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葡萄覆土裝置設(shè)計(jì) 摘 要 葡萄覆土裝置的研制 是為解決我國(guó)北方地區(qū)葡萄藤冬前覆土掩埋全部由人 工手工作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大 生產(chǎn)效率低而國(guó)內(nèi)又沒(méi)有適用專用機(jī)具的難題 本文從 農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)的角度 闡述了該機(jī)具研究開(kāi)發(fā)的目的 葡萄埋藤作業(yè)的農(nóng)業(yè)技術(shù) 條件 機(jī)具設(shè)計(jì)的依據(jù) 機(jī)具作業(yè)的工作原理 機(jī)具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和拋土換向 機(jī)構(gòu)等關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)和計(jì)算 并對(duì)該機(jī)具的進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)提出了改進(jìn)方案 關(guān)鍵詞 葡萄覆土機(jī) 設(shè)計(jì)計(jì)算 拋土換向 ABSTRACT II ABSTRACT Development of grape covering device is to solve the problem of vines in North China before winter soil buried all by manual operation labor intensity low production efficiency and the domestic and no special tools for This paper from the agricultural machinery design point of view expounds the equipment research and development the purpose of grapevine burying operation agricultural technology conditions equipment design basis implement work principle equipment overall structural design and throwing soil reversing mechanism as the key parts of the design and calculation and the further improvement of the proposed equipment design the improved scheme Key words Grapevine burying machine Design calculation Throwing soil change 目錄 I 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 1 緒 論 1 1 1 前言 1 1 2 葡萄覆土機(jī)的特點(diǎn) 1 1 3 葡萄覆土機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 1 2 整體總體方案的確定 3 2 1 設(shè)計(jì)思想 6 2 2 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 2 3 覆土裝置的工作原理 10 2 4 整機(jī)總體方案的確定 12 3 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 14 3 1 傳動(dòng)路線及速度的設(shè)計(jì) 15 3 2 主變速箱傳動(dòng)比確定 17 3 3 主變速箱錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 18 3 4 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 20 3 5 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 21 3 6 輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 22 3 7 中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 24 3 8 輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 25 3 9 各軸的校核計(jì)算 26 結(jié) 論 27 致謝 28 參考文獻(xiàn) 29 1 1 緒 論 1 1 前言 葡萄是我國(guó)重要的果品之一 近些年來(lái) 隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的深化 葡 萄種植業(yè)在我國(guó)有了快速的發(fā)展 在 遼寧 天津和北京等地 種植品種和 規(guī)模都在逐年擴(kuò)大 