草坪播种机的设计【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 草坪播种机 的 设计 摘要 本设计是根据国内外播种机的发展趋势，通用性和适应性不断提高以及本着结构简单操作灵活的原则，而设计的一种由地轮驱动的离心式草坪播种机。该机结构上优点，使之能适应各种草地的播种。小到 1大的草地，大到十几亩的草地都能适应。还可以根据草地的不同情况，调节合适的播种量。该播种机 无引擎驱动，无噪音污染，播种效率高，轻便简洁，操作方便，美观实用，适用于一般草坪的播种。 本文着重对播种机增速器、撒种部分 以及叶轮等结构进行设计选择。 关键词 草坪播种 播种机 播种 叶轮 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is on of of a of of to -2 in to of to is of to of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 目 录 1 引 言 . 1 2 技术任务书（ . 2 计的依据 . 2 品的用途及使用范围 . 2 要技术指标 和重要技术参数 . 2 要工作原理 . 3 经考虑过的若干方案的比较 . 3 键问题及其解决办法 . 4 构的功能及特点 . 5 3 设计计算说明书 （ . 5 坪播种机结构的方案设计 . 5 动比的确定 . 5 力参数计算 . 6 圆锥齿轮的设计计算 . 6 择材料，热处理 方式及精度等级 . 6 齿面接触疲劳强度设计 . 7 算齿轮的主要尺寸 . 8 算轮齿弯曲疲劳强度 . 9 的设计计算 . 10 的设计 . 10 轴的设计 . 13 叶轮的设计 . 16 构尺寸设计 . 16 驱动叶轮所需功率 L . 17 地轮的构造 . 18 件的设计计算 . 18 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 杆的设计 . 18 连接的选择及计算 . 19 4 使用说明书（ . 19 用前注意事项 . 19 种时应注意的事项 . 19 5 标准 化审核报告（ . 20 品图样的审查 . 20 品技术文件的审查 . 20 注件的使用情况 . 20 查结论 . 21 6 结 论 . 21 构的创新点 . 21 造价格及应用范围 . 21 参 考 文 献 . 22 致 谢 . 23 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 1 - 1 引 言 时间转瞬即逝，转眼之间四年的大学生涯就要结束了，回首四年的学习生活，我感到自己的收获无比丰富。四年来，我不仅认真学习了各门基础课，而且更加系统地掌握了多门专业技术课，在每次的课程设计中，我都认真对待，努力钻研。这样，通过四年的锻炼不断地提高了我的设计、绘图、识图能力。可以说，大学里的理论基础，不但使我学会了分析问题、解决问题的能力，而且更强化了我的知识结构。尤其幸运的是，我不只一次地深入工厂实习，把学到的知识应用于实习现场的具体工作中，提高了自己的动手能力，为我今后步 入工作岗位打下了更好的实践基础。 本次设计的目的 是培养自己 初步掌握独立从事专业技术工作的能力，提高 自己从事工艺和工艺装备设计的水平，使我初步掌握从事本专业科学研究工作的能力。通过毕业设计不但培养了我运用各种工具书的方法和技巧，同时也培养了我 独立思考问题、解决问题的能力。通过翻阅查找各种工具书，扩大了视眼，丰富了自己的知识范围。 本次设计我是有充分准备的。我不仅准备了四年的时间来掌握各门专业课学习，而且我 多次深入工厂实习，更主要的是设计期间不断地从网上 、图书馆收集大量的资料，寻找各种解决问题的方法。所以说 本设计我是有充分准备的，它是与生产实际相结合。它也将成为我 走上工作岗位的 一次重要演习，为我 今后的工作打下坚实的基础。 草坪播种机 设计是一个典型的机械系统设计。 提高 农业 的机械化和自动化程度，是实现 农业 现代化的重要一环。用现代化设备装备我国 农业 工厂，已成为一项迫切的重要任务。 实现 草坪播种 作业机械化的好处：节约劳动力，提高生产率和 草坪 质量，节约原材料和降低成本，降低劳动强度和改善环境卫生，保证操作的安全，减少 草籽的浪费等。草坪播种 作业机械化、自动化目前正向着高速化、通用性、可靠性、费用低、流水线自动化控制 、采用新的 机械工具 等六个方向发展。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 2 技术任务书 （ 计的依据 目前在我国已有专用草坪播种机械 , 但是价格很高。