溫室卷簾機(jī)構(gòu)設(shè)計【含CAD圖紙+文檔】,含CAD圖紙+文檔,溫室,卷簾,機(jī)構(gòu),設(shè)計,cad,圖紙,文檔 摘 要 文章通過比較分析，提出一種自升降的自驅(qū)動型卷簾機(jī)構(gòu)。文章講述了溫室以及配套的卷簾機(jī)構(gòu)的發(fā)展歷史及今后發(fā)展發(fā)的趨勢，引用了幾種溫室機(jī)構(gòu)類型及配套的卷簾機(jī)構(gòu)，通過比較分析各種機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)過程，安裝方法以及經(jīng)濟(jì)性，技術(shù)性，提出一種新型的自驅(qū)動式卷簾機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)與鋸齒形溫室配套使用，能承擔(dān)60米長的卷簾的升降工作，上下限位距離3米。通過與計算機(jī)的結(jié)合作用，能夠自動控制升降，并能實現(xiàn)3米限位內(nèi)任意開度控制。最關(guān)鍵的是啟動裝置能與卷簾同步升降，減少了安裝過程中的麻煩。 關(guān)鍵詞：溫室；卷簾；機(jī)構(gòu) ABSTRACT The development of greenhouses and curtain was summarized mainly in this article, which was contained various mechanisms of rolling blinds machine, which were used in many kinds of greenhouses widely. Through there’s characteristic A new kind of auto –controlling rolling blinds machine is overture and designed to realize the tolling blinds which is sixty meters long rise and lower at every position among three meters limit by computers. The novelty was that motivated equipment can rise and lower with the synchronous speed, and then , it could be fixed easily. Key Words: greenhouses; curtain; mechanism 目 錄 第一章 緒論·············································1 1.1 國內(nèi)外溫室的發(fā)展現(xiàn)狀············································1 1.2 我國自行設(shè)計和引進(jìn)溫室的利用情況································1 1.3 溫室的分類······················································1 第二章 卷簾機(jī)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀································2 2.1概述·····························································2 2.2卷簾機(jī)構(gòu)的各種機(jī)型簡述···········································2 第3章 總體方案設(shè)計······································5 第四章 零部件設(shè)計········································7 4.1 透明覆蓋物的選擇················································7 4.2 卷軸設(shè)計························································7 4.3 電動機(jī)的選擇與計算··············································7 4.4 