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手扶插秧機(jī)傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)
UNIVERSITY
本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）
題目： 手扶插秧機(jī)傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)
學(xué) 院：
姓 名：
學(xué) 號(hào)：
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
年 級(jí)：
指導(dǎo)教師： XX 職 稱: 講師
二○一二 年 五 月
摘 要
眾所周知，高性能插秧機(jī)是與當(dāng)今世界插秧機(jī)設(shè)計(jì)，制造技術(shù)接軌的高新技術(shù)。在當(dāng)前低碳經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，步行成為一種時(shí)尚，步行與插秧機(jī)結(jié)合起來(lái)，具有著許多的科技含量。本設(shè)計(jì)是基于洋馬步行式插秧機(jī)為原型，設(shè)計(jì)插秧機(jī)的傳動(dòng)部分。為保證水稻栽植的順利進(jìn)行，栽植運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)部分系統(tǒng)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。本文對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析和計(jì)算，得到合理的機(jī)構(gòu)參數(shù)，為插秧機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
關(guān)鍵詞：插秧機(jī)；傳動(dòng)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；機(jī)構(gòu)
The hand transplanter drive part design
Abstract:As everyone know,high performance rice transplanter transplanting machine is with the word,manufacturing technology of new and high technology standards.In the current low carbon economy environment,walking becomes a kind of fashion,walking and transplanting machine together,have a lot of content of science and technology. The design is based on the race walking type rice transplanter for prototype,design of rice transplanter drive part.In order to ensure the smooth rice planting,planting motion transmission part of the system design is very important.In this paper,the transmission system analysis and calculation,a reasonable structure parameters for rice transplanter,the transmission system design basis.
Key words: Rice transplanter；transmission system；design；mechannism
目 錄
1 緒論......................................................5
2 手扶插秧機(jī)的整體設(shè)計(jì)......................................7
2.1 插秧機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及分類................................7
2.2 洋馬步行式插秧機(jī)工作原理...............................8
2.3 洋馬步行式插秧機(jī)的傳動(dòng)原理.............................9
3 機(jī)械零部件選擇及設(shè)計(jì)......................................10
