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葡萄覆土裝置設(shè)計 摘 要 葡萄覆土裝置的研制 是為解決我國北方地區(qū)葡萄藤冬前覆土掩埋全部由人 工手工作業(yè)勞動強度大 生產(chǎn)效率低而國內(nèi)又沒有適用專用機具的難題 本文從 農(nóng)業(yè)機械設(shè)計的角度 闡述了該機具研究開發(fā)的目的 葡萄埋藤作業(yè)的農(nóng)業(yè)技術(shù) 條件 機具設(shè)計的依據(jù) 機具作業(yè)的工作原理 機具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計和拋土換向 機構(gòu)等關(guān)鍵零部件的設(shè)計和計算 并對該機具的進一步完善設(shè)計提出了改進方案 關(guān)鍵詞 葡萄覆土機 設(shè)計計算 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 葡萄覆土機的特點 1 1 3 葡萄覆土機的發(fā)展現(xiàn)狀 1 2 整體總體方案的確定 3 2 1 設(shè)計思想 6 2 2 主要結(jié)構(gòu)設(shè)計 8 2 3 覆土裝置的工作原理 10 2 4 整機總體方案的確定 12 3 主要零部件的設(shè)計計算 14 3 1 傳動路線及速度的設(shè)計 15 3 2 主變速箱傳動比確定 17 3 3 主變速箱錐齒輪設(shè)計計算 18 3 4 鏈傳動的設(shè)計計算 20 3 5 齒輪傳動的設(shè)計計算 21 3 6 輸入軸的設(shè)計計算 22 3 7 中間軸的設(shè)計計算 24 3 8 輸出軸的設(shè)計計算 25 3 9 各軸的校核計算 26 結(jié) 論 27 致謝 28 參考文獻 29 1 1 緒 論 1 1 前言 葡萄是我國重要的果品之一 近些年來 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)模都在逐年擴大 葡萄種植面積的增大 產(chǎn)量的提高 極大地豐富了市場 也 成為農(nóng)民脫貧致富的一條有效途徑 但長期以來 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 勞動強度大 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)展進程 而在我國北方地區(qū) 尤以葡萄藤的冬前掩埋為最突出 的需要機械化解決的問題 1 2 葡萄覆土機特點 當(dāng)前 國內(nèi)生產(chǎn)的葡萄埋藤機有以下幾種主要機型 1MP 500 型多功能葡萄 埋藤機 3LG 型葡萄埋藤旋耕多用機 100PF A 型葡萄越冬覆土機 3MT 1 8 型越 冬覆土埋藤機 PMT 75 型葡萄埋藤機 MT200 2 葡萄埋藤機 這些葡萄埋藤機 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 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 工作時 將旋送的土經(jīng)縱向 輸送 橫向輸送到達需要掩埋的葡萄藤上 實現(xiàn)埋藤 這類葡萄埋藤機具 優(yōu)點 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 缺點是作業(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 工作時 直接旋 耕拋土到雙側(cè)綁好的葡萄藤上 實現(xiàn)覆土作業(yè) 優(yōu)點是機具只工作一遍 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 冬季氣溫條件來選擇使用葡萄 埋藤機 2 1 3 葡萄覆土機發(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 滿足 了人們的消費要求和工業(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行冬前掩埋 以防風(fēng) 干 其勞動強度大 效率低 作業(yè)質(zhì)量差 是一項時效性強的作業(yè) 影響了葡萄 種植業(yè)的進一步發(fā)展 據(jù)了解國外基本選擇在氣候適宜的地域種植 無須葡萄藤 掩埋 也沒有相應(yīng)的機械可以借鑒 國內(nèi)目前尚無專門的葡萄藤越冬掩埋機 2000 年我國成立了課題組開始埋藤機的研究 根據(jù)旋耕機工作原理由動力驅(qū)動并 切削土壤 加上拋土功能 使其堆土形狀達到所需要的位置 埋藤后再澆水漫灌 目的是保墑 以防風(fēng)干 3 2 整機總體方案的設(shè)計 2 1 設(shè)計思想 本課題是以機器經(jīng)濟性好 人性化設(shè)計 環(huán)境友好性好 可靠性高 壽命 長 結(jié)構(gòu)簡單 易于維修等為設(shè)計思想 2 2 主要結(jié)構(gòu)確定 考慮到葡萄行間土壤較堅實 鏟土與送土所需動力較大 且拖拉機寬度受 葡萄種植行距的嚴(yán)格限制 