【正文】 1800pd A c mn? ? ? ? 取 1 20d cm? 同理計(jì)算可得： 2 35d cm? 3 25d cm? 4535d d cm?? 鏈傳動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)和計(jì)算 已知設(shè)計(jì)參數(shù)：傳動(dòng)比 i4=1，傳遞功率 1 kw? 主輪轉(zhuǎn)速1 1 8 0 0 1 8 0 0 3 0 0 / m in23nrii????12，有輕度沖擊載荷 選擇鏈輪齒數(shù) 取小鏈輪齒數(shù) z1=17,大鏈輪的齒數(shù)為 2 6 1 1 17 17z i z? ? ? ? 確定計(jì)算功率 查 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P178 表 96 工況系數(shù) KA 得 KA = 查 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P179 圖 913 主動(dòng)鏈輪齒數(shù)系數(shù) Kz 得 Kz= 單排鏈，則計(jì)算功率為 1 1 . 5 1 . 3 5 2 . 5 1 1 5 . 0 8 4c a A ZP K K P K w? ? ? ? ? 選擇鏈條型號(hào)和節(jié)距 根據(jù) Pca= 及 n1=200r/min 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》 P176 圖 911 A 系列、單排滾子 9 鏈額定功率曲線 可選用 16A1。為能開出形狀規(guī)則、溝內(nèi)干凈、溝型整齊的排水溝，需要考慮多個(gè)方面因素，包括刀片型號(hào)及數(shù)量，刀盤的結(jié)構(gòu)參數(shù)，開溝鏟的結(jié)構(gòu)參數(shù)及擋土板的結(jié)構(gòu)等，現(xiàn)分以 10 下幾個(gè)方面逐 步進(jìn)行選擇設(shè)計(jì)。其中直刀主要用于對(duì)已經(jīng)翻耕的土地進(jìn)行碎土作用， L形刀、彎刀、鑿形刀則用于初耕，L形刀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但工作穩(wěn)定性差，且易纏草；鑿形刀主要適應(yīng)在旱作砂性土壤中采用超進(jìn)距旋耕作業(yè)，可節(jié)約動(dòng)力消耗；而彎刀有好的滑切性能，脫草性能好，工作平穩(wěn)，多用于水田耕作和草原耕作 ，在稻田旋耕得到廣泛應(yīng)用。其中主要尺寸有： R0為旋耕起始半徑， Rn為側(cè)切刃口上任一點(diǎn)半徑， R1為刀片在彎折處的刃口半徑， Rmax為刀片工作最大回轉(zhuǎn)半徑，θ max為起始半徑最大回轉(zhuǎn)半徑間的偏置角， b為刀片切土寬度，β為刀片彎折后角（包括左彎和右彎兩種）。 因此 刀片選用國(guó)際旋耕機(jī)彎刀 IIS245。切削部分必須進(jìn)行淬火處理，淬火區(qū)硬度為 HRC50～ 55。 切土進(jìn)距及刀片數(shù)量 開溝切土過(guò)程是刀盤作復(fù)雜運(yùn)動(dòng)切割土壤。如圖 所示 , 相繼作用與土壤的兩片刀片 ,描繪出相同的彼此移開一個(gè)切土節(jié)距 S 的曲線 ,形成斷面變化的垡片 . 切土進(jìn)距 S 由開溝刀盤的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)確定 .S 是刀盤轉(zhuǎn)動(dòng) 2z? 角的時(shí)間 ts內(nèi) ,旋耕也輥前進(jìn)的距離 , z 是刀盤上同一切削面上刀齒的安裝數(shù)量 .可計(jì)算為： S=vmt=2 mvz?? = 2 mvRzR? ? =60mvzn （ 1） 式中： vm機(jī)器前進(jìn)速度， m/s； t機(jī)組前進(jìn)時(shí)間， s； z同一旋轉(zhuǎn)切削面刀片數(shù)； ω 刀輥角速度， rad/s； n刀輥轉(zhuǎn)速， r/min； s切土進(jìn)距， m 垡片的厚度及土壤破碎程度由 S 值確定，因此切土進(jìn)距的大小直接影響碎土質(zhì)量。但機(jī)組前進(jìn)速度過(guò)慢，生產(chǎn)率底；刀軸轉(zhuǎn)速過(guò)快，機(jī)組的安全性能降低；刀數(shù)增加，刀間空隙度小，容易纏草堵泥?