水田平地機械結構設計說明書[帶圖紙]

1、<p>　　湖南農(nóng)業(yè)大學東方科技學院</p><p>　　全日制普通本科生畢業(yè)設計 </p><p>　　水田平地機械結構設計</p><p>　　PADDY FIELD LEVELING MACHINE STRUCTURE DESIGN</p><p><b>　　學生姓名：黃充</b></p>

2、<p>　　學 號：200841914316</p><p>　　年級專業(yè)及班級：2008級機械設計制造及其自動化(3)班 </p><p>　　指導老師及職稱：吳明亮 教授</p><p>　　學 部：理工學部</p><p><b>　　湖南·長沙</b></p>

3、<p>　　提交日期：2012 年 5 月</p><p>　　湖南農(nóng)業(yè)大學東方科技學院全日制普通本科生</p><p><b>　　畢業(yè)設計誠信聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文是本人在指導老師的指導下，進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權爭議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其

4、他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。同時，本論文的著作權由本人與湖南農(nóng)業(yè)大學東方科技學院、指導教師共同擁有。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。</p><p><b>　　畢業(yè)設計作者簽名：</b></p><p>　　年 月 日</p><p>&

5、lt;b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要……………………………………………………………………………………1</p><p>　　關鍵字…………………………………………………………………………………1</p><p>　　引言……………………………………………………………………………………2</p><p>

6、;　　1 緒論………………………………………………………………………………2</p><p>　　1.1 水田平地機在國內(nèi)外的發(fā)展和使用……………………………………3</p><p>　　1.2 設計水田平地機的意義…………………………………………………3</p><p>　　1.3 作品的結構特點與優(yōu)勢…………………………………………………3</p&

7、gt;<p>　　2 水田平地機的方案選擇…………………………………………………………4</p><p>　　3 柴油機的選擇……………………………………………………………………4</p><p>　　4 減速箱的設計……………………………………………………………………5</p><p>　　4.1 減速箱的傳動比分配…………………………………

8、…………………5</p><p>　　4.2 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)………………………………………7</p><p>　　4.3 設計V帶…………………………………………………………………7</p><p>　　4.4 齒輪的設計………………………………………………………………8</p><p>　　4.4.1 高速齒輪的設計…

9、………………………………………………10</p><p>　　4.4.2 低速齒輪的設計…………………………………………………11</p><p>　　4.5 軸的設計…………………………………………………………………11</p><p>　　4.5.1 高速軸的設計與校核……………………………………………11</p><p>　　4.

10、5.2 中間軸的設計與校核……………………………………………14</p><p>　　4.5.3 低速軸的設計與校核……………………………………………17</p><p>　　4.6 高速大齒輪及帶輪的設計………………………………………………22</p><p>　　5 液壓系統(tǒng)的設計及整體方案的確定……………………………………………24</p>

11、<p>　　5.1 確定液壓系統(tǒng)的壓力和流量……………………………………………24</p><p>　　5.2 液壓缸主要尺寸的確定…………………………………………………25</p><p>　　5.3 各主要液壓器件選擇及其工作原理……………………………………25</p><p>　　5.3.1 液壓馬達…………………………………………………

12、………25</p><p>　　5.3.2 確定管道尺寸……………………………………………………26</p><p>　　5.3.4 液壓油箱容積的確定……………………………………………26</p><p>　　5.3.5 液壓系統(tǒng)溫升計算………………………………………………26</p><p>　　5.3.6 溢流閥……………………

13、………………………………………27</p><p>　　5.4 其他………………………………………………………………………27</p><p>　　6 潤滑方式的確定以及其它的一些要求…………………………………………27</p><p>　　7 總結………………………………………………………………………………28</p><p>　　參

14、考文獻……………………………………………………………………………28</p><p>　　致謝…………………………………………………………………………………29</p><p>　　水田平地機械結構設計</p><p><b>　　學 生：黃充</b></p><p><b>　　指導老師：吳明亮</

15、b></p><p>　　(湖南農(nóng)業(yè)大學東方科技學院，長沙 410128）</p><p>　　摘 要：由于我國土地形狀復雜，類型繁多，且緯度跨越大，故我國各省的農(nóng)業(yè)機械各有差異，其現(xiàn)代化程度不同。我省土地類型主要以丘陵為主，但又是以水稻為主要糧食的地區(qū)。無法適用于大規(guī)模的生產(chǎn)，但又是水田，泥濘土地的作業(yè)有一定的難度。本文基于機械設計和相關的理論研究，利用減速箱，單片機和液壓裝置設計

16、了一臺水田平地機。由于本人能力有限，此文只著重設計了其傳動裝置與平地的液壓裝置。此次設計的水田平地機特點是結構簡單，受力均勻，運行平穩(wěn)，工作效率高。</p><p>　　關鍵詞：水田平地機 ；耕整機 ；手推 ；液壓系統(tǒng)設計</p><p>　　Paddy field leveling machine structure design</p><p>　　Studen

