甘蔗種植機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書

1、甘蔗種植機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)說明書第1章 引言農(nóng)業(yè)機(jī)械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志和技術(shù)撐點(diǎn)。但美中不足的是，全國(guó)各農(nóng)業(yè)生產(chǎn)行業(yè)均有相應(yīng)的生產(chǎn)機(jī)械，唯獨(dú)甘蔗生產(chǎn)機(jī)械的研制與推廣，幾乎還在“零”起點(diǎn)上徘徊。甘蔗生產(chǎn)的種植、收獲等主要環(huán)節(jié)，至令仍然延續(xù)幾千年的手工操作方式，使蔗糖生產(chǎn)成為一個(gè)技術(shù)含量不高的落后產(chǎn)業(yè)，拖了中國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的后腿。入世后，我國(guó)糖業(yè)市場(chǎng)已經(jīng)成為世界糖業(yè)市場(chǎng)和重要組成部分，我國(guó)糖業(yè)正直接面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)激烈的國(guó)際糖市，面臨國(guó)際糖市低糖價(jià)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。由于人工生產(chǎn)甘蔗勞動(dòng)強(qiáng)度大、工效低、成本高，是甘蔗生產(chǎn)成本居高不下的主要原因，而甘蔗成本占了我國(guó)制糖總成本的比例高達(dá)70%，削弱了我國(guó)糖業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)上的

2、競(jìng)爭(zhēng)力。甘蔗是一年收獲一次的熱帶和亞熱帶農(nóng)作物，并且收獲和種植為同一季節(jié)，即邊收邊種，所以需要大量的勞動(dòng)力。近年來，由于城市化進(jìn)程的加快，農(nóng)業(yè)人中基數(shù)在逐步縮小，甘蔗墾區(qū)從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的勞動(dòng)力嚴(yán)重缺乏，不得不花高價(jià)雇請(qǐng)大量外來民工從事甘蔗種植和收割的工作，大大地增加了生產(chǎn)成本，同時(shí)由于季節(jié)性地雇用大量民工，人員流動(dòng)性大，難于管理，使當(dāng)?shù)厣鐣?huì)治安不斷惡化等一系列問題出現(xiàn)。更為嚴(yán)重的是，隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，使得來自西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)的民工越來越少，由于雇請(qǐng)不到勞動(dòng)力，使得部分不得不丟荒?？梢哉f解決甘蔗生產(chǎn)勞動(dòng)力不足，勞動(dòng)強(qiáng)度大，成本高等一系列問題，一個(gè)有效的辦法就是發(fā)展甘蔗機(jī)械化生產(chǎn)。從現(xiàn)實(shí)情況看

3、，甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化水平低已經(jīng)成為制約我國(guó)糖業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展、較好地實(shí)現(xiàn)與國(guó)際市場(chǎng)接軌的瓶頸，只有突破這個(gè)瓶頸，我國(guó)制糖業(yè)才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化規(guī)模經(jīng)營(yíng)，而只有實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、產(chǎn)業(yè)化規(guī)模經(jīng)營(yíng)，才能大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善甘蔗生產(chǎn)條件，降低甘蔗生產(chǎn)成本，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。因此，開發(fā)、研制和推廣技術(shù)先進(jìn)、功能齊全的甘蔗機(jī)械及其配套技術(shù)，滿足甘蔗生產(chǎn)發(fā)展的需要，就成了當(dāng)前我國(guó)制糖來時(shí)不我待具有劃時(shí)代意義的關(guān)鍵性任務(wù)。據(jù)糖業(yè)年報(bào)報(bào)導(dǎo)，2004年我國(guó)甘蔗種植面積1710萬畝，2003年食糖產(chǎn)量為1063萬噸（1994年為602萬噸），而食糧消費(fèi)量為1200萬噸，人均不到9公斤（世界平均為21公斤，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家人均50公斤

4、以上），隨著國(guó)民生活水平的提高，食糖消費(fèi)水平量將有較大的增長(zhǎng)。另外，由于近年來石油價(jià)格的不斷上漲，各國(guó)都在積極尋求新的替代能源，而酒精作為一種可再生的清潔能源，越來越受到人們的重視。我國(guó)是世界上主要石油進(jìn)口國(guó)之一，油價(jià)的高漲給我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來了嚴(yán)重的影響嶄家有關(guān)部門已經(jīng)制定了在汽油中摻入10%酒精的相關(guān)政策。甘蔗作為制糖工業(yè)的主要原料和可和產(chǎn)酒精的能源作物，將在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中起到越來越重要的作用。由此可見，實(shí)現(xiàn)甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化不僅有著巨大的用武之地，而且有著十分廣闊的發(fā)展前景。而且開發(fā)研制甘蔗生產(chǎn)機(jī)械，將會(huì)極大地減輕蔗農(nóng)的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高甘蔗的畝產(chǎn)量，增加蔗農(nóng)收入，提高蔗農(nóng)種植甘蔗的積極性

