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I 摘 要 花生是世界上廣泛栽培的主要油料作物 隨著農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展 花生向良種化 機(jī)械化和區(qū)域化種植方向發(fā)展 近幾年 隨著花生種植面積 產(chǎn)量的不斷增加和農(nóng)村 勞動(dòng)力的轉(zhuǎn)移 花生生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展就顯得尤為重要 傳統(tǒng)的摘果主要是全喂入式 摘果的主要部件是摘果滾筒 目前國(guó)內(nèi)外主要使用 的摘果方式還有半喂入式 半喂入式花生摘果對(duì)干濕蔓均可使用 主要應(yīng)用在南方地 區(qū) 其摘果效率與損失率受花生收獲環(huán)節(jié)植株的整齊程度及摘果機(jī)喂入影響較大 現(xiàn) 有機(jī)型在摘果效率 損失率上還不穩(wěn)定 沒(méi)有得到很好的推廣 因此 為了改善摘果 效果 研究摘果過(guò)程的低能耗 摘果率高的摘果裝置 是提高花生產(chǎn)業(yè)化水平的關(guān)鍵 本研究結(jié)合國(guó)內(nèi)外幾種典型的摘果機(jī)具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作原理 并通過(guò)分析其現(xiàn) 狀與存在的問(wèn)題 結(jié)合實(shí)驗(yàn)探討改進(jìn)方法 以期改善花生摘果效果 為花生的摘果提 供切實(shí)可行的機(jī)具 在設(shè)計(jì)中 主要完成了傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘果滾筒的設(shè)計(jì) 夾持 輸送結(jié)構(gòu)的設(shè) 夾持帶的設(shè)計(jì) 帶輪的設(shè)計(jì) 軸承的選取校核 機(jī)架的設(shè)計(jì)等 關(guān)鍵詞 花生 摘果機(jī) 半喂入 設(shè)計(jì) II Abstract Peanuts are the world s major oil crops widely cultivated With the development of agricultural science and technology the peanut seed mechanization and regionalization planting direction In recent years with the transfer of peanut acreage production is increasing and the rural labor force the development of peanut production mechanization is particularly important The traditional full feed mainly fruit picking picking a major component picking drum picking methods currently used mainly at home and abroad as well as semi fed semi feeding peanut picking vine can be used for wet and dry mainly used in the southern region the picking efficiency and link loss rate is affected by peanut harvest plants and fruit picking machine fed neat extent greater impact on picking efficiency of existing models the loss rate is not stable not well promoted Therefore in order to improve the picking effect low power high rate of picking picking picking device research process is the key to improve the level of the peanut industry This study combines several typical picking machines abroad structural characteristics and working principle and by analyzing the current situation and existing problems combined with experiments to explore improved methods to improve peanut picking effect providing practical equipment for the picking peanuts In the design the design of the transmission system is mainly complete picking drum design that design of the clamping band and pulley design select the check bearing holding rack feeding structure design and the like Keywords Peanut Picking machine Semi feeding Design III 目 錄 第一章 緒論 1 1 1 研究背景及意義 1 1 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 1 3 本設(shè)計(jì)主要研究?jī)?nèi)容和研究方法 2 1 3 1 研究?jī)?nèi)容 2 1 3 2 研究方法 3 第二章 總體設(shè)計(jì) 4 2 1 設(shè)計(jì)要求 4 2 2 總體設(shè)計(jì) 4 2 3 工作原理分析 5 第三章 夾持輸送裝置設(shè)計(jì) 6 3 1 夾持裝置設(shè)計(jì) 6 3 1 1 夾持方式的確定 6 3 1 2 夾持裝置總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 3 1 3 夾持帶與摘果滾筒夾角的確定 6 3 2 夾持裝置傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 3 2 1 夾持裝置傳動(dòng)系統(tǒng)原理分析 7 3 2 2 電動(dòng)機(jī)的選擇 7 3 2 3 傳動(dòng)比計(jì)算 8 3 2 4 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 8 3 2 5 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 9 3 2 6 鏈輪的設(shè)計(jì) 12 3 2 7 鏈輪軸的設(shè)計(jì)和校核 14 3 2 8 軸承及鍵的校核 16 3 2 9 軸承的潤(rùn)滑與密封 18 第四章 摘果裝置設(shè)計(jì) 19 4 1 摘果滾筒設(shè)計(jì) 19 4 1 1 摘果滾筒長(zhǎng)度的確定 19 IV 4 1 2 摘果滾筒轉(zhuǎn)速計(jì)算 19 4 1 3 摘果滾筒直徑計(jì)算 20 4 1 4 摘果功率的計(jì)算 21 4 2 摘果裝置傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 4 2 1 摘果裝置傳動(dòng)系統(tǒng)原理分析 21 4 2 2 電動(dòng)機(jī)的選擇 22 4 2 3 傳動(dòng)比計(jì)算 22 4 2 4 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 23 4 2 5 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 24 4 2 6 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 27 4 2 7 鏈輪的設(shè)計(jì) 29 4 2 8 滾筒軸設(shè)計(jì) 31 4 3 機(jī)架設(shè)計(jì) 32 第五章 使用與維護(hù) 33 5 1 使用 33 5 2 維護(hù)與保養(yǎng) 33 總 結(jié) 34 致 謝 35 參考文獻(xiàn) 36 1 第一章 緒論 1 1 研究背景及意義 我國(guó)是世界花生主產(chǎn)國(guó)之一 但多年來(lái)花生收獲機(jī)械化的整體水平較低 在農(nóng)村 勞動(dòng)力逐步向二三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的形勢(shì)下 由于收獲季節(jié)的勞動(dòng)力緊張 影響了花生產(chǎn)業(yè) 的發(fā)展花生摘果機(jī)是近幾年才開(kāi)始推廣應(yīng)用的一種花生生產(chǎn)機(jī)械 