微耕機(jī)機(jī)器耕作設(shè)計(jì)方案

0 微耕機(jī)機(jī)器耕作設(shè)計(jì)方案 一 . 概述 1. 設(shè)計(jì)背景 在我國(guó)種植區(qū)，特別是山區(qū)還用耕牛來(lái)耕作，不但耕作的效率低下，而且因?yàn)槊刻於家疹櫢６速M(fèi)一個(gè)勞力。而在廣大的農(nóng)村因?yàn)閱螇K田的面積小，所以不適合使用大型的機(jī)械來(lái)耕作。加上大型設(shè)備有價(jià)格高、能耗大、維護(hù)費(fèi)用大、搬動(dòng)困難、對(duì)操作者的技術(shù)要求高等要求，使機(jī)械化耕作有了很大的制約。 本 機(jī)器 是一種真正能進(jìn)入每家每戶的實(shí)用耕作機(jī)械。本 機(jī)器 具有能耗低、對(duì)操作者的技術(shù)要求不高、維護(hù)費(fèi)用少、操作簡(jiǎn)單，成本低，搬運(yùn)方便等特點(diǎn) 。 通 過(guò)大量的市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)有非常具大的市場(chǎng)前景，隨著我 國(guó)農(nóng)村的生活水平的不斷提高，農(nóng)民對(duì)農(nóng)業(yè)的投入將會(huì)進(jìn)一步的提高，農(nóng)村市場(chǎng)將會(huì)是一個(gè) 潛力非常 巨 大的市場(chǎng)。 2. 已知設(shè)計(jì)條件 該機(jī)器是在做了大量調(diào)查和參考了多種樣機(jī)后。根據(jù)農(nóng)耕者的信息反饋和相關(guān)資料的查閱和以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的借鑒。初步設(shè)定計(jì)算分析的必要原始參數(shù)： G=7590. 擋位初步設(shè)定為 4個(gè) 慢檔 快檔 空檔 倒檔 4. 傳動(dòng)比初步設(shè)定 1 慢擋 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 快擋 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 倒擋 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 5. 刀 矩回轉(zhuǎn)直徑 D=360. 輪寬設(shè)定 B=95068F/P（聯(lián)龍） 參數(shù) 型號(hào) 168F/P 形式 單缸四沖程 缸中心斜置 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 缸徑 /行程 8錯(cuò)誤 !未找到引用源。 45 壓縮比 點(diǎn)火方式 晶體管無(wú)觸點(diǎn)點(diǎn)火（磁體式） 火花塞、間隙（ 未找到引用源。 滑方式 飛濺潤(rùn)滑 2 啟動(dòng)方式 回復(fù)式手拉起動(dòng) 燃油消耗率 g/95 排量（ 163 標(biāo)定功率及轉(zhuǎn)速（ kw/ 600 最大扭矩及轉(zhuǎn)速（ kw/ 9/2500 凈重（ 15 外形尺寸 (312錯(cuò)誤 !未找到引用源。 362錯(cuò)誤 !未找到引用源。 335 二總體方案設(shè)計(jì)計(jì)算 3 2. 傳動(dòng)部分 定功率 P=額定轉(zhuǎn)速度 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 慢 擋 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 快擋 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 倒擋 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 1. 行走部分： 耕寬 B=950 回轉(zhuǎn)直徑 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 4 整機(jī)尺寸：長(zhǎng)寬高 =1700 1000 800 2. 傳動(dòng)鏈簡(jiǎn)圖： 通過(guò)參考樣機(jī)和借鑒成功設(shè)計(jì)案例，初步設(shè)定傳動(dòng)方案如下。 采用： 鏈條 結(jié)合方式傳動(dòng)。 三傳動(dòng)箱結(jié)構(gòu) 根據(jù)以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和參考了大量樣機(jī)設(shè)計(jì)案例。初步設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)箱體結(jié)構(gòu)和造型。如下圖： 5 四 主 要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 皮帶輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)參數(shù)的確定 通過(guò)相關(guān)資料的查閱和實(shí)地考查了解到微耕機(jī)工作環(huán)境復(fù)雜，且載荷變動(dòng)大。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)外特曲線圖可知在額定轉(zhuǎn)速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率 P=410表得數(shù)據(jù)工況系數(shù) 械設(shè)計(jì)手冊(cè)第 2 版 傳動(dòng)） 計(jì)算功率 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ 誤 !未找到引用源。 600r/ 選取 Z 型普通 考慮到微耕機(jī)工作環(huán)境復(fù)雜且載荷變動(dòng)大（瞬間沖擊載荷），為了保證微耕機(jī)能在惡劣環(huán)境下的正常工作。故選取截面尺寸較大的 B 型普通 V 帶。 3. 初步確定小帶輪直徑 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 由以上數(shù)據(jù)可得： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 圓整直徑后 6 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 帶速在 5 30m/ 故帶輪材料選取 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ） 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 2(錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ) 133 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 376 根據(jù)以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和參考樣機(jī)初步設(shè)定 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =2錯(cuò)誤 !