17、t：HUANG Chong</p><p>　　Tutor：WU Ming-liang</p><p>　　(Oriental Science ＆Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)</p><p>　　Abstract: due to land complex s

18、hapes, type range and latitude spans, of agricultural machinery in all the different, varying degrees of its modernization. I mainly hilly land in type, but with rice as the main food of the region. Cannot be applied to

19、large-scale production, but paddy fields, muddy land a job with a certain degree of difficulty. This article is based on research on mechanical design and theories related to the, using gearboxes, hydraulic design of sin

20、gle-chip and a grader for pad</p><p>　　Keywords: grader for paddy field; cultivator; hand; design of hydraulic systems</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 引言<

21、;/b></p><p>　　平地機是土方工程中用于整形和平整作業(yè)的主要機械，廣泛用于公路、機場等大面積的地面平整作業(yè)。平地機之所以有廣泛的輔助作業(yè)能力，是由于它的刮土板能在空間完成360度運動。它們可以單獨進行，也可以組合進行。平地機在路基施工中，能為路基提供足夠的強度和穩(wěn)定性。它在路基施工中的主要方法有平地作業(yè)、刷坡作業(yè)、填筑路堤。本次研究的是一款能在我省水田中平地用機械結構。</p>&

22、lt;p>　　1.2 水田平地機在國內(nèi)外的發(fā)展和使用</p><p>　　隨著高新技術的發(fā)展及在工程機械產(chǎn)品上的應用，以現(xiàn)代微電子技術為代表的高科技正越來越普遍地用來改造工程機械產(chǎn)品的傳統(tǒng)結構。成熟技術的移植應用已大大促進了平地機綜合技術水平的進一步提高。在滿足新的技術要求前提下選擇合理的價位，適應不同檔次的用戶需求是目前平地機的發(fā)展方面。中國市場與國外市場不同，國外發(fā)達國家的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化基本已經(jīng)形成，平地

23、機的市場走勢處于低谷，而中國平地機市場剛剛開始啟動，另一方面中國是發(fā)展中國家，經(jīng)濟實力等遠遠落后于發(fā)達國家，多種因素決定了現(xiàn)階段的中國市場對平地機不需要很高的技術含量和高的配置，只要具有同樣的作業(yè)功能和較好的可靠性，具有性能價格比的優(yōu)勢，就會有高的市場份額。近年來，國外平地機之所以從中國市場逐步退出不是因為國外產(chǎn)品的技術水平不高，而是價位太高。進口機的價位約是國產(chǎn)同類機型的3倍以上。因此，國產(chǎn)平地機必須在保持或略高于原同類機型價位的基礎

24、上，盡量提高整機的可靠性和操作舒適性來適應中國的市場。 從技術發(fā)展角度考慮，中國平地機的發(fā)展，依然要跟蹤國際領先水平。展望迅速發(fā)展的中國市場，加入ＷＴ0后國內(nèi)市場國際化的趨勢日趨明顯。參與國際交換和分工，充分利用國際先</p><p>　　1.3 設計水田平地機的意義</p><p>　　隨著我國現(xiàn)代化建設事業(yè)的迅速發(fā)展，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的建設越來越緊迫。但由于我國土地形狀復雜，類型繁

25、多，且緯度跨越大，故我國各省的農(nóng)業(yè)機械各有差異，其現(xiàn)代化程度不同。我省土地類型主要以丘陵為主，但又是以水稻為主要糧食的地區(qū)。無法適用于大規(guī)模的生產(chǎn)，但又是水田，泥濘土地的作業(yè)有一定的難度。因此我省水田對平地類型的機械有一定的要求。使用方便，外形較小，移動方便是我省現(xiàn)階段水田平地機的研究意義。</p><p>　　1.4 作品的結構特點與優(yōu)勢</p><p>　　1）通過小型柴油機作為動力

26、源，具有小型水田也能快速工作的特點</p><p>　　2）體積小、質(zhì)量輕、結構簡單、操作方便、保養(yǎng)方便、成本低廉，無廢氣及噪音等污染。</p><p>　　3) 平地的高度可在20—60mm之間，橫向100~200mm，,質(zhì)量400kg左右（材料由45鋼制作）；</p><p>　　4)前輪采用雙輪耕整機構，具有良好的導向性，后面的平地船通過鉸鏈與行走機構相連，可

27、以大幅度拐彎。</p><p>　　5) 平地的效果較理想，且成本低，是小面積平地的首選產(chǎn)品。</p><p>　　2 水田平地機的方案選擇</p><p>　　據(jù)本次設計要求：設計出一臺水田平地機，由現(xiàn)有雙輪耕整機牽引，工作部件平地船通過振動、對土壤擠壓，刮平、推送，實現(xiàn)水田中土壤的平整。經(jīng)參考眾多農(nóng)機類型，我設計了如圖1所示雙輪拖掛式水田平地機。</p&

