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中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目 手推式花生播種機(jī) 系 別 工程技術(shù)系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名 冷鵬月 學(xué) 號(hào) 05211638 指導(dǎo)教師 趙曉順 職 稱 副教授 2015 年 04 月 20 日 手推式花生播種機(jī) 摘 要 本設(shè)計(jì)是根據(jù)國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)播種機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，本著良好實(shí)用性、適應(yīng)性和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于操作的原則，從而設(shè)計(jì)的一種新式手推式花生播種機(jī)。該機(jī)在結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點(diǎn)，能適應(yīng)多種田地的播種。小到1-2分大的田塊，大到上百畝的田塊，不管是平壩、還是淺丘地區(qū)；無(wú)論是板結(jié)的土質(zhì)，還是疏松的土質(zhì)都能適應(yīng)。本設(shè)計(jì)著重考慮了播種機(jī)的原理，包括鏈條鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、排鐘排肥機(jī)構(gòu)、種箱、地輪、壓土輪、覆土器、開溝器和整體機(jī)架組成。從機(jī)器運(yùn)動(dòng)的功能出發(fā)，按類比法以及變異—組合法完成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件和設(shè)計(jì)，使結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，噪音小、無(wú)污染，使用方便靈活的特點(diǎn)，適合一般土地環(huán)境的播種。采用手推提供動(dòng)力，無(wú)需引擎驅(qū)動(dòng)，達(dá)到了節(jié)能環(huán)保的目的，而且使用安全、可靠，便于維護(hù)。 關(guān)鍵詞：花生播種； 播種機(jī)； 手推。 Abstract This design is based on the development trend of domestic and foreign agricultural seeder. With the principle of good practicability, adaptability ，simple structure and easy to operate , so design a new type of hand push peanut planter.。The advantage of this machine in structure is the ability of adapting to many field to planting.It can adapt range from 1-2?patch of land to hundred patch of land, from plain dam to shallow hill area， from the harden soil to loose soil.This design mainly considers the principle of the planter, including chain sprocket drive mechanism, bells distributing mechanism, types of boxes, wheel, soil pressure wheel, turns the soil, opener, and the overall frame.Starting from the function of machine movement and according to the analogy method and variation - combination to complete body components and design.It makes compact structure ,small volume , low noise,and no pollution . Using conveniently and flexibly is suited to the planting of general land environment.Using hand push power without the engine drive achieve the purpose of energy conservation and environmental protection,.And It is used safely, reliably, and easy to maintain. Keywords peanuts seeding； planter； hand-push。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院2015屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 目 錄 1 1引言 3 1.1本設(shè)計(jì)的研究背景和意義 3 1.1.1本設(shè)計(jì)的研究背景 3 1.1.2本設(shè)計(jì)的研究意義 4 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 5 1.2.1國(guó)內(nèi)發(fā)展概況 5 1.2.2 國(guó)外發(fā)展概況 5 2手推式花生播種機(jī)的設(shè)計(jì)要求 6 2.1 關(guān)于題目的具體要求 6 2.2 關(guān)鍵問(wèn)題及解決方案 6 2.3 解決思路及方案 6 3 播種機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 3.1 播種機(jī)的整體結(jié)構(gòu) 7 3.2.選擇傳動(dòng)方案 8 3.2.1 傳動(dòng)方案的比較 8 3.2.2傳動(dòng)方案的確定 8 3.3地輪的設(shè)計(jì) 8 3.4 排種排肥機(jī)構(gòu)箱體的設(shè)計(jì) 9 3.5 排種器設(shè)計(jì) 10 3.5.1 排種器的設(shè)計(jì)要求 10 3.5.2排種器的結(jié)構(gòu)確定 11 3.6 排肥器 11 3.6.1排肥器主要排施化肥的種類 11 3.6.2幾種化肥的主要技術(shù)特性 11 3.6.3 排肥器的要求 12 3.7開溝器 12 3.7.1 開溝器的設(shè)計(jì)要求 12 3.7.2開溝器的工作性質(zhì) 12 3.7.3開溝器根據(jù)其結(jié)構(gòu)類型不同，可以分為兩大類 13 3.8輸種管 13 3.8.1輸種管的參數(shù) 13 3.8.2輸種管的類型 14 3.8.3輸種管的尺度和傾斜角度 14 3.9壓土輪 14 3.9.1壓土輪的設(shè)計(jì)要求 14 3.9.2 壓土輪的結(jié)構(gòu)和工作原理 14 3.10種箱、肥箱 15 3.10.1 種箱、肥箱的設(shè)計(jì)要求 15 3.10.2 