1G-100型水旱兩用旋耕機設計【說明書+CAD】,說明書+CAD,水旱,兩用,旋耕機,設計,說明書,仿單,cad 目 錄 1 前言 1 2 總體設計 2 2.1 設計的內容 2 2.2 設計依據(jù) 2 3 總體方案論證 4 3.1 中間鏈傳動結構發(fā)案的設計 4 3.2 主要結構、參數(shù)的設計與選擇計算 4 3.2.1 耕深 H 和刀滾半徑 Rmax 4 3.2.2 機組前進速度 4TV 3.2.3 刀片運動參數(shù) S、 和 4刀n 3.2.4 功率及耕幅寬度的計算 5 3.3 旋耕刀滾的設計 6 3.3.1 彎刀結構設計的確定 6 3.3.2 刀座間距 和彎刀總數(shù) 的設計與計算 7bz 3.3.3 彎刀在刀軸上的優(yōu)選排列設計 7 3.4 雙油封和擋草圈的設置 8 3.5 1G-100 旋耕機主要技術規(guī)格及基本參數(shù) 8 4 總體結構的布置與設計9 4.1 傳動結構的設計9 4.2 主要結構的分析設計9 4.2.1 旋耕刀軸的位置的設計9 4.2.2 尾輪機構位置的設計9 4.2.3 機組平衡性能9 4.2.4 定刀齒的布置9 5 鏈傳動的設計與計算11 5.1 鏈傳動的設計計算11 5.2 鏈輪設計計算 12 6 主要零部件強度計算13 6.1 鏈傳動的強度的磨損核算13 6.2 傳動軸的強度計算和疲勞強度校核13 6.3 滾動軸承的計算和選擇 16 6.3.1 軸承假定載荷 Q 值的計算16 6.3.2 軸承工作能力系數(shù) C 的計算16 6.3.3 軸承選用16 7 結論17 參考文獻 18 致 謝 19 附 錄 20 1 1G-100 型水旱兩用旋耕機設計 1 前言 經過半個多世紀的努力，中國機械工業(yè)已經逐步發(fā)展成為具有一定綜合實力的 制造業(yè)，初步確立了在國民經濟中的支柱地位。在新的世紀里，科學技術必將以更 快的速度發(fā)展，更快更緊密得融合到各個領域中,而這一切都將大大拓寬機械制造業(yè) 的發(fā)展方向。 它的發(fā)展趨勢可以歸結為“四個化”：柔性化、靈捷化、智能化、信息化，即使 工藝裝備與工藝路線能適用于生產各種產品的需要，能適用于迅速更換工藝、更換 產品的需要,使其與環(huán)境協(xié)調的柔性，使生產推向市場的時間最短且使得企業(yè)生產制 造靈活多變的靈捷化,還有使制造過程物耗,人耗大大降低,高自動化生產，追求人的 智能于機器只能高度結合的智能化以及主要使信息借助于物質和能量的力量生產出 價值的信息化。 當然機械制造業(yè)的四個發(fā)展趨勢不是單獨的，它們是有機的結合在一起的，是 相互依賴，相互促進的。同時由于科學技術的不斷進步，也將會使它出現(xiàn)新的發(fā)展 方向。前面我們看到的是機械制造行業(yè)其自身線上的發(fā)展。然而，作為社會發(fā)展的 一個部分，它也將和其它的行業(yè)更廣泛的結合。21 世紀機械制造業(yè)的重要性表現(xiàn)在 它的全球化、網絡化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調的綠色制造等。它將使人類不 僅要擺脫繁重的體力勞動，而且要從繁瑣的計算、分析等腦力勞動中解放出來，以 便有更多的精力從事高層次的創(chuàng)造性勞動，智能化促進柔性化，它使生產系統(tǒng)具有 更完善的判斷與適應能力。 近年來，鹽城拖拉機制造有限公司發(fā)展迅猛，年產 3 萬臺系列輪式拖拉機和 8 萬臺手扶拖拉機，銷往國內 30 個省、市和國外 60 個多國家和地區(qū)。經調查，配套 農機具跟不上主機迅速發(fā)展的要求。其中包括 15 馬力的手拖仍配置 12 馬力的旋耕 機，輪式 250、700 型拖拉機是新產品，也沒有合適農具。因此，研制配套旋耕機 與拖拉機同步銷售，會使拖拉機、旋耕機兩旺。 我設計的是一臺水旱兩用旋耕機，與黃海12（15）馬力手扶拖拉機相匹配， 主要用于水田耕整，也可進行旱田耕作?，F(xiàn)有的水旱旋耕機是耕幅為 0.6 米的老式 機型，而本課題設計的水旱旋耕機耕幅為 1 米。隨著我國農村聯(lián)合收割機的普遍使 用，機割后廢拋的秸桿留在田中，會給夏季插秧帶來很大困難。因此，研制經濟高 效的寬幅水田旋耕機將深受廣大農民群眾的普遍歡迎。 1G100 型水旱兩用旋耕機設計 2 2 總體設計 2.1 設計的內容 我設計的是一臺水田耕整機，與黃海12（15）馬力手扶拖拉機相匹配。主要 用于水田耕作，也可進行旱田耕作。為達到水旱兩用旋耕機體積小，重量輕，性能 好，操作容易，轉動方便，適應性廣泛，價格合宜，水旱兩用旋耕機機動靈活，一 般中小型機械廠、農機廠均可生產制造的要求，設計主要內容有： a 總體設計：設計總體方案，采用中間鏈式傳動；繪制總裝圖、田間作業(yè)狀態(tài) 圖。 