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JX14-107
【JX14-107】小型培土机的设计
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【JX14-107】小型培土机的设计,JX14-107,【JX14-107】小型培土机的设计
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二、要确定小型培土机结构方案时，又要注意以下几个问题：(1)确定柴油机的功率及转速；(2)确定传动方案；(3)确定小型培土机的刀具结构；(4)确定小型培土机的主要零部件；(5)确定主要零部件的工艺过程及工序；(6)确定刀具的安装方式。三、小型培土机的有关计算(1)计算并选择柴油机的功率及转速；(2)计算总传动比并分配各级传动比；(3)计算传动装置的动力参数；(4)计算刀具结构几何参数；(5)计算刀具运动参数。四、设备的选择及校核根据设计简单原则选择成形设备，根据培土速度、作业范围确定驱动功率，对于轴类零件及轴承必须予以校核。五、绘制小型培土机总装配图和零件图(1)总装配图；(2)刀具零件图；(3)标题栏和零件明细表；(4)技术要求；(5)其他零件图。1 论文相似性检测报告 论文相似性检测报告 论文相似性检测报告（详细版）论文相似性检测报告（详细版） 报告编号：报告编号：8850592c-dcb2-4838-85c3-a3260164a881 原文字数：原文字数：23,161 检测日期：检测日期：2014年05月09日 检测范围：检测范围：中国学术期刊数据库（CSPD）、中国学位论文全文数据库（CDDB）、中国学术会议论文数据库（CCPD）、中国学术网页数据库（CSWD） 检测结果：检测结果： 一、总体结论一、总体结论 总相似比：6.90%6.90% (参考文献相似比：0.00%0.00%，排除参考文献相似比：6.90%6.90%) 二、相似片段分布二、相似片段分布 注：绿色区域绿色区域为参考文献相似部分，红色区域红色区域为其它论文相似部分。 三、相似论文作者（举例4个）三、相似论文作者（举例4个） 点击查看全部举例相似论文作者 四、典型相似论文（举例8篇）四、典型相似论文（举例8篇） 头部中前部中部中后部尾部 序号序号相似比相似比相似论文标题相似论文标题参考文献参考文献论文类型论文类型作者作者来源来源发表时间发表时间 11.72%立柜门孔槽专用数控加工设备设计及仿真设计研究学位论文周胜强东北林业大学2011 21.15%初中生法治教育问题探讨学位论文施崇云浙江师范大学2004 31.15%高中化学“平衡”概念形成的教学策略研究学位论文张爱武华东师范大学2010 41.15%内吗啡肽在导水管周围灰质发挥镇痛效应的机制学位论文陈涛第四军医大学2007 2 论文相似性检测报告 论文相似性检测报告 五、相似论文片段（共6个）五、相似论文片段（共6个） 序号序号相似比相似比相似论文标题相似论文标题参考文献参考文献论文类型论文类型作者作者来源来源发表时间发表时间 51.15%长春市都市农业发展瓶颈研究学位论文陈楠东北师范大学2007 61.15%机械原理与机械设计综合课程设计的探讨会议论文田静云第八届全国机械设计教学研讨会 议暨见习机械师设计工程师工作 会议 2006 71.15%掷标枪多媒体CAI课件的制作和使用研究学位论文耿岳山东师范大学2005 81.15%中职旅游专业语文教学研究学位论文黄云芳苏州大学2008 1 1送检论文片段送检论文片段 相似论文片段 相似论文片段【1.15%】 位置： 头部中前部中部中后部尾部 确定计算功率 由机械设计第七版P151表8-6查得工作情况系数K ，故 = =1.22kW=2.4Kw 2选取窄V带类型 根据Pca、n 由图8-9确定选用SPZ型。 3确定带轮基准直径 由表8-3和表8-7以及柴油机的 主动轮大小标准，取主动轮基准直径 =90mm。 根据式（8-15），从动轮的基准直径 。 = =390=270mm 按式（8-13）验算带的速度 v=d n /(601000)=902600/(601000) m/s=12.25m/s120 主动轮上的包角合适。 6计算窄V带的根数z 由式（8-22）知 z= P /(P +P )K K 由n =2600r/min、d =90mm、i=3，查表8-5 c和8-5d得 P =1.98Kw ， P =0.22Kw 查表8-8得K =0.95，查表8-2得K =0.94，则 z=2.4/(1.12+0.22)0.950.94=2.1 取z=3根。 7计算预紧力F 由式（8-23）知 F =500P （2.5/ K 1）vzqv 查表8-4得q=0.07kg/m，故 F =5002.4（2.5/0.951）/（12.252）0.0712.25 N=91.4N 8计算作用在轴上的压轴力F 由式（8-24）得 F =2z F sin( /2)=2290.4sin(159.7/2)N=356N 9大带轮的结构设计 因为d =270mm 300mm，故可以采用腹板式。 查表8-10得V带轮的轮槽尺寸如下： 基准宽度（节宽） b (b )=8.5mm 基准 3 3送检论文片段送检论文片段 相似论文片段 相似论文片段【1.72%】 位置： 来源：立柜门孔槽专用数控加工设备设计及仿真设计研究 5 论文相似性检测报告 论文相似性检测报告 头部中前部中部中后部尾部 学位论文周胜强，2011年 东北林业大学 延长链条使用寿命。