毕业论文-大豆玉米间作播种机设计与传动计算（可编辑）

毕业论文-大豆玉米间作播种机设计与传动计算（可编辑） 毕业论文-大豆玉米间作播种机设计与传动计算 本科生毕业论文(设计) 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 目大豆玉米间作播种机设计与传动计算 学 院 机电工程学院 专业班级 农业机械化及其自动化08级2班 学生姓名撰写日期:2012年5月22日 摘 要 间作套种能够充分利用空间和边行优势,提高土壤养分,增加作物的抗逆能力,提高土地利用率和单位面积产量。虽然市场上播种机的种类繁多,但缺乏针对大豆玉米间作套种的播种机。为了解决大豆玉米间作套种种植的问题,我们研究和设计了大豆玉米间作播种机。本文设计的大豆玉米间作播种选择了转仓式精密排种器,锄铲式开沟器和带有轮刺直径较大的地轮,播种机整机采用了地轮后置单体式,并进行了地轮轴和中间传动轴设计;在传动设计计算中主要论述了播种机1级、2级传动计算和链轮的设计。大豆玉米间作播种机与传统的播种机相比,新颖之处在于播种机可以同时播种玉米、大豆和为了防止地轮的滑移,采用了4个地轮共同带动中间传动轴,保证播种机精密播种质量。设计中在考虑实用的同时,兼顾经济节约,从而达到结构合理、生产成本低目的。该机一次作业可完成破茬开沟、播种和镇压等工序,作业时开沟均匀,播种作业质量高,可满足黄淮海地区农艺要求。 关键字:大豆;玉米;间作;播种机;传动设计 The Design and Transmission Calculation of Soybean-corn Interplanting Seeding Machine Abstract Intercropping can make full use of space and edge line advantage, improve soil nutrient, increase crop resilience and improve the land utilization rate and yield per unit of area.Although the market of the machine various, but it is lack of soybean-corm interplanting seeding machine.In order to solve the problem of soybean-corn interplant, we researched and designed soybean-corm interplanting seeding machine. In this paper,the machine chose warehouse type precision seed metering device, Shovel type ditcher and the larger diameter land wheel with having thorn,This seeding machine adopts the rear wheel.This paper have designed the axle and the middle transmission. In the chapter of transmission design and calculation, It mainly discussed the first and second line could drive calculation and the design of the chainpared with the traditional machine, this machine can sow corn and soybean at the same time. In order to prevent land wheel slippage, we use the style of four land wheel driving transmission shaft. Considering practical at the same time, it take account of economic economy.This planter can