旋耕滅茬機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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1、黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要機(jī)械旋耕滅茬技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)的耕作技術(shù) 機(jī)械翻、 耙、壓耕作模式的重大改革。 它是利用旋耕機(jī)、滅茬機(jī)、聯(lián)合整地機(jī)與其配套的拖拉機(jī)所進(jìn)行的一次性耕地作業(yè)技 術(shù)?，F(xiàn)在對(duì)于地上秸稈的還田技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。但對(duì)于根茬，尤其是對(duì)玉米根茬的 處理。依然是困擾廣大農(nóng)民的一大難題。旋耕滅茬機(jī)總體及側(cè)邊傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)，來源于生產(chǎn)實(shí)際。本設(shè)計(jì)主要是在普通臥 式旋耕機(jī)的基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì)，使之既能旋耕又能滅薦，以實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。設(shè)計(jì)的主要內(nèi) 容為：總體方案從確定、滅茬狀態(tài)總裝配圖，設(shè)計(jì)側(cè)邊或中間齒輪傳動(dòng)裝置及刀輥軸。通過改進(jìn)設(shè)計(jì)，增加刀輥軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。在工作時(shí)，通過適當(dāng)?shù)牟鹦逗透难b， 就可實(shí)

2、現(xiàn)不同功能的作業(yè)，以達(dá)到一機(jī)多能的目的。旋耕滅茬積及總體側(cè)邊轉(zhuǎn)動(dòng)裝置 的設(shè)計(jì)解決了現(xiàn)有旋耕機(jī)只能旋耕不能滅茬而滅茬機(jī)又只能滅茬不能旋耕的問題。關(guān)鍵詞：滅茬機(jī)；旋耕機(jī)；側(cè)邊傳動(dòng)裝置；刀輥軸；壓耕1黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)ABSTRACTRotary Tillage Stubble Cleaner .The traditional farming, machinery, farming, the double major reform mode. It is MieCha machine, using rototiller, matched machine joint preparati on

3、 of a on e-time tractor cultivated tech niq ue. Now the straw returni ng to earth have sophisticated tech no logy. But for the root, especially for the treatme nt of corn crop root. Farmers are still a problemDesign subject rotary tillage stubble cleaner overall for Model and transmission device des

4、ign by the side, stem from production reality. Is it is it design to improve on the basis of ordinary horiz on tal rotary tillage machi ne main ly to desig n orig in ally, make their can rotary tillage can is it recommend to kill also , in order to realize one machine multi-purpose. The main content

5、 desig ned is: Overall con ceptual desig n , draw ing the state job gen eral draw ing of the stubble-clea ning , desig ning by the side or middle gear system and one one hun dred sheets of rollers axle .Desig n through impro ving, in crease the rotati onal speed of the axle of one one hun dred sheet

6、sof rollers and cha nge directi on. While work ing, through proper disma ntleme nt and repack ing , can realize the homework of differe nt functions , in order to be up to a mach ine multi-f unctional purpose .Can only solve rotary tillage not existing of rotary tillage of stubble-cleaning of realiz

7、atio ns of subject but stubble clea ner can only stubble-clea ning can problem of rotary tillage. This subject is novel and practical, there is greater improvement technically , have very great market prospects.Keywords: Rotary Tillage ； Stubble Cleaner ; Transmission Device By The Side; Axle OfOne

8、Hundred Sheets Of Rollers Pressure Tillage.2黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)摘要 IAbstract n第1章緒論 11.1旋耕滅茬機(jī)理論和意義 11.2旋耕滅茬機(jī)的現(xiàn)狀 2第2章旋耕滅茬機(jī)總體傳動(dòng)方案的確定 42.1旋耕滅茬機(jī)總體傳動(dòng)方案的擬定 42.2旋耕滅茬機(jī)總體傳動(dòng)方案的選擇 42.3方案對(duì)比分析 62.4本章小結(jié) 7第3章旋耕滅茬機(jī)總體運(yùn)動(dòng)計(jì)算83.1旋耕滅茬機(jī)總體傳動(dòng)組成 83.2旋耕滅茬機(jī)總體動(dòng)力計(jì)算 83.3旋耕滅茬機(jī)總體動(dòng)力分配 93.4本章小結(jié) 11第4章主要零件的強(qiáng)度校核 124.1直齒圓柱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 124.1.1直齒圓柱齒輪

9、的材料、精度和齒數(shù)選擇 124.1.2直齒圓柱齒輪的主要強(qiáng)度的計(jì)算 124.1.3第一對(duì)直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)的計(jì)算 144.1.4第二對(duì)直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)的計(jì)算 164.1.5錐齒輪的參數(shù)計(jì)算 174.2軸的選擇及計(jì)算 224.2.1第II軸的設(shè)計(jì)及校核 224.2.2第IV軸的設(shè)計(jì)及校核 254.3軸承的選擇 314.3.1第II軸上的軸承壽命計(jì)算 314.3.2第V軸上的軸承壽命計(jì)算 314.4本章小結(jié) 32結(jié)論 33參考文獻(xiàn) 34致謝 35側(cè)邊箱萍M111 O大椎齒耗姫 AutoCAD 團(tuán)惠76 KB梨婦刀軸蚯WtoCAB團(tuán)形8T KBZ成應(yīng)圖形249 KJ右側(cè)板 和曲矗圖形62