b 零部件設計：(a) 旋耕部件圖；(b) 尾輪部件圖；(c) 傳動軸、齒輪、鏈輪、 箱體、刀輥等零件圖；(d) 有關計算、校核等。 a)、 調研、收集相關資料，研究國內外各種旋耕機械的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢，結合 實際情況，擬定結構方案。 b)、與黃海12（15）馬力手扶拖拉機相匹配，中間傳動，固定聯(lián)接。設計內 容包括機架、傳動系統(tǒng)、刀輥、尾輪等，要求結構簡單、緊湊、重心平衡。該機可 用于水田耕整地，也可進行旱田旋耕。各項性能指標應達到國家標準和農藝要求。 c)、編制設計計算說明書等文件。 2.2 設計依據(jù) a、設計相配套的黃海12（15）馬力手扶拖拉機有關技術數(shù)據(jù)； 動力輸出軸傳速：554 轉/分；輸出齒輪模數(shù)：3mm； 齒數(shù)：17； 軸距（mm）：800，740，630，570 可調； 輪胎寬度：200mm；膠輪外徑：600mm；鐵輪（水田用）外徑：800mm； 動力輸出齒輪中心軸離地高度：410mm（膠輪） ； 行駛速度（km/h）：1.4，2.5，4.1，5.3； b、耕耘機械國家標準：GB/T 5668.1-1995 旋耕機； c、開溝機械國家標準：GB/T 72271987 開溝機； d、1G-100 型水田耕整機主要技術參數(shù) 刀輥轉速：200r/min 左右； 耕深：水田作業(yè) 1cm；旱田作業(yè)cm； 旋耕幅寬：100cm； e、產品壽命：按 5 年，每年工作 800 小時計算。 2.3 設計要求 a、設計時考慮加工工藝性和裝配工藝性，盡可能使用標準件、通用件，以降 3 低制造成本。 b、通過采用中間傳動的形式，省去左右支臂結構，以降低制造成本和解決防 滑輪與左右支臂相碰的問題。 c、與手扶拖拉機采用左右對稱配置,以覆蓋拖拉機全部輪撤，提高作業(yè)質量。 d、國內原 600mm 旋耕機鏈條箱體的無效半徑為 95mm，現(xiàn)設計的鏈條箱體的無 效半徑擬定為 75mm。這樣，在保持同樣耕作深度的情況下，可使用低一個檔次的小 旋耕半徑的國家系列的旋耕刀。以降低旋耕作業(yè)時的功率消耗，確證其寬幅機具的 總功耗 與主機動力相匹配。 e、產品應能滿足農藝要求，各項性能指標達到國家標準。 f、要求該機與手扶拖拉機固定聯(lián)接，旋耕作業(yè)應能覆蓋拖拉機輪轍。 g、設計時注意重心位置，與主機聯(lián)接后盡可能達到前后平衡。要求刀軸轉速 與機組前進速度配置合理。犁刀的入土角以及刀座排列采用優(yōu)化設計，以達到節(jié)能 的效果。 h、設計一個主傳動系統(tǒng)和旋耕、尾輪兩個組成部件，通過換裝不同的行走輪 以實現(xiàn)。 i、力求結構簡單可靠，使用安全方便，旋耕犁刀不得與鐵輪相干涉。 j、設計時考慮加工和裝配工藝性，盡可能使用標準件、通用件，以降低制造成 本。 1G100 型水旱兩用旋耕機設計 4 3 總體方案論證 3.1 中間鏈傳動結構方案的設計 為了克服側邊傳動方案存在輪子壓已耕地留有輪轍和漏耕嚴重，機組偏移布置 力不平衡，操作與走直性能較差等缺陷，故設計了整機受力勻稱，剛性好的中間鏈 傳動結構方案。考慮到改機構為一米工作幅寬，刀軸單懸臂不到 50 厘米，并可從 一把定刀齒滑切破土，利用左右彎刀對土壤的撕裂作用，基本上看不到明顯的漏洞。 而中間鏈傳動結構方案可使機器面貌全新，既能增加工作幅寬，受力勻稱，提高與 手拖配套的合理性，又能使結構極為簡單、緊湊，有利于機組的對稱布置與縱、橫 向平衡，能降低功耗，減輕重量，改善工藝，降低制造成本。由于鏈條熱處理質量 的不斷提高和設計有新穎技術結構的鏈條自動張緊機構，可以保證鏈傳動在旋耕機 工作中的可靠性能。而鏈傳動比齒輪傳動有大為簡單，價格低廉等優(yōu)點，故設計采 用了中間鏈傳動方案，對樣機的性能、指標、 ，特別是經濟效益有明顯的提高。 3.2 主要結構、參數(shù)的設計與選擇計算 3.2.1 耕深 H 和刀滾半徑 Rmax 我省小春種麥要求淺耕，一般為 6-10cm，大春耙水田，要求耕作層上細下松， 表面平整，土壤通氣性好。耙深一般為 8-12cm，因此采用較小的刀滾回轉半徑 Rmax=198cm,既能滿足我省農藝對耕深的要求，又能降低扭矩和功率消耗。該機設 計有最大耕深為;H 旱=10cm,H 水=12cm，并配有尾輪調節(jié)裝置，可以作無級調節(jié)使 用。 3.2.2 機組前進速度 TV 旋耕機組前進速度 主要由拖拉機的工作檔位和行走輪的直徑而定，同時還受 土壤打滑率的影響。該機旱旋耕時有直徑為 0.6 米的膠輪或旱地輪，用、檔位 工作，水旋耕時裝有 0.8-0.9 米的碎伐輪，可用、檔位工作。 