玉米滅茬種肥聯(lián)合播種機滅茬機構結構設計

1、2bfh-4型玉米滅茬種肥聯(lián)合播種機滅茬機構結構設計本文對玉米種植意義、玉米耕作方式的現(xiàn)狀及未來發(fā)展趙勢、玉米播種機械發(fā)展歷程與特點進 行分析和介紹，同時對玉米聯(lián)合播種機的市場需求及現(xiàn)有產(chǎn)品進行調(diào)查分析，分析2bfh-4型玉米滅 茬種肥聯(lián)合播種機的市場前景o2bfh-4型玉米滅茬種肥聯(lián)合播種機在秸稈滅茬還r1的同時施肥播種， 實現(xiàn)了免耕播種，不僅提高工作效率，而且節(jié)省了成本。該機型設計新穎，結構緊湊，操作簡單， 符合壞保要求，工作效率高，滅茬率高等優(yōu)點，是一種國內(nèi)比較先進的玉米聯(lián)合播種機機型。本文 為2bfii-4型玉米滅茬種肥聯(lián)合播種機滅茬機構結構設計，滅茬機構作為聯(lián)合播種機的重要組成部分,

2、 是實現(xiàn)免耕播種的前提條件，動力由配套拖拉機提供，采用三點懸掛方式與配套拖拉機連接，考慮 到滅茬作業(yè)需要較大的功率輸入，且作業(yè)環(huán)境較差，采用具有傳動可靠且效率較高的齒輪傳動裝置， 滅茬方式釆用刀具于刀盤之上共同旋轉滅茬。根據(jù)整機的參數(shù)確定滅茬結構的外形尺寸。根據(jù)設計 的原始參數(shù)，設計校核傳動裝置、作業(yè)裝置及其他輔助裝置，最后根據(jù)設計尺寸進行滅茬機構的二 維工程圖繪制。關鍵詞：玉米；播種機；滅茬；免耕播種the stubble body structure design of 2bfh-4 species of corn stubbleunited seeder fertilizerabstra

3、ctsignificance of this paper, corn, corn tillage situation and future development trends, development process of com planting and mechanical characteristics of the analysis and presentation, while the market demand for corn combine seeder investigation and analysis of existing products, analysis 2bf

4、h-4 type united com stubble seed fertilizer seeder market prospects. 2bfh-4 types of fat corn stubble straw stubble in the joint drills to field planting, while fertilization to achieve the no-tillage sowing, not only to improve efficiency and cost savings. the model design, compact structure, easy

5、operation, environmental compliance, high efficiency, high stubble, etc., is a joint domestic corn planter more advanced models. this article the stubble body structure design of 2bfh-4 species of corn stubble united seeder fertilizer, planter stubble institutions as an important part of the joint i

6、s a prerequisite for achieving no-till seeding, power provided by the supporting tractor, using three methods and the suspension supporting the tractor connection, taking into account the need for larger power tiller operation input, and the poor working environment, using a reliable and efficient t

7、ransmission gearing, means using the tool in the stubble on the common rotary cutter stubble according to the parameters of machine dimensions to determine the structure of stubble according to the original design parameters, design checking gear, working equipment and other assistive devices, accor

8、ding to the design size of the final stubble institutions drawing two-dimensional works.keywords： 2bfh-4 com joint planter; stubble institutions; gear drive;two-dimensionalengineering drawings摘要iabstract11第一章綜述11.1玉米及玉米種植對我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要意義11.2玉米耕作方式的現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢11. 2. 1現(xiàn)階段玉米主要耕作方式11.2.2未來發(fā)展趨勢11. 3玉米播種機械發(fā)展歷

9、程與特點21.3. 1谷物條播機31.3.2點播機31.3.3聯(lián)合播種機41.3.4免耕播種機61. 4玉米聯(lián)合播種機的市場前景分析61.5.本次畢業(yè)設計的意義和目的7第二章玉米滅茬機構工作原理及方案設計82.1整機結構與工作原理82. 2滅茬機構工作原理82. 3滅茬機構方案設計82. 3. 1整體框架結構82. 3. 2傳動及滅茬作業(yè)機械部分9第三章2bfh-4型玉米滅茬種肥聯(lián)合播種機滅茬機構結構設計計算103.1設計的原始參數(shù)103. 2設計計算書103. 2.1機架的設計103.2.2減速器的設計103.2. 3齒輪傳動組總成的設計253.2. 4刀盤總成的設計34第四章總結35參考文

10、獻36致謝37第一章綜述1.1玉米及玉米種植對我國國民經(jīng)濟發(fā)展的重要意義根據(jù)有關資料顯示,2009-2010年度我國玉米產(chǎn)量達到15億噸左右,成為僅次于美 國的世界第二大玉米生產(chǎn)國。玉米是一種高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的糧食作物，其生產(chǎn)在國民經(jīng)濟中占 有很重要的地位。它不但是重要的糧食，而且是發(fā)展畜牧業(yè)的重要飼料，乂是輕工業(yè)、 食品業(yè)等不可缺少的原料之一。隨著我國工業(yè)化的不斷發(fā)展，對玉米的需求也越來越大。 然而，由于我國人均耕地面積木來就少，不可能將過多的耕地用于玉米的生產(chǎn)，為了達 到提高產(chǎn)量的目的，我國必須提高單位種植面積的產(chǎn)量。1.2玉米耕作方式的現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢1. 2.1現(xiàn)階段玉米主要耕作方式人類社會