種箱、肥箱容量計(jì)算 16 3.10.3 種箱、肥箱結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 16 3.11 機(jī)架 17 3.11.1 設(shè)計(jì)步驟 17 3.12覆土器 18 4 設(shè)計(jì)計(jì)算部分 18 4.1鏈輪的設(shè)計(jì) 18 4.1.1 鏈輪的設(shè)計(jì) 18 4.1.2 備用鏈輪的設(shè)計(jì) 20 4.2軸的設(shè)計(jì) 22 4.2.1 從動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 22 4.2.2主動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 26 4.3鍵的強(qiáng)度校核 27 5 播種機(jī)的保養(yǎng)與注意事項(xiàng) 27 5.1 播種機(jī)的保養(yǎng) 27 5.2 注意事項(xiàng) 27 6 結(jié) 論 28 參考文獻(xiàn) 29 致 謝 30 1引言 近年來(lái)，隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人民不斷地提高生活水平,人們?cè)絹?lái)越注重生活的質(zhì)量和身體的健康，開始大量的食用植物油。從而導(dǎo)致了國(guó)內(nèi)油料供給不足，對(duì)國(guó)際油料市場(chǎng)的依賴性也日益增強(qiáng)。伴隨著人民生活水平和城市化率的不斷提高,對(duì)油料作物的消費(fèi)需求必然會(huì)進(jìn)一步釋放。所以，大力發(fā)展和種植油料作物來(lái)提高食用油自給量就顯得尤為重要。其中，花生是最主要的油料作物。它出油率高，對(duì)土壤土質(zhì)要求低，適合沙土地種植，經(jīng)濟(jì)效益好。因此,大力發(fā)展花生生產(chǎn)對(duì)于穩(wěn)定中國(guó)油料產(chǎn)業(yè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義。 在農(nóng)業(yè)發(fā)揮中，播種機(jī)是一個(gè)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。因?yàn)檗r(nóng)業(yè)本身的特殊性，在每年春季的播種期內(nèi)必須完成播種，并需要同時(shí)完成播種和施肥，還要使種子能夠良好的生長(zhǎng)和發(fā)育。因此，播種機(jī)的質(zhì)量好與壞，將直接影響農(nóng)作物的出苗率和生長(zhǎng)情況，從而直接影響農(nóng)作物的產(chǎn)量。本次設(shè)計(jì)的課題為手推式花生播種機(jī)，它不但滿足以上要求，還可以進(jìn)行精密播種，使種子在田地里合理分布，株距均勻，排鐘量相等，播種溝深一致。同時(shí)，播種機(jī)在保證農(nóng)作物產(chǎn)量的前提下大大的提高了工作效率，節(jié)省了大量的人力物力。 1.1本設(shè)計(jì)的研究背景和意義 1.1.1本設(shè)計(jì)的研究背景 雖然我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó)，但是我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)還是處于比較落后的階段。從上世紀(jì)八十年代末開始，我國(guó)就開始研發(fā)和生產(chǎn)播種機(jī)。但由于種子的質(zhì)量，耕地的條件，機(jī)械制造生產(chǎn)水平和機(jī)械價(jià)格等多種因素的制約，我國(guó)當(dāng)時(shí)主要研發(fā)、生產(chǎn)和推廣的是半精密播種機(jī)。九十年代中期以來(lái)，為了滿足農(nóng)業(yè)作業(yè)的更高需求，我國(guó)大力研發(fā)和生產(chǎn)精密播種機(jī)。當(dāng)時(shí)，受到國(guó)情、農(nóng)民的認(rèn)知程度以及播種的作物種類等原因的限制，我國(guó)主要研發(fā)和生產(chǎn)的都是主要種植作物的播種機(jī)，如玉米播種機(jī)。高粱播種機(jī)等。只有到了兩千年以后，人們才研發(fā)和生產(chǎn)花生播種機(jī)。原始的花生種植方法是人工開溝，人工播種， 人工施肥，人工覆土等一些列播種程序。不僅效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、而且播種質(zhì)量不易控制，造成花生產(chǎn)量低，人工成本高，總體效益過(guò)低；雖有部分地區(qū)采用簡(jiǎn)單機(jī)械進(jìn)行播種，但易出現(xiàn)漏播現(xiàn)象，造成缺苗、斷壟，影響產(chǎn)量及效益。又由于春耕的時(shí)間有限，這樣就限制了花生的大面積種植。在這樣的社會(huì)背景下，我國(guó)開始研發(fā)和生產(chǎn)花生播種機(jī)。起初，為了滿足大面積的花生種植，提高工作效率。我國(guó)主要研發(fā)和生產(chǎn)的都是有由大型、中型機(jī)械提供動(dòng)力的大型、中型的花生播種機(jī)。該播種機(jī)由相應(yīng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械提供動(dòng)力，可以多行播種，播種速度快，效率高，大大的滿足了人們種植花生的需求。近年來(lái)，隨著人們環(huán)保、安全和健康意識(shí)的增強(qiáng)，人們都想吃到自己親自種植的花生。因?yàn)槭亲约倚枰?，并不需要大面積的種植，大費(fèi)周折。人們只想在一些小范圍或閑暇的地方種植一些花生，只要滿足自家的需要即可。因此，人們就會(huì)利用一下地邊、地角、山坡、懸崖邊等一些小的地方。進(jìn)行花生種植。但是這些地方不能使用大型、中型花生播種機(jī)。但為了滿足機(jī)器播種的要求，提高工作效率，節(jié)省人力物力，我研究和設(shè)計(jì)了手推式花生播種機(jī)。 1.1.2本設(shè)計(jì)的研究意義 手推式花生播種機(jī)的研究與設(shè)計(jì)，主要就是針對(duì)小范圍的地方，不適合大型、中型播種機(jī)工作的耕地。手推式花生播種機(jī)由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、排鐘排肥機(jī)構(gòu)，地輪、壓土輪，開溝器、種箱肥箱、整體支架等其他一些輔助機(jī)構(gòu)組成。它可以同時(shí)播種和施肥，可以根據(jù)要求改變播種距離和播種深度。它的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是由鏈輪、鏈條、地輪、軸、排鐘排肥機(jī)構(gòu)組成。首先，由人提供動(dòng)力，推動(dòng)播種機(jī)向前工作，地輪向前滾動(dòng)，地輪滾動(dòng)帶動(dòng)地輪結(jié)構(gòu)中間的鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，然后由鏈條傳遞動(dòng)力，帶動(dòng)排鐘排肥機(jī)構(gòu)的鏈輪進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，促使后面的兩個(gè)從動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)排種器和排肥器轉(zhuǎn)動(dòng)。