草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)【地輪驅(qū)動離心式】【說明書+CAD】
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目 錄1 引 言12 技術(shù)任務(wù)書(JR)22.1 設(shè)計(jì)的依據(jù)22.2 產(chǎn)品的用途及使用范圍22.3 主要技術(shù)指標(biāo)和重要技術(shù)參數(shù)22.4 主要工作原理32.5 已經(jīng)考慮過的若干方案的比較32.6 關(guān)鍵問題及其解決辦法42.7 機(jī)構(gòu)的功能及特點(diǎn)53 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 (SS)53.1 草坪播種機(jī)結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)53.1.1 傳動比的確定53.1.2 動力參數(shù)計(jì)算63.2 圓錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算63.2.1 選擇材料,熱處理方式及精度等級63.2.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)73.2.3計(jì)算齒輪的主要尺寸83.2.4驗(yàn)算輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度93.3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算103.3.1軸的設(shè)計(jì)103.3.2 軸的設(shè)計(jì)133.4 葉輪的設(shè)計(jì)163.4.1 結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)163.4.2 驅(qū)動葉輪所需功率L173.5 地輪的構(gòu)造183.6 零件的設(shè)計(jì)計(jì)算183.6.1 絲桿的設(shè)計(jì)183.6.2 鍵連接的選擇及計(jì)算194 使用說明書(SM)194.1 使用前注意事項(xiàng)194.2 播種時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)195 標(biāo)準(zhǔn)化審核報(bào)告(BS)205.1 產(chǎn)品圖樣的審查205.2產(chǎn)品技術(shù)文件的審查205.3 標(biāo)注件的使用情況205.4 審查結(jié)論216 結(jié) 論216.1 機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新點(diǎn)216.2 制造價(jià)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(jì)說明書1 引 言時(shí)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(jì)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(jì)、繪圖、識圖能力。可以說,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(qiáng)化了我的知識結(jié)構(gòu)。尤其幸運(yùn)的是,我不只一次地深入工廠實(shí)習(xí),把學(xué)到的知識應(yīng)用于實(shí)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(shí)踐基礎(chǔ)。 本次設(shè)計(jì)的目的是培養(yǎng)自己初步掌握獨(dú)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(jì)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(jì)不但培養(yǎng)了我運(yùn)用各種工具書的方法和技巧,同時(shí)也培養(yǎng)了我獨(dú)立思考問題、解決問題的能力。通過翻閱查找各種工具書,擴(kuò)大了視眼,豐富了自己的知識范圍。 本次設(shè)計(jì)我是有充分準(zhǔn)備的。我不僅準(zhǔn)備了四年的時(shí)間來掌握各門專業(yè)課學(xué)習(xí),而且我多次深入工廠實(shí)習(xí),更主要的是設(shè)計(jì)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(jì)我是有充分準(zhǔn)備的,它是與生產(chǎn)實(shí)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 草坪播種機(jī)設(shè)計(jì)是一個(gè)典型的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 提高農(nóng)業(yè)的機(jī)械化和自動化程度,是實(shí)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(xiàng)迫切的重要任務(wù)。 實(shí)現(xiàn)草坪播種作業(yè)機(jī)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(qiáng)度和改善環(huán)境衛(wèi)生,保證操作的安全,減少草籽的浪費(fèi)等。草坪播種作業(yè)機(jī)械化、自動化目前正向著高速化、通用性、可靠性、費(fèi)用低、流水線自動化控制、采用新的機(jī)械工具等六個(gè)方向發(fā)展。 2 技術(shù)任務(wù)書(JR)2.1 設(shè)計(jì)的依據(jù)目前在我國已有專用草坪播種機(jī)械, 但是價(jià)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(gè)人, 就沒有必要專門買一臺草坪播種機(jī), 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(jì)一種簡易草坪播種機(jī)。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(kuò)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(jī)械化、機(jī)械化、自動化過渡, 草坪作業(yè)的機(jī)械化已成為十分重要的課題。專用的草坪播種機(jī)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(jì)一種由地輪驅(qū)動的離心式草坪播種機(jī),該機(jī)由種子箱、機(jī)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(jī),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(jī)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(jì)劃設(shè)計(jì)播種機(jī)的主要設(shè)計(jì)參數(shù):1) 外形尺寸:519mm380mm800mm2) 功率:417W3) 輪子轉(zhuǎn)速:64r/min4) 力矩:=62224Nmm5) 凈質(zhì)量:40kg6) 變速要求:單級7) 葉輪半徑:0.1m2.4 主要工作原理本次設(shè)計(jì)的手推式播種機(jī)主要利用輪子運(yùn)動傳動變速箱中的錐齒輪實(shí)現(xiàn)飛輪的高速運(yùn)動的功能。播種機(jī)工作時(shí)由人推動機(jī)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(jì)的手推式草坪播種機(jī)首先要通過一個(gè)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(jī)構(gòu)繼續(xù)傳遞。因執(zhí)行播種動作的葉輪的相對運(yùn)動方向與人行進(jìn)的方向垂直,經(jīng)前面增速機(jī)構(gòu)傳遞過來的運(yùn)動都需要再經(jīng)過一級轉(zhuǎn)換機(jī)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(jī)的組成框圖,如圖21所示。圖21手推式草坪剪草機(jī)的組成框圖能實(shí)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(fèi)時(shí)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(jī) 用播種機(jī),可避免以上兩種方法存在的問題,使所設(shè)計(jì)的機(jī)器小巧,且可靈活操作。因此,我們選擇設(shè)計(jì)手動式播種機(jī)。手動的形式又有手搖動和用手推動兩種。機(jī)械容易實(shí)現(xiàn)的是簡單的轉(zhuǎn)動和往復(fù)直線運(yùn)動,如果用手搖動手柄實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件的往復(fù)移動,由于播種機(jī)還要靠人力推著向前行進(jìn),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(jī)向前行駛,靠播種機(jī)輪子的轉(zhuǎn)動將轉(zhuǎn)動運(yùn)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(jì)成手動式草坪剪草機(jī)是合理而可行的。2.6 關(guān)鍵問題及其解決辦法增速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì):用組合法實(shí)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(jī)構(gòu)繼續(xù)傳遞。