757 草坪播種機的設計,草坪,播種機,設計 畢業(yè)設計說明書中文摘要草坪播種機的設計摘要 本設計是根據(jù)國內(nèi)外播種機的發(fā)展趨勢，通用性和適應性不斷提高以及本著結構簡單操作靈活的原則，而設計的一種由地輪驅動的離心式草坪播種機。該機結構上優(yōu)點，使之能適應各種草地的播種。小到 1-2 分大的草地，大到十幾畝的草地都能適應。還可以根據(jù)草地的不同情況，調(diào)節(jié)合適的播種量。該播種機無引擎驅動，無噪音污染，播種效率高，輕便簡潔，操作方便，美觀實用，適用于一般草坪的播種。本文著重對播種機增速器、撒種部分以及葉輪等結構進行設計選擇。關鍵詞 草坪播種 播種機 播種 葉輪畢業(yè)設計說明書外文摘要The Design Of The Lawn SeederAbstract The design is based on the development trend of the machine, and constantly improve the universality and adaptability with simple structure, flexible operation, and design principle of a kind of ground wheel drive centrifugal lawn seeder. This machine structure, the advantages of the seeding can adapt to the grass. Small to 1-2 points in the big big to ten acres of grass, grass can adapt. According to the different grass can adjust suitable sowing rates.This machine is driven suif, engine, high efficiency, the pollution of portable concise, easy operation, beautiful and practical. Applicable to general lawn sowing. This paper machine, plate and seed growth structure design selection of impeller.Keywords Grass seeds Seeder Sow Impeller學士學位論文（設計）原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所提交的學位論文，是本人在導師指導下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文研究做出過重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。學位論文作者簽名（親筆）： 年 月 日----------------------------------------------------------- 學士學位論文（設計）版權使用授權書專業(yè)： 論文（設計）題目：本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，本科生在校攻讀期間學位論文（設計）工作的知識產(chǎn)權單位屬山西農(nóng)業(yè)大學，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權山西農(nóng)業(yè)大學可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文。畢業(yè)后發(fā)表與本研究有關的文章，作者單位署名應為“山西農(nóng)業(yè)大學” ，可以在備注中注明本人現(xiàn)工作單位。本研究成果的知識產(chǎn)權歸屬山西農(nóng)業(yè)大學，未經(jīng)指導教師和山西農(nóng)業(yè)大學同意。本人不私自從事與課題有關的任何開發(fā)和盈利性活動。學位論文作者簽名（親筆）： 年 月 日導 師 簽 名 （親筆）： 年 月 日畢業(yè)設計評價表指導教師意見簽 字：年 月 日評閱人意見簽 字：年 月 日答辯委員會意見主任委員簽字：年 月 日院學術委員會意見院長簽字：年 月 日目 錄1 引 言 ......................................................................................................................12 技術任務書（JR ） ..................................................................................................22.1 設計的依據(jù) .............................................................................................................22.2 產(chǎn)品的用途及使用范圍 .........................................................................................22.3 主要技術指標和重要技術參數(shù) .............................................................................22.4 主要工作原理 .........................................................................................................32.5 已經(jīng)考慮過的若干方案的比較 .............................................................................32.6 關鍵問題及其解決辦法 .........................................................................................42.7 機構的功能及特點 .................................................................................................53 設計計算說明書 （SS） .........................................................................................53.1 草坪播種機結構的方案設計 .................................................................................53.1.1 傳動比的確定 ......................................................................................................53.1.2 動力參數(shù)計算 ......................................................................................................63.2 圓錐齒輪的設計計算 ...........................................................................................63.2.1 選擇材料，熱處理方式及精度等級 ..................................................................63.2.2 按齒面接觸疲勞強度設計 ..................................................................................73.2.3 計算齒輪的主要尺寸 ...........................................................................................83.2.4 驗算輪齒彎曲疲勞強度 .......................................................................................93.3 軸的設計計算 .......................................................................................................103.3.1 軸Ⅰ的設計 .........................................................................................................103.3.2 軸Ⅱ的設計 ......................................................................................................133.4 葉輪的設計 .........................................................................................................163.4.1 結構尺寸設計 ....................................................................................................163.4.2 驅動葉輪所需功率 L ......................................................................................173.5 地輪的構造 .........................................................................................................183.6 零件的設計計算 ...................................................................................................183.6.1 絲桿的設計 ........................................................................................................183.6.2 鍵連接的選擇及計算 ........................................................................................194 使用說明書（SM） ................................................................................................194.1 