減速器的設(shè)計····················································9 4.5 蝸桿軸的設(shè)計計算···············································11 結(jié)束語···················································17 致謝·····················································18 參考文獻(xiàn)·················································19 附錄 ···················································20 第一章 緒論 1.1 國內(nèi)外溫室的發(fā)展現(xiàn)狀 世界各國的現(xiàn)代溫室，于20世紀(jì)60年代逐步完善并快速發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn)后，各國都致力于自身的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，經(jīng)濟(jì)迅速恢復(fù)和快速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量大幅度提高，對農(nóng)產(chǎn)品提出了更高的要求；隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)水平的提高，也加快了農(nóng)業(yè)的工業(yè)化進(jìn)程，設(shè)施農(nóng)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生，在全球迅速崛起，并形成資金、技術(shù)勞動力密集型的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，也是當(dāng)今世界最具活力的產(chǎn)業(yè)之一，現(xiàn)代溫室也隨之快速發(fā)展。 從國內(nèi)外現(xiàn)代設(shè)施園藝發(fā)展情況來看，特別是發(fā)達(dá)國家，現(xiàn)代溫室大多以大型連棟溫室為主，其中塑料薄膜溫室約60萬公頃（含中國的日光溫室及塑料大棚），主要分布在亞洲；玻璃溫室約4萬公頃，主要分布在歐洲；新型覆蓋材料聚碳酸酯板溫室近幾年來有較快發(fā)展，目前約有1萬公頃，零星分布于世界各國[1]。 荷蘭是世界上溫室產(chǎn)生最發(fā)達(dá)的國家，其溫室以大型玻璃溫室為主體，現(xiàn)有大型連棟玻璃溫室面積1.0*104hm2，約占世界玻璃溫室的1/4，居世界之首。其中花卉栽培面積為5000hm2,蔬菜栽培面積為5000hm2。荷蘭溫室生產(chǎn)水平很高，如番茄的生產(chǎn)，20世紀(jì)80年代初以來其產(chǎn)量提高很快，每平方米番茄年產(chǎn)量1970年為20kg左右，80年代后期超過40kg，現(xiàn)在達(dá)到50-60kg。其主要原因是：無土栽培的普及，高產(chǎn)品種的開發(fā)，增加溫室高度而改善了栽培環(huán)境，計算機(jī)應(yīng)用的普及，施肥和環(huán)境管理的改善，利用昆蟲授粉和利用昆蟲天敵治理蟲害等。荷蘭全國每年花卉出口收入達(dá)15億美元。蔬菜出口收入達(dá)10億美元。其全自動化溫室成套設(shè)備在世界上享有很高的聲譽(yù)[2]。 1.2 我國自行設(shè)計和引進(jìn)溫室的利用情況[2] 我國現(xiàn)有現(xiàn)代化的大型連棟溫室大棚面積近200hm2，其中，由我國自行設(shè)計和建造的有50hm2，自荷蘭、美國、以色列、日本、韓國、法國、西班牙等11個國家和地區(qū)引進(jìn)的現(xiàn)代化溫室140hm2以上，其中大型連棟充氣大棚約占2/3，玻璃溫室占1/3。大型現(xiàn)代化溫室及大棚南方多用于花卉栽培，而北方以蔬菜為主，部分用于栽培苗木。 引進(jìn)國外的玻璃溫室骨架多采用雙層面式鋼骨架，而塑料薄膜連棟充氣溫室，采用圓弧拱頂結(jié)構(gòu)，有的可將部分拱頂開作天窗。除日本的連棟大棚高度為3.5 m較矮以外，其他國家的連棟溫室、大棚一般高達(dá)5-6.5m，結(jié)構(gòu)高大；因溫室、大棚要常年處在高溫高濕條件下，對骨架材料不僅要求強(qiáng)度高，而且要耐蝕性好，要熱鍍鋅或進(jìn)行防繡處理，溫室大棚的立柱及拱架粗度為50-75mm間，壁厚達(dá)3mm以上。