通常对于播种面积不算太大 , 又不是专业经营草坪种植业的单位或个人 , 就没有必要专门买一台草坪播种机 , 这样就给草坪播种带来很大的困难。为了解决这一问题 , 经过多次 对市场调查和研究 , 决定设计一 种简易草坪播种机。 品的用途及使用范围 草坪是高度培育的特殊草地 , 随着草坪面积的扩大 , 品质的提高 , 草坪业逐渐由单一的人工作业向半机械化、机械化、自动化过渡 , 草坪作业的 机械化已成为十分重要的课题。专用的草坪播种机还处于起步阶段 , 草坪草种子细小 ,用手撒的方法不仅不易将种子撒匀 , 且工作效率低 , 不能满足建坪建设的要求。 通过市场调研， 决定设计一种 由地轮驱动的离心式草坪播种机 ， 该机由种子箱、机架、传动装置、 叶轮 等部分组成 , 一人即可操作 , 播种者 双手推动播种机，种子箱下的旋转 叶轮 便会把种子 吹 出去 , 下种口的大小可调 , 播种量的多少调节下种速度。 此播种机 体积小、质量轻、结构简单、灵活耐用 , 不受地形、环境和气候的影响 , 不仅适用于大面积建坪 , 更适用于在复杂的场地下建坪使用 。 要技术指标和重要技术参数 计划设计 播种机 的 主要 设计参数： 1） 外形尺寸 ： 519380800） 功率： 417W 3） 轮子转速： 64r/） 力矩： 2224N ） 净质量： 40） 变速要求：单级 7） 叶轮 半径 ： 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - 要工作原理 本次设计的手推式播种机 主要利用轮子运动传动变速箱中的锥齿轮实现飞轮的 高速 运动的功能。 播种机工作时由人推 动机器行走， 驱动地轮 带动安装在齿轮箱内的一对锥齿轮转动，固定在被动锥齿轮轴上的叶轮 在锥齿轮的驱动下高速旋转。种子箱内的种子靠重力通过种子箱底部的落种口 经过丝杆和圆锥下料筒 下落 到转动的 叶轮边缘 ，在 叶轮风 力的作用下撒布于地表。在被动锥齿轮轴伸入 种子箱底部的端头，安装有 搅种装置，可将种子顺利落入 撒种盘 。撒种量可通过改变落种口开度来调节。 经考虑过的若干方案的比较 我 所设计的手推式草坪 播种 机首先要通过一个传力构件将人力传递出去。为了让操作者在正常行走速度下操作，传递出去的力应通过增速机构继续传递。因执行 播 种动作的 叶轮 的相对运动方向与人行进的方向垂直，经前面增速机构传递过来的运动都需要再经过一级转换机构传递到执行构件。通过分析得到手推式草坪剪草机的组成框图，如图2 1所示。 图 2 1 手推式草坪剪草机的组成框图 能实现 草坪播种的方法 较多，但各有利弊，具体分析如下： （ 1） 用手撒 草坪草种子细小 ， 用手撒的方法不仅不易将种子撒匀 , 且工作效率低 , 不能满足建坪建设的要求。 （ 2） 用铁筛撒 用铁筛虽然避免了用手撒 的弊端，但浪费时间，且人力消耗量大， 不能满足一般草坪的建设要求。 （ 3） 用播种机 用播种机 ，可避免以上两种方法 存在的问题， 使所设计的机器小巧，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 且可灵活操作。因此，我们选择设计手动式播种机 。 手动的形式又有 手摇动和用手推动两种。机械容易实现的是简单的转动和往复直线运动，如果用手摇动手柄实现执行构件的往复移动，由于 播种 机还要靠人力推着向前行进，操作者要完成的动作过多，操作不方便。要使操作者只通过简单的操作即可完成 播种 动作，可以用手推 播种 机向前行驶，靠 播种 机轮子的转动将转动运动转变成 叶轮的往复旋转 而输出到执行构件。显然设计成手动式草坪剪草机是合理而可行的。 键问题及其解决办法 增 速机构的设计 ： 用组合法实现增速 为了让操作者在正常行走速度下操作，传递出去的力应通过增速机构继续传递。由于转换机构的运动输入构件作定轴转动，这样在 播种 机动力输入构件轮子和转换机构的运动输入构件之间，可以采用链传动，带传动和齿轮传动。为了 使所设计的剪草机结构紧凑，可以采用齿轮传动。而齿轮传动有直齿圆柱 齿轮传动，斜齿圆柱齿轮传动，直齿锥齿轮传动 和蜗轮蜗杆传动等。但是蜗轮蜗杆传动的效率低，一般是蜗杆主动，且轴线空间交错，应用到 播种 机械中，会使支撑结构复杂。 直齿圆柱齿轮传动和斜齿圆柱齿轮传动 的轴线相互平行， 不能起到 两轴垂直的作用， 因此，可选择直齿 锥 齿轮 传动 作为增速机构。机构组成方案如图 2 2所示。 