畢業(yè)論文手扶六行機動插秧機的設計

1、第一章 引言 水稻是我國三大糧食作物之一，終止面積約占我國糧食作物總面積的三分之一，因此，水稻在我國國民經(jīng)濟中占有著極其重要的地位。然而，水稻種植機械化問題越發(fā)成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化的瓶頸，成為制約我國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展的主要障礙，第十個五年計劃，水稻機械化問題將成為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要解決的重中之重的問題。目前機械化種植工藝主要有拋秧、擺秧、旱直播、插秧四種，而前三種均在試驗階段，至今不算成熟，有些還有地域局限性，在機械化插秧工藝中也唯有插秧中、小苗工藝屬于成熟工藝?，F(xiàn)在，中、小苗插秧工藝及其設備均得到政府的大力推廣，所以，發(fā)展機動插秧機遇到了前所未有的大好機遇。目前國內(nèi)同類型的機型不多，國產(chǎn)插秧機以吉

2、林某插秧機廠生產(chǎn)的2ZT935型乘騎式插秧機為代表，進口的以日本洋馬，韓國東洋系列為代表。通過比較可知目前國內(nèi)生產(chǎn)的插秧機主要存在以下缺陷：1）整機故障率高，在試用期間基本上幾天就要發(fā)生一次故障；2）前面一輪驅動的三輪式插秧機，附著重量不夠，操作性能不好，而且整體結構顯得不夠緊湊，造型也顯粗糙和缺乏整體感；3）仿形機構不太靈活，導致插秧深度一致性差，容易產(chǎn)生浮秧現(xiàn)象。國外插秧機性能大大優(yōu)于國產(chǎn)插秧機，基本上不存在上述問題。在調查使用者談到機插苗剛剛插好時，看上去好象太稀和，基本苗不夠，但機插苗發(fā)得快，分多，插好后一個月就可看出苗長勢好于手插苗；此外，機插苗行距大，通風透氣性好，抗病力強，秸桿相

3、對粗壯，抗倒伏能力強得多。結合調查研究并在張瑞宏老師的指導下，我們設計出適合我國國情的一款新型插秧機。該機的主要特點是：在手扶步行式插秧機上實現(xiàn)六行插秧，利用同樣的生產(chǎn)成本可以比現(xiàn)有手扶機型插秧效率增加30%；行距由30cm降為22cm，保證單位面積基本苗，更加符合中國國情和土地肥力情況，也更加符合中國農(nóng)民的習慣；用美國發(fā)動機，大大降低了插秧機的故障率；重量輕，這樣不但操縱輕快且成本大大降低。第二章 目前國內(nèi)插秧設備和技術現(xiàn)狀2.1研發(fā)的意義和目的水稻是我國三大糧食作物之一，種植面積約占我國糧食作物總面積的三分之一，總產(chǎn)量卻近全國糧食總產(chǎn)量的60%，因此，水稻在我國國民經(jīng)濟中有著極其重要的地位

4、。然而，水稻種植機械化問題一直為國人所困惑，特別是近幾年來，在各級政府的大力扶持之下收獲機械得到了迅猛的發(fā)展，水稻種植機械化問題越發(fā)成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化的瓶頸（到目前為止，我國水稻機械化種植面積約6%，我省約7%），成為制約我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的主要障礙。第十個五年計劃水稻機械化問題將成為我國及我省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要解決的重中之重的問題。目前機械化種植工藝主要有拋秧、擺秧、旱直播、插秧四種，而前三種均在實驗示范階段，至今尚不算成熟，有些還有地域局限性，在機械化插秧工藝中也唯有秧盤中、小苗插秧工藝屬于成熟工藝。日本、韓國在70年代末就實現(xiàn)水稻種植機械化達到90%以上，他們均采用秧盤中、小苗插秧工藝。我省在