未找到引用源。 + (錯(cuò)誤 !未找到引用源。 )/2+錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =825 查表選取 00 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版 傳動(dòng) 實(shí)際中心距 未找到引用源。 =357 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 誤 !未找到引用源。 帶跟數(shù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 8. 確定初拉力 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 根據(jù) V 帶型號(hào)查得： q=m z=1 v=s 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 則兩跟皮帶作用在軸上的圓周力 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 則作用在軸上的壓力 7 計(jì)算結(jié)果 : 選用 2 根 B 900 11544 V 帶。 帶輪中心距： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 帶輪直徑： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 包角： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 齒輪副各個(gè)參數(shù)設(shè)計(jì) 1. 采用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)動(dòng) 2. 通過(guò)相關(guān)資料的查閱和實(shí)地考查可知微耕機(jī)工作環(huán)境復(fù)雜，且載荷變動(dòng)大。 故選用 7級(jí)精度（ 88） 3. 材料選擇 20度 58錯(cuò)誤 !未找到引用源。 大小齒輪均采用此種材料。 4. 參考以往設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和樣機(jī)。初步設(shè)定 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 5. 由 于齒輪材料硬度大于 350以大小齒輪都屬于硬齒面齒輪，故主要以滿足齒跟彎曲強(qiáng)度為設(shè)計(jì)依據(jù)。（由于慢檔位為最大輸出扭矩，工作環(huán)境最惡劣，故以慢檔位的參數(shù)為設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ） 8 根據(jù)齒輪硬度查表得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版 根據(jù)農(nóng)用機(jī)器的工作特點(diǎn)取機(jī)器壽命 5 年，每年工作時(shí)間 200 天，每天工作 8小時(shí)。 則應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 由此數(shù)據(jù)查表得兩齒輪的接觸疲勞壽命系數(shù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 由以上數(shù)據(jù)計(jì)算兩 齒輪的彎曲疲勞許用應(yīng)力： 取彎曲疲勞安全系數(shù) S=據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)類型為單缸汽油內(nèi)燃機(jī)而且工作環(huán)境惡劣，需要承受較大的沖擊。所以取載荷系數(shù) K=據(jù)大小齒輪的齒數(shù)查表得：齒形系數(shù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 應(yīng)力校正系數(shù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 9 取大的一個(gè)數(shù)據(jù) 則 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 上面數(shù)據(jù)可知 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 校核齒輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 主軸轉(zhuǎn)矩 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 綜上計(jì)算：把 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 式代入 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 式不等式成立，故 M 取 兩齒輪的基本幾何尺寸計(jì)算： 1. 計(jì)算分度圓直徑 : 10 2. 中心距： 錯(cuò)誤 !未找到引用源 。 . 齒輪寬度： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 所以取 鏈輪各個(gè)參數(shù)設(shè)計(jì) 1. 根據(jù)以往設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和參考樣機(jī)，初步設(shè)定小鏈輪 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 。則根據(jù)傳動(dòng)比 i=2 得 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 2. 