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畢業(yè)設計題目 玉米秸稈粉碎還田機的設計 指 導 教 師 職 稱 學生具備條件 熟練做圖的能力 演算的能力 以及獨立分析問題的能力 選題完成形式 畢業(yè)設計說明書和圖紙 內 容 簡 要 本設計力求本秸稈還田機是根據(jù)現(xiàn)有機具進行改進而進行設計的產品 本秸稈還田機 在主要優(yōu)化了刀片的排列方式 由于刀片合理的排列方式不僅能使還田機粉碎質量提 高 而且還能使還田機平衡性能好 減輕還田機的震動 這一點對于拖拉機來講也非 常重要 還田機的震動解決不好 不僅機具本身被震壞 對拖拉機的壽命影響也很大 本設計使用均力免震法 本秸稈還田機主要選用 Y 型 刀片 傾斜喂入 系主任簽字 年 月 日 院長簽字 年 月 日 選題的依據(jù)及意義 包括課題的理論價值和實踐價值 國內外的研究概況 等 由于機械化秸稈還田技術是利用秸稈資源最經濟 最有效的技術 最具有經濟效 益 生態(tài)效益和社會效益 因此國外在研制和生產方面起步較早 發(fā)展很快 尤其是 意大利 美國 英國 德國 法國 丹麥 日本 西班牙等發(fā)達國家在該領域處于領 先地位 綜合國外機械化秸稈還田技術 技術比較完善 機具品種多 性能可靠 但 價格也昂貴 我們可以借鑒國外現(xiàn)有技術 通過消化吸收 開發(fā)出適合我國國情的產 品 目前 我國農作物秸稈綜合利用技術主要是還田方式 過去由于認識上 政策上 及經濟上的原因 機械化秸稈還田技術發(fā)展緩慢 近年來 隨著農業(yè)生產水平的人民 生活的提高 剩余秸稈越來越多 為了利用珍貴秸稈資源 政府鼓勵并且大力支持發(fā) 展機械化秸稈還田技術 根據(jù)秸稈處理方式不同 我國機械化秸稈還田主要包括秸稈 整株還田技術 秸稈粉碎還田技術 根茬粉碎及耕翻還田技校術 聯(lián)合作業(yè)還田技術 所以為了使秸稈得到利用選擇此次的設計題目 本課題研究內容 1 刀的分布排列 2 整體傳動及各部分的數(shù)據(jù)處理 3 工作部件的分析討論 本課題研究方案 1 查找相關資料 并進行認真閱讀分析 2 確定整體方案 3 齒輪 軸 V 帶等設計及計算 研究的創(chuàng)新之處 使用了免震發(fā)排列刀 研究過程 含完成期限 第 5 周 查閱資料 擬訂課題 第 6 周 查閱玉米秸稈粉碎還田機的設計資料 并進行概述和文獻綜合 第 7 9 周 完計算部分的機械設計 第 10 12 周 繪制裝配圖和部分零件圖 第 13 周 完成所有的圖紙并進一步修改 第 14 15 周 在以上基礎上完成畢業(yè)設計說明書一篇 第 16 周 修改設計 并定稿 第 17 周 答辯 提交相關材料 結束設計 指導教師意見 指導教師簽名 年 月 日 教研室意見 教研室主任簽名 年 月 日 院系意見 主管領導簽名 年 月 日 本科生畢業(yè)設計 開題報告 題 目 玉米秸稈粉碎還田機的設計 學院名稱 專業(yè)名稱 年 級 學生姓名 學 號 指導教師 職 稱 年 月 日 畢業(yè)設計 論文 評價表 指導教師評語 建議成績 指導教師簽名 年 月 日 評閱人評語 建議成績 評閱人簽名 年 月 日 答辯與評分 綜合成績 答辯小組負責 人簽名 年 月 日 院學 術委 員會 意見 主任 院長 簽字 年 月 日 畢業(yè)設計說明書中文摘要 玉米秸稈粉碎還田機設計 摘要 近幾年隨著玉米產量的大幅度的提高 秸稈 根茬也大量增多 隨之出現(xiàn)的 問題是清理秸稈 刨根茬 成了農民種地前最頭痛的事 為爭時爭工 不影響秋種 的進度 有些農民只好將秸稈就地焚燒 既浪費資源又污染環(huán)境 可以把秸稈粉碎 后鋪撒在地里 既環(huán)保又可以改變土壤的理化性 玉米秸稈粉碎還田機就是這樣的 一種農具 本設計采用均力免震法排列刀 工作時由拖拉機采用后懸掛方式進行耕 作 刀具使用 Y 型刀中間采用齒輪傳動和皮帶傳動相結合的方法 關鍵詞 還田機 玉米 設計 畢業(yè)設計說明書外文摘要 Design of the Corn straw counters field Abstract In recent years with the corn yield significant enhancement of straw root the increasing number of crop also The resulting problems is clean up straw follow chi became farmers sow the land before headaches As for work when does not affect to prepare for the progress of the straw stalk some farmers had to local burned Do so just a waste of resources and environmental pollution We can put it to pieces after the stalks strewn in the field the environmental protection can alter the soil physicochemical Corn straw chopper drive is one such farm implements This design uses shock free laws are arranged in knife edge the work by the tractor by way of farming after the suspension Tool use