由于轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的運(yùn)動輸入構(gòu)件作定軸轉(zhuǎn)動,這樣在播種機(jī)動力輸入構(gòu)件輪子和轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的運(yùn)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(jì)的剪草機(jī)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(jī)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(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)組成方案如圖22所示。 圖2-2 機(jī)構(gòu)簡圖2.7 機(jī)構(gòu)的功能及特點(diǎn)(1) 該機(jī)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(hù);(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(diǎn);(5) 地輪半徑為0.25m,且一個(gè)輪子裝上壽命長的球軸承,使播種機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)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(dú)特的設(shè)計(jì)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(jì)計(jì)算說明書 (SS)3.1 草坪播種機(jī)結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)3.1.1 傳動比的確定根據(jù)運(yùn)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(shí),既要保證播種機(jī)在種子箱裝滿種子后,播種機(jī)能夠正常作業(yè),又要保證機(jī)組有較高的作業(yè)生產(chǎn)率,以速度v=6km/h來設(shè)計(jì);考慮到我國一般草坪地塊面積小,幅寬窄的特點(diǎn),撒種幅寬D設(shè)計(jì)為1m,設(shè)計(jì)參數(shù)Rd=0.25m,r=0.1m,H=0.55m。則按式(1)計(jì)算出地輪驅(qū)動離心式播種機(jī)所需的傳動比i=3。 3.1.2 動力參數(shù)計(jì)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(gè)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(jìn)行機(jī)械運(yùn)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(jī)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(jì)計(jì)算圓錐齒輪的設(shè)計(jì)直齒錐齒輪加工多為刨齒,不宜采用硬齒面,計(jì)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+(3050)HBS的要求,小齒輪選用40Cr,調(diào)質(zhì)處理,齒面硬度241286HBS,大齒輪選用42SiMn鋼,調(diào)質(zhì)處理,齒面硬度217255HBS。(2)精度等級。估計(jì)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(qiáng)度設(shè)計(jì)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(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩T1 (7)齒寬系數(shù)。取。(8)節(jié)點(diǎn)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(jì)算和(1)小輪大端分度直徑 (2)小齒輪齒寬中點(diǎn)的分度圓直徑 (3)圓周速度: 故8級精度合適。3.2.3計(jì)算齒輪的主要尺寸1)模數(shù) 圓整取。2)實(shí)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(yàn)算輪齒彎曲疲勞強(qiáng)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(jì)算彎曲應(yīng)力: 所以齒輪彎曲強(qiáng)度足夠。3.3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算3.3.1軸的設(shè)計(jì)(1)選擇軸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(qiáng)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)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1)軸上零件的軸向定位 大齒輪在軸上為對稱定位,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。 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。 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)軸的強(qiáng)度演算 經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后,各軸段作用力大小和作用點(diǎn)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:=62224Nmm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:(Nmm)(Nmm) 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:(Nmm) 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:(Nmm) (Nmm)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(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí),通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強(qiáng)度,取該截面上的計(jì)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 軸的設(shè)計(jì)(1)選擇軸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(qiáng)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)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1)軸上零件的軸向定位 小齒輪在軸上為對稱定位,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。 確定各段軸徑和長度通過確定定位軸肩高度,從上向下取。 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)軸的強(qiáng)度演算 經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后,各軸段作用力大小和作用點(diǎn)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 Nmm 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:(Nmm)(Nmm)圖3-6軸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:(Nmm)圖3-7軸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:(Nmm) (Nmm)圖3-8軸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(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí),通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強(qiáng)度,取該截面上的計(jì)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(jì)選擇材料:因?yàn)椴葑奄|(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(shí)現(xiàn),這也是由其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所決定的。3.4.1 結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 圖6-1葉輪形式如圖所示,離心風(fēng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)如下。葉輪外徑, 常用D表示;葉輪寬度, 常用b表示;葉輪出口角,一般用表示。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, 90(90 160);后向式葉片彎曲方向與旋轉(zhuǎn)方向相反, 90(20 70);徑向式葉片出口沿徑向安裝,= 90。 根據(jù)播種機(jī)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(yàn)公式估計(jì):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(shí),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(shí)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(jì)功率。3.5 地輪的構(gòu)造 地輪由兩個(gè)個(gè)直徑為50cm 的小車輪及其連桿組成。兩個(gè)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(gè)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(gè)級桿處, 在長軸上焊有一個(gè)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(jī)能夠順利行走。3.6 零件的設(shè)計(jì)計(jì)算在該播種機(jī)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(jì)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?yàn)榻z桿直徑已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化,所以在設(shè)計(jì)絲桿時(shí),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=30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=0.15mm3.6.2 鍵連接的選擇及計(jì)算中間軸和齒輪用鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核 齒輪與軸的鍵聯(lián)接 選用圓頭普通平鍵(型)按軸徑d=20mm及輪廓長l=78mm,查表14-1,選鍵1870GB1096-79.強(qiáng)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(qiáng)度是足夠的。4 使用說明書(SM)4.1 使用前注意事項(xiàng)播種機(jī)在路上行走時(shí), 可將離合器拉起,,使被動軸與主動軸分開,只有兩個(gè)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56cm 左右,這樣出苗后24 個(gè)月便可長滿苗幅間空處。4.2 播種時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)(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(bào)告(BS)5.1 產(chǎn)品圖樣的審查手推式草坪播種機(jī)的傳動裝置和葉輪風(fēng)扇的設(shè)計(jì)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(jìn)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(jī)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(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)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(jì)文件術(shù)語及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。(2) 量和單位符合GB3100GB3102-93的規(guī)定。(3)技術(shù)文件所用的編碼符合JB/T8823-1998機(jī)械工業(yè)企業(yè)計(jì)算機(jī)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(jī)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(jì)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(jī)裝置和傳動設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化審查,認(rèn)為該設(shè)計(jì)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(jì)文件完整齊全,符合標(biāo)準(zhǔn)化得要求。6 結(jié) 論6.1 機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新點(diǎn)(1) 從機(jī)構(gòu)運(yùn)動的功能出發(fā),按變異組合法和類比法完成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件和設(shè)計(jì);(2) 在作品樣機(jī)加工前,使用三維造型軟件進(jìn)行三維造型、虛擬裝配和運(yùn)動仿真,從理論上驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性,然后進(jìn)行樣機(jī)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(jì);(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(jī)構(gòu)(實(shí)現(xiàn)增速),提高整機(jī)的工作效率,解決了手動播種機(jī)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(jià)格及應(yīng)用范圍根據(jù)目前市場實(shí)際::制造原材料費(fèi)用80120 元,手工費(fèi): 6080 元,因此總造價(jià)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)1 吳偉,任紅英. 機(jī)械設(shè)計(jì)教程 M . 北京:北京理工大學(xué)出版社,2007.2 張祖立. 機(jī)械設(shè)計(jì) M . 北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2004.3 吳宗澤,羅圣國. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(第3版)M.北京:高等教育出版社,2006.4 張也影. 流體力學(xué)(第2版)M . 北京:高等教育出版社,2005.5 張良成. 材料力學(xué) M . 北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,20036 楊敏麗. 牧草生產(chǎn)機(jī)械化:西部農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展J中國農(nóng)機(jī)化, 2000,(04)7 楊愛軍. 呼和浩特市地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械化現(xiàn)狀及發(fā)展對策J農(nóng)村機(jī)械化, 2004,(04)8 趙嶺,呂釗欽. 可靠性技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用J山東農(nóng)機(jī), 2004,(07)9 郭毅, 張祖立, 張旭東. 大蒜播種機(jī)械的研究現(xiàn)狀J. 農(nóng)機(jī)化研究, 2009, (06)10 高林. 育苗生產(chǎn)線氣吸式播種系統(tǒng)智能控制的研究D北京林業(yè)大學(xué), 2008 . 11 劉文忠. 氣吸式排種裝置排種性能試驗(yàn)研究D內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué), 2008 .12 李濟(jì)賓. 播種機(jī)組行走的方法J. 河南農(nóng)業(yè), 1993, (04) 13 籍增順. 關(guān)于發(fā)展小雜糧的思考J. 山西農(nóng)業(yè)(村委主任), 2009, (04)14 夏俊芬. 旱作多功能精密穴播輪的研究D華中農(nóng)業(yè)大學(xué), 200015 史智興. 精播機(jī)排種性能檢測系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究D中國農(nóng)業(yè)大學(xué), 200216 濮良貴,紀(jì)名剛機(jī)械設(shè)計(jì)(第七版)S北京:高等教育出版社2001致 謝在設(shè)計(jì)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(jìn)程,并為我指點(diǎn)迷津,幫助我開拓研究思路,精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵。崔老師一絲不茍的作風(fēng),嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度,踏踏實(shí)實(shí)的精神,不僅授我以文,而且教我做人,雖歷時(shí)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(jī)械一無所知成為具有初步機(jī)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)常看報(bào)紙,聽廣播,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(jī)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(yàn)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!- 23 -
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