查表得 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版輪傳動(dòng)篇） 根據(jù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 以及 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 查 :（機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第二版 傳動(dòng)）選取 10A 1鏈條節(jié)距 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 3. 計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距： 初定中心距 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 則 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = 取鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 查表得中心距系數(shù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 11 則鏈傳動(dòng)的最大中心距為： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 . 鏈速確定潤(rùn)滑方式： 根據(jù) V 和鏈號(hào) 10表選取 定期 人工潤(rùn)滑。但考慮到微耕機(jī)工作環(huán)境復(fù)雜，且經(jīng)常承受較大的瞬間載荷此時(shí)齒輪箱發(fā)熱嚴(yán)重。故選擇油池潤(rùn)滑，以保證微耕機(jī)在惡劣條件下的正常使用。 5. 確定軸力 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 有效圓周力為： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 鏈輪垂直布置時(shí)的壓軸力系數(shù) 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 則壓軸力為： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 齒輪軸設(shè)計(jì)的各個(gè)參數(shù) 根據(jù)以上參數(shù)分析慢速檔時(shí)齒輪軸受的轉(zhuǎn)矩最大，所以軸強(qiáng)度設(shè)計(jì)以慢速檔設(shè)計(jì)依據(jù)。 慢檔主軸簡(jiǎn)力圖如下： 12 初步設(shè)定： 8 5 L=155 根據(jù)以上計(jì)算 結(jié)果： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 N (d=28 齒輪分度圓直徑 ) 根據(jù)靜力平衡條件求： ( 根據(jù)靜力平衡條件求： ( 13 取帶輪端為彎矩計(jì)算端： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 30N 86N 50N 根據(jù)計(jì)算結(jié)果畫(huà)出剪力圖彎矩圖如下： 主軸的直徑確定及其強(qiáng)度校核： 1. 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步估算軸的直徑。 14 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 根據(jù)以往設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和參考樣機(jī) ，初步選擇材料 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 作為軸材料 版 2查得 A=100 （彎矩和扭矩相差不大取大值）初步估算直徑： 初步設(shè)定主軸結(jié)構(gòu)方案如下： 根據(jù)軸的估算直徑最小數(shù)值和考慮到計(jì)算誤和各個(gè)參數(shù)取值誤差，取軸5 . 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度： 根據(jù)對(duì)彎扭合成圖分析和軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，軸 A 處的截面為危險(xiǎn)截面，故對(duì)其校核。 又因?yàn)檩S在此處：（按圓截面計(jì)算） 15 則計(jì)算結(jié)果： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第 2 版本 第 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 則 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 危險(xiǎn)截面處的強(qiáng)度足夠。主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案合理，可采用。 初步設(shè)定副軸結(jié)構(gòu)方案如下：初步設(shè)定： 6 4 L=90 根據(jù)靜力平衡條件求： ( 16 根據(jù)靜力平衡條件求： ( 選 Y 方向?yàn)檎较颉?根據(jù)計(jì)算結(jié)果畫(huà)出剪力圖彎矩圖如下：根據(jù)以往設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和參考樣機(jī)，初步選擇材料 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 作為軸材料 設(shè)計(jì)手冊(cè)第 2版 2查得 A=100 （彎矩和扭矩相差不大取大值） 初步設(shè)定主軸結(jié)構(gòu)方案如下： 17 根據(jù)軸的估算直徑最小數(shù)值和考慮到計(jì)算誤差和各個(gè)參數(shù)取值誤差，取軸 8 5 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度： 根據(jù)對(duì)彎扭合成圖分析和軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，軸 B 處的截面為危險(xiǎn)截面，故對(duì)其校核。 又因?yàn)檩S在此處：（按圓截面計(jì)算） 則計(jì)算結(jié)果為： 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第 2 版本第 18 錯(cuò)誤 !未找 到引用源。 則 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 危險(xiǎn)截面處的強(qiáng)度足夠。副軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案合理，可采用。 