使用前注意事項 ...................................................................................................194.2 播種時應注意的事項 ...........................................................................................195 標準化審核報告（BS） .........................................................................................205.1 產(chǎn)品圖樣的審查 ...................................................................................................205.2 產(chǎn)品技術文件的審查 ............................................................................................205.3 標注件的使用情況 ...............................................................................................205.4 審查結論 ...............................................................................................................216 結 論 ......................................................................................................................216.1 機構的創(chuàng)新點 .......................................................................................................216.2 制造價格及應用范圍 ...........................................................................................21參 考 文 獻 ................................................................................................................22致 謝 ..........................................................................................................................23山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書- 1 -1 引 言時間轉瞬即逝，轉眼之間四年的大學生涯就要結束了，回首四年的學習生活，我感到自己的收獲無比豐富。四年來，我不僅認真學習了各門基礎課，而且更加系統(tǒng)地掌握了多門專業(yè)技術課，在每次的課程設計中，我都認真對待，努力鉆研。這樣，通過四年的鍛煉不斷地提高了我的設計、繪圖、識圖能力?？梢哉f，大學里的理論基礎，不但使我學會了分析問題、解決問題的能力，而且更強化了我的知識結構。尤其幸運的是，我不只一次地深入工廠實習，把學到的知識應用于實習現(xiàn)場的具體工作中，提高了自己的動手能力，為我今后步入工作崗位打下了更好的實踐基礎。 本次設計的目的是培養(yǎng)自己初步掌握獨立從事專業(yè)技術工作的能力，提高自己從事工藝和工藝裝備設計的水平，使我初步掌握從事本專業(yè)科學研究工作的能力。通過畢業(yè)設計不但培養(yǎng)了我運用各種工具書的方法和技巧，同時也培養(yǎng)了我獨立思考問題、解決問題的能力。通過翻閱查找各種工具書，擴大了視眼，豐富了自己的知識范圍。 本次設計我是有充分準備的。我不僅準備了四年的時間來掌握各門專業(yè)課學習，而且我多次深入工廠實習，更主要的是設計期間不斷地從網(wǎng)上、圖書館收集大量的資料，尋找各種解決問題的方法。所以說本設計我是有充分準備的，它是與生產(chǎn)實際相結合。它也將成為我走上工作崗位的一次重要演習，為我今后的工作打下堅實的基礎。 草坪播種機設計是一個典型的機械系統(tǒng)設計。 提高農(nóng)業(yè)的機械化和自動化程度，是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要一環(huán)。用現(xiàn)代化設備裝備我國農(nóng)業(yè)工廠，已成為一項迫切的重要任務。 實現(xiàn)草坪播種作業(yè)機械化的好處：節(jié)約勞動力，提高生產(chǎn)率和草坪質(zhì)量，節(jié)約原材料和降低成本，降低勞動強度和改善環(huán)境衛(wèi)生，保證操作的安全，減少草籽的浪費等。草坪播種作業(yè)機械化、自動化目前正向著高速化、通用性、可靠性、費用低、流水線自動化控制、采用新的機械工具等六個方向發(fā)展。 胡艷虹：草坪播種機的設計- 2 -2 技術任務書（JR）2.1 設計的依據(jù)目前在我國已有專用草坪播種機械, 但是價格很高。通常對于播種面積不算太大, 又不是專業(yè)經(jīng)營草坪種植業(yè)的單位或個人, 就沒有必要專門買一臺草坪播種機, 這樣就給草坪播種帶來很大的困難。