5、80年引進了日本成套中、小苗育秧、插秧設備，并在無錫東亭作了試點，但是由于當時農(nóng)民財力的限制和成套育秧設備昂貴等問題未能得到推廣?，F(xiàn)在，中、小苗插秧工藝及其設備的大量推廣遇到了前所未有的大好機遇：第一，由于前幾年收獲機械的發(fā)展，農(nóng)村已經(jīng)形成了農(nóng)機專業(yè)戶群體，這一群體的形成對我國農(nóng)業(yè)機械發(fā)展起著至關重要的作用，它使我國實現(xiàn)了由集體經(jīng)濟、國有經(jīng)濟投資農(nóng)業(yè)機械化向市場化的個體經(jīng)濟投資農(nóng)業(yè)機械化的轉變；第二，農(nóng)業(yè)機械作業(yè)已經(jīng)形成穩(wěn)定的健康的，經(jīng)濟上良性循環(huán)的服務體系和產(chǎn)業(yè)體系；第三，于育秧技術的發(fā)展，目前已不需要昂貴的溫室育秧設備，大大減少了秧盤中、小苗插秧的機械投資；第四，由于從耕作、播種到收獲的農(nóng)

6、業(yè)生產(chǎn)機械化都已經(jīng)實現(xiàn)，手工插秧面朝黃土背朝天的格局與耕作、播種、收獲的機械化作業(yè)格局明顯地顯得不協(xié)調，越來越讓國人覺得手工插秧是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的瓶頸。2.2國內(nèi)外開發(fā)的現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢目前能適合中、小苗 秧盤育秧帶上土栽秧工藝的插秧機以吉林某插秧機廠生產(chǎn)的2ZT-935型乘騎式為代表，進口的以日本洋馬、韓國東洋系列為代表。據(jù)調查，吉林插秧機存在如下缺陷：整機故障率較高，在試用期間基本上二三天就要發(fā)生一次故障。吉林插秧機為三輪式，前面一輪為驅動輪，附著重量不夠，操縱性能不好，而且整體結構顯得不夠緊湊，造型也顯粗糙和缺乏整體感。仿形機構不太靈活，導致插秧深度一致性差，容易產(chǎn)生浮秧現(xiàn)象。東洋、洋馬

7、系列插秧機有如下特點：在99年、2000年二季度的插秧示范過程中，歷時工作近30天，無論哪種機型均未出現(xiàn)過任何機械故障。發(fā)動機易于發(fā)動，由于二輪驅動，整體操縱性好。由于液壓仿形、液壓自動控制栽秧深度，栽秧深度一直性好。此外，在調查中使用者還談到：機插苗剛剛插好時，看上去好象太稀和基本苗不夠，但機插苗發(fā)棵快，分蘗多，插后一個多月就可看出機插苗的長勢好于手插苗；此外，機插苗行距較大，通風透氣性好，抗病力強（紋枯病幾乎沒有），秸稈相對粗壯、抗倒伏能力強得多。解決上述問題的配套技術關鍵為育苗技術及設備。近幾年，農(nóng)藝專家在育苗技術方面作了大量的探索，江蘇省農(nóng)機局在江寧等地搞了育秧試驗示范，對多種不同的良

8、秧進行了對比試驗，育秧技術取得了突破，現(xiàn)已成功地研究出一套成本低廉、一次性投資少的雙模保護地育秧技術，實現(xiàn)了低成本培育秧苗。實施該技術的設備有培養(yǎng)土攪拌機、少量硬盤（硬模）、大量軟模（軟模）和保護地薄膜組成。先由營養(yǎng)土攪拌機 將土、肥、殺菌劑等按一定比例攪拌而成，將軟盤放在硬盤上，均勻地將土撒到軟盤里，再將種子播到土里。將硬盤連同軟盤一起移到保護地，抽去硬盤，軟盤便連同土壤整齊地排放在保護地里，秧苗生長2周后，便形成符合插秧機插秧要求的地毯式秧苗。這種工藝的好處就是一次性育秧投資很低，硬盤雖貴（一般8元/只），但用量很少，軟盤用量雖大但價格很低（一般0.3元/只左右），而且還可以重復使用，這種

