草坪播種機的設(shè)計
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畢業(yè)設(shè)計說明書中文摘要
草坪播種機的設(shè)計
摘要 本設(shè)計是根據(jù)國內(nèi)外播種機的發(fā)展趨勢，通用性和適應(yīng)性不斷提高以及本著結(jié)構(gòu)簡單操作靈活的原則，而設(shè)計的一種由地輪驅(qū)動的離心式草坪播種機。該機結(jié)構(gòu)上優(yōu)點，使之能適應(yīng)各種草地的播種。小到1-2分大的草地，大到十幾畝的草地都能適應(yīng)。還可以根據(jù)草地的不同情況，調(diào)節(jié)合適的播種量。該播種機無引擎驅(qū)動，無噪音污染，播種效率高，輕便簡潔，操作方便，美觀實用，適用于一般草坪的播種。本文著重對播種機增速器、撒種部分以及葉輪等結(jié)構(gòu)進行設(shè)計選擇。
關(guān)鍵詞 草坪播種 播種機 播種 葉輪
畢業(yè)設(shè)計說明書外文摘要
The Design Of The Lawn Seeder
Abstract
The design is based on the development trend of the machine, and constantly improve the universality and adaptability with simple structure, flexible operation, and design principle of a kind of ground wheel drive centrifugal lawn seeder. This machine structure, the advantages of the seeding can adapt to the grass. Small to 1-2 points in the big big to ten acres of grass, grass can adapt. According to the different grass can adjust suitable sowing rates.This machine is driven suif, engine, high efficiency, the pollution of portable concise, easy operation, beautiful and practical. Applicable to general lawn sowing. This paper machine, plate and seed growth structure design selection of impeller.
Keywords Grass seeds Seeder Sow Impeller
學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計）原創(chuàng)性聲明
本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文研究做出過重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。
本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。
學(xué)位論文作者簽名（親筆）： 年 月 日-----------------------------------------------------------
學(xué)士學(xué)位論文（設(shè)計）版權(quán)使用授權(quán)書
專業(yè)： 論文（設(shè)計）題目：
本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，本科生在校攻讀期間學(xué)位論文（設(shè)計）工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權(quán)山西農(nóng)業(yè)大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。
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學(xué)位論文作者簽名（親筆）： 年 月 日
導(dǎo)師簽名（親筆）： 年 月 日
畢業(yè)設(shè)計評價表
指導(dǎo)教師意見
簽 字：
年 月 日
評閱人意見
簽 字：
年 月 日
答辯委員會意見
主任委員簽字：
年 月 日
院學(xué)術(shù)委員會意見
院長簽字：
年 月 日
目 錄
1 引 言 1
2 技術(shù)任務(wù)書（JR） 2
2.1 設(shè)計的依據(jù) 2
2.2 產(chǎn)品的用途及使用范圍 2
2.3 主要技術(shù)指標(biāo)和重要技術(shù)參數(shù) 2
2.4 主要工作原理 3
2.5 已經(jīng)考慮過的若干方案的比較 3
2.6 關(guān)鍵問題及其解決辦法 4
2.7 機構(gòu)的功能及特點 5
3 設(shè)計計算說明書 （SS） 5
3.1 草坪播種機結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計 5