10、O直齒圓柱齒fA2 皿式AD圖形59 KB中司瑚據(jù)AutoCAD 圖形52 KB襦要園錄Hicrosof i TqqrA 9.酯KB沒計(jì)說明弔（論立）Mi cros aft Word. S.919 KE5黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第1章緒論1.1旋耕滅茬機(jī)理論和意義旋耕滅茬機(jī)主要來源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。我國(guó)大部分農(nóng)田由于長(zhǎng)時(shí)間以來耕作方 式單一，使土壤底部形成了堅(jiān)硬的犁底層， 加之多年不施用農(nóng)家肥，以及大量使用化 肥和農(nóng)藥，造成了土壤的污染。致使我國(guó)土地的有機(jī)質(zhì)逐年下降，農(nóng)作物減產(chǎn)或產(chǎn)量 不穩(wěn)。不利于可持續(xù)農(nóng)業(yè)和生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。而根茬還田是土壤有機(jī)質(zhì)的主要來源之 一，對(duì)于調(diào)節(jié)土壤有機(jī)質(zhì)的平衡，

11、改善土壤腐殖質(zhì)的組成狀況和建立良好的農(nóng)業(yè)生態(tài) 系統(tǒng)都具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。機(jī)械旋耕滅茬技術(shù)是對(duì)傳統(tǒng)的耕作技術(shù) 機(jī)械翻、 耙、壓耕作模式的重大改革。 它是利用旋耕機(jī)、滅茬機(jī)、聯(lián)合整地機(jī)與其配套的拖拉機(jī)所進(jìn)行的一次性耕地作業(yè)技 術(shù)?，F(xiàn)在對(duì)于地上秸稈的還田技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。但對(duì)于根茬，尤其是對(duì)玉米根茬的 處理,依然是困擾廣大農(nóng)民的一大難題。 玉米作為我國(guó)主要糧食作物。種植范圍廣，產(chǎn) 量大，僅山東省就有近267萬h卅。但目前機(jī)械化水平仍然比較低。玉米根茬的莖稈直 徑約2226mm,留茬高度約100mm主根地表下沉深度5060mm，各層的次生根和根 須在地表下呈燈籠狀分布。最大橫截面處直徑20025

12、0mm。粗大而結(jié)實(shí)的根茬位于耕 作層中，直接進(jìn)行旋耕碎土作業(yè)時(shí)，根茬難以切斷，而且易纏繞旋耕機(jī)刀軸；播種作 業(yè)時(shí)，開溝器遇根茬易發(fā)生堵塞，嚴(yán)重時(shí)無法正常作業(yè)。傳統(tǒng)上為了解決這一問題 ，大 多采用人工刨除的方法將玉米根茬清理出農(nóng)田。這種方式不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且嚴(yán)重浪 費(fèi)資源。據(jù)資料顯示：玉米根茬干物質(zhì)中有機(jī)質(zhì)含量高達(dá) 75%85 %，養(yǎng)料豐富。其 中含氮0. 75%、磷0. 60%、鉀0. 9%。若每公頃還田的根茬干物質(zhì)為1200kg，則相 當(dāng)于施含5%的優(yōu)質(zhì)農(nóng)家肥19. 5 to20世紀(jì)80年代末以來。我國(guó)農(nóng)機(jī)工作者在引進(jìn)國(guó)外農(nóng)業(yè)科研成果的基礎(chǔ)上自主研 究開發(fā)出多種類型的秸稈還田機(jī)。這類機(jī)械多利

13、用高速旋轉(zhuǎn)的甩刀逆向切斷莖稈，莖 稈不斷撞擊罩板，并多次受到切割破碎，碎莖稈在刀輥上部甩出。玉米秸稈粗而脆， 剛度較強(qiáng)，粉碎這類秸稈采用打擊與切割相結(jié)合的方式。目前大多數(shù)玉米秸稈粉碎機(jī) 的甩刀都采用斜切式L型，利用滑切作用可以減少30%40%的切割阻力。對(duì)于細(xì)軟的 小麥、水稻秸稈，采用有支承切割較好，且刀刃要求鋒利。錘爪式甩刀主要用于大中 型粉碎機(jī)具上。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近10年來全國(guó)推廣應(yīng)用的根茬處理復(fù)合作業(yè)機(jī)具有 10 多種，主要生產(chǎn)地為吉林、河北、黑龍江、山東等省。單一的根茬處理是將大田作物 的根茬粉碎后直接均勻混拌于100m m的耕層中，達(dá)到播前整地要求，這種處理也稱滅 茬作業(yè)。根茬處理復(fù)

14、合作業(yè)是指在碎茬的同時(shí)完成其他作業(yè)要求，如粉碎地上秸稈、 深旋耕及播種等。由于復(fù)合作業(yè)能減少拖拉機(jī)對(duì)土壤的壓實(shí)和動(dòng)力消耗，因而應(yīng)用更 加廣泛?，F(xiàn)有的各種機(jī)具按作業(yè)模式可大致分為滅茬機(jī)、旋耕機(jī)、旋耕滅茬機(jī)、深松 旋耕滅茬機(jī)以及聯(lián)合整地機(jī)等。1.2旋耕滅茬機(jī)現(xiàn)狀我國(guó)北方旱作地區(qū)已推廣的玉米秸稈及根茬粉碎還田技術(shù)是將地上秸稈粉碎，再 用旋耕機(jī)深旋翻，將碎秸稈和殘茬翻埋到土層中。在破茬作業(yè)中，旋耕機(jī)的深旋翻是 為了使土壤能完全掩埋秸稈，但根茬并未完全被切碎，一部分根須與土壤粘附在一起 的根茬翻到地表，反而增加了播種作業(yè)的難度。由于碎茬和碎土對(duì)刀軸轉(zhuǎn)速、刀片形 狀的要求不同，故旋耕滅茬機(jī)具應(yīng)采用雙刀軸旋

