背负式小型机动除草机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 背负式小型机动除草机 设计 摘 要 ： 除草机是农、牧、园艺和园林等行业必备的一种常用机械 , 传统的田间除草是人工手用锄头除草，劳动强度大、生产效率低 ；手用化学的方式除草，对土壤及作物有副作用 。为此 ,在研究我国广泛应用的一些除草机技术的基础上 ,设计了简单实用的背负式小型机动除草机 ,其特点是结构简单、轻便、工作头前伸和支架高度可调， 不仅能除草还能进行中耕 ;本文介绍了 :背负式小型机动除草机的总体结构、工作原理、电机选择及传动比的计算相关机构的校核。 关键词 :除草机 ; 背负式 ;工作头 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 is a in is is of in on of a of is by of is of to 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目 录 摘要 1 关键词 1 1 绪论 2 草机的发展历史 2 国除草机的发展 2 负式除草机的使用 3 2 除草机概述 3 草机的分类 3 草机除草的基本要求 4 负式除草机的结构特点和技术参数4 草机的结构特点买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 4 草机的技术参数 4 草机的结构与工作原理 4 草机的结构 5 草机的工作原理 5 3 除草机的总体方案设计和动力机的选择6 体方案设计 6 力机的选择 7 4 除草机传动部分设计 7 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 轮传动的类型 7 轮的材料选择及其热处理 7 轮精度的选择 8 齿根弯曲疲劳强度进行设计 8 5 除草机除草机构的设计 10 片材料的选择 10 片的设计 11 片的受力分析 11 片的尺寸计算买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 12 6 轴的设计 13 的概述 13 的设计 13 的材料选择 14 轴的校核 14 轴的设计 15 7 轴承的选择 16 承选型 16 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 承的校核 16 8 除草机进行中耕的设计 18 构方案的确定 18 力的初步选择 18 要零件设计 18 片类型的选择 18 片正切面的设计 19 9 总结 19 参考文献买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 20 致谢 20 附录 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 1 绪论 除草机 的发展历史 在 除 草机问世之前，草坪的修剪主要工具 是镰刀，放牧牛羊也是保持草地平整的重要方法。随着高尔夫球、网球及足球等运动的兴起，人们拥有平整美观的草地做运动场地的要求越来越迫切。 1805 年英国人普拉克内特发明了第一台收割谷物并能切割杂草的机器，由人推动机器，通过齿轮传动带动旋刀 除 草，这就是 旋刀 除 草机的雏形。1830 年，英国纺织工程师比尔 草机的专利， 1832 年兰赛姆斯农机公司开始批量生产滚筒 出 草机， 1902 年英国人伦敦恩斯制造了内燃机做动力的滚筒式除 草机，其原理至今还在使用。在西方发达国家， 20 世纪初期， 除 草机就得到了快速的发展。 我国 目前生产的 除草 机以刀具类型可分为滚刀式和旋刀式两大类。滚刀式 除草 机由带有刀片的滚筒和和不动的床刀组成。