使種子和肥料落入下面的箱體內(nèi)，再由輸送管把種子和肥料播撒在開溝器開出的土溝內(nèi)，然后覆土器把開溝器開出的濕土回填，隨著花生播種機(jī)的前進(jìn)，壓土輪跟上對(duì)種溝進(jìn)行碾壓。這樣，播種機(jī)就完成了這個(gè)播種工作。 與傳統(tǒng)的播種模式相比，手推式花生播種機(jī)可以進(jìn)行精密播種，實(shí)現(xiàn)單粒精播，不但節(jié)約了大量的種子，還不需要進(jìn)行二次間苗，節(jié)省了大量的人力物力；還可以根據(jù)種植、耕地地形的要求，進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，可以改變播種的株距，播種的深度，給種子提供良好的生長(zhǎng)條件；它在工作時(shí)，由一個(gè)人提供動(dòng)力就可以，不需要太多的人。 手推式花生播種機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作維修方便，可以自由調(diào)節(jié)扶手高度，適合各種人群使用，同時(shí)它質(zhì)量輕便，易搬運(yùn)，適應(yīng)多種地形。尤其像我國(guó)南方如云南、貴州等多山地區(qū)。而且，我國(guó)南方的大多省份多高山，可用的耕地面積很少，大部分耕地都分布在山坡或山頂上。并且土質(zhì)貧瘠，非常適合花生的種植。手推式花生播種機(jī)的出現(xiàn)和投入使用，大大的提高了工作效率，節(jié)省了大量的人力物力，更加滿足了人們的生活需求。 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況 在當(dāng)前的國(guó)際形勢(shì)下，農(nóng)業(yè)的發(fā)展正向著機(jī)械化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，農(nóng)業(yè)的國(guó)際化已經(jīng)是一個(gè)基本趨勢(shì)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)械技術(shù)的不斷提升，農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)也得到了很大的提升和改變，改變了傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)作業(yè)模式，使農(nóng)業(yè)作業(yè)得到了進(jìn)步和升級(jí)。 1.2.1國(guó)內(nèi)發(fā)展概況 我國(guó)人口是全世界的四分之一，并且我國(guó)有九億左右的農(nóng)民，是一個(gè)名副其實(shí)的農(nóng)業(yè)大國(guó)，我國(guó)農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展對(duì)我國(guó)的國(guó)家政治穩(wěn)定非常重要，對(duì)人民的安居樂業(yè)影響也是很大。自從我國(guó)加入WTO以來(lái)，對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展也是越來(lái)越重視，政府不斷頒布和下發(fā)和農(nóng)業(yè)相關(guān)的各種條款和政策，因此，農(nóng)業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇也是非常巨大的.目前，我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)相比于其他一些發(fā)到國(guó)家還是比較落后的。伴隨著改革開放的步伐和我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，在農(nóng)業(yè)機(jī)械方面我國(guó)已經(jīng)有了很大的發(fā)展，上升了一個(gè)新的層面。世界上一些發(fā)達(dá)國(guó)家，在很早很早以前就開始研究農(nóng)業(yè)機(jī)械，又因其技術(shù)先進(jìn)，思維開闊，很多發(fā)達(dá)國(guó)家都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化。而我國(guó)的機(jī)械技術(shù)就原本落后于一些發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)的研究和涉入也晚于其他國(guó)家，所以我國(guó)的多數(shù)地區(qū)的農(nóng)業(yè)作業(yè)還是半機(jī)械化或是人工的模式，因此在農(nóng)業(yè)機(jī)械方面，我國(guó)和西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比還是非常落后的。所以說(shuō)，發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)械，對(duì)我國(guó)目前來(lái)說(shuō)還是非常重要的。 目前，我國(guó)的傳統(tǒng)播種形式仍然是以條播為主，它是由小型農(nóng)業(yè)機(jī)械拖拉機(jī)提供動(dòng)力，牽引播種機(jī)前進(jìn)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的條播作業(yè)?，F(xiàn)在全國(guó)有幾百家播種機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，其中很大一部分企業(yè)還是主要生產(chǎn)由小型拖拉機(jī)提供動(dòng)力牽引的小型播種機(jī)。只有十家播種機(jī)生產(chǎn)企業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)由大型或中型拖拉機(jī)提供動(dòng)力牽引的大型播種機(jī)。近幾年，聯(lián)合作業(yè)播種機(jī)在我國(guó)市場(chǎng)上發(fā)展也是很快的，它主要的種類有播種-施肥聯(lián)合作業(yè)機(jī)，耕作-播種聯(lián)合作業(yè)機(jī)，松土—施肥—覆膜—穴播聯(lián)合作業(yè)機(jī)和施水—播種聯(lián)合作業(yè)機(jī)等。雖然我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展技術(shù)已經(jīng)有一段很長(zhǎng)的歷史，但是我國(guó)的主要研究還是自動(dòng)化半精密播種機(jī)，隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展，全自動(dòng)精密播種機(jī)的發(fā)展將會(huì)是農(nóng)業(yè)作業(yè)的發(fā)展主題。我國(guó)已經(jīng)開始了精密播種機(jī)的研發(fā)和生產(chǎn)，并且取得了一定的效果。為了增加農(nóng)民收入，黨中央頒布和下發(fā)了一系列相關(guān)的政策，并進(jìn)行落地實(shí)施。隨著黨中央對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展的力度加大，精密播種機(jī)的研發(fā)和生產(chǎn)得到了飛速發(fā)展。不斷提升精密播種技術(shù)，針對(duì)不同的農(nóng)作物，機(jī)械農(nóng)業(yè)專家通過(guò)試驗(yàn)或是理論數(shù)據(jù)的推理，根據(jù)種子的物理特性設(shè)計(jì)了不同的播種、排種方式。