3.1.1 傳動比的確定 5
3.1.2 動力參數(shù)計算 6
3.2 圓錐齒輪的設(shè)計計算 6
3.2.1 選擇材料，熱處理方式及精度等級 6
3.2.2 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 7
3.2.3計算齒輪的主要尺寸 8
3.2.4驗算輪齒彎曲疲勞強度 9
3.3 軸的設(shè)計計算 10
3.3.1軸Ⅰ的設(shè)計 10
3.3.2 軸Ⅱ的設(shè)計 13
3.4 葉輪的設(shè)計 16
3.4.1 結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計 16
3.4.2 驅(qū)動葉輪所需功率L 17
3.5 地輪的構(gòu)造 18
3.6 零件的設(shè)計計算 18
3.6.1 絲桿的設(shè)計 18
3.6.2 鍵連接的選擇及計算 19
4 使用說明書（SM） 19
4.1 使用前注意事項 19
4.2 播種時應(yīng)注意的事項 19
5 標(biāo)準(zhǔn)化審核報告（BS） 20
5.1 產(chǎn)品圖樣的審查 20
5.2產(chǎn)品技術(shù)文件的審查 20
5.3 標(biāo)注件的使用情況 20
5.4 審查結(jié)論 21
6 結(jié) 論 21
6.1 機構(gòu)的創(chuàng)新點 21
6.2 制造價格及應(yīng)用范圍 21
參 考 文 獻(xiàn) 22
致 謝 23
山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書
1 引 言
時間轉(zhuǎn)瞬即逝，轉(zhuǎn)眼之間四年的大學(xué)生涯就要結(jié)束了，回首四年的學(xué)習(xí)生活，我感到自己的收獲無比豐富。四年來，我不僅認(rèn)真學(xué)習(xí)了各門基礎(chǔ)課，而且更加系統(tǒng)地掌握了多門專業(yè)技術(shù)課，在每次的課程設(shè)計中，我都認(rèn)真對待，努力鉆研。這樣，通過四年的鍛煉不斷地提高了我的設(shè)計、繪圖、識圖能力?？梢哉f，大學(xué)里的理論基礎(chǔ)，不但使我學(xué)會了分析問題、解決問題的能力，而且更強化了我的知識結(jié)構(gòu)。尤其幸運的是，我不只一次地深入工廠實習(xí)，把學(xué)到的知識應(yīng)用于實習(xí)現(xiàn)場的具體工作中，提高了自己的動手能力，為我今后步入工作崗位打下了更好的實踐基礎(chǔ)。
本次設(shè)計的目的是培養(yǎng)自己初步掌握獨立從事專業(yè)技術(shù)工作的能力，提高自己從事工藝和工藝裝備設(shè)計的水平，使我初步掌握從事本專業(yè)科學(xué)研究工作的能力。通過畢業(yè)設(shè)計不但培養(yǎng)了我運用各種工具書的方法和技巧，同時也培養(yǎng)了我獨立思考問題、解決問題的能力。通過翻閱查找各種工具書，擴大了視眼，豐富了自己的知識范圍。
本次設(shè)計我是有充分準(zhǔn)備的。我不僅準(zhǔn)備了四年的時間來掌握各門專業(yè)課學(xué)習(xí)，而且我多次深入工廠實習(xí)，更主要的是設(shè)計期間不斷地從網(wǎng)上、圖書館收集大量的資料，尋找各種解決問題的方法。所以說本設(shè)計我是有充分準(zhǔn)備的，它是與生產(chǎn)實際相結(jié)合。它也將成為我走上工作崗位的一次重要演習(xí)，為我今后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。
草坪播種機設(shè)計是一個典型的機械系統(tǒng)設(shè)計。 提高農(nóng)業(yè)的機械化和自動化程度，是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要一環(huán)。用現(xiàn)代化設(shè)備裝備我國農(nóng)業(yè)工廠，已成為一項迫切的重要任務(wù)。
實現(xiàn)草坪播種作業(yè)機械化的好處：節(jié)約勞動力，提高生產(chǎn)率和草坪質(zhì)量，節(jié)約原材料和降低成本，降低勞動強度和改善環(huán)境衛(wèi)生，保證操作的安全，減少草籽的浪費等。草坪播種作業(yè)機械化、自動化目前正向著高速化、通用性、可靠性、費用低、流水線自動化控制、采用新的機械工具等六個方向發(fā)展。
2 技術(shù)任務(wù)書（JR）
2.1 設(shè)計的依據(jù)
目前在我國已有專用草坪播種機械, 但是價格很高。通常對于播種面積不算太大, 又不是專業(yè)經(jīng)營草坪種植業(yè)的單位或個人, 就沒有必要專門買一臺草坪播種機, 這樣就給草坪播種帶來很大的困難。為了解決這一問題, 經(jīng)過多次對市場調(diào)查和研究, 決定設(shè)計一種簡易草坪播種機。
2.2 產(chǎn)品的用途及使用范圍
草坪是高度培育的特殊草地, 隨著草坪面積的擴大, 品質(zhì)的提高, 草坪業(yè)逐漸由單一的人工作業(yè)向半機械化、機械化、自動化過渡, 草坪作業(yè)的機械化已成為十分重要的課題。專用的草坪播種機還處于起步階段, 草坪草種子細(xì)小,用手撒的方法不僅不易將種子撒勻, 且工作效率低, 不能滿足建坪建設(shè)的要求。
