免耕施肥播種機(jī)的設(shè)計(jì)

免耕施肥播種機(jī)的設(shè)計(jì)

摘要我國(guó)是一個(gè)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)大國(guó)，并且開始逐步向農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)發(fā)展，這就對(duì)我們的農(nóng)業(yè)機(jī)械和耕作技術(shù)提出了更高的要求，不僅要求高產(chǎn)，高效，而且對(duì)耕地和環(huán)境要盡可能的保護(hù)，這也符合可持續(xù)發(fā)展的要求。播種機(jī)是農(nóng)業(yè)機(jī)械中最常見，最實(shí)用的農(nóng)機(jī)具之一，它也是我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的一個(gè)縮影，而傳統(tǒng)的播種機(jī)以不在能滿足人們的要求，開始向著聯(lián)合作業(yè)的免耕施肥播種機(jī)方向發(fā)展。免耕施肥播種機(jī)是將傳統(tǒng)的旋耕機(jī)、播種機(jī)等單獨(dú)工作的農(nóng)機(jī)結(jié)合在一起聯(lián)合作業(yè)，可一次完成整地、播種、起壟、施肥、覆土和鎮(zhèn)壓等多個(gè)工作過(guò)程，其對(duì)減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、搶農(nóng)時(shí)、減少作業(yè)次數(shù)、保土保墑?dòng)兄匾饔茫蓮V泛適用于小麥、玉米、花生、大豆等農(nóng)作物作業(yè)。但是，由于復(fù)合作業(yè)，所以對(duì)配套的拖拉機(jī)動(dòng)力性能提出了更好的要求，已適應(yīng)這種改變。同時(shí)，機(jī)組本身的動(dòng)力傳遞也會(huì)變得復(fù)雜。免耕不是不耕，而是盡量少耕，所以旋耕部分與傳統(tǒng)的旋耕機(jī)相比，將有很大的改進(jìn)，當(dāng)以高速破茬為主要目的。所以，動(dòng)力傳遞和旋耕部分將是免耕施肥播種機(jī)中重要的兩個(gè)部分，它們對(duì)整機(jī)的效果有很大影響。關(guān)鍵詞：免耕施肥播種機(jī)，復(fù)合作業(yè)，動(dòng)力傳遞，旋耕部分THEDESIGNOFWHEATTILLAGESEEDERABSTRACTRotaryseederisaduplexoperationmachine,rotarycultivatorseederorganiccombination,toreducelaborintensity,savingtime,reducethenumberofprocesses,soilmoistureplaysanimportantrolein.Rotarytillagesowingmachinewillbothorganiccombination,thecompletionofarotarytillage,sowing,andaccordingtothejointoperatingmachineryagronomicrequirementsandplantingspecificationcanalsobecompletedridging,fertilization,soilcoveringandpressingoperation,canbewidelyappliedtowheat,corn,cotton,peanut,millet,sorghum,soybeansandothercropsoperation.Themainadvantagesofrotarytillagesowingmachineistheuseofjointoperation,tocompleteavarietyofprocesses,reducethenumberofprocesses,improveefficiency.Rotarytillagesowinggoodoperationquality,surfaceflataftersowing,sowingdepthconsistent.Rotarytillagesowingthetractorwheelrutonsowingquality.Thesouthernpaddyfieldareaheavysoilsoilbreakinghardandnorthernregionsoftwocropsayeartofamilyproblems,therefore,rotarytillagesowingmachinehasbeenwidelyusedinourcountry.Thisisthemainintermediategearboxdesignofwheattillageseeder,realizethereversingandtransmissionfunction,thepoweroutputofthetractoristransferredtothekniferollershaftofarotarycultivator.KEYWORD:Rotarytillagesowingmachine,rotarytillageandsoilpreparation,sowing,intermediategearbox目錄TOC\o"1-5"\h\z第一章緒論 5\o"CurrentDocument"§1.1研究的目的和意義 5\o"CurrentDocument"§1.2國(guó)內(nèi)外同類設(shè)計(jì)（或同類研究）的概況綜述 6\o"CurrentDocument"§1.3未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì) 7\o"CurrentDocument"§1.4設(shè)計(jì)內(nèi)容及方法 9第二章免耕施肥播種機(jī)整體方案的確定 10\o"CurrentDocument"§2.1免耕施肥播種機(jī)的動(dòng)力傳遞部分 10§2.2免耕施肥播種機(jī)的旋耕部分 11第三章主要工作部件的參數(shù)選擇與計(jì)算 12§3.1配套拖拉機(jī)的選擇 12\o"CurrentDocument"§3.2總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比的分配 13第四章傳動(dòng)部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與說(shuō)明 16\o"CurrentDocument"§4.1齒輪的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核 16\o"CurrentDocument"§4.2軸的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核 25\o"CurrentDocument"§4.3軸承的強(qiáng)度校核 30§4.4鍵的強(qiáng)度校核 31第五章旋耕部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 32\o"CurrentDocument"§5.1刀片刀座的設(shè)計(jì)研究 32§5.2刀軸的設(shè)計(jì)研究 33\o"CurrentDocument"§5.3刀片的排列設(shè)計(jì) 38\o"CurrentDocument"第六章典型零部件的結(jié)構(gòu)工藝分析 39\o"CurrentDocument"第七章免耕施肥播種機(jī)使用要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析 41§7.1機(jī)動(dòng)圖 41\o"CurrentDocument"§7.2免耕施肥播種機(jī)的經(jīng)濟(jì)性分析 42\o"CurrentDocument"第八章結(jié)論 43\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 44\o"CurrentDocument"致謝 45第一章緒論§1.1研究的目的和意義近年來(lái)中國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械在逐步發(fā)展，但是由于中國(guó)的傳統(tǒng)工業(yè)基礎(chǔ)比較薄弱，再加上中國(guó)南北東西地形，耕地，氣候，種植的農(nóng)作物各不一樣，所以農(nóng)業(yè)機(jī)械很難有統(tǒng)一的發(fā)展。