3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇.......................................... 11
3.2 減速器中各主要參數(shù)的確定...............................11
3.3 減速器中軸設(shè)計(jì)計(jì)算.....................................12
3.3.1 軸的主要參數(shù)........................................12
3.3.2 軸的輸入扭矩計(jì)算....................................13
3.4 平帶輪傳動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì).....................................13
3.5 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算.....................................14
3.6 主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.........................................16
3.7 軸承的校核.............................................18
4 操縱部分設(shè)計(jì)...............................................18
4.1 速度及株距操縱系統(tǒng).....................................18
4.2 轉(zhuǎn)向離合操縱系統(tǒng).......................................19
5 結(jié)束語(yǔ).....................................................20
6 參考文獻(xiàn)...................................................20
1 緒論
我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，水稻是我國(guó)的主要糧食作物，種植面積為 0.29 億公頃.各級(jí)技術(shù)人員通過多年的探索總結(jié)出群體質(zhì)量栽培模式。高性能插秧機(jī)是與當(dāng)今世界插秧機(jī)設(shè)計(jì)、制造技術(shù)接軌的高新技術(shù)，他與過去的插秧機(jī)有關(guān)很大的區(qū)別，首先他的性能依據(jù)于現(xiàn)代水道群體質(zhì)量栽培管理理論，促進(jìn)水稻高產(chǎn)穩(wěn)定。高性能插秧機(jī)所插的秧苗是通過表準(zhǔn)化育秧規(guī)范培育而成的，插秧機(jī)所用的秧苗規(guī)格基本一致，插秧機(jī)就是為這樣的秧苗而設(shè)計(jì)的所以插秧質(zhì)量比過去高的多，這也符合現(xiàn)代前后工序的銜接的工業(yè)化原理，這顯然與形態(tài)千差萬(wàn)別的手撥有著本質(zhì)的區(qū)別，可以說是先帶農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然結(jié)果。
近兩年，農(nóng)場(chǎng)引進(jìn)新技術(shù)，引進(jìn)了各種品牌的插秧機(jī)，其中有久保田、洋馬、井關(guān)這三種。提高水稻的質(zhì)量、產(chǎn)量，插秧環(huán)節(jié)是一個(gè)不可不在乎的問題。水稻種植機(jī)械化的發(fā)展模式主要取決于水稻種植栽培技術(shù)。縱觀世界水稻發(fā)展，水稻種植技術(shù)主要有2種模式，即水稻直播種植技術(shù)和水稻育秧移栽種植技術(shù)。我國(guó)水稻移栽種植模式主要是人工插秧種稻，生產(chǎn)工藝落后，作業(yè)條件艱苦，勞動(dòng)強(qiáng)度大，作業(yè)效率低。所以，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，改善作業(yè)條件，提高作業(yè)效率是農(nóng)民急需解決的一大難題。
