【正文】 本次設計由于本人知識水平有限，設計中存在不足和錯誤，敬請各位老師批評指正，本人將汲取經(jīng)驗努力改正，再次對各位老師表示衷心感謝。很大程度的填補了一般開溝機在小田塊作業(yè)的不實用的空白。采用牙嵌式離合器來輸出旋耕刀軸動力，行走部件和工作部件不相干涉。 8 結論 本次設計應用后置式開溝方式，結構簡單，安裝方便，開溝拋土性能好，工作效率高，能滿足農(nóng)藝要求，其目的在于小型農(nóng)田開溝機械化。 H — 花鍵齒側(cè)面的工作高度，矩形花鍵中： D d 42 36h 2 2 222c m m?? ? ? ? ? ? (41) l — 齒的工作長度，取 l=29mm。 m； ? — 載荷分配不均勻系數(shù)，取 ? =。 假設載荷在鍵的工作面上均勻分布，每個齒工作面上壓力的合力 F作用在平均直徑 md 處。 鍵的選擇與校核 此設計涉及兩類鍵：平鍵和花鍵，其選擇見裝配圖。 XF r 1 . 8 1 3 0 4 5 4 7P f Np? ? ? ? ? 驗算 6205 軸承的壽命 5366 108001 0 1 0() 4 . 2 7 6 1 0 2 1 6 0 0()6 0 6 0 3 0 0 547C hhL h pn?? ? ? ? ? ?? 所以 6205 型滿足要求。 根據(jù) GB27689，選 6205 型軸承，查的： C = KN， C0 = KN 。 1 . 8 1 5 7 4 1 0 3 3P f Np? ? ? ? ?XF r (38) 驗算 6205 軸承的壽命 366 108001 0 1 0() 6 3 4 8 9 2 1 6 0 0()6 0 6 0 3 0 0 1033C hhL h pn?? ? ? ? ?? (39) 所以 6205 型滿足要求。 根據(jù) GB27689，選 6205 型軸承，查得： C = KN， C0 = KN 。因軸承承擔的徑向力遠遠大于軸向力，參照工作要求，初選 6205 型號的軸承。 這里選輸出軸上的軸承校核（其它軸承的選擇和校核略）。在高轉(zhuǎn)速時，可用來承受純軸向載荷。其主要性能和特點 :主要承受徑向載荷 ,也可同時承受小的軸向載荷。 螺栓桿與孔壁的擠壓強度 0 m in50410 1. 25p FdL? ? ? ?= []p?? （ 7） [ p? ]由《機械設計》書表 57和表 58查得為 [ p? ]=? =144Mpa 以 F力來校核螺栓桿的剪切強度 2201044Fd? ? ?? ?= []?? （ 8） []? 由《機械設計》書表 59查得為 []? =120Mpa 由以上計算可知，螺栓的強度 得到保證，刀盤能安全工作。 25 圖 10 螺栓受力分析圖 The bolt is analysed by the force 力 F2 原來的作用點在垂直刀盤所在平面 70mm 的平面內(nèi)，利用力的平移定理將其移到刀盤所在平面內(nèi)，此力在平移后相當于對軸附加了一個彎矩，其值為 T=F1 270=291 270= 根據(jù)力的平移定理將力 F1平移至軸心，將附加一個扭矩，其大小為 T=F1 221=291 221= 將力 F2再次平移， F2會附加一個和力 F1同樣的附加扭矩，大小與方向相同。同時，刀盤上的彎刀受力時也會對螺栓產(chǎn)生力的作用，與刀軸的受力情況相同，螺栓需要承受扭轉(zhuǎn)彎矩。 根據(jù)扭轉(zhuǎn)強度條件利用下式對軸進行校核 []ttTTW???? （ 6） 計算得 157200 25 .7 [ ]6125ttM pa??? ? ?=35Mpa 所以軸的強度能夠滿足扭轉(zhuǎn)強度要求，綜上 所述可知，軸能滿足工作時的強度要求，使刀盤能正常的工作。 23 以合力 F 的方向為縱軸為方向建立直角坐標系 xoy 對刀軸進行受力分析，如圖 C所示，利用平衡條件對其進行計算，建立平衡方向有 0x?? P1+P2=F 1( ) 0pM?? P2 730+M=365F 解之得 P2= P1= 力 P P2將軸心各產(chǎn)生一個彎矩，其大小為 M1= 365=43Nm M2= 365= 作出其彎矩圖，如 D 所示，從彎矩圖中得知其最大彎矩為 ，從扭矩圖中得知最大扭矩為 ，根據(jù)彎曲強度條件利用下式對軸進行校核 m axm ax []MW???? （ 4） 24 因為刀軸為空心軸， W 查《機械設計》表 154 得其計算公式為 W= [1 ( ) ]ddd? （ 5） 其中 d為刀軸的大徑， d1為刀軸小徑。各力的方向如圖 A中所示，作出其扭矩圖，如 E所示。 計算： P=50 20 1000 (+ ) = 由公式 T=9550P/n=9550 當軸回轉(zhuǎn)時，有三把刀進行工作，兩把彎刀和一把直壁刀，由于直壁刀所受的阻力很小，可以忽略不計，則只要考慮兩把彎刀同時進行切削土壤的情況，一把彎刀通過焊接在刀盤上的刀座固定，對軸產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形；另一把彎刀通過焊接在刀盤上的 U型鋼與之相連，對刀軸同時產(chǎn)生彎矩和扭轉(zhuǎn)變形。 