温室电动松土机毕业设计论文

温室电动松土机毕业设计论文PAGEPAGEIII青岛农业大学海都学院毕业论文（设计）题目：温室电动松土机的设计姓名：赵志聪院系：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化班级：2009.04学号：200901211指导教师：刘艳芬2013年06月18日PAGE39目录摘要…………….…………ⅠAbstract………………………..……….…..…Ⅱcrankdirectly．Finally,thepowerpassesthroughlooseninghandleandgetstothelooseningclawstomakeitloosensoil．Powercomingfromtheotheroutputshaftpassesthroughmultilevelsprocketwheelandgetstothewalkingwheeleventuallytorealizetheloosener’sself-walking．Installclutchontheinterimaxle．Themachine’srunningandstoppingstatecanbecontrolledbyoperatingthecluth’sengagementandseparation．Anuniversalwheelisinstalledattherearofshelf．Themachine’srunningdirectioncanbedecidedbycontrollingtheoperationinghandles．Afteranalyzingavarietyofathleticmechanisms,eventually,aclank-rockermechanismwasusedasthelooseningpart．Usingtheknowledgeofkinematics,motionparameterequationsofspecialpointsofthelooseningmechanismisexpressed，velocityequationofeachspecialpointisgetandtheirathleticcharactersareanalyzed．Keywords:Greenhouse；Loosener；Crank-rockermechanism青岛农业大学机电工程学院本科毕业设计（论文）1绪论1.1温室电动松土机设计的目的和意义温室大棚的大规模兴起不仅丰富了人们的菜篮子，而且大大的带动了农村经济的发展，加快了现代化农业的发展进程，温室大棚内的松土作业是一项基础性作业，迫切需要小型化、多功能化的农机具代替人力来提高生产效率。资料表明，温室大棚内，土壤一般耕作层厚度为15—25cm，蔬菜根系的80～90%分布其中；耕层土壤的容积密度为1.1～1.13g/cm³，并随着种植年限加长而增加的趋势，土壤粘性较大，传统的土壤耕作机俱在粘性较大的土壤中，碎土能力较低，土壤阻力大，功耗增加，并且在棚室内采用柴油机和汽油机作为动力，对温室的环境造成污染[1]。针对上述情况，开展适用于简易棚室的土壤耕作机具的研究，对工作部件进行改进，进一步减小机具尺寸，提高机器作业的经济性和机动性，尽可能地减轻机器作业时对环境的污染，对于发展经济、高效和环保的设施农业，改善农民的生产条件，增加农民的收入，具有重要的现实意义[2]。