757 草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì),草坪,播種機(jī),設(shè)計(jì) 目 錄1 引 言 ......................................................................................................................12 技術(shù)任務(wù)書（JR ） ..................................................................................................22.1 設(shè)計(jì)的依據(jù) .............................................................................................................22.2 產(chǎn)品的用途及使用范圍 .........................................................................................22.3 主要技術(shù)指標(biāo)和重要技術(shù)參數(shù) .............................................................................22.4 主要工作原理 .........................................................................................................32.5 已經(jīng)考慮過的若干方案的比較 .............................................................................32.6 關(guān)鍵問題及其解決辦法 .........................................................................................42.7 機(jī)構(gòu)的功能及特點(diǎn) .................................................................................................53 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 （SS） .........................................................................................53.1 草坪播種機(jī)結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì) .................................................................................53.1.1 傳動(dòng)比的確定 ......................................................................................................53.1.2 動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 ......................................................................................................63.2 圓錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 ...........................................................................................63.2.1 選擇材料，熱處理方式及精度等級(jí) ..................................................................63.2.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) ..................................................................................73.2.3 計(jì)算齒輪的主要尺寸 ...........................................................................................83.2.4 驗(yàn)算輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度 .......................................................................................93.3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .......................................................................................................103.3.1 軸Ⅰ的設(shè)計(jì) .........................................................................................................103.3.2 軸Ⅱ的設(shè)計(jì) ......................................................................................................133.4 葉輪的設(shè)計(jì) .........................................................................................................163.4.1 結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) ....................................................................................................163.4.2 驅(qū)動(dòng)葉輪所需功率 L ......................................................................................173.5 