滚子链的润滑方法和要求列于表3-7中。 表3-7 滚子链的润滑方法和供油量 方式润滑方法供油量 人工润滑用刷子或油壶定期在链条松边内、外链板间隙中注油每班注油一次 滴油润滑装有简单外壳，用油杯滴油单排链，每分钟供油520滴，速度高时取大值 油浴供油采用不漏油的外壳，使链条从油槽中通过链条浸入油面过深，搅油损失大，油易发 热变质。 一般浸油深度为612mm 飞溅润滑采用不漏油的外壳，在链轮侧边安装甩油盘。甩油盘圆周速度v3m/s。当链条宽度 大于125mm时，链轮两侧各装一个甩油盘甩油盘浸油深1235mm 压力供油采用不漏油的外壳，油泵强制供油，喷油管口设在链条啮入处，循环油可起冷却作 用每个喷油口供油量可根据链节距及链速大小查阅有关手册 本培土机的链传动 延长链条使用寿命。链传动通常有四种润滑方式】：（）人工润滑：人工使用油壶 或油刷定期给链条松边内、外间隙中注油。（）滴油润滑：装有简单外壳、用油杯滴油。 （）油浴润滑或飞溅润滑：采用不漏油的外壳，在链轮侧边安装甩油盘，飞溅润滑。甩油 盘圆周速度。当链条宽度大于时，链轮两侧各装一个甩油盘。 （）压力润滑：采用不漏油的外壳，油泵强制供油，喷油管口设在链条啮入处，循环 4 4送检论文片段送检论文片段 相似论文片段 相似论文片段【1.15%】 位置： 头部中前部中部中后部尾部 来源：机械原理与机械设计综合课程设计的探讨 会议论文第八届全国机械设计教学研讨会议暨见习机械师设计工程师工作会议，2006 年 田静云 手册M. 北京：高等教育出版社， 1999 12 范钦珊. 工程力学教程M. 北京：高等教育出版社，2004 13 邹慧君. 机械原理课程设计手册M. 北京：高等教育出版社，2005 14 卢秉恒. 机械制造技术基础M. 北京：机械工业出版社， 2005 15 许福玲. 液压与气压传动M. 北京：机械工业出版社，2004 16 陈铁鸣. 新编机械设计课程设计图册M. 北京：高等教育出版社，2003 陈铁鸣新编机械设计课程设计图册北京：高等教育出版社，邹 慧君机械原理课程设计手册北京：高等教育出版社，吴宗泽 、罗圣国，等机械设计课程设计手册北京：高等教育出版社 ，穆塔里夫?阿赫迈德我校机械原理 6 论文相似性检测报告 论文相似性检测报告 六、全部举例相似论文作者（共4个）六、全部举例相似论文作者（共4个） 17 成大先. 机械设计手册（第1、2、3卷）M.北京：化学工业出版社，2002 18 成大先. 机械设计图册(第5卷)M.北京：化学工业出版社，2000 19 马香峰，徐凤禄. 机械设计制图M. 北京：高等教育出版社 5 5送检论文片段送检论文片段 相似论文片段 相似论文片段【1.15%】 位置： 头部中前部中部中后部尾部 来源：中职旅游专业语文教学研究 学位论文黄云芳，2008年 苏州大学 感谢。为本次设计，甚至为今天后的工作打下了基础在确定设计的任务方向和进行设计的过 程中，曾老师以他丰富的实际工作经验和教学经验，对我们进行指导，为我解答了遇到的各 种理论与实际性的问题，给予我很多有实际意义的建议。再次表示衷心的感谢。 路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。我愿在未来的学习和研究过程中，以更加丰厚的成果来 答谢曾经关心 衷心的感谢。路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。我愿在未来的学习和工作过程中,以更加丰 厚的成果来答谢曾经关心 6 6送检论文片段送检论文片段 相似论文片段 相似论文片段【1.15%】 位置： 头部中前部中部中后部尾部 来源：初中生法治教育问题探讨 学位论文施崇云，2004年 浙江师范大学 帮助和支持过我的所有领导、老师、同学、同事帮助和支持过我的所有领导、老师、同学、同事 序号序号作者作者典型片段总相似比典型片段总相似比剩余相似比剩余相似比 1周胜强1.72%5.17% 2施崇云1.15%5.75% 3黄云芳1.15%5.75% 4田静云1.15%5.75% 7 论文相似性检测报告 论文相似性检测报告 查看全文报告请点击 说明： 1.总相似比送检论文与检测范围全部数据相似部分的字数/送检论文总字数 2.参考文献相似比送检论文与其参考文献相似部分的字数/送检论文总字数 3.排除参考文献相似比=总相似比-参考文献相似比 4.剩余相似比总相似比-典型片段总相似比 5.本报告为检测系统算法自动生成，仅供参考 小型培土机的设计中文摘要与关键词摘要：本文是在充分调查并熟悉培土机工作原理的基础上，结合当前国内外培土机的发展和常德地区地理条件及工作环境，提出适用于农村地区的小型培土机。阐述了小型培土机总体设计的内容，其主要内容包括整体结构的设计、带传动的设计、链传动的设计、外壳的设计、动力选择、刀架结构的设计、轴承选择、密封与润滑处理等。对其整台机器的生产成本及推广效应做了经济分析和可行性分析。本次设计注重实际，在动力机的选择上采用165F柴油机，传动方式采用链传动，使小型培土机的结构设计合理，刚性大，油耗低，同时还有结构紧凑，造价低，便于安装等优点。研制出来的小型培土机操作简单方便，设计结构合理，工作效率较高，不仅能创造很大的社会效益，同时也能给企业而带来了很大的经济效益，有利于农民增收和农村农业机械化的推广。