為了解決這一問題, 經(jīng)過多次對市場調(diào)查和研究, 決定設計一種簡易草坪播種機。2.2 產(chǎn)品的用途及使用范圍草坪是高度培育的特殊草地, 隨著草坪面積的擴大 , 品質(zhì)的提高, 草坪業(yè)逐漸由單一的人工作業(yè)向半機械化、機械化、自動化過渡, 草坪作業(yè)的機械化已成為十分重要的課題。專用的草坪播種機還處于起步階段, 草坪草種子細小,用手撒的方法不僅不易將種子撒勻, 且工作效率低, 不能滿足建坪建設的要求。 通過市場調(diào)研，決定設計一種由地輪驅動的離心式草坪播種機，該機由種子箱、機架、傳動裝置、葉輪等部分組成, 一人即可操作, 播種者雙手推動播種機，種子箱下的旋轉葉輪便會把種子吹出去, 下種口的大小可調(diào), 播種量的多少調(diào)節(jié)下種速度。此播種機體積小、質(zhì)量輕、結構簡單、靈活耐用, 不受地形、環(huán)境和氣候的影響, 不僅適用于大面積建坪, 更適用于在復雜的場地下建坪使用。2.3 主要技術指標和重要技術參數(shù)計劃設計播種機的主要設計參數(shù)：1）外形尺寸：519mm 380mm 800mm?2）功率：417W3）輪子轉速：64r/min4）力矩： =62224N·mmT輪5）凈質(zhì)量：≤40kg6）變速要求：單級7）葉輪半徑：0.1m山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書- 3 -2.4 主要工作原理本次設計的手推式播種機主要利用輪子運動傳動變速箱中的錐齒輪實現(xiàn)飛輪的高速運動的功能。播種機工作時由人推動機器行走，驅動地輪帶動安裝在齒輪箱內(nèi)的一對錐齒輪轉動，固定在被動錐齒輪軸上的葉輪在錐齒輪的驅動下高速旋轉。種子箱內(nèi)的種子靠重力通過種子箱底部的落種口經(jīng)過絲桿和圓錐下料筒下落到轉動的葉輪邊緣，在葉輪風力的作用下撒布于地表。在被動錐齒輪軸伸入種子箱底部的端頭，安裝有攪種裝置，可將種子順利落入撒種盤。撒種量可通過改變落種口開度來調(diào)節(jié)。2.5 已經(jīng)考慮過的若干方案的比較我所設計的手推式草坪播種機首先要通過一個傳力構件將人力傳遞出去。為了讓操作者在正常行走速度下操作，傳遞出去的力應通過增速機構繼續(xù)傳遞。因執(zhí)行播種動作的葉輪的相對運動方向與人行進的方向垂直，經(jīng)前面增速機構傳遞過來的運動都需要再經(jīng)過一級轉換機構傳遞到執(zhí)行構件。通過分析得到手推式草坪剪草機的組成框圖，如圖 2—1 所示。圖 2—1 手推式草坪剪草機的組成框圖能實現(xiàn)草坪播種的方法較多，但各有利弊，具體分析如下：（1）用手撒 草坪草種子細小，用手撒的方法不僅不易將種子撒勻, 且工作效率低, 不能滿足建坪建設的要求。（2）用鐵篩撒 用鐵篩雖然避免了用手撒的弊端，但浪費時間，且人力消耗量大，不能滿足一般草坪的建設要求。胡艷虹：草坪播種機的設計- 4 -（3 ）用播種機 用播種機，可避免以上兩種方法存在的問題，使所設計的機器小巧，且可靈活操作。因此，我們選擇設計手動式播種機。手動的形式又有手搖動和用手推動兩種。機械容易實現(xiàn)的是簡單的轉動和往復直線運動，如果用手搖動手柄實現(xiàn)執(zhí)行構件的往復移動，由于播種機還要靠人力推著向前行進，操作者要完成的動作過多，操作不方便。要使操作者只通過簡單的操作即可完成播種動作，可以用手推播種機向前行駛，靠播種機輪子的轉動將轉動運動轉變成葉輪的往復旋轉而輸出到執(zhí)行構件。顯然設計成手動式草坪剪草機是合理而可行的。2.6 關鍵問題及其解決辦法增速機構的設計：用組合法實現(xiàn)增速為了讓操作者在正常行走速度下操作，傳遞出去的力應通過增速機構繼續(xù)傳遞。由于轉換機構的運動輸入構件作定軸轉動，這樣在播種機動力輸入構件輪子和轉換機構的運動輸入構件之間，可以采用鏈傳動，帶傳動和齒輪傳動。為了使所設計的剪草機結構緊湊，可以采用齒輪傳動。而齒輪傳動有直齒圓柱齒輪傳動，斜齒圓柱齒輪傳動，直齒錐齒輪傳動和蝸輪蝸桿傳動等。但是蝸輪蝸桿傳動的效率低，一般是蝸桿主動，且軸線空間交錯，應用到播種機械中，會使支撐結構復雜。直齒圓柱齒輪傳動和斜齒圓柱齒輪傳動的軸線相互平行，不能起到兩軸垂直的作用，因此，可選擇直齒錐齒輪傳動作為增速機構。機構組成方案如圖 2—2 所示。圖 2-2 機構簡圖山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書- 5 -2.7 機構的功能及特點（1） 該機采用地輪—齒輪傳動結構，結構緊湊，體積小，質(zhì)量輕，噪音小、無污染，使用方便、靈活，適合一般草坪的播種；（2） 無需引擎驅動，使用安全、可靠，便于維護；（3） 播種幅寬為 1m，外形尺寸（長 寬 高：586 369 200mm）,質(zhì)量 40kg（材料由??45 鋼制作） ；（4） 采用耐用的鑄鋁底盤和結構件，具有永不生繡、永不卷曲變形的特點；（5） 地輪半徑為 0.25m，且一個輪子裝上壽命長的球軸承，使播種機轉彎時易于推動；（6） 金屬手柄易于折疊，以減少包裝尺寸，手柄長度可伸縮，對于不同身高的操作者同樣適用；（7） 撒種部分獨特的設計可防止種子堵塞出口通道；（8） 外觀造型美觀，更適合家庭用戶的審美要求；（9） 播種的效果較理想，且成本低，是一般草坪播種的首選產(chǎn)品。 3 設計計算說明書 （SS）3.1 草坪播種機結構的方案設計3.1.1 傳動比的確定根據(jù)運動學基本原理，在忽略種子與撒種盤之間摩擦的情況下，傳動比為：????214HvrgDRid??（1）式中 Rd-------地輪半徑D--------撒種幅寬r---------撒種盤半徑v--------行走速度H--------撒種盤離地高度胡艷虹：草坪播種機的設計- 6 -g---------重力加速度在確定行走速度v時，既要保證播種機在種子箱裝滿種子后，播種機能夠正常作業(yè)，又要保證機組有較高的作業(yè)生產(chǎn)率，以速度v=6km/h來設計；考慮到我國一般草坪地塊面積小，幅寬窄的特點，撒種幅寬D設計為1m，設計參數(shù)Rd=0.25m，r=0.1m ，H=0.55m。