地輪的構(gòu)造 .........................................................................................................183.6 零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 ...................................................................................................183.6.1 絲桿的設(shè)計(jì) ........................................................................................................183.6.2 鍵連接的選擇及計(jì)算 ........................................................................................194 使用說明書（SM） ................................................................................................194.1 使用前注意事項(xiàng) ...................................................................................................194.2 播種時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) ...........................................................................................195 標(biāo)準(zhǔn)化審核報(bào)告（BS） .........................................................................................205.1 產(chǎn)品圖樣的審查 ...................................................................................................205.2 產(chǎn)品技術(shù)文件的審查 ............................................................................................205.3 標(biāo)注件的使用情況 ...............................................................................................205.4 審查結(jié)論 ...............................................................................................................216 結(jié) 論 ......................................................................................................................216.1 機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新點(diǎn) .......................................................................................................216.2 制造價(jià)格及應(yīng)用范圍 ...........................................................................................21參 考 文 獻(xiàn) ................................................................................................................22致 謝 ..........................................................................................................................23山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 1 -1 引 言時(shí)間轉(zhuǎn)瞬即逝，轉(zhuǎn)眼之間四年的大學(xué)生涯就要結(jié)束了，回首四年的學(xué)習(xí)生活，我感到自己的收獲無比豐富。四年來，我不僅認(rèn)真學(xué)習(xí)了各門基礎(chǔ)課，而且更加系統(tǒng)地掌握了多門專業(yè)技術(shù)課，在每次的課程設(shè)計(jì)中，我都認(rèn)真對(duì)待，努力鉆研。這樣，通過四年的鍛煉不斷地提高了我的設(shè)計(jì)、繪圖、識(shí)圖能力。可以說，大學(xué)里的理論基礎(chǔ)，不但使我學(xué)會(huì)了分析問題、解決問題的能力，而且更強(qiáng)化了我的知識(shí)結(jié)構(gòu)。尤其幸運(yùn)的是，我不只一次地深入工廠實(shí)習(xí)，把學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)的具體工作中，提高了自己的動(dòng)手能力，為我今后步入工作崗位打下了更好的實(shí)踐基礎(chǔ)。 本次設(shè)計(jì)的目的是培養(yǎng)自己初步掌握獨(dú)立從事專業(yè)技術(shù)工作的能力，提高自己從事工藝和工藝裝備設(shè)計(jì)的水平，使我初步掌握從事本專業(yè)科學(xué)研究工作的能力。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)不但培養(yǎng)了我運(yùn)用各種工具書的方法和技巧，同時(shí)也培養(yǎng)了我獨(dú)立思考問題、解決問題的能力。通過翻閱查找各種工具書，擴(kuò)大了視眼，豐富了自己的知識(shí)范圍。 本次設(shè)計(jì)我是有充分準(zhǔn)備的。我不僅準(zhǔn)備了四年的時(shí)間來掌握各門專業(yè)課學(xué)習(xí)，而且我多次深入工廠實(shí)習(xí)，更主要的是設(shè)計(jì)期間不斷地從網(wǎng)上、圖書館收集大量的資料，尋找各種解決問題的方法。所以說本設(shè)計(jì)我是有充分準(zhǔn)備的，它是與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合。