【導(dǎo)讀】設(shè)計(jì)課題為玉米滅茬深松機(jī)總體設(shè)計(jì)機(jī)，來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)際。本設(shè)計(jì)主要是在普通臥。式旋耕機(jī)的基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì),使之既能旋耕又能滅薦，以實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。通過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)，增加刀輥軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。在工作時(shí)，通過(guò)適當(dāng)?shù)牟鹦逗透难b，就?？蓪?shí)現(xiàn)不同功能的作業(yè)，以達(dá)到一機(jī)多能的目的。本課題新穎實(shí)用,技術(shù)上有較大改進(jìn)，具有很大的市場(chǎng)前景。

　　

【正文】 的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)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(zhuǎn)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(xiǎn)截面。各數(shù)據(jù)如表 91 表 91 危險(xiǎn)截面計(jì)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(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭 28 矩的界面的強(qiáng)度，的計(jì)算應(yīng)力： M P )36 000 (82 152 3)(3222321 ?? ????? W TMca ?? (93) 前已選定軸材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理， MPa60][ 1 ??? 因此 ][ 1????ca 結(jié)果：軸的強(qiáng)度滿(mǎn)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(shè)計(jì)與校核 (1)按轉(zhuǎn)矩初步估算軸徑 軸的轉(zhuǎn)向方式：雙向旋轉(zhuǎn) 軸的工作情況：無(wú)腐蝕條件 軸的轉(zhuǎn)速： r/min3432 ?n 功率： ?P 轉(zhuǎn)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(diào)質(zhì)處理。選取 1120?A 。 343 330m in ???? nPAd 因軸兩端有花鍵傳遞動(dòng)力，所以取軸承處直徑 mm60?d (2)軸的受力分析 軸傳遞的轉(zhuǎn)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(xiǎn)截面）處各計(jì)算數(shù)值如表 92 表 92 危險(xiǎn)截面計(jì)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(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的界面的強(qiáng)度，即界面 B。 軸的計(jì)算應(yīng)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(diào)質(zhì)處理， MPa60][ 1 ??? 因此 ][ 1????ca 結(jié)果：軸的強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。 圖 93 軸 2的彎扭矩圖 31 10 刀輥軸的選擇與計(jì)算 刀輥軸可以用實(shí)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(yīng)根據(jù)最大傳遞扭矩計(jì)算，并以附加扭曲應(yīng)力驗(yàn)算。 求截面系數(shù)最小斷面的應(yīng)力。通常最小截面系數(shù)在軸端處鏜過(guò)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(zhuǎn)應(yīng)力按下式計(jì)算： WMtq?? 式中 W = 22??D = ? D —— 當(dāng)扭曲時(shí)，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(yīng)根據(jù)最大比壓也根據(jù)平均比壓。當(dāng)材料硬度 HRC＞ 35時(shí)，矩形端面花鍵上最大 比壓不應(yīng)超過(guò) 20MPa。 最大比壓按下式計(jì)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(zhǎng)度 n ：花鍵的數(shù)量 (1)刀輥軸的設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明 32 選擇 40Cr 材料，調(diào)質(zhì)處理， 假設(shè)設(shè)計(jì)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(dòng)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(lái)設(shè)計(jì)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(yīng)力驗(yàn)算 ： ? DW ? 其中： 2)( dD??? =（ 7872） /2=3 ? DW ? = 782 3= WMtq?? = =＜ 1?? =185MP 故所設(shè)計(jì)的刀輥軸的直徑滿(mǎn)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(gè)數(shù)為： N=8 外花鍵的平均工作長(zhǎng)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(cè) [10]P898選擇 6308 球軸承。 通過(guò)上面軸段的設(shè)計(jì)，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(lèi)型及代號(hào)標(biāo)準(zhǔn)（ 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(dòng)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(lèi)型及代號(hào)標(biāo)準(zhǔn)（ GB/T2971993）可選取代號(hào)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(diào)整 滅茬機(jī)作業(yè)之前，滅茬刀的排列安裝是一項(xiàng)重要的工作。