28、gt;<p>　　柴油機為動力源，經(jīng)過V帶傳動將功率傳給減速器，經(jīng)歷兩級減速后又利用V帶傳動將功率傳遞給行走的雙輪，雙輪拖動平地船在水田上行走，平地船與拖拉機具采用三點懸掛方式連接，三點懸掛裝置的兩個提升桿改用兩個雙作用油缸，其動作可分別控制，以實現(xiàn)平地具左右兩側提升和下降的獨立控制，保證平地機具始終處于水平位置工作。懸掛點以鉸鏈連接，人站在平地船上通過手柄掌控方向。液壓控制系統(tǒng)控制平底船左右水平。</p>

29、<p><b>　　3 柴油機的選擇</b></p><p>　　有常識得知：正常成年人的移動速度為3.5—5km/h，考慮安全問題取v=4km/h=66.67m/min。按水田耕整作業(yè)：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中： —耕寬，取100cm</p>&l

30、t;p><b>　　—耕深，取10mm</b></p><p>　　—土壤比阻，根據(jù)資料取0.36</p><p><b>　　所以=3.60kw</b></p><p>　　1.175F—1型柴油機 2.底座 3.耕整雙輪 4.鉸鏈</p><p>　　5.平地船 6液壓裝置

31、 7.手柄 8.減速箱</p><p><b>　　圖1 總裝配簡圖</b></p><p>　　Fig 1 General Assembly Drawing</p><p>　　通過對家鄉(xiāng)柴油機的使用情況了解，175F—1型柴油發(fā)動機的使用率特別廣，它是最適合本地環(huán)境狀況與交通狀況的柴油機，它能滿足輕小型農(nóng)業(yè)機構的要求，故本次研究

32、以龍舟-175F-1型柴油為動力源驅(qū)動。其規(guī)格如圖2所示：</p><p><b>　　圖2 柴油機銘牌</b></p><p>　　Fig 2 diesel engine nameplate</p><p><b>　　4 減速箱的設計</b></p><p>　　4.1 減速箱的傳動比分

33、配</p><p>　　圖3 傳動裝置示意圖</p><p>　　Fig 3 Schematic diagram of transmission device</p><p>　　按常識，取170cm，體重取70kg，雙臂抬起高度h=800mm。柴油機高500mm，為了讓人前方視野開闊，取雙輪半徑r=500mm那么輪子的轉(zhuǎn)速n=51.54r/min。</p

34、><p>　　確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比：總傳動比：</p><p><b>　　（1）</b></p><p>　　分配傳動比：取 則 </p><p>　　取 經(jīng)計算 </p><p>　　注：為帶輪傳動比，為高速級傳動比，為低速級傳動比。</p

35、><p>　　4.2 計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)</p><p>　　將傳動裝置各軸由高速到低速依次定為1軸、2軸、3軸、4軸</p><p>　　——依次為電機與軸1，軸1與軸2，軸2與軸3，軸3與軸4，之間的傳動效率。</p><p><b>　?。?）各軸轉(zhuǎn)速：</b></p><p>&l

36、t;b>　?。?）</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p>　?。?）各軸輸入功率：</p><p>　?。?）各軸輸入轉(zhuǎn)矩： （2）</p><p>　　各

37、軸動力參數(shù)結果如下表：</p><p>　　表1 各軸動力參數(shù)</p><p>　　Table 1 the axial dynamic parameters</p><p><b>　　4.3 設計V帶</b></p><p><b>　　(1)確定V帶型號</b></p>&l

38、t;p>　　查機械設計手冊表13-6得： </p><p><b>　　則</b></p><p>　　根據(jù) ,由機械設計圖13-5，選擇A型V帶，。</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　取。

39、 </p><p>　　為帶傳動的滑動率。 </p><p>　?。?）驗算帶速：帶速在范圍內(nèi)，合適。</p><p>　　(3)取V帶基準長度和中心距a：</p><p>　　初步選取中心距a：，取。</p><p>　　所以： （3）</

40、p><p>　　查資料取。那么實際中心距：。</p><p><b>　　驗算小帶輪包角：</b></p><p>　　。 （4）</p><p><b>　　求V帶根數(shù)Z：</b></p><p><b>　　（5）</b&

41、gt;</p><p><b>　　根據(jù)內(nèi)插值法得 。</b></p><p><b>　　EF=0.1</b></p><p>　　。 </p><p>　　由內(nèi)插值法得

42、 </p><p>　　。 </p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　取Z=3根。</b></p><p>　　（4）求作用在帶輪軸上的壓力：</p><p>　　有q=0.10kg/m，單根V帶的初拉力

43、：</p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　作用在軸上壓力：</b></p><p>　　。 </p><p>　　4.4 齒輪的設計</p><p>　?。?）材料：高速級小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面

