草坪根莖采集收獲機動力傳動箱的設計,草坪,根莖,采集,收集,收獲,收成,機動力,傳動,設計 三江學院畢業(yè)設計（論文）開題報告 題　　目 草坪根莖采集收獲機動力傳動箱的設計 學生姓名、學號 B08152078 王翔 專業(yè) 機械設計制造及其自動化（數(shù)控技術(shù)） 指導教師姓名 龐偉 職稱 副教授 本課題的研究背景及意義 草坪作為園林綠化的基礎組成部分，得以空前發(fā)展，但由于歷史原因和科技水平的限制，我國草坪業(yè)的發(fā)展始終停留在低水平，低層次上。再加上目前我國生產(chǎn)草坪的草種幾乎依賴進口，進口草種的價格偏高，且進口的渠道有限，這些因素都極大地制約了我國草坪業(yè)良好的發(fā)展。 另外，我過目前生產(chǎn)商品草皮絕大部分直接種植在田間地頭，每售一茬需要帶走約2cm的表土，對地力破壞嚴重，運輸成本高，且鏟草皮工藝落后（目前主要依賴人工鏟運），造成商品草皮厚度不均，鋪植后高低不平，這些因素也從一方面制約了草坪業(yè)的發(fā)展。目前國內(nèi)雖然也出現(xiàn)了一些較為先進的商品草皮的生產(chǎn)方法，如無土草毯、植生帶等，但其生產(chǎn)成本偏高，且只適用于少數(shù)品種。 有些草坪品種（如矮生百慕大、天堂419、馬尼拉等）利用基根莖較強的萌蘗能力的特點進行草根直播來建植草坪的方法早已取得成功，但由于根莖的獲取比較麻煩，目前主要靠手工操作，效率低，是的這一成果很難大規(guī)模推廣。 研究草坪根莖采集收獲機，不僅可以在園林綠化上有所貢獻，還可以在農(nóng)業(yè)上有所發(fā)展。 隨著農(nóng)村經(jīng)濟改革的逐步深入，高效農(nóng)業(yè)、規(guī)模農(nóng)業(yè)在農(nóng)村所占比重逐漸加大，大力發(fā)展高效農(nóng)業(yè)是我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要保證，而經(jīng)濟作物的種植又是發(fā)展高效農(nóng)業(yè)的一條行之有效的途徑。因此，近年來我國大蒜、生姜、花生等經(jīng)濟作物的種植面積已越來越大。例如，山東省的生姜種植面積有2萬多hm2，福建、湖南、云南等地也是生姜的重要產(chǎn)地。而我國的大蒜種植面積有33萬hm2。生姜和大蒜也是主要的出口蔬菜。 近年來，國內(nèi)市場上也出現(xiàn)了一些此類機械，如大蒜挖掘機就有對行松土鏟式和不對行平鏟式，輸送方式也有多種。但大多數(shù)機型在適應性和質(zhì)量可靠性方面仍然不同程度地存在著一些問題，主要體現(xiàn)在兩個方面，一是損傷作物的問題+因為象大蒜、生姜此類作物，收獲時皮質(zhì)鮮嫩易損，而損傷后會嚴重影響其價格；二是適應性差，因各地農(nóng)藝不同，行距及株距存在著差異，機具難以滿足這種要求。 為了解決上述問題，我們進行研究草坪根莖規(guī)模化生產(chǎn)工藝，探索收獲根莖的新方法、新工藝，解決根莖收獲的難點，提高收獲效率，開發(fā)除草籽、草皮以外的商品話心中原——“根莖”。那么根莖收貨采集機將會有很大的市場和發(fā)展?jié)摿?。國?nèi)根莖作物的機械化收獲還有較長的路要走，不僅需要科研部門及企業(yè)的大力研制及投入，還牽涉到農(nóng)民的認識和接受問題。國內(nèi)是小地塊單戶作業(yè)，農(nóng)藝的差異較大。農(nóng)機不可能滿足多種農(nóng)藝要求，只有農(nóng)民認識和接受了一種機具，采用較為統(tǒng)一的農(nóng)藝，才能有利于這種機具的大量推廣和應用。 本課題的基本內(nèi)容 本課題主要是研究自走式草坪根莖收獲機動力傳動箱的設計。主要技術(shù)指標有：發(fā)動機動力5~8HP，輸出轉(zhuǎn)速1800r/min，工作幅寬是500mm，采集工作部件形式為甩刀，前進速度有1m/s和0.5m/s兩個速度，氣吸形式貫流風機，貫流風機的轉(zhuǎn)速為1100r/min。 在本機器中，動力傳動箱：即減速器是在發(fā)動機和工作機之間的獨立傳動部件，首先考慮選用支持圓柱齒輪減速，因為這類減速器加工方便，效率高，成本較低?？紤]到這種機器在草坪上作業(yè)，為減少對草坪的損傷，機器本身重量應盡可能減輕；同時，此類機器屬于小型農(nóng)用機械，體積小，重量輕，所以減速器的設計應從成本低，體積小，重量輕的原則出發(fā)。 除了齒輪傳動的設計，還包括鏈傳動、軸的設計，以及鍵的選擇。 最后就是箱體的設計還有潤滑方式的選擇。 本課題的重點難點及要解決的主要問題 在本課題研究中，重難點在于各零部件的設計及計算。主要有帶傳動計算，齒輪傳動計算，軸的設計計算等，計算量頗大，需要翻查大量的資料書以及教科書。零件數(shù)量多，圖紙量大，這對于一個學生來說是一次挑戰(zhàn)。 齒輪傳動系統(tǒng)是草坪草根收獲機上主要的傳動部件之一。