1.2温室电动松土机国内外研究现状1.2.1国内温室电动松土机研究现状近几年，针对温室大棚等特殊作业环境，我国也相继出现了适于保护地作业的小型机具。随着国内设施农业的发展和农村经济水平的提高，由大中专院校、科研院所和企业相结合，研制开发了的一些能够进行温室内作业的小型自走式旋耕机、微型多功能田园管理机等。山东农业大学机电学院研制的温室电动爪式松土机[3]，额定功率，结构简单，操作方便，适于温室、大棚内的松土作业。曲柄连杆机构作为松土工作部件模拟人工刨地时镐头的运动轨迹，对土壤进行切削加工，提高了翻土碎土的能力，达到了人工刨土的作业效果。由沈阳农业大学的科研人员研制成功的一种适于温室作业的绿色环保型农机局，IGDD—900型电动旋耕机由沈阳农业大学的科研人员研制成功的一种适于温室作业的绿色环保型农机局，IGDD—900型电动旋耕机[4]，有、两种动力机型可供选择，装有行走轮，推动方便，转向灵活，操作搬运一人便可完成，工作参数为耕幅、耕深（可调）、刀片数量18个。耕作速度快、不排放有害气体、噪声低，是日光温室生产中节省劳动力、降低成本的绿色环保型农机具。DN-4型禾丰多功能田园管理机，配置动力，体积小、重量轻、功能多、结构紧凑、操作方便。在狭窄地段、山区梯田、差远果林、大棚暖房内均可作业。利用摩擦片牙盘式离合器，分离灵敏，安全可靠。万向扶手可作水平，垂直的调整。机器可正向或反向作业，机配置（4马力）机型，特加倒退档和无快速互锁装置，即机器换倒退档时，快速档自动脱开。采用旋耕刀具、耗用功率小，碎土效果好[5]。近几年，针对温室、大棚等特殊耕作环境，国内研制生产了一些小型耕作机械，适用于露地和温室不同条件，提高了机械的利用效率，但大多产品存在以下问题[5]：1、外型尺寸重量大，操作不灵便。特别是从露地直接转移到大棚内的机械，在设施内转向和转移都十分困难，而且边角地带无法工作。2、适应性较差，当土壤含水率较高（超过15%以上）时，松土效果变差，能耗增加。3、可靠性较差，易对环境造成污染。国外设施农业耕作机械已非常成熟，作业性能稳定，功能齐全，小巧轻便。日本、韩国、美国和意大利等国家在发展温室的过程中，对温室作业机具进行了研究开发，温室生产过程中的耕整地播种、间苗、灌溉、中耕和除草等作业均已实现机械化。日本、韩国等国家的手扶系列多功能耕耘机，其操作把手上下左右可随意调节，作业性能好。可以在温室中进行耕地、移栽、开沟、起垄、中耕、锄草、施肥、培土、喷药及短途运输等多种作业。这些耕耘机体积小、重心低、功能全、用途广、废气排放少，并且具有工作部件更换、安装容易等特点。发达国家拥有先进的温室和管理技术，日本、意大利、荷兰、以色列等国家的产品广泛用于旋耕、犁耕、开沟、作畦、起垄、中耕、培土、铺膜、打孔、播种、灌溉和施肥等作业项目。荷兰、以色列、日本、美国等国家对温室用作业机具进行了系统的开发、研究、推广和应用，许多作业项目如耕整地、播种、间苗、中耕和除草都已实现了机械化[7]。锄草、施肥、培土、喷药及短途运输等多种作业。这些耕耘机体积小、重心低、功能全、用途广、废气排放少，并且具有工作部件更换、安装容易等特点。发达国家拥有先进的温室和管理技术，日本、意大利、荷兰、以色列等国家的产品广泛用于旋耕、犁耕、开沟、作畦、起垄、中耕、培土、铺膜、打孔、播种、灌溉和施肥等作业项目。荷兰、以色列、日本、美国等国家对温室用作业机具进行了系统的开发、研究、推广和应用，许多作业项目如耕整地、播种、间苗、中耕和除草都已实现了机械化[7]。