因此 本次設(shè)計選擇 SH 500 型輪式拖拉機作為基 本配套動力機型 整機結(jié)構(gòu)簡單 外型美觀 制造容易 強度可靠 安全系數(shù) 高 盡量選用國家標(biāo)準(zhǔn)件及通用零部件 機具使用 調(diào)節(jié) 維護方便 使用可 靠 便于安裝和掛接 整機采用三點全懸掛正牽引式作業(yè)方式 機具前部挖溝取土 通過兩級輸 送機構(gòu)將土壤提升并拋送到機具一側(cè) 機具的升降由拖拉機的液壓操縱手柄來 完成 機具的取土深度亦即埋藤覆土量由機具限深地輪的深淺來調(diào)整 整機主要組成部分是懸掛牽引機架 動力輸入變速箱 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 主要組成部分見上圖所示 4 2 3 覆土機的工作原理 覆土機在作業(yè)時 拖拉機動力輸出軸經(jīng)主變速箱為縱向和橫向輸送機構(gòu)提 供動力 在拖拉機前進動力的牽引下 與地面保持一定入土角的挖溝集土鏟被 強制入土 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 土壤拋向機具一側(cè) 橫向輸送帶兩側(cè)的拋土擋板可由機手根據(jù)機具作業(yè)實際需 要抽拉并限定在合適位置 使機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)機手在地頭換位 可使橫向輸送帶實現(xiàn)左右方向的拋土換向 2 4 整機總體方案的確定 由前章所述 整機的布置如上圖所示 按照此方案 本次設(shè)計確定以方案為 準(zhǔn) 并根據(jù)方案擬定整機的整體布置 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 并且由拖拉機連接來的主傳動系統(tǒng)裝置 拖拉機 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 3 1 傳動路線及速度確定 圖 3 1 主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 本次葡萄覆土裝置的主傳動結(jié)構(gòu)如上圖所示 序號 1 為主變速器 主變速器 靠一對錐齒輪減速 序號 2 為縱向輸送帶 主變速器輸出部分為一主鏈輪 Z3 帶動從動鏈輪 Z5 連接帶動序號 2 的縱向輸送帶 通過主變速器出來的 Z4 主動鏈輪帶動換向器 序號 3 換向器輸出鏈輪帶 動 Z7 從動鏈輪 Z7 從動鏈輪帶動一對錐齒輪進行轉(zhuǎn)向輸送到橫向輸送器 經(jīng) 過換向器輸出的鏈輪帶動 Z6 從動鏈輪連同一對錐齒輪帶動橫向輸送器的另一 端 兩端不同主要是為了將集土鏟出的土分別通過換向器將土分散到兩邊 拖拉機動力輸出軸的動力經(jīng)變速箱變速后分為兩部分 一部分傳遞到機具的 縱向輸送主傳動滾筒 2 帶動縱向輸送帶運動 將機具集土鏟所取土壤沿縱向 6 向后升運到一定高度后落向橫向輸送帶 另一部分動力經(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)機械設(shè)計輸送帶的工作線速度的推薦值并經(jīng)試驗后 確定為 v 帶 3 m s 或更高一些 而拖拉機動力輸出軸的轉(zhuǎn)速 v1 為 540 r min 本設(shè)計選擇通過主變箱的第一級錐齒輪減速和第二級鏈傳動共兩極降速來實現(xiàn) 上述要求 3 2 主變速箱及傳動比確定 1 主變箱的第 級變速設(shè)計和計算 主變箱選擇一級錐齒輪減速 主變速箱 主動軸的轉(zhuǎn)速即拖拉機動力輸出軸的轉(zhuǎn)速v1為540 r min 主 被動錐齒輪的齒數(shù)分別設(shè)計為z1 25 z2 40 變速比 12540Zi 則住變速箱被動軸轉(zhuǎn)速為 25214037 minVir 2 主變速箱被動軸到輸送滾筒的第 級變速設(shè)計及計算 滾筒直徑設(shè)計為D 滾筒 200 mm 周長p 滾筒 D 0 63m 運輸帶線速度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 級鏈傳動的變速比 28 09375Vi 滾 筒 3 3 主變速箱錐齒輪設(shè)計 a 選材 小齒輪材料選用 45 號鋼 調(diào)質(zhì)處理 HB 217 255 HP1 580 Mpa Fmin1 220 Mpa 7 大齒輪材料選用 45 號鋼 正火處理 HB 162 217 HP2 560 Mpa Fmin2 210 Mpa b 由參考文獻 2 以下簡稱 2 式 5 33 計算應(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 計算取 H H 2 533 6 Mpa c 按齒面接觸強度設(shè)計小齒輪大端模數(shù) 由于小齒輪更容易失效故按小齒輪 設(shè)計 取齒數(shù) Z1 21 則 Z2 Z1 i12 3 762 32 79 取 Z2 79 實際傳動比 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)計算得出主變速器錐齒輪數(shù)據(jù)如下 