世界各國專家學者在旋耕機功率消耗的理論推導方面已做了不少工作，提出了諸如單元法、能量法、比功法、比阻法等?？招妮S可以在小的重量下傳遞較大的扭矩，較好的抵抗扭矩。為使機組正常工作，必須使刀片在整個切土的過程中不斷產(chǎn)生推土現(xiàn)象，因此絕對運動的軌跡要求為余擺線，在這條余擺線繞圈最大橫弦以下任意一點的水平分速度的方向與機組前進方向相反，這樣刀片便將土壤拋向后 方。刀軸由無縫鋼管制成，軸的兩端焊有軸頭，用與左右支臂銷連，刀軸上焊有刀座并加裝一個刀盤，刀座按多頭螺線等距離焊合在刀軸上，用以安裝刀片。刀座由 64Mn鋼板沖 壓成“ U”型，套合后焊接而成，中間是空心的矩形。 旋耕機刀軸 本次設計選到刀軸的外徑 d為 50mm,內(nèi)徑 d1=44mm。 直齒： b=KC m, KC 為齒寬系數(shù)，取為 ~9 （ 30） 斜齒： b= KC mm， KC 取 ~ 第一軸常嚙合齒輪副的齒寬系數(shù)， KC 可取大些，使接觸線長度增加、接觸應 力降低，以提高傳動平穩(wěn)性和齒輪壽命。若使用寬些的齒寬，工作時會因軸的變形導致齒輪傾斜，使齒輪沿齒寬方向受力不均勻并在齒寬方向磨損不均勻。 設計計算 根據(jù)式（ 27）得 5322 2 . 3 0 4 1 . 2 1 0 0 . 0 0 5 4 8 1 . 9 61 2 0m ? ? ?? ? ?? 對比計算結果，由齒面接觸疲勞強度計算 的模數(shù) m 大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關，可取由彎曲強度算得的模數(shù) ，并就近圓整為標準值 m=2，按接觸強度算得的分度圓直徑3 80d mm? ,算出小齒輪數(shù) 33 80 402dz m? ? ? 大齒輪齒數(shù) 43 2 .4 4 0 9 6z uz? ? ? ?， 取 4 96z ? 這樣設計出的齒輪傳動既滿足齒面接觸疲勞強度，又滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結構緊湊，避免浪費。 4） 取小齒輪齒數(shù) Z1=20， 則大齒輪齒數(shù) Z2=iZ1= 20=48，取 Z2=48 按齒面接觸疲勞強度設計 設計計算公式： ? ?? ? 2131 2 tEtdHK T u Zdu ???? (13) 確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 1）試選載荷系數(shù) ? 2）計算小齒輪的轉(zhuǎn)矩 5 33 10 PT n?? (14) 17 559 5 .5 1 0 3 .7 7 2 53001 .2 1 0 N mm???? ? ? 3）由參考文獻 [2]表 107 選取齒寬系數(shù) 1d?? 4）由參考文獻 [2]表 106 選取材料的彈性系數(shù) MPa? 5）由圖 1021e 按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限 lim 1 1650H MPa? ? ，大齒輪的接觸疲勞強度極限 lim 2 550H MPa? ? 6）由式： 1160 hN n jL? (15) 計算應力循環(huán)次數(shù) 設該齒輪的工作壽命為 12 年，每年工作 180 天，每天 10小時，則 ? ? 81 6 0 3 0 0 1 1 2 1 8 0 1 0 3 . 8 8 8 1 0N ? ? ? ? ? ? ? ? 882 3 . 8 8 8 1 0 3 . 2 7 7 1 . 1 8 6 1 0N ? ? ? ? ? 7）由參考文獻 [2]圖 1019 查得接觸疲勞壽命系數(shù) 1 ? ； 2 ? 8）計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為 1%， 取安全系數(shù) S=1。 16 圖 8 擋土板結構圖 The structure of earthblocked plate 7 關鍵零部件校核計算 齒輪傳動設計與校核 選擇最后一級傳動的齒輪進行設計計算 齒輪相關參數(shù)的選擇 選擇齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 1）根據(jù)設定的傳動方案 ，采用軟齒面 直齒輪傳動 。開溝鏟安裝位置要求：最低點略低于刀盤最低點，保證將溝內(nèi)的土壤拋干凈；水平最高點基本和旋耕刀盤圓心位置平齊，有利于提高土壤拋擲高度，延長拋土行程，保證足夠的拋土寬度。刀片排列順序左彎左彎左彎右彎右彎右彎0 1 2 3 4刀片入土順序 15 開溝鏟 為了將已切削的土壤拋出溝底，必須將土壤的水平后拋 改為上拋，為此加裝一個圓弧形開溝鏟，圓弧和刀盤為同心圓，如下圖示。120176。 0176。 安裝方式為左右彎刀各置于刀盤兩側(cè)，保證每隔 60 角有一刀片入土，且保證左右交替入土，以利于刀盤的受力穩(wěn)定均衡。 1234R 2R0R 1 圖 5刀盤結構圖 The structure of blade installing disc 1， U型鋼 2，刀座 3