，F(xiàn)取較小值 4cm 進(jìn)距作計(jì)算，拖拉機(jī)行使速度一般采用一檔操作，其速度為 ，代入公式中，得： Z= 60 60 1. 1 10 000. 04 26 0 36 00vmsn ???=（片） 圓整計(jì)算結(jié)果，選取單位切割面上刀片數(shù)量為 2片。 刀片切土寬度 b(工作幅寬 )： b的大小影響旋耕機(jī)的工作質(zhì)量及功率消耗，若 b增大，旋耕刀滾的刀片數(shù)減少，則相鄰刀片問(wèn)距增大，有利于減少堵塞現(xiàn)象，功率消耗不變，但碎土質(zhì)量差，為了保證碎土質(zhì)量，就要減小機(jī)器的行進(jìn)速度，故 b不宜過(guò)大。 正切面回轉(zhuǎn)直徑取決于最大開溝深度 hmax，刀軸傳動(dòng)箱尾部圓角半徑 r，開溝機(jī)處于最大開溝深度時(shí)傳動(dòng)箱底部離地間隙δ 1，刀軸中心與變速箱的距離 L 和正切面與變速箱的安全間隙δ 2 [22]，如下圖： 圖 4開溝結(jié)構(gòu)尺寸示意圖 Fig .4 The sketch map of the structure of ditching DhmaxrLδ1δ 1 13 其數(shù)學(xué)表達(dá)式為； R≥ hmax+r+δ 1 R≤ Lδ 2 在 藍(lán)天 1dn4 型 多功能農(nóng)用微型耕作機(jī) 上，各參數(shù)的取值為： hmax=160mm； r=； L=280mm。 計(jì)算得： ≤ R≤ 270 為提高拋土距離，盡量選取較大的旋耕半徑，因此取最大回轉(zhuǎn)切削半徑 R回 為 270mm. 刀片正反轉(zhuǎn)的確定 旋耕機(jī)的刀片，無(wú)論其為何種形狀，它在工作時(shí)的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)均由兩種運(yùn)動(dòng)合成。旋耕機(jī)在工作時(shí)，這兩種運(yùn)動(dòng)同時(shí)在刀片上產(chǎn)生，刀片的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)是這兩種運(yùn)動(dòng)合成的結(jié)果。 反轉(zhuǎn)旋耕 —— 旋耕機(jī)的刀輥的旋轉(zhuǎn)方向和拖拉機(jī)前進(jìn)時(shí)輪子的轉(zhuǎn)向相反，旋耕刀由已耕土中入土，從底部開始往上切土，刀輥的切土反力的水平分力與拖拉機(jī)前進(jìn)方向 相反。 刀盤轉(zhuǎn)速 采用旋耕機(jī)自身的鏈傳動(dòng)，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)得：開溝需要的刀盤轉(zhuǎn)速要求為 200～300r/min， 本旋耕刀盤設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速 為 300 r/min，以滿足開溝拋土的要求。 刀盤結(jié)構(gòu)及刀片布置原則 刀盤結(jié)構(gòu) 由前面刀片直徑計(jì)算得出，刀盤最大回轉(zhuǎn)半徑 R 回 =270mm，彎刀最大工作半徑Rmax=245mm，因此刀盤直徑要略大于原彎刀安裝尺寸。 由前面計(jì)算得出同一切削面上刀片數(shù)量為 1～ 2 片，考慮到在近溝邊兩側(cè)的拋土能力較中間強(qiáng)，在刀盤最外側(cè)各安裝兩片，靠近刀盤中間的兩切削面各安裝一片刀片，共 6片彎刀。為增加彎刀片的縱向切削面， 在刀盤上左右兩邊橫向焊接了 U 型鋼，向外擴(kuò)展了兩個(gè)切削面，即由緊貼刀盤的兩個(gè)切削面增加到四個(gè)切削面。切壁刀為一直面弧形刀，弧形刀最大回轉(zhuǎn)直徑 R 略大于開溝刀盤最大回轉(zhuǎn)直徑（ R 回 ） 2～ 3mm，結(jié)構(gòu)如下圖示。 左刀和右刀應(yīng)盡量交替入土，以保證刀輥的側(cè)向穩(wěn)定?；景凑丈鲜鲆?guī)則安置刀片見下圖。360176。240176。 圖 7開溝鏟結(jié)構(gòu)圖 The structure of ditching spade 開溝鏟與刀盤刀片回轉(zhuǎn)面間的間隙盡量取較小值，一般為 1～ 。 擋土板 從溝面開始拋出的土壤，由于各方面的因素，會(huì)導(dǎo)致部分拋出土壤走向的不確定性，以及對(duì)操 作的安全性，必須加裝一個(gè)弧形擋板，如下圖示，在略高于刀盤旋轉(zhuǎn)的最高點(diǎn)處安裝，擋板的圓弧半徑取較大值： 1～ ，擋板間的夾角為 80○ ～ 90○ ，安裝擋板的作用有利于土壤橫向拋土距離的作用。 