perform the roots talk cutting ,opening,sending and packing operations onceKey Words:soybean;corn; interplanting; Seeder; Design of Transmission 目录 1引言 1 2 播种技术的发展 2 3 大豆玉米间作种植模式 3 3.1 7+1模式 3 3.2 12+2模式 3 3.3 2+2模式 3 4 大豆玉米间作播种机结构分析与设计 4 4.1 大豆玉米间作播种机总体结构 4 4.2 播种机排种器的选择 5 4.3 地轮的设计 6 4.4传动装置的布局设计 8 4.4.1 传动装置布局设计 8 4.4.2 传动装置的布局 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 9 4.5 地轮轴的设计 10 3.6 中间传动轴的设计 12 4.7 开沟器的选择 14 5 播种机传动计算 15 5.1 播种机1级传动计算 15 5.2 播种机2级传动计算 18 5.3 链轮的设计计算 21 5.3.1 链轮的选择 21 5.3.2 链轮的材料选择 21 5.3.3 链轮主要尺寸计算 22 5.4.4 链轮的结构设计 24 6 地轮轴校核 24 7 结语 26 参考文献 27 致谢 28 附录1:大豆玉米间作播种机装配图 29 附录3:小链轮 31 附录4:种箱 32 附录5:地轮 33 附录6:链传动部装图 34 1引言 大豆是营养价值和经济效益较高的养地作物。近几年来,北方主要冬小麦产区,大豆被视为低产作物而种植面积下降,仅占玉米播种面积的3%左右。如把玉米、大豆间作种植,发挥这两种作物的优势,可起到互补作用,既能增加单位面积产量,又能显著提高单位面积营养素的产量,提高经济和社会效益。通过试验、示范、推广证明,大豆玉米间作有多方面的效益,例如,增加收入:示范推广这种玉米、大豆高效间作模式,在玉米比平播不减产或增产的前提下,每亩可增收大豆200多斤;减少投入:由于大豆具有固氮作用,生长后期不用追施氮肥,因此每亩可减少约半亩的玉米追肥量;共生互利、用地养地相结合:大豆具有根瘤固氮能力,其破裂根瘤、残枝落叶、分泌物遗留于土壤,有益于间作玉米生长,还可以培肥地 力;含能量高。间作亩产量的含热量,比单作大豆亩产量的含热量高144.9?193.9%,相当单作玉米亩产量含热量的100.3%以上。间作能有那么多好处,重要是地上部光、热资源的充分利用和地下部水分、养分资源得到充分合理互补利用。另外玉米对大豆菟丝子有抑制作用,玉米虫害(玉米螟)的发生明显减轻;增加土地面积,发展大豆生产,解决两大作物争地矛盾,起到互补作用,为提升粮食综合生产能力,增加农民收入,寻找到了新的增长点。由于大豆玉米间作种植劳动强度比平播大豆、玉米大,没有配套的播种收获机械的原因,大豆玉米间作种植模式在北方主要冬小麦区没有得到推广。 最近几年,我国对玉米大豆的需求越来越大,特别是大豆,国产大豆严重不能自足,去年我国的大豆80%都是从国外进口。随着人们生活水平的提高,社会对蛋和肉的需求越来越大,而作为饲料重要来源的玉米已经出现供不应求的现象(今年第一季度玉米的价格一路上涨)。面对我国耕地面积逐渐减少,而对大豆玉米的需求越来越大的现象,提高单位面积土地利用率迫在眉睫,大豆玉米间作种植必将成为一种趋势,在这种情况下设计和研究大豆玉米间作播种机对我国经济的发展和提高农民的收入具有显著的意义。 本文主要论述了大豆玉米间作播种机整体方案设计、各个重要零部件的设计以及传动部分的设计计算、重要传动部件的校核。 2 播种技术的发展 播种是种植业最重要的作业环节之一,播种机械是农业机械重要组成部分,播种机的优劣直接影响到农业劳动生产率、农作物的产量以及农产品的成本,因此发展高质量的播种机械是现代农业的迫切要求。尽管播种机已有较长的发展历史,并且在几乎所有发达国家中早已实现了播种机械化,但迄今为止人们对播 种机的改进、提高和发展仍十分重视。我国由古代的瓠种、耧车,发展到现在的精密播种机,由仿制到自行研制,由单一机型到系列产品,播种机械经历了巨大的变化。 近几年来,国外在发展播种机时所遵循的原则是:不断更新工作原理,尽量完善其结构,使其具备良好的工作性能,以提高播种质量,并注重提高播种机具的通用性和适应性。