关键词：培土机；165F柴油机；工作轴；刀架Abstract and keywordsAbstract: This article is grasps the banking machine principle of work in the full investigation in the foundation， the union current domestic and foreign banking machine development with the Chang de area geographical condition and the working conditions， proposed is suitable twists to the countryside area attracts the type small banking machine. Elaborated twists attracts the small banking machine system design the content， its main content including the overall construction design， the belt transmission design， chain drive design， shell design， power choice， axletree choice.Have made the economic analysis and the feasibility analysis to its entire machine production cost and the promoted effect. In the design the attention reality， uses its design structure in the engine choice reasonably， rigidity big， oil consumption low， meanwhile has the structure compact， the construction cost is low， is advantageous for merit and so on installment. Develops twists attracts the small banking machine. ease of operation， the design structure is reasonable， not only brings the very big social efficiency， simultaneously has brought the very big economic efficiency， and help farmers increase income and rural areas to promote agricultural mechanization.Key words: the banking machine; 165F diesel engine; work axis; turret第一章 前言1.1 农业机械化的意义农业为人类提供维持生命所需要的事物、纤维以及多种重要的工业原料。要改善人民的生活、发展工业，只有加速发展农业，尽快把农产品的产量提高。农业机械化就是用机器来进行农业生产的各项作业，用语农业生产方面的动力机械和配套机具都属于农业机械的范围。农业机械化是农业现代化的重要标志，但农业机械化的并不能代替农业现代化，农业机械化只是实现农业现代化中的一个环节，它又必须与先进的农业科学技术、科学管理以及水利化、化学化和电气化紧密结合，才能在农业现代化中充分发挥其作用。随着大量事业使用农业机械，将有大批劳动力从繁重的体力劳动中解放，腾出人力，发展多种经营，促进农、林、牧、副、渔的全面发展，促使农业向更大的规模、更高的水平发展；实现农业机械化，将增强抵御自然灾害能力，较大幅度的提高作物单位面积产量和劳动生产率，为我国社会主义建设提供更多的商品粮、原材料和劳动力，积累更多的资金，使整个国民经济更快的向前发展。1.2 国内外农业机械化的概况我国是一个人口多耕地少的国家，农业人口占总数的4/5以上，每个农业劳动力平均只负担0.33hm2 左右的耕地，而且土地辽阔，自然条件差异很大，有的宜农，宜林，宜牧，宜渔。农作物品种繁多，种植方法各异，因而搞农业机械化应该有我们国家应有的重点和特点，应根据地区不同，因地制宜，从农业需要迫切，增产增收效果显著，节省劳动力和减轻繁重劳动等方面入手，有选择的实现各个地区的农业机械化，以求大力提高农作物的单位面积产量。提高劳动生产效率和商品率，提高农民总收入。新中国成立以来，我国农机产品的数量、质量有显著的提高。各地区还根据需要制造了一批构造简单、小型轻便、容易操作、成本低、效率高的中、小型农机具。现在犁耙和播种机制造都已经配套成龙，产品实现系列化，提高了通用化，标准化的水平，不仅降低了成本，而且也给使用单位对机械的保养维修带来了很大的方便。不少农机具是根据我国复杂的自然条件和精耕细作等农艺要求设计的，它体现了我国农业机械化的特色。目前我国农业机械化作业的水平还不高，与机械水平较高的现代化国家相比，还有很大的差距。这些国家大田作物的生产过程已全部或基本上实现机械化。其中，机械化最高的是美国。他们除了蔬菜、水果还需要部分手工劳动外，生产过程各个环节已实现机械化，有的工序开始使用自动化技术操作。