5、，也是貫徹落實(shí)黨中央關(guān)于“三農(nóng)”問題的具體體現(xiàn)。澳大利亞和歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家在上世紀(jì)末已基本實(shí)現(xiàn)甘蔗生產(chǎn)全程機(jī)械化，大大地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低了甘蔗的生產(chǎn)成本（我國(guó)的甘蔗生產(chǎn)成本是澳大利亞的兩倍）。我國(guó)在上世紀(jì)七、八十年代起就開始研制甘蔗種植機(jī)，工作過程是先用開溝犁開溝，人工將整條甘蔗種連續(xù)關(guān)入喂入筒，由兩對(duì)輸送膠輥夾持蔗苗關(guān)到溝內(nèi)，由旋轉(zhuǎn)的切割刀切斷成斷落入溝內(nèi)，同時(shí)噴藥消毒，然后施肥、回土，配套動(dòng)力多為中型輪式拖拉機(jī)。但普遍存在如下問題：（1）對(duì)開彎曲的蔗種不易喂入，而我國(guó)主要蔗區(qū)因風(fēng)害嚴(yán)重，甘蔗多數(shù)為彎曲；（2）若以蔗梢為蔗種，蔗種短且工效低，影響使用效果；（3）傷芽率高，由于切割是隨意的

6、，不可避免地會(huì)切傷蔗種。因面無法推廣應(yīng)用。而在上世紀(jì)九十年代我國(guó)農(nóng)墾系統(tǒng)開始引進(jìn)國(guó)外成套甘蔗生產(chǎn)機(jī)械（主要是美國(guó)和澳大利亞的），由于國(guó)外的甘蔗種植機(jī)械對(duì)于我國(guó)目前相對(duì)粗放的環(huán)境條件和現(xiàn)狀存在著以下共同的問題：（1）機(jī)型大，要求種植行距1.4m1.6m(而我國(guó)目前為1m1.2m)；（2）國(guó)外的甘蔗種植機(jī)均屬牽引式，轉(zhuǎn)彎半徑大（6m以上），田間地頭需要人工配合種植的面積較多；（3）漏播率和傷芽率高（兩者加起來達(dá)12%-20%）。為了解決以上問題，我國(guó)已投入了大量人力物力，值的高興的是，（2）由于蔗種粗細(xì)不均且彎曲，在種植時(shí)要求不能損傷蔗芽，需解決如何將雜亂無章、不規(guī)則的蔗種均勻、有序地排列到蔗溝的

7、難題。（3）根據(jù)深耕淺種的農(nóng)藝要求，甘蔗種植有深開溝、回土、下肥、覆薄土、排種、噴灌、培土、覆蓋地臘、壓膜、噴除草劑等道工序，需解決如何能準(zhǔn)確、協(xié)調(diào)地一次性完成所有種植工序。（4）需解決國(guó)外種植機(jī)轉(zhuǎn)彎半徑大的難題。22以上甘蔗種植機(jī)的總體分析為進(jìn)一步改進(jìn)設(shè)計(jì)，現(xiàn)分析以上甘蔗種植機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)。（1）整機(jī)按照功能聯(lián)合、結(jié)構(gòu)組合、性能綜合的技術(shù)思路進(jìn)行設(shè)計(jì)，能一次性地完成兩行甘蔗種植，作業(yè)效率高，完全適合我國(guó)甘蔗種植環(huán)境和符合農(nóng)藝要求；（2）排種、排肥裝置固定于車廂上，使蔗種、肥料裝載量大，且施肥位置較合理，有得蔗苗的根系及時(shí)吸收肥料中養(yǎng)分，保證蔗苗的生長(zhǎng)速度；（3）采用自走式設(shè)計(jì)方案，行走并轉(zhuǎn)采用橡膠