美国专门生产小型拖拉机的吉尔森公司生产的自走式旋耕机[8]，主要特点是旋耕刀片取代行走轮，刀盘直径为，耕幅为，传动形式为链传动和蜗轮杆传动两种型式。功率为左右，适于菜园、温室等地作业。不旋耕时可换上行走轮并佩带其他农具：翻转犁、除草铲、中耕铲、齿耙等。意大利MB公司生产一种单轮驱动旋耕机[9]，动力为汽油机，单机重量为，适于菜园、花圃中耕作业，一次完成旋耕培土两项作业。该公司还生产多用自走地盘，由驱动轴配带旋耕机完成田间旋耕作业，换上轮胎后又可完成犁耕、运输、喷雾等作业。综上所述，通过调查和分析，虽然国外温室农业机械产品的发展比较成熟，功能比较齐全，可靠性高。但是进口价格高，一般要在5000元以上，维修不方便[10]。而且不适合在简易棚室内使用。温室电动松土机主要由电动机、联轴器、减速器、松土部件、机架、行走机构和操作机构等组成，以蓄电池作为能源装置，电动机提供能力。采用曲柄摇杆机构作为松土机构，该机构结构简单，摇杆的固定点机器与松土爪柄的铰接点，类似于人的肩关节和肘关节，使松土机构可以更好的模拟人的刨土动作、切土和碎土性能好，抛土动力消耗显著较小，松土效果比较理想。采用电动机提供动力，比燃油经济，无污染，符合节能、环保的要求，机器结构简单，体积小，重量轻，机动性好，适合在空间狭小的棚室内工作。2温室电动松土机工作机理分析2.1温室土壤基本物理特性温室耕层土壤的物理学性质不同，土壤产生的作业阻力也不一样，它直接影响耕作机具的功率消耗[11]。温室土壤容重低于农田上，大约为1.10～1.13g/cm³，土壤的总孔隙度增加，但非毛管孔隙度低于农田土，提高了硝化细菌的活性，大棚内的温高于露地，而且有昼夜温差，有利于蔬菜体内物质的积累，灌溉次数越多，水的用量大，大棚内土壤容易产生次生盐溃化[12]。据有关资料，温室土壤耕作层厚度为10～15cm，相比露地土壤要少近6～15cm，蔬菜80～90%的根系分布在其中。5～0.25mm水稳性团聚体为13.7～55.5%，为露地土壤的3.2～11.1倍，并有随着种植年限加长而增加的趋势，土壤粘性较大，针对这种情况，应该对温室土壤进行松土而不耕翻或者旋耕。2.2对三种平面机构的分析2.2.1曲柄滑块机构如图2-1所示，曲柄1绕轴心A回转时，滑块3便在机架4的上来回移动，我们称这种机构称为曲柄滑块机构，它有三个回转副和一个移动副组成。可以分为无偏距的对心曲柄滑块机构(图2-1)和偏置曲柄滑块机构(图2-2)。设曲柄1、连杆2的长度分别为a、b滑块导路偏离曲柄中心A偏距为e，对心曲柄滑块机构的偏距，时，杆1能够整周回转成为曲柄。偏置曲柄滑块机构滑块导路的偏距为e>0,则杆1能做整周回转而成为曲柄的条件为：。图2-1对心曲柄摇杆机构图2-1对心曲柄摇杆机构图2-2偏置曲柄滑块机构在图2-1和图2-2的基础上，将连杆2沿CB方向延长，在连杆2延长端(图中D处)安装上松土爪(图中DE)，其机构如图2-3和图2-4所示。令曲柄l为原动件，当其以一定的速度作匀速圆周运动时，带动连杆2前后上下摆动，在连杆2的带动下滑块3在机架4的导路上往复移动。在曲柄l转动的过程中，连杆2带动松土爪抬起落下，适当设置连杆2和松土爪的长度，可以对土壤进行切削。图2-2偏置曲柄滑块机构图2-3对心曲柄摇杆型松土机构图2-3对心曲柄摇杆型松土机构图2-4偏置曲柄滑块型松土机构通过以上分析，采用曲柄滑块机构结构较简单，但存在缺点：首先，松土爪的起落幅度主要松土爪柄长度决定，若起落幅度过大，在棚室的边角地不容易作业，但是起落的幅度太小，达不到预计的切土效果。