大大的提高了播種機(jī)的工作通用性和適用性。 1.2.2 國(guó)外發(fā)展概況 國(guó)外農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)的水平和特點(diǎn)，其中主要以歐美國(guó)家為代表的經(jīng)濟(jì)發(fā)到的國(guó)家，這些國(guó)家的農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)的技術(shù)已經(jīng)是非常的先進(jìn)并且足有一定的典型性。 近年來(lái)，國(guó)外很多發(fā)達(dá)的在不斷地改進(jìn)和發(fā)展播種機(jī)。一，不斷改變和更新播種機(jī)的工作原理，對(duì)播種機(jī)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行完善。二，提高機(jī)械技術(shù)，保證播種機(jī)工作性能良好。三，注重并提高播種機(jī)具的使用通用性和適應(yīng)性。例如可以通過(guò)改變排鐘器的種類來(lái)滿足不同農(nóng)作物的播種需求，可以通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的變速調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)播種株距。為了適應(yīng)的地形、不同的土壤結(jié)構(gòu)，配備了相應(yīng)的開溝器和壓土輪。可以通過(guò)改變種箱和肥箱的大小及其變速結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)播種量和施肥量。設(shè)計(jì)和生產(chǎn)不同系類型號(hào)的播種機(jī)，來(lái)滿足不同型號(hào)的拖拉機(jī)的使用。為了提高工作效率，提高播種機(jī)的作業(yè)速度或是增大播種機(jī)的工作幅寬。目前在國(guó)外，精密播種機(jī)的技術(shù)已經(jīng)是非常的成熟，在精密播種機(jī)上不但配備了聯(lián)合播種和施肥機(jī)構(gòu)，還配備了一些輔助裝置，如撒農(nóng)藥裝置、整地裝置等等。并且其排種排肥裝置都更換了新的工作原理。 目前，世界上的播種機(jī)機(jī)型各種各樣，市場(chǎng)上有可供選擇的機(jī)型也很多。其中，國(guó)外的播種機(jī)在向大型、高效、電子控制機(jī)械的方向發(fā)展。其播種機(jī)主要工作方式為氣力式(氣吹、氣吸)，該播種機(jī)工作幅度很寬，工作速度很快，農(nóng)業(yè)作業(yè)效率非常高。 2手推式花生播種機(jī)的設(shè)計(jì)要求 2.1 關(guān)于題目的具體要求 （1）設(shè)計(jì)有創(chuàng)新性，各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)合理。 （2）零件圖，裝配圖要詳盡，可以清楚的表達(dá)出各部件間的關(guān)系。 （3）零件圖，裝配圖要符合國(guó)際的詳細(xì)工程圖。 （4）使用CAD軟件，完成各個(gè)零件的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行裝配。 2.2 關(guān)鍵問(wèn)題及解決方案 （1）手推式花生播種機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 （2）播種機(jī)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、排種排肥機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 2.3 解決思路及方案 當(dāng)今農(nóng)業(yè)發(fā)展中，大型、中型的花生播種機(jī)在山坡上、懸崖邊、空間小的地方或進(jìn)行農(nóng)作物套種的地方均不能使用。針對(duì)這種情況，我設(shè)計(jì)出了手推式花生播種機(jī)。該播種機(jī)可以同時(shí)播種和施肥。其主要由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、排肥排鐘機(jī)構(gòu)、地輪、壓土輪、覆土器、開溝器和整體支架組成。 其中，主要的問(wèn)題就是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。在支架的前端裝有一個(gè)地輪，在地輪的中間軸上裝有一個(gè)鏈輪。在與前面鏈輪的同一垂直面上，即排種排肥機(jī)構(gòu)處裝有一組鏈輪。由人提供動(dòng)力，使地輪向前滾動(dòng)，帶動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由鏈條傳遞動(dòng)力，帶動(dòng)后面排鐘排肥機(jī)構(gòu)鏈輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)播種機(jī)的播種和施肥。 毛刷安裝在種箱內(nèi)，控制種子和肥料的播出量。支架的末端裝有斜向推桿，可以自由調(diào)節(jié)扶手的高度。合理的設(shè)計(jì)和安裝輸送管的長(zhǎng)度和角度，使種子和化肥落入種溝時(shí)，與地面的相對(duì)速度很小，保證種子順利的落入種溝內(nèi)且株距均勻。合理的設(shè)計(jì)覆土器和壓土輪，使種子獲得良好的生長(zhǎng)條件。 3 播種機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 播種機(jī)的整體結(jié)構(gòu) 圖3-1 手推式花生播種機(jī) 主要機(jī)構(gòu)：①扶手和機(jī)架 ②種箱/肥箱 ③從動(dòng)鏈輪 ④地輪 ⑤開溝器 ⑥輸送管 ⑦覆土器 ⑧壓土輪 ⑨箱體 主梁、支架： 將各個(gè)零件安裝在上面，并支撐整體。 排種部件： 包括從動(dòng)軸、種箱、排種器和毛刷，實(shí)現(xiàn)種子的單粒平播。 排肥部件： 包括從動(dòng)軸、肥箱、排種器和毛刷，實(shí)現(xiàn)化肥定量的平播 土壤工作部件：包括開溝器、壓土輪及覆土器等。 3.2.選擇傳動(dòng)方案 3.2.1 傳動(dòng)方案的比較 選擇傳動(dòng)方案→引用機(jī)械設(shè)計(jì)排肥排種系統(tǒng)工作的動(dòng)力均來(lái)自于地輪，一組傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳到排肥機(jī)構(gòu)。常見的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)等。 (1) 齒輪傳動(dòng)：主要優(yōu)點(diǎn)，瞬時(shí)傳動(dòng)比較恒定，工作平穩(wěn)性價(jià)高，傳動(dòng)比變化范圍大，傳動(dòng)功率范圍大，傳動(dòng)效率高。缺點(diǎn)：運(yùn)轉(zhuǎn)中有振動(dòng)、沖擊和噪聲，并且產(chǎn)生動(dòng)載荷，無(wú)過(guò)載保護(hù)。傳動(dòng)距離大時(shí)對(duì)齒輪價(jià)格較高。 (2) 帶傳動(dòng)：帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，能緩沖減振。