多功能采摘作業(yè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)【含CAD圖紙和說明書】
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多功能采摘作業(yè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
所屬學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
指導(dǎo)老師
日 期
機(jī)械電氣化工程學(xué)院制
前 言
大家都知道我們身上穿的衣服大多數(shù)都源于棉花,棉花能制成各種織物包括布料、棉紗和針織品,它既是最重要的纖維作物,又是重要的油料作物。棉花對(duì)我們的生活有非常重要的價(jià)值,棉花也是世界上最重要的農(nóng)作物之一。我國最大的商品棉基地—新疆,每年采摘季節(jié),要從外省雇傭數(shù)十萬勞動(dòng)力搶收棉花,僅人工費(fèi)用就高達(dá)8億元,且往往勞動(dòng)力不足延長(zhǎng)了采棉期,影響了棉花的質(zhì)量,妨礙了秋耕灌溉和來年的春耕生產(chǎn)。兵團(tuán)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化采棉,不過目前的機(jī)械化采摘機(jī)械的采摘質(zhì)量并不是很高,雖然采摘時(shí)采摘費(fèi)用相對(duì)于人工采摘低,但是棉花的等級(jí)不高賣不了好價(jià)錢。大面積的西紅柿和辣子等作物人工采摘速率較慢不能及時(shí)將作物采摘裝車。如果設(shè)計(jì)出一個(gè)多功能采摘平臺(tái)人坐在平臺(tái)上采摘棉花、西紅柿、辣子等作物,然后通過傳動(dòng)帶將采摘作物傳動(dòng)到收集箱內(nèi),大大減輕了人們的勞動(dòng)強(qiáng)度,且保證了作物的質(zhì)量。
關(guān)鍵詞: 采摘平臺(tái);農(nóng)業(yè)機(jī)械;收獲
目 錄
1概述 1
1.1采摘平臺(tái)簡(jiǎn)介 1
1.2采摘平臺(tái)的主要用途 1
1.3 Solidworks三維建模設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 1
2.平臺(tái)的設(shè)計(jì)分析 1
2.1拖拉機(jī)的性能參數(shù) 1
2.2整機(jī)原理 3
3采摘平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 4
3.1平臺(tái)框架尺寸初定 4
3.2框架的材料選擇及重量計(jì)算 5
3.3傳輸帶鏈輪的設(shè)計(jì) 5
3.4深溝球軸承的選擇 7
3.5鍵的計(jì)算校核 8
3.6軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算 9
3.7軸承壽命計(jì)算 12
3.8 軸承座的設(shè)計(jì) 12
3.9箱體的設(shè)計(jì) 14
3.10懸掛設(shè)計(jì) 14
3.10錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 15
總結(jié) 19
致 謝 20
參考文獻(xiàn) 21
工程概況
目前棉花、辣子、番茄等作物的采摘在南疆多地已實(shí)現(xiàn)機(jī)械化采摘,然而機(jī)械化的采摘會(huì)使作物的采摘質(zhì)量相對(duì)下降。單靠人力的話又會(huì)增加人的勞動(dòng)強(qiáng)度,使人疲勞。在這樣的一個(gè)情況下,設(shè)計(jì)這款多功能采摘作業(yè)平臺(tái),此平臺(tái)搭載在單缸柴油機(jī)拖拉機(jī)上,人們可以坐在平臺(tái)上就不用彎腰走路那么累了,人所做的座椅是可左右上下移動(dòng)的。這樣就很好的適應(yīng)了不同作物的行間距和高度。將采摘的作物放到一個(gè)導(dǎo)槽里滑倒橫向傳送帶上,然后利用前后的傳送帶傳送到拖拉機(jī)后方的收集箱里。
1概述
1.1采摘平臺(tái)簡(jiǎn)介
本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的采摘平臺(tái)是由小四輪掛載實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的移動(dòng)。
1.2采摘平臺(tái)的主要用途
本采摘平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)棉花等如辣子、番茄等矮植作物的采摘。
1.3 Solidworks三維建模設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介
Solidworks介紹
Solidworks軟件功能強(qiáng)大,組件繁多。 Solidworks 功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks 的三大特點(diǎn),使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強(qiáng)大的功能,同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來說,操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用。對(duì)于熟悉微軟的Windows系統(tǒng)的用戶,基本上就可以用SolidWorks 來搞設(shè)計(jì)了。SolidWorks獨(dú)有的拖拽功能使用戶在比較短的時(shí)間內(nèi)完成大型裝配設(shè)計(jì)。SolidWorks資源管理器是同Windows資源管理器一樣的CAD文件管理器,用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks ,用戶能在比較短的時(shí)間內(nèi)完成更多的工作,能夠更快地將高質(zhì)量的產(chǎn)品投放市場(chǎng)。