則按式（1）計算出地輪驅動離心式播種機所需的傳動比i=3。 3.1.2 動力參數(shù)計算草籽較輕，容易甩出，不需要過大的載荷，故假設人的推力為F=250N，所以兩個地輪上所受力的大小為：F 1=F2=125N地輪提供轉矩帶動撒種盤進行機械運動，假定撒種盤所受的力全部來自地輪。則：P輪 =Fv=417W地輪轉速：n=64r/min初選8級精度直齒錐齒輪 95.01??滾動軸承（球軸承） 2齒輪傳動軸承（滾子軸承） 8.3傳動機構總效率： 0.95 0.992 0.98=0.903??21??軸 上的所傳遞的功率大小為： =417 0.99=413(W)? 2??P軸 上的所傳遞的功率大小為： =413 0.95 0.98=396(W)1??軸 上的轉速大小為： =147.69(r/min)? 602???dvn?軸 上的轉速大小為： =443.09(r/min)i??3.2 圓錐齒輪的設計計算圓錐齒輪的設計直齒錐齒輪加工多為刨齒，不宜采用硬齒面，計算步驟如下：山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書- 7 -3.2.1 選擇材料，熱處理方式及精度等級（1）齒輪材料。熱處理方式由參考文獻[1]表 6-7 和表 6-8 并考慮HBS1=HBS2+（30～50）HBS 的要求，小齒輪選用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度241～286HBS，大齒輪選用 42SiMn 鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度 217～255HBS。（2）精度等級。估計圓周速度不大于 3m/s，根據(jù)參考文獻[1]表 6-5，初選 8 級精度。3.2.2 按齒面接觸疲勞強度設計1）確定公式中的各參數(shù)值（1）選齒數(shù)。小齒輪齒數(shù) z1=24,z2=uz1=72（2）確定極限應力 ，由參考文獻[1]圖 6-32，按齒面硬度中間值 260HBS，limH?查得小齒輪 。由參考文獻[1]圖 6-32，按齒面硬度中間值 230HBS 查得MPaH701lim?大齒輪 。682li?（3）確定壽命系數(shù) ZN。由題意可知：Z N1=ZN2=1。（4）許用應力由參考文獻[1]表 6-9 查得，S Hmin=1。由參考文獻[1]式（6-20）得??MPaNH710710lim11 ????ZS68682li2（5）載荷系數(shù) K?？紤]錐齒輪是懸臂布置，由參考文獻[1]表 6-10 取 K=1.2。（6）計算小齒輪傳遞的轉矩 T1mNNNPT ????????624641075.905.93161（7）齒寬系數(shù) 。取 。R?3.（8）節(jié)點區(qū)域系數(shù)。 。52?HZ（9）確定材料系數(shù) 。由參考文獻[1]表 6-11 查得 。E MPaZE9.18?2）計算 和1dv胡艷虹：草坪播種機的設計- 8 -（1）小輪大端分度直徑 ????mmZuKTdHERR 05.64680.195.23.0513.064274)5.0(74 222131 ???????????????????????（2）小齒輪齒寬中點的分度圓直徑 d????mdRm 4..6..11 ??（3）圓周速度：ssnvm 672.1064.5061 ????故 8 級精度合適。3.2.3 計算齒輪的主要尺寸1）模數(shù) mmzd67.2405.61??圓整取 。5.3?2）實際大端分度圓直徑zd72431???mm1623）錐距 Rud84.375.015.022 ??????4）齒寬 bmR1.348.3.?5）分度圓錐角 和1?2，9487.031cos22??u521???52?????6)當量齒數(shù)山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書- 9 -3.2518cos41?????zV7.9722??zV3.2.4 驗算輪齒彎曲疲勞強度（1）確定極限應力 。由參考文獻[1]圖 6-34，按齒面硬度中間值 260HBS，查得limb?小齒輪 ，由參考文獻[1]圖 6-34，按齒面硬度中間值 230HBS，查得大MPab290lim?齒輪 。8li?（2）確定壽命系數(shù) YN1和 YN2,由題意可知：Y N1 =YN2=1。（3）確定最小安全系數(shù) 。查參考文獻[1]表 6-9 得 。minFS 4.12min1in?FS（4）確定許用應力 。??b???minlFNbSY????MPaSYFNb 2.074.1290min1l1???Fb.82inl2 ?（5）復合齒形系數(shù) 和 。查參考文獻[1]表 6-12 得1SY，.41?FaF 95.322?FaSFY（6）計算彎曲應力：?? ??123221 6.134.0513.0.674. bRRsaFb MPaumZYKT??? ???????2122 5.8.9bFSbMPaY??所以齒輪彎曲強度足夠。胡艷虹：草坪播種機的設計- 10 -3.3 軸的設計計算3.3.1 軸Ⅰ的設計（1）選擇軸Ⅰ的材料該軸無特殊要求，選擇 45 鋼調(diào)質(zhì)處理， =640MPaB?（2）初步估算軸徑按扭轉強度估算輸入端的最小軸徑。按 45 鋼，取 C=116根據(jù)公式 ，此軸頭上有一鍵槽，將軸mnPCd 34.169.1470363mi ?????徑增大 5%，即 dmin=（16.34 1.05）mm=17.15mm,取 dmin=18mm（3）軸Ⅰ的結構設計1）軸Ⅰ上零件的軸向定位大齒輪在軸Ⅰ上為對稱定位，左右兩端靠套筒定位，裝拆，傳力較為簡單；兩端軸承常用同一尺寸，以便于加工、安裝和維修；為便于拆裝軸承，軸承處軸肩不宜太高。