【正文】 29 小型拔梗機的研究及設(shè)計 30 圖 33 受力分析及轉(zhuǎn)矩圖 （ 1）齒輪作用在水平面的彎矩圖 mmNaFM AHH ?????? 4 2 7 4 41 mmNcFM BHH ?????? 6 5 5 2 （ 2）齒輪作用在垂直平面內(nèi)的彎矩圖 mmNaFM AVV ?????? 9 0 6 9 4 2 0 4 91 mmNcFM BVV ?????? 0 5 3 6 0 7 5 2 02 （ 3）合成彎矩圖 mmNMMM HH ???? mmNMMM VV ???? 0 54 0 5 722212 （ 4）作轉(zhuǎn)矩圖 mmNT ?? 小型拔梗機的研究及設(shè)計 31 確定危險截面及安全系數(shù)校驗計算 （ 1） 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸及彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖、截面 H處的轉(zhuǎn)矩、彎矩最大，且有花鍵槽引起的應(yīng)力集中和軸肩處的應(yīng)力，故 H面處最危險， H面為危險截面。三軸的最小軸徑為 mmd in3 ? 。 可取 m=4mm。 （ 2） 蝸輪 蝸輪齒數(shù) 162?Z ； 變位系數(shù) 02?x ； 傳動比 8?i ； 蝸輪分度圓圓直徑 mmmzd 8016522 ???? 蝸輪喉圓直徑 mmhdd aa 902 222 ??? 蝸輪齒根圓直徑 mmhdd ff 222 ??? 小型拔梗機的研究及設(shè)計 20 校核齒根彎曲疲勞強度 ? ?FFaF YYmdd KT ?? ? ?? 221 當量齒數(shù) ? ? 45279c o s 16c o s 3322 ?????? ?zz v 根據(jù) 02?x ， ?vz ，從［ 1］中圖 1119可查得齒形系數(shù) ?FaY 。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅鑄造，而鐵芯用灰鑄鐵 HT100制造。 smsmv /15/ ?? ，故鏈速符合要求。 所以單根鏈條的額定功率為： 小型拔梗機的研究及設(shè)計 16 KWP ca ???? 確定鏈條型號和節(jié)距 P 鏈條型號根據(jù)當量的單排鏈的計算功率 Pca 和 主 動 鏈 輪 轉(zhuǎn) 速min/20201 rn ? （柴油機轉(zhuǎn)速）由 ［ 1］中圖 911 得到鏈條型號為 08A 單排鏈系列。 （ 2） 鏈輪齒數(shù) 21 z和z 小鏈輪齒數(shù) 1z 少，可減少外廓尺寸，但齒數(shù)過少，會增加運動的不均勻性和動載荷；鏈條在進入和退出嚙合時，鏈節(jié)間的相對轉(zhuǎn)角增大；鏈傳動的圓周力增大，從整體上加速鉸 鏈和鏈輪的磨損。所以本次設(shè)計采用鏈傳動是合理的，因此小型拔梗機的設(shè)計采用鏈傳動。 莖稈輸送裝置 KWN ? 莖稈輸送裝置一般約占總功率的 5%～ 7%。 小型農(nóng)作物拔梗裝置懸掛在行走底盤前方，由液壓控制升降。經(jīng)過市場分析，破土深度必須保持在 80mm 以上。 圖 22 農(nóng)用柴油機 拔梗機動力輸入裝置的分析 本次設(shè)計采用鏈傳動。同時，由拔梗裝置中的拔叉將作物莖梗叉住，；利用機器前進和拔梗裝置的旋轉(zhuǎn)作用，將莖梗從土壤中拔出。 掛接機構(gòu)擬采用固定式升降臂形式，構(gòu)成垂直升降機構(gòu)， 調(diào)節(jié) 雙圓盤刀片式 兜根分離器入土作業(yè)的深度。 在綜合考慮和比較不同拔梗機的優(yōu)缺點后，決定此次拔梗機的設(shè)計思路為 : 工作時，啟動內(nèi)燃機操作行走底盤行駛。農(nóng)作物莖稈作為一種農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品，產(chǎn)量大、品類多、漫衍廣，同時也是一項重要的有生命的物質(zhì)資源。所以小型拔梗機的研究與設(shè)計是目前很有價值和意義的研究課題。加之秸稈碳氮比高，不易腐爛。 闡述了小型農(nóng)作物拔梗機的工藝流程、結(jié)構(gòu)特點。 改進后的拔梗機能一次完成農(nóng)作物莖稈的破土、夾持、拔出、提升、輸送和成堆集放，工序集中，生產(chǎn)效率高，結(jié)構(gòu)簡單、制造、安裝、操作方便、使用維護簡便，功能齊全，適應(yīng)性強，故障少，使用壽命長，能一機多用。歷年來，這些莖稈的收獲一直沿用人工拔收，一是農(nóng)民勞動強度大，二是占用時間長，大都采用一年單熟的耕作方式，為減少農(nóng)民的勞動強度，縮短作物的收獲時間，最大限度地將一年單熟耕作方式 改變?yōu)橐荒陜墒?，提高土地資源的利用率，讓農(nóng)民增加收入。 