沖出分兩個沖頭同時實現(xiàn),沖頭作上下直線往復運動,由于成型和沖出要求的行程不同,故兩沖頭的長度有差別,其尺寸長度與缽體和轉盤的尺寸有關。由于兩沖頭的運動規(guī)律相同,可用同一個機構來帶動,因行程較長,這里選用曲柄滑塊機構來帶動兩沖頭動作。4.各機構之間的協(xié)調關系為了使該機實現(xiàn)規(guī)定的動作,要求各機構(包括傳動機構、執(zhí)行機構和其它輔助機構)必須滿足一定的關系,不能發(fā)生干涉。因該機的轉盤是連續(xù)旋轉的,所以要求沖頭在沖壓和沖出過程中能與轉盤一起轉動,而在沖壓或沖出完成后,能立即回到初始位置,繼續(xù)下一個循環(huán)動作。同時,沖頭在沖壓前(即空行程結束時)要能與轉盤的??缀芎玫呐浜仙?,這就要求帶動沖頭的曲柄滑塊機構和帶動轉盤的轉位機構的速比一定和滿足一定的傳動精度。5.各傳動機構的速度控制和實現(xiàn)為了實現(xiàn)已經(jīng)擬定的生產(chǎn)率,考慮到原動機(這里用電動機)的轉速過高的問題,需用減速裝置將原動機的速度降到所需的速度。在各種的傳動系統(tǒng)中,齒輪傳動以其傳動效率精度高,結構緊湊,傳動平穩(wěn),壽命長的優(yōu)點而得到廣泛的應用,所以這里主要選用齒輪作各執(zhí)行機構的傳動裝置。3.2擬定機器的工作原理圖和運動循環(huán)圖1.工作原理圖該機的動力由電動機經(jīng)減速裝置減速后,分兩條傳動路線傳動到執(zhí)行機圖3.5 育秧缽工作原理圖構,一路經(jīng)齒輪機構、曲柄連桿機構傳到滑桿,滑桿帶動沖頭作上下的直線往復運動;另一路通過其它齒輪傳動,將動力提供給轉盤和攪拌器,使其實現(xiàn)物料的攪拌和??邹D盤的轉位動作。2.繪制兩沖頭工作循環(huán)圖由于沖頭每作一次循環(huán)運動,轉盤轉動60,這里按轉盤每轉動60(偏心輪轉動360)為一周期進行繪制循環(huán)圖。沖頭的行程位移公式(以沖頭運動到最低點為位置零點)為: (3-1)其中 為偏心輪的半徑; 為偏心輪的轉角; 連桿長度; 導桿的長度。畫出沖頭的運動循環(huán)圖如下:圖3.6 育秧缽機直線型運動循環(huán)圖3.3方案確定 本次設計由老式制缽機改進得來,通過對老式制缽機的結構功能分析,并針對各個機構分別進行討論,得出新的制缽機方案。其老式制缽機的結構簡圖如下:圖3.7 老式制缽機的工作原理圖3.3.1模孔轉盤方案的討論1.連續(xù)式特點:直接用齒輪傳遞功率和動力,轉盤工作過程中不停歇。實現(xiàn)簡單、可靠,沒有沖擊、振動,運動平穩(wěn)。但對沖頭工作中的定位和運動精度的要求相對較高。2.停歇式(間歇式)對本機來說,由于其結構相對簡單,沖擊不是很大,精度要求一般,因此可選用比較常用的槽輪機構做本機的間歇式運動機構。特點:轉位迅速,效率高,對沖頭的控制相對簡單,機構零部件較多,加工制造有一定的困難,調節(jié)性能差,在撥銷進入和脫出槽輪時會產(chǎn)生有限的二次沖擊。鑒于以上兩種方案各有其特點,并針對,本次設計要求,該機采用連續(xù)式運動轉盤機構。4 運動設計與動力計算4.1 電動機的選擇4.1.1電動機的功率確定電動機的功率由該設備所消耗的功率決定。該設備消耗的功率主要有:1.壓緊和沖出時作功沖頭工作時平均所受的壓力取100kg(按經(jīng)驗選?。瑳_頭總行程為160mm ,上下一次總位移為320mm ,每小時往復4000次,所消耗功率按下式計算 = (4-1)式中 F沖頭在行程中所受的平均壓力,單位N; S沖頭每次行程的位移量,單位m ; n沖頭每小時的行程次數(shù),單位 次/小時。因此 =9.81000.348kw2.