它较旋刀式 除草 机有更好的修剪质量，是高质量草坪最常用的 除草 机型。适用于草高 3问题主要是价格贵，维修保养要求严格。而旋刀式 除草 机是由横向悬挂在直立轴上的刀片高速旋转打切草的上部叶片，它适合于在 25于其价格低廉，保养、维修方便、使用灵活，只要将刀片磨快，剪草效果还是可以的。因此，一般要求的草坪都选用它，成为目前国内外最流行的 除草 机。 以动力划分可以分为机动和人推两类 。人推的主要是滚刀式，小巧灵活，适于家庭庭院中小型草坪使用。机动的又分为柴油机、汽油机和电动机三类驱动。其中以小型汽油机作为动力的较为普遍，而柴油机多用于大型的 除草 机械，如牧场的 除草 机。 我国 除草 机的发展 据调查，国内生产 除草 机的厂家大约有 50家左右。多数为园艺系统的公司以及转产 除草 机的机械厂。市场上草坪修剪机的品牌很多，有进口的产品，也有国内制造和中外合资的，从功率 幅从 国内的生产厂家主要有：中美合资江苏淮阴泛亚园林机械有限公司，生产立特牌 坪 除草 机，占国内市场的 50%，现年产 5000 台。目前正着手进行年产 5万台除草 机的技术改造，其动力选用日本本田发动机。 南通机床厂为转产生产 除草 机的厂家。其产品为地草王系列产品； 56 厘米自走式草坪 除草 机（ 瓦）， 84 厘米随进式 除草 机（ 瓦）， 84 厘米电启动式 除草 机（ 122厘米坐骑式 除草 机（ 该厂生产除发动机以外的零部件，发动机多选用美国产品， 1999年已经有产品出口美国。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 山 东省莱州市仲院宇峰铡草机厂研制出全新微型电动铡草机，该机以 无电地区或停电时用 165、 175、 180 等型号柴油机为动力，适宜铡切玉米秸、麦秸、稻草及青贮饲料，每小时铡草量 300草长度为 机结构紧凑，体积小，重量轻，全机重仅 32动方便，并具有切碎均匀、出料顺畅、扬程远、噪音低等特点。 目前，我国已经研制开发出来 草坪 除草 机试验台 ，草坪 除草 机为现代城市绿化的重要设备，目前市场上国产的机器均有一定的市场，但质量参差不齐。对于草坪 除草机的安全指标，仅有检测方法，没有现成的撞击试验专用设备。为了对其进行科学的测试，北京市农机试验鉴定推广站 研制成功草坪 除草 机专用试验台。该试验台自动化程度高，采用了气动传动技术、机电安全锁定机构及气动调速技术，可对国内各型草坪 除草 机进行安全性能试验，能够完成草坪机的撞击试验和刀片护罩强度试验。试验结果表明，该专用试验台达到国内先进水平，检测快捷，安全性高。 负式除草 机的使用 传统的田间除草是人工手用锄头除草，劳动强度大、生产效率低；手用化学的方式除草，对土壤及作物有副作用。特别对山地作物除草，更是困难重重。本课题设计一种背负式小型机动除草机，不仅能除草还能进行中耕。 2 除草 机概述 草 机的 分类 按切割器类型可以分为旋刀式、往复式、滚刀式、甩刀式、甩绳式。其中，应用最多的是滚刀式 除草 机和往复式 除草 机 。 往复式 除草 机割茬低而整齐，草坪损失少，单位割幅的金属用量和功率消耗低，因而成本较低。它的作业速度一般为 6 8km/h。提高割刀的往复次数并解决割刀的全平衡 问题后，作业速度可以提高到 10 12km/h。往复式 除草 机适用于切割直立而生长密度不过分高的草坪 。 旋转式 除草 机工作平稳，对草坪的适应性强，特别适用于稠密、倒伏、缠连的牧草，能以 8 16km/h 的作业速度工作，生产率高。但是结构复杂，价格高，单 位割幅功率消耗大 。 按配套动力和作业方式分可以分为：为手推式、手扶随行式、手扶自行式、坐骑式和 背负式除草 机 。 按动力驱动方式主要分为人畜力驱动、发动机驱动和电力驱动三种形式 除草 机。其中，以发动机驱动的 除草 机最多，发动机多为单缸汽油机。