它也將成為我走上工作崗位的一次重要演習(xí)，為我今后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 草坪播種機(jī)設(shè)計(jì)是一個(gè)典型的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 提高農(nóng)業(yè)的機(jī)械化和自動(dòng)化程度，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要一環(huán)。用現(xiàn)代化設(shè)備裝備我國(guó)農(nóng)業(yè)工廠，已成為一項(xiàng)迫切的重要任務(wù)。 實(shí)現(xiàn)草坪播種作業(yè)機(jī)械化的好處：節(jié)約勞動(dòng)力，提高生產(chǎn)率和草坪質(zhì)量，節(jié)約原材料和降低成本，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和改善環(huán)境衛(wèi)生，保證操作的安全，減少草籽的浪費(fèi)等。草坪播種作業(yè)機(jī)械化、自動(dòng)化目前正向著高速化、通用性、可靠性、費(fèi)用低、流水線自動(dòng)化控制、采用新的機(jī)械工具等六個(gè)方向發(fā)展。 胡艷虹：草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)- 2 -2 技術(shù)任務(wù)書（JR）2.1 設(shè)計(jì)的依據(jù)目前在我國(guó)已有專用草坪播種機(jī)械, 但是價(jià)格很高。通常對(duì)于播種面積不算太大, 又不是專業(yè)經(jīng)營(yíng)草坪種植業(yè)的單位或個(gè)人, 就沒有必要專門買一臺(tái)草坪播種機(jī), 這樣就給草坪播種帶來很大的困難。為了解決這一問題, 經(jīng)過多次對(duì)市場(chǎng)調(diào)查和研究, 決定設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)易草坪播種機(jī)。2.2 產(chǎn)品的用途及使用范圍草坪是高度培育的特殊草地, 隨著草坪面積的擴(kuò)大 , 品質(zhì)的提高, 草坪業(yè)逐漸由單一的人工作業(yè)向半機(jī)械化、機(jī)械化、自動(dòng)化過渡, 草坪作業(yè)的機(jī)械化已成為十分重要的課題。專用的草坪播種機(jī)還處于起步階段, 草坪草種子細(xì)小,用手撒的方法不僅不易將種子撒勻, 且工作效率低, 不能滿足建坪建設(shè)的要求。 通過市場(chǎng)調(diào)研，決定設(shè)計(jì)一種由地輪驅(qū)動(dòng)的離心式草坪播種機(jī)，該機(jī)由種子箱、機(jī)架、傳動(dòng)裝置、葉輪等部分組成, 一人即可操作, 播種者雙手推動(dòng)播種機(jī)，種子箱下的旋轉(zhuǎn)葉輪便會(huì)把種子吹出去, 下種口的大小可調(diào), 播種量的多少調(diào)節(jié)下種速度。此播種機(jī)體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈活耐用, 不受地形、環(huán)境和氣候的影響, 不僅適用于大面積建坪, 更適用于在復(fù)雜的場(chǎng)地下建坪使用。2.3 主要技術(shù)指標(biāo)和重要技術(shù)參數(shù)計(jì)劃設(shè)計(jì)播種機(jī)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)：1）外形尺寸：519mm 380mm 800mm?2）功率：417W3）輪子轉(zhuǎn)速：64r/min4）力矩： =62224N·mmT輪5）凈質(zhì)量：≤40kg6）變速要求：?jiǎn)渭?jí)7）葉輪半徑：0.1m山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 3 -2.4 主要工作原理本次設(shè)計(jì)的手推式播種機(jī)主要利用輪子運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)變速箱中的錐齒輪實(shí)現(xiàn)飛輪的高速運(yùn)動(dòng)的功能。播種機(jī)工作時(shí)由人推動(dòng)機(jī)器行走，驅(qū)動(dòng)地輪帶動(dòng)安裝在齒輪箱內(nèi)的一對(duì)錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，固定在被動(dòng)錐齒輪軸上的葉輪在錐齒輪的驅(qū)動(dòng)下高速旋轉(zhuǎn)。種子箱內(nèi)的種子靠重力通過種子箱底部的落種口經(jīng)過絲桿和圓錐下料筒下落到轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪邊緣，在葉輪風(fēng)力的作用下撒布于地表。在被動(dòng)錐齒輪軸伸入種子箱底部的端頭，安裝有攪種裝置，可將種子順利落入撒種盤。撒種量可通過改變落種口開度來調(diào)節(jié)。2.5 已經(jīng)考慮過的若干方案的比較我所設(shè)計(jì)的手推式草坪播種機(jī)首先要通過一個(gè)傳力構(gòu)件將人力傳遞出去。為了讓操作者在正常行走速度下操作，傳遞出去的力應(yīng)通過增速機(jī)構(gòu)繼續(xù)傳遞。因執(zhí)行播種動(dòng)作的葉輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向與人行進(jìn)的方向垂直，經(jīng)前面增速機(jī)構(gòu)傳遞過來的運(yùn)動(dòng)都需要再經(jīng)過一級(jí)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)傳遞到執(zhí)行構(gòu)件。通過分析得到手推式草坪剪草機(jī)的組成框圖，如圖 2—1 所示。圖 2—1 手推式草坪剪草機(jī)的組成框圖能實(shí)現(xiàn)草坪播種的方法較多，但各有利弊，具體分析如下：（1）用手撒 草坪草種子細(xì)小，用手撒的方法不僅不易將種子撒勻, 且工作效率低, 不能滿足建坪建設(shè)的要求。（2）用鐵篩撒 用鐵篩雖然避免了用手撒的弊端，但浪費(fèi)時(shí)間，且人力消耗量大，不能滿足一般草坪的建設(shè)要求。胡艷虹：草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)- 4 -（3 ）用播種機(jī) 用播種機(jī)，可避免以上兩種方法存在的問題，使所設(shè)計(jì)的機(jī)器小巧，且可靈活操作。因此，我們選擇設(shè)計(jì)手動(dòng)式播種機(jī)。手動(dòng)的形式又有手搖動(dòng)和用手推動(dòng)兩種。