15、轉(zhuǎn)作業(yè)。前軸刀片破碎根茬，深度 50mm（約為玉米主根地下深度）；后軸刀片旋耕碎土，并對(duì)部分根茬2次破碎，深度100 120mm。雙刀軸確能滿足茬和土的不同切碎要求但結(jié)構(gòu)相對(duì)較為復(fù)雜。正轉(zhuǎn)旋耕滅 茬機(jī)由于受到旋轉(zhuǎn)方向及結(jié)構(gòu)的限制，覆蓋性能差。試驗(yàn)表明：當(dāng)秸稈留茬為300400mm時(shí)，正轉(zhuǎn)旋耕滅茬機(jī)作業(yè)后的植被覆蓋率僅為 40%。這給秸稈還田的新農(nóng)藝帶 來了不良影響，致使許多農(nóng)戶放火燒秸，造成大量有機(jī)肥的浪費(fèi)。反轉(zhuǎn)旋耕滅茬機(jī)是 近年來投入使用的一種新機(jī)具，其刀輥旋轉(zhuǎn)方向與拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)方向相反，從耕 底層將留茬和土壤一起通過刀輥和罩殼間隙拋向后方，經(jīng)擋草柵欄分離后，留茬的絕 大部分在柵欄前落地

16、，被擊碎的土塊通過柵欄碰到罩殼后再覆蓋在留茬上，達(dá)到埋茬 的目的。同時(shí)土塊按上粗下細(xì)的順序依次覆蓋在留茬上，分層顯著，透氣性好，并且 不擾亂土層，滿足農(nóng)藝要求。因此今后的旋耕滅茬機(jī)械應(yīng)向雙軸、反轉(zhuǎn)的復(fù)合作業(yè)機(jī) 械方向發(fā)展。我國(guó)與大中型拖拉機(jī)配套的旋耕滅茬機(jī)保有量有 15萬臺(tái)，與手扶拖拉機(jī)與小四輪拖 拉機(jī)配套的旋耕機(jī)約有200萬臺(tái)，旋耕機(jī)在南方水稻生產(chǎn)機(jī)械化應(yīng)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(jī)械。近年來，我 國(guó)北方進(jìn)行種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，大力推行旱改水，水稻種植面積迅速增加，擴(kuò)大了對(duì)旋 耕機(jī)械的市場(chǎng)需求。旋耕滅茬機(jī)的發(fā)展至今已有150多年的歷史，最初在英、

17、美國(guó)家由3-4kW內(nèi)燃機(jī) 驅(qū)動(dòng)，主要用于庭園耕作，直到 L型旋耕刀研制成功后，旋耕機(jī)才進(jìn)入大田作業(yè)。20世紀(jì)初，日本從歐洲引進(jìn)旱田旋耕機(jī)后，經(jīng)過大量的試驗(yàn)研究工作，研制出適用于水 田耕作要求的彎刀，解決了刀齒和刀軸的纏草問題，旋耕機(jī)得到了迅速發(fā)展。孟加拉國(guó)2000年水稻收獲面積為1070萬h怦。農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展才剛剛起步，目前 只有部分灌溉和耕種設(shè)備實(shí)現(xiàn)了機(jī)械作業(yè)?？紤]其種植方式和耕地大小，對(duì)各種型號(hào)的旋耕機(jī)需求非常大，其進(jìn)行了自發(fā)研究但在很大層度上不能滿足國(guó)內(nèi)的需求。旋耕滅茬機(jī)可與3340.4kw（4550馬力）級(jí)各型號(hào)拖拉機(jī)配套。在一臺(tái)主機(jī)上只 需拆裝少量零部件，就能進(jìn)行旋耕、滅茬、條播、化肥

18、深施等多種農(nóng)田作業(yè)。該機(jī)具主要適用于埋青、秸桿還田式在大中型聯(lián)合收割機(jī)作業(yè)后的稻麥高留茬的 田塊上進(jìn)行反轉(zhuǎn)滅茬、正轉(zhuǎn)旋耕、三麥條播、與半精量播種、化肥深施等多種農(nóng)田作 業(yè)。我在本設(shè)計(jì)中研究旋耕機(jī)的主要內(nèi)容：（1）參與總體方案設(shè)計(jì)，繪制滅茬機(jī)工作總圖，設(shè)計(jì)左右支臂、第二動(dòng)力軸及有關(guān) 軸承座等。（2）拖拉機(jī)佩帶旋耕機(jī)滅茬機(jī)作業(yè)，使用13檔前進(jìn)速度，其中旋耕機(jī)滅茬時(shí)使 用12檔，旋耕時(shí)使用3檔；（3）刀棍轉(zhuǎn)速：正轉(zhuǎn)：200r/min左右（旋耕）400500r/min（破垡）反轉(zhuǎn)：200r/min左右（埋青 滅茬） 最大設(shè)計(jì)耕深14cm，根據(jù)同類旋耕機(jī)類比，設(shè)計(jì)寬幅為 1.61.7m。本課題擬解決的問