例如配备多种排种部件以适应不同作物种子的要求;采用不同的开沟器和镇压轮以适应不同的土壤条件,运用变速装置加大播量与施肥量的调节范围;增加播种机的系列型号,以适应与不同功率的拖拉机配套;通过提高作业速度或加大工作幅宽来提高工作效率;采用播种联合作业和直接播种。目前国外精密播种机已达到相当完善的程度,在精密播种机上除了设有完善的整地、覆土、镇压及施肥、洒农药装置外,其排种装置多采用新的工作原理,包括各种气力式排种原理与机械式排种原理,以保证单粒精密播种。另外,液压技术及电子技术也在播种机上得以应用。目前,我国的播种机仍以传统的谷物条播为主,与小型拖拉机配套的播种机及畜力播种机目前仍占主导地位。全国有500家左右的企业生产播种机,其中只有10家生产与大中型拖拉机配套的播种机,与小型拖拉机配套的播种机和畜力播种机的产量已占到全国播种机产量的90%以上。近几年,我国的联合作业播种机发展也较快,其机具主要有播种一施肥联合作业机、耕作一播种联合作业机、松土一施肥一覆膜一穴播联合作业机和施水一播种联合作业机等,目前又发展了铺膜播种联合作业。另外,精少量播种机具推广势头强劲,小麦精少量播种机和中耕作物精密播种机推广应用迅速。 目前国内谷物播种机大多是以外槽轮式排种器为核心工作部件,型号虽然很多,但由于外槽轮排种器的结构所限,排种脉动性和种子沟内分布不均匀性 一直是半精密播种难以实现的主要因素。应用量较小的锥盘式小麦精播机,虽然播量和种子沟内分布均匀性方面较传统排种器有所突破和提高,但其种子破碎率却高达20%以上,严重影响了种子的出苗率,根本无法实现真正意义上的半精量播种的技术要求。上述两种机型在整体结构上均存在着“一器一行”、结构复杂、排种各行一致性差等问题,臃肿的机体给多行宽幅及耕播联合作业带来了较大的困难。为了解决上述问题,80年代中期中国农机科学研究院曾借鉴挪威Staeelen条播机技术研制成功了离心式中央集排式谷物条播机,虽然在理论和结构上是对“一器一行”的重大突破,机具的实验室试验结果也比较理想,但由于排种锥筒的高速旋转是靠地轮来传动的,而地轮在不同土壤和不同地表状况下的工作可靠性不强、适应性差,使离心集排难以达到理想的效果。80年代,美国、澳大利亚、加拿大、法国等国家开始研制并广泛使用气力式精密播种机械,其中气流一阶分配式集排排种系统大景应用在谷物条播机上。例如美国的Sunflower,法国的Accord,澳大利亚的Napier600、JohnS?hearer,加拿大的MorrisM620等大型集排条播机,工作幅宽可达8?15m。目前,美国的JohnDeere,加拿大的Flex.iCoil,MasseyFergson谷物播种机已开始使用二阶分配式集排系统,工作幅宽已达19.52m,大大提高了播种作业的各行一致性和生产效率。 3 大豆玉米间作种植模式 我国大豆玉米间作种植模式重要有一下几种。 3.1 7+1模式 以7行大豆间作1行玉米为1个种植带,1个种植带为2m,大豆行距25cm、株距10~13cm,保证19.5~22.5万株/hm左右;玉米行距25cm、株距20cm,保证2.25万株/hm左右。 3.2 12+2模式 以12行大豆间作2行玉米为1个种植带,1个种植带为 2.8~3.Om,大豆行距20~23cm、株距10~15cm,保证22.5~24.0万株/hm左右:玉米行距40cm、株距20-25cm、保证3.00~3.75万株/hm左右。 3.3 2+2模式 以2行大豆间作2行玉米为1个种植带,1个种植带为2m,大豆和玉米行距600mm,大豆和大豆行距400mm,玉米和玉米行距400mm;大豆株距180mm,每穴两株,玉米株距160mm,每穴一株,这种种植模式大豆11.1万株/hm,玉米6.25万株/hm。 4 大豆玉米间作播种机结构分析与设计 针对播种技术现状和2+2间作模式,下面对大豆玉米间作播种机主要工作部件进行了结构分析与设计。 4.1 大豆玉米间作播种机总体结构 玉米免耕播种机是点播式的精密播种机。即在未进行耕翻的土地上工作.这种播种机的特点是行距大、播行少, 所以工作部件将行单体式设计成组合式, 即每播一行用一组独立的播种单体来完成作业。单体可随地面起伏以保证播种深度一致。还可以根据动力的大小增减单体个数以适应山地作业要求, 且单体方便可调。该播种机主要由机架、种箱、转仓式排种器、播种开沟器、地轮、覆土板等组成见图4-1。 