本人的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是《手扶插秧機(jī)傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)》，在大四上學(xué)期跟隨XX老師的設(shè)計(jì)小組一起的學(xué)習(xí)專研中，已對(duì)洋馬步行式AP4插秧機(jī)的工作原理及其特點(diǎn)有了深入的了解，在此基礎(chǔ)上，我開始完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，便以該類型插秧機(jī)為原型。我先熟悉產(chǎn)品的工作原理，熟悉各零件的加工工藝，在充分了解產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，我確定了設(shè)計(jì)思路和總體的方案。先設(shè)計(jì)尺寸，對(duì)材料的校核計(jì)算，但因?yàn)闀r(shí)間的關(guān)系，我只是對(duì)其傳動(dòng)部分整體設(shè)計(jì)改善。在設(shè)計(jì)過程中，我把整個(gè)產(chǎn)品每一個(gè)部分進(jìn)行了較為深刻了解，然后分別根據(jù)各自的組成原理，初步設(shè)計(jì)零件以及機(jī)構(gòu)傳動(dòng)特點(diǎn)，然后考慮其裝配的要求，力爭(zhēng)小巧，美觀；在鏈輪的設(shè)計(jì)中我主要考慮其以前出現(xiàn)的問題點(diǎn)，以及重要部件的加工工藝，熱處理工藝，裝配關(guān)系。此外，還提供了一些和計(jì)算相關(guān)的主要的零件圖和洋馬步行式插秧機(jī)總裝圖，以保持設(shè)計(jì)的完整。
本文所用公式引用及文獻(xiàn)的引用，均來(lái)自參考文獻(xiàn)資料，見參考文獻(xiàn)。
洋馬步行式AP4插秧機(jī)是雙輪驅(qū)動(dòng)步行式插秧機(jī)，人在機(jī)后步行操作，其主要操作系統(tǒng)都在機(jī)器后部，用剛絲與各控制部分相連，便于操作，控制機(jī)器。苗箱與插植臂也在機(jī)器后部，便于機(jī)手查看并添加秧苗。為了提高機(jī)器的機(jī)動(dòng)性能，減輕重量，洋馬步行式AP4插秧機(jī)大大采用了工程塑料（浮板、秧箱、罩蓋等）和鋁合金鑄件（主變速箱、插枝傳動(dòng)箱、導(dǎo)軌等）。插秧機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)在前部，使機(jī)器前后平衡。插秧機(jī)的主要技術(shù)特點(diǎn)：一是基本苗、栽插深度、株距等指標(biāo)可以量化調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)橫向移動(dòng)手柄與縱向送秧調(diào)節(jié)手柄來(lái)調(diào)整所取小秧塊面積，達(dá)到適宜基本苗要求，同時(shí)插深也可以通過手柄方便地調(diào)節(jié)，能充分滿足農(nóng)藝技術(shù)要求。二是具有液壓仿形系統(tǒng)，提高水田作業(yè)穩(wěn)定性。它可以隨著大田表面及硬度層的起伏，不斷調(diào)整機(jī)器狀態(tài)保證機(jī)器平衡和插深一致。
洋馬步行式AP4插秧機(jī)是一種適合于我國(guó)水稻產(chǎn)區(qū)廣大經(jīng)濟(jì)條件使用的步行式水稻插秧機(jī)，洋馬步行式AP4插秧機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輕巧，操作簡(jiǎn)便，使用安全可靠，工作效率高，油耗低等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效地解決傳統(tǒng)手工栽插勞動(dòng)強(qiáng)度大、栽插時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)成本高，產(chǎn)出效率低等問題。它主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)架及行走系統(tǒng)、液壓仿行及插深控制系統(tǒng)等組成。見圖（1-1）
圖（1-1）
插秧機(jī)的技術(shù)參數(shù)如下：
洋馬AP4步行式插秧機(jī)
型號(hào)名稱
2ZQS-4(AP4型)
機(jī)器尺寸
總長(zhǎng)（mm）
2190
總寬（mm）
1500
總高（mm）
1034
機(jī)身重量（kg）
145
發(fā)動(dòng)機(jī)
型號(hào)名稱
MZ175
種類
空氣冷卻OHV四沖程單缸汽油發(fā)動(dòng)機(jī)
排氣量（cc）
171
輸出/轉(zhuǎn)速 kW（PS）min-1
2.6Kw（3.5PS）/3000[最大3.2kW（4.3PS）]
使用燃料
汽車用無(wú)鉛汽油
燃料油箱容量（L）
4
啟動(dòng)方式
手拉式啟動(dòng)
行走部
機(jī)體上下調(diào)節(jié)
液壓式調(diào)節(jié)（手動(dòng)、自動(dòng)、連動(dòng)）
車輪（mm）
橡膠凸緣車輪外徑660
變速檔數(shù)（檔）
前進(jìn)2（插植1）后退1
插植部
插植方式
曲柄搖桿式
插植行數(shù)（行）
4
插植行距（cm）
30
插植株距（cm）
22、15、12
插植株數(shù)（株/3.3m2）
50.65.75.90（簡(jiǎn)易手柄調(diào)節(jié)）