表 3-1 機組在田間實測速度 機組作業(yè)檔位 膠輪直徑 （m）旱耕 (Km/h)TV碎伐輪直徑 （m）水耕 (Km/h)TV 0.6 1.4 0.6 2.5 0.8 3.2 0.8 3.2 3.2.3 刀片運動參數(shù) S、 和 刀n 切土節(jié)距 S 決定旋耕機作業(yè)質量的主要參數(shù)。旋耕機的作業(yè)質量必須滿足農藝 5 要求。 公式 (3-1)）（刀 cmn/60/max2TVRS 式中：Rmax 最大刀滾半徑（cm）b 刀軸轉速刀n 速比系數(shù) Z每切削平面內的刀齒數(shù) 公式 (3-2)TTOKVnRV30/max刀 式中： 刀滾圓周線速度（m/s） 機組前進速度（m/s ）T 從公式可以看出，在刀滾最大回轉半徑 Rmax 和同一切割小區(qū)內刀齒數(shù) Z 確定 后，S 就取決于速度比系數(shù) 。此時， 又取決于刀軸轉速 和機組前進速度 。刀nTV 所以，對于旋耕機運動參數(shù)的作業(yè)質量，最終取決于 和 的選取。刀 TV 從大量的實驗資料可知，刀軸轉速較高時，即 值較大，所得切土節(jié)距 S 值較 小，碎土性和溝底縱向不平度都較好。但功耗也隨之拋土、劈土能力增強而顯著增 加，故 值不能過大。根據(jù)手拖旋耕機的情況，一般取 =3-12 較好。從大量實驗資 料得知，在我省粘重土壤進行直旋耕作業(yè)，一般以 =1.5-2.5km/h, =160-T 刀n 250r/min，S=8-14cm 較好。若犁后耙水田，以 =2.5-4km/h, =200-V刀 300r/min，S=14-35cm 就能滿足農藝要求。有根據(jù)我國有關旋耕機科研成果資料介 紹，直接選耕作業(yè)的最佳刀軸轉速為 =240r/min。而本設計較多地考慮了犁后耙刀n 水田與旱水田與旱旋耕，因常用工作，機組前進速度較快，工效也高，故刀軸轉 速應考慮適當提高，故選用 =240r/min 左右為宜。并可以計算得出相應的 S 與 刀 值分別如表（3-2） 。從表中數(shù)值可以看出，其 S、 、 的數(shù)值都能分別滿足我省刀n 農藝要求，并符合最佳參數(shù)的選擇范圍，可以采用。為了增加刀齒對土壤的橫向切 割、碎土及起漿作用，還設計又可以裝卸的起漿結構。 表(3-2) S 與 值對照表 機組作業(yè)檔位 檔（旱旋） 檔（旱旋） 檔（水旋） 檔（水旋） (m/s)TV 0.39 0.69 0.89 1.25 (r/min)刀n 240 240 240 240 12 7.1 5.5 3.9 S(cm) 10 17.4 22 31 3.2.4 功率及耕副寬度的計算 考慮到柴油機在農田作業(yè)時功率狀況等因素，實有功率為 74 ，而動力輸出 軸以拖拉機功率的 75計算，東風-12 型手扶拖拉機輸出軸（齒輪）的輸出功率為 。輸N =輸 W491067.5.07412馬 力 根據(jù)機械工程手冊第 65 篇“農業(yè)機械”旋耕機的功率可以計算： 1G100 型水旱兩用旋耕機設計 6 (3-3)BHVKBHVKNTXTX3.175/10輸 式中： 旋耕機的比阻（ ）2/kgcm 4321g 耕深（ cm） 機組前進速度（m/s ）T 工作幅寬（ m）B 當直接旱旋耕，用檔位工作， =11cm 時，H 已知： =0.39m/s, =240 r/min, S=10cmTV刀n 查表得： 68.0,1.,95.0,.,2.1432KKKg 768190X 耕幅 cmVNBT 52.139./.3./ 旱 1 米幅寬時刀軸的功耗為： WHX 408.0.3. 馬 力旱 當旱旋用檔位工作，H=9cm 時， 耕幅 KT 5.169.74.1/6.1/ 扭旱 1 米幅寬時刀軸功耗： BVNX 4703.09.033. 馬 力旱 當水旋耕用檔位工作，H=12cm 時， =0.89 m/sTV 查表得： 4.0 45.1.9521XK 耕幅 mB08.3/67.水 刀軸功耗： WHBNTX 4710.689.12.3馬 力水 從上述計算結果，可初取耕幅寬度 B=100cm,當水田土質松軟，耕深較淺或耙第二 遍的時候，可以考慮用檔工作。 試驗資料證明：由于旋耕刀切土時，土壤的反推力和拖拉機的前進方相同，當 在空擋位使用旋耕機時，拖拉機往前跑的很快，因此行走功率的消耗 非常小，行N 一般 =0.4-0.87KW(0.3-0.5 馬力)，僅克服滾動阻力（滾動阻力系數(shù) f=0.1）,現(xiàn)行N 有拖拉機功率 ,總傳動效率 ，傳動損失KWe48.6.874.012馬 力額 85.0 為 ,故機組的工作的功率消耗 :WQ95.486 耗eQN行旋耗 當直接旱旋耕用檔位工作，耕深 H=11cm 時，耗用功率較大，其值為：N53709.034e 行旋耗 有用功率儲備為： e186耗額 旋耕機的功率利用率為 83。 