本次設(shè)計(jì)用到的Solidworks主要功能是:零件、裝配、工程圖
SolidWorks提供了無與倫比的、基于特征的實(shí)體建模功能。通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、薄壁特征、高級(jí)抽殼、特征陣列以及打孔等操作來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。通過對(duì)特征和草圖的動(dòng)態(tài)修改,用拖拽的方式實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的設(shè)計(jì)修改。三維草圖功能為掃描、放樣生成三維草圖路徑,或?yàn)楣艿?、電纜、線和管線生成路徑。
在SolidWorks中,當(dāng)生成新零件時(shí),你可以直接參考其他零件并保持這種參考關(guān)系。在裝配的環(huán)境里,可以方便地設(shè)計(jì)和修改零部件。對(duì)于超過一萬個(gè)零部件的大型裝配體,SolidWorks的性能得到極大的提高。SolidWorks可以動(dòng)態(tài)地查看裝配體的所有運(yùn)動(dòng),并且可以對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)的干涉檢查和間隙檢測(cè)。
SolidWorks提供了生成完整的、車間認(rèn)可的詳細(xì)工程圖的工具。工程圖是全相關(guān)的,當(dāng)你修改圖紙時(shí),三維模型、各個(gè)視圖、裝配體都會(huì)自動(dòng)更新。
2.平臺(tái)的設(shè)計(jì)分析
2.1拖拉機(jī)的性能參數(shù)
表1-1 懸掛機(jī)構(gòu)的技術(shù)參數(shù)
下拉桿后球鉸孔徑D2
28
下拉桿后球鉸寬度b2
38
鏈接三角形的高度H
530-680
懸掛軸的長(zhǎng)度M
800
上拉桿連接銷直徑d1
22
銷孔到臺(tái)肩距離l1
102
上拉桿后球鉸直徑D1
22
上拉桿后球鉸寬度b1
58
表1-2 拖拉機(jī)懸掛裝置升降機(jī)構(gòu)的特性
升降機(jī)構(gòu)形式
液壓分置式
液壓油泵型號(hào)
CB-32型齒輪泵
分配器形式
型滑閥式
液壓油缸形式
型雙作用式
油缸最大推力(公斤)
推出
7500
懸掛軸的提升能力(公斤)
額定
1100
推入
6250
最大
1500
油缸尺寸及行程(缸徑*最小長(zhǎng)度*行程)
懸掛機(jī)構(gòu)形式
球鉸接四連桿機(jī)構(gòu)
安全閥開啟壓
130
農(nóng)具聯(lián)接形式
后置雙軸三點(diǎn)懸掛
表1-3 懸掛機(jī)構(gòu)的技術(shù)參數(shù)
下拉桿尺寸
R 800
上拉桿固定點(diǎn)坐標(biāo)
X2 493
R1 400
Y2 190
下懸掛點(diǎn)間距
M 800
升降臂夾角
α 0
下拉桿固定點(diǎn)
坐標(biāo)
X1 285
懸掛軸變化范圍
h1 195
Y1 -200
h2 895
B1 245
上拉桿長(zhǎng)度
Lmin 535
B2 490
Lmax 800
油缸固定點(diǎn)坐標(biāo)
X4 438
動(dòng)力輸出軸坐標(biāo)
X5 400
Y4 -264
Y5 -62.5
B2 154
B3 0
升降臂轉(zhuǎn)軸坐標(biāo)
X3 398
提升吊桿長(zhǎng)度
L1min 430
Y3 340
L2max 515
懸掛軸在最高點(diǎn)與后輪外援間隙
e 145
拖拉機(jī)后輪半徑
r 760
升降臂長(zhǎng)度
r1 260
拖拉機(jī)后輪中心到地面的距離
Rk 720
r2 140
表1-4拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸技術(shù)參數(shù)
動(dòng)力輸形式
半獨(dú)立式
位置
后置離地560
旋轉(zhuǎn)方向(朝前進(jìn)的方向看)
順時(shí)針
轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)
523
花鍵公稱尺寸(鍵數(shù)-外經(jīng)*內(nèi)徑*鍵寬)
8-38×32×6
花間末端到凹端距離
40
花鍵工作長(zhǎng)度
76
2.2整機(jī)原理
如圖采用傳送帶先將棉花等作物由兩側(cè)傳送到右偏置傳送帶傳送到后面的收集箱。
圖2-1 整機(jī)方案圖
3采摘平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1平臺(tái)框架尺寸初定
初定車體長(zhǎng) =4500mm;機(jī)架寬 =3000mm;車體加機(jī)架高 =1800mm。采用60x60的方管進(jìn)行焊接成型。
圖3-1平臺(tái)機(jī)架
3.2框架的材料選擇及重量計(jì)算
矩形方管的理論重量 =6.69kg/m。
估算車體框架總重量 ; (3-1)
車體框架鏈接方式選用焊接方式。
3.3傳輸帶鏈輪的設(shè)計(jì)
初選傳輸帶鏈輪直徑D=80mm,則車輪的轉(zhuǎn)速應(yīng)為
(3-2)
由于電機(jī)轉(zhuǎn)速和車輪轉(zhuǎn)速幾乎相同,故傳動(dòng)比為1。
3.3.1 初選鏈輪齒數(shù)
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-6查得,則從動(dòng)鏈輪齒數(shù)
3.3.2 確定計(jì)算功率
由于載荷比較平穩(wěn),由《機(jī)械設(shè)計(jì)》查表6-3得工況系數(shù)=1.0,因此