美国农业的特点是越来越少的人，仅占2.1%，占农业劳动力人口。为实现农业机械化，农业生产率很高美国，一个农业劳动力需要50种产品可用于个人消费，出口食品有一年的1/3 。如此密集地居住于日本的农业， 90%和农民。水稻种植业为主，养殖，脱粒，磨粉等操作已经机械化。水稻种植和收获机械化，近年来发展迅速。1976水稻机械化种植达到72%，水稻机械化收获在1975年达到83%，到1983年，分别为93%和97%。结合农机与农艺更好。但一般的野外作业，饲料，水果，蔬菜和蚕桑机械化相对落后的其他方面。农业机械的设计和生产是电力养殖中心，结合日本的农业生产以小为主的特点。我们要结合我国实际情况，因地制宜，走我国自己农业机械化的道路。1.3 小型培土机的组成以及其性能小型培土机由刀架、链传动、带传动等三大部分组成，配210kW的电动机或柴油机为动力。电动机或者柴油机作动力源，通过带传动和链传动降低转速，大链轮所在轴上12把培土用的刀进行培土。1.4检查产品的工艺性对产品进行工艺性的检查，以确认产品的各个细小部分是否符合工艺性条件。设计过程中，要对每一工序做合理的分析，做到低价值，高效率。对产品设计进行工艺性分析和审查，指的是从工艺角度检查产品结构的合理性、可加工性，以便使所设计的产品符合本企业的制造条件，并力求达到最好的经济效益。产品设计工艺性分析审查的主要内容是：1、技术要求的经济合理性，例如，机械加工的精度、表面粗糙度是否适当；2、结构关系是否合理，即零部件的继承性如何，结构的规格化与标准化程度如何，应尽量提高已有零部件在新产品中的比例；3、材料选择是否经济合理，加工性能是否良好；4、在本厂现有设备上能否加工制造，有没有条件采用高效率的先进工艺和先进生产组织方式；5、工艺装备系数是否合理，能否充分利用现有的工艺装备和标准工具。1.5国内外研究现状纵观我国现阶段培土机发展，培土机类型多样，下面列出了几种典型的培土机样式及其各自的特点。根据各地的具体特点和具体用途而采取相适应的机型是最有效的节能措施。1.5.1 马铃薯中耕培土机： 图1-1马铃薯中耕培土机德国嘉博曼公司是专业的马铃薯生产设备制造商，主要产品有：马铃薯栽植机、旋耕整地机、中耕培土器、马铃薯收获机、马铃薯联合收获机、马铃薯分选机等等，产品遍及世界各马铃薯种植区。其专业化的设计和生产、完备的试验和检测手段使得每一部出厂的设备都体现出“德国制造”的精髓。嘉博曼马铃薯生产设备是质量和可靠性的象征。嘉博曼培土器是马铃薯种植生产中必不可少的作业机具。培土器采用重型的稳定结构，前面设有可调节的预松土弹齿，两侧设有加长的垄成形板，垄成形器可调。主要技术参数如表1.1所示：表1.1 马铃薯中耕培土机的技术参数型号行数行距大约重量V3D2750mm300kgV5D2750mm400kgV5D/9004900mm465kg1.5.2 P700型培土机图1-2 P-700培土机P700型培土机是由柳城县农机化管理中心研制，集碎土、除草、培土三功能合一的新机型，主要适用于甘蔗生产的中耕培土，还可用于水田耕整、抽水抗旱、运输等，是农村一机多能的理想机具。适用场合： 菜园、果园、茶园、花园、蔗园、玉米园、坡地、杂作、姜园作业、粪料晒干作业等。主要参数：机体轻巧，重心稳，功能大，用途广。舒适性佳，平地坡地，狭窄地形，行距间，设施内操作顺手。采自动减压装置OHV引擎，起动容易，马力强，省油。采皮带张力轮自调离合器，可避免超负荷机件损坏。把手操控340度旋转22处定位，高低4段调整，充份配合人员操作需要设计，且无松动间隙，达安全舒适。 轮距，刀具可依作业需要作宽窄调整，变换容易，不必使用工具双手即可完成。行走部前进2段速度，后进2段速度，刀具运转4段，作业通用性广，效率高。行走部与耕耘部齿轮箱，均附保护板，可防止遭受磨损，增加机件耐久性。独创培土作业，沟宽、窄变化最大，可由18-45公分任由需要选择，使用广泛性高。1.5.3 开沟培土机图1-3 开沟培土机1.该设备用于：除草、松土、培土、开沟、起垄、覆土等；2.适用作物：甘蔗、烟叶、马铃薯、大葱、香蕉、果园、茶园、蔬菜园、玉米、花卉等；3.工作效率：12-20亩/天，油耗 1.2-1.6升/亩，刀具损耗 1.5-1.9元/亩；4.主要优点：体积小、适合在狭窄或倾斜地作业；作业稳定性好，转弯掉头轻快、敏捷；变速杆均采用直接变速杆，变速容易；耕耘部覆盖可作伸缩调整，并可开成各种角度之V形状；主离合器采用手握式手柄，操作更方便；主把手可以上下、左右调整、适合多种作业方式；本机种可作中耕除草、作畦、苗床、苗沟等作业。1.5.4 3ZP0.4型甘蔗中耕培土机图1-4 3ZP0.4型甘蔗中耕培土机甘蔗中耕培土机的工作原理甘蔗中耕培土机主要由柴油机、变速箱、传动管、旋耕犁、挡泥板、深度定位等六个部份组成。深度定位是用来控制旋耕犁的耕作深度，机具作业时，柴油机将动力通过皮带轮传到变速箱，在传动管的作用下使旋耕犁逆转，从而使旋耕犁通过犁刀的回转运动和前进运动切削土壤，将土壤打碎，抛起，挡泥板将抛起的泥挡落在两边，实现甘蔗的除草、培土作业一次完成。3ZP0.4型甘蔗中耕培土机主要技术参数配套动力（kW） 3.68（R175型柴油机） 外型尺寸（mm） 长宽高18707001020 整机结构质量（kg） 155 沟面宽度（mm） 400800 沟底宽度（mm） 300460 培土高度（mm） 80120 碎土率（） 85 植被覆盖率（） 90 作物损伤率（） 5 燃油消耗量（L/h） 13.00 纯工作小时生产率（h/h） 0.0801.6 目的意义及课题来源中国是一个农业大国，农业是国家经济发展的基础产业，在科学技术飞速发展的今天，农业机械化是必然趋势，把人们从繁重的手工劳动中解放出来是亟待解决的问题。