但是小麥作為我國(guó)北方地區(qū)的主要農(nóng)作物，它的種植與收獲機(jī)械一直是研究的熱點(diǎn)。但是整地時(shí)常常分為好幾個(gè)過(guò)程，如果遇到天氣不好的年份，難免會(huì)影響農(nóng)時(shí)。同時(shí)，長(zhǎng)期傳統(tǒng)的的整地，播種技術(shù)，對(duì)土壤難免有很大破壞作用。所以，最近，一種向著聯(lián)合作業(yè)，同時(shí)對(duì)土地要有一定的保護(hù)作用的免耕施肥播種技術(shù)成為農(nóng)業(yè)機(jī)械行業(yè)的熱門。本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是順應(yīng)這一研究趨勢(shì)，設(shè)計(jì)免耕施肥播種機(jī)，它可以針對(duì)小麥、玉米、大豆等多種農(nóng)作物，但是以小麥為主。免耕施肥播種機(jī)是在旋耕機(jī)上附加開溝、播種、施肥和鎮(zhèn)壓等部件構(gòu)成整地播種聯(lián)合作業(yè)機(jī)。為了提高肥效，省肥節(jié)本，要求化肥深施于距地表8-10cm以下土壤中。為了避免燒種，要求施肥口處于投種口下方或側(cè)下方位置，使土壤中的化肥帶與種子保持在5cm以上的位置。免耕施肥播種機(jī)可以減少田間作業(yè)次數(shù)，減輕機(jī)械對(duì)土壤的壓實(shí)，縮短作業(yè)周期，搶農(nóng)時(shí)，還可以節(jié)約設(shè)備投資，降低作業(yè)成本。因此免耕施肥播種機(jī)近幾年在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，是未來(lái)種植機(jī)械發(fā)展的方向。免耕施肥播種機(jī)的旋耕整地部分由拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸驅(qū)動(dòng)，排種器和排肥器由地輪傳動(dòng)。播種施肥裝置安裝在旋耕機(jī)上方，輸種管末端為開溝器。播下的種子覆土后由鎮(zhèn)壓輪壓實(shí)。旋免播種機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是采用聯(lián)合作業(yè)，一次完成多種工序，減少作業(yè)次數(shù)，節(jié)本增效。旋耕播種作業(yè)質(zhì)量好，播后地表平整，播深一致。免耕播種解決了拖拉機(jī)輪轍對(duì)播種質(zhì)量的影響。解決了南方水田地區(qū)黏重土壤的碎土難和北方一年兩熟地區(qū)搶農(nóng)時(shí)的問題，因此，免耕播種機(jī)在我國(guó)得到廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，免耕施肥播種機(jī)是向著聯(lián)合作業(yè)的方向發(fā)展，它把單一過(guò)程的整地、播種技術(shù)整合到一塊，大大提高了生產(chǎn)效率。以北方地區(qū)為主的小麥產(chǎn)區(qū)，將會(huì)有很大改變，農(nóng)民收入也會(huì)提高。所以我們很有必要對(duì)免耕施肥播種機(jī)進(jìn)行研究。§1.2國(guó)內(nèi)外同類設(shè)計(jì)（或同類研究）的概況綜述§1.2.1國(guó)外小麥免耕播種機(jī)的研究現(xiàn)狀免耕施肥播種機(jī)在國(guó)外的發(fā)展較早，以美國(guó)為代表的的國(guó)家，他們都是大面積的耕地，所以他們所設(shè)計(jì)的免耕播種都體型比較大，結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)的功能也比較復(fù)雜，所以生產(chǎn)這些機(jī)械的公司也比較大，比較強(qiáng)，如約翰迪爾公司。國(guó)外的免耕免耕播種機(jī)幾乎都是聯(lián)合作業(yè)機(jī)，一次完成破茬、松土、開溝、施肥、播種、撒藥等多項(xiàng)作業(yè)，由于其復(fù)雜的工作過(guò)程，所以對(duì)拖拉機(jī)要求的配套動(dòng)力也比較大。國(guó)外的拖拉機(jī)本身就是適合這樣的大地塊生產(chǎn)的大馬力，總之，美國(guó)這樣的國(guó)家的免耕播種機(jī)，就是大，貴。而日本和韓國(guó)，由于國(guó)土面積有限，且山丘比較多，所以他們都是以小型的比較精準(zhǔn)的免耕播種機(jī)為主。他們的特點(diǎn)是很有針對(duì)性，因?yàn)樗麄兊姆N植作物比較單一，氣候條件也相對(duì)穩(wěn)定?！?.2.1國(guó)內(nèi)小麥免耕播種機(jī)的研究現(xiàn)狀我國(guó)的地形比較復(fù)雜，不僅有東北地區(qū)比較大的地塊，而且有西部地區(qū)，福建等地大面積的山陵地區(qū)，而且氣候復(fù)雜，種植作物復(fù)雜，必須開發(fā)適合我國(guó)國(guó)情的免耕播種機(jī)。對(duì)于東北等大面積的區(qū)域我們要參考美國(guó)等國(guó)家的技術(shù)；但是中國(guó)，尤其是北方地區(qū)以小麥生產(chǎn)為主，且地塊相對(duì)較小，所以日韓所生產(chǎn)的的免耕施肥播種機(jī)有很高的學(xué)習(xí)價(jià)值。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)的實(shí)際國(guó)情，我們?cè)O(shè)計(jì)的免耕施肥播種機(jī)一般使用于較小的地塊，而且常用懸掛牽引的方式。排種方式采用現(xiàn)有的精量、半精量穴播和條播小麥等為主，以降低制造成本；結(jié)構(gòu)上除排種、排肥器部分沿用傳統(tǒng)播種機(jī)上的現(xiàn)用部件外，需要重點(diǎn)解決的技術(shù)問題為防堵技術(shù)及其結(jié)構(gòu)、破茬開溝技術(shù)及其裝置、種肥分施技術(shù)及其裝置和總體機(jī)架等。但國(guó)內(nèi)畢竟工業(yè)基礎(chǔ)差，所以大部分所設(shè)計(jì)的免耕播種機(jī)不是不耕，而是多采用動(dòng)力滅茬，類似選擇性旋耕，這就對(duì)拖拉機(jī)的動(dòng)力有一定嚴(yán)格的要求，而且并不是完全符合保護(hù)性耕作的要求。所以，國(guó)內(nèi)對(duì)于免耕施肥播種機(jī)的研究還有很長(zhǎng)路要走。§1.3未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)免耕施肥播種機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)：（1）減少功耗，提高效率是研究重點(diǎn)應(yīng)主要從旋耕播種機(jī)的旋耕作業(yè)環(huán)節(jié)入手，進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)。對(duì)旋耕刀片參數(shù)進(jìn)行深入研究，探討新的耕耘方式，如潛上逆轉(zhuǎn)等，目前國(guó)內(nèi)已生產(chǎn)出反轉(zhuǎn)旋耕埋青機(jī)，用于耕作并覆蓋綠肥；吸收鏵式犁、驅(qū)動(dòng)圓盤犁的優(yōu)點(diǎn)，使旋耕部件在水平面內(nèi)斜置，這樣旋耕刀能順利切削土壤，刀輥受力均勻，從而降低功耗。