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目 錄
1 引 言 1
2 技術(shù)任務(wù)書(JR) 2
2.1 設(shè)計的依據(jù) 2
2.2 產(chǎn)品的用途及使用范圍 2
2.3 主要技術(shù)指標和重要技術(shù)參數(shù) 2
2.4 主要工作原理 3
2.5 已經(jīng)考慮過的若干方案的比較 3
2.6 關(guān)鍵問題及其解決辦法 4
2.7 機構(gòu)的功能及特點 5
3 設(shè)計計算說明書 (SS) 5
3.1 草坪播種機結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計 5
3.1.1 傳動比的確定 5
3.1.2 動力參數(shù)計算 6
3.2 圓錐齒輪的設(shè)計計算 6
3.2.1 選擇材料,熱處理方式及精度等級 6
3.2.2 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 7
3.2.3計算齒輪的主要尺寸 8
3.2.4驗算輪齒彎曲疲勞強度 9
3.3 軸的設(shè)計計算 10
3.3.1軸Ⅰ的設(shè)計 10
3.3.2 軸Ⅱ的設(shè)計 13
3.4 葉輪的設(shè)計 16
3.4.1 結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計 16
3.4.2 驅(qū)動葉輪所需功率L 17
3.5 地輪的構(gòu)造 18
3.6 零件的設(shè)計計算 18
3.6.1 絲桿的設(shè)計 18
3.6.2 鍵連接的選擇及計算 19
4 使用說明書(SM) 19
4.1 使用前注意事項 19
4.2 播種時應(yīng)注意的事項 19
5 標準化審核報告(BS) 20
5.1 產(chǎn)品圖樣的審查 20
5.2產(chǎn)品技術(shù)文件的審查 20
5.3 標注件的使用情況 20
5.4 審查結(jié)論 21
6 結(jié) 論 21
6.1 機構(gòu)的創(chuàng)新點 21
6.2 制造價格及應(yīng)用范圍 21
參 考 文 獻 22
致 謝 23
山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書
1 引 言
時間轉(zhuǎn)瞬即逝,轉(zhuǎn)眼之間四年的大學(xué)生涯就要結(jié)束了,回首四年的學(xué)習(xí)生活,我感到自己的收獲無比豐富。四年來,我不僅認真學(xué)習(xí)了各門基礎(chǔ)課,而且更加系統(tǒng)地掌握了多門專業(yè)技術(shù)課,在每次的課程設(shè)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(shè)計、繪圖、識圖能力??梢哉f,大學(xué)里的理論基礎(chǔ),不但使我學(xué)會了分析問題、解決問題的能力,而且更強化了我的知識結(jié)構(gòu)。尤其幸運的是,我不只一次地深入工廠實習(xí),把學(xué)到的知識應(yīng)用于實習(xí)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(chǔ)。
本次設(shè)計的目的是培養(yǎng)自己初步掌握獨立從事專業(yè)技術(shù)工作的能力,提高自己從事工藝和工藝裝備設(shè)計的水平,使我初步掌握從事本專業(yè)科學(xué)研究工作的能力。通過畢業(yè)設(shè)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(shè)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(xué)習(xí),而且我多次深入工廠實習(xí),更主要的是設(shè)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(shè)計我是有充分準備的,它是與生產(chǎn)實際相結(jié)合。它也將成為我走上工作崗位的一次重要演習(xí),為我今后的工作打下堅實的基礎(chǔ)。
草坪播種機設(shè)計是一個典型的機械系統(tǒng)設(shè)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(shè)備裝備我國農(nóng)業(yè)工廠,已成為一項迫切的重要任務(wù)。
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。
2 技術(shù)任務(wù)書(JR)
2.1 設(shè)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(shè)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(shè)的要求。
通過市場調(diào)研,決定設(shè)計一種由地輪驅(qū)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(fù)雜的場地下建坪使用。
2.3 主要技術(shù)指標和重要技術(shù)參數(shù)
計劃設(shè)計播種機的主要設(shè)計參數(shù):
1) 外形尺寸:519mm380mm800mm
2) 功率:417W
3) 輪子轉(zhuǎn)速:64r/min
4) 力矩:=62224N·mm
5) 凈質(zhì)量:≤40kg
6) 變速要求:單級
7) 葉輪半徑:0.1m
2.4 主要工作原理
本次設(shè)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(qū)動地輪帶動安裝在齒輪箱內(nèi)的一對錐齒輪轉(zhuǎn)動,固定在被動錐齒輪軸上的葉輪在錐齒輪的驅(qū)動下高速旋轉(zhuǎn)。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(zhuǎn)動的葉輪邊緣,在葉輪風(fēng)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(shè)計的手推式草坪播種機首先要通過一個傳力構(gòu)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(yīng)通過增速機構(gòu)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(gòu)傳遞過來的運動都需要再經(jīng)過一級轉(zhuǎn)換機構(gòu)傳遞到執(zhí)行構(gòu)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(shè)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(shè)要求。
(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(shè)計的機器小巧,且可靈活操作。因此,我們選擇設(shè)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(zhuǎn)動和往復(fù)直線運動,如果用手搖動手柄實現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件的往復(fù)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(zhuǎn)動將轉(zhuǎn)動運動轉(zhuǎn)變成葉輪的往復(fù)旋轉(zhuǎn)而輸出到執(zhí)行構(gòu)件。顯然設(shè)計成手動式草坪剪草機是合理而可行的。
2.6 關(guān)鍵問題及其解決辦法
增速機構(gòu)的設(shè)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(yīng)通過增速機構(gòu)繼續(xù)傳遞。由于轉(zhuǎn)換機構(gòu)的運動輸入構(gòu)件作定軸轉(zhuǎn)動,這樣在播種機動力輸入構(gòu)件輪子和轉(zhuǎn)換機構(gòu)的運動輸入構(gòu)件之間,可以采用鏈傳動,帶傳動和齒輪傳動。為了使所設(shè)計的剪草機結(jié)構(gòu)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(yīng)用到播種機械中,會使支撐結(jié)構(gòu)復(fù)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(gòu)。機構(gòu)組成方案如圖2—2所示。