19、題是通過改進(jìn)設(shè)計(jì)，增加刀輥軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。在工作時(shí)，通 過適當(dāng)?shù)牟鹦逗透难b，就可實(shí)現(xiàn)不同功能的作業(yè)，以達(dá)到一機(jī)多能的目的。當(dāng)需要旋 耕時(shí)，采用200r/min左右的正旋作業(yè)；當(dāng)需要破垡和水田耕整時(shí)，采用500r/min左右的正旋作業(yè)；當(dāng)需要埋青和滅茬時(shí)，采用200r/min左右的反旋作業(yè)；本課題的實(shí)現(xiàn)解決了現(xiàn)有旋耕機(jī)只能旋耕不能滅茬而滅茬機(jī)又只能滅茬不能旋耕的問題。8黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第2章旋耕滅茬機(jī)總體方案的確定2.1旋耕滅茬機(jī)總體傳動(dòng)方案的擬定旋耕滅薦機(jī)狀態(tài)動(dòng)力為36.75KW（約50馬力），動(dòng)力由拖拉機(jī)動(dòng)力輸出，軸經(jīng)一對(duì) 圓錐齒輪和側(cè)邊圓柱齒輪帶動(dòng)。設(shè)計(jì)的旋耕滅茬方案滿足如下性

20、能、性質(zhì)參數(shù)要求如 下： 刀軸轉(zhuǎn)速：正轉(zhuǎn)：200r/min左右（旋耕） 500r/min左右（破垡）反轉(zhuǎn)：200 r/min左右（埋青 滅茬） 設(shè)計(jì)耕深14cm （最大設(shè)計(jì)耕深） 工作幅寬1.6m 技術(shù)：（1）旋耕滅茬機(jī)與拖拉機(jī)采用三點(diǎn)懸掛聯(lián)接，作業(yè)時(shí)萬向傳動(dòng)軸偏置角度不得大于15,田間過埂刀端離地高度150250mm此時(shí)萬向傳動(dòng)軸角度不得大于 30 切斷動(dòng)力后，旋耕滅茬機(jī)最大提升高度達(dá)刀端離地250mn以上。（2）要求旋耕、滅茬作業(yè)能覆蓋拖拉機(jī)輪轍，當(dāng)幅寬小于拖拉機(jī)輪距外緣時(shí)， 可采用偏配置。（3）要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，保證各項(xiàng)性能指標(biāo)。（4）設(shè)計(jì)時(shí)考慮加工工藝性和裝配工藝性，盡量使用標(biāo)準(zhǔn)件、通

21、用件，以降低 制造成本。2.2旋耕滅茬機(jī)總傳動(dòng)方案的選擇為了使設(shè)計(jì)的施耕機(jī)既能滿足多項(xiàng)指標(biāo)，又能結(jié)構(gòu)合理，造價(jià)低，在市場(chǎng)上具有 一定的先進(jìn)性為此擬定二套方案對(duì)此進(jìn)行分析：萬案1圖2.1傳動(dòng)方案一正轉(zhuǎn)動(dòng)力由拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸經(jīng)一對(duì)圓錐齒和一組四級(jí)齒輪帶動(dòng)刀軸旋耕，此種方案 的工作特色：最后一級(jí)動(dòng)力由中間齒輪傳動(dòng)，兩邊由側(cè)板支撐，高低檔轉(zhuǎn)速通過撥擋實(shí)現(xiàn)，正 反轉(zhuǎn)通過調(diào)整圓錐齒輪的嚙合方向來實(shí)現(xiàn)。（此方法的對(duì)稱性較好，剛性高，強(qiáng)度高 但在中間齒輪的底下會(huì)出現(xiàn)漏耕土壤的現(xiàn)象，需要增加一個(gè)部件才能解決此現(xiàn)象）采 用拔檔變速，操作較為方便，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。（見圖2.1圖2.2）圖2.2傳動(dòng)方案一反轉(zhuǎn)10

22、黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)萬案211黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)圖2.4傳動(dòng)方案二反轉(zhuǎn)動(dòng)力從拖拉機(jī)輸出軸輸出，經(jīng)一對(duì)圓錐齒輪和一組圓柱齒輪傳動(dòng)帶動(dòng)刀軸旋耕，第二軸到刀軸的傳動(dòng)用側(cè)邊齒輪來實(shí)現(xiàn)，正反轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)通過調(diào)整圓錐齒輪的嚙合方向,高低速的實(shí)現(xiàn)通過對(duì)調(diào)側(cè)齒輪箱的高低速齒輪方向，圖2.3為正轉(zhuǎn)，圖2.4為反轉(zhuǎn)。2.3方案對(duì)比分析方案1、兩端平衡，受力勻稱，剛性好，但在中間齒輪的底下出現(xiàn)漏耕土壤，需 增設(shè)其它部件以耕除漏耕土壤，采用撥擋變速，操作較好方便，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，造 價(jià)高。方案2、采用側(cè)邊傳動(dòng)，平衡性較差，一般用偏置，剛性較差，但無需要加漏耕 裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