9、工藝比起以往工廠育苗硬盤周轉的工藝來說，一次性投資大大下降，育秧成本大大降低（周轉盤投資下降為原來的1/20），這樣農(nóng)民投得起，用得起。2.3研究內(nèi)容、關鍵技術、目標、技術特征及創(chuàng)新之處2.3.1研究內(nèi)容及開發(fā)關鍵以目前國內(nèi)外最先進手扶機動插秧機為參照系，結合我國農(nóng)村實際水稻種植狀況進行設計、同時制造樣機、性能實驗、耐久性考核、小部修改直至通過省級鑒定和批量投放市場，做到除發(fā)動機以外的所有零部件國產(chǎn)化。其技術關鍵為能自動調節(jié)驅動輪陷深以保證秧苗栽插深度一致的液壓系統(tǒng)；秧箱橫向進給機構和曲柄連桿機構工作的精確性和耐久性。2.3.2主要經(jīng)濟技術指標²/hc、行駛速度： 1.44m/sd、

10、行數(shù)： 6行e、行距： 220mm（固定）g、整機重量： 175kgh、配套動力： 2.5kwi、育秧方式： 秧盤或雙模 j、燃油消耗率： 1kg/hk、機油消耗率： 15.42g/hl、漏油率： 5%m、傷秧率： 4%n、相對均勻合格率： 85%2.3.3技術特征（1）控制插秧深度采用先進的液壓自動仿形機構：現(xiàn)有國產(chǎn)插秧機采用簡單的滑撬式整體浮板仿形機構，整個機器的重量有浮板支撐沒，這使得浮板面積很大和陷入泥漿深度較大，機組前進是造成很大的泥浪，使已經(jīng)插好的秧苗沖壞，栽插深度的控制也難以保證。我們開發(fā)設計的機型采用分置式浮板自動仿形機構，整體重量有地輪直接承受，浮板也分成三塊，浮板直接飄在泥

11、漿表面，浮板上不承受機體重量，不會產(chǎn)生行走的泥浪，浮板直接飄在泥漿表面，仿形性能極好、浮板與液壓閥、及時反饋泥漿表面的高低信息、及時通過液壓缸自動調整插秧深度。這樣可以保證插秧深度一致，同時和已插好的秧不受下一行泥浪的干擾。（2）整機機構緊湊、控制桿件諧和、外觀設計精致：現(xiàn)有國產(chǎn)插秧同結構外觀上以樸素的實用主義設計目標，尚未經(jīng)過設計優(yōu)化，審美學意義上的立體造型優(yōu)化，機組結構散亂，談不上審美意義上的造型，我們引進設計的機型充分考慮了結構上的合理和空間位置的緊湊，整個機組外觀形狀看上去就像一件工藝品，非常精致。此外，整個操縱控制手柄和控制連動桿件均采用國際先進的軟軸結構，既減少了不必要的桿件布置上

12、的麻煩，又大大提高了可靠性系數(shù)。（3）套世界一流水平的發(fā)動機，確保整機工作可靠性：現(xiàn)有國產(chǎn)插秧機故障較高，三天兩頭出故障，往往造成停工待誤工誤時，使用者怨聲載道，而這些故障90%出在發(fā)動機上，發(fā)動機點火系統(tǒng)的可靠性、化油器的質量都直接影響發(fā)動機的故障率。我們引進設計的機型，將發(fā)動機的造型放在第一重要位置，經(jīng)過網(wǎng)上查詢、調研等多種手段最后確定選用世界一流品牌的美國B&S公司生產(chǎn)的四沖程3.5馬力發(fā)動機，這一發(fā)動機的選型將會使我們設計機型的故障率比同類機型大大降低。第三章 總體設計3.1工作條件及工作過程3.1.1工作條件a) 秧苗條件： 秧塊：長/寬/厚 58/21.5/2cm 苗高：最