與其他生產(chǎn)機(jī)械相 比起步較晚 目前 中國(guó)主要推廣應(yīng)用單一功能的花生摘果機(jī) 按其喂入方式的不同 分為全喂入式和半喂入式 全喂入式花生摘果機(jī)主要用于北方從晾干后的花生蔓上摘 果 存在功 率消耗大 摘果不凈 分離不清和破碎率高等缺點(diǎn) 半喂入式花生摘果機(jī) 對(duì)干 濕花生蔓均可使用 主要應(yīng)用于南方地區(qū) 其摘果效率與損失率受花生收獲環(huán) 節(jié)植株整齊程度及摘果機(jī)喂入工況影響較大 現(xiàn)有機(jī)型在摘果效率 損失率上還不穩(wěn) 定 加之制造成本高 沒(méi)有得到很好的推廣 僅用于半喂入式花生聯(lián)合收獲機(jī) 獨(dú)立 的花生摘果機(jī)很少使用 為適應(yīng)花生分段收獲和摘果的需求 本文研制了一種半喂入 式花生摘果試驗(yàn)裝置 旨在研究摘果滾筒轉(zhuǎn)速 夾持輸送速度和摘果滾筒直徑對(duì)花生 摘果摘凈率 破碎率及生產(chǎn)率的影響規(guī)律 花生是世界上廣泛栽培的主要油料作物 隨著農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展 花生向良種化 機(jī)械化和區(qū)域化種植方向發(fā)展 近幾年 隨著花生種植面積 產(chǎn)量的不斷增加和農(nóng)村 勞動(dòng)力的轉(zhuǎn)移 花生生產(chǎn)機(jī)械化的發(fā)展就顯得尤為重要 目前 要大力發(fā)展花生生產(chǎn) 全過(guò)程的機(jī)械化 必須結(jié)合中國(guó)的國(guó)情和適應(yīng)農(nóng)村現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)實(shí)力 大部分花生產(chǎn)區(qū) 需要分別解決花生種植過(guò)程中主要作業(yè)環(huán)節(jié)的機(jī)械化問(wèn)題 近期內(nèi)應(yīng)當(dāng)是花生的機(jī)械 化播種 收獲和摘果這三個(gè)主要環(huán)節(jié) 其中 花生摘果是一項(xiàng)要求嚴(yán)格 耗時(shí)較大的 作業(yè) 是花生生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié) 機(jī)械化收獲是確?；ㄉS產(chǎn)豐收的重要保障 摘 果系統(tǒng)是花生聯(lián)合收割機(jī)的 心臟 其工作情況直接影響到聯(lián)合收割機(jī)的性能 隨著 農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整 農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的不斷深入 花生品種必然朝著高產(chǎn)方向發(fā)展 這也給繼續(xù)工作者提出了更高的要求 高產(chǎn)就意味這在同樣收獲作業(yè)工況下增加喂入 量 南方空氣濕度大 氣侯變化無(wú)常 花生水分含量高 從以往研究成果看 喂入 量和花生水分含量對(duì)摘果性能有很大的影響 一般來(lái)說(shuō) 喂入量增加 摘果系統(tǒng)負(fù)荷 增大 含水量增加改變理論花生蔓的物理特性 同時(shí)也改變了摘果負(fù)荷 這兩種情況 都容易增加機(jī)械系統(tǒng)負(fù)荷 降低可靠性 傳統(tǒng)的摘果主要是全喂入式 摘果的主要部 件是摘果滾筒 目前國(guó)內(nèi)外主要使用的摘果方式還有半喂入式 半喂入式花生摘果對(duì) 干濕蔓均可使用 主要應(yīng)用在南方地區(qū) 其摘果效率與損失率受花生收獲環(huán)節(jié)植株的 整齊程度及摘果機(jī)喂入影響較大 現(xiàn)有機(jī)型在摘果效率 損失率上還不穩(wěn)定 沒(méi)有得 到很好的推廣 因此 為了改善摘果效果 研究摘果過(guò)程的低能耗 摘果率高的摘果 裝置 是提高花生產(chǎn)業(yè)化水平的關(guān)鍵 2 1 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 傳統(tǒng)的花生摘果方法是用手工摘果 效率低 用工多 嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)效益 近幾 年隨著種植花生面積的加大及花生產(chǎn)量的提高 花生摘果機(jī)的應(yīng)用逐漸增多 成為代 替手工操作的便利機(jī)械 目前 我國(guó)主要推廣應(yīng)用的單功能花生摘果機(jī)可分為全喂入 式和半喂入式兩類 全喂入式摘果機(jī) 主要用于從曬干后的花生蔓上摘果 工作時(shí)將 曬干后的花生蔓喂入摘果室 在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的滾筒作用下 將花生果摘下來(lái) 該機(jī)型除 了基本上滿足摘果的要求外 普遍存在消耗的功率大 摘果不凈 分離不清 破碎率 高的缺點(diǎn) 該機(jī)型的摘果部件有切流式釘齒滾筒 軸流式釘齒滾筒 蓖梳式軸流滾筒 以及差動(dòng)式螺旋滾筒等幾種 半喂入摘果機(jī)工作過(guò)程是 當(dāng)摘果機(jī)的夾持輸送鏈將花 生蔓夾住 沿滾筒軸向移動(dòng) 摘果滾筒將花生果摘下 該機(jī)型對(duì)于干 濕花生蔓都可 使用 具有動(dòng)力消耗少 摘果后的花生蔓整齊 摘濕果質(zhì)量好 破碎率低等特點(diǎn) 但 該機(jī)型工作性能不穩(wěn)定 存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜 成本高等缺點(diǎn) 僅用在花生聯(lián)合收割機(jī)上 該機(jī)型的工作部件是相向滾動(dòng)的兩個(gè)橡膠滾筒 工作時(shí)兩滾筒相向滾動(dòng)將花生果摘下 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的主要機(jī)型有美國(guó) Courtesy of Lilliston M fg Co 生產(chǎn)的 LP 2 型花生收獲機(jī) Kelly Manufacturing 公司生產(chǎn)的 PH 2 型花生收獲機(jī) 國(guó)內(nèi)主要有的 4HW 1100 型花生 收獲機(jī) 東風(fēng) 69 型花生收獲機(jī) 4HW 800 型花生收獲機(jī) 4H 150 型花生收獲機(jī) 以 4H 2 型花生收獲機(jī)等 為了進(jìn)一步減少農(nóng)時(shí) 降低勞動(dòng)強(qiáng)度和提高作業(yè)效率 還有一 些學(xué)者進(jìn)行了花生聯(lián)合收獲機(jī)的研究和開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì) 主要包括山東雙力的 4HD 1 型花生 聯(lián)合收獲機(jī) 丁保江等人研制的 4BH 2 型小型背負(fù)式花生聯(lián)合收獲機(jī) 尚書旗等 人研 究的 4H 2 型獲勝聯(lián)合收獲機(jī)等 但是 由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜 工作可靠性等原因推廣應(yīng)用 受到了限制 為此 為了改善摘果效果 降低能耗 提高摘果摘凈率 對(duì)半喂入花生 摘果機(jī)的設(shè)計(jì) 為花生聯(lián)合收獲機(jī)的推進(jìn)革新奠定了基礎(chǔ) 本研究結(jié)合國(guó)內(nèi)外幾種典型的摘果機(jī)具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作原理 并通過(guò)分析其現(xiàn) 狀與存在的問(wèn)題 結(jié)合實(shí)驗(yàn)探討改進(jìn)方法 以期改善花生摘果效果 為花生的摘果提 供切實(shí)可行的機(jī)具 1 3 本設(shè)計(jì)主要研究?jī)?nèi)容和研究方法 1 3 1 研究?jī)?nèi)容 本設(shè)計(jì)對(duì)象是半喂入式花生摘果機(jī) 要完成花生的喂入 輸送 摘果 集果一系 列動(dòng)作的機(jī)器 在設(shè)計(jì)中 需要夾持裝置 摘果裝置 輸送裝置 及各機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與 計(jì)算 在運(yùn)動(dòng)中 夾持輸送速度和摘果滾筒轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào) 摘果滾筒直徑可在一定范 圍內(nèi)調(diào)節(jié) 夾持輸送裝置與摘果裝置相互可調(diào) 1 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 大小帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 V 帶的選取 軸承的選擇電機(jī)選 型等內(nèi)容 3 2 摘果滾筒的設(shè)計(jì)包括 滾筒的設(shè)計(jì) 動(dòng)刀條的設(shè)計(jì)等內(nèi)容 3 夾持輸送結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 夾持帶的設(shè)計(jì) 