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1、玉米播種機的設計 作者： e 所在單位：（e） 指導教師： e ［摘要］ 本設計是根據(jù)國內(nèi)外玉米播種的發(fā)展趨勢，通用性和適應性不斷提高以與 本著結(jié)構(gòu)簡單操作靈活的原則，而設計的一種能同時完成播種施肥工作的小型多 功能精密播種機。本設計解決了以下三個問題，一：在手推式和牽引力式兩個方 案中最終選擇了牽引力式。二；經(jīng)過多次對比，結(jié)合我國國情，選擇了外排槽輪 式排種器。三；動力傳動方案的選擇，由于單向傳動會導致播種機失衡，前進不 平穩(wěn)，所以最終選擇雙向傳動方案。該機結(jié)構(gòu)上優(yōu)點，使之能適應各種田地的播 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 論是板結(jié)的土

2、質(zhì)，還是疏松的土質(zhì)都能適應。還可以根據(jù)用戶的不同要求，配置 合適的播種器。通過調(diào)節(jié)犁鏵和和種子儲存孔的行距，能夠輕松地播種小麥、大 麥、高粱、大豆、玉米等旱糧作物。本例著重對播種機排種器、排肥器、開溝器、 覆土器以與鎮(zhèn)壓輪等結(jié)構(gòu)進行設計選擇。 ［關(guān)鍵詞 ］ 精密播種 播種機 播種 施肥 覆土 鎮(zhèn)壓 The structural design of the corn planter e e) Tutor: e [Abstract] The design is based on the development of trends and seeder,interoperability

3、and adaptability in a constantly improving the structure and operation of flexible simple principles designed to simultaneously accomplish a small planting fertilization work multifunctional sophisticated seeder.This design addresses the following three questions:One:In the hand-push and traction ty

4、pe two scenarios ultimately chose traction type.Two:After several comparison,Combined with China's national conditions,select the efflux slot wheel seeder.Three:Select powertrain solutions,due to the one-way transmission will cause an imbalance planter,ahead is not smooth,so the final choice of two-

5、way transmission scheme.This structural advantages so that they can adapt to a variety of fields planting.applicable to all sizes of land;whether plains or hills;whether hard soil or loose soil.We can select the planting machine according to the different needs of users.By regulating platoon of vehi

6、cles and plow can easily sow wheat,barley,sorghum,soybean,corn and other crops.This example focuses on the design seeder platoon of vehicles,fertilization devices,trenching vehicles structure. [Key words] precision seeding; planter; sowing; fertilization 目錄 1. 引言： 1... 1.1 精密播種機的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 1...

7、 1.2 我國精密播種機發(fā)展現(xiàn)狀 1... 1.3 精密播種機的發(fā)展前景 1 1.3.1 單粒精密播種機迅速發(fā)展 1... 1.3.2 播種機的通用性和適應性不斷提高 1.. 1.3.3 精密播種機向高速寬幅發(fā)展 2.. 1.3.4 廣泛采用聯(lián)合作業(yè) 2... 1.3.5 新技術(shù)的應用不斷普與 2... 2. 總體方案設計 錯.. 誤 ! 未定義書簽。 2.1 播種機概述 錯... 誤!未定義書簽。 2.1 .1 播種機類型 錯.. 誤!未定義書簽。 2.1 .2 播種機主要結(jié)構(gòu)與功能 錯. 誤 !未定義書簽。 2.2 設計原則 錯... 誤!

8、未定義書簽。 2.3 基本結(jié)構(gòu) 錯... 誤!未定義書簽。 2.4 工作原理 錯... 誤!未定義書簽。 3.種箱的結(jié)構(gòu)設計 錯.. 誤 !未定義書簽。 3.1 種箱的設計要求 錯.. 誤 !未定義書簽。 3.2 種箱的容量計算 錯.. 誤 !未定義書簽。 3.3 種箱的結(jié)構(gòu)特點 錯.. 誤 !未定義書簽。 4.排種器的結(jié)構(gòu)設計 錯.. 誤 !未定義書簽。 4.1 排種器的技術(shù)要求 錯.. 誤 !未定義書簽。 4.2 精密播種排種器的類型、特點與適用范圍 錯誤 !未定義書簽。 4.3 外槽輪式排種器 錯.. 誤 !未定義書簽。 5.排肥器的結(jié)構(gòu)設計

9、錯.. 誤 !未定義書簽。 5.2 種肥施用機械 錯... 誤!未定義書簽。 5.3 液肥施用機 錯... 誤!未定義書簽。 6.鏈傳動的就結(jié)構(gòu)設計 錯.. 誤 !未定義書簽。 6.1 鏈條 錯...誤 !未定義書簽。 6.2 鏈輪 錯...誤 !未定義書簽。 6.3 基本類型 錯... 誤!未定義書簽。 6.4 基本特點 錯... 誤!未定義書簽。 6.5 主要參數(shù) 錯... 誤!未定義書簽。 6.6 失效形式 錯... 誤 !未定義書簽。 6.7 傳動路線的確定 錯.. 誤 !未定義書簽。 7.8 傳動比的計算 錯... 誤 !未定義書簽。 7

10、.鎮(zhèn)壓輪的結(jié)構(gòu)設計 錯.. 誤 !未定義書簽。 7.1 鎮(zhèn)壓輪的作用與要求 錯.. 誤 !未定義書簽。 7.3 鎮(zhèn)壓輪的結(jié)構(gòu)設計 錯.. 誤 !未定義書簽。 8.行走輪的選型設計 錯.. 誤 !未定義書簽。 8.1 行走輪的設計要求 錯.. 誤 !未定義書簽。 8.2 行走輪的結(jié)構(gòu) 錯... 誤!未定義書簽。 8.3 行走輪的安裝 錯... 誤 !未定義書簽。 8.4 行走輪轉(zhuǎn)速的計算 錯.. 誤 !未定義書簽。 9.開溝器的結(jié)構(gòu)設計 錯.. 誤 !未定義書簽。 9.1 開溝器的要求 錯... 誤!未定義書簽。 9.2 開溝器的結(jié)構(gòu)類型 錯.. 誤 !