轉盤轉動過程中克服摩擦力做功轉盤克服的摩擦力有:(1)底板(土缽擋板)與轉盤的摩擦; (2)攪拌箱的攪拌器與轉盤的摩擦; (3)土壤與轉盤的摩擦。其消耗的功率大約為:=0.2kw (類比法,參考文獻5)3.攪拌器消耗功率 由于攪拌器的轉速不高,估計推動1立方米的土料需要1噸的力。攪拌器的體積為:=3.140.25=0.02512推動的土料需要的平均力:=246.176消耗功率: =246.1766.9080.2=0.34kw取 =0.34kw總的工作功率:=+=0.348+0.2+0.34=0.888kw總的機械效率選: =0.75則電動機的功率為:=1.184kw4.1.2選擇電動機由于該機為農(nóng)用機械,主要是針對農(nóng)村和農(nóng)場設計的,一般的農(nóng)村用電電壓為220V,又異步電動機比直流電動機使用方便,價格低廉,因此該機采用單相電容啟動異步電動機作動力源。電動機型號為YC100L4,其特性參數(shù)見下表。表4-1 電動機的特性參數(shù)電壓/ V功率/kW轉速/rmin效率(%)功率因數(shù)堵轉電流 /A2201.51500730.752.51.837采用B3型安裝,其安裝尺寸見下表。表4-2 電動機的安裝尺寸系列機座號安裝尺寸ABCDEFGHKYC系列100L16014063286082410012外型尺寸見下表表4-3 電動機的外型尺寸外型尺寸(不大于)ABACAEDHL2052201302604304.2 確定各傳動機構的傳動比該機的傳動機構傳動路線組成:電動機的動力經(jīng)帶輪傳給單級開式齒輪減速器,然后分兩路傳動,一路由錐齒輪傳給轉盤和攪拌器,另一路由偏心輪帶動滑桿和沖頭作上下的往復運動??紤]到生產(chǎn)率的要求和工作機構的配合,各傳動機構的傳動比應滿足下列關系:1.轉盤轉速 = (4-2)=11.11轉/分2.偏心輪的轉速根據(jù)設計工藝,轉盤每轉一圈,要求沖頭作6次上下往復運動,則偏心輪的轉速為:=6=11.116=66.66轉/分3.總的傳動比主傳動路線要求將電動機的轉速經(jīng)帶傳動,直齒圓柱齒輪傳動降到偏心輪的轉速,其總的傳動比為: =22.5由于帶傳動的傳動比不宜太大,一般510,故可分配傳動比=4,=5.6。4.內傳動路線傳動比要求偏心輪轉6圈時轉盤旋轉一圈,因此就要求兩錐齒輪的傳動比和轉盤齒輪的傳動比乘積等于6,即:=65.其它齒輪的傳動比為了保證轉盤和攪拌器的尺寸和攪拌器的速度,并簡化機構,選兩直齒錐齒輪的傳動比=1,則小齒輪5和直齒圓柱齒輪的傳動比=6。所以小齒輪5的轉速、攪拌器的轉速和偏心輪的轉速三者相同。4.3 計算各軸的轉速和功率根據(jù)傳動比及功率計算方法,可按公式=和=計算。已知電動機YC100L4,其=1.5KW =1500r/mir,又=4,=5.6,=1,=6,選 =0.95 參考文獻11(第四卷)表33.14 =0.98 參考文獻11(第四卷)表33.11 =0.99 參考文獻11 =0.9 類比法,參考文獻51.各軸轉速 軸 =375 r/min軸 =66.96 r/min軸 =66.96 r/min2.各軸功率 由前面的計算可知,轉盤所需功率=0.2 kw。所以有軸 =+=+=0.5490.55 kw軸 =+=+=0.955 kw軸 =0.99 kw5章結構設計5.1??邹D盤的結構和尺寸轉盤上有六個均勻分布的???,根據(jù)育秧機的規(guī)格,現(xiàn)確定??椎母叨菻=120毫米,孔徑d=60毫米,轉盤的材料為鑄鐵HT15-33。由于強度較低,孔與外圓之間的壁厚不宜太薄,取為10毫米,孔與孔之間的壁厚為15毫米,從而可以設計轉盤的結構尺寸。如圖5-1,經(jīng)過計算轉盤外圓直徑應為230毫米。5.2轉盤齒輪的結構和尺寸齒輪與轉盤可做成一體,材料都是HT15-33。