帶輪的設(shè)計(jì) 軸的選取校核等 4 機(jī)架的設(shè)計(jì) 1 3 2 研究方法 1 收集資料 進(jìn)行歸納分析 2 按給定的指標(biāo)參數(shù)在指導(dǎo)老師的幫助下完成設(shè)計(jì)任務(wù) 4 第二章 總體設(shè)計(jì) 2 1 設(shè)計(jì)要求 1 確定工作流程 完成喂入 輸送 摘果 集果一系列動(dòng)作 2 對(duì)半喂入式花生摘果機(jī)個(gè)組成部分 夾持裝置 摘果裝置 輸送裝置等 設(shè)計(jì) 3 輔助設(shè)計(jì) 采用 Pro E 對(duì)完成了設(shè)計(jì)的建模與仿真 用 AutoCAD 完成了設(shè)計(jì) 的二維 2 2 總體設(shè)計(jì) 摘果裝置是花生收獲機(jī)械的重要工作部件 花生聯(lián)合收獲機(jī)工作性能的優(yōu)劣在很 大程度上取決于摘果裝置的工作性能 半喂入式花生摘果裝置能很好的利用喂入環(huán)節(jié) 的改善來(lái)降低能耗 能夠滿足在不同含水量花生蔓的條件下平穩(wěn)作業(yè) 其作業(yè)原理是 花生蔓通過(guò)夾持輸送帶傳送到摘果滾筒 在雙滾筒不斷的旋轉(zhuǎn)作用下摘果 有動(dòng)刀條 上 V 齒將花生蔓和花生分離開(kāi)來(lái) 其特點(diǎn)如下 1 該裝置不僅可以用于花生果莢的摘取作業(yè) 而且可以解決新鮮花生收獲 晾曬 后花生的摘果問(wèn)題 為設(shè)計(jì)聯(lián)合花生收獲機(jī)奠定了基礎(chǔ) 2 該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 適應(yīng)性好 可以節(jié)約收獲時(shí)間 降低因?yàn)榱罆裨斐傻⒄`農(nóng)時(shí) 的問(wèn)題 如果配在聯(lián)合收獲機(jī)上 效果更為顯著 半喂入式花生摘果試驗(yàn)裝置由機(jī)架 夾持輸送裝置 摘果裝置 動(dòng)力輸入裝置和 扭距測(cè)試裝置等組成 結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖如圖 2 1 所示 圖 2 1 半喂入式花生摘果機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1 入料口 2 夾持輸送裝置 3 夾持帶輪 4 摘果滾筒 5 上機(jī)架 6 從動(dòng)鏈輪 I 電機(jī) 2電機(jī) 1 5 7 從動(dòng)鏈輪 II 主動(dòng)鏈輪 9 雙軸承座 10 齒輪 11 從動(dòng)帶輪 13 下機(jī)架 2 3 工作原理分析 半喂入式花生摘果機(jī)工作流程為 從喂料口輸送的直立花生秧夾持帶 1 夾持下與 帶一起運(yùn)動(dòng) 夾持帶為 V 形帶 其動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng) 減速器 鏈傳動(dòng)提供 花生莢果輸送到摘果滾筒上方時(shí) 花生果在兩同向同轉(zhuǎn)速的摘果滾筒 3 作用下摘下 摘果裝置動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶傳動(dòng) 齒輪傳動(dòng)及鏈傳動(dòng)提供 摘下的花生果落入下方 的集果箱 花生蔓任由夾持裝置夾持 從輸出端輸出 動(dòng)力傳動(dòng)部分由電機(jī) 減速器 鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)組成 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 要實(shí)現(xiàn)滾 筒轉(zhuǎn)速與夾持輸送速度可調(diào) 且互不影響 據(jù)此設(shè)計(jì)成兩套獨(dú)立的傳動(dòng)系統(tǒng) 包括夾 持輸送裝置傳動(dòng)系統(tǒng)和摘果裝置傳動(dòng)系統(tǒng) 影響半喂入式花生摘果機(jī)摘果效果的因素主要有夾持輸送速度 摘果滾筒轉(zhuǎn)速 摘果滾筒直徑和摘果滾筒與夾持帶相互位置關(guān)系 夾持輸送速度放映了夾持帶夾持著花生的進(jìn)行速度 直接影響到花生摘果的生產(chǎn) 效率和摘凈率 兩摘果滾筒實(shí)現(xiàn)反向同速轉(zhuǎn)動(dòng) 其轉(zhuǎn)速大小直接影響到摘果的生產(chǎn)效率 摘凈效 率和破碎率 摘果滾筒直徑的大小關(guān)系到兩滾筒刮板之間的間隙或重疊程度 直接影響到花生摘 果的摘凈率和破碎率 本摘果機(jī)通過(guò)調(diào)節(jié)刮板的安裝位置來(lái)改變摘果滾筒的直徑 6 第三章 夾持輸送裝置設(shè)計(jì) 3 1 夾持裝置設(shè)計(jì) 3 1 1 夾持方式的確定 目前收獲機(jī)械上的夾持方式主要有帶夾持和鏈夾持 夾持鏈造價(jià)高且重量大 因 此本試驗(yàn)裝置采用帶夾持方式 圖 3 1 夾持方式 3 1 2 夾持裝置總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 夾持裝置主要包括帶輪 1 搖桿 2 拉簧 3 張緊輪 4 和雙帶輪 5 結(jié)構(gòu)如圖 4 所 示 工作時(shí)可通過(guò)搖桿調(diào)節(jié)喂入口的大小 控制喂入量的多少 搖桿 2 拉伸拉簧 3 在 拉簧彈力作用下夾持牢固花生秧 查閱相關(guān)農(nóng)業(yè)機(jī)械手冊(cè) 選定選定夾持帶輪的直徑為 D 100mm 夾持輸送帶速度 為 v 0 5m s 1 帶輪 2 搖桿 3 拉簧 4 張緊輪 5 雙帶輪 圖 3 2 夾持裝置結(jié)構(gòu)圖 3 1 3 夾持帶與摘果滾筒夾角的確定 分析花生栽培特點(diǎn)和中國(guó)花生生長(zhǎng)狀況的調(diào)查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn) 花生莢果的生長(zhǎng)較為集 中 花生結(jié)果范圍的徑向距離小于 100mm 根據(jù)半喂入式花生摘果試驗(yàn)裝置的實(shí)際工 作情況可知 隨著摘果的進(jìn)行 花生莢果生長(zhǎng)區(qū)應(yīng)全部位于采摘區(qū)域 否則 將有明 7 顯的漏摘現(xiàn)象 因此夾持角 應(yīng)滿足 tan h a 口 其中 h 為花生結(jié)果范圍的徑向距 離 a 為摘果滾筒長(zhǎng)度 3 2 夾持裝置傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 2 1 夾持裝置傳動(dòng)系統(tǒng)原理分析 夾持裝置的傳動(dòng)系統(tǒng) 采用電機(jī)驅(qū)動(dòng) 通過(guò)皮帶帶動(dòng)減速比為 10 1 的蝸輪蝸桿 減速器及鏈條驅(qū)動(dòng)雙軸轉(zhuǎn)動(dòng) 其組成如圖 2 所示 實(shí)現(xiàn)兩邊夾持帶的同向同速運(yùn)動(dòng) 即同向從動(dòng)鏈輪 l 與反向從動(dòng)鏈輪 6 相向轉(zhuǎn)動(dòng) 主動(dòng)鏈輪 7 在主動(dòng)軸的帶動(dòng)下順時(shí)針轉(zhuǎn) 動(dòng) 反向從動(dòng)鏈輪 6 在滾子鏈的帶動(dòng)下逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 同向從動(dòng)鏈輪 l 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 此傳 動(dòng)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 節(jié)省空間 運(yùn)行可靠 且經(jīng)濟(jì)性好 符合試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)要求 1 同向從動(dòng)鏈輪 2 同向從動(dòng)軸 3 夾持帶輪 4 夾持雙帶輪 5 反向從動(dòng)軸 6 反向從動(dòng)鏈輪 7 主動(dòng)鏈輪 8 萬(wàn)向節(jié) 9 主傳動(dòng)軸 l0 大帶輪 圖 3 3 夾持裝置傳動(dòng)系統(tǒng) 3 2 2 電動(dòng)機(jī)的選擇 1 選擇電動(dòng)機(jī)類型 電動(dòng)機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)部件 因?yàn)槭覂?nèi)工作 運(yùn)動(dòng)載荷沖擊不大 所以選擇 Y 系列一般用 途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī) 2 電動(dòng)機(jī)容量的選擇 目前市場(chǎng)上花生摘果機(jī)夾持裝置電機(jī)約需配置 1 5KW 的動(dòng)力 電動(dòng)機(jī)額定功率 只需略大于 即可 查 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 19 1 選取電動(dòng)機(jī)額定功率為 1 5kw mP0 3 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 前述已選定夾持帶輪的直徑為 