【導讀】設計課題為玉米滅茬深松機總體設計機，來源于生產(chǎn)實際。本設計主要是在普通臥。式旋耕機的基礎上改進設計,使之既能旋耕又能滅薦，以實現(xiàn)一機多用。通過改進設計，增加刀輥軸的轉速和轉向。在工作時，通過適當?shù)牟鹦逗透难b，就?？蓪崿F(xiàn)不同功能的作業(yè)，以達到一機多能的目的。本課題新穎實用,技術上有較大改進，具有很大的市場前景。

　　

【正文】 的材料為 45 鋼，調質處理。選取 1120?A 。 mm50734 330m in ???? nPAd (91) 取軸承處直徑為 d=55mm (2)軸的受力分析 軸傳遞的轉矩： 51 ???T 齒輪分度圓直徑： mm1531 ?md 分錐角： ? ?? 圓周力： 5m1 ????? TF t (92) 徑向力： os20t a ost a n 21 ? ?????????tr FF 軸向力： N24 95 i 210s i ntan 11 ? ????????ta FF 由圖 92 可知，截面 B 為危險截面。各數(shù)據(jù)如表 91 表 91 危險截面計算數(shù)值 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 2 6 7 5 1 N/1 ?? ABACtNH LLFF ???? NHtNH FFF N2 0 3 0112 ???? NVrNV FFF 彎矩 M mmN1056832 ??? ABtH LFM 6 2 4 2 41 ??? MaM V mmN1 6 6 4 6 022 ???? BCVV LFNM 總彎矩 M mmN1069 2402121 ???? VH MMM mmN1069 8612222 ???? VH MMM 扭矩 T 51 ???T 按彎扭合成應力校核軸的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭 28 矩的界面的強度，的計算應力： M P )36 000 (82 152 3)(3222321 ?? ????? W TMca ?? (93) 前已選定軸材料為 45鋼，調質處理， MPa60][ 1 ??? 因此 ][ 1????ca 結果：軸的強度滿足要求。 注： 處為軸承安裝位置， A 處為齒輪安裝位置 圖 92 軸 1的彎扭矩圖 軸 2 設計與校核 (1)按轉矩初步估算軸徑 軸的轉向方式：雙向旋轉 軸的工作情況：無腐蝕條件 軸的轉速： r/min3432 ?n 功率： ?P 轉矩： 62 ???T 29 齒輪直徑 d根據(jù)式 nPAnPd T303][ ?? ? 初算最小值。 所選軸的材料為 45 鋼，調質處理。選取 1120?A 。 343 330m in ???? nPAd 因軸兩端有花鍵傳遞動力，所以取軸承處直徑 mm60?d (2)軸的受力分析 軸傳遞的轉矩： 52 ???T 齒輪分度圓直徑： mm2522 ?md 分錐角： ? ?? 圓周力： 252 5m2 ????? TF t 徑向力： N2360 os20t a ost a n 22? ?????????tr FF 軸向力： 89 i 494s i ntan 22? ????????ta FF 截面 B（危險截面）處各計算數(shù)值如表 92 表 92 危險截面計算數(shù)值 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F 4 2 3/1 ?? ACBCtNH LLFF 0 1/)( 21 ??? ACBCrNV LMaLFF 0 7 012 ??? NHtNH FFF 2 8 7122 ??? NVrNV FFF 彎矩 M 1 9 8 5 31 ??? ABNHH LFM mmN5234811 ??? ABNVV LFM ????? aVV MMM 總彎矩 mmN82 15 232121 ???? VH MMM mmN897 3422222 ???? VH MMM 扭矩 T 52 ???T 按彎扭合成應力校核軸的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的界面的強度，即界面 B。 