引進(jìn)的溫室其連棟大棚的結(jié)構(gòu)也有所不同。 1.3 溫室的分類 在生產(chǎn)實踐活動中，溫室的分類有多種方式，現(xiàn)代化溫室是比較完善的保護(hù)地生產(chǎn)設(shè)施，利用這種設(shè)施可以人為的創(chuàng)造，控制環(huán)境條件。其中有四種溫室是我們常見的類型，它們分別是拱圓形大棚、屋脊型大棚、鋸齒形溫室和圓拱型溫室。根據(jù)溫室屋面形式分類塑料溫室可分為拱圓頂溫室，尖屋頂溫室，鋸齒形溫室和屋脊溫室四種，其中最為常用的拱圓頂溫室和鋸齒形溫室。 第二章 卷簾機(jī)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀 2.1 概述 我國溫室發(fā)展迅猛，但由于冬季溫度低，日照時間短，成為發(fā)展溫室的兩大自然障礙[5]。日光溫室在寒冷的冬季必須在透明物上覆蓋保溫材料，從而解決溫度低，日照時間短的問題。卷簾機(jī)構(gòu)就成為溫室發(fā)展不可或缺的設(shè)備。卷簾是溫室的通風(fēng)換氣和溫度調(diào)節(jié)裝置之一。溫室的迅猛發(fā)展對之配套的卷簾裝置提出了新的要求。以往卷簾雖要人工干預(yù)手動控制，能實現(xiàn)任意開度控制，但其低效率和高勞動強(qiáng)度嚴(yán)重影響作業(yè)質(zhì)量?，F(xiàn)在的卷簾機(jī)構(gòu)可由計算機(jī)自動控制，能實現(xiàn)開啟或關(guān)閉兩種狀態(tài)。結(jié)合兩種控制的優(yōu)點，計算機(jī)控制并可實現(xiàn)任意開度的卷簾裝置成為今后的發(fā)展趨勢。 2.2 卷簾機(jī)構(gòu)的各種機(jī)型簡述 國內(nèi)外現(xiàn)有的卷簾機(jī)構(gòu)大體可分為手搖式和電動式。由于經(jīng)濟(jì)，技術(shù)等條件的制約，手動卷簾機(jī)構(gòu)和機(jī)動卷簾機(jī)構(gòu)在國內(nèi)的溫室栽培中都受到廣泛運(yùn)用。 卷簾機(jī)構(gòu)主要分為： （一）.手搖卷簾機(jī)：最初的卷簾設(shè)備是人工的，稱為手搖卷簾機(jī)。人力卷簾機(jī)以纏繞式為主。 主要是根據(jù)保溫被的巻鋪原理，在保溫被的下端橫向固定一根鐵管作為卷簾軸， 在軸的兩端安裝卷簾機(jī)構(gòu)。通過搖轉(zhuǎn)繞線輪，鋼索牽引卷簾輪轉(zhuǎn)動，即可實現(xiàn)卷簾[7]，如圖2-1。 1，8.繩索 2，3，5，9.滑輪 4. 卷筒 6.減速器 7.手搖輪 10.保溫卷簾 11.采光面 12.卷軸 13.繩索固定點 圖2-1 手搖式卷簾裝置 （二）.電動卷簾機(jī)[6]：電動卷簾機(jī)的種類很多，根據(jù)傳動方式的不同就可分為V帶傳動，齒輪傳動，滑輪移動等卷簾機(jī)。從工作原理區(qū)別，電動卷簾機(jī)可分為以下幾種： 1.單軸牽引型卷簾機(jī)：該機(jī)由卷簾機(jī)組、牽引軸、軸承座、軸承支架、牽引繩、卷簾桿等構(gòu)成（圖2-2）。卷簾機(jī)組固定安裝在溫室頂部的一端，包括三相電動機(jī)與蝸輪傳動減速器。減速器的輸出軸為單頭，與牽引軸相聯(lián)。牽引軸沿溫室縱長方向通過軸承座、軸承支架固定在溫室頂部。牽引繩呈對折狀，其1/2長度鋪壓在草簾之下，此段的繩頭拴系在溫室頂端，另1/2長度位于草簾之上，其繩頭按一致的旋向纏繞在牽引軸上，并通過繩卡將繩頭固定在牽引軸上。草簾的上端被固定在溫室頂部，下端與卷簾桿固定在一起。按動卷簾機(jī)控制開關(guān)的按鈕，令卷簾機(jī)組驅(qū)動牽引軸轉(zhuǎn)動，隨著牽引繩在牽引軸上被纏繞的圈數(shù)增多，牽引繩對折于草簾上、下方的長度不斷縮短，草簾即被平穩(wěn)地沿棚面向上拉動卷起。反之，令卷簾機(jī)組驅(qū)動牽引軸反向轉(zhuǎn)動，使?fàn)恳K在牽引軸上纏繞的回數(shù)減少，牽引繩對折于草簾上、下方的繩長增加，在被卷草簾自重的作用下，草簾逐漸沿棚面向下展開，直至完全將溫室棚面覆蓋。由于減速器為單頭蝸桿減速器，其輸出軸具有自鎖功能，因此牽引軸可在任意轉(zhuǎn)動位置鎖止，被卷動的草簾亦可在揭啟的任意位置上停滯靜止。為防止因偶然停電而影響保溫簾的正常揭啟、覆蓋作業(yè)，同時兼顧某些地方使用三相電源不便，減速器的輸入軸設(shè)為雙頭，除一頭與電機(jī)相聯(lián)外，另一頭可聯(lián)結(jié)手輪。