從上述計算和分析，我們認為該機的耕幅和功率匹配是合理的，又有理論和實 踐證明，故本設計的功率匹配較為合理、先進，能充分發(fā)揮手扶拖拉機配套在農忙 時獲得較好的經濟效益。 3.3 旋耕刀滾的設計 7 3.3.1 彎刀結構設計的確定 型系列彎刀采用阿基米德螺旋線為側刃刃口曲線的滑切性能較好，橫、彎半徑 r=30，彎折角 Qmax=37,橫刃鏟掘面的拋土覆蓋性能也較優(yōu)越。新系列彎刀的功率 都稍小于老產品旋耕刀片。彎刀仍是水、旱地通用的較好刀型。型刀主要用于水 田綠肥、稻茬和麥茬較多及粘重田地耕作。T 型刀的刀軸管稍大，能改善水田纏草 性能。從節(jié)能和有利于降低阻力，提高滑切和粘重土壤的適應性能，我們選用了新 系列標準件 IIT195 型彎刀比較合理，先進。其主要參數(shù)為： 彎刀型號：IIT195 最大刀滾半徑： Rmax=195 側切刃起始半徑：R0=125mm,R1=185mm 彎折角：Qmax=37 刀幅寬 b=50mm 有效切土角：=120 3.3.2 刀座間距 和彎刀總數(shù) 的設計和計算bz 彎刀端部對土壤適當?shù)乃毫褦D壓作用可以降低功耗。但撕裂過大又使土塊均勻 性較差，并使用同一截面相繼入土刀片的切土節(jié)距加大而功耗增加。適當提高刀座 間距和選用刀幅較寬的刀齒，可以減少刀齒總數(shù)和降低功耗，參考國外樣機在水田 作業(yè)時常取幾個毫米的重疊效果較好。本設計以水、旱兼用，現(xiàn)選用單刀幅寬 b=50 毫米，故取刀座間距為 50 毫米，用于彎向相同的情況而面靠面的對刀刀座間距為 65 毫米?？紤]在水田作業(yè)中撕裂作用極小，對降低功耗和保證碎土質量都能兼顧， 較為適合。彎刀總數(shù) 可按下式計算 :z (3-4)bBZ/10z =1000 =20(把)5 式中：B 耕幅（米） 刀座間距（毫米） Z 每切削平面內刀齒數(shù) 彎刀總數(shù)取整偶數(shù)z 3.3.3 彎刀在刀軸上的優(yōu)選排列設計 彎刀的排列是否合理，在很大程度上決定了旋耕作業(yè)質量的好壞，旋耕阻力的 大小和功率消耗等重要性能指標。本設計吸取了國外樣機的先進技術，采用了以幅 寬中央為基準，左右分成幾個小區(qū)段的勻稱、對稱和左右螺旋線排列。著重考慮了 刀軸回轉入土的動平衡，也考慮了靜平衡等角布置；左右彎刀應相繼順序交替對稱 入土，盡量減少刀齒數(shù)目，以求受力均衡、穩(wěn)定，力求土塊大小勻稱，區(qū)段適中， 表層平整；相鄰兩刀齒的夾角應盡量大些，以免夾土、堵泥，又便于制造。根據(jù)日 本板井純、柴田安雄拖拉機旋耕機鉈刀的配置設計理論 ，經綜合分析提出了三 種可行的排列，并對衡量刀齒排列的一項指標；以“推斷扭矩波形法”來檢查旋耕 機刀齒的排列，并對個別刀齒作調整，從而改善旋耕機的動力性能。最后優(yōu)選出一 種比較合理先進的排列方案。從上述理論和優(yōu)選結果，本設計的刀齒排列方案有以 1G100 型水旱兩用旋耕機設計 8 下特點： a、刀軸每轉過 18有一把彎刀入土，勻稱性好。 b、以幅寬中央為基準，左右分開幾個區(qū)段呈均勻、對稱和左右螺旋線排列，不平 衡橫力矩分布比較均勻。 c、左右彎刀從幅寬中央基準線兩邊相繼交替對稱入土，軸向受力平衡、穩(wěn)定性好。 d、土塊大小比較勻稱，碎土性能好。 e、從推斷扭矩波形圖上看得出，刀軸的扭矩曲線峰值較為平緩，受力均衡較好。 f、相鄰兩個小區(qū)的刀齒相互交替工作，使相繼入土刀齒的軸向距離較大，使刀軸 上的扭矩和彎矩較為分散。 g、每個區(qū)段由三把彎向相同的彎刀組成，耕后地表面起壟適中、表層平整。 h、每相鄰兩把刀齒的夾角不小于 72，不致夾土、堵泥，制造工藝性好。 i、每米幅寬用 20 把彎刀，減少了刀齒數(shù)目，有利于旋耕阻力和金屬耗能的減少 （老式型耕幅 0.62 米的刀齒數(shù)為 18 把，故相對于老機型減少刀齒數(shù) 30） 。 3.4 雙油封和擋草圈的設置 為了提高傳動箱刀軸軸承處的密封性能，采用了既封油、又封泥水的雙向安置 兩個油封結構。為了克服該軸頸處對油封的擠壓而損壞，特此軸頸處的外刀管上設 置有一個迷宮式結構擋草圈，因直徑加大后可以減少纏草，有可以保證密封安全可 靠。 