圖 11 小型條式拔棉梗機 小型拔梗機的研究及設(shè)計 5 我國拔梗機的現(xiàn)狀和發(fā)展前景 我國拔梗機的現(xiàn)狀 農(nóng) 民 對 各種農(nóng)作物莖 稈的收獲一直沿用傳統(tǒng)的人力拔收方式，不但增加 了農(nóng) 民 的勞動強度，而且不利于 農(nóng)田 騰茬搶種。鑒于莖稈的利用價值和經(jīng)濟價值，發(fā)展施用成本較低的拔梗機械是今朝我國迫切需要處理和完成的題目。具有拔斷率低、拔破率低、拔凈率高等特點。其工作原理如下：工作時，啟動內(nèi)燃機操作行走底盤行駛。其實物圖見圖 21。 與摩擦 型的帶傳動相比，鏈傳動無彈性滑動和整體打滑現(xiàn)象，因而能保持準確的平均傳動比，傳動效率較高；又因鏈條不需要像帶張得很緊，所以作用于軸上的徑向壓力較?。绘湕l采用金屬材料制造，在同樣的使用條件下，鏈傳動的整體尺寸較小，結(jié)構(gòu)較為緊湊；同時，鏈傳動能在高溫和潮濕的環(huán)境中工作。 其作業(yè)工藝流程如下： 小型農(nóng)作物拔梗機是由內(nèi)燃機、行走底盤、破土裝置、拔梗裝置、莖稈夾持裝置、莖稈輸送裝置、打捆裝置等組成。 拔梗裝置消耗功率 N2 拔梗裝置消耗功率包括拔梗功率 Ng 和空轉(zhuǎn)動功率 Nk兩部分，即： KWnNn c dVNNN KmKng 302 ???????? ? 式中： d0—— 莖稈拔出所需功率（ d0=450650N/根），取 d0=600N/根；拔梗裝置的功率消耗主要取決于 Vm、 c（每米生長根數(shù)一般為 2～ 4，取 c=3）、 n（行數(shù)）和 d0（莖稈粗細）的大小有關(guān)，當拔梗裝置采用減速器驅(qū)動，轉(zhuǎn)速參數(shù)已確定時，小型減速器空轉(zhuǎn)消耗功率在正常情況下為 Nk=～ ，可取Nk=；則 KWnNN kkn ??? 。 綜上所述，拔梗機的動力傳輸裝置選取柴油機 S195，其 額定功率為 千瓦，轉(zhuǎn)速為 2020 轉(zhuǎn) /分，燃油消耗率 。鏈傳動的工作條件與實驗條件不同，額定功率應(yīng)予以修正。在傳動比給定時， 1z 大，大鏈輪齒數(shù) 2z也相應(yīng)增大，其結(jié)果不僅增大了傳動的總體尺寸，而且還容易發(fā)生跳鏈和脫鏈，從另一方面限制了鏈條的使用壽命。 為了避免使用過渡鏈接，應(yīng)將計算出的鏈節(jié)數(shù) 0pL 圓整為偶數(shù)，且與齒數(shù)互為質(zhì)數(shù)，所以取 100?pL 。 有效圓周力 NVPFe 1 0 9 0 0 01 0 0 0 ????? 鏈 輪 水 平 布 置 時 的 壓 軸 力 系 數(shù) ?FpK ， 則 壓 軸 力 為NFKF eFpp 1 2 5 81 0 9 ???? 。則 ????? vA KKKK ? （ 3） 確定彈性影響系數(shù) EZ 因選用的 是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故 21160MPaZE ? 。?? 壽命系數(shù) 109 76 ???FNK ? ? M P aM P aF ???? M P aF ?? ???? 彎曲強度是滿足要求的。 u—— 齒數(shù)比 u= 1 d? —— 齒寬系數(shù) d?= H? —— 許用接觸應(yīng)力 minlimHHH S?? ? 查［ 1］中表 106查得材料的彈性影響系數(shù) MPaZ E ? limH? —— 實驗齒輪的接觸疲勞極限應(yīng)力（ N/ 2mm ） 取 limH? = 1300 minHS —— 接觸強度計算的最小安全系數(shù) 取 minHS = H? = minlimHHS? = 1300/ = N/ 2mm 計算可得： ? ? mmZuuKTd HEd 2 2 9 20 3 23213 ??????????????????????? ?? 可得： mmzmd 1 0 0254333 ????? 經(jīng)計算，齒輪可用。 軸的校核 通過設(shè)計可知，傳動箱中四軸承受的轉(zhuǎn)矩、彎矩最大，故校核四軸。 小型拔梗機的研究及設(shè)計 33 拔梗裝置的設(shè)計 拔梗裝置是棉花拔梗機中一個關(guān)鍵的零部件，其設(shè)計的合理性直接影響到棉花拔梗機的工作效率和工作質(zhì)量。 此次設(shè)計的機器為小型農(nóng)業(yè)機械，主要用于環(huán)境比較惡劣的情況下。（ 4）噴油潤滑 適用于高轉(zhuǎn)速、大載荷、要求潤滑可靠的軸承。例如在高溫中使用的軸承、真空環(huán)境中使用的軸承等等。臥式整體鑄造機體，其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，能有效地吸取振動和噪聲，還具有良好的耐腐蝕性。成批量生產(chǎn)時可以鑄造 。