==0.75kw
3.3.3初定中心距,確定鏈條鏈節(jié)數(shù)Lp:
初定中心距,則鏈節(jié)數(shù)
(3-3)
取Lp = 42
3.3.4 計(jì)算單排鏈所能傳遞的功率及鏈節(jié)距P
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-5查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kz=1.0,選擇單排鏈,由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表6-4查得多排鏈系數(shù)Kp=1.0
由《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖6.14查得長(zhǎng)度系數(shù)=0.98故所需傳遞的功率為
(3-4)
根據(jù)額定功率和轉(zhuǎn)速查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖6.13選擇滾子鏈的型號(hào)為12A,由表6-1查得鏈節(jié)距P=19.05mm
鏈標(biāo)記為:12A—62GB/T1243-1997
3.3.4 確定鏈實(shí)際長(zhǎng)度 L及中心距
L=Lp×P/1000=42×19.05/1000=0.8mm
(3-5)
3.3.6 計(jì)算鏈速
(3-6)
3.3.7 計(jì)算作用在軸上的壓軸力Q
圓周力
F=1000/V=(1000×0.75)/0.11=6818N (3-7)
按平均布置查《機(jī)械設(shè)計(jì)》取壓軸力系數(shù)
有 (3-8)
3.3.8 .按靜強(qiáng)度校核鏈條
由于鏈條處于低速重載傳動(dòng)中,其靜強(qiáng)度占主要地位。
由參考文獻(xiàn)[5]知,鏈條靜強(qiáng)度計(jì)算式:
(3-9)
式中 ——靜強(qiáng)度安全系數(shù);
——工況系數(shù),查表12-2-3??;
——鏈條極限拉伸載荷,=31.1kN;
——有效圓周力,;
——離心力引起的力,,其中為鏈條質(zhì)量,可由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表12-2-9查得:q=1.50kg/m;時(shí),可以忽略。
——懸垂力,,其中為系數(shù),由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查圖12-2-3得:,為中心距,,為兩輪中心線對(duì)水平面的傾角,,則
; (3-10)
——許用安全系數(shù),。
代入數(shù)據(jù)得:
(3-11)
符合強(qiáng)度要求。
3.3.9 潤(rùn)滑方式的選擇
根據(jù)鏈速v=0.11m/s和鏈節(jié)距P=19.05mm,按圖6.16查得潤(rùn)滑方式為人工定期潤(rùn)滑。
3.3.10 鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
鏈輪的結(jié)構(gòu)選為整體式,材料為45鋼,熱處理為淬火、回火,齒面硬度40~50HRC。由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表14.2-19查得主要結(jié)構(gòu)尺寸如下圖:
圖3-2 鏈輪結(jié)構(gòu)圖
3.4深溝球軸承的選擇
采用深溝球軸承,深溝球軸承裝配在軸頭兩端的固定座上
軸承內(nèi)徑d=16mm。
軸承的壽命計(jì)算
(3-12)
式中 —基本額定壽命,h;
C—基本額定動(dòng)載荷,N,對(duì)于推力球軸承為軸向基本額定動(dòng)載荷,C=;
P—當(dāng)量動(dòng)載荷,N;
n—轉(zhuǎn)速,r/min;
—壽命指數(shù),球軸承。
得到=367800小時(shí)
圖3-3 GB/T276-94深溝球軸承
3.5鍵的計(jì)算校核
結(jié)構(gòu)采用鍵聯(lián)接,鍵長(zhǎng)度l=35mm,寬度b=5mm,高度h=5mm,其余尺寸如圖所示,鍵材料許用剪應(yīng)力[τ]=100Mpa,許用擠壓應(yīng)力[]=220Mpa,鍵與所聯(lián)構(gòu)件材料相同,確定手柄上最大壓力P的值。鍵的變形為剪切與擠壓變形,與鍵相聯(lián)的另二個(gè)構(gòu)件(軸與偏心輪)受擠壓作用,因三者材料相同,僅對(duì)鍵進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。
3.5.1受力分析:
由圖a可知M=600P
由圖b可知M=10Q,即Q=60P
3.5.2進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算:
鍵剪切面積A=lb=6x17mm,擠壓面積A=2.5x17mm。
由剪切強(qiáng)度條件:
(3-13)
由擠壓強(qiáng)度條件:
(3-14)
得P≤321N
故取P≤292N。
在運(yùn)動(dòng)部件中,因?yàn)殚L(zhǎng)期的磨擦而造成零件的磨損,當(dāng)軸和孔的間隙磨損到一定程度的時(shí)候必須要更換零件,因此設(shè)計(jì)的時(shí)候選用硬度較低、耐磨性較好的材料為軸套或襯套,這樣可以減少軸和座的磨損,當(dāng)軸套或襯套磨損到一定程度進(jìn)行更換,這樣可以節(jié)約因更換軸或座的成本。 軸套 一般起滑動(dòng)軸承作用。為了節(jié)約材料根據(jù)軸承需要的軸向載荷設(shè)計(jì)軸套的壁厚。軸套有開口和不開口之分,這要根據(jù)結(jié)構(gòu)的需要。一般軸套不能承受軸向載荷,或只能承受較小的軸向載荷?;蚣油屏S承。軸一般是圓的。 軸套一般起軸向定位作用,端部與齒輪軸承等零件以壓應(yīng)力接觸.