13、佳高度為1215cm，適應高度為1020cm； 秧齡：最佳秧齡為1821天，適應秧齡為1522天； 密度：每平方厘米成苗23株。b) 整地條件： 耕深：1218cm； 水深：0.52.0cm； 整地次數(shù)：12次。c) 育秧方式： 軟盤育秧或雙膜育秧。3.1.2工作過程 工作時發(fā)動機分別將動力傳遞給曲柄連桿式插秧機構和送秧機構，在兩機構的配合下，插秧機構的秧針插入秧塊抓取秧苗，將其取出下移，當移到設定的插秧深度時，由插秧機構中的插植臂將秧苗從秧針上壓下，完成一個插秧過程。同時，通過浮板和液壓系統(tǒng)，控制行走輪與機梁的相對位置和浮板與插針的相對位置，從而，能在秧田不平時使得插秧深度基本一致。 插秧時

14、，要在池田埂周圍留有4-8行寬的余地，行走路線圖如下3.2機型的確定水稻是我國三大水稻是我國三大糧食作物之一，種植面積約為我國糧食作物總面積的三分之一， 因此，水稻在我國國民經(jīng)濟中有著極其重要的地位。然而， 水稻種植機械化越發(fā)成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化的瓶頸， 成為制約我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的主要障礙，第十個五年計劃，水稻機械化問題將成為我國及我省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要解決的重中之重的問題。機械化種植工藝主要有拋秧、擺秧、旱直播、插秧四種，而前三種均在試驗示范階段，至今不算成熟，有些還有地域局限性，在機械化插秧工藝中也唯有秧盤中、小苗插秧工藝屬于成熟工藝?，F(xiàn)在，中，小苗插秧工藝及其設備均得到政府的大力推廣，所以，發(fā)

15、展機動插秧機遇到了前所未有的大好機遇。目前起步階段以手扶機動插秧機起步定位機型較合適，其理由如下：目前中國農(nóng)村已形成農(nóng)機專業(yè)戶階層，但這一階層還不夠富裕，拿不出太多的錢來投資新的設備。手扶四行機投資回報最快，一年可以收回成本，風險極小，一般用戶容易接受。雖然乘騎式可以大大減輕駕駛員的勞動強度，但中國農(nóng)民一般不怕吃苦，他們首先考慮的是經(jīng)濟問題，而不是辛苦程度。乘騎式雖然工效高，但需要運秧、裝秧輔助工也相應增加，一般需要田間轉移或遇到特殊事故情況，那么多的輔助工也相應停工，造成浪費，這不太符合中國人的組織習慣，也不太符合中國小地塊多轉移的作業(yè)特征。3.3總體布置（總裝圖）通過前期工作分析，我們確定

16、了初步方案機樣主要組成部分： 發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、行走系統(tǒng)、液壓仿形、插深控制系統(tǒng)和插秧系統(tǒng)。具體的結構布置見總裝圖。發(fā)動機為四沖程汽油發(fā)動機，它為各系統(tǒng)提供所需動力。傳動系統(tǒng)是將發(fā)動機的動力傳遞給各運動部件的系統(tǒng)（如圖1）。行走系統(tǒng)支撐發(fā)動機，變速箱及插秧機各部件，驅動整機前進后退。液壓仿形及插秧控制系統(tǒng)，其作用是對不平的秧田進行仿形，保證插秧深度一致。插秧系統(tǒng)由變速箱、插秧機構支撐裝置、曲柄連桿式插秧機構、取苗量調節(jié)機構及秧箱等組成。插秧爪組件又由插植臂及固定其上的壓出凸輪、壓出臂、壓出臂銷、插植叉、秧針等組成。在插秧過程中，先由秧針取秧，下移到預定深度時，壓出凸輪作用，壓出臂將插植叉下壓，