維護(hù)容易，不需潤(rùn)滑，價(jià)格低廉，可以在長(zhǎng)距離間傳遞動(dòng)力，摩擦型帶傳動(dòng)能過(guò)載打滑，運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲低，但傳動(dòng)比不準(zhǔn)確，適用速度一般在15r/s以上，不適于播種機(jī)的低速運(yùn)轉(zhuǎn) (3)鏈傳動(dòng)：主要優(yōu)點(diǎn) 能在任意的中等軸間距離進(jìn)行定速比的傳動(dòng)，速度無(wú)滑動(dòng)損失，傳動(dòng)比允許較大，能在較為惡劣的條件工作，缺點(diǎn)：價(jià)格較高，速度有波動(dòng)，不平穩(wěn)，鏈接伸長(zhǎng)后運(yùn)轉(zhuǎn)不易平穩(wěn)，易跳齒。 3.2.2傳動(dòng)方案的確定 由于肥箱種箱安裝在機(jī)架后面，地輪與排種排肥機(jī)構(gòu)之間傳動(dòng)距離比較大，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)暴漏在空氣中，工作環(huán)境不好，而且播種機(jī)的工作速度相對(duì)較低，故采用鏈傳動(dòng)。 3.3地輪的設(shè)計(jì) 根據(jù)人機(jī)工程學(xué)原理，播種機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分不能大于400mm，如圖3-2所示，所以設(shè)計(jì)地輪外徑為380mm，由于在地輪的一端側(cè)壁上安裝有一個(gè)鏈輪，所以后側(cè)應(yīng)有一定的寬度。故取在裝有鏈輪的一側(cè)寬度取值為25mm，另一側(cè)為20mm，整體寬度為177mm。 圖3-2 地輪 3.4 排種排肥機(jī)構(gòu)箱體的設(shè)計(jì) 首先，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和實(shí)際應(yīng)用的可行性,設(shè)計(jì)箱體結(jié)構(gòu)如圖3-3所示，在排鐘排肥機(jī)構(gòu)的箱體下面應(yīng)設(shè)計(jì)成有一定的坡度，排種器應(yīng)與箱體內(nèi)壁具有一定的間隙，這樣可以使種子順利的落入在箱體下面的排種導(dǎo)管內(nèi)，不會(huì)對(duì)種子的表面造成損壞。同時(shí)箱體應(yīng)該有一定的厚度，可以承受住播種機(jī)在工作時(shí)外部帶來(lái)的載荷。應(yīng)為播種機(jī)是有人提供動(dòng)力，作業(yè)速度低，不會(huì)對(duì)箱體有太大的載荷，所以排鐘排肥機(jī)構(gòu)的箱體用硬質(zhì)塑料制造即可。 箱體的結(jié)構(gòu)： 圖3-3 箱體 3.5 排種器設(shè)計(jì) 3.5.1 排種器的設(shè)計(jì)要求 精密播種可以節(jié)省種子，避免間苗，減少了二次勞動(dòng)量。同時(shí)可以進(jìn)行平均播種，使丙幼苗間距相等，達(dá)到苗齊、均勻。有利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)，同時(shí)還可以提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。其中排種器是達(dá)到精密播種的關(guān)鍵。其工作要求如下： （1）排種均勻穩(wěn)定，排種的性能不受外界影響。每臺(tái)播種機(jī)每一次的排種量要一致。 （2）不能損傷種子，通用性好。 （3）株距調(diào)節(jié)范圍大。 （4）工作穩(wěn)定，不發(fā)生堵塞現(xiàn)象。 3.5.2排種器的結(jié)構(gòu)確定 目前，可進(jìn)行精密播種的機(jī)械的排種器，很多都是孔型排種器，根據(jù)種子的大小、形狀、因素，設(shè)計(jì)出各種型孔，來(lái)實(shí)現(xiàn)精密播種。排種器一般用硬質(zhì)塑料制成，直徑大約為60-130mm。其中型孔可以設(shè)計(jì)成各種形狀，如圓錐形、圓柱形、用圓弧形等。本次設(shè)計(jì)的型孔為圓弧形。 型孔參數(shù)：直徑9-15mm 深度：11-16mm 每孔粒數(shù)：1 結(jié)構(gòu)如圖3-4所示： 圖3-4 排種器 3.6 排肥器 排肥器和排種器的結(jié)構(gòu)相差不大，只是型孔的形狀和尺寸發(fā)生一定的改變。 3.6.1排肥器主要排施化肥的種類 （1）粒狀和粉狀化肥 （2）粒狀復(fù)合肥 （3）自制的顆粒化肥 3.6.2幾種化肥的主要技術(shù)特性 表3-1 肥料名稱 外形 含水率 （百分比） 單位容積質(zhì)量 （克/升） 自然休止角 （度） 尿素 顆粒 720 35° 硫酸銨 顆粒 0.93 943 44° 碳酸銨 結(jié)晶 2.13 1010 35° 碳酸氫銨 粉狀 2.87 920 37° 磷酸銨 晶體 2 840 過(guò)磷酸鈣 粉狀 1.6 880 3.6.3 排肥器的要求 （1）排肥器可以控制施肥量，每畝5-13kg可調(diào)。排肥量穩(wěn)定，不斷條，不堵塞。 （2）通用性好，適用多種肥料。 （3）工作可靠，施肥控制調(diào)節(jié)方便，肥箱剩于肥料便于清理。 （4）各部件耐磨，耐腐蝕。 3.7開溝器 開溝器的作用是在播種機(jī)工作時(shí)，開溝器尖端入土開出種溝，箱體內(nèi)的種子和肥料沿著塑料導(dǎo)管直接落入溝內(nèi)。 3.7.1 開溝器的設(shè)計(jì)要求 （1）入土性能好 （2）入土深度可以調(diào)節(jié)，范圍2-10cm。 （3）力學(xué)性能好。堅(jiān)固耐用。 3.7.2開溝器的工作性質(zhì) （1）在花生播種機(jī)工作時(shí)，要保證開出的種溝深淺相同，溝型整齊并在一條直線上。同時(shí)，要保證開溝器開溝的深度可以調(diào)節(jié)。 （2）開溝時(shí)不能破亂土層結(jié)構(gòu)，不能使種溝內(nèi)的濕土翻到地表，不能將地表的干土帶入溝內(nèi)。種 子落入種溝后，要保證種子和肥料直接落在濕土上。 （3）具有回土功能，使?jié)裢量梢曰靥顚⒎N子和肥料覆蓋，有利于種子的發(fā)芽。 （4）具有良好的工作性能。 （5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于調(diào)整和維修，工作阻力要小，以便減輕工作強(qiáng)度。 3.7.3開溝器根據(jù)其結(jié)構(gòu)類型不同，可以分為兩大類 （1）銳角開溝器 （2）鈍角開溝器 根據(jù)本設(shè)計(jì)的要求，選用銳角式開溝器。其結(jié)構(gòu)如圖3-5所示，其主要由銳角鋼板和輸種管組成。開溝器的尖端一般由硬度較高的65Mn制成，同時(shí)要進(jìn)行熱處理，為了增加其耐磨性，應(yīng)選擇硬度為HRC37-42。 圖3-5 開溝器 3.8輸種管 3.8.1輸種管的參數(shù) 輸種管的作用是將種子從箱體中導(dǎo)出，并使之落入開溝器開出的種溝內(nèi)。輸種管對(duì)種子的均勻排播有很大影響，故輸種管的要求如下： （1）保證種子可以自由下落，保證機(jī)器的均勻性播種。輸種管應(yīng)有足夠大的橫截面積，保證種子落下時(shí)暢通無(wú)阻。 （2）輸種管與開溝器固定一在起，并且能隨著開溝器的升降能自行的升降，不影響種子下滑速度。 （3）要耐腐蝕，耐磨。并擁有適當(dāng)?shù)纳炜s量和彈性。 （4） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，易于生產(chǎn)和維修。 3.8.2輸種管的類型 （1） 金屬管 （2） 橡膠管 （3） 塑料管 這了滿足上述要求，選用塑料作為排種管的材料。 