【正文】 (2)帶輪的直徑 1d ? ? ? ? 331 1 0 . 2 51 1 0 0 1 3 5 0 1 1 0 0 1 3 5 0 7 6 . 6 8 9 4 . 1 2738Pd n? ? ?～ ～ ～mm 參平帶輪的直徑表選 1 90d? mm (3)帶速 v 11 3 . 1 4 9 0 7 3 8 3 . 4 86 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dnv ? ??? ? ???＜ maxv =30m/s (4)兩個(gè)帶輪直徑相同，同比傳動(dòng)，即 1290dd??mm (5)軸間距 根據(jù)結(jié)構(gòu)確定 a =1020mm (6)所需帶長(zhǎng) L ? ? ? ? 221122 2 3 2 2 . 624 ddL a d d a? ?? ? ? ? ?mm （未考慮接頭長(zhǎng)度） (7)帶輪包角 1a 211 1 8 0 5 7 . 3 1 8 0dda a?? ? ? ? ? ?＞ 150? (8)曲撓次數(shù) y 1000 2 .7 0 4mvy L??＜ maxy 其中 m —— 帶輪數(shù) max 6 10y ? ～ 。 即 12mTV Bq V hq? （ 28） 式中 mV —— 機(jī)器前進(jìn)速度 ； B —— 機(jī)器作業(yè) 幅寬 (B =1m)； TV —— 輸送帶速度 ； h —— 牧草層厚度（拔齒高度） ； 1q —— 牧草生長(zhǎng)密度（株 /M2） ； 2q —— 牧草在輸送帶上的集密度（株 /M2） 。 5 輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 割草 機(jī)的輸送系統(tǒng)直接影響著收獲質(zhì)量。 本章小結(jié) 本章主要是設(shè)計(jì)整個(gè)裝置的傳動(dòng)系統(tǒng)，確定傳動(dòng)系統(tǒng)比的分配，計(jì)算出切割系統(tǒng)和行走系統(tǒng)的功率需求和傳動(dòng)效率。 根據(jù)軸承外徑選 4M8，則 3 8d? 故 032. 5 72D D d? ? ?mm ? ?2 0 32 .5 3 9 2D D d? ? ?～mm ??， 取 8e? mm 10m? mm。 d 減速器的潤(rùn)滑和密封 本文所設(shè)計(jì)的減速器是小型的，可采用脂潤(rùn)滑，選用二硫化鉬鋰；軸伸出 端 密封采用軸承蓋 及密封圈。 箱體及附件的設(shè)計(jì) (1)箱體的設(shè)計(jì) a 箱體的材料 箱體一般用灰鑄鐵 HT200 或 HT250 制造。 (6)確定聯(lián)軸器的類型和相關(guān)尺寸 ① 選用凸緣式聯(lián)軸器 ② 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 工作轉(zhuǎn)矩為 2 . 7 09 5 5 0 9 5 5 0 3 4 . 9 4738PT n? ? ? ?N故需要確定它們的類型及尺寸，以及校核強(qiáng)度。m） HM ? ? 扭矩 T （ N 計(jì)算得 ? m/s ? N 1 ? N (4)曲柄主軸的強(qiáng)度校核 由上面的彎曲應(yīng)力圖 13 知處錐齒輪截面為最大應(yīng)力處， ? ?eqeq MW???? （ 26） 查軸的常用材料及其主要機(jī)械性能表 [6]可知 40Cr 調(diào)質(zhì)時(shí) ， 981b? ? MPa， 根據(jù) b? 值查軸的許用彎曲應(yīng)力表查得軸的許用彎曲應(yīng)力 ? ? 90?? MPa。 圖 13 曲柄主軸的受力圖 Fig13 The crank shaft by the attempt 因?yàn)檩S的輸入功率為 ，用于輸送系統(tǒng)功率是 ， 則切割系統(tǒng)的功率為 ，主軸的轉(zhuǎn)速為 nⅡ =738 r/min。 軸段 ② 上安裝錐齒輪 ,則 2 28d ? mm， 2 30L? mm。 