由于強度較容易磨損,故模數(shù)可選擇大一些,現(xiàn)定為m=4毫米,這樣就可以保持一定的壽命。與其配合的小齒輪,故可以用35號鋼調質處理。 根據(jù),若取小齒輪數(shù),從而可以算出它們的幾何尺寸(見圖7) 小齒輪分度圓直徑 大齒輪分度圓直徑 小齒輪齒頂圓直徑 大齒輪齒頂圓直徑 小齒輪齒根圓直徑 小齒輪齒根圓直徑 由于齒輪是鑄造齒輪,又是開式傳動方式,取齒寬系數(shù),則齒寬,取B=30毫米;中心距小齒輪,應做成實心結構,其孔徑由與其相配的軸的結構尺寸決定;大齒輪,應做成輻板式結構。由于它和轉盤做成一體,六個模孔正好可作為齒輪輻板上的孔,中間的孔徑由滑桿的直徑?jīng)Q定。 在決定齒輪尺寸時,還要考慮攪拌箱的結構。由圖可以看大哦,如果兩齒輪中心距a太小,勢必就會縮小攪拌箱的直徑。上面決定的a=252毫米對攪拌箱來說上合適的。結構尺寸如圖:圖5.1轉盤齒輪5.3曲柄(偏心輪)滑塊(滑桿)機構的結構尺寸見圖5.1,此處偏心輪的偏心距即相當于曲柄長度a,滑桿即相當于滑塊,畫成簡圖,如圖5.2。它是屬于對心曲柄滑塊機構。(1) 偏心距的確定見圖3.7可見,滑桿上下往復移動的行程S,要等于??椎母叨群蜎_頭在??淄獾囊欢尉嚯x之和,即S=100+60=160毫米。參考平面連桿機構部分,S=2a,見圖5.2,得到:(2) 具體結構 (見圖5.3)圖5.2曲柄連桿示意圖圖5.3曲柄連桿機構結構圖 偏心輪用平鍵,止退墊圈,圓螺母固定在軸上,凡是用此種方法固定的,都要求軸頸長度比輪轂孔長度短。為了使螺母不與連桿相碰,將偏心輪設計成凹坑,將螺母置于凹坑中,凹坑直徑可比止退墊圈直徑大。偏心輪不宜做的太厚,可在之間。為了增加與軸的配合部分長度,還必須設計一凸緣。偏心輪外圓與偏心銷孔之間的壁厚考慮為15毫米左右,因此可以算出偏心輪的外圓直徑為210毫米。偏心輪的結構與尺寸見圖5.4。圖5.4偏心輪的結構 圖5.5 曲柄連桿機構 (3)決定連桿的長度和尺寸曲柄滑塊機構存在的條件是:曲柄的長度a要小于或等于連桿的長度b,見圖5.5,即。在設計時,一般取最小的傳動角適當?shù)倪x的偏大一些,為此,將選為70度。則連桿的長度為: (4)偏心銷的裝配 連桿與偏心銷的裝配其摩擦部分用銅套。銅套的厚度根據(jù)經(jīng)驗一般取,銅套的長度,d為銅套的內徑25毫米,則 ??; 取L=30毫米。在決定銅套內徑的公差時,要特別注意當銅套壓入連桿孔時銅套內徑的縮量約為銅套外徑過盈量的0.80.9(這里指的是薄壁銅套),因此在確定銅套尺寸時,要適當加大銅套的內徑與軸配合的間隙,其加大量由計算得到,見圖5.6。圖5.6薄壁銅套壓入前后的間隙變化 54錐齒輪的結構尺寸在決定錐齒輪的尺寸之前,先要確定以下一些條件:(1) 該齒輪速比故二齒輪的齒數(shù)相等,初步選定為20,即=20;(2) 該齒輪的受力較大,故材料選用鑄鋼ZG35;(3) 該齒輪的傳動功率是第軸的功率,。根據(jù)上列一些條件就可以求錐齒輪的模數(shù),其求法如下:1) 求錐齒輪的當量齒數(shù) 式中 Z-錐齒輪齒數(shù); Z=20 -分度圓錐角。 則 2) 代入上式得 3) 根據(jù)求齒形系數(shù)Y4) 查表可得齒形系數(shù)Y=0.282;5) 根據(jù)齒輪材料求6) 查表查的鑄鋼單向工作時的=16.5公斤/毫米,因為是開式傳動,所以將降低20使用,得7) 求Y值8) 得Y9) 求齒寬系數(shù)一般選取 求錐齒輪平均模數(shù)由上述一些條件查得=4.5;求錐齒輪大端模數(shù)m 由于5.4不是標準模數(shù),故實際選用m=6。