图 2机构简图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 构的功能及特点 （ 1） 该机采用 地轮 齿轮传动结构 ，结构 紧凑，体积小，质量轻，噪音小、无污染，使用方便、灵活，适合一般草坪的播种 ； （ 2） 无需引擎驱动，使用安全、可靠，便于维护； （ 3） 播种幅宽为 1m，外形尺寸（长 宽 高： 586 369 200,质量 40料由45钢制作）； （ 4） 采用耐用的铸铝底盘和结构件，具有永不生绣、永不卷曲变形的特点； （ 5） 地轮半径为 一个轮子装上寿命长的球轴承，使 播种 机转弯时易于推动； （ 6） 金属手柄易于折叠，以减少包装尺寸，手柄长度可伸缩，对于不同身高的操作者同样适用； （ 7） 撒种部分独 特的设计可防止种子 堵塞出口通道； （ 8） 外观造型美观，更适合家庭用户的审美要求； （ 9） 播种的效果较理想，且成本低，是一般草坪播种 的首选产品。 3 设计计算说明 书 （ 坪播种机结构的方案设计 动比的确定 根据运动学基本原理，在忽略种子与撒种盘之间摩擦的情况下， 传动比为： 212122224d （ 1） 式中 在确定行走速度 要保证播种机在种子箱装满种子后，播种机能够正常作业，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - 又要保证机组有较高的作业生产率，以速度 v=6km/虑到我国一般草坪地块面积小，幅宽窄的特点， 撒种幅宽 m，设计参数 r=H=按式（ 1）计算出地轮驱动离心式播种机所需的传动比 i=3。 力参数计算 草籽较轻，容易甩出，不需要过大的载荷 ，故假设人的推力为 F=250N， 所以两个地轮上所受力的大小为： 2=125N 地轮提供转矩带动撒种盘进 行机械运动 ， 假定撒种盘 所受的力全部来自地轮。则：17W 地轮转速： n=64r/选 8级精度直齿锥齿轮 滚动轴承 （球轴承） 齿轮传动轴承（滚子轴承） 传动机构总效率： 3221 上的所传递的功率大小为： 2 417 13(W) 轴 上的所传递的功率大小为： 21 413 96(W) 轴 上的转速大小为： 602 =r/轴 上的转速大小为： =r/圆锥齿轮的设计计算 圆锥齿轮的设计 直齿锥齿轮加工多为刨齿，不宜采用硬齿面，计算步骤如下： 择材料，热处理方式及精度等级 （ 1）齿轮材料。热处理方式由 参考文献 1表 6 3050） ，小齿轮选用 40质处理，齿面硬度 241 286齿轮选用 42纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - 钢，调质处理，齿面硬度 217 255 （ 2） 精度等级。估计圆周速度不大于 3m/s，根据 参考文献 1表 6选 8级精度。 齿面接触疲劳强度设计 1）确定公式中的各参数值 （ 1） 选齿数。小齿轮齿数 4,z2=2 （ 2）确定极限应力 ，由 参考文献 1图 6齿面硬度中间值 260得小齿轮 101 。由 参考文献 1图 6齿面硬度中间值 230得 大齿轮 802 。 （ 3）确定寿命系数 题意可知： 。 （ 4）许用应力由 参考文献 1表 6。由 参考文献 1式（ 6 M P 101 17101l i m 1l i M P 8 01 16 8 02l i m 2l i （ 5）载荷系数 K。考虑锥齿轮是悬臂布置，由 参考文献 1表 6= （ 6）计算小齿轮传递的转矩 T1 61161 （ 7）齿宽系数 R 。取 。 （ 8） 节点区域系数。 Z 。 （ 9）确定材料系数 由 参考文献 1表 6 。 2） 计算 1d 和 v （ 1）小轮大端分度直径 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - （ 2）小齿轮齿宽中点的分度圆直径1 1 （ 3）圆周速度： m 1 故 8级精度合适。 算齿轮的主要尺寸 1） 模数 m 圆整取 。 2）实际大端分度圆直径 224311 1 672322 3）锥距 R 21 4）齿宽 b 5）分度圆锥角 1 和 2 9 4 8 s 221 ， 5552181 5437190 12 6)当量齿数 s 24co s 111 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - s 24co s 222 算轮齿弯曲疲劳强度 （ 1） 确定极限应力由 参考文献 1图 6齿面硬度中间值 260得小齿轮 90，由 参考文献 1图 6齿面硬度中间值 230得大齿轮802 。 （ 2）确定寿命系数 题意可知： 。 （ 3） 确定最小安全系数 查 参考文献 1表 6 S 。 （ 4）确定许用应力 m Y M P F 2 9 01m i n 11l i M P F 2802m i n 22l i （ 5）复合齿形系数1查 参 考文献 1表 6 6）计算弯曲应力： 2 2 21212 6 所以齿轮弯曲强度足够。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - 的设计计算 的设计 （ 1）选择轴 的材料 该轴无特殊要求，选择 45钢调质处理，B=640 2） 初步 估算轴径 按扭转强度估算输入端的最小轴径。按 45钢，取 C=116 根据公式 33m i n ，此轴头上有一键槽，将轴径 增大 5%，即 8 3） 轴 的结构设计 1）轴 上零件的轴向定位 大齿轮在轴 上为对称定位，左右两端靠套筒定位，装拆，传力较为简单；两端轴承常用同一尺寸，以便于加工、安装和维修；为便于拆装轴承，轴承处轴肩不宜太高。 2）轴上零件的 周向定位 齿轮与轴的轴向固定采用普通平键联接。根据轴的直径查得齿轮处的键截面尺寸为 6 ，配合为 7 6H r ，滚动轴承内圈与轴的配合采用基孔制。 确定各段轴径和长度通过确定定位轴肩高度，从左轮子连接处向右取820222018 。 考虑轴的结构工艺性 考虑到轴的结构工艺性，在轴的左端和右段均制成 2 45倒角 （ 4） 轴 的强度演算 经结构设计之后，各轴段作用力大小和作用点位置、轴承跨距、各段轴径等参数均已知。 1) 齿轮上作用力的大小转矩： 2224N 轮端面分度圆直径： 2240c o o s 11 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 11 - 圆周力： 7 2 8726 2 2 2 4221 轮 径向力： 2 90co s 20t 2 8co st 轴向力： 0t 2 8t 受力简图 5 图 3直面上受力简 图 2）求垂直 面上轴承的支反力及主要截面的弯矩 截面 3 7 9 2 M 左 (N M 右 (N 图 3直面上截面的弯矩 3） 求水平面上轴承的支反力及主要截面的弯矩： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 12 - 5 截 面 M(N 图 3平面上截面的支反力 4） 截面 1108122 左 (N 1108122 右 (N 图 3平面上截面的弯矩及合成弯矩 5） 按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面强度，取 该截面上的计算应力： M P 通过查表可知： 材料为 45钢，调质处理的许用应力为 1 60M ，由于 1v，故安 全。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 13 - 轴的设计 （ 1）选择轴的材料 该轴无特殊要求，选择 45钢调质处理，B=640 2）初步估算轴径 按扭转强度估算输入端的最小轴径。按 45钢，取 C=116 根据公式 33m i n ，此轴头上有一键槽，将轴径增大 5%，即 2 3）轴 的结构设计 1）轴 上零件的轴向定位 小 齿轮在轴 上为对称定位，上下 两端靠套筒定位，装拆，传力较为简单；两端轴承常用同一尺寸，以便于加工、安装和维修；为便于拆装轴承，轴承处轴肩不宜太高。 2）轴上零件的周向定位 齿轮与轴的轴向固定采用普通平键联接。根据轴的直径查得齿轮处的键截面尺寸为 5 ，配合为 7 6H r ，滚动轴承内圈与轴的配合采用基孔制。 确 定 各 段 轴 径 和 长 度 通 过 确 定 定 位 轴 肩 高 度 ， 从 上 向 下 取214161412 。 考虑轴的结构工艺性 考虑到轴的结构工艺性，在轴的左端和右段均制成 2 45倒角 （ 4）轴 的强度演算 经结构设计之后，各轴段作用力大小和作用点位置、轴承跨距、各段轴径等参数均已知。 2) 齿轮上作用力的大小转矩：31= 齿轮端面分度圆直径： 16720co s 3co s 22 圆周力： 82 1 3 1 0222 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 14 - 径向力： st 轴向力： 0t 8t 图 3 垂直面上受力简图 2）求垂直面上轴承的支反力及主要截面的弯矩 2 截面 3 7 2 (N 2 0 2 6 (N 图 3垂直面上截面的弯矩 3)求水平面上轴承的支反力及主要截面的弯矩： 0 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 15 - 5 截面 1 0 2 4 0 M(N 图 3水平面上截面的支反力 4)截面 1090222 左 (N 2270922 右 (N 图 3水平面上截面的弯矩及合成弯矩 5)按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面强度，取 该截面上的计算应力： M P 通过查表可知： 材料为 45钢，调质处理的许用应力为 1 60M ，由于 1v，故安 全。