2）軸上零件的周向定位齒輪與軸的軸向固定采用普通平鍵聯(lián)接。根據(jù)軸的直徑查得齒輪處的鍵截面尺寸為 ，配合為 ，滾動軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制。mhb6??76Hr① 確定各段軸徑和長度通過確定定位軸肩高度，從左輪子連接處向右取。m18202018??② 考慮軸的結構工藝性考慮到軸的結構工藝性，在軸的左端和右段均制成 倒角245??（4）軸Ⅰ的強度演算經(jīng)結構設計之后，各軸段作用力大小和作用點位置、軸承跨距、各段軸徑等參數(shù)均已知。1) 齒輪上作用力的大小轉矩： =62224N·mmT輪齒輪端面分度圓直徑： ??mzmdn7240cos3s11????山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書- 11 -圓周力： ??NdTFt 17286421???輪徑向力： ntr 690costacosa???軸向力： ??NFtat1728????受力簡圖 5-1 所示：圖 3-1 垂直面上受力簡圖2）求垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩??NFFarBV 95.30.125.6????BVrD?截面 C 處的彎矩為：(N·mm)37915.2??BVCFM左(N·mm)D右圖 3-2 垂直面上截面的彎矩3）求水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩： ??NFtBH85.12.????胡艷虹：草坪播種機的設計- 12 -??NFBHtD85??截面 C 處的彎矩為： (N·mm)1042.??CM圖 3-3 水平面上截面的支反力4）截面 C 處垂直面和水平面的合成彎矩為：(N·mm) 10822???CHVM左左(N·mm)C右右圖 3-4 水平面上截面的彎矩及合成彎矩5）按彎扭合成應力校核軸的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強度，取 0.6??該截面上的計算應力： ????MPaWTv 57.4822?????通過查表可知：材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理的許用應力為 ，由于 ，故安全。??160?????1v???山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書- 13 -3.3.2 軸Ⅱ的設計（1）選擇軸Ⅱ的材料該軸無特殊要求，選擇 45 鋼調(diào)質(zhì)處理， =640MPaB?（2）初步估算軸徑按扭轉強度估算輸入端的最小軸徑。按 45 鋼，取 C=116根據(jù)公式 ，此軸頭上有一鍵槽，將mnPCd 17.09.43163mi ?????軸徑增大 5%，即 dmin=（11.17 1.05）mm=11.72mm,取 dmin=12mm（3）軸Ⅱ的結構設計1）軸Ⅱ上零件的軸向定位小齒輪在軸Ⅱ上為對稱定位，上下兩端靠套筒定位，裝拆，傳力較為簡單；兩端軸承常用同一尺寸，以便于加工、安裝和維修；為便于拆裝軸承，軸承處軸肩不宜太高。2）軸上零件的周向定位齒輪與軸的軸向固定采用普通平鍵聯(lián)接。根據(jù)軸的直徑查得齒輪處的鍵截面尺寸為 ，配合為 ，滾動軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制。mhb5??76Hr① 確定各段軸徑和長度通過確定定位軸肩高度，從上向下取。m1241412??③ 考慮軸的結構工藝性考慮到軸的結構工藝性，在軸的左端和右段均制成 倒角45??（4）軸Ⅱ的強度演算經(jīng)結構設計之后，各軸段作用力大小和作用點位置、軸承跨距、各段軸徑等參數(shù)均已知。2) 齒輪上作用力的大小轉矩： =19310.18 N·mm 31?iT輪??齒輪端面分度圓直徑： ??mzmdn2670coss22??胡艷虹：草坪播種機的設計- 14 -圓周力： ??NdTFt 79.1826.9302????徑向力： ntr .650costa.cosa???軸向力： ??NFta tn79.18????圖 3-5 軸 垂直面上受力簡圖?2）求垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩??NFFFarBV 5.1305.12. .26045.12012 ????????NBVrD68截面 C 處的彎矩為：(N·mm)3725965.1201????FMBVC左(N·mm)0.96DV右圖 3-6 軸Ⅱ垂直面上截面的彎矩3)求水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩：山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書- 15 -??NFtBH85.120.????BtD?截面 C 處的彎矩為： (N·mm)102465.?HCFM圖 3-7 軸Ⅱ水平面上截面的支反力4)截面 C 處垂直面和水平面的合成彎矩為：(N·mm) 109222???CHVM左左(N·mm)7C右右圖 3-8 軸Ⅱ水平面上截面的彎矩及合成彎矩5)按彎扭合成應力校核軸的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強度，取 0.6??該截面上的計算應力： ????MPaWTv 4.212?????通過查表可知：胡艷虹：草坪播種機的設計- 16 -材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理的許用應力為 ，由于 ，故安全。??160MPa?????1v???3.4 葉輪的設計選擇材料：因為草籽質(zhì)量輕，材料無特殊要求，選用 45 號剛調(diào)質(zhì)處理，葉片厚度1mm，制造上多采用整體鑄造結構和分體鉚接或焊接等工藝方法來實現(xiàn)，這也是由其結構特點所決定的。