11、發(fā)展到今天，人口、糧食、資源、環(huán)境等問題已成為困擾人類的全球性問 題。以消耗資源、破壞生態(tài)、犧牲環(huán)境為代價發(fā)展農(nóng)業(yè)，逐漸成為過去。實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械 化是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要條件和重要的推動力。農(nóng)業(yè)機械化是一個使用農(nóng)業(yè)機械逐步代替人、畜力進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的技術改造和經(jīng)濟 發(fā)展過程。玉米的耕作方式也正在發(fā)生著深刻的變化。玉米耕作由原先是純?nèi)恕⑿罅Ω髦饾u 發(fā)展到人機耕作，有的地方甚至實現(xiàn)了完全機械化。隨著玉米耕作機械的不斷發(fā)展和推 廣，玉米耕作方式也有了新的發(fā)展。近年成功推廣的機械深耕、深松、虛實耕作法、免 耕（少耕）法、秸稈還田等耕作新技術，有效地改善土壤結構、增強蓄水保墻能力，節(jié) 約了寶貴的水資源，有

12、利的促進了玉米生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。當然，就我國而言，由于起 步較晚，農(nóng)業(yè)機械發(fā)展相對落后，我國許多地區(qū)依然在使用傳統(tǒng)的耕作方式進行生產(chǎn)。 1.2.2未來發(fā)展趨勢保護性耕作是世界農(nóng)業(yè)耕作方式的趨勢，近年來這一耕作方式在我國也得到了長足 的發(fā)展。保護性耕作是相對于傳統(tǒng)翻耕的一種新型耕作技術。它的定義是：“用大量秸稈殘 茬覆蓋地表，將耕作減少到只要能保證種子發(fā)芽即可，并主要用農(nóng)藥來控制雜草和病蟲 害的一種耕作技術”。根據(jù)保護性耕作的特點，由于它有利于保水保土、所以稱為保護 性耕作。針對保護性耕作的基本要點，也可以用四句話來概括：秸稈覆蓋、免耕播種、 以松代翻、化學除草。保護性耕作起源于20世紀30年代

13、的美國，目前美國、加拿大和澳大利亞等 國已基本全部采用了以機械化為支撐的保護性耕作。我國北方地區(qū)一直沿襲傳統(tǒng)的以鋅式犁翻耕土壤、裸露休閑耕作法。由于實 行深耕細耙，破壞了土壤結構，降低了土壤的水肥含量，裸露的耕地表土也加劇 了沙塵暴的肆虐。中國農(nóng)業(yè)大學課題組在山西省經(jīng)過近9年的連續(xù)試驗研究，初步研究岀一套 適合中國國情的保護性耕作技術體系。結果顯示，機械化保護性耕作技術與傳統(tǒng) 耕作技術相比，可降低地表徑流60%左右，減少土壤流失80%,減少大風揚沙60%； 同時可以增加休閑期土壤儲水量，提高水肥利用效率，減少作業(yè)工序，增加農(nóng)作 物產(chǎn)量。滅茬免耕播種技術是保護性耕作的重要環(huán)節(jié)，同時也是實現(xiàn)保護性

14、耕作方式的關鍵 技術。因此，發(fā)展和掌握先進的滅茬免耕技術對我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)快速發(fā)展具有重要的 意義。1.3玉米播種機械發(fā)展歷程與特點玉米播種是玉米種植過程中一個重要環(huán)節(jié)，也是保證玉米豐產(chǎn)豐收的一個關鍵環(huán)節(jié)。 玉米播種的季節(jié)性強、勞動強度高、作業(yè)量有大。加快發(fā)展玉米播種作業(yè)機械化，對于 提高作業(yè)效率，縮短播種時間，減輕勞動力生產(chǎn)強度，有效保證玉米實現(xiàn)適時、適量、 滿足農(nóng)藝環(huán)境條件播種，使玉米獲得良好的牛產(chǎn)發(fā)育基礎。而且，隨著農(nóng)村勞動力的大 量轉移和收入水平的提高，農(nóng)民的牛產(chǎn)、牛活觀念和經(jīng)濟行為發(fā)牛了根木性的改變，加 快玉米播種機械化進程成為廣大農(nóng)民的迫切需要。需要是發(fā)展的動力。從耕地、播種、 收

15、獲三個主要牛產(chǎn)環(huán)節(jié)的機械化水平來看，播種機械化是較成熟的環(huán)節(jié)。但隨著農(nóng)業(yè)機 械化的發(fā)展，市場對玉米播種機械化的要求也越來越高。為此，加快玉米播種機械化的 發(fā)展已成為當務之急。玉米播種機械化技術是指在滿足玉米的播種期、播種量、種子在 出間的分布狀態(tài)、播種深度和播后覆蓋壓實程度等農(nóng)業(yè)技術要求下，用機械來完成對玉 米的播種、覆蓋壓實等生產(chǎn)環(huán)節(jié)的作業(yè)技術。公元前1世紀，中國已推廣使用樓，這是世界上最早的條播機具，今仍在北 方旱作區(qū)應用。1636年在希臘制成第一臺播種機。1830年俄國人在畜力多弾犁上制成犁播 機。i860年后，英美等國開始大量生產(chǎn)畜力谷物條播機。20世紀后相繼出現(xiàn)了 牽引和懸掛式谷物條