8、履帶，使轉(zhuǎn)彎靈活、半徑小，對(duì)地面壓力小，不易使土壤板結(jié)，適合各種土壤條件作業(yè)，且可在公路上行駛，轉(zhuǎn)移較方便；（4）地膜拉力平衡、松緊一致，使蔗芽容易穿透地膜，蔗種比人工種植早發(fā)芽，特別適用于抗旱種植；（5）采用復(fù)合犁，一次必完成所有種植工序；（6）排種裝置采用人工喂種，自動(dòng)化程度不高，影響效率提高，勞動(dòng)強(qiáng)度大。通過以上分析，現(xiàn)有甘蔗種植機(jī)在農(nóng)藝上已基本滿足生產(chǎn)需要，但在結(jié)構(gòu)上還有所不足，在以下內(nèi)容中，本文將就機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。2.3 對(duì)甘蔗種植機(jī)的改進(jìn)方案現(xiàn)有種植機(jī)的所有傳動(dòng)都采用機(jī)械傳動(dòng)，體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且傳動(dòng)的效率比較低。（1）全新設(shè)計(jì)后所有的技術(shù)指標(biāo)都不低于現(xiàn)有機(jī)型的技術(shù)指標(biāo)。具體參數(shù)

9、以現(xiàn)有機(jī)型為依據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，所有驅(qū)動(dòng)裝置都采用液壓系統(tǒng)，通過一臺(tái)四缸柴油發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力總體示意圖：圖2-1 總體示意圖（2）采用整體機(jī)架設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)機(jī)架的承載、傳力、連接各功用。在滿足強(qiáng)度和剛度要求的條件下重量盡量輕，且制造工藝簡(jiǎn)單，快速，成本低。（3）系統(tǒng)采用履帶，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。在滿足使用要求的前提下系統(tǒng)重量盡量輕，制造工藝簡(jiǎn)單，整體布局合理，制造成本低。第章 甘蔗種植機(jī)的柴油機(jī)選擇 31計(jì)算功率根據(jù)實(shí)際情況，柴油機(jī)主要功率在3個(gè)犁上，犁耕作業(yè)所許的拖拉機(jī)牽引力為： Kgf式中：z-犁鏵數(shù) -單體犁鏵寬度（cm） -耕深（cm） k-土壤比阻 ，由機(jī)械工程手冊(cè)查得k=0

10、.7。 Kgf 選擇為2500 Kgf犁耕作業(yè)所需拖拉機(jī)發(fā)電機(jī)的功率計(jì)算：=70.488.6馬力式中：-基本工作擋發(fā)揮出額定牽引力時(shí)的實(shí)際速度 查機(jī)械工程手冊(cè)得=6 -牽引效率，查機(jī)械工程手冊(cè)得= 因此，選擇發(fā)動(dòng)機(jī)功率在100馬路左右邊能保證次機(jī)器在各種復(fù)雜環(huán)境下的工作要求。32 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)以上的數(shù)據(jù)，本種植機(jī)選用中型柴油機(jī)。參照人民郵電出版社任致程編農(nóng)用柴油機(jī)原理使用及維護(hù)選用東風(fēng)135系列電啟動(dòng)中型柴油機(jī)即可滿足要求。主要參數(shù)見下表3-1：表3-1 發(fā)動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)型號(hào)汽缸數(shù)44汽缸排列單行方式單行方式汽缸直徑（mm）135135活塞行程140150沖程數(shù)44燃燒室形式“W”形直接噴

11、射式“W”形直接噴射式壓縮比16.517活塞總排量（L）88.612小時(shí)功功率（KW58.873.5轉(zhuǎn)速（R/Min）15001500平均有效壓力（千帕）588686.5活塞平均速度m/s77.5率燃油耗率g/Kw*h=232.5=232.5機(jī)油耗率=2.72=2.72持續(xù)功率功率KW5376.2轉(zhuǎn)速（r/min）15001500可配電機(jī)功率（KW）40.5050調(diào)速率=5%=5%主軸轉(zhuǎn)向（面向輸出端）逆時(shí)針逆時(shí)針啟動(dòng)方式電啟動(dòng)電啟動(dòng)冷卻方式閉式循環(huán)水冷卻閉式循環(huán)水冷卻凈重Kg870870外形尺寸（長(zhǎng)*寬*高）1250*777*1235 321 柴油與機(jī)油的選用甘蔗種植機(jī)適用在熱帶亞熱帶的甘蔗

12、生產(chǎn)區(qū)，在此地區(qū)，夏季氣候炎熱，應(yīng)選用輕柴油，一般說來夏季應(yīng)用0號(hào)柴油，冬季可用-10號(hào)柴油。機(jī)油可選用CA-40（老牌號(hào)為HC-14）號(hào)機(jī)油。 322 增壓器下面介紹東風(fēng)135系列柴油機(jī)特有的J11型廢氣渦輪增壓器。此增壓器能有效的利用柴油機(jī)排出的廢氣脈沖能量驅(qū)動(dòng)徑流式渦輪，帶動(dòng)與渦輪同軸的離心式壓氣機(jī)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，使空氣壓力升高，并由柴油機(jī)的進(jìn)氣管進(jìn)入汽缸，提高柴油機(jī)的充氣量，可供更多的柴油燃燒，從而提高柴油機(jī)的輸出功率與經(jīng)濟(jì)性。135增壓柴油機(jī)與普通柴油機(jī)相比，功率一般可提高50%-60%，降低燃燒耗率5%-6%，并可用于廢氣凈化忽然高原功率補(bǔ)償。表3-2 J11廢氣渦輪增壓器的主要技術(shù)