3.4.1 結構尺寸設計圖 6-1 葉輪形式如圖所示，離心風機的主要結構參數(shù)如下。①葉輪外徑, 常用 D 表示；②葉輪寬度, 常用 b 表示；③葉輪出口角,一般用 β 表示。葉輪按葉片出口角的不同可分為三種:山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書- 17 -前向式──葉片彎曲方向與旋轉方向相同, β> 90°(90°～ 160°)；后向式──葉片彎曲方向與旋轉方向相反, β< 90°(20°～ 70°)；徑向式──葉片出口沿徑向安裝,β= 90°。根據(jù)播種機行走速度和撒籽幅寬，初設葉輪直徑D 1=20cm，葉片數(shù)Z按經(jīng)驗公式估計：Z= 1)5.~(D1為葉輪外徑，單位厘米。所以葉片數(shù)取6片。葉片傾角 ???903?3.4.2 驅動葉輪所需功率 L當葉片數(shù)目有限時，由于流體流動方向的變化，葉片理論壓頭公式為：gvugvuvuHth ''cos'cs' 121122 ??????（1）式中：H th為葉輪壓頭；u為圓周速度；v為徑向速度。飛輪對氣體作功：????????????????112nttvadt pRTkGL?????????????03kttadk（2）式中：k為多變系數(shù)；R為氣體常數(shù)；G為輸送的流體總量；n為多變指數(shù)；T T0為入口全溫； 為容積效率。v?設葉輪入口處風速為v 1m=16m/s， =0.75，則入口全溫：ad?KgJcvTpmst 063.29485.7.921632210 ??????由（2）式：胡艷虹：草坪播種機的設計- 18 -3.167(KW)????????????105.63.2950.1. .adL4.22(KW)7.63adt?如果葉輪的效率 =0.54，則軸功率：pLs=Lt/0.54=7.81(KW)由 ,得293K時氣體重度 ，故驅動葉2100 /94mkgTPktsts???????? 30/9.1mkgfs??輪所需軸功率L為：0.3338(KW)???1028.7.102ssLQ?，故符合設計功率。??PL3.5 地輪的構造地輪由兩個個直徑為50cm 的小車輪及其連桿組成。兩個地輪是由長軸的兩端按軸的垂直方向各焊有一對長13cm的平行小鐵板來固定, 小鐵板下端有固定行走輪軸的陷口, 使地輪固定。長軸被套在大三角鐵后面的兩個寬鐵環(huán)內(nèi), 長軸上設有凸出物使得長軸在寬鐵環(huán)內(nèi)只能轉動, 不能左右串動。在長軸的中間, 對準雙桿手柄的一個級桿處, 在長軸上焊有一個長75cm 的單鐵桿柄, 其方向與長軸兩端的兩平行小鐵板恰好反方向，使人推上播種機能夠順利行走。3.6 零件的設計計算在該播種機上所用的一些附件都是一些標準件，它們一共有絲桿、鍵和墊圈。3.6.1 絲桿的設計此絲桿受力不大，無特殊要求，選用 45 號鋼。熱處理：調(diào)質(zhì) HB220-270，高頻淬火 HRC45-48。因為絲桿直徑已經(jīng)標準化，所以在設計絲桿時，直徑不能任意確定。我國所規(guī)定的絲桿直徑系列為：30，45，65， （85）90， （115）120，150，200。一般情況下，確山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書- 19 -定的絲桿直徑應符合此系列。故，選用絲桿直徑為 30mm。螺旋角：物料為草籽，選用 =30o?絲桿螺槽深度：h=0.2D=6mm絲桿與套筒間隙的確定： =（0.003-0.005）D，取 =0.005D=0.15mm??3.6.2 鍵連接的選擇及計算中間軸和齒輪用鍵聯(lián)接的選擇和強度校核齒輪與軸的鍵聯(lián)接①選用圓頭普通平鍵（Ａ型）按軸徑 d=20mm 及輪廓長 l=78mm,查表 14-1,選鍵 18×70GB1096-79.　　　　　　　　　　　?、趶姸刃：?鍵材料用 45 鋼，查表得許用應力 ，??MPap120~??鍵的工作長度 ，按公式得擠壓應力：mbLl1870??akldTp .2965.21033????雖然 略大于 ，但齒輪與軸是采用過盈配合 ，靠聯(lián)接擦力傳遞部分p??p?675rH?轉矩，故聯(lián)接的強度是足夠的。4 使用說明書（SM）4.1 使用前注意事項播種機在路上行走時， 可將離合器拉起,，使被動軸與主動軸分開，只有兩個地輪著地，這樣便于遠距離和播過種的區(qū)域的行走。如果需要播種，在被播地段上，將離合器拉下，兩軸自然結合，然后開始播種。如果播種籽量不適宜，可調(diào)節(jié)下種口大小，在小范圍內(nèi)調(diào)整播種量。播種后出苗特征為：苗幅寬為4cm 左右，兩苗幅間寬為5～6cm 左右，這樣出苗后2～4 個月便可長滿苗幅間空處。胡艷虹：草坪播種機的設計- 20 -4.2 播種時應注意的事項（1）草坪床應疏松，表層不能有過大的石塊或大的硬土塊及其他草根類雜物。（2）草坪床應該盡量平整，坡度不能過大。5 標準化審核報告（BS）5.1 產(chǎn)品圖樣的審查手推式草坪播種機的傳動裝置和葉輪風扇的設計已經(jīng)基本完成，現(xiàn)以具備全套圖紙和一線基本數(shù)據(jù)，根據(jù)有關規(guī)定，對其進行標注化審查，結果如下：（1） 產(chǎn)品的圖樣完整、統(tǒng)一、表達準確清楚、圖樣清楚。符合 GB4440-84、GB-83《機械制圖》的規(guī)定。（2） 產(chǎn)品圖樣公差與配合的選擇與標準符合 GB/T1800、3-1998 的規(guī)定。（3） 產(chǎn)品圖樣的編號符合 JB/T5054.5-2000《中華人民共和國機械行業(yè)標準》產(chǎn)品圖樣及設計的完整性。