16、播機，以及運用氣力排種的播種機。50年代發(fā)展精密播種機。 中國從20世紀50年代引進了谷物條播機、棉花播種機等。60年代先后研制成懸 掛式谷物播種機、離心式播種機、通用機架播種機和氣吸式播種機等多種類型， 并研制成磨紋式排種器。到70年代，已形成播種中耕通用機和谷物聯(lián)合播種機兩 個系列，同時研制成功了精密播種機。歐洲第一臺播種機于1636年在希臘制成。1830年，俄國人在畜力多鋅犁上加 裝播種裝置制成犁播機。英、美等國在i860年以后開始大量生產(chǎn)畜力谷物條播機。20世紀以后相繼出現(xiàn)了牽引和懸掛式谷物條播機，以及運用氣力排種的播種機。 1958年挪威出現(xiàn)第一臺離心式播種機，50年代以后逐步發(fā)展各

17、種精密播種機。中國在20世紀50年代從國外引進谷物條播機、棉花播種機等，60年代先后 研制成功懸掛式谷物播種機、離心式播種機、通用機架播種機和氣吸式播種機等 多種機型，并研制成功了磨紋式排種器。到70年代，已形成播種中耕通用機和谷物 聯(lián)合播種機兩個系列并投入生產(chǎn)。供谷物、中耕作物、牧草、蔬菜用的各種條播 機和穴播機都已得到推廣使用。與此同時，還研制成功了多種精密播種機。1. 3. 1谷物條播機條播機能夠一次完成開溝、均勻條形布種和覆土工序。條播機一般由機架、行走裝 置、種子箱、排種器、開溝器、覆土器、鎮(zhèn)壓器、傳動機構及開溝深淺調(diào)節(jié)機構等組成。 圖1.1是國產(chǎn)24行谷物條播機的總體結構圖。圖1.

18、1 24行谷物條播機的總體結構圖1地輪2 排種器3 排肥器4.種肥箱5自動離合器操縱桿6 起落機構7.播深調(diào)節(jié)機構&覆土器9.開溝器10.輸種肥管11轉動機構12.機架 1.3.2點（穴）播機播種玉米多采用該機型。其主要工作不分是靠成穴器來實現(xiàn)種子的單?；虺裳〝[放。 目前我國使用較廣的點（穴）播機是水平圓盤式、窩眼輪式和氣力式點（穴）播機。圖1.3.2所示為2bz-6型懸掛式播種機，主要用于大粒種子的穴播。這種播種機的機架由 橫梁、行走輪、懸掛架等構成，而種子箱、排種器、開溝器、覆土鎮(zhèn)壓器等則構成播種 單體，單體數(shù)與播種行數(shù)相等。圖1.3.2 2bz-6型懸掛式播種機(播種單體)1主橫

19、梁2扶手3種子筒及排種器4.踏板5鎮(zhèn)壓輪6覆土板7成穴輪8.開溝器9.行走輪10.傳動鏈11四桿方形機構12下懸掛架13.劃行器架14.上懸掛架1.3.3聯(lián)合播種機聯(lián)合作業(yè)機具能同時完成整地、筑坡、平畦、鋪膜、播種、施肥、噴藥等多項作業(yè) 或其中某兒項作業(yè)。聯(lián)合作業(yè)機具可以減少田間作業(yè)次數(shù)，減輕機械對土壤的壓實，縮 短作業(yè)周期，搶農(nóng)時，還可以節(jié)約設備投資，降低作業(yè)成本。因此，聯(lián)合播種機近兒年 在生產(chǎn)中得到廣泛應用，是未來種植機械的發(fā)展方向。目前用于牛產(chǎn)的聯(lián)合播種機主要 有旋耕播種機和整地播種機。圖1.3.3 (1)是一種適用于在為耕地上作業(yè)的旋耕播種機示意圖。圖1.3.3 (2)是一種適用于已耕

20、地上作業(yè)的整地播種機示意圖。010圖1.3.3 (1)旋耕播種機示意圖1.松土除草鏟2齒輪箱3肥料箱4.種子箱5.傳動鏈6.導種管7.鎮(zhèn)壓輪&開溝器9.傳動輪10.旋耕機圖1.3.3 (2)整地播種機示意圖1分配器2.種子箱3.輸種管4風機5傳動輪6開溝器7.碎石鎮(zhèn)壓器8.松土鏟9.立式旋耕耙10.機架1. 3. 4免耕播種機免耕播種是近年來發(fā)展的保護性耕作中一項農(nóng)業(yè)栽培新技術，它是在未耕整的茬地 上直接播種，與此配套的機具稱為免耕播種機。免耕播種機的多數(shù)部件與傳統(tǒng)播種機相 同。不同的是由于免耕翻地土壤堅硬，地表還有殘茬，因此，必須配置能切斷殘茬和破 土開種溝的破茬部件。圖1. 3.