葡萄種植面積的增大 產(chǎn)量的提高 極大地豐富了市場(chǎng) 也 成為農(nóng)民脫貧致富的一條有效途徑 但長(zhǎng)期以來(lái) 葡萄的種植管理等生產(chǎn)環(huán)節(jié)中 大都以人工手工作業(yè)為主 勞動(dòng)強(qiáng)度大 生產(chǎn)效率低 生產(chǎn)成本高 這嚴(yán)重制約 了葡萄產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展進(jìn)程 而在我國(guó)北方地區(qū) 尤以葡萄藤的冬前掩埋為最突出 的需要機(jī)械化解決的問(wèn)題 1 2 葡萄覆土機(jī)特點(diǎn) 當(dāng)前 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的葡萄埋藤機(jī)有以下幾種主要機(jī)型 1MP 500 型多功能葡萄 埋藤機(jī) 3LG 型葡萄埋藤旋耕多用機(jī) 100PF A 型葡萄越冬覆土機(jī) 3MT 1 8 型越 冬覆土埋藤機(jī) PMT 75 型葡萄埋藤機(jī) MT200 2 葡萄埋藤機(jī) 這些葡萄埋藤機(jī) 從工作原理上看 主要分兩大類 一類是取土 輸送覆土 另一類是旋耕取土直 接拋送覆土 兩大類各有特點(diǎn) 適應(yīng)不同的葡萄埋藤作業(yè)要求 第一類采用取土 輸送覆土工作原理的葡萄埋藤機(jī) 工作時(shí) 將旋送的土經(jīng)縱向 輸送 橫向輸送到達(dá)需要掩埋的葡萄藤上 實(shí)現(xiàn)埋藤 這類葡萄埋藤機(jī)具 優(yōu)點(diǎn) 是適宜于較寬的葡萄種植行距 埋藤覆土高度較高 取土溝可以距離葡萄根部較 遠(yuǎn) 缺點(diǎn)是作業(yè)效率較低 地頭轉(zhuǎn)彎大 第二類采用旋耕取土直接拋送覆土工作原理的葡萄埋藤機(jī) 工作時(shí) 直接旋 耕拋土到雙側(cè)綁好的葡萄藤上 實(shí)現(xiàn)覆土作業(yè) 優(yōu)點(diǎn)是機(jī)具只工作一遍 即可完 成埋藤作業(yè) 埋藤作業(yè)效率大大提高 適應(yīng)一定的行距范圍 缺點(diǎn)是僅適應(yīng)葡萄 單籬架種植 固定行距且行距較為一致 最高埋土高度在 0 3 米 其中 手扶單 側(cè)埋藤機(jī)可以適宜葡萄單籬架種植 行距在 1 5 米較小地塊的葡萄埋藤作業(yè) 葡萄種植用戶可以根據(jù)自己葡萄種植的具體情況 冬季氣溫條件來(lái)選擇使用葡萄 埋藤機(jī) 2 1 3 葡萄覆土機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 隨著農(nóng)業(yè)種植業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整 葡萄種植業(yè)發(fā)展迅速 其不僅豐富了市場(chǎng) 滿足 了人們的消費(fèi)要求和工業(yè)原料要求 且農(nóng)民的收入獲得較大幅度的增加 但是目 前葡萄生產(chǎn)基本處于人工作業(yè)階段 葡萄藤冬剪后須下架進(jìn)行冬前掩埋 以防風(fēng) 干 其勞動(dòng)強(qiáng)度大 效率低 作業(yè)質(zhì)量差 是一項(xiàng)時(shí)效性強(qiáng)的作業(yè) 影響了葡萄 種植業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展 據(jù)了解國(guó)外基本選擇在氣候適宜的地域種植 無(wú)須葡萄藤 掩埋 也沒(méi)有相應(yīng)的機(jī)械可以借鑒 國(guó)內(nèi)目前尚無(wú)專門(mén)的葡萄藤越冬掩埋機(jī) 2000 年我國(guó)成立了課題組開(kāi)始埋藤機(jī)的研究 根據(jù)旋耕機(jī)工作原理由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)并 切削土壤 加上拋土功能 使其堆土形狀達(dá)到所需要的位置 埋藤后再澆水漫灌 目的是保墑 以防風(fēng)干 3 2 整機(jī)總體方案的設(shè)計(jì) 2 1 設(shè)計(jì)思想 本課題是以機(jī)器經(jīng)濟(jì)性好 人性化設(shè)計(jì) 環(huán)境友好性好 可靠性高 壽命 長(zhǎng) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 易于維修等為設(shè)計(jì)思想 2 2 主要結(jié)構(gòu)確定 考慮到葡萄行間土壤較堅(jiān)實(shí) 鏟土與送土所需動(dòng)力較大 且拖拉機(jī)寬度受 葡萄種植行距的嚴(yán)格限制 因此 本次設(shè)計(jì)選擇 SH 500 型輪式拖拉機(jī)作為基 本配套動(dòng)力機(jī)型 整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 外型美觀 制造容易 強(qiáng)度可靠 安全系數(shù) 高 盡量選用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)件及通用零部件 機(jī)具使用 調(diào)節(jié) 維護(hù)方便 使用可 靠 便于安裝和掛接 整機(jī)采用三點(diǎn)全懸掛正牽引式作業(yè)方式 