2）由于此機(jī)構(gòu)中齒輪傳動(dòng)為低速級(jí)齒輪傳動(dòng)，速度不高，故選用 7 級(jí)精度 3）材料選擇：小齒輪材料為 20CrMnTi，滲碳淬火，硬度為 300HBS，大齒輪材料為 45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 240HBS，二者材料差為 60HBS。由式 ? ? limHN HH K S?? ? 得 (16) ? ? 1 l im 11 0. 97 16 50 16 00 .5H N HH K M P aS?? ? ? ? ? ? ? 2 l im 22 1 .1 0 5 5 0 6 0 5H N HH K M P aS?? ? ? ? ? 計(jì)算尺寸： 1）試算小齒輪分度圓直徑 1td ，代入 ? ?H? 中較小的值 ? ?2333 t EtdHKT Zudu ??????? ????? ?? ?? (17) ? ?523 10 1 189 . 1 605 mm? ? ? ? ?????? 2）計(jì)算圓周速度 ? 33 64 .7 30 0 1. 02 /60 10 00 60 10 00tdn ms? ?? ??? ? ??? (18) 3）計(jì)算齒寬 b 3 1 6 4 . 7 6 4 . 7dtb d m m? ? ? ? ? ? (19) 4）計(jì)算齒寬與齒高之比 b/h 模數(shù) 33 dm mmz? ? ? (20) 齒高 2 . 2 5 2 . 2 5 3 . 2 3 5 7 . 2 7 9th m m m? ? ? ? (21) 18 齒寬與齒高之比 b 64 .7 h 9?? 5）計(jì)算載荷系數(shù) 根據(jù) /ms?? ， 7 級(jí)精度，由參考文獻(xiàn) [2]圖 108 查得動(dòng)載荷系 ? 直齒輪，假設(shè) 100N /m mAtKF b .由參考文獻(xiàn) [2]表 103 ????； 由 參考文獻(xiàn) [2]表 102 查得使用系數(shù) ? ； 由參考文獻(xiàn) [2]表 104 查得 7 級(jí)精度、小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)， ? ?2 2 31 .1 2 0 .1 8 1 0 .6 0 .2 3 1 0H d dKb? ?? ? ? ? ? ? ? (22) 將數(shù)據(jù)代入后得 ? ?2 2 31 .1 2 0 .1 8 1 0 .6 1 1 0 .2 3 1 0 6 4 .5 1 .4 2 3HK ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 由 b 64 .7 9??， ? ? ，查參 考文獻(xiàn) [2]圖 1013 得 ? ? ；故載荷系數(shù) 1 . 5 1 . 0 5 1 . 1 1 . 4 2 3 2 . 4 6 5A V H HK K K K K??? ? ? ? ? ? (23) 6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式333ttKddK? 得 33 2 . 4 6 56 4 . 7 7 9 . 9 81 . 3d m m? ? ? (24) 7）計(jì)算模數(shù) m 3379 .98 9920dm z? ? ? (25) 按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式為： ? ?33232 F a S adFKT Y Ym z ???? ????? (26) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 1）由參考文獻(xiàn) [2]圖 1020d 查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 1 1050FE MPa? ? 2 1050FE MPa? ? 2）由參考文獻(xiàn) [2]圖 1018查得彎曲疲勞壽命系數(shù) 1 ? 2 ? 3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力 19 取安全系數(shù) S= 由式 ? ? FN FEF K S?? ? 得 (27) ? ? 111 0. 98 10 50 79 1. 53 8