太阳能 除草 机虽然已有买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 生产，但应用较少 。 动力驱动的 除草 机按牵引方式或悬挂方式可分为前置式、侧置式、后置式、中置式 除草 机。目前，也有旋刀式手推随行式 除草 机，大部分采用中置悬挂，而滚刀手推随行式 除草 机多采用前置式挂接，大型的 除草 机则采用混合牵引方式 。 草 机 除草 的基本要求 不论是哪一种类型的 除草 机对草坪修剪的基本要求是一样的： 1） 除草 高度可根据要求调整，适应高度调整范围大，当草坪要求修剪很低能达到要求。 2） 除草 整齐、平整，同一行程前后 除草 高度一致，两次作业行程衔接平滑、无接茬。 3）对地形的适应能力强，仿行能力强，随地形变化前后剪草高度一致。 4） 除草 机对草坪碾压轻、伤害少。 5）草屑收集干净，或被切割部分细碎性能好（草屑撒在草坪中当肥料时），以便于洒落在草坪下及时腐烂。 6） 除草 机质量好，故障少，节省燃料、效率高。 7） 易于操作、轻便灵活、维修调试方便，零部件通用性和互 换性好。 8） 正确掌握修剪草坪的时间并且制定科学的修剪高度和修剪频率。 负式除草 机的结构特点 和技术参数 草机的结构特点 本次设计的 背负式 除草 机主要由 括动力装置、 动力输出软轴、操纵杆和 除草工作装置 ， 所述动力装置安装在背架上，所述背架上设置有背带，所述动力装置通过离合器与所述 动力输出软轴的一端连接，所述动力输出软轴的另一端与所述 除草工作装置连接，所述除草工作装置安装在所述操纵杆上。 草机的技术参数 表 1 技术参数 号 除草幅宽 除草生产效率 整机重量 驱动功率 亩 /h 2075w 草机结构与工作原理 结构如下图所示 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 图 1 除草机的主要结构 of 除草机的结构 背负式除草机，包括由动力装置 2，除草工作装置 20，背架 3，操纵杆 9组成。其结构是：动力装置 2 安装在背架 3 上，背架 3 上设有背带 5 及防震垫 4，动力装置 2和除草工作装置 20通过一根动力输出软轴 6连接，除草工作装置 20由齿轮箱 11和圆刀盘 16组成，齿轮箱 11 内安装一对圆锥齿轮 13，齿轮箱 11安装在操纵杆 9下端，动力输出软轴 6 通过离合器 1 与动力装置 2 连接，刀盘轴 12 由轴承 14安装在齿轮箱 11内，刀盘轴 12 下端安装有圆刀盘 16，圆刀盘 16 与轴承 14 之间安装有衬套 15，圆刀盘 16 通过衬套 15 和轴套 19 固定在刀盘轴 12 上。圆刀盘 16 上通过螺栓 17 连接安装有三把带钩铧式切刀 18，圆刀盘 16 上开有三个腰形孔，通过螺栓 17 在腰形孔内移动可调整切刀除草直径。操纵杆 9下 端安有两支撑轮 8。 草机的工作原理 在使用本实用新 型工作时，工人背上背带 5，启动动力装置 2，通过离合器 1带动动力输出软轴 6转动 .，当工人合上操纵杆 9上离合器 1的手柄时，动力输出软轴 6的转动带动齿轮箱 11内的一对圆锥齿轮 13转动，从而带动圆刀盘 16上的带钩铧式切刀18旋转而达到松土除草，调整螺栓 17，可以改变刀具除草松土的幅宽。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 3 除草 机的总体方案设计 和动力机的选择 体方案设计 查阅人机工程手册，人步行速度约为 3 5千米 /时，即 48 64米 /分，考虑到要背着 动力 机进行切割，选取人的步行速度为 30米 /分，即 秒。 