通過市場調(diào)研，決定設(shè)計一種由地輪驅(qū)動的離心式草坪播種機，該機由種子箱、機架、傳動裝置、葉輪等部分組成, 一人即可操作, 播種者雙手推動播種機，種子箱下的旋轉(zhuǎn)葉輪便會把種子吹出去, 下種口的大小可調(diào), 播種量的多少調(diào)節(jié)下種速度。此播種機體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡單、靈活耐用, 不受地形、環(huán)境和氣候的影響, 不僅適用于大面積建坪, 更適用于在復(fù)雜的場地下建坪使用。
2.3 主要技術(shù)指標(biāo)和重要技術(shù)參數(shù)
計劃設(shè)計播種機的主要設(shè)計參數(shù)：
1） 外形尺寸：519mm380mm800mm
2） 功率：417W
3） 輪子轉(zhuǎn)速：64r/min
4） 力矩：=62224N·mm
5） 凈質(zhì)量：≤40kg
6） 變速要求：單級
7） 葉輪半徑：0.1m
2.4 主要工作原理
本次設(shè)計的手推式播種機主要利用輪子運動傳動變速箱中的錐齒輪實現(xiàn)飛輪的高速運動的功能。播種機工作時由人推動機器行走，驅(qū)動地輪帶動安裝在齒輪箱內(nèi)的一對錐齒輪轉(zhuǎn)動，固定在被動錐齒輪軸上的葉輪在錐齒輪的驅(qū)動下高速旋轉(zhuǎn)。種子箱內(nèi)的種子靠重力通過種子箱底部的落種口經(jīng)過絲桿和圓錐下料筒下落到轉(zhuǎn)動的葉輪邊緣，在葉輪風(fēng)力的作用下撒布于地表。在被動錐齒輪軸伸入種子箱底部的端頭，安裝有攪種裝置，可將種子順利落入撒種盤。撒種量可通過改變落種口開度來調(diào)節(jié)。
2.5 已經(jīng)考慮過的若干方案的比較
我所設(shè)計的手推式草坪播種機首先要通過一個傳力構(gòu)件將人力傳遞出去。為了讓操作者在正常行走速度下操作，傳遞出去的力應(yīng)通過增速機構(gòu)繼續(xù)傳遞。因執(zhí)行播種動作的葉輪的相對運動方向與人行進的方向垂直，經(jīng)前面增速機構(gòu)傳遞過來的運動都需要再經(jīng)過一級轉(zhuǎn)換機構(gòu)傳遞到執(zhí)行構(gòu)件。通過分析得到手推式草坪剪草機的組成框圖，如圖2—1所示。
圖2—1手推式草坪剪草機的組成框圖
能實現(xiàn)草坪播種的方法較多，但各有利弊，具體分析如下：
（1）用手撒 草坪草種子細(xì)小，用手撒的方法不僅不易將種子撒勻, 且工作效率低, 不能滿足建坪建設(shè)的要求。
（2）用鐵篩撒 用鐵篩雖然避免了用手撒的弊端，但浪費時間，且人力消耗量大，不能滿足一般草坪的建設(shè)要求。
（3）用播種機 用播種機，可避免以上兩種方法存在的問題，使所設(shè)計的機器小巧，且可靈活操作。因此，我們選擇設(shè)計手動式播種機。
手動的形式又有手搖動和用手推動兩種。機械容易實現(xiàn)的是簡單的轉(zhuǎn)動和往復(fù)直線運動，如果用手搖動手柄實現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件的往復(fù)移動，由于播種機還要靠人力推著向前行進，操作者要完成的動作過多，操作不方便。要使操作者只通過簡單的操作即可完成播種動作，可以用手推播種機向前行駛，靠播種機輪子的轉(zhuǎn)動將轉(zhuǎn)動運動轉(zhuǎn)變成葉輪的往復(fù)旋轉(zhuǎn)而輸出到執(zhí)行構(gòu)件。顯然設(shè)計成手動式草坪剪草機是合理而可行的。
2.6 關(guān)鍵問題及其解決辦法
增速機構(gòu)的設(shè)計：用組合法實現(xiàn)增速
為了讓操作者在正常行走速度下操作，傳遞出去的力應(yīng)通過增速機構(gòu)繼續(xù)傳遞。由于轉(zhuǎn)換機構(gòu)的運動輸入構(gòu)件作定軸轉(zhuǎn)動，這樣在播種機動力輸入構(gòu)件輪子和轉(zhuǎn)換機構(gòu)的運動輸入構(gòu)件之間，可以采用鏈傳動，帶傳動和齒輪傳動。為了使所設(shè)計的剪草機結(jié)構(gòu)緊湊，可以采用齒輪傳動。而齒輪傳動有直齒圓柱齒輪傳動，斜齒圓柱齒輪傳動，直齒錐齒輪傳動和蝸輪蝸桿傳動等。但是蝸輪蝸桿傳動的效率低，一般是蝸桿主動，且軸線空間交錯，應(yīng)用到播種機械中，會使支撐結(jié)構(gòu)復(fù)雜。直齒圓柱齒輪傳動和斜齒圓柱齒輪傳動的軸線相互平行，不能起到兩軸垂直的作用，因此，可選擇直齒錐齒輪傳動作為增速機構(gòu)。機構(gòu)組成方案如圖2—2所示。
圖2-2 機構(gòu)簡圖
2.7 機構(gòu)的功能及特點
（1） 該機采用地輪—齒輪傳動結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，質(zhì)量輕，噪音小、無污染，使用方便、靈活，適合一般草坪的播種；
（2） 無需引擎驅(qū)動，使用安全、可靠，便于維護；
（3） 播種幅寬為1m，外形尺寸（長寬高：586369200mm）,質(zhì)量40kg（材料由45鋼制作）；
（4） 采用耐用的鑄鋁底盤和結(jié)構(gòu)件，具有永不生繡、永不卷曲變形的特點；
（5） 地輪半徑為0.25m，且一個輪子裝上壽命長的球軸承，使播種機轉(zhuǎn)彎時易于推動；