17、使得秧苗從秧針中脫出，完成一個插秧動作。取苗量調節(jié)機構是用來調節(jié)每穴取秧株數(shù)的裝置，通過秧箱橫向移距和秧針在秧門中的縱向深度調節(jié)動作。3.4技術方案3.4.1總體方案該機采用手扶式、步行跟機操縱、6行，液壓升降仿形，考慮到以往國產(chǎn)小型動力機具90%的故障出在小型動力上，所以本設計配套國際名牌產(chǎn)品美國B&S公司生產(chǎn)的PLUS牌3.5馬力汽油機。3.4.2傳動方案該機采用傳動方案圖如株距調節(jié)往復凸輪（絲桿）縱向送秧液壓缸植插機構液壓泵發(fā)動機植插箱齒輪箱帶式張緊輪離合器行走輪牙嵌離合器 3.4.3結構方案a.從液壓泵到齒輪箱的動力切斷裝置采用簡單可靠的張緊輪式離合器。b.移箱動作采用后置式移

18、箱機構。c.間歇式的縱送苗機構利用液壓油缸提供動力。d.植插機構采用傳統(tǒng)的曲柄搖桿機構和凸輪式推秧塊機構。e.采用整體式、八字形取秧叉口、帶推桿導向槽秧爪及秧垠防塞推秧塊。f.液壓泵采用泵閥一體、無平面密封墊、無油管連接液壓油泵。g.液壓仿形機構采用中浮板與泵閥桿連動控制機構。h.利用換向閥控制苗箱的縱向移動方向。3.4.4外觀方案汽油機與齒輪箱體部采用流線形罩殼罩住植插箱體上采用整體平蓋板裝飾，地輪采用涂覆橡膠鐵芯輪，整個結構顯得緊湊、美觀、大方，可以稱得上造型精美。3.4.5用材方案為了減輕整機重量，所有箱體采用壓鑄鋁ADC12，罩殼及蓋板采用塑料，苗箱板亦采用塑料，罩殼采用ABS，蓋板和

19、苗箱板采用低壓聚乙烯十高壓聚乙烯，齒輪類一般采用20CrMnTi,軸類采用45#或20CrMnTi,鏈輪采用35CrMO,彈簧采用65Si2Mn。3.4.6技術要點a.為使整機結構緊湊，本機液壓系統(tǒng)油路均采用在箱體內(nèi)通過的方案，不設計任何油管及油管接頭。此外，油泵和油泵控制閥設計成一體，泵采用齒輪泵，其端部密封均靠密封研磨配套，不采用紙墊；b.密封問題是該機設計的關鍵問題之一，插秧機的工作條件是各型機具中最為惡劣的，它外部幾乎全部浸在泥漿中工作，內(nèi)部又經(jīng)受著一天十多小時的不間斷運轉，所以它必須可靠封油，一旦造成外滲內(nèi)漏（漏油或漏水）那將導致工作部件磨損加劇，甚至損壞。因此，我們設計時特別注意各

20、部密封的雙保險密封問題，很多地方采用高質量的組合密封圈，保證杜絕外滲內(nèi)漏。此外，地輪傳動的箱體是最易漏水的部件，我們采用國際先進的整體非拆卸焊接工藝，保證該部件的密封可靠性。c.由于插秧機的結構需要緊湊，質量不能過重，我們在設計過程中盡量減小齒輪箱的尺寸，我們采用了國際最為先進的齒輪與軸的免裝配法，即通過焊接的方法將齒輪與軸固接，這樣可以大大減小齒輪的結構尺寸，從而減小整個箱體的尺寸。d.齒輪箱采用兩半結構設計，為了減少結構尺寸和我們盡量減少箱體壁厚，為了使箱體充分散熱，我們在箱體上設計一些筋類結構。e.為解決針式插植爪和側邊導向的推秧塊在插秧過程中，針尖易于傷秧，推桿由于無側邊導向軌加之秧針