D 100mm 夾持輸送帶速度為 v 0 5m s 則夾持帶 輪轉(zhuǎn)速為 電機(jī) 8 min 5 91 04 36rDvnw V 帶推薦的傳動(dòng)比為 2帶i 選用的渦輪蝸桿減速器傳動(dòng)比為 wi 該處鏈傳動(dòng)比暫定為 1鏈i 總的傳動(dòng)比為 40 2 所以電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的推薦值為 min 3820 19rinw 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為 3000r min 綜合考慮經(jīng)濟(jì)性 選用同步轉(zhuǎn)速 3000r min 的電機(jī) 綜合上述 1 2 3 電機(jī)型號(hào)為 Y90S 2 其額定功率 1 5 滿載轉(zhuǎn)速kw min 2840rnm 3 2 3 傳動(dòng)比計(jì)算 1 總傳動(dòng)比 滿載轉(zhuǎn)速 故傳動(dòng)比為 in 2840rnm 74 295 80 wmi總 選用的渦輪減速器型號(hào)為 WPO 100 1 10 A 其傳動(dòng)比為 10 wi 鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比選為 1 鏈i V 帶的傳動(dòng)比為 3974 2 鏈總帶 iiw 3 2 4 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 1 各軸的轉(zhuǎn)速 電機(jī)軸 min 28400rnm 渦輪輸入軸 in 67 931 ri帶 9 主動(dòng)鏈輪軸 min 67 9410 2 rinw 從動(dòng)鏈輪軸 i 2i鏈 2 各軸的輸入功率 電機(jī)軸 kwP5 10 渦輪輸入軸 kwV4 196 050 主動(dòng)鏈輪軸 w52812 從動(dòng)鏈輪軸 kP 3 鏈 3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電機(jī)軸 mNnT 04 528 19509500 渦輪輸入軸 P 3 167 11 主動(dòng)鏈輪軸 mNnT 2 945095022 從動(dòng)鏈輪軸 P 96 1067 33 4 整理列表 軸名 功率 kwP 轉(zhuǎn)矩 mNT 轉(zhuǎn)速 in r傳動(dòng)比 電機(jī)軸 1 5 5 04 2840 渦輪輸入軸 1 44 14 53 946 67 3 主動(dòng)鏈輪軸 1 152 116 21 94 67 10 從動(dòng)鏈輪軸 1 1 110 96 94 67 1 3 2 5 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 1 V 帶的基本參數(shù) 10 1 確定計(jì)算功率 cP 已知 kw5 min 2840rnm 查 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 表 13 8 得工況系數(shù) 2 1 AK 則 kwPKAc 1 1 2 選取 V 帶型號(hào) 根據(jù) 查 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 圖 13 15 選用 Z 型 V 帶 cmn 3 確定大 小帶輪的基準(zhǔn)直徑 d 1 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 md501 2 計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑 midd 14702 32 12 帶 圓整取標(biāo)準(zhǔn)值 誤差小于 5 是允許的 50 4 驗(yàn)算帶速 ssndvm 25 43 7106284 3106 帶的速度合適 5 確定 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距 中心距 2 7 021021 dda 初選中心距 ma25 2 基準(zhǔn)長(zhǎng)度 madaLdd8242504 1 50 1 3502220 對(duì)于 Z 型帶選用 Ld 3 實(shí)際中心距 11 mLad 2384802500 6 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 1 由 ad 3 57 18012 得 1209 38 1 主動(dòng)輪上的包角合適 7 計(jì)算 V 帶的根數(shù) z LArKPc 0 1 查 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 表 13 3 得 min 2840rnm md51 kwP6 0 2 查表得 3i 帶 rm kwP04 3 由 查表得 包角修正系數(shù) 92 15 93 K 4 由 與 V 帶型號(hào) Z 型查表得 Ld80 1l 綜上數(shù)據(jù) 得 4 093 04 1 52 z 取 合適 02 z 8 計(jì)算預(yù)緊力 初拉力 F 根據(jù)帶型 A 型查 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 表 13 1 得 mkgq 1 0 NvkzvPc10943 71093 52478 51 02 9 計(jì)算作用在軸上的壓軸力 QF 12 NZFQ4 2629 15sin0 其中 為小帶輪的包角 1 10 V 帶傳動(dòng)的主要參數(shù)整理并列表 帶型 帶輪基準(zhǔn)直徑 mm 傳動(dòng)比 基準(zhǔn)長(zhǎng)度 mm A 10 d28 2 8 1400 中心距 mm 根數(shù) 初拉力 N 壓軸力 N 392 2 109 426 4 2 帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1 帶輪的材料 采用鑄鐵帶輪 常用材料 HT200 2 帶輪的結(jié)構(gòu)形式 V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式與 V 帶的基準(zhǔn)直徑有關(guān) 小帶輪接電動(dòng)機(jī) 較小 md125 所以采用腹板式結(jié)構(gòu) 大帶輪 較大采用輪輻式結(jié)構(gòu) 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)帶md402 輪寬度 詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下圖示 B3511021 圖 3 4 大小帶輪結(jié)構(gòu) 3 2 6 鏈輪的設(shè)計(jì) 13 已知主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速為 選用的傳動(dòng)比為min 67 941rn 0 1 i 1 鏈輪齒數(shù) 取 則z192z 2 設(shè)計(jì)功率 PKAzd 由 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 12 2 3 查的 2 13 zwPd853 3 選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距 根據(jù) 及 查 機(jī)械設(shè)計(jì) 課本圖 9 11 可選 12A 查表KwPd8 1 min 67 941rn 9 1 鏈條的節(jié)距為 p05 4 確定鏈條的鏈節(jié)數(shù) LP 初定中心距 取 則鏈節(jié)數(shù)為 a5 92 71 3 0 mpa76240 9 1 198 2010 pzapzpL 圓整為偶數(shù)取 節(jié) 5 確定鏈條長(zhǎng)度及中心距 mpL905 1 10 zzzLpap 52 71 2 8 2 4 1211 中心距減少量 maa06 3 54 0 實(shí)際中心距 79 6 演算鏈速 與假設(shè)速度相符smpznv 5 0160 97 410 12A 滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù) mm 鏈號(hào) 節(jié)距 p 滾子直徑 d1 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬 b1 銷軸直徑 d2 內(nèi)鏈板 厚度 排據(jù) 14 12A 19 05 11 91 12 57 5 96 18 08 22 78 7 鏈輪輪廓計(jì)算 鏈輪基本參數(shù)和主要尺寸 1 基本參數(shù) 鏈輪齒數(shù) 19 z 配用鏈條的節(jié)距 mp05 配用鏈條的滾子外徑 d 91 2 分度圓直徑 d mzp74 15 980sin 1si 3 齒頂圓直徑 addpa 64 1275 mx mzd8 61 in 4 齒根圓直徑 fdf 3 01 5 分度圓弦齒高 ah mpzdp6 18 5 62 01mx a73 in 8 鏈輪材料及熱處理 材料 15 20 鋼 熱處理 滲碳 淬火 回火 3 2 7 鏈輪軸的設(shè)計(jì)和校核 1 鏈輪軸的設(shè)計(jì) 鏈輪軸的作用是將大帶輪上的動(dòng)力傳送到兩個(gè)主動(dòng)鏈輪上 