機(jī)具前部挖溝取土 通過(guò)兩級(jí)輸 送機(jī)構(gòu)將土壤提升并拋送到機(jī)具一側(cè) 機(jī)具的升降由拖拉機(jī)的液壓操縱手柄來(lái) 完成 機(jī)具的取土深度亦即埋藤覆土量由機(jī)具限深地輪的深淺來(lái)調(diào)整 整機(jī)主要組成部分是懸掛牽引機(jī)架 動(dòng)力輸入變速箱 挖溝集土鏟 縱向輸 送器 可換向橫向輸送器 拋土換向器 支承限深地輪 拋土距離控制板等部 分組成 主要組成部分見(jiàn)上圖所示 4 2 3 覆土機(jī)的工作原理 覆土機(jī)在作業(yè)時(shí) 拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸經(jīng)主變速箱為縱向和橫向輸送機(jī)構(gòu)提 供動(dòng)力 在拖拉機(jī)前進(jìn)動(dòng)力的牽引下 與地面保持一定入土角的挖溝集土鏟被 強(qiáng)制入土 在兩藤行間刮取一定深度和寬度的土壤 集中并流向集土鏟后下部 的向后上方傾斜一定角度的縱向輸送帶上 經(jīng)輸送帶提升 輸送到可左右換向 并距離地表有一定高度的橫向輸送帶上 橫向輸送帶在一定的轉(zhuǎn)速下連續(xù)地將 土壤拋向機(jī)具一側(cè) 橫向輸送帶兩側(cè)的拋土擋板可由機(jī)手根據(jù)機(jī)具作業(yè)實(shí)際需 要抽拉并限定在合適位置 使機(jī)具拋出的土壤能夠集中覆蓋到需掩埋的藤蔓上 最后由置于機(jī)后一側(cè)的整形鎮(zhèn)壓器仿形鎮(zhèn)壓 成為符合埋藤農(nóng)藝要求的梯形土 埂 拋土換向器經(jīng)機(jī)手在地頭換位 可使橫向輸送帶實(shí)現(xiàn)左右方向的拋土換向 2 4 整機(jī)總體方案的確定 由前章所述 整機(jī)的布置如上圖所示 按照此方案 本次設(shè)計(jì)確定以方案為 準(zhǔn) 并根據(jù)方案擬定整機(jī)的整體布置 具體布置如下圖所示 根據(jù)方案圖所示 本次設(shè)計(jì)中的主要部分為右邊的部分 換向器以及橫向和縱 向輸送的部分 并且由拖拉機(jī)連接來(lái)的主傳動(dòng)系統(tǒng)裝置 拖拉機(jī) 橫向輸送 縱向輸送 集土鏟 換向器 5 3 主要零部件的設(shè)計(jì) 3 1 傳動(dòng)路線及速度確定 圖 3 1 主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 本次葡萄覆土裝置的主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)如上圖所示 序號(hào) 1 為主變速器 主變速器 靠一對(duì)錐齒輪減速 序號(hào) 2 為縱向輸送帶 主變速器輸出部分為一主鏈輪 Z3 帶動(dòng)從動(dòng)鏈輪 Z5 連接帶動(dòng)序號(hào) 2 的縱向輸送帶 通過(guò)主變速器出來(lái)的 Z4 主動(dòng)鏈輪帶動(dòng)換向器 序號(hào) 3 換向器輸出鏈輪帶 動(dòng) Z7 從動(dòng)鏈輪 Z7 從動(dòng)鏈輪帶動(dòng)一對(duì)錐齒輪進(jìn)行轉(zhuǎn)向輸送到橫向輸送器 經(jīng) 過(guò)換向器輸出的鏈輪帶動(dòng) Z6 從動(dòng)鏈輪連同一對(duì)錐齒輪帶動(dòng)橫向輸送器的另一 端 兩端不同主要是為了將集土鏟出的土分別通過(guò)換向器將土分散到兩邊 拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸的動(dòng)力經(jīng)變速箱變速后分為兩部分 一部分傳遞到機(jī)具的 縱向輸送主傳動(dòng)滾筒 2 帶動(dòng)縱向輸送帶運(yùn)動(dòng) 將機(jī)具集土鏟所取土壤沿縱向 6 向后升運(yùn)到一定高度后落向橫向輸送帶 另一部分動(dòng)力經(jīng)換向器 3 或左 或右 換向后分別傳遞到橫向輸送傳動(dòng)滾筒 4 或 5 使落入橫向輸送帶的土壤沿橫向 或左或右輸送到機(jī)組的一側(cè) 為使集土鏟部分的土壤最大限度地輸送并拋送到需埋藤部位 縱 橫輸送帶 需盡量選擇最高速度 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)輸送帶的工作線速度的推薦值并經(jīng)試驗(yàn)后 確定為 v 帶 3 m s 或更高一些 而拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)速 v1 為 540 r min 本設(shè)計(jì)選擇通過(guò)主變箱的第一級(jí)錐齒輪減速和第二級(jí)鏈傳動(dòng)共兩極降速來(lái)實(shí)現(xiàn) 上述要求 3 2 主變速箱及傳動(dòng)比確定 1 主變箱的第 級(jí)變速設(shè)計(jì)和計(jì)算 主變箱選擇一級(jí)錐齒輪減速 主變速箱 主動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速即拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸的轉(zhuǎn)速v1為540 r min 主 被動(dòng)錐齒輪的齒數(shù)分別設(shè)計(jì)為z1 25 z2 40 變速比 12540Zi 