21、4為2bqm-6a型氣吸式免耕播種機簡圖。圖1.3.4 2bqm-6a型氣吸式免耕播種機簡圖1.地輪2.主梁3.風機4.肥料箱5.四桿機構6.種子箱7.排種器&覆上鎮(zhèn)壓輪9.開溝器10.輸種管11.輸肥管12.破茬松土器1.4玉米聯(lián)合播種機的市場前景分析雖然我國玉米播種機經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)達到了比較完善發(fā)達的水平。但隨著我 國農(nóng)業(yè)機械化的不斷發(fā)展以及農(nóng)民收入的不斷提高，加之我國巨大的玉米種植面積，玉 米聯(lián)合播種機在我國依然擁有著巨大的市場需求。并且隨著我國城市化的不斷發(fā)展和人口老齡化的加劇，我國勞動力資源將發(fā)生結構 性變化，農(nóng)村勞動力必將銳減，這也將對未來農(nóng)業(yè)機械提出更高的要求。尤其

22、是新型的玉米免耕播種機更是未來玉米播種機械發(fā)展的方向。因此政府應該扶持企業(yè)研制開發(fā)新型玉米免耕播種機。雖然在現(xiàn)有保護性耕作作業(yè) 模式下，我國的玉米免耕播種機基木上可用，但在技術含量上與保護性耕作的整體目標 要求以及國外先進機具差距較大。需要政府通過采取相應的扶持政策，鼓勵企業(yè)（特別 是大中型生產(chǎn)企業(yè)）、科研院所加大開發(fā)力度，加強適用技術模式和適用機具的研究, 在探索農(nóng)機與農(nóng)藝相互結合的研究基礎上，將機具與作業(yè)模式的適用性研究作為今后推 廣玉米免耕播種技術的主要方向，從而提高我國玉米免耕播種機的整體技術水平。1-5本次畢業(yè)設計的意義和目的玉米播種機械化是農(nóng)業(yè)機械化的重要組成部分和關鍵環(huán)節(jié)，雖然我

23、國目前玉米播種 機發(fā)展相對較成熟，但與西方發(fā)達國家相比還是有一定的差距。實現(xiàn)玉米播種機械化是 一項復雜的系統(tǒng)工程，需要將科研、生產(chǎn)、推廣、管理納入這個大系統(tǒng)，把這些工作緊 密地集合起來。首先要把握住產(chǎn)品開發(fā)、推廣方向。農(nóng)民需要的是能夠滿足不同農(nóng)藝要 求及性能可靠、操作簡便、價格適應不同經(jīng)濟發(fā)展水平、機械效率高的系列化玉米播種 機械，這就要求有關方面應統(tǒng)一規(guī)劃和制定不同的發(fā)展目標，使各環(huán)節(jié)工作協(xié)調(diào)一致。 其次要依靠科技進步，抓住機遇，穩(wěn)定推進。玉米聯(lián)合播種機在農(nóng)機產(chǎn)品中屬于復雜程 度較高的機具，它需要一次完成一系列復雜作業(yè)，涉及的技術范圍也較廣，其設計與制 造都有相當?shù)碾y度，特別是關鍵部件的關鍵

24、技術，除需要經(jīng)過理論研究外，還需要大量 的試驗改進，無論是技術開發(fā)還是企業(yè)生產(chǎn)都不能逾越生產(chǎn)性試驗階段，科研和技術開 發(fā)工作更需要加大投入力度。第三，農(nóng)業(yè)、農(nóng)機部門要加強合作，進行機器與農(nóng)藝相互 配套適應性的研究，在選用玉米品種和確定最佳種植方式上，使機器與農(nóng)藝最大可能地 結合配套，以便于玉米播種機械的推廣應用。玉米播種是玉米種植生產(chǎn)過程中第一道工序，也是保證玉米豐產(chǎn)豐收的一個關鍵環(huán) 節(jié)。玉米播種的季節(jié)性強、勞動強度大、作業(yè)量大。目前，玉米聯(lián)合播種機的使用還沒 有推廣普及，特別在中西部地區(qū)，現(xiàn)有的玉米播種機一般在收獲小麥或其它作物后將秸 稈述田，然后碩茬播種。也有將小麥秸稈回收利用再耕作播種或

25、硬茬播種，如陜西省農(nóng) 機局研制的2bf-4型玉米播種機，該機是在秸稈還田后的大田播種，考慮到還田后再播 種費工費時，我們認為在2bf-4型玉米播種機基礎上設計2bfh-4型玉米滅茬種肥聯(lián)合 播種機滅茬機很有必要，該機在秸稈滅茬述田的同時施肥播種，提高工作效率了，節(jié)省 了成本。本設計是該機滅茬機構結構設計。滅茬機構是免耕播種機與傳統(tǒng)播種機的主要區(qū)別 所在。在本次畢業(yè)設計中的主要任務是根據(jù)設計的數(shù)據(jù)，對關鍵零、部件進行強度校核 計算，進行二維工程圖繪制，最后畫出裝配圖進行裝配。對關鍵零、部件做岀三維模型 進行分析。第二章玉米滅茬機構工作原理及方案設計2.1整機機構與工作原理該機為四行玉米聯(lián)合播種機