查阅机械设计手册得 到以下数据： 成年男性平均身高： 18 60周岁 1543 1814毫米 成年女性平均身高： 18 60周岁 1449 1697毫米 成年男性平均臂长： 18 60周岁 279 349毫米 成年女性平均臂长： 18 60周岁 252 319毫米 立姿工作岗位工作高度： 男性： 950 1050 1150毫米 1050 1200 1300 毫米 女性： 850 950 1050毫米 1000 1100 1200 毫米 4 综合以上因素，设计扶手以及支架的尺寸，并且根据不同性别和不同年龄将扶手的高 度和倾斜角度设计成可以调节的。站立工作时操作的有关尺寸，以及人体需要的可能活动空间 . 由人机工程手册查得，人体身高尺寸（成年男性）多在 170右。因此，推杆距地面的高度取为 1000毫米 ,且可在 900合人体作业适应度。 设计原则：工作场地的高度取决于作用力、操作者的身高、操作者操作物件的尺寸、以及视野范围。 A：精密工作，靠肘支撑工作。（设计尺寸针对男性： 105 115 毫米 针对女性：100 110毫米） B：虎钳固定在工作台上的高度： 113毫米 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 C：轻手工工作。（男性： 95 100毫米 女性： 90 95毫米） D：用劲大 的工作。（男性： 80 95毫米 女性： 75 90毫米） 4 本设计属于 D 范围内的设计。 由以上分析确定 除草 机的各项参数： 除草 机的整体宽度： 草 高度： 3060力机的选择 选用的 小型 汽油机 1数如下 汽油机型号 1 汽油机型式 单缸、风冷 二 冲程 最大功率 噪声 101) 最高稳定转速 9000r/ 排量 箱容积 点火方式 无触点 化油器型式 膜片式 起动方式 反冲起动 传动轴型式 硬轴 背带型式 双肩背带 净重 汽油机包装箱尺寸（ 330302300 4 除草 机传动部分设计 本次设计的 背负式 除草 机的传动部分 主要是 长轴带动 齿轮箱的与圆 锥齿轮转动，圆 锥齿轮带动 圆刀盘上的切刀旋转而达到松土除草 。 传动部分的设计主要是对齿轮的设计 。 轮传动的类型 汽车、机床、航空发动机等所用的齿轮传动 ，都是装在经过精确加工而且封闭严密的箱体 (机匣 )的，这称为闭式齿轮传动 (齿轮箱 )。它与开式或半开式的相比，润滑及防护等条件最好，多用于重要的场合 。 本次设计的 背负式 除草 机 除草 总成部分尺寸比较小 ， 传动齿轮尺寸和质量比较小，转速比较高， 且没有防护罩，如果选用开式容易损坏其寿命， 因此齿轮传动 选用 闭式传动 。 轮的材料选择及其热处理 齿轮是现代机械中应用最广泛的一种机械传动零件。齿轮传动通过轮齿互相啮合来传递空间任意两轴间的运动和动力，并可以改变运动的形式和速度。齿轮传动使用范围广，传动比恒定，效率较高，使 用寿命长。在机械零件产品的设计与制造过程中，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 不仅要考虑材料的性能能够适应零件的工作条件，使零件经久耐用，而且要求材料有较好的加工工艺性能和经济性，以便提高零件的生产率，降低成本，减少消耗。如果齿轮材料选择不当，则会出现零件的过早损伤，甚至失效。因此如何合理地选择和使用金属材料是一项十分重要的工作 。 渗碳淬火 ， 常用于低碳钢和低碳合金钢，如 20、 20等。渗碳淬火后齿面硬度可达 56 62齿心部仍保持较高的韧性，轮齿的执弯强度和齿面接触强度高，耐磨性较好，常用于受冲击载荷的重要齿轮传动。齿轮经渗碳淬 火后，轮齿变形较大，应进行磨齿。 故 选择 大 小齿轮材料 均 为 20渗碳后淬火 处理， 强度极限为 1100服极限为 850芯部 硬度为 300 4. 3 齿轮精度的选择 各类机器所用齿轮传动的精度等级范围列于下表中，按载荷及速度推荐的齿轮传动精度等级如下 表 所示。 