13、參數(shù)型號(hào)J11允許連續(xù)運(yùn)行的最高速度60000r/min最高轉(zhuǎn)速72000r/min最高壓比2.7（帶無葉擴(kuò)充器）無論前最高使用溫度650C （不超過1小時(shí)）空氣流量壓比在1.5時(shí)流量為0.170.40Kg/s空氣流量壓比在2.0時(shí)流量為0.250.55Kg/s表內(nèi)所列空氣流量與壓比的數(shù)據(jù)均為增壓器配套的數(shù)據(jù)，增壓柴油機(jī)的空氣流量和壓比應(yīng)視不同型號(hào)的增壓柴油機(jī)而定。323 電啟動(dòng)中蓄電池選擇充電發(fā)電機(jī) ： 3JF500A（4缸用）蓄電池：選用20GNG20型此蓄電池為燒結(jié)式鎘鎳堿性蓄電池性能參數(shù)見表3-3：表3-3 蓄電池性能參數(shù)型號(hào)20GNG20額定電壓24V額定容量60Ah最大外型尺寸長(zhǎng)（

14、mm）270寬（mm）256高（mm）224最大重量（Kg）24.5瞬間輸出功率11.0KW恒定浮充電壓28.5V33馬達(dá)的選用 本設(shè)計(jì)中野鴨馬達(dá)通過花鍵直接驅(qū)動(dòng)行走系，祛除了傳統(tǒng)上農(nóng)業(yè)機(jī)械靠機(jī)械傳動(dòng)的方法。使得傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)馬達(dá)性能表如3-4馬達(dá)性能參數(shù)表3-4 選擇XQM3-250型馬達(dá)第章 甘蔗種植機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)41 驅(qū)動(dòng)輪行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)主要是靠驅(qū)動(dòng)輪與履帶嚙合而驅(qū)動(dòng)的。驅(qū)動(dòng)輪節(jié)圓直徑通常為Dq=（7585）。在本設(shè)計(jì)中取 Dq=430.25500.95在本設(shè)計(jì)中取Dq為450。圖4-1為縮短履帶驅(qū)動(dòng)段的長(zhǎng)度以減少行走系功率損耗與履帶等零件的磨損，同時(shí)便于將駕駛室

15、布置在后方，使駕駛員能照管農(nóng)具，此車選擇驅(qū)動(dòng)輪后置。42履帶此車選用剛度和強(qiáng)度較好的組合式履帶，目前履帶節(jié)距t1大體在（100320mm）范圍內(nèi)，通常情況下，t1=（17.523）,本設(shè)計(jì)中選擇t1=123.725162.61mm本設(shè)計(jì)中取t1，式中t1以mm計(jì)；Gs-拖拉機(jī)使用重量（不帶機(jī)具），Gs以Kgf計(jì)。選擇t1=15除考慮機(jī)重外,尚需考慮接地壓力分布和行使不均勻性.加大節(jié)距有利于接地壓力分布均勻,減小節(jié)距可改善行使平順性。43 支重輪支重輪一般為鑄剛件或鍛剛件，材料為50Mn，50MnSi，輪緣表面淬火，硬度HRC5360，淬硬深度不小于4mm。通常Lz-q=(2.32.6) t1,

16、 盡量減小Lz-q可縮短履帶驅(qū)動(dòng)段長(zhǎng)度并改善縱向穩(wěn)定性。支重輪的作用的支承并分散機(jī)體重量，防止履帶橫向滑脫,支重輪輪櫞上帶有凸櫞，卡住履帶鏈節(jié)。凸櫞根部歲拖拉機(jī)功率增大而加厚.在本設(shè)計(jì)中.選根部厚可減小凸緣與鏈節(jié)之間的摩擦力，選 =其中l(wèi)z-q最履帶與驅(qū)動(dòng)輪的嚙合部分。2通常為2040 ，即保證在松軟的地面的接地壓力，又減少了滾動(dòng)阻力和在硬路面轉(zhuǎn)向阻力。 為保證接地壓力均勻，支重輪等距分布，一般Lz=(1.41.7) t1，支重輪直徑D Z=(.) t1，在本設(shè)計(jì)中,Lz=15在本設(shè)計(jì)中,取Lz，DZ均為150，每側(cè)支重輪為i=8個(gè)44 履帶張緊輪履帶張緊輪(引導(dǎo)輪,前進(jìn)輪,導(dǎo)向輪)和履帶前傾