插植深度（mm）
15-40（6段調(diào)節(jié)）
苗數(shù)
調(diào)節(jié)量
橫向進(jìn)給（mm）
11（26回），14（20回）
縱向抓?。╩m）
8-17（10段手柄調(diào)節(jié)）
秧苗條件
秧苗的種類
幼苗、中苗
葉齡·苗高 （葉）·（cm）
（2.0-4.5）·8-25
預(yù)備用秧苗搭載數(shù)（箱）
3
作業(yè)速度（m/s）
載插：0.38-0.76（0.34-0.68）
道路上：0.72-1.54
后退：0.18-0.36（0.16-0.32）
作業(yè)效率（畝/小時(shí)）
—2.09（最大）
2 傳動(dòng)裝置的整體設(shè)計(jì)
2.1 插秧機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及分類
圖2-1 組織結(jié)構(gòu)圖
上圖是一般插秧機(jī)的系統(tǒng)分布圖，而洋馬步行式插秧機(jī)是上圖大同小異。
目前，國(guó)內(nèi)外較為成熟并普遍使用的插秧機(jī)，其工作原理大體相同。發(fā)動(dòng)機(jī)分別將動(dòng)力傳遞給插秧機(jī)和送秧機(jī)構(gòu)，在兩大機(jī)構(gòu)的相互配合下，插秧機(jī)機(jī)構(gòu)的秧針插入秧塊抓取秧苗，并將其取出下移，當(dāng)移到設(shè)定的插秧深度時(shí)，由插秧機(jī)構(gòu)中的插植叉將秧苗從秧針上壓下，完成一個(gè)插秧過程。同時(shí)，通過浮板和液壓系統(tǒng)，控制行走輪與機(jī)體的相對(duì)位置和浮板與秧針的相對(duì)位置，使得插秧深度基本一致。
插秧機(jī)通常按操作方式和插秧速度進(jìn)行分類。按操作方式可分為步行式插秧機(jī)和乘坐式插秧機(jī)。而步行式插秧機(jī)均為普通插秧機(jī)；乘坐式插秧機(jī)有普通插秧機(jī)，也有高速插秧機(jī)。
洋馬步行插秧機(jī)主要部件具有以下特點(diǎn)：
動(dòng)力部分：采用MZ175發(fā)動(dòng)機(jī)，性能穩(wěn)定，啟動(dòng)方便。
插植系統(tǒng)：能調(diào)整不同的株距，操作簡(jiǎn)單。
行走部分：采用三條船行浮板，可以有效的防止或減少水田行走時(shí)產(chǎn)生的
泥巴而沖起已插好的秧苗的弊端。采用鋼圈式包叫膠驅(qū)動(dòng)輪，在水田行
走時(shí)，附著效果好，打滑率低，同時(shí)由于輪子很窄，所留輪痕輕微。
2.2 洋馬步行式插秧機(jī)工作原理
不同的檔位是依靠主變速箱內(nèi)的不同齒輪相互嚙合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的動(dòng)力經(jīng)過兩級(jí)皮帶輪傳入輸入軸--主軸。通過變速桿撥叉帶動(dòng)雙聯(lián)滑移齒輪 25-32 左右滑移來(lái)實(shí)現(xiàn)檔位選擇。在道路行走檔時(shí)齒輪 25T 和主軸齒輪 10T 相互嚙合，且同時(shí)與轉(zhuǎn)向離合器齒輪53T相嚙合；栽插檔時(shí)，雙聯(lián)齒輪 22 與 轉(zhuǎn)向離合器齒輪53T相互嚙合，雙聯(lián)齒輪32與主軸齒輪10T嚙合；后退檔時(shí)雙聯(lián)齒輪 22 與轉(zhuǎn)向離合器齒輪 53脫合再與退檔齒輪16T 嚙合，而雙聯(lián)齒輪32繼續(xù)與主軸齒輪11嚙合。轉(zhuǎn)向離合軸上的鏈輪10T通過鏈條把傳動(dòng)傳給車輪上的鏈輪24T，從而帶動(dòng)車輪前進(jìn)。
圖 2-2
插秧機(jī)能得到不同的株距，是由株距撥叉對(duì)株距齒輪撥動(dòng)產(chǎn)生不同的傳動(dòng)比，具體是：當(dāng)撥叉撥動(dòng)28T使之與株距齒輪25T靠合時(shí)，主軸通過齒輪主軸齒輪15T與株距齒輪嚙合帶動(dòng)株距變速軸轉(zhuǎn)動(dòng)，株距齒輪14T與插植離合器齒輪33T嚙合，產(chǎn)生220mm的株距；同樣當(dāng)28T與株距齒輪30T靠合時(shí)，產(chǎn)生120mm的株距；而28T撥在中間時(shí)，28T便與主軸齒輪12T嚙合，主軸動(dòng)力傳動(dòng)株距變速軸，產(chǎn)生150mm的株距。插植離合器軸帶動(dòng)傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)并通過錐齒輪使秧爪作插植運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，插植離合器上的錐齒輪把轉(zhuǎn)動(dòng)傳給動(dòng)力輸入軸，擺動(dòng)箱使放秧板做左右的擺動(dòng)，配合著秧爪的插植運(yùn)動(dòng)。
圖 2-3
2.3 洋馬步行式插秧機(jī)的傳動(dòng)原理
洋馬步行式AP4插秧機(jī)的動(dòng)力傳遞如下傳動(dòng)簡(jiǎn)圖： 圖（2-4）