其次，松土过程中，滑块需要沿导路往复移动，导路要固定在机架上，当松土爪切削土壤时，土壤反作用力容易会让机身的强烈震动。因此，曲柄滑块机构不适合作为松土部件，要进一步考虑更加合理的方案。图2-4偏置曲柄滑块型松土机构2.2.1曲柄摇杆机构2.2.1曲柄摇杆机构常见的铰链四杆机构是曲柄摇杆机构，如图2-5所示，通常构件l为原动件，并作匀速转动，称为曲柄；构件3相对机架在一定角度内摇摆，称为摇杆；构件2不与机架相连，称为连杆。该机构的特点是当曲柄为原动件，摇杆为从动件时，可将曲柄的连续转动，变成摇杆的往复摆动。铰链四杆机构只有一个曲柄的条件是：在四边形ABCD中，与机架相邻的曲柄为最短边，且最短边与最长边的长度之和小于另外两边的长度之和。图2-5对心曲柄摇杆机构图2-5对心曲柄摇杆机构图2-6对心曲柄摇杆型松土机构在图2-5的基础上，延长连杆2(如图2-6所示)，在末端(图中E处)安装松土爪。原动件1匀速转动，带动连杆2摆动，摇杆3绕D往复摆动。此时，连杆2带动EF抬起落下，对土壤进行切削。相比于用曲柄滑块机构做松土部件，不仅可以调整各杆的长度和位置，而且可以缓冲在松土过程中摇杆3的震动，土壤对松土机构的反作用力也不会引起机身的强烈震动。但是不足是：虽然可以任意调节各杆长度和位置，但是这样机器的尺寸较大。因此，还需要进一步改进曲柄摇杆机构。图2-6对心曲柄摇杆型松土机构2.2.1异形曲柄摇杆机构在常见曲柄摇杆机构图2-5的基础上，将D点抬高，使摇杆悬挂起来形成的异形曲柄摇杆机构如图2-7所示，构件4为机架、构件l、3与机架相连，称为连架杆，通常构件1为原动件，并作匀速转动，称为曲柄；构件3相对机架在一定角度内摇摆，称为摇杆：构件2不与机架相连，称为连杆。图2-7异形曲柄摇杆机构图2-7异形曲柄摇杆机构图2-8异形曲柄摇杆型松土机构在异形曲柄摇杆机构的基础上，将连杆图2-8异形曲柄摇杆型松土机构在异形曲柄摇杆机构的基础上，将连杆2沿CB方向延长，在连杆2的延长端(图中E处)安装松土爪，其结构如图2—8所示。令曲柄1为原动件，当其以一定的速度作匀速圆周运动时，带动连杆2摆动，在连杆2的带动下摇杆3绕固定点D在一定角度内往复摆动。摇杆的固定点D及其与连杆的铰接点C，类似于人的肩关节和肘关节，可使松土机构更好地模拟人的松土动作。在曲柄1转动的过程中，连杆2带动松土爪抬起落下，适当调整A、D两点的位置，设定合适的各杆长度，可以达到理想的松土效果。3温室电动松土机总体方案的确定3.1温室电动松土机组成温室电动松土机主要由电动机、联轴器、减速器、松土部件、机架、行走机构和操作机构等组成。结构如图3-1所示。图3-1温室电动松土机结构简图1.减速器2.联轴器3.电动机4.摇杆5.图3-1温室电动松土机结构简图1.减速器2.联轴器3.电动机4.摇杆5.操作手柄6.离合器操作杆17.离合器操作杆28.万向轮9.过渡轴110.机架11.行走轮12.行走轮轴13.松土爪柄14.过渡轴215.松土爪柄3.2.1松土爪柄的设计松土爪柄如3-2所示，采用厚为的钢板，其一端通过四个螺栓与松土爪横梁连接，另一端通过铜套和销子与摇杆连接，中间孔通过铜套与曲柄连接。图图3-2松土爪柄图3-3松土爪横梁3.2图3-3松土爪横梁松土爪横梁如图3-3所示，是厚度为长方形钢板，松土爪齿安装在直径的孔上，用螺栓将松土爪齿与横梁连接，过两个螺栓将松土爪齿与松土爪横梁连接，相邻两对孔之间的距离为，则横梁可以安装8个松土爪齿，直径四个孔用来将横梁固定在松土爪柄上。