44、硬度為250HBS。高速級大齒輪選用鋼正火，齒面硬度為220HBS。</p><p>　　（2）查機械設計表11-7得： 。</p><p>　　又由表11-4得： 。</p><p><b>　　故 。</b></p><p>　　查機械設計第168頁表11-10C圖得： 。</p><p

45、><b>　　故 。</b></p><p>　?。?）按齒面接觸強度設計：9級精度制造，取載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù) 計算中心距：由機械設計第165頁式11-5得：</p><p>　　考慮高速級大齒輪與低速級大齒輪相差不大取 </p><p>　　則 取 </p

46、><p><b>　　實際傳動比：</b></p><p><b>　　傳動比誤差：。</b></p><p>　　齒寬： 取 </p><p>　　高速級大齒輪： 高速級小齒輪： </p><p>　?。?）驗算輪齒彎曲強度：</p><p&

47、gt;　　根據(jù)機械設計第167頁表11-9得： </p><p><b>　　按最小齒寬計算：</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　所以安全。</b></p><p>　　（5）齒輪的圓周速度： </p><p&

48、gt;　　查課本第162頁表11-2知選用9級的的精度是合適的。</p><p>　　4.4.2 低速級大小齒輪的設計</p><p>　　材料：低速級小齒輪選用鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS。低速級大齒選用鋼正火，齒面硬度為220HBS。</p><p>　　查機械設計第166頁表11-7得： 。</p><p>　　查機械設計第165

49、頁表11-4得： 。</p><p><b>　　故 </b></p><p>　　查課本第168頁表11-10C圖得： 。</p><p><b>　　故 。</b></p><p>　　按齒面接觸強度設計：9級精度制造，查課本第164頁表11-3得：載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù)</p&

50、gt;<p>　　計算中心距： 由課本第165頁式11-5得：</p><p><b>　　（6）</b></p><p><b>　　取 則 取</b></p><p><b>　　計算傳動比誤差：</b></p><p><b>　　齒寬：則取

51、 </b></p><p><b>　　低速級大齒輪： </b></p><p><b>　　低速級小齒輪： </b></p><p>　　驗算輪齒彎曲強度：查課本第167頁表11-9得：</p><p><b>　　按最小齒寬計算：</b></p>

52、<p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　安全。</b></p><p><b>　　齒輪的圓周速度：</b></p><p>　　查機械設計教材第162頁表11-2知選用9級的的精度是合適的。</p><p><b>　　4.5

53、 軸的設計</b></p><p>　　4.5.1 高速軸的設計與校核</p><p>　?。?）材料：選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理。查機械設計第230頁表14-2取 C=100。</p><p>　?。?）各軸段直徑的確定：根據(jù)機械設計課本第230頁式14-2得：</p><p><b>　　（9）</b><

54、;/p><p>　　又因為裝小帶輪的電動機軸徑，又因為高速軸第一段軸徑裝配大帶輪，所以取。L1=1.75d1-3=60。</p><p>　　因為大帶輪要靠軸肩定位，且還要配合密封圈，所以根據(jù)機械設計手冊手冊85頁表7-12取，L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。</p><p>　　段裝配軸承且，所以由表6-1取。選用6009軸承。</p>

55、<p>　　L3=B++2=16+10+2=28。</p><p>　　段主要是定位軸承，取。L4根據(jù)箱體內(nèi)壁線確定后在確定。裝配齒輪段直徑：判斷是不是作成齒輪軸： </p><p>　　查機械設計手冊51頁表4-1得：</p><p>　　e=5.9＜6.25。</p><p>　　段裝配軸承所以 L6= L3=28。</

56、p><p>　　校核該軸和軸承：L1=73 L2=211 L3=96</p><p>　　作用在齒輪上的圓周力為：</p><p><b>　　徑向力為</b></p><p>　　作用在軸1帶輪上的外力： </p><p><b>　　求垂直面的支反力：</b><

57、/p><p><b>　?。?0）</b></p><p>　　求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖：</p><p><b>　　求水平面的支承力：</b></p><p><b>　　由得</b></p><p><b>　　N</b>&l

58、t;/p><p><b>　　N</b></p><p>　　求并繪制水平面彎矩圖：</p><p>　　求F在支點產(chǎn)生的反力：</p><p>　　求并繪制F力產(chǎn)生的彎矩圖：</p><p>　　F在a處產(chǎn)生的彎矩：</p><p><b>　　求合成彎矩圖：<

59、;/b></p><p>　　考慮最不利的情況，把與直接相加。</p><p>　　求危險截面當量彎矩：</p><p>　　從圖可見，m-m處截面最危險，其當量彎矩為：（取折合系數(shù)）</p><p><b>　?。?1）</b></p><p>　　計算危險截面處軸的直徑：</p&g