有時(shí)因軸要與密封圈等標(biāo)準(zhǔn)件配合,又要保證中部零件能穿過軸端,就做軸套與密封圈配合軸可以做細(xì)以保證零件穿過. 軸套用在不同的場(chǎng)合會(huì)有不同的用途,可以軸向定位,可以減磨減振,也可以用于將軸與有害介質(zhì)隔離使軸增壽耐用等
3.6軸的設(shè)計(jì)及計(jì)算
3.6.1選定輪軸徑
軸的材料選擇45﹟調(diào)質(zhì),其主要的力學(xué)性能如下:
材料牌號(hào):45
熱處理:調(diào)質(zhì)
毛坯直徑(mm):≤60
硬度(HBS):217~255
抗拉強(qiáng)度/MPa:≥650
屈服點(diǎn)/MPa:≥360
彎曲疲勞極限/MPa:≥270
扭轉(zhuǎn)疲勞極限/MPa:≥155
許用靜應(yīng)力/MPa:260
許用疲勞應(yīng)力/MPa:180~270
備注:應(yīng)用最廣泛
初算軸徑
(3-15)
式中 ——軸傳遞的功率,;
——軸的轉(zhuǎn)速,;
(3-16)
——與軸的材料及相應(yīng)的值有關(guān)的系數(shù)。查文獻(xiàn)[4]表15-3得=118。
將上述數(shù)據(jù)代入公式(3-5)得
確定車輪軸的直徑和長(zhǎng)度如圖3-4:
1段: ,;
2段: ,;
3段: ,;
4段: ,;
圖3-4 輪軸
確定液壓支柱支撐軸的直徑和長(zhǎng)度如圖3-5:
1段: ,;
2段: ,;
3段: ,;
4段: ,;
圖3-5 支撐軸
3.6.2 輪軸的校核
這種校核計(jì)算的實(shí)質(zhì)在于確定變應(yīng)力情況下軸的安全程度。在已知軸的外形、尺寸及載荷的基礎(chǔ)上,既可通過分析確定出一個(gè)或幾個(gè)危險(xiǎn)截面(這時(shí)不僅要考慮彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的大小,而且還要考慮應(yīng)力集中和絕對(duì)尺寸等因素影響的程度),按式求出計(jì)算安全系數(shù)并使其稍大于或至少等于設(shè)計(jì)安全系數(shù)S,既
(3-17)
僅有法向應(yīng)力時(shí),應(yīng)滿足
(3-18)
僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時(shí),應(yīng)滿足
(3-19)
式中 ——按疲勞強(qiáng)度計(jì)算的許用安全系數(shù);
——對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力下的材料彎曲疲勞極限,;
——對(duì)稱循環(huán)應(yīng)力下的材料扭轉(zhuǎn)疲勞極限,;
、——彎曲和扭轉(zhuǎn)時(shí)的有效應(yīng)力集中系數(shù);
、——材料拉伸和扭轉(zhuǎn)的平均應(yīng)力折算系數(shù);
、——彎曲應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力,;
、——扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的應(yīng)力幅和平均應(yīng)力,;
表3-1 應(yīng)力特性表
循環(huán)特性
應(yīng)力名稱
彎 曲 應(yīng) 力
扭 轉(zhuǎn) 應(yīng) 力
對(duì)稱循環(huán)
應(yīng) 力 幅
平均應(yīng)力
脈沖循環(huán)
應(yīng) 力 幅
平均應(yīng)力
說 明
M、T軸危險(xiǎn)截面上的彎矩和扭矩,Nm
、軸危險(xiǎn)截面的抗彎和抗扭截面系數(shù),
Nm
N (3-20)
N (3-21)
Nm (3-22)
(3-23)
(3-24)
查表可得
滿足疲勞強(qiáng)度要求。
3.5.3 液壓支柱支撐軸校核
由于液壓支柱支撐軸所受扭矩特別小,所以按只考慮彎矩作用情況計(jì)算。Nm
查表可得
滿足疲勞強(qiáng)度要求。
3.7軸承壽命計(jì)算
輸入端軸承壽命計(jì)算
根據(jù)文獻(xiàn)[3]表13-3,取軸承的預(yù)期工作壽命
軸承所受徑向力
(3-25)
由于軸承只受徑向力,所以當(dāng)量動(dòng)載荷
基本額定動(dòng)載荷c
(3-26)
根據(jù)輸入端內(nèi)徑和基本額定動(dòng)載荷選擇軸承類型
軸承的基本額定壽命
若,則軸承滿足要求。
表3-2 軸承參數(shù)表
參數(shù)/型號(hào)
NJ2217E
NJ2215E
NJ2220E
22220C
NJ2232E
2321
2611
21348
22177
57662
10/3
10/3
10/3
10/3
10/3
C
16044
15031
25211
23180
43109
3.8 軸承座的設(shè)計(jì)
滾動(dòng)軸承蓋和滾動(dòng)軸承座是與軸承相配,構(gòu)成一個(gè)結(jié)合體,然后裝于滾動(dòng)筒上,與道夫配合工件,成為梳棉機(jī)上的一個(gè)重要組成部分,滾動(dòng)結(jié)合件是滾動(dòng)中的一個(gè)關(guān)鍵零件。滾動(dòng)結(jié)合件安裝在滾動(dòng)筒上與滾動(dòng)筒一同旋轉(zhuǎn),滾動(dòng)軸承蓋是安裝在軸承座上的滾動(dòng)軸承座是重達(dá)約1噸,轉(zhuǎn)速為260rpm~410rpm的滾動(dòng)的支承件。由于滾動(dòng)軸承件伴隨滾動(dòng)旋轉(zhuǎn)工作,又是滾動(dòng)筒的支承件,因此它對(duì)于滾動(dòng)與滾動(dòng)墻板的同軸度、軸向壓力、機(jī)件的磨損 、及滾動(dòng)周圍機(jī)件安裝的準(zhǔn)確性和滾動(dòng)的回轉(zhuǎn)平穩(wěn)度都有不可忽視的影響。