軸的計算應力 M P )72 400 (82 152 3)(3222321 ?? ????? W TMca ?? (94) 30 前已選定軸的材料 為 45 鋼，調質處理， MPa60][ 1 ??? 因此 ][ 1????ca 結果：軸的強度滿足要求。 圖 93 軸 2的彎扭矩圖 31 10 刀輥軸的選擇與計算 刀輥軸可以用實心或空心材料制造 ?？招妮S可以在小的重量下傳遞較的扭矩，較好的抵抗扭矩。管的尺寸應根據(jù)最大傳遞扭矩計算，并以附加扭曲應力驗算。 求截面系數(shù)最小斷面的應力。通常最小截面系數(shù)在軸端處鏜過管孔的地方最小。（下圖 101所示的 cc 截面） 圖 101 軸端 cc截面 旋耕刀輥半軸 扭轉應力按下式計算： WMtq?? 式中 W = 22??D = ? D —— 當扭曲時，最小的截面系數(shù) D ：為管子的外徑 2dD??? —— 管的壁厚（ d —— 管的內(nèi)徑） 軸端的花鍵選擇即應根據(jù)最大比壓也根據(jù)平均比壓。當材料硬度 HRC＞ 35時，矩形端面花鍵上最大 比壓不應超過 20MPa。 最大比壓按下式計算： ])4()4( 00m a x nldDdDMP nntq ?????? 式中 nD ：為花鍵軸的外徑 0d ：為花鍵孔的內(nèi)徑 l ：為花鍵的（平均）工作長度 n ：花鍵的數(shù)量 (1)刀輥軸的設計計算說明 32 選擇 40Cr 材料，調質處理， 假設設計刀輥軸的外徑 nD =78mm。內(nèi)徑 0d =72mm 圓錐滾子軸承的效率為 ? =，心軸上齒輪傳動的效率為 齒? = 由 5P = 刀n =233r/min 得： 刀P = 2P 6? 2齒? 刀P = = 刀T = 刀刀 nP / 6? 按最大比壓少于 20MPa，即 maxP ＜ 20MPa 來設計刀輥軸的直徑。 m a x00m a x ])4/()4// [ ( PnldDdDMP n ?????? 刀 = 72301 5 3 5 6 4 0 /1 5 ???=＜ 20MPa 扭曲應力驗算 ： ? DW ? 其中： 2)( dD??? =（ 7872） /2=3 ? DW ? = 782 3= WMtq?? = =＜ 1?? =185MP 故所設計的刀輥軸的直徑滿足要求。 刀輥軸的外徑為： nD =56mm 刀輥軸的內(nèi)徑為： 0d =50mm 外花鍵的個數(shù)為： N=8 外花鍵的平均工作長度為： l =40mm 33 11 軸承的選擇 根據(jù)外形尺寸、和軸徑要求在手冊 [10]P898選擇 6308 球軸承。 通過上面軸段的設計，可知第一軸安裝的為圓錐滾子軸承，其軸段直徑為 40??d ，根據(jù)常用軸承類型及代號標準（ GB/T2971993）可選取圓錐滾子軸承 30208C，其40?d ， 80?D ， 16?b 。第Ⅲ軸、第Ⅳ軸上主要承受軸向力 ,承受扭矩很小 ,故選擇球軸承即可。 傳動軸安裝的軸承為深溝球軸承，其軸段直徑為 65??d ，根據(jù)常用軸承類型及代號標準（ GB/T2971993）可選取代號為 6308 的深溝球軸承，其 d=40， 65?D ，b=18。 34 12 工作前的安裝與調整 滅茬機作業(yè)之前，滅茬刀的排列安裝是一項重要的工作。安裝不當，將嚴重影響作業(yè)質量，并因刀片旋轉不平衡，會導致機件損壞和機組震動增大，且不安全。為使滅茬機在作業(yè)時，避免漏耕和堵塞，刀軸受力均勻，刀片在刀軸上的排列配置，應滿足以下要求： （ 1）配置兩把以上的刀片，應保證切土量相等，以達到滅茬質量好，耕后溝底平整。 （ 2）在刀軸回轉一周過程中，在同一相位角，必須是一把刀入土，以保證工作穩(wěn)定性和刀軸負荷均勻。 （ 3）相繼入土的刀片，在刀軸上的軸向距離越大越好，以免發(fā)生堵塞。 