17、向叫1。為便于上方區(qū)段履帶順勢(shì)下滑,履帶銷在張緊輪上端位置比驅(qū)動(dòng)輪節(jié)圓上端低1060mm端的ho一般為1060mm.相應(yīng)的1應(yīng)不小于10.在此范圍內(nèi)選擇盡可能大的張緊力.張緊輪承受的力很大，材料的選擇應(yīng)于驅(qū)動(dòng)輪相同。45 托輪驅(qū)動(dòng)與張緊輪軸距在2.4m左右,每側(cè)托輪數(shù)it=1.托輪大約距中位置,托輪高度使履帶上方區(qū)段大致一條直線上,選托輪直徑Dt與DZ相同.拖輪選擇于支重論相同的結(jié)構(gòu)，在負(fù)載等各方面，支重輪的要求都比托掄要高，所以選擇拖輪于支重輪相同一定回滿足拖輪的要求，并且在更換等各個(gè)方面也方便。46 橡膠減振塊廣泛采用中等硬度橡膠塊,參照上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社拖拉機(jī)設(shè)計(jì)和計(jì)算. 選用許可壓

18、應(yīng)力為2550kgf/cm2。 許用煎應(yīng)力為1020 kgf/cm2 的橡膠.橡膠減振塊為圓柱狀，每側(cè)個(gè)有8個(gè)減振塊。因此可推導(dǎo)出每個(gè)減振塊負(fù)靜載荷156kgf，按160kgf計(jì)算。 =27.5 kgf/cm2 kgf/cm2 其中：=78.5c =4396 f為撓度及變形cm，在這里去f不大于5cm h為橡膠塊高，高為8cm 為橡膠塊偏移角，一般不大于K=3+4.935=3.4823.5=0.3125 由上述計(jì)算可知該橡膠塊符合要求。51 支重輪連接軸的材料選用和結(jié)構(gòu)計(jì)算511軸的材料選用軸的材料種類很多，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)主要根據(jù)對(duì)軸的強(qiáng)度、剛度、耐磨性等要求，以及為實(shí)現(xiàn)這些要求而采用的熱處理方式，

19、同時(shí)考慮制造工藝問題加以選用，力求經(jīng)濟(jì)合理。本設(shè)計(jì)中，支重輪連接軸是很重要的軸，支撐著機(jī)體和蔗種的全部重量，其結(jié)構(gòu)如圖。圖支重輪的連接設(shè)拖拉機(jī)重量和蔗種重量之和G，則軸的受力分析如圖。圖軸的受力分析根據(jù)40Cr作為軸材料的特點(diǎn)：用于載荷較大，而無很大沖擊的重要軸以及履帶式拖拉機(jī)的應(yīng)用范圍和工作條件。該軸選用40Cr作為材料，其主要力學(xué)性能如下表5-1。表5-1 40Cr的主要力學(xué)性能材料型號(hào)熱處理毛坯直徑硬度（HB）抗拉強(qiáng)度（b）Mpa屈服點(diǎn)（b）許用凈壓力40Cr調(diào)質(zhì)10024128675550300該軸結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，可采用圓鋼棒或鍛坯制造。12軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由單個(gè)軸的受力及長(zhǎng)度，作出其彎矩圖，

20、如圖5-3。G=（3500+1000）9.8=44100（N）所以F1=F2=圖-3 彎矩圖設(shè)軸的最小直徑為d，安全系數(shù)n=4，則（MPa）推出，解得即d16.5mm，取d=20mm第6章 軸承及鍵的選擇與校核1支重輪軸承的選擇11軸承類型的選擇支重輪支承所選用的是滾動(dòng)軸承，但滾動(dòng)軸承有不同結(jié)構(gòu)類型。由于不同的結(jié)構(gòu)特性，可以適應(yīng)不同的使用條件。滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一，它是依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件的。與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承具有磨擦阻力小，功率消耗少，起動(dòng)容易等優(yōu)點(diǎn)。常用的滾動(dòng)軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并由專業(yè)工廠大量制造及供應(yīng)各種常用規(guī)格的軸承，設(shè)計(jì)中只需根據(jù)具體工