Y knife among USES the gear transmission and the method of combining the belt transmission Keyword Counters field Corn Design 目 錄 1 引言 1 1 1 機械化秸稈還田的目的及意義 1 1 2 機械化還田技術的現(xiàn)狀 1 1 3 機械化秸稈還田技術的發(fā)展趨勢 1 2 技術任務書 2 3 設計計算說明書 2 3 1 總體設計 2 3 1 1 傳動機構 3 3 1 2 工作部件 3 3 1 3 秸稈還田機刀片的設計幾個問題 4 3 1 4 拖拉機的性能參數(shù) 5 3 1 5 懸掛設計 8 3 2 主要工作部件設計計算 10 3 2 1 基本參數(shù)計算 10 3 2 2 錐齒輪的設計計算 11 3 2 3 皮帶輪的設計計算 15 3 2 4 軸的設計計算 18 3 3 性能的校核 26 3 3 1 爬坡穩(wěn)定性能指數(shù) 26 3 3 2 拖拉機懸掛機構油缸提升能力校核 27 3 4 使用說明書 27 4 標準化審查報告 28 4 1 產品圖樣的審查 28 4 2 產品技術文件的審查 28 4 3 標注件的使用情況 28 4 4 審查結論 28 結論 29 參考文獻 30 致謝 31 1 畢業(yè)設計說明書中文摘要 玉米秸稈粉碎還田機設計 摘要 近幾年隨著玉米產量的大幅度的提高 秸稈 根茬也大量增多 隨之出現(xiàn)的 問題是清理秸稈 刨根茬 成了農民種地前最頭痛的事 為爭時爭工 不影響秋種 的進度 有些農民只好將秸稈就地焚燒 既浪費資源又污染環(huán)境 可以把秸稈粉碎 后鋪撒在地里 既環(huán)保又可以改變土壤的理化性 玉米秸稈粉碎還田機就是這樣的 一種農具 本設計采用均力免震法排列刀 工作時由拖拉機采用后懸掛方式進行耕 作 刀具使用 Y 型刀中間采用齒輪傳動和皮帶傳動相結合的方法 關鍵詞 還田機 玉米 設計 2 畢業(yè)設計說明書外文摘要 Design of the Corn straw counters field Abstract In recent years with the corn yield significant enhancement of straw root the increasing number of crop also The resulting problems is clean up straw follow chi became farmers sow the land before headaches As for work when does not affect to prepare for the progress of the straw stalk some farmers had to local burned Do so just a waste of resources and environmental pollution We can put it to pieces after the stalks strewn in the field the environmental protection can alter the soil physicochemical Corn straw chopper drive is one such farm implements This design uses shock free laws are arranged in knife edge the work by the tractor by way of farming after the suspension Tool use Y knife among USES the gear transmission and the method of combining the belt transmission Keyword Counters field Corn Design 3 目 錄 1 引言 1 1 1 機械化秸稈還田的目的及意義 1 1 2 機械化還田技術的現(xiàn)狀 1 1 3 機械化秸稈還田技術的發(fā)展趨勢 1 2 技術任務書 2 3 設計計算說明書 2 3 1 總體設計 2 3 1 1 傳動機構 3 3 1 2 工作部件 3 3 1 3 秸稈還田機刀片的設計幾個問題 4 3 1 4 拖拉機的性能參數(shù) 5 3 1 5 懸掛設計 8 3 2 主要工作部件設計計算 10 3 2 1 基本參數(shù)計算 10 3 2 2 錐齒輪的設計計算 11 3 2 3 皮帶輪的設計計算 15 3 2 4 軸的設計計算 18 3 3 性能的校核 26 3 3 1 爬坡穩(wěn)定性能指數(shù) 26 3 3 2 拖拉機懸掛機構油缸提升能力校核 27 3 4 使用說明書 27 4 標準化審查報告 28 4 1 產品圖樣的審查 28 4 2 產品技術文件的審查 28 4 3 標注件的使用情況 28 4 4 審查結論 28 結論 29 4 參考文獻 30 致謝 31 玉米秸稈粉碎還田機的設計 1 引言 1 1機械化秸稈還田的目的及意義 我國作為一個農業(yè)大國 對于田間作業(yè)趨于機械化是一個必然的發(fā)展過程 它可 以節(jié)約勞動力和提高經濟效益 在北方玉米是一種常見的農作物 過去由于認識上 政策上及經濟上的原因 基本上農民都是在收獲以后直接將秸稈焚燒 這樣不僅造成 了資源的浪費 還污染了環(huán)境 隨著科技的發(fā)展 生態(tài)農業(yè)是現(xiàn)代農業(yè)的發(fā)展方向 作為寶貴資源的秸稈 也開始了被重新利用 而秸稈直接還田就是其中的主要途徑之 