3.5 1G-100 旋耕機主要技術規(guī)格及基本參數(shù) 型號： 1G-100 手扶旋耕機 型式: 臥式直連接、中間鏈條傳動 配套動力： 東風-12 手扶拖拉機 外形尺寸： 長 寬 高=1443 1080 630 耕幅寬度： 旱耕 6-10cm 水耕 8-12cm 作業(yè)速度： 旱耕、檔位（0.39m/s、0.69m/s） 水耕、檔位（0.89m/s、1.25m/s） 刀軸轉速： =240r/min刀n 刀滾半徑： Rmax=195mm 相鄰切削面間距：50mm、65mm 每切削平面內的刀齒數(shù)：Z=1 把 刀齒總數(shù)： =20 把z 9 4 總體結構的布置與設計 4.1 傳動結構的設計 該旋耕機的主要由中間傳動箱體、左右刀軸管、機架、尾輪機構、乘座裝置和 防護罩等七個部分組成，結構示意圖如圖，其動力傳動路線示意圖如圖。 4.2 主要結構的分析設計 4.2.1 旋耕刀軸的位置的設計 旋耕刀軸的位置，是在保證拖拉機下水田配置有直徑 900 毫米的碎伐輪時沒有 干涉，并留有間隙 24 毫米和滿足耕深的條件下，通過作機動圖找到最佳的位置設 計而成。 4.2.2 尾輪機構位置的設計 本設計借用了原 1G-0.6 老旋耕機的尾輪機構，僅是和現(xiàn)有的新結構機架重新 布置其位置和聯(lián)結。在保證機組能滿足最大耕深和要求的運輸間隙為前提，通過作 機動圖找到的最佳位置設計而成。 4.2.3 機組平衡性能 由于該機組的結構布置和刀齒入土都為左右對稱，受力均勻，橫向平衡較好。 該機采用中間鏈條傳動，結構極為簡單、緊湊，旋耕機重量明顯減輕，故有機組的 縱向平衡較好。工作時尾輪的下陷和壓力較小，功率偏低，轉向靈便。 1G100 型水旱兩用旋耕機設計 10 圖 4-1 總體結構示意圖 4.2.4 定刀齒的布置 在中間傳動箱體厚度為 6cm 部位，因兩邊旋耕刀齒不能進入，單靠土塊的少量 撕裂作用不能達到作業(yè)質量和要求，故設計了在該傳動箱體下方，配置有一把 2 厘 米厚滑切固定刀齒，先將中心線處滑切劈破，再讓兩側的旋耕刀齒對剩下的各有 2 厘米寬之土帶進撕裂和翻修，然后被碎土覆蓋，從而基本上克服了該部位的漏耕。 圖 4-2 動力傳動路線示意圖 11 5 鏈傳動的設計與計算 近年來，隨著我國鏈條熱處理技術和產品性能質量的不斷發(fā)展、提高，伴隨著 新的鏈傳動張緊機構的不斷合理、完善，鏈條傳動已在國產中、小型旋耕機得到廣 泛使用。本設計采用技術新穎、結構簡單，工作可靠的單排套筒滾子鏈條傳動機構。 圓弧形張緊板簧片的一端鉸接的板簧座用螺栓固定在箱壁上，簧片的另一端平靠在 鏈箱下壁上，當鏈條別磨損的松動較大時，可以從箱壁外調節(jié)頂住螺栓，改變簧片 一端的位置，保證始終處在良好的張緊狀態(tài)。 5.1 鏈傳動的設計計算 鏈節(jié)距 t 的確定 根據(jù)：傳動功率 N=12x0.74=8.88 馬力=6.53KW 計算功率 (5-1)NKcF =1.2 6.53=7.8KW 式中 為載荷系數(shù) 特定條件下單排鏈傳遞的功率 O (5-2)paZCON1/ =7.8 KW14.87.085.6 式中： 小鏈輪的齒數(shù)系數(shù)K 傳動比系數(shù)1 中心距系數(shù)a 鏈的多排系數(shù)p 因為，角速度 秒弧 度 /2560/14.320 根據(jù) 可由功率曲線圖查的鏈節(jié)距 t 的值為 25.40，故選用鏈 16A（即原，和ON TG254） 。 大、小鏈輪齒數(shù) 、 的計算：大Z小 在原有最小齒數(shù) 12 的基礎上來綜合考慮受力磨損、重量的總體結構等因素， 選出 =11，再從所需工作轉速 =240r/min，計算出 Z 大。小 刀n 查東風 12 手拖設計計算原配旋耕機傳動軸轉速 轉/分。6.219轉n 因為 ：219.6 / =240 轉/分大Z小 所以： =240 / =240 11/219.6=12.02大 小 轉 圓整后?。?=12 齒大 1G100 型水旱兩用旋耕機設計 12 =11 齒小Z 實有刀軸轉速： =E / =219.6 12/11=239 轉/分刀n大 小Z 選定中心距 A 根據(jù)本設計總體布置和機動草圖的要求，用作圖法初定中心距 mm。410OA 鏈輪軸孔直徑 hd 查表有： =38mm 作用在軸上的壓力 Q 考慮機械傳動效率為 0.8 和拖拉機輸出軸功率按 0.85 計算，旋耕扭矩功率為 。扭N =12 0.8 0.85=8.2 馬力=6.04KW扭 圓周力 NkgfP2.5491 =1.25 554=692.5kgf=6786.5NKy 式中 軸上的壓力系數(shù) 鏈條節(jié)數(shù) pL 200 /(/t2/2 ）（ 小大小大 ZAZtA =44 節(jié) 鏈條長度 L L= t=44 25.4=1117.6mmp 定中心距 A A=( -Z)/2 t=(44-11)/2 25.4=412.75mm 但考慮裝配圖工藝應留有一定的松度，最后張緊機構壓緊，故決定將中心距 A=410.5mm 鏈條速度 V V=znt/60 1000=11 238.36/60 1000=1.11m/s 5.2 鏈輪設計計算 分度圓直徑 d m14.98637.425大 0小 齒頂圓直徑 a 5.2.）