從而帶動(dòng)運(yùn)輸帶運(yùn)動(dòng) 進(jìn)而達(dá)到輸送花生株的目的 該軸的設(shè)計(jì)步驟如下 軸上的功率 P3 轉(zhuǎn)速 n3 和轉(zhuǎn)矩 T3 kwP152 3 min 67 943rn mNT 21 63 15 初步確定軸的最小直徑 先按式 初步估算軸的最小直徑 選取軸的材料 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 根據(jù)3PdCn 機(jī)械設(shè)計(jì)表 11 3 取 于是得 12 mP76 25 9412nd33 該處開(kāi)有鍵槽故軸徑加大 5 10 且這是安裝大帶輪的直徑 取 d7 28mm 各軸段的設(shè)計(jì) 為了滿足帶輪的軸向定位 7 軸段右端要有一軸肩 故取 6 段直徑為 d6 33mm 初步選定滾動(dòng)軸承 因軸承不受徑向力 根據(jù) d6 23mm 取用 6207 型號(hào)深溝球軸 承 其尺寸為 d D T 35mm 72mm 17mm 則有 d7 d1 35mm L 17mm 軸承中間 處用軸肩定位 這段取直徑 d2 d4 40mm 軸 2 和軸 4 部分 這兩部分都是裝鏈輪的 因?yàn)殒溳喌暮穸葹?30mm 所以設(shè)計(jì) 該部分軸長(zhǎng)度為 28mm 軸 1 和軸 5 部分 這兩部分都是裝軸承的 所選軸承為深溝球軸承 其寬度為 17mm 設(shè)計(jì)兩輪側(cè)面距機(jī)架內(nèi)壁距離為 10mm 所以設(shè)計(jì)該部分軸長(zhǎng)為 30mm 軸 6 部分 該部分上裝軸承端蓋 設(shè)計(jì)其長(zhǎng)度為 20mm 軸 7 部分 該部分上裝大帶輪 所以其設(shè)計(jì)長(zhǎng)度也為 35mm 軸 3 部分 該部分通過(guò)計(jì)算可得其長(zhǎng)度為 288mm 其結(jié)構(gòu)如圖 11 圖 3 5 鏈輪軸 2 鏈輪軸的校核 先作出軸的受力計(jì)算簡(jiǎn)圖 取集中載荷作用于帶輪 鏈輪和軸承中點(diǎn) 1 帶輪上作用力的大小 壓軸力 NFP1974 則 NREH 9 1543207cos FPV 9in 2 鏈輪上作用力的大小 16 壓軸力 NQ4 16 則 NRCHB 4 18392074 16cos V in 求垂直面上軸承的支反力畫主要截面彎矩圖 NRRBVCVEVD 8 576560801 AV 3 1 2 79 垂直面受力圖 見(jiàn)圖 b 主要截面彎矩圖 見(jiàn)圖 c 3 求水平面上軸承的支反力 畫主要截面彎矩圖 NRRBHCHEHD 8 301656081 A 48 319 42 水平面受力圖 見(jiàn)圖 d 主要截面彎矩圖 見(jiàn)圖 e 40 截面 D 處垂直面 水平面合成彎矩 mNM 522 1068 4 101694 彎矩圖見(jiàn)圖 f 3 2 8 軸承及鍵的校核 1 軸承的校核 17 1 選擇的深溝球軸承型號(hào)為 6207 尺寸為 基本mTDd17235 額定動(dòng)載荷 NC340 2 當(dāng)量動(dòng)載荷 前面已求得 FNH5 21FH5 269 NFNV3 721FV572 Fa4 30 軸承 1 2 受到的徑向載荷為 NVHr 10543 725 021211 NFr 669222 軸承 1 2 受到的軸向載荷為 查簡(jiǎn)明機(jī)械工程師手冊(cè) 表 7 7 39 得 7 1 Yrd30 2541 NYFrd87 162 da 4 5034011 82 軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷為 arPFYXf 按機(jī)械設(shè)計(jì) 表 13 6 查得 1 NFfPar 7 1832 4 6507 104 2 11 YXr 3222 3 驗(yàn)算軸承壽命 因?yàn)?所以按軸承 2 的受力驗(yàn)算 21P 對(duì)于滾子軸承 3 10 hPCnLh 3820 1425 0 36 6 2 減速器的預(yù)定壽命 hh98510 合適 hL 18 2 鍵的校核 1 選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸 聯(lián)接大帶輪處選用圓頭平鍵 尺寸為 mhb3678 聯(lián)接鏈輪處選用圓頭平鍵 尺寸為 2510 2 校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度 鍵 軸材料都是鋼 由機(jī)械設(shè)計(jì)查得鍵聯(lián)接的許用擠壓力為 鍵的 MPaP10 工作長(zhǎng)度 mbl28361 l20 合適PP adlkT 2 3875 16131 合適 PP Ml 40 0223 3 2 9 軸承的潤(rùn)滑與密封 1 潤(rùn)滑方式 潤(rùn)滑對(duì)于滾動(dòng)軸承具有重要的意義 軸承中的潤(rùn)滑劑不僅可以降低摩擦阻力 還 可以起著散熱 減少接觸應(yīng)力 吸收振動(dòng) 防止銹蝕等作用 軸承常用的潤(rùn)滑方式有 油潤(rùn)滑和脂潤(rùn)滑兩類 此外也有使用固體潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑的 選用哪一類潤(rùn)滑方式 這與 軸承的速度有關(guān) 常用的固體潤(rùn)滑劑有二硫化鉬 石墨和聚四氟乙烯等 本機(jī)中的軸承采用脂潤(rùn)滑 選用代號(hào)為 L XAAMHA1 鈣基潤(rùn)滑脂 用油量為軸承間隙的 1 3 1 2 為宜 2 密封方式 由于軸與軸承接觸處的線速度 故選用半粗羊毛氈加以密封 smv3 19 第四章 摘果裝置設(shè)計(jì) 4 1 摘果滾筒設(shè)計(jì) 摘果滾筒是摘果裝置主要工作部件 滾筒結(jié)構(gòu)如下圖示 摘果滾筒由鋼管周圍均勻 焊接 6 塊尺寸相同的定刮板 6 塊動(dòng)刮板通過(guò)螺栓分別與定刮板連接 摘果滾筒的直徑 可以通過(guò)動(dòng)刮板的安裝位置變動(dòng)來(lái)改變 兩摘果滾筒的方向互為反向 裝配時(shí)需定位 彼此相互錯(cuò)開(kāi) 30 以增加摘果效果及避免損傷果實(shí) 摘果滾筒的設(shè)計(jì)參數(shù)主要包括摘果 滾筒的長(zhǎng)度 滾筒的轉(zhuǎn)速 滾筒的直徑 圖 4 1 摘果滾筒 4 1 1 摘果滾筒長(zhǎng)度的確定 通過(guò)查閱相關(guān)的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)書籍 可知滾筒的長(zhǎng)度滿足 vtL 式中 v 花生摘果機(jī)的作業(yè)速度 m s t 花生摘果時(shí)間 可見(jiàn) 滾筒的長(zhǎng)度與作業(yè)的速度和摘果時(shí)間有關(guān) 摘果時(shí)間越長(zhǎng) 長(zhǎng)度越長(zhǎng) 花生 的漏摘率越低 根據(jù)夾持輸送帶的設(shè)計(jì)計(jì)算 花生收獲機(jī)的作業(yè)速度為 0 5m s 花生 的摘果時(shí)間定為 2s 左右 所以 滾筒的長(zhǎng)度為 1m 4 1 2 摘果滾筒轉(zhuǎn)速計(jì)算 花生摘果不僅與時(shí)間有關(guān)系 而且與摘果速度有關(guān)系 為了提高摘果速度 顯然需 要提高滾筒的轉(zhuǎn)速 但是滾筒轉(zhuǎn)速過(guò)高 可能導(dǎo)致出現(xiàn)由于沖擊過(guò)強(qiáng)而增加花生的破 損 所以確定一個(gè)合適的轉(zhuǎn)速顯得非常重要 通過(guò)查閱相關(guān)論文的滾筒速度 20 mAvAWkk 22 可得滾筒的轉(zhuǎn)速為 rvnk 230 式中 W k 花生果針在沖斷時(shí)所吸收的功 Kw A 花生果針的截面積 m 2 v 滾筒沖擊時(shí)的線速度 m s n 滾筒轉(zhuǎn)速 r min m 摘果動(dòng)刀的質(zhì)量 Kg 最終計(jì)算確定摘果滾筒的轉(zhuǎn)速為 300r min 4 1 3 摘果滾筒直徑計(jì)算 摘果滾筒直徑的大小關(guān)系到兩滾筒之間的間隙或重疊程度 直接影響到花生摘果的 摘凈率和破碎率 根據(jù)我國(guó)花生生長(zhǎng)狀況的調(diào)查數(shù)據(jù)可知 我國(guó)花生結(jié)果直徑范圍約 為 200mm 以內(nèi) 根據(jù)花生的結(jié)果范圍繪制出圖 3 2 為了保證果莢能被順利摘下 在 梳刷過(guò)程不出現(xiàn)果莢的松脫漏摘問(wèn)題 所以要求滾筒初始接觸果莢的位置在果莢最外 端的 A 點(diǎn)所在的垂直線 AH 上 又為了提高果莢的摘果效率 使該裝置可以將果莢梳 刷下來(lái) 而且可以充分利用其動(dòng)能 將部分果莢以沖擊的形式摘取下來(lái) 以減少梳刷 的負(fù)荷 所以滾筒的中心點(diǎn)必須過(guò)果莢外端與主莖的中心線 EF 上 從而有 mArGBAHk 230 cos artn 根據(jù)花生的生長(zhǎng)情況取 AG GB 100mm 代人上述公式可以得出 AH 200mm 即花 生摘果滾筒的直徑為 200mm 為了保證不同品種花生摘果的需求 最終確定定刮板和 動(dòng)刮板科在 180mm 220mm 內(nèi)調(diào)節(jié) 兩摘果滾筒的軸距為 180mm 定刮板和動(dòng)刮板選 