60、t;<p>　　因為材料選擇調(diào)質(zhì)，則，許用彎曲應力，則有： （12）</p><p>　　因為，所以該軸是安全的。</p><p>　　彎矩及軸的受力分析圖</p><p>　　圖4 高速的彎矩及受力分析圖</p><p>　　Fig 4 Bending momen

61、t and stress analysis of high speed shaft</p><p>　?。?）鍵的設計與校核: </p><p>　　根據(jù)，確定V帶輪選鑄鐵HT200，參考機械設計教材表10-9,由于在范圍內(nèi)，故軸段上采用鍵：, </p><p><b>　　采用A型普通鍵:</b></p><p>　　

62、鍵校核.為L1=1.75d1-3=60綜合考慮取=50得 （13）</p><p>　　查課本155頁表10-10所選鍵為：</p><p>　　4.5.2 中間軸的設計與校核</p><p>　?。?）材料：選用45號鋼調(diào)質(zhì)處理。查機械設計課本第230頁表14-2取C=100。</p><p>

63、　　故 （14）</p><p>　　段要裝配軸承，所以查手冊第9頁表1-16取，查手冊62頁表6-1選用6208軸承，L1=B+++(2～3)=18+10+10+2=40。</p><p>　　裝配低速級小齒輪，且取，L2=128，因為要比齒輪孔長度少。</p><p>　　段主要是定位高速級大

64、齒輪，所以取，L3==10。</p><p>　　裝配高速級大齒輪，取 L4=84-2=82。</p><p>　　段要裝配軸承，所以查手冊第9頁表1-16取，查手冊62頁表6-1選用6208軸承，L1=B+++3+（2～3）=18+10+10+2=43。</p><p>　?。?）校核該軸和軸承：L1=74 L2=117 L3=94</p>

65、<p>　　作用在2、3齒輪上的圓周力：</p><p><b>　　徑向力：</b></p><p><b>　　求垂直面的支反力</b></p><p><b>　　計算垂直彎矩：</b></p><p><b>　　求水平面的支承力：</b&

66、gt;</p><p>　　計算、繪制水平面彎矩圖：</p><p>　　求合成彎矩圖，按最不利情況考慮：</p><p><b>　　（5）</b></p><p>　　求危險截面當量彎矩：</p><p>　　從圖可見，m-m,n-n處截面最危險，其當量彎矩為：（取折合系數(shù)）</p>

67、;<p>　　計算危險截面處軸的直徑：</p><p><b>　　n-n截面:</b></p><p><b>　　(7)</b></p><p><b>　　m-m截面:</b></p><p>　　由于，所以該軸是安全的。</p><p&

68、gt;<b>　　軸承壽命校核：</b></p><p>　　軸承壽命可由式進行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，查課本259頁表16-9，10取取</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　軸承使用壽命在年范圍內(nèi)，因此所該軸承符合農(nóng)用機械要求。</p><p>　　

69、4.5.2 低速的設計與校核</p><p>　　彎矩及軸的受力分析圖如下頁圖：</p><p>　　2）鍵的設計與校核：</p><p>　　已知參考機械設計表10-11，由于所以取</p><p>　　因為齒輪材料為45鋼。查表10-10得</p><p>　　L=128-18=110取鍵長為110. L=82-

70、12=70取鍵長為70</p><p>　　圖5 中間軸的彎矩及受力分析圖</p><p>　　Fig 5 Intermediate shaft bending moment and Stress Analysis</p><p>　　根據(jù)擠壓強度條件，鍵的校核為：</p><p><b>　?。?）</b><

71、/p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　所以所選鍵為: </b></p><p>　　4.5.3 低速軸的設計與校核</p><p><b>　?、糯_定各軸段直徑</b></p><p><b>　　計算最小軸段直

72、徑。</b></p><p>　　因為軸主要承受轉(zhuǎn)矩作用，所以按扭轉(zhuǎn)強度計算，由式14-2得：</p><p>　　考慮到該軸段上開有鍵槽，因此取</p><p>　　查手冊9頁表1-16圓整成標準值，取</p><p>　　為使帶輪軸向定位，在外伸端設置軸肩，則第二段軸徑。查手冊85頁表7-2，此尺寸符合軸承蓋和密封圈標準值，因

73、此取。</p><p>　　設計軸段，為使軸承裝拆方便，查手冊62頁，表6-1，取，采用擋油環(huán)給軸承定位。選軸承6215:。</p><p>　　設計軸段，考慮到擋油環(huán)軸向定位，故取</p><p>　　設計另一端軸頸，取，軸承由擋油環(huán)定位，擋油環(huán)另一端靠齒輪齒根處定位。</p><p>　　輪裝拆方便，設計軸頭，取，查手冊9頁表1-16取。

74、</p><p><b>　　設計軸環(huán)及寬度b</b></p><p>　　使齒輪軸向定位，故取取</p><p><b>　　,</b></p><p>　　⑵ 確定各軸段長度。</p><p><b>　　帶輪的尺寸決定,</b></p>