26、。滅茬機構工作動力及行走動力由配套拖拉機提供，且 統(tǒng)一控制。根據(jù)我國玉米種植現(xiàn)狀，在對國內(nèi)外相關技術分析調(diào)研的基礎上，確定該玉米滅茬 種肥聯(lián)合播種機大致分前后兩部分。前一部分為滅茬機構，后一部分為種肥聯(lián)合播種機 構，兩部分間采用螺紋連接。整機裝配如圖2.1：圖2. 1 2bfi1-4型玉米滅茬種肥聯(lián)合播種機整機裝備圖1.刀盤及刀片2 減速器3.滅茬機構4 油缸5 大梁6.排種肥器7.種肥箱 & 鎮(zhèn)壓輪9 動力輪10.開溝器工作時，整機在配套拖拉機的帶動下行走，滅茬機構3由配套的拖拉機提供動力， 通過萬向節(jié)及減速器2及相關傳動件總成將動力傳給刀盤及刀片1,刀片最終進行滅茬 作業(yè)；開溝器1

27、0在拖拉機的帶動下，在經(jīng)過滅茬處理的土地上進行開溝作業(yè)；緊接著 種肥箱7中的種子及肥料經(jīng)排種肥器6落入溝中，其中拍種肥器6由動力輪9經(jīng)過鏈傳 動帶動；最后鎮(zhèn)壓輪8在彈簧力和自重的作用下對種子進行覆土鎮(zhèn)壓。技傾求1,裝配諂糕2z總甌輸無卡1呱2. 2滅茬機構工作原理滅茬機構主要是利用機械化根茬粉碎還cei技術，機具工作時旋轉刀片切削作物割去 秸稈后的剩余根茬（地上及地下10厘米內(nèi)部分）及土壤，并把切削下來的根及土壤向 后拋擲與擋泥罩相撞擊，使根茬及土塊進一步破碎再落到地面，一次完成刨茬、切碎及 壟上耕耙作業(yè)。滅茬構機由機架、傳動箱總成、刀片固定圓盤總成、刀片擋泥板組合件等組成。2.3滅茬機構方案

28、設計2. 3. 1整體框架結構本機構是與拖拉機配套的機具，擬采用懸掛式懸掛于拖拉機后橋后面?？赏ㄟ^液壓升降來調(diào)節(jié)壟上滅茬深淺。整體框架結構見下圖2. 3. 11圖2.3. 1滅茬機構整體基本框架示意圖1.甩刀輸出軸2.齒輪傳動軸3.人字架4.減速器5.連接軸6.輪子7.齒 輪組箱體8 刀盤2. 3. 2傳動及滅茬作業(yè)機械部分本機構的傳動及作業(yè)機械擬采用如下圖2. 3. 2所示結構方案。該方案主要利用齒輪 傳動來傳遞動力，具有傳動功率范圍大、傳動效率高、傳動比準確、使用壽命長、工作 可靠等優(yōu)點。不過對制造及安裝精度要求高，且成本相對較高。32圖2. 3.2滅茬機構傳動及作業(yè)機械示意簡圖1.減速器

29、輸入軸2.減速器小錐齒輪3.減速器人錐齒輪4.減速器輸出軸5.刀片6.刀盤7 .甩刀輸出軸8.齒輪傳動組工作時，配套動力由萬向節(jié)經(jīng)減速器輸入軸1輸入，經(jīng)一級錐形減速器減速轉向后， 由減速器輸出軸4傳到齒輪傳動組件8,再經(jīng)甩刀輸出軸7傳到刀盤6及刀片5上，最 終實現(xiàn)刀片5的滅茬作業(yè)。第三章2bfh-4型玉米滅茬種肥聯(lián)合播種機滅茬機構結構設計計算經(jīng)過設計方案的確定，需要對一些關鍵零部件進行設計。主要設計的部分有機架的 設計，減速器的相關設計，以及從減速器輸出軸到刀盤總成z間的齒輪傳動裝置的相關 設計。3. 1設計的原始參數(shù)配套動力：36. 8kw （拖拉機50馬力）發(fā)動機輸出轉速：632r/min

30、滅茬速度：v,=5. 5m/s （滿足滅茬率290%的要求） 刀齒進給量：s=50mm（滿足滅茬后碎茬長度80mm的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求）滅茬深度：h二50mm滅茬刀軸轉速：v=1250r/inin外形尺寸（長 mmx 寬 mmx 高 mm） :2330x600x 1100作業(yè)行數(shù)：5行3. 2設計計算說明書計算與說明結果3. 2.1機架的設計根據(jù)機具的配置和外形尺寸的需要，并考慮機架能有足夠的強 度和剛度，且又形狀簡單，便于制造，能與配套拖拉機更好的連接， 本機采用框架結構。機架上部為兩根主梁，成人字形焊接，主要與 配套拖拉機連接；下部為工字型框架，其兩端安裝有兩個地輪，用 于承載支扌掌傳動總成與滅

31、茬工作部分。機架材料擬采用45鋼或 q235o具體結構設計圖見附圖。3. 2. 2減速器的設計（1）減速器類型的選擇為了滿足工作機工作需求和動力機方便放置，減速器輸入軸和 輸出軸位置需布置成垂直相交。故，本設計選用一級圓錐直齒輪減 速器。（2）確定傳動比i已知配套拖拉機動力輸出軸轉速為632r/min,滅茬刀軸轉速為 1250r/mino故，計算出傳動比為：7=632/1250=0.506i=0. 506（3）齒輪傳動設計輸入功率戶入二15式中：聯(lián)軸器效率口二0.99 （查1得）px =36. 4kw戶入二36.8x0. 99=36. 4kwl入主動輪轉速 1=632r/mi n幾=632r/