此外，要提高效率，還可增加旋耕機(jī)的作業(yè)幅寬，國(guó)外旋耕機(jī)械產(chǎn)品已向?qū)挿⒏咝芊较虬l(fā)展，從而使旋耕播種機(jī)的工作效率得以提高。（2）適于丘陵山地的小型免耕播種機(jī)械尚待研發(fā) 我國(guó)丘陵地區(qū)約占國(guó)土面積的60%，但農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平遠(yuǎn)低于平原地區(qū)，尤其是耕整地和播種環(huán)節(jié)還基本上依賴人畜力作業(yè)，缺乏與之相適應(yīng)的作業(yè)機(jī)具，勞動(dòng)強(qiáng)度大，費(fèi)工費(fèi)時(shí)。針對(duì)丘陵山地的地形地貌，耕作模式及其土壤條件，研發(fā)功能齊備、動(dòng)力足、田間轉(zhuǎn)彎方便的輕小型免耕播種機(jī)，已成為發(fā)展丘陵地區(qū)機(jī)械化的重要內(nèi)容。此外，隨著我國(guó)溫室技術(shù)的發(fā)展，農(nóng)村大棚耕作面積日益增大，對(duì)于適合大棚內(nèi)作業(yè)的免耕播種機(jī)械需求也越來(lái)越迫切。因此對(duì)旋耕播種機(jī)的小型化、輕盈化設(shè)計(jì)也將成為今后的研究重點(diǎn)。 （3）隨著科學(xué)的進(jìn)步，尤其是各個(gè)學(xué)科的相互交叉，智能化，精準(zhǔn)化也必會(huì)向農(nóng)業(yè)機(jī)械方向發(fā)展，免耕施肥播種機(jī)也會(huì)向這個(gè)方向發(fā)展。所以免耕施肥播種機(jī)將會(huì)與許多智能控制和檢測(cè)裝置搭配使用，農(nóng)民可以更加省力省時(shí)。對(duì)土地產(chǎn)量的增加會(huì)有很大發(fā)展，同時(shí)將更多的勞動(dòng)力解放出來(lái)，對(duì)社會(huì)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。但是，智能化的發(fā)展對(duì)農(nóng)民的知識(shí)水平也有很大的考驗(yàn)?！?.4設(shè)計(jì)內(nèi)容及方法§1.3.1研究的內(nèi)容此次研究設(shè)計(jì)的是免耕施肥播種機(jī)，完成小整地施肥播種聯(lián)合作業(yè)。對(duì)免耕施肥播種機(jī)的設(shè)計(jì)，就是對(duì)整機(jī)的設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容如下：一是要設(shè)計(jì)出免耕施肥播種的動(dòng)力傳遞過(guò)程，主要是中間齒輪箱，實(shí)現(xiàn)換向和變速的功能，將拖拉機(jī)輸出的動(dòng)力傳遞到旋耕機(jī)的刀輥軸上 ；二是旋耕部分的設(shè)計(jì)，應(yīng)采用何種旋耕刀和排列方式，以及高速狀態(tài)下旋耕刀軸的設(shè)計(jì)，來(lái)滿足高速破茬的要求；三是關(guān)鍵零部件設(shè)計(jì)，主要對(duì)設(shè)計(jì)的軸，齒輪，刀輥等，既要滿足使用的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)要滿足強(qiáng)度要求。§1.3.2研究的方法本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是免耕施肥播種機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，本文所設(shè)計(jì)計(jì)算的主要是動(dòng)力傳遞和旋耕方面的設(shè)計(jì)。傳動(dòng)部分可以參考雙級(jí)齒輪減速器的方法來(lái)設(shè)計(jì)中間齒輪箱的部分，而旋耕部分參考普通旋耕機(jī)。同時(shí)查閱相關(guān)的資料，要對(duì)主要的部分進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，同時(shí)要對(duì)整機(jī)圖，部裝圖，以及主要焊合圖，各個(gè)零件圖繪制cad圖?！?.3.3技術(shù)參數(shù)播種行數(shù)：10行；施肥行數(shù)：5行；工作幅寬：1800毫米；工作深度：40毫米;生產(chǎn)率：0.47-0.6hm2/h；第二章免耕施肥播種機(jī)整體方案的確定§2.1免耕施肥播種機(jī)的動(dòng)力傳遞部分旋耕機(jī)的動(dòng)力傳遞主要有兩種方式，一種是中置式的，通過(guò)中間齒輪箱傳遞，把拖拉機(jī)輸出軸的動(dòng)力向下傳動(dòng)；另一種是偏置是的，即通過(guò)側(cè)邊齒輪鏈輪的方式傳動(dòng)，其目的是向下向后傳遞動(dòng)力。這次設(shè)計(jì)中的免耕施肥播種機(jī)的動(dòng)力傳遞的目的主要是把拖拉機(jī)的動(dòng)力輸出傳遞的刀輥上，以滿足旋耕部分整地的要求，主要是破茬。而種子后肥料的播種是通過(guò)后面的地輪，由地輪帶動(dòng)鏈條實(shí)現(xiàn)播種的，所以與前面的動(dòng)力沒有太大的關(guān)系。因此動(dòng)力傳遞的方式主要是把橫向輸出的動(dòng)力向下傳遞，所以采取中置式的中間齒輪箱傳遞動(dòng)力。本設(shè)計(jì)的動(dòng)力傳動(dòng)路線：免耕施肥播種機(jī)的動(dòng)力由拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸通過(guò)萬(wàn)向節(jié)伸縮傳動(dòng)軸傳遞給中間齒輪箱，萬(wàn)向節(jié)能適應(yīng)旋耕機(jī)的升降變化。因?yàn)樾麢C(jī)工作負(fù)荷為變負(fù)荷，工作條件較差，所以選用的十字軸萬(wàn)向節(jié)應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和可靠度。中間齒輪箱換向變速之后將動(dòng)力繼續(xù)傳遞到刀輥軸上，以滿足機(jī)組的工作要求。中間齒輪箱的固定方式：中間齒輪箱有上向下通過(guò)螺栓固定在旋耕部分的機(jī)架的中間，前方露出動(dòng)力輸出軸與拖拉機(jī)的動(dòng)力輸出軸鏈接，下方的動(dòng)力輸出軸與刀輥軸鏈接?！?.2免耕施肥播種機(jī)的旋耕部分旋耕部分按旋耕刀的布置和作業(yè)方式的不同，大致有三大類：工作部件繞與機(jī)具前進(jìn)方向相垂直的水平軸旋轉(zhuǎn)切削土壤，如臥式旋耕機(jī)；工作部件除繞水平軸旋轉(zhuǎn)切土外，同時(shí)又繞它自身的軸線旋轉(zhuǎn)，又稱旋轉(zhuǎn)鍬；工作部件繞與地面垂直或傾斜的軸線旋轉(zhuǎn)切土，如立式旋耕機(jī)。本設(shè)計(jì)中用臥式旋耕機(jī)。旋耕部分的機(jī)架：中小型臥式旋耕機(jī)的機(jī)架主體都是由中間傳動(dòng)箱體、左右主梁、側(cè)板和側(cè)邊傳動(dòng)箱體（或雙側(cè)版）組成。在旋耕聯(lián)合作業(yè)機(jī)上，為了便于在旋耕機(jī)上附加多功能工作部件，出現(xiàn)了由前后全幅鋼管橫梁和左右順梁焊合的平面框式通用機(jī)架，中間傳動(dòng)齒輪箱安裝在機(jī)架的底座上并用螺栓緊固，箱體成為機(jī)架的組成部分，使機(jī)架的剛性進(jìn)一步增強(qiáng)。旋耕部分的罩殼和拖板：罩殼固定于刀輥上方，用于擋住旋耕刀拋出的土塊，并使其在撞擊過(guò)程中進(jìn)一步破碎。同時(shí)起到安全和防護(hù)作用。罩殼橫截面一般呈凸弧形，也有呈三折線或多折線形的。罩殼與刀輥之間的空隙，前緣30-40mm，后緣70-80mm。拖板對(duì)耕后地表起平整和稍加壓實(shí)的作用。橫截面一般為凹弧形，也有呈直線或折線形的。前緣與罩殼鉸接，后緣位置用鏈鎖限位或壓力彈簧調(diào)節(jié)。拖板加壓力彈簧強(qiáng)壓后，能提高碎土、平整地表和壓實(shí)表土的效果。在黏濕土壤中作業(yè)時(shí)為防止刀輥堵塞，不適用拖板。旋耕刀：旋耕刀是旋耕部分的主要工作部件，它對(duì)免耕播種機(jī)整體的耕作播種性能都有很大的影響。一般刀片按螺旋線規(guī)則排列。由于本設(shè)計(jì)中旋耕部分不是以耕地為主，而是以破茬為主，且轉(zhuǎn)速較快，所以該設(shè)計(jì)中旋耕刀按一把彎刀配置兩把直刀的復(fù)合形式，按螺旋線的形式排列旋耕播種機(jī)相對(duì)于拖拉機(jī)有正、偏兩種配置形式。一般與大中型拖拉機(jī)