機(jī)械容易實(shí)現(xiàn)的是簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)動(dòng)和往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，如果用手搖動(dòng)手柄實(shí)現(xiàn)執(zhí)行構(gòu)件的往復(fù)移動(dòng)，由于播種機(jī)還要靠人力推著向前行進(jìn)，操作者要完成的動(dòng)作過多，操作不方便。要使操作者只通過簡(jiǎn)單的操作即可完成播種動(dòng)作，可以用手推播種機(jī)向前行駛，靠播種機(jī)輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)將轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成葉輪的往復(fù)旋轉(zhuǎn)而輸出到執(zhí)行構(gòu)件。顯然設(shè)計(jì)成手動(dòng)式草坪剪草機(jī)是合理而可行的。2.6 關(guān)鍵問題及其解決辦法增速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：用組合法實(shí)現(xiàn)增速為了讓操作者在正常行走速度下操作，傳遞出去的力應(yīng)通過增速機(jī)構(gòu)繼續(xù)傳遞。由于轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸入構(gòu)件作定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣在播種機(jī)動(dòng)力輸入構(gòu)件輪子和轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)輸入構(gòu)件之間，可以采用鏈傳動(dòng)，帶傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)。為了使所設(shè)計(jì)的剪草機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，可以采用齒輪傳動(dòng)。而齒輪傳動(dòng)有直齒圓柱齒輪傳動(dòng)，斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，直齒錐齒輪傳動(dòng)和蝸輪蝸桿傳動(dòng)等。但是蝸輪蝸桿傳動(dòng)的效率低，一般是蝸桿主動(dòng)，且軸線空間交錯(cuò)，應(yīng)用到播種機(jī)械中，會(huì)使支撐結(jié)構(gòu)復(fù)雜。直齒圓柱齒輪傳動(dòng)和斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的軸線相互平行，不能起到兩軸垂直的作用，因此，可選擇直齒錐齒輪傳動(dòng)作為增速機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)組成方案如圖 2—2 所示。圖 2-2 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 5 -2.7 機(jī)構(gòu)的功能及特點(diǎn)（1） 該機(jī)采用地輪—齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，質(zhì)量輕，噪音小、無污染，使用方便、靈活，適合一般草坪的播種；（2） 無需引擎驅(qū)動(dòng)，使用安全、可靠，便于維護(hù)；（3） 播種幅寬為 1m，外形尺寸（長(zhǎng) 寬 高：586 369 200mm）,質(zhì)量 40kg（材料由??45 鋼制作） ；（4） 采用耐用的鑄鋁底盤和結(jié)構(gòu)件，具有永不生繡、永不卷曲變形的特點(diǎn)；（5） 地輪半徑為 0.25m，且一個(gè)輪子裝上壽命長(zhǎng)的球軸承，使播種機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)易于推動(dòng)；（6） 金屬手柄易于折疊，以減少包裝尺寸，手柄長(zhǎng)度可伸縮，對(duì)于不同身高的操作者同樣適用；（7） 撒種部分獨(dú)特的設(shè)計(jì)可防止種子堵塞出口通道；（8） 外觀造型美觀，更適合家庭用戶的審美要求；（9） 播種的效果較理想，且成本低，是一般草坪播種的首選產(chǎn)品。 3 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 （SS）3.1 草坪播種機(jī)結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)3.1.1 傳動(dòng)比的確定根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)基本原理，在忽略種子與撒種盤之間摩擦的情況下，傳動(dòng)比為：????214HvrgDRid??（1）式中 Rd-------地輪半徑D--------撒種幅寬r---------撒種盤半徑v--------行走速度H--------撒種盤離地高度胡艷虹：草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)- 6 -g---------重力加速度在確定行走速度v時(shí)，既要保證播種機(jī)在種子箱裝滿種子后，播種機(jī)能夠正常作業(yè)，又要保證機(jī)組有較高的作業(yè)生產(chǎn)率，以速度v=6km/h來設(shè)計(jì)；考慮到我國(guó)一般草坪地塊面積小，幅寬窄的特點(diǎn)，撒種幅寬D設(shè)計(jì)為1m，設(shè)計(jì)參數(shù)Rd=0.25m，r=0.1m ，H=0.55m。則按式（1）計(jì)算出地輪驅(qū)動(dòng)離心式播種機(jī)所需的傳動(dòng)比i=3。 3.1.2 動(dòng)力參數(shù)計(jì)算草籽較輕，容易甩出，不需要過大的載荷，故假設(shè)人的推力為F=250N，所以兩個(gè)地輪上所受力的大小為：F 1=F2=125N地輪提供轉(zhuǎn)矩帶動(dòng)撒種盤進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)，假定撒種盤所受的力全部來自地輪。則：P輪 =Fv=417W地輪轉(zhuǎn)速：n=64r/min初選8級(jí)精度直齒錐齒輪 95.01??滾動(dòng)軸承（球軸承） 2齒輪傳動(dòng)軸承（滾子軸承） 8.3傳動(dòng)機(jī)構(gòu)總效率： 0.95 0.992 0.98=0.903??21??軸 上的所傳遞的功率大小為： =417 0.99=413(W)? 2??P軸 上的所傳遞的功率大小為： =413 0.95 0.98=396(W)1??軸 上的轉(zhuǎn)速大小為： =147.69(r/min)? 602???dvn?軸 上的轉(zhuǎn)速大小為： =443.09(r/min)i??3.2 圓錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算圓錐齒輪的設(shè)計(jì)直齒錐齒輪加工多為刨齒，不宜采用硬齒面，計(jì)算步驟如下：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 7 -3.2.1 選擇材料，熱處理方式及精度等級(jí)（1）齒輪材料。