在停電或無電源的情況下，通過轉(zhuǎn)動手輪操縱卷簾機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)，即可使保溫簾得以揭、蓋。手輪以輔助勞力即可輕松搖動，以此操縱整棟溫室。單軸驅(qū)動的牽引型卷簾機(jī)主要適于長度為60米以內(nèi)的單坡面溫室應(yīng)用。 圖2-2 單軸牽引型卷簾機(jī) 圖2-3 雙軸牽引型卷簾機(jī) 2.雙軸牽引型卷簾機(jī)：該機(jī)的機(jī)構(gòu)和工作原理與單軸驅(qū)動牽引型卷簾機(jī)相似，不同點在于：其蝸輪減速器的輸出軸為雙頭，使用時固定安裝在溫室頂部的中央（圖2-3），兩輸出軸分別與兩邊的牽引軸聯(lián)接，并驅(qū)動其對牽引繩進(jìn)行牽引或放松動作。這種雙軸驅(qū)動牽引型卷簾機(jī)適合長度為120米以內(nèi)的單坡面溫室應(yīng)用。 以上兩種形式卷簾機(jī)構(gòu)簡單、造價低廉、工作性能可靠。但是，由于其卷簾機(jī)組、牽引軸等主要工作部件須安裝固定于溫室頂部，因而對溫室頂部建筑結(jié)構(gòu)極其強(qiáng)度有一定要求，同時對安裝的技術(shù)也相對較高。 3.自驅(qū)動型卷簾機(jī)：該機(jī)由卷簾機(jī)組、卷簾桿、壓鐵、伸縮支桿和鉸接支座等構(gòu)成（圖2-4）。卷簾機(jī)組固定在伸縮支桿上端的機(jī)座上，減速器的輸出軸通過法蘭盤與橫貫溫室全長的卷簾桿相聯(lián)，卷簾桿全長上均勻地設(shè)有螺孔。保溫簾的上端固定在溫室頂部，下端通過螺栓與壓鐵被壓緊在卷簾桿上。按動卷簾機(jī)控制開關(guān)的按鈕，卷簾組即直接驅(qū)動卷簾桿轉(zhuǎn)動。當(dāng)驅(qū)動卷簾桿沿棚面向上方轉(zhuǎn)動時，卷簾桿即帶動保溫簾邊自卷邊向上滾動，由于支撐卷簾機(jī)組的伸縮支桿的長度可隨卷簾機(jī)組位置變動而自由變化，因此卷簾機(jī)組亦隨之上升，從而使保溫簾揭啟。反之，令卷簾機(jī)驅(qū)動卷簾桿反向轉(zhuǎn)動時，保溫簾則在自重作用下沿棚面向下方滾動，使其重新恢復(fù)到覆蓋狀態(tài)。 與牽引型卷簾機(jī)相比，這種自驅(qū)動型卷簾機(jī)的構(gòu)造更為簡單。特別是它無須在溫室頂部安裝任何附屬構(gòu)件，因而不僅對溫室頂部的建筑結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度無特別要求，而且安裝施工亦非常方便、快捷。但是，自驅(qū)動型卷簾機(jī)要求減速器的傳動比較大，一般為1：300左右，減速器設(shè)計一般為二級傳動，故成本略高。 4.雙向牽引型卷簾機(jī)：對于棚面坡度平緩（小于10度）的溫室，當(dāng)需要保溫簾由卷起狀態(tài)向下翻滾，展開到覆蓋狀態(tài)時，僅依靠保溫簾的自重是難以實現(xiàn)的。另外，對于具有后坡，并且后坡亦以保溫簾覆蓋的溫室，欲將保溫簾從后坡底部由卷起狀態(tài)向上翻滾展開時，不借助外力更是不可能的。因此，這些情況下須采用雙向牽引型卷簾機(jī)，即保溫簾由卷起狀態(tài)向覆蓋態(tài)翻滾展開時，也利用動力和牽引繩作反向拉動。 圖2-4 自驅(qū)動型卷簾機(jī) 圖 2-5 雙向牽引型卷簾機(jī) 雙向牽引型卷簾機(jī)與其它形式卷簾機(jī)的區(qū)別在于，它在溫室的前沿多設(shè)置若干組滑輪和反拉牽引繩等構(gòu)件（圖2-5）。反拉牽引繩的一端拴系于保溫簾最下部，另一頭按正拉牽引繩相反的旋向纏繞固定在牽引軸上。當(dāng)保溫簾卷起時，反拉牽引繩在牽引軸上纏繞的圈數(shù)隨牽引軸轉(zhuǎn)動而減少。其下端則隨保溫簾卷動而卷夾在保溫簾各層之間，并向上卷動。當(dāng)雖要保溫簾翻滾展開時，則驅(qū)動減速器反轉(zhuǎn)，使正拉牽引繩在牽引軸上的纏繞圈數(shù)逐圈減少，而反拉牽引繩在牽引軸上纏繞圈增多，反拉牽引繩即通過滑輪而拉動保溫簾反向翻滾，從而實現(xiàn)展開。 第三章 總體方案設(shè)計 鋸齒形溫室的側(cè)墻是垂直的，溫室本身的特點就決定了實現(xiàn)卷簾的卷放動作是比較困難的[9]。對于側(cè)墻長60米的溫室，選用牽引型卷簾機(jī)存在很多的不合理處，即使?fàn)恳途砗煓C(jī)有很多優(yōu)點。 牽引型卷簾機(jī)的啟動和傳動裝置一般裝在溫室頂部，對溫室的頂部的建筑結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度要求很高，鋸齒形溫室不太適用。不選用牽引型卷簾機(jī)的主要原因還不僅僅以上的問題。