配套的旋耕播種機(jī)的耕幅超過(guò)拖拉機(jī)后輪外緣間距 10cm以上時(shí)采用正偏置，與中小型拖拉機(jī)配套的旋耕播種機(jī)因耕幅窄，采用偏配置以顧全一側(cè)。目的是消除輪轍，使地表平整。本設(shè)計(jì)中采用偏配置。第三章主要工作部件的參數(shù)選擇與計(jì)算§3.1配套拖拉機(jī)的選擇免耕施肥播種機(jī)由于其聯(lián)合作業(yè)的形式，所以對(duì)配套拖拉機(jī)要求比較高。給免耕施肥播種機(jī)選擇合適恰當(dāng)?shù)耐侠瓩C(jī)配套功率，能大大提高拖拉機(jī)的功率利用程度，降低功耗，提高帶動(dòng)的農(nóng)機(jī)具的作業(yè)效率，從而間接影響產(chǎn)量。我可以根據(jù)《農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)》中的設(shè)計(jì)公式來(lái)確定拖拉機(jī)消耗的功率：NKBhv，上面的式子中，K的取值為90KPa，B的取值為1.8m，h的取值為40cm，v”的取值為5km/h，從而我們可以算出機(jī)具所需要的功率在 32左右，50馬力的拖拉機(jī)。選用東方紅504拖拉機(jī)?！?.2總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比的分配查所選用的拖拉機(jī)的基本參數(shù)得知，拖拉機(jī)的的動(dòng)力輸出轉(zhuǎn)速=1000r/min。由于本設(shè)計(jì)的旋耕刀輥以破茬為主，所以轉(zhuǎn)速較高。查《農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，可以選取刀輥軸轉(zhuǎn)速 n=410r/min。因而可以確定傳動(dòng)裝置應(yīng)有的總傳動(dòng)比為==1000/410=2.44。傳動(dòng)裝置并非一次直接完成傳動(dòng)的，還需要換向，由于各級(jí)減速范圍都有要求，所以減速也是逐步完成的，即要分步減速，即 i=i1*i2*i3。中間齒輪箱是有一堆錐齒輪和三個(gè)直齒輪組成的，有中間齒輪實(shí)現(xiàn)過(guò)渡傳遞的作用。經(jīng)分析，將各級(jí)傳動(dòng)比分配如下：錐齒輪之間傳動(dòng)比 i1=1.67；直齒輪I與中間齒輪的傳動(dòng)比i1=3.2；中間齒輪與直齒輪II的傳動(dòng)比i1=0.46。經(jīng)查閱農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，中間齒輪箱的結(jié)構(gòu)圖如圖圖2-1中間傳動(dòng)型齒輪箱1-刀輥齒輪軸；2-刀軸齒輪；3-中間齒輪；4-中間軸；5-大錐齒輪；6-箱體；7-軸承套杯；8-小錐齒輪軸；9-大錐齒輪軸拖拉機(jī)的輸出動(dòng)力經(jīng)萬(wàn)向節(jié)伸縮傳動(dòng)軸傳給圓錐齒輪減速并改變方向后，經(jīng)三個(gè)圓柱齒輪傳遞到輸出軸，帶動(dòng)刀輥旋轉(zhuǎn)。刀輥分左、右兩段安裝在齒輪箱兩側(cè)。這種齒輪箱的特點(diǎn)是布局緊湊合理，傳動(dòng)路徑短，以其為核心部件形成旋耕機(jī)對(duì)稱機(jī)架，剛性較強(qiáng)。適用于寬幅旋耕機(jī)。缺點(diǎn)是箱體寬度內(nèi)不能布置旋耕刀，如不設(shè)置特殊工作部件，將出現(xiàn)漏耕帶。因此可設(shè)置小前犁，避免漏耕?！?.3動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)]圖2-2旋耕部分傳動(dòng)圖1.萬(wàn)向節(jié)總成；2.第一軸；3.第二軸;4.第三軸；5.刀輥花鍵軸；6.刀管軸動(dòng)力輸入軸的轉(zhuǎn)速?=1000r/min，則各根軸的轉(zhuǎn)速為n=匕=1000/1.67=600r/min2in=土=600/1.78=187.5r/mini2nn=T=187.5/0.46=410r/mini350馬力的拖拉機(jī)，其功率從發(fā)動(dòng)機(jī)到動(dòng)力輸入軸的傳遞效率為 0.85，所以其功率為pm=50*0.735*0.85=31.24Kw。由《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)：課程設(shè)計(jì)》我們查得相關(guān)的機(jī)械傳動(dòng)效率如下：萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)效率 n1=0.98；軸承的效率n2=0.98，圓柱齒輪n3=0.96，錐齒輪n4=0.94。從而計(jì)算得出各軸的輸入功率為：p=pq%=31.24*0.98*0.98=30.01Kwp2=p1q2q3=30.01*0.98*0.94=27.65Kwp3=P2偵4=27.65*0.98*0.96=26.01KwP4=p3q2q=26.01*0.98*0.98=24.98Kw由此算出各軸轉(zhuǎn)矩為：T=9.55*106*p/n=9550*30.01/1000=31.24N.mTOC\o"1-5"\h\z11T=9.55*106*p/n=9550*27.65/600=44.01N.m\o"CurrentDocument"22T=9.55*106*p/n=9550*26.01/187.5=132.52N.m33T=9.55*106*p/n=9550*24.98/410=58.19N.m44表3-1各軸轉(zhuǎn)速、輸入功率、轉(zhuǎn)矩值匯總表項(xiàng)目軸1軸2軸3軸4轉(zhuǎn) 速（r/min）1000600187.5410輸入功率（Kw）30.0127.6526.0124.98轉(zhuǎn) 矩(N?m)31.2444.01132.5258.19第四章傳動(dòng)部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與說(shuō)明§4.1齒輪的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核§4.1.1錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算選擇齒輪材料及精度等級(jí)選用標(biāo)準(zhǔn)直齒圓錐齒輪作為第一級(jí)的的換向，同時(shí)起到減速的作用。壓力角取為20。，由于減速器傳遞的功率不太大，所以齒輪采用軟齒面，小齒輪選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，硬度為280HBS。大齒輪選用45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為280HBS，兩個(gè)齒輪的硬度相差40HBS。該中間齒輪用于農(nóng)用機(jī)械上，我們可選用8級(jí)精度（GB10095-98）。按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式（《機(jī)械設(shè)計(jì)》第九版），即2 4KT 1 巾(1-0.58)2uH，R R確定有關(guān)參數(shù)如下:a.選擇齒數(shù)、齒寬系數(shù)傳動(dòng)比\=1.67，取小齒輪的齒數(shù)為Z1=19，則大齒輪的齒數(shù)Z=i*Z=1.67*19=32，齒數(shù)比u=i=1.67，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》取8=0.3。