軸段 ④ 安裝軸承 ,其直徑和長(zhǎng)度等于相應(yīng)軸承的內(nèi)徑和寬度 ,選用 6025 型深溝球軸承 ,則 4 25d ? mm， 4 15L? mm。 軸的最小直徑 300PdAn? （ 22） 取 0 100A? ， ?? 40? ? MPa ， 則 30 2 .7 01 0 0 1 5 .4 1738d ??mm 由于軸上開(kāi)鍵槽 ,考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度削弱 ,應(yīng)增大軸徑 ,一般有一個(gè)鍵槽時(shí) ,軸徑增大 3%左右 ,有兩個(gè)鍵槽時(shí)應(yīng)增大 7%左右 ,然后圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑 ,因此 0(1 7%) 16 .4 9dd? ? ? 將 d 圓整成 18mm。 （ 5） 確定軸上鍵的類型和尺寸 軸上零件的周向固定采用鍵，故在錐齒輪與皮帶輪的軸段上開(kāi)鍵槽。m） 總彎矩（ N 則 1 ? 12 2 1 5 3 1 9 . 6 8 1 0 0 1 . 2 93 0 . 6tmTF d ? ?? ? ?N 1tan cosrtFF ??? 式中 ? —— 壓力角 ， 20???； 1? —— 小齒輪分度圓錐角 ， 由前面計(jì)算可知 1 23???。 軸段 ⑦ 上安裝有皮帶輪，考慮到帶輪裝拆方便，故 7 16d ? mm， 7 30L? mm。 軸段 ③ 為軸肩定位軸承，為保證軸承的軸向固定，則 3 26d ? mm， 3 100L? mm。 各軸段的長(zhǎng)度，主要取決于各零件與軸配合部分的軸向尺寸和零件間必要的軸向間隔的距離。 （ 9）分度圓齒厚 / 2 ???mm 齒輪強(qiáng)度校核 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度校核 ? ? ? ?1 2 3141 0 .5H H E HRRKTZZ du??????? （ 16） 式中 HZ —— 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)直齒輪 HZ =； EZ —— 彈性系數(shù)，由彈性系數(shù)表查得 21 8 9 .8 /EZ N m m? ； ? ?H? —— 接觸疲勞許用應(yīng)力（ MPa） ； ? ? limHNH HZS?? ? （ 17） 式中 limH?—— 齒輪材料的接觸疲勞極限（1lim lim 2 1400HH????MPa） ； NZ —— 接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)，由接觸疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)圖查得??； HS —— 接觸疲勞強(qiáng)度最小 安全系數(shù)，取 1HS ? ； ? ? lim1 11 / 1 5 4 0H H N HZS????MPa ? ? li m 2 22 / 1 5 4 0H H N HZS????MPa ? ? 51 2 34 1 36 ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ?MPa＜ ? ?1H? ? ? 52 2 34 1 84 ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ?MPa＜ ? ?2H? 故二級(jí)錐齒輪齒面接觸強(qiáng)度合理。 （ 9）查取應(yīng)力校正系數(shù) ， 由齒形系數(shù)及應(yīng)力修正系數(shù)查得 1 ? ， 2 ? 。 則 71 6 0 1 7 3 3 1 3 0 0 3 .1 2 1 0N ? ? ? ? ? ? 72 6 0 7 3 8 1 3 0 0 1 .3 3 1 0N ? ? ? ? ? ? （ 6）計(jì)算抗彎疲勞許用應(yīng)力，錐齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù) ? 