確定了錐齒輪的模數(shù),齒數(shù),就可以根據(jù)計算幾何尺寸,計算方法如下;分度圓錐角 齒頂高 齒根高 =1.2m=1.2 6=7.2毫米 齒高 h=+=6+7.2=13.2毫米 分度圓直徑 d=mz=620=120毫米 齒頂直徑 齒根圓直徑 錐距 齒寬 齒頂角 齒根角 齒頂圓錐角 齒根圓錐角 圖 5.7錐齒輪的各部分尺寸錐齒孔的直徑由與其配合的軸徑?jīng)Q定,現(xiàn)取為=40毫米,則孔徑也是40毫米;輪轂直徑 輪轂寬度 圖 5.8一對相嚙合的錐齒輪5.5直齒圓柱齒輪的結構和尺寸一般來說,轉速高,轉矩就小,模數(shù)也就可以小一些。齒輪5,齒輪6轉速低,并已選定模數(shù)m=4,這里的齒輪1,齒輪2轉速較高,模數(shù)相應的就該小一些,現(xiàn)在確定為m=3.又根據(jù)i2=7,確定齒數(shù)z1=17,則z2=17x7=119.至于他們的幾何尺寸和結構,設計和計算方法和轉盤齒輪一樣,這里不在重復。大齒輪2的結構如圖5.9所示。圖5.9大齒輪結構圖5.6帶輪的結構和尺寸已知帶所傳遞的名義功率N電=1.1千瓦,根據(jù)“七,帶傳動”部分表7-4計算如下:由表7-5,選取工作情況系數(shù)KI=1,則計算功率N計=KIxN電=1.1千瓦根據(jù)N計=1.1千瓦和N電=1410轉/分,由圖7-9查的為O型膠帶,但考慮到農(nóng)村使用情況,工作條件較差,日曬雨淋,膠帶容易失效,故選用A型膠帶。參考表7-3和7-6,選取小帶輪直d1=100毫米:大帶輪直徑d2=ixd1=4x100毫米;驗算 25米/秒,故合用;初定中心距a0(見公式7-2), 0.7(d1+d2)a02(d1+d2) 0.7(100+400)a02(100+400) 350a01000,取a0=600毫米;三角膠帶的計算長度(見公式7-3)應為: 從表7-7中選取A帶相近的計算長度L計=2033毫米,其內周長L內=2000毫米;實際中心距a應為: 驗算小帶輪包角a1(見公式7-1):(8)計算三角膠帶根數(shù)Z。由表7-8查得,當v=7.4米/秒、A型膠帶小帶輪直徑d1=100毫米時,單根膠帶所能傳遞的功率N0=1千瓦,當a1=151.6時,由表7-9查的K包角0.93;由表7-7查的K帶長=1.03從而得到: 取Z=2根。大帶輪的材料均選用HT20-40灰口鑄鐵;結構型式,當d軸小=18毫米,d1=100毫米時,查得小帶輪為實心輪;當d軸大=30毫米,d2=400毫米時,大帶輪在四橢圓輪輻附近,故采用四橢圓輪輻結構。帶輪的輪槽尺寸。帶傳動和大帶輪的結構尺寸見圖5.10和圖5.11 圖5.10 減速器機構帶傳動示意圖 圖5.11減速器機構中大帶輪結構尺寸圖 5.7 軸的結構設計現(xiàn)以該機的II軸為例說明軸的結構設計。由圖18可以看出,此軸上裝有一個正齒輪、一個圓錐齒輪和一個偏心輪,即承受轉矩,又承受彎矩,屬于轉軸。設計時除了考慮強度外,還有一定的剛度。從受力的情況判斷,安裝軸勁部分是危險斷面,可以利用第221頁所介紹的方法,求出他的最小直徑: 厘米 式中 A-系數(shù),軸的材料為45#鋼,調質處理,由表13-2得知A=12; NII-II軸所傳遞的功率,前面已計算NII=0.845千瓦; nII-II軸的轉速,前面已經(jīng)計算nII=50.4轉/分。 代入上式則得 厘米=30.9毫米。考慮軸的鍵槽會削弱軸的強度,故軸徑適當加大,選用標準直徑d=35毫米。有了軸的最小直徑,就可以根據(jù)軸上零件的裝拆和加工等因素,進行具體的結構設計。如齒輪、偏心軸像定位的軸肩直徑不能太小,故加了我套筒4.11,幫助軸向承壓。如果不加軸套而加大軸肩直徑,勢必引起軸的其他部位直徑一起加大,從強度上來說這是不必要的。在者齒輪、偏心輪的的軸端固定形式,采用圓螺母和止退鏍圈比較合適。整個軸的裝配結構,如圖18所示。