1 實際齒數(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)計計算 本次設(shè)計鏈傳動采用精密滾子鏈 滾子一鏈傳動設(shè)計計算 根據(jù) 21 0 93Zi鏈 傳 動 根據(jù)鏈傳動設(shè)計要素 由于 z1 z min z min 9 z1 應(yīng)參照鏈速和傳動比選取 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 選定鏈輪型號為 16A 節(jié)距為 25 4mm 驗 0P 電機功率計算公式為 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 計算鏈節(jié)數(shù)與實際中心距 初定為 40p 鏈節(jié)數(shù) 230320p 541514 a a zpzL 118 取鏈節(jié)為 118 節(jié) 實際中心距 223232 50851850184 5 pa zzLpzL 1266 計算對軸的作用力 取 Kq 1 25 0 6358 21vP10q KQ 2994 4N 計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 齒輪傳動設(shè)計計算 1 選用直齒圓柱齒輪傳動 2 選用 7 級精度 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 號鋼 調(diào)質(zhì)處理 HB 236 大齒輪選用 45 號鋼 正火處理 HB 190 由 機械零件設(shè)計手冊 查得 lim1lim2580 370SHlim 1 0HaHaMPP 25 4lilili FFF M 2 確定各種參數(shù) 齒輪按 9 等級精度制造 由于原動機為電動機 工作機為帶式輸送機 載荷平穩(wěn) 齒輪在兩軸承 間對成布置 一般按照中等沖擊載荷計算 查 機械設(shè)計基礎(chǔ) 教材中 表 11 3 得 取 K 1 3 查 機械設(shè)計基礎(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 機械設(shè)計基礎(chǔ) 教材中表 11 6 取 齒寬系數(shù) 13 由 aHMPS5801lim1 aH37li22 aFPS605 14lim1 aFM2 3li22 3 按齒面接觸強度設(shè)計計算 158mNT 3 3 221 6 10218 0583704 5m 齒數(shù)取 Z1 25 則 Z2 25 2 50 故實際傳動比 250 21Zi 模數(shù) 4 6 4 1m 取 m 4 計算圓周速度 V smntd 64 31062 48106 3 計算齒寬 b 及模數(shù) nt138 4 25 95 124cos3 8 cos11 mhbzdbnttntt 14 4 計算縱向重合度 903 14tan2138 0tan318 01 Zd 5 計算載荷系數(shù) 由表 10 2 查得使用系數(shù) K 1A 根據(jù) V 3 56m s 7 級精度 由圖 10 8 查得動載荷系數(shù) 由表 10 12 VK 4 查得 的計算公式 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 按齒根彎曲強度設(shè)計 由式 10 17 得 321 cosFsan YdZYKTm 1 確定計算參數(shù) 1 計算載荷系數(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 的彎曲疲勞強度極限 齒MPaFE501 輪 2 得彎曲疲勞強度極限 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 計算大 小齒輪 并加以比較 FSaY 017 2341 3 86 952 21 FSaFSaY 通過比較大齒輪的 數(shù)值大 FSaY 9 計算接觸疲勞許用應(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)計計算 我們是按扭轉(zhuǎn)強度條件來計算軸的最小直徑 這種方法只按軸的扭矩來計算 軸的強度 如果還受不大的彎矩時 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)計時 通常用這種方法來初步估算軸的直徑 對于不大重要的 軸 也可作為最后的計算結(jié)果 軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為 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 我們?nèi)?m4 確定軸的各段尺寸和長度 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軸承 同時配合軸承套的長度要求 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 第四段軸本來采用光軸 