23、，通過拆下側(cè)邊齒輪，然后調(diào)頭安裝以達(dá)到變速的目的，簡(jiǎn)單，操作 不是很方便，農(nóng)機(jī)機(jī)械不是交通工具，需要經(jīng)常變速和換向。農(nóng)機(jī)機(jī)械的使用常常一季節(jié)只使用一個(gè)作業(yè)項(xiàng)目，不需要經(jīng)常拆裝。方案2比方案1結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，方案2更切合實(shí)際的需要，所以方案2為選用方案。2.4本章小結(jié)本章主要對(duì)旋耕滅茬機(jī)的傳動(dòng)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)其在滿足使用功能的前提下考慮 經(jīng)濟(jì)性最終確定方案，提供了理論依據(jù)，確保了下一步 過程的順利，使我們能夠更好 的設(shè)計(jì)傳動(dòng)部件。12黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第3章旋耕滅茬機(jī)總體運(yùn)動(dòng)計(jì)算3.1旋耕滅茬機(jī)總體傳動(dòng)組成由農(nóng)用機(jī)提供動(dòng)力源通過I軸傳遞，再經(jīng)直齒錐齒輪 乙、Z2改變運(yùn)動(dòng)方向，再 由U

24、軸的傳遞至側(cè)箱體中，由Z3、Z4、Z5傳遞到齒輪Z6再由V軸帶動(dòng)刀具實(shí)現(xiàn)旋耕、 滅茬功能。其中Z3采用較小的齒數(shù)，為了減小側(cè)齒輪外徑尺寸，以盡可能增加齒刀的耕作深 度。隋輪齒數(shù)Z4、Z5的齒數(shù)待總體結(jié)構(gòu)尺寸確定后再定，任務(wù)書要求，按照方案2的傳動(dòng)路線，故萬向節(jié)計(jì)算傳動(dòng)比，分配和各軸的軌跡，參數(shù)如表3.1、3.2所示。表3.1齒數(shù)、轉(zhuǎn)速與傳動(dòng)比軸次I軸n軸川軸軸V軸齒數(shù)Z1Z2Z3Z4Z5Z6143015暫不定暫不定22傳動(dòng)比2.141.47總傳動(dòng)比3.15轉(zhuǎn)速r/mi n734343233表3.2齒數(shù)、轉(zhuǎn)速與傳動(dòng)比軸次I軸n軸川軸W軸V軸齒數(shù)Z1Z2Z3Z4Z5Z6143022暫不定暫不定15

25、傳動(dòng)比2.140.68總傳動(dòng)比1.46轉(zhuǎn)速r/min7343435043.2旋耕滅茬機(jī)總體動(dòng)力計(jì)算旋耕滅茬機(jī)在動(dòng)轉(zhuǎn)、旋耕和反轉(zhuǎn)滅茬時(shí)，消耗功率最大，而在水田作業(yè)和存垡作業(yè)時(shí)消耗的功率較小，也就是說，設(shè)在低速檔作業(yè)時(shí)，消耗的功能較大，在高速當(dāng)時(shí), 消耗的功率較小，因此，動(dòng)力計(jì)算只需要對(duì)低速傳動(dòng)計(jì)算，正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)都是低速運(yùn)動(dòng) 路線傳動(dòng)比一樣，不同的只是方向相反，故我只按其中一種情況進(jìn)行計(jì)算。各傳動(dòng)副效率圓錐齒輪傳動(dòng)n=0.96圓柱齒輪n=0.96滾柱軸承n=0.98球軸承n=0.99萬向節(jié)n=0.963.3旋耕滅茬機(jī)總體動(dòng)力分配拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸的額定輸出功率： 根據(jù)有關(guān)資料和經(jīng)驗(yàn)估算，其額定輸出功率

26、為：P 額=0.8 N 發(fā)(3.1)=29.40KW n=734r/m in第一軸及小錐齒輪Z的功率、轉(zhuǎn)速和扭矩：(3.2)Pi=R , 240 0.98 0.9627.66 KWn1=734 r/minTi=9.55X 106旦ni(3.3)14黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)6 27.6659.55 103.6 10 N?mm734Pz1=R 327.66 0.98 27.1 KWn Z1=734r/minTz1=T13 3.6 105 0.98 3.53 106 N?mm(3.4)大錐齒輪Z2的功率、轉(zhuǎn)速和扭矩為：Pz2=Pz1 227.1 0.9626.55

27、KW#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)15黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)Z1n z2= nz1Z273414 343r/min30TZ2=9.55 10逹9.5510626557.39 105 N mm343(3.5)第二軸的功率、轉(zhuǎn)速和扭矩為:pn=Fh 326.02 KW(3.6 )n=n Z2=343r/m in6 PTn =9.55 109.55nz10626027.24 105 N mm343(3.7)第二軸Z3齒輪功率、轉(zhuǎn)速和扭矩為:Pz3= pn =26.02KWnz3=n” =343r/m inTz3=T n =7.24 X06 Nmm第川軸Z4齒輪功率Pz4=Pz3226.02 0

28、.9624.96KW第川軸（惰輪軸）不傳遞扭矩,故不校核:第W軸Z5齒輪功率Pz5=Pz4224.98 0.9623.98KW第W軸（惰輪軸）的傳遞扭矩,故不校核刀軸z6齒輪功率、轉(zhuǎn)速和扭矩為:Z6=Pz5423.98 0.99 0.9622.79KW(3.8 )Z6nz3玉 233r/minZ6TZ6 9.55106 T66 津 106霧 9.3 嘰？(3.9)刀軸的功率、轉(zhuǎn)速和扭矩為:16黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)P Pz6 22.79KWnD nz6 233r/mi n5TTz6 9.3 10 N?mm表3.3各軸扭矩、轉(zhuǎn)速、功率軸次動(dòng)力I軸n軸川軸軸刀軸輸出軸軸Z1軸Z2Z3Z4Z5