3.8.3輸種管的尺度和傾斜角度 由于各種播種機(jī)的整體結(jié)構(gòu)不同和其工作特點(diǎn)的不同，對(duì)種子的下落速度的要求不同，來(lái)設(shè)計(jì)并確定輸種管的長(zhǎng)度和傾斜角度。為了能夠?qū)崿F(xiàn)精密播種，要保證種子落入土溝內(nèi)時(shí)，種子的速度要非常的小，并以此保證兩株幼苗間的距離均勻性。因此，我們需設(shè)計(jì)成具有一定傾斜角度、離土溝較低的直導(dǎo)管。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，有2/3的種子散落在半徑為20mm的范圍內(nèi)。因此得出，輸種管的直徑應(yīng)在28-40mm范圍之內(nèi)，且應(yīng)該有一定的傾斜角度。 3.9壓土輪 3.9.1壓土輪的設(shè)計(jì)要求 （1）強(qiáng)度要求：0.3-0.5kg/cm3。 （2）轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，不粘土。 （3）壓土輪的寬度稍大于苗幅寬。 （4）高度可以根據(jù)開溝器的深度而過(guò)行相應(yīng)的自我調(diào)節(jié)，同時(shí)在鎮(zhèn)壓后，土壤表面不能發(fā)生鱗狀裂紋。 3.9.2 壓土輪的結(jié)構(gòu)和工作原理 （1）圓柱形壓土輪 （2）凹面壓土輪 （3）圓錐組合壓土輪 本設(shè)計(jì)的壓土輪結(jié)構(gòu)如圖3-6所示，圓柱形壓土輪。 圖3-6 壓土輪 壓土輪的作用是對(duì)覆土器回填的土壤進(jìn)行碾壓，壓實(shí)土壤結(jié)構(gòu)，降低水分蒸發(fā)，保持土壤濕度，保證種子的良好生長(zhǎng)條件。其中，壓土輪對(duì)于干旱地區(qū)的耕種的作用是很大的，由于其自身的重力加上作用在壓土輪上的附加重量，可以對(duì)成塊的土壤進(jìn)行碾碎，有利于土壤對(duì)于水分的吸收和保濕。 3.10種箱、肥箱 3.10.1 種箱、肥箱的設(shè)計(jì)要求 （1）有足夠的含量，來(lái)減少加肥加種的次數(shù)，同時(shí)可以保證一箱種，肥可以播種到地頭。但種、肥箱過(guò)大，會(huì)使整個(gè)箱體自重的增加，也使整個(gè)機(jī)器的牽引阻力增加，所以種箱、肥箱的尺寸要適當(dāng)。另外對(duì)于懸掛式的播種機(jī)來(lái)說(shuō)，使整個(gè)機(jī)器縱向穩(wěn)定性下降。 （2） 箱底板的傾斜角度要大于種、肥的自然何止角，保證種、肥可以完全的進(jìn)入排種器和排肥器內(nèi)，順利的完成播種。 （3）箱體應(yīng)結(jié)實(shí)耐用，耐腐蝕，質(zhì)量輕。同時(shí)在箱體內(nèi)外均涂上油漆。 （4）加種加肥方便，剩于的種、肥容易清理。 3.10.2 種箱、肥箱容量計(jì)算 種、肥箱的容量是根據(jù)播種工作時(shí)的播種量或施肥量、耕地面積和此次播種長(zhǎng)度以及和種子或肥料單位容積等因素來(lái)確定的。工作時(shí)，要保證種子、肥料播撒到可以進(jìn)行再次添加的地頭，而且要保證種子和肥料不能全部播完。否則會(huì)因?yàn)橄潴w內(nèi)的量太少而影響播種機(jī)的性能， 種、肥箱的容量V可用下式確定 V=Qmm×B×L÷（1000t??） 式中：V—肥箱體積、種箱體積 Qmm—最大播量 斤/畝 B—播種機(jī)的工作幅寬 L—種子裝滿能行使的距離 ?—種子箱的充滿系數(shù) T—種子容量 kg/L 3.10.3 種箱、肥箱結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 播種機(jī)上的種、肥箱的幾何形狀有矩形、梯形或圓形。材料有薄鋼板、玻璃纖維、塑料等。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：① 增大容量，減少添加種子、肥的次數(shù)。 ② 采用整體箱結(jié)構(gòu)，為了增加剛度使其與機(jī)架相連。 ③ 種箱、肥箱相互所占的比例可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)以滿足不同的而要。 故種箱/肥箱的結(jié)構(gòu)如圖3-7所示： 圖3-7 種箱/肥箱 3.11 機(jī)架 任何機(jī)械的機(jī)架設(shè)計(jì)都要滿足其工作要求。 （1） 剛度要求 （2）強(qiáng)度要求 （3）穩(wěn)定性要求 （4）美觀 3.11.1 設(shè)計(jì)步驟 （1）對(duì)機(jī)架的形狀，尺寸進(jìn)行初步確定，以保證其內(nèi)外零部件能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 （2）確定制造工藝→焊接、螺栓連接。 （3) 分析載荷情況，機(jī)架上的載荷包括自身重量，各部件重量用各部件運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)載荷。 （4）確定結(jié)構(gòu)形式 (5) 畫出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，如圖3-8所示 圖3-8 機(jī)架 機(jī)架：主要由角鐵、45鋼焊接和螺栓連接而成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。 3.12覆土器 覆土器主要作用：將開溝器開出的濕土回填到種溝內(nèi)，使?jié)裢林苯痈采w在種子和肥料上，讓種子獲得良好的生長(zhǎng)條件。覆土器結(jié)構(gòu)如圖3-9所示： 圖3-9 覆土器 4 設(shè)計(jì)計(jì)算部分 4.1鏈輪的設(shè)計(jì) 4.1.1 鏈輪的設(shè)計(jì) 假設(shè)手推式花生播種機(jī)的功率P=0.24kw 主動(dòng)鏈輪的轉(zhuǎn)速 n1=60r/min 到傳動(dòng)比 i=1 載何平穩(wěn)，中心線垂直布置。 解： 1. 選擇鏈輪齒數(shù) 取主動(dòng)鏈輪的齒數(shù)Z1=17 傳動(dòng)比 i=1。 故從動(dòng)鏈輪齒數(shù) Z2=i×17=1×17=17。 2. 確定計(jì)算功率 由表9-6查得工況系數(shù)Kz=1.52，單排鏈，則計(jì)算功率為 Pca=KAKZP=1.0×1.52×0.24kw=0.36kw 選擇鏈條型號(hào)和尺寸 根據(jù)Pca=0.36kw, n1=60r/min 和Pca ≤Pc ,查圖9-11可選10A-1，查表9-1鏈條節(jié)距為P=15.88mm 3.計(jì)算鏈節(jié)數(shù)和中心距 初選中心距 =（30~50）P =(30-50)×15.88=476.4~794.0mm 取α0 =500mm相應(yīng)的鏈長(zhǎng)節(jié)數(shù)為 Lpo =Z+2 取鏈節(jié)長(zhǎng)數(shù) Lpo=80。 由表9-8，采用線性插值計(jì)算得出中心距計(jì)算系數(shù)f1=0.24578則鏈傳動(dòng)的最大中心距為 Αmax=f1p[2Lp-(Z1+Z2)]=0.24578×15.88×[2×80-(17+17)]mm=491.78mm 4.計(jì)算鏈輪轉(zhuǎn)速V,確定潤(rùn)滑方式。 V= 由V=0.27m/s和鏈條型號(hào)16A-1，查圖9-14可知，應(yīng)采用定期人工潤(rùn)滑。 5.