一 將秸稈粉碎后 鋪撒在地里有許多作用 秸稈還田補充土壤養(yǎng)分 秸稈還田 促進微生物的活動 改善土壤的理化性狀 可以減少化肥的使用量 從而改善環(huán)境 還可以改善農業(yè)生態(tài)環(huán)境 這樣不僅可以從分利用資源 還可以改善我們生活的環(huán) 境 1 2機械化還田技術的現(xiàn)狀 由于我國國土遼闊 南北方差異較大 各地區(qū)的耕作制度和農藝要求不同 同時 作物的秸稈也不同 其物理性能和機械性能差異也很大 這就決定了我國機械化秸稈 還田技術及配套機具的多樣化 在北方多數(shù)是以拖拉機牽引并驅動的秸稈還田機 把 站立的玉米秸稈就地粉碎后鋪撒在地面上 數(shù)日后犁翻耕土地時把晾曬的秸稈翻埋入 土 由于機械化秸稈還田技術是利用秸稈最經濟最有效的技術 具有較大的經濟效益 生態(tài)效益和社會效益 因此外國在研制和生產方面起步較早 發(fā)展較快 尤其是意大 5 利 英國 德國 法國 日本和西班牙等發(fā)達國家在該領域處于領先地位 綜合國外 機械化秸稈還田技術比較完善 機具品種較多 性能可靠 但價格昂貴 1 3機械化秸稈還田技術的發(fā)展趨勢 雖然我國農具多樣化 但就北方而言現(xiàn)在已經在解決秸稈及根茬單項作業(yè)的基礎 上將開發(fā)新的聯(lián)合作業(yè)機具 并在一段時間后將會取代單項作業(yè)機具 收割農作物和 秸稈還田機結合 使作業(yè)成本大大降低 靈活度也增加 機械化秸稈還田技術得到政 府的高度重視和大力支持 雖然還有許多問題但前景還是樂觀的 2 技術任務書 隨著人們越來越重視可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的保護 農業(yè)機械化的裝備將得到進 一步的發(fā)展 例如農業(yè)保護性耕作機械 秸稈綜合利用裝備 對于秸稈還田是重要的 秸稈綜合利用 根據(jù)市場調查粉碎秸稈機一般工作幅寬為 1500mm 到 2000mm 之間不等 其動力一般由拖拉機提供 用拖拉機懸掛并驅動 使農具的靈活性增加 由于機械化 秸稈還田技術是利用秸稈資源最經濟 最有效的技術 最具有經濟效益 生態(tài)效益和 社會效益 因此國外在研制和生產方面起步較早 發(fā)展很快 尤其是意大利 美國 英國 德國 法國 丹麥 日本 西班牙等發(fā)達國家在該領域處于領先地位 意大利 的 OMARV 公司尤為突出 它的產品配套動力 26 132kw 工作幅寬 1 2 6 米 刀片轉速 1950r m 美國萬國公司 International Harvester Company Co 美國埃茲拉 隆 達爾有限公司在此方面的研究生產水平均很高 此外 國外還研制出拖拉機帶動的臥 式轉子切碎機 幅寬 6m 刀片可更換 轉子最高轉速 2000r min 外殼上有擋板 使莖 稈撒布均勻 同時帶有遇到障礙物的安全機構 綜合國外機械化秸稈還田技術 技術 比較完善 機具品種多 性能可靠 但價格也昂貴 我們可以借鑒國外現(xiàn)有技術 通 過消化吸收 開發(fā)出適合我國國情的產品 一般土地是由一家為單位的耕種 工作面積不會很大 工作量也小 所以一般配 套動力為 50 到 65 馬力的拖拉機 根據(jù)以上內容綜合得出本人設計一臺外形尺寸為 767 1645 876 并選用 55 馬力的拖拉機 6 3 設計計算說明書 3 1總體設計 總體設計示意圖如圖 1 所示 1 箱傳動軸 2 變速 3 皮帶出動部分 4 粉碎機罩殼 5 工作部件 圖 1 總體設計示意圖 3 1 1 傳動機構 其功能是將拖拉機的動力傳遞到工作部件 進行粉碎作業(yè) 它有萬向聯(lián)軸器傳動 軸 齒輪箱和側邊傳動裝置組成 1 萬向聯(lián)軸器傳動軸連接拖拉機動力輸出和齒輪箱輸入軸 安裝時 帶套的夾 叉裝在粉碎就輸入軸端 且必須使兩個夾叉的開口處在同一平面內 2 齒輪箱 它內部裝有一對圓錐齒輪 起改變方向和增速的作用 3 側邊傳動裝置 由三角皮帶輪組成 采用單側邊傳動方式 原因前文已提到 要起傳遞動力的作用 另外也有起過載保護作用和傳動比分配的作用 3 1 2 工作部件 本機所采用如圖一所示的 d Y 型 采用背靠裝置 其尺寸如圖 2 所示 7 圖 2 Y 型刀示意圖 3 1 3 秸稈還田機刀片的設計幾個問題 1 甩刀刀片形狀的確定 本秸稈還田機主要選用 Y 型 刀片 也可以用其它刀片 替換 Y 型刀片是 L 型刀片的改進型 其優(yōu)點體現(xiàn)在 1 消除應力集中或緩解了拐 角處的應力集中 2 刀片的功耗小 原因是 Y 型刀切割秸稈斜切 即刀片要省力 所 以目前大多數(shù)用于玉米 高粱等高稈作物秸稈還田機都采用 Y 型刀片 此類型刀片已 形成標準 代號為 ZBB98008 88 2 刀片的材料選擇及其熱處理 考慮刀片經常與泥土地 秸稈等磨擦 工作條件 極其惡劣 所以選材要好 要求有較強的耐 磨性和較強的抗沖擊韌性 本機選 用 20CrMnTi 熱處理工藝 將刀片加熱至 880 900 c 再保溫 10 分鐘 然后用 10 的 NaCl 水溶液淬火 最后在 180 200 C 回火 2 小時 可達到 3 16ha g 的耐磨性和 290J cm 以上的抗沖擊韌性 3 刀片的排列方式 刀片的排列方式對于秸稈是至關重要的 合理的排列方式不 僅能使還田機粉碎質量提高 而且還可以是還田機平衡性能好 減輕還田機的震動 目前大多數(shù)秸稈還田機采用加配重塊的方法解決振動問題 這樣不僅制造煩瑣 而且 配重塊加入后不同程度的影響粉碎質量 而甩刀的排列有單螺線排列 雙螺線排列 星形排列 對稱排列幾種 不管哪種排列均應滿足 刀軸受力均勻 徑向受力平衡 相鄰兩刀片徑向夾角要大 單雙螺線排列有一個共同的弊病 即在粉碎過程中秸稈 