3.2.3松土爪齿的设计松土爪齿的设计主要参考钉齿耙的耙齿，确定松土爪齿的长度，则齿尖长度,形状为上宽下窄，有利于减小土壤阻力，因为方形断面钉齿有良好松土、碎土能力，工作稳定，而圆断面设计为方形断面。形状如图3-4。图3-4松土爪齿3.2图3-4松土爪齿曲柄分为主动曲柄和从动曲柄，主动曲柄如图3-5所示，通过花键与工作轴连接，另一端与一侧的松土爪柄连接，从动曲柄如图3-6示，其一端与机架另一侧的松土爪柄连接，另一端套在带座外球面轴承内。图图3-5主动曲柄图3-6从动曲柄3.2图3-6从动曲柄摇杆由摇杆主体和夹板两部分组成，摇杆主体和夹板分别如图3-7和3-8示，摇杆主体的材料为厚的钢板，夹板的材料为厚的钢板。两块夹板通过三个螺栓固定在摇杆主体的两侧，将摇杆夹在中间，保证了摇杆受力图3-7夹板图3-7夹板图图3-8摇杆主体杆受力的均衡性和运动的稳定性，摇杆组合体如图3-9所示。图图3-9摇杆组合体4温室电动松土机相关参数的确定4.1运动参数（1）机组前进速度温室旋耕机常用的前进速度一般为，故选定机组的前进速度。（2）曲柄转速n在满足工作要求的情况下，依据曲柄转速越低越好的原则，初定曲柄的转速。（3）松土比速度比对旋耕机的工作性能有重要影响，的选择既要保证旋耕机正常工作满足耕深要求，还要综合考虑旋耕机结构，功率消耗及生产率等其他因素，常用的速度比为，初定，则。4.2性能参数（1）松土深度H温室里土壤含水率比较高，一般在左右，适宜耕作，农艺要求耕作深度一般为；参照旋耕机的耕作深度，确定松土深度。（2）松土幅宽参考已有资料有公式（N为发动机的额定功率/kW）将电动机的输出功率2.2kW带入上式得：于松土机来说，由于松土过程中松土爪齿并非完全从土里穿过，在耕幅和耕深相同的情况下，松土机的功率消耗比旋耕机小，因此，在旋耕机幅宽计算公式的基础上，可以适当地增大松土幅宽，这里选择松土幅宽为。（3）理论生产率松土机的幅宽设定为0.5m，由此得机组的理论生产率。4.3结构参数结构参数主要由曲柄长度R，O′相对于O的坐标（p，h），连杆长度L，松土爪柄长度L1+L2，摇杆长度L3，松土爪齿长度L4和行走直径D等，松土部件结构如下：图4-1松土机构简图曲柄边缘圆周线速度Vp=2.4m/s，曲柄转速n=142r/min，且Vp=R（为曲柄的角速度），=，R=，则：图4-1松土机构简图4.4功率消耗计算松土机工作时消耗的功率主要有两部分组成，一部分为松土部件所消耗的功率，另一部分为机组行驶所消耗的功率。（1）松土部件消耗的功率根据旋耕机功耗的计算方法和文献，松土功率消耗为：（4-1）其中为土壤比阻，可由公式进行计算。其中为耕深修正系数；为土壤含水率休整系数；为残茬植被修正系数；作业方式休整系数；为平均土壤比阻；H为松土深度；Vm为机具前进速度；B为松土幅宽。根据棚室内的作业条件，经查表确定：=1.0，=0.92，=1.1，=0.9，=6N/所以=已知，，=0.30，，故可得（2）机组行驶所消耗的功率机组在前进过程中所受到的土壤阻力设为，松土机的前进速度为，则机组行驶所消耗的功率：（4-2）其中（4-3）松土机的质量按120kg计，取，则所以由此可得，松土机工作时消耗的功率：4.5电动机的选择考虑到由于摩擦和一些其他原因造成的功率损失，电动机的实际功率应该大于计算所得的松土机工作消耗功率的理论值，故选用Z2电动机，其额定功率为，满载转速为，堵转转矩和最大转矩分别为和。