11、未定義書簽。 9.3 開溝器使用行距與前后列距離 錯. 誤 !未定義書簽。 10.保養(yǎng)與保管 錯.. 誤 !未定義書簽。 10.1 班保養(yǎng) 錯... 誤!未定義書簽。 10.2 季保養(yǎng) 錯... 誤!未定義書簽。 10.3 機具的入庫 錯... 誤!未定義書簽。 11.播種機使用與注意事項 錯. 誤 !未定義書簽。 11.1 播種機的播前準備 錯.. 誤 !未定義書簽。 11.2 正確操縱播種機 錯.. 誤 !未定義書簽。 結(jié) 論 錯... 誤 ! 未定義書簽。 致 謝 錯...誤 !未定義書簽。 參考文獻 錯... 誤 ! 未定義書簽。 1.引言：

12、 1.1 精密播種機的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 播種機是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中關(guān)鍵作業(yè)環(huán)節(jié)，必須在較短的播種農(nóng)時內(nèi)，更具農(nóng)業(yè)技 術(shù)要求，將種子播到田地里去，是作物獲得良好的發(fā)育生產(chǎn)條件。播種質(zhì)量的好 壞，將直接影響到作物的出苗、苗全和苗壯，因而對產(chǎn)量的影響很大。由于精密 播種可以保證種子在田間最合理分布，播種量精確，株距均勻，播深一致，為種 子的生長發(fā)育創(chuàng)造最佳條件，可以大量節(jié)省種子，減少田間間苗用工，保證作物 穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。因此，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)對精密播種機械的要求越來越迫切。 1.2 我國精密播種機發(fā)展現(xiàn)狀 我國從 80 年代末便開始研制精密播種機械。由于種子質(zhì)量、整地條件、機 械制造水平與機器價格等因素制約，我國

13、80 年代主要是推廣半精量播種。為適 應農(nóng)村生產(chǎn)責任制的要求，大量推廣了小型單體播種機。 90 年代以來，我國逐 步推廣精密播種機， 有 10 多個企業(yè)生產(chǎn)了 20 多種型號的精密播種機。 精密播種 機以作物種類分為玉米與大豆精密播種機、谷物（小麥）精密播種機、甜菜精密 播種機；以配套動力分為小型（ 5.8-13.2kw ）、中型（ 16.2-36.8kw ）和大型播 種機；機械式中又可分為垂直圓盤式、垂直窩眼式、錐盤式、紋盤式、水平圓盤 式、帶夾式等形式精密播種機。 1.3 精密播種機的發(fā)展前景 1.3.1 單粒精密播種機迅速發(fā)展 在國外，中耕作物如甜菜、玉米、棉花和某些蔬菜、豆類的播

14、種都已大量采 用精密播種，主要采用機械式和氣力式兩種精密播種機。由于氣力式播種機對種 子尺寸要求不嚴，不需精選分級，容易達到單粒精播，而且通用性較好，又能適 合較高速播種，因此使用氣力式播種機越來越多。 為了達到單粒精播，提高株距均勻性，大多采用可精調(diào)的刮種器，將多余的 種子清除掉； 為了降低投種高度， 減小種子下拋速度與前進速度之間的相對速差， 而設置導種輪或?qū)ХN管。 但是，精密播種受高速作業(yè)的影響很大。現(xiàn)在的精密播種機試驗結(jié)果表明， 一般作業(yè)速度在 4-8km/h 時其株距合格率達 80% 以上；而作業(yè)速度提高到 11-12km/h 時，株距合格率下降到 60% 以下?？梢姼咚倬懿シN

15、機還有待進一 步發(fā)展、完善。 1.3.2 播種機的通用性和適應性不斷提高 大多數(shù)精密播種機都可以播多種作物，通過更換不同孔徑的排種盤（輪）或 排種滾筒，使排種器能適應多種作物種子的播種要求。改變型孔大小或增加成穴 機構(gòu)，使之能達到穴播的要求；改變排種轉(zhuǎn)速以達到不同株距的要求。所有這些 均提高了播種機的通用性。 為了適應不同地區(qū)、不同土壤、不同整地條件的要求，大多數(shù)播種機上配有 多種類型的開溝器（雙圓盤式、滑刀式等）和鎮(zhèn)壓輪（橡膠輪、鋼板沖壓輪、鑄 鐵輪、寬輪等） ，供選用。同一型號的精密播種機又成系列，有多種行距和行數(shù) 的變型。如美國 CYCLO 氣壓式播種機有牽引式和懸掛式，有 4、6、

16、8、12 、16 行等共 16 種機型，可為多種功率的拖拉機配套。 1.3.3 精密播種機向高速寬幅發(fā)展 為了在最適合的農(nóng)業(yè)技術(shù)條件下、用最短的時間做到適時播種，以與隨著拖 拉機功率不斷增大，為了充分利用其功率，因此要求提高播種機作業(yè)的生產(chǎn)率。 影響提高播種機組生產(chǎn)率的因素很多。除了提高機組的工作可靠性、減少故 障、簡化操作以減少輔助作業(yè)時間的利用率外，提高生產(chǎn)率的最主要途徑是增大 播種機的工作幅寬和提高作業(yè)速度。增大播種機工作幅寬雖能直接有效地提高生 產(chǎn)率，但加大工作幅寬使機體龐大，消耗金屬多，成本高。同時，龐大的機體將 受到田塊大小、地頭轉(zhuǎn)彎以與道路運輸?shù)南拗?，使用不方便。因此，國?/p>