。m （ 2 ）取齒寬系數(shù) ?? ，齒寬中點(diǎn)的平 均分度圓直徑 md 和模數(shù) m ? ? ? ?0 . 5 / 1 0 . 5mRd d R b R d?? ? ? ?， 故 ? ?1 ??? 。 選取精度等級(jí) 表面因采用淬火處理，故初選 7 級(jí)精度 。m Ⅱ 軸 2 . 7 09 5 5 0 9 5 5 0 3 4 . 9 4738PT n? ? ? ?ⅡⅡ ⅡNm/m2） 。 由式 （ 9）得 2i =1 ?? 即 2i = 21znzn?? 式中 1z —— 二級(jí)減速主動(dòng)小錐齒數(shù) ； 2z —— 二級(jí)減速?gòu)膭?dòng)大錐齒數(shù) 。一路經(jīng)二級(jí)減速后，直接傳遞給曲柄主軸（ nⅡ =738r/min）。 柴油機(jī) 聯(lián)軸器 動(dòng) 力輸入皮帶輪 輸入軸大皮帶輪 小錐齒輪 大錐齒輪 輸送主動(dòng)鏈輪 輸送從動(dòng)鏈輪 偏心輪 輸送帶輪 Ⅰ 、減速箱輸入軸 Ⅱ 、曲柄主軸 Ⅲ 、凸輪軸 Ⅶ 、 輸送主軸 圖 8 傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖 Fig8 Drive system schematic 由圖 8 可知，動(dòng)力由柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶輪輸出后經(jīng)皮帶輪 4 和一對(duì)錐齒輪 6 兩級(jí)減速，并改變傳動(dòng)方向后傳遞給曲柄主軸。 偏心輪的結(jié)構(gòu)如圖 5 所示 ： 圖 5偏心輪 Fig5 Eccentric gear 切割裝置附件的設(shè)計(jì) 壓板 （見(jiàn)圖 6） 圖 6 壓板 Fig6 Clamp 機(jī)架 （見(jiàn)圖 7） 圖 7 機(jī)架 Fig7 Frame 本章小結(jié) 本章主要是分析切割器的參數(shù)，通 過(guò)原理分析，根據(jù) 電動(dòng)割草 機(jī)的工作情況計(jì)算出機(jī)器前進(jìn)的速度和割刀切割的速度，同時(shí)進(jìn)行切割裝置的設(shè)計(jì)，切割裝置是牧草收 割機(jī)的主要組成部分，其性能影響整個(gè)牧草的收割質(zhì)量。 動(dòng)刀是切割器的主要工作零件，采用光刃結(jié)構(gòu)，光刃切割省力，割荏整齊，但易磨鈍，工作中需經(jīng)常磨刀，主要用于牧草收割。由于本文設(shè)計(jì)的是雙刀割草機(jī)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的受力情況正好相反，相互抵消，所以凸輪軸平衡能力較好，就不需要校核計(jì)算了。曲柄旋轉(zhuǎn)一周，割刀完成兩個(gè)行程，則割刀平均速度 pV 為 pV =15rn（ m/s） （ 4） pV = 738 3815 1000?? = m/s 式中 r —— 曲柄半徑（ mm） ； n —— 曲柄轉(zhuǎn)速（ r/min） ； 因?yàn)榍懈钏俦?λ= pmVV 將（ 1）、（ 3）代入整理得 λ= 2rH （ 5） 現(xiàn)有割草機(jī) H =（ ～ ） h 代入（ 5）式得 λ= 2( )r h～ （ 6） h —— 動(dòng)刀刃高度（ mm） ， 標(biāo)準(zhǔn) Ⅰ 型切割器動(dòng)刀刃高度 h 為 54，代入（ 6）得 λ= 2 38( ) 54? ?～= ～ 為保證切割質(zhì)量，實(shí)際切割速比應(yīng)大于理論切割速比，理論進(jìn)給速度 mV 取機(jī)器穩(wěn)定行駛所允許的最高速度。 因?yàn)橥鶑?fù)切割器割刀運(yùn)動(dòng)一個(gè)行程，曲柄轉(zhuǎn)動(dòng) 180176。