【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 性，我選擇設(shè) 計(jì)手動(dòng)式播種機(jī)。 機(jī)械容易實(shí)現(xiàn)的是簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)動(dòng)和往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，因此手動(dòng)撒播的形式又有手搖動(dòng)和用手推動(dòng)兩種。如果用手搖動(dòng)手柄實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)，由于播種機(jī)還要靠人力推著向前行進(jìn)，操作者要完成的動(dòng)作過(guò)多，操作不方便。要使操作者只通過(guò)簡(jiǎn)單的操作即可完成播種動(dòng)作，可以用手推播種機(jī)向前行駛，靠播種機(jī)輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)將轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成執(zhí)行機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力進(jìn)行撒播。顯然設(shè)計(jì)成手動(dòng)離心式草坪播種機(jī)是可行的。 關(guān)鍵問(wèn)題及解決辦法 增速轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是本次設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)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(yīng)通過(guò)增速轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)傳遞。由于增速轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸入構(gòu)件作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣在播種機(jī)動(dòng)力輸入構(gòu)件和增速轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸入構(gòu)件之間，可以采用鏈傳動(dòng)，帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。為了使所設(shè)計(jì)的剪草機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，采用齒輪傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)有直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，直齒錐齒輪傳動(dòng)和蝸輪蝸桿傳動(dòng)等。直齒圓柱齒輪傳動(dòng)和斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)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(dòng)方案。直齒錐齒輪傳動(dòng)和的 兩軸軸圖 22 變速機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 c 5 線是垂直的，可以滿足轉(zhuǎn)動(dòng)需求。但是蝸輪蝸桿傳動(dòng)的效率低，一般是蝸桿主動(dòng)，且軸線空間交錯(cuò)，應(yīng)用到播種機(jī)械中，會(huì)使支撐結(jié)構(gòu)復(fù)雜，影響整體結(jié)構(gòu)緊湊效果。因此，選擇直齒錐齒輪傳動(dòng)作為增速轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)組成方案簡(jiǎn)圖如圖 2— 2 所示。 3 設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) (SS) 傳動(dòng)參數(shù)的計(jì)算 在確定行走速度 v 時(shí)，既要保證播種機(jī)在種子箱裝滿種子后，播種機(jī)能夠正常作業(yè)，又要保證機(jī)組有較高的作業(yè)生產(chǎn)率，以速度 v =5 km/h 來(lái)設(shè)計(jì)；考慮到我國(guó)一般草坪地塊面積小，幅寬窄的特點(diǎn)，撒種幅寬 D 設(shè)計(jì)為 m，設(shè)計(jì)參數(shù)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(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)基本原理，忽略種子與播種盤(pán)之間摩擦的情況下，傳動(dòng)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(pán)半徑 v行走速度 H撒種盤(pán)離地高度 g重 力加速度 動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 草種子較輕，容易甩出，不需要過(guò)大的動(dòng)力，有經(jīng)驗(yàn)取人的推力為 F 為 250N,所以兩個(gè)地輪上所受力的大小為： F1 = F2 = 125 N 地輪提供轉(zhuǎn)矩帶動(dòng)撒種盤(pán)進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)，假定撒種盤(pán)所受的力全部來(lái)自地輪。則：P 輪 = F v =250 = 348 W （ 32） 地輪轉(zhuǎn)速： n = 64r/min 6 初選 8 級(jí)精度直齒錐齒輪 ?? 主動(dòng)軸承（球軸承） ?? 從動(dòng)軸承（球軸承） ?? 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)總效率： ???? 