17、很重視 提高作業(yè)速度的研究。 70 年代，中耕作物播種機作業(yè)速度一般從 4-6km/h 提高到 8-10km/h 。如 西德Aermoat U型氣力式播種機、法國Pneumasem 氣吸式播種機和美國 7000 型指夾式播種機的作業(yè)速度為 8-10km/h ，作業(yè)質(zhì)量仍能符合要求。但是，播種 機高速作業(yè)帶來一些問題，如排種性能下降，開溝深度變淺，種子在溝里彈跳、 滾動加劇，以與駕駛條件惡化等等。因此目前作業(yè)速度不能太高。 中耕作物播種機的工作幅寬， 一般單機都由 3-4m 增大到 5-6m 有的工作幅 寬更大，如美國 CYCLO 氣壓式播種機系列中的 16 行播種機， 其幅寬達 11.6

18、8m 。 加大幅寬使播種機結(jié)構(gòu)龐大笨重，使懸掛式播種機組縱向穩(wěn)定性變壞，還受到地 塊大小、道路運輸?shù)南拗啤? 1.3.4 廣泛采用聯(lián)合作業(yè) 播種同時進行聯(lián)合作業(yè)的方式發(fā)展很快，形式也比較多，主要有兩種：一是 在大多數(shù)中耕作物精密播種機上都配置排肥器、施肥開溝器以與施撒農(nóng)藥和除莠 劑的裝置。如西德、法國和美國的幾種精密播種機都可以在播種同時施化肥、撒 農(nóng)藥和除莠劑。二是播前整地和播種聯(lián)合作業(yè)，如旋耕播種機、犁播機以與有的 在開溝器前方加波形圓盤或鋤鏟進行滅茬播種或耕法播種，以減少耕作次數(shù)，提 高生產(chǎn)率，降低作業(yè)成本，還可以減少土壤風蝕和起到保墑的作用。 1.3.5 新技術(shù)的應用不斷普與 為

19、了提高播種機作業(yè)性能和工作可靠性，簡化操作、減輕勞動強度、減少輔 助作業(yè)時間、提高生產(chǎn)率，播種機上越來越多地采用新技術(shù)。如用液壓油缸來升 降和調(diào)節(jié)開溝器、劃行器、折疊機架；采用液壓馬達驅(qū)動風機或裝肥攪龍；采用 信號裝置、電子監(jiān)視裝置或監(jiān)控裝置來與時報警故障的發(fā)生，顯示播量或自控調(diào) 節(jié)排各大量大??；開溝器裝備一次潤滑的滾動軸承；行走輪采用無內(nèi)胎充氣輪； 快速掛接裝置；寬幅手筆呆賬加裝橫向運輸輪等。 在工藝材料方面，播種機上采用塑料或尼龍的零件更多了，如排種盤、排肥 盤、軸套、輸種管等；采用鋁金壓鑄排種輪、排種器體殼，提高了零件精度，減 輕了重量；播種機機架和各種桿件采用薄鋼板冷壓成異形斷面以代

20、替扁鋼、角鋼 和槽鋼，增加了剛度和強度，又減輕了重量。 2. 電機選擇 2.1 電動機選擇（倒數(shù)第三頁里有東東） 選擇電動機類型 選擇電動機容量 電動機所需工作功率為： 工作機所需功率Pw為： 傳動裝置的總效率為： 1 2 3 4 ； 傳動滾筒 1 0.96 滾動軸承效率 2 0.96 閉式齒輪傳動效率 3 0.97 聯(lián)軸器效率 4 0.99 代入數(shù)值得： 4 2 2 12 3 4 0.96 0.99 0.97 0.99 0.8 所需電動機功率為: Pd Fv 1000 P d略大于Pd即可 10000 40 0.8 1

21、000 60 kW 10.52kW 選用同步轉(zhuǎn)速1460r/min ; 4級；型號 Y160M-4.功率為11kW 確定電動機轉(zhuǎn)速 取滾筒直徑D 500mm nw 60 1000V 500 125.6r / min 1.分配傳動比 (1 )總傳動比 nw 1460 125.6 11.62 (2)分配動裝置各級傳動比 取兩級圓柱齒輪減速器高速級傳動比 i01 、1.4i 4.03 則低速級的傳動比 i i12 i 01 11.62 2.88 4.03 電機端蓋組裝 CAD截圖

22、 2.2 Po no ?2 P3 T2 ^4 T4 運動和動力參數(shù)計算 圖電機端蓋 2pd1 1電動機軸 nm 1460r/min .2 p速軸kW 0——p68.81N m0.52 0.99 1°4S0r!°min 一 212.31 9550 0.97 10.10kW 10J62?2r / min 68.09N 0.99 263.6 N 軸min 43 9550 362.2 125.76r / min 9.69 2 4 2p35 2腳軸 9550 Jp5.7696m4n 9550 125.76 i2

23、3 n3 9550 R n4 9550 9.49 125.76 0.97 0.99 0.99 735.8N m 720 N m 9.69kW 9.49kW 3. 齒輪計算 3.1選定齒輪類型、精度等級、材料與齒數(shù) 1＞按傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動。 2＞絞車為一般工作機器，速度不高，故選用 7級精度（GB 10095-88 ） 3＞材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr （調(diào)質(zhì)），硬度為