（6） 金屬手柄易于折疊，以減少包裝尺寸，手柄長度可伸縮，對于不同身高的操作者同樣適用；
（7） 撒種部分獨特的設(shè)計可防止種子堵塞出口通道；
（8） 外觀造型美觀，更適合家庭用戶的審美要求；
（9） 播種的效果較理想，且成本低，是一般草坪播種的首選產(chǎn)品。
3 設(shè)計計算說明書 （SS）
3.1 草坪播種機結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計
3.1.1 傳動比的確定
根據(jù)運動學(xué)基本原理，在忽略種子與撒種盤之間摩擦的情況下，傳動比為：
（1）
式中 Rd-------地輪半徑
D--------撒種幅寬
r---------撒種盤半徑
v--------行走速度
H--------撒種盤離地高度
g---------重力加速度
在確定行走速度v時，既要保證播種機在種子箱裝滿種子后，播種機能夠正常作業(yè)，又要保證機組有較高的作業(yè)生產(chǎn)率，以速度v=6km/h來設(shè)計；考慮到我國一般草坪地塊面積小，幅寬窄的特點，撒種幅寬D設(shè)計為1m，設(shè)計參數(shù)Rd=0.25m，r=0.1m，H=0.55m。則按式（1）計算出地輪驅(qū)動離心式播種機所需的傳動比i=3。
3.1.2 動力參數(shù)計算
草籽較輕，容易甩出，不需要過大的載荷，故假設(shè)人的推力為F=250N，所以兩個地輪上所受力的大小為：F1=F2=125N
地輪提供轉(zhuǎn)矩帶動撒種盤進行機械運動，假定撒種盤所受的力全部來自地輪。則：P輪=Fv=417W
地輪轉(zhuǎn)速：n=64r/min
初選8級精度直齒錐齒輪
滾動軸承（球軸承）
齒輪傳動軸承（滾子軸承）
傳動機構(gòu)總效率：0.950.9920.98=0.903
軸上的所傳遞的功率大小為：=4170.99=413(W)
軸上的所傳遞的功率大小為：=4130.950.98=396(W)
軸上的轉(zhuǎn)速大小為：=147.69(r/min)
軸上的轉(zhuǎn)速大小為：=443.09(r/min)
3.2 圓錐齒輪的設(shè)計計算
圓錐齒輪的設(shè)計
直齒錐齒輪加工多為刨齒，不宜采用硬齒面，計算步驟如下：
3.2.1 選擇材料，熱處理方式及精度等級
（1）齒輪材料。熱處理方式由參考文獻(xiàn)[1]表6-7和表6-8并考慮HBS1=HBS2+（30～50）HBS的要求，小齒輪選用40Cr，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度241～286HBS，大齒輪選用42SiMn鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度217～255HBS。
（2）精度等級。估計圓周速度不大于3m/s，根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表6-5，初選8級精度。
3.2.2 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計
1）確定公式中的各參數(shù)值
（1）選齒數(shù)。小齒輪齒數(shù)z1=24,z2=uz1=72
（2）確定極限應(yīng)力，由參考文獻(xiàn)[1]圖6-32，按齒面硬度中間值260HBS，查得小齒輪。由參考文獻(xiàn)[1]圖6-32，按齒面硬度中間值230HBS查得大齒輪。
（3）確定壽命系數(shù)ZN。由題意可知：ZN1=ZN2=1。
（4）許用應(yīng)力由參考文獻(xiàn)[1]表6-9查得，SHmin=1。由參考文獻(xiàn)[1]式（6-20）得
（5）載荷系數(shù)K?？紤]錐齒輪是懸臂布置，由參考文獻(xiàn)[1]表6-10取K=1.2。
（6）計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1
（7）齒寬系數(shù)。取。
（8）節(jié)點區(qū)域系數(shù)。。
（9）確定材料系數(shù)。由參考文獻(xiàn)[1]表6-11查得。
2）計算和
（1）小輪大端分度直徑
（2）小齒輪齒寬中點的分度圓直徑
（3）圓周速度：
故8級精度合適。
3.2.3計算齒輪的主要尺寸
1）模數(shù)
圓整取。
2）實際大端分度圓直徑
3）錐距
4）齒寬
5）分度圓錐角和
，
6)當(dāng)量齒數(shù)
3.2.4驗算輪齒彎曲疲勞強度
（1）確定極限應(yīng)力。由參考文獻(xiàn)[1]圖6-34，按齒面硬度中間值260HBS，查得小齒輪，由參考文獻(xiàn)[1]圖6-34，按齒面硬度中間值230HBS，查得大齒輪。
（2）確定壽命系數(shù)YN1和YN2,由題意可知：YN1 =YN2=1。
（3）確定最小安全系數(shù)。查參考文獻(xiàn)[1]表6-9得。
（4）確定許用應(yīng)力。
（5）復(fù)合齒形系數(shù)和。查參考文獻(xiàn)[1]表6-12得
，
（6）計算彎曲應(yīng)力：
所以齒輪彎曲強度足夠。
3.3 軸的設(shè)計計算
3.3.1軸Ⅰ的設(shè)計
（1）選擇軸Ⅰ的材料
該軸無特殊要求，選擇45鋼調(diào)質(zhì)處理，=640MPa
（2）初步估算軸徑