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P201表10-6取彈性影響系數(shù)Ze=189.8tMP廠載荷系數(shù)：選取K=1.3；由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P206式10-13，即應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=60njLh(假設(shè)工作十五年，每年工作100天，每天工作8小時(shí)。)%=60%jL廣60*720*1*(15*100*8)=7.2*108N2=60%jL廣N1/u=7.2*108/1.67=4.32*108查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-23可得接觸疲勞壽命系數(shù)K^1=0.95,Knh2=0.98查《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖10-25d可得接觸疲勞極限qh「]=600MPa，qh「2=550MPa計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1.0由《機(jī)械設(shè)計(jì)》式10-14有L]="NH1$Hlim1=0.95*600/1=570MPa\q]= _Hlim2=0.98*550/1=539MPa由接觸強(qiáng)度計(jì)算小齒輪的分度圓直徑

2 4KT 1 8(1—0.58)2uR R\(2.1*189.5)'I539/2 4KT 1 8(1—0.58)2uR R\(2.1*189.5)'I539/\ 4*1.3*30.01* mm=132.72mm0.3*(1—0.5*0.3)2*1.67則模數(shù)m=djz1=113.45/28=4.05mm根據(jù)《機(jī)械原理》P159表5-1取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)：m=4調(diào)整小齒輪的分度圓直徑實(shí)際的動(dòng)載荷系數(shù)K=KKKh、廣1*1.15*1*1.2=1.38D=132.72*38138=135.39-1.3按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)KfTq(1—0.58「2Z]Ju2+1得到模數(shù)為m=6mm按齒面接觸疲勞強(qiáng)度取分度圓直徑，d=135.39mm，按照齒根彎曲疲勞強(qiáng)度取模數(shù)m=6mm；算出小齒輪齒數(shù)Z1=135.39/6=22.563,取Z1=22，則Z2=1.67*22=37。計(jì)算齒輪的相關(guān)參數(shù)分度圓直徑：d=mz1=6*22=132mmd=mZ=6*37=222mmu 1.67錐角5=arcco^— =arccos=30.735。<1.672+152=90?！?=90。-33.690==59.265°齒寬b=38mm校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算

確定彎曲強(qiáng)度載荷系數(shù)K=KAKKfK鄧=1*1.05*1*1.17=1.2285確定當(dāng)量齒數(shù)z= =22/cos30.735。=33.6521cos51ZZ=—=37/cos59.265。=75.717v2cos52c由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P200表10-5可查得Y^2Y^2=2.23七2=偵6應(yīng)力校正系數(shù)［=1.64d.查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P206圖10-18可得接觸疲勞壽命系數(shù)Kfm=0.89,%2=0.92由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P208圖10-20c得qfn1=440MPaq頊2=425MPae.取安全系數(shù)Sf=1.4，按脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力確定許用彎曲應(yīng)力\bf]="fn?FN1=0.89*440/1.4=279.71MPaFEF]=Kfn?FN2=0.92*425/1.4=279.29MPaFf.根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》P226式10-23的彎曲強(qiáng)度公式二2""1fbm2(1-0.5巾)2zRq_2K〈nY,] =2*1.2285*194.979*103*2.49*1.64=184945MPa<TOC\o"1-5"\h\zf1_bm2(1」05仍2z一 34*42*(1—0.5*1/3)2*22 - ?a、Lf] *'Q—2KTY/s_2*1.2285*278.044*103*2.23*1.76_168986MPa<f2_bm2(1—052)：)，2 34*42*(1—0.5*1/3)2*28 ?a、

滿足彎曲強(qiáng)度，故錐齒輪安全，所選參數(shù)合適。錐齒輪參數(shù)如下表3-2表3-2錐齒輪參數(shù)表名稱號(hào)代計(jì)算公式小齒輪大齒輪分度圓錐角齒頂高齒根高分度圓直徑hahfd51=30.735。 52=59.265。h=h=hm=6mmh=h=(h+c*)m=7.2mmd=132mm d=222mm齒頂圓直徑齒根圓直徑dadfd=d+2hcos5al 1 a 1=138.656mmd=d-2hcos5=124.012mmd=d+2hcos5a2 2 a 2=228.438mmd=d-2hcos5=202.675mm錐距RR=d/(2sin30.735)=129.14mm§4.1.2直齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算中間齒輪箱中的直齒輪由三個(gè)直齒圓柱齒輪進(jìn)行嚙合傳動(dòng)，本文僅對(duì)第一對(duì)齒輪即齒輪3、4進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，其余齒輪同理可以得到。I齒輪3、4的設(shè)計(jì)計(jì)算選擇齒輪類型、精度等級(jí)、材料免耕施肥播種為農(nóng)業(yè)機(jī)械，速度精度要求都不高，故選8級(jí)精度直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，齒根徑向強(qiáng)化處理以滿足強(qiáng)度要求。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P191表10-1可選擇小齒輪材料為40Cr(調(diào)質(zhì))，硬度為280HBS；大齒輪材料為45鋼，硬度為240HBS,二者硬度相差為40HBS.按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由設(shè)計(jì)計(jì)算公式(《機(jī)械設(shè)計(jì)》P203式10-9a)，即, \2kTu土1(ZZZ)2d3 ［個(gè)J1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值：試選載荷系數(shù)k^=1.3計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩：T2=44.01N-m查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P205表10-7，選取齒寬系數(shù)4廣1查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P201表10-6，選取彈性影響系數(shù)ze=189.8^mfT由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P209圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限cHlim1=600MPa,大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限QHlim2=550MPa.