安裝不當(dāng)，將嚴(yán)重影響作業(yè)質(zhì)量，并因刀片旋轉(zhuǎn)不平衡，會(huì)導(dǎo)致機(jī)件損壞和機(jī)組震動(dòng)增大，且不安全。為使滅茬機(jī)在作業(yè)時(shí)，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(yīng)滿(mǎn)足以下要求： （ 1）配置兩把以上的刀片，應(yīng)保證切土量相等，以達(dá)到滅茬質(zhì)量好，耕后溝底平整。 （ 2）在刀軸回轉(zhuǎn)一周過(guò)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(fù)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(yīng)盡量交錯(cuò)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(shí)，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(cuò)排列，滅茬后，表面平整。 滅茬刀片安裝時(shí)，要注意使刃口朝入土方向與輪式拖拉機(jī)配套的滅茬機(jī)，其耕深由拖拉機(jī)的液壓系統(tǒng)控制。整體和半分置式液壓系統(tǒng)應(yīng)使用位置調(diào)節(jié)。分置式液壓系統(tǒng)使用油缸活塞桿上的定位卡箍調(diào)節(jié)耕深，工作 時(shí)操縱手柄放在“浮動(dòng)”位置上。作業(yè)時(shí)機(jī)架應(yīng)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(diào)整是通過(guò)懸掛裝置的左右吊桿來(lái)調(diào)整水平的。當(dāng)拖拉機(jī)的前進(jìn)速度一定時(shí)，刀軸轉(zhuǎn)速快，碎土性能好；刀軸轉(zhuǎn)速慢，滅茬能力差。而刀軸轉(zhuǎn)速一定時(shí)，拖拉機(jī)速度快，則土塊粗大。一般來(lái)說(shuō)，刀軸的速度通常用慢檔，要求土壤特別細(xì)碎或耕兩遍時(shí)，可用快檔。滅茬作業(yè)耕頭遍時(shí)，拖拉機(jī)用Ⅰ、Ⅱ檔，耕二遍時(shí)，可用Ⅲ檔。 35 13 滅茬機(jī)使用技術(shù)要點(diǎn) 滅茬機(jī)的結(jié)構(gòu)、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(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、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(jī)具或人身事故的發(fā)生?，F(xiàn)將其使用技術(shù)要點(diǎn)敘述如下： （ 1）正確選擇旋轉(zhuǎn)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(kāi)溝聯(lián)合作業(yè)安裝方式，這種排列方法耕后地中間開(kāi)成一淺溝，土塊拋向兩側(cè)，以利中間開(kāi)溝作業(yè)的進(jìn)行；三是畦作刀片安裝方式，機(jī)器跨溝旋耕時(shí)，部分土地被拋向溝中達(dá)到填溝的作用。進(jìn)行滅茬作業(yè)時(shí)，要根據(jù)不同農(nóng)藝要求，選擇合適的刀片安裝方法。 （ 2）萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸的安裝 萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸 由 2 個(gè)活節(jié)組成，安裝時(shí)需注意兩點(diǎn)：一是滅茬機(jī)在升起或工作狀態(tài)時(shí)，方軸與套既不要頂死，還要有足夠的配合長(zhǎng)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(zhì)量和造成拖拉機(jī)與滅茬機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)及相關(guān)零件損壞。 （ 3）滅茬 機(jī)的調(diào)整 左右水平調(diào)整。拖拉機(jī)停放在平地上，將滅茬機(jī)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(guò)拖拉機(jī)懸掛機(jī)構(gòu)左右提升桿調(diào)整，使旋耕機(jī)處于水平狀態(tài)，以保證左右耕深一致。萬(wàn)向節(jié)前后夾角的調(diào)整。將滅茬機(jī)下降到要求耕深時(shí)，看其萬(wàn)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?？捎谜{(diào)節(jié)上拉桿長(zhǎng)度的方法，保證萬(wàn)向節(jié)夾角最小，使之處于最有利的工作狀態(tài)。耕深的調(diào)節(jié)。通過(guò)液壓懸掛機(jī)構(gòu)升降來(lái)調(diào)節(jié)耕深。 （ 4）前進(jìn)速度選擇 滅茬機(jī)前進(jìn)速度選擇的原則是滿(mǎn)足碎土滅茬和溝底平整的要求，即要保證耕作質(zhì)量，又要充分發(fā)揮拖拉機(jī)的功率，達(dá)到高效、優(yōu)質(zhì)、低耗的目的。在一般情況下，時(shí)前進(jìn)速度為 3km/h。 （ 5）作業(yè)注意事項(xiàng) 機(jī)組赴必須平穩(wěn)。在滅茬機(jī)升起狀態(tài)下，結(jié)合動(dòng)力輸出軸，掛上工作檔，要柔和地松放離合器踏板，同進(jìn)操縱液壓機(jī)構(gòu)位調(diào)節(jié)手柄，使旋耕機(jī)逐漸入土，到正常 36 耕深。禁止起步前先將旋耕機(jī)入土到耕 深或猛放入土，因?yàn)檫@會(huì)使滅茬機(jī)損壞和拖拉機(jī)離合器嚴(yán)重磨損，特別嚴(yán)重時(shí)會(huì)使動(dòng)力輸出軸折斷。轉(zhuǎn)彎時(shí)，必須將滅茬機(jī)升起，禁止在耕作中轉(zhuǎn)彎，否則將使刀片變形、斷裂，甚至損壞滅茬機(jī)。工作時(shí)，禁止在滅茬機(jī)上或機(jī)后站人。注意經(jīng)常檢查萬(wàn)向節(jié)插銷(xiāo)及十字節(jié)檔圈，已損壞或技術(shù)狀態(tài)不良時(shí)應(yīng)禁止繼續(xù)使用，以免發(fā)生意外。進(jìn)行長(zhǎng)距離運(yùn)輸或轉(zhuǎn)移時(shí)，應(yīng)拆除與拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸連接的萬(wàn)向節(jié)，并將滅茬機(jī)升