24、280 HBS， 大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240 HBS，二者材料硬度差為 40 HBS。 4＞選小齒輪齒數(shù)乙24，大齒輪齒數(shù)z2 24 4.03 96.76。取Z2 97 5初選螺旋角。初選螺旋角 14 3.2按齒面接觸強度設計 由《機械設計》設計計算公式（ d 3 2KtT0 1ZhZe d1t v \ d H 3.2.1確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值 10-21 ）進行試算，即 （1）試選載荷系數(shù)kt 1.61 o 由《機械設計》第八版圖 10-30選取區(qū)域系數(shù)Zh 2.433 o (3) 由《機械設計》第八版圖 2 1.65 o 10-26

25、 查得 1 0.78， 2 0.87，則 (4) 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 5 5 95.5 10 p。95.5 1 05 1 0.4 1 4“ - N .mm 6.8 10 N.mm (5) 厲 1460 由《機械設計》第八版表 10-7選取齒寬系數(shù)d 1 (6) 由《機械設計》第八版表 10-6查得材料的彈性影響系數(shù) Ze 189.8MPa （7） 強度極限 由《機械設計》第八版圖 ;大齒輪的接觸疲勞強度極限 10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞 Hiim1 600MPa h lim 2 500MPa o 13計算應力循環(huán)次數(shù)。

26、N1 60n 1 jLh 9 60 1460 1 2 8 300 15 6.3 10 （9 ）由《機械設計》第八版圖（10-19 ）取接觸疲勞壽命系數(shù) K HN1 0.90 ； K HN2 0.95 。 （10 ）計算接觸疲勞許用應力。 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由《機械設計》第八版式(10-12 )得 Khn1 lim1 0.9 600MPa 540MPa k S HN2 lim2 0.95 550MPa 522.5MPa S (11) 許用接觸應力 h —12 匸 531.25MPa 2 計算 （i）試算小齒輪分度圓直徑 dit 2KtT。 1

27、 ZhZe d1t 3 3 121.738、10d=49.56mm h 3 16.46 104 0.862 3 0.7396 16.46 104 (2)計算圓周速度V。 d1t n1 1460 60 1000 60 1000 (3 )計算齒寬與模數(shù) d 1tcos m nt J 49.56 mm ==2mm 49蘭 3.78m/s Zi h=2.25 mnt 2.25 2=4.5mm bh 49.56/4.5=11.01 (4 )計算縱向重合度 038 dZ1tan 0.318 1 24 tan 14 =2°.73 （5 ）計算載荷系數(shù)Ko 已知使用系數(shù)K

28、a人根據(jù)v= 圖10-8查得動載系數(shù)Kv 1.11; 由《機械設計》第八版表 7.6 m/s,7級精度，由《機械設計》第八版 10-4查得Kh的值與齒輪的相同，故 Kh 1.42; 由《機械設計》第八版圖 10-13查得 由《機械設計》第八版表 10-3查得Kh Kh 1.4.故載荷系數(shù) K KaKvKh Kh 1 1.11 1.4 1.42=2.2 （6）按實際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑，由式（ 10-10a ）得 -2 2 | 49.56 3 ? 49.56 3 1.375 55.11mm V1.6 (7 )計算模數(shù) 55.11 cos 1

29、4 24 0.97 55.11 2.22mm 24 3.3按齒根彎曲強度設計 由式(10-17) 2 」2K「Y cos ?YFa Ysa F mb 3 n ； 2 確定計算參數(shù)Z1 （1 ）計算載荷系數(shù)。 K aK/Kf Kf 1. （2 ）根據(jù)縱向重合度 螺旋角影響系數(shù)丫 0.88 11 1.4 1.903 1.35=2.09 ，從《機械設計》第八版圖10-28查得 (3 )計算當量齒數(shù)。 24 3 cos14 3 cos14 Z1 Zv1 3 CCZ2 Zv2 L cos (4)查齒形系數(shù)。 24 3 (9/97

30、24 0.91 106.59 26.37 0.91 由表 10-5 查得 YFa1 2.57;YFa2 2.18 （5）查取應力校正系數(shù)。 由《機械設計》第八版表10-5查得YSa1 2YSa2 1.79 （6 ）由《機械設計》第八版圖 10-24c查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 FE1 500MPa ;大齒輪的彎曲強度極限 FE2 380MPa ； （7 ）由《機械設計》第八版圖 10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1 0.85 K FN2 0.88 ； （8）計算彎曲疲勞許用應力。 取彎曲疲勞安全系數(shù) 昌=108由《0機械設計0》第八版式（ F 1 S 1.4 .

31、 10-12 )得 (9)計算大、小齒輪的E2 YFa1YSa1 2.592 S.596 0..1363 238.86MPa 2211 238.86 曲0哦1642 由此可知大齒輪的數(shù)值大 332設計計算 4 2 2 2.10 6.8 10 0-88(COS14 ) 3 2 3 —— 3 mn 匚 0.01642

32、mm 14.342 0 97 mm 74.085 1 24 * 1.65 對比計算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強度計算的法面模數(shù) mn大于由齒面齒根 彎曲疲勞強度計算 的法面模數(shù)，取 mn 2，已可滿足彎曲強度。但為了同時滿 足接觸疲勞強度，需按接觸疲勞強度得的分度圓直徑 100.677mm 來計算應有 的齒數(shù)。于是由 55.11 cos14 一 小 d1 Z mn 厶O?I o 2 取 Z1 27 ，貝y Z2 27 4.03 108.81 取 Z2 109; 3.4幾何尺寸計算 計算中心距 両 140.2mm a= z z

33、 mn (27 1°9) 2 2 cos 2 cos14 將中以距圓整為141mm. 按圓整后的中心距修正螺旋角 （Z1 Z2）mn arccos丄 2a 因值改變不多，故參數(shù) (27 109) 2 arccos— 2 140.2 arccos 0.97 、k、Zh 等不必修正 14.06 d1 ZMn cos d2 a Z2mn dcosd2 2 109 2 5cos2m 2 224 mm 0.97 139.5mm 計算大、小齒輪的分度圓直徑 27 2 54 55 mm cos14 0.97 344計算齒輪寬度 b