5.8繪制總裝配圖在繪制好總體結構圖、主要零部件結構圖的前提下,就可以進行總裝配的繪制工作。為了急于求成,有的人不畫總轉配圖和零件圖,并急于投產(chǎn)。其結果往往是各部件裝不上去,或是裝上去運動不協(xié)調、造成很大的浪費和不必要的返工。設計者的一般經(jīng)驗,都是先畫好總裝配圖,然后才畫部件圖和拆繪零件圖。 在繪制總裝配圖時,要盡量的采用通用件和標準間,這是衡量一臺及其是否優(yōu)越的重要標準之一。另外,還要結合本單位的實際,立足于自力更生。例如,設計中需要的孔徑為毫米,而本廠之有毫米的絞刀,這時就應該考慮是否可能將的改為,以便于加工。 總裝配圖如圖5.12所示。至于繪制的方法和步驟,可參考切管機的圖例,這就不在重復。 圖5.12育秧缽機總裝配圖6主要零件的強度校核6.1轉盤齒輪對(齒輪5、齒輪6)知小齒輪5的材料為35號鋼、調質、大齒輪6的材料為鑄鐵HT20-40、尺寬B=30毫米,取截荷系數(shù)K=1.3. 根據(jù)介紹的方法進行驗算:比較乘積,取其中較小值。由表8-7查得大、小齒輪的齒形系數(shù)Y6=0.301,Y5=0.258;由表8-6查得大、小齒輪的許用彎曲應力為6=7.5公斤/毫米2、5=17.4公斤/毫米2??紤]開式傳動齒面易磨損,許用彎曲應力值降低20%,則實際許用彎曲應力值應為: 比較乘積值,得: 取其中較小值,大齒輪的 應作為計算強度的依據(jù)。求尺寬系數(shù)。根據(jù)B=得到 總 結本文通過對老式育秧缽機的結構形狀進行分析,針對老式育秧缽機的缺點,提出了一種新式的育秧缽機,并對新式的育秧缽機的動力源、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)進行方案討論,得出最后的總體方案。按總體方案對各零部件的運動關系進行分析得出制秧缽機的整體結構尺寸,然后以各個系統(tǒng)為模塊分別進行具體零部件的設計校核計算,得出各零部件的具體尺寸,再重新調整整體結構,整理得出最后的設計圖紙和說明書。此次設計的制育秧缽機和老式育秧缽機相比,具有生產(chǎn)效率高,結構簡單,性能更穩(wěn)固,更容易操作,使用范圍更廣的特點。通過對育秧缽機的設計,使我對成型機械的設計方法、步驟有了較深的認識。熟悉了齒輪、帶輪、軸等多種常用零件的設計、校核方法;掌握了如何選用標準件,如何查閱和使用手冊,如何繪制零件圖、裝配圖;以及設計非標準零部件的要點、方法。這次設計貫穿了函授所學的專業(yè)知識,綜合運用了各科專業(yè)知識,從中使我學習了很多平時在課本中未學到的或未深入的內容。我相信這次設計對以后的工作學習都會有很大的幫助。由于自己所學知識有限,而機械設計又是一門非常深奧的學科,設計中肯定存在許多的不足和需要改進的地方,希望老師指出,在以后的學習工作中去完善它們。畢業(yè)心得時間過的很快,畢業(yè)設計也接近了尾聲。經(jīng)過幾個月的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設計終于完成了。在這以前覺得畢業(yè)設計只是對這幾年來所學知識的單純總結,但是通過這次做畢業(yè)設計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面了。畢業(yè)設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗,而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設計使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學習的東西還太多,以前老是覺得自己什么東西都會,什么東西都懂,有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設計,我才明白學習是一個長期積累的過程,在以后的工作、生活中都應該不斷的學習,努力提高自己知識和綜合素質。 