首先，60米長的卷簾軸可由10根標(biāo)準(zhǔn)鍍鋅鋼管（自來水管）焊接而成，但牽引型卷簾機(jī)構(gòu)中卷軸位于頂端，是完全受力桿，所以不可避免會出現(xiàn)中間下凹的情況。其次，傳動機(jī)構(gòu)的安裝也是一個問題。從減速機(jī)構(gòu)到卷簾軸的傳動無法實現(xiàn)。如果將鏈輪安裝在卷簾軸的最外端又會出現(xiàn)第一種情況的問題。關(guān)鍵就在于無法在旋轉(zhuǎn)的卷簾軸的任何部位加一個支承。第三，也是最關(guān)鍵的問題。因為該溫室沒有坡度，在這種溫室上安裝牽引式卷簾機(jī)構(gòu)根本就不能實現(xiàn)薄膜上卷的動作。 為了避免這些情況，選用自驅(qū)動型卷簾機(jī)。大體思路是設(shè)計一種啟動裝置能與卷軸同步升降的自驅(qū)動卷簾機(jī)。卷軸從下往上卷動，因為纏繞在卷軸上的透明幕簾（多用薄膜）的上端粘結(jié)在溫室側(cè)墻頂端，承受了作用力，卷軸就不會明顯彎曲（少許的彎曲是在誤差范圍內(nèi)的）。同步升降卷簾機(jī)主要包括：啟動裝置（電動機(jī)），傳動裝置（減速器，聯(lián)軸器傳動），執(zhí)行裝置（卷軸）以及同步升降配套裝置（固定導(dǎo)軌，鋼絲等）?？傮w方案示意圖如下（圖3-1）： 圖3-1 總體示意圖 電動機(jī)穿透的動力經(jīng)減速箱降速穿透給卷軸，卷軸卷動薄膜往上卷。當(dāng)電動機(jī)反轉(zhuǎn)時，卷軸也反卷下放薄膜。減速箱的輸出軸直徑與卷軸直徑相等。當(dāng)輸出軸轉(zhuǎn)動時，鋼絲纏繞在輸出軸上，將整個支撐架同步上拉。因為有固定滑軌導(dǎo)向，在上升過程中，支撐架不會偏向。輸出軸上同時安裝光電轉(zhuǎn)速傳感器，將上升下降的轉(zhuǎn)數(shù)化為直線距離穿透給計算機(jī)，由計算機(jī)控制電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)自驅(qū)動卷簾可以停止在升降過程中的任意位置。這樣就可以將人動和機(jī)動卷簾機(jī)構(gòu)的優(yōu)點結(jié)合起來，設(shè)計出一種新型的卷簾機(jī)構(gòu)—智能卷簾機(jī)。 第四章 零部件設(shè)計 4.1 透明覆蓋物的選擇 早起的保溫材料通常用草簾，保溫被。薄膜作為當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的非金屬材料，在溫室上也被大量使用。經(jīng)常用的三種農(nóng)用覆蓋材料有： （1）.聚氯乙烯（PVC）棚膜 特點是透光性好，阻隔遠(yuǎn)紅外線，保溫性強(qiáng)，柔軟易造型，好黏結(jié)，耐候性好。缺點是密度大（為1.3g/cm3），成本高。低溫下變硬脆化，高溫下又易軟化松弛，殘膜不能燃燒處理。 （2）.聚乙烯（PE）棚膜 質(zhì)地輕（密度為0.92 g/cm3），柔軟，易造型，透光性好，無毒，適于做各種棚膜，地膜。缺點是耐候性差，保溫性差，不易黏結(jié)。 (3).乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）農(nóng)膜 性能如下： ①.對紅外線的阻隔性介于PVC和PE之間。保溫性PVC> EVA>PE； ②.弱極性，可與多種耐候劑，保溫劑，防霧劑混合吹制； ③.耐候性，耐沖擊性，耐應(yīng)力開裂性，粘結(jié)性，焊接性，透光性，爽滑性都明顯強(qiáng)于PE。 密度為0.94 g/cm3，并且用EVA農(nóng)膜，較其他農(nóng)膜覆蓋增產(chǎn)10%左右，可連續(xù)使用2~3年，老化前不變形。 鑒于以上比較分析，選用EVA農(nóng)膜作為覆蓋物。側(cè)墻用透明覆蓋物的面積為： S=l×h=60×4=240m2 薄膜厚16絲，總質(zhì)量為： m膜=s×b×ρ=240×0.16×10-3×106×0.94≈37 kg 4.2 卷軸設(shè)計 卷簾軸的主要作用是固定幕簾下端，使其能整體卷放。60米長的卷軸可由標(biāo)準(zhǔn)鍍鋅鋼管（自來水管）焊接而成?？招匿摴芡鈴?3.5 mm，內(nèi)經(jīng)26mm。 查手冊GB/T3092-93，鋼管理論重量2.42kg/m。鋼管總質(zhì)量為 m管2.42×60=145.2kg 六十米長的卷軸雖然不是十分粗，但由于全長由上端黏結(jié)的薄膜纏繞，幾乎不受力的作用，對卷簾整體卷放沒有阻礙。 