市场上陆续出现的农业机械产品，如割草机、旋耕机、起垄机、培土机等，大大降低了人们的劳动强度，提高了劳动效率，增加了经济收益。但是目前为止出现的培土机，外部尺寸偏大，给操作带来了不便，因此设计一款小型培土机是很有必要的，根据从常德农业机械研究所得到的调研资料，开始了对小型培土机的初步设计，以便能得到更大的改进，达到更好的效果。小型培土机工作环境如图1-5所示：图1-5 小型培土机工作环境1.6.1 需要达到的主要技术指标1. 配套动力功率（KW）42. 培土宽度 0.65-0.8m3. 噪声 90dB(A)4. 杂草覆盖率 90%5. 生产率 0.05hm2/h6. 培土高度 0.150.25m7. 燃油消耗量 14.2L/hm28. 质量 约12Kg（培土器部分）9. 整机制造成本（万元） 0.81.6.2 设计的主要内容以及采用的技术路线1.研究的内容原动机（柴油机）的选择、带传动的设计、链传动的设计、外部结构（外壳）、刀架等。2.技术路线选择成熟机具： 165F柴油机、轴承、轴承端盖等。进行配套设计：V带传动装置、链传动装置等。平面组合布置：为了保证小型培土机行驶的平稳性，将各主要工作部件合理布局，使其整机重心处于小型培土机纵向对称平面内，完成平面组合优化设计。近年来，随着农业机械的广泛应用，机械培土逐渐向市场化迈进，从而加大了竞争力度，也对施工机械的效率和能耗提出了更高要求，因此对小型培土机的设计有着很重要的意义。38第二章 培土机的可行性分析与经济分析2.1 可行性分析近年来，在国家一系列惠农政策的驱动下，作为我国农机工业一部分的耕整种植机械行业得到了快速健康发展，整个行业所呈现出的良好发展势态是多年来未曾有过的。目前，培土机在越来越多的农村地方得到了广泛的应用。在社会主义发展新农村的今天，在促进现代农业发展的今天，培土机也发挥了重要作用。培土机体积小，重量轻，一般用于甘蔗或其它经济作物的培土作业和开垄作业。培土机具有良好的发展前景，与传统的牛耕的训练相比，运营效率甘蔗中耕培土机比1216倍，节省人力物力，以及更好的工作质量，实际应用表明，能生产农作物的土机器，甘蔗创造一个深度耕作，深的水潴留，良好的成长环境化肥深施，使倒伏有效提高甘蔗，甘蔗产量，从而达到目的的能力。虽然目前市场上小型培土机的种类很多，但就成本，性能等方面来说，要改进的地方很多，前景十分广阔，随着“建设新农村”工作的开展，随着现代农业建设的不断发展，在今后的农业生产中，小型培土机将越来越普及，对中国农业技术的发展也将发挥十分重要的作用。一个新产品设计是否合理，要看它的市场经济效益怎么样，能否在原有的条件下，提高生产作业的效率，但同时又要考虑产品自身的成本，重量，使用寿命等因素，只有各方面都合理，才是一个好的新产品，才有好的可行性。培土机特别适用于种植前的开沟起垄，种植后的施肥培土等，作业时可以依照所需的种植尺寸要求通过更换开沟刀具进行随意调节，能极大地满足用户的需求。且该机器安装方便，操作灵活，安全可靠。因此有较好的可行性。2.2 经济分析2.1.1 企业经济效益分析表2-1 制造成本概算序号名称成本（元）备注1动力1000165F型柴油机2轮胎300两个3带轮与链轮5004轴500两根（含工作轴）5 外壳4006其它辅件1800联接钢管、标准件等7销售费300三包费8出厂价62009装配工资20010税金200增值税的1711厂家利润10002.1.2 企业预算效益按年生产300台计算，年产值为V=数量单价=3006200=186（万元），利润为 W=数量每台利润=3001000=30（万元），税金为 S=数量每台税金=300200=6（万元），而且除外购件外，一般小厂就可以生产，因此这种小型培土机是一种投资小，见效快的产品。其经济效益是可观的。2.2 结论因此，该培土机的研究开发和推广不但能带来很大的社会效益，亦能给企业带来很大的经济效益，投资回收周期短，且适合当前的社会购买力，是一种有利发展农业可靠实用的好机械。第三章小型培土机技术设计说明3.1 总体方案的确定在过去，农民进行田间培土，劳动强度大，效率低，农民渴望从繁重的手工劳动中解放出来，但是如果小型培土机成本偏高，同样也不能得到推广。因此研制开发出一种价格适中的小型培土机械，使田间劳动变得轻松方便，是目前农业急需解决的问题。近些年来，国内一些工厂和研究单位在开发培土机械上做了许多工作，也取得了一定的进展。研发出了拖拉机带动，集培土、施肥于一体的中耕培土机，以及由柴油机带动的小型培土机等等，前者工作效率高，大大降低了劳动强度，但是生产成本也高，后者效率稍低，质量小，操作简单方便，成本低。综上所述，结合本地区的特点和借鉴其他培土机的优缺点，通过对几种方案的反复论证，确定本小型培土机以柴油机为动力，培土刀具为工作执行部件，通过带传动和链传动降低输入轴转速的总体设计方案。如图3-1所示：动力（柴油机）带传动高速轴刀（架）工作轴链传动图3-1 培土机总体设计方案框图其主要技术经济指标：1. 配套动力功率（KW）2 2. 培土宽度 0.65-0.8m3. 噪声 90dB(A)4. 杂草覆盖率 90%5. 生产率 0.05hm2/h6. 培土高度 0.150.25m7. 