用的鋼板尺寸為長(zhǎng) 厚 1000 2mm 焊接鋼板的鋼管的尺寸為 1000 35 5 21 圖 4 2 滾筒摘果示意圖 4 1 4 摘果功率的計(jì)算 摘果機(jī)滾筒在梳刷和擊打花生時(shí) 需克服花生莖蔓 根蔓的拉力才能將花生果摘下 查閱花生莖蔓 根蔓抗拉與果結(jié)合處抗剪試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知在剛開(kāi)始成熟階段 花生果與 花生柄之間斷裂較容易 隨著花生的逐漸成熟 花生果柄與花生根之間的拉伸力較小 在花生成熟后期 花生果與柄和柄與根部拉伸的力幾乎一致 而且所用的力較穩(wěn)定 一般在 10 15N 左右 因此 單個(gè)刮板對(duì)單株花生在摘果時(shí)消耗的功率為 wrnrFvP68 3701231 花生在挖掘后的夾持喂入速度為 0 5m s 花生蔓在夾持喂入時(shí)的株據(jù)在 100mm 左右 所以在摘果滾筒的 1m 的長(zhǎng)度內(nèi)大約會(huì)有 10 顆花生同時(shí)摘下 前面已選定摘果滾筒的 轉(zhuǎn)速為 300r min 因此摘果滾筒在工作時(shí)間的 2s 內(nèi)滾筒轉(zhuǎn)過(guò) 10 圈 即每個(gè)滾筒連續(xù) 工作 10 次 所以 摘果滾筒消耗的功率為 KwP768 310 4 2 摘果裝置傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 2 1 摘果裝置傳動(dòng)系統(tǒng)原理分析 摘果裝置采用電機(jī)驅(qū)動(dòng) 通過(guò)皮帶 齒輪和鏈條驅(qū)動(dòng)雙軸轉(zhuǎn)動(dòng) 其組成如圖 3 所 示 主動(dòng)齒輪 7 與反向從動(dòng)齒輪 9 嚙合 雙孔軸承座 4 確保主動(dòng)齒輪 7 和反向從動(dòng)齒 輪 9 的同軸度 通過(guò)鏈傳動(dòng)帶動(dòng)豐動(dòng)鏈輪 3 和反向從動(dòng)鏈輪 6 相向轉(zhuǎn)動(dòng) 實(shí)現(xiàn)了兩滾 筒的相向同速轉(zhuǎn)動(dòng) 22 1 摘果滾筒 2 從動(dòng)鏈輪 3 主動(dòng)鏈輪 4 雙孔軸承座 5 主動(dòng)傳動(dòng)軸 6 反向從動(dòng)鏈輪 7 主動(dòng)齒輪 8 從動(dòng)帶輪 9 反向從動(dòng)齒輪 10 反向從動(dòng)傳動(dòng)軸 11 動(dòng)力輸入軸 12 主動(dòng)帶輪 9 反向從動(dòng)齒輪 10 反向從動(dòng)傳動(dòng) 圖 4 3 摘果傳動(dòng)系統(tǒng) 4 2 2 電動(dòng)機(jī)的選擇 1 選擇電動(dòng)機(jī)類型 電動(dòng)機(jī)是標(biāo)準(zhǔn)部件 因?yàn)槭覂?nèi)工作 運(yùn)動(dòng)載荷沖擊不大 所以選擇 Y 系列一般用 途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī) 2 電動(dòng)機(jī)容量的選擇 根據(jù)前述計(jì)算摘果滾筒消耗的功率為 電動(dòng)機(jī)額定功率 只需略KwP768 3 mP 大于 即可 查 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 19 1 選取電動(dòng)機(jī)額定功率為 4Kw 0P 3 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇 前述計(jì)算已確定摘果滾筒的轉(zhuǎn)速為 min 30rnw V 帶推薦的傳動(dòng)比為 4 2帶i 齒輪傳動(dòng)比為 1 齒i 鏈傳動(dòng)推薦的傳動(dòng)比為 鏈i 總的傳動(dòng)比為 8 2i 所以電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的推薦值為 min 406rinw 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為 750 1000 1500r min 電機(jī) 23 綜合考慮經(jīng)濟(jì)性 選用同步轉(zhuǎn)速 1000r min 的電機(jī) 綜合上述 1 2 3 電機(jī)型號(hào)為 Y132M1 6 其額定功率 4 滿載轉(zhuǎn)速kw min 960rn 4 2 3 傳動(dòng)比計(jì)算 1 總傳動(dòng)比 滿載轉(zhuǎn)速 故傳動(dòng)比為 in 960rnm 2 3096 wmi總 齒輪傳動(dòng)比為 1 齒i 選定鏈傳動(dòng)傳動(dòng)比為 鏈 V 帶的傳動(dòng)比為 2 3鏈齒 總帶 ii 4 2 4 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 1 各軸的轉(zhuǎn)速 電機(jī)軸 min 9600rnm 從動(dòng)帶輪軸 i 32 1ri帶 主動(dòng)鏈輪軸 in 012in 齒 2 各軸的輸入功率 電機(jī)軸 kwP40 從動(dòng)帶輪軸 kwV84 396 0401 主動(dòng)鏈輪軸 2軸 承 3 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 電機(jī)軸 mNnPT 04 596509500 24 從動(dòng)帶輪軸 mNnPT 53 143208 95011 主動(dòng)鏈輪軸 6 22 4 整理列表 軸名 功率 kwP 轉(zhuǎn)矩 mNT 轉(zhuǎn)速 in r傳動(dòng)比 電機(jī)軸 4 39 79 960 從動(dòng)帶輪軸 3 84 114 60 320 3 主動(dòng)鏈輪軸 3 8 113 41 320 1 4 2 5 V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 1 V 帶的基本參數(shù) 1 確定計(jì)算功率 cP 已知 kw4 min 960rn 查 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 表 13 8 得工況系數(shù) 25 1 AK 則 kwPKAc 542 1 2 選取 V 帶型號(hào) 根據(jù) 查 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 圖 13 15 選用 A 型 V 帶 cmn 3 確定大 小帶輪的基準(zhǔn)直徑 d 1 初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 md125 2 計(jì)算大帶輪基準(zhǔn)直徑 midd 3920 30 12 帶 圓整取標(biāo)準(zhǔn)值 誤差小于 5 是允許的 4 4 驗(yàn)算帶速 25 smsndvm 25 8 61069254 3106 帶的速度合適 5 確定 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心距 中心距 2 7 021021 dda 初選中心距 ma 2 基準(zhǔn)長(zhǎng)度 maddaLd3 251704 125 0125 4 70222 對(duì)于 A 型帶選用 Ld 3 實(shí)際中心距 mad 69523 1407200 6 驗(yàn)算主動(dòng)輪上的包角 1 由 ad 3 57 18012 得 120 695 4 1 主動(dòng)輪上的包角合適 7 計(jì)算 V 帶的根數(shù) z LArKPc 0 查 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 表 13 3 得 min 960rnm md125 kwP37 10 2 查表得 3i 帶 rm kwP1 0 3 由 查表得 包角修正系數(shù) 51 94 K 26 4 由 與 V 帶型號(hào) A 型查表得 mLd240 06 1 lK 綜上數(shù)據(jù) 得 4 306 19 037 1 425 z 取 合適 04 z 8 計(jì)算預(yù)緊力 初拉力 F 根據(jù)帶型 A 型查 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 表 13 1 得 mkgq 1 0 NvkzvPc1 6928 61094 528501 9 計(jì)算作用在軸上的壓軸力 QFNZ4 132623 157sin9i0 其中 為小帶輪的包角 1 10 V 帶傳動(dòng)的主要參數(shù)整理并列表 帶型 帶輪基準(zhǔn)直徑 mm 傳動(dòng)比 基準(zhǔn)長(zhǎng)度 mm A 125 d40 3 2 2240 中心距 mm 根數(shù) 初拉力 N 壓軸力 N 695 4 169 1 1326 4 2 帶輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1 帶輪的材料 采用鑄鐵帶輪 常用材料 HT200 2 帶輪的結(jié)構(gòu)形式 V 帶輪的結(jié)構(gòu)形式與 V 帶的基準(zhǔn)直徑有關(guān) 小帶輪接電動(dòng)機(jī) 較小 md125 27 所以采用腹板式結(jié)構(gòu) 大帶輪 