757 草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)
757 草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì),草坪,播種機(jī),設(shè)計(jì)
目 錄1 引 言 .12 技術(shù)任務(wù)書(shū)（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(guò)的若干方案的比較 .32.6 關(guān)鍵問(wèn)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(shuō)明書(shū) （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(dòng)比的確定 .53.1.2 動(dòng)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(jí) .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(dòng)葉輪所需功率 L .173.5 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(shuō)明書(shū)（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(shuō)明書(shū)- 1 -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(wú)比豐富。四年來(lái)，我不僅認(rèn)真學(xué)習(xí)了各門(mén)基礎(chǔ)課，而且更加系統(tǒng)地掌握了多門(mén)專業(yè)技術(shù)課，在每次的課程設(shè)計(jì)中，我都認(rèn)真對(duì)待，努力鉆研。這樣，通過(guò)四年的鍛煉不斷地提高了我的設(shè)計(jì)、繪圖、識(shí)圖能力?？梢哉f(shuō)，大學(xué)里的理論基礎(chǔ)，不但使我學(xué)會(huì)了分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，而且更強(qiáng)化了我的知識(shí)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(shí)應(yīng)用于實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)的具體工作中，提高了自己的動(dòng)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(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)不但培養(yǎng)了我運(yùn)用各種工具書(shū)的方法和技巧，同時(shí)也培養(yǎng)了我獨(dú)立思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。通過(guò)翻閱查找各種工具書(shū)，擴(kuò)大了視眼，豐富了自己的知識(shí)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(lái)掌握各門(mén)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(shū)館收集大量的資料，尋找各種解決問(wèn)題的方法。所以說(shuō)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(dòng)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(guó)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(dòng)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(dòng)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(dòng)化目前正向著高速化、通用性、可靠性、費(fèi)用低、流水線自動(dòng)化控制、采用新的機(jī)械工具等六個(gè)方向發(fā)展。 胡艷虹：草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)- 2 -2 技術(shù)任務(wù)書(shū)（JR）2.1 設(shè)計(jì)的依據(jù)目前在我國(guó)已有專用草坪播種機(jī)械, 但是價(jià)格很高。通常對(duì)于播種面積不算太大, 又不是專業(yè)經(jīng)營(yíng)草坪種植業(yè)的單位或個(gè)人, 就沒(méi)有必要專門(mén)買(mǎi)一臺(tái)草坪播種機(jī), 這樣就給草坪播種帶來(lái)很大的困難。為了解決這一問(wèn)題, 經(jīng)過(guò)多次對(duì)市場(chǎng)調(diào)查和研究, 決定設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)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(dòng)化過(guò)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(guò)市場(chǎng)調(diào)研，決定設(shè)計(jì)一種由地輪驅(qū)動(dòng)的離心式草坪播種機(jī)，該機(jī)由種子箱、機(jī)架、傳動(dòng)裝置、葉輪等部分組成, 一人即可操作, 播種者雙手推動(dòng)播種機(jī)，種子箱下的旋轉(zhuǎn)葉輪便會(huì)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(jiǎn)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(chǎng)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：519mm 380mm 800mm2）功率：417W3）輪子轉(zhuǎn)速：64r/min4）力矩： =62224NmmT輪5）凈質(zhì)量：40kg6）變速要求：?jiǎn)渭?jí)7）葉輪半徑：0.1m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(shuō)明書(shū)- 3 -2.4 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(dòng)傳動(dòng)變速箱中的錐齒輪實(shí)現(xiàn)飛輪的高速運(yùn)動(dòng)的功能。播種機(jī)工作時(shí)由人推動(dòng)機(jī)器行走，驅(qū)動(dòng)地輪帶動(dòng)安裝在齒輪箱內(nèi)的一對(duì)錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，固定在被動(dòng)錐齒輪軸上的葉輪在錐齒輪的驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)。種子箱內(nèi)的種子靠重力通過(guò)種子箱底部的落種口經(jīng)過(guò)絲桿和圓錐下料筒下落到轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪邊緣，在葉輪風(fēng)力的作用下撒布于地表。在被動(dòng)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(pán)。撒種量可通過(guò)改變落種口開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)。2.5 已經(jīng)考慮過(guò)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(guò)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(guò)增速機(jī)構(gòu)繼續(xù)傳遞。因執(zhí)行播種動(dòng)作的葉輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(guò)來(lái)的運(yùn)動(dòng)都需要再經(jīng)過(guò)一級(jí)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)傳遞到執(zhí)行構(gòu)件。通過(guò)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。胡艷虹：草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)- 4 -（3 ）用播種機(jī) 用播種機(jī)，可避免以上兩種方法存在的問(wèn)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(dòng)式播種機(jī)。