4.3 電動機(jī)的選擇與計算 （1）選擇電動機(jī)類型 根據(jù)卷簾機(jī)組的工作要求，載荷變化較平穩(wěn)，且工作時間不長，啟動頻率低等特點，選用Y系列全封閉自扇冷式電動機(jī)[8]。 （2）選擇電動機(jī)容量 要求卷簾上升3米所用時間為70秒，即 νω=3m/70s=0.043m/s 估算: m電機(jī)=15kg; m減速器=15kg; 支撐架及其他零碎件質(zhì)量15kg. 因此, Fω=G總=(15+15+15+145.2+37)g=227.2×10=2272N 工作機(jī)所需功率Pω Pω= (Fωνω)/(1000ηω)kw 其中, Fω=2272N, νω=0.043m/s , ηω=0.96,計算得 Pω=(Fωνω)/(1000ηω)=(2272×0.043)/(1000×0.96)=0.102kw 電動機(jī)輸出功率P0 P0= Pω/η 其中, η為電動機(jī)至卷軸的傳動裝置總效率. 傳動簡圖如圖4.1，取聯(lián)軸器傳動效率η聯(lián)為0.96，滾動軸承效率η蝸桿為0.70（單頭）。 總傳動效率 η=η聯(lián)2·η蝸桿·η軸承2=0.962·0.7·0.982=0.62 P0=Pw/η=0.102/0.62=0.165kw=165w (3) 確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速 各軸轉(zhuǎn)速： 各軸輸入功率： 各軸輸入轉(zhuǎn)矩： 以上各參數(shù)列表如下4-1 4-1各軸的運(yùn)動和動力參數(shù): 軸號 功率P/（kW） 轉(zhuǎn)速n/(r/min) 轉(zhuǎn)矩T/(Nm) 效率/% 傳動比i 0軸 1.5 1400 10.232 0.96 4 1軸 1.44 350 39.291 0.96 4 2軸 1.38 87.5 150.877 0.784 62 3軸 1.08 1.41 7333.851 0.97 　 4.4 減速器的設(shè)計 根據(jù)GB/T 10085-1988的推存，采用漸開線蝸桿（ZI）。 蝸桿：根據(jù)庫存材料的情況，并考慮到蝸桿傳動傳遞的功率不大，速度只是中等，故蝸桿用45鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為45~55HRC。 因而蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用45號鋼制造。 根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計，再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 傳動中心距: 由前面可知 因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)； 由機(jī)械設(shè)計手冊取使用系數(shù)； 由轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動載荷系數(shù)； 。 因用鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故。 假設(shè)蝸桿分度圓直徑和傳動中心距a的比值,從而可查得。 根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC,可從手冊中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力。 應(yīng)力循環(huán)次 壽命系數(shù) 則 取中心距，因，完全滿足要求，取模數(shù)，蝸桿分度圓直徑。這時，從圖11－18中可查得接觸系數(shù)，因為因此以上計算結(jié)果可用。 軸向齒距；直徑系數(shù)；齒頂圓直徑；齒根圓直徑；分度圓導(dǎo)程角；蝸桿軸向齒厚。 蝸桿齒數(shù)；蝸輪齒數(shù)；變位系數(shù)；驗算傳動比，這時傳動比誤差為 ，是允許的。 蝸輪分度圓直徑 蝸輪喉圓直徑 蝸輪齒根圓直徑 蝸輪喉母圓半徑 當(dāng)量齒數(shù)： 根據(jù)，，從圖11－19中可查得齒數(shù)系數(shù)。 螺旋角系數(shù) 許用彎應(yīng)力 從表11－8中查得由鑄錫磷青銅制造得蝸輪得基本許用彎曲應(yīng)力， 壽命系數(shù)為 ， ，可見彎曲強(qiáng)度是滿足的。 