21、作條件正確選擇即可。滾動(dòng)軸承的正常失效形式是滾動(dòng)體或內(nèi)外圈滾道上的點(diǎn)蝕破壞。這是在安裝、潤(rùn)滑、維護(hù)良好的條件下，由于大量重復(fù)地承受變化的接觸應(yīng)力所致。單個(gè)軸承，其中一個(gè)套圈或滾動(dòng)體材料首次出現(xiàn)疲勞擴(kuò)展之前，一套圈相對(duì)于另一套圈的轉(zhuǎn)數(shù)稱為軸承的壽命。軸承點(diǎn)蝕破壞后，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通常會(huì)出現(xiàn)較強(qiáng)烈的振動(dòng)、噪聲和發(fā)熱現(xiàn)象。除了點(diǎn)蝕以外，軸承還可能發(fā)生其它多種形式的失效。例如，潤(rùn)滑油不足使軸承燒傷；潤(rùn)滑油不清潔而使?jié)L動(dòng)體和滾道過度磨損；裝配不當(dāng)而使軸承卡死、脹破內(nèi)圈、擠碎內(nèi)外圈和保持架等。這些失效形式雖然是多種多樣的，但一般是可以而且應(yīng)當(dāng)避免的。所以不能根據(jù)這些失效形式來建立軸承的計(jì)算理論和公式。對(duì)于重要用

22、途的軸承，可在使用中采用在線監(jiān)測(cè)及故障診斷的措施，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并更換失效的軸承。通常選擇軸承類型時(shí)應(yīng)綜合考慮下列各主要因素：612載荷情況載荷是選擇軸承最主要的依據(jù)，通常應(yīng)根據(jù)載荷的大小、方向和性質(zhì)選擇軸承。（）載荷大小 一般情況下，滾子軸承為線接觸，承載能力大，適用于承受較大的載荷，這也是本設(shè)計(jì)選用滾動(dòng)軸承的原因之一。（）載荷方向因?yàn)橹е剌喼怀惺軓较蛄ψ饔?，所以宜選用深溝球軸承。（）載荷性質(zhì)支重輪所受沖擊載荷不大，所以深溝球軸承就可以滿足條件。（）高速性能 由于球軸承比輪子軸承有較高的極限轉(zhuǎn)速，故在高速時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮選用球軸承。徑向載荷不大時(shí)，選用深溝球軸承。（）軸向游動(dòng)性能一般機(jī)械工作時(shí)，因

23、機(jī)械產(chǎn)生摩擦或工作介質(zhì)關(guān)系而使軸發(fā)熱，從而有熱脹冷縮產(chǎn)生。而支重輪軸承軸向游動(dòng)性不大，所以可以不考慮其軸向游動(dòng)性。613調(diào)心性能 支重輪軸承的選用中，軸的剛度較大，變形小，也無多支點(diǎn)軸，所以不用考慮其調(diào)心性。614安裝與拆卸方便在選用軸承結(jié)構(gòu)類型時(shí)應(yīng)力求裝拆方便。所選用的深溝球軸承安裝與拆卸具有裝拆方便性能，其特性如表6-1。表-1 深溝球軸承的特性深溝球軸承一 般 特 性1 額定動(dòng)載荷比為12 能承受一定的雙向軸向載荷3 軸向位移限制在軸向游隙范圍內(nèi)4 極限轉(zhuǎn)速高由于d=20mm，選用CA-6405型軸承，GBPT276。安裝尺寸da=27.0mm，Da=65.0mm，基本尺寸：d=20，D

24、=72，B=19。615 對(duì)滾動(dòng)軸承壽命的計(jì)算根據(jù)GB/T6391-1995，滾動(dòng)軸承的基本額定壽命L10可由下式計(jì)算：式中： L10基本額定壽命（106轉(zhuǎn)）； C基本額定動(dòng)載荷（N）； P當(dāng)量動(dòng)載荷（N）；壽命指數(shù)（球軸承=3）對(duì)于球軸承，基本額定動(dòng)載荷Cr=26.210（N），所以根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)GB/T2761994選擇深溝球軸承6000。特點(diǎn)及應(yīng)用：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，是生產(chǎn)批量最大，使用最廣泛的一類軸承。主要用于承受徑向載荷，也可承受一定的軸向載荷。當(dāng)周哦成的徑向間隙加大時(shí)，具有角接觸球軸承的功能，可承受較大的軸向載荷。此類軸承摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速高。在轉(zhuǎn)速較高不宜采用推力球軸承的