图4-1 大豆玉米间作播种机 1?地轮 2 ?链罩 3?调节拉杆 4?轴承座 5?种箱 6?机架 7?开沟器8?护种板9?排种器 10?护种板调节结构 11?覆土板 12?链罩 13?拉杆 4.2 播种机排种器的选择 目前我国播种机上常用的排种器有外槽轮式、窝眼轮式、转仓式、往复式。市场上还存在的排种器有气吸式、圆盘式、拨轮式、指夹式、型孔带式等。 外槽轮式主要用于谷物条播,不适合作物精播,目前普遍用于小麦等谷物类作物播种机。窝眼轮式排种器工作时,种子箱内的种子靠重力落入旋转的窝眼轮型孔内,当经过刮种器时,多余的种子被刮掉,然后进入护种区,转到下方某一位置时,种子靠自重或推种器离开型孔,落入种沟内,窝眼轮式排种器结构简单,但是易伤种子,作业速度不宜超过5m/s,不适合精密播种。型孔带式虽然伤种率低,但是也不适于高速作业,并且充足性能不好;圆盘式排种器可以用于中耕作物穴播和单粒精密播种,工作时,排种盘孔内充满种子并随盘转动,盘面上的刮种器刮去多余的种子;当型孔转到排种口是,种子靠自重或被推种器推入下种口,落入种沟内,该排种器传动结构比较复杂,并且排种速度高时,排种质量会显著下降;指夹式排种器排种过程中分夹种、清种、推种和导种四部分;种子被指夹强制夹住,工作可靠;对形状较规则、尺寸差别不大的玉米种子比较适用;该排种器大部分零件是薄钢板冲压件和塑料件,重量较轻,拆装方便。但结构复杂,排种底座及指夹磨损后排种性能下降,需定期更换,使用成本较高;播种株距由改变排种盘转速来调节。在作业速度8km/h以内排种性能良好,可以使用高速作业的要求;主要用于精密点播玉米,播大豆等其它作物时,需换用内槽轮排种器,通用性差;但此排种器结构复杂,零件多,制造精密要求高。气吸式排种器排种盘吸孔直径根据作物种子尺寸确定;可以单粒点播、穴播和条播;气室吸力可通过风机转速和进、出口风门大小来调节;通过调节排种盘转速或改变孔数来适应不同的株距的要求;该排种器的优点是能适应不同作物种子,对种子尺寸要求不严,损伤率小,能适应较高速的播种作业,但需配置风机,消耗功率多,而且制造和使用要求较高;主要 用于玉米、大豆、甜菜、棉花等中耕作物的精密播种机上;由于国内播种机械起步晚,发展慢,此技术在国内还未成熟。转仓式排种器通过更换不同型号的勺匙(其形状为不同直径的圆形、椭圆形、橄榄形)可以播种蔬菜、豆类、甜菜、玉米等;勺匙的容积与种子大小决定了每勺匙内中子数,可单粒点播、穴播和条播;该排种器在运转中不损伤种子,无清种装置;调节传动比可改变株距或每米粒数;作业速度较低,最大速度不能超过4.5km/h;此排种器由于结构相对简单,价格低,性价比高,现在已经开始在我国推广使用了。 通过以上对比分析,大豆玉米间作播种机选用转仓式排种器,排种器的形式如图4-2 图4-2 排种器 4.3 地轮的设计 (1)地轮的布局方案 地轮后置可以兼做播种机镇压器,这样可以减少播种机的工作部件,减少加工、制造、装配,从而可以达到减少加工成本的目的;地轮后置便于设计安装调节地轮高低的调节机构,地轮不仅有提供动力的功能,更有限深的作用,通过调节地轮可以达到调节播种深度;地轮后置可以增大地轮的附着力,减少地轮的滑移率。所以此播种机选择地轮放在整个机械的后面。 (2)地轮的结构设计 为了保证在播种机前进一定距离时播下的种子与拖拉机前进速度的大小无关,排种器的排种速度必须与播种机的前进速度严格同步,因此该转仓式精量播种机采用地轮驱动。但是,由于地面凹凸起伏及地轮的不规则滑移,使排种速度 与播种机前进速度不能完全同步,这就影响了播种的均匀性和株距的准确性。特别是在土壤含水量较大和地面有残留作物秸秆、杂草时地轮的滑移率会更大。所以,为了减小地轮的滑移,我们采用了较大直径()的地轮,并且在地轮外圈焊接小圆柱凸起,以增强其附着力。 由于地轮的直径太大,此播种机的地轮设计成带有腹板的形式,为了减轻地轮的重量(如果地轮过重对种床会过于压实,不利于种子发芽和生长),在地轮腹板处开孔,经过计算后,在腹板处开五个直径为140mm、圆周均匀分布的孔最合适;为了减轻地轮的重量,地轮腹板设计成厚度10mm,为了加强强度在地轮腹板处加五筋;考虑到开沟器开沟宽度40mm到80mm,地轮与地表的接触面宽度设计成100mm;考虑到此地轮间作镇压器的作用和减少地轮对地表的压实力,地轮面设计成中间略微下凹形式。