按扭轉(zhuǎn)強度估算輸入端的最小軸徑。按45鋼，取C=116
根據(jù)公式，此軸頭上有一鍵槽，將軸徑增大5%，即dmin=（16.341.05）mm=17.15mm,取dmin=18mm
（3）軸Ⅰ的結(jié)構(gòu)設(shè)計
1）軸Ⅰ上零件的軸向定位
大齒輪在軸Ⅰ上為對稱定位，左右兩端靠套筒定位，裝拆，傳力較為簡單；兩端軸承常用同一尺寸，以便于加工、安裝和維修；為便于拆裝軸承，軸承處軸肩不宜太高。
2）軸上零件的周向定位
齒輪與軸的軸向固定采用普通平鍵聯(lián)接。根據(jù)軸的直徑查得齒輪處的鍵截面尺寸為，配合為，滾動軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制。
① 確定各段軸徑和長度通過確定定位軸肩高度，從左輪子連接處向右取。
② 考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性
考慮到軸的結(jié)構(gòu)工藝性，在軸的左端和右段均制成倒角
（4）軸Ⅰ的強度演算
經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計之后，各軸段作用力大小和作用點位置、軸承跨距、各段軸徑等參數(shù)均已知。
1) 齒輪上作用力的大小轉(zhuǎn)矩：=62224N·mm
齒輪端面分度圓直徑：
圓周力：
徑向力：
軸向力：
受力簡圖5-1所示：
圖3-1垂直面上受力簡圖
2）求垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩
截面C處的彎矩為：
(N·mm)
(N·mm)
圖3-2垂直面上截面的彎矩
3） 求水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩：
截面C處的彎矩為：(N·mm)
圖3-3水平面上截面的支反力
4） 截面C處垂直面和水平面的合成彎矩為：
(N·mm)
(N·mm)
圖3-4水平面上截面的彎矩及合成彎矩
5）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度
進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強度，取
該截面上的計算應(yīng)力：
通過查表可知：
材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理的許用應(yīng)力為，由于，故安全。
3.3.2 軸Ⅱ的設(shè)計
（1）選擇軸Ⅱ的材料
該軸無特殊要求，選擇45鋼調(diào)質(zhì)處理，=640MPa
（2）初步估算軸徑
按扭轉(zhuǎn)強度估算輸入端的最小軸徑。按45鋼，取C=116
根據(jù)公式，此軸頭上有一鍵槽，將軸徑增大5%，即dmin=（11.171.05）mm=11.72mm,取dmin=12mm
（3）軸Ⅱ的結(jié)構(gòu)設(shè)計
1）軸Ⅱ上零件的軸向定位
小齒輪在軸Ⅱ上為對稱定位，上下兩端靠套筒定位，裝拆，傳力較為簡單；兩端軸承常用同一尺寸，以便于加工、安裝和維修；為便于拆裝軸承，軸承處軸肩不宜太高。
2）軸上零件的周向定位
齒輪與軸的軸向固定采用普通平鍵聯(lián)接。根據(jù)軸的直徑查得齒輪處的鍵截面尺寸為，配合為，滾動軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制。
① 確定各段軸徑和長度通過確定定位軸肩高度，從上向下取。
③ 考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性
考慮到軸的結(jié)構(gòu)工藝性，在軸的左端和右段均制成倒角
（4）軸Ⅱ的強度演算
經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計之后，各軸段作用力大小和作用點位置、軸承跨距、各段軸徑等參數(shù)均已知。
2) 齒輪上作用力的大小轉(zhuǎn)矩：=19310.18 N·mm
齒輪端面分度圓直徑：
圓周力：
徑向力：
軸向力：
圖3-5軸垂直面上受力簡圖
2）求垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩
截面C處的彎矩為：
(N·mm)
(N·mm)
圖3-6軸Ⅱ垂直面上截面的彎矩
3)求水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩：
截面C處的彎矩為：(N·mm)
圖3-7軸Ⅱ水平面上截面的支反力
4)截面C處垂直面和水平面的合成彎矩為：
(N·mm)
(N·mm)
圖3-8軸Ⅱ水平面上截面的彎矩及合成彎矩
5)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強度
進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強度，取
該截面上的計算應(yīng)力：
通過查表可知：
材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理的許用應(yīng)力為，由于，故安全。
3.4 葉輪的設(shè)計