在工作時(shí)，柴油機(jī)輸出回轉(zhuǎn)動(dòng)力，經(jīng) 過(guò)輸入軸將動(dòng)力傳輸給曲柄主軸 ,再經(jīng)曲柄機(jī)構(gòu)變?yōu)橥鶑?fù)運(yùn)動(dòng)。這一章主要是設(shè)計(jì)小型 電動(dòng)割草 機(jī)的大體的方案，為以后的設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。根據(jù)以上原則，并結(jié)合牧草收割的農(nóng)藝要求，本論文所設(shè)計(jì)的小型 電動(dòng)割草 機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)： 配套動(dòng)力：柴油機(jī) ； 割幅： 1 m； 割茬高度： 45mm 左右 ； 切割形式：雙動(dòng)往復(fù)式 ； 適用作物高度： 600mm 左右 ； 刀片刃口：平面形 ； 刀齒間距： 39mm； 刀片運(yùn)動(dòng)速率： 1800 次 /min； 前進(jìn)方式：手扶推行式 ； 操縱人數(shù)： 1 人 ； 工效： 334m2/h 左右 。行走輪的直徑為 250mm。 傳動(dòng)系統(tǒng)中動(dòng)力由柴油機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)皮帶輪輸出后，經(jīng)三角皮帶輪和一對(duì)錐齒輪兩級(jí)減速，并改變傳動(dòng)方向 后傳遞給曲柄主軸，在經(jīng)過(guò)聯(lián)軸器將動(dòng)力傳遞給凸輪軸，帶動(dòng)刀片進(jìn)行切割，同時(shí)，切割器曲柄主軸經(jīng)一對(duì)小鏈輪將驅(qū)動(dòng)力傳遞給輸送系統(tǒng)。選擇單缸兩沖程的柴油機(jī)，它的額定功率為 ,轉(zhuǎn)速為 2600r/min,外形尺寸為 166196208。結(jié)合當(dāng)前養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展的特點(diǎn)，牧草機(jī)械的研制在機(jī)型上以小型為主，在研究?jī)?nèi)容上，重點(diǎn)解決勞動(dòng)強(qiáng)度大，用工多的牧業(yè)生產(chǎn)作業(yè)，考慮部分牧場(chǎng)的規(guī)模等，所以本論文主要設(shè)計(jì)一種小型輕便的雙動(dòng)刀的往復(fù)式 割草 機(jī)械。 往復(fù)式割草機(jī)的分類 往復(fù)式割草機(jī)主要分為以下幾類： 10203010 20 30 40 50 60力動(dòng)的需所割收生草重往復(fù)式割草機(jī)旋轉(zhuǎn)式割草機(jī) （ 1）手扶拖拉機(jī)配套；又分為前懸掛式和牽引式 :； （ 2）乘座式拖拉機(jī)配套；又分為前懸掛式和牽引式 ； （ 3）連桿式割草機(jī)；采用曲柄輪和連桿驅(qū)動(dòng)的形式 ； （ 4）無(wú)連桿式割草機(jī)；又稱作平衡驅(qū)動(dòng)割草機(jī)，通過(guò)動(dòng)刀的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在此過(guò)程中所產(chǎn)生的不平衡又重錘吸收。 2 整體方案的確定 割草機(jī)類型的選擇 按切割裝置分類 割草機(jī)按其切割裝置來(lái)分可分為刀片往復(fù)運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)兩類。切割器刀片安裝在刀盤(pán)上，并隨刀盤(pán)一起回轉(zhuǎn)進(jìn)行割草，其前進(jìn)速度高，有較高的生產(chǎn)率，不產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象，更換刀片簡(jiǎn)易，保養(yǎng)方便。由于切割速度提高，引起割刀往 復(fù)慣性力大為增加，會(huì)造成機(jī)器震動(dòng)和機(jī)件損壞，切割高