4.6减速器的选择在满足传动比和性能要求的情况下，为了减少机具大的尺寸应选择一个体积尽可能小的减速器，故选用WP系列蜗杆减速器，型号为：WPS-70，传动比，质量15kg，输入轴直径，两个输出轴直径。电动机的输出轴通过联轴器直接与减速器的输入轴相连，忽略功能消耗，因为电动机的输出功率，则减速器的输入轴的功率，其转速和电动机输出轴相同，为。4.6.1减速器输入轴强度和刚度的校核减速器的输入轴和输出轴材料均为45号钢，查表可知，，。轴传递的扭矩计算公式为：（4-4）则减速器输入轴传递的扭矩为：由强度条件：（4-5）得由此可得，输入轴的直径满足强度要求。由刚度条件：（4-6）可见，输入轴的直径满足刚度要求。4.6.2减速器输出轴强度和刚度的校核由4.6.1计算可得，同理，输出轴也是符合要求的。4.7联轴器的选择联轴器本身已经标准化，减速器输入轴直径为，即联轴器输出轴直径为。经分析，选用弹性柱销联轴器HL1，本联轴器机构简单，制造容易，装拆方便，有微量补偿两轴线偏移和缓冲吸振的能力，主要用于载荷较平稳、起动频繁、对缓冲要求不高的中、低速轴系列传动。图4-2联轴器4.8离合器的选择图4-2联轴器充分考虑到工作要求和经济性，选用简易的牙嵌离合器。该离合器传动的扭矩大，转矩的范围为。外形尺寸小，结构简单，适用于静止接合，或者转速差较低接合。为避免离合器空转的时候于轴产生摩擦，在离合器内部安装两个深沟球轴承，套在过渡轴上。4.9松土机动力传动系统的设计与计算4.9.1动力传动方案已知行走轮半径，行走轮边缘速度为机具前进的速度，由公式得：行走轮的转速：其中为行走轮轴的转动的角速度。电动机既要带动松土爪齿进行松土作业，又要驱动行走轮转动，电动机的转速为1420r／min，曲柄的转速为，行走轮的转速。故借用一个减速器将电动机的转速减小到曲柄的转速，传动比仅为10，因为WP系列减速器最大传动比为60，所以传动比大小适中。选用双输出轴式减速器，一侧通过离合器连接工作轴，另一侧通过链轮分机传动将动力通过过渡轴传递到行走轮轴，为避免出现链轮的尺寸过大情况，采用三级链轮传动。4.9.2工作轴上的动力传递方式的设计图4-3工作轴上动力传递图1.图4-3工作轴上动力传递图1.减速器输出轴2.主动离合器3.轴承4.从动离合器5.工作轴4.9.3行走轮轴上动力传递方式的设计图4-4行走轮轴上动力传递图1.主动离合器2.链轮23.从动离合器4.过渡轴15.链轮3如图4-4，主动离合器内壁镶嵌两个带防尘盖的滚动轴承，套在过渡轴l上，链轮2与主动离合器焊接在一起，与过渡轴1连接。减速器输出轴上的链轮l图4-4行走轮轴上动力传递图1.主动离合器2.链轮23.从动离合器4.过渡轴15.链轮34.9.4传动比的计算电动机的转速为，曲柄的转速为，行走轮的转速为。则减速器的传动比为：则减速器输出轴到行走轮的传动比为：因减速器输出轴到行走轮之间为三级链轮传动，根据总传动比，结合各轴直径大小，确定减速器到过渡轴1的传动比，过渡轴1到过渡轴2和过渡轴2到过渡轴3的传动比为则减速器输出轴到行走轮的传动比为：因减速器输出轴到行走轮之间为三级链轮传动，根据总传动比，结合各轴直径大小，确定减速器到过渡轴1的传动比，过渡轴1到过渡轴2和过渡轴2到过渡轴3的传动比为，总传动比，行走轮的转速。4.9.5链轮设计与滚子链传动计算农业机械中较常见的是套筒滚子链传动，如下图4—5，滚子链传动在传动过程中无滑动，而且传动尺寸比较紧凑、效率较高，能适应农业机械的作业环境。