21、的剛性不足，而使得秧針與推秧塊之間間隙加大，秧根易于卡入其間，造成插植不良的問題，插植秧爪設計成整體式，八字形取秧叉口，帶推桿側邊導向槽秧爪及秧根防塞推秧塊。第四章 各部分具體設計4.1發(fā)動機的選擇該機設計時，發(fā)動機選型問題是頭等重要的事情，因為國產(chǎn)小型動力機械所配套的小型動力（汽油機）故障率高的問題已經(jīng)影響到這些小型動力機械的進一步推廣應用，所以小型動力是否配套合理，直接關系到該產(chǎn)品能否大量推廣應用的致命問題。由此，我們進行了廣泛的對比調研，最后確定選用世界名牌產(chǎn)品美國B&S公司生產(chǎn)的PLUS牌3.5馬力單缸四沖程汽油機。該發(fā)動機雖然價格較高，但汽油機質量上乘，完全達到預期要求。 發(fā)

22、動機功率 P=2.5 kw 轉速 n=3900 r/min 確定傳動裝置的效率由表2-1查得三角帶傳動的效率 1 =0.96一級閉式圓柱齒輪傳動的效率 2 =0.97兩對滾動軸承的效率 3 =0.99故傳動裝置的總效率 =1233=0.96*0.97*0.99*0.99=0.914.2傳動系統(tǒng)設計4.2.1傳動系概要設計傳動系統(tǒng)主要由齒輪、軸、箱體構成。a材料的選擇箱體類(包括端蓋)選用壓鑄鋁ADC12支架類選用無逢鋼管可保證焊接性能.軸類選取20CrMnTi或45#齒輪是用20CrMnTi（齒輪泵齒輪除外）b.箱體1）形位公差：同軸度、位置度、垂直度2）尺寸公差：法蘭與箱體孔的配合，一般采用

23、基孔制H8/h7間隙定位配合，要求零件間可以自由裝拆，而正常時相對靜止不動，H8/h7為緊的間隙定位配合，最大實體條件時間隙為零，最小實體條件下由公差等級決定有較小的配合。該配合適用于經(jīng)常裝卸之場合。軸承與法蘭孔（端蓋）配合，一般采用基軸制h7，油封與軸的配合f8。3）粗糙度箱體孔精鏜至Ra 1.6端蓋：軸精車至Ra 1.6箱體端面（端蓋端面）Ra 3.2 放油孔、通氣孔的布置箱體厚度適中，保證重量不太重4）具體尺寸見（附件圖）c.齒輪的選用齒輪選用具有生產(chǎn)能力，保證產(chǎn)品質量廠家的滅茬機標準齒輪。d.傳動軸此傳動齒輪箱共有三根傳動軸，主要擔負將拖拉機動力輸入到齒輪箱，改變傳動后，傳給噴霧機。在

24、一般情況下，軸的工作能力決定于它的強度和剛度，轉速較高的軸還決定于振動穩(wěn)定性。在設計過程中，除按工作能力推測進行設計計算或校核計算外，在結構上還須滿足其它一些要求：軸上零件不允許在軸上作軸向移動，需要用軸向固定的方法使它們在軸上有確定的位置；為傳遞轉矩，軸上零件還應作周向固定；對軸與其它零件間的相對滑動的表面應有耐磨性的要求；軸的加工、熱處理、裝配、檢驗、維修等都有良好的工藝性，e.軸承軸承主要選用滾動軸承。滾動軸承具有許多優(yōu)點：1)在一般工作條件下，摩擦阻力大體和液體動力潤滑軸承相當，比混合潤滑軸承要少很多倍；2）徑向游隙比較小，向心角接觸軸承可用預緊方法，消除游隙，運轉精度高；3）大多數(shù)滾

25、動軸承能同時受經(jīng)向和軸向載荷，故軸承組合結構較簡單；4)消耗潤滑劑少，便于密封，易于維護。4.2.2總傳動比的計算及傳動比的分配a.總傳動比的計算總傳動比 b.傳動比的分配為使傳動系統(tǒng)結構較緊湊，大帶輪直徑不至于過大，參考表2-6，去一級齒輪傳動的傳動比為ic = 1.15, 則一級三角帶傳動的傳動比為id= 4.2.3傳動裝置運動參數(shù)的計算5） a.各軸功率的計算取發(fā)動機的額定功率為設計功率，則三角帶傳遞的功率為 P = 2.5 kw高速軸輸入功率為 P1 = P1 = kw低速軸輸入功率為 P2 = P1233 = kw6） b.各軸的轉速計算高速軸轉速 n1 = r/min 低速軸轉速