燃油消耗量 11.2L/hm28. 质量 约12Kg（培土器部分）9.整机制造成本（万元） 0.83.2 传动类型的确定3.2.1 传动的重要性工作机一般都要靠原动机供给一定形式的能量（绝大多数是机械能）才能工作。但是，把原动机和工作机直接连接起来的情况是很少的，往往需要在二者之间加入传递动力或改变运动状态的传递装置。其主要原因是：（1）工作机所需的速度，原动机一般和最佳速度并不一致，它需要增长或减速（实际大多是减速）。此外，在原动机的输出轴通常是只为了均匀旋转运动，但在由所述作业机械所要求的形式是多种多样的运动，如直线运动，间歇运动，等。（2）需要大量的工作机根据生产要求进行速度调节，但依靠调节原动机的转速来实现这一目标是不经济的，也是不可能的。（3）在某些情况下，驱动由多个不同的工作机的原动机的运行速度。（4）为了保持安全性和方便性，或者因为机器的外部尺寸是由其他原因的限制，可能无法在原动机和直接连接在一起的工作机械。因此，发送的是大多数机器或装置的主要部分。实践证明，整台机器的传输质量和成本中占有相当大的比重。性能和机器的运行成本取决于驱动装置的优点也是很大的程度上。因此，要不断提高对传输的设计和制造水平具有十分重要的意义。3.2.2 传动的分类 根据工作原理的不同，可将传动分为两类：a）机械传动（指广义的机械传动），b）电传动。机械传动又分为摩擦传动、啮合传动、液力传动和气力传动。它们的传动比对照如表3-1所示：表3-1 各种传动的传动比（参考值）传 动 类 型传 动 比平带传动V带传动圆柱齿轮传动开式单级减速器46单级外啮合和内啮合行星减速器39锥齿轮传动开式单级减速器蜗杆传动开式1560单级减速器840链传动摩擦轮传动综合各方面，本设计可以考虑齿轮传动、带传动和链传动。3.2.3 几种常用传动方式的比较1. 齿轮传动的主要特点：a) 效率高 在常用的机械传动中，以齿轮传动的效率为最高。如一级圆柱齿轮传动的效率可达99%。这对大功率传动十分重要，因为即使效率只提高1%，也有很大的意义。b) 结构紧凑 在同样的使用条件下，齿轮运动所需的空间尺寸一般较小。c) 可靠，长寿命设计和制造正确的，合理的，维护良好的齿轮来使用，非常可靠工作寿命可长达十年或二十年，这是其他机械传动所不能比拟的。d) 传动比稳定但是齿轮传动的制造及安装精度要求高，价格较贵，由于要设计的培土机属于农业机械，将用于田间作业，为了便于向广大农民朋友推广，所以价格不能太贵，考虑到制造成本的高低，而且传动的距离较大，不适宜采用结构紧凑的齿轮传动。2. 带传动特点带传动机构具有结构简单、传动平稳、造价低廉、不需润滑和具有缓冲吸振作用，在发生过载时打滑，起过载保护作用，以及能实现较大距离两轴间的传动等优点，在近代机械中被广泛应用。其缺点是外廓尺寸较大，传动比不准确，带的寿命较短，由于安装时需要加预紧力，因此轴和轴承受力较大，而且一般不使用于高温或有腐蚀性介质的环境中。3. 链传动特点与皮带传动的摩擦型相比，链传动无弹性滑动和打滑的整体，从而保持准确的平均传动比，传动效率高;张并不需要，因为链条紧带，所以对较小的轴的径向压力的影响;链带的金属材料，利用相同的条件下是很重要的，该链传动装置的总体尺寸更小，结构更紧凑;当链条驱动可以在高温和高湿度的环境中工作。与齿轮传动相比，链传动精密制造和安装的要求较低，成本也低。当传输距离，结构比齿轮传动装置更轻便。链传动装置的主要缺点是：只能使用平行轴到驱动链轮来实现;不维护操作过程中恒定的瞬时传动比;容易磨损和跳转后的牙齿撕裂;工作噪音;应该在大的负荷变化，调整和快速传输反向不能使用。由于本设计机器培土机的传动距离较大，又要求有准确且较大的传动比，而且制造成本不宜过高。综合考虑各方面，本设计可以二级减速传递，高速轴部分采用皮带轮传动，低速轴部分采用链传动。3.3 确定传动比，分配各组传动的传动比3.3.1 总传动比的计算165F柴油机参数如下：P=2kw，转速n=2600r/min。柴油机的转速：=2600 r/min；工作轴的转速：n=300350r/min；=7.438.67， 经估算初取i=8.1 。3.3.2 各级传动比的分配取带传动比=3；链传动比。3.3.3 各轴的转速高速轴：=2600/3=867 r/min； 工作轴：=2600/8.1=321r/min。3.4 带传动的设计由于窄V带是用合成纤维绳作抗拉体，与普通V带相比，当高度相同时，窄V带的宽度约缩小1/3，而承载能力可提高1.52.5倍，适用于传递动力大而又要求传动装置紧凑的场合。为了使机器结构紧凑，本设计可采用窄V带。设计一带式输送传动系统中第一级的窄V带传动。已知165F柴油机的额定功率 P=2kW，转速=2600r/min，传动比i3，一天运转的时间10h。1.确定计算功率由机械设计第七版P151表8-6查得工作情况系数K，故 =1.22kW=2.4Kw2选取窄V带类型根据Pca、n由图8-9确定选用SPZ型。3确定带轮基准直径由表8-3和表8-7以及柴油机的 主动轮大小标准，取主动轮基准直径=90mm。根据式（8-15），从动轮的基准直径。 =390=270mm按式（8-13）验算带的速度v=dn/(601000)=902600/(601000) m/s=12.25m/s35m/s带的速度合适。4确定窄V带的基准长度和传动中心距根据0.7(dd)a120主动轮上的包角合适。