選擇材料：因為草籽質(zhì)量輕，材料無特殊要求，選用45號剛調(diào)質(zhì)處理，葉片厚度1mm，制造上多采用整體鑄造結(jié)構(gòu)和分體鉚接或焊接等工藝方法來實現(xiàn)，這也是由其結(jié)構(gòu)特點所決定的。
3.4.1 結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計
圖6-1葉輪形式
如圖所示，離心風(fēng)機的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)如下。
①葉輪外徑, 常用D表示；
②葉輪寬度, 常用b表示；
③葉輪出口角,一般用β表示。葉輪按葉片出口角的不同可分為三種:
??前向式──葉片彎曲方向與旋轉(zhuǎn)方向相同, β> 90°(90°～ 160°)；
??后向式──葉片彎曲方向與旋轉(zhuǎn)方向相反, β< 90°(20°～ 70°)；
徑向式──葉片出口沿徑向安裝,β= 90°。
根據(jù)播種機行走速度和撒籽幅寬，初設(shè)葉輪直徑D1=20cm，葉片數(shù)Z按經(jīng)驗公式估計：Z=
D1為葉輪外徑，單位厘米。所以葉片數(shù)取6片。
葉片傾角
3.4.2 驅(qū)動葉輪所需功率L
當(dāng)葉片數(shù)目有限時，由于流體流動方向的變化，葉片理論壓頭公式為：
（1）
式中：Hth為葉輪壓頭；u為圓周速度；v為徑向速度。飛輪對氣體作功：
（2）
式中：k為多變系數(shù)；R為氣體常數(shù)；G為輸送的流體總量；n為多變指數(shù)；TT0為入口全溫；為容積效率。
設(shè)葉輪入口處風(fēng)速為v1m=16m/s，=0.75，則入口全溫：
由（2）式：
3.167(KW)
4.22(KW)
如果葉輪的效率=0.54，則軸功率：
Ls=Lt/0.54=7.81(KW)
由,得293K時氣體重度，故驅(qū)動葉輪所需軸功率L為：
0.3338(KW)
，故符合設(shè)計功率。
3.5 地輪的構(gòu)造
地輪由兩個個直徑為50cm 的小車輪及其連桿組成。兩個地輪是由長軸的兩端按軸的垂直方向各焊有一對長13cm的平行小鐵板來固定, 小鐵板下端有固定行走輪軸的陷口, 使地輪固定。長軸被套在大三角鐵后面的兩個寬鐵環(huán)內(nèi), 長軸上設(shè)有凸出物使得長軸在寬鐵環(huán)內(nèi)只能轉(zhuǎn)動, 不能左右串動。在長軸的中間, 對準(zhǔn)雙桿手柄的一個級桿處, 在長軸上焊有一個長75cm 的單鐵桿柄, 其方向與長軸兩端的兩平行小鐵板恰好反方向，使人推上播種機能夠順利行走。
3.6 零件的設(shè)計計算
在該播種機上所用的一些附件都是一些標(biāo)準(zhǔn)件，它們一共有絲桿、鍵和墊圈。
3.6.1 絲桿的設(shè)計
此絲桿受力不大，無特殊要求，選用45號鋼。熱處理：調(diào)質(zhì)HB220-270，高頻淬火HRC45-48。
因為絲桿直徑已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所以在設(shè)計絲桿時，直徑不能任意確定。我國所規(guī)定的絲桿直徑系列為：30，45，65，（85）90，（115）120，150，200。一般情況下，確定的絲桿直徑應(yīng)符合此系列。故，選用絲桿直徑為30mm。
螺旋角：物料為草籽，選用=30o
絲桿螺槽深度：h=0.2D=6mm
絲桿與套筒間隙的確定：=（0.003-0.005）D，取=0.005D=0.15mm
3.6.2 鍵連接的選擇及計算
中間軸和齒輪用鍵聯(lián)接的選擇和強度校核
齒輪與軸的鍵聯(lián)接
①選用圓頭普通平鍵（Ａ型）
按軸徑d=20mm及輪廓長l=78mm,查表14-1,選鍵18×70GB1096-79.
②強度校核
鍵材料用45鋼，查表得許用應(yīng)力，
鍵的工作長度，按公式得擠壓應(yīng)力：
雖然略大于，但齒輪與軸是采用過盈配合，靠聯(lián)接擦力傳遞部分轉(zhuǎn)矩，故聯(lián)接的強度是足夠的。
4 使用說明書（SM）
4.1 使用前注意事項
播種機在路上行走時， 可將離合器拉起,，使被動軸與主動軸分開，只有兩個地輪著地，這樣便于遠(yuǎn)距離和播過種的區(qū)域的行走。如果需要播種，在被播地段上，將離合器拉下，兩軸自然結(jié)合，然后開始播種。如果播種籽量不適宜，可調(diào)節(jié)下種口大小，在小范圍內(nèi)調(diào)整播種量。播種后出苗特征為：苗幅寬為4cm 左右，兩苗幅間寬為5～6cm 左右，這樣出苗后2～4 個月便可長滿苗幅間空處。
4.2 播種時應(yīng)注意的事項
（1）草坪床應(yīng)疏松，表層不能有過大的石塊或大的硬土塊及其他草根類雜物。
（2）草坪床應(yīng)該盡量平整，坡度不能過大。
5 標(biāo)準(zhǔn)化審核報告（BS）
5.1 產(chǎn)品圖樣的審查
手推式草坪播種機的傳動裝置和葉輪風(fēng)扇的設(shè)計已經(jīng)基本完成，現(xiàn)以具備全套圖紙和一線基本數(shù)據(jù)，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，對其進行標(biāo)注化審查，結(jié)果如下：
（1） 產(chǎn)品的圖樣完整、統(tǒng)一、表達(dá)準(zhǔn)確清楚、圖樣清楚。符合GB4440-84、GB-83《機械制圖》的規(guī)定。