各类机器所用齿轮传动的精度等级范围 ： 表 2 齿轮传动的精度等级 器 名 称 精 度 等 级 机 器 名 称 精 度 等 级 汽轮机 3 6 拖拉机 6 8 金属切削机床 3 8 通用减速器 6 8 航空发动机 4 8 锻压机床 6 9 轻型汽车 5 8 起重机 7 10 载重汽车 7 9 农业机器 8 11 背负式 除草 机属于 农业机 械，速度、精度要求都不高，故选用 6 级精度（ 88） 。 齿根弯曲疲劳强度 进行设计 齿坯基本参数的确定 ： 按照格利森的制度 1） 轴交角 与传动比 i ，是根据齿轮副的传动要求确定的。 2） 根据齿轮副所要传递的功率、扭矩，利用经验公式或图表确定小轮外端的节圆直径 1d 和小轮齿数 1z （不小于 5）。弧齿锥齿轮的外端模数 m 可以根据公式11买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 定。 3） 大轮的齿数 12 计算后圆整，且大轮与小轮的齿数之和不小于 40。 4） 齿面宽 b 的确定。查表，一般选择为 %30 外锥距。 5） 根据大轮和小轮的旋转方向确定齿轮 的旋向。齿轮的旋转方向是根据传动要求确定的，它的选择要保证齿轮副在啮合的过程中有互相推开的轴向力。 6） 为了保证齿轮副具有一定的重合度，应选择合适的螺旋角，一般选择位 35 度。可以根据经验表格来选取适当的螺旋角，并可根据公式计算相应的重合度。 B 为齿宽，外锥距， R 为中点锥距， 内锥距， 端面重合度。 1 （ 1） 13(31 2) 7） 压力角的确定。压力角一般有 16、 19、 20、 25度等，弧齿锥齿轮一般用 20度。压力角太小减小了齿轮的强度，并容易发生根切，但柔性增大；压力角太大容易使得齿顶变尖，降低重合度。小轿车为了降低噪声、运转平稳，采用小压力角。载重汽车一般 用大的压力角，以增大齿轮的强度。 8） 齿顶高系数、顶隙系数与侧隙。查表，一般当小轮齿数 1z 12时，齿顶高系数为 隙为 工作齿高系数为 齿高系数为 隙查表选取。 9） 变位系数的选择。根据传动比与齿轮的齿数查表。 参数确定如下： 1） 选用 弧齿锥齿轮 传动 ;齿轮精度为 8级 ; 选择大小齿轮材料均为 20碳后淬火处理，强度极限为 1100服极限为 850芯部硬度为 300;闭式齿轮传动一般转速较高，为 了提高传动的平稳性，减小冲击振动，大齿轮的齿数为 0，小齿轮的齿数 ，传动比为 i=交角为 120 。 2）计算 齿轮传递的转矩。 由于 汽油机 的 最高 转速 500 r/据传动比 小齿轮的转速为500 200r/ 大齿轮功率近似 P=据公式算得： 6r / m i n2 0 5 66 5 0 0 4 9 4 9 W (3) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 查机械设计实用手册 图 确定节圆直径 4， 0 模数 m=）由机械设计 实用手册 按以上步骤确定弧齿其它参数如下 齿轮 小齿轮 大齿轮 螺旋角 35 35 齿形角 20 20 工作齿高系数 顶高系数 力角 20 20 顶隙系数 宽 8 11 变位系数 0 图 2 齿轮示意图 of 除草 机 除草 机构的设计 片材料的选择 除草 机刀片必须采用高强度优质钢材，经过特殊热处理工艺保证刀片有较高的强度、锋利度、耐磨性、抗冲击韧性。刀架及刀片外形应该符合空气动力学要求，尽量减少运动时的空气阻力，以降低功率消耗。装配、调整刀具时，必须保证两端力矩平衡，以减少 振动和噪声。 刀片材料 选用 优质合金钢 。 在普通 碳素钢 基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。根据添加元素的不同，并采取适当的加工工艺，可获得高强度、高韧性、耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐高温、无磁性等特殊性能。