考慮到所設(shè)計的蝸桿是動力傳動屬于通用機(jī)械減速器，從GB/T1008圓柱3蝸桿，蝸輪精度中選擇8級精度，側(cè)隙種類為f標(biāo)注為8f ，查表得蝸桿，蝸輪齒面精度均為1.6而蝸桿頂圓為1.6，蝸輪頂圓為3.2。 4.5蝸桿軸的設(shè)計計算 該軸是蝸桿軸，其所選材料是45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。 該軸的轉(zhuǎn)速為，功率為，轉(zhuǎn)矩為。 蝸桿軸所受各力的大小為： , 根據(jù) ，其中，于是得，輸出軸的最小直徑顯然是帶輪，為了使選的軸直徑與帶輪的孔徑相適應(yīng)，取。 蝸桿軸的結(jié)構(gòu)與受力圖如圖4-2所示。 為滿足小帶輪的軸向定位要求，Ⅰ－Ⅱ段的左端制出軸肩，故取dⅡ－Ⅲ=45mm；Ⅰ－Ⅱ段長度取LⅠ-Ⅱ＝40mm。因軸承同時受有軸向力和徑向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù) dⅡ－Ⅲ=50mm初步選取0組基本游隙組標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承，軸承代號是30210,其尺寸是，故dⅢ-Ⅳ=dⅥ-Ⅶ=50mm, 右端采用軸肩定位，由手冊查得軸肩高度h=3mm,于是dⅥ-Ⅶ=50mm.而LⅥ-Ⅶ=56mm。由于蝸桿螺旋部分半徑不大，蝸桿的齒根圓直徑與軸的比值小于1.7時一般將蝸桿的螺旋部分與軸加工成整體，蝸桿齒寬 按算，于是取=92mm。支承跨度,取L=294mm。小帶輪與軸的軸向定位采用平鍵聯(lián)接,軸段Ⅰ－Ⅱ由手冊選用平鍵為，小帶輪與軸的配合為H7/K6，軸承與軸的軸向定位是借過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6。 在水平面上 負(fù)號表示力的方向于受力簡圖中所設(shè)方向相反。 在垂直平面上 軸承Ⅰ上的總支承反力 軸承Ⅱ上的總支承反力 畫彎矩圖 在水平面上 C-C剖面左側(cè)： C-C剖面右側(cè)： 在豎直平面上 合成彎矩 圖4-2 蝸桿軸的結(jié)構(gòu)與受力圖 C-C剖面左側(cè)： C-C剖面右側(cè)： 畫轉(zhuǎn)矩圖 校核軸的強(qiáng)度 C-C剖面左側(cè)因彎矩大、有轉(zhuǎn)矩，還有鍵引起的應(yīng)力集中，故A-A剖面左側(cè)為危險截面。 由附表10.1，抗彎剖面模量 抗扭剖面模量 彎曲應(yīng)力 扭剪應(yīng)力 對于調(diào)質(zhì)處理的45鋼，由表10.1查得，，， 由表10.1注?查得材料的等效系數(shù)，。 鍵槽引起的應(yīng)力集中系數(shù)，由表10.4查得 絕對尺寸系數(shù)，由附圖10.1查得 軸磨削加工時的表面質(zhì)量系數(shù)由附圖10.2查得。 安全系數(shù) 查表10.5得許用安全系數(shù)，顯然，故C-C剖面安全。 小帶輪處鍵連接的擠壓應(yīng)力 取鍵、軸、聯(lián)軸器的材料都為鋼，查表6.1得。顯然，，故強(qiáng)度足夠。 齒輪處鍵連接的擠壓應(yīng)力 取鍵、軸、齒輪的材料都為鋼，查表6.1得。顯然，，故強(qiáng)度足夠。由表11.13查得70309軸承內(nèi)部軸向力計算公式，則軸承Ⅰ、Ⅱ的內(nèi)部軸向力分別為 比較兩軸承的受力，因，故只需校核軸承Ⅰ。 根據(jù)對軸的校核可知,軸所受到的徑向載荷為： 軸向載荷為： 又知，。因此，。 軸的當(dāng)量載荷 查表可知徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)分別為，，。所以：。 滾子軸承的壽命指數(shù)=,按表13－6取載荷系數(shù)，,溫度系數(shù)。于是，計算壽命： 所選軸承滿足壽命要求。 結(jié)束語 以上設(shè)計的卷簾機(jī)構(gòu)通過軸，鍵以及軸承校核，強(qiáng)度都在允許范圍內(nèi)。而且實際重量沒有超過估計的總質(zhì)量，因此，鋼絲足夠拉動整個啟動傳動裝置。 該卷簾機(jī)構(gòu)能有效的實施計算機(jī)控制，在3米限位內(nèi)能達(dá)到任意開度，使植物的光合作用和生長的必要環(huán)境得到更為科學(xué)的控制。而且安裝也不是太復(fù)雜，對溫室的強(qiáng)度要求也不是太高，是比較適合用于鋸齒形溫室的一種保溫通風(fēng)機(jī)構(gòu)。 致 謝 本論文是在導(dǎo)師龐偉導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的。