29、軸Z6P功率（KW29.427.6627.126.0226.5526.0224.9823.9822.7922.79N轉(zhuǎn)速734734734343343343233233(r/mi n )T扭矩3.6 103.53 7.24 7.39 7.24 7.5 09.5 0(Nmn)5510510105105553.4本章小結(jié)本章主要根據(jù)功能要求，計(jì)算總動(dòng)力輸入，計(jì)算總傳動(dòng)比及合理分配各級(jí)傳動(dòng)比 進(jìn)一步通過計(jì)算分配各軸功率。計(jì)算個(gè)軸扭矩和轉(zhuǎn)速。為設(shè)計(jì)各主要傳動(dòng)部件提供理 論。17黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)18黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)第4章主要零件的強(qiáng)度校核4.1直齒圓柱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算4.1.1直齒

30、圓柱齒輪的材料、精度和齒數(shù)選擇根據(jù)同類型結(jié)構(gòu)，大小齒輪構(gòu)造選用5662HR（齒輪精度用8級(jí)，輪齒表面粗糙度為硬齒面閉式傳動(dòng)，失效形式為點(diǎn)蝕20CrMnTi表面滲碳后淬火,Ra1.6Z3=15Z4=23i=Z323151.534.1.2直齒圓柱齒輪的主要強(qiáng)度的計(jì)算設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：按齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核;按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)；du 3ZhZeZ2KT116 p T1 9.55 1069.55n選取材料的接觸疲勞極限應(yīng)力為：10626027.24 105N mm343硬度選用（4.1）（4.2）（4.3）H1lim 1500MPaH 2lim1500MPa選取材料的彎曲勞極

31、限應(yīng)力為:F1lim450MPaF2lim450MPa應(yīng)力循環(huán)次數(shù)NN160門&603438 2 5008.27 107(4.5)計(jì)算得1.530.38Ze189.8 . MPa19黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)20黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)接觸疲勞壽命系數(shù)Zh7.242.5510 N mm則 N2 N18.2713 5.63 107(4.6)Zni=1Zn2=1彎曲疲勞壽命系數(shù) YN1=YN2=1查得接觸疲勞安全系數(shù)SHmin = 1,彎曲疲勞安全系數(shù)SHmin = 1.4,又 Yst=2.0,試選求許用接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力;H1H2F1F2d1tZhZeZ2KT1V1取:Kt=1.3;H1l

32、imSH minH2|mSH minZ N1Z N2F 1limYSTSf minYN1F 2lim YST vYn2SF min60Z1V110015001.115001.14501.4450 21.42.5 189.8 0.9136492.99 mmd1 n11000936000015 1.0.25Kv=1.03Ka=1.351.11， K 1.11364 MPa1364 MPa1643MPa1643 MPa2 1.3 1.53 10.381.53嗎.67(4.7)(4.8)(4.9)(4.10)(4.11)(4.12)21黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)Kh KA Kv K K 1.35 1

33、.03 1.11 1.1 1.70(4.13)22黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)修正d1d1t9.3 1.09101.7 mm(4.14)#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)m d1Z101.715 6.78 mm(4.15)取得標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=7m;因?yàn)橐_保耕深，提高承載能力所以選擇了 15齒，而為加工不產(chǎn)生根切的最少齒 數(shù)為17,我選擇小齒輪齒數(shù)為15,小于最小根切數(shù)，因而15齒的齒輪加工時(shí)一定會(huì) 產(chǎn)生根切，所以小齒輪要用變位齒輪(正變位)。4.1.3第一對(duì)直齒圓柱齒輪的主要參數(shù)的計(jì)算查表12.7得 總變位X=0.80mm分度圓直徑d3Z3

34、m157105 mmd4Z4m237161mm壓力角20嚙合角sin21X3X4-tansin根據(jù)類比得X?=0.28mmX 4=0.52mm乙Z220.937中心距變動(dòng)系數(shù)y 互Z -C0S12 cos 15 23 cos20 .1 2cos20.9370.116y xy 0.8 0.1160.684 mm中心距a a ym 133.812 mm齒咼變動(dòng)系數(shù)齒數(shù)比節(jié)圓直徑d4d31.53105160.97 mm齒頂咼ha3haxy m8.37 mmha49.95mm齒根高h(yuǎn)f 3hacX3 m6.79 mmh f 45.11mm全齒高h(yuǎn)3ha3hf315.16mmh4ha4hf415.06m

35、m齒頂圓直徑da3d32 ha3121.73 mmda4d42 ha4180.90 mm齒根圓直徑d f 3d32 hf391.42 mmd f 4d42 h f 4150.78 mm公法線長(zhǎng)度Wk333.81 mmwk4 56.41 mm跨測(cè)齒數(shù)k3=2k4=3固定弦齒厚Sx310.97 mmSx4 12.05 mm固定弦齒高h(yuǎn)x36.37 mmhx4 7.76 mm第W個(gè)支持圓柱齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 4.1所示23黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)24黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)I /13Tf#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)圖4.1直齒圓柱齒輪結(jié)構(gòu)圖4.1.4第二對(duì)直齒圓