由計(jì)算公式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù)(假設(shè)齒輪一年工作 100天，每天工作10小時(shí)，使用年限15年）。N1=60七jLh=60*600*1*(8*100*15)=4.32*108N2=60%jL廣N1/u4.328*108/3.2=1.35*108g.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》知，取接觸疲勞疲勞系數(shù) %1=0.98,K^2=0.99h.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，取失效概率為 1%，安全系數(shù)S=1由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P205式10-12有L]= _Hlim1=0.98*600/1=588MPaLJ="NH2$Hlim2=0.99*550/1=544.5MPa2）計(jì)算a.試算出小齒輪分度圓直徑d1t，由計(jì)算公式得刀、\2kTu土1(ZZZ)2d3 ]2=97.67mm12*1.3*44.01*1043.2+1(189.8*2*0.8982=97.67mmi11 3F" 544.5 /b.計(jì)算圓周速度vv—兀d建2=3.14*97.67*600m/s=307m/sV=60*1000 60*1000mS=.mSc.計(jì)算齒寬bb=4d=1*97.67—97.67mm初確定齒數(shù)，取小齒輪的齒數(shù)z「13,則大齒輪的齒數(shù)乙2=，2Z]=3.2*23=32計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v=2.298m/s,8級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P194圖10-8可查得動(dòng)載系數(shù)K=1.16，直齒輪，K=K=1由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-17可查得使用系數(shù)K/1.12由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10-18可查得齒向載荷分布系數(shù)K=1.2，同時(shí)有b/h=91.474/9=10.163查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P198圖10-24可查得齒向載荷分布系數(shù)七=1.412，故載荷系數(shù)K=KK*%=1*1.12*1.2*1.412=1.90按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》，得K19《=《?=99.79**13=110.84mm（3）按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P201式10-5可知，彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為1）確定計(jì)算參數(shù):由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P208圖10-20C查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限Cm=500MPa，大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限QFE2=380MPa.由《機(jī)械設(shè)計(jì)》P206圖10-18查得小齒輪的彎曲疲勞壽命系數(shù)K^1=0.90，大齒輪的彎曲疲勞壽命系數(shù)K^2=0.92。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《機(jī)械設(shè)計(jì)》P205式10-12得In]= ―fei=0.90*500/1.4=321.43MPa卜^]2=*fe2=0.92*380/1.4=249.71MPad.計(jì)算載荷系數(shù)KK=KKKfK鄧=1*1.10*1.2*1.42=1.72e.根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》P200表10-5查齒形系數(shù)Y.、應(yīng)力校正系數(shù)Y^有Y=2.69，Y=2.39，Y=1.575，Y=1.67Fa1 Fa2 Sa1 Sa2f.計(jì)算大、小齒輪的L%并加以比較FYY曾十1=2.69*1.575/325=0.0130F1YYFa22=2.39*1.67/263.286=0.0152大齒輪的數(shù)值大設(shè)計(jì)計(jì)算:2*1.72*44.01*104a| *0.0152=5.25mm1*132根據(jù)實(shí)際情況和模數(shù)直徑對(duì)齒輪強(qiáng)度的影響，由彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù)圓整為m=6mm，按接觸疲勞強(qiáng)度算得的分度圓直徑d「110.84mm.確確定齒數(shù)Z1=勺=110.84/6mm=18.87mm,取Z1=19，貝VZ2=19*3.2=60mmma.計(jì)算大、小齒輪分度圓直徑d-mz=6*19=114mmd=mz=6*60=360mm計(jì)算中心距 a=（氣十%）m=（19+60）*6/2=2372計(jì)算齒輪寬度b=@d《=0.5*114=57mm故各齒輪齒寬分別取B=60mm，B=60mm§4.2軸的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核中間齒輪箱一共有4根軸，分別是錐齒輪軸軸1，減速箱內(nèi)連接錐齒輪同時(shí)帶動(dòng)直齒輪的的軸2、中間軸3，以及與刀軸相互連接的軸4。本文對(duì)軸2進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算校核。（1）選擇軸的材料及熱處理選用軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。軸上受力分析軸2的基本結(jié)構(gòu)和所受傳動(dòng)的扭矩以及功率基本情況如下:p=27.65Kw，T=44.01N.m，n=600r/min，d=60mm，d=68mm2 2 2 2 3齒輪2上的圓周力：F=2T/d=2*44.01*1000/60=1467N2t 2m2齒輪2上的徑向力： F2tanacos62=1467*tan20。*cos59.265=272.88N齒輪2上的軸向力：F2=烏tanasin52=1467*tan20。*sin56.310=458.95N齒輪3上的圓周力： F3=2T/d3=2*44.01*1000/68=1294.41N齒輪3上的徑向力： F3=F3tana=1294.41*tan20。=471.73N齒輪3上的軸向力：F=-￡*一二1294.41/cos20°=1377.48N3ncosa（3） 初步確定軸的最小直徑根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)P370表15-3，取A0=115，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》P378有云 .4401d.