計(jì)算壓軸力Fp 有效圓周力為：Fe=1000P/v=1000×鏈輪水平布置得壓軸力系數(shù)Kfp=1.15，則壓軸力為：Fp=KfpFe=1.15×1333.33N=1533.33N 6.主要設(shè)計(jì)結(jié)論 鏈條型號(hào)10A-1，鏈輪齒Z1=17 Z2=17 鏈節(jié)數(shù) Lp=80 中心距α=490mm 鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸 分度圓直徑d= 查表知d1=10.16 齒頂圓直徑 damin=d+p(1--d1=86.42+15.88×（1--10.16mm=90.65mm Damax=d+1.25P-d1=86.42+1.25×15.88-10.16mm=96.11mm 齒根圓直徑：df=d-d1=86.42-10.16mm=76.26mm 齒高：hamin=0.5(p-d1)=0.5×（15.88-10.16）mm=2.86mm hamax=0.6259-0.5d1+=0.625×15.88-0.5×10.16+=5.59mm 鏈輪的軸向齒廓尺寸 齒側(cè)圓弧半徑：remax =0.12d1 (z+2)=0.12×10.16（17+2）mm=23.16mm remin =0.008d1 (z2+180)=0.008×0.16（172 +180）mm=38.12mm 滾子定位圓弧半徑：rimin =0.505d1 =0.505×10.16mm=5.13mm rimin=0.505d1 +0.069=0.505d1 +0.069mm=5.27mm 滾子定位角： αmax =140°-=140°- =134.7° αmin =120°-=120°-=114.7° 單排： bn=0.95b1 查表知：b1=9.4=0.95×9.4mm=8.93mm 齒側(cè)倒角：ba公稱=0.139=0.13×15.88=2.06° 齒側(cè)半徑：rx公稱=p=15.88mm 齒全寬：bfn=(n-1)pt+bn=8.93mm n 為排數(shù) 圖4-1 鏈輪 4.1.2 備用鏈輪的設(shè)計(jì) 為了使手推式花生播種機(jī)可達(dá)到改變株距的要求，我在后面的排種排肥進(jìn)行了雙層鏈輪的設(shè)計(jì)。即通過(guò)不同的鏈輪的大小，齒數(shù)的不同來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)株距的目的。，由于上面已對(duì)主從鏈輪其中一個(gè)小的從支鏈輪的計(jì)算，該鏈輪的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)已達(dá)到設(shè)計(jì)的技術(shù)要求。為了避免重復(fù)的計(jì)算我下面只計(jì)算出大鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸。 大鏈輪的基本參數(shù)和主要尺寸 選擇大鏈輪齒數(shù)Z=19已知節(jié)距P=15.88mm 分度圓直徑：d= 查表知：d1=10.16mm 齒頂圓直徑：damin=d+p(1- damax=d+1.259-d1=96.48+1.25×15.88-1016mm=106.17mm 齒根圓直徑: df=d-d1=96.48-10.16mm=86.32mm 齒高：hamin=0.5(p-d1)=0.5×（15.88-10.16）mm=2.86mm hamax=0.625p-0.5×d1+=0.62×15.88-0.5×10.16+ 鏈輪的軸向齒廓尺寸： 齒側(cè)圓弧半徑：remax = 0.12d1(z+2)=0.12×10.16（19+2）mm=25.6mm remin = 0.008d1(z2+180)=0.008×10.16（192 +180）mm=43.97mm 滾子定位圓弧半徑：rimax =0.505d1 =0.505×10.16mm=5.13mm rimin=0.505d1 +0.069=0.505d1 +0.069mm=5.27mm 滾子定位角：αmax =140°-=140°- =135.27° αmin =120°-=120°-=115.27° 單排： bn=0.95b1=0.95×9.4mm=8.93mm 查表知 b1=9.4 齒側(cè)倒角：ba公稱=0.139=0.13×15.88=2.06° 齒側(cè)半徑：rx公稱=p=15.88mm 齒全寬： bfn=(n-1)pt+bn=8.93mm n 為排數(shù) 4.2軸的設(shè)計(jì) 4.2.1 從動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 假設(shè)手推式花生播種機(jī)的主動(dòng)軸的功率 p=0.24kw轉(zhuǎn)速 n=60r/min 傳動(dòng)比 i=1 解： 1.求從動(dòng)軸上的功率 p1 轉(zhuǎn)速n1 和轉(zhuǎn)矩 T1 . 若取每級(jí)鏈輪的傳動(dòng)功率（包括軸承效率在內(nèi)）?=0.97 則 p1=? p=0.97×0.24kw =0.233kw 又 n1=n=60×r/min =60r/min 于是 T1=9550000=9550000×N/mm=37086 Nmm 2.求作用在鏈輪上的力 因已知從動(dòng)軸上的鏈輪的分度圓直徑為 d2 =86.42mm 而 Ft ==N =858N Fr =Ft=858×N=279N Fa =Fttanβ=858×tan2.06°=27.6N 3.初步確定軸的最小直徑 先按式（15-2）初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為40Cr。調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)表15-3取Ao=105 ,于是得 Dmin =Ao=105×mm =16.5mm 4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ⑴擬定軸上的裝配方案，現(xiàn)選用如圖4-1所示的裝配方案 ⑵根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在Ⅰ-Ⅱ軸段上擰有螺母,在Ⅴ-Ⅵ軸段上結(jié)構(gòu)也是一樣的,故取 dⅠ-Ⅱ =dⅤ-Ⅵ =18mm 取 LⅠ-Ⅱ=20mm,取 LⅤ-Ⅵ =29mm 在Ⅱ-Ⅲ軸段上，Ⅳ-Ⅴ軸段上套有軸承,取dⅡ-Ⅲ=dⅤ-Ⅵ=20mm,取LⅡ-Ⅲ=14mm,取LⅣ-Ⅴ=14mm.根據(jù)力的作用要求選用滾子軸承6204,其尺寸為d×D×B=20×47×14,在Ⅲ-Ⅳ軸段上裝有排種器,取LⅢ-Ⅳ=100mm,dⅢ-Ⅳ=24mm. (3) 在軸的Ⅴ-Ⅵ軸段上,鏈輪與軸之間采用平鍵連接.由于dⅤ-Ⅵ=20mm,與鏈輪連接部分L=19mm,查表6-1,平鍵的種類和尺寸,b×h×l=6×6×12. 取用配合H7/n6. (4) 確定軸上倒角尺寸. 參考表15-2,取軸的倒角為C2.. 圖5-1 從動(dòng)軸 5 求軸上的載荷 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖做出軸的簡(jiǎn)單計(jì)算，可知 FNH1=165.57N, FNH2=692.43N FNV1=560N FNV2=170N 總彎矩：M1=42309.7N?mm M2=37387.1N?mm 6 抗彎矩合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 在進(jìn)行校核時(shí)，通常校核承受最大彎矩和扭矩的界面（寄危險(xiǎn)界面C）的強(qiáng)度。