25、情況下也可用此類球軸承承受純軸向載荷。驅(qū)動(dòng)輪為中載荷輪，支承所選用的一定要是滾動(dòng)軸承，但滾動(dòng)軸承有不同結(jié)構(gòu)類型。由于不同的結(jié)構(gòu)特性，可以適應(yīng)不同的使用條件。滾動(dòng)軸承是現(xiàn)代機(jī)器中廣泛應(yīng)用的部件之一，它是依靠主要元件間的滾動(dòng)接觸來支承轉(zhuǎn)動(dòng)零件的。與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承具有磨擦阻力小，功率消耗少，起動(dòng)容易等優(yōu)點(diǎn)。常用的滾動(dòng)軸承絕大多數(shù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并由專業(yè)工廠大量制造及供應(yīng)各種常用規(guī)格的軸承，設(shè)計(jì)中只需根據(jù)具體工作條件正確選擇即可。滾動(dòng)軸承的正常失效形式是滾動(dòng)體或內(nèi)外圈滾道上的點(diǎn)蝕破壞。這是在安裝、潤(rùn)滑、維護(hù)良好的條件下，由于大量重復(fù)地承受變化的接觸應(yīng)力所致。單個(gè)軸承，其中一個(gè)套圈或滾動(dòng)體材料首次出

26、現(xiàn)疲勞擴(kuò)展之前，一套圈相對(duì)于另一套圈的轉(zhuǎn)數(shù)稱為軸承的壽命。軸承點(diǎn)蝕破壞后，在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)通常會(huì)出現(xiàn)較強(qiáng)烈的振動(dòng)、噪聲和發(fā)熱現(xiàn)象。除了點(diǎn)蝕以外，軸承還可能發(fā)生其它多種形式的失效。例如，潤(rùn)滑油不足使軸承燒傷；潤(rùn)滑油不清潔而使?jié)L動(dòng)體和滾道過度磨損；裝配不當(dāng)而使軸承卡死、脹破內(nèi)圈、擠碎內(nèi)外圈和保持架等。這些失效形式雖然是多種多樣的，但一般是可以而且應(yīng)當(dāng)避免的。所以不能根據(jù)這些失效形式來建立軸承的計(jì)算理論和公式。對(duì)于重要用途的軸承，可在使用中采用在線監(jiān)測(cè)及故障診斷的措施，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并更換失效的軸承。621 通常選擇軸承類型時(shí)應(yīng)綜合考慮下列各主要因素（1）載荷情況載荷是選擇軸承最主要的依據(jù)，通常應(yīng)根據(jù)載荷的大

27、小、方向和性質(zhì)選擇軸承。（2）載荷大小 （3） 一般情況下，滾子軸承為線接觸，承載能力大，適用于承受較大的載荷，這也是本設(shè)計(jì)選用滾動(dòng)軸承的原因之一。（4）載荷方向因?yàn)橹е剌喼怀惺軓较蛄ψ饔?，所以宜選用深溝球軸承。（5）載荷性質(zhì)支重輪所受沖擊載荷不大，所以深溝球軸承就可以滿足條件。（6）高速性能 由于球軸承比輪子軸承有較高的極限轉(zhuǎn)速，故在高速時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮選用球軸承。徑向載荷不大時(shí)，選用深溝球軸承。（7）軸向游動(dòng)性能一般機(jī)械工作時(shí)，因機(jī)械產(chǎn)生摩擦或工作介質(zhì)關(guān)系而使軸發(fā)熱，從而有熱脹冷縮產(chǎn)生。而支重輪軸承軸向游動(dòng)性不大，所以可以不考慮其軸向游動(dòng)性。（8）調(diào)心性能 支重輪軸承的選用中，軸的剛度較大，變

28、形小，也無多支點(diǎn)軸，所以不用考慮其調(diào)心性。（9）安裝與拆卸方便在選用軸承結(jié)構(gòu)類型時(shí)應(yīng)力求裝拆方便。所選用的深溝球軸承安裝與拆卸具有裝拆方便性能，其特性如表6-2。表6-2 軸承特性深溝球軸承一 般 特 性i. 額定動(dòng)載荷比為1ii. 能承受一定的雙向軸向載荷iii. 軸向位移限制在軸向游隙范圍內(nèi)iv. 極限轉(zhuǎn)速高由于d=20mm，選用CA-6405型軸承，GBPT276。安裝尺寸da=44.0mm，Da=91.0mm，基本尺寸：d=35，D=100，B=25。622對(duì)滾動(dòng)軸承壽命的計(jì)算根據(jù)GB/T6391-1995，滾動(dòng)軸承的基本額定壽命L10可由下式計(jì)算式中： L10基本額定壽命（106轉(zhuǎn)）