34、d d1 1 55.67 55mm 圓整后取 B2 56mm； B1 61mm. 低速級 取 m=3; z 30； 87 2.88 30 86.4 取 z m z3 3 30 90m d4 dmzd? 2 97 261mm mm 2 175.5mm b dd3 1 90mm 90mm 圓整后取 B4 90mm, B3 95mm 表1高速級齒輪: 名 稱 代 號 計算公 式 小齒輪 大齒輪 模 數(shù) m 2 2 壓 力角 20 20 分 度圓直 d d1 mzi=2 27=54 d2 mz2=2 109=218 

35、徑 齒 頂咼 ha ha1 ha2 ham 1 2 2 齒 根咼 hf hfi hf2 (ha c)m (1 c) 2 齒 全高 h * h1 h2 (2ha c)m 齒 頂圓直 徑 da * d a1(Z1 2ha)m * da2 (Z2 2ha)m 表2低速級齒輪: 名 稱 代 號 計算公式 小齒輪 大齒輪 模 數(shù) m 3 3 壓 力角 20 20 分 度圓直 徑 d d1 mZ1=3 27=54 d2 mZ2=2 109=218 齒 頂咼 ha ha1 ha2 ham 12 2

36、 齒 根咼 hf hf1 hf2 (ha c)m (1 c)2 齒 全高 h h1 h2 (2ha c)m 齒 頂圓直 徑 da * d a1 (乃 2ha)m * da2 (Z2 2ha)m 4. 軸的設計 4.1低速軸 求輸出軸上的功率 P3轉(zhuǎn)速m和轉(zhuǎn)矩T3 P3若取每級齒輪斕傳動的效率0 0貝990.97 9.69kW 門3 企 3622 125.76r/min 3 i12 2.88 i1求作用在齒輪上的力 T3已知5低速級大齒輪的分度5圓直徑為42N m Ft d4 n3 404 d 4 mZ4 4 101 404 mm ta n20

37、0.3639 3642 3642 1366N cos14 0.97 圓周牛Fan,徑向力2 Em與軸向力NFa的 4.1.3初步確定軸的最小直徑 厶ta n Fr Ft——n COS 先按式初步估算軸的最小直徑 0 112 9.69 設計》第八版表p15-3,取 dmin A。當 112 125.76 .選取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)《機械 ，于是得 112 3 0.077 47.64mm 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 d12 .為了使所選的軸直徑與 聯(lián)軸器的孔徑相適應，故需同時選取聯(lián)軸器型號. 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 Tca KaT3,查

38、表考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取Ka 1.3 則: Tea K aT3 1.3 735842N mm 956594.6N mm 按照計算轉(zhuǎn)矩Tca應小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標準GB/T 5014-2003 或手冊選用LX4型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為2500000 N mm .半聯(lián)軸器的 孔徑d1 55mm ,故取d1 2 50mm ,半聯(lián)軸器長度L=112mm ，半聯(lián)軸器與軸配 合的轂孔長度 L1 84mm 4.1.4軸的結(jié) （1）擬定軸 裝配方案 構(gòu)設計 上零件的 圖 4-1 （2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1） 根據(jù)聯(lián)軸器d12 5°mm，|i

39、2 84mm;為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要示 求,1-2 軸段右端需制出一軸肩 ,故取 2-3 段的直徑 d2 取安裝齒輪處的軸段 4-5 段的直徑 d4 5 70mm ；齒輪的右端與左軸承 62mm ;左端用軸端擋圈 , 按軸端直徑取擋圈直徑 D=65mm.半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 L1 84mm,為了 保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上 ,故 1-2 段的長度應比 L1 略短一些,現(xiàn)取|1 2 82mm. 2） 初步選擇滾動軸承 .因軸承同時受有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) d2 3 62 m m ,由軸承產(chǎn)品目錄中初步

40、選取 0 基 本游子隙組 、標準精度級的 單列圓錐滾子軸 承 30313 。其尺寸為 d D T=65mm 140mm 36mm ， 故 d3 4 d6 7 65mm ； 而 |56 54.5mm,d5 6 82mm。 。 之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為 90mm，為了使套筒端面可靠地壓緊 齒輪，此軸段應略短于輪轂寬度， 故取I4 5 85mm 。齒輪的左端采用軸肩定位， 軸肩高度h 0.07d ，故取h=6mm ，則軸環(huán)處的直徑d5 6 82mm 。軸環(huán)寬 度 b 1.4h 取 15 6 60.5mm。 4）軸承端蓋的總寬度為20mm （由減速器與軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設計而定）。

41、根 據(jù)軸承端蓋的裝拆與便于對軸承加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右 端面間的距離I=30mm ，故取I2 3 40.57mm 低速軸的相關(guān)參數(shù)： 表4-1 功率 P3 9.69kW 轉(zhuǎn)速 n3 125.76r / min 轉(zhuǎn)矩 T3 735.842N m 1-2段軸長 | 1 2 84mm 1-2段直徑 d12 50mm 2-3段軸長 | 2 3 40.57mm 2-3段直徑 d2 3 62mm 3-4段軸長 I3 4 49.5mm 3-4段直徑 d3 4 65mm 4-5段軸長 | 4 5 85mm 4-5段直徑 d

42、4 5 70mm  5-6段軸長 l 5 6 60.5mm 5-6段直徑 d5 6 82mm 6-7段軸長 l 6 7 54.5mm 6-7段直徑 d6 7 65mm （3）軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按 d45查表查得平鍵截面 b*h=20mm 12mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 L=63mrm,7同時為了保證齒輪 與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 巴 ；同樣，半聯(lián)軸 器與軸的連接，選用平鍵為14mm 9mm 70mm ，半聯(lián)軸器與軸的配合為 —— 滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選