36、柱齒輪的主要參數(shù)的計(jì)算由參考文獻(xiàn) 表12.7得 總變位X=0.87mm根據(jù)類比得X5=X4=0.52mmX6=0.35mm分度圓直徑d5Z5m23 7161 mmd6Z6m22 7154 mm壓力角20嚙合角sin21X5 X6tansinZ5 Z620.86中心距變動(dòng)系數(shù)y Z5 Z6 -C0S12 cos 23 22 cos20 ,12cos20.860.126中心距a a ym 158.38 mm25黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)齒咼變動(dòng)系數(shù)齒數(shù)比節(jié)圓直徑齒頂高齒根高全齒高齒頂圓直徑齒根圓直徑y(tǒng)Xy 0.87 0.1260.744 mmZ6Z52223 0.96ds2a1161.61 mm

37、d6d50.96 161154.56 mmha3hax y m8.86 mmhf 3hac x3 m6.3 mmh6ha6hf615.16mmda6d62 ha6 171.72 mmd f 6d62 hf6 141.40 mm26黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)公法線長(zhǎng)度wk6 55.49 mm跨測(cè)齒數(shù)k6=3固定弦齒厚Sx6 11.28 mm固定弦齒高h(yuǎn)x6 6.81 mm4.1.5錐齒輪的參數(shù)計(jì)算225255HBS由參考文獻(xiàn) 表5.1查得45鋼硬度為217255HBS取硬度為大齒輪選用45鋼調(diào)制處理硬度為 162 217HBS, 取 190 217HBS。齒輪精度

38、等級(jí)為7級(jí)。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算（由參考文獻(xiàn)5公式5.54）d14KT2rU（10.5 r）（猗2mm（4.16）Doo式中 T T2=9.55 丄 9.55 N.m =360N.mn2734初選載荷系數(shù)Kt =1.65(4.17)節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)：Zh=2.22.5 cos sin v cos20 sin 20（由文獻(xiàn) 表5.5 ）得，彈性系數(shù)Ze ,189.8 MPa取齒寬系數(shù)r 0.3文獻(xiàn)圖5.16得：h iimi 575 MPa， Hiim2 550 MPa由文獻(xiàn)5式5.28得：28黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)d1HP1= 0.9 H lim1 = 0.

39、9 575MPa=517.5MPahP2 = 0.9 h lim 2 =0.9 爲(wèi)50MPa=495MPa11723V RU(1KT10.5 r)22HPmm(4.18)(4.19)(4.20)#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)117231.65 3600.3 2.14 (1 0.5 0.3)24952124.5mm卩=i=2.14齒輪數(shù)取乙=14;=2.14 14=29.96取 Z2=30實(shí)際傳動(dòng)比i1 30/14 2.14和理論值相同(4.21)d1m= -124.5/14=8.8乙取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=929黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)d1

40、 mz1 =914=126mm(4.22)#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)d2 mz29 30270 mm由文獻(xiàn)表5.3得使用系數(shù)KA =1.00由文獻(xiàn)圖5.4得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.00R=m ：Z,2 Z22 =2142 302 148.98 mm(4.23)2b r R 148.98 1/3 44.69 mm 取 45mm計(jì)算錐齒輪的分度圓錐角：Z1141 arctan - arctan 25.0169(4.24)Z2302 9025.016964.9831齒頂圓直徑da1， da2 :da1 = d1 2hacos 1(4.25)=126+2 X9cos25.02=142.31mmda2 d

41、2 2hacos 2(4.26)=270+2X1 9cos69.13=277.61mm齒根圓直徑d f1 , d f2:df1 =d1 2hfcos 1(4.27)=126-2 X (1+0.2) X9cos25.02=106.43mmdf 2 = d2 2hf cos 2(4.28)=270-X (1+0.2) X9cos69.13=262.31mm30黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)齒頂角的計(jì)算al , a231黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)al=arcta譜1 9arctan3.45148.97(4.29)ala2=3.45齒根角f2f1 = arcta nhfR

42、arctan(19=4.15148.97(4.30)頂錐角a2f1= f2=4.15#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(4.31) -La1 一 1 a1=(25.01+3.45)=28.4669 a2 =2 + a2=(64.98+4.15)=69.13 #黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)小齒輪圓中點(diǎn)分度圓直徑dm1#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)dm1 = d1 (1-0.5b/R)(4.32)#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)=126X (1-0.5 45/148.97)=143.7mm#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)32黑龍江工程學(xué)院本科生畢

43、業(yè)設(shè)計(jì)運(yùn)算圓周速度VmVm =d m1 n160 1000(4.33)=143.7 73460 1000=5.5m/s#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)由表選擇7級(jí)精度合宜 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)FP MPa(4.34)3539KY22 丫F 5bzim (10.5 r)當(dāng)量齒數(shù)Zvi,Zv2計(jì)算錐齒輪的速度系數(shù)33黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)Zvi=乩=14=15.45cos 1 cos 25.01(4.35)z = z2=30V 2cos 2cos69.13=90.9由ZV1和ZV2查5表12.8得：YFa1 =4.05YFa2 =3.

