三箱傳動式旋耕機(jī)的設(shè)計(jì)-淮海工學(xué)院 (5)

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1、【精品文檔】如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學(xué)習(xí)與交流 三箱傳動式旋耕機(jī)的設(shè)計(jì)-淮海工學(xué)院 (5) .....精品文檔...... 三箱傳動式旋耕機(jī)的設(shè)計(jì) 葛劍剛 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 摘 要：本設(shè)計(jì)為寬幅大功率旋耕機(jī)的設(shè)計(jì)，如果按傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)，由于刀軸跨度大，傳動不平穩(wěn)，致使刀軸壽命大大降低，所以本設(shè)計(jì)采用三箱傳動方案，將拖拉機(jī)輸入的動力分兩處傳至兩根刀軸，使得刀軸受力均衡，傳動平穩(wěn)，提高了刀軸使用壽命。 關(guān)鍵詞：旋耕機(jī)；三箱；傳動 1 引言 旋耕機(jī)主要用于農(nóng)田栽植、播種前的耕整地作業(yè)。本設(shè)計(jì)配套120馬力輪式拖拉機(jī)的三箱傳動式旋耕機(jī)。寬度3.25m，

2、耕深120~180mm，刀軸轉(zhuǎn)速200~230轉(zhuǎn)/分，功效15~20畝/h。采用中間箱傳動，三點(diǎn)懸掛。通過采用分箱傳動以減小刀軸承受的過大扭矩，提高使用壽命。大幅度提高農(nóng)機(jī)的工作效率，符合旋耕機(jī)的發(fā)展方向。 2 旋耕機(jī)的總體設(shè)計(jì) 2.1 拖拉機(jī)的選擇 根據(jù)使用要求選擇東方紅—X1204型輪式拖拉機(jī)，旋耕機(jī)與拖拉機(jī)采用常用的三點(diǎn)懸掛進(jìn)行掛接。 2.2 傳動方案設(shè)計(jì) 2.3.1 設(shè)計(jì)方案分析 由于是三箱傳動，而且采用中間箱輸入動力，故減速器采用展開式三級閉式齒輪傳動。其特點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡單、效率高、容易制造、使用壽命較長、維護(hù)方便，裝拆容易，工作可靠。

3、 2.3.2 機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析與動力參數(shù)選擇與計(jì)算 旋耕機(jī)作業(yè)時，拖拉機(jī)功率的大部分用于驅(qū)動刀滾作業(yè)，其數(shù)值可實(shí)測確定。影響功率消耗的因素很多，主要有刀軸轉(zhuǎn)速，機(jī)組前進(jìn)速度，耕深，土壤含水率和土壤堅(jiān)實(shí)度，土質(zhì)等，此外，殘茬，旋耕刀的類型及排列諸因素對此也產(chǎn)生不同程度的影響。 可用經(jīng)驗(yàn)公式(2-1)估算刀軸工作時消耗的功率，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖2-1所示。 圖2-1 傳動系統(tǒng)簡圖 (kw) (2-1)

4、 查參考文獻(xiàn)[1]確定輸入軸轉(zhuǎn)速：n輸入=540 r/min；輸出軸轉(zhuǎn)速：=200～230 r/min。傳動比：2.35～2.7。 2.3.3 齒輪齒數(shù)的確定 查參考文獻(xiàn)[5]，確定拖拉機(jī)動力輸出軸離地高度為H=470mm，并取耕深a=150mm。 考慮軸中心距要求，當(dāng)動力輸出軸所連萬向節(jié)水平時為旋耕機(jī)正常作業(yè)狀態(tài)，所以軸兩周軸距離=470-(245-150)=375mm 初步計(jì)算出齒輪模數(shù)。 由于旋耕機(jī)作業(yè)時，齒輪受交變載荷。為提高齒輪承載能力且減小齒輪根切最小齒數(shù)，故采用變位齒輪。變位系數(shù)查參考文獻(xiàn)[2]計(jì)算確定。 3 齒輪的設(shè)計(jì)與校