43、軸的直徑公差為 m66。 P.2 中間軸 Po 2 3 10?52 0.99 0.97 10.10kW n22.m求輸出軸上的功率62.p2轉(zhuǎn)速n2和轉(zhuǎn)矩T2 怡 4?°3 ■4.2.295求作用在齒輪上的 2 n2 362.2 F（ 1 ））因已知低速級小齒輪的分痛圓直徑為: ；d / ” 140n_ Fr F 263.6N m 口言 4 35 140mm tan n t cos 3765 tan20 cos1 F（2） 2因已知高速4級大齒輪0勺 d2越； 3 133 399mm tan n Fr Ft - 1321 n cos FY3 f初步確定軸的最

44、小直 先按式初步估算軸的最小直彳 取 A0 112 dmin 朋| — \ n2 P2是得：3 10.10 362.2 軸的最小直徑顯然是安裝軸承 0.027 33.6mm tan 2 徑 0.3639 3765 1412N 0.97 徑為： 徑 d12。 圖4-2 處理.根據(jù)表15-3, 424初步選擇滾動軸承. （1） 因軸承同時受有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) d" 35mm,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0基本游子隙組、 標準精度級的單列圓錐滾子軸承。其尺寸為 d D*T=35mm 72mm 18.25mm，故

45、 d1 2 d5 6 35mm， ]5 6 31.8mm； （2） 取安裝低速級小齒輪處的軸段2-3段的直徑d2 3 45mm |12 29.8mm ;齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為 95mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應略短于輪轂寬度，故取 12 3 90mm 。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度 h 0.07d，故取h=6mm ， 則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度 b 1.4h，取|34 12mm。 （3） 取安裝高速級大齒輪的軸段 4-5段的直徑d4 5 45mm齒輪的右端與右 端軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為 56mm ，為了使套筒端面

46、可靠 地壓緊齒輪，此軸段應略短于輪轂寬度，故取 |4 5 51mm 0 軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按 d45查表查得平鍵截面 b*h=22mm 14mm。鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 63mm,同時為了保證齒輪與 軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸 的連接，選用平鍵為14mm 9mm 70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為 。滾動軸 承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為 m6o 中間軸的參數(shù): 表4-2 功率 P2 10.10kw 轉(zhuǎn)速 n2 362.2r/mi n 轉(zhuǎn)矩 T2

47、 263.6 N m 1-2段軸長 112 29.3mm 1-2段直徑 d12 25mm 2-3段軸長 12 3 90mm 2-3段直徑 d2 3 45mm 3-4段軸長 13 4 12mm  3-4段直徑 d3 4 57mm 4-5段軸長 l 4 5 51mm 4-5段直徑 d4 5 45mm 4.3高速軸 求輸出軸上的功率 P1轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1 若取每級齒輪的傳動啲效率，則 n1 nm 1460r/min 4.3.2 |求作用在齒輪上的力 冏已知低速級大齒輪的分度圓直徑為8 d1 md^1 3 24 72mm

48、 tan n “a “ tan 20 Fr - 1891.38 - r t cos14 cos F a 4-F3tan初步確定軸的最小直徑 先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為 取A0 112 是得： d112 3 min . 1460 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 聯(lián)軸器的孔徑相適應，故需同時選取聯(lián)軸器型號. 聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 Tea KAT1 ，查表 KA 1.3 則: Tea K AT1 1.3 68090N mm 88517N mm 按照計算轉(zhuǎn)矩? 或手冊選用LX： 的孔徑d1 ； 配合的轂孔長度L1 0.3639 1891.38

49、709.55N 0.97 470.95N 45鋼調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3, 1891.38 0.249 10.41 112 3 7.13* 1 0 112 1.924 0.1 21.54mm d12.為了使所選的軸直徑與 ca K AT 1 ,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小 ，故取 應小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標準GB/T 5014-2003 -二「2型彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩 30mm , 故故取l^d^2 30m'm ,半聯(lián)軸器長 ,_ca 82m -] 0000 N mm .半聯(lián)軸器 L=82mm ,半聯(lián)軸器與軸 4.4軸的結(jié)構(gòu)設計 4.4.1擬定軸 上零件的

50、裝配方案  圖4-3 442根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1） 為了滿足半聯(lián) 軸器的軸向定位要示求,1-2軸段右端需制出一軸肩，故取 2-3 段的直徑d2 3 42mm ;左端用軸端擋圈，按軸端直徑取擋圈直徑 D=45mm .半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度 Li 82mm ,為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器 上 而不壓在軸的端面上，故 段的長度應比 略短一些,現(xiàn)取11 2 80mm. 2） 初步選擇滾動軸承.因軸承同時受有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) d2 3 42mm ,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游子隙組、標準精度級的單

51、列圓錐滾子軸承。其尺寸為 d*D*T=45mm*85mm*20.75mm ，故 d3 4 7 45mm ;而］7 8 26.75mm ， 13 4 31.75mm。 3） 取安裝齒輪處的軸段 4-5段,做成齒輪軸；已知齒輪軸輪轂的寬度為 61mm，齒輪軸的直徑為 62.29mm。 4） 軸承端蓋的總寬度為20mm （由減速器與軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設計而定）。根 據(jù)軸承端蓋的裝拆與便于對軸承加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右 端面間的距離1=30mm，故取12 3 45.81mm。 查表查得平鍵 同時為了保 ；同樣， 5） 軸上零件的周向定位 d4 5 L=45mm，7 齒輪