44、85由文獻(xiàn)圖5.14外齒輪齒形系數(shù)：Zv1 V 90,所以 YFa1=1.05YFa1=1.05 405=4.25,ZV2 90,所以 YFa2=1.10YFa2=1.10 %.85=4.24由文獻(xiàn)圖5.18b齒根疲勞彎曲極限：f lim1 =230MPa,F lim 2 =210MPa由文獻(xiàn)式5.31 :FP1=1.14 Flim1=1.4 ：230=322MPafP2=1.4 Fiim2=1.4 忽10=294MPa(4.36)(4.37)3539KT1F1=bz1m2(10.5r)2YF 5FP MPa3539 1.65 90.577= 2 245 14 9(1 0.5 0.3)=242

45、.32 F1安全(4.38)4.2534黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(4.39)=Y FS2F 2= FP1 Y FS1=242.32 來24/4.25=241.75 F2安全錐齒輪主要參數(shù)：傳動(dòng)比i=2.14齒數(shù)乙=14 Z2=30分度圓直徑di=126mm d2=270mm齒型系數(shù)ha =1 c =0.2=20錐距35黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)R=m Z12 Z22 =2 . 142 302 148.98mm(4.40)2 、圖4.2大錐齒輪結(jié)構(gòu)圖#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)36黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)4.2軸的選擇及計(jì)算4.2.1第II軸的設(shè)計(jì)及校核

46、1.估算軸的基本直徑選用45鋼調(diào)制處理，估 計(jì)直徑d30.5+ Fvc 740-13790.5 770.5=0FVc =14093.5NFvb =6137.0N5T=7.24 10 N?mm(4)按當(dāng)量彎矩校核軸的強(qiáng)度由圖可知截面B的彎矩、轉(zhuǎn)矩皆為最大，且相對(duì)尺寸較小，所以是危險(xiǎn)截面, 應(yīng)與校核。截面B的當(dāng)量彎矩為MBe MB a T)2(2128 103)2 (0.6 7.24 105) 447.21 103 N?mm(4.49)39黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)由 圖11.4查得，對(duì)于45號(hào)鋼b 700 MPa其中i w 65 MPa故按（11-3）BeBe0.1d3447.21 1030.

47、1 507MPa=35.78MP65 MPa(4.50)40黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)因此，軸的強(qiáng)度夠#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)|1|1廠iTir1111Il J圖4.3傳動(dòng)軸的強(qiáng)度計(jì)算$55-5JL7討064i33圖4.4傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)圖4.2.2第IV根軸的設(shè)計(jì)及校核1估算軸的基本直徑選用45鋼，調(diào)制處理，估計(jì)值徑d C3 P =118X 3 27.66 =39.56mm(4.51)H nV 7342軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)表4.3初定各軸段直徑位置軸直徑說明軸承處60因軸承需要承受徑向力及軸向力， 軸承內(nèi)徑應(yīng)稍大于油封處軸徑， 并 符合滾

48、動(dòng)軸承標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑， 故取軸徑為60選用圓柱滾子軸承，初定軸承 型號(hào)為32212，兩端相同螺帽處齒輪處39為滿足定位與安裝取標(biāo)準(zhǔn)螺帽39mm兩端相同55考慮齒輪從右端裝入，齒輪孔徑應(yīng)稍大于軸承，并為標(biāo)準(zhǔn)直徑端蓋處65起到密封工作部分，為固定軸承應(yīng)稍大于軸承處直徑故選擇65mm兩端相同裝刀處75由于該處刀為安裝式，所以要保證軸的強(qiáng)度，選擇75mm左軸承軸肩處65為便于軸承拆卸，軸肩咼度不能過咼，按32212型軸承安裝尺寸表4.4確定各軸段長(zhǎng)度位置軸段長(zhǎng)度/mm說明螺帽處21此段軸應(yīng)長(zhǎng)于標(biāo)準(zhǔn)螺帽的長(zhǎng)度切不能與端蓋接觸故取21mm兩端相同齒輪處42此段軸長(zhǎng)度包括兩個(gè)部分：齒輪寬度和定位的套筒故取42mm

49、軸承處30考慮到箱體制造誤差、裝配方式等方面該段軸長(zhǎng)為30mm兩端相同軸承端蓋處32為方便零件的拆裝及內(nèi)部的尺寸，故該段長(zhǎng)度為32mm安裝犁刀處1650由于要預(yù)留左邊的零件安裝尺寸，所以該段長(zhǎng)度為1650mm軸端擋蓋處8由于要進(jìn)行密封所以該段為固定擋蓋，故該段長(zhǎng)度為8mm全軸長(zhǎng)1833(21+42+30+32+1650+9+8+20+30+21 ) mm=183342黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(3)傳動(dòng)零件的軸向固定齒輪處采用 A型普通平鍵,齒輪處鍵A12X30GB/T1096-2003o(4)其它尺寸為加工方便, 半徑全部取r=1mm軸端倒角為 3軸的受力分析并參照C232212型軸承的安裝尺寸5，軸上過渡圓角43黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(1)求軸的傳遞的轉(zhuǎn)矩由(3.9 )得9.55109.55 10622799.3 105233N mm(4.52 )(2) 求軸上的作用力F22Td252 9.3 103908476Fti2T d1529 3 1052 9.3 1012078 N154(4.53 )#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)#黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)齒輪上的徑向力Fr1Ft1 tan12078tan 20 =4396N(4.54)Fr2Ft2 tan3908tan 30 =2256N(4.55)齒輪上的軸向力由于刀