測向移動現(xiàn)象嚴重 使還田機有 一頭沉 現(xiàn)象 根據(jù)以上幾種排列方式的利弊得出 一種新的排列方法 均力免震法 排列方式如圖 3 所示 8 06128430634567891023145 圖 3 刀得排列示意圖 特點是 刀軸受力均勻 刀軸旋轉時不震動 無需加配重塊 3 1 4 拖拉機的性能參數(shù) 表一 懸掛機構的技術參數(shù) 下拉桿后球鉸孔徑 D2 28 下拉桿后球鉸寬度 b2 38 鏈接三角形的高度 H 530 680 懸掛軸的長度 M 800 上拉桿連接銷直徑 d1 22 銷孔到臺肩距離 l1 102 上拉桿后球鉸直徑 D1 22 上拉桿后球鉸寬度 b1 58 表二 拖拉機懸掛裝置升降機構的特性 升降機構形式 液壓分置式 液壓油泵型號 CB 32 型齒輪泵 分配器形式 型滑閥式 液壓油缸形式 型雙作用式 推出 7500 額定 1100油缸最大推力 公斤 推入 6250 懸掛軸的提升 能力 公斤 最大 1500 油缸尺寸及行 程 缸徑 最 1052 懸掛機構形式 球鉸接四連桿機構 9 小長度 行程 安全閥開啟壓 130 農具聯(lián)接形式 后置雙軸三點懸掛 表三 拖拉機的參數(shù) 拖拉機的型號 鐵牛 55 后輪配重 公斤 150 重塊 210 流水 發(fā)動機額定功率 55 馬力 一檔速度 傳動比 1 37 296 89 牽引力 公斤 1400 二檔速度 傳動比 1 69 241 29 結構重量 公斤 2900 三檔速度 傳動比 2 15 189 96 最小使用重量 3300 公斤 四檔速度 傳動比 3 52 115 54 前輪分配重量 1100 公斤 五檔速度 傳動比 4 82 84 41 后輪分配重量 2200 公斤 六檔速度 6 32 重心坐標 mm aeh 78013 右 七檔速度 7 76 外形尺寸 長寬高 mm 410893250額定功率 馬力 55 10 前輪輪距 b 1200 1800 mm 額定轉速 1500 后輪輪距 b1 1200 1800 mm 最大扭矩 公斤 米 4115 軸距 L 2493 mm 離地間隙 h1 450 mm 最小轉彎距 單邊制 動 3 7 m 最小轉彎距 不制動 5 75 m 表四 懸掛機構的技術參數(shù) R 800 X2 493 下拉桿尺寸 R1 400 上拉桿固定點坐標 Y2 190 下懸掛點間距 M 800 升降臂夾角 X1 285 h1 195 Y1 200 懸掛軸變化范圍 h2 895 B1 245 Lmin 535 下拉桿固定點 坐標 B2 490 上拉桿長度 Lmax 800 油缸固定點坐標 X4 438 動力輸出軸坐標 X5 400 11 Y4 264 Y5 62 5 B2 154 B3 0 X3 398 L1min 430 升降臂轉軸坐標 Y3 340 提升吊桿長度 L2max 515 懸掛軸在最高點與后輪 外援間隙 e 145 拖拉機后輪半徑 r 760 r1 260 升降臂長度 r2 140 拖拉機后輪中心到地面 的距離 Rk 720 表五 拖拉機動力輸出軸技術參數(shù) 動力輸形式 半獨立式 位置 后置離地 560 旋轉方向 朝前進的方 向看 順時針 轉速 轉 分 523 花鍵公稱尺寸 鍵數(shù) 外經 內徑 鍵寬 8 38 32 6 花間末端到凹端距離 40 花鍵工作長度 76 3 1 5 懸掛設計 牽引點 農具牽引裝置和拖拉機機體的連接點 虛牽引點 懸掛機構上拉桿和下拉桿在縱向垂直面或水平面內投影延長的交點 亦稱 瞬時轉動中心 懸掛農具工作時 如果作用力的平衡破壞 農具就要繞瞬時轉 動中心轉動 12 懸掛點 連接懸掛式農具和懸掛機構桿件的鉸鏈點 在農具懸掛設計中心提到懸 掛點時 常常是指鉸鏈點的幾何中心 連接三角 連接懸掛式農具的上 下懸掛點所得到的幾何圖形 農具立柱 通常指連接三角形的高 a 懸掛軸 指懸掛農具的橫梁 其兩端德爾軸銷與懸掛機構下拉桿的后球鉸相連 1 農具和拖拉機的聯(lián)結型式 牽引力 農具具有獨立的行走輪 農具在運輸或工作時 其重量均由本身的輪子 承受 機組的穩(wěn)定性好 對不平地面的適應性強 但機動性較差 金屬消耗最大 多 用于各種寬幅 重型農具 懸掛式 農具在運輸時全部重量由拖拉機承受 重量輕 結構緊湊 機動性好 效率高 但穩(wěn)定性差 使用調整較復雜 對地表的適應性不如牽引式和半懸掛式 廣 泛應用于各種農具 在大部分場合有取代牽引式的趨勢 半懸掛式 農具有自己的行走輪 運輸是承受部分重量 另一部分重量由拖拉機 承受 其優(yōu) 缺點介于懸掛式和牽引式農具之間 當大型 重型農具用懸掛式有困難 時可用半懸掛式 根據(jù)實際情況和以上特點 所以本設計選懸掛式 2 農具在拖拉機上懸掛的位置 后懸掛 特點 農具配置在拖拉機后面 增大驅動輪載荷 提高了牽引性能 拖 拉機走在未耕地上 工作后不留輪轍 但不便于觀察作業(yè)情況 運輸時穩(wěn)定性和操作 性較差 前懸掛 農具配置在拖拉機前面 拖拉機走在以工作過的地面上 能滿足收獲機 械要求 但可能使前輪負荷過大 轉向費力或輪胎超載 中間懸掛 農具配置在拖拉機前 后軸之間 便于觀察作業(yè)情況 但裝卸費事 農具和拖拉機配套行強 通用性小 側懸掛 農具配置在拖拉機側面 視線好 但橫向穩(wěn)定性較差 不適于配帶較重 的農具作業(yè) 分組懸掛 農具分幾組分別順次懸掛在拖拉機側面 前面或后面 機組穩(wěn)定性較 好 根據(jù)所設計還田機的特點和以上所說的特點選擇后懸掛 13 3 農具在拖拉機上懸掛的方法 單點懸掛 農具通過拉桿與拖拉機相連 可以在垂直面內一點 O 自由轉動 結構 簡單 但農具工作性能受地面起伏影響較大 不易控制 拉桿容易和拖拉機發(fā)生干涉 O 點的位置選擇不受限制 