（大d14352）（小 齒根圓直徑 f 為鏈條滾子直徑 15.88mm1f大 dm26.8.98大d74560小f 齒寬 b 查表得：b=14.6mm 13 6 主要零部件強度計算 6.1 鏈傳動的強度的磨損核算 鏈上的總載荷 P (6-1)321K 式中 圓周力 由離心力產生的拉力 鏈工作時松邊上的拉力3 工作特性系數(shù) 5421KK =1.3 1.1 1 0.8 1 =1.14 因為： WN0.6.3馬 力扭 NkgfP5429/2875/751 扭 因 n=8.2 式中：Q鏈條截斷載荷 n 安全系數(shù) 磨損核算： T= (6-2)KFP/ = 54614.2531P 式中： 鏈節(jié)鉸鏈上許用的單位壓力 F 鏈支承面積 驗算結果，選用節(jié)距 t =25.4 毫米的單排套筒滾子鏈 16A 是合適可靠的。 6.2 傳動軸的強度計算和疲勞強度校核 1G100 型水旱兩用旋耕機設計 14 已知條件：軸扭矩功率 =8.2 馬力 =219 轉/分扭N軸n 有扭矩 軸扭扭 nM/2.716 =716.2 8.2/219 =2682kgf cm 齒輪外徑 d=128mm,鏈輪直徑 D=98mm,軸的材料為 45 鋼，鏈條與水平傾斜 。42 傳動軸的初步強度計算 作用在軸上的力 圓周力 =4106.2NkgfMP4198.2/6d/扭 徑向力 =1499.4N5304192tan 圓周力 =5306.6NfDQ7./0扭 垂直作用力 =6164.2NK0軸 軸上垂直力 =4125.8Nkgf421sin6si 軸上垂直力 =4576.6N6942 圖（3）傳動軸各點受力示意圖 軸承處反作用力和合成力 水平力 cbaQcbPRA /)( =（153 64+467 26） 14 = 152kgf=1489.6N 水平力 aB/)( =（467 )80531 = 468kgf=4586.4N 垂直力 cbaQcbPRA /)( 15 =（419 14/)264 = 262kgf=2567.6N 垂直力 cbaQbaRB /)( = )80912 = 578kgf=5664.4N 合成力 5.2()(AAR = 62 =303kgf=2969.4N 合成力 5.02)()(BBR .24857 =744kgf=7291.2N 合成彎矩和相當彎矩 剖面：合成彎矩 5.02)(M = 5.02a(aAAR =2423kgf cm 相當彎矩 5.0d）扭當 =2844kgf 剖面：合成彎矩 5.02)( = 5.02a(aBBR =1984kgf cm 相當彎矩 5.02）扭當 dM =2689kgf cm 剖面：合成彎矩 0 相當彎矩 當 查表得： =650 I2/cmkgf2/10cmkgfI 59.6/I 由上面的計算可知，危險剖面在剖面 I 和剖面 II 處，并確定軸的各部結構尺 寸，取兩軸承處的軸頸相等，并通過軸承的強度計算選用軸頸為 30 毫米，并確定 配合精度再進行校核計算。 傳動軸的疲勞強度強度校核計算： 最小許用安全系數(shù) n =n321 查表得： ， ，.124.374. 從相當彎矩圖可以看出，在剖面 II 處彎矩最大，在同樣大的軸頸 38 在剖面 II 處為最危險面，故校核剖面該處。 已知：d=38mm 處鏈輪與軸為花鍵聯(lián)接配合，表面粗糙度為 1.6。 查表得： =2.056.1KT 1G100 型水旱兩用旋耕機設計 16 8.086.0 9251 =0.45 51 最大彎曲應力： 23/68.0/4/ cmkgfWMI最 大 最大扭矩應力： /45.2/69/ f扭扭最 大 只考慮彎矩時的安全系數(shù) ， （因為對稱循環(huán)應力 ， ）n0ma =3.49n 只考慮扭矩時的安全系數(shù) =3.65 剖面 II 處的總安全系數(shù) 37.2n54. 故安全可靠。 6.3 滾動軸承的計算和選擇 6.3.1 軸承假定載荷 Q 值的計算 公式： (6-3)ZWFBKR 式中： 軸承的徑向負荷 軸承負荷性質對軸承壽命影響的系數(shù)FK 軸承工作溫度對軸承壽命影響的系數(shù)W 齒圈或外圈旋轉的軸承壽命影響的系數(shù)Z 查表得： ， ，4.1FW1ZK 故得： kgfQ6.04.7 6.3.2 軸承工作能力系數(shù) C 的計算 公式： (6-4)3.0)nh(ZWFBR =744 1.4 19 =29016 式中：n工作轉速（轉/分） ，h軸承工作壽命（小時） ，考慮了軸承的工作壽 命 h=1000 小時，查表有 。3).0n（ 6.3.3 軸承選用 查表選用 30 毫米的 7206 軸承的工作能力系數(shù) C=43000,容許靜負荷 是合理的。