熱處理方式由參考文獻(xiàn)[1]表 6-7 和表 6-8 并考慮HBS1=HBS2+（30～50）HBS 的要求，小齒輪選用 40Cr，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度241～286HBS，大齒輪選用 42SiMn 鋼，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度 217～255HBS。（2）精度等級(jí)。估計(jì)圓周速度不大于 3m/s，根據(jù)參考文獻(xiàn)[1]表 6-5，初選 8 級(jí)精度。3.2.2 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)1）確定公式中的各參數(shù)值（1）選齒數(shù)。小齒輪齒數(shù) z1=24,z2=uz1=72（2）確定極限應(yīng)力 ，由參考文獻(xiàn)[1]圖 6-32，按齒面硬度中間值 260HBS，limH?查得小齒輪 。由參考文獻(xiàn)[1]圖 6-32，按齒面硬度中間值 230HBS 查得MPaH701lim?大齒輪 。682li?（3）確定壽命系數(shù) ZN。由題意可知：Z N1=ZN2=1。（4）許用應(yīng)力由參考文獻(xiàn)[1]表 6-9 查得，S Hmin=1。由參考文獻(xiàn)[1]式（6-20）得??MPaNH710710lim11 ????ZS68682li2（5）載荷系數(shù) K。考慮錐齒輪是懸臂布置，由參考文獻(xiàn)[1]表 6-10 取 K=1.2。（6）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 T1mNNNPT ????????624641075.905.93161（7）齒寬系數(shù) 。取 。R?3.（8）節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)。 。52?HZ（9）確定材料系數(shù) 。由參考文獻(xiàn)[1]表 6-11 查得 。E MPaZE9.18?2）計(jì)算 和1dv胡艷虹：草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)- 8 -（1）小輪大端分度直徑 ????mmZuKTdHERR 05.64680.195.23.0513.064274)5.0(74 222131 ???????????????????????（2）小齒輪齒寬中點(diǎn)的分度圓直徑 d????mdRm 4..6..11 ??（3）圓周速度：ssnvm 672.1064.5061 ????故 8 級(jí)精度合適。3.2.3 計(jì)算齒輪的主要尺寸1）模數(shù) mmzd67.2405.61??圓整取 。5.3?2）實(shí)際大端分度圓直徑zd72431???mm1623）錐距 Rud84.375.015.022 ??????4）齒寬 bmR1.348.3.?5）分度圓錐角 和1?2，9487.031cos22??u521???52?????6)當(dāng)量齒數(shù)山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 9 -3.2518cos41?????zV7.9722??zV3.2.4 驗(yàn)算輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度（1）確定極限應(yīng)力 。由參考文獻(xiàn)[1]圖 6-34，按齒面硬度中間值 260HBS，查得limb?小齒輪 ，由參考文獻(xiàn)[1]圖 6-34，按齒面硬度中間值 230HBS，查得大MPab290lim?齒輪 。8li?（2）確定壽命系數(shù) YN1和 YN2,由題意可知：Y N1 =YN2=1。（3）確定最小安全系數(shù) 。查參考文獻(xiàn)[1]表 6-9 得 。minFS 4.12min1in?FS（4）確定許用應(yīng)力 。??b???minlFNbSY????MPaSYFNb 2.074.1290min1l1???Fb.82inl2 ?（5）復(fù)合齒形系數(shù) 和 。查參考文獻(xiàn)[1]表 6-12 得1SY，.41?FaF 95.322?FaSFY（6）計(jì)算彎曲應(yīng)力：?? ??123221 6.134.0513.0.674. bRRsaFb MPaumZYKT??? ???????2122 5.8.9bFSbMPaY??所以齒輪彎曲強(qiáng)度足夠。胡艷虹：草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)- 10 -3.3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算3.3.1 軸Ⅰ的設(shè)計(jì)（1）選擇軸Ⅰ的材料該軸無特殊要求，選擇 45 鋼調(diào)質(zhì)處理， =640MPaB?（2）初步估算軸徑按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算輸入端的最小軸徑。按 45 鋼，取 C=116根據(jù)公式 ，此軸頭上有一鍵槽，將軸mnPCd 34.169.1470363mi ?????徑增大 5%，即 dmin=（16.34 1.05）mm=17.15mm,取 dmin=18mm（3）軸Ⅰ的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）軸Ⅰ上零件的軸向定位大齒輪在軸Ⅰ上為對(duì)稱定位，左右兩端靠套筒定位，裝拆，傳力較為簡(jiǎn)單；兩端軸承常用同一尺寸，以便于加工、安裝和維修；為便于拆裝軸承，軸承處軸肩不宜太高。2）軸上零件的周向定位齒輪與軸的軸向固定采用普通平鍵聯(lián)接。根據(jù)軸的直徑查得齒輪處的鍵截面尺寸為 ，配合為 ，滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制。mhb6??76Hr① 確定各段軸徑和長(zhǎng)度通過確定定位軸肩高度，從左輪子連接處向右取。m18202018??② 考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性考慮到軸的結(jié)構(gòu)工藝性，在軸的左端和右段均制成 倒角245??（4）軸Ⅰ的強(qiáng)度演算經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后，各軸段作用力大小和作用點(diǎn)位置、軸承跨距、各段軸徑等參數(shù)均已知。1) 齒輪上作用力的大小轉(zhuǎn)矩： =62224N·mmT輪齒輪端面分度圓直徑： ??mzmdn7240cos3s11????山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 11 -圓周力： ??NdTFt 17286421???輪徑向力： ntr 690costacosa???軸向力： ??NFtat1728????