常在一些簡易的或無專門懸掛系統(tǒng)的拖拉機上用 兩點懸掛 兩點懸掛點 A B 布置在水平面內 農具繞 A B 軸線轉動桿件 與農具 剛性連接 相當于兩個單點懸掛并聯(lián) 懸掛機構通常是專用的 用于沒有或不宜采用 三點懸掛系統(tǒng)的地方 三點懸掛 農具通過上拉桿和兩個下拉桿與拖拉機三點相連 在垂直面和水平面 內各有一個瞬時轉動中心 O1 O2 農具上下左右可自由運動 虛牽引點 0 O1 的位置 不受結構限制 O 在農具入土過程中位置有變化有利于農具入土 通用性好 可掛各種 農具 根據(jù)本設計的要求 選用三點懸掛 因為通用性好 4 農具工作位置的調節(jié)方式和特點 根據(jù)選用懸掛的方式和還田機的特點選用高度調節(jié) 原理 懸掛機構在農具工作中呈自由狀態(tài) 對農具不起控制作用 農具 1 的工作 位置由本身的支持輪 2 決定 調節(jié)絲桿可以改變農具的工作深度 特點 工作可靠 便于調整 農具的工作位置不受土壤阻力變化影響 耕深一致 性好 支持輪有一定的仿形作用 但輪子本身滾動要消耗動力增加結構重量支持輪下 方的局部起伏和下陷深度會改變農具的工作位置 3 2主要工作部件設計計算 3 2 1 基本參數(shù)計算 1 傳動比分配 刀軸的工作轉速為 160 minr10523 minnr 所以總轉動比 12 6 7i12i 取 10 425i 14 213 5 0 4213 580 min9679ni ri 2 功率分配 拖拉機輸出功率 05 738 4 36pkw 一軸輸出功率 10 9 0 聯(lián) 軸 承 1 二軸輸出功率 21p 齒 輪 軸 承 3 06 8231 kw 三軸輸出功率 32 帶 輪 1 9 拖拉機輸出轉矩 0034 6 52Tpn 95 95743 1Nm 一軸輸出轉矩 11 0 8 6 二軸輸出轉矩 22Tpn 950 953 1 2 59412 Nm 三軸輸出轉矩 33 0 86 0 76 8 3 2 2 錐齒輪的設計計算 1 考慮到錐齒輪所受載荷較大 所以決定采用硬齒面閉式傳動 大小齒輪均用 20CrMnTi 材料 齒面滲碳后淬火 齒面硬度 58 62HRC 查圖得 lim130HMpa lim1920FMpa lim290Fpa 2 由簡化計算初步選定主要參數(shù) 15 11950 53 0 26 581TpnNm 查表得 1 25AK 查表得 0 3R 2213 31 22 lim 60 581 414 050 5 23 3 AfeRHRTKDu 取 10Z2 47 則 與 的誤差不大于 5 210 54Zu i 大端模數(shù) 取 m 5mm1 2feDmmZ21758fe 140arctnarct612f 290623fe 151 8sinsi8 feDRm 取 b 340 3 3 4b11 5 0 5 217 5mRfe 743 606mDnv ms 3 校核計算 1 按齒面接觸疲勞強度校核 120602 5891 774tmTFND 16 查表得 189 EZMpa 8 級精度及 3vK14 7502 38 vzms 2110 2 6975 30 41 458 5 9340 tAHEfeRFKuZbD 查圖得 1 8NZw 查表得 minHS limlin130 8167 4HNZwMpaS 所以安全li min67 4 59HS 2 按齒根彎曲強度校核 1012 5cos68 dnfZ 27 4s3 dnf 查圖得 12 8FY 2 75F 查圖得 0Sr 8Sr 查圖得 N1xY 11 0 5 tmAvFFRKYb 69 2715 32 1854 334 0 Mpa 21 8FF limli119201 064 31 NXSrY 17 lim2li2901 8 23 64FNXSrY 查表得 安全lim11 min 064 3 5FFS 查表得 安全li22 in 81F S 表六輪的基本參數(shù) 小齒輪 大齒輪 節(jié)錐角 分度圓錐角 fe 231 48 658 12 大端分度圓直徑 feD85 200 錐距 R 109 25 109 25 齒寬 b 34 34 齒頂高 ihd8 11 8 11 齒根高 g 2 89 2 89 18 齒頂高直徑 diD99 93 206 35 齒頂角 4 25 1 52 4 25 1 52 頂錐角 di 27 28 71 22 5 箱座壁厚 0 0125 1 0 0125 70 125 1 8 故取 8mm12m 箱蓋凸緣厚度 12mmb1 5 箱座凸緣厚度 b 12mm 箱底座凸緣厚度 20mm2 地腳螺釘數(shù)目 n 底凸緣周長之半 200 300 4 取 n 4 地腳旁連接螺釘直徑 0 018 1 12 取fd12md 12fd 蓋與座連接螺栓直徑 0 5 0 6 取 2f8 軸承端蓋螺釘直徑 0 4 0 5 取 63f3 軸承旁凸臺半徑 c2 121R 鑄造過渡尺寸 k 3 R 5 h 15 大齒輪頂圓與內箱壁距離 1 1 2 取 1 10mm 齒輪端面與內箱壁距離 2 0 5 取 2 5mm 軸承端蓋外徑 D 5 5 5 2D3d 由于結構的特殊性 取 D30306 108mm D30308 135 140mm 3 2 3 皮帶輪的設計計算 1 基本參數(shù) 傳遞功率 231 pkw 轉速 19 2130 589 minnr 3160 inr 2 定 V 帶型號和帶輪直徑 工作情況系數(shù) AK 計算功率 213 40 3CPkw 選帶型號得為 C 型 小帶輪直徑 30Dm 大帶輪直徑 232 1 10 160 23 5847 n m 取 257 3 計算帶長 23 5720 8 5mD m 求取中心距 230230 7 aD 取31945 帶長 2 20 8 8 520179 5mLDa