75、<p><b>　　,</b></p><p><b>　　所以</b></p><p>　　軸頭長度因為此段要比此輪孔的長度短</p><p>　　其它各軸段長度由結構決定。</p><p>　?。?）校核該軸和軸承：L1=97.5 L2=204.5 L3=116</p

76、><p>　　求作用力、力矩和和力矩、危險截面的當量彎矩。</p><p>　　作用在齒輪上的圓周力： </p><p><b>　　徑向力：</b></p><p><b>　　求垂直面的支反力：</b></p><p>&

77、lt;b>　　計算垂直彎矩：</b></p><p><b>　　求水平面的支承力。</b></p><p>　　計算、繪制水平面彎矩圖。</p><p>　　求F在支點產(chǎn)生的反力</p><p>　　求F力產(chǎn)生的彎矩圖。</p><p>　　F在a處產(chǎn)生的彎矩：</p&g

78、t;<p>　　考慮最不利的情況，把與直接相加。</p><p>　　求危險截面當量彎矩。</p><p>　　從圖可見，m-m處截面最危險，其當量彎矩為：（取折合系數(shù)）</p><p>　　計算危險截面處軸的直徑。</p><p>　　因為材料選擇調(diào)質(zhì)，查機械設計手冊得，許用彎曲應力，則：</p><p&g

79、t;<b>　?。?）</b></p><p>　　考慮到鍵槽的影響，取所以該軸是安全的。</p><p>　　4.5.3 低速軸的設計與校核</p><p>　　彎矩及軸的受力分析圖如下：</p><p>　　圖6 低速軸的彎矩及受力分析圖</p><p>　　Fig 6 Moment a

80、nd stress analysis of the Low-speed Shaft</p><p>　?。?）鍵的設計與校核：</p><p>　　因為d1=63裝帶輪查課本153頁表10-9選鍵為b×h:18×11查155頁表10-10得</p><p>　　因為L1=107初選鍵長為100,校核</p><p><

81、;b>　　所以所選鍵為: </b></p><p>　　裝齒輪查課本153頁表10-9選鍵為查機械設計155頁表10-10得</p><p>　　因為L6=122初選鍵長為100,校核</p><p><b>　　所以所選鍵為:.</b></p><p>　　4.6 齒輪及帶輪的設計</p>

82、;<p>　　因 采用腹板式結構：</p><p>　　表2 高速大齒輪的設計</p><p>　　Table2 Design of high Speed Gear </p><p>　　表3 柴油機帶輪的設計</p><p>　　Table 3 Design of

83、 diesel Engine Pulley </p><p>　　表4 減速箱的帶輪設計</p><p>　　Table 4 The belt wheel gear Box Design</p><p>　　表5 行走機構的帶輪設計</p><p>　　Table 5 The belt wheel walking Mechani

84、sm Design</p><p>　　5 液壓系統(tǒng)的設計及其整體方案確定</p><p>　　在分析國內(nèi)外平地控制系統(tǒng)的產(chǎn)品的基礎上，借鑒它們的成功經(jīng)驗，根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)品的現(xiàn)狀，以及現(xiàn)有的技術水平，以單片機為控制，以液壓系統(tǒng)為執(zhí)行機構，設計了一種精密水田平地控制系統(tǒng)。在系統(tǒng)設計中，結合實驗的實際需要，主要以耕整水田為研究對象。利用電磁閥的控制，實現(xiàn)油泵的不同排量，從而實現(xiàn)排種器的轉(zhuǎn)速控

85、制。</p><p>　　5.1 確定液壓系統(tǒng)的壓力和流量</p><p><b>　　液壓油缸受力分析：</b></p><p>　　當下拉桿與地面平行時，平地機具重力方向與左拉桿垂直，此時平地機具所產(chǎn)生的力矩最大。根據(jù)力矩平衡原理得:</p><p><b>　　（16）</b></p&

86、gt;<p>　　式中 G —平地機具的質(zhì)量，—力臂，</p><p>　　—平地機具重心位置，</p><p>　　—液壓油缸靜態(tài)最大拉力的垂直向上分力。</p><p>　　圖8 平地機具靜態(tài)受力圖</p><p>　　Fig 8 land leveler static force</p><p&

87、gt;　　經(jīng)計算=4000N，力F的最大值。平地機具工作時會增加慣性負載，根據(jù)經(jīng)驗及相關文獻取0.5倍，則液壓缸工作時必須提供最大拉力F=6930N。由于采用兩液壓缸，可知單缸最大拉力為3465N。</p><p>　　5.2 液壓缸主要尺寸的確定</p><p>　　(1) 油缸工作壓力。根據(jù)經(jīng)驗本系統(tǒng) p=6MPa。 </p><p>　　(2) 確定液壓缸內(nèi)