則住變速箱被動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為 25214037 minVir 2 主變速箱被動(dòng)軸到輸送滾筒的第 級(jí)變速設(shè)計(jì)及計(jì)算 滾筒直徑設(shè)計(jì)為D 滾筒 200 mm 周長(zhǎng)p 滾筒 D 0 63m 運(yùn)輸帶線速度v 帶選定為v 帶 3 m s 180 m min 則輸送滾筒所需轉(zhuǎn)速 p180 63 25 7r minV 滾 筒 帶 滾 筒 則第 級(jí)鏈傳動(dòng)的變速比 28 09375Vi 滾 筒 3 3 主變速箱錐齒輪設(shè)計(jì) a 選材 小齒輪材料選用 45 號(hào)鋼 調(diào)質(zhì)處理 HB 217 255 HP1 580 Mpa Fmin1 220 Mpa 7 大齒輪材料選用 45 號(hào)鋼 正火處理 HB 162 217 HP2 560 Mpa Fmin2 210 Mpa b 由參考文獻(xiàn) 2 以下簡(jiǎn)稱 2 式 5 33 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N N1 60njL 60 960 1 8 11 250 1 267 10 9 N2 N1 i2 1 267 10 3 2 522 10 8 查圖 5 17 得 ZN1 1 0 ZN2 1 12 由式 5 29 得 ZX1 ZX2 1 0 取 SHmin 1 0 ZW 1 0 ZLVR 0 92 H 1 HP1ZLVRZWZX1ZN1 SHmin 580 0 92 533 6 Mpa H 2 HP2ZN2ZX2ZWZLVR SHmin 560 1 12 0 92 577 Mpa H 1 H 2 計(jì)算取 H H 2 533 6 Mpa c 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)小齒輪大端模數(shù) 由于小齒輪更容易失效故按小齒輪 設(shè)計(jì) 取齒數(shù) Z1 21 則 Z2 Z1 i12 3 762 32 79 取 Z2 79 實(shí)際傳動(dòng)比 u Z2 Z1 79 21 3 762 且 u tan 2 cot 1 2 72 2965 72 16 35 1 17 7035 17 42 12 則小圓錐齒輪的當(dāng) o o o o 量齒數(shù) zm1 z1 cos 1 21 cos17 7035 23 zm2 z2 cos 2 79 cos72 2965 259 79 o o 由 2 圖 5 14 5 15 得 YFa 2 8 Ysa 1 55 YFa2 2 23 Ysa2 1 81 ZH 2 cos sin 2 cos20 sin20 2 5 o o 由 2 表 11 5 有 ZE 189 8 取 Kt Z 1 1 2 t 由 2 取 K 1 4 又 T1 28 381 N m u 3 762 R 0 3 由 2 式 5 56 計(jì)算小齒輪大端模數(shù) m 4KT1YFaYsa RZ F 1 0 5 R 2 u2 1 2 1 將各值代得 m 1 498 8 由 2 表 5 9 取 m 4 根據(jù)計(jì)算得出主變速器錐齒輪數(shù)據(jù)如下 1 實(shí)際齒數(shù)比 u z2 z1 40 25 1 600 2 分錐角 1 atan sin u cos 32 005 2 1 90 32 0054 57 995 3 大端分度圓直徑 d1 z1 m 25 4 100mm d2 z2 m 40 4 160mm 4 外錐距 R d1 2sin 1 100 1 06 94 34mm 5 齒寬 b R R 0 3 94 3398 26mm 6 大端齒距 p m 4 12 566mm 7 齒頂高 ha1 m 1 x1 4 1 0 4mm ha2 m 1 x2 4 1 0 4mm 8 齒根高 hf1 m 1 c x1 4 1 0 2 0 4 8mm hf2 m 1 c x2 4 1 0 2 0 4 8mm 9 頂隙 c m c 4 0 2 0 8 mm 10 齒根角 f1 arctan hf1 R arctan 4 8 94 3398 2 913 f2 arctan hf2 R arctan 4 8 94 3398 2 913 11 齒頂角 等頂系收縮齒 a1 f2 2 913 9 a2 f1 2 913 12 頂錐角 等頂系收縮齒 a1 1 f2 32 0054 2 91269 34 918 a2 2 f1 57 9946 2 91269 60 907 13 根錐角 f1 1 f1 32 0054 2 91269 29 093 f2 2 f2 57 9946 2 91269 55 082 14 齒頂圓直徑 da1 d1 2 ha1 cos 1 100 2 4 0 847998 106 784mm da2 d2 2 ha2 cos 2 160 2 4 0 529999 164 24mm 15 冠頂距 Ak1 d2 2 ha1 sin 1 160 0 847998 4 0 529999 77 88mm Ak2 d1 2 ha2 sin 2 100 0 529999 4 0 847998 46 608mm 16 輪冠距 H1 A1 Ak1 60 77 88 17 88 mm H2 A2 Ak1 60 46 608 13 392 mm 17 大端分度圓弧齒厚 s1 m 2 2 x1 tan xt1 4 2 2 0 0 