較大采用輪輻式結(jié)構(gòu) 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)帶md402 輪寬度 詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下圖示 B6531021 圖 4 4 大小帶輪結(jié)構(gòu) 4 2 6 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 1 選精度等級(jí) 材料和齒數(shù) 1 運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器 運(yùn)轉(zhuǎn)速度不高 查 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 表 11 2 選用 8 級(jí)精度 2 材料選擇 齒輪材料為 40Cr 調(diào)質(zhì) 硬度為 280HBS 兩者材料和硬度相同 選小齒輪齒數(shù) 大齒輪齒數(shù)301 Z3012 Zi 2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行試算 即 3211 2 HEdttuTkd 1 確定公式各計(jì)算數(shù)值 a 試選載荷系數(shù) tK b 計(jì)算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 mNT 6 142 c 齒輪相對(duì)支承為懸臂布置 選取齒寬系數(shù) 5 0 d d 由表 6 3 查得材料的彈性影響系數(shù) 2 189MPaZE 查 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 表 11 5 取 SF H 28 查表 11 4 取區(qū)域系數(shù) 5 2 zH e 由圖 6 14 按齒面硬度查得 齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 MPa602lim1li f 由式 6 11 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 8121 102 5 8 1360 hjLnN g 由圖 6 16 查得接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù) 92 01NZ h 計(jì)算接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 取失效概率為 1 安全系數(shù)為 S 1 0 由式 10 12 得 MPaSZHNH 526092 1lim2 i 計(jì)算 試算齒輪分度圓直徑 td1 mt 5 10 528 9 15 06432 31 計(jì)算圓周速度 v sndt 8 603 4 160 j 計(jì)算模數(shù) mZdm3 5 1 3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為 321 FSdnYZKT 1 確定公式內(nèi)的計(jì)算數(shù)值 由圖 6 15 查得 齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPaFE5021 由圖 6 16 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 9 21NZ 29 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取失效概率為 1 安全系數(shù)為 S 1 3 由式 10 13 得 MPaSZFENF 2 346 1509121 2 查取齒形系數(shù) 由表 6 4 查得 21FaY 3 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 6 4 查得 65 S 4 計(jì)算 FSaY 0183 2 3465 21 FSaFSaY 5 設(shè)計(jì)計(jì)算 mm1 08 35 01323 對(duì)比計(jì)算結(jié)果 由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算 的模數(shù) 可取有彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) 2 1mm 圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m 2 5mm 并按接觸強(qiáng)度算得的分度圓直徑 d5 10 算出小齒輪齒數(shù) 取 24 1 mZ401 Z 大齒輪齒數(shù) 42 i 4 幾何尺寸計(jì)算 輸入齒輪和輸出齒輪參數(shù)相同 齒輪參數(shù)計(jì)算如下表 序號(hào) 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式及參數(shù)選擇 1 齒數(shù) Z 40 2 模數(shù) m 2 5mm 3 分度圓直徑 21d100mm 4 齒頂高 ah2 5mm 5 齒根高 f 3 125mm 6 全齒高 h5 625mm 7 頂隙 c0 625 30 8 齒頂圓直徑 21 d105 9 齒根圓直徑 43f 93 75mm 10 中心距 a100mm 4 2 7 鏈輪的設(shè)計(jì) 已知主動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)速為 選用的傳動(dòng)比為min 301rn 0 1 i 1 鏈輪齒數(shù) 取 則7z172z 2 設(shè)計(jì)功率 PKAzd 由 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 表 12 2 3 查的 2 13 zwPd9583 3 選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距 根據(jù) 及 查 機(jī)械設(shè)計(jì) 課本圖 9 11 可選 16A 查表KwPd93 5 min 01rn 9 1 鏈條的節(jié)距為 p4 2 4 確定鏈條的鏈節(jié)數(shù) LP 初定中心距 取 則鏈節(jié)數(shù)為 a5 92 71 50 3 0 mpa76230 7 1 16 2010 pzapzpL 圓整為偶數(shù)取 節(jié)76 5 確定鏈條長(zhǎng)度及中心距 mpL9304 1257610 zzzpap 3 79 8 2 4 2121 中心距減少量 maa3 5 04 實(shí)際中心距 31 ma74 6 演算鏈速 與假設(shè)速度相符spznv 16 206451730 16A 滾子鏈規(guī)格和主要參數(shù) mm 鏈號(hào) 節(jié)距 p 滾子直徑 d1 內(nèi)鏈節(jié)內(nèi)寬 b1 銷軸直徑 d2 內(nèi)鏈板 厚度 排據(jù) 16A 25 4 15 88 15 75 7 94 24 13 29 29 7 鏈輪輪廓計(jì)算 鏈輪基本參數(shù)和主要尺寸 1 基本參數(shù) 鏈輪齒數(shù) 17 z 配用鏈條的節(jié)距 mp4 25 配用鏈條的滾子外徑 d 8 1 2 分度圓直徑 d mzp23 18 70sin 4 25 18si 3 齒頂圓直徑 addpa 1 542 1mx mzd36 6 in 4 齒根圓直徑 fdf 5 12 5 分度圓弦齒高 ah mpzdp3 98 0 65 01max 764 in 8 鏈輪材料及熱處理 材料 15 20 鋼 熱處理 滲碳 淬火 回火 4 2 8 滾筒軸設(shè)計(jì) 32 滾筒軸的作用是將主鏈輪上的動(dòng)力傳送到兩個(gè)從動(dòng)鏈輪上 從而帶動(dòng)滾筒運(yùn)動(dòng) 進(jìn)而達(dá)到摘果的目的 該軸的設(shè)計(jì)步驟如下 軸上的功率 P3 轉(zhuǎn)速 n3 kwP768 3 min 30rn 初步確定軸的最小直徑 先按式 初步估算軸的最小直徑 選取軸的材料 45 鋼 調(diào)質(zhì)處理 根據(jù)3dCn 機(jī)械設(shè)計(jì)表 11 3 取 于是得 12 mPC263078 12nd3 該處開(kāi)有鍵槽故軸徑加大 5 10 且這是安裝大帶輪的直徑 取 d7 28mm 各軸段的設(shè)計(jì) 為了滿足帶輪的軸向定位 7 軸段右端要有一軸肩 故取 6 段直徑為 d6 33mm 初步選定滾動(dòng)軸承 因軸承不受徑向力 根據(jù) d6 23mm 取用 6207 型號(hào)深溝球軸 承 其尺寸為 d D T 35mm 72mm 17mm 則有 d7 d1 35mm L 17mm 軸承中間 處用軸肩定位 這段取直徑 d2 d4 40mm 軸 2 和軸 4 部分 這兩部分都是裝鏈輪的 因?yàn)殒溳喌暮穸葹?30mm 所以設(shè)計(jì) 該部分軸長(zhǎng)度為 28mm 軸 1 和軸 5 部分 這兩部分都是裝軸承的 所選軸承為深溝球軸承 其寬度為 17mm 設(shè)計(jì)兩輪側(cè)面距機(jī)架內(nèi)壁距離為 10mm 所以設(shè)計(jì)該部分軸長(zhǎng)為 30mm 軸 6 部分 該部分上裝軸承端蓋 設(shè)計(jì)其長(zhǎng)度為 20mm 軸 7 部分 