（2） 產(chǎn)品圖樣公差與配合的選擇與標(biāo)準(zhǔn)符合GB/T1800、3-1998的規(guī)定。
（3） 產(chǎn)品圖樣的編號符合JB/T5054.5-2000《中華人民共和國機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》產(chǎn)品圖樣及設(shè)計的完整性。
（4） 圖紙的標(biāo)題欄與明細(xì)欄符合GB/T10609. 1-1989GB/T10690. 2-1989的規(guī)定。
（5） 產(chǎn)品圖樣粗糙度的標(biāo)注符合GB131-83《表面特征代號及注法》的規(guī)定。
（6） 產(chǎn)品圖樣焊縫的代號符合GB324-80《焊縫代號》的規(guī)定。
5.2 產(chǎn)品技術(shù)文件的審查
（1） 產(chǎn)品的技術(shù)文件名稱、術(shù)語符合ZB/TJ01和0351-90《產(chǎn)品圖樣及設(shè)計文件術(shù)語》及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
（2） 量和單位符合GB3100—GB3102-93的規(guī)定。
（3）技術(shù)文件所用的編碼符合JB/T8823-1998《機械工業(yè)企業(yè)計算機輔助管理信息分類編碼導(dǎo)則》的規(guī)定。
（4）技術(shù)文件的完整性符合JB/T5054.5-2000《產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件完整性》的規(guī)定及農(nóng)機部門的有關(guān)具體要求。
5.3 標(biāo)注件的使用情況
本設(shè)計所用的緊固件均采用標(biāo)準(zhǔn)的螺栓，材料及材料代號也符合國家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。
5.4 審查結(jié)論
經(jīng)過對播種機裝置和傳動設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)化審查，認(rèn)為該設(shè)計基本貫徹了國家最新頒發(fā)的各種標(biāo)準(zhǔn)，圖紙和設(shè)計文件完整齊全，符合標(biāo)準(zhǔn)化得要求。
6 結(jié) 論
6.1 機構(gòu)的創(chuàng)新點
（1） 從機構(gòu)運動的功能出發(fā)，按變異—組合法和類比法完成機構(gòu)的構(gòu)件和設(shè)計;
（2） 在作品樣機加工前，使用三維造型軟件進行三維造型、虛擬裝配和運動仿真，從理論上驗證設(shè)計的可行性，然后進行樣機制作；
（3） 無引擎驅(qū)動，節(jié)省能源，無污染（噪音、廢氣），采用綠色環(huán)保設(shè)計；
（4） 外觀造型新穎，推桿可折疊伸縮，適合家庭用戶使用；
（5） 采用齒輪機構(gòu)（實現(xiàn)增速），提高整機的工作效率，解決了手動播種機工作效率不高的問題；
（6） 產(chǎn)品成本（制造和使用成本）低，符合廣大用戶購買能力的要求。
6.2 制造價格及應(yīng)用范圍
根據(jù)目前市場實際:：制造原材料費用80～120 元，手工費: 60～80 元，因此總造價在200元以內(nèi)。目前使用于我國大部分地區(qū)的一般建坪。
參 考 文 獻(xiàn)
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致 謝
在設(shè)計過程中，得到了崔清亮老師的親切關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)。崔老師多次詢問研究進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。崔老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時半年，卻給以終生受益無窮之道。在次，我向崔老師表示忠心的感謝！
我還非常感謝工程技術(shù)學(xué)院的老師們，在四年學(xué)習(xí)期間，他們不僅教給了我很多知識，使我從對機械一無所知成為具有初步機械學(xué)知識并且可以簡單應(yīng)用的人，從只為自己的事情操心變成現(xiàn)在經(jīng)?？磮蠹垼爮V播，并關(guān)注國家大事，而且還教給了我做人的道理。對此我非常感謝！
最后，由草坪播種機的復(fù)雜性和長期性，不是用一篇文章就能解決問題的，另外，由于我的經(jīng)驗匱乏、水平有限，本文錯誤和疏漏之處不少，請老師和同學(xué)們指正，謝謝！
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山 西 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué)
本科生畢業(yè)論文（設(shè)計）選題審批表
畢業(yè)論文（設(shè)計）題目
草坪播種機的設(shè)計
指 導(dǎo) 教 師
崔清亮
職 稱
教 授
學(xué)生具備條件
修完教學(xué)計劃要求課程內(nèi)容及學(xué)時
選題完成形式
開題報告