36397 0 6 283mm s2 m s1 4 6 28319 6 283mm 18 大端分度圓弦齒厚 s1 s1 1 s1 s1 6 d1 d1 6 28319 1 6 28319 6 28319 6 100 100 6 279mm s2 s2 1 s2 s1 6 d2 d2 6 28319 1 6 28319 6 28319 6 160 160 6 282mm 19 大端分度圓弦齒高 ha1 ha1 s1 s1 cos 1 4 d1 4 6 28319 6 28319 0 847998 4 100 4 084mm ha2 ha2 s2 s2 cos 2 4 d2 4 6 28319 6 28319 0 529999 4 160 4 033mm 10 20 端面重合度 va zv1 tan va1 tan zv2 tan va2 tan 2 29 4812 0 539759 0 36397 75 4718 0 439648 0 36397 2 1 734 式中 va1 arccos zv1 cos zv1 2 ha 2 x1 arccos 29 4812 0 939693 29 4812 2 1 2 0 28 358 va2 arccos zv2 cos zv2 2 ha 2 x2 arccos 75 4718 0 939693 75 4718 2 1 2 0 23 733 3 4 鏈輪設(shè)計(jì)計(jì)算 本次設(shè)計(jì)鏈傳動(dòng)采用精密滾子鏈 滾子一鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 根據(jù) 21 0 93Zi鏈 傳 動(dòng) 根據(jù)鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)要素 由于 z1 z min z min 9 z1 應(yīng)參照鏈速和傳動(dòng)比選取 推薦 小鏈輪齒數(shù) Z1 確定為 15 Z2 iz2 25x2 50 取 Z2 24 確定鏈節(jié)距 PZAK 0 根據(jù) 23 36Kw 及 n 540r min 選定鏈輪型號(hào)為 16A 節(jié)距為 25 4mm 驗(yàn) 0P 電機(jī)功率計(jì)算公式為 950n46 850 23 6w9PTTKn 則 P P 23 86Kw 查得工礦系數(shù) KA 1 0 小鏈輪齒數(shù) KZ 0 74 多排鏈系數(shù) KP 1 75 代入下式 得 11 算鏈速 1064 25106 2 pnZV 0 635m s 15m s 鏈速適宜 計(jì)算鏈節(jié)數(shù)與實(shí)際中心距 初定為 40p 鏈節(jié)數(shù) 230320p 541514 a a zpzL 118 取鏈節(jié)為 118 節(jié) 實(shí)際中心距 223232 50851850184 5 pa zzLpzL 1266 計(jì)算對(duì)軸的作用力 取 Kq 1 25 0 6358 21vP10q KQ 2994 4N 計(jì)算鏈輪的主要幾何尺寸 分度圓直徑 mmP64 38501cot4 25 z180cot54 p3da 7 2 252 4018sin 250si d6 i 0i 321 齒 根 圓 直 徑 12 3 5 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算 1 選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng) 2 選用 7 級(jí)精度 3 選擇小齒輪材料為 40Gr 調(diào)質(zhì) 硬度為 280HBS 大齒輪材料為 45 鋼 調(diào) 質(zhì) 4 選小齒輪齒數(shù) Z 25 大齒輪齒數(shù)取 Z 60 1 選擇材料及確定需用應(yīng)力 小齒輪選用 45 號(hào)鋼 調(diào)質(zhì)處理 HB 236 大齒輪選用 45 號(hào)鋼 正火處理 HB 190 由 機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) 查得 lim1lim2580 370SHlim 1 0HaHaMPP 25 4lilili FFF M 2 確定各種參數(shù) 齒輪按 9 等級(jí)精度制造 由于原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī) 工作機(jī)為帶式輸送機(jī) 載荷平穩(wěn) 齒輪在兩軸承 間對(duì)成布置 一般按照中等沖擊載荷計(jì)算 查 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 教材中 表 11 3 得 取 K 1 3 查 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 教材中表 11 4 取 區(qū)域系數(shù) ZH 2 5 彈性系數(shù) ZE 188 0 查 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 教材中表 11 6 取 齒寬系數(shù) 13 由 aHMPS5801lim1 aH37li22 aFPS605 14lim1 aFM2 3li22 3 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 