32、min主動輪傳遞的轉矩t 嚴.55x l(f pj n嚴.55x 106x36. 4/632=5. 5x jq5n mmtr5 5x105選齒輪材料及熱處理方法n mm查2p211表12. 7主動輪用40cr調(diào)質處理，齒面硬度hb241'286；從動輪用400調(diào)質處理，齒面硬度hb241286。（查2 p221表12.7)選擇齒寬系數(shù)屮d屮円.3查21p222表12. 13,選屮嚴3選擇齒輪精度查2p207表12. 6選7級精度,估計節(jié)點圓周速度k8m/so選齒輪齒數(shù)乙=29z,=29乙習5z2= 7=0. 506x29=14. 7,取z=15（當輪齒有輕微根切時，增大了齒根圓角，對輪

33、齒抗彎強度有利，故工程上允許輪齒產(chǎn)生輕微根切，這吋可取z二14）u=1.93u 二29/15二 1.93極限應力接觸極限應力ohliml=l. 331ibs+366. 7=241 x 1. 33+366. 7=687. 2n/mm2°hlim2二l 33hbs+366. 7=241 x 1. 33+366. 7二687. 2n/mrr二687. 2n/ mryi彎曲極限應力ofliml=0. 844hbs+377. 9=0. 844x267+377. 9=603. 2 n/fliml-ofhm2=0. 844hbs+377. 9=0. 844x267+377. 9=603. 2 n/

34、mm?°fum2=603- 2按齒面接觸疲勞強度設計2a=kh( z e z h ze)屮 r (1-0.5 屮 j “ oh使用系數(shù)ka=1° 查【2】p215表12.9。動載系數(shù)kr二115查【2 p216圖12. 9。齒間載荷分配系數(shù)kh.和kf（l:估計¥100伽1.93cos a = j “ 二 / 7 二0. 8879j1.93"cos£ 二 2二 i 1：二0. 4600r <93-z. 29 z “cos0.887932,66z2 - 157二32. 61力 cos & 0.4600£ 二1.883. 2

35、(丄 + 丄)cos0 = l68 "z、, zv2v10 750 75匕"25 +十5 +詭"70v =i=1 29kh“ z： 0.882y; = 070 = 1-43齒向載荷分布系數(shù)k砂和kr：kh0= kf0 = ''5（一輪懸臂，一輪非對稱）n/ mmkekt 15cosj=0. 8879 cos 尻二0. 46007 =32. 667 =32. 61e =1.68oarze 0.88yr=0.70kh戶 29kfjekh =3.41kf =3-78ze = 89.8ympazh心swmin-05zn=zn=yn=yn=載荷系數(shù)：k廠 k

36、a/gk臉k廠 2.0x1.15x1.29x1.15 = 3.41k嚴 knkvk滄k/2.0x1.15x1.43x1.15 = 3.78 彈性系數(shù)z廣189.8存莎（2p221表12.12,鋼-鋼）接觸最小安全系數(shù)5wmin = l-05（2jp225表12. 14, 般可靠度）zni = zn=l故將數(shù)據(jù)帶入上式計算得：d、$103. 8mm計算模數(shù) m二 d/z1038/29=358 取m二4(查2p206表 12. 3) 齒輪1分度圓直徑弘二山乙=4x29=116mm驗算圓周速度幾=(1 一 0.5 屮丿 =(1 一 0.5 x 0.3) x 116 二 98.6 加加兀 clm 兀

37、x 98.6x632/v,n 60x100060x1000與原估算相符r 二號 jz： + za、j292+152 =65.299mm b二屮jr二0. 3x65. 299=19. 6mm取 b二20mm辺=2x5.5x10 “h6n 宀d98.6b=20mm20ka f 二 1°x1116 =55.8nimmv 100n/mm ,與原估算相符。校核齒面接觸疲勞強度齒寬系數(shù) 屮r 二b/r二20/65. 3=0. 306（jh = zezh 乙"kht= 189.8x2.5x（）.88x4.7x3.41x5.5x100.306x（l-0.5x0.306）2xl 16*1.9

38、3厶2=485n/ v （7=654.5n /齒面接觸疲勞強度滿足要求齒根彎曲疲勞強度校核齒形系數(shù)匕孑2.55,匕2.54（查2jp247 圖 12. 30）應力修正系數(shù)ysys.2ysat = 丫邊=1 &（查21p248 圖 12.31）彎曲最小安全系數(shù) sf =1-25kj f min（查2p225 表 12. 14）尺寸系數(shù)yx = 1.0（查2p232 圖 12.25）需用彎曲應力6 <6】滿足要求y% 產(chǎn) 2.55*孑2.54匕丁匕孑168s“q25乙=10(tfyy nyx 603.2x1x1 心和/2l(7fij = t(7fj=1 25=483yv/mmq f