52、、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按 截面b*h=14mm*9mm ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 “. 半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為14mm 9mm 70mm ，半聯(lián)軸器與軸的配合 為丄 。滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公 差為^6m6。 高速軸的參數(shù): 表4-3 功率 10.41kw 轉(zhuǎn)速 門 1460r/mi n 轉(zhuǎn)矩 T1 68.09N m 1-2段軸長 l 1 2 80mm 1-2段直徑 d12 30mm 2-3段軸長 l 2 3 45.81mm

53、2-3段直徑 d2 3 42mm  3-4段軸長 l3 4 45mm 3-4段直徑 d3 4 31.75mm 4-5段軸長 l 4 5 99.5mm 4-5段直徑 d4 5 48.86mm 5-6段軸長 l 5 6 61mm 5-6段直徑 d5 6 62.29mm 6-7段軸長 l 6 7 26.75mm 6-7段直徑 d6 7 45mm 5. 齒輪的參數(shù)化建模 5.1齒輪的建模 (1 )在上工具箱中單擊匹按鈕，打幵“新建”對話框，在“類型”列表框 G ? [fal鮭倒 e 口梏弍 e 1. 1報

54、喪 c 干E1S rJx l_ .1 乍T打昌 1 在“名稱”文 “子類型”列表框中選擇“實體”選項, 罷用站豺 gea聯(lián)用活”，4如圖5-1所示。 圖5-1 “新建”對話框 中選擇“零件”選項，在 本框中輸入“ dachilun 2＞取消選中“使用默認模板”復選項。 單擊“確定”按鈕，打幵“新文件選 項”對話框，選中其中“ mmns_part_solid ”選項，如圖5-2所示，最后單擊” 確定“按鈕，進入三維實體建模環(huán)境。 1＞在主菜單中依次選擇 對話框。 理111 E flA 1X ■! 4. mtlL

55、UUQ □ a班宅 FLX 5. DOCJOOCl 口 9出.宅 MJ 4. DQCOO? □ 鶯5貝牟 決歆 圖5-2 ' “新文件選項”對話框 20 oreooo 1 1 冷二王 JHF3Ei!t￡0 B1IA 14 ZSOOCiO CJ 臥E全 甬尸定切旳 壽輪參: 數(shù) 135. COOOCD 口 用尸旨塹的 HKX 1. Borooc □ JD尸定負00 (2 )設 置 口 D> “工具”-門 □ DOCOOC SB3 |T4^SJ “關(guān)系”選項，系統(tǒng)將自動彈出 1 1

56、備品全 月I戶；YE L1 ■鎖註 攔予 2＞在對話框中單擊 具體內(nèi)容如圖 按鈕，然后將齒輪的各參數(shù)依次添加到參數(shù)列表框 |DT ?^Sd7 1T4S51 ' - -V '' 蕪茹. y |5-4所示，完成齒輪參數(shù)添加后，單擊“確定—按鈕，關(guān)閉對j 至中, 話框。 sillJ |空 1 ￡11 b a ib-at t_ed i d irtlb: z^Lad lESCuprrcM ffiOflELED iy i癇定 I I 生舌 I [ 余泊 I 圖5-3輸入齒輪參數(shù) (3 )繪制齒輪基本圓 在右工具箱單擊 ，彈出“草繪”對話框。選擇 FRONT

57、基準平面作為草 繪平面，繪制如圖5-4所示的任意尺寸的四個圓。 (4 )設置齒輪關(guān)系式，確定其尺寸參數(shù) 1＞按照如圖5-5所示，在“關(guān)系”對話框中分別添加確定齒輪的分度圓直 徑、基圓直徑、齒根圓直徑、齒頂圓直徑的關(guān)系式 2＞雙擊草繪基本圓的直徑尺寸，將它的尺寸分別修改為 d、da、db、df修 改的結(jié)果如圖5-6所示 圖5-4草繪同心圓 話框 圖5-5 “關(guān)系”對  圖5-6修改同心圓尺寸 圖5-7 “曲線：從方程” 對話框 （5 ）創(chuàng)建齒輪齒廓線 1＞在右工具箱中單擊羽按鈕打幵“菜單管理器”菜單，在該菜單中依次選 擇“曲線選項” “從方程” “完成”選

58、項，打幵“曲線：從方程” 對話框，如圖5-7所示。 2＞在模型樹窗口中選擇『寒邛FEF坐標系，然后再從“設置坐標類型” 菜單中選擇“笛卡爾”選項，如圖 5-8所示，打幵記事本窗口。 3＞在記事本文件中添加漸幵線方程式，如圖 5-9所示。然后在記事本窗中 選取“文件” “保存”選項保存設置。 圖5-8 “菜單管理器”對話框 圖5-9添加漸幵線 方程 4＞選擇圖5-11中的曲線1、曲線2作為放置參照，創(chuàng)建過兩曲線交點的基 準點PNTO。參照設置如圖5-10所示。 戲査雇性 在丄 曲轡E車銓」〕 在上 |下、跤］ 圖5-11基準點參照曲線的選

59、擇 準點”對話框 圖5-10 “基 5＞如圖5-12所示，單擊“確定”按鈕，選取基準平面 TOP和RIGHT作為 放置參照，創(chuàng)建過兩平面交線的基準軸 基旌珀 RIGHT :F1 平面）宇過 TOf J2 平荷）稈過 A_1，如圖6-13所示 圖5-13基準軸 A_1 PNTO和基準軸 圖5-12 “基準軸”對話框 6＞如圖5-13所示，單擊“確定”按鈕，創(chuàng)建