29、； C基本額定動(dòng)載荷（N）； P當(dāng)量動(dòng)載荷（N）；壽命指數(shù)（球軸承=3）。對(duì)于球軸承，基本額定動(dòng)載荷Cr=116.810（N），故 所以其中為2500 Kgf，為種植機(jī)前進(jìn)中的阻力。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)GB/T2761994選擇深溝球軸承6000。特點(diǎn)及應(yīng)用：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，是生產(chǎn)批量最大，使用最廣泛的一類軸承。主要用于承受徑向載荷，也可承受一定的軸向載荷。當(dāng)周哦成的徑向間隙加大時(shí)，具有角接觸球軸承的功能，可承受較大的軸向載荷。此類軸承摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速高。在轉(zhuǎn)速較高不宜采用推力球軸承的情況下也可用此類球軸承承受純軸向載荷。63 平鍵的選擇平鍵是一種標(biāo)準(zhǔn)零件，通常用來實(shí)現(xiàn)軸與輪轂之間的周向

30、固定以傳遞轉(zhuǎn)矩，有的還能實(shí)現(xiàn)軸上零件的軸向固定或軸向滑動(dòng)的導(dǎo)向。鍵聯(lián)接的主要類型有：平鍵聯(lián)接、半圓鍵聯(lián)接、楔鍵聯(lián)接和切向鍵聯(lián)接。普通平鍵的的兩側(cè)面是工作面，工作時(shí)，靠鍵同鍵槽側(cè)面的擠壓來傳遞轉(zhuǎn)矩。鍵的上表面和輪轂的鍵槽底面間則留有間隙。平鍵聯(lián)接具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、裝拆方便、對(duì)中性較好等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。這種鍵聯(lián)接不能承受軸向力，因而對(duì)軸上的零件不能起到軸向固定的作用。普通平鍵按構(gòu)造分，有圓頭（A型）、平頭（B型）及單圓頭（C型）三種。圓頭平鍵宜放在軸上用鍵槽銑刀銑出的鍵槽中，鍵在鍵槽中軸向固定良好。缺點(diǎn)是鍵的頭部側(cè)面與輪轂上的鍵槽并不接觸，因而鍵的圓頭部分不能充分利用，而且軸上鍵槽端部的應(yīng)力集

31、中較大。平頭平鍵是放在用盤銑刀銑出的鍵槽中，因而避免了上述缺點(diǎn)，但對(duì)尺寸大的鍵，宜用緊定螺釘固定在軸上的鍵槽中，以防松動(dòng)。單圓頭平鍵則常用于軸端與轂類零件的聯(lián)接。平鍵聯(lián)接傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，聯(lián)接中的各零件主要受力有擠壓和剪切。對(duì)于采用常見的材料組合和按標(biāo)準(zhǔn)尺寸的普通平鍵聯(lián)接，其主要失效形式是工作面被壓潰。除非有嚴(yán)重過載，一般不會(huì)出現(xiàn)鍵的剪斷，因此，通常只按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。631選擇鍵聯(lián)接的類型和尺寸根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，之中輪沒有很的扭矩要承受，不必要選擇花鍵。選用平鍵聯(lián)接，由于槽輪不在軸端，故選用圓頭普通平鍵（A型）。參見（濮良貴,紀(jì)名剛. 機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2001）

32、P105，從表6-1中查得鍵的截面尺寸為：b=10mm，高度h=8mm。由輪轂寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)L=40mm（比輪轂寬度小些）。軸徑：d=25；鍵的公稱尺寸如下： b=10(h9 0 -0.036) ， h=8(h11 0 -0.09) ， L=40mm(h14)；鍵槽尺寸： t=3 ， 公差(+0.1 0) ， t1=2.3 公差(+0.1 0)， b=8；軸： d=25 (0 -0.036) ，槽長(zhǎng)L=42(H14 +0.36 0) 。632校核鍵聯(lián)接的強(qiáng)度鍵的材料是鋼，由P104表6-2查得許用擠壓應(yīng)力，取平均值，。鍵的工作長(zhǎng)度,鍵與輪轂鍵槽的接觸。由式（6-1）可得故鍵的選擇合適。鍵的標(biāo)記為：鍵 GB/T 1096-1979。64 花鍵軸的選用校核驅(qū)動(dòng)輪承載的載荷很大，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，受到很大的扭矩，用一般平鍵是根本滿足不了需求的，因此選擇花鍵軸用在驅(qū)動(dòng)輪上。根據(jù)要求本設(shè)計(jì)選擇矩形花鍵，矩形花鍵的特點(diǎn)是多齒工作，承載能力高，對(duì)中性好，導(dǎo)向性好，齒根較淺，應(yīng)力集中較小，軸與輪轂強(qiáng)度削弱小。并且矩形花鍵加工方便，能用磨削方法獲得較高精度。此類花鍵應(yīng)用廣泛，如：飛機(jī)，汽車，拖拉機(jī)，機(jī)床