39、min_47k?y加人憶c2 , 2<1=48/廣/凡!"2 j" =215 n/加加 2 <” = 483 /v/加j t /-al jl scx齒根彎曲疲勞強度有較大富余。齒輪結構設計大齒輪結構設計：=加 zi = 4x 29 = 116mmd = 2/ncos= 116 + 2x4x1x0.8879 = 12303勸b = 20 mind = 41 mmdi = 16 = 1.6x41 = 65.6/fim,取 d = 60 mmj = (0.4 1.0)d、=(0.4 1.0)x41 = 16.4 41mm ,取 l) = 20 mm5 = arccos

40、 (cos 5)= arccos 0.8879 = 27.389h f = 1 2m = 1.2 x 4 = 4.8/?wt 0.2r = 0.2x 65.3 = 13.06mm,取 t = 13mmchf4.8. rr a °0(=如g r = arctg 65 3 二 4.204頂錐角 = 5 + 0 = 27.389° + 4.204 = 31.593°根錐角厲廣 50 = 27389°4204 = 23.185°大齒輪工作圖見附圖小齒輪結構設計：乩=116mmd =123.103mmclb = 20mm£ = 41 mm

41、63;)i = 60mmj = 20mmhf =4.8mmt = 13mm也= 4x15 = 60mmd = d? + 2m ha cos § = 60 + 2x4xlx 0.4600 = 63.68m/wh = 20mmd, = 25mmdid、 =1.6x25 = 40mm,取 d2 = 40mml2 = （0.4 1.0） d = （0.4 1.0） x 25 = 10 25mm,取 l? = 22.5mm,-arccos （cos 厶）=arccos0.4600 = 62.613hf 1.2m = 1.2x4 = 4.smmt 0.27? = 0.2x65.3 = 13.06

42、mm,取t = 13mm& = arctg 卡=arctg 篇=4.204頂錐角氐:=5 + = 62.613 + 4.204 =66.817 根錐角西=& - = 62.613° - 4.204 =58.409° 小齒輪工作圖見附圖（4）減速器軸承的選擇與校核 軸承類型的選擇：圓錐齒輪減速器其軸承上同時受徑向和軸向聯(lián)合載荷，故輸入 軸選用角接觸滾珠軸承；由于輸出軸徑向載荷較大、軸向載荷較小, 故可選用深溝滾珠軸承。軸承型號的選擇：角接觸滾珠軸承選7208ac （gb/t292-94）深溝滾珠軸承選6206 （gb/t276-94） 校核計算項ii工作條件和

43、參數(shù)名稱角接觸滾珠軸承深溝滾珠軸承型號7208ac6206基本額定動載荷c35.2kn19.5kn基本額定靜載荷24.5kn11.5kn軸承的工作條件和主要參數(shù)2=60mm力=63.68mm s chb = 20mm d = 25mm= 40mml2 = 22.5mmhf =4.8mmt = 13mmco,.e0.680.42x,yx=l, y=0x=0.56, y=1.04徑向載荷f = 4706.7nl八f =2337.7n1 r2軸向載荷p =243&4n1 gf =4512.3n1 a2載荷性質有強大沖擊轉速632r/min1250r/min壽命30008000h上表中有關數(shù)據(jù)

44、有2,3差得。 輸入軸軸承計算簡圖rab軸承的徑向載荷f = 1569n人 ra2 2幾肓幾亍4706心麗a軸承的附加軸向載荷fsa = 068 pra = 0.68x1569 二 1067nf廠 3138nsa輸入軸軸承校核計算a軸承的徑向載荷幾冷幾十4706e569nb軸承的附加軸向載荷fs廠 2134nf 廠 137wf"f"mnf a產(chǎn) 3505 nfd - 20x=l, y=0fsb = 0.68 prb = 0.68x3138 = 2134n(查2p371 表 18.4) p + psa = 2438 +1067 = 3505n > psb = 2134n

45、軸有向右跑的趨勢，b軸承承受尸,力fw = fa + fs% = 3505 - 2134 二 1371na軸承的軸向載荷幾二幾=1°67nb軸承的軸向載荷代廠幾+ f/1371+ 2134 = 3505n沖擊載荷系數(shù)f = 2.0(查2p375表18.8)a軸承的當量動載荷row <"8x=l, y=0pra = /(x p a + yp j = 2x(1 x 1569 + 0x 1067) = 3138nb軸承的當量動載荷c()r3505 24.5x1000= 0.143 " = 0.68x=l, y=0prli 訂x fb + y f=2 x (1 x

46、3138 + () x 3505) = 6276n厶叭1 = 4653 幾/5021/zp）l > p a，應按b軸承校核壽命 厶”“=嘉（涪）皿53” 該軸承的壽命滿足要求。同理，對輸出軸深溝滾珠軸承進行校核計算得:"熱;）si”故亦滿足設計要求。（5）輸入、輸出軸的設計運動和動力參數(shù)計算軸名功率（kw）轉矩（nmm）轉速(r/min)傳動比i效率n輸入輸出輸入輸出動力機 輸出軸36.85500063217 = 0.97“2 = 09減速器 輸入軸135.735.053350522836320.506“ ,=0-95 2 = 0.98減速器 輸出軸234.332.626995

