【正文】 38SiMnMo、 40Cr 45 3 Q275（ 1Cr18Ni9Ti） Q235A [τ T]/A0 3555 2545 2035 1525 A0 11297 126103 135112 149126 溫室大棚電動(dòng)開(kāi)窗機(jī)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 由于要提升軸的耐磨損性，我們選取軸的材料為 40Cr，由上表的取值范圍可知， [τ T]可選取的數(shù)值為 45MPa， A0相應(yīng)的可選取的數(shù)值為 102. 從以上資料中，我們得知： 傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 n=； 軸的輸入功率約為 P= KW 將上述數(shù)據(jù)代入公式，得到 d≥ 3 ?＝ 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我們還要乘以安全設(shè)計(jì)系數(shù)，在這里取 ，則 d≥ =50mm 則最終得出軸最小直徑選為 45mm，大徑選擇 50mm 傳動(dòng)軸的精確校核 根據(jù)條件可以判定，傳動(dòng)軸受扭矩力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其彎矩力，因此彎矩力可以省略，只按扭矩力來(lái)校核。與傳動(dòng)軸相同，該軸承受的彎矩不大，可以按許用扭剪應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算。 d 靜態(tài)支撐下垂直向下風(fēng)壓 P2=40% P1 =40% = kg e 開(kāi)啟角度 α =2 sin1(S/2 H1) =176。齒輪齒條機(jī)構(gòu)性能穩(wěn)定、運(yùn)行可靠安全、承載力強(qiáng)、傳動(dòng)效率高、運(yùn)轉(zhuǎn)精確、便于實(shí)現(xiàn)精確自動(dòng)控制。溫室開(kāi)啟頂窗數(shù)量為 24扇，頂部分為 4 列窗戶(hù)，每列 6扇，要求頂窗逐列開(kāi)啟，根據(jù)這一特性，我們?cè)O(shè)計(jì)電動(dòng)開(kāi)窗機(jī)，并進(jìn)行溫室建筑材料的選取，為了使開(kāi)窗更具智能 化，在控制電路中引用時(shí)控開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)智能控制。 溫室開(kāi)窗方式 溫室開(kāi)窗其目的在于自然通風(fēng)，自然通風(fēng)可以使溫室內(nèi)增加空氣流通、調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，目前國(guó)內(nèi)溫室開(kāi)窗方式有如下幾種：谷肩開(kāi)啟式、半拱開(kāi)啟式、頂部1 2 5 3 4 溫室大棚電動(dòng)開(kāi)窗機(jī)設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 單側(cè)開(kāi)啟式、頂部雙側(cè)開(kāi)啟式、頂部全開(kāi)啟式、頂部推開(kāi)式，下圖為圓拱塑料溫室與硬質(zhì)材料覆蓋溫室天窗開(kāi)啟方式 , 其中 a、 h 為屋脊開(kāi)窗 。推拉窗方式與排齒方式相比外形美觀(guān)、操作靈活、可部分打開(kāi)，但其通風(fēng)面積只能達(dá)到通風(fēng)口面積的一半，且難以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)操作，人工操作又需要每個(gè)窗戶(hù)分別進(jìn)行，操作效率低，密封性能差。伴隨著國(guó)家對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度的不斷重視，設(shè)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，以及人們對(duì)于健康、綠色無(wú)公害農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的需求，更多具備節(jié)能、環(huán)保、低消耗、智能化的設(shè)施農(nóng)業(yè)得到發(fā)展和應(yīng)用，讓專(zhuān)業(yè)化、機(jī)械化、工廠(chǎng)化、電氣化進(jìn)入設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展中，實(shí)現(xiàn)我國(guó)溫室的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的提升。電動(dòng)開(kāi)窗機(jī)的出現(xiàn)為人類(lèi)生活帶來(lái)了極大的便利，它改變了傳統(tǒng)手動(dòng)開(kāi)窗模式，將電氣自動(dòng)化控制帶入了居家生活。到了近代，溫室的發(fā)展經(jīng)歷了改良型日光溫室、大型玻璃溫室和現(xiàn)代化溫室 3 個(gè)階段，由簡(jiǎn)單到完備，由單棟到幾公頃連棟溫室群，基本上實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)類(lèi)型的多樣化，并且配套設(shè)備和材料逐步完善，塑料大棚，中棚和日光溫室為我國(guó)主要設(shè)施結(jié)構(gòu)類(lèi)型，其中能充分利用太陽(yáng)光熱資源，節(jié)約源，減少環(huán)境污染的日光溫室為我國(guó)所特有。 3 電動(dòng)開(kāi)窗機(jī)控制電路 .......................................................... 15 電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)選擇 ...................................................... 15 時(shí)空開(kāi)關(guān)的選取 ........................................................ 15 控制電路圖 ............................................................ 17 設(shè)置天窗啟閉時(shí)間 ...................................................... 17 結(jié)論 .......................................................................... 18 致謝 .......................................................................... 