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 片的设计 刀片的切割过程： 在刀片 除草 的过程中，刀片和草是一对矛盾。要弄清切割过程的实质，必须先了解这两方面的性质和特点，才能进一步分析它们的相互作用。 草的横截面呈扁平或槽型。非均匀体在不同方向上的机械性能并不相同（称为各向异性），这是与均匀材料（各向同性）显著不同的特点。草的刚度很小，极易弯曲，到一定挠度时，就会失去稳定而弯折。 根据上述要求，设计出 如图 3所示的刀片结构。 图 3 刀片结构 of 片的受力分析 (5) 式中 :为刀刃的倾角 n=(a)/1+(a) 滑切系数与刀刃倾角 (刀刃和前进方向的夹角 )有关。同时也在更大程度上与除草机前进速度和瞬时割切速度的比值 a 有关。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 图 4 刀片受力分析 of 此 ,的选择应满足 a0 1 (6) 反之 ,当滑切系数为负时 ,相应的滑切速度指向刀片的顶 部 ,这时草茎在 切割 时会发生弯曲 ,导致割漏区增加。 应有 :a最大限度地提高工作质量和生产率 ,这里取 a= 除草 机以某一速度 这样就可避免人为盲目的调节 除草 机速 度 片 速度仅减轻了操作人员需要反复观察甚至试验才能确定两个相适应速度的工作量 ,而且可以实现高质量的割切 ,并能最大限度地提高 除草 机行驶速度 而提高生产率。 刀片 漏割区的大小与 刀片 刀刃倾角有关 ,增大 ,在其它条件不变时 ,漏割区减小。但的过分增大会导致割切阻力的急剧增加 ,因此 ,的正确 选取 ,需综合考虑多方面因素的影响 ,确切的数值需视具体情况在试验中摸索。 除草机 前进速度 割刀速度 比值 ,直接影响 刀片 漏割区的大小 ,因而对割切器割切质量及生产率有很大影响 ,具体数值变化应符合上面的公式 (6)。 片的尺寸计算 图 5为刀片的结构图， 其尺寸可通过计算求得，计算式： 12222 )(70104014.3 (7) 1402136 0 o (8) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 1)(42s (9) （ 3） 式中： L 刀片 实长 ( h 刀 片高 ( 刀片 角度 (度 )； C 刀片宽 ( 图 5 刀片结构 of 轴的设计 的概述 轴是组成机器的主要零件之一。一切做回转运动的传动零件都必须安装在轴上才能进行运动及动力的传递。因此，轴的主要功用是支撑回转零件及传递动力和运动。 按照承受载荷的不同，轴可以分为转轴、心轴和传动轴三类。工作中既能承受弯矩又能承受扭矩的称为转轴。只承受弯矩而不承受扭矩的轴称为心轴。只承受扭矩而不承受弯矩的轴称为传动轴。还有很多种不同的分类方法，在此就不一一列出。 的设计 轴的设计 也和其它零件的设计相似，包括结构设计和工作能力计算两方面的内容。 轴的结构设计是根据轴上零件的安装、定位以及轴的制造工艺等方面的要求，合理地确定轴的结构形式和尺寸。轴的结构设计不合理，会影响轴的工作能力和轴上零件的工作可靠性，还会增加轴的制造成本和轴上零件装配的困难等。因此，轴的结构设计是轴设计中的重要内容。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 轴的工作能力计算指的是轴的强度、刚度和振动稳定性等方面的计算。多数情况下，轴的工作能力主要取决于轴的强度。这时只需要对轴进行强度计算，以防止断裂或塑性变形。 而对于刚性要求较高的轴（如车床主轴）和受力 大的细长轴，还应进行刚度计算，以防止工作时产生过大的弹性变形。对高速运转的轴还应进行振动稳定性计算，以防止发生共振而破坏。 轴的结构设计又包括制定处合理的外形和全部结构尺寸。 