看出插秧機(jī)的動(dòng)力傳遞大致可分為三條路線：一是車輪驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向路線；二是插植驅(qū)動(dòng)及株距調(diào)整傳動(dòng)路線；三是苗箱移動(dòng)和送秧量調(diào)節(jié)傳動(dòng)路線。這三條動(dòng)力傳遞路線想互協(xié)作共同完成插植部插秧機(jī)的動(dòng)作。
3 機(jī)械零部件選擇及設(shè)計(jì)
3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇
發(fā)動(dòng)機(jī)是一種能量個(gè)轉(zhuǎn)換工具，它把燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。洋馬步行式AP4插秧機(jī)中，它可以說是整個(gè)插秧機(jī)的心臟，是產(chǎn)生并輸出動(dòng)力的部件。AP4插秧機(jī)采用的是四沖程汽油機(jī)。它主要由發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、反沖式啟動(dòng)器、燃油過濾器、空氣濾清器、汽化器、消音器等組成。
插秧機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)原始數(shù)據(jù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)（型號(hào)MZ175） 輸出轉(zhuǎn)速3000 r/min
→主軸角速度 ω發(fā) =100πrad/s
類型 4沖程汽油空冷OHV
孔徑x沖程 66x55mm
排量 171cm3
額定功率 3.3/3600 kw/rpm
最大扭矩 9.2/2400 Nm/rpm
燃油箱容量 4.5L
啟動(dòng)方式 手動(dòng)
火花塞 NGK BPR4ES
尺寸（長(zhǎng)x寬x高） 315x352x370
凈重 16 kg
發(fā)動(dòng)機(jī)主軸經(jīng)皮帶傳動(dòng)至變速箱主軸，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本第176頁(yè)表11.1，傳動(dòng)形式設(shè)為兩級(jí)開口平帶傳動(dòng)，即傳動(dòng)比 i≤5,取i1=i2=5。
ω發(fā)經(jīng)兩級(jí)開口平帶至主軸，有如下：
ω發(fā)=i1i2ω主=100πrad/s
即解得 ：ω主=4πrad/s≈12.168 rad/s
（注 ：ω主是變速箱主軸的角速度，i1，i2分別是兩級(jí)皮帶傳動(dòng)比。）
3.2 減速器中各主要參數(shù)的確定
設(shè)計(jì)傳動(dòng)齒輪模長(zhǎng)：
查閱《機(jī)械 設(shè)計(jì)》課本第206表12.2，表12.3，表12.4取模長(zhǎng)m=2 mm,齒頂高 ha=m=2 mm, 齒根高 hf=1.25m=2.5 mm。
作業(yè)速度（m/s）：
道路速度：0.38～0.76 m/s,則車輪角速度ω=0.5758～1.1516rad/s。取栽插固定速度0.5m/s，ω≈0.7576 rad/s。
栽插速度：0.72～1.54 m/s,則車輪角速度ω=1.0909～2.333rad/s。取栽插固定速度1.2m/s，ω≈1.818 rad/s。
后退速度：0.18～0.36 m/s,則車輪角速度ω=0.2727～0.5454rad/s。取栽插固定速度0.2m/s，ω≈0.303 rad/s。
3.2.1 傳動(dòng)比的分配
ω主變速箱主軸的角速度 ：ω主=4πrad/s≈12.168 rad/s。
變速（車輪）機(jī)構(gòu)：
道路運(yùn)動(dòng) ω主: ω輪=53：19≈2.789 rad/s
栽插運(yùn)動(dòng) ω主: ω輪=x≈5.65 rad/s
后退運(yùn)動(dòng) ω主: ω輪=≈13.8 rad/s
株距變速機(jī)構(gòu)：
株距（mm）
插植離合器軸角速度(rad/s)
備注（當(dāng)車輪轉(zhuǎn)1圈）
220
2.2725
3
150
3.002
4.4
120
4.1663
5.5
3.3 減速器中各軸設(shè)計(jì)計(jì)算
3.3.1 各軸的主要參數(shù)設(shè)計(jì)
因?yàn)橹鬏S、變速軸和株距變速軸上配合滑移齒輪，所以采用花鍵軸設(shè)計(jì)。相對(duì)應(yīng)軸如下：
主軸：接皮帶輪
變速軸:
轉(zhuǎn)向離合軸：
株距變速軸：
插植離合軸：
3.3.2 各軸輸入扭矩計(jì)算
主軸的轉(zhuǎn)速計(jì)算
n主=120r/min
各軸輸入功率計(jì)算
P主=Pη1 =2.6x0.8=2.08kw
P變速軸=P主η2=2.08x0.95=1.976kw
P車輪軸=P變速軸η2=1.976x0.95=1.8772kw