18 參考文獻(xiàn) ...................................................................... 19 溫室大棚電動(dòng)開(kāi)窗機(jī)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 溫室大棚電動(dòng)開(kāi)窗機(jī) 設(shè)計(jì) 作者： xxxx 指導(dǎo)老師： xxx （ xxxx大學(xué)工學(xué)院 級(jí)農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化 xx班 合肥 230036） 下載須知： 本文檔是獨(dú)立自主完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)，只可用于學(xué)習(xí)交流，不可用于商業(yè)活動(dòng)。 課題研究的目的及意義 .................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。溫室在帶來(lái)高收益的同時(shí)，也是一個(gè)高耗能產(chǎn)業(yè)，冬季室內(nèi)增溫和夏季降溫的費(fèi)用占溫 室生產(chǎn)總費(fèi)用的 15%～ 40%，在國(guó)家建設(shè)節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)的要求下，溫室的節(jié)能生產(chǎn)也尤為重要。同時(shí)，各地也都對(duì)相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行了較深入 的研究。而“十五”期間國(guó)家也將溫室環(huán)境智能化綜合調(diào)控系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)，列入我國(guó)農(nóng)業(yè)與社會(huì)發(fā)展的重點(diǎn)項(xiàng)目。 曲柄連桿開(kāi)窗機(jī)構(gòu) 圖一：曲柄連桿開(kāi)窗機(jī)構(gòu) 1 3 2 α β 溫室大棚電動(dòng)開(kāi)窗機(jī)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 曲柄連桿開(kāi)窗機(jī)構(gòu)就是將排齒開(kāi)窗機(jī)構(gòu)中的齒輪和齒條換成曲 柄連桿，該機(jī)構(gòu)在早期的塑料大棚中應(yīng)用較多，其工作原理是： 當(dāng)主動(dòng)構(gòu)件 1 轉(zhuǎn)動(dòng)角度α?xí)r ,從動(dòng)件窗桿 3轉(zhuǎn)動(dòng)β角。拉桿與連桿鉸接 ,連桿與橫桿鉸接 ,橫桿與氣缸活塞桿的伸出端固定連接。d 為谷肩開(kāi)窗 。碰到冰雹、大雪等自然災(zāi)禍時(shí)，抵抗自然災(zāi)難的能力差，溫室自身受到嚴(yán)重的損壞，溫室中種植的作物同時(shí)受到很大損失，薄膜用過(guò)后還將造成 白色污染 。 窗體自重計(jì)算 溫室開(kāi)窗方式形式多樣，我們采用的是屋脊開(kāi)窗模式， 除了考慮窗體的自動(dòng)外，還應(yīng)該將開(kāi)窗所受風(fēng)壓及雨雪載荷加入其中，計(jì)算出開(kāi)窗及關(guān)窗所需力的大小，從而選擇電動(dòng)開(kāi)窗機(jī)，為了使電動(dòng)開(kāi)窗機(jī)的工作更為可靠，我們應(yīng)將電動(dòng)開(kāi)窗機(jī)的推拉力要與窗體的自重以及開(kāi)啟的行程相結(jié)合。 2 ) 電動(dòng)開(kāi)窗器的靜態(tài)支撐力 (回拉力 )F 與電動(dòng)開(kāi)窗器在窗扇的作用點(diǎn) (安裝位置 ) 有關(guān) , 且越靠近下懸點(diǎn) (轉(zhuǎn)軸點(diǎn) ), 其 F 力要求越大 。 軸轉(zhuǎn)速 n=； 軸的輸入功率約為 P=?? KW ? 將上述數(shù)據(jù)代入公式，得到 d≥ 3 ?＝ 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我們還要乘以安全設(shè)計(jì)系數(shù)，在這里取 ，則 d≥ =45mm 則最終得出軸最小直徑選為 ，大徑選擇 45mm 齒輪齒條的設(shè)計(jì)選擇 根據(jù)結(jié)構(gòu)計(jì)算得出，開(kāi)啟頂窗時(shí)每個(gè)齒輪上的阻力矩 ； 齒輪選用 B 型齒輪， TU2140，分度圓直徑 進(jìn)行傳動(dòng)，為了使傳動(dòng)軸工作穩(wěn)定，左右兩側(cè)的齒輪臨近布置，這樣水平方向上的作用力就會(huì)互相抵消； 每相隔 4m 布置一對(duì)齒條，長(zhǎng)度 2941mm； 電機(jī)安裝在中間位置，即在溫室跨度中部 溫室大棚電動(dòng)開(kāi)窗機(jī)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) 表四 齒輪參數(shù) 型號(hào) 推力 n 扭矩 n 減速比 每轉(zhuǎn)齒條行程 mm 分度圓直 徑 mm 重量 kg TUS2540 450 21 表五 齒條參數(shù) 型號(hào) L （ mm） 壁厚 mm 適合開(kāi)間 mm RACK 403\L2941 2941 2020 傳動(dòng)軸的直徑計(jì)算 傳動(dòng)軸是整個(gè)機(jī)構(gòu)中最為核心的部件，是整個(gè)機(jī)械受力最大的部件，因此必須要集中設(shè)計(jì)此部件。 mm W———————— 軸的 抗彎截面系數(shù)， mm3 1?????? ———————— 對(duì)稱(chēng)循環(huán)應(yīng)變力時(shí)軸的許用彎曲應(yīng)力， MPa，其值按機(jī)械設(shè)計(jì)（第九版）書(shū)中表 151選用（ P358） 抗扭截面系數(shù)： WT= 316d? ≈ = 503=25000 截面上的扭矩： 33 0 . 4 6 0 89 5 5 0 0 0 0 8 4 6 2 7 6 . 8 8 .5 . 2P N m mn??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 截面上扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： 1 TT MPaW??? 軸的材料為 40Cr，調(diào)質(zhì)處理。 表七 電動(dòng)機(jī)參數(shù) 型號(hào) 扭矩 轉(zhuǎn)速 r/min 功率 kw 電壓 v 重量 kg WJNA40, 400 380 三相 21 時(shí)控開(kāi)關(guān)的選取 時(shí)控開(kāi)關(guān)可根據(jù)設(shè)定的時(shí)間斷開(kāi)和接通電路，這里用到的時(shí)控開(kāi)關(guān)為KG316T，適用于交流 50HZ，額定控制電源電壓至 220V，額定工作