m 基準長度 取 d 4 求中心距和包角 020179 5640 dLa min 164 515m ax3 3 d 小帶輪包角 2231806 D 1806 2570 64 17 6520 5 求帶根數(shù) 帶速 20 3 6012016 016 7 vDn ms 傳動比 3 589 79i 帶根數(shù)由表得 由表得06 7Pkw0K 由表得 由表得8LK 4Pkw 0 36 3 6 079 80 CLz 取 Z 7 根 6 求軸上載荷 張緊力 2 20min 2 5 5098 4 6 0 3174 671cKPFqvz 取 3 gqk20 4 6sin73 2sin8 40QzFN 對于新安裝的 V 帶初拉力應為 1 5 F0 min 對于運轉后的 V 帶 初拉力應為 1 3 F0 min 帶傳動作用在軸上的壓軸是 20 174 6sin73 2sin81 40PFz 由于 v 30m s 故帶輪材料采用 HT200 可滿足要求 為減輕帶輪的重量 采用輪幅式 同樣由于大小帶輪直徑小于 500mm 因為 D2 D3 315 所以由表得 1 2 71 25 1685Bzef m 7 主動輪是的設計計算 1257dm 6f38 in4 8ahmin14 fh min10f 取 9db5a5f 185Bm 槽寬 2tan 1925tan92 4dbh 21 125726wadhm 軸徑 40dm 205L1 8 40 8257127fDdh 103m 所以選擇孔板式 8 從動輪的設計計算 20dm 16f 38 in4 ahmin4 fhmin10f 取 19db5af 185Bm 槽寬 2tan 192tan92 4dbh 0510wa 軸徑 80dm 取1 8 2 1 84 6d 14dm 201520fDh 1 所以為腹板式 3 2 4 軸的設計計算 1 一軸的設計與校核 1 求輸出軸上的功率 轉速和轉矩 3 0pkw 152 minnr68 TN 2 初步確定軸的最小直徑 先按式 15 3 初步估算軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼 調質處理 根據(jù)表取 22 A0 112 于是得 133min0 024 59pdAm 輸入軸的最小直徑顯然是安裝萬向節(jié)的直徑 d1 2 為了使所選的軸直徑 d1 2 與萬向節(jié) 的孔徑相適應 故需同時選擇萬向節(jié)的型號 查表得 根據(jù)輸入功率為 33 0kw 所以選擇帶槽檸檬管節(jié)叉尾部 萬向節(jié)的孔徑 d1 50mm 故取 d1 2 50mm l1 30mm 3 軸的結構設計 為了滿足萬向節(jié)的軸向定位要求 1 2 軸段右端需制出一 軸肩 故 1 2 段的直徑 d1 2 57mm 初步選擇滾動軸承 因為軸承同時受到徑向力和軸向力的作用 故選用單列圓 錐滾子軸承 參照工作要求并根據(jù) d1 2 57mm 由軸承產品目錄中初步選取 0 基本游隙 組 標準精確級的單列圓錐滾子軸承 30212 其尺寸為 故 d3 4 d7 8 60 mm 而 l7 8 33 5mm 左端滾動6013 5dDTmm 軸承采用軸肩進行定位 定位軸肩高度為 h 0 7 1d 660 4 2 h0 07d 谷取 h 7 則軸環(huán)處的直徑 d5 6 89mm 軸寬度 b 1 4h 取 l5 6 12mm 取齒輪距箱體內壁之距離 a 16mm 考慮到箱體的鑄造誤差 在確定滾動軸承位 置時 應距箱體內壁一段距離 s 取 s 8mm 已知滾動軸承寬度 T 33 5mm 小齒輪的大 端分度圓直徑 B 85mm 34 8076 3 58164 5lTam 6 0lB 齒輪 萬向節(jié)與軸的周向定位均采用平鍵鏈接 按 d4 5 由表查的平鍵截面 鍵槽用鍵槽銑刀加工長為 63mm 同時為了保證齒輪與軸配合有201bhm 23 良好的中性 故選擇齒輪與軸轂與軸的配合為 同樣萬向節(jié)與軸連接 選用平鍵76Hn 鍵槽長為 25mm 如圖 4149bhm 圖 4 一軸示意圖 軸的強度校核 計算齒輪受力 拖拉機作用在軸上的力 1 630 126 5QFN 大齒 11 0 5 5 7mRddm 大齒輪受力 轉矩 1628 TN 圓周力 112 05 17089 tmFd 徑向力 1tancosrF 7089 20 4791235 N 軸向力 1tansi 1tan 86 0aF 受力圖如圖 5 所示 24 圖 5 一軸受力彎矩圖 計算支承反力 水平反力 1 1184 5 2 06 384 5 3 R rFQFa 259128260 4N206 38 1845rRFFa 2 926 0438 2 0 N 垂直反力 1 84 5 2 789 14 5 2 87 45RFt N 2 30310 總彎矩 22569 781 45 9Mm 扭矩 105 6TN 進行校核時通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強度根據(jù)以上數(shù)據(jù) 以及軸 單向旋轉 扭矩切應力為脈動循環(huán)變應力取 a 0 6 軸的計算為 22221 3 3405 9 60581 14 87caMTMPaW 由表得 60MPa 因此 故安全 ca 25 2 二軸的設計和校核 1 31 0PKW 2130 589 minnr 2419 5TNm 2 初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼 調質處理 根據(jù)表取 A0 112 于是 得 233min01 32 8905PdAm 輸出軸的最小直徑是安裝小齒輪外軸的直徑 所以取 小齒輪輪轂寬為1d 所以 取 小齒輪與軸用平鍵連接12 