軸 承， 說 明 選 用值 都 計 算 的 對 應 值 稍 大值 和故 該 軸 承 的 7206,210CQQJ 17 7 結論 a.技術先進性方面 我設計的 1G100 型水田耕整機準備由傳動箱、傳動軸、 中央傳動機構和犁刀等組成。在設計時盡可能多的采用標準件和現(xiàn)有旋耕機通用件， 以降低制造成本。如果設計成功,本機可進行旱田旋耕、水田耙整等項作業(yè)，能彌補 現(xiàn)有耕整機存在功能較單一、生產效率偏低等不足之處。 b.適用范圍 1G100 型水田耕整機與黃海12 或 15 馬力手扶拖拉機配套， 也能與東風12 或其它牌號的手扶拖拉機配套相配套。能夠在水田或旱田作業(yè)。 c.生產條件 一般中小型機械廠、農機廠均可生產制造。 1G100 型水旱兩用旋耕機設計 18 參考文獻 1 熊元芳. 水田埋草旋耕機的試驗研究J. 農業(yè)機械學報,2003， （09）. 2 吳明亮, 陳銳平, 楊良玖 , 姚漢清. 1ZS-20 型水田耕整機的創(chuàng)新設計J. 湖南農 業(yè)大學學報,2003,(08). 3 李理,霍春明 . 提高旋耕機作業(yè)質量的幾點建議J. 農機使用與維修, 2005,(01). 4 李均. 新型微型旋耕機問世J. 農家致富, 2006,(24). 5 楊海瑩,胡振瑞. 旋耕機的改進技術及使用中應注意事項J. 農機使用與維修, 2006,(04). 6 張小麗 ,張晉國,李江國,李興國. 雙層施肥旋耕播種機的設計J. 農業(yè)機械學報, 2006,(11). 7 何忠良,辛惠芬 . 旋耕機刀片排列規(guī)則的探討J. 山西農機, 2000,(S1). 8 王躍生,侯志潔 . 傳統(tǒng)耕作與保護性耕作的逆向碰撞J. 農機市場, 2006,(05). 9 李民杰. 亞澳牌 1GQNB-180 型旋耕機J. 當代農機 , 2006,(01). 10 李源俸 ,陳毅培. 變速滅茬旋耕機的設計研究J. 南方農機, 2003,(03). 19 致 謝 本次設計是對我大學四年所學知識的一次全面考驗，它也是對即將走向社會的 我們的進行的一次有效的訓練。在這短短的幾個月里，在我的不斷的努力下，我現(xiàn) 在回顧這場設計，覺得非常的獲益菲淺。我的課題是一個研究類的課題，它讓我體 會到做研究的艱難，從苦心設計出零件，采集數(shù)據(jù)，然后又要考慮的對數(shù)據(jù)進行分 析研究，分析工藝系統(tǒng)中加工因素與之對應關系，查閱了不少書籍，我的理論知識 與實踐上的結合有了很大的提高，鞏固了我以前所學的專業(yè)知識，提高了我的獨立 分析問題、解決問題的能力。我在產品設計、機構分析、工藝過程分析、公差配合 等方面建立一個系統(tǒng)概念，從而提高從事一線工作技術能力，增強工作協(xié)調能力。 當然我也遇到了不少問題，想到了退縮，但每個人總得面對一些困難，在同學和指 導老師的幫助下，我終于努力的克服了困難。 雖然本次設計任務業(yè)已順利完成，但由于我水平有限，缺乏經驗，難免會留下 一些不足之處，在此懇請各位專家、老師及同學指出并原諒。 在本次設計的開始到結束一直得到曹老師的指導和幫助，還有我們這一小組的 全體同學的，以及給予我?guī)椭脑S多人，我對你們表示真誠的感謝！ 1G100 型水旱兩用旋耕機設計 20 附 錄 序號 圖名 圖號 圖幅 張數(shù) 1 總裝配圖 1G-100-00 10A 2 部件裝配圖 1G-100-01-00 11 3 工作結構狀態(tài)圖 1G-100-02-00 1 4 犁刀軸 1G-100-03 13 5 傳動軸 1G-100-04 1 6 大鏈輪 1G-100-05 1A 7 犁刀傳動齒輪 1G-100-06 13 8 小鏈輪 1G-100-07 1 1G-100型水旱兩用旋耕機設計 摘 要: 水旱兩用旋耕機具有體積小，重量輕，性能好，操作容易，轉動方便，適應性廣，價格合宜，水旱兩用旋耕機機動靈活，一般中小型機械廠、農機廠均可生產制造的要求。如果設計成功,本機可進行旱田旋耕、水田耙整等項作業(yè)，能彌補現(xiàn)有旋耕機存在功能較單一、生產效率偏低等不足之處。 我設計的是一臺水旱兩用旋耕機，與黃海－12（15）馬力手扶拖拉機相匹配，主要用于水田耕整，也可進行旱田耕作?，F(xiàn)有的水旱旋耕機是耕幅為0.6米的老式機型，而本課題設計的水旱旋耕機耕幅為1米。 本設計與黃海－12（15）馬力手扶拖拉機相匹配，中間傳動，固定聯(lián)接。設計內容包括機架、傳動系統(tǒng)、刀輥、尾輪等，要求結構簡單、緊湊、重心平衡。該機可用于水田耕整地，也可進行旱田旋耕。各項性能指標應達到國家標準和農藝要求。通過對水田旋耕機驅動輪與土壤相互作用的力學特性的分析，結合水田土壤的力學性質，經過優(yōu)化設計，研制水旱兩用旋耕機驅動輪，使該驅動輪具有良好的動力性能。 