該部分上裝大帶輪 所以其設(shè)計(jì)長(zhǎng)度也為 35mm 軸 3 部分 該部分通過(guò)計(jì)算可得其長(zhǎng)度為 288mm 4 3 機(jī)架設(shè)計(jì) 機(jī)架的主要作用為支承與安裝其它各零件 為了節(jié)約成本 機(jī)架全件采用焊接件 與螺栓連接 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 機(jī)架焊接的主要零件包括左右機(jī)架 加強(qiáng)鋼板 角鐵梁 等部分組成 焊接時(shí)主要保證加強(qiáng)鐵與機(jī)架的位置要求 同時(shí)要保證焊接時(shí)不能出現(xiàn) 焊渣 裂縫等現(xiàn)象 機(jī)架的材料主要是厚度為 5mm 的角鋼 尺寸為 1435mm 100mm 用等離子切割機(jī)切割成型后 采用沖壓等方式進(jìn)行加工 左右機(jī)架 分別有一塊加強(qiáng)板進(jìn)行強(qiáng)度的加強(qiáng) 加強(qiáng)板與左右機(jī)架的連接方式是采用螺栓連接 在機(jī)架與加強(qiáng)板加工過(guò)程中 對(duì)其上螺栓連接孔的位置有一定的技術(shù)要求 左右機(jī)架 間采用角鐵梁進(jìn)行固定 固定方式為焊接 因?yàn)榇溯S流式脫粒機(jī)作業(yè)環(huán)境為山地及丘 33 陵地區(qū) 搬運(yùn)較多 所以為保證人員搬運(yùn)過(guò)程中的安全 在焊接時(shí)要保證焊接技術(shù)要 求 要求焊接中不能有焊渣 不得有裂縫等缺陷出現(xiàn) 機(jī)架的組裝完成后 機(jī)架外露 表面須刷防銹漆 半喂入式花生摘果機(jī)機(jī)架分為兩部分 上機(jī)架和下機(jī)架 如圖示 機(jī)身由角鋼 40 40 焊接而成 整機(jī)采用分置機(jī)架 便于進(jìn)行夾持角的調(diào)節(jié) 圖 4 5 機(jī)架 第五章 使用與維護(hù) 5 1 使用 使用前接好 380 伏三相電源 然后將電機(jī)啟動(dòng) 看運(yùn)轉(zhuǎn)方向是否與指示箭頭方向 一致 如不一致應(yīng)將電源中任意兩接頭對(duì)調(diào)一下 即可達(dá)到與指示箭頭方向一致 經(jīng)過(guò)試車 如果機(jī)器各部分運(yùn)轉(zhuǎn)正常且無(wú)異常聲響 即可投料生產(chǎn) 操作過(guò)程中 投料應(yīng)保持均勻 使用過(guò)程中如發(fā)現(xiàn)破碎率高 可以停機(jī) 調(diào)整摘果滾筒直徑 從而調(diào)整兩滾筒刮 板之間的間隙 使之適應(yīng)不同的花生品種 調(diào)整間隙后擰緊螺栓后再開(kāi)機(jī)工作 摘果作業(yè)前應(yīng)對(duì)所有參加摘果作業(yè)人員進(jìn)行安全教育 熟悉摘果機(jī)的結(jié)構(gòu) 性能 和操作方法 參加摘果作業(yè)人員應(yīng)穿工作衣 女同志應(yīng)把長(zhǎng)發(fā)戴入工作帽內(nèi) 不準(zhǔn)佩帶圍巾作 業(yè) 閑雜人員或未成年人不準(zhǔn)靠近作業(yè)區(qū)域 開(kāi)機(jī)前 操作人員應(yīng)對(duì)剝殼機(jī)技術(shù)狀態(tài)全面檢查一遍 特別是對(duì)各安全防護(hù)部件 的檢查 要求不松 不缺 嚴(yán)禁違章使用 摘果機(jī)所用一切工具 金屬物等嚴(yán)禁放在機(jī)器上 開(kāi)機(jī)前應(yīng)發(fā)出各自規(guī)定的信號(hào) 待摘果機(jī)空轉(zhuǎn) 3 5 分鐘 確無(wú)異常情況后方可均 勻連續(xù)喂料進(jìn)行作業(yè) 停機(jī)前應(yīng)有 3 5 分鐘空轉(zhuǎn)時(shí)間 將花生清理干凈 剝殼機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中應(yīng)經(jīng)常注意其轉(zhuǎn)速 聲音 軸承溫升 發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即停機(jī)檢查 待排除后 方可繼續(xù)作業(yè) 34 每連續(xù)工作一天 應(yīng)停機(jī)檢查滾筒及各軸承座等部件緊固件是否松動(dòng) 并隨時(shí)加 以緊固 嚴(yán)禁在剝殼機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行檢修和調(diào)試 嚴(yán)禁身體和其他異物靠近傳動(dòng)部位 摘機(jī) 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 嚴(yán)禁將手或其他異物伸入機(jī)器內(nèi) 5 2 維護(hù)與保養(yǎng) 本機(jī)采用三角帶傳動(dòng) 在長(zhǎng)時(shí)間使用后如需更換皮帶 一定要選擇型號(hào)一致的三 角帶 各部位有潤(rùn)滑的 應(yīng)定期查看潤(rùn)滑脂的情況 如有變質(zhì)現(xiàn)象 需更換潤(rùn)滑脂 機(jī)器在使用時(shí) 應(yīng)經(jīng)常注意各部位運(yùn)轉(zhuǎn)情況 檢查各部位緊固螺栓是否松動(dòng) 如 發(fā)現(xiàn)松動(dòng)應(yīng)隨時(shí)緊固 特別是高轉(zhuǎn)速部位 加工季節(jié)結(jié)束后 應(yīng)將機(jī)器進(jìn)行一次大檢查 然后清理機(jī)器內(nèi)的雜物 添加潤(rùn)滑 脂 最后用牛皮紙遮蓋好 以備下一季使用 總 結(jié) 本次設(shè)計(jì) 是大學(xué)的全部基礎(chǔ)課 技術(shù)基礎(chǔ)課程以及全部專業(yè)課程和生產(chǎn)實(shí)習(xí)的綜 合 它包含了機(jī)械設(shè)計(jì) 機(jī)械制圖 工程材料 公差 材料力學(xué) 理論力學(xué) 機(jī)械原 理等課程 這是我們?cè)谶M(jìn)行畢業(yè)之前對(duì)所學(xué)各課程的一次深入的綜合性的總復(fù)習(xí) 也 是一次理論聯(lián)系實(shí)際的鍛煉 它在我們四年的大學(xué)生活學(xué)習(xí)中占有很重要的地位 也 為日后走上社會(huì) 走進(jìn)工作崗位后工更好的工作及生活打下了良好的基礎(chǔ) 設(shè)計(jì)是一 項(xiàng)需要嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真 步步為營(yíng)態(tài)度的工作 同時(shí)設(shè)計(jì)中需要考慮到社會(huì)需要 需要了解 到前人設(shè)計(jì)中的不足與優(yōu)點(diǎn) 吸收優(yōu)點(diǎn) 汲取精華 摒棄糟粕與設(shè)計(jì)中的不合理現(xiàn)象 所以 設(shè)計(jì)不僅僅是一項(xiàng)電腦前和辦公室里的工作 它需要走進(jìn)社會(huì) 走入市場(chǎng) 進(jìn) 行設(shè)計(jì)前的調(diào)研 深刻了解到所設(shè)計(jì)內(nèi)容的市場(chǎng)情況和人們的需求 才能在此基礎(chǔ)上 進(jìn)行設(shè)計(jì)工作 進(jìn)而才能進(jìn)行產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)中我查閱了大量資料 包括機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 農(nóng)業(yè)機(jī)械相關(guān)手冊(cè) 教材 并 在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行文獻(xiàn)檢索 采用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 對(duì)各個(gè)重要步驟進(jìn)行了詳細(xì)計(jì)算 和說(shuō)明 必要處都有校核 裝配圖和零件圖按照國(guó)家機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)畫法繪制 通過(guò)這 次設(shè)計(jì) 我進(jìn)一步熟悉了有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)范 技術(shù)文件和設(shè)計(jì)說(shuō)明書的編寫 分析問(wèn)題 解決問(wèn)題的能力得到了提高 能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決一些實(shí)際生產(chǎn)問(wèn)題 圓滿地 完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 此次設(shè)計(jì)中收獲頗多 在設(shè)計(jì)中遇到很多問(wèn)題 如軸的校核 材料的選擇 設(shè)計(jì)的 優(yōu)化等方面 正是這些問(wèn)題使我認(rèn)識(shí)到了自己的不足之處 認(rèn)識(shí)到自己在理論方面仍 存在很多欠缺 認(rèn)識(shí)到自己理論聯(lián)系實(shí)際的不足 在設(shè)計(jì)中材料的選擇是一個(gè)很重要 35 的方面 我也就是在材料的選擇方面走了很