ld 9 6 l12l 由于傳動距離較長 所以左右定位用 15 1 錐度 小錐齒右邊用螺08bhL 母 M30GB54 76 定位 電帶輪左邊用螺母 M24GB 76 皮帶輪與軸采用 聯(lián)接則 如圖 6 所示1967GB 圖 6 二軸示意圖 3 二軸的強度校核 N2 130 194 375FQ 小輪直徑 N mm22 0 5 5 82 Rdmd 小輪受力 轉矩 N m2419 T 圓周力 N22 5 72 683 17Ftdm 徑向力 2135 71N22tancos 683 1tan0 o 軸向力 22tsi65 LFN 26 受力圖如圖 7 所示 圖 7 二軸受力彎矩圖 計算支承反力 水平反力 3 2 7832 5 RFarFadm 194 13 7516 72 5 8 27 N24 2 5 3RFQrFad 19 1 7 83 165 72 N23 垂直力 3227 583 QRFrFadm 194 1 7 165 72 2 3 5 836 25 830 RFt N 42 17 683 97 進行校核時通常只校核軸與承受最大彎矩和扭矩的截面的強度 根據(jù)以上數(shù)據(jù) 以及 軸單向旋轉 扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力取 a 0 622 MaTcW 22317540 6419 5 7 6 3Mpa 選定軸的材料為 45 鋼 調質處理由表查得 a 60Mpa 因為 a 故安全ca 27 3 刀軸的設計 輸出軸上的功率 p3 29 866KW 轉速 n3 1600r min 轉矩 T3 178262 688N mm 1 初步確定軸的最小徑 左軸頭的設計 先初步估算軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼 調質處理根據(jù)取 A0 112 于是得33min029 861 710PdAm mm 因為小帶輪的輪轂 B 185mm 所以 選取 O 基1275d 348 3485l 本標準精度級得單列圓錐滾子軸承 30318 尺寸為 故9106 dDT 5690 如圖 8 所示4 lm 6710dm 6710l 圖 8 左刀軸軸頭示意圖 右軸頭的設計 先初步估算軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼 調質處理取 A0 112 于是得33min029 861 710PdAm 由于最小直徑與軸承相連接 故 草圖如圖 9 所示2 124 5l 28 圖 9 右刀軸軸頭示意圖 2 刀軸的校核 對無縫鋼管校核 尺寸大小 D 140mm 壁厚取 5 5 其材料選用 20 號剛通過冷撥而成 14025 140 92dD 3 3 967 Wt m max Tn 69 5102 8 1052 TMpa 15pa 故滿足 對軸的校核 由于 皮帶輪直輪 329 86PK 317826 T 320Dm 皮帶輪圓周力 3 68 17 6FtDN 皮帶輪徑向力 3329 10 3Qr 刀具作業(yè)時間所受阻力 N 786 425 810 2oFTR 阻 受力如圖 10 所示 29 圖 10 刀軸受力彎矩圖 計算水平面反力 1 5029 37 429 3 57 QRFf 阻 阻 4 239 f 3 6N21 5 7 2934293QRff 阻 阻 8 5081034 7 1 N 垂直反力 21225078 63150 7 41RFt N 132 9 Rt 進行校核時通常只校核承受最大彎矩和扭矩的截面的強度 根據(jù)以上數(shù)據(jù) 以及軸單 向旋轉 扭轉切應力為脈動循環(huán)變應力取 a 0 6 軸的計算應為 30 22 MaTcW 22338 7165 0 786 1 7Mpa 因為 故安全 60pa 3 3性能的校核 3 3 1 爬坡穩(wěn)定性能指數(shù) 爬坡行駛狀態(tài)下 拖拉機前軸垂直地面的載荷減小 存在翻傾危險 一般道路規(guī) 定的最大坡度角 此時機縱向穩(wěn)定性小于爬坡穩(wěn)定性指數(shù)表征 該指數(shù)越大越20 好 規(guī)定大于 20 定義爬坡穩(wěn)定性指數(shù) 1 1Zmax02upgradeRc 式中 R 1Z max 爬坡行駛狀態(tài)下懸掛農具時拖拉機前軸垂直地面載荷 N R1z 爬坡行駛狀態(tài) 懸掛農具時拖拉機前軸垂直地面的載荷 Nsmaxs12max1 a co h inzwGbwGRL 3078634co0 3817642 sin05169 5N smaxsmax1maxcohinZwRL cs2sin068 348N 將得數(shù)帶入式 1 中得 169 85027 93upgradeC 所以機組滿足縱向穩(wěn)定性要求 不需要增加配重塊 3 3 2 拖拉機懸掛機構油缸提升能力校核 鐵牛 55 使用 YG 100 型油缸 其最大推入推出力 PZmax分別為 6250N 7500N 油缸 提升能力儲備指數(shù) 提升能力儲備達到 83 故懸掛機構油缸提升能力足夠 max7512 640 835ZlifePC 31 3 4使用說明書 1 作業(yè)時 應先將還田機提升到刀離地面 20 25 厘米高度 提升位置不能過 高 以免萬向節(jié)偏角過大造成損壞 接合動力輸出軸 轉動 1 2 分鐘 掛上作業(yè)擋 緩慢松放離合器踏板 使用鐵牛 55 拖拉機與之相配套 同時操作液壓升降調節(jié)手柄 使還田機逐步降至所需要的留茬高度 隨之加大油門 投入正常作業(yè) 2 作業(yè)時 禁止刀打土 防止無限增加扭矩而引起故障 若發(fā)現(xiàn)刀打土時 應 調整地輪離地高度或拖拉機上懸掛拉桿長度 