關鍵詞: 水田旋耕機；創(chuàng)新設計；驅動輪性能 Design of 1G-100-floods, droughts and dual-use Rotary machine Abstract:The floods, droughts and dual-use Rotary machine has small size, light weight, performance, and easy to use, easy rotation. it wide adaptability and affordable. Floods, droughts and dual-use rotary machine has tiller-mobile and flexible.Small and medium-sized general machinery factory. The agriculture of factories can manufacturing requirements. If it can successful design, this machine can be floods and drought rotary,and it can rake the whole paddy field’s operations. It can to cover the existing functions of a rotary-existence’s single and low production efficiency, such as inadequate. I design is one of the floods, droughts and dual-use rotary tiller machine, and it matchs with the Yellow Sea -12 (15) horsepower walking tractor.It not only mainlies for rotary of paddy field, but also for upland farming. The existing floods, droughts and dual-use rotary tiller machine’s rate is the 0.6-metres site in the old models, but the issue of floods, droughts and Rotary machine’s design for the 1-meter site. The design mach with the Yellow Sea -12 (15) horsepower walking tractor . It makes the middle transmission and fixed link. The design elements include rack, drive system, knife rolls, round tail and so on. It requires frame simple and compact,and it requires the focus of balance. The aircraft not only can be used for paddy’s rotary and formation, but also for upland Rotary. Various performance indicators should meet the state standards and agronomic requirements. Through the driving wheel of paddy fields Rotary interaction with the mechanical properties of the soil analysis, combining the mechanical properties of the soil of paddy field, optimized design, development of floods, droughts and dual-use rotary tiller-driving wheel, so that the driving wheel has a good dynamic performance. Key words: Floods, droughts and dual-use rotary machine; innovative design;the performace of driving wheel