手動(dòng)的形式又有手搖動(dòng)和用手推動(dòng)兩種。機(jī)械容易實(shí)現(xiàn)的是簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)動(dòng)和往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，如果用手搖動(dòng)手柄實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)，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(dòng)作過(guò)多，操作不方便。要使操作者只通過(guò)簡(jiǎn)單的操作即可完成播種動(dòng)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(dòng)將轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)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(dòng)式草坪剪草機(jī)是合理而可行的。2.6 關(guān)鍵問(wèn)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(guò)增速機(jī)構(gòu)繼續(xù)傳遞。由于轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸入構(gòu)件作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣在播種機(jī)動(dòng)力輸入構(gòu)件輪子和轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸入構(gòu)件之間，可以采用鏈傳動(dòng)，帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。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(dòng)。而齒輪傳動(dòng)有直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，直齒錐齒輪傳動(dòng)和蝸輪蝸桿傳動(dòng)等。但是蝸輪蝸桿傳動(dòng)的效率低，一般是蝸桿主動(dòng)，且軸線空間交錯(cuò)，應(yīng)用到播種機(jī)械中，會(huì)使支撐結(jié)構(gòu)復(fù)雜。直齒圓柱齒輪傳動(dòng)和斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)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(dòng)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(jiǎn)圖山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)- 5 -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(dòng)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，質(zhì)量輕，噪音小、無(wú)污染，使用方便、靈活，適合一般草坪的播種；（2） 無(wú)需引擎驅(qū)動(dòng)，使用安全、可靠，便于維護(hù)；（3） 播種幅寬為 1m，外形尺寸（長(zhǎng) 寬 高：586 369 200mm）,質(zhì)量 40kg（材料由45 鋼制作） ；（4） 采用耐用的鑄鋁底盤(pán)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(zhǎng)的球軸承，使播種機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)易于推動(dòng)；（6） 金屬手柄易于折疊，以減少包裝尺寸，手柄長(zhǎng)度可伸縮，對(duì)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(shuō)明書(shū) （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(dòng)比的確定根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)基本原理，在忽略種子與撒種盤(pán)之間摩擦的情況下，傳動(dòng)比為：214HvrgDRid（1）式中 Rd-地輪半徑D-撒種幅寬r-撒種盤(pán)半徑v-行走速度H-撒種盤(pán)離地高度胡艷虹：草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)- 6 -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(lái)設(shè)計(jì)；考慮到我國(guó)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(dòng)離心式播種機(jī)所需的傳動(dòng)比i=3。 3.1.2 動(dòng)力參數(shù)計(jì)算草籽較輕，容易甩出，不需要過(guò)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：F 1=F2=125N地輪提供轉(zhuǎn)矩帶動(dòng)撒種盤(pán)進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)，假定撒種盤(pán)所受的力全部來(lái)自地輪。則：P輪 =Fv=417W地輪轉(zhuǎn)速：n=64r/min初選8級(jí)精度直齒錐齒輪 95.01滾動(dòng)軸承（球軸承） 2齒輪傳動(dòng)軸承（滾子軸承） 8.3傳動(dòng)機(jī)構(gòu)總效率： 0.95 0.992 0.98=0.90321軸 上的所傳遞的功率大小為： =417 0.99=413(W) 2P軸 上的所傳遞的功率大小為： =413 0.95 0.98=396(W)1軸 上的轉(zhuǎn)速大小為： =147.69(r/min) 602dvn軸 上的轉(zhuǎn)速大小為： =443.09(r/min)i3.2 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：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(shuō)明書(shū)- 7 -3.2.1 選擇材料，熱處理方式及精度等級(jí)（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(jí)。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(jí)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，limH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MPaH701lim大齒輪 。682li（3）確定壽命系數(shù) ZN。由題意可知：Z N1=ZN2=1。（4）許用應(yīng)力由參考文獻(xiàn)1表 6-9 查得，S Hmin=1。由參考文獻(xiàn)1式（6-20）得MPaNH710710lim11 ZS68682li2（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 T1mNNNPT 624641075.905.93161（7）齒寬系數(shù) 。取 。R3.（8）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)。 。52HZ（9）確定材料系數(shù) 。由參考文獻(xiàn)1表 6-11 查得 。E MPaZE9.182）計(jì)算 和1dv胡艷虹：草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)- 8 -（1）小輪大端分度直徑 mmZuKTdHERR 05.64680.195.23.0513.064274)5.0(74 222131 （2）小齒輪齒寬中點(diǎn)的分度圓直徑 dmdRm 4.6.11 （3）圓周速度：ssnvm 672.1064.5061 故 8 級(jí)精度合適。3.2.3 計(jì)算齒輪的主要尺寸1）模數(shù) mmzd67.2405.61圓整取 。