（4） 圖紙的標題欄與明細欄符合 GB/T10609. 1-1989GB/T10690. 2-1989 的規(guī)定。（5） 產(chǎn)品圖樣粗糙度的標注符合 GB131-83《表面特征代號及注法 》的規(guī)定。（6） 產(chǎn)品圖樣焊縫的代號符合 GB324-80《焊縫代號 》的規(guī)定。5.2 產(chǎn)品技術文件的審查（1） 產(chǎn)品的技術文件名稱、術語符合 ZB/TJ01 和 0351-90《產(chǎn)品圖樣及設計文件術語》及有關標準的規(guī)定。（2） 量和單位符合 GB3100—GB3102-93 的規(guī)定。（3）技術文件所用的編碼符合 JB/T8823-1998《機械工業(yè)企業(yè)計算機輔助管理信息分類編碼導則》的規(guī)定。（4）技術文件的完整性符合 JB/T5054.5-2000《產(chǎn)品圖樣及技術文件完整性 》的規(guī)定及農(nóng)機部門的有關具體要求。山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書- 21 -5.3 標注件的使用情況本設計所用的緊固件均采用標準的螺栓，材料及材料代號也符合國家標準和部頒標準的相關規(guī)定。5.4 審查結論經(jīng)過對播種機裝置和傳動設計的標準化審查，認為該設計基本貫徹了國家最新頒發(fā)的各種標準，圖紙和設計文件完整齊全，符合標準化得要求。6 結 論6.1 機構的創(chuàng)新點（1） 從機構運動的功能出發(fā)，按變異—組合法和類比法完成機構的構件和設計;（2） 在作品樣機加工前，使用三維造型軟件進行三維造型、虛擬裝配和運動仿真，從理論上驗證設計的可行性，然后進行樣機制作；（3） 無引擎驅動，節(jié)省能源，無污染（噪音、廢氣） ，采用綠色環(huán)保設計；（4） 外觀造型新穎，推桿可折疊伸縮，適合家庭用戶使用；（5） 采用齒輪機構（實現(xiàn)增速） ，提高整機的工作效率，解決了手動播種機工作效率不高的問題；（6） 產(chǎn)品成本（制造和使用成本）低，符合廣大用戶購買能力的要求。6.2 制造價格及應用范圍根據(jù)目前市場實際:：制造原材料費用80～120 元，手工費: 60～80 元，因此總造價在200元以內(nèi)。目前使用于我國大部分地區(qū)的一般建坪。胡艷虹：草坪播種機的設計- 22 -參 考 文 獻[1] 吳偉，任紅英. 機械設計教程 [M] . 北京：北京理工大學出版社，2007.[2] 張祖立. 機械設計 [M] . 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2004.[3] 吳宗澤，羅圣國. 機械設計課程設計手冊（第 3 版）[M].北京：高等教育出版社，2006.[4] 張也影. 流體力學（第 2 版）[M] . 北京：高等教育出版社，2005.[5] 張良成. 材料力學 [M] . 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003[6] 楊敏麗. 牧草生產(chǎn)機械化:西部農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展[J]中國農(nóng)機化, 2000,(04)[7] 楊愛軍. 呼和浩特市地區(qū)農(nóng)業(yè)機械化現(xiàn)狀及發(fā)展對策[J]農(nóng)村機械化, 2004,(04)[8] 趙嶺,呂釗欽. 可靠性技術在農(nóng)業(yè)機械中的應用[J]山東農(nóng)機, 2004,(07)[9] 郭毅, 張祖立, 張旭東. 大蒜播種機械的研究現(xiàn)狀[J]. 農(nóng)機化研究, 2009, (06)[10] 高林. 育苗生產(chǎn)線氣吸式播種系統(tǒng)智能控制的研究[D]北京林業(yè)大學, 2008 . [11] 劉文忠. 氣吸式排種裝置排種性能試驗研究[D]內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學, 2008 .[12] 李濟賓. 播種機組行走的方法[J]. 河南農(nóng)業(yè), 1993, (04) [13] 籍增順. 關于發(fā)展小雜糧的思考[J]. 山西農(nóng)業(yè)(村委主任), 2009, (04)[14] 夏俊芬. 旱作多功能精密穴播輪的研究[D]華中農(nóng)業(yè)大學, 2000[15] 史智興. 精播機排種性能檢測系統(tǒng)及關鍵技術研究[D]中國農(nóng)業(yè)大學, 2002[16] 濮良貴，紀名剛．機械設計（第七版）[S]．北京：高等教育出版社．2001山西農(nóng)業(yè)大學工程技術學院畢業(yè)設計說明書- 23 -致 謝在設計過程中，得到了崔清亮老師的親切關懷和耐心的指導。崔老師多次詢問研究進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。崔老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態(tài)度，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時半年，卻給以終生受益無窮之道。在次，我向崔老師表示忠心的感謝！我還非常感謝工程技術學院的老師們，在四年學習期間，他們不僅教給了我很多知識，使我從對機械一無所知成為具有初步機械學知識并且可以簡單應用的人，從只為自己的事情操心變成現(xiàn)在經(jīng)?？磮蠹?，聽廣播，并關注國家大事，而且還教給了我做人的道理。對此我非常感謝！最后，由草坪播種機的復雜性和長期性，不是用一篇文章就能解決問題的，另外，由于我的經(jīng)驗匱乏、水平有限，本文錯誤和疏漏之處不少，請老師和同學們指正，謝謝！