根據(jù)軸承工作條件(包括載荷方向及載荷類型、轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑方式、同軸度要求、定位或非定位、安裝和維修環(huán)境、環(huán)境溫度等),選擇軸承基本類型、公差等級(jí)和游隙; 同時(shí)根據(jù)軸承的工作條件和受力情況和壽命要求。3. 考慮本次設(shè)計(jì)軸承的額定載荷和極限轉(zhuǎn)速屬于輕載荷。
綜合考慮軸承的各個(gè)因素:極限轉(zhuǎn)速、要求的確良?jí)勖洼d荷能力,最后選擇圓柱滾子軸承(尺寸如圖所示)。
圖3-6 滾輪軸承座三維圖(去除軸承端蓋)
圖3-7 滾柱軸承三維圖
3.9箱體的設(shè)計(jì)
箱體的結(jié)構(gòu)、壁厚、重量是重要的設(shè)計(jì)參考因素,這些要素與機(jī)架的連接也將會(huì)有較大的影響。
圖3-8存儲(chǔ)箱
3.10懸掛設(shè)計(jì)
牽引點(diǎn):農(nóng)具牽引裝置和拖拉機(jī)機(jī)體的連接點(diǎn)。
虛牽引點(diǎn):懸掛機(jī)構(gòu)上拉桿和下拉桿在縱向垂直面或水平面內(nèi)投影延長(zhǎng)的交點(diǎn),亦稱“瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心”。懸掛農(nóng)具工作時(shí),如果作用力的平衡破壞,農(nóng)具就要繞瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心轉(zhuǎn)動(dòng)。
懸掛點(diǎn):連接懸掛式農(nóng)具和懸掛機(jī)構(gòu)桿件的鉸鏈點(diǎn)。在農(nóng)具懸掛設(shè)計(jì)中心提到懸掛點(diǎn)時(shí),常常是指鉸鏈點(diǎn)的幾何中心。
連接三角:連接懸掛式農(nóng)具的上、下懸掛點(diǎn)所得到的幾何圖形。
農(nóng)具立柱:通常指連接三角形的高a。
懸掛軸:指懸掛農(nóng)具的橫梁,其兩端德爾軸銷與懸掛機(jī)構(gòu)下拉桿的后球鉸相連。
(1)農(nóng)具和拖拉機(jī)的聯(lián)結(jié)型式
牽引力:農(nóng)具具有獨(dú)立的行走輪。農(nóng)具在運(yùn)輸或工作時(shí),其重量均由本身的輪子承受。機(jī)組的穩(wěn)定性好,對(duì)不平地面的適應(yīng)性強(qiáng)。但機(jī)動(dòng)性較差,金屬消耗最大。多用于各種寬幅,重型農(nóng)具。
懸掛式:農(nóng)具在運(yùn)輸時(shí)全部重量由拖拉機(jī)承受。重量輕,結(jié)構(gòu)緊湊,機(jī)動(dòng)性好,效率高。但穩(wěn)定性差,使用調(diào)整較復(fù)雜,對(duì)地表的適應(yīng)性不如牽引式和半懸掛式。廣泛應(yīng)用于各種農(nóng)具,在大部分場(chǎng)合有取代牽引式的趨勢(shì)。
半懸掛式:農(nóng)具有自己的行走輪,運(yùn)輸是承受部分重量,另一部分重量由拖拉機(jī)承受,其優(yōu)、缺點(diǎn)介于懸掛式和牽引式農(nóng)具之間,當(dāng)大型、重型農(nóng)具用懸掛式有困難時(shí)可用半懸掛式。
根據(jù)實(shí)際情況和以上特點(diǎn),所以本設(shè)計(jì)選懸掛式
(2)農(nóng)具在拖拉機(jī)上懸掛的位置
后懸掛:特點(diǎn) 農(nóng)具配置在拖拉機(jī)后面,增大驅(qū)動(dòng)輪載荷,提高了牽引性能。拖拉機(jī)走在未耕地上,工作后不留輪轍。但不便于觀察作業(yè)情況,運(yùn)輸時(shí)穩(wěn)定性和操作性較差。
前懸掛:農(nóng)具配置在拖拉機(jī)前面,拖拉機(jī)走在以工作過的地面上,能滿足收獲機(jī)械要求,但可能使前輪負(fù)荷過大,轉(zhuǎn)向費(fèi)力或輪胎超載。
中間懸掛:農(nóng)具配置在拖拉機(jī)前、后軸之間,便于觀察作業(yè)情況。但裝卸費(fèi)事,農(nóng)具和拖拉機(jī)配套行強(qiáng),通用性小。
側(cè)懸掛:農(nóng)具配置在拖拉機(jī)側(cè)面,視線好。但橫向穩(wěn)定性較差,不適于配帶較重的農(nóng)具作業(yè)。
分組懸掛:農(nóng)具分幾組分別順次懸掛在拖拉機(jī)側(cè)面、前面或后面,機(jī)組穩(wěn)定性較好。
根據(jù)所設(shè)計(jì)還田機(jī)的特點(diǎn)和以上所說的特點(diǎn)選擇后懸掛。
(3)農(nóng)具在拖拉機(jī)上懸掛的方法
單點(diǎn)懸掛:農(nóng)具通過拉桿與拖拉機(jī)相連,可以在垂直面內(nèi)一點(diǎn)O自由轉(zhuǎn)動(dòng),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但農(nóng)具工作性能受地面起伏影響較大,不易控制。拉桿容易和拖拉機(jī)發(fā)生干涉,O點(diǎn)的位置選擇不受限制。常在一些簡(jiǎn)易的或無專門懸掛系統(tǒng)的拖拉機(jī)上用。
兩點(diǎn)懸掛:兩點(diǎn)懸掛點(diǎn)A、B布置在水平面內(nèi),農(nóng)具繞A-B軸線轉(zhuǎn)動(dòng)桿件,與農(nóng)具剛性連接,相當(dāng)于兩個(gè)單點(diǎn)懸掛并聯(lián)。懸掛機(jī)構(gòu)通常是專用的。用于沒有或不宜采用三點(diǎn)懸掛系統(tǒng)的地方。
三點(diǎn)懸掛:農(nóng)具通過上拉桿和兩個(gè)下拉桿與拖拉機(jī)三點(diǎn)相連。在垂直面和水平面內(nèi)各有一個(gè)瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心O1、O2,農(nóng)具上下左右可自由運(yùn)動(dòng)。虛牽引點(diǎn)0、O1的位置不受結(jié)構(gòu)限制。O在農(nóng)具入土過程中位置有變化有利于農(nóng)具入土。通用性好,可掛各種農(nóng)具。
根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求,選用三點(diǎn)懸掛,因?yàn)橥ㄓ眯院谩?