主軸輸入扭矩計(jì)算
T主=9550P主∕n主=9550×2.08∕120N·m=165.5N·m
3.4 平帶輪傳動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)
于帶速v30，平帶輪用HT200制造。小帶輪采用整體式結(jié)構(gòu)。
整理帶傳動(dòng)參數(shù)如表：
小帶輪直徑D1
(mm)
大帶輪直徑D2、
(mm)
傳動(dòng)比i
50
250
5
平帶設(shè)計(jì)
帶輪直徑： D1=50mm ，D2=250mm , Dm===150mm, Δ==100mm
中心距： 取a=1.5(D1+D2) =1.5x300=450mm
帶長(zhǎng)： L= πDm+2a+=150π+900+=1393mm
包角： =1800-x600=1800-=153.30 >1500
帶厚： θ≤（1/40~1/30）D1 , θ =0.005D+3=3.25mm
帶截面面積：A===114.3mm2
帶寬： b==35.1mm
軸上載荷： FQ=2x1.8MPa x 114.3x10-6x106sin=399 N
3.5 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
因傳動(dòng)尺寸無(wú)嚴(yán)格限制，且為開式傳動(dòng)，故小齒輪用40Cr鋼，熱處理調(diào)質(zhì)表面淬火，40-50HRC，平均取為45HRC，開式傳動(dòng)的齒輪，主要失效形式是彎曲疲勞折斷和磨粒磨損，磨損尚無(wú)完善的計(jì)算方法，故只進(jìn)行彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算。
計(jì)算步驟如下：
轉(zhuǎn)矩T主 由前計(jì)算得 T主 =165.5N.m
齒寬系數(shù)ψd 取ψd =1.0 ψd=1.0
彎曲疲勞極限 由圖 σflim1=735Mpa
σflim2=500Mpa
初步計(jì)算的許用彎曲應(yīng)力 [σF1]
[σF1]≈0.7σflim1=0.7×735 [σF1]=514.5Mpa
[σF2]≈0.7σflim2=0.7×500 [σF2] =350Mpa
Am值 取Am=1.45 Am=1.45
初取齒輪齒數(shù) 取小齒輪齒數(shù)z1=10 z1 =10
齒形系數(shù)YFa YFa1 =2.63 YFa2 =2.18
應(yīng)力修正系數(shù)YSA YSA1=1.58
YSA1 =1.81
初步計(jì)算的齒輪模數(shù)m m≧Am
=1.96 m=2
校核計(jì)算
精度等級(jí) 由表 選9級(jí)等級(jí)
齒數(shù)z和模數(shù)m 由前計(jì)算，m=2；
z1=10
z2=25
使用系數(shù)KA 由表 KA=1.25
動(dòng)載系數(shù)KV 由表 KV=1.1
重合度εɑ εɑ=[1.88-3.2(1/10+1/25)]cosβ
=1.88-3.2（）=1.72 εɑ =1.72
重合度系數(shù) Yε Yε=0.25+0.75/εɑ=0.25+ Yε=0.69
齒間載荷分配系數(shù)KFɑ 由表，KFɑ=1/Yε=1/0.69
KFɑ=1.4
齒向載荷分配系數(shù) KFβ b/h=65/(2.25x3)=9.63
KFβ =1.25
載荷系數(shù)K K= KAKVKFβKFa
=1.25×1.1×1.4×1.25 K=2.4
彎曲最小安全系數(shù) SFmin 由表
SFmin=1.2
彎曲壽命系數(shù)YN YN1 =0.92
YN2=0.98
許用彎曲應(yīng)力 [σF] [σF1]==
[σF1]=563Mpa
[σF2]==
[σF2]=475.34Mpa
驗(yàn)算 σF1=
σF1=452Mpa <[σF1]
σF2=
σF2=367.3Mpa <[σF2]
3.6 主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
軸材料選用20CrMnMo.主軸的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟如下：
計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算內(nèi)容 計(jì)算結(jié)果
計(jì)算軸上載荷：
主軸上載荷，T主=165.5N.m
齒輪作用在軸上載荷：
FT ==22066N
繪制軸的彎扭矩圖，對(duì)危險(xiǎn)截面進(jìn)行校核
簡(jiǎn)化軸上載荷如圖：
畫軸的彎矩圖，扭矩圖
由彎矩圖、扭矩圖可知B點(diǎn)為危險(xiǎn)截面。對(duì)B點(diǎn)進(jìn)行校核計(jì)算：
M===675.43Nm
查表得：[σ1b]=215Mpa，[σ01b]=322.2Mpa，[σ-1b]=90Mpa
對(duì)于不變的轉(zhuǎn)矩，取 ɑ ==0.27
M,= ==478N·m
所以：