3 操作人員要首先熟悉機具的性能 按使用說明書操作機具 4 使用前變速箱內應加注 30 號齒輪油 油面高度以大齒輪浸入油面三分之一 為宜 5 萬向節(jié)安裝應注意以下三點 1 應保證機具在工作提升時 方軸與套管及兩端十字架不頂死 又有足夠的配合 長度 2 萬向節(jié)裝配位置及方向應正確 若方向裝錯 會產生響聲及強烈震動 并加劇 萬向節(jié)的損壞 3 與鐵牛 55 60 配套時 油缸的固定支撐桿應改為扁鐵 以免萬向節(jié)轉動時相 互碰撞 4 標準化審查報告 4 1產品圖樣的審查 玉米秸稈粉碎還田機的設計已經基本完成 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 的規(guī)定 2 產品圖樣公差與配合的選擇與標準符合 GB T1800 3 1998 的規(guī)定 32 3 產品圖樣的編號符合 JB T5054 5 2000 產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 產品圖樣粗糙度的標注符合 GB131 83 的規(guī)定 6 產品圖樣焊縫的代號符合 GB324 80 的規(guī)定 4 2產品技術文件的審查 1 產品的技術文件名稱 術語符合 ZB TJ01 和 0351 90 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 的規(guī)定 4 技術文件的完整性符合 JB T5054 5 2000 的規(guī)定及農機部門的有關具體要求 4 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 4 4審查結論 經過對玉米秸稈粉碎還田機的標準化審查 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 符合標準化的要求 結論 還田機的工作幅寬為 1500mm 使用 55 馬力的拖拉機后懸掛工作 工作部分是 Y 型 刀 秸稈成一定傾斜角 喂入性能好 使工作 間隙在定刀處突然減小 甩刀與秸稈將 發(fā)生相對運動 利用定刀刃口粉碎 在田間轉移行駛狀態(tài)時 各桿參數(shù)不變的情況 下 滿足懸掛犁由耕作位置提升到運輸位置 符合各種性能要求 因為本次設計采用 了免震法排列甩刀 所以在工作和運輸期間不會出現(xiàn)震動 也不需要增加配重塊 工 作幅寬適中輕巧便捷 在田間具有很強的靈活性 本設計的懸掛裝置不是中間懸掛 有些偏差 雖然對工作時有一定的影響 但是不影響重心的位置 總體不會對裝置的 33 平穩(wěn)行有什么影響 在本次設計中對變速箱的設計時 由于轉速變化較大 對齒輪的 要求也會增加 這樣就會增加成本 以后可以采用別的方法來改本轉速和轉動方向 34 參考文獻 1 紀名剛 陳國定 吳立言 機械設計 M 北京 高等教育出版社 2006 5 2 王萬鈞 胡中任 實用機械設計手冊下 M 北京 中國農業(yè)機械出版社 1985 7 3 中國農業(yè)機械化科學研究院編 農業(yè)機械設計手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1988 4 4 李寶筏 農業(yè)機械學 M 北京 中國農業(yè)出版社 2003 8 5 曾正明主編 機械工程材料手冊 金屬材料 M 北京 機械工業(yè)出版社 2003 6 吳宗澤 羅圣國 機械設計課程設計手冊 M 北京 高等教育 出版社 2006 5 7 張良成 材料力學 M 北京 中國農業(yè)出版社 2006 12 8 孫恒 陳作模 機械原理 M 北京 高等教育出版社 2006 5 9 王玉順 農業(yè)機械專業(yè)課程設計指導書 BD 10 范崇夏 溫琴美主編 國家標準機械制圖應用示例圖冊 中國標準出版社 1988 11 孫恒 機械原理 M 北京 高等教育出版社 2006 5 12 王金武 互換性與測量技術 M 中國農業(yè)出版社 2007 12 13 黃健求 機械制造技術基礎 M 機械工業(yè)出版社 1999 14 劉朝儒 機械制圖 M 北京 高等教育出版社 2001 15 李愛華 工程制圖基礎 M 北京 高等教育出版社 2003 35 致 謝 在這做畢業(yè)設計的過程中 我學到了很多 許多人也幫助了我 首先我要感謝我 的指導老師 是他不停的督促我 在設計中告訴我不同的傳動連接方式 使我學會了 許多東西 尤其是想問題和解決問題的思路 對我以后有很大的幫助 還有我的同學 隨時都會幫助我 這次最大收獲是掌握了 Autocad 制圖 謝謝他們幫助了我 使我順 利的完成畢業(yè)設計 目 錄 1 引言 1 1 1 機械化秸稈還田的目的及意義 1 1 2 機械化還田技術的現(xiàn)狀 1 1 3 機械化秸稈還田技術的發(fā)展趨勢 1 2 技術任務書 2 3 設計計算說明書 2 3 1 總體設計 2 3 1 1 傳動機構 3 3 1 2 工作部件 3 3 1 3 秸稈還田機刀片的設計幾個問題 4 3 1 4 拖拉機的性能參數(shù) 5 3 1 5 懸掛設計 8 3 2 主要工作部件設計計算 10 3 2 1 基本參數(shù)計算 10 3 2 2 錐齒輪的設計計算 11 3 2 3 皮帶輪的設計計算 15 3 2 4 軸的設計計算 18 3 3 性能的校核 26 3 3 1 爬坡穩(wěn)定性能指數(shù) 26 3 3 2 拖拉機懸掛機構油缸提升能力校核 27 3 4 使用說明書 27 4 標準化審查報告 28 4 1 產品圖樣的審查 28 4 2 產品技術文件的審查 28 4 3 標注件的使用情況 28 4 4 審查結論 28 37 結論 29 參考文獻 30 致謝 31