图4—5滚子链（1）选择链轮齿数、和确定传动比由以上设计可知，由减速器到过渡轴1的传动比，取，则由公式（4-7）得取（2）计算当量的单排链的计算功率根据链传动的工作情况、主动链轮齿数和链条排数，将链传动传递的功率修正为当量的单排链的计算功率（4-8）式中：—工况系数；—主动链轮齿数系数；—多排链系数；—传递的功率，。则（3）确定链条型号和节距根据修正功率和小链轮转速查表确定链条节距（4）计算链节数和中心距由初选中心距公式（4-9）得由公式（4-10）计算链节数，得：计算出的链节数圆整为偶数。则圆整成。由，查表得则链传动的最大中心距为：由实际中心距公式：其中，取。故实际中心距（5）计算链速，确定润滑方式平均链速公式为：，为低速转动。（6）计算链传动作用在轴上的压轴力有效圆周力压轴力可近似取为可取。根据计算结果，选用短节距精密滚子链的规格为。其余链传动计算步骤同以上计算过程，选用滚子链的规格也同上。5轴的选择及其校核5．1轴的计算5.1.1工作轴的设计（1）工作轴的初步计算根据扭矩强度计算实心轴径的公式：（5-1）其中：为轴端直径；T为轴所传递的扭矩，；为轴传递的功率；为轴的工作转速；为许用扭转剪应力。则当截面上有一个键槽时，应将求得的轴径增大，该轴上只有一个键槽，所以其轴径为根据扭转刚度计算实心轴径的公式：因为轴的材料为钢，故式中许用扭转角，代入上式中得：因为该轴只有一个键槽，则其轴径应为：故危险截面处的最小轴径为，轴上任意的截面处的轴径应大于该值。（2）工作轴的设计在保证曲柄、离合器和轴承顺利安装的前提下，必须要考虑安装件的轴向定位，右端通过花键与曲柄相连，左端与在离合器中的调心球轴承连接，通过轴承座固定在机架上，保证了工作轴的工作稳定性。5.1.2过渡轴1的设计因为减速器到行走轮的动力采用三级链轮传动实现，故需两个过渡轴，离合器安装在过渡轴1上。过渡轴1的初步计算轴的材料选用钢，，根据公式（5-1）已知，减速器输出轴到过渡轴1的传动比为1.933，则过渡轴1的转速。代入上式得：当截面上有两个键槽时，应将球的的轴径增大，该轴上有两个键槽，故其轴径应为。根据扭转刚度计算实心轴径的公式：（5-2）因为轴的材料为钢，故式中许用扭转角，代入上式中得：故危险截面处的最小轴径为17.47mm，轴上任意截面处的轴径应大于该值。过渡轴1的结构设计过渡轴1两端安装轴承，通过轴承座安装固定在机架上；在此轴长键槽处安装离合器，通过离合器的啮合与分开来保证减速器传递给行走轮的动力可以有效的被切断。离合器通过控制过渡轴1的转动，将动力传递给过渡轴2，从而控制过渡轴2的转动，以及行走轮轴，从而实现机具的自走。5.1.3过渡轴2的设计过渡轴2和过渡轴1选用的材料相同，传递的功率也是相同的，而且设计类似，所以轴径的初步计算与过渡轴1是相同的，则危险截面处的最小轴径为，轴上任意截面处的轴径应大于该值。过渡轴2的两端安装轴承，通过轴承固定在机架上，通过两个链轮与过渡轴1和行走轮建立传动关系。5.1.4行走轮轴的设计行走轮与两个过渡轴选用的材料相同，消耗的功率也与两个过渡轴传递的功率相同，而且设计类似，所以轴径的初步计算与两个中间轴相同，则危险截面处的最小轴径为，轴上任意截面处的轴径应当大于该值。行走轮的设计，在保证轴承、链轮与行走轮顺利安装的前提下，其次要考虑安装件的轴向定位。5.1.5摇杆挂轴的设计摇杆挂轴的作用首先是固定摇杆上的端点，其次紧固操作手柄。该轴两侧轴肩处车有螺纹，其轴向固定需要四个螺母，而且要用螺栓将两个轴孔和操作手柄销住。