轴的结构主要取决于以下因素：轴在机器中的安装位置及形式；轴上安装的零件的类型、尺寸、数量以及和轴联结的方法；载荷性质、大小、方向及分布情况；轴的加工工艺等。 而影响轴的因素较多，且其结构形式又要随着具体情况的不同而异，所以轴没有标准的结构形式。设计时，必须使轴满足以下条件：轴和轴上工作的零件要有准确的工作位置；轴上的零件应便于装卸和 调整；轴应具有良好的制造工艺等。 的材料选择 轴的材料 选用调制钢 40这种钢经调质后用于制造承受中等负荷及中等速度工作的机械零件，如汽车的转向节、后半轴以及机床上的齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶尖套等；经淬火及中温回火后用于制造承受高负荷、冲击及中等速度工作的零件，如齿轮、主轴、油泵转子、滑块、套环等；经淬火及低温回火后用于制造承受重负荷、低冲击及具有耐磨性、截面上实体厚度在 25下的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等；经调质并高频表面淬火后用于制造具有高的表面硬度及耐磨性而无很大冲击的零件，如齿 轮、套筒、轴、主轴、曲轴、心轴、销子、连杆、 螺钉、螺帽、进气阀等。此外，这种钢又适于制造进行碳氮共渗处理的各种传动零件，如直径较大和低温韧性好的齿轮和轴。 轴的 校核 长轴 只受到扭转的作用，因此需按扭转应力来校核轴的强度。 长轴的扭矩 ： / m i 4 9 1 . 49 5 4 9 2 0 5 6 N m m 6500 6 （ 10） 绘制轴 的扭矩图如图 6所示。 由强度条件， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 m a xm a x ，最小截面 为边长为 5的正方形截面。查 材料力学 m a xm a x 332056 7 9 . 0 70 . 2 0 8 5T M p 6（ 11） 对于钢材来说，许用剪应力一般按 （ b/n， n 为安全系数 查机械设计实用手册 0 b=750算得 ，满足强度条件。 故长轴安全。 轴的 设计 按扭矩强度估算直径 根据 表 6 C=118 107，又由式（ 6 d c(p/n)1/3=(107 118)( 虑到轴的最小直径处要求安装联轴器，会有键槽存在，故将计算直径加 3% 5%取 设计手册取标准直径 2轴的转矩： / m i 4 9 1 . 49 5 4 9 2 0 5 6 N m m 6500 6 （ 12） 由强度条件， m a xm a x ，最小截面为边长为 5的正方形截面。查 材料力学 p 0 5 6 33m a xm a x 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 图 6 轴的扭矩图 of 表得 40 =250算得 ，满足强度条件。 7 轴承的选择 根据轴承中摩擦性质的不同，可把轴承分为滑动摩擦轴承和滚动摩擦轴承两大类。滚动轴承具有 摩擦阻力小，功率消耗小，机械效率高， 易起动；尺寸标准化，具有互换性，便于安装拆卸，维修方便；精度高，转速高，磨损小，使用寿命长；适用于大批量生产，质量稳定可靠，生产效率高 等优点，因此在一般机器中应用较广，但滚动轴承也有 噪音大 、径向尺寸过大、 轴承座的结构比较复杂 、 成本较高 等缺点。 承 选型 轴承是滑动轴承的重要零件，轴瓦和轴承衬的材料统称为轴承材料。由于轴瓦或轴承衬与轴颈直接接触，一般轴颈部分比较耐磨，因此轴瓦的主要失效形式是磨损。轴瓦的磨损与轴颈的材料、轴瓦自身材料、润滑剂和润滑状态直接相关，选择轴瓦材料应综合考虑这些因素，以提高滑 动轴承的使用寿命和工作性能。 本设计中有三 处用到轴承，一是在长轴和轴管之间，二是在大齿轮传动的轴上，三是在小齿轮传动的轴上。 综上 因素 ， 选用深沟球滚子轴承。