(4)農(nóng)具工作位置的調(diào)節(jié)方式和特點(diǎn)
根據(jù)選用懸掛的方式和還田機(jī)的特點(diǎn)選用高度調(diào)節(jié)
原理:懸掛機(jī)構(gòu)在農(nóng)具工作中呈自由狀態(tài),對(duì)農(nóng)具不起控制作用。農(nóng)具1的工作位置由本身的支持輪2決定。調(diào)節(jié)絲桿可以改變農(nóng)具的工作深度。
特點(diǎn):工作可靠,便于調(diào)整。農(nóng)具的工作位置不受土壤阻力變化影響,耕深一致性好。支持輪有一定的仿形作用,但輪子本身滾動(dòng)要消耗動(dòng)力增加結(jié)構(gòu)重量支持輪下方的局部起伏和下陷深度會(huì)改變農(nóng)具的工作位置。
3.10錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
(1)考慮到錐齒輪所受載荷較大,所以決定采用硬齒面閉式傳動(dòng),大小齒輪均用20CrMnTi材料。齒面滲碳后淬火,齒面硬度58—62HRC。查圖得
(2)由簡(jiǎn)化計(jì)算初步選定主要參數(shù)
(3-27)
(查表得)
(查表得)
(3-28)
取
則
(與的誤差不大于5%) (3-29)
大端模數(shù)
取 m=5mm
取b=34
(3)校核計(jì)算
1)按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核
(查表得)
(8級(jí)精度及)
(查圖得)
(查表得)
所以安全
2)按齒根彎曲強(qiáng)度校核
(查圖得)
(查圖得)
(查圖得)
(查表得) 安全
(查表得) 安全
表3-3錐齒輪的基本參數(shù)
小齒輪
大齒輪
節(jié)錐角(分度圓錐角)
大端分度圓直徑
85
200
錐距 R
109.25
109.25
齒寬 b
34
34
齒頂高
8.11
8.11
齒根高
2.89
2.89
齒頂高直徑
99.93
206.35
齒頂角
4.25/1.52
4.25/1.52
頂錐角
27.28
71.22
總 結(jié)
通過努力和查閱機(jī)械方面的相關(guān)資料最終設(shè)計(jì)出了此多功能采摘平臺(tái),完成了采摘平臺(tái)的部分?jǐn)?shù)據(jù)的校核和參數(shù)分析,設(shè)計(jì)的同時(shí)也對(duì)一些機(jī)械方面的知識(shí)有了進(jìn)一步的提高和掌握,對(duì)成型機(jī)械的設(shè)計(jì)方法、步驟有了較深的認(rèn)識(shí)。熟悉了軸承、軸等多種常用零件的設(shè)計(jì)、校核方法;掌握了如何選用標(biāo)準(zhǔn)件,如何查閱和使用手冊(cè),如何繪制零件圖、裝配圖;以及設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)零部件的要點(diǎn)、方法。這次設(shè)計(jì)貫穿了所學(xué)的專業(yè)知識(shí),綜合運(yùn)用了各科專業(yè)知識(shí),從中學(xué)習(xí)到很多平時(shí)在課本中未學(xué)到的或未深入的內(nèi)容。在設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里讓我認(rèn)識(shí)到知識(shí)的重要性,剛一知半解是完不成設(shè)計(jì)的.所以要求我們?cè)趯W(xué)習(xí)的同時(shí)注意到重點(diǎn),以及對(duì)幾門重要課程的溫故,從中開始設(shè)計(jì),如機(jī)械設(shè)計(jì),機(jī)械制造工藝等等.。為了很好的完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì),我大量的翻閱了有關(guān)書籍,并在設(shè)計(jì)的過程中大量的運(yùn)用了CAD軟件進(jìn)行制圖,讓我對(duì)此類軟件的操作有了比較形象的認(rèn)識(shí),對(duì)以后接觸新的軟件打下了良好的基礎(chǔ)。在圖紙中發(fā)現(xiàn)問題,把問題形象的用圖紙表達(dá),已成為我發(fā)現(xiàn)并解問題的方法之一。
致 謝
在畢業(yè)設(shè)計(jì)制作過程中遇到了很多困難,無論是在理論學(xué)習(xí)階段,還是在資料查詢、開題、研究和撰寫的每一個(gè)環(huán)節(jié),無不得到郭文松導(dǎo)師悉心的指導(dǎo)和幫助,他始終認(rèn)真負(fù)責(zé)地給予我細(xì)致深刻地指導(dǎo),幫助我開拓研究思路,精心點(diǎn)撥、并熱忱鼓勵(lì)我。借此機(jī)會(huì)我向?qū)煴硎局孕牡母兄x!同時(shí),我要感謝塔里木大學(xué)機(jī)電院授課的各位老師,正是由于他們的傳道、授業(yè)、解惑,讓我學(xué)到了專業(yè)知識(shí),并從他們身上學(xué)到了如何求知治學(xué)、如何為人處事。
感謝我的同學(xué)和朋友,在我寫論文的過程中給予我了很多素材,還在論文的撰寫和排版過程中提供熱情的幫助。
最后,衷心感謝于百忙之中評(píng)閱設(shè)計(jì)的各位老師專家、教授。
謝謝!