圖2-2 機構(gòu)簡圖
2.7 機構(gòu)的功能及特點
(1) 該機采用地輪—齒輪傳動結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)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(qū)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:586369200mm),質(zhì)量40kg(材料由45鋼制作);
(4) 采用耐用的鑄鋁底盤和結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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(shè)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(shè)計計算說明書 (SS)
3.1 草坪播種機結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計
3.1.1 傳動比的確定
根據(jù)運動學(xué)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:
(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
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(shè)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(shè)計為1m,設(shè)計參數(shù)Rd=0.25m,r=0.1m,H=0.55m。則按式(1)計算出地輪驅(qū)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(shè)人的推力為F=250N,所以兩個地輪上所受力的大小為:F1=F2=125N
地輪提供轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速:n=64r/min
初選8級精度直齒錐齒輪
滾動軸承(球軸承)
齒輪傳動軸承(滾子軸承)
傳動機構(gòu)總效率:0.950.9920.98=0.903
軸上的所傳遞的功率大小為:=4170.99=413(W)
軸上的所傳遞的功率大小為:=4130.950.98=396(W)
軸上的轉(zhuǎn)速大小為:=147.69(r/min)
軸上的轉(zhuǎn)速大小為:=443.09(r/min)
3.2 圓錐齒輪的設(shè)計計算
圓錐齒輪的設(shè)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:
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(shè)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(yīng)力,由參考文獻[1]圖6-32,按齒面硬度中間值260HBS,查得小齒輪。由參考文獻[1]圖6-32,按齒面硬度中間值230HBS查得大齒輪。
(3)確定壽命系數(shù)ZN。由題意可知:ZN1=ZN2=1。
(4)許用應(yīng)力由參考文獻[1]表6-9查得,SHmin=1。由參考文獻[1]式(6-20)得
(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(zhuǎn)矩T1
(7)齒寬系數(shù)。取。
(8)節(jié)點區(qū)域系數(shù)。。
(9)確定材料系數(shù)。由參考文獻[1]表6-11查得。
2)計算和
(1)小輪大端分度直徑
(2)小齒輪齒寬中點的分度圓直徑
(3)圓周速度:
故8級精度合適。
3.2.3計算齒輪的主要尺寸
1)模數(shù)
圓整取。
2)實際大端分度圓直徑
3)錐距
4)齒寬
5)分度圓錐角和
,
6)當量齒數(shù)
3.2.4驗算輪齒彎曲疲勞強度
(1)確定極限應(yīng)力。由參考文獻[1]圖6-34,按齒面硬度中間值260HBS,查得小齒輪,由參考文獻[1]圖6-34,按齒面硬度中間值230HBS,查得大齒輪。
(2)確定壽命系數(shù)YN1和YN2,由題意可知:YN1 =YN2=1。
(3)確定最小安全系數(shù)。查參考文獻[1]表6-9得。
(4)確定許用應(yīng)力。
(5)復(fù)合齒形系數(shù)和。查參考文獻[1]表6-12得
,
(6)計算彎曲應(yīng)力:
所以齒輪彎曲強度足夠。
3.3 軸的設(shè)計計算
3.3.1軸Ⅰ的設(shè)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,=640MPa
(2)初步估算軸徑
按扭轉(zhuǎn)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,將軸徑增大5%,即dmin=(16.341.05)mm=17.15mm,取dmin=18mm
(3)軸Ⅰ的結(jié)構(gòu)設(shè)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。
① 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。
② 考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性
考慮到軸的結(jié)構(gòu)工藝性,在軸的左端和右段均制成倒角
(4)軸Ⅰ的強度演算
經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)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(zhuǎn)矩:=62224N·mm
齒輪端面分度圓直徑:
圓周力:
徑向力:
軸向力:
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
截面C處的彎矩為:
(N·mm)
(N·mm)
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:
截面C處的彎矩為:(N·mm)
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)
(N·mm)
圖3-4水平面上截面的彎矩及合成彎矩
5)按彎扭合成應(yīng)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
該截面上的計算應(yīng)力:
通過查表可知:
材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理的許用應(yīng)力為,由于,故安全。
3.3.2 軸Ⅱ的設(shè)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,=640MPa
(2)初步估算軸徑
按扭轉(zhuǎn)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,將軸徑增大5%,即dmin=(11.171.05)mm=11.72mm,取dmin=12mm
(3)軸Ⅱ的結(jié)構(gòu)設(shè)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。
① 確定各段軸徑和長度通過確定定位軸肩高度,從上向下取。
③ 考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性
考慮到軸的結(jié)構(gòu)工藝性,在軸的左端和右段均制成倒角
(4)軸Ⅱ的強度演算
經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)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(zhuǎn)矩:=19310.18 N·mm
齒輪端面分度圓直徑:
圓周力:
徑向力:
軸向力:
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
截面C處的彎矩為:
(N·mm)
(N·mm)
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:
截面C處的彎矩為:(N·mm)
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)
(N·mm)
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(yīng)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
該截面上的計算應(yīng)力:
通過查表可知:
材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理的許用應(yīng)力為,由于,故安全。
3.4 葉輪的設(shè)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(jié)構(gòu)和分體鉚接或焊接等工藝方法來實現(xiàn),這也是由其結(jié)構(gòu)特點所決定的。
3.4.1 結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計
圖6-1葉輪形式
如圖所示,離心風(fēng)機的主要結(jié)構(gòu)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:
??前向式──葉片彎曲方向與旋轉(zhuǎn)方向相同, β> 90°(90°~ 160°);
??后向式──葉片彎曲方向與旋轉(zhuǎn)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(shè)葉輪直徑D1=20cm,葉片數(shù)Z按經(jīng)驗公式估計:Z=
D1為葉輪外徑,單位厘米。所以葉片數(shù)取6片。
葉片傾角
3.4.2 驅(qū)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:
(1)
式中:Hth為葉輪壓頭;u為圓周速度;v為徑向速度。飛輪對氣體作功:
(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);TT0為入口全溫;為容積效率。
設(shè)葉輪入口處風(fēng)速為v1m=16m/s,=0.75,則入口全溫:
由(2)式:
3.167(KW)
4.22(KW)
如果葉輪的效率=0.54,則軸功率:
Ls=Lt/0.54=7.81(KW)
由,得293K時氣體重度,故驅(qū)動葉輪所需軸功率L為:
0.3338(KW)
,故符合設(shè)計功率。
3.5 地輪的構(gòu)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(shè)有凸出物使得長軸在寬鐵環(huán)內(nèi)只能轉(zhuǎn)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(shè)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(shè)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(shè)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,確定的絲桿直徑應(yīng)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.
②強度校核
鍵材料用45鋼,查表得許用應(yīng)力,
鍵的工作長度,按公式得擠壓應(yīng)力:
雖然略大于,但齒輪與軸是采用過盈配合,靠聯(lián)接擦力傳遞部分轉(zhuǎn)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(jié)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。
4.2 播種時應(yīng)注意的事項
(1)草坪床應(yīng)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(yīng)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(fēng)扇的設(shè)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(guān)規(guī)定,對其進行標注化審查,結(jié)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(shè)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(shù)文件的審查
(1) 產(chǎn)品的技術(shù)文件名稱、術(shù)語符合ZB/TJ01和0351-90《產(chǎn)品圖樣及設(shè)計文件術(shù)語》及有關(guān)標準的規(guī)定。
(2) 量和單位符合GB3100—GB3102-93的規(guī)定。
(3)技術(shù)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(dǎo)則》的規(guī)定。
(4)技術(shù)文件的完整性符合JB/T5054.5-2000《產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件完整性》的規(guī)定及農(nóng)機部門的有關(guān)具體要求。
5.3 標注件的使用情況
本設(shè)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(guān)規(guī)定。
5.4 審查結(jié)論
經(jīng)過對播種機裝置和傳動設(shè)計的標準化審查,認為該設(shè)計基本貫徹了國家最新頒發(fā)的各種標準,圖紙和設(shè)計文件完整齊全,符合標準化得要求。
6 結(jié) 論
6.1 機構(gòu)的創(chuàng)新點
(1) 從機構(gòu)運動的功能出發(fā),按變異—組合法和類比法完成機構(gòu)的構(gòu)件和設(shè)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(shè)計的可行性,然后進行樣機制作;
(3) 無引擎驅(qū)動,節(jié)省能源,無污染(噪音、廢氣),采用綠色環(huán)保設(shè)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(gòu)(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(yīng)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。
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致 謝
在設(shè)計過程中,得到了崔清亮老師的親切關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)。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(fēng),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(shù)學(xué)院的老師們,在四年學(xué)習(xí)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(xué)知識并且可以簡單應(yīng)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(guān)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(fù)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(xué)們指正,謝謝!
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