=A寸％=115*3600=48.03mm，根據(jù)實(shí)際，取d=55mm。I2（4） 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3-2所示。III IIIIVV VIVII圖3-2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)擬定軸上零件裝配方案裝配方案見裝配圖根據(jù)軸向定位要求確定軸各段直徑和長(zhǎng)度因?yàn)檩S承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用圓錐滾子軸承，根據(jù)工作需要和d=55mm，通過(guò)查詢資料，我們選用輕窄（2）系列，軸承型號(hào)30211，其內(nèi)外直徑參數(shù)為為d*D*B=55mm*100mm*22mm。I-II段軸用于安裝軸承，套筒等，故取直徑弓〃=55mm故取l=40mm。II-III段安裝低速級(jí)錐齒輪，為便于安裝，故取d〃〃,=60mm,，故取l〃〃廣68mm，該段軸與齒輪配合，所以加工精度相對(duì)較高點(diǎn)。I-W段為分隔兩齒輪段，主要用來(lái)定位，直徑為 d〃，v=80mm，但長(zhǎng)度不需要很長(zhǎng)，所以確定長(zhǎng)度為、/廣10mm。W-V段安裝高速級(jí)大齒輪，要留有足夠長(zhǎng)的軸肩來(lái)定位，所以可取直徑取為d =68mm，齒寬為60mm，則取l=60mm。V-丑段安裝套筒，所以軸頸相對(duì)稍微減小點(diǎn)，確定直徑d=64mm，l=78mm。VI-VII軸承，軸承為標(biāo)準(zhǔn)件，所以軸的直徑要與軸很好的配合，選用直徑為55mm，長(zhǎng)度為40mm。3）軸上零件的周向定位齒輪的周向定位采用平鍵連接，d〃m由《機(jī)械設(shè)計(jì)》選取的平鍵技術(shù)參數(shù)為b*h=18mm*11mm，長(zhǎng)為40mm。同樣，軸d的鍵也選擇b*h=18mm*11mm，長(zhǎng)為40mm的平鍵。

4）確定軸上圓角和倒角尺寸取軸端倒角為2*45,軸上倒角具體尺寸參看軸的零件圖。O軸上載荷的計(jì)算在確定軸承的支點(diǎn)位置時(shí)，查取 a值，對(duì)于所選的圓錐滾子軸承，我們查得a=22mm?？梢灾繪=34+40-22=52mm，L=34+10+30=74mm，L3=34+78+40-22=130mm，因此此作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距L+L+L=52+74+130=256mm1 2 3水平支反力：F(l+L)+FL 1467*(74+130)+1294.41*130F=——a 3 虹?= =1826.33N1 2 3F=F+F-F=1467+1294.41-1826.33=935.08NNH2 21 3t NH1垂直支反力：「F(L+L)+FL 272.88*(74+130)+471.73*130F= ——2 3 虹彳= =457.00NNV1 L+L+L 256七2=F2+F3-Fnv]=272.88+471.73-457=287.61N水平彎矩：M1h=Fnh1L]=1826.33*52=94969.16N-mmM2h=Fnh2L3=935.08*130=121560.4N-mm垂直彎矩：M1v=Fnv1%=457*52=23764N-mmM2V="2L3=287.61*130=37389.3N?mm總彎矩：M]=\:'M1h2+M1v2=氣，94969.162+237642=97897.24N-mmM1=(M2h2+M逐2= 、121560.42+37389.32=127180.46N-mm扭矩：T2=440100N?mm按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》對(duì)軸的校核公式，則軸上V-VI段為危險(xiǎn)截面，d〃〃廣60mm，取a=0.6，則軸的彎扭合力b_J'm「+(以七)2_J127180.462+(0.6*440100)2_1357MPaca—W 0.1*603 .我們開始選擇的軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》P358表15-1得軸的許用彎曲應(yīng)力t]i=60MPa，因此°折LJ1,故安全?！?.3軸承的強(qiáng)度校核中間齒輪箱中的軸承有深溝球軸承和圓錐滾子軸承兩大類，我們對(duì)中間軸上的深溝球軸承進(jìn)行校核。選用的主要的圓錐滾子軸承進(jìn)行校核：1 2齒輪2上的軸向力：七=458.95N齒輪3上的軸向力：Fa2=1377.48N計(jì)算軸承的內(nèi)部軸向力， Fr1=孔/d1=44.01*1000/55=2934NFr2=T/d2=44.01*1000/55=2934N計(jì)算軸承的軸向載荷F=Fa2-Fj=918.53NF]+Fac=3852.53N>F2所以2被壓緊計(jì)算軸承的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷軸承的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷Pr1，由于e=0.68則 F./Fi=0.16<eTOC\o"1-5"\h\z所以取X=1 Y=0由此推算運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中受到中等沖擊。Fp=1.5P=f(xF+YF「)=1.5*(1*2934+0*458.95)=4401r1p r1 ^1FJFr1=0.47<e則x=1 y=0即可得到Pr2=fp(xFr2+YFa2)=1.5*(1*2934+0*1377.48)=4401額定動(dòng)載荷為55800N由于Pr2=Pr1則取4401來(lái)計(jì)算軸承使用壽命。Lh=106/(60n)/(C/P)3=106/(60*600)* (55800/4401)3=5661.69h壽命在4000-8000h之間所以選擇的軸承合格§4.4鍵的強(qiáng)度校核齒輪箱中的主要是平鍵，用來(lái)連接齒輪和軸。我們對(duì)軸 2上的一個(gè)鍵進(jìn)行校核，平鍵的基本參數(shù)為b*h=18mm*11mm，長(zhǎng)為40mm，材料為45鋼，許用應(yīng)力Lp]=110MPa，鍵的工作長(zhǎng)度l=L-b=40-18=22mm。=4000T=4000*44.01/(11*22*60)=12.12MPa<Lhld p故鍵滿足強(qiáng)度要求第五章旋耕部分的設(shè)計(jì)計(jì)算§5.1刀片刀座的設(shè)計(jì)研究旋耕部分主要是來(lái)整地的，而刀片是主要的工作部位，本設(shè)計(jì)中的刀主要用來(lái)破茬，所以我們首先要選擇比較合理的刀片，這對(duì)整機(jī)的性能有很大影響。旋耕刀的種類很多，有彎刀、直刀，鑿行的，但是他們的作用有點(diǎn)區(qū)別，對(duì)于普通的旋耕機(jī)，我們最常見的是彎刀，因?yàn)閺澋兜母卣叵鄬?duì)較好。我們以彎刀為列，刀的材料一般選用彈簧鋼，刀片與焊接在刀座用螺栓連接，刀片的刀柄和刀刃部分都要進(jìn)行熱處理以滿足強(qiáng)度要求。旋耕彎刀的具體設(shè)計(jì)如下圖所示，

§5.2刀軸的設(shè)計(jì)研究刀軸是刀輥的主體部件，上面承載有刀盤、刀片、最后一級(jí)齒輪等，這決定了刀軸成為了整機(jī)的關(guān)鍵部件之一。選擇刀軸材料選用材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，其主要力學(xué)性能如下表 4-1所示。表4-1調(diào)質(zhì)45鋼力學(xué)性能選亡硬1抗屈彎曲疲剪切疲許用彎用材度拉強(qiáng)度服強(qiáng)度勞強(qiáng)度度勞強(qiáng)度曲應(yīng)力料/HBS（MPa）(MPa)（MPa）（MPa）（MPa）