该轴穿过两个操作手柄的横孔。5．2轴的校核用安全系数法对行走轮轴进行校核行走轮轴的校核，行走轮轴选用的材料为钢调质，。（1）求链速及其有效圆周力由滚子链及其链轮设计可知链速：（5-3）有效圆周力：（5-4）式中：，分别代入上式中，可得：因为链轮对行走轮轴的切向力即等于有效圆周力，则（2）计算扭转力矩链对轴的径向力，取扭转力矩用安全系数法进行校核计算水平面反力及其垂直面反力水平面反力：，垂直面反力：，②计算当量转矩、当量弯矩合成弯矩：轴受转矩：经查表可得，许用应力值：由公式得应力校正系数当量转矩为：当量弯矩为：③计算等效系数对称循环：疲劳极限：脉动循环：疲劳极限：则等效系数计算弯矩计算弯曲应力幅与扭转应力幅由弯曲应力幅公式：（5-5）其中查表得，得：弯曲平均应力扭转应力幅：计算许用安全系数及其复合安全系数只考虑弯矩作用时的安全系数公式：（5-6）式中：由于过渡圆角半径，，，查表得有效应力系数，弯曲时尺寸影响系数，扭转时尺寸影响系数，表面质量系数。则则，经查表得许用安全系数复合安全系数经校核，设计的轴径尺寸满足使用要求。同理，用安全系数法对除行走轮轴外的其他轴进行校核，均可满足使用要求。6其它部分的设计6.1底盘的设计松土机底盘的设计，四个轴上的轴承处于同一纵垂面内，行走轮轴与过渡轴1、2的轴承在同一个水平面上。每一对链轮的同向齿面在同一纵垂面内，以避免工作过程中链条滑落。为了保证松土机能有稳定的松土深度，在机架后面安装了万向轮，而且可以通过操纵杆改变万向轮的角度来实现机器的转向。6.2确定轴承的尺寸滚动轴承是现代机器中广泛应用的部件之一，它是依靠主要元件间的滚动接触来支撑传动零件的。因为松土机上的轴承主要是承受径向载荷，在此设计中选用深沟球轴承。其当量摩擦系数最小。在高转速时，可用来承受纯轴向载荷。工作中允许内、外圈轴线偏斜量，大量生产，价格最低。由滚动轴承寿命的计算公式，轴承基本额定寿命：（6-1）式中，代表轴承的转速，为基本额定载荷，为当量动载荷，为寿命指数（对于球轴承，；对于滚子轴承，）。经查表。在进行轴承寿命计算时，必须把实际载荷转换为与确定基本额定动载荷的载荷条件相一致的当量动载荷（用字母表示）。（6-2）式中，为轴承所承受径向载荷，为轴承所承受轴向载荷，、分别为径向动载荷系数和轴向动载荷系数。计算安装在行走轮上的轴承寿命。已知，查表可得，代入上式得：已知：，代入轴承额定寿命计算公式，得：行走轮轴的使用寿命经计算为，因此满足工作要求。同理，应用上面计算方法对其他轴承进行计算，结果均可满足使用要求。7．结论7.1结论本文通过对现有温室电动松土机的研究分析，总结出了目前松土机存在的主要问题，并在设计过程中加以修改，设计了一种新型的温室电动松土装置，创新点如下：（1）各部件的原动件曲柄与上一代相比，简化了零件结构，节省了材料，减小了体积和重量。（2）采用了斜三角牙嵌式离合器，提高了工作效率，可以是电机与其他州见任意自由分离和啮合。（3）能够模拟人工刨地动作进行松土，土壤的切削破碎效果比较好，与同等机型相比功耗较低，对温室没有污染。7.2设计中的不足（1）本文设计的机型只有一种前进速度，并且只能进行松土作业。（2）该机型原理未运用于现有温室电动松土机，未必能达到考核机器的效果。参考文献[1]付静等.中国设施农业机械的发展现状与方向[J].农业机械，2006（6）：120[2]樊桂菊.温室电动爪式松土机的研制[J].山东农业大学.硕士学位论文，2004.6[3]刘