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手推離心式草坪播種機的設計說明書(編輯修改稿)

2024-12-29 00:22 本頁面
 

【文章內容簡介】 性,我選擇設 計手動式播種機。 機械容易實現的是簡單的轉動和往復直線運動,因此手動撒播的形式又有手搖動和用手推動兩種。如果用手搖動手柄實現執(zhí)行構件的往復移動,由于播種機還要靠人力推著向前行進,操作者要完成的動作過多,操作不方便。要使操作者只通過簡單的操作即可完成播種動作,可以用手推播種機向前行駛,靠播種機輪子的轉動將轉動運動轉變成執(zhí)行機構旋轉產生離心力進行撒播。顯然設計成手動離心式草坪播種機是可行的。 關鍵問題及解決辦法 增速轉換機構的設計是本次設計的關鍵問題。 為了讓操作者在正常行走速度下操作播種,傳遞出去的力 應通過增速轉換機構傳遞。由于增速轉換機構的運動輸入構件作定軸轉動,這樣在播種機動力輸入構件和增速轉換機構的運動輸入構件之間,可以采用鏈傳動,帶傳動和齒輪傳動。為了使所設計的剪草機結構緊湊,采用齒輪傳動。齒輪傳動有直齒圓柱齒輪傳動,斜齒圓柱齒輪傳動,直齒錐齒輪傳動和蝸輪蝸桿傳動等。直齒圓柱齒輪傳動和斜齒圓柱齒輪傳動的軸線相互 平行,不能起到兩軸垂直的作用,因此不能作為傳動方案。直齒錐齒輪傳動和的 兩軸軸圖 22 變速機構簡圖 c 5 線是垂直的,可以滿足轉動需求。但是蝸輪蝸桿傳動的效率低,一般是蝸桿主動,且軸線空間交錯,應用到播種機械中,會使支撐結構復雜,影響整體結構緊湊效果。因此,選擇直齒錐齒輪傳動作為增速轉換機構。機構組成方案簡圖如圖 2— 2 所示。 3 設計計算說明書 (SS) 傳動參數的計算 在確定行走速度 v 時,既要保證播種機在種子箱裝滿種子后,播種機能夠正常作業(yè),又要保證機組有較高的作業(yè)生產率,以速度 v =5 km/h 來設計;考慮到我國一般草坪地塊面積小,幅寬窄的特點,撒種幅寬 D 設計為 m,設計參數葉輪半徑 r 為 m ,考慮葉輪距離地面要有一定的高度選擇地輪半徑 Rd 為 m,葉輪距離地面的高度 H 為 m。 根據運動學基本原理,忽略種子與播種盤之間摩擦的情況下,傳動比為:? ?? ?? ? ? ?? ?? ? . 42/12/122212122 ???? ???? Hvr grDRi d ( 31) 式中 Rd地輪半徑 D撒種幅寬 r撒種盤半徑 v行走速度 H撒種盤離地高度 g重 力加速度 動力參數計算 草種子較輕,容易甩出,不需要過大的動力,有經驗取人的推力為 F 為 250N,所以兩個地輪上所受力的大小為: F1 = F2 = 125 N 地輪提供轉矩帶動撒種盤進行機械運動,假定撒種盤所受的力全部來自地輪。則:P 輪 = F v =250 = 348 W ( 32) 地輪轉速: n = 64r/min 6 初選 8 級精度直齒錐齒輪 ?? 主動軸承(球軸承) ?? 從動軸承(球軸承) ?? 傳動機構總效率: ???? 321 ???? ? ? = 主動軸上的所傳遞的功率大小為: 1???? PP = 348? =345 W 從動上的所傳遞的功率大小為: 21 ?? ??? ??? PP =345? ? = 321 W 主動軸上的轉速大小為: ??? 2nn 89 r/min 軸 ?? 上的轉速大小為: inn ?? ??? = r/min 圓錐齒輪的設計計算 直齒錐齒輪加工多為刨齒,不宜采用硬齒面,計算步驟如下: 選 擇材料,熱處理方式及精度等級 ( 1)齒輪材料。熱處理方式由參考文獻 [1]表 67 和表 68 并考慮 HBS 小 =HBS 大 +( 30~ 50) HBS 的要求,小齒輪選用 40Cr,調質處理,齒面硬度 241~ 286HBS,大齒輪選用 42SiMn 鋼,調質處理,齒面硬度 217~ 255HBS。 ( 2)精度等級。估計圓周速度不大于 3m/s,根據參考文獻 [1]表 65,初選 8 級精度。 按齒面接觸疲勞強度設計 ( 1)確定公式中的各參數值 1)選齒數。小齒輪齒數 z1 = 20,z2 = uz1 = 56 c 7 2) 確定極限應力 limH? ,由參考文獻 [1]圖 632,按齒面硬度中間值 260HBS,查得小齒輪 MPaH 6801lim ?? 。由參考文獻 [1]圖 632,按齒面硬度中間值 230HBS 查得大齒輪 MPaH 6402lim ?? 。 3) 確定壽命系數 ZN。由題意可知: ZN1=ZN2=1。 4)許用應力由參考文獻 [1]表 69 查得, SHmin=1。