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 16 - 叶轮的设计 选择材料：因为草籽质量轻，材料无特殊要求，选用 45 号刚调质处理，叶片厚度1造上多采用整体铸造结构和分体铆接或焊接等工艺方法来实现，这也是由其结构特点所决定的。 构尺寸设计 图 6轮形式 如图所示，离心风机的主要结构参数如下。 叶轮外径 , 常用 D 表 示； 叶轮宽度 , 常用 b 表示； 叶轮出口角 ,一般用表示。叶轮按叶片出口角的不同可分为三种 : 前向式叶片弯曲方向与旋转方向相同 , 90 (90 160 )； 后向式叶片弯曲方向与旋转方向相反 , 90 (20 70 )； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 17 - 径向式叶片出口沿径向安装 , = 90。 根据播种机行走速度和撒籽幅宽，初设叶轮直径 0片数 =1) 位厘米。所以叶片数取 6片。 叶片倾角 9035 驱动叶轮所需功率 L 当叶片数目有限时，由于流体流动方向的变化，叶片理论压头公式为： co sco s 1122111222 （ 1） 式中： 轮对气体作功： 111121111030 （ 2） 式中： v为容积效率。 设叶轮入口处风速为 6m/s，入口全温： 62932 22100 由（ 2）式： W) L W) 如果叶轮的效率p=轴功率： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 18 - t/W) 由 210000 /942 ,得 2930 /09.1 ，故驱动叶轮所需轴功率 102 W) 故符合设计功率。 地轮的构造 地 轮由 两个 个直径为 50小车轮及其连杆组成。两个 地轮是由 长轴的两端按轴的垂直方向各焊有一对长 13 小铁板下端有固定行走轮轴的陷口 , 使地轮固定。长轴被套在大三角铁后面的两个宽铁环内 , 长轴上设有凸出物使得长轴在宽铁环内只能转动 , 不能左右串动。在长轴的中间 , 对准双杆手柄的一个级杆处 , 在长轴上焊有一个长 75单铁杆柄 , 其方向与长 轴两端的两平行小铁板恰好反方向，使人推上播种机能够顺利行走。 件的设计计算 在该 播种机 上所用的一些附件都是一些标准件，它们一共有 丝杆 、键 和垫圈。 杆的设计 此丝杆受力不大，无特殊要求，选用 45 号钢。热处理：调质 频淬火 因为丝杆直径已经标准化，所以在设计丝杆时 ，直径不能任意确定。我国所规定的丝杆直径系列为： 30， 45， 65，（ 85） 90， （ 115） 120， 150， 200。一般情况下，确定的丝 杆直径应符合此系列。 故，选用丝杆直径为 30 螺旋角：物料为草籽，选用 =30 丝 杆螺槽深度： h=杆与套筒间隙的确定： =（ D，取 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 19 - 连接的选择及计算 中间轴和齿轮用键联接的选择和强度校核 齿轮与轴的键联接 选用圆头普通平键（型） 按轴径 d=20l=78表 14键 18 70 强度校核 键材料用 45钢， 查表得许用应力 M 20100， 键的工作长度 870 ，按公式得挤压应力： M P ak 72102 33 虽然p略大于 p，但齿轮与轴是采用过盈配合6765 靠联接擦力传递部分转矩，故 联接的强度是足够的。 4 使用说明书（ 用前注意事项 播种机在路上行走时 ， 可将离合器拉起 ,， 使被动轴与主动轴分开 ， 只有 两个地 轮着地 ， 这样便于远距离和播过种的区域的行走。如果需要播种，在被播地段上 ， 将离合器拉下 ， 两轴自然结合，然后开始播种。如果播种籽量不适宜 ， 可调节下种口大小，在小范围内调整播种量。播种后出苗特征为 ： 苗幅宽为 4右 ， 两苗幅间宽为 5 6右 ， 这样出苗后 2 4 个月便可长满苗幅间空处。 种时应注意的事项 （ 1） 草坪床应疏松 ， 表层不能有过大的石块或大的硬土块及其他草根类杂物。 （ 2） 草坪床应该尽量平整 ， 坡度不能