这样设计后地轮的重量大约为150N,符合大豆玉米农艺要求。地轮形状如图4-3 3地轮的定位设计 地轮通过键固定在地轮轴上,实现地轮的周向定位,轴向用套筒定位,然后通过拉杆固定在机架上。 图4-3 地轮 4.4传动装置的布局设计 链传动与带传动相比,链传动无弹性滑动和整体打滑现象,传动效率高,有因链条不需要像带传动那样张的很紧,所以作用在轴上的径向力较小,链条采用金属材料制造,在同样的使用条件下,链传动的整体尺寸较小,结构较为紧凑,同时,链传动能在高温和潮湿的环境中工作,所以此播种机传动选用链传动。 4.4.1 传动装置布局设计 ? 播种机机组的选择 拖拉机行进的速度选择V5Km/h即1.4m/s 取地轮直径D454mm ? 计算传动比 播种机的总传动比可有 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 (1)给出: 其中:Z?排种器每转一周排种穴数 A?大豆株距 D?地轮直径 ?滑移率 故由公式(1)可得: 假设采用单级传动的方式:取,则 取。由于从动链轮的直径要受排种器直径的限制,所以从动链轮的直径不能过大,这里先验证当从动链轮齿数为37时,是否能满足要求。由链轮的转速和其传动的功率可知应取p15.875。 当Z237时链轮的分度圆直径d可由公式(2)给出: 其中:p?链条节距 故由公式(2)可算得: 齿顶圆直径可由公式(3)给出: 其中:d?链轮分度圆直径 p?节距 ?滚子直径 故由公式(3)可算得: 如果采用直接传动,从动链轮的直径比较大,这样将会加剧链传动的多边形效应,影响传动的稳定性,将导致播种不均匀,并且链轮尺寸过大,会造成安装的困难与不便。所以播种机的传动采用二级传动方式。为了尽量缩短播种机整体长度,一级链传动中心线与水平线成45度,二级链传动中心线与水平线成135度。 4.4.2 传动装置的布局方案 传动方式的布局为地轮上的主动链轮带动中间传动轴上的从动链轮,从 动链轮带动中间传动轴运动,中间传动轴上主动链轮带动排种器上的链轮,从而 带动排种器转动。链传动的分布形式如图4-4 图4-4 传动简图 1?主动小链轮 2?地轮轴 3?链条 4?中间传动大链轮 5?中间传动小链 轮 6?中间传动轴 7?排种器轴 8?排种器链轮 4.5 地轮轴的设计 (1)地轮轴上的功率、转速及扭矩计算 地轮轴的输入功率可由公式(4)给出: 其中:F?链轮的压轴力 V?链的平均速度 故由公式(4)可算得: 地轮轴的转速可由公式(5)给出: 其中:V?地轮的转速 r ?地轮的半径 故由公式(5)可算得: 地轮轴输入扭矩可由公式(6): 其中:P?地轮轴的输入功率n?地轮的转速 故由公式(6)可算得: (2) 作用在链轮和地轮上的力 ? 作用在链轮上的力:有压轴力Fp和圆周力Fe ? 作用在地轮上的力:查《农业机械设计手册》一书可知地轮工作阻力: 3 初步确定轴的最小直径 ? 选取轴的材料为45#钢正火回火处理,经查《机械设计》一书可知其许用弯曲应力55Mpa。 ? 因地轮轴所受的弯矩较小,载荷较平稳、只有较小的轴向载荷;取较大值,A。取较小值经查《机械设计》一书可取40MPa;A。110。 ? 由《机械设计》一书可知轴的扭转强度条件为: 由上式可得轴的直径计算公式: 故由公式(7)可算得轴的直径 由于地轮轴上要开两个键且轴的直径小于100mm为了消弱键槽对轴强度的影响则需要把轴的直径增大10%~15%。 将轴的直径圆整为24mm。 (4)轴的结构设计 ? 考虑轴上地轮、轴承、套筒、键的装配,经分析比较,我们选用如图4-6所示的方案。 ? 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度。 与链轮配合处的轴径为24mm,为了满足链轮的轴向定位,则其左边的轴径的直径取为30mm,此举也方便轴承的选择,轴承的轴向定位由与地轮的仿形机构相连的拉板和套筒定位,为了方便地轮的安装则与地轮配合处的轴径应比其它轴段的直径大些,取为36mm,且此轴段应略短于地轮轮毂的长度,地轮的轴向定位则由左右两个套筒保证。 图4-6 地轮轴 1?轴承 2?套筒 3?地轮 4?地轮轴 5?链轮 3.6 中间传动轴的设计 (1)轴的选用 为了减少地轮的滑移对排种器的影响,播种机中间传动轴选 用同轴,即播种机的四个地轮共同驱动一个轴旋转;为了减少播种机整体机架的高度,此播种机采用中间传动轴装配在机架上面。 (2)地轮轴上的功率、转速及扭矩计算 中间传动轴的输入功率可由公式(4)给出: 中间传动轴转速可由公式(5)给出: 其中:?地轮的转速 ?级链传动比 故由公式(8)可算得: 中间传动轴输入扭矩可由公式(6)给出: (3) 作用在链轮和地轮上的力 ? 作用在链轮上的力:有压轴力Fp和圆周力Fe Fp1944.2NFe1690.6N ? 作用在中间传动轴的力:中间传动轴上有八个链轮,所以该轴受八个压轴力。 3 初步确定轴的最小直径 ? 选取轴的材料为45钢调质处理,经查《机械设计》一书可知其许用弯曲应力60MPa ? 因地轮轴所受的弯矩较小,载荷较平稳、只有较小的轴向载荷;取较大值,A。取较小值,经查《机械设计》一书可取40MPa;A。103 ? 由《机械设计》一书可知轴的扭转强度条件为: 由上式可得轴的直径计算公式: 故由公式(7)可算得轴的直径 由于中间传动轴上开有定位螺纹孔,将轴径增大10% 将轴的直径圆整为40mm。 (4)轴的结构设计 考虑大豆玉米间作种植的农艺要求,排种器上链轮的安装位置,中间传动轴的长度为1908mm,其结构如图4-7所示: 图4-7 中间传动轴 4.7 开沟器的选择 根据所播作物的播种要求,地区气候和土壤条件的不同,播种机应采用相应的开沟器。开沟器结构类型按其入土角不同,可分为锐角开沟器和钝角开沟器两大类。锐角开沟器的开沟工作面与地面平面的夹角,即入土角α<90?,它通常有锄铲式、翼铲式、船形铲式和芯铧式等多种。钝角开沟器的入土角α>90?,它包括有靴鞋式、滑刀式、单圆盘式和双圆盘式等多种。由于锄铲式开沟器结构简单,价格低,基本能满足大豆玉米间作种植的农艺要求,所以该播种机选用锄铲式开沟器。开沟器的形状及结构如图4-8。 图3-7 开沟器 5 播种机传动计算 如果采用直接传动,从动链轮的直径比较大,这样将会加剧链传动的多边形效应,影响传动的稳定性,将导致播种不均匀,并且链轮尺寸过大,会造成安装的困难与不便,所以播种机的传动采用二级传动方式。 5.1 播种机1级传动计算 (1)计算传动比 播种机的总传动比可由公式(1)给出: 玉米取 大豆取 验算传动比:传动比可有公式(9)给出: 其中:?地轮处小链轮齿数 ?中间传动大链轮齿数 ?中间传动小链轮齿数 ? 排种器链轮齿数 故由公式(9)可算得玉米传动比: 故由公式(9)可算得大豆传动比: 传动比误差可由公式(10)给出: 故由公式(10)可算得玉米转动误差: 故由公式(10)可算得大豆转动误差: 误差在允许范围内,所以选取的链轮齿数合理。一级链传动的传动比有公 式(11)给出: 其中:?主动链轮齿数 ?从动链轮齿数 故一级玉米链传动比可由公式(11)算得: 一级大豆链传动比可由公式(11)算得: (2) 确定计算功率 计算功率可由公式(12)计算: 其中:P?地轮轴输入功率 ?工况系数 ?主动链轮齿数系数 查《机械课程设计简明手册》一书可知: 故由公式(12)可得: (3) 选择链条节数和中心距 根据及查《机械设计》图9-11,可选10A-1。查 《机械设计》表9-1,链 条节距为15.875。 (4) 计算链节数和中心距 初选中心距可有公式(13)给出 其中:p?链条节距 故初选中心距由公式(13)算得:取 相应的链条节数可由公式(14)算出:其中:?初选中心距 p?链条节距 ? 主动链轮齿数 ?从动链轮齿数 故相应的链节数由公式(14)算得: 为了避免使用过度链节,应将计算出的链节数圆整为偶数 取链长节数 链传动的最大中心距可由公式(15)算出: 其中:?中心距计算系数 ?链条节距 ?链长节数 ?主动链轮齿数 ?从动链轮 齿数 查《机械设计》表9-8可得: 故链传动的最大中心距由公式(15)算得: (5) 计算链速v,确定润滑方式 链速可由公式(16)给出: 其中:?主动链轮转速 ?主动链轮齿数 ?链条节距 故链速由公式(16)算得: 由v0.265m/s和链号10A-1,查《机械设计》图9-1可知应采用定期人工 润滑。 (6) 计算压轴力 有效圆周力可由公式(17)给出: 其中:?地轮的输入功率 ?链速 故有效圆周力由公式(17)得: 压轴力可由公式(18)算出: 其中:?压轴力系数 ?有效圆周力 由《机械设计》一书可知:取1.15 故压轴力由公式(18)算得: 5.2 播种机2级传动计算 (1)计算中间传动轴输入功率 可由公式(19)计算出: 其中:?