受力簡(jiǎn)圖 5-1 所示：圖 3-1 垂直面上受力簡(jiǎn)圖2）求垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩??NFFarBV 95.30.125.6????BVrD?截面 C 處的彎矩為：(N·mm)37915.2??BVCFM左(N·mm)D右圖 3-2 垂直面上截面的彎矩3）求水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩： ??NFtBH85.12.????胡艷虹：草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)- 12 -??NFBHtD85??截面 C 處的彎矩為： (N·mm)1042.??CM圖 3-3 水平面上截面的支反力4）截面 C 處垂直面和水平面的合成彎矩為：(N·mm) 10822???CHVM左左(N·mm)C右右圖 3-4 水平面上截面的彎矩及合成彎矩5）按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強(qiáng)度，取 0.6??該截面上的計(jì)算應(yīng)力： ????MPaWTv 57.4822?????通過查表可知：材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理的許用應(yīng)力為 ，由于 ，故安全。??160?????1v???山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 13 -3.3.2 軸Ⅱ的設(shè)計(jì)（1）選擇軸Ⅱ的材料該軸無特殊要求，選擇 45 鋼調(diào)質(zhì)處理， =640MPaB?（2）初步估算軸徑按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算輸入端的最小軸徑。按 45 鋼，取 C=116根據(jù)公式 ，此軸頭上有一鍵槽，將mnPCd 17.09.43163mi ?????軸徑增大 5%，即 dmin=（11.17 1.05）mm=11.72mm,取 dmin=12mm（3）軸Ⅱ的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）軸Ⅱ上零件的軸向定位小齒輪在軸Ⅱ上為對(duì)稱定位，上下兩端靠套筒定位，裝拆，傳力較為簡(jiǎn)單；兩端軸承常用同一尺寸，以便于加工、安裝和維修；為便于拆裝軸承，軸承處軸肩不宜太高。2）軸上零件的周向定位齒輪與軸的軸向固定采用普通平鍵聯(lián)接。根據(jù)軸的直徑查得齒輪處的鍵截面尺寸為 ，配合為 ，滾動(dòng)軸承內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制。mhb5??76Hr① 確定各段軸徑和長(zhǎng)度通過確定定位軸肩高度，從上向下取。m1241412??③ 考慮軸的結(jié)構(gòu)工藝性考慮到軸的結(jié)構(gòu)工藝性，在軸的左端和右段均制成 倒角45??（4）軸Ⅱ的強(qiáng)度演算經(jīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之后，各軸段作用力大小和作用點(diǎn)位置、軸承跨距、各段軸徑等參數(shù)均已知。2) 齒輪上作用力的大小轉(zhuǎn)矩： =19310.18 N·mm 31?iT輪??齒輪端面分度圓直徑： ??mzmdn2670coss22??胡艷虹：草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)- 14 -圓周力： ??NdTFt 79.1826.9302????徑向力： ntr .650costa.cosa???軸向力： ??NFta tn79.18????圖 3-5 軸 垂直面上受力簡(jiǎn)圖?2）求垂直面上軸承的支反力及主要截面的彎矩??NFFFarBV 5.1305.12. .26045.12012 ????????NBVrD68截面 C 處的彎矩為：(N·mm)3725965.1201????FMBVC左(N·mm)0.96DV右圖 3-6 軸Ⅱ垂直面上截面的彎矩3)求水平面上軸承的支反力及主要截面的彎矩：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 15 -??NFtBH85.120.????BtD?截面 C 處的彎矩為： (N·mm)102465.?HCFM圖 3-7 軸Ⅱ水平面上截面的支反力4)截面 C 處垂直面和水平面的合成彎矩為：(N·mm) 109222???CHVM左左(N·mm)7C右右圖 3-8 軸Ⅱ水平面上截面的彎矩及合成彎矩5)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面強(qiáng)度，取 0.6??該截面上的計(jì)算應(yīng)力： ????MPaWTv 4.212?????通過查表可知：胡艷虹：草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)- 16 -材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理的許用應(yīng)力為 ，由于 ，故安全。??160MPa?????1v???3.4 葉輪的設(shè)計(jì)選擇材料：因?yàn)椴葑奄|(zhì)量輕，材料無特殊要求，選用 45 號(hào)剛調(diào)質(zhì)處理，葉片厚度1mm，制造上多采用整體鑄造結(jié)構(gòu)和分體鉚接或焊接等工藝方法來實(shí)現(xiàn)，這也是由其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)所決定的。3.4.1 結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)圖 6-1 葉輪形式如圖所示，離心風(fēng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)如下。①葉輪外徑, 常用 D 表示；②葉輪寬度, 常用 b 表示；③葉輪出口角,一般用 β 表示。葉輪按葉片出口角的不同可分為三種:山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 17 -前向式──葉片彎曲方向與旋轉(zhuǎn)方向相同, β> 90°(90°～ 160°)；后向式──葉片彎曲方向與旋轉(zhuǎn)方向相反, β< 90°(20°～ 70°)；徑向式──葉片出口沿徑向安裝,β= 90°。根據(jù)播種機(jī)行走速度和撒籽幅寬，初設(shè)葉輪直徑D 1=20cm，葉片數(shù)Z按經(jīng)驗(yàn)公式估計(jì)：Z= 1)5.~(D1為葉輪外徑，單位厘米。所以葉片數(shù)取6片。葉片傾角 ???903?3.4.2 驅(qū)動(dòng)葉輪所需功率 L當(dāng)葉片數(shù)目有限時(shí)，由于流體流動(dòng)方向的變化，葉片理論壓頭公式為：gvugvuvuHth ''cos'cs' 121122 ??????