60、經(jīng)過基準點 A_1的基準平面 DTM1,如圖5-14所示。 1 1 *JI_ - "一 ■ STflzT 面 1 jj 敝置顯示匡性 參照 :山.5閒蠱堆釉〕j欝過 rrro；f7 穿過 5-15基準平面對話框 面 DTM1 7＞如圖5-16所示，單擊“確定 面DTM1轉(zhuǎn)過“ -90/z ”的基準平面 5-15基準平 按鈕，創(chuàng)建經(jīng)過基準軸 A_1，并由基準平 DTM2，如圖5-17所示。

61、 圖5-16 “基準平面”對話框 平面DTM2 圖5-17基準 8＞鏡像漸幵線。使用基準平面DTM2作為鏡像平面基準曲線，結(jié)果如圖5-18 所示。 圖5-18鏡像齒廓曲線 (6)創(chuàng)建齒根圓實體特征 1＞在右工具箱中單擊丘L按鈕打幵設計圖標版。選擇基準平面 FRONT作為 草繪平面，接收系統(tǒng)默認選項放置草繪平面。 2＞在右工具箱中單擊1-按鈕打幵“類型”對話框，選擇其中的“環(huán)”單選按 鈕，然后在工作區(qū)中選擇圖 5-19中的曲線1作為草

62、繪剖面。再圖標中輸入拉伸 深度為“ b”，完成齒根圓實體的創(chuàng)建，創(chuàng)建后的結(jié)果如圖 5-20所示。 圖5-19草繪的圖形 j-陰刊川 5-20拉伸的結(jié)果 (7)創(chuàng)建一條齒廓曲線 1＞在右工具箱中單擊 匡按鈕，系統(tǒng)彈出“草繪”對話框，選取基準平面 FRONT作為草繪平面后進入二維草繪平面。 2＞在右工具箱單擊1-按鈕打幵“類型”對話框，選擇“單個”單選按鈕， 使用’"和*并結(jié)合繪圖工具繪制如圖 5-21所示的二維圖形。 5-22顯示 5-21草繪曲線圖 倒角半徑 3＞打幵“關(guān)系”對話框，如圖 5-22所示，圓角半徑尺寸

63、顯示為“ sd0 ”，在 對話框中輸入如圖5-23所示的關(guān)系式 圖5-23 “關(guān)系“對話框 (8)復制齒廓曲線 1>在主菜單中依次選擇“編輯” > “特征操作”選項，打幵“菜單管理 器”菜單，選擇其中的“復制”選項，選取“移動”復制方法，選取上一步剛創(chuàng) 建的齒廓曲線作為復制對象 ▼復制特征 新盞考 相同參考 移動 所有特征 不同版本 目継承 獨立 從屬 暹出

64、 圖5-24依次選取的菜單 2＞選取“平移”方式，并選取基準平面 FRONT作為平移參照，設置平移距 離為“ B”，將曲線平移到齒坯的另一側(cè)。 勺輸入旌轉(zhuǎn)角度 圖5-25輸入旋轉(zhuǎn)角度 3＞繼續(xù)在“移動特征”菜單中選取“旋轉(zhuǎn)”方式，并選取軸 A_1作為旋轉(zhuǎn) 復制參照，設置旋轉(zhuǎn)角度為“ asin(2*b*tan(beta/d)) ”，再將前一步平移復制的 齒廓曲線旋轉(zhuǎn)相應角度。最后生成如圖 5-26所示的另一端齒廓曲線。 圖5-26創(chuàng)建另端齒廓曲線 (9)創(chuàng)建投影曲線 1＞在工具欄內(nèi)單擊 按鈕，系統(tǒng)彈出“草繪”對話框。選

65、取“ RIGUT ”面作為草繪平面，選取“ TOP ”面作為參照平面，參照方向為“右”，單擊“草繪” 按鈕進入草繪環(huán)境。 2＞繪制如圖5-27所示的二維草圖，在工具欄內(nèi)單擊 "按鈕完成草繪的繪 制。 圖5-27繪制二維草圖 3＞主菜單中依次選擇“編輯”， “投影”選項，選取拉伸的齒根圓曲面 為投影表面，投影結(jié)果如下圖 5-28所示。  圖5-28投影結(jié)果 (10 )創(chuàng)建第一個輪齒特征 1＞在主菜單上依次單擊“插入” * “掃描混合”命令，系統(tǒng)彈出“掃描 混合”操控面板，如圖5-29所示。 墾照 剖面 桿十丁 述頂 層性 Z 據(jù)剖畫札囚選頂矚性 2＞在“掃

66、描混合”操控面板內(nèi)單擊“參照”按鈕，系統(tǒng)彈出“參照”上滑面 板，如圖6-30所示 細節(jié)... 剖 垂言于軌跡 ▼ 水平丿垂直控制 垂巨手曲而— ▼ 下一項 圖5-29 “掃描混合”操作面板 圖5-30 “參照”上滑 面板 3＞在“參照”上滑面板的“剖面控制”下拉列表框內(nèi)選擇“垂直于軌跡”選 項，在“水平/垂直控制”下拉列表框內(nèi)選擇“垂直于曲面”選項，如圖5-30示 4＞在繪圖區(qū)單擊選取分度圓上的投影線作為掃描混合的掃引線，如圖 5-31 示。 圖5-31選取掃描引線 5＞在“掃描混合”操作面板中單擊“剖面”按鈕，系統(tǒng)彈出“剖面”上滑面 板，在上方下拉列表框中選擇“所選截面”選項，如圖 5-32所示 m所選裁両 増切禺合頂點 圖5-33選取截面 圖5-32 “剖面”上滑面板 6＞在繪圖區(qū)單擊選取“掃描混合”截面，如圖 5-33所示 7＞在“掃描混合”操控面板內(nèi)單擊 特征如圖5-34所示。 按鈕完成第一個齒的創(chuàng)建，完成后的 圖5-34完成后的輪齒特征 貼“對話