47、264551250表屮7、2、7分別為萬向聯(lián)軸器、軸承和單級錐齒輪減速器的 傳動效'率。fh3p5表17查的俁宗澤等編.機械設計課程設計手冊>>,高等教育出版社，1999年）輸入軸的結構設計：估算軸徑山，查p314表16.2,取0102（假設軸材料為40cr）/. > q - = 102x3 2 = 39mmu1 v nv 632根據(jù)錐齒輪的設計尺寸數(shù)據(jù)和所選用的軸承，畫出其結構草圖。nxdxdxb右端采用矩形花鍵與配套動力連接，其型號：父(gb/t1144-2001)與齒輪連接處采用普通圓頭平鍵連接，其型號：鍵12x8x18 (gb/t1096-2003)其結構簡圖

48、見圖3.1a軸的空間受力分析：把兩滾動軸承簡化為較支，作用點在其中點處；把作用在齒輪 和聯(lián)軸器上的力簡化成集中力，彎矩從輪緣中點開始，扭矩從輪轂 中點開始。右端聯(lián)軸器有方向不定的徑向力f()作用。fo = (o.2o.5)f取 fo = o.3f(查手冊矢ii聯(lián)軸器的d = 100mmpt = 2t/ d = 2x53350/100 = 1067n0.3 ft = 0.3x1067 = 320n方向不定，按最危險情況考慮?？臻g受力簡圖見圖3.1bo垂直面受力分析與彎矩計算：垂直面受力圖見圖3.1cm = pa 訕 / 2 = 2438 x 98.6 / 2 = 1.2 x 10' n

49、mm軸承a、b的支反力：ab = 144mmr 7 -，円-2402nab幾產(chǎn)廠譏產(chǎn)2205nd點彎矩為：從左端計算mdva = raz 2 而“ =2.306 x 10 n mm從右端計算m必=忑/3i°6xlon 加加mnzrm dz2 = i-30xj05 n mm - m 可見計算正確。垂直面彎矩圖見圖3.1d水平面受力分析與彎矩計算：水平面受力圖見圖3.1e軸承a、b的支反力：m=2xnmrl 仏=230兩g心冷凡"854n2tf產(chǎn)14563"dmrby = f 廠 r/9709nd點彎矩為 m” r打竽二4.66x 10* mm水平面彎矩圖見圖3.1f

50、初步合成彎矩：從左端算起 m，di = m2dzt + m2dy=5-2xlo5n.mm從右端算起爲2+m二=4.7x10nm初步合成彎矩圖見圖3lg聯(lián)軸器徑向力fo彎矩圖：軸承支反力：凡產(chǎn)f。荒/而"81n凡產(chǎn) f° + & = 816nb點彎矩m b0= fo xbc = 435x126 = 0.55 x 0 n mm聯(lián)軸器徑向力f°彎矩圖見圖3. lh合成彎矩圖：d點彎矩：從左端算產(chǎn) ml + md產(chǎn) 52xl(/ + 076xl05"96xl05nmm從右端算/sssmd2 = md2 + md° = 4.7x10 +0.76x

51、10 =5.46xl0'nf13點彎矩：m 廠 m/°55x105n皿合成彎矩圖見圖35im)嚴6<13沏胚=宓1 0"切=4.7x ©v加mo=354 m曲mq產(chǎn)5.9&10加1吋fd2 = 5.46x1 (jn*nm扭矩圖：t = 0.73 x 0、n mm扭轉切應力按脈動循環(huán)變化，應力校正系數(shù)0 = 55/95 = 0.58 (2p315 表 16.3)at = 0.58x 0.73 xjq5 = 0.42 x ()' n mm扭矩圖見圖3lj計算彎矩圖：d點彎矩：從左端計算m 葉=jm 匚 + (at)2 = 5.96 x 1

52、0 n mm從右端計算仏“2 =就2 + (刃)2 = 5.47 x1 ()5 n 枷”b點彎矩m 陰=(crt)2 = o.69 x i o' n 加r點彎矩從左端計算：m 唄=jm ； + (刃丫 = 045 x 10訕肌m從右端計算m 呢 2 = me = °15x103m計算彎矩圖見圖3. ikm=q55k 0n呦7' = 0.73x105*ww刃=0.42x ° n nm沏丿)k)圖3.1軸的計算圖按彎矩校核該軸的強度由計算簡圖可以看岀，d截面或b截面是危險截面。d截面校核查p332表7,得d截面抗彎截面系數(shù)71 3 bt （d43w = 32vi

53、= 5.8x10 mmkm" = 10.3n/血查2p315 表 16.3 cr_j = 557v/mm2，安全b截面校核b截面的抗彎截面系數(shù)w = 0.1/ = 6.4x0加亦6 w安全.右m“/w = 10$n/加vg=55n/血,安全。 該軸結構設計圖見附圖.同理，對輸出軸進行結構設計，經(jīng)按彎矩校核該軸強度，亦滿足 要求。其結構設計圖見附圖。（6）減速器箱體的設計及其潤滑根據(jù)齒輪及軸的尺寸，并依據(jù)齒輪傳動的位置，設計其結構和 尺寸大小。具體結構圖見附圖。減速器的潤滑：一、減速器中齒輪的潤滑采用潤滑油潤滑，方 式為油池浸浴潤滑；二、減速器中軸承的潤滑采用潤滑脂潤滑。3. 2. 3齒輪傳動組總成的設計根據(jù)設計要求，木滅茬機構工作行數(shù)為5行，故需要設計5個 刀盤輸出軸，且各軸輸出轉速相等。所以，各軸之