（1）式中：H th為葉輪壓頭；u為圓周速度；v為徑向速度。飛輪對(duì)氣體作功：????????????????112nttvadt pRTkGL?????????????03kttadk（2）式中：k為多變系數(shù)；R為氣體常數(shù)；G為輸送的流體總量；n為多變指數(shù)；T T0為入口全溫； 為容積效率。v?設(shè)葉輪入口處風(fēng)速為v 1m=16m/s， =0.75，則入口全溫：ad?KgJcvTpmst 063.29485.7.921632210 ??????由（2）式：胡艷虹：草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)- 18 -3.167(KW)????????????105.63.2950.1. .adL4.22(KW)7.63adt?如果葉輪的效率 =0.54，則軸功率：pLs=Lt/0.54=7.81(KW)由 ,得293K時(shí)氣體重度 ，故驅(qū)動(dòng)葉2100 /94mkgTPktsts???????? 30/9.1mkgfs??輪所需軸功率L為：0.3338(KW)???1028.7.102ssLQ?，故符合設(shè)計(jì)功率。??PL3.5 地輪的構(gòu)造地輪由兩個(gè)個(gè)直徑為50cm 的小車輪及其連桿組成。兩個(gè)地輪是由長(zhǎng)軸的兩端按軸的垂直方向各焊有一對(duì)長(zhǎng)13cm的平行小鐵板來固定, 小鐵板下端有固定行走輪軸的陷口, 使地輪固定。長(zhǎng)軸被套在大三角鐵后面的兩個(gè)寬鐵環(huán)內(nèi), 長(zhǎng)軸上設(shè)有凸出物使得長(zhǎng)軸在寬鐵環(huán)內(nèi)只能轉(zhuǎn)動(dòng), 不能左右串動(dòng)。在長(zhǎng)軸的中間, 對(duì)準(zhǔn)雙桿手柄的一個(gè)級(jí)桿處, 在長(zhǎng)軸上焊有一個(gè)長(zhǎng)75cm 的單鐵桿柄, 其方向與長(zhǎng)軸兩端的兩平行小鐵板恰好反方向，使人推上播種機(jī)能夠順利行走。3.6 零件的設(shè)計(jì)計(jì)算在該播種機(jī)上所用的一些附件都是一些標(biāo)準(zhǔn)件，它們一共有絲桿、鍵和墊圈。3.6.1 絲桿的設(shè)計(jì)此絲桿受力不大，無特殊要求，選用 45 號(hào)鋼。熱處理：調(diào)質(zhì) HB220-270，高頻淬火 HRC45-48。因?yàn)榻z桿直徑已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所以在設(shè)計(jì)絲桿時(shí)，直徑不能任意確定。我國(guó)所規(guī)定的絲桿直徑系列為：30，45，65， （85）90， （115）120，150，200。一般情況下，確山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 19 -定的絲桿直徑應(yīng)符合此系列。故，選用絲桿直徑為 30mm。螺旋角：物料為草籽，選用 =30o?絲桿螺槽深度：h=0.2D=6mm絲桿與套筒間隙的確定： =（0.003-0.005）D，取 =0.005D=0.15mm??3.6.2 鍵連接的選擇及計(jì)算中間軸和齒輪用鍵聯(lián)接的選擇和強(qiáng)度校核齒輪與軸的鍵聯(lián)接①選用圓頭普通平鍵（Ａ型）按軸徑 d=20mm 及輪廓長(zhǎng) l=78mm,查表 14-1,選鍵 18×70GB1096-79.　　　　　　　　　　　　②強(qiáng)度校核 鍵材料用 45 鋼，查表得許用應(yīng)力 ，??MPap120~??鍵的工作長(zhǎng)度 ，按公式得擠壓應(yīng)力：mbLl1870??akldTp .2965.21033????雖然 略大于 ，但齒輪與軸是采用過盈配合 ，靠聯(lián)接擦力傳遞部分p??p?675rH?轉(zhuǎn)矩，故聯(lián)接的強(qiáng)度是足夠的。4 使用說明書（SM）4.1 使用前注意事項(xiàng)播種機(jī)在路上行走時(shí)， 可將離合器拉起,，使被動(dòng)軸與主動(dòng)軸分開，只有兩個(gè)地輪著地，這樣便于遠(yuǎn)距離和播過種的區(qū)域的行走。如果需要播種，在被播地段上，將離合器拉下，兩軸自然結(jié)合，然后開始播種。如果播種籽量不適宜，可調(diào)節(jié)下種口大小，在小范圍內(nèi)調(diào)整播種量。播種后出苗特征為：苗幅寬為4cm 左右，兩苗幅間寬為5～6cm 左右，這樣出苗后2～4 個(gè)月便可長(zhǎng)滿苗幅間空處。胡艷虹：草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)- 20 -4.2 播種時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)（1）草坪床應(yīng)疏松，表層不能有過大的石塊或大的硬土塊及其他草根類雜物。（2）草坪床應(yīng)該盡量平整，坡度不能過大。5 標(biāo)準(zhǔn)化審核報(bào)告（BS）5.1 產(chǎn)品圖樣的審查手推式草坪播種機(jī)的傳動(dòng)裝置和葉輪風(fēng)扇的設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成，現(xiàn)以具備全套圖紙和一線基本數(shù)據(jù)，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，對(duì)其進(jìn)行標(biāo)注化審查，結(jié)果如下：（1） 產(chǎn)品的圖樣完整、統(tǒng)一、表達(dá)準(zhǔn)確清楚、圖樣清楚。符合 GB4440-84、GB-83《機(jī)械制圖》的規(guī)定。（2） 產(chǎn)品圖樣公差與配合的選擇與標(biāo)準(zhǔn)符合 GB/T1800、3-1998 的規(guī)定。（3） 產(chǎn)品圖樣的編號(hào)符合 JB/T5054.5-2000《中華人民共和國(guó)機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)的完整性。（4） 圖紙的標(biāo)題欄與明細(xì)欄符合 GB/T10609. 1-1989GB/T10690. 2-1989 的規(guī)定。（5） 產(chǎn)品圖樣粗糙度的標(biāo)注符合 GB131-83《表面特征代號(hào)及注法 》的規(guī)定。（6） 產(chǎn)品圖樣焊縫的代號(hào)符合 GB324-80《焊縫代號(hào) 》的規(guī)定。5.2 產(chǎn)品技術(shù)文件的審查（1） 產(chǎn)品的技術(shù)文件名稱、術(shù)語符合 ZB/TJ01 和 0351-90《產(chǎn)品圖樣及設(shè)計(jì)文件術(shù)語》及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。（2） 量和單位符合 GB3100—GB3102-93 的規(guī)定。（3）技術(shù)文件所用的編碼符合 JB/T8823-1998《機(jī)械工業(yè)企業(yè)計(jì)算機(jī)輔助管理信息分類編碼導(dǎo)則》的規(guī)定。