88、徑 D和活塞桿直徑d?？紤]安裝因素活塞工作時塞桿受拉，經(jīng)推導D可按下式計算，即</p><p><b>　　（15）</b></p><p>　　式中 F是液壓缸外負載，已計算F=3465N</p><p>　　液壓缸的機械效率，本系統(tǒng)取0.95</p><p>　　p1是液壓缸工作壓力，已知p=6MPa</p

89、><p>　　P2是液壓缸回油腔背壓力，因該系統(tǒng)屬于簡單的中壓系統(tǒng)，可取0.5MPa</p><p>　　由于活塞桿受拉，取d=0.5D。</p><p>　　將數(shù)據(jù)代入式中可得D=0.048m</p><p>　　圓整后，取D= 63mm 因d=0.5D，圓整后取活塞桿直徑d=35mm</p><p>　　由此可計算單缸

90、活塞桿工作時能產(chǎn)生的拉力為7659N，大于3465N，滿足要求。</p><p>　?。?）計算液壓缸工作時所需的流量q為</p><p><b>　?。?6）</b></p><p>　　式中 v—油缸活塞伸縮速度，根據(jù)相關文獻取v=4m/min。</p><p>　　系統(tǒng)工作時，經(jīng)常需要兩個液壓油缸同時工作，故系

91、統(tǒng)所需流量為2q，即25L/min。</p><p>　　5.3 各主要液壓器件選擇及其工作原理</p><p>　　5.3.1 液壓馬達</p><p>　　從能量轉(zhuǎn)換的觀點來看，液壓泵與液壓馬達是可逆工作的液壓元件，向任何一種液壓泵輸入工作液體，都可使其變成液壓馬達工況；反之，當液壓馬達的主軸由外力矩驅(qū)動旋轉(zhuǎn)時，也可變?yōu)橐簤罕霉r。因為它們具有同樣的基本結構

92、要素--密閉而又可以周期變化的容積和相應的配油機構。[10] </p><p>　　但是，由于液壓馬達和液壓泵的工作條件不同，對它們的性能要求也不一樣，所以同類型的液壓馬達和液壓泵之間，仍存在許多差別。首先液壓馬達應能夠正、反轉(zhuǎn)，因而要求其內(nèi)部結構對稱；液壓馬達的轉(zhuǎn)速范圍需要足夠大，特別對它的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速有一定的要求。因此，它通常都采用滾動軸承或靜壓滑動軸承；其次液壓馬達由于在輸入壓力油條件下工作，因而不必具備自

93、吸能力，但需要一定的初始密封性，才能提供必要的起動轉(zhuǎn)矩。由于存在著這些差別，使得液壓馬達和液壓泵在結構上比較相似，但不能可逆工作[11]。</p><p>　　該系統(tǒng)液壓泵由拖拉機（型號為清江－504）的動力輸出軸驅(qū)動。已知動力輸出軸高擋轉(zhuǎn)速為1000r/min，再根據(jù)系統(tǒng)工作壓力及流量等要求選用淮安市液壓件總廠生產(chǎn)的 CBT－F532 型齒輪泵。該泵的技術參數(shù)如下：排量為 32mL/r，額定壓力為20MPa，額

94、定轉(zhuǎn)速為 1000r/min，容積效率為 0.92。</p><p>　　5.3.2 選擇液壓閥</p><p>　　液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)選用深圳亞德客（AIRTAC）液壓氣動件廠生產(chǎn)的三位四通電磁換向閥，其額定工作電壓為 12V 直流電，響應頻率為 5Hz。根據(jù)擬定的液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理選定液壓元件，，如下表所示：</p><p>　　表6 液壓元件的選擇</p&g

95、t;<p>　　Table 6 The choice of Hydraulic Components</p><p>　　5.3.3 確定管道尺寸</p><p>　　油管內(nèi)徑尺寸由選用的液壓元件接口尺寸確定，即油管內(nèi)徑為 8mm。</p><p>　　5.3.4 液壓油箱容積的確定</p><p>　　為了提高液壓系統(tǒng)的

96、動作靈敏度，采用恒壓系統(tǒng)，即油泵壓力恒為工作壓力 6MPa，液壓油箱有效容量按齒輪泵的流量的 10 倍來確定，即選用容量為320L 的油箱[17] 。</p><p>　　5.3.5 液壓系統(tǒng)溫升驗算</p><p>　　系統(tǒng)為恒壓系統(tǒng)，所以在整個田間作業(yè)過程中若液壓缸不動作，則泵的輸入功率全部轉(zhuǎn)化為熱量。 此時液壓油的溫升最大，單位時間發(fā)熱量 Q 為</p><p&

97、gt;<b>　?。?）</b></p><p>　　式中 p—油泵的理論泵油排量，為32L/0.92，</p><p>　　q—液壓泵的理論泵出壓力，估算為系統(tǒng)的工作壓力，即6MPa。</p><p>　　郵箱的散熱面積可近似為A=3.14</p><p>　　由于系統(tǒng)的散熱狀況一般，可取K，則系統(tǒng)的溫升為： <

98、;/p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　液壓系統(tǒng)油溫一般不應超過 70℃，因此必須設置散熱器。散熱器選用汽車空調(diào)散熱器，其入口與溢流閥的回油箱口相連。實驗表明，設置散熱器后，液壓系統(tǒng)油溫不超過 70℃,工作正常，如液壓系統(tǒng)油路圖所示。</p><p>　　5.3.6 溢流閥</p><p>　　溢流

99、閥是一種液壓壓力控制閥。在液壓設備中主要起定壓溢流作用和安全保護作用。定壓溢流作用：在定量泵節(jié)流調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，定量泵提供的是恒定流量。當系統(tǒng)壓力增大時，會使流量需求減小。此時溢流閥開啟，使多余流量溢回油箱，保證溢流閥進口壓力，即泵出口壓力恒定（閥口常隨壓力波動開啟）。安全保護作用：系統(tǒng)正常工作時，閥門關閉。只有負載超過規(guī)定的極限（系統(tǒng)壓力超過調(diào)定壓力）時開啟溢流，進行過載保護，使系統(tǒng)壓力不再增加（通常使溢流閥的調(diào)定壓力比系統(tǒng)最高工作壓力高

100、10％～20％）[19]。</p><p><b>　　5.4 其他</b></p><p>　　應用中發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)雖然壓力較為穩(wěn)定，但平地機具在上升和下降的過程中存在較大的沖擊，影響了平地機具的升降控制精度。為此，建議采用頻率響應高于5Hz的電磁換向閥，或應用電液伺服閥，以提高平地機具的位置控制精度。詳情請見如下原理圖：</p><p>　

101、　1,7.油缸 2,8.單向節(jié)流閥 3蓄壓器 4,6.截止閥 5.油壓表 9,17.三位四通電磁閥 10.溢流閥 11.散熱器 12.郵箱 13.溫度計 14.濾網(wǎng) 15油泵 16.單向閥</p><p>　　圖7 液壓系統(tǒng)油路圖</p><p>　　Fig 7 hydraulic system schematic</p><p>　　6

102、 潤滑方式的確定已經(jīng)其他的一些要求</p><p>　　因為傳動裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠遠小于</p><p>　　，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號潤滑，裝至規(guī)定高度。</p><p>　　其他有關數(shù)據(jù)見裝配圖的明細表和手冊中的有關數(shù)據(jù)[20]。</p><p><b>　　7 總結<

103、;/b></p><p>　　本次設計旨在研究出一款體積小、質(zhì)量輕、噪音小、操作靈活，適合小面積平地的水田平地船，基于以上的設計要求，經(jīng)歷了幾次大的方案變動，最后決定采用以雙輪耕整機構作為動力源，通過V帶輪軸傳動到齒輪機構實現(xiàn)減速速，拖動平地船在水田中行走，方案確定后，我馬上查閱了許多關于機械機構的設計與農(nóng)業(yè)機械方面的書籍，以解決方案中的不足與問題，使之更加合理與可行，隨后我對傳動機構與減速機構進行了具體的

104、設計與計算，對于液壓系統(tǒng)的設計也查閱了相關書籍，如農(nóng)業(yè)機械學等，了解了其工作原理和結構，完成了每個機構的設計與計算，然后是裝配圖的初繪制，一邊繪制一邊校正其結構尺寸的合理性與整體性，最后的階段是說明書的撰寫與零件圖和裝配圖的正式繪制。經(jīng)歷本次畢業(yè)設計，使我無論在機械設計創(chuàng)新方面，還是計算機繪圖方面的能力都有了顯著地提高，熟練掌握了機械設計的一般規(guī)律，培養(yǎng)了我分析與解決問題的能力。</p><p>　　總之，通過這

105、次畢業(yè)設計，我的設計與創(chuàng)新能力得到了很大的提升，設計中需要用到許多大學期間學過的專業(yè)知識，以前這些知識都是分散的，現(xiàn)在通過這次設計，我感覺我能把這些知識都整合在一起，系統(tǒng)合理的運用，這是一個很大的提升，對于我以后專業(yè)知識的運用和解決實際問題很有裨益。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 鎮(zhèn)江農(nóng)業(yè)機械學院 .農(nóng)業(yè)機械學[M].北京:

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113、析方法［J］.液壓與氣動，2004.</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　值此論文完稿之際，向所有關心和支持我的老師、同學和朋友表示衷心地感謝!導師實事求是、一絲不茍的科學態(tài)度、豐富的經(jīng)驗和淵博的專業(yè)知識、腳踏實地的工作作風和專業(yè)的學術水平給我留下了深刻的印象，并將使我終生受益!在此，謹向吳老師表示崇高的敬意和衷心的感謝!</p