龐老師淵博的知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，一絲不茍的工作作風(fēng)將使學(xué)生受益終生。本人能夠順利完成本課題預(yù)定的各項任務(wù)與龐導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)是分不開的，在此，謹(jǐn)向龐老師致以最真摯的感謝。 感謝大學(xué)四年學(xué)習(xí)中給予我指導(dǎo)和支持的所有老師和朋友，他們給了我很多的關(guān)心和幫助，在我的學(xué)業(yè)當(dāng)中起了很重要的作用。還要感謝我的同學(xué)宋勇、管樹森、吉來等，在我的畢業(yè)設(shè)計過程中給予了我很大的幫助，在此表示衷心的感謝！ 在此論文完成之際，我還要向養(yǎng)育和教誨我的父母親說一聲：感謝你們在這十幾年漫漫求學(xué)路上的支持。 參考文獻(xiàn) [1] 周長吉主編. 現(xiàn)代溫室工程.北京：化學(xué)化工出版社，2003 [2] 王耀林等主編.設(shè)施園藝工程技術(shù). 鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，2000，10 [3] 劉步洲等主編. 蔬菜塑料大棚的結(jié)構(gòu)和性能. 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1982.9 [4] 馮廣和主編. 設(shè)施農(nóng)業(yè)技術(shù). 北京：氣象出版社，1997.12 [5] 尚書旗. 董佑福等設(shè)施栽培工程技術(shù). 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，P189，1999，12 [6] 貢月玲等. 幾種不同形式的溫室保溫覆蓋卷簾機(jī). 設(shè)施園藝，2000年第4期 [7] 趙樹朋等. 日光溫室單軸牽引型卷簾機(jī)設(shè)計. 石家莊：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2002.第25卷第4期 [8] 胡躍高. 農(nóng)業(yè)總論[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2000 [9] Physical Modeling of Natural Ventilation Through Screens and Windows In Greenhouses. 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Perarson Education Inc.2002. 附錄： 畢業(yè)設(shè)計小結(jié) 經(jīng)過十幾周的畢業(yè)設(shè)計，我們的大學(xué)生活也將接近尾聲。回顧這半學(xué)期的經(jīng)歷，手中的圖紙，幾十頁的說明書，凝聚了多少汗水和心血，感受頗多。 首先，畢業(yè)設(shè)計涉及到了我們四年來所學(xué)課程的很多內(nèi)容，鞏固和實踐了我們所學(xué)的專業(yè)課知識。從設(shè)計計算到驗算校核，每個環(huán)節(jié)都經(jīng)歷了多次修改完善，再修改再完善；從考慮一個片面，到全方位顧及，才感覺到我們所學(xué)知識的不足和應(yīng)用的不夠完善。通過這次畢業(yè)設(shè)計，讓我們得到了在進(jìn)入工作以前的一次很好的鍛煉機(jī)會。 其次，我們這次畢業(yè)設(shè)計的課題是“智能卷簾機(jī)”，分為機(jī)械執(zhí)行部分與計算機(jī)控制部分。雖然大家的分工不同，但我們的最終任務(wù)是相同的——用我們所設(shè)計的各部分工作部件安裝在鋸齒形溫室上。從一開始我們一起去圖書館查資料，進(jìn)行實物參考，到教室里進(jìn)行方案研究，大家著手設(shè)計，一個人發(fā)現(xiàn)設(shè)計錯誤需改動，導(dǎo)致大家的設(shè)計都要改動，到設(shè)計初見模型時的興奮心情，這個過程是大學(xué)四年最值得回憶的，大家在這個過程中建立了更親密的友誼，為我們的同學(xué)生涯畫上了圓滿的句號。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我對所學(xué)專業(yè)課有了更深入的認(rèn)知，相信在工作崗位上，這些知識能夠發(fā)揮很大的作用，使我的自己未來充滿自信。  21