（4）技術(shù)文件的完整性符合 JB/T5054.5-2000《產(chǎn)品圖樣及技術(shù)文件完整性 》的規(guī)定及農(nóng)機(jī)部門的有關(guān)具體要求。山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 21 -5.3 標(biāo)注件的使用情況本設(shè)計(jì)所用的緊固件均采用標(biāo)準(zhǔn)的螺栓，材料及材料代號(hào)也符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定。5.4 審查結(jié)論經(jīng)過對(duì)播種機(jī)裝置和傳動(dòng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化審查，認(rèn)為該設(shè)計(jì)基本貫徹了國(guó)家最新頒發(fā)的各種標(biāo)準(zhǔn)，圖紙和設(shè)計(jì)文件完整齊全，符合標(biāo)準(zhǔn)化得要求。6 結(jié) 論6.1 機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新點(diǎn)（1） 從機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的功能出發(fā)，按變異—組合法和類比法完成機(jī)構(gòu)的構(gòu)件和設(shè)計(jì);（2） 在作品樣機(jī)加工前，使用三維造型軟件進(jìn)行三維造型、虛擬裝配和運(yùn)動(dòng)仿真，從理論上驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性，然后進(jìn)行樣機(jī)制作；（3） 無引擎驅(qū)動(dòng)，節(jié)省能源，無污染（噪音、廢氣） ，采用綠色環(huán)保設(shè)計(jì)；（4） 外觀造型新穎，推桿可折疊伸縮，適合家庭用戶使用；（5） 采用齒輪機(jī)構(gòu)（實(shí)現(xiàn)增速） ，提高整機(jī)的工作效率，解決了手動(dòng)播種機(jī)工作效率不高的問題；（6） 產(chǎn)品成本（制造和使用成本）低，符合廣大用戶購買能力的要求。6.2 制造價(jià)格及應(yīng)用范圍根據(jù)目前市場(chǎng)實(shí)際:：制造原材料費(fèi)用80～120 元，手工費(fèi): 60～80 元，因此總造價(jià)在200元以內(nèi)。目前使用于我國(guó)大部分地區(qū)的一般建坪。胡艷虹：草坪播種機(jī)的設(shè)計(jì)- 22 -參 考 文 獻(xiàn)[1] 吳偉，任紅英. 機(jī)械設(shè)計(jì)教程 [M] . 北京：北京理工大學(xué)出版社，2007.[2] 張祖立. 機(jī)械設(shè)計(jì) [M] . 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2004.[3] 吳宗澤，羅圣國(guó). 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)（第 3 版）[M].北京：高等教育出版社，2006.[4] 張也影. 流體力學(xué)（第 2 版）[M] . 北京：高等教育出版社，2005.[5] 張良成. 材料力學(xué) [M] . 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003[6] 楊敏麗. 牧草生產(chǎn)機(jī)械化:西部農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展[J]中國(guó)農(nóng)機(jī)化, 2000,(04)[7] 楊愛軍. 呼和浩特市地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械化現(xiàn)狀及發(fā)展對(duì)策[J]農(nóng)村機(jī)械化, 2004,(04)[8] 趙嶺,呂釗欽. 可靠性技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用[J]山東農(nóng)機(jī), 2004,(07)[9] 郭毅, 張祖立, 張旭東. 大蒜播種機(jī)械的研究現(xiàn)狀[J]. 農(nóng)機(jī)化研究, 2009, (06)[10] 高林. 育苗生產(chǎn)線氣吸式播種系統(tǒng)智能控制的研究[D]北京林業(yè)大學(xué), 2008 . [11] 劉文忠. 氣吸式排種裝置排種性能試驗(yàn)研究[D]內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué), 2008 .[12] 李濟(jì)賓. 播種機(jī)組行走的方法[J]. 河南農(nóng)業(yè), 1993, (04) [13] 籍增順. 關(guān)于發(fā)展小雜糧的思考[J]. 山西農(nóng)業(yè)(村委主任), 2009, (04)[14] 夏俊芬. 旱作多功能精密穴播輪的研究[D]華中農(nóng)業(yè)大學(xué), 2000[15] 史智興. 精播機(jī)排種性能檢測(cè)系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究[D]中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué), 2002[16] 濮良貴，紀(jì)名剛．機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）[S]．北京：高等教育出版社．2001山西農(nóng)業(yè)大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書- 23 -致 謝在設(shè)計(jì)過程中，得到了崔清亮老師的親切關(guān)懷和耐心的指導(dǎo)。崔老師多次詢問研究進(jìn)程，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。崔老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時(shí)半年，卻給以終生受益無窮之道。在次，我向崔老師表示忠心的感謝！我還非常感謝工程技術(shù)學(xué)院的老師們，在四年學(xué)習(xí)期間，他們不僅教給了我很多知識(shí)，使我從對(duì)機(jī)械一無所知成為具有初步機(jī)械學(xué)知識(shí)并且可以簡(jiǎn)單應(yīng)用的人，從只為自己的事情操心變成現(xiàn)在經(jīng)?？磮?bào)紙，聽廣播，并關(guān)注國(guó)家大事，而且還教給了我做人的道理。對(duì)此我非常感謝！最后，由草坪播種機(jī)的復(fù)雜性和長(zhǎng)期性，不是用一篇文章就能解決問題的，另外，由于我的經(jīng)驗(yàn)匱乏、水平有限，本文錯(cuò)誤和疏漏之處不少，請(qǐng)老師和同學(xué)們指正，謝謝！