齒輪的傳動動力和運動是通過輪齒共軛齒面間的相互作用來傳遞的，如果輪齒之間作用力的大小、方向或者作用點中任何一個因素發(fā)生改變，都會產(chǎn)生振動，從而使輪齒之間的嚙合發(fā)生沖擊，引起齒輪上載荷的變化以及轉(zhuǎn)速的波動，造成傳動中的沖擊和噪聲，嚴重時甚至會發(fā)生齒根的變形和斷裂，從而影響傳動的精度、降低工作效率。因此，在設計階段對齒輪進行受力分析，準確地掌握齒輪傳動的力學特性，對于整個系統(tǒng)的優(yōu)化設計、強度校核、降低成本具有重要的作用。要解決這一主要問題，必須對圓柱齒輪傳動有所了解，所以我去查了一些，找到了一些齒輪傳動設計需要注意的一些問題。 閉式傳動齒輪應該滿足齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度的要求。選擇齒輪材料機熱處理方法是，要考慮齒輪毛坯的制造。當齒輪的齒頂圓直徑da≤400~500mm時，一般采用鍛造毛坯；當da≥400~500mm時，暢飲手鍛造設備的限制，而采用鑄造毛坯；弱齒輪直徑與軸的直徑相差不大，應將齒輪和軸做成一體，選材時要考慮齒輪與軸加工和工作要求的一致性；同一減速器內(nèi)各級大、小齒輪材料最好對應相同，以減少材料牌號和簡化工藝要求。 齒輪傳動的幾何參數(shù)和尺寸應該分別進行標準化、圓整或準確計算，并保留其精確值。例如模數(shù)必須標準化；中心距和齒寬應該圓整；分度圓、齒頂圓和齒根圓直徑、螺旋角、變位系數(shù)等嚙合尺寸必須保留其精確值。長度尺寸要求精確到小數(shù)點后2到3位（單位mm），家督精確到角度秒。為了便于制造和測量，中心距應該盡量圓整成尾數(shù)為0或5，對直齒圓柱齒輪傳動，可以 通過調(diào)整模數(shù)和齒數(shù)，或采用角變位的方法來圓整；對斜赤圓柱齒輪傳動，則可以通過調(diào)整螺旋角來實現(xiàn)參數(shù)圓整的要求。設計齒輪結(jié)構(gòu)時，輪轂直徑和寬度，輪輻的厚度和空境，輪緣寬度和內(nèi)徑等于正確嚙合條件無關(guān)的參數(shù)秘銀桿給定的公式計算后合理圓整。計算齒寬b是指改對齒輪的工作寬度，為不長齒輪軸向位置加工和裝配誤差，小齒輪設計寬度一般大于大齒輪寬度5~8mm。 了解以上知識，再尋求齒輪撞擊的原因，作為齒輪傳動本身，其產(chǎn)生振動、噪聲的主要原因有以下三方面： （1）節(jié)點沖擊 這是由于齒輪在經(jīng)過節(jié)點嚙合時其相對滑動速度方向發(fā)生變化所產(chǎn)生的。 （2）動態(tài)傳動誤差 齒輪嚙合過程中，由于同時參與嚙合的輪齒對數(shù)發(fā)生交替變化~ 輪齒受載變形及誤差，由此導致周期性的動態(tài)傳動誤差，從而產(chǎn)生振動和噪聲。 （3）嚙合沖擊 它是由于輪齒的受載變形和加工誤差，使得一對輪齒在嚙入和嚙出時 產(chǎn)生速度沖擊，誘發(fā)傳動過程中產(chǎn)生較大的振動和噪聲。 實際研究表明，后述兩項因素是導致齒輪傳動產(chǎn)生振動、沖擊和噪聲的主要原因。 課題研究計劃與寫作提綱 一、方案比較及確定 有兩種方案可供選擇： ①各個部分工作部件都從發(fā)動機直接輸出動力，減速箱僅僅用來傳遞自走部分動力，采用一級傳動。 ②各個部分工作部件都從發(fā)動機直接輸出動力，減速箱僅僅用來傳遞自走部分動力，采用二級傳動。 ③甩刀直接從發(fā)動機輸出動力，貫流風機、振動篩和自走動力通過減速器傳遞，同時采用二級傳動 二、總傳動的設計 ①確定各級傳動比 ②計算葛根周的功率，轉(zhuǎn)速計轉(zhuǎn)矩 三、各零部件的設計 ①帶傳動的設計及其計算 ②鏈傳動的設計及其計算 ③齒輪傳動設計計算 ④軸的設計計算及校核 ⑤鍵鏈接接的選擇和校核 ⑥箱體的設計 ⑦減速器的潤滑 參考文獻: [1]劉惟信,孟嗣宗 .機械最優(yōu)化設計[M] .清華大學出版社,1986 [2]王尚紅 .根莖收獲機械的現(xiàn)狀與前景[J]. 山東農(nóng)業(yè),2001 [3]盛云,武寶林 .齒輪傳動中嚙合沖擊的計算分析[J], 機械設計 ,2005 [4]陶棟材 .薄輪輻齒輪傳動動態(tài)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計[J]. 湖南農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版), 1996 [5]李維科. 4M一2型馬鈴薯聯(lián)合收獲機傳動系統(tǒng)的研究[J]. 甘肅農(nóng)業(yè)大學學報,2008 [6]成大先.機械設計手冊（第七卷）[M].北京:化學工業(yè)出版社,2002. [7]濮良貴，紀名剛.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2001.6 學生簽名： 年 月 日 指導教師批閱意見 （指導教師應對課題研究的思路、方法、對策、措施和預期成效等做出評價，并提出具體的改進意見） 指導教師簽名： 年 月 日 4