在大齿轮传动的轴上选用型号为 7000101轴承，在小齿轮传动的轴上和长轴上的轴承选用型号为 80100A。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 承 的校核 在本次设计中，轴与支架之间的联结选用深沟球轴承 7000101，其主要参数为轴承参数： 轴承内径： 20（ 轴承外径： 47（ 轴承宽度： 14（ 额定动载荷： 12800(N) 额定静载荷： 6650(N) 润滑方式： 脂润滑 极限转速： 14000(r/滚动轴承的基本额定动载荷，是在一定载荷条件下确定的。根据滚动轴承的实际受载情况，在许多场合，常常同时承受径向和轴向载荷的复合作用，为了计算轴承寿命时能与基本额定动载荷在相同的条件下比较，需将实际工作载荷转化为一个假想载荷。在此载荷作用下，轴承的寿命与实际载荷作用下的寿命相等，称该假想载荷为当量动载荷，以 P 表示。当量动载荷的一般计算公式为： P = 6 （ 13） 式中 X 径向载荷系数； Y 轴向载荷系数； R 轴承所承受的径向载荷； A 轴承所承受的轴向载荷。 载荷系数，考虑机器的运转情况对轴承载荷的影响。 在本设计过程中，所选轴承仅受径向力，而轴向受力为 0，由机械设计册查得轴承的径向载荷系数 X=向载荷系数 Y=0。由于该冰雪破除机是由装载机推动的，所以其载荷性质应该属于中 等冲击或中等惯性力，其载荷系数 根据上述经验公式以及所分析得到的数据，可以计算该轴承在工作时所遇到的当量动载荷。 P = 由上面计算结果可知道，该轴承在工作时的当量动载荷比其额定动载荷要小得多 , 所以是合格的。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 8 除草机 进行中耕的 设计 构方案的确定 机构设计包括传动方案的确定，动力的选择，耕幅的确定，刀片的选择等内容。结构设计要求体现设计原则和设计思想，实现中耕的结构合理，达到可靠性，适用性，先进性，经济型及系统化的统一。 根据设计任务书的要 求，是用于山地间除草以及耕地作业，除草生产效率 1亩 /h，幅宽为 图 1除草机的主要结构图所示 结构能满足要求。 力的初步选择 根据设计任务书的要求，本次设计的中耕机主要是针对山地丘陵地区的小块山地，旱地和无机果园等地耕作之用，所需功率不大，所设计的及其要求轻便灵活，能耗不大，动力机只需是一般功率穿柴油机或汽油机。 故之前选择的汽油机 1满足中耕需要。 要零件 设计 轴 和 齿轮 的设计 ， 跟除草的设计一致 。 只需对刀片的选择进行设计。 片类型的选择 目前，使用旋耕刀的 刀片按结构形式分为大致 3种类型：凿型刀、直角刀和弯刀。直角刀入土、碎土能力较强，但是侧刀切刃滑切作用小，脱草性能较差，容易缠草；凿型刀主要用于旱性土壤 的耕作，在除草机上不作为选择对象；弯刀的侧刃具有较好的滑切性能，刀片不容易缠草，刀片的侧面与土壤摩擦大，入土较困难。 由于除草机的工作环境是 山地、菜地等，土壤较疏松，土表杂草较少，脱草性能不再是刀片性能考虑的主要因素。另外，除草机功率小，刀片形状的选择应从降低消耗功率，减少阻力，有利入土等几方面来考虑，直角刀片与弯刀刀片相比，能很好的满足除草机以上几个方面要求 。 片正切面的设计 直角刀片正切面几何参数主要是指切土角（刀齿内刃面与余摆线切线的夹角） 和隙角 （刀齿外刃面与余摆线切线的夹角），如 图 6所示。由图 6几何关系可得： = 0- 6 （ 12） 式中：0为静态隙角； i 为磨刀角； 为圆周切线和余摆线切线之间的夹角。 刀片的静态切土角0和静态隙角0是一定值。由上式可得，欲考察和 是否合理，只需考察 的数值即可。 由图 6中刀齿的速度关系可知： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 4