5、核 3.1 齒輪的材料 考慮到工廠加工條件和減速器要承受很大的轉(zhuǎn)矩，選擇大小齒輪材料都為20CrMnTi，滲碳處理，硬度為55～60HRC，抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度；精度7級。 3.2 分傳動箱齒輪設(shè)計(jì)與校核 表3-1 圓柱齒輪傳動簡化設(shè)計(jì)計(jì)算公式 齒輪類型 按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式 按彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式 直齒輪 閉式齒輪結(jié)構(gòu)，硬齒面齒輪，滑移齒輪3采用對稱布置（軸鋼性較大），齒輪4也采用對稱布置（軸鋼性較大）取齒寬系數(shù)。 因兩嚙合齒輪均為硬齒面，故設(shè)計(jì)計(jì)算時，應(yīng)同時按接觸強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度的計(jì)算確定尺寸，并取其中最大值。 齒輪3、4、5材料和模數(shù)相同，其中齒輪3尺寸最小

6、，傳遞功率最大，若齒3校驗(yàn)合格，則均合格。 3.2.1 齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 強(qiáng)度條件 （3-1） 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力 （3-2） 齒面接觸疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 （3-3） 3.2.2 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 強(qiáng)度條件 （3-4） 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)力

7、 （3-5） 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度許用應(yīng)力 （3-6） 經(jīng)驗(yàn)算，強(qiáng)度合格。 3.3 中間箱齒輪的設(shè)計(jì)與校核 中間箱為一對交角為90o 的錐齒輪，可按以下步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)校核。 3.3.1 錐齒輪按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) （3-7） 初步計(jì)算錐齒輪大端直徑，然后算出大端模數(shù)。 3.3.2 錐齒輪的強(qiáng)度校核 （1）錐齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 （3-8）

8、（2）錐齒齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 （3-9） 經(jīng)驗(yàn)算，強(qiáng)度合格。 4 軸的設(shè)計(jì)與校核 4.1 軸的材料 軸的材料選擇45鋼，調(diào)質(zhì)處理；抗拉強(qiáng)度；彎曲疲勞極限 ；許用靜應(yīng)力；許用疲勞應(yīng)力 4.2 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 首先按軸所受扭矩初步估算軸的直徑 （4-1） 根據(jù)式4-1初算軸直徑最小值。 4.3 軸的校核 通過軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，針對危險截面做彎扭合成強(qiáng)度校核計(jì)算。按第三強(qiáng)度理論，彎扭合成強(qiáng)度條件為

9、 （4-2） 經(jīng)驗(yàn)算，強(qiáng)度合格。 結(jié)論 隨著農(nóng)田集約化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，未來旋耕機(jī)將朝著大功率、寬幅、深耕、復(fù)合式方向發(fā)展。本設(shè)計(jì)為寬幅大功率旋耕機(jī)的設(shè)計(jì)，符合農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展需要，此次設(shè)計(jì)與以往的最大不同是采用了三箱傳動方案，側(cè)傳動箱與中間傳動箱都使用萬向節(jié)連接，使寬幅旋耕機(jī)能更平穩(wěn)地工作。另外，旋耕機(jī)工作時刀軸受交變載荷作用，為提高齒輪強(qiáng)度，齒輪采用角變位齒輪，即能縮小齒輪結(jié)構(gòu)尺寸又能提高齒輪強(qiáng)度。 由于本人能力有限，本設(shè)計(jì)尚有很多不足之處。例如，由于旋耕機(jī)耕幅過寬，未考慮旋耕機(jī)路間行駛問題，若要進(jìn)一步改進(jìn)，可將旋耕機(jī)設(shè)計(jì)為可折疊式的，方便運(yùn)輸和路間行駛。 參

10、考 文 獻(xiàn) ［1］陳志.農(nóng)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊[M].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2007. ［2］王文斌.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（單行本 齒輪傳動）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版 社，2007. ［3］濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社，2006. ［4］王之櫟，王大康.機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2003. ［5］馮辛安.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2005. ［6］劉鴻文.材料力學(xué)[M].高等教育出版社，2004. ［7］大連理工大學(xué)工程畫教研室.機(jī)械制圖[M].北京：高等教育出版社， 2003.

11、 ［8］王章忠.機(jī)械工程材料[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.1. The design on rotary cultivator with three cases transmission Abstract: In order to improve the working efficiency of the rototiller and meet the requirements of agricultural development, this design is about the wide high-power rototiller. If designing accord

12、ing to the traditional method, drive is not smooth due to the large span of the cutter shaft, which greatly reduces the life of the knife shaft. So uses three cases of transmission project, transfers input power of the tractor to the knife shaft by two ways, makes the force on the knife shaft be balanced, transmission smooth and the life of knife shaft improved. Key words: rotary cultivator; three cases; transmission