由參考文獻 [1]式( 620)得 ? ? MP aMP aZS NHHH 6801 16801lim 1lim1 ???? ?? ( 33) ? ? MP aMP aZS NHHH 6401 16402lim 2lim2 ???? ?? ( 34) 5)載荷系數 K??紤]錐齒輪是懸臂布置,由參考文獻 [1]表 610 取 K=。 6)計算小齒輪傳遞的轉矩 T1 mmNmmNNPT ????????? 12311249 361161 ( 35) 7)齒寬系數 R? 。取 ?R? 。 8)節(jié)點區(qū)域系數。 ?HZ 。 9)確定材料系數 EZ 。由參考文獻 [1]表 611 查得 MPaZ E ? 。 ( 2)計算 1d 和 v 1)小輪大端分度直徑 ? ?? ? mmmmmmZZuKTdHHERR640.)(22322131??????? ??????????????????????? ( 36) 2)小齒輪齒寬中點的分度圓直徑 1md ? ? ? ? mmdd Rm 11 ??????? ? ( 37) 3)圓周速度: 8 smsmsmndv m 100 060 060 11 ??? ????? ?? ( 38) 故 8 級精度合適。 計算齒輪的主要尺寸 ( 1)模數 m mmmmzdm ??? ( 39) 圓整取 mmm 2? 。 ( 2)實際大端分度圓直徑 mmmmmzd 4020211 ???? ( 310) mmmmmzd 11256222 ???? ( 311) ( 3)錐距 R mmmmudR 221 ??????? ( 312) ( 4)齒寬 b mmmmRb R ???? ? ( 313) ( 5)分度圓錐角 1? 和 2? .821 .821c os 221 ????? uu?, ( 314) ? ?? ?? 12 ??? ?? ( 6)當量齒數 os 20c os 111 ??? ??zz V ( 315) os 56c os 222 ??? ??zz V c 9 驗算輪齒彎曲疲勞強度 ( 1)確定極限應力 limbb? 。由參考文獻 [1]圖 634,按齒面硬度中間值 260HBS,查得小齒輪 MPabb 290lim ?? ,由參考文獻 [1]圖 634,按齒面硬度中間值 230HBS,查得大齒輪 MPabb 2802lim ?? 。 ( 2)確定壽命系數 YN1和 YN2,由題意可知: YN1 =YN2=1。 ( 3)確定最小安全系數 minFS 。查參考文獻 [1]表 69 得 in1m in ?? FF SS 。 ( 4)確定許用應力 ? ?bb? 。 ? ?m inlimFNbbbb S Y?? ? ( 316) ? ? MP aMP aS YF Nbbbb 12901m in 11lim1 ???? ?? ? ? MP aMP aS YF Nbbbb 12802m in 22lim2 ???? ?? ( 5)復合齒形系數 1FSY 和 2FSY 。查參考文獻 [1]表 612 得 .34111 ?? FaSaFS YYY , ( 317) ?? FaSaFS YYY ( 6)計算彎曲應力: ? ?? ? ? ?12322232121 2 3 1 bbRRsaFabbM P aM P aumZYYKT???????????????????? ( 318) ? ?21212 bbFSFSbbbb MP aMP aYY ??? ????? ( 319) 所以齒輪彎曲強度足夠。 10 軸的設計計算 主動軸的設計 ( 1)選擇主動軸的材料及熱處理方法 該軸無特殊要求,選擇 45 鋼調質處理,有參考文獻 [1]表 91 查的 [ 1? ]=60MPa ( 2)初步估算軸徑 按鈕轉強度估算最小直徑 按參考文獻 [1]公式( 92),由參考文獻 [1]表 94 查的 C = 126~ 103,取 C=115 mmmmnPCd 1034 511 5 3 33mi n ????? ??? ( 320) 此軸頭上有一鍵槽,將軸徑增大 5%,即 dmin=( ? ) mm=;因該軸頭安裝地輪,根據參考文獻 [2]11221,所得地輪內孔直徑,取 d = 25 mm。 ( 3)主動軸的結構設計 1)確定軸各段直徑。如圖 31,根據軸各段確定原則,從最小直徑開始,軸段 ① 、⑨ 為軸的最小直徑,已取定 d1=d9=25mm,軸段 ② 考慮地輪定位,取 d2=30mm,軸段 ③安裝軸承,為便于裝拆應取 d3d2,且與軸承內徑標準系列相符,故 d3=35mm(軸承型
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