σb===83.43Mpa≤[σ-1b]=90Mpa
滿足強(qiáng)度要求。
3.7 軸承的校核
初選用深溝球軸承，其型號(hào)1為6202，其尺寸為d x D x T=15 x 35 x 11。型號(hào)2為6004，其尺寸為d x D x T=20 x 42 x 12。
計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷P：
由式：P=XFr+YFa知， 對(duì)不承受軸向載荷的深溝球軸承，X=1，Y=0
Fr=
由材料力學(xué)相關(guān)知識(shí)：FZ1=3949.2N；FZ2=6753.3N
FY1=2206.4 ；FY2=7218.46N
Fr1= = = 7493.58
Fr2= = = 8952.13
得：P1=Fr1 =7493.58； P2=Fr2 =8952.13
校核計(jì)算
軸承的計(jì)算額定動(dòng)載荷，它與所選用軸承型號(hào)的基本額定載荷C值必須滿足下式要求：
C≥C,=P ； ε為壽命指數(shù)
Lh,為軸承的預(yù)期使用壽命，
查表，取Lh,=6000h
解得 C1,=3409.6=15.76KwC=29.5Kw
=5894.3=27.24KwC=29.5Kw
綜上：軸承滿足使用要求，選用合理。
4 操縱部分設(shè)計(jì)
4.1 速度及株距操縱系統(tǒng)
速度和株距的操縱是通過同一根操縱桿的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，如下圖：
原理都是通過操縱桿帶動(dòng)撥叉撥動(dòng)滑移齒輪來(lái)改變不同的傳動(dòng)比。
變速撥叉軸焊合由鋼珠、撥叉彈簧定位。作用是撥動(dòng)變速齒輪Z=25-32滑移，實(shí)現(xiàn)不同工作檔位的選擇。
變速撥叉軸焊合
株距變速焊合也是通過鋼珠、撥叉彈簧定位。作用是撥動(dòng)株距齒輪19T滑移，實(shí)現(xiàn)不同株距檔位的選擇。
4.2 轉(zhuǎn)向離合操縱系統(tǒng)
轉(zhuǎn)向撥叉組合：
轉(zhuǎn)向撥叉組合由左、右側(cè)離合器臂焊合、側(cè)離合器撥叉、開口銷、油封組成。作用是通過控制側(cè)離合器的離合，實(shí)現(xiàn)插秧機(jī)的轉(zhuǎn)向。在直線行駛時(shí)左、右側(cè)離合器在彈簧的壓力作用下各自是閉合的，左右車輪按相等的速度前進(jìn)或后退，轉(zhuǎn)向時(shí)通過收緊側(cè)離合器拉線，帶動(dòng)側(cè)離合器臂焊合轉(zhuǎn)動(dòng)側(cè)離合器撥叉迫使相應(yīng)的側(cè)離合器牙嵌分離，使一側(cè)的車輪失去動(dòng)力，停止轉(zhuǎn)動(dòng)，另一側(cè)車輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)插秧機(jī)的轉(zhuǎn)向。
5 結(jié)束語(yǔ)
本設(shè)計(jì)說明書編到這里，心中充滿了無(wú)比激動(dòng)的心情?；叵腴_始選課題時(shí)，面對(duì)一個(gè)個(gè)陌生而又充滿了誘惑的課題名，心中是有許多的擔(dān)心。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過程．我認(rèn)真的進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，同樣也是對(duì)大學(xué)四年學(xué)業(yè)的有力檢驗(yàn)。
萬(wàn)事開頭難。設(shè)計(jì)最難的就是跨出的第一步，然而，當(dāng)工作過程中回望著手準(zhǔn)備的材料時(shí)，確實(shí)是件很鼓勵(lì)人的事。設(shè)計(jì)最難的地方是各種尺寸的確定，沒有數(shù)據(jù)去畫圖是最費(fèi)心的事。當(dāng)沒有具體的標(biāo)準(zhǔn)可尋時(shí)，這時(shí)便需要加入自己的設(shè)計(jì)理念。漫漫回味這一個(gè)學(xué)期的心路歷程，一種強(qiáng)大的成就感涌上心頭。這是我準(zhǔn)備踏入社會(huì)的第一步，或許也是人生的一次勝利。這次難忘的經(jīng)練讓我明白：世上無(wú)難事，只怕有心人。同時(shí)也鍛煉了我耐心，仔細(xì)的能力．畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，許多計(jì)算有時(shí)不免令我感到有些心煩意亂。有時(shí)甚至是碰到的一些技術(shù)難題，讓我大費(fèi)精力去專研，每次通過自己的能力攻破的時(shí)候，心中無(wú)比爽朗。
最后，我要感謝我的導(dǎo)師--XX老師。是您不斷的教導(dǎo)鼓勵(lì)支持我，是您的耐心感動(dòng)了我。同時(shí)，還有給予我?guī)椭睦蠋焸?，本人在此萬(wàn)分感謝。
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