此次設(shè)計的拔梗機得機架主要是為了支承傳動箱、拔梗裝置等部件。 聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器所連接的兩軸， 由于制造及安裝誤差、承載后的變形以及溫度變化的影響等，往往不能保證嚴格的對中，而是存在著某種程度的相對位移，這就要求在設(shè)計及選擇聯(lián)軸器時，要從結(jié)構(gòu)上采取不同措施，使之具有適應(yīng)一定范圍的相對位移的性能。檢查各緊固件是否連接牢固，散熱裝置是否良好，潤滑裝置是否工作正常。我國是 一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)機械是國民經(jīng)濟中重要的生產(chǎn)設(shè)備，它能 減少農(nóng)民的勞動強度，縮短作物的收獲時間，最大限度地將一年單熟耕作方式改變?yōu)橐荒陜墒?，提高土地資源的利用率，讓農(nóng)民增加收入，從而推動國民經(jīng)濟快速的發(fā)展。 通過這次設(shè)計，使我對農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品的研發(fā)過程有了一個總體的認識，為以后工作打下了堅實的基礎(chǔ)。當然這與老師的指導(dǎo)是分不開的，首先我要感謝我的指導(dǎo)老師曾經(jīng)梁老師，不厭其煩的為我們糾正錯誤， 在老師的指導(dǎo)下，遇到的許多問題都一一解決了。另外，也得到了其他同學(xué)的幫助，也表示感謝。正是由于指導(dǎo)教師何老師的這些努力，保證了我們畢業(yè)設(shè)計的順 利進行。 小型拔梗機的研究及設(shè)計 39 參考文獻 [1]濮良貴，紀名剛 .機械設(shè)計 [M].北京：高等教育出版社， 2020 [2]吳宗澤，羅圣國 . 機械設(shè)計課程設(shè)計手冊 [M].北京：高等教育出版社， 2020 [3]王炎冰，由長春 .普通 V帶傳動的優(yōu)化設(shè)計 [J] 沈陽航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報． 2020，21(4)： 2425 [4]湯嘉吉． V帶傳動新算法 [J]．機械， 2020， 30（ 5）： 3840 [5]孫恒，陳作模 . 機械原理 [M].北京：高等教育出版社， 2020 [6]《 齒輪手冊 》 編委會 . 齒輪手冊 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [7]王伯平 .互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [8] 劉鴻文 .材料力學(xué) [M].北京 : 高等教育出版社 , 1992 [9]史美堂 .金屬材料及熱處理知識 [M].北京 : 機械工業(yè)出版社 , [10]哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室編 .理論力學(xué) [M].北京 : 高等教育出版社，2020 [11]周鳳云 .工程材料及運用 [M].武漢：華中科技 大學(xué)出版社， 2020 [12]謝家瀛 .機械制造技術(shù)概論 [M].北京 : 機械工業(yè)出版社， 2020 [13]羅洪余 .縫紉機修理 [M].重慶： 重慶大學(xué)出版社 ， 2020 [14]孟憲源，姜琪編 .機構(gòu)構(gòu)型與應(yīng)用 [M].北京 : 機械工業(yè)出版社， 2020 [15]東北重型機械學(xué)院等 .機床夾具設(shè)計手冊 [M].上?？萍汲霭嫔?,1998 [16]成大仙 .機械設(shè)計手冊（第 3卷） [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社 ,2020 [17]孫靖民，梁迎春 .機械優(yōu)化設(shè)計 .北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [18]吳宗澤 .機械設(shè)計禁忌 500 例 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 1996 [19]《現(xiàn)代機械傳動手冊》編輯委員會 .現(xiàn)代機械傳動手冊 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [20]成大先主編 .機械設(shè)計手冊單行本（彈簧 .起重運輸件 .五金件） .北京：化工業(yè)出版社 .2020 [21]梁德本，葉玉駒 .機械制圖手冊 .北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [22]李益民 主編 .機械制造工藝設(shè)