6计算窄V带的根数z由式（8-22）知 z= P/(P+P)KK由n=2600r/min、d=90mm、i=3，查表8-5 c和8-5d得 P=1.98Kw ， P=0.22Kw查表8-8得K=0.95，查表8-2得K=0.94，则 z=2.4/(1.12+0.22)0.950.94=2.1取z=3根。7计算预紧力F由式（8-23）知 F=500P（2.5/ K1）vzqv查表8-4得q=0.07kg/m，故 F=5002.4（2.5/0.951）/（12.252）0.0712.25N=91.4N8计算作用在轴上的压轴力F由式（8-24）得F=2z Fsin(/2)=2290.4sin(159.7/2)N=356N9大带轮的结构设计因为d =270mm300mm，故可以采用腹板式。查表8-10得V带轮的轮槽尺寸如下： 基准宽度（节宽） b(b)=8.5mm基准线上槽深 h=2.0mm基准线下槽深 h=2.0mm槽间距 e=12mm第一槽对称面至端面的距离 f=8mm最小轮缘厚 =5.5mm 取=6mm带轮宽 B=(z-1)e+2f=(3-1)12+28=40mm外径 d=d+2h=270+22=274mm轮槽角 d=270mm80mm，故取=38查图8-12得V带轮的其他结构尺寸如下： d=2d=100mm ( d为安装大带轮的轴的直径，d=50mm ) B=40mm1.5d=75mm，故取L=B=40mm C=1.6mm C= 取C=B=0.240mm=8mm10. 大带轮的结构尺寸如图3-2所示：图3-2 大带轮的结构尺寸图3.5 链传动设计计算3.5.1 链条的类型的选择按链条的结构形式可以分为套筒链、滚子链、齿形链等多种类型。常用链条的主要特点及适场合如表3-2所示： 通过上表对各种链条的综合比较，显而易得，此设计的链传动部分可以采用滚子链。3.5.2 链轮的选材及热处理小链轮：由于没有剧烈振动与冲击，而且考虑到农业机械的生产成本要求比较低，故可选用45号钢，调质处理，热处理后硬度达到4050HRC。大链轮：此大链轮与小链轮不同，由于其是焊接再工作轴上的结构，不可拆卸，为了提高链轮的工作寿命，从而提高刀架部分的工作寿命，大链轮的材料选用20Cr，渗碳、淬火、回火，使热处理后的硬度达到5060HRC。表3-2 常用链条的主要特点及适用场合类型主要特点适用场合套筒链结构简单，价格便宜，但工作时套筒和链轮轮齿间有相对滑动，容易引起链轮的磨损用于传动效率小、速度低的场合滚子链除具有套筒链的优点外，滚子与链轮间为滚动摩擦，可以减轻链与链轮轮齿的磨损，使用寿命长，应用更广用于低速、动力传动、曳引提升，配上各种附件也可以共输送用 齿形链由多个链片铰接而成，链片与轮齿作楔入啮合，故传动平稳，噪声较小，可靠性较高，但重量较大，价格较高，而且对安装和维护的要求较高适用于高速或运动精度要求较高的传动，也用于大功率、较大传动比场合，以及要求平稳、噪声小的传动铰卷式平顶链由带铰卷的链板和销轴两个基本零件组成，形成连续的平顶面，可以避免灌装容器的绊嗑碰翻易于保持清洁作为输送链广泛用于灌装生产线，以及输送罐、盒、瓶、玻璃器皿等3.5.3 链轮的设计（1）选择链轮齿数和确定传动比i一般链轮齿数在17114之间，假定链速v=38m/s，根据大带轮的轴的直径d=50mm，查机械设计第七版P168 表9-4 链轮穀孔最大许用直径d，选小链轮的齿数=19，由传动比i，z按下式计算 =192.7=51.3取z=51。（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，将链传动所传递的功率修正为当量的单排链的计算功率 式中：工况系数，见机械设计第八版表9-6； 取=1.4 主动链轮齿数系数，见图9-13； 取=1.43 多排链系数，双排链时=1.75，三排链时=2.5； 取=1 P传递的功率，kW。(3)确定链条型号和节距p链条型号根据当量的单排链的计算功率和主动链轮转速由图9-11得到。然后由表9-1确定链条节距p。经计算选08A的链条，p=12.7mm（4） 计算链条节数和中心距初选中心距=（3050）p，按下式计算链节数为了避免使用过渡链节，应将计算出的链节数圆整为偶数。初定中心距=40p=508mm，计算出=116.14节，取=116节。（5）确定链长L及中心距a =11612.7/1000=1.473 a=(-(z+z)/2)+sqrt(-(z+z)/2) -8(z-z)/2) =(116-(19+51)/2)+sqrt(116-(19+51)/2)-8(51-19)/2) =494.03mm494mm 中心距减少量 a=(0.0020.004)a=（0.0020.004)494 =0.9981.976mm 实际中心距 a=a-a=494mm-(0.9981.976)mm492.02493.00mm 取 a=493mm（6）验算链速 v=m/s=3.49m/s 与假设相符。（7）验算小链轮的轮毂孔d由表9-4查得小链轮毂孔许用的最大直径d=41mm，大于工作轴的直径D=30mm，故合适。