321 ???? ? ? = 主動(dòng)軸上的所傳遞的功率大小為： 1???? PP = 348? =345 W 從動(dòng)上的所傳遞的功率大小為： 21 ?? ??? ??? PP =345? ? = 321 W 主動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)速大小為： ??? 2nn 89 r/min 軸 ?? 上的轉(zhuǎn)速大小為： inn ?? ??? = r/min 圓錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 直齒錐齒輪加工多為刨齒，不宜采用硬齒面，計(jì)算步驟如下： 選 擇材料，熱處理方式及精度等級(jí) （ 1）齒輪材料。熱處理方式由參考文獻(xiàn) [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(diào)質(zhì)處理，齒面硬度 241～ 286HBS，大齒輪選用 42SiMn 鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度 217～ 255HBS。 （ 2）精度等級(jí)。估計(jì)圓周速度不大于 3m/s，根據(jù)參考文獻(xiàn) [1]表 65，初選 8 級(jí)精度。 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) （ 1）確定公式中的各參數(shù)值 1）選齒數(shù)。小齒輪齒數(shù) z1 = 20,z2 = uz1 = 56 c 7 2） 確定極限應(yīng)力 limH? ，由參考文獻(xiàn) [1]圖 632，按齒面硬度中間值 260HBS，查得小齒輪 MPaH 6801lim ?? 。由參考文獻(xiàn) [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(shù) ZN。由題意可知： ZN1=ZN2=1。 4）許用應(yīng)力由參考文獻(xiàn) [1]表 69 查得， SHmin=1。由參考文獻(xiàn) [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(shù) K?？紤]錐齒輪是懸臂布置，由參考文獻(xiàn) [1]表 610 取 K=。 6）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1 mmNmmNNPT ????????? 12311249 361161 （ 35） 7）齒寬系數(shù) R? 。取 ?R? 。 8）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)。 ?HZ 。 9）確定材料系數(shù) EZ 。由參考文獻(xiàn) [1]表 611 查得 MPaZ E ? 。 （ 2）計(jì)算 1d 和 v 1）小輪大端分度直徑 ? ?? ? mmmmmmZZuKTdHHERR640.)(22322131??????? ??????????????????????? （ 36） 2）小齒輪齒寬中點(diǎn)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(jí)精度合適。 計(jì)算齒輪的主要尺寸 （ 1）模數(shù) m mmmmzdm ??? （ 39） 圓整取 mmm 2? 。 （ 2）實(shí)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(dāng)量齒數(shù) os 20c os 111 ??? ??zz V （ 315） os 56c os 222 ??? ??zz V c 9 驗(yàn)算輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度 （ 1）確定極限應(yīng)力 limbb? 。由參考文獻(xiàn) [1]圖 634，按齒面硬度中間值 260HBS，查得小齒輪 MPabb 290lim ?? ，由參考文獻(xiàn) [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(shù) YN1和 YN2,由題意可知： YN1 =YN2=1。 （ 3）確定最小安全系數(shù) minFS 。查參考文獻(xiàn) [1]表 69 得 in1m in ?? FF SS 。 （ 4）確定許用應(yīng)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(fù)合齒形系數(shù) 1FSY 和 2FSY 。查參考文獻(xiàn) [1]表 612 得 .34111 ?? FaSaFS YYY ， （ 317） ?? FaSaFS YYY （ 6）計(jì)算彎曲應(yīng)力： ? ?? ? ? ?12322232121 2 3 1 bbRRsaFabbM P aM P aumZYYKT???????????????????? （ 318） ? ?21212 bbFSFSbbbb MP aMP aYY ??? ????? （ 319） 所以齒輪彎曲強(qiáng)度足夠。 10 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 主動(dòng)軸的設(shè)計(jì) （ 1）選擇主動(dòng)軸的材料及熱處理方法 該軸無(wú)特殊要求，選擇 45 鋼調(diào)質(zhì)處理，有參考文獻(xiàn) [1]表 91 查的 [ 1? ]=60MPa （ 2）初步估算軸徑 按鈕轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算最小直徑 按參考文獻(xiàn) [1]公式（ 92），由參考文獻(xiàn) [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(jù)參考文獻(xiàn) [2]11221,所得地輪內(nèi)孔直徑，取 d = 25 mm。 （ 3）主動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）確定軸各段直徑。如圖 31，根據(jù)軸各段確定原則，從最小直徑開(kāi)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(yīng)取 d3d2，且與軸承內(nèi)徑標(biāo)準(zhǔn)系列相符，故 d3=35mm（軸承型