158mNT 3 3 221 6 10218 0583704 5m 齒數(shù)取 Z1 25 則 Z2 25 2 50 故實(shí)際傳動(dòng)比 250 21Zi 模數(shù) 4 6 4 1m 取 m 4 計(jì)算圓周速度 V smntd 64 31062 48106 3 計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) nt138 4 25 95 124cos3 8 cos11 mhbzdbnttntt 14 4 計(jì)算縱向重合度 903 14tan2138 0tan318 01 Zd 5 計(jì)算載荷系數(shù) 由表 10 2 查得使用系數(shù) K 1A 根據(jù) V 3 56m s 7 級(jí)精度 由圖 10 8 查得動(dòng)載荷系數(shù) 由表 10 12 VK 4 查得 的計(jì)算公式 HK24 1 3 481023 16 0 8 2 bd 由圖 10 13 查得 K 4 F 由圖 10 3 查得 5 1 H 所以載荷系數(shù) 08 24 2 HVAK 6 按實(shí)際得載荷系數(shù)校正所算得得分度圓直徑 由式 10 10a 得 mdtt 7 526 1083 431 3 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式 10 17 得 321 cosFsan YdZYKTm 1 確定計(jì)算參數(shù) 1 計(jì)算載荷系數(shù) 15 81 0 512 FVAK 2 根據(jù)縱向重合度 從圖 10 28 查得螺旋角影響系數(shù) 93 8 0 Y 3 查取齒形系數(shù) 由表 10 5 查得 592 1 FaY21 FaY 4 查取應(yīng)力校正系數(shù) 由表 10 5 查得 596 1Sa 74 12Sa 5 由圖 10 20c 查得齒輪 1 的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 齒MPaFE501 輪 2 得彎曲疲勞強(qiáng)度極限 MPFE3802 6 由圖 10 18 查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 82 1FNK8 2FNK 7 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 取彎曲疲勞安全系數(shù) S 1 4 由公式 10 12 得MPaSKEFNFEFNF 71 2304 1850 6 9 2211 8 計(jì)算大 小齒輪 并加以比較 FSaY 017 2341 3 86 952 21 FSaFSaY 通過(guò)比較大齒輪的 數(shù)值大 FSaY 9 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 16 取失效概率為 10 取安全系數(shù) s 1 由式 10 12 得 s 510 MPa1 H NK1limH s 495 MPa 222 2 502 5MPa 1 3 6 輸入軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 我們是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件來(lái)計(jì)算軸的最小直徑 這種方法只按軸的扭矩來(lái)計(jì)算 軸的強(qiáng)度 如果還受不大的彎矩時(shí) 則用降低需用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的方法予以考慮 在做軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí) 通常用這種方法來(lái)初步估算軸的直徑 對(duì)于不大重要的 軸 也可作為最后的計(jì)算結(jié)果 軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件為 13 pdcn 式中 A0 110 160 KwP4 896 0 min 351rn 1338 4 06 2 5 pdcn 考慮軸上要安裝鍵 為安全起見(jiàn) 我們?nèi)?m4 確定軸的各段尺寸和長(zhǎng)度 1 第一段用于安裝大鏈輪 由鏈輪的齒數(shù) 30 16A 該端軸的直徑為 44mm 雙 排鏈鏈輪的總寬度 43 89 考慮到凸緣 則鏈輪總寬度為 75 此段軸徑寬度為 75mm 2 第二段只是在該段軸的右端安置一個(gè)軸承 同時(shí)配合軸承套的長(zhǎng)度要求 由于該軸受軸向力 我們選用圓錐滾子軸承 32009 內(nèi)徑 45mm 外徑 75mm 寬 度 20mm 加上軸套和密封圈的尺寸 我們?nèi)≡摱屋S的長(zhǎng)為 50mm 3 由于軸的定位肩的高度 h 一般取為 0 07 0 1 d 取軸的直徑為 17 45mm 此段定位軸肩軸徑為 50mm 寬度 10mm 4 第四段軸本來(lái)采用光軸 但由于為了在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中需要隨時(shí)調(diào)節(jié) 5 第五段軸與第二段相同為圓錐滾子軸承安裝位 直徑 35mm 長(zhǎng)度 20mm 3 7 