參考文獻(xiàn)
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22
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))中期檢查記錄表
年4月18日
學(xué)生姓名
班級(jí)
課題名稱
多功能采摘作業(yè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)
課題完成進(jìn)度(學(xué)生自述)
1.確定選題并查找相關(guān)資料,確定論文題目。
2.完成開題報(bào)告與寫作大綱及其他一些資料的填寫,如參考文獻(xiàn)的選擇并提交給導(dǎo)師。
3.完成三維圖主要零部件的設(shè)計(jì)和繪制。
4.完成零件圖的繪制。
存在的問題及整改措施(學(xué)生自述)
建立的三維模型需要細(xì)節(jié)的修改和補(bǔ)充,基本上能夠按照制定的進(jìn)度計(jì)劃表執(zhí)行,進(jìn)度完成90%以上,但是三維圖某些細(xì)節(jié)沒有做到位,設(shè)計(jì)思路上有點(diǎn)偏差,關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)還需要完善,需要加快任務(wù)進(jìn)度,盡快完成三維圖的修改以及二維圖的繪制工作。
指導(dǎo)教師意見(課題進(jìn)展情況、優(yōu)缺點(diǎn)、整改措施等)
指導(dǎo)教師簽名
年 月 日
學(xué)院意見
負(fù)責(zé)人簽名
年 月 日
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))任務(wù)書
學(xué)院
機(jī)械電氣化工程學(xué)院
班級(jí)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名
學(xué)號(hào)
課題名稱
多功能采摘作業(yè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)
起止時(shí)間
指導(dǎo)教師
職稱
講師
課題內(nèi)容
對(duì)多功能采摘作業(yè)平臺(tái)的額設(shè)計(jì),使其能夠采摘棉花、辣子、西紅柿等作物。設(shè)計(jì)的平臺(tái)需要搭載的170-220小型拖拉機(jī)前端,并能夠?qū)崿F(xiàn)平臺(tái)座椅的升降以便適應(yīng)不同作物的高度。作物采用傳送帶先將作物橫向傳動(dòng)至縱向傳送帶,最終傳動(dòng)至拖拉級(jí)后端的收集箱。
擬定工作進(jìn)度(以周為單位)
第一周:確定選題并查找相關(guān)資料,確定論文題目
第二周:完成開題報(bào)告與寫作大綱及其他一些資料的填寫,如參考文獻(xiàn)的選擇并提交給導(dǎo)師
第三周—第七周:完成論文一稿并提交給導(dǎo)師
第八周—第十周:完成論文二稿并提交給導(dǎo)師
第十一周—第十二周:完成論文三稿并提交給導(dǎo)師
第十三周:在老師的指導(dǎo)幫助下完成論文的最終定稿并進(jìn)行打印、裝訂。
第十四周:準(zhǔn)備答辯
主要參考文獻(xiàn)
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任務(wù)下達(dá)人(簽字)
年10 月 12 日
任務(wù)接受人意見
任務(wù)接受人簽名
年 10 月 14 日
注:1、此任務(wù)書由指導(dǎo)教師填寫,任務(wù)下達(dá)人為指導(dǎo)教師。
2、此任務(wù)書須在學(xué)生畢業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)開始前一周下達(dá)給學(xué)生本人。
3、此任務(wù)書一式三份,一份留學(xué)院存檔,一份學(xué)生本人留存,一份指導(dǎo)教師留存。
多功能采摘平臺(tái)設(shè)計(jì)
一.傳動(dòng)方案擬定
此平臺(tái)搭載在17馬力小四輪上,小四輪17馬力單缸柴油機(jī)一般轉(zhuǎn)速在500-800r/min,由于工作狀態(tài)只需要比怠速高一點(diǎn)就行,所以我們假定工作時(shí)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速為600r/min。拖拉機(jī)到柴油機(jī)采用帶傳動(dòng),動(dòng)力傳送到一個(gè)減速器,減速器輸出動(dòng)力供平臺(tái)傳送帶使用。
600r/min即10r/s,傳送帶的速度1r/s左右。那么傳動(dòng)比為10左右。
畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告
課題名稱 多功能采摘作業(yè)平臺(tái)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
所屬學(xué)院
專 業(yè)
班 級(jí)
指導(dǎo)教師
起止時(shí)間
機(jī)械電氣化工程學(xué)院教務(wù)辦制
填 表 說 明
一、學(xué)生撰寫《開題報(bào)告》應(yīng)包含的內(nèi)容:
1、本課題來源及研究的目的和意義;
2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)(外)研究現(xiàn)狀及分析;
3、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析;
4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路;
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法;
6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃;
7、主要參考文獻(xiàn)(不少于7篇)。
二、本報(bào)告必須由承擔(dān)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))課題任務(wù)的學(xué)生在接到“畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))任務(wù)書”的兩周內(nèi)獨(dú)立撰寫完成,并交指導(dǎo)教師審閱。
三、開題報(bào)告要求手寫體,字?jǐn)?shù)在3000字以上,由學(xué)生在本報(bào)告冊(cè)內(nèi)填寫,頁面不夠可自行添加A4紙張。
四、每個(gè)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))課題須提交開題報(bào)告一式三份,一份學(xué)生本人留存,一份指導(dǎo)教師存閱,一份學(xué)生所在學(xué)院存檔,備檢備查。
多功能采摘作業(yè)平臺(tái)
1、本課題來源及研究的目的和意義
課題來源:
畢業(yè)設(shè)計(jì)自選課題。
課題目的和意義:
大家都知道我們身上穿的衣服大多數(shù)都源于棉花,棉花能制成各種織物包括布料、棉紗和針織品,它既是最重要的纖維作物,又是重要的油料作物。棉花對(duì)我們的生活有非常重要的價(jià)值,棉花也是世界上最重要的農(nóng)作物之一。我國最大的商品棉基地—新疆,每年采摘季節(jié),要從外省雇傭數(shù)十萬勞動(dòng)力搶收棉花,僅人工費(fèi)用就高達(dá)8億元,且往往勞動(dòng)力不足延長(zhǎng)了采棉期,影響了棉花的質(zhì)量,妨礙了秋耕灌溉和來年的春耕生產(chǎn)。兵團(tuán)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化采棉,不過目前的機(jī)械化采摘機(jī)械的采摘質(zhì)量并不是很高,雖然采摘時(shí)采摘費(fèi)用相對(duì)于人工采摘低,但是棉花的等級(jí)不高賣不了好價(jià)錢。
大面積的西紅柿和辣子等作物人工采摘速率較慢不能及時(shí)將作物采摘裝車。如果設(shè)計(jì)出一個(gè)多功能采摘平臺(tái)人坐在平臺(tái)上采摘棉花、西紅柿、辣子等作物,然后通過傳動(dòng)帶將采摘作物傳動(dòng)到收集箱內(nèi),大大減輕了人們的勞動(dòng)強(qiáng)度,且保證了作物的質(zhì)量,還實(shí)現(xiàn)了多作物的采摘功能。
2、本課題所涉及的問題在國內(nèi)(外)研究現(xiàn)狀及分析
圖一為.北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心研制的溫室噴藥采摘作業(yè)多功能平臺(tái)設(shè)計(jì)
該作業(yè)平臺(tái)在北京市小湯山特菜基地進(jìn)行了示范應(yīng)用,實(shí)際工作中能較好地滿足生產(chǎn)管理中的施藥采摘作業(yè)需求。通過增高系統(tǒng)的行走底盤,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)對(duì)不同地面較好的適應(yīng)性。
針對(duì)京郊現(xiàn)代化溫室沒有固定的行走軌道,設(shè)備維護(hù)技術(shù)人員欠缺的現(xiàn)狀,果蔬創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)設(shè)施設(shè)備功能研究室開發(fā)人工推動(dòng)行走的輪式噴藥采摘車,利用人力推動(dòng)在溫室內(nèi)部行走,采摘人員可以根據(jù)采摘作物的高低,通過調(diào)整采摘梯的高度實(shí)現(xiàn)采摘高度的自動(dòng)調(diào)節(jié)。這種裝置能有效地滿足實(shí)際生產(chǎn)中的大部分問題,當(dāng)然也存在諸多不便需要人力推動(dòng)。
圖二為意大利REVO piuma 4wd (蘋果采摘車/平臺(tái)),采用多輸送帶采摘蘋果、梨子等。
圖一 溫室噴藥采摘作業(yè)多功能平臺(tái)
圖二 意大利REVO piuma 4wd (蘋果采摘車/平臺(tái))
采摘平臺(tái)根據(jù)實(shí)現(xiàn)升降的方式可分為剪叉式、伸縮式、折臂式和階梯式 4 種類型; 按照驅(qū)動(dòng)方式的不同,可分為電動(dòng)式、內(nèi)燃機(jī)式或液壓驅(qū)動(dòng)式采摘平臺(tái);根據(jù)采用底盤結(jié)構(gòu)的不同,又分為履帶式和輪式采摘。
3、對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析;
主要任務(wù):
1. 收集有關(guān)采摘平臺(tái)的相關(guān)資料
2. 了解多功能采摘平臺(tái)以及帶來的問題
3. 分析之前相關(guān)的采摘平臺(tái)的成功因素有哪些
4. 根據(jù)這些因素設(shè)計(jì)自己要設(shè)計(jì)的多功能采摘平臺(tái)
可行性分析:
1.找相關(guān)的書籍對(duì)題目的意義進(jìn)行研究,通過分析和研究找到論文的核心所在
2.利用空閑的時(shí)間在圖書館多看看相關(guān)方面的書籍和學(xué)術(shù)論文,增強(qiáng)自己的理論知識(shí)
3.拜訪在這些方面經(jīng)驗(yàn)的人進(jìn)行了解,使自己的思路能得到進(jìn)一步的升華
4.聯(lián)系老師,聽取老師的建議使自己對(duì)論文的結(jié)構(gòu)和框架能夠很好的把握
5.利用現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行資料的收集,來獲取信息資源
6.通過這些方法,可行性比較高。
4、本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路
面臨問題:
1. 對(duì)論文的題目?jī)?nèi)涵了解不夠深刻,很難找到論文的核心所在
2. 收集資料的范圍太窄,不能全面的對(duì)平臺(tái)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的了解
3. 思路進(jìn)入了誤區(qū),不能很好的打開思路
4. 對(duì)論文的結(jié)構(gòu)框架不能很好的駕馭
5. 知識(shí)面不夠廣泛,使信息來源很有限
解決方法:
1. 找相關(guān)的書籍對(duì)題目的意義進(jìn)行研究,通過分析和研究找到論文的核心所在
2. 利用空閑的時(shí)間在圖書館多看看相關(guān)方面的書籍和學(xué)術(shù)論文,增強(qiáng)自己的理論知識(shí)
3. 拜訪在這些方面經(jīng)驗(yàn)的人進(jìn)行了解,使自己的思路能得到進(jìn)一步的升華
4. 聯(lián)系老師,聽取老師的建議使自己對(duì)論文的結(jié)構(gòu)和框架能夠很好的
把握
5. 利用現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行資料的收集,來獲取信息資源
5、完成本課題所必須的工作條件及解決的辦法
1.完成本課題需要實(shí)地測(cè)量作物的高度和種植行距密度等數(shù)據(jù),解決辦法就是在周末抽時(shí)間到周邊去實(shí)地測(cè)量。
2.需要實(shí)際測(cè)量平臺(tái)所要搭載的拖拉機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù),解決辦法是去測(cè)量拖拉機(jī)相關(guān)參數(shù)。
6、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃
根據(jù)學(xué)校的規(guī)定,合理的安排時(shí)間,做到每周都能夠完成預(yù)定的工作:
第一周:確定選題并查找相關(guān)資料,確定論文題目
第二周:完成開題報(bào)告與寫作大綱及其他一些資料的填寫,如參考文獻(xiàn)的選擇并提交給導(dǎo)師
第三周—第七周:完成論文一稿并提交給導(dǎo)師
第八周—第十周:完成論文二稿并提交給導(dǎo)師
第十一周—第十二周:完成論文三稿并提交給導(dǎo)師
第十三周:在老師的指導(dǎo)幫助下完成論文的最終定稿并進(jìn)行打印、裝訂。
第十四周:準(zhǔn)備答辯
7、主要參考文獻(xiàn)
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