26、n2 = r/min7） c.各軸輸入扭矩的計算高速軸輸入扭矩 T1 = nm高速軸輸入扭矩 T2 = nmd.各軸功率、轉速、扭矩列于下表軸名功率(kw)轉速(r/min)扭矩(n.mm)高速軸2.4150015280低速軸2.281300167504.2.4齒輪的傳動設計8） a.選擇齒輪材料，確定許用應力參考表4-4，大、小齒輪都選用20CrMnTi由圖4-1c查得 Hlim 1 =650 N/mm2Hlim 2 =600 N/mm2由圖4-2c查得 Flim 1 =260 N/mm2Flim 2 =200 N/mm2由表4-5取 SH =1.1SF =1.4則 H1 =Hlim 1 /

27、 SH =650/1.1=590.90 N/mm2H2 =Hlim 2 / SH =600/1.1=545.45 N/mm2F1 =Flim 1 / SF =260/1.4=185.71 N/mm2F2 =Flim 2 / SF =200/1.4=142.86 N/mm29） b.按齒面接觸強度進行計算1)初選載荷系數(shù)K因載荷不大，轉速不高，初取 K=1.2a) 2)確定實際載荷系數(shù)K據(jù)表4-6，因選折電動機時已計入過載系數(shù)，取K1=1齒輪圓周速度v =d1n1/（60×1000）=mZ1n1/(60×1000) =×2×20×1500/(60

28、×1000)=3.14m/svZ1/100 =3.14×20/100=0.628 m/s由圖4-3a），按8級精度查得 K2=1.05齒寬系數(shù) d =0.5(i+1)a=0.5×(1.15+1)×0.4=1.29由表4-7查得 K3 =1.061所以 K= K1 K2 K3=1.114由于K< K且二者接近,合適。c.齒根彎曲疲勞強度校核由圖4-4查得 yF1=3.02 yF2=2.23F1=2K T1 yF1/(bm2Z1)=46.564N/mm2 <F1F2=F1 y F1/y F1=34.383N/mm2<F2彎曲強度足夠 齒輪傳

29、動幾何尺寸計算根據(jù)表4-16,計算結果列于下表序號名稱代號計算公式或查表依據(jù)結果1模數(shù)M22齒數(shù)Z120Z2483壓力角20 04分度圓直徑d1d1 =mz2=40d2d2 =mz1=965齒頂高haha=h*am=26齒根高hfhf=h*fm=2.57全齒高hh= ha+hf=2+2.54.58齒頂圓直徑da1da1= d1+ 2ha44da2da2= d2+ 2ha1009齒根圓直徑df1df1= d1- 2hf35df1df2= d2- 2hf9110齒頂間隙cc=c0m=0.511中心距aa=(Z1+Z2)6812齒寬b1b1 =ø0a+1037.2b2b2 =ø0

30、a27.213跨齒數(shù)表4-192表4-1964.2.5低速軸的校核a.軸的材料選擇 根據(jù)低速軸工作的環(huán)境,需要強度高,并且容易焊接的材料,綜合選擇,確定軸的材料為20CrMnTi 圓周力： 徑向力： b.支點反力水平平面： 垂直平面： c.彎矩水平平面：垂直平面：合成彎矩： d.扭矩查表6-18得：=0.59e.當量彎矩f.校核軸的強度查表得 -1=110N/mm2低速軸彎曲強度足夠。 4.3軸承的校核高速軸軸承的校核略低速軸軸承的校核a.軸承所受載荷b.當量動載荷c.軸承型號的確定取小時，查機械零件設計手冊表20-8得 查表20-10得 根據(jù)，查表20-9得正常工作溫度低于1000 ，查表2