中間軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 中間軸為惰輪的安裝軸 轉(zhuǎn)矩與上鏈輪輸出軸相同則如下 mNnPT 817435905 我們是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件來(lái)計(jì)算軸的最小直徑 這種方法只按軸的扭矩來(lái)計(jì)算 軸的強(qiáng)度 如果還受不大的彎矩時(shí) 則用降低需用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的方法予以考慮 在做軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí) 通常用這種方法來(lái)初步估算軸的直徑 對(duì)于不大重要的 軸 也可作為最后的計(jì)算結(jié)果 軸的最小半徑條件為 13 pdcn 查 機(jī)械設(shè)計(jì) 軸常用幾種材料的 及 值 T 0A160 0 KwP0 896 08 1 min 4351rn 331 2 45 pdcn 由以上的公式得 32 nPd 代入數(shù)據(jù)得 同上一樣最小軸徑 32mm 兩端為了裝軸承 軸徑選用 35mm 此段軸的安排我們只選用三段 即中間端為安裝惰輪 兩端連接機(jī)架 兩 端軸徑 35mm 中間段軸徑 40mm 18 在惰輪端的軸徑我們做成與一端安裝軸承端為同一軸徑 不用采用階梯式 此方式為了加工更方便 同時(shí)也為了考慮此段未受多大的力 如上圖所示 3 8 輸出軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 經(jīng)過(guò)齒輪減速后的此段軸的轉(zhuǎn)矩如下 180 96795023 1鏈 輪 輸 出 pT Nmn 我們是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件來(lái)計(jì)算軸的最小直徑 這種方法只按軸的扭矩來(lái)計(jì) 算軸的強(qiáng)度 如果還受不大的彎矩時(shí) 則用降低需用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的方法予以考 慮 在做軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí) 通常用這種方法來(lái)初步估算軸的直徑 對(duì)于不大重 要的軸 也可作為最后的計(jì)算結(jié)果 軸的最小軸徑要求 3 160 nPd 代入數(shù)據(jù)得 m6 497 8 10 3 我們?nèi)?md5 1 第一段軸徑最小為 50mm 此段配換軸承 31311 軸承外徑 120mm 寬度 31 5mm 軸段寬度取 50mm 2 第二段安裝在大齒輪中 取軸徑 60mm 寬度取 120mm 19 3 第三段為軸承 30311 端 軸徑 50mm 軸承寬度 31 5mm 為了輸出端還要 接上三爪卡盤(pán) 取長(zhǎng)度 190mm 3 9 各軸的校核計(jì)算 1 鏈輪輸出軸的校核 1 計(jì)算受力 轉(zhuǎn)矩 T T 177 8N m 1 778 105 N mm 圓周力 Ft Ft 8081 8NdT2410 78 徑向力 Fr Fr Ft 8081 8 tg20 2941 53N gt 2 計(jì)算軸支反力 水平面支反力 Ft 8081 8 4040 9NaxyRb21 垂直面支反力 Fr 3302 7NaxzABC856 3 94 Ft 8081 8 3302 7 4779 1NbzRaxz 3 計(jì)算彎矩 20 水平面彎矩 MCH AC 4779 1 256 228 2313084 4N mmaxyR 垂直面彎矩 MCV AC 3302 7 484 1598506 8 N mmaxz 合成彎矩 MC 2CV2H 2231084 5906 8 2801785 1N mm 4 軸的扭矩 T 70 1N m 1 778 105 N mm 鏈輪輸出軸的彎矩圖 2 中間軸的校核 21 1 計(jì)算受力 轉(zhuǎn)矩 T T 177 8N m 1 778 105 N mm 圓周力 Ft Ft 10160NdT2310 78 徑向力 Fr Fr Ft 10160 tg20 3697 9N gt 2 計(jì)算軸支反力 水平面支反力 Ft 10160 5080NaxyRb21 垂直面支反力 Fr 3697 9NaxzABC10 9 367 Ft 10160 3697 9 6462 1NbzRaxz 3 計(jì)算彎矩 水平面彎矩 MCH AC 5080 100 508000N mmaxyR 垂直面彎矩 MCV AC 3697 9 100 369790 N mmaxz 合成彎矩 MC 628410 72CV2H 2250836970 628410 7N mm 4 軸的扭矩 T 458 4N m 1 778 105 N mm 22 中間軸的彎矩圖校核 3 輸出軸的校核 1 計(jì)算受力 轉(zhuǎn)矩 T T 237 1N m 2 37 105 N mm 圓周力 Ft Ft 9484NdT201 37 徑向力 Fr Fr Ft 9484 tg20 3451 9N gt 2 計(jì)算軸支反力 水平面支反力 Ft 9484 4742NaxyRb21 垂直面支反力 23 Fr 3451 9NaxzRABC9510 34 Ft 9484 3451 9 6032 