左彎和右彎刀片應盡量交錯排列，以使刀軸兩端軸承受力平衡。一般刀片按螺旋線規(guī)則排列。 滅茬刀的安裝方法有三種： 內(nèi)裝法 安裝時，全部刀片都朝向刀軸中央，滅茬后，地面中部凸起。 外裝法 除最外端的兩刀片內(nèi)裝外，其余刀片全部都向外裝，滅茬后，地面中部凹下。 混合裝法 刀片內(nèi)外交錯排列，滅茬后，表面平整。 滅茬刀片安裝時，要注意使刃口朝入土方向與輪式拖拉機配套的滅茬機，其耕深由拖拉機的液壓系統(tǒng)控制。整體和半分置式液壓系統(tǒng)應使用位置調節(jié)。分置式液壓系統(tǒng)使用油缸活塞桿上的定位卡箍調節(jié)耕深，工作 時操縱手柄放在“浮動”位置上。作業(yè)時機架應保持左右水平，前后位置使變速箱處于水平狀態(tài)。其水平調整是通過懸掛裝置的左右吊桿來調整水平的。當拖拉機的前進速度一定時，刀軸轉速快，碎土性能好；刀軸轉速慢，滅茬能力差。而刀軸轉速一定時，拖拉機速度快，則土塊粗大。一般來說，刀軸的速度通常用慢檔，要求土壤特別細碎或耕兩遍時，可用快檔。滅茬作業(yè)耕頭遍時，拖拉機用Ⅰ、Ⅱ檔，耕二遍時，可用Ⅲ檔。 35 13 滅茬機使用技術要點 滅茬機的結構、性能和使用操作方法與犁耙大不相同，使用者只有熟悉旋耕機的結構特點、工作原理和性能正確 掌握，使用方法才能發(fā)揮其功效、防止機具或人身事故的發(fā)生。現(xiàn)將其使用技術要點敘述如下： （ 1）正確選擇旋轉刀片安裝方式 不同刀片安裝方法可以得到不同的耕作效果。刀片安裝分 3種：一是常用刀片安裝方式，這種排列方式耕作后地表平整，適用于平耕；二是旋耕 開溝聯(lián)合作業(yè)安裝方式，這種排列方法耕后地中間開成一淺溝，土塊拋向兩側，以利中間開溝作業(yè)的進行；三是畦作刀片安裝方式，機器跨溝旋耕時，部分土地被拋向溝中達到填溝的作用。進行滅茬作業(yè)時，要根據(jù)不同農(nóng)藝要求，選擇合適的刀片安裝方法。 （ 2）萬向節(jié)傳動軸的安裝 萬向節(jié)傳動軸 由 2 個活節(jié)組成，安裝時需注意兩點：一是滅茬機在升起或工作狀態(tài)時，方軸與套既不要頂死，還要有足夠的配合長度；二是必須使方軸及套的夾叉處于同一平面內(nèi)，以免影響作業(yè)質量和造成拖拉機與滅茬機傳動系統(tǒng)及相關零件損壞。 （ 3）滅茬 機的調整 左右水平調整。拖拉機停放在平地上，將滅茬機降下使刀尖接近地面，看其左右刀尖離地高度是否一致，若不一致，可通過拖拉機懸掛機構左右提升桿調整，使旋耕機處于水平狀態(tài)，以保證左右耕深一致。萬向節(jié)前后夾角的調整。將滅茬機下降到要求耕深時，看其萬向節(jié)總成前后夾叉是否水平，夾角是否最小，前后夾 角是否相等。可用調節(jié)上拉桿長度的方法，保證萬向節(jié)夾角最小，使之處于最有利的工作狀態(tài)。耕深的調節(jié)。通過液壓懸掛機構升降來調節(jié)耕深。 （ 4）前進速度選擇 滅茬機前進速度選擇的原則是滿足碎土滅茬和溝底平整的要求，即要保證耕作質量，又要充分發(fā)揮拖拉機的功率，達到高效、優(yōu)質、低耗的目的。在一般情況下，時前進速度為 3km/h。 （ 5）作業(yè)注意事項 機組赴必須平穩(wěn)。在滅茬機升起狀態(tài)下，結合動力輸出軸，掛上工作檔，要柔和地松放離合器踏板，同進操縱液壓機構位調節(jié)手柄，使旋耕機逐漸入土，到正常 36 耕深。禁止起步前先將旋耕機入土到耕 深或猛放入土，因為這會使滅茬機損壞和拖拉機離合器嚴重磨損，特別嚴重時會使動力輸出軸折斷。轉彎時，必須將滅茬機升起，禁止在耕作中轉彎，否則將使刀片變形、斷裂，甚至損壞滅茬機。工作時，禁止在滅茬機上或機后站人。注意經(jīng)常檢查萬向節(jié)插銷及十字節(jié)檔圈，已損壞或技術狀態(tài)不良時應禁止繼續(xù)使用，以免發(fā)生意外。進行長距離運輸或轉移時，應拆除與拖拉機動力輸出軸連接的萬向節(jié)，并將滅茬機升