刀軸的結(jié)構(gòu)要根據(jù)整體的要求來(lái)設(shè)計(jì)，尤其要很據(jù)前面?zhèn)鲃?dòng)部分來(lái)設(shè)計(jì)。有前面的部分，我們知道是中間齒輪箱把動(dòng)力傳遞過(guò)來(lái)，而中間齒輪箱最后的輸出軸是向兩端輸出動(dòng)力的，所以刀輥軸也要設(shè)計(jì)成兩端。同時(shí)我們考慮到刀軸是需要高速轉(zhuǎn)動(dòng)的，所以在滿足使用要求的情況下要設(shè)計(jì)成空心軸。同時(shí)要考慮到刀軸兩端和機(jī)架如何固定，我們將在兩端焊接軸頭。軸頭把刀軸機(jī)架軸承連接到一塊，同時(shí)有一定的支撐作用。由前面的已知條件，對(duì)于軸的最小直徑：我們?nèi)。?133，B=0.67.由于dAo\nil^T03dAo\nil^T03*'24.98=43.66mm，考慮到刀輥軸受力復(fù)雜，因410*0.8此，根據(jù)需要，我們可以確定刀軸的安裝刀座部分的直徑為 60mm。刀軸結(jié)構(gòu)圖如圖所示。刀軸強(qiáng)度校核刀軸的受力比較復(fù)雜，除去齒輪箱傳遞過(guò)來(lái)的功率和扭矩，還要考慮刀輥軸帶動(dòng)旋耕刀與雜草，土壤接觸時(shí)等多重力的影響，相對(duì)復(fù)雜。參考《農(nóng)業(yè)機(jī)械手機(jī)》，我們看到它受力如下所示：由下面的計(jì)算公式，Q=TrJa=arccosR-HaRP=QcosPH 八P=QsinPIV其中我們已知T=58.19N-m,H=16cm,R=30cm則我們可以算出：Q=58.19/54=1077N,497a=62.18。,p=42.18。，Ph=497.96N，T；=728.16N由于刀軸受力太復(fù)雜，我們把它簡(jiǎn)化處理，用簡(jiǎn)支梁的模型。分析我們可以判斷出危險(xiǎn)截面大約在中間部位，根據(jù)計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，我們?cè)诿慷胃鞑贾檬M刀，兩端各是一把刀，其它兩把，總共38把刀。由于中間部分是斷開的，所以危險(xiǎn)截面在相對(duì)中間的位置，也就是第10組刀位置，根據(jù)耕幅1800mm，我們?cè)O(shè)計(jì)每組到相差90mm。所以危險(xiǎn)截面在距離左端A點(diǎn)的距離為L(zhǎng)1=720mm，AB段的總長(zhǎng)為L(zhǎng)=1840mm，彎矩扭矩圖如下圖所示。

pvpvPhal危險(xiǎn)截面的相關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)如下:水平支反力:P=Ph(L"1)=497?76*(1840-720)=302.98nHaiL 1840P=P^497?46*720=194.66NHbiL1840垂直支反力:P=P，(L—L1)=728?16*(1840一720)=443.23NVaiL 1840PLP=728.16*720Vbi= =284?93NL1840水平彎矩：Mh]=PhL1=302.98*720=218145.6N-mm垂直彎矩：M^廣「L]=443.23*720=319125.6N?mm總彎矩：M1=^Mh12+Mv^=t218145.62+319125.62=386556.23N?mm扭矩：T4=24980N?mm查《材料力學(xué)》P94式5-32知一 兀d3 314*603彎曲截面模量為W=—— = =21195mm332 32我們?nèi)=0.6.則軸的計(jì)算應(yīng)力：°羊M「+叫)2=,3865562+(0.6*24980)2=182Mpaca W 21195 .由前面的表可知，L]1=60MPa，因此°<1°]1,故安全?！?.3刀片的排列設(shè)計(jì)有上面的分析，我們?cè)诿慷胃鞑贾檬M刀，兩端各是一把刀，其它兩把，總共38把刀。但是與普通旋耕機(jī)刀片不同的是，此次設(shè)計(jì)中的旋耕部分不是以耕地為主的，以去除雜草雜物為主。所以不能僅僅選用一般的彎刀，有前面對(duì)旋耕刀的分析，以及實(shí)際情況，我們將彎刀和直刀相互交叉排列，經(jīng)分析，以破茬為主，這方面直刀比彎刀的效果好，所以，我們也選用較多的直刀，以彎刀相輔助。最后我們選取兩把直刀配套一把彎刀，每組刀有兩把，成相對(duì)180度排列，而每組刀之間成120度排列，正好三組刀為一個(gè)周期，為了達(dá)到更還的效果，彎刀也應(yīng)該整體上交錯(cuò)排列，但是所有的刀整體上是按螺旋線的形式排列的，大致的排列方式如下所示:360 i360 i X\X妃-\X.丁氣.%氣X. \ Xk\XXLy-了X,妃T.‘％*XX■JVZX、-?V-5<V.S. \X.XXLX、~ASEX第六章典型零部件的結(jié)構(gòu)工藝分析這次設(shè)計(jì)中的主要零件有齒輪，軸承，軸等。軸作為傳遞動(dòng)力和支撐的部件自然很重要。而此次設(shè)計(jì)中不光有齒輪軸，還有刀輥軸光軸。 我們以中間第一根軸為例，對(duì)軸的加工工藝進(jìn)行分析。它與錐齒輪和直齒輪都相互連接，所以很有代表性。軸在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)遵循以下設(shè)計(jì)要求：必須滿足實(shí)際的需求，要和其它零件配合合理，尺寸要合適軸上的零件應(yīng)易于拆裝和調(diào)整；軸的精度和形位公差也要滿足要求；軸應(yīng)能避免應(yīng)力集中，提高受力狀況；軸應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性好?；谏厦娴囊?，我們將通常把軸做成階梯軸型，具有肩定位，上肩，同時(shí)軸的某關(guān)鍵部位還需要進(jìn)行熱處理。軸要與齒輪相連，同時(shí)要傳遞一定的功率和力矩，所以直徑尺寸要合理，平時(shí)應(yīng)保證用于支持軸頸傳動(dòng)軸頸部對(duì)齊要求裝配。軸根據(jù)各段鏈接的零件和所滿足要求不同，所以表面粗糙度也不一樣，所以各段的加工方法和加工設(shè)備也會(huì)有區(qū)別。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不但要有合理的加工工藝性，還應(yīng)有合理的裝配工藝性。對(duì)于上面的要求，現(xiàn)以連接錐齒輪和直齒輪的軸為例進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性的分析。車一端面，鉆中心孔，車另一端面，鉆中心孔。粗車右端外圓至656mmX40，665mmX78，670mmX60；半精車右端外圓至655mmX40，664mmX78；精車右端外圓至69mmX60；倒角2X45°，倒圓角R2.5。粗車左端外圓至656mmX40，662mmX68；半精車右端外圓至655mmX40；精車右端外圓至61mmX68；倒角2X45°,倒圓角R2.5。5.銑鍵槽至規(guī)定的要求。進(jìn)行熱處理，淬火、回火至HRC40-45粗磨外圓661mm至660mm；粗磨外圓669mm至668mm；第七章免耕施肥播種機(jī)使用要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析§7.1機(jī)動(dòng)圖圖7-1設(shè)計(jì)懸掛農(nóng)具時(shí)，為了保證機(jī)組的正常工作，必須對(duì)拖拉機(jī)和免耕播種機(jī)的機(jī)動(dòng)圖有所了解，看它們能否配套組合，滿足要求。機(jī)動(dòng)圖反映了旋耕播種機(jī)由懸掛狀態(tài)到工作狀態(tài)的相對(duì)于拖拉機(jī)的位置關(guān)系。在設(shè)計(jì)旋耕播種機(jī)的三點(diǎn)懸掛時(shí)要保證行走輪的合理載荷，并保證瞬心在拖拉機(jī)的前方，旋耕播。經(jīng)過(guò)繪圖分析，萬(wàn)向節(jié)與動(dòng)力輸