但由于為了在轉(zhuǎn)動過程中需要隨時調(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 長度 20mm 3 7 中間軸的設(shè)計計算 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)強度條件來計算軸的最小直徑 這種方法只按軸的扭矩來計算 軸的強度 如果還受不大的彎矩時 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)計時 通常用這種方法來初步估算軸的直徑 對于不大重要的 軸 也可作為最后的計算結(jié)果 軸的最小半徑條件為 13 pdcn 查 機械設(shè)計 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)計計算 經(jīng)過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)強度條件來計算軸的最小直徑 這種方法只按軸的扭矩來計 算軸的強度 如果還受不大的彎矩時 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)計時 通常用這種方法來初步估算軸的直徑 對于不大重 要的軸 也可作為最后的計算結(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 取長度 190mm 3 9 各軸的校核計算 1 鏈輪輸出軸的校核 1 計算受力 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)計的葡萄覆土機按葡萄種植行距為 4 m 進行分析計算 人工作業(yè) 1 人 10 h 可埋藤 200 m 單價按 0 4 元 m 則人工費用為 80 元 日 人工作業(yè)成本為 2 051 元 hm2 機具作業(yè) 小時生產(chǎn)率為 2 5 5 0 km h 一個作業(yè)季節(jié)可完成作業(yè)面積 35 hm2 以上 機具的作業(yè)成本為 420 元 hm2 每公頃降低作業(yè)成本 1 631 元 本次設(shè)計的葡萄覆土機有以下特點 1 整機采用三點全懸掛式連接 機組作業(yè)時拖拉機承受部分機具重量和作業(yè) 阻力 可改善拖拉機的牽引性能 結(jié)構(gòu)緊湊 機動性好 2 應(yīng)用鏈傳動和帶傳動設(shè)計 機具結(jié)構(gòu)和工作原理簡單 整機國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)件和 通用件選用程度高 機具故障檢查維修方便 3 整機設(shè)有拋土換向機構(gòu) 可使機組在每個行間都能通過換向后進行覆土埋 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 為加大輸土量并使土壤細碎 提高機械埋藤質(zhì)量 可在集土鏟部分加裝強制 送土機構(gòu) 完善拋土控制機構(gòu) 加裝液壓缸以提高自動化程度 25 致 謝 自從畢業(yè)設(shè)計開始以來 xxx 老師就帶領(lǐng)我們進行畢業(yè)設(shè)計實習(xí)并給我們 講解葡萄覆土裝置的有關(guān)知識和覆土裝置的設(shè)計的介紹 在設(shè)計的這段時間內(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 在 xxx 老師的幫助下 我順利地完成了畢業(yè)設(shè)計的實習(xí)任務(wù) 而且完成了畢業(yè)設(shè)計調(diào) 研和資料的搜集 文獻的查閱工作 并按期完成了開題報告 實習(xí)報告和畢業(yè) 設(shè)計翻譯的撰寫 在我們正式進入畢業(yè)設(shè)計后 我自己遇到過很多問題和困難 但 xxx 老師每周都能在百忙之中騰出時間為我們悉心講解 并且給我提出過很 多中肯的建議 而且 xxx 老師每周都能及時了解我們的畢業(yè)設(shè)計的進展情況 并給我們提出具體的設(shè)計任務(wù) Xxx 老師的治學(xué)態(tài)度和為人的直率 誠懇都給 我們樹立了良好的榜樣 有時間的時候也教我們做人的道理 使我們受益終生 在此 在實習(xí)當(dāng)中跟我們講解我們所碰到的問題 我對 xxx 老師表示崇高的敬 意 26 參 考 文 獻 1 賈生 10PF 90A 型葡萄覆土埋藤機的設(shè)計研 農(nóng)業(yè)機械 J 2011 3 2 2 李憶萱 中型葡萄藤越冬掩埋機的研究 N 農(nóng)業(yè)機械學(xué)報 2008 6 17 3 3 河南省農(nóng)業(yè)機械管理局 新編農(nóng)業(yè)機械讀本 M 河南科學(xué)技術(shù)出版社 2004 1 4 秦貴 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械化新技術(shù) M 農(nóng)業(yè)出版社 2008 1 5 趙勻 農(nóng)業(yè)機械分析與綜合 M 機械工業(yè)出版社 2009 1 6 楊剛橋 洪建國 農(nóng)業(yè)機械與農(nóng)村經(jīng)濟 M 科學(xué)出版社 2012 1