1Nbzaxz 3 計(jì)算彎矩 水平面彎矩 MCH AC 4742 190 900980N mmaxyR 垂直面彎矩 MCV AC 3451 9 190 655861 N mmaxz 合成彎矩 MC 2CV2H 22908651 1110180 1N mm 4 軸的扭矩 T 237 1N m 2 37 107 N mm 輸出軸的彎矩圖 24 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)的葡萄覆土機(jī)按葡萄種植行距為 4 m 進(jìn)行分析計(jì)算 人工作業(yè) 1 人 10 h 可埋藤 200 m 單價(jià)按 0 4 元 m 則人工費(fèi)用為 80 元 日 人工作業(yè)成本為 2 051 元 hm2 機(jī)具作業(yè) 小時(shí)生產(chǎn)率為 2 5 5 0 km h 一個(gè)作業(yè)季節(jié)可完成作業(yè)面積 35 hm2 以上 機(jī)具的作業(yè)成本為 420 元 hm2 每公頃降低作業(yè)成本 1 631 元 本次設(shè)計(jì)的葡萄覆土機(jī)有以下特點(diǎn) 1 整機(jī)采用三點(diǎn)全懸掛式連接 機(jī)組作業(yè)時(shí)拖拉機(jī)承受部分機(jī)具重量和作業(yè) 阻力 可改善拖拉機(jī)的牽引性能 結(jié)構(gòu)緊湊 機(jī)動(dòng)性好 2 應(yīng)用鏈傳動(dòng)和帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) 機(jī)具結(jié)構(gòu)和工作原理簡(jiǎn)單 整機(jī)國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件和 通用件選用程度高 機(jī)具故障檢查維修方便 3 整機(jī)設(shè)有拋土換向機(jī)構(gòu) 可使機(jī)組在每個(gè)行間都能通過(guò)換向后進(jìn)行覆土埋 藤作業(yè) 滿足了葡萄單壁籬架種植方式的埋藤作業(yè)特點(diǎn) 為加大輸土量并使土壤細(xì)碎 提高機(jī)械埋藤質(zhì)量 可在集土鏟部分加裝強(qiáng)制 送土機(jī)構(gòu) 完善拋土控制機(jī)構(gòu) 加裝液壓缸以提高自動(dòng)化程度 25 致 謝 自從畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)始以來(lái) xxx 老師就帶領(lǐng)我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)并給我們 講解葡萄覆土裝置的有關(guān)知識(shí)和覆土裝置的設(shè)計(jì)的介紹 在設(shè)計(jì)的這段時(shí)間內(nèi) xxx 老師都一直帶領(lǐng)著我們并耐心的 不厭其煩的給我們講解有關(guān)知識(shí) 在 xxx 老師的幫助下 我順利地完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)習(xí)任務(wù) 而且完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào) 研和資料的搜集 文獻(xiàn)的查閱工作 并按期完成了開(kāi)題報(bào)告 實(shí)習(xí)報(bào)告和畢業(yè) 設(shè)計(jì)翻譯的撰寫(xiě) 在我們正式進(jìn)入畢業(yè)設(shè)計(jì)后 我自己遇到過(guò)很多問(wèn)題和困難 但 xxx 老師每周都能在百忙之中騰出時(shí)間為我們悉心講解 并且給我提出過(guò)很 多中肯的建議 而且 xxx 老師每周都能及時(shí)了解我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況 并給我們提出具體的設(shè)計(jì)任務(wù) Xxx 老師的治學(xué)態(tài)度和為人的直率 誠(chéng)懇都給 我們樹(shù)立了良好的榜樣 有時(shí)間的時(shí)候也教我們做人的道理 使我們受益終生 在此 在實(shí)習(xí)當(dāng)中跟我們講解我們所碰到的問(wèn)題 我對(duì) xxx 老師表示崇高的敬 意 26 參 考 文 獻(xiàn) 1 賈生 10PF 90A 型葡萄覆土埋藤機(jī)的設(shè)計(jì)研 農(nóng)業(yè)機(jī)械 J 2011 3 2 2 李憶萱 中型葡萄藤越冬掩埋機(jī)的研究 N 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) 2008 6 17 3 3 河南省農(nóng)業(yè)機(jī)械管理局 新編農(nóng)業(yè)機(jī)械讀本 M 河南科學(xué)技術(shù)出版社 2004 1 4 秦貴 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械化新技術(shù) M 農(nóng)業(yè)出版社 2008 1 5 趙勻 農(nóng)業(yè)機(jī)械分析與綜合 M 機(jī)械工業(yè)出版社 2009 1 6 楊剛橋 洪建國(guó) 農(nóng)業(yè)機(jī)械與農(nóng)村經(jīng)濟(jì) M 科學(xué)出版社 2012 1