5.32）實(shí)際大端分度圓直徑zd72431mm1623）錐距 Rud84.375.015.022 4）齒寬 bmR1.348.3.5）分度圓錐角 和12，9487.031cos22u521526)當(dāng)量齒數(shù)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(shuō)明書(shū)- 9 -3.2518cos41zV7.9722zV3.2.4 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limb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MPab290lim齒輪 。8li（2）確定壽命系數(shù) YN1和 YN2,由題意可知：Y N1 =YN2=1。（3）確定最小安全系數(shù) 。查參考文獻(xiàn)1表 6-9 得 。minFS 4.12min1inFS（4）確定許用應(yīng)力 。bminlFNbSYMPaSYFNb 2.074.1290min1l1Fb.82inl2 （5）復(fù)合齒形系數(shù) 和 。查參考文獻(xiàn)1表 6-12 得1SY，.41FaF 95.322FaSFY（6）計(jì)算彎曲應(yīng)力： 123221 6.134.0513.0.674. bRRsaFb MPaumZYKT 2122 5.8.9bFSbMPaY所以齒輪彎曲強(qiáng)度足夠。胡艷虹：草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)- 10 -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(wú)特殊要求，選擇 45 鋼調(diào)質(zhì)處理， =640MPaB（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mnPCd 34.169.1470363mi 徑增大 5%，即 dmin=（16.34 1.05）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(duì)稱定位，左右兩端靠套筒定位，裝拆，傳力較為簡(jiǎn)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(dòng)軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制。mhb676Hr 確定各段軸徑和長(zhǎng)度通過(guò)確定定位軸肩高度，從左輪子連接處向右取。m18202018 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245（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： =62224NmmT輪齒輪端面分度圓直徑： mzmdn7240cos3s11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(shuō)明書(shū)- 11 -圓周力： NdTFt 17286421輪徑向力： ntr 690costacosa軸向力： NFtat1728受力簡(jiǎn)圖 5-1 所示：圖 3-1 垂直面上受力簡(jiǎn)圖2）求垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩NFFarBV 95.30.125.6BVrD截面 C 處的彎矩為：(Nmm)37915.2BVCFM左(Nmm)D右圖 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： NFtBH85.12.胡艷虹：草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)- 12 -NFBHtD85截面 C 處的彎矩為： (Nmm)1042.CM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) 10822CHVM左左(Nmm)C右右圖 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 0.6該截面上的計(jì)算應(yīng)力： MPaWTv 57.4822通過(guò)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。1601v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(shuō)明書(shū)- 13 -3.3.2 軸的設(shè)計(jì)（1）選擇軸的材料該軸無(wú)特殊要求，選擇 45 鋼調(diào)質(zhì)處理， =640MPaB（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mnPCd 17.09.43163mi 軸徑增大 5%，即 dmin=（11.17 1.05）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(duì)稱定位，上下兩端靠套筒定位，裝拆，傳力較為簡(jiǎn)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(dòng)軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制。mhb576Hr 確定各段軸徑和長(zhǎng)度通過(guò)確定定位軸肩高度，從上向下取。m1241412 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45（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 31iT輪齒輪端面分度圓直徑： mzmdn2670coss22胡艷虹：草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)- 14 -圓周力： NdTFt 79.1826.9302徑向力： ntr .650costa.cosa軸向力： NFta tn79.18圖 3-5 軸 垂直面上受力簡(jiǎn)圖2）求垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩NFFFarBV 5.1305.12. .26045.12012 NBVrD68截面 C 處的彎矩為：(Nmm)3725965.1201FMBVC左(Nmm)0.96DV右圖 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：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(shuō)明書(shū)- 15 -NFtBH85.120.BtD截面 C 處的彎矩為： (Nmm)102465.HCFM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) 109222CHVM左左(Nmm)7C右右圖 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 0.6該截面上的計(jì)算應(yīng)力： MPaWTv 4.212通過(guò)查表可知：胡艷虹：草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)- 16 -材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理的許用應(yīng)力為 ，由于 ，故安全。160MPa1v3.4 葉輪的設(shè)計(jì)選擇材料：因?yàn)椴葑奄|(zhì)量輕，材料無(wú)特殊要求，選用 45 號(hào)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(lái)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: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(shuō)明書(shū)- 17 -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D 1=20cm，葉片數(shù)Z按經(jīng)驗(yàn)公式估計(jì)：Z= 1)5.(D1為葉輪外徑，單位厘米。所以葉片數(shù)取6片。葉片傾角 9033.4.2 驅(qū)動(dòng)葉輪所需功率 L當(dāng)葉片數(shù)目有限時(shí)，由于流體流動(dòng)方向的變化，葉片理論壓頭公式為：gvugvuvuHth coscs 121122 （1）式中：H th為葉輪壓頭；u為圓周速度；v為徑向速度。飛輪對(duì)氣體作功：112nttvadt pRTkGL03kttadk（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)；T T0為入口全溫； 為容積效率。