根據(jù)式（15-5）及以上的數(shù)據(jù)及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭矩切應(yīng)力為脈沖循環(huán)變應(yīng)力。取α=0.6，軸的計(jì)算應(yīng)力 =MPa=59.75MPa 前已選定軸的材料為40Cr,調(diào)制處理。由表15-1差得【σ-1】=70MPa,因此σca<【σ-1】 7 精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 （1）截面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ只受扭矩作用，雖有鍵槽和過(guò)度配合所引起的應(yīng)力集中將削弱軸的疲勞強(qiáng)度。但是由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度力寬裕確定的，所以截面Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均不需要校核。 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度來(lái)看，截面Ⅳ所引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，故對(duì)截面Ⅴ進(jìn)行力的校核。 （2） 截面Ⅴ左側(cè) 抗彎截面系數(shù)：W=0.1d3=0.1×203mm3=800mm3 抗扭截面系數(shù): W=0.2d3=0.2×203mm3=1600mm3 截面Ⅴ左側(cè)的彎矩 M=42309.7 ×N?mm=18510N?mm 截面Ⅴ上的扭矩：T1=37086 N?mm 截面上的彎曲應(yīng)力：σb ==Mpa =23.12Mpa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：τ==Mpa =23Mpa 軸的材料為40Cr 調(diào)質(zhì)處理 由表15-1查得σβ=700Mpa σ-1 =335Mpa τ-1=185Mpa 截面上形成的理論應(yīng)力集中系數(shù),按附表3-2查取.因 ==0.11==1.11經(jīng)插值后可查得ασ=1.59 ,ατ=1.56又由附圖3-1查得軸的材料敏感系數(shù)為qσ =0.7 ,qτ=0.75故有效應(yīng)力集中系數(shù)按式 （附3-4）為 Rσ =1+0.7×（1.59-1）=1.42 Rτ =1+0.75×(1.56-1)=1.42 由附圖3-2得尺寸系數(shù)qσ =0.75,由附圖3-3得扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)qτ=0.92,軸按磨削加工。由附圖3-4得表面系數(shù)為βσ=βτ=0.9 由未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即βσ=1 則按式（3-12）及式（3-14b)，列綜合系數(shù)為 Kσ=+-1=+-1=1.89 Kτ=+-1=+-1=1.89 又由ξ3-1及ξ3-2得特性系數(shù)為 φσ=0.1~0.2 取φσ=0.1 Φσ=0.05~0.1 取φσ=0.05 于是計(jì)算安全系數(shù)Sca 值，按式（15-6）—（15-8）則得 Sσ = ==7.67 Sτ ===10.92 Sca ===6.37≥1.5 故可知其安全。 同截面V右側(cè) 抗彎載面系數(shù) W=0.1d3=0.1×183mm2 =583.2mm2 Wτ =0.2d3 =0.2×183mm3 =1166.4mm3 彎矩M及彎曲應(yīng)力為 M=42309.7×N?mm=18510N?mm σb ==Mpa=31.80Mpa 由附表3-8用插值法術(shù)出，并取=0.8，于是得=2.8， =0.8×2.8=2.24 故得綜合系數(shù)為Kσ= +-1=2.8+-1=2.91 Kτ=+-1=2.24+-1=2.35 Sσ=σ-1/(Kσ?εσ+φσ?σm)=335÷(2 .91×15.87+0.1×0)=7.25 Sτ=τ-1/(Kτ?Fτ+φτ?τm)=185÷(2.35×14.00÷2+0.05×14.00÷2)=11.01 Sca=Sσ?Sτ/=3.25×11.01/=6.06≧S=1.5 故安全。 由于軸在截面Ⅴ右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。因本設(shè)計(jì)無(wú)大的瞬時(shí)過(guò)載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱性。故可以略去靜強(qiáng)度校核。 由于排肥器的軸與排種器的軸上所受力的要求和結(jié)果都是一樣的，故不再需要重復(fù)計(jì)算。把兩根軸設(shè)計(jì)成一個(gè)結(jié)構(gòu)即可。 4.2.2主動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 已知手推式花生播種機(jī)的功率P=0.24kw，轉(zhuǎn)速n=60r/min, 解： 1 軸的功率 P=0.24kw 轉(zhuǎn)速n=60r/min 轉(zhuǎn)矩T1=9550000=9550000×N?mm=38200N?mm 2 確定軸的最小直徑 先按式（15-2）初步估算軸的最小直徑，選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)15-3，取A0=105，于是得： dmin=A0=105×mm=16.67mm 主動(dòng)軸的最小直徑是安裝螺母的直徑。 3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，在軸的中間部分設(shè)計(jì)成和自行車后輪中軸結(jié)構(gòu)一樣的軸的結(jié)構(gòu)，在兩個(gè)軸承之間有一個(gè)帶凸輪的套筒，軸承在套筒的內(nèi)部?jī)啥恕Ｔ谳S的Ⅳ-Ⅴ上裝有軸承，在Ⅴ-Ⅵ的軸段上裝有一個(gè)鏈輪。鏈輪的內(nèi)徑稍大于軸的直徑，同時(shí)用螺母把鏈輪固定在中間套筒的凸輪上。這樣，就使鏈輪和套筒連為一體，就實(shí)現(xiàn)了地輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)套筒轉(zhuǎn)動(dòng)，套筒帶動(dòng)鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)。 源于本設(shè)計(jì)，主動(dòng)軸是固定不動(dòng)的，只是軸承、鏈輪在進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，所以主動(dòng)軸受到的扭轉(zhuǎn)毅力非常小，可以忽略不計(jì)。喲與鏈輪、套筒和軸承的自重對(duì)軸產(chǎn)生的壓力也非常小?？梢院雎圆挥?jì)。故主動(dòng)軸不需要再進(jìn)行重復(fù)的校核?，F(xiàn)在主動(dòng)軸的尺寸完全可以復(fù)合設(shè)計(jì)的要求。 4.3鍵的強(qiáng)度校核 已知鏈輪的軸徑d=18mm,T=37086N?mm 1 選擇鍵連接的類型和尺寸 一般8級(jí)以上的鏈輪有定心精度要求，應(yīng)選用平鍵連接。由于鏈輪不在軸端，故選用源頭平鍵（A). 參考軸的直徑d=18mm，從表6-1中查得鍵的截面尺寸為：b×h×l=6×6×13 2 校核鍵連接的強(qiáng)度 由表6-2許用擠壓應(yīng)力[σp]=110MPa.鍵的工作長(zhǎng)度為12mm,由式（6-1）可得 σp==MPa=105.