慢檔傳動(dòng)軸簡(jiǎn)力圖如下：初步設(shè)定： 8 5 L=90 根據(jù)靜力平衡條件求： ( 根據(jù)靜力平衡條件求： ( 選 Y 方向?yàn)檎较颉?19 根據(jù)計(jì)算結(jié)果畫(huà)出剪力圖彎矩圖如下： 根據(jù)以往設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和參考樣機(jī)，初步選擇材料 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 作為軸材料 版 2查得 A=100 （彎矩和扭矩相差不大 取大值） 根據(jù)軸的估算直徑最小數(shù)值和考慮到計(jì)算誤差和各個(gè)參數(shù)取值誤差，取軸 20 0 7 7 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度： 根據(jù)對(duì)彎扭合成圖分析和軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，軸 B 處的截面為危險(xiǎn)截面，故對(duì)其校核。 又因?yàn)檩S在此處：（按圓截面計(jì)算） 則計(jì)算結(jié)果為： 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第 2 版本第 21 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 則 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 危險(xiǎn)截面處的強(qiáng)度足夠。傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案合理，可采用。 初步設(shè)定輸出軸結(jié)構(gòu)方案如下： 初步設(shè)定： 8 L=166 根據(jù)靜力平衡條件求： ( 根據(jù)靜力平衡條件求： ( 根據(jù)計(jì)算結(jié)果畫(huà)出剪力圖彎矩圖如下： 22 根據(jù)以往設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和參考樣機(jī)，初步選擇材料 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 作為軸材料 版 2查得 A=118 （彎矩和扭矩相差不大取大值） 則初步計(jì)算結(jié)果： 初步設(shè)定輸出軸結(jié)構(gòu)方案如下： 根據(jù)軸的估算直徑最小數(shù)值和考慮到計(jì)算誤差和各個(gè)參數(shù)取值誤差，取軸 5 23 d=30按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度： 根據(jù)對(duì)彎扭合成圖分析和軸結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，軸 A 處的截面為危險(xiǎn)截面，故對(duì)其校核。 又因?yàn)檩S在此處：（按圓截面計(jì)算） 則計(jì)算結(jié)果： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第 2 版本第 5#鋼許用疲勞應(yīng)力： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （材料只作正火處理時(shí)的強(qiáng)度）則 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 危險(xiǎn)截面處的強(qiáng)度足夠。輸出軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案合理，可采用。 24 橫軸式旋耕機(jī)組總體分析計(jì)算 根據(jù)耕刀結(jié) 構(gòu)圖可以知道機(jī)組的耕寬 B=950轉(zhuǎn)直徑 D=360據(jù)耕刀的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分析作出耕刀刀齒端點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡圖如下： 可以看出耕刀的轉(zhuǎn)速一部分用來(lái)使機(jī)組前進(jìn)，一部分用來(lái)進(jìn)行耕地。查閱相關(guān)資料可得機(jī)組的功率 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ：為刀齒切削土壤所消耗的功率，此值約占 40%。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ：為土塊被旋轉(zhuǎn)刀齒拋出所需的功率，此值約占 30%。 25 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ：為傳動(dòng)及摩擦所消耗的功率，約占 10%。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ：為土壤沿機(jī)組前進(jìn)方向作用 于刀棍上的反力所消耗的功率，此值約占 10%。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ：為機(jī)組前進(jìn)所消耗的功率，此數(shù)值約占 10%。 根據(jù) 動(dòng)力原始參數(shù)可知道發(fā)動(dòng)機(jī)在 2500 轉(zhuǎn)時(shí)輸出的扭矩最大，故此時(shí)為最大耕深。耕地小時(shí)生產(chǎn)效率為 S. S=錯(cuò)誤 !未找到引用源。 考慮到不同的耕深和土質(zhì)的不同則 未找到引用源。 根據(jù)耕刀的刀齒軌跡圖可以得出： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ：為機(jī)組前進(jìn)速度 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 ：為耕刀刀齒的線速度 則 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 = 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 =180錯(cuò)誤 !未找到引用源。 （ =162626 五 計(jì)算總結(jié) 通過(guò)以上計(jì)算分析得出： 序號(hào) 單位 設(shè)計(jì)值發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) / 聯(lián)龍1 6 8 F / r/600外形尺寸( 長(zhǎng)寬高) 6 5 0 9 5 0 8 1 0結(jié)構(gòu)質(zhì)量 4耕寬