在這次畢業(yè)設計中也使我們的同學關系更進一步了,同學之間互相幫助,有什么不懂的大家在一起商量,聽聽不同的看法對我們更好的理解知識,所以在這里非常感謝幫助我的同學。 在此要感謝我的指導老師吳老師對我悉心的指導,感謝老師給我的幫助。在設計過程中,我通過查閱大量有關資料,與同學交流經(jīng)驗和自學,并向老師請教等方式,使自己學到了不少知識,也經(jīng)歷了不少艱辛,但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西,也培養(yǎng)了我獨立工作的能力,樹立了對自己工作能力的信心,相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力,也許設計做的不是太好,但我體會到了成功的喜悅,這過程中也學到了很多的東西,使我終身受益。參考文獻1 楊文珍,陸秋君,趙勻. 圓盤式精密播種制缽機運動學優(yōu)化設計. 浙江大學學報(農(nóng)業(yè)與生命科學版)31(3):346350,20052 楊文珍,趙 勻,陸秋君. 精密播種制缽機計算機分析與設計.中國農(nóng)機化2004(1):31343 韓豹,馬守義,韓許.2Z-2型玉米缽育苗移栽機的研制.現(xiàn)代化農(nóng)業(yè).1996(11):134 楊文珍,趙勻,李革,俞高紅.播種制缽機的研究與展望.農(nóng)機化研究.20031(1):56575 趙學田.自動機械自學入門. 北京:冶金工業(yè)出版社,19826 Patton W.J. Mechanical Power Transmission .New Jersey: Prentice-Hall, 19807 濮量貴,紀名剛.機械設計.7版.北京:高等教育出版社,20018 Mechanical Drive (Reference Issue).Machine Design. 52(14), 19809 龐啟淮.小功率電動機應用技術手冊.北京:機械工業(yè)出版社,199610 王世剛,張秀親,苗淑杰.機械設計實踐.哈爾濱:哈爾濱工程大學出版社,200311 徐灝.機械設計手冊.2版. 北京:機械工業(yè)出版社,2001 12 陸玉,何在洲,佟延偉.機械設計課程設計.3版. 北京:機械工業(yè)出版社,200013 孫桓,陳作模主編.機械原理.6版. 北京:高等教育出版社,200114 機械設計手冊編委會.機械設計手冊.新版.北京:機械工業(yè)出版社,200415 林景凡,王世剛,李世恒.互換性與質量控制基礎. 北京:中國科學技術出版社,199916 劉鴻文.材料力學.3版. 北京:機械工業(yè)出版社,1992致謝首先,我要特別感謝我的指導老師吳暉老師,他對我畢業(yè)設計給予了很多的指導,花費了很多的心血,使我最后圓滿完成了畢業(yè)設計。在吳老師悉心教導的這段時間里,他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度,淵博的知識,正直的人格,給我留下了極為深刻的印象,為我今后的工作、生活樹立了良好的榜樣。其次,我還要感謝我的同學,在畢業(yè)設計過程中給予我很大的幫助,在我不懂的時候,他們總是耐心的給我講解,同樣使我受益匪淺。最后,我要感謝所有幫助過我的人,我在這里真誠的說一聲謝謝!38
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