內(nèi) 容 簡 要：本設(shè)計是根據(jù)國內(nèi)外播種機的發(fā)展趨勢，通用性和適應(yīng)性不斷提高以及本著結(jié)構(gòu)簡單操作靈活的原則，而設(shè)計的一種由地輪驅(qū)動的離心式草坪播種機。該機結(jié)構(gòu)上優(yōu)點，使之能適應(yīng)各種草地的播種。小到1-2分大的草地，大到十幾畝的草地都能適應(yīng)。還可以根據(jù)草地的不同情況，調(diào)節(jié)合適的播種量。該播種機無引擎驅(qū)動，無噪音污染，播種效率高，輕便簡潔，操作方便，美觀實用，適用于一般草坪的播種。本文著重對播種機增速器、撒種部分以及葉輪等結(jié)構(gòu)進行設(shè)計選擇。
系主任簽字：
年 月 日
院長簽字：
年 月 日
2
山西農(nóng)業(yè)大學(xué)
本科生畢業(yè)設(shè)計
開題報告
題 目 草坪播種機的設(shè)計
學(xué)院名稱 信息學(xué)院
專業(yè)名稱 機械設(shè)計制造及其自動化
年 級 2005級
學(xué)生姓名 胡艷虹
學(xué) 號 2005151215
指導(dǎo)教師 崔清亮
職 稱 教 授
2009年 3 月 25 日
選題的依據(jù)及意義（包括課題的理論價值和實踐價值；國內(nèi)外的研究概況等）：
目前在我國已有專用草坪播種機械, 但是價格很高。通常對于播種面積不算太大, 又不是專業(yè)經(jīng)營草坪種植業(yè)的單位或個人, 就沒有必要專門買一臺草坪播種機, 這樣就給草坪播種帶來很大的困難。為了解決這一問題, 經(jīng)過多次對市場調(diào)查和研究, 決定設(shè)計一種簡易草坪播種機。
草坪是高度培育的特殊草地, 隨著草坪面積的擴大, 品質(zhì)的提高, 草坪業(yè)逐漸由單一的人工作業(yè)向半機械化、機械化、自動化過渡, 草坪作業(yè)的機械化已成為十分重要的課題。專用的草坪播種機還處于起步階段, 草坪草種子細(xì)小,用手撒的方法不僅不易將種子撒勻, 且工作效率低, 不能滿足建坪建設(shè)的要求。
通過市場調(diào)研，決定設(shè)計一種由地輪驅(qū)動的離心式草坪播種機，該機由種子箱、機架、傳動裝置、葉輪等部分組成, 一人即可操作, 播種者雙手推動播種機，種子箱下的旋轉(zhuǎn)葉輪便會把種子吹出去, 下種口的大小可調(diào), 播種量的多少調(diào)節(jié)下種速度。此播種機體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡單、靈活耐用, 不受地形、環(huán)境和氣候的影響, 不僅適用于大面積建坪, 更適用于在復(fù)雜的場地下建坪使用。
本課題研究內(nèi)容
本設(shè)計研究的草坪播種機是一種由地輪驅(qū)動的離心式草坪播種機，該機由種子箱、機架、傳動裝置、葉輪等部分組成, 一人即可操作, 播種者雙手推動播種機，種子箱下的旋轉(zhuǎn)葉輪便會把種子吹出去, 下種口的大小可調(diào), 播種量的多少調(diào)節(jié)下種速度。此播種機體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡單、靈活耐用, 不受地形、環(huán)境和氣候的影響, 不僅適用于大面積建坪, 更適用于在復(fù)雜的場地下建坪使用。
本課題研究方案
能實現(xiàn)草坪播種的方法較多，但各有利弊，具體分析如下：
（1）用手撒 草坪草種子細(xì)小，用手撒的方法不僅不易將種子撒勻, 且工作效率低, 不能滿足建坪建設(shè)的要求。
（2）用鐵篩撒 用鐵篩雖然避免了用手撒的弊端，但浪費時間，且人力消耗量大，不能滿足一般草坪的建設(shè)要求。
（3）用播種機 用播種機，可避免以上兩種方法存在的問題，使所設(shè)計的機器小巧，且可靈活操作。因此，我們選擇設(shè)計手動式播種機。
研究的創(chuàng)新之處
（1） 無引擎驅(qū)動，節(jié)省能源，無污染（噪音、廢氣），采用綠色環(huán)保設(shè)計；
（2） 外觀造型新穎，推桿可折疊伸縮，適合家庭用戶使用；
（3） 采用齒輪機構(gòu)（實現(xiàn)增速），提高整機的工作效率，解決了手動播種機工作效率不高的問題；
（4） 產(chǎn)品成本（制造和使用成本）低，符合廣大用戶購買能力的要求。
研究過程(含完成期限)
第一周與指導(dǎo)老師確定設(shè)計題目并制定詳細(xì)的設(shè)計要求；
第二周調(diào)查、收集、研究現(xiàn)有資料，根據(jù)課題計劃任務(wù)書的要求，明確整個設(shè)計的任務(wù)和方向；
第三周提出多種設(shè)計方案，通過分析對比，確定出最優(yōu)方案；
第四和第五周以確定的初步方案繪制出原理圖或機構(gòu)運動簡圖，確定機構(gòu)組成和各種參數(shù)計算；
第六和第七周詳細(xì)繪制總裝配圖、部件裝配圖和零件圖；
第八周交由指導(dǎo)老師批改；
第九周修改并完善設(shè)計
指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
教研室意見
教研室主任簽名：
年 月 日
院系意見
主管領(lǐng)導(dǎo)簽名：
年 月 日
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