31、0-7得由表查得6202型軸承C=1100kg.f11000N,滿足的要求。強度足夠，經(jīng)校核，該軸承壽命滿足要求。4.4帶傳動設計a) a.選擇三角帶型號 1)由表3-1查得 Ks=1.3計算功率Pc=KsP=1.3×2.5=3.25kW據(jù)圖3-1，選用A型三角帶。2)確定帶輪節(jié)圓直徑D1、D2由表3-3查得Dmin=100(90)，選擇D1=100mm取滑動率=0.02由式（3-2） D2=idD1(1-)=2.6339×100×(1-0.02) =258.122mm參考表3-4，取D2=250mm則帶傳動的實際傳動比為 id=D2/D1(1-)=250/100

32、(1-0.02)=2.551運輸機主軸實際轉速為 n”=n/(idic)=3900/(2.551×轉速誤差為(n”-n)/n=(1679-1300)/120)%=3.158%<5%滿足要求。3)驗算帶速v=D1n1/(60×1000)=×100×3900/(60×1000)=20.41m/sv=20.41m/s<v=5-25m/s 合適。4)確定帶的長度Lp和中心距aii. 初定中心距a0 根據(jù)0.7×（D1+D2）a0<2×(D1+D2) 即0.7×(100+250)<a0<2

33、15;(100+250) 245<a0<650初取a0=400mmiii. 計算所需帶長L0L02a0+/2(D1+D2)+(D2-D1)2/4a0 =2×400+/2×(100+250)+(250-100)2/(4×400) =1363.5625mmiv. 確定帶的節(jié)線長度Lp和內(nèi)周長度Li據(jù)表3-5取 Lp=1433mm,Li=1400mmv. 確定實際中心距aaa0+(Lp-L0)/2=400+(1433-1363.5625)/2435mm5)驗算小帶輪包角111800-(D2-D1)/a×57.301800-(250-100)/520

34、×57.30=163.4710>1200滿足要求。6)確定三角帶根數(shù)z z=Pe/(P0+P0)KqKKL)由表3-6查得 P0=2.32kW （內(nèi)插法）由表3-9查得Kb=1.03×10-3由表3-10查得Ki=1.12P0=Kbn(1-1/Ki)=1.03×10-3×3900×(1-1/1.12) =0.430kW采用化學纖維結構膠帶，取Kq=0.9由表3-7查得 K=0.96（內(nèi)插法）由表3-8查得 KL=0.96故 Z=3.25/(2.32+0.430)×0.9×0.96×0.96=3.927取 Z=

35、4根b.計算帶傳動作用在軸上的力Q1)計算單根三角帶的張緊力F0由表3-11查得 q=0.10kg/mF0=1000Pc/(2zu)(2.5/K-1)+qv2 =1000×3.25/(2×4×20.41)×(2.5/0.96-1)+0.10×20.412 =33.971N2)計算帶傳動作用在軸上的力QQ=2ZF0sin(1/2)=2×4×33.971×sin(163.4710/2) =268.941Nc.帶輪結構設計 主動帶輪結構設計從略。從動帶輪結構尺寸確定如下： 由表3-13查得 f=3.5mm m=12mm

36、e=20±0.4mm g=10mm =6mm b=13.4mm=380輪寬 B=(Z-1)e+2g=(4-1)×15+2×10=65mm 頂圓直徑 De=D2+2f=250+2×3.5=257mm采用孔板輪結構，ZG45鑄造。參考表3-14，取孔徑d=32mm，幅板孔數(shù)n=6，幅板厚度s=18mm參考表3-12，從動帶輪其余結構尺寸確定如下： d1=2d=2×32=64mm L=2d=2×32=64mm取L=B=65mm D0=De-2(m+)=257-2×(12+6)=221mm Dh=(D0+d1)/2=(221+64)/2=142.5mmS11.5S=1.5×18=30mm 取S1=27mmS20.5s=0.5×18=10mm 取S2=9mm4.5油泵及油缸的計算和校核4.5.1油泵 油泵理論