（8）作用在轴上的压轴力 =有效圆周力 =1000P/v=10002/3.49=573.1N573N按水平布置取压轴力系数=1.15，故 =1.15573=659N （9）确定小链轮尺寸分度圆直径 ，根据已知数据：其中：滚子直径（mm）取，其中内链节内宽（mm）所以齿面圆弧半径 =0.008d(z+180)=34.27mm =0.12 d(z+2)=19.958 ， 故取=25mm齿沟圆弧半径 =3.996+0.141144.14mm =3.996mm ， 故取=4mm齿沟角 =120=115.263 =140=135.26 故取=120（10）小链轮尺寸的结构尺寸图如3-3所示：图3-3 小链轮尺寸的结构尺寸图（11）确定大链轮尺寸分度圆直径 ，根据已知数据：=206mm取，其中内链节内宽（mm）所以（12）大链轮结构尺寸如图3-4所示：图3-4 大链轮结构尺寸图3.6 轴的设计计算3.6.1 材料的选择由于装链轮和刀具的轴主要用来传递转矩，工作时产生的应力为循环变应力，故其主要失效形式为因疲劳强度不足而产生疲劳断裂，有时还将产生塑性变表3-3 轴的常用材料及主要力学性能材料牌号热处理毛坯直径（mm）硬度/HBS抗拉强度极限屈服强度极限弯曲强度极限剪刀疲劳极限许用弯曲应力备注45正火100300162217570285245135调质60计算：轴承：d*n=50*800=4000mm.r/min， 故应该用脂润滑；轴承：d*n=30*298=8940 mm.r/min， 故应该用脂润滑。3.10.2 链传动的润滑链传动的润滑十分重要，对于高速、重载的链传动更为重要。良好的润滑可以缓和冲击，减轻磨损，延长链条使用寿命。滚子链的润滑方法和要求列于表3-7中。表3-7 滚子链的润滑方法和供油量方式润滑方法供油量人工润滑用刷子或油壶定期在链条松边内、外链板间隙中注油每班注油一次滴油润滑装有简单外壳，用油杯滴油单排链，每分钟供油520滴，速度高时取大值油浴供油采用不漏油的外壳，使链条从油槽中通过链条浸入油面过深，搅油损失大，油易发热变质。一般浸油深度为612mm飞溅润滑采用不漏油的外壳，在链轮侧边安装甩油盘。甩油盘圆周速度v3m/s。当链条宽度大于125mm时，链轮两侧各装一个甩油盘甩油盘浸油深1235mm压力供油采用不漏油的外壳，油泵强制供油，喷油管口设在链条啮入处，循环油可起冷却作用每个喷油口供油量可根据链节距及链速大小查阅有关手册本培土机的链传动部分可以采用人工润滑方式，润滑油推荐采用牌号为L-AN32、L-AN46、L-AN68的全损耗系统用油。对于本机器也可以涂抹润滑脂，但应进行定期清洗与涂抹。3.10.3 密封装置在机械设备中，为了阻止液体，气体工作介质或润滑油剂泄漏，防止灰尘，水分进入润滑部位，必须高有密封装置，密封不公能大量节约润滑剂，保证机器正常工作，提高 机器人寿命，而且对改善工厂环境卫生，保障工人健康也有很大作用，是降低成本，提高生产效率中不可忽略的问题。根据被密封面是否有相对运动，密封可分为静、动密封，所有的表密封和大部分的支都借助于密封面相互靠近或嵌入，以减少甚至消除间隙，这种密封称为接触式密封，密封面间隙留固定间隙，领先各种方法减少密封间隙两侧压力差来阻漏的密封称为接触式密封。动密封有以下几种：（1）：毡圈密封（2）：密封圈密封（3）：机械密封（4）：间隙密封与迷宫密封（5）：离心式密封（6）：螺旋密封表3-8 各种密封装置的性能比较密封形式最高工作速度（m/s）最大压力（MPa）温度（C）备注动密封接接触密封毡圈50.190用于脂润滑，主要作用防尘填料密封2032-45230O形密封圈335-60200单向密封，有骨架用于高速场合J形密封圈4123-30150机械密封308-196400非非接触密封间隙密封不限600迷宫密封离心密封叶轮300.2550停机时无密封作用甩油环不限不限螺旋密封302.5-30100静密封研合密封面0.01100550加工要求高垫片橡胶1.6-70200塑料0.6-180250金属20600密封胶1.21.5140220结合面间隙小于0.2mm厌氧胶530100150能起密封及联接结合面的作用O形橡胶密封圈100-60200结合面上要开槽O形中空金属环3006003.10.4 密封的选择各种密封的作用与原理不同，使用时应据压力，工作温度等具体工作条件，选择出既经济，又合理的密封与结构。表3-8为各种密封性能表，以供设计时选择参考。第四章 设计总结本次设计，是大学的全部基础课、技术基础课程以及全部专业课程和生产实习的综合。这是我们在进行毕业之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的锻炼。它在我们四年的大学生活学习中占有很重要的地位。在此次毕业设计中我对自己未来将从事的工作进行了一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后参加祖国的现代化建设打下了一个良好的基础。通过这次毕业设计使我对机械设计方面的知识得到了很大地提高。本次设计查阅了有关手册、教材，并在互联网上进行文献检索，采用了计算机辅助设计，对各个重要步骤进行了详细计算和说明，必要处都有校核。装配图和零件图按照国家机械制图标准画法绘制，通过这次设计，我进一步熟悉了有关标准、规范、技术文件和设计说明书的编写，圆满地完成了本次毕业设计。分析问题、解决问题的能力得到了提高，能够综合运用所学知识解决一些实际生产问题。这次设计中我最大的感受是：理论与实践必须相结合，只有将正确的理论应用于实践中，才能真正发挥理论的价值，才能更深刻地了解和掌握理论的真正内涵，而要做到理论与实践相结合必须有一定的理论基础和丰富的实践经验。在这方面，我很欠缺，还在待于在日后的进一步学习和工作中来弥补和提高。此外，设计工作是一项繁重
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