地轮的输入功率 ?链传动的传动效率 查《机械课程设计说明书》可知:取0.9 故中间轴输入功率可由公式(19)算得: (2)计算功率可由公式(20)计算: 其中:P?地轮轴输入功率 ?工况系数 ?主动链轮齿数系数 查《机械课程设计简明手册》一书可知: 故由公式(20)可得: (3) 选择链条节数和中心距 根据及查《机械设计》图9-11,可选10A-1。查 《机械设计》表9-1,链 条节距为15.875。 (4) 计算链节数和中心距 初选中心距可有公式(21)给出: 其中:p?链条节距 故初选中心距由公式(21)算得:取 相应的链条节数可由公式(22)算出: 其中:?初选中心距 p?链条节 距 ?主动链轮齿数 ?从动链轮齿数 故相应的链节数由公式(22)算得: 为了避免使用过度链节,应将计算出的链节数圆整为偶数,取链长节数 链传动的最大中心距可由公式(23)算出: 其中:?中心距计算系数 ?链条节距 ?链长节数 ?主动链轮齿数 ?从动链轮 齿数 查《机械设计》表9-8可得: 故链传动的最大中心距由公式(23)算得: (5) 计算链速v,确定润滑方式 链速可由公式(24)给出: 其中:?主动链轮转速 ?主动链轮齿数 ?链条节距 故链速由公式(24)算得: 由v0.265m/s和链号10A-1,查《机械设计》图9-1可知应采用定期人工 润滑。 (6) 计算压轴力 有效圆周力可由公式(25)给出: 其中:?中间轴的输入功率 ?链速 故有效圆周力由公式(25)得: 压轴力可由公式(26)算出: 其中:?压轴力系数 ?有效圆周力 由《机械设计》一书可知:取1.15 故压轴力由公式(26)算得: 5.3 链轮的设计计算 链轮由轮齿、链缘、轮辐和轮毂组成。链轮设计主要 是确定其结构、尺寸选择材料。 5.3.1 链轮的选择 根据链条型号和传动比选择相应齿数的ISO标准的链轮 5.3.2 链轮的材料选择 链轮齿数,有冲击载荷,故选20钢,进行渗碳、淬火、回火热处理,处理后 的硬度为。 5.3.3 链轮主要尺寸计算 (1) 分度圆直径计算 分度圆直径可由公式(35)给出: 其中:?链条节距?链轮齿数 故分度圆直径为: 故分度圆直径为: 故分度圆直径为: (2) 齿顶圆直径计算 齿顶圆直径可由公式(36)给出: 其中:?分度圆直径 ?链条节距 ?滚子直径 故齿顶圆直径为: 故齿顶圆直径为: 故齿顶圆直径为: (3) 齿根圆直径计算 齿根圆直径可由公式(37)给出: 其中:?分度圆直径?滚子直径 (4) 齿高计算 齿高可由公式(38)给出其中:?链条节距 ?滚子直径 ?链轮齿数 故齿高为: 故齿高为: 故齿高为: (5)齿宽计算 齿宽可由公式(40)给出: 其中:?内节内宽 查《机械设计》一书可知: 故 5.4.4 链轮的结构设计 由于链轮直径不大,故选用整体式,地轮轴处链轮结构如图5-1a,中间传 动轴处结构如图5-2b (a)b 图5-1 链轮的结构 6 地轮轴校核 (1)轴的弯矩和扭矩图 图6-1 水平面弯矩图 图6-2 垂直面弯矩图图6-3 总弯矩和扭矩 (2)轴的强度校核 轴的弯扭合成强度条件为: 其中:?轴的计算应力, ?轴所受的弯矩, ?轴所受的扭矩, ?轴的抗弯截面系数, ?对称循环变应力的轴的弯曲应力 进行校核时,通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面。因为轴单向旋转,扭转切应力为脉动循环变应力,取,查《机械设计》一书可知:,由公式(33)可得轴的最危险截面计算应力为: 前面选定轴的材料为45钢,调质处理,由《机械设计》表15-1查的。因为,故安全。 7 结语 本文从以下几个方面对大豆玉米间作套种播种机进行了设计研究: (1)分析了我国大豆、玉米种植情况和国内外播种技术。 (2)根据机械式精密播种机的特点,本文设计的播种机选用了转仓式精密排种器。 (3)为了减少滑移率,本文设计了带有轮刺的地轮和采用四个地轮共同驱动中间传动轴。 (4)考虑链传动的传动比和链轮直径,本文设计了2级传动。 通过以上几点的设计研究,本文设计的大豆玉米间作播种机可以同时播种大豆和玉米,通过更换排种器上面的链轮可以改变株距,该播种机也可以专播大豆或玉米。 参考文献 [1]梁泉,尹元萍,杨通新玉米大豆间作实验初步研究[J].耕作与栽培,2004(5). [2]杨文钰.