v設(shè)葉輪入口處風(fēng)速為v 1m=16m/s， =0.75，則入口全溫：adKgJcvTpmst 063.29485.7.921632210 由（2）式：胡艷虹：草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)- 18 -3.167(KW)105.63.2950.1. .adL4.22(KW)7.63adt如果葉輪的效率 =0.54，則軸功率：pLs=Lt/0.54=7.81(KW)由 ,得293K時(shí)氣體重度 ，故驅(qū)動(dòng)葉2100 /94mkgTPktsts 30/9.1mkgfs輪所需軸功率L為：0.3338(KW)1028.7.102ssLQ，故符合設(shè)計(jì)功率。PL3.5 地輪的構(gòu)造地輪由兩個(gè)個(gè)直徑為50cm 的小車(chē)輪及其連桿組成。兩個(gè)地輪是由長(zhǎng)軸的兩端按軸的垂直方向各焊有一對(duì)長(zhǎng)13cm的平行小鐵板來(lái)固定, 小鐵板下端有固定行走輪軸的陷口, 使地輪固定。長(zhǎng)軸被套在大三角鐵后面的兩個(gè)寬鐵環(huán)內(nèi), 長(zhǎng)軸上設(shè)有凸出物使得長(zhǎng)軸在寬鐵環(huán)內(nèi)只能轉(zhuǎn)動(dòng), 不能左右串動(dòng)。在長(zhǎng)軸的中間, 對(duì)準(zhǔn)雙桿手柄的一個(gè)級(jí)桿處, 在長(zhǎng)軸上焊有一個(gè)長(zhǎng)75cm 的單鐵桿柄, 其方向與長(zhǎng)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(wú)特殊要求，選用 45 號(hào)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(guó)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(shuō)明書(shū)- 19 -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(zhǎng) 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 ，MPap120鍵的工作長(zhǎng)度 ，按公式得擠壓應(yīng)力：mbLl1870akldTp .2965.21033雖然 略大于 ，但齒輪與軸是采用過(guò)盈配合 ，靠聯(lián)接擦力傳遞部分pp675rH轉(zhuǎn)矩，故聯(lián)接的強(qiáng)度是足夠的。4 使用說(shuō)明書(shū)（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(dòng)軸與主動(dòng)軸分開(kāi)，只有兩個(gè)地輪著地，這樣便于遠(yuǎn)距離和播過(guò)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(kāi)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(zhǎng)滿苗幅間空處。胡艷虹：草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)- 20 -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(guò)大的石塊或大的硬土塊及其他草根類(lèi)雜物。（2）草坪床應(yīng)該盡量平整，坡度不能過(guò)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(dòng)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(duì)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(hào)符合 JB/T5054.5-2000中華人民共和國(guó)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(hào)及注法 的規(guī)定。（6） 產(chǎn)品圖樣焊縫的代號(hào)符合 GB324-80焊縫代號(hào) 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(yǔ)符合 ZB/TJ01 和 0351-90產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)文件術(shù)語(yǔ)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(lèi)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(mén)的有關(guān)具體要求。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(shuō)明書(shū)- 21 -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(hào)也符合國(guó)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(guò)對(duì)播種機(jī)裝置和傳動(dòng)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(guó)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(dòng)的功能出發(fā)，按變異組合法和類(lèi)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(dòng)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(wú)引擎驅(qū)動(dòng)，節(jié)省能源，無(wú)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(dòng)播種機(jī)工作效率不高的問(wèn)題；（6） 產(chǎn)品成本（制造和使用成本）低，符合廣大用戶購(gòu)買(mǎi)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(chǎng)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(guó)大部分地區(qū)的一般建坪。胡艷虹：草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)- 22 -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(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2004.3 吳宗澤，羅圣國(guó). 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（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(guó)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(guó)農(nóng)機(jī)化, 2000,(04)7 楊?lèi)?ài)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(duì)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(cè)系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究D中國(guó)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(shuō)明書(shū)- 23 -致 謝在設(shè)計(jì)過(guò)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(wèn)研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開(kāi)拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。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(wú)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(shí)，使我從對(duì)機(jī)械一無(wú)所知成為具有初步機(jī)械學(xué)知識(shí)并且可以簡(jiǎn)單應(yīng)用的人，從只為自己的事情操心變成現(xiàn)在經(jīng)?？磮?bào)紙，聽(tīng)廣播，并關(guān)注國(guó)家大事，而且還教給了我做人的道理。對(duì)此我非常感謝！最后，由草坪播種機(jī)的復(fù)雜性和長(zhǎng)期性，不是用一篇文章就能解決問(wèn)題的，另外，由于我的經(jīng)驗(yàn)匱乏、水平有限，本文錯(cuò)誤和疏漏之處不少，請(qǐng)老師和同學(xué)們指正，謝謝！
收藏