发展玉米套种大豆确保旱年增收[J].大豆科技,2004(03:63-64. [3]丁元法.精密播种机现在及发展趋势[J].山东农机,2001(6):3~5. [4]胡霞.玉米播种收获机械操作与维修[M].北京:化学工业出版社,2010. [5]李宝筏主编.农业机械学[M].北京:中国农业出版社,2003. [6]张波屏.播种机械设计原理[M].北京:机械工业出版社,1982. [7]璞良贵.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2007. [8]中国农业机械化科学研究院.农业机械设计手册[M].北京:中国农业科学技术出版社,2007. [9]何铭新,钱可强.机械制图[M].北京:高等教育出版社,2008. [10]张琳娜.精度设计与质量控制基础[M].北京:中国计量出版社,2006. [11]孙维连,魏凤兰.工程材料[M].北京:中国农业大学出版社,2006. [12]骆素君,朱诗顺.机械课程设计简明手册[M].北京:化学工业出版 社,2011. [13]王先逵.机械制造工艺学[M].北京:机械工业出版社,2008. [14]刘鸿文.材料力学[M].北京:高等教育出版社,2009. [15]Orlov P. Fundamentals of Machine Design. Katson Publ. House,1985. [16]Mechanical Drive.Machine Design.5214,1980. 致谢 在即将完成论文之际,我要衷心感谢在写论文期间一直给我关怀和帮助的人们,正是他们的鼓励和支持,才使我一如既往地投入到学习中去,并从中学会了面对失败和困难,体会了成功的欢乐与兴奋。 还要感谢关心和帮助以及所有老师四年来悉心的关心和教导。 感谢我的亲人,一直以来他们都是我求学道路上的坚强后盾!是我的支柱! 感谢所有帮助过我的人,在次我衷心的祝他们身体健康,一生平安! 附录1:大豆玉米间作播种机装配图 附录2:地轮轴 附录3:小链轮 附录4:种箱 附录5:地轮 附录6:链传动部装图 指导教师评语(主要 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 论文的工作量、试验数据的可靠性、论文的主要内容与特点、写作水平等): 签 名: ?年 月 日 答辩委员会评语及论文成绩(主要评价论文的性质、难度、质量、综合训练、 答辩情况、不足等。评定论文成绩): 主任委员签名:年 月 日 本科生毕业设计(论文)任务书 设计(论文)题目 大豆玉米间作播种机设计与传动计算 学院 机电工程学院 专业 农业机械化及其自动化 班级 08级农机(2)班 学号 2012年 3月6日 论文(设计)选题的来源、目的与意义: 论文选题来源于指导老师推荐课题。 目的:实现大豆玉米间作播种机械化。 意义:减轻大豆玉米间作播种的劳动强度,实现大豆玉米间作播种机械化。 设计(论文)的主要内容: (1)概述我国大豆玉米种植情况和国内外播种技术发展。 (2)大豆玉米间作播种机主要结构的分析与设计,包括排种器的选择、地轮的 设计、地轮轴的设计、中间传动轴的设计、开沟器的的设计等。 (3)传动部分的设计计算,主要设计了1级链传动、2级链传动。 (4)对地轮轴进行了校核。 进度 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 (进度时间、主要工作内容): 2012-3-5至2012-3-10 查阅资料,填写开题报告。 2012-3-11至2012-3-25 产品设计构思,文献综述 2012-3-26至2012-4-30 绘制大豆玉米间作播种机二维图 2012-5-1至2012-5-22 撰写毕业论文 主要参考文献: [1]胡霞.玉米播种收获机械操作与维修[M].北京:化学工业出版社,2010. [